JP2012243536A

JP2012243536A - 通気構造

Info

Publication number: JP2012243536A
Application number: JP2011111935A
Authority: JP
Inventors: Yozo Yano; 陽三矢野
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: EP2711609B1; US8814993B2; KR20140010332A; KR102020681B1; CN102959321B; WO2012157149A1; EP2711609A1; CN102959321A; EP2711609A4; US20130055898A1; JP5746559B2

Abstract

【課題】外部からの水やオイルなどがシール部材に直接かかることを防止することができる通気構造を提供する。
【解決手段】筐体１０にはテーパー面１２を有する開口１１が設けられている。開口１１に取り付けられる通気部材２は、通気路３０を有する支持体３、防水通気膜４、およびカバー５を含む。支持体３は、防水通気膜４が接合された基部３１と、基部３１から突出して筐体１０の内側面に係合する軸部３２とを有する。軸部３２には、シール部材６が装着されており、このシール部材６は押圧部３４によって開口１１内でテーパー面１２に押圧される。
【選択図】図１

Description

本発明は、筐体の開口に通気部材が取り付けられた通気構造に関する。

従来、例えば自動車用ランプやＥＣＵ（Electrical Control Unit）などの自動車電装部品、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器、家電製品、医療機器などでは、電子部品や制御基板などを収容する筐体に、温度変化による筐体内の圧力変動を緩和したり筐体内を換気したりする目的で開口が設けられ、この開口に通気部材が取り付けられることが行われている。この通気部材は、筐体の内外での通気を確保しつつ筐体内への塵や水などの異物の侵入を防ぐものである。

例えば特許文献１には、図８に示すような通気部材１００が開示されている。この通気部材１００は、筐体１５０の開口１５１に嵌め込まれる全体的に管状の支持体１１０と、支持体１１０の内部空間である通気路を塞ぐ防水通気膜１２０と、防水通気膜１２０を覆うカバー１３０とを備えている。支持体１１０は、防水通気膜１２０が接合された基部１１１と、基部１１１から突出して開口１５１を通じて筐体１５０の内側面に係合する軸部１１１を有している。軸部１１２の根元部分にはシール部材１４０が装着されており、このシール部材１４０が基部１１１によって筐体１５０の表面に押圧されることにより支持体１１０と筐体１５０との間のギャップがシールされる。

特開２００７−１４１６２９号公報

ところで、例えば自動車電装部品では、自動車が高圧水によって洗浄されることがあり、自動車電装部品にも高圧水が噴射されることがある。しかしながら、図８に示すような通気部材１００では、シール部材１４０が筐体１５０の表面と支持体１１０の基部１１１の間から露出しているため、上記のように自動車電装部品に高圧水が噴射されると、その高圧水がシール部材１４０に直接かかり、これによってシール部材が変形して筐体内に水が侵入することがある。

本発明は、このような事情に鑑み、外部からの水やオイルなどがシール部材に直接かかることを防止することができる通気構造を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、筐体の内部空間から外部空間に向かって拡径するテーパー面を有する開口が設けられた筐体と、前記開口に嵌め込まれた、前記内部空間に開口する通気路を有する支持体、前記通気路を塞ぐ防水通気膜、および前記防水通気膜を覆うカバーを含む通気部材と、前記通気路の周囲で前記筐体と前記支持体との間のギャップをシールするシール部材と、を備え、前記支持体は、前記通気路を構成する貫通穴が設けられ、前記防水通気膜が接合された基部と、前記基部から突出して前記筐体の内側面に係合する、前記シール部材が装着された筒状の軸部と、前記開口内で前記シール部材を前記テーパー面に押圧する押圧部と、を有する、通気構造を提供する。

上記の構成によれば、シール部材が開口内に収められるため、外部からの水やオイルなどがシール部材に直接かかることを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る通気構造の縦断面図図１に示す通気構造の分解斜視図図１のIII−III線に沿った横断面図第１実施形態の変形例の通気構造の縦断面図本発明の第２実施形態に係る通気構造の縦断面図図５に示す通気構造の分解斜視図図５のVII−VII線に沿った横断面図従来の通気部材の断面図

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１〜３に、本発明の第１実施形態に係る通気構造１Ａを示す。この通気構造１Ａは、開口１１が設けられた筐体１０と、開口１１に取り付けられた通気部材２と、通気部材２に保持されたシール部材６とを備えている。

開口１１は、軸方向の少なくとも一部の領域において、筐体１０の内部空間１０Ａから外部空間１０Ｂに向かって拡径するテーパー面１２を有する。本実施形態では、開口１１の内周面のうちの内部空間１０Ａ側の僅かな部分が円筒状になっており、残りの殆どの部分がテーパー状になっている。すなわち、テーパー面１２は筐体１０の表面につながっている。なお、開口１１が開口する方向は特に限定されるものではなく、例えば、鉛直上向き、鉛直下向き、水平方向などどのような方向であってもよい。以下では、説明の便宜のために、開口１１が開口する方向（図１では上側）を上方、それと反対の方向（図１では下側）を下方ということがある。

通気部材２は、開口１１に嵌め込まれた支持体３と、支持体３に支持された防水通気膜４と、防水通気膜４を覆うカバー５とを含む。支持体３には、当該支持体３を貫通する通気路３０が設けられている。通気路３０は、筐体１０の内部空間１０Ａに開口しており、上方からは防水通気膜４で塞がれている。上述したシール部材６は、通気路３０の周囲で筐体１０と支持体３の間のギャップをシールする。

防水通気膜４は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する膜（樹脂または金属からなる、職布、不織布、メッシュ、ネットなど）であれば、構造や材料は特に限定されない。例えば、防水通気膜４は、樹脂多孔質膜に補強層が積層された構成を有していてもよい。補強層を設けることにより、高強度の防水通気膜４を得ることができる。

樹脂多孔質膜の材料には、公知の延伸法、抽出法によって製造することができるフッ素樹脂多孔質体やポリオレフィン多孔体を用いることができる。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等が挙げられる。ポリオレフィンを構成するモノマーとしては、エチレン、プロピレン、４−メチルペンテン−１，１ブテン等が挙げられ、これらのモノマーを単体で重合した、または共重合して得たポリオレフィンを使用することができる。また、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリ乳酸を用いたナノファイバーフィルム多孔体等を用いることもできる。中でも、小面積で通気性が確保でき、筐体内部への異物の侵入を阻止する機能の高いＰＴＦＥ多孔質体が好ましい。

なお、樹脂多孔質膜には、筐体１０の使用環境に応じて撥液処理を施してもよい。撥液処理は、表面張力の小さな物質を樹脂多孔質膜に塗布し、乾燥後、キュアすることにより行うことができる。撥液処理に用いる撥液剤は、樹脂多孔質膜より低い表面張力の被膜を形成できればよく、例えば、パーフルオロアルキル基を有する高分子を含む撥液剤が好適である。撥液剤の塗布は、含浸、スプレー等で行うことができる。また十分な防水性を確保するという観点から、樹脂多孔質膜の平均孔径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。

補強層の材料としては、樹脂多孔質膜よりも通気性に優れるものを用いることが好ましい。具体的には、樹脂または金属からなる、職布、不織布、メッシュ、ネット、スポンジ、フォーム、多孔体などを用いることができる。樹脂多孔質膜と補強層とを接合する方法としては、接着剤ラミネート、熱ラミネート、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着などの方法がある。

防水通気膜４の厚さは、強度および支持体３への固定しやすさを考慮して、例えば、１μｍ〜５ｍｍの範囲で調整するとよい。樹脂多孔質膜または防水通気膜４の通気度は、ガーレー値にて０．１〜３００ｓｅｃ／１００ｍＬであることが好ましい。

支持体３は、中心に貫通穴が設けられた円形板状の基部３１と、基部３１の貫通穴と連通する内部空間を持つ筒状の軸部３２を有している。すなわち、基部３１の貫通穴および軸部３２の内部空間は上述した通気路３０を構成する。本実施形態では、基部３１の貫通穴の直径は、軸部３２の内径と同一に設定されており、それらの内周面は連続した壁面を形成する。ただし、基部３１の構成はこれに限られるものではなく、例えば、基部３１には軸部３２で取り囲まれる領域に複数の貫通穴が設けられていてもよい。

基部３１は、開口１１の外で筐体１０の表面と対向するように開口１１の周囲に広がっている。また、基部３１の上面には防水通気膜４が接合されている。さらに、基部３１の上面には、互いに周方向に離間しながら防水通気膜４を取り囲む複数（図例では３つ）の隔壁３５が設けられている。本実施形態では、各隔壁３５が防水通気膜４の輪郭に沿う円弧状をなしている。

軸部３２は、基部３２の下面から突出し、開口１１を通じて筐体１０の内側面に係合している。具体的に、軸部３２には、当該軸部３２の下部が下端から複数箇所で切り込まれることにより、径方向に弾性変形可能な複数（図例では３つ）の係合片が形成されている。これらの係合片の下端には、径方向外側に突出する係合用の爪３３が設けられている。

また、軸部３２には、上述したシール部材６が装着されている。シール部材６は、自然体で、テーパー面１２の最小径よりも大きく、かつ、最大径よりも小さい外径を有する。シール部材６としては、Ｏリングやパッキンなどを用いることができる。

さらに、支持体３には、基部３１と軸部３２とで形成されるコーナーに押圧部３４が設けられている。押圧部３４は、軸部３２の根元部分を取り巻くリング状をなしており、開口１１内でシール部材６をテーパー面１２に押圧する。押圧部３４がシール部材６と接触する下端面（押圧面）は、図１に示すように組み合わされた状態で筐体１０の表面よりも内部空間１０Ａ側に位置していることが好ましい。

カバー５は、支持体３の隔壁３５に当接して防水通気膜４と対向する主壁５１と、主壁５１の周縁部から垂れ下がる複数（図例では３つ）の垂れ壁５２とを有している。本実施形態では、主壁５１の直径が支持体３の基部３１の外径と同じに設定されている。すなわち、垂れ壁５２は、隔壁３５と二重の円を描くように配置されている。

各垂れ壁５２は主壁５１の周縁部に沿う円弧状をなしている。また、各垂れ壁５２は、防水通気膜４を外部空間１０Ｂから隠すように、隔壁３５から径方向外側に離れた位置で隔壁３５同士の間の隙間を覆っている。換言すれば、垂れ壁５２および隔壁３５は、防水通気膜４が直接的に外部に露出しないように、防水通気膜４の周囲にラビリンスを形成する。

各垂れ壁５２の高さは、隔壁３５の高さよりも高く設定されている。一方、基部３１の上面には、垂れ壁５２と対応する位置に、径方向外側に開口する、垂れ壁５２が嵌合可能な凹部３１ａが設けられている。図示は省略するが、垂れ壁５２の先端および凹部３１ａ内には互いに係合可能な凹凸が設けられており、それらの係合によってカバー５が支持体３に連結される。

以上説明した通気構造１Ａでは、シール部材６が開口１１内に収められるため、外部からの水やオイルなどがシール部材６に直接かかることを防止することができる。

さらに、本実施形態では、支持体３の隔壁３５およびカバー５の垂れ壁５２によって防水通気膜４が直接的には外部に露出しないため、防水通気膜４に例えば高圧水が直接噴射されることがなく、防水通気膜４の破損を防止することができる。

また、通気部材２はカバー５内に水が侵入したとしてもその水がスムーズに流れ出るように構成されているため、開口１１が開口する方向がどのような方向であっても防水通気膜４上に水が留まることを抑制することができる。

＜変形例＞
前記実施形態では、１つのシール部材６だけが用いられていたが、図４に示す変形例の通気構造１Ｂのように、第２のシール部材７を用いることも可能である。図例では、第２のシール部材７が押圧部３４に装着され、基部３１によって筐体１０のテーパー面１２に押圧されている。ただし、第２のシール部材７は、筐体１０の表面に押圧されてもよい。

このような構成でも、シール部材６に対しては外部からの水やオイルなどから保護することができる。また、第２のシール部材７を用いることにより、たとえ筐体１０が塩分によって腐食したとしても、長時間に亘って防水性を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、図５〜７を参照して、本発明の第２実施形態に係る通気構造１Ｃを説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態で説明した構成と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略することがある。

本実施形態の通気構造１Ｃでは、支持体３の基部３１の上面（防水通気膜４との接合面）が筐体１０の表面と同一平面上に位置するように基部３１が開口１１内に収められている。そして、基部３１における軸部３２の周囲に張り出す部分が押圧部３４を構成している。なお、「基部３１の上面が筐体１０の表面と同一平面上に位置する」とは、それらが完全に一致する場合だけでなく、それらが僅かに（例えば、防水通気膜４の厚さ程度）ずれた場合を含む概念である。

さらに、本実施形態では、カバー５の垂れ壁５２が主壁５１の周縁部からではなく、周縁部から少し内側に寄った位置で主壁５１から垂れ下がっている。また、カバー５は、当該カバー５の周縁部がテーパー面１２を延長した仮想円錐面Ｐと交わる大きさを有している。すなわち、主壁５１の直径がテーパー面１２の最大径よりも大きく設定されており、垂れ壁５２の外側面で構成される円の直径がテーパー面１２の最大径よりも小さく設定されている。

本実施形態の構成でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態のように基部３１が開口１１内に収められていれば、通気部材２を小型化することができる。さらに、本実施形態では、防水通気膜４との接合面である基部３１の上面が筐体１０の表面と同一平面上に位置しているため、筐体１０の表面からの通気部材２の突出高さを低く抑えることができる。その結果、通気部材２を他の部品と共に限られたスペースに設置する場合に、そのスペースを効率的に利用することができ、設計の自由度が増大する。

１Ａ〜１Ｃ通気構造
２通気部材
３支持体
３０通気路
３１基部
３２軸部
３３爪
３４押圧部
３５隔壁
４防水通気膜
５カバー
５１主壁
５２垂れ壁
６シール部材
１０筐体
１０Ａ内部空間
１０Ｂ外部空間
１１開口
１２テーパー面

Claims

筐体の内部空間から外部空間に向かって拡径するテーパー面を有する開口が設けられた筐体と、
前記開口に嵌め込まれた、前記内部空間に開口する通気路を有する支持体、前記通気路を塞ぐ防水通気膜、および前記防水通気膜を覆うカバーを含む通気部材と、
前記通気路の周囲で前記筐体と前記支持体との間のギャップをシールするシール部材と、を備え、
前記支持体は、前記通気路を構成する貫通穴が設けられ、前記防水通気膜が接合された基部と、前記基部から突出して前記筐体の内側面に係合する、前記シール部材が装着された筒状の軸部と、前記開口内で前記シール部材を前記テーパー面に押圧する押圧部と、を有する、通気構造。
前記支持体は、互いに周方向に離間しながら前記防水通気膜を取り囲む複数の隔壁を有し、
前記カバーは、前記複数の隔壁に当接して前記防水通気膜に対向する主壁と、前記防水通気膜を前記外部空間から隠すように前記複数の隔壁から径方向外側に離れた位置で前記複数の隔壁同士の間の隙間を覆う複数の垂れ壁と、を有する、請求項１に記載の通気構造。
前記基部は、前記開口の外で前記筐体の表面と対向するように前記開口の周囲に広がっており、
前記押圧部は、前記基部と前記軸部とで形成されるコーナーに配置されている、請求項１または２に記載の通気構造。
前記押圧部に装着され、前記基部によって前記筐体に押圧される第２のシール部材をさらに備える、請求項３に記載の通気構造。
前記基部は、前記防水通気膜との接合面が前記筐体の表面と同一平面上に位置するように前記開口内に収められており、
前記押圧部は、前記基部における前記軸部の周囲に張り出す部分である、請求項１または２に記載の通気構造。
前記テーパー面は、前記筐体の表面につながっており、
前記カバーは、当該カバーの周縁部が前記テーパー面を延長した仮想円錐面と交わる大きさを有する、請求項５に記載の通気構造。