JP2014032741A - 通気性防水部品、通気防水膜及び自動車用電装品 - Google Patents
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Abstract
【課題】防水性に加えて、より高い通気性を有することにより、自動車用電装品の内圧調整を適切に行うことができる通気防水部品を提供する。
【解決手段】通気用の開口部を有する筐体110に取り付け可能な通気防水部品1であって、筐体110の内部空間110aと外部空間110bとの間に通気経路Rを形成する筒状の通気経路形成部材20と、通気経路を閉じるように通気経路形成部材20に設けられている通気防水膜10Aと、を備え、通気防水膜10Aは、撥水性ナノ繊維からなるナノ繊維層を有する。通気防水膜10Aは撥水性ナノ繊維層のみからなるものであってもよく、また、撥水性ナノ繊維層に補強材層を積層したものであってもよい。
【選択図】図4
【解決手段】通気用の開口部を有する筐体110に取り付け可能な通気防水部品1であって、筐体110の内部空間110aと外部空間110bとの間に通気経路Rを形成する筒状の通気経路形成部材20と、通気経路を閉じるように通気経路形成部材20に設けられている通気防水膜10Aと、を備え、通気防水膜10Aは、撥水性ナノ繊維からなるナノ繊維層を有する。通気防水膜10Aは撥水性ナノ繊維層のみからなるものであってもよく、また、撥水性ナノ繊維層に補強材層を積層したものであってもよい。
【選択図】図4
Description
本発明は、通気性防水部品、通気防水膜及び自動車用電装品に関する。
従来、自動車用電装品の内圧調整部品などに用いられる通気性防水部品が知られている(例えば、特許文献1参照。)。なお、本明細書において、通気防水部品というのは、防水性と通気性とを有する通気防水膜を備えた部品のことをいう。また、本明細書において、「防水」というのは、水の通過を防止するだけでなく、水以外の液体の通過も防止することを意味している。
図7は、特許文献1に開示されている通気防水部品を説明するために示す図である。特許文献1に開示されている通気防水部品(従来の通気防水部品という。)800は、通気用の開口部を有する筐体910に取り付け可能な通気防水部品であって、筐体910の内部空間910aと外部空間910bとの通気経路を有する通気経路形成部材810と、通気経路形成部材810の上端側開口部に設けられている通気防水膜820と、当該通気防水膜820を保護するように通気経路形成部材810に取り付けられたカバー830とを備えている。
なお、従来の通気防水部品800においては、通気防水膜820は樹脂多孔質膜からなるものであり当該通気防水膜820(従来の通気防水膜820ともいう。)は、厚みが、1μm〜5μmであり、通気度はガーレー形法において0.1〜300sec/100cm3であり、また、耐水圧は1.0KPa以上であるということが特許文献1に記載されている。
この種の通気防水部品を自動車用電装品に用いる場合には、通気防水部品800が防水性に加えて、高い通気性を有することが重要となる。これは、自動車用電装品が作動することによって当該自動車用電装部品の筐体内部が高温となり、筐体の内圧が上昇してしまうといった不具合を防止するためである。このような不具合を防ぐために、自動車用電装品の筐体における内圧調整用として通気防水部品が取り付けられている。
特に、自動車用電装品が自動車のヘッドランプユニットである場合には、ランプの点灯時にヘッドランプユニットの筐体内部が高温となり、筐体の内圧が大きく上昇してしまう。このため、ヘッドランプユニットの筐体の内圧調整を可能とするために通気防水部品が取り付けられている。
このような通気防水部品として、上記した従来の通気防水部品を使用した場合、従来の通気防水部品においては、当該通気防水部品に用いられている通気防水膜が、樹脂多孔質膜からなるものであることから、通気性という点で課題が残り、自動車用電装品の内圧調整を適切に行うことができないといった課題がある。
そこで、本発明は、上記した課題を解決するためになされたもので、防水性に加えて、高い通気性を有することにより、自動車用電装品の内圧調整を適切に行うことができる通気防水部品及び当該通気防水部品に使用可能な通気防水膜を提供することを目的とする。また、本発明の通気防水部品が取り付けられていることにより、適切な内圧調整が可能となり、高品質で高い安全性を有する自動車用電装品を提供することを目的とする。
[1]本発明の通気防水部品は、通気用の開口部を有する筐体に取り付け可能な通気防水部品であって、前記筐体の内部空間と外部空間との間に通気経路を形成する筒状の通気経路形成部材と、前記通気経路を閉じるように前記通気経路形成部材に設けられている通気防水膜と、を備え、前記通気防水膜は、撥水性ナノ繊維からなるナノ繊維層を有することを特徴とする。
本発明の通気防水部品によれば、通気防水膜として撥水性ナノ繊維層を有することにより、防水性に加えて、高い通気性を有する通気防水部品とすることができる。このため、本発明の通気防水部品を自動車用電装品に取り付けることにより、自動車用電装品の内圧調整を適切に行うことができる。
[2]本発明の通気防水部品においては、前記通気防水膜は、撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層のみにより構成されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、通気防水膜を単純な構成とすることができ、通気防水膜の製造を容易なものとすることができる。それによって、通気防水部品のコストを低く抑えることができる。
[3]本発明の通気防水部品においては、前記通気防水膜は、前記撥水性ナノ繊維層は、厚みが5μm〜50μmの範囲内にあることが好ましい。
撥水性ナノ繊維層の厚みをこのような範囲にすることにより、通気防水膜の強度と通気性とを適切に確保することができ、かつ、通気防水膜の取り扱い(ハンドリング)を容易なものとすることができる。
[4]本発明の通気防水部品においては、前記通気防水膜は、撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層と、前記ナノ繊維層に積層された補強材層とを有することが好ましい。
このように、通気防水膜を撥水性ナノ繊維層に補強材層を積層した構造とすることにより、当該通気防水膜の強度を大きくすることができ、通気防水膜の耐久性を向上させることができるとともに、通気防水膜の取り扱いを、より容易なものとすることができる。
[5]本発明の通気防水部品においては、前記撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層と前記補強材層との合計の厚みが50μm〜150μmの範囲内にあり、前記合計の厚みのうち、前記撥水性ナノ繊維層は、厚みが1μm〜30μmの範囲内にあることを特徴とする通気防水部品。
通気防水膜をこのような厚みとすることにより、通気防水膜の強度と通気性とを適切に確保することができ、かつ、通気防水膜の耐久性を向上させることができるとともに、通気防水膜の取り扱いを、より容易なものとすることができる。
[6]本発明の通気防水部品においては、前記撥水性ナノ繊維は、平均径が50nm〜500nmの範囲内にあることが好ましい。
このような繊維径を有する撥水性ナノ繊維によって撥水性ナノ繊維層を形成することにより、耐水性及び通気性に優れた通気防水膜とすることができる。
[7]本発明の通気防水部品においては、前記撥水性ナノ繊維層の空孔率は、65%〜85%であり、空孔サイズの平均値が0.1μm〜3μmであり、通気度がフラジール形法において0.2cm3〜1.0cm3/cm2/secであることが好ましい。
撥水性ナノ繊維層がこのような空孔率、空孔サイズの平均値、通気度を有することにより、高い防水性を有するとともに、高い通気性を有する通気防水膜となる。
[8]本発明の通気防水部品においては、前記撥水性ナノ繊維は、撥水性ポリウレタン(PU)又は撥水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなることが好ましい。
撥水性ナノ繊維が撥水性ポリウレタン(PU)又は撥水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなることにより、防水性及び通気性に優れた通気防水膜とすることができる。
[9]本発明の通気防水部品においては、前記通気防水膜を保護し、かつ、前記通気経路を確保するように前記通気経路形成部材に取り付けられるカバーをさらに備えることが好ましい。
このようなカバーを備えることにより、通気経路を確保した状態で通気防水膜の保護が可能となり、通気防水膜の破損や汚れを抑制することができる。
[10]本発明の通気防水部品においては、前記通気防水部品は、自動車用電装品の内圧調整部品として用いられることが好ましい。
本発明の通気防水部品を自動車用電装品の内圧調整部品として用いることにより、自動車用電装品の内圧調整を適切に行うことができる。
[11]本発明の通気防水膜は、通気用の開口部を有する筐体の内部空間と外部空間との間に通気経路を形成する筒状の通気経路部材を有する通気防水部品において、前記通気経路を閉じるように設けられる通気防水膜であって、撥水性ナノ繊維からなるナノ繊維層を有することを特徴とする。
通気防水膜として撥水性ナノ繊維層を有することにより、防水性に加えて、より高い通気性を有する通気防水膜とすることができる。このため、本発明の通気防水膜を設けた通気防水部品を自動車用電装品に取り付けることにより、自動車用電装品の内圧調整を適切に行うことができる。なお、本発明の通気防水膜においても、前記[2]〜[8]に記載の特徴を有することが好ましい。
[12]本発明の自動車用電装品は、通気用の開口部を有する筐体に通気防水部品が取り付けられている自動車用電装品であって、前記通気防水部品は、[1]〜[10]のいずれかに記載の通気防水部品であることを特徴とする。
このように、[1]〜[10]のいずれかに記載の通気防水部品が通気防水部品として取り付けられていることにより、適切な内圧調整が可能となり、高品質で高い安全性を有する自動車用電装品とすることができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る通気防水部品1を説明するために示す断面図である。なお、図1(a)は通気防水部品1の縦断面図であり、図1(b)は図1(a)におけるx−x線矢視断面図である。
図2は、図1に示す通気防水膜10Aを拡大して示す図である。なお、図2(a)は通気防水膜10Aの平面図であり、図2(b)は、図1(a)におけるx−x線矢視断面図である。
図1は、実施形態1に係る通気防水部品1を説明するために示す断面図である。なお、図1(a)は通気防水部品1の縦断面図であり、図1(b)は図1(a)におけるx−x線矢視断面図である。
図2は、図1に示す通気防水膜10Aを拡大して示す図である。なお、図2(a)は通気防水膜10Aの平面図であり、図2(b)は、図1(a)におけるx−x線矢視断面図である。
実施形態1に係る通気防水部品1は、図1に示すように、通気防水膜10A(実施形態1に係る通気防水膜10Aという場合もある。)と、通気経路を形成する筒状の通気経路形成部材20と、カバー30とを備えている。
実施形態1に係る通気防水膜10Aは、図2に示すように、円盤形状をなし、撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層11のみからなっている。通気防水膜10Aの直径は、20mm程度であり、厚み(撥水性ナノ繊維層11の厚み)t1は、強度と通気性を考慮すると、5μm〜50μmの範囲内にあることが好ましい。なお、図2においては、通気防水膜10Aの厚みt1が当該通気防水膜10Aの直径の大きさに対して誇張して描かれている。
通気防水膜10Aの厚みt1をこのような範囲とすることにより、通気防水膜10Aの強度と通気性とを適切に確保することができ、かつ、通気防水膜10Aの取り扱いを容易なものとすることができる。なお、「通気防水膜10Aの取り扱いを容易なものとする」ことの具体例としては、大量に製造された通気防水膜10Aの管理が容易となるということ、当該通気防水膜10Aを通気経路形成部材20に設ける(貼り付ける)際の作業性が向上することなどが挙げられる。
撥水性ナノ繊維層11を構成する撥水性ナノ繊維の原料となるポリマーとしては、撥水性ポリウレタン(PU)又は撥水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を好ましく用いることができる。また、撥水性ナノ繊維層11における撥水性ナノ繊維の平均径は、50nm〜500nmの範囲内にある。また、撥水性ナノ繊維層11の空孔率は、65%〜85%の範囲内にあり、空孔サイズの平均値は、0.1μm〜3.0μmの範囲内にある。
なお、空孔サイズの平均値を求める際の空孔サイズは、例えば、各空孔の面積と同等の面積を有する円を仮定して、各円の直径の平均値を平均空孔サイズとして求めることができる。
なお、空孔サイズの平均値を求める際の空孔サイズは、例えば、各空孔の面積と同等の面積を有する円を仮定して、各円の直径の平均値を平均空孔サイズとして求めることができる。
このような構造の通気防水膜10Aは、通気度がフラジール形法において0.2cm3〜1.0cm3/cm2/secの範囲内にあり、また、当該通気防水膜10Aの耐水圧が、少なくとも、約10000mmH2Oであることが実験により確かめられた。
次に、実施形態1に係る通気防水膜10Aを製造するための工程について説明する。
図3は、実施形態1に係る通気防水膜10Aを製造するための工程の一例を説明するフローチャートである。まず、長尺シート状の紙などの基材を搬送機構(図示せず。)の繰り出しローラーにセットし、当該基材を所定の搬送速度で搬送させる(基材搬送工程S1)。そして、繰り出しローラーから繰り出されて搬送されて行く基材の表面に撥水性ポリマーを電界紡糸することによって撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層を形成する(撥水性ナノ繊維層形成工程S2)。
図3は、実施形態1に係る通気防水膜10Aを製造するための工程の一例を説明するフローチャートである。まず、長尺シート状の紙などの基材を搬送機構(図示せず。)の繰り出しローラーにセットし、当該基材を所定の搬送速度で搬送させる(基材搬送工程S1)。そして、繰り出しローラーから繰り出されて搬送されて行く基材の表面に撥水性ポリマーを電界紡糸することによって撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層を形成する(撥水性ナノ繊維層形成工程S2)。
撥水性ナノ繊維層形成工程S2は、具体的には、まず、撥水性ナノ繊維を構成するポリマー溶液を、電界紡糸装置(図示せず。)におけるポリマー溶液供給部を通じてノズルユニットへ供給し、当該ノズルユニットの各ノズルからポリマー溶液を吐出させて、基材の表面(一方面)に撥水性ナノ繊維層を形成する。ここで、撥水性ナノ繊維の原料となるポリマーとしては、この場合、撥水性ポリウレタン(PU)又は撥水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いる。
これによって、基材に撥水性ナノ繊維層11が積層された長尺シート状の積層体が製造される。このようにして製造された長尺シート状の積層体を所定の径を有する円盤状に打ち抜き加工する(打ち抜き工程S3)。
このような工程を順次行うことにより、図2に示すような通気防水膜10Aを大量に製造することができる。なお、この段階では、ナノ繊維層11に紙などの基材が貼付された状態であるため、当該通気防水膜10Aを通気経路形成部材20に取りける際は、基材を剥がした状態とする。なお、基材の通気度が撥水性ナノ繊維層11の通気度よりも大きく、かつ、基材の厚みと撥水性ナノ繊維層11の厚みとを合計した厚みが、あまり厚くなければ(例えば、150μm以下)であれば、基材が貼付された状態のものを通気防水膜10Aとして使用することも可能である。
次に、通気経路形成部品20及びカバー30について説明する(図1参照。)。
通気経路形成部材20は、合成樹脂などからなり、内部が空洞の円筒形状をなしている。このような構造の通気経路形成部材20は、内部の空洞部分が通気経路をなし、一方の端部(上端部とする。)には、当該通気経路を閉じるように通気防水膜10Aが設けられている。なお、通気経路形成部材20の外径は、通気防水膜10Aの外径とほぼ同様とする。通気防水膜10Aを通気経路形成部材20に設ける方法としては、例えば、接着剤による接着法、加熱溶着法、超音波溶着法など種々の方法を適用することができる。
通気経路形成部材20は、合成樹脂などからなり、内部が空洞の円筒形状をなしている。このような構造の通気経路形成部材20は、内部の空洞部分が通気経路をなし、一方の端部(上端部とする。)には、当該通気経路を閉じるように通気防水膜10Aが設けられている。なお、通気経路形成部材20の外径は、通気防水膜10Aの外径とほぼ同様とする。通気防水膜10Aを通気経路形成部材20に設ける方法としては、例えば、接着剤による接着法、加熱溶着法、超音波溶着法など種々の方法を適用することができる。
通気経路形成部材20の外側面には、当該通気経路形成部材20の高さ方向(z軸に沿った方向)における中途位置に、鍔部21が円周方向に沿って外側面を一周するように形成されている。そして、鍔部21と通気経路形成部材20の上端部との間には、円周方向に沿って複数箇所(例えば3箇所)に凸壁22が形成されている。当該凸壁22は円周方向に沿って所定間隔(等間隔とする。)ごとに形成されている。
また、通気経路形成部材20における鍔部21から下端部までの間の部分には、当該通気経路形成部材20の高さ方向に、複数本(3本とする。)の切り込みが形成されている。それによって、通気経路形成部材20は、鍔部21から下端部までの間の部分に複数本(例えば3本)の脚部23を有するような構造となっている。また、各脚部23の先端(通気経路形成部材20の下端部)には、外方向に突出する爪部23aが形成されている。このように構成された脚部23は、当該脚部23の爪部23aを摘んで中心軸方向へ押圧力を与えると、当該押圧力に抗する反発力が生じる。
カバー30は、通気防水膜10Aが設けられた状態の通気経路形成部材20に対して、当該通気経路形成部材20の上端部の側から被せるようにして取り付けるものである。カバー30を通気経路形成部材20に取り付けた状態とした場合、カバー30の内側面は通気経路形成部材20の凸壁22に密着した状態となる。
また、カバー30は、当該カバー30を通気経路形成部材20に取り付けた状態とした場合、通気経路形成部材20における凸壁22の下端部に水平方向に突出形成されている水平突起22aに当接する。このように、カバー30の下端部が水平突起22aに当接した状態においては、カバー30の上端内壁と通気防水膜10Aとの間には所定の空間30aが形成されるようになっている。
なお、カバー30は、通気経路形成部材20に対して着脱自在としてもよいが、例えば、接着材などによって通気経路形成部材20に対して固定的に取り付けるようにしてもよい。
なお、カバー30は、通気経路形成部材20に対して着脱自在としてもよいが、例えば、接着材などによって通気経路形成部材20に対して固定的に取り付けるようにしてもよい。
このようにして、カバー30を通気経路形成部材20に取り付けることによって、カバー30の上端内壁と通気防水膜10Aとの間には所定の空間30aが形成されるとともに、カバー30の内側面のうち通気経路形成部材20の凸壁22に接触していない部分の内側面と、通気経路形成部材20の外側面のうち凸壁22が形成されていない部分の外側面との間には、所定間隔の空間30bが形成される。
上記した空間30a,30bは、カバー30と通気防水膜10Aとの間における空気の流通経路(通気経路)として機能する。カバー30と通気防水膜10Aとの間に、このような空間30a,30bが形成されることにより、通気経路形成部材20の下端部から通気経路形成部材20の内部を通り、通気防水膜10Aを通って、空間30a,30bを通る通気経路Rが形成される。勿論、その逆方向の通気経路も形成される。このように、カバー30は、通気経路を確保した状態で通気防水膜10Aを保護する機能を有する。
なお、通気経路形成部材20の外側面に形成されている凸壁22及び当該凸壁22に突出形成されている水平突起22aは、カバー30を密着させる役目と、通気経路形成部材20とカバー30との間に空間30a,30bを形成する役目とを実現するためのものであるため、これらの役目を実現できるものであれば、通気経路形成部材20は、図1に示すような凸壁22及び水平突起22aを有する構造に限られるものではない。
図4は、実施形態1に係る自動車用電装品100を説明するために示す図である。図4(a)は自動車用電装品100の外観斜視図であり、図4(b)は図4(a)における破線枠Aで示す部分を拡大して示す断面図である。なお、ここでは、自動車用電装品100としては、自動車のヘッドランプユニットを例示する。
自動車用電装品100としてのヘッドランプユニット(以下、ヘッドランプユニット100という。)は、図4に示すように、ヘッドランプユニット100の筐体110(ヘッドランプ筐体110という。)と、当該ヘッドランプ筐体110内に設けられたランプ取り付け用ソケット120と、ランプ取り付け用ソケット120に着脱自在に取り付け可能なランプ130と、ランプ130が発する光を反射させる反射板140と、ヘッドランプ筐体110の内部空間110a側の圧力(内圧)を調整する内圧調整部品として機能する通気防水部品1とを有している。
通気防水部品1は、ヘッドランプ筐体110に設けられている通気用の開口部としての通気防水部品取り付け孔111に取り付けられている。具体的には、通気防水部品1は、通気防水膜10Aがヘッドランプ筐体110の外側(外部空間110b側)となるように、通気部材取り付け孔111に挿入された状態で取り付けられている。このとき、通気経路形成部材20の鍔部21とヘッドランプ筐体110との間には、弾性部材でなるリング状のシール材150が介在されている。なお、ヘッドランプ筐体110は、通気防水部品取り付け孔111以外は一定以上の防水性及び気密性が確保されているものとする。
通気経路形成部材20をヘッドランプ筐体110の通気防水部品材取り付け孔111に取り付ける際は、通気経路形成部材20の脚部23にリング状のシール材150を環装した状態で、脚部23を通気防水部品取り付け孔111に挿入する。
これにより、脚部23の爪部23aには通気防水部品取り付け孔111によって中心軸に向かう押圧力が与えられて、脚部23がすぼんだ状態で挿入される。そして、爪部23aが通気防水部品取り付け孔111を通り抜けると、爪部23aは図4(b)に示すように外側に広がる。
これにより、脚部23の爪部23aには通気防水部品取り付け孔111によって中心軸に向かう押圧力が与えられて、脚部23がすぼんだ状態で挿入される。そして、爪部23aが通気防水部品取り付け孔111を通り抜けると、爪部23aは図4(b)に示すように外側に広がる。
このようにして、通気経路形成部材20がヘッドランプ筐体110に取り付けられると、通気経路形成部材20は、弾性を有するシール材150の存在により、鍔部21には筐体110の外方向に押し出されるような押圧力が与えられる。このため、通気経路形成部材20は、図4(a),(b)に示すように、筐体110に対して密着状態で取り付けられ、通気経路形成部材20はヘッドランプ筐体110から容易に外れることはない。
通気防水部品1が、図4に示すように、ヘッドランプ筐体110に取り付けられることにより、ヘッドランプ筐体110の内部空間110aと外部空間110bとの間は、通気防水部品1によって通気が可能となる。すなわち、ヘッドランプ筐体110の内部空間110aの空気は、通気経路形成部材20の下端側から空洞を通過し、通気防水膜10Aを通過したのち、カバー30と通気防水膜10Aとによって形成される空間30a,30bを通過して外部空間110bに抜ける。一方の、外部空間110bの空気は、その逆方向の経路でヘッドランプ筐体110の内部空間110aに入る。
このように、実施形態1に係る通気防水部品1は、通気防水膜10Aとして、撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層(図2参照。)を有した構造となっているため、防水性に加えて、より高い通気性を得ることができる。また、防塵性の効果も得られる。
すなわち、通気防水膜10Aは、通気度がフラジール形法において0.2cm3〜1.0cm3/cm2/secの範囲内にある。また、通気防水膜10Aの耐水圧は、少なくとも、約10000mmH2Oである。ちなみに、特許文献1に開示されている従来の通気防水部品800に用いられている通気防水膜820(従来の通気防水膜820という。)は、前述したように、通気度はガーレー形法において0.1〜300sec/100cm3の範囲であり、また、耐水圧は1.0KPa以上であるとしている。
実施形態1に係る通気防水膜10Aの通気度と、従来の通気防水膜820の通気度とは、測定法が異なるが、両者を比較すると、実施形態1に係る通気防水膜10Aの通気度は、従来の通気防水膜820の通気度に比べて、より優れていることは明らかである。
また、耐水圧についても、実施形態1に係る通気防水膜10Aの耐水圧と、従来の通気防水膜820の耐水圧とは、単位が異なるが、両者を比較すると、実施形態1に係る通気防水膜10Aの耐水圧は、従来の通気防水膜820の耐水圧に比べて、より優れていることは明らかである。
これらの結果から、実施形態1に係る通気防水膜10Aは、従来の通気防水膜820に比べて、通気性だけでなく、防水性においても優れた通気防水膜であることがわかる。
また、耐水圧についても、実施形態1に係る通気防水膜10Aの耐水圧と、従来の通気防水膜820の耐水圧とは、単位が異なるが、両者を比較すると、実施形態1に係る通気防水膜10Aの耐水圧は、従来の通気防水膜820の耐水圧に比べて、より優れていることは明らかである。
これらの結果から、実施形態1に係る通気防水膜10Aは、従来の通気防水膜820に比べて、通気性だけでなく、防水性においても優れた通気防水膜であることがわかる。
このため、実施形態1に係る通気防水部品1をヘッドランプユニット100に取り付けることにより、ヘッドランプ筐体110は、内部空間110aと外部空間110bとの間の防水性に加えて、高い通気性を有するものとなり、ヘッドランプ筐体110の内部空間110aの気圧(内圧)と外部空間110bの気圧(外圧)とを均衡にすることができる。このように、通気防水部品1は、自動車用電装品の内圧調整部品として機能するため、「ランプの点灯時にヘッドランプユニットの筐体内部が高温となり、筐体の内部空間の圧力(内圧)が上昇してしまう」といった不具合を確実に防止することができる。
なお、図4においては、通気防水部品1がヘッドランプ筐体110の上面に取り付けられている場合を例示したが、通気防水部品1の取り付け位置は、ヘッドランプ筐体110の上面に限られるものではなく、ヘッドランプ筐体110の内圧調整が適切に行える位置であれば、他の位置であってもよい。また、仮に、通気防水膜10Aが破損したり、通気防水膜10Aの汚れ度合いが進んで、通気防水膜10Aを交換する必要が生じたときには、通気防水部品1全体を交換するようにすればよい。ただし、カバー30が着脱自在となっている場合には、カバー30を外して通気防水膜10Aののみを交換することも可能である。
[実施形態2]
実施形態2に係る通気防水部品2について説明する。なお、実施形態2に係る通気防水部品2が実施形態1に係る通気防水部品1と異なるのは、通気防水膜の構造だけであるので、ここでは、実施形態2に係る通気防水部品2に用いられる通気防水膜(実施形態2に係る通気防水膜10Bという。)のみについて説明し、実施形態2に係る通気防水部品2の構成は図示及び説明は省略する。
実施形態2に係る通気防水部品2について説明する。なお、実施形態2に係る通気防水部品2が実施形態1に係る通気防水部品1と異なるのは、通気防水膜の構造だけであるので、ここでは、実施形態2に係る通気防水部品2に用いられる通気防水膜(実施形態2に係る通気防水膜10Bという。)のみについて説明し、実施形態2に係る通気防水部品2の構成は図示及び説明は省略する。
図5は、実施形態2に係る通気防水膜10Bを説明するために示す図である。図5(a)は実施形態2に係る通気防水膜10Bの平面図であり、図5(b)は実施形態2に係る通気防水膜10Bの断面図である。なお、図5においても図2と同様に、通気防水膜10Bの厚み(この場合、厚みt4とする。)が当該通気防水膜10bの直径の大きさに対して誇張して描かれている。
実施形態2に係る通気防水膜10Bは、図5に示すように、撥水性ナノ繊維層11に補強材層12が接合材層13を介して積層された構造となっている。撥水性ナノ繊維層11は、実施形態1に係る通気防水膜10Aにおいて説明したように、撥水性ナノ繊維の原料となるポリマーとして、撥水性ポリウレタン(PU)又は撥水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を好ましく用いることができる。
また、通気防水膜10Bにおける撥水性ナノ繊維層11は、当該ナノ繊維層11を構成するナノ繊維の平均径、撥水性ナノ繊維層11の空孔率、空孔サイズの平均値は、実施形態1に係る通気防水膜10Aにおける撥水性ナノ繊維層11と同様である。また、通気度及び耐水圧も実施形態1に係る通気防水膜10Aにおける通気度及び耐水圧と同様とすることができる。
なお、補強材層12は、通気防水膜10Bとしての強度を得るためのものであるため、撥水性ナノ繊維層11の通気性に影響を与えなければ、補強材層12を形成するための材質は特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)などのポリマーからなるナノ繊維を例示することができる。
また、接合材層13は、撥水性ナノ繊維層11と補強材層12とを接合するためのものであるため、撥水性ナノ繊維層11の通気性に影響を与えなければ、接合材層13形成するための材質は特に限定されるものではなく、例えば、撥水性ナノ繊維層11を構成する撥水性ナノ繊維及び補強材層12を構成する部材よりも低温で溶融可能な熱可塑性ポリマーなどを用いることができる。
実施形態2に係る通気防水膜10Bにおいては、撥水性ナノ繊維層11、補強材層12及び接合材層13の合計の厚みt4が50μm〜150μmの範囲内となるように、撥水性ナノ繊維層11の厚み(t1’とする。)、補強材層12の厚みt2及び接合材層13の厚みt3を設定することが好ましい。なお、実施形態2に係る通気防水膜10Bは、補強材層12を有した構造であるため、通気防水膜10Bとしての強度は高いものとなる。このため、撥水性ナノ繊維層11の厚みt1’は、撥水性ナノ繊維層11のみからなる通気防水膜(実施形態1に係る通気防水膜10A)の厚みt1に比べて、より薄くすることも可能である。具体的には、撥水性ナノ繊維層の厚みt1’は、1μm〜30μmの範囲内とすることも可能である。
このように、実施形態2に係る通気防水膜10Bは、撥水性ナノ繊維層11に補強材12を積層した構造となっているため、通気防水膜10Bの強度と通気性とを適切に確保することができ、かつ、通気防水膜10Bの耐久性を向上させることができるとともに、通気防水膜10Bの取り扱いを、より容易なものとすることができる。
次に、実施形態2に係る通気防水膜10Bを製造するための工程について説明する。
図6は、実施形態2に係る通気防水膜10Bを製造するための工程の一例を説明するフローチャートである。まず、長尺シート状の補強材を搬送機構(図示せず。)における補強材繰り出しローラー(図示せず。)にセットするとともに、長尺シート状の熱可塑性の接合材を当該搬送機構における接合材繰り出しローラー(図示せず。)にセットし、これら補強材及び接合材を所定の搬送速度で搬送させる(補強材及び接合材搬送工程S11)。
図6は、実施形態2に係る通気防水膜10Bを製造するための工程の一例を説明するフローチャートである。まず、長尺シート状の補強材を搬送機構(図示せず。)における補強材繰り出しローラー(図示せず。)にセットするとともに、長尺シート状の熱可塑性の接合材を当該搬送機構における接合材繰り出しローラー(図示せず。)にセットし、これら補強材及び接合材を所定の搬送速度で搬送させる(補強材及び接合材搬送工程S11)。
そして、補強材繰り出しローラーから繰り出されて搬送されて行く補強材と接合材繰り出しローラーから繰り出されて搬送されて行く接合材とが積層されることにより、補強材による補強材層12と接合材による接合材層13との積層体(第1積層体という。)が形成される。続いて、この第1積層体における接合材層13側に撥水性ポリマーを電界紡糸することによって撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層11を形成する(撥水性ナノ繊維層形成工程S12)。
撥水性ナノ繊維層形成工程S12は、具体的には、まず、撥水性ナノ繊維を構成するポリマー溶液を、撥水性ナノ繊維層形成用の電界紡糸装置(図示せず。)におけるポリマー溶液供給部を通じてノズルユニットへ供給し、当該ノズルユニットの各ノズルからポリマー溶液を吐出させて、第1積層体における接合材層13の表面に撥水性ナノ繊維層11を形成する。これによって、補強材層12と接合材層13と撥水性ナノ繊維層11とが積層された長尺シート状の積層体(第2積層体という。)が形成される。
続いて、当該第2積層体を接合装置(図示せず。)により熱を加えて状態で加圧することによって、補強材層12と撥水性ナノ繊維層11とを接合材層13とによって接合させる(接合工程S13)。
これによって、補強材層12と撥水性ナノ繊維層11とが接合材層13によって接合された長尺シートの積層体(第3積層体という。)が形成され、このようにして製造された第3積層体を所定の径を有する円盤状に打ち抜き加工する(打ち抜き工程S14)を行う。
このような工程を順次行うことにより、図5に示すような通気防水膜10Bを大量に製造することができる。このようにして製造された通気防水膜10Bは、撥水性ナノ繊維層11に補強材層12を積層した構造(図5参照。)となっているため、通気防水膜10Bは強度の高い通気防水膜となる。
このような構造の通気防水膜10Bを有する実施形態2に係る通気防水部品を、例えば、図4に示すように、自動車用電装品の通気防水部品として用いた場合、実施形態1に係る通気防水部品1を自動車用電装品の通気防水部品として用いた場合と同様の効果を得ることができる。また、実施形態2に係る通気防水部品は、通気防水膜10Bが撥水性ナノ繊維層11に補強材層12を積層した構造となっているため、通気防水膜10Bそのものの強度を高くすることができ、それによって、通気防水部品としての耐久性をより優れたものとすることができるといった効果が得られる。
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、下記に示すような変形実施も可能である。
(1)上記各実施形態における通気防水膜(通気防水膜10A又は通気防水膜10B)、通気経路形成部材20、カバー30などの形状及び構造などは上記各実施形態において説明した形状及び構造に限られるものではなく、種々変形実施可能である。
例えば、通気経路形成部材20は、上記各実施形態においては、断面が円である筒状(円筒形状)としたが、必ずしも断面が円である必要はなく、例えば、断面が楕円形、四角形などの筒状体であってもよい。
また、カバー30は上記各実施形態においては、通気経路形成部材20の上端部及び外側面の一部を覆うような形状であったが、これに限られるものではなく、通気防水膜10A(又は通気防水膜10B)を保護した上で、通気経路を確保できるようなものであればよい。また、通気防水部品1又は通気防水部品2を自動車用電装品(ヘッドランプユニット)の筐体(ヘッドランプ筐体110)に取り付ける際の構造も上記各実施形態で説明した構造に限られるものではなく、種々の方法を採用することができる。
(2)上記各実施形態においては、自動車用電装品として、ヘッドランプユニットを例示したが、ヘッドランプユニットに限られるものではない。本発明の通気防水部品は、防水性を確保した状態で通気性を必要とする自動車用電装品に広く使用することができる。この場合も、当該自動車用電装品において、「自動車用電装品が作動することによって当該自動車用電装部品の筐体内部が高温となり、筐体の内圧が上昇してしまう」いった不具合を確実に防止することができる。
(3)上記実施形態2においては、通気防水膜10Bは、図6に示すような工程によって製造するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、市販の接着剤によって撥水性ナノ繊維層11と補強材層12とを接合するようにしてもよい。
1・・・通気防水部品、10A,10B・・・通気防水膜、11・・・撥水性ナノ繊維層、12・・・補強材層、13・・・接合材層、20・・・通気経路形成部材、21・・・鍔部、22・・・凸壁、22a・・・水平突起、23・・・脚部、23a・・・爪部、30・・・カバー、R・・通気経路、30a,30b・・・空間
Claims (12)
- 通気用の開口部を有する筐体に取り付け可能な通気防水部品であって、
前記筐体の内部空間と外部空間との間に通気経路を形成する筒状の通気経路形成部材と、
前記通気経路を閉じるように前記通気経路形成部材に設けられている通気防水膜と、を備え、
前記通気防水膜は、撥水性ナノ繊維からなるナノ繊維層を有することを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1に記載の通気防水部品において、
前記通気防水膜は、撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層のみにより構成されていることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項2に記載の通気防水部品において、
前記通気防水膜は、前記撥水性ナノ繊維層は、厚みが5μm〜50μmの範囲内にあることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1に記載の通気防水部品において、
前記通気防水膜は、撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層と、前記ナノ繊維層に積層された補強材層とを有することを特徴とする通気防水部品。 - 請求項4に記載の通気防水部品において、
前記撥水性ナノ繊維からなる撥水性ナノ繊維層と前記補強材層との合計の厚みが50μm〜150μmの範囲内にあり、前記合計の厚みのうち、前記撥水性ナノ繊維層は、厚みが1μm〜30μmの範囲内にあることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の通気防水部品において、
前記撥水性ナノ繊維は、平均径が50nm〜500nmの範囲内にあることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の通気防水部品において、
前記撥水性ナノ繊維層の空孔率は、65%〜85%であり、空孔サイズの平均値が0.1μm〜3μmであり、通気度がフラジール形法において0.2cm3〜1.0cm3/cm2/secであることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の通気防水部品において、
前記撥水性ナノ繊維は、撥水性ポリウレタン(PU)又は撥水性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の通気防水部品において、
前記通気防水膜を保護し、かつ、前記通気経路を確保するように前記通気経路形成部材に取り付けられるカバーをさらに備えることを特徴とする通気防水部品。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の通気防水部品において、
前記通気防水部品は、自動車用電装品の内圧調整部品として用いられることを特徴とする通気防水部品。 - 通気用の開口部を有する筐体の内部空間と外部空間との間に通気経路を形成する筒状の通気経路部材を有する通気防水部品において、前記通気経路を閉じるように設けられる通気防水膜であって、
撥水性ナノ繊維からなるナノ繊維層を有することを特徴とする通気防水膜。 - 通気用の開口部を有する筐体に通気防水部品が取り付けられている自動車用電装品であって、
前記通気防水部品は、請求項1〜10のいずれかに記載の通気防水部品であることを特徴とする自動車用電装品。
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