JP2017112283A - 通気調湿ユニットおよび機器 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体に対する取り付けにより、筐体内外での通気を行う通気機能と筐体内の湿度を調整する調湿機能との双方を実現する。
【解決手段】通気調湿ユニット１０は、内部空間Ｓ１を有するケース２に取り付けられ、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とを通気する通気孔１３０を備えた保持部材１３と、保持部材１３の通気孔１３０の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材１２と、保持部材１３の、調湿部材１２に対して外部空間Ｓ２側に設けられ、気体は透過し液体および固体の内部空間Ｓ１側への侵入を阻止する通気フィルタ１１とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、通気調湿ユニットおよび機器に関する。

従来、例えば車両用ランプ等の照明機器や監視カメラ等の光学機器では、筐体内外の圧力差に起因する筐体の変形や破損を抑制する目的で、筐体に通気を行うための通気部材を設ける場合がある。筐体に通気部材を設けた場合、通気部材を介して筐体内に水蒸気等が侵入する場合があり、これに伴って筐体内での結露やレンズ等の曇りが問題となる場合がある。
これに対し、特許文献１には、自動車用ランプにおいて、レンズの曇りを防ぐために、ハウジングの内部にシリカゲル等の吸湿剤を充填する技術が開示されている。

特開平９−１０２２０４号公報

ところで、車両用ランプ等の機器において、筐体の内部に筐体内の湿度を調整する調湿部材を設けた場合には、調湿部材を筐体の外部に取り出すことが難しく、調湿部材の交換等を行うことが困難になりやすい。また、筐体の内部に調湿部材を設けた機器では、筐体内外の通気を行う通気部材を調湿部材とは別個に設ける必要があり、機器に対する通気部材および調湿部材の取り付けが複雑になりやすい。
本発明は、筐体に対する取り付けにより、筐体内外での通気を行う通気機能と筐体内の湿度を調整する調湿機能との双方を実現することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、内部（Ｓ１）に空間を有する筐体（２、３）に取り付けられ、当該筐体（２、３）の内部（Ｓ１）と当該筐体（２、３）の外部（Ｓ２）とを通気する通気孔（１３０）を備えた構造体（１３）と、前記構造体（１３）の前記通気孔（１３０）の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材（１２）と、前記構造体（１３）の、前記調湿部材（１２）に対して前記筐体（２、３）の外部（Ｓ２）側に設けられ、気体は透過し液体および固体の当該筐体（２、３）の内部（Ｓ１）側への侵入を阻止する通気部材（１１）とを備えた通気調湿ユニット（１０）である。

ここで、前記調湿部材（１２）は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、前記筐体（２、３）の内部（Ｓ１）の湿度を調整することを特徴とすることができる。
また、前記調湿部材（１２）と前記通気部材（１１）とは、互いに接着されていないことを特徴とすることができる。

さらに、他の観点から捉えると、本発明は、被除湿対象部（４）と、前記被除湿対象部（４）を内部（Ｓ１）に有する筐体（２、３）と、前記筐体（２、３）に係合し、当該筐体（２、３）の内部（Ｓ１）と当該筐体（２、３）の外部（Ｓ２）とを通気する通気孔（１３０）を備えた構造体（１３）と、前記構造体（１３）の前記通気孔（１３０）の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材（１２）と、前記構造体（１３）の、前記調湿部材（１２）に対して前記筐体（２、３）の外部（Ｓ２）側に設けられ、気体は透過し液体および固体の当該筐体（２、３）の内部（Ｓ１）側への侵入を阻止する通気部材（１１）とを備える機器（１）である。

ここで、前記調湿部材（１２）の重量Ｗａは、当該調湿部材（１２）の最大吸湿率をＡ（％）、前記筐体（２、３）の容積をＶ（ｃｍ³）とした場合に、以下の式（１）を満たすことを特徴とすることができる。
Ｗａ≧（Ｖ／Ａ）÷４１６ …（１）
また、前記調湿部材（１２）は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、前記構造体（１３）は、前記通気部材（１１）が前記調湿部材（１２）よりも鉛直上方に位置するように、前記筐体（２、３）に係合されていることを特徴とすることができる。

なお、本欄における上記符号は、本発明の説明に際して例示的に付したものであり、この符号により本発明が限定解釈されるものではない。

本発明によれば、筐体に対する取り付けにより、筐体内外での通気を行う通気機能と筐体内の湿度を調整する調湿機能との双方を実現することができる。

本実施の形態が適用される車両用ランプの全体構成を示した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態が適用される通気調湿ユニットの構成を説明するための図である。 （ａ）〜（ｂ）は、通気調湿ユニットの他の構成例を説明するための図である。 実験例１において、調湿部材の重量を異ならせた場合の内部空間の湿度の変化量を示した図である。 実験例２において、調湿部材の重量を異ならせた場合の内部空間の湿度の変化量を示した図である。 実験例３において、調湿部材の重量を異ならせた場合の内部空間の湿度の変化量を示した図である。 実験例４において、調湿部材の重量を異ならせた場合の内部空間の湿度の変化量を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔車両用ランプの全体構成〕
図１は、本実施の形態が適用される車両用ランプ１の全体構成を示した図である。
本実施の形態が適用される車両用ランプ１は、例えば自動車用に代表される各種車両のヘッドランプ、リアランプ、ブレーキランプ、フォグランプ、方向指示ランプ、走行ランプ、駐車ランプ等として用いられる。図１では、これらランプ類の一例としてヘッドランプを示している。ここで、図１は、車両用ランプ１を、車両の進行方向に沿って切断した断面図であり、図１における左側が車両の前方に対応し、右側が車両の後方に対応する。

図１に示す車両用ランプ１は、後述するＬＥＤ４等の部品を収容し保護するケース２と、ケース２に取り付けられ、ＬＥＤ４からの光を車両用ランプ１の外部に照射させるカバーレンズ３とを備えている。そして、車両用ランプ１には、ケース２とカバーレンズ３とによって、車両用ランプ１の外部空間Ｓ２から閉鎖された内部空間Ｓ１が形成されている。そして、これにより、ケース２内に収容される各部品に対する防水性や防塵性を高めている。本実施の形態では、ケース２とカバーレンズ３とにより、車両用ランプ１の筐体が構成されている。
また、車両用ランプ１は、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との間で通気を行うとともに、内部空間Ｓ１における湿度の調整を行う通気調湿ユニット１０を有している。

ケース２には、内部空間Ｓ１から外部空間Ｓ２に向かって開いた開口２ａが形成されている。具体的には、開口２ａは、ケース２の鉛直上方部であって、車両の後方側の位置に形成されている。本実施の形態では、開口２ａは、ケース２から外部空間Ｓ２側に向けて突出する円筒形状の凸部２ｂにより構成されている。
そして、本実施の形態の車両用ランプ１では、ケース２の開口２ａに、通気調湿ユニット１０が取り付けられている。

さらに、車両用ランプ１は、光を出射する被除湿対象部の一例としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）４と、ＬＥＤ４を支持するとともにＬＥＤ４にて発生した熱を放散する支持部材５とを有している。また、車両用ランプ１は、ＬＥＤ４から出射された光を前方に投影する投影レンズ６と、ＬＥＤ４から出射された光を投影レンズ６に向けて反射する反射鏡７とを有している。

〔通気調湿ユニットの構成〕
続いて、本実施の形態の通気調湿ユニット１０について説明する。図２（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態が適用される通気調湿ユニット１０の構成を説明するための図である。図２（ａ）は、通気調湿ユニット１０を斜め上方から見た斜視図である。図２（ｂ）は、車両用ランプ１（図１参照）の開口２ａ（凸部２ｂ）に取り付けられた状態の通気調湿ユニット１０の断面図であり、通気調湿ユニット１０における通気方向に沿った断面図である。

図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、本実施の形態の通気調湿ユニット１０は、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との間で通気を行うとともに固体および液体の内部空間Ｓ１への侵入を防ぐ通気部材の一例としての通気フィルタ１１を備えている。また、通気調湿ユニット１０は、水蒸気を吸収しまたは水蒸気を放出することで内部空間Ｓ１の湿度を調整する調湿部材１２を備えている。さらに、通気調湿ユニット１０は、通気フィルタ１１および調湿部材１２を保持するとともにケース２の開口２ａ（凸部２ｂ）に装着される構造体の一例としての保持部材１３を備えている。

通気フィルタ１１は、内部空間Ｓ１への水等の液体や塵埃等の固体の侵入を阻止するとともに、空気や水蒸気等の気体は流通可能なフィルタである。通気フィルタ１１は、例えば延伸法や抽出法等により作製された複数の孔を有する多孔質膜により構成することができる。通気フィルタ１１に用いる多孔質膜としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜が挙げられる。ＰＴＦＥ多孔質膜は、小面積であっても通気性が維持可能であり、水や塵埃等の通過を阻止する能力が高い点で好ましい。

また、本実施の形態の通気フィルタ１１として多孔質膜を用いる場合、多孔質膜に形成された孔の平均孔径は、通常、０．０１μｍ以上１００μｍ以下の範囲であり、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲とすることが好ましく、０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲とすることがより好ましい。なお、多孔質膜の平均孔径は、例えば水銀圧入法により測定することができる。

通気フィルタ１１として用いる多孔質膜の平均孔径が０．０１μｍ未満である場合、通気フィルタ１１を気体が通過しにくくなる。この場合、例えばＬＥＤ４の発熱等により内部空間Ｓ１が高温となり内部空間Ｓ１の空気が膨張した場合に、空気を内部空間Ｓ１から外部空間Ｓ２へ速やかに排出することが困難になる。一方、通気フィルタ１１として用いる多孔質膜の平均孔径が１００μｍを超える場合、塵埃等が通気フィルタ１１を通過しやすくなる。この場合、調湿部材１２に塵埃等が付着したり、内部空間Ｓ１に塵埃等が進入したりしやすくなる。

また、通気フィルタ１１の表面（特に、外部空間Ｓ２側に向く面）には、撥水処理や撥油処理等の撥液処理を施すことが好ましい。通気フィルタ１１に撥液処理を施すことで、通気フィルタ１１に対する汚れ等の付着が抑制される。この結果、通気フィルタ１１の詰まりが抑制され、通気調湿ユニット１０における通気性の低下が抑制される。
なお、通気フィルタ１１に対する撥液処理は、例えばフッ素で飽和した炭化水素基（ぺルフルオロアルキル基）を側鎖に含み、主鎖がアクリル系、メタクリル系、シリコーン系等である化合物を成分とする撥液剤を通気フィルタ１１の表面に塗布することにより行うことができる。通気フィルタ１１の表面に撥液剤を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、グラビア塗工、スプレー塗工、キスコーティング、浸漬等を採用することができる。

本実施の形態の調湿部材１２は、周囲の相対湿度が高い環境下において水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下においては水蒸気を放出する性質（以下、単に吸放湿性と称する場合がある）を有する吸放湿材料により構成されている。なお、調湿部材１２は、吸収しきれなかった水蒸気や空気等の気体については流通させる。ここで、調湿部材１２が水蒸気を吸収する相対湿度や水蒸気を放出する相対湿度は、周囲の温度、調湿部材１２の種類、調湿部材１２に吸着されている水蒸気の量等によって異なる。本実施の形態の説明に、調湿部材１２が水蒸気を吸収する環境が、「周囲の相対湿度が高い環境」にあたり、調湿部材１２が水蒸気を放出する環境が、「周囲の相対湿度が低い環境」にあたる。

本実施の形態の調湿部材１２としては、大きく分類して無機系の吸放湿材料または有機系の吸放湿材料が挙げられる。これらは、調湿部材１２としての吸放湿性を満たすものであれば、どちらを用いてもよく、またこれらを複合して用いてもよい。

調湿部材１２として用いる無機系の吸放湿材料としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、クレイ系材料、生石灰、塩化カルシウム、および塩化マグネシウム等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、また複合して用いてもよい。

調湿部材１２として用いる有機系の吸放湿材料としては、吸放湿処理を施した樹脂／繊維／織布／不織布等が挙げられる。より具体的には、調湿部材１２として用いる有機系の吸放湿材料としては、例えば、架橋アクリル酸塩系の繊維／織布／不織布、アクリル系繊維の表面を後加工により加水分解させて得られた繊維／織布／不織布、ポリオレフィン、ポリエステル等の繊維にカルボキシル基、スルホン酸基、４級アンモニウム基、これらの塩等の親水基をグラフト重合により導入した繊維／織布／不織布、強／弱酸性、強／弱塩基性のイオン交換樹脂／繊維／織布／不織布等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、また複合して用いてもよい。

これらの中でも、保持部材１３への取り付けや通気調湿ユニット１０の吸放湿性の調整等を容易にする観点、通気調湿ユニット１０の小型化、軽量化の観点から、調湿部材１２としては、シート状の不織布や織布等を用いることが好ましい。さらに、通気調湿ユニット１０を車両用ランプ１に用いる場合、高温環境に長期間置かれる場合があるため、調湿部材１２としては、耐熱性を有する吸放湿材料を用いることが好ましい。

また、本実施の形態で用いる調湿部材１２は、最大吸湿率が６０％以上であることが好ましい。本実施の形態において最大吸湿率とは、調湿部材１２が温度２３℃、相対湿度９５％環境下で吸収する水分の飽和重量をＷｂとし、乾燥状態の調湿部材１２の重量をＷａとした場合の、ＷｂのＷａに対する比率をいう。（最大吸湿率Ａ＝（Ｗｂ／Ｗａ）×１００（％））

調湿部材１２の最大吸湿率が高いほど、通気調湿ユニット１０に設ける調湿部材１２の重量や体積を小さくすることが可能となり、通気調湿ユニット１０の大型化が抑制される。また、調湿部材１２の最大吸湿率が高いほど、車両用ランプ１の内部空間Ｓ１の湿度をより速やかに下げることができ、車両用ランプ１におけるカバーレンズ３の結露や曇りが抑制される。
調湿部材１２の最大吸湿率は、例えば、調湿部材１２として用いる吸放湿材料の種類によって異なる。また、調湿部材１２として有機系の吸放湿材料を用いる場合には、調湿部材１２の最大吸湿率は、繊維／織布／不織布等に施す吸放湿処理の種類や処理量等によって異なる。

また、本実施の形態の車両用ランプ１に用いる調湿部材１２は、乾燥状態の重量Ｗａ（ｇ）が、以下の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
Ｗａ≧（Ｖ／Ａ）÷４１６ …（１）
（ただし、Ｖ：車両用ランプ１の容積（ｃｍ³）、Ａ：調湿部材１２の最大吸湿率（％））

調湿部材１２の乾燥状態の重量Ｗａが上記式（１）を満たすことで、式（１）を満たさない場合と比較して、車両用ランプ１の内部空間Ｓ１における湿度上昇が抑制される。また、車両用ランプ１の内部空間Ｓ１における湿度が上昇した場合であっても、速やかに内部空間Ｓ１における湿度が低下する。
この結果、調湿部材１２の乾燥状態の重量Ｗａが上記式（１）を満たすことで、式（１）を満たさない場合と比較して、内部空間Ｓ１の湿度を低くすることができ、車両用ランプ１におけるカバーレンズ３の結露や曇りが抑制される。

なお、図２（ａ）〜（ｂ）では、調湿部材１２として、吸放湿処理を施したシート状の不織布を用いた場合を示している。より具体的には、図２（ａ）〜（ｂ）に示す通気調湿ユニット１０では、調湿部材１２として、円板状に切断した３枚の不織布を積層して用いている。詳細については後述するが、本実施の形態の調湿部材１２は、互いに接着されておらず、また通気フィルタ１１および保持部材１３に対しても接着されていない。

保持部材１３は、全体として略円筒状の形状を有しており、内部に、気体が通過する円柱形状の通気孔１３０が形成されている。通気孔１３０は、通気調湿ユニット１０が車両用ランプ１のケース２に取り付けられた状態では、内部空間Ｓ１側から外部空間Ｓ２側に向かって鉛直方向に延びている。保持部材１３の内部空間Ｓ１側の端部には、通気孔１３０の内周側に向けて突出する円環状の突出部１３１が形成されている。
また、本実施の形態の保持部材１３は、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等により構成される。

本実施の形態の通気調湿ユニット１０では、保持部材１３に対して、通気孔１３０の外部空間Ｓ２側の端部を塞ぐように、通気フィルタ１１が取り付けられている。保持部材１３に対する通気フィルタ１１の取付方法については特に限定されないが、例えば、熱融着、超音波溶着、接着剤または粘着剤等を用いた接着等の方法が挙げられる。

また、本実施の形態の通気調湿ユニット１０では、保持部材１３の突出部１３１に対して、外部空間Ｓ２側から調湿部材１２が積載されている。これにより、保持部材１３に調湿部材１２が保持されている。なお、本実施の形態の通気調湿ユニット１０では、調湿部材１２は、保持部材１３に接触しているものの、保持部材１３や通気フィルタ１１に対して接着はされていない。ここで、本実施の形態において、調湿部材１２が接着されている状態とは、例えば調湿部材１２の表面に接着剤や粘着剤が付着したり、調湿部材１２の表面が融解、溶解等によって変性したりすることにより、調湿部材１２が有する吸放湿機能を実現できない状態を意味する。

このように、本実施の形態の通気調湿ユニット１０では、通気孔１３０において内部空間Ｓ１側から外部空間Ｓ２側へ向かう通気経路の途中に調湿部材１２が設けられるとともに、調湿部材１２よりも外部空間Ｓ２側に通気フィルタ１１が設けられている。これにより、調湿部材１２が外部空間Ｓ２側から露出することが抑制される。このため、調湿部材１２に液体の水や塵埃等が付着することが抑制され、調湿部材１２の吸放湿性能の低下が抑制される。

本実施の形態の通気調湿ユニット１０は、保持部材１３が、ケース２の開口２ａ（凸部２ｂ）に取り付けられることで、車両用ランプ１（図１参照）に装着される。具体的には、保持部材１３は、通気孔１３０の内部空間Ｓ１側の端部に、車両用ランプ１の凸部２ｂが挿入されることで、通気調湿ユニット１０が車両用ランプ１に装着される。
このように、本実施の形態では、保持部材１３の通気孔１３０に凸部２ｂを挿入するという簡易な操作で、車両用ランプ１に対して、通気フィルタ１１と調湿部材１２とが取り付けられる。言い換えると、本実施の形態では、例えば通気フィルタ１１と調湿部材１２とを筐体２に対して別個に設ける場合と比較して、車両用ランプ１に対する通気フィルタ１１と調湿部材１２との取り付けを容易にすることができる。

また、本実施の形態の通気調湿ユニット１０は、車両用ランプ１に対して、車両用ランプ１の外部空間Ｓ２側から取り付けられる。これにより、例えば通気フィルタ１１や調湿部材１２を交換する際等に、通気調湿ユニット１０を車両用ランプ１から容易に取り外すことができる。

なお、車両用ランプ１に対する通気調湿ユニット１０の取付方法としては、特に限定されるものではないが、例えば凸部２ｂおよび保持部材１３にねじ切りを行い、凸部２ｂに保持部材１３をねじ込んで取り付ける方法や、保持部材１３の通気孔１３０に凸部２ｂを圧入して取り付ける方法等を適宜採用することができる。

図２（ｂ）に示すように、通気調湿ユニット１０が車両用ランプ１（図１参照）に取り付けられることで、車両用ランプ１の内部空間Ｓ１と、通気調湿ユニット１０の保持部材１３における通気孔１３０の内部とが、一続きの連続した空間となる。
また、この例では、図２（ｂ）に示すように、通気調湿ユニット１０が車両用ランプ１に取り付けられた状態において、内部空間Ｓ１よりも鉛直上方に調湿部材１２が位置し、調湿部材１２よりも鉛直上方に通気フィルタ１１が位置するようになっている。

ところで、従来、ヘッドランプ等の車両用ランプ１では、内部空間Ｓ１の湿度が上昇することにより発生するカバーレンズ３の結露や曇り（微細な水滴が付着することによりカバーレンズ３が白く濁る現象）が問題となっている。車両用ランプ１の内部空間Ｓ１における湿度の上昇を抑制する方法としては、車両用ランプ１の内部空間Ｓ１をケース２およびカバーレンズ３により密閉することが最も有効である。しかしながら、ケース２やカバーレンズ３を構成するプラスチック等は吸湿性を有するため、内部空間Ｓ１への水分の侵入を完全に抑制することは難しい。

また、車両用ランプ１においてケース２およびカバーレンズ３により内部空間Ｓ１を密閉した場合、内部空間Ｓ１の空気が膨張して内部空間Ｓ１の圧力が急激に上昇したり、内部空間Ｓ１の空気が収縮して内部空間Ｓ１の圧力が急激に低下したりするおそれがある。この場合、ケース２やカバーレンズ３が破損するおそれがある。
したがって、車両用ランプ１では、内部空間Ｓ１の圧力が急激に変動することを抑制するために、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との通気を行う通気手段を設けることが好ましい。

ここで、車両用ランプ１に通気手段を設けた場合、車両用ランプ１の外部の湿度が高いときには、通気手段を介して内部空間Ｓ１へ水蒸気を含む湿度の高い空気が侵入する場合がある。そして、内部空間Ｓ１の湿度が上昇し、内部空間Ｓ１の温度が露点以下となった場合、カバーレンズ３に結露や曇りが生じる。

カバーレンズ３の結露や曇りを抑制するためには、内部空間Ｓ１への水蒸気の侵入を抑制し内部空間Ｓ１の湿度を低く保つとともに、内部空間Ｓ１に水蒸気が侵入して内部空間Ｓ１の湿度が上昇した場合には、内部空間Ｓ１の湿度を速やかに低くすることが好ましい。
そこで、本実施の形態の車両用ランプ１では、通気調湿ユニット１０により、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との通気を行って圧力差を解消するとともに、通気により侵入した水蒸気を吸着して内部空間Ｓ１の湿度を調整（調湿）している。

〔通気調湿ユニットの動作〕
続いて、本実施の形態の通気調湿ユニット１０が行う通気動作および調湿動作について説明する。本実施の形態の車両用ランプ１では、例えば内部空間Ｓ１の温度低下等に伴って内部空間Ｓ１の圧力が外部空間Ｓ２の圧力と比較して低くなる場合がある。この場合、通気調湿ユニット１０では、通気フィルタ１１を介して、外部空間Ｓ２から通気孔１３０へ気体が流入する。上述したように、通気調湿ユニット１０が車両用ランプ１に取り付けられた状態では、通気孔１３０と内部空間Ｓ１とは連続した空間となっているため、外部空間Ｓ２から通気孔１３０へ気体が流入することで、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との圧力差が解消される。

さらに、上述したように、通気フィルタ１１は、水等の液体や塵埃等の固体は流通しないフィルタにより構成される。これにより、通気調湿ユニット１０により外部空間Ｓ２から通気孔１３０へ気体が流入した場合であっても、液体や固体の侵入は抑制される。これにより、例えば調湿部材１２に塵埃等が付着することが抑制される。

ここで、外部空間Ｓ２の相対湿度が通気孔１３０内や内部空間Ｓ１の相対湿度よりも高い場合には、通気フィルタ１１を介して、外部空間Ｓ２から通気孔１３０へ湿度が高い気体（水蒸気）が流入する。
上述したように、通気孔１３０には、調湿部材１２が設けられている。そして、調湿部材１２は、相対湿度が高い環境下では、水蒸気を吸収する性質を有している。このため、通気フィルタ１１を介して外部空間Ｓ２から通気孔１３０へ水蒸気が流入した場合には、調湿部材１２により水蒸気が吸着される。この結果、調湿部材１２により水蒸気が吸着されて湿度が低下した気体が、通気孔１３０から内部空間Ｓ１へ流入する。これにより、調湿部材１２にて水蒸気を吸着しないような場合と比較して、内部空間Ｓ１における湿度の上昇が抑制される。

また、例えば内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との圧力差が大きく外部空間Ｓ２からの気体の流入速度が大きい場合等に、調湿部材１２において水蒸気を吸着しきれずに内部空間Ｓ１に水蒸気が流入して、内部空間Ｓ１の湿度が上昇する場合がある。このような場合には、内部空間Ｓ１に流入した水蒸気は、通気孔１３０を介して調湿部材１２に接触することで、調湿部材１２に吸着される。これにより、内部空間Ｓ１の湿度が低下する。

このように、本実施の形態の車両用ランプ１では、通気調湿ユニット１０により、内部空間Ｓ１への水蒸気の侵入を抑制するとともに、内部空間Ｓ１の湿度が上昇した場合には、内部空間Ｓ１の湿度を低下させている。この結果、水蒸気がカバーレンズ３に付着して水滴となることが抑制され、カバーレンズ３の結露や曇りの発生が抑制される。

また、上述したように、調湿部材１２は、相対湿度が低い環境下では、吸着した水蒸気を放出する性質を有している。これにより、例えば外部空間Ｓ２の湿度が低下した場合には、調湿部材１２から水蒸気が放出されることで、調湿部材１２による水蒸気の吸着性能が回復する。

ここで、水蒸気の密度は空気と比較して小さいため、調湿部材１２から放出された水蒸気は、通常、鉛直上方に向かって上昇する。上述したように、本実施の形態の通気調湿ユニット１０は、車両用ランプ１に取り付けられた状態では、調湿部材１２よりも鉛直上方に通気フィルタ１１が位置するようになっている。これにより、調湿部材１２から放出された水蒸気は、鉛直上方に上昇し、通気フィルタ１１を通って外部空間Ｓ２へ放出される。
また、上述したように、調湿部材１２は、車両用ランプ１の内部空間Ｓ１よりも鉛直上方に位置するようになっている。これにより、調湿部材１２から放出された水蒸気が内部空間Ｓ１へ移動することが抑制され、調湿部材１２から放出された水蒸気による内部空間Ｓ１の湿度の上昇が抑制される。

さらに、上述したように、本実施の形態の通気調湿ユニット１０では、調湿部材１２が、通気フィルタ１１および保持部材１３に対して、接着されていない。これにより、例えば調湿部材１２が通気フィルタ１１や保持部材１３に接着されている場合と比較して、通気孔１３０を移動する気体と接触する調湿部材１２の表面積が大きくなっている。
このような構成を採用することで、本実施の形態の通気調湿ユニット１０では、調湿部材１２が通気フィルタ１１や保持部材１３に接着されている場合と比較して、調湿部材１２による水蒸気の吸着性能が大きくなり、内部空間Ｓ１の湿度の上昇が抑制される。また外部空間Ｓ２の湿度が低下した場合には、調湿部材１２から水蒸気が放出されやすくなり、調湿部材１２による水蒸気の吸着性能を速やかに回復させることができる。

また、本実施の形態では、通気調湿ユニット１０において、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との通気を行う通気フィルタ１１と、内部空間Ｓ１の調湿を行う調湿部材１２とを、保持部材１３により一体化している。これにより、例えば車両用ランプ１において、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との通気を行う部材と、内部空間Ｓ１の調湿を行う部材とを別個に設ける場合と比較して、車両用ランプ１の構成を簡易にすることができる。

続いて、通気調湿ユニット１０の他の構成例について説明する。図３（ａ）〜（ｂ）は、通気調湿ユニット１０の他の構成例を説明するための図である。図３（ａ）は、通気調湿ユニット１０を斜め上方から見た斜視図である。なお、図３（ａ）においては、通気フィルタ１１の記載を省略している。また、図３（ｂ）は、車両用ランプ１（図１参照）の開口２ａ（凸部２ｂ）に取り付けられた状態の通気調湿ユニット１０の断面図であり、通気調湿ユニット１０における通気方向に沿った断面図である。ここでは、図２（ａ）〜（ｂ）に示した通気調湿ユニット１０と同様の構成については同様の符号を用い、詳細な説明は省略する。

図３（ａ）〜（ｂ）に示す通気調湿ユニット１０では、調湿部材１２として、通気方向と垂直な面で切断した断面形状が渦巻状となるように巻いたシート状の吸放湿材料を用いている。シート状の吸放湿材料としては、上述したような織布や不織布を用いることができる。
断面形状が渦巻状となるように巻いたシート状の吸放湿材料からなる調湿部材１２を用いることで、図３（ｂ）に示すように、調湿部材１２の間に、通気調湿ユニット１０における通気方向に沿った複数の空隙１２０が形成される。

これにより、内部空間Ｓ１の圧力が外部空間Ｓ２と比較して低くなった場合に、通気フィルタ１１を介して外部空間Ｓ２から流入した気体が、調湿部材１２の間に形成された空隙１２０を通って内部空間Ｓ１へ移動する。この際、空隙１２０を移動する気体が、調湿部材１２の表面に接触する。このため、気体に含まれる水蒸気が、調湿部材１２に吸着されやすくなり、外部空間Ｓ２から湿度が高い気体が流入する場合に、内部空間Ｓ１における湿度の上昇をより抑制することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との通気を行う機能と、内部空間Ｓ１の調湿を行う機能とが一体化された通気調湿ユニット１０を実現することができる。これにより、例えば車両用ランプ１等の機器に対して、本実施の形態の通気調湿ユニット１０を取り付けることで、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との圧力差によるケース２やカバーレンズ３の破損を抑制するとともに、カバーレンズ３の曇りや結露の発生を抑制することができる。

なお、上記実施の形態の通気調湿ユニット１０では、通気フィルタ１１を、調湿部材１２に対して外部空間Ｓ２側に設けているが、これに加えて、通気フィルタ１１を、調湿部材１２に対して内部空間Ｓ１側にさらに設けてもよい。言い換えると、通気調湿ユニット１０では、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とを接続する通気経路において、調湿部材１２よりも内部空間Ｓ１側と外部空間Ｓ２側との双方に、通気フィルタ１１を設けてもよい。
このような構成を採用した場合、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２と間の通気経路に２つの通気フィルタ１１が存在するため、外部空間Ｓ２から内部空間Ｓ１へ気体が流入する際に、内部空間Ｓ１への液体や固体の侵入がより抑制される。
また、このような構成を採用した場合であっても、内部空間Ｓ１に流入した水蒸気は、内部空間Ｓ１側に設けられた通気フィルタ１１を通過して調湿部材１２に吸着されるため、上記実施の形態と同様に、内部空間Ｓ１の湿度を低下させることができる。

また、上記実施の形態では、通気調湿ユニット１０により通気および調湿（除湿）する対象の機器としてケース２の内部にＬＥＤ４を備える車両用ランプ１を例に挙げたが、本発明が適用される機器は車両用ランプ１に限定されるものではない。すなわち、本発明は、車両用ランプ１の他、電子部品等をケース２の内部に有し、カバーレンズ３の結露や曇りや内部空間Ｓ１の湿度上昇が問題となりやすい車載カメラ、監視カメラ、デジタルカメラ、ＥＣＵ（Engine Control Unit）等の機器に対しても適用することができる。

続いて、通気調湿ユニット１０の作用について、実験例を用いてより詳細に説明する。
〔実験例１〕
通気調湿ユニット１０を取り付けた略円柱形状の筐体を車両用ランプ１の筐体とみなし、通気調湿ユニット１０における調湿部材１２の重量を異ならせて、筐体内部（内部空間Ｓ１）の湿度（相対湿度）を測定した。
筐体としては、直径１００ｍｍ、高さ６５ｍｍの有底円筒状の容器と、容器に形成された円形の開口を塞ぐ円板状の蓋部とを有する容積５００ｃｍ³のものを用いた。筐体の蓋部には、直径５ｍｍの開口２ａを設け、開口２ａに、図２（ａ）〜（ｂ）に示した形状の通気調湿ユニット１０を取り付けた。また、容器には、筐体内部（内部空間Ｓ１）の湿度を測定する湿度センサを設置した。

通気調湿ユニット１０の通気フィルタ１１としては、厚さ８０μｍのＰＴＦＥ多孔質膜と、目付３０ｇ／ｍ^２のポリエチレン／ポリエステルの混合不織布の熱ラミネート品からなるフィルムを用いた。
また、通気調湿ユニット１０の調湿部材１２としては、目付１３０ｇ／ｍ^２の吸放湿性能を有する不織布を用いた。なお、この調湿部材１２の最大吸湿率は、１２０％であった。また、調湿部材１２の重量は、０ｇ（調湿部材１２を用いず通気フィルタ１１のみ）、０．００５ｇ、０．０１０ｇ、０．０２０ｇ、０．０４０ｇとした。

（湿度の測定）
通気調湿ユニット１０を取り付けた筐体の容器および蓋部を、容器に対して蓋部を開放した状態で、蓋部の開口２ａに取り付けた通気調湿ユニット１０の通気フィルタ１１が鉛直上方を向くようにして、温度８０℃、相対湿度５％以下の環境下に１２時間置いた後、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下に１２時間置き、内部環境を一定化させた。その後、蓋部を閉め、内部空間Ｓ１の相対湿度（Ｈ１）を測定した。
続いて、この筐体を、蓋部を閉めたまま、通気調湿ユニット１０の通気フィルタ１１が鉛直上方を向くようにして、温度２３℃、相対湿度９５％の恒温恒湿槽に入れ、２時間経過後の内部空間Ｓ１の相対湿度（Ｈ２）を測定した。
次いで、恒温恒湿槽の相対湿度を０％に切り替え、２時間経過後（恒温恒湿槽に入れてから４時間経過後）の内部空間Ｓ１の相対湿度（Ｈ３）を測定した。

（測定結果）
図４は、実験例１において、調湿部材１２の重量を異ならせた場合の内部空間Ｓ１の湿度の変化量を示した図である。なお、図４において、２ｈｒ後変化量（％）は、恒温恒湿槽に筐体を入れ、２時間経過した後の内部空間Ｓ１の相対湿度（％）の変化量（Ｈ２−Ｈ１）を示しており、４ｈｒ後変化量（％）は、４時間経過した後の内部空間Ｓ１の相対湿度（％）の変化量（Ｈ３−Ｈ１）を示している。

図４に示すように、通気調湿ユニット１０が、通気フィルタ１１に加えて調湿部材１２を有する場合には、調湿部材１２を有さない場合（通気フィルタ１１のみを有する場合）と比較して、内部空間Ｓ１における湿度が低くなることが確認された。言い換えると、通気調湿ユニット１０が調湿部材１２を有することで、調湿部材１２を有さない場合と比較して、内部空間Ｓ１への水蒸気の侵入が抑制されることが確認された。
また、図４に示すように、通気調湿ユニット１０に用いる調湿部材１２の重量が大きいほど、内部空間Ｓ１の湿度が低くなることが確認された。

さらに、調湿部材１２の重量が、上記式（１）を満たす場合（調湿部材１２の重量が、０．０１０ｇ、０．０２０ｇ、０．０４０ｇ）には、式（１）を満たさない場合（調湿部材１２の重量が０．００５ｇ）と比較して、内部空間Ｓ１の湿度を低くする効果が大きくなることが確認された。より具体的には、調湿部材１２の重量が上記式（１）を満たす場合には、筐体を温度２３℃、相対湿度９５％の恒温恒湿槽に入れた場合であっても、内部空間Ｓ１の湿度が、恒温恒湿槽に入れる前と比較して低下することが確認された。

〔実験例２〕
最大吸湿率が６０％の調湿部材１２を用いた以外は実験例１と同様にして、筐体の内部空間Ｓ１の湿度を測定した。
図５は、実験例２において、調湿部材１２の重量を異ならせた場合の内部空間Ｓ１の湿度の変化量を示した図である。

図５に示すように、最大吸湿率が６０％の調湿部材１２を用いた場合であっても、実験例１と同様に、調湿部材１２を有さない場合と比較して、内部空間Ｓ１における湿度が低くなることが確認された。また、最大吸湿率が６０％の調湿部材１２を用いた場合であっても、実験例１と同様に、通気調湿ユニット１０に用いる調湿部材１２の重量が大きいほど、内部空間Ｓ１の湿度が低くなることが確認された。

さらに、最大吸湿率が６０％の調湿部材１２を用いた場合であっても、調湿部材１２の重量が、上記式（１）を満たす場合（調湿部材１２の重量が、０．０２０ｇ、０．０４０ｇ）には、式（１）を満たさない場合（調湿部材１２の重量が０．００５ｇ、０．０１０ｇ）と比較して、内部空間Ｓ１の湿度を低くする効果が大きくなることが確認された。より具体的には、調湿部材１２の重量が上記式（１）を満たす場合には、筐体を温度２３℃、相対湿度９５％の恒温恒湿槽に入れた場合であっても、内部空間Ｓ１の湿度が、恒温恒湿槽に入れる前と比較して低下することが確認された。

また、図４に示した実験例１と図５に示した実験例２とを比較すると、調湿部材１２の最大吸湿率が大きい実験例１のほうが、実験例２と比較して、内部空間Ｓ１の湿度を低くする効果が大きくなることが確認された。言い換えると、調湿部材１２の重量が等しい場合、調湿部材１２の最大吸湿率が大きいほど、内部空間Ｓ１の湿度を低くする効果が大きくなることが確認された。

〔実験例３〕
通気調湿ユニット１０の調湿部材１２を、通気フィルタ１１に対して熱ラミネートにより接着した以外は実験例１と同様にして、筐体の内部空間Ｓ１の湿度を測定した。
図６は、実験例７において、調湿部材１２の重量を異ならせた場合の内部空間Ｓ１の湿度の変化量を示した図である。

図６に示すように、調湿部材１２を通気フィルタ１１に対して接着した場合であっても、通気調湿ユニット１０が調湿部材１２を有さない場合と比較して、内部空間Ｓ１における湿度が低くなることが確認された。

また、図４に示した実験例１と図６に示した実験例３とを比較すると、調湿部材１２を通気フィルタ１１に対して接着していない実験例１のほうが、接着した実験例３と比較して、内部空間Ｓ１の湿度を低くする効果が大きくなることが確認された。言い換えると、調湿部材１２を通気フィルタ１１に接着した場合には、接着しない場合と比較して、調湿部材１２の吸湿機能または放湿機能が阻害されることが確認された。

〔実験例４〕
通気調湿ユニット１０の通気フィルタ１１が鉛直下方を向くようにして筐体を恒温恒湿槽に設置した以外は実験例１と同様にして、筐体の内部空間Ｓ１の湿度を測定した。言い換えると、筐体を実験例１とは上下方向に反転した状態で恒温恒湿槽に設置した以外は実験例１と同様にして、筐体の内部空間Ｓ１の湿度を測定した。
図７は、実験例４において、調湿部材１２の重量を異ならせた場合の内部空間Ｓ１の湿度の変化量を示した図である。

図７に示すように、通気フィルタ１１が鉛直下方を向くように筐体を上下方向に反転して設置した場合であっても、通気調湿ユニット１０が調湿部材１２を有する場合には、調湿部材１２を有さない場合と比較して、内部空間Ｓ１における湿度が低くなることが確認された。

また、図７に示すように、通気フィルタ１１が鉛直下方を向くように筐体を設置した場合であって調湿部材１２の重量が０．０１０ｇ以上の場合には、恒温恒湿槽の相対湿度を０％に切り替えた場合に、恒温恒湿槽の相対湿度を切り替える前と比較して内部空間Ｓ１の湿度が上昇することが確認された。これは、調湿部材１２から放出された水蒸気が、調湿部材１２よりも鉛直上方に位置する内部空間Ｓ１へ移動したことに起因するものと推測される。

１…車両用ランプ、２…ケース、３…カバーレンズ、１０…通気調湿ユニット、１１…通気フィルタ、１２…調湿部材、１３…保持部材

Claims (6)

1. 内部に空間を有する筐体に取り付けられ、当該筐体の内部と当該筐体の外部とを通気する通気孔を備えた構造体と、
   前記構造体の前記通気孔の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材と、
   前記構造体の、前記調湿部材に対して前記筐体の外部側に設けられ、気体は透過し液体および固体の当該筐体の内部側への侵入を阻止する通気部材と
   を備えた通気調湿ユニット。
2. 前記調湿部材は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、前記筐体の内部の湿度を調整することを特徴とする請求項１に記載の通気調湿ユニット。
3. 前記調湿部材と前記通気部材とは、互いに接着されていないことを特徴とする請求項１または２に記載の通気調湿ユニット。
4. 被除湿対象部と、
   前記被除湿対象部を内部に有する筐体と、
   前記筐体に係合し、当該筐体の内部と当該筐体の外部とを通気する通気孔を備えた構造体と、
   前記構造体の前記通気孔の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材と、
   前記構造体の、前記調湿部材に対して前記筐体の外部側に設けられ、気体は透過し液体および固体の当該筐体の内部側への侵入を阻止する通気部材と
   を備える機器。
5. 前記調湿部材の重量Ｗａは、当該調湿部材の最大吸湿率をＡ（％）、前記筐体の容積をＶ（ｃｍ³）とした場合に、以下の式（１）を満たすことを特徴とする請求項４に記載の機器。
   Ｗａ≧（Ｖ／Ａ）÷４１６ …（１）
6. 前記調湿部材は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、
   前記構造体は、前記通気部材が前記調湿部材よりも鉛直上方に位置するように、前記筐体に係合されていることを特徴とする請求項４または５に記載の機器。

Images