JP2022142643A - フィルタの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な通気フィルタを使用せず、液体の滞留による防水性能の低下を抑制する。【解決手段】通気フィルタ２０は、防水性筐体１０の貫通孔に挿入される筒状部２１と、筒状部上端に設けられ、筒状部の中空部を覆う通気膜２２と、通気膜が内部に設けられた円盤形状の本体部２３と、筒状部下端に設けられた抜け止め部２４とを有する。本体部の径は、筒状部の径より大きい。筐体は、貫通孔の中心軸ａｘと略直交する方向から見て椀形状で中央近傍に貫通孔１４を設け、周囲より高い位置の平坦部１２と、その周囲に設けられた曲面部１３とを備える取付部１１を有する。貫通孔に筒状部が挿入され、抜け止め部が平坦部の裏面に当接した状態で、平坦部の表面と本体部との間に、外径が平坦部の外径より小さい円環形状のシール部材３０が挟持される。中心軸に沿って見たとき、平坦部と曲面部との境界線と本体部の周縁とが重なるか又は曲面部と本体部の周縁とが重なる。【選択図】図２

Description

本発明は、フィルタの取付構造に関する。

特許文献１には、回路基板、回路基板を収容する収容空間を有する筐体及び呼吸フィルタを備えた電子装置が開示されている。筐体を構成するケースは、収容空間を外部空間に連通させる貫通孔の周囲に、貫通孔の中心に近づくほど貫通方向において回路基板から遠ざかる傾斜面を有し、呼吸フィルタのフィルタケースは、傾斜面に対向する対向面を有し、傾斜面と対向面との間でシール材が挟持されている。

特開２０１８－８２０９０号公報

特許文献１に記載の発明は、呼吸フィルタ（通気フィルタ）側に傾斜面に対向する対向面を設ける必要があり、汎用品の呼吸フィルタを用いることができない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、特別な通気フィルタを用いることなく、液体の滞留による防水性能の低下を抑制することができるフィルタの取付構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタの取付構造は、例えば、防水性を有する筐体に設けられた貫通孔に通気フィルタを取り付けるフィルタの取付構造であって、前記通気フィルタは、前記貫通孔に挿入される筒状部と、前記筒状部の中空部を覆うように前記筒状部の上端に設けられた通気膜と、前記通気膜が内部に設けられた円盤形状の本体部と、前記筒状部の下端に設けられており、前記通気フィルタが前記貫通孔から外れないようにする抜け止め部と、を有し、前記本体部の直径は、前記筒状部の直径より大きく、前記筐体は、前記貫通孔の中心軸である第１中心軸と略直交する方向から見て椀形状の取付部であって、中央近傍に前記貫通孔が設けられており、周囲より高い位置にある平坦な平坦部と、前記平坦部の周囲に設けられた曲面部とを有する取付部を有し、前記貫通孔に前記筒状部が挿入され、前記抜け止め部が前記平坦部の裏面に当接した状態で、前記平坦部の表面と前記本体部との間に円環形状のシール部材が挟持されており、前記シール部材の外径は、前記平坦部の外径より小さく、前記第１中心軸に沿って見たときに、前記平坦部と前記曲面部との境界線と、前記本体部の周縁とが重なる、又は、前記曲面部と前記本体部の周縁とが重なることを特徴とする。

本発明に係るフィルタの取付構造によれば、筐体が有する取付部は、中央近傍に通気フィルタが設けられる貫通孔が設けられた平坦部が周囲より高い位置にあり、平坦部の周囲に曲面部が設けられており、貫通孔の中心軸と略直交する方向から見て椀形状である。貫通孔に通気フィルタを取り付けたときに、平坦部と曲面部との境界線と、通気フィルタの本体部の周縁とが重なる、又は、曲面部と本体部の周縁とが重なる。その結果、本体部の周縁から滴下した液滴は、曲面部に落下した後で曲面部上に広がり、重力で曲面部から流出するため、平坦部に滞留しない。これにより、特別な通気フィルタを用いることなく、液体の滞留による防水性能の低下を抑制することができる。

前記第１中心軸に沿って見たときに、前記境界線と前記本体部の周縁とが重なるとは、前記境界線と前記本体部の周縁のズレ量が略０．５ｍｍ以下の場合であってもよい。これにより、本体部の周縁から滴下した液滴を確実に曲面部に落下させることができる。

前記曲面部の半径は略１０ｍｍであってもよい。これにより、曲面部に落下した液滴を曲面部上に広げ、液体の滞留を防止することができる。

前記曲面部には、前記通気フィルタの周囲を覆う防護壁が設けられていてもよい。これにより、防護壁が液体の流出を妨げないようにすることができる。

前記筐体は、板厚が略一定な板状部材で形成されていてもよい。これにより、筐体の重量が重くなる等の不具合を避けることができる。

本発明によれば、特別な通気フィルタを用いることなく、液体の滞留による防水性能の低下を抑制することができる。

フィルタの取付構造１の概略を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。 フィルタの取付構造１の概略を示す断面図であり、（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ－Ａ断面図であり、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＢ－Ｂ断面図である。 フィルタの取付構造１が液体の滞留による防水性能の低下を抑制する様子を示す模式図である。 フィルタの取付構造１の境界線Ｅ近傍を拡大した断面図である。 α及び半径Ｒの大きさの算出について模式的に示す図である。 変形例にかかるフィルタの取付構造１Ａの概略を示す断面図である。 フィルタの取付構造２の概略を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。 フィルタの取付構造２の概略を示す断面図であり、図７（Ｂ）のＣ－Ｃ断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るフィルタの取付構造の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。このフィルタの取付構造は、例えば、防水性を有する筐体に設けられた貫通孔に通気フィルタを取り付けるフィルタの取付構造である。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係るフィルタの取付構造１の概略を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。図２は、フィルタの取付構造１の概略を示す断面図であり、（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ－Ａ断面図であり、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＢ－Ｂ断面図である。

フィルタの取付構造１は、主として、筐体１０と、通気フィルタ２０と、シール部材３０とを備える。なお、図面では、筐体１０を一部のみ図示している。

筐体１０は、板厚が略一定な板状部材で形成されている。筐体１０は、複数の部材（例えば、上ケースと下ケース）をねじ止め等により固定することで、内部が空洞の箱状に形成されている。また、筐体１０は、防水性を有する。

筐体１０は、通気フィルタが取り付けられる取付部１１を有する。取付部１１は、主として、平坦部１２と、曲面部１３とを有する。平坦部１２には、貫通孔１４が設けられている。

取付部１１は、貫通孔１４の中心軸ａｘと略直交する方向から見て椀形状である。平坦部１２は、平坦であり、周囲より高い位置にある。貫通孔１４は、平坦部１２の中央近傍に設けられている。

曲面部１３は、平坦部１２の周囲に設けられている。曲面部１３の半径Ｒ（図３参照）は、略１０ｍｍ以上である。

通気フィルタ２０は、筒状部２１と、通気膜２２と、本体部２３と、抜け止め部２４と、を有する。

筒状部２１は、貫通孔１４に挿入される筒状の部材であり、中空部を有する。筒状部２１の下端には、通気フィルタが貫通孔１４から外れないように抜け止め部２４が設けられている。

通気膜２２は、例えば多孔質フィルムであり、水、油等の液体は通さず、空気、水蒸気等の気体を通す特性を有する。通気膜２２は、筒状部２１の中空部を覆うように、筒状部２１の上端に設けられている。

本体部２３は、円盤形状であり、内部に通気膜２２が設けられている。本体部２３の直径は、筒状部２１の直径より大きい。

シール部材３０は、円環形状の弾性部材、例えばＯリングである。シール部材３０は、貫通孔１４に筒状部２１が挿入され、抜け止め部２４が平坦部１２の裏面に当接した状態で、平坦部１２の表面と本体部２３との間に挟持されている。シール部材３０の外径は、平坦部１２の外径及び本体部２３の外径より小さい。

図３は、フィルタの取付構造１が液体の滞留による防水性能の低下を抑制する様子を示す模式図である。図３では、曲面部１３の境界を二点鎖線で示す。

中心軸ａｘに沿って見たときに、平坦部１２と曲面部１３との境界線Ｅ（境界線Ｅは仮想線であり実在しない）と、本体部２３の周縁（図３の点線参照）とが重なる。ここで、本発明において、境界線Ｅと本体部２３の周縁とが重なるとは、境界線Ｅと本体部２３の周縁のズレ量が略０．５ｍｍ以下の場合である。なお、ズレ量が略０．５ｍｍ以下の場合とは、境界線Ｅと本体部２３の周縁とが重なる場合と同一視できる場合である。

次に、境界線Ｅと本体部２３の位置関係の求め方について、図４、５を用いて説明する。図４は、フィルタの取付構造１の境界線Ｅ近傍を拡大した断面図である。図４において、境界線Ｅと本体部２３の周縁のズレ量をαとし、曲面部１３の半径をＲとする。図５は、α及び半径Ｒの大きさの算出について模式的に示した図である。

筐体１０に落下した液滴が取付部１１の表面に沿って広がるための条件は、液滴の種類や濡れ性によって異なる。液滴Ｄは殆どの場合が水滴だと考えられるため、液滴Ｄを水滴とし、筐体１０の材質を鉄として実験した結果、液滴Ｄの落下点における曲面部１３の接線と液滴Ｄの接線とのなす角度が１５度以上の場合には、液滴Ｄが曲面部１３に沿って広がりやすいことが判明した。したがって、図５に示すように、点Ｆに液滴Ｄが落下すればよく、αとＲとの関係は以下の数式（１）で表される。
（α＋液滴Ｄの半径ｒ）≧Ｒ×ｓｉｎ１５°・・・（１）

本体部２３から落下するときの液滴Ｄの半径ｒは、最も小さいときで略１ｍｍであることが実験等により判明している。この液滴Ｄが取付部１１に落下したときには、液滴Ｄの高さ方向の半径が０．５ｍｍ（半径ｒの１／４）となり、横方向（幅方向）の半径が２ｍｍ（半径ｒの２倍）となるように広がる。そして、式（１）より、αは略０．５ｍｍ、曲面部１３の半径Ｒは略１０ｍｍ以下と求められる。

境界線Ｅがエッジ状になり、液滴が滞留することを抑制するためには、半径Ｒをできるだけ大きくすることが望ましいため、本実施の形態では、曲面部１３の半径Ｒを略１０ｍｍとする。

液滴Ｄの直径が略２ｍｍより大きい場合には、液滴Ｄの落下点は、図５において点Ｆよりも右側、すなわち曲面部１３上に位置し、液滴Ｄの落下点における曲面部１３の接線と液滴Ｄの接線とのなす角度は略１５度となる。したがって、液滴Ｄが曲面部１３上に広がり、重力で液体Ｌが取付部１１から流出する。

図３の説明に戻る。本体部２３の周縁から滴下した液滴は、液滴Ｄの直径に関わらず、曲面部１３に沿って広がる。広がった液滴は、図３において液体Ｌで示すように、重力により曲面部１３に沿って下向きに流れ、取付部１１から流出する。したがって、落下した液滴Ｄは平坦部１２側に流れず、曲面部１３上を流れる。したがって、液体が平坦部１２に滞留しない。

本実施の形態によれば、中心軸ａｘに沿って見たときに、平坦部１２と曲面部１３との境界線Ｅと、本体部２３の周縁とが重なるため、本体部２３の周縁から境界線Ｅ上に落下した液滴Ｄが曲面部１３に広がった後で取付部１１から流出し、水が平坦部１２に滞留しない。液体が平坦部１２に滞留すると、シール部材３０の劣化や金属の腐食等が発生し、防水性能が低下するおそれがある。それに対し、本実施の形態では、液体が平坦部１２に滞留しないため、防水性能の低下を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、平坦部１２に通気フィルタ２０を設けるため、特別な通気フィルタを用いることなく、液体の滞留による防水性能の低下を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、液体が平坦部１２に滞留しないようにする対策（肉厚部を形成、突起を形成等）を取付部１１に行う必要がないため、板厚が略一定な板状部材で筐体１０を形成することができる。

例えば、貫通孔の近傍に円錐形状又は円錐台形状の凸部を形成して通気フィルタ２０の近傍に液体が滞留しないようにする場合には、凸部の部分の肉厚を厚くする必要があるため、板厚が略一定な板状部材で筐体１０を形成することができず、鋳造で筐体を作成する必要があり、筐体の重量が重くなる等の不具合がある。特に、筐体１０が車載装置用であるときには、できるだけ重量を軽くしなければならないことから、鋳造で筐体を作成するのは適切ではない。それに対し、本実施の形態では、筐体１０を板状部材で形成できるため、そのような不具合は発生しない。

なお、本実施の形態では、平坦部１２と曲面部１３との境界線Ｅと、本体部２３の周縁とが重なったが、境界線Ｅと本体部２３の周縁との位置関係はこれに限られない。例えば、中心軸ａｘに沿って見たときに、曲面部１３と本体部２３の周縁とが重なってもよい。

曲面部１３と本体部２３の周縁とが重なり、曲面部１３に液滴Ｄが落下したとしても、液滴Ｄの落下点における取付部１１の接線と液滴Ｄの接線とのなす角度θは略１５度以上となる。したがって、曲面部１３に落下した液滴Ｄは、図３の液体Ｌに示すように、曲面部１３上で広がり、重力で取付部１１から流出する。

また、本実施の形態では、平坦部１２に貫通孔１４を設けたが、貫通孔の形態はこれに限られない。図６は、変形例にかかるフィルタの取付構造１Ａの概略を示す断面図である。フィルタの取付構造１Ａは、主として、筐体１０Ａと、通気フィルタ２０と、シール部材３０とを備える。筐体１０Ａにおいて、平坦部１２には貫通孔１４Ａが設けられている。

貫通孔１４Ａは、板状部材を略筒状に折り曲げて形成された筒状部１５の中空部である。筒状部２１が貫通孔１４Ａに挿入され、抜け止め部２４が筒状部１５の下端に当接することにより通気フィルタ２０が筐体１０Ａに取り付けられる。このように、貫通孔１４Ａを用いることで、筒状部２１の長さや筐体１０Ａを構成する板状部材の厚さに関わらず、様々な通気フィルタを筐体に取り付け可能である。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態は、防護壁を有する形態である。以下、第２の実施の形態に係るフィルタの取付構造２について説明する。なお、第１の実施の形態に係るフィルタの取付構造１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図７は、第２の実施の形態に係るフィルタの取付構造２の概略を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図である。図８は、フィルタの取付構造２の概略を示す断面図であり、図７のＣ－Ｃ断面図である。フィルタの取付構造２は、筐体１０Ｂと、通気フィルタ２０と、シール部材３０とを備える。なお、図面では、筐体１０Ｂを一部のみ図示している。

筐体１０Ｂは、筐体１０と同様、板厚が略一定な板状部材で形成されており、防水性を有する。筐体１０Ｂは、通気フィルタが取り付けられる取付部１１と、防護壁１５とを有する。防護壁１５は、曲面部１３に設けられており、通気フィルタ２０の周囲を覆う。

筐体１０Ｂは、例えば、筐体１０に防護壁１５を溶接等で取り付けることで形成される。なお、筐体１０Ｂの製造方法はこれに限られず、例えば鋳造により形成されてもよい。

防護壁１５を曲面部１３に設けるため、液体が平坦部１２に滞留しない。したがって、防水性能の低下を抑制することができる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行、略直交とは、厳密に平行、直交の場合には限られない。また、例えば、単に平行、直交等と表現する場合においても、厳密に平行、直交等の場合のみでなく、略平行、略直交等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、例えばＡの近傍であるときに、Ａの近くであって、Ａを含んでも含まなくてもよいことを示す概念である。

１、２ ：取付構造
１０、１０Ａ：筐体
１１ ：取付部
１２ ：平坦部
１３ ：曲面部
１４ ：貫通孔
１５ ：防護壁
２０ ：通気フィルタ
２１ ：筒状部
２２ ：通気膜
２３ ：本体部
２４ ：抜け止め部
３０ ：シール部材

Claims (5)

1. 防水性を有する筐体に設けられた貫通孔に通気フィルタを取り付けるフィルタの取付構造であって、
   前記通気フィルタは、前記貫通孔に挿入される筒状部と、前記筒状部の中空部を覆うように前記筒状部の上端に設けられた通気膜と、前記通気膜が内部に設けられた円盤形状の本体部と、前記筒状部の下端に設けられており、前記通気フィルタが前記貫通孔から外れないようにする抜け止め部と、を有し、
   前記本体部の直径は、前記筒状部の直径より大きく、
   前記筐体は、前記貫通孔の中心軸である第１中心軸と略直交する方向から見て椀形状の取付部であって、中央近傍に前記貫通孔が設けられており、周囲より高い位置にある平坦な平坦部と、前記平坦部の周囲に設けられた曲面部とを有する取付部を有し、
   前記貫通孔に前記筒状部が挿入され、前記抜け止め部が前記平坦部の裏面に当接した状態で、前記平坦部の表面と前記本体部との間に円環形状のシール部材が挟持されており、
   前記シール部材の外径は、前記平坦部の外径より小さく、
   前記第１中心軸に沿って見たときに、前記平坦部と前記曲面部との境界線と、前記本体部の周縁とが重なる、又は、前記曲面部と前記本体部の周縁とが重なる
   ことを特徴とするフィルタの取付構造。
2. 前記第１中心軸に沿って見たときに、前記境界線と前記本体部の周縁とが重なるとは、前記境界線と前記本体部の周縁のズレ量が略０．５ｍｍ以下の場合である
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタの取付構造。
3. 前記曲面部の半径は略１０ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタの取付構造。
4. 前記曲面部には、前記通気フィルタの周囲を覆う防護壁が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタの取付構造。
5. 前記筐体は、板厚が略一定な板状部材で形成されている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルタの取付構造。

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