JP4541202B2 - 取付部材、圧力調整部材及び水密筐体 - Google Patents

Description

本発明は、水密筐体に気体透過膜を取り付けるための取付部材、この取付部材と気体透過膜とを備える圧力調整部材、及び水密筐体に関する。

屋外で使用される電子機器には防水性が要求されるので、その筐体には水密構造が採用されている。このような水密構造の筐体では、使用環境の温度変化、又は電子部品からの発熱等により、筐体の内外で圧力差が生じやすい。
そこで、従来より、防水性を維持しつつ筐体内外の圧力を調整する試みがなされている。例えば、特許文献１には、筐体の底部にボスを立て、その中央に空けた孔を通気性の膜等で塞いだ圧力調整機構が記載されている。
特開２００３−３０４０７６号公報

しかし、特許文献１の圧力調整機構では、ＪＩＳ Ｃ ０９２０「電気機械器具の防水試験及び固形物の侵入に対する保護等級」で規定されているＩＰ６Ｘの等級に適合させることは困難であった。このＩＰ６Ｘの等級では、「直径１．０ｍｍの接近度検査用プローブが侵入しないこと。」との要求が課されている。
もし、特許文献１の圧力調整機構で無理にＩＰ６Ｘの等級を満たそうとすると、ボス内の孔に１．０ｍｍ未満という非常に細く絞った部分を形成しなければならない。また、通気性膜の面積も小さいものとせざるを得ない。そのため、圧力調整に必要な気体の透過量を確保することが困難となり、実用的でなかった。
また、特許文献１の圧力調整機構は、通気性膜を筐体に取り付けるために、ボスを立てる等、筐体自体に特別な加工を施さなければならない。そのため、汎用性があり、かつ安価な筐体の製造が困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡便な手段でＩＰ６Ｘの等級に適合する水密筐体を提供することを課題とする。また、この水密筐体に使用するための圧力調整部材と気体透過膜の取付部材を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］水密筐体に気体透過膜を取り付けるための取付部材であって、水密筐体の内側に配置され気体透過膜が取り付けられる頭部と、周面に雄ねじが形成されて水密筐体の壁面に挿入される足部とを有し、該足部の周面と頭部とに開口する貫通路が形成されていることを特徴とする取付部材。
［２］［１］に記載の取付部材と、該取付部材の頭部の開口を塞ぐ気体透過膜とを備えることを特徴とする水密筐体の圧力調整部材。
［３］［２］に記載の圧力調整部材が取り付けられたことを特徴とする水密筐体。

本発明によれば、取付部材を水密筐体に取り付けた際の螺合部を通気路として使用することができる。そのため、通気路を非直線状の複数の隙間で構成できるので、簡便な手段でＩＰ６Ｘの等級に適合する水密筐体を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る取付部材１で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は左側面図、図１（ｄ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
図１に示すように、本実施形態の取付部材１は、頭部１０と足部２０とを有しており、足部２０の周面には、雄ねじ２１が形成されている。
また、足部２０の周面と頭部１０とに開口する貫通路３０が形成されている。貫通路３０は、頭部１０側から、皿モミ形状のザグリ部３１、ザグリ部３１の下部中央から下に延びる縦穴部３２、縦穴部３２の下端と交叉する横穴部３３とから構成されている。横穴部３３は、交叉部から図面左に延びる左横穴部３３ａと、右へ延びる右横穴部３３ｂとからなり、各々足部２０の周面に開口している。すなわち、貫通路３０は、頭部１０のザグリ部３１における開口３０ａと、足部２０の周面における２カ所の開口３０ｂ、３０ｂとを有している。

図２は、本発明の一実施形態に係る圧力調整部材２で、図１に示した取付部材１と気体透過膜４０とから構成されている。図２に示すように、開口３０ａは、気体透過膜４０で塞がれている。
気体透過膜４０は、気体透過性の膜であることはもちろんであるが、透湿・防水性膜であることが防水の観点で好ましい。このような膜としては、例えば、スリーエム社製のマイクロポーラスフィルムや、ゴアテックス社製のゴアテックス（登録商標）等が挙げられる。

図２の圧力調整部材２は、図８の説明において後述するように、水密筐体に取り付けた際の螺合部が通気路となるので、気体透過膜４０を介して、水密筐体内外の圧力差を確実に解消することができる。
圧力調整部材２は、取付部材１の頭部１０が足部２０よりも大径とされているため、気体透過膜４０として、充分な面積のものを用いることができる。そのため、充分な気体透過量を確保でき、確実に水密筐体内外の圧力調整が可能である。
また、貫通路３０の頭部１０における開口３０ａの近傍が皿モミ形状のザグリ部３１とされているため、水密筐体内部の圧力が上昇し、気体透過膜４０がザクリ部３１方向に膨らみを生じた場合にも、気体透過膜４０が取付部材１に密着してしまうことがない。そのため、気体透過膜４０の有効面積が損なわれることがなく、必要な気体通路を維持しやすい。

図３〜図６は、本発明の他の実施形態に係る取付部材で、各々図１の取付部材１と同様に、頭部１０と足部２０とを有しており、足部２０の周面には、雄ねじ２１が形成されている。図３〜図６の取付部材が図１の取付部材１と異なるのは、貫通路の具体的構成である。
まず、図３の貫通路は、頭部１０側から、皿モミ形状のザグリ部３１、ザグリ部３１の下部中央から下に延びる縦穴部３２、縦穴部３２の下端と連絡する横穴部３３とから構成されている。横穴部３３は、縦穴部３２との連絡部から図面右へ延びる右横穴部３３ｂのみからなり、左に延びる左横穴部３３ａは存在しない。右横穴部３３ｂは、足部２０の周面に開口している。すなわち、図３の貫通路は、頭部１０のザグリ部３１における開口３０ａと、足部２０の周面における１カ所の開口３０ｂとを有している。

図４の貫通路は、皿モミ形状のザグリ部３４が、横穴部３３まで達している。横穴部３３は、図面左に延びる左横穴部３３ａと、右へ延びる右横穴部３３ｂとからなり、各々足部２０の周面に開口している。すなわち、図４の貫通路は、図１の取付部材１と同様に、頭部１０のザグリ部３４における開口３０ａと、足部２０の周面における２カ所の開口３０ｂ、３０ｂとを有している。

図５の貫通路は、頭部１０側から、皿モミ形状のザグリ部３１、ザグリ部３１の下部中央から下に延びる縦穴部３２、縦穴部３２の下端から、図示斜め下方に延びる斜穴部３６とから構成されている。斜穴部３６は、足部２０の周面に開口している。すなわち、図５の貫通路は、頭部１０のザグリ部３１における開口３０ａと、足部２０の周面における１カ所の開口３０ｂとを有している。

図６の貫通路は、頭部１０側から、皿モミ形状のザグリ部３７、ザグリ部３７の下部中央から下に延びる縦穴部３８、縦穴部３８の下端から、図示左側に延びる横穴部３９とから構成されている。縦穴部３８は、図１の縦穴部３２よりも大径とされている。横穴部３９は、足部２０の周面に開口している。すなわち、図６の貫通路は、頭部１０のザグリ部３７における開口３０ａと、足部２０の周面における１カ所の開口３０ｂとを有している。

図３〜図６の取付部材も、図２の取付部材１と同様に貫通路の頭部１０側の開口３０ａを気体透過膜４０で塞ぐことによって、圧力調整部材を構成することができる。
なお、これら各実施形態においては、いずれも、雄ねじ２１が足部２０の周面ほぼ全体に形成されているものとした。また、開口３０ｂは、この雄ねじ２１が形成されている部分にあるものとした。しかしながら、雄ねじ２１は、水密筐体に取り付けるために必要な程度に形成されていれば良く、例えば開口３０ｂよりも下側のみに形成されていてもよい。
また、足部２０の断面は完全な円形である必要はなく、例えば、円形の一部を切り欠いた断面形状であってもよい。

次に、図７、８を用いて、本発明の一実施形態に係る水密筐体について説明する。図７（ａ）は、本発明の水密筐体５０の正面図、図７（ｂ）は右側面図、図７（ｃ）は底面図、図８は、図７（ｃ）におけるVIII-VIII断面図である。
図７に示すように、水密筐体５０は、本体５１と蓋体５２とを有し、屋外に設置されたポール６０に取付金具６１にて取り付けられている。本体５１と蓋体５２との間にはゴムパッキン等のシール材が使用されており水密が保たれている。
本体５１の底部壁面５１ａには、複数のケーブル配線口５３が設けられている。これら各ケーブル配線口５３にも、ゴムパッキン等のシール材が用いられており、各種ケーブルを本体５１に格納された電子機器に対して、水密を保ったまま配線できるようになっている。これにより、水密筐体５０内に格納する電子機器に対して、電源を供給したり、信号を授受したりできるようになっている。

図７（ｃ）に示すように、圧力調整部材２は、本体５１の底部壁面５１ａに取付部材１を用いて取り付けられている。具体的には、図８に示すように、圧力調整部材２が、底部壁面５１ａに取り付けられている。なお、図８において、図示上側が水密筐体５０の内側、図示下側が水密筐体５０の外側である。

図８に示すように、圧力調整部材２を構成する取付部材１の足部２０は、底部壁面５１ａに形成された取付孔５５に挿入されている。そして、水密筐体５０外部に突出した足部２０の先端には、ワッシャ７１を介してナット７２が螺合されている。また、取付部材１の足部２０には、取付孔５５に挿入する前に、予めＯリング７３が嵌められており、ナット７２を締め付けることにより、頭部１０と底部壁面５１ａとの間をシールできるようになっている。

ここで、ワッシャ７１は、ナット７２の締め付け方向に対して弾性を有するものが好ましい。具体的には、内歯座金、スプリングワッシャ、皿ばね等が好ましく、内歯座金であることが特に好ましい。このように弾性を有するワッシャを用いることにより、ナット７２が緩み難くなると共に、通気路の確保がより容易になる。

本実施形態によれば、気体透過膜４０から水密筐体５０外部に至る通気路を以下のように確保することができる。まず、開口３０ａ近傍の気体は、ザグリ部３１から、縦穴部３２を経て横穴部３３に至る貫通路３０を通過し、開口３０ｂから足部２０の周面外側に至ることができる。さらに、足部２０と取付孔５５との間隙を通過した後、雄ねじ２１のネジ山とワッシャ７１との隙間を通過して水密筐体５０外部へと至ることができる。
ここで、雄ねじ２１のネジ山とワッシャ７１との隙間は、非直線状の非常に狭い隙間であるため、１．０ｍｍ径の針金を侵入させることはできない。すなわち、ＩＰ６Ｘの等級に適合するものである。また、非常に狭い隙間でありながら無数の経路をとりうるので、必要な通気量も確保できる。
また、本実施形態では、水密筐体５０に設ける取付孔５５は、ネジ山等を設けない単純な孔でよい。そのため、水密筐体５０に特別な加工を施す必要がなく、安価かつ簡便に圧力調整部材２を取り付けることができる。

次に、図９を用いて、本発明の他の実施形態に係る水密筐体につき説明する。本実施形態の水密筐体は、図７の水密筐体と同様のものであるが、図７（ｃ）におけるVIII-VIII断面が図９に示す態様となっている。
本実施形態で用いる圧力調整部材２ａは、取付部材１ａの足部２０が、取付部材１の足部２０よりも短くされている他は、図８の圧力調整部材２と同じである。図９に示すように、圧力調整部材２ａが、底部壁面５１ａに取り付けられている。なお、図９においても、図示上側が水密筐体５０の内側、図示下側が水密筐体５０の外側である。

図９に示すように、取付部材１ａの足部２０は、底部壁面５１ａに形成された雌ねじ孔５６に挿入、螺合されている。また、取付部材１ａの足部２０には、雌ねじ孔５６に挿入する前に、予めＯリング７３が嵌められており、雌ねじ孔５６に螺合して締め付けることにより、頭部１０と底部壁面５１ａとの間をシールできるようになっている。

本実施形態によれば、気体透過膜４０から水密筐体５０外部に至る通気路を以下のように確保することができる。まず、開口３０ａ近傍の気体は、ザグリ部３１から、縦穴部３２を経て横穴部３３に至る貫通路３０を通過し、開口３０ｂから足部２０の周面外側に至ることができる。さらに、足部２０の雄ねじ２１のネジ山と雌ねじ孔５６との間隙を通過して、水密筐体５０外部へと至ることができる。
ここで、雄ねじ２１のネジ山と雌ねじ孔５６との隙間は、非直線状の非常に狭い隙間であるため、１．０ｍｍ径の針金を侵入させることはできない。すなわち、ＩＰ６Ｘの等級に適合するものである。また、非常に狭い隙間でありながら無数の経路をとりうるので、必要な通気量も確保できる。
なお、本実施形態においては、取付部材１ａの材質と底部壁面５１ａの材質とを硬度が同等であるものとすることが好ましい。仮に一方のみが柔らかい材質であると、螺合時に一方のネジ山がつぶれ、螺合部の通気性が損なわれやすくなる。

なお、図８、図９においては、いずれも足部２０の周面における開口３０ｂが底部壁面５１ａの厚み部分に存在する構成としたが、開口３０ｂの位置は、足部２０の周面であれば特に限定はない。
例えば、図８におけるナット７２との螺合部分に開口していてもよい。ただし、この場合、足部２０とナット７２との螺合部分が通気路となるので、取付部材１ａの材質とナット７２の材質とを硬度が同等であるものとすることが好ましい。仮に一方のみが柔らかい材質であると、螺合時に一方のネジ山がつぶれ、螺合部の通気性が損なわれやすくなる。
また、図８において、ワッシャ７１は必須ではない。この場合も、足部２０とナット７２との螺合部分が通気路となるので、取付部材１ａの材質とナット７２の材質とを硬度が同等であるものとすることが好ましい。
また、図８、図９において、Ｏリング７３は、平パッキン、シールテープ等、他の適宜のシール手段に代替可能である。
さらに、図８、図９の取付部材１、取付部材１ａに代えて、図３〜図６に示した種々の取付部材を使用してもよい。

本発明の一実施形態に係る取付部材である。 本発明の一実施形態に係る圧力調整部材である。 本発明の他の実施形態に係る取付部材である。 本発明の他の実施形態に係る取付部材である。 本発明の他の実施形態に係る取付部材である。 本発明の他の実施形態に係る取付部材である。 本発明の一実施形態に係る水密筐体である。 本発明の一実施形態に係る水密筐体の要部断面図である。 本発明の他の実施形態に係る水密筐体の要部断面図である。

符号の説明

１…取付部材、２…圧力調整部材、１０…頭部、２０…足部、２１…雄ねじ、
３０…貫通路、４０…気体透過膜、５０…水密筐体、５１ａ…底部壁面、
７１…ワッシャ、７２…ナット、７３…Ｏリング

Claims (3)

1. 水密筐体に気体透過膜を取り付けるための取付部材であって、
   水密筐体の内側に配置され気体透過膜が取り付けられる頭部と、周面に雄ねじが形成されて水密筐体の壁面に挿入される足部とを有し、
   該足部の周面と頭部とに開口する貫通路が形成されていることを特徴とする取付部材。
2. 請求項１に記載の取付部材と、
   該取付部材の頭部の開口を塞ぐ気体透過膜とを備えることを特徴とする水密筐体の圧力調整部材。
3. 請求項２に記載の圧力調整部材が取り付けられたことを特徴とする水密筐体。
   
   

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