JP4855203B2 - 通気部材および通気構造 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車部品、電子部品等を収容する筐体に装着される通気部材に関する。また、通気部材を用いた通気構造に関する。
ランプ、センサ、ＥＣＵ（electronic control unit）のような自動車の電装部品を収容する筐体には、筐体の内部と外部との通気を確保するとともに、筐体内部への異物の侵入を阻止する通気部材が取り付けられている。そのような通気部材の一例が特許文献１や特許文献２に開示されている。
例えば、特許文献１に開示されている通気部材は、図１３に示すごとく、通気膜２０２が配置された支持体２０３と、通気膜２０２を覆うように支持体２０３に取り付けられたカバー部品２０４とを備えている。このような通気部材２０１を、Ｏリング２０５を介して筐体２０６の開口部２０７に固定する。通気膜２０２を気体が透過することにより、筐体２０６の内外の通気を確保できる。カバー部品２０４は、外力によって通気膜２０２が損傷したり、塵芥の堆積によって通気膜２０２の通気性能が低下したりすることを防止する。
特開２００４−４７４２５号公報 特開２００３−３３６８７４号公報
図１３で説明した通気部材は、筐体の開口部に簡単に取り付けることが可能である。また、筐体の外表面からの突出高さが比較的小さい。このことは、一見すると、通気部材が余分なスペースを取らないので好ましいと考えられる。しかしながら、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、常にそうとは限らないことが判明した。
具体的には、通気部材を筐体の開口部に取り付けた状態で、通気部材の通気膜と、筐体の外表面との距離が近接している場合を考える。このような場合において、筐体の外表面に水滴や油滴が付着すると、通気膜を固定している支持体の側面を伝って水滴等が簡単に通気膜の表面に向かって流れていく可能性があることが分かった。こうした現象は、通気部材と筐体との境界近傍に水滴や油滴が滞留している状態で、筐体内の気圧が外気圧よりも急に低くなった場合に顕著に現れると考えられる。
上記問題に鑑み、本発明は、筐体の外表面に水滴等が付着した場合であっても、通気膜に向かって水滴等が流れていくことを防止でき、通気性能を確実に維持できる通気部材を提供することを目的とする。また、その通気部材を用いた通気構造を提供することを別の目的とする。
すなわち、本発明は、
換気を行うべき筐体に取り付けられる通気部材であって、
筐体の内外の通気経路としての貫通孔を有する支持体と、貫通孔を塞ぐように支持体に固定された通気膜とを備え、
通気膜の厚さ方向を高さ方向と定義したとき、
支持体は、一方の開口端面から他方の開口端面に至るまで貫通孔が高さ方向に延びるように形成され、一方の開口端面から他方の開口端面までの高さが４ｍｍ以上に調整されており、
他方の開口端面が、筐体の開口部に当該通気部材を溶着により固定するための接合面として形成されるとともに、
支持体は、貫通孔内の周方向全域にわたって形成され、高さ方向と直交する横方向に関する貫通孔の断面積が不連続に変化する段付き部をさらに含み、
段付き部において、横方向に関する貫通孔の断面積が、筐体に取り付けられる側から反対側に進むにつれて不連続に縮小しており、
他方の開口端面の側から貫通孔内に通気膜が挿入されて段付き部に配置されている、通気部材を提供する。
また、他の側面において、本発明は、
換気を行うべき筐体に取り付けられる通気部材であって、
筐体の内外の通気経路としての貫通孔を有する支持体と、貫通孔を塞ぐように支持体に固定された通気膜とを備え、
支持体は、筐体に接続されるべき部分であって、通気膜が配置されている側から筐体に接続される側に向かうにつれて、通気膜の厚さ方向と直交する横方向の断面に現れる外形のなす面積が連続的または段階的に拡大している基体部を含む、通気部材を提供する。
さらに、他の側面において、本発明は、
換気を行うべき筐体に取り付けられる通気部材であって、
筐体の内外の通気経路としての内部空間と、内部空間と外部とを連通する開口部とを有する支持体と、開口部を塞ぐように支持体に固定された通気膜とを備え、
通気膜の厚さ方向を高さ方向と定義したとき、高さ方向における支持体の一方の端面が、筐体に直接または他部材を介して固定される固定予定面とされ、固定予定面から開口部が形成されている他方の端面までの高さが４ｍｍ以上に調整されている、通気部材を提供する。
他の側面において、本発明は、換気を行うべき筐体と、筐体の開口部に取り付けられた上述の通気部材とを含む、通気構造を提供する。
上記本発明の通気部材（または通気構造）は、筐体の外表面から反対側の開口端面までの高さが４ｍｍ以上と十分に確保されている。したがって、通気部材と筐体との接続箇所等に水滴等が滞留した場合であっても、水滴等が通気膜上に簡単に流れていくことを防止できる。すなわち、筐体の外表面に水滴等が付着した場合でも、通気性能を確実に維持できる通気部材を実現できる。
また、他の側面における本発明の通気部材（または通気構造）は、通気膜を固定する支持体に含まれる基体部の横断面積が、筐体に近づくにつれて連続的または段階的に拡大している。このような構造によれば、通気部材と筐体との境界付近に水滴等が滞留しにくくなる。この結果、筐体の外表面に水滴等が付着した場合でも、水滴等が通気膜の上に流れていくことを防止でき、ひいては通気性能を確実に維持できる通気部材を実現できる。
（第１実施形態）
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。
図１Ａは、本発明にかかる第１実施形態の通気部材の斜視図であり、図１Ｂは、その断面斜視図である。図１２は、図１Ａの通気部材を取り付けた筐体の全体図である。図１２に示すように、図１Ａ，１Ｂに示す通気部材１３Ａは、例えば自動車の電装部品の筐体９１の開口部９１ｋに取り付けられて、筐体９１の内外の換気を行うための通気構造１００Ａを構成する。なお、筐体は、図１２に示すような箱形のものに限定されるわけではなく、換気を必要とする空間を内部に有する部品や物品であれば、本発明の通気部材の取り付け対象としての筐体になりうる。
図１Ａ，１Ｂに示すごとく、通気部材１３Ａは、筐体９１の内外の通気経路としての貫通孔１１ｈを有する支持体１１と、貫通孔１１ｈの一方の開口を塞ぐように支持体１１上に配置された通気膜６とを備えている。支持体１１は、略円筒形状である。円筒形状の支持体１１の一方の開口端面である第１開口端面１１ｐ上に、円形状の通気膜６を配置している。通気膜６の直径は、第１開口端面１１ｐにおける支持体１１の外径よりも小さく内径よりも大きい。支持体１１の貫通孔１１ｈと、通気膜６と、筐体９１の開口部９１ｋとが同心状の配置となるように、通気部材１３Ａを筐体９１の開口部９１ｋに固定している。つまり、支持体１１に形成されている貫通孔１１ｈの一方の開口が通気膜６によって塞がれ、他方の開口が筐体９１内に向けて開放している。通気膜６は、気体の透過を許容し、筐体９１内に水滴や塵芥等の異物が侵入することを阻止する。通気膜６の気体透過作用により、筐体９１内の圧力は外部の圧力に等しく保たれる。
また、通気部材１３Ａの支持体１１は、筐体９１の開口部９１ｋに取り付けられる側とは反対側において、通気膜６との間に隙間を形成するとともに通気膜６を覆う屋根部１６を含む。つまり、支持体１１の２つの開口端面１１ｐ，１１ｑのうち、筐体９１に接する第２開口端面１１ｑとは反対側に位置する第１開口端面１１ｐは、屋根部１６に覆われている。第１開口端面１１ｐと屋根部１６との間には隙間が形成されており、その隙間が、通気膜６の面内と平行な方向に開放する開口１６ｈに連通している。このような構造により、通気膜６を水滴や塵芥から保護し、通気膜６を介して筐体９１の内外の通気が確保されている。なお、本実施形態においては、貫通孔１１ｈを有する支持体１１とは別部品として屋根部１６を作製し、第１開口端面１１ｐ上に通気膜６を固定したのちに、その屋根部１６を支持体１１に合体させている。
上記のような支持体１１は、射出成形、圧縮成形、切削等の一般的な成形手法により作製することができる。支持体１１の材料には、成型性の観点から熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡ（ナイロン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂や、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、シリコーンゴム等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。また、支持体１１の材料は、カーボンブラック、チタンホワイト等の顔料類、ガラス粒子、ガラス繊維等の補強用フィラー類、撥水材等を含んでいてもよい。また、支持体１１は、その表面に撥液処理を施すことにより、液体（水や油）を排除しやすくなる。易接着処理、絶縁処理、半導体処理、導電処理等の他の処理を支持体１１に施してもよい。
一方、通気膜６は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する膜であれば、構造や材料は特に限定されない。本実施形態では、樹脂多孔質膜に補強層を積層した通気膜６、より詳細には、補強層の上下に樹脂多孔質膜を積層した３層構造の通気膜６（例えば、日東電工社より入手可能なＴＥＭＩＳＨ（登録商標））を例示している。補強層を設けることにより、高強度の通気膜６とすることができる。
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−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多孔体が好ましい。
また、通気膜６を構成する樹脂多孔質膜には、筐体の用途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、樹脂多孔質膜よりも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。
通気膜６を構成する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ことが好ましい。具体的には、樹脂または金属からなる、織布、不織布、メッシュ、ネット、スポンジ、フォーム、多孔体（例えば、日東電工社より入手可能なサンマップ）等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、レーザー溶着、超音波溶着、接着剤の使用等の方法がある。
また、通気膜６の厚さは、強度および支持体１１への固定の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。通気膜６の通気度は、ガーレー値にて０．１〜３００ｓｅｃ／１００ｃｍ3であることが好ましい。なお、本実施形態では通気膜６を支持体１１に熱溶着しているが、超音波溶着法や接着剤を用いる方法等の他の方法で通気膜６を支持体１１に固定してもよい。
なお、支持体や通気膜に関する説明は、後述する他の実施形態に援用する。
以下、他の実施形態を含めて、通気膜６の厚さ方向を高さ方向と定義する。また、通気膜６について、筐体９１側に位置する面を下面、これと反対側を上面とする。
図１Ａ，１Ｂに示すごとく、本実施形態において、通気部材１３Ａを取り囲む筐体９１の外表面９１ｐは、通気膜６の主面に略平行な平坦面となっている。図１Ｂに示すごとく、通気膜６が固定されている第１開口端面１１ｐとは反対側の開口端面である第２開口端面１１ｑは、筐体９１の開口部９１ｋに直接接合された接合面となっている。また、貫通孔１１ｈは、第２開口端面１１ｑから第１開口端面１１ｐに至るまで、高さ方向にほぼ真っ直ぐ延びるように形成されている。
支持体１１は、第２開口端面１１ｑから通気膜６までの高さＨ1、換言すれば、通気部材１３Ａを取り囲む筐体９１の外表面９１ｐから通気膜６までの高さＨ1が、４ｍｍ以上となるように寸法調整がなされている。このようにすれば、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が通気膜６上に流れていくことを防止する効果を十分に得ることができる。上記高さＨ1を４ｍｍ以上とすれば、通常の条件下で筐体９１に付着する水滴等が通気膜６に到達しにくい。より確実に水滴等と通気膜６との接触を防止するために、上記の高さＨ1は、６ｍｍ以上に調整することが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以上に調整することである。ただし、筐体９１の外表面９１ｐからの通気部材１３Ａの突出量が大きくなりすぎないように、上記の高さＨ1は３０ｍｍ以下とすることが望ましい。なお、これらの寸法は、後述する実施形態にも援用する。
通気部材１３Ａを筐体９１の開口部９１ｋに固定する方法としては、熱溶着による方法、超音波溶着による方法、レーザー溶着による方法、粘着テープを用いる方法、接着剤を用いる方法等を採用することができる。図１Ａ，１Ｂに示す通気部材１３Ａにおいては、筐体９１の外表面９１ｐから通気膜６の下面までの支持体１１の高さＨ1が、高さ方向と垂直な断面における支持体１１の外径よりも小さく調整されている。このようにすれば、通気部材１３Ａを筐体９１の開口部９１ｋに固定したときの安定性が十分に得られ、異物等による衝撃が加わった場合に通気部材１３Ａが筐体９１から脱落する可能性を小さくできる。
また、図２Ａに示す通気部材１３Ｂのように、第２開口端面１１ｑ側における周方向の複数箇所に、半径方向外向きに突出するリブ１４，１４を設けるようにしてもよい。リブ１４，１４は、筐体９１の外表面９１ｐに接合されている。このような通気部材１３Ｂを筐体９１の開口部９１ｋに取り付けた通気構造１００Ｂによれば、通気部材１３Ｂと筐体９１との接合強度を容易に高めることが可能である。このようなリブ１４，１４は、後述するいずれの実施形態にも適用することが可能である。
ところで、本発明の通気部材は、筐体を成形するための金型にインサートされ、筐体を構成するべき樹脂と一体化される、いわゆるインサート成形に供される場合がある。そのようなインサート成形法によれば、通気部材を筐体に取り付ける工程を省略することができるので生産性に優れる。しかしながら、工程数の減少と引き替えに、不良品の発生率が高くなる恐れがある。なぜなら、インサート成形の実施時において、通気部材の通気膜に高い空気圧が加わり、通気膜が支持体から剥離したり破れたりすることがあるからである。このような問題に対しては、下記のような改良が有効である。
すなわち、図２Ｂに示す通気構造１００Ｂに含まれる通気部材１３Ｃのごとく、樹脂多孔質膜を含む膜本体６と、膜本体６の少なくとも一方の主面を覆うように膜本体６に取り付けられた通気性を有する補強材７とを含み、補強材７によって膜本体６が補強された通気膜８を用いることができる。このようにすれば、筐体９１の成形時における膜本体６の剥離・破断といった不具合の発生を防止ないし抑制することができる。膜本体６は、同一の参照符号を付与していることから分かるように、図１Ａ，１Ｂで説明した通気膜そのものである。
補強材７は、膜本体６の通気性を確保できるとともに、膜本体６よりも剥離や破断が容易に生じにくい特性が要求される。したがって、補強材７が、金属製または樹脂製のメッシュを含むことが好ましい。より好ましくは、補強材７がメッシュからなっていることである。膜本体６と補強材７とは、溶着や接着剤の使用によって接合され、一体化されていることが好ましい。また、補強材７が、実質的に、支持体１１を構成する樹脂と同一組成の樹脂からなっていると、熱溶着、超音波溶着、レーザー溶着等の溶着方法によって支持体１１と補強材７とを一層強固に接合することが可能なので好ましい。金属製や樹脂製のメッシュは、金属や樹脂の線材を編み込んだものであってもよいし、公知のパンチングメタルのように多数の孔が穿孔されたシートであってもよいし、金型を用いた公知の成形法によって製造された成形体であってもよく、さらには、剛性の高い格子のようなものであってもよい。なお、図２Ｂの例では、補強材７が膜本体６の片面にのみ接合されているが、膜本体６の両面に補強材７を配置してもよい。また、「実質的に同一組成」とは、不可避不純物を含む場合や、特性に有意な影響を与えない微差がある場合までも排除するものではないという趣旨である。
なお、本実施形態ならびに他の実施形態で説明する通気部材は、屋根部以外の部分で支持体が上下に分割可能であってもよい。また、屋根部を有さずに通気膜が上方に露出する形態の支持体を備えた通気部材を採用してもよい。
（第２実施形態）
図３Ａは、第２実施形態の通気部材の斜視図であり、図３Ｂは、その断面斜視図である。図３Ａ，３Ｂに示す通気部材２３を筐体９１の開口部９１ｋに取り付けることにより、筐体９１の内外の換気を行うための通気構造１０２が構成されている。
通気部材２３は、筐体９１の内外の通気経路としての貫通孔２１ｈ，２１ｉを有する支持体２１と、貫通孔２１ｈ，２１ｉを塞ぐように支持体２１に固定された通気膜６とを備えている。第２開口端面２１ｑが、筐体９１に直接接合された接合面となっている。支持体２１は、通気膜６を覆う屋根部２６を含む。通気膜６と屋根部２６との間の隙間が、通気膜６の面内と平行な方向に開放する開口２６ｈに連通している。こうした点については、第１実施形態の通気部材１３と共通である。
一方、筐体９１から遠い側に位置する第１開口端面２１ｐは、屋根部２６を固定している端面となっている。この第１開口端面２１ｐに通気膜６は配置されていない。本実施形態において、通気膜６は、貫通孔２１ｈ，２１ｉ内に配置されている。支持体２１の貫通孔２１ｈ，２１ｉは、筐体９１の外部側となる第１部分２１ｈと、筐体９１の内部側となる第２部分２１ｉとから構成され、通気膜６によって互いに隔てられている。このように、通気膜６を貫通孔２１ｈ，２１ｉ内に配置する場合には、第２開口端面２１ｑ（筐体９１の外表面９１ｐに一致する端面）から反対側の第１開口端面２１ｐまでの支持体２１の高さＨ3を４ｍｍ以上に調整すればよい。そうすれば、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が、支持体２１を乗り越えて貫通孔２１ｈに侵入することを防止する効果を十分得られる。
より好ましくは、第２開口端面２１ｑから通気膜６の下面までの支持体２１の高さＨ2を４ｍｍ以上とすることである。このようにすれば、筐体９１の内部側となる貫通孔２１ｉの長さを十分に確保することができる。貫通孔２１ｉに適度な長さがある場合、筐体９１内に結露が生じたときでも、水滴は貫通孔２１ｉ内をゆっくり流れていくため、水滴が直ちに通気膜６に付着することを防止できるという利点がある。また、筐体９１の外表面９１ｐから通気膜６までの高さＨ2を４ｍｍ以上とすることにより、筐体９１の外表面９１ｐから第１開口端面２１ｐまでの高さＨ3は、必然的に４ｍｍ以上となるので好ましい。
また、支持体２１は、貫通孔２１ｈ，２１ｉの周方向全域にわたって形成され、高さ方向と直交する横方向に関する貫通孔２１ｈ，２１ｉの断面積が不連続に変化する段付き部２１１を含んでいる。つまり、段付き部２１１は、貫通孔２１ｈ，２１ｉの第１部分２１ｈと第２部分２１ｉとの境界を含んでいる。そして、この段付き部２１１に通気膜６を配置している。このような構造によれば、通気膜６を貫通孔２１ｈ，２１ｉ内に簡単かつ確実に配置することができる。貫通孔２１ｈ，２１ｉ内に通気膜６を配置することにより、横方向から飛来する水滴や塵芥から通気膜６を保護できる。なお、本実施形態では、筐体９１の外部側となる貫通孔２１ｈの直径を通気膜６の直径よりも大きく設定し、その貫通孔２１ｈから通気膜６を挿入して段付き部２１１に固定にしている。このようにすれば、通気膜６を簡単に段付き部２１１に固定することができる。
なお、通気膜６に代えて、補強された通気膜８（図２Ｂ参照）を用いてもよい。その場合、補強材７または膜本体６が段付き部２１１の座面に接触するように、支持体２１に通気膜８が固定されることになる。
（第３実施形態）
図４Ａに示す第３実施形態の通気部材４３Ａは、第２実施形態の通気部材２３の変形例である。通気部材４３Ａを筐体９１の開口部９１ｋに取り付けることにより、通気構造１０６Ａが構成されている。支持体４１の貫通孔４１ｈ，４１ｉが通気膜６によって上下に隔てられている点、支持体４１が屋根部４６を含む点、筐体９１の外表面９１ｐから第１開口端面４１ｐまでの高さＨ7が４ｍｍ以上に調整されている点等は先の実施形態と共通である。相違する点は、通気膜６を支持体４１とインサート成形により一体化している点である。
図４Ａに示すごとく、通気膜６は、貫通孔４１ｈ，４１ｉ内において、支持体４１を構成する樹脂に周縁部６ｋを一体化することにより、その支持体４１に固定されている。つまり、通気膜６の周縁部６ｋが支持体４１の内部に埋め込まれている。このようにすれば、通気膜６を支持体４１に強固に固定することが可能である。万が一、通気部材４３Ａが強い水流に晒されたりした場合であっても、通気膜６が支持体４１から剥がれ落ちたりしない。なお、本実施形態においても、通気部材４３Ａの支持体４１は、筐体９１の外表面９１ｐ（第２開口端面４１ｑに一致する）から通気膜６までの高さＨ6が４ｍｍ以上であることがより好ましい。
また、本実施形態の通気部材４３Ａにおいて、筐体９１に接合される側の開口部４１Ｌの外径が、反対側の開口部の外径よりも大きくなっている。このような開口部４１Ｌを含む支持体４１によれば、接合面４１ｑの面積が大きくなるので、通気部材４３Ａと筐体９１との接合強度が向上する。もちろん、このような開口部４１Ｌを、他の実施形態の通気部材に適用してもよい。
また、図４Ｂに示す通気構造１０６Ｂに含まれる通気部材４３Ｂのように、膜本体６と補強材７とを含む通気膜８を用いることもできる。この場合、膜本体６と補強材７の双方の周縁部が、支持体４１の内部に埋め込まれる。補強材７による補強効果と、支持体４１の内部への埋め込み効果とが相俟って、支持体４１に通気膜８をより強固に固定することが可能となる。
（第４実施形態）
図５Ａは、第４実施形態の通気部材の斜視図であり、図５Ｂは、その断面斜視図である。図５Ａ，図５Ｂに示す通気部材５３Ａは、第２実施形態の変形例である。支持体５１の貫通孔５１ｈ，５１ｉ内に通気膜６を配置している点、支持体５１が屋根部５１ａを含む点、筐体９１の外表面９１ｐから第１開口端面５１ｐまでの高さＨ8が４ｍｍ以上に調整されている点は、図３Ａ，３Ｂに示す通気部材２３および通気構造１０２と共通である。支持体５１の第２開口端面５１ｑを筐体９１に対する接合面とし、通気部材５３Ａを筐体９１の開口部９１ｋに取り付けることによって通気構造１０８Ａが構成されている点も同様である。
図５Ｂに示すごとく、支持体５１は、貫通孔５１ｈ，５１ｉ内の周方向全域にわたって形成され、高さ方向と直交する横方向に関する貫通孔５１ｈ，５１ｉの断面積が不連続に変化する段付き部５１１を含んでいる。つまり、段付き部５１１は、貫通孔５１ｈ，５１ｉの第１部分５１ｈと第２部分５１ｉとの境界を含んでいる。そして、この段付き部５１１に通気膜６を配置している。ただし、通気部材５３Ａは、支持体５１の貫通孔５１ｈ，５１ｉのうち、筐体９１の外側に露出する貫通孔５１ｈが、筐体９１の内部側となる貫通孔５１ｉよりも小径になっている。つまり、通気膜６を筐体９１の開口部９１ｋに接続する第２開口端面５１ｑ側から貫通孔５１ｉ内に挿入し、これを段付き部５１１に配置するようにしている。
この通気部材５３Ａによれば、支持体５１の段付き部５１１において、横方向に関する貫通孔５１ｈ，５１ｉの断面積が、筐体９１に取り付けられる側から反対側に進むにつれて不連続に縮小しているので、筐体９１側から反対側に向かう方向の空気圧が加わったとき、通気膜６が段付き部５１１の座面に押し付けられる。したがって、通気部材５３Ａ付きの筐体９１をインサート成形法によって製造する場合における、通気膜６の剥離や破れの発生率を低減することができる。
より好ましくは、図５Ｃに示す通気構造１０８Ｂに含まれる通気部材５３Ｂのごとく、補強材７で補強された通気膜８を用いることである。この場合は、補強材７が段付き部５１１の座面に接触するように、支持体５１に通気膜８が固定される。この通気部材５３ｂによれば、筐体９１側から反対側に向かう方向の空気圧が加わったとき、膜本体６が補強材７に押し付けられる。好ましい補強材７は、金属製または樹脂製のメッシュ、もしくは多孔体（例えば、日東電工社より入手可能なサンマップ）を含み、膜本体６よりも高い剛性を有する。このような補強材７によれば、インサート成形時に加わる空気圧によって支持体５１から剥離したり破断したりする可能性は低く、膜本体６を常にしっかりと支える。また、先にも説明したように、補強材７が、実質的に、支持体５１を構成する樹脂と同一組成の樹脂からなっていることが好ましい。
なお、本実施形態においても、通気部材５３Ａ，５３Ｂの支持体５１は、筐体９１の外表面９１ｐから通気膜６までの高さＨ9が４ｍｍ以上であることが好ましい。
また、本実施形態では、射出成形により、支持体５１の屋根部５１ａを貫通孔５１ｈ，５１ｉが形成されている本体部と一体に作製している。ただし、通気膜６と屋根部５１ａとの間の隙間が、通気膜６の面内と平行な方向に開放する開口５２に連通していることには変わりない。
また、図５Ｄに示す通気部材５３Ｄも好適である。すなわち、通気部材５３Ｄの支持体５１Ｄは、通気膜６から筐体９１に向かう通気経路上に配置されるとともに、貫通孔５１ｉ内における気体または液体の高さ方向に関する直進を妨げる邪魔板５１ｅ，５１ｆを含む。このような邪魔板５１ｅ，５１ｆを貫通孔５１ｉ内に配置することにより、筐体９１内に結露が生じた場合であっても、水滴が通気膜６に向かってダイレクトに流れていくことを防止できる。そうすると、通気膜６の通気性を常時確保でき、筐体９１内の結露をスムーズに解消することができる。なお、このような邪魔板５１ｅ，５１ｆは、他のいずれの実施形態にも採用することが可能である。
（第５実施形態）
図６Ａ，６Ｂに示す通気部材６３の支持体６１は、筐体９１に接続されるべき部分であって、通気膜６が配置されている側から筐体９１に接続される側に向かうにつれて、通気膜６の厚さ方向と直交する横方向の断面に現れる外形のなす面積が連続的または段階的に拡大している基体部６１１を含む。支持体６１の基体部６１１が筐体９１の開口部９１ｋに固定されている。基体部６１１に隣接する上側部分（筐体９１とは反対側）は、外径が一定の定径部６１０となっている。通気膜６を覆う屋根部６１ａは、その定径部６１０に含まれる。通気膜６と屋根部６１ａとの間の隙間が、通気膜６の面内と平行な方向に開放する開口６２に連通している。このような通気部材６３を筐体９１の開口部９１ｋに取り付けることにより、通気構造１１０が構成されている。支持体６１の基体部６１１は、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が通気部材６３の周囲に水滴等が貯まることを防止する。
図６Ｃ，６Ｄは、本実施形態の通気部材と従来の通気部材の作用説明図である。まず、図６Ｃに示すごとく、筐体９１に向かって末広がりとなるように側面が傾斜面になっている本実施形態の通気部材６３によれば、通気部材６３と筐体９１の外表面９１ｐとの間に水滴Ｗが貯まろうとすると、水滴Ｗは表面積を大きくせざるを得ず、安定性が悪い。したがって、水滴Ｗは、通気部材６３の周囲からスムーズに排除される。これに対し、図６Ｄに示すごとく、従来の通気部材２０１は、側面がまっすぐ切り立った形状になっている。このような通気部材２０１と筐体９１の外表面９１ｐとの間に貯まる水滴Ｗは、表面積を小さくすることができるので安定する。この結果、水滴Ｗは、通気部材２０１の周囲に留まり易く、通気膜６の上に流れていく可能性が高まる。特に、通気膜までの高さが不足している従来の通気部材２０１（図１３）で顕著となる。
図６Ａ，６Ｂに示すごとく、通気部材６３の基体部６１１は、上記断面に現れる外形が略円形であり、かつ直径が連続的に拡大している。基体部６１１の径大側の端面６１ｑから径小側の開口端面６１ｐに至るまで貫通孔６１ｈ，６１ｉが高さ方向に延びるように形成されている。通気膜６は、その貫通孔６１ｈ，６１ｉ内に配置されている。円形断面の基体部６１１とすることにより、通気部材６３の周囲に水滴等が貯まることを防止する効果がいっそう高まる。
さらに、基体部６１１の径大側の端面６１ｑ（第２開口端面６１ｑ；筐体９１の外表面９１ｐに一致する端面）から径小側の開口端面６１ｐ（第１開口端面６１ｐ）までの高さＨ10が４ｍｍ以上に調整されていることが好ましい。より好ましくは、基体部６１１の径大側の端面６１ｑから通気膜６までの高さＨ11が、先の実施形態と同様、４ｍｍ以上に調整されていることである。このようにすれば、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が通気膜６に向かって流れていくことを防止でき、非常に防水性の高い通気構造１１０を実現することができる。
なお、図６Ａ，６Ｂの実施形態では、筐体９１側に近づくにつれて外径が連続的に拡大する形態の基体部６１１としたが、例えば階段状に外径が拡大するような形状の基体部を設けることが可能である。また、側面が傾斜面になっている構造を他の実施形態に適用してもよい。例えば、屋根部６１ａを取り除き、通気膜６を開口端面６１ｐ上に配置すれば、非常にシンプルな構造の通気部材とすることが可能である。また、通気膜６に代えて、補強された通気膜８（図５Ｃ参照）を好適に採用することができる。
（第６実施形態）
図７Ａ，７Ｂに示す通気部材７３は、箱形の支持体７１と、その箱形の支持体７１の開口部７１ｋを塞ぐように支持体７１に固定された通気膜６とを備えている。箱形の支持体７１は、筐体９１の内外の通気経路としての内部空間ＳＨと、その内部空間ＳＨと当該支持体７１の外部とを連通する開口部７１ｋとを有する。通気膜６の厚さ方向を高さ方向と定義したとき、高さ方向における支持体７１の一方の端面７１ｑは、筐体９１に直接接合された接合面７１ｑとなっている。筐体９１の開口部９１ｋが支持体７１の内部空間ＳＨに露出するように、通気部材７３を筐体９１に直接固定している。支持体７１は、接合面７１ｑから開口部７１ｋが形成されている端面７１ｐまでの高さＨ12が４ｍｍ以上に調整されている。これにより、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が通気膜６の上に流れていくことを防ぐことができる。
本実施形態の通気部材７３において、筐体９１の開口部９１ｋと通気膜６とは、高さ方向に垂直な面内方向（横方向）において、互い違いの位置関係になっている。具体的には、円形の通気膜６の中心軸Ｏ1と、筐体９１の開口部９１ｋ（同じく円形）の中心軸Ｏ2とが、一致していない。また、高さ方向の投影図において、支持体７１の開口部７１ｋと、筐体９１の開口部９１ｋとが、面内で重なり合わない位置関係となっている。このような位置関係によれば、通気部材７３の内部空間ＳＨが面内方向に拡大し、水滴等が通気膜６により到達しにくくなる。
また、図８Ａ，８Ｂに示すごとく、複数の開口部７６ｋ，７６ｋを有する支持体７６と、それら開口部７６ｋ，７６ｋの各々を塞ぐように支持体７６に固定された複数の通気膜６，６とを含む通気部材７８を採用することができる。支持体７６の隣り合う開口部７６ｋ，７６ｋのほぼ中間に筐体９１の開口部９１ｋが位置するような配置で、通気部材７８を筐体９１に固定することにより、通気構造１１５が構成されている。通気膜６，６の中心軸Ｏ1，Ｏ3は、筐体９１の開口部９１ｋの中心軸Ｏ2と一致していない。このような通気構造１１５によれば、筐体９１内の通気度合いが極めて良好である。
通気膜６，６を配置している側の端面７６ｐとは反対側の端面７６ｑは、筐体９１の外表面９１ｐに接する接合面となっている。筐体９１の外表面９１ｐから、開口部７６ｋ，７６ｋが形成されている端面７６ｐまでの高さＨ12は、これまでに説明してきた実施形態と同様に、４ｍｍ以上となっている。これにより、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が通気膜６，６の上に流れていくことを防止できる。
また、図８Ｃ，８Ｄに示す通気部材７８Ａおよび通気構造１１５Ａのように、開口部７６ｋ，７６ｋを塞ぐ通気膜６，６を箱形の支持体７６の内部空間ＳＨ側から配置するようにしてもよい。また、図８Ｅに示す通気構造１１５Ｂでは、通気膜６，６を覆う屋根部７６ａを備えた通気部材７８Ｂを採用している。通気部材７８Ｂは、筐体９１に取り付けられる側とは反対側において、通気膜６，６との間に隙間を形成するとともにその通気膜６，６を覆う屋根部７６ａを備えている。このような屋根部７６ａを設けることにより、通気膜６，６を強い水流や塵芥から確実に保護できる。屋根部７６ａは、通気膜６の面内に平行な方向に開放しているので、通気膜６の通気度合いを低下させる心配もない。
（第７実施形態）
図９Ａ，９Ｂに示す通気構造１１７は、異なる高さの上面を含む通気部材８３を採用したものである。具体的に、通気部材８３の支持体８１は、通気膜６を配置する筒状部８１ａと、その筒状部８１ａに連通する内部空間ＳＨを有した箱状部８１ｂとから構成されている。筒状部８１ａは、通気経路としての貫通孔８１ｈを有している。通気膜６は筒状部８１ａの開口端面８１ｐに配置されており、貫通孔８１ｈを箱状部８１ｂに隣接する側とは反対側から塞いでいる。筐体９１の外表面９１ｐから通気膜６までの高さＨ13は、先の実施形態と同様、４ｍｍ以上となっている。さらに、筒状部８１ａと箱状部８１ｂとは階段状になっている。このような構造とすることにより、筐体９１の外表面９１ｐに付着した水滴等が通気膜６に向かって流れていきにくくなる。また、通気構造１１７を構築するためのスペースが部分的に不足しているような場合には、本実施形態のように、位置によって高さが異なる通気部材８３を採用することで対応できる。つまり、スペースが十分に取れる箇所に通気膜６を配置した筒状部８１ａを位置させる一方、スペースが十分に取れない箇所には、低背化を図った箱状部８１ｂを位置させるとよい。
（第８実施形態）
図１０Ａ，１０Ｂに示す通気部材１５３は、形状は相違しているが、主要な特徴は図５Ｃに示す通気部材５３Ｂと共通である。すなわち、通気部材１５３の支持体１５１は、通気経路としての貫通孔１５２ｈの横断面が非円形（本実施形態では方形）であり、通気膜８が配置される段付き部５１２と、貫通孔１５１ｈが上方に直接露出することを防ぐ屋根部１５１ａとを含む。貫通孔１５１ｈは、横方向に開放する開口１５２につながっている。また、支持体１５１の段付き部５１２には、通気膜８（具体的には補強材７の部分）を嵌め込むための座ぐり５１２ｇが設けられているので、支持体１５１に対する通気膜８の位置決めを行いやすくなっている。本実施形態の通気部材１５３によれば、方形状の通気膜８を採用することが可能であるため、材料の無駄を最小化することができる。
また、通気部材１５３の支持体１５１は、超音波溶着用のリブ１５４を含む。通気部材１５３を筐体に接合する際には、このリブ１５４に超音波に基づく摩擦が集中して素早く溶融するので、接合工程に費やされる時間を短縮化することができる。もちろん、このようなリブ１５４を他の実施形態の支持体に設けてもよい。
（第９実施形態）
インサート成形時に通気膜が剥離したり破れたりする問題は、図１１に示す通気構造１６０に含まれる通気部材１６３によっても防ぐことが可能である。通気部材１６３は、通気膜６と、通気膜６が一方の開口端面上に配置された円筒状の支持体１６１と、自身と支持体１６１との間に通気膜６を挟むように、支持体１６１に周縁部９ｓが固定された補強材９とを備えている。補強材９の周縁部９ｓは、通気膜６が配置されている側における支持体１６１の開口端面よりも外向きに延出している。その周縁部９ｓが支持体１６１の側面に回り込み、支持体１６１に固定されている。このようにすれば、筐体９１側から強い空気圧が加わった場合でも、通気膜６が支持体１６１から剥離したり破れたりすることを防止できる。
先の実施形態で説明した補強材７と同様に、補強材９が多孔体やメッシュを含むことが好ましく、補強材９が金属製や樹脂製のメッシュからなっていることがより好ましい。また、補強材９が可撓性を有していると、周縁部９ｓを支持体１６１の側面に容易に沿わせることができ、ひいては補強材９を支持体１６１に確実に固定できるので好ましい。例えば、樹脂製のメッシュは可撓性に優れ、強度にも優れるので補強材９として好適である。また、補強材９と通気膜６とは、直接接合されていてもよいし、されていなくてもよい。すなわち、補強材９を通気膜６に被せるだけでもよい。補強材９の周縁部９ｓを支持体１６１に固定する方法は特に限定されず、溶着、接着剤の使用、接着テープの使用等を採用することができる。
以上、本明細書で説明したいくつかの実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で相互に組み合わせ可能であることを言及しておく。
本発明の通気部材は、ランプ、モーター、センサ、スイッチ、ＥＣＵ、ギアボックス等の自動車部品の筐体に好適である。中でも、内部に結露が生じやすかったり、直接風雨に晒されたり、洗車の際に水流を受けたりする筐体に、本発明の通気部材を取り付ける場合に高い効果を得ることができる。また、自動車部品以外にも、移動体通信機器、カメラ、電気剃刀、電動歯ブラシ等の電気製品の筐体に本発明の通気部材を好適に取り付けることができる。
図１Ａは、本発明にかかる第１実施形態の通気部材の斜視図である。 図１Ｂは、図１Ａの通気部材の断面斜視図である。 図２Ａは、図１Ａの通気部材の変形例の断面斜視図である。 図２Ｂは、図１Ａの通気部材の別の変形例の断面斜視図である。 図３Ａは、第２実施形態の通気部材の斜視図である。 図３Ｂは、図３Ａの通気部材の断面斜視図である。 図４Ａは、第３実施形態の通気部材の断面斜視図である。 図４Ｂは、図４Ａの通気部材の変形例の断面斜視図である。 図５Ａは、第４実施形態の通気部材の斜視図である。 図５Ｂは、図５Ａの通気部材の断面斜視図である。 図５Ｃは、図５Ａの通気部材の変形例の断面斜視図である。 図５Ｄは、図５Ａに示す通気部材の別の変形例の断面斜視図である。 図６Ａは、第５実施形態の通気部材の斜視図である。 図６Ｂは、図６Ａの通気部材の断面斜視図である。 図６Ｃは、図６Ａの通気部材の作用説明図である。 図６Ｄは、従来の通気部材の作用説明図である。 図７Ａは、第６実施形態の通気部材の斜視図である。 図７Ｂは、図７Ａの通気部材の断面斜視図である。 図８Ａは、図７Ａに示す通気部材の変形例の斜視図である。 図８Ｂは、図８Ａの通気部材の断面斜視図である。 図８Ｃは、図７Ａに示す通気部材の他の変形例の斜視図である。 図８Ｄは、図８Ｃの通気部材の断面斜視図である。 図８Ｅは、図７Ａに示す通気部材の更なる変形例の断面斜視図である。 図９Ａは、第７実施形態の通気部材の斜視図である。 図９Ｂは、図９Ａの通気部材の断面斜視図である。 図１０Ａは、第８実施形態の通気部材の斜視図である。 図１０Ｂは、図１０Ａの通気部材の断面斜視図である。 図１１は、第９実施形態の通気部材の斜視図である。 図１２は、通気部材を取り付けた筐体の全体図である。 図１３は、従来の通気部材の側面図である。
符号の説明
６ 通気膜
７ 補強材
８ 補強された通気膜
７，９ 補強材
１１，２１，４１，５１，５１Ｄ，６１，７１，７６，７６Ｂ，８１，１５１，１６１ 支持体
１１ｐ，２１ｐ，４１ｐ，５１ｐ，６１ｐ，７１ｐ，８１ｐ 第１開口端面
１１ｑ，２１ｑ，４１ｑ，５１ｑ，６１ｑ，７１ｑ 第２開口端面
１１ｈ，２１ｈ，２１ｉ，４１ｈ，４１ｉ，５１ｈ，５１ｉ，６１ｈ，６１ｉ，１５３ｈ 貫通孔
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，２３，４３Ａ，４３Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，６３，７３，７８，７８Ａ，８３，１５３，１６３ 通気部材
１６，２６，４６，５１ａ，６１ａ，７６ａ，１５１ａ 屋根部
７１ｋ，７６ｋ 支持体の開口部
９１ 筐体
９１ｐ 筐体の外表面
９１ｋ 筐体の開口部
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１０２，１０６Ａ，１０６Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ，１１０，１１３，１１５，１１５Ａ，１１７，１６０ 通気構造
２１１，５１１，５１２ 段付き部
ＳＨ 内部空間

Claims (11)

  1. 換気を行うべき筐体に取り付けられる通気部材であって、
    前記筐体の内外の通気経路としての貫通孔を有する支持体と、前記貫通孔を塞ぐように前記支持体に固定された通気膜とを備え、
    前記通気膜の厚さ方向を高さ方向と定義したとき、
    前記支持体は、一方の開口端面から他方の開口端面に至るまで前記貫通孔が前記高さ方向に延びるように形成され、前記一方の開口端面から前記他方の開口端面までの高さが４ｍｍ以上に調整されており、
    前記他方の開口端面が、前記筐体の開口部に当該通気部材を溶着により固定するための接合面として形成されるとともに、
    前記支持体は、前記貫通孔内の周方向全域にわたって形成され、前記高さ方向と直交する横方向に関する前記貫通孔の断面積が不連続に変化する段付き部をさらに含み、
    前記段付き部において、前記横方向に関する前記貫通孔の断面積が、前記筐体に取り付けられる側から反対側に進むにつれて不連続に縮小しており、
    前記他方の開口端面の側から前記貫通孔内に前記通気膜が挿入されて前記段付き部に配置されている、通気部材。
  2. 前記支持体は、前記筐体に取り付けられる側とは反対側において、前記通気膜との間に隙間を形成するとともに前記通気膜を覆う屋根部を含み、
    前記支持体において、前記貫通孔が形成されている本体部と、前記屋根部とが、射出成形により一体に作製されており、
    前記通気膜と前記屋根部との間の隙間が、前記通気膜の面内と平行な方向に開放する開口に連通している、請求項１記載の通気部材。
  3. 前記通気膜が、樹脂多孔質膜を含む膜本体と、前記膜本体の少なくとも一方の主面を覆うように前記膜本体に取り付けられた通気性を有する補強材とを含み、前記補強材が前記段付き部の座面に接触するように、前記支持体に前記通気膜が固定されている、請求項１または２に記載の通気部材。
  4. 前記補強材がメッシュを含み、
    前記メッシュが、実質的に、前記支持体を構成する樹脂と同一組成の樹脂からなり、溶着によって前記支持体の前記段付き部に固定されている、請求項３記載の通気部材。
  5. 前記支持体は、前記貫通孔内に配置されるとともに、前記貫通孔内における気体または液体の直進を妨げる邪魔板を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通気部材。
  6. 前記支持体は、前記筐体に接続されるべき部分であって、前記通気膜が配置されている側から前記筐体に接続される側に向かうにつれて、前記通気膜の厚さ方向と直交する横方向の断面に現れる外形のなす面積が連続的または段階的に拡大している基体部を前記本体部として含み、
    前記基体部は、前記横方向の断面に現れる外形が略円形であり、かつ外径が連続的に拡大しており、前記基体部の径大側の端面から径小側の開口端面に至るまで前記貫通孔が前記通気膜の厚さ方向に延びるように形成されている、請求項２記載の通気部材。
  7. 前記段付き部に、前記通気膜を嵌め込むための座ぐりが設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の通気部材。
  8. 前記他方の開口端面から前記通気膜までの高さが４ｍｍ以上３０ｍｍ以下に調整されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の通気部材。
  9. 前記他方の開口端面から前記通気膜までの高さが６ｍｍ以上に調整されている、請求項８記載の通気部材。
  10. 前記接合面としての前記他方の開口端面の面積が、前記一方の開口端面の面積よりも大きい、請求項１〜９のいずれか１項に記載の通気部材。
  11. 換気を行うべき筐体と、前記筐体の開口部に溶着により取り付けられた請求項１記載の通気部材とを含む、通気構造。
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