JP5327871B2

JP5327871B2 - ベントフィルタ

Info

Publication number: JP5327871B2
Application number: JP2009256455A
Authority: JP
Inventors: 友和谷水; 輝明祐岡; 誠加藤
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-11-09
Also published as: JP2011098326A

Description

本発明は、通気性や防水性、防塵性を有し、例えば、家電製品や自動車部品、精密機器、医療器具等に設けられた密閉容器に配されて、当該容器の内圧変化による亀裂や変形の防止や、容器の内外の温度差に起因する結露の防止や、通気対策などに適用されるベントフィルタに関する。

従来、ベントフィルタとしては、通気性や防水性、防塵性を有するフィルタ部を、環状に形成された取付け部の内孔に固着することによって、取付け部の内孔をフィルタ部で塞いだものがある（例えば、特許文献１参照）。このような構造のベントフィルタにおいて、フィルタ部の外周と取付け部の内周は、接着剤を用いて固着されていた。また、フィルタ部と取付け部は、加熱溶着や超音波溶着、振動溶着などを用いて固着されることもある。

特開２００９−２９４２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のベントフィルタでは、取付け部とフィルタ部との間に固着不良が生じると、その固着不良箇所を通じて密閉容器の外部から内部に水や塵が侵入するおそれがあった。

本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、本発明の目的は、取付け部とフィルタ部が接着剤などで固着されていた従来品よりも防水性や防塵性に優れたベントフィルタを提供することにある。

上述の課題を解決するために為された本発明は、筐体の壁部に設けられた開口部に固定され、前記筐体の内外間で気体が出入りするのを許容するが、前記筐体の外部から内部へ液体が浸入するのを阻止するベントフィルタであって、前記筐体の開口部の周囲に嵌め込んで固定する環状の取付け部と、前記取付け部の内孔を塞ぐように配されて、前記気体を透過し、且つ前記液体の透過を防止する多孔質体からなるフィルタ部と、前記取付け部を前記筐体の壁部の開口部に嵌め込んで固定する際に、前記取付け部と前記開口部の周囲の間に挟み込まれて圧縮変形されることによって、前記取付け部と前記開口部の周囲の間の隙間を流体密に塞ぐシール部とを備え、前記取付け部は、第一の樹脂材料にて形成され、前記フィルタ部および前記シール部は、前記第一の樹脂材料と一体形成が可能な第二の樹脂材料からなる多孔質材料にて形成され、前記取付け部、前記フィルタ部、および前記シール部は、前記第一の樹脂材料と前記第二の樹脂材料に対して溶出用固体物を混合してなる混合物とを、順次又は同時に射出成形することによって、前記第一の樹脂材料からなる第一の部分と前記混合物からなる第二の部分とが一体形成された中間成形品に対し、当該中間成形品の前記第二の部分から前記溶出用固体物を溶出させる処理が施されることによって、前記第二の部分が多孔質化されてなり、前記第一の部分によって形成される前記取付け部と、多孔質化された前記第二の部分によって形成される前記フィルタ部および前記シール部とが一体形成されてなる一体物とされていることを特徴とする。

このような本発明のベントフィルタにおいては、取付け部とフィルタ部とが一体物とされているため、取付け部とフィルタ部とが接着剤で固着されるベントフィルタと異なり、接着剤による接着箇所において接着不良が生じることに起因して取付け部とフィルタ部との間に隙間が生じる、といった問題を招くことがない。したがって、取付け部とフィルタ部が接着剤で固着されていた従来品よりも防水性や防塵性に優れ、筐体の外部から内部への水や塵が侵入するのを、より確実に防止することができる。

しかも、本発明では、取付け部とフィルタ部とが一体形成されるものなので、取付け部とフィルタ部とをそれぞれ別に形成した後に互いに組み付けるベントフィルタと異なり、取付け部とフィルタ部との組み付け工程が必要ない。したがって、取付け部とフィルタ部との組み付け工程が必要なベントフィルタよりも、製造工程を減らすことができ、生産性の向上を図ることができる。

また、本発明によれば、シール部が取付け部と一体形成された構造とされているので、シール部を備えていないベントフィルタと異なり、ベントフィルタと筐体の開口部の周囲との間をシールする際に、別途シール部材をベントフィルタと筐体との間に取り付けることが不要になる。それ故、ベントフィルタと筐体との取付け構造において、別途シール部材を設けたベントフィルタよりも、部品点数が削減されることによって、低コスト化が図られる。

また、シール部とフィルタ部には、同一の材料が用いられているため、シール部とフィルタ部を互いに異なる材料で形成する場合に比して、ベントフィルタの成形型の構造が簡単になり、それによって、低コスト化が図られる。

さらに、フィルタ部は、圧縮変形可能な多孔質体にて形成されていることから、変形しない多孔質体と比べて、外部からの接触に伴う衝撃の吸収力に優れている。したがって、この衝撃吸収力に基づいて、外部からフィルタ部への接触によるフィルタ部の破損を抑えることが出来る。

なお、上述の多孔質材料としては、例えば、多孔質の熱可塑性エラストマや多孔質の架橋ゴムなどが採用される。この架橋ゴムには、例えば、天然ゴムやイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ゴム、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ふっ素ゴムなどが採用される。

特に、多孔質材料が多孔質の熱可塑性エラストマであると、熱可塑性エラストマは高温で可塑化されることから、取付け部の材料である合成樹脂との一体形成が可能になる。また、多孔質の熱可塑性エラストマは、その内部の空隙を利用して、フィルタ部を形成することが出来る。更に、多孔質の熱可塑性エラストマは、そのゴム的な特性を利用して、圧縮変形させることが出来、その結果、内部の空隙を潰して、実質的に非孔質の熱可塑性エラストマとなり、シール部を形成することが出来る。

また、本発明のベントフィルタにおいて、取付け部、フィルタ部、およびシール部は、第一の樹脂材料と第二の樹脂材料に対して溶出用固体物を混合してなる混合物とを、順次又は同時に射出成形することによって、第一の樹脂材料からなる第一の部分と前記混合物からなる第二の部分とが一体形成された中間成形品に対し、当該中間成形品の第二の部分から溶出用固体物を溶出させる処理が施されることによって、第二の部分が多孔質化されてなり、第一の部分によって取付け部が形成され、多孔質化された第二の部分によってフィルタ部およびシール部と形成された構造されている。
したがって、このような構造のベントフィルタであれば、事前に多孔質化された部分を硬質樹脂部分に溶着するといった手順を踏まなくても製造することができる。

なお、溶出用固体物には、例えば、水や湯で溶かし出すことが可能な固体アルコールや塩の他、水や湯に限らずとも酸やアルカリ、油などを用いて溶かし出すことが可能な固体が採用され、或いは、液体を使わずとも高温下に放置するだけで溶かし出すことが可能な固体が採用される。

また、溶出用固体物として固体アルコールを利用し、前記第一の樹脂材料及び前記第二の樹脂材料が溶解せず且つ前記固体アルコールが溶解する溶媒に、前記中間成形品を浸漬することにより、前記中間成形品の前記第二の部分から前記固体アルコールを溶出させる方法を採用することも可能である。

本発明の第１実施形態としてのベントフィルタを筐体の壁部に取り付けた状態を示す図面であって、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその平面図であり、（ｃ）はその側面図であり、（ｄ）は（ｂ）のＤ―Ｄ断面図であり、（ｅ）は（ｄ）におけるＥの部分拡大図である。図１のベントフィルタを筐体の壁部に取り付けた状態を示す図面であって、（ａ）はその左斜め上から見た斜視図であり、（ｂ）はその右斜め上から見た斜視図である。図１のベントフィルタを示す図面であって、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその斜め上から見た斜視図である。図１のベントフィルタの一部を構成するボルト部を示す図面であって、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその底面図であり、（ｃ）はその背面図であり、（ｄ）は斜め上から見た斜視図であり、（ｅ）は（ａ）のＥ―Ｅ断面図である。図１のベントフィルタを筐体の壁部に取り付ける一工程を示す図面であって、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ―Ｃ断面図であり、（ｄ）は（ｃ）におけるＤの部分拡大図である。本発明の第２実施形態としてのベントフィルタを筐体の壁部に取り付けた状態を示す図面であって、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ―Ｃ断面図であり、（ｄ）は（ｃ）におけるＤの部分拡大図である。図６のベントフィルタを筐体の壁部に取り付けた状態を示す図面であって、（ａ）はその右斜め上から見た斜視図であり、（ｂ）はその左斜め上から見た斜視図である。図６のベントフィルタを示す図面であって、（ａ）はその縦断面図であって（ｄ）のＡ―Ａ断面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその斜め上から見た斜視図であり、（ｄ）はその正面図であり、（ｅ）はその底面図である。

［第１実施形態］
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１，２には、本発明の第１実施形態としてのベントフィルタ１０が筐体１２の壁部１４に取り付けられた状態が示されている。なお、図１，２，５，６，７では、筐体１２の全体を示しておらず、筐体１２の壁部１４の一部分を切り欠いた状態を示してある。

ベントフィルタ１０は、図３に示されるように、取付け部１６とフィルタ部１８とシール部２０を含んで構成されている。
取付け部１６は、互いに螺着可能な構造のボルト部材２２とナット部材２４からなり、全体として環状になっている。また、アクリロニトリル―ブタジエン―スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）やポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリアミド樹脂（ＰＡ樹脂）等の合成樹脂を用いて形成されている。

ボルト部材２２は、図４に示されるように、中空の六角ボルト状になっており、その内側においてボルト部材２２の軸方向に延びる内孔が、ヘッド部２２ａと雄ネジ部２２ｂの軸方向端面にそれぞれ開口している。

フィルタ部１８は、多孔質の熱可塑性エラストマ（本発明の請求項２に記載の多孔質材料に相当する）からなり、取付け部１６のボルト部材２２と一体形成されている。フィルタ部１８は、ボルト部材２２のヘッド部２２ａの内側で内孔を塞ぐ位置に配されている。

シール部２０は、フィルタ部１８と同じ多孔質の熱可塑性エラストマからなり、取付け部１６のボルト部材２２と一体形成されている。シール部２０は、ボルト部材２２のヘッド部２２ａにおいて雄ネジ部２２ｂ側の軸方向端面の外周側に設けられ、周方向に連続して延びる環状とされている。

このようなベントフィルタ１０を筐体１２に取り付けるには、図５に示されているように、ボルト部材２２の雄ネジ部２２ｂを、筐体１２の外部から、筐体１２の壁部１４に設けられた開口部２６に挿し通して、筐体１２の内側に突出させる。また、ボルト部材２２のシール部２０を介して、ボルト部材２２のヘッド部２２ａを壁部１４における開口部２６の周囲の外周面に重ね合わせる（図５（ｄ）参照）。

また、筐体１２の内側において、ナット部材２４をボルト部材２２の雄ネジ部２２ｂに螺着して、壁部１４における開口部２６の周囲の内周面に重ね合わせる（図１参照）。雄ネジ部２２ｂとナット部材２４との螺着力により、ボルト部材２２のヘッド部２２ａとナット部材２４が壁部１４の開口部２６の周囲を挟み込む。

また、この挟み込みにより、ヘッド部２２ａと壁部１４の開口部２６の周囲との間に配されたシール部２０が、ヘッド部２２ａとナット部材２４との対向方向（即ち取付け部１６の軸方向）に圧縮変形して、ヘッド部２２ａと壁部１４の開口部２６の周囲との間を流体密にシールする（図１（ｅ）参照）。

これにより、ボルト部材２２およびナット部材２４からなる取付け部１６が筐体１２の壁部１４に取り付けられて、ベントフィルタ１０が筐体１２に取り付けられる。
また、このベントフィルタ１０は、例えば、以下に説明する製造方法により得られる。先ず、第一の樹脂材料として、ＡＢＳ樹脂やＰＣ樹脂、ＰＡ樹脂等の合成樹脂を準備する。そして、図示しないナット部材２４の成形型を用いて、第一の樹脂材料を射出成形することにより、ナット部材２４を得る。

また、合成樹脂と一体形成可能な第二の樹脂材料として、熱可塑性エラストマを準備し、この熱可塑性エラストマに対してペレット状乃至は粉末状の固体アルコール（本発明の請求項３に記載の溶出用固体物に相当する）を所定の重量％（例えば、３０〜８０重量％）で混練して、混合物を得る。

また、図示しないボルト部材２２及びフィルタ部１８の成形型を用いて、これら合成樹脂と混合物とを射出成形（例えば二色成形）することにより、合成樹脂で形成された第一の部分と混合物で形成された第二の部分が一体形成された中間成形品を得る。

また、合成樹脂及び熱可塑性エラストマが溶解せず且つ固体アルコールが溶解する溶媒（例えば水又は湯）に中間成形品を浸漬して、中間成形品の第二の部分から固体アルコールを溶出させることによって、第二の部分を多孔質化する。

これにより、第一の部分からなるボルト部材２２と多孔質化された第二の部分からなるフィルタ部１８とが一体形成されてなる一体物を得る。また、別途、図示しないナット部材２４の成形型を用いて、第一の樹脂材料を射出成形することにより、ナット部材２４を得る。それによって、ベントフィルタ１０が得られる。

以上説明したように、本実施形態のベントフィルタ１０においては、取付け部１６（ボルト部材２２）とフィルタ部１８とが一体物とされているため、取付け部１６とフィルタ部１８とが接着剤で固着されるベントフィルタと異なり、取付け部１６とフィルタ部１８との間に隙間が生じない。したがって、取付け部１６とフィルタ部１８が接着剤で固着されていた従来品よりも防水性や防塵性に優れ、筐体の外部から内部への水や塵の侵入が防止される。

特に本実施形態では、取付け部１６とフィルタ部１８とシール部２０とが一体形成されることにより、取付け部１６とフィルタ部１８とシール部材とをそれぞれ別に形成した後に互いに組み付けるベントフィルタと異なり、取付け部１６とフィルタ部１８とシール部材との組み付け工程が必要ない。それ故、組み付け工程が必要なベントフィルタよりも、工程が短縮されることに基づいて、生産性の向上が図られる。

［第２実施形態］
次に、図６，７には、本発明の第２実施形態としてのベントフィルタ３０が筐体１２の壁部１４に取り付けられた状態が示されている。なお、以下の説明において、前記第１実施形態と実質的に同一の構造とされた部材および部位については、第１実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。

ベントフィルタ３０は、図８に示されるように、取付け部３２とフィルタ部１８とシール部２０とが一体形成された構造になっている。
取付け部３２は、大径部３２ａと大径部３２ａよりも外径寸法が小さな小径部３２ｂとが軸方向に連なった略段付き円筒形状になっており、ＡＢＳ樹脂やＰＣ樹脂、ＰＡ樹脂等の合成樹脂を用いて形成されている。また、小径部３２ｂの外周面には、径方向に圧縮変形する樹脂ばね構造の係止爪部３４が、周方向に離隔して複数突設されている。

フィルタ部１８は、取付け部３２と一体形成されて、大径部３２ａの内孔を塞ぐ位置に配されている。また、シール部２０は、取付け部３２と一体形成されて、大径部３２ａにおいて小径部３２ｂに向かう側の軸方向端面の略全体に亘って被着されている。特に本実施形態では、フィルタ部１８とシール部２０とが取付け部３２の内側において直接に連結されている。

このようなベントフィルタ３０を筐体１２に取り付けるには、取付け部３２の小径部３２ｂを、筐体１２の外部から筐体１２の壁部１４の開口部２６に挿し通して、小径部３２ｂの係止爪部３４を開口部２６の内壁部に当接させて径方向内方に圧縮変形させつつ、筐体１２の内側に突出させる。

係止爪部３４が開口部２６を通り抜けて、開口部２６の内壁部との当接状態が解除されると、係止爪部３４が弾性復元力により初期の形状に戻り、開口部２６よりも径方向外方に突出して、筐体１２の内側で開口部２６の周囲に係止される。また、この係止と略同時に、シール部２０を介して、取付け部３２の大径部３２ａを壁部１４における開口部２６の周囲の外周面に重ね合わせる。

係止爪部３４が開口部２６の周囲に係止される際の弾性変形によるばね力に基づいて、取付け部３２の大径部３２ａと係止爪部３４が壁部１４の開口部２６の周囲を挟み込む。この挟み込みにより、大径部３２ａと壁部１４の開口部２６の周囲との間に配されたシール部２０が、取付け部１６の軸方向に圧縮変形して、大径部３２ａと壁部１４の開口部２６の周囲との間を流体密にシールする。

これにより、取付け部３２が筐体１２の壁部１４に取り付けられて、ベントフィルタ３０が筐体１２に取り付けられる。
以上説明したように、本実施形態のベントフィルタ３０においては、第１実施形態と同様に、取付け部３２とフィルタ部１８とシール部２０が一体物とされているため、取付け部３２とフィルタ部１８との間に隙間が生じないことから、防水性や防塵性に優れたものとなる。しかも、取付け部１６とシール部材との組み付け工程が必要ないことから、組み付け工程が必要なベントフィルタよりも、製造工程が少なくなり、生産性の向上が図られる。

特に本実施形態では、取付け部３２が１部材にて形成されているので、取付け部１６がボルト部材２２とナット部材２４との２部材からなる第１実施形態よりも、部品点数が削減されることから、取付け部３２の取り扱いが容易になる。

また、本実施形態では、フィルタ部１８とシール部２０とが取付け部３２の内側において直接に連結されていることから、フィルタ部１８とシール部２０とを直接に連結しないものに比して、成形型の構造が簡単になる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これら実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能である。また、そのような実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

例えば、前記実施形態では、フィルタ部１８が、取付け部１６のボルト部材２２のヘッド部２２ａの内側や、取付け部３２の大径部３２ａの内側に配されていたが、ボルト部材２２の雄ネジ部２２ｂの内側や、取付け部３２の小径部３２ｂの内側に配されても良いし、取付け部１６，３２の内側の全体に配されても良い。

また、取付け部１６，３２の形状や大きさ、構造等の態様は、筐体１２の開口部２６の態様に応じて適宜に設計変更されるものであり、第１実施形態の取付け部１６や第２実施形態の取付け部３２の態様に限定されない。

１０…ベントフィルタ、１２…筐体、１４…壁部、１６…取付け部、１８…フィルタ部、２６…開口部、３０…ベントフィルタ、３２…取付け部

Claims

筐体の壁部に設けられた開口部に固定され、前記筐体の内外間で気体が出入りするのを許容するが、前記筐体の外部から内部へ液体が浸入するのを阻止するベントフィルタであって、
前記筐体の開口部の周囲に嵌め込んで固定する環状の取付け部と、
前記取付け部の内孔を塞ぐように配されて、前記気体を透過し、且つ前記液体の透過を防止する多孔質体からなるフィルタ部と、
前記取付け部を前記筐体の壁部の開口部に嵌め込んで固定する際に、前記取付け部と前記開口部の周囲の間に挟み込まれて圧縮変形されることによって、前記取付け部と前記開口部の周囲の間の隙間を流体密に塞ぐシール部とを備え、
前記取付け部は、第一の樹脂材料にて形成され、
前記フィルタ部および前記シール部は、前記第一の樹脂材料と一体形成が可能な第二の樹脂材料からなる多孔質材料にて形成され、
前記取付け部、前記フィルタ部、および前記シール部は、前記第一の樹脂材料と前記第二の樹脂材料に対して溶出用固体物を混合してなる混合物とを、順次又は同時に射出成形することによって、前記第一の樹脂材料からなる第一の部分と前記混合物からなる第二の部分とが一体形成された中間成形品に対し、当該中間成形品の前記第二の部分から前記溶出用固体物を溶出させる処理が施されることによって、前記第二の部分が多孔質化されてなり、前記第一の部分によって形成される前記取付け部と、多孔質化された前記第二の部分によって形成される前記フィルタ部および前記シール部とが一体形成されてなる一体物とされていることを特徴とするベントフィルタ。
前記多孔質材料は多孔質の熱可塑性エラストマであることを特徴とする請求項１に記載のベントフィルタ。