JP5585021B2 - 通気筐体 - Google Patents

Description

本発明は、通気筐体に関し、詳細には通気孔から筐体内部への異物侵入防止用の通気膜を備えた通気筐体に関する。

例えば、電子装置等の筐体には、内圧調整用の通気孔と、該通気孔から筐体内部へ塵、水、オイル等の異物が侵入するのを防止するための通気膜が設けられている（例えば、特許文献１に記載）。通気膜は、通気孔を覆ようにして筐体の内面に取り付けられている。

この他、通気膜を補強する不織布からなる補強部材を、該通気膜に重ねて設けた通気筐体も提案されている（例えば、特許文献２に記載）。

特開２００７−１５２８９１号公報 特開２００１−１６８５４１号公報

しかし、特許文献１及び２に記載の通気筐体では、通気孔から水が侵入した場合、通気膜全面が水に覆われる可能性があり、内圧調整のための通気孔としての機能を充分に果たせない恐れがある。

そこで、本発明は、体積増大や構造の複雑化を生じさせることなく簡易な構造で、通気を可能にすることのできる通気筐体を提供する。

本発明の通気筐体においては、筐体の内側面に凹形状の止まり孔として形成された第１通気孔の最上端位置を、筐体の外側面に該第１通気孔と連通して形成された第２通気孔のうち鉛直方向で最も上方に設けられた該第２通気孔の最上端位置よりも上方位置に設置し、また、第１通気孔の鉛直方向における下端部を円弧形状とした。更に、第２通気孔は、最も上方に設けられた孔が、該最も上方に設けられた孔の上部に前記第１通気孔による空間部が形成されるように、前記第１通気孔の上端部よりも下の位置に配置され、最も下方に設けられた孔が、該最も下方に設けられた孔の下端部と前記第１通気孔の下端部とが鉛直方向において同じ位置に設けられたことを特徴とする。

本発明の通気筐体によれば、筐体の内側面に形成した第１通気孔の最上端位置が筐体の外側面の最も上方に設けられた第２通気孔の最上端位置よも上方位置にあるため、最も上方位置の第２通気孔の上部に第１通気孔による空間部が形成され、例え水が第２通気孔から侵入してもこの空間部により通気膜全面が水に覆われることを防止でき、通気膜による通気を確保することができる。したがって、本発明の通気筐体によれば、体積増大や構造の複雑化を生じさせることなく簡易な構造で、例え水が侵入しても通気膜本来の持つ内圧調整機能を発揮させることができる。

図１は本実施形態の通気筐体の全体斜視図である。 図２は図１の通気筐体を矢印Ａ方向から見たときの正面図である。 図３は図１の通気筐体を矢印Ｂ方向から見たときの正面図である。 図４は図１の通気筐体をＣ−Ｃ線で切断したときの要部斜視図である。 図５は図３のＤ−Ｄ断面図である。 図６は最も上方に設けられた第２通気孔の位置と第１通孔の位置関係を説明するための図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施形態の通気筐体の全体斜視図、図２は図１の通気筐体を矢印Ａ方向から見たときの正面図、図３は図１の通気筐体を矢印Ｂ方向から見たときの正面図、図４は図１の通気筐体をＣ−Ｃ線で切断したときの要部斜視図、図５は図３のＤ−Ｄ断面図、図６は最も上方に設けられた第２通気孔の位置と第１通孔の位置関係を説明するための図である。

図１に示す筐体１は、例えば自動車等の車室外に設置され、内部に電子制御装置やＣＰＵ（Central Control Unit)或いは電装品等を収容するための筐体である。図１では、天板及び底板を省略した平面視矩形状をなす枠形状の筐体１としている。もちろん、実際に電子制御装置等を収容する際には、図示を省略した天板及び底板を枠形状の筐体１に取り付ける。なお、図１に示す筐体１の形状は、一例であり、この形状に限定されるものではない。

筐体１には、内部に収容した電子制御装置等が発生する熱や車室外設置に基づく温度差により筐体内外に生じる圧力差を調整するための通気孔２が形成されている。通気孔２は、図２から図５に示すように、筐体１の内側面１ａに形成される内側孔である第１通気孔３と、筐体１の外側面１ｂに形成される外側孔である第２通気孔４とからなる。

第１通気孔３は、筐体１の内側面１ａに、内側から外側に向かって凹形状の止まり孔として形成されている。本実施形態では、第１通気孔３を、図１の矢印Ｈで示す方向を筐体１の高さ方向（鉛直方向）とした場合に、細長い略長方形をなす形状としている。この第１通気孔３は、全体的には細長い略長方形であるが、第１通気孔３の鉛直方向における下端部３ａを円弧形状とし、上端部３ｂを直線形状としている。

第２通気孔４は、筐体１の外側面１ｂに、鉛直方向Ｈで異なる位置に複数設けられており、前記第１通気孔３と連通して形成されている。本実施形態では、第１通気孔３の下端部３ａと対応する位置に１箇所と、第１通気孔３の上端部３ｂよりも少し下の位置と対応する位置に２箇所と、合計３つの第２通気孔４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）を形成している。これら第２通気孔４は、筐体１の外側面１ｂから第１通気孔３に連通する貫通孔として形成されている。

これら複数の第２通気孔４のうち鉛直方向Ｈで最も下方に設けられた第２通気孔４Ａは、第１通気孔３の下端位置と同じ位置に設けられている。一方、これら第２通気孔４のうち鉛直方向Ｈで最も上方に設けられた第２通気孔４Ｂ、４Ｃは、第１通気孔３の鉛直方向における両側部３ｃ、３ｄの近傍にそれぞれ同一高さとして設けられている。この２つの第２通気孔４Ｂ、４Ｃは、第１通気孔３の上端部３ｂから下端部３ａに向かって所定距離だけ離れた位置に設けられている。換言すると、第１通気孔３の最上端位置（上端部３ｂ）は、複数設けられた第２通気孔４Ａ、４Ｂ、４Ｃのうち鉛直方向で最も上方に設けられた第２通気孔４Ｂ、４Ｃの最上端位置よりも上方位置にある。

そして、前記筐体１には、図５に示すように第１通気孔３を覆うようにして該筐体１の内側面１ａに気体（空気）を通過させる通気膜５が設けられている。通気膜５が設けられる部位は、図３の斜線で示す第１通気孔３の全領域を覆うに足る領域とされる。通気膜５は、例えば合成樹脂製（フッ素樹脂やポリオレフィン樹脂等）の多孔体からなる膜とされ、筐体１の内外を通気させる。

通気膜５には、耐水性を確保させる目的で撥水処理又は撥油処理が施される。撥水処理又は撥油処理は、表面張力の小さな物質を多孔体からなる膜に塗布し、乾燥後、キュアすることにより行われる。前記通気膜５は、筐体１の内側面１ａに接着又は溶着されることにより取り付けられる。

このように構成された通気筐体では、筐体１の内部に収容した電子制御装置等から発生する熱の影響等で該筐体１の内外で圧力差が生じた場合、前記通気孔２を通して空気の出入りが行われることにより、前記筐体１の内外圧力が調整される。前記筐体１が車室内ではなく車室外に配置される場合は、前記通気孔２から筐体内部に水が侵入することがある。この筐体１の外側面１ｂに形成された第２通気孔４から水が侵入すると、水がかかった部位の通気膜５が水で覆われて通気できなくなる。

しかしながら、本実施形態では、最も上方に設けられた第２通気孔４Ｂ、４Ｃの最上端位置よりも第１通気孔３の最上端位置（上端部３ｂ）が上方位置にあるため、最も上方位置の第２通気孔４Ｂ、４Ｃの上部に第１通気孔３による空間部６が形成され、この空間部６によって通気膜５全面が水に覆われることを防止でき、該通気膜５による通気を確保することができる。したがって、本実施形態の通気筐体によれば、体積増大や構造の複雑化を生じさせることなく簡易な構造で、例え水が第１通気孔３から侵入しても通気膜５本来の持つ内圧調整機能を発揮させることができる。

ところで、筐体１の内外で気圧差が生じた場合、筐体内部の空気の膨張収縮分を速やかに筐体外部と調整する必要がある。この際、通気膜５の通気抵抗を考慮し、通気膜５の常時気中にある部位の面積（以下、通気膜必要面積という）を確保すると共に、通気に必要な第１通気孔３の面積（以下、外側孔必要面積という）を確保する。通気膜必要面積を定義すると、筐体１の内部空気の単位時間当たりの収縮（膨張）量を上回る単位時間当たりの通気量を確保できる面積とする。外側孔必要面積を定義すると、通気膜５の単位時間当たりの通気量を上回る単位時間当たりの通気量を確保する面積とする。

通気膜必要面積Ｙは、式（１）にて求められる。本実施形態では、前記空間部６と対応する通気膜５の部位の面積を、式（１）で求めた通気膜必要面積Ｙよりも広い面積とする。こうすることで、水の侵入があっても最低限必要な通気を確保することができる。

式（１）・・・Ｙ＝ΔＶ／（Ｓ×ΔＴ）
Ｙ：通気膜必要面積（通気膜５の常時気中部分面積）［ｍｍ２］
ΔＶ：温度変化による筐体内部空気の収縮量（又は圧縮量）［ｍｍ３］
Ｓ：通気膜が単位面積、単位時間当たりに通気できる空気量（通気膜通気可能量）［ｍｍ３／（ｍｍ２・ｓｅｃ）］
ΔＴ：温度変化に要した時間（筐体内温度下降（上昇）時間）［ｓｅｃ］
外側孔必要面積Ｚは、式（２）で求められる。本実施形態では、通気膜必要面積Ｙを、式（２）で求めた外側孔必要面積Ｚよりも広い面積とする。

式（２）・・・Ｚ＝Ｑ／（ｃ√（２・ΔＰ／ρ））
Ｚ：外側孔必要面積［ｍｍ^２］
Ｑ：流量［ｍ^３］（Ｑ＝ΔＶ／ΔＴ）
ｃ：流出係数
ΔＰ：筐体内外の圧力差（差圧）［Ｐａ］
ρ：流体の密度［ｋｇ／ｍ^３］
また、前記空間部６と対応する通気膜５の下端位置は、常時気中となる通気膜部分の下端位置Ｈ（図６で示す位置Ｈ）よりも上方位置であることが必要である。この常時気中となる通気膜部分の下端位置Ｈは、式（３）で求められる。なお、常時気中とは、第２通気孔４から水が侵入しても通気膜５が水に浸からないことを意味する。

式（３）・・・Ａ＝ａ（ｂ＋Ｂ）／ｂ
Ａ：図６で示す位置Ｏから位置Ｈの距離
Ｂ：図６で示す第１通気孔から通気膜までの距離
ａ：図６で示す第２通気孔の高さ
ｂ：図６で示す第２通気孔の深さ
このように、最も上方に設けられた第２通気孔４Ｂ、４Ｃが形成される位置よりも上方位置に空間部６を設け、その空間部６と対応する部位の通気膜５の面積を、少なくとも通気膜５が必要とする通気膜必要面積よりも大としたので、最も上方の第２通気孔４Ｂ、４Ｃから筐体内部へと水が侵入したとしても、前記空間部６と対応する通気膜５にて筐体内外の気圧差を調整することができる。

本発明は、電子装置等を収納した筐体の内圧を調整する通気孔に通気膜を取り付けた通気筐体に利用することができる。

１…筐体
１ａ…筐体の内側面
１ｂ…筐体の外側面
２…通気孔
３…第１通気孔（内側孔）
４…第２通気孔（外側孔）
４Ｂ，４Ｃ…最も上方に設けられた第２通気孔
５…通気膜
６…空間部

Claims (2)

1. 筐体の内側面に、内側から外側に向かって凹形状の止まり孔として形成された第１通気孔と、
   前記筐体の外側面に、鉛直方向で異なる位置に複数設けられ且つ前記第１通気孔と連通して形成された第２通気孔と、
   前記第１通気孔を覆うようにして前記筐体の内側面に設けられた通気膜と、を備え、
   前記第１通気孔の最上端位置は、複数設けられた前記第２通気孔のうち鉛直方向で最も上方に設けられた該第２通気孔の最上端位置よりも上方位置にあり、また、第１通気孔の鉛直方向における下端部を円弧形状とし、
   前記第２通気孔は、最も上方に設けられた孔が、該最も上方に設けられた孔の上部に前記第１通気孔による空間部が形成されるように、前記第１通気孔の上端部よりも下の位置に配置され、最も下方に設けられた孔が、該最も下方に設けられた孔の下端部と前記第１通気孔の下端部とが鉛直方向において同じ位置に設けられた
   ことを特徴とする通気筐体。
2. 請求項１に記載の通気筐体であって、
   最も上方に設けられた前記第２通気孔が形成される位置よりも上方位置に前記第１通気孔による空間部が設けられ、その空間部と対応する部位の前記通気膜の面積を、少なくとも該通気膜が必要とする通気膜必要面積よりも大とした
   ことを特徴とする通気筐体。

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