JP5714403B2 - 通気ユニット - Google Patents

Description

本発明は、筐体の開口に取り付けられる通気部材を含む通気ユニットに関する。

従来、例えば自動車用ランプやＥＣＵ（Electrical Control Unit）などの自動車電装部品、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器、家電製品、医療機器などでは、電子部品や制御基板などを収容する筐体に、温度変化による筐体内の圧力変動を緩和したり筐体内を換気したりする目的で開口が設けられ、この開口に通気部材が取り付けられることが行われている。この通気部材は、筐体の内外での通気を確保しつつ筐体内への塵や水などの異物の侵入を防ぐものである。

例えば特許文献１には、図６（ａ）および（ｂ）に示すような通気部材１００が開示されている。この通気部材１００は、筐体１５０の開口１５１を覆うための防水通気膜１２０と、防水通気膜１２０を支持し、筐体１５０に固定される支持体１１０と、防水通気膜１２０を覆うカバー部品１３０とを備えている。

支持体１１０は、全体的に管状をなしており、防水通気膜１２０が貼り付けられるフランジ部１１２、およびフランジ部１１２から突出して筐体１５０の開口１５１に挿入される挿入部１１１を有している。挿入部１１１の根元部分にはシール部材１４０が装着されており、このシール部材１４０がフランジ部１１２によって筐体１５０に押圧されることにより通気部材１００と筐体１５０との間のギャップがシールされる。

カバー部品１３０は、防水通気膜１２０と対向する主壁１３１と、主壁１３１の周縁部から筐体１５０の表面近くまで延びる周壁１３２を有している。また、主壁１３１には、防水通気膜１２０に面する空間を外部に開放するための貫通孔１３３が設けられている。

また、特許文献２には、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、筐体１５０に通気部材２００を取り囲むように隔壁１５２を設けた通気構造３００が開示されている。隔壁１５２は、互いに離間する円弧状をなしており、通気部材２００よりも高い高さを有している。

特開２００７−８７６６６号公報 特開２００４−４７４２５号公報

ところで、例えば自動車電装部品では、自動車が高圧水によって洗浄されることがあり、自動車電装部品にも高圧水が噴射されることがある。通気部材では、シール部材の外側の通気部材の周縁部と筐体の間に隙間が形成されるため、上記のように自動車電装部品に高圧水が噴射されると、その隙間から高圧水がシール部材に作用し、高圧水がシール部材を変形させて筐体内に水が侵入することがある。

これに対し、特許文献１に開示されている通気部材１００のように、カバー部品１３０が周壁１３２を有していれば、シール部材１４０に作用する高圧水を低減させることができる。しかしながら、通気部材１００の取り付け性および製作誤差の観点から、周壁１３２と筐体１５０の間の隙間をゼロにすることはできず、シール部材１４０に高圧水が作用して筐体内に水が侵入する可能性を排除することはできない。

また、特許文献２に開示された通気構造３００では、隔壁１５２と通気部材２００との間に通気路を確保する必要があるために、隔壁１５２と通気部材２００の間の隙間をゼロにすることができない。そのため、特許文献２に開示された通気構造３００も、特許文献１に開示された通気部材１００と同様の問題を有する。

本発明は、このような事情に鑑み、高い外圧が作用する環境下でも通気部材と筐体の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる通気ユニットを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、筐体の開口に取り付けられる、前記開口を覆うための防水通気膜を含む通気部材と、前記筐体と前記通気部材の間のギャップをシールするシール部材と、前記シール部材の周囲で前記通気部材によって前記筐体に押圧されるワッシャと、を備える、通気ユニットを提供する。

上記の構成によれば、通気部材が筐体の開口に取り付けられたときにシール部材の外側に形成される通気部材の周縁部と筐体の間の隙間がワッシャによって塞がれる。従って、高い外圧が作用する環境下でも通気部材と筐体の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る通気ユニットの分解斜視図 図１の通気ユニットの斜視図 図１の通気ユニットの断面図 カバー部品の下面図 変形例の通気ユニットの断面図 （ａ）は従来の通気部材の斜視図、（ｂ）は同通気部材の断面図 （ａ）は従来の通気構造の分解斜視図、（ｂ）は同通気構造の断面図

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。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらによって限定されるものではない。

図１〜３に、本発明の一実施形態に係る通気ユニット１を示す。この通気ユニット１は、筐体１０の開口１１に取り付けられる通気部材２と、筐体１０と通気部材２との間のギャップをシールするシール部材６と、シール部材６を取り囲むリング状のワッシャ７とを備えている。

なお、開口１１が開口する方向は特に限定されるものではなく、例えば、鉛直上向き、鉛直下向き、水平方向などどのような方向であってもよい。以下では、説明の便宜のために、開口１１が開口する方向（図３では上側）を上方、それと反対の方向（図３では下側）を下方ということがある。また、本実施形態では、筐体１０を構成する薄板がバーリング加工されることにより開口１１が形成されている。すなわち、開口１１は、筐体１０の外側から内側に向かって縮径している。ただし、開口１１は、これに限られるものではなく、例えば図５に示すように筐体１０を構成する厚板に形成されたストレート孔で構成されていてもよい。

通気部材２は、筐体１０の開口１１を覆うための防水通気膜４と、防水通気膜４を支持し、筐体１０に固定される支持体３と、防水通気膜４を覆うカバー部品５とを含む。

防水通気膜４は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する膜（樹脂または金属からなる、職布、不織布、メッシュ、ネットなど）であれば、構造や材料は特に限定されない。例えば、防水通気膜４は、樹脂多孔質膜に補強層が積層された構成を有していてもよい。補強層を設けることにより、高強度の防水通気膜４を得ることができる。

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質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−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多孔質体が好ましい。

なお、樹脂多孔質膜には、筐体１０の使用環境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。

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ものを用いることが好ましい。具体的には、樹脂または金属からなる、職布、不織布、メッシュ、ネット、スポンジ、フォーム、多孔体など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、超音波溶着、接着剤による接着などの方法がある。

防水通気膜４の厚さは、強度および支持体３への固定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。樹脂多孔質膜または防水通気膜４の通気度は、ガーレー値にて０．１〜３００ｓｅｃ／１００ｍＬであることが好ましい。

支持体３には、防水通気膜４を筐体１０の内部空間に開放する内側通気路２１が設けられている。具体的に、支持体３は、全体的に管状をなしており、表面に防水通気膜４が貼り付けられるフランジ部３１、およびフランジ部３１の裏面から突出して筐体１０の開口１１に挿入される挿入部３２を有している。フランジ部３１の表面の周縁部は、当該フランジ部３１の裏面に向かって拡径するテーパー面となっている。

挿入部３２には、当該挿入部３２の下部が下端から複数箇所で切り込まれることにより、径方向に弾性変形可能な複数（図例では３つ）の係合片が形成されている。これらの係合片の下端には、径方向外側に突出する爪３３が設けられており、この爪３３が筐体１０の開口周辺部に係合する。

カバー部品５は、防水通気膜４および支持体３との間に径方向外側に開口する外側通気路２２を形成する。具体的に、カバー部品５は、防水通気膜４と対向する主壁５１と、主壁５１の周縁部から垂れ下がる複数（図例では３つ）の垂れ壁５２とを有している。本実施形態では、主壁５１の直径が支持体３のフランジ部３１の外径と同じに設定されている。

垂れ壁５２は等角度間隔で配置されており、各垂れ壁５２は主壁５１の周縁部に沿う円弧状をなしている。各垂れ壁５２は、主部５１の裏面から防水通気膜４を超える位置まで延びており、その先端はフランジ部３１の表面のフラットな部分よりも下方に位置している。また、各垂れ壁５２の先端の内側部分は、フランジ部３１のテーパー面との間に大きな空間が確保されるようにテーパー状になっている。さらに、各垂れ壁５２の中央には、当該垂れ壁５２の下端からフランジ部３１の裏面まで延びる連結片５３が設けられている。

一方、フランジ部３１には、連結片５３と対応する位置に、径方向外側に開口する、連結片５３が嵌合可能な凹部３１ａが設けられている。各連結片５３の先端には、径方向内側に突出する爪が設けられており、その爪が凹部３１ａに設けられた段差部に係合することにより、カバー部品５が支持体３に連結される。なお、カバー部品５が支持体３に連結されたときには、図２に示すように、連結片５３の外側面はフランジ部３１の端面と共に一つの円筒面を形成する。

さらに、主壁５１の裏面には、図４に示すように、垂れ壁５２よりも小さな円を描くように複数（図例では３つ）の円弧状の内壁５４が設けられている。内壁５４は、フランジ部３１の表面のフラットな部分に当接し、防水通気膜４と主壁５１との間にスペースを確保する。また、各内壁５４は、防水通気膜４を外部から隠すように、垂れ壁５２から径方向内側に控えた位置で垂れ壁５２同士の間の隙間を覆っている。換言すれば、垂れ壁５２および内壁５４は、防水通気膜４が外側通気路２２を通じて直接的に外部に露出しないように、外側通気路２２の開口近傍部分にラビリンスを形成する。

上述したシール部材６は、支持体３の挿入部３２の根元部分に装着されている。シール部材６は、フランジ部３１によって筐体１０に押圧されることにより通気部材２と筐体１０との間のギャップをシールする。シール部材６としては、Ｏリングやパッキンなどを用いることができる。

ワッシャ７は、シール部材６の周囲で通気部材２によって筐体１０に押圧される。すなわち、ワッシャ７は、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときの通気部材２の周縁部が筐体１０から離間する距離よりも大きい厚さを有する。

ワッシャ７の内径は、シール部材６と干渉しない限り特に限定されるものではない。また、ワッシャ７の外径は、本実施形態では支持体３のフランジ部３１の外径と同じに設定されているが、それよりも大きくても小さくてもよい。

ワッシャ７は、プラスチックや金属などの硬質の材料で構成されていてもよいが、ゴムなどの弾力性のある材料で構成されていることが好ましい。さらに、弾力性のある材料としては、耐熱性および耐候性のある材料、例えばシリコーンゴムが好ましい。

また、ワッシャ７の硬度（ショアＡ硬度）は、３０〜７０であることが好ましい。

以上説明した通気ユニット１では、通気部材２が筐体１０の開口１１に取り付けられたときにシール部材６の外側に形成される通気部材２の周縁部と筐体１０の間の隙間がワッシャ７によって塞がれる。従って、高い外圧が作用する環境下でも通気部材２と筐体１０の間から筐体内に異物が侵入することを防止することができる。

また、通気部材２を開口１１に押し込むときにワッシャ７が通気部材２の変位を規制するストッパーの役割を果たすため、過度な押し込みによって通気部材２または筐体１０が破損することを防止することができる。

さらに、本実施形態では、カバー部品５の垂れ壁５２および内壁５４によって防水通気膜４が直接的には外部に露出しないため、防水通気膜４に例えば高圧水が直接噴射されることがなく、防水通気膜４の破損を防止することができる。

１ 通気ユニット
２ 通気部材
２１ 内側通気路
２２ 外側通気路
３ 支持体
４ 防水通気膜
５ カバー部品
６ シール部材
７ ワッシャ
１０ 筐体
１１ 開口

Claims (4)

1. 筐体の開口に取り付けられる、前記開口を覆うための防水通気膜を含む通気部材と、
   前記通気部材によって前記筐体に押圧されることにより前記筐体と前記通気部材の間のギャップをシールするシール部材と、
   前記シール部材の周囲で前記通気部材によって前記筐体に押圧されるワッシャと、
   を備える、通気ユニット。
2. 前記ワッシャは、弾力性のある材料で構成されている、請求項１に記載の通気ユニット。
3. 前記通気部材は、前記防水通気膜を支持し、前記防水通気膜を前記筐体の内部空間に開放する内側通気路を有する支持体と、前記防水通気膜を覆い、前記防水通気膜および前記支持体との間に径方向外側に開口する外側通気路を形成するカバー部品とを含む、請求項１または２に記載の通気ユニット。
4. 前記カバー部品は、前記防水通気膜と対向する主壁と、前記主壁の周縁部から前記防水通気膜を超える位置まで垂れ下がる複数の垂れ壁と、前記防水通気膜を外部から隠すように、前記複数の垂れ壁から径方向内側に控えた位置で前記複数の垂れ壁同士の間の隙間を覆う複数の内壁と、を含む、請求項３に記載の通気ユニット。

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