JP5974129B2 - 通気非透水ユニット - Google Patents

Description

本発明は、通気非透水シート（撥水性微多孔部材）を用いた通気非透水ユニット（アッセンブリ）に関する。

液体を透過せず空気（気体）を透過させる通気非透水シート（膜部材、フィルム部材）は、例えばＰＴＦＥ多孔質膜として知られている。この通気非透水シートは、例えば、通気を要する空間（要通気空間）を画成するハウジングの貫通穴を塞ぐように設け、該要通気空間への液体の浸入を防ぎながら外部空間との気体の流通を許すために用いられている（特許文献１）。

特許文献１は、通気非透水シートをハウジング貫通穴の周縁に固定する場合の特別な構成を提案している。一方、通気非透水シートをハウジングの貫通穴周縁に直接固定することなく、ハウジングとは別のユニットに保持し、同ユニットをハウジング貫通穴に装着（脱着）するタイプの通気非透水装置も知られている。

特開２００９-７８８６６号公報

本発明は、通気非透水シートをハウジングとは別のユニットに保持するタイプの通気非透水ユニットであって、２つのゴム部品と通気非透水シートで構成され、構成が単純でゴム部品の成形性、組立性及び通気非透水シートの保持性に優れた通気非透水ユニットを得ることを目的とする。

本発明の通気非透水ユニットは、ともにゴム製のアウタケースとインナケースの間に、通気非透水シートを挟着保持するもので、軸線を中心とする回転対称形状のアウタケースは、有孔天板部と筒状部を一体に有し、軸線を中心とする回転対称形状のインナケースは、該アウタケースの筒状部に嵌まる有孔円筒体からなり、アウタケースの有孔天板部のインナケース側のシート挟着面とインナケースのアウタケース（の有孔天板部）側の端面との間に非接着で通気非透水シートが挟着され、アウタケースの筒状部内周面には、該筒状部の有孔天板部とは反対側の端部に向けて径を縮小するテーパ内円筒面が形成されており、インナケースの外周面には、自由状態でアウタケースのテーパ内円筒面より大径で該テーパ内円筒面に嵌合されることで縮径するテーパ外円筒面が形成されていること、及び上記通気非透水シートは、上記アウタケースの上記テーパ内円筒面と上記インナケースの上記テーパ外円筒面が嵌合した状態において上記アウタケースの上記シート挟着面と上記インナケースの上記アウタケース側の端面との間に挟着保持され、かつ上記アウタケースとインナケースは上記通気非透水シートを挟着保持した状態において弾性変形していること、を特徴としている。

テーパ内円筒面とテーパ外円筒面の軸を含む断面における一対の母線のなす角度は、１５°〜６０°とすることが好ましい。この角度が６０°を超えると、ゴム製アウタケースをゴム成形型から離脱させるのが困難になり、１５°未満では、インナケースがアウタケースから脱落しやすくなる。なかでも、２０゜〜５０゜とすることが好ましい。

通気非透水シートを挟着する、アウタケースの有孔天板部のインナケース側の面と、インナケースの有孔天板部側の端面との少なくとも一方には、該通気非透水シートと線状に接触する環状突起を設けることが好ましい。

アウタケースの筒状部の外周面には、テーパ内円筒面の外側に位置させて、環状抜止突部が形成されている。そして、このアウタケース（通気非透水ユニット）を受け入れるハウジングの貫通穴には、アウタケースの有孔天板部がハウジング表面に当接した状態において、環状抜止突部を受け入れる抜止内円筒面が形成される。環状抜止突部の自由状態における径は、抜止内円筒面の径より大きく、貫通穴への通気非透水ユニットの装着状態で圧縮されて抜止が図られる。

本発明の通気非透水ユニットによれば、軸線を中心とする回転対称形状の２つのゴム部品と通気非透水シートで構成され、構成が単純でゴム部品の成形性、組立性及び通気非透水シートの保持性に優れた通気非透水ユニットを得ることができる。

本発明による通気非透水ユニットを備えた通気非透水装置の一実施形態を示す分解状態の縦断面図である。 図１の通気非透水装置中の通気非透水ユニットを組み立てた状態を示す縦断面図である。 図１の通気非透水装置を組み立てた状態を示す縦断面図である。

図１は、本発明による通気非透水ユニットを備えた通気非透水装置を分解状態で示し、図２は、図１中の通気非透水ユニット（アッセンブリ）を組立状態で示し、図３は、図１の通気非透水装置を組立状態で示している。

図１は、通気非透水ユニット１０と、要通気空間Ｘを画成するハウジング２０を示している。通気非透水ユニット１０は、ハウジング２０に形成されている貫通穴２１に装着（着脱）される。通気非透水ユニット１０の構成要素及び貫通穴２１は、軸Ｏを中心とする回転対称形状をなしている。

通気非透水ユニット１０は、共にゴム製（例えばフッ素ゴム、Ｈ・ＮＢＲ）の軸（軸線）Ｏを中心とする回転対称形状のアウタケース１１とインナケース１２、及びこのアウタケース１１とインナケース１２の間に挟着保持される通気非透水シート（フィルム）１３とからなっている。アウタケース１１は、軸Ｏ上に位置する通気穴１１ａを有する天板部１１ｂと、有孔天板部１１ｂの図の下面から延びる筒状部１１ｃとを同軸に有している。有孔天板部１１ｂのインナケース１２側の面（図の下面）は軸直交平面であり、筒状部１１ｃの内側の軸直交平面は、シート挟着面１１ｂ１を構成し、筒状部１１ｃの外側の軸直交平面はハウジング弾接面１１ｂ２を構成する。

筒状部１１ｃの内周面には、有孔天板部１１ｂ側の定径内円筒面１１ｃ１と、有孔天板部１１ｂの反対側の端部に向けて徐々に（滑らかに）縮径するテーパ内円筒面１１ｃ２が形成されている。このテーパ内円筒面１１ｃ２のテーパ内円筒面の軸を含む断面における一対の母線のなす角度αは、１５゜〜６０゜の範囲とされている。また、筒状部１１ｃの外周面には、定径内円筒面１１ｃ１の形成エリアに対応する定径外円筒面１１ｃ３と、テーパ内円筒面１１ｃ２の形成エリアに対応する環状抜止突部１１ｃ４が形成されている。

以上のように、筒状部１１ｃの内周面に、軸を含む断面における一対の母線のなす角度αが上記範囲のテーパ内円筒面１１ｃ２を形成したアウタケース１１は、ゴム成形時の型部材から離型させることが容易で、破断のおそれがない。

インナケース１２は、アウタケース１１の通気穴１１ａに対応する通気穴１２ａを軸線Ｏ上に有する有孔円筒体からなっている。このインナケース１２には、その奥側端面（アウタケース１１の有孔天板部１１ｂ側の端面）１２ｂに、複数の同心の環状突起（Ｖ断面突起）１２ｃが形成されている。

また、インナケース１２の外周面には、アウタケース１１の定径内円筒面１１ｃ１に対応する定径外円筒面１２ｄと、テーパ内円筒面１１ｃ２に対応するテーパ外円筒面１２ｅが形成されている。このテーパ外円筒面１２ｅの軸を含む断面における一対の母線のなす角度αは、アウタケース１１のテーパ内円筒面１１ｃ２の同角度αと同一に設定されている。また、このテーパ外円筒面１２ｅの自由状態における外径は、テーパ内円筒面１１ｃ２の内径より若干大きく（例えば１０５％〜１１０％程度に）設定されていて、インナケース１２をアウタケース１１の筒状部１１ｃに嵌めると、テーパ内円筒面１１ｃ２が圧縮力を受けて拡径し、テーパ外円筒面１２ｅが縮径する。一方、定径外円筒面１２ｄは、定径内円筒面１１ｃ１と同一寸法またはこれより若干大径であり、定径内円筒面１１ｃ１に作用する圧縮力は、テーパ内円筒面１１ｃ２に作用する圧縮力より小さい。

通気非透水シート１３は、例えば商品名ゴアテックスで知られる通気性はあるが透水性はないＰＴＦＥシートである。その通気非透水の性質（レベル、性能）は、用途に応じて種々知られており、選択使用される。

図２は、アウタケース１１、インナケース１２、通気非透水シート１３を組み立てた状態の通気非透水ユニット１０を示しており、アウタケース１１とインナケース１２の形状は、図１の変形前（自由状態）の形状を描いている。オーバラップしている部分は変形代を示している。図３についても表記は同様である。この組立状態では、通気非透水シート１３がアウタケース１１のシート挟着面１１ｂ１とインナケース１２の端面１２ｂ（環状突起１２ｃ）との間に挟着され、環状突起１２ｃが弾性変形して通気非透水シート１３を保持する。なお、環状突起１２ｃの数は、図示例では３本であるが、その数及び有無は任意である。

また、アウタケース１１とインナケース１２を組み立てた状態の通気非透水ユニット１０では、図２に明らかなように、テーパ外円筒面１２ｅによってテーパ内円筒面１１ｃ２が径方向外方に押されて筒状部１１ｃが弾性変形し、アウタケース１１とインナケース１２（テーパ内円筒面１１ｃ２とテーパ外円筒面１２ｅ）の係合力が高まって抜止が図られる。このとき、環状抜止突部１１ｃ４は、筒状部１１ｃの変形に伴って外径を拡大する。テーパ内円筒面１１ｃ２とテーパ外円筒面１２ｅの軸を含む断面における一対の母線のなす角度αを上記範囲に設定することによって、アウタケース１１の成形型からの離型性を損なうことなく、アウタケース１１とインナケース１２の抜止を確実にすることができる。角度αが、１５゜未満ではアウタケース１１とインナケース１２の抜止効果が十分に得られず、６０゜を超えると、アウタケース１１を成形型から離型させるとき、破損のおそれが増す。この角度αは、特に、２０゜〜５０゜の範囲が好ましい。

ハウジング２０の貫通穴２１には、アウタケース１１の有孔天板部１１ｂと筒状部１１ｃの接続部のＲ部を逃げる逃げ斜面２１ａと、アウタケース１１の定径外円筒面１１ｃ３に対応する定径内円筒面２１ｂと、定径内円筒面２１ｂより大径の抜止内円筒面２１ｃが形成されている。定径内円筒面２１ｂは、自由状態において、アウタケース１１の定径外円筒面１１ｃ３より若干大径であり、抜止内円筒面２１ｃは、アウタケース１１の開き防止機能を担うので、自由状態において環状抜止突部１１ｃ４と同一径または若干小径とするのがよい。

従って、図３に示すように、通気非透水ユニット１０をハウジング２０の貫通穴２１に嵌めた状態では、アウタケース１１の定径外円筒面１１ｃ３には殆ど圧縮力は作用せず、定径外円筒面１１ｃ３（環状抜止突部１１ｃ４）と定径内円筒面２１ｂの嵌合関係によって、通気非透水ユニット１０の貫通穴２１内での位置が定まる。同時に環状抜止突部１１ｃ４が抜止内円筒面２１ｃ内で弾性変形することで、貫通穴２１からの通気非透水ユニット１０の抜止が図られる。環状抜止突部１１ｃ４は、貫通穴２１への嵌合状態で、抜止内円筒面２１ｃより若干定径内円筒面２１ｂ側に位置しており、このため、通気非透水ユニット１０には、ハウジング弾接面１１ｂ２がハウジング２０の外面２０ａに密着する力が作用する。

以上の実施形態では、アウタケース１１のテーパ内円筒面１１ｃ２の軸を含む断面における一対の母線のなす角度αと、インナケース１２のテーパ外円筒面１２ｅの軸を含む断面における一対の母線のなす角度αを同一としたが、上記角度の範囲で、異ならせてもよい。また、アウタケース１１とインナケース１２は同一のゴム材料としたが、例えば内側のインナケース１２を、そのゴム硬度がアウタケース１１のゴム硬度より高い（硬い）材料から構成することで、アウタケース１１とインナケース１２の結合強度を高めることができる。

１０ 通気非透水ユニット
１１ アウタケース
１１ａ 通気穴
１１ｂ 有孔天板部
１１ｂ１ シート挟着面
１１ｂ２ ハウジング弾接面
１１ｃ 筒状部
１１ｃ１ 定径内円筒面
１１ｃ２ テーパ内円筒面
１１ｃ３ 定径外円筒面
１１ｃ４ 環状抜止突部
１２ インナケース
１２ａ 通気穴
１２ｂ 端面
１２ｃ 環状突起
１２ｄ 定径外円筒面
１２ｅ テーパ外円筒面
１３ 通気非透水シート
２０ ハウジング
２０ａ 外面
２１ 貫通穴
２１ａ 逃げ斜面
２１ｂ 定径内円筒面
２１ｃ 抜止内円筒面
Ｏ 軸
Ｘ 要通気空間

Claims (3)

1. 有孔天板部と筒状部を一体に有する軸線を中心とする回転対称形状のゴム製アウタケースと、上記アウタケースの筒状部に嵌まる有孔円筒体からなる軸線を中心とする回転対称形状のゴム製のインナケースと、上記アウタケースの有孔天板部のインナケース側のシート挟着面と上記インナケースの上記アウタケース側の端面との間に非接着で挟着される通気非透水シートと、を備え、
   上記アウタケースの筒状部内周面には、該筒状部の有孔天板部とは反対側の端部に向けて径を縮小するテーパ内円筒面が形成されており、インナケースの外周面には、自由状態でアウタケースのテーパ内円筒面より大径で該テーパ内円筒面に嵌合されることで縮径するテーパ外円筒面が形成されていること、及び
   上記通気非透水シートは、上記アウタケースの上記テーパ内円筒面と上記インナケースの上記テーパ外円筒面が嵌合した状態において上記アウタケースの上記シート挟着面と上記インナケースの上記アウタケース側の端面との間に挟着保持され、かつ上記アウタケースとインナケースは上記通気非透水シートを挟着保持した状態において弾性変形していること、
   を特徴とする通気非通水ユニット。
2. 請求項１記載の通気非通水ユニットにおいて、アウタケースの上記テーパ内円筒面と、インナケースの上記テーパ外円筒面の軸を含む断面における一対の母線のなす角度は、１５°〜６０゜である通気非透水ユニット。
3. 請求項１または２記載の通気非通水ユニットにおいて、アウタケースの上記筒状部の外周面には、上記テーパ内円筒面の外側に位置させて、環状抜止突部が形成されている通気非透水ユニット。
   
   

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