WO2011007799A1 - 通気栓 - Google Patents
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Abstract
Description
貫通孔を有する筒状部材と、該筒状部材に連設され、前記貫通孔を横断する支持体と、前記筒状部材に周着された通気膜とを備え、前記通気膜が前記支持体に保持されており、前記通気膜には前記支持体の形状に沿った凸状部が形成されているものである。
以下、本発明の実施の形態における通気栓の構造について図面を参照しながら説明する。
図1(a)~(c)は、本発明の実施の形態1に係る通気栓を示すものであり、(a)は、通気栓の内部構造を理解するための分解図、(b)は、完成した通気栓の斜視図、(c)は、同通気栓の断面図である。図1(a)は、上記の通り分解図であり、通気膜3の筒状部材1への装着工程がこのような形態に限定されるものではない。なお、通気膜3は、実際に使用されるものよりも厚めに描いている。
図2(a)、(b)は、本発明の実施の形態2に係る通気栓を示すものであり、(a)は、通気栓の内部構造を理解するための分解図、(b)は、完成した通気栓の斜視図である。実施の形態2に係る通気栓も基本的には実施の形態1に係る通気栓と同様のものであるが、実施の形態1では、支持体2が通気栓の筒状部材1の上に載置されているような態様であったが、実施の形態2では、支持体2が筒状部材1の貫通孔1a内に形成されており、筒状部材1の上面よりも高い位置には支持体2は存在していない。このような形態であっても、通気膜3の通気領域であって支持体2が存在していない部分において通気膜3が撓み等により垂れ下がるため、支持体2が存在している部分では支持体2の形状に沿った凸状部3aが形成される。これにより、実施の形態1において説明した通り手指等によって通気膜3が破損される確率が低減される。
図3は、本発明の実施の形態3に係る通気栓の斜視図である。実施の形態3に係る通気栓では支持体2が枝分かれ構造を有しており、支持体2の端部は筒状部材1にそれぞれ連設されている。通気膜3が破損する確率を広範囲に渡って低くするためには、上述したように棒状の支持体2を複数形成する方法も考えられるが、単純に支持体2の本数を増やした場合、通気膜3の通気領域と支持体2の接触による通気効率の低下(圧力損失の上昇)を伴うことがある。これに対して、実施の形態3に係る通気栓のように支持体2が枝分かれ構造を有していれば、必要な部分に支持体2を配置することができるため、通気膜3の低圧力損失を維持しつつ、広範囲に渡って通気膜3の破損する確率を効率よく低減することができる。
図4は、本発明の実施の形態4に係る通気栓の斜視図である。実施の形態4に係る通気栓は、支持体2が十字構造を有しており、筒状部材1の4箇所に連設されている。実施の形態3に係る通気栓と同様に、通気膜3の圧力損失の大幅な増大を伴うことなく、広範囲に渡って通気膜3の破損する確率を効率よく低減することができる。
図5は、本発明の実施の形態5に係る通気栓の斜視図である。実施の形態5に係る通気栓は、支持体2が網目構造を有している。実施の形態3または4に係る通気栓と同様に、通気膜3の圧力損失の大幅な増大を伴うことなく、広範囲に渡って通気膜3の破損する確率を効率よく低減することができる。特に、図5に示した支持体2は、網目構造の中でもハニカム構造と呼ばれる蜂の巣状の形状を有しており、高強度を実現できる。したがって、手指等の外部からの応力に対して一定の剛性を有し、また通気膜3の収縮等の変形力に対する抗力を備えるものである。
図6は、本発明の実施の形態6に係る通気栓の斜視図である。実施の形態6に係る通気栓は、支持体2が円弧形状を有している。この場合、通気膜3の通気領域をドーム状にすることができるため、同じ形状の筒状部材1を用いても通気領域が平面状である場合に比べて通気領域の面積を増加させることができる。従って、支持体2を設けたことによる通気膜3の圧力損失の増加分を減じることが可能であり、更には、圧力損失の増加分を全て相殺して、より低圧力損失の通気栓を提供することも可能となる。また、通気領域が膨らむことで、通気領域での液体の滞留を防ぐ効果もある。
図7は、本発明の実施の形態7に係る通気栓の斜視図である。但し、形状の理解のため、通気膜3が形成されていない状態のものを示している。実施の形態7に係る通気栓は、基本的構造は実施の形態1に係る通気栓と同様のものであるが、実施の形態7に係る通気栓では、通気膜3の周着領域おいて筒状部材1に突起部1bが形成されている。この突起部1bは、手指等が通気栓に接近した際の防護堤となり、手指等が通気膜3に直接触れることを防止する。そのため、通気膜3が破損する確率を低減することができる。なお、突起部1bは筒状部材1の一部として一体的に形成されたものであってもよいし、筒状部材1に別途追加された部品であってもよい。
図8は、本発明の実施の形態8に係る通気栓の斜視図である。実施の形態8に係る通気栓では、支持体2が貫通孔1aを完全に横断することなく途中で途切れている。支持体2が筒状部材1に確実に固定されていることが必要条件であるが、このような構造では、通気膜3の中央部など通気に重要な役割を果たす部分に支持体2を設けないことにより、通気栓の圧力損失を低く保つことができる。
図9(a)は、本発明の実施の形態9に係る通気栓の斜視図である。但し、形状の理解のため、通気膜3が形成されていない状態のものを示している。図9(b)は、支持体2を含む断面図であり、この断面図には通気膜3が形成された状態のものを示している。
次に、本発明の通気栓における筒状部材1および通気膜3の詳細(好ましい材料等)について説明する。
筒状部材1の材質は特に限定されないが、上述したように電気装置の一部に通気栓を差し込む用途を考慮すれば、弾力性のある樹脂で構成されることが好ましい。樹脂の例としては、サントプレーン、ミナストマー等のオレフィン系を主とした弾性樹脂、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムなどのゴム系若しくはゴム代替の弾性樹脂、ポリプロピレン(PP)を含むものが望ましい。電気装置の一部に本発明の通気栓を容易に差し込むためには、筒状部材1の硬度(JIS K 6253)は100度以下、より好ましくは80度以下である。筒状部材のシール性を担保するためには、10度以上、より好ましくは40度以上である。ゴム硬度の計測には、デュロメータ(株式会社島津製作所製:DUROMETER A)が用いられる。
通気膜3の構成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド等を使用することができるが、好ましくは防水性に優れたフッ素樹脂、更に好ましくは、多孔質ポリテトラフルオロエチレン(多孔質PTFE)のフィルムを用いることが推奨される。通気膜3の微視的形状としては、ネット状、メッシュ状、多孔質のものを用いることができる。多孔質PTFEフィルムは、防滴性に優れ、水滴、油滴、塵埃の侵入を防止しつつ電気装置の内外に通気性を持たせる用途に適している。
筒状部材1と通気膜3との接合には、後述するように溶融した筒状部材1に通気膜3を圧着させる方法を用いることができるし、両面粘着テープを使用することもできるが本発明の必須の構成要素ではない。その両面粘着テープには、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ナイロン不織布等を芯材とした不織布基材両面粘着テープ、PET基材両面粘着テープ、ポリイミド基材両面粘着テープ、ナイロン基材両面粘着テープ、発泡体(例えば、ウレタンフォーム、シリコーンフォーム、アクリルフォーム、ポリエチレンフォーム)基材両面粘着テープ、基材レス両面粘着テープなど様々なタイプのものを用いることができる。
本願発明の通気栓は、例えば内部に電子部品を収納するケース(筐体)に直接又は間接に取り付けられるが、取り付け部位の形状によって筒状部材1の形状は種々変更され得る。
以下、本発明の通気栓の製造に適用し得るプロセス例について説明する。
溶融させた熱可塑性樹脂を所定の凹状に加工した金型内に圧入し、その後、熱可塑性樹脂を冷却することで通気栓の成型品を得る方法である。工程手順は、図12(a)~(c)の工程断面図によって示される。
工程手順としては上述の射出成型と同様であるが、圧縮成型では加硫によって硬化する樹脂(上記EPDM等のゴム系材料)を高圧のプレス機で所定形状に加工した金型内に圧入し、その後、加硫によって樹脂を硬化させることで通気栓の成型品を得る方法である。樹脂の注入圧力で、通気膜3(例えばPTFE多孔質体)の空隙部分に樹脂を含侵させ、樹脂を冷却・硬化することでアンカー効果による強固な固着効果を得ることができる。
射出成型や圧縮成型等の成型加工により、まずは筒状部材1およびこれに一体成型される支持体2を単独で成型しておき、その後、筒状部材1の周着領域に所定の形状の溶着部材を用いて通気膜3を固着することも可能である。固着には、再度熱をかけて筒状部材1を溶かし、溶けた樹脂を通気膜3(例えばPTFE多孔質体)の空隙部分に樹脂を含侵させ、筒状部材1を冷却し固化させることにより筒状部材1と支持体2とが一体成型され、さらに通気膜3と一体的に形成された通気栓を得る方法もある。
1a 貫通孔
1b 突起部
2 支持体
2a 突起部
3 通気膜
3a 凸状部
4 通気パイプ
5 ケース(筐体)
11 第1の金型
12 第2の金型
13 注入口
Claims (12)
- 貫通孔を有する筒状部材と、該筒状部材に連設され、前記貫通孔を横断する支持体と、前記筒状部材に周着された通気膜とを備え、前記通気膜が前記支持体に保持されており、前記通気膜には前記支持体の形状に沿った凸状部が形成されている通気栓。
- 前記筒状部材と前記支持体とが同じ材料により一体的に形成されている請求項1に記載の通気栓。
- 前記支持体が枝分かれ構造を有しており、前記筒状部材の3箇所以上に連設されている請求項1または2に記載の通気栓。
- 前記支持体が十字構造を有しており、前記筒状部材の4箇所以上に連設されている請求項1または2に記載の通気栓。
- 前記支持体が網目構造を有している請求項1~4のいずれかに記載の通気栓。
- 前記支持体が円弧形状を有している請求項1~5のいずれかに記載の通気栓。
- 前記筒状部材は、前記通気膜が周着された部分において突起部を有している請求項1~6のいずれかに記載の通気栓。
- 前記突起部の頂点は、前記通気膜の凸状部の頂点よりも高い位置にある請求項7に記載の通気栓。
- 前記支持体が前記貫通孔を完全に横断することなく途切れている請求項1~8のいずれかに記載の通気栓。
- 前記支持体が突起部を有する請求項1~9のいずれかに記載の通気栓。
- 前記通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である請求項1~10のいずれかに記載の通気栓。
- 前記通気膜が撥液性を有する請求項1~11のいずれかに記載の通気栓。
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