WO2021117779A1 - 通気部品 - Google Patents

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WO2021117779A1
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ventilation
housing
ventilation component
seal member
component
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陽三 矢野
笠置　智之
拓見 ▲高▼橋
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日東電工株式会社
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    • H05K5/061—Hermetically-sealed casings sealed by a gasket held between a removable cover and a body, e.g. O-ring, packing

Definitions

  • the present invention relates to a ventilation component.
  • Ventilation components mounted on the edge of the opening of a housing having an opening are known.
  • Ventilation components eliminate differential pressure generated inside equipment such as automobile lamps, inverters, converters, electronic control units (ECUs), battery packs, millimeter-wave radars, and in-vehicle cameras due to temperature changes. Can be used for In such equipment, it may be required to prevent substances such as foreign matter, water, oil, and salts from entering the equipment. In response to such demands, venting components are mounted in the enclosure of the device.
  • Patent Document 1 describes a ventilation unit including a ventilation member attached to an opening of a housing, a seal member, and a washer.
  • the sealing member seals the gap between the housing and the venting member.
  • the washer is a ring-shaped member that surrounds the seal member. According to such a configuration, it is possible to prevent foreign matter from entering the housing from between the ventilation member and the housing even in an environment where a high external pressure acts due to reasons such as injection of high-pressure water onto automobile electrical components.
  • Patent Document 2 describes a ventilation structure including a housing, a ventilation member, and a seal member.
  • the housing is provided with an opening.
  • the ventilation member is attached to the opening of the housing.
  • the seal member is held by the ventilation member.
  • the opening has a tapered surface.
  • the ventilation member includes a support having a ventilation passage, a waterproof ventilation membrane that closes the ventilation passage, and a cover that covers the waterproof ventilation membrane.
  • the sealing member seals the gap between the housing and the support around the vent.
  • the support has a pressing portion that presses the seal member against the tapered surface.
  • Patent Document 3 describes a ventilation structure including an opening of a housing, a ventilation member, and a shield.
  • the ventilation member is fixed to the opening and includes a ventilation membrane.
  • the shield is a protrusion formed on the surface of the housing. According to the ventilation structure described in Patent Document 3, when this ventilation structure is applied to an ECU in an engine room of an automobile, durability against water flow is improved in high-pressure washing of the engine room. Since the shield blocks a part of the water flow, the water pressure applied to the ventilation member can be reduced.
  • Patent Documents 1 to 3 require washers, openings with tapered surfaces, or shields, which impose restrictions on the design and manufacture of ventilation structures.
  • the present invention provides a ventilation component that can prevent water from entering the inside of the housing when receiving a high-pressure water flow while reducing restrictions in design and manufacturing.
  • the present invention A ventilation component attached to the edge of the opening that communicates the internal space and external space of the housing. It has a ventilation path for ventilation between the internal space and the external space when the ventilation component is attached to the edge.
  • a seal member which is arranged around the protrusion and seals a gap between the outer surface of the housing and the ventilation component when the ventilation component is attached to the edge is provided.
  • the distance D from the outer end of the outer surface to the boundary between the protrusion and the support and the wire diameter W of the seal member are 0.7. Satisfy the condition of ⁇ D / W ⁇ 1.3, Provide ventilation parts.
  • the above-mentioned ventilation component can prevent water from entering the inside of the housing when it receives a high-pressure water flow.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a ventilation component according to the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing an example of a ventilation structure provided by the ventilation component shown in FIG.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing an example of a ventilation structure provided by the ventilation component according to the comparative example.
  • FIG. 3 is a plan view showing a specific portion of the ventilation component shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the ventilation component shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the ventilation component according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a ventilation component used in Examples and Comparative Examples.
  • the ventilation component 1 is mounted on the edge 2f of the opening 21 that communicates the internal space 2u and the external space 2s of the housing 2.
  • the ventilation component 1 has a ventilation passage 10.
  • the ventilation path 10 is a path for ventilating between the internal space 2u and the external space 2s when the ventilation component 1 is attached to the edge 2f.
  • the ventilation component 1 includes a support portion 12, a ventilation membrane 11, a protrusion 13, and a seal member 14.
  • the support portion 12 surrounds the ventilation path 10.
  • the ventilation membrane 11 is fixed to the support portion 12 and closes the ventilation passage 10 so as to be able to ventilate.
  • the protruding portion 13 is formed so as to protrude from the support portion 12 and surround one end of the ventilation passage 10, and is a tubular portion that comes into contact with the edge 2f when the ventilation component 1 is attached to the edge 2f.
  • the sealing member 14 is arranged around the protrusion 13 and seals the gap between the outer surface 2g of the housing 2 and the ventilation component 1 when the ventilation component 1 is mounted on the edge 2f.
  • the ventilation component 1 satisfies the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3.
  • FIG. 3 shows a portion of the support portion 12 between the outer end 12e of the outer surface 12g when the outer surface 12g of the support portion 12 in contact with the protrusion portion 13 is viewed in a plan view and the boundary 12b between the protrusion portion 13 and the support portion 12. It is a plan view of.
  • D is the distance from the outer end 12e to the boundary 12b.
  • W is the wire diameter of the seal member 14.
  • the ventilation structure 50 can be provided by mounting the ventilation component 1 on the edge 2f of the opening 21 of the housing 2.
  • FIG. 2B shows a ventilation structure 50a provided by using the ventilation component 1a according to the comparative example.
  • the ventilation component 1a is configured in the same manner as the ventilation component 1 except for a portion to be described in particular.
  • the components of the ventilation component 1a that are the same as or corresponding to the components of the ventilation component 1 are designated by the same reference numerals.
  • the German industrial standard DIN 400 50 Part 9 describes a waterproof test involving injection of high-temperature and high-pressure water at angles of 30 ° and 60 ° to the product.
  • the seal member 14 is arranged at a position recessed from the outside of the ventilation structure 50 from the viewpoint of protecting the seal member 14 from such an oblique water flow J1. Therefore, in the ventilation component 1a, the D / W is adjusted to a value larger than 1.3. This makes it difficult for the seal member 14 to directly receive the water flow J1.
  • a large D / W value means drainage from the periphery of the seal member 14. It turned out that it is hard to say that it is advantageous in encouraging. This is because the space between the support portion 12 of the ventilation component 1a and the outer surface 2g of the housing 2 around the seal member 14 becomes long, and when a high-pressure water flow J2 is generated toward the seal member 14, the space becomes the space. This is because high water pressure continues to be applied. If high water pressure continues to be applied to the seal member 14, the seal member 14 may be unintentionally deformed, and water may infiltrate into the housing 2.
  • Patent Documents 1 to 3 it is also conceivable to apply the techniques described in Patent Documents 1 to 3 in order to prevent the sealing member from being subjected to high water pressure.
  • the techniques described in Patent Documents 1 to 3 require washers, openings having tapered surfaces, or shields, which impose restrictions on the design and manufacture of ventilation structures.
  • the techniques described in Patent Documents 1 to 3 cannot be said to be advantageous from the viewpoint of high degree of freedom in design and reduction of manufacturing cost. Therefore, the present inventors are keen to develop a new ventilation component that can prevent water from entering the inside of the housing when receiving a high-pressure water flow while reducing restrictions in the design and manufacture of the ventilation structure. We repeated the examination.
  • the D / W value in the ventilation component it is possible to prevent water from entering the inside of the housing when receiving a high-pressure water flow while reducing design and manufacturing restrictions. I found something new that I could do.
  • the ventilation component 1 satisfies the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3, as shown in FIG. 2A, when a high-pressure water flow is generated toward the seal member 14 in the ventilation structure 50, the seal member 1 Water easily escapes from the periphery of the seal member 14, and drainage can be promoted around the seal member 14. As a result, it is possible to prevent the sealing member 14 from being continuously subjected to high water pressure, and it is possible to prevent water from entering the inside of the housing 2.
  • the value of D may be constant or fluctuating around the axis A1 of the ventilation component 1.
  • the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied in a region of 50% or more of the entire circumference of 360 ° around the axis A1. This region may be continuously present around the axis A1 or may be divided into a plurality of regions. Desirably, the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied in a region of 60% or more of the entire circumference of 360 ° around the axis A1.
  • the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied in a region of 70% or more of the entire circumference of 360 ° around the axis A1. More preferably, the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied in a region of 80% or more of the entire circumference of 360 ° around the axis A1. Particularly desirablely, the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied in a region of 90% or more of the entire circumference of 360 ° around the axis A1. Particularly desirablely, the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied at 360 ° around the axis A1.
  • the wire diameter W typically corresponds to the maximum dimension of the cross section of the sealing member 14 along the plane including the axis A1 in the direction perpendicular to the axis A1.
  • the value of the wire diameter W is typically constant around the axis A1.
  • the value of the wire diameter W may be considered to be constant around the axis A1.
  • D / W is not limited to a specific value as long as the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied. As shown in FIG. 4, D may be greater than or equal to W, and as shown in FIG. 5, D may be less than or equal to W. The value of D / W may be 0.75 or more, 0.8 or more, or 0.85 or more. The value of D / W may be 1.25 or less, 1.2 or less, or 1.15 or less.
  • the value of the wire diameter W is not limited to a specific value as long as the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied.
  • the value of the wire diameter W is, for example, 2.8 mm or more and 6.0 mm or less.
  • the contact area between the seal member 14 and the support portion 12 and the contact area between the seal member 14 and the outer surface 2 g of the housing 2 tend to be large. Therefore, in the ventilation structure 50, when a high-pressure water flow is generated toward the seal member 14, it is possible to more reliably prevent water from entering the inside of the housing 2.
  • the wire diameter W may be 2.9 mm or more, 3.0 mm or more, 3.2 mm or more, 3.4 mm or more, or 3.6 mm or more. It may be 4.0 mm or more, or 4.5 mm or more.
  • the wire diameter W may be 5.9 mm or less, 5.6 mm or less, 5.3 mm or less, or 4.8 mm or less.
  • the value of the distance D is not limited to a specific value as long as the condition of 0.7 ⁇ D / W ⁇ 1.3 is satisfied.
  • the value of the distance D is, for example, 1.96 mm or more and 7.8 mm or less.
  • the value of the distance D may be 2.2 mm or more, 2.4 mm or more, 2.6 mm or more, 2.8 mm or more, or 3.0 mm or more. It may be 3.2 mm or more, or 3.5 mm or more. The value of the distance D may be 7.5 mm or less, 7.0 mm or less, 6.5 mm or less, or 6.0 mm or less.
  • the shape of the seal member 14 is not limited to a specific shape.
  • the seal member 14 is typically an annular member.
  • the cross section obtained by cutting the seal member 14 along the plane including the axis of the seal member 14 is, for example, a plane having a circle, an ellipse, or a corner.
  • the plane having an angle may be a polygon or a figure in which a curved line and a straight line are combined.
  • the seal member 14 may have a hollow structure having an annular internal space.
  • the seal member 14 has, for example, an inclined portion 14k.
  • the inclined portion 14k forms an inclined surface between the first position 14f and the second position 14s located on the outer peripheral portion of the seal member 14.
  • the second position 14s exists at a position closer to the support portion 12 than the first position 14f and at a position closer to the boundary 12b than the first position 14f.
  • the first position 14f exists, for example, at the outer end of the seal member 14 in a direction perpendicular to the axis of the seal member 14.
  • the protruding portion 13 includes, for example, a plurality of leg portions 13a.
  • the plurality of leg portions 13a are arranged apart from the tip of the protruding portion 13 around the central axis of the protruding portion 13 by slits 13s extending along the central axis of the protruding portion 13.
  • At least one of the plurality of legs 13a has an engaging portion 13k that engages with the housing 2.
  • the engaging portion 13k projects outward in a direction perpendicular to the central axis of the protruding portion 13.
  • the leg portion 13a in the mounting of the ventilation component 1 including the insertion of the protrusion 13 into the opening 21, the leg portion 13a is inside when the tip portion of the protrusion 13 comes into contact with the edge 2f. Elastically deforms to. After that, when the engaging portion 13k passes through the opening 21, the deformation of the leg portion 13a is eliminated, and the engaging portion 13k comes into contact with, for example, the inner surface 2n of the housing 2. In this way, the engaging portion 13k engages with the housing 2 by snap-fitting, and the ventilation component 1 is mounted on the edge 2f of the housing 2.
  • the support portion 12 and the protruding portion 13 may be integrally molded parts, or the support portion 12 and the protruding portion 13 may be separately manufactured parts.
  • the material of the support portion 12 and the protrusion portion 13 is, for example, a thermoplastic resin from the viewpoint of moldability.
  • Thermoplastic resins include, for example, polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyphenylene ether (PPE), and thermoplastics. It can be an elastomer.
  • the material of the support portion 12 and the protrusion portion 13 may be a thermosetting resin or a metal.
  • the material of the support portion 12 and the protrusion portion 13 may be rubber.
  • the rubber is, for example, nitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPDM), silicone rubber, fluororubber, acrylic rubber, or hydride nitrile rubber.
  • the support portion 12 typically has an adherend surface 12s to which the ventilation film 11 is attached.
  • the adherend surface 12s is, for example, an annular surface.
  • the ventilation film 11 is arranged, for example, along a direction perpendicular to the central axis of the protrusion 13.
  • the breathable membrane 11 is not limited to a specific breathable membrane as long as it has the desired breathability.
  • the breathable membrane 11 may be a single-layer membrane or a multilayer membrane.
  • each layer can be one selected from the group consisting of a porous membrane, a non-woven fabric, a cloth, and a mesh.
  • the breathable membrane 11 may include a porous membrane and a non-woven fabric, may include at least one of cloth and mesh and a porous membrane, and may include a plurality of non-woven fabrics.
  • the breathable membrane 11 is typically made of an organic polymer material (resin).
  • the material of the porous membrane is, for example, a fluororesin.
  • the fluororesin for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, or tetrafluoroethylene-ethylene copolymer can be used.
  • the material of the porous film may be a polymer of a single monomer such as ethylene, propylene, and 4-methylpentene-1,1 butene, or a polyolefin such as a copolymer.
  • the porous membrane may be a porous membrane of nanofibers such as polyacrylonitrile, nylon, or polylactic acid.
  • the porous membrane can be produced by a known stretching method or extraction method.
  • the materials of the non-woven fabric, cloth, and mesh are, for example, polyester such as polyethylene terephthalate, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, nylon, aramid, or ethylene vinyl acetate copolymer.
  • the breathable membrane 11 preferably includes a PTFE porous membrane.
  • the PTFE porous membrane can secure air permeability even in a small area and can effectively prevent the invasion of foreign substances.
  • the PTFE porous membrane may be laminated on a breathable support material such as a non-woven fabric.
  • the breathable membrane 11 may be treated with a liquid repellent treatment if necessary.
  • the liquid repellent treatment is performed, for example, by forming a liquid repellent film containing a fluorine-based surface modifier having a perfluoroalkyl group on the ventilation film 11.
  • the formation of a liquid-repellent coating is not limited to a particular method.
  • the liquid-repellent film is formed by, for example, an air spray method, an electrostatic spray method, a dip coating method, a spin coating method, a roll coating method, a curtain flow coating method, an impregnation method, or the like. This is done by coating the resin porous film with a solution or dispersion of a fluorine-based surface modifier having.
  • a liquid-repellent film may be formed by an electrodeposition coating method or a plasma polymerization method.
  • the ventilation film 11 is adhered to, for example, the adherend surface 12s.
  • the ventilation film 11 may be welded to the adherend surface 12s.
  • As a welding method heat welding, ultrasonic welding, and laser welding can be used.
  • resin is poured into the mold in a state where the ventilation film 11 is arranged at a predetermined position inside the mold for molding to perform insert molding, and the ventilation film 11 is adhered. It may be attached to the surface 12s.
  • the ventilation film 11 may be attached to the adherend surface 12s by double-sided tape.
  • the material of the sealing member 14 is not limited to a specific material as long as the desired sealing property can be exhibited.
  • the material exemplified as the material of the support portion 12 and the protruding portion 13 can be used as the material of the seal member 14.
  • the sealing member 14 is typically an elastic body that is elastically deformable, and the material of the sealing member 14 can be an elastomer such as natural rubber, synthetic rubber, or a thermoplastic elastomer.
  • the ventilation component 1 further includes, for example, a cover 16.
  • the cover 16 is connected to the support portion 12.
  • the cover 16 covers the ventilation film 11 and forms a space 17 communicating with the ventilation film 11 in the external space of the ventilation component 1.
  • the space 17 forms a part of the ventilation path 10. As a result, the ventilation membrane 11 is appropriately protected.
  • the cover 16 may be a part integrally molded with the support portion 12, or may be a part manufactured separately from the support portion 12.
  • the material of the cover 16 for example, the material exemplified as the material of the support portion 12 can be used.
  • At least one of the support portion 12 and the cover 16 may have a side wall 18 arranged on the outer periphery of the space 17.
  • the side wall 18 may include a plurality of side walls arranged at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • Each of the support portion 12 and the cover 16 may have a plurality of side walls arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. In this case, the side wall of the support portion 12 and the side wall of the cover 16 may partially overlap in the circumferential direction.
  • the housing 2 is, for example, a housing for an electronic device.
  • Electronic devices are, for example, electronic devices for automobiles such as automobile lamps, electronic control units (ECUs), electric power systems (EPS), battery packs, inverters, converters, millimeter-wave radars, and in-vehicle cameras.
  • the electronic device may be used for applications other than those for automobiles.
  • the ventilation structure 50 the differential pressure generated between the internal space 2u and the external space 2s of the housing 2 due to the temperature change can be eliminated by the ventilation passage 10.
  • the ventilation film 11 permeablely blocks the ventilation passage 10, it is possible to prevent foreign matter from entering the internal space 2u.
  • the ventilation structure 50 has dustproof properties. Further, the ventilation structure 50 can prevent water, oil, salt and the like from entering the internal space 2u.
  • Ventilation parts having a distance D of 1.5 mm, 1.8 mm, 2.5 mm, 3.0 mm, 3.5 mm, 4.0 mm, and 5.0 mm were prepared, respectively.
  • the outer diameter of the protruding portion was 10 mm, and the outer diameter of the engaging portion was 12.4 mm.
  • TEMISH is a registered trademark of Nitto Denko Corporation.
  • An O-ring ⁇ having a wire diameter of W2.40 mm and an O-ring ⁇ having a wire diameter of W3.85 mm were prepared.
  • the hardness of the O-ring ⁇ was 70 and the hardness of the O-ring ⁇ was 50.
  • An O-ring ⁇ or an O-ring ⁇ was attached to each of the processed ventilation parts, and as shown in Table 2, samples according to Examples 1 to 4 and samples according to Comparative Examples 1 to 4 were prepared.

Abstract

通気部品１は、筐体２の内部空間２ｕと外部空間２ｓとの間を通気するため通気路１０を有する。通気路１０は、通気部品１が縁２ｆに装着されたときに内部空間２ｕと外部空間２ｓとの間を通気するための経路である。通気部品１は、支持部１２と、通気膜１１と、突出部１３と、シール部材１４とを備えている。支持部１２は、通気路１０を取り囲んでいる。通気膜１１は、支持部１２に固着されており、通気路１０を通気可能に塞いでいる。突出部１３は、支持部１２から突出して通気路１０の一端を取り囲むように形成されており、通気部品１が縁２ｆに装着されたときに縁２ｆに接触する筒状の部位である。通気部品１は、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件を満たす。

Description

通気部品
　本発明は、通気部品に関する。
　従来、開口を有する筐体の開口の縁に装着される通気部品が知られている。通気部品は、例えば、自動車用ランプ、インバーター、コンバーター、電子制御装置（ＥＣＵ）、バッテリーパック、ミリ波レーダー、及び車載カメラ等の機器において温度変化に伴い機器の内部に発生する差圧を解消するために使用されうる。このような機器において、異物、水、油、及び塩等の物質が機器の内部に侵入することを阻止することが要求されうる。このような要求に応じて、通気部品が機器の筐体に装着される。
　例えば、特許文献１には、筐体の開口に取り付けられる通気部材と、シール部材と、ワッシャとを備えた通気ユニットが記載されている。シール部材は、筐体と通気部材との間のギャップをシールする。ワッシャは、シール部材を取り囲むリング状の部材である。このような構成によれば、自動車電装部品への高圧水の噴射等の理由により、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できる。
　特許文献２には、筐体と、通気部材と、シール部材とを備えた通気構造が記載されている。筐体には開口が設けられている。通気部材は、筐体の開口に取り付けられている。シール部材は、通気部材に保持されている。開口は、テーパー面を有する。通気部材は、通気路を有する支持体、通気路を塞ぐ防水通気膜、防水通気膜を覆うカバーを含む。シール部材は、通気路の周囲で筐体と支持体との間のギャップをシールする。支持体は、シール部材をテーパー面に押圧する押圧部を有する。このような構成によれば、シール部材が開口内に収められるので、自動車電装部品への高圧水の噴射等の理由により外部からの水等がシール部材に直接かかることを防止できる。
　特許文献３には、筐体の開口部と、通気部材と、遮蔽体とを備えた通気構造が記載されている。通気部材は、開口部に固定されており、通気膜を備える。遮蔽体は、筐体の表面に形成された突起状である。特許文献３に記載の通気構造によれば、自動車のエンジンルームにおけるＥＣＵにこの通気構造を適用した場合、エンジンルームの高圧洗浄において水流に対する耐久性が向上する。遮蔽体が水流の一部を遮るので、通気部材に加わる水圧を低減できる。
特開２０１２－２３１０８９号公報 特開２０１２－２４３５３６号公報 特開２００７－０４８５８５号公報
　特許文献１～３に記載の技術では、ワッシャ、テーパー面を有する開口、又は遮蔽体が必要であり、これらは、通気構造の設計及び製造において制約を生じさせる。
　そこで、本発明は、設計及び製造における制約を少なくしつつ、高圧の水流を受けたときに筐体の内部への水の浸入を防止できる通気部品を提供する。
　本発明は、
　筐体の内部空間と外部空間とを連通させる開口の縁に装着される通気部品であって、
　当該通気部品が前記縁に装着されたときに前記内部空間と前記外部空間との間を通気するための通気路を有し、
　前記通気路を取り囲む支持部と、
　前記支持部に固着され、前記通気路を通気可能に塞ぐ通気膜と、
　前記支持部から突出して前記通気路の一端を取り囲むように形成され、当該通気部品が前記縁に装着されたときに前記縁に接触する筒状の突出部と、
　前記突出部の周りに配置され、当該通気部品が前記縁に装着されたときに前記筐体の外表面と当該通気部品との隙間をシールするシール部材と、を備え、
　前記突出部に接する前記支持部の外面を平面視したときの前記外面における外側の端から前記突出部と前記支持部との境界までの距離Ｄ及び前記シール部材の線径Ｗは、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件を満たす、
　通気部品を提供する。
　上記の通気部品によれば、通気構造の設計及び製造における制約を少なくできる。加えて、上記の通気部品は、高圧の水流を受けたときに筐体の内部への水の浸入を防止できる。
図１は、本発明に係る通気部品の一例を示す断面図である。 図２Ａは、図１に示す通気部品によって提供される通気構造の一例を示す断面図である。 図２Ｂは、比較例に係る通気部品によって提供される通気構造の一例を示す断面図である。 図３は、図１に示す通気部品の特定部分を示す平面図である。 図４は、図１に示す通気部品の一部を示す断面図である。 図５は、本発明に係る通気部品の別の一例を示す断面図である。 図６は、実施例及び比較例で用いた通気部品を示す断面図である。
　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。以下の説明は、本発明の例示であり、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
　図１及び図２Ａに示す通り、通気部品１は、筐体２の内部空間２ｕと外部空間２ｓとを連通させる開口２１の縁２ｆに装着される。通気部品１は、通気路１０を有する。通気路１０は、通気部品１が縁２ｆに装着されたときに内部空間２ｕと外部空間２ｓとの間を通気するための経路である。通気部品１は、支持部１２と、通気膜１１と、突出部１３と、シール部材１４とを備えている。支持部１２は、通気路１０を取り囲んでいる。通気膜１１は、支持部１２に固着されており、通気路１０を通気可能に塞いでいる。突出部１３は、支持部１２から突出して通気路１０の一端を取り囲むように形成されており、通気部品１が縁２ｆに装着されたときに縁２ｆに接触する筒状の部位である。シール部材１４は、突出部１３の周りに配置され、通気部品１が縁２ｆに装着されたときに筐体２の外表面２ｇと通気部品１との隙間をシールする。通気部品１は、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件を満たす。図３は、突出部１３に接する支持部１２の外面１２ｇを平面視したときの外面１２ｇにおける外側の端１２ｅと、突出部１３と支持部１２との境界１２ｂとの間の支持部１２の部分の平面図である。図３に示す通り、Ｄは、外側の端１２ｅから境界１２ｂまでの距離である。図４に示す通り、Ｗは、シール部材１４の線径である。
　図２Ａに示す通り、通気部品１を筐体２の開口２１の縁２ｆに装着させることにより、通気構造５０を提供できる。図２Ｂは、比較例に係る通気部品１ａを用いて提供される通気構造５０ａを示す。通気部品１ａは、特に説明する部分を除き、通気部品１と同様に構成されている。通気部品１の構成要素と同一又は対応する通気部品１ａの構成要素には、同一の符号を付している。
　例えば、ドイツ工業規格DIN 400 50 Part 9には、製品に対して３０°及び６０°の角度での高温高圧水の噴射を伴う防水試験が記載されている。通気構造５０ａにおいて、このような斜め方向の水流Ｊ１からシール部材１４を保護する観点から、シール部材１４は通気構造５０の外部から奥まった位置に配置されている。このため、通気部品１ａにおいて、Ｄ／Ｗは１．３より大きな値に調節されている。これにより、シール部材１４が水流Ｊ１を直接受けにくくなる。このように、従来、通気部品において、高温高圧水の噴射に対する防水性の観点からＤ／Ｗの値が１．３を大きく超えるように定めることが当然と考えられていた。
　一方、本発明者らの検討によれば、通気部品１ａのシール部材１４に向かって高圧の水流Ｊ２が生じたときに、Ｄ／Ｗの値が大きいことは、シール部材１４の周囲からの排水を促すうえで有利であるとは言い難いことが分かった。なぜなら、シール部材１４の周囲における通気部品１ａの支持部１２と筐体２の外表面２ｇとの間の空間が長くなり、シール部材１４に向かって高圧の水流Ｊ２が生じたときにその空間に高い水圧が加わり続けるからである。シール部材１４に高い水圧が加わり続けると、シール部材１４に意図せぬ変形が生じ、筐体２の内部に水が浸入する可能性がある。
　シール部材が高い水圧を受けることを防止するために、特許文献１～３に記載の技術を適用することも考えられる。しかし、特許文献１～３に記載の技術では、ワッシャ、テーパー面を有する開口、又は遮蔽体が必要であり、通気構造の設計及び製造において制約が生じる。例えば、特許文献１～３に記載の技術は、高い設計自由度及び製造コストの低減の観点から有利とは言い難い。そこで、本発明者らは、通気構造の設計及び製造において制約を少なくしつつ、高圧の水流を受けたときに筐体の内部への水の浸入を防止できる通気部品を新たに開発すべく鋭意検討を重ねた。その結果、通気部品におけるＤ／Ｗの値を上記の範囲に調整することにより、設計及び製造における制約を少なくしつつ、高圧の水流を受けたときに筐体の内部への水の浸入を防止できることを新たに見出した。
　通気部品１は、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件を満たすので、通気構造５０において、シール部材１４に向かって高圧の水流が生じたときに、図２Ａに示す通り、シール部材１４の周囲から水が逃げやすく、シール部材１４の周囲において排水を促すことができる。その結果、シール部材１４に高い水圧が加わり続けることを避けることができ、筐体２の内部に水が浸入することを防止できる。
　通気部品１の軸線Ａ１周りにおいて、Ｄの値は、一定であってもよいし、変動していてもよい。軸線Ａ１周りにおいてＤの値が変動する場合、例えば、軸線Ａ１周りの全周３６０°の５０％以上の領域で０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる。この領域は、軸線Ａ１周りに連続して存在していてもよいし、複数の領域に分かれて存在していてもよい。望ましくは、軸線Ａ１周りの全周３６０°の６０％以上の領域で０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる。より望ましくは、軸線Ａ１周りの全周３６０°の７０％以上の領域で０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる。さらに望ましくは、軸線Ａ１周りの全周３６０°の８０％以上の領域で０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる。特に望ましくは、軸線Ａ１周りの全周３６０°の９０％以上の領域で０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる。とりわけ望ましくは、軸線Ａ１周りの全周３６０°において０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる。
　線径Ｗは、典型的には、軸線Ａ１に垂直な方向において、軸線Ａ１を含む平面に沿ったシール部材１４の断面の最大寸法に相当する。線径Ｗの値は、典型的には、軸線Ａ１周りにおいて一定である。なお、軸線Ａ１周りにおける線径Ｗの最大値と最小値との差がその最小値の１０％未満である場合、線径Ｗの値は、軸線Ａ１周りにおいて一定であるとみなしてもよい。
　Ｄ／Ｗの値は、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件を満たす限り、特定の値に限定されない。図４に示す通り、Ｄは、Ｗ以上であってもよいし、図５に示す通り、Ｄは、Ｗ未満であってもよい。Ｄ／Ｗの値は、０．７５以上であってもよく、０．８以上であってもよく、０．８５以上であってもよい。Ｄ／Ｗの値は、１．２５以下であってもよく、１．２以下であってもよく、１．１５以下であってもよい。
　線径Ｗの値は、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる限り、特定の値に限定されない。線径Ｗの値は、例えば、２．８ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。この場合、通気構造５０において、シール部材１４と支持部１２との接触面積及びシール部材１４と筐体２の外表面２ｇとの接触面積が大きくなりやすい。このため、通気構造５０において、シール部材１４に向かって高圧の水流が生じたときに、より確実に、筐体２の内部に水が浸入することを防止できる。
　線径Ｗは、２．９ｍｍ以上であってもよく、３．０ｍｍ以上であってもよく、３．２ｍｍ以上であってもよく、３．４ｍｍ以上であってもよく、３．６ｍｍ以上であってもよく、４．０ｍｍ以上であってもよく、４．５ｍｍ以上であってもよい。線径Ｗは、５．９ｍｍ以下であってもよく、５．６ｍｍ以下であってもよく、５．３ｍｍ以下であってもよく、４．８ｍｍ以下であってもよい。
　距離Ｄの値は、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件が満たされる限り、特定の値に限定されない。距離Ｄの値は、例えば、１．９６ｍｍ以上７．８ｍｍ以下である。
　距離Ｄの値は、２．２ｍｍ以上であってもよく、２．４ｍｍ以上であってもよく、２．６ｍｍ以上であってもよく、２．８ｍｍ以上であってもよく、３．０ｍｍ以上であってもよく、３．２ｍｍ以上であってもよく、３．５ｍｍ以上であってもよい。距離Ｄの値は、７．５ｍｍ以下であってもよく、７．０ｍｍ以下であってもよく、６．５ｍｍ以下であってもよく、６．０ｍｍ以下であってもよい。
　シール部材１４の形状は、特定の形状に限定されない。シール部材１４は、典型的には、環状の部材である。シール部材１４の軸線を含む平面に沿ってシール部材１４を切断して得られる断面は、例えば、円、楕円、又は角を有する平面である。角を有する平面は、多角形であってもよいし、曲線と直線とが組み合わせられた図形であってもよい。シール部材１４は、環状の内部空間を有する中空構造を有していてもよい。
　図４に示す通り、シール部材１４は、例えば、傾斜部１４ｋを有する。傾斜部１４ｋは、シール部材１４の外周部に位置する第一位置１４ｆと第二位置１４ｓとの間で斜面をなす。第二位置１４ｓは、第一位置１４ｆよりも支持部１２に近い位置に存在し、かつ、第一位置１４ｆよりも境界１２ｂに近い位置に存在する。このような構成によれば、通気構造５０において、シール部材１４に向かって高圧の水流が生じたときに、水流が傾斜部１４ｋに衝突した後、水流が筐体２の外表面２ｇから離れる方向に導かれやすい。このため、シール部材１４の周囲において排水を促しやすい。第一位置１４ｆは、例えば、シール部材１４の軸線に垂直な方向においてシール部材１４の外側の端に存在する。
　図１に示す通り、突出部１３は、例えば、複数の脚部１３ａを含む。複数の脚部１３ａは、突出部１３の先端から突出部１３の中心軸に沿って延びているスリット１３ｓによって突出部１３の中心軸周りに離れて配置されている。複数の脚部１３ａの少なくとも１つは、筐体２に係合する係合部１３ｋを有する。係合部１３ｋは、突出部１３の中心軸に垂直な方向において外方に突出している。このような構成によれば、突出部１３の開口２１への挿入を含む通気部品１の筐体２への装着において、突出部１３の先端部が縁２ｆに接触したときに脚部１３ａが内側に弾性変形する。その後、係合部１３ｋが開口２１を通過すると、脚部１３ａの変形が解消され、係合部１３ｋが、例えば、筐体２の内表面２ｎに接触する。このように、係合部１３ｋがスナップフィットにより筐体２に係合し、通気部品１が筐体２の縁２ｆに装着される。
　支持部１２及び突出部１３は一体的に成形された部品であってもよいし、支持部１２及び突出部１３は別々に作製された部品であってもよい。支持部１２及び突出部１３の材料は、例えば、成形性の観点から、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、及び熱可塑性エラストマーでありうる。支持部１２及び突出部１３の材料は、熱硬化性樹脂であってもよく、金属であってもよい。支持部１２及び突出部１３の材料は、ゴムであってもよい。ゴムは、例えば、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、又は水素化ニトリルゴムである。
　図１に示す通り、支持部１２は、典型的には、通気膜１１が取り付けられた被着面１２ｓを有する。被着面１２ｓは、例えば、環状の面である。通気膜１１は、例えば、突出部１３の中心軸に垂直な方向に沿って配置されている。
　通気膜１１は、所望の通気性を有する限り特定の通気膜に限定されない。通気膜１１は、単層膜であってもよいし、多層膜であってもよい。通気膜１１が多層膜である場合、各層は、多孔質膜、不織布、クロス、及びメッシュからなる群より選ばれる１つでありうる。通気膜１１は、多孔質膜及び不織布を含んでいてよく、クロス及びメッシュの少なくとも１つと多孔質膜とを含んでいてもよく、複数の不織布を含んでいてもよい。通気膜１１は、典型的には、有機高分子材料（樹脂）によって構成されている。多孔質膜の材料は、例えば、フッ素樹脂である。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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、又はテトラフルオロエチレン－エチレン共重合体を使用できる。多孔質膜の材料は、エチレン、プロピレン、及び４－メチルペンテン－１，１ブテン等のモノマーの単体の重合体又は共重合体等のポリオレフィンであってもよい。多孔質膜は、ポリアクリロニトリル、ナイロン、又はポリ乳酸等のナノファイバーの多孔膜であってもよい。多孔質膜は、公知の延伸法又は抽出法によって製造できる。不織布、クロス、及びメッシュの材料は、例えば、ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン、アラミド、又はエチレン酢酸ビニル共重合体である。
　通気膜１１は、望ましくは、ＰＴＦＥ多孔質膜を含む。ＰＴＦＥ多孔質膜は、小面積でも通気性を確保でき、異物の侵入を効果的に阻止できる。ＰＴＦＥ多孔質膜は、不織布などの通気性支持材に積層されていてもよい。
　通気膜１１は、必要に応じて撥液処理されていてもよい。撥液処理は、例えば、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系表面修飾剤を含む撥液性の被膜を通気膜１１に形成することによってなされる。撥液性の被膜の形成は、特定の方法に限定されない。撥液性の被膜の形成は、例えば、エアスプレイ法、静電スプレイ法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、ロールコーティング法、カーテンフローコーティング法、又は含浸法等の方法により、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系表面修飾剤の溶液又はディスパージョンで樹脂多孔質膜をコーティングすることによりなされる。また、電着塗装法又はプラズマ重合法によって、撥液性の被膜を形成してもよい。
　通気膜１１は、例えば、被着面１２ｓに対して接着されている。通気膜１１は、被着面１２ｓに対して溶着されていてもよい。溶着の方法としては、熱溶着、超音波溶着、及びレーザー溶着を利用できる。また、支持部１２を成形するときに、成形のための金型の内部の所定の位置に通気膜１１を配置した状態で樹脂を金型に流し込んでインサート成形を行い、通気膜１１を被着面１２ｓに取り付けてもよい。通気膜１１は、被着面１２ｓに対して両面テープによって取り付けられていてもよい。
　シール部材１４の材料は、所望のシール性を発揮できる限り、特定の材料に限定されない。例えば、支持部１２及び突出部１３の材料として例示した材料をシール部材１４の材料として使用できる。シール部材１４は、典型的には、弾性変形可能な弾性体であり、シール部材１４の材料は、天然ゴム、合成ゴム、又は熱可塑性エラストマー等のエラストマーでありうる。
　図１に示す通り、通気部品１は、例えば、カバー１６をさらに備えている。カバー１６は、支持部１２に連結されている。カバー１６は、通気膜１１を覆うとともに通気膜１１との間に通気部品１の外部空間に連通している空間１７を形成する。空間１７は、通気路１０の一部をなしている。これにより、通気膜１１が適切に保護される。
　カバー１６は、支持部１２と一体的に成形された部品であってもよいし、支持部１２とは別に作製された部品であってもよい。カバー１６の材料として、例えば、支持部１２の材料として例示された材料を使用できる。
　支持部１２及びカバー１６の少なくとも一方は、空間１７の外周に配置された側壁１８を有していてもよい。側壁１８は、周方向に所定の間隔で離れて配置された複数の側壁を含みうる。支持部１２及びカバー１６のそれぞれは、周方向に所定の間隔で離れて配置された複数の側壁を有していてもよい。この場合、支持部１２が有する側壁とカバー１６が有する側壁とが周方向において部分的に重なっていてもよい。
　通気構造５０において、筐体２は、例えば、電子機器の筐体である。電子機器は、例えば、自動車用ランプ、電子制御装置（ＥＣＵ）、電力システム（ＥＰＳ）、バッテリーパック、インバーター、コンバーター、ミリ波レーダー、及び車載カメラ等の自動車用の電子機器である。電子機器は、自動車用以外の用途に使用されるものであってもよい。通気構造５０によれば、温度変化によって筐体２の内部空間２ｕと外部空間２ｓとの間に発生する差圧を通気路１０により解消させることができる。加えて、通気膜１１が通気路１０を通気可能に塞いでいるので、内部空間２ｕに異物が侵入することを阻止でき、例えば、通気構造５０は防塵性を有する。また、通気構造５０により、水、油、及び塩等が内部空間２ｕに侵入することが阻止されうる。
　以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
　図６に示す、日東電工社製の通気部品ＴＥＭＩＳＨ　Ｚシリーズ　Ｚ３－ＮＴＦ２１０ＳＥの支持部の外面となる部分を加工することによって、支持部の外面の外側の端から突出部と支持部との境界までの距離Ｄが１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、及び５．０ｍｍである通気部品をそれぞれ準備した。図６に示す通り、加工前の通気部品において、突出部の外径は１０ｍｍであり、係合部の外径は１２．４ｍｍであった。ＴＥＭＩＳＨは日東電工社の登録商標である。線径Ｗ２．４０ｍｍのＯリングα及び線径Ｗ３．８５ｍｍのＯリングβを準備した。タイプＡデュロメータを用いて、Ｏリングα及びＯリングβの硬度を測定した結果、Ｏリングαの硬度は７０であり、Ｏリングβの硬度は５０であった。加工後の各通気部品に、Ｏリングα又はＯリングβを装着して、表２に示す通り、実施例１～４に係るサンプル及び比較例１～４に係るサンプルを準備した。
＜耐水試験＞
　実施例１～４及び比較例１～４に係る各サンプルの突出部を、直径１０．４ｍｍの円形の開口を有する筐体に差し込んで固定した。各サンプルを筐体に固定したときのＯリングα又はＯリングβの圧縮率（Ｏリングの圧縮率［％］＝Ｏリング潰し代（圧縮時の圧縮方向の長さ）／Ｏリングの線径Ｗ×１００）は１５％であった。ドイツ工業規格ＤＩＮ４００　５０　Ｐａｒｔ９において表１の条件に変更したこと以外、当該規格の内容に準拠して、実施例１～４及び比較例１～４のサンプルのそれぞれについて、耐水試験（本試験）を行い、浸水の有無を目視にて確認した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  

Claims (5)

  1. 　筐体の内部空間と外部空間とを連通させる開口の縁に装着される通気部品であって、
    　当該通気部品が前記縁に装着されたときに前記内部空間と前記外部空間との間を通気するための通気路を有し、
    　前記通気路を取り囲む支持部と、
    　前記支持部に固着され、前記通気路を通気可能に塞ぐ通気膜と、
    　前記支持部から突出して前記通気路の一端を取り囲むように形成され、当該通気部品が前記縁に装着されたときに前記縁に接触する筒状の突出部と、
    　前記突出部の周りに配置され、当該通気部品が前記縁に装着されたときに前記筐体の外表面と当該通気部品との隙間をシールするシール部材と、を備え、
    　前記突出部に接する前記支持部の外面を平面視したときの前記外面における外側の端から前記突出部と前記支持部との境界までの距離Ｄ及び前記シール部材の線径Ｗは、０．７≦Ｄ／Ｗ≦１．３の条件を満たす、
    　通気部品。
  2. 　前記線径Ｗは、２．８ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の通気部品。
  3. 　前記距離Ｄは、１．９６ｍｍ以上７．８ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の通気部品。
  4. 　前記突出部は、前記筐体に係合する係合部を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の通気部品。
  5. 　前記通気膜を覆うとともに前記通気膜との間に当該通気部品の外部空間に連通している空間を形成するカバーをさらに備えた、請求項１～４のいずれか１項に記載の通気部品。
     
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