JP4986961B2

JP4986961B2 - 通気部材

Info

Publication number: JP4986961B2
Application number: JP2008228967A
Authority: JP
Inventors: 陽三矢野; 和弘大村
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: JP2010062094A

Description

本発明は、通気部材に関する。

ランプ、モータ、センサ、スイッチ、ＥＣＵ等の自動車の電装部品を収容する筐体には、筐体の内部と外部との通気を確保することによって圧力変化に基づく不具合の発生を防止するとともに、筐体内部への異物の侵入を阻止するための通気部材が取り付けられている。そのような通気部材の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された通気部材を図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。

通気部材６０は、通気膜６３と、通気膜６３が溶着された支持体６２と、支持体６２を覆うカバー６１とを備えている。支持体６２が熱可塑性エラストマーでできており、熱可塑性エラストマーの弾性を利用して通気部材６０が筐体５０のノズル５０ａに固定されている。この通気部材６０は、ワンタッチで筐体５０に取り付け可能であり、作業性に優れている。しかし、通気部材６０を筐体５０に取り付ける際に、支持体６２の弾性変形に伴って通気膜６３が変形する問題がある。

また、近年の自動車は電子制御化が高度に進み、ＥＣＵなどの電装部品が車内だけでなくエンジンルームにも設置されるようになっている。そのため、通気部材に対する耐熱性や耐薬品性などの耐環境性の要求も以前より厳しいものとなっている。図１０Ａおよび図１０Ｂに示す通気部材６０によると、通気膜６３を支持体６２に溶着または接着する必要があるので、通気膜６３の材料と支持体６２の材料との相性を考慮することが不可欠である。つまり、支持体６２の材料選択の余地が狭く、このことが耐環境性の改善を妨げている。
特開２００１−１４３５２４号公報

上記事情に鑑み、本発明は、筐体等に取り付ける際に通気膜が変形しにくく、かつ耐薬品性などの耐環境性にも優れる通気部材を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、
中空の胴部と、前記胴部の一端に位置するとともに通気用の第１貫通孔が形成された平坦部とを有する第１金属体と、
前記第１貫通孔を前記胴部のある側から塞ぐように前記平坦部の上に配置された通気膜と、
前記通気膜の厚さ方向に関して前記第１金属体の前記第１貫通孔と重なっている第２貫通孔を有し、前記第１金属体の前記平坦部に前記通気膜を押し付けることによって前記通気膜と前記平坦部との隙間ならびに前記通気膜と自身との隙間が封じられ、かつ前記第１貫通孔、前記通気膜および前記第２貫通孔を通じた通気が可能となるように、前記第１金属体の前記胴部に圧入された第２金属体と、
を備えた、通気部材を提供する。

上記本発明の通気部材によると、第１金属体と第２金属体との間に通気膜が保持される。従来の樹脂製の支持体に比べて各金属体の剛性が高いので、当該通気部材を筐体等に取り付ける際の通気膜の変形を防止できる。また、第１金属体と第２金属体との間に通気膜を挟むことによって隙間をシールするため、金属体と通気膜との溶着または接着が本質的に不要である。そのため、溶着または接着不良、経年劣化による剥離の問題を排除できる。また、従来の樹脂製の支持体に比べ、第１金属体および第２金属体が耐薬品性などの耐環境性に優れているので、本発明の通気部材は、エンジンルーム等の厳しい環境下での使用にも適している。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明のいくつかの実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１および図２に示すように、本実施形態の通気部材１０は、第１金属体４、通気膜２および第２金属体６を備えている。第２金属体６が第１金属体４に圧入されることによって、第１金属体４と第２金属体６との間に通気膜２が保持されている。第１金属体４および第２金属体６は、通気膜２を支持するための支持体としての役割を果たす。

第１金属体４は、中空の胴部４ｂと、胴部４ｂの一端に位置している平坦部４ａとを有する。胴部４ｂは円筒の形状を有し、第２金属体６の後方に十分な広さの空間ＳＨが形成される位置まで延びている。平坦部４ａの中央には、通気用の第１貫通孔４ｈが形成されている。

第２金属体６は、円板の形状を有する。第２金属体６の中央には、第２貫通孔６ｈが形成されている。第２金属体６によって通気膜２が第１金属体４の平坦部４ｈに押し付けられている。これにより、通気膜２と平坦部４ａとの隙間ならびに通気膜２と第２金属体６との隙間が封じられている。結果として、第１貫通孔４ｈ、通気膜２および第２貫通孔６ｈを通じた通気が可能になっている。

第２金属体６の外周部は、周方向の全域にわたって第１金属体４の胴部４ｂに接している。第１金属体４の胴部４ｂの内径と第２金属体６の外径とが一致している。そのため、面内で均一な保持力を通気膜２に付与できる。本実施形態では、第２貫通孔６ｈの直径Ｄ₂と第１貫通孔４ｈの直径Ｄ₁とが等しく、第１貫通孔４ｈ、第２貫通孔６ｈおよび通気膜２の各中心が同一の軸Ｏ上にある。ただし、直径Ｄ₂と直径Ｄ₁とが相違していてもよいし、第１貫通孔４ｈ、第２貫通孔６ｈおよび通気膜２が同軸に並んでいなくてもよい。

本発明では、通気膜２が第１金属体４および／または第２金属体６に接着または溶着されている必要はない。ただし、仮留めの必要性がある場合には、通気膜２の外周部が第１金属体４または第２金属体６に接着されていてもよい。

第１金属体４および第２金属体６の材料として、ステンレス、鋳鉄、炭素鋼、アルミニウムなどの汎用の金属を用いることができる。酸化を防止するために表面処理がなされた材料や酸化しにくい材料を用いることが望ましい。プレス加工、切削加工、絞り加工、ダイキャストなどの一般的な加工・成形方法によって各金属体を作製できる。通気膜２が金属体４，６から損傷を受けるのを防ぐために、図３に示すように、金属体４，６の貫通孔４ｈ，６ｈの開口縁に面取りやフィレット４ｆ，６ｆが形成されていてもよい。

通気膜２は、第１貫通孔４ｈを胴部４ｂのある側（第１金属体４の内側）から塞ぐように平坦部４ａの上に配置されている。通気膜２によって、第１金属体４の貫通孔４ｈと第２金属体６の貫通孔６ｈとが隔てられている。本実施形態では、通気膜２の外径と第２金属体６の外径とが一致している。そのため、第１金属体４に対する通気膜２の位置決めが簡単であるとともに、第２金属体６を第１金属体４に圧入する際に通気膜２が動いたり捩れたりしにくい。

通気膜２は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する性質を有するものであればよく、その構造や材料は特に限定されない。図４に示すように、本実施形態では、通気膜２は、膜本体２ａと、膜本体２ａに重ね合わされた補強材２ｂとを有する。補強材２ｂを設けることにより、通気膜２の強度が向上する。

膜本体２ａには、撥油処理や撥水処理が施されていてもよい。これらの撥液処理は、表面張力の小さい物質を膜本体２ａに塗布し、乾燥後、キュアすることにより行える。撥液処理に用いる撥液剤は、膜本体２ａよりも低い表面張力の皮膜を形成できるものであればよく、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。撥液剤は、含浸、スプレー等の公知の方法で膜本体２ａに塗布される。

膜本体２ａの典型例は、フッ素樹脂またはポリオレフィンでできた多孔質膜である。十分な防水性を確保する観点から、０．０１〜１０μｍの平均孔径を有する樹脂多孔質膜を膜本体２ａに用いるのがよい。

膜本体２ａに好適なフッ素樹脂として、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、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体が挙げられる。膜本体２ａに好適なポリオレフィンとして、エチレン、プロピレン、４−メチルペンテン−１，１ブテンなどのモノマーの重合体または共重合体が挙げられる。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を用いてもよい。中でも、小面積で高い通気性が確保でき、筐体の内部への異物の侵入を阻止する能力にも優れているＰＴＦＥが好ましい。ＰＴＦＥ多孔質膜は、延伸法や抽出法等の公知の成形方法によって製造できる。

補強材２ｂは、ポリエステル、ポリエチレン、アラミドなどの樹脂で作られた部材でありうる。補強材２ｂの形態は、通気膜２の通気性を維持できるものであれば特に限定されず、例えば、織布、不織布、ネット、メッシュ、スポンジ、フォームまたは多孔体である。膜本体２ａと補強材２ｂとは、熱ラミネーション、熱溶着、超音波溶着または接着剤によって貼り合わされているとよい。

通気膜２の厚さは、強度やハンドリングの容易性を考慮して、１μｍ〜５ｍｍの範囲にあるとよい。通気膜２の通気度は、ＪＩＳＰ８１１７に規定されたガーレー試験機法で得られるガーレー値にて０．１〜３００ｓｅｃ／１００ｃｍ³の範囲にあるとよい。通気膜２の耐水圧は、１．０ｋＰａ以上あるとよい。

（第２実施形態）
図５に示すように、本実施形態の通気部材２０は、第１金属体１４、通気膜２、第２金属体６およびゴム製部品１６を有する。通気膜２および第２金属体６は、第１実施形態で説明したものと共通である。第１金属体１４に第２金属体６を圧入することによって、第１金属体１４と第２金属体６との間に通気膜２が保持されている。

ゴム製部品１６は、筐体等の要通気物品に設けられた通気用のノズルを挿入可能な第３貫通孔１６ｈを有する部品であり、第３貫通孔１６ｈが第２金属体６の第２貫通孔６ｈと連通するように、第１金属体１４の胴部１４ｂと第２金属体６とに囲まれた空間ＳＨ（図２参照）に配置されている。図６に示すように、ゴム製部品１６を設けることによって、当該通気部材２０を筐体１８にワンタッチで取り付け可能となる。ゴム製部品１６が第１金属体１４に拘束されて外側に殆ど膨らまないので、筐体１８への通気部材２０の取り付け強度は良好である。

具体的に、ゴム製部品１６は円筒の形状を有する。ゴム製部品１６の外径が第１金属体１４の胴部１４ｂの内径よりも若干大きいか等しい。すなわち、弾性変形することによってゴム製部品１６が胴部１４ｂに固定されていてもよいし、弾性変形することなくゴム製部品１６が第１金属体１４の胴部１４ｂにぴったり収まっていてもよい。

ゴム製部品１６の第３貫通孔１６ｈの直径Ｄ₃は、第２金属体６の第２貫通孔６ｈの直径Ｄ₂よりも大きい。そのため、第２金属体６の一部がゴム製部品１６の第３貫通孔１６ｈ内に露出している。このような構成によると、図６に示すように、筐体１８に設けられた通気用のノズル１８１を第３貫通孔１６ｈに挿入したとき、ノズル１８１の先端が第２金属体６に突き当たる。第２金属体６がストッパとして機能するので、ノズル１８１の挿入深さを調節する必要がなく、筐体１８への通気部材２０の取り付け作業が容易である。第２金属体６が十分な剛性を有するので、ノズル１８１を多少強く押し込んでも通気膜２に過剰な力が加わりにくいという利点もある。

本実施形態において、ゴム製部品１６は、第１金属体１４および第２金属体６に包囲されている。そのため、劣化を促進する薬品や油脂類がゴム製部品１６に触れにくい。また、ゴム製部品１６が第１金属体１４に拘束されているので、通気部材２０を筐体１８のノズル１８１に取り付ける際、径方向へのゴム製部品１６の弾性変形が妨げられる。そのため、ゴム製部品１６の筐体１８への取り付け強度が向上する。

ゴム製部品１６の材料に特に限定はないが、耐熱性を重視するならば熱硬化性エラストマーの使用が推奨される。具体的には、ニトリルゴム（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、水素化ニトリルゴムを使用できる。耐熱性と同時に耐寒性も求められる場合には、ＥＰＤＭやシリコーンゴムを使用するとよい。ゴム製部品１６は、発泡体であってもよい。

本実施形態によると、ゴム製部品１６と通気膜２とが第２金属体６によって隔てられており、通気膜２とゴム製部品１６とは接していない。そのため、通気膜２とゴム製部品１６との相性（溶着性または接着性）を考慮する必要がなく、ゴム製部品１６の材料選択の余地が大きい。つまり、通気膜２との溶着性や接着性はよくないが、耐熱性や耐薬品性に優れたエラストマーをゴム製部品１６に好適に使用できる。

第１金属体１４の胴部１４ｂは、平坦部４ａが位置している側とは反対側において、ゴム製部品１６の空間ＳＨ（図２参照）からの離脱を妨げているかしめ部１４ｃを含む。かしめ部１４ｃは、平坦部４ａがある側とは反対側における胴部１４ｂの端を内側に塑性変形させることによって形成された部分である。典型的には、胴部１４ｂの端を内向きに曲げ加工することによってかしめ部１４ｃを形成しうる。かしめ部１４ｃは、胴部１４ｂの周方向の全域に形成されていてもよいし、胴部１４ｂの周方向の一部にのみ形成されていてもよい。

なお、かしめ部１４ｃを省略することも可能である。すなわち、第１実施形態の通気部材１０にゴム製部品１６を追加した構成も採用しうる。ゴム製部品１６が十分に縮んだ状態で第１金属体１４に収容されているのであれば、ゴム製部品１６が空間ＳＨ（図２）から離脱する可能性も低い。また、かしめ部１４ｃを形成した後で、第１金属体１４の胴部１４ｂへの樹脂充填によりゴム製部品１６を形成してもよい。

（第３実施形態）
図７および図８に示すように、本実施形態の通気部材３０は、第１金属体２４、通気膜２および第２金属体６を有する。第１金属体２４は、筐体の一部（例えば上部）を構成する部品である。第１金属体２４は、通気用の第１貫通孔２４ｈが形成された平坦部２４ａと、第１貫通孔２４ｈの周囲に設けられた胴部２４ｂとを有している。第２金属体６を第１金属体２４の胴部２４ｂに圧入することによって、第１金属体２４と第２金属体６との間に通気膜２が保持されている。この点は、先行する実施形態と共通である。

本実施形態によると、筐体を構成する第１金属体２４に通気膜２を直接固定できる点で有効である。特に、筐体を構成する部品が金属製の場合には、接着や溶着が難しいため、本実施形態の構成が有効である。また、平坦部２４ａの表面からの胴部２４ｂの突出高さを大幅に抑えることができるという利点がある。

また、図９に示すように、平坦部２４ａが位置している側とは反対側における胴部２４ｂの端が、第２金属体６の外周部を平坦部２４ａに向かって押すように塑性変形しているかしめ部２４ｃを形成していてもよい。このようにすれば、熱膨張や振動の影響で第２金属体６の圧入が緩んで第２金属体６が胴部２４ｂから抜け落ちるのを完全に防止できる。

本発明の第１実施形態にかかる通気部材の分解斜視図図１に示す通気部材の断面斜視図図１に示す通気部材の部分拡大断面図通気膜の断面図本発明の第２実施形態にかかる通気部材の断面斜視図図５に示す通気部材の使用状態図本発明の第３実施形態にかかる通気部材の分解斜視図図７に示す通気部材の断面図図７に示す通気部材の変形例の断面図従来の通気部材の分解斜視図従来の通気部材の断面図

符号の説明

２通気膜
４，１４，２４第１金属体
４ａ，２４ａ平坦部
４ｂ，１４ｂ，２４ｂ胴部
４ｈ，２４ｈ第１貫通孔
６第２金属体
６ｈ第２貫通孔
１０，２０，３０，４０通気部材
１４ｃ，２４ｃかしめ部
１６ゴム製部品
１６ｈ第３貫通孔
１８筐体
１８１ノズル

Claims

中空の胴部と、前記胴部の一端に位置するとともに通気用の第１貫通孔が形成された平坦部とを有する第１金属体と、
前記第１貫通孔を前記胴部のある側から塞ぐように前記平坦部の上に配置された通気膜と、
前記通気膜によって前記第１金属体の前記第１貫通孔と隔てられた第２貫通孔を有し、前記第１金属体の前記平坦部に前記通気膜を押し付けることによって前記通気膜と前記平坦部との隙間ならびに前記通気膜と自身との隙間が封じられ、かつ前記第１貫通孔、前記通気膜および前記第２貫通孔を通じた通気が可能となるように、前記第１金属体の前記胴部に圧入された第２金属体と、
を備えた、通気部材。
前記第１金属体の前記胴部が円筒の形状を有し、
前記第２金属体が円板の形状を有し、
前記第２金属体の外周部が周方向の全域にわたって前記第１金属体の前記胴部に接している、請求項１に記載の通気部材。
筐体等の要通気物品に設けられた通気用のノズルを挿入可能な第３貫通孔を有し、前記第３貫通孔が前記第２金属体の前記第２貫通孔と連通するように前記第１金属体の前記胴部と前記第２金属体とに囲まれた空間に配置されたゴム製部品をさらに備えた、請求項１または請求項２に記載の通気部材。
前記ゴム製部品の前記第３貫通孔の直径が前記第２金属体の前記第２貫通孔の直径よりも大きい、請求項３に記載の通気部材。
前記第１金属体の前記胴部は、前記平坦部が位置している側とは反対側において、前記ゴム製部品の前記空間からの離脱を妨げているかしめ部を含む、請求項３または請求項４に記載の通気部材。
前記平坦部が位置している側とは反対側における前記胴部の端が、前記第２金属体の外周部を前記平坦部に向かって押すように塑性変形しているかしめ部を形成している、請求項１または請求項２に記載の通気部材。