(57)【要約】【課題】高温の水で高圧洗車試験を受けても筐体の内部への水の侵入の防止に適した通気部材を提供する。【解決手段】通気部材１０は、通気膜２と、支持体４と、カバー部材６及びシール部材８と、を備えている。シール部材８は、JIS K 6262に準拠して、試験温度１００℃、試験時間１００時間の条件で測定した圧縮永久ひずみが１０％以下である樹脂製の部材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気用の開口部を有する筐体に取り付け可能な通気部材であって、
前記筐体の内部空間と外部空間との間の通気経路が形成されたベース部と、前記ベース部から延びているとともに前記開口部に嵌められる脚部とを有する支持体と、
前記通気経路を閉じるように前記支持体上に配置された通気膜と、
前記脚部の根元部分に設けられた樹脂製の部材であって、JIS K 6262に準拠して、試験温度１００℃、試験時間１００時間の条件で測定した圧縮永久ひずみが１０％以下であるシール部材と、を含む、通気部材。
【請求項２】
前記シール部材は、前記開口部の周囲かつ前記支持体と前記筐体との間の隙間に装着されたＯリングである、請求項１に記載の通気部材。
【請求項３】
前記シール部材は、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）により形成されている、請求項１または２に記載の通気構造。
【請求項４】
前記シール部材は、シリコーン樹脂により形成されている、請求項１または２に記載の通気構造。
【請求項５】
前記通気膜が配置されている側から前記支持体を覆うカバー部材をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通気部材。
【請求項６】
前記カバー部材は、
平面視で前記通気膜の全体を覆う天井部と、
前記天井部の周縁から前記支持体に向かって延びる保護壁部と、
前記保護壁部に形成され、前記天井部と前記支持体の外周部との間の空間と、前記外部空間とを連通する開口と、を有している、請求項５に記載の通気部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通気部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。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４に示す。
【０００３】
通気部材１１０は、支持体１０４と、支持体１０４の上に配置された通気膜１０２と、通気膜１０２を覆っているカバー部材１０６と、支持体１０４と筐体１２０との間の隙間に装着されるシール部材１０８とを備えている。通気部材１１０は、シール部材１０８を介して、筐体１２０の開口部１２１に固定される。通気部材１１０が筐体１２０から抜けないように、支持体１０４の脚部１１２が開口部１２１に係合している。シール部材１０８は、開口部１２１の周囲かつ支持体１０４と筐体１２０との間の隙間に装着された樹脂製のＯリングである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４７４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車の多くの部品や材料には、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）等の工業規格によって環境試験が義務付けられている。環境試験の例として、冷熱サイクル試験や高圧洗車試験が挙げられる。通気部材にも冷熱サイクル試験や高圧洗車試験に耐えうる性能が要求される。
【０００６】
最近では、頑固な汚れを洗浄するために、高温かつ高圧の水で洗車を行うことがある。しかし、従来の通気部材を筐体に取り付けた状態で高温かつ高圧の水で洗車を行うと、通気部材と筐体との間の隙間から筐体の内部に水が侵入することがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、高温かつ高圧の水で洗車を行っても筐体の内部への水の侵入の防止に適した通気部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、
通気用の開口部を有する筐体に取り付け可能な通気部材であって、
前記筐体の内部空間と外部空間との間の通気経路が形成されたベース部と、前記ベース部から延びているとともに前記開口部に嵌められる脚部とを有する支持体と、
前記通気経路を前記外部空間側にて閉じるように前記支持体上に配置された通気膜と、
前記脚部の根元部分に設けられた樹脂製の部材であって、JIS K 6262に準拠して、試験温度１００℃、試験時間１００時間の条件で測定した圧縮永久ひずみが１０％以下であるシール部材と、を含む、通気部材と、を含む、通気部材を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧縮永久ひずみが１０％以下であるシール部材を設けることにより、高温の水で高圧洗車試験を行った場合でも、シール部材が変形しにくくなるので、筐体の内部への水の侵入を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る通気部材の分解斜視図である。
【図２】図１に示す通気部材の断面図である。
【図３】図１に示す通気膜の断面図である。
【図４】従来の通気部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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実施形態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。
【００１２】
本実施形態に係る通気部材１０は、図１及び図２に示すように、筐体２０の開口部２１に取り付けられるものである。開口部２１は、図２に示すように、筐体２０の内部空間２２と外部空間２４とを連通する貫通孔である。通気部材１０は、通気膜２と、支持体４と、カバー部材６及びシール部材８と、を備えている。通気膜２、支持体４及びカバー部材６は、それぞれ、平面視で外周が円形の形状を有している。通気膜２、支持体４及びカバー部材６は、共通の中心軸Ｏを有している。通気膜２の厚さ方向は、中心軸Ｏに平行である。支持体４は、内部空間２２と外部空間２４との間の通気経路としての貫通孔である通気孔３を有している。通気膜２は、通気孔３を外部空間２４側で閉じるように支持体４上に配置されており、通気膜２を通じて、内部空間２２と外部空間２４との間を通気できる。筐体２０としては、例えば自動車のＥＣＵ（Electric Control Unit）ボックスがあるが、図１及び図２には筐体２０の一部のみが示されている。
【００１３】
図２に示すように、支持体４は、ベース部１１及び複数の脚部１２を有している。ベース部１１は、通気膜２を支持している部分である。脚部１２は、筐体２０の開口部２１に通気部材１０を固定するための部分である。脚部１２は、ベース部１１から筐体２０の内部空間２２側に向かって延びている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、カバー部材６は、通気膜２を覆うように支持体４に取り付けられている。カバー部材６は、平面視で通気膜２の全体を覆う天井部６Ａと、天井部６Ａの周縁から支持体４に向かって延びる保護壁部６Ｂと、保護壁部６Ｂに形成された３つの開口６Ｃとを有している。図２に示すように、カバー部材６の外周部と通気膜２との間と、カバー部材６の天井部６Ａと支持体４の外周部との間とには、通気空間２３が形成されている。通気空間２３は、カバー部材６の開口６Ｃにおいて、外部空間２４と連通している。通気空間２３は、内部空間２２と外部空間２４との間の通気経路として機能する。カバー部材６は、保護壁部６Ｂの周縁から支持体４に向かって延び、支持体４に弾性係合するための３つの係止部６Ｄをさらに有している。係止部６Ｄの間には、３つの開口６Ｃが配置されている。係止部６Ｄは、それぞれが等間隔（等角度間隔）で設けられ、開口６Ｃは、それぞれが等間隔（等角度間隔）で設けられている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、シール部材８は、通気部材１０を筐体２０に取り付けたときに支持体４と筐体２０との間の隙間を封じるための弾性部材である。シール部材８は、開口部２１の周囲かつ支持体４と筐体２０との間の隙間１３に装着されたＯリングである。シール部材８は、JIS K 6262に準拠して、試験温度１００℃、試験時間１００時間の条件で測定した圧縮永久ひずみが１０％以下である樹脂製の部材である。圧縮永久ひずみとは、JIS K 6262に基づき、試験片を圧縮板によって規定の割合で圧縮し、規定の温度で規定の時間保持することで生じる試験片の残留ひずみである。シール部材８は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）、シリコーン樹脂、フッ素ゴムにより形成されている。
【００１６】
筐体２０の開口部２１に支持体４の脚部１２を差し込むと、支持体４と筐体２０との間に挟まれたシール部材８の弾性力によって、支持体４は筐体２０から抜ける方向に押し返される。このとき、筐体２０の内部空間２２側において、脚部１２の爪部が筐体２０に係止されて通気部材１０が筐体２０から外れるのを防止する。なお、二色成形やインサート成形などの手法により、シール部材８に相当する部分が、支持体４に一体的に設けられていてもよい。また、シール部材８が支持体４に接着されていてもよい。
【００１７】
次に、通気膜２について説明する。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３に示すように、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とを有していてもよい。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。もちろん、通気膜２が膜本体２ａのみで構成されていてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
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に使用できる。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）Ｐ ８１１７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。
【００２３】
次に、通気部材１０の製造方法を説明する。まず、支持体４及びカバー部材６を別々に製造する。支持体４及びカバー部材６は、それぞれ、公知の射出成形法で製造できる。支持体４及びカバー部材６の材料として、典型的には、熱可塑性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００２４】
筐体２０も公知の射出成形法で製造できる。図１及び図２に示すように、外部空間２４側における開口部２１の開口径は、内部空間２２側における開口部２１の開口径よりも大きい。そのため、脚部１２を開口部２１に挿入しやすい。また、このような開口部２１によれば、通気孔３から内部空間２２に至る通気経路の断面積もある程度広く確保できる。さらに、内部空間２２側における開口部２１の開口径を小さくすると、中心軸Ｏに対する脚部１２の傾きも小さくできる。このことは、脚部１２の爪部を開口部２１に確実に係合させて、筐体２０への通気部材１０の取り付け強度を高める上で好ましい。
【００２５】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
【００２６】
最初に、本実施例のシール部材の評価方法、通気部材の高圧耐水試験方法及び通気部材の耐酸試験方法を示す。
【００２７】
［硬さ］
シール部材の硬さ（Ｈｓ）は、JIS K 6253-3:2012（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第３部：デュロメータ硬さ）に準拠し、デュロメータを用いて評価した。
【００２８】
［引張強さ］
シール部材の引張強さ（ＭＰａ）は、JIS K 6251:2010（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方）に準拠して評価した。
【００２９】
［切断時伸び］
シール部材の切断時伸び（％）は、JIS K 6251:2010に準拠して評価した。
【００３０】
［引張応力］
シール部材の引張応力（ＭＰａ）は、JIS K 6251:2010に準拠して評価した。
【００３１】
［圧縮永久ひずみ］
シール部材の圧縮永久ひずみ（％）は、JIS K 6262:2006（加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの常温，高温及び低温における圧縮永久ひずみの求め方）に準拠して、試験温度１００℃、試験時間１００時間の条件で評価した。
【００３２】
［高圧耐水試験方法］
通気部材の高圧耐水試験方法は、筐体に通気部材を取り付けた状態で、ドイツ工業規格（Deutsche Industrie Normen）DIN 40 050に基づくIPX9K試験に準拠して、水の温度が２５℃または８０℃の条件で行い、筐体の内部に水が侵入した（×）か、筐体の内部に水が侵入しなかった（○）かを判定した。
【００３３】
［耐酸試験方法］
通気部材の耐酸試験方法は、筐体に通気部材を取り付けた状態で、３７％硫酸水溶液を通気部材全体が覆われるように滴下した。試験温度（２５℃、８０℃、１１５℃及び１２５℃）で４８時間放置した。筐体から通気部材を取り外し、シール部材のシール圧（ｋＰａ）を測定した。シール部材のシール圧が５００ｋＰａ以上であるとき、耐酸性試験合格（○）と判定し、シール部材のシール圧が５００ｋＰａ未満であるとき、耐酸性試験不合格（×）と判定した。
【００３４】
（実施例１）
ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）製のシール部材としてのＯリング（ＮＯＫ株式会社製）を上記シール部材の評価方法にて測定した。結果を表１に示す。実施例１では、シール部材の圧縮永久ひずみは、５％であった。
【表１】
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【００３５】
シール部材としてＯリング（ＮＯＫ株式会社製）を用いた以外は市販のZ-PLUG（日東電工株式会社製）を通気部材とした。この通気部材を筐体の開口部に取り付け、上記高圧耐水試験方法にてZ-PLUGの高圧耐水試験を行った。結果を表２に示す。実施例１では、高圧耐水試験における水の温度が２５℃または８０℃であるとき、筐体の内部に水が侵入していなかった。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
さらに、この通気部材を筐体の開口部に取り付け、上記耐酸試験方法にてZ-PLUGの耐酸試験を行った。結果を表３に示す。実施例１では、耐酸試験における試験温度が２５℃、８０℃、１１５℃及び１２５℃であるとき、耐酸性試験合格であった。
【００３８】
【表３】
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【００３９】
（実施例２）
シリコーン樹脂製のシール部材としてのＯリング（協和シール工業株式会社製）を用いた以外は実施例１と同様にした。結果を表１〜３に示す。実施例２では、シール部材の圧縮永久ひずみは、９％であった。実施例２では、高圧耐水試験における水の温度が２５℃または８０℃であるとき、筐体の内部に水が侵入していなかった。実施例２では、耐酸試験における試験温度が２５℃であるとき、耐酸性試験合格であったが、耐酸試験における試験温度が８０℃、１１５℃及び１２５℃であるとき、耐酸性試験不合格であった。
【００４０】
（比較例）
ＥＰＤＭ製のシール部材としてのＯリング（協和シール工業株式会社製）を用いた以外は実施例１と同様にした。結果を表１〜３に示す。比較例では、シール部材の圧縮永久ひずみは、１５％であった。比較例では、高圧耐水試験における水の温度が２５℃であるとき、筐体の内部に水が侵入していなかったが、高圧耐水試験における水の温度が８０℃であるとき、筐体の内部に水が侵入した。比較例では、耐酸試験における試験温度が２５℃、８０℃、１１５℃及び１２５℃であるとき、耐酸性試験合格であった。
【００４１】
表１に示すように、実施例１及び２のシール部材では、シール部材の圧縮永久ひずみは、１０％以下であった。表２に示すように、実施例１及び２の通気部材では、高圧耐水試験における水の温度が８０℃であるとき、筐体の内部に水が侵入していなかった。したがって、実施例１及び２の通気部材では、高温かつ高圧の水で洗車を行っても筐体の内部への水の侵入がないという効果が得られることが確認できた。
【００４２】
表３に示すように、実施例１及び比較例の通気部材では、耐酸試験における試験温度が８０℃以上であるとき、耐酸性試験合格であり、実施例２では、耐酸試験における試験温度が８０℃以上であるとき、耐酸性試験不合格であった。これは、実施例１及び比較例のシール部材がＥＰＤＭ製であり、実施例２のシール部材がシリコーン樹脂製であることに起因するものであると推定される。以上のことから、実施例１の通気部材では、高温での耐酸性があるとともに、高温かつ高圧の水で洗車を行っても筐体の内部への水の侵入がないという効果が得られることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の通気部材は、ランプ、モータ、センサ、スイッチ、ＥＣＵ、ギアボックス等の自動車部品の筐体に使用できる。また、自動車部品だけでなく、移動体通信機器、カメラ、電気剃刀、電動歯ブラシ等の電気製品にも本発明の通気部材を使用できる。
【符号の説明】
【００４４】
２  通気膜
２ａ  膜本体
２ｂ  補強材
３  通気孔
４  支持体
６  カバー部材
６Ａ  天井部
６Ｂ  保護壁部
６Ｃ  開口
６Ｄ  係止部
８  シール部材
１０  通気部材
１１  ベース部
１２  脚部
１３  隙間
２０  筐体
２１  開口部
２２  内部空間
２３  通気空間
２４  外部空間
１０２  通気膜
１０４  支持体
１０６  カバー部材
１０８  シール部材
１１０  通気部材
１１２  脚部
１２０  筐体
１２１  開口部
Ｏ  中心軸
【図１】
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【図２】
2014191901.tif 000007
【図３】
2014191901.tif 000008
【図４】
2014191901.tif 000009