JP2017112283A - 通気調湿ユニットおよび機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】通気調湿ユニット10は、内部空間S1を有するケース2に取り付けられ、内部空間S1と外部空間S2とを通気する通気孔130を備えた保持部材13と、保持部材13の通気孔130の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材12と、保持部材13の、調湿部材12に対して外部空間S2側に設けられ、気体は透過し液体および固体の内部空間S1側への侵入を阻止する通気フィルタ11とを備える。
【選択図】図2
Description
これに対し、特許文献1には、自動車用ランプにおいて、レンズの曇りを防ぐために、ハウジングの内部にシリカゲル等の吸湿剤を充填する技術が開示されている。
本発明は、筐体に対する取り付けにより、筐体内外での通気を行う通気機能と筐体内の湿度を調整する調湿機能との双方を実現することを目的とする。
また、前記調湿部材(12)と前記通気部材(11)とは、互いに接着されていないことを特徴とすることができる。
Wa≧(V/A)÷416 …(1)
また、前記調湿部材(12)は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、前記構造体(13)は、前記通気部材(11)が前記調湿部材(12)よりも鉛直上方に位置するように、前記筐体(2、3)に係合されていることを特徴とすることができる。
〔車両用ランプの全体構成〕
図1は、本実施の形態が適用される車両用ランプ1の全体構成を示した図である。
本実施の形態が適用される車両用ランプ1は、例えば自動車用に代表される各種車両のヘッドランプ、リアランプ、ブレーキランプ、フォグランプ、方向指示ランプ、走行ランプ、駐車ランプ等として用いられる。図1では、これらランプ類の一例としてヘッドランプを示している。ここで、図1は、車両用ランプ1を、車両の進行方向に沿って切断した断面図であり、図1における左側が車両の前方に対応し、右側が車両の後方に対応する。
また、車両用ランプ1は、内部空間S1と外部空間S2との間で通気を行うとともに、内部空間S1における湿度の調整を行う通気調湿ユニット10を有している。
そして、本実施の形態の車両用ランプ1では、ケース2の開口2aに、通気調湿ユニット10が取り付けられている。
続いて、本実施の形態の通気調湿ユニット10について説明する。図2(a)〜(b)は、本実施の形態が適用される通気調湿ユニット10の構成を説明するための図である。図2(a)は、通気調湿ユニット10を斜め上方から見た斜視図である。図2(b)は、車両用ランプ1(図1参照)の開口2a(凸部2b)に取り付けられた状態の通気調湿ユニット10の断面図であり、通気調湿ユニット10における通気方向に沿った断面図である。
なお、通気フィルタ11に対する撥液処理は、例えばフッ素で飽和した炭化水素基(ぺルフルオロアルキル基)を側鎖に含み、主鎖がアクリル系、メタクリル系、シリコーン系等である化合物を成分とする撥液剤を通気フィルタ11の表面に塗布することにより行うことができる。通気フィルタ11の表面に撥液剤を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、グラビア塗工、スプレー塗工、キスコーティング、浸漬等を採用することができる。
調湿部材12の最大吸湿率は、例えば、調湿部材12として用いる吸放湿材料の種類によって異なる。また、調湿部材12として有機系の吸放湿材料を用いる場合には、調湿部材12の最大吸湿率は、繊維/織布/不織布等に施す吸放湿処理の種類や処理量等によって異なる。
Wa≧(V/A)÷416 …(1)
(ただし、V:車両用ランプ1の容積(cm3)、A:調湿部材12の最大吸湿率(%))
この結果、調湿部材12の乾燥状態の重量Waが上記式(1)を満たすことで、式(1)を満たさない場合と比較して、内部空間S1の湿度を低くすることができ、車両用ランプ1におけるカバーレンズ3の結露や曇りが抑制される。
また、本実施の形態の保持部材13は、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等により構成される。
このように、本実施の形態では、保持部材13の通気孔130に凸部2bを挿入するという簡易な操作で、車両用ランプ1に対して、通気フィルタ11と調湿部材12とが取り付けられる。言い換えると、本実施の形態では、例えば通気フィルタ11と調湿部材12とを筐体2に対して別個に設ける場合と比較して、車両用ランプ1に対する通気フィルタ11と調湿部材12との取り付けを容易にすることができる。
また、この例では、図2(b)に示すように、通気調湿ユニット10が車両用ランプ1に取り付けられた状態において、内部空間S1よりも鉛直上方に調湿部材12が位置し、調湿部材12よりも鉛直上方に通気フィルタ11が位置するようになっている。
したがって、車両用ランプ1では、内部空間S1の圧力が急激に変動することを抑制するために、内部空間S1と外部空間S2との通気を行う通気手段を設けることが好ましい。
そこで、本実施の形態の車両用ランプ1では、通気調湿ユニット10により、内部空間S1と外部空間S2との通気を行って圧力差を解消するとともに、通気により侵入した水蒸気を吸着して内部空間S1の湿度を調整(調湿)している。
続いて、本実施の形態の通気調湿ユニット10が行う通気動作および調湿動作について説明する。本実施の形態の車両用ランプ1では、例えば内部空間S1の温度低下等に伴って内部空間S1の圧力が外部空間S2の圧力と比較して低くなる場合がある。この場合、通気調湿ユニット10では、通気フィルタ11を介して、外部空間S2から通気孔130へ気体が流入する。上述したように、通気調湿ユニット10が車両用ランプ1に取り付けられた状態では、通気孔130と内部空間S1とは連続した空間となっているため、外部空間S2から通気孔130へ気体が流入することで、内部空間S1と外部空間S2との圧力差が解消される。
上述したように、通気孔130には、調湿部材12が設けられている。そして、調湿部材12は、相対湿度が高い環境下では、水蒸気を吸収する性質を有している。このため、通気フィルタ11を介して外部空間S2から通気孔130へ水蒸気が流入した場合には、調湿部材12により水蒸気が吸着される。この結果、調湿部材12により水蒸気が吸着されて湿度が低下した気体が、通気孔130から内部空間S1へ流入する。これにより、調湿部材12にて水蒸気を吸着しないような場合と比較して、内部空間S1における湿度の上昇が抑制される。
また、上述したように、調湿部材12は、車両用ランプ1の内部空間S1よりも鉛直上方に位置するようになっている。これにより、調湿部材12から放出された水蒸気が内部空間S1へ移動することが抑制され、調湿部材12から放出された水蒸気による内部空間S1の湿度の上昇が抑制される。
このような構成を採用することで、本実施の形態の通気調湿ユニット10では、調湿部材12が通気フィルタ11や保持部材13に接着されている場合と比較して、調湿部材12による水蒸気の吸着性能が大きくなり、内部空間S1の湿度の上昇が抑制される。また外部空間S2の湿度が低下した場合には、調湿部材12から水蒸気が放出されやすくなり、調湿部材12による水蒸気の吸着性能を速やかに回復させることができる。
断面形状が渦巻状となるように巻いたシート状の吸放湿材料からなる調湿部材12を用いることで、図3(b)に示すように、調湿部材12の間に、通気調湿ユニット10における通気方向に沿った複数の空隙120が形成される。
このような構成を採用した場合、内部空間S1と外部空間S2と間の通気経路に2つの通気フィルタ11が存在するため、外部空間S2から内部空間S1へ気体が流入する際に、内部空間S1への液体や固体の侵入がより抑制される。
また、このような構成を採用した場合であっても、内部空間S1に流入した水蒸気は、内部空間S1側に設けられた通気フィルタ11を通過して調湿部材12に吸着されるため、上記実施の形態と同様に、内部空間S1の湿度を低下させることができる。
〔実験例1〕
通気調湿ユニット10を取り付けた略円柱形状の筐体を車両用ランプ1の筐体とみなし、通気調湿ユニット10における調湿部材12の重量を異ならせて、筐体内部(内部空間S1)の湿度(相対湿度)を測定した。
筐体としては、直径100mm、高さ65mmの有底円筒状の容器と、容器に形成された円形の開口を塞ぐ円板状の蓋部とを有する容積500cm3のものを用いた。筐体の蓋部には、直径5mmの開口2aを設け、開口2aに、図2(a)〜(b)に示した形状の通気調湿ユニット10を取り付けた。また、容器には、筐体内部(内部空間S1)の湿度を測定する湿度センサを設置した。
また、通気調湿ユニット10の調湿部材12としては、目付130g/m2の吸放湿性能を有する不織布を用いた。なお、この調湿部材12の最大吸湿率は、120%であった。また、調湿部材12の重量は、0g(調湿部材12を用いず通気フィルタ11のみ)、0.005g、0.010g、0.020g、0.040gとした。
通気調湿ユニット10を取り付けた筐体の容器および蓋部を、容器に対して蓋部を開放した状態で、蓋部の開口2aに取り付けた通気調湿ユニット10の通気フィルタ11が鉛直上方を向くようにして、温度80℃、相対湿度5%以下の環境下に12時間置いた後、温度23℃、相対湿度50%の環境下に12時間置き、内部環境を一定化させた。その後、蓋部を閉め、内部空間S1の相対湿度(H1)を測定した。
続いて、この筐体を、蓋部を閉めたまま、通気調湿ユニット10の通気フィルタ11が鉛直上方を向くようにして、温度23℃、相対湿度95%の恒温恒湿槽に入れ、2時間経過後の内部空間S1の相対湿度(H2)を測定した。
次いで、恒温恒湿槽の相対湿度を0%に切り替え、2時間経過後(恒温恒湿槽に入れてから4時間経過後)の内部空間S1の相対湿度(H3)を測定した。
図4は、実験例1において、調湿部材12の重量を異ならせた場合の内部空間S1の湿度の変化量を示した図である。なお、図4において、2hr後変化量(%)は、恒温恒湿槽に筐体を入れ、2時間経過した後の内部空間S1の相対湿度(%)の変化量(H2−H1)を示しており、4hr後変化量(%)は、4時間経過した後の内部空間S1の相対湿度(%)の変化量(H3−H1)を示している。
また、図4に示すように、通気調湿ユニット10に用いる調湿部材12の重量が大きいほど、内部空間S1の湿度が低くなることが確認された。
最大吸湿率が60%の調湿部材12を用いた以外は実験例1と同様にして、筐体の内部空間S1の湿度を測定した。
図5は、実験例2において、調湿部材12の重量を異ならせた場合の内部空間S1の湿度の変化量を示した図である。
通気調湿ユニット10の調湿部材12を、通気フィルタ11に対して熱ラミネートにより接着した以外は実験例1と同様にして、筐体の内部空間S1の湿度を測定した。
図6は、実験例7において、調湿部材12の重量を異ならせた場合の内部空間S1の湿度の変化量を示した図である。
通気調湿ユニット10の通気フィルタ11が鉛直下方を向くようにして筐体を恒温恒湿槽に設置した以外は実験例1と同様にして、筐体の内部空間S1の湿度を測定した。言い換えると、筐体を実験例1とは上下方向に反転した状態で恒温恒湿槽に設置した以外は実験例1と同様にして、筐体の内部空間S1の湿度を測定した。
図7は、実験例4において、調湿部材12の重量を異ならせた場合の内部空間S1の湿度の変化量を示した図である。
Claims (6)
- 内部に空間を有する筐体に取り付けられ、当該筐体の内部と当該筐体の外部とを通気する通気孔を備えた構造体と、
前記構造体の前記通気孔の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材と、
前記構造体の、前記調湿部材に対して前記筐体の外部側に設けられ、気体は透過し液体および固体の当該筐体の内部側への侵入を阻止する通気部材と
を備えた通気調湿ユニット。 - 前記調湿部材は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、前記筐体の内部の湿度を調整することを特徴とする請求項1に記載の通気調湿ユニット。
- 前記調湿部材と前記通気部材とは、互いに接着されていないことを特徴とする請求項1または2に記載の通気調湿ユニット。
- 被除湿対象部と、
前記被除湿対象部を内部に有する筐体と、
前記筐体に係合し、当該筐体の内部と当該筐体の外部とを通気する通気孔を備えた構造体と、
前記構造体の前記通気孔の途中に設けられ、水蒸気を吸収する調湿部材と、
前記構造体の、前記調湿部材に対して前記筐体の外部側に設けられ、気体は透過し液体および固体の当該筐体の内部側への侵入を阻止する通気部材と
を備える機器。 - 前記調湿部材の重量Waは、当該調湿部材の最大吸湿率をA(%)、前記筐体の容積をV(cm3)とした場合に、以下の式(1)を満たすことを特徴とする請求項4に記載の機器。
Wa≧(V/A)÷416 …(1) - 前記調湿部材は、周囲の相対湿度が高い環境下で水蒸気を吸収し、周囲の相対湿度が低い環境下で水蒸気を放出する機能を有し、
前記構造体は、前記通気部材が前記調湿部材よりも鉛直上方に位置するように、前記筐体に係合されていることを特徴とする請求項4または5に記載の機器。
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