JP4137325B2

JP4137325B2 - 通気筐体

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Publication number: JP4137325B2
Application number: JP34967999A
Authority: JP
Inventors: 浩明益子; 弘行西井
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: JP2001168543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用電子制御装置等の筐体に関するもので、筐体の内外間を通気可能として筐体に内圧調整等の機能を持たせるとともに筐体内部を防水および防油可能ならびに防塵可能とする通気筐体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用ヘッドランプ，リアランプ，フォグランプ，ターンランプ，モーター，各種圧力センサー，および圧力スイッチ等の自動車用電装部品、携帯電話、カメラ、電気剃刀、電動歯ブラシならびに屋外用途のランプ等、各種の機器筐体がある。
【０００３】
最近では、自動車の室内空間の確保が大きな課題になっており、従来は車室内に設置されていたＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ）と呼ばれる自動車用電子制御装置，ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ），電装品等を収納する機器筐体がエンジンルームやドアパネル内部等の自動車の車室外に移されてきている。車室内と異なり車室外に設置される上記機器筐体は、風雨，泥水，オイル類等の影響を受けないよう密閉状態になっていた。これを図７に示す。図において、５１は機器筐体である。
【０００４】
しかしながら、自動車用電子制御装置等では、それ自体の発熱や車室外設置にもとづく温度差による圧力変動等の影響を小さくする目的で上記機器筐体５１に通気キャップを設けることが行なわれつつある。これは、つぎのように構成されている。すなわち、上記機器筐体５１にその内外間を連通する開口部を設け、この開口部に通気キャップを取り付けるという構成になっている。これにより、機器筐体内部に水や塵埃等が侵入するのを防止した状態で、温度変化による機器筐体内の圧力の変化の緩和や、機器筐体内部に発生したガスの放出が可能となる。
【０００５】
その一例を図８に示す。この例は、自動車用電装部品等を収納する機器筐体であり、筐体６１に首状の開口部６２が形成され、この開口部６２にＬ字状通気キャップ６３の一端が嵌合されている。これにより、開口部６２の防水性等が確保されたうえで、機器筐体内外の通気性が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造体にはつぎのような問題がある。すなわち、上記図８に示すものにおいて、防塵性や防水性等を確保するためには、通気キャップ６３を長くしたり、通気キャップ６３の内部を迷路構造にしたりする必要がある。通気キャップ６３を長くすると、通気キャップ６３の取り付けスペースが大きくなるとともに通気キャップ６３の価格が高くなる。その結果、機器筐体が大きくなるとともに機器筐体の価格が高くなるという問題がある。また、通気キャップ６３の内部を迷路構造にすると、通気キャップ６３が複雑化するため、通気キャップ６３の価格が高くなる。その結果、機器筐体の価格が高くなるという問題がある。さらに、上記通気キャップ６３を嵌着した機器筐体では、微細な腐食性塵埃の侵入を防ぐことができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コンパクトかつ低価格であるとともに防塵性，防水性および防油性が高い通気筐体の提供をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の通気筐体は、筐体の周壁に開口部が設けられ、この開口部に、呼吸部材と補強材とが、開口部を被覆した状態で取り付けられている通気筐体であって、上記補強材の周縁部が上記開口部の周囲部に熱融着または超音波溶着され、この状態の補強材に、上記呼吸部材が、その補強材を介して、上記開口部を被覆した状態で積層され、上記補強材に部分的な接着または融着により一体化しており、上記呼吸部材の表面全体が、筐体の外部の大気中に露出しているという構成をとる。
【０００９】
すなわち、本発明の通気筐体は、筐体の周壁に開口部が設けられ、この開口部に、呼吸部材が、補強材を介して、開口部を被覆した状態で熱融着または超音波溶着されて取り付けられているため、通気筐体がコンパクトになるとともに、通気筐体の防塵性，防水性および防油性を容易に高めることができる。したがって、通気筐体の低価格化が容易となる。なお、本発明において、「呼吸部材」とは、通気筐体の内外に圧力差が生じた場合に、通気および透湿が可能となる部材を意味するものである。
【００１０】
つぎに、本発明を詳しく説明する。
【００１１】
本発明の通気筐体は、筐体の周壁に設けられた開口部に、呼吸部材が補強材を介して熱融着または超音波溶着されて取り付けられているものである。
【００１２】
上記呼吸部材の構成材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂製多孔体，ポリオレフィン樹脂（ポリエチレン，ポリプロピレン等）製多孔体があげられる。これらの材料を用い呼吸部材を構成する場合には、全体を上記多孔体で構成してもよいし、その一部を上記多孔体で構成してもよい。後者の場合は、通常、他の合成樹脂材料等との複合体となる。
【００１３】
上記呼吸部材に上記多孔体を用いた場合には、その気孔率が５０〜９９％の範囲であることが好ましい。上記気孔率が５０％を下回ると、筐体内外の差圧を調整する際に圧力損失が大きくなるからである。
【００１４】
また、上記多孔体の各孔径は、０．０１〜１０μｍの範囲であることが好ましい。上記孔径が０．０１μｍを下回ると、上記圧力損失が大きくなり易く、１０μｍを上回ると、防塵性が低下するおそれがあるからである。
【００１５】
また、上記多孔体の厚みは、２μｍ以上であることが好ましい。上記厚みが２μｍを下回ると、呼吸部材の強度が弱くなり、筐体に圧接しにくくなるからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１７】
図１および図２は、本発明の通気筐体の第１の実施の形態を示している。この実施の形態では、通気筐体は、中空円柱状の筐体１の頂面に円形の開口部２を設け、この開口部２に、補強材４を介して呼吸部材３を取着して構成されている。なお、図示を省略したが、筐体１の内部にはＥＣＵ，ＣＰＵ等が収納されている。
【００１８】
より詳しく説明すると、上記呼吸部材３は合成樹脂製の多孔体からなる膜材であり、通気性を有している。また、必要に応じて、上記呼吸部材３には、撥水処理および／または撥油処理が施される。この撥水処理，撥油処理は、表面張力の小さな物質を塗布し、乾燥後、キュアすることにより行なわれる。
【００１９】
上記補強材４は、織布，不織布，混紡不織布，フェルト，ネット，粉末燒結多孔質体または発泡体等の通気性材料からなる。そして、この補強材４は、呼吸部材３の片面に積層されて呼吸部材３を補強している。補強材４の材質は、天然素材あるいは合成素材のいずれでもよいが、耐熱性を望む場合は、ポリエステル樹脂，ポリアミド樹脂，アラミド樹脂，ポリイミド樹脂，フッ素樹脂，超高分子量ポリエチレン樹脂，金属等から形成するのが好ましい。
【００２０】
上記通気筐体は、例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、まず、上記呼吸部材３と補強材４とを接着，融着等の適宜の手段により積層し、シート状の積層体５を形成する。この呼吸部材３と補強材４との積層は、得られる積層体５の通気性を確保するように行なう。例えば、積層手段として接着を採用するときは、呼吸部材３と補強材４とを点状，筋状，網目状等の形状に部分接着し、また、融着を採用するときは、加熱温度や加圧時間を調整する。このようにして、通気性を有する積層体５を得たのち、筐体１の頂面の開口部２を被覆するように積層体５を取り付ける。この積層体５の筐体１の開口部２への取り付けは、熱融着等を採用できる。
【００２１】
このように、上記実施の形態の通気筐体によれば、シート状の積層体５が筐体１の開口部２を被覆した状態で被覆されているため、積層体５の取り付けスペースが大きくならない。したがって、通気筐体を筐体１と殆ど変わらないコンパクトな大きさとすることができる。
【００２２】
また、上記通気筐体は、筐体１の開口部２が上記呼吸部材（多孔体からなる膜材）３で被覆されているため、防塵性，防水性および防油性が高い。さらに、上記呼吸部材３も補強材４も通気性を有しているため、上記通気筐体内のＥＣＵ等の発熱等により通気筐体内外で圧力差が生じても、通気筐体は、その内部圧力の変化を緩和することができる。しかも、上記呼吸部材３に撥水処理，撥油処理が施されていると、上記通気筐体は、防水性，防油性が一層向上する。
【００２３】
さらに、上記通気筐体は、容易な構造により防塵性，防水性および防油性を高めることができるため、通気筐体の低価格化が容易となる。
【００２４】
図３および図４は、本発明の通気筐体の第２の実施の形態を示している。この実施の形態では、通気筐体は、中空円柱状の筐体２１の頂面に断面円形の首状の開口部２２を設け、この開口部２２に、呼吸部材２３と補強材２４との積層体２５が上端（一端）開口部に被覆された有天筒状体（略筒状体）２６を嵌合して構成されている。そして、上記有天筒状体２６の弾性率は、筐体２１の弾性率よりも小さくなっている。なお、上記呼吸部材２３および補強材２４は、上記第１の実施の形態のものと同様の作用を有するものである。
【００２５】
上記通気筐体は、例えばつぎのようにして作製される。すなわち、まず、熱可塑性樹脂製の筒状体２７を準備する。ついで、第１の実施の形態と同様にして、呼吸部材２３と補強材２４とからなるシート状の積層体２５を熱融着等により形成する。つぎに、上記積層体２５の補強材２４を上記筒状体２７の上端開口部に当接させて積層体２５と筒状体２７とを熱融着等することにより、有天筒状体２６を形成する。そののち、上記有天筒状体２６を上記筐体２１の開口部２２に嵌合する。このようにして、上記通気筐体が作製される。
【００２６】
このような第２の実施の形態の通気筐体によっても、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００２７】
また、上記有天筒状体２６の弾性率が筐体２１の弾性率よりも小さいため、筐体２１からの有天筒状体２６の引き抜き強度が大きく、有天筒状体２６の脱落という不都合を生じ難い。ただし、引き抜き強度の多少の低下が許容される場合は、有天筒状体２６の弾性率を筐体２１の弾性率よりも大きくすることができる。なお、弾性率の小さい材料としては、ゴム系樹脂，エラストマー系樹脂等が好ましい。
【００２８】
図５および図６は、本発明の通気筐体の第３の実施の形態を示している。この実施の形態では、通気筐体は、中空円柱状の筐体３１の頂面に段部３２ａを有する円形の開口部３２を設け、この開口部３２に、呼吸部材３３と補強材３４との積層体３５が底部貫通孔（開口部）３６に被覆された略筒状体３７を熱融着して構成されている。なお、上記呼吸部材３３および補強材３４は、上記第１の実施の形態のものと同様の作用を有するものである。
【００２９】
より詳しく説明すると、上記筐体３１の開口部３２は、２段に形成されており、下側部分（筐体の内側部分）が上記略筒状体３７よりも小径の段部３２ａに形成され、上側部分（筐体の外側部分）が上記略筒状体３７と同径に形成されている。
【００３０】
上記略筒状体３７は、底部に貫通孔３６が形成された熱可塑性樹脂製の有底筒状体３８と、この有底筒状体３８の底面に熱融着させた上記積層体３５とからなり、胴部の内径が上記積層体３５と同径に形成されている。
【００３１】
上記通気筐体は、例えばつぎのようにして作製される。すなわち、まず、第１の実施の形態と同様にして、呼吸部材３３と補強材３４とからなるシート状の積層体３５を熱融着等により形成する。ついで、上記積層体３５の補強材３４を下側（上記有底筒状体の底側）にして積層体３５を有底筒状体３８の上端開口部から挿入する。つぎに、上記有底筒状体３８の底面に積層体３５の補強材３４を当接させて積層体３５と有底筒状体３８とを熱融着等することにより、略筒状体３７を形成する。つぎに、上記略筒状体３７を底部から上記筐体３１の開口部３２の上側部分に挿入して上記段部３２ａで支受する。そののち、略筒状体３７と筐体３１の開口部３２とを熱融着等する。このようにして、上記通気筐体が作製される。
【００３２】
このような第３の実施の形態の通気筐体によっても、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では、呼吸部材３，２３，３３を筐体１，２１，３１の頂面に１箇所設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、筐体１，２１，３１の他の面や内側の面に設けてもよいし、複数箇所設けてもよい。
【００３４】
また、上記各実施の形態では、呼吸部材３，２３，３３と補強材４，２４，３４とを熱融着させたが、超音波溶着でもよい。また、上記第３の実施の形態における略筒状体３７と筐体３１との熱融着も超音波溶着で行なってもよい。
【００３５】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３６】
【実施例１】
実施例１品は、図１および図２に示す通気筐体である。そこで、筐体１を、テイジン社製ＣＧ７６４０（ポリブチレンテレフタレート樹脂：融点２２５℃）を用いて射出成形により作製した。得られた筐体１の開口部２の内径は６ｍｍであった。また、呼吸部材３として、日東電工社製ミクロテックスＮＴＦ１１３１（ポリテトラフルオロエチレン樹脂製の多孔質膜：融点３２７℃）を準備し、撥水処理および撥油処理を施した。すなわち、まず、アルキルメタクリレート４０モル％とパーフルオロアルキルメタクリレート６０モル％とからなるコポリマー、およびトルエン１００重量部にｎ−ヘプタン３９重量部と酢酸メチル３．５重量部とを均一に混合した溶媒を準備した。ついで、この溶媒に上記コポリマーを溶解し、固形分５重量％の撥水撥油剤溶液を作製した。つぎに、この撥水撥油剤溶液を上記呼吸部材３に塗布し、８０℃で１０分間乾燥したのち、１８０℃で３分間キュアーした。このようにして呼吸部材３に撥水処理および撥油処理を施した。そして、得られた呼吸部材３の厚みは０．０８５ｍｍ，外径は１０ｍｍであった。また、補強材４として、厚み０．１５ｍｍの東レ社製アクスターＧ−２０７０−１Ｓ（不織布：表層融点２６０℃）を準備し、その片面に文字を印刷した。そして、上記呼吸部材３と補強材４とを、温度２６０℃，圧力４．９×１０⁵Ｐａで１０秒間圧着して熱融着し、呼吸部材３と補強材４との積層体５を得た。つづいて、上記筐体１の開口部２を被覆するように、上記積層体５の補強材４を筐体１に当接させ、温度２６０℃，圧力４．９×１０⁵Ｐａで３０秒間圧着して熱融着し、図１および図２に示す通気筐体を得た。
【００３７】
このようにして得られた通気筐体について、耐水圧試験，防塵性試験および加熱・冷却試験を下記の方法に従って行なった。その結果、水の浸入，塵埃の侵入および通気筐体の破損はなかった。
【００３８】
〔耐水圧試験〕
通気筐体を水の入った加圧容器中に入れ、水により９．８×１０⁴Ｐａの圧力を１０分間かけたのち、常圧に戻し、加圧容器から取り出す。そして、通気筐体内への水の浸入を目視にて確認する。
【００３９】
〔防塵性試験〕
１０リットルの容器中に試験用ダスト８号（関東ローム社製）２００ｇと通気筐体とを入れ、上記１０リットルの容器を１０回転／分の速度で１０分間回転させたのち、上記１０リットルの容器から通気筐体を取り出す。そして、通気筐体内へのダストの侵入を目視にて確認する。
【００４０】
〔加熱・冷却試験〕
通気筐体を、２５℃雰囲気中に２４時間放置したのち、１０５℃の乾燥機中に３０分間放置し、つづいて０℃の冷却機中に３０分間放置するという１サイクルの操作を２４サイクル行なったのち、通気筐体の破損および亀裂を目視にて確認する。
【００４１】
【実施例２】
実施例２品は、図３および図４に示す通気筐体である。そこで、筐体２１を、住友化学工業社製ＡＷ５６４（ポリプロピレン樹脂：曲げ弾性率１．３５×１０⁹Ｎ／ｍ²）を用いて射出成形により作製した。得られた筐体２１の開口部２２の首部の外径は８ｍｍ、内径は６ｍｍ、高さは１５ｍｍであった。また、呼吸部材２３および補強材２４は、実施例１と同様のものであり、実施例１と同様にして呼吸部材２３と補強材２４との積層体２５を得た。また、筒状体２７を、三井化学社製ミラストマー６０３０（熱可塑性エラストマー：曲げ弾性率４．４１×１０⁸Ｎ／ｍ²）を用いて射出成形により作製した。得られた筒状体２７の外径は１２ｍｍ、内径は７．５ｍｍ、高さは１２ｍｍであった。そして、上記筒状体２７の上端開口部に積層体２５の補強材２４を当接させ、呼吸部材２３側から温度１５０℃，圧力４．９×１０⁵Ｐａで１０秒間圧着して熱融着し、有天筒状体２６を得た。つづいて、上記有天筒状体２６を底部から上記筐体２１の開口部２２の首部に嵌合させ、図３および図４に示す通気筐体を得た。
【００４２】
このようにして得られた通気筐体について、実施例１と同様にして、耐水圧試験，防塵性試験および加熱・冷却試験を行なった。その結果、水の浸入，塵埃の侵入および通気筐体の破損はなかった。
【００４３】
【実施例３】
実施例３品は、図５および図６に示す通気筐体である。そこで、筐体３１を、住友化学工業社製ＡＷ５６４（ポリプロピレン樹脂：曲げ弾性率１．３５×１０⁹Ｎ／ｍ²：融点１７０℃）を用いて射出成形により作製した。得られた筐体３１の開口部３２の内径は、上側部分が１４ｍｍ、下側部分が６ｍｍであった。また、呼吸部材３３および補強材３４は、実施例１と同様のものであり、実施例１と同様にして呼吸部材３３と補強材３４との積層体３５を得た。また、底部に貫通孔３６が形成された有底筒状体３８を、上記筐体３１と同様の材料を用いて射出成形により作製した。得られた有底筒状体３８の高さは５ｍｍ，胴部の内径は８ｍｍ、底部貫通孔３６の内径は５ｍｍであった。そして、上記積層体３５の補強材３４を下側（上記有底筒状体の底側）にして積層体３５を有底筒状体３８の上端開口部から挿入する。つぎに、上記有底筒状体３８の底面に積層体３５の補強材３４を当接させ、呼吸部材３３側から温度１６０℃，圧力４．９×１０⁵Ｐａで１０秒間圧着して熱融着し、略筒状体３７を得た。つづいて、上記略筒状体３７を底部から上記筐体３１の開口部３２の上側部分に挿入したのち、温度１７０℃，圧力４．９×１０⁵Ｐａで１０秒間圧着して熱融着し、図５および図６に示す通気筐体を得た。
【００４４】
このようにして得られた通気筐体について、実施例１と同様にして、耐水圧試験，防塵性試験および加熱・冷却試験を行なった。その結果、水の浸入，塵埃の侵入および通気筐体の破損はなかった。
【００４５】
【比較例１】
比較例１品は、図７に示す機器筐体５１である。そこで、その機器筐体５１を、テイジン社製ＣＧ７６４０（ポリブチレンテレフタレート樹脂：融点２２５℃）を用いて射出成形により作製した。
【００４６】
このようにして得られた機器筐体５１について、実施例１と同様にして、耐水圧試験，防塵性試験および加熱・冷却試験を行なった。その結果、水の浸入，塵埃の侵入はなかったが、機器筐体５１の破損が確認された。
【００４７】
【比較例２】
比較例２品は、図８に示す機器筐体である。そこで、その筐体６１を、テイジン社製ＣＧ７６４０（ポリブチレンテレフタレート樹脂）を用いて射出成形により作製した。得られた筐体６１の開口部６２の内径は６ｍｍ、外径は８ｍｍ、高さは１５ｍｍであった。また、通気キャップ６３を、三井化学社製ミラストマー６０３０（熱可塑性エラストマー）を用いて射出成形により作製した。得られた通気キャップ６３の内径は７．５ｍｍ、外径は９ｍｍ、高さＨは３０ｍｍ、長さＬは４０ｍｍであった。
【００４８】
このようにして得られた機器筐体について、実施例１と同様にして、耐水圧試験，防塵性試験および加熱・冷却試験を行なった。その結果、水の浸入，塵埃の侵入が確認されたが、機器筐体の破損はなかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の通気筐体によれば、筐体の周壁に開口部が設けられ、この開口部に、呼吸部材が開口部を被覆した状態で取り付けられているため、通気筐体がコンパクトになるとともに、通気筐体の防塵性，防水性および防油性を容易に高めることができる。したがって、通気筐体の低価格化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通気筐体の第１の実施の形態を示す説明図である。
【図２】上記通気筐体を示す説明図である。
【図３】本発明の通気筐体の第２の実施の形態を示す説明図である。
【図４】上記通気筐体を示す説明図である。
【図５】本発明の通気筐体の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図６】上記通気筐体を示す説明図である。
【図７】従来の機器筐体を示す説明図である。
【図８】従来の他の機器筐体を示す説明図である。
【符号の説明】
１筐体
２開口部
３呼吸部材

Claims

筐体の周壁に開口部が設けられ、この開口部に、呼吸部材と補強材とが、開口部を被覆した状態で取り付けられている通気筐体であって、上記補強材の周縁部が上記開口部の周囲部に熱融着または超音波溶着され、この状態の補強材に、上記呼吸部材が、その補強材を介して、上記開口部を被覆した状態で積層され、上記補強材に部分的な接着または融着により一体化しており、上記呼吸部材の表面全体が、筐体の外部の大気中に露出していることを特徴とする通気筐体。
呼吸部材の少なくとも一部が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂製多孔体およびポリオレフィン樹脂製多孔体のいずれかからなっている請求項１記載の通気筐体。
多孔体の気孔率が、５０〜９９％の範囲である請求項２記載の通気筐体。
呼吸部材に撥水処理および撥油処理の少なくとも一方を施こしている請求項１〜３のいずれか一項に記載の通気筐体。
それ自体の開口部を補強材を介して呼吸部材で被覆した略筒状体が筐体の開口部に取り付けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の通気筐体。
さらに呼吸部材の側面部が、筐体の外部の大気中に露出している請求項１〜５のいずれか一項に記載の通気筐体。