JP4913239B2 - 通気部材とこれを用いた通気筐体 - Google Patents

Description

本発明は、電装部品（代表的には、車両用電装部品）などの筐体に固定され、筐体の内部と外部との通気を確保するとともに、筐体の内部への異物の侵入を抑制する通気部材と、上記通気部材が固定された通気筐体とに関する。

従来、ランプ、圧力センサー、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）などの車両用電装部品や、携帯電話、カメラなどの電気製品の筐体に、筐体の内部と外部との通気を確保するとともに、筐体の内部への異物の侵入を抑制する通気部材が取り付けられている。このような通気部材を筐体に取り付けることによって、筐体の内部への水や塵芥などの侵入を防ぎながら、温度変化に伴う筐体内部の圧力変動を緩和したり、筐体の内部と外部との間で音を伝達したり、筐体の内部で発生したガスを外部に放出したりできる。

こ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に開示されている通気部材１０１は、図１４に示すように、端面に通気膜１０２が配置された筒状の支持体１０３と、通気膜１０２を覆うように支持体１０３に嵌装された有底の保護カバー１０４とを備えている。通気部材１０１は、筐体１０５の開口部１０６を覆うように筐体１０５に固定されており、通気膜１０２を気体が透過することにより、筐体１０５内外の通気が確保されている。保護カバー１０４は、異物の接触などによる通気膜１０２の破損を防止するために配置されている。

特開２００１−１４３５２４号公報

しかし、従来の通気部材１０１では、通気膜１０２を介して、筐体１０５内外の気体同士が常に連通しているため、筐体１０５外部の水蒸気が筐体１０５内部に侵入し、筐体１０５の内面に水滴が生じる（筐体１０５の内面が曇る）ことがある。例えば、筐体が車両用電装部品の１種であるランプの場合、水滴（曇り）は、ランプから照射される光の光度を低下させる要因となる。このような曇りは、気温が低く、筐体外部の湿度が高い時（例えば、冬季の雨天時や降雪時）に、ランプを消灯することにより発生しやすいが、車両の安全性を向上させる観点からは、曇りが生じるまでの時間を長くできる通気部材が望まれる。また、曇った場合においても、ランプ点灯後などに、速やかに曇りを解消できる通気部材が望まれる。その他の筐体に用いる通気部材においても同様の特性が望まれている。

通気部材が備える通気膜の通気面積を小さくして、単位時間あたりに筐体内部へ侵入する水蒸気の量を低減させることにより、水滴の生成（曇りの発生）を遅らせることが可能であるが、この方法では、単位時間あたりに筐体外部へ放出される水蒸気の量も同時に低下するため、一度生成した水滴が消失する（曇りが解消する）までに長い時間を要する。また、曇りが発生した状態で、ランプなど、通電時に筐体内部が加熱される電装部品に通電すると、水滴が加熱されて水蒸気が発生するが、通気膜の通気面積が小さい通気部材では、生じた水蒸気を筐体外部へ放出するのに時間を要する。

そこで本発明は、従来にない構成を有する通気部材とすることによって、筐体内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間を短くできる通気部材と、上記通気部材を用いた通気筐体とを提供することを目的とする。

本発明の通気部材は、筐体の開口部に固定された状態で、前記開口部を通過する気体が透過する通気膜と、前記通気膜を支持する支持体と、前記通気膜の一部の領域における前記気体の透過に対する障害となるように配置された一方向弁とを備え、前記一方向弁の一部が、前記通気膜および前記支持体から選ばれる少なくとも１つに固定され、前記一方向弁が、前記通気膜の一部を被覆するように前記通気膜の表面に接して配置された膜状の弁であり、前記膜状の弁の端部の少なくとも一部が、前記通気膜を所定の一方向に透過する気体の圧力によって、前記表面から前記一方向に離間可能であり、前記離間に伴う、前記端部の当該少なくとも一部の変形が可逆的であり、前記端部の当該少なくとも一部が、前記表面から前記一方向に離間したときに、前記膜状の弁による前記気体の透過に対する障害が緩和され、前記通気膜が、フッ素樹脂の多孔膜および／またはポリオレフィンの多孔膜を含むことを特徴としている。

本発明の通気筐体は、上記本発明の通気部材が、筐体の開口部に固定されており、前記通気部材が備える膜状の弁の端部の少なくとも一部が通気膜の表面から離間する方向が、前記筐体の内部から外部へ気体が通過する方向であることを特徴としている。

本発明によれば、通気膜の一部の領域における気体の透過の障害となる一方向弁を用いて、筐体の内部から外部へ気体が移動する速度と、筐体の外部から内部へ気体が移動する速度とを制御することにより、筐体内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間を短くできる。

本発明の通気部材の一例を模式的に示す断面図である。 図１Ａに示す通気部材の平面図である。 図１Ａおよび図１Ｂに示す通気部材における一方向弁の動作を説明するための模式図である。 本発明の通気部材の別の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の通気部材のまた別の一例を模式的に示す断面図である。 図４Ａに示す通気部材の平面図である。 本発明の通気部材のさらにまた別の一例を示す模式図である。 本発明の通気部材の上記とは別の一例を模式的に示す断面図である。 図６Ａに示す通気部材における弁が開いた状態を示す平面図である。 本発明の通気部材の上記とはまた別の一例を模式的に示す断面図である。 図７Ａに示す通気部材の平面図である。 本発明の通気部材の上記とはさらにまた別の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の通気部材の上記とはさらにまた別の一例を模式的に示す断面図である。 図９Ａに示す通気部材の平面図である。 本発明の通気部材の上記とはさらにまた別の一例を模式的に示す断面図である。 図１０Ａに示す通気部材の平面図である。 本発明の通気部材の筐体への固定方法の一例を説明するための模式断面図である。 本発明の通気部材の筐体への固定方法の別の一例を説明するための模式断面図である。 本発明の通気部材の上記とはさらにまた別の一例を模式的に示す断面図である。 従来の通気部材の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、同一の部材に同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

本発明の通気部材について説明する。

図１Ａおよび図１Ｂに示す通気部材１は、通気膜２と、通気膜２を支持する支持体３とを備えている。支持体３は、筐体５１の開口部５２の中に挿入され、固定されている。通気部材１は、一方向弁として、通気膜２の一部を被覆するように通気膜２の表面に接して配置された膜状の弁４を備えている。通気膜２は、その外周端において、支持体３によって支持されており、膜状の弁４は、膜状の弁４における支持体３に接する外周端において、支持体３に固定されている。通気部材１は、通気膜２に対して膜状の弁４が筐体５１の外部側に位置するように、筐体５１に固定されており、膜状の弁４の内周端（図１Ａおよび図１Ｂに示す端部Ｂ）は、筐体５１の内部から外部へ向かう方向に通気膜２を透過する気体の圧力Ｐ_Aによって、上記方向へ、通気膜２の表面から離間できる。なお、図１Ｂは、図１Ａに示す通気部材１をその上面から（即ち、図１Ａにおける矢印Ａの方向へ）見た図である。以降の図４Ａおよび図４Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂ、図９Ａおよび図９Ｂ、ならびに、図１０Ａおよび図１０Ｂの関係においても同様である。

通気部材１では、膜状の弁４は、通気膜２の領域αにおける気体の透過に対する障害となっている。ここで、圧力Ｐ_Aがある程度の値以上になると（即ち、圧力Ｐ_Aが閾値Ｐ_T以上になると）、図２に示すように、膜状の弁４は、その内周端（端部Ｂ）が通気膜２の表面から離間することにより、筐体５１の内部から外部へ気体が通気膜２を透過する方向に開く。膜状の弁４が開くと、領域αにおける上記障害が緩和される。膜状の弁４の端部Ｂの変形は可逆的であり、圧力Ｐ_Aが低減するか、筐体５１の外部から内部へ向かう方向に通気膜２を透過する気体の圧力Ｐ_Bが膜状の弁４に加わることにより、膜状の弁４は、図１Ａに示す状態に復帰する（膜状の弁４が閉じる）。

このような構成とすることにより、筐体５１の外部から内部へ気体が導入される速さ（気体導入速度）を小さくしながらも、筐体５１の内部から外部へ気体が放出される速さ（気体放出速度）を大きくすることができる。このため、筐体５１内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体５１内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間を短くできる通気部材とすることができる。また、筐体５１内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体５１内部の過度の圧力上昇を抑制できる通気部材とすることができる。

通気部材１における膜状の弁４の構造および構成は、
・通気膜２および支持体３から選ばれる少なくとも１つに、膜状の弁４の一部が固定されており、
・通気膜２を所定の一方向に透過する気体の圧力Ｐ_Aによって、膜状の弁４の端部の少なくとも一部が、通気膜２の表面から上記一方向へ離間可能であり、
・上記圧力Ｐ_Aが低減するか、あるいは、通気膜２を上記一方向とは逆の方向に透過する気体の圧力Ｐ_Bにより、膜状の弁４が離間前の状態に復帰できる（即ち、上記離間に伴う膜状の弁４の変形が可逆的である）限り、その形状を含めて特に限定されない。

例えば、図３に示す通気部材１における膜状の弁４は、図１Ａおよび図１Ｂに示す例と同様に、支持体３に接する外周端において支持体３に固定されており、その内周端（図３に示す端部Ｃ）が圧力Ｐ_Aにより通気膜２の表面から離間可能である。

図４Ａおよび図４Ｂに示す通気部材１における膜状の弁４は矩形状であり、支持体３に接する外周端の一部（図４Ａおよび図４Ｂに示す端部Ｄ）において支持体３に固定されている。膜状の弁４の外周端における支持体３に固定されていない部分（図４Ａおよび図４Ｂに示す端部Ｅ）が、圧力Ｐ_Aにより通気膜２の表面から離間可能である。

図５に示す通気部材１における膜状の弁４はディスク状であり、ピンなどの固定部材２１によって通気膜２に固定されている。膜状の弁４の外周端（図５に示す端部Ｆ）が、圧力Ｐ_Aにより通気膜２の表面から離間可能である。

図１Ａ、図１Ｂおよび図３に示す通気部材１は、膜状の弁４に囲まれた開口部が通気膜２の表面に形成されるように、膜状の弁４が配置された通気部材１である、ともいえる。このような開口部が形成された通気部材１は、膜状の弁４の面積を大きくできるため、気体導入速度に対する気体放出速度の比Ａ（比Ａ＝気体放出速度／気体導入速度）をより大きくすることができる。また、膜状の弁４の外周端において支持体３に固定できるため、膜状の弁４の耐久性を向上できる。

膜状の弁４が通気膜２の表面から離間する圧力Ｐ_Aの閾値Ｐ_Tは、膜状の弁４の厚さ、面積、形状および／または固定方法などを調整または選択することにより、制御できる。膜状の弁４が離間前の状態に復帰するＰ_AまたはＰ_Bの値についても同様である。膜状の弁４の厚さは、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲であり、２μｍ〜５０μｍの範囲が好ましい。これらの範囲であれば、膜状の弁４の動作性を良好に保つことができる。なお、閾値Ｐ_Tは特定の一点だけではなく、所定の幅を有する値であってもよい。

膜状の弁４を、通気膜２および支持体３から選ばれる少なくとも１つに固定する方法は特に限定されず、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着などの手法を用いて固定すればよい。図５に示すように、固定部材２１を用いて固定することもできる。膜状の弁４は、通気膜２および／または支持体３に直接固定されていてもよいし、他の部材を介して固定されていてもよい。膜状の弁４の耐久性に優れることから、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、その外周端における支持体３に接する部分において、通気膜２および／または支持体３に固定されていることが好ましい。

膜状の弁４は、実質的に気体を透過しない（気体非透過性の）弁であってもよいし、膜状の弁４における通気膜２に接する領域Ａが気体透過性を有する弁であってもよい。ただし、領域Ａが気体透過性を有する場合、膜状の弁４が通気膜２の領域αにおける気体の透過に対する障害となるためには、領域Ａの通気度が通気膜２の通気度よりも小さい必要がある。気体導入速度に対する気体放出速度の比Ａをより大きくするためには、膜状の弁４が気体非透過性の弁であることが好ましい。

なお、本明細書における通気度とは、「気体透過性を有する膜の両面に所定の差圧を印加したときに、上記膜の単位面積および単位時間あたりに、上記膜を透過する気体の体積」により示される量のことである。同様の通気度は、「上記膜を所定の面速で気体が透過する際に生じる圧力損失」により示すこともできる。これらの通気度は、JIS L 1096(1999)の規定に基づくフラジール通気度の測定方法を応用して測定できる。

膜状の弁４が気体非透過性の弁である場合、膜状の弁４が開いているときの通気膜２の通気面積Ｘ（図１Ａに示す例では、通気膜２の領域α＋βを反映した面積）を、膜状の弁４が閉じているときの通気面積Ｙ（図１Ａに示す例では、通気膜２の領域βを反映した面積：通気膜２の表面における開口部１３の面積ともいえる）よりも大きくできる。即ち、膜状の弁４が気体非透過性の弁である場合、通気部材１は、筐体５１の内部から外部へ気体が移動する際の通気膜２の通気面積と、筐体５１の外部から内部へ気体が移動する際の通気膜２の通気面積とを制御することにより、筐体内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間を短くできる通気部材であるともいえる。

通気面積Ｙに対する通気面積Ｘの比Ｂ（比Ｂ＝通気面積Ｘ／通気面積Ｙ）は特に限定されないが、曇りが生じるまでの時間と、生じた曇りを解消するまでの時間とのバランスを良好に保つ観点から、上記比Ｂは、３以上が好ましく、５以上がより好ましい。上記比Ｂの上限は特に限定されないが、例えば、３０程度の値である。

膜状の弁４の材料には、樹脂や金属を用いればよい。樹脂としては、例えば、ポリエチレンなどのポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル類、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂類、ポリイミド、ポリアミドなどを用いればよく、金属としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレスなどを用いればよい。

気体非透過性の弁とするためには、例えば、上記材料を膜状とし、所定の形状に加工して用いればよい。

上記領域Ａが気体透過性を有する弁とするためには、例えば、上記材料の織布、不織布、ネット、多孔質体および発泡体など、無数の空孔が形成された膜を形成し、所定の形状に加工して用いればよい。この場合、上記領域Ａの通気度は、その平均孔径および／または空孔率を調整することにより制御できる。また、上記材料を、１つまたは複数の貫通孔が形成された膜とし、所定の形状に加工して用いてもよい。この場合、上記領域Ａの通気度は、領域Ａの面積に対する貫通孔の開口部の面積の割合を調整することにより制御できる。

膜状の弁４が気体非透過性の弁である場合、通気膜２の通気面積Ｘは特に限定されないが、筐体５１内部の曇りをより速やかに解消させ、筐体５１内部における過度の圧力上昇を抑制する観点からは、例えば、１０ｍｍ²〜３０００ｍｍ²の範囲であればよい。通気膜２の通気面積Ｙも特に限定されないが、筐体５１内部に曇りが発生するまでの時間をより長くする観点からは、例えば、０．５ｍｍ²〜１０００ｍｍ²の範囲であればよい。

通気膜２の材料や構造は、必要な気体透過量が確保できる限り特に限定されず、例えば、織布や不織布、ネット、多孔質体、発泡体を含む通気膜とすればよい。なかでも、撥水性（防水性）や耐熱性、耐薬品性などの観点から、フッ素樹脂の多孔質体および／またはポリオレフィンの多孔質体を含む通気膜が好ましい。フッ素樹脂としては、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−パーフルオロアルキルビニル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などを用いればよい。なかでも、小さい通気面積で通気性が維持でき、筐体５１内部への水や塵芥などの異物の侵入を抑制する機能が高いＰＴＦＥ多孔質体を用いることが好ましい。ポリオレフィンとしては、超高分子量ポリエチレンなどを用いればよい。

通気膜２に、フッ素樹脂の多孔質体および／またはポリオレフィン樹脂の多孔質体を用いる場合、防水性の観点から、多孔質体の平均孔径が０．０１μｍ〜１０μｍ程度の範囲であることが好ましい。このような多孔質体は、延伸法や抽出法など、一般的な多孔質体形成法によって得ることができる。通気膜２の厚さは、通常、１μｍ〜３００μｍの範囲であり、２μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。

通気膜２の通気度は特に限定されないが、排気時に、筐体５１内部の曇りをより速やかに解消させ、筐体５１内部における過度の圧力上昇を抑制する観点からは、通気膜２を気体が面速５．３ｃｍ／ｓｅｃで透過する際の圧力損失にして、例えば、１Ｐａ〜１０００Ｐａの範囲であればよく、５Ｐａ〜５００Ｐａの範囲が好ましい。液体の水が通気膜２に接触する可能性がある場合には、通気膜２の防水性を示す指標である耐水圧（通気膜２を液体の水が透過する圧力）が、２ｋＰａ〜１０００ｋＰａの範囲であることが好ましく、３ｋＰａ〜５００ｋＰａの範囲であることがより好ましい。

通気膜２は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、その外周端が支持体３により支持されていることが好ましい。膜状の弁４の支持体３および／または通気膜２への固定がより容易となる。

本発明の通気部材１が備える通気膜２の層数は一層に限られず、任意に設定すればよい。

本発明の通気部材１では、通気膜２に補強層が積層されていてもよく、補強層の積層によって通気膜２の強度を向上でき、その効果は、通気膜２の厚さが小さいときほど大きくなる。通気膜２に積層する補強層の層数は、任意に設定すればよい。

補強層の材料や構造などは特に限定されないが、通気膜よりも通気性に優れることが好ましい。補強層には、例えば、樹脂や金属などからなる、織布、不織布、メッシュ、ネット、スポンジ、フォーム、発泡体、多孔質体などを用いればよい。樹脂としては、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ＰＥＴやＰＢＴなどのポリエステル類、ポリアミド、芳香族ポリアミド、アクリル、ポリイミド、および、これらの複合材料を用いればよい。

補強層の厚さは、通常、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲であり、所定の形状への加工性をより良好にする観点からは、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲が好ましい。補強層の通気度は、補強層を気体が面速５．３ｃｍ／ｓｅｃで透過する際の圧力損失にして、例えば、０．５Ｐａ〜１５０Ｐａの範囲であればよく、０．５Ｐａ〜７０Ｐａの範囲が好ましい。

補強層は、通気膜２と接合されていてもよく、接合は、接着剤ラミネート、熱ラミネート、加熱溶着、超音波溶着などの手法により行えばよい。

通気膜２に、撥水処理、撥油処理などの撥液処理がなされていてもよい。撥液処理は、例えば、表面張力の小さい物質を通気膜に塗布し、乾燥させた後にキュアすることにより行えばよい。撥液処理に用いる撥液剤には、例えば、パーフルオロアルキル基を有する高分子材料を含む溶液を用いればよい。通気膜への撥液剤の塗布は、一般的な手法である含浸法やスプレー法を用いればよい。

支持体３の材料には、成型性の観点から、熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、例えば、オレフィン系、スチレン系、ウレタン系、エステル系、アミド系、塩ビ系などの各種の熱可塑性エラストマー、または、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアクリル、ポリフェニレンサルフィドなどの各種の熱可塑性樹脂、あるいは、これらの複合材を用いればよい。

支持体３によって支持される各部材は、例えば、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着などの手法を用いて、支持体３に固定すればよい。なかでも、加熱溶着または超音波溶着の手法が簡便で好ましい。補強層を積層した通気膜２を支持体３に固定する場合、補強層と通気膜２とを積層した後に、支持体３に固定することにより、通気膜２へのダメージを最小限に抑制できる。

図１Ａに示す通気部材１では、通気膜２は支持体３によって直接支持されているが、通気膜２と支持体３との間に他の部材が配置されていてもよい。この場合、通気膜２は、間に配置された部材を介して、支持体３によって支持されていることになる。

支持体３の形状は、通気部材１として用いることができる限り、特に限定されない。支持体３は、例えば、射出成型や押出成型などの一般的な成型手法を用いて形成できる。

図６Ａおよび図６Ｂに、本発明の通気部材１の上記とは別の一例を示す。図６Ａおよび図６Ｂに示す通気部材１は、通気膜２と、通気膜２を支持する支持体３とを備えている。支持体３は筐体５１の開口部５２の中に挿入され、固定されている。一方向弁８は、その端部の一部（図６Ａに示す端部Ｇおよび端部Ｇ’）が通気膜２に対して離間した状態にあるように、支持層９を介して通気膜２に固定されており、端部Ｇおよび端部Ｇ’は互いに当接している。換言すれば、一方向弁８は、通気膜２に対して離間した状態にある端部として、互いに当接した一対の端部を有しているといえる。通気部材１は、一方向弁８における支持層９に接する部分に対して、その端部ＧおよびＧ’が筐体５１の外部側に位置するように筐体５１に固定されており、端部ＧおよびＧ’は、筐体５１の内部から外部へ向かう方向に通気膜２を透過する気体の圧力Ｐ_Aによって、上記方向へ変形可能である。図６Ａに示す一方向弁８では、上記変形によって、スリット状の開口部１３が形成される（図６Ｂ参照：図６Ｂでは、説明を分かりやすくするために、開口部１３が形成された状態を示す）。

図６Ａおよび図６Ｂに示す通気部材１では、一方向弁８は、通気膜２の領域αにおける気体の透過の障害となっている。ここで圧力Ｐ_Aが閾値Ｐ_T以上になると、スリット状の開口部１３が形成されることにより、筐体５１の内部から外部へ気体が通気膜２を透過する方向に一方向弁８が開く。一方向弁８が開くと、領域αにおける上記障害が緩和される。一方向弁８の端部ＧおよびＧ’の変形は可逆的であり、圧力Ｐ_Aが低減するか、筐体５１の外部から内部へ向かう方向に通気膜２を透過する気体の圧力Ｐ_Bが一方向弁８に加わることにより、一方向弁は図６Ａに示す状態に復帰する（一方向弁８が閉じる）。

即ち、このような構成とすることによっても、図１Ａおよび図１Ｂに示す通気部材１と同様の効果を得ることができる。

通気部材１における一方向弁８の構造および構成は、
・通気膜２および支持体３から選ばれる少なくとも１つに、一方向弁８の一部が固定されており、
・通気膜２を所定の一方向に透過する気体の圧力Ｐ_Aによって、通気膜２から離間した状態にある端部が上記一方向へ変形可能であり、
・上記圧力Ｐ_Aが低減するか、あるいは、通気膜２を上記一方向とは逆の方向に透過する気体の圧力Ｐ_Bにより、一方向弁８が離間前の状態に復帰できる（即ち、一方向弁８の変形が可逆的である）限り、その形状を含めて特に限定されない。

例えば、通気膜２に対して離間した状態にあるように配置され、上記圧力Ｐ_Aによって所定の一方向に変形可能である端部を１つだけ有する一方向弁８であってもよいし、２以上の当該端部を有しているが、当該端部が互いに離間した状態にある一方向弁８であってもよい。一方向弁８が互いに当接した状態にある２以上の当該端部を有する場合、一方向弁８の動作性に優れることから、図６Ａに示すように、一対の当該端部を有する一方向弁８であることが好ましい。

一方向弁８は、弾性体からなることが好ましい。このような弁は、様々な弁形状への加工が容易であり、閾値Ｐ_Tの値の設定が容易であるなどの利点を有している。また、弾性体からなる一方向弁８では、その形状を調整することにより、定常状態時に力を加えることなく一方向弁８を閉じた状態に保持できるため、定常状態時における筐体５１内部への水蒸気の侵入を抑制できる。弾性体としては、例えば、ゴム、エラストマー、熱可塑性樹脂などを用いればよい。

図６Ａおよび図６Ｂに示す通気部材１では、一方向弁８が開いているときの通気膜２の通気面積Ｘ（図６Ａに示す通気膜２の領域α＋βを反映した面積）を、一方向弁８が閉じているときの通気面積Ｙ（図６Ａに示す通気膜２の領域βを反映した面積）よりも大きくできる。即ち、図６Ａおよび図６Ｂに示す通気部材１は、筐体５１の内部から外部へ気体が移動する際の通気膜２の通気面積と、筐体５１の外部から内部へ気体が移動する際の通気膜２の通気面積とを制御することにより、筐体内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間を短くできる通気部材であるともいえる。

通気面積Ｙに対する通気面積Ｘの比Ｂは、図６Ａおよび図６Ｂに示す通気部材１の説明において上述した値と同様であればよい。

一方向弁８が変形する閾値Ｐ_Tは、一方向弁８の材質、大きさ、および／または、形状などを調整または選択することにより、制御できる。一方向弁８が変形前の状態に復帰するＰ_AまたはＰ_Bの値についても同様である。なお、閾値Ｐ_Tは特定の一点だけではなく、所定の幅を有する値であってもよい。

一方向弁８を、通気膜２および支持体３から選ばれる少なくとも１つに固定する方法は特に限定されず、加熱溶着、超音波溶着、接着剤による接着などの手法を用いて固定すればよい。図６Ａに示すように、一方向弁８を、支持層９などの他の部材を介して固定してもよい。支持層９には、支持体３と同様の材料を用いればよく、その構造および構成は特に限定されない。

通気部材１における通気膜２および一方向弁８の層数および個数、ならびに、通気膜２と一方向弁８との位置関係は、任意に設定すればよい。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、通気膜２よりも筐体５１の外部側に一方向弁８を配置すれば、一方向弁８は、通気膜２の一部を保護する保護カバーとしての役割も担う。

本発明の通気部材１は、通気膜２よりも通気度が小さい多孔体をさらに備えており、通気膜２が、一方向弁（例えば、膜状の弁４および一方向弁８）が配置された第１の領域と、多孔体が配置された第２の領域とを有していてもよい。図７Ａおよび図７Ｂに、このような通気部材１の一例を示す。

図７Ａおよび図７Ｂに示す通気部材１は、通気膜２よりも通気度が小さく、通気膜２の表面に接して配置された多孔体５をさらに備えている。通気膜２は、膜状の弁４が配置された領域γと、多孔体５が配置された領域δとを有している。多孔体５は、複数の貫通孔６を有する膜である。多孔体５は、通気膜２の開口部に配置されているともいえる。このような構成とすることにより、多孔体５が配置されていない場合に比べて、気体導入速度をより低減できる（気体導入速度に対する気体放出速度の比Ａをより大きくできる）。

気体導入速度を低減すると、筐体内部に生じた曇りを解消できるまでの時間を保持したまま、筐体内部に曇りが生じるまでの時間をより長くすることができるが、例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、多孔体５が配置されていない通気部材１の場合、気体導入速度を低減しようとすると、膜状の弁４の内周端（端部Ｂ）長を短くする必要があり、端部Ｂが通気膜２の表面から離間することが困難になることがある。これに対して、図７Ａおよび図７Ｂに示す通気部材１では、上記内周端の長さを短くすることなく、即ち、膜状の弁４の動作性を保持したまま、気体導入速度をより低減できる。

多孔体５の構造および構成は、必要な通気度が実現できる限り特に限定されず、図７Ｂに示すように、１つまたは複数の貫通孔６が形成された多孔体５であってもよいし、織布、不織布、ネット、発泡体および多孔質体など、無数の空孔が形成された多孔体５であってもよい。多孔体５の通気度は、通気膜２の通気度に対して、例えば、１％〜１００％程度の範囲であればよく、５％〜５０％の範囲が好ましい。

多孔体５の通気度は、貫通孔６が形成された多孔体５の場合、貫通孔６の数や、多孔体５の表面の面積に対する貫通孔６の開口部の面積の割合を調整することにより制御できる。上記割合は、１％〜５０％程度であればよく、２％〜３０％の範囲が好ましい。無数の空孔が形成された多孔体５の場合、多孔体５の通気度は、その平均孔径および／または空孔率を調整することにより制御できる。

多孔体５に用いる材料は特に限定されないが、通気膜２に用いる材料と同様であってもよいし、最も簡便な例としては、粘着テープを準備し、上記テープに１つまたは複数の貫通孔６を形成して多孔体５としてもよい。多孔体５に粘着テープを用いた場合、多孔体５と通気膜２との接着性が良好であり、貫通孔６をポンチなどにより簡単に形成できるため、通気部材１の生産性に優れている。粘着テープの種類は、特に限定されず、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、フッ素樹脂などの基材に、ゴム系、アクリル系、シリコーン系などの粘着材が塗布された粘着テープであればよい。

多孔体５の形状、および、多孔体５を配置する際の膜状の弁４の形状は自由に設定することができ、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、通気膜２の表面において膜状の弁４を補完する形状を有する多孔体５であってもよいし、図８に示すように、通気膜２の主面に垂直な方向に、膜状の弁４と多孔体５とが一部積層されていてもよい（図８に示す通気部材１では、膜状の弁４の端部Ｈが通気膜２の表面から離間することにより、膜状の弁４が開く）。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、通気膜２の表面において、膜状の弁４と多孔体５との間に空隙が存在していてもよい。

本発明の通気部材１では、通気膜２における一方向弁が配置されていない領域の通気性を制限する部材として、多孔体５に代わり、あるいは、多孔体５とともに、気体を実質的に透過しない部材７がさらに配置されていてもよい（図１０Ａおよび図１０Ｂ）。部材７は、多孔体５と同様に配置されていればよいが、一方向弁（図１０Ａに示す例では、膜状の弁４）が閉じているときにも通気膜２を気体が透過できるためには、一方向弁と部材７との間に空隙が存在し、通気膜２の表面の少なくとも一部が筐体５１外部の環境に通じている必要がある。このような通気部材１では、多孔体５を配置した場合と同様の効果を得ることができる。

筐体５１の開口部５２への通気部材１の固定方法は特に限定されず、一般的な固定方法を応用すればよい。図１Ａに示すように、開口部５２に挿入して通気部材１を固定してもよいし、図１１に示すように、開口部５２を覆うように通気部材１を固定してもよい。開口部５２に挿入して通気部材１を固定する場合、開口部５２の内径よりも、支持体３の外径が若干大きいことが好ましく、開口部５２を覆うように通気部材１を固定する場合、開口部５２の外径よりも、支持体３の内径が若干小さいことが好ましい。図１２に示すように、通気部材１と筐体５１とを、接着によって固定することもできる。図１２に示す例では、筐体５１の開口部５２を覆うように、通気部材１の底面（図１２におけるＬ）と筐体５１の表面とが接着されている。

本発明の通気部材１を筐体５１に固定する際には、通気部材１が備える一方向弁（例えば、膜状の弁４および一方向弁８）の端部の少なくとも一部が変形する方向（一方向弁が開く方向）と、筐体５１の内部から外部へ気体が通過する方向とを一致させる必要がある。

本発明の通気部材１は、図１３に示すように、通気膜２を覆う有底の保護カバー１１をさらに備えていてもよい。図１３に示す保護カバー１１は、通気膜２と保護カバー１１との間に空間が存在し、外部環境から各通気膜への通気経路が確保されるように、支持体３によって支持されている。このような通気部材では、保護カバー１１によって、飛び石、塵芥、水などの外部からの異物が通気膜に接触し難くなるため、通気膜２の破損などを防止できる。

保護カバー１１の形状、および、支持体３による保護カバー１１の支持方法は特に限定されない。図１３に示す通気部材１では、支持体３に形成された凸部１２によって、保護カバー１１が支持されるとともに、外部環境と通気膜２とを結ぶ通気経路が確保されている。

本発明の通気部材１の構造および構成は、上述した例に限定されず、例えば、膜状の弁４と一方向弁８とをともに備える通気部材１であってもよいし、上述した部材以外の任意の部材を備えていてもよい。

次に、本発明の通気筐体について説明する。

本発明の通気筐体は、本発明の通気部材１が、筐体の開口部に固定されていることを特徴としている。このため、筐体内部に曇りが生じるまでの時間が長いながらも、筐体内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間が短い通気筐体とすることができる。

本発明の通気部材を固定した通気筐体の種類は、特に限定されない。例えば、ヘッドランプ、リアランプ、フォグランプ、ターンランプ、バックランプ、モーターケース、圧力センサー、圧力スイッチ、ＥＣＵなどの電装部品、携帯電話、カメラ、電気カミソリ、電動歯ブラシ、ランプなどの電気製品の筐体などが挙げられる。なかでも、通気筐体が車両用ランプなどの車両用電装部品である場合に、得られる効果が大きい。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。

本実施例では、図７Ａおよび図７Ｂ、あるいは、図９Ａおよび図９Ｂに示すような、通気膜２、気体非透過性を有する膜状の弁４および多孔体５を備える通気部材を７種類作製し、各通気部材サンプルを筐体に固定した後、筐体内部に曇りが発生するまでの時間と、発生した曇りが解消されるまでの時間とを評価した。各々のサンプル間では、膜状の弁４の形状およびサイズは一定とし、多孔体５の径と、貫通孔６の開口部の面積とを変化させることにより、膜状の弁４が開いているときの通気膜２の通気面積Ｘと、膜状の弁４が閉じているときの通気膜２の通気面積Ｙとを変化させた。

各通気部材サンプルの作製方法を示す。

まず、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部と、液状潤滑剤である流動パラフィン３０重量部とを混練して得たペーストを予備成形した後に、ペースト押出法により丸棒状に成形してＰＴＦＥ成形体を得た。次に、得られた成形体を圧延し、成形体に含まれる流動パラフィンをノルマルデカンを用いて抽出除去し、厚さ０．２ｍｍのＰＴＦＥ圧延シートを得た。次に、得られた圧延シートをその長さ方向に延伸した（延伸温度３００℃、倍率２０倍）後に、さらにその幅方向に延伸して（延伸温度１００℃、倍率３０倍）、ＰＴＦＥ多孔質体（厚さ５μｍ、耐水圧５ｋＰａ、透過気体の面速５．３ｃｍ／ｓｅｃにおける圧力損失が４０Ｐａ）を形成した。このようにして作製したＰＴＦＥ多孔質体を、直径１０ｍｍφの円形状に打ち抜き、通気膜２とした。

次に、通気膜２とは別に、膜状の弁４を以下のようにして形成した。まず、ＰＴＦＥディスパージョン（固形分６０重量％、ＰＴＦＥ平均粒径０．３μｍｍ、２３℃における表面張力３１．５ｍＮ／ｍ、粘度２５ｍＰａ・ｓｅｃ）をディッピング法によりアルミ箔に含浸させ、８０℃で３分間および３８０℃で２分間の乾燥工程を３回繰り返した後、アルミ箔から剥離し、ＰＴＦＥ膜を得た。このようにして作製したＰＴＦＥ膜を、外径１０ｍｍφ、内径５ｍｍφのドーナツ状に打ち抜き、膜状の弁４とした。

このようにして作製した通気膜２および弁４を、ＰＢＴからなる支持体３に、市販の瞬間接着剤を用いて接着し、固定した後に、通気膜２の表面に、ポンチにより複数の貫通孔６を形成した粘着テープ（基材：厚さ２５μｍのＰＥＴ、粘着材：シリコーン系粘着材（東レダウコーニングシリコーン社製、ＳＨ４２８０）を多孔体５としてさらに貼付し、図７Ａおよび図７Ｂに示すような通気部材１（サンプル１）を作製した。サンプル１における通気膜２の通気面積Ｙは０．０２ｃｍ²であり、通気面積Ｘは０．６ｃｍ²であった。

実施例サンプルであるサンプル２〜５は、サンプル１と同様に作製した。ただし、多孔体５の径と、貫通孔６の開口部の面積を変化させることにより、通気膜２の通気面積Ｘおよび／または通気面積Ｙを変化させた（以下の表１参照）。

比較例であるサンプルＡは、通気膜２および膜状の弁４を支持体３に固定した後に、膜状の弁４全体を通気膜２にさらに接着した以外は、サンプル１と同様にして作製した。サンプルＡでは、弁４が通気膜２から離れることができないため、サンプルＡにおける通気膜２の通気面積は常に０．０２ｃｍ²となる。

別の比較例であるサンプルＢは、膜状の弁４および多孔体５を配置することなく、上記のようにして作製した通気膜２のみを支持体３に固定して作製した。サンプルＢにおける通気膜２の通気面積は、常に０．６ｃｍ²となる。

このように作製した実施例サンプル１〜５および比較例サンプルＡ〜Ｂを筐体に固定し、筐体内部に曇りが発生するまでの時間と、発生した曇りが解消されるまでの時間とを評価した。以下に各時間の評価方法を示す。

まず、筐体として、アクリルからなる立方体状の透明容器（一辺１５ｃｍ）を準備し、準備した筐体に、直径１０ｍｍφの開口部を一つ設けた。その後、この筐体を、４０℃の乾燥槽内で２４時間保持し、筐体内部を完全に乾燥させた。次に、筐体を乾燥雰囲気下に保持したまま、上記のようにして作製した各通気部材サンプルを、両面テープを用い、図１１に示すように筐体の開口部に接着、固定した。

次に、通気部材を固定した筐体を、温度２５℃、相対湿度（ＲＨ）６５％の恒温恒湿槽に収容した。収容後、３時間、６時間および１２時間のタイミングで恒温恒湿槽から取り出し、筐体における通気部材を固定した面とは反対側の面を、５℃に保持した水槽に５分間水没させて、筐体内部に曇りが生じるかどうかを確認した。内部に曇りが発生した筐体については、その後、温度４０℃、相対湿度（ＲＨ）６５％の雰囲気下に置き、筐体内部の曇りが解消されるまでの時間を測定した。

評価結果を以下の表１に示す。

表１に示すように、サンプル１〜５では、サンプルＡおよびＢに比べて、筐体内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体内部に生じた曇りを解消するまでの時間を短くすることができた。

本発明によれば、筐体内部に曇りが生じるまでの時間を長く保ちながらも、筐体内部が曇った場合に、生じた曇りを解消するまでの時間を短くできる通気部材と、それを用いた通気筐体とを提供できる。

本発明の通気部材は、様々な筐体に、特に限定なく用いることができる。本発明の通気部材を用いた通気筐体として、例えば、ヘッドランプ、リアランプ、フォグランプ、ターンランプ、バックランプなどの車両用ランプ：モーターケース、圧力センサー、圧力スイッチ、ＥＣＵなどの車両用電装部品：携帯電話、カメラ、電気カミソリ、電動歯ブラシ、屋内用ランプ、屋外用ランプなどの電気製品などが挙げられる。

１ 通気部材
２ 通気膜
３ 支持体
４ 膜状の弁
５ 多孔体
６ 貫通孔
７ （気体を実質的に透過しない）部材
８ 一方向弁
９ 支持層
１１ 保護カバー
１２ 凸部
１３ 開口部
２１ 固定部材
１０１ 通気部材
１０２ 通気膜
１０３ 支持体
１０４ 保護カバー
１０５ 筐体
１０６ 開口部

Claims (8)

1. 筐体の開口部に固定された状態で、前記開口部を通過する気体が透過する通気膜と、
   前記通気膜を支持する支持体と、
   前記通気膜の一部の領域における前記気体の透過に対する障害となるように配置された一方向弁とを備え、
   前記一方向弁の一部が、前記通気膜および前記支持体から選ばれる少なくとも１つに固定され、
   前記一方向弁が、前記通気膜の一部を被覆するように前記通気膜の表面に接して配置された膜状の弁であり、
   前記膜状の弁の端部の少なくとも一部が、前記通気膜を所定の一方向に透過する気体の圧力によって、前記表面から前記一方向に離間可能であり、
   前記離間に伴う、前記端部の当該少なくとも一部の変形が可逆的であり、
   前記端部の当該少なくとも一部が、前記表面から前記一方向に離間したときに、前記膜状の弁による前記気体の透過に対する障害が緩和され、
   前記通気膜が、フッ素樹脂の多孔膜および／またはポリオレフィンの多孔膜を含むことを特徴とする通気部材。
2. 前記通気膜は、前記通気膜の外周端において、前記支持体に支持され、
   前記膜状の弁は、前記膜状の弁における前記支持体に接する外周端において、前記支持体および前記通気膜から選ばれる少なくとも１つに固定され、
   前記膜状の弁の内周端が、前記一方向に透過する気体の圧力によって前記表面から離間可能である請求項１に記載の通気部材。
3. 前記膜状の弁に囲まれた開口部が前記通気膜の表面に形成されるように、前記膜状の弁が配置されている請求項２に記載の通気部材。
4. 前記内周端が前記通気膜の表面に接している状態で、前記内周端の端面同士が互いに離間している請求項２に記載の通気部材。
5. 前記膜状の弁が、実質的に気体を透過しない請求項１に記載の通気部材。
6. 前記膜状の弁の端部の前記少なくとも一部が前記通気膜の表面に接しているときの前記通気膜の通気面積Ｙに対する、当該少なくとも一部が前記通気膜の表面から離間しているときの前記通気膜の通気面積Ｘの比Ｘ／Ｙが、３以上である請求項５に記載の通気部材。
7. 前記通気膜がフッ素樹脂の多孔膜を含み、
   前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンである請求項１に記載の通気部材。
8. 請求項１に記載の通気部材が、筐体の開口部に固定されており、
   前記通気部材が備える膜状の弁の端部の少なくとも一部が通気膜の表面から離間する方向が、前記筐体の内部から外部へ気体が通過する方向であることを特徴とする通気筐体。

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