JP7177083B2 - 支持体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、支持体の製造方法に関する。

従来より、ヘッドランプ、リアランプ、フォグランプ及びターンランプ等の自動車用ランプ、インバーター、コンバーター、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、電池ＢＯＸ等の機器は、温度変化により筺体内部に発生する差圧を解消する通気性が要求されている。また、これらの機器は、筺体内部への異物の浸入を阻止する防塵性、水の浸入を阻止する耐水性、油の浸入を阻止する撥油性、塩の浸入を阻止する耐ＣＣＴが要求されている。そのため、これら通気性、防塵性、耐水性、撥油性、耐ＣＣＴの機能を備えた通気部材が機器に装着されている。
例えば、特許文献１に記載の通気キャップ（通気部材）は、有底円筒状のカバー部品内に、略円筒状の略筒状体が嵌装され、カバー部品の内周と略筒状体の外周との間、およびカバー部品の底面と略筒状体の底部との間が通気路に形成され、略筒状体の頂部開口部が機器筐体の取付用開口に取付く取付部に形成されている。そして、特許文献１に記載の通気キャップ（通気部材）は、略筒状体の底部開口が通気性を有するフィルタ部材（通気体）で被覆されているとともに、略筒状体の取付部（頂部開口部）が、機器筐体の首部に形成された取付用開口に嵌着されることにより、通気キャップが機器筐体に取付けられる。

特開２００１－１４３５２４号公報

通気体（通気性を有するフィルタ部材）を支持する略筒状の支持体を、熱可塑性材料または熱硬化性材料（以下、単に「熱可塑性材料等」と称する場合もある。）を金型に充填することにより製造する際には、略筒状の支持体の側面に対応する箇所に設けたゲートから熱可塑性材料等を注入することが考えられる。支持体の側面に対応する箇所に設けたゲートから熱可塑性材料等を注入すると、注入した箇所から分流し、支持体における、ゲートが設けられた箇所とは反対側の箇所において、熱可塑性材料等が合流するおそれがある。ゲートが設けられた箇所とは反対側の箇所において熱可塑性材料等が合流すると、合流部位で、略筒状の支持体の中心線方向にウェルドラインが発生してしまうおそれがある。そして、略筒状の支持体が、筐体に設けられた凸部に、長時間に亘って、しまりばめ状態で嵌合され（圧入され）ていると、ウェルドラインに沿って破壊して、裂けが生じるおそれがある。
本発明は、耐久性を向上させることができる支持体の製造方法等を提供することを目的とする。

かかる目的のもと完成させた本発明は、筒状である筒状部（２１）と、当該筒状部（２１）の内面（２１ｃ）における一の部位と他の部位とを連結する連結部（２３）と、を有して通気体（１０）を支持する支持体（２０）を、金型（５１、５２）に熱可塑性材料または熱硬化性材料を充填することにより製造する製造方法であって、前記連結部（２３）に設けたゲート（５３）から前記熱可塑性材料または熱硬化性材料を注入し、当該連結部（２３）から前記筒状部（２１）に向けて当該熱可塑性材料または熱硬化性材料を充填することを特徴とする支持体（２０）の製造方法である。
ここで、前記ゲート（５３）は、前記連結部（２３）の中央に設けられていてもよい。
また、前記連結部（２３）は、前記筒状部（２１）の中心線方向に直交する方向に形成されていてもよい。
また、前記連結部（２３）は、前記ゲート（５３）が設けられた部位を中心に複数方向に前記筒状部（２１）の内面（２１ｃ）へ伸びて当該内面（２１ｃ）と接合していてもよい。
また、前記複数方向に伸びて前記内面（２１ｃ）と接合する部位（２３２）は、周方向に等間隔に設けられていてもよい。
また、前記筒状部（２１）は、前記通気体（１０）にて通気を行う筐体（１００）に設けられた凸部（１１０）にしまりばめ状態で嵌合されていてもよい。
また、前記筒状部（２１）の厚みは、０．５から３．０ｍｍであってもよい。
また、前記連結部（２３）と前記筒状部（２１）の内面（２１ｃ）との接合点（２３３）間の距離であって前記筒状部（２１）の内面（２１ｃ）の形状に沿う最長距離（Ｌ２３３）が、各接合点（２３３）から当該筒状部（２１）における中心線方向の当該連結部（２３）が設けられていない側の端部（２１ｂ）までの最長距離（Ｌ２１ｂ）よりも短くてもよい。

なお、本欄における上記符号は、本発明の説明に際して例示的に付したものであり、この符号により本発明が減縮されるものではない。

本発明によれば、耐久性を向上させることができる支持体の製造方法等を提供することができる。

実施の形態に係る通気部材の概略構成を示す図である。 実施の形態に係る通気部材の断面図であり、図１のII－II部の断面図である。 図２のIII－III部の断面図である。 支持部材を製造するために用いる製造装置の概略断面図である。 実験結果を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る通気部材１の概略構成を示す図である。
図２は、実施の形態に係る通気部材１の断面図であり、図１のII－II部の断面図である。
図３は、図２のIII－III部の断面図である。
通気部材１は、ヘッドランプ、リアランプ、フォグランプ及びターンランプ等の自動車用ランプ、インバーター、コンバーター、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、電池ＢＯＸ等の機器の機器筐体１００に装着される。図２には、機器筐体１００に形成された、通気部材１装着用の部位であって端部が開口した被装着部１１０を二点鎖線で示している。

通気部材１は、機器筐体１００の外部から機器筐体１００の内部へ液体および固体が侵入することを阻止するとともに、気体が機器筐体１００の内部と機器筐体１００の外部との間で流通するのを許容する孔が形成されている通気体の一例としての通気膜１０を有している。
また、通気部材１は、通気膜１０を支持する支持体の一例としての支持部材２０と、通気膜１０の周囲を覆うカバー部材３０とを有している。

《通気膜１０》
通気膜１０は、円盤状に成形された膜である。通気膜１０の外径は、支持部材２０の後述する内周面２１ａの径よりも大きく、カバー部材３０の後述する側壁部３１の内周面３１ａの径よりも小さい。
通気膜１０は、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する膜であれば、構造や材料は特に限定されない。通気膜１０は、メッシュ状又は繊維状の、布、樹脂又は金属であることを例示することができる。例えば、通気膜１０は、織布、不織布、樹脂メッシュ、ネット、スポンジ、金属多孔体、金属メッシュであることを例示することができる。

実施の形態に係る通気膜１０は、樹脂多孔質膜に、通気膜１０を高強度とするための補強層を積層した膜である。
樹脂多孔質膜の材料としては、公知の延伸法、抽出法によって製造することができるフッ素樹脂多孔質体やポリオレフィン多孔体を例示することができる。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、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－エチレン共重合体等を例示することができる。ポリオレフィンを構成するモノマーとしては、エチレン、プロピレン、４－メチルペンテン－１，１ブテン等を例示することができ、これらのモノマーを単体で重合した、または共重合して得たポリオレフィンを使用することができる。また、樹脂多孔質膜の材料として、上記したポリオレフィンを２種類以上ブレンドしたものであってもよいし、層構造としたものであってもよい。
また、樹脂多孔質膜の材料としては、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等を例示することもできる。

実施の形態に係る通気膜１０は、小さな面積でも十分な通気量を得ることができ、かつ、機器筐体１００内部への水や埃の侵入を阻止する機能が高いことに鑑み、ＰＴＦＥ多孔質膜を用いている。

通気膜１０に形成された孔の平均孔径は、０．０１μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることを例示することができる。この範囲の中でも、平均孔径は、０．０５μｍ以上５０μｍ以下の範囲であることが好ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であることがより好ましい。

通気膜１０に形成された平均孔径が０．０１μｍ未満である場合、通気膜１０を空気が通過し難くなる。一方、通気膜１０の平均孔径が１００μｍを超える場合、通気膜１０を通って機器筐体１００内部に液体や固体が侵入し易くなる。

通気膜１０の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲であることを例示することができる。
通気膜１０の厚さが過度に薄いと、通気膜１０の強度が低下し易くなる。一方、通気膜１０の厚さが過度に厚いと、通気部材１の大きさが大きくなり易い。

通気膜１０の表面（特に、外側の部位）には、撥水処理や撥油処理等の撥液処理を施してもよい。通気膜１０に撥液処理を施すことで、通気膜１０に対する汚れ等の付着が抑制される。その結果、通気膜１０の詰まりが抑制される。
通気膜１０の撥液処理は、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膜１０の表面に塗布することにより行うことができる。通気膜１０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。
また、撥油処理としては、ぺルフルオロアルキル基を有する高分子を含む撥油皮膜を形成することができるのであれば、その方法は特に限定されない。形成方法としては、エアースプレー法、静電スプレー法、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、カーテンフローコート法、含浸法などによるぺルフルオロアルキル基を有する高分子の溶液もしくはディスパージョンのコーティングや、電着塗装法やプラズマ重合法による皮膜形成法などを例示することができる。

《支持部材２０》
支持部材２０は、筒状部の一例としての円筒状の円筒状部２１と、円筒状部２１から外側に突出した外側突出部２２と、円筒状部２１の内面における一の部位と他の部位とを連結する連結部２３とを有する。
支持部材２０は、円筒状部２１における中心線ＣＬの方向（以下、「中心線方向」と称する場合もある。）の一方の端部２１ａに通気膜１０を支持する。通気膜１０は、円筒状部２１における中心線方向の一方側の開口を覆う。通気膜１０を円筒状部２１に固定する手法については後で詳述する。また、支持部材２０は、円筒状部２１が機器筐体１００の被装着部１１０にしまりばめ状態で嵌合される（圧入される）ことで機器筐体１００に装着される。つまり、円筒状部２１の内周面２１ｃと機器筐体１００との間に生じる接触圧力で支持部材２０が機器筐体１００の被装着部１１０から脱落することが抑制される。円筒状部２１の他方の端部２１ｂ側の内側の部位には面取り２１ｄが形成されている。面取り２１ｄにより、機器筐体１００の被装着部１１０が円筒状部２１の内側に挿入し易くなっている。

円筒状部２１の厚みは、０．５から３．０ｍｍであることを例示することができる。より好ましくは、円筒状部２１の厚みは、２．０ｍｍ以下であることを例示することができる。支持部材２０が機器筐体１００の被装着部１１０にしまりばめ状態で嵌合されて内周面２１ｃと機器筐体１００との間に生じる接触圧力で脱落するのを抑制することが可能であり、かつ、破断するのを抑制することが可能であるならば、円筒状部２１の厚みはより小さい方が好ましい。支持部材２０の軽量化、小型化を図ることができるからである。

外側突出部２２は、円筒状部２１の外周面２１ｅから外側に突出した略円筒状の部位であるが、外周面２２ｂは、中心線方向に一方側から他方側に行くに従って徐々に内側（中心線ＣＬ側）に入り込んでいる。外側突出部２２における中心線方向の一方側の部位には面取り２２ａが形成されている。面取り２２ａにより、カバー部材３０の内側に支持部材２０を挿入し易くなっている。
外側突出部２２の厚みは、円筒状部２１の厚みを加えた合計の厚みが１．０から３．５ｍｍとなるように設定されることを例示することができる。より好ましくは、円筒状部２１と外側突出部２２の厚みを加えた合計の厚みが２．０ｍｍ以下であることを例示することができる。

連結部２３は、円筒状部２１における中心線ＣＬ上に設けられた円柱状の中央部２３１と、中央部２３１から円筒状部２１の内周面２１ｃへ向けて伸びた板状の板状部２３２を有している。本実施の形態に係る連結部２３は、中央部２３１から３方向に伸びた３つの板状部２３２を有している。３つの板状部２３２は、周方向に等間隔（１２０°間隔）に形成されている。各板状部２３２は、円筒状部２１の内周面２１ｃと接合している。以下では、板状部２３２と円筒状部２１の内周面２１ｃとの接合部位を「接合点２３３」と称す場合がある。

連結部２３は、円筒状部２１における中心線方向の他方の端部２１ｂよりも一方の端部２１ａに近い位置に設けられている。また、円筒状部２１の一方の端部２１ａに支持された通気膜１０と連結部２３との間の中心線方向の距離は、円筒状部２１の内周面２１ｃの半径よりも小さいことを例示することができる。

なお、板状部２３２は３つに限定されない。板状部２３２の数は、以下の事項を考慮して設定されることが好ましい。円筒状部２１における接合点２３３間の距離Ｌ２３３（図３参照）が、接合点２３３からの中心線方向の距離が大きい方の円筒状部２１の端部である他方の端部２１ｂと接合点２３３との間の距離Ｌ２１ｂ（図２参照）よりも短くなるように設定されている。また、各板状部２３２における周方向の大きさは、射出成形する際の材料の流動性を考慮すると大きいことが好ましい一方で、大きいと円筒状部２１の内側の通気面積が小さくなってしまう。本実施の形態に係る支持部材２０においては、上記事項を鑑み、板状部２３２は３つである。
複数の板状部２３２は、周方向に等間隔に形成されていることが望ましい。例えば、板状部２３２の数が２つである場合には、２つの板状部２３２は、１８０°間隔に形成されていることが望ましい。また、例えば、板状部２３２の数が４つである場合には、４つの板状部２３２は、９０°間隔に形成されていることが望ましい。

支持部材２０の材料は、熱可塑性材料または熱硬化性材料である。熱可塑性材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、熱可塑性エラストマーまたはこれらの複合材などであることを例示することができる。また、熱硬化性材料としては、例えば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン－プロピレンゴム）、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、アクリルゴム、水素化ニトリルゴム等の合成ゴムまたはこれからの複合材などであることを例示することができる。なお、支持部材２０の材料として、上記した熱可塑性材料または熱硬化性材料の他に、熱可塑性材料または熱硬化性材料にガラス繊維、炭素繊維などの強化材や金属などを複合し、耐熱性、寸法安定性、剛性などが向上した複合材料を用いてもよい。
支持部材２０の製造方法については後で詳述する。

支持部材２０の表面（特に、外側の部位）には、撥水処理や撥油処理等の撥液処理を施してもよい。支持部材２０に撥液処理を施すことで、支持部材２０に対する汚れ等の付着が抑制される。その結果、通気膜１０の詰まりを抑制することができる。支持部材２０に対する撥液処理や撥油処理は、上述した通気膜１０に対する撥液処理や撥油処理と同じ処理であることを例示することができる。

通気膜１０を支持部材２０に固定する方法としては、支持部材２０が熱可塑性樹脂の場合には、アイロン溶着、超音波溶着、レーザー溶着などの熱溶着であるとよい。また、通気膜１０を金型にセットした状態で樹脂を流すインサート成形を用いて、通気膜１０を支持部材２０に固定してもよい。

《カバー部材３０》
カバー部材３０は、基本形状が円筒状の側壁部３１と、側壁部３１の内周面３１ａから内側に突出する内側突出部３２と、側壁部３１及び内側突出部３２における中心線方向の一方の開口部を覆う円盤状の頂部３３とを有する。図２においては、側壁部３１及び頂部３３の断面形状を中心線ＣＬの右側に記載し、内側突出部３２及び頂部３３の断面形状を中心線ＣＬの左側に記載している。

側壁部３１は、側壁部３１の内周面３１ａと、支持部材２０の外側突出部２２の外周面２２ｂとの間に隙間Ｓ１が生じるように形成されている。
内側突出部３２は、図１に示すように、周方向に等間隔に複数（実施の形態では４つ）形成されているとともに周方向には所定角度に渡って形成されている。

内側突出部３２を中心線ＣＬに直交する面で切断した場合、図３に示すように、複数（実施の形態では４つ）の内側突出部３２の内面３２ａは、略同一円Ｃ１上に形成される。また、内側突出部３２の内面３２ａは、中心線方向に一方側から他方側に行くに従って徐々に内側（中心線ＣＬ側）に入り込んでいる。より具体的には、図２に示すように、内側突出部３２を、中心線ＣＬを含む面で切断した場合、内側突出部３２の内面３２ａを描く直線Ｌ１は、中心線ＣＬに対して傾斜しており、中心線方向に一方側から他方側に行くに従って直線Ｌ１と中心線ＣＬとの間の距離は小さくなっている。言い換えると、上述した円Ｃ１の径Ｄ１は、中心線方向に一方側から他方側に行くに従って徐々に小さくなっている。
なお、複数の内側突出部３２の中心線方向の一方の端部における円Ｃ１の径Ｄ１は、支持部材２０の外側突出部２２の外周面２２ｂの外径と略同一である。そして、中心線方向に一方側から他方側に行くに従って円Ｃ１の径Ｄ１は、支持部材２０の外側突出部２２の外周面２２ｂの径よりも小さくなっている。
また、内側突出部３２における中心線方向の他方側の端部の内側の部位には面取り３２ｂが形成されている。面取り３２ｂにより、カバー部材３０の内側に支持部材２０を挿入し易くなっている。

以上のように構成された通気部材１においては、図２に示すように、カバー部材３０の内側突出部３２が、支持部材２０の外側突出部２２と接触するように組み付けられる。その際、頂部３３が、図２に示すように、通気膜１０との間に隙間Ｓ２を形成するように装着される。
そして、図２及び図３に示すように、カバー部材３０が支持部材２０に装着された状態で、カバー部材３０の側壁部３１の内周面３１ａと支持部材２０の外側突出部２２の外周面２２ｂとの間に形成された隙間Ｓ１及びカバー部材３０の頂部３３と通気膜１０との間に形成された隙間Ｓ２等が、気体が機器筐体１００の内部と外部との間を流通する通気路Ｒとして機能する。

以上のように構成された通気部材１と、光を出射する光源の一例としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）を収容する閉鎖された機器筐体１００とを備えた、ヘッドランプ、リアランプ、フォグランプ及びターンランプ等の自動車用のランプについて考える。
ランプの機器筐体１００内に収容されるＬＥＤは、点灯させた場合に発熱し高温となる。このため、ＬＥＤを点灯させた場合、ランプの機器筐体１００の内部空間の空気が暖められて膨張する。一方、ＬＥＤが消灯されると、ＬＥＤの発熱が停止するため、暖められた機器筐体１００の内部空間の空気が冷却されて収縮する。このように、機器筐体１００の内部空間の空気が膨張して内部空間の圧力が上昇したり、内部空間の空気が収縮して内部空間の圧力が低下したりする場合、機器筐体１００の内部空間からランプの外部に向けて、又はランプの外部から機器筐体１００の内部空間に向けて、通気部材１の通気路Ｒを介して気体が流れる。その結果、機器筐体１００の内部空間の圧力が急激に上昇したり、内部空間の圧力が急激に低下したりすることに起因して機器筐体１００等が破損することが抑制される。

以上説明したように、本実施の形態に係る通気部材１は、液体および固体の流通を阻止するとともに気体の流通を許容する通気膜１０と、通気膜１０を支持する支持部材２０と、を備える。そして、支持部材２０は、筒状であり、中心線方向の一方の端部２１ａに、一方の端部２１ａ側の開口部を覆うように通気膜１０を支持するとともに、通気膜１０にて通気を行う筐体の一例としての機器筐体１００に設けられた凸部の一例としての被装着部１１０が内側に挿入される円筒状部２１を有する。また、支持部材２０は、円筒状部２１の内面の一例としての内周面２１ａにおける一の部位と他の部位とを連結する連結部２３を有する。

また、支持部材２０の連結部２３は、円筒状部２１の他方の端部２１ｂよりも一方の端部２１ａに近い位置に設けられている。この構成により、連結部２３が円筒状部２１の一方の端部２１ａよりも他方の端部２１ｂに近い位置に設けられている構成よりも、円筒状部２１の内周面２１ｃと機器筐体１００の被装着部１１０との接触面積を大きくすることができる。それゆえ、本実施の形態に係る通気部材１は、連結部２３が一方の端部２１ａよりも他方の端部２１ｂに近い位置に設けられている構成よりも、通気部材１が機器筐体１００の被装着部１１０から脱落し難い（抜け難い）。

また、円筒状部２１の一方の端部２１ａに支持された通気膜１０と連結部２３との間の中心線方向の距離は、円筒状部２１の内周面２１ｃの半径よりも小さい。この構成により、連結部２３が通気膜１０の変形を抑制する。つまり、機器筐体１００の内部空間の圧力が低下することに起因して通気膜１０の中央部が機器筐体１００の内部側に撓んだとしても、連結部２３が、通気膜１０の中央部が撓み過ぎるのを抑制する。これにより、通気膜１０が撓むことに起因して生じる騒音が抑制される。

また、通気膜１０の中央部が機器筐体１００の内部側に撓むと、水滴等が撓んだ部位に溜まり易くなる。通気膜１０の上に水滴等が溜まると、通気路Ｒの通気面積が小さくなり、機器筐体１００の内部空間の圧力調整が困難となる。本実施の形態に係る通気部材１によれば、連結部２３が、通気膜１０の中央部が撓み過ぎるのを抑制するので、通気膜１０の上に水滴等が溜まり難い。これにより、通気膜１０の上に水滴等が溜まることに起因して機器筐体１００の内部空間の圧力調整が困難となることが抑制される。

《支持部材２０の製造方法》
次に、支持部材２０を製造する製造方法について説明する。
図４は、支持部材２０を製造するために用いる製造装置５０の概略断面図である。
製造装置５０は、射出成形を行う装置であり、熱可塑性材料等を金型に充填することにより支持部材２０を製造する装置である。
製造装置５０は、固定された固定型５１と、固定型５１に対して移動する可動型５２と、固定型５１に設けられて熱可塑性材料等を注入するゲート５３とを備えている。可動型５２の移動方向は、中心線方向と同一である。なお、図４では、ゲート５３は支持部材２０の上部に形成されているが、本願発明において、ゲート５３は支持部材２０の下部、即ち、筒状部の内部に形成されてもよい。また、図４では、支持部材２０の上部を形成する型を固定された型、支持部材２０の下部を形成する型を移動する型としているが、支持部材２０の下部を形成する型を固定された型、支持部材２０の上部を形成する型を移動する型としてもよい。

固定型５１と可動型５２との合わせ部位は、以下のように構成されている。支持部材２０の外側においては、外側突出部２２の面取り２２ａにおける中心線方向の他方側の端部である。支持部材２０の内側においては、連結部２３における中心線方向の他方側の端部である。つまり、支持部材２０の内側においては、可動型５２における中心線方向の一方側の端面５２ａは、中心線方向に直交な面であり、円形状に形成されている。他方、固定型５１においては、中心線方向の他方側の端部には、連結部２３の形状に相当する凹部５１ａ、円筒状部２１の一方の端部２１ａの形状に相当する凹部５１ｂ、外側突出部２２の面取り２２ａの形状に相当する凹部５１ｃが形成されている。
ゲート５３は、中心線ＣＬ上に設けられている。そして、ゲート５３の注入口が、固定型５１の凹部５１ａに連通するように形成されている。

以上のように構成された製造装置５０は、連結部２３の中央部２３１に相当する部位に熱可塑性材料等を注入する。注入された熱可塑性材料等は、連結部２３の中央部２３１に相当する部位から板状部２３２に相当する部位へ流れる。本実施の形態に係る支持部材２０の連結部２３においては、周方向に等間隔に３つの板状部２３２を有していることから、注入された熱可塑性材料等は、連結部２３の中央部２３１に相当する部位から３つの板状部２３２に相当する部位へ分流する。そして、注入された熱可塑性材料等は、板状部２３２に相当する部位から円筒状部２１の内周面２１ｃとの接合部（接合点２３３に相当する部位）に至り、円筒状部２１に相当する部位へ流れる。連結部２３と円筒状部２１との接合部に至った熱可塑性材料等は、中心線方向には、円筒状部２１における一方側の端部２１ａに相当する部位及び他方側の端部２１ｂに相当する部位に至る。また、連結部２３と円筒状部２１との接合部に至った熱可塑性材料等は、径方向には、外側突出部２２に相当する部位に至る。このように、本実施の形態に係る製造装置５０においては、連結部２３に設けたゲート５３から熱可塑性材料等を注入し、連結部２３から、円筒状部２１及び外側突出部２２に向けて熱可塑性材料等を充填する。

以上のように構成された製造装置５０を用いる支持部材２０の製造方法は、円筒状部２１と、円筒状部２１の内周面２１ｃにおける一の部位と他の部位とを連結する連結部２３と、を有して通気膜１０を支持する支持部材２０を、固定型５１と可動型５２とを有する金型に熱可塑性材料等を充填することにより製造する製造方法である。そして、この支持部材２０の製造方法は、連結部２３に設けたゲート５３から熱可塑性材料等を注入し、連結部２３から円筒状部２１に向けて熱可塑性材料等を充填することを特徴とする。

以下に、本実施の形態に係る製造方法にて製造する利点を、他の製造方法にて製造する場合と比較する。なお、熱可塑性材料を例にとり、以下、説明をするが、熱硬化性材料も硬化方法に差異はあるが、同様のメカニズムにより本願発明の効果が得られる。
比較例に係る製造方法にて製造された比較例に係る支持部材（以下、「比較部材」と称する場合もある。）として、本実施の形態に係る支持部材２０に対して連結部２３に相当する部位がない点が異なる部材を考える。例えば、比較部材は、本実施の形態に係る支持部材２０の円筒状部２１に相当する部位と外側突出部２２に相当する部位とから構成された筒状の部材である。そして、比較例に係る製造方法においては、筒状の部材の外周面（側面）に相当する部位に熱可塑性材料を注入するように設けたゲートから、熱可塑性材料を注入する。また、比較例に係る製造方法における、中心線方向のゲートの位置は、中央部である。それゆえ、比較例に係る製造方法にて筒状の部材である比較部材を製造すると、ゲートから注入された熱可塑性材料は分流し、筒状の内側を成形する金型を回り込んだ後に再び合流する。その結果、熱可塑性材料が合流する、ゲートが設けられた部位とは反対側の部位に至るまでの時間が最も長くなる。そして、ゲートが設けられた部位とは反対側の部位において、熱可塑性材料の温度が低下したときに合流するため、中心線方向の一方の端部から他方の端部へ至る中心線方向のウェルドラインが発生するおそれがある。

これに対して、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法は、連結部２３に設けたゲート５３から熱可塑性材料を注入し、連結部２３から円筒状部２１に向けて熱可塑性材料を充填する。この製造方法によれば、連結部２３の板状部２３２と円筒状部２１の内周面２１ｃとの接合点２３３の一の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料は、他の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料と合流する。そして、ゲート５３から注入された後、合流するまでの時間は、比較例に係る製造方法における時間よりも短い。それゆえ、合流部位における熱可塑性材料の温度は、比較例に係る製造方法における合流部位の熱可塑性材料の温度よりも高い。

また、上述したように、支持部材２０の円筒状部２１における接合点２３３間の距離Ｌ２３３が、接合点２３３と円筒状部２１の他方の端部２１ｂとの間の距離Ｌ２１ｂよりも短くなるように設定されている。一の接合点２３３と他の接合点２３３との中間位置で、一の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料と他の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料とが合流する場合には、熱可塑性材料が他方の端部２１ｂに至る時間の半分以下の時間で熱可塑性材料が合流する。それゆえ、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法によれば、一の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料と他の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料とを他方の端部２１ｂに相当する部位に至る前に合流させ、合流後の熱可塑性材料を他方の端部２１ｂに相当する部位に充填させることが可能となる。

以上のことから、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法によれば、円筒状部２１の一方の端部２１ａから他方の端部２１ｂへ至る中心線方向のウェルドラインを発生し難くすることが可能となる。

上述したように、通気部材１は、支持部材２０の円筒状部２１が、機器筐体１００の被装着部１１０にしまりばめ状態で嵌合される（圧入される）ことで機器筐体１００に装着される。そして、通気部材１は、支持部材２０がしまりばめ状態で機器筐体１００に嵌合（圧入）された状態で長時間に亘って使用される。つまり、支持部材２０は、円筒状部２１及び外側突出部２２に引張応力が生じた状態で長時間に亘って使用される。一方、ウェルドラインが生じている部位は、ウェルドラインが生じていない部位よりも強度が低い。それゆえ、中心線方向の一方の端部２１ａから他方の端部２１ｂへ至る中心線方向のウェルドラインが生じている場合には、ウェルドラインが生じていない場合又は中心線方向の一部分にのみウェルドラインが生じている場合よりも破壊し易く、裂け易い。

以上のことより、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法にて製造された支持部材２０は、比較例に係る製造方法にて製造された比較部材よりも破壊し難い。それゆえ、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法を用いることで、支持部材２０の耐久性を向上させることができる。
また、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造された支持部材２０は、比較例に係る製造方法にて製造された比較部材よりも強度が高いことから、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造された支持部材２０の肉厚を比較部材の肉厚よりも薄くすることが可能となる。従って、本実施の形態に係る製造方法を用いることで、支持部材２０の小型化及び軽量化を図ることができる。

上述した製造装置５０において、ゲート５３は、連結部２３の中央に設けられている。これにより、ゲート５３から注入された熱可塑性材料が、円筒状部２１の内周面２１ｃにおける一の部位（複数の接合点２３３の内の一の接合点２３３）と他の部位（複数の接合点２３３の内の他の接合点２３３）に同じようなタイミングで至る。それゆえ、円筒状部２１及び外側突出部２２にも、周方向に均等に、合流部位を形成することができる。また、一の板状部２３２に分流した熱可塑性材料と他の板状部２３２に分流した熱可塑性材料とが、板状部２３２で合流し難くなる。そのため、板状部２３２の肉厚を薄くすることができる。

また、連結部２３は、円筒状部２１の中心線方向に直交する方向に形成されていると良い。可動型５２が固定型５１に対して、円筒状部２１の中心線方向に移動する構成であり、円筒状部２１の中心線方向が上下方向となるように構成されている場合には、連結部２３の板状部２３２は、水平方向に伸びる。それゆえ、ゲート５３から注入された熱可塑性材料が、円筒状部２１の内周面２１ｃにおける一の部位と他の部位に同じようなタイミングで至り易くなる。それゆえ、円筒状部２１及び外側突出部２２にも、周方向に均等に、合流部位を形成することができる。また、一の板状部２３２に分流した熱可塑性材料と他の板状部２３２に分流した熱可塑性材料とが、板状部２３２で合流し難くなる。そのため、板状部２３２の肉厚を薄くすることができる。

また、連結部２３は、ゲート５３が設けられた部位を中心に少なくとも３方向に円筒状部２１の内周面２１ｃへ伸びて内周面２１ｃと接合している。これにより、一の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料と他の接合点２３３にて分流した熱可塑性材料とを早期に合流させつつ、熱可塑性材料の流動性向上、及び、連結部２３を設けることに起因して円筒状部２１の内側の通気面積が小さくなってしまうことの抑制を図ることができる。

［実験結果］
図５は、実験結果を示す図である。
実験例に係る部材（以下、「実験部材」と称する場合もある。）は、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法にて製造された支持部材２０である。材料として、オレフィン系熱可塑性エラストマー（三井化学社製ミラストマー）を用いた。実験部材の最外径（外側突出部２２の外周面の径に相当）は１２．０ｍｍ、内径（内周面２１ｃの内径に相当）は７．５ｍｍ、基本肉厚（例えば、円筒状部２１の肉厚に相当）は１．５ｍｍ、高さ（中心線方向の大きさ）は８．０ｍｍであった。実験部材を、中心線を通る平面で切断した場合の断面積は、約３０ｍｍ^２であった。この実験部材を、外径が９．５ｍｍ、高さが１０ｍｍのアルミ製の部材（被装着部１１０に相当）へ挿入した（圧入した）。その後、１０５℃に加温した炉に投入し、実験部材の外観変化（破壊したか否か）を、１００時間後、２００時間後に確認した。

比較実験例に係る部材（以下、「比較実験部材」と称する場合もある。）は、基本的には、円筒状の部材であり、外周面から外側に突出した突出部が周方向に等間隔に４つ存在する。材料として、実験部材と同じ材料を用いた。比較実験部材の最外径（上記突出部の外周面の径）は１６ｍｍ、内径は７．５ｍｍ、基本肉厚は２ｍｍ、高さは１２ｍｍであった。比較実験部材を、中心線を通る平面で切断した場合の断面積は、上記突出部が存在する部分が約７６ｍｍ^２、上記突出部が存在しない部分が約５４ｍｍ^２であった。この比較実験部材を、外径が９．５ｍｍ、高さが１０ｍｍのアルミ製の部材（被装着部１１０に相当）へ挿入した（圧入した）。その後、１０５℃に加温した炉に投入し、比較実験部材の外観変化（破壊したか否か）を、１００時間後、２００時間後に確認した。

実験結果は、図５に示すように、２００時間後に確認したときに、比較実験部材が破壊して、裂けが生じていたのに対して、実験部材は、２００時間後においても破壊していないことが確認された。比較実験部材において、裂けが生じたのは、中心線方向の一方の端部から他方の端部にかけてウェルドラインが生じていた箇所である。比較実験部材において、裂けが生じていた部分の断面積は約２７ｍｍ^２（上記突出部が存在しない部分における、中心線を通る平面で切断した場合の断面積５４ｍｍ^２の半分の面積）である。これに対して、実験部材における、中心線を通る平面で切断した場合の断面積（約３０ｍｍ^２）の半分の面積（裂けが生じていない部分の断面積）は約１５ｍｍ^２である。このように、比較実験部材において裂けが生じていた部分の断面積が、実験部材において裂けが生じていない部分の断面積よりも大きいにもかかわらず、比較実験部材に裂けが生じたのは、ウェルドラインが生じていたからだと推測できる。

この実験結果により、本実施の形態に係る支持部材２０の製造方法を用いることで、支持部材２０の耐久性を向上させることができることを確認できた。

１…通気部材、１０…通気膜、２０…支持部材、２１…円筒状部、２２…外側突出部、２３…連結部、３０…カバー部材、３１…側壁部、３２…内側突出部、３３…頂部、１００…機器筐体、１１０…被装着部

Claims (8)

1. 筒状である筒状部と、当該筒状部の内面における一の部位と他の部位とを連結する連結部と、を有して通気体を支持する支持体を、金型に熱可塑性材料または熱硬化性材料を充填することにより製造する製造方法であって、
   前記連結部に設けたゲートから前記熱可塑性材料または熱硬化性材料を注入し、当該連結部から前記筒状部に向けて当該熱可塑性材料または熱硬化性材料を充填する
   ことを特徴とする支持体の製造方法。
2. 前記ゲートは、前記連結部の中央に設けられている
   請求項１に記載の支持体の製造方法。
3. 前記連結部は、前記筒状部の中心線方向に直交する方向に形成されている
   請求項１又は２に記載の支持体の製造方法。
4. 前記連結部は、前記ゲートが設けられた部位を中心に複数方向に前記筒状部の内面へ伸びて当該内面と接合している
   請求項１から３のいずれか１項に記載の支持体の製造方法。
5. 前記複数方向に伸びて前記内面と接合する部位は、周方向に等間隔に設けられている
   請求項４に記載の支持体の製造方法。
6. 前記筒状部は、前記通気体にて通気を行う筐体に設けられた凸部にしまりばめ状態で嵌合される
   請求項１から５のいずれか１項に記載の支持体の製造方法。
7. 前記筒状部の厚みは、０．５から３．０ｍｍである
   請求項１から６のいずれか１項に記載の支持体の製造方法。
8. 前記連結部と前記筒状部の内面との接合点間の距離であって前記筒状部の内面の形状に沿う最長距離が、各接合点から当該筒状部における中心線方向の当該連結部が設けられていない側の端部までの最長距離よりも短い
   請求項１から７のいずれか１項に記載の支持体の製造方法。

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