KR101121269B1 - 통기 부재와 이를 이용한 통기 하우징 및 전장 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 인발 강도와 추종성(밀봉성)이 양립 가능한 통기 부재와, 상기 통기 부재를 이용한 통기 하우징 및 전장 부품을 제공하는 것이다. 하우징의 개구부에 고정된 상태에서, 개구부를 통과하는 기체가 투과되는 통기막과, 통기막을 지지하는 통 형상의 지지체를 포함하고, 지지체가 개구부에 고정된 상태에서 하우징과 접하는 제1 수지부와, 제1 수지부를 구성하는 재료보다도 탄성률이 큰 재료로 구성되는 제2 수지부를 포함하고, 지지체의 횡단면의 적어도 일부에 있어서, 제1 수지부와 제2 수지부가 적층되어 있는 통기 부재로 한다.
통기 부재, 하우징, 지지체, 통기막, 보호 커버, 개구부
Description
본 발명은 전장 부품 등의 하우징에 고정되고, 하우징의 내부와 외부와의 통기를 확보하는 동시에, 하우징의 내부로의 이물질의 침입을 억제하는 통기 부재와, 상기 통기 부재가 고정된 통기 하우징 및 전장 부품에 관한 것이다.
종래, 램프, 압력 센서, ECU(Electrical Control Unit) 등의 차량용 전장 부품이나 휴대 전화, 카메라 등의 전기 제품의 하우징에 하우징의 내부와 외부와의 통기를 확보하는 동시에, 하우징의 내부로의 이물질의 침입을 억제하는 통기 부재가 설치되어 있다. 이와 같은 통기 부재를 하우징에 설치함으로써, 하우징의 내부로의 물이나 먼지 등의 침입을 방지하면서, 온도 변화에 수반하는 하우징 내부의 압력 변동을 완화하거나, 하우징의 내부와 외부와의 사이에서 음을 전달하거나, 하우징의 내부에서 발생한 가스를 외부로 방출하거나 할 수 있다.
이와 같은 통기 부재의 일례는, 일본 특허 공개 제2001-143524호 공보에 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2001-143524호 공보에 개시되어 있는 통기 부재(101)는, 도20에 도시한 바와 같이 단부면에 통기막(102)이 배치된 통 형상의 지지체(103)와, 통기막(102)을 덮도록 지지체(103)에 끼움 장착된 바닥이 있는 보호 커버(104)를 구비하고 있다. 통기 부재(101)는 하우징(105)의 개구부(106)를 덮도록 하우징(105)에 고정된다. 이때, 개구부(106)의 외부 직경보다 작은 내부 직경을 갖는 지지체(103)를 이용하면, 지지체(103)가 연장됨으로써 생기는 탄성력을 이용하고, 통기 부재(101)를 하우징(105)에 고정할 수 있다. 상기 공보에는 지지체(103)의 재료로서, 엘라스토머가 예시되어 있다.
하우징으로부터의 통기 부재의 누락을 방지하는, 즉 인발 강도의 향상을 위해서는 지지체의 탄성력을 크게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 탄성률이 과도하게 커지면, 지지체가 개구부의 표면에 존재하는 요철에 추종할 수 없고, 하우징과 통기 부재 사이의 밀봉성의 확보가 곤란해진다. 통기 부재의 밀봉성을 보유 지지한 상태로 인발 강도를 향상시키기 위해서는, 종래보다도 지지체의 두께를 크게 하거나, 개구부의 외부 직경에 대한 지지체의 내부 직경의 비를 작게 하거나 하면 좋다.
그러나, 지지체의 두께를 크게 하면 통기 부재로서의 사이즈가 커지기 때문에, 통기 부재를 고정하는 하우징의 패키징에 영향을 주는 경우가 있다. 그 중에서도, 소형화가 요구되는 전장 부품에서의 영향이 크다. 개구부의 외부 직경에 대한 지지체의 내부 직경의 비를 작게 하면, 통기 부재로서의 사이즈는 유지할 수 있지만, 지지체의 단부면에 고정 부착되어 있는 통기막의 통기 면적이 감소되어 통기 특성에 영향이 있다. 또한, 하우징에 고정할 때 지지체의 변형량이 커지기 때문에, 지지체에 지지되어 있는 통기막이 변형되는 경우가 있다.
그래서, 본 발명은 종래에 없는 구성을 갖는 지지체를 구비함으로써, 인발 강도와 추종성(밀봉성)이 양립 가능한 통기 부재와, 상기 통기 부재를 이용한 통기 하우징 및 전장 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 통기 부재는 하우징의 개구부에 고정된 상태에서, 상기 개구부를 통과하는 기체가 투과되는 통기막과, 상기 통기막을 지지하는 통 형상의 지지체를 포함하고 있다. 상기 지지체는, 상기 개구부에 고정된 상태에서 상기 하우징과 접하는 제1 수지부와, 상기 제1 수지부를 구성하는 재료보다도 탄성률이 큰 재료로 구성되는 제2 수지부를 포함하고 있다. 상기 지지체의 횡단면의 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 수지부와 상기 제2 수지부가 적층되어 있다.
본 발명의 통기 하우징은 통기 부재가 고정된 개구부를 갖고, 상기 통기 부재가, 상기 본 발명의 통기 부재이다.
본 발명의 전장 부품은 하우징을 구비하는 전장 부품이며, 상기 통기 부재가 상기 하우징의 개구부에 고정되어 있다.
본 발명에 따르면, 탄성률이 서로 다른 2 이상의 수지 재료를 포함하는 지지체를 구비함으로써, 통기 부재의 인발 강도와 추종성(밀봉성)을 양립할 수 있다.
도1은 본 발명의 통기 부재의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도2는 도1에 도시한 통기 부재에 있어서의 지지체의 횡단면을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도3은 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 일례를 모식적으로 도시하 는 단면도이다.
도4는 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도5는 본 발명의 통기 부재의 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도6은 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 또 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도7은 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 또 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도8은 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도9는 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도10은 도1에 도시한 통기 부재의 수직면을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도11은 본 발명의 통기 부재에 있어서의 지지체의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도12는 본 발명의 통기 부재의 또 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도13은 본 발명의 통기 부재의 또 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도14는 도13에 도시한 통기 부재에 있어서의 보호 커버를 도시하는 사시도이다.
도15는 본 발명의 통기 부재의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도16은 도15에 도시한 통기 부재에 있어서의 보호 커버를 도시하는 사시도이다.
도17은 본 발명의 통기 부재의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도18은 본 발명의 통기 부재의 상기와는 다른 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도19a는 본 발명의 통기 하우징의 일례를 도시하는 사시도이다.
도19b는 도19a에 도시한 통기 하우징을 구성하는 한쪽 부재의 내면을 도시하는 평면도이다.
도20은 종래의 통기 부재의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략할 경우가 있다.
본 발명의 통기 부재의 일례를 도1에 도시한다. 도1에 도시한 통기 부재(1)는 통기막(3)과, 통기막(3)을 지지하는 통 형상의 지지체(2)를 구비하고 있다. 지 지체(2)는 하우징(51)의 개구부(52)를 덮도록 개구부(52)에 고정되어 있다. 도2에 도시한 바와 같이 지지체(2)는 개구부(52)에 고정된 상태에서 하우징(51)의 개구부(52)와 접하는 제1 수지부(4)와, 제1 수지부(4)를 구성하는 재료보다도 탄성률이 큰 재료로 구성되는 제2 수지부(5)를 구비하고 있다. 제1 수지부(4) 및 제2 수지부(5)는 지지체(2)의 횡단면의 전체 주위에 걸쳐서 적층되어 있다. 도2는, 도1에 도시한 지지체(2)의 횡단면을 도시하는 단면도이며,「횡단면」이라 함은 지지체(2)를 그 중심축에 수직인 면으로 절단한 면인 것이다.
통기 부재(1)에는 지지체(2)에 있어서의 하우징(51)과의 접점부에, 상대적으로 탄성률이 작은 수지 재료(A)로 구성된 제1 수지부(4)가 배치되어 있다. 이로 인해, 하우징(51)에 있어서의 통기 부재(1)가 고정되는 면(고정면)에 대한 지지체(2)의 추종성의 저하를 억제할 수 있어 통기 부재(1)의 밀봉성을 확보할 수 있는 동시에, 하우징(51)의 방수성이나 방진성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 통기 부재(1)로는 수지 재료(A)와 함께, 상대적으로 탄성률이 큰 수지 재료(B)를 이용하여 지지체(2)가 구성되어 있다. 이로 인해, 탄성률이 작은 수지 재료만을 이용하여 지지체가 구성될 경우에 비해, 지지체(2)의 탄성력이 증대되어 인발 강도를 확보할 수 있다. 인발 강도의 확보에 의해, 하우징으로부터의 통기 부재의 탈락을 억제할 수 있다. 이와 같이 하여, 지지체(2)의 두께를 증대시키거나, 개구부(52)의 외부 직경에 대한 지지체(2)의 내부 직경의 비를 보다 작게 하거나 하지 않고, 인발 강도와 추종성(밀봉성)을 양립시킨 통기 부재로 할 수 있다. 또한, 통기 부재(1)에서는 하우징(51)에 고정할 때 지지체(2)의 변형량을 저감할 수 있기 때문에 통기막(3)의 변형을 억제할 수 있다.
제1 수지부(4)를 구성하는 재료[수지 재료(A)]의 탄성률 및 제2 수지부(5)를 구성하는 재료[수지 재료(B)]의 탄성률은 수지 재료(A)의 탄성률이 수지 재료(B)의 탄성률보다도 작은 한, 특별히 한정되지 않고, 지지체(2)로서 필요한 특성에 따라 임의로 설정하면 좋다. 예를 들어, 수지 재료(B)의 탄성률이 굽힘 탄성률로, 1 × 108N/㎡ 내지 50 × 108 N/㎡ 정도의 범위이면 좋고, 수지 재료(A)의 굽힘 탄성률이 수지 재료(B)의 굽힘 탄성률의 5 내지 80 ％ 정도의 범위이면 좋다.
수지 재료(A)는 통기 부재(1)의 밀봉성을 확보 가능한 한, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 고무나 열가소성 수지를 이용하면 좋다. 성형성의 관점으로부터는 열가소성 수지를 이용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 올레핀계, 스틸렌계, 우레탄계, 에스테르계, 아미드계, 염화비닐계 등의 각종의 열가소성 엘라스토머, 또는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리술폰, 폴리아크릴, 폴리페닐렌설피드 등의 각종의 열가소성 수지 혹은 이러한 복합재를 이용하면 좋다. 그중에서도, 밀봉성을 보다 확보할 수 있는 관점으로부터 수지 재료(A)로서 열가소성의 엘라스토머를 이용하는 것이 바람직하다. 수지 재료(B)는 수지 재료(A)보다도 탄성률이 큰 한, 특별히 한정되지 않고, 수지 재료(A)와 같은 재료를 이용하면 좋다.
지지체(2)의 구조는 개구부(52)에 고정된 상태에서 하우징(51)[하우징(51)의 개구부(52)]과 접하도록 제1 수지부(4)가 배치되어 있고, 또한 횡단면의 적어도 일 부에 있어서 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)가 적층되어 있는 한, 환언하면 지지체(2)의 횡단면을 보았을 때에, 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)가 지지체(2)의 직경 방향으로 중합하여 배치되어 있는 부분이 존재하는 한, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 도2에 도시한 바와 같이 횡단면에 있어서, 링 형상의 제1 수지부(4) 및 제2 수지부(5)가 적층된 지지체(2)라도 좋다. 이와 같은 지지체(2)는 횡단면의 전체 주위에 걸쳐서 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)가 적층된 구조를 갖고 있다. 또한, 도3에 도시한 바와 같이 횡단면에 있어서, 주위 방향의 일부가 결여된 형상(C자 형상)을 갖는 제2 수지부(5)와, 이 결여된 부분에 끼워 맞추는 부분(볼록부)을 갖는 제1 수지부(4)가 적층된 지지체(2)라도 좋다. 이와 같은 지지체(2)는 횡단면의 일부에 있어서, 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)가 적층된 구조를 갖고 있다. 인발 강도를 보다 안정적으로 확보하는 관점으로부터는, 횡단면의 전체 주위에 걸쳐서 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)가 적층되어 있는 것이 바람직하다.
횡단면의 일부에 있어서, 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5) 사이에 공간이 형성되어 있어도 좋고, 예를 들어 도4에 도시한 바와 같이 제2 수지부(5)의 내주면의 일부에 형성된 오목부에 의해, 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5) 사이에 공간(12)이 형성된 지지체(2)라도 좋다. 수지 재료(A) 및/또는 수지 재료(B)의 종류에 따라서는 공간(12)의 형성에 따라, 통기 부재(1)로서의 인발 강도와 밀봉성과의 밸런스를 더 상세하게 제어할 수 있다. 이와 같은 공간(12)은 제1 수지부(4)의 외주면 및/ 또는 제2 수지부(5)의 내주면의 일부에 오목부 및/또는 볼록부를 형성함으로써, 형성하면 좋다. 도4에 도시한 지지체(2)는 횡단면의 일부에 있어서, 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)가 적층된 구조를 갖고 있다.
지지체(2)는 그 모든 횡단면에 있어서, 상술한 조건을 충족시킬 필요는 없다. 도5에 도시한 통기 부재(1)에 있어서의 지지체(2)는 횡단면 A-A', B-B' 및 C-C' 중 횡단면 B-B'에 있어서만 상술의 조건을 충족시키고 있지만, 이와 같은 지지체(2)라도 인발 강도와 밀봉성을 양립할 수 있다.
도1 내지 도5에 도시한 지지체(2)에서는 제1 수지부(4) 및 제2 수지부(5)가, 각각 1층씩 적층되어 있지만, 제1 수지부(4) 및 제2 수지부(5)를 적층하는 수는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 지지체(2)는 제1 수지부(4) 및 제2 수지부(5) 이외의 수지부를 포함하고 있어도 좋고, 도6에 도시한 바와 같이 횡단면에 있어서, 링 형상의 제1 수지부(4), 제2 수지부(5) 및 제3 수지부(6)가 차례로 적층된 지지체(2)라도 좋다. 이때, 예를 들어 제3 수지부(6)를 구성하는 재료를, 제1 수지부(4)를 구성하는 재료와 동일하게 하는 것 등에 의해, 제3 수지부(6)를 구성하는 재료의 탄성률을, 제2 수지부(5)를 구성하는 재료의 탄성률보다도 작게 하면, 후술하는 보호 커버의 배치를 더 확실하게 행할 수 있다. 제1 수지부(4) 및 제2 수지부(5) 이외의 수지부는 양쪽 수지부(4, 5) 사이에 개재시켜도 좋다.
지지체(2)의 형상은 통 형상인 한, 특별히 한정되지 않고, 도1에 도시한 바와 같은 원통형이라도 좋고, 타원통 형상이나 각이진 통형이라도 좋다. 외주의 형상과 내주의 형상이 다르더라도 좋고, 도7에 도시한 바와 같이 외주가 원통형, 내 주가 각이진 통형의 지지체(2)라도 좋다. 도7에 도시한 지지체(2)는 각이진 통형상의 개구부(52)에 고정할 수 있다.
도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 외주에 볼록부(7)가 형성된 지지체(2)라도 좋다. 볼록부(7)에 의해, 예를 들어 후술하는 보호 커버를 지지할 수 있다. 볼록부(7)는, 도8에 도시한 바와 같이 제2 수지부(5)에 형성되어 있어도 좋고, 도9에 도시한 바와 같이 제3 수지부(6)에 형성되어 있어도 좋다. 볼록부(7)가 제3 수지부(6)에 형성되어 있을 경우, 예를 들어 제3 수지부(6)를 구성하는 재료를, 제1 수지부(4)를 구성하는 재료와 동일하게 하는 것 등에 의해, 제3 수지부(6)를 구성하는 재료의 탄성률을, 제2 수지부(5)를 구성하는 재료의 탄성률보다도 작게 하는 것이 바람직하다. 볼록부(7)의 형상 및 개수 등은 특별히 한정되지 않는다.
지지체(2)의 사이즈는 특별히 한정되지 않고, 통기 부재(1)로서 필요한 특성에 따라서 임의로 설정하면 좋다.
개구부(52)에 대한 통기 부재(1)의 고정 방법은 특별히 한정되지 않는다. 개구부(52)를 덮도록 통기 부재(1)를 고정해도 좋고, 개구부(52) 내에 삽입하여 통기 부재(1)를 고정해도 좋다. 개구부(52)를 덮도록 통기 부재(1)를 고정할 경우, 도2에 도시한 바와 같은 내측의 층에 제1 수지부(4)가 배치된 지지체(2)를 이용하면 좋다. 이와 같은 지지체(2)를 이용한 통기 부재(1)는, 도10에 도시한 바와 같이 개구부(52)를 덮도록 하우징(51)에 고정할 수 있다. 이때, 개구부(52)의 외부 직경보다도 지지체(2)의 내부 직경이 약간 작은 것이 바람직하다.
개구부(52) 내에 삽입하여 통기 부재(1)를 고정할 경우, 도11에 도시한 바와 같이 외측의 층에 제1 수지부(4)가 배치된 지지체(2)를 이용하면 좋다. 이와 같은 지지체(2)를 이용한 통기 부재(1)는, 도12에 도시한 바와 같이 개구부(52) 내에 삽입하여 하우징(51)에 고정할 수 있다. 이때, 개구부(52)의 내부 직경보다도 지지체(2)의 외부 직경이 약간 큰 것이 바람직하다.
지지체(2)의 제작 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 사출 성형 및 튜브 압출 성형 등의 수법을 이용하여 제작할 수 있다. 사출 성형법으로는 일체 성형, 2색 성형(또는 다색 성형) 혹은 이중 성형(또는 다중 성형)에 따라, 탄성률이 서로 다른 수지부를 조합한 적층체를 형성할 수 있다. 일체 성형을 이용할 경우, 예를 들어 최초로 내측의 층으로 이루어지는 수지부를 성형하고, 성형한 수지부를 형태로 충전한 후에, 외측의 층으로 이루어지는 수지부를 성형하면 좋다.
튜브 압출 성형법으로는 이중 압출(또는 다층 압출)에 따라 성형한 탄성률이 서로 다른 수지부로 이루어지는 다층의 튜브를, 소정의 길이로 절단함으로써 지지체(2)를 제작할 수 있다.
또한, 예를 들어 따로따로 성형한 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5)를 적층하고, 지지체(2)를 제작해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 외측의 층으로 이루어지는 수지부에 내측의 층으로 이루어지는 수지부를 삽입하면 좋다. 이때, 내측의 층으로 이루어지는 수지부의 외부 직경을 외측의 층으로 이루어지는 수지부의 내부 직경보다도 약간 크게 함으로써, 제작한 지지체(2)의 변형을 억제할 수 있다.
통기막(3)의 재료나 구조 등은 기체의 투과량을 확보 가능한 한 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 직포나 부직포, 네트, 다공체, 발포체를 포함하는 통기 막(3)으로 하면 좋다. 그 중에서도, 발수성(방수성)이나 내열성, 내약품성 등의 관점으로부터 불소 수지의 다공체를 포함하는 통기막(3)이 바람직하다. 불소 수지로서는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌퍼플오로알킬비닐 공중합체, 테트라플루오로에틸렌에틸렌 공중합체, 폴리 불화 비닐리덴(PVdF) 등을 이용하면 좋다. 그 중에서도 작은 면적으로 통기성을 유지할 수 있어 하우징 내부로의 물이나 먼지 등의 이물질의 침입을 억제하는 기능이 높은 연신 PTFE 다공체를 이용하는 것이 바람직하다. 통기막(3)에 불소 수지의 다공체를 이용할 경우, 방수성의 관점으로부터 다공체의 평균 구멍 직경은 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛ 정도의 범위인 것이 바람직하다. 이와 같은 다공체는 연신법이나 추출법 등 일반적인 다공체 형성법에 의해 얻을 수 있다.
통기막(3)에 보강층을 적층해도 좋다. 보강층의 재료나 구조 등은 특별히 한정되지 않지만, 통기막(3)보다도 통기성이 우수한 보강층이 바람직하다. 보강층에는, 예를 들어 직포, 부직포, 메시, 네트, 스펀지, 폼, 다공체 등을 이용하면 좋다. 보강층의 재료로는 수지나 금속을 이용하면 좋고, 필요한 특성에 따라서 임의로 선택하면 좋다. 또한, 보강층은 통기막(3)과 단순히 서로 중합하는 것만으로도 좋고, 서로 접합해도 좋다. 접합은, 예를 들어 접착제 라미네이트, 열 라미네이트, 가열 용착, 초음파 용착 등의 수법을 이용하여 행하면 좋다. 통기막(3)에 적층하는 보강층의 수는, 특별히 한정되지 않는다.
통기막(3)에는 발수 처리 및 발유 처리 등의 발액 처리가 이루어져 있어도 좋다. 발액 처리는, 예를 들어 표면 장력이 작은 물질을 통기막(3)에 도포하고, 건조한 후에 경화함으로써 행하면 좋다. 발액 처리에 이용하는 발액제는 통기막의 표면 장력보다도 작은 표면 장력을 갖는 피막을 통기막의 표면에 형성 가능한 한 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 퍼플오로알킬기를 갖는 고분자 재료를 포함하는 용액을 이용하면 좋다. 통기막(3)으로의 발액제의 도포는 함침법이나 스프레이법을 이용하면 좋다.
통기막(3)의 환기도는 통기 부재(1)로서 필요한 특성에 따라서 임의로 설정 하면 좋다. 그 중에서도, 걸리수(Gurley number)로 1000초 이하인 것이 바람직하고, 100초 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 걸리수의 하한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 0.05초 이상이면 좋다. 걸리수는 JIS P 8117(1998)의 규정을 기초로 하여 구하면 좋고, 필요에 따라 JIS L 1096(1999)의 규정을 기초로 하여 구한 연성(fragile) 통기도로부터 환산하여 구해도 좋다.
지지체(2)에 있어서의 통기막(3)이 배치되는 위치는, 특별히 한정되지 않는다. 통기막(3)을 지지체(2)의 단부면에 배치하면, 제조가 용이해진다.
통기막(3)은, 예를 들어 가열 용착, 초음파 용착, 접착제에 의한 접착 등의 수법을 이용하여 지지부(2)에 고정 부착하면 좋다. 간편성의 관점으로부터는, 가열 용착 또는 초음파 용착을 이용하는 것이 바람직하다. 통기막(3)에 보강층을 적층할 경우에는 보강층과 지지체(2)를 고정 부착하고, 고정 부착 시의 통기막(3)에서의 손상을 최소한으로 억제해도 좋다. 또한, 통기막(3)에 높은 발액성이 필요할 경우, 통기 부재(1)를 하우징(51)에 고정하였을 때에, 발액성이 큰 면이 하우징의 외측에 면하도록 통기막(3)을 고정 부착하면 좋다.
또한, 지지체(2)를 성형할 때에, 통기막(3)과 일체 성형해도 좋다.
본 발명의 통기 부재(1)의 다른 일례를, 도13에 도시한다. 도13에 도시한 통기 부재(1)는 통기막(3)을 덮는 바닥이 있는 보호 커버(8)를 더 포함하고 있고, 보호 커버(8)는 통기막(3)과 보호 커버(8) 사이에 공간이 존재하고, 통기 경로(11)가 확보되도록 지지체(2)에 의해 지지되어 있다. 보호 커버(8)에 의해, 비석, 먼지, 물 등의 외부로부터의 이물질이 통기막(3)에 접촉되기 어려워지기 때문에, 통기막(3)의 파손 등을 방지할 수 있다.
보호 커버(8)의 지지 방법은 특별히 한정되지 않는다. 도13에 도시한 통기 부재(1)로는 보호 커버(8)의 내주에 볼록부(9)가 형성되어 있고, 볼록부(9)와 지지체(2)가 접함으로써, 보호 커버(8)가 지지체(2)에 고정되어 있다. 이때, 지지체(2)에 있어서의 볼록부(9)와 접하는 수지부[보호 커버(8)를 지지하는 수지부]를 구성하는 재료의 탄성률이 제2 수지부(5)를 구성하는 재료의 탄성률보다도 작은 것이 바람직하다. 보호 커버(8)를 더 확실하게 고정할 수 있다. 내주에 볼록부(9)가 형성된 보호 커버(8)의 일례를, 도14에 도시한다.
도15에 도시한 통기 부재(1)에서는, 보호 커버(8)는 지지체(2)의 외주에 형성된 볼록부(7)에 의해 지지되고, 고정되어 있다. 이때, 상술한 바와 같이 볼록부(7)가 형성된 수지부[보호 커버(8)를 지지하는 수지부]를 구성하는 재료의 탄성률이 제2 수지부(5)를 구성하는 재료의 탄성률보다도 작은 것이 바람직하다.
이와 같이, 보호 커버(8)의 내주 및/또는 지지체(2)의 외주에 볼록부를 형성 하고, 보호 커버(8)를 고정할 수 있지만, 보호 커버(8)를 더 확실하게 고정하기 위해서는 2 이상, 더 바람직하게는 3 이상의 볼록부가 보호 커버(8)의 내주 및/또는 지지체(2)의 외주에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도14 및 도16에 도시한 바와 같이, 보호 커버(8)의 바닥부의 내면에 돌출부(10)가 형성되어 있어도 좋다. 돌출부(10)에 의해 보호 커버(8)의 위치를 결정할 수 있고, 더 확실하게 통기 경로(11)를 확보할 수 있다. 돌출부(10)의 개수나 형상은 특별히 한정되지 않지만, 통기 경로(11)를 더 확실하게 확보하기 위해서는 2 이상, 더 바람직하게는 3 이상의 돌출부(10)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
통기 부재(1)가 통기막(3)을 덮는 바닥이 있는 보호 커버(8)와, 도4에 도시한 바와 같은 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5) 사이에 공간(12)이 형성된 지지체(2)를 구비할 경우, 공간(12)의 형상에 따라서는 공간(12)을 통기 경로로 할 수 있다. 이와 같은 통기 부재의 일례를 도17에 도시한다. 도17에 도시한 통기 부재(1)에서는 지지체(2)의 한쪽 단부면으로부터 다른 쪽 단부면까지 관통하는 공간(12)이 지지체(2)에 형성되어 있고, 공간(12)은 통기 부재(1)에 있어서의 통기 경로(11)의 일부를 구성하고 있다. 이와 같은 통기 부재(1)에서는, 공간(12)의 통기 면적에 따라서는 지지체(2)의 외주면과 보호 커버(8)의 내주면을 전체 주위에 걸쳐서 밀착할 수 있고, 이 경우 사용 시에 있어서의 보호 커버(8)의 탈락을 억제할 수 있다.
본 발명의 통기 부재(1)의 다른 일례를, 도18에 도시한다. 도18에 도시한 통기 부재(1)는 제1 수지부(4)와 제2 수지부(5) 사이에 지지체(2)의 한쪽 단부면으로부터 다른 쪽 단부면까지 원통하는 공간(12)이 형성된 지지체(2)를 구비하고 있 다. 또한, 통기 부재(1)는 제2 수지부(5)와 일체화된 보호 커버(8)를 구비하고 있다. 이와 같은 통기 부재(1)로는 공간(12)을 통기 경로(11)의 일부라 할 수 있는 동시에, 제1 수지부(4)와 보호 커버(8)가 일체화되어 있기 때문에, 사용 시에 있어서의 보호 커버(8)의 탈락을 억제할 수 있는 것 외에, 한층 더 소형화가 가능하다.
보호 커버(8)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 외부로부터의 이물질이 통기막(3)에 접촉되기 어려워지는 한, 보호 커버(8)의 바닥부에 관통 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 관통 구멍이 형성되어 있을 경우, 통기 특성을 향상시킬 수 있다. 직포, 부직포, 네트 등으로 이루어지는 방호층이 관통 구멍의 개구부에 배치되어 있어도 좋고, 이 경우 통기 특성이 향상되면서, 또한 통기막(3)으로의 이물질의 접촉될 가능성을 보다 저감할 수 있다. 보호 커버(8)에 있어서의 관통 구멍의 유무는 통기 부재(1)가 이용되는 환경에 따라서 임의로 설정하면 좋고, 환경에 따라서는 관통 구멍이 형성되어 있지 않은 보호 커버(8)를 이용하는 것이 바람직하다. 보호 커버(8)는, 예를 들어 수지나 금속 등을 이용하여 형성하면 좋다.
다음에, 본 발명의 통기 하우징 및 전장 부품에 대해 설명한다.
본 발명의 통기 하우징 및 전장 부품은, 본 발명의 통기 부재(1)가 하우징의 개구부에 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 통기 부재(1)로는 탄성률이 서로 다른 2 이상의 수지 재료를 포함하는 지지체를 구비함으로써, 인발 강도와 추종성(밀봉성)을 양립할 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 지지체의 두께를 증대시키거나, 개구부의 외부 직경에 대한 지지체의 내부 직경의 비를 작게 하거나 한 통기 부재에 비해, 소형화 및/또는 통기 특성의 향상이 가 능하다. 따라서, 본 발명의 통기 하우징 및 전장 부품은, 예를 들어 통기 부재에 의한 통기 특성을 확보한 후에, 패키징의 자유도가 향상된 통기 하우징 및 전장 부품으로 할 수 있다.
본 발명의 통기 부재를 고정한 통기 하우징 및 전장 부품의 종류는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 헤드 램프, 리어 램프, 포그 램프, 턴 램프, 백 램프, 모터 케이스, 압력 센서, 압력 스위치, ECU 등의 전장 부품이나 휴대 전화, 카메라, 전기 면도기, 전동 칫솔, 램프 등의 전기 제품의 하우징 등을 들 수 있다. 하우징에 고정되는 통기 부재의 개수는 특별히 한정되지 않고, 하우징에 있어서의 2 이상의 면이나 동일한 면에 2 이상의 통기 부재가 고정되어 있어도 좋다.
도19a 및 도19b에, 본 발명의 통기 하우징(전장 부품)의 일례를 도시한다. 도19a에 도시한 ECU(61)는, 도19b에 도시한 바와 같이 그 하우징을 구성하는 한쪽의 부재(62)의 개구부에, 본 발명의 통기 부재(1)가 고정되어 있다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하에 나타내는 실시예에 한정되지 않는다.
본 실시예에서는, 도2에 도시한 원통형의 지지체를 성형하고, 성형한 지지체의 단부면에 통기막을 고정 부착하고, 도1 및 도13에 도시한 통기 부재를 제작하였다. 그 후에 제작한 통기 부재에 대해, 인발 강도 및 밀봉성의 평가를 행하였다. 최초로, 각 평가 방법을 도시한다.
-인발 강도의 평가 방법-
최초로, 제작한 통기 부재의 지지체의 내부에 폴리프로필렌제의 원주체(외부 직경 : 8 ㎜)를 삽입 깊이가 8 ㎜가 될 때까지 삽입하였다. 그 후, 인장 시험기를 이용하여 지지체로부터 원주체를 인발(인발 속도 : 50 ㎜/분)하고, 그때 발생하는 힘의 최대값을 인발 강도라 하였다.
-밀봉성의 평가 방법-
통기 부재의 밀봉성의 평가는 샤워 테스트를 이용하여 행하였다. 구체적으로는, 제작한 통기 부재를 하우징(내용적 : 500 ㎤)의 개구부(외부 직경 : 8 ㎜, 내부 직경 : 5 ㎜, 높이 10 ㎜)를 덮도록 고정한 후에, 물을 1리터 매분의 수량으로 5분간 분무하여 하우징 내부로의 물의 침입의 유무를 확인하였다.
다음에, 본 실시예에서 이용한 각 샘플의 제작 방법을 나타낸다.
-샘플 1-
최초로, 원통형의 제1 수지부를, 열가소성 엘라스토머(미쯔이 화학사제 : 미라스트머 6030, 굽힘 탄성률 : 4.4 × 108 N/㎡)를 이용하여 사출 성형법에 의해 성형하였다. 다음에, 성형한 제1 수지부를 형태로 충전하고, 고밀도폴리에틸렌(질소사제 : J110K, 굽힘 탄성률 : 9.8 × 108 N/㎡)을 이용하여 제1 수지부의 외주부에 접하도록 원통형의 제2 수지부를 성형하고, 도2에 도시한 지지체를 얻었다. 이렇게 얻어진 지지체의 내부 직경은 7.5 ㎜, 지지체의 중심축 방향의 길이는 12 ㎜, 두께는 2.5 ㎜(제1 수지부의 두께 : 1 ㎜, 제2 수지부의 두께 : 1.5 ㎜)였다. 굽힘 탄성률은 ASTM(아메리카 재료 시험 협회) D790의 규정을 기초로 하여 측정한 값 이다.
다음에, 통기막으로서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 다공체로 이루어지는 막(두께 : 25 ㎛, 평균 구멍 직경 : 0.6 ㎛, 기공율 : 85 ％)과, 보강층인 부직포(두께 : 130 ㎛)와의 적층체(외부 직경이 14 ㎜의 원통형, 니또우 전공사제 : 미크로텍스 NTF1026-K02)를 지지체의 단부면에 열 융착에 의해 고정 부착하고, 도1에 도시한 통기 부재를 제작하였다. 고정 부착 시에는, 보강층과 지지체가 접하도록 하고, 190 ℃에 있어서 9.8 × 104 Pa의 압력으로 10초 유지하였다.
-샘플 2-
샘플 1과 마찬가지로 통기 부재를 제작하였다. 단, 통기막에는 발액 처리를 실시한 통기막을 이용하였다.
발액 처리는, 이하와 같이 하여 행하였다. 최초로, 알킬메타크릴레이트 40 몰％ 및 퍼플오로알킬메타크릴레이트 60 몰％로 이루어지는 코폴리머를, 톨루엔 100 중량부와 n-헵탄 39 중량부와 초산 메틸 3.5 중량부를 균일하게 혼합한 용매에 용해시킨 처리 용액(코폴리머 농도 : 5 중량 ％)을 준비하였다. 다음에, 준비한 처리 용액에 샘플 1과 같은 통기막에 있어서의 PTFE 다공체를 침지하고, 120 ℃에 있어서 3분간 건조시켜 발액 처리를 행하였다. 발액 처리를 행한 통기막의 처리면에 등유를 적하한 바, 통기막의 내부로의 등유의 침투는 볼 수 없었다.
-샘플 3-
샘플 1과 같은 통기 부재에, 도14에 도시한 보호 커버를 배치하고, 도13에 도시한 통기 부재를 제작하였다. 보호 커버(바닥이 있는 원통 형상, 내부 직경 : 16 ㎜, 외부 직경 : 18 ㎜, 중심축 방향의 길이 : 10 ㎜, 내주부에 볼록부가 3 군데 형성, 볼록부의 정점을 연결하는 내부 직경 : 11.5 ㎜)는 폴리프로필렌(우베 흥산사제 : UBE 폴리프로 J815HK)을 이용하여 사출 성형에 의해 성형하였다. 이와 같이 성형한 보호 커버에 통기막이 배치되어 있는 단부면으로부터 샘플 1과 같은 통기 부재를 삽입하고, 도13에 도시한 통기 부재를 제작하였다.
-샘플 A(종래예)-
샘플 1과 같은 사이즈를 갖는 지지체를 열가소성 엘라스토머(미쯔이 화학사제 : 미라스토마 6030, 굽힘 탄성률 : 4.4 × 108 N/㎡)만을 이용하여 사출 성형법에 의해 성형하였다. 성형한 지지체의 단부면에 샘플 1과 같은 통기막을 열 융착에 의해 고정 부착하여 통기 부재를 제작하였다.
이와 같이 제작한 샘플 1 내지 3 및 샘플 A에 대해, 인발 강도 및 밀봉성의 평가를 행하였다. 결과를 이하의 표 1에 나타낸다.
[표 1]
| 샘플 번호 | 샘플 1 | 샘플 2 | 샘플 3 | 샘플 A(종래예) |
| 인발 강도(N) | 22 | 25 | 26 | 16 |
| 밀봉성 | 침입 없음 | 침입 없음 | 침입 없음 | 침입 없음 |
표 1에 나타낸 바와 같이, 열가소성 엘라스토머만으로 이루어지는 지지체를 구비하는 샘플 A에 비해, 샘플 1 내지 3의 인발 강도 및 밀봉성을 유지한 채 향상시킬 수 있었다.
본 발명은, 그 의도 및 본질적인 특징으로부터 일탈하지 않는 한, 다른 실시 형태로 적용할 수 있다. 이 명세서에 개시되어 있는 실시 형태는, 모든 점에서 설명한 것이며 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는, 상기 설명은 아니며 첨부한 청구항에 의해 나타내어 있고, 청구항과 균등한 의미 및 범위에 있는 모든 변경은 거기에 포함된다.
본 발명에 따르면, 탄성률이 서로 다른 2 이상의 수지 재료를 포함하는 지지체를 구비함으로써, 인발 강도와 추종성(밀봉성)이 양립 가능한 통기 부재와, 상기 통기 부재를 이용한 통기 하우징 및 전장 부품을 제공할 수 있다.
본 발명의 통기 부재는 다양한 하우징에 특별히 한정 없이 이용할 수 있다. 본 발명의 통기 부재를 이용한 통기 하우징 및 전장 부품으로서, 예를 들어 헤드 램프, 리어 램프, 포그 램프, 턴 램프, 백 램프, 모터 케이스, 압력 센서, 압력 스위치, ECU 등의 전장 부품이나 휴대 전화, 카메라, 전기 면도기, 전동 칫솔, 램프 등의 제품을 들 수 있다.
Claims (13)
- 하우징의 개구부에 고정된 상태에서, 상기 개구부를 통과하는 기체가 투과되는 통기막과, 상기 통기막을 지지하는 통 형상의 지지체를 포함하고,상기 지지체가, 상기 개구부에 고정된 상태에서 상기 하우징과 접하는 제1 수지부와, 상기 제1 수지부를 구성하는 재료보다도 탄성률이 큰 재료로 구성되는 제2 수지부를 포함하고,상기 지지체의 횡단면의 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 수지부와 상기 제2 수지부가 적층되어 있는 통기 부재.
- 제1항에 있어서, 상기 횡단면의 전체 주위에 걸쳐서, 상기 제1 수지부와 상기 제2 수지부가 적층되어 있는 통기 부재.
- 제1항에 있어서, 상기 통기막이 상기 지지체의 단부면에 배치되어 있는 통기 부재.
- 제3항에 있어서, 상기 통기막을 덮는 보호 커버를 더 포함하고,상기 보호 커버가, 상기 통기막과 상기 보호 커버 사이에 공간이 존재하도록, 상기 지지체에 의해 지지되어 있는 통기 부재.
- 제4항에 있어서, 상기 보호 커버가, 상기 지지체의 외주면에 형성된 볼록부에 의해 지지되어 있는 통기 부재.
- 제4항에 있어서, 상기 지지체가, 상기 보호 커버를 지지하는 제3 수지부를 더 포함하고,상기 제3 수지부를 구성하는 재료의 탄성률이, 상기 제2 수지부를 구성하는 재료의 탄성률보다도 작은 통기 부재.
- 제6항에 있어서, 상기 제1 수지부 및 상기 제3 수지부를 구성하는 재료가 동일한 통기 부재.
- 제1항에 있어서, 상기 통기막이 불소 수지의 다공체를 포함하는 통기 부재.
- 제8항에 있어서, 상기 불소 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌인 통기 부재.
- 제1항에 있어서, 상기 통기막이 발액 처리되어 있는 통기 부재.
- 제1항에 있어서, 상기 통기막의 통기도가 걸리수로 1000초 이하인 통기 부재.
- 통기 부재가 고정된 개구부를 갖고,상기 통기 부재가 제1항에 기재된 통기 부재인 통기 하우징.
- 하우징을 구비하는 전장 부품이며,제1항에 기재된 통기 부재가, 상기 하우징의 개구부에 고정되어 있는 전장 부품.
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