KR101688255B1

KR101688255B1 - 통기 마개

Info

Publication number: KR101688255B1
Application number: KR1020127003077A
Authority: KR
Inventors: 마사시 오노; 히로시 마나베
Original assignee: 니뽄 고아 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2016-12-20
Also published as: US20120174789A1; CA2766979A1; EP2455643A4; JP5622369B2; CN102472402B; WO2011007799A1; EP2455643A1; US8734573B2; KR20120037974A; JP2011023206A; EP2455643B1; CN102472402A

Abstract

본 발명은 통기 막의 파손이 발생하기 어려운 구조의 통기 마개를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 관통 구멍(1a)을 갖는 통 형상 부재(1)와, 상기 통 형상 부재(1)에 연속 설치되어, 상기 관통 구멍(1a)을 횡단하는 지지체(2)와, 상기 통 형상 부재(1)에 주위 부착된 통기 막(3)을 구비하고, 상기 통기 막(3)이 상기 지지체(2)에 보유 지지되어 있고, 상기 통기 막(3)에는 상기 지지체(2)의 형상에 따른 볼록 형상부(3a)가 형성되도록 한 통기 마개를 제작한다.

Description

통기 마개 {VENT PLUG}

본 발명은, 기체는 통과시키면서도 물방울이나 오일 방울과 같은 액체를 차단하는 기능을 갖는 통기 막을 구비한 통기 마개에 관한 것이다.

자동차의 헤드 램프, 리어 램프, 포그 램프, 파워 윈도우, 압력 센서, 압력 스위치, 엔진 컨트롤 유닛 등의 전기 장치는 물이나 오일, 계면 활성제 등의 액체에 노출되는 환경 하에서 사용되는 것이다. 또한, 일반 가전 제품 중에서도, 전기 면도기, 휴대 전화, 전동 칫솔 등, 물이나 오일, 계면 활성제 등의 액체에 노출되는 환경 하에서 사용되는 것이 있다. 이들 전기 장치에서는, 내부에 전자 부품을 수납하는 케이스의 방적성(droplet-proof)을 높게 할 필요가 있지만, 완전한 밀폐 상태로 해 버리면, 온도 변화에 의해 케이스 내부의 기체가 팽창ㆍ수축할 때에, 케이스 내외에 압력차가 발생하여, 케이스에 과대한 부하가 걸려 버린다. 따라서 상기 케이스는, 액체의 침입은 방지하면서도, 기체는 출입 가능한 상태로 해 둘 필요가 있다.

특허문헌 1에는 바닥이 있는 원통 형상의 커버 부품과, 그 내부에 끼움 장착된 통 형상체로 구성되어 있고, 커버 부품의 내주와 통 형상체의 외주 사이, 커버 부품의 바닥면과 통 형상체의 바닥부 사이에 미로 형상의 통기로를 형성함으로써, 방수성과 통기성을 발휘시키는 통기 캡이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는 자동차용 파워 윈도우의 전동 모터 케이스에 설치하는 통기 가능 마개가 기재되어 있다. 이 원통 형상 마개 본체의 시트 접합부에는 마개 본체 내부를 막도록 하여 통기 시트를 형성함으로써, 모터 케이스 내부에 물이 침입하는 것을 방지하는 동시에, 통기 막의 기능에 의해 케이스 내부와 외부 사이를 통기 가능하게 하고 있다.

특허문헌 3에는 고무재 등의 탄성 부재로 이루어지는 장착 본체의 한쪽의 개구부 단부면에, 부분적으로 돌출되는 폐색 방지 돌기를 장착 본체에 형성하고, 장착 본체의 개구부를 덮도록 방수 시트를 고착하여 장착 부재를 형성하고, 이 장착 부재를 호흡구의 통 형상부에 착탈 가능하게 끼움 부착한 모터가 기재되어 있다. 이 장착 부재에 따르면, 호흡구로의 빗물 등의 물의 침입을 방지할 수 있고, 또한 상기 돌기의 존재에 의해, 호흡구의 개구부가 다른 부재의 면과 접촉하여 폐색되는 것이 방지된다고 하는 것이다.

일본 공개 특허 제2001-143524호 공보(도 1) 일본 공개 특허 제2003-63549호 공보(도 1, 도 2) 일본 공개 특허 제2008-148388호 공보(도 4, 도 5)

그러나, 상기 종래의 통기 캡(통기 마개)을 사용한 경우, 통기 마개의 취급 시, 예를 들어 통기 마개를 모터 케이스에 장착할 때에, 작업자의 손가락이나 설치 장치 등(이하, 「손가락 등」이라고 함)이 통기 막에 접촉하여 파손되는 경우가 있었다. 이러한 사정을 감안하여, 본 발명은 다소의 접촉이 있어도 통기 막이 파손되지 않거나, 혹은 다소 파손되었다고 해도 액체나 기체가 리크되지 않는 구조의 통기 마개를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 통기 마개는,

관통 구멍을 갖는 통 형상 부재와, 상기 통 형상 부재에 연속 설치되어, 상기 관통 구멍을 횡단하는 지지체와, 상기 통 형상 부재에 주위 부착된 통기 막을 구비하고, 상기 통기 막이 상기 지지체에 보유 지지되어 있고, 상기 통기 막에는 상기 지지체의 형상에 따른 볼록 형상부가 형성되어 있는 것이다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 통 형상 부재와 상기 지지체가 동일한 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 지지체가 분기 구조를 갖고 있고, 상기 통 형상 부재의 3개소 이상에 연속 설치되어 있는 형태를 적용할 수 있다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 지지체가 십자 구조를 갖고 있고, 상기 통 형상 부재의 4개소 이상에 연속 설치되어 있는 형태를 적용할 수 있다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 지지체가 그물코 구조를 갖고 있는 형태를 적용하는 것이 바람직하다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 지지체가 원호 형상을 갖고 있는 형태를 적용하는 것이 바람직하다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 통 형상 부재는 상기 통기 막이 주위 부착된 부분에 있어서 돌기부를 갖고 있는 형태를 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 돌기부의 정상점은 상기 통기 막의 볼록 형상부의 정상점보다도 높은 위치에 있는 것이 한층 바람직하다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 지지체가 상기 관통 구멍을 완전히 횡단하는 일 없이 도중에 끊겨 있는 형태를 적용할 수 있다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 지지체가 돌기부를 갖는 형태를 적용할 수 있다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 통기 막을 다공질 폴리테트라플루오로에틸렌막으로 하는 것이 바람직하다.

상기 통기 마개에 있어서, 상기 통기 막이 발액성을 갖는 것인 것이 바람직하다.

본 발명의 통기 마개는 지지체와, 이 지지체에 보유 지지된 통기 막을 갖고 있고, 통기 막에는 지지체의 형상에 따른 볼록 형상부가 형성되어 있으므로, 통기 마개를 모터 케이스에 장착할 때에 손가락 등이 통기 막에 접촉해도 통기 막이 파손되기 어렵고, 또한 통기 막이 다소 파손되었다고 해도 액체나 기체가 리크되기 어려운 우수한 효과를 갖는 것이다.

도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 통기 마개의 분해도, (b)는 완성된 통기 마개의 사시도, (c)는 상기 통기 마개의 단면도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 통기 마개의 분해도, (b)는 완성된 통기 마개의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도, (b)는 지지체(2)를 포함하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 통기 마개의 사용예를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 통기 마개의 다른 사용예를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 통기 마개의 제조 프로세스예를 도시하는 도면이다.

1. 통기 마개의 구조

이하, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 통기 마개의 구조에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 통기 마개를 도시하는 것으로, (a)는 통기 마개의 내부 구조를 이해하기 위한 분해도, (b)는 완성된 통기 마개의 사시도, (c)는 상기 통기 마개의 단면도이다. 도 1의 (a)는 상기와 같이 분해도이고, 통기 막(3)의 통 형상 부재(1)로의 장착 공정이 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 통기 막(3)은 실제로 사용되는 것보다도 두껍게 그리고 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)에 있어서, 관통 구멍(1a)을 갖는 통 형상 부재(1)에는 관통 구멍(1a)을 횡단하는 지지체(2)가 연속 설치되어 있다. 또한, 통 형상 부재(1) 및 지지체(2)를 덮도록 통기 막(3)이 장착되어 있다. 도 1의 (a) 내지 (c), 특히 (c)에 도시한 바와 같이, 통기 막(3)은 지지체(2)에 보유 지지되어 있고, 통기 막(3)에는 지지체(2)의 형상에 따른 볼록 형상부(3a)가 형성되어 있다.

통기 막(3) 중, 통 형상 부재(1)에 주위 형상에 접하고 있는 부분을 「주위 부착 영역」이라고 부르는 것으로 한다. 또한, 통 형상 부재(1)에 접하고 있지 않고 관통 구멍(1a)에 면하고 있는 부분에서는, 관통 구멍(1a)을 통해 통기가 가능하므로, 이를 「통기 영역」이라고 부르는 것으로 한다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한, 통기 막(3)이 지지체(2)에 보유 지지되어 있는 부분도 편의상 「통기 영역」이라고 부르는 것으로 한다.

통기 막(3)의 통기 영역에는 상기와 같이, 지지체(2)의 형상에 따른 볼록 형상부(3a)가 형성되어 있으므로, 통기 영역의 상방으로부터 손가락 등이 접근했을 때에는, 손가락 등은 통기 영역 중에서 조금 높게 되어 있는 볼록 형상부(3a)에 처음으로 접촉할 확률이 높다. 볼록 형상부(3a)에 손가락 등이 접촉해도, 볼록 형상부(3a)의 이측에는 지지체(2)가 설치되어 있으므로, 지지체(2)가 쿠션이 되어 손가락 등의 접촉이 일어나도 통기 막(3)은 파손되기 어렵다. 또한, 가령 통기 막(3)에 파손이 발생하였다고 해도, 지지체(2)의 존재에 의해, 액체나 기체의 리크는 최소한으로 멈춘다.

보다 상세하게 설명하면, 제1 실시 형태에 관한 통기 마개에서는, 통기 막(3)의 통기 영역 중, 손가락 등이 처음에 접촉할 확률이 높은 부분은, 주위에 비해 상대적으로 높게 형성되어 있는 볼록 형상부(3a)이다. 따라서, 손가락 등이 통기 마개에 접근한 경우에 볼록 형상부(3a)에 우선적으로 접촉하므로, 지지체(2)가 형성되어 있지 않은 부분에 손가락 등이 접촉할 확률을 상대적으로 저감시킬 수 있고, 그로 인해 손가락 등이 통기 막(3)을 파손시킬 확률이 저감된다. 또한, 만일 통기 막(3)이 파손된 경우라도, 지지체(2)의 존재에 의해 액체나 기체의 리크 확률을 저감시키는 것이다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 지지체(2)의 폭을 통 형상 부재(1)를 향해 커지도록, 즉 사다리꼴 형상으로 형성하면 통기 막(3)이 지지체(2)의 측면에 밀착하기 쉬워지기 때문에, 통기 막(3)에 볼록 형상부(3a)를 형성하기 쉬워지므로 바람직한 실시 형태이다.

또한, 본 발명의 필수 요건은 아니지만, 제1 실시 형태에 관한 통기 마개와 같이, 통기 막(3)의 주위 부착 영역의 외주부가 통 형상 부재(1)의 측면부에 접하고 있는 것이 바람직하다. 통기 막(3) 상에 체류한 액적을 통기 마개의 측면부까지 원활하게 유도할 수 있기 때문이다.

본 발명의 제1 실시 형태에 관한 통기 마개는, 예를 들어 통기와 방적(droplet-proof)의 양쪽을 필요로 하는 전기 장치의 수납 케이스에 사용된다. 수납 케이스에는, 예를 들어 원 형상의 구멍이 비워져 있고, 통기 마개는 이 구멍에 삽입되도록 하여 설치된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 통기 마개의 통 형상 부재(1)의 측면을 테이퍼 형상으로 하면, 통기 마개를 당해 구멍에 확실하게 삽입할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 2의 (a), (b)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 통기 마개를 도시하는 것으로, (a)는 통기 마개의 내부 구조를 이해하기 위한 분해도, (b)는 완성된 통기 마개의 사시도이다. 제2 실시 형태에 관한 통기 마개도 기본적으로는 제1 실시 형태에 관한 통기 마개와 동일한 것이지만, 제1 실시 형태에서는, 지지체(2)가 통기 마개의 통 형상 부재(1) 상에 적재되어 있는 형태였지만, 제2 실시 형태에서는 지지체(2)가 통 형상 부재(1)의 관통 구멍(1a) 내에 형성되어 있고, 통 형상 부재(1)의 상면보다도 높은 위치에는 지지체(2)는 존재하고 있지 않다. 이와 같은 형태라도, 통기 막(3)의 통기 영역이며 지지체(2)가 존재하고 있지 않은 부분에 있어서 통기 막(3)이 휨 등에 의해 아래로 쳐지므로, 지지체(2)가 존재하고 있는 부분에서는 지지체(2)의 형상에 따른 볼록 형상부(3a)가 형성된다. 이에 의해, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이 손가락 등에 의해 통기 막(3)이 파손될 확률이 저감된다.

제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에 관한 통기 마개의 효과를 가지면서, 통 형상 부재(1)의 상면보다도 높은 위치에는 지지체(2)는 형성되어 있지 않으므로, 손가락 등이 통기 막(3)에 접촉할 확률 자체가 제1 실시 형태의 경우에 비해 낮다.

또한, 상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 있어서는, 지지체(2)를 1개 형성한 경우에 대해 도시하여 설명하였지만, 지지체(2)를 2개 이상 형성하면 통기 막(3)이 파손될 확률을 한층 저감시키는 것이 가능해진다.

(제3 실시 형태)

도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 제3 실시 형태에 관한 통기 마개에서는 지지체(2)가 분기 구조를 갖고 있고, 지지체(2)의 단부는 통 형상 부재(1)에 각각 연속 설치되어 있다. 통기 막(3)이 파손될 확률을 광범위에 걸쳐서 낮게 하기 위해서는, 상술한 바와 같이 막대 형상의 지지체(2)를 복수 형성하는 방법도 생각되지만, 단순히 지지체(2)의 개수를 늘린 경우, 통기 막(3)의 통기 영역과 지지체(2)의 접촉에 의한 통기 효율의 저하(압력 손실의 상승)를 수반하는 경우가 있다. 이에 대해, 제3 실시 형태에 관한 통기 마개와 같이 지지체(2)가 분기 구조를 갖고 있으면, 필요한 부분에 지지체(2)를 배치할 수 있으므로, 통기 막(3)의 저압력 손실을 유지하면서, 광범위에 걸쳐서 통기 막(3)이 파손될 확률을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제4 실시 형태)

도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 제4 실시 형태에 관한 통기 마개는 지지체(2)가 십자 구조를 갖고 있고, 통 형상 부재(1)의 4개소에 연속 설치되어 있다. 제3 실시 형태에 관한 통기 마개와 마찬가지로, 통기 막(3)의 압력 손실의 대폭적인 증대를 수반하지 않고, 광범위에 걸쳐서 통기 막(3)이 파손될 확률을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제5 실시 형태)

도 5는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 제5 실시 형태에 관한 통기 마개는 지지체(2)가 그물코 구조를 갖고 있다. 제3 실시 형태 또는 제4 실시 형태에 관한 통기 마개와 마찬가지로, 통기 막(3)의 압력 손실의 대폭적인 증대를 수반하지 않고, 광범위에 걸쳐서 통기 막(3)이 파손될 확률을 효율적으로 저감시킬 수 있다. 특히, 도 5에 도시한 지지체(2)는 그물코 구조 중에서도 허니콤 구조라고 불리는 벌집 형상의 형상을 갖고 있어, 고강도를 실현할 수 있다. 따라서, 손가락 등의 외부로부터의 응력에 대해 일정한 강성을 갖고, 또한 통기 막(3)의 수축 등의 변형력에 대한 저항력을 구비하는 것이다.

그물코의 하나의 형상으로서, 도 5에 도시한 육각형 외에, 정사각형, 직사각형, 다이아몬드형, 평행 사변형, 사다리꼴형, 삼각형, 그 밖의 다각 형상을 적용할 수 있다. 그 밖에도, 원형이나 타원형 등, 곡선을 포함하는 형상도 물론 적용 가능하다.

(제6 실시 형태)

도 6은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 제6 실시 형태에 관한 통기 마개는 지지체(2)가 원호 형상을 갖고 있다. 이 경우, 통기 막(3)의 통기 영역을 돔 형상으로 할 수 있으므로, 동일한 형상의 통 형상 부재(1)를 사용해도 통기 영역이 평면 형상인 경우에 비해 통기 영역의 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 지지체(2)를 설치한 것에 의한 통기 막(3)의 압력 손실의 증가분을 줄이는 것이 가능하고, 또한 압력 손실의 증가분을 모두 상쇄하여, 보다 저압력 손실의 통기 마개를 제공하는 것도 가능해진다. 또한, 통기 영역이 팽창됨으로써, 통기 영역에서의 액체의 체류를 방지하는 효과도 있다.

(제7 실시 형태)

도 7은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 단, 형상의 이해를 위해, 통기 막(3)이 형성되어 있지 않은 상태의 것을 도시하고 있다. 제7 실시 형태에 관한 통기 마개는, 기본적 구조는 제1 실시 형태에 관한 통기 마개와 동일한 것이지만, 제7 실시 형태에 관한 통기 마개에서는, 통기 막(3)의 주위 부착 영역에 있어서 통 형상 부재(1)에 돌기부(1b)가 형성되어 있다. 이 돌기부(1b)는 손가락 등이 통기 마개에 접근했을 때의 방호제로 되어, 손가락 등이 통기 막(3)에 직접 접하는 것을 방지한다. 그로 인해, 통기 막(3)이 파손될 확률을 저감시킬 수 있다. 또한, 돌기부(1b)는 통 형상 부재(1)의 일부로서 일체적으로 형성된 것이라도 좋고, 통 형상 부재(1)에 별도 추가된 부품이라도 좋다.

통기 막(3)은 주위 부착 영역에 있어서 돌기부(1b)를 덮도록 형성되어 있고, 돌기부(1b)의 표면 형상에 따른 형상을 갖고 있다. 따라서, 통기 막(3)의 통기 영역에 존재하는 액적이 돌기부(1b)에 의해 막히는 일 없이, 통기 막(3) 상에서 통기 영역으로부터 주위 부착 영역으로 매끄럽게 이동한다. 이로 인해, 통기 마개의 내부에 액적이 체류하기 어렵고, 옥외나 엔진 룸 내 등의 가혹한 사용 환경 하에 있어서도, 통기 영역 중 액적이 체류되어 있지 않은 부분의 면적, 즉 유효 개구 면적은 높게 보유 지지되어, 통기성을 유지할 수 있다.

또한, 돌기부(1b)의 정상점이 통기 막(3)의 볼록 형상부(3a)의 정상점보다도 높은 위치로 되도록 통기 마개를 제작하면, 손가락 등이 통기 마개에 접근한 경우, 통기 막(3)의 볼록 형상부(3a)보다도 먼저 통 형상 부재(1)의 돌기부(1b)에 접촉할 확률이 높아져, 통기 막(3)의 파손을 방지하는 관점으로부터는 한층 바람직하다. 보다 구체적으로는 돌기부(1b)의 정상점이 볼록 형상부(3a)의 정상점보다도 0.5 내지 5㎜ 높게 설정되어 있는 것이 바람직하다.

(제8 실시 형태)

도 8은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 제8 실시 형태에 관한 통기 마개에서는 지지체(2)가 관통 구멍(1a)을 완전히 횡단하는 일 없이 도중에 끊겨 있다. 지지체(2)가 통 형상 부재(1)에 확실히 고정되어 있는 것이 필요 조건이지만, 이와 같은 구조에서는, 통기 막(3)의 중앙부 등 통기에 중요한 역할을 발휘하는 부분에 지지체(2)를 설치하지 않음으로써, 통기 마개의 압력 손실을 낮게 유지할 수 있다.

(제9 실시 형태)

도 9의 (a)는 본 발명의 제9 실시 형태에 관한 통기 마개의 사시도이다. 단, 형상의 이해를 위해, 통기 막(3)이 형성되어 있지 않은 상태의 것을 도시하고 있다. 도 9의 (b)는 지지체(2)를 포함하는 단면도이고, 이 단면도에는 통기 막(3)이 형성된 상태의 것을 도시하고 있다.

제9 실시 형태에 관한 통기 마개는, 도 9의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 기본적인 구조는 제2 실시 형태에 관한 통기 마개와 동일한 것이지만, 제9 실시 형태에 관한 통기 마개에서는, 지지체(2)에 돌기부(2a)가 설치되어 있는 점에서 제2 실시 형태의 것과는 상이하다.

지지체(2)에 돌기부(2a)를 설치하는 것은, 지지체(2)의 형상에 따른 볼록 형상부(3a) 중에서도 한층 더 높은 부분을 설치하는 것이고, 이에 의해, 손가락 등이 접촉할 확률이 높은 장소를 돌기부(2a)의 개소에 확정적으로 정해 둘 수 있다. 돌기부(2a)를 설치하는 위치는 통기 막(3)의 통기 영역의 중앙부인 것이 바람직하다. 돌기부(2a)의 높이는 돌기부(2a)가 설치되어 있지 않은 부분에 비해 0.5 내지 5㎜ 높게 설정되어 있는 것이 바람직하다.

제1 실시 형태 내지 제9 실시 형태에 있어서, 통 형상 부재(1)와 지지체(2)는 다른 재료에 의해 구성되어 있어도 좋지만, 후술하는 사출 성형 등의 방법에 의해 동일한 재료로 일체적으로 형성되어서 있어도 좋다.

2. 통기 마개의 각 구성 요소의 상세한 설명

다음에, 본 발명의 통기 마개에 있어서의 통 형상 부재(1) 및 통기 막(3)의 상세(바람직한 재료 등)에 대해 설명한다.

(1) 통 형상 부재

통 형상 부재(1)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 상술한 바와 같이 전기 장치의 일부에 통기 마개를 삽입하는 용도를 고려하면, 탄력성이 있는 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 수지의 예로서는, 산토프렌(Santoprene), 밀라스토머(Milastomer) 등의 올레핀계를 주로 한 탄성 수지, 에틸렌프로필렌 고무(EPDM), 아크릴 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 등의 고무계 혹은 고무 대체의 탄성 수지, 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 것이 바람직하다. 전기 장치의 일부에 본 발명의 통기 마개를 용이하게 삽입하기 위해서는, 통 형상 부재(1)의 경도(JIS K 6253)는 100도 이하, 보다 바람직하게는 80도 이하이다. 통 형상 부재의 시일성을 담보하기 위해서는, 10도 이상, 보다 바람직하게는 40도 이상이다. 고무 경도의 계측에는 듀로미터(주식회사 시마츠 제작소제:DUROMETER A)가 사용된다.

통 형상 부재(1)의 돌기부(1b)의 높이는 통기 구멍(1a)의 직경에 대해, 5 내지 200％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 100％, 더욱 바람직하게는 15 내지 50％로 하는 것이 바람직하다.

(2) 통기 막

통기 막(3)의 구성 재료로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리이미드 등을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 방수성이 우수한 불소 수지, 더욱 바람직하게는, 다공질 폴리테트라플루오로에틸렌(다공질 PTFE)의 필름을 사용하는 것이 추천 장려된다. 통기 막(3)의 미시적 형상으로서는, 네트 형상, 메쉬 형상, 다공질의 것을 사용할 수 있다. 다공질 PTFE 필름은 방적성이 우수하고, 물방울, 오일 방울, 진애의 침입을 방지하면서 전기 장치의 내외에 통기성을 갖게 하는 용도에 적합하다.

다공질 PTFE 필름은 PTFE의 파인 파우더를 성형조제와 혼합함으로써 얻어지는 페이스트의 성형체로부터, 성형조제를 제거한 후, 고온 고속도로 연신, 또한 필요에 따라서 소성함으로써 얻어지는 것이다. 일축 연신의 경우, 노드(절첩 결정)가 연신 방향으로 직각으로 가는 섬 형상으로 되어 있고, 이 노드 사이를 연결하도록 발 형상으로 피브릴(절첩 결정이 연신에 의해 풀려서 인출된 직쇄상의 분자속)이 연신 방향으로 배향되어 있다. 그리고, 피브릴 사이, 또는 피브릴과 노드로 구획되는 공간이 구멍으로 된 섬유질 구조로 되어 있다. 또한, 이축 연신의 경우에는, 피브릴이 방사상으로 퍼지고, 피브릴을 연결하는 노드가 섬 형상으로 점재하고, 피브릴과 노드로 구획된 공간이 다수 존재하는 거미줄 형상의 섬유질 구조로 되어 있다.

통기 막(3)은 1축 연신 다공질 PTFE 필름이라도 좋고, 이축 연신 다공질 PTFE 필름이라도 좋다.

통기 막(3)은 단독으로(단층으로) 사용 가능한 만큼의 강도를 갖는 것이 바람직하지만, 부직포, 직물이나 편물 등의 네트 등, 신축성을 갖고, 바람직하게는 120℃의 고온에 견딜 수 있는 통기성의 보강층과 적층하여 사용해도 좋다.

통기 막(3)의 물리적 특성으로서는, 1㎪ 이상, 보다 바람직하게는 10㎪ 이상의 내수압과, 1000초 이하, 보다 바람직하게는 100초 이하의 투기도(JIS P 8117)를 구비하는 것이 바람직하다.

통기 막(3)은 그 세공 내표면에 발액성이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 통기 막(3)에 발액성을 갖게 함으로써, 체지(bodyoil)나 기계 오일, 물방울 등의 다양한 오염물이, 통기 막(3)의 세공 내에 침투 혹은 보유 지지되는 것을 억제할 수 있다. 이들 오염 물질은 통기 막(3)의 포집 특성이나 통기 특성을 저하시켜, 통기 막으로서의 기능을 손상시키는 원인이 된다. 또한, 통 형상 부재(1)의 표면 전체에 발액성을 부여해도 좋다.

또한, 특허청구의 범위 및 본 명세서에 있어서, 발액성을 부여하는 방법으로서는, 발액성 재료를 사용하거나, 혹은 발액제를 첨가함으로써도 가능하고, 이 경우의 「발액」이라 함은, 액체를 튕기는 성질 내지는 기능을 가리키는 것으로 하고, 「발액제」에는, 「발수제」, 「발유제」, 「발수 발유제」 등을 포함하는 것으로 한다. 이하, 발수 발유성 폴리머를 예로 들어 설명한다.

발수 발유성 폴리머로서는, 함불소 측쇄를 갖는 폴리머를 사용할 수 있다. 발수 발유성 폴리머 및 그것을 다공질 PTFE 필름에 복합화하는 방법의 상세에 대해서는 WO94/22928호 공보 등에 개시되어 있다.

또한, 통기 막(3)에는 상기한 발액성 재료 외에, 친수성 재료, 도전성 재료, 착색 재료, 대전 방지 재료, 항균성 재료 등을 부가함으로써, 다양한 기능성을 부여할 수 있다.

(3) 기타

통 형상 부재(1)와 통기 막(3)의 접합에는, 후술하는 바와 같이 용융된 통 형상 부재(1)에 통기 막(3)을 압착시키는 방법을 사용할 수 있고, 양면 점착 테이프를 사용할 수도 있지만 본 발명의 필수의 구성 요소는 아니다. 그 양면 점착 테이프에는 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 나일론 부직포 등을 코어재로 한 부직포 기재 양면 점착 테이프, PET 기재 양면 점착 테이프, 폴리이미드 기재 양면 점착 테이프, 나일론 기재 양면 점착 테이프, 발포체(예를 들어, 우레탄 폼, 실리콘 폼, 아크릴 폼, 폴리에틸렌 폼) 기재 양면 점착 테이프, 기재리스 양면 점착 테이프 등 다양한 타입의 것을 사용할 수 있다.

3. 통기 마개의 사용예

본원 발명의 통기 마개는, 예를 들어 내부에 전자 부품을 수납하는 케이스(하우징)에 직접 또는 간접으로 설치되지만, 설치 부위의 형상에 따라서 통 형상 부재(1)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 통기 마개가 통기 파이프(4)의 선단부에 설치되는 경우에는, 통 형상 부재(1)의 내측에 통기 파이프(4)의 선단이 접촉하는 단차부를 형성해도 좋다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 통 형상 부재(1)의 형상을 통기 파이프(4)의 내측과 외측의 양쪽에 끼워 넣도록 형성하면, 통기 마개의 설치 강도가 높아진다.

도 11에 도시한 바와 같이, 통기 마개가 상기 케이스(하우징)(5)의 일부에 형성된 바닥이 있는 구멍에 설치되어도 좋다. 당해 구멍과의 끼워 맞춤성을 높임으로써 실드성, 설치 강도가 우수한 통기 마개를 제작할 수 있다.

4. 통기 마개의 제조 프로세스예

이하, 본 발명의 통기 마개의 제조에 적용할 수 있는 프로세스예에 대해 설명한다.

(1) 사출 성형(인젝션 몰딩)

용융시킨 열가소성 수지를 소정의 오목 형상으로 가공한 금형 내에 압입하고, 그 후, 열가소성 수지를 냉각함으로써 통기 마개의 성형품을 얻는 방법이다. 공정 수순은 도 12의 (a) 내지 (c)의 공정 단면도에 의해 도시된다.

우선, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 금형(11) 및 제2 금형(12)을 마주 보게 하여 밀착시킴으로써, 금형의 내부에 통 형상 부재(1)의 형상의 공동을 형성한다. 제1 금형(11) 및 제2 금형(12) 사이에는 미리 통기 막(3)을 끼움 지지해 둔다.

다음에, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 주입구(13)로부터 용융시킨 열가소성 수지를 제1 금형(11) 내에 주입한다. 열가소성 수지가 통기 막(3)에 도달하면, 열가소성 수지가 통기 막(3)을 제2 금형(12)의 오목부까지 밀어 올리기 때문에, 통기 막(3)은 열가소성 수지의 형상에 따른 형상으로 성형된다. 이때, 제2 금형(12)의 오목부로 유입된 용융 수지는 지지체(2)의 부분을 구성하는 것이다.

용융 수지를 주입할 때, 수지의 주입 압력으로 통기 막(3)(예를 들어, PTFE 다공질체)의 공극 부분에 수지를 함침시키고, 또한 수지를 냉각하고, 경화시킴으로써 수지[즉, 성형된 통 형상 부재(1)]와 통기 막(3)이 앵커 효과에 의해 견고하게 고착된 상태로 된다.

마지막으로, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 금형(11) 및 제2 금형(12)을 탈형함으로써, 통 형상 부재(1)와 지지체(2)가 일체 성형되고, 또한 통기 막(3)과 일체적으로 형성된 통기 마개를 얻을 수 있다.

(2) 압축 성형(컴프레션 몰딩)

공정 수순으로서는 상술한 사출 성형과 마찬가지이지만, 압축 성형에서는 가황에 의해 경화되는 수지(상기 EPDM 등의 고무계 재료)를 고압의 프레스기로 소정 형상으로 가공한 금형 내에 압입하고, 그 후, 가황에 의해 수지를 경화시킴으로써 통기 마개의 성형품을 얻는 방법이다. 수지의 주입 압력으로, 통기 막(3)(예를 들어, PTFE 다공질체)의 공극 부분에 수지를 함침시키고, 수지를 냉각ㆍ경화시킴으로써 앵커 효과에 의한 견고한 고착 효과를 얻을 수 있다.

(3) 그 밖의 방법

사출 성형이나 압축 성형 등의 성형 가공에 의해, 우선은 통 형상 부재(1) 및 이것에 일체 성형되는 지지체(2)를 단독으로 성형해 두고, 그 후, 통 형상 부재(1)의 주위 부착 영역에 소정의 형상의 용착 부재를 사용하여 통기 막(3)을 고착하는 것도 가능하다. 고착에는, 다시 열을 가하여 통 형상 부재(1)를 녹이고, 녹은 수지를 통기 막(3)(예를 들어, PTFE 다공질체)의 공극 부분에 수지를 함침시키고, 통 형상 부재(1)를 냉각하여 고화시킴으로써 통 형상 부재(1)와 지지체(2)가 일체 성형되고, 또한 통기 막(3)과 일체적으로 형성된 통기 마개를 얻는 방법도 있다.

또한 그 밖에, 수지제의 통 형상 부재(1) 및/또는 지지체(2)와, 통기 막(3)을, 접착제를 사용하여 접착하는 것 및 이미 상세하게 설명한 바와 같이 이들을 양면 점착 테이프로 고정하는 것도 가능하다.

상기 제1 실시 형태 내지 제9 실시 형태 중 어느 것에 있어서도, 고무 컴프레션 몰딩 성형기(주식회사 메이키 제작소제:R 시리즈, 클램핑 능력 70ton과, 소정 형상의 공동을 갖는 금속제의 금형을 사용하여, 금형의 소정의 위치에 통기 막을 설치한 후, 그 금형에 미가황의 고무를 압입하여 가황ㆍ경화시켜 통기 마개를 얻을 수 있다. 또한, 통 형상 부재(1) 및/또는 지지체(2)를 구성하는 수지에는, 예를 들어 EPDM을 사용하고, 통기 막(3)에는, 예를 들어 발유성 PTFE막[구멍 직경 1㎛, 두께 300㎛, 중공률 60％(모두 공칭값)]을 사용할 수 있다.

1 : 통 형상 부재
1a : 관통 구멍
1b : 돌기부
2 : 지지체
2a : 돌기부
3 : 통기 막
3a : 볼록 형상부
4 : 통기 파이프
5 : 케이스(하우징)
11 : 제1 금형
12 : 제2 금형
13 : 주입구

Claims

관통 구멍을 갖는 통 형상 부재와, 상기 통 형상 부재에 연속 설치되어, 상기 관통 구멍을 횡단하는 지지체와, 상기 통 형상 부재에 주위 부착된 통기 막을 구비하고, 상기 통기 막이 상기 지지체에 보유 지지되어 있고, 상기 통기 막은, 상기 통 형상 부재에 접하고 있는 주위 부착 영역과, 상기 관통 구멍에 면하고 있는 통기 영역을 갖고 있고, 상기 지지체는, 상기 주위 부착 영역과 상기 통기 영역과의 경계부보다도 높은 부분을 갖고 있고, 상기 통기 막에는 상기 지지체의 형상에 따른 볼록 형상부가 형성되어 있고, 상기 통기 막은 상기 지지체의 측면에 밀착되어 있는, 통기 마개.
제1항에 있어서, 상기 통 형상 부재와 상기 지지체가 동일한 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있는, 통기 마개.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지체가 분기 구조를 갖고 있고, 상기 통 형상 부재의 3개소 이상에 연속 설치되어 있는, 통기 마개.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지체가 십자 구조를 갖고 있고, 상기 통 형상 부재의 4개소 이상에 연속 설치되어 있는, 통기 마개.
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제1항에 있어서, 상기 통 형상 부재는 상기 통기 막이 주위 부착된 부분에 있어서 돌기부를 갖고 있는, 통기 마개.
제7항에 있어서, 상기 돌기부의 정상점은 상기 통기 막의 볼록 형상부의 정상점보다도 높은 위치에 있는, 통기 마개.
제1항에 있어서, 상기 지지체가 상기 관통 구멍을 완전히 횡단하는 일 없이 도중에 끊겨 있는, 통기 마개.
삭제
제1항에 있어서, 상기 통기 막이 다공질 폴리테트라플루오로에틸렌막인, 통기 마개.
제1항에 있어서, 상기 통기 막이 발액성을 갖는, 통기 마개.