KR20140140617A - 몰딩 방법 - Google Patents

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KR20140140617A
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루이스 몬
올레 브릭스
에스펜 외브리데
스탈레 노드아스
얀 아틀레 로씨우스 엘링센
보르드 헨릭센
잉에 클렙스비크
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루이스 몬
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Abstract

제품의 몰딩 방법(100)은: 제품의 제 1 부분상에 플랜지(8)를 형성하도록 형상화된 제 1 몰드(61) 안으로 제 1 재료(50)를 주입함으로써 제품의 제 1 부분(2)을 형성하는 단계(104); 제 1 플레이트(90) 및 제 2 플레이트(92)를 가진 제 2 몰드(91) 안으로 제품의 제 1 부분을 배치하는 단계(106); 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 플랜지를 압축시키는 단계(108); 및, 플랜지가 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 압축되는 동안 제 2 재료(55)를 제 2 몰드 안으로 주입함으로써 제품의 제 2 부분(4)을 형성하는 단계(110);를 포함한다.

Description

몰딩 방법{Moulding Method}
본 발명은 제품의 몰딩 방법에 관한 것이며, 그 방법에 의해 제조된 제품에 관한 것이다. 상기 방법은 인간의 신체 또는 동물의 몸에 자극을 가하기 위한 패드를 제조하는데 이용될 수 있지만, 광범위한 다른 제품들을 제조하는데 이용될 수도 있다.
다양한 치료의 적용을 위하여, 몇가지 치료 양식이 현재 당해 기술 분야에서 알려져 있으며 이는 전기 자극, 열 치료 및 열 자극(thermostimulation)을 포함한다. 전기 자극은 피부에 일시적으로 부착된 하나 이상의 자극 패드들을 통하여 단일의 근육 또는 근육의 그룹으로 전류를 인가하는 것을 포함한다. 도전성 젤(conductive gel)은 자극 패드와 피부 사이의 전기 도전성을 향상시키도록 종종 사용된다. 인가된 전류로부터 초래되는 근육 수축은 손상된 근육을 강화하고 부종을 감소시키는 것으로부터 통증을 완화시키고 치료를 증진시키는 다양한 효과를 발생시킬 수 있다. 열 치료는 신체에 열을 가하는 것을 포함한다. 열 치료는 근육 경련을 완화시키고 혈류를 증진시켜서 치료를 향상시키는 다수의 효과를 가지므로 매우 유용하다. 그러나, 마사지, 초음파 및/또는 전기 자극과 같은 다른 양식의 시너지 방식의 이용은 열 치료 단독 보다 효과적인 것으로 밝혀졌다. 열 자극은 열 치료 및 전기 자극의 이용을 동시에 포함하는 결합 치료이다. 열 자극으로써, 열의 치료 혜택은 강화, 조화, 통증 완화 및 전기 자극의 치료 혜택과 함께 제공된다. 더욱이, 열의 인가는 환자가 높은 전류를 참을 수 있게 한다는 점에서 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이것은 더 높은 전기장 강도, 더 깊은 침투 깊이 및, 따라서 열을 가하지 않는 전기 자극으로 달성될 수 있는 것보다 더욱 적극적인 결과를 가져온다. 열 자극은 피부에 일시적으로 부착된 패드들을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명자들은 현재 이용 가능한 자극 패드들에서 다수의 결함을 식별하였다. 이것이 전기 자극, 열 치료 및 열자극을 위한 향상된 패드들의 필요성이다. 향상된 자극 패드는: 환자의 근육에 효과적인 전기 자극을 일으키기에 충분한 높은 전류를 전달할 수 있고; 최대 43℃ 까지의 온도에서 환자의 피부 온도를 일정하게 유지하기에 충분한 열을 전달할 수 있고; 우수한 품질의 외관을 가지고; 세척될 수 있고; 환자 피부와 잘 접촉할 수 있을 정도로 충분히 유연성이 있고; 환자 피부에 자극을 일으키지 않고; 수밀(水密)을 유지하고, 내구성이 있어야 한다는 점을 발명자들이 고려한다.
현존의 몰딩 방법들은 이러한 요건들에 맞는 자극 패드를 제조할 수 없다. 특히, 본 발명자들은 연성 폴리머를 포함하는 제품의 일부를 연성 폴리머를 포함하는 제품의 다른 부분에 몰딩하도록 현존의 몰딩 방법이 이용될 때, 2 개 부분들의 계면에서 플래쉬(flash)가 형성되는 경향(이것은 제품의 외관에 해롭다), 부분들이 변형되는 경향(이것은 제품의 기능 및 외관에 해롭다) 또는 2 개의 부분들이 서로 적절하게 접합되지 않는 경향(이것은 수밀 및 내구성에 해롭다)을 가진다는 점을 밝혀냈다. 더욱이, 전자 구성 요소들이 제품 안에 매립되어야 할 때, 몰딩 프로세스 동안 겪는 압력 및 열에 의해서 구성 요소들이 손상될 수 있는 위험성이 있다.
국제 출원 공개 WO 2011/150092 는 액체 실리콘 고무의 인서트 몰딩 방법에 관한 것이다. 미국 특허 US 7,739,791 은 오버몰딩된 전자 조립체의 제조 방법에 관한 것이다. 미국 특허 US 6,319,448 은 특히 구성 요소 또는 전기 전자 회로와 같은, 기능 요소들의 전체 또는 부분 오버몰딩에 의한 측정 장치의 제조를 위한 프로세스에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 개선된 몰딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양상은 제품의 몰딩 방법을 제공하는데, 이것은: 제 1 재료를 제 1 몰드로 주입함으로써 제품의 제 1 부분을 형성하는 단계로서, 제품의 제 1 부분상에 플랜지를 형성하도록 제 1 몰드가 형상화되는, 단계; 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트를 가진 제 2 몰드 안으로 제품의 제 1 부분을 배치하는 단계; 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 플랜지를 압축시키는 단계; 및, 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에서 플랜지가 압축되는 동안 제 2 재료를 제 2 몰드 안으로 주입함으로써 제품의 제 2 부분을 형성하는 단계;를 포함한다.
제품의 제 1 부분의 경도는 플랜지가 압축될 때 증가된다. 이러한 경도의 증가는 제품의 제 2 부분이 형성될 때 겪는 압축력을 제품의 제 1 부분이 더 견딜 수 있게 하며, 그에 의해 제 1 부분의 변형을 방지한다.
바람직스럽게는, 플랜지를 압축하는 것이 플랜지를 변형시키며, 그에 의해 플랜지와 제 2 몰드 사이에 밀봉이 만들어진다. 밀봉은 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이의 분리 선상에서의 플래쉬를 감소시킨다. 이것은 제품의 시각적 외관을 향상시키고, 플래쉬를 제거하기 위한 마무리 공정의 필요성을 회피시킬 수 있다.
바람직스럽게는, 제 1 및 제 2 재료 각각이 연성 플라스틱 재료를 포함한다. 바람직스럽게는, 제 1 재료의 경도 및 제 2 재료의 경도가 각각 쇼어 A 듀로미터 스케일(Shore A durometer scale)에서 측정 가능하다. 제 1 재료 및 제 2 재료중 적어도 하나가 바람직스럽게는 85 와 같거나 또는 그보다 작은 쇼어 A 경도를 가진다. 제 1 재료가 연성일 때, 플랜지는 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에서 압축될 때 변형될 수 있다. 이것은 플랜지와 제 2 몰드 사이의 우수한 밀봉을 형성하며, 그에 의해 플래쉬의 위험성을 감소시킨다.
바람직스럽게는, 제 1 재료 및 제 2 재료 양쪽이 85 와 같거나 그보다 작은 쇼어 A 경도를 가진다. 제 1 재료 및 제 2 재료 양쪽이 연성일때, 플랜지를 압축함으로써 달성되는 경도의 일시적인 증가는 제 1 부분의 변형 없이 하나의 연성 재료를 다른 연성 재료에 접합할 수 있게 한다.
보다 바람직스럽게는, 제 1 재료 및 제 2 재료의 적어도 하나는 45 내지 70 의 쇼어 A 경도를 가진다. 보다 바람직스럽게는, 제 1 재료 및 제 2 재료 양쪽이 45 내지 70 의 쇼어 A 경도를 가진다. 특히 본 발명의 예에서, 제 1 재료 및 제 2 재료 양쪽은 70 의 쇼어 A 경도를 가진다.
바람직스럽게는, 제 1 재료 및 제 2 재료 각각이 폴리머를 포함한다. 보다 바람직스럽게는, 제 1 재료 및 제 2 재료 각각이 열가소성 재료를 포함한다. 보다 바람직스럽게는, 제 1 재료 및 제 2 재료 각각이 열가소성 폴리우레탄을 포함한다. 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 사출 몰딩에 적합하고, 상대적으로 연성으로 만들어질 수 있으며 우수한 기계적 특성 및 화학적 특성을 나타낸다.
상기 방법에서 바람직스럽게는 제품의 제 2 부분을 형성하기 전에 제품의 제 1 부분상에 전기 회로를 배치하는 단계가 포함된다. 그에 의하여 전기 회로는 제품의 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 엔캡슐레이션된다. 여기에 설명된 몰딩 방법으로부터 결과되는 제품의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 우수한 접합은 물의 유입 및 다른 소망스럽지 않은 물질이 회로 안으로 유입되는 것을 방지한다.
상기 방법이 바람직스럽게는 제품의 제 2 부분을 형성하기 전에 전기 회로의 적어도 일부를 보호 하우징으로 덮는 단계를 더 포함한다. 보호 하우징은 제 2 재료가 주입될 때 겪게 되는 압력 및 열로부터 회로를 보호한다.
제 2 재료가 바람직스럽게는 제 2 재료를 보호 하우징을 향해 지향시키도록 배향되는 주입 지점으로부터 제 2 몰드 안으로 주입된다. 이것은 회로와 접촉하기 전에 제 2 재료가 보호 하우징과 접촉하게 하는 결과를 가져오며, 그에 의하여 제 1 재료의 열 및 압력에 의해 회로가 손상될 위험성을 감소시킨다.
회로가 바람직스럽게는 케이블에 연결되는데, 케이블의 일 단부는 보호 하우징에 의해 덮히고 케이블의 다른 단부는 보호 하우징의 밖으로 연장된다. 보호 하우징은 제 2 재료가 주입될 때 겪게 되는 압력 및 열로부터 회로와 케이블 사이의 정교한 연결을 보호한다.
케이블이 바람직스럽게는 외피를 포함하는데, 보호 하우징은 외피를 파지하도록 적합화된다. 그에 의하여, 보호 하우징은 회로와 케이블 사이의 연결을 케이블에 가해질 수 있는 인장력에 의한 손상으로부터 보호한다. 보호 하우징이 바람직스럽게는 외피와의 밀봉을 형성하도록 적합화된다. 보호 하우징과 외피 사이의 밀봉은 제 2 재료가 보호 하우징 안으로 진입하는 것을 방지하며, 그에 의해서 회로와 케이블 사이의 연결에 대한 손상을 방지한다.
바람직스럽게는, 회로가 기판을 포함하고, 보호 하우징은 기판과의 밀봉을 형성하도록 적합화된다. 보호 하우징과 기판 사이의 밀봉은 제 2 재료가 보호 하우징에 진입하는 것을 방지하며, 그에 의해 보호 하우징 안에 포함된 회로의 부분에 대한 손상을 방지한다.
바람직스럽게는 회로가 외피를 포함하는 케이블에 연결되고, 제품의 제 2 부분은 외피에 접합된다. 외피에 대한 제 2 부분의 접합은 물과 다른 소망스럽지 않은 물질이 회로 안으로 유입되는 것을 억제한다.
제품이 바람직스럽게는 자극을 인체 또는 동물의 몸에 적용하기 위한 패드이다. 여기에 설명된 방법은 특히 자극 패드를 제조하도록 사용될 때 유리하다. 예를 들어, 연성 재료의 사용은 유연성이 있고 사용자 신체의 윤곽에 일치할 수 있는 자극 패드가 결과되도록 함으로써, 자극하는 동안에 피부와 양호한 접촉이 이루어질 수 있다. 자극 패드는 몰드의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 분리 선에서 플래쉬의 감소에 기인하여 우수한 품질의 외관을 가진다. 더욱이, 여기에 설명된 몰딩 방법은 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 우수한 접합이 결과되게 하는데, 이것은 자극 패드를 내구성 있게 하고, 방수가 이루어지게 하고 세척이 용이하게 한다.
바람직스럽게는, 제품의 제 1 부분의 형성 단계는: 전기적으로 도전성인 부재를 제 1 몰드에 두는 단계; 및, 제 1 재료를 제 1 몰드 안으로 주입함으로써, 제 1 재료가 전기 도전성 부재에 접합되는 단계;를 포함한다. 이것은 제품의 제 1 부분의 나머지를 형성하는 제 1 재료와 전기 도전 부재 사이에 우수한 접합이 결과되게 한다.
전기적으로 도전성인 부재가 바람직스럽게는 타원형의 형상을 가진다. 타원 형상의 도전 부재는 제 1 재료가 주입될 때 겪는 압축력에 의해 왜곡되는 현상이 덜하게 한다. 도전성 부재의 왜곡 감소는 그 자체로 소망스러운 것이며, 추가적으로, 제품의 제 1 부분 및 도전성 부재의 계면에서 플래쉬의 형성을 회피하는데 도움을 준다.
전기 도전 부재가 바람직스럽게는 제 1 재료가 접합되는 표면 및, 표면에 실질적으로 평행하게 배치된 홈을 포함한다. 전기 도전 부재는 항상 제 1 재료 보다 더 단단하다. 홈은 전기 도전 부재가 제 1 재료와의 계면에 인접하게 굴곡될 수 있게 하며, 이는 인가된 힘이 자극 패드를 굽힐 때, 제 1 재료가 전기 도전성 부재로부터 떨어질 위험성을 감소시킨다.
제 1 몰드가 바람직스럽게는 융기부를 포함하고, 홈이 바람직스럽게는 융기부와 맞물리도록 적합화된다. 융기부는 그에 의하여 제 1 재료가 주입될 때 도전성 부재를 강화시킨다. 이것은 도전성 부재의 왜곡을 감소시키고 그에 의하여 제품의 제 1 부분과 도전성 부재의 계면에서 플래쉬(flash)가 형성되는 것을 회피하는데 도움을 준다.
전기 회로가 바람직스럽게는 그것을 통해 연장되는 슬롯을 가진 기판을 포함하며, 전기 회로가 제품의 제 1 부분상으로 배치될 때 홈이 바람직스럽게는 상기 슬롯과 정렬된다. 제 2 재료가 주입될 때, 그것은 슬롯을 통과할 수 있고 홈의 내부 표면과 접합될 수 있다. 이것은 제 2 부분이 도전성 부재와 접합되고 회로를 제 위치에 유지할 수 있게 함으로써, 자극 패드의 내구성을 향상시킨다.
제 1 몰드가 바람직스럽게는 인서트를 포함하고, 인서트는 간극(gap)에 의해 제 1 몰드로부터 분리되는데, 제 1 재료가 제 1 몰드 안으로 주입될 때 간극은 공기가 제 1 몰드를 빠져나갈 수 있게 한다. 공기가 이러한 방식으로 제 1 몰드를 빠져나게 함으로써, 제 1 재료는 제 1 몰드의 전체를 채울 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 여기에 설명된 방법에 의해 제조된 제품을 제공한다.
본 발명의 바람직한 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 순수하게 예시적으로만 설명될 것이며, 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호를 이용하여 표시될 것이다.
도 1 은 자극 패드의 상부 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 자극 패드의 저부 사시도이다.
도 3 은 도 1 및 도 2 에 도시된 자극 패드의 분해도이다.
도 4 는 도 1 내지 도 3 에 도시된 자극 패드의 상부 사시도로서, 플랜지가 강조되게 표시되어 있다.
도 5 는 도 1 내지 도 4 에 도시된 자극 패드를 몰딩하는 방법의 흐름에 대한 개략도이다.
도 6 은 도 5 에 도시된 방법의 제 1 단계 동안 제 1 몰드의 단면도이다.
도 7 은 도 6 에 도시된 제 1 몰드의 제 1 플레이트의 사시도이다.
도 8 은 도 6 에 도시된 제 1 몰드의 제 2 플레이트의 사시도이다.
도 9 는 제 1 몰드가 폐쇄되었을 때 제 1 몰드의 단면도이다.
도 10 은 도 5 에 도시된 방법의 제 2 단계 동안에 제 1 몰드의 단면도이다.
도 11 은 도 10 의 확대도이다.
도 12 는 도 5 에 도시된 방법의 제 2 단계 동안에 자극 패드의 평면도이다.
도 13 은 도 5 에 도시된 방법의 제 2 단계로부터 결과된 자극 패드의 제 1 부분에 대한 상부 사시도이다.
도 14 는 전자 구성 요소들의 추가 이후에 도 13 에 도시된 자극 패드의 제 1 부분에 대한 상부 사시도이다.
도 15 는 도 5 에 도시된 방법의 제 3 단계 동안에 제 2 몰드의 단면도이다.
도 16 은 도 15 에 도시된 제 2 몰드의 제 1 플레이트의 사시도이다.
도 17 은 도 15 에 도시된 제 2 몰드의 제 2 플레이트의 사시도이다.
도 18 은 도 5 에 도시된 방법의 제 4 단계 동안에 제 2 몰드의 단면도이다.
도 19 는 도 18 의 확대도이다.
도 20 은 도 5 에 도시된 방법의 제 5 단계 동안에 제 2 몰드의 단면도이다.
도 21 은 도 20 의 확대도이다.
도 22 는 도 1 내지 도 3 에 도시된 자극 패드의 도전성 부재의 사시도이다.
도 23 은 도 1 내지 도 3 에 도시된 자극 패드의 도전성 부재의 부분적인 단면 사시도이다.
도 24 는 도 1 내지 도 4 에 도시된 자극 패드의 단면도이다.
도 25 는 도 1 내지 도 4 에 도시된 자극 패드를 포함하는 자극 시스템의 개략적인 도면이다.
도 26 은 도 3 에 도시된 회로의 상부 평면도이다.
도 27 은 도 3 에 도시된 회로의 저부 평면도이다.
도 28 은 도 3 에 도시된 회로에 대한 커넥터의 개략적인 다이아그램이다.
본 발명은 제품 몰딩 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 제품에 관한 것이다. 상기 방법은 몰딩된 제품이 사람 또는 동물의 신체에 자극을 가하기 위한 패드인 실시예를 참조함으로써 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 방법은 다른 유형의 제품을 몰딩하는데 이용될 수 있고, 따라서, 본 발명은 자극 패드(stimulation pad)의 제조에만 제한되지 않는다.
자극 패드(1)는 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명될 것이다. 도 1 및 도 2 는 자극 패드(1)의 상부 및 하부를 사시도로 도시한다. 도 3 은 자극 패드(1)의 분해도이다. 자극 패드(1)는 제 1 부분(2) 및 제 2 부분(4)을 포함한다. 제 1 부분(2)은 이하에 설명될 몰딩 방법에 의해 제 2 부분(4)에 접합된다. 자극 패드(1)는 제 1 표면(3)을 가지며, 이것은 도 1 에서 위를 향하여 도시되어 있으며, 제 1 표면은 제 1 부분(2) 및 제 2 부분(4)에 의해 한정된다. 자극 패드(1)는 제 2 표면(5)을 가지며, 이것은 도 2 에서 위를 향하여 도시되어 있으며, 제 2 표면은 주로 제 1 부분(2)에 의해 한정된다. 제 1 표면(3)은 제 2 표면(5)에 실질적으로 대향하는 방향으로 지향된다.
자극 패드(1)의 제 1 부분(2)은 플랜지(8)를 포함한다. 플랜지(8)는 도 3 에서 음영 영역(shaded area)에 의해 도시되어 있다. 플랜지(8)는 자극 패드(1)의 제 1 표면(3)의 일부를 형성한다. 플랜지(8)는 자극 패드(1)의 제 2 부분(4)의 주위의 적어도 일부를 둘러싼다.
다양한 구성 요소(12,14,16,18,20,22,24,26)들이 자극 패드(1)의 내부에 위치되며, 제 1 부분(2)과 제 2 부분(4) 사이에 엔캡슐레이션된다. 이러한 구성 요소들은 인체 또는 동물의 몸통에 제공될 수 있는 자극을 발생시키게끔 작동될 수 있는 전기 회로(16)를 포함한다. 예를 들어, 회로(16)는 전기 자극 및/또는 열을 발생시킬 수 있다. 회로(16)는 케이블(12)의 대응하는 제 2 연결부(22)에 연결되기 위한 제 1 연결부(24)를 포함할 수 있다. 케이블(12)은 자극 패드(1) 외부로 연장됨으로써, 길이의 일부만이 자극 패드(1) 안에 포함된다. 케이블(12)은 외피에 의해 둘러싸인 코어(core)를 포함하고, 코어는 하나 또는 그 이상의 전기 도전성 와이어들을 포함한다. 케이블(12)은 전력을 제공하도록 그리고 선택적으로는 콘솔(도 25 에서 참조 번호 210 으로 표시됨)로부터 회로(16)로 하나 이상의 제어 신호들을 제공하도록 작동될 수 있다. 케이블(12)은 회로(16)로부터 콘솔로 하나 이상의 피드백 신호를 제공하도록 작동될 수도 있다.
스트레인 완화부(strain relief, 10)가 바람직스럽게는 자극 패드(1) 안으로의 진입 지점에서 케이블(12)을 둘러싼다. 스트레인 완화부(10)는 케이블(12)의 굽힘을 제한하고, 그에 의해 굽힘의 위험성을 감소시키는데, 굽힘은 케이블(12) 자체에 대하여 또는 제 1 및 제 2 연결부(22,24)들에 대하여 손상을 일으킨다. 스트레인 완화부(10)가 바람직스럽게는 자극 패드(1)의 제 2 부분(4)과 일체로 형성된다. 스트레인 완화부(10)가 바람직스럽게는 이하에 설명될 몰딩 방법에 의해 케이블(12)에 접합된다.
회로(16)는 시각적 지시부(14)를 포함할 수도 있다. 시각적 지시부는 예를 들어 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 시각적 지시부(14)는 회로(16)의 상태에 대한 시각적 지시를 제공하도록 작동될 수 있다. 예를 들어, 시각적 지시부(14)는 전력이 회로(16)에 공급되고 있는 것을 지시할 수 있고 그리고/또는 회로(16)가 인체 또는 동물의 몸통에 자극을 가할 준비가 되어 있는 것을 지시할 수 있다. 시각적 지시부(14)는 자극 패드(16) 내부에 위치되므로, 제 2 보호 하우징(20)은 제 2 부분(4)을 꿰뚫어보는 투명 영역(28)을 포함할 수 있고, 그에 의하여 시각적 지시부(14)를 통해 제공된 시각적 지시는 자극 패드(16) 외부로부터 볼 수 있다. 제 2 보호 하우징(20) 전체가 바람직스럽게는 투명 재료로부터 형성됨으로써, 투명 영역(28)은 제 2 보호 하우징(20)의 표면상에 형성된 돌출부에 의해 한정된다.
제 1 연결부(24), 제 2 연결부(22) 및 시각적 지시부(14)가 바람직스럽게는 제 1 보호 하우징(18)과 제 2 보호 하우징(20) 사이에 배치된다. 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)은 이후에 설명될 몰딩 방법에 의해 제 2 부분(4)을 형성하는 동안 겪게 되는 압력 및 열로부터 연결부(22,24) 및 시각적 지시부(14)를 보호한다. 추가적으로, 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)은 케이블(12)을 통해 가해질 수 있는 인장력으로부터의 손상에 대하여 (도 24 의 상세도 B 를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이) 연결부(22,24)들을 보호한다. 하나 이상의 스크류(26)들이 제공되어 제 1 보호 하우징(18)을 제 2 보호 하우징(20)에 고정시킬 수 있다.
자극 패드(1)는 2 개의 전기적으로 도전성인 부재(6a,6b)들을 포함한다. 도전성 부재(6a,6b)들은 제 2 표면(5)상에 제공된다. 자극 패드(1)의 제 1 부분(2)은 각각의 도전성 부재(6a,6b)들을 둘러싼다. 제 1 부분(2)은 이하에 설명되는 몰딩 방법에 의해 도전성 부재(6a,6b)에 접합된다. 도전성 부재(6a,6b)들의 목적은 회로(16)로부터 도전성 부재(6a,6b)와 접촉되어 배치된 인체 또는 동물의 몸통으로 전기를 도전시킴으로써 전기적인 자극을 이루는 것이다. 자극 패드(1)는 오직 하나의 도전성 부재, 2 개 이상의 도전성 부재를 포함할 수 있거나, 또는 전기 자극을 제공하지 않는 자극 패드의 경우에는 도전성 부재들을 전혀 포함하지 않을 수 있다. 각각의 도전성 부재(6a,6b)는 홈(7)을 포함한다. 각각의 도전성 부재(6a,6b)가 바람직스럽게는 하나 이상의 핀(27)들을 더 포함한다.
회로(16)는 기판상에 형성되는데, 기판은 기판을 통해 연장된 하나 이상의 슬롯(30) 및/또는 하나 이상의 구멍(29)을 포함한다. 자극 패드(1)가 조립될 때 구멍(29)은 도전성 부재(6a,6b)상에서 핀(27)과 정렬된다. 자극 패드(1)가 조립될 때 슬롯(30)들은 도전성 부재(6a,6b)들의 홈(7)과 정렬된다. 슬롯(30)들이 바람직스럽게는 기판의 평면에서 신장되는 반면에, 도 3 에 도시된 바와 같이, 슬롯(30)들은 대안으로서 원형 단면을 가질 수 있다 (즉, 슬롯(30)들은 둥근 구멍일 수 있다).
자극 패드(1)의 제조 방법(100)이 도 5 내지 도 21 을 참조하여 설명될 것이다.
방법(100)은 단계(102)에서 시작되는데, 여기에서 구성 요소(6,18)들은 제 1 몰드(61) 안에 삽입된다. 단계(102)는 도 6 에 도시되어 있다. 제 1 몰드(61)는 제 1 플레이트(60) 및 제 2 플레이트(62)를 포함한다. 제 1 플레이트(60) 및 제 2 플레이트(62)의 사시도는 도 7 및 도 8 에 각각 도시되어 있다. 제 2 플레이트(62)의 표면은 제 1 몰드(61) 안으로 삽입되어야 하는 구성 요소들의 형상에 대응한다. 따라서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 도전성 부재(6a,6b) 및 제 1 보호 하우징(62)은 제 2 플레이트(62)의 표면상에 그들을 위치시킴으로써 제 1 몰드(61) 안으로 삽입된다. 단계(102)는 선택적이며, 만약 몰딩되어야 하는 제품이 그 어떤 인서트라도 필요하지 않는다면 수행될 필요가 없다. 도전성 부재(6a,6b) 및 제 1 보호 하우징(18)은 단계(102) 이전에, 바람직스럽게는 몰딩 프로세스에 의해 형성된다.
제 1 몰드(61)는 도 9 에 도시된 바와 같이 폐쇄된다. 제 1 몰드(61)가 폐쇄될 때, 제 1 플레이트(60), 제 2 플레이트(62), 도전성 부재(6a,6b) 및 제 1 보호 하우징(18)에 의해 공동(66)이 형성된다. 제 1 플레이트(60) 및 제 2 플레이트(62)의 맞닿는 표면들에 의해 분리되는 선(68)이 형성된다. 제 1 몰드(61)는 제 1 부분(2)상에 플랜지(8)를 형성하기 위하여 형상화된다. 보다 상세하게는, 제 2 플레이트(62)는 재료가 공동(66) 안으로 주입될 때 플랜지(8)를 한정하는 요부(63)를 포함한다.
단계(104)에서, 제 1 재료(50)는 제 1 몰드(61)의 공동(66) 안으로 주입됨으로써, 제 1 부분(2)을 형성한다. 단계(104)는 도 10 내지 도 12 에 의해 도시된다. 도 10 에서 해칭된 영역은 자극 패드(1)의 제 1 부분(2)을 도시한다. 도 10 은 제 1 재료(50)가 제 1 몰드(61)의 공동(66) 안으로 주입될 때, 요부(63)의 형상에 대응하는 형상을 가진 플랜지(8)가 형성되는 것을 도시한다.
도 11 은 도 10 의 확대도로서, 단계(104)에서 제 1 재료(50)가 공동(66) 안으로 주입될 때 어떻게 공기가 제 1 몰드(61)를 떠나는지를 도시한다. 제 2 플레이트(62)는 하나 이상의 인서트(64a,64b)들을 포함한다. 인서트(64)와 제 2 플레이트(62)의 둘러싸는 영역들 사이에 간극(65)이 존재한다. 제 1 재료(50)가 공동(66) 안으로 주입될 때 공기는 간극(65)을 통하여 공동(66)에서 배출된다. 공동(66)으로부터의 공기의 이탈은 화살표(70)로 표시되어 있다. 그러나, 간극(65)은 제 1 재료(50)가 공동(66)을 빠져나갈 수 있기에는 너무 좁다. 예를 들어, 비록 다른 적절한 두께가 가능할지라도, 간극(65)은 0.005 밀리미터의 두께를 가질 수 있다. 이러한 방식으로 공기가 빠져나가는 것을 허용하면 공기가 공동(66) 안에 갇히는 것이 회피되며, 이는 제 1 재료(50)가 공동(66)의 전체를 채울 수 있게 하고 제 1 재료(50)와 도전성 부재(6a,6b) 사이의 접합을 향상시킨다. 공기가 빠져나가는 것을 허용하면 디젤 효과(Diesel effect)가 회피되는데, 이로 인하여 공동(66) 안에 갇힌 압축 공기는 제 1 재료를 연소시킬 수 있다.
각각의 인서트(64a,64b)는 융기부(72)를 포함한다. 각각의 융기부(72)의 형상은 개별적인 도전성 부재(6a,6b)에 있는 홈(7)의 형상에 대응함으로써, 도전성 부재(6a,6b)들이 단계(102)에서 제 1 몰드(61) 안으로 삽입될 때 각각의 융기부(72)는 개별적인 홈(7)과 맞물린다. 도 8 에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 융기부(72)는 타원형의 형상을 가지며, 그에 의해 타원형 형상을 가진 홈(7) 전체와의 맞물림이 허용된다. 융기부(72)들은 도전성 부재(6a,6b)들을 강화시키고, 그에 의해 단계(104)에서 제 1 재료(50)가 공동(66) 안으로 주입될 때 도전성 부재에 가해지는 힘에 의해 도전성 부재(6a,6b)들이 변형되는 것을 방지한다. 단계(104) 동안에 제 1 재료에 의해 도전성 부재(6a,6b)상에 가해지는 힘의 방향은 도 11 에서 화살표(71)에 의해 도시되어 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 도전성 부재(6a,6b)들은 도전성 부재(6a,6b)들의 경도를 증가시키기 위하여 제 1 몰드(61)의 제 1 플레이트(60)와 제 2 플레이트(62) 사이에서 압축될 수 있고, 그에 의해 단계(104)에서 제 1 재료(50)가 공동(66) 안으로 주입될 때 겪는 힘에 의해 도전성 재료가 변형되는 것을 방지한다. 도전성 부재(6a,6b)들의 변형을 방지하는 이러한 조치는 제 1 재료(50)가 주입될 때 도전성 부재(6a,6b)들 둘레에 플래쉬(flash, 즉, 원치 않는 과도한 재료)가 형성되는 것을 방지하는데 도움이 된다.
도 12 는 단계(104) 동안에 제 1 재료(50)의 유동 경로(82)를 도시한다. 제 1 재료(50)는 제 1 몰드(61) 안으로 주입될 때 융융된 상태이다. 제 1 재료(50)는 주입 지점(80)에서 제 1 몰드(61) 안으로 주입된다. 수직 주입 기계가 바람직스럽게는 제 1 재료(50)를 주입하도록 이용된다. 주입 지점(80)이 바람직스럽게는 제 1 재료(50)가 유동해야 하는 거리를 감소시키기 위하여 공동(66)의 중심 근처에 위치됨으로써, 제 1 몰드(61)를 완전하게 채우는데 필요한 압력을 낮춘다. 도면 번호 84 로 표시된 영역에 있는 유동 경로(82)는 도전성 부재(6a,6b)의 타원형 형상이 제 1 재료의 접근 각도를 감소시키는데 도움 주는 것을 나타내며, 따라서 도전성 부재(6a,6b) 둘레에 제 1 재료(50)의 층류 유동을 더욱 초래한다. 이것은 제 1 재료(50)가 주입될 때 도전성 부재(6a,6b)의 변형을 감소시키는데 도움을 준다.
제 1 몰드(61) 안으로 주입될 때, 제 1 재료(50)는 도전성 부재(6a,6b) 및 제 1 보호 하우징(18)에 접합된다. 이것은 도전성 부재(6a,6b)와 제 1 부분(2)의 둘러싸는 영역들 사이에서 수밀(watertight seal)이 이루어지게 한다. 이것은 사용중에 땀 및 도전성 젤(conductive gel)이 자극 패드(1)에 들어가는 것을 방지하는데, 땀과 도전성 젤은 회로(16)의 기능 불량을 일으킬 수 있다. 제 1 보호 하우징(18)의 각각의 측이 바람직스럽게는 복수개의 구멍(19)을 포함한다 (도 3 에 도시됨). 구멍(19)은 제 1 재료(50)에 대한 제 1 보호 하우징(18)의 접합 강도를 증가시키고, 그에 의해 단계(110) 동안에 제 2 재료의 주입 중에 겪게되는 힘에 의해 제 1 보호 하우징(18)이 변위되는 위험성을 감소시킨다.
단계(104) 동안에 제 1 재료(50)를 주입시키는 최적의 압력, 유량 및 온도는 다양한 인자들에 의존하는데, 제 1 재료(50)의 특성, 공동(66)의 기하 형상 및 공기가 공동(66)을 빠져나가는 성능과 같은 것이다. 일반적으로, 더 높은 압력, 유량 및 온도는 제 1 재료(50)와 도전성 부재(6a,6b) 사이의 접합을 향상시키지만, 도전성 부재(6a,6b) 둘레에 형성되는 플래쉬(flash)의 위험성을 증가시킨다. 따라서, 플래쉬를 초래하지 않을 이들 파라미터들의 최대값을 찾기 위하여, 시행 착오를 통하여 최적 압력, 유량 및 온도를 찾는다.
제 1 재료(50)가 냉각되었을 때, 제 1 부분(2)은 제 1 몰드(61)로부터 제거된다. 도 13 은 단계(104) 직후에 제 1 부분(2)을 도시한다. 제 1 재료(50)는 몰딩 프로세스에 의해 도전성 부재(6a,6b) 및 제 1 보호 하우징(18)에 접합된다. 회로 조립체(회로(16), 제 1 연결부(24), 제 2 연결부(22) 및 케이블(12))를 포함)는 제 1 부분(2)상에 위치된다. 다음에 제 2 보호 하우징(24)은 스크류(26)에 의해 제 1 보호 하우징(18)에 고정되는데, 이것은 도 14 에 도시된 조립체를 초래한다. 이 방법은 단계(106)로 진행된다.
단계(106)에서, 제 1 부분(2)은 제 2 몰드(91) 안으로 배치된다. 단계(106)는 도 15 에 도시되어 있다. 제 2 몰드(91)는 제 1 플레이트(90) 및 제 2 플레이트(92)를 포함한다. 제 1 플레이트(90) 및 제 2 플레이트(92)의 사시도는 도 16 및 도 17 에 각각 도시되어 있다. 제 1 플레이트(90)의 표면은 자극 패드(1)의 제 2 표면(5)의 형상에 대응한다. 따라서, 도 15 에서 화살표로 표시된 바와 같이, (제 2 표면(5)의 대부분을 구성하는) 제 1 부분(2)은 그것을 제 1 플레이트(90)의 표면상에 위치시킴으로써 제 2 몰드(91) 안으로 배치된다.
단계(108)에서, 플랜지(8)는 제 2 몰드(91)의 제 1 플레이트(90)와 제 2 플레이트(92) 사이에서 압축된다. 단계(108)는 도 18 및 도 19 에 도시되어 있다. 플랜지(8)는 제 2 몰드(91)를 폐쇄시킴으로써 압축된다. 제 2 몰드(91)가 폐쇄될 때 제 2 플레이트(92)가 플랜지(8)에 맞닿는 지점(93)에서 측정되는, 제 1 플레이트(90)와 제 2 플레이트(92) 사이의 거리는 플랜지(8)에서의 제 1 부분(2)의 두께보다 작다. 따라서, 제 2 몰드(91)를 폐쇄시키는 것은 플랜지가 제 1 플레이트(90)와 제 2 플레이트(92) 사이에서 압축되게 한다. 이것은 도 19 에서 명확하게 볼 수 있는데, 도 19 는 도 18 의 확대 도면이다. 점선(95)은 압축력이 없을 때 플랜지(8)의 형상을 도시한다. 제 2 몰드(91)가 폐쇄되었을 때 플랜지(8)에 가해지는 압축력(97)은 플랜지(8)가 변형되게 한다. 플랜지(8)의 압축은 제 1 부분(2)과 제 2 플레이트(92) 사이의 밀봉을 만든다. 플랜지(8)의 압축은 이하에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 제 1 부분(2)의 경도가 증가되게 한다. 제 2 몰드(91)가 폐쇄될 때 제 2 플레이트(92)가 플랜지(8)에 맞닿는 모든 지점(93)들에서 플랜지(8)의 표면은 제 2 플레이트(92)의 표면에 실질적으로 평행하다. 압축력(97)은 실질적으로 플랜지(8)의 표면에 직각이다.
제 2 몰드(91)가 폐쇄되었을 때, 공동(96)은 제 1 플레이트(90), 제 2 플레이트(92) 및 제 1 부분(2)에 의해 정해진다. 분리 선(98)은 제 1 플레이트(90) 및 제 2 플레이트(92)의 맞닿는 표면에 의해 정해진다.
단계(110)에서, 플랜지(8)가 제 1 플레이트(90)와 제 2 플레이트(92) 사이에서 압축되는 동안에, 제 2 재료(55)는 제 2 몰드(91)의 공동(96) 안으로 주입되며, 그에 의해 제 2 부분(4)을 형성한다. 단계(110)는 도 20 및 도 21 에 도시되어 있다. 도 20 및 도 21 의 해칭된 영역은 제 2 부분(4)을 표시한다. 도 21 은 도 20 의 확대도이며, 제 2 재료(55)가 단계(110)에서 공동(96) 안으로 주입될 때 공기가 어떻게 제 2 몰드(91)를 떠나는지를 도시한다. 이전에 언급된 바와 같이, 플랜지(8)의 압축은 제 1 부분(2)과 제 2 플레이트(92) 사이의 밀봉을 만든다. 이러한 밀봉은 제 2 재료(55)가 공동(96)으로부터 배출되는 것을 방지하며, 그에 의해서 분리 선(98)상에 플래쉬가 발생될 위험성을 감소시킨다. 그러나, 화살표(99)에 의해 도시된 바와 같이, 공기는 플랜지(8)와 제 2 플레이트(92) 사이에서 유동함으로써 밀봉은 공기가 공동(96)을 빠져나가는 것을 허용한다. 이것은 공기가 공동(96) 안에 갇히는 것을 회피하는데, 이는 제 2 재료(55)가 공동(96) 전체를 채울 수 있게 하며 제 1 재료(50)와 제 2 재료(55) 사이의 접합을 향상시킨다. 공기가 빠져나가는 것을 허용하는 것은 디젤 효과를 회피하는데, 디젤 효과에 의해 공동(96) 안에 갇힌 압축 공기는 제 2 재료(55)를 연소되게 할 수 있다.
제 2 재료(55)는 주입 지점(86)에서 제 2 몰드(91) 안으로 주입된다. 제 2 재료(55)는 공동(96) 안으로 주입될 때 용융 상태이다. 바람직스럽게는 수직 주입 기계가 제 2 재료(55)를 주입하도록 이용된다. 제 2 재료(55)의 열 및 압력에 의해 회로(16)의 전기 구성 요소들이 손상되는 위험성을 감소시키기 위하여, 주입 지점(86)은 회로(16)로부터 가능한 한 멀리 위치되는데, 상기 주입 지점에 근접하여 열 및 압력이 최대이다. 따라서, 주입 지점(86)이 바람직스럽게는 제 2 보호 하우징(20) 위에 위치된다. 더욱이, 제 2 재료가 처음 공동(96) 안으로 진입할 때, 주입 지점(86)이 바람직스럽게는 제 2 재료(55)를 제 2 보호 하우징(20)을 향해 지향시키기 위하여 지향된다. 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)은 제 2 재료(55)가 주입될 때 겪게 되는 열 및 압력으로부터의 손상에 대하여 연결부(22,24) 및 시각적 표시부(25)를 보호한다. 더욱이, 주입 지점(86)을 제 2 보호 하우징(20) 위에 위치시킴으로써, 유입되는 제 2 재료(55)가 회로(16)와 접촉할 때 상기 유입되는 제 2 재료에 의해 적용되는 압력은 회로(16)를 제 1 부분(2)을 향해 강제한다. 이것은 제 2 재료(55)가 회로(16) 아래에서 유동하는 위험성을 감소시키는데, 이는 회로(16)가 도전성 부재(6a,6b)들과 우수한 전기 접촉을 이루는 것을 억제하는 소망스럽지 않은 효과를 가질 것이다. 주입 지점(86)이 가장 바람직스럽게는 케이블(12)을 둘러싸는 제 2 보호 하우징(20)의 영역 위에 위치된다. 케이블(12)의 존재는 제 2 보호 하우징(20)의 이러한 영역을 경직되게 하며, 그에 의해 유입되는 제 2 재료(55)에 의해 가해지는 압력을 견디는 제 2 보호 하우징(20)의 성능을 향상시킨다. 주입 지점(86)을 케이블(12)에 가깝게 위치시키는 것은 유동 거리를 감소시킴으로써 케이블(12)의 외피와 제 2 재료(55) 사이의 접합을 향상시키는데 도움이 되고, 따라서 제 2 재료가 외피와 접촉할 때 제 2 재료(55)가 상대적으로 따뜻한 것을 보장한다.
제 2 몰드(91) 안으로 주입될 때, 제 2 재료(55)는 제 1 재료(50)에 접합된다. 이것은 제 1 부분(2)과 제 2 부분(4) 사이에 수밀(水密)이 결과되게 한다. 이것이 유리하게는 사용중에 땀과 도전성 젤이 자극 패드(1) 안으로 진입하는 것을 방지하는데, 땀과 도전성 젤의 진입은 회로(16)의 기능을 불량하게 할 수 있다. 제 2 재료(55)는 제 2 보호 하우징(20)에 접합되기도 한다. 하나의 구성 요소(즉, 제 2 부분(4))는 다른 구성 요소(즉, 제 1 부분(2))에 몰딩되기 때문에, 단계(110)는 오버몰딩 프로세스(overmoulding process)라고 지칭될 수 있다. 단계(104)와 유사하게, 단계(110) 동안에 제 2 재료(55)를 주입하게 되는 최적의 압력, 유량 및 온도는 플래쉬를 초래하지 않을 이들 파라미터들의 최대 값을 찾기 위하여 시행 착오를 통하여 찾아진다.
이전에 언급된 바와 같이, 도전성 부재(6a,6b)들의 홈(7)은 회로(16)의 기판에 있는 슬롯(30)들과 정렬된다. 제 2 재료(55)가 단계(110)에서 주입될 때, 제 2 재료(55)는 슬롯(30)을 통과하며 홈(7)의 내부 표면과 접합된다. 이것은 제 2 부분(4)이 도전성 부재(6a,6b)들에 접합될 수 있게 하고 회로(16)를 제 위치에 유지함으로써 자극 패드(1)의 내구성을 향상시킨다. 홈(7)들은 제 2 재료(55)가 접합될 수 있는 도전성 부재(6a,6b)들의 가용 표면적을 증가시킨다.
스트레인 완화부(10)는 제 2 몰드(91)의 형상에 의해 정해진다. 따라서, 스트레인 완화부(10)는 단계(110)에서 제 2 몰드(91) 안으로의 제 2 재료(55)의 주입에 의해 형성된다. 제 2 재료(55)는 스트레인 완화부(10)의 영역에서 케이블(12)의 외피에 접합된다. 이것은 케이블(12)과 스트레인 완화부(10) 사이의 수밀(水密)을 형성한다.
제 2 재료(55)가 냉각되었을 때, 자극 패드(1)는 제 2 몰드(91)로부터 제거된다. 이것은 도 1 내지 도 3 에 도시된 자극 패드가 결과되게 한다.
도 24 는 자극 패드(1)의 바람직한 특징들을 도시하는데, 특징들중 임의의 것 또는 전부가 제공될 수 있다. 상세도 B 에 도시된 바와 같이, 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20) 각각의 내측 표면들은 하나 또는 그 이상의 리브(rib, 120)들을 포함하여 케이블(12)의 외피와 맞물린다. 리브(120)들은 외피를 파지하고 케이블(12)을 제 위치에 유지한다. 따라서, 케이블(12)에 가해지는 인장력은 연결부(22,24)에 의해서보다는 외피 및 리브(120)에 의해 지탱된다. 이것은 케이블(12)에 가해지는 인장력에 의해 연결부(22,24)들이 손상되는 것을 보호하며, 케이블(12)이 자극 패드(1)로부터 분리되는 위험성을 감소시킨다. 리브(120)들은 케이블(12)과 밀봉을 형성하는데, 이것은 단계(110) 동안에 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)에 제 2 재료(55)가 진입하는 것을 방지하며, 그에 의하여 연결부(22,24)에 대한 손상을 방지한다. 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)은 그들을 제 2 재료(55)에 고정시키기 위하여 형상화된다. 예를 들어, 상세도 B 에 도시된 바와 같이, 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)은 후크 형상(hook-shaped)의 부분(122)을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상세도 C 에 도시된 바와 같이, 제 1 보호 하우징(18)의 외측 표면은 제 1 재료(50) 및 제 2 재료(55)와의 맞물림을 위한 하나 이상의 융기부(124)들을 포함한다. 유사한 융기부들이 제 2 보호 하우징(20)상에 제공될 수 있다.
도 24 의 상세도(D)에 도시된 바와 같이, 제 2 보호 하우징(20)은 제 2 연결부(22)와의 맞물림을 위한 설부(lip, 126)를 포함한다. 설부(126)는 케이블(12)에 힘이 가해질 때 제 2 연결부(22)가 제 1 연결부(24)로부터 분리되는 것을 방지한다.
도 24 의 상세도 E 에 도시된 바와 같이, 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)은 하나 또는 그 이상의 신장된 주름(134)을 포함한다. 주름(134)은 단계(110) 동안에 제 2 재료(55)가 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)에 진입하는 것을 방지하기 위하여 회로(16)의 기판의 각 측에 밀봉을 형성한다. 회로(16)가 바람직스럽게는 유연성 기판을 가지며, 이것은 주름(134)에 의해 변형됨으로써, 밀봉의 품질을 향상시킨다. 상세도 E 는 투명 영역(28)이 제 2 보호 하우징(20)의 표면상에 형성된 돌출부에 의해 정해지는 것을 도시한다. 시각적 지시부(14)가 자극 패드(1) 외부에서 볼 수 있는 것에 더하여, 제 2 재료(55)가 단계(110)에서 제 2 몰드(91) 안으로 주입될 때, 상기 돌출부가 바람직스럽게는 제 2 보호 하우징(20)을 제 위치에 유지하는 추가적인 목적을 가진다. 이러한 추가적인 목적을 달성하도록, 제 2 몰드가 폐쇄될 때, 돌출부는 제 2 플레이트(92)의 내측 표면에 맞닿도록 형상화된다.
도 24 의 상세도 F 에 도시된 바와 같이, 자극 패드(1)의 제 2 표면(5)은 하나 이상의 홈(136)들을 포함하여 패드(1)의 유연성을 증가시키고, 그에 의해 동체의 윤곽들에 일치하는 패드의 성능을 향상시킨다. 홈(136)들은 도전성 부재(6a,6b)들 사이에서 땀과 도전성 젤이 단락 회로를 형성하는 경향을 감소시키는데, 단락 회로는 전기 자극의 효능을 감소시킬 것이다.
도 24 의 상세도 G 에 도시된 바와 같이, 제 1 부분(2) 및 도전성 부재(6a,6b)들은 하나 또는 그 이상의 핀(27)들을 포함한다. 핀(27)들은 회로(16) 안의 대응하는 구멍(29)(도 3)과 맞물린다. 제 2 재료(55)가 주입되면서 회로(16)가 큰 힘을 겪을 때, 핀(27)과 구멍(29)의 맞물림은 단계(110) 동안에 회로(16)가 제 위치에 유지되는 것을 돕는다. 더욱이, 핀(29)들은 제 2 재료(55)와 접합된다. 핀(29)들이 제 2 재료(55)에 접합되는 것이 특히 유리한데, 왜냐하면 (도 26 및 도 27 을 참조하여 이하에서 설명되는) 회로(16)의 기판은 제 1 재료(50) 또는 제 2 재료(55)에 접합되지 않을 재료로부터 항상 형성되기 때문이다. 따라서, 핀(29)들은 제 2 부분(4)과 제 1 부분(2) 사이 또는 도전성 부재(6a,6b)들 사이에 추가적인 접합 지점들을 제공하며, 그에 의하여 자극 패드(1)의 내구성을 향상시킨다. 상세도 G 는 도전성 부재(6b) 안의 홈(7)을 도시한다.
도 24 의 상세도 H 에서 도시된 바와 같이, 제 2 부분(4)의 표면은 플랜지(8)와의 계면에 인접한 함몰부(142)를 포함한다. 함몰부(142)는 단계(110) 동안에 플래쉬가 형성될 위험성을 감소시킨다. 그러나, 만약 단계(110) 동안에 그 어떤 플래쉬라도 형성된다면, 함몰부(142)는 플래쉬의 가시성(visibility)을 감소시킨다. 제 2 몰드(91)는 제 2 부분(4)의 표면상에서 함몰부(142)를 형성하도록 형상화된다.
제 1 재료(50) 및 제 2 재료(55)는 양쪽이 전기적으로 절연성인 재료이다. 이것은 도전성 부재(6a,6b)들이 전기를 도전시킬 수 있는 자극 패드(1)의 외측 표면상의 유일한 영역들이라는 점을 보장한다. 제 1 재료(50)는 제 2 재료(55)와 같을 수 있다. 대안으로서, 제 1 재료(50)는 제 2 재료(55)와 상이할 수 있다.
제 1 재료(50) 및 제 2 재료(55)는 각각 연성 폴리머(soft polymer)를 포함한다. 이와 관련하여, "연성" 이라는 용어는 폴리머의 경도가 쇼어 A 듀로미터 스케일(Shore A durometer scale)에서 측정 가능하다는 것을 의미하는 것으로 이해되는 것이 바람직스럽다. 제 1 재료(50)의 연성에 기인하여, 제 2 재료(55)가 주입될 때 겪게 되는 압축력에 의해 제 1 재료(50)가 변형될 수 있는 위험성이 있다. 제 1 재료(50)의 변형은 몰딩 방법에 의해 제조된 제품의 외관 및 기능성에 해로울 것이며, 제 2 재료(55)가 단계(100)에서 주입될 때 플래쉬 형성의 위험성을 증가시킬 수도 있다. 제 1 재료(50) 변형의 위험성은 단계(108,110) 동안 플랜지(8)를 압축함으로써 완화된다. 플랜지(8)의 압축은 제 1 부분(2)의 경도에 가역적이고, 일시적인 증가를 일으키며, 특히 플랜지(8)에 인접하여 제 1 부분의 경도에 가역적이고 일시적인 증가를 일으킨다. 압축이 해제되면, 제 1 부분(2)은 그것의 원래 경도로 복원된다 (즉, 부드러워진다). 이러한 경도의 증가는 제 2 재료(55)가 주입될 때 겪는 압축력을 제 1 재료(50)가 겪을 수 있게 하며, 이는 몰딩 방법에 의해 고품질 제품이 생산되는 결과를 가져온다.
단계(108,110) 동안에 플랜지 압축은 제 1 재료(50)가 제 2 재료(55)와 상이할 때 특히 유리하다. 제 1 재료(50) 및 제 2 재료(55)는 같은 연성 폴리머를 포함할 수 있지만, 각각의 재료는 상이한 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 재료(50,55)는 상이한 필러(filler) 또는 가소제(plasticiser)를 포함할 수 있어서, 제 1 부분(2)에 제 2 부분(4)과 상이한 특성들을 제공한다. 다른 예로서, 제 1 및 제 2 재료(50,55)는 상이한 착색제(colorant)들을 포함할 수 있어서, 제 1 부분(2)에 제 2 부분(4)과 상이한 칼러를 제공한다. 대안으로서, 제 1 재료(50) 및 제 2 재료는 상이한 연성 폴리머들을 포함할 수 있다. 단계(108,110) 동안의 플랜지(8)의 압축은 제 2 재료(55)가 제 2 몰드(91) 안으로 주입될 때 제 2 재료(55)가 제 1 재료(50)를 넘어가는(overshooting) 것을 방지한다. 이것은 제 1 및 제 2 부분(2,4)들이 상이한 구성 재료(50,55)로부터 초래되는 상이한 특성들을 보유할 수 있게 한다.
제 1 재료(50) 및/또는 제 2 재료(55)가 바람직스럽게는 열가소성 폴리우레탄(TPU)를 포함한다. TPU 는 오일, 지방 및 알코홀에 우수한 화학적 저항성을 가지기 때문에 유리하다. 이것은 특히 자극 패드에 대하여 중요한데, 자극 패드는 피부와 접촉할 때 지방 및 오일에 노출될 것이고, 사용 이후에는 소독제(통상적으로 이소프로판올)로 세정될 것이다. 따라서, TPU 의 이용은 내구성 있는 자극 패드를 초래한다. TPU 의 다른 장점은 이것이 상대적으로 부드럽다는 것이며, 그에 의해서 자극 패드(1)는 사용시에 신체의 윤곽에 일치하기에 충분히 유연성이 있다는 것이다. TPU 는 상대적으로 탄성이 있으며, 이것은 단계(108,110) 동안에 압축될 때 제 1 부분(2)의 경도가 증가될 수 있게 하며, 압축이 해제될 때 제 1 부분(2)이 그것의 원래의 연성(softness)으로 돌아갈 수 있게 한다. 더욱이, TPU 는 우수한 전기 절연재이다. TPU 의 특정한 조성은 중요하지 않으며, 여기에 개시된 내용은 상업적으로 이용 가능한 광범위한 TPU 조성들에 적용 가능하다.
대안으로서, 제 1 재료(50) 및/또는 제 2 재료(55)는 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌(Styrene Ethylene Butadiene Styrene;SEBS)을 포함할 수 있다. SEBS 의 장점은 매우 부드러운 등급(10 Shore A 까지)에서 이용 가능하고 처리하기 용이하다는 점이다. 그러나, SEBS 는 오일, 지방 및 알코홀에 대하여 제한된 화학적 저항을 가진다.
케이블(12)의 외피가 바람직스럽게는 제 2 재료(55)를 포함한다. 이것은 단계(110)에서 주입될 때 케이블(12)의 외피가 제 2 재료(55)와 접합되는 것을 허용하는데, 이는 자극 패드(1)의 수밀을 향상시키고, 케이블이 자극 패드(1)로부터 분리되는 위험성을 감소시킨다. 바람직스럽게는, 케이블(12)의 외피 및 제 2 재료(55) 모두가 TPU 를 포함한다.
도전성 부재(6a,6b)들이 이제 도 22 및 도 23 을 참조하여 설명될 것이다. 도 22 는 도전성 부재(6)의 사시도인 반면에, 도 23 은 도전성 부재의 부분적인 단면도이다.
각각의 도전성 부재(6)는 타원 형상을 가진다. 타원 형상의 이유는 단계(104) 동안에 도전성 부재(6)의 왜곡을 감소시키기 위한 것이다. 설명을 위해서, 제 1 재료(50)가 제 1 몰드(61) 안으로 주입될 때 겪는 압축력에 의해 도전성 부재(6)의 형상이 왜곡되는 경향이 있다. 본 발명자들은 도전성 부재가 타원 형상을 가질 때 덜 왜곡되는 경향이 있다는 점을 발견하였다. 더욱이, 도 12 의 영역(84)을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 제 1 재료(50)가 주입될 때 타원 형상은 층류를 증진시키는 것을 돕는다. 대조적으로, 본 발명자들은 원형 또는 정사각형 도전성 부재가 현저하게 왜곡되며 제 1 재료(50)에 신뢰성 있게 접합되지 않는다는 점을 발견하였다. 따라서, 도전성 부재(6a,6b)들에 대한 최적 형상은 타원형이다.
도전성 부재(6a,6b)들은 전기적으로 도전성인 폴리머를 포함한다. 바람직한 예에서, 도전성 부재(6)는 TPU 및 전기적으로 도전성인 첨가제를 포함한다. TPU 로부터 도전성 부재(6)를 형성하는 것의 장점은, 제 1 재료(50)가 TPU 를 포함할 때, 도전성 부재(6)와 제 1 재료(50) 사이에 우수한 접합이 달성될 수 있다는 점이다. 전기적으로 도전성인 첨가제가 바람직스럽게는 카본 블랙(carbon black)을 포함한다. 카본 블랙의 장점은 이것이 저렴하고, 폴리머 매트릭스 안에 용이하게 분산되고, 도전성 부재들이 자극을 전달하도록 인간 또는 동물의 몸에 배치될 때 피부 자극을 일으키지 않는다는 점이다. 카본 블랙을 TPU 에 첨가함으로써 5Ω.m 보다 작은 체적 저항(volume resistivity)을 달성할 수 있다.
덜 선호되는 대안으로서, 전기적으로 도전성이 있는 첨가제는 카본 나노튜브(carbon nanotube) 또는 스테인레스 스틸 섬유를 포함할 수 있다. 카본 나노튜브들은 카본 블랙보다 높은 도전성을 가지며, 따라서, 만약 카본 블랙이 사용되었다면 소요되었을 양보다 적은 카본 나노튜브의 양을 이용하여 특정의 도전성을 가진 도전성 부재(6)가 생산될 수 있으며, 이는 부드러운 도전성 부재를 초래한다. 그러나, 폴리머 전체를 통하여 카본 나노튜브 균일성을 분산시키는 것은 곤란하다. 스테인레스 스틸 섬유는 카본 나노튜브보다 훨씬 높은 도전성을 가지며, 그에 의해 상대적으로 부드럽고 높은 도전성의 도전성 부재들이 만들어질 수 있다. 그러나, 스틸 섬유는 도전성 부재를 형성하도록 인젝션 몰딩될 때 끊어지는 경향을 가지며, 폴리머 전체를 통하여 균일하게 스틸 섬유들을 분산시키는 것은 곤란하다.
전기적으로 도전성인 첨가제의 존재는 항상 폴리머의 경도를 증가시키며, 이는 도전성 부재(6a,6b)가 제 1 재료(50) 보다 단단한 결과를 가져온다. 예를 들어, 전기적으로 도전성인 첨가제가 카본 블랙을 포함할 때, 도전성 부재(6a,6b)는 85 Shore A 의 경도를 가지는 반면에, 제 1 재료(50)의 경도는 70 Shore A 의 경도 또는 더 낮은 경도를 가질 수 있다. 따라서, 도전성 부재(6a,6b)들은 제 1 부분(2)보다 덜 유연하며, 이것은 도전성 부재(6a,6b)들이 제 1 재료(50)로부터 분리되는 위험성을 초래한다. 이러한 위험성은 도전성 부재(6a,6b)에 있는 홈(7)에 의해 완화된다. 홈(7)은 제 1 재료(50)와의 인터페이스 인근에서 도전성 부재(6a,6b)의 유연성을 증가시킨다. 이것은 자극 패드(1)의 내구성을 향상시킨다. 홈(7)이 바람직스럽게는 도 23 및 도 24 의 상세도 G 에 도시된 바와 같이 U 자 형상의 단면을 가진다.
도전성 부재(6a,6b)는 표면(9)을 포함하며, 상기 표면에 대하여 제 1 재료(50)가 접합된다. 홈(7)은 표면(9)에 인접하여 형성된다. 홈(7)이 실질적으로 표면(9)의 전체에 대하여 바람직스럽게는 표면(9)에 실질적으로 평행하다. 이것은 도전성 부재(6a,6b)들이 제 1 재료(50)에 접합되는 모든 지점에서 굽혀질 수 있는 것을 보장한다. 홈(7)은 도전성 부재(6)의 내측 표면상에 형성된다. 즉, 홈(7)은 자극 패드(1)의 내측을 향하는 도전성 부재(6)의 측면상에 형성되며, 즉, 자극 패드(1)가 사용될 때 피부와 접촉하는 자극 패드(1)의 표면(5)에 대향하는 측상에 형성된다. 이것은 피부와 접촉하는 도전성 부재(6a,6b)들의 표면을 매끄럽게 하며, 그에 의해 사람 또는 동물의 몸에 전기를 도전시키는데 이용 가능한 표면적을 최대화시키고 자극 패드(1)의 세정을 용이하게 한다.
제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)은 각각 하드 폴리머(hard polymer)를 포함한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)이 바람직스럽게는 쇼어 D 듀로미터 스케일(Shore D durometer scale)상에서 측정 가능한 경도를 가진 TPU 를 포함한다. 보다 바람직스럽게는, 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)이 대략 75 쇼어 D 의 경도를 가진 TPU 를 포함한다. 유리하게는, 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)은 모든 것이 TPU 로부터 형성될 때 제 1 부분(2) 및 제 2 부분(4)에 접합될 수 있다. 선택적으로, 제 1 보호 하우징(18) 및 제 2 보호 하우징(20)은 하우징(18,20)의 강도를 증가시키기 위하여 회로 조립체가 자극 패드(1)의 제 1 부분(2)상에 위치되기 전에 (예를 들어 에폭시로 채워짐으로써) 구성(potted)될 수 있다. 선택적으로, 제 2 재료(55)의 주입 동안에 겪게 되는 압력을 견디도록 추가적인 기계적 강도가 필요하다면, 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)은 단계(110)에서 유리 섬유로 강화될 수 있다. 대안으로서, 만약 기계적 강도가 더 필요하다면 제 1 및 제 2 보호 하우징(18,20)은 폴리카보네이트를 포함할 수 있다.
도전성 부재(6a,6b)들의 표면들은 단계(104)에서 제 1 재료(50)로의 접합을 향상시키기 위하여 단계(102) 이전에 처리될 수 있다. 마찬가지로, 제 1 부분(2) 및/또는 케이블(12)의 표면들은 단계(110)에서 제 2 재료(55)로의 접합을 향상시키기 위하여 단계(106) 이전에 처리될 수 있다. 플라즈마 또는 코로나 처리가 표면을 처리하는데 이용될 수 있다. 대안으로서, 메틸 에틸 케톤(MEK) 또는 이소프로판올로써 표면이 세정될 수 있다.
제 1 몰드(61) 및 제 2 몰드(91)가 바람직스럽게는 거친 표면 마무리를 가진다. 이것은 제 1 부분(2) 또는 제 2 부분(4)을 꺼내는 동안 그것이 몰드(61,91)에 달라붙는 위험성을 감소시킨다. 제 1 표면(3) 및 제 2 표면(5)의 결과적인 거친 조직은 또한 자극 패드(1)가 사용중에 미끄러지는 것을 억제하는데 유리하게 도움을 준다. 제 1 및 제 2 몰드(61,91)에 대한 적절한 표면 마무리는 VDI-33 (MT-11530 MoldTech/Standex)이다.
도 25 는 자극 시스템(200)을 도시한다. 자극 시스템(200)은 콘솔(console, 210) 및 자극 패드(1)를 포함한다. 자극 패드(1)는 케이블(12)에 의해 콘솔(210)에 전기적으로 연결된다 (그리고 바람직스럽게는 분리될 수 있게 연결된다). 사용시에, 자극 패드는 인간 또는 동물의 몸에 배치된다. 콘솔(210)은 도전성 부재(6a,6b)를 통하여 신체에 전기 자극을 가하도록 작동될 수 있다. 전기 자극을 신체에 가하는 것에 더하여, 자극 시스템(200)은 열을 신체에 가할 수도 있다. 즉, 자극 시스템(200)은 열 자극 시스템(thermostimulation system)일 수 있다. 그러한 열 자극 시스템이 바람직스럽게는 열 및 전기 자극을 서로 독립적으로 또는 동시에 신체에 가하도록 작동될 수 있다.
회로(16)의 일 예는 이제 도 26 내지 도 28 을 참조하여 설명될 것이다. 도 26 은 도 3 에 도시된 회로(16)의 평면도이다. 도 27 은 회로(16)의 저부 평면도이다. 도 28 은 도 3 에 도시된 제 1 연결부(24)의 개략적인 도면이다. 회로(16)는 기판(500)을 포함한다. 기판(500)은 (도 27 에 도시된) 제 1 표면(53) 및 (도 26 에 도시된) 제 2 표면(52)을 가지는데, 제 1 표면(53)은 제 2 표면(52)에 대향하는 방위를 가진다. 회로(16)는 가열 요소(502) 및 하나 또는 그 이상의 전극(514)들을 더 포함한다. 회로(16)는 온도 센서(510), 시각적 지시부(14) 및 제 1 연결부(24)를 포함하는 전자 구성 요소를 더 포함할 수 있다.
전기 도전체(511,512)들은 기판(500)의 각각의 표면(52,53)상에서 패터닝됨으로써 회로(16)의 구성 요소들 사이에 전기적인 연결부를 형성한다. 여기에서 사용되는 바로서, "패터닝(patterned)"이라는 용어가 바람직스럽게는 미리 정해진 형상을 가지는 전기 도전성 영역이 기판(500)의 표면상에 형성되는 프로세스의 결과를 설명하는 것으로 이해된다. 도전체들은 도 26 및 도 27 에서 음영(陰影)으로 표시된 영역들에 의해 도시된다. 제 1 표면(53)상의 도전체들은 도 27 에서 참조 번호 511 로 표시되어 있으며, 제 2 표면(52)상의 도전체들은 도 26 에서 참조 번호 512 로 표시되어 있다. 하나 또는 그 이상의 전극(514)들은 기판(500)의 제 1 표면(53)상에 패터닝된다. 전극(514)들은 도 27 에서 음영으로 표시되는데, 왜냐하면 전극(514)들이 바람직스럽게는 도전체(511)와 같은 전기 도전성 재료로 형성되기 때문이다. 도전체를 포함하지 않는 절연 영역들은 참조 번호 513 으로 표시된 비음영 영역들에 의해 도 26 및 도 27 에 도시되어 있다.
전자 구성 요소(502,505,507,510), 도전체(511,512) 및 전극(514)들은 기판(500)의 양쪽 표면(52,53)들상에 제공된다. 전극(514)들은 제 1 표면(53)상에 형성되는 반면에, 가열 요소(502)는 제 2 표면(52)상에 형성된다. 사용시에, 가열 요소(502)는 사용자의 피부로부터 밖을 향하고 전극(514)들은 피부를 향한다. 온도 센서(510), 시각적 지시부(505) 및 제 1 연결부(24)가 바람직스럽게는 제 2 표면(52) 상에 제공된다. 전자 구성 요소(502,505,507,510), 도전체(511,512) 및 전극(514)들은 기판(500)의 양쪽 표면들상에 제공되기 때문에, 상이한 표면들 상의 도전체들과 구성 요소들 사이의 소망되지 않은 전기 도전을 방지하기 위하여 기판(500)은 전기적으로 절연된 특성들을 가져야 한다.
회로(16)는 제 1 연결부(25)를 포함하여 회로가 케이블(12)에 전기적으로 연결될 수 있게 하며 그에 의해 콘솔(210)에 연결될 수 있게 한다 (도 25). 제 1 연결부(24)가 바람직스럽게는 제 2 표면(52)상에 제공된다. 제 1 연결부(24)가 바람직스럽게는 표면 장착 연결부이다. 제 1 연결부(24)는 연결 핀들을 포함하고, 연결 핀들은 케이블(12) 상의 대응하는 연결부에 연결될 수 있다. 일 예에서, 제 1 연결부(24)는 도 28 에 도시된 바와 같이 6 개의 연결 핀들을 포함한다. 'Heat +' 및 'Heat -' 로 표시된 핀들은 가열 요소(502)에 연결된다. 'Temp +' 및 'Temp -' 로 표시된 핀들은 온도 센서(510)에 연결된다. 'EM1' 및 'EM2' 로 표시된 핀들은 전극(514)들에 연결된다.
가열 요소(502)가 바람직스럽게는 복수개의 저항기(resistor, 503) 및 하나 또는 그 이상의 도전체(512)를 포함한다. 저항기(503)는 기판(500)의 제 2 표면(52)을 가로질러 분포된다. 명확성을 위하여, 오직 3 개의 저항기(503)들만이 도 26 에 표시되어 있다; 그러나, 회로는 더 많은 저항기들을 포함할 수 있다는 점이 이해될 수 있으며, 저항기 각각은 도 26 에 작은 흑색 사각형으로 표시되어 있다. 저항기(503)들은 도전체(512)에 의해 전기적으로 서로 연결된다. 도 26 에 도시된 예에서, 도전체(512a)는 제 1 연결부(24)의 'Heat-' 핀에 연결됨으로써, 사용시에, 도전체(512a)는 음의 전압 공급 레일(negative voltage supply rail)로서 작동한다. 마찬가지로, 도전체(512b)는 제 1 연결부(24)의 'Heat+' 핀에 연결됨으로써, 사용시에 도전체(512b)는 양의 전압 공급 레일(positive voltage supply rail)로서 작동한다.
전압이 저항기(503)를 가로질러 인가될 때, 전력은 열로서 소산된다. 양 및 음의 전압 공급은 제 1 연결부(24)에서 각각 'Heat+' 및 'Heat-'로 표시된 핀들에 의해 저항기(503)들로 공급된다. 저항기(503)들은 도전체(512)에 솔더(solder) 접합되고, 그에 의해 제 1 도전체(24)에 전기적으로 연결된다. 각각의 저항기(503)에 의해 소산된 전력은 다음과 같이 정의된다:
P=I2R (1)
여기에서 P 는 소산된 전력(워트로 측정됨), I 는 저항기를 통한 전류(암페어로 측정됨) 및 R 은 저항기의 저항이다 (오옴으로 측정됨).
일 예에서, 30 개의 저항기(503)들이 제 2 표면(52)의 영역에 걸쳐 분포된다. 저항기(503)들의 저항값이 바람직스럽게는 둘러싸는 영역들보다 더 많은 열을 발생시키는 국부화된 영역들을 회피하기 위하여 3.3 킬로오옴 내지 6.8 킬로오옴의 범위이다. 저항기(503)들이 바람직스럽게는 병렬로 연결되지만, 직렬로 연결될 수 있거나 또는 직렬 및 병렬 연결의 조합으로 연결될 수도 있다는 점이 이해될 것이다. 일 예에서, 24 볼트의 직접 전류 입력 전압이 저항기(503)를 가로질러 인가된다. 본 발명은 그 어떤 특정의 입력 전압 또는 저항 값들에 제한되지 않는다.
온도 센서(510)는 표면 장착 기술을 이용하여 기판(500)의 제 2 표면(52)상에 장착된다. 온도 센서(510)가 바람직스럽게는 전극(514a,514b) 사이의 등거리인 지점에 장착된다. 이것은 비록 온도 센서(510)가 제 2 표면(52) 상에서 그 어떤 다른 적절한 지점에 배치될 수 있을지라도, 전기 자극이 가해지는 영역에 인접한 온도의 표시를 제공하기 위한 것이다. 온도 센서(510)에 대한 양의 공급 전압 및 음의 공급 전압은 제 1 연결부(24)에서 'Temp +' 및 'Temp -' 로 각각 표시된 핀들에 의해 공급된다. 온도 센서(510)는 기판(500)의 제 1 표면(53) 상에 패터닝된 도전체(511)에 의해 제 1 연결부(24)에 결합된다. 기판(500)을 통하여 제 1 표면(53) 상의 도전체(511)들은 제 2 표면(52)상에 장착된 제 1 연결부(24) 및 온도 센서(510)에 연결된다. 온도 센서(510)는 저항 써모미터(resistance thermometer) 또는 써모커플(thermocouple)일 수 있다. 온도 센서가 바람직스럽게는 플래티늄 저항 써모미터(PRT)이며, 보다 바람직스럽게는 Pt1000 요소이다. Pt1000 요소는 그것의 높은 정확성에 기인하여 바람직스럽다.
선택적으로, (회로(16), 제 1 연결부(24), 제 2 연결부(22) 및 케이블(12)을 포함하는) 회로 조립체가 단계(104) 이후에 자극 패드의 제 1 부분(2)상에 위치되기 이전에, 저항기(503) 및 온도 센서(510)는 TPU 의 얇은 층으로 코팅될 수 있다. TPU 의 얇은 층은 저항기(503, 510)들상으로 스프레이될 수 있다. 이것은 단계(110)에서 제 2 재료(55)가 분무될 때 겪게 되는 압력 및 열에 의해 손상되는 것으로부터 상기 구성 요소들을 보호하는 간단한 방법을 제공한다.
전기 자극 전류는 'EM1' 및 'EM2'로 각각 표시된 제 1 연결부(24)의 핀들에 의해 콘솔(20)로부터 전극(514a,514b)으로 전달된다. 전극(54)들은 제 1 표면(53)상에 패터닝된 도전체(511)들에 의해 제 1 연결부(24)에 결합된다. 기판(500)을 통하여 제 1 표면(53) 상의 도전체(511)는 제 2 표면(52)상에 장착된 제 1 연결부(24)에 연결된다.
다른 전자 구성 요소들이 기판(500) 상에 장착될 수 있으며, 바람직스럽게는, 기판의 제 2 표면(52)상에 장착된다. 예를 들어, 프로그래머블 로직 디바이스, 마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러와 같은 로직 구성 요소(logic component)들이 기판(500) 상에 장착될 수 있다. 그러한 로직 구성 요소는 사용자에게 인가되는 열 및/또는 전기 자극을 제어하는데 이용될 수 있다. 다른 예로서, 온도 센서(510)에 더하여, 하나 또는 그 이상의 센서들이 기판(500) 상에 장착될 수 있다. 시각적 지시부(14)는 기판(500)의 제 2 표면(52)상에 장착될 수 있다. 시각적 지시부(14)가 바람직스럽게는 발광 다이오드이다.
사용시에, 가열 요소(502)는 사용자의 피부로부터 반대로 향하고, 전극(514)들은 피부를 향한다. 따라서, 제 2 표면(52)상의 가열 요소(502)에서 발생된 열은 기판(500)을 통하여 제 1 표면(53)으로 도전되고, 차후에 자극 패드(1)의 케이싱 동체(100)를 통하여 사용자의 신체에 도전된다.
바람직스럽게는 기판(500)이 유연성이 있으며 따라서 자극 패드(1)가 신체상에 배치될 때 신체의 윤곽에 일치된다. 바람직스럽게는 기판(500)이 플라스틱 재료를 포함하고 바람직스럽게는 기판(500)이 유연할 수 있게 하는 플라스틱 재료가 선택된다. 적절한 재료의 예는 폴리이미드 및 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함한다. 당업자는 기판(500)이 그 어떤 다른 적절한 재료라도 포함할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 기판(500), 전자 구성 요소(502,505,507,510), 도전체(511,512) 및 전극(514)들은 유연성 회로를 집합적으로 형성한다. 유연성 회로 기술은 IPC 표준 IPC-T-50, IPC-2223A 및 IPC-4202 와 같은, 산업 표준에 의해 정해진다. 이러한 유연성에도 불구하고, 기판(500)이 바람직스럽게는 가해진 힘의 결여시에 실질적으로 평탄한다.
위에서 언급된 바와 같이, 여기에 설명된 몰딩 방법은 다른 유형의 제품을 몰딩하는데 이용될 수 있고, 따라서, 본 발명은 자극 패드들의 제조에만 제한되지 않는다. 여기에 설명된 몰딩 방법은, 결과적인 제품의 왜곡을 감소시키고 플래쉬를 감소시키며 재료들 사이의 우수한 접합을 보장하는 방법의 성능 때문에, 하나의 연성 재료를 다른 연성 재료에 대하여 몰딩하는 것이 소망되는 다른 상황에서 특히 유용하다는 점이 이해된다. 하나의 연성 재료가 다른 연성 재료에 대하여 몰딩될 수 있게 함으로써, 최종 제품이 유리하게는 부드럽고 유연성이 있다. 또한 몰딩 방법은 전기 회로를 방수 덮개(water resistant cover) 안에 엔캡슐레이션할 필요가 있는 다른 상황에서 유용할 것이라는 점이 이해된다. 예를 들어, 몰딩 방법은, 센서; 헤드셋(headset)과 같은 연성 및/또는 유연성 소비 제품; 카메라, 시계 및 전화기와 같은, 방충 및/또는 방수 소비 제품; 및, 보청기, 제세동기(defibrillator), 심장 박동 모니터, 초음파 장치 및 뇌전도(EEG) 센서들과 같은 의료 장치들을 위하여 이용될 수 있다.
본 발명은 순수하게 일 예로서 설명된 것이며, 세부 내용의 변형은 본 발명의 범위내에서 이루어질 수 있다는 점이 이해될 것이다.
1. 자극 패드 2. 제 1 부분
3. 제 1 표면 4. 제 2 부분
5. 제 2 표면 8. 플랜지

Claims (23)

  1. 제품의 제 1 부분상에 플랜지를 형성하도록 형상화된 제 1 몰드 안으로 제 1 재료를 주입함으로써 제품의 제 1 부분을 형성하는 단계;
    제 1 플레이트 및 제 2 플레이트를 가진 제 2 몰드 안으로 제품의 제 1 부분을 배치하는 단계;
    제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 플랜지를 압축시키는 단계; 및,
    플랜지가 제 2 몰드의 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 압축되는 동안 제 2 재료를 제 2 몰드 안으로 주입함으로써 제품의 제 2 부분을 형성하는 단계;를 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    플랜지의 압축은 플랜지가 변형되게 하여, 플랜지와 제 2 몰드 사이에 밀봉을 형성하는, 제품의 몰딩 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 재료의 경도 및 제 2 재료의 경도는 각각 쇼어 A 듀로미터 스케일(Shore A durometer scale)상에서 측정 가능한, 제품의 몰딩 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 재료 및 제 2 재료 모두는 85 이하의 쇼어 A 경도를 가지는, 제품의 몰딩 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 1 재료 및 제 2 재료중 적어도 하나는 45 내지 70 의 쇼어 A 경도를 가지는, 제품의 몰딩 방법.
  6. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 재료 및 제 2 재료 각각은 열가소성 재료를 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  7. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 재료 및 제 2 재료 각각은 열가소성 폴리우레탄을 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  8. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제품의 몰딩 방법은 제품의 제 2 부분을 형성하기 전에 제품의 제 1 부분상으로 전기 회로를 배치하는 단계를 더 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제품의 몰딩 방법은 제품의 제 2 부분을 형성하기 전에 전기 회로의 적어도 일부를 보호 하우징으로 덮는 단계를 더 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제 2 재료는 보호 하우징을 향하여 제 2 재료를 지향시키도록 정해진 주입 지점으로부터 제 2 몰드 안으로 주입되는, 제품의 몰딩 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    회로는 케이블에 연결되고, 케이블의 일 단부는 보호 하우징에 의해 덮히고, 케이블의 다른 단부는 보호 하우징의 외부로 연장되는, 제품의 몰딩 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    케이블은 외피를 포함하고, 보호 하우징은 외피를 파지하도록 적합화되는, 제품의 몰딩 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    보호 하우징은 외피와의 밀봉을 형성하도록 적합화되는, 제품의 몰딩 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항의 어느 한 항에 있어서,
    회로는 기판을 포함하고, 보호 하우징은 기판과의 밀봉을 형성하도록 적합화되는, 제품의 몰딩 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 14 항의 어느 한 항에 있어서,
    회로는 케이블에 연결되고, 케이블은 외피를 포함하고, 제품의 제 2 부분은 외피에 접합되는, 제품의 몰딩 방법.
  16. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제품은 인체 또는 동물의 몸에 자극을 가하기 위한 패드인, 제품의 몰딩 방법.
  17. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제품의 제 1 부분의 형성은:
    전기 도전성 부재를 제 1 몰드 안에 배치하는 단계; 및,
    제 1 재료를 제 1 몰드 안으로 주입함으로써, 제 1 재료가 전기 도전성 부재에 접합되는 단계;를 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    전기 도전성 부재는 타원 형상을 가지는, 제품의 몰딩 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    전기 도전성 부재는 제 1 재료가 접합되는 표면 및, 상기 표면에 실질적으로 평행하게 배치된 홈을 포함하는, 제품의 몰딩 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    제 1 몰드는 융기부(ridge)를 포함하고, 홈은 융기부와 맞물리도록 적합화되는, 제품의 몰딩 방법.
  21. 제 8 항 내지 제 15 항의 어느 한 항에 종속되는 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    전기 회로는 기판을 통해 연장되는 슬롯을 가진 기판을 포함하고,
    전기 회로가 제품의 제 1 부분상으로 배치될 때 홈은 상기 슬롯과 정렬되는, 제품의 몰딩 방법.
  22. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 몰드는 인서트를 포함하고, 인서트(insert)는 간극에 의해 제 1 몰드로부터 분리되고, 제 1 재료가 제 1 몰드 안으로 주입될 때 간극은 공기가 제 1 몰드로부터 빠져나갈 수 있게 하는, 제품의 몰딩 방법.
  23. 전기한 항들중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 제품.
KR1020147030141A 2012-03-27 2013-03-22 몰딩 방법 KR20140140617A (ko)

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