KR20170013888A - 금속 하우징 및 그것을 사용한 통기 구조 - Google Patents
금속 하우징 및 그것을 사용한 통기 구조 Download PDFInfo
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Abstract
통기 구조(100)는, 금속 하우징(10) 및 통기 부재(30)를 구비하고 있다. 금속 하우징(10)은, 통기를 필요로 하는 하우징이며, 통기 구멍(12) 및 구멍 주위부(14)를 갖는다. 통기 구멍(12)은, 통기 부재(30)에 의해 막혀 있다. 통기 구멍(12) 주위의 부분인 구멍 주위부(14)에는, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 발유 처리가 실시되어 있다.
Description
본 발명은, 금속 하우징 및 그것을 사용한 통기 구조에 관한 것이다.
모터, 센서, 스위치, ECU(electric control unit) 등의 전기 부품을 수용하기 위한 하우징에는, 통기 부재가 설치되어 있다. 통기 부재는, 하우징의 내부와 외부의 통기를 확보하고, 온도 변화에 의한 하우징 내부의 압력 변화를 완화하여, 하우징의 내부로의 이물의 침입을 저지한다.
특허문헌 1 내지 3에 기재되어 있는 바와 같이, 통기 부재는, 하우징에 형성된 통기 구멍(내압 조정 구멍)을 막도록, 하우징에 설치되어 있다. 구체적으로, 특허문헌 1에 기재된 통기 부재는, 하우징에 설치된 노즐형 부분에 설치되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 통기 부재는, 하우징에 형성된 통기 구멍에 감입되어 있다. 시일 링에 의해 통기 부재와 하우징 사이의 간극이 시일되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 통기 부재는, 통기 구멍을 막도록, 양면 테이프로 하우징에 부착되어 있다.
하우징은, 그 용도에 따라, 수지 또는 금속으로 만들어져 있다. 예를 들어 방열성이 중시될 경우, 금속제의 하우징이 권장된다. 한편, 하우징은, 염분을 포함하는 물에 노출되거나, 고습도의 공기에 노출되는 등, 부식 환경 하에 놓이는 경우가 있다. 금속제의 하우징이 부식 환경 하에 놓여 있는 경우, 시간이 흐름에 따라서 하우징의 부식이 진행된다. 통기 부재와 하우징 사이의 접촉면(시일면)에 부식이 도달하면, 접촉면의 시일 기능이 손상될 가능성이 있다. 부식은, 또한, 통기 부재의 걸림 결합부에 접하는 하우징의 면에 도달할 가능성이 있다. 이것도, 시일 기능이 손상되는 것의 원인이 된다. 시일 기능이 손상되면, 하우징의 내부에 물, 먼지 등의 이물이 들어가기 쉬워지고, 나아가서는 하우징의 내부에 배치된 전기 부품 또는 기계 부품에 악영향을 미칠 가능성이 있다.
본 발명은, 하우징에 의한 전기 부품 또는 기계 부품의 보호 기능이 하우징의 부식에 기인하여 저하되는 것을 방지하거나, 또는 늦추기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 개시는,
통기를 필요로 하는 금속 하우징이며,
통기 부재에 의해 막히게 되는 통기 구멍과,
상기 통기 구멍 주위의 부분인 구멍 주위부를 구비하고,
상기 구멍 주위부에는, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징을 제공한다.
다른 측면에 있어서, 본 개시는,
통기를 필요로 하는 금속 하우징의 구성 부품이며,
통기 부재에 의해 막히게 되는 통기 구멍과,
상기 통기 구멍 주위의 부분인 구멍 주위부를 구비하고,
상기 구멍 주위부에는, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징 부품을 제공한다.
다른 측면에 있어서, 본 개시는,
상기 금속 하우징 또는 금속 하우징 부품과,
상기 통기 구멍을 막도록 상기 금속 하우징 또는 금속 하우징 부품에 설치된 통기 부재를 구비한, 통기 구조를 제공한다.
본 개시의 금속 하우징 또는 금속 하우징 부품에 의하면, 내식성을 높이기 위한 소정의 처리가 구멍 주위부에 실시되어 있다. 따라서, 하우징에 의한 전기 부품 또는 기계 부품의 보호 기능이 하우징의 부식에 기인하여 저하되는 것을 방지하거나 또는 늦출 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 2a는 제2 실시 형태에 따른 통기 구조에 사용된 통기 부재의 분해 사시도
도 2b는 제2 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 3은 제3 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 4는 제4 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 5는 제5 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 2a는 제2 실시 형태에 따른 통기 구조에 사용된 통기 부재의 분해 사시도
도 2b는 제2 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 3은 제3 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 4는 제4 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
도 5는 제5 실시 형태에 따른 통기 구조의 단면도
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.
[제1 실시 형태]
도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 통기 구조(100)는, 금속 하우징(10) 및 통기 부재(30)를 구비하고 있다. 금속 하우징(10)은, 내부 공간(20)과 외부 공간(22) 사이의 통기를 행하기 위한 통기 구멍(12)을 갖는다. 내부 공간(20)은, 보호해야 할 전기 부품 또는 기계 부품을 수용하기 위한 공간이다. 통기 구멍(12)은, 통기 부재(30)에 의해 막혀 있다. 도 1에서는, 금속 하우징(10)의 일부만이 도시되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 통기 부재(30)는, 통기막(32) 및 접착층(34)을 갖는다. 접착층(34)은, 통기막(32)의 표면 상에 형성되어 있다. 접착층(34)은, 예를 들어 평면으로 보아 환상이다. 즉, 접착층(34)을 개재하여, 통기막(32)이 금속 하우징(10)의 구멍 주위부(14)에 부착되어 있다. 통기 부재(30)는, 부품 개수가 적은 점, 저렴한 점, 넓은 스페이스를 필요로 하지 않는 점 등의 이점을 갖는다.
통기막(32)은, 기체의 투과를 허용하고, 액체의 투과를 저지하는 성질을 가진 막일 수 있다. 통기막(32)의 재료는 특별히 한정되지 않고, 수지여도 되고, 금속이어도 된다. 통기막(32)의 형태도 특별히 한정되지 않고, 직포, 부직포, 메쉬, 네트 등의 형태일 수 있다. 통기막(32)은, 전형적으로는, 수지 다공질막 및 보강층을 갖는다. 수지 다공질막의 재료로서는, 공지된 연신법 또는 추출법에 의해 제조할 수 있는 불소 수지 다공체, 폴리올레핀 다공체 등을 들 수 있다. 불소 수지로서는, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리올레핀을 구성하는 단량체로서는, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸펜텐-1,1부텐 등을 들 수 있다. 이들 단량체를 단체로 중합 또는 공중합함으로써 얻어진 폴리올레핀을 사용할 수 있다. 또한, 폴리아크릴로니트릴, 나일론 또는 폴리락트산을 사용한 나노파이버 필름 다공체도 사용할 수 있다. 그 중에서도, 소면적이며 높은 통기성을 확보할 수 있고, 금속 하우징(10)의 내부로의 이물의 침입을 저지하는 기능이 우수한 PTFE 다공체가 바람직하다. 보강층의 예는, 폴리에틸렌 등의 수지로 만들어진 부직포이다. 통기막(32)은, 보강층을 갖고 있지 않아도 되고, 보강층 이외의 다른 층을 갖고 있어도 된다. 수지 다공질막 및/또는 보강층에는, 금속 하우징(10)의 용도에 따라서 발액 처리가 실시되어 있어도 된다.
접착층(34)은, 접착제만으로 구성되어 있어도 되고, 기재의 양면에 접착제를 도포함으로써 얻어지는 양면 테이프여도 된다. 접착제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 아크릴 수지 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「접착제」란 용어는, 점착제(pressure-sensitive adhesive)를 포함하는 용어로서 사용된다.
금속 하우징(10)은, 전형적으로는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어져 있다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금은, 경량 및 저렴하고, 방열성도 우수하므로, 금속 하우징(10)의 재료에 적합하다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 자연 산화막을 형성하므로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 공기 중에서는 우수한 내식성을 나타내지만, 산 및 알칼리, 특히, 염소 이온에 약하다. 따라서, 금속 하우징(10)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어져 있는 경우에도, 본 명세서에 개시된 기술의 이용 가치는 높다. 알루미늄 합금으로서는, ADC12, AC4B-F 등의 알루미늄 다이캐스트용 알루미늄 합금을 적합하게 사용할 수 있다. 단, 금속 하우징(10)의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에서 개시된 기술은, 부식성을 갖는 금속 재료로 만들어진 모든 하우징에 적용 가능하다. 즉, 금속 하우징(10)은, 철, 스테인리스 등의 금속 재료로 만들어져 있어도 된다.
금속 하우징(10)은, 통상, 복수의 부품으로 구성되어 있다. 금속 하우징(10)은, 예를 들어 상측 부품(제1 부품) 및 하측 부품(제2 부품)으로 구성되고, 상측 부품 및 하측 부품 중 적어도 한쪽(복수의 부품으로부터 선택되는 적어도 하나)에 통기 구멍(12)이 형성되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 금속 하우징(10)은, 통기 구멍(12) 주위의 부분인 구멍 주위부(14)를 갖는다. 구멍 주위부(14)에는, 내식성을 높이기 위한 소정의 처리가 실시되어 있다. 내식성을 높이기 위한 소정의 처리는, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 발유 처리이다. 이들 처리의 결과, 구멍 주위부(14)에는 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 내식성 피막(16)에 의해, 구멍 주위부(14)의 부식이 방지되거나 또는 부식을 늦출 수 있다. 그 결과, 금속 하우징(10)의 내부에 배치된 부품을 보호하는 기능이 금속 하우징(10)의 부식에 기인하여 저하되는 것을 방지하거나 또는 늦출 수 있다.
구체적으로, 금속 하우징(10)의 구멍 주위부(14)는, 그 표면으로서, 시일 형성면(14p) 및 내부 표면(14q)을 포함한다. 시일 형성면(14p)은, 금속 하우징(10)의 외부 표면이며, 통기 부재(30)의 구성 부품(본 실시 형태에서는, 접착층(34))과 접함에 따라서 시일면을 형성하게 되는 면이기도 하다. 내부 표면(14q)은, 시일 형성면(14p)에 인접하고 있는 면이며, 내부 공간(20)의 분위기에 노출되는 면이다. 내부 표면(14q)은, 통기 구멍(12)의 내주면(14s)과, 시일 형성면(14p)의 반대측에 위치하고 있는 이면(14t)에 의해 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 시일 형성면(14p) 및 내부 표면(14q)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 이에 의해, 구멍 주위부(14)의 부식의 진행을 방지할 수 있거나 또는 늦출 수 있다. 특히, 시일 형성면(14p)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있으므로, 구멍 주위부(14)의 부식에 의해 접착층(34)의 접착 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내부 표면(14q)에도 내식성 피막(16)이 형성되어 있으므로, 금속 하우징(10)의 부식에 의해 통기 구멍(12)의 내주면(14s)에 녹이 발생하거나, 염화 나트륨, 염화 칼슘 등의 염이 퇴적되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 녹, 염 등의 이물이 금속 하우징(10)의 내부에 배치된 전기 부품 또는 기계 부품 위에 낙하되는 것도 방지할 수 있다.
단, 적어도 시일 형성면(14p)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있는 한, 금속 하우징(10)의 부식에 의해 시일 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있거나, 또는 늦출 수 있다. 또한, 내식성 피막(16)은, 내부 표면(14q)에만 형성되어 있어도 된다.
또한, 통기 부재(30)가 금속 하우징(10)의 내부측에 배치되어 있어도 된다. 즉, 참조 부호 「22」로 표시된 공간이 금속 하우징(10)의 내부 공간이며, 참조 부호 「20」으로 표시된 공간이 금속 하우징(10)의 외부 공간이어도 된다. 참조 부호 「14q」로 표시된 표면은, 금속 하우징(10)의 외부의 분위기에 노출되는 표면(외부 표면)이어도 된다.
이어서, 내식성 피막(16)을 형성하기 위한 각 처리에 대하여 설명한다.
(알루마이트 처리)
알루마이트 처리는, 양극 산화 처리라고도 불리는 처리이다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징에 양극 산화 처리를 실시함으로써, 내식성 피막(16)으로서의 양극 산화 피막(알루마이트)을 형성할 수 있다. 당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 양극 산화 처리는, 예를 들어 다음의 방법에 의해 행해진다. 먼저, 황산 등의 전해액 중에서 양극측에 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징을 배치하고, 음극측에 납판을 배치한다. 양극과 음극의 사이에 전류를 흘리면, 양극에서 발생하는 산소와 알루미늄이 화학 반응을 일으켜, 두꺼운 다공성의 산화 피막이 형성된다. 또한, 고온 고압의 수증기 또는 열탕 중에서 하우징을 처리하면, 산화 피막의 구멍이 봉해진다. 이에 의해, 내식성, 내후성 및 내오염성이 우수한 양극 산화 피막이 얻어진다. 이렇게 하여 얻어진 양극 산화 피막은, 자연 산화막보다도 충분히 두껍다.
(벨스쿠드 처리)
벨스쿠드 처리는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금(ADC12, A1100, A2017, A5052 등)의 표면에 3가 크롬 화합물로 이루어진 화성 피막을 형성하기 위한 처리이다. 벨스쿠드 처리에 의해 형성된 화성 피막은, 우수한 내식성을 갖는다.
벨스쿠드 처리는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징의 표면에 실시되는 3가 크롬 화성 처리일 수 있다. 3가 크롬 화성 처리에 의해 형성된 화성 피막은, 6가 크롬 화합물을 포함하지 않는 것이어도 된다. 3가 크롬 화성 처리를 실시하기 위한 3가 크롬 화성 처리액으로서는, 다양한 것이 시판되고 있다. 3가 크롬 화성 처리액은, 전형적으로는, CrCl3, Cr(NO3)3 등의 Cr3 +염을 주성분으로 하고, 질산염 등의 촉매 성분, 옥살산, 말론산, 시트르산 등의 유기산 등을 포함하고 있다. 또한, 3가 크롬 화성 처리액에는, 콜로이달 실리카 등의 규산 화합물, 불화물 등의 첨가물이 포함되어 있는 것도 있다. 또한, 3가 크롬 화성 처리액에는, 내식성 향상에 효과가 있는 코발트 염이 첨가되어 있는 것도 있다.
3가 크롬 화성 처리는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징을 3가 크롬 화성 처리액에 접촉시킴(침지, 스프레이, 도포 등)으로써 실시될 수 있다. 3가 크롬 화성 처리의 조건은, 잘 알려진 크로메이트 처리(6가의 크롬산 이온을 주성분으로 하는 처리액을 사용한 화성 처리)의 조건과 비교하여, 크롬 농도가 높고, pH가 높고(1.8 내지 2.2), 처리 시간이 길며(1분간 정도), 처리 온도가 높다는(30 내지 60℃) 등의 차이는 보이지만, 기본적인 프로세스는 종래의 크로메이트 처리와 같다.
(알루미늄 온 크롬 도금 처리)
알루미늄 온 크롬 도금 처리는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징의 표면에 하지 피막을 포함하여 10 내지 30㎛ 정도의 두께로 피막(도금 피막)을 형성하기 위한 처리이다. 알루미늄 온 크롬 도금 처리에 의해 형성된 피막은, 우수한 내식성을 갖는다.
알루미늄 온 크롬 도금 처리는, 하지 피막 위에 6가 크롬 도금 피막을 형성하는 처리일 수 있다. 6가 크롬 도금 피막은, 서전트 욕, 불화물 함유 욕, 고속도 욕, 고경도 크롬 욕, 고내식성용 욕 등의 공지된 크롬 도금 욕을 사용하여 형성할 수 있다. 하지 피막으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징의 표면 상에 아연 도금 피막을 형성하고, 그 위에 6가 크롬 도금 피막을 형성할 수 있다. 하지 피막을 형성하기 전에, 탈지, 에칭, 산 침지 등의 전처리를 행해도 된다. 또한, 수산화 나트륨과 산화 아연을 포함하는 아연 치환 처리액을 사용하여 하지 피막으로서의 아연 피막을 형성할 수도 있다.
(발유 처리)
발유 처리는, 내식성 피막(16)으로서의 발유 피막을 형성하기 위한 처리이다. 발유 피막은, 예를 들어 고분자 재료에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 퍼플루오로알킬기를 갖는 고분자를 포함하는 발유제를 소정의 방법에 의해 금속 하우징에 도포함으로써, 발유 피막을 형성할 수 있다. 금속 하우징에 발유제를 도포하기 위한 방법으로서는, 에어 스프레이법, 정전 스프레이법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 커튼 플로우 코팅법, 함침법 등을 들 수 있다. 발유제는, 고분자의 용액 또는 디스퍼전일 수 있다. 또한, 전착 도장법, 플라즈마 중합법 등의 피막 형성법에 의해, 발유 피막을 형성할 수 있을 가능성도 있다. 즉, 발유 피막을 형성하기 위한 방법은 특별히 한정되지 않는다. 발유 처리는, 어떠한 금속으로 만들어진 하우징에도 채용할 수 있는 점에서 우수하다.
이하, 다른 실시 형태에 따른 통기 구조를 설명한다. 도 1에 도시하는 통기 구조(100)와 이하의 실시 형태에서 공통되는 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 그것들의 설명을 생략하는 경우가 있다. 즉, 각 실시 형태에 관한 설명은, 기술적으로 모순되지 않는 한, 서로 적용될 수 있다. 또한, 기술적으로 모순되지 않는 한, 각 실시 형태의 특징은, 서로 조합되어도 된다.
[제2 실시 형태]
도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 통기 구조(102)는, 금속 하우징(11) 및 통기 부재(50)를 구비하고 있다. 통기 부재(50)는 커버(51), 통형체(52) 및 통기막(32)으로 구성되어 있다. 커버(51)는, 저부를 갖는 통형의 부품이다. 커버(51)의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 커버(51)는 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 변성 폴리페닐렌에테르 등의 열가소성 수지로 만들어져 있어도 되고, 니트릴 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 아크릴 고무, 수소화 니트릴 고무 등의 열경화성 수지로 만들어져 있어도 되며, 금속으로 만들어져 있어도 된다. 통형체(52)는, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 등의 엘라스토머로 만들어져 있어도 되고, 상기 열경화성 수지로 만들어져 있어도 된다. 통기막(32)은, 통형체(52)의 한쪽의 개구를 막도록 통형체(52)에 설치되어 있다. 통형체(52)의 외경은, 커버(51)의 내경보다도 약간 작다. 통기막(32)이 커버(51)에 의해 보호되도록, 통형체(52)가 커버(51)에 감입되어 있다. 커버(51)의 내주면과 통형체(52)의 외주면의 사이에 통기 경로가 형성되고, 커버(51)의 저면과 통기막(32) 표면의 사이에 통기 경로가 형성되어 있다.
금속 하우징(11)은, 구멍 주위부로서, 노즐형 부분(15)을 갖고 있다. 노즐형 부분(15)에 의해 통기 구멍(13)이 형성되어 있다. 통기 구조(102)에 있어서, 노즐형 부분(15)은 통형체(52)에 삽입되어 있다. 통형체(52)의 탄성력을 이용하여, 통기 부재(50)가 금속 하우징(11)에 설치되어 있다. 본 실시 형태에 따르면, 통기막(32)이 커버(51)에 의해 보호되어 있기 때문에, 통기막(32)에 이물이 부착되거나, 통기막(32)이 대미지를 받거나 하기 어렵다.
노즐형 부분(15)은, 그 표면으로서, 외주면(15p) 및 내주면(15s)을 갖는다. 노즐형 부분(15)의 외주면(15p)은, 통기 부재(50)의 구성 부품(본 실시 형태에서는, 통형체(52))과 접함에 따라서 시일면을 형성하게 되는 면(시일 형성면)이다. 노즐형 부분(15)의 내주면(15s)은, 통기 구멍(13)의 내주면(15s)이기도 하다. 노즐형 부분(15)의 내주면(15s)은, 하우징(11)의 이면(15t)에 연결되어 있다. 노즐형 부분(15)의 내주면(15s) 및 하우징(11)의 이면(15t)은, 내부 표면(15q)을 형성하고 있다.
본 실시 형태에서는, 노즐형 부분(15)의 외주면(15p), 노즐형 부분(15)의 내주면(15s) 및 하우징(11)의 이면(15t)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 이에 의해, 노즐형 부분(15)의 부식의 진행을 방지할 수 있거나, 또는 늦출 수 있다. 노즐형 부분(15)의 외주면(15p)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있으므로, 노즐형 부분(15)의 부식에 의해 노즐형 부분(15)과 통형체(52) 사이의 밀착 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 제1 실시 형태와 동일하도록 내식성 피막(16)은 노즐형 부분(15)의 외주면(15p)에만 형성되어 있어도 된다. 내식성 피막(16)은 노즐형 부분(15)의 내주면(15s)에만 형성되어 있어도 된다. 내식성 피막(16)은 내부 표면(15q)에만 형성되어 있어도 된다. 물론, 금속 하우징(11)의 전체에 내식성 피막(16)이 형성되어 있어도 된다.
[제3 실시 형태]
도 3에 도시하는 바와 같이, 제3 실시 형태에 따른 통기 구조(104)는, 금속 하우징(10) 및 통기 부재(70)를 구비하고 있다. 통기 부재(70)는, 지지체(73), 통기막(32), 커버(74) 및 시일 링(75)(O링)을 구비하고 있다. 커버(74)는, 복수의 갈고리부(74a)를 갖고 있다. 갈고리부(74a)가 지지체(73)의 외주부에 걸림 결합하고, 이에 의해, 커버(74)가 지지체(73)에 고정되어 있다. 커버(74)에 의해 통기막(32)이 덮여, 보호되고 있다. 지지체(73)는, 통기 경로로서 기능하는 관통 구멍(73h)을 갖고 있다. 커버(74) 및 지지체(73)는, 제2 실시 형태에서 설명한 커버(51)와 동일하도록, 예를 들어 열가소성 수지로 만들어져 있다. 통기막(32)은, 관통 구멍(73h)을 막도록, 지지체(73) 상에 배치되어 있다. 통기막(32)은, 지지체(73)에 접착되어 있어도 되고, 용착되어 있어도 된다. 또한, 지지체(73)는, 관통 구멍(73h)의 길이 방향(하방)을 따라 연장되는 복수의 다리부(78)를 갖는다. 복수의 다리부(78)는, 통기 구멍(12)에 삽입되어 있고, 금속 하우징(10)의 구멍 주위부(14)에 걸림 결합되어 있다. 시일 링(75)은, 엘라스토머로 만들어진 부품이다. 시일 링(75)은, 다리부(78)(다리부(78)의 밑동)에 설치되어 있다. 통기 구조(104)에 있어서, 시일 링(75)은, 지지체(73)의 하면과 금속 하우징(10)의 표면(시일 형성면)의 사이에 배치되어 있다. 시일 링(75)에 의해, 지지체(73)와 금속 하우징(10) 사이의 간극이 봉해져 있다. 이에 의해, 통기 부재(70)가 금속 하우징(10)에 설치되어 있다. 본 실시 형태에 따르면, 통기막(32)이 커버(74)에 의해 보호되어 있기 때문에, 통기막(32)에 이물이 부착되거나, 통기막(32)이 대미지를 받거나 하기 어렵다. 또한, 통기 부재(70)가 금속 하우징(10)으로부터 빠지기 어렵다.
본 실시 형태의 통기 구조(104)에 있어서의 금속 하우징(10)은, 제1 실시 형태의 통기 구조(100)에 있어서의 금속 하우징(10)과 동일한 것이다. 즉, 본 실시 형태에 있어서도, 구멍 주위부(14)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 특히, 시일 형성면(14p)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있으므로, 시일 링(75)에 의한 시일 기능이 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다.
통기 부재(70)의 복수의 다리부(78)는, 금속 하우징(10)의 이면(14t)에 걸림 결합되어 있다. 이에 의해, 지지체(73)의 하면과 금속 하우징(10)의 시일 형성면(14p)의 사이에 O링(75)이 끼워져 있다. 가령, 금속 하우징(10)의 부식이 통기 구멍(12)의 내주면(14s) 및 이면(14t)까지 진행되었을 경우, 통기 부재(70)의 복수의 다리부(78)와 이면(14t)의 접촉 상태가 불안정해진다. 그 결과, 지지체(73)의 하면과 금속 하우징(10)의 시일 형성면(14p)의 사이의 거리가 약간 확대되고, O링(75)에 의한 시일성이 저하된다. 따라서, 도 3에 도시하는 통기 부재(70)를 사용하는 경우, 시일 형성면(14p)뿐만 아니라, 내부 표면(14q), 특히 이면(14s)에도 내식성 피막(16)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 내부 표면(14q), 특히 이면(14s)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있기만 하더라도, 시일 기능을 유지하는 효과가 얻어진다.
[제4 실시 형태]
도 4에 도시하는 바와 같이, 제4 실시 형태에 따른 통기 구조(106)는, 테이퍼형의 구멍 주위부(44)를 갖는 금속 하우징(40)이 사용되고 있는 점에서, 제3실시 형태의 통기 구조(104)(도 3)와 상이하다. 통기 부재(70)의 구조는 제3 실시 형태에서 설명한 바와 같다.
금속 하우징(40)의 구멍 주위부(44)는, 그 표면으로서, 시일 형성면(44p) 및 내부 표면(44q)을 포함한다. 시일 형성면(44p)은, 구멍 주위부(44) 중, 금속 하우징(40)의 내부 공간(20)으로부터 멀어짐에 따라서 통기 구멍(12)의 단면적(개구 면적)이 연속적으로 증가하고 있는 부분의 표면이다. 내부 표면(44q)은, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 통기 구멍(12)의 내주면(44s) 및 이면(44t)에 의해 형성되어 있다. 시일 링(75)의 일부 또는 전부가 통기 구멍(12) 중에 위치하고 있다. 테이퍼형의 구멍 주위부(44)에 의하면, 시일 링(75)에 의한 시일성의 향상을 기대할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서도, 시일 형성면(44p) 및 내부 표면(44q)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 특히, 시일 형성면(44p)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있으므로, 시일 링(75)에 의한 시일 기능이 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다.
[제5 실시 형태]
도 5에 도시하는 바와 같이, 제5 실시 형태에 따른 통기 구조(108)는, 나사에 의해 통기 부재(70A)가 금속 하우징(60)에 설치되어 있는 점에서 제3 및 제4 실시 형태와 상이하다. 구체적으로, 통기 부재(70A)의 지지체(73)는, 중공이며 또한 원통형의 다리부(79)를 갖는다. 다리부(79)의 외주면에는 나사산(수나사)이 형성되어 있다. 금속 하우징(60)의 통기 구멍(12)의 내주면에도 나사산(암나사)이 형성되어 있다. 통기 구멍(12)에 지지체(73)의 다리부(79)가 삽입되어 있다. 상세하게는, 통기 구멍(12)에 지지체(73)의 다리부(79)가 나사 삽입되어 있다. 이에 의해, 통기 부재(70A)가 금속 하우징(60)에 고정되어 있다.
금속 하우징(60)의 구멍 주위부(64)는, 그 표면으로서, 시일 형성면(64p) 및 내부 표면(64q)을 포함한다. 시일 형성면(64p) 및 내부 표면(64q)은, 각각, 제1 실시 형태에서 설명한 시일 형성면(14p) 및 내부 표면(14q)에 대응하고 있다. 본 실시 형태에 있어서도, 시일 형성면(64p) 및 내부 표면(64q)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 특히, 시일 형성면(64p)에 내식성 피막(16)이 형성되어 있으므로, 시일 링(75)에 의한 시일 기능이 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 나사산이 형성되어 있는 면(통기 구멍(12)의 내주면(64s))에도 내식성 피막(16)이 형성되어 있다. 단, 나사산이 형성되어 있는 면에는, 내식성 피막(16)이 형성되어 있지 않아도 된다.
제1 내지 제5 실시 형태로부터 이해할 수 있듯이, 어떠한 타입의 통기 부재라도 본 명세서에 기재된 기술을 적용할 수 있다. 또한, 각 실시 형태를 적절히 조합하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제4 실시 형태의 통기 구조(106)와 제5 실시 형태의 통기 구조(108)를 조합하는 것도 가능하다. 즉, 제5 실시 형태에 있어서의 금속 하우징(60)의 구멍 주위부(64)가 테이퍼형의 시일 형성면을 갖고 있어도 된다.
도 1을 참조하여 설명한 금속 하우징(10)에 있어서, 내식성 피막(16)은, 구멍 주위부(14)에만 형성되어 있다. 그러나, 내식성 피막(16)은, 금속 하우징(10)의 전체에 형성되어 있어도 된다. 이것은, 다른 실시 형태의 금속 하우징에도 적용된다.
[실시예]
(실시예 1)
먼저, 통기 구멍을 갖는 알루미늄 합금(ADC12)제의 하우징 부품(상측 부품)을 준비하였다. 이 하우징 부품의 전체에 알루마이트 처리를 실시하였다. 통기 구멍을 막도록, 도 1을 참조하여 설명한 통기 부재(닛토덴코사 제조, S-NTF2131A-S06)를 하우징 부품에 부착하였다. 이에 의해, 실시예 1의 통기 구조를 얻었다.
(실시예 2 내지 4, 비교예 1 내지 4)
실시예 1과 같은 하우징 부품에 표 1에 기재된 각 처리를 실시하고, 도 1을 참조하여 설명한 통기 부재를 부착하였다. 이에 의해, 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 통기 구조를 얻었다. 실시예 4의 발유 처리는, 후술하는 실시예 5 내지 7과 동일한 방법으로 실시하였다. 비교예 1의 통기 구조에는 특별한 처리를 실시하고 있지 않은 하우징 부품을 사용하였다. 또한, 비교예 3의 윤활 도금 처리는, PTFE의 미립자를 포함하는 도금액을 사용하여, 무전해 니켈 도금 피막을 형성하기 위한 처리이다. 비교예 4의 지르콘 처리는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 하우징 부품의 표면에 지르코늄 화합물로 이루어진 화성 피막을 형성하기 위한 처리이다.
[내수압 시험]
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 통기 구조의 내수압을 조사하였다. 구체적으로는, 하우징의 내부측으로부터 통기 부재에 수압을 가하여, 누수가 일어나는 수압을 조사하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 어느 통기 구조라도 150㎪의 내수압을 갖고 있었다.
[염수 분무 시험]
이어서, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 통기 구조에 대하여 염수 분무 시험을 실시하였다. 구체적으로는, JASO M609-91(JIS H8502)에 준거한 복합 사이클 시험(CCT 시험)을 실시하였다. 시험에는, 스가 시켄키사 제조의 염 건습 복합 사이클 시험기를 사용하였다. 2시간의 염수 분무 공정, 4시간의 건조 공정 및 2시간의 습윤 공정을 1사이클로 하였다. 각 공정의 조건은 이하와 같다.
염수 분무 조건: 온도 35±1℃, 염화 나트륨 농도 5±0.5％
건조 조건: 온도 60±1℃
습윤 조건: 온도 50±1℃, 상대 습도 95％RH 이상
150 사이클의 염수 분무 시험을 실시한 후, 각 통기 구조의 외관을 육안으로 관찰하였다. 부식이 거의 진행되어 있지 않은 것을 이중 동그라미, 부식이 약간 진행되어 있는 것을 동그라미, 부식이 격렬하게 진행되어 있는 것을 가위표로 판단하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 염수 분무 시험 후의 통기 구조의 내수압을 염수 분무 시험 전과 동일한 방법으로 조사하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리 또는 발유 처리를 실시한 실시예 1 내지 4의 통기 구조는, 하우징의 부식 정도도 작고, 염수 분무 시험 후에도 우수한 내수압을 나타냈다. 한편, 비교예 1 내지 4의 통기 구조는, 하우징의 부식의 정도가 격렬하고, 모두 내수압은 제로였다.
(실시예 5)
실시예 1과 같은 하우징 부품을 준비하고, 도 1을 참조하여 설명한 시일 형성면에만 발유 처리를 실시하였다. 구체적으로는, 불소 수지(미쓰이듀퐁플로로케미컬사 제조, 테플론AF(등록 상표))를 3wt％의 농도가 되도록 용제(미쓰이3M사 제조, 플루오리너트(등록 상표))에 녹이고, 발유 처리용 발유제를 얻었다. 얻어진 발유제를 하우징 부품의 시일 형성면에만 도포하였다. 그 후, 도 3을 참조하여 설명한 통기 부재(닛토덴코사 제조, Z3-NTF210SE)를 통기 구멍에 끼워넣었다. 이에 의해, 실시예 5의 통기 구조를 얻었다.
(실시예 6, 실시예 7 및 비교예 5)
표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 5와 같은 하우징 부품의 각 위치에 발유 처리를 실시하고, 도 3을 참조하여 설명한 통기 부재를 통기 구멍에 끼워넣었다. 이에 의해, 실시예 6, 실시예 7 및 비교예 5의 통기 구조를 얻었다. 비교예 5의 통기 구조에는 특별한 처리를 실시하지 않은 하우징 부품을 사용하였다.
[염수 분무 시험]
실시예 5 내지 7 및 비교예 5의 통기 구조에 대하여, 앞서 설명한 염수 분무 시험을 실시하였다. 150 사이클의 염수 분무 시험을 실시한 후, 하우징의 내부측으로부터 통기 부재에 수압을 가하여, 누수가 일어나는 수압을 조사하였다. 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 실시예 5 내지 7 및 비교예 5의 통기 구조에 사용한 통기 부재에 있어서, 통기막은, 용착에 의해, 지지체에 견고하게 고정되어 있다. 그로 인해, 하우징의 내부측으로부터 통기 부재에 수압(500㎪)을 가했다고 하더라도, 통기막은 지지체로부터 박리되지 않는다.
실시예 5 내지 7의 통기 구조는, 500㎪의 수압을 가해도 누수가 일어나지 않았다. 이에 반해, 비교예 5의 통기 구조는, 120㎪의 수압을 가한 시점에서 누수를 일으켰다.
각 통기 구조로부터 통기 부재를 제거하고, 통기 구멍의 둘레의 상태를 육안으로 관찰하였다. 실시예 5 및 7의 통기 구조에 사용된 하우징 부품의 시일 형성면에는 녹이 발생하지 않았고, 염도 퇴적되지 않았다. 실시예 6의 통기 구조에 사용된 하우징 부품의 시일 형성면에는 약간의 녹이 발생하였다. 실시예 5 내지 7의 통기 구조에 사용된 하우징 부품의 통기 구멍의 내주면 및 이면에는 녹이 발생하지 않았고, 염도 퇴적되지 않았다. 이에 반해, 비교예 5의 통기 구조에 사용된 금속 하우징의 시일 형성면, 통기 구멍의 내주면 및 이면에는 백색의 녹이 발생했다.
또한, 발유 처리 대신에, 하우징 부품의 각 위치(표 2 참조)에 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리 또는 알루미늄 온 크롬 도금 처리를 실시하고, 통기 부재를 설치하여 통기 구조를 얻었다. 이들 통기 구조의 염수 분무 시험 후의 내수압은, 모두 500㎪ 이상이었다.
본 발명의 금속 하우징은, 램프, 모터, 센서, 스위치, ECU, 기어 박스 등의 자동차 부품의 하우징으로서 사용할 수 있다. 또한, 자동차 부품 이외에도, 전광 게시판, 도로 표식 등의 전기 부품 또는 기계 부품을 수용하기 위해 사용되는 하우징이며, 내압의 조정을 필요로 하는 하우징으로서, 본 발명의 금속 하우징을 적합하게 사용할 수 있다.
Claims (11)
- 통기를 필요로 하는 금속 하우징이며,
통기 부재에 의해 막히게 되는 통기 구멍과,
상기 통기 구멍 주위의 부분인 구멍 주위부를 구비하고,
상기 구멍 주위부에는, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징. - 제1항에 있어서,
상기 구멍 주위부는, 상기 통기 부재의 구성 부품과 접함에 따라서 시일면을 형성하게 되는 시일 형성면을 포함하고,
상기 시일 형성면에 상기 알루마이트 처리, 상기 벨스쿠드 처리, 상기 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 상기 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징. - 제1항에 있어서,
상기 구멍 주위부는, (a) 상기 통기 부재의 구성 부품과 접함에 따라서 시일면을 형성하게 되는 시일 형성면과, (b) 상기 통기 구멍의 내주면을 포함하는 내부 표면을 포함하고,
상기 내부 표면에 상기 알루마이트 처리, 상기 벨스쿠드 처리, 상기 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 상기 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징. - 제1항에 있어서,
상기 구멍 주위부는, (a) 상기 통기 부재의 구성 부품과 접함에 따라서 시일면을 형성하게 되는 시일 형성면과, (b) 상기 통기 구멍의 내주면을 포함하는 내부 표면을 포함하고,
상기 시일 형성면 및 상기 내부 표면에 상기 알루마이트 처리, 상기 벨스쿠드 처리, 상기 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 상기 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징. - 제1항에 있어서,
상기 발유 처리는, 고분자 재료를 포함하는 발유 피막을 형성하기 위한 처리인, 금속 하우징. - 제1항에 있어서,
상기 하우징이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어져 있는, 금속 하우징. - 통기를 필요로 하는 금속 하우징의 구성 부품이며,
통기 부재에 의해 막히게 되는 통기 구멍과,
상기 통기 구멍 주위의 부분인 구멍 주위부를 구비하고,
상기 구멍 주위부에는, 알루마이트 처리, 벨스쿠드 처리, 알루미늄 온 크롬 도금 처리, 또는 발유 처리가 실시되어 있는, 금속 하우징 부품. - 제1항에 기재된 금속 하우징 또는 제7항에 기재된 금속 하우징 부품과,
상기 통기 구멍을 막도록 상기 금속 하우징 또는 금속 하우징 부품에 설치된 통기 부재를 구비한, 통기 구조. - 제8항에 있어서,
상기 통기 부재는, 통기막과, 상기 통기막의 표면 상에 형성된 접착층을 갖고,
상기 접착층을 개재하여, 상기 통기막이 상기 구멍 주위부에 부착되어 있는, 통기 구조. - 제8항에 있어서,
상기 통기 부재는, 엘라스토머로 만들어진 통형체와, 상기 통형체의 한쪽 개구부에 설치된 통기막을 갖고,
상기 금속 하우징 또는 상기 금속 하우징 부품의 상기 구멍 주위부는, 노즐형 부분이며,
상기 통형체에 상기 구멍 주위부가 삽입됨으로써, 상기 통기 부재가 상기 금속 하우징 또는 상기 금속 하우징 부품에 설치되어 있는, 통기 구조. - 제8항에 있어서,
상기 통기 부재는, 통기 경로로서의 관통 구멍 및 다리부를 갖는 지지체와, 상기 관통 구멍을 막도록 상기 지지체 상에 배치된 통기막과, 상기 지지체의 상기 다리부에 설치된 시일 링을 포함하고,
상기 지지체의 상기 다리부가 상기 금속 하우징 또는 상기 금속 하우징 부품의 상기 통기 구멍에 삽입되며, 또한, 상기 지지체와 상기 금속 하우징 사이의 간극 또는 상기 지지체와 상기 금속 하우징 부품 사이의 간극이 상기 시일 링에 의해 봉해짐으로써, 상기 통기 부재가 상기 금속 하우징 또는 상기 금속 하우징 부품에 설치되어 있는, 통기 구조.
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