CN1695018A - 垫圈 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适应小型化,在安装时不会挤出,发挥密封性的高性能的垫圈。垫圈(1)使用硬度在30~80度(JIS硬度计型号A)范围的材料,将底部(1a)的粘接宽度设定为(W0),从底部(1a)的粘接部到主板条部(2)的顶端部的高度一半的位置处的宽度设定为(W1),满足W1/W0<0.9;将从底部(1a)的粘接部到主板条部(2)的顶端部的高度设定为(H),满足1.15<H/W0<1.80;将底部(1a)的除去粘接部分的剖面四周的非粘接部分的长度设定为(L),满足L/W0≥3,被压缩时,压缩率为大于等于13.5%。
Description
技术领域
本发明涉及将2个部件进行密封的垫圈,例如,在硬盘装置的顶盖或燃料电池等电子仪器中,特别是涉及作为要求防止水分、气体或尘土进入,且要求具有除气作用的精密仪器领域的密封使用的垫圈。
背景技术
作为现有技术,在专利文献1(特开2001-280507号公报)中公开有,在硬盘装置的顶盖中使用的垫圈的剖面形状。
该垫圈中,将与密封材料(垫圈)的延长方向几乎正交方向上的剖面优选设置成如下形状,即,将与盖部件的接触面的长度设定为Lp,与盖部件非接触部的长度设定为Lm时,Lm/Lp小于等于3。
但是,近年来,硬盘装置向小型化发展,随之而来的必然是要将顶盖用的垫圈做成更小的垫圈。
实际上,如图11所示,将垫圈101粘接在仅有窄幅的垫圈安装面上。
在这样的小型化的硬盘装置的顶盖上,使用上述专利文献1中所述的剖面形状的垫圈时,在进行顶盖向硬盘盒体安装时,如图12所示,垫圈101中产生向硬盘装置内侧挤出的挤出部102。引起该垫圈的挤出部102与内部的硬盘等部件接触的问题。
另一方面,为了不出现垫圈挤出部的问题,将上述专利文献1所述的剖面形状的垫圈在维持Lm/Lp小于等于3的比例的同时整体缩小,这时如图13所示,垫圈201的高度过低,垫圈201和硬盘盒体之间的密封性降低,不能防止气体、尘土的侵入,变得不能发挥作为垫圈的功能。
另外,在上述专利文献1中,虽然记载了“通过使密封材料成为低硬度(70度或其以下)时,密封性好”的内容,但是,如果密封部件过度柔软,则由于垫圈的剖面形状在压缩时不能维持适当的形状,因而产生压曲,密封性变差,且引起挤出。另外,为了降低硬度,必须大量使用增塑剂,这将成为发生除气的原因。除气的成分附着在硬盘上,成为导致硬盘出现误操作的原因。而且,过于柔软也是导致成形性差的原因。
发明的公开
本发明是鉴于上述现有技术而作出的发明,其目的在于,提供一种适应小型化,在安装时不发生挤出,将发挥密封性的高性能的垫圈。
为了实现上述目的,本发明提供一种将2个部件间进行密封的垫圈,该垫圈使用硬度在30~80度(JIS硬度计型号A)范围的材料,具备从设于一个部件上的底部向另一个部件侧突出的主板条部;
将与一个部件粘接的上述底部的粘接宽度设定为W0,从上述底部的与一个部件的粘接部到上述主板条部的顶端部为止的高度一半的位置处的宽度设定为W1,满足W1/W0<0.9,
将从上述底部与一个部件的粘接部到上述主板条部的顶端部为止的高度设定为H,满足1.15<H/W0<1.80,
将除去底部与一个部件粘接的部分的,剖面四周的非粘接部分的长度设定为L,满足L/W0≥3,
在2个部件间被压缩时的压缩率为大于等于13.5%。
该结构,在安装时,即使对垫圈从另一个部件施加压力,也不发生挤出,可以防止因被挤出而与其他部件接触导致出现问题。另外,因为充分确保了垫圈的高度,故垫圈切实地被另一个部件压缩,确保了密封性,可以防止气体、尘土等的侵入。
另外,也可防止如下情况,即由于垫圈的硬度过度柔软,垫圈的剖面形状在压缩时不能维持适当的形状,而产生压曲,使密封性变差,并引起挤出。另外,由于没有必要为了降低硬度而大量使用增塑剂,故可以抑制发生除气。因此,也可以抑制除气的成分附着在盘上导致硬盘的误操作。而且,可以防止成形性恶化。进而,可防止由于垫圈的硬度过硬而不发生压碎导致的反作用力降低。
在此,所述的粘接宽度W0及宽度W1的宽度方向是指与垫圈的延伸方向近乎正交的剖面中的宽度。
上述主板条部的顶端部优选R=0.1mm或其以上。
这样,可以使主板条部容易被压缩,使垫圈切实地被压缩在另一个部件上,确保密封性。
优选预先在一个部件上涂敷粘接剂,插入涂敷有该粘接剂这个部件,成形垫圈,在这个部件上使垫圈形成一体进行设置。
由此可以容易地制造,谋求制造工序的简化。
垫圈的材质优选由烯烃系弹性体混合物构成。
由此,即使垫圈的使用环境为100℃或其以上的更高的温度下,垫圈的性能也不劣化,提高了质量。
因此,考虑到耐热性,在热塑性弹性体混合物中优选使用烯烃系弹性体混合物。在此,烯烃系热塑性弹性体混合物的烯烃系热塑性弹性体的构成,是以乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物橡胶或乙烯/丙烯共聚物橡胶和聚丙烯系树脂以及增塑剂为主要成分构成的。
上述主板条部的顶端优选与另一部件的接触面宽的中心接触。
这样,垫圈的主板条部不从另一部件的接触面宽挤出,而与另一部件确实地接触,可以发挥密封性。
在此,所述的另一部件的接触面宽度是指,与粘接宽度W0及宽度W1的宽度方向同样,与垫圈同样,与另一部件的接触面的延伸的方向几乎正交的剖面中的表面的宽度。另一部件的接触面是与垫圈相对,向垫圈侧突出的另一部件的表面。
其适合在硬盘装置的顶盖中使用。
附图的简单说明
图1是显示本发明第1实施方式中的垫圈的剖面图。
图2是显示本发明第1实施方式中的垫圈的使用状态的剖面图。
第3A和第3B图是显示本发明第1实施方式的安装有垫圈的顶盖的图。
图4是显示本发明第1实施方式的安装有垫圈的顶盖及硬盘盒体的透视图。
图5是显示评价试验的评价结果的图。
图6是显示评价试验中使用的样品的剖面形状的剖面图。
图7是显示评价试验中产生露出状态的剖面图。
图8是显示评价试验中出现压曲状态的剖面图。
图9是显示垫圈的问题的剖面图。
图10是显示本发明的第2实施方式的垫圈的剖面图。
图11是显示现有技术中的垫圈的剖面图。
图12是显示现有技术中的垫圈的问题的剖面图。
图13是显示现有技术的垫圈的问题的剖面图。
实施发明的最佳方式
下面参照附图,通过实例详细地说明本发明的最佳实施方式。但是,该实施方式中所述的构成部件的尺寸、材料、形状、其相对配置等除非特别记载,并不意味着本发明的范围仅限于此。
在这里,虽然对特别适用于硬盘装置的垫圈进行说明,但是也可在燃料电池等电子仪器、特别是防止水分及气体、尘土的侵入,并且要求除气性的精密仪器领域中作为密封使用。
第1实施方式
图1是显示本发明第1实施方式的垫圈1的示意剖面图。图2是显示使用状态的图1中的垫圈1的示意剖面图。图3A和图3B是显示应用了垫圈1的顶盖4的图。图4是显示用图3A和图3B的顶盖4加盖的硬盘装置3的外观图。
垫圈1,如图4所示,在用于将硬盘装置3的硬盘盒体5加盖的顶盖4中使用。硬盘盒体5为在1面开口的盒状,在内部配设盘等部件。
如图3A和3B所示,垫圈1配设在顶盖4的内面,以与硬盘盒体5接触。图3A显示顶盖4的内面。图3B图是图3A的A-A剖面,是将顶盖4翻转过来显示的。该图3B的B部放大图在图1及图2中显示。
垫圈1设在顶盖4上,是一个在底部1a上具有一个主板条部2的剖面形状。也就是,底部1a与顶盖4粘接,在底部1a上设置有向硬盘盒体5侧(在图1中是上侧)突出的主板条部2。
并且,该垫圈1满足以下(1)~(4)的条件。
(1)将与顶盖4粘接着的底部1a的粘接宽度设定为W0,从顶盖4到主板条部2的顶端的高度H的一半(1/2H)的位置处的宽度设定为W1,W1/W0<0.9。
(2)将从顶盖4到主板条部2的顶端的高度设定为H,1.15<H/W0<1.80。
(3)将底部1a的除去与顶盖4粘接的部分的剖面四周的非粘接部分的长度设定为L,满足L/W0≥3。
(4)垫圈1在顶盖4和硬盘盒体5之间被压缩时,压缩率为大于等于13.5%。
除此之外,还优选满足(5)、(6)的条件。
(5)主板条部2的顶端部R=0.1mm或其以上。
(6)垫圈1使用硬度30~80度(JIS硬度计型号A)范围的材料。
满足以上条件的垫圈1,预先在顶盖4上涂敷粘接剂,将涂敷有该粘接剂的顶盖4插入,注射成型垫圈1,使垫圈1瞬间与顶盖4形成一体。
因此,由于利用垫圈1的成型工序同时进行了向顶盖4的粘接,故可以简化制造工序。
在此,垫圈1利用热塑性弹性体混合物构成的材质形成。
具体的热塑性弹性体混合物,例如,在本发明中,使用特别是从耐热性的观点出发为有效的烯烃系热塑性弹性体混合物,烯烃系热塑性弹性体的构成为,主要成分是乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物橡胶或乙烯/丙烯共聚物橡胶和聚丙烯系树脂和增塑剂,并且调整为硬度30~80度(JIS硬度计型号A)的材料。
另外,例如,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物,聚合物以苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯的三嵌段共聚物(SEPS)或苯乙烯-乙烯/乙烯·丙烯-苯乙烯的三嵌段共聚物(SEEPS)为主要成分,含有聚丙烯系树脂、增塑剂,是调整为硬度30~80度(JIS硬度计型号A)、压缩永久变形小于等于50%(JIS K6262 100℃、72H)的材料。
另外,例如,将烯烃系热塑性弹性体和苯乙烯系热塑性弹性体进行共混,制成混合物,烯烃系热塑性弹性体的构成是以乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物橡胶或乙烯/丙烯共聚物橡胶和聚丙烯系树脂和增塑剂为主要成分,作为苯乙烯系热塑性弹性体,聚合物以苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯的三嵌段共聚物(SEPS)或苯乙烯-乙烯/乙烯-丙苯乙烯的三嵌段共聚物(SEEPS)作为主要成分,含有聚丙烯系树脂、增塑剂而构成,混合物是调整为硬度30~80度(JIS硬度计型号A)的材料。
另外,在不影响目的的范围内,也可以使用被调整为硬度30~80度(JIS硬度计型号A)的聚氨酯系热塑性弹性体、聚乙烯系热塑性弹性体。
聚苯乙烯系热塑性弹性体,聚合物为苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯的三嵌段共聚物(SEPS)或苯乙烯-乙烯/乙烯-丙苯乙烯的三嵌段共聚物(SEEPS),使用对末端以乙烯基芳香族化合物为主体的苯乙烯聚合物嵌段、以共轭二烯化合物为主体的异戊二烯聚合物嵌段以及乙烯与异戊二烯的无规共聚物嵌段,还有以乙烯基芳香族化合物为主体的苯乙烯聚合物嵌段进行氢化而得到的氢化三嵌段共聚物。
该氢化三嵌段共聚物的数均分子量优选为50000或其以上。数均分子量不足50000时,软化剂的渗出增加,压缩永久变形变大,出现不能实际使用的问题。该数均分子量的上限没有限制,但通常是400000左右。
上述氢化嵌段共聚物的非晶体苯乙烯嵌段的含量优选10~70重量%,更优选15~60重量%的范围。另外,非晶体苯乙烯嵌段的玻璃化转变温度(Tg)优选为60℃或其以上,更优选为80℃或其以上。另外,作为将两末端的非晶体苯乙烯嵌段连接的部分的聚合物,仍然优选非晶体的物质。另外,这些氢化嵌段共聚物,主要单独使用,但也可以将两种或其以上共混使用。
烯烃系热塑性弹性体是以乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物橡胶或乙烯/丙烯共聚物橡胶和聚丙烯系树脂和增塑剂为主要成分的。
作为乙烯/丙烯/非共轭二烯3元共聚物橡胶,其乙烯含量为50~80重量%,碘值为10~25的范围。作为非共轭二烯,使用二环戊二烯、1,4-己二烯、二环辛二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯等。
作为乙烯/丙烯共聚物橡胶,其乙烯含量为10~25重量%,熔融指数(MFR)(根据JIS K7210 230℃、2.16kg荷重)为3~30g/10分钟。
作为聚丙烯系树脂,是在催化剂存在下将丙烯聚合而获得的热塑性树脂,是一种具有等规立构型、间规立构型结构等的结晶性高分子,或其与少量的α-烯烃(例如乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基1-戊烯等)的共聚物。这些优选熔融指数(MFR)(根据JIS K7210 230℃、2.16kg荷重)为0.1~100g/10分钟,结晶度为20~70%的物质。MFR小于0.1时,流动性差,不能得到目的成形物。另外,MFR大于100时,不能得到具有满意物性的产物。
作为增塑剂,为在通常的橡胶及热塑性弹性体中使用的物质,例如,工艺油、润滑油、石蜡系油等石油系软化剂、蓖麻油、亚麻仁油、菜籽油、椰子油等脂肪油系软化剂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等酯系增塑剂。另外,在其中也可以进一步添加有机过氧化物等交联剂、交联助剂等,或者同时混合必要的成分,进行加热熔融混炼,使其进行动态交联。
另外,垫圈1的组合物中可以使用在普通橡胶以及热塑性弹性体中配合的鳞片状无机填充剂、具体有,粘土、硅藻土、滑石、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、金属氧化物、云母、石墨、氢氧化铝等。另外,也可使用,粉末状固体填充剂,例如,各种金属粉、玻璃粉、陶瓷粉、粒状或粉末聚合物等,以及防老剂、例如,胺及其衍生物、咪唑类、酚类及其衍生物、蜡类等。
另外,也可以添加各种添加剂,例如稳定剂、粘接附着剂、脱模剂、颜料、阻燃剂、润滑剂等。另外,为了改善磨耗性、成形性等,也可以添加少量的热塑性树脂或橡胶。而且,为了提高强度、刚性,也可以添加短纤维等。
苯乙烯系热塑性弹性体及烯烃系热塑性弹性体中的这些配合物,可以使用加热混炼机,例如:单轴挤压机、双轴挤压机、滚筒、班伯里密炼机、プラベング一、捏合机、高剪切型混合机等进行熔融混炼,再根据需要添加有机过氧化物等交联剂,交联助剂等,或同时混合这些必要成分,进行加热熔融混炼,由此可以容易地进行制造。另外,也可以预先准备高分子有机材料和软化剂混炼后的热塑性材料,再将该材料与其中使用的物质相同或不同的一种或其以上的高分子有机材料进一步混合而制造。
将这样得到的苯乙烯系热塑性弹性体和烯烃系热塑性弹性体进行混合,得到的混合物可以使用公知的方法,例如注射成型或挤出成型等成型为希望的形状,作为垫圈材料使用。这样的垫圈材料适合应用在要求高防尘性的硬盘装置中,但是,也可以作为其它通常的垫圈材料、包装材料用于任一要求气密性的部位。
通过将这样的材料用在垫圈1中,在垫圈1的使用环境处于100℃或其以上更高温度下时,其性能也不劣化,提高了质量。
另外,在垫圈1成型前在顶盖4间涂敷的粘接剂,为以改性烯烃系树脂作为基体的类型,或以苯乙烯-丁二烯橡胶作为基体形成液状的类型。或者,将这些配合在交联成分中,改性为热固化性的粘接剂。
具体的粘接剂有,例如:将在聚烯烃系树脂的侧链上接枝极性基团(马来酸酐、丙烯酸、环氧基羟基等)进行改性的物质,溶解在芳香族或脂肪族有机溶剂中而使其液化的物质,或者悬浮化的物质。另外,也可以是将苯乙烯·丁二烯橡胶溶解在芳香族或脂肪族的有机溶剂中而使其液化后的物质,可单独使用,或混合使用。另外,也可以是在这些物质中利用过氧化物或异氰酸酯等赋予了交联部分的物质。
作为粘接剂的涂敷方法,例如有:浸渍涂敷、喷涂、丝网印刷、毛刷涂敷、加印方式、分配器等,根据所需选择最佳方法。
另外,作为顶盖4,例如有铝板、铝板上进行镀敷处理的材料、不锈钢板、不锈钢制的减振钢板等的金属板。
例如,作为铝板等的铝材料,优选使用表面粗糙度Ra(根据JIS B0601,利用表面粗糙度形状测定仪进行测定)为0.1~5μm、优选0.3~3μm的材料。表面粗糙度小于上述值时,垫圈1对铝的粘接性显著低下。另外,当使用比上述值更大的表面粗糙度的材料时,制品金属部分的机械强度显著低下,不能应用在实际中。
在这样的铝材料的阳性氧化被膜处理中,可以使用硫酸、磷酸、铬酸等无机酸或草酸等有机酸的酸性溶液,进行阳性氧化,在铝表面形成多孔质被膜。通过确保阳性氧化的时间大于等于一定时间,可确保多孔质被膜的厚度,另外认为,施加的电压越低形成的微细孔数越多,对垫圈1的粘合性越有利。按照与处理成本的关系只要形成细孔就可以。例如,在使用约5~25重量%硫酸水溶液的情况下,施加的电压在约10~30V下,处理时间为约10~60分钟左右。这时多孔质被膜的厚度在约为1~50μm,细孔数为10~1000×109个/cm2左右;但优选被膜的厚度在约30~50μm,细孔数为100~1000×109个/cm2左右。
阳极氧化被膜处理之后,进行调整处理,以使封孔率为小于等于40%,优选为未封孔处理。封孔处理可以选择热水处理、酸处理等方法,进行封孔处理且使封孔率为小于等于40%的材料粘接性好,最优选完全未进行封孔处理的材料。
然后,上述结构的垫圈1,如图2所示,顶盖4和硬盘盒体5的接触面5a从主板条部2接触,将顶盖4和硬盘箱体5之间进行密封。
在将顶盖4和硬盘箱体5之间进行密封时,主板条部2主要被压缩,形成图2所示的变形状态。
如上所述的本发明的实施方式中,安装时,即使对于垫圈1从硬盘盒体5施加压力,也不发生挤出,可以防止挤出部与其它部件接触出现问题。另外,因为垫圈1可以确保足够的高度,故垫圈1确实地被硬盘盒体5压缩,确保密封性,可以防止气体、尘埃等侵入。
评价试验
为了评价上述实施方式中的效果,具体对在上述实施方式的设定范围内构成的实施例和在设定范围外构成的比较例进行评价试验而进行比较。评价试验按如下进行,实施例和比较例的构成如图5所示,制备实施例1~11、比较例1~9的各种样品,进行密封性(有无泄漏)、反作用力、安装时挤出、硬度、除气性、成形性、粘接性、有无压曲等各种评价。
样品制备
在本评价试验中,使用上述说明的各种热塑性弹性体混合物。作为混合物,可通过将各种配合物按照规定量计量,用双轴挤出机[(株)神户制钢所制ハイパ一KTX46],在设定温度290~180℃,旋转速度150rpm的条件下,进行混合挤出得到。
使用注射成型机(川口铁工(株):KM-80),在设定温度290~180℃,注射速度0.5秒、注射压力100MPa、循环时间30秒的条件下将该材料成型为试验薄片(150×150×2mm),进行硬度、除气性试验。
另外,同样,将在预先成型为盖形状的铝板(进行化学镀镍2~5μm处理)上涂敷各种粘接剂的部件插入模型中,在注射速度0.5秒,注射压力100MPa、循环时间30秒的条件下,在盖上形成垫圈。使用该与盖一体化的垫圈,进行密封性、反作用力、安装时挤出、成形性、粘接性、有无压曲等试验。
在此,作为粘接剂使用改性烯烃系树脂粘接剂(三井化学(株)制、商品名:ユニスト一ルR120K)、或者苯乙烯-丁二烯橡胶系粘接剂(ノガワケミカル(株)制、商品名:ダイアボンドDA3188)。
作为垫圈的剖面形状,是图6所示的形状A~J,形状A是,主板条部的顶端部(以下称作Z部)的R=0.15mm、W1/W0=0.66、H/W0=1.75、L/W0=3.81,
形状B是Z部的R=0.25mm、W1/W0=0.81、H/W0=1.40、L/W0=3.20,
形状C是Z部的R=0.25mm、W1/W0=0.74、H/W0=1.40、L/W0=3.12,
形状D是Z部的R=0.40mm、W1/W0=0.85、H/W0=1.27、L/W0=3.00,
形状E是Z部的R=0.30mm、W1/W0=0.70、H/W0=1.15、L/W0=3.00,
形状F是无Z部的R、W1/W0=1.00、H/W0=1.40、L/W0=3.80,
形状G是Z部的R=0.50mm、W1/W0=1.00、H/W0=1.40、L/W0=3.37,
形状H是Z部的R=0.25mm、W1/W0=0.68、H/W0=1.15、L/W0=2.67,
形状I是无Z部的R、W1/W0=0.68、H/W0=1.89、L/W0=4.15,
形状J是无Z部的R、W1/W0=0.80、H/W0=1.10、L/W0=3.01,
选择以上的形状,如图5所示,制造的实施例1~11、比较例1~9的各种样品的具体构成如下所示。
实施例1
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状A。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
实施例2
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状B。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
实施例3
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状C。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
实施例4
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状D。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
实施例5
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状E。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
实施例6
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状B。硬度是61度(JIS硬度计 型号A)。
实施例7
作为热塑性弹性体混合物,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状B。硬度是33度(JIS硬度计 型号A)。
实施例8
作为热塑性弹性体混合物,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状D。硬度是33度(JIS硬度计 型号A)。
实施例9
作为热塑性弹性体混合物,使用聚氨酯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状B。硬度是78度(JIS硬度计 型号A)。
实施例10
作为热塑性弹性体混合物,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状B。硬度是60度(JIS硬度计 型号A)。
实施例11
作为热塑性弹性体混合物,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状A。硬度是31度(JIS硬度计 型号A)。
比较例1
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状F。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
比较例2
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状G。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
比较例3
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状H。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
比较例4
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状I。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
比较例5
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状J。硬度是45度(JIS硬度计 型号A)。
比较例6
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状D。硬度是15度(JIS硬度计 型号A)。
比较例7
作为热塑性弹性体混合物,使用烯烃系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状D。硬度是83度(JIS硬度计 型号A)。
比较例8
作为热塑性弹性体混合物,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状D。硬度是25度(JIS硬度计 型号A)。
比较例9
作为热塑性弹性体混合物,使用苯乙烯系热塑性弹性体混合物。垫圈剖面形状使用形状A。硬度是25度(JIS硬度计 型号A)。
评价方法
在本评价试验中,具体进行如下评价。
(1)密封性(有无泄漏)
与盖形成一体的垫圈安装在试验泄漏机上,在该状态下从试验机内部连续施加30秒的1.5kPa的正压,15秒后检查是否有泄漏。在垫圈材料的压缩永久变形性差的情况下,或者垫圈形状有缺陷的情况下出现泄漏。在本试验中,按照“无泄漏:○,泄漏:×”的标准进行判定。
(2)反作用力
测定与盖形成一体的垫圈的反作用力。密封时需要具有适当的接触面压。面压可以作为反作用力测定,如果面压低且与盖或相对部件有凹凸的情况下,不能充分密封。另外,在面压高且时,引起盖变形。按照“优选反作用力为0.2~1.0(N/mm):○,其它:×”的标准进行判断。
(3)安装时挤出
对于与盖形成一体的垫圈实际挤压相对的接触面,考察在垫圈被压缩变形的状态下是否发生挤出。本试验中按照“无挤出:○,挤出:×”的标准进行判断。
(4)硬度
将三片厚度2mm的测试片相互重叠,按照JIS K6253进行测定。本试验结果确认垫圈应该满足所谓“垫圈使用硬度30~80度(JIS硬度计 型号A)范围的材料”的条件。
(5)除气性
将50×3×2mm的长方形状的试样在120℃、热提取1小时后,测定此时的除气量(μg/g)。本试验中,按照“除气量不足50(μg/g):○,大于等于50(μg/g):×”的标准进行判断。
(6)成形性
在制品的注射成型中,按照“无不良状态:○,有不良状态:×”的标准进行判断。在此,所述的不良状态是指,不能形成规定的制品形状,出现变形、下陷标记(sinkmark)、切断(cutout)、焊缝、短弹(shortshot)、凿纹等,或者发生不能与盖形成一体的现象。
(7)粘接性
在与盖形成一体的垫圈的粘接面上形成贯通的约1mm的剥离,在该部位通入SUS制电线,施加垂直拉伸荷重,测定剥离长扩大为约10mm时的荷重。在本试验中,按照“剥离荷重大于等于100(kPa):○、剥离荷重小于100(kPa):×”的标准进行判断。
(8)有无压曲
对于与盖形成一体的垫圈,实际按压相对接触面,检查在垫圈被压缩的变形状态下是否压曲。在本试验中,按照“无压曲:○、有压曲:×”的标准进行判断。
评价结果
当硬度为80度或其以上时,将盖一体型垫圈向相对接触面按压安装时的反作用变大,盖发生变形等,不能完全密封,垫圈的密封性差。另外,在不足30度的情况下,除气变多,另外,垫圈容易撕裂、或容易粘接等,安装时必须注意。最优选的硬度为40~60度。
另外,为了得到理想的成形性及硬度,聚丙烯系树脂、增塑剂是不可缺少的。但是,聚丙烯系树脂量过多时硬度变高,过少时流动性变差,注射成形困难。优选聚丙烯系树脂量相对于100重量份聚合物为10~100重量份。另外,同样,当增塑剂量过多时因为除气变多,所以不优选。优选的增塑剂量为10~200重量份。
在不使用粘接剂的情况下,成形时产生剥离,不能形成一体。另外,作为粘接剂使用环氧系、氰基丙烯酸酯系的物质时,可以一体成形,但容易剥离,没有充分地粘接力。
对实施例1~11、比较例1~9的各种样品,按照以上评价进行的具体评价结果示于图5中。
如上所述的结果表明,具有实施例1~11所示的构成时,显示具有非常好的性能,能够做成与盖形成一体型的垫圈。
另一方面,比较例1~9中所示的构成中,具有各种缺点。例如,比较例1中安装时发生挤出,如图7所示。另外,在比较例4中出现的压曲,如图8所示。
第2实施方式
在上述第1实施方式的垫圈1中,希望进一步解决以下问题。
在第1实施方式的垫圈1中,由于垫圈1与顶盖粘接着的粘接位置,如图9所示,有时在安装在硬盘盒体5中时,垫圈1被压缩,从接触面5挤出产生挤出部6。当出现挤出部6时,与现有技术相同,垫圈1与盘等其它部件接触,发生危险,或者垫圈1和接触面5a接触不牢,故本身的密封性也低下。
因此,第2实施方式提供一种比上述第1实施方式能够确实地防止挤出,保持密封性的高性能的垫圈。
图10是显示实施方式2的垫圈1的图。另外,因为各部件的形状、材质等和实施方式1相同,故其说明省略。
图10的垫圈1设在顶盖4上,其剖面形状为在底部1a上具有一个主板条部2。也就是,底部1a粘接在顶盖4上,设有在底部1a上向硬盘盒体5侧(图10中上侧)突出的主板条部2。
另外,在和垫圈1的相对关系中,在硬盘盒体5的接触面5a的宽度中心C和主板条部2的顶端T相互相对的位置处,设置有垫圈。也就是,安装时主板条部2的顶端T与硬盘盒体5的接触面5a的宽度的中心C接触。
并且,上述构成的垫圈1如实施方式1的图2所示,与硬盘盒体5接触,在顶盖4和硬盘盒体5之间进行密封。
因此,垫圈1的主板条部2可以不从硬盘盒体5的接触面5a的宽度处挤出,切实地与硬盘盒体5接触,发挥密封性。
工业上的可利用性
如上所述,本发明在安装时,即使对于垫圈施加来自另一部件的压力也不出现挤出,可以防止挤出导致与其它部件接触的问题。另外,因为可以确保垫圈的高度,故垫圈被确实地压缩在另一部件上,可以确保密封性,防止气体、尘土的侵入。
Claims (6)
1、一种将2部件之间进行密封的垫圈,该垫圈使用硬度在30~80度(JIS硬度计型号A)范围的材料,具备从设于一个部件上的底部向另一部件侧突出的主板条部;
将与一个部件粘接的上述底部的粘接宽度设定为W0,从上述底部与一个部件的粘接部到上述主板条部的顶端部为止的高度一半的位置处的宽度设定为W1,满足W1/W0<0.9,
将从上述底部与一个部件的粘接部到上述主板条部的顶端部为止的高度设定为H,满足1.15<H/W0<1.80,
将上述底部的除与一个部件粘接着的部分之外的剖面四周的非粘接部分的长度设定为L,满足L/W0≥3,
被压缩在2个部件之间时,压缩率为大于等于13.5%。
2、如权利要求1所述的垫圈,上述主板条部的顶端部R=0.1mm或其以上。
3、如权利要求1或2所述的垫圈,预先在一个部件上涂敷粘接剂,插入涂敷有该粘接剂的一个部件中成性垫圈,将垫圈与一个部件形成一体地设置。
4、如权利要求1、2或3所述的垫圈,该垫圈的材质由烯烃系弹性体混合物构成。
5、如权利要求1~4任一项中所述的垫圈,上述主板条部的顶端与另一部件的接触面宽度的中心接触。
6、如权利要求1~5任一项中所述的垫圈,应用在硬盘装置的顶盖中。
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