CN1985555B - 电磁波屏蔽用垫圈 - Google Patents

Abstract

作为使垫圈主体(2)和导电性的无纺布或织物一体化而成的垫圈，电磁波屏蔽用垫圈(1)避开导电性的无纺布或织物部分而形成密封部。该电磁波屏蔽用垫圈通常在垫圈主体(2)的端部，优选在具有唇状凸部(3)的垫圈主体(2)的端部，与导电性的无纺布或织物一体化，特别优选在具有唇状凸部(3)的环状垫圈主体的内周部(4)，与导电性的无纺布或织物环状体(5)的外周部(6)一体化。

Description

电磁波屏蔽用垫圈

技术领域

本发明涉及电磁波屏蔽用垫圈。更具体而言涉及能够防止耐久性降低的电磁波屏蔽用垫圈。

背景技术

在收容有电子电路、电子装置等的电子设备中，产生以下问题，即，来自外部的水或灰尘从框体和盖体之间的间隙等侵入，对电子设备的其它部分带来不良影响。因此，通常采用在框体和盖体之间夹入垫圈来防止来自外部的水或灰尘的侵入的方法。但是，由于这样夹入垫圈而在框体和盖体之间形成绝缘物的间隙，产生电磁波从该间隙泄漏的问题。

作为其对策，多使用导电性橡胶制垫圈，但是由于导电性橡胶是在橡胶中分散导电性物质作为填充材料，因此损害橡胶的弹性而经常导致作为垫圈的耐久性降低。此外，虽然也有通过复合化来改善弹性的方案，但是在这些方案中，垫圈的密封面上也配置有屏蔽材料，从而导致作为垫圈的密封性能不充分。

专利文献1：特开平11-68376号公报

专利文献2：特开平11-274793号公报

专利文献3：特开2000-133980号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁波屏蔽用垫圈，在使对电磁波进行反射的导电体一体化的垫圈中，垫圈部与通常的橡胶同样地，能够防止来自外部的水或灰尘的侵入，并在导电体部中反射电磁波，能够有效防止其耐久性的降低而具有可以长期使用的可靠性。

本发明的目的通过下述电磁波屏蔽用垫圈而实现，即，作为使垫圈主体和导电性的无纺布或织物一体化的垫圈，避开导电性的无纺布或织物部分而形成密封部。该电磁波屏蔽用垫圈通常在垫圈主体的端部，优选在具有唇状凸部的垫圈主体的端部与导电性的无纺布或织物一体化，特别优选在具有唇状凸部的环状垫圈主体的内周部与导电性的无纺布或织物环状体的外周部一体化。一体化通过使垫圈成形材料浸渍于导电性的无纺布和织物来进行，垫圈主体也同时一体成形。此时，垫圈的密封部避开除了浸渍部的导电性的无纺布或织物部分而形成。这里，密封部是指在压缩垫圈主体时通过其回复力而能够对框体充分施加面压力来实现密封功能的部分。

本发明的电磁波屏蔽用垫圈，在垫圈主体的端部，优选在具有唇状凸部的垫圈主体的端部与导电性的无纺布或织物一体化，特别优选在环状垫圈主体的内周部与导电性的无纺布或织物环状体的外周部一体化，成为通过这些导电性的无纺布或织物而能够有效地反射电磁波的结构，并且由于不需要对垫圈部主体大量填充作为导电性物质的填充材料，因此能够防止垫圈的耐久性降低，可以长期用作流体密封。

另外，在通过将垫圈成形材料浸渍于导电性的无纺布或织物而使导电性的无纺布或织物与垫圈主体一体化时，如果使用部分地分割而在浸渍后成为既定形状的导电性的无纺布或织物，则能够将高价的导电性的无纺布或织物的使用量抑制于最小限度，从而从成本和环境方面考虑十分理想。

这里，作为导电性的无纺布或织物，当使用碳素纤维或者由与安装垫圈的制品的框体部相同的金属构成的纤维时，则可以避免以下问题，即，作为导电性的无纺布或织物，当使用由与安装垫圈的制品的框体部不同的金属构成纤维时，由于不同金属间的长期接触或者在水分多的气氛下经由附着水分的接触而产生电蚀。

另外，垫圈是环状体，环状垫圈主体在内周部与导电性的无纺布或织物环状体的外周部一体化，以与该导电性的无纺布或织物环状体成为一体或者连接的形式，设置导电性的无纺布或织物带状体分隔部，所述带状体分隔部以部分或块单位将环状体内分隔，从而也能够以部分或者块单位进行电磁波屏蔽。

另外，在使用本发明的导电性的无纺布或织物的电磁波屏蔽用垫圈中，使具有垫圈功能的橡胶部浸渍于无纺布部分或织物部分而一体化，因此可以避免以下问题，即，在形成例如专利文献4所述的金属橡胶层叠体时使用铝材料作为金属材料的情况下，对使橡胶层接合有效的粘接手段少且处理条件严格。

专利文献4：特开2003-232444号公报

另外在金属橡胶层叠体中，能够通过基材的弹簧效果实现密封面压力，但是对于铝材料和碳材料则无法在材料特性上期待该弹簧效果，并且虽然通过在金属橡胶层叠体中设置珠(bead)也能够提高密封的可靠性，但是在无法期待弹簧效果的这些材料中，存在由于这种珠的形成而带来的密封性提高效果小的问题，与此相对，在使用导电性的无纺布或织物的本发明的电磁波屏蔽用垫圈中，由垫圈主体的密封部发挥密封功能，因此设置为使与其邻接的导电性的无纺布或织物被压缩即可，从而克服上述弹簧效果的问题。

该电磁波屏蔽用垫圈，有效用作在水、油、粉尘等存在的气氛下，例如汽车发动机室内、建筑机械内、工厂内等的电子设备和暴露在风雨中的室外设置电子设备用屏蔽和密封所需的垫圈。

附图说明

图1是本发明的电磁波屏蔽用垫圈的特别优选方式的俯视图。

图2是图1的成形时的A-A线剖视图。

图3是将垫圈制品安装于框体和盖体后的状态的剖视图。

图4是表示对垫圈制品压缩使用时的垫圈主体部和导电性无纺布或织物的压缩量以及反力的关系的图表。

图5是平面状类型的本发明的电磁波屏蔽用垫圈的剖视图。

图6是平面状类型的本发明的电磁波屏蔽用垫圈的其它方式的剖视图。

图7是大致圆形截面类型的本发明的电磁波屏蔽用垫圈的剖视图。

图8是大致三角形截面类型的本发明的电磁波屏蔽用垫圈的剖视图。

图9是表示使用了部分地分割而在浸渍后成为既定形状的导电性无纺布或织物的电磁波屏蔽用垫圈的制作工序的图。

附图标记说明

1电磁波屏蔽用垫圈

2垫圈主体

3、3’密封用唇部

4垫圈主体内周部

5导电性的无纺布或织物环状体

6导电性环状体外周部

7浸渍部

8框体

9盖体

10喷嘴

11导电性的无纺布或织物

12、12’线状的无纺布或织物带状体分隔部

13导电性的无纺布或织物带

14假想垫圈形状

具体实施方式

垫圈主体可以是平面状、圆形截面状等任意形状，但是用作特别优选方式的环状垫圈主体，只要是圆形、椭圆形、正方形、长方形等环状体则可以为任意形状。垫圈主体的表背各面通常从低反力化角度出发优选为在该两面上具有密封用唇状凸部。密封用唇状凸部的形成在与铝制或树脂制等软质系盖体和框体接触时有效。

图1～2是表示本发明的电磁波屏蔽用垫圈1的特别优选方式的俯视图及其成形时的A-A线剖视图。其中，正方形的环状垫圈主体2的表、背两面上具有密封用唇状凸部3、3’，在其内周部4上通过浸渍部7与导电性的无纺布或织物环状体5的外周部6一体化。另外，环状垫圈主体2的成形和环状体5的浸渍部7的形成，通过在成形时从浇口10注入垫圈成形材料来进行。另外，如图8的剖视图所示，唇状凸部3、3’的截面形状为大致三角形，并且浸渍部7的厚度比导电性的无纺布或织物环状体5的厚度小，从而能够使环状体5的压缩余量充分，进一步充分确保电磁波屏蔽性能的可靠性。

这样的一体化可以通过下述方式实现，即，首先将碳素纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维、铝纤维等导电性的无纺布或织物插入模具中而形成环状体，特别是由于碳素纤维的无纺布或织物非常容易破损，所以设置为通过在模具间设置一定的间隙而使无纺布或织物压缩一定量，然后将模具内夹入的导电性环状体的外周部取入成形模具的腔室内部，注射橡胶而成形垫圈主体，并且虽然由于使其中浸渍橡胶所使用的橡胶种类不同而有所区别，但是通常在约130～180℃下硫化约2～10分钟左右，从而使垫圈主体的内周部4和导电性环状体的外周部6通过橡胶浸渍部分7牢固地一体化。

这里，作为导电性的无纺布或织物，优选使用碳素纤维或由与安装垫圈的制品的框体部相同的金属构成的纤维。例如，对于不锈钢制的框体使用不锈钢纤维，对于铝制的框体使用铝纤维。作为导电性的无纺布或织物，当使用由与安装垫圈的制品的框体部不同的金属构成的纤维时，存在由于不同金属间的长期接触或者在水分多的气氛下经由附着水分的接触而产生电蚀的问题，但是通过使用不会发生这种离子化的碳素纤维或由与安装垫圈的制品的框体部相同的金属构成的纤维，则能够避免上述原因的电蚀。

导电性的无纺布或织物的厚度和宽度，为了反射电磁波确保屏蔽作用而根据用途选取各种尺寸。另外，垫圈主体虽然也可以由树脂形成，但通常使用橡胶。作为用于该用途的橡胶，优选使用液状硅橡胶、液状氟橡胶、液状丙烯酸橡胶、液状EPDM等液状橡胶，但是也可以使用热塑性人造橡胶或固态橡胶。作为热塑性人造橡胶，可以使用烯烃系、苯乙烯系的材料等，例如聚苯乙烯系热塑性人造橡胶或者与其部分地动态交联的聚烯烃系热塑性人造橡胶的混合物等。这些液状橡胶的浸渍，是通过压缩成形法、丝网印刷法等进行的。

专利文献5：特开2004-288296号公报

这样获得的本发明的电磁波屏蔽用垫圈，嵌插入于电子设备的框体的垫圈槽中，在由框体和盖体夹入的状态下使用。重点如图3所示，当压缩垫圈制品而使用时，导电性的无纺布或织物被框体8和盖体9压缩，在与框体和盖体接触的状态下使用。

另外，垫圈设置为以框体内外的密封为对象，但是在其用于电磁波屏蔽时，可能需要以框体内的部分单位个别地进行屏蔽，即可能需要截止部分间的电磁波的影响。此时，也可设置图1所示的连接于导电性的无纺布或织物环状体5的各边之间的线状的无纺布或织物带状体分隔部12或者连接于该带状体分隔部12与环状体5的一边之间的带状体分隔部12’等，并非将环状体的内侧作为单一的空间而以部分或者块单位分隔的导电性的无纺布或织物带状体。

这样的分隔部12、12’，当从片状的导电性无纺布或织物切出环状体时，切出形成分隔部12、12’，或者通过使带状体的无纺布或织物与环状体5连接而形成。连接是通过使橡胶或树脂等浸渍于接合部，或者使环状体5和带状体的无纺布或织物局部重叠而以粘接剂将它们粘接而进行的。这里，为了更加可靠地确保接合部的电磁波屏蔽性，优选使用具有导电性的橡胶、树脂或粘接剂，并且在接合部上产生过剩反力的情况下，优选使用低硬度的液状橡胶的浸渍进行连接。这种连接可以在垫圈成形时与橡胶的浸渍同时进行，也可以在垫圈成形前后使用橡胶、树脂或粘接剂来进行。

另外，由图4的表示了压缩制品时的垫圈主体部和导电性的无纺布或织物的压缩量以及反力的关系的图表所示，进行下述设计是重要的，即，在垫圈主体的使用压缩范围内在导电性的无纺布或织物上显示反力。此时，导电性的无纺布或织物的反力，与垫圈主体的反力相比很小而不会妨碍框体与盖体的紧固。这样，框体与盖体之间的间隙由导电性的无纺布或织物进行封闭，而不会使电磁波泄漏到外部。

关于采用了导电性的无纺布或织物的垫圈由盖体和框体夹持而使用时的压缩率，由于碳素纤维具有脆性而设定为约5～20％左右，而在其它金属系纤维的情况下为约5～50％左右。这以下的压缩率，则可能发生导电性的无纺布或织物与盖体·框体的接触不充分，而特别是导致使用中的弹力减弱。另一方面，这以上的压缩率，在碳素纤维的情况下易于破损，而在金属系纤维的情况下压缩紧密所产生的反力也成为问题。其中，关于其压缩率的上限，当然会因无纺布或织物的纤维密度而变化，因此对于其数值没有限定。

另外，关于垫圈的压缩率，其数值过小则无法获得满意的密封性，而过大则导致反力过强，因此需要考虑垫圈的形状和材料硬度而适当设定，通常设为约5～50％左右。例如当使用硬度40～50的材料时，平面状的垫圈压缩率设为10％左右，对于具有凸状唇部的垫圈，压缩率设为唇部体积的40％左右。另外，在这以下硬度较小时大致设定在高压缩率侧，而在这以上硬度较大时大致设定在低压缩率侧。

前述图1～3，对本发明的电磁波屏蔽用垫圈的特别优选方式进行了说明，但是作为使垫圈主体和导电性的无纺布或织物一体化的垫圈，只要能够获得避开包括浸渍部的导电性的无纺布或织物部分而形成密封部的电磁波屏蔽用垫圈的结构，当然也可以采用其它方式。

例如，在图5中表示了平面状类型的垫圈的剖视图，其中附图标记2为垫圈主体，7为浸渍部，11为无纺布。

在图5中垫圈主体2和无纺布11设定为相同厚度，而图6中将垫圈主体2的厚度设定为比无纺布11的厚度薄。这种类型的垫圈，在垫圈的压缩率由于与反力的关系而不能较大地设置的平面状类型中，具有能够使导电性的无纺布或织物可靠地与盖体和框体接触的优点。另外，在浸渍部7的压缩率比垫圈主体2的压缩率大，到获得密封性为止进行压缩时，浸渍部7的反力成为问题，因此优选将浸渍部7设为不对接合产生妨碍那种程度较小的长度，或者使用低硬度的垫圈成形材料。

另外，在图7中表示了大致圆形截面类型的垫圈的剖视图，这种类型的垫圈构成为，无纺布11的浸渍部7与垫圈主体2一起形成大致圆形截面。对于这种类型的垫圈，在到导电性的无纺布或织物与盖体和框体可靠接触为止进行压缩时，导致垫圈主体的压缩率变大的问题，此时需要使用硬度很低的垫圈成形材料。

当这样制作电磁波屏蔽用垫圈时，特别是在环状垫圈制作中使用的导电性的无纺布或织物，为了获得必要的环状形状而必须在其中央部分冲孔，冲孔的中央部分可以用于尺寸较小的这种垫圈，或者尽管是高价的碳素纤维或金属制的无纺布或织物却不得不废弃。

为了避免这种情况，优选在通过使垫圈成形材料浸渍于导电性的无纺布或织物而与垫圈主体一体化时，使用部分地分割而在浸渍后成为既定形状的导电性的无纺布或织物。作为部分地分割的形状，例如以接近垫圈宽度的宽度切出的长方形的带状材料等。该长方形的带状材料，可用于直线状或具有平缓曲线部的情况。另外，导电性的无纺布或织物环状体5的分割部位(长方形的带状材料的端部接触部位)，虽然没有特别限定，但是优选设置于为了将盖体9固定于框体8而设置的螺栓的设置位置(没有特别图示)。

在图9中表示了使用该制作方法的垫圈制作的一个方式，例如在制作用于凸缘面外形尺寸200×300mm、缘部宽度5mm左右的框体的外径199×299mm、宽度5mm的垫圈时，宽度3mm碳素纤维带准备长度192mm的两条以及292mm的两条(a)，为使这四条碳素纤维带13成为假想的垫圈形状14而使各端部接触，配置为外形195×295mm的环状(b)，然后在其外周侧使一部分碳素纤维浸渍而成形垫圈主体，从而能够获得例如图8剖视图所示形状的电磁波屏蔽用垫圈。由具有所述唇状凸部的垫圈主体2、浸渍部7和导电性的无纺布或织物环状体5构成的电磁波屏蔽用垫圈的俯视图示出于图9(c)。碳素纤维带的各端部接触部分通过垫圈成形材料的浸渍和唇状凸部的形成而一体化，不会在各端部间产生间隙并可完全形成电连接。

Claims (9)

1.一种电磁波屏蔽用垫圈，以使部分地分割了的带状导电性无纺布或织物在垫圈成形材料浸渍后成为既定的环状垫圈形状的方式，使带各端部接触而配置为环状，然后，使垫圈成形材料从无纺布或织物的环状体外周侧浸渍，带各端部接触部分通过垫圈成形材料的浸渍而被一体化，在环状垫圈主体的内周面通过浸渍部而与导电性无纺布或织物环状体的外周部一体化，避开包含无纺布或织物外周部侧的浸渍部的无纺布或织物部分而在橡胶制垫圈主体上形成密封部。

2.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，导电性的无纺布或织物使用碳素纤维或者由与安装垫圈的制品的框体部相同的金属构成的纤维。

3.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，使用具有唇状凸部的垫圈主体。

4.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，在环状垫圈主体的内周部与导电性的无纺布或织物环状体的外周部一体化。

5.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，夹入于电子设备的框体和盖体之间而使用。

6.根据权利要求4所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，夹入于电子设备的框体和盖体之间而使用。

7.根据权利要求5所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，在垫圈被压缩而使用时，在导电性的无纺布或织物被框体和盖体压缩、而与框体和盖体接触的状态下使用。

8.根据权利要求6所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，在垫圈被压缩而使用时，在导电性的无纺布或织物被框体和盖体压缩、而与框体和盖体接触的状态下使用。

9.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽用垫圈，其特征在于，垫圈为环状体，环状垫圈主体在内周部与导电性的无纺布或织物环状体的外周部一体化，以与该导电性的无纺布或织物环状体成为一体或者连接的形式，设置导电性的无纺布或织物带状体分隔部，所述带状体分隔部以部分或块单位将环状体内分隔。

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