JP2001021041A - 平面固定用シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状保形性にすぐれ、装着性・組立作業性・
密封性が良好で、アウトガスの発生がない平面固定用シ
ールを提供する。 【解決手段】 金属薄板２に、シール部となる凸状部３
を形成し、該凸状部３の表面に、コーティング層４を被
覆している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面固定用シール
に係り、特に、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ
と略す）のケース用に好適なシールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、平面固定用シールとしては、ゴ
ム材単体から成るもの、薄い金属板とゴム材とを接着
剤によって一体化した接着方式（例えば、特許登録第25
17797号) によるもの、ゴムモールド時に、薄い金属
板を生ゴムと共に金型に組み込み、焼き付け又は機械的
な結合により一体化させる一体成型方式（例えば、特開
平4-341986号公報）によるもの、等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のゴム
材単体の場合、例えば、ＨＤＤ用シールでは、シート状
であってその形状が複雑で、薄いことが要求されるた
め、（シート状ゴム材のみでは）形状保形性が悪く、組
付時の位置決めが困難であり、組立作業性・装着性に問
題があった。

【０００４】また、上記の接着方式では、形状保形性
は向上するものの、接着剤から出るアウトガスが、ＨＤ
Ｄ内部の腐食や誤動作を引き起こすことがあった。さら
に、上記の一体成型方式では、成型時の成型圧力と高
温等によって金属板にひずみが生じ、組立時の位置決め
不良、及び、ディスクの回転精度に悪影響を及ぼす虞が
あった。

【０００５】そこで、本発明は、形状保形性に優れ、装
着性・組立作業性・密封性が良好で、アウトガスの発生
が少ない平面固定用シールを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る平面固定用シールは、金属薄板に、
断面山型の凸状部を環状に形成し、少なくとも上記凸状
部に、コーティング層を被覆した。

【０００７】また、コーティング層の厚さ寸法を、10〜
500 μｍに設定した。そして、コーティング層がフッ素
ゴム系材質またはフッ素樹脂系材質である。また、金属
薄板の肉厚を、0.02〜0.6mm に設定すると共に、凸状部
の形状が、断面に於て、半径を 0.1〜1.5mm 、高さ寸法
を 0.1〜1.5mm に、設定した。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
図面に基づき、本発明を詳説する。

【０００９】全体の平面図を示す図１、図１のＸ−Ｘ線
拡大断面図と要部拡大図を示した図２、及び図４に於
て、この平面固定用シール１は、例えば、ＨＤＤ用ケー
スの本体ケース５とケース蓋６との間に組み込まれる
（図４参照）。この平面固定用シール１は、環状に形成
された金属薄板２に、シール部となる断面山型の凸状部
３を（閉ループ）環状に形成し、その表面に、密着性を
向上させるためコーティング層４を被覆して成る。な
お、図１中、21…は、金属薄板２に於て凸状部３の周縁
に形成した補強用又は取付用のフランジである。

【００１０】そのコーティングは、図２（Ｂ）のように
金属薄板２の全表面に施してもよいし、図２（Ｃ）の如
くシール部としての上記凸状部３のみに限定してもよ
い。特に、図２（Ｃ）に示す如く、凸状部３の表て面
（上面）はその頂部近傍をコーティング層４にて被覆
し、さらに、裏面（下面）は、両底辺部31，31に繋がる
アール部13，13近傍をコーティング層４にて、被覆する
ことが、少なくとも必要である（相手被密封面との密着
すべき箇所に相当する部位───シールポイント───
であるから）。ちなみに、断面形状山型の凸状部の好ま
しい例として、断面形状が略逆Ｕ字型のものが挙げられ
る。このような形状の凸状部は、薄板を加工するのみで
容易に形成することができる。

【００１１】平面固定用シール１のベースとなる金属薄
板２の材質としては、例えば、ＳＵＳ304 等のステンレ
ス鋼が好ましいが、その他のステンレス鋼や、冷間圧延
鋼板（ＳＰＣ）であってもよい。その金属薄板２の肉厚
ｔは、コストや性能、使用条件等々を考慮して、0.02〜
0.6mm の範囲で適宜に選択されてよい。特に、0.05〜0.
15mmが好ましい。

【００１２】その金属薄板２の凸状部３の形状は、図２
（Ｂ）（Ｃ）に示すように、半径Ｒを 0.1〜1.5mm 、高
さｈを 0.1〜1.5mm 程度とする。特に、半径Ｒを 0.3〜
0.8mm 、高さｈを 0.3〜0.8mm とするのが、密封性と加
工性と弾性変形容易性から、好ましい。なお、シール面
の形状、材料によって、その半径Ｒや高さｈは適宜に選
択・設定されてよい。

【００１３】ちなみに、断面山型の凸状部３の異なる例
として、図３（Ａ）（Ｂ）に示すような形状、すなわ
ち、片側からのみ立ち上がり状に形成された凸状部も挙
げられる。この場合、本体ケース５への反力が少なく、
本体ケース５（又はケース蓋６）の変形が少なくなると
いう利点がある。

【００１４】一方、コーティング層４の材質としては、
アウトガスの点からゴム系コーティングよりも樹脂系コ
ーティングが望ましく、また、肉厚ｔが0.02〜0.6mm の
金属薄板２の弾性変形容易性から（シール部としての）
凸状部３が弾性変形しやすく、コーティング層４自体に
弾性が無くとも良いと考えると、加工の容易性からフッ
素樹脂系が一層好ましいといえる。なお、フッ素ゴム系
材質は、樹脂に比べて硬度が低い（軟らかい）ため、相
手材への密着性が向上する利点がある。

【００１５】なお、コーティング層４としては上述の材
質に限らず、フッ素系のゴム材，ＮＢＲ，ＨＮＢＲ，Ｅ
ＰＤＭ，ＣＲ等のゴム系材料でもよく、ＭｏＳ₂ ，黒鉛
系材料等であってもよい。また、そのコーティング層４
の厚さ寸法ａは30〜40μm 程度が好ましいが、コストや
性能、使用条件等々を考慮して、10〜500 μm の範囲で
適宜に選択されてよい。

【００１６】図４は、平面固定用シール１をＨＤＤ用ケ
ースに装着した状態の断面を示す。この場合、平面固定
用シール１は、本体ケース５の周壁の上面に載置して、
ケース蓋６を閉じた時に、断面山型の凸状部３が、ケー
ス蓋６の周縁部底面９によって押圧されて圧縮弾性変形
する。その弾性的反発力によって密封性が確保される。

【００１７】図５及び図６は、平面固定用シール１の形
状効果（ばね効果）を調べるためにおこなったＦＥＭ
（有限要素解析法）の結果を示し、図７及び図８は、そ
のＦＥＭの結果を裏付けるために、感圧紙を用いて平面
固定用シール１の接触状態を調べた結果を示す。なお、
図５及び図６にて、10は本体ケース相当部材、11はケー
ス蓋相当部材を示す。

【００１８】図５は、圧縮時のベクトル方向を矢印で示
し（但し、両側対称型のため、半分のみ図示）、これに
より、平面固定用シール１の凸状部３の頂点Ａは垂直下
向きに、また、底辺Ｂは斜め外向きの力を受けるのが判
る。また、図６は、図５のベクトルを受けた結果の弾性
的変形状態を示し、その変形状態にて、凸状部３の頂点
Ａとケース蓋相当部材11との間、及び、底辺Ｂと本体ケ
ース相当部材10との間に、それぞれシールポイント
Ｓ₁ ，Ｓ₂ を確認することができる。

【００１９】このシールポイントＳ₁ ，Ｓ₂ では、局部
的に圧接面圧が大となるが、上述の図２（Ｃ）と合わせ
て判断すれば、このシールポイントＳ₁ ，Ｓ₂ を、コー
ティング層４にて、被覆していて、少なくとも、図２
（Ｃ）の如く凸状部３の頂部（頂点近傍）及びアール部
13，13を、被覆する必要があり、これによって、良好な
密封性を確保しているといえる。

【００２０】図７及び図８は、感圧紙を用いて平面固定
用シール１の接触状態を調べた結果を示し、この場合、
全周に100kgfの押圧力を作用させ、図７は、頂点Ａとケ
ース蓋相当部材11との間に形成されたシールポイントＳ
₁ （１箇所）によるシールラインを示し、図８は、底辺
Ｂと本体ケース相当部材10との間に形成されたシールポ
イントＳ₂ ，Ｓ₂ （２箇所）によるシールラインを示
す。両図から、各シールポイントＳ₁ 及びＳ₂ ，Ｓ
₂ が、いずれも、連続して閉じた環状のシールラインを
形成し、３条のシールラインにより、良好なシール性
（密封性）が確保されることを確認することができる。

【００２１】図９は、従来品と、本発明実施品と、
比較例とにつき、気密試験をおこなった結果を示すグ
ラフ図である。なお、本発明実施品は、図１，図２
（Ａ）（Ｂ）の形状のもので、金属薄板２の肉厚ｔが0.
1mm の鋼材（ＳＵＳ304)を使用し、これにフッ素樹脂系
のコーティング層４を全面被覆した。コーティング層４
の厚さ寸法ａは35μm とした。なお、凸状部３の高さ寸
法ｈは0.2mm とした。従来品は、ステンレス鋼の薄板
の両面にフッ素ゴム材を焼き付け成形したものであり、
比較例は、形状が本発明実施品と同じである金属薄板
を用いて、コーティングを施していないものである。こ
の試験により、本発明実施品は、従来品と同等以上
の気密性があり、また、比較例に比べて約２倍の圧力
保持時間を有していることを確認することができた。

【００２２】このように本発明の平面固定用シール１
は、優れたシール性（密封性）を発揮する。

【００２３】そして、ベースに金属薄板２を使用し、か
つ、凸状部３を設けたことにより、形状保形性が良好と
なり、組立作業性が向上する。特に、凸状部３により、
形状保形性が効果的に向上し、例えば肉厚ｔが0.1mm 程
度の金属薄板２でも、取り扱い時に、わずかにたわむ程
度で、装着性が良好であり、ロボットによる自動組立も
可能となる。

【００２４】また、金属薄板２の２次加工（ゴムモール
ド）がないため、その変形が少なく、初期の寸法精度を
維持することができる。接着剤を使用しないため、アウ
トガスの発生が少なく、密封された内部を清浄な状態に
保ことができる。また、金属薄板２にコーティング層４
を被覆した簡単な構造であるので、組立前の洗浄が容易
となる。なお、従来の金属板とゴムとの複合品等の場合
（図示省略）には、２つの材料の接触面に入り込んだ洗
浄液の乾燥が困難となる。

【００２５】そして、ゴムと金属板とによる複合シール
の場合に比べて、組立後の本体ケース５とケース蓋６と
のクリアランスを小さくすることができ、コンパクト化
（特に、高さを低く）を達成することができる。なお、
本発明は上述の実施の形態以外にも設計変更自由であっ
て、例えば、凸状部３を複数条並列に形成してもよい。
また、その全体形状は図１に示すものに限らず、適宜な
形状に設計されてよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、金属薄板２に凸状部３
を形成していることによって、形状が複雑で薄くても、
全体の剛性が向上し、形状保形性がよくなり、装着性が
良好となる。また、金属薄板２の凸状部３の弾性変形に
よる密着性の向上によって、優れた密封性を確保するこ
とができて、ＨＤＤケース用等に極めて好適である。

【００２７】そして、コーティング層４を金属薄板２に
被覆させているので、組立前の洗浄が容易となる。ま
た、接着剤を用いないので、アウトガスの発生がなく、
内部を清浄な状態に保つことができる。また、従来のゴ
ムと金属板の複合シールに比べて、シール全体の厚さが
小さくて、組立後のＨＤＤ本体ケース等と蓋のクリアラ
ンスを減少できる。かつ、金属薄板２の２次加工（ゴム
モールド）が不要なため、初期の寸法精度も良好に保ち
得る。

【００２８】（請求項２によれば、）シール全体の厚さ
が増加せず、ＨＤＤケース用に好適であると共に、コー
ティング加工も効率的に行うことが可能であり、（剥離
することのない）十分な強度が得られる。

【００２９】（請求項３によれば、）被密封相手面（図
３の面８，９参照）の凹凸に沿ってなじみ易く、優れた
密封性を発揮できる。

【００３０】（請求項４によれば、）金属薄板２の凸状
部３の弾性変形及びそれによる（組立状態下での）弾発
力に優れ、優れた密封性を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す平面図である。

【図２】要部拡大断面説明図である。

【図３】異なる凸状部の例を示す拡大断面説明図であ
る。

【図４】装着時の断面説明図である。

【図５】ＦＥＭによるベクトルの方向を示す説明図であ
る。

【図６】ベクトルを受けた結果の変形状態を示す説明図
である。

【図７】シールポイントの調査結果の一例を示す平面図
である。

【図８】シールポイントの調査結果の一例を示す平面図
である。

【図９】シールの圧力保持時間の比較図である。

【符号の説明】

１ 平面固定用シール ２ 金属薄板 ３ 凸状部 ４ コーティング層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 泰幸 和歌山県有田市箕島663番地 三菱電線工 業株式会社箕島製作所内 (72)発明者 西村 寛 和歌山県有田市箕島663番地 三菱電線工 業株式会社箕島製作所内 Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA12 AA15 BA03 EA03 EA07 EA08 EA10 EA17 EA27 EA48 FA01 FA07 HA02 HA03 HA04 HA07 HA09 HA15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板に、断面山型の凸状部を環状に
   形成し、少なくとも上記凸状部に、コーティング層を被
   覆したことを特徴とする平面固定用シール。
2. 【請求項２】 コーティング層の厚さ寸法ａを、10〜50
   0 μｍに設定した請求項１記載の平面固定用シール。
3. 【請求項３】 コーティング層がフッ素ゴム系材質また
   はフッ素樹脂系材質である請求項１又は２記載の平面固
   定用シール。
4. 【請求項４】 金属薄板の肉厚ｔを、0.02〜0.6mm に設
   定すると共に、凸状部の形状が、断面に於て、半径Ｒを
   0.1〜1.5mm 、高さ寸法ｈを 0.1〜1.5mm に、設定した
   請求項１，２又は３記載の平面固定用シール。