JP2013161904A

JP2013161904A - 電磁波シールドガスケット及びその製造方法

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Publication number: JP2013161904A
Application number: JP2012021771A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamada; 武司山田; Hiroaki Kaneda; 紘明金田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】導電性を有する部材間に介装しても電食が発生するおそれのない電磁波シールドガスケットを低コストで提供する。
【解決手段】導電性を有する金属からなる無端形状の基板１の厚さ方向両面に、無端形状に形成された繊維集合体を配置し、少なくとも基板１の外周側へオーバーハングした繊維集合体の縁部同士を互いに接触させた状態でこの繊維集合体に未硬化の導電性ゴムを含浸して架橋硬化させることによって、基板１に繊維集合体に導電性ゴムが含浸成形された複合材からなる導電性シール層２が一体に接合された構造の電磁波シールドガスケット１０を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性部材の間隙に介在されて流体の漏れや異物の浸入を防止するガスケットにおいて、前記間隙を通過しようとする電磁波ノイズを遮蔽する電磁波シールド機能を与えた電磁波シールドガスケット、及びその製造方法に関する。

電子機器においては、ケーシングを構成する筐体と蓋体との間の間隙には、外部の水やダスト等の浸入を防止するためのガスケットが介装される。また近年は、ハイブリッド自動車や電気自動車の普及に伴い、自動車には多くの電子機器や電気機器が搭載され、これらの電子機器等から発生する電磁波ノイズは、周囲の機器の電子回路の破壊や誤動作などの悪影響を及ぼすおそれがあるので、電子機器等のケーシングに用いられるガスケットには、水やダスト等に対する密封性に加えて、優れた電磁波シールド性が求められる。

従来の電磁波シールドガスケットとしては、下記の特許文献１に開示されているように、導電性金属からなる基板に導電性ゴム層を積層したゴム−金属板積層体からなるものが知られている。

特開２００３−２３２４４４号公報

この種の電磁波シールドガスケットの製造方法としては、図１２に示すように、導電性金属からなる基板１０１の両面に導電性接着剤を塗布してから、導電性を有するカーボンブラックなどを配合したゴムからなる導電性ゴム層１０２を積層一体化し、これを図１３に示すようにドーナツ状に打ち抜くことによってガスケット１００を得るプレコート法や、図１４に示すように導電性金属からなる基板１０１をドーナツ状に打ち抜いてから、その両面に、導電性ゴム層１０２を積層一体化することによってガスケット１００を得るアフターコート法などがある。

しかしながら、前者のプレコート法によって製造されたガスケット１００は、図１２に示すゴム−金属板積層体を図１３に示すように打ち抜くことによって、基板１０１の切断面１０１ａ，１０１ｂが導電性ゴム層１０２，１０２の内外周から露出しており、後者のアフターコート法によって製造されたガスケット１００も、基板１０１の切断面１０１ａ，１０１ｂには導電性ゴム層１０２，１０２を塗布することができないために前記切断面１０１ａ，１０１ｂが露出した構造となっている。

そして、このように導電性金属からなる基板１０１の切断面１０１ａ，１０１ｂが露出したガスケット１００は、電磁波シールドの目的で導電性を有する金属からなるケーシングの筐体と蓋体との間に介装した場合、水分の多い環境では、筐体又は蓋体と基板１０１との間で外部から付着した水分を介して局部電池が形成されるなど、金属のイオン化傾向の差に起因する広義での異種金属接触による電気化学的な腐食、いわゆる電食が懸念される。特に、電磁波シールド機能を発揮させるために導電性を有するゴムを使用した電磁波シールドガスケットは、それ自体が電食を発生させる原因にはならないが、他の部材との組み合わせによって、電食を発生させ得る環境などの条件が整った場合には、導電性を有するが故に局部電流による電食作用を助長させてしまうおそれを否定できない。

また、ケーシングの外部が金属に対する腐食性のガスや液体が存在する環境である場合も、導電性金属からなる基板１０１の切断面１０１ａ，１０１ｂが露出したガスケット１００は、このような腐食性のガスや液体によって腐食してしまう問題がある。

上述の電食や腐食を防止するための対策としては、ガスケット１００における基板１０１の切断面１０１ａ，１０１ｂが露出しないようにコーティングを施すことが有効であるが、上述したプレコート法やアフターコート法による製造工程中でそのようなコーティングを行うことは困難であるため、別工程で基板１０１の切断面１０１ａ，１０１ｂにのみコーティングを行うことになる。しかしながらこのような方法では、コーティング工程によって導電性ゴム層１０２，１０２の平面度が損なわれることがないようにしないとシール性が低下してしまうおそれがあり、しかも別工程でコーティングを行うことによって、製造コストが上昇してしまう問題がある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、金属製の基板に電食や腐食が発生するおそれのない電磁波シールドガスケットを低コストで提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る電磁波シールドガスケットは、導電性を有する部材間に介在されるガスケットであって、導電性を有する金属からなる基板に導電性シール層が一体に接合されており、前記導電性シール層が、少なくとも前記基板の厚さ方向両面及び外周側を覆うように配置された繊維集合体に導電性ゴムが含浸成形された複合材からなるものである。

上記構成の電磁波シールドガスケットは、導電性を有する部材間に介装された状態において、導電性シール層が前記導電性を有する部材に密接することによって外部の水やダスト等の浸入を防止すると共に、この導電性シール層及び基板が導電性を有することによって、導電性を有する一方の部材と他方の部材を電気的に接続すると共に接地し、これによって、前記導電性を有する部材の間を通過しようとする電磁波ノイズを有効に遮断する電磁波シールド性を発揮するものである。また、導電性シール層は、前記基板と前記導電性を有する部材が互いにイオン化傾向の異なる金属からなるものであっても、この基板と導電性を有する部材との間に介在して水分を遮断することにより局部電池の形成を阻み、あるいは外部からの金属腐食性流体を遮断するので、局部電流による電食の発生や金属腐食性流体による基板の腐食を防止する機能を有する。

請求項２の発明に係る電磁波シールドガスケットは、請求項１に記載の構成において、繊維集合体が基板の厚さ方向両面に配置され、この基板からオーバーハングした前記繊維集合体の縁部同士が、導電性ゴムによって互いに接合されたものである。

請求項３の発明に係る電磁波シールドガスケットの製造方法は、請求項１又は２の発明に係る電磁波シールドガスケットを製造するため、導電性を有する金属からなる無端形状の基板の厚さ方向両面に、無端形状に形成された繊維集合体を配置する工程と、少なくとも前記基板の外周側へオーバーハングした前記繊維集合体の縁部同士を互いに接触させた状態でこの繊維集合体に未硬化の導電性ゴムを含浸して架橋硬化させる工程とを含むものである。

請求項１又は２の発明に係る電磁波シールドガスケットによれば、外部の水やダストに対するシール機能及び電磁波ノイズを遮蔽する機能を満足するものであることはもとより、導電性を有する部材間に介装しても、付着水分を介しての異種金属による局部電池の形成及びこれによる電食の発生や、金属腐食性流体による基板の腐食を防止することができる。

また、請求項３の発明に係る電磁波シールドガスケットの製造方法によれば、別工程のコーティング工程などを含まないため、請求項１又は２の発明に係る電磁波シールドガスケットを容易かつ低コストで製造することができる。

本発明に係る電磁波シールドガスケットの好ましい第一の実施の形態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図１の電磁波シールドガスケットの製造において、基板を打ち抜く工程を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図１の電磁波シールドガスケットの製造において、基板を打ち抜いた状態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図１の電磁波シールドガスケットの製造において、打ち抜いた基板の両面に繊維集合体を積層した状態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図１の電磁波シールドガスケットの製造において、含浸成形工程を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。本発明に係る電磁波シールドガスケットの実施例を示す部分断面図である。本発明に係る電磁波シールドガスケットの好ましい第二の実施の形態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図７の電磁波シールドガスケットの製造において、基板を打ち抜く工程を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図７の電磁波シールドガスケットの製造において、基板の外周縁を打ち抜いた状態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図７の電磁波シールドガスケットの製造において、打ち抜いた基板の両面に繊維集合体を積層した状態を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図７の電磁波シールドガスケットの製造において、繊維集合体及び基板の打ち抜き及び含浸成形工程を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。プレコート法による従来の電磁波シールドガスケットの製造方法を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。プレコート法により製造された従来の電磁波シールドガスケットを示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。アフターコート法により製造された従来の電磁波シールドガスケットを示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。

以下、本発明に係る電磁波シールドガスケット及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。

＜第一の実施の形態＞
まず図１は、本発明に係る電磁波シールドガスケットの好ましい第一の実施の形態を示すものである。この電磁波シールドガスケット１０は、導電性を有する金属からなる基板１と、この基板１に加硫接着によって一体に接合されると共に基板１の表面を包囲してなる導電性シール層２とを備える。

基板１は、典型的には厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度のＳＰＣＣ鋼板あるいはステンレス鋼板からなるものであって、打ち抜きによって、例えば不図示の電子機器のケーシングを構成する筐体と蓋体の合わせ面の投影形状と対応する無端形状（環状）に形成されている。

導電性シール層２は、基板１をその厚さ方向両側から挟み込むように配置された一対の繊維集合体と、この繊維集合体に含浸成形されると共に基板１の外周側及び内周側へオーバーハングした繊維集合体の外周縁部同士及び内周縁部同士を互いに接合してなる導電性ゴムとの複合材からなるものであって、厚さｔが２０〜１００μｍ、好ましくは３０〜８０μｍに成形されている。

導電性シール層２における繊維集合体は、例えばカーボン繊維やステンレス鋼繊維、アルミニウム繊維等による不織布あるいは織布からなるものであって、導電性シール層２の厚さｔよりもやや薄く、このため導電性シール層２の表面からの露出が防止され、ひいては導電性シール層２の表面からの繊維の離脱が防止されている。

導電性シール層２における導電性ゴムは、ゴムに導電性を有する金属微粉末又はカーボンブラックを配合して均一に混合することによって、前記ゴム中前記金属微粉末又はカーボンブラックによるマトリクス状の導電構造を形成したもので、前記金属微粉末又はカーボンブラックの配合率等の条件によって、導電率が１０Ｓ／ｍ以上（体積抵抗率が０．１Ωｍ以下）、好ましくは導電率が２０Ｓ／ｍ以上（体積抵抗率が０．０５Ωｍ以下）となっている。

上述のように構成された第一の実施の形態の電磁波シールドガスケット１０は、電磁波シールドの目的で導電性を有する金属からなる不図示のケーシングの筐体と蓋体の合わせ面間に介装された状態において、導電性シール層２が前記筐体及び蓋体に密接することによって外部の水やダスト等の浸入を防止すると共に、この導電性シール層２及び基板１が導電性を有することによって、前記筐体と蓋体を電気的に接続すると共に電気的に接地し、これによって、前記筐体と蓋体の間の間隙を通過しようとする電磁波ノイズを有効に遮断する電磁波シールド性を発揮するものである。

また、導電性シール層２は、基板１の全面を包囲するように設けられているため、基板１とケーシングの筐体及び蓋体が互いにイオン化傾向の異なる金属からなるものであっても、この基板１と筐体及び蓋体との間に介在してケーシング外部からの水分を遮断することにより局部電池の形成を阻むので、導電性を有するものであるにもかかわらず基板１又はケーシング側に局部電流による腐食（電食）の発生を防止することができる。

さらにこの導電性シール層２は、ケーシングの外部が金属に対する腐食性のガスや液体が存在する環境である場合に、基板１への腐食性ガスや液体の接触を遮断するので、導電性金属からなる基板１が金属腐食性の流体によって腐食するのを防止することができる。

上記第一の実施の形態の電磁波シールドガスケット１０は、以下のような工程によって製造することができる。

まず例えば図２に示すように、ロール供給されるＳＰＣＣ鋼板あるいはステンレス鋼板などの金属板１１の厚さ方向両面に導電性を有するフェノール系の加硫接着剤（不図示）を塗布し、これを図中に一点鎖線で示すように打ち抜くことによって、図３に示すような無端形状（環状）の基板１を製作する。

次に図４に示すように、基板１の厚さ方向両面に、成形すべき導電性シール層の厚さよりもやや薄い不織布あるいは織布からなる一対の繊維集合体２１，２１をロール供給して積層配置し、この繊維集合体２１，２１を打ち抜いて、基板１の外周縁及び内周縁よりオーバーハングする幅Ｗを有する無端形状に形成する。

なお、基板１の外周縁及び内周縁からの繊維集合体２１のオーバーハング量δは、０．５〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍとする。オーバーハング量δが５ｍｍ超である場合は強度が低下したり剥がれやすくなったりし、０．５ｍｍ未満の場合は後述する導電性ゴムによる繊維集合体２１の内周縁部同士及び外周縁部同士の接合が不十分で基板１の切断面１ａ，１ｂが露出しやすくなってしまうからである。また、基板１と繊維集合体２１，２１の積層はロール供給によるもの以外にも、例えばバッチ方式によるものも採用可能である。

次に図５に示す含浸成形を行う。この含浸成形工程では、まず基板１の外周側及び内周側へオーバーハングした繊維集合体２１，２１に未硬化の導電性ゴム（不図示）を含浸する。このときの含浸量は、繊維集合体２１，２１の表面に導電性ゴムが露出するように設定される。また、含浸方法としては、スクリーン印刷によるものや浸漬によるもの、キャストコーティング方式によるものなどが適用可能である。

そして、この積層物を不図示の金型内へ収容して型閉じし、加圧・加熱することによって、繊維集合体２１，２１に含浸された導電性ゴムが架橋硬化すると共に、繊維集合体２１，２１の内周縁部２１ａ，２１ａ同士及び外周縁部２１ｂ，２１ｂ同士が、その表面に露出した導電性ゴムを介して一体に接合され、かつ基板１に一体に加硫接着され、図１に示すように、基板１と、この基板１に一体に接合されると共に基板１の表面を包囲してなる導電性シール層２からなる電磁波シールドガスケット１０が成形される。

このようにして得られた電磁波シールドガスケット１０と、図１３に示す従来構造の電磁波シールドガスケット１００をそれぞれアルミ製の不図示の筐体と蓋体の間に挟んだ状態に装着し、塩水噴霧試験を行ったところ、従来構造の電磁波シールドガスケット１００は、露出した基板１０１の切断面１０１ａに、２サイクル目の塩水噴霧で早くも錆が発生し、その後も錆の進行が継続したのに対し、図１に示す本発明の電磁波シールドガスケット１０は、５０サイクルの塩水噴霧後、切断して内部の基板１の表面を観察しても錆の発生は認められなかった。

なお、図１には電磁波シールドガスケット１０が簡略化した形状で示されているが、図６に示すように、厚さ方向両側の導電性シール層２にシールリップ２ａを有するものとすることができる。また、電磁波シールドガスケット１０がボルト挿通孔を有するものである場合も、ボルト挿通孔を形成するための基板１の小孔部分を、上述と同様の処理で導電性シール層２によって覆われた構造とすることができる。

＜第二の実施の形態＞
ところで、電磁波シールドガスケット１０によってシールされるケーシングの内部は水分や腐食性ガスなどが存在しないため、電磁波シールドガスケット１０の金属製の基板１が内周側から腐食することはなく、したがって導電性シール層２は、基板１の厚さ方向両面及び外周側のみを覆うものであっても良い。

図７はこのような例として、本発明に係る電磁波シールドガスケットの好ましい第二の実施の形態を示すものである。すなわちこの形態において、上述した図１に示す第一の実施の形態と異なるところは、導電性シール層２が、基板１の厚さ方向両面及び外周側のみを覆うように設けられている点にあり、その他の部分は図１と同様に構成されている。

この第二の実施の形態の電磁波シールドガスケット１０によれば、基板１の厚さ方向両面及び外周側は導電性シール層２によって覆われているので、第一の実施の形態と同様、ケーシング外部からの水分やダスト等の浸入を遮断すると共に、ケーシングの筐体と蓋体の間の間隙を通過しようとする電磁波ノイズを有効に遮断する電磁波シールド性を発揮するものであることはもとより、基板１又はケーシング側に局部電流による電食が発生したり基板１に外部流体による腐食が発生したりするのを有効に防止することができる。

また、この電磁波シールドガスケット１０も、その製造方法は、先の図４に示す一対の繊維集合体２１，２１を、基板１の外周側にのみオーバーハングする形状とするほかは、基本的に第一の実施の形態とほぼ同様である。

すなわち、まず例えば図８に示すように、ロール供給されるＳＰＣＣ鋼板あるいはステンレス鋼板などの金属板１１の厚さ方向両面に導電性を有するフェノール系の加硫接着剤（不図示）を塗布し、これを図中に一点鎖線で示すように基板の外周縁となる部分を打ち抜くことによって、図９に示すような基板１’を製作する。

次に図１０に示すように、基板１’の厚さ方向両面に、成形すべき導電性シール層の厚さよりもやや薄い不織布あるいは織布からなる一対の繊維集合体２１，２１を積層配置し、この繊維集合体２１，２１を基板１の外周側へδだけオーバーハングする大きさに打ち抜くと共に、基板１’の内周部を、繊維集合体２１，２１ごと打ち抜くことによって、図１１に示す積層物とする。

その後は、先に説明した第一の実施の形態と同様の工程で含浸成形を行うことによって、図７に示すように、基板１と、この基板１に加硫接着によって一体に接合された導電性シール層２とを備え、基板１の厚さ方向両面及び外周側が導電性シール層２で包囲され内周側の切断面が導電性シール層２から露出した構造の電磁波シールドガスケット１０を得ることができる。

１基板
１１金属板
２導電性シール層
２１繊維集合体
１０電磁波シールドガスケット

Claims

導電性を有する部材間に介在されるガスケットであって、導電性を有する金属からなる基板に導電性シール層が一体に接合されており、前記導電性シール層が、少なくとも前記基板の厚さ方向両面及び外周側を覆うように配置された繊維集合体に導電性ゴムが含浸成形された複合材からなることを特徴とする電磁波シールドガスケット。
繊維集合体が基板の厚さ方向両面に配置され、この基板からオーバーハングした前記繊維集合体の縁部同士が、導電性ゴムによって互いに接合されたことを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールドガスケット。
導電性を有する金属からなる無端形状の基板の厚さ方向両面に、無端形状に形成された繊維集合体を配置する工程と、少なくとも前記基板の外周側へオーバーハングした前記繊維集合体の縁部同士を互いに接触させた状態でこの繊維集合体に未硬化の導電性ゴムを含浸して架橋硬化させる工程とを含むことを特徴とする電磁波シールドガスケットの製造方法。