JP2020524904A

JP2020524904A - 改善された電気的連続性を備えたチューブ状全ワイヤ緯編みメッシュスリーブ

Info

Publication number: JP2020524904A
Application number: JP2019570453A
Authority: JP
Inventors: グリーンウッド、ジョージ
Original assignee: エーシーエスインダストリーズ、インク．
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2038-06-20
Also published as: CN111052889B; KR102303393B1; JP7004464B2; US20180374603A1; KR20200008612A; WO2018237086A1; DE112018003214T5; US11250969B2; CN111052889A

Abstract

全ワイヤ緯編みチューブ状ガスケットスリーブ（１００）は、複数の導電性ワイヤフィラメント（１１０）から編むことができる。さらに、導電性バスワイヤ（１２０）をチューブ状スリーブの緯編みパターンに織り込んで、ガスケットの全長に沿って改善した電気的接触を提供可能である。例示的な緯編みスリーブは、バスワイヤを破損することなく少なくとも１５％の軸方向の伸びを可能にすることができる。導電性ワイヤフィラメントは、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍのワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの引張強度、および少なくとも１２％の伸びを有する銅／ニッケル合金であり得る。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、ワイヤメッシュＥＭＩシールド製品に関し、より具体的には、改善された電気的連続性を有する新規の全ワイヤ横編チューブ状スリーブに関する。
発明の背景

メッシュガスケットまたはスリーブは、さまざまな電子システムおよび製品で使用されている。従来技術のメッシュガスケットは、張力と圧縮の両方でフィラメント間の接続が切断される可能性があり、それによりスリーブ長に沿った連続的な電気接続が切断されるため、電気的連続性または信頼性が低い。さらに、従来技術のスリーブは、破損する前に引張強度または圧縮を含む不十分な機械的特性から問題が生じる。

したがって、改善された機械的特性を備えた様々な構成で改善された電気的連続性を有する改善されたチューブ状メッシュスリーブが必要である。

本開示は、平坦化されたリボン形状への良好な圧縮を示すと同時に、シールドのための改善された端から端までの導電性を示す改善されたシールドガスケットまたはスリーブを提供する。本発明の全ワイヤシールドガスケットは、複数の導電性ワイヤフィラメントからのチューブ状スリーブとして緯編み可能である。有利には、導電性バスワイヤを緯編みパターンに織り交ぜてチューブ状スリーブを形成し、ガスケットの全長に沿って改善された電気接触を提供することができる。例示的な一実施形態では、バスワイヤは、スリーブの緯編みパターンに直接編むことができる。たとえば、バスワイヤは、スリーブが編まれる間またはチューブ状に編まれた後に、２つのループを軸方向に、また１つのループを半径方向にスキップして、ジグザグパターンを繰り返すステッチパターンを持つことができる。別の実施形態では、バスワイヤは、平坦化された前記チューブ状スリーブにジグザグパターンで縫い付けることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のバスワイヤを前記スリーブに縫い付けることができる。さらに他の実施形態では、前記バスワイヤは、平坦化された後の前記チューブ状スリーブの表面にジグザグパターンで溶接することも可能である。すべての実施形態において、前記バスワイヤを破損することなく、前記スリーブの少なくとも１５％の軸方向の伸張を可能にすることができる。例示的な一実施形態では、前記導電性ワイヤフィラメントは、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍのワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの引張強度、および少なくとも１２％の伸びを有する銅／ニッケル合金であり得る。更に、各バスワイヤは、２つ以上（好ましくは３つ）の平行なバスワイヤフィラメントの束を有することができる（２つ以上のワイヤフィラメントが一緒に束ねられる）。各ワイヤは、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍのワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの引張強度、および少なくとも１２％の伸びを有する銅／ニッケル合金であり得る。

本明細書は、本発明の特定の実施形態を特定し、明確に請求する特許請求の範囲で終了するが、本発明の様々な実施形態は、添付の図面と併せて読むことにより、本発明の様々な実施形態の以下の説明からより容易に理解および認識され得る。
図１は、バスワイヤを緯編みパターンに組み込む第１の例示的な実施形態の緯編みステッチパターンの概略図である。図２は、編み込みおよび平坦化後の緯編みステッチパターンの概略図である。図３は、距離ΔＬだけ引き伸ばされた緯編みチューブの概略図である。図４は、先行技術の遮蔽材料と比較した、図２の緯編みスリーブの好ましい実施形態の性能を示すグラフである。

ここで図面を参照すると、本発明のスリーブまたはガスケットの第１の例示的な実施形態が図１および図２に詳細に示され説明される。

全ワイヤガスケットスリーブ１００は、複数の導電性ワイヤフィラメント１１０からチューブ状スリーブとして編まれる。いくつかの実施形態では、全ワイヤチューブ状スリーブガスケット１００はＥＭＩシールドガスケットとして使用され得る。

編み材料は、一般に、蛇行する経路またはコースをたどる単一または複数の導電性ワイヤまたはフィラメントを有し、ワイヤの平均経路の上下に対称的なループの行を形成する。各ステッチが次のステッチから吊り下げられる一連のステッチは、一般に、行１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃに示されるウェールと呼ばれる。緯編みパターンでは、各ウェールにステッチを追加し、ラスタースキャンのように布地を横切って移動することにより、布地全体を糸１１０の単一ストランドまたは複数のストランドから製造することができる。あるいは、スリーブを経編みパターンで縫うまたは編むことができる。スリーブ１００は、手または機械で編むことができる。一実施形態では、緯編みスリーブ１００は、単一供給の８針（８Ｎ）編機で編むことができる。一実施形態では、スリーブ１１０は、４８Ｎから７０Ｎのニードルカウントを有する機械で製造することができる。好ましくは、チューブまたはスリーブ１００は、約６ｍｍから約２４ｍｍの間の直径を有することができる。一実施形態では、チューブ１００は、約１５ｍｍの直径および２４ｍｍの平坦化された幅を有することができる。いくつかの実施形態では、チューブ１００は、編み長さ２５ｍｍ当たり約１０〜１２個の開口部を有することができる。他の構成も考えられる。

例えば、１５ｍｍの直径（Ｗ１）および２４ｍｍの平坦化された幅（Ｗ２）を有する例示的な実施形態のチューブ１００では、少なくとも４８Ｎのニードルカウントを使用して、１ｍｍの開口部を有するメッシュを作成できる。代替実施形態では、７０Ｎヘッドは、１５ｍｍの直径（Ｗ１）、２４ｍｍの平坦化された幅（Ｗ２）、及び０．６８ｍｍの開口部を有するチューブ１００を作成することができる。チューブ１００は、スリーブがチューブ形状であるときに幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ２を有するように平坦化できる連続長のストックに編むことができる。平坦化すると、チューブ１００は半径方向に伸びて、より大きな幅Ｗ２を作り出すことができる。一実施形態では、平坦化されたチューブ状スリーブ１００は、約１０ｍｍから１５ｍｍ以上の幅Ｗ２を有することができる。いくつかの実施形態では、チューブ１００は、連続的に編まれ、平坦化され、以下で説明するようにそれにバスワイヤ１２０を取り付けることが可能である。チューブ１００が作られているとき、その後の使用のためにそれをスプールすることができる。例えば、バスワイヤ１２０を備えた平坦化されたチューブ１００の所望の長さは、必要に応じてスプールから切断することができる。
例示的な実施形態では、チューブ１００は、約０．０７５ｍｍから約０．１ｍｍの間のワイヤ直径、約７０から１２５ＫＳＩの間の引張強度、及び少なくとも１２％の伸びを有する銅／ニッケル合金であり得る導電性ワイヤフィラメント１１０を使用して編むことができる。１つの好ましい実施形態では、合金は、ＭＯＮＥＬｔｍ（ＭＯＮＥＬはＳｐｅｃｉａｌＭｅｔａｌｓＣｏｒｐの商標である）などの３０％銅７０％ニッケル合金である。その他の可能な材料には、４３０ステンレス鋼の導電性フィラメントまたはＭＵＭＥＴＡＬｔｍなどのニッケルベースの合金が含まれます（ＭＵＭＥＴＡＬはＭａｇｅｎｔｉｃＳｈｉｅｌｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標です）。

引き続き図１および図２を参照すると、上述のように、少なくとも１つの導電性バスワイヤ１２０は、スリーブ１００の全長Ｌに沿って改善された電気接触を提供するために、チューブ状スリーブ１００の緯編みパターンに織り交ぜられ、織られ、または縫い付けられる。例示的な実施形態では、バスワイヤ１２０は、軸方向に２つのループ１０４ａ、１０４ｂおよび周方向に１つのループ１０２ａをスキップし、繰り返しのジグザグパターンを形成して、緯編みパターンに編むことができる。ステッチの丈に使用されるバスワイヤ１２０の長さは、ステッチ自体の長さよりも長い。つまり、１本のステッチを作成するために、ステッチが長い場合よりも長いバスワイヤが使用される。少なくとも図２に示すように、１つまたは複数のバスワイヤのステッチ１２２は、第１位置１２４ａから軸方向に第１列１０４ａから２行、第２行１０４ｂを通って第３行１０４ｃへ下方に第２の場所１２４ｂまで延びることができる。ステッチ１２２は、第１の列１０２ａから第２の列１０２ｂまで周方向に横方向に続き、第３の行１０４ｃから第２の行まで軸方向に１行上に第３の位置１２４ｃまで続くことができる。第３の位置１２４ｃから、ステッチ１２２は、軸方向に３行および横方向に１列に続き第４の位置１２４ｄに戻ることができる。このパターンは、チューブ状スリーブ１００の長さで継続できる。
バスワイヤ１２０は、好ましい実施形態では、約０．０７５ｍｍから約０．１ｍｍの間のワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの強度と少なくとも１２％の伸びを有する３０％銅／７０％ニッケル合金（ＭＯＮＥＬＴＭ）をそれぞれ含む３つの平行バスワイヤフィラメントを含むことができる。３本の平行なバスワイヤフィラメントを単一のバスワイヤ１２０として束ねて、チューブワイヤ１００とバスワイヤ１２０との間に追加の幅と表面接触面積を与え、スリーブ１００の全長に沿って導電性を改善することができる。言い換えれば、バスワイヤ１２０は、単一のワイヤフィラメント、または２つ以上の束ねられたワイヤフィラメントから構成されることが可能である。実際に、バスワイヤ１２０は、チューブ１００の全長に延びることができ、ウェールを構成する編まれたワイヤ１１０が破損した場合に、ウェール間の導電性を確実化する。ジグザグパターンのため、バスワイヤ１２０の特定のステッチは、バスワイヤ１２０が破損したりスリーブ１００から巻き出されたりすることなく、スリーブ１００を軸方向に最低１５％引き伸ばすことができる。別のジグザグパターンも本開示の範囲内にあると考えられる。

別の実施形態では、バスワイヤ１２０は、チューブ状スリーブが平坦化された後、ジグザグパターンでチューブ状の全ワイヤ緯編みスリーブ１００に長手方向に縫い付けることができる。この例示的な実施形態は、約１０ｍｍから約１５ｍｍの平坦化された幅Ｗ２を有する。他のサイズおよび構成も考えられる。引き続き図２を参照すると、代替実施形態では、バスワイヤ１２０は、平坦化された後のチューブ状スリーブ１００の表面にジグザグパターンで、追加で縫い込まれるか、または縫う代わりに溶接することができる。完成すると、図２及び３に示されるように、ニットガスケット１００のすべての実施形態は、バスワイヤ１２０を第１の長さＬ１から第２の長さＬ２まで破損することなく少なくとも１５％軸方向に伸ばすことができる。

別の代替実施形態では、２つ以上の平行バスワイヤ１２０（それぞれ３本のフィラメントを含む）は、スリーブが平坦化される前または後にチューブ状スリーブ１００に編み込み、縫い込みされ、または溶接され得る。ガスケット内のバスワイヤ１２０の特定の周方向の位置は、機能にとって重要ではない。スリーブを形成するために、環状経糸編みなどの他の編み方法も考えられる。

図４を参照すると、インスタントガスケット１００は、従来技術のシールド材料（フォイルテープ、従来のメッシュ、およびフォイルテープを備えた従来のメッシュ）と比較した場合、性能が向上していることが分かる。テストでは、導電性ワイヤを、フォイルテープ、メッシュスリーブ、フォイルテープを使用したメッシュスリーブ、およびバスワイヤ付き緯編みメッシュで同軸シールドしてある。図４は、ｘ軸のヘルツ（Ｈｚ）の周波数でｙ軸のｄＢの吸収があるこれらの材料の性能をグラフで示したものである。本ガスケット１００（バスワイヤを備えた緯編メッシュチューブ）は、約５００ＫＨｚから約３０ＭＨｚの間で優れた遮蔽性能を示し、これは多くの電子用途にとって望ましい動作範囲である。

したがって、例示的な実施形態は、改善された導電性および遮蔽効果を有する新規で進歩性を有する電磁遮蔽ガスケットを提供することがわかる。いくつかの例示的な実施形態では、チューブ状スリーブは複数の用途を有することができる。たとえば、スリーブを従来のＥＭＩシールドガスケットの代わりに使用して、ガスケットの長さに沿って電気的連続性を強化できる。別の用途では、ガスケット１００を表面に設置して、近接センサーとして使用することも可能である。

本明細書では本発明の様々な実施形態を具体化する特定の特定の構造が示され、説明されているが、基礎となる発明概念の精神および範囲から逸脱することなく、構成要素の様々な修正および再配置を行うことができることは当業者には明らかであろう。そして、同じことは、添付の特許請求の範囲によって示される場合を除いて、本明細書に示され説明された特定の形態に限定されない。

メッシュガスケットまたはスリーブは、さまざまな電子システムおよび製品で使用されている。従来技術のメッシュガスケットは、張力と圧縮の両方でフィラメント間の接続が切断される可能性があり、それによりスリーブ長に沿った連続的な電気接続が切断されるため、電気的連続性または信頼性が低い。さらに、従来技術のスリーブは、破損する前に引張強度または圧縮を含む不十分な機械的特性から問題が生じる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）米国特許出願公開第２００２／０１９５２６０号明細書
（特許文献２）米国特許出願公開第２００７／０２４３３５６号明細書
（特許文献３）米国特許出願公開第２０１４／０２５１６５１号明細書
（特許文献４）米国特許出願公開第２００８／０１３５１１９号明細書
（特許文献５）米国特許第５，５１２，７０９号明細書
（特許文献６）米国特許出願公開第２００７／０２７５１９９号明細書
（特許文献７）米国特許第４，７８４，８８６号明細書

Claims

全ワイヤガスケットスリーブであって、
複数の導電性ワイヤフィラメントから編まれた緯編みチューブ状スリーブと、
前記チューブ状スリーブの前記緯編みパターンに織り込まれた導電性バスワイヤと、
を有し、
前記チューブ状スリーブは平坦化され、前記バスワイヤはジグザグパターンで前記平坦化されたスリーブに付着され、前記バスワイヤは弛緩状態から軸方向に１５％伸張可能になるものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、前記バスワイヤは、軸方向に２つのループを、また半径方向に１つのループをスキップし、繰り返しのジグザグパターンを形成するように前記緯編みパターンに編みこまれるものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記バスワイヤは、ジグザグパターンで前記平坦化スリーブを通して縫い付けられて、弛緩状態から軸方向に１５％伸張可能となる、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記バスワイヤは、ジグザグパターンで前記平坦化されたスリーブに溶接され、前記バスワイヤがその弛緩状態から軸方向に１５％伸張することを可能にする、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記導電性ワイヤフィラメントは、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍのワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの引張強度、および少なくとも１２％の伸びを有するものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記バスワイヤは、３つの平行バスワイヤフィラメントを有するものであり、前記平行バスワイヤフィラメントの各々は、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍの間のワイヤ直径、約７０〜ら１２５ＫＳＩの間の引張強度、および少なくとも１２％の伸びを有するものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記バスワイヤは、３つの平行バスワイヤフィラメントを有するものであり、前記平行バスワイヤフィラメントの各々は、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍの間のワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの間の引張強度および少なくとも１２％の伸びを有するものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記ワイヤフィラメントの各々が、３０％の銅と７０％のニッケルの合金を有するものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項１記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記バスワイヤは、２以上の平行バスワイヤフィラメントを有するものであり、前記平行バスワイヤフィラメントの各々は、約０．０７５ｍｍ〜約０．１ｍｍの間のワイヤ直径、約７０〜１２５ＫＳＩの間の引張強度および少なくとも１２％の伸びを有するものである、全ワイヤガスケットスリーブ。
請求項９記載の全ワイヤガスケットスリーブにおいて、
前記ワイヤフィラメントの各々が、３０％の銅と７０％のニッケルの合金を有するものである、全ワイヤガスケットスリーブ。