JP4274243B2

JP4274243B2 - 電磁波シールド用ガスケット

Info

Publication number: JP4274243B2
Application number: JP2006515430A
Authority: JP
Inventors: 穣幸田; 慶一宮嶋; 武司山田; 智広井上
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2025-11-24
Also published as: EP1827071A4; US7446264B2; US20080130260A1; CN1985555B; JPWO2006064642A1; CN1985555A; WO2006064642A1; KR101098775B1; KR20070085110A; EP1827071A1

Description

本発明は、電磁波シールド用ガスケットに関する。さらに詳しくは、耐久性の低下を防止せしめた電磁波シールド用ガスケットに関する。

電子回路、電子装置等が収容されている電子機器において、筐体と蓋体との間の隙間などから外部からの水やホコリが侵入し、電子機器のその他の部分に悪影響を及ぼすという問題が発生している。そのため、通常は筐体と蓋体との間にガスケットを挟み込み、外部からの水やホコリの侵入を防ぐ方法がとられている。しかしながら、このようにガスケットを挟み込んだため、筐体と蓋体との間に絶縁物の隙間が形成され、その隙間から電磁波が洩れるという問題が発生している。

その対策として、導電性ゴム製ガスケットが多く用いられているが、導電性のゴムはゴム中に充填材として導電性物質を分散させているため、ゴムの弾性が阻害され、ガスケットとしての耐久性を低下させることが多い。また、複合化による弾性改善を図ったものも提案されているが、これらの提案ではガスケットのシール面にもシールド材が配置されているため、ガスケットとしてのシール性能が十分ではない。
特開平１１−６８３７６号公報特開平１１−２７４７９３号公報特開２０００−１３３９８０号公報

本発明の目的は、電磁波を反射する導電体を一体化せしめたガスケットにおいて、ガスケット部は通常のゴムと同様に外部からの水やホコリの侵入を防ぎ、導電体部においては電磁波を反射させ、しかもそれの耐久性の低下を有効に防止し、長期間にわたって使用可能な信頼性のある電磁波シールド用ガスケットを提供することにある。

かかる本発明の目的は、導電性不織布または織布環状体の外周部にゴムを射出して、表、裏両面にシール用リップ状凸部を有するゴム製環状ガスケット本体を成形すると共に、導電性不織布または織布環状体外周部にゴムを含浸させ、環状ガスケット本体の内周部と導電性不織布または織布環状体の外周部とがゴム含浸部分で一体化された電磁波シールド用ガスケットによって達成される。

本発明に係る電磁波シールド用ガスケットは、環状ガスケット本体と導電性不織布または織布環状体とが、リップ状凸部を有する環状ガスケット本体の内周部で導電性の不織布または織布環状体の外周部とゴム含浸部分を介して一体化させ、これらの導電性不織布または織布環状体によって電磁波を有効に反射させる構造となっており、ガスケット部本体に導電性物質である充填材を大量に充填する必要がないので、ガスケットの耐久性の低下を防ぐことができ、流体シールとして長期間の使用を可能とする。

また、ガスケット成形材料を導電性の不織布または織布に含浸させることによりガスケット本体と一体化させるに際し、部分的に分割され、含浸後に所定形状となる導電性の不織布または織布を用いると、高価な導電性の不織布または織布の使用量を最小限の量に抑えることができるので、コスト面あるいは環境面からみて好ましい。

ここで、導電性の不織布または織布として、カーボン繊維または電磁波シールド用ガスケットを装着する製品の筐体部と同一の金属からなる繊維を用いた場合には、導電性の不織布または織布としてガスケットを装着する製品の筐体部と異なる金属からなる繊維を用いた場合に問題となる、異なる金属間の長期間の接触あるいは水分の多い雰囲気下における付着水分を介した接触による電食を回避することができる。

さらに、ガスケットが環状体であり、環状ガスケットの内周部で導電性の不織布または織布環状体の外周部で一体化させてなり、この導電性の不織布または織布環状体と一体としてあるいは接続した形で、パーツまたはブロック単位で環状体内を仕切る導電性の不織布または織布帯状体仕切りを設け、パーツまたはブロック単位で電磁波シールドを行うこともできる。

また、本発明の導電性の不織布または織布を用いた電磁波シールド用ガスケットでは、ガスケット機能を有するゴム部を不織布部分または織布部分に含浸させて一体化させているので、例えば特許文献４に示されるような金属ゴム積層体を形成するにあたり金属材としてアルミニウム材を用いる場合に、ゴム層を接合するのに有効な接着手段が少なく、処理条件的にも厳しいという問題を生ずることがない。
特開２００３−２３２４４４号公報

さらに金属ゴム積層体では、基材のバネ効果でシール面圧を実現させているが、アルミニウム材やカーボン材では、材料の特性上そのバネ効果が期待できず、また金属ゴム積層体ではビードを設けることでシールの信頼性を上げることも行われているが、バネ効果が期待できないこれらの材料では、このビードの形成によるシール性の向上効果も小さいなどの問題を有するのに対し、導電性の不織布または織布を用いた本発明の電磁波シールド用ガスケットにおいては、シール機能をガスケット本体のシール部が担うため、これに隣接する導電性の不織布または織布は圧縮されるように設置されればよく、上記バネ効果の問題は克服される。

かかる電磁波シールド用ガスケットは、水、油、粉塵等の存在する環境下、例えば自動車エンジンルーム内、建設機器内、工場内などの電子機器や風雨に曝される屋外設置電子機器用のシールドおよびシールが必要なガスケットとして有効に用いられる。

ガスケット本体は、平面状、円形断面状等任意の形状をとり得るが、特に好ましい態様として用いられる環状ガスケット本体は、円形、だ円形、正方形、長方形等の環状体であれば任意の形状をとることができる。ガスケット本体の表裏各面、一般にはその両面には、低反力化の観点からシール用リップ状凸部を有していることが好ましい。シール用リップ状凸部の形成は、アルミニウム製や樹脂製などの軟質系の蓋体と筐体との接触時に有効である。

図1〜2は、本発明に係る電磁波シールド用ガスケット１の特に好ましい態様を示す平面図およびその成形時のA-A線断面図である。ここで、正方形の環状ガスケット本体２は表、裏両面にシール用リップ状凸部３、３’を有しており、その内周部４において導電性の不織布または織布環状体５の外周部６と含浸部７で一体化されている。なお、環状ガスケット本体２の成形および環状体５の含浸部７の形成は、成形時にガスケット成形材料をゲート１０から注入することによって行われる。また、図5の断面図に示されるように、リップ状凸部３、３’の断面形状を略々３角形とすると共に、含浸部７の厚みを導電性の不織布または織布環状体５の厚みよりも小さくすることで、環状体５のつぶし代が十分にとれ、電磁波シールド性能の信頼性をより十分に確保することができる。

このような一体化は、カーボン繊維、黄銅繊維、ステンレス鋼繊維、アルミニウム繊維等の導電性の不織布または織布をまず金型内に環状体を形成するように挿入し、特にカーボン繊維の不織布または織布は非常に破壊され易いので、金型間にある一定の隙間を設けることによって不織布または織布を一定量圧縮した後、金型内の挟み込まれた導電性環状体の外周部が成形型のキャビティ内部に取り込まれるように設置し、ゴムを射出してガスケット本体を成形すると共に、そこにゴムを含浸させ、用いられるゴムの種類によっても異なるが、一般には約130〜180℃で約2〜10分間程度加硫することにより、ガスケット本体の内周部４と導電性環状体の外周部６とがゴム含浸部分７で強固に一体化される。

ここで、導電性の不織布または織布としては、好ましくはカーボン繊維またはガスケットを装着する製品の筐体部と同一の金属からなる繊維が用いられる。例えば、ステンレス鋼製の筐体に対してはステンレス鋼繊維が、アルミニウム製の筐体に対してはアルミニウム繊維が用いられる。導電性の不織布または織布として、ガスケットを装着する製品の筐体部と異なる金属からなる繊維を用いた場合には、異なる金属間の長期間の接触あるいは水分の多い雰囲気下における付着水分を介した接触による電食が問題となるが、このようにイオン化しないカーボン繊維またはガスケットを装着する製品の筐体部と同一の金属からなる繊維を用いることにより、こうした原因による電食を回避することができる。

導電性の不織布または織布の厚さや幅は、電磁波を反射してシールド作用が確保される程度に、用途によって種々の寸法をとり得る。また、ガスケット本体は、樹脂によっても形成され得るが、一般にはゴムが用いられる。かかる用途に用いられるゴムとしては、液状シリコーンゴム、液状フッ素ゴム、液状アクリルゴム、液状EPDM等の液状ゴムが好んで用いられるが、熱可塑性エラストマーや固形のゴムも使用可能である。熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系、スチレン系のものなどが用いられ、例えばポリスチレン系熱可塑性エラストマーまたはそれと部分的に動的架橋されたポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとのブレンド物などが挙げられる。これらの液状ゴムによる含浸は、圧縮成形法、スクリーン印刷法などによって行われる。
特開２００４−２８８２９６号公報

このようにして得られる本発明の電磁波シールド用ガスケットは、電子機器の筐体のガスケット溝に嵌挿し、筐体と蓋体とで挟み込むようにして使用する。図3に示される如く、ガスケット製品が圧縮されて使用するとき、導電性の不織布または織布は筐体８と蓋体９とによって圧縮され、筐体と蓋体とに接するような状態で使用されることが重要である。

なお、ガスケットは、筐体内外のシールを対象として設けられるが、これが電磁波シールド用として用いられる場合には、筐体内のパーツ単位で個別にシールドを要する場合があり、すなわちパーツ間の電磁波の影響をカットすることが求められる場合がある。このような場合には、図1に示される導電性の不織布または織布環状体５の各辺間を結ぶ線状の不織布または織布帯状体仕切り１２またはこのような帯状体仕切り１２と環状体５の一辺間を結ぶ帯状体仕切り１２’など、環状体の内側を単なる一空間としてではなく、パーツまたはブロック単位で仕切る導電性の不織布または織布帯状体を設けることもできる。

このような仕切り１２，１２’は、シート状の導電性の不織布または織布から環状体を切り出す際に、仕切り１２，１２’が形成されるように切り出すか、あるいは環状体５に帯状体の不織布または織布を接続することにより形成される。接続は、ゴムまたは樹脂などを接合部に含浸させるか、環状体５と帯状体の不織布または織布とを一部重ね合わせ、それらを接着剤によって接着することにより行われる。ここで、接合部の電磁波シールド性をより確実なものとするために、ゴム、樹脂または接着剤として導電性を有するものを用いることが好ましく、また接合部に余剰な反力が生じる場合には、低硬度の液状ゴムの含浸による接続が好ましい。このような接続は、ガスケットの成形時にゴムの含浸を同時に行うことによっても可能であるし、ガスケットの成形前後にゴム、樹脂または接着剤での接続を行うこともできる。

また、図4の製品を圧縮した場合のガスケット本体部と導電性の不織布または織布の圧縮量と反力との関係を示すグラフにみられるように、ガスケット本体の使用圧縮範囲内で導電性の不織布または織布に反力が示されるような設計を行うことが重要である。この場合、導電性の不織布または織布の反力は、ガスケット本体の反力と比較して微小であるため、筐体の蓋体を締める際の妨げとはならない。このように、筐体と蓋体との間の隙間は導電性の不織布または織布によって塞がれているため、電磁波が外部に漏洩することはなくなる。

導電性の不織布または織布を用いたガスケットを蓋体と筐体で挟持して用いるときの圧縮率は、カーボン繊維は脆いという性質があるので約5〜20％程度とし、その他の金属系繊維の場合にあっては、約5〜50％程度となるように設定される。これ以下の圧縮率では、導電性の不織布または織布と蓋体・筐体との接触が不十分となる場合があり、特に使用に伴うヘタリが生ずることがある。一方、これ以上の圧縮率では、カーボン繊維では破壊が生じ易く、金属系繊維でもその圧密による反力が問題となる。ただし、これらの圧縮率の上限については、不織布または織布の繊維密度により当然変り得るものであり、この数値に限定されるものではない。

また、ガスケットの圧縮率については、その値が小さすぎると満足されるシール性が得られず、一方大きすぎると反力が高くなりすぎるので、ガスケットの形状ならびに材料硬度を考慮して適宜設定され、一般には約5〜50％程度とされる。例えば、硬度40〜50の材料を用いた場合、平面状のガスケットでは10％程度、凸状リップ部を有するものでは、リップ部体積の40％程度を圧縮率とする。また、これ以下に硬度が小さい場合には高圧縮率側に、一方これ以上に硬度が大きい場合には低圧縮率側に概ね設定される。

前記図1〜3は、本発明に係る電磁波シールド用ガスケットの特に好ましい態様について説明したが、ガスケット本体と導電性の不織布または織布とを一体化したガスケットであって、含浸部を含めた導電性の不織布または織布部分を避けてシール部を形成せしめた電磁波シールド用ガスケットの構成をとる限り、他の態様をとり得ることは勿論である。

このようにして電磁波シールド用ガスケットを製作するに際し、特に環状ガスケット製作に用いられる導電性の不織布または織布は、必要な環状形状のものを得るためにその中央部分を打抜かねばならず、打抜かれた中央部分はこの種のガスケットでより寸法の小さいものに用いるかあるいは高価な炭素繊維や金属製の不織布または織布であるにも拘らず廃棄せざるを得ないことになる。

かかる事態を避けるために、ガスケット成形材料を導電性の不織布または織布に含浸させることによりガスケット本体と一体化させるに際し、部分的に分割され、含浸後に所定形状となる導電性の不織布または織布が用いられることが好ましい。部分的に分割された形状としては、例えばガスケット幅に近い幅に切り出された短冊状のテープ素材等が示される。この短冊状のテープ素材は、直線状としてあるいはゆるやかな曲線部を有するものとして用いられる。また、導電性の不織布または織布環状体５の分割個所(短冊状のテープ素材の端部接触個所)は、特に限定されるものではないが、筐体８に蓋体９を固定するために設けられるボルトの設置位置(特に図示せず)に設けることも好ましい。

図6には、かかる製作法によるガスケットの製作の一態様が示されており、例えばフランジ面外形寸法200×300mm、縁部幅5mm程度の筐体用として外形寸法199×299mm、幅5mmのガスケットを製作する際、炭素繊維幅3mm幅のテープを長さ192mmのもの2本、292mmのものを2本用意し(a)、これら4本の炭素繊維テープ１３を想定されるガスケット形状１４となるように各端部を接触させて、外形195×295mmの環状となるように配置した後(b)、これの外周側に一部炭素繊維に含浸させながらガスケット本体を成形し、例えば図5の断面図に示される如き形状の電磁波シールド用ガスケットを得ることができる。かかるリップ状凸部を有するガスケット本体２、含浸部７および導電性の不織布または織布環状体５よりなる電磁波シールド用ガスケットの平面図は、図6(c)に示される。炭素繊維テープの各端部接触部分は、ガスケット成形材料の含浸およびリップ状凸部の形成によって一体化され、各端部間に隙間を生ぜず、電気的な接続も完全に行われた。

本発明に係る電磁波シールド用ガスケットの特に好ましい態様の平面図である。図1の成形時のA-A線断面図である。ガスケット製品を筐体と蓋体とに取付けた状態の断面図である。ガスケット製品を圧縮使用したときのガスケット本体部と導電性の不織布または織布の圧縮量と反力との関係を示すグラフである。本発明に係る電磁波シールド用ガスケットの略々三角形断面タイプのものの断面図である。部分的に分割され、含浸後に所定形状となる導電性の不織布または織布が用いられた電磁波シールド用ガスケットの製作工程を示す図である。

符号の説明

１電磁波シールド用ガスケット
２ガスケット本体
３、３’ シール用リップ部
４ガスケット本体内周部
５導電性の不織布または織布環状体
６導電性環状体外周部
７含浸部
８筐体
９蓋体
１０ノズル
１２、１２’ 線状の不織布または織布帯状体仕切り
１３導電性の不織布または織布テープ
１４想定ガスケット形状

Claims

導電性不織布または織布環状体の外周部にゴムを射出して、表、裏両面にシール用リップ状凸部を有するゴム製環状ガスケット本体を成形すると共に、導電性不織布または織布環状体外周部にゴムを含浸させ、環状ガスケット本体の内周部と導電性不織布または織布環状体の外周部とがゴム含浸部分で一体化された電磁波シールド用ガスケット。
部分的に分割され、含浸後に所定形状となる導電性の不織布または織布が用いられた請求項１記載の電磁波シールド用ガスケット。
導電性不織布または織布環状体が、カーボン繊維または電磁波シールド用ガスケットを装着する製品の筐体部と同一の金属からなる繊維を用いたものである請求項１記載の電磁波シールド用ガスケット。
電子機器の筐体と蓋体との間に挟み込んで使用される請求項１記載の電磁波シールド用ガスケット。
ガスケットが圧縮されて使用されるとき、導電性不織布または織布環状体が筐体と蓋体とによって圧縮され、筐体と蓋体とに接するような状態で使用される請求項４記載の電磁波シールド用ガスケット。
環状ガスケット本体と導電性不織布または織布環状体とが、環状ガスケット本体の内周部と導電性不織布または織布環状体の外周部でゴム含浸部分を介して一体化させてなり、この導電性不織布または織布環状体と一体としてあるいは接続した形で、パーツまたはブロック単位で導電性不織布または織布環状体内を仕切る導電性不織布または織布帯状体仕切りが設けられた請求項１記載の電磁波シールド用ガスケット。