JP5321215B2 - 電磁波シールド用ガスケット - Google Patents

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、溝なし筐体向けなどに好適に用いられる電磁波シールド用ガスケットに関する。

自動車、建設機械、工場内設置機器等の水、油、粉塵等の存在する環境下で使用される電子機器、あるいは風雨に曝される屋外設置用電子機器においては、筐体と蓋体との間の間隙、信号機、電源線等の配線部の間隙、筐体同士の接合部等において、外部からの水やほこり等の侵入を防ぐガスケット、パッキン等のシール部品を必要としている。

一方、近年では、各種産業分野で電子機器に対するEMC(電磁両立性)規制が厳しくなってきており、回路、筐体、システムでの包括的なEMC対策が求められている。

ここで、筐体への対策としては、電磁波の放射および侵入を防ぐ電磁波シールドが有効な対策の一つとされている。本出願人は先に、導電性の織布または不織布にゴムや樹脂を含浸させたガスケットを提案している(特許文献１参照)。

この提案においては、シール性能の観点からは面圧を集中させ、シール限界圧力を高め、さらにシール信頼性を高めることができるリップ構造が好んで採用されている。ただし、リップ構造を採用しなくともシール自体は可能であるが、使用条件が限定されることとなる。しかるに、リップ構造を採用する場合には、この部材が挿入される筐体側にリップの位置決めやリップのつぶし量制限のために溝加工を施す必要があり、溝加工に伴うコストアップ要因や溝幅確保のために適当なフランジ幅が必要となり、筐体小型化の障害となるのを避けることができない。

特に、シール部とシールド部とが離れている場合にはガスケット幅が広くなり、ガスケットを配置する筐体部分の幅を狭めることができない。また、仮に溝加工していない筐体にこのようなリップ構造のガスケットを使用した場合には、締付け量を制御できず、過度の圧縮をさせてしまう可能性がある。

その結果として、リップ部分の構造破壊や圧縮永久歪による長期使用でのシール性能低下の増大につながる可能性もある。さらに、リップ部分はその周囲と比べて厚み(高さ)があり、溝加工していない筐体では水平に保持する、すなわち直立させることができずに、斜めに潰される可能性を有しており、そのため想定外の応力がかかった場合には、このような問題が加速される可能性がみられる。

さらに最近では、電子機器の小型化、軽量化のために筐体寸法を小さくすることが可能な、溝加工の必要のないガスケットが要求されている。

ＷＯ ２００６／０６４６４２ 特開２００４−２８８２９６号公報

本発明の目的は、電子機器の筐体と筐体または筐体と蓋体との間等の隙間に装着され、電磁波シールド性とシール性の同時確保を可能ならしめ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、ゴムまたは樹脂を含浸させた導電性の不織布または織布シート状体の幅方向の一部分の両面に薄肉部を形成させ、該薄肉部の両面にゴム製または樹脂製リップ部を薄肉部と一体に形成させ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、電磁波シールド性能とシール性能とを併せ持つガスケットであり、しかも溝加工をしない筐体に対して適用可能である。そのため、幅が狭く、筐体側に溝加工の必要のない本発明のガスケットを用いることにより、筐体の小型化、軽量化、コスト削減に寄与すること大である。

すなわち、本発明の電磁波シールド用ガスケットは、導電性不織布または織布に由来する高い導電性のため、高い電磁波シール性を有すると共に、ゴム製または樹脂製不織布または織布の薄肉部に形成されたゴム製または樹脂製リップ部の潰し量の制御および管理が容易で、シール性についても高い信頼性を得ることができる。

本発明に係る電磁波シールド用ガスケットの一態様の平面図(a)およびそのI-I線断面図(b)である。 本発明の電磁波シールド用ガスケットの成形工程(a)〜(d)を順次示した断面図である。 本発明の電磁波シールド用ガスケットを筐体および蓋体に装着した際の圧縮過程(a)〜(c)を順次示した断面図である。

ゴムまたは樹脂を含浸させた導電性の不織布または織布としては、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不織布または織布が用いられ、好ましくはカーボン繊維製または電磁波シールド用ガスケットが装着される製品の筐体部と同一の金属からなる繊維製のものが用いられる。

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、アルミニウム製筐体に対してはアルミニウム繊維が、導電性不織布または織布のシート状体として用いられる。導電性の不織布または織布繊維として、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シート状体材料として用いることにより、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(特許文献２参照)。

電磁波シールド用ガスケットは、主として溝なし筐体に用いられるため、一般に環状ガスケットとして作製され、その一態様の平面図は図１(a)に、またI-I線断面図は図１(b)に示される。この四角形状環状ガスケット１において、符号２、２′は導電性不織布または織布よりなる、ゴムまたは樹脂含浸シート状体であり、符号３はシート状体の幅方向の一部分、好ましくはその幅方向中央部に設けられた薄肉部であり、符号４は薄肉部３の両面にシート状体と一体に形成されたゴム製または樹脂製リップ部である。シート状体２としては、一般にその厚さが約3〜10mm程度のものが用いられる。

かかる構造を有する環状ガスケットの製造は、図２の断面図に示される如く、所定形状の成形面を有する下金型１１に導電性シート状体１３を載せ(a)、さらに所定形状の成形面を有する上金型１２を導電性シート状体１３の上方に設置し(b)、これら金型を閉じることによって、シート状体の薄肉部１４を形成させた後(c)、リップ部形成用空間１５にゴムまたは樹脂を射出してリップ部４を形成させる。ここで、リップ部形成用空間１５に対応する位置のシート状体には、金型により圧縮される力は働かないが、周囲の圧縮に引きずられた形で圧縮され、薄肉部を形成させる。

この際、導電性シート状体へのゴムまたは樹脂の含浸は、(a)の段階でゴムまたは樹脂含浸導電性シート状物を用いてもよいし、あるいは(d)の段階でリップ部４の形成と同時に行われ、完全に圧縮された導電性シート状体へのゴムまたは樹脂の含浸は、シート状体表面の導電性の不織布または織布を完全に覆わないように、予めシート状体を元の厚さの80〜90％程度に圧縮させ、すなわち成形時圧縮率としては20〜10％の状態で、そのときの空隙に100％含浸させることにより行われる。このとき、圧縮は金型での圧縮などの如く物理的に行い、圧縮に用いられた金型等が導電性の不織布または織布と接触させていて、これによりシート状体表面に導電性の不織布または織布が残存し、表面導電性を確保することができる。

また、導電性の不織布または織布よりなるシート状体の部分的薄肉化は、圧縮成形の場合には所望の形状の金型を用いれば、問題なく圧縮成形が可能である。薄肉部分の厚さは、その部分の幅と合わせ、ガスケットのボリューム、筐体への組付け状態などにより決められ、図３(c)での組付け状態においては、圧縮されたガスケットの逃げ場を十分確保できる程度の空間を、薄肉部分の厚さおよび幅から形成することが必要となる。ただし、圧縮量としては、不織布または織布の初期状態での空孔率と同程度の圧縮率が限界となる。また、薄肉部以外の部分を2枚以上の導電性の不織布または織布を重ね合わせ、そこにゴムまたは樹脂を含浸させれば、2枚以上の導電性不織布または織布は一体化され、所望の構造を実現できる。

ゴムまたは樹脂を含浸させた導電性の不織布または織布シート状体の幅方向の一部分、好ましくは幅方向中央部に形成された薄肉部３の両面には、ゴム製または樹脂製リップ部４、４′が薄肉部と一体に形成される。リップ部形成材料としては、一般にシート状体含浸に用いられたゴム材料または樹脂材料と同じものが用いられる。ゴム材料が用いられた場合には、シート状体への含浸およびリップ部形成のための射出成形が行われた後、一般には約130〜180℃で約2〜10分間程度加熱加硫することにより、リップ部ゴム部分はシート状体に強固に一体化される。

なお、薄肉部以外の部分を2枚以上の導電性不織布または織布を重ね合わせ、そこにゴムまたは樹脂を含浸させる態様にあっては、シート状体への含浸とリップ部の形成を同時に行うことができる。

このように構成された本発明の電磁波シールド用ガスケットは、図３の圧縮過程に示される如く、圧縮前の状態のもの(a)を、例えば筐体２１と蓋体２２とによって上下方向から圧縮した初期段階では(b)、まずリップ部分４が潰され、その潰し量が増え、リップの高さが低下し、ゴムまたは樹脂を含浸させた部分２、２′と同じ厚み迄圧縮されると(c)、含浸部分２、２′はゴムまたは樹脂だけのリップ部分４、４′よりも硬度が高くかつ面積も広いため、圧縮に伴う反力が増大することになる。

このとき、含浸部分２、２′の表面で導電性の不織布または織布が筐体２１および蓋体２２と接触し、筐体および蓋体との導通が確保され、電磁波シールド性が実現できる。また、この反力が増大した領域で、締付けの程度を調節することにより、ゴムまたは樹脂単体であるリップ部４の過度の圧縮を抑制することができる。これにより、溝が不要で、電磁波シールド性を有するガスケットを得ることができる。

さらに、本発明に係る電磁波シールド用ガスケットにおいては、全体の厚さの内リップ部のみが厚い構造を有しており、この点においては従来のリップ部だけの構造のガスケットと同様であるが、その絶対量はリップ部の潰し量だけわずかに厚いだけの構造である。リップ部の潰し量は、筐体等の大きさやシール必要圧力により大きく異なるが、概ね0.2〜1.0mm程度である。したがって、従来のリップだけの構造のガスケットと比べて直立性が高く、また斜め圧縮になる割合が極めて小さく、シールの信頼性が向上することとなる。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例
フランジ面外側寸法240×150mm、幅5mmの金属製筐体へ適用される四角形状環状ガスケットとして、外側寸法239×149mm、幅4mmのものを作製した。(図１参照)

すなわち、厚さ0.6mmのカーボン繊維不織布の幅方向中央部を、図２に示される如き金型を用いて0.28mm迄圧縮し、液状シリコーンゴムを不織布に含浸させた。リップ部形成空間に対応する位置のシート状体には、金型により圧縮される力は働かないが、周囲の圧縮に引きずられた形で圧縮され、その部分も薄肉部を形成させる。この状態で、リップ部形成空間に液状シリコーンゴムを射出し、厚み0.9mm、高さ0.15mmのリップ部を、リップ先端角度45°で形成させた。含浸された液状シリコーンゴムおよび射出された液状シリコーンゴムは、130℃で2分間加硫され、シート状体との一体化が図られる。成形後型を開放し、図１(b)に示されるような断面形状に固定化され、バリ部を打抜き、ガスケットに加工した。

得られたガスケットを溝なしの金属製筐体と金属製蓋体間に装着し、金属製筐体内部からの放射電磁界を測定し、非導電性ガスケットを装着した場合の放射電磁界強度との差をシールド性とすると、シールド特性は40〜50dBとなり、電磁波シールド性能が確認された。

１ 四角形状環状ガスケット
２、２′ ゴムまたは樹脂含浸シート状体
３、３′ シート状体薄肉部
４、４′ リップ部
１１ 下金型
１２ 上金型
１３ 導電性シート状体
２１ 筐体
２２ 蓋体

Claims (7)

1. ゴムまたは樹脂を含浸させた導電性の不織布または織布シート状体の幅方向の一部分の両面に薄肉部を形成させ、該薄肉部の両面にゴム製または樹脂製リップ部を薄肉部と一体に形成させてなる電磁波シールド用ガスケット。
2. 薄肉部がシート状体の幅方向中央部に形成された請求項１記載の電磁波シールド用ガスケット。
3. 電子機器の筐体と筐体または筐体と蓋体とを接合させるに際し、それらの隙間に装着される請求項１または２記載の電磁波シールド用ガスケット。
4. 溝なし筐体と筐体または筐体と蓋体に適用される請求項３記載の電磁波シールド用ガスケット。
5. ガスケットとして使用するため圧縮されたとき、肉厚の導電性不織布または織布部分とゴム製または樹脂製リップ部とが、いずれも筐体に接触する構造を有する請求項３または４記載の電磁波シールド用ガスケット。
6. ゴムまたは樹脂を含浸させた不織布または織布の肉厚部分で導電性を確保して電磁波シールド性を確保し、面圧を集中させたゴム製または樹脂製リップ部分でシール性を確保した請求項３、４または５記載の電磁波シールド用ガスケット。
7. 導電性不織布または織布が、カーボン繊維製または電磁波シールド用ガスケットが装着される製品の筐体部と同一の金属からなる繊維製である請求項１乃至６のいずれかに記載の電磁波シールド用ガスケット。

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