KR101670890B1 - 시일 구조체 - Google Patents

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KR101670890B1
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타카히로 하야시
케이이치 미야지마
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니폰 메크트론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 시일부재를 하우징의 삽입구멍에 삽입하는 조작이 용이하며, 시일부재의 양호한 시일성능을 발휘하는 것이 가능한 시일 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여, 가요성 배선기판(flexible wiring substrate)이 삽입통과되는 삽입통과구멍을 설치한 하우징과, 상기 가요성 배선기판에 일체로 성형되고, 상기 삽입통과구멍과 상기 가요성 배선기판 간의 갭을 밀봉하는 부시형상(bush-shaped)의 고무상 탄성재로 만든 시일부재로 이루어지는 시일 구조체로서, 상기 시일부재가 일체로 성형되는 부분에 있어서, 가요성 배선기판의 일부에 돌출부를 설치하는 구성으로 하였다.

Description

시일 구조체{SEAL STRUCTURE}
본 발명은, 시일 구조체에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 전자기기나 커넥터의 방수구조(waterproof structure)를 제공하는 시일 구조체에 관한 것이다.
근래, 휴대전화 등의 전자기기나 자동차용 와이어하네스(automotive wire harness) 등에 사용되는 방수커넥터는 소형화가 진행되는 동시에, 높은 방수기능이 요구되게 되었다.
복수의 공간으로 이루어지는 전자기기에 방수기능을 부여하기 위해서는, 각각의 공간을 구성하는 하우징에 기밀성(airtightness)을 갖게 하고, 각 공간의 사이를 가요성 기판(flexible substrate) 등으로 전기적으로 접속할 필요가 있다.
이 경우, 각 공간을 구획하는 하우징의 벽면에 단자를 설치하고, 이들 단자 사이를 배선재로 접속하는 방법이나, 하우징의 벽면에 배선재를 통과시켜, 배선재와 하우징의 사이에 생기는 틈새를 접착제 등으로 메우는 방법이 제안되었다.
그러나, 단자를 하우징 벽면에 설치하는 양태는, 기기가 대형화된다는 문제가 있었다.
배선재와 하우징의 사이에 생기는 틈새를 접착제 등으로 메우는 방법은, 분해, 재조립이 곤란하게 된다는 문제를 초래하였다.
따라서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 가요성 배선기판(flexible wiring substrate)에 시일부재를 일체적으로 성형하는 양태가 제안되었다(특허문헌 1, 2).
도 8 내지 도 10에 나타내는 양태는, 부시 형상(bush-shaped)의 시일부재(300)가 가요성 배선기판(100)과 일체로 성형되어 있다.
이 시일부재(300)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 하우징(200)에 형성한 삽입통과구멍(210)에 장착된다.
그리고, 가요성 배선기판(100)의 양단(兩端)에 설치한 커넥터(120)는, 하우징(200) 내의 전기부품과 전기적으로 접속된다.
또한, 시일부재(300)의 형상, 및 하우징(200)에 설치되는 가요성 배선기판(100)이 삽입통과하는 삽입통과구멍(210)의 형상 및 크기는, 가요성 배선기판(100)의 선단에 배치된 커넥터(120)(단자)의 형상에 의해 결정된다.
이것은, 커넥터(120)가 하우징(200)의 삽입통과구멍(210)을 통하여, 하우징(200) 내로 삽입되어야 하기 때문이다.
특히, 최근의 기술혁명에 의해 다정보(a lot of information)의 전달이 필요불가결하며, 다핀(a lot of pins)화가 현저하다는 등의 배경에 의해, 가요성 배선기판(100)의 단부(end portions)에 설치되는 커넥터(120)가 대형화되고 있다.
그 결과, 도 9에 나타내는 바와 같이, 가요성 배선기판(100)의 폭(Y)에 비하여, 시일부재(300)의 폭(Z)이 대폭적으로 커져야 한다.
이 때문에, 이하의 문제를 초래하였다.
즉, 도 10에 나타내는 바와 같이, 시일부재(300)를 하우징(200)의 삽입통과구멍(210)에 화살표 방향으로부터 삽입할 때에, 가요성 배선기판(100)이 존재하지 않는 시일부재(300)의 양측(장변방향의 양단)이, 삽입통과구멍(210)에 들어가지 않고, 도면상 하방으로 크게 변형되기 때문에, 삽입이 어렵다고 하는 문제를 야기하였다.
또한, 강제적으로 밀어넣어 삽입한 경우에는, 시일부재(300)가 변형하여 삽입되어, 방수성능이 저하할 위험성이 있었다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2004-214927호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허공개 2003-142836호 공보
본 발명은 이상의 점을 감안하여, 시일부재를 하우징의 삽입구멍에 삽입하는 조작이 용이하며, 시일부재의 양호한 시일성능을 발휘할 수 있는 시일 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 있어서는, 가요성 배선기판이 삽입통과되는 삽입통과구멍을 설치한 하우징과, 상기 가요성 배선기판에 일체로 성형되며, 상기 삽입통과구멍과 상기 가요성 배선기판 간의 갭을 밀봉하는 부시 형상의 고무상 탄성재로 만든(rubber elastic material-made) 시일부재로 이루어지는 시일 구조체로서, 상기 시일부재가 일체로 성형되는 부분에 있어서, 가요성 배선기판의 일부에 돌출부(projected portions)를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 이하에 기재되는 바와 같은 효과를 나타낸다.
청구항 1에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 시일부재를 하우징의 삽입구멍에 삽입하는 조작이 용이하며, 시일부재의 양호한 시일성능을 발휘할 수 있다.
또한, 청구항 2에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 시일부재의 단면 형상이 직사각형인 것에 있어서, 장변(長邊) 방향의 양단부의, 삽입시의 변형을 억제할 수 있다.
게다가, 청구항 3에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 시일부재의 단면 형상이 직사각형인 것에 있어서, 폭 방향의 양단부의, 삽입시의 변형을 확실하게 억제할 수 있는 동시에, 시일부재에 발생하는 면압(面壓)이 전면(全面)에서 균일하게 되기 때문에, 밀봉성이 양호하며, 방수성능을 높이는 것이 가능하다.
또, 청구항 4에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 돌출부에서의 기계적 강도를, 삽입저항에 충분히 견디는 것으로 할 수 있다.
게다가, 청구항 5에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 시일부재와 가요성 기판과의 사이에서 박리(剝離)가 발생하는 문제를 억제할 수 있다.
또한, 청구항 6에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 대칭형상의 시일 구조체에 적합하다.
또, 청구항 7에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 비(非)대칭형상의 시일 구조체에 적합하다.
게다가, 청구항 8에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 프린트 배선층에 구리페이스트(copper paste)를 이용한 시일 구조체에 적합하다.
또한, 청구항 9에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 프린트 배선층에 구리박(copper foil)을 에칭한 것을 이용한 시일 구조체에 적합하다.
또, 청구항 10에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 가요성 배선기판의 단부에 커넥터를 부착한 시일 구조체에 적합하다.
게다가, 청구항 11에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 가요성 배선기판의 단부에, 가요성 배선기판의 폭보다 큰 폭의 커넥터를 부착한 시일 구조체에 적합하다.
또한, 청구항 12에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 시일부재가 부시 형상끼리의 조합의 시일 구조체에 적합하다.
또, 청구항 13에 기재된 발명의 시일 구조체에 따르면, 시일부재가 부시 형상과 프레임체 형상(frame shaped)의 조합의 시일 구조체에 적합하다.
도 1은, 본 발명이 적용되는 시일 구조체가, 하우징에 장착되기 전의 평면도이다.
도 2는, 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 3은, 도 1의 시일 구조체가 하우징의 삽입구멍에 삽입되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4(a)는, 돌출부를 가요성 배선기판의 양쪽에 설치한 양태를 나타낸 도면이다. 도 4(b)는 돌출부를 가요성 배선기판의 한쪽에 설치한 양태를 나타내는 도면이다.
도 5(a)는, 돌출부가, 가요성 배선기판을 구성하는, 베이스 기판과 구리박층(copper foil layer)에 의해 형성되어 있는 양태를 나타낸 도면이다. 도 5(b)는, 돌출부가, 가요성 배선기판을 구성하는, 베이스 기판에 의해 형성되어 있는 양태를 나타낸 도면이다.
도 6(a)는, 본 발명에 관한 시일 구조체의 시일 면압(面壓)의 상태를 나타낸 도면이다. 도 6(b)는, 종래 기술에 관한 시일 구조체의 시일 면압의 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명에 관한 다른 실시형태인, 시일 부재가 부시 형상과 프레임체 형상의 조합의 시일 구조체를 나타낸 도면이다.
도 8은, 종래 기술의 시일 구조체가, 하우징에 장착되기 전의 평면도이다.
도 9는, 도 8의 A-A선 단면도이다.
도 10은, 도 8의 시일 구조체를 하우징의 삽입구멍에 삽입하고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 7에 기초하여 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 시일 구조체의 기체(基體)는, 도 1, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 가요성 배선기판(1)이 삽입통과되는 삽입통과구멍(21)을 설치한 하우징(2)과, 이 가요성 배선기판(1)에 일체로 성형되며, 삽입통과구멍(21)과 가요성 배선기판(1) 간의 갭을 밀봉하는 부시 형상의 고무상 탄성재로 만든 시일부재(3)를 가지며, 이 시일부재(3)가 일체로 성형되는 부분에 있어서, 가요성 배선기판(1)의 일부에 돌출부(11)를 설치하는 양태로 되어 있다.
또, 이 시일부재(3)의 단면(斷面) 형상은, 시트형상의 가요성 배선기판(1)에 설치되는 관계로부터, 대략 직사각형을 나타내고 있다.
다만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 장변 방향의 양단부(31, 31)는, 시일성(sealing property) 및 장착성의 관점에서, 원호형상으로 하고 있다.
그리고, 이 돌출부(11)는, 시일부재(3)의 장변 방향의 양단부(31, 31) 근방까지 존재하는 양태로 되어 있다.
게다가, 이 돌출부(11)는, 도 1 및 도 3의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 시일부재(3)의 축 방향의 양단부(32, 32) 근방까지 존재한다.
이 결과, 돌출부(11)는, 시일부재(3)의 장변 방향 및 축 방향의 대략 전체에 걸쳐 존재하는 동시에, 돌출부(11) 전체가, 시일부재(3) 내에 매설되는 양태로 되어 있다.
이 때문에, 돌출부(11)에서의 기계적 강도를, 삽입저항에 충분히 견디는 것으로 할 수 있는 동시에, 시일부재(3)와 가요성 기판(1) 간의 사이에서 박리가 발생하는 문제를 회피할 수 있다.
또한, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(11)는, 가요성 배선기판(1)의 양쪽에 설치되는 양태로 하여도 좋고, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 가요성 배선기판(1)의 한쪽에만 설치하는 양태로 하여도 좋다.
일반적으로, 가요성 배선기판(1)은, 이하의 구조를 구비하고 있다.
즉, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 액정 폴리머 등의 탄성재료로 이루어지는 베이스기판(13)의 일면에, 은페이스트(silver paste)를 이용하거나, 구리박(141)을 에칭한 프린트 배선층(14)이 접착 고정된다.
이어서, 이 프린트 배선층(1)의 표면에는, 표면을 보호하기 위한 절연층이 형성된다.
이 절연층은, 톱코트(top coat)라고 불리며, 알키드 수지(alkyd resin)가 사용되어 있다.
이 때문에, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 구리박(141)을 에칭하여 프린트 배선층(14)이 형성되는 경우에는, 돌출부(11)는, 베이스기판(13)과, 프린트 배선층(14)을 형성하고 있는 구리박층(141)에 의해 형성되거나, 이것에 절연층을 부가한 층으로 구성된다.
또한, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 은페이스트를 이용하여 프린트 배선층(14)이 형성되는 경우에는, 돌출부(11)는, 베이스기판(13)에 의해 형성되거나, 이것에 절연층을 부가한 층으로 구성된다.
게다가, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가요성 배선기판(1)의 단부(end portions)에는, 커넥터(12)가 부착되어 있다.
그리고, 이 커넥터(12)를 설치한 부분의 폭(X, X')은, 가요성 배선기판(1)의 폭(Y)보다도 큰 양태로 되어 있다.
따라서, 돌출부(11)를 설치하지 않은 경우에는(종래 기술의 경우는), 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 필연적으로 시일부재(3)의 양쪽에 가요성 배선기판(1)이 존재하지 않는 영역이, 광범위하게 존재하게 된다.
이 결과, 도 6(b)의 화살표로 나타내는 바와 같이, 시일부재(3)에 있어서, 가요성 배선기판(1)이 존재하는 부분의 면압은 높고, 가요성 배선기판(1)이 존재하지 않는 부분의 면압은 낮게 되므로, 시일부재(3) 전체의 시일 면압이 불균일한 상태가 된다.
한편, 돌출부(11)를 설치한 경우에는, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 시일부재(3) 전체에 가요성 배선기판(1)이 존재하는 것과 마찬가지인 상태가 형성되기 때문에, 도 6(a)의 화살표로 나타내는 바와 같이, 시일부재(3) 전체의 시일 면압을 균일하게 유지하는 것이 가능하다.
또한, 시일부재(3)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 부시 형상끼리의 조합인 것에 적용가능한 것은 물론이지만, 도 7에 나타내는 바와 같이, 부시 형상의 시일부재(3)와, 프레임체 형상의 시일부재(4)와의 조합에도 적용가능하다.
당연히, 본 발명은, 하우징에 삽입통과구멍을 설치하는 부시 형상의 시일부재(3)에만 적용하는 것이다.
시일부재(3)의 재질은, 우레탄고무, 실리콘고무, 불소고무(fluorine-contained rubber), 천연고무 등의 각종의 고무상 탄성체가 사용가능하지만, 접착성·성형성(molding property)의 관점에서, 자기접착성 액상고무(self-adhesive liquid rubber)가 바람직하다.
또한, 본 발명은 상술한 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 그외 다양한 구성을 채용할 수 있는 것은 물론이다.
1 가요성 배선기판(flexible wiring substrate)
2 하우징
3 시일부재(seal member)
11 돌출부(projected portion)
12 커넥터
13 베이스 기판(base substrate)
14 프린트 배선층(printed wiring layer)

Claims (13)

  1. 가요성 배선기판(1)이 삽입통과되는 삽입통과구멍(21)을 설치한 하우징(2)과, 상기 가요성 배선기판(1)에 일체로 성형되며, 상기 삽입통과구멍(21)과 상기 가요성 배선기판(1) 간의 갭을 밀봉하는 부시 형상의 고무상 탄성재로 만든 시일부재(3)로 이루어지는 시일 구조체로서,
    상기 시일부재(3)가 일체로 성형되는 부분에 있어서, 가요성 배선기판(1)의 일부에, 상기 가요성 배선기판(1)의 폭을 확대하는 돌출부(projected portions, 11)를 설치한 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시일부재(3)의 단면 형상이, 직사각형인 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11)가, 상기 시일부재(3) 내에 있어서, 상기 시일부재(3)의 폭방향의 양단부(31, 31)를 향해 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11)가, 상기 시일부재(3) 내에 있어서, 상기 시일부재(3)의 축방향의 양단부(32, 32)를 향해 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11) 전체가, 상기 시일부재(3) 내에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11)가, 상기 가요성 배선기판(1)의 양쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11)가, 상기 가요성 배선기판(1)의 한쪽에만 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11)가, 상기 가요성 배선기판(1)을 구성하는 베이스기판(13)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(11)가, 상기 가요성 배선기판(1)을 구성하는, 베이스기판(13)과, 프린트 배선층(14)을 형성하고 있는 구리박층(141)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가요성 배선기판(1)의 단부에 커넥터(12)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 커넥터(12)를 설치한 부분의 폭(X, X')이, 다른 상기 가요성 배선기판(1)의 폭(Y)보다 큰 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시일부재(3)가, 부시 형상끼리의 조합인 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시일부재(3)가, 부시 형상과 프레임체 형상의 조합인 것을 특징으로 하는 시일 구조체.
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