JP2009302130A - 電磁波シールド用ガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】導電性筐体と導電性筐体蓋との間などに挟着される電磁波シールド用ガスケットであって、シールド性能に加えて、シール機能とコストパーフォマンスの両者を同時に満足させることを可能とするものを提供する。
【解決手段】導電性不織布または織布にビード部を形成させ、ビード部形成導電性不織布または織布に高分子材料を含浸せしめた電磁波シールド用ガスケット。本発明のガスケットにおいては、同様の部材である導電性の不織布または織布を予め折り曲げ、ビード部を形成させた状態で高分子材料を含浸させることで、シールド性能とシール性能の両機能を同じ共通部分に持たせることが可能となり、省スペース化が実現され、幅の狭いガスケットの作製も可能となる。また、筐体と筐体蓋との間で圧縮・密着させることにより、漏れのないシールド性能とシール性能とが、安定して実現できるようになる。
【選択図】 図４

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、高いシールド性能とシール性能とを併せ持つ電磁波シールド用ガスケット。

自動車や屋外に設置される電子機器や粉塵の多い環境下に設置される電子機器などには、筐体とその蓋部との間隙、信号機、電源線等の配線部の間隙、筐体同士の接合部などにおいては、外部からの水やホコリの侵入を防ぐためのガスケット、パッキン等のシール部品を必要としている。

一方で近年、各種産業技術分野で電子機器に対するEMC(Electro-Magnetic-Compatibility；電磁両立性)規制が厳しくなってきており、回路、筐体、システムでの総括的なEMC対策が求められている。ここで、筐体に対する対策としては、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る。

このような個所へのシールおよびシールドの２つの対策を一つの部品で解決できる電磁波シールド用ガスケットが、先に本出願人によって提案されている。すなわち、この電磁波シールド用ガスケットは、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させたガスケットであって、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させており、一般にガスケット本体の端部で、好ましくはリップ状凸部を有するガスケット本体の端部で、導電性の不織布または織布と一体化され、特に好ましくは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一体化されている。
ＷＯ ２００６／０６４６４２ Ａ１

この電磁波シールド用ガスケットでは、導電性の不織布または織布の採用で高いシールド性を有し、リップ構造を採用した場合はシール性も極めて高いものとなる。一方、リップ構造を採用しない場合には、高圧用途や長期信頼性の点でシール性は若干劣るが、複雑な形状を持たないため、金型製作費や検査コスト等の面で有利である。また、シールド部とシール部とが離れている場合には、ガスケット幅が広くなり、ガスケットを配設する筐体部分の幅を狭めることができなくなる。

上記電磁波シールド用ガスケットは、高いシールド性能を有し、かつシールも可能である点で有望なガスケットではあるが、シールド性能に加えて、シール性能とコストパーフォマンスの両者を同時に満足させることが難しい。さらに、幅を狭めることができないといった寸法上の問題で、筐体側のコスト面での不利を否定することができない。

本発明の目的は、導電性筐体と導電性筐体蓋との間などに挟着される電磁波シールド用ガスケットであって、シールド性能に加えて、シール機能とコストパーフォマンスの両者を同時に満足させることを可能とするもの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にビード部を形成させ、ビード部形成導電性不織布または織布に高分子材料を含浸せしめた電磁波シールド用ガスケットによって達成される。

前記特許文献１に記載される電磁波シールド用ガスケットは、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、ゴム製ガスケット本体と不織布または織布と一体化させ、この一体化はゴム製ガスケット本体の端部で行われ、含浸部を含めた不織布または織布部分を避けてリップ状凸部を有するシール部を形成させているのに対し、本発明においては、同様の部材である導電性の不織布または織布を予め折り曲げ、ビード部を形成させた状態で高分子材料を含浸させることで、シールド性能とシール性能の両機能を同じ共通部分に持たせることが可能となり、省スペース化が実現され、幅の狭いガスケットの作製も可能となる。また、筐体と筐体蓋との間で圧縮・密着させることにより、漏れのないシールド性能とシール性能とが、安定して実現できるようになる。

本発明の電磁波シールド用ガスケットを、図面に基づいて説明する。導電性の不織布または織布は可撓性を有するため、それを変形させてもその形状を維持することができない。そこで、予め導電性の不織布または織布を変形させた状態で、ゴムまたは樹脂である高分子材料を含浸させることで、その変形形状を固定させる。

その変形形状は、面圧を発生させ易いような断面形の突起を有する形状とすることが好ましく、その断面形状、例えば図２(ａ)のA-A線断面形状の具体例が、図１(ａ)〜(ｅ)に示されている。突起を有する形状としては、1回乃至5回程度折り曲げた形状がビード部として有効である。折り曲げられて形成されたビード部は、図示されるようにエッジ部２１、２１′、２１″を有するように急激に折り曲げてもよいし、あるいは曲率(アール)を持つように緩やかに折り曲げてもよい。

このようなビード部の成形方法は、、図２(ａ)〜(ｅ)に示される。例えば、図２に示される長方形環状ガスケットの場合、まず幅約5〜20mm程度、厚さ約0.1〜0.5mm程度の長方形環状不織布または織布が用意される。不織布または織布は、所定形状に直接打ち抜いてもよいが、その場合には打ち抜かれた中心部分がロスとなるので、両端部が斜めにカットされた4本の短冊状不織布または織布１０、１０′、１１、１１′が用意される(図(ａ)参照)。

その短冊状不織布または織布の幅方向にそれぞれにビード部を形成させる場合には、これら１０、１０′、１１、１１′をゴム流動部等を配置した形状に加工した金型の下型４０にセットした後(図(ｂ)参照)、上型４１で圧縮し、圧縮に伴い不織布または織布は変形し(図(ｃ)参照)、この状態でゲート５０から溶融高分子材料５１を射出して、変形状態の不織布または織布に高分子材料を含浸させ成形品６０とした後(図(ｄ)参照)、金型の上型４１を取り外し（図(ｅ)参照）、さらに下型からも成形品６０を外し、バリ６０′が切除される。

成形されたガスケットの平面図は図３に示され、その角部が曲率(アール)を有する、環状長手方向に連続したビード部２１を形成させたガスケット２０(図(ａ)参照)あるいは角部が角張っていて、環状長手方向に連続したビード部３１を形成させたガスケット３０(図(ｂ)参照)が得られる。シールに必要なビード部高さは通常1mm以下であるため、角部が曲率(アール)を有するガスケットを作製する場合には、1枚の打ち抜かれた導電性不織布または織布の高分子材料含浸による変形固定が可能であるが、角度が角張っているガスケットを作製する場合には、1枚の打ち抜かれた導電性不織布または織布を用いて変形させると、変形量の違いにより破れやしわの原因となるので、図３(ｂ)に示すように、導電性不織布または織布を角部で4つの部分に分割して高分子材料を含浸することで、変形量の違いをみることなく、変形固定、一体化が可能となる。

このとき、ビード部３１が周方向に連続となり、さらに向かい合わせる各辺間の導電性不織布または織布の間隙が最小となるように、分割する角度を折り曲げ形状に応じて設計することが必要である。ただし、微小な隙間は、高分子材料含浸の際に埋められるので、シールド性能やシール性能に殆ど影響しない。

ガスケットの形成に用いられる導電性不織布または織布は、平面状であってもよいが、環状体であることが好ましく、環状体としては円形、だ円形、正方形、長方形等の任意の形状をとり得る。導電性不織布または織布としては好ましくは炭素繊維製のものが用いられるが、この他ガスケットが装着される製品の筐体、筐体蓋と同一の金属からなる繊維製、例えばステンレス鋼繊維製、アルミニウム繊維製、黄銅繊維製のものを用い、異なる金属間の接触による電食を回避することが行われる。

導電性不織布または織布の変形、含浸は、圧縮成形の場合には金型に所定形状を加工して用いれば問題なく変形、含浸が可能であり、スクリーン印刷の場合には、所定形状に加工した多孔質の金属製、セラミックス製、樹脂製等の真空チャックで一時的に変形固定させた後、その後のスクリーン印刷法による含浸で変形固定は可能である。

含浸される高分子材料としては、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、オレフィン系、スチレン系の熱可塑性エラストマーや固形のゴムも使用可能である。高分子材料の含浸量は、表面部分となる導電性の不織布または織布を完全に覆わないように、不織布または織布の空隙率の約70〜95％、好ましくは約80〜90％に設定される。これにより、ガスケット表面に導電性の不織布または織布が残存することとなり、導電性の確保がなされる。

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、例えば電子機器の筐体のガスケット嵌挿溝に嵌挿し、筐体と筐体蓋とで挟み込むようにして使用される。図４は、電磁波シールド用ガスケットのかかる使用態様を示す斜視図(図(ａ)参照)および締付前、締付後の要部断面図(図(ｂ)、(ｃ)参照)であり、符号６０は含浸成形品であるガスケット、７０は導電性筐体、７１は導電性筐体蓋である。

このような使用態様において、導電性不織布または織布が高分子材料で含浸、固定化されたガスケットは、導電性の不織布または織布を予めシールに適した形状に変形させた状態で高分子材料を含浸させ、形状を固定することにより、リップ部に相当するビード部を幅方向に形成させることができる。これにより、コストパーフォマンスにすぐれかつ高性能なガスケットを得ることができる。

すなわち、ビード部を形成せしめるように、幅方向にその形状を固定化することにより、ガスケットとして使用した場合には、図４に示されるように、圧縮開始時の接触面積が小さくなり、さらに圧縮に伴う含浸高分子材料の反発力により、特に突起部であるビード部およびその力学的に反対側となる1ヶ所または2ヶ所に面圧がかかり、それがガスケットの周方向に連続することでシールが可能となる。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例
フランジ面寸法(外周側)240×150mm、幅10mmの金属製筐体への適用に際して、238×148mm(外周側)、幅8mmの長方形環状ガスケットを作製した。

長方形環状ガスケットの作製は、ゴム流動部等を配置した形状に加工した金型の下型４０に、両端部が斜めにカットされた4本の短冊状炭素繊維不織布１０、１０′、１１、１１′の各辺を、A-A線で示される幅方向断面を図２(ｂ)となるようにセットした後、上型４１で圧縮し、圧縮に伴い各短冊状炭素繊維不織布は図２(ｃ)のように変形し、この状態でゲート５０から液状シリコーンゴム５１等を射出せしめることによって行われる。ここで用いられた高分子材料含浸用短冊状炭素繊維の断面形状は、図１(ａ)の如くであり、ビード部高さを0.5mmとした。

ゴム５１は、図２(ｄ)に示されるように、炭素繊維不織布内に含浸され、用いられたゴムの種類によっても異なるが、一般的には約130〜180℃で約2〜10分間程度加硫することにより、不織布形状を保ったまま、炭素繊維製不織布とシリコーンゴムは一体化、成形される。成形後は上型４１を開放して、図２(ｅ)に示されるように、成形品６０の形状は固定化され、バリ部６０′を切除し、ガスケットに加工された。

得られたガスケット６０は、図４(b)のB-B線断面に示される如く例えば山形をしており、これを図４(ａ)の斜視図および図４(ｃ)の要部断面図に示される如く、導電性筐体７０と導電性筐体蓋７１との間に挟み込み、図４(ｄ)の締付け後要部断面図に示される如く、ビード部２１(３１)を潰して金属製筐体７０と金属製筐体蓋７１との間に装着し、金属製筐体内部からの放射電磁界を測定した。そして、非導電性ガスケットを装着した場合の放射電界強度の差をシールド特性とした結果、シールド特性は40〜50dBとなり、電磁波シールド性能が確認できた。

ビード部を形成させた導電性不織布または織布の各種態様の断面図である。 導電性不織布または織布にビード部を形成させ、次いで高分子材料を含浸する成形工程を順次示した断面図である。 本発明に係るガスケットの２態様の平面図である。 本発明に係るガスケットを導電性筐体および導電性筐体蓋間に嵌挿し、締付ける前の斜視図および締付け前後における要部断面図である。

符号の説明

１０、１０′、１１、１１′ 短冊状導電性不織布または織布
２０、３０ 電磁波シールド用ガスケット
２１、３１ ビード部
４０ 金型下型
４１ 金型上型
５０ ゲート
５１ 溶融高分子材料
６０ 成形品
６０′ バリ
７０ 導電性筐体
７１ 導電性筐体蓋

Claims (8)

1. 導電性不織布または織布にビード部を形成させ、ビード部形成導電性不織布または織布に高分子材料を含浸せしめてなる電磁波シールド用ガスケット。
2. 導電性不織布または織布の環状体よりなり、環状体幅方向にビード部を形成させ、該ビード部は環状長手方向に連続している請求項１記載の電磁波シールド用ガスケット。
3. 導電性不織布または織布が炭素繊維製である請求項１または２記載の電磁波シールド用ガスケット。
4. 高分子材料が液状ゴムである請求項１、２または３記載の電磁波シールド用ガスケット。
5. ビード部形成導電性不織布または織布の表面の一部に不織布または織布を残存せしめるように高分子材料を含浸させた請求項１、２、３または４記載の電磁波シールド用ガスケット。
6. 導電性筐体および導電性筐体蓋の間に嵌挿されて用いられる請求項１、２、３、４または５記載の電磁波シールド用ガスケット。
7. 導電性筐体および導電性筐体蓋が金属製であり、この金属と同一材料の金属繊維製不織布または織布が用いられた請求項６記載の電磁波シールド用ガスケット。
8. 金属繊維製不織布または織布がステンレス鋼繊維製、アルミニウム繊維製または黄銅繊維製である請求項７記載の電磁波シールド用ガスケット。

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