JP2004289943A - ガスケット及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子機器の壁面を貫通する配線部材を密封するガスケットは、フレキシブルプリント回路基板(FPC)2の表面に、ディスペンサ7等の吐出手段によって、液状ゴム5’を塗布し、該塗布された液状ゴム5’を常温常圧下で、そのままあるいは紫外線等の物理的作用を施して硬化し、ガスケット形状に形成する。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械・自動車産業や電気部品関連産業等の分野に用いられ、密封側と反密封側との間の電気的な接続のために密封側と反密封側とに連続して延びたり、密封側に配置されたりする配線含有薄型部材に対して用いられるガスケット及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気機器、HDD(ハードディスク装置)等の電子機器、アクチュエータ、センサ及びコントローラ等においては、フレキシブルプリント回路基板(フレキシブルプリンティッドサーキット、以下、FPCと称する)や、フレキシブルフラットケーブル(以下、FFCと称する)等の配線含有薄型部材を装置の内外等、密封側と反密封側との2つの空間にわたって延設したり、配線含有薄型部材を密封側に配置して配線含有薄型部材からコネクタ等の接続部を反密封側に露出したりすることがある。
【0003】
このような場合には、密封側と反密封側との間を隔てるために、配線含有薄型部材に対して用いるガスケットによってシールを行うことが知られている。
【0004】
第1の従来例として、HDDのコネクタ周りのFPCに取り付けられるガスケットについて説明する。
【0005】
図11はHDDのコネクタ104の周りに設けられたガスケット105を示す図である。ガスケット105は、反密封側である外部に露出するコネクタ104の周りを囲ってFPC102上に取り付けられている。FPC102は、金属プレート106上に貼り付けられている。
【0006】
このガスケット105は、図12に示すように、HDDのケース103の開口103aからコネクタ104を外部に露出させた際に、金属プレート106がケース103に押し付け固定されるに伴い、コネクタ104の周りでケース103の内壁に突き当たって、FPC102とケース103内壁との間で圧縮されてシールを行う。
【0007】
第2の従来例として、HDDの外部に引き出されるFPC周りに取り付けられるガスケットについても説明する。
【0008】
図13はHDDのFPC107周りに設けられたガスケット108を示す図である。ガスケット108は、反密封側である外部に引き出されるFPC107の周りに一回りして取り付けられている。このガスケット108には、FPC107に一体成形されているものや、予めガスケット108を成形しておいてFPC107を外部へ引き出す際にガスケット108にもFPC107を挿通することで装着されたものがある。
【0009】
このガスケット108は、図14に示すように、ケース110のスリット110aからFPC107を外部へ引き出した際に、FPC107の一部が貼り付けられた金属プレート109がケース110の内壁に押し付け固定されるに伴い、ケース110のスリット110aを塞いでシールを行う。
【0010】
これらのガスケットとしては、特許文献1に記載されているものがある。特許文献1では、配線含有薄型部材を絶縁性ゴム状弾性体で挟み込み、配線含有薄型部材と絶縁性ゴム状弾性体とが一体成形された構成が記載されている。
【0011】
【特許文献1】
特許第3207422号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術のガスケットでは、以下の問題が生じていた。
【0013】
まず、第1の従来例での問題点を説明する。第1の従来例では、FPCには内部に配線が通っているために、FPC表面が凸凹しており、ガスケットのFPC表面と接する側が漏れ易い。このため、ガスケットがFPC表面の凸凹を吸収して密接するために、ガスケットの圧縮量をかせぐようにガスケットの圧縮高さを高くしていた。一方で、HDDの小型化に伴い、ガスケットの幅寸法には制限があったために、幅寸法は狭く設定される。よって、ガスケットの断面形状は、図12(a)のB部を拡大して示す図12(b)に示すように、圧縮方向に縦長の形状となっていた。このような縦長の形状のガスケットでは、圧縮時における安定性が悪く、ガスケットの倒れが起こり、漏れが生じる問題があった。
【0014】
また、先にガスケットを成形し、その後に成形されたガスケットを装着するというように手間がかかり、中には装着時に粘着剤をガスケットの片面に塗布して固定する作業も含むことがあり、手間が多く、作業工数がかかるという問題があった。
【0015】
次に、第2の従来例での問題点を説明する。第2の従来例のうち、FPCに一体成形されているガスケットの場合には、FPCにガスケットを一体成形する際の型締めによるFPCの断線・破損を防止するために、FPCの耐熱性や耐圧性がガスケットよりも高くなければならない。このため、FPCやガスケットの材料選定の制限が厳しく、最適材料の選定が困難であったり、効率的な成形条件や簡単な形状を適用することができなかったりする問題があった。
【0016】
一方、第2の従来例のうち、予め成形しておいてFPCを外部へ引き出す際にガスケットにもFPCを挿通することで装着されたガスケットの場合には、上記第1の従来例と同様の問題があった。
【0017】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、密封性が良く、容易に装着できると共に材料選定自由度が広がるガスケット及びその製造方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、液状のゴム材料を用い、この液状のゴム材料を所定形状にして常温常圧下で硬化することによって、ガスケットを形成した。特に本発明は、液状のゴム材料が配線含有薄型部材の表面の凸凹になじむため、配線含有薄型部材の表面を含む領域に液状のゴム材料を塗布して形成する。
【0019】
具体的な本発明のガスケットは、配線含有薄型部材の表面を含む領域に液状のゴム材料を塗布し、該塗布された液状のゴム材料を常温常圧下で硬化して形成されることを特徴とする。
【0020】
この構成では、配線含有薄型部材の表面が凸凹でも、配線含有薄型部材の表面に液状のゴム材料をなじませて隙間無く塗布し、配線含有薄型部材とガスケットとを密接させるので、密封性を向上することができる。
【0021】
また、ガスケット形状も液状で形成できるので、配線含有薄型部材の表面を含む領域で様々な形を採用して形成することができ、形状選定の自由度が広がる。さらには配線含有薄型部材の装着状態とした際の隙間に液状のゴム材料を充填して隙間を埋めるガスケットを形成することもできる。
【0022】
さらに、液状のゴム材料に対して加熱加圧といった成形方法を採用しないので、配線含有薄型部材と液状のゴム材料とは種々の材料を採用することができ、材料選定の自由度が広がる。
【0023】
配線含有薄型部材としては、例えば、フレキシブルプリント回路基板(FPC)、フレキシブルフラットケーブル(FFC)等が挙げられる。
【0024】
液状のゴム材料としては、例えば、ニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、アクリルゴム(ACM)、シリコーンゴム(VMQ)、フッ素ゴム(FKM)、ウレタンゴム(UR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられる。さらに、製造コストの面から、紫外線硬化型エラストマーが好ましく、ゴム硬度は20〜60(JIS−A)が良い。
【0025】
吐出手段から吐出位置を移動させながら液状のゴム材料を吐出させて液状のゴム材料の塗布を行うことが好適である。
【0026】
この構成では、液状のゴム材料の塗布が吐出手段から液状のゴム材料を吐出させていくだけで容易に行え、ガスケットの成形及び取り付けといった工程とは異なり、液状のゴム材料の吐出及び硬化作業を一度に行うだけで済み、工程数を削減して製造容易となり、また成形後の取り付け作業待ちのガスケットが無くなり、製造効率が向上する。
【0027】
液状のゴム材料は、常温常圧下で、物理的作用を施されることによって、硬化することが好適である。
【0028】
前記物理的作用には、紫外線(UV)、電子線(EB)、放射線(X線,β線,γ線)及び高周波のうち少なくとも一つが含まれることが好適である。
【0029】
ただし、物理的作用には、湿気硬化(素材はシリコンシーラント等)やNCO硬化(NCO+OH→Urethane等)も採用できる。また、放置による硬化でもよい。
【0030】
上記物理的作用は、1の方法のみ単独で行っても良いし、2以上の方法を組み合わせて行っても良い。
【0031】
また、本発明は、ガスケットの製造方法をも含み、具体的には、配線含有薄型部材の表面を含む領域に液状のゴム材料を塗布してガスケット形状を形成し、該塗布された液状のゴム材料を常温常圧下で硬化して形成することを特徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【0033】
(第1実施形態)
図1〜図4を用いて第1実施形態に係るガスケットについて説明する。図1はHDDの内部構成図である。図2は第1実施形態に係るガスケットを示す平面図である。図3は第1実施形態に係るガスケットの装着状態を図1のAA断面で示す断面図である。図4は第1実施形態に係るガスケットの製造時の状態を示す図である。
【0034】
本実施形態に係るガスケットは、図1に示すようなHDD1に用いられる。すなわち、HDD1の配線含有薄型部材としてのFPC2をケース3内部に配置し、FPC2からコネクタ4を外部に露出する部分のコネクタ4周りをシールする。
【0035】
図1では、ガスケット5やコネクタ4が存在する面とは裏面のFPC2が示されている。このFPC2は、金属プレート6上に両面とも貼り付けられている。
【0036】
ガスケット5は、図2に示すように、FPC2上で、反密封側である外部に露出するコネクタ4の周りを一回りして囲って形成されている。
【0037】
このガスケット5は、図3に示すように、HDD1のケース3の開口3aからコネクタ4を外部に露出させた際に、FPC2を貼り付けた金属プレート6がケース3に押し付け固定されるに伴い、コネクタ4の周りでケース3の内壁に突き当たって、FPC2とケース3内壁との間で圧縮されてシールを行う。
【0038】
次に、本実施形態に係るガスケット5の製造方法について説明する。
【0039】
本実施形態では、図4に示すように、吐出手段としてのディスペンサ7を用いて、FPC2上で、コネクタ4周りに液状ゴム5’を吐出していく。このとき、FPC2の表面が凸凹でも、FPC2の表面上に液状ゴム5’をなじませて、FPC2表面に対して隙間無く塗布する。
【0040】
そして、ディスペンサ7の吐出によって、コネクタ4周りを囲うガスケット形状に液状ゴム5’を整形する。
【0041】
その後、常温常圧下で、液状ゴム5’に対して物理的作用を施すことによって、液状ゴム5’を硬化する。
【0042】
これにより、FPC2上にコネクタ4周りを囲うガスケット5が形成される。
【0043】
このように、本実施形態では、FPC2の表面が凸凹でも、FPC2の表面上に液状ゴム5’をなじませて隙間無く塗布し、FPC2とガスケット5とを密接させるので、密封性を向上することができる。
【0044】
また、液状ゴム5’に対して加熱加圧といった成形方法を採用しないので、FPC2と液状ゴム5’とは種々の材料を採用することができ、材料選定の自由度が広がる。
【0045】
さらに、直接、液状ゴム5’でFPC2上にガスケット形状を整形するので、ガスケット5の成形及び取り付けといった工程とは異なり、液状ゴム5’の吐出及び硬化作業を一度に行うだけで済み、工程数を削減して製造容易となり、また成形後の取り付け作業待ちの部品(ガスケット)が無くなり、製造効率が向上する。
【0046】
以上により形成されるガスケット5の液状ゴム5’の具体例を用いた製造方法について以下に説明する。
【0047】
FPC2への密着性を高めるために、かつ、十分な高さのガスケット形状を保つために、液状ゴム5’の粘度の範囲は、塗工温度下で約1〜1000Pa・s、好ましくは10〜100Pa・sである。
【0048】
また、液状ゴム5’が硬化したガスケット5は、硬度(JIS−A)は70以下が望ましい。硬度(JIS−A)がこれ以上ではFPC2及びケース3への負荷が増大し、断線、破損及び変形の可能性があり、また十分な密封性を保つことができない。
【0049】
以上の条件を満たす好適な例としては、紫外線硬化型の液状ポリウレタン樹脂が挙げられる。液状ポリウレタン樹脂の特性は、室温環境での粘度が400Pa・sで、硬化後の硬度(JIS−A)は60以下である。
【0050】
この液状ポリウレタン樹脂では、所定形状に整形後、紫外線を照射して、液状ゴム5’を硬化する。硬化条件は、600Wの超高圧水銀灯を用いて、約30秒間紫外線の照射を行う。
【0051】
(第2実施形態)
図5、図6を用いて第2実施形態に係るガスケットについて説明する。図5は第2実施形態に係るガスケットを示す図である。図5(a)は上視図であり、図5(b)は側面図である。図6は第2実施形態に係るガスケットの製造時の状態を示す図である。図6では、各(a)〜(c)にそれぞれ上視図及び側面図が示されている。
【0052】
本実施形態のガスケット9は、図5に示すように、薄板状のFPC8の表裏両面にわたって一回りして形成されている。
【0053】
このガスケット9は、例えば、図14に示すものと同様に、ケースのスリットからFPC8を外部へ引き出した際に、FPC8の一部が貼り付けられた金属プレートがケースの内壁に押し付け固定されるに伴い、ケースのスリットを塞いでシールを行うもの等に用いられる。
【0054】
次に、本実施形態に係るガスケット9の製造方法について説明する。
【0055】
本実施形態では、まず、図6(a)に示すように、片面(表)を上に向けてFPC8を受け治具10に載置し、吐出手段としてのディスペンサ11を用いて、FPC8の片面(表)上で、FPC8の幅をまたいで、すなわちFPC8の幅からはみ出させて液状ゴム9’を吐出していく。このとき、FPC8の表面が凸凹でも、FPC8の表面上に液状ゴム9’をなじませて、FPC8表面に対して隙間無く塗布する。
【0056】
その後、常温常圧下で、FPC8の片面(表)上の液状ゴム9’に対して物理的作用を施すことによって、液状ゴム9’を硬化する(図6(b)参照)。そして、一旦、片面(表)上の液状ゴム9’が硬化して硬化ゴム9aとなったFPC8を受け治具10から引きはがす。
【0057】
次に、片面(裏)を上に向けてFPC8を受け治具12に載置し、ディスペンサ11を用いて、FPC8の片面(裏)上で、FPC8の幅をまたいで、すなわちFPC8の幅からはみ出させて液状ゴム9”を吐出していく。このときの受け治具12は、図6(c)に示すように、FPC8の片面(表)の硬化した硬化ゴム9aを潰さない溝12aが掘られている。
【0058】
ここで、FPC8の表裏両面での液状ゴム9’,9”を吐出させる際に、両面ともFPC8の幅からはみ出させて液状ゴム9’,9”を吐出しているので、FPC8の表裏両面でのはみ出し部分が接合されることになる。これにより、ガスケット9がFPC8の表裏両面をぐるりと一回りして形成されることとなる。
【0059】
その後、常温常圧下で、FPC8の片面(裏)上の液状ゴム9”に対して物理的作用を施すことによって、液状ゴム9”を硬化する。
【0060】
これにより、図5に示すように、薄板状のFPC8の表裏両面にわたって一回りしたガスケット9が形成される。
【0061】
これにより、本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0062】
(第3実施形態)
図5、図7を用いて第3実施形態に係るガスケットについて説明する。図7は第3実施形態に係るガスケットの製造時の状態を示す図である。
【0063】
本実施形態のガスケットは、第2実施形態と同様な図5に示すものであり、その製造の仕方が異なる。
【0064】
本実施形態に係るガスケットの製造方法について説明する。
【0065】
本実施形態では、図7に示すように、常温常圧下で、吐出手段としてのディスペンサ11を用いて、FPC8の表面上で、液状ゴムを吐出し、液状ゴムの吐出の直後に、FPC8の表面上の液状ゴムに対して物理的作用として紫外線照射をライト13で施すことによって、液状ゴムを硬化ゴム9bに硬化させていく。
【0066】
このとき、FPC8の表面が凸凹でも、FPC8の表面上に液状ゴムをなじませて、FPC8表面に対して隙間無く塗布しつつ、直後に液状ゴムの硬化を行う。
【0067】
この液状ゴムの吐出及び硬化による硬化ゴム9b作製の工程を、図7の図示矢印のようにFPC8を回転移動させて、FPC8の表裏両面をぐるりと一回りするまで一筆書きのように行う。なお、FPC8を回転移動させる以外に、固定したFPC8の周りをディスペンサ11及びライト13が移動して一周することによっても、上記工程を行うことができる。
【0068】
これにより、図5に示すように、薄板状のFPC8の表裏両面にわたって一回りしたガスケット9が形成される。
【0069】
これにより、本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0070】
(第4実施形態)
図8、図9を用いて第4実施形態に係るガスケットについて説明する。図8、図9は第4実施形態に係るガスケットを示す図である。
【0071】
図8、図9のガスケット15,16は、FPC14の表面に一部を張り付け、その貼り付け部を含んだ大きな環状をしている。図8のガスケット15は、FPC14の片面に張り付いたものである。図9のガスケット16は、FPC14を挟み込んだものである。
【0072】
これらのガスケット15,16は、第2実施形態の図6に示す製造方法によって形成することができる。すなわち、図6の方法で、FPC14の幅からはみ出させて液状ゴムを吐出していくときのはみ出しでガスケット形状の環を構成すれば良い。図8のガスケット15は、図6(a)に示すように片面のみで作製する。図9のガスケット16は、図6の手順に従って両面で作製する。
【0073】
これにより、本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0074】
(第5実施形態)
図10を用いて第5実施形態を説明する。図10は第5実施形態に係るガスケットを示す図である。
【0075】
本実施形態のガスケット18は、図10に示すように、FPC17を挿通したHDDの外箱19の隙間に配置されてFPC17周りの隙間を埋めるものである。
【0076】
本実施形態に係るガスケット18の製造方法について説明する。
【0077】
本実施形態では、吐出手段としてのディスペンサ(不図示)を用いて、FPC17を挿通したHDDの外箱19の隙間19aに、FPC17周りに液状ゴムを吐出して外箱19の隙間19aに充填していく。このとき、FPC17の表面が凸凹でも、FPC17の表面上に液状ゴムをなじませて、FPC17表面に対して隙間無く塗布する。
【0078】
そして、ディスペンサの吐出によって、FPC17周りを囲って外箱19の隙間19aを埋めるガスケット形状に液状ゴムを整形する。
【0079】
その後、常温常圧下で、液状ゴムに対して物理的作用を施すことによって、液状ゴムを硬化する。
【0080】
これにより、FPC17を挿通したHDDの外箱19の隙間19aに配置されてFPC17周りを埋めるガスケット18が形成される。
【0081】
これにより、本実施形態でも、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0082】
以上の実施形態で説明したように、ガスケット形状が液状ゴムの吐出により形成できるので、FPC等の表面を含む領域で様々な形を採用して形成することができ、形状選定の自由度が広がる。さらには第5実施形態のようにFPC等の装着状態とした際の隙間に液状ゴムを充填して隙間を埋めるガスケットを形成することもできる。
【0083】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、密封性が良く、容易に装着できるようになると共に材料選定自由度を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】HDDの内部構成図である。
【図2】第1実施形態に係るガスケットを示す平面図である。
【図3】第1実施形態に係るガスケットの装着状態を示す断面図である。
【図4】第1実施形態に係るガスケットの製造時の状態を示す図である。
【図5】第2実施形態に係るガスケットを示す図である。
【図6】第2実施形態に係るガスケットの製造時の状態を示す図である。
【図7】第3実施形態に係るガスケットの製造時の状態を示す図である。
【図8】第4実施形態に係るガスケットを示す図である。
【図9】第4実施形態に係るガスケットを示す図である。
【図10】第5実施形態に係るガスケットを示す図である。
【図11】従来技術のガスケットを示す平面図である。
【図12】従来技術のガスケットの装着状態を示す断面図である。
【図13】従来技術のガスケットを示す図である。
【図14】従来技術のガスケットの装着状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 HDD
2 FPC
3 ケース
3a 開口
4 コネクタ
5 ガスケット
5’ 液状ゴム
6 金属プレート
7 ディスペンサ
9 ガスケット
9’ 液状ゴム
9” 液状ゴム
9a 硬化ゴム
9b 硬化ゴム
10 受け治具
11 ディスペンサ
12 受け治具
12a 溝
13 ライト
14 FPC
15 ガスケット
16 ガスケット
17 FPC
18 ガスケット
19 外箱
19a 隙間
Claims (5)
- 配線含有薄型部材の表面を含む領域に液状のゴム材料を塗布し、該塗布された液状のゴム材料を常温常圧下で硬化して形成されることを特徴とするガスケット。
- 吐出手段から吐出位置を移動させながら液状のゴム材料を吐出させて液状のゴム材料の塗布を行うことを特徴とする請求項1に記載のガスケット。
- 液状のゴム材料は、常温常圧下で、物理的作用を施されることによって、硬化することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスケット。
- 前記物理的作用には、紫外線、電子線、放射線及び高周波のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項3に記載のガスケット。
- 配線含有薄型部材の表面を含む領域に液状のゴム材料を塗布してガスケット形状を形成し、
該塗布された液状のゴム材料を常温常圧下で硬化して形成することを特徴とするガスケットの製造方法。
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