(57)【要約】【課題】基体デッキと、蓋部材と、液晶材料ＬＣＭで形成されたシール組合せ体とを有し、この基体デッキおよび蓋部材が不活性ガス雰囲気を閉じ込める閉鎖体を形成する気密シールされたハウジングを提供すること。【解決手段】各種実施例が、この基体デッキおよび蓋部材の一方または両方に結合され、成形、圧縮、接着剤接合、熱可塑性材溶接、または、鑞接、或いはそれらの組合せによってこの閉鎖体を封止するために結合されたＬＣＭシールを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体デッキ、および接合時に不活性ガス雰囲気を封入する蓋部材を有する気密シールされたハウジングと、
不活性ガス雰囲気を有する閉鎖体を形成するために前記基体デッキと前記蓋部材を接合する液晶材料（ＬＣＭ）シールを有する手段とを含む装置。
【請求項２】
前記不活性ガス雰囲気が実質的にヘリウムを含む請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記接合する手段が、前記蓋部材と前記基体デッキのうちの一方に前記ＬＣＭシールを接着剤接合することを含む請求項１に記載された装置。
【請求項４】
前記ＬＣＭシールが、前記蓋部材と前記基体デッキのうちの他方にモールド成形被着される請求項３に記載された装置。
【請求項５】
前記ＬＣＭシールが前記蓋部材および前記基体デッキの両方にモールド成形被着される請求項１に記載された装置。
【請求項６】
前記ＬＣＭシールが、第１のシール部材および第２のシール部材を有し、前記第１のシール部材が前記蓋部材にモールド成形被着され、前記第２の部材が前記基体デッキにモールド成形被着され、前記第１のシール部材および前記第２のシール部材が一体に結合される請求項５に記載された装置。
【請求項７】
前記第１および第２のシール部材が前記ハウジングを封止するために一体にともに加熱溶接される請求項５に記載された装置。
【請求項８】
前記第１および第２のシール部材の一方がＩＲ吸収材料を含む請求項１に記載された装置。
【請求項９】
前記ＩＲ吸収材料がカーボンである請求項８に記載された装置。
【請求項１０】
前記基体デッキが周りに延びるシール・溝を有し、前記ＬＣＰシールが第１のシール部材および第２のシール部材を有し、前記第１のシール部材が前記蓋部材にモールド成形被着され、前記第２のシール部材がシール溝の中で結合され、前記第１のシール部材および前記第２のシール部材が前記ハウジングを封止するために一体に結合される請求項１に記載された装置。
【請求項１１】
前記ＬＣＭシールが金属被覆でめっきされ、前記ＬＣＭシールが、前記基体デッキおよび前記蓋部材の少なくとも一方に金属間接合によって結合される請求項１に記載された装置
【請求項１２】
蓋部材および基体デッキを形成させるハウジングを気密封止する方法であって、
閉鎖体の中に不活性ガス雰囲気を閉じ込めるために前記基体デッキおよび前記蓋部材を液晶材料（ＬＣＭ）シールで接合する段階を含む方法。
【請求項１３】
前記不活性ガス雰囲気が実質的にヘリウムである請求項１２に記載された方法。
【請求項１４】
前記蓋部材と前記基体デッキのうちの一方に前記ＬＣＭシールを接着剤で接合する段階をさらに含む請求項１２に記載された方法。
【請求項１５】
前記蓋部材と前記基体デッキのうちの他方に前記ＬＣＭシールを成形する段階を更に含む請求項１４に記載された方法。
【請求項１６】
前記蓋部材および前記基体デッキに前記ＬＣＭシールを成形する段階を更に含む請求項１２に記載された方法。
【請求項１７】
前記ＬＣＭシールが第１のシール部材および第２のシール部材を有し、
前記蓋部材に前記第１のシール部材を成形する段階と、
前記基体デッキに前記第２のシール部材を成形する段階と、
前記閉鎖体を封止するために前記第１のシール部材と前記第２のシール部材を接合する段階とを更に含む請求項１６に記載された方法。
【請求項１８】
前記第１および第２のシール部材を接合する前記段階が前記第１のシール部材および前記第２のシール部材を加熱溶接する段階を含む請求項１６に記載された方法。
【請求項１９】
前記第１のシール部材と第２のシール部材のうちの一方がＩＲ吸収材料を含む請求項１２に記載された方法。
【請求項２０】
前記ＬＣＭシールが金属被覆でめっきされ、
前記基体デッキおよび前記蓋部材を接合する前記段階が、金属間接合を形成するために前記基体デッキと前記蓋部材のうちの少なくとも一方にＬＣＭシールの金属被覆を接合する段階を含む請求項１２に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
気密シールしたハウジングを提供することがいくつかの用途で望ましいことが知られている。例えば、データ記憶装置が周囲大気からの汚染または他の影響から内部環境を隔離するために気密封入されることができることが有利である。
【０００２】
概して、データ記憶装置ハウジングの中に封入された不活性ガス雰囲気を用いることにより、標準の大気に比べて回転可能な記憶媒体に隣接したリード／ライト・トランスデューサについての気擦および流体力学的飛行特性がまた改善されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
概して、本発明の様々な実施例は不活性ガス雰囲気を取り囲む気密シールされたハウジングを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このハウジングは、基体デッキと、蓋部材と、液晶ポリマー（ＬＣＰ）で作製されたシール組合せ体とを有する。様々な実施例が、この基体デッキおよび蓋部材の一方または両方に結合され、接着、熱可塑性材溶接または鑞接によってこの閉鎖体を封止するために結合されたＬＣＰシールを有する。
【実施例】
【０００５】
本発明の様々な実施例を例示するために、図１は、本発明の様々な実施例が有利に実施されることができる例示の環境としてデータ記憶装置１００を示す。しかしながら、請求された本発明がそのように限定されないことが理解されよう。
【０００６】
装置１００は、基体デッキ１０４と上蓋１０６から成るシールされたハウジング１０２を有する。スピンドル・モータ１０８は、いくつかの記憶媒体ディスク１１０を回転させる。ヘッド・スタック組合せ体（アクチュエータ）１１２は、ディスク１１０の媒体面に形成されたトラックと、トランスデューサ１１６のアレイを整合させるためにボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１１４への電流の印加によって回転する。フレックス回路組合せ体１１８は、アクチュエータ１１２と外部に配置されたプリント回路基板（ＰＣＢ）１２０上のデバイス制御電子機器との間の電通路を確立する。
【０００７】
圧縮シール１２２が基体デッキ１０４の上部の周りに延びる溝に設けられ、上蓋１０６が、基体デッキ１０４の上部の周りの周辺に隔置されたねじ穴１２８と係合するために間隔を置いて設けた開口１２６を通って伸張する複数のねじ付きボルト（１つのみを図示）１２４によって基体デッキ１０４に固定される。
【０００８】
図２は装置１００と概ね同様の気密のデータ記憶装置１３０を示す。この装置は、その不活性流体の雰囲気、ヘリウムおよび／または他の不活性低密度ガスの内部雰囲気を保持するために本発明の実施例を組み入れている。データ記憶装置１３０は、基体デッキ１３４と上蓋１３６から成るシールされたハウジング１３２を有し、ハウジング１３２の内部の中に取り囲まれるのはデータ記憶装置１００中の部品のような機械および電気部品であり、本発明はハウジング１３２の気密封止に関するので本開示の目的での内部電子部品のさらなる説明の必要はない。
【０００９】
データ記憶装置１３０が基体デッキ１３４に上蓋１３６を固定するために上蓋１３６を通って延びる締付け具を有しないことが好ましい。その代わりに、基体デッキ１３４および上蓋１３６は、基体デッキ１３４および上蓋１３６の断面を示す図３を参照して説明する方法で接合され、封止される。基体デッキ１３４に上蓋１３６を固定するために上蓋１３６を通る締め具は、この気密シールの外側にあるよう配置されるという条件で気密のシールとともに用いることができる。
【００１０】
図３では、シール部材１３８が保持される凹型溝１４０を有する上蓋１３６の下部を包囲してその表面をスリップする、本明細書でシール・リングと呼称されることがある滑り装着シール部材１３８が示されている。シール部材１３８は液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料で形成される。
【００１１】
ＬＣＰは、ガス、特にヘリウムなど低密度ガスに対し極めて低い透過性を有し、ほとんど全ての最も低い透過性のポリマーの中の１つである。ＬＣＰが酸素、水蒸気およびヘリウムに対してエポキシなど他の材料より約１／１０の透過性であることが、本発明者によって確認されたＬＣＰの非常に低い透過性が相対湿度の変化に実質的に影響されないということがさらに知られ、高温によって他のポリマーより著しく小さい透過性の増加が引き起こされ、典型的にはこれは２０°〜７０℃で１０倍以上増加する。
【００１２】
シール部材１３８は、エポキシ接着剤または熱可塑性材溶接を含めて任意のいくつかのプロセスによって基体デッキ１３４に取り付けできる。さらに、シール部材１３８の選択された領域が、ガス透過をさらに制限する金属被覆で予めめっきされることができる。エポキシ接着剤が用いられる場合、シール部材１３８が基体デッキ１３４および蓋部材１３６の両方に接着剤接合されることが好ましい。基体デッキおよび蓋部材の両方へのシール部材１３８の熱可塑性材溶接は、蓋部材がまたレーザー溶接機のビームに透明性のあるＬＣＰまたは他の材料で形成された場合、レーザー溶接機などによって行うことができる。
【００１３】
適したＬＣＰ材料は、「ＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ」によって、「Ｚｅｎｉｔｅ（登録商標）」という商標で市販されている。溶接プロセスで用いるための赤外線吸収材料は、「Ｇｅｎｔｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｉｍｐｓｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡ」によって、「Ｃｌｅａｒｗｅｌｄ（登録商標）」という商標で市販されている。
【００１４】
ＬＣＰは、本明細書で開示される気密封止を確立する際に用いるために、特に適するようになる付加的な特徴を有することが知られている。ＬＣＰ材料は、基材樹脂材料特性を改善するために適する繊維（ガラス、カーボンなど）を充填することができる。ＬＣＰは、金属、または、その他の導電性層で選択的にめっきすることができ、特定の金属が、ヘリウムの透過性に対して、よい封止路を形成することができるので、ヘリウムなどの特定ガスに対する透過性をさらに低下できる。したがって、このハウジング部品、すなわち基体デッキ１３４および蓋部材１３６は、めっき、被覆加工、または、モールド成形被着を行なうことができ、適切な赤外線吸収材料が接合を容易にするために選択的に用いられる。
【００１５】
代替としては、めっきが、気密結合線を形成するために鑞接または他の金属結合技術を使用することを容易にする。例えば、適切に選択された充填および／または被覆加工材料を用いて、ＬＣＰシール部材は、金属、ガラスまたは他の適した材料に必要な封止接合を形成するためにレーザー溶接または超音波溶接されることができる。ＬＣＰの結晶構造の特性は、液化または軟化状態で高ポリマー鎖連続性が維持されるので溶接領域で概ね維持されることが知られている。ＬＣＰはまた、薄い高精密三次元形状の中に容易に成形され、金属、および、その他の基体材料にモールド成形被着できる。
【００１６】
液晶熱硬化性（ＬＣＴ）材料は、標準のＬＣＰ材料の透過特性よりさらに低い透過特性を有し、やはりレーザー溶接能力に対して充填され且つ／または被覆加工されることができる。ＬＣＴは成形可能な熱硬化性材料であり金属への優れた接着性を有し、さらにＬＣＴの結晶構造の特性は、液化または軟化状態で高ポリマー鎖連続性が保持されるので成形領域で概ね維持される。したがって、ＬＣＴは、本明細書で開示されたＬＣＰ成形アプリケーションのそれぞれで容易に代用されることができる。
【００１７】
シール部材１３８にＬＣＴを用いると、データ記憶装置１３０の性能検査の前の製作プロセスの間にデータ記憶装置を封止するために小直径の成形を行うことが可能であり、要求時に小直径の成形線は破断され、ハウジング１３２は再加工のために開けられることができる。次いで、ハウジング１３２はさらにモールド成形被着によって再封止され、このモールド成形被着線は、所望であれば装置の耐用年数にわたって封止を保証するために強化することができる。
【００１８】
表現を簡単にする目的で、本明細書で用いられる一般用語の液晶材料（ＬＣＭ）は、ＬＣＰ材料およびＬＣＴ材料の一方または両方を含有するものとして解釈されるものであり、特定用途に用いるこれらの選定は、本開示を考慮して当データ記憶装置製造業者の技術および知識の範囲中にある。
【００１９】
図４で示すのは、基体デッキ１５４および上蓋１５６を有するハウジング１５２を有する変形例としてのデータ記憶装置１５０である。ＬＣＰシール部材１５８が、示すように蓋部材１５６にモールド成形被着され、ＬＣＰシール部材１５８の下部に設けた溝１６０が、基体デッキ１５４の壁から延びるタブ部材１６２と嵌り合う。代替として、ＬＣＰシール部材１５８は、蓋部材１５６の上にモールド成形被着された上側部１５８Ａおよびタブ部材１６２の上にモールド成形被着された下側部１５８Ｂを有することができる。
【００２０】
いくつかの方法が、接合を完成しデータ記憶装置１５０の内部を封止する目的でハウジングにシール部材を取り付けるために用いることができる。これら基体デッキおよび蓋部材の一方はＬＣＰ材料で形成でき、ＬＣＰシール部材１５８がこれら蓋および基体デッキにモールド成形被着される場合、これら部品の一方に用いられたＬＣＰは、ＩＲレーザーがシール部材１５８の熱硬化性溶着用に用いることができるようにこの部品が赤外線（ＩＲ）放射に吸収性であるようにするためにＩＲ吸収材料、典型的にはカーボンで充填されることができる（未充填のＬＣＰはＩＲに対して十分に透明性がある）。
【００２１】
もちろん、エポキシ接着剤は、許容可能な結合を形成し、タブ部材１６２にシール部材１５８を結合するために用いられることができ、この中でシール部材１５８の上側部１５８Ａは蓋部材１５６にモールド成形被着され、その下側部１５８Ｂはタブ部材１６２にモールド成形被着され、上側部１５８Ａおよび下側部１５８Ｂは、まさに上述した同じ方法、すなわち熱可塑性材溶接、接着剤接合または鑞接のいずれかによって接合部１５８Ｃで結合されることができ、これらのいずれもが、故障した装置を再加工するために必要とすることができる分解および再取付けを容易にする。
【００２２】
図５に示すのは、基体デッキ１７４および上蓋１７６を有するハウジング１７２を有する変形例としてのデータ記憶装置１７０である。ＬＣＰシール部材１７８は、示すように蓋部材１７６の上にモールド成形被着される。シール部材１７８は、その全体の面の上を、または示すように基体デッキ１７４の壁の上縁部に接触するその下縁部に少なくとも沿ってめっきされる。これにより、接合部１７８Ａに沿って基体デッキ１７４にＬＣＰシール部材１７８を鑞接することが可能になる。
【００２３】
図６は、基体デッキ１８４および上蓋１８６を有するハウジング１８２を有する別の改変されたデータ記憶装置１８０を示す。データ記憶装置１８０は、蓋部材１８６のＬＣＰモールド成形被着および締付けねじなしで蓋部材１８６の基体デッキ１８４への接合を特徴とする。図７、ハウジング１８２の一部の部分切断正面図は、ハウジング１８２の内部で接合し封止するＬＣＰシール組合せ体１８８を示す。
【００２４】
ＬＣＰシール組合せ体１８８は、基体デッキ１８４の壁の上縁部の中に形成されたシール・溝１９０の中に配置され、この基体デッキの周辺の周りに延びる。ＬＣＰシール組合せ体１８８は、第１のシール部材１９２と、第２のシール部材１９４とを有する。第１のシール部材１９２は、シール・溝１９０の中に配置され、接着剤、成形また伝熱ボンドなどによって基体デッキ１８４に結合される。第２のシール部材１９４は蓋部材１８６にモールド成形被着され、或いは接着剤または加熱溶接によってそこに結合されることができる。
【００２５】
蓋部材１８６が第１のシール部材１９２と当接して基体デッキ１８４の上に配置された状態で、第２のシール部材１９４は、第１のシール部材１９２と当接するように溝１９０の中に配置される。このシールは、ハウジング１８２の内部を気密封止するために第１のシール部材１９２および第２のシール部材１９４を接着結合または溶接されることによって完成される。
【００２６】
シール組合せ体１８８は、垂直に配置されたガス透過を低減させるための長い封止路を有する。ＬＣＰは、極めて高い縦横比（壁の高さと壁の厚さの比）で成形されることでき、図７の実施例は、付加的な封止区域に対し余地を有さない小さなドライブに特に適用可能である。所望ならばこのＬＣＰは蓋および基体にモールド成形被着されることができ、ＬＣＰシール組合せ体１８８は、ＩＲレーザー溶接機がそのビームが溶接接合部に対して垂直であるとより容易に操作されるので、熱可塑性レーザー溶接用にＩＲに吸収性があるように典型的にはカーボンで充填されることができる。
【００２７】
この概念の一代替実施では、基体プレート上にシール部材１９２が単にモールド成形被着され、次いで検査目的で再加工可能な蓋と基体との結合のために加熱が用いられ、この後最終的なシールが蓋と基体プレートの間のＬＣＰモールド成形被着であることになる。別のアプローチでは、ＬＣＰ基体シールに蓋部材を加熱またはレーザー溶接し、最終製造性能検査の後で最終的なシール用に蓋部材と基体プレートの間にＬＣＰを注入することになる。これらのアプローチは、蓋と基体間のねじが省かれるので小さなドライブに対して特に有利である。
【００２８】
全ての締付け具が、この気密シールの外部にあるという条件で、基体デッキの上蓋を固定するために上蓋を通って締付け具を用いてＬＣＰ圧縮または加熱による圧縮シールを用いることができる。この種のシールは、データ記憶装置構成および製造プロセスへの最小の変更で実施されるという利点を有することになる。
【００２９】
合わせて、図８は、基体デッキ２０４および上蓋２０６を有するハウジング２０２を有する改変されたデータ記憶装置２００を示す。ＬＣＰシール部材２０８は、示すように蓋部材２０６と基体部材２０４の間に配置される。気密のシールを形成するためには、ＬＣＰシール部材２０８は、蓋部材２０６と基体部材２０４の間で圧縮される。この圧縮は、蓋フランジ部２１０の上のＬＣＰシールの外側に取り付けられた締付けねじ（図示せず）の助けの有無にかかわらず外力で行うことができる。
【００３０】
熱もまた、基体部材２０４および蓋部材２０６にＬＣＰシール部材を封止する助けとなるために蓋部材２０６、基体部材２０４またはＬＣＰシール部材に加えられることができる。ＬＣＰシール部材２０８がカーボンで充填される場合、ＩＲレーザーが圧縮の間にＬＣＰシール部材２０８を直接加熱するために用いられることができる。ＬＣＰシール部材２０８を加熱すると軟化させるだけで溶かさないので、これら締付け具が作動時の十分なシールの圧縮を維持するために用いられることになる。ＬＣＰシール部材が円形または環状形状として示されているが、本発明がＬＣＰシール部材の形状に限定されることがないのでＬＣＰシール部材が様々な形状を有することができることが理解されよう。
【００３１】
本明細書で提示された各種実施例が従来技術より多くの利点を提供することが理解されよう。ＬＣＰおよび／またはＬＣＴシールの使用は、ハウジングの中にヘリウムなど不活性ガス雰囲気を封入するために適した低透過特性をもたらし、いくつかの結合方法が、成形、圧縮、接着剤接合、鑞接、および熱可塑性材溶接を含めて用いられることができる。さらに、実施例がデータ記憶装置のハウジングを概ね対象としているが、それらは単に例示的であり請求された主題には限定されない。むしろ、必要に応じて、任意数の適切な環境を用いることができる。
【００３２】
本発明の様々な各種多数の特性および利点を本発明の様々な実施例の構造および機能の詳細説明とともに上述記載で説明したが、この詳細な説明は例示的であるだけであり、変更、特に添付の特許請求の範囲で表現された用語の広く概ねの意味によって示される全範囲への本発明の原則内での部品の構造および配置の事項の変更は、詳細に行われることができる。例えば、特定の要素は、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り特定のアプリケーションに応じて変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の様々の実施例が有利に適用することができる装置のタイプの例である従来技術のデータ記憶装置の分解等角図である。
【図２】本発明により封止されたハウジングを有する記憶装置の等角図である。
【図３】図２のハウジングの一部の部分切断正面図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す図３と同様の図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す図３、図４と同様の図である。
【図６】本発明により封止された別のハウジングを有する記憶装置の等角図である。
【図７】図６に示すハウジングの一部の部分切断図正面である。
【図８】上蓋および基体部材が圧縮シールで封止されたハウジングの一部の部分切断正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  データ記憶装置
１０２  シールされたハウジング
１０４  基体デッキ
１０６  上蓋
１０８  スピンドル・モータ
１１０  記憶媒体ディスク
１１２  ヘッド・スタック組合せ体、アクチュエータ
１１４  ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）
１１６  トランスデューサ
１１８  フレックス回路組合せ体
１２０  プリント回路基板（ＰＣＢ）
１２２  圧縮シール
１２４  ねじ付きボルト
１２６  開口
１２８  ねじ穴
１３０  データ記憶装置
１３２  シールされたハウジング
１３４  基体デッキ
１３６  上蓋
１３２  ハウジング
１３４  基体デッキ
１３６  上蓋
１３８  シール部材
１４０  溝
１５０  データ記憶装置
１５２  ハウジング
１５４  基体デッキ
１５６  上蓋
１５８  ＬＣＰシール部材
１５８Ａ  上側部
１５８Ｂ  下側部
１５８Ｃ  接合部
１６０  溝
１６２  タブ部材
１７０  データ記憶装置
１７２  ハウジング
１７４  基体デッキ
１７６  上蓋
１７８  ＬＣＰシール部材
１７８Ａ  接合部
１８０  データ記憶装置
１８２  ハウジング
１８４  基体デッキ
１８６  上蓋
１８２  ハウジング
１８４  基体デッキ
１８６  蓋部材
１８８  ＬＣＰシール組合せ体
１９０  シール・溝
１９２  第１のシール部材
１９４  第２のシール部材
２００  データ記憶装置
２０２  ハウジング
２０４  基体デッキ
２０６  上蓋
２０８  ＬＣＰシール部材
２１０  蓋フランジ部
【図１】
2009133328.tif 000003
【図２】
2009133328.tif 000004
【図３】
2009133328.tif 000005
【図４】
2009133328.tif 000006
【図５】
2009133328.tif 000007
【図６】
2009133328.tif 000008
【図７】
2009133328.tif 000009
【図８】
2009133328.tif 000010