通気フィルター、電気装置及びその製造方法
【課題】パーティクルの除去機能を備え、かつ筐体内の気体置換を短時間で完了できる通気フィルター及びこれを用いた電気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基材膜１と通気膜６とを積層して構成される通気フィルターであって、基材膜１には、通気膜６側の気圧と基材膜１側の気圧との差を緩和するために気体の往来を可能とさせる第１の開口部２ａと、基材膜６側から通気膜１側の一方向、又は通気膜１側から基材膜６側の一方向に気体を流すための第２の開口部３の少なくとも２つを形成する。
【解決手段】基材膜１と通気膜６とを積層して構成される通気フィルターであって、基材膜１には、通気膜６側の気圧と基材膜１側の気圧との差を緩和するために気体の往来を可能とさせる第１の開口部２ａと、基材膜６側から通気膜１側の一方向、又は通気膜１側から基材膜６側の一方向に気体を流すための第２の開口部３の少なくとも２つを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ等の電気装置の筐体に設置される通気フィルター、この通気フィルターを用いた電気装置、及びその電気装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の主記憶装置として用いられているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、ディスクの記録密度が年々増大している。ＨＤＤは最終製品となる前にディスク上にアドレス情報（サーボ・データ）が記録されるが、記録密度の増大に伴う記録位置の高精度化のため、空気によるディスクの粘性摩擦（風損）や熱による影響を極力少なく抑える必要がある。そのため、ＨＤＤの筐体内に水素ガスやヘリウム（Ｈｅ）ガス等、空気よりも軽い気体で置換することにより、ディスク上にサーボ・データを記録する際の風損等の外乱を軽減することが従来から知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＨＤＤの筐体内の空気をヘリウムガスと置換する方法として、パーティクル（粉塵）検査用のテスト口を利用する方法が記載されている（請求項５）。しかし、このテスト口は通気フィルター等によってカバー（防護）されていない貫通孔であるため（図６）、このテスト口を使用してＨＤＤ筐体内にヘリウムガス等を注入すると、ヘリウムガスを供給するボンベの内部や注入に用いる接続チューブの内部などに存在するパーティクル或いはチューブ接続時に発生したパーティクルがヘリウムガスとともに筐体内に進入し、筐体内がパーティクルにより汚染されてしまう恐れがある。
【０００４】
一方、特許文献２の図５に記載されているように、通常、ＨＤＤの筐体には通気口が設けられている。この通気口にはＨＤＤの内部機構に対する有害ガスや水分等を吸着する濾過材（ガス吸着部材）を備えた通気フィルターが装着されている。このため、ＨＤＤ作動中の温度変化により空気が膨張・収縮しても、この通気口及び通気フィルターを経由して空気が筐体内外に出入りすることが可能な構造となっており、筐体内部を清浄に保ちつつ、ＨＤＤ筐体の呼吸を実現している。
【０００５】
また、同図５に記載されているように、通気フィルターに、外気とＨＤＤ内部との間の気体流通経路の途中に拡散流路と呼ばれる細長い通路を形成することが一般的となっている。拡散流路の存在により、ＨＤＤ筐体が急激に高温或いは多湿の環境に持ち込まれたときでも水分がＨＤＤ内部に到達するまでの時間を十分に稼ぐことができ、ＨＤＤ内部の結露や錆の発生を防止している。
【特許文献１】特開２００６−４０４２３号公報（請求項５，図６）
【特許文献２】特開２０００−３３２１２号公報（段落０００４，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、ＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込む方法としてパーティクル検査用のテスト口を用いる方法が記載されているが、上述したように、ヘリウムボンベ中や接続作業時に発生したパーティクルも同時に筐体内に進入してしまうため好ましい方法とはいえない。そうすると、パーティクルの侵入を防止しつつＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込むことができる一つの方法として、上記特許文献２に記載されている通気口を経由してＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込む方法が想起し得る。しかし、通気口に設けられる通気フィルターには、水分や汚染ガス等を捕捉するための濾過材（ガス吸着部材）が設けられているため、気体の通過に対する抵抗が高い。すなわち通気フィルターの圧力損失が高い。さらに上記拡散流路が形成されている場合は通気フィルターでの圧力損失が一層高くなる。従って、仮に、上記のように特許文献２に記載されている通気口を経由してＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込む方法を採用したとしても、通気フィルターの圧力損失が高いためにＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込むのに長時間を要してしまい、ＨＤＤ等の製造タクトが落ちてしまう懸念がある。
【０００７】
以上のことからすると、気体置換工程でのパーティクルの侵入を防止し、かつ、筐体内の気体置換を短時間で完了させるという２つの効果を同時に得るためには、特許文献２の通気フィルターを特許文献１に適用することでは足りず、もう一段階進んだ検討が必要になる。
【０００８】
上述の事情に鑑み、本発明は、パーティクルの除去機能を備え、かつ、筐体内の気体置換を短時間で完了できるために製造タクトを低減させることのない通気フィルター及びこれを用いた電気装置（例えばハードディスクドライブ）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成し得た本発明の通気フィルターは、基材膜と通気膜とを積層して構成される通気フィルターであって、前記基材膜には、前記通気膜側の気圧と前記基材膜側の気圧との差を緩和するために気体の往来を可能とさせる第１の開口部と、前記基材膜側から前記通気膜側の一方向、又は前記通気膜側から前記基材膜側の一方向に気体を流すための第２の開口部の少なくとも２つが形成されているものである。
【００１０】
上記通気フィルターとしては、前記基材膜と前記通気膜との間にガス吸着材が挟持されており、該ガス吸着材は、前記第２の開口部を覆わないものとすることが推奨される。
【００１１】
上記目的を達成し得た本発明の通気フィルターは、少なくとも第１及び第２の開口部を有する基材膜と、該基材膜の一部を覆うように形成されたガス吸着部材と、該ガス吸着部材を前記基材膜との間に挟持するように形成された通気膜とを有し、前記第２の開口部は前記ガス吸着部材に覆われていないものである。
【００１２】
上記通気フィルターにおいて、前記基材膜に気体の流路が形成されており、該流路の一端部が前記第１の開口部に接続されているものとすることが推奨される。
【００１３】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜がフッ素樹脂膜で構成されているものとすることが推奨される。
【００１４】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で構成されているものとすることが推奨される。
【００１５】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜がエレクトレット膜で構成されているものとすることが推奨される。
【００１６】
上記通気フィルターにおいて、前記第１の開口部を覆う通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であり、前記第２の開口部はエレクトレット膜で覆われていることが推奨される。
【００１７】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜の表面に撥液剤を添加することが推奨される。
【００１８】
上記通気フィルターにおいて、前記基材膜が両面粘着テープで構成することが推奨される。
【００１９】
上記通気フィルターにおいて、前記ガス吸着部材と前記基材膜との間に更に通気膜を設けることが望ましい。
【００２０】
上記目的を達成し得た本発明の電気装置は、開口部を有する筐体と、該開口部を覆うように形成された上記通気フィルターとを有するものである。
【００２１】
上記電気装置は、前記筐体の開口部は少なくとも２つ形成されており、それぞれの開口部は上記通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通しているものであることが好ましい。
【００２２】
上記電気装置の筐体には、上記通気フィルターに覆われた前記開口部のほか、前記筐体内の気体を外部に流出させるための他の開口部が形成されていることが好ましい。
【００２３】
上記目的を達成し得た本発明の電気装置の製造方法は、少なくとも２つの開口部が形成された筐体を準備する工程と、それぞれの開口部が上記通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通するようにして該通気フィルターを前記筐体の内壁側に装着する工程と、前記通気フィルターの第２の開口部を用いて前記筐体内の気体を置換する工程と、前記第２の開口部に連通する前記筐体の開口部をシール部材で封止する工程とを有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の通気フィルターにおいては、基材膜に第１の開口部と第２の開口部が備えられているため、ガス吸着部材或いは拡散流路をバイパスして置換目的の気体を迅速に透過させることができる。したがって、パーティクルや有害ガス等の除去機能を備えつつも、短時間で筐体内の気体置換が行えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態における通気フィルター、電気装置及びその製造方法（以下、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を例に説明する）、及びハードディスクドライブの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（１）通気フィルターの積層構造
図１は、本発明の実施の形態に係る通気フィルターの構造解説図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示すものである。図１及び図２に示されるように、通気フィルターは、基材膜１、流路カバーフィルム４、ガス吸着部材５、及び通気膜６を順次積層した構造を有している。基材膜１には、第１の開口部２ａ、拡散流路２ｂ、及び終端部２ｃを含む切り欠き部２と、第２の開口部３が形成されている。図１及び図２に示されるように、この通気フィルターは、第３の開口部８と第４の開口部９が形成されているＨＤＤの筐体７の内壁に設けられる。この際、第１の開口部２ａと第３の開口部８とが連通し、第２の開口部３と第４の開口部９とがそれぞれ連通するように構成されている。
【００２７】
なお、通気膜６とは別に、基材膜１とガス吸着部材５との間に更に通気膜（図示はしていない）を設けてもよい。このような構成により、ガス吸着部材５から発生するパーティクルが脱落することを防ぐことができる。また、基材膜１側から流れ込むガスに含まれるパーティクルがガス吸着部材５に侵入する前に捕集することもできる。この通気膜には、例えば多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜と不織布とを圧着したものを用いることができる。後述する図３〜図６の態様においても同様である。
【００２８】
次に、第１の開口部２ａと第３の開口部８を通過する気体の流れについて説明する。図１において、筐体７の外界側（図１下方側）から、筐体７の第３の開口部８を経由して侵入した気体は、基材膜１の第１の開口部２ａから通気フィルターに流入し、拡散流路２ｂを通り、終端部２ｃへと流れていく。終端部２ｃからは、ガス吸着部材５、通気膜６をそれぞれ経由して筐体７の内部（図１上方側）へと抜けて行く。気体はその逆方向に流れることも可能であり、通気膜６からガス吸着部材５、切り欠き部２の終端部２ｃ、拡散流路２ｂ、第１の開口部２ａを経由して、筐体７の第３の開口部８から外界へ抜けて行けるように構成されている。
【００２９】
第１の開口部２ａを経由しての気体の流出入は、通気フィルターの通気膜側（図１の上側）の気圧と基材膜１側（図１の下側）の気圧の差を緩和する方向に働くものであり、筐体７内外の気圧差に依存する。例えばＨＤＤ内部の装置が作動しているときにはＨＤＤの筐体７内部の気体は熱せられて膨張するため、筐体７内部の気圧は高くなり、そうすると第１の開口部２ａを経由して気体は筐体７の外部へ流出する。逆に、ＨＤＤ内部の装置が停止すると筐体７内部の温度が下がるため、第１の開口部２ａを経由して気体が筐体７の内部へ流入する。
【００３０】
第２の開口部３を経由した気体の流れについては後に詳しく説明することとし、ここでは簡単に触れておく。第２の開口部３は、基材膜１側から通気膜６側の一方向又は通気膜６側から基材膜１側の一方向に水素ガスや窒素ガスやヘリウムガス（Ｈｅガス）等、空気よりも軽い気体を流すために設けられた開口である。
【００３１】
（２）気体の置換手順
図３Ａ〜３Ｃは、本発明の実施の形態に係る通気フィルターを装着した状態のＨＤＤの断面図である。筐体７内部に格納されるＨＤＤ本体は、公知の方法により製造されるものである。図３Ａは、ディスクにサーボ・データを記録する前に置換気体であるＨｅガスを気体供給ヘッド１２から注入する状態を示す図であり、図３Ｂは、Ｈｅガスの置換後、第４の開口部９と第５の開口部１０がシール部材１４によって封止された状態を示す図である。
【００３２】
図３Ａに示すように、筐体７の内部にはハードディスク本体及びこのハードディスクに情報を記録し、或いは情報を読み出すための磁気ヘッドが配置されている（符号なし）。筐体７の内壁には、図１及び図２で説明したように通気フィルターが装着されている。また筐体７には、第３の開口部８、第４の開口部９の他、第４の開口部９から気体を注入された際に筐体７内に元々存在していた気体を筐体７の外部に排出するために設けられた第５の開口部１０（排気口）が形成されている。
【００３３】
図３Ａに示すように、気体供給ヘッド１２を第４の開口部９に押し当て、気体供給ヘッド１２からＨｅガスを筐体７内に注入する。Ｈｅガスは通気フィルターの第２の開口部３、通気膜６を経由して筐体７内に送り込まれる。同時に、元々筐体７に存在していた空気は第５の開口部１０、或いは筐体７の第３の開口部８から押し出されるようにして排出されることにより気体の置換が行われる。なお、気体置換時に排出ガスによるガス吸着部材５の汚染を最小限にとどめたい場合には筐体７の第３の開口部８をシール部材１３によって封止しておけばよい。
【００３４】
Ｈｅガスの置換が完了すれば、第４の開口部９及び第５の開口部１０は不要の存在となるため、図３Ｂに示すようにシール部材１４によって封止する。ＨＤＤが完成した後は、筐体７の第３の開口部８、通気フィルターの第１の開口部２ａを経由しての気体の往来を可能とするため、シール部材１３を取り外す。
【００３５】
なお、上記図３Ａに示したものは、気体供給ヘッド１２からＨｅガスを筐体７内に注入した例であるが、後述するように本発明がＨＤＤ以外の電気装置にも広く用いられることも考慮すれば、図３Ｃに示すように、筐体７内の気体を気体供給ヘッド１２から吸い上げる方法も実施し得る。その場合には、第５の開口部１０を経由して筐体７の外部から内部に置換気体が吸引されるため、第５の開口部１０を別の通気膜１１で覆い、筐体７の外部から侵入しようとするパーティクルを捕集することが望ましい。
【００３６】
図４Ａ〜４Ｃは、本発明の他の実施の形態に係る通気フィルターを装着した状態のＨＤＤの断面図であり、基本的には図３Ａ〜３Ｃの形態と同様のものである。図３Ａ〜３Ｃの形態と異なる点は、第４の開口部９と第５の開口部１０を隣接して配置した点にあり、これにより、１枚のシール部材１４により第４の開口部９と第５の開口部１０の両方を封止することができる。シール部材１４としては、開口部の封止を目的とした専用のシール部材を用意してもよいが、ＨＤＤの製品情報等を表すラベルにより封止することも可能である。
【００３７】
（３）実施形態の変形例
以上、本発明の実施の形態における通気フィルターの構造について概容を説明したが、整理すると、本発明の通気フィルターは少なくとも次の（３−１）又は（３−２）の何れかの要件に該当するものである。
【００３８】
（３−１）
基材膜１と通気膜６とを積層して構成される通気フィルターであって、基材膜１には、気体の往来を可能とさせる第１の開口部２ａと、基材膜１側から通気膜６側の一方向、又は通気膜６側から基材膜１側の一方向に気体を流すための第２の開口部３の少なくとも２つの開口部が形成されている通気フィルター。
【００３９】
（３−２）
少なくとも第１の開口部２ａ及び第２の開口部３を有する基材膜１と、基材膜１の一部を覆うように形成されたガス吸着部材５と、ガス吸着部材５を基材膜１との間に挟持するように形成された通気膜６とを有し、第２の開口部３はガス吸着部材５に覆われていない通気フィルター。
【００４０】
上記要件（３−１）に記載した通り、気体の往来を可能とさせる第１の開口部２ａとは別に第２の開口部３を形成することにより気体置換を効率的に（迅速に）行うことができる。第２の開口部３は、基材膜１側から通気膜６側、通気膜６側から基材膜１側のいずれか一方向のみに気体を流すための開口として使用する。何れの方向でも良いが、詳しくは後に図面を用いて説明する。なお、第１の開口部２ａの圧力損失（コンダクタンス）よりも低い圧力損失を有する第２の開口部３を形成することにより気体置換の迅速化の効果は確実に奏されるが、置換する気体を第１の開口部２ａ及び第２の開口部３の双方から行う場合を想定すれば、第２の開口部３の圧力損失の大きさに関わらず、基材膜１に第２の開口部３を形成することのみによって気体置換の速度を上げることができる。
【００４１】
また、基材膜１に形成される第１の開口部２ａは少なくとも１つ、第２の開口部３も少なくとも１つであり、必要により第１の開口部２ａおよび／または第２の開口部３を複数設けてもよい。例えば筐体７内に複数種類の置換ガスを導入する場合には第２の開口部３を複数設けておくことにより、より迅速な気体置換を行うことができる。また例えば、種類の異なるガス吸着部材５を併用したい場合にはそれに対応して第１の開口部２ａを複数設けておくことができる。
【００４２】
また、流路カバーフィルム４は、通気フィルム内に拡散流路を形成する場合の一実施形態である。流路カバーフィルム４を設けることにより通気フィルム内の流路を長くすることができるため、ＨＤＤが急激に高温或いは多湿の環境に持ち込まれたときでも水分がＨＤＤ内部に到達するまでの時間を十分に確保することができ、ＨＤＤ内部の結露や錆の発生を防止することができる。
【００４３】
また、ガス吸着部材５が設けられる場合、ガス吸着部材５が第２の開口部３を覆っていても覆っていなくてもよいが、覆っていなければ第２の開口部３の圧力損失が小さくなるため、実施形態として一層好ましい。
【００４４】
基材膜１は、通気膜６を保持できるものであればどのようなものを用いても良いが、両面粘着テープで構成することにより筐体７に容易に装着することができる。詳細は後述する。
【００４５】
本実施の形態では、１枚の通気膜６により第１の開口部２ａと第２の開口部３の双方を覆った例について説明したが、図５に示すように、第１の開口部２ａを多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で覆い、第２の開口部３を異なる種類の通気膜、例えばエレクトレット膜（以下、「エレクトレットフィルター１５」と記載する。）で覆うこともできる。エレクトレットとは、誘電体材料、例えば高分子材料（フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等）を加熱溶融し、これに直流の高電圧を加えながら電極の間で固化させたものであり、電極を取り去っても誘電体材料の表面に正又は負の静電気が帯電した部材をいう。フィルター自体が帯電しているため、静電力によって空気中に浮遊するパーティクルを捕捉する効果がある。この効果は、ＨＤＤの製造工程中だけではなく、ＨＤＤが完成し、出荷した後にも継続的に奏される。
【００４６】
更にエレクトレットフィルター１５は、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比べて圧力損失が格段に低いために、Ｈｅガス等の置換気体を迅速に流入させる目的で設けた第２の開口部３を覆うフィルターとしては多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜よりも一層適しているといえる。
【００４７】
なお、エレクトレットフィルター１５の捕集効率は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比較して低いが（例えば直径０．３μｍのパーティクルの捕集効率は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比べ３０〜４０％低いが）、第１の開口部２ａを覆うフィルターがＨＤＤの出荷後一般ユーザの使用環境中に含まれるレベルのパーティクルを捕集する必要があるのに対して、第２の開口部３を覆うフィルターは、ＨＤＤの製造工程中に気体置換の目的で使用されるものである。従ってパーティクル濃度を低レベルにコントロールすることは十分に可能であることから、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比較して捕集効率が低いことは実使用上さほど大きなデメリットではなく、圧力損失が低いことによるメリットの方が大きい。
【００４８】
本実施の形態では、通気膜６が第２の開口部３を直接覆う例について説明したが、ガス吸着部材５が第２の開口部３を覆ってもよいし、図６に示すように他のガス吸着部材１６で覆うように構成してもよい。ガス吸着部材１６としては、圧力損失（通気抵抗）がガス吸着部材５よりも低いものを用いることが好ましい。ガス吸着部材１６の通気抵抗が低いことが望ましい理由は、上記と同様に、第２の開口部３は置換気体を迅速に流入させることが目的であるためである。
【００４９】
圧力損失の低いガス吸着部材１６としては、活性炭繊維により構成される不織布、織布、或いは活性炭を塗布することにより活性炭を含ませた不織布を用いることができる。また、ガス吸着部材１６の表面に凹凸形状（例えば溝）を設ける等して、圧力損失の低減を図ったものが好ましく使用できる。
【００５０】
なお、ガス吸着部材１６の圧力損失が低いことは有害ガス等の吸着効率の面でいえば低くなる方向に働く。しかし、ガス吸着部材５がＨＤＤ出荷後の一般ユーザの使用環境大気に曝されるのに対して、ＨＤＤの製造後においては筐体７の第４の開口部９がシール部材１４により封止されるためガス吸着部材１６は使用環境大気に曝されるものではない。また、ガス吸着部材１６に求められるガス吸着能力はガス吸着部材５に求められるガス吸着能力と比較して高いものではない。その理由は、ヘリウムガス等を置換する際にヘリウムガスに混入している有害ガス（例えばヘリウムガスボンベから供給されるガス流量をコントロールするためのレギュレーター内部で使用される潤滑剤から発生するガスコンタミネーション）、或いはシール部材１４により筐体７が封止された後に筐体７内に存在する接着剤等からの発ガスを吸着除去できる程度であればよく、特に高い吸着容量は要求されない。従って、ガス吸着部材５に比較して捕集効率が低いことは実使用上さほど大きなデメリットではなく、圧力損失が低いことによるメリット（ガス置換の迅速化）の方が大きい。
【００５１】
本実施の形態では、気体置換に用いる開口として筐体７に第３の開口部８、ＨＤＤ筐体内外の通気性を確保するために第４の開口部９をそれぞれ個別に設けた例について説明したが、第３の開口部８、第４の開口部９を一つに纏め、気体置換と通気性の確保の双方の役割を担う大きめの開口部を形成してもよい。
【００５２】
本実施の形態では通気フィルターをＨＤＤに適用した例について説明してきたが、ＨＤＤに限らず、筐体を有し、筐体内部の気体を置換する必要を有するものであればどのような筐体に対しても使用可能である。例えば、半導体素子製造における露光工程で用いられる不活性ガスの置換を目的とした電気装置でも使用することができる。
【００５３】
（４）各構成部材の詳細
基材膜１として両面粘着テープを使用する場合、その両面粘着テープには、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ナイロン不織布等を芯材とした不織布基材両面粘着テープ、ＰＥＴ基材両面粘着テープ、ポリイミド基材両面粘着テープ、ナイロン基材両面粘着テープ、発泡体（例えば、ウレタンフォーム、シリコーンフォーム、アクリルフォーム、ポリエチレンフォーム）基材両面粘着テープ、基材レス両面粘着テープなど様々なタイプのものを用いることができる。
【００５４】
通気膜６の構成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド等を使用することができるが、好ましくは防水性に優れたフッ素樹脂、更に好ましくは、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（多孔質ＰＴＦＥ）のフィルムを用いることが推奨される。通気膜６の微視的形状としては、ネット状、メッシュ状、多孔質のものを用いることができる。多孔質ＰＴＦＥフィルムは、防水性に優れ、水滴、塵埃、有害ガス等の侵入を防止しつつＨＤＤの内外の通気性を持たせる用途に適している。
【００５５】
多孔質ＰＴＦＥフィルムは、ＰＴＦＥのファインパウダーを成形助剤と混合することにより得られるペーストの成形体から、成形助剤を除去した後、高温高速度で延伸、さらに必要に応じて焼成することにより得られるものである。一軸延伸の場合、ノード（折り畳み結晶）が延伸方向に直角に細い島状となっていて、このノード間を繋ぐようにすだれ状にフィブリル（折り畳み結晶が延伸により解けて引出された直鎖状の分子束）が延伸方向に配向している。そして、フィブリル間、又はフィブリルとノードとで画される空間が空孔となった繊維質構造となっている。また、二軸延伸の場合には、フィブリルが放射状に広がり、フィブリルを繋ぐノードが島状に点在して、フィブリルとノードとで画された空間が多数存在するクモの巣状の繊維質構造となっている。
【００５６】
通気膜６は、１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムであっても良いし、２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムであってもよい。
【００５７】
通気膜６は、その細孔内表面に撥液性ポリマーを被覆させて用いるのが好ましい。通気膜６の細孔内表面を撥水撥油性ポリマーで被覆しておくことによって、体脂や機械油、水滴などの様々な汚染物が、通気膜の細孔内に浸透若しくは保持されるのを抑制できる。これらの汚染物質は、通気膜の捕集特性や通気特性を低下させ、通気膜としての機能を損なわせる原因となる。
【００５８】
なお、特許請求の範囲及び本明細書において「撥液剤」とは、液体をはじく性質乃至は機能を有する物質を指すものであるとし、「撥液剤」には、「撥水剤」、「撥油剤」、「撥水撥油剤」等を含むものとする。以下、撥水撥油性ポリマーを例に挙げて説明する。
【００５９】
撥水撥油性ポリマーとしては、含フッ素側鎖を有するポリマーを用いることができる。撥水撥油性ポリマーおよびそれを多孔質ＰＴＦＥフィルムに複合化する方法の詳細についてはＷＯ９４／２２９２８号公報などに開示されており、その一例を下記に示す。
撥水撥油性ポリマーとしては、下記一般式（１）
【００６０】
【化１】
【００６１】
（式中、ｎは３〜１３の整数、Ｒは水素またはメチル基である）
で表されるフルオロアルキルアクリレートおよび／またはフルオロアルキルメタクリレートを重合して得られる含フッ素側鎖を有するポリマー（フッ素化アルキル部分は４〜１６の炭素原子を有することが好ましい）を好ましく用いることができる。このポリマーを用いて上記多孔質ＰＴＦＥフィルムの細孔内を被覆するには、このポリマーの水性マイクロエマルジョン（平均粒径０．０１〜０．５μｍ）を含フッ素界面活性剤（例、アンモニウムパーフルオロオクタネート）を用いて作製し、これを多孔質ＰＴＦＥフィルムの細孔内に含浸させた後、加熱する。この加熱によって、水と含フッ素界面活性剤が除去されるとともに、含フッ素側鎖を有するポリマーが溶融して多孔質ＰＴＦＥフィルムの細孔内表面を連続気孔が維持された状態で被覆し、撥水性・撥油性の優れた通気膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る通気フィルターの構造解説図である。
【図２】図２は、図１の通気フィルターの一部断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態に係るハードディスクドライブの気体置換工程を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態に係るハードディスクドライブを示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施の形態に係るハードディスクドライブの他の気体置換工程を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の他の実施の形態に係るハードディスクドライブの気体置換工程を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の他の実施の形態に係るハードディスクドライブを示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の他の実施の形態に係るハードディスクドライブの他の気体置換工程を示す図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施の形態に係る通気フィルターの断面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施の形態に係る通気フィルターの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基材膜
２ 切り欠き部
２ａ 第１の開口部
２ｂ 拡散流路
２ｃ 終端部
３ 第２の開口部
４ 流路カバーフィルム
５、１６ ガス吸着部材
６ 通気膜
７ 筐体
８ 第３の開口部
９ 第４の開口部
１０ 排気開口部
１１ 通気膜
１２ 気体供給ヘッド
１３、１４ シール部材
１５ エレクトレットフィルター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ等の電気装置の筐体に設置される通気フィルター、この通気フィルターを用いた電気装置、及びその電気装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の主記憶装置として用いられているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、ディスクの記録密度が年々増大している。ＨＤＤは最終製品となる前にディスク上にアドレス情報（サーボ・データ）が記録されるが、記録密度の増大に伴う記録位置の高精度化のため、空気によるディスクの粘性摩擦（風損）や熱による影響を極力少なく抑える必要がある。そのため、ＨＤＤの筐体内に水素ガスやヘリウム（Ｈｅ）ガス等、空気よりも軽い気体で置換することにより、ディスク上にサーボ・データを記録する際の風損等の外乱を軽減することが従来から知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＨＤＤの筐体内の空気をヘリウムガスと置換する方法として、パーティクル（粉塵）検査用のテスト口を利用する方法が記載されている（請求項５）。しかし、このテスト口は通気フィルター等によってカバー（防護）されていない貫通孔であるため（図６）、このテスト口を使用してＨＤＤ筐体内にヘリウムガス等を注入すると、ヘリウムガスを供給するボンベの内部や注入に用いる接続チューブの内部などに存在するパーティクル或いはチューブ接続時に発生したパーティクルがヘリウムガスとともに筐体内に進入し、筐体内がパーティクルにより汚染されてしまう恐れがある。
【０００４】
一方、特許文献２の図５に記載されているように、通常、ＨＤＤの筐体には通気口が設けられている。この通気口にはＨＤＤの内部機構に対する有害ガスや水分等を吸着する濾過材（ガス吸着部材）を備えた通気フィルターが装着されている。このため、ＨＤＤ作動中の温度変化により空気が膨張・収縮しても、この通気口及び通気フィルターを経由して空気が筐体内外に出入りすることが可能な構造となっており、筐体内部を清浄に保ちつつ、ＨＤＤ筐体の呼吸を実現している。
【０００５】
また、同図５に記載されているように、通気フィルターに、外気とＨＤＤ内部との間の気体流通経路の途中に拡散流路と呼ばれる細長い通路を形成することが一般的となっている。拡散流路の存在により、ＨＤＤ筐体が急激に高温或いは多湿の環境に持ち込まれたときでも水分がＨＤＤ内部に到達するまでの時間を十分に稼ぐことができ、ＨＤＤ内部の結露や錆の発生を防止している。
【特許文献１】特開２００６−４０４２３号公報（請求項５，図６）
【特許文献２】特開２０００−３３２１２号公報（段落０００４，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、ＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込む方法としてパーティクル検査用のテスト口を用いる方法が記載されているが、上述したように、ヘリウムボンベ中や接続作業時に発生したパーティクルも同時に筐体内に進入してしまうため好ましい方法とはいえない。そうすると、パーティクルの侵入を防止しつつＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込むことができる一つの方法として、上記特許文献２に記載されている通気口を経由してＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込む方法が想起し得る。しかし、通気口に設けられる通気フィルターには、水分や汚染ガス等を捕捉するための濾過材（ガス吸着部材）が設けられているため、気体の通過に対する抵抗が高い。すなわち通気フィルターの圧力損失が高い。さらに上記拡散流路が形成されている場合は通気フィルターでの圧力損失が一層高くなる。従って、仮に、上記のように特許文献２に記載されている通気口を経由してＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込む方法を採用したとしても、通気フィルターの圧力損失が高いためにＨＤＤ筐体内に置換ガスを送り込むのに長時間を要してしまい、ＨＤＤ等の製造タクトが落ちてしまう懸念がある。
【０００７】
以上のことからすると、気体置換工程でのパーティクルの侵入を防止し、かつ、筐体内の気体置換を短時間で完了させるという２つの効果を同時に得るためには、特許文献２の通気フィルターを特許文献１に適用することでは足りず、もう一段階進んだ検討が必要になる。
【０００８】
上述の事情に鑑み、本発明は、パーティクルの除去機能を備え、かつ、筐体内の気体置換を短時間で完了できるために製造タクトを低減させることのない通気フィルター及びこれを用いた電気装置（例えばハードディスクドライブ）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成し得た本発明の通気フィルターは、基材膜と通気膜とを積層して構成される通気フィルターであって、前記基材膜には、前記通気膜側の気圧と前記基材膜側の気圧との差を緩和するために気体の往来を可能とさせる第１の開口部と、前記基材膜側から前記通気膜側の一方向、又は前記通気膜側から前記基材膜側の一方向に気体を流すための第２の開口部の少なくとも２つが形成されているものである。
【００１０】
上記通気フィルターとしては、前記基材膜と前記通気膜との間にガス吸着材が挟持されており、該ガス吸着材は、前記第２の開口部を覆わないものとすることが推奨される。
【００１１】
上記目的を達成し得た本発明の通気フィルターは、少なくとも第１及び第２の開口部を有する基材膜と、該基材膜の一部を覆うように形成されたガス吸着部材と、該ガス吸着部材を前記基材膜との間に挟持するように形成された通気膜とを有し、前記第２の開口部は前記ガス吸着部材に覆われていないものである。
【００１２】
上記通気フィルターにおいて、前記基材膜に気体の流路が形成されており、該流路の一端部が前記第１の開口部に接続されているものとすることが推奨される。
【００１３】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜がフッ素樹脂膜で構成されているものとすることが推奨される。
【００１４】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で構成されているものとすることが推奨される。
【００１５】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜がエレクトレット膜で構成されているものとすることが推奨される。
【００１６】
上記通気フィルターにおいて、前記第１の開口部を覆う通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であり、前記第２の開口部はエレクトレット膜で覆われていることが推奨される。
【００１７】
上記通気フィルターにおいて、前記通気膜の表面に撥液剤を添加することが推奨される。
【００１８】
上記通気フィルターにおいて、前記基材膜が両面粘着テープで構成することが推奨される。
【００１９】
上記通気フィルターにおいて、前記ガス吸着部材と前記基材膜との間に更に通気膜を設けることが望ましい。
【００２０】
上記目的を達成し得た本発明の電気装置は、開口部を有する筐体と、該開口部を覆うように形成された上記通気フィルターとを有するものである。
【００２１】
上記電気装置は、前記筐体の開口部は少なくとも２つ形成されており、それぞれの開口部は上記通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通しているものであることが好ましい。
【００２２】
上記電気装置の筐体には、上記通気フィルターに覆われた前記開口部のほか、前記筐体内の気体を外部に流出させるための他の開口部が形成されていることが好ましい。
【００２３】
上記目的を達成し得た本発明の電気装置の製造方法は、少なくとも２つの開口部が形成された筐体を準備する工程と、それぞれの開口部が上記通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通するようにして該通気フィルターを前記筐体の内壁側に装着する工程と、前記通気フィルターの第２の開口部を用いて前記筐体内の気体を置換する工程と、前記第２の開口部に連通する前記筐体の開口部をシール部材で封止する工程とを有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の通気フィルターにおいては、基材膜に第１の開口部と第２の開口部が備えられているため、ガス吸着部材或いは拡散流路をバイパスして置換目的の気体を迅速に透過させることができる。したがって、パーティクルや有害ガス等の除去機能を備えつつも、短時間で筐体内の気体置換が行えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態における通気フィルター、電気装置及びその製造方法（以下、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を例に説明する）、及びハードディスクドライブの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（１）通気フィルターの積層構造
図１は、本発明の実施の形態に係る通気フィルターの構造解説図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示すものである。図１及び図２に示されるように、通気フィルターは、基材膜１、流路カバーフィルム４、ガス吸着部材５、及び通気膜６を順次積層した構造を有している。基材膜１には、第１の開口部２ａ、拡散流路２ｂ、及び終端部２ｃを含む切り欠き部２と、第２の開口部３が形成されている。図１及び図２に示されるように、この通気フィルターは、第３の開口部８と第４の開口部９が形成されているＨＤＤの筐体７の内壁に設けられる。この際、第１の開口部２ａと第３の開口部８とが連通し、第２の開口部３と第４の開口部９とがそれぞれ連通するように構成されている。
【００２７】
なお、通気膜６とは別に、基材膜１とガス吸着部材５との間に更に通気膜（図示はしていない）を設けてもよい。このような構成により、ガス吸着部材５から発生するパーティクルが脱落することを防ぐことができる。また、基材膜１側から流れ込むガスに含まれるパーティクルがガス吸着部材５に侵入する前に捕集することもできる。この通気膜には、例えば多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜と不織布とを圧着したものを用いることができる。後述する図３〜図６の態様においても同様である。
【００２８】
次に、第１の開口部２ａと第３の開口部８を通過する気体の流れについて説明する。図１において、筐体７の外界側（図１下方側）から、筐体７の第３の開口部８を経由して侵入した気体は、基材膜１の第１の開口部２ａから通気フィルターに流入し、拡散流路２ｂを通り、終端部２ｃへと流れていく。終端部２ｃからは、ガス吸着部材５、通気膜６をそれぞれ経由して筐体７の内部（図１上方側）へと抜けて行く。気体はその逆方向に流れることも可能であり、通気膜６からガス吸着部材５、切り欠き部２の終端部２ｃ、拡散流路２ｂ、第１の開口部２ａを経由して、筐体７の第３の開口部８から外界へ抜けて行けるように構成されている。
【００２９】
第１の開口部２ａを経由しての気体の流出入は、通気フィルターの通気膜側（図１の上側）の気圧と基材膜１側（図１の下側）の気圧の差を緩和する方向に働くものであり、筐体７内外の気圧差に依存する。例えばＨＤＤ内部の装置が作動しているときにはＨＤＤの筐体７内部の気体は熱せられて膨張するため、筐体７内部の気圧は高くなり、そうすると第１の開口部２ａを経由して気体は筐体７の外部へ流出する。逆に、ＨＤＤ内部の装置が停止すると筐体７内部の温度が下がるため、第１の開口部２ａを経由して気体が筐体７の内部へ流入する。
【００３０】
第２の開口部３を経由した気体の流れについては後に詳しく説明することとし、ここでは簡単に触れておく。第２の開口部３は、基材膜１側から通気膜６側の一方向又は通気膜６側から基材膜１側の一方向に水素ガスや窒素ガスやヘリウムガス（Ｈｅガス）等、空気よりも軽い気体を流すために設けられた開口である。
【００３１】
（２）気体の置換手順
図３Ａ〜３Ｃは、本発明の実施の形態に係る通気フィルターを装着した状態のＨＤＤの断面図である。筐体７内部に格納されるＨＤＤ本体は、公知の方法により製造されるものである。図３Ａは、ディスクにサーボ・データを記録する前に置換気体であるＨｅガスを気体供給ヘッド１２から注入する状態を示す図であり、図３Ｂは、Ｈｅガスの置換後、第４の開口部９と第５の開口部１０がシール部材１４によって封止された状態を示す図である。
【００３２】
図３Ａに示すように、筐体７の内部にはハードディスク本体及びこのハードディスクに情報を記録し、或いは情報を読み出すための磁気ヘッドが配置されている（符号なし）。筐体７の内壁には、図１及び図２で説明したように通気フィルターが装着されている。また筐体７には、第３の開口部８、第４の開口部９の他、第４の開口部９から気体を注入された際に筐体７内に元々存在していた気体を筐体７の外部に排出するために設けられた第５の開口部１０（排気口）が形成されている。
【００３３】
図３Ａに示すように、気体供給ヘッド１２を第４の開口部９に押し当て、気体供給ヘッド１２からＨｅガスを筐体７内に注入する。Ｈｅガスは通気フィルターの第２の開口部３、通気膜６を経由して筐体７内に送り込まれる。同時に、元々筐体７に存在していた空気は第５の開口部１０、或いは筐体７の第３の開口部８から押し出されるようにして排出されることにより気体の置換が行われる。なお、気体置換時に排出ガスによるガス吸着部材５の汚染を最小限にとどめたい場合には筐体７の第３の開口部８をシール部材１３によって封止しておけばよい。
【００３４】
Ｈｅガスの置換が完了すれば、第４の開口部９及び第５の開口部１０は不要の存在となるため、図３Ｂに示すようにシール部材１４によって封止する。ＨＤＤが完成した後は、筐体７の第３の開口部８、通気フィルターの第１の開口部２ａを経由しての気体の往来を可能とするため、シール部材１３を取り外す。
【００３５】
なお、上記図３Ａに示したものは、気体供給ヘッド１２からＨｅガスを筐体７内に注入した例であるが、後述するように本発明がＨＤＤ以外の電気装置にも広く用いられることも考慮すれば、図３Ｃに示すように、筐体７内の気体を気体供給ヘッド１２から吸い上げる方法も実施し得る。その場合には、第５の開口部１０を経由して筐体７の外部から内部に置換気体が吸引されるため、第５の開口部１０を別の通気膜１１で覆い、筐体７の外部から侵入しようとするパーティクルを捕集することが望ましい。
【００３６】
図４Ａ〜４Ｃは、本発明の他の実施の形態に係る通気フィルターを装着した状態のＨＤＤの断面図であり、基本的には図３Ａ〜３Ｃの形態と同様のものである。図３Ａ〜３Ｃの形態と異なる点は、第４の開口部９と第５の開口部１０を隣接して配置した点にあり、これにより、１枚のシール部材１４により第４の開口部９と第５の開口部１０の両方を封止することができる。シール部材１４としては、開口部の封止を目的とした専用のシール部材を用意してもよいが、ＨＤＤの製品情報等を表すラベルにより封止することも可能である。
【００３７】
（３）実施形態の変形例
以上、本発明の実施の形態における通気フィルターの構造について概容を説明したが、整理すると、本発明の通気フィルターは少なくとも次の（３−１）又は（３−２）の何れかの要件に該当するものである。
【００３８】
（３−１）
基材膜１と通気膜６とを積層して構成される通気フィルターであって、基材膜１には、気体の往来を可能とさせる第１の開口部２ａと、基材膜１側から通気膜６側の一方向、又は通気膜６側から基材膜１側の一方向に気体を流すための第２の開口部３の少なくとも２つの開口部が形成されている通気フィルター。
【００３９】
（３−２）
少なくとも第１の開口部２ａ及び第２の開口部３を有する基材膜１と、基材膜１の一部を覆うように形成されたガス吸着部材５と、ガス吸着部材５を基材膜１との間に挟持するように形成された通気膜６とを有し、第２の開口部３はガス吸着部材５に覆われていない通気フィルター。
【００４０】
上記要件（３−１）に記載した通り、気体の往来を可能とさせる第１の開口部２ａとは別に第２の開口部３を形成することにより気体置換を効率的に（迅速に）行うことができる。第２の開口部３は、基材膜１側から通気膜６側、通気膜６側から基材膜１側のいずれか一方向のみに気体を流すための開口として使用する。何れの方向でも良いが、詳しくは後に図面を用いて説明する。なお、第１の開口部２ａの圧力損失（コンダクタンス）よりも低い圧力損失を有する第２の開口部３を形成することにより気体置換の迅速化の効果は確実に奏されるが、置換する気体を第１の開口部２ａ及び第２の開口部３の双方から行う場合を想定すれば、第２の開口部３の圧力損失の大きさに関わらず、基材膜１に第２の開口部３を形成することのみによって気体置換の速度を上げることができる。
【００４１】
また、基材膜１に形成される第１の開口部２ａは少なくとも１つ、第２の開口部３も少なくとも１つであり、必要により第１の開口部２ａおよび／または第２の開口部３を複数設けてもよい。例えば筐体７内に複数種類の置換ガスを導入する場合には第２の開口部３を複数設けておくことにより、より迅速な気体置換を行うことができる。また例えば、種類の異なるガス吸着部材５を併用したい場合にはそれに対応して第１の開口部２ａを複数設けておくことができる。
【００４２】
また、流路カバーフィルム４は、通気フィルム内に拡散流路を形成する場合の一実施形態である。流路カバーフィルム４を設けることにより通気フィルム内の流路を長くすることができるため、ＨＤＤが急激に高温或いは多湿の環境に持ち込まれたときでも水分がＨＤＤ内部に到達するまでの時間を十分に確保することができ、ＨＤＤ内部の結露や錆の発生を防止することができる。
【００４３】
また、ガス吸着部材５が設けられる場合、ガス吸着部材５が第２の開口部３を覆っていても覆っていなくてもよいが、覆っていなければ第２の開口部３の圧力損失が小さくなるため、実施形態として一層好ましい。
【００４４】
基材膜１は、通気膜６を保持できるものであればどのようなものを用いても良いが、両面粘着テープで構成することにより筐体７に容易に装着することができる。詳細は後述する。
【００４５】
本実施の形態では、１枚の通気膜６により第１の開口部２ａと第２の開口部３の双方を覆った例について説明したが、図５に示すように、第１の開口部２ａを多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で覆い、第２の開口部３を異なる種類の通気膜、例えばエレクトレット膜（以下、「エレクトレットフィルター１５」と記載する。）で覆うこともできる。エレクトレットとは、誘電体材料、例えば高分子材料（フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等）を加熱溶融し、これに直流の高電圧を加えながら電極の間で固化させたものであり、電極を取り去っても誘電体材料の表面に正又は負の静電気が帯電した部材をいう。フィルター自体が帯電しているため、静電力によって空気中に浮遊するパーティクルを捕捉する効果がある。この効果は、ＨＤＤの製造工程中だけではなく、ＨＤＤが完成し、出荷した後にも継続的に奏される。
【００４６】
更にエレクトレットフィルター１５は、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比べて圧力損失が格段に低いために、Ｈｅガス等の置換気体を迅速に流入させる目的で設けた第２の開口部３を覆うフィルターとしては多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜よりも一層適しているといえる。
【００４７】
なお、エレクトレットフィルター１５の捕集効率は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比較して低いが（例えば直径０．３μｍのパーティクルの捕集効率は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比べ３０〜４０％低いが）、第１の開口部２ａを覆うフィルターがＨＤＤの出荷後一般ユーザの使用環境中に含まれるレベルのパーティクルを捕集する必要があるのに対して、第２の開口部３を覆うフィルターは、ＨＤＤの製造工程中に気体置換の目的で使用されるものである。従ってパーティクル濃度を低レベルにコントロールすることは十分に可能であることから、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜に比較して捕集効率が低いことは実使用上さほど大きなデメリットではなく、圧力損失が低いことによるメリットの方が大きい。
【００４８】
本実施の形態では、通気膜６が第２の開口部３を直接覆う例について説明したが、ガス吸着部材５が第２の開口部３を覆ってもよいし、図６に示すように他のガス吸着部材１６で覆うように構成してもよい。ガス吸着部材１６としては、圧力損失（通気抵抗）がガス吸着部材５よりも低いものを用いることが好ましい。ガス吸着部材１６の通気抵抗が低いことが望ましい理由は、上記と同様に、第２の開口部３は置換気体を迅速に流入させることが目的であるためである。
【００４９】
圧力損失の低いガス吸着部材１６としては、活性炭繊維により構成される不織布、織布、或いは活性炭を塗布することにより活性炭を含ませた不織布を用いることができる。また、ガス吸着部材１６の表面に凹凸形状（例えば溝）を設ける等して、圧力損失の低減を図ったものが好ましく使用できる。
【００５０】
なお、ガス吸着部材１６の圧力損失が低いことは有害ガス等の吸着効率の面でいえば低くなる方向に働く。しかし、ガス吸着部材５がＨＤＤ出荷後の一般ユーザの使用環境大気に曝されるのに対して、ＨＤＤの製造後においては筐体７の第４の開口部９がシール部材１４により封止されるためガス吸着部材１６は使用環境大気に曝されるものではない。また、ガス吸着部材１６に求められるガス吸着能力はガス吸着部材５に求められるガス吸着能力と比較して高いものではない。その理由は、ヘリウムガス等を置換する際にヘリウムガスに混入している有害ガス（例えばヘリウムガスボンベから供給されるガス流量をコントロールするためのレギュレーター内部で使用される潤滑剤から発生するガスコンタミネーション）、或いはシール部材１４により筐体７が封止された後に筐体７内に存在する接着剤等からの発ガスを吸着除去できる程度であればよく、特に高い吸着容量は要求されない。従って、ガス吸着部材５に比較して捕集効率が低いことは実使用上さほど大きなデメリットではなく、圧力損失が低いことによるメリット（ガス置換の迅速化）の方が大きい。
【００５１】
本実施の形態では、気体置換に用いる開口として筐体７に第３の開口部８、ＨＤＤ筐体内外の通気性を確保するために第４の開口部９をそれぞれ個別に設けた例について説明したが、第３の開口部８、第４の開口部９を一つに纏め、気体置換と通気性の確保の双方の役割を担う大きめの開口部を形成してもよい。
【００５２】
本実施の形態では通気フィルターをＨＤＤに適用した例について説明してきたが、ＨＤＤに限らず、筐体を有し、筐体内部の気体を置換する必要を有するものであればどのような筐体に対しても使用可能である。例えば、半導体素子製造における露光工程で用いられる不活性ガスの置換を目的とした電気装置でも使用することができる。
【００５３】
（４）各構成部材の詳細
基材膜１として両面粘着テープを使用する場合、その両面粘着テープには、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ナイロン不織布等を芯材とした不織布基材両面粘着テープ、ＰＥＴ基材両面粘着テープ、ポリイミド基材両面粘着テープ、ナイロン基材両面粘着テープ、発泡体（例えば、ウレタンフォーム、シリコーンフォーム、アクリルフォーム、ポリエチレンフォーム）基材両面粘着テープ、基材レス両面粘着テープなど様々なタイプのものを用いることができる。
【００５４】
通気膜６の構成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド等を使用することができるが、好ましくは防水性に優れたフッ素樹脂、更に好ましくは、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（多孔質ＰＴＦＥ）のフィルムを用いることが推奨される。通気膜６の微視的形状としては、ネット状、メッシュ状、多孔質のものを用いることができる。多孔質ＰＴＦＥフィルムは、防水性に優れ、水滴、塵埃、有害ガス等の侵入を防止しつつＨＤＤの内外の通気性を持たせる用途に適している。
【００５５】
多孔質ＰＴＦＥフィルムは、ＰＴＦＥのファインパウダーを成形助剤と混合することにより得られるペーストの成形体から、成形助剤を除去した後、高温高速度で延伸、さらに必要に応じて焼成することにより得られるものである。一軸延伸の場合、ノード（折り畳み結晶）が延伸方向に直角に細い島状となっていて、このノード間を繋ぐようにすだれ状にフィブリル（折り畳み結晶が延伸により解けて引出された直鎖状の分子束）が延伸方向に配向している。そして、フィブリル間、又はフィブリルとノードとで画される空間が空孔となった繊維質構造となっている。また、二軸延伸の場合には、フィブリルが放射状に広がり、フィブリルを繋ぐノードが島状に点在して、フィブリルとノードとで画された空間が多数存在するクモの巣状の繊維質構造となっている。
【００５６】
通気膜６は、１軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムであっても良いし、２軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムであってもよい。
【００５７】
通気膜６は、その細孔内表面に撥液性ポリマーを被覆させて用いるのが好ましい。通気膜６の細孔内表面を撥水撥油性ポリマーで被覆しておくことによって、体脂や機械油、水滴などの様々な汚染物が、通気膜の細孔内に浸透若しくは保持されるのを抑制できる。これらの汚染物質は、通気膜の捕集特性や通気特性を低下させ、通気膜としての機能を損なわせる原因となる。
【００５８】
なお、特許請求の範囲及び本明細書において「撥液剤」とは、液体をはじく性質乃至は機能を有する物質を指すものであるとし、「撥液剤」には、「撥水剤」、「撥油剤」、「撥水撥油剤」等を含むものとする。以下、撥水撥油性ポリマーを例に挙げて説明する。
【００５９】
撥水撥油性ポリマーとしては、含フッ素側鎖を有するポリマーを用いることができる。撥水撥油性ポリマーおよびそれを多孔質ＰＴＦＥフィルムに複合化する方法の詳細についてはＷＯ９４／２２９２８号公報などに開示されており、その一例を下記に示す。
撥水撥油性ポリマーとしては、下記一般式（１）
【００６０】
【化１】
【００６１】
（式中、ｎは３〜１３の整数、Ｒは水素またはメチル基である）
で表されるフルオロアルキルアクリレートおよび／またはフルオロアルキルメタクリレートを重合して得られる含フッ素側鎖を有するポリマー（フッ素化アルキル部分は４〜１６の炭素原子を有することが好ましい）を好ましく用いることができる。このポリマーを用いて上記多孔質ＰＴＦＥフィルムの細孔内を被覆するには、このポリマーの水性マイクロエマルジョン（平均粒径０．０１〜０．５μｍ）を含フッ素界面活性剤（例、アンモニウムパーフルオロオクタネート）を用いて作製し、これを多孔質ＰＴＦＥフィルムの細孔内に含浸させた後、加熱する。この加熱によって、水と含フッ素界面活性剤が除去されるとともに、含フッ素側鎖を有するポリマーが溶融して多孔質ＰＴＦＥフィルムの細孔内表面を連続気孔が維持された状態で被覆し、撥水性・撥油性の優れた通気膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る通気フィルターの構造解説図である。
【図２】図２は、図１の通気フィルターの一部断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態に係るハードディスクドライブの気体置換工程を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態に係るハードディスクドライブを示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施の形態に係るハードディスクドライブの他の気体置換工程を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の他の実施の形態に係るハードディスクドライブの気体置換工程を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の他の実施の形態に係るハードディスクドライブを示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の他の実施の形態に係るハードディスクドライブの他の気体置換工程を示す図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施の形態に係る通気フィルターの断面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施の形態に係る通気フィルターの断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基材膜
２ 切り欠き部
２ａ 第１の開口部
２ｂ 拡散流路
２ｃ 終端部
３ 第２の開口部
４ 流路カバーフィルム
５、１６ ガス吸着部材
６ 通気膜
７ 筐体
８ 第３の開口部
９ 第４の開口部
１０ 排気開口部
１１ 通気膜
１２ 気体供給ヘッド
１３、１４ シール部材
１５ エレクトレットフィルター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材膜と通気膜とを積層して構成される通気フィルターであって、前記基材膜には、前記通気膜側の気圧と前記基材膜側の気圧との差を緩和するために気体の往来を可能とさせる第１の開口部と、前記基材膜側から前記通気膜側の一方向、又は前記通気膜側から前記基材膜側の一方向に気体を流すための第２の開口部の少なくとも２つが形成されていることを特徴とする通気フィルター。
【請求項２】
前記基材膜と前記通気膜との間にガス吸着部材が挟持されており、該ガス吸着部材は、前記第２の開口部を覆わないことを特徴とする請求項１に記載の通気フィルター。
【請求項３】
少なくとも第１及び第２の開口部を有する基材膜と、該基材膜の一部を覆うように形成されたガス吸着部材と、該ガス吸着部材を前記基材膜との間に挟持するように形成された通気膜とを有し、前記第２の開口部は前記ガス吸着部材に覆われていないことを特徴とする通気フィルター。
【請求項４】
前記基材膜に気体の流路が形成されており、該流路の一端部が前記第１の開口部に接続されている請求項１〜３のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項５】
前記通気膜がフッ素樹脂膜で構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項６】
前記通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で構成されている請求項５に記載の通気フィルター。
【請求項７】
前記通気膜がエレクトレット膜で構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項８】
前記第１の開口部を覆う通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であり、前記第２の開口部はエレクトレット膜で覆われている請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項９】
前記通気膜の表面に撥液剤を添加した請求項１〜８のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項１０】
前記基材膜が両面粘着テープで構成されている請求項１〜９のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項１１】
前記ガス吸着部材と前記基材膜との間に更に通気膜が設けられている請求項２〜１０のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項１２】
開口部を有する筐体と、該開口部を覆うように形成された請求項１〜１１のいずれかに記載の通気フィルターとを有する電気装置。
【請求項１３】
前記筐体の開口部は少なくとも２つ形成されており、それぞれの開口部は前記通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通している請求項１２に記載の電気装置。
【請求項１４】
前記筐体には、請求項１〜１１のいずれかに記載の通気フィルターに覆われた前記開口部のほか、前記筐体内の気体を外部に流出させるための他の開口部が形成されている請求項１２または１３に記載の電気装置。
【請求項１５】
少なくとも２つの開口部が形成された筐体を準備する工程と、それぞれの開口部が請求項１〜１１のいずれかに記載された通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通するようにして該通気フィルターを前記筐体の内壁側に装着する工程と、前記通気フィルターの第２の開口部を用いて前記筐体内の気体を置換する工程と、前記第２の開口部に連通する前記筐体の開口部をシール部材で封止する工程とを有する電気装置の製造方法。
【請求項１】
基材膜と通気膜とを積層して構成される通気フィルターであって、前記基材膜には、前記通気膜側の気圧と前記基材膜側の気圧との差を緩和するために気体の往来を可能とさせる第１の開口部と、前記基材膜側から前記通気膜側の一方向、又は前記通気膜側から前記基材膜側の一方向に気体を流すための第２の開口部の少なくとも２つが形成されていることを特徴とする通気フィルター。
【請求項２】
前記基材膜と前記通気膜との間にガス吸着部材が挟持されており、該ガス吸着部材は、前記第２の開口部を覆わないことを特徴とする請求項１に記載の通気フィルター。
【請求項３】
少なくとも第１及び第２の開口部を有する基材膜と、該基材膜の一部を覆うように形成されたガス吸着部材と、該ガス吸着部材を前記基材膜との間に挟持するように形成された通気膜とを有し、前記第２の開口部は前記ガス吸着部材に覆われていないことを特徴とする通気フィルター。
【請求項４】
前記基材膜に気体の流路が形成されており、該流路の一端部が前記第１の開口部に接続されている請求項１〜３のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項５】
前記通気膜がフッ素樹脂膜で構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項６】
前記通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で構成されている請求項５に記載の通気フィルター。
【請求項７】
前記通気膜がエレクトレット膜で構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項８】
前記第１の開口部を覆う通気膜が多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であり、前記第２の開口部はエレクトレット膜で覆われている請求項１〜４のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項９】
前記通気膜の表面に撥液剤を添加した請求項１〜８のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項１０】
前記基材膜が両面粘着テープで構成されている請求項１〜９のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項１１】
前記ガス吸着部材と前記基材膜との間に更に通気膜が設けられている請求項２〜１０のいずれかに記載の通気フィルター。
【請求項１２】
開口部を有する筐体と、該開口部を覆うように形成された請求項１〜１１のいずれかに記載の通気フィルターとを有する電気装置。
【請求項１３】
前記筐体の開口部は少なくとも２つ形成されており、それぞれの開口部は前記通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通している請求項１２に記載の電気装置。
【請求項１４】
前記筐体には、請求項１〜１１のいずれかに記載の通気フィルターに覆われた前記開口部のほか、前記筐体内の気体を外部に流出させるための他の開口部が形成されている請求項１２または１３に記載の電気装置。
【請求項１５】
少なくとも２つの開口部が形成された筐体を準備する工程と、それぞれの開口部が請求項１〜１１のいずれかに記載された通気フィルターの第１及び第２の開口部のいずれかに連通するようにして該通気フィルターを前記筐体の内壁側に装着する工程と、前記通気フィルターの第２の開口部を用いて前記筐体内の気体を置換する工程と、前記第２の開口部に連通する前記筐体の開口部をシール部材で封止する工程とを有する電気装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−８６６２９（Ｐ２０１０−８６６２９Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５６７２１（Ｐ２００８−２５６７２１）
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【出願人】（０００１０７３８７）ジャパンゴアテックス株式会社 (121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【出願人】（０００１０７３８７）ジャパンゴアテックス株式会社 (121)
【Ｆターム（参考）】
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