JP2002026572A

JP2002026572A - 電子装置のための通気ポート及びｅｍｉ導波管

Info

Publication number: JP2002026572A
Application number: JP2001164250A
Authority: JP
Inventors: David M Chastain; デイビッド・エム・チャステイン; S Said Falk; ファルク・エス・サイド; Eric C Peterson; エリック・シー・ピーターソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-01-25
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: US6384325B1; JP3720732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子装置(3)に通気を施し、電子装置(3)からの
電磁妨害雑音(EMI)の放射を抑圧するための、製造コストが
安価なシステムの提供。【解決手段】本発明は通気ホ゜ート及びEMI導波管(80)に関
する。波形ハ゛ネ部材(50)が第1のフ゜レート(61)と第2のフ゜レート
(62)との間で圧縮され、複数のタ゛クト(53,54)を画定す
る。各タ゛クトは深さ(T)と断面の幅(D)を有する。ハ゛ネ部材
(50)は第1のフ゜レートと第2のフ゜レートと電気的に接触する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、電子コン
ポーネントによって発生する電磁放射を抑圧するための
通気ポート及び導波管に関し、より具体的には、ポート
を介してエンクロージャ内の電子コンポーネントを空冷
するためのシステムに関する。ポートは、ポートを介し
た高周波ＥＭＩ放射の減衰を行うように構成される。

【０００２】

【従来の技術】電子装置の場合、一般に、動作中におけ
る電子コンポーネントの冷却／通気を行うことが必要で
ある。一般的な通気技法では、１つの電子装置のケース
（エンクロージャ）またはハウジングに空気孔（通気ポ
ート）を組み込んで、ケース内に空気流を循環させ、電
子コンポーネントを冷却する。図１には、１つの電子装
置３の電子コンポーネントを冷却するための典型的な構
成の一例が示されている。図１には、キャビネット（ケ
ース）５にあけられた一連の孔１０を介して空気流
「Ａ」を導入し、その内部のコンポーネントに冷却を施
すためのファン６を備えた、ケース５が示されている。

【０００３】動作周波数が高い電子デバイスを組み込ん
だ電子装置の場合、高周波電子デバイスによって電磁妨
害雑音（ＥＭＩ）が発生することが多い。このＥＭＩ
は、一般的な通気ポート１０（図１）を介して電子デバ
イスを納めたハウジングから漏出する可能性がある。高
い動作周波数においては、図１に示すように、例えば、
電子装置のキャビネット５にただ単に空気孔（通気ポー
ト）を設けるだけで、電子装置における冷却とＥＭＩ／
ＥＳＤ（静電放電）減衰の両方を同時に行うことは困難
である。さらに、外部ソースから生じる静電放電が、通
気ポート１０を介してケース５内に放射する可能性もあ
る。要するに、金属板のキャビネットに空気孔をあける
ことによって、電子デバイスを適正に冷却するのに十分
な空気流Ａが生じるが、こうした空気孔は、一般に、Ｅ
ＭＩ及びＥＳＤ放射の適切な減衰レベルをもたらすには
不十分である。

【０００４】電磁波のいくつかの伝搬特性によって、金
属板キャビネットの「孔」の深さが十分な場合には、こ
の孔によって、電磁波の伝搬を十分に減衰させることが
可能になる。すなわち、孔の深さが、最大断面長（対角
線）の少なくとも５０％以上である場合、「孔」によっ
て、ただ単に孔のサイズだけに基づく場合に得られる電
磁波放射の減衰を大幅に上回る減衰がもたらされる。導
波管ＥＭＩフィルタが、これらの特性に従って開発され
た。しかし、これらの導波管フィルタには、一般に、導
電性を得るために、複数の部品、及び導波管コンポーネ
ントのハンダ付けを含む複数の処理ステップが必要であ
った。従って、こうした導波管の生産コストはかなりか
かる。これらのコストによって、これらのタイプの導波
管の利用は、メインフレームコンピュータのような、よ
り高価な装置またはコンピュータシステムの場合にしか
費用対効果が大きくならない。工業規格Versa Module E
urocard（ＶＭＥ）、Compact Peripheral Component In
terconnect（ＣＰＣＩ）、及び周辺部品相互接続（規
格）（Peripheral Component Interconnect：ＰＣＩ）
モジュールを含む、個別の入力／出力（Ｉ／Ｏ）モジュ
ールのようなより小形で安価な電子装置アセンブリの場
合、これらのタイプの導波管のコストによって、その実
施が不可能になる。Ｉ／Ｏモジュールのような電子装置
の動作周波数がますます高くなり、２．５ＧＨｚ〜１
０．０ＧＨｚの周波数が普通になっているので、費用対
効果が大きい導波管の解決法が必要とされている。

【０００５】１つの電子装置から放射されるＥＭＩのレ
ベルを減衰させるため、一般的な通気ポートまたはフィ
ルタリングスクリーンの代わりに用いられる、金属導波
管構造を設けるのが一般的になっている。このタイプの
導波管構造の一例が、図２に例示される。図２には、典
型的な導波管フィルタ構造２０（フィルタ構造２０）を
組み込んだケース５を備える電子コンポーネント３が例
示される。このフィルタ構造２０は、さらに、図３Ａ及
び図３Ｂにも例示される。

【０００６】図３Ａ及び３Ｂを参照すると明らかなよう
に、フィルタ構造２０は、例えば、ハンダ接合または溶
接によって互いに取り付けられた複数の個別の六角導波
管チューブ（ダクト）２１から構成される。さらに、六
角導波管チューブ２１は、それぞれ、前面プレート２２
ａ及び背面プレート２２ｂに取り付けられて、フィルタ
構造２０を形成する。フィルタ構造２０は、図２に示す
ように、ケース５の吸気ポートとして用いられる。

【０００７】図３Ｂを参照すると、個別の六角導波管チ
ューブ２１は、導波管チューブ２１の最大断面長Ｄの少
なくとも５０％以上である深さＴになるように製作され
る場合、導波管チューブ２１は、ＥＭＩフィルタとして
の機能も果たし、ひいては導波管チューブ２１を介して
ＥＭＩ放射を減衰させる機能も果たす。フィルタ構造２
０は、労働集約的に製作される構造であり、従って、高
価であり、利潤のマージンがわずかな低コスト装置の用
途には適さない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本業界におい
て、前述の欠点及び不適当な点に対処するため、今まで
に扱われていなかった必用性が存在する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明により、電子装置
に通気を施し、電子装置からの電磁妨害雑音（ＥＭＩ）
の放射を抑圧するためのシステムが提供される。すなわ
ち、本発明は、通気ポート及びＥＭＩ導波管に関する。
要するに、アーキテクチャにおいて、本システムは、次
のように実施されることが可能である。波形バネ部材
が、第１のプレートと第２のプレートとの間に挿入され
て（張力下で）、電気的接触を確立し、同時に、それぞ
れが深さと断面幅を備えた複数のダクトが画定される。

【００１０】本発明の他のシステム、方法、特徴、及び
利点については、下記の図面及び詳細な説明を検討する
ことによって、当該技術者には明らかであるか、あるい
は明らかになるであろう。こうした追加システム、方
法、特徴、及び利点は、全て、本説明に含まれ、本発明
の範囲内にあり、特許請求の範囲によって保護されるこ
とが意図されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、図面を参照することに
よって、より良く理解され得る。図面中のコンポーネン
トは、一定の縮尺で描かれる必用はなく、その代わりに
本発明の原理を明確に図解することに重点が置かれてい
る。さらに、図面において、同様の参照番号は、幾つか
の図面を通して対応する部品を示す。

【００１２】図４を参照すると、本発明による通気ポー
ト及びＥＭＩシール導波管８０の実施態様が示される。
入れ子構造７０が設けられる。入れ子構造７０は、プレ
ート６１及びプレート６２と導電接触するように、プレ
ート６１とプレート６２の間で圧縮される。入れ子構造
７０は、入れ子式に重ねて収納される、すなわち互いに
嵌合して、一連のダクト５３を形成し、プレート６１と
プレート６２の間で圧縮されて、さらにダクト５４を形
成（包囲）するバネ部材５０、５１、及び５２（図６も
参照されたい）から構成される。ダクト５２及び５４の
それぞれは、ダクト５３及び５４の最長の最大断面長
（対角線）Ｄの５０％以上の深さＴを備えていることが
好ましい。

【００１３】図５には、バネ部材５０が示される。バネ
部材５０は、一連の交互トラフ５５を設けるように形成
された波形金属板が好ましい。トラフ５５のそれぞれ
は、幅Ｗ、高さＨ、及び深さＴを備え、開放端により特
徴付けられる。図４に示す２つ以上のバネからなる入れ
子構成とは対照的に、単一のバネ部材だけしか利用され
ていない本発明の実施態様の場合、バネ部材５０の深さ
Ｔは、ＥＭＩ放射のカットオフを提供するため、対角線
Ｄの５０％以上であることが好ましい。

【００１４】図６には、バネ部材５０、５１、及び５２
が示され、複数のバネ部材が互いに入れ子式に重ねて収
納されて、複数のダクト５３を提供する入れ子構造７０
をいかにして形成できるかが例示される。図６の１００
で明らかなように、各バネ部材５０、５１、及び５２
は、それぞれ、高さＨ１、Ｈ２、及びＨ３を有する。さ
らに、各バネ部材５０、５１、及び５２の深さＴは、等
しいことが好ましい（図５）。ダクト５３の所望の断面
長（対角線）Ｄを実現するため、波形シート部材５２及
び５１の高さＨ３及びＨ２は、それぞれ、調整されるこ
とが可能である。好ましい実施態様の場合、バネ部材５
１及び５２の高さＨ２及びＨ３は、それぞれ、主バネ部
材５０の高さＨ１より低い。バネ部材５１及び５２がバ
ネ部材５０に嵌合され／入れ子式に重ねて収納される
と、ダクト５３が形成される。ダクト５３は、例えば、
５０の最長バネ部材（図４及び図５）の深さＴに等しい
深さを有する。上述のバネ部材５０、５１、及び５２、
並びにプレート６１及び６２は、制限するわけではない
が、例えば、ベリリウム銅またはステンレス鋼を含む、
任意の数の金属から製造することが可能である。

【００１５】図７及び図８を参照すると、通気ポート及
びＥＭＩシール導波管８０の代替の実施態様が示され
る。図７において、入れ子構造７０が、ボックス状構造
６０に挿入されて、ダクト５３及び５４を提供する。図
８において、ボックス６０が、上部表面プレート６１、
下部表面プレート６２、及び代替の側部プレート６３及
び６４を含むことが明らかである。ボックス６０の内部
は、高さＨｉ及び幅Ｗｉを有する。ボックス６０は、入
れ子構造７０の全体的な幅、高さ、及び深さを収容する
ように製作される。

【００１６】図９には、通気及びＥＭＩ減衰を行うた
め、通気ポート及びＥＭＩ導波管８０が組み込まれた、
ケース５を備える電子コンポーネント３が示される。空
気流Ａが、図示のように、通気ポートを通ってケース５
へ流入し、ファン６によってケース５から流出する。ケ
ース５は電子デバイス７を納めることが可能である。電
子デバイス７は、例えば、マイクロプロセッサまたは他
の半導体デバイスのような集積回路とすることができ
る。電子デバイス７は、ケース５及びファン６を通る空
気流Ａによって冷却／通気が施される。

【００１７】図１０Ａ及び図１０Ｂには、電気エッジコ
ネクタ８９を備えるプリント回路基板８８を含む、プリ
ント回路（ＰＣ）カード８５の一部として、バネ部材５
０が組み込まれている本発明の代替の実施態様が例示さ
れる。すなわち、バネ部材５０が、背（spine）８７に
接続され、打ち抜きタブ（フラップ）４８を介して背８
７に形成された開口部とアライメントがとられている。
バネ部材５０は、ダクト４４を形成するように、開口部
とアライメントがとられている。ダクト４４は、ダクト
４４の対角線Ｄの５０％以上であることが好ましい深さ
Ｔを有する。バネ部材５０は、支持タブ４９によって、
張力がかかった状態で背８７の所定位置に支持される。
ＰＣカード８５は、例えば、Infiniband^TM準拠のＩ／Ｏ
モジュール、またはＶＭＥ、ＣＰＩ、またはＰＣＩ準拠
のＩ／Ｏモジュールとすることができる。

【００１８】当該技術者には明らかなように、波形シー
ト部材５０は、図４〜図９に描かれたものとは異なる、
いくつかの波形パターンを提供するように形成されるこ
とが可能である。図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると明
らかなように、バネ部材５０は、図１１Ｂに示すよう
な、全体的に鋸歯パターンを形成するように構成され
た、サイズ５０２を提供するように形成することが可能
である。さらに、バネ部材５０は、図１１Ａに示された
ように、全体的に先端が切り取られた鋸歯パターンをな
すように形成されることも可能であり、この場合、各鋸
歯の頂点部分が切り取られ、角度つきの側部５０１を備
えたほぼフラットな表面５００を形成する。

【００１９】強調しておくべきことは、本発明の上述の
実施態様、とりわけ「好ましい」実施態様は、ただ単に
本発明の原理を明確に理解するために示されただけの、
単なる可能性のある実施例に過ぎないという点である。
本発明の思想及び原理を実質的に逸脱することなく、本
発明の上述の実施態様に対して多くの変更及び修正を施
すことが可能である。こうした全ての修正案及び変更案
は、本開示及び本発明の範囲内に含まれ、特許請求の範
囲によって保護されることが意図されている。

【００２０】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。１．電子装置であって、エンクロージャ（５）と、動作
周波数の高い電子装置（７）と、及び空気流（Ａ）を生
じさせて、前記電子コンポーネント（７）に通気を施
し、前記電子コンポーネント（７）によって発生する、
前記エンクロージャ外の高周波電磁放射を減衰させるた
めの通気及び導波管電磁妨害雑音（ＥＭＩ）シールアセ
ンブリ（80）とを含む、電子装置。２．前記通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ（80）
が、波形部材（50）と、前記波形部材（50）と接触し
て、第１のダクト（53）を形成する第１のプレート（6
1）と、及び前記波形部材（50）と接触して、第２のダ
クト（54）を形成する第２のプレート（62）とを含む、
上記１に記載のシステム。３．前記波形部材（50）がバネからなる、上記２に記載
のシステム。４．前記波形部材（50）が波形金属板からなる、上記２
に記載のシステム。５．前記波形部材（50）が、複数のダクト（53、54）を
形成するように入れ子式に重ねて収納される複数の波形
シート部材（50、51、52）からなる、上記４に記載のシ
ステム。６．前記エンクロージャ（５）が、プリント回路カード
（85）の背（87）を含む、上記１に記載のシステム。７．前記プリント回路カード（85）が、Infiniband^TM準
拠のプリント回路カードを含む、上記６に記載のシステ
ム。８．通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ（80）であ
って、複数のトラフ（55）を画定するための手段と、前
記複数のトラフを包囲して、複数のダクト（53、54）を
画定するための手段（61、62）とからなり、前記複数の
トラフを包囲するための手段（61、62）が、前記複数の
ダクトを画定するための手段（50）に接続される、通気
及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ（80）。９．前記複数のダクトを画定するための手段（50）が、
複数の入れ子式バネ部材（50、51、52）からなる、上記
８に記載の通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ。１０．通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ（80）を
構成するための方法であって、バネ部材（50）を形成す
るステップと、第１の表面（61）と第２の表面（62）と
の間で前記バネ部材（50）を圧縮して、複数のダクト
（53、54）を形成するステップとからなり、前記ダクト
（53、54）のそれぞれが、各々のダクトの断面の対角線
長（Ｄ）に比べて少なくとも５０％以上の深さを備えて
いる、方法。

【００２１】

【発明の効果】本発明により、電子装置に通気を施し、
電子装置からの電磁妨害雑音（ＥＭＩ）の放射を抑圧す
るためのシステム（通気ポート及びＥＭＩシール導波
管）が提供される。また、本発明によるシステムは、そ
の製造コストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却のための通気ポートを備えた１つの電子装
置を例示した図である。

【図２】従来技術による導波管及び通気ポートを例示し
た図である。

【図３Ａ】従来技術による導波管の詳細図である。

【図３Ｂ】従来技術による導波管の詳細図である。

【図４】通気ポート及びＥＭＩシール導波管の実施態様
を例示した図である。

【図５】バネ部材５０を例示した図である。

【図６】バネ部材の入れ子構成を例示した図である。

【図７】本発明の代替の実施態様を例示した図である。

【図８】図７に示す代替の実施態様のボックス状構造６
０を例示した図である。

【図９】本発明の実施態様を例示した図である。

【図１０Ａ】本発明によるプリント回路カードを例示し
た図である。

【図１０Ｂ】本発明によるプリント回路カードを例示し
た図である。

【図１１Ａ】バネ構造５０を形成するために利用可能な
代替の波形パターン例を例示した図である。

【図１１Ｂ】バネ構造５０を形成するために利用可能な
代替の波形パターン例を例示した図である。

【符号の説明】

５ケース７電子装置 50、51、52 ばね部材 53、54 ダクト 55 トラフ 61 第１のプレート 62 第２のプレート 80 通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ 85 プリント回路カード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ファルク・エス・サイドアメリカ合衆国テキサス州75070，マッキンネイ，トレイルウッド・ドライブ・3021 (72)発明者エリック・シー・ピーターソンアメリカ合衆国テキサス州75070，マッキンネイ，クリーク・クロッシング・ドライブ・2728 Ｆターム(参考） 5E321 GG05 GH03 5E322 BA01 BA03 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子装置であって、エンクロージャ（５）と、動作周波数の高い電子装置（７）と、及び空気流（Ａ）
を生じさせて、前記電子コンポーネント（７）に通気を
施し、前記電子コンポーネント（７）によって発生す
る、前記エンクロージャ外の高周波電磁放射を減衰させ
るための通気及び導波管電磁妨害雑音（ＥＭＩ）シール
アセンブリ（80）とを含む、電子装置。