JP2005503667A - 変形可能な実装ピンを備えたスモールフォームファクタ用コネクタケージ - Google Patents

Abstract

【解決手段】トランシーバ用の改良されたＥＭＩシールド組み立て体を、関連するカバー部分とベース部分を有する金属シールドケージの状態で提供する。カバー部分は、外方に裾（すそ）広がりの前縁を含む２つの側壁を有し、その結果、カバー部材の側壁はベース部分の側壁に乗り上げてこれと重なる。裾広がり部分と係合する湾曲面を有するベース部分の側壁に形成されたキャッチは、シールドゲージ組み立て体の組み立てを更に容易する。
【選択図】図１０Ａ

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電磁干渉（「ＥＭＩ」）からの保護及びシールドを提供するコネクタケージ又はアダプタフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野において、多くの異なるタイプのコネクタアダプタフレームが知られている。２０００年５月１６日に発行された米国特許第６，０６２，８９３号に記載されたようないくつかのアダプタフレームは、金属部品とプラスチック部品の両方を利用しており、また、完全にコネクタとして機能するように意図されており、２０００年８月１日に発行された米国特許第６，０９５，８６２号に記載されたような他のものは、ＥＭＩシールドを提供するために全体が金属で形成されている。このタイプのアダプタフレームは、ダイキャスト金属本体と、打ち抜きシートメタルカバーを使用する。そのような構造では信頼性の高い取り付けを得ることは困難であり、また、ダイキャスト本体の比較的大きいサイズのために、このタイプのフレームは、トランシーバや他の部品を支持するであろう回路基板の両面に「腹面対向（belly-to-belly）」式に実装することができない。さらに、容易にスナップ嵌（かん）合することができるこの型の構造のシャーシ部材とカバー部材とを形成することは更に困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、前述の欠点を克服する構造を有する改良されたアダプタフレームに関するものである。
【０００４】
したがって、本発明の一般的な目的は、組み立てが容易で、かつ、回路基板の両面に積み重ねることができる、トランシーバや他の部品のための改良されたシールドケージを提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、トランシーバ部品を取り囲んでトランシーバにＥＭＩシールドを提供するアダプタフレームを提供することであり、このフレームは、シャーシとカバーとの間の望ましくない横方向運動を防ぐために、組み立てたときに互いを確実に係合する金属ベース部品と金属カバー部品とを含み、カバー部品は、ベース部品に形成された保持タブに乗り上げてこれと重なる裾（すそ）広がりの縁を有する。
【０００６】
本発明の更に別の目的は、回路基板の両面に「腹面対向」の配置で、そのような２つのシールドケージの実装を容易にする構造を有するシャーシ部材を備えた改良されたシールドケージを提供することであり、シャーシには、一方のシャーシのポストが他方のシャーシのスロットに収容されるように、シャーシの選択された側に沿って基板係合ポストとスロットが交互に形成されており、それにより、スモールフォームファクタ（small form factor ）のピギーバッグ（piggybacked ）配置が実現される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記の並びにその他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明を検討することにより明確に理解されよう。
【０００８】
この詳細な説明において、添付図面をしばしば参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、回路基板２２と位置合わされ、かつ、パネル２６の開口２４内に位置決めされた、本発明の原理に従って構成されたシールドケージ組み立て体２０を示す。シールドケージ組み立て体２０の主な目的は、電磁放射及び電磁干渉（「ＥＭＩ」）からの遮蔽（へい）を実現することであり、ケージ組み立て体は、該ケージ組み立て体が使用される装置が作動しているときに、トランシーバ及びその関連部品を破損又は接触から保護する手段を提供する。回路基板２２は、上側面２８に形成された一連の導電性トレース２７を有し、該一連の導電性トレース２７は、基板上に形成された孔又はビア２９から様々な回路領域（図示せず）まで延在している。
【００１０】
シールドケージ組み立て体２０は、通常、一般に光のパルスを電気信号に変換するために使用される着脱可能なトランシーバ部品（図示せず）を収容するために使用され、当該技術分野において、スモールフォームファクタ用プラグ接続可能インターフェイスコネクタ（「ＳＦＰ」）と呼ばれることがある。
【００１１】
当該技術分野では、シールドケージと関連した多くの問題がある。１つの問題は、シールドの有効性であり、別の問題は、回路基板の両面にケージを積み重ねることであり、さらに別の問題は、ケージの組み立てである。有効なＥＭＩシールドを実現するためには、ケージ組み立て体のカバーは、金属と金属が接触するように、シールドケージのシャーシ、すなわち、基部と確実に係合しなければならない。設計者が、回路基板の両面に２つのトランシーバを配置することを望む場合、その設計者は、関連したシールドケージの実装パターンを考慮し、ケージを回路基板に実装することができるようにケージをずらさなければならない。これは、回路基板の全体的な設計に影響を及ぼすことがある。最後に、そのようなケージ又はアダプタフレームのカバーは、自動組み立て装置によって組み立てられることがある。そのような場合、カバー部品とシャーシ部品を組み立てるときに、これらの２つの部品の縁が互いにぶつからないように位置決めするように注意を払わなければならない。
【００１２】
さらに、「腹面対向」の実装において、２つのシャーシ部品の実装ピンが、回路基板上の割り当てられた実装孔に差し込まれ（実装孔は、一般に、めっきされたスルーホールである）、それらのピンが、回路基板の反対面に取り付けられたシャーシ部品の実装ピンと干渉しないように注意しなければならない。本発明は、これらの問題を克服し、かつ、改良されたシールド及び組み立て体の利点を提供すると考えられる独特な構造を利用する。
【００１３】
シールドケージ組み立て体２０は、一般に、２つの相互係合する部分である、シャーシ、すなわち、ベース部品３０とカバー部品３１を含む。シャーシ部品３０は、図２に平面図で示され、前端３２又は後端３３から見たときに概略Ｕ字型の構造を有する。したがって、シャーシ部品３０は、一般に、３つの面、すなわち、壁を有する：つまり、ベース、すなわち、底壁３５と、ベース壁３５から上方に延在し、互いに離間されて、トランシーバ（図示せず）を収容するチャネル３８を間に画定する２つの側壁３６、３７とを有する。
【００１４】
シールドケージのシャーシ部品３０は、シートメタルから打ち抜き成形され、実装ピン部分４０を備えることが好ましく、該実装ピン部分４０は、シャーシ部品３０の底壁３５から打ち抜かれ、該底壁３５に対して垂直に、好ましくは側壁３６、３７と同じ平面内で延在するように成形され、あるいは曲げ加工が施される。シャーシ部品３０の側壁３６、３７と底壁３５とが交わる領域全体に、切り欠き４２（この目的と機能は、後で詳細に説明する）が形成されている。図１及び２に示した実施形態においては、この切り欠き４２は２つの平面内で延在している。すなわち、切り欠き４２の一部分がシャーシの底壁３５に形成され、一部分が側壁３６、３７に形成されている。実装ピン部分４０は、回路基板上の対応する実装孔２９と係合し嵌合するように所望のパターンで形成されている。また、ケージシャーシ部品３０は、側壁３６、３７に形成することができる複数の保持要素、すなわち、キャッチ５０を有する。
【００１５】
ケージカバー３１もシートメタルから形成されることが好ましいが、ケージカバー３１とケージシャーシを、金属めっきしたプラスチックなどの他の導電性材料から形成することもできる。カバー部品３１は、シャーシ部品３０の長さと一致する長さを有し、また、好ましくはシャーシ部品３０の幅と等しいか又はそれよりも大きい幅を有することが好ましい。これは、図示したように、前端４４から見たときに概略Ｕ字型の構造に曲げられている。このように、カバー部品３１は、上壁４５、２つの側壁４６、４７、及び、１つの後壁４８を含む。
【００１６】
側壁４６、４７の各々は、その外側縁４６ａ、４７ａに、カバー側壁４６、４７から（及び、シャーシ部品側壁３６、３７に対しても）斜め外方に延在する細長の裾広がり部分４９を有する。この裾広がり部分４９は、カバー部品３１の側壁４６、４７の長さ全体に延在している。これらは、シャーシ部品３０とカバー部品３１の係合を容易にするカバー部品３１の一部分である。これらの裾広がり部分４９によって提供される傾斜面によって、カバー部品３１の幅がシャーシ部品３０の幅よりも大きくなり、その結果、前記傾斜面が、シャーシ部品側壁の上縁に重なり、かつ、シャーシ部品３０内に形成された保持要素５０に乗り上げてこれと重なるカバー部品側壁の全長に亘（わた）って導入縁を形成する。裾広がり部分４９は、側壁４６、４７の前縁に沿って延在する導入部を構成すると見なすことができる。このような導入部は、カバー部品３１をシャーシ部品３０に入れるときにシャーシ部品３０と最初に接触する。
【００１７】
裾広がり部分４９は、シャーシ部品側壁３６ａ、３７ａの前縁、すなわち、上縁と係合することによって、シールドケージ２０の組み立てを容易にする。これらの裾広がり部分４９の外向きの角度により、カバー部品とシャーシ部品の両方の前縁が衝突する可能性が減少する。また、裾広がり部分４９は、カバー部品側壁４６、４７とシャーシ部品側壁３６、３７が接触したときに、カバー部品側壁４６、４７がわずかに外側に撓（たわ）み、すなわち、動くのを補助する。この接触によって、カバー部品側壁が外方に「傾斜する」が、シャーシ部品側壁も内方に傾斜するであろう。
【００１８】
カバー部品３１は、さらに、その側壁４６、４７に形成された切り欠き、すなわち、スロット５１を有する。これらのスロット５１は、シャーシ部品保持要素５０（図１及び２）と位置合わせされてカバー部品３１内に配置されている。スロット５１は、保持要素５０よりもわずかに大きい寸法であることが好ましく、これにより、カバー部品とシャーシ部品が係合されたときに、各スロット５１は対応する保持要素５０を取り囲む。この点に関し、そのような各スロット５１は、単一の保持要素５０と対にされ、２つの部品は協力して、２つの間の係合を容易にするだけでなく、シャーシ部品３０上の適所にカバー部品３１を保持する。
【００１９】
保持要素５０は、本発明から得られる利益に貢献する独特な形状を有する。図７に、単一の保持要素５０を拡大して詳細に示す。図示のように、保持要素５０は、シャーシ部品側壁３６、３７に打ち抜きによって形成される。打ち抜きは、保持要素５０の幅と長さ（又は高さ）の両方を画定するＵ字型の開口５２を打ち抜くことによって達成されることが好ましい。保持要素５０は、幅Ｗ方向全体に亘る丸みを付けた形状、すなわち、面５５を提供するように、外へ向う半径Ｒで打ち抜かれる。この円弧面は、カバー部品側壁の垂直面に沿って、保持要素５０が側壁と出会う位置「Ｑ」で先細りになり、曲率は、保持要素５０の自由端５４で最大となっている。湾曲面５５は、裾広がり部分４９と協力して、カバー部品３１のシャーシ部品への取り付けを更に容易にし、保持要素の湾曲は、水平方向に延在しており、図９に示したように、湾曲した係合肩部５６が、シャーシ部品側壁３６、３７の垂直面に対して外方（典型的には、垂直方向）に延在する。さらに、保持要素の自由端５４の角又は縁５７は、保持要素５０を取り囲む開口５２内に留まることが好ましい。これは、図９に最もよく示されている。
【００２０】
カバー部品３１とシャーシ部品３０の組み立てを更に容易にするために、カバー部品３１とシャーシ部品３０には、対向する部品の上に延在して接触するはんだ付けタブを形成することができる。これらのタブは、図に示されており、カバー部品３１の端壁４８に形成されたはんだ付けタブ１００と、カバー部品の前部に形成されたタブ１０１は、図１及び３に見ることができ、一方、シャーシ部品３０の前部近くに形成されたはんだ付けタブ１０２は、図１、５及び６に最もよく示されている。このように、カバー部品３１は、シールドケージ組み立て体の前部と後部において、タブ１００及び１０１を使ってシャーシ部品３０にはんだ付けされることが好ましく、必要な場合、タブ１０２が組み立て体２０の前部に配置される。
【００２１】
本発明の別の重要な態様においては、実装ピン部分４０がシャーシ部品の側壁の下側縁に沿って間隔を置いて互い違いに配置され、切り欠き４２がピン部分４０の間に設けられる。このように、２つのシールドケージが、図６に最もよく示したように、回路基板２２の両面にタンデム式、すなわち「腹面対向」式に実装されたとき、一方のシールドケージの実装ピン部分４０は、対向する関連したシールドケージの切り欠き４２内に収容される。この点に関連し、シャーシ部品の左の側壁には、典型的には、シャーシ部品の前端の近くに実装ピン部分４０が配置され、一方、右の側壁には、その前端に切り欠き４２が配置される。したがって、実装ピンと切り欠きは、側壁の一方の各実装ピン（図４では「Ｐ」と示した）が対応する幅「Ｎ」と関連付けられ、好ましくは位置合わせされるように互い違いに配置される（図４）。このような配置は、ケージ組み立て体を互いにずらす必要なしに、シールドケージ組み立て体を回路基板２２の両面に互いに正確に位置合わせして実装することができるので、回路基板の設計者の利益となる。さらに、実装ピンが、孔２９を通り対向する切り欠き４２内に延びているので、基板に１組の実装孔、すなわち、ビア２９を形成するだけでよい。この関係を図６に示す。
【００２２】
また、実装ピンのスタンドオフ部分は、水平から上向きの角度が１度になるように、シャーシ部品の側壁から打ち抜くことができる。このように、ケージ組み立て体は、回路基板に対してわずかに上方に傾けられる（図６）。これは、スタンドオフ部分６１（図１）の底縁１２５に、回路基板２２の表面に対して上方に傾斜した縁を設けることによって行われる。
【００２３】
ケージ組み立て体の実装ピン部分の配置は変更してもよい。図１及び２において、実装ピン部分４０は、ピンよりも幅が広くケージ底壁３５を回路基板２２の上面に対して特定の高さに配置する働きをするスタンドオフ部分６１から延在する、細いピン６０を有する。このスタンドオフ機能を提供するために、スタンドオフ部分６１は、スロット６３によってケージシャーシ部品３０の他の部分から分離されている。
【００２４】
同様に、ケージシャーシ部品３０は、そのようなスタンドオフ部分がなく、図４に示したようなあらかじめ選択された幅のピン７０だけを使用する実装ピン部分を利用することができる。図１０Ａはさらに別の形式の実装ピンを示し、実装ピン１１０は、差し込まれる実装孔の直径よりも幅の広い拡張本体部分１１１を有する。この本体部分１１１は、ピン１１０の本体部分１１１を構成する１対の圧縮可能な脚部１１３を画定する中央開口１１２を含み、通常は互いに近付く方向に圧縮されて実装孔の開口内に押し込むことができる。この実施形態における脚部１１３は、他の実施形態と同じように、実装孔の壁に外向きの力を及ぼすばねとして協働し、この外向きの力は、実装ピンをその実装孔の中に保持する働きをする。この保持力を補助するために、脚部には、複数の独立した突起１１５を有する鋸（のこ）歯状の縁１１４を備えることができ、突起１１５の先端１１６は、実装孔（図示せず）の側壁を掴（つか）むか又は係合するように上方に向いている。
【００２５】
図１０Ｂは、図１０Ａの実装ピン１１０と類似の別の実装ピンの実施形態１２０を示しているが、この実施形態は、ケージシャーシ部品３０が作成されている金属を打ち抜くか又は切削して形成した鋸歯を使用する代わりに、縁１１４が、図１０Ａのピンの鋭い突起１１５ではなく、尖っていない突出部１１８を形成するようにコイニング加工されている点が異なる。このようなコイニング加工された縁は、ピンが実装孔の側壁に食い込んで、回路基板上に位置決めされるシャーシ部品に干渉する可能性のある削りくずを生成する可能性を小さくする。
【００２６】
別の形式の実装ピン部分４０が、図５及び６に示した本発明の実施形態に示されている。実装ピン部分４０は、当該技術分野において「針の穴（eye-of-needle ）」ピンとして知られる開口が形成された圧入ピン８０の形をとる。そのような針の穴ピン８０は、それぞれ、開口８２が打ち抜かれた細長い本体部分８１を有し、中実な先端８３で終端している。各ピン８０に形成された開口８２によって、本体部分８１を、回路基板の実装孔２９よりも大きくなるように作成することが可能になり、その結果、本体部分８１は、それ自体わずかに潰（つぶ）れるが、ばねとして機能するため、回路基板の孔２９に保持力を付与する。本発明のケージによって、回路基板上の小さい専有面積（すなわち、フォームファクタ）を維持しながら、より有効なシールド、具体的にはＥＭＩシールド及び組み立て体が達成される。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態を示し説明したが、本発明の精神から逸脱することなく、実施形態に変更及び修正を行うことができ、本発明の範囲が添付の特許請求の範囲によって定義されることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実装パネルに対して位置決めされ、かつ、プリント回路基板と対向する状態で示された本発明の原理に従って構成されたシールドケース組み立て体の斜視図である。
【図２】図１の組み立て体に使用されているケージシャーシの１つの実施形態の上面図である。
【図３】図１の組み立て体に使用されているシールドケージカバーの、カバーの下から見た斜視図である。
【図４】代替のケージシャーシを利用する、本発明のシールドケージ組み立て体の斜視図である。
【図５】本発明による原理に従って構成されたシールドケージシャーシの第３の実施形態の側面図である。
【図６】図５に示した２つのシールドケージシャーシを回路基板の両面に「ピギーバッグ」又は「腹面対向」式に配置した状態を示す部分断面側面図である。
【図７】シールドケージシャーシ上に使用される保持要素の湾曲を示す拡大詳細図である。
【図８】対応するシャーシに部分的に被せられたシールドケージカバーの部分断面図であり、保持要素とケージカバーのフランジの協力を示す。
【図９】線９−９に沿って切断した上向きに見た図７の断面図である。
【図１０Ａ】本発明の原理に従って構成された代替の変形可能な実装ピンの拡大詳細図である。
【図１０Ｂ】本発明の原理に従って構成された更に別の形式の変形可能な実装ピンの拡大詳細図である。

Claims (6)

1. トランシーバ用のシールドケージであって、
   回路基板に実装するための金属本体部分であって、該本体部分が該本体部分の長さ方向に延在するチャネルを協働して画定する複数の壁を含み、前記本体部分が底壁と該底壁から上方に延在する２つの側壁とを含み、前記本体部分が、該本体部分とともに形成され該本体部分から延在する複数の実装ピンを含み、前記本体部分が前記回路基板に実装されたときに実装ピンが前記回路基板の実装孔内に収容される、金属本体部分と、
   該本体部分のチャネルを覆う細長いカバー部分であって、該カバー部分が上壁と互いに離間され、かつ、前記上壁から下方に延在している２つの側壁とを含み、これにより、前記カバー部分が前記本体部分に取り付けられたときに、前記カバー部分の側壁の一部分が前記本体部分の側壁の上に重なる、カバー部分とを有し、
   前記実装ピンが、該実装ピンと前記回路基板の実装孔との間に締まり嵌めを作るように、回路基板の実装孔よりも少なくとも１つの寸法が大きい圧縮可能な本体部分を含み、前記実装ピンの圧縮可能な本体部分が、回路基板の実装孔の側壁を掴むための鋸歯状の縁を含むシールドケージ。
2. 前記実装ピンのうちの少なくともいくつかが、ピン部分と、前記本体部分が前記回路基板に実装されたときに前記本体部分の底壁を前記回路基板から離間させるスタンドオフ実装部分とを備え、該スタンドオフ部分が前記ピン部分よりも幅が広い、請求項１に記載のシールドケージ。
3. 前記実装ピンの鋸歯状の縁が、前記実装ピンの圧縮可能な本体部分の縁をコイニング加工することによって形成された、請求項１に記載のシールドケージ。
4. 前記鋸歯状の縁が、尖っていない突起の形を有する、請求項１に記載のシールドケージ。
5. 内部に収容した電子部品を電磁干渉から遮蔽するためのシールドケージであって、ケージを回路基板の表面に実装するための本体部材を有し、該本体部材が、底壁と該底壁から上方に延在し、自由端で終端する２つの側壁とを含み、前記底壁と側壁とが前記本体部材内を縦方向に延在するチャネルを協働して画定し、前記側壁の自由端が前記本体部材の離間した２つの前縁を画定し、前記本体部材が、該本体部材が前記回路基板に実装されたときに回路基板に配置されためっきされた実装孔内に収容される前記本体部材と一体化され、かつ、前記本体部材から延在する複数のピン部材と、前記本体部材チャネルの上部を閉じるカバー部材とを含み、該カバー部材と前記本体部材が、少なくとも１つの電子部品を収容する中空差し込み口を協働して画定し、前記カバー部材が、１つの上壁と、前記カバー部材の上壁の両側に沿って配置され、かつ、そこから下方に延在して前記本体部材の側壁を覆う２つの側壁とを含み、
   前記本体部材が、さらに、該本体部材を前記回路基板に実装するために一体化された複数の実装部材を含み、該実装部材が、前記実装ピンと前記回路基板の実装孔との間に締まり嵌めを作るために、回路基板に形成された対応する実装孔よりも寸法が大きく、さらに、圧縮可能な本体部分を備えた変形可能なピン部分を含み、前記圧縮可能な本体部分が、前記実装孔を掴むための鋸歯状の縁を含むシールドケージ。
6. 前記鋸歯状の縁が、コイニング加工によって前記圧縮可能な本体部分に形成された複数の尖っていない突出部を備えた、請求項５に記載のシールドケージ。