JP3720732B2 - 電子装置のための通気ポート及びｅｍｉ導波管 - Google Patents

Description

【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、ＥＭＩ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 Eurocard（ＶＭＥ）、Compact Peripheral Component Interconnect（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〜１０．０ＧＨｚ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２２ａ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２０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５１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５０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８７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（61）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６０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

Claims (10)

1. 電子コンポーネントであって、
   エンクロージャと、
   空気流を生じさせて、前記電子コンポーネントに通気を施し、前記エンクロージャ内に収容された電子デバイスによって発生する、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）シールアセンブリとからなり、
   前記通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリが、
   第１の波形金属板と第２の波形金属板とからなる入れ子構造と、
   前記入れ子構造を所定の位置に保持するための保持構造とからなり、
   前記第１の波形金属板が、複数の第１のトラフによって特徴付けられ、その第１のトラフのそれぞれが、高さＨ１、深さＴ１、及び開放端を有し、前記第２の波形金属板が、複数の第２のトラフによって特徴付けられ、その第２のトラフのそれぞれが、高さＨ２、深さＴ２、及び開放端を有し、前記第２の波形金属板は、前記第２のトラフの高さＨ２が前記第１のトラフの高さＨ１より小さいように構成され、
   前記第２の波形金属板は、前記第１の波形金属板の前記複数の第１のトラフの少なくとも１つが前記開放端を通して前記第２の波形金属板を受容することによって、断面の対角線Ｄ１を有する第１のダクトを形成するように、前記第１の波形金属板と構成され、及び 前記保持構造は、前記複数の第２のトラフの少なくとも１つを取り囲むことによって断面の対角線Ｄ２を有する第２のダクトを形成するように、及び前記複数の第１のトラフの少なくとも１つを取り囲むことによって断面の対角線Ｄ３を有する第３のダクトを形成するように、前記入れ子構造を受容するように構成されている、電子コンポーネント。
2. 前記保持構造が、
   前記入れ子構造と接触して、前記第２のダクトを形成する第１のプレートと、及び
   前記入れ子構造と接触して、前記第３のダクトを形成する第２のプレートとを含む、請求項１記載の電子コンポーネント。
3. 前記保持構造は、前記第２のプレートが前記第１のプレートと平行であり、かつ第１の側部プレート及び第２の側部プレートにより前記第１のプレートに接続されるように構成され、及び
   前記入れ子構造が、前記第１及び第２の波形金属板により作用する圧縮力によって、前記第１の側部プレート及び前記第２の側部プレートと接触して保持される、請求項２記載の電子コンポーネント。
4. 前記断面の対角線Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３のそれぞれが、前記深さＴ１及びＴ２のそれぞれの大きさよりも少なくとも２倍大きい、請求項２記載の電子コンポーネント。
5. 前記エンクロージャ内に収容された電子デバイスを更に含む、請求項４記載の電子コンポーネント。
6. 通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリであって、
   第１の波形金属板と第２の波形金属板とからなる入れ子構造と、
   前記入れ子構造を所定の位置に保持するための保持構造とからなり、
   前記第１の波形金属板が、複数の第１のトラフによって特徴付けられ、その第１のトラフのそれぞれが、高さＨ１、深さＴ１、及び開放端を有し、前記第２の波形金属板が、複数の第２のトラフによって特徴付けられ、その第２のトラフのそれぞれが、高さＨ２、深さＴ２、及び開放端を有し、前記第２の波形金属板は、前記第２のトラフの高さＨ２が前記第１のトラフの高さＨ１より小さいように構成され、
   前記第２の波形金属板は、前記第１の波形金属板の前記複数の第１のトラフの少なくとも１つが前記開放端を通して前記第２の波形金属板を受容することによって、断面の対角線Ｄ１を有する第１のダクトを形成するように、前記第１の波形金属板と構成され、及び 前記保持構造は、前記複数の第２のトラフの少なくとも１つを取り囲むことによって断面の対角線Ｄ２を有する第２のダクトを形成するように、及び前記複数の第１のトラフの少なくとも１つを取り囲むことによって断面の対角線Ｄ３を有する第３のダクトを形成するように、前記入れ子構造を受容するように構成されている、通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ。
7. 複数の第３のトラフによって特徴付けられた第３の波形金属板を更に含み、
   前記第３のトラフのそれぞれが、高さＨ３、深さＴ３、及び開放端を有し、
   前記第３の波形金属板は、前記第１の波形金属板の前記複数の第１のトラフの少なくとも１つが、前記開放端を通して前記第３の波形金属板を受容することにより、断面の対角線Ｄ４を有する第４のダクトを形成するように、前記第１の波形金属板及び前記第２の波形金属板と構成される、請求項６記載の通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ。
8. 前記保持構造が、
   前記波形金属板と接触して、前記第２のダクトを形成する第１のプレートと、
   前記波形金属板と接触して、前記第３のダクトを形成する第２のプレートとを含み、
   前記第２のプレートが前記第１のプレートと平行であり、かつ第１の側部プレート及び第２の側部プレートにより前記第１のプレートに接続され、及び
   前記入れ子構造が、前記第１及び第２の波形金属板により作用する圧縮力によって、前記第１の側部プレート及び前記第２の側部プレートと接触して保持される、請求項６記載の通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ。
9. 前記断面の対角線Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３のそれぞれが、前記深さＴ１及びＴ２のそれぞれの大きさよりも少なくとも２倍大きい、請求項８記載の通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ。
10. 前記第１及び第２の波形金属板のそれぞれが、ベリリウム銅のバネからなる、請求項８記載の通気及び導波管ＥＭＩシールアセンブリ。

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