JP5442983B2 - Ｅｍｉ遮蔽及び環境封止装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＭＩ遮蔽装置に関し、更に詳しくは、例えば、縮小可能アンテナ、回転アンテナ、及びこれらに類似したものなどの外部的に運動可能な部分を有する電子装置用のＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置に関する。

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００７年１１月５日付けで出願された米国仮特許出願第６０／９８８，２１５号の利益を主張する。
外部源から放射された電磁放射は、電気回路に対する妨害を生成可能である。このような妨害は、ＥＭＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｃｅ）又はＲＦＩ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と呼ばれる。回路の性能は、ＥＭＩにより、妨害、遮断、或いは、その他の方式において劣化又は制限される可能性がある。様々な異なる物体がＥＭＩの原因になる可能性を有しており、これらには、自然発生的なものもあり、人工的なものもあろう。

電子装置を取り囲む導電性材料から構成されたＥＭＩ遮蔽は、囲まれた空間内への電子信号の侵入を防止するＦａｒａｄａｙケージを生成すべく、使用される。ケージから外側に延長するコンポーネントの周囲に存在可能であるものなどの開口部は、Ｆａｒａｄａｙケージの条件を中断する可能性があり、従って、これにより、望ましくない妨害信号の通過又は放射が許容される。

電子装置のメインハウジング構造から外側に延長するコンポーネントは、コンポーネントがメインハウジング構造との関係において運動可能である際に、特定の問題を提起する。アンテナは、テレビ、ラジオ、コンピュータ、医療機器、事務機器、通信装置、及びこれらに類似したものを含む電子装置の動作のための電磁信号を送受信すべく、使用される。その内部において動作する電子装置のメイン構造との関係において１つの方向又は別の方向において運動可能であるアンテナが知られている。例えば、電子装置との関係において延長可能であるか又は回転可能であるアンテナが知られており、従って、これらは、装置のＥＭＩ遮蔽の間隙の原因になる。多少の有効性を伴って、アンテナ又はその他の運動可能なコンポーネントの周囲において使用される様々なタイプの導電性Ｏリング又は弾性を有するガスケットが知られている。しかしながら、このような封止装置の完全性は、時間の経過と共に低下し、これにより、装置のＥＭＩ遮蔽が劣化する可能性がある。更には、封止装置が有する柔軟性は、例えば、延長可能なアンテナの変化する形状に追随するには不十分である。

当技術分野において求められているのは、電子装置の運動可能なコンポーネントとメイン構造の間におけるＥＭＩ遮蔽及び環境封止の両方を提供する電子装置の外部的に運動可能な部分の周囲における封止である。

電子装置内の運動可能な部分の周囲においてＥＭＩ遮蔽及び環境封止の両方を生成すべく高密度で集積された導電性微細繊維から構成された遮蔽及び封止が提供される。

その一形態の一態様においては、本発明は、装置用のＥＭＩ遮蔽を提供し、ＥＭＩ遮蔽は、開口部を定める導電性ハウジングと、ハウジングに接続された微細繊維リングと、を有し、且つ、微細繊維リングは、ハウジングに電気的に接続されると共に開口部内に延長する高密度で集積された微細繊維フィラメントを有する。

その別の形態の別の態様においては、本発明は、アンテナを有する電子装置用のＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置を提供する。ＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置は、側部と、基部と、を有するカップを有する。環境封止は、カップ内に拘束され、且つ、ＥＭＩ遮蔽は、基部と環境遮蔽の間において、カップ内に拘束される。ＥＭＩ遮蔽は、側部及びアンテナとの接触状態にある高密度で集積された微細繊維の微細繊維リングを含む。

その更なる形態の更なる態様においては、本発明は、運動可能なコンポーネントを有する電磁遮蔽された装置を提供し、導電性ハウジングは、開口部を通じてハウジングから外側に延びる装置の運動可能なコンポーネントを有する開口部を定める。導電性カップが開口部内において固定され、カップは、側部と、側部の一端における基部と、側部の他端におけるリップと、を有する。カップ内の環境封止は、基部とリップの間において拘束され、且つ、ＥＭＩ遮蔽は、基部とリップの間において、カップ内に拘束される。ＥＭＩ遮蔽は、側部及び運動可能なコンポーネントとの接触状態にある高密度で集積された微細繊維のリングを含む。

その一態様における本発明の利点は、運動可能な部分に隣接して連続的な電磁遮蔽を提供し、妨害信号の伝送を遮断又は禁止するという点にある。

その更なる態様における本発明の更なる利点は、電子装置の運動可能なコンポーネントに隣接して長期間にわたって持続する環境封止及び電磁遮蔽を提供するという点にある。

その更に別の態様における本発明の更に別の利点は、アンテナなどの運動可能なコンポーネントの変化する形状及びサイズに容易に追随するＥＭＩ遮蔽を提供するという点にある。

本発明のその他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、請求項、及び添付図面を参照することにより、当業者に明らかとなろう。添付図面においては、類似の符号を使用して類似の特徴事項を表している。

本発明の一実施例によるＥＭＩ遮蔽及び環境遮蔽を有するアンテナの部分断面図であり、アンテナは、縮小位置において示されている。 図１に示されたものに類似した部分断面図であるが、延伸位置におけるアンテナを示している。 図１に示されたアンテナの端面図である。 図２のライン４−４に沿って取得された図１に示されたアンテナの断面図である。 本発明の別の実施例によるＥＭＩ遮蔽及び環境封止を有する別のタイプのアンテナの断面図である。

本発明の実施例を詳細に説明する前に、本発明は、その応用形態において、以下の説明に記述された又は図面に示されたコンポーネントの構造及び構成の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、その他の実施例も可能であり、且つ、様々な方法によって実施及び実現可能である。又、本明細書に使用される語法及び用語は、説明を目的としたものであり、従って、制限として見なすべきではないことをも理解されたい。本明細書における「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「具備する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、及びこれらの変形の使用は、それに続いて列挙された項目及びその等価物、並びに、追加の項目及びその等価物を含むことを意味している。

まず、添付図面、特に図１を具体的に参照すれば、アンテナ１４を更に含む電子装置１２の一部として、例示的なＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置１０が示されている。アンテナ１４は、ラジオ、テレビ、通信装置、コンピュータ、又はその他の装置用に使用可能である縮小可能且つ延長可能なアンテナである。又、アンテナ１４は、縮小可能且つ延長可能であることに加えて、回転可能であってもよい。

ＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置１０は、電子装置１２のＦａｒａｄａｙケージ又はその他の封止クロージャを形成するハウジング１６内に取り付けられる。ＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置１０は、アンテナ１４が延長するハウジング１６内に定められた空間又は開口部を通じて、ハウジング１４によって確立されたＦａｒａｄａｙケージの遮蔽効果を継続及び延長させる。ＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置１０は、Ｆａｒａｄａｙケージ及び電気遮蔽の継続と、汚染物質の侵入に対する環境封止の両方を提供する。

アンテナ１４は、その遠端側の先端にカップ２２又はその他の端部を有する遠端部分２０と、遠端部分２０を伸縮自在の方式で受け入れる近端部分２４と、を含む。尚、遠端部分１６及び近端部分１８という２つの部分のみが図示されているが、アンテナ１４は、それぞれが相互に伸縮自在の方式で受け入れられる更に多くの部分を包含することも可能であることを理解されたい。アンテナ１４は、伸縮自在の方式で受け入れられる隣接部分を相互の関係において外側に引っ張ることにより伸び、且つ、伸縮自在の方式で受け入れられる隣接部分を互いの内部に押し込むことにより縮む。図示の例示用の実施例においては、装置１０は、アンテナ１４が図１に示されているように縮小位置にある際には、遠端部分２０を取り囲み、且つ、装置１０は、アンテナ１４が図２に示されているように延長位置にある際には、近端部分２４を取り囲む。装置１０は、アンテナ１４の直径が遠端部分２０と近端部分２４の間において変化した場合にも、開口部１８に跨って有効な遮蔽及び封止を提供する。但し、ＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置１０は、一定の直径の軸方向において運動可能である要素、回転可能な又はその他の運動可能である要素、或いは、場合によっては、運動可能ではない静的な要素を取り囲む際にも、有利に使用可能であることを理解されたい。変化する形状を具備する運動可能なコンポーネント用に使用された際に既知の遮蔽及び封止装置を上回る利点を有するが、本発明は、このような応用形態に限定されるものではなく、その他の装置の遮蔽及び封止にも同様に有利に使用可能である。

ＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置１０は、導電性カップ３０を含み、これは、例えば、アルミニウムなどの金属、導電性プラスチック、又はその他の導電性材料であってよい。例示用の実施例におけるカップ３０は、実質的に環状であって、一端が閉鎖されており、これにより、基部３２と、環状の側部３４と、を具備する。電磁遮蔽３６及び環境封止３８が、カップ３０内に配置され、且つ、基部３２とは反対側の側部３４の端部においてカップ３０の内側に折り込まれたリップ４０により、その内部に保持されている。従って、遮蔽３６及び封止３８は、基部３２とリップ４０の間において、軸方向において拘束されている。

封止３８は、汚染物質、水分、及びこれらに類似したものに対する障壁として装置１０の周囲の側部上に提供されている。封止３８は、ゴム、熱可塑性物質、又はその他の材料からなる柔軟な膜５０を含み、且つ、その内部直径は、延長又は縮小される際のアンテナ１４の軸方向の運動の際に、摺動するアンテナ１４との接触状態となるように、十分な幅を有する。カバー５２が、膜５０とリップ４０の間に提供されている。カバー５２は、カップ２２を受け入れるべく、十分な直径の開口部５４を定めている。カバー５２は、遮蔽３６及び封止３８を保護し、且つ、ハウジング１６とアンテナ１４の間において開口部１８に跨って第１レベルの遮蔽及び封止を提供している。カバー５２は、カップ３０の側部３４に略隣接する側部５６を包含すると共に膜５０に対してフランジ５８を内側に延長させることにより、ある程度の厚さを有するように構築可能である。

遮蔽３６は、基部３２と膜５０の間に、微細繊維リング６０、６２、６４及びスペーサ７０、７２、７４、７６の積層レイヤを含む。図示の例示用の実施例においては、遮蔽３６は、３つの微細繊維リング６０、６２、６４と、４つのスペーサ７０、７２、７４、７６を含む。但し、所望の遮蔽効果を実現すべく、所望又は必要に応じて、更に少ない数のリング及びスペーサ、又は更に多い数のリング又はスペーサを使用可能であることを理解されたい。図示の例示用の実施例においては、第１スペーサ７０は、基部３２と第１リング６０の間に設けられ、第２スペーサ７２は、第１リング６０と第２リング６４の間に設けられ、第３スペーサ７４は、第２リング６２と第３リング６４の間に設けられ、第４スペーサ７６は、第３リング６４と、膜５０を支持する追加の更に大きなスペーサ７８の間に設けられている。微細繊維リング６０、６２、６４及びスペーサ７０、７２、７４、７６を互いに相互接続及び接着するために接着層８０、８２、８４を使用することができ、導電性接着剤を使用して、繊維、スペーサ、及びカップの電気的な接触を更に促進する。接着層８０、８２、８４は、リング６０、６２、６４、スペーサ７０、７２、７４、７６、及びカップ３０の重なる部分の間の空間を充填する個別の層として又はモノリシックな物体として設けることができる。

スペーサ７０、７２、７４、７６、７８は、ワッシャなどの導電性の環状物体であり、これらは、金属又は導電性プラスチックであってよい。スペーサ７０、７２、７４、７６、７８は、基部３２、微細繊維リング６０、６２、６４、及び膜５０の隣接するものに対する支持と、これらの間における離隔を提供する。スペーサ７０、７２、７４、７６は、微細繊維リング６０、６２、６４の半径方向外側の部分に重なってはいるが、微細繊維リング６０、６２、６４ほどには、アンテナ１４に向かって半径方向内側に延びてはいない。

それぞれの微細繊維リング６０、６２、６４は、複数の略半径方向に延びる高密度で集積された個別の微細繊維１００から形成されており、わかりやすくすべく、図には、これらのいくつかのもののみが特定されている。それぞれの微細繊維１００は、アンテナ１４からカップ３０の側部３４まで延びて接触するための十分な長さを有している。好適な実施例においては、微細繊維１００は、側部３４と、それぞれ、スペーサ７２、７４、７６の半径方向外部エッジの間に押し込まれた微細繊維リングの外部端部部分１１０、１１２、１１４を定めている。微細繊維１００は、比較的緊密に配置及び集積されており、アンテナ１４が運動した場合にも、アンテナ１４に対する電磁遮蔽をハウジング１６からアンテナ１４まで延長する連続した導電性表面を創る。微細繊維１００は、十分に高密度で集積されており、この結果、微細繊維リングの厚みを貫通する連続した隙間は存在しない。但し、アンテナの縮小又は延長に起因してアンテナ１４の形状又は直径が変化した場合にも、個々の微細繊維１００の機械的な曲げを許容してアンテナ１４に対する微細繊維リングの接触を容易にすべく、リング６０、６２、６４の間には、隙間が設けられている。スペーサ７０、７２、７４、７６は、微細繊維リングの間に、基部３２と第１隣接微細繊維リング６０の間に、並びに、膜５０と膜に最も近接した微細繊維リング６４の間に、望ましい隙間を提供している。繊維１００は、アンテナ１４の表面に接触すべく配置されており、この結果、繊維は、アンテナの表面に抗して曲がることにより、アンテナの変化する直径、サイズ、又は形状に追随することができる。但し、繊維は、曲がり過ぎないように配置されており、この結果、損傷のリスクが極小化されている。本発明の繊維は、相対的に大きな損耗耐性を有すると共に縮小可能な又はその他の運動可能なアンテナ或いはその他の装置内における変化する直径に追随することにより、ＥＭＩ遮蔽用の既知のＯリング装置を改良している。

それぞれの微細繊維１００は、例えば、カーボン、ステンレススチール、アクリル又はナイロン繊維などの導電性プラスチック、或いは、銅、銀、ニッケルなどの導電性材料によってコーティング可能であると共に十分に小さな直径を提供可能であるセラミックなどの任意のその他の導電性繊維タイプのフィラメント又はその他の微細繊維などの導電性材料から製造された微細な毛髪様のフィラメントである。好適な実施例においては、微細繊維１００は、一般に、約１５０ミクロン未満の直径を有する。好適な一構成においては、微細繊維１００は、約５ミクロン〜約１００ミクロンの範囲内の直径を有する導電性フィラメントである。このタイプの微細繊維は、不規則な又は変化する表面上における物理的な接触を維持可能である機械的に柔軟な高強度且つ高剛性の繊維である。但し、このような繊維は、摩擦係数が極めて小さく、摺動接触による損耗が無視可能な程度である。個々の繊維は、十分な弾性及び剛性を有し、この結果、表面に抗して曲がった際に、繊維は、表面が運動した場合にも、表面に抗して留まることになる。但し、それぞれの繊維が軽量であることに起因し、接触の圧力は小さい。従って、損耗は、最小限である。微細繊維１００は、リング内の連続した軸方向の隙間をなくすために、リング６０、６２、６４内において十分な量及び密度において設けられ、且つ、複数の微細繊維リングの使用は、ハウジング１６とアンテナ１４の間の開口部１８に跨ったＦａｒａｄａｙケージの連続性を更に向上させる。微細繊維材料の高度な導電特性と、限られたエリア内に高密度で集積された繊維を設けることができることにより、ハウジング１６とアンテナ１４の間にＦａｒａｄａｙケージを継続させるための微細繊維の使用法を容易にしている。

図５は、回転可能なアンテナ２１４を有する電子装置２１２用のＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置２１０を提供する本発明の別の実施例を示している。ハウジング２１６は、アンテナ２１４と電子回路パッケージ２２２の間に延びる回転可能なシャフト２２０用の開口部２１８を定めている。シャフト２２０は、軸方向には動かず、アンテナ２１４を所望のターゲットに向けるために回転する。装置２１０は、シャフト２２０が回転した際にも、ハウジング２１６とシャフト２２０の間に効果的なＥＭＩ遮蔽及び環境封止を提供する。

装置２１０は、前述の装置１０に類似している。従って、装置１０の対応する部分との関係において前述したように、装置２１０は、リップ２４０によって軸方向において拘束された電磁遮蔽２３６及び環境封止２３８を含む基部２３２及び側部２３４を具備したカップ２３０を含む。封止２３８は、膜２５０と、開口部２５４を定めると共に側部２５６及びフランジ２５８を有するカバー２５２と、を含む。電磁遮蔽２３６は、スペーサ２７０、２７２、２７４、２７６、２７８と交互に配列され、且つ、接着層２８０、２８２、２８４によって固定された微細繊維リング２６０、２６２、２６４を含む。それぞれの微細繊維リング２６０、２６２、２６４は、カップ２３０の側部２３４と、それぞれ、スペーサ２７２、２７４、２７６の外部エッジの間に端部部分３１０、３１２、３１４を有する複数の高密度で集積された微細繊維３００から構成されている。

以上の内容の変形及び変更は、本発明の範囲に含まれる。本明細書において開示及び定義された本発明は、言及された又は本文及び／又は図面から明らかである個々の特徴の複数のものの代替組み合わせのすべてを含むことを理解されたい。これらの異なる組み合わせのすべては、本発明の様々な代替の態様を構成する。本明細書に記述された実施例は、本発明を実施するための既知の最良の形態を説明しており、且つ、当業者による本発明の利用を可能にする。請求項は、従来技術によって許容される範囲において、代替実施例を包含すべく解釈されることを要する。

本発明の様々な特徴は、添付の請求項に示されている。

Claims (14)

1. アンテナを有する電子装置用のＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置であって、
   側部及び基部を有するカップと、
   前記カップ内に拘束された環境封止と、
   前記基部と前記環境封止の間において、前記カップ内に拘束されたＥＭＩ遮蔽であって、前記側部及び前記アンテナとの接触状態にある高密度で集積された微細繊維の微細繊維リングを含むＥＭＩ遮蔽と、
   を具備するＥＭＩ遮蔽及び環境封止装置。
2. 前記側部は、環状であり、且つ、前記微細繊維は、前記環状の側部から半径方向を内側に延びる請求項１記載のＥＭＩ遮蔽。
3. 前記側部は、環状であり、且つ、前記ＥＭＩ遮蔽は、前記環状の側部から半径方向を内側に延びると共に前記環状の側部との接触状態にある高密度で集積された微細繊維の複数の微細繊維リングを含む請求項１記載のＥＭＩ遮蔽。
4. 隣接する微細繊維リングの間にスペーサを含む請求項３記載のＥＭＩ遮蔽。
5. 前記スペーサは、環状であり、且つ、前記微細繊維は、前記環状の側部と前記スペーサの外部エッジの間に捕獲された端部部分を具備する請求項４記載のＥＭＩ遮蔽。
6. 前記基部と前記微細繊維リングの１つの間のスペーサと、前記基部とは反対側の前記微細繊維リング上において前記カップ内に拘束された柔軟な膜と、を含む請求項５記載のＥＭＩ遮蔽。
7. 前記膜と前記膜に隣接する前記微細繊維リングの１つの間にスペーサを含む請求項６記載のＥＭＩ遮蔽。
8. 隣接する微細繊維リング及びスペーサは、接着剤によって接続される請求項６記載のＥＭＩ遮蔽。
9. 前記微細繊維リングの前記微細繊維は、１５０ミクロン未満の直径を有する請求項１記載のＥＭＩ遮蔽。
10. 前記微細繊維リングの前記微細繊維は、５ミクロン〜１００ミクロンの直径を有する請求項９記載のＥＭＩ遮蔽。
11. 運動可能なコンポーネントを有する電磁遮蔽された装置であって、
    開口部を通じてハウジングから外側に延びる前記装置の前記運動可能なコンポーネントを有する前記開口部を定める前記導電性ハウジングと、
    前記開口部内において固定された導電性カップであって、側部と、前記側部の一端における基部と、前記側部の他端におけるリップと、を有するカップと、
    前記基部と前記リップの間に拘束された前記カップ内の環境封止と、
    前記基部と前記リップの間において、前記カップ内に拘束されたＥＭＩ遮蔽であって、前記側部及び前記運動可能なコンポーネントとの接触状態にある高密度で集積された微細繊維の微細繊維リングを含むＥＭＩ遮蔽と、
    を具備する電磁遮蔽された装置。
12. 前記ＥＭＩ遮蔽は、前記カップ内において重なると共に互いに隔離した複数の微細繊維リングを含み、それぞれの前記微細繊維リングは、前記側部及び前記運動可能なコンポーネントとの接触状態にある高密度で集積された微細繊維を含む請求項１１記載の電磁遮蔽された装置。
13. 前記微細繊維は、１５０ミクロン未満の直径を有する請求項１２記載の電磁遮蔽された装置。
14. 前記運動可能なコンポーネントは、アンテナである請求項１１記載の電磁遮蔽された装置。

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