JPH04334098A - 電磁遮蔽ばねガスケット組立体 - Google Patents

電磁遮蔽ばねガスケット組立体

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JPH04334098A
JPH04334098A JP4011388A JP1138892A JPH04334098A JP H04334098 A JPH04334098 A JP H04334098A JP 4011388 A JP4011388 A JP 4011388A JP 1138892 A JP1138892 A JP 1138892A JP H04334098 A JPH04334098 A JP H04334098A
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JP
Japan
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spring
electromagnetic shielding
gasket assembly
coil
gasket
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JP4011388A
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Peter J Balsells
ピーター・ジェイ・バルセルス
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Original Assignee
Individual
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、全体として、傾斜コイ
ルばね及びシ−ルに関し、特に、ばねコイルとキャビテ
ィとの間の干渉によりキャビティ内に保持された傾斜ば
ねであって、その後、該ばねに荷重を加えるため選択し
た方向に保持される傾斜コイルばねに関するものである
。ばねを長軸線又は短軸線に沿って荷重を加えるために
方向決めすることにより、その後のばねの荷重に応答し
て、特定の選択した弾性的性質又は荷重−撓み特性を実
現することが可能となる。
【0002】更に、本発明は、ばねコイルと溝との間の
干渉により溝内に保持された傾斜コイルばねであって、
その後、該ばねに荷重を加えるため選択した方向に保持
される傾斜ばねに関するものである。ばねを長軸線又は
短軸線に沿って荷重を加えるために方向決めすることに
より、その後のばねの荷重に応答して、特定の選択した
弾性的性質又は荷重−撓み特性を実現することが可能と
なる。
【0003】以下に説明するように、キャビティは所望
の形状の直線状又は連続状のものとし、その形状は円形
又はその他の形状とし得ることを理解すべきである。円
形のキャビティ内にある場合、該ばねは、端部コイルを
溶接し、ガータ型式の傾斜コイルばねを形成することが
出来る。
【0004】特に対象とするのは、ピストン及びボアと
してのシャフトとハウジングと間の電磁波を密封するガ
スケットである。この場合、該ガスケットは半径方向に
荷重を加え、電磁波がシャフト又はボアを通って透過す
るのを阻止する。
【0005】
【従来の技術】一般に、電磁波の透過は、波の理論によ
り説明することが出来、更に、自由スペース内で相互に
90°の相関係で移動する電界及び磁界として説明する
ことが周知である。波理論は、電磁エネルギーを波長及
び振幅として取り扱う。
【0006】ここで電磁エネルギーは、電磁エネルギー
周波数の全てのスペクトルを含む全体的な用語として説
明する。一般に、電磁干渉(EMI)及び無線周波数干
渉(RFI)という表現は、特定の装置に入り又はかか
る装置から出る望ましくない電磁エネルギー又は無線周
波数エネルギーに起因する干渉を説明するために使用さ
れる。
【0007】構成要素を電磁エネルギーの放出又は侵入
から遮蔽し得る機能は、遮蔽効果と称することが多い。
【0008】約100kHz乃至約300gHzの範囲
の周波数を有するマイクロ波エネルギは、一般にマイク
ロ波と呼ばれている。マイクロ波の周波数のスペクトル
は更に、商用帯域100kHz乃至10gHz、軍用帯
域10gHz乃至50gHz及びミリメートル帯域50
gHz乃至300gHzを含む3つの一般な群に分割す
ることが出来る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】その開口全体にて電流
の連続性が保持される限り、特定の周波数帯域の遮蔽効
果は、電磁界の放射を許容する空隙又は開口により著し
く影響される。勿論、この開口の重要性は、衝突する電
磁エネルギーの周波数に依存する。遮蔽効果はデジベル
(dB)の単位で測定されるEMIガスケットの効率を
判定する手段であり、遮蔽効果が大きければ大きい程、
ガスケットはより効果的であると理解すべきである。か
かる遮蔽効果はコイル間の開口により影響され、ここで
使用する「アパーチャ」という表現は、この開口の最大
の直線状寸法(面積ではなく)を意味するものと定義す
る。このアパーチャの寸法が大きければ大きい程、遮蔽
効果は低下する。このアパーチャは遮蔽開口の最大の直
線状寸法である。故に、ガスケット内において、最大の
遮蔽効果を実現するためには、可能な限り最小のアパー
チャを形成することが望ましい。
【0010】本発明に開示された2つの一般的型式のば
ねガスケットには、荷重を加えたとき、コイル間に間隔
を有するガスケットと、荷重を加えたとき、当接するコ
イルを有する別のガスケットとがある。当接するコイル
は、最小のアパーチャを提供し、従って最大の遮蔽効果
を実現する。
【0011】以下に開示するように、ばねガスケットに
おけるアパーチャの長さは、ワイヤー径、D/d比及び
コイル間の間隔により影響される。
【0012】一般的原則として、商用帯域の効果的な遮
蔽を実現するためには、開口の寸法は、電磁エネルギー
の波長を20で割った値以下にする必要がある。軍用帯
域の場合、開口の寸法は波長を50で割った値以下にす
る必要がある。ミリメートル帯域の場合、開口は波長を
200で割った値以下にする必要がある。特定の周波数
におけるガスケットの遮蔽効果は、波長に依存する結果
、開口又はアパーチャの寸法によって決まる。
【0013】従来のガスケットは、遮蔽効果の点で許容
し得ない程望ましくない空隙が形成されるを阻止するた
め、装置の寿命全体を通じて寸法上の安定性を実現する
ことが出来なかった。これは、ガスケットを利用して反
復的に分解し、組み立てることを必要とする状況でかか
る組み立てを必要とする構成要素間のEMI又はRFI
を防止するため、ガスケットを使用する場合に特に当て
嵌まる。
【0014】
【課題を解決するための手段】しかし、本発明のガスケ
ットは、複数の導電性ワイヤーコイルを使用し、及びそ
の周縁に沿って選択した領域内のコイルの間隔を調整し
、電磁界を提供し得るような方法で複数のコイルに荷重
を加える手段を使用することにより、有効な電磁遮蔽効
果を提供するものである。更に、本発明のガスケットは
、トルク、偏心率、凹凸及びその他の変動因子に起因し
て生じる変動を補正するのに十分な偏倚機能を提供しか
つ荷重を加えたとき、係合する面間の緊密な接触を維持
するものである。更に、本発明の構造体は、半径方向キ
ャビティ内に軸方向ばねガスケットを保持しかつロック
することを許容するものである。
【0015】本発明により提供されるガータ型式のばね
の機械的特性に関し、従来から利用可能であったガータ
型式の軸方向に荷重が加えられるばねの力−撓み特性は
、ワイヤーの寸法、コイルの高さ、コイルの間隔、及び
各傾斜ばねコイルの前縁部分を画成する正面角度のよう
な多数のばねパラメータを変化させることにより、変え
ていた。これらパラメータを利用して、ばねの荷重−撓
み特性を有効に特別な仕様値にすることが可能であるが
、これらパラメータは、ばねがその全体的な設計の可能
性を実現するための唯一のものではない。これは、バル
セルズ(Balse−lls)への米国特許第4,82
6,144号及び同第4,915,366号に教示され
ている。
【0016】これら文献は、ガスケット型式の弾性的な
コイルばねを形成し、後縁部分がガスケット型式の軸方
向の弾性的なコイルばねの外径に沿い、前縁部分がガー
タ型式の軸方向に弾性的なコイルばねの内径に沿って形
成される方法にて又その逆の方法で相互接続されるコイ
ルを開示する。
【0017】後部角度、及び該角度により画成される後
縁部分の選択された配置により、ガータ型式の軸方向に
弾性的なコイルばねは、従来から公知のガータ型式の弾
性的なコイルばねの範囲を上廻る機能を備えることが可
能となる。
【0018】その結果、ばねは、より大きい荷重−撓み
特性を備えて形成される。即ち、該ばねは、ばねの内径
に沿った後縁部分を有する同一寸法及びワイヤー寸法の
ばねよりも所定の撓みに応答してより大きい力を作用さ
せることが出来る。
【0019】その結果、これらばねは、従来技術のばね
と同様に撓みに応答して同一の力を作用させる一方、よ
り小さいワイヤー径のワイヤーを使用しかつより狭いコ
イル間隔にて製造することが可能となる。
【0020】本発明は、特に、半径方向の荷重を受けた
とき、選択された荷重−撓み特性を示すガータ型式のば
ねを設計するために利用可能なその他のパラメータを探
知して為されたものである。
【0021】第1に、同一のワイヤー径を利用して製造
された従来のばねより大きい荷重−撓み特性を有するガ
ータ型式の半径方向に荷重を受けるばねの製造に以下に
規定しかつ説明する回転角度を利用し得ることが判明し
た。
【0022】更に、本発明により形成されたばねの特別
な関係及び作用可能な弾性的範囲は又有利に利用するこ
とが出来、従来不可能であった特別仕様の荷重−撓み特
性を備えるばねを提供することが可能となる。
【0023】第2に、以下に説明するように、回転角度
を変更し又は変更せずに、その長軸線に沿ってガータ型
式のばねの半径方向に荷重を加えることにより、ばねの
荷重−撓み特性を特別仕様で形成する手段が提供され、
かかる手段は、加えられた半径方向の力によりかかるば
ねがその長軸線に沿って内側から半径方向に又は外側か
ら半径方向に傾斜することを許容し得るものであること
が判明した。
【0024】ばねが長軸線に沿って半径方向の荷重を受
けたとき傾斜し得るようにするためには、ばねはキャビ
ティ又は溝内に保持することを必要とすることを理解す
べきである。ばねが自由位置にあるときに、長軸線に沿
って半径方向の荷重が加えられた場合、該ばねは、傾斜
動作に抵抗するか、又は全く傾斜しないことが判明した
【0025】更に、ばねが半径方向及び軸方向の力の双
方を受けたとき、長軸線に沿って半径方向に傾斜しかつ
短軸線に沿って半径方向に傾斜する位置に取り付け又は
収容することが出来る。
【0026】本発明によれば、電磁遮蔽ばねガスケット
組立体は、電磁波が透過するのを阻止するコイルばね手
段であって、長軸線及び短軸線を有しかつ該長軸線及び
短軸線の交差点により画成されるその中心線に沿って傾
斜された複数の個々のコイルを有するコイルばね手段を
備えるものである。該コイルは、半径方向のガータ型式
の傾斜コイルばねを形成する方法にて相互接続され、又
、中心線に対して直角な線に関する各コイルの後縁部分
の位置を画成しかつ傾斜コイルばね組立体の半径方向の
荷重−撓み特性を設定する後部角度手段が設けられる。
【0027】上記直角線に対する各コイルの前縁部分の
位置を画成する正面角度手段が設けられており、該正面
角度手段は上記後部角度手段より大きく成し、更に、電
磁波の遮蔽を制御し、半径方向ガータ型式の傾斜コイル
ばねに対して半径方向の荷重を加えかつ半径方向ガータ
型式の傾斜コイルばねの弾性的特性を制御する複数のコ
イルを邪魔にならないように支持する手段が設けられる
【0028】又、複数のコイルを支持する上記手段と協
働し、複数のコイルに荷重を加え、電磁波が伝播するた
めのコイルばね手段のアパーチャを制御する手段が設け
られる。
【0029】本発明の一実施例において、上記個々のコ
イルを相互に当接させる手段を提供する楔が設けられる
【0030】本発明の好適な実施例において、後部角度
手段は、ガスケットが該ガスケットの撓みに応答して略
一定の力を提供する有効弾性範囲を画成する。このよう
にして、一般に係合する部品間の間隔に影響を及ぼす温
度及び環境条件に起因する僅かな変化、許容公差、偏心
率又はその他の変動は、ガスケットにより提供されるそ
の間の荷重又は密封力に影響しない。これは、本発明の
ガスケットが電磁遮蔽ガスケットとして従来から利用可
能なものと明確に相違する点である。
【0031】複数のコイルをある回転角度で方向決めす
る手段を設け、選択された撓み範囲内で略一定の大きさ
の力を制御することが可能である。
【0032】コイルは、後縁部分がガスケットの内径に
沿い、前縁部分がガスケットの外径に沿って形成され、
或は後縁部分がガスケットの外径に沿い、前縁部分がガ
スケットの内径に沿って形成されるような方法で相互接
続することが出来る。
【0033】本発明の別の実施例において、複数のコイ
ルに荷重又は予荷重を加える手段は、複数のコイルを保
持する溝を画成する手段、及びその短軸線に沿って複数
のコイルを撓める楔手段とすることが出来る。該楔手段
は、溝手段内に懸垂させかつ複数のコイルにより反対の
荷重面に偏倚させ、或はこの楔手段は、反対の荷重面に
対して固定し、楔は溝内に固定することが出来る。
【0034】この円形の形状において、各コイルの密封
荷重部分は、全体的に荷重円を画成し、楔手段はその短
軸線に沿って円形の軸方向に弾性的なガスケットを圧縮
し、荷重円を縮小させる働きをする。
【0035】これらコイルは、相互接続し、軸方向に弾
性的な電磁遮蔽ガスケット又は半径方向に弾性的な電磁
遮蔽ガスケットの何れかを提供することが可能である。
【0036】本発明の別の実施例において、荷重を受け
たときにコイルばねが当接する結果、コイル間の間隔を
有するばねと比較して、アパーチャが小さくなり、より
大きい遮蔽効果が得られる。
【0037】より具体的には、複数のコイルを邪魔にな
らないように支持する手段は、上記半径方向ガータ型式
の傾斜コイルばねを0°以上で90°以下の回転角度で
支持しかつ方向決めする半径方向溝を画成する手段を備
えることが出来る。
【0038】更に、電磁遮蔽ガスケット組立体は、所望
の遮蔽効果を実現し得るように選択された径dを有する
ワイヤーにて製造された個々のコイルを備えることが出
来る。この場合、その遮蔽効果は、ワイヤー径の増大に
伴なって低下する。個々のコイルは、所望の遮蔽効果を
実現し得るように選択されたコイル径Dにて形成するこ
とが出来、この場合の効果は、D/d比の増加に伴なっ
て増大する。
【0039】
【実施例】本発明の利点及び特徴は、添付図面と共に以
下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう
【0040】本発明による弾性的な電磁遮蔽ガスケット
は、その荷重−撓み特性によりその一部を説明すること
が出来る。
【0041】その適用例いかんにより、多数の荷重−撓
み特性を利用することが出来る。しかし、特に、ガスケ
ットの撓みに応答して略一定の力を作用させるガスケッ
トに適用される。本発明によるかかる特徴により、ガス
ケットは電磁遮蔽効果を提供すべき係合面の間の変化に
対応することが可能となる。かかる変化は、表面の凹凸
、許容公差又は温度及び圧力の作用に起因するものであ
る。該遮蔽ガスケットは、温度及び圧力の作用及び/又
は係合面の連続的な組み立て及び分解に拘わらず、長期
間に亙って均一な方法にて電磁放射線を遮蔽し得る安定
的で長寿命のガスケットを提供するものである。
【0042】図1には、望ましい荷重−撓み特性を説明
する目的にて一例としての荷重−撓み特性曲線10が示
してある。理解されるように、ガスケットに荷重を加え
たとき、該ガスケットは略直線状に撓み、点線部分12
で示すような最小荷重点14に達し、この点は、最初の
撓み後、荷重が撓み作用を開始し、次に、荷重が比較的
一定に維持される点である。
【0043】以下に説明する軸方向に弾性的なガスケッ
トの場合、荷重は軸方向に加えられる一方、以下に説明
する半径方向に弾性的なガスケットの場合、荷重は半径
方向に加えられる。
【0044】荷重−撓み曲線は、図1に示すように、最
小荷重点14と最大荷重点16との間で一定であるか、
又は僅かに増大する。最小荷重点14と最大荷重点との
領域が有効撓み範囲18を画成する。
【0045】ガスケットは電磁遮蔽を目的とする本発明
による典型的なガスケットの場合、点20で示すように
通常、この範囲内で荷重が加えられて作用する。更に、
該ガスケットは、係合面の間に密封効果を提供すること
も出来る。
【0046】ガスケットに最大荷重点16を越える荷重
を加た場合、ガスケットは当接点22に達するまで急激
な撓み応答性を示し、その結果、過荷重によりガスケッ
トは恒久的に配置される。図1に示すように、荷重を加
えないときのガスケットと最大有効荷重点16における
撓み程度との間の撓み量として画成される全体的な撓み
範囲24が示してある。
【0047】以下に説明するように、本発明によるガス
ケットは、多くの形態にて形成することが可能である。 例えば、以下に説明するように、直線状、不規則な形状
とし又は相互接続させて円形、楕円形又はその他の連続
的な形状とすることが出来る。
【0048】第1に、図2に示すような軸方向に弾性的
な電磁遮蔽又はガスケット30は、図3に示す後縁部分
34がガスケット30の内径36に沿い、前縁部分38
がガスケット30の外径40に沿うような方法で相互接
続させた複数のコイル32を備えることが出来る。図2
には、相互接続させかつコイルを時計方向に傾斜させて
巻いたガスケット30が示してある。選択可能な別の実
施例(図示せず)は、図2及び図3に説明したように構
成することも出来るが、コイルは反時計方向に傾斜させ
、図4に示すように反時計方向に巻くようにしてもよい
【0049】図3から、後部角度42は中心線46に対
して直角の線44に対する各コイルの後縁部分34の位
置を画成する手段を提供する一方、正面角度48は直線
50に対する各コイルの前縁部分38の位置を画成する
手段を提供するものであることが理解される。後部角度
42は米国特許第4,826,144号及び同第4,9
15,366号に開示されたようなガスケットの有効弾
性範囲を更に画成する。後部角度を利用してガスケット
の弾性範囲を画成することに関する更に詳細は、引用し
て本明細書に含めた上記引例に開示されており、ここで
は詳細には説明しない。
【0050】次に、図4及び図5を参照すると、コイル
を反時計方向に傾斜させる方法で相互接続させた複数の
コイル62であって、図5に示すように、外径68に沿
った後縁部分66を画成する後部角度64及びガスケッ
ト60の内径74に沿った前縁部分72を画成する正面
角度70を有するコイルを備える軸方向に弾性的な円形
のガスケット60が図示されている。
【0051】図4には、コイルを反時計方向に傾斜して
相互接続させかつ巻いたガスケット60が示してある。 選択可能な別の実施例(図示せず)は、図4及び図5に
説明したように形成することが出来るが、傾斜方向は時
計方向である(図2参照)。更に、巻き付け方向を反対
にすることも出来る。
【0052】図6に示すように。本発明の別の実施例に
おいて、電磁ガスケット80はその中心線84に沿って
傾斜させかつ円形の半径方向に弾性的なガスケットを形
成する方法で相互接続させた複数の導電性コイル82を
備えることが出来る。ガスケット80は、荷重矢印86
で示すように半径方向に荷重が加えられる。
【0053】次に、図7を参照すると、溝90内に配置
された軸方向に弾性的なガスケット30が線図的な断面
図で示してあり、かかる配置により、荷重を加えたとき
のばねの内径の周縁に沿ったコイル間隔が内径98に沿
った間隔より小さく、かかる間隔は、各コイル32にシ
ール荷重92を加えたときに徐々に増大し、更にばねの
外径に向けて増大するような方法にて複数のコイル32
に予荷重を加える手段が提供される。
【0054】これら密封荷重部分92に沿ったコイル間
隔は、選択した値より大きい波長を有する電磁エネルギ
ーが透過するのを制限し得るような値を選択する。
【0055】シール−荷重部分92の関係をより明確に
示すため、図8には、荷重円96に沿った線図的な斜視
図が示してある。荷重線/円96は、コイル32のシー
ル−荷重部分92により全体的に画成される。
【0056】図8には、コイル間に間隔を有して、荷重
を受けたときの位置にあるガスケット30が図示されて
いる。
【0057】図7に図示するように、ガスケット30を
約1°乃至90°、望ましくは45°である荷重回転角
度γにて溝90内に配置したときの荷重密封点100は
、荷重円96に一致する。ガスケット30は「円錐形」
の形状で図示されており、かかる形状は、ガスケットの
内径36に近接して配置される小さい荷重円を形成する
(図2参照)。ガスケット30を溝90内に組み付けた
後、該ガスケットはフランジ110により全体的に荷重
が加えられる。
【0058】図7及び図8に示したばねの最良の遮蔽効
果は、ワイヤー径が最大であるときにアパーチャが最小
であり、D/d比が最小で、コイル間の間隔が最大であ
るときに実現される。
【0059】溝の幅112は、コイルの高さ114より
狭くし、等しく又はより広くすることが出来る。しかし
、ばねに荷重を加えたときばねが損傷する可能性を少な
くしる点で溝の幅寸法はコイルの高さ寸法より広くする
ことが望ましい。
【0060】図7に示した形態において、ガスケット3
0の力−撓み特性は、力が有効撓み範囲内で略一定であ
る力と撓み量との関係となる。しかし、図35に示す組
み立て回転角度が70°以上である場合、溝の幅寸法が
後部の高さ寸法に等しいか又は小さいとき、特にばねの
後部角度が外径に等しいとき、ばねがスナップ動作する
傾向が生じ、これにより力対撓み曲線は急激に増大して
、一定の力以上となり、これはガスケットの疲労が生じ
たことを示す。
【0061】図8aには、コイル32により荷重が加え
られたときのガスケット30の断面図が示してあり、こ
の断面図は隣接しかつ当接するコイル32の面と荷重面
106とにより境界が画成される最小領域102を示す
。導電性ワイヤー108は、領域102内の当接するコ
イル32間に配置し、電磁波の透過を更に制限する不活
性手段を提供するか、又は当接するコイル32の間に配
置することが出来る。導電性挿入ワイヤー108は、領
域102をより完全に占拠し得るように円形又はV字形
の断面を備えることが出来る。
【0062】次に、図9を参照すると、本発明の選択可
能な別の実施例が図示されており、ここで軸方向に弾性
的なガスケット120は、1°乃至90°の範囲とする
ことの出来る荷重回転角度を有する荷重位置に示してあ
り、好適な荷重回転角度である45°の角度に示してあ
る。該ガスケットは逆円錐形の形状であり、ガスケット
の位置は、軸方向の円錐形ガスケットと同様であるが、
ガスケットをキャビティ内に組み付けたとき、該ガスケ
ットは円錐形の位置から180°反転した位置となる点
が異なる。
【0063】荷重円122は、軸方向円錐形型式のばね
30におけるよりも著しく大きく、その結果、荷重円1
22にてより大きいコイル間の開放スペースが形成され
る。この型式のガスケットにおける力対撓み特性は図1
に示す通りであり、組み立て回転角度γ(図35参照)
が70°以上であり、ばねの後部角度が内径ではなく外
径にある場合、最初のピーク値は一定の力以上となる。
【0064】図10には、その短軸線142に沿って荷
重が加えられときの軸方向に弾性的なガスケット140
が示してあり、この場合、溝の幅GWはコイルの幅CW
を上廻る。
【0065】軸方向に弾性的な円錐形ガスケット150
の別の位置が図11に示してあり、ここで軸方向回転角
度は0°乃至約30°の範囲にあり、荷重円152に沿
った荷重は、ガスケット150の短軸線154に沿って
加えられる。以下に、溝内でのコイルの予荷重及び荷重
状態についてより詳細に説明する。
【0066】図12及び図13には、それぞれハウジン
グ168及びシャフト170に形成した溝164、16
6内にある本発明による半径方向に弾性的なガスケット
160、162が示してある。
【0067】溝164、166内にあるばね160、1
62の位置について以下に説明するパラメータは、軸方
向又は半径方向に弾性的なガスケット30、120、1
40、150について以下に説明する溝とばねとの関係
と同様である。
【0068】図12aには、2つの部分168b、16
8cを備えるハウジング168a内に配置されたばね1
60が示してあり、楔168dはハウジング168aと
シャフト170と間にキャビティ169を画成する。楔
168dは、組み付けたとき、キャビティ160に荷重
を加え、ばね160を内径にて徐々に当接させる。
【0069】図13aには、楔状部分170bを有する
ピストン170a内に配置されたばね162が示してあ
り、該楔状部分170bは、図31に示した方法でばね
に荷重を加え、ばね162が内径から撓みかつ徐々に当
接するようにするキャビティ171を画成する。
【0070】図14には、溝又はキャビティ174内の
軸方向に弾性的な電磁遮蔽ガスケット172の拡大図が
示してあり、溝174内に懸垂させ、複数のばね178
により反対の荷重面180に偏倚させねことの出来る楔
176を更に備えている。この楔176により、荷重位
置にあるとき、隣接するコイルの周縁に沿ったコイル間
隔は、ばねガスケット206の内径に沿った寸法の方が
その周縁に沿った他のコイル部分184、184に沿っ
た寸法よりも小さくなる。荷重円190にて、荷重を加
えたときのコイル間の間隔は、周縁206におけるより
も僅かに大きく、そのコイル間の間隔は、荷重を加えた
とき、ばねの周縁の内径から徐々に増大する。
【0071】楔176の重要な特徴は、コイル178を
疲労させ又は恒久的に配置させたりせずに当接すること
を許容し得ることであり、かかる恒久的な配置によりコ
イル178は撓んでコイル高さ194から180となり
、又コイル178を溝174内で回転させ、これにより
、ガスケット172の遮蔽効果が増す。楔は、上述のよ
うに組み立て回転角度θ196が荷重回転角度γ202
に増大するような方法でコイル178を回転させて疲労
を防止する。
【0072】コイルの溝及び楔の寸法を適正に選択する
ことにより、コイルは、荷重円に沿って当接するが、周
縁のその他の部分184に沿っては離間した状態である
ようにすることが出来る。楔176は別個の部品として
示してあるが、該楔176は荷重面180の一体部品と
して形成することも可能である。
【0073】別個の楔176は、該楔176が十分な可
撓性を備え、ばねガスケット172により撓ませること
が出来る場合、それ自体、キャビティ174に対応させ
、図12a及び図13aに示した埋め込み式の楔よりも
著しく優れた遮蔽効果を提供するという顕著な利点が得
られるものである。
【0074】一方、埋め込み式の楔は、楔及び荷重手段
が一体の要素であり、これにより製造、組み付け及び荷
重を加えることが一層容易であるという顕著な利点が得
られる。
【0075】図14に示すように、溝の幅GWは溝の深
さGDに等しく、例えば、これら寸法は3.81mm(
0.15インチ)とすることが出来る。ガスケット17
2は約45°の組み立て回転角度196を有するコイル
高さ194とし、約4.26mm(約0.168インチ
)のコイル幅198を有し、径約4.06mm(約0.
16インチ)のワイヤーにて形成する。
【0076】楔176により溝174内のガスケット1
72に荷重を加えたとき、ばねは回転し、45°の荷重
角度196から当接回転角度202となり、この荷重円
190は当接点に示してある。コイルの高さ194は、
ばねの回転に伴なって低下し、荷重円を縮小させ、従っ
て開放スペースを著しく縮小させることが理解される。 ばね172が撓むと、コイル178は最小の内径206
にて当接し始める。
【0077】次に、荷重円に沿って荷重が加えられ、コ
イルは当接点182に向けて漸進的に当接する。
【0078】当接するコイルを示す図8aに図示するよ
うに、コイルが当接するとき、コイル間の間隔は最小と
なる。この場合、露出したスペース102の最大寸法は
ワイヤー径に等しい。
【0079】本発明の選択可能な別の実施例は図15に
示してあり、ここでガスケット220は溝222内に配
置され、高さよりも幅寸法の方が広い楔224より偏倚
される。又、かかる楔224は、上述のように荷重面の
一体部品として形成することも出来る。例えば、図15
に図示するような異なる形態の楔224を利用して、ガ
スケット172に関して上述したように、コイル220
が内径から外径に当接する速度を変えることも可能であ
る。これにより各種の溝の幅GW及び溝の深さGDに対
する荷重−撓み特性を実現することが可能となる。
【0080】コイルは、荷重円に沿って当接関係に近付
くか、又はガスケット及び溝の寸法の特定の許容公差範
囲内の当接関係に止まることが重要である。コイルが内
径から外径に向けて当接することにより、溝及びガスケ
ットの変化及び許容公差が可能となり、ばねが損傷され
る可能性のあるコイルの完全な当接を回避することが出
来る。
【0081】図16、図17及び図18には、それぞれ
溝242、244、246及び楔248、250、25
2と組み合わせた軸方向に弾性的なガスケット240が
示してある。上述のように、これら楔248、250、
252は荷重面の一体部分とすることが出来る。これら
選択可能な実施例は、溝の深さを修正するのに使用する
ことが出来る脚部分254を有する楔248を示す。
【0082】これと選択的に、図17に示すように、溝
244は、ばね240をその短軸線258に沿って更に
圧縮するテーパー付き部分256を備えることが出来る
。更に別の実施例が図18に示してあり、ここで楔25
0はV字形であり、楔252と協働し、ばね240を偏
倚させる。
【0083】図19、図20及び図21には、それぞれ
楔278、280、282により荷重を加えると共に、
それぞれ溝272、274、276内に配置することの
出来る半径方向に弾性的なガスケット270が示してあ
る。ガスケット270は、ハウジング290か、又はピ
ストン292に取り付けることが出来る。更に、溝27
2、274、276は図示しない単一のハウジング又は
ピストン内に配置するか、又は別に、それぞれ係合部材
300、302、304と共に形成することも出来る。 軸方向に弾性的なガスケット240を取り付ける方法と
同様に、係合部材304に斜角を付した端縁306を形
成する場合、楔形のガスケット282を利用することが
出来る。
【0084】本発明の原理はガスケット30、170に
関して詳細に説明したので、図16乃至図21に示した
全ての実施例及び図22及び図23に示した実施例につ
いては、概略図のみで示しかつ極く簡単に説明する。
【0085】例えば、図22には、係合部分314、3
16により形成される溝312内に配置されたガスケッ
ト310が示してあり、これら係合部分314、316
はガスケット110及びクリップ部材318により偏倚
され得るように適所に保持されている。図23には、右
側及び左側部材336、338により形成される溝33
4内のガスケット332を偏倚させる埋め込み型の楔3
30が示してあり、ガスケット332には、フランジ3
40により荷重が加えられる。
【0086】図24には、図14の説明に記載した寸法
を有する本発明に従って形成されたガスケットの特定の
荷重−撓み曲線が示してある。この場合、ばねは、0.
55mm(0.022インチ)の径、約4.06mm(
0.16インチ)のコイル高さ、約13°乃至約15°
の後部角度、29°乃至31°の正面角度及び約4.8
2mm(約0.19インチ)乃至4.31mm(0.1
7インチ)のコイル間隔の円形断面を有するワイヤーに
て形成される。
【0087】図25及び図26には、荷重円と共に表面
間で非荷重状態及び荷重状態にある複数のコイルが概略
図で示してある。最大の線形寸法又はアパーチャLと共
に最終の正面角度は電磁波の伝播に利用することが出来
る。図27は、コイル350に外径にて荷重面352に
接触する点360から荷重面354を有するコイル35
0の頂部362まで伸長するアパーチャLを示す、1つ
のコイルの拡大図である。
【0088】コイルワイヤー径dを大きくすることによ
り、アパーチャLはより縮小させ、従って所定の周波数
に対する遮蔽効果を増大させることが出来ることが判明
した。これは図28に示してある。コイル高さDも又、
適正な寸法に影響を与える。一定のワイヤー径Dの場合
、コイル高さDを高くすれば、所定の周波数に対する遮
蔽効果は低下することは明らかである。これは図29に
示してある。従って、個々のコイルが当接しない本発明
によるガスケットの場合、ワイヤー径dが大きく、コイ
ルの高さ350、Dが低ければ低い程、遮蔽効果は増大
する。
【0089】コイルが当接する本発明の選択可能な別の
実施例は、図30に自由状態を示し、図31に隣接する
コイルが表面間で相互に当接する荷重を加えたときの状
態が示してある。又、最終の正面角度と共に荷重面が示
してある。図32は電磁波の伝播に利用可能な最大線形
寸法、即ち、アパーチャLの拡大図である。
【0090】当接するコイルの場合のアパーチャLは、
図26及び図27に示す離間したコイルの場合のアパー
チャLよりも著しく小さいことが容易に理解出来る。例
えば、ワイヤー径d及びコイル高さDが等しい場合、当
接するコイルを有するガスケットは当接しないコイルの
場合の4倍の遮蔽効果が得られる。
【0091】又、コイルが当接するガスケットの設計に
おいて、アパーチャLは、個々のコイルワイヤーの中心
間を伸長するため、ワイヤー径が大きければ大きい程、
所定の周波数に対する遮蔽効果が低下することに留意す
ることが重要である(図33参照)。
【0092】又、その逆は、図34に示したコイル高さ
D対ワイヤー径の比D/dの場合に当て嵌まる。
【0093】ここに説明したように、遮蔽効果は、コイ
ル32(図8)が荷重を受けたとき離間しているか、又
はコイル(図26)のように当接するかによって一部設
定されるアパーチャの長さLによって影響される。
【0094】図35及び図36に示した当接しないコイ
ルの場合、及び図37及び図38に示した当接するコイ
ルの場合、第1表に掲げた仕様を有するばね400から
得られる遮蔽効果の比較計算結果が図39に示してある
【0095】                          
        第1表              
             ばねのパラメータ    
    ワイヤー径          :  0.0
7mm(0.003インチ)        コイル高
さ          :  0.63mm(0.02
5インチ)        コイル幅        
    :  0.58mm(0.023インチ)  
      後部角度            :  
12°        コイル間の間隔      :
  0.08mm(0.0035インチ)      
  ばね内径            :  1.60
mm(0.063インチ)        コイルの概
略数      :  35図35において、ばね40
0は、幅CW及び高さGHを有し、溝402内にある状
態で示してあり、コイル404は、約70°の組み立て
回転角度αAP及び約45°の荷重回転角度αLPを有
し、LCは、ばね400に軸方向に荷重を加えたときの
荷重円を示す。溝の内径412、外径414及び荷重円
LCと共に、コイル間の間隔410が図36により明確
に示してある。
【0096】図37には、楔420によりコイル404
に荷重が加えられ、当接位置となったときのばね400
が示してある。この場合、溝422は、内側高さGWI
より高い外側高さGWOを有している。コイル404は
約70°の組み立て回転角度αAP及び約55°の荷重
回転角度αLPを有している。図38に示すように、コ
イルは、又、矢印430で示すように溝の内径412か
ら荷重円LCまで当接する。
【0097】溝の各種の内径412に対して当接しかつ
開放するコイル404の平均アパーチャは第2表に示し
てある。
【0098】 当接するコイル及び当接しないコイル404に対する平
面波及び磁界の遮蔽効果対周波数の関係は図39に示す
通りである。
【0099】図39に示すように、コイル404が荷重
を受けたときに開放する場合(図35及び図36)、周
波数10GHzのときの平面波に対する遮蔽効果は、8
0.2dBであり、当接するコイルの場合(図37及び
図38)、その遮蔽効果は93.5dBであり、2つの
ばねの間の差は13.3dBである。この差、13.3
dBは、コイル404が荷重を受けて当接するとき、遮
蔽効果は6.6倍に増大することに対応するものである
【0100】磁界の場合、遮蔽効果の差は又13.3で
あり、故に、コイルが当接するときとコイルが開放して
いるときとの遮蔽効果の増加程度は同様に6.6倍であ
る。本発明を有利に利用し得る方法を示す目的にて本発
明による特定の電磁遮蔽ガスケットについて上述したが
、本発明はかかるガスケットにのみ限定されるものでな
いことを理解すべきである。従って、当業者に案出され
得る全ての変形例、応用例又は均等物は特許請求の範囲
に記載したように本発明の範囲に属するものと見なすべ
きである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電磁遮蔽ガスケットの各種のパラ
メータを示す理論上の荷重対撓み曲線の図である。
【図2】本発明による電磁遮蔽ガスケットの平面図であ
る。ここで、コイルはガスケットの内径に沿った後部角
度を有する後縁部分並びにガスケットの外径に沿った正
面角度を有する前縁部分を備える軸方向に弾性的なコイ
ルガスケットを形成する方法にて相互接続されており、
又、コイルは相互接続させてコイルを時計方向に傾斜さ
せている(又、コイルは相互接続し、反時計方向に傾斜
した形態とすることも可能である。図4参照)。
【図3】ばねの後部角度及び正面角度の相対的位置を示
す、線3−3に沿った図2に示したガスケットの断面図
である。
【図4】本発明による電磁遮蔽ガスケットの平面図であ
る。ここで、コイルは相互接続させ、ガスケットの外径
に沿った後部角度を有する後縁部分及びガスケットの内
径に沿った正面角度を有する前縁部分を備える軸方向に
弾性的な電磁遮蔽ガスケットを画成し、コイルは相互接
続させてコイルを反時計方向に傾斜させている(又、コ
イルは相互接続し、時計方向に傾斜した形態とすること
も可能である。図2参照)。
【図5】ばねの後部角度及び正面角度の相対的位置を示
す、線5−5に沿った図4に示したガスケットの断面図
である。
【図6】コイルを相互接続させ、半径方向に弾性的な電
磁ガスケットを形成する本発明による電磁ガスケットの
図である。
【図7】円錐形位置に配置されかつ変化可能であるが約
45°で示した荷重回転角度を有する軸方向に弾性的な
電磁ガスケットを示す図である。
【図8】荷重線に沿った図7の軸方向に弾性的な電磁ガ
スケットの斜視図であり、電磁ガスケットの各コイルの
一部がコイル間にある間隔を有する荷重線又は円を示し
ている。図8aは、コイルが予荷重を受けたとき又は荷
重を受けたとき当接する選択可能な別の実施例の断面図
である。
【図9】荷重回転角度が変化可能であるが、約45°で
示した荷重を受けたときの位置及び逆円錐形の位置にあ
る軸方向に弾性的な電磁ガスケットの図である。
【図10】ばねの荷重回転角度が約0°であり、その短
軸線に沿って荷重を受けた軸方向に弾性的な電磁ガスケ
ットの図である。
【図11】円錐形を形成するその短軸線に沿って荷重を
受けた軸方向に弾性的な電磁ガスケットの図である。荷
重回転角度は0°乃至約30°とすることが出来るが、
約15°の角度で示してある。
【図12】ハウジングの溝内に配置された半径方向に弾
性的な電磁ガスケットの図である。12aは、ハウジン
グの溝内に組み付けられた電磁遮蔽ガスケットの図であ
り、コイルに外径から内径に向けて荷重を加え、コイル
を内径方向に当接させる手段を提供する楔を備えている
【図13】シャフトの溝内に配置された半径方向に弾性
的な電磁ガスケットの図である。13aは、ピストン溝
内に組み付けられた電磁遮蔽ガスケットの図である。楔
はコイルを外径にて撓ませかつ内径に向けて当接させる
方法でコイルに荷重を加える手段を提供する。
【図14】その荷重状態及びその短軸線に沿って当接位
置までガスケットを撓ませる楔を示す、軸方向に弾性的
な電磁ガスケットの線図である。
【図15】本発明の別の選択可能な実施例の図である。
【図16】異なる形状の楔及び溝を利用する本発明の選
択可能な別の実施例の図である。
【図17】異なる形状の楔及び溝を利用する本発明の選
択可能な別の実施例の図である。
【図18】異なる形状の楔及び溝を利用する本発明の選
択可能な別の実施例の図である。
【図19】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを圧縮す
る位置にある楔を示す、本発明の別の選択可能な実施例
を示す図である。
【図20】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを圧縮す
る位置にある楔を示す、本発明の別の選択可能な実施例
を示す図である。
【図21】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを圧縮す
る位置にある楔を示す、本発明の別の選択可能な実施例
を示す図である。
【図22】本発明の一実施例の典型的な適用例を示す図
である。
【図23】溝が係合部分により画成され、これにより、
第3の係合部材により荷重を加える前にばねに予荷重を
加える本発明の別の選択可能な実施例を示す、図である
【図24】本発明による典型的な軸方向に弾性的な電磁
コイルばねに対する軸方向又は半径方向荷重−撓み曲線
である。
【図25】無荷重状態又は自由状態にあるコイルばねの
図である。
【図26】個々のコイル間に間隔を持たせた荷重状態に
ある図25に示すコイルの図である。
【図27】電磁波の伝播に利用可能な最大線形寸法又は
アパーチャLを示す、図26の荷重を受けたコイルの個
々のコイルの断面図である。
【図28】図26のコイルに対するワイヤー径(d)の
作用、即ち、遮蔽効果を示す図である。
【図29】コイル高さD対ワイヤー径(d)が図26に
示したコイルの遮蔽効果に及ぼす影響を示す図である。
【図30】無荷重状態又は自由状態にあるコイルばねの
図である。
【図31】個々のコイルが相互に当接し、かかる当接を
実現する楔を省略した荷重状態の図30のコイルを示す
図である。
【図32】電磁波の伝播に利用可能な最大線形寸法Lを
示す隣接する個々のコイルの断面図である。
【図33】図31のコイルに対するワイヤー径Dの作用
、即ち、遮蔽効果を示す図である。
【図34】コイル高さ対ワイヤー径(d)が図31のコ
イルの遮蔽効果に及ぼす影響を示す図である。
【図35】コイル間に間隔がある状態で安全荷重以内の
荷重を受けたときに撓む軸方向ばねガスケットを示す図
である。
【図36】コイル間に間隔がある状態で安全荷重以内の
荷重を受けたときに撓む軸方向ばねガスケットを示す図
である。
【図37】コイルが荷重円に圧接する状態で楔により荷
重を加えたときの図36のばねガスケットの図である。
【図38】コイルが荷重円に圧接する状態で楔により荷
重を加えたときの図36のばねガスケットの図である。
【図39】平面波及び電磁波に対する遮蔽効果対周波数
の図であり、図35乃至図38のばねガスケットの場合
において、荷重を受けたときに当接するコイルと荷重を
受けたときに当接しないコイルとの差を示す。
【符号の説明】
10  荷重撓み曲線               
 12  線14  最小荷重点          
        16  最大荷重点18  有効撓み
範囲                20  通常密
封荷重点 22  当接点                  
    24  全体的な撓み範囲 30  ガスケット                
  32  コイル34  後縁部分        
            36  内径38  前縁部
分                    40  
外径42  後部角度               
     44  直角な線46  中心線     
                 48  正面角度
50  直線

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  電磁遮蔽ばねガスケット組立体にして
    、電磁波の伝播を阻止するコイルばね手段を備え、前記
    コイルばね手段が、長軸線及び短軸線を有し、該長軸線
    及び短軸線の交差点により画成される中心線に沿って傾
    斜した複数のコイルであって、半径方向のガータ型式の
    傾斜コイルばねを形成する方法で相互接続されたコイル
    と、各々、中心線に対して直角な線に関する各コイルの
    後縁部分の位置を画成しかつ傾斜コイルばね組立体の半
    径方向の荷重−撓み特性を画成する後部角度手段と、直
    角な線に関する各コイルの前縁部分の位置を画成する正
    面角度手段であって、前記後部角度手段より大きい正面
    角度手段と、電磁波の遮蔽を制御し、半径方向のガータ
    型式の傾斜ばねの半径方向に荷重を加えかつ半径方向の
    ガータ型式の傾斜ばねの弾性特性を制御する方向に邪魔
    にならないよう前記複数のコイルを支持する手段とを備
    えることを特徴とする電磁遮蔽ばねガスケット組立体。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、半径方向ガータ型式の傾斜コイルば
    ねを邪魔にならないよう支持する前記手段が、短軸線に
    沿ってばねを撓ませると共に、前記半径方向のガータ型
    式の傾斜コイルばねがその長軸線に沿って半径方向に荷
    重を加えるのを許容する半径方向の溝を画成する手段を
    備えることを特徴とする電磁遮蔽ばねガスケット組立体
  3. 【請求項3】  請求項1に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、半径方向ガータ型式の傾斜コイルば
    ねを邪魔にならないよう支持する前記手段が、長軸線に
    沿ってばねを撓ませると共に、前記半径方向のガータ型
    式の傾斜コイルばねがその長軸線に沿って半径方向に荷
    重を加えるのを許容する半径方向の溝を画成する手段を
    備えることを特徴とする電磁遮蔽ばねガスケット組立体
  4. 【請求項4】  請求項1に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、半径方向ガータ型式の傾斜コイルば
    ねを邪魔にならないよう支持する前記手段が、0°以上
    、90°以下の回転角度にて前記半径方向のガータ型式
    の傾斜コイルばねを支持しかつ方向決めする半径方向溝
    を画成する手段を備えることを特徴とする電磁遮蔽ばね
    ガスケット組立体。
  5. 【請求項5】  請求項2に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、前記半径方向ガータ型式の傾斜コイ
    ルばねが、約45°乃至約90°の軸方向組み立て回転
    角度を有し、ばねを半径方向溝に組み付けるためには、
    約45°乃至約90°回転させることを必要とすること
    を特徴とする電磁遮蔽ばねガスケット組立体。
  6. 【請求項6】  請求項2に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、前記半径方向ガータ型式の傾斜コイ
    ルばねが、約90°の軸方向組み立て回転角度を有し、
    ばねを半径方向溝に組み付けるためには、約90°回転
    させることを必要とすることを特徴とする電磁遮蔽ばね
    ガスケット組立体。
  7. 【請求項7】  請求項6に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、前記半径方向溝がコイルの幅寸法よ
    り狭い幅寸法であることを特徴とする電磁遮蔽ばねガス
    ケット組立体。
  8. 【請求項8】  請求項6に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、前記半径方向溝がコイルの幅寸法よ
    り浅い深さ寸法であることを特徴とする電磁遮蔽ばねガ
    スケット組立体。
  9. 【請求項9】  請求項7に記載の電磁遮蔽ばねガスケ
    ット組立体にして、前記半径方向溝がコイルの高さより
    深い寸法であることを特徴とする電磁遮蔽ばねガスケッ
    ト組立体。
  10. 【請求項10】  請求項2に記載の電磁遮蔽ばねガス
    ケット組立体にして、前記半径方向溝が、ばねを挿入す
    るその開口の幅より広いその底部の幅寸法であることを
    特徴とする電磁遮蔽ばねガスケット組立体。
  11. 【請求項11】  請求項1に記載の電磁遮蔽ガスケッ
    ト組立体にして、前記コイルばね手段を収容する溝手段
    を更に備え、前記複数のコイルを支持する前記手段が、
    前記個々のコイルを相互に当接させ、前記電磁遮蔽ガス
    ケット組立体がその間に配置される部品を疲労させずに
    かつ組み立て及び分解に起因して電磁遮蔽効果を失わせ
    ることなく、部品の反復的な組み立て及び分解を許容す
    る手段を備えることを特徴とする電磁遮蔽ガスケット組
    立体。
  12. 【請求項12】  請求項11に記載の電磁遮蔽ガスケ
    ット組立体にして、前記個々のコイルを当接させる前記
    手段が楔を備えることを特徴とする電磁遮蔽ガスケット
    組立体。
  13. 【請求項13】  請求項12に記載の電磁遮蔽ガスケ
    ット組立体にして、前記楔が前記溝手段の一体部品であ
    ることを特徴とする電磁遮蔽ガスケット組立体。
  14. 【請求項14】  請求項12に記載の電磁遮蔽ガスケ
    ット組立体にして、前記楔が前記溝手段内に配置され、
    該溝に対して固定されないことを特徴とする電磁遮蔽ガ
    スケット組立体。
  15. 【請求項15】  請求項12に記載の電磁遮蔽ガスケ
    ット組立体にして、前記個々のコイルが所望の遮蔽効果
    を実現し得るように選択された径dを有するワイヤーに
    て製造され、前記遮蔽効果がワイヤー径の増加に伴ない
    低下することを特徴とする電磁遮蔽ガスケット組立体。
  16. 【請求項16】  請求項15に記載の電磁遮蔽ガスケ
    ット組立体にして、前記個々のコイルが所望の遮蔽効果
    を実現し得るように選択されたコイル径Dにて形成され
    、前記遮蔽効果がD/dの比の増加に伴ない増大するこ
    とを特徴とする電磁遮蔽ガスケット組立体。
  17. 【請求項17】  請求項16に記載の電磁遮蔽ガスケ
    ット組立体にして、前記楔が前記溝手段内に配置され、
    その外径を画成し、前記個々のコイルにその短軸線に沿
    って荷重を加える手段を備えることを特徴とする電磁遮
    蔽ガスケット組立体。
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