JPH10256777A - 電子装置包囲体のための空気流を伴う高周波ｅｍｉシールド - Google Patents

電子装置包囲体のための空気流を伴う高周波ｅｍｉシールド

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JPH10256777A
JPH10256777A JP9313839A JP31383997A JPH10256777A JP H10256777 A JPH10256777 A JP H10256777A JP 9313839 A JP9313839 A JP 9313839A JP 31383997 A JP31383997 A JP 31383997A JP H10256777 A JPH10256777 A JP H10256777A
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enclosure
conductive
plate
shield
electromagnetic radiation
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JP9313839A
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Pat Elliot Collins
エリオット コリンズ パット
Theodore Ernst Bruning Iii
アーネスト ブラニング ザ サード セオドアー
Grant Edward Carlson
エドワード カールソン グラント
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Digital Equipment Corp
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    • G11B33/1406—Reducing the influence of the temperature

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子装置の包囲体のための電磁干渉（ＥＭ
Ｉ）シールドを提供する。 【解決手段】 ＥＭＩ放射を発生する電子装置を収容す
るＥＭＩシールド包囲体は、複数の導電性の壁と、少な
くとも１つの非導電性の壁とを有する。導電性の壁は、
包囲体内からの電磁放射が壁を通して放射できないよう
に電気的に接続される。非導電性の壁は、トンネル穴が
貫通する非導電性プラスチック壁である。穴は、包囲体
に空気流を出し入れする。非導電性の壁及び穴の導電性
被覆は、非導電性プラスチック壁を、ＥＭＩシールドの
ための導波管減衰作用をもつ導電性の壁に変換する。導
波管減衰穴は、導電層がこのように被覆されると、包囲
体内から上記穴を経て包囲体外部へ通過する電磁放射を
減衰する。導波管減衰穴は、５ギガヘルツまでの周波数
の電磁放射を効果的に減衰する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置の包囲体
のための電磁干渉（ＥＭＩ）シールドに係る。より詳細
には、本発明は、電子装置を冷却するためにＥＭＩシー
ルドに空気を流せるように設計されそして包囲体内の電
子装置により発生された非常に高い周波数の電磁放射の
通過を減衰するように設計されたＥＭＩシールドに係
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータシステムにおいて、ディス
クドライブ及びテープドライブのようなコンピュータ周
辺電子装置は、複数の装置を収容するシェルフフレーム
に取り付けられる。各周辺装置は、包囲体に取り付けら
れ、そして包囲体は、シェルフフレームに取り付けられ
る。複数のフレームがキャビネットに取り付けられる。
周辺装置により発生された電磁放射が実質的に包囲体内
に含まれるように各周辺装置の周りにＥＭＩシールド包
囲体を設けることが非常に重要である。理想的には、各
周辺装置の包囲体がファラディケージとして設計され
る。
【０００３】各装置の周りのＥＭＩシールド包囲体は、
穴のない６面の金属ボックスを設けることにより最も容
易に形成される。しかしながら、ボックス内の周辺装置
は、ボックス外部の回路と電気的に接触しなければなら
ないので、これは実用的でない。更に、周辺装置は熱を
発生し、それ故、各装置は、好ましくは、ボックスを通
る空気流により冷却されねばならない。
【０００４】電気的接続及び冷却用空気流を与えながら
ＥＭＩシールドを与えるという問題に対する非常に首尾
良い解決策が、１９９６年１月９日付けのマークＳレビ
ス氏等の「部品用のＥＭＩシールド(EMI Shielding for
Components)」と題する米国特許第５，４８３，４２３
号に開示されている。このレビス氏等の特許に示された
ように、周辺装置の導電性包囲体は、シェルフフレーム
又はキャビネットの後部にあるバックプレーンに周辺装
置をプラグ接続できるようにする開放後端を有してい
る。包囲体の他の５つの壁は、導電性の壁である。バッ
クプレーンの周りでガスケットに対して包囲体をアップ
方向にスライドしそしてバックプレーンを接地したとき
に、包囲体の第６番目のＥＭＩシールド壁が形成され
る。包囲体を通る空気流は、包囲体の前壁のスロット又
は通気孔及びバックプレーンの穴によって与えられる。
従って、空気流は、包囲体の前部の通気孔を通して引き
込み、そして包囲体の後部のバックプレーンを通して引
き出すことができる。
【０００５】現在、これらのＥＭＩシールド包囲体内の
ある電子装置の発振器及びクロックは、５００ＭＨｚ以
上で動作する。これら装置からの電磁放射の高調波は、
相当の電力を含み、近傍の電子装置との高周波電磁干渉
のおそれを生じさせる。この業界で受け入れられている
１つの設計基準は、ＥＭＩシールドをもつ包囲体は、包
囲体内のソースの基本周波数の第５高調波を含む周波数
までは、そのソースで発生する電磁放射から外部環境を
遮蔽しなければならないというものである。この基準に
より、包囲体は、２．５ギガヘルツまでの電磁放射から
外界を遮蔽しなければならない。
【０００６】電磁シールドの別の基準は、シールドが、
５を立上り時間Ｔr で除算しそしてπを乗算したもの
（５／Ｔr π）に等しい周波数から保護しなければなら
ないことである。この基準により、５００ＭＨｚの内部
信号を有する周辺装置は、約９ギガヘルツの周波数まで
の放射をシールドすることのできる包囲体で遮蔽されね
ばならない。
【０００７】包囲体を通して空気流を与えるために、包
囲体の壁を通る開口は、小さく保たれている。従来、包
囲体の壁を通る直径６．４ｍｍ（１／４インチ）未満の
開口は、著しい電磁放射が包囲体の外部へと放出するの
を防止するに充分なものであった。このような開口は、
上記の高い周波数においては有効でない。空気流を与え
ると同時に、高い周波数において電磁シールドを与える
のに使用できる構造体は、所定の微細なメッシュ及び所
定の厚みを有するメタルハニカムスクリーンである。こ
れらのハニカムメタルスクリーンは、トンネル減衰効果
を利用し、電磁放射がＥＭＩシールド包囲体から脱出す
るのを防止する。
【０００８】トンネル減衰又は導波管減衰は、非常に高
い周波数において電磁放射の非常に効果的な減衰を与え
る。このような導波管減衰器のカットオフ周波数は、放
射の波長が導波管開口の直径のほぼ２倍に等しくなるよ
うな周波数である。例えば、５ギガヘルツの波長、即ち
６１ｍｍ（２．４インチ）の場合には、３０．５ｍｍ
（１．２インチ）直径の穴が、５ギガヘルツ信号を丁度
減衰し始める。カットオフ以下では、減衰のシールド効
果が次の式で与えられる。 シールド効果＝３２Ｔ÷Ｄ 但し、Ｔは導波管の長さであり、そしてＤは導波管の開
口の直径である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記基準に留意し、メ
タルハニカムメッシュは、ハニカムメッシュの穴の直径
及びハニカムの厚みによって包囲体の前壁として選択す
ることができる。このようにしてＥＭＩシールド及び空
気流の問題を解消する際の難点は、ハニカムメタルシー
ルドが非常に高価であり、且つ商業用として極めて重い
ことである。それ故、電子装置の包囲体に適用するため
の優れた空気流特性をもつ軽量で低コストの電磁シール
ドが要望される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、その広い形態
において、請求項１に記載の電磁干渉シールド包囲体に
係る。以下に述べるように、ＥＭＩシールド包囲体は非
導電性プレートを備え、この非導電性プレートを通る複
数のトンネル開口が設けられる。少なくとも包囲体の内
側の非導電性プレートの表面及びトンネル開口の壁には
導電層が被覆される。各トンネル開口は、導波管減衰器
として働き、包囲体内の電子装置からトンネル開口を通
過する高周波電磁放射を減衰する。非導電性プレート
は、射出成形されたプラスチックプレートでよく、この
プレートにトンネル開口が成形される。少なくとも包囲
体の内側の非導電性プレートの表面及びトンネル開口の
壁には、銅の層がメッキされるのが好ましい。銅の層に
はニッケル層がメッキされるのが好ましい。
【００１１】ＥＭＩシールドプレートを用いたＥＭＩシ
ールド型包囲体は、複数の導電性の壁を有する。これら
導電性の壁は、包囲体内からの電磁放射が壁を通して放
射できないように電気的に接続される。ＥＭＩシールド
プレートは、包囲体の少なくとも１つの壁を形成し、こ
の壁は、壁を貫通するトンネル穴が設けられた非導電性
のプラスチック壁である。これらの穴は、包囲体への空
気流の出入りのために設けられる。非導電性の壁及びト
ンネル穴の導電性被覆は、非導電性のプラスチック壁を
導電性の壁に変換し、壁を通る放射を防止する。トンネ
ル穴は、導電層が被覆されると、導波管減衰穴となり、
包囲体の内部からこの穴を経て包囲体の外部へと通過す
る電磁放射を減衰する。
【００１２】導波管減衰穴が直径Ｄを有しそしてプラス
チック壁が厚みＴを有する場合に、導波管減衰穴は、３
２とＴ／Ｄの積からＮの平方根の２０ｌｏｇを引いたも
のに比例する減衰度を与える。数字Ｎは、シールドプレ
ートを通る穴のマトリクスパターンにおけるマトリクス
の最大数である。穴の直径Ｄは、３．２ないし５ｍｍ
（０．１２５ないし０．２００インチ）の範囲であり、
そして壁の厚みＴは、６．２５ないし１２．５ｍｍ
（０．２５ないし０．５０インチ）の範囲である。導波
管減衰穴は、５ギガヘルツまでの周波数の電磁放射を効
果的に減衰する。
【００１３】本発明のＥＭＩシールドの顕著な効果及び
有用性は、製造容易な低コストのＥＭＩシールドが提供
され、そしてこのシールドが冷却空気流を与えると共
に、数ギガヘルツまでの周波数の電磁放射シールドを与
えることである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、高周
波電磁放射に対するＥＭＩシールドを維持しながら空気
流を与えるための本発明の好ましい実施形態により設計
された周辺装置用の包囲体を示す。図１の包囲体は、ボ
ックス１０を形成し、その前端は、フロントエンド装飾
プレート１２及びＥＭＩシールドプレート１４によりカ
バーされる。装飾プレート１２は、その外部からＥＭＩ
シールドプレート１４の前面への空気流路を与えるため
にスリット１６を含むプラスチック成形部片である。Ｅ
ＭＩシールドプレート１４にはレール１７が取り付けら
れ、これは、包囲体がシェルフフレームのトラック上を
フレーム内へとスライドされるときに包囲体を案内する
のに使用される。
【００１５】図２において、装飾プレート１２は、ＥＭ
Ｉシールドプレート１４から分解されている。ＥＭＩシ
ールド１４は、包囲体の内部へ空気を流入できるように
複数の穴１８を有している。装飾プレート１２は、その
背面に空洞（図示せず）を有し、これにより、スロット
１６に流れる空気は、ＥＭＩシールド１４のいずれかの
穴１８に流入することができる。
【００１６】図３において、ＥＭＩシールドプレート
は、４面の導電性包囲体１０から分解されている。図３
に示すように、ガイドレール１７がシールド１４に取り
付けられる。又、シールドプレートには、包囲体１０の
内壁に接触するフィンガ２０が取り付けられる。レール
１７及びフィンガ１９は、包囲体１０の穴２２に係合す
るためのこぶ２１を含む。このように、シールド１４
は、包囲体１０にパチンと入り、取り付け保持される。
【００１７】シールドプレート１４、レール１７、フィ
ンガ１９及び２０は、成形プラスチックの単一部片であ
るのが好ましい。全成形部片２４には、導電性材料がメ
ッキされる。部片２４には、銅がメッキされ、次いで、
銅の上にニッケル層がメッキされるのが好ましい。シー
ルド、穴の内部、レール１７、フィンガ１９、２０及び
こぶ２１を含む部片２４の全体は、銅の上にニッケルが
メッキされる。
【００１８】開放端包囲体１０は、開放前端及び後端を
有する導電性金属ボックスである。金属ボックス１０
は、単一の継ぎ目２６で開放端ボックスへと折り返され
た金属の単一部片から形成される。継ぎ目２６の全長が
シーム溶接されるか、スポット溶接されるか、半田付け
されるか、さもなくば電気的に接合され、継ぎ目を通る
電磁放射に対して継ぎ目がシールされる。
【００１９】開放端包囲体即ちボックス１０が形成され
た後に、シールド部片２４がボックスにパチンと入れら
れる。レール１７は、包囲体の外部の側壁上をスリップ
し、そしてレール１７上のこぶ２１がボックス１０の側
面の穴２２にパチンと入り、これを埋める。フィンガ１
９及び２０は、ボックスの内側にあり、フィンガ１９の
こぶ２１は、ボックスの上面及び下面の穴２２にパチン
と入りこれを埋める。全部片２４にはニッケル／銅が被
覆されているので、シールドプレーン１４の穴１８及び
包囲体の開放後面を除いて包囲体がシールされる。包囲
体の後面は、もちろん、包囲体がシェルフフレームに挿
入されてバックプレーンに係合するときにシールされ
る。バックプレーンを通る空気流は、上記米国特許第
５，４８３，４２３号に開示されたように形成すること
ができる。或いは又、バックプレーンは、シールドプレ
ート１４と同様に形成することもできる。
【００２０】シールドプレート１４の穴１８は、導波管
減衰器として設計される。従って、穴の直径及びシール
ドプレートの厚みは、非常に高い周波数における電磁放
射を減衰するように設計される。減衰されるべき最も高
い周波数に対して、プレート１４の厚みＴ及び穴１８の
直径Ｄは、３２ｘＴ÷Ｄ−２０ｌｏｇ√Ｎであるトンネ
ル減衰シールド効果を満足するように選択される。数字
Ｎは、シールドプレートの穴のマトリクスの最も長い寸
法における穴１８の数である。例えば、１５穴ｘ１２穴
のマトリクスの場合には、Ｎ＝１５である。シールドプ
レートは成形プラスチック部品であるから、穴は前面か
ら後面まで均一な直径とならない。それ故、減衰を計算
するのに使用される直径Ｄは、穴がもつ最大の直径をベ
ースとする。
【００２１】シールドが設計されるトンネル減衰係数及
び周波数に加えて、シールドに対する他の基準もある。
これらの他の基準は、全ての穴１８により与えられるシ
ールド１４を通る等価表面積開口を部分的に決定する所
要空気流を含む。第２の制約は、プラスチップシールド
プレートを良好に成形するためのシールドプレートの穴
１８間の分離である。更に別の基準は、包囲体内の周辺
装置が着火した場合に良好な防火シールドを与えるため
のプレートの厚みである。
【００２２】これら全ての制約に留意し、そして主とし
て高周波のＥＭＩシールドに留意して、５ギガヘルツま
での周波数の電磁放射については、穴１８の直径が３．
２ないし５ｍｍ（０．１２５ないし０．２００インチ）
の範囲になければならず、そしてプレート１４の厚みが
約４０ｄＢの遮蔽作用に対して６．２５ないし１２．５
ｍｍ（０．２５ないし０．５０インチ）の範囲になけれ
ばならないことが分かった。
【００２３】好ましい実施形態においては、シールドプ
レート１４が包囲体の前部に配置されたが、空気流のＥ
ＭＩシールドは包囲体の側壁に配置することもできる。
配置は、包囲体及び包囲体を保持するキャビネットに必
要とされる空気流パターンにより指示される。更に、本
発明の別の実施形態では、包囲体１０、ＥＭＩシールド
プレート１４及びレール１７は、全て、個別のプラスチ
ック部片又は単一部片として成形し、そして導電性被
覆、例えば、銅の上にニッケルを被覆することができ
る。
【００２４】以上、好ましい実施形態を参照して本発明
を説明したが、本発明の範囲から逸脱せずにその形態及
び細部に種々の変更がなされ得ることが当業者に明らか
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】フロントカバーを有するＥＭＩシールド包囲体
の好ましい実施形態を示す図である。
【図２】図１のＥＭＩシールド包囲体を、その包囲体の
前部の空気流ＥＭＩシールドプレートからフロントカバ
ーを分解した状態で示す図である。
【図３】包囲体の前部から空気流ＥＭＩシールドプレー
トを分解したところを示す図である。
【符号の説明】
１０ ボックス １２ 装飾プレート １４ ＥＭＩシールドプレート １７ レール １８、２２ 穴 １９、２０ フィンガー ２６ 継ぎ目
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セオドアー アーネスト ブラニング ザ サード アメリカ合衆国 コロラド州 80921 コ ロラド スプリングス ティンバーエッジ レーン 14550 (72)発明者 グラント エドワード カールソン アメリカ合衆国 コロラド州 80863 ウ ッドランド パーク パラダイス サーク ル 189エイ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高周波電磁放射を放出する電子装置を収
    容するための電磁干渉（ＥＭＩ）シールド包囲体におい
    て、 使用中に包囲体の開口をカバーする非導電性材料で作ら
    れたプレートと、 上記プレートを貫通する複数のトンネル開口と、 包囲体の内部の上記非導電性プレートの表面の少なくと
    も一部分及び上記トンネル開口の壁に被覆された導電性
    の層とを備え、 各々の上記トンネル開口は、その導電性の層と共に、導
    波管減衰器として作用して、電子装置からトンネル開口
    を通過する高周波電磁放射を減衰することを特徴とする
    ＥＭＩシールド包囲体。
  2. 【請求項２】 上記非導電性プレートは、成形プラスチ
    ック材料より成る請求項１に記載のＥＭＩシールド包囲
    体。
  3. 【請求項３】 上記導電性の層は、銅の層と、該銅の層
    の上にメッキされたニッケル層とを含む請求項２に記載
    のＥＭＩシールド。
  4. 【請求項４】 上記包囲体は、複数の導電性の壁を備
    え、これら壁は、包囲体内からの電磁放射がこれら壁を
    通して放射できないようにこれら壁を電気的に接続する
    ための手段を含む請求項１に記載のＥＭＩシールド包囲
    体。
  5. 【請求項５】 上記導波管減衰穴は直径Ｄを有し、上記
    非導電性の壁は厚みＴを有し、上記導波管減衰穴は、３
    ２ｘＴ／Ｄに比例する減衰度を与え、Ｄは、３．２ない
    し５ｍｍ（０．１２５ないし０．２００インチ）の範囲
    であり、そしてＴは、６．２５ないし１２．５ｍｍ
    （０．２５ないし０．５０インチ）の範囲であり、これ
    により、上記導波管減衰穴は、５ギガヘルツまでの周波
    数の電磁放射を効果的に減衰する請求項４に記載のＥＭ
    Ｉシールド包囲体。
JP9313839A 1996-11-15 1997-11-14 電子装置包囲体のための空気流を伴う高周波ｅｍｉシールド Pending JPH10256777A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/751,127 US6018125A (en) 1996-11-15 1996-11-15 High frequency EMI shield with air flow for electronic device enclosure
US08/751127 1996-11-15

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