JP2786929B2 - 電磁シールドガスケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は全体として、電磁放射による干渉又は損傷を
防止するため遮へい又は接地を必要とする、フィルタ、
減衰器、コネクタ、回路板及びその他の電子又は非電子
装置のような電子／電磁構成要素を相互に接続するシー
ルドガスケットに関する。より具体的には、本発明は全
体として、ガスケットに作用する負荷力とは無関係に、
そこを通って電磁エネルギを透過させ又は漏洩させるこ
となく、構成要素の相互接続を可能にする伝導性ガスケ
ットに関する。

（従来の技術及びその課題） 近代の電子装置は、その電子装置の別個の構成要素又
はユニットがケーブル等にて相互に接続され、かかる構
成要素自体は相互に交換し又は置き換えて使用されるこ
との出来る別個のサブシステムにて構成される、モジュ
ラー形態にて製造されることが周知である。殆どの場合
ではないにしても、多くの場合、全てのモジュラーユニ
ット並びにサブシステムは、そのシステム内のその他の
サブシステム又は外部源から放出される電磁放射から隔
離されていることが望ましいことを認識することが重要
である。構成要素の結合が不十分であると、エネルギロ
スにより作用効率が低下し、その他の関係する電子構成
要素の効果的な作用が妨害される結果となる。

望ましくない電磁エネルギのロス、及び干渉に伴う問
題点は従来から知られていた。この問題点は装置の作用
特性を変化させ、又は装置を可動とし、あるいは保守の
ため、繰り返して相互に接続し、及び接続を解放しなけ
ればならない構成要素の場合、特に重要である。こうし
た状況時、構成要素の機械的及び電気的結合手段は、伝
導性エラストマー、又はエラストマー的材料を任意の数
の形態に組み合わせたものから成る、臨界的な電磁伝送
線又は装置を囲繞するガスケット等を利用することが多
い。

かかる分野にて現在使用されている一般的型式のガス
ケットは、有効なシールド効果を提供する目的にて、高
伝導率のエラストマー的材料、銀めっきしたアルミニウ
ム複合材又は同様の材料から成る伝導性エラストマーで
ある。現在使用されているその他の型式のガスケットは
丸形又は矩形の形状によるメッシュストリップの金属材
料又は金属的組み合わせ体、丸形又は矩形の形状の編組
線、膨張金属、円形、丸形のストリップ等にて形成され
ている。これら各種の材料は金属材料から成り、又はエ
ラストマー的材料にて充填され、高度の弾性を備えてい
る。

上述の形態のガスケットの全部でないにしても、多く
は、ある程度まで電磁シールド効果を付与するものの、
その各々は負荷が加えられたとき恒久的に変形する不利
益がある。即ち、これら材料は負荷が加えられたとき
「セット」し、その後、かかる負荷が変化すると、空隙
又は分離部分を形成し、これにより電磁エネルギがそこ
を通って透過されるのを許容する。一般的な用語にて説
明した上述の不利益は、ねじ型式のマイクロ波コネクタ
の具体的な例により示すことが出来、かかるコネクタは
機械的ねじ等により該コネクタが構成要素に結合された
ときに変形するエラストマー的ガスケットを備えてい
る。反復的又は間欠的何れの使用時でも、エラストマー
的部材は「セット」され、故に、コネクタの結合、分離
を繰り返して行うとき確実な電磁遮へい効果が得られな
い。

この問題点はガスケットが熱サイクル作用を受けると
きにより顕著となる。ガスケットが反復的に加熱及び冷
却されることにより、著しい緩和が生じ、これにより、
反復的結合及び分離に起因してガスケットが負荷を受け
ないときでさえ、通常結合されている構成要素間には、
電磁エネルギがそこを通る穴部分が形成される。

エラストマー的構成要素を含む、シールドガスケット
について説明したが、負荷を受けたときにセットする編
組線、織りガスケット、円形ストリップ又は膨張金属の
ようなその他の金属材料は典型的に極めて剛性であり、
小さい直径又は不規則部分に十分適合することが出来
ず、故に、電磁エネルギがそこを通って漏洩するのを許
容する。上述の不規則部分は相互に緊密に結合しない表
面の変形又は表面仕上げを有するかみ合い構成要素を含
み、かかる構成要素はガスケットを利用して、特定の電
磁エネルギ周波数に対して電磁遮へい効果を付与するの
に必要な程度の導通性を提供する。

特に、電磁エネルギの周波数に関しては、商業用マイ
クロ波帯域は約100MHz乃至約1GHzの範囲にある一方、軍
事用マイクロ波帯域は1GHz乃至300GHzの範囲にある。こ
こで使用される電磁エネルギは電磁エネルギ周波数の全
スペクトルを含む一般的な用語であり、具体的には、以
下に使用するように電磁干渉（EMI）及び無線周波数干
渉（RFI）は、双方とも装置の指定した部品に入る望ま
しい電磁エネルギ又は無線周波数エネルギに起因する干
渉に関するものであり、互換可能に使用することが出来
る。一般に、電磁エネルギの放出及び侵入から構成要素
を遮へいする能力は遮へい効果と称されることが多い。

電磁遮へいの最も重要なファクタはその電磁エネルギ
の周波数又はその波長である。全ての電磁波は磁界及び
電界という２つの必須の要素から成ることが知られてい
る。これら２つの界は相互に垂直であり、波の伝播方向
はこれら２つの要素を包含する面に対して直角である。
磁界（Ｈ）及び電界（Ｅ）間の相対的大きさは、波がそ
の発生源からどの位離れた距離にあるか、及び発生源自
体の性質いかんによる。磁界Ｅ対電界Ｈの比は波インピ
ーダンスZ_Wと呼ばれている。

このように、特定のガスケットに対する遮へい効果は
電磁エネルギが関係する装置内にて発生されるか、又は
ガスケットから離れた装置から発生されるかにより異な
ることが分かる。

発生源がループ、変圧器又は電源線により発生される
ような、その電位に比べて多量の電流を有している場
合、Ｅ対Ｈの値が小さい電磁流源、又は低インピーダン
ス源と呼ばれる。他方、その源が高圧にて作動し、少量
の電流しか流れない場合には、源インピーダンスは高
く、その波が一般的に電界と称されている。

源から非常に離れた位置にあるとき、Ｅ対Ｈの比はそ
の方向いかんに関係なく、両方の波に対して等しいこと
を認識することが重要である。この場合、波は平面波と
呼ばれ、波インピーダンスは自由スペースの固有インピ
ーダンスである377オームに等しい。

金属の固有インピーダンスは伝導率が無限に近づくの
に伴い零に接近することが知られている。金属の固有イ
ンピーダンスと自由スペースの固有インピーダンス間の
差が大きいため、金属レセプタから離れた源から発生さ
れる波はそのエネルギのほとんどを反射させ、透過され
るのは極めて僅かである。これは、反射されないエネル
ギが多ければ多いほど、吸収される量が増大し、このた
め、磁界に対する遮へいが益々困難となる磁界、即ちイ
ンピーダンスの低い界に対しては当て嵌まらないことは
勿論である。磁界は無限以下の伝導率を有するため、磁
界の一部は金属シールドの肉厚いかんにより決まる境界
を横切って透過される。

遮へい効果のはるかに重要なファクタはシールドに穴
又は隙間が存在するか否かである。シールドに空隙又は
穴が存在することにより、導通性がその空隙を横断して
維持されない限り、磁界はシールドを通って放射され
る。故に、EMIガスケットの機能はシールド内における
電流の導通性を維持することである。

勿論、空隙の重要性は衝突する電磁エネルギの周波数
いかんによる。例えば、1GHzの周波数を有する電磁エネ
ルギは約11.6インチの波長を有する一方、100GHzの電磁
エネルギは約0.12インチの波長を有する。一般的に、商
業的用途において有効な遮へい効果を得るためには、穴
の寸法は電磁エネルギの波長を20で割った値より小さく
し、航空エレクトロニクスの用途には、穴の寸法は電磁
エネルギの波長の1/50以下であるようにする必要があ
る。

空隙の寸法、故に遮へい効果に直接影響を及ぼすその
たのファクタは、密封しようとするかみ合い部品の表面
仕上げ、遮へい材料が、腐食電池作用等により伝導率を
全く又は殆ど変化させることなく環境の変化に耐え得る
能力を備えるか否かである。ガスケットがその寿命を通
じ、かみ合い部品間にて一定の負荷に対し安定した寸法
を維持し得る能力はガスケットの導通性の変化を防止
し、その空隙が開放すること（これは遮へい効果の点で
許容し得ない）を防止する上で重要である。

本発明のガスケットは、負荷を受けたときに歪曲して
かみ合い箇所の間及び／又は表面間に略一定の力を提供
し、高伝導率を保証し、故に有用な温度及びサイクル基
準内にて高度の遮へい効果を提供する、緊密に離間され
たコイルを有する傾斜コイルばねを利用することによ
り、効果的な電磁シールドを実現するものである。さら
に、本発明のガスケットはトルク作用、偏心率、不規則
部分及びその他の変動因子に起因する変化に対応するの
に十分な可撓性を提供しかつ必要とされる負荷及び開放
した低領域を維持して、非常な低周波数から極端な高周
波数まで効果的な遮へい効果を実現するものである。

（課題を達成するための手段） 本発明によると、電磁シールドガスケットはそこを通
る電磁波の伝播を妨害するコイルばねを備え、そのコイ
ルばねが、該コイルばね個々のコイルの歪曲範囲内に
て、かつコイルばねの圧縮と関係なく、そこを通る電磁
波の伝播を妨害し得るようにする複数の個々のコイルを
有している。この個々のコイルは、相互に接続されかつ
コイルばねの中心線に対して傾斜させて配設されてい
る。電磁波の伝播がコイルばねの圧縮と関係なく妨害さ
れるため、ガスケットは不規則部分のかみ合いを可能と
し、しかも温度作用に起因するかみ合い面間の間隔の変
化に関係なく行われる。より具体的には、本発明による
と、電磁密封ガスケットは個々のコイルが相互に結合さ
れたとき、連続的なコイルばねの形態をとる。さらに、
内側コイルばねをコイルばね内に配設し、電磁波がそこ
を通って伝播されるようにすることが出来る。内側コイ
ルばねは個々の内側コイルの歪曲範囲内にて、かつ内側
コイルばねの圧縮と無関係に、そこを通る電磁波の伝播
を妨害するための複数の個々の内側コイルを有してい
る。個々の内側コイルは相互に接続しかつ傾斜させたコ
イルばねの中心線に対し傾斜状態に配設され、さらに、
コイルと反対方向に、又はコイルと同一方向に傾斜させ
ることもさらに可能である。

より具体的には、本発明による電磁シールドガスケッ
トはそこを通る電磁波の伝播を妨害するガータ型式の軸
方向に弾性的なコイルばねを備え、このコイルばねがそ
の中心線に沿って傾斜された複数の個々のコイルを備
え、かつ各コイルの後縁部分を中心線に対して直角の法
線に対し位置決めされると共に、コイルばねの力−歪曲
特性を画成する後方角度を備えている。法線に対して各
コイルの前縁部分を位置決めする前方角度を設け、該前
方角度を上記後方角度より大きいようにすることが出来
る。コイルは相互に接続して、ガータ型式の軸方向に弾
性的なコイルばねを形成して、その後縁部分がガータ型
式の軸方向に弾性的なコイルばねの外径に沿って位置す
る一方、その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位置するようにすることが出
来る。

別の実施例において、本発明による電磁シールドガス
ケットはそこを通る電磁波の伝播を妨害する半径方向に
弾性的な傾斜コイルばねを備え、該ばねがその中心線に
沿って傾斜させた複数の個々のコイルと、各コイルの後
縁部分を中心線に対して直角な法線に対し位置決めする
後方角度と、及び法線に対して各コイルの前縁部分を位
置決めする前方角度と、を備えている。半径方向に弾性
的な傾斜コイルばねの負荷−歪曲特性を確定する曲げ角
度にて複数のコイルを方向決めする手段が設けられ、該
曲げ角度は０゜より大きく、90゜より小さいようにす
る。

（実施例） 本発明の利点及び特徴は添付図面に関する以下の詳細
な説明から明らかになるであろう。

まず第１図を参照すると、本発明による電磁シールド
ガスケットに適した傾斜コイルから成る弾性的なコイル
ばねの特性を示す目的にて負荷−歪曲曲線10の一例が示
されている。

第１図に図示するように、負荷がばねに加えられる
と、ばねは線部分12で示すように略直線状に歪曲し、そ
の後、最初の歪曲後負荷が比較的一定に維持され始める
点を示す最小負荷の点14に達する。以下に説明する軸方
向に弾性的なガータ型式ばねの場合、負荷は軸方向に加
えられるが、以下に説明する半径方向に弾性的なガータ
型式ばねの場合、負荷は半径方向に加えられる。

最小負荷の点14及び最大負荷の点16間にて、負荷歪曲
曲線は一定であるか、又は第１図に示すように僅かな上
昇を示す。最小負荷の点14及び最大負荷の点16間の領域
は有効歪曲範囲18として知られている。ばねは、密封及
び電磁遮へい２つの目的のためシールド、ガスケット等
と共に利用される典型的なばねの場合、通常、点20で示
すようにこの範囲内にて作用可能であるように負荷が加
えられる。ばねは最大負荷の点16を越えて負荷が加えら
れたならば、急激に歪曲して応答し、過負荷の結果、ば
ねに恒久的変形が生ずる突合わせ点22に達する。

第１図には、又、ばねの無負荷点及び最大負荷点16間
の歪曲として規定された全歪曲範囲24が示されている。

第２図Ａ及び第２図Ｂには、全体として、その中心線
36に沿って反時計方向に傾斜させた時計方向に巻かれた
（矢印34参照）複数のコイル32を示して円形の溶接ばね
30が図示されている。

第２図ｂにより明確に図示されているように、各コイ
ルは後縁部分40及び前縁部分42を備え、後縁部分40は法
線50にたいする各コイル32の後縁部分40の位置決めを行
い、かつ以下により詳細に説明するようにばね30の有効
弾性範囲をが画定する手段を提供する後方角度48を有し
ている。

さらに、前方角度54は法線に対してコイル32の前縁部
分42を位置決めする手段を提供する。

ばね30は、後縁部分40がばね30の外径58に沿い（第２
図ａ参照）及び前縁部分42がばね30の内径60に沿ったガ
ータ型式の軸方向に弾性的なコイルばねを形成する方法
にてコイル32を相互に接続することにより形成される。

第２図ｂに最も明確に図示するように、本発明による
ばね30は後縁部分40を画成する後方角度48より常に大き
い前方角度54にて配設された前縁部分42を備えている。
即ち、コイルが中心線32を中心として円形状に巻かれる
とき、各巻き部分は後縁部分及び前縁部分を有し、コイ
ル32の後縁部分40に従うとき、中心線32に沿った前縁部
分の前進動作は中心線32に沿った前進動作より大きい。

第３図ａ及び第３図ｂには、第２図ａ及び第２図ｂに
図示したばね30と同一の物理的寸法及び同一の線寸法を
有し、反時計方向（矢印70参照）に巻かれた、本発明に
よる円形溶接ばね68が図示されている。この場合、ばね
68は、第３図ｂに示すように、各々がそれぞれ後方角度
80及び前方角度82により画定された後縁部分74及び前縁
部分76を有する複数のコイル72を備えている。

ばね30と同様、ばね68のコイル72は、後縁部分が外径
86に沿って下降し、前縁部分がばね68の内径84に沿って
下降するガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばねを形
成する方法にて相互に接続されている。

第４図の曲線Ａは、ばね30又は68の性能を示す一方、
ばねＢは物理的性質は同一であるが、後縁部分がばねの
外側に沿った点が異なる、従来技術によるばねの性能を
示す。これら２つのばねはその有効歪曲範囲内にて略同
一の力−歪曲特性を有するが、最大負荷点は約40％異な
る位置となる。

本発明によると、前方角度54が後方角度より大きく、
しかも20゜より大きく、55゜より小さい限り、後方角度
は１゜乃至35゜の範囲で変化させ得ることが分かった。
ばねの後方角度の変化は前方角度に無関係に、ばねの弾
性特性に著しい影響を及ぼす。このことは、表１に掲げ
たばねパラメータを有するばねＣ及びＤに対する力−歪
曲曲線である第５図に示されている。ここに掲げたばね
パラメータはばねの後方角度及び後縁部分の位置決めの
結果を示すためだけのものである。実際のばねのパラメ
ータは、所望のばね寸法、負荷及び用途いかんにより異
なる。

ばねＣ及びＤは同一の線径、ばね内径、コイル高さ及
び略同一の前方角度を有する同一のばねであるが、後方
角度、従ってコイルの間隔は異なる。第５図から明らか
であるように、ばねＤの有効歪曲率は約50％である一
方、ばねＣの有効歪曲率は45％である。これは前方角度
とは無関係である。従って、ばねは、従来可能であった
ものより小さい寸法の同一の線径、内径及びコイル高さ
を有するばねを利用して、ばねの前方角度のみを変化さ
せることにより、ばねを歪曲させるのに必要とされる力
のような弾性的特性の異なるものを設計することが可能
となる。

上述のように、増大した力−歪曲特性をシーラント又
はガスケット材料と共に使用して、有利な効果を上げる
ことが出来る。この場合、ばねキャビャティは所定の値
とし、この値により、ばね内径及びコイル高さが決ま
る。

コイル間隔が一定に維持される場合、後方角度は前方
角度と共に変化させてばねを特別に設計し、特別の弾性
特性が得られるようにすることが出来る。例えば表に掲
げたばねＥ、Ｆ及びＧの場合、後方角度が小さければ小
さい程、第６図に示すようにばねを歪曲させるのに必要
な力は大きくなる。これによりばねは、より小さい線径
及びより狭いコイル間隔にて形成することが可能とな
る。これとは逆に、コイル間隔が一定である場合、後方
角度の増大に伴い、有効歪曲範囲は増大する。

この特性は重要であり、この特性により、以下に説明
するように、本発明によるコイルばねはそれ自体又は伝
導性エラストマーと共に、電磁シールドガスケットとし
て効果的となることが可能となる。

次に、第７図ａ及び第７図ｂを参照すると、全体とし
て、その中心線104に沿って時計方向に傾斜させた複数
のコイル102を示して本発明による円形の溶接時計方向
ばね100が図示されている。第７図ｂにより明確に図示
するように、各コイル102は後縁部分108及び前縁部分11
0を備え、後縁部分108は法線114に対して各コイル102の
後縁部分108を方向決めしかつ以下により詳細に説明す
るようにばね100の有効弾性範囲を確定する手段を提供
する後方角度112を有している。

さらに、前方角度116は法線114に対するコイル102の
前縁部分110の方向を画定する手段を提供する。

ばね100は、後縁部分108が内径120に沿い（第７図ａ
のばね100参照）及び前縁部分110がばね100の外径122に
沿ったガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばねを形成
する方法にてコイル102を相互に接続することにより形
成される。

第７図ｂに明確に図示するように、本発明によるばね
100は、後縁部分108画定する後方角度112より常に大き
い前方角度116にて配設された前縁部分110を有する。即
ち、コイルが中心線104を中心として円形状に巻かれる
とき、各巻き部分は前縁部分110及び後縁部分108を有
し、コイル102の後縁部分108に従うとき、中心線104に
沿った前縁部分の前進動作は中心線104に沿った前進動
作よりも大きい。

内側後方角度が傾斜されたコイルばね100は上述の外
側後方角度を傾斜させたコイルばね30と略同一の負荷−
歪曲特性を有するが、各ばねの特定の負荷−歪曲特性は
異なる。例えば、内側後方角度を傾斜させたコイルばね
100と同一の線径及び寸法を有する外側後方角度を傾斜
させたコイルばね30は、内側後方角度を傾斜させたコイ
ルばねよりも高い位置にある最大負荷点を有する（第１
図参照）。

次に、第８図を参照すると、環状シール216内におけ
る複数のコイル214を有するガータ型式の軸方向ばね212
を示して本発明による電磁シールドガスケット210が図
示されており、以下により詳細に説明するように、この
環状シール216はガータ型式の軸方向に弾性的なコイル
ばね212を予め選択された方向に延伸不能に支持し、そ
の弾性特性を制御する手段を提供する。

第９図には、上述したばね30及び100の典型的な負荷
−歪曲曲線Ａが比較のために示されている。又、その性
質を示す目的にて、ある曲げ角度を有する本発明による
ばねの負荷−歪曲曲線Ｂも図示されている。

この負荷−歪曲曲線Ｂには、最大負荷点238に達する
までの線径の負荷−歪曲部分236を示して本発明による
ばね212の特性が示されている。最大負荷点238後、負荷
は部分240の歪曲に伴って低下する。その結果、最大負
荷点238及び突合わせ点242間に鞍状の歪曲範囲が形成さ
れる。

この型式の負荷−歪曲特性は、溝内にロック止めさ
れ、ばねにより引張り力が付与される電磁ばねシールに
とって特に有利である。この場合、ばねは所定の有効歪
曲範囲244に亘って比較的一定の負荷を提供するが、点2
46、248にて有効範囲限界値を越えて変化すると負荷は
急激に増大する。これにより、ばねシールは溝等内にて
自己調心される。

第10図には、本発明による傾斜コイルばねの断面が略
図にて示されており、ばね212の曲げ角度θ、測定され
たコイル幅CW、測定されたコイル高さCH及び測定された
ばね高さＨが示されている。この曲げ角度θは時計方向
（実線）又は反時計方向（破線）とすることが出来る。

第11図ａに示すように、軸方向に平坦なばね212は例
えば第11図ｂに示すように30゜反時計方向に曲げるか、
又は例えば第11図ｄ及び第11図ｅに示すように、それぞ
れ30゜及び60゜時計方向に曲げることが出来る。図示し
たばねは円形の形状にて示されているが、ばね212及び
／又はシール216がその間に位置決めされるかみ合い部
品の形状いかんにより、楕円形又は矩形のようなその他
の形状とすることも可能である。

添付図面に図示するように、曲げ角度θは、ばねの位
置いかんにより、及び水平線から各円錐形又は逆円錐形
の中心線との交点までの角度θを測定することにより、
かかる円錐形又は逆円錐形を形成する略円形のばねによ
り形成された角度として画成される。曲げ角度θを変え
ることにより、異なる負荷とすることが出来、従って負
荷の程度は曲げ角度θいかんによる。即ち、以下に実証
するように、曲げ角度θが大きければ大きい程、発生さ
れる力は大きくなる。負荷を受けたときに発生される力
はばねが第11図ｂに示すような円錐形であるか、又は第
11図ｄに示すような逆円錐形であるかとは無関係である
ことを理解する必要がある。即ち、第11図ｂ及び第11図
ｄのばねは同一状態に機能する。

第12図の曲線Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは曲げ角度θが０゜か
ら90゜までの一連のばねの力−歪曲特性を示し、これら
ばねの仕様が表３に掲げてある。各ばねＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
は曲げ角度θを除く全ての点で同一である。

第12図の曲線Ａは曲げ角度が０゜であり、ばね30又は
100の典型例であるばね212を示す。曲線Ｂは曲げ角度15
゜のばね212を示し、本発明により形成されるばねの特
徴である、特性の限界値の増大268を示す。この徐々に
増大する結果、表３のばねＣ、Ｄ及びＥに対応して、曲
線Ｃ、Ｄ及びＥによりより明確に示された最大負荷特性
となる。

第12図に示すように、曲げ角度θの増大に伴い、負荷
は最大点にて約90゜増大する。重要なことに、それぞれ
270、272、274で示した最大負荷が達成された後、力は
略ばねＡ、Ｂで示す力まで急速に低下する。このように
して、これらのばねは曲げられないばねＡと略同一の有
効範囲276、278及び280を有する。しかし、第12図から
明らかなように、これらの有効領域は急峻な負荷−歪曲
特性と境を接している。本発明によるばねは、上述のよ
うに多数の適用例において利点を有している。上述のよ
うに、図示したばねは略円形の形状をしているが、不規
則な形状の別の適用例に容易に嵌め込むことが出来る。
即ち、ばねは円形以外の形状に容易に嵌入させることが
出来る。

表３に示すように、最大負荷は基準負荷より著しく大
きく、実際上曲げ角度が90゜の場合、基準負荷の1725％
に達する。従って、この曲げ角度を採用することによ
り、より大きい負荷を提供することが出来る。従って、
上述のように、より小さい線を使用することができ、こ
のためインチ当たりより多くのコイルを使用することが
可能となり、よって、負荷の加わったときシールに作用
する応力を小さくし、ガスケット210の遮へい効果を増
大させることが可能となる。

又、上述したように、第12図の曲線Ｃ、Ｄ及びＥによ
り示した力−歪曲曲線を示す本発明によるばねは、第９
図の曲線Ａにより示した力−歪曲曲線を示すばねによっ
ては従来不可能であった自己ロック止め及び自己調心式
の適応例に使用することが可能である。

次に、第13図を参照すると、本発明により半径方向に
弾性的なコイルばね312を有する電磁シールドガスケッ
ト310が図示されており、半径方向に弾性的なばね312は
環状シール316内に複数のコイル314を有して示されてお
り、この環状シール316は、以下により詳細に説明する
ように、ガータ型式の半径方向に弾性的なコイルばね31
2を予め選択された方向に延伸不能に支持し、その弾性
特性を制御する手段を提供する。

ばね312の負荷−歪曲曲線は第１図に図示されてい
る。

負荷−歪曲特性は第14図に図示するように試験装置33
0にて測定することが出来る。半径方向に弾性的なばね3
32を保持具336によりハウジング334内に保持し、これに
より、ばね332をキャビティ338内に拘束する。周縁スペ
ーサ340を使用してばね332の外径に負荷を加え、プラグ
342をばね332の内径を通すのに必要な力を測定する。

半径方向に弾性的なばね312は第11b図、第11図ｃ図に
示すように、例えば第11図ｂに示すように、30゜だけ反
時計方向に曲げるか、又は例えば第11図ｄ、第11図ｅに
示すように、それぞれ30゜及び60゜だけ時計方向に曲げ
ることが出来る。図示したばねは円形の形状にて図示さ
れているが、ばね312及び／又はシール316がその間に位
置決めされるかみ合い部品の形状いかんにより、楕円形
又は矩形のような円形以外の形状とすることも可能であ
る。

図面に示すように、曲げ角度θは、ばねの位置いかん
により及び水平方向から各円錐形又は逆円錐形の中心線
との交点までの角度θを測定することにより、円錐形又
は逆円錐形を形成する略円形のばねにより形成される角
度として画成される。曲げ角度θを変化させることによ
り、異なる負荷を得ることが出来、負荷の程度はその曲
げ角度θいかんにより決まる。即ち、以下に実証するよ
うに、曲げ角度θが大きければ大きい程、発生される力
は大きくなる。負荷を受けたときに発生される力は、ば
ねが第11図ｂに示すような円錐形の形状であるか、又は
第11図ｄに示すような逆円錐形の形状であるかどうかと
は無関係であることに留意する必要がある。即ち、第11
図ｂ及び第11図ｄのばねは同一状態に機能する。

ばね312は、以下に説明するように、後方角度により
画定される後縁部分及び前方角度により画定される前縁
部分を備えている。

ばね312に半径方向に負荷をかけたとき、曲げ角度が
０゜のときよりも曲げ角度が90゜のときの方が負荷は大
きく、かかる負荷は０゜から90゜まで漸進的に増大す
る。さらに、後方角度、又はばねの内径に沿った後縁部
分を有するばね312は後方角度、又はばねの外径に沿っ
た後縁部分を有するばねと比べ、両方のばねが同一の曲
げ角度である場合、より著しく大きい力を発生させる。

これにより、特別設計の可能性がより大きくなる。即
ち、歪曲に応答して同一又はより大きい力を示す一方、
より広い範囲の線径及びコイル間隔のものを設計するこ
とが可能となる。このことは、ばねが電磁遮へいの目的
にて、上述したようなシールと共に使用されるときに著
しい利点が得られる。

電磁シールドガスケットとしての使用に適した各種の
傾斜コイルばねに関する上記説明に続いて、ガスケット
シールドばね400が同軸状コネクタ410に使用される場合
の典型的な適用例を示す第15図を参照する。一般に、コ
ネクタ410は隔壁414にねじを介して取り付けられ、ばね
400をコネクタハウジング416及び隔壁414間にて圧縮す
る。このコネクタは電磁エネルギを伝達するピン420を
備えている。コネクタ410及び同軸ケーブル424間の一時
的な接続はコネクタ410のねじ448を利用して、従来のね
じコネクタ426を介して行われる。

第16図及び第17図は、ばね400を支持する溝430を有す
るハウジング416の拡大図である。第16図に図示するよ
うに、溝430はばね400の高さより浅い深さｄを有し、こ
れにより、ばね400をハウジング416及び隔壁414間にて
圧縮することが出来る（第17図）。ばね400の寸法及び
形状は上述の基本的原理に従って設定し、ばね400が略
一定の負荷対歪曲曲線が得られるようにする。このよう
に、ばね400は溝430及び隔壁414の表面の不規則に起因
してばねの圧縮程度が変化するのにかかわらず、ばね40
0はハウジング及び隔壁414間に一定の軸方向力を提供す
る。重要なことは、同様の形状にて使用される従来技術
のエラストマー的シール（図示せず）を変形させ又は恒
久的に変形させる虞れのあるコネクタの熱サイクルにか
かわらず、かかる力が維持されることである。

その結果、任意の適当な伝導性材料にて形成すること
が出来るばね400は、溝430内にて及び導体420を囲繞す
る隔壁414内にて導通性を維持し、これにより、電磁波
がそこを通って伝播されるのを妨害することが出来る。

第18図を参照すると、上述の基本的原理に従って本発
明により形成されたガスケット450の別の適用例が図示
されている。この場合、ばね450は略円形、又は矩形の
ようなその他任意の形状にて形成し、フレーム454に取
り付けられた棚452に支持されている。このばね450を棚
452に支持する方法は、該ばね450が電磁的に遮へいされ
ると共に、フレーム454に設置されさらに適所にロック
止めすることを要するスライドカード456を支持し得る
ような方法にする。

上述のように、電磁シールドの開放領域は漏洩源を提
供する可能性がある。このことを考慮して、本発明によ
るコイル及びばねは、歪曲したとき、コイル間の開放領
域が特定の適用例におけるその許容可能な範囲内にある
ように選択される。この間隔は勿論遮へいしようとする
電磁エネルギーの波長いかんによる。このことを考慮
し、第19図には、シールドガスケットばね460の歪曲の
変化に伴う、コイル間の開放面積の変化が図示されてい
る。後方角度Ｂが17゜、線径が0.0035インチというばね
460に対する典型的な寸法が図示されている。ばね高さ
0.025インチ及びばね巾0.029インチのばねが利用され
る。第19図には歪曲Ｄが０のとき開放領域は0.0035イン
チであり、24％の歪曲のとき、開放領域は0.0062インチ
となり、37−1/2％の歪曲のとき、開放領域は0.0089イ
ンチとして図示されている。

ばねの後方角度はばね開放領域に影響を与えることが
理解される。このことは第20図ａ、第20図ｂに図示され
ており、ここで高さ0.162インチ及び線径0.022インチの
ばねは、後方角度が16.5゜のとき開放面積A₁が0.000062
3inch²であり、後方角度が30゜のとき開放面積A₂は0.00
0893inch²となる。

付加的な電磁シールドが望まれる状況のとき、第21図
ａ、第21図ｂに示すような電磁シールドガスケット500
は内側コイルばね504を内部に配設した外側コイルばね5
02を備え、両コイルばね502、504は上述したように軸方
向に弾性的な又は半径方向に弾性的なばねとして形成
し、そのコイルを中心線506に沿って同一方向又は反対
方向に傾斜させることが出来る（第22図ａ、第22図ｂ参
照）。第22図ａ、第22図ｂには、負荷を受け、外側ばね
502を内側ばね504に接触する位置まで圧縮するガスケッ
ト500が図示されている。

本発明の別の実施例が第23図ａ、第23図ｂ及び第24図
ａ、第24図ｂに図示されており、この場合、電磁シール
ド510はガスケット510にさらに伝導率を付与し得るよう
伝導性エラストマーが充填された１又は２以上のコイル
ばね512、514を備えている。第24図ａ、第24図ｂに図示
されたガスケット520は上述のように内部に中心ロッド
又は管524を有するコイルばね522を備えている。このロ
ッド又は管524は電磁シールドに対し伝導性があり、ば
ね522に対しストッパとして作用し恒久的な損傷を防止
するのに十分な強度を有する中実のものとすることが出
来る。本発明を有利に適用し得る方法を示す目的にて、
本発明による特定の電磁シールドガスケットについて上
述したが、本発明はこれらにのみ限定されるものではな
い。従って、当業者に案出される全ての変形例、応用例
又は同等の構造は特許請求の範囲に記載された本発明の
範囲に包含されるものとみなすべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による弾性的なコイルばねの各種のパラ
メータを示す理論的な負荷対歪曲曲線の図、 第２図ａ及び第２図ｂはばねの外径に沿った後縁部分を
画成する後方角度及びばねの内径に沿った前縁部分を画
成する前方角度を有する、本発明による円形の溶接され
時計方向に巻かれたばねのそれぞれ平面図及び側面図、 第３図ａ及び第３図ｂは第２図ａ、第２図ｂに示したば
ねと同一の物理的寸法を有すると共に、ばねの外径に沿
った後縁部分を画成する後方角度及びばねの内径に沿っ
た前縁部分を画成する前方角度を有する円形の反時計方
向に巻かれたばねのそれぞれ平面図及び側面図、 第４図は第２図及び第３図に示したばねの負荷対歪曲曲
線の図、 第５図は表１に掲げたばね寸法に対応する外径に沿った
後縁部分を有する各種の軸方向に荷重を受ける反時計方
向に巻かれたばねの荷重対歪曲曲線の図、 第６図は異なる後方角度を有する軸方向ばねの負荷対歪
曲曲線の図、 第７図ａ及び第７図ｂはばねの外側にある前方角度及び
ばねの内側にある後方角度を有する本発明による円形の
溶接された時計方向ばねのそれぞれ平面図及び側面図、 第８図は本発明による環状軸方向に弾性的なコイルを備
える電磁シールドガスケットの斜視図であり、ガータ型
式の軸方向に弾性的なコイルばねを形成する方法にて相
互に接続された複数のコイルを示し、ばねが予め選択さ
れた曲げ角度方向にて環状シール内に配設され、環状の
軸方向に弾性的なコイルばねの弾性特性を制御し、環状
シール内にてばねを延伸不能に支持しその内部のばねの
独立的な作用を可能とし、これによりシールの密封部分
に予め選択された力を集中させるようにした複数のばね
を示す図、 第９図は本発明により形成されたばねの負荷対歪曲曲線
の図、 第10図は曲げ角度θを計算する方法を示す目的にて、曲
げ角度θと共に軸方向に傾斜させたコイルばねを示す略
図、 第11図ａ、第11図ｂ、第11図ｃ、第11図ｄ及び第11図ｅ
は各種の曲げ角度を有する軸方向ばねを示す図、 第12図は異なる曲げ角度方向を有する環状の軸方向に弾
性的なコイルばねに対応する複数の力−歪曲曲線の図、 第13図は本発明による半径方向に負荷が加えられたコイ
ル状ばねシールを有する電磁シールドガスケットの斜視
図で、全体としてガータ型式の軸方向に弾性的なコイル
ばねを形成する方法にて相互に接続された複数のコイル
を示し、ばねが予め選択された曲げ角度の方向にて環状
シール内に配設され、環状の軸方向に弾性的なコイルば
ねの弾性特性を制御し、環状シール内にてばねを延伸不
能に支持しその内部のばねの独立的な作用を可能とし、
これによりシールの密封部分に予め選択された力を集中
させるようにした複数のばねを示す図、 第14図は負荷対歪曲特性を測定する試験装置の図、 第15図はRFコネクタ内に配設された本発明の電磁ガスケ
ットの断面図、 第16図は無負荷状況における第13図に示したガスケット
の拡大断面図、 第17図は荷重状況下における第13図に示したガスケット
の拡大断面図、 第18図はカードのフレーム内への取り付け状態を示す、
別の電磁シールドガスケットの適用例の断面図、 第19図はばねの歪曲が傾斜コイルばねの開放面積に及ぼ
す影響を示す線図、 第20図ａ及び第20図ｂは開放面積がコイルの後方角度い
かんによることを示す、コイルばねの側面図、 第21図ａ及び第21図ｂは無負荷状況における２つの傾斜
コイルばねを有する電磁シールドガスケットの図、 第22図ａ及び第22図ｂは荷重状況下における２つの傾斜
コイルばねを有する電磁シールドガスケットの図、 第23図ａ及び第23図ｂは隙間領域にエラストマーが充填
された、２つのコイルばねを有する電磁シールドガスケ
ットの図、及び 第24図ａ及び第24図ｂはコイルばね及び中心ロッド又は
管を有する電磁シールドガスケットの図である。 10:歪曲曲線、12:線部分 14:点、16:点 18:歪曲範囲、20:点 22:突合わせ点、24:歪曲範囲 30:ばね、32:コイル 36:中心線、40:後縁部分 42:前縁部分、46:点 48:後方角度、50:法線 54:前方角度、60:内径 68:ばね、72:コイル 74:後縁部分、76:前縁部分 80:後方角度、82:前方角度 84:内径、86:外径 100:ばね、102:コイル 104:中心線、108:後縁部分 110:前縁部分、112:後方角度 114:法線、116:前方角度 122:外径、210:ガスケット 212:バネ、214:コイル 216:環状シール、236:歪曲部分 238:点、240:歪曲部分 242:突合わせ点、276,278,280:有効範囲 310:ガスケット、312:ばね 314:コイル、316:シール 330:試験装置、332:ばね 334:ハウジング、336:保持具 338:キャビティ、340:スペーサ 400:ばね、410:コネクタ 414:隔壁、416:ハウジング 420:ピン、424:ケーブル 426:コネクタ、428:ねじ 430:溝、450:ばね 452:棚、454:フレーム 456:スライドカード、460:ばね 500:ガスケット、502,504:コイルばね 510:シールドガスケット、512,514:ばね 520:ガスケット、522:ばね 524:管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭52−144601（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−101098（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭46−10565（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 9/00

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】そこを通る電磁波の伝播を妨害するコイル
   ばね型の電磁シールドガスケット（500,510）であっ
   て、 外側コイル（502,512）の歪曲範囲内にて、かつ該外側
   コイルの圧縮と無関係に、ガスケット（500,510）がそ
   こを通る電磁波の伝播を妨害し得るように複数の外側コ
   イル（502,512）を備え、前記外側コイルは相互に接続
   されかつガスケット（500,510）の中心線に対し傾斜状
   態に配設され、前記外側コイル（502,512）の各コイル
   が前記中心線に対し外側コイルの後方角度にて配設され
   た後方部分と、及び前記中心線に対し外側コイルの前方
   角度にて配設された前方部分とを有し、前記外側コイル
   の前方角度が前記外側コイルの後方角度より大きいよう
   にし、 さらに、前記外側コイル（502,512）内に配設され、ガ
   スケット（500,510）が内側コイルの歪曲範囲内にて、
   かつ該内側コイルばねの圧縮と無関係に、そこを通る電
   磁波の伝播を妨害し得るように複数の内側コイル（504,
   514）をさらに備え、 前記内側コイル（504,514）が相互に接続されかつガス
   ケット（500,510）の中心線に対し傾斜状態に配設さ
   れ、前記内側コイル（504,514）の各コイルが前記中心
   線に対し内側コイルの後方角度にて配設された後方部分
   と、及び前記中心線に対し内側コイルの前方角度にて配
   設された前方部分とを有し、前記内側コイルの前方角度
   が前記内側コイルの後方角度より大きいようにしたこと
   を特徴とする電磁シールドガスケット。
2. 【請求項２】請求項１記載の電磁シールドガスケット
   （500）にして、前記内側コイル（504）及び外側コイル
   （502）が中心線に対して同一方向に傾斜されることを
   特徴とする電磁シールドガスケット。
3. 【請求項３】請求項１記載の電磁シールドガスケット
   （510）にして、前記内側コイル（514）及び外側コイル
   （512）が中心線に対して反対方向に傾斜されることを
   特徴とする電磁シールドガスケット。
4. 【請求項４】請求項１記載の電磁シールドガスケット
   （500,510）にして、 外側コイル（502,512）の両端が相互に接続されると共
   に、内側コイル（504,514）の両端が相互に接続されて
   連続的な外側コイル内に配設された連続的な内側コイル
   を有する連続的なコイルばねを形成することを特徴とす
   る電磁シールドガスケット。
5. 【請求項５】請求項４記載の電磁シールドガスケットに
   して、 内側及び外側コイル内の空隙領域が伝導性エラストマー
   （316）にて充填されることを特徴とする電磁シールド
   ガスケット。
6. 【請求項６】ガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばね
   型の電磁シールドガスケット（30）であって、該コイル
   ばね型のガスケット（30）が個々のコイル（32）の歪曲
   範囲内にて、かつ該コイル（32）の圧縮と無関係に、そ
   こを通る電磁波の伝播を妨害し得るように複数の個々の
   コイル（32）を備え、前記個々のコイル（32）がその中
   心線に沿って傾斜されかつ、 中心線に対し直角の法線に対して各コイルの後縁部分
   （40）を位置決めしかつコイル（32）の力−歪曲特性を
   決定する後方角度（48）と、 法線に対する各コイルの前縁部分（42）の位置決めを行
   う前方角度にして、前記後方角度より大きい前記前方角
   度とを有し、 ガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばね（30）の外径
   に沿った後縁部分（40）及びガータ型式の軸方向に弾性
   的なコイルばね（30）の内径に沿った前縁部分（42）を
   有するガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばね型のガ
   スケット（30）を形成し得る方法にて、前記コイル（3
   2）が相互に接続されたことを特徴とする電磁シールド
   ガスケット。
7. 【請求項７】請求項６記載の電磁シールドガスケット
   （30）にして、 後方角度（48）が約１゜より大きく、約40゜より小さ
   く、前方角度（54）が約１゜より大きく、約55゜より小
   さいことを特徴とする電磁シールドガスケット。
8. 【請求項８】請求項６記載の電磁シールドガスケット
   （30）にして、 後方角度（48）が、ガータ型式の軸方向に弾性的な電磁
   シールドばねガスケット（30）が該ばねガスケットの軸
   方向への歪曲に応答して軸方向に略一定の力を作用させ
   るように有効歪曲を画成し、前記有効歪曲が、ばねガス
   ケット（30）の歪曲の約５％乃至約50％の範囲にあるよ
   うにしたことを特徴とする電磁シールドガスケット。
9. 【請求項９】ガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばね
   型の電磁シールドガスケット（68）であって、コイルば
   ね型のガスケット（68）が個々のコイル（72）の歪曲範
   囲内にて、かつ該コイル（72）の圧縮と無関係に、そこ
   を通る電磁波の伝播を妨害し得るように複数の個々のコ
   イル（72）を備え、前記個々のコイル（72）がその中心
   線に沿って傾斜されかつ、 中心線に対し直角の法線に対し各コイル（72）の後縁部
   分（74）を位置決めしかつコイル（72）の有効弾性領域
   を決定する後方角度（80）と、 法線に対する各コイル（72）の前縁部分（76）の位置決
   めを行う前方角度にして、前記後方角度より大きい前記
   前方角度（82）とを有し、 ガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばね型のガスケッ
   ト（68）の内径に沿った後縁部分（74）及びガータ型式
   の軸方向に弾性的なコイルばね型のガスケット（68）の
   外径に沿った前縁部分（76）を有するガータ型式の軸方
   向に弾性的なコイルばね型のガスケット（68）を形成す
   る方法にて前記コイル（72）が相互に接続されたことを
   特徴とする電磁シールドガスケット。
10. 【請求項１０】請求項９記載の電磁シールドガスケット
    （68）にして、 前方角度（82）が35゜より小さいことを特徴とする電磁
    シールドガスケット。
11. 【請求項１１】請求項10記載の電磁シールドガスケット
    （62）にして、 複数のコイルが時計方向に傾斜されることを特徴とする
    電磁シールドガスケット。
12. 【請求項１２】請求項10記載の電磁シールドガスケット
    （68）にして、 後方角度（80）が１゜より大きく、35゜より小さいこと
    を特徴とする電磁シールドガスケット。
13. 【請求項１３】請求項12記載の電磁シールドガスケット
    （68）にして、 後方角度（80）が、ばねガスケット（68）が該ばねガス
    ケットの軸方向への歪曲に応答して軸方向に略一定の力
    を作用させる有効歪曲を画成し、前記有効歪曲がばねガ
    スケットの歪曲の約５％乃至約50％の範囲内にあること
    を特徴とする電磁シールドガスケット。
14. 【請求項１４】請求項10記載の電磁シールドガスケット
    にして、 後方角度（80）が約11゜より小さいことを特徴とする電
    磁シールドガスケット。
15. 【請求項１５】そこを通る電磁波の伝播を妨害する環状
    の軸方向に弾性的なコイルばねからなる電磁シールドガ
    スケット（310）であって、該ガスケット（310）が個々
    のコイル（314）の歪曲範囲内にて、かつ該ガスケット
    （310）の圧縮と無関係に、そこを通る電磁波の伝播を
    妨害し得るように複数の個々のコイル（314）を備え、
    前記個々のコイル（314）がその中心線に沿って傾斜さ
    れかつ、 中心線に対して直角の法線に対し各コイル（314）の後
    縁部分（74）を位置決めしかつコイル（314）の力−歪
    曲特性を決定する後方角度（80）と、 法線に対する各コイル（314）の前縁部分（76）の位置
    決めを行う前方角度（82）にして、前記後方角度（80）
    より大きい前記前方角度とを有し、 前記コイル（314）はガータ型式の軸方向に弾性的なコ
    イルばねのガスケットを形成し得る方法にて相互に接続
    され、さらに ガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばね型のガスケッ
    ト（310）を予め選択された方向に延伸不能に支持し、
    その弾性的特性を制御する環状シール（316）を備える
    ことを特徴とする電磁シールドガスケット。
16. 【請求項１６】請求項15記載の電磁シールドガスケット
    （310）にして、 前記環状シール（316）がコイル（314）を０゜より大き
    く、90゜より小さい曲げ角度にて支持しかつ方向決めす
    るキャビティを備えることを特徴とする電磁シールドガ
    スケット。
17. 【請求項１７】請求項16記載の電磁シールドガスケット
    （310）にして、 曲げ角度が鞍状の負荷−歪曲特性を提供し得るように選
    択されることを特徴とする電磁シールドガスケット。
18. 【請求項１８】請求項17記載の電磁シールドガスケット
    （310）にして、 曲げ角度が約15゜より大きいことを特徴とする電磁シー
    ルドガスケット。
19. 【請求項１９】請求項17記載の電磁シールドガスケット
    シール（310）にして、 曲げ角度が約60゜より大きいことを特徴とする電磁シー
    ルドガスケットシール。
20. 【請求項２０】請求項17記載の電磁シールドガスケット
    シール（310）にして、 後縁部分がガータ型式の軸方向に弾性的なコイルばねの
    外径に沿って配設され、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配設されることを
    特徴とする電磁シールドガスケット。
21. 【請求項２１】請求項17記載の電磁シールドガスケット
    （310）にして、 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
    内径に沿って配設され、後縁部分がガータ型式の軸方向
    に弾性的なコイルばねの外径に沿って配設されることを
    特徴とする電磁シールドガスケット。