JP6070474B2 - 情報機器 - Google Patents

Description

本発明は、情報機器に関する。

コンピュータ等の情報機器には、当該情報機器のケース内部に収容された回路基板と外部機器を接続するためのコネクタが備えられている。このコネクタは、外部に向けて電磁ノイズを発生する発生源として知られており、電磁波障害を引き起こす。従来、この電磁ノイズを遮蔽するものとして、コネクタの周囲を覆うシールド部材が知られている（下記特許文献1参照）。

特開２０１２−６９３５３号公報

情報機器の取付部材には、接続部と外部機器と接続するための開口と接続部の電磁波を遮蔽するシールドの間に隙間があると、この隙間がスロットアンテナとして機能し、電磁ノイズが放射される場合がある。これを防止するために、例えば、取付部材の開口の縁に、弾性のある導電性部材を設け、接続部材を取り付ける際に、導電性部材の断面を押し広げるように接続部材を挿入すると、シールドと導電性部材との接続を確保することができるが、接続部材を取付部材に対してこじりながら挿入することとなり、挿入し難い。

本発明は、接続部材を取付部材に対してこじりながら挿入する必要がなく、シールドと取付部材との導通を確保することができる情報機器を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、外部機器と接続するとともに、電磁波を遮蔽するシールドを有する接続部と、前記接続部が対応する開口を有し、当該開口に前記接続部が取り付けられる取付部材と、前記取付部材の開口の縁に設けられる圧縮−膨出変形性のある導電性部材と、前記接続部に一体に設けられ、前記接続部が前記取付部材に取り付けられる際に、前記導電性部材を前記取付部材に対して挿入方向に押し付ける押付部材と、を有し、前記導電性部材は、前記押付部材に押し付けられることで、前記取付部材の開口と前記シールドとの隙間を塞ぐ方向に変形することを特徴とする情報機器である。なお、圧縮−膨出変形とは、第１の方向において圧縮され、かつ、この圧縮によって第１の方向と交差する方向に膨出する変形である。

請求項２に係る発明は、前記押付部材が、前記接続部に一体に設けられた回路基板であることを特徴とする請求項１に記載の情報機器である。

請求項３に係る発明は、前記導電性部材が、前記導電性部材が変形する前の状態で、前記挿入方向の長さが、前記取付部材と前記押付部材の間の長さより大きいことを特徴とする請求項１に記載の情報機器である。

請求項４に係る発明は、前記導電性部材が、前記導電性部材が変形した後の状態で、前記挿入方向の長さが、前記取付部材と前記押付部材の長さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の情報機器である。

請求項５に係わる発明は、前記取付部材の開口と前記シールドとの隙間の長さが、前記接続部に印加される高周波電流の半波長より短いことを特徴とする請求項１に記載の情報機器である。

請求項１に係る発明によれば、接続部材を取付部材に対してこじりながら挿入する必要がなく、シールドと取付部材との導通を確保することができる。

請求項２に係る発明によれば、別途、押付部材を設ける必要がなく、接続部材を取付部材に対してこじりながら挿入する必要がなく、シールドと取付部材との導通を確保することができる。

請求項３に係る発明によれば、導電性部材が変形する前の状態で、挿入方向の長さが、取付部材と押付部材の間の長さより小さいものに比較して、より確実にシールドと取付部材との導通を確保することができる。

請求項４に係る発明によれば、前記導電性部材が変形した後の状態で、前記挿入方向の長さが、前記取付部材と前記押付部材の長さより大きいものに比較して、より確実に接続部材を取付部材に取り付けることができる。

請求項５に係わる発明によれば、前記取付部材の開口と前記シールドとの隙間から電磁ノイズが放射されることを抑制することができる。

拡張カードの概略構成を示す斜視図である。 図１中の矢印Ａから見た拡張カードを示す図である。 ブラケットを示す図である。 シールドコネクタ周囲の構成の詳細を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。コンピュータなどの情報機器は、その機器の機能を拡張するための拡張カード１０を有し、図１および図２には、拡張カード１０の外観が示されている。図１は斜視図であり、図２は図１において矢印Ａの方向から拡張カード１０を見た図である。

拡張カード１０は、回路部品が実装されたプリント基板等の回路基板１２と、回路基板１２の端部を固定するブラケット１４を含む。ブラケット１４は、取付部材の一例として設けられている。回路基板１２上には、複数の回路部品が実装されるが、図１においては、電磁波を遮断する２個の電磁シールドされたシールドの一例を示すシールドコネクタ１６が示され、他は省略されている。シールドコネクタ１６は、回路基板１２の端部に配置され、コネクタ１７の周囲を覆うように設けられ、コネクタ１７から発せられる電磁ノイズが外部に放出されることを防ぐものである。また、シールドコネクタ１６は、回路基板の延び方向における回路基板からの突出量が３ｍｍ以下である。このシールドコネクタ１６及びコネクタ１７は、接続部の一例として設けられている。シールドコネクタ１６の、回路基板１２の端部（図２に現れている部分）には、外部機器と接続するためのケーブルを受け入れるコネクタ１７が設けられている。

ブラケット１４は、拡張カード１０が情報機器に取り付けられたときに、情報機器の、回路基板等を収める機器ケースの一部となる。図３に、ブラケット１４が単独で示されており、以下、図３も参照して説明する。

ブラケット１４は、予め定められた形状の金属板の一部を折り曲げて形成されている。ブラケット１４は、一枚の板状の本体部１８と、本体部１８から折り曲げられた複数の部分を有する。ブラケットの本体部１８に対して折り曲げられた基板支持部２０に、ビス２２を用いて回路基板１２が固定され、ブラケット１４と回路基板１２が結合される。ブラケット１４と回路基板１２が固定されたとき、これらはブラケット１４の本体部１８を含む面と回路基板１２を含む面とが交差するように配置される。交差の角度は、例えば９０°である。

ブラケットの本体部１８には、回路基板１２がブラケット１４に固定されたときコネクタ１７及びシールドコネクタ１６に対応する位置に開口２４が形成されている（図２参照）。この開口２４を通して外部機器のケーブルがコネクタ１７及びシールドコネクタ１６に接続される。開口２４の大きさは、ケーブル、特にケーブルの端のコネクタが通るのに十分な大きさであり、シールドコネクタのコネクタ１７と同一または若干大きい寸法である。開口２４は、概略長方形であり、図２における下側の辺に沿って回路基板１２の縁が位置し、また、上側の辺に沿って、本体部１８から折り曲げられたガスケット支持片２６が位置する。以降、開口２４の、回路基板１２側の辺を「下辺２８」と記し、これの対辺を「上辺３０」と記す。ガスケット支持片２６に支持されるガスケット３２は、図３において一点鎖線で示されている。また、開口２４の下辺２８に沿って、本体部１８に別のガスケット３４が配置される。以降、ガスケット３２を上辺ガスケット３２、ガスケット３４を下辺ガスケット３４と記す。これらの上辺および下辺ガスケット３２，３４については後に詳述する。尚、下辺ガスケット３２は、ブラケット１４の開口の縁に設けられる導電性部材の一例として設けられている。

ブラケット１４の材質は、金属以外の導電性材料を使用してもよい。または、導電性材料と、樹脂などの絶縁性材料とを積層した材料を用いてもよい。

シールドコネクタ１６は、ケーブルとの接点が設けられたコネクタ１７の周囲を導電性のシールド部材３６（図４参照）で囲んで構成されている。ただし、ケーブルのコネクタ部を受け入れるコネクタ１７が設けられた面にはシールド部材３６は配置されていない。シールド部材３６は、導電性の材料、例えば鋼板を折り曲げて形成される。

ブラケットの開口２４の縁と、シールド部材３６の間には細い隙間が形成される。一方、シールドコネクタ１６に接続されるケーブルに高周波電流が流れると、シールド部材３６およびブラケットの開口２４の周囲に誘導電流が誘起される。細い隙間が形成された導体に電流が誘起されると、隙間に電界が発生し、電磁ノイズが放射される。つまり、隙間をあけて配置されたブラケット１４とシールド部材３６がスロットアンテナとして機能する。この電磁ノイズを抑制するために、シールド部材３６とブラケット１４を導通し、両者間の電位差を減少させて、電界の発生を抑制する。しかし、開口２４の下辺２８にて導通する場合、回路基板１２があるため、接続のための部品をうまく配置できないことがある。

また、スロットアンテナにおいて、スロットの長さが、印加される高周波電流の半波長（λ/2）となると共振が発生する。また、スロットの長さより半波長が短い周波数成分に対しては電磁シールドとしての効果は少なくなる。ここで、スロットの長さとは、導体間にできる隙間の長さを指す。

波長λと周波数ｆの関係は 式 λ＝ｃ/ｆ（ｃ：光速）で表される。例として5Gbps（源振2.5GHz）の信号をケーブルに伝送すると、二次高調波5GHz、三次高調波7.5GHzなどの高周波電流が流れ、それぞれλ/2は6cm、3cm、2cmに相当し、スロットの長さがそれ以下にならないと十分なシールド効果が得られない。

ブラケット１４とシールド部材３６の隙間の長さが、ケーブルを流れる電流の周波数に対して短ければ、電磁ノイズの発生は抑えられる。しかし、ケーブルを流れる電流の周波数が高くなると、周波数に対して隙間の長さが十分に短いものではなくなり、この隙間がスロットアンテナとして機能するようになる。よって、ケーブルに高周波の電流を流す場合は、前記の隙間の長さを短くする必要が生じる。開口２４の上辺３０のみにてシールド部材３６と導通しても、高周波の電流に対して隙間の長さが十分に短くならない場合がある。この場合、下辺２８にて導通をすることが必要になる。

図４は、シールドコネクタ１６の周囲の詳細構成を示す図である。シールドコネクタ１６は、ブラケットの開口２４に対向して配置されている。シールドコネクタ１６の回路基板１２に対向する面を下面３８、その対面を上面４０と記す。図４に示すように、ブラケット１４とシールドコネクタ１６の間には、隙間が形成されている。ブラケット１４とシールドコネクタ１６を導通するために、導電性を有する上辺ガスケット３２および下辺ガスケット３４が用いられている。

上辺ガスケット３２は、図３に示されるように細長い直方体、または長方形断面の棒形状であり、２個のガスケット支持片２６に橋渡しするように配置される。しかし、開口２４のそれぞれに別個にガスケットを配置してもよい。また、上辺ガスケット３２の側辺がガスケットの本体部１８に接するように配置してもよい。上辺ガスケット３２は、第１の方向に圧縮されると、第１の方向に交差する第２の方向に膨出するよう変形する導電性の材料で構成される。このような変形を、以下「圧縮−膨出変形」と記す。また、上辺ガスケット３２は、弾性的に圧縮−膨出変形する導電性材料で構成されてもよい。例えば、導電性のゴムまたはスポンジを利用してよい。また、非導電性のゴムまたはスポンジの表面に導電性の層を形成してもよい。さらに、繊維状の金属を編んで、または編まずにまとめて成形したものであってもよい。

上辺ガスケット３２は、ガスケット支持片２６とシールドコネクタの上面４０に挟まれて、これらを導通する。これによって、シールドコネクタのシールド部材３６とブラケット１４が導通される。また、上辺ガスケット３２の側辺がブラケットの本体部１８と直接接することでも、シールド部材３６とブラケット１４が導通される。

下辺ガスケット３４も、図３に示されるように細長い直方体、または長方形断面の棒形状である。下辺ガスケット３４は、開口２４を開け、かつ下辺ガスケット３４の側面が２個の開口２４の下辺２８に沿うように配置される。しかし、２個の開口２４のそれぞれに別個にガスケットを配置してもよい。下辺ガスケット３４も、圧縮−膨出変形する導電性材料、または弾性的に圧縮−膨出変形する導電性材料で構成される。例えば、導電性のゴムまたはスポンジを利用してよい。また、非導電性のゴムまたはスポンジの表面に導電性の層を形成してもよい。さらに、繊維状の金属を編んで、または編まずにまとめて成形したものであってよい。

図４によく表されるように、下辺ガスケット３４は、回路基板１２とブラケット１４の間に挟まれて変形し、その図４における上端がシールドコネクタの下面３８に接触している。これにより、シールドコネクタのシールド部材３６とブラケット１４が導通される。

尚、この回路基板１２は、シールドコネクタ１６及びコネクタ１７に一体に設けられ、シールドコネクタ１６及びコネクタ１７がブラケット１４に取り付けられる際に、下辺ガスケット３４をブラケット１４に対して挿入方向に押し付ける押付部材の一例として設けられている。この他、押付部材は、シールドコネクタ１６に一体に設けられた突起部等であってもよい。ここで、挿入方向とは、シールドコネクタ１６及びコネクタ１７をブラケット１４に取り付ける際に、シールドコネクタ１６及びコネクタ１７をブラケット１４に対して挿入する方向をいう。

下辺ガスケット３４を用いず、上辺ガスケット３２のみ配置した場合、ブラケット１４とシールドコネクタ１６の隙間の長さは、下辺と二つの側辺を加えた長さとなる。一方、下辺ガスケット３４を加えれば、隙間の長さは側辺の長さとなって短くなり、上辺ガスケット３２のみを用いた場合に比べ、より高周波の電磁ノイズが遮断される。

次に、シールドコネクタ１６及びコネクタ１７を有する回路基板１２をブラケット１４に取り付ける工程について説明する。

まず、上辺および下辺ガスケット３２，３４をブラケット１４に貼着する。上辺ガスケット３２は、ガスケット支持片２６に両面テープ、接着剤等を用いて貼着される。このとき、上辺ガスケット３２とガスケット支持片２６が直接接触または直接対向するように、両面テープ等の大きさ、位置を考慮する。つまり、両面テープ等がガスケット支持片２６と上辺ガスケット３２の互いに対向する面の一部のみを覆うようにし、それ以外の部分では、両面テープ等を介さず直接、上辺ガスケット３２とガスケット支持片２６が接触、または対向するようにする。このとき、上辺ガスケット３２の、図４において左側の側面がガスケットの本体部１８に接触するように配置してもよい。

下辺ガスケット３４は、下辺ガスケット３４の、図４において上側の側面が開口２４の下辺２８に沿うようにブラケットの本体部１８上に配置され、両面テープ、接着剤等を用いて貼着される。このとき、下辺ガスケット３４と本体部１８が直接接触または直接対向するように、両面テープ等の大きさ、位置を考慮する。つまり、両面テープ等がブラケットの本体部１８と下辺ガスケット３４の互いに対向する面の一部のみを覆うようにし、それ以外の部分では、両面テープ等を介さず直接、ブラケットの本体部１８と下辺ガスケット３４が接触、または対向するようにする。また、下辺ガスケット３４は、この段階において、開口２４に掛からないように、すなわち下辺２８より下側に位置してよい。

次に、ブラケット１４と、シールドコネクタ１６及びコネクタ１７が実装済みの回路基板１２を、ビス２２を用いて結合する。このとき、上辺ガスケット３２は、ガスケット支持片２６とシールドコネクタの上面４０に挟まれる。これにより、挟まれる前は両面テープ等の範囲外において上辺ガスケット３２とガスケット支持片２６が接触していなくても、これらが直接接触する。これによって、ブラケット１４とシールドコネクタのシールド部材３６が導通する。また、上辺ガスケット３２は、挟まれることによって、挿入方向（図４においてＸ方向）に伸びて、開口２４の上辺３０に沿ったブラケット１４とシールドコネクタ１６の隙間を埋め、またシールドコネクタの本体部１８に接触する。

ブラケット１４にシールドコネクタ１６及びコネクタ１７を有する回路基板１２を取り付けるとき、下辺ガスケット３４は、回路基板１２の端面とブラケット１４に挟まれる。これにより、挟まれる前は両面テープ等の範囲外において下辺ガスケット３４とブラケット１４が接触していなくても、これらが直接接触する。また、下辺ガスケット３４は、挟まれることによって、圧縮−膨出変形する。この変形により、挿入方向と垂直な方向のうち、シールドコネクタ１６が存在する方向（図４中、矢印４２及びＹの方向）に伸びて、シールドコネクタの下面３８に接触する。つまり、下辺ガスケット３４は、ブラケット１４の開口とシールドコネクタ１６との隙間を塞ぐ方向（図４中、Ｙ方向）に変形または弾性変形し、開口２４の下辺２８に沿ったブラケット１４とシールドコネクタ１６の隙間を埋め、これらを導通する。

下辺ガスケット３４は、下辺ガスケット３４が変形する前の状態で、挿入方向に沿った長さをＸ１とする。ブラケット１４に回路基板１２が取り付けられた状態における、ブラケット１４と回路基板１２の間の距離をＹ１とする。その場合に、Ｘ１＞Ｙ１が成立する。また、下辺ガスケット３４は、下辺ガスケット３４が変形した後の状態で、挿入方向に沿った長さをＸ２とする。その場合に、Ｘ２≦Ｙ１が成立する。

上述の上辺および下辺ガスケット３２，３４は、それぞれ開口２４の上辺３０、下辺２８の全体にわたって延びて配置されている。しかし、開口２４の縁とシールド部材３６の連結する隙間の長さが十分に短くなれば、上辺３０、下辺２８の一部に対応して配置されてもよい。

以上、拡張カードについて説明したが、コンピュータとその周辺機器、またファクシミリ・複写機などの情報機器において、情報機器の機器ケースと、機器ケースに収容され、シールドコネクタを実装する回路基板についても同様の構成を採ることができる。機器ケースは複数の部品から構成されてよい。機器ケースには、回路基板に実装されたシールドコネクタに対応する位置に開口が設けられる。開口の周囲は導電性の材料にて形成されている。この開口を通して外部機器との接続用のケーブルがシールドコネクタに接続される。回路基板の端面と機器ケースによりガスケットを挟み、ガスケットを変形させて、シールドコネクタの回路基板側のシールド部材に接触させ、機器ケースとシールド部材を導通させる。

１０ 拡張カード、１２ 回路基板、１４ ブラケット、１６ シールドコネクタ、２４ 開口、２６ ガスケット支持片、２８ （開口の）下辺、３０ （開口の）上辺、３２ 上辺ガスケット、３４ 下辺ガスケット、３６ シールド部材、３８ （シールド部材の）下面、４０ （シールド部材の）上面。

Claims (5)

1. 外部機器と接続するとともに、電磁波を遮蔽するシールドを有する接続部と、
   前記接続部が対応する開口を有し、当該開口に前記接続部が取り付けられる取付部材と、
   前記取付部材の開口の縁に設けられる、圧縮−膨出変形し、かつ、導電性を有する導電性部材と、
   前記接続部に一体に設けられ、前記接続部が前記取付部材に取り付けられる際に、前記導電性部材を前記取付部材に対して挿入方向に押し付ける押付部材と、を有し、
   前記導電性部材は、前記押付部材に押し付けられることで、前記取付部材の開口と前記シールドとの隙間を塞ぐ方向に変形することを特徴とする情報機器。
2. 前記押付部材は、前記接続部に一体に設けられた回路基板であることを特徴とする請求項１に記載の情報機器。
3. 前記導電性部材は、前記導電性部材が変形する前の状態で、前記挿入方向の長さが、前記取付部材に前記押付部材が取り付けられた状態における、前記取付部材と前記押付部材の間の距離より大きいことを特徴とする請求項１に記載の情報機器。
4. 前記導電性部材は、前記導電性部材が変形した後の状態で、前記挿入方向の長さが、前記取付部材に前記押付部材が取り付けられた状態における、前記取付部材と前記押付部材の間の長さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の情報機器。
5. 前記取付部材の開口と前記シールドとの隙間の長さが、前記接続部に印加される高周波電流の半波長より短いことを特徴とする請求項１に記載の情報機器。

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