(57)【要約】【課題】電子機器同士をホット・ドッキングする際に、電子機器にノイズの影響を与えず、誤動作を生じさせない接続構造を提供する。【解決手段】  第１のＥＭＩ遮蔽部１１３を有する第１の電子機器１０が、第２のＥＭＩ遮蔽部１４３を有する第２の電子機器５０にドッキングする際、第２のＥＭＩ遮蔽部に接続されたＥＭＩ接続部より先に、第２のＥＭＩ遮蔽部に接続されＥＭＩ接続部よりインピーダンスが大きいＥＳＤ接触部が第１のＥＭＩ遮蔽部に接触する。第１のＥＭＩ遮蔽部に帯電した静電荷は、ＥＳＤ接触部の高インピーダンスにより、第２のＥＭＩ遮蔽部に緩やかに移動する。そのためＥＳＤによる障害は発生しない。【選択図】図３
2008191944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＥＭＩ遮蔽部と該第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれたプロセッサと前記第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれ前記プロセッサに接続された第１の信号ラインと前記第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれ前記プロセッサに接続された第１の信号アース・ラインとを有する第１の電子機器にホット・ドッキングが可能な第２の電子機器の接続構造であって、
第２のＥＭＩ遮蔽部と、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部で囲まれホット・ドッキング時に前記第１の信号ラインに接続される第２の信号ラインと、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部で囲まれホット・ドッキング時に前記第１の信号アース・ラインに接続される第２の信号アース・ラインと、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続されホット・ドッキング時に前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接続される導体で形成されたＥＭＩ接続部と、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続され前記ＥＭＩ接続部よりインピーダンスが大きくホット・ドッキング時に前記ＥＭＩ接続部より先に前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接触するＥＳＤ接触部と
を有する接続構造。
【請求項２】
前記第１の電子機器と前記第２の電子機器をホット・ドッキングするときに、前記ＥＳＤ接触部と前記第１のＥＭＩ遮蔽部が接触した後に、前記第１の信号アース・ラインと前記第２の信号アース・ラインが接続され、前記第１の信号アース・ラインと前記第２の信号アース・ラインが接続された後に前記第１の信号ラインと前記第２の信号ラインが接続される請求項１記載の接続構造。
【請求項３】
前記第１のＥＭＩ遮蔽部と前記第２のＥＭＩ遮蔽部がそれぞれ前記第１の電子機器と前記第２の電子機器に基準電位を与え、前記第１の信号アース・ラインが前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接続され前記第２の信号アース・ラインが前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続される請求項１記載の接続構造。
【請求項４】
前記ＥＳＤ接触部のインピーダンスが、前記第１の電子機器がユーザにより抱えられることにより帯電した状態で前記ＥＳＤ接触部を前記第１のＥＭＩ遮蔽部に近づけたときに気中放電しない値に選定されている請求項１記載の接続構造。
【請求項５】
前記ＥＳＤ接触部が誘導性リアクタンスで構成されている請求項１記載の接続構造。
【請求項６】
前記第１の電子機器が前記第１の信号ラインと前記第１の信号アース・ラインが接続された第１のインターフェース・コネクタを含み、前記第２の電子機器が前記第１のインターフェース・コネクタに接続可能で前記第２の信号ラインと前記第２の信号アース・ラインが接続された第２のインターフェース・コネクタを含み、前記ＥＭＩ接続部が前記第２のインターフェース・コネクタから離隔した位置に複数設けられている請求項１記載の接続構造。
【請求項７】
前記ＥＳＤ接触部と前記ＥＭＩ接続部が前記第２の電子機器の同一場所に形成されている請求項１記載の接続構造。
【請求項８】
第１のＥＭＩ遮蔽部と該第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第１の信号ラインと前記第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第１の信号アース・ラインと前記第１の信号ラインと前記第１の信号アース・ラインが接続された第１のインターフェース・コネクタとを有する携帯型コンピュータにホット・ドッキング可能な機能拡張装置であって、
第２のＥＭＩ遮蔽部と、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第２の信号ラインと、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第２の信号アース・ラインと、
前記第２の信号ラインと前記第２の信号アース・ラインが接続された第２のインターフェース・コネクタと、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続されホット・ドッキング時に前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接続される導体で形成されたＥＭＩ接続部と、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続され前記ＥＭＩ接続部よりインピーダンスが大きくホット・ドッキング時に前記ＥＭＩ接続部より先に前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接触するＥＳＤ接触部と
を有する機能拡張装置。
【請求項９】
前記ＥＳＤ接触部が導電性ゴムを含む構造で形成されている請求項８記載の機能拡張装置。
【請求項１０】
前記第１のインターフェース・コネクタと前記ＥＭＩ接続部に接続される前記第１のＥＭＩ遮蔽部の一部が前記携帯型コンピュータの底面に形成され、前記第２のインターフェース・コネクタと前記ＥＭＩ接続部と前記ＥＳＤ接触部が前記機能拡張装置の上面に形成され、前記ＥＳＤ接触部の先端が前記ＥＭＩ接続部の先端より突き出ている請求項８記載の機能拡張装置。
【請求項１１】
前記ＥＳＤ接触部と前記ＥＭＩ接続部が前記機能拡張装置の上面において同一場所に形成されている請求項１０記載の機能拡張装置。
【請求項１２】
前記ＥＳＤ接触部と前記ＥＭＩ接続部がバネ構造で一体に形成され、前記携帯型コンピュータを前記機能拡張装置にホット・ドッキングする際に、前記ＥＳＤ接触部と前記第１のＥＭＩ遮蔽部が接触して前記バネ構造が弾性変形することにより前記ＥＭＩ接続部が前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接続される請求項１０記載の機能拡張装置。
【請求項１３】
第１のＥＭＩ遮蔽部と該第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第１の信号ラインと前記第１のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第１の信号アース・ラインと前記第１の信号ラインと前記第１の信号アース・ラインが接続された第１のインターフェース・コネクタとを備える機能拡張装置にホット・ドッキングが可能な携帯型コンピュータであって、
第２のＥＭＩ遮蔽部と、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第２の信号ラインと、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部で囲まれた第２の信号アース・ラインと、
前記第２の信号ラインと前記第２の信号アース・ラインが接続された第２のインターフェース・コネクタと、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続されホット・ドッキング時に前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接続されるＥＭＩ接続部と、
前記第２のＥＭＩ遮蔽部に接続され前記ＥＭＩ接続部よりインピーダンスが大きくホット・ドッキング時に前記第１のＥＭＩ接続部より先に前記第１のＥＭＩ遮蔽部に接触するＥＳＤ接触部と
を有する携帯型コンピュータ。
【請求項１４】
携帯型コンピュータを機能拡張装置に接続する方法であって、
前記携帯型コンピュータが動作させるステップと、
前記携帯型コンピュータが動作した状態で前記携帯型コンピュータが前記機能拡張装置に接近させるステップと、
前記携帯型コンピュータが動作した状態で前記携帯型コンピュータのＥＭＩ遮蔽部と前記機能拡張装置のＥＭＩ遮蔽部をインピーダンスの高い状態でＥＳＤ接触させるステップと、
前記ＥＳＤ接触させるステップの後に前記携帯型コンピュータが動作した状態で前記携帯型コンピュータのＥＭＩ遮蔽部と前記機能拡張装置のＥＭＩ遮蔽部をＥＭＩ接続するステップと
を有する方法。
【請求項１５】
前記ＥＳＤ接続させるステップの後に前記携帯型コンピュータが動作した状態で前記携帯型コンピュータの信号アース・ラインと前記機能拡張装置の信号アース・ラインを接続するステップを有する請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記信号アース・ラインを接続するステップの後に前記携帯型コンピュータが動作した状態で前記携帯型コンピュータの信号ラインと前記機能拡張装置の信号ラインを接続するステップを有する請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ電磁遮蔽が施された電子機器同士を接続するときの信号ラインに生ずる障害を軽減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートブック型コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）は小型かつ軽量で可搬性に優れているが、デスクトップ型コンピュータに比べて機能がやや制限される。そこで、ノートＰＣをオフィスや自宅で使用する際にノートＰＣの機能を拡張するために、ドッキング・ステーションといわれる機能拡張装置が採用されている。機能拡張装置は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやハードディスク・ドライブなどのディスク駆動装置、シリアルポート、パラレルポート、およびＵＳＢなどの接続端子、および各種バスの拡張スロットなどを備えている。そしてノートＰＣを機能拡張装置にコネクタで接続することにより、デスクトップ型コンピュータ並の機能を享受し、ネットワークやプリンタなどへのコネクタ接続の煩雑さを解消することができる。機能拡張装置の中で、シリアルポート、パラレルポート、ＵＳＢポート、外部ディスプレイ出力コネクタ、プリンタ用コネクタなどの接続端子のみを備えたものを特にポート・リプリケータという。
【０００３】
ノートＰＣおよび機能拡張装置は、内部に高周波信号で動作する電子機器を収納しているため外部に電磁波を放出したり、外部から進入した電磁波の影響を受けたりしやすい。したがって、ノートＰＣおよび機能拡張装置には通常このような電磁波障害（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interference）を防ぐために電磁遮蔽が施されている。以後この電磁遮蔽をＥＭＩ遮蔽という。ＥＭＩ遮蔽は、アルミニウムや銅などの導電性の材料で形成した薄い板材で電子デバイスを覆うことにより内部から放出する電磁波および外部から進入する電磁波を反射させたり吸収させたりして通過させない構造になっている。
【０００４】
ノートＰＣおよび機能拡張装置の内部の回路は、高周波のパルス信号が通過する信号ラインと信号ラインに基準電位を与える信号アース・ラインで構成されている。ＥＭＩ遮蔽はノートＰＣおよび機能拡張装置の各種電子デバイスに共通の基準電位を与えるようになっており、各電子デバイスの信号アース・ラインはＥＭＩ遮蔽に接続される。ノートＰＣと機能拡張装置はそれぞれを相互に接続されるインターフェース・コネクタを備えており、インターフェース・コネクタには、それぞれの信号ラインと信号アース・ラインが接続されている。
【０００５】
信号アース・ラインがＥＭＩ遮蔽に接続されている場合は、インターフェース・コネクタでノートＰＣと機能拡張装置を接続したときに、それぞれのＥＭＩ遮蔽同士は信号アース・ラインを通じて電気的に接続される。しかし、それぞれの信号アース・ライン同士を接続しただけでは、ノートＰＣの動作中にそれぞれのＥＭＩ遮蔽を同一電位にしておくことが困難である。特許文献１には、ノートＰＣと機能拡張装置をインターフェース・コネクタだけで接続すると、インターフェース・コネクタ部分をノイズ源として、ノートＰＣ側のＥＭＩ遮蔽およびこれに接続された導体部と機能拡張装置側のＥＭＩ遮蔽およびこれに接続された導体部とをエレメントとするダイポール・アンテナと等価な回路が形成され、２つのエレメント間に電位差が生ずると変位電流が流れて電磁波ノイズが放射されるときの課題を解決する発明を開示している。
【０００６】
特許文献１記載の発明は、信号伝達用のインターフェース・コネクタとは離れた部位でＥＭＩ遮蔽に相当する導電性の筐体同士を電気的に強固に接続することでＥＭＩを防いでいる。以後、電磁波ノイズの放射を防ぐために、信号アース・ラインとは別にＥＭＩ遮蔽同士を電気的に接続することを本明細書においてＥＭＩ接続という。現在のノートＰＣと機能拡張装置の接続構造では、上述のアンテナ効果を抑制してＥＭＩを軽減するためにＥＭＩ接続をする構造が採用されている。ＥＭＩ接続は、ノートＰＣと機能拡張装置のＥＭＩ遮蔽を電気的に確実に同電位にしておくために、通常は平面的に広がるＥＭＩ遮蔽の複数の位置で行われる。
【０００７】
会社の中でノートＰＣを使用するユーザは、会議中にノートＰＣを使用したあとにデスクに戻り電源を遮断しない状態で機能拡張装置に接続するいわゆるホット・ドッキングという操作を行うことがある。このとき、ノートＰＣにはユーザに抱えられている間静電気により帯電して静電荷が発生する。静電荷が蓄積されたノートＰＣを機能拡張装置にホット・ドッキングすると、両者が近接したときにインターフェース・コネクタ間に静電気放電（ＥＳＤ：Electro-Static Discharge）が発生し、信号アース・ラインまたは信号ラインに放電電流が流れてノートＰＣが誤動作することがある。ＥＳＤは、空気中または固体中で静電荷が放電する現象をいう。
【０００８】
これを防止するために従来は、機能拡張装置またはノートＰＣに設けるインターフェース・コネクタの端部に避雷針の役割をする突起構造を設けている。突起構造はＥＭＩ遮蔽に接続されており、両者が接近したときに突起構造と他方のＥＭＩ遮蔽との間で静電荷を気中放電させることができるようになっている。突起構造はインターフェース・コネクタの端部に形成され、インターフェース・コネクタの信号ラインおよび信号アース・ラインのピンより突き出ているので、ノートＰＣを機能拡張装置に結合する際には、突起構造で最初に電荷が放電されるので、インターフェース・コネクタのピンを通じて信号ラインまたは信号アース・ラインに放電電流が流入しないようになっている。
【０００９】
特許文献２には、プリント基板に取り付けられたコネクタと電子機器モジュールのコネクタを接続する際に、最初に放電用板金クランプとフランジ部を接触させ、つぎに、コネクタ同士を接続させることで、静電荷の放電電流を緩和させる発明が記載されている。フランジ部はアースに接続されており、放電用板金クランプは、１〜１０ＭΩの抵抗で電子機器モジュールの接地側に接続されている。特許文献２記載の発明は、ホット・ドッキングを前提にしておらず、また、ＥＭＩ遮蔽も存在しないのでＥＭＩ接続は行われていない。
【特許文献１】特開平７−８４６８９号公報
【特許文献２】実開平５−７７８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、ノートＰＣの動作周波数が一層高くなり、また、動作電圧が低くなってきたことに伴って、ノートＰＣのノイズに対する耐性は低下する傾向にある。また、ＥＭＩ遮蔽は、軽量化のために薄くなり電気抵抗が大きくなる傾向にある。その結果、従来の避雷針を採用したノートＰＣと機能拡張装置の接続構造では、ホット・ドッキングをしたときに静電荷の気中放電によりノートＰＣに誤動作が生ずることが観測された。
【００１１】
図５は、ノートＰＣとドッキング・ステーション（機能拡張装置）をホット・ドッキングするときに誤動作が生ずる原理を説明する図である。ノートＰＣ１０およびドッキング・ステーション５０は、それぞれＥＭＩ遮蔽部１１３、ＥＭＩ遮蔽部１４３を備えている。ＥＭＩ遮蔽部１１３の内部にはマザー・ボード１１５と電子デバイス１１７が収納され、ＥＭＩ遮蔽部１４３の内部には電子デバイス１４５が収納されている。マザー・ボード１１５には、回路素子１２５、１２７が実装され、電子デバイス１１７には回路素子１２９が実装され、電子デバイス１４５には回路素子１５５が実装されている。
【００１２】
回路素子１２５、１２７は信号ライン１２１と信号アース・ライン１２３がインターフェース・コネクタ（以後、単にコネクタという。）１５に接続される。回路素子１２９は、信号ラインと信号アース・ラインがマザー・ボードの信号ライン１２１と信号アース・ライン１２３に接続される。回路素子１２９の信号アース・ラインはさらにＥＭＩ遮蔽部１１３にも接続される。回路素子１５５は、信号ライン１４９と信号アース・ライン１５１がコネクタ５５に接続される。信号アース・ライン１２３、１５１はそれぞれＥＭＩ遮蔽部１１３、１４１に接続される。ＥＭＩ遮蔽部１１３、１４３の外側に設ける筐体（図５では図示せず。）が導電体の場合は、筐体とＥＭＩ遮蔽部１１３、１４３は電気的に接続される。ＥＭＩ遮蔽部１４３にはＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂと避雷突起部１５７ａ、１５７ｂが設けられている。
【００１３】
静電荷が帯電したノートＰＣ１０をドッキング・ステーション５０にホット・ドッキングするために、コネクタ１５とコネクタ５５を接近させてゆくと、避雷突起部１５７ａ、１５７ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３との間の空間を通じて静電荷が放電される。空気中でＥＳＤが発生したときは急激な電荷の移動が生じて空気中では対流電流が流れノートＰＣ１０のＥＭＩ遮蔽部１１３では伝導電流が流れる。この伝導電流はインパルス状の大電流となるため高調波成分が含まれており、ＥＭＩ遮蔽部１１３の誘導性リアクタンスも大きなインピーダンスとして作用して、抵抗と誘導性リアクタンスで構成されるインピーダンス１３１、１３３によりＥＭＩ遮蔽部１１３に局部的な電位の変動が生ずる。
【００１４】
そして、ＥＭＩ遮蔽部１１３と信号ライン１２１との間の静電結合や電磁結合により信号ライン１２１にノイズが入り込んだり、回路素子１２９の基準電位が変動したりする。また対流電流にも高調波成分が含まれるため気中放電部からも電磁波ノイズが発生してノートＰＣ１０に誤動作が生ずる。さらに、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０を結合するときのノートＰＣの姿勢によっては、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂが避雷突起部１５７ａ、１５７ｂよりも先にＥＭＩ遮蔽部１１３に接近して、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとの間を静電荷が気中放電する場合もあり、この場合にもノートＰＣ１０のホット・ドッキング時に誤動作が発生することが観測された。以上は静電荷が気中でＥＳＤが発生する場合を例にしてホット・ドッキング時の障害を説明したが、本発明の課題は気中でのＥＳＤだけでなく固体を介したＥＳＤによる障害も解決するものである。
【００１５】
そこで本発明の目的は、電子機器同士をホット・ドッキングする際に、電子機器にノイズの影響を与えない接続構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯型コンピュータと機能拡張装置をホット・ドッキングする際に携帯型コンピュータに誤動作を生じさせない接続構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような接続構造を備えた携帯型コンピュータまたは機能拡張装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、携帯型コンピュータを機能拡張装置に安全にホット・ドッキングする方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明においては、第１の電子機器と第２の電子機器をホット・ドッキングさせるときの電気的な接続構造を提供する。ホット・ドッキングとは、第１の電子機器または第２の電子機器の少なくとも一方の電源が入った状態で信号ラインおよび信号アース・ラインを相互に接続することをいう。第１の電子機器と第２の電子機器はそれぞれが第１のＥＭＩ遮蔽部と第２のＥＭＩ遮蔽部で電磁遮蔽が行われている。第１の電子機器は信号ラインおよび信号アース・ラインが接続されたプロセッサを備えており、電磁波を放射しやすい構造になっている。ＥＭＩ遮蔽部は、信号ラインおよび信号アース・ラインの周囲を覆うことで、電磁波の放出および流入を抑制する。ＥＭＩ遮蔽部は筐体から独立した薄い導体の板材で形成したり、導体の筐体を利用したり、合成樹脂の筐体に導電性の塗料を塗布したりして構成する。薄い導体の板材に代えて、メッシュ構造を採用してもよい。ＥＭＩ遮蔽部として有効であるためには、信号ラインおよび信号アース・ラインを完全に覆うことが望ましいが、電磁波の放出が少ない個所や電磁波の影響を受けにくい個所などに開放部分が存在していてもよい。また、ＥＭＩ遮蔽部は、グランド・レベルのアースに接続していても接続していなくてもよい。ＥＭＩ遮蔽部をアースに接続した場合は電磁遮蔽と静電遮蔽の機能を兼ね備えることになる。
【００１７】
第１の電子機器と第２の電子機器を電気的に接続して動作させるときは、信号アース・ライン同士を接続するだけでは、高周波電流に対して第１のＥＭＩ遮蔽部と第２のＥＭＩ遮蔽部を同電位に維持しておくことはできないので、プロセッサの動作に起因して発生した電磁波による変位電流を抑制するために、第１のＥＭＩ遮蔽部と第２のＥＭＩ遮蔽部との間でＥＭＩ接続を行う必要がある。ＥＭＩ接続を行うためのＥＭＩ接続部は、第１の電子機器と第２の電子機器が結合されて動作している間、第１のＥＭＩ遮蔽部と第２のＥＭＩ遮蔽部を高周波電流に対して同電位に維持しておくことができるように電気的に確実な接続構造を備えている。平面的に広がった第１のＥＭＩ遮蔽部と第２のＥＭＩ遮蔽部のインピーダンスを小さくすることができないような場合は、複数の位置でＥＭＩ接続をすることが望ましい。
【００１８】
ＥＳＤ接触部は第２のＥＭＩ遮蔽部に接続されＥＭＩ接続部よりインピーダンスが大きくホット・ドッキング時に第１のＥＭＩ遮蔽部に最初に接触する。静電荷の移動による伝導電流は高調波成分を多く含むために、ＥＳＤによる電流を抑制するためにはＥＳＤ接触部のインピーダンスを高調波電流に対して高いインピーダンスにする。インピーダンス値は、少なくとも、第１の電子機器がユーザに抱えられたときの帯電量では気中放電しない程度に大きな値である必要がある。インピーダンス値が大きい方が放電による伝導電流のピークが小さくなるので望ましいが、ＥＳＤ接触に続いて行われるＥＭＩ接続までの短時間のうちに十分に静電荷が放電されている必要がある。ＥＭＩ接続の時点で放電が十分に完了していないとＥＭＩ接続のときのＥＳＤにより障害が発生する可能性があるからである。
【００１９】
ＥＳＤによる伝導電流が高調波成分を含むため、ＥＳＤ接触部は誘導性リアクタンスと等価な素子で構成することもできる。誘導性リアクタンスは等価的に直列接続される多少の抵抗を有していてもよい。ＥＳＤ接触部は、一旦第１のＥＭＩ遮蔽部に接触して静電荷を放電した後は、第１のＥＭＩ遮蔽部から電気的に離れてもよい。ここでＥＳＤ接触部の「接触」という用語は、ＥＳＤが完了した後は持続的に接続しておく必要がないことの意味で使用しており、ＥＭＩ接続部の「接続」という用語は、持続的に確実に接続しておく必要があるという意味で使用している。
【００２０】
このような構造を採用することで、第１の電子機器が静電荷で帯電していても、ホット・ドッキング時にＥＳＤ接触部が第１のＥＭＩ遮蔽部に接触して静電荷が緩やかな伝導電流として移動するため、第１のＥＭＩ遮蔽部を流れる電流のピーク値が抑制されるため第１のＥＭＩ遮蔽部の電位の局部的な変動が軽減され、第１の信号ラインに対して静電結合や電磁結合によりノイズが混入することを防ぐことができる。したがって、信号の転送が可能なホット・ドッキングの状態で接続してもノイズにより誤動作が生じることがない。
【００２１】
また、第１のＥＭＩ遮蔽部または第２のＥＭＩ遮蔽部が第１の電子機器または第２の電子機器において基準電位を与える場合であっても、基準電位の変動が小さいので、多点アースを採用しても信号アース・ラインの電位が変動することによる動作障害が発生することがない。ＥＳＤ接触部が最初に第１のＥＭＩ遮蔽部に接触した後に、ＥＭＩ接続部と第１のＥＭＩ遮蔽部との接続または第１の信号アース・ラインと第２の信号アース・ラインの接続が同時にまたはいずれか一方が先に行われる。ただし、ホット・ドッキングでは、信号アース・ラインが信号ラインより先に接続された方が、安定した接続を行うことができる。
【００２２】
信号ラインおよび信号アース・ラインがインターフェース・コネクタに接続されている場合は、ＥＭＩ接続部をインターフェース・コネクタから離隔した位置に複数設けて、ＥＳＤによるノイズがインターフェース・コネクタから進入しないようにするとともに、第１のＥＭＩ遮蔽部と第２のＥＭＩ遮蔽部を、電磁波を放出する高周波電流に対してインピーダンスが低い状態で接続することが望ましい。
【００２３】
ＥＳＤ接触部とＥＭＩ接続部は、第１の電子機器と第２の電子機器をホット・ドッキングする際に、ＥＳＤ接触部が先に第１のＥＭＩ遮蔽部に接触する構造になっていれば、別々の場所に設けてもよい。ただし、別々の場所にＥＳＤ接触部とＥＭＩ接続部を設けると、ホット・ドッキング時の第１の電子機器の姿勢により先にＥＭＩ接続部で静電荷の放電が行われる可能性もある。これを防ぐには、ＥＳＤ接触部とＥＭＩ接続部を第２の電子機器の同一場所に形成するとよい。第１の電子機器および第２の電子機器は、一例として携帯型コンピュータと機能拡張装置で構成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、電子機器同士をホット・ドッキングする際に、電子機器にノイズの影響を与えない接続構造を提供することができた。さらに本発明により、携帯型コンピュータと機能拡張装置をホット・ドッキングする際に携帯型コンピュータに誤動作を生じさせない接続構造を提供することができた。さらに本発明により、そのような接続構造を備えた携帯型コンピュータまたは機能拡張装置を提供することができた。さらに本発明により、携帯型コンピュータを機能拡張装置に安全にホット・ドッキングする方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態にかかるノートＰＣ１０およびドッキング・ステーション（機能拡張装置）５０の外観および構成を示す概略図である。図１では、図５と同一の要素には同一の参照番号を付与している。ノートＰＣ１０は、表面にキーボードおよびポインティング・デバイスを搭載し内部に多くのデバイスを収納した筐体１１と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を表面に搭載した蓋部１３とで構成される。筐体は電気抵抗の大きな合成樹脂で形成されている。ノートＰＣ１０は、ドッキング・ステーション５０にホット・ドッキングで装着されることが可能である。ホット・ドッキングでは、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーションには共に電源を投入して動作状態にして、両者を接続する。ノートＰＣ１０の筐体１１底面のコネクタ１５と、ドッキング・ステーション５０上面のコネクタ５５とを接続することによって、ノートＰＣ１０の機能をデスクトップ型コンピュータのように拡張することができる。ノートＰＣ１０がドッキング・ステーション５０に接続されている状態で蓋部１３を開けて、ノートＰＣ１０に内蔵されたＬＣＤ、キーボードおよびポインティング・デバイスを使用することができる。また、ドッキング・ステーション５０に外付けディスプレイ（図示せず）、外付けキーボード（図示せず）、およびマウス（図示せず）を取り付けることにより、ノートＰＣ１０の蓋部１３を閉じた状態で、ノートＰＣ１０に内蔵されたＬＣＤよりも大型で高性能のディスプレイ、および操作性の高いキーボードとマウスとでノートＰＣ１０を使用することも可能である。
【００２６】
ノートＰＣ１０およびドッキング・ステーション５０の内部に収納される回路基板や電子デバイスは、電磁遮蔽をするために導体で形成されたＥＭＩ遮蔽部（図１では図示せず。）でそれぞれ覆われている。それぞれのＥＭＩ遮蔽部は、内部の電子デバイスや回路基板などを全方向から覆う構造であるが、デバイスの実装上の理由で閉鎖できない範囲やＥＭＩ対策として許容される範囲で部分的に開放されている。ドッキング・ステーション側のコネクタ５５の両端には、コネクタ１５とコネクタ５５の位置を整合させるためのガイド５８ａ、５８ｂが設けられている。ガイド５８ａ、５８ｂは、ノートＰＣ１０をドッキング・ステーション５０にドッキングするときに、コネクタ１５の両端に形成されたガイド孔に嵌合する。ドッキング・ステーション５０の上面には、コネクタ５５とは別個に、ノートＰＣ側のＥＭＩ遮蔽部とドッキング・ステーション側のＥＭＩ遮蔽部とを電気的に接続させるためのＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂが設けられている。ノートＰＣ１０の筐体１１の底面ではＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂに対応する位置が開口してＥＭＩ遮蔽部が露出しており、ドッキング時には、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂの先端に接続されるようになっている。さらに、ドッキング・ステーション上面には、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂが設けられている。ノートＰＣ１０の筐体１１底面では、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂに対応する位置が開口してＥＭＩ遮蔽部が露出しており、ドッキング時には、ＥＭＩ接触突起部６１ａ、６１ｂの先端に接続されるようになっている。
【００２７】
ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂ、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂは、いずれもドッキング・ステーション５０のＥＭＩ遮蔽部に電気的に接続されると共に弾力的に支持される構造で、ノートＰＣ１０のＥＭＩ遮蔽部に先端部が当たるとドッキング・ステーションの内部に弾力的に沈み込むようになっている。ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂ、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂおよびコネクタ５５の配置は、ノートＰＣ１０の前方から見て左から右へ、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、コネクタ５５、ＥＭＩ接続突起部５９ｂ、ＥＳＤ接触突起部６１ｂの順序となる。そしてノートＰＣ１０の前方から見て、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとコネクタ５５はほぼ横一線上だが、ＥＳＤ接触突起部６１ａはそれらよりやや前方、６１ｂはそれらよりやや後方に配置される。ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂの突起部の高さは、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂの突起部よりも高くなるように、ドッキング・ステーション５０の上面に突き出ている。この構造により、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０を結合する際に、ノートＰＣ１０のＥＭＩ遮蔽部とＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂとが最初に接触し、その後でノートＰＣ１０のＥＭＩ遮蔽部とＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとの接続が行われる。
【００２８】
図２は、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０とをドッキングする際のＥＭＩ接続突起部５９Ａ、５９ｂ、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂおよびコネクタ１５、５５の接続状態について説明する概念図である。図２では図１、図５と同一の要素には同一の参照番号を付与している。図２は、ノートＰＣ１０の底面とドッキング・ステーション５０の上面の、各々のコネクタの周辺部分の断面を概念的に示している。ノートＰＣ１０の底面では、筐体１１の一部が開口してＥＭＩ遮蔽部１１３がＥＳＤ接触部２１ａ、２１ｂ、およびＥＭＩ接続部１９ａ、１９ｂとなるように露出している状態が示されている。ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０とがドッキングすれば、コネクタ１５とコネクタ５５とが接続されるが、それと同時にＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂの先端がＥＭＩ接続部１９ａ、１９ｂに突き当たり、ＥＭＩ遮蔽部１１３とＥＭＩ遮蔽部１４３を電気的に接続する。また、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂの先端はＥＳＤ接触部２１ａ２１ｂに接触して、ＥＭＩ遮蔽部１１３とＥＭＩ遮蔽部１４３との間でＥＳＤを行う。
【００２９】
ドッキング・ステーション５０側では、コネクタ５５に信号ライン１４９と信号アース・ライン１５１とが接続される。信号ライン１４９と信号アース・ラインは通常複数のラインで構成される。ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ａ、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂ、および信号アース・ライン１５１はＥＭＩ遮蔽部１４３に接続される。ノートＰＣ１０側では、コネクタ１５に信号ライン１２１と信号アース・ライン１２３とが接続され信号アース・ライン１２３はＥＭＩ遮蔽部１１３に接続される。
【００３０】
ＥＭＩ遮蔽部１１３、ＥＭＩ遮蔽部１４３、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂは、すべて金属などの良導体で構成されている。このため、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３は、相互に低インピーダンスで電気的に結合される。これによって、ＥＭＩ遮蔽部１１３とＥＭＩ遮蔽部１４３は低インピーダンスで電気的に接続されることになり、ドッキング中にノートＰＣ１０およびドッキング・ステーション５０から電磁波が放射されることを防ぐことができる。しかし、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂは、ＥＳＤ接触部２１ａ、２１ｂに接触する部分が導電性ゴムなどのような５〜１０ＭΩ程度の高インピーダンスで作用する材料で構成されているので、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂがＥＭＩ接触部２１ａ、２１ｂに接触すると、ＥＭＩ遮蔽部１１３とＥＭＩ遮蔽部１４３は、高インピーダンスで電気的に接続される。なお、ここでいう高インピーダンスは、ＥＳＤによるパルス電流に対するインピーダンス値が高いことを意味し、抵抗素子だけで構成したり、誘導性リアクタンスを主たる要素にするインピーダンスで構成することである。ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂは、ＥＳＤ接触部２１ａ、２１ｂとＥＭＩ遮蔽部１４３との間を高インピーダンスにするものであれば、突起そのものを高インピーダンスの材料で形成したり、良導体で構成された突起の表面に高インピーダンスを持った材料を被せたり、あるいは、突起とＥＭＩ遮蔽部１４３との間にインピーダンス素子を挿入したりして構成してもよい。逆に、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂを良導体で構成して、ＥＳＤ接触部２１ａ、２１ｂの側に高インピーダンスを持った材料を配置してもよい。
【００３１】
図３は、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０とをホット・ドッキングするときの状態を説明する回路図である。図３は、図５に示した要素と同一の要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。図３が図５と比べて相違する点は、ＥＭＩ遮蔽部１４３にＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂが高インピーダンス素子６３ａ、６３ｂを介して接続される点である。そして、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０をホット・ドッキングする際に、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３とが最初に接触してＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂを通じてＥＳＤが行われた後に、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３とが接続される。ホット・ドッキングを安定して行うために、電源ライン１２１と電源ライン１４９の接続は、電源アース・ライン１２３と電源アース・ライン１５１の接続に先立って行われるように、コネクタ１５、５５のピンが形成されている。電源アース・ライン１２３と電源アース・ライン１５１の接続は、ＥＳＤ接触の後に行われる必要があるが、ＥＭＩ接続との間ではいずれが先であってもよい。
【００３２】
ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂは、ドッキング・ステーション５０の上面から最も突き出ているので、静電荷が帯電したノートＰＣ１０をドッキング・ステーション５０にホット・ドッキングさせようとして、コネクタ１５とコネクタ５５を接近させてゆくと、ＥＳＤ接触部２１ａ、２１ｂとＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂとがまず最も接近する。しかし、高インピーダンス素子６３ａ、６３ｂの作用によりＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂでは気中放電が発生しないようになっているため、ＥＳＤ接触部２１ａ、２１ｂとＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂとがやがて物理的に接触する。そして、静電荷がＥＭＩ遮蔽部１１３からＥＭＩ遮蔽部１４３へ移動する。静電荷の移動の方向およびＥＳＤによる電流の方向は、帯電した静電荷の極性に依存する。しかし、インピーダンス６３ａ、６３ｂが大きな値であるため、静電荷の移動は緩やかであり、ＥＳＤによる伝導電流はピーク値が抑制される。この構成によれば、ＥＭＩ遮蔽部１１３にＥＳＤによるインパルス状の大電流を流さないようにしながら、ノートＰＣ１０に帯電していた静電荷を取り除くことが可能である。
【００３３】
ノートＰＣ１０に帯電していた静電荷がドッキング・ステーション５０側に移動して取り除かれた後で、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３とが接続される。この時点では既に静電荷によるＥＭＩ遮蔽部１１３とＥＭＩ遮蔽部１４３の間の電位差が小さくなっているので、ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂに大きなインパルス電流を生ずるＥＳＤが発生することはないためノートＰＣ１０およびドッキング・ステーション５０の内部の電子部品はＥＳＤから保護される。ＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂは平面的に異なる２個所でＥＭＩ遮蔽部１１３とＥＭＩ遮蔽部１４３を接続するので高周波電流に対しても電位差を小さくすることができるので、アンテナ効果が抑制される。その後で、コネクタ１５とコネクタ５５とが接触して、信号アース・ライン１２３と信号アース・ライン１５１が電気的に接続され、続いて、信号ライン１２１と信号ライン１４９とが電気的に接続されてホット・ドッキングが完了する。
【００３４】
図１〜図３で述べた構造であれば、ユーザは従来と同じ操作でノートＰＣ１０をドッキング・ステーション５０にホット・ドッキングし、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３とを接触させてＥＳＤを行った後で、ＥＭＩ接続を確立させることができる。なお、ＥＳＤ接触を行った後にＥＭＩ接続が確立され、ノートＰＣ１０とドッキング・ステーション５０とがドッキングを完了した後は、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂとＥＭＩ遮蔽部１１３とは接触を維持していてもよいし、離れてもよい。インピーダンス６３ａ、６３ｂを大きくするほど、伝導電流のピーク値は抑制できるが静電荷を移動させるための時間が長くかかる。ＥＳＤによる障害を防ぐためのインピーダンス素子６３ａ、６３ｂの大きさは、最低値は気中でのＥＳＤが発生しない値として決定され、最大値はＥＭＩ接続されたときにＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂを通じたＥＳＤにより障害が発生しない程度まで静電荷が取り除かれている値として決定されその間の値として選択することができる。
【００３５】
図１〜図３で述べた例ではＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂはＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂと別個に形成されていた。この場合には、ノートＰＣ１０をドッキング・ステーション５０に接近させるときの位置関係やノートＰＣ１０の姿勢によって、ＥＳＤ接触突起部６１ａ、６１ｂよりも先にＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂで気中放電が発生する可能性がある。これを防ぐために、ＥＳＤ接触突起部６０ａ、６１ｂとＥＭＩ接続突起部５９ａ、５９ｂとを一体に形成することが可能である。図４は、そのような突起部の構造の例を示す断面図である。図４（ａ）に示した突起部２０１は、導電性ゴムなどのような高インピーダンスを持った材料で構成された外部突起２０３の内側に、金属などの良導体で構成された内部突起２０５を有する。この突起部２０１を、ノートＰＣの筐体に設けられたＥＭＩ遮蔽部の接続面２０７に押しつけると、最初は外部突起２０３が接続面２０７に接触し、突起部２０１と接続面２０７の間に、高インピーダンスを介した電気的接続が確立される。この状態では内部突起２０５は接続面２０７とは接触していない。さらに突起部２０１を接続面２０７に接触させたまま押し込んでいくと、内部突起２０５よりも先に外部突起２０３が引っ込み、内部突起２０５が接続面２０７に接触するという構造になっている。この構造により、ＥＳＤ接触を行った後でＥＭＩ接続が確立される。
【００３６】
また、図４（ｂ）に示した突起部２５１は、良導体で構成された突起２５３が良導体で構成されたレバー２５５で保持され、突起２５３をノートＰＣの筐体に設けられたＥＭＩ遮蔽部の接続面２６３に押しつけてから押し込むと、それにつれてレバー２５５の一端が押される構造である。レバー２５５とＥＭＩ遮蔽部２５７との間は、高インピーダンス素子２５９を介して接続されている。そして、レバー２５５の一端が押されるとレバー２５５が回転して、レバー２５５の一端とＥＭＩ遮蔽部２５７とが接点２６１で接触する構造になっている。これにより、ＥＭＩ遮蔽部２５７と接続面２６３との間の電気的な結合は、突起２５３を接続面２６３に接触させたばかりの時点では、レバー２５５とＥＭＩ遮蔽部２５７とはまだ接触していないので、高インピーダンス素子２５９を介したＥＳＤ接触となる。そして、そこからさらに突起２５３を接続面２６３に接触させたまま押し込んでいくことによって、共に良導体であるレバー２５５とＥＭＩ遮蔽部２５７とが接点２６１で接触して、ＥＭＩ遮蔽部２５７と接続面２６３との間でＥＭＩ接続が行われる。図４（ａ）および（ｂ）に示した構造であれば、ＥＳＤ接触部とＥＭＩ接続部が平面的に同一の場所に形成されるため、ホット・ドッキング時にユーザが保持するノートＰＣ１０の姿勢によっては、ＥＭＩ接続部で気中放電が発生するといった事態を防ぐことができる。
【００３７】
ＥＭＩ接続が必要な電子機器の間を高インピーダンスを介してＥＳＤ接触をさせた後に、電気的に確実なＥＭＩ接続をさせるという本発明の原則を理解していれば、当業者は以上で紹介した例以外にも、それらに類似した構造を容易に構成することが可能であろう。また、本発明はノートＰＣとドッキング・ステーションとの接続だけでなく、ＥＭＩによる内部電子部品の保護が必要である精密な電子機器に、やはりＥＭＩによる保護が必要である別の精密な電子機器を接続するものに対して適用することができる。
【００３８】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
周辺機器を接続可能な電子機器において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるノートＰＣおよびドッキング・ステーション（機能拡張装置）の外観および構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態で、ノートＰＣとドッキング・ステーションとをドッキングする際のＥＭＩ接続突起部、ＥＳＤ接触突起部およびコネクタの接続状態を説明する概念図である。
【図３】本発明の実施の形態で、ノートＰＣとドッキング・ステーションとをドッキングするときのＥＭＩ接続突起部、ＥＳＤ接触突起部およびコネクタの接続状態を説明する回路図である。
【図４】ＥＳＤ接触突起部とＥＭＩ接続突起部とを同一のものとする突起部の構造の例を示す断面図である。
【図５】ノートＰＣとドッキング・ステーションをホット・ドッキングするときに誤動作が生ずる原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…ノートＰＣ
１１…筐体（ノートＰＣ側）
１５…コネクタ（ノートＰＣ側）
１９ａ、１９ｂ…ＥＭＩ接続部
２１ａ、２１ｂ…ＥＳＤ接触部
５０…ドッキング・ステーション
５１…筐体（ドッキング・ステーション側）
５５…コネクタ（ドッキング・ステーション側）
５８ａ、５８ｂ…ガイド
５９ａ、５９ｂ…ＥＭＩ接続突起部
６１ａ、６１ｂ…ＥＳＤ接触突起部
６３ａ、６３ｂ…高インピーダンス素子
１１３…ＥＭＩ遮蔽部（ノートＰＣ側）
１２１…信号ライン（ノートＰＣ側）
１２３…信号アース・ライン（ノートＰＣ側）
１４３…ＥＭＩ遮蔽部（ドッキング・ステーション側）
１４９…信号ライン（ドッキング・ステーション側）
１５１…信号アース・ライン（ドッキング・ステーション側）
２０１、２５１…突起部
２０３…外部突起
２０５…内部突起
２０７、２６３…接続面
２５３…突起
２５５…レバー
２５７…ＥＭＩ遮蔽部
２５９…高インピーダンス素子
２６１…接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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