(57)【要約】【課題】  ケーブルを介して装置に入り込む電磁雑音や、装置からケーブルを介して放出される電磁雑音を防止すること。【解決手段】  内部に配置されたワイヤに寄生的にノイズが誘導されるエンクロージャを有する電気装置を開示する。該電気装置は、伝送線路を終端する外部コネクタと接続するための差込コネクタを備え、誘導ノイズが装置エンクロージャから伝送線路を介して放出されるのを防止する。該電気装置は、エンクロージャ壁の開口部に近接して取り付けるように構成されたプリント回路基板（ＰＣＢ）と、該ＰＣＢと一体に形成された、外部コネクタを接続するためのレセプタクルと、接続時に伝送線路をワイヤに接続する第１の導電性経路と、回路基板上に取り付けられ、レセプタクルの周りに放射状に配置され、接続時に外部コネクタと接続されるように構成されたコンデンサとを含む。該電気装置は、前記コンデンサを低電位シンクに接続する第２の導電性経路を更に含む。【選択図】  図３Ｂ
2004336036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波伝送線路(202A,202B)が装置エンクロージャ壁(252)を横切る位置で該伝送線路から放出されるノイズをフィルタリングするための電磁妨害雑音（ＥＭＩ）フィルタ(100)であって、
前記装置エンクロージャ壁(252)に近接した位置に前記伝送線路の周りに放射状に配置された複数の高周波フィルタ(126)を含み、該フィルタが前記伝送線路(202)を低電位シンクに電気接続し、前記伝送線路上に生じる特定周波数範囲内のノイズを前記高周波フィルタを通して前記低電位シンクへ伝搬させる、電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項２】
前記複数のコンデンサが表面実装コンデンサ(126)である、請求項１の電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項３】
前記低周波伝送線路(202A,202B)が外部コネクタ(200)のピン(204A,204B)で終端され、
前記フィルタ(100)が、前記エンクロージャ壁(252)の位置で前記外部コネクタピン(202A,202B)と物理的且つ電気的に接続されるように構成された差込コネクタとして実施される、請求項１の電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項４】
前記伝送線路(202A,202B)が前記エンクロージャ壁(252)を該エンクロージャ壁(252)にある開口部(256)の位置で横切り、前記フィルタリング差込コネクタが、
前記エンクロージャ壁(252)の開口部(256)に近接して取り付けされるように構成された支持構造(102)と、
前記支持構造(102)と一体に形成され、前記外部コネクタピン(202A,202B)を受け入れて接続するように構成された、レセプタクル(104A,104B)と、
前記伝送線路(202A,202B)に生じた信号を装置コンポーネントに接続するための内部コネクタ(132A,132B)と、
前記外部コネクタ(200)を前記差込コネクタ(100)に接続したときに、前記外部コネクタピン(204A,204B)と前記内部コネクタ(132A,132B)を接続するための、第１の導電性経路(124A,124B)と、
前記高周波フィルタ(126)を前記低電位シンクに接続する第２の導電性経路(130,122)と
を更に含む、請求項３の電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項５】
前記支持構造(100)がプリント回路基板を含む、請求項４の電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項６】
前記支持構造(100)が、前記ピン(204A,204B)を受け入れるための接合面(106)と、前記高周波フィルタを取り付けるための反対側のフィルタリング面(106)とを有するプリント回路基板であり、
前記レセプタクル(104A,104B)が、前記プリント回路基板(100)を貫通して前記接合面(106)から前記フィルタリング面(108)まで延びるアパーチャであり、該アパーチャの中に前記コネクタピン(204A,204B)を通して接続することができるように構成される、請求項４の電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項７】
前記エンクロージャ(254)が前記低電位シンクへの導電性経路を提供し、前記フィルタリング差込コネクタ(100)が、
前記支持構造(100)と前記エンクロージャ壁(252)との間に挿入して、前記第２の導電性経路(130,122)と、前記エンクロージャによって提供された前記低電位シンクへの導電性経路との間の電気接続を容易にするように構成された、導電性ガスケット(252)を更に含む、請求項４の電磁妨害雑音フィルタ。
【請求項８】
エンクロージャ(254)の内部に配置されたワイヤにノイズが寄生的に誘導されるエンクロージャを有する電気装置(250)において、伝送線路(202A,202B)を終端する外部コネクタに接続し、前記装置エンクロージャから前記伝送線路を介して誘導ノイズが放出されるのを防止するための差込コネクタ(100)であって、
前記エンクロージャ(254)の壁(252)にある開口部(256)に近接して取り付けされるように構成されたプリント回路基板（ＰＣＢ）(102)と、
前記ＰＣＢ(102)と一体に形成され、前記外部コネクタ(200)と接続されるように構成された、レセプタクル(104A,104B)と、
接続時に前記伝送線路を前記ワイヤに接続する第１の導電性経路と、
前記プリント回路基板上に取り付けされ前記レセプタクルの周りに放射状に配置されたコンデンサであって接続時に前記外部コネクタに電気接続されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサを低電位シンクに接続する第２の導電性経路と
からなる差込コネクタ。
【請求項９】
前記伝送線路(202A,202B)が前記外部コネクタ(200)のピン(204A,204B)で終端され、
前記第１の導電性経路(124A,124B)が前記プリント回路基板(100)の第１の面(108)に配置された導電性ランドであり、
前記コンデンサ(126)が、前記ランド(124A,124B)に接続された１本のリードと、前記第２の導電性経路(130)に接続されたもう１本のリードとを有し、
前記レセプタクル(104A,104B)が、前記プリント回路基板(100)を貫通して前記プリント回路基板の前記第２の面(106)から前記第１の面(108)まで延びるアパーチャであり、該アパーチャが前記ピン(204A,204B)を受け入れて接続するように構成される、請求項７の差込コネクタ。
【請求項１０】
前記エンクロージャ(254)が前記低電位シンクへの導電性経路を提供し、前記差込コネクタ(100)が、
前記プリント回路基板(100)の前記第２の面(106)上の前記導電性経路と、前記エンクロージャ壁(254)との間に挿入されるように構成された導電性ガスケット(252)を更に含む、請求項７の差込コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電磁妨害雑音（ＥＭＩ）に関し、詳しくは装置エンクロージャにおける低周波伝送線路からのＥＭＩのフィルタリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）妨害雑音その他の放射物は、とりわけコンピュータ・システム及び他の電子装置の分野において、既知の問題である。国際標準規格が開発され、許容範囲及び許容される放出妨害雑音の振幅を規定するのに用いられている。しかしながら、望ましくない妨害雑音をそれらの国際標準規格を遵守するように有効に規制または制限することは、困難であることが分かっている。
【０００３】
多くのコンピュータ装置及び他の電子装置は、高速のクロック回路及びスイッチング回路を有し、それらが高レベルの瞬時電流を必要とするため、高周波の妨害雑音を放射する。それらの回路の付近に配置された電気ケーブルは、放射された雑音を受信し、放射雑音を伝送または伝搬させることがある。それらの放射雑音を除去し、少なくとも低減しなければ、装置シャーシ外部のケーブルから、特にシャーシを貫通するケーブルから、そうした放射雑音が放出される可能性がある。例えば、入出力用のケーブルや電力を供給するケーブルは通常、放射源に関連している。
【０００４】
従来、ＡＣ電力伝送線路（例えば、電源コード）に関する放射雑音の低減は、カスタマイズされたラインフィルタと、ＡＣ電源の設計トポロジに固有の回路分離との組み合わせを用いて行なわれている。しかしながら、電気通信システム等のようにＤＣ電力を直接必要とするシステムの場合、ＡＣ電源に見られた回路分離の利点を持たない。そのため、ＤＣ電源ケーブル及びＤＣ電源で稼動するサーバは、有害な無線妨害雑音の放出源になっているということが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的の１つは、ケーブルを介して装置に入り込む電磁雑音や、装置からケーブルを介して放出される電磁雑音を防止するフィルタ手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は一実施形態において、低周波伝送線路からのノイズをフィルタリングするための電磁妨害雑音（ＥＭＩ）フィルタを開示する。このＥＭＩフィルタは、伝送線路が装置のエンクロージャ壁を横切る位置において、ノイズを除去する。このＥＭＩフィルタは、エンクロージャ壁に近接した位置に、伝送線路のまわりに放射状に配置された複数の高周波フィルタを含み、それらのフィルタによって伝送線路を低電位シンクと電気的に結合し、伝送線路に生じる特定周波数範囲内のノイズを、高周波フィルタを通して低電位シンクへ伝搬させる。
【０００７】
本発明は他の実施形態において、エンクロージャ内部に配置されたワイヤに寄生的に誘導ノイズが生じるエンクロージャを備えた電気装置を開示する。この電気装置は、伝送線路を終端する外部コネクタを前記ワイヤに接続するための差込コネクタを有し、装置エンクロージャから伝送線路を介して誘導ノイズが放出されるのを防止する。この電気装置は、エンクロージャ壁の開口部に隣接して取り付けるように構成されたプリント回路基板（ＰＣＢ）と、該ＰＣＢに一体化されたレセプタクルであって前記外部コネクタと接続するように構成されたレセプタクルと、接続時に伝送線路をワイヤに接続する第１の導電性経路と、プリント回路基板上に前記レセプタクルの周りに放射状に配置されたコンデンサであって接続時に前記外部コネクタと接続されるように構成されたコンデンサとを含む。この電気装置は、前記コンデンサを低電位シンクに接続する第２の導電性経路を更に含む。
【０００８】
本発明は更に他の実施形態において、電磁妨害雑音（ＥＭＩ）を放出する可能性がある少なくとも１つの電気コンポーネントを含む装置を開示する。この装置は、装置内部を画定するエンクロージャであって内部に少なくとも１つのコンポーネントが配置されたエンクロージャと、該エンクロージャの中に配置された少なくとも１本のワイヤであって前記ＥＭＩによってノイズを誘導しやすい少なくとも１本のワイヤと、低周波伝送線路を終端する外部コネクタに接続するように構成された差込コネクタとを含む。前記差込コネクタは、エンクロージャ壁の内側表面に取り付けて該エンクロージャ壁の開口の部分を少なくとも一部カバーするように構成されたプリント回路基板（ＰＣＢ）と、該ＰＣＢ上に配置され、外部コネクタを内部ワイヤに電気的に接続する手段と、エンクロージャ壁にすぐ隣接する前記電気的接続手段においてワイヤに誘導されたノイズをフィルタリングして低電位シンクに送るための手段とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、電気装置に接続された低周波伝送線路に高周波ＥＭＩ（以後は、ただ単に「ノイズ」と称する場合もある）が生じるのを防止するための電磁妨害雑音（ＥＭＩ）フィルタである。本発明は、伝送線路が装置エンクロージャを横切る位置の付近でノイズをフィルタリングすることにより、伝送線路を介してノイズが装置エンクロージャに出入りするのを防止する。本発明は、エンクロージャを横切る伝送線路からＥＭＩを放出する可能性がある任意の電気装置において実施することができる。下記の説明において、本発明の説明は概して、本明細書において電気通信装置と呼ばれる、こうした装置の１つに関連して行われる。電気通信（ＴＥＬＥＣＯＭ）装置は通常、ＤＣ電力の送電及び／または受電を行う１つの差込コネクタを備え、場合によってはデータ信号等のような他の低周波信号の送信及び／または受信を行う差込コネクタを更に備える場合もある。電気通信装置は通常、他の電気装置と同様に、装置内部を画定するエンクロージャに収容される。差込コネクタに接続されたワイヤは装置内部を縦横に走り、電力を装置コンポーネントへ伝送し、差込コネクタと装置コンポーネントとの間に低周波信号があれば、その信号を伝送する。こうしたワイヤには高周波ノイズが誘導されることがあり、ＤＣ電源ラインやその他の低周波伝送線路を介して、その高周波ノイズがエンクロージャ外に送出されることがある。本発明は、伝送線路が装置エンクロージャを横切る位置の付近で内部ワイヤに生じる高周波ノイズをフィルタリングすることにより、装置エンクロージャからノイズが放出されるのを防止する。実施例のとおりに実施する必要は必ずしもないが、以下で説明する本発明のＥＭＩフィルタの一実施形態は、電気通信装置用の差込コネクタとして構成される。しかしながら、本発明がそのように限定されることはなく、他の構成も可能であるということは、本明細書の開示から明らかであろう。
【００１０】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の一実施形態による差込ＥＭＩフィルタを実施するコネクタの両面を示す斜視図であり、該コネクタは本明細書においてフィルタリング差込コネクタ１００と呼ばれる。通常、上記の低周波伝送線路は、本明細書で外部コネクタと呼ぶコネクタで終端され、該外部コネクタが装置差込コネクタに接続される。それらの接続コネクタは大抵、互いを物理的に切断する機能を有する。図１Ａ及び図１Ｂに示したフィルタリング差込コネクタ１００の例示的実施形態は、図２Ａに示すＤＣ電力伝送コネクタ２００を受けとめるように構成される。電力伝送コネクタ２００は通常、電気通信装置に対する電力の供給に使用され、直線状に配置された３つのピン２０４Ａ、２０４Ｂ、及び、２０５を有する。伝送線路２０２Ａ及び２０２Ｂはそれぞれ、ピン２０４Ａ及び２０４Ｂで終端される。伝送線路２０２Ａは負の４８ボルト電力信号を伝送し、伝送線路２０２Ｂは正の４８ボルト戻り電力信号を伝送する。第３の線路２０３はピン２０５で終端され、安全対策用の接地線として働く。伝送線路２０２及び接地線路２０３は、コネクタ２００と一体化されたケーブル２０６に収容される。
【００１１】
図２Ｂは、本発明を実施することが可能な例示的電気通信装置２５０のバック・パネル２５２を示す斜視図である。電気通信装置２５０は、電源コネクタ２００に接続されるように構成される。装置２５０のような電子装置は通常、シャーシまたはエンクロージャ２５４（本明細書では「エンクロージャ２５４」）と一般に呼ばれるハウジングを有し、該ハウジングの中に装置２５０のコンポーネントが収容される。電気通信装置２５０のエンクロージャ２５４は複数の壁から形成され、それらの壁の１つがバック・パネル２５２である。エンクロージャ２５４の１以上の壁はウィンドウまたは開口部（本明細書では「開口部２５６」）を有し、該開口部２５６を通して伝送線路が出入りする。この例示的応用形態において、伝送線路２０２及び２０３（ピン２０４及び２０５の形態をなす）は、開口部２５６においてエンクロージャ壁２５２を横切る。上述のように、本発明の差込ＥＭＩフィルタは、装置２５０の内部で生じるノイズをフィルタリングし、そうしたノイズがエンクロージャ２５４から伝送線路２０２を介して放出されるのを防止する。伝送線路からの誘導ノイズを最大限フィルタリングするため、伝送線路２０２が装置エンクロージャ２５４を横切る場所において、ＥＭＩフィルタは各伝送線路２０２と電気的に接続される。この例示的応用形態において、ＥＭＩフィルタは、電源コネクタ２００と物理的及び電気的に接続（本明細書では「接続」）するフィルタリング差込コネクタ１００として実施される。
【００１２】
次に、図１Ａ及び図１Ｂ並びに図３Ａ及び図３Ｂを参照しつつ、フィルタリング差込コネクタ１００の詳細について説明する。図３Ａは、図１Ａ及び図１Ｂに示したフィルタリング差込コネクタ１００の実施形態を図１Ｂの切り取り線Ａ−Ａに沿って切断して見たときの断面図である。図３Ｂは、フィルタリング差込コネクタ１００を外部コネクタ２００に接続した状態で示した、同じ箇所の断面図である。
【００１３】
フィルタリング差込コネクタ１００は、電源コネクタ２００と接続されるように構成された支持構造１０２を含む。発明を差込コネクタとして実施するこの例示的実施形態の場合、支持構造１０２は、外部コネクタ２００との接続に関する力に耐えるのに十分な構造的完全性を有する剛性のプリント回路基板であることが望ましい。一実施形態において、支持構造１０２は、例えば、ＦＲ−４コア３０４を備えたＰＣボードの一種である市販の回路基板またはカードである（図３Ａ及び図３Ｂ）。適当な支持構造１０２の１つは、例えば、エッチング可能な２つの面１３０、１３２（後で説明する）を有する従来のプリント回路基板であり、該基板はオプションでドリル加工による貫通穴にメッキを施すことが可能であってもよい。
【００１４】
下記の説明において、この支持構造及び他の似たような支持構造は、「ベース・プレート１０２」と呼ばれる。当然ではあるが代替実施形態において、この支持構造１０２は、必ずしもプリント回路基板である必要はないし、また、その２つの寸法が厚さよりも実質的に長い他の矩形構造である必要もない。これについては後で詳しく説明する。
【００１５】
ベース・プレート１０２は、両側の面１０６及び１０８と、ベース・プレート１０２を貫通して面１０６から面１０８まで延びるアパーチャ１０４の形態の複数のレセプタクルを有する。必ずしも必要ではないが、面１０６及び１０８は、実質的に平坦な表面を有する。各アパーチャ１０４のサイズは、１本の伝送線路ピン２０４、２０５を滑り込ませて受け入れることができるようなサイズにしている。図１Ａは、コネクタ２００の取り付け時にコネクタ２００を受け入れることになるベース・プレート面１０６を示す斜視図である。従って、本明細書において、面１０６は、ベース・プレート１０２及び／またはコネクタ１００の接合面１０６と呼ばれることもある。図１Ｂは、後で詳しく説明する複数の高周波フィルタ１２６が取り付けられたベース・プレートの面１０８を示す斜視図である。従って、本明細書において、面１０８は、ベース・プレート１０２及び／またはコネクタ１００のフィルタリング面１０８と呼ばれることもある。
【００１６】
当然であるが、レセプタクルをアパーチャ１０４として実施する必要は必ずしもなく、コネクタ２００のピン２０４及び２０５と電気的及び物理的に接続する他のレセプタクル構成で実施することもできる。例えば、実施形態によっては、アパーチャではなく、ピン２０４、２０５それぞれ受け入れるための個別の凹部を有するコネクタを用いることもできる。同様に当然であるが、外部コネクタ２００の側に凹部を設け、差込コネクタ１００の側にピンを設けることもできる。本発明は、この構成で実施することも、他の信号コネクタ構成で実施することもできる。こうしたコネクタ構成の場合、伝送線路を終端する外部コネクタ部分が横切るエンクロージャは、差込コネクタの接合面によって形成される面である。
【００１７】
図２Ｂ及び図３Ｂに示すように、フィルタリング差込コネクタ１００は開口部２５６にすぐ隣接して配置し、伝送線路２０２（ピン２０４の形態を有する）がエンクロージャ２５４を横切る付近において該伝送線路２０２によって伝送されるノイズをフィルタリングすることが好ましい。ベース・プレート１０２の高さ及び幅は開口部２５６のそれよりも僅かに大きくし、図２Ｂ、図３Ａ、及び、図３Ｂに示すように、エンクロージャ２５４に取り付けたときに、該ベース・プレート１０２によって開口部２５６が完全にカバーされるようにするのが好ましい。図２Ｂにおいて、フィルタリング差込コネクタ１００は、一部が開口部２５６を通して露出され、一部がバック・パネル２５２の背後に隠れている。フィルタリング差込コネクタ１００の一部がバック・パネル２５２の背後にあるため、図２Ｂでは、フィルタリング差込コネクタ１００の外周を点線で描いている。一実施形態において、ベース・プレート１０２は約１インチ×２インチであり、開口部２５６は約０．５インチ×１．５インチである。もちろん、開口部２５６及びベース・プレート１０２のサイズは、ピン２０４及びコネクタ２００の数、サイズ、構成、並びに、ベース・プレート１０２を開口部２５６を完全にカバーするものにするか、部分的にカバーするものにするかによっても、異なる場合がある。
【００１８】
ベース・プレート１０２のエンクロージャ２５４への取り付けは、ベース・プレート１０２を貫通して設けられた取り付け穴１１０Ａ〜１１０Ｄを用いて実施することができる。取り付け穴１１０の数及び配置は、ベース・プレート１０２に加えられた力をエンクロージャ壁に、この場合は、バック・パネル２５２に伝達するのに十分なものにしなければならない。そのため、この例示の実施形態の場合、矩形ベース・プレート１０２の対向するコーナに４つの取り付け穴１１０が設けられている。しかしながら、当然明らかなように、他の応用形態では、異なる数の取り付け穴を設けることもでき、また、取り付け穴は例示の実施形態に示した場所以外の場所に設けることも可能である。例示の取り付け穴１１０のサイズは、従来のナット／ボルトまたはネジを受け入れるようなサイズになっている。しかしながら、他の既知の永久的な取り付け手段や着脱可能な取り付け手段を用いて、ベース・プレート１０２をエンクロージャ２５４に固定することも可能である。例えば代替実施形態では、スナップまたはリベットを用いる場合がある。
【００１９】
次に、図１Ｂ、図３Ａ、及び、図３Ｂに示したベース・プレート１０２のフィルタ面１０８を参照し、フィルタリング差込コネクタ１００の一実施形態について説明する。ベース・プレート１０２のフィルタ面１０８は、アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂをそれぞれ取り囲む２つの導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂを有する。導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂは、対応するアパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂに挿入された対応する電源ピン２０４Ａ、２０４Ｂとそれぞれ電気接続されるように構成される。信号の接続を容易にするため、各アパーチャ１０４は、導電性の内側表面３０２（図３Ａ、図３Ｂ）を有する。さらに、ベース・プレート１０２は、フィルタ面１０８の残りの部分に導電性の表面１３０を有する。導電性ランド１２４はそれぞれ、絶縁領域１１８Ａ及び１１８Ｂによって導電性コーティング１３０から絶縁される。ベース・プレート１０２がエッチング可能な導電性表面を有する従来のプリント回路基板である上記の実施形態の場合、絶縁領域１１８は、フィルタリング面１０８の表面をエッチングすることによって形成された隙間である。こうしたエッチングにより、導電性ランド１２４と、導電性ランド１２４から電気的に絶縁された導電性表面１３０とが得られる。
【００２０】
導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂには、ワイヤ、リードまたはケーブル（本明細書では「ワイヤ」、図示せず）を接続するための内部コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂがそれぞれ取り付けられ、該ワイヤの他端が例えばエンクロージャ２５４内に配置されたＤＣ電源（図示せず）に接続される。内部コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂには、アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂ（導電性コーティング３０２でメッキを施すのが望ましい）および導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂを介して、電源ピン２０４Ａ、２０４Ｂがそれぞれ電気接続される。同様に、導電性表面１３０には、上記の内部ワイヤを接続するためのコネクタ１３２Ｃが取り付けられる。ワイヤの他端は、ＤＣ電源の接地端子に接続される。一実施形態において、コネクタ１３２は、「ファスト・オン」・ブレード・コネクタであるが、いずれのタイプのコネクタを用いてもよい。代替実施形態において、内部ワイヤは、接続表面１３０及び導電性ランド１２４に対し、単にハンダ付けすることもできる。代替実施形態において、内部ワイヤを導電性ランド１２４及び導電性表面１３０に接続するための他の手段を用いることもできる。当然明らかなように、内部コネクタ１３２は、適当な内部ワイヤを導電性表面１３０及び導電性ランド１２４に電気接続するものであれば、いかなる形態のものでもよい。
【００２１】
上述のように、本発明は、伝送線路２０２に接続された内部ワイヤが有する高周波ノイズに対し、低電位シンク（図示せず）に至る低インピーダンス経路を与える。こうした低電位シンクは、低周波信号源にするのが望ましい。低周波信号がＤＣ電力信号であるこの例の場合、ノイズ源は、電気通信装置２５０のエンクロージャ２５４内に配置された上記のＤＣ電源である。もちろん、低電位シンクは、シャーシ・グラウンドまたはアースである。この例示的応用形態の場合、低インピーダンス・シンクは、シャーシ・グラウンドとして説明される。
【００２２】
この実施形態の場合、上記の内部ワイヤは、コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂ及び導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂを介して伝送線路２０２に電気接続される。従って、その信号経路は、内部ワイヤ（図示せず）、コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂ、メッキ３０２を施したアパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂを備える導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂ、ピン２０４Ａ、２０４Ｂ、及び、伝送線路２０２Ａ、２０２Ｂを含む。本発明は、信号伝送線路（ピン２０４の形態をとる）がエンクロージャ壁を横切る場所に近接して、低周波信号経路に関連および電気接続された、少なくとも１つの、好ましくは複数の高周波フィルタ１２６（図１Ｂおよび図３Ｂに概略的に矩形で示す）を含む。一実施形態において、高周波フィルタ１２６は、表面実装設計の様々なチップ種類のコンデンサである。こうしたコンデンサは、安価で、小さく、信頼性が高いため、フィルタリング差込コネクタ１００等のような差込コネクタの用途で使用するのに好ましい。各コンデンサ１２６は、「漂遊インダクタンス」のようなインダクタンスの変動を低減する誘電体調合物から製造するのが好ましい。
説明しやすくするため、本明細書では、高周波フィルタ１２６のことをコンデンサ１２６と呼ぶことがある。しかしながら、当然明らかなように、各高周波フィルタ１２６は他のアナログ・デバイスでもよく、他のタイプのコンデンサでもよい。当業者であれば、例えばチップ・コンデンサではなくハイブリッド設計のフィルタを用いることも可能である、ということも明らかであろう。更に他の実施形態において、高周波フィルタ１２６は異なる構成のコンデンサを含む場合がある。
【００２３】
一実施形態において、高周波フィルタ１２６は導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂに電気接続されるが、他の実施形態において、高周波フィルタ１２６はエンクロージャ開口部２５６にすぐ隣接または近接した信号経路の他の部分に電気接続することもできる。また、当然明らかなように、他の実施形態において、本発明のＥＭＩフィルタは、エンクロージャ壁の部分に近接して位置する伝送線路が有する高周波ノイズをフィルタリングする場合がある。そのような伝送線路は、差込コネクタを必要とする外部コネクタを有しない場合や、装置エンクロージャから幾らか離した位置に差込コネクタを設けるように構成される場合がある。そのような応用形態の場合、伝送線路が装置エンクロージャを横切る場所に、伝送線路のセグメント間に挿入された差込コネクタは存在しない。当業者であれば、そうした応用形態の場合、本発明のＥＭＩフィルタは差込コネクタの一部として実施する必要が必ずしもないということも、明らかであろう。
【００２４】
シャーシ・グラウンドに対する低インピーダンス経路は、一部が装置２５０によって得られ、一部がフィルタリング差込コネクタ１００によって得られる。装置２５０に関し、シャーシ・グラウンドは通常、導電性エンクロージャ壁を介して接触可能であるが、装置によっては専用導体を設けるものもある。この例示的応形態の場合、フィルタリング差込コネクタ１００を取り付けるバック・パネル２５２は、シャーシ・グラウンドに接続された導電性エンクロージャ壁である。
【００２５】
フィルタリング差込コネクタ１００に関して、導電性ランド１２４とバック・パネル２５２の間には、低インピーダンス導電性経路が設けられている。図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂに示すように、フィルタリング差込コネクタ１００を装置２５０に取り付けると、その接合面１０６は、導電性バック・パネル２５２に対して物理的及び電気的に固定され、それによって導電性ランド１２４とバック・パネル２５２との間に、従ってシャーシ・グラウンドとの間に、低インピーダンス導電性経路が得られる。コンデンサ１２６は絶縁領域１１８Ａ、１１８Ｂを越えて延び、各コンデンサ１２６の一方のリードが導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂに接続され、他方のリードが導電性表面１３０に接続される。導電性表面１３０は、コンデンサ１２６から導電性バイア１２２までの低インピーダンス導電性経路として働き、導電性バイア１２２は、ベース１０２を貫通してフィルタ面１０８から接合面１０６まで延びる。この実施形態の場合、コネクタ１００は、導電性バイア１２２の上から接合面１０６に固定されるように構成された導電性ガスケット１１２を有する。コネクタ１００をバック・パネル２５２に固定すると、この導電性ガスケット１１２は、装置２５０によって得られる低インピーダンス経路と、フィルタリング差込コネクタ１００によって得られる低インピーダンス経路との間の低インピーダンス接続として働く。
【００２６】
本発明によりフィルタリングするノイズは高周波ノイズであるから、フィルタリング差込コネクタ１００及び装置２５０によって得られるシャーシ・グラウンドまでの低インピーダンス導電性経路に関する上記部分の寸法は、インダクタンスが最小限になるように構成すべきであるということが、当業者には明らかであろう。例示の実施形態の場合、これは、例えば広い導電性表面１３０、ベース・プレート１０２の周辺部に配置された多数のバイア１２２、及び、切れ目の無い導電性ガスケット１１２を設けることによって実現される。また、こうした導電性セグメントの構造及び寸法は、フィルタリングするノイズの周波数範囲や、伝送線路２０２が有する低周波信号の電流及び電圧等のような他の要素に基づいて選択できるということも、明らかであろう。電気通信装置用のＤＣ電力伝送信号に関する例示の応用形態の場合、例えば、導電素子は、少なくとも５０Ａ及び＋／−４８ＶＤＣの伝送が可能なものが選択される。フィルタリング・コネクタ１００の低インピーダンス導電性経路の上記部分のそれぞれについては、以下でさらに詳細に説明する。
【００２７】
次に、図１Ｂ及び図３Ｂを参照し、本発明の高周波フィルタ構成について説明する。上記のように、導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂおよび導電性アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂは、コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂと、アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂに挿入されたピン２０４Ａ、２０４Ｂとの間の導電性経路として働く。コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂに接続されたワイヤに寄生的に誘導されたノイズはそれぞれ、コネクタ１３２Ａ、１３２Ｂを介して導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂまで伝達される。ノイズは、上述のＤＣ電源への低インピーダンス経路を探しながら、導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂの表面を進行する。。高周波フィルタ１２６は、各アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂまわりに放射状に配置し、十分に分散させて配置することが好ましく、等間隔で配置すると更に好ましく、ノイズが確実に、伝送線路ピン２０４Ａ、２０４Ｂではなく、各導電性ランド１２４Ａ、１２４Ｂに接続された複数の高周波フィルタ１２６のうちの１以上を通って進むようにする。図１Ｂ、図３Ａ、及び、図３Ｂに示した実施形態の場合、各アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂのまわりに１２個のコンデンサ１２６が間隔をあけて放射状に配置されている。しかしながら、所望のキャパシタンス及び他の要素に応じて、任意数のフィルタ１２６を用いてもよいことは、明らかである。例示の実施形態の場合、導電性ランド１２４の形状は矩形になっている。しかしながら、各導電性ランド１２４の形状及びサイズは、所望の数の高周波フィルタ１２６を取り付けできるように選択してよいものと考えなければならない。
【００２８】
当業者であれば、コンデンサ１２６が１つ以上の基準の任意の組み合わせに基づいて選択されるということは、明らかであろう。例えば、例示的応用形態において、低インピーダンス経路は１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数範囲について形成するのが好ましく、３０ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数範囲について形成するとさらに好ましい。コンデンサ１２６は互いに電気的に並列接続されているので、約０．１マイクロファラッドのキャパシタンスをそれぞれ有する１２個のコンデンサ１２６を選択することにより、約３０ＭＨｚ〜２ＧＨｚの範囲の周波数について低インピーダンス経路が得られる、ということは明らかである。フィルタリングを施すのが望ましい周波数範囲、アパーチャ１０４を取り囲むフィルタの数、及び、その他の考慮事項に基づき、他のキャパシタンスのフィルタを選択することも可能である。シャーシ・グラウンドへの導電性経路の好ましいインピーダンス範囲は、３０オーム未満であり、さらに好ましくは１０オーム未満、さらに好ましくは約１〜５オームである。さらに、コンデンサ１２６は、ピン２０４Ａ、２０４Ｂとシャーシ・グラウンドとの間に生じる可能性がある電圧電位を安全に受け入れられるものを選択するのが好ましい。例えば、電気通信装置に電力を供給するこの例示的応用形態の場合、コンデンサ１２６は、約１００ＶＤＣの電圧電位を受け入れることが出来なければならない。
【００２９】
次に、フィルタリング差込コネクタ１００によって得られる低インピーダンス導電性経路の詳細について説明する。図１Ａを参照すると、ベース・プレート１０２の接合面１０６は、ベース・プレート１０２を取り付ける相手方のバック・パネル２５２と電気的に接続されるように構成された導電性表面１３２を有する。例示の実施形態の場合、この電気的接続は、上述のように電気ガスケット１１２によって容易になる。図１Ａに最もよく示されているように、導電性ガスケット１１２は、ベース・プレート１０２の周辺部に沿って延びる切れ目の無いガスケットである。導電性ガスケット１１２は、市販の導電性発泡体や、今後開発されるであろう他の材料から製造することができる。例えば代替実施形態では、金属で被覆された材料や導電性バネ等を含むガスケットを実施する場合がある。当然ではあるが、導電性ガスケット１１２を切れ目の無いものにする必要は必ずしもなく、そのようなものも好ましい。例えば、代替実施形態では、ガスケット・セグメントを用いる場合もある。
【００３０】
接合面１０６上の導電性表面１３２によって、バイア１２２と導電性ガスケット１１２と間の電気接続が容易になる。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、導電性表面１３２は導電性バイア１２２と一体化されている。図１Ａに示すように、導電性表面１３２は、ベース・プレート１０２の接合面１０６のかなりの部分をカバーする。しかしながら、一代替実施形態では、導電性表面１３２は、接合面１０６のうち導電性ガスケット１１２と物理的に接触する部分だけしかカバーしない場合もある。例えば、導電性バイア１２２は、ベース・プレート１０２の周辺部に沿って延びる導電性ランドと一体化させることも可能である。こうした導電性ランドは、コネクタ１００の導電性経路を導電性エンクロージャ壁２５２と有効に結合させるのに十分な場合がある。あるいは、そのような導電性ランドをガスケット１１２とともに用いることもでき、その場合、導電性ランドの幅は、導電性ガスケット１１２の幅と同じか、それよりも大きくするのが好ましい。
【００３１】
上記のように、一実施形態において、アパーチャ１０４は信号の接続を容易にするための導電性スルーホール３０２として形成される。こうした実施形態の場合、接合面１０６上で、導電性ランド１１４Ａ、１１４Ｂがそれぞれ、アパーチャ１０４Ａ、１０４Ｂを取り囲む。導電性ランド１１４は、アパーチャ１０４を形成する導電性スルーホールに一体化される。例示の実施形態の場合、導電性ランド１１４が環状の形状をなし、各アパーチャ１０４を包囲しているが、他の実施形態では、サイズ及び形状が異なる場合もあり、環状である必要は必ずしもない。導電性ランド１１４は、各導電性ランド１１４を取り囲む絶縁領域１１６によって導電性表面１３２から電気的に分離されている。ベース・プレート１０２がコーティングを施されたプリント回路基板である上記の実施形態の場合、それらの絶縁領域１１６は、導電性コーティング１３２をエッチングして、導電性隙間を形成することによって形成される。当業者であれば、他の絶縁手段を用いることも可能であることは、明らかであろう。また、当然ながら、代替実施形態では、接合面１０６にアパーチャを取り囲む導電性ランドが全く無い場合もある。そのような実施形態の場合、絶縁領域１１６を設ける必要はない。
【００３２】
上記のように、ベース・プレート１０２の周辺部に複数の導電性バイア１２２を設けて、両方の面１０８、１０６の導電性表面１３０、１３２間を電気的に接続する。一般に、導電性バイア１２２は、１つまたは複数の導電性内部表面を有するが、導電性のソリッド・コア・ペグのような他の手段を想定することもできる。当業者であれば、導電性バイア１２２のサイズ及び間隔が、低電位シンクに接続される周波数範囲に基づいて選択されるものであることは、明らかであろう。一実施形態において、導電性バイア１２２は、中心間隔が約０．１インチを超えないようにして等間隔に配置され、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数範囲、好ましくは３０ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数範囲について、低インピーダンス経路を形成する。一代替実施形態において、ベース・プレート１０２のエッジには、メッキを施す場合がある。エッジのメッキのサイズは、導電性コーティング１３０及び１３２に対する導電接続を可能にするのに十分なサイズにする。他の実施形態も、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００３３】
本発明のさまざまな実施形態について上で説明したが、それらは単に例示の目的で提示
したものであり、限定の意図はない。例えば、本発明は電気通信装置に関連して説明されているが、本発明は低周波伝送線路を介したＥＭＩの放出が問題となる任意の装置で実施することができる。さらに、本発明は、伝送線路が有するノイズをフィルタリングし、装置エンクロージャからのノイズの放出ではなく、侵入を阻止するように実施することも可能である。上述の実施形態では、専用の開口部２５６を介してバック・パネル２５２を横切る２つの伝送線路２０２を示した。しかしながら、他の実施形態として、任意数の伝送線路が１以上の開口部を通して、個別に、または、まとまって、エンクロージャ壁を横切るようにすることも可能である。さらに、本発明は、任意の数の伝送線路を用いて実施することができ、上記の例示の応用形態に示した伝送線路の数及び構成に制限する必要は必ずしもない。また、高周波フィルタ１２６は、フィルタ面１０８ではなく、接合面１０６に配置することもできる。さらに他の例として、フィルタリング差込コネクタ１００は、実質的に平坦な表面を有する両方の面１０６、１０８を備えたベース・プレート１０２を含む場合がある。しかしながら、外部コネクタ２００と接触することになるフィルタリング・コネクタ１００の部分は、差込コネクタ１００とコネクタ２００との間の物理的及び電気的接合を容易にするのに適した形状及び輪郭を有することが望ましい。開示の例では、これは平面である。しかしながら、他の実施形態では、他の形状及び輪郭で実施する場合がある。当業者であれば、代替実施形態において、フィルタリング・コネクタ１００がコネクタ１００と２００との間の完全かつ確実な接続を確保するための追加機構を有する場合もあるということは、明らかであろう。従って、本発明の広さ及び範囲は、上に記載した例示の実施形態のうちのいずれにも制限してはならず、特許請求の範囲の記載およびその均等によってのみ規定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明のフィルタの一実施形態を実現するフィルタリング・コネクタの接合面を示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａのフィルタリング・コネクタのフィルタリング面を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態を実現するのに適した電気装置に対して双方向に低周波信号を伝送する伝送線路及び外部コネクタを示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明のフィルタリング・コネクタを実施するのに適した電気通信装置のバック・パネルを示す斜視図である。
【図３Ａ】図１Ｂにおいて切断線Ａ−Ａに沿って切断して見たときの、フィルタリング・コネクタを示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すフィルタリング・コネクタを、図２Ａに示した外部コネクタと接続した状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  ＥＭＩフィルタ
１０２  支持構造
１０４  レセプタクル
１０６  接合面
１０８  フィルタリング面
１１２  導電性ガスケット
１２２  第２の導電性経路
１２４  第１の導電性経路
１２６  高調波フィルタ
１３０  第２の導電性経路
１３２  内部コネクタ
２００  外部コネクタ
２０２  低周波伝送経路
２０４  外部コネクタ・ピン
２５０  電気装置
２５２  エンクロージャ壁
２５４  エンクロージャ
２５６  開口部
【図１Ａ】
2004336036.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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