JP4794819B2

JP4794819B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4794819B2
Application number: JP2004033509A
Authority: JP
Inventors: 徹大滝
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: US6870094B2; US20040198078A1; JP2004319968A

Description

本発明は、ケーブルが接続されたプリント回路板を覆うシールドボックスに関し、特に、シールドボックスに形成されたケーブル引出し用の開口部から漏れ出す放射ノイズ、およびケーブル自身から発生する放射ノイズを、低減させるとともに安定させるためのシールドボックス及び電子機器並びにケーブル固定方法に関する。

近年、電子機器のデジタル回路で使用されるクロック周波数は高周波化の一途にある。高い周波数で動作するデジタル信号は放射ノイズの原因となり、他の電子機器を誤動作させる。このことから、発生する放射ノイズは規制の対象となっている。

従来からこの放射ノイズを低減させるためには、図１３に示すようにプリント回路板を覆うシールドボックスにより放射ノイズを遮蔽することが知られている。図１３において、４は放射ノイズを発生するプリント回路板であり、３２はプリント回路板４に接続されたケーブルである。ケーブル３２には高周波の信号が送受信されるため、ケーブル３２からも多くの放射ノイズが発生する。３０はプリント回路板４を覆うシールドボックスであり、プリント回路板からの放射ノイズを外部に放射しないように遮蔽している。シールドボックス３０の側面には開口部３１が設けられており、この開口部３１からケーブル３２は引き出され、外部の機器等に接続されている。

しかしながら、図１３に示すようにシールドボックス３０にノイズ発生源のプリント回路板４を配置しても、開口部３１からは放射ノイズが少なからず漏れ出してしまう。

この開口部３１から漏れ出す放射ノイズの対策として、実開平０３−１２２５９７号公報（特許文献１）には、ケーブルが貫通する導電性のブッシュを準備し、このブッシュにより開口部を完全に遮蔽することにより、開口部のない筐体が記載されている。また特開平０９−１０２６９２号公報（特許文献２）には、開口部に筒状の導波管を接合した構造とすることで、シールドボックスから外部に放出される放射ノイズを低減することが記載されている。また特開平１１−３３０７６１号広報（特許文献３）には、シールドボックス内部の開口部周辺に開口部の面積よりも大きな電磁吸収シートを配置する事が記載されている。
実開平０３−１２２５９７号公報特開平０９−１０２６９２号公報特開平１１−３３０７６１号公報

しかしながら、実開平０３−１２２５９７号に記載のブッシュを用いる構造や、特開平０９−１０２６９２号公報に記載の導波管を配置する構造は、他の部品が必要であったり、ブッシュや導波管を接続するために複雑な加工等を強いられてしまう。また、シールドボックスの内部に導波管を設けたり、特開平１１−３３０７６１号公報に記載の開口部周辺に電磁吸収シートを配置する構造は、シールドボックス内の空間が狭くなり、プリント回路板等の配置にかかわる自由度が大きく損なわれてしまう。また、大きなシールドボックスが必要となり、近年の電子機器における小型化の要求には適さない場合があると言う問題がある。

また、特開平０９−１０２６９２号公報にも記載されているが、放射ノイズはシールドボックスの開口部から漏れ出すだけではなくケーブルからも放射する。シールドケーブルにおいてはシールドの外被にまたシールド付でないケーブルにおいてはケーブル全体に、コモンモード電流が流れ放射ノイズ発生してしまう。

さらには、図１３の開口部３１から引き出されるケーブル３２の位置が固定されていない場合、ケーブル３２と導電部材であるシールドボックス３０との関係が逐次変化するため、ケーブル３２のインピーダンスがバラツキ、放射ノイズ発生の大きな要因となってしまうと言う問題がある。またケーブル６の移動によりケーブル６自体を傷付けることもある。

このような課題を解決するため本発明においては、底面と、該底面に対向して配置された上蓋と、該上蓋と前記底面との間の空間を囲む複数の側板とから成り、ケーブルが接続されたプリント回路板が内部に配置されたシールドボックスが、金属筐体の上に設置された電子機器において、前記複数の側板のうち前記ケーブルが引き出される側板は、前記底面とは別部材で形成され、且つ、該側板の前記底面側の端部には前記側板を前記ケーブルの引き出し方向に折り曲げた折り曲げ部が設けられ、前記折り曲げ部及び底面とにより前記ケーブルを挟み込み、前記折り曲げ部と底面と導通することなく前記ケーブルが前記底面に押さえ付けられた状態でシールドボックスの外部に引き出され、該引き出されたケーブルが前記金属筐体に近接して押さえ付けられたまま、他の機器まで配線されている電子機器を提供している。

本発明のシールドボックス及び電子機器並びにケーブル固定方法によれば、導波管のように比較的大きなサイズの突起物を配置することなく、シールドボックスをコンパクトなサイズに維持したまま、開口部から漏れ出す放射ノイズを低減することができる。また、ケーブルのコモンモード電流が原因で発生する放射ノイズも低減することができる。

次に、本発明の第１から第５の実施例について、図１から図１０を参照して以下に説明する。本発明は、導波管のように比較的大きなサイズの突起物を配置することなく、シールドボックスをコンパクトなサイズに維持したまま、開口部から漏れ出す放射ノイズを低減することを目的としている。また、ケーブルのコモンモード電流が原因で発生する放射ノイズも低減することを目的としている。

図１乃至図３は、本発明の実施例１を示す図である。シールドボックスは上蓋１、下板金３、側板２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから構成されている。図１は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ａが一体となっている金属板を、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体から取り外した状態を示す斜視図である。

シールドボックスの下板金３の上には、後述するスペーサ７を介して、プリント回路板４が設置されている。そのプリント回路板には、コネクタ５を介してケーブル６が接続した構造となっている。ケーブル６が引き出される方向の側板が側板２ａであり、下板金３は側板２ａ方向に長さａだけはみ出した形状を有している。側板２ａの下端部は外方向に直角に折り曲げられており、長さｂの折り曲げ部２ｅを有している。シールドボックスの上蓋１と、側板２ａが一体となっている金属板は、側板２ｂ、２ｃ、２ｄの上部の折り返し部、及び下板金３の長さａのはみ出し部に、ねじ止め等により確実に接続される。これにより、この接続部からシールドボックス内の電磁波が外部にもれることはない。折り曲げ部２ｅの長さｂは５ｍｍから３０ｍｍに設定すれば良い。また折り曲げ部２ｅの長さｂは下板金３のはみ出した長さａよりも短く設定される。側板２ａの下端部中央には、ケーブルを引き出すための折り曲げ部２ｆが形成されている。折り曲げ部２ｆの長さｃは折り曲げ部２ｅの長さｂと同等もしくは短く設定されており、１ｍｍから３０ｍｍに設定すれば良い。側板２ａの折り曲げ部２ｆにより折り曲げられた下端部と、折り曲げ部２ｅにより折り曲げられた下端部とは、ケーブル６の厚さに相当する段差が設けられている。

図２は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ａが一体となっている金属板を、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体の取り付けた状態を示す斜視図である。また図３は、図２に示したシールドボックスのＡ−Ａ断面における断面図である。図３に示すようにプリント回路板４は、シールドボックスの下板金３の上にスペーサ７を介して設置されている。またシールドボックスは導電性の筐体２０上に設置されている。

図２において、側板２ａは長さｂの折り曲げ部２ｅをシールドボックスの下板金３の長さａのはみ出し部に、接続することで確実の固定される。この時、側板２ａの中央部には、折り曲げ部２ｆに形成された段差と下板金３により、ケーブル６の引出用の開口部８が形成される。開口部８の高さは、ケーブル６の厚とほぼ等しく設定されているため、ケーブル６は、側板２ａの折り曲げ部２ｆにより折り曲げられた下端部、及び折り曲げ部２ｆにより、下板金３に押さえ付けられる構造となっている。また下板金３に押さえ付けられたケーブルは、そのまま筐体９に沿った状態で、他の機器まで配線される。

尚、下板金３の長さａのはみ出し部、および側板２ａの長さｂの折り曲げ部２ｅは必ずしも必要ではない。ただし、下板金３と側板２ａをより確実に接続するためには、これらがあったほうがより好ましい。また、側板２ａの長さｃの折り曲げ部２ｆも必ずしも必要はない。ただし、ケーブル６を確実に下板金３に押さえ付けるためにはあったほうが好ましい。また折り曲げ部２ｆの長さｃは、折り曲げ部２ｅの長さｂと同じ長さにすれば加工が非常に容易である。

このような構造とすることで、シールドボックスの開口部の面積を小さくすることができ、シールドボックスから漏れ出す放射ノイズを低減することができる。さらに、ケーブル６をシールドボックスの外部において完全に下板金３および筐体９に沿わせる事ができるため、ケーブル６のコモンモード電流が原因の放射ノイズを大幅に低減することができる。

すなわち、ケーブルにコモンモードの電流が流れた時にケーブルの近くに金属筐体が存在すると、ケーブルのコモンモード電流と逆向きの電流が金属筐体に生じる。これにより、ケーブルと金属筐体の位置が近いほど放射ノイズの発生レベルが小さくなる。金属筐体にケーブルが近いほど放射ノイズの発生を小さくすることができる。すなわちこのような構造をとれば、電子機器の金属筐体面に最も近づけられる構造とすることができる。

また、ケーブルの高さが変化すると発生する放射ノイズの値が変わることから、電子機器が移動したりして時、ケーブルの位置が微妙に変化すると発生する放射ノイズレベルが変動する問題もあった。しかし本実施例では、ケーブルを押さえ付けて固定することでこれを安定させることもできる。

また、折り曲げ部２ｆによりケーブル６の位置を固定するため、ケーブル６を傷付けることなく確実に下板金３及び筐体９に押さえることができる。また、ケーブル規制部となる開口部８を、側板２ａを単に折り曲げただけで構成しているため、非常に簡便な方法で形成することができる。また、シールドボックスの底面を長さａの分だけはみ出させているため、ケーブル６を容易に底面に沿わせる事ができる。

（実験例１）
図１乃至３に示したシールドケースを使用して、放射ノイズの測定を行った。使用したシールドケースは縦２５０ｍｍ、横３００ｍｍ、高さ７０ｍｍの直方体で、厚さは１ｍｍである。下板金３のはみ出し部の長さａは２０ｍｍであり、側板２ａの折り曲げ部２ｅの長さｂは１０ｍｍ、折り曲げ部２ｆの長さｃは１０ｍｍである。折り曲げ部２ｆの幅すなわち開口部８の幅は５０ｍｍであり、開口部８の高さは１０ｍｍである。シールドボックスの上蓋１と、側板２ａが一体となっている金属板は、長さｂの折り曲げ部２ｅにおいて、図では省略しているがビスにより下板金３に固定されている。上蓋１と測板２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれビス止め用ののり代部分２ｉにビスにより固定されている。使用したプリント回路板は、２０ＭＨｚの高周波により駆動するデジタル基板であり、縦２２０ｍｍ、横２７０ｍｍで、高さ５ｍｍのスペーサ７により４隅で下板金３の上に固定されている。ケーブル６は幅４８ｍｍ、厚さ１ｍｍのシールドケーブルであり、２０ＭＨｚの高周波が送受信される。また、図では省略しているが、ケーブルのもう一方も同様のシールドケースに収められたプリント回路板にコネクタを介して接続されている。

測定は被測定物を電波暗室に持ち込み３ｍ法により測定した。また、比較のため図１３に示したシールドボックスを用いた測定も行った。この時のシールドボックスの形状は、高さ５ｍｍ、幅５０ｍｍの開口部が側板２ａの中央部に形成されていること意外は、全く同じものを使用した。シールドボックスの内部に配置されているプリント回路板も同様のものを使用した。実験結果を図４に、比較実験結果を図５に示す。なを、どちらの図も水平偏波を測定した値である。

図４からわかるように、本実施例は１０００Ｍｈｚ以下の周波数において、放射ノイズ強度はすべて２５ｄＢμＶ／ｍであり、放射ノイズによる影響はほとんどないといえる。これに対して図５では、１０００Ｍｈｚ以下の周波数に放射ノイズ強度は高く、特に６００Ｍｈｚ以下の周波数において、非常の多くの放射ノイズが発生していることが分かる。

図６乃至図８は、本発明の実施例２を示す図である。図６は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ｇを、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体から取り外した状態を示す斜視図である。また図７は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ｇを、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体の取り付けた状態を示す斜視図である。図６、図７において図１、図２と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。

側板２ｇの下端部中央には切り欠きが形成されており、この切り欠きと下板金３により開口部１０を形成している。１１はこの開口部１０を塞ぐ金属製の弾性部材であり、ネジ１２ａにより側板２ｇに取り付けられる。１２ｂは側板２ｇに形成されたネジ１２ａを通す穴である。弾性部材１１の大きさは少なくとも開口部１０を完全に覆う大きさであり、その下端がＵ字状の折り返されている。弾性部材１１は側板２ｇと逆方向に所定の弾性力を有している。

図７からわかるように、ケーブル６は開口部１０において、弾性部材１１により下板金３に押さえ付けられており、そのまま筐体９に沿った状態で他の機器まで配線される。

図８はシールドボックスを筐体９の上に配置した状態を示す斜視図である。２１はケーブル６を固定するテープ等の押さえ付け部品である。

また、弾性部材１１によりケーブル６の位置を固定するため、ケーブル６を傷付けることなく確実に下板金３及び筐体９に押さえることができる。また弾性部材１１として弾性力の異なる部材と交換することが可能となり、異なる厚さを有するケーブルにも対応することが容易であり、シールドボックスの汎用性が増す。

図９と図１０は、本発明の実施例３を示す図である。図９は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ｈを、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体から取り外した状態を示す斜視図である。また図８は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ｈを、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体の取り付けた状態を示す斜視図である。図９、図１０において図１、図２と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。

側板２ｈの下端部中央には切り欠きが形成されており、この切り欠きと下板金３により実施例２と同様の開口部１０を形成している。１４はこの開口部１０を塞ぐゴム製の弾性部材である。弾性部材１４の大きさは少なくとも開口部１０を完全に覆う大きさであり、図９からわかるように、ケーブル６は開口部１０において、弾性部材１４の弾性力により下板金に押さえ付けられており、そのまま筐体９に沿った状態で他の機器まで配線される。

また、弾性部材１４によりケーブル６の位置を固定するため、ケーブル６を傷付けることなく確実に下板金３及び筐体９に押さえることができる。また、ケーブル規制部を簡便な方法で形成することができる。また弾性部材１４として弾性力の異なる部材と交換することが可能となり、異なる厚さを有するケーブルにも対応することが容易であり、シールドボックスの汎用性が増す。

図１１と図１２は、本発明の実施例４を示す図である。図１１は、実施例３と同様にシールドボックスの上蓋１と、側板２ｈを、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体から取り外した状態を示す斜視図である。また図１０は、シールドボックスの上蓋１と、側板２ｈを、下板金３、側板２ｂ、２ｃ、２ｄからなるシールドボックス本体の取り付けた状態を示す斜視図である。図１０、図１１において図１、図２と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。

側板２ｈの下端部中央には切り欠きが形成されており、この切り欠きと下板金３により実施例２と同様の開口部１０を形成している。１５は中央にスリット入りの高誘電損失材を含むゴム製の弾性部材である。弾性部材１５の大きさは少なくとも開口部１０を完全に覆う大きさであり、図９からわかるようにスリットの中に側板２ｈが入り込むようにして固定されている。また、ケーブル６は開口部１０において、弾性部材１５の弾性力により下板金に押さえ付けられており、そのまま筐体９に沿った状態で他の機器まで配線される。１６はケーブル６を固定するテープ等の押さえ付け部品である。

また、弾性部材１５によりケーブル６の位置を固定するため、ケーブル６を傷付けることなく確実に下板金３及び筐体９に押さえることができる。また、ケーブル規制部を簡便な方法で形成することができる。また弾性部材１５として弾性力の異なる部材と交換することが可能となり、異なる厚さを有するケーブルにも対応することが容易であり、シールドボックスの汎用性が増す。また、弾性部材が高誘電損失の物質であれば、数１００ＭＨｚ以上の高い周波数でシールドボックスからの放射ノイズを損失に変えることで低減することができる。

なお、前述の実施例は本発明の好適な実施例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

実施例１のシールドボックスを示す分解斜視図である。実施例１のシールドボックスを示す斜視図である。実施例１のシールドボックスを示す断面図である。実験例１の実験結果を示すグラフである。実験例１の比較実験結果を示すグラフである。実施例２のシールドボックスを示す分解斜視図である。実施例２のシールドボックスを示す斜視図である。実施例２のシールドボックスを示す斜視図である。実施例３のシールドボックスを示す分解斜視図である。実施例３のシールドボックスを示す斜視図である。実施例４のシールドボックスを示す分解斜視図である。実施例４のシールドボックスを示す斜視図である。従来例のシールドボックスを示す斜視図である。

符号の説明

１上蓋
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｇ、２ｈ、２ｉ側板
２ｅ、２ｆ折り曲げ部
３下板金
４プリント回路板
５コネクタ
６ケーブル
７スペーサ
８、１０開口部
９筐体
１１金属製の弾性部材
１２ａ、１２ｂネジ穴
１３ネジ
１４ゴム製の弾性部材
１５スリット入りのゴム製弾性部材
１６、２１ケーブル取り付け部品
３０シールドケース
３１開口部
３２ケーブル

Claims

底面と、該底面に対向して配置された上蓋と、該上蓋と前記底面との間の空間を囲む複数の側板とから成り、ケーブルが接続されたプリント回路板が内部に配置されたシールドボックスが、金属筐体の上に設置された電子機器において、
前記複数の側板のうち前記ケーブルが引き出される側板は、前記底面とは別部材で形成され、且つ、該側板の前記底面側の端部には前記側板を前記ケーブルの引き出し方向に折り曲げた折り曲げ部が設けられ、前記折り曲げ部と底面とにより前記ケーブルを挟み込み、前記折り曲げ部及び底面と導通することなく前記ケーブルが前記底面に押さえ付けられた状態でシールドボックスの外部に引き出され、該引き出されたケーブルが前記金属筐体に近接して押さえ付けられたまま、他の機器まで配線されていることを特徴とする電子機器。