JP5573027B2 - Container for storing electronic circuit and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、電子回路を収容する容器及び電子装置に関する。 The present invention relates to a container for housing an electronic circuit and an electronic device.
高周波回路から発生する電磁波が他の機器に影響を与えないよう、高周波回路を金属からなる筐体に収容することが一般に行われている(特許文献1参照)。 In general, the high frequency circuit is housed in a metal casing so that electromagnetic waves generated from the high frequency circuit do not affect other devices (see Patent Document 1).
特許文献1には、高周波回路を収容し、この高周波回路の動作周波数に基づく電磁波の表面伝搬を阻止する高インピーダンス板を供えた金属からなる筐体が記載されている。
本発明は、収容部の共振により収容部に流れる電流を抑制可能な電子回路を収容する容器及び電子装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the container and electronic device which accommodate the electronic circuit which can suppress the electric current which flows into an accommodating part by resonance of an accommodating part.
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、以下の電子回路を収容する容器及び電子装置を提供する。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a container and an electronic device that house the following electronic circuit.
[1]電子回路を内部空間に収容する導電性材料の収容部と、前記電子回路の動作により前記収容部に流れる電流の電流路に設けられ、前記収容部の共振周波数を有する電流を抑制する抑制部材とを備え、前記抑制部材は、前記収容部の内面に互い交差して連続して一周するように帯状に配置された一対の抑制部材を有する電子回路を収容する容器。 [1] A conductive material accommodating portion that accommodates an electronic circuit in an internal space, and a current path of a current that flows through the accommodating portion by the operation of the electronic circuit, and suppresses a current having a resonance frequency of the accommodating portion. A container for housing an electronic circuit having a pair of restraining members arranged in a belt shape so as to cross the inner surface of the housing portion and continuously make a round .
[2]電子回路と、前記電子回路を内部空間に収容する導電性材料の収容部と、前記電子回路の動作により前記収容部に流れる電流の電流路に設けられ、前記収容部の共振周波数を有する電流を抑制する抑制部材とを備え、前記抑制部材は、前記収容部の内面に互い交差して連続して一周するように帯状に配置された一対の抑制部材を有する電子装置。 [ 2 ] Provided in an electronic circuit, an accommodating portion of a conductive material that accommodates the electronic circuit in an internal space, and a current path of a current that flows through the accommodating portion by the operation of the electronic circuit, and the resonance frequency of the accommodating portion is An electronic device including a pair of suppression members arranged in a belt shape so as to continuously cross the inner surface of the housing portion and continuously make a round .
請求項1、2に記載の発明によれば、抑制部材が収容部の内面を一周しない場合に比べて、収容する電子回路の動作によって発生する収容部の共振周波数の電流を抑制できる。
According to the invention described in
[参考例1]
図1は、本発明の参考例1に係る電子回路を収容する容器及び電子回路を有する電子装置の外観を示す。この電子装置100は、例えばプリンタ機能やコピー機能等を備えた画像処理装置の制御装置として使用される。
[ Reference Example 1 ]
FIG. 1 shows the external appearance of a container for housing an electronic circuit and an electronic device having the electronic circuit according to Reference Example 1 of the present invention. The electronic device 100 is used as a control device for an image processing apparatus having a printer function, a copy function, and the like, for example.
電子回路を収容する容器の一例としての筐体1は、ケース本体11と蓋12からなるケース10を有している。ケース本体11及び蓋12は、鉄やアルミ等の導電性材料からなり、ケース本体11と蓋12はボルト締め等の公知の手段により電気的に接続された状態で一体に結合される。ケース本体11は、その長方形状の底面110から側面111,112,113,114がそれぞれ垂直に形成されている。ケース10は全体として直方体状であり、図示のようにケース本体11の幅寸法をa、奥行き寸法をbで表す。
A
電子回路2は、回路パターンが形成されたプリント基板20の表面に複数の電子部品21が実装されている。電子部品21としては、CPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)や各種メモリ、ゲート素子、コンデンサや抵抗器等が含まれる。各電子部品21は、プリント基板20に形成された回路パターンにより接続され、電子回路として機能する。 In the electronic circuit 2, a plurality of electronic components 21 are mounted on the surface of the printed circuit board 20 on which a circuit pattern is formed. The electronic component 21 includes a CPU (Central Processing Unit), various memories, gate elements, capacitors, resistors, and the like. Each electronic component 21 is connected by a circuit pattern formed on the printed circuit board 20 and functions as an electronic circuit.
プリント基板20の端部にはコネクタ22が装着されており、コネクタ22を介して電子回路2への電源供給及び電気信号の送受信が行われる。コネクタ22は、ケース本体11に形成された開口部11aからその一端が外部に突き出し、相手側のコネクタに接続される。 A connector 22 is attached to the end of the printed circuit board 20, and power is supplied to the electronic circuit 2 and electrical signals are transmitted and received via the connector 22. One end of the connector 22 protrudes from the opening 11a formed in the case main body 11 and is connected to the mating connector.
プリント基板20の四隅には取付孔20aが形成されており、プリント基板20は各取付孔20aに対応する4つの導電性のスペーサ4を介してケース10の底面110に取り付けられる。プリント基板20の底面110側に面した側にはグランドパターンが形成されており、このグランドパターンがスペーサ4を介してケース本体11に電気的に接続される。ケース本体11には、一端が接地された導線52の他端が端子51を介して接続されている。
Attachment holes 20a are formed at the four corners of the printed circuit board 20, and the printed circuit board 20 is attached to the
筐体1はまた、蓋12の電子回路2に面した裏側(ケース10の内側)に形成された、抑制部材の一例としてのEBG(Electromagnetic Band Gap)構造体3を有している。EBG構造体3は、内部空間の幅方向の全体に亘って帯状に配置されている。EBG構造体3は、蓋12に流れる特定の周波数帯の電流を抑制する機能を有しており、その詳細については後述する。
The
図2は、ケース本体11に電子回路2及び蓋12が組み付けられた状態の電子装置100を、ケース本体11の側面111の付近で切断して示す。ケース本体11及び蓋12によって形成された収容空間Sに電子回路2が収容されている。ケース本体11の高さと蓋12の厚みを合わせたケース10の高さ寸法をcで表す。
FIG. 2 shows the electronic device 100 in a state where the electronic circuit 2 and the
EBG構造体3は、蓋12の裏側に密着して張りつけられた誘電体31と、誘電体31の蓋12とは反対側に密着して張りつけられた金属メッシュ32とを有している。
The EBG structure 3 includes a dielectric 31 attached in close contact with the back side of the
図3(a)は、EBG構造体3の一部をケース10の内側から見た図である。金属メッシュ32は、多数の正方形状の金属小片320を平面状に等間隔で並べたメタルパッチ構造を備えている。 FIG. 3A is a view of a part of the EBG structure 3 as viewed from the inside of the case 10. The metal mesh 32 has a metal patch structure in which a large number of square metal pieces 320 are arranged at regular intervals in a planar shape.
図3(b)は、金属メッシュ32を構成する1つの金属小片320を、その周辺部を含めて拡大して示す。1つの金属小片320は、隣接する4つの金属小片320と接続片321a,321b,321c,321dを介して接続されている。接続片321a及び接続片321bは、金属小片320の一角部に設けられており、接続片321cは金属小片320の一辺を挟んで接続片321aの反対側の角部に設けられている。また、接続片321dは金属小片320の一辺を挟んで接続片321bの反対側の角部に設けられている。残る一つの角部には接続片が設けられていない。 FIG. 3B shows one metal piece 320 constituting the metal mesh 32 in an enlarged manner including its peripheral part. One metal piece 320 is connected to four adjacent metal pieces 320 via connection pieces 321a, 321b, 321c, and 321d. The connection piece 321a and the connection piece 321b are provided at one corner of the metal piece 320, and the connection piece 321c is provided at a corner opposite to the connection piece 321a across one side of the metal piece 320. The connection piece 321d is provided at a corner on the opposite side of the connection piece 321b across one side of the metal piece 320. The remaining one corner is not provided with a connection piece.
図3(c)は、図3(b)に示した金属小片320及び接続片321a〜321dの2次元等価回路を示す。この2次元等価回路は、直列に接続されたインダクタL1,L2の間にキャパシタCを接続して構成されている。 FIG. 3C shows a two-dimensional equivalent circuit of the metal piece 320 and the connection pieces 321a to 321d shown in FIG. This two-dimensional equivalent circuit is configured by connecting a capacitor C between inductors L1 and L2 connected in series.
金属小片320のキャパシタンスをCpatch、金属小片320のインダクタンスをLpatch、各接続片321a〜321dのインダクタンスをLbranchとすると、上記2次元等価回路のキャパシタCの静電容量はCpatch、インダクタL1,L2のインダクタンスは(Lpatch+Lbranch)/2で表される。また、EBG構造体3のカットオフ周波数fcutoffは式1で表される。
例えば、Cpatchを13.3F、Lpatchを1nH、Lbranchを1nHとした場合には、カットオフ周波数fcutoffは1.95GHzとなる。 For example, when Cpatch is 13.3F, Lpatch is 1 nH, and Lbranch is 1 nH, the cutoff frequency fcutoff is 1.95 GHz.
一方、ケース10固有の共振周波数fmnqは、幅方向のモード次数をm、奥行き方向のモード次数をn、高さ方向のモード次数をq、光速をCoとすると、式2で表される。
EBG構造体3がこのfmnqの周波数の電流を抑制する特性を有するように、金属小片320及び各接続片321a〜321dの形状を設定し、Cpatch,Lpatch及びLbranchを調整してカットオフ周波数fcutoffをfmnqに近づける。このように、電子回路2の動作によりケース10が共振して流れる電流を抑制し、この電流によって引き起こされる電磁放射が電子回路2を誤動作させることを抑制する。EBG構造体3は、ケース10に流れる電流を40dB以上減衰させるように構成することが望ましい。 The shape of the metal piece 320 and each of the connection pieces 321a to 321d is set so that the EBG structure 3 has a characteristic of suppressing the current at the frequency of fmnq, and the cutoff frequency fcutoff is adjusted by adjusting Cpatch, Lpatch and Lbranch. Move closer to fmnq. In this way, the current flowing when the case 10 resonates due to the operation of the electronic circuit 2 is suppressed, and the electromagnetic radiation caused by this current is prevented from causing the electronic circuit 2 to malfunction. The EBG structure 3 is desirably configured to attenuate the current flowing through the case 10 by 40 dB or more.
例えば、ケース10の幅方向の寸法aを200mm、モード次数mを1とし、奥行き方向の寸法bを150mm、モード次数nを1とし、高さ方向の寸法cを100mm、モード次数qを1とした場合には、共振周波数fmnqは1.95GHzとなる。 For example, the width direction dimension a of the case 10 is 200 mm, the mode order m is 1, the depth direction dimension b is 150 mm, the mode order n is 1, the height dimension c is 100 mm, and the mode order q is 1. In this case, the resonance frequency fmnq is 1.95 GHz.
本参考例1では、蓋12の内側にEBG構造体3を配置したので、蓋12,ケース本体11の側面113,底面110,側面111を環状に流れる電流が抑制される。
In the first reference example , since the EBG structure 3 is arranged inside the
誘電体31としては、常磁性体粒子を分散して大きな負の誘電率を有する誘電体を適用することができる。このような誘電体は実効比誘電率の絶対値が10を超えるようにすることが可能であり、これによって金属小片320の大きさを小さくすることができ、ケース10に流れる電流をより大きく減衰させることが可能となる。 As the dielectric 31, a dielectric having a large negative dielectric constant by dispersing paramagnetic particles can be used. Such a dielectric can have an absolute value of an effective relative dielectric constant exceeding 10. This can reduce the size of the metal piece 320 and attenuate the current flowing through the case 10 more greatly. It becomes possible to make it.
[参考例2]
次に、本発明の参考例2につき、図4を用いて説明する。参考例2では、蓋12の内側に第1及び第2のEBG構造体を配置した点が参考例1とは異なり、他の部分は共通するので、共通する部分については説明を省略する。
[ Reference Example 2 ]
Next, Reference Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. Reference Example 2 is different from Reference Example 1 in that the first and second EBG structures are arranged on the inner side of the
図4(a)は、蓋12をケース10の内側から見た状態を示す。この図に示すように、参考例2では、蓋12に第1のEBG構造体33と、第2のEBG構造体34とが平行して配置されている。蓋12がケース本体11に組み付けられた状態では、EBG構造体33及び第2のEBG構造体34がケース10の内面の幅方向の両端部に達している。
FIG. 4A shows a state in which the
図4(b)に示すように、第1のEBG構造体33は、参考例1のEBG構造体3と同様、誘電体31の表面に多数の第1の金属小片330が2次元的に等間隔に配置されており、第1の金属小片330のそれぞれが、4箇所に形成された接続片331a,331b,331c,331dで隣接する他の金属小片330と接続されている。
As shown in FIG. 4B, the first EBG structure 33 has a large number of first metal pieces 330 two-dimensionally on the surface of the dielectric 31 like the EBG structure 3 of Reference Example 1. The first metal pieces 330 are arranged at intervals, and each of the first metal pieces 330 is connected to the other adjacent metal pieces 330 by connecting
図4(c)に示すように、第2のEBG構造体34も多数の第2の金属小片340が接続片341a,341b,341c,341dで隣接する他の金属小片340と接続されているが、第2の金属小片340は、第1の金属小片330よりも大きさが小さい。これにより、図3(c)に示した等価回路のインダクタンス及びキャパシタンスが異なり、カットオフ周波数も異なっている。
As shown in FIG. 4C, the second EBG structure 34 also has a large number of second metal pieces 340 connected to other adjacent metal pieces 340 by connecting
第1のEBG構造体33のカットオフ周波数fcutoff1と第2のEBG構造体33のカットオフ周波数fcutoff2は、式2におけるモード次数m,n,qが異なる2つの共振周波数fmnqに対応して設定されている。これにより、1つのEBG構造体のみを配置した場合よりも広い帯域でケース10に流れる電流が抑制される。 The cut-off frequency fcutoff1 of the first EBG structure 33 and the cut-off frequency fcutoff2 of the second EBG structure 33 are set corresponding to two resonance frequencies fmnq in which the mode orders m, n, and q in Equation 2 are different. ing. Thereby, the electric current which flows into case 10 in the zone | band wider than the case where only one EBG structure is arrange | positioned is suppressed.
[参考例3]
次に、参考例3につき、図5を用いて説明する。
図5(a)は、電子回路2を省略し、筐体1の内部を破線で示す筐体1の外観図である。また、図5(b)は、説明のために収容空間Sを直方体に見立ててその展開図を示したものである。これら図面に示すように、EBG構造体35は、ケース本体11の側面114,底面110,側面112,及び蓋12にまたがって、ケース10の収容空間Sの内面を一周する輪となった帯状に配置されている。
[ Reference Example 3 ]
Next, Reference Example 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 5A is an external view of the
本参考例3では、ケース本体11の側面113,底面110,側面111,蓋12を環状に流れる電流路I1の電流のみならず、ケース本体11の側面111,112,113,114を環状に流れる電流路I2の電流も抑制される。
In the present reference example 3 , not only the current in the current path I1 that flows through the
[実施の形態]
次に、本発明の実施の形態につき、図6を用いて説明する。
図6は、参考例3の図5(b)に相当する、収容空間Sを直方体に見立てた展開図である。この図に示すように、EBG構造体36は、ケース本体11の側面111,112,113,114及び底面110並びに蓋12の内面を2方向に横断するように配置されている。本実施の形態では、図5(b)に示した電流路I1,I2(図6では図示を省略)の電流に加え、蓋12,ケース本体11の側面112,底面110,側面114を環状に流れる電流路I3の電流も抑制される。
[Implementation of the form]
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Figure 6 corresponds to Figure 5 of Reference Example 3 (b), the housing space S is a development view likened to rectangular. As shown in this figure, the EBG structure 36 is disposed so as to cross the side surfaces 111, 112, 113, 114 and the
以上、本発明の筐体及び電子装置を上記の参考例及び実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の参考例及び実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。 While the housing and the electronic apparatus of the present invention is not limited to these reference examples and embodiments described above, the present invention is not limited to the above-mentioned reference examples and embodiment, without departing from the gist The present invention can be implemented in various modes within the scope, and for example, the following modifications are possible.
(1)上記各参考例及び実施の形態では、ケース10を導電性材料からなるケース本体11及び蓋12からなる直方体状としたが、これに限らず、蓋12を無くし、若しくは蓋12を樹脂等の非導電性材料で形成してもよい。この場合には、EBG構造体をケース本体11の内面
に配置する。
(1) In each of the above reference examples and embodiments, the case 10 has a rectangular parallelepiped shape including the case main body 11 and the
(2)電子回路2を収容するケースの形状は、直方体状に限らず、円筒状や他の多角柱である三角柱状、六角柱状あるいは、直方体の角を落とした形状でもよい。このような形状のケースでも、その共振周波数の電流の電流路にEBG構造体を配置することで、その電流を抑制することができる。 (2) The shape of the case that accommodates the electronic circuit 2 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, but may be a cylindrical shape, a triangular prism shape that is another polygonal column, a hexagonal column shape, or a shape with a corner of the rectangular parallelepiped dropped. Even in such a case, the current can be suppressed by arranging the EBG structure in the current path of the current of the resonance frequency.
(3)EBG構造体の具体的な構造としては、上記各参考例及び実施の形態のものに限らず、ケース10固有の共振周波数の電流を抑制できる構造である限り、例えば特許文献1に記載された構造のものに置き換えてもよい。
(3) The specific structure of the EBG structure is not limited to that of each of the reference examples and embodiments described above, and is described in, for example,
(4)電子回路2は、スペーサ4を介することなく、その裏面をケース本体11の底面110に直接接触させて配置してもよい。
(4) The electronic circuit 2 may be arranged such that the back surface thereof is in direct contact with the
(5)1つ、あるいは2つのEBT構造体を配置した参考例及び実施の形態に限らず、更にEBT構造体を加えてもよい。また、複数のEBT構造体を1つの帯状としてもよい。 (5) Not limited to the reference example and the embodiment in which one or two EBT structures are arranged, an EBT structure may be further added. Further, a plurality of EBT structures may be formed in one band shape.
100・・・電子装置、2・・・電子回路、3・・・EBG構造体、4・・・スペーサ、1・・・筐体、10・・・ケース、11・・・ケース本体、11a・・・開口部、12・・・蓋、20・・・プリント基板、20a・・・取付孔、21・・・電子部品、22・・・コネクタ、31・・・誘電体、32・・・金属メッシュ、33・・・第1のEBG構造体、34・・・第2のEBG構造体、35・・・EBG構造体、36・・・EBG構造体、51・・・端子、52・・・導線、110・・・底面、111,112,113,114・・・側面、320・・・金属小片、321a,321b,321c,321d・・・接続片、330・・・金属小片、331a,331b,331c,331d・・・接続片、340・・・金属小片、341a,341b,341c,341d・・・接続片、C・・・キャパシタ、I1,I2,I3・・・電流路、L1,L2・・・インダクタ、m,n,q・・・モード次数、S・・・収容空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electronic device, 2 ... Electronic circuit, 3 ... EBG structure, 4 ... Spacer, 1 ... Housing, 10 ... Case, 11 ... Case main body, 11a ..Opening portion, 12 ... lid, 20 ... printed circuit board, 20a ... mounting hole, 21 ... electronic component, 22 ... connector, 31 ... dielectric, 32 ... metal Mesh, 33 ... first EBG structure, 34 ... second EBG structure, 35 ... EBG structure, 36 ... EBG structure, 51 ... terminal, 52 ...
Claims (2)
前記電子回路の動作により前記収容部に流れる電流の電流路に設けられ、前記収容部の共振周波数を有する電流を抑制する抑制部材とを備え、
前記抑制部材は、前記収容部の内面に互い交差して連続して一周するように帯状に配置された一対の抑制部材である電子回路を収容する容器。 An accommodating portion of a conductive material that accommodates an electronic circuit in the internal space;
A suppression member that is provided in a current path of a current flowing through the housing portion by the operation of the electronic circuit and suppresses a current having a resonance frequency of the housing portion ;
The said suppression member is a container which accommodates the electronic circuit which is a pair of suppression member arrange | positioned so that it may mutually cross | intersect the inner surface of the said accommodating part, and may make a round .
前記電子回路を内部空間に収容する導電性材料の収容部と、
前記電子回路の動作により前記収容部に流れる電流の電流路に設けられ、前記収容部の共振周波数を有する電流を抑制する抑制部材とを備え、
前記抑制部材は、前記収容部の内面に互い交差して連続して一周するように帯状に配置された一対の抑制部材である電子装置。 Electronic circuit,
A housing portion of a conductive material for housing the electronic circuit in an internal space;
A suppression member that is provided in a current path of a current flowing through the housing portion by the operation of the electronic circuit and suppresses a current having a resonance frequency of the housing portion ;
The suppression device is an electronic device that is a pair of suppression members that are arranged in a belt shape so as to continuously cross the inner surface of the housing portion .
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