JPH08316679A

JPH08316679A - 電磁シールド筐体とこの筐体を備える電気機器

Info

Publication number: JPH08316679A
Application number: JP7122485A
Authority: JP
Inventors: Akihito Yokomori; 昭仁横森; Shinji Shirakawa; 真司白川; Eiji Fukumoto; 英士福本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-22
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】電子機器の筐体に設けられた穴等の開口部か
らの電磁波の放射，漏洩，侵入を、部品数を増やすこと
なく簡単な方法で低減する。【構成】導電性板材で形成され、内部に電気部品を収
納する電磁シールド筐体１に設けられた開口部２の縁を
取り囲むように、且つ、導電性板材に電気的に接触する
帯状の導電性構造物３を設ける。そして、この導電性構
造物３の高さを、開口部２の最大寸法の少なくとも0.11
倍とする。内部または外部からの電磁波により電磁シー
ルド筐体に渦電流が流れても、この渦電流は開口部２の
縁で遮断されることなく、導電性構造物３を通って流れ
るため、この開口部がアンテナの役割をして電磁波を再
放射することはなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気機器とその筐体に係
り、特に、不要電磁波の放射防止機能や外来電磁波を遮
蔽する機能を有する電気機器とその電磁シールド筐体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理装置等の電子機器からは不要電
磁波が放射されている。この不要電磁波は空間を伝播
し、直接、あるいはケーブルを通して周囲の機器あるい
は自分自身に侵入する。その結果、ノイズとなり情報を
歪ませたり、機器に誤動作を起こさせたりする場合があ
る。そのため、ノイズ源となりうる電子機器からの電磁
波放射については、国内外において各種の規制がある。

【０００３】国内ではパソコン等の情報処理装置に対
し、情報処理装置等電波障害自主規制協議会（ＶＣＣ
Ｉ）が放射電磁波の規制を行っている。情報処理装置か
ら放射される電磁波がこの規制を越えてしまうと、製品
として市場に出すことができない。近年、情報処理装置
は高速化・小型化してノイズが出やすく、ノイズ対策が
難しくなっている。そのため、開発・製作に時間や費用
がかかり、ＶＣＣＩの規制を満たす製品を、短期間で安
価に提供するのが困難になってきている。

【０００４】情報処理装置をはじめ電子機器からの不要
電磁波放射を低減し、かつ外来電磁波を内部に侵入させ
ない手段として電磁シールドがある。一般的な電磁シー
ルドは、導電性の良い金属で機器や電磁波源を覆う方法
である。このための金属性の箱を筐体という。通常、筐
体は金属板で作られるが、金属板の接合部、扉などの開
閉部、電源・信号ケーブルの取り入れ用や通風・放熱用
の開口部が必ず存在し、ここから電磁波が漏洩，放射ま
たは侵入し、ノイズの出入口となってしまう。そこで、
このような開口部からの妨害電磁波の漏洩，放射および
侵入をいかに軽減するかが筐体設計上のポイントとな
る。

【０００５】従来の電磁ノイズ対策は、そのための部
品，部材を特に用いて対応してきている。例えば実開平
１―１１６４９２号，特開平２―２４６２００号，特開
平５―１３６５９２号公報記載の従来技術では、導電板
で形成された筐体に開口された配線引出口に、フェライ
トなどの非導電性磁性材をリング状に形成した部材をは
め込み、この非導電性磁性材リングに配線を挿通するよ
うにしている。しかし、このような従来技術は、筐体と
別材質の部材を別途用意しなければならず、コストが嵩
むという問題がある。また、この非導電性磁性材リング
は所謂ノイズフィルタの役割を果たし、配線に流れる高
周波ノイズ成分に誘起された渦電流が非電電性フェライ
トに流れて減衰することで、配線に流れるノイズを低減
するものである。つまり、電子機器に配線を通して侵入
するノイズを低減するものであり、電子機器から放射さ
れるノイズを低減する効果は少ない。

【０００６】また、特開平５−２０６６７１号公報に
は、筐体の開口部を覆うよう開閉される扉の端面部にシ
ールド材や支持部材を設けることにより、シールド効果
が向上する構造が記載されている。この構造では、扉の
端面部に補強部を形成させ、さらにその補強部の所定箇
所に溝を設け、その溝によってシールド材を保持させる
必要があり、構造が非常に複雑となってしまう。

【０００７】特開平５−１３９７９号公報には、金属筐
体の継目部や扉の周囲に用いて電磁波の漏洩を抑制する
手段として、電磁遮蔽体が記載されている。この遮蔽体
は溝が形成されている導体と、その溝内に配置された磁
性体からできている。この手段を電磁ノイズ対策に用い
るならば、このような遮蔽体をわざわざ製作し筐体に取
付けなくてはならない。

【０００８】特開平５−６７８９２号公報には、高周波
シールド筐体が記載されている。この高周波シールド筐
体は、電子装置を収納固定する開口を有するフレームに
は、それを閉塞するシールドカバーの他に、それらを収
納する外装ケース、外装カバーを必要とするというもの
である。つまりこの筐体は、電子装置を二重に覆うもの
であり、効率よいシールド方法ではない。

【０００９】以上のように、これらの従来例ではシール
ドのために新たな部品を作成したり、その部品を筐体に
取り付けたりする必要があるので、装置の開発・製作の
ためのコスト，工程，時間が増えてしまったり、筐体、
さらには装置・機器が複雑化，大型化してしまうという
欠点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】パソコン等の情報処理
装置のシールド筐体では開口部からの電磁波の漏洩や放
射、侵入を防ぐ必要がある。また、その一方で、小型，
軽量，低価格の装置が望まれている。従来の技術ではシ
ールドのために新たな部品を作成したり、その部品を筐
体に取り付けたりしなければならなかった。装置が法規
制を満足し、正常に動作するためには、電磁波の漏洩や
放射，侵入を防ぐことは必須条件であるが、そのために
開発・製作コスト，工程，時間が増えてしまったり、筐
体や装置が複雑化，大型化してしまうのは望ましくな
い。すなわち、低コストであって、短い開発・製作期間
で、少ない部品で簡単にでき、しかも効果的な方法で電
磁波の漏洩や放射、侵入を低減しなければならない。

【００１１】本発明の目的は、部品数を増やすことな
く、開口部からの電磁波の放射，侵入を簡単な方法で低
減することが可能な電磁シールド筐体と電気機器を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、内部に電気
機器（例えば、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＨＤＤ，ＦＤＤ，電源
等）を備え、導電性を有する板材で形成され少なくとも
１つの開口部を有する電磁シールド筐体において、開口
部を取り囲むように配置され、該開口部を形成する材料
と電気的に接続された導電性構造物を有することを特徴
とする電磁シールド筐体をもつパソコンにより達成され
る。

【００１３】好ましくは、前記導電性構造物は、筐体と
同一材料で形成する。好ましくは、前記導電性構造物の
高さは、開口部の最大寸法の0.11倍以上とする。好まし
くは、前記導電性構造物は、開口部の縁に設ける。

【００１４】

【作用】導電性をもつ材料で形成された電磁シールド筐
体では、筐体に電磁波が入射すると、筐体壁面上に電流
が流れる。筐体壁面に開口部が存在すると、電流はそこ
で流れが断ち切られてしまい、開口部の両端に正負の電
荷がたまる。このようになると開口部がスロットアンテ
ナになってしまい、ここが新たな電磁波源となり、電磁
波を再放射する。とくに、開口部の最大寸法（例えば、
スリット状の開口部ではスリットの長さ）が半波長の長
さとなる波長の電磁波に対しては、放射が著しく増加す
る。

【００１５】従って、電磁波の放射を少なくするには、
筐体面上を流れる電流の流れが開口部によって断ち切ら
れないようにする必要がある。本発明では、導電性を有
し、開口部を形成する材料と電気的に接続された構造物
を、開口部を取り囲むように配置することにより、電流
がこの導電性構造物を流れることで電流が開口部で断ち
切られないようにする。つまり、開口部まで来た電流
は、導電性構造物を伝わって開口部の周囲を流れる。こ
れにより、開口部の両端に電荷がたまらず、前記のスロ
ットアンテナによる電磁放射が防止される。

【００１６】また、電磁シールド筐体に開口部がある
と、その開口部から電磁波が漏洩、または侵入する。こ
の電磁波の漏洩や侵入も、本発明のように、導電性を有
し、開口部を形成する材料と電気的に接続された構造物
を、開口部を取り囲むように配置することによって軽減
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。まず具体的実施例の説明に先立ち、前述した導
電性構造物を開口部に設けることで、開口部からの電磁
波の漏洩や侵入が軽減できる原理について説明する。

【００１８】導電性構造物を短い導波管とみなすと、こ
の導波管内では、導波管の大きさで決まる遮断波長と呼
ばれる波長より長い波長の電磁波は減衰し、伝播できな
い。従って、ある長さの導波管を開口部につけると、電
磁波は導波管内で減衰し、筐体の開口部から漏洩、侵入
しなくなる。

【００１９】具体的に説明すると、波長λが遮断波長λ
c以上である電磁波は、矩形導波管内ではexp(-ad)で減
衰する。ここで、dは電磁波の進む距離、aは次式で表わ
される減衰定数である。

【００２０】

【数１】

【００２１】矩形導波管では、最も長い遮断波長λc
は、導波管断面の長い方の辺の長さをLとすると λc＝
２L の関係がある。一般に、電場が有意に減衰したと
認められるのは３dB減衰したときである。遮断波長λc
よりも長い波長λをもつ電磁波が３dB減衰するために
は、波長λを十分長くしたときの極限を考えると、電磁
波は距離d＝0.11Lだけ進まなくてはならない。逆に、遮
断波長λcよりも波長λが長ければ、どんなに長い波長
の電磁波であっても、d＝0.11Lだけの距離を進むと３dB
減衰する。また、長さLは導波管断面の長い方の辺の長
さであるから、筐体の開口部では、開口部の最大寸法
（例えば、スリット状の開口部ではスリットの長さ）で
置き換えられる。すなわち、開口部の最大寸法Lの0.11
倍以上の高さの構造物をつけると、λ＝２L以上の波長
の電磁波はすべて３dB以上減衰することになる。

【００２２】上記の作用を確認するため、スリット状開
口部をもつ電磁シールド筐体に対して行われた数値シミ
ュレーション例の結果を説明する。このシミュレーショ
ン例は、図２に示したような導体でできた電磁シールド
筐体１の内部に電磁波源を配置し、開口部２から放射・
漏洩する電場量を、筐体１から３ｍ離れた点で計算した
ものである。

【００２３】このシミュレーション例の計算結果を図３
に示す。横軸に周波数、縦軸にはシールド量、すなわち
筐体１により低減された電場量を表わした。比較のため
に開口部２の縁に構造物３を設置しなかった場合の計算
結果も併記した。白丸印が本実施例を利用し、開口部２
の縁に構造物３を配置した構成の電磁シールド筐体での
計算結果、黒丸印が構造物を設置しなかった電磁シール
ド筐体での計算結果である。構造物がない場合（黒丸
印）をみると、周波数500MHzでは全くシールド効果がな
く、著しくスリットから電磁波が放射・漏洩しているこ
とがわかる。これは、本シミュレーション例において、
開口部は500MHzでスロットアンテナとして最も電磁波を
放射する（共振する）からである。

【００２４】一方、構造物３がある場合の結果（白丸
印）をみると、500MHzで10dB程度のシールド効果があ
り、構造物を設置しなかった場合にこの周波数で顕著に
みられた開口部からの放射・漏洩を軽減していることが
わかる。500MHz以外の周波数でも構造物がない場合に比
べると、シールド効果は改善されており、上記の作用は
確認できた。なお、開口部の大きさや形状が本シミュレ
ーション例と異なっていても、開口部が共振する周波数
が異なるだけで、上記の作用に基づく電磁波の放射・漏
洩の低減効果が同様に得られることには変わりない。

【００２５】このシミュレーション結果によれば、導電
性を有し、開口部を形成する材料と電気的に接続された
構造物を、開口部を取り囲むように配置することによっ
て、開口部での電磁波の放射や漏洩、侵入を防止、低減
することができることが分かる。

【００２６】図１は、本発明の一実施例に係る電子機器
に用いる電磁シールド筐体を正面右斜め上から見た透視
図である。内部に設けられる電子機器としては、図４に
模式図を示す様に、ＣＰＵやＲＡＭが搭載されているボ
ード１１、ＨＤＤ１２、ＦＤＤ１３、電源１４といった
部品があり、それらが互いに結線されている。筐体１は
それらを囲んでいるが、放熱・通風等のために開口部２
があり、また、外部のＣＲＴ１５等と接続するためのケ
ーブル１６が出ている。

【００２７】図１および以下の説明で使用する図では、
見やすくするために、筐体内部の部品，配線，外部ＣＲ
Ｔ，ケーブル等は省略し、筐体のみの透視図を示す。更
に見やすくするために、筐体の開口部と導電性構造物
は、実際より誇張し大きく図示する。

【００２８】図１に示した実施例では、電磁シールド筐
体１は導電性をもつ材料で形成され、その開口部２はス
リット状で、筐体１の左後方に３ヵ所ある。これらの開
口部２の夫々の縁に、筐体１の内部に凸設するように開
口部２を囲むように板状の導電性構造物３が設けられ
る。この構造物３は、例えば開口部２を形成するときに
その縁を筐体１の内側に折り曲げて形成したものであ
り、筐体とは電気的に接続されている。つまり、構造物
３は筐体１と同じ材料である。このように構造物３を形
成すると、新たな部品を製造したり、取り付けたりする
必要がなく、製作に時間や費用がかかることもない。ま
たこのような簡単な方法により、筐体面上の電流の流れ
が断ち切られないようにすることができ、その結果、開
口部２からの電磁波の放射，漏洩や侵入を低減すること
ができる。

【００２９】尚、開口部３を型で打ち抜いたときにその
縁にバリと称されるものができるが、通常のバリは高さ
が低く、電磁シールドの効果は持たない。つまり、バリ
は、開口部の長辺の長さLの0.11倍よりも低く、原理的
に電磁シールドの作用はしない。

【００３０】この実施例において、導電性構造物３は筐
体１の開口部２の縁を折り曲げて形成したものであった
が、筐体と同じ材料または導電性の他の板材を用い、開
口部の縁に後から蝋付けするなどして筐体１と電気的に
接続させてもよい。また、図１に示す導電性構造物３の
形状は帯状であるが、この形状に限られるものではな
い。例えば、帯より厚さのある壁状や凸状の部材で開口
部の縁を取り囲むようにしてもよい。この場合、壁状部
材，凸状部材の全てを導電性部材で形成してもよく、ま
た、その表面のみ導電性塗料で被覆するなどしてもよ
い。尚、これは以下の実施例についても同様である。

【００３１】図５は、本発明の第２実施例に係る電磁シ
ールド筐体の透視図である。本実施例は、電磁シールド
筐体１の３ヵ所の開口部２を、まとめて導電性構造物３
で取り囲んでいる。構造物３は、筐体と同じ導電性材料
でできており、筐体と電気的に接続させている。このよ
うに、複数個の開口部をまとめて構造物で囲んでも、前
述した作用により放射される電磁波量を低減することが
できる。もちろん、開口部の数は３個に限られるもので
はなく、２個またはこれ以上であっても同様にまとめて
囲めばよい。また、構造物３は、筐体と異なる導電性の
他の材料を用いて、筐体と電気的に接続させたものであ
ってもよい。

【００３２】図６は、本発明の第３実施例に係る電磁シ
ールド筐体の透視図である。本実施例では、電磁シール
ド筐体１に複数個の円形状開口部４が設けられている。
本実施例のように開口部が円形状をしていても、図６に
示す様に、導電性材料でできた構造物３で円形状開口部
４を取り囲み、筐体１と電気的に接続させればよい。

【００３３】図７は、本発明の第４実施例に係る電磁シ
ールド筐体の透視図である。本実施例は、開口部５が、
電磁シールド筐体１を構成する６つの平面のうち、２つ
の平面にまたがっている例を示す。この場合も、上述の
実施例と同様に、開口部５を取り囲むように導電性材料
でできた構造物３を設け、筐体と電気的に接続させれば
よい。このように、開口部が１つの平面にある場合はも
ちろん、複数の平面にまたがって存在している場合にも
本発明は有効である。本実施例では、開口部５がまたが
る平面は２つであったが、開口部がまたがる平面の数は
これに限られるものではなく、３つ、あるいはそれ以上
であってもよい。

【００３４】図８は、本発明の第５実施例に係る電磁シ
ールド筐体の透視図である。本実施例は、構造物３を電
磁シールド筐体１の外側に設置している。図８にはその
様子を、筐体の背面右斜め上から見た図によって示して
ある。本実施例でも、上述の実施例と同様に、導電性材
料でできた構造物３は開口部２を取り囲み、筐体１と電
気的に接続している。本実施例のように、構造物を筐体
の外部に設置した場合でも電磁波の放射，漏洩や侵入を
低減する効果がある。

【００３５】上記の各実施例において、構造物３の形状
はいずれも帯状であったが、この形状に限られるもので
はない。構造物３の、電磁シールド筐体１と接続されて
ない方の辺は、直線でなくても、曲線，折れ線等でもよ
い。つまり、構造物３の高さは一定でなくてもよい。ま
た、構造物３の厚さも一定でなくてよい。構造物３は導
電性材料で形成され、電磁シールド筐体１と電気的に接
続していればよい。さらに、電磁シールド筐体１と構造
物３は必ずしも導電性材料（例えばアルミニウム）のみ
で形成されなくてもよい。例えば、プラスチックにメッ
キをしたもの、導電性の塗料を塗布したもの、導電性の
テープやシートを貼ったもの等でもよく、表面に電流が
流れるように、導電性材料を用いて形成されていればよ
い。また、上記の実施例では、開口部はスリット状また
は円形状であったが、この形状に限られるものではな
い。開口部がいかなる形状であっても、構造物が開口部
を取り囲むように存在し、筐体と電気的に接続していれ
ばよいのである。また、電磁シールド筐体の形状も、上
記実施例のような直方体形状に限られるものではなく、
いかなる形状、大きさであっても本発明の効果は得られ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、電磁シールド筐体の開
口部からの電磁波の放射，漏洩や侵入を、部品数を増や
さず簡単に、しかも時間や費用をかけない効果的な方法
で低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る電磁シールド筐体の
透視図である。

【図２】本発明の作用を確認するために行われた数値シ
ミュレーションでの電磁シールド筐体の図である。

【図３】本発明の作用を確認するために行われた数値シ
ミュレーション例の結果を示すグラフである。

【図４】電子機器の内部構成の一例を示す示す模式図で
ある。

【図５】本発明の第２実施例に係る電磁シールド筐体の
透視図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る電磁シールド筐体の
透視図である。

【図７】本発明の第４実施例に係る電磁シールド筐体の
透視図である。

【図８】本発明の第５実施例に係る電磁シールド筐体の
透視図である。

【符号の説明】

１…電磁シールド筐体、２…開口部、３…導電性構造
物、４…円形状開口部、５…２つの平面にまたがる開口
部、１１…ＣＰＵ、ＲＡＭ搭載ボード、１２…ＨＤＤ、
１３…ＦＤＤ、１４…電源、１５…ＣＲＴ、１６…ケー
ブル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性板材で形成され内部に電気部品を
収納する電磁シールド筐体において、前記導電性板材に
設けられた開口部と、該開口部の縁を取り囲むように立
設され前記導電性板材に電気的に接触する帯状の導電性
構造物とを備え、該導電性構造物の高さを前記開口部の
最大寸法の少なくとも0.11倍とすることを特徴とする電
磁シールド筐体。
【請求項２】請求項１において、帯状の導電性構造物
の代わりに厚さのある壁状または凸状の導電性構造物と
したことを特徴とする電磁シールド筐体。
【請求項３】請求項１または請求項２において、導電
性構造物は前記電磁シールド筐体を構成する前記導電性
板材を屈曲して形成されていることを特徴とする電磁シ
ールド筐体。
【請求項４】請求項１または請求項２において、導電
性構造物は、前記電磁シールド筐体を構成する前記導電
性板材とは別部材で形成し前記開口部に取り付けたもの
であることを特徴とする電磁シールド筐体。
【請求項５】請求項４において、前記導電性構造物の
本体は非導電性部材でなり表面を導電性材料で被覆した
ことを特徴とする電磁シールド筐体。
【請求項６】導電性板材で形成され内部に電気部品を
収納する電磁シールド筐体において、前記導電性板材に
設けられた複数の隣接する開口部と、複数の隣接する開
口部を内側に取り囲むように立設され前記導電性板材に
電気的に接触する帯状の導電性構造物とを備えることを
特徴とする電磁シールド筐体。
【請求項７】請求項６において、帯状の導電性構造物
の代わりに厚さのある壁状または凸状の導電性構造物と
したことを特徴とする電磁シールド筐体。
【請求項８】請求項１または請求項２において、導電
性構造物は前記電磁シールド筐体を構成する前記導電性
板材を屈曲して形成されていることを特徴とする電磁シ
ールド筐体。
【請求項９】請求項６または請求項７において、導電
性構造物は、前記電磁シールド筐体を構成する前記導電
性板材とは別部材で形成したものであることを特徴とす
る電磁シールド筐体。
【請求項１０】請求項９において、前記導電性構造物
の本体は非導電性部材でなり表面を導電性材料で被覆し
たことを特徴とする電磁シールド筐体。
【請求項１１】請求項６乃至請求項１０のいずれかに
おいて、導電性構造物の高さを、少なくとも開口部の最
大寸法の0.11倍としたことを特徴とする電磁シールド筐
体。
【請求項１２】請求項１乃至請求項１１に記載の電磁
シールド筐体と、該電磁シールド筐体の内部に搭載され
る電気部品とからなることを特徴とする電気機器。
【請求項１３】請求項１２において、電気部品は高周
波で動作する電子装置を含むことを特徴とする電気機
器。
【請求項１４】請求項１２において、電気部品は、Ｃ
ＰＵ，ＲＡＭ，ＨＤＤ，ＦＤＤ，電源とからなるパソコ
ンを構成することを特徴とする電気機器。