CN112136372A - 屏蔽框体 - Google Patents

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Abstract

提供一种屏蔽框体，其具有：基座部，其由非金属材料形成，在载置面搭载电子部件；盖部，其由金属材料形成，覆盖电子部件的周围；以及金属板，其与基座部的外侧面抵接，并且端部比基座部向外侧凸出。盖部的侧壁部具有：第一端，其与基座部的载置面抵接；以及第二端，其在基座部的厚度方向上延伸设置，且与金属板的端部抵接。

Description

屏蔽框体
技术领域
本发明涉及一种能够对电子部件进行收纳的屏蔽框体。
背景技术
屏蔽框体对电子部件进行收纳，并且防止从电子部件产生的电磁波向框体外部放射以及电磁波从框体外部向框体内部进入。如果屏蔽框体使用厚金属材料构成，则屏蔽性变好，但从轻量化、成本以及加工性的观点来看，并不优选。需要在搭载电子部件的基座部设置用于对部件进行冷却的流路，在由非金属材料形成的情况下，难以在基座部内部组装用于屏蔽的金属板，需要在基座部的外周组装金属材料。另外，为了确保与电子部件的绝缘，优选基座部由非金属材料形成。
在对电子部件进行收纳的框体由非金属材料构成的情况下，考虑到屏蔽性，已知有在非金属材料的内部设置金属板的技术。例如，在JP2013-110358A中，通过树脂制造屏蔽框体的侧壁，在树脂内部设置金属板，确保屏蔽性。
发明内容
但是，在上述屏蔽框体中，由于在树脂内部设置金属板，因此存在加工困难、成本变高的问题。另外，在将JP2013-110358A的技术应用于搭载电子部件的基座部的情况下，必须在由树脂等非金属材料构成的基座部内部设置避开了冷却流路的形状的金属板，屏蔽性会恶化。
本发明的目的在于提供一种加工容易且屏蔽性良好的屏蔽框体。
根据本发明的一个方式，提供一种屏蔽框体，其具有：基座部，其由非金属材料形成，在载置面搭载电子部件；盖部，其由金属材料形成，覆盖电子部件的周围；以及金属板，其与基座部的外侧面抵接，并且端部比基座部向外侧凸出。盖部的侧壁部具有：第一端，其与基座部的载置面抵接；以及第二端，其在基座部的厚度方向上延伸设置且与金属板的端部抵接。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的屏蔽框体的概略结构图。
图2是表示第2实施方式所涉及的屏蔽框体的概略结构图。
图3是表示第3实施方式所涉及的屏蔽框体的盖部与基座部以及金属板的抵接部分的局部放大图。
图4是表示金属板的材料、厚度以及屏蔽特性的关系的曲线图。
图5是表示屏蔽框体的盖部与基座部以及金属板的抵接部分的局部放大图。
图6是表示金属板的厚度、金属板发生了变形的情况下的应力、变形量的曲线图。
图7是表示金属板的厚度的成立范围的例子的曲线图。
具体实施方式
下面，一边参照附图等一边对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式所涉及的屏蔽框体1的概略结构图。图1所示的屏蔽框体1是对电子部件2进行收纳的框体。
如图1所示，屏蔽框体1由搭载电子部件2的基座部3、将电子部件2的周围覆盖的盖部4、以及与基座部3的外侧面31抵接的金属板5构成。
电子部件2例如是搭载于车辆等的逆变器。屏蔽框体1防止从电子部件2产生的电磁波向框体外部放射，并且防止电磁波从框体外部向框体内部进入而使电子部件2误动作的情况。
基座部3例如由树脂等绝缘性的非金属材料形成，在载置面32搭载电子部件2。在基座部3的内部形成用于对电子部件2进行冷却的制冷剂流动的冷却流路(未图示)。
盖部4例如由铝等金属材料形成，覆盖电子部件2的周围。盖部4的侧壁40的端部41(侧壁端部41)与基座部3的载置面32以及金属板5的端部51抵接。此外，盖部4与基座部3以及金属板5的抵接构造的详情在后面叙述。
金属板5与基座部3的外侧面31抵接设置。金属板5的外形形成得比基座部3的外侧面31的外形大，位于金属板5的外周缘的端部51比基座部3向外侧凸出。
接着，说明盖部4与基座部3以及金属板5的抵接构造。
如图1所示，盖部4的侧壁40的端部41(侧壁端部41)与位于基座部3的载置面32的外周缘的端部33以及位于金属板5的外周缘的端部51抵接。如后所述，盖部4、基座部3以及金属板5通过螺栓6(紧固部件)而紧固在一起。
盖部4的侧壁端部41包含：第一端411，其端面414与基座部3的载置面32抵接；第二端412，其从比第一端411更靠外侧的部分起，在基座部3的厚度方向上延伸设置。第二端412的基座部3的厚度方向内侧侧面与基座部3抵接，第二端412的前端面415与金属板5的端部51抵接。此外，第二端412的内侧侧面并不一定需要与基座部3抵接。
在第一端411的端面414的中央部，以能够进行螺栓紧固的方式切出有螺孔，在基座部3以及金属板5的靠近端部的与该螺孔对应的位置，分别设置有螺栓用的贯通孔。在设置于基座部3的贯通孔中，为了防止螺栓紧固的松动，插入由金属等形成的圆筒形的轴环。
将螺栓6从金属板5的外侧面52穿过金属板5以及基座部3的贯通孔而拧入至侧壁端部41的第一端411的螺孔，由此将盖部4、基座部3以及金属板5紧固在一起而固定为一体。此外，金属板5的厚度优选为在通过螺栓6紧固在一起时能够通过紧固力变形的程度的厚度，但并不一定限于此。
在第一端411的比螺栓6被拧入的位置更靠内侧的位置设置有密封槽(未图示)，在密封槽嵌入有O型密封圈等密封部件。通过在比螺栓6更靠内侧的位置设置密封部件，防止来自外部的水等浸入至屏蔽框体1的内部。
根据上述第1实施方式的屏蔽框体1，能够得到下面的效果。
屏蔽框体1具有与由非金属材料形成的基座部3的外侧面31抵接的金属板5。由此，与在基座部3的内部设置金属板5的情况相比，加工容易，能够实现成本降低。另外，由于使金属板5与基座部3的外侧面31抵接而设置，因此不需要设置避开在基座部3的内部形成的冷却流路的形状的金属板5。由此，与在基座部3的内部设置金属板5的情况相比，能够确保良好的屏蔽性。
在屏蔽框体1中，由金属材料形成的盖部4的侧壁端部41包含在基座部3的厚度方向上延伸设置的第二端412。而且，第二端412的前端面415与金属板5的端部51抵接。由此，电子部件2被盖部4以及金属板5这样的金属部件完全覆盖。因此，即使在由非金属材料形成了基座部3的情况下，也能够确保良好的屏蔽性。
此外，屏蔽框体1的设置方向能够任意决定。例如，可以以使金属板5为上、盖部4为下的方式在使图1上下反转的状态下进行设置，也可以在使屏蔽框体1倾斜的状态下进行设置。
(第2实施方式)
参照图2，对第2实施方式所涉及的屏蔽框体1进行说明。
图2是表示第2实施方式所涉及的屏蔽框体1的概略结构图。在第2实施方式中，与第1实施方式的屏蔽框体1的不同点在于，盖部4的侧壁端部41包含向屏蔽框体1的外侧方向延伸设置的延伸设置部413。此外，在下面的实施方式中，对于实现与第1实施方式相同的功能的结构，使用相同的标号，适当省略重复的记载而进行说明。
如图2所示，盖部4的侧壁端部41包含：第一端411，其端面414与基座部3的载置面32抵接；延伸设置部413，其从第一端411向屏蔽框体1的外侧方向延伸设置；以及第二端412，其从延伸设置部413向金属板5延伸设置，前端面415与金属板5的端部51抵接。
延伸设置部413将第一端411与第二端412连结。延伸设置部413的下表面416与第一端411的端面414成为一个平面，与基座部3的载置面32抵接。由此，与盖部4的侧壁端部41不包含延伸设置部413的情况相比，盖部4的侧壁端部41与基座部3的载置面32相抵接的面的宽度变大。
在延伸设置部413的下表面416的中央部，以能够进行螺栓紧固的方式切出有螺孔，在基座部3以及金属板5的靠近端部的与该螺孔对应的位置，分别设置有螺栓用的贯通孔。在设置于基座部3的贯通孔中插入由金属等形成的圆筒形的轴环。
将螺栓6从金属板5的外侧面52穿过金属板5以及基座部3的贯通孔而拧入至侧壁端部41的延伸设置部413的螺孔，由此将盖部4、基座部3以及金属板5紧固在一起而固定为一体。在螺栓6被拧入至第一端411的情况下，必须使侧壁40的厚度变厚，确保螺栓6被拧入的第一端411的端面414的宽度较大。另一方面，在本实施方式中，螺栓6被拧入至延伸设置部413。因此，不需要在第一端411的端面414确保用于拧入螺栓6的宽度，能够使侧壁40的厚度变薄。
在延伸设置部413的下表面416的比拧入螺栓6的位置更靠内侧的位置设置有密封槽71，在密封槽71嵌入有密封垫7等密封部件。通过在比螺栓6更靠内侧的位置设置密封部件，能够防止来自外部的水等浸入至屏蔽框体1的内部。
此外，在本实施方式中，在延伸设置部413的下表面416形成有密封槽71，但形成密封槽71的位置只要是比拧入螺栓6的位置更靠内侧的位置即可，并不限于此。例如，也可以形成于第一端411的端面414，另外，也可以跨第一端411的端面414和延伸设置部413的下表面416而形成。
根据上述第2实施方式的屏蔽框体1，能够得到下面的效果。
在屏蔽框体1中，盖部4的侧壁端部41向屏蔽框体1的外侧方向延伸设置，并且屏蔽框体1包含将第一端411与第二端412连结的延伸设置部413。而且，将盖部4、基座部3以及金属板5紧固在一起的螺栓6被拧入至在延伸设置部413切出的螺孔。因此，由于不需要确保用于将螺栓6拧入至第一端411的端面414的宽度，因此能够使侧壁40的厚度变薄。由此，与将螺栓6拧入至第一端411的情况、即盖部4的侧壁端部41不包含延伸设置部413的情况相比，能够实现轻量化以及成本降低。
屏蔽框体1包含向屏蔽框体1的外侧方向延伸设置的延伸设置部413，延伸设置部413的下表面416与第一端411的端面414成为一个平面，与基座部3的载置面32抵接。因此，与盖部4的侧壁端部41不包含延伸设置部413的情况相比，盖部4的侧壁端部41与基座部3的载置面32相抵接的面的宽度变大。由此，能够确保用于对盖部4和基座部3进行密封的面的宽度较大。因此，密封构造的自由度提高，例如能够将密封槽71设置为密封垫槽，选择橡胶密封垫作为密封部件等，盖部4与基座部3的密封性提高。
此外，与第1实施方式相同地，屏蔽框体1的设置方向能够任意决定。例如，可以以使金属板5为上、盖部4为下的方式在将图2上下反转的状态下进行设置，也可以将屏蔽框体1倾斜设置。在上下反转设置的情况下，为了防止水等从螺栓6的贯通孔浸入至屏蔽框体1内，优选螺栓6的朝向也上下相反，使用焊接螺母，从盖部侧壁端部41的延伸设置部413侧通过螺栓6将盖部4、基座部3以及金属板5紧固在一起。
(第3实施方式)
参照图3以及图4，对第3实施方式所涉及的屏蔽框体1进行说明。
图3是表示第3实施方式所涉及的屏蔽框体1的盖部4与基座部3以及金属板5的抵接部分的局部放大图。在第3实施方式中，与第2实施方式的屏蔽框体1的不同点在于，盖部4的侧壁端部41的第二端412的基座部3的厚度方向长度H1比基座部3的厚度H2长。
如图3所示，盖部4的侧壁端部41的第二端412的基座部3的厚度方向长度H1构成为比基座部3的厚度H2长。
与第1、第2实施方式相同地，在基座部3的螺栓6穿过的贯通孔中插入由金属等形成的圆筒形的轴环。该轴环也可以从基座部3的贯通孔的一个端部凸出。在该情况下，盖部侧壁端部41的第二端412的基座部3的厚度方向长度H1形成得比轴环的圆筒方向长度更长。
金属板5的厚度构成为在盖部4、基座部3以及金属板5通过螺栓6被紧固在一起时能够变形的程度的厚度t。
如果盖部4、基座部3以及金属板5通过螺栓6被紧固在一起，则金属板5的端部51在与盖部4的侧壁端部41的第二端412的前端面415抵接的状态下被向基座部3按压，如图3所示，在与第二端412的前端面415抵接的状态下变形。由此，盖部4与金属板5更牢固地无间隙地抵接，确保高屏蔽性。
此外，金属板5的厚度t由金属板5的材料的屏蔽特性、变形特性以及应力决定。材料的屏蔽特性是关于金属板5的厚度t与屏蔽性的关系而各种材料所具有的特性，材料的变形特性是关于在对金属板5施加了相同大小的力的情况下的、金属板5的厚度t与金属板5的变形量d的关系而各种材料所具有的特性。另外，这里所说的应力是金属板5变形时在变形部位产生的阻力。
下面，使用图4～图6，说明金属板5的厚度t的成立范围。作为金属板5的材料，考虑铝、铁、铜等。
图4是表示金属板5的材料、厚度t以及屏蔽性的关系的曲线图。金属板5由铝材料形成，在将金属板5的厚度t设为0.8mm的情况下的屏蔽性设为基准值1的情况下，金属板5的各材料、厚度t以及屏蔽性的关系示出如图4所示的倾向。如图4所示，在任意材料中，金属板5的厚度t越厚，则屏蔽性越高。另外，在铁、铜的情况下，如果厚度为0.15mm左右，则具有与使用了0.8mm的铝材料的情况同等的屏蔽性。
图5是表示屏蔽框体1的盖部4与基座部3以及金属板5的抵接部分的局部放大图，图6是表示相对于金属板5的厚度t、发生了变形的情况下的应力和变形量d的曲线图。这里，使用材料力学的通常的矩形梁的式子进行了计算。
将从对盖部4、基座部3以及金属板5进行紧固的螺栓至相邻的螺栓的距离(紧固间距长度)设为矩形梁的宽度，这里设为100mm。接着，将从盖部4与金属板5相接触的点至螺栓6的凸缘外周的长度(图5的L所示的长度)设为矩形梁的长度，这里设为18mm。
使金属板5变形的力是由螺栓6的紧固力的一部分产生的，但如果在金属板5的变形上使用大的力，则对部件进行固定的力不足。螺栓6的紧固力也需要作为盖部4与基座部3之间的密封力，因此金属板5的变形不能使用太大的螺栓紧固力。因此，这里，将金属板5的变形所使用的力设为螺栓6的紧固力的10％，计算为474N。
对金属板5施加了上述力的情况下的金属板5的材料、厚度t、变形量d的关系如图6所示。如图6所示，例如即使是相同的厚度t，铁的变形量d也比铜以及铝小。另外，例如在考虑变形量d需要大于或等于0.3mm的情况下，需要使金属板5的厚度t在是铁时大约小于或等于1.2mm，在是铜时大约小于或等于1.4mm，在是铝时大约小于或等于1.7mm。
应力由形状决定，与材料的种类无关，因此在金属板5发生了变形的情况下，在变形部位产生的应力与金属板5的厚度的关系成为图6所示的一条曲线。关于应力，需要在不超过各材料的强度极限的范围决定金属板5的厚度t。
图7是表示金属板5的厚度t的成立范围的例子的曲线图。关于屏蔽性，将大于或等于上述基准值1的情况设为能够成立的范围。关于应力，将不超过各材料的强度极限的范围设为能够成立的范围。关于变形量d，将大于或等于0.3mm的情况设为能够成立的范围。屏蔽性、应力、变形量的各能够成立范围重叠的部分是金属板5的厚度t的成立范围，金属板5的厚度t能够在该范围内自由地决定。
这样，金属板5的厚度t的成立范围由金属板5的材料的屏蔽特性、材料的变形特性以及应力决定。
根据上述的第3实施方式所涉及的屏蔽框体1，除了通过第1以及第2实施方式的屏蔽框体1得到的效果之外，还能够得到下面的效果。
盖部4的第二端412在基座部3的厚度方向长度H1构成为比基座部3的厚度H2长。因此，如果盖部4、基座部3以及金属板5通过螺栓6紧固在一起，则金属板5在与第二端412的前端面415抵接的状态下变形。由此，能够使盖部4与金属板5更牢固地无间隙地抵接，能够确保高屏蔽性。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式表示的只不过是本发明的应用例的一部分，并不旨在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
上述各实施方式分别作为单独的实施方式进行了说明，但也可以适当地组合。

Claims (6)

1.一种屏蔽框体，其能够对电子部件进行收纳，
所述屏蔽框体的特征在于，具有：
基座部，其由非金属材料形成，在载置面搭载所述电子部件；
盖部，其由金属材料形成，覆盖所述电子部件的周围；以及
金属板，其与所述基座部的外侧面抵接，并且端部比所述基座部更向外侧凸出，
所述盖部的侧壁端部具有：
第一端，其与所述基座部的载置面抵接；以及
第二端，其在所述基座部的厚度方向上延伸设置，且与所述金属板的端部抵接。
2.根据权利要求1所述的屏蔽框体，其特征在于，
还具有紧固部件，该紧固部件将所述金属板、所述基座部以及所述盖部的所述第一端在所述基座部的厚度方向上紧固在一起，
所述金属板以在紧固在一起时能够变形的厚度构成。
3.根据权利要求1所述的屏蔽框体，其特征在于，
所述盖部还具有延伸设置部，该延伸设置部将所述第一端与所述第二端连结，
所述延伸设置部向屏蔽框体外侧方向延伸设置，下表面与所述基座部的载置面抵接。
4.根据权利要求3所述的屏蔽框体，其特征在于，
还具有紧固部件，该紧固部件将所述金属板、所述基座部以及所述盖部的所述延伸设置部在所述基座部的厚度方向上紧固在一起，
所述金属板以在紧固在一起时能够变形的厚度构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的屏蔽框体，其特征在于，
所述第二端的所述基座部的厚度方向长度比所述基座部的厚度更长。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的屏蔽框体，其特征在于，
所述金属板的厚度由所述金属板的材料的屏蔽特性以及变形特性、和在所述金属板发生了变形时的变形部位所产生的应力决定。
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