JP2005347445A - 電子機器・通信機器の電磁波シールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シールド部材同士をバネホックで締結した電磁波シールド構造を提供する。
【解決手段】シールドケース（１）と、電磁波を発生し又は外部からの電磁波の影響を受ける電子部品を搭載したプリント配線板（２）と、バネホック（５２）とを有する電子機器のシールド構造であって、シールドケースとプリント配線板とがバネホックで締結されている。バネホックは頭部（５２１）と鍔部（５２２）とこれらを繋ぐ胴部からなり、頭部と鍔部でシールドケースとプリント配線板とを狭持して締結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器や通信機器の電磁波シールド構造に関し、特に高周波通信機器に適用して好適な電磁波シールド構造に関する。

高周波通信機器では、不要電磁波の侵入を阻止し、或いは外部への不要電磁波の漏洩を防ぐため電磁波のシールド構造が必要になる。例えば、無線通信システムに使われる無線通信基地局機器や携帯電話基地局機器には、送受信系はそれぞれ発振器、周波数変換回路、フィルター部、増幅器、電源部、制御部などで構成されており、各部に電磁波シールドの必要がある。シールド構造として、通信機器の筐体自体をシールド構造とするもの、筐体内で高周波回路自体をシールドする構造とするもの、或いは、両者が併用されるものなどがあるが、シールド構造の基本は、高周波回路等を導電性シールド部材で囲んで電磁波の漏洩を防ぐものである。そして、通常、高周波回路等を内部に包含するように複数の導電性シールド部材をネジ等で締結しシールド構造を作り上げている。この種のシールド構造は多数提案されている。

例えば、実開平５‐６３０９８号公報（特許文献１）は、このようなシールド構造の一例で、金属ハウジングと金属カバーとを複数のネジで締結して内部に配置される通信機器のハウジングのシールド構造としている。

そして、一方の金属部材と他方の金属部材とをネジで締結してシールド構造とする場合に、ネジの締結位置と隣接するネジの締結位置との間に隙間ができると通信機器の動作周波数によっては電磁波が漏洩するため、２つの金属部材の間に弾性のある導電性シートを介在させている。

特開昭６２−２０８７２６号公報（特許文献２）は、マイクロ波集積回路を搭載したプリント基板を導電体上面に配置し、プリント基板外周囲に所定の間隔で弾性のある突起を配列した導電板を配置し、プリント基板の収納溝を底部に形成したシールドケースで、プリント基板を内部に納めて覆い、シールドケース、導電板、導電体をネジで締結するコンバータ装置のシールド構造を開示している。そして、導電板の突起は、一方の面から突き出た弾性を有する突起と反対の面から突き出た突起とを回路の動作周波数の波長の４分の１以下の間隔で配列し、これら突起が、導電体とシールドケースで挟持され、導電体とシールドケースとで電気的に十分な接地が得られるようにしたシールド構造である。

実開平５‐６３０９８号公報 特開昭６２−２０８７２６号公報

特許文献１及び特許文献２に開示されたシールド構造は、一方のシールド部材と他方のシールド部材とをネジで締結する際に、十分なシールド構造が得られるようにするため、一方のシールド部材と他方のシールド部材との間に、弾性のある導電性シートや、両面に所定間隔で突起を形成した導電板を介在させている。

また、導電性シートや所定間隔で突起を配列した導電板を介在させなくとも、締結用のネジの配設間隔を狭めて、電気的接地を改善する手法もあるが、動作周波数の高い高周波回路のシールド構造にするためにはネジの配設ピッチが狭まり、これにつれて使用すべきネジの数も増加し、ネジの取付作業が増加する。

本発明は、一方のシールド部材と他方のシールド部材とをバネホックで締結した新しいシールド構造を提供することにある。

本発明によれば、第１のシールド部材と第２のシード部材と締結部材とを含む機器のシールド構造において、前記締結部材は頭部と鍔部と前記頭部と鍔部を繋ぐ胴部とを有し、前記締結部材の前記頭部と前記鍔部とが前記第１のシールド部材と前記第２のシールド部材をその接触部で挟み込み前記頭部と前記鍔部にかかる張力で締結することを特徴とする機器のシールド構造がえられる。

前記締結部材は、バネ材で形成されたバネホックであることがのぞましい。

前記第１のシールド部材は電子部品を内部に収納するシールドケースを含み前記第２のシールド部材はシールドカバーを含む。

第２のシールド部材は前期電子部品を搭載したプリント配線板を含み、前記プリント配線板の電子部品搭載面と反対方向にグラウンドパターンが形成されている。

本発明によれば、また、電子部品を配置したプリント配線板と、前記電子部品を内部に収めるシールドケースと締結部材とを含む機器のシールド構造において、前記締結部材は頭部と鍔部と前記頭部と鍔部を繋ぐ胴部とを有し、前記締結部材の前記頭部と前記鍔部とが前記プリント配線板と前記シールドケースとをその接触部で挟み込み前記頭部と前記鍔部にかかる張力で締結することを特徴とする機器のシールド構造が得られる。

前記締結部材は、バネ材で形成されたバネホックを含む。前記シールドケースと前記プリント配線板とは締結構造の機械的強度を保つ数のネジで締結される。

前記シールドケースはその下部から側壁内部に座繰り加工で形成した空洞を有し、前記バネホックの頭部を前記空間から挿入し前記プリント配線板を前記シールドケースに締結する。

本発明では、一方のシールド部材と他方のシールド部材を電気的に接地するにあたり、ネジでのシールド部材とシールド部材との締結を構造体の機械的強度保持のために主として使用し、ネジでの締結位置以外では、シールド部材をバネホックを使用して締結したシールド構造であるから、組立が容易なシールド構造を提供できる。

また、分解もバネホックの取付方向の逆側から加圧することによって比較的簡易に行うことができるから、高周波部品の修理取替え時の作業も簡便になる。

また、ネジの締結部分が少なくできるから、ネジ締結用に必要なシールド部材へのタップ加工もその分少なくできる。

本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例の電子部品のシールド構造を示す分解斜視図である。同図において、１はシールドケース、２は電子部品が搭載されプリント配線されたプリント配線板である。シールドケース１はその底部は閉じており、内部は隔壁で隔てられ４つの側壁１０とで３つの空間１１、１２及び１３を形成している。シールドケースは金属材料でできている。プリント配線板２には、その下部に複数の電子部品（図示せず）が配置されている。シールドケースの各空間には互いに電磁波の影響を受けることを嫌う機能毎に電子部品が配置されるようにプリント配線板に予め配列してある。プリント配線板2は、電子部品の搭載面と反対側の面にシールドケースをカバーする拡がりの導電材料できたグラウンドパターン（図示せず）を形成している。このグラウンドパターンは、プリント配線板を多層構造とした多層基板に形成してもよい。また、プリント配線板２の電子部品搭載面のシールドケースと接触させる面にも導電材料できたグラウンドパターンが形成されている。これらグラウンドパターンは、銅メッキ、金メッキ等でできている。

３１、３２、３３及び３４は、金属製のネジで、プリント配線板２に設けた挿入穴（図示せず）を通してシールドケース１の四隅に設けたネジ穴４１、４２，４３及び４４に結合してプリント配線板をシードケースに締結する。

プリント配線板２には、図で×印を付した位置に挿入穴６１が形成され、その穴にはシールドケースの側壁１０を通して挿入したバネホック５１が係合してプリント配線板とシールドケース１を締結している。

図２は、図１において、シールドケース１とプリント配線板２とをバネホックで締結した状態の締結箇所の断面図である。同図において、金属ケースの側壁１０に隔壁上部の肉厚が所定の厚みになるようにその下部から座繰り加工が施されて空洞１２が形成されている。そして、側壁の上部にはバネホックの頭部が貫通する穴１１が形成されている。側壁内部からバネホック５２が、プリント配線板２の挿入穴６１を通して圧入され、プリント配線板２を金属ケースの側壁に締結している。

図３は、プリントは配線板のバネホック挿入穴６１の形状を示す平面図で、同図（ａ）に示す楕円形状又は同図（ｂ）に示すダブルＤ形状が望ましい。

図４は、バネホック５２で、中心線の右側にその外観平面図を左側に断面を示してある。バネホック５２は頭部５２１と鍔部５２２とこれらを繋ぐ胴部５２３とが一体に形成されている。頭部は、球形で横断面は円形で、バネホックの横断面が最大となる部分での直径がプリント配線板の挿入穴６１の短径と等しいか、わずかに大きく形成されている。鍔部は、中心から周辺に向かうほど縦方向で頭部に近づくように皿状又は傘状の形状をしている。また、バネホックは鍔部の底部から胴部を経て頭部まで中空にして肉厚が弾性変形するようにしてある。胴部の外側の長さから皿形状の深さを差し引いた部分の長さが、締結される部材の肉厚より短くなるように形成してある。バネホックは、バネ用薄板材をプレス成型加工により製作できる。また、バネ用材料の切削加工によっても、バネ用薄板材を回転させながら工具と薄板材を強く押し付け合い、薄板材の可塑性を利用して肉を盛り上げて形成する転造加工によって作ることもできる。

図５は、バネホックを用いたシールド構造の組み立て方と締結の様子を示す断面図である。同図（ａ）のバネホック５２を、その頭部５２１から同図（ｂ）に示すシールドケースの側壁上部の挿入穴を貫通し、プリント配線板２の挿入穴６１に圧入して挿入する。同図（ｃ）は、圧入された締結状態を示すもので、圧入後は、バネホック５２の鍔部５２２の周辺部が側壁１０の上部に接触し、頭部５２１は、胴部に近い部分でプリント配線板２の挿入穴の周辺に接触している。バネホックの胴部の外側の長さから鍔部の皿の深さを引いた胴部の長さをプリント配線板の厚みと側壁１０の上部厚みとの和より短く設定すれば、鍔部のＡで記した皿バネ部分と頭部のＢで記した球形部分とで、それぞれシールドケースの側壁１０の上部とプリント配線板２とをバネホックの鍔部の皿状バネ部と頭部とに加わる張力の反作用で押圧され密着させることができるから、隙間が生ぜず電磁波シールドの信頼性を確保することができる。

本発明のシールド構造では、バネホックでの組立は、加圧力のみで装着し締結でき、且つ取りはずしは、装着時と反対方向から同様に加圧することによって容易に行うことができる。

図１を再び参照すると、プリント配線板２は×印の各箇所に、各々シールドケースの側壁及び隔壁にバネホックを加圧挿入して締結される。

上記実施例では、シールドケースは金属材料で形成されている場合について示したが、シールドケースを絶縁材料で作りその内壁に導電塗料などの導電材を塗布し、隔壁及び側壁上部にも導電材を形成した構造でもよい。

また、上記実施例では、バネホックとしてバネ材を用いたが、バネ材の代わりの金属材料を使用したバネホックと同じような形状の部材を形成し、シールドケースの側壁又は隔壁上部との間にバネ座金を使用して締結することもできる。

上記実施例では、シールドケースの側壁の壁を座繰り、内部に座繰り部を形成してバネホック押圧して押し込み締結構造としているが、座繰り部を設ける代わりに側壁の壁圧を薄くし、シールドケースの上部でＬ型形状に折り曲げた上辺部を形成して、バネホックの頭部挿入穴を形成し、Ｌ形状上辺部とプリント配線板をバネホックで締結する構造にしてもよい。

また、上記実施例では、プリント配線板とシールドケースとのシールド構造を例に説明したが、シールドケースとシールカバーとの締結構造に適用してもよい。
さらに、筐体ケースと筐体の蓋とで筐体を作り上げる際のシールド締結構造に適用してもよい。その場合には、電磁波シールドが必要な部品は、これらの内部に配置される。

いずれの場合にも、バネホックの配列間隔は、問題となる電磁波の波長の４分の１より短くなるように配置するのがシールド効果を上げる意味から望ましい。

本発明のシールド構造の実施例を示す分解斜視図である。 本発明の実施例のシールド構造の締結部分を示す断面図である。 本発明の実施例に用いるプリント配線板に設けたバネホックの挿入穴の形状を示す図である。 本発明の実施例で使用するバネホックの一部断面図である。 本発明のシールド構造の組立方及び締結状況を説明するための図である。

符号の説明

１ シールドケース
２ プリント配線板
１０ シールドケースの側壁
１１ シールドケースの挿入穴
４１，４２，４３，４４ ネジ穴
３１，３２，３３，３４ ネジ
５２ バネホック
６１ プリント配線板の穴
５２１ バネホックの頭部、
５２２ バネホックの鍔部
５２３ バネホック胴部

Claims (13)

1. 第１のシールド部材と第２のシード部材と締結部材とを含む機器の電磁波シールド構造において、前記締結部材は頭部と鍔部と前記頭部と鍔部を繋ぐ胴部とを有し、前記締結部材の前記頭部と前記鍔部とが前記第１のシールド部材と前記第２のシールド部材をその接触部で挟み込み前記頭部と前記鍔部にかかる張力で締結することを特徴とする機器の電磁波シールド構造。
2. 前記締結部材は、バネ材で形成されたバネホックを含む請求項１記載の機器の電磁波シールド構造。
3. 前記締結部材の鍔部はバネ状座金を介して前記第１又は第２のシールド部材を締結する前記請求項１記載の機器の電磁波シールド構造。
4. 前記第１のシールド部材は電子部品を内部に収納するシールドケースを含み前記第２のシールド部材はシールドカバーを含む請求項２記載の機器の電磁波シールド構造。
5. 前記第１のシールド部材および前記第２のシールド部材は電子部品を内部に収納するシールドケースを含む請求項２記載の機器の電磁波シールド構造。
6. 前記第１のシールド部材は電子部品を内部に収納するシールドケースを含み前記第２のシールド部材は前期電子部品を搭載したプリント配線板を含み、前記プリント配線板の電子部品搭載面と反対方向にグラウンドパターンが形成されている請求項２記載の機器の電磁波シールド構造。
7. 電子部品を配置したプリント配線板と、前記電子部品を内部に収めるシールドケースと締結部材とを含む機器の電磁波シールド構造において、前記締結部材は頭部と鍔部と前記頭部と鍔部を繋ぐ胴部とを有し、前記締結部材の前記頭部と前記鍔部とが前記プリント配線板と前記シールドケースとをその接触部で挟み込み前記頭部と前記鍔部にかかる張力で締結することを特徴とする機器の電磁波シールド構造。
8. 前記締結部材は、バネ材で形成されたバネホックを含む請求項７記載の機器の電磁波シールド構造。
9. 前記シールドケースと前記プリント配線板とは締結構造の機械的強度を保つ数のネジで締結されている請求項７又は８記載の機器の電磁波シールド構造。
10. 前記プリント配線板の前記シールドケースと接する部分に金属材料などの導電材料のパターンが形成されている請求項７、８又は９記載の機器の電磁波シールド構造。
11. 前記プリント配線板にはシールドケースをカバーする範囲でグラウンド層が形成されている請求項７、８、９又は１０記載の機器の電磁波シールド構造。
12. 前記シールドケースはその下部から側壁内部に座繰り加工で形成した空洞を有し、前記バネホックの頭部を前記空間から挿入し前記プリント配線板を前記シールドケースに締結する請求項７、８、９、１０又は１１記載の機器の電磁波シールド構造。
13. 前記シールドケースはその側壁がＬ字形状に折れ曲がった上辺部を有し、前記上辺部に設けた挿入穴から前記バネホックを挿入して前記プリント配線板を前記シールドケースに締結する請求項７、８、９、１０又は１１記載の機器の電磁波シールド構造。

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