JP2010045420A - Electromagnetic shielding system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンピュータや通信装置などの情報技術装置の周囲に電磁シールド面を構築し、情報技術装置から放射される電磁波を遮蔽する電磁シールド装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic shielding device that constructs an electromagnetic shielding surface around an information technology device such as a computer or a communication device and shields electromagnetic waves radiated from the information technology device.
コンピュータや通信装置といった情報技術装置の内部回路がデジタル化されたことにより、装置の動作に伴って非意図的に電磁波が放射される。この非意図的な電磁波によってテレビやラジオ放送あるいは無線通信等が影響を受けないようにするため、電磁波レベルを基準以下に抑えることが法令や国際規格等によって義務づけられている。 As the internal circuits of information technology devices such as computers and communication devices are digitized, electromagnetic waves are unintentionally radiated with the operation of the devices. In order to prevent the unintentional electromagnetic waves from affecting television, radio broadcasting, wireless communication, and the like, it is required by laws and international standards to keep the electromagnetic wave level below the standard.
一方、デジタル回路の高集積化等によって動作電圧が低下し、装置外部から侵入した電磁波、電圧及び電流によって、装置の正常な動作が阻害されることがある。これを防止するためには、装置の外来電磁波に対する耐性を国際規格等に規定されている基準以上にすることは重要である。 On the other hand, due to high integration of digital circuits and the like, the operating voltage decreases, and the normal operation of the device may be hindered by electromagnetic waves, voltage, and current that enter from the outside of the device. In order to prevent this, it is important that the resistance of the device to external electromagnetic waves is higher than the standard defined in international standards.
更に、最近になって、装置から非意図的に放射される電磁波から、ディスプレイ画面情報やキー入力情報が盗み出される危険性や、外部から意図的に強力な電磁波を照射して装置の破壊や動作不良を誘発する行為の危険性が指摘されている。 Furthermore, recently, there is a danger that display screen information and key input information will be stolen from electromagnetic waves radiated unintentionally from the device, and destruction and operation of the device by intentionally radiating strong electromagnetic waves from the outside. The danger of the act which induces the defect is pointed out.
上記のような問題に対処する一般的な手段の一つとして、装置の周囲を電磁シールド面で囲う方法がある。例えば、装置が設置されている部屋の壁面、床及び天井の全ての面を、金属製の電磁シールド材で構成する場合がこれに相当する。 As a general means for dealing with the above problems, there is a method of surrounding the apparatus with an electromagnetic shield surface. For example, this corresponds to a case where all surfaces of a wall surface, a floor, and a ceiling of a room where the apparatus is installed are made of a metal electromagnetic shield material.
電磁シールド面の構成方法としては、全く接合部のない一枚の金属板による場合、複数の金属板(パネル)を接合して構成する場合に大別される。最近では材料や組み立てコストあるいは施工性の面などから、後者の構成法がよく用いられている。 The method of configuring the electromagnetic shield surface is broadly divided into a case of using a single metal plate having no joints and a case of forming a plurality of metal plates (panels) by joining. Recently, the latter construction method is often used from the viewpoint of materials, assembly cost, and workability.
金属パネルの接合面に隙間があると電磁シールド性能の劣化要因となるため、要求される電磁シールド性能によって金属パネルの接合方法として異なる方法が用いられている。高い電磁シールド性能(例えば、100dB以上)が要求される場合には、溶接あるいは細かいビス留めやリベット打ちが用いられている。中程度の電磁シールド性能(例えば、50〜60dB程度)が要求される場合には、工程数やコストの低減等を目的として電磁シールドテープや電磁シールドガスケットで隙間を塞ぐ方法が用いられる。 If there is a gap in the joint surface of the metal panel, it becomes a cause of deterioration of the electromagnetic shield performance. Therefore, different methods are used for joining the metal panels depending on the required electromagnetic shield performance. When high electromagnetic shielding performance (for example, 100 dB or more) is required, welding or fine screwing or riveting is used. When a moderate electromagnetic shielding performance (for example, about 50 to 60 dB) is required, a method of closing the gap with an electromagnetic shielding tape or an electromagnetic shielding gasket is used for the purpose of reducing the number of processes and costs.
電磁シールドテープや電磁シールドガスケットを用いる場合には、従来では電磁シールドテープや電磁シールドガスケット単体の電磁シールド性能に基づいて、遮蔽しようとする電磁波の周波数に対して最も悪い電磁シールド性能値が、要求条件を満足するように設計が行われている。 When electromagnetic shielding tape or electromagnetic shielding gasket is used, the worst electromagnetic shielding performance value for the frequency of the electromagnetic wave to be shielded is conventionally required based on the electromagnetic shielding performance of the electromagnetic shielding tape or electromagnetic shielding gasket alone. Designed to meet the requirements.
尚、この出願に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。 The prior art document information related to this application includes the following.
しかしながら、電磁シールドテープや電磁シールドガスケット単体が十分な電磁シールド性能(例えば、80dB以上)を有しており、かつテープの貼り付け状態やガスケットとパネルとの電気的な接続等が適切に行われていても、構成された電磁シールド面が電磁シールド性能の要求条件を満足しないといった問題が生じる場合がある。 However, the electromagnetic shielding tape or electromagnetic shielding gasket alone has sufficient electromagnetic shielding performance (for example, 80 dB or more), and the tape is attached and the gasket and the panel are electrically connected properly. However, there may be a problem that the constructed electromagnetic shield surface does not satisfy the requirements for electromagnetic shield performance.
これは結合部から漏洩した電磁波が金属パネル表面を電流として流れ、角のような不連続面において電磁波として再放射することが原因の一つであると考えられる。このとき、パネルの構造に起因する共振周波数が存在し、図6に示すように特に共振周波数において(p1およびp2)、電磁波の再放射が大きくなり(結果として電磁シールド性能が悪くなる)、反共振周波数において(p3およびp4)、電磁波の再放射が小さくなる(結果として電磁シールド性能が良くなる)。電磁シールド性能は一般的に、遮蔽する電磁波の周波数に対して最も悪い値が要求条件を満足するかどうかで評価されるため、共振の影響等により電磁シールド性能値の遮蔽する電磁波の周波数に対する変動が大きいほど、平均値は電磁シールド性能の要求条件を満足していても、結果的には要求条件を満足していない結果となりやすい。 This is considered to be one of the causes that electromagnetic waves leaking from the coupling portion flow as current on the metal panel surface and re-radiate as electromagnetic waves on a discontinuous surface such as a corner. At this time, there is a resonance frequency due to the structure of the panel, and as shown in FIG. 6, particularly at the resonance frequency (p1 and p2), the re-radiation of the electromagnetic wave becomes large (as a result, the electromagnetic shielding performance deteriorates), At the resonance frequency (p3 and p4), the re-radiation of the electromagnetic wave is reduced (resulting in improved electromagnetic shielding performance). Since electromagnetic shielding performance is generally evaluated by whether the worst value for the frequency of the electromagnetic wave to be shielded satisfies the required conditions, the electromagnetic shielding performance value varies with the frequency of the electromagnetic wave to be shielded due to the influence of resonance, etc. The larger the value is, the more likely the average value will not satisfy the required condition, even if the average value satisfies the required condition of the electromagnetic shielding performance.
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、電磁シールドテープや電磁シールドガスケットなどを用いて金属パネルの隙間を塞ぐ簡易な電磁シールド方式において、角が存在する金属パネルを使用したとしても、確実に電子機器から放射される電磁波を遮蔽し得る電磁シールド装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a simple electromagnetic shield system that closes a gap between metal panels using an electromagnetic shield tape, an electromagnetic shield gasket, or the like, a metal panel having corners is used. It is another object of the present invention to provide an electromagnetic shield device that can shield electromagnetic waves radiated from electronic devices.
上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明は、複数の金属パネルを電磁シールドテープ又は電磁シールドガスケットを用いて接合して電磁シールド面を構成し、電子機器から放射される電磁波を遮蔽する電磁シールド装置であって、前記複数の金属パネルの一部は、金属パネル間の接合部に沿って平行に配置された少なくとも1つ以上の角を備え、遮蔽しようとする電磁波の周波数の範囲内における電磁シールド性能値の分布を正規分布と仮定し、前記金属パネルの第1端である前記接合部と前記接合部とは反対側の端である第2端とに前記角があるときの前記正規分布の平均値に対する±2σ(σは標準偏差である)の幅を0dBとし、前記第2端側の角が前記接合部に近づくにつれて前記±2σの幅が10を底として指数的に増加すると仮定して計算により求めた前記接合部から前記角までの距離と前記±2σの幅との関係に基づいて、前記±2σの幅が所望の値となるような前記接合部からの距離に、前記接合部に最も近い前記角を配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of metal panels are joined using an electromagnetic shielding tape or an electromagnetic shielding gasket to form an electromagnetic shielding surface, thereby shielding electromagnetic waves radiated from an electronic device. An electromagnetic shielding device, wherein a part of the plurality of metal panels includes at least one or more corners arranged in parallel along a joint portion between the metal panels, and a frequency range of electromagnetic waves to be shielded Assuming that the distribution of the electromagnetic shielding performance value in the inside is a normal distribution, when the joint is the first end of the metal panel and the second end that is the end opposite to the joint is the corner The width of ± 2σ (σ is a standard deviation) with respect to the average value of the normal distribution is set to 0 dB, and the width of ± 2σ is exponentially based on 10 as the corner on the second end side approaches the joint. To increase Based on the relationship between the distance from the joint to the corner and the width of ± 2σ obtained by calculation, the distance from the joint is such that the width of ± 2σ becomes a desired value. The corners closest to the joint are arranged.
請求項2記載の本発明は、複数の金属パネルを電磁シールドテープ又は電磁シールドガスケットを用いて接合して電磁シールド面を構成し、電子機器から放射される電磁波を遮蔽する電磁シールド装置であって、前記複数の金属パネルの一部が、金属パネル間の接合部に沿って平行に配置された少なくとも1つ以上の角を備え、遮蔽しようとする電磁波の周波数の範囲内における電磁シールド性能値の分布を正規分布と仮定し、前記金属パネルに前記角がないときの前記正規分布の平均値に対する±2σ(σは標準偏差である)の幅を基準(0dB)とし、前記±2σの幅が前記角の数の平方根に比例して増加すると仮定して計算により求めた前記角の数と前記±2σの幅との関係に基づいて、前記±2σの幅が所望の値となるような数の前記角を配置したことを特徴とする。
The present invention according to
本発明によれば、電磁シールドテープや電磁シールドガスケットなどを用いて金属パネルの隙間を塞ぐ簡易な電磁シールド方式において、角が存在する金属パネルを使用したとしても、接合部周囲の金属パネルの構造を制御することにより、電磁シールド性能値の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくすることが可能となるので、確実に電子機器から放射される電磁波を遮蔽することができる。 According to the present invention, even if a metal panel with corners is used in a simple electromagnetic shield system that closes a gap between metal panels using an electromagnetic shield tape, an electromagnetic shield gasket, or the like, the structure of the metal panel around the joint is used. By controlling this, it becomes possible to reduce the fluctuation of the electromagnetic shielding performance value with respect to the electromagnetic wave frequency to be shielded, so that the electromagnetic wave radiated from the electronic device can be reliably shielded.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係る電磁シールド設計方法を説明する前に、本実施の形態において用いられる電磁シールド装置10について説明する。図2に示す電磁シールド装置10は、複数の金属パネル1(図2においては2枚)を所定の隙間を空けて配置されており(隙間がないのが最適であるが、実際には接合作業において若干の隙間が生じてしまう)、該隙間を電磁シールドテープ2で接合して、電磁シールド面を形成している。図2に示すように金属パネル1は、強度を増すため、フラットな平面で構成されているのではなく、角4を備えた構成である。つまり、本実施の形態においては、複数の金属パネルを電磁シールドテープ又は電磁シールドガスケットを用いて接合して電磁シールド面を構成し、電子機器から放射される電磁波を遮蔽する電磁シールド設計方法であるが、金属パネル1が角4を有する場合に適用されるものである。
<First Embodiment>
Before describing the electromagnetic shield design method according to the first embodiment of the present invention, the
尚、本実施の形態における角4とは、平面に対して直角又は直角に近い角度で、外側もしくは内側に折れ曲がっている部分を意味する。また、本実施の形態の角4は、金属パネル間の接合部3に沿って平行に配置されたものをいい、金属パネル間の接合部3に垂直な角は含まない。従って、図2に示す1枚の金属パネル1は、4つの角を備えている。図3に角の数nが、n=2,4,6のときの金属パネル1の形状の一具体例を示す(上面図)。
Incidentally, the
図1は、図2に示した電磁シールド装置10において、所定の周波数の範囲内における電磁シールド性能値の分布を正規分布と仮定し、当該正規分布の平均値に対して±2σ(σは標準偏差)の幅と、接合部3と該接合部3から最も近い、上述した角4との距離dとの関係を示す図である。
1 assumes that the distribution of electromagnetic shielding performance values within a predetermined frequency range is a normal distribution in the
ここで、実線は、1枚の金属パネル1上において、角4がパネルの接合部3(一端)と反対の端(他端)にあるときに平均値±2σの幅を0dBとし、角4が接合部3に近づくにつれて平均値±2σの幅が10を底として指数的に増加すると仮定した計算値である。また、◆は、高さ655mm×幅425mm×厚さ0.6mmの鉄製の金属パネル1を2枚使用して電磁シールド性能値を測定し、この測定結果から実際に平均値±2σの幅を求めたものである。尚、正規分布においては、平均値を中心として±2σの範囲に含まれる割合は、全体の95.44%であるため、測定対象のほぼすべてが含まれる。
Here, the solid line indicates that the width of the average value ± 2σ is 0 dB when the
図1によれば、接合部3と、該接合部3と平行でかつ該接合部3に最も近い角4との距離dを調整することで、平均値±2σの幅を小さくすることができるので、以て、電磁シールド性能の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくすることができる。
According to FIG. 1, the width of the average value ± 2σ can be reduced by adjusting the distance d between the joint 3 and the
従って、本実施の形態によれば、電磁シールドテープ2等を用いて金属パネル1の隙間を塞ぐ簡易な電磁シールド方法において、角4が存在する金属パネル1を使用したとしても、接合部3と、接合部3と平行でかつ該接合部3に最も近い角4との距離dを調整することにより、電磁シールド性能値の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくすることが可能となるので、確実に電子機器から放射される電磁波を遮蔽することができる。
Therefore, according to this embodiment, even if the metal panel 1 having the
従来の電磁シールド方式においては、図4(a)に示すように、電磁シールド性能が要求条件より悪い場合(点線に示すシールド性能値Q1)、例えば、電磁シールドテープ2を2重貼りするなどして対処し、これにより、実線に示すシールド性能値Q2のように、シールド性能値全体が底上げされて、電磁シールド性能が改善されていた。ところが、本実施の形態においては、図4(b)に示すように、電磁シールド性能が要求条件より悪い場合(点線に示すシールド性能値Q1)には、実線に示すシールド性能値Q3のように、共振点及び反共振点の極大値及び極小値を平均値に近づけることにより、電磁シールド性能を向上させるので、本願発明は従来の電磁シールド方式とは全く異なる作用を有するものである。
In the conventional electromagnetic shielding system, as shown in FIG. 4A, when the electromagnetic shielding performance is worse than the required condition (shielding performance value Q1 indicated by the dotted line), for example, the
以上、本実施の形態においては、電磁シールドテープ2を用いて電磁シールド性能値の平均値を高めるとともに、距離dの調整により電磁シールド性能値の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくするので、簡易な電磁シールド方式であっても、良好な電磁シールド性能値を示すことができる。
As described above, in the present embodiment, the
尚、図1の結果によれば、一般的には、接合部3と角4との距離dを離した方が電磁シールド性能の向上に寄与するが、実際には、複数の接合部3の隙間間隔は一様ではない、用いられる金属パネル1の大きさは同一とは限らないなど他の諸条件を総合的に加味した上で最適な距離dが決定されるものである。
According to the results of FIG. 1, generally, the distance d between the joint 3 and the
<第2の実施の形態>本発明の第2の実施の形態に係る電磁シールド設計方法について説明する。尚、本実施の形態においては、第1の実施の形態と異なる構成及び機能のみ説明し、その他の構成及び機能に関しては同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 <Second Embodiment> An electromagnetic shield designing method according to the second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, only the configuration and functions different from those of the first embodiment will be described, and the other components and functions will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図5は、図2に示した電磁シールド装置10において、所定の周波数の範囲内における電磁シールド性能値の分布を正規分布と仮定し、当該正規分布の平均値に対して±2σ(σは標準偏差)の幅と、接合部3を含む1枚の金属パネル内に存在する角4の数nとの関係を示す図である。
5 assumes that the distribution of electromagnetic shielding performance values within a predetermined frequency range is a normal distribution in the
ここで、実線は、角4がないときを基準として、平均値±2σの幅が角4の数nの平方根に比例して増加すると仮定した計算値である。また、◆は、高さ655mm×幅425mm×厚さ0.6mmの鉄製の金属パネル1を2枚使用して電磁シールド性能値を測定し、測定結果から実際に平均値に±2σの幅を求めたものである。
Here, the solid line is a calculated value on the assumption that the width of the average value ± 2σ increases in proportion to the square root of the number n of
図5によれば、接合部3と、接合部3を含む1枚の金属パネル1内に存在する角4の数nを調整することで、平均値±2σの幅を小さくすることができるので、以て、電磁シールド性能の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくすることができる。
According to FIG. 5, the width of the average value ± 2σ can be reduced by adjusting the joint portion 3 and the number n of
従って、本実施の形態によれば、接合部3から角4までの距離dの代わりに、角4の数nを調整することで、第1の実施の形態と同じ効果を得ることができる。即ち、電磁シールドテープ2を用いて金属パネル1の隙間を塞ぐ簡易な電磁シールド方法において、角4が存在する金属パネル1を使用したとしても、接合部3と、接合部3を含む1枚の金属パネル内に存在する角4の数nを調整することにより、電磁シールド性能値の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくすることが可能となるので、確実に電子機器から放射される電磁波を遮蔽することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained by adjusting the number n of
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施の形態に対して種々の変形や変更を施すことができる。例えば、上述した第1の実施の形態に係る電磁シールド設計方法及び第2の実施の形態に係る電磁シールド設計方法の双方の要件を考慮した電磁シールド設計方法を採用して、電磁シールド性能値の遮蔽する電磁波周波数に対する変動を小さくしてもよいのは勿論である。 While the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and changes can be made to the embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention. For example, by adopting an electromagnetic shield design method considering the requirements of both the electromagnetic shield design method according to the first embodiment and the electromagnetic shield design method according to the second embodiment, the electromagnetic shield performance value Of course, the variation with respect to the electromagnetic wave frequency to be shielded may be reduced.
1…金属パネル
2…電磁シールドテープ
3…接合部
4…角
10…電磁シールド装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
前記複数の金属パネルの一部は、金属パネル間の接合部に沿って平行に配置された少なくとも1つ以上の角を備え、
遮蔽しようとする電磁波の周波数の範囲内における電磁シールド性能値の分布を正規分布と仮定し、前記金属パネルの第1端である前記接合部と前記接合部とは反対側の端である第2端とに前記角があるときの前記正規分布の平均値に対する±2σ(σは標準偏差である)の幅を0dBとし、前記第2端側の角が前記接合部に近づくにつれて前記±2σの幅が10を底として指数的に増加すると仮定して計算により求めた前記接合部から前記角までの距離と前記±2σの幅との関係に基づいて、前記±2σの幅が所望の値となるような前記接合部からの距離に、前記接合部に最も近い前記角を配置したことを特徴とする電磁シールド装置。 A plurality of metal panels are joined using an electromagnetic shielding tape or an electromagnetic shielding gasket to constitute an electromagnetic shielding surface, which is an electromagnetic shielding device that shields electromagnetic waves radiated from electronic equipment,
A portion of the plurality of metal panels comprises at least one corner disposed in parallel along a joint between the metal panels,
Assuming that the distribution of electromagnetic shielding performance values within the range of the frequency of the electromagnetic wave to be shielded is a normal distribution, the joint that is the first end of the metal panel and the second end that is opposite to the joint are the second end. The width of ± 2σ (σ is a standard deviation) with respect to the average value of the normal distribution when the corner is at the end is set to 0 dB, and as the corner on the second end side approaches the joint, the ± 2σ Based on the relationship between the distance from the joint to the corner and the width of the ± 2σ obtained by calculation on the assumption that the width exponentially increases from the base of 10, the width of the ± 2σ is a desired value. The electromagnetic shield device according to claim 1, wherein the corner closest to the joint is disposed at a distance from the joint.
前記複数の金属パネルの一部が、金属パネル間の接合部に沿って平行に配置された少なくとも1つ以上の角を備え、
遮蔽しようとする電磁波の周波数の範囲内における電磁シールド性能値の分布を正規分布と仮定し、前記金属パネルに前記角がないときの前記正規分布の平均値に対する±2σ(σは標準偏差である)の幅を基準(0dB)とし、前記±2σの幅が前記角の数の平方根に比例して増加すると仮定して計算により求めた前記角の数と前記±2σの幅との関係に基づいて、前記±2σの幅が所望の値となるような数の前記角を配置したことを特徴とする電磁シールド装置。 A plurality of metal panels are joined using an electromagnetic shielding tape or an electromagnetic shielding gasket to constitute an electromagnetic shielding surface, which is an electromagnetic shielding device that shields electromagnetic waves radiated from electronic equipment,
A portion of the plurality of metal panels comprising at least one or more corners disposed in parallel along a joint between the metal panels;
Assuming that the distribution of electromagnetic shielding performance values within the frequency range of the electromagnetic wave to be shielded is a normal distribution, ± 2σ (σ is a standard deviation) with respect to the average value of the normal distribution when the metal panel has no corner ) Based on the relationship between the number of corners obtained by calculation and the width of ± 2σ, assuming that the width of ± 2σ increases in proportion to the square root of the number of corners. Thus, an electromagnetic shield device having the number of the corners such that the width of ± 2σ becomes a desired value.
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