JP2011086749A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の輻射を抑制しつつ、通風効率をあげること。
【解決手段】導電性をもつ材質からなる筐体１００と、筐体１００内部に設置され、電磁波を輻射するデジタル処理回路１０２と、を備えた電子機器であって、筐体１００は、筐体１００の内部から筐体１００の外部へ送風する為の、もしくは、筐体１００の外部から筐体１００の内部へ送風する為の通風部１０１を備えており、通風部１０１は、導電性の部材により複数の穴部に分割されており、その複数の穴部のうち、最長の距離をｒ［ｍ］とし、デジタル処理回路１０２から輻射される電磁波の周波数をＡ［ｈｚ］とした場合に、
３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ ｒ
の関係を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波ノイズ源を持ち、且つ温度制御のためのファン通気孔を持つ電子機器で、輻射対策としての通気孔構成に関するものである。

近年のデジタルＡＶ機器は、映像、音声性能はアナログ機器に比べはるかにすぐれているが、一方、デジタル処理の高速クロックやデータ通信に伴う高周波ノイズによる輻射や
ＬＳＩから発生する熱の対策が問題となってきている。

特に、双方の対策は、互いに相反するものであり、熱を逃がすためのファン開口部は通風効率をあげるためできるだけ大きく開けたいが、輻射抑制を考えるとできるだけ小さくしたいという課題がある。特許文献１には、ファンの近傍に磁気遮蔽板を設置した磁気遮蔽筐体が開示されている。

特開平５−２５９６８９号公報

熱対策と輻射対策は、互いに相反するものである。より熱を逃がす構成とするためには通風効率をあげる必要があるため、ファン開口部はできるだけ大きく開けた方が良い。一方、より輻射を抑制するためには、ファン開口部はできるだけ小さくした方がよい。

本発明の目的は、通風効率をあげつつ、輻射を抑制可能な電子機器を提供することにある。

本発明は、導電性をもつ材質からなる筐体と、筐体内部に設置され、電磁波を輻射するデジタル処理回路と、を備えた電子機器であって、筐体は、筐体の内部から筐体の外部へ送風する為の、もしくは、筐体の外部から筐体の内部へ送風する為の通風部を備えており、通風部は、導電性の部材により複数の穴部に分割されており、その複数の穴部のうち、最長の距離をｒ［ｍ］とし、デジタル処理回路から輻射される電磁波の周波数をＡ［ｈｚ］とした場合に、
３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ ｒ
の関係を満たす。

これにより、電子機器の輻射を抑制しつつ、通風効率をあげることができる。

実施の形態１の電子機器の構成を示す図 デジタル処理回路１０２で発生する不要高周波ノイズの一例を示す図 図１の通風部１０１とデジタル処理回路１０２を真上からみた位置関係を示す図 通風部１０１の構成の詳細を示す図 仮想ダイポールアンテナ１０３と通風部１０１の関係を示す図 仮想ダイポールアンテナ１０３から通風部１０１を見たときの穴の大きさを示す図 実施の形態２の電子機器の構成を示す図 仮想ダイポールアンテナ１０３と通風部１０１との位置関係を説明する為の図 実施の形態３の電子機器の構成を示す図

（実施の形態１）
図１は実施の形態１の電子機器の構成を示す図である。図１において、ＡＶデジタル機器の外側の筐体１００は、デジタル処理を行う回路であるデジタル処理回路１０２と通風部１０１を備えている。デジタル処理回路１０２は、不要高周波ノイズの発生源の一例である。実施の形態１では、デジタル処理回路１０２は４．４５［ＧＨｚ］の不要高周波ノイズを発生する。図２は、デジタル処理回路１０２で発生する不要高周波ノイズの一例を示す図である。図２に示すように、デジタル処理回路１０２の不要高周波ノイズは、４．４５［ＧＨｚ］にピークがあり、その他の部分においてはノイズ量が少ない。

通風部１０１は、デジタル処理回路１０２が発生する熱を筐体外に逃がすために筐体１００に備えられた穴部である。通風部１０１は、筐体１００の内部から筐体１００の外部へ送風できる。また、通風部１０１は筐体１００の外部から筐体１００の内部へ送風できる。また、通風部１０１には、通風の為のファン（図示せず）を取り付けることができる。

ここで、筐体１００は導電性を持つ材質からなる。したがって、デジタル処理回路１０２から輻射する不要高周波ノイズは通風部１０１以外の場所においては、筐体１００の外部に放出されない。

１０４は、不要高周波ノイズを測定するログペリアンテナである。１０５は、デジタル処理回路１０２から放射される高周波ノイズを表している。

図３は、図１の通風部１０１とデジタル処理回路１０２を真上からみた位置関係を示す図である。図３に示すように実施の形態１のデジタル処理回路１０２は通風部１０１の正面に設置されている。

図４は、通風部１０１の構成の詳細を示す図である。通風部１０１は、導電性を持つ桟１０７と桟１０８を備えている。本明細書で「桟」は導電性を持つ物質で構成されている。実施の形態１の通風部１０１は丸型であり、その直径は５［ｃｍ］である。また、桟１０７と桟１０８は通風部１０１の中心を通り、且つ、それぞれは垂直に交差している。したがって、通風部１０１のそれぞれの穴部の空間の最大距離は２．５［ｃｍ］である。

一般にノイズ源の波長は、
波長λ［ｍ］＝ 光速Ｃ［ｍ／ｓ］ ／ 周波数Ｆ［Ｈｚ］
となる。ここで、光速Ｃ［ｍ／ｓ］＝２．９９７９２４５８×１０^８である。

実施の形態１においてデジタル処理回路１０２において発生する不要高周波ノイズは４．４５［ＧＨｚ］であるので、波長λは６．７［ｃｍ］である。また、デジタル処理回路１０２から波長λ＝６．７［ｃｍ］の不要高周波ノイズが発生する場合には、λ／２＝３．３７［ｃｍ］である高周波ノイズ１０５が発生する。

デジタル処理回路１０２で発生した電磁波をログペリアンテナ１０４で受信する場合を想定する。デジタル処理回路１０２で発生した電磁波をログペリアンテナ１０４で受信する場合、通風部１０１の穴部の空間の最大距離が高周波ノイズ１０５より長い必要がある。具体的には、高周波ノイズ１０５の波長は３．３７［ｃｍ］である場合に、通風部１０１の穴部の空間の最大距離が３．３７［ｃｍ］より大きい必要がある。逆に、通風部１０１の穴部の空間の最大距離が高周波ノイズ１０５より短い場合は、ログペリアンテナ１０４で受信される不要高周波ノイズは削減される。

図５は、仮想ダイポールアンテナ１０３と通風部１０１の関係を示す図である。ここでは、ノイズ源であるデジタル処理回路１０２を仮想ダイポールアンテナ１０３として記載している。デジタル処理回路１０２は、４．４５［ＧＨｚ］の不要高周波ノイズを発生しているので、４．４５［ＧＨｚ］の不要高周波ノイズを発生するアンテナとみなすことができる。そこで、デジタル処理回路１０２を仮想的にアンテナとみなし、仮想ダイポールアンテナ１０３として記載している。したがって、仮想ダイポールアンテナ１０３はあくまで仮想的なアンテナであり、現実にアンテナとして存在しない。あくまで、実施の形態１におけるデジタル処理回路１０２をわかり易くするために仮想的に記載されている。図５においては、通風部１０１に対し桟が設置されていない。

一方、実施の形態１において、図４に示すように桟１０７と桟１０８を備えている場合は、通風部１０１の穴部の空間の最大距離は２．５［ｃｍ］であるので不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを抑制することができる。また、この場合通風部１０１の穴部の空間の最大距離は２．５［ｃｍ］であるので、波長をλとして、１／２λ＞２．５［ｃｍ］を満たす電磁波が外部に漏れることを防止することができる。つまり、６［ＧＨｚ］以下の不要輻射成分を削減できる。

以上、実施の形態１では、デジタル処理回路１０２の不要高周波ノイズが４．４５［ＧＨｚ］であり、通風部１０１の穴部の最大値が２．５［ｃｍ］である場合に、不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを防止することができることを説明した。この実施の形態１を一般化すると以下のようになる。

すなわち、不要高周波ノイズがＡ［Ｈｚ］であり、穴部の空間の最大距離の最大値がＲである場合を想定する。このとき、不要高周波ノイズの波長λ＝２．９９７９２４５８×１０^８ ／ Ａとなる。

ここで、穴部の空間の最大距離Ｒが、λ×１／２より小さければ、不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを抑制できる。以上から、以下の式（１）を満たす場合には、不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを抑制することができる。

２．９９７９２４５８×１０^８／周波数Ａ × １／２ ＞ Ｒ −（１）
つまり、実施の形態１の電子機器は、導電性をもつ材質からなる筐体１００と、筐体１００内部に設置され、電磁波を輻射するデジタル処理回路１０２と、を備えた電子機器であって、筐体１００は、筐体１００の内部から筐体１００の外部へ送風する為の、もしくは、筐体１００の外部から筐体１００の内部へ送風する為の通風部１０１を備えており、通風部１０１は、導電性の部材により複数の穴部に分割されており、その複数の穴部のうち、最長の距離をｒ［ｍ］とし、デジタル処理回路１０２から輻射される電磁波の周波数をＡ［ｈｚ］とした場合に、
３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ ｒ
の関係を満たす。

また、実施の形態１の電子機器は、デジタル処理回路１０２には、送風をする為のファンを設置可能である。

以上、実施の形態１による筐体１００においては、通風部１０１からの不要輻射を抑制する為に、メッシュ構造など通風性が悪くなる構成ではなく、導電性の桟を設置するのみで不要輻射を抑制することができる。したがって、通風部１０１にファンなどを設置し、通風部１０１から送風する場合であっても、送風の効率が落ちることを削減でき、且つ、不要輻射を抑制できる。
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２の電子機器の構成を示す図である。図１と異なる点は、筐体１００内部の不要高周波ノイズ発生源であるデジタル処理回路１０２の位置が通風部１０１の正面ではなく、内部に移動している点である。

筐体１００、通風部１０１、デジタル処理回路１０２、仮想ダイポールアンテナ１０３、ログペリアンテナ１０４、高周波ノイズ１０５のそれぞれの構成については実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

図９は、仮想ダイポールアンテナ１０３と通風部１０１との位置関係を説明する為の図である。図８に示すように、実施の形態１と異なり実施の形態２の仮想ダイポールアンテナ１０３の位置は通風部１０１に対して、角度６０°傾いている。また、仮想ダイポールアンテナ１０３と通風部１０１は同一の水平面上にある。図６は仮想ダイポールアンテナ１０３から通風部１０１を見たときの穴の大きさを示す図である。この場合、角度６０°傾いていることに起因して、仮想ダイポールアンテナ１０３から見た通風部１０１の水平方向の穴の大きさは２．５［ｃｍ］となる。一方、垂直方向の穴の大きさは５［ｃｍ］のままである。

実施の形態２のデジタル処理回路１０２の不要高周波ノイズは４．４５［ＧＨｚ］であるので、実施の形態１と同様に通風部１０１の穴部の空間の最大距離が３．３７［ｃｍ］より小さければ、筐体１００の外部に備えられたログペリアンテナ１０４が不要高周波ノイズを受信することを抑制できる。そこで、図６に示す通り、桟１０７が通風部１０１の中心を通り且つ水平方向に設置されている。

このように通風部１０１の中心に桟１０７が設置されているので、通風部１０１の通風部１０１の穴部の空間の最大距離は３．３［ｃｍ］以下となる。

このように、実施の形態２によれば、デジタル処理回路１０２の位置に応じて、不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを抑制しつつ、通風部１０１に設置する桟１０８の数を削減することができる。

以上、実施の形態２では、デジタル処理回路１０２の不要高周波ノイズが４．４５［ＧＨｚ］であり、仮想ダイポールアンテナ１０３の位置が通風部１０１に対して角度６０°傾いている場合に、桟１０７を設置することにより不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを防止することができることを説明したが、このことを一般化すると以下のようになる。

すなわち、不要高周波ノイズがＡ［Ｈｚ］であり、穴部の空間の垂直方向の最大距離がＲ１であり、穴部の空間の水平方向の最大距離がＲ２であり、傾きがθである場合を想定する。このとき、不要高周波ノイズλ＝２．９９７９２４５８×１０^８ ／ Ａとなる。

ここで、垂直方向については仮想ダイポールアンテナ１０３から見た通風部１０１の穴部の空間の垂直方向の最大距離がＲ１となる。一方、垂直方向については仮想ダイポールアンテナ１０３から見た通風部１０１の穴部の空間の水平方向の最大距離はＲ２ｃｏｓθとなる。

そこで垂直方向に関しては、実施の形態１と同様に以下の式（１）‘を満たす場合には、不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを抑制できる。

２．９９７９２４５８×１０^８／Ａ × １／２ ＞ Ｒ１ −（１）‘
一方、垂直方向に関しては、実施の形態１と異なり、以下の式（２）を満たしていれば、不要高周波ノイズが筐体１００の外部に漏れることを抑制できる。

２．９９７９２４５８×１０^８／周波数Ａ × １／２ ＞ Ｒ２ｃｏｓθ −（２）
つまり、実施の形態２の電子機器は、導電性をもつ材質からなる筐体１００と、筐体１００内部に設置され、電磁波を輻射するデジタル処理回路１０２と、を備えた電子機器であって、筐体１００は、筐体１００の内部から筐体１００の外部へ送風する為の、もしくは、筐体１００の外部から筐体１００の内部へ送風する為の通風部１０１を備えており、通風部１０１は、導電性の部材により複数の穴部に分割されており、デジタル処理回路１０２と通風部１０１とが同一の水平面上にあり、その複数の穴部のうち、垂直方向における最長の距離をＲ１［ｍ］とし、水平方向における最長の距離をＲ２［ｍ］とし、デジタル処理回路１０２から輻射される電磁波の周波数をＡ［ｈｚ］とした場合に、デジタル処理回路１０２から通風部１０１に向けて放射される電磁波と通風部１０１との角度をθ［ｒａｄ］とした場合に、
３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ Ｒ１
及び
３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ Ｒ２ｃｏｓθ
の関係を満たす。

このように、桟１０７を水平にデジタル処理回路１０２の中心を通して配置することで、孔の最長開口部は２．５［ｃｍ］となる。通風部１０１の穴部が３．３［ｃｍ］より短くなるので、この通風孔を通して放出される高周波ノイズは大きく抑制される。つまり、実施の形態２の電子機器は、実施の形態１の電子機器と比較して更に、デジタル処理回路１０２の位置に応じて、更に輻射抑制の為の桟を減らすことができる。したがって、さらに通風部１０１の通風性を向上させることができる。
（実施の形態３）
実施の形態１、２では、デジタル処理回路１０２が１箇所の場合で説明した。実施の形態３は、図９に示すように複数の周波数の異なるデジタル処理回路２０２及びデジタル処理回路２０３を備えている。デジタル処理回路２０２は実施の形態２で説明したデジタル処理回路１０２と同じ位置に設置された４．４５［ＧＨｚ］の不要高周波ノイズ源である。一方、デジタル処理回路２０３は実施の形態１のデジタル処理回路１０２と同位置に設置されており、且つ、３［ＧＨｚ］の不要高周波ノイズ源である。

デジタル処理回路２０２の不要高周波ノイズ源が通風部１０１から輻射されることを抑制する為には、実施の形態２で示したように、通風部１０１の中心を通り、且つ、水平方向に桟１０７を設置すれば良い。

一方、デジタル処理回路２０２の不要高周波ノイズ源が通風部１０１から輻射されることを抑制する為には、実施の形態１で示した式（１）の関係を満たす必要がある。すなわち、
Ｒ ＜ ２．９９７９２４５８×１０^８／３×１０^９ × １／２
であり、
Ｒ＜４．９５［ｃｍ］
であれば良い。

したがって、本実施の形態においては通風部１０１の直径は５［ｃｍ］であるので、デジタル処理回路２０２に対応して設置した桟１０７に加えて、垂直方向に桟１０８を加えれば良い。

つまり、筐体１００の内部に複数の不要高周波ノイズのノイズがある場合には、それぞれが式（１）及び式（２）を満たすように、通風部１０１に対し桟を設置すれば良い。
（他の実施の形態）
なお、実施の形態１〜３においては、デジタル処理回路１０２の不要高周波ノイズが４．４５［ＧＨｚ］などを例に説明した。しかし、本発明は不要高周波ノイズが３［ＧＨｚ］など、他の周波数の場合であってもよい。また、不要高周波ノイズが複数の周波数を持つ場合には、そのそれぞれの周波数が実施の形態１〜３の条件を満たすように、桟を設置すれば良い。

また、不要高周波ノイズは、４．４５［ＧＨｚ］の近傍の周波数ではない周波数である、例えば、１０［ＭＨｚ］などを含んでも良い。つまり、輻射として影響が少ないレベルのノイズを含んでいても良い。

また、実施の形態１〜３においては、桟１０７、桟１０８、桟１０９は通風部１０１の中心を通るとしているが必ずしも通風部１０１の中心を通る必要は無い。つまり、式（１）や式（２）などに示すような、それぞれの実施の形態において満たすべき条件を満たすように設置していれば、その設置される位置はどのようなものであっても良い。

また、実施の形態１〜３においては、ノイズ発生源であるデジタル処理回路１０２、デジタル処理回路２０２、デジタル処理回路２０３は水平方向の仮想ダイポールアンテナ１０３とし、水平方向の電磁波を発生するとした。しかし、デジタル処理回路１０２、デジタル処理回路２０２、デジタル処理回路２０３により発生する電磁波は水平方向に限らない。したがって、水平方向であっても良いし、水平方向と垂直方向の両方を含んでも良い。

本発明のサンによる高周波ノイズ抑制構成は、ファンの通風孔のように通風効率のためできるだけ面積を取りたくない場合、特に筐体外に飛び出してファンが取り付けられる場合に大いに有効である。

１００ 筐体
１０１ 通風孔
１０２ デジタル処理回路
１０３ 仮想ダイポールアンテナ
１０４ ログペリアンテナ
１０５ 高周波ノイズ
１０７ 桟
１０８ 桟
１０８ 桟
２０２ デジタル処理回路
２０３ デジタル処理回路

Claims (3)

1. 導電性をもつ材質からなる筐体と、
   前記筐体内部に設置され、電磁波を輻射する電子回路と、を備えた電子機器であって、
   前記筐体は、前記筐体の内部から前記筐体の外部へ送風する為の、もしくは、前記筐体の外部から前記筐体の内部へ送風する為の通風部を備えており、
   前記通風部は、導電性の部材により複数の穴部に分割されており、
   前記複数の穴部のうち、最長の距離をｒ［ｍ］とし、前記電子回路から輻射される電磁波の周波数をＡ［ｈｚ］とした場合に、
   ３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ ｒ
   の関係を満たすことを特徴とする、電子機器。
2. 導電性をもつ材質からなる筐体と、
   前記筐体内部に設置され、電磁波を輻射する電子回路と、を備えた電子機器であって、
   前記筐体は、前記筐体の内部から前記筐体の外部へ送風する為の、もしくは、前記筐体の外部から前記筐体の内部へ送風する為の通風部を備えており、
   前記通風部は、導電性の部材により複数の穴部に分割されており、
   前記電子回路と前記通風部とが同一の水平面上にあり、
   前記複数の穴部のうち、垂直方向における最長の距離をＲ１［ｍ］とし、水平方向における最長の距離をＲ２［ｍ］とし、
   前記電子回路から輻射される電磁波の周波数をＡ［ｈｚ］とした場合に、
   前記電子回路から前記通風部に向けて放射される電磁波と前記通風部との角度をθ［ｒａｄ］とした場合に、
   ３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ Ｒ１
   及び
   ３．０×１０^８／Ａ × １／２ ＞ Ｒ２ｃｏｓθ
   の関係を満たすことを特徴とする、電子機器。
3. 前記通風部には、上記送風をする為のファンを設置可能である、請求項１または２のいずれかに記載の電子機器。

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