JP2021082783A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体からの電磁波の漏洩を安定して抑制する技術を提供する。【解決手段】回路基板７は、被操作部位を有する部品である操作対象部品が実装される。筐体６は、回路基板７を収納し、被操作部位を外部に露出させるための開口部６２ａを有する。基板側シールド枠８１は、管状に形成され、操作対象部品を囲うように回路基板７に設けられる。筐体側シールド枠８２は、管状に形成され、開口部６２ａを囲うように筐体６に設けられる。基板側シールド枠８１及び筐体側シールド枠８２は、いずれか一方の外周面と、いずれか他方の内周面とが対向する対向部位が全周に渡って形成されるように配置される。【選択図】図４

Description

本開示は、回路基板を収納する電子機器に関する。

回路基板を備える電子機器において、スイッチ、ボリューム、コネクタ等、外部からの操作対象となる被操作部位を有する部品が回路基板に実装されている場合、電子機器の筐体には、被操作部位を外部に露出させる開口部が設けられる。

特許文献１には、このような開口部を介した電磁波が漏洩又は侵入を抑制するための構造が提案されている。具体的には、被操作部位を有する部品の被操作部位以外の本体部分を囲うシールド板を回路基板に取り付け、シールド板の上端にシールド板と一体成形された舌片状の接触片を筐体に接触させることでシールド性を得ている。

実公平７−１７１９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、接触片の弾性力によって接触状態を確保するため、シールド板の上端から接触片を接触させる筐体までの幅によっては、充分な弾性力が得られず安定したシールド性能を得ることができないという課題があった。また、弾性片は、経年変化により弾性力が低下するため、この点でも安定したシールド性能を得ることが難しいという課題があった。

本開示の一局面は、筐体からの電磁波の漏洩を安定して抑制する技術を提供することにある。

本開示の一態様は、電子機器であって、回路基板と、筐体と、基板側シールド枠と、筐体側シールド枠と、を備える。回路基板は、被操作部位を有する部品である操作対象部品が実装される。筐体は、回路基板を収納し、被操作部位を外部に露出させるための開口部を有する。基板側シールド枠は、管状に形成され、操作対象部品を囲うように回路基板に設けられる。筐体側シールド枠は、管状に形成され、開口部を囲うように筐体に設けられる。基板側シールド枠及び筐体側シールド枠は、いずれか一方の外周面と、いずれか他方の内周面とが対向する対向部位が全周に渡って形成されるように配置される。

このような構成によれば、基板側シールド枠と筐体側シールド枠とを対向配置することで、弾性力を利用することなく、開口部を介した電磁波の漏洩又は侵入を抑制するため、安定したシールド効果を得ることができる。

本開示の一態様では、対向部位の少なくとも一部に、基板側シールド枠と筐体側シールド枠とを電気的に接触させる接触部を更に設けてもよい。
このような構成によれば、基板側シールド枠と筐体側シールド枠とを同電位とすることができ、シールド効果をより向上させることができる。

本開示の一態様では、接触部は、基板側シールド枠と筐体側シールド枠との隙間に配置されるスポンジ状導電体であってもよい。
このような構成によれば、基板側シールド枠と筐体側シールド枠との隙間のばらつきが大きい場合でも、両シールド枠の接触状態を容易に確保できる。

本開示の一態様では、接触部は、基板側シールド枠及び筐体側シールド枠の少なくとも一方に形成され、他方に接触するように突出させた弾性片であってもよい。
このような構成によれば、接触部のために別体の部品を用意する必要がないため、部品点数を削減できる。

本開示の一態様では、操作対象部品は、同軸ケーブルが接続されるレセプタクルであってもよい。
レセプタクルは、芯線コンタクト部がグランドで囲まれているため、芯線コンタクト部が外部に露出するプラグと比較してシールド効果を向上させることができる。

本開示の一態様では、レセプタクルは、回路基板に実装された電子回路の動作を確認するために設けられるテスト端子であってもよい。
本開示の一態様では、基板側シールド枠及び筐体側シールド枠は、管状部位の断面形状が相似形であってもよい。

本開示の一態様では、基板側シールド枠及び筐体側シールド枠は、管状部位の断面形状が円形、楕円形、又は多角形であってもよい。

電子機器のシールドカバーを外した状態を示す斜視図である。 電子機器のシールドカバーを外して底面側から見た状態を示す斜視図である。 電子機器の分解図である。 テスト端子周辺の開口部シールド構造を示す断面図である。 電子機器の使用状態を示す断面図である。 シールド構造を形成するシールド枠の変形例を示す斜視図である。 変形例のシールド枠を用いたテスト端子周辺の開口部シールド構造を示す断面図である。

以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。
［１．構成］
図１〜３に示すように、電子機器１は、第１入力端子２と、第２入力端子３と、光出力端子４と、テスト端子５と、筐体６とを備える。

第１入力端子２、第２入力端子３、及びテスト端子５は、いずれも同軸ケーブルの接続に用いるＦ型コネクタのレセプタクルを備える。
第１入力端子２には、第１信号が入力される。第２入力端子３には、第２信号が入力される。第１信号として、例えば、非衛星信号が用いられてもよい。また、第２信号として、例えば、衛星信号又は衛星信号と非衛星信号とを混合した混合信号のいずれかが用いられてもよい。衛星信号とは、衛星放送を受信するアンテナからの受信信号であり、ＢＳ放送波の受信信号を中間周波数帯の信号に変換したＢＳ−ＩＦ信号と、ＣＳ放送波の受信信号を中間周波数帯の信号に変換したＣＳ−ＩＦ信号とのうち、少なくとも一方が含まれる信号をいう。非衛星信号とは、地上波デジタル放送を受信するアンテナからの受信信号であるＵＨＦ信号と、ＣＡＴＶシステムから取得される放送信号であるＣＡＴＶ信号とのうち、いずれか一方が含まれる信号をいう。

光出力端子４は、光ケーブルに接続されたプラグ型の光コネクタを着脱自在に構成されたレセクタプル形の光コネクタを備える。光出力端子４からは、第１入力端子２及び第２入力端子３を介して入力される信号を混合した変調信号によって強度変調された光信号が出力される。つまり、電子機器１は、光送信機として構成される。

テスト端子５は、光出力端子４から出力される光信号の変調に用いる変調信号が出力され、光信号の調整時に変調信号をモニタするため等に用いられる。
筐体６は、高さ方向のサイズが縦横方向のサイズより小さい直方体状の箱体である。以下では、筐体６において、図１中において高さ方向の上側に位置する面を天面、下側に位置する面を底面という。

電子機器１は、筐体６の底面が開放された構造を有する。筐体６の内部には、回路基板７と、開口部シールド構造８とを備える。但し、図５に示すように、電子機器１は、他の電子機器の筐体１００に重ねて固定した状態で使用される。これにより、筐体６の底面の開口は、他の電子機器の筐体１００によって電気的に塞がれた状態となる。なお、筐体６の底面の開口は、別途設けられた底面用シールドカバーで塞いでもよい。

筐体６は、シールドケース６１と、シールドカバー６２とを備える。
シールドケース６１は、長方形の枠状の部材であり、金属等の導電性材料にて形成される。ここで、シールドケース６１において、長方形の短辺に相当する二つの側壁を前壁６１１及び後壁６１２とし、長方形の長辺に相当する二つの側壁を右壁６１３及び左壁６１４とする。更に、シールドケース６１は、枠内の空間を２分割する仕切壁６１５を備える。仕切壁６１５は、右壁６１３及び左壁６１４の中心付近に、前壁６１１及び後壁６１２と平行となるように設けられる。仕切壁６１５は、天面側端が４つの側壁６１１〜６１４と面一となり、かつ、高さ方向の幅が、４つの側壁６１１〜６１４より小さく設定される。前壁６１１は、第１入力端子２、第２入力端子３、及び光出力端子４を、筐体６の外部に露出させるための開口部６１ａ〜６１ｃを有する。

シールドカバー６２は、シールドケース６１の天面側を塞ぐ板状の部材であり、シールドケース６１と同様の導電性材料にて形成される。シールドカバー６２には、操作対象部品の被操作部位を筐体６の外部に露出させるための開口部が多数形成されている。操作対象部品とは、回路基板７に実装される部品のうち、外部からの手動操作が加えられる被操作部位を有した部品をいう。これら開口部のうちの一つが、テスト端子５を露出させるための開口部６２ａである。

シールドカバー６２において、筐体６に収納される回路基板７との対向面には、開口部６２ａを囲うように、四角形の管状の部材である筐体側シールド枠８２が一体に設けられている。筐体側シールド枠８２は、シールドカバー６２とは別体に構成されたものを、ネジ止めや半田付けによってシールドカバー６２に固定してもよいし、絞り成型加工等によってシールドカバー６２と一体成形されてもよい。

また、筐体側シールド枠８２の非固定端の少なくとも一部には、非固定端を挟み込む屈曲した形状を有するスポンジ状導電体８３（図３及び図４参照）が取り付けられる。スポンジ状導電体８３は、導電性のスポンジで形成されたシールド部材である。なお、図１及び図２では、スポンジ状導電体８３の図示が省略されている。

回路基板７は、一方の基板面を第１面７ａ、他方の基板面を第２面７ｂとして、第１面７ａには、外部からの手動操作を加える必要のない部品等が実装される。第１面７ａに実装される部品には、第１入力端子２及び第２入力端子３からの入力信号に対する信号処理及びＥ／Ｏ変換処理を実行する集積回路等が含まれる。回路基板７の第２面７ｂには、スイッチ、ボリューム、コネクタ等の外部からの手動操作が加えられる被操作部位を有した操作対象部品が実装される。操作対象部品の一つとして、少なくともテスト端子５が含まれる。テスト端子５は、円柱状の外形を有しており、その中心軸が回路基板７の基板面と直交した状態となるように第２面７ｂに実装される。

また、回路基板７の第２面７ｂには、テスト端子５を囲うように、四角形の管状の部材である基板側シールド枠８１が、回路基板７に形成されたグランドパターンと半田付け等により電気的に接続した状態で固定される。基板側シールド枠８１は、管状部位の断面形状が筐体側シールド枠８２と相似形かつ筐体側シールド枠８２より小径のものが用いられる。

回路基板７は、第２面７ｂを筐体６の天面側に向けた状態、即ち、第２面７ｂをシールドカバー６２に対向させた状態で、筐体６の底面側からシールドケース６１に挿入され、第２面７ｂが仕切壁６１５と当接する位置でシールドケース６１に固定される。

回路基板７がシールドケース６１に収納された状態で、シールドケース６１にシールドカバー６２を固定すると、回路基板７に実装されたテスト端子５と対向する位置に、シールドカバー６２に形成された開口部６２ａが位置する。このとき、図４に示すように、筐体側シールド枠８２の内側に基板側シールド枠８１が挿入される。その結果、筐体側シールド枠８２の内壁面と、基板側シールド枠８１の外壁面とが、全周に渡って対向した状態となる。また、このとき、筐体側シールド枠８２の非固定端に取り付けられたスポンジ状導電体８３が、両シールド枠８１，８２の隙間に入り込み、両シールド枠８１，８２に面接触で密着して、互いを導通させる。

これら基板側シールド枠８１、筐体側シールド枠８２、及びスポンジ状導電体８３が、テスト端子５を筐体６の外部に露出させる開口部６２ａにおける開口部シールド構造８を形成する。なお、基板側シールド枠８１及び筐体側シールド枠８２は、導電性を有していればよく、筐体６の材質と同じであっても異なっていてもよい。また、両シールド枠８１，８２のサイズは、開口部６２ａを介した漏洩や侵入を阻止する対象となるノイズの最大周波数に対応した波長をλとして、両シールド枠８１，８２間に形成される隙間がλ／１０以下となるのが望ましい。

［２．効果］
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（２ａ）開口部シールド構造８は、基板側シールド枠８１の外壁面と筐体側シールド枠８２の内壁面とが対向配置されるように構成され、弾性力を利用することなく、開口部６２ａを介した電磁波の漏洩及び侵入を抑制するため、安定したシールド効果を得ることができる。

（２ｂ）開口部シールド構造８は、基板側シールド枠８１と筐体側シールド枠８２との隙間の少なくとも一部にスポンジ状導電体８３を介在させているため、両シールド枠８１，８２を同電位とすることができ、シールド効果をより向上させることができる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。

（３ａ）上記実施形態では、電子機器１が光送信機である場合を例示して説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、操作対象部品が実装され、筐体に被操作部位を外部に露出させるための開口部を有するすべての電子機器に適用可能である。

（３ｂ）上記実施形態では、テスト端子５を筐体６に露出させる開口部６２ａに開口部シールド構造８を適用したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、スイッチやボリューム等を操作するために筐体６に形成される開口部に開口部シールド構造８を適用してもよい。

（３ｃ）上記実施形態では、基板側シールド枠８１が内枠となり、筐体側シールド枠８２が外枠となるように構成されているが、逆に、基板側シールド枠８１が外枠となり、筐体側シールド枠８２が内枠となるように構成されてもよい。なお、スポンジ状導電体８３は、テスト端子５と接触することがないように、外枠側に取り付けることが望ましい。

（３ｄ）上記実施形態では、基板側シールド枠８１と筐体側シールド枠８２とを互いに導通させる方法としてスポンジ状導電体８３を用いているが、本開示は、これに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）に示す基板側シールド枠８１ａ又は筐体側シールド枠８２ａ、並びに図６（ｂ）に示す基板側シールド枠８１ｂ又は筐体側シールド枠８２ｂのように、シールド枠の壁面に形成された舌片状の弾性片８５を用いて互いに導通させてもよい。なお、形成する弾性片８５の数は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、各辺当たり１個でも複数個でもよい。また、必ずしも全ての辺に弾性片８５を形成する必要はない。弾性片８５の形状も、例示したものに限定されるものではない。例えば、筐体側シールド枠８２ａに弾性片８５を形成した場合、図７に示す開口部シールド構造８ａのように、この弾性片８５を、基板側シールド枠８１との隙間に向けて突出させることで、基板側シールド枠８１の外壁面に接触させてもよい。なお、弾性片８５は、基板側シールド枠８１ａ，８１ｂと、筐体側シールド枠８２ａ，８２ｂとで対向する４組の面のそれぞれにおいて、いずれか一方の面にだけ形成されてもよい。この場合、弾性片８５による開口部が重なることを防止でき、その結果、シールド効果に及ぼす影響を軽減できる。

（３ｅ）上記実施形態では、基板側シールド枠８１，８１ａ，８１ｂ及び筐体側シールド枠８２，８２ａ，８２ｂとして、管状部位の断面形状が四角形のものを用い、開口部シールド構造８，８ａが直方体状に構成されているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、基板シールド枠８１，８１ａ，８２ｂ及び筐体側シールド枠８２，８２ａ，８２ｂとして、管状部位の断面形状が円形、楕円、又は四角形以外の多角形のものを用い、開口部シールド構造８，８ａが円柱状、楕円柱状、又は多角柱状に構成されてもよい。

１…電子機器、２…第１入力端子、３…第２入力端子、４…光出力端子、５…テスト端子、６…筐体、７…回路基板、７ａ…第１面、７ｂ…第２面、８，８ａ…開口部シールド構造、６１…シールドケース、６１ａ〜６１ｃ，６２ａ…開口部、６２…シールドカバー、６２ａ…開口部、８１，８１ａ，８１ｂ…基板側シールド枠、８２，８２ａ，８２ｂ…筐体側シールド枠、８３…スポンジ状導電体、８５…弾性片、６１１…前壁、６１２…後壁、６１３…右壁、６１４…左壁、６１５…仕切壁。

Claims (8)

1. 被操作部位を有する部品である操作対象部品が実装された回路基板と、
   前記回路基板を収納し、前記被操作部位を外部に露出させるための開口部を有する筐体と、
   前記操作対象部品を囲うように前記回路基板に設けられた管状の基板側シールド枠と、
   前記開口部を囲うように前記筐体に設けられた管状の筐体側シールド枠と、
   を備え、
   前記基板側シールド枠及び前記筐体側シールド枠は、いずれか一方の外周面と、いずれか他方の内周面とが対向する対向部位が全周に渡って形成されるように配置された、
   を備える電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記対向部位の少なくとも一部に、前記基板側シールド枠と前記筐体側シールド枠とを電気的に接触させる接触部を更に設けた電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器であって、
   前記接触部は、前記基板側シールド枠と前記筐体側シールド枠との隙間に配置されるスポンジ状導電体である
   電子機器。
4. 請求項２に記載の電子機器であって、
   前記接触部は、前記基板側シールド枠及び前記筐体側シールド枠の少なくとも一方に形成され、他方に接触するように突出させた弾性片である
   電子機器。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記操作対象部品は、同軸ケーブルが接続されるレセプタクルである
   電子機器。
6. 請求項５に記載の電子機器であって、
   前記レセプタクルは、前記回路基板に実装された電子回路の動作を確認するために設けられるテスト端子である
   電子機器。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記基板側シールド枠及び前記筐体側シールド枠は、管状部位の断面形状が相似形である
   電子機器。
8. 請求項７に記載の電子機器であって、
   前記基板側シールド枠及び前記筐体側シールド枠は、前記管状部位の断面形状が円形、楕円形、又は多角形である
   電子機器。

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