JP5755023B2

JP5755023B2 - 電磁波シールド構造

Info

Publication number: JP5755023B2
Application number: JP2011111782A
Authority: JP
Inventors: 岡田　哲; 哲岡田; 東柏木
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2031-05-18
Also published as: JP2012243914A

Description

本発明は、電気機器が内蔵される筐体等に用いられ、外部にノイズが漏れることを防止するための電磁波シールドガスケットおよびこれを用いた電磁波シールド構造に関する。

近年、環境問題等が注目されており、例えば、ガソリン車に代わって、ハイブリッド車や電気自動車が注目されている。ハイブリッド車や電気自動車には、従来と比較して、より多くのインバータや各種モータなどの電気機器が用いられ、その使用電流も大きくなっている。このような電気機器は、電磁界ノイズの発生源となる。

例えば、ハイブリッド車や電気自動車に用いられる二次電池用の電池パックにおいては、インバータやモータから発生するスイッチングノイズがケーブルを通じて伝道し、電池パックの筐体の隙間からのノイズの漏れが問題となる。このような電池パック用筐体からのノイズの漏れは、ｋＨｚ帯の例えばラジオノイズとなる。しかし、筐体自体を鉄板で構成することはできても、筐体の加工精度の問題もあり、完全に隙間をなくすことは困難である。そこで、筐体の隙間を埋める電磁波シールド用ガスケットが用いられる。

このような電磁波シールド用ガスケットとしては、例えば、弾性材により棒状に形成された芯材と、該芯材の側面周囲に覆設されたシート状の導電性被覆材と、を備え、導電性被覆材の導電性筐体に接触する面の両方の内側又は片方の内側のみを芯材に接着してなる電磁波シールド用ガスケットがある（特許文献１）。

特開平１０−０７０３８８号公報

しかし、例えばハイブリッド車や電気自動車に搭載されるような、大きな電流で使用される電気機器に対しては、より高いシールド特性が要求される。しかし、シールド層をやみくもに厚くすることは、材料の使用量が増加し、コスト増となるだけでなく、重量増となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、軽量であり、製造性にも優れ、従来と比較して高いシールド特性を得ることが可能な電磁波シールドガスケットを用いた電磁波シールド構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、本体部と蓋部とを有する金属製の筐体と、前記筐体の内部に配置される電気機器と、前記蓋部と前記本体部との隙間に設けられる電磁波シールドガスケットと、を具備し、前記電磁波シールドガスケットは、弾性体である芯材と、前記芯材の外周に設けられ、断面において、全周に渡って少なくとも２層以上に形成される導電性被覆材と、両側面に設けられる強磁性体と、を有し、前記強磁性体は、前記蓋部と前記本体部との隙間で圧縮される前記電磁波シールドガスケットの圧縮方向と一致する方向のそれぞれの側面における厚み方向の略中央であって、前記蓋部と前記本体部との隙間と略同一の幅で形成されることを特徴とする電磁波シールド構造である。

前記導電性被覆材は、前記芯材の外周に同心状に２重以上に重ねて形成されるか、渦巻状に２周以上巻回して形成されることが望ましい。このように、導電性被覆材を、２層以上設けることにより、

前記電磁波シールドガスケットの使用時における圧縮方向と一致するガスケットのそれぞれの側面には、強磁性体が設けられ、前記強磁性体の幅は前記芯材の厚みよりも狭く、前記強磁性体が前記芯材の厚み方向の略中央に配置されることが望ましい。

前記強磁性体は、複数層の前記導電性被覆材の間に挟まれるように配置されてもよい。前記導電性被覆材はアルミニウムまたは銅製であり、前記強磁性体は、金属箔の条帯または強磁性粉末であってもよく、前記導電性被覆材はアルミニウム製であり、前記強磁性体は、前記導電性被覆材の表面に形成された、金属メッキまたは強磁性体粉末を含む塗料であってもよい。

前記芯材は発泡ポリウレタン製であることが望ましいが、発泡クロロプレンゴムやゴムスポンジも使用できる。尚、ここで、芯材に使用する発泡材の気孔は、連通孔である方が望ましい。この理由は、連通孔が多いと、芯材の変形時に芯材の内部まで、空気を流入および流出させることができ、芯材を大きく変形させることができるためである。前記導電性被覆材はアルミニウム製であり、前記導電性被覆材に用いるアルミニウムの厚さは、複数層の合計で２０μｍ以下であることが望ましい。

第１の発明によれば、導電性被覆材が２層以上形成されるため、従来と比較して効率良くシールド特性を向上させることができる。特に、導電性被覆材の厚みを厚くして、シールド特性を向上させる場合と比較して、より全体の総厚を薄くすることができる。このため、重量増や材料増によるコスト増を最小限に抑えることができる。

また、電磁波シールドガスケットの使用時における圧縮方向と一致するガスケットのそれぞれの側面に強磁性体を設けることで、強磁性体の透磁率が高いことにより、高い磁気遮蔽効果を得ることができ、このため、より高いシールド効果を得ることができる。ここで、圧縮方向と一致するガスケットのそれぞれの側面とは、圧縮方向を面内に有する側面を指すものとする。

また、導電性被覆材の層間に強磁性体を挟み込むことで、使用時に強磁性体が脱落することがない。また、導電性被覆材の表面に強磁性体を塗装またはめっきで構成することで、簡易に、強磁性体を設けることができる。

また、芯材が発泡ポリウレタン製であれば、ガスケットとして用いた場合に、十分な伸縮性を確保することができる。

また、以下に導電性被覆材に用いる金属部分の厚さについて、高周波側の磁気遮蔽特性や加工性などの点で考える。導電性被覆材が例えばアルミニウムからなる場合、アルミニウムの導電率σは概ね４０×１０^６（Ｓ／ｍ）であり、アルミニウムの透磁率μは、約４×π×１０^−７（Ｈ／Ｍ）である。また、入射する電磁波の周波数ｆから計算される表皮深さδは、√（１／（π×ｆ×σ×μ））で算出される。

ここで、電磁波の周波数が２０ＭＨｚ程度のときの表皮深さδは、導電性被覆材の芯材にアルミニウムを用いる場合のアルミニウムの厚さは約１７μｍ程度となる。したがって、表皮深さδ以上の厚さの導電性被覆材（１層）を用いた場合でシールド効果を高くするためにいくら被覆材を厚くしたとしても結局、導電性被覆材の表面から１７μｍ弱までの深さまでしか、渦電流を流すことができないため、導電性被覆材を厚くすることのよる反発磁界を効率良く大きくすることができない。

なお、導電性被覆材を上記の計算式で計算される表皮深さδよりも薄い導電性被覆材にすれば、無駄に厚くする必要がなくなることから、導電性被覆材に用いる金属が銅の場合についても同様の計算を行った。銅の導電率が、概ね６０×１０^６（Ｓ／ｍ）なので、電磁波の周波数が２０ＭＨｚ程度のときの導電性被覆材（１層）として銅を用いた場合表皮深さδは約１４μｍとなり、導電性被覆材に用いる金属の厚さは１４μｍよりも薄くても良い。以上の結果から判るように、本発明では導電性被覆材を複数層設けるので、上記の渦電流による反発磁界に基づく反射効果も利用できることから、導電性被覆材を２層以上の複数層で構成した場合には、上記の１層の場合の計算厚さより、金属部分の厚さの合計厚さを薄くできることになる。さらに多少の余裕を考慮しても、導電性被覆材の金属部分の合計厚さが２０μｍあれば充分である。

従って、当該導電性被覆材の複数層の金属部分の合計厚みを２０μｍ以下とすることで、効率良くシールド特性を向上させることができるとともに、導電性被覆材が厚いことによる加工性や形状保持性の悪化を抑制することができる。また、導電性被覆材が厚いことにより、長期使用に伴う曲げ部（芯材に導電性被覆材を巻き付ける時の芯材断面のコーナ部）などの疲労破壊等を抑制することができる。
ここで、加工性、形状保持性、疲労特性などを重視すれば、導電性被覆材の複数層の合計厚みは、アルミニウムの場合は、１７μｍ以下、銅の場合は１４μｍ以下が望ましい。

また、本発明によれば、強磁性体がガスケットの側面に設けられ、蓋部と本体とを閉じた状態における、蓋部と本体との隙間と強磁性体の幅が略一致するため、使用時に強磁性体に無理な力がかかることがなく、また、当該隙間の略全体に強磁性体を配置することができる。このため、高いシールド特性を得ることができる。

本発明によれば、軽量であり、製造性にも優れ、従来と比較して高いシールド特性を得ることが可能な電磁波シールドガスケットを用いた電磁波シールド構造を提供することができる。

（ａ）は電磁波シールドガスケット１を示す図、（ｂ）は電磁波シールドガスケット１ａを示す図。導電性被覆材の断面図。導電性被覆材を芯材３に巻き付ける工程を示す図。（ａ）は電磁波シールドガスケット２０を示す図、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図。（ａ）は電磁波シールドガスケット２０ａを示す図、（ｂ）は（ａ）のＤ部拡大図。筐体３０に電磁波シールドガスケット２０を用いた状態を示す図。使用状態における電磁波シールドガスケット２０を示す図で、図６（ｂ）のＦ部拡大図。（ａ）は試験体４７の試験に用いられる試験保持具４０を示す分解斜視図であり、（ｂ）は、試験体４７を試験保持具４０によって保持した状態を示す側方図。（ａ）はＫＥＣ法の測定装置を示す概略図、（ｂ）はアドバンテスト法の測定装置を示す概略図。ＫＥＣ法によるシールド特性の評価結果を示す図。アドバンテスト法によるシールド特性の評価結果を示す図。

以下、本発明の実施の形態にかかる電磁波シールドガスケット１について説明する。図１（ａ）は、電磁波シールドガスケット１を示す図である。電磁波シールドガスケット１は、主に芯材３、導電性被覆材５ａ、５ｂ等から構成される。

芯材３は、伸縮性を有する弾性部材であり、例えば発泡ポリウレタンやゴムスポンジ等を用いることができる。芯材３は、使用用途に応じて適宜長さおよび大きさが設定されるが、例えば、６ｍｍ厚×１０ｍｍ幅程度のものが使用できる。

芯材３の外周面には、導電性被覆材５ａが巻きつけられる。また、導電性被覆材５ａの外周には、導電性被覆材５ｂが巻きつけられる。導電性被覆材５ａ、５ｂは、断面において、それぞれ芯材３の外周を全周に渡って被覆する。例えば、導電性被覆材５ａ、５ｂはラップ部を形成して巻きつけられる。すなわち、断面において、芯材３の外周には、導電性被覆材５ａ、５ｂが必ず２層以上に形成される。

図２は、導電性被覆材５ａ（５ｂ）の断面構造を示す図である。導電性被覆材５ａ（５ｂ）は、導電性を有する導電材９と、導電材９の背面に形成される樹脂フィルム１１と、樹脂フィルム１１の背面に形成される接着剤１３等からなる。

導電材９は、導電率の高い材質であることが望ましく、例えばアルミニウムや銅などの金属箔や、ポリエステル等の繊維に、銅、ニッケルなどをめっきしたものが用いられる。ここで、金属箔の厚みとしては、例えばアルミニウムの場合には、１７μｍ以下であることが望ましく、さらに望ましくは１０μｍ以下である。厚すぎると、増厚によるシールド特性の向上の効果が小さく、また、加工性等に問題があるためである。なお、導電材の厚みの効果については後述する。

樹脂フィルム１１は、例えばＰＥＴフィルムを用いることができる。樹脂フィルム１１は、電磁波シールドガスケット１の製造時等において、導電材９の折れ曲がりを防止し、使用時において、導電材９同士の摺動による摩耗等を防止するものである。接着剤１３は、例えばホットメルト接着剤を用いることができる。

また、図１（ａ）に示すように、電磁波シールドガスケット１を筐体等に設置する際に、位置ずれが生じないように、必要に応じて両面テープ７が設けられる。

なお、以下の説明において、導電性被覆材５ａ、５ｂが２層に形成される例を説明するが、本発明では、全周に渡って複数層に導電性被覆材が形成されれば、導電性被覆材が３層以上に形成されてもよい。また、電磁波シールドガスケット１においては、導電性被覆材５ａ、５ｂそれぞれのラップ部が一方の面に形成されているが、それぞれのラップ部の位置は、図示した例に限られない。

また、電磁波シールドガスケット１は、導電性被覆材５ａ、５ｂが、芯材３の外周に、同心状に２層以上重ねて形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、図１（ｂ）に示す電磁波シールドガスケット１ａのように、１枚の導電性被覆材５ａを、２周以上芯材３の外周に巻き付けてもよい。すなわち、本発明においては、断面において、芯材３の外周の全周に渡って導電性被覆材が２層以上重ねて形成されれば良い。

導電性被覆材を２層以上形成することで、当該ガスケットを透過しようとする電磁波を、導電性被覆材の複数層のそれぞれの表面で反射させることができる。したがって、導電性被覆材を１層のみ形成した場合（例えば導電性被覆材の肉厚を厚くした場合）と比較して、高いシールド特性を得ることができる。

次に、電磁波シールドガスケット１の製造方法について説明する。図３は、電磁波シールドガスケット１の製造工程を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、あらかじめ所定の断面形状で製造された芯材３を、あらかじめ図２に示すようにラミネートされた導電性被覆材５ａ上に配置する（図中矢印Ａ方向）。次いで、導電性被覆材５ａの両端を芯材３の外周を覆うように巻き付ける（図中矢印Ｂ方向）。

図３（ｂ）は、芯材３の外周全周に渡って導電性被覆材５ａが巻き付けられた状態を示す図である。この状態で、接着剤１３（図２）によって、導電性被覆材５ａが芯材３の外周全周に接着される。

さらに、導電性被覆材５ａの外周に、図３（ａ）に示す方法と同様にして、導電性被覆材５ｂを巻き付けて、同様の手順で導電性被覆材５ｂが導電性被覆材５ａ（芯材３）の外周全周に接着される。なお、本工程は、芯材３を送りながら、フォーミングマシンによって導電性被覆材５ａ、５ｂを連続して縦添え巻きで巻付けながら、両導電性被覆材５ａ、５ｂを接着してもよく、一層ずつ順に巻付けて接着を行ってもよい。

なお、電磁波シールドガスケット１ａについては、図３（ａ）の際に、より幅広の導電性被覆材５ａが芯材３の外周に２周以上巻きつけられれば良い。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４（ａ）は、電磁波シールドガスケット２０を示す図である。なお、以下の説明において、電磁波シールドガスケット１と同様の機能を奏する構成については、図１と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

電磁波シールドガスケット２０は、電磁波シールドガスケット１に対して、さらに強磁性体２１が設けられる。強磁性体２１は、例えば、鉄製等の金属箔の条体や、粉体を用いることができる。強磁性体２１としては、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度であればよい。尚、強磁性体２１の厚さは、導電性被覆材５ａの２層以上重ねた層厚の合計値と略同一かそれより薄い方が加工性などの点で望ましい。

図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ部拡大図である。図４（ｂ）に示すように、強磁性体２１は、複数層の導電性被覆材５ａと導電性被覆材５ｂの間であって、芯材３の対向する両側面にそれぞれ設けられる。強磁性体２１の幅は芯材３の厚みよりも狭い。また、強磁性体２１は、芯材３の厚み方向の略中央に配置される。すなわち、電磁波シールドガスケット１の両側面において、強磁性体２１の上下に、略同一の範囲で強磁性体２１が設けられない領域が設けられる。

なお、電磁波シールドガスケット１ａの場合には、導電性被覆材５ａの１周目と２周目の間に設ければよい。また、強磁性体２１が設けられる側面は、使用時に蓋部と本体部等で挟み込まれる面を上下面（鉛直方向の面）とした際に、これと直行する方向を法線とする面（水平方向の面）である。すなわち、圧縮方向と一致する方向を面内に有するガスケットのそれぞれの側面に強磁性体が設けられる。

強磁性体２１は透磁率が高いため、強磁性体２１を設けることで、導電性被覆材５ａ、５ｂを透過しようとする電磁波を効率良く遮蔽し、高いシールド特性を得ることができる。

なお、条体や粉体である強磁性体を、導電性被覆材５ａと導電性被覆材５ｂの間に挟み込むのではなく、導電性被覆材の表面に強磁性体を形成してもよい。図５は、電磁波シールドガスケット２０ａ示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ部拡大図である。図５（ｂ）に示すように、強磁性体２３は、導電性被覆材５ｂの表面に形成される。

強磁性体２３としては、例えば、強磁性体からなる金属メッキ、フェライト粉体等を分散させた塗料や樹脂を塗布したものや、ナノ金属磁性体等から構成される。なお、強磁性体２３を導電性被覆材５ａの外周面に形成した後に、導電性被覆材５ｂを設ければ、上述した強磁性体２３を複数層の導電性被覆材の間に形成することもできる。

次に、電磁波シールドガスケットを使用した電磁波シールド構造について説明する。図６は、電磁波シールドガスケット２０を筐体３０に用いた状態を示す図である。なお、以下の説明では、電磁波シールドガスケット２０を用いた例について説明するが、他の電磁波シールドガスケットであっても同様に使用することができる。

筐体３０は、蓋部３１と本体部３３から構成される。本体部３３の内部には、電気機器３５が配置される。電気機器３５としては、例えば電気自動車用の電池パックやインバータ、モータ等であり、電磁波を発生する機器である。

蓋部３１と本体部３３とは、互いのフランジ部で対向する。電磁波シールドガスケット２０は、両面テープ（図示省略）によって、本体部３３のフランジ部に全周に渡って配置される。電磁波シールドガスケット２０が配置された状態で、蓋部３１が上方から被せられる（図中矢印Ｅ方向）。

図６（ｂ）は、蓋部３１を本体部３３に被せて、固定した状態を示す図である。蓋部３１は、例えば図示を省略したボルト等で本体部３３に固定される。この際、蓋部３１は、本体部３３のフランジ部と蓋部３１のフランジ部との間の隙間が所定の距離となるように固定される。したがって、電磁波シールドガスケット２０は所定量潰される。

図７は図６（ｂ）のＦ部拡大図である。図６（ｂ）に示すように、蓋部３１と本体部３３の互いのフランジ部の隙間の距離をＨとする。距離Ｈは、通常の状態の電磁波シールドガスケット２０の厚みの３０％〜７０％程度となるように設定される。すなわち、使用状態においては、電磁波シールドガスケット２０は、その厚さが３０〜７０％に潰される。

ここで、強磁性体２１の幅（図中Ｇ）は、蓋部３１と本体部３３の互いのフランジ部の隙間の距離Ｈよりもわずかに狭いが、略同一に形成される。したがって、電磁波シールドガスケット２０が潰された状態においても、強磁性体２１が蓋部３１と本体部３３の互いのフランジ部によって押しつぶされることがない。また、蓋部３１と本体部３３の互いのフランジ部の隙間の略全体に渡って、強磁性体２１を配置することができる。これにより、蓋部３１と本体部３３の隙間が強磁性体で覆われることになるので、隙間から浸入しようとする電磁波を効果的に遮蔽することができる。

以上、本発明の電磁波シールドガスケットを用いれば、導電性被覆材が少なくとも２層以上に形成される。このため、電磁波の透過方向のそれぞれの面に対して少なくとも２つの反射面を形成することができる。したがって、電磁波の透過を効率良く抑制することができる。

なお、断面における、導電性被覆材の断面積を増すことで、シールド特性は向上する。しかし、導電性被覆材の厚みを厚くする場合と比較して、本発明のように、導電性被覆材を複数層に形成することで、より小さな断面積でも高いシールド特性を得ることができる。このため、材料使用量を削減し、軽量化を達成することもできる。

また、使用状態において、蓋部と本体部とで挟み込まれる際に、筐体内外に露出する側面に強磁性体が設けられる。シールド特性は、磁気遮蔽を行う部材の透磁率が大きくなるほどその効果が大きくなる。したがって、透磁率の大きな強磁性体を用いることで、高いシールド特性を得ることができる。

また、強磁性体を複数層の導電性被覆材の間に挟み込むことで、強磁性体を確実に保持し、脱落の恐れがない。また、強磁性体の幅を使用時における蓋部と本体部との隙間と略同一とすることで、強磁性体が使用時に押しつぶされることがなく、また、当該隙間全体に渡って強磁性体を配置することができ、強磁性体の効果を効率良く得ることができる。

発明の電磁シールドガスケットの効果を評価した。図８（ａ）は、評価に用いられる試験体４７を保持するための試験体保持具４０を示す分解斜視図である。試験体保持具４０は、一対の亜鉛メッキ鋼板４１ａ、４１ｂと、スペーサ４３で構成される。

亜鉛メッキ鋼板４１ａ、４１ｂの中央部位には、スリット４５が設けられる。スリット４５は、試験体４７が露出する部位である。スペーサ４３は、亜鉛メッキ鋼板４１ａ、４１ｂの隙間を所定距離となるように保持するとともに、試験体４７がスリット４５の位置にくるように保持する。

図８（ｂ）は、亜鉛メッキ鋼板４１ａ、４１ｂで試験体４７を挟み込んだ状態を示す図である。試験体４７は、スペーサ４３に応じた隙間まで押しつぶされる。なお、図８（ｂ）には、試験体４７として、強磁性体４９（図４の強磁性体２１に対応する）を有する例を示した。この場合には、スリット４５の高さを、前述した本体と蓋部との隙間と想定し、このスリット高さと略同一の幅の強磁性体４９を設けた。なお、強磁性体を有さない試験体の場合には、スリット４５の位置には、導電性被覆材のみが形成される。

図９（ａ）は、試験体４７のシールド特性をＫＥＣ法によって測定する測定装置５０を示す図である。測定装置５０は、磁界シールドを評価する装置であり、電磁界を発生するために、シールド型円形ループアンテナが用いられる。シールド型円形ループアンテナは、セル内で９０度角度の金属板（コーナーリフレクタ）と組み合わさり、その１／４の部分が外部に出るように配置される。

このようにしてなる一対のセルを対向させて、一方を送信用アンテナ５１とし、他方を受信用アンテナ５３として、その間に、試験体保持具４０に保持された試験体４７が配置される。この方法により、０．５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの磁界シールド特性を評価した。

図９（ｂ）は、試験体４７のシールド特性をアドバンテスト法によって測定する測定装置６０を示す図である。測定装置６０は、測定装置５０と同様に磁界シールドを評価する装置であり、一対のループアンテナ（送信用アンテナ６１、受信用アンテナ６３）を対向させて、その間に、試験体保持具４０に保持された試験体４７が配置される。この方法により、１００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの磁界シールド特性を評価した。なお、以上の評価は、亜鉛メッキ鋼板のシールド性能を基準として評価を行った。

図１０は、ＫＥＣ法により測定した各種試験体の評価結果を示す図である。図中Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌは、いずれも強磁性体を用いずに、芯材の外周に導電性被覆材を巻き付けたものであり、それぞれ巻つけられる導電性被覆材の態様が異なるものである。

なお、導電性被覆材としては、図２に示す構造のものを用いた。導電性被覆材は、各条件に応じた厚みのアルミニウムと２５μｍのＰＥＴフィルムをラミネートしたものにホットメルト接着剤を塗布したものを用い、芯材の周りに加熱しながら導電性被覆材を巻き付けて接着した。また、芯材としては、軟質ポリウレタンを用いた。

図中Ｉは、導電性被覆材に７μｍ厚のアルミニウム箔を用い、導電性被覆材を芯材の外周に１周巻き付けたものである。図中Ｊは、同様に、導電性被覆材に７μｍ厚のアルミニウム箔を用い、（図１（ａ）と同様に）２枚の導電性被覆材を芯材の外周に２重に巻き付けたものである。図中Ｋは、さらに７μｍ厚のアルミニウム箔を３重に巻き付けたものである。

図中Ｌは、導電性被覆材に２０μｍ厚のアルミニウム箔を用い、導電性被覆材を芯材の外周に１周巻き付けたものである。すなわち、図中ＩとＬとは、アルミニウムの厚みのみが異なり、ＩとＪ，Ｋとは、同一厚さのアルミニウムの層数が異なるものである。

図から明らかなように、図中ＩとＬとを比較すると、導電性被覆材の厚みの厚いＬの方が高いシールド特性を有することが分かる。一方、同一厚さであっても、導電性被覆材を２層に形成したＪは、１層のみのＩに対して高いシールド特性を有することが分かる。なお、図示を省略するが、導電性被覆材の巻付け方法として、図１（ａ）ではなく、図１（ｂ）のようにしても、同様の効果を得ることができた。

ここで、図中Ｊは、７μｍのアルミニウム箔を２層に形成したものであり、その総厚は１４μｍとなる。しかし、１層で２０μｍ厚であるＬと比較しても、総厚の薄いＪは、より高いシールド特性を示した。また、図中Ｋは、７μｍのアルミニウム箔を３層形成したものであり、その総厚は２１μｍとなる。しかし、略同一厚さであるＬと比較しても、極めて高いシールド特性を得ることができた。

ここで、各導電性被覆材に入射しようとする電磁波の変動磁場によって各導電性被覆材の表面には渦電流が生じ、各表面で電磁波の一部が反射される。この際、２層以上に導電性被覆材を設けると、総厚は薄くても、その反射面を増やすことにより、高いシールド特性を得ることができる。すなわち、導電性被覆材を複数層に形成する効果は、単に導電性被覆材の総厚みを増すのではなく、反射面の数を増すことで、高いシールド特性を得るものである。

このように、複数層の導電性被覆材を形成することで、たとえ導電性被覆材を薄くしたとしても、総厚を増す効果以上の高いシールド特性を得ることができる。

なお、総厚を増すことによるシールド特性の向上には限界がある。前述の通り、入射する電磁波の周波数ｆから計算される表皮深さδは、√（１／（π×ｆ×σ×μ））で算出される。したがって、アルミニウム（１層での計算）を用いた場合には、例えば入射電磁波の周波数が１０ＭＨｚであれば、約２５μｍ、１５ＭＨｚであれば約２０μｍ、２０ＭＨｚであれば、約１７μｍとなる。したがって、このような表皮深さδ以上の厚さの導電性被覆材を用いても、導電性被覆材の表面から当該深さまでしか、渦電流を流すことができない。このため、導電性被覆部材を表皮深さδ以上に厚くしたとしてもそれ以上、反発磁界を大きくすることができない。そのため、導電性被覆材の導電材の厚さは、前記厚さ以上である必要がない。

一方、薄い導電性被覆材（前述した表皮深さ以下の厚み）を複数層に形成すれば、電磁波が導電性被覆材に入射した場合に、各導電性被覆材の全厚に渡って渦電流を流すことができる。このため、反発磁界を大きくすることができる。さらに、導電性被覆材が複数層形成されれば、表皮深さδ以下の上層側の導電性被覆材を容易に突き抜けてきた磁界が、下層の導電性被覆材にも突き抜けるので、一層反発磁界を大きくすることができる。したがって、高いシールド性を得ることができる。

また、導電性被覆材を厚くすると、その加工性や耐久性に対しても不利となる。例えば、厚い導電性被覆材を芯材の外周に巻き付ける場合には、薄い導電性被覆材を巻き付ける場合と比較して、曲げ加工性が悪い。また、厚い導電性被覆材は、曲げ加工した際の表面近傍の引張応力も大きくなる。このため、例えば振動下における長期の使用において、疲労破壊等の恐れがある。また、導電性被覆材を厚くすると、それ自体の強度が大きくなる。このため、繰り返しの使用において、一度つぶされた芯材が導電性被覆材の塑性変形の強度に打ち勝つことができず、つぶされた状態で維持されてしまう。すなわち、非使用時における形状保持性が悪化する。

これに対し、本発明は、個々の導電性被覆材を薄くすることで、上記問題を解決し、かつ、単に導電性被覆材の厚みを厚くする場合と比較して、総厚を薄くしたとしても、高いシールド性能を得ることができる。このため、軽量化にも寄与することができる。

図１１は、アドバンテスト法により測定した各種試験体の評価結果を示す図である。図中Ｎ、Ｍは、いずれも導電性被覆材を２層（７μｍのアルミニウム箔）形成したものであり、図中Ｎは強磁性体を用いないもの（図１（ａ）と略同様）、図中Ｍは、強磁性体を配置したもの（図４（ａ）と略同様）である。強磁性体としては、１２０μｍの日立金属社製の磁性ファインメット（登録商標）ＥＭＳ４７０をスリットして、図４（ｂ）に示すように、２層の導電性被覆材の間に挟み込んだ。

図１１から明らかなように、強磁性体を用いることにより、特に１００〜５００ｋＨｚの範囲でシールド特性が向上することが分かった。このように、強磁性体を用いると、特に低周波の磁界シールド特性を向上させることができる。なお、強磁性体としては条体に限られず、粉体やめっき等により強磁性体を形成した場合においても、シールド性能向上の程度の差はあるが、前述した効果を得ることができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、導電性被覆材の表面には、エンボス加工などの凹凸形状を形成してもよい。このようにすることで、筐体等に用いられた際に、導電性被覆材の表面の接触圧を高くすることができる。このため、導電性被覆材と筐体等との接触抵抗を低くすることができる。

また、このように導電性被覆材の表面に凹凸を形成する場合において、凸部頂上を除いてアクリル等で被覆してもよい。この場合、導電性被覆材の酸化を抑制することができる。このため、長期にわたって、筐体等との接触抵抗が変化せず、一定の性能を発揮することができる。

１、１ａ、２０、２０ａ………電磁波シールドガスケット
３………芯材
５ａ、５ｂ………導電性被覆材
７………両面テープ
９………導電材
１１………樹脂フィルム
１３………接着剤
２１、２３………強磁性体
３０………筐体
３１………蓋部
３３………本体部
３５………電気機器
４０………試験体保持具
４１ａ、４１ｂ………亜鉛メッキ鋼板
４３………スペーサ
４５………スリット
４７………試験体
４９………強磁性体
５０、６０………測定装置
５１、６１………送信用アンテナ
５３、６３………受信用アンテナ

Claims

本体部と蓋部とを有する金属製の筐体と、
前記筐体の内部に配置される電気機器と、
前記蓋部と前記本体部との隙間に設けられる電磁波シールドガスケットと、
を具備し、
前記電磁波シールドガスケットは、
弾性体である芯材と、
前記芯材の外周に設けられ、断面において、全周に渡って少なくとも２層以上に形成される導電性被覆材と、
前記導電性被覆材の２層以上の層の間に挟まれるように前記電磁波シールドガスケットの両側面に設けられた強磁性体と、を有し、
前記強磁性体は、前記蓋部と前記本体部との隙間で圧縮される前記電磁波シールドガスケットの圧縮方向と一致する方向のそれぞれの側面における厚み方向の略中央に位置して、前記蓋部を前記本体部に被冠して弾性体が圧縮されたときに、前記強磁性体が前記蓋部と前記本体部との隙間と略同一の寸法で形成されることを特徴とする電磁波シールド構造。