JP6394482B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、不要輻射の発生源となる電子部品（以下、ノイズ発生源と称す）が搭載された電子機器に関する。

近年、電子装置、例えば複写機等の画像形成装置やコンピュータから放射される不要輻射によって他の電子機器が障害を起こすことが問題となっている。このため、電子装置から放射される不要輻射のレベル強度を規格値以下に抑える必要がある。ノイズ発生源からの放射は、シミュレーションや実測によって把握することができる。しかし、シミュレーションや実測によって不要輻射のレベル強度が規格値以下になるはずのノイズ発生源であっても、実際に電子機器に搭載、すなわち、図７に示すように、ノイズ発生源１が実装された基板２を電子機器の基板取り付け板３に取り付けると、不要輻射が想定したレベル強度を上回ってしまうことがある。このような場合、従来は、ノイズ発生源１や基板２の周囲をシールドするシールド構造を採用することで対応していた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−９７８７４公報

しかしながら、従来技術では、ノイズ発生源に対して大容積となる構成が必要となり、電子機器全体が大きくなってしまう。また、シールド構造にかかるコストが増大すると共に、作業工数も増加してしまう。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、想定外の不要輻射を効果的に低減させることができる電子機器を提供することにある。

本発明の電子機器は、不要輻射の発生源となる電子部品が実装された基板と、当該基板を取り付けた基板取り付け板とが間隔をおいて略平行に配置された電子機器であって、機器内には、前記電子部品から前記基板取り付け板側に放射された間接波が反射されるノイズ反射面として機能する部材が配置されており、前記基板と前記基板取り付け板との間隙に、前記電子部品と前記ノイズ反射面との間を遮るように、長さが不要輻射の内の低減させたい周波数の波長λに対して、λ／６以上λ／４以下に設定されている間接波分散部材が配置され、前記間接波分散部材は、前記基板と面接触する上面を有し、前記基板取り付け板に接触する下面が開口部として、金属導体である前記基板取付け板にプレス加工を施すことで形成され、前記上面には、前記基板を前記基板取り付け板に取り付けるネジが貫通するネジ孔が形成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の電子機器において、前記間接波分散部材は、錐台形状であり、下底が前記基板取り付け板に、上底が前記基板にそれぞれ接触していても良い。
また、本発明の電子機器は、不要輻射の発生源となる電子部品が実装された基板と、当該基板を取り付けた基板取り付け板とが間隔をおいて略平行に配置された電子機器であって、機器内には、前記電子部品から前記基板取り付け板側に放射された間接波が反射されるノイズ反射面として機能する部材が配置されており、前記基板と前記基板取り付け板との間隙に、前記電子部品と前記ノイズ反射面との間を遮るように配置された間接波分散部材を具備し、前記間接波分散部材は、第１部材と第２部材とで構成され、前記第１部材に対して前記第２部材を長さ方向にスライドさせることで、長さを変更可能であることを特徴とする。

本発明によれば、間接波分散部材によって間接波を分散させ、間接波がノイズ反射面に到達することを妨げることができ、想定外の不要輻射を効果的に低減させることができるという効果を奏する。

本発明に係る電子機器の実施の形態の構成を示す三面図である。 図１に示す間接波分散部材の構成を示す三面図及び断面図である。 図１に示す間接波分散部材の取り付け例を示す分解斜視図である。 不要輻射の強度レベルを測定する測定例を示す図である。 図４に示す測定例での測定結果を示す図である。 間接波分散部材の他の実施の形態の構成を示す図である。 従来の電子機器の構成を示す三面図である。

次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の電子機器では、図１を参照すると、ノイズ発生源１が実装された基板２と、基板２が取り付けられた基板取り付け板３との間隙に、ノイズ発生源１と仕切板４との間を遮るように間接波分散部材５が設けられている。

基板２は、ノイズ発生源１を含む複数の電子部品を表面に実装して電子回路を構成するプリント基板である。基板取り付け板３は、アルミニウム等の金属導体で構成されている。基板２は、基板取り付け板３に垂直方向に突出して形成されたネジ締結部３１にネジ止めされて取り付けられ、基板取り付け板３に対して間隔をおいて略平行に配置される。なお、ネジ締結部３１の代わりに図示しないスペーサを介して基板２を基板取り付け板３に取り付けるようにしても良い。

仕切板４は、アルミニウム等の金属導体で構成され、ノイズ発生源１から放射される不要輻射の影響が電子機器内に設けられている他の電子部品に及ばないように設置されている。仕切板４は、基板２に対して略垂直に、基板２と間隔をおいて配置されている。このように配置された仕切板４は、不要輻射を反射するノイズ反射面として機能してしまう。

ノイズ発生源１から放射される不要輻射は、基板２の表面側、すなわち基板取り付け板３とは反対方向に直接放射される直接波と、基板取り付け板３側に放射される間接波とからなる。従来の電子機器において、間接波は、図７に示すように、基板２と基板取り付け板３との間隙を通って、仕切板４に到達する。なお、図７において、実線矢印が直接波であり、点線矢印が間接波である。そして、仕切板４に到達した間接波は、仕切板４で反射され、直接波と合成される。このように直接波と間接波とが合成されることで、不要輻射が想定したレベル強度を上回ってしまうことがある。

そこで、本願発明では、図１に示すように、間接波分散部材５によって間接波を減衰させ、ノイズ分散を図るように構成されている。なお、図１において、実線矢印が直接波であり、点線矢印が間接波である。

間接波分散部材５は、図２（ａ）に示すように、下底５１と上底５２とが二つの等しい長さの平行線と二つの半円形からなる角丸長方形である錐台形状をしている。そして、間接波分散部材５は、下面である下底５１が基板取り付け板３に、上面である上底５２が基板２にそれぞれ接触するように取り付けられる。間接波分散部材５は、例えば、板金にプレス加工を施すことで形成され、図２（ｂ）に示すように、下底５１は、開口部となっている。なお、図２において（ｂ）は、（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図である。また、上底５２の半円形部には、基板２を基板取り付け板３に取り付けるネジが貫通するネジ孔５４が形成されている。

間接波分散部材５は、ノイズ発生源１と仕切板４との間を遮るように配置され、錐体面５３によって間接波を分散させ、間接波が仕切板４に到達することを妨げる。なお、間接波分散部材５は、基板取り付け板３に下底５１が接触した錐台形状であるため、間接波は、錐体面５３によって基板２に向けて反射され、基板２によって減衰される。

また、間接波分散部材５の長さＬ（上底５２の長さ）は、不要輻射の内の低減させたい周波数の波長λに対して、λ／６以上λ／４以下に設定されている。これにより間接波分散部材５は、低減させたい周波数に共振してアンテナになることがない。

さらに、上底５２の幅Ｗは、基板２と線接触とならないように、３ｍｍ以上に設定されている。なお、本実施の形態では、上底５２にネジ孔５４が形成されているため、上底５２の幅Ｗは、ネジ径以上に設定されている。

間接波分散部材５は、図３に示すように、ノイズ発生源１と仕切板４との間に存在しているネジ締結部３１を用いて、ノイズ発生源１と仕切板４とを遮るように取り付けることができる。本実施の形態では、ノイズ発生源１と仕切板４との間に円錐台形状のネジ締結部３１が存在しており、このネジ締結部３１を間接波分散部材５のネジ孔５４が形成されている半円形部に嵌め込み、基板２をネジ止めすることで、基板２と基板取り付け板３との間隙に間接波分散部材５が位置決めされて固定される。このように基板２を基板取り付け板３に取り付けるための既存の締結部（ネジ締結部３１＋ネジ）を用いて間接波分散部材５を取り付けるように構成すると、新たに締結部を追加する必要がないため、組立作業工数が増加しない。また、間接波分散部材５が基板２のボードサポートの代替となり、コネクタ挿入時の基板２のたわみがなくなるため、たわみによる基板２の破損を防止することができる。

従来の間接波分散部材５が設けられていない電子機器に対し、図４（ａ）に示すように、基板２の垂直方向に３ｍ離してアンテナ１０を配置して、不要輻射の周波数毎のレベル強度（μｄＢ／ｍ）を測定した。その結果、シミュレーションでは、ノイズ発生源１から放射される不要輻射のレベル強度がいずれの周波数でも４０（μｄＢ／ｍ）未満に収まるはずであったが、図５（ａ）に示すように、周波数：７８９．６［ＭＨｚ］において、４４．１（μｄＢ／ｍ）と想定を越える値となった。

そこで、間接波分散部材５を設けた本実施の形態の電子機器に対し、図４（ｂ）に示すように、基板２の垂直方向に３ｍ離してアンテナ１０を配置して、不要輻射の周波数毎のレベル強度（μｄＢ／ｍ）を測定した。この場合、低減させたい周波数は７８９．６［ＭＨｚ］であり、波長はλ≒３７９．９［ｍｍ］である。従って、λ／６≒６３．３［ｍｍ］、λ／４≒９５．０［ｍｍ］となるため、間接波分散部材５の長さＬは、λ／６〜λ／４の範囲内である７０［ｍｍ］とした。その結果、図５（ａ）に示すように、周波数：７８９．６［ＭＨｚ］において、レベル強度を４０（μｄＢ／ｍ）未満に収めることができた。

従来の電子機器において、周波数：７８９．６［ＭＨｚ］で想定を越える値となったのは、直接波と、仕切板４で反射された間接波との合成によると考えられる。これに対し、本実施の形態の電子機器では、間接波分散部材５によって間接波を分散させて仕切板４での反射を防止することで、周波数：７８９．６［ＭＨｚ］の不要輻射を低減させることができたものと考えられる。

なお、本実施の形態では、別部材の間接波分散部材５を基板２と基板取り付け板３との間隙に取り付けるように構成したが、予め低減させたい周波数がわかっている場合には、間接波分散部材５を基板取り付け板３に形成しておくようにしても良い。

また、間接波分散部材５は、低減させたい周波数によって長さＬを変更する必要がある。そこで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、間接波分散部材５を幅方向に切断した形状を有する第１部材５０ａと第２部材５０ｂとからなる間接波分散部材５０を採用すると好適である。なお、図６において、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図である。間接波分散部材５０は、第１部材５０ａに対して第２部材５０ｂを長さ方向にスライドさせることで、長さＬを変更することができる。従って、低減させたい周波数に応じた長さＬに設定することができる。なお、間接波分散部材５０を採用する場合には、図６（ｃ）に示すように、第２部材５０ｂと係合する位置決め部材３２を複数個突出させた基板取り付け板３０を用い、第２部材５０ｂと係合する位置決め部材３２を選択することで、長さＬを変更可能に構成すると良い。位置決め部材３２として、例えば、基板取り付け板３０に切り欠きを形成し、その切り欠き片を用いることができる。

なお、本実施の形態では、基板２と基板取り付け板３との間隙に、別部材である間接波分散部材５を取り付けるように構成したが、間接波分散部材５の全部もしくは一部を基板取り付け板３と同一部材で構成しても良い。すなわち、基板取り付け板３にプレス加工等を施すことで、間接波分散部材５を基板取り付け板３から垂直方向に突出させて形成することもできる。また、第１部材５０ａと第２部材５０ｂとからなる間接波分散部材５０を用いる場合には、第１部材５０ａもしくは第２部材５０ｂのいずれかを基板取り付け板３と同一部材で構成することができる。

以上説明したように、本実施の形態は、不要輻射の発生源となる電子部品であるノイズ発生源１が実装された基板２と、基板２を取り付けた基板取り付け板３とが間隔をおいて略平行に配置された電子機器であって、機器内には、ノイズ発生源１から基板取り付け板３側に放射された間接波が反射されるノイズ反射面として機能する仕切り板４が配置されており、基板２と基板取り付け板３との間隙に、ノイズ発生源１と仕切り板４との間を遮るように配置された間接波分散部材５を備えている。
この構成により、間接波分散部材５によって間接波を分散させ、間接波が仕切板４に到達することを妨げることができ、想定外の不要輻射を効果的に低減させることができる。

さらに、本実施の形態において、間接波分散部材５の長さＬは、不要輻射の内の低減させたい周波数の波長λに対して、λ／６以上λ／４以下に設定されている。
この構成により、間接波分散部材５が、低減させたい周波数に共振するアンテナになることを防止することができる。

さらに、本実施の形態において、間接波分散部材５は、錐台形状であり、下底５１が基板取り付け板３に、上底５２が基板２にそれぞれ接触している。
この構成により、間接波が錐体面５３によって基板２に向けて反射され、基板２によって間接波を減衰させることができる。

さらに、本実施の形態において、間接波分散部材５は、基板２と面接触する上面（上底５２）を有し、基板取り付け板３に接触する下面（下底５１）が開口部として形成された板金であり、上面（上底５２）には、基板２を基板取り付け板３に取り付けるネジが貫通するネジ孔が形成されている。
この構成により、基板２を基板取り付け板３に取り付ける締結部（ネジ締結部３１＋ネジ）を用いて間接波分散部材５を固定することができる。新たに締結部を追加する必要がないため、組立作業工数が増加しない。また、間接波分散部材５が基板２のボードサポートの代替となり、コネクタ挿入時の基板２のたわみがなくなるため、たわみによる基板２の破損を防止することができる。

さらに、本実施の形態において、間接波分散部材５０は、第１部材５０ａと第２部材５０ｂとで構成され、第１部材５０ａに対して第２部材５０ｂを長さ方向にスライドさせることで、長さＬを変更可能である。
この構成により、低減させたい周波数によって間接波分散部材５０の長さＬを変更することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１ ノイズ発生源
２ 基板
３、３０ 基板取り付け板
４ 仕切板
５ 間接波分散部材
１０ アンテナ
３１ ネジ締結部
３２ 位置決め部材
５０ 間接波分散部材
５０ａ 第１部材
５０ｂ 第２部材
５１ 下底
５２ 上底
５３ 錐体面
５４ ネジ孔

Claims (3)

1. 不要輻射の発生源となる電子部品が実装された基板と、当該基板を取り付けた基板取り付け板とが間隔をおいて略平行に配置された電子機器であって、
   機器内には、前記電子部品から前記基板取り付け板側に放射された間接波が反射されるノイズ反射面として機能する部材が配置されており、
   前記基板と前記基板取り付け板との間隙に、前記電子部品と前記ノイズ反射面との間を遮るように、長さが不要輻射の内の低減させたい周波数の波長λに対して、λ／６以上λ／４以下に設定されている間接波分散部材が配置され、
   前記間接波分散部材は、前記基板と面接触する上面を有し、前記基板取り付け板に接触する下面が開口部として、金属導体である前記基板取付け板にプレス加工を施すことで形成され、
   前記上面には、前記基板を前記基板取り付け板に取り付けるネジが貫通するネジ孔が形成されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記間接波分散部材は、錐台形状であり、下底が前記基板取り付け板に、上底が前記基板にそれぞれ接触していることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 不要輻射の発生源となる電子部品が実装された基板と、当該基板を取り付けた基板取り付け板とが間隔をおいて略平行に配置された電子機器であって、
   機器内には、前記電子部品から前記基板取り付け板側に放射された間接波が反射されるノイズ反射面として機能する部材が配置されており、
   前記基板と前記基板取り付け板との間隙に、前記電子部品と前記ノイズ反射面との間を遮るように配置された間接波分散部材を具備し、
   前記間接波分散部材は、第１部材と第２部材とで構成され、前記第１部材に対して前記第２部材を長さ方向にスライドさせることで、長さを変更可能であることを特徴とする電子機器。

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