(57)【要約】【課題】樹脂製の部材を採用しながら、放射ノイズの影響を低減できる車載回路基板収容筐体および車載用電子制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる車載回路基板収容筐体１００は、電子部品が実装された車載回路基板１０６を備え、車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体であって、車載回路基板が載置される金属製の土台部材１０２と、車載回路基板を覆って土台部材に組み付けられる樹脂製のカバー部材１０４とを備え、土台部材は、矩形の底面部１０８と、底面部の周囲に立設され底面部とともに空洞１４０を形成する枠体１１０とを有し、土台部材の底面部と車載回路基板との距離が約５．５ｍｍまたは５．５ｍｍ以上であることを特徴とする。【選択図】図２
2014007211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された車載回路基板を備え、該車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体であって、
前記車載回路基板が載置される金属製の土台部材と、
前記車載回路基板を覆って前記土台部材に組み付けられる樹脂製のカバー部材とを備え、
前記土台部材は、矩形の底面部と、該底面部の周囲に立設され該底面部とともに空洞を形成する枠体とを有し、
前記土台部材の前記底面部と前記車載回路基板との距離が約５．５ｍｍまたは５．５ｍｍ以上であることを特徴とする車載回路基板収容筐体。
【請求項２】
前記土台部材は、前記車載回路基板に接し、前記底面部と該車載回路基板との距離を変更可能にする介在部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の車載回路基板収容筐体。
【請求項３】
前記空洞内に配置された発泡スチロールをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車載回路基板収容筐体。
【請求項４】
電子部品が実装された車載回路基板を備え、該車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体であって、
前記車載回路基板が載置される金属製の土台部材と、
前記車載回路基板を覆って前記土台部材に組み付けられる樹脂製のカバー部材とを備え、
前記土台部材は、矩形の底面部と、該底面部の周囲に立設され該底面部とともに空洞を形成する枠体とを有し、
前記空洞内に配置された発泡スチロールを備えることを特徴とする車載回路基板収容筐体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の車載回路基板収容筐体を備えることを特徴とする車載用電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定周波数で動作する電子部品が実装された車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体および車載回路基板収容筐体を備えた車載用電子制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、例えばエアバックなどの各種車載用機器を制御する電子制御ユニット（ECU: Electronic Control Unit）が多数配置されている。電子制御ユニットは、車載用電子機器である制御基板（車載回路基板）を含み、例えば１．６ＧＨｚ程度の周波数で動作する電子部品が多数実装されている。
【０００３】
車載回路基板は、例えばアルミダイキャストの箱型の筐体に収容される。金属製の筐体に車載回路基板を収容することで、剛性などが向上し、車両衝突時に車載回路基板上の電子部品を保護できる。
【０００４】
しかし、金属製の筐体を用いると、重量や製造コストが高くなるという問題があった。これに対して、特許文献１には、軽量化や低コスト化を図るために、下方が開口された箱型の樹脂製のケースを採用した筐体が記載されている。
【０００５】
この筐体は、上記樹脂製のケース（本願でのカバー部材）と、このケースの開口に蓋をする金属製のカバー（本願での土台部材）とを備えている。電子部品が実装された基板（本願での車載回路基板）は、ケースの開口からケース内に収容されて固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２８６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車載回路基板を収容した筐体には、周辺の環境に起因して、外部から放射ノイズ（電磁波）が照射される場合がある。この場合、金属製の筐体は、静電遮蔽体として機能する。このため、車載回路基板に実装された電子部品は、放射ノイズの影響を受けず、誤動作が生じ難い。
【０００８】
特許文献１では、筐体の一部として樹脂製のケースを採用しているので、筐体は静電遮蔽体として機能せず、放射ノイズがケースを通過する。ここで、車載回路基板は、電子部品が実装された例えば多層基板であるから、全体として見れば１枚の金属板（導電壁）と見なせるが、実際には電子部品間に隙間が存在する。また、電子部品を搭載する基板には配線のためのパターンによる隙間や、金属製カバーと実装基板との間などにも隙間が存在する。そのため、ケースを通過した放射ノイズは、これらの隙間を部分的に通過して、金属製のカバーにより反射され、再び車載回路基板で部分的に反射される。
【０００９】
その結果、上記筐体では、車載回路基板と金属製のカバーとの間の空間で共振現象が生じる。特に、共振周波数が電子部品の誤動作する周波数に一致してしまうと、エアバッグ展開が正常に行われないなどの問題が生じる可能性がある。
【００１０】
つまり、筐体の軽量化や低コスト化を図るために、筐体の一部に樹脂製の部材を採用すると、放射ノイズの影響を低減することが困難になるという問題があった。
【００１１】
なお、特許文献１に示す筐体の金属製のカバーに代表されるように、筐体の軽量化や省スペース化の観点から、金属製のカバーは、厚み方向の寸法が小さくなる傾向にあると予想される。そのため、車載回路基板と金属製のカバーとの間で共振現象が生じる上記空間の寸法は、小さくなる傾向にあると考えられる。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑み、樹脂製の部材を採用しながら、放射ノイズの影響を低減できる車載回路基板収容筐体および車載用電子制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車載回路基板収容筐体の代表的な構成は、電子部品が実装された車載回路基板を備え、車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体であって、車載回路基板が載置される金属製の土台部材と、車載回路基板を覆って土台部材に組み付けられる樹脂製のカバー部材とを備え、土台部材は、矩形の底面部と、底面部の周囲に立設され底面部とともに空洞を形成する枠体とを有し、土台部材の底面部と車載回路基板との距離が約５．５ｍｍまたは５．５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成において、土台部材の底面部と車載回路基板との間で空洞が形成されていて、外部からカバー部材に向けて放射ノイズ（電磁波）が照射された場合を想定する。電磁波は、外部から樹脂製のカバー部材を通って、さらに車載回路基板に至る。車載回路基板に至る電磁波は、車載回路基板を部分的に通過して上記空洞に至り、金属製の土台部材で反射される。土台部材で反射された電磁波は、車載回路基板で部分的に反射され、その後再度、土台部材で反射される。
【００１５】
上記空洞は、金属製の土台部材と、部分的には導電壁と見なせる車載回路基板とで囲まれた空間であるから、いわゆる空洞共振器として機能する。一般に、空洞共振器は、導電壁で囲まれた空間内に、空間の寸法および形状で定まる、ある特定の波長の電磁界のみが成長する共振現象を生じさせる。なお、共振現象に伴い空間内に生じる電磁界の様子を示す共振モードは、空間内の電磁波の共振周波数に応じて多数存在する。
【００１６】
上記空洞内では、土台部材と車載回路基板との間で電磁波が反射を繰り返すので、共振現象が生じる。共振現象により、車載回路基板に実装された電子部品が誤動作する共振周波数（例えば、１．６４ＧＨｚ程度）を有する、電磁波（例えば、マイクロ波）が空洞内に発生する可能性がある。つまり、上記空洞を有する筐体では、共振現象により生じた電磁波によって、電子部品の動作が不安定となり、誤動作を生じることがあり得る。一例として、矩形の底面部の長辺、短辺などの長さが、電子部品が誤動作する周波数を有する電磁波の１／２波長（一般的には１／ｎ波長、ｎは２以上の整数）に一致してしまうと、誤動作が生じ易い。また、共振現象は、空洞の寸法および形状で定まることから、矩形の底面部の長辺、短辺の長さに限らず、底面部と車載回路基板との距離にも依存すると考えられる。
【００１７】
そこで本発明では、上記の空洞を小さくするという技術的な傾向に反して、土台部材の底面部と車載回路基板との間の距離を約５．５ｍｍまたは５．５ｍｍ以上とし、空洞を広げた。その結果、上記の距離が５．５ｍｍ未満であるときに空洞内で生じると予想される、共振モードの電界および磁界の形成が妨げられると考えられる。言い換えると、空洞共振器として機能する空洞の寸法のうち上記の距離を５．５ｍ以上とすることで、空洞の寸法および形状で定まる共振現象に伴う共振モードも変化し、その結果、上記空洞内の電磁波の共振周波数をずらすことが可能となる。したがって、上記車載回路基板収容筐体によれば、樹脂製のカバー部材を採用しながらも、電子部品の誤動作周波数と一致する共振周波数を有する電磁波が、空洞内に形成されることを防ぐことができ、電子部品の誤動作を防止し、外部からの放射ノイズの影響を低減できる。
【００１８】
上記の土台部材は、車載回路基板に接し、底面部と車載回路基板との距離を変更可能にする介在部材を含むとよい。一例として、厚み０．５ｍｍ以上の介在部材を用意し、さらに底面部の長辺の寸法を１０５ｍｍ、短辺の寸法を８５ｍｍ、底面部から枠体の上端までの寸法を５ｍｍとした土台部材を用意した。このため、上記の距離は、介在部材の厚みの分だけ大きくなり、５ｍｍから５．５ｍｍ以上に変更される（言い換えると、上記の空洞の深さの寸法が１０％以上大きくなっている）。
【００１９】
そして、１．５ＧＨｚ付近の周波数を有する電界強度２００Ｖ／ｍの放射ノイズを、介在部材を配置せず上記の土台部材を用いた車載回路収容筐体に照射したところ、誤動作を確認した。これに対して、銅箔テープを重ねた厚み０．５ｍｍの介在部材を上記の土台部材と車載回路基板との間に介在させ、その状態で、上記と同様に１．５ＧＨｚ付近の周波数を有する電界強度２００Ｖ／ｍの放射ノイズを照射したところ、誤動作は発生しなかった。なお、介在部材としては厚みが０．５ｍｍ以上であれば、１ｍｍ程度の厚みのワッシャや、３ｍｍ程度の厚みのナットなどを用いても良い。これらの介在部材を配置した筐体に、１．５ＧＨｚ付近の周波数を有する電界強度２００Ｖ／ｍの放射ノイズを照射した場合であっても、誤動作は発生しなかった。このように、土台部材と車載回路基板との間に介在部材を介在させ、上記の距離を変更することで、電磁波の影響すなわち誤動作の有無が変動することが明らかとなった。つまり、介在部材によって上記の距離を変更すれば、結果的に、電磁波の周波数を電子部品の誤動作周波数と一致させないようにでき、電子部品の誤動作を防止できると考えられる。
【００２０】
当該車載回路基板収容筐体は、空洞に配置された発泡スチロールをさらに備えてよい。発泡スチロールは、比誘電率が２〜２．５の誘電体であり、電磁波の周波数帯によっては電波透過性が良く、上記の共振モードが変化し、電子部品が誤作動を起こす問題となる共振周波数をずらす場合があると考えられる。よって、外部からの放射ノイズの影響をより効果的に低減できる。
【００２１】
本発明にかかる車載回路基板収容筐体の他の代表的な構成は、電子部品が実装された車載回路基板を備え、車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体であって、車載回路基板が載置される金属製の土台部材と、車載回路基板を覆って土台部材に組み付けられる樹脂製のカバー部材とを備え、土台部材は、矩形の底面部と、底面部の周囲に立設され底面部とともに空洞を形成する枠体とを有し、空洞内に配置された発泡スチロールを備えることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、発泡スチロールのような誘電体を空洞内に配置することで、実質的に電波の通る経路を長くすることと等価な状況を作り得ると考えられる。これにより、一例として、土台部材の底面部と車載回路基板との間の距離を５ｍｍとした場合であっても、見かけの共振周波数をずらすことが可能となり、電子部品の誤動作を防止し、外部からの放射ノイズの影響を低減できると考えられる。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車載用電子制御装置の代表的な構成は、上述の車載回路基板収容筐体を備えることを特徴とする。このようにすれば、放射ノイズの影響を低減した信頼性の高い車載用電子制御装置を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、樹脂製の部材を採用しながら、放射ノイズの影響を低減できる車載回路基板収容筐体および車載用電子制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における車載回路基板収容筐体を示す図である。
【図２】図１の車載回路基板収容筐体の分解斜視図である。
【図３】図２の車載回路基板収容筐体の土台部材および介在部材を示す図である。
【図４】図２の車載回路基板収容筐体の車載回路基板の裏面を示す図である。
【図５】図３の土台部材に車載回路基板を載置した状態を示す図である。
【図６】図３の土台部材に介在部材を配置していない状態を示す上面図である。
【図７】図６の土台部材で形成される空洞内に生じる共振現象を説明する模式図である。
【図８】図７の空洞内に生じると予想される共振モードを例示する図である。
【図９】図７の土台部材から車載回路基板までの距離と誤動作の有無との関係を例示する図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である、車載回路基板収容筐体の一部を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態における車載回路基板収容筐体を示す図である。図２は、図１の車載回路基板収容筐体の分解斜視図である。車載回路基板収容筐体（以下、筐体１００）は、図示のように、金属製の土台部材１０２と、樹脂製のカバー部材１０４とを備え、内部には車載回路基板１０６が収容されている。
【００２８】
また、筐体１００は、図２に示すように、土台部材１０２と車載回路基板１０６との間に介在する介在部材１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄを備える。介在部材１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄは、いずれも形状が同じであり、銅箔テープを重ねて厚さ０．５ｍｍ程度としたもの、厚さ１ｍｍ程度のワッシャ、または厚さ３．５ｍｍ程度のナットであってよい。ここでは、介在部材１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄは、ワッシャとして例示している。
【００２９】
土台部材１０２は、車載回路基板１０６を載置する土台となる部材であり、例えばアルミダイキャストで成形されている。土台部材１０２は、図２に例示するように、矩形の底面部１０８と、底面部１０８の周囲に立設された枠体１１０とを備える。また、土台部材１０２は、底面部１０８と枠体１１０とを用いて形成されたグランド端子１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄと、筐体１００を車両に固定するために外側に張り出したフランジ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃとを有している。
【００３０】
カバー部材１０４は、図２に例示するように、下方が開放された箱型を成す部材であり、その内部に車載回路基板１０６を収容する。そして、カバー部材１０４が車載回路基板１０６を覆って、土台部材１０２に組み付けられることで、図１に例示する筐体１００が組立てられる。
【００３１】
車載回路基板１０６には、所定の周波数で動作する電子部品が多数実装されている。ただし、図２では、車載回路基板１０６に設置された外部コネクタ１１７のみを示している。
【００３２】
つぎに、図３〜図５を参照して、筐体１００の各部材について説明する。図３は、図２の筐体１００の土台部材１０２および介在部材１０７ａ〜１０７ｄを示す図である。図３（ａ）は土台部材１０２および介在部材１０７ａ〜１０７ｄの上面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３３】
土台部材１０２のグランド端子１１４ａ〜１１４ｄの上には、図３（ａ）に例示するように、介在部材１０７ａ〜１０７ｄがそれぞれ配置されている。これらのグランド端子１１４ａ〜１１４ｄおよび介在部材１０７ａ〜１０７ｄには、図示のように孔が開けられている。グランド端子１１４ａ〜１１４ｄは、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを介して車載回路基板１０６およびカバー部材１０４を組付ける際の締結部としても用いられる。
【００３４】
ここで、図３（ｂ）に例示する土台部材１０２の枠体１１０の高さ、すなわち底面部１０８から枠体１１０の上端１１０ａまでの寸法Ｌａを５ｍｍとした。また、図３（ｂ）に例示するように、グランド端子１１４ｄ上に配置され代表的に示される介在部材１０７ｄの厚み方向の寸法Ｌｂを０．５ｍｍとした。
【００３５】
土台部材１０２の底面部１０８は、図３（ａ）に例示するように、長辺１１８ａ、１１８ｂおよび短辺１２０ａ、１２０ｂとで規定された矩形である。ここでは一例として、長辺１１８ａ、１１８ｂの図３（ｂ）に例示する寸法Ｌｃを１０５ｍｍ程度、図３（ａ）に例示する短辺１２０ａ、１２０ｂの寸法Ｌｄを８５ｍｍ程度とした。
【００３６】
図４は、図２の筐体１００の車載回路基板１０６の裏面を示す図である。車載回路基板１０６の裏面には、図４に例示するように、例えば電源用ＩＣ１３０と、電源用ＩＣ１３０に接続された電源ライン１３２とが実装されている。電源ライン１３２は、車載回路基板１０６の表面に実装された図中点線で示す外部コネクタ１１７の一部と重なる位置に存在している。
【００３７】
図５は、図３の土台部材１０２に車載回路基板１０６を載置した状態を示す図である。図５（ａ）は、土台部材１０２とともに車載回路基板１０６の表面を示す上面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３８】
図５（ａ）に点線で例示する介在部材１０７ａ〜１０７ｄは、下面ではグランド端子１１４ａ〜１１４ｄに接し（図３（ａ）参照）、上面では車載回路基板１０６に接している。このため、図５（ｂ）に例示するように、枠体１１０の上端１１０ａと車載回路基板１０６との間は、介在部材１０７ａ〜１０７ｄの厚み方向の寸法Ｌｂとした０．５ｍｍだけ離れることになる。
【００３９】
上記したように枠体１１０の高さは、底面部１０８から枠体１１０の上端１１０ａまでの寸法Ｌａとした５ｍｍである。したがって、底面部１０８から車載回路基板１０６までの距離は、寸法Ｌａに寸法Ｌｂを加えた距離、すなわち５．５ｍｍとなる。言い換えると、介在部材１０７ａ〜１０７ｄが存在することで、底面部１０８から車載回路基板１０６までの距離は、底面部１０８から枠体１１０の上端１１０ａまでの寸法Ｌａよりも１０％大きくなっている。つまり、介在部材１０７ａ〜１０７ｄは、車載回路基板１０６に接し、底面部１０８と車載回路基板１０６との距離を変更可能とする部材である。なお、寸法Ｌａは、上記の電源用ＩＣ１３０などを車載回路基板１０６の裏面に実装できるように設定されている。
【００４０】
枠体１１０は、その上端１１０ａが介在部材１０７ａ〜１０７ｄを介して車載回路基板１０６に接していて、図５（ｂ）に例示するように、底面部１０８と車載回路基板１０６との間に空洞１４０を形成している。つまり、空洞１４０の寸法は、長辺が１０５ｍｍ、短辺が８５ｍｍ、高さ（厚み）が５．５ｍｍとなっていて、高さは介在部材１０７ａ〜１０７ｄによって、枠体１１０の高さよりも０．５ｍｍ高くなっている。
【００４１】
以下、図６〜図９を参照して、筐体１００に外部から放射ノイズ（電磁波）が照射される状況下で、空洞内に共振現象が生じる場合について説明する。なお、放射ノイズが照射される状況としては、例えば車室内に置かれる無線機や、沿道に設置された各種機器から放射ノイズが発生し、この放射ノイズが走行中の車両に照射される場合などが考えられる。
【００４２】
図６は、図３の土台部材１０２に介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置していない状態を示す上面図である。ここで、グランド端子１１４ｃ、１１４ｄ間の寸法Ｌｅは、約９０ｍｍとした。なお、グランド端子１１４ｃは、図示のように、長辺１１８ａと短辺１２０ａとが交差する箇所から離間していて、短辺１２０ａの中央から上記交差する箇所に多少近付いた位置にある。グランド端子１１４ｄは、図示のように、長辺１１８ａと短辺１２０ｂとが交差する箇所の近傍に位置している。
【００４３】
図７は、図６の土台部材１０２で形成される空洞内に生じる共振現象の原理を説明する模式図である。図７（ａ）は、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置しない状態で土台部材１０２を用いた場合に空洞内に共振現象が生じる様子を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）から土台部材１０２を省略した構成での放射ノイズの様子を示している。図７（ｃ）は、図７（ａ）に電磁波吸収シートを追加した構成での放射ノイズの様子を示している。
【００４４】
土台部材１０２は、グランド端子１１４ａ〜１１４ｄの上に上記介在部材１０７ａ〜１０７ｄが配置されていない状態で、図７（ａ）に例示するように、車載回路基板１０６との間で空洞１４０Ａを形成している。
【００４５】
まず、外部から放射ノイズが照射される状況を想定し、ＥＣＵの起動前に、筐体１００に向けて放射ノイズを照射した。なお、ＥＣＵは、筐体１００に収容された車載回路基板１０６を含んでいて、車載用回路基板１０６と土台部材１０２との間には介在部材１０７ａ〜１０７ｄが配置されていないものとする。そして、放射ノイズ照射中にＥＣＵを起動させたところ、ＥＣＵが起動しないという誤動作を確認した。また、動作中のＥＣＵノイズを照射したところ、ＥＣＵの動作が停止するという誤動作も確認した。この誤動作は、共振現象に伴って空洞１４０Ａ内に発生した放射ノイズの共振周波数が、車載回路基板１０６に実装された電子部品が誤動作する周波数に一致したためと考えられる。
【００４６】
具体的には、外部から筐体１００に照射された放射ノイズ１４２は、図示を省略する上記樹脂製のカバー部材１０４を通って、図７（ａ）に例示するように車載回路基板１０６に至る。車載回路基板１０６は、電子部品が実装された例えば多層基板であり、全体として見れば１枚の金属板（導電壁）と見なせるものの、実際には電子部品間等多くの隙間が存在する。
【００４７】
そのため、車載回路基板１０６に至る放射ノイズ１４２は、車載回路基板１０６を部分的に通過して空洞１４０Ａに至り、金属製の土台部材１０２で反射される。土台部材１０２で反射された放射ノイズ１４４は、図７（ａ）に例示するように、車載回路基板１０６で部分的に反射され、その後再度、土台部材１０２で反射される。
【００４８】
つまり、上記空洞１４０Ａは、金属製の土台部材１０２と、部分的には導電壁と見なせる車載回路基板１０６とで囲まれた空間であるから、いわゆる空洞共振器として機能していると考えられる。一般に、空洞共振器は、導電壁で囲まれた空間内に、空間の寸法および形状で定まる、ある特定の波長の電磁界のみが成長する共振現象を生じさせる。
【００４９】
一方、図７（ｂ）に例示するように、土台部材１０２を除いた構成では、放射ノイズ１４２は車載回路基板１０６を部分的に通過するのみであり、電子部品の誤動作は確認されなかった。よって、車載回路基板１０６の上面から照射された放射ノイズ１４２が、車載回路基板１０６の電子部品に直接影響を与えてはいないことが確認された。
【００５０】
また、図７（ｃ）に例示するように、車載回路基板１０６と土台部材１０２との間の空洞内に電磁波吸収シート１４６を配置した構成でも、電子部品の誤動作は確認されなかった。
【００５１】
この構成では、車載回路基板１０６を部分的に通過した放射ノイズ１４２は、電磁波吸収シート１４６で吸収されつつ、放射ノイズ１４８ａとして土台部材１０２に至り、土台部材１０２で反射され、放射ノイズ１４８ｂとなる。放射ノイズ１４８ｂは、電磁波吸収シート１４６で吸収され、放射ノイズ１４８ｃとして車載回路基板１０６に至り、車載回路基板１０６で部分的に反射され、放射ノイズ１４８ｄとなる。放射ノイズ１４８ｄは、電磁波吸収シート１４６で吸収されつつ、放射ノイズ１４８ｅとして空洞１４０Ａに至る。つまり、電磁波吸収シート１４６により電磁波が吸収されることで、問題となる周波数で共振現象が生じなかったと考えられる。
【００５２】
したがって、図７（ａ）に模式的に示す介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置しない状態で、土台部材１０２を用いた筐体１００では、車載回路基板１０６と土台部材１０２とが空洞１４０Ａを介して平行平板を形成し、いわゆる平行平板共振を起こすような共振現象が生じていると想定される。
【００５３】
図８は、空洞内に生じると予想される共振モードを例示する図である。共振モードとは、共振現象に伴って空間内に生じる電磁界の様子を示すものであり、空間内の電磁波の共振周波数に応じて多数存在する。図８（ａ）および図８（ｂ）では、ある瞬間での電界を実線で示し、磁界を点線で示している。
【００５４】
図８（ａ）は、図７に例示した空洞１４０Ａに生じる共振モード１５０、１５２、１５４を模式的に示している。なお、図８（ａ）で各共振モードとして上側に例示する図は、空洞１４０Ａを上方から見た状態を示している。また、各共振モードとして下側に例示する図は、空洞１４０Ａを側方から見た状態を示していて、さらに高さ方向に拡大して示している。
【００５５】
一方、図８（ｂ）は、土台部材１０２と車載回路基板１０６との間に介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置し、介在部材１０７ａ〜１０７ｄの厚み寸法Ｌｂだけ空洞１４０Ａよりも高さの高い、図５（ｂ）に例示する空洞１４０が形成されている状態を想定している。つまり、図８（ｂ）の下側に例示するように、空洞１４０では、上記の底面部１０８から車載回路基板１０６までの距離が、上記の寸法Ｌａに寸法Ｌｂを加えた距離となっている。
【００５６】
図８（ａ）および図８（ｂ）に例示する共振モード１５０、１５２、１５４は、いずれも代表的なモードであり、電子部品の誤動作周波数である１．６ＧＨｚ程度を共振周波数として仮定している。なお、周波数１．６４ＧＨｚの電磁波の波長は、式（１）から算出される。
【００５７】
波長＝電磁波の速度／周波数≒３×１０１１／１．６４×１０９＝１８２．８ｍｍ  （１）
上記の式（１）で算出される周波数１．６４ＧＨｚの電磁波の１／２波長、すなわち９１．４ｍｍの整数倍の高調波が空洞１４０Ａ内で定在波として存在し共振することで、共振モード１５０、１５２、１５４に示す電磁界がそれぞれ形成される。なお、空洞１４０Ａ内に生じる電磁界の様子が共振モード１５０、１５２、１５４のうちいずれのモードに分類されるかは、空洞１４０Ａの寸法および形状に依存する。
【００５８】
ここで、土台部材１０２の底面部１０８の長辺１１８ａ、１１８ｂ、短辺１２０ａ、１２０ｂあるいはグランド端子１１４ｃ、１１４ｄ間の長さが、上記の電磁波の１／２波長にほぼ一致してしまうと、電子部品の誤動作が生じ易い。上記したように、図６に例示するグランド端子１１４ｃ、１１４ｄ間の寸法Ｌｆは、約９０ｍｍであり、車載回路基板１０６に実装されている多数の電子部品が誤動作する周波数１．６４ＧＨｚの１／２波長である９１．４ｍｍに近い寸法であった。
【００５９】
一方、共振現象は、空間の寸法および形状で定まることから、矩形の底面部１０８の長辺１１８ａ、１１８ｂ、短辺１２０ａ、１２０ｂあるいはグランド端子１１４ｃ、１１４ｄ間の長さに限らず、底面部１０８と車載回路基板１０６との距離にも依存すると考えられる。
【００６０】
そこで本実施形態では、筐体１００の軽量化や省スペース化の観点から空洞１４０Ａを小さくするという技術的な傾向に反して、土台部材１０２と車載回路基板１０６との間に介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置し、底面部１０８と車載回路基板１０６との距離を大きくした空洞１４０を形成した。その結果、本実施形態では、放射ノイズの共振周波数をずらし、電子部品の誤動作する周波数と異なるようにして、電子部品の誤動作を防止している。以下、具体的に説明する。
【００６１】
図８（ｂ）に例示するように、底面部１０８と車載回路基板１０６との距離は、寸法Ｌａに介在部材１０７ａ〜１０７ｄの厚み方向の寸法Ｌｂを加えた距離となっている。このため、介在部材１０７ａ〜１０７ｄが存在しないときに形成される空洞１４０Ａの寸法および形状とは異なる、上記の空洞１４０が形成されることになる。なお、底面部１０８と車載回路基板１０６との距離は、上記したように５．５ｍｍであり、寸法Ｌａは５ｍｍであるから、寸法Ｌａよりも１０％大きくなっている。
【００６２】
つまり、空洞共振器として機能する空間の寸法が、介在部材１０７ａ〜１０７ｄの存在によって変化するので、空間の寸法および形状で定まる共振現象に伴う共振モードも変化すると考えられる。このため、図８（ｂ）に模式的に示す空洞１４０には、図示は省略するが、空洞１４０Ａに形成される図中の共振モード１５０、１５２、１５４とは異なる共振モードが形成されると予想される。よって、空洞１４０では、共振モード１５０、１５２、１５４に示される電界および磁界の形成が妨げられ、共振モード１５０、１５２、１５４に示される電磁界とは異なる電磁界が形成される。その結果、空洞１４０内の電磁波の共振周波数をずらすことが可能となる。
【００６３】
図９は、土台部材１０２から車載回路基板１０６までの距離と誤動作の有無との関係を例示する図である。ここでは一例として、土台部材１０２の底面部１０８から車載回路基板１０６までの距離を変えた筐体１００に対して、１〜２ＧＨｚの周波数を有する放射ノイズを照射し、誤動作の有無を確認した結果を示している。上記の距離は、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置しない場合が５ｍｍである。また、介在部材１０７ａ〜１０７ｄとして厚み３．５ｍｍのナット、または厚み１ｍｍのワッシャをそれぞれ配置した場合、上記の距離は、５ｍｍに３．５ｍｍまたは１ｍｍが追加され、８．５ｍｍまたは６ｍｍとなる。さらに、銅箔テープを重ねることで形成された厚み０．５ｍｍの介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置した場合、上記の距離は、５ｍｍに０．５ｍｍが追加され、５．５ｍｍとなる。
【００６４】
図中では、１．５ＧＨｚ付近の周波数を有する電界強度２００Ｖ／ｍの放射ノイズを、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置せず、車載回路収容筐体１００に照射したところ、上記の距離が５ｍｍである場合には誤動作を確認し「ＮＧ」となった。しかし介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置して距離を５．５ｍｍ、６ｍｍ、８．５ｍｍと大きくしたところ、誤動作は発生せず「ＯＫ」となった。なお、上記の距離は、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置しない場合に比べて１０％以上大きくなっている。このように介在部材１０７ａ〜１０７ｄによって、電磁波の影響が変動することが明らかとなり、結果的に電磁波の周波数も変化すると考えられる。
【００６５】
本実施形態によれば、上記の寸法を有する土台部材１０２と車載回路基板１０６との間に、上記の厚みを有する介在部材１０７ａ〜１０７ｄを介在させることで、空洞共振器として機能する空間の寸法および形状を変化させる。その結果、介在部材１０７ａ〜１０７ｄが存在しない空洞１４０Ａ内で生じると予想される、共振モード１５０、１５２、１５４の電界および磁界の形成を妨げ、放射ノイズの共振周波数をずらすことができる。したがって、筐体１００では、樹脂製のカバー部材１０４を採用しながらも、電子部品の誤動作する周波数と一致する放射ノイズが空洞内に形成されることがない。その結果、電子部品の誤動作を防止でき、外部からの放射ノイズの影響を低減できる。なお、上記実施形態では、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを介して土台部材１０２の底面部１０８と車載回路基板１０６との間の上記距離を変更したが、これに限られない。一例として、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを用いず、上記の距離が約５．５ｍｍまたは５．５ｍｍ以上となるように、土台部材１０２の底面部１０８から枠体１１０の上端１１０ａまでの距離を予め設定してもよい。要するに、車載回路基板収容筐体では、電子部品の誤動作する周波数と一致する放射ノイズが空洞内に形成されないように、上記の距離を設定すればよい。
【００６６】
図１０は、本発明の他の実施形態である、車載回路基板収容筐体の一部を例示する断面図である。なお、図１０（ａ）の断面図は、図５（ｂ）に対応させて示している。上記実施形態では、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置することで、放射ノイズの共振周波数をずらしていたが、これに限られない。すなわち、図１０に例示するように、介在部材１０７ａ〜１０７ｄを配置した上で、空洞１４０内に平板状の発泡スチロール１６０を配置してもよい。
【００６７】
発泡スチロール１６０は、比誘電率が２〜２．５の誘電体である。このため、発泡スチロール１６０を空洞１４０内に配置することで、放射ノイズの周波数帯によっては電波透過性が良くなり、上記の共振モードが変化し、結果的に、電子部品が誤作動を起こす問題となる共振周波数をずらす場合があると考えられる。よって、このような筐体であっても、外部からの放射ノイズの影響をより効果的に低減できる。このことから、発泡スチロールのような誘電体を配置することで、実質的に電波の通る経路を長くすることと等価な状況を作り得る。これにより、図１０（ｂ）の断面図に例示した筐体のように、図５（ｂ）や図１０（ａ）に例示した厚み方向の寸法Ｌｂの長さを有さず、土台部材１０２の底面部１０８から車載回路基板１０６までの距離を例えば５ｍｍとしても、空洞１４０内に発泡スチロール１６０を配置することで、見かけの共振周波数をずらすことが可能となり、放射ノイズの影響を低減できる。なお、発泡スチロール１６０は平板状としたが、適宜の形状を有してよい。また、上述した各実施形態にかかる車載回路基板収容筐体を用いることで、放射ノイズの影響を低減した信頼性の高い車載用電子制御装置を得ることが可能となる。
【００６８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、特定周波数で動作する電子部品が実装された車載回路基板を収容する車載回路基板収容筐体および車載用電子制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００…筐体、１０２…土台部材、１０４…カバー部材、１０６…車載回路基板、１０７ａ〜１０７ｄ…介在部材、１０８…底面部、１１０…枠体、１１４ａ〜１１４ｂ…グランド端子、１１６ａ〜１１６ｄ…フランジ、１１７…外部コネクタ、１１８ａ、１１８ｂ…長辺、１２０ａ、１２０ｂ…短辺、１３０…電源ＩＣ、１３２…電源ライン、１４０…空洞、１４２、１４４、１４８ａ〜１４８ｅ…放射ノイズ（電磁波）、１４６…電磁波吸収シート、１５０、１５２、１５４…共振モード、１６０…発泡スチロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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