(57)【要約】【課題】  妨害電磁波の低減効果が広帯域で得られる妨害電磁波低減装置を提供する。【解決手段】  導電性材料により構成された導電板１と抵抗体２とを有して構成される妨害電磁波低減装置であって、導電板１を自己補対構造にして抵抗体２を電気的に接合するようにした。これにより、ダイポールアンテナ３からの放射電磁波について広範囲の周波数で共振して抵抗体２に電圧が発生する。その時、抵抗体２に電流が流れることにより、ジュール熱が発生し、広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能になった。【選択図】      図１
2006210703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料により構成された導電板と抵抗体を備えて構成される妨害電磁波低減装置であって、前記導電板を自己補対構造にして、前記抵抗体を電気的に接合したことを特徴とする妨害電磁波低減装置。
【請求項２】
前記導電板の形状は所定点を中心とする点対称であり、前記所定点に前記抵抗体を電気的に接合することを特徴とする請求項１記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項３】
前記導電板の形状は、所定軸による線対称であり、前記所定軸上において２以上の前記導電板を接続するように前記抵抗体を電気的に接合することを特徴とする請求項１記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項４】
前記抵抗体の抵抗値が１８８Ωであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項５】
導電性材料により構成された導電板と抵抗体を備えて構成される妨害電磁波低減装置であって、前記導電板に自己補対構造の間隙を形成して前記抵抗体を電気的に接合したことを特徴とする妨害電磁波低減装置。
【請求項６】
前記導電板が、電子機器を内蔵した筐体に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項７】
前記導電板に形成した間隙をルーバーに利用することを特徴とする請求項５又は６に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項８】
前記導電板が金属板であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項９】
前記導電板が粘着層を取り付けた金属薄膜であることを特徴とする請求項５に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項１０】
前記導電板の間隙の寸法が、低減すべき妨害電磁波の半波長より大きいことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項１１】
前記導電板の間隙近傍に誘電体を設置したことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項１２】
前記誘電体を前記抵抗体から離れた位置に設置することを特徴とする請求項１１に記載の妨害電磁波低減装置。
【請求項１３】
前記導電板の端部を折り曲げたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器から発生する妨害電磁波を低減するのに好適な妨害電磁波低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高機能化、高クロック化に伴い電子機器から発生する電磁波による障害が問題となってきている。特に複写機などの画像読取部においては高画質化のためにクロック数が高くなっており、漏洩する電磁波ノイズが重要な問題となってきている。
そこで、従来、強磁性体に金属板を密着させて、強磁性体に集まった磁界による誘導電流を金属板に発生させジュール熱により磁界エネルギーを吸収する電磁波吸収体が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２６１２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般に高周波では強磁性体の比透磁率は低下するため、数百ＭＨｚの周波数でどの程度、強磁性体としての効果があるか不明である。即ち、どの程度、電磁波を減衰させることができるかは不明であった。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、妨害電磁波の低減効果が広帯域で得られる妨害電磁波低減装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、導電性材料により構成された導電板と抵抗体を備えて構成される妨害電磁波低減装置であって、前記導電板を自己補対構造にして、前記抵抗体を電気的に接合したことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記導電板の形状は所定点を中心とする点対称であり、前記所定点に前記抵抗体を電気的に接合する請求項１記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記導電板の形状は、所定軸による線対称であり、前記所定軸上において２以上の前記導電板を接続するように前記抵抗体を電気的に接合する請求項１記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記抵抗体の抵抗値が１８８Ωである請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項５に記載の発明は、導電性材料により構成された導電板と抵抗体を備えて構成される妨害電磁波低減装置であって、前記導電板に自己補対構造の間隙を形成して前記抵抗体を電気的に接合したことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記導電板が、電子機器を内蔵した筐体に設けられている請求項５に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項７に記載の発明は、前記導電板に形成した間隙をルーバーに利用する請求項５又は６に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項８に記載の発明は、前記導電板が金属板である請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項９に記載の発明は、前記導電板が粘着層を取り付けた金属薄膜である請求項５に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、前記導電板の間隙の寸法が、低減すべき妨害電磁波の半波長より大きい請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、前記導電板の間隙近傍に誘電体を設置した請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、前記誘電体を前記抵抗体から離れた位置に設置する請求項１１に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、前記導電板の端部を折り曲げた請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の妨害電磁波低減装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明によれば、導電板を自己補対構造にして抵抗体を電気的に接合したことにより、広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能となる。
請求項２の発明によれば、導電板の形状を、所定点を中心にした点対称であり、この所定点に抵抗体を電気的に接合することにより、広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能となる。
請求項３の発明によれば、導電板の形状を、線対称とし対称軸上において２以上の板を接続するように抵抗体を電気的に接合することにより、広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能となる。
請求項４の発明によれば、抵抗体の抵抗値を１８８Ωとすることにより、電磁波ノイズのより高い低減効果が可能となる。
請求項５の発明によれば、導電板に自己補対構造の間隙を形成して抵抗体を電気的に接合したことにより、電磁波が漏洩するのは自己補対構造の間隙だけでとなり、電磁波ノイズのより高い低減効果が可能となる。
請求項６の発明によれば、導電板を電子機器が内蔵された筐体に設けるようにしたことにより、電磁波が漏洩するのは自己補対構造の間隙だけでとなり、電磁波ノイズのより高い低減効果が可能となる。
請求項７の発明によれば、導電板に形成した間隙をルーバーとして利用することにより、電磁波低減効果に加え、放熱効果も得ることができる。
請求項８の発明によれば、導電板を金属板としたことにより、電磁波低減効果をより安価に実現することができる。
請求項９の発明によれば、導電板が粘着層を取り付けた金属薄膜であることからプラスチック筐体でも同等の電磁波低減効果を得ることができる。
請求項１０の発明によれば、導電板の間隙の寸法を、低減すべき妨害電磁波の半波長より大きくしたことにより、より確実な電磁波低減効果を得ることができる。
請求項１１の発明によれば、導電板の間隙近傍に誘電体を設置したことにより、導電性板の寸法が小さくても低い周波数の電磁波ノイズの低減が可能となる。
請求項１２発明によれば、誘電体を前記抵抗体から離れた位置に設置したことにより、導電性板の寸法が小さくても低い周波数の電磁波ノイズの低減が可能となる。
請求項１３の発明によれば、導電板の端部を折り曲げたことにより。低い周波数でも電磁波の低減効果と電子機器の外形寸法を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の妨害電磁波低減装置の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図であり、（ａ）（ｂ）はＸ−Ｙ平面図が、（ｃ）はＸ−Ｚ平面図がそれぞれ示されている。
図１（ａ）に示す妨害電磁波低減装置は、導電性を有する導電板１と抵抗体２によって構成され、仮想の電子機器としてダイポール３が設けられている。なお、３ｂはダイポール３の給電部３ｂである。
ここで、図１（ｂ）（ｃ）に示すように導電板１のＸ、Ｙ方向の寸法をそれぞれａ、ｂとし、導電板の小型の矩形凸部及び凹部の寸法をそれぞれａ１、ｂ１とする。またダイポールアンテナ３の寸法をｃとして、導電板１までの距離をｄとする。
文献１には、あるアンテナについて金属部分が無限に大きくかつ金属部分と空間部分の形状が、移動することで同一となる自己補対構造ならば、そのアンテナのインピーダンスはインダクタンス成分をもたず純抵抗値になり、周波数、アンテナの形状に依存しないことが示されている。また、アンテナが自己補対構造であるならば、周波数に関係なくアンテナのインピーダンスは一定の６０π（＝１８８、πは円周率）であると記載されている。（文献１：遠藤敬二  他「アンテナ工学」総合電子出版（1994）ｐ７１）。
実際にはアンテナの寸法は有限なので低域の周波数でアンテナのインピーダンスは一定ではないが高い周波数では一定である。
そこで、本実施形態の妨害電磁波低減装置においては、導電板１を自己補対構造とした。これにより、ダイポールアンテナ３からの放射電磁波について広範囲の周波数で共振して抵抗体２に電圧が発生する。その時、抵抗体２に電流が流れることにより、ジュール熱が発生し、広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能になった。
なお、自己補対構造とは導体のある部分とない部分を入れ替えた構造が元の構造と一致する構造のことをいう。
また、第１の実施形態の妨害電磁波低減装置においては、導電性材料により構成した導電板１を自己補対構造として、抵抗体２を中心とした点対称形状とすると、より広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能になった。
また、第１の実施形態の妨害電磁波低減装置においては、抵抗体２の抵抗値を１８８［Ω］としている。このようにすると抵抗体２の抵抗値をアンテナ３のインピーダンスと同一とする事で整合となり、効率良くアンテナからの電力を抵抗体が吸収できる。これにより、電磁波ノイズのより高い低減効果を得ることができる。
上記構成からなる筐体により得られた効果を数値シミュレーションにより検証する。
【０００７】
まず、図１（ａ）に示すダイポールアンテナの上に自己補対構造の導電性板を置いた場合（ＣＡＳＥ１）と、図２に示すようにダイポールアンテナだけの場合（ＣＡＳＥ２）について放射電界強度を計算する。
なお、図１（ａ）、図３の寸法形状は、既に図１（ｂ）（ｃ）に示されている。
ここで、ａ＝２５０ｍｍ、ｂ＝２５０ｍｍ、ｃ＝５００ｍｍ、ａ１＝６０ｍｍ、ｂ１＝６０ｍｍ、ｄ＝１００ｍｍとする。また抵抗体の抵抗値は１８８［Ω］とする。
ここでは、ＦＤＴＤ法（有限差分時間領域法）といわれる計算解析手法によるシミュレーションによって放射電界の評価を行った。この解析では、解析空間を格子状に分割して、Ｍａｘｗｅｌｌ方程式を差分して時間領域で解く。
具体的には、入力点であるダイポールアンテナの入力端に広い範囲の周波数成分を含んだガウシアンパルスを入力し、抵抗体２からｘ方向に１２５ｍｍ、ｙ方向に１２５ｍｍ、ｚ方向に５０ｍｍ離れた位置での時間領域での電界情報を取り込む。そしてこの電界情報を周波数変換して周波数領域での電界情報を得る。
図１（ａ）に示すＣＡＳＥ１と図２に示すＣＡＳＥ２（比較例）の場合における放射電界強度を図３に示す。
この図３から分かるように６００ＭＨｚからＣＡＳＥ１の低減効果が見られる。
例えば周波数１１１０ＭＨｚではＣＡＳＥ２の電界強度が３．０８［ｍｖ／ｍ］であるのに対して、ＣＡＳＥ１では電界強度が０．０６６９［ｍｖ／ｍ］となり、約４０倍程度の低減効果があることが分かった。特に、周波数６００ＭＨｚ以上では低減効果が得られることを確認した。
なお、上記第１の実施形態においては、導電板１の形状を自己補対構造として抵抗体２を中心に点対称となるように形成したが、例えば自己補対構造として導電板１の形状を線対称とし対称軸上で２つ以上の板を繋ぐように抵抗体２を電気的に接合する。このように構成した場合でも広い範囲の周波数で電磁波ノイズの低減が可能となる。
【０００８】
図４は第２の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
図４に示す妨害電磁波低減装置は、導電板１０に形成した自己補対構造の間隙１１と抵抗体１２とにより構成され、このように構成した妨害電磁波低減装置の導電板１０を筐体１４の一部としたものである。なお、筐体自体が導電性を有する場合は筐体自体に間隙１１を形成するようにしても良い。そして、筐体１４により仮想の電子機器であるダイポールアンテナ１３を囲うようにしている。
このように構成し場合、筐体１４から電磁波が漏洩するのは自己補対構造の間隙１だけであり、ノイズ源であるダイポールアンテナ１３からの電磁波放射はより減少する。また間隙１１も広帯域の電磁波に共振するので電磁波ノイズのより高い低減効果が可能となる。
また、このとき筐体１４の一部をなす導電板１０に形成した間隙１１を放熱用の開口部（ルーバー）として、その近傍にファンを設置してファンの排風や換気に利用すると、電磁波低減効果に加え、放熱効果も得ることができる。
なお、上記第１の実施形態の導電板１及び第２の実施形態の導電板１０を金属板により構成すると電磁波低減効果をより安価に実現することができる。
【０００９】
図５は第３の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
この図５に示す電磁波低減装置は、薄膜金属２３に自己補対構造の間隙２１と抵抗体２２とにより構成される、このように構成された薄膜金属２３の片側に粘着層２４が形成されている。従って、このように構成した電磁波低減装置を例えば電子機器を内蔵したプラスチック筐体に貼付することで導電性でないプラスチック筐体でも、安価、容易に電磁波を低減することができるようになる。
図６は第４の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
図６に示す妨害電磁波低減装置は、導電性を有する導電板３１と抵抗体３２によって構成される。ここで、導電板３１の寸法をａとする。
一般に、自己補対構造は無限大に大きければ低い周波数までインピーダンスは一定であるが、実際は寸法に限りがあるので低い周波数ではインピーダンスは一定にならず、電磁波低減効果が低下する。ここで、電磁波低減効果が減少する周波数は図６に示す寸法ａの半波長に相当する。これは第１の実施形態の数値シミュレーション（図３参照）において、ａが２５０ｍｍの場合に、周波数が６００ＭＨｚ以下から電磁波低減効果が減少したことからも明らかである。
そこで、第４の実施形態では、予め低減する最低周波数を決めて、その半波長より寸法ａを大きくするようにした。このように構成すれば確実な電磁波低減効果を得ることができるようになる。
図７は第５の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
図７に示す妨害電磁波低減装置は、導電性を有する導電板４１と抵抗体４２、誘電体から成る誘電板４３によって構成される。この場合は誘電板４３により、誘電体近傍の線路において波長短縮が起る。これにより、導電板４１の寸法を小さくした場合でも、波長短縮分だけ低い周波数の電磁波ノイズを低減することが可能になる。
【００１０】
図８は第６の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
この図８に示す妨害電磁波低減装置は、導電性を有する導電板５１と抵抗体５２、誘電体からなる誘電板５３によって構成される。この場合、誘電板５３は抵抗体５２から離れた位置に置かれている。
一般に高い周波数では抵抗体５２の近傍で共振するが、低い周波数では抵抗体５２から離れた位置で共振する。そのため誘電体から成る誘電板５３を抵抗体５２から離れた位置に配置することにより、導電板５１の寸法が小さくてもより低い周波数で効果的に共振して電磁波低減効果を得ることが出来る。
図９は第７の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ方向から見た側面図である。
この図９に示す妨害電磁波低減装置は、導電性を有する導電板６１と抵抗体６２により構成され、同図（ｂ）に示すように導電板６１は抵抗体６２から離れた端部６３を折り曲げるようにしている。このように構成するとより低い周波数でも電磁波の低減効果と電子機器の外形寸法を小さくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【図２】本実施形態の妨害電磁波低減装置と比較する比較例である。
【図３】妨害電磁波のシミュレーション結果を示した図である。
【図４】第２の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【図５】第３の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【図６】第４の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【図７】第５の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【図８】第６の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【図９】第７の実施形態としての妨害電磁波低減装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００１２】
１、３１、４１、５１、６１  導電板、２、１２、２２、３２、４２、５２、６２  抵抗体、３、１３  ダイポールアンテナ、３ｂ  給電部、１１、２１  間隙、１４  筐体、２３  薄膜金属、２４  粘着層、４３、５３  誘電板、６３  端部
【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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