(57)【要約】【課題】外部ノイズの侵入口となる配線等の導入孔を有しながらも、侵入した外部ノズルを内部の対象物まで到達させず、外部磁界の影響を最小にする磁気シールドボックスを提供する。【解決手段】内部に外部磁気もしくは電磁波の侵入を防止する磁気シールドボックスであって、磁気シールド材により囲われた第１シールド空間と、前記第１シールド空間内に載置される仕切り部材により区分けされた、対象物を収納する第２シールド空間と、内部配線が導入される第３シールド空間を備え、前記磁気シールドボックスの外部と前記第３シールド空間を連通する、少なくとも１個の外部連通孔を備え、前記仕切り部材に前記第２シールド空間と前記第３シールド空間を連通する、少なくとも１個の内部連通孔を備え、前記外部連通孔の連通方向に沿って前記外部連通孔の開口形状を直線的に延長した延長上に前記内部連通孔が重ならない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に外部磁気もしくは電磁波の侵入を防止する磁気シールドボックスであって、
磁気シールド材により囲われた第１シールド空間と、
前記第１シールド空間内に載置される仕切り部材により区分けされた、対象物を収納する第２シールド空間と、内部配線が導入される第３シールド空間を備え、
前記磁気シールドボックスの外部と前記第３シールド空間を連通する、少なくとも１個の外部連通孔を備え、
前記仕切り部材に前記第２シールド空間と前記第３シールド空間を連通する、少なくとも１個の内部連通孔を備え、
前記外部連通孔の連通方向に沿って前記外部連通孔の開口形状を直線的に延長した延長上に前記内部連通孔が重ならない、
ことを特徴とする磁気シールドボックス。
【請求項２】
前記仕切り部材が磁気シールド材である、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気シールドボックス。
【請求項３】
前記対象物と、前記対象物を評価する機器とは、前記内部連通孔と前記外部連通孔とを介し前記内部配線と外部配線により電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気シールドボックス。
【請求項４】
前記仕切り部材は前記第１シールド空間内に支持部材により載置され、
前記支持部材の一部は、少なくとも前記外部連通孔に対向して配置され、
且つ前記外部連通孔の連通方向に投影される前記外部連通孔の開口形状の投影範囲の少なくとも全てが重なっている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気シールドボックス。
【請求項５】
少なくとも前記外部連通孔に対向して配置される前記支持部材が磁気シールド材である、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気シールドボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気シールドボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械装置あるいは自動車等にコンピューターユニット等の電子機器を搭載する場合、外部ノイズとなる磁力線から電子機器を保護するために、金属製のボックス容器に収納し外部ノイズを遮断する方法が取られている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、近年の精密な電子機器によって緻密な制御を求められるようになり、わずかな外部ノイズに対しても保護遮蔽することが求められている。より微小な外部ノイズに対して、有効に遮蔽する手段として、２重構造の磁気シールドボックスが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４１６９０号公報
【特許文献２】特開２００８−２１８７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の特許文献２の構成とすることで、２重構造部においては外部ノイズの遮蔽には有効であっても、内壁および外壁に設けられた開口からの外部磁界の侵入に対しては有効な手段ではなかった。さらに、２重構造とすることで、重量も増加してしまい、特に軽量化を望まれる小型機器の収納ボックスとして不適であった。
【０００６】
そこで、外部ノイズの侵入口となる配線等の導入孔（開口部）を有しながらも、簡単な構造であっても、侵入した外部ノズルを内部の対象物まで到達させず、外部磁界の影響を最小にする磁気シールドボックスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例の磁気シールドボックスは、内部に外部磁気もしくは電磁波の侵入を防止する磁気シールドボックスであって、磁気シールド材により囲われた第１シールド空間と前記第１シールド空間内に載置される仕切り部材により区分けされた、対象物を収納する第２シールド空間と、内部配線が導入される第３シールド空間を備え、前記磁気シールドボックスの外部と前記第３シールド空間を連通する、少なくとも１個の外部連通孔を備え、前記仕切り部材に前記第２シールド空間と前記第３シールド空間を連通する、少なくとも１個の内部連通孔を備え、前記外部連通孔の連通方向に沿って前記外部連通孔の開口形状を直線的に延長した延長上に前記内部連通孔が重ならないことを特徴とする。
【０００９】
上述の適用例によれば、内部連通孔の配置場所は外部からの配線の導入孔となる外部連通孔の投影範囲に無い、言い換えると外部連通孔から内部を矢視した時、見えない位置に内部連通孔が設けられている。この構成により、外部連通孔を通過して第１シールド空間に侵入した外部ノイズである外部磁界（以下、外部ノイズ）は、第３シールド空間内に閉じ込められ、対象物が収納された第２シールド空間に外部ノイズが侵入することを防止することができる。
【００１０】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記仕切り部材が磁気シールド材であることを特徴とする。
【００１１】
上述の適用例によれば、第３シールド空間に外部連通孔を経由して侵入した外部ノイズが、仕切り部材を介して対象物となる電子デバイス、電子機器などを収納する第２シールド空間に侵入することを防止することができる。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記対象物と、前記対象物を評価する機器とは、前記内部連通孔と前記外部連通孔とを介し前記内部配線と外部配線により電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
外部ノイズの無い環境下で対象物の計測などの結果データを取得し、その結果を外部機器にて収集・演算・分析、あるいは駆動させるためには、対象物と外部機器を電気的に接続する配線は必須である。これらの配線を外部連通孔と内部連通孔を経由し、第２シールド空間に収納された対象物と外部機器とを配線接続しても、外部連通孔を通して侵入する外部ノイズは内部連通孔を通過することが無く、外部ノイズの無い対象物の計測結果の取得、あるいは駆動が可能となる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記仕切り部材は前記第１シールド空間内に支持部材により載置され、前記支持部材の一部は、少なくとも前記外部連通孔に対向して配置され、且つ前記外部連通孔の連通方向に投影される前記外部連通孔の開口形状の投影範囲の少なくとも全てが重なっていることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、外部連通孔に対向するように置かれた仕切り板の支持部材が、外部連通孔の連通方向への外部連通孔の開口形状の投影範囲を超えた大きさ、言い換えると、外部連通孔を通して内部を矢視した場合に、支持部材が外部連通孔全てに重なって見えるように支持部材が形成されている。これにより、外部連通孔から侵入する外部ノイズは支持部材により遮蔽され、第３シールド空間の中心部への侵入を阻止することができる。
【００１６】
〔適用例５〕上述の適用例において、少なくとも前記外部連通孔に対向して配置される前記支持部材が磁気シールド材であることを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、支持部材が磁気シールド材であるために、単に外部ノイズの遮蔽だけではなく、磁力を第３シールド空間内部に向かわないように、支持部材内部に磁気を通すことで、より高い磁気シールド効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の上面図を示す。
【図２】第１実施形態のＡ−Ａ’部断面図を示す。
【図３】第１実施形態のＢ−Ｂ’部断面図を示す。
【図４】実施形態におけるシールド空間を示す概念図。
【図５】第１実施形態における支持部材の配置例を示す平面概念図。（ａ）は矩形状、（ｂ）板状と柱状の組み合わせ。
【図６】第２実施形態の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の上面図を示し、一部分を説明の便宜上、最上面を切って表示する。図２は図１のＡ−Ａ’断面、図３は図１のＭ−Ｍ’断面を示す。図４はシールド空間の配置を示す概念図である。本実施形態の磁気シールドボックス１００は、図２に示すように、磁気シールド材により形成される基台１０と、基台１０に載置、固定される支持部材２０により、対象物３０を載置する仕切り板４０とを備える。更に、対象物３０を収納するようにカバーし基台１０に固定される磁気シールド材により形成されるシールドカバー５０を備えている。
【００２１】
図４に示すように、上記のように構成された磁気シールドボックス１００は、基台１０とシールドカバー５０によって形成される第１シールド空間１１０と、シールドカバー５０と仕切り板４０によって形成される第２シールド空間１２０と、基台１０とシールドカバー５０と、仕切り板４０とにより形成される第３シールド空間１３０と、を備える。
【００２２】
図２に示すように、基台１０と支持部材２０、および基台１０とシールドカバー５０はそれぞれねじ６０で固定される。また、同様に支持部材２０と仕切り板４０ともねじで固定される。なお、基台１０と支持部材２０、および支持部材２０と仕切り板４０とは溶接などにより接合することも可能では有るが、後述する高透磁率材料を用いる場合、溶接など熱ストレスを与えることで、透磁率の低下を招くために焼鈍などの熱処理を施さなくてはならないため、本実施形態に示すようなねじによる固定が好ましい。
【００２３】
また、シールドカバー５０の側面部には、図４に示す第３シールド空間１３０が形成される部位に相当する位置のシールドカバー５０に、シールドカバー連通孔５１（請求項記載の外部連通孔に相当）が形成されている。シールドカバー連通孔５１には、図示しない機器と電気的な接続を取る外部配線７０のコネクター７１と接続できるコネクター８１が嵌め込まれている。コネクター８１には磁気シールドボックス１００の内部に配線される内部配線８０が接続されている。
【００２４】
支持部材２０は、少なくともシールドカバー連通孔５１に対向する位置に配置される支持部材２０ａと、支持部材２０ａと共に仕切り板４０を支持する支持点に配置される支持部材２０ｂとを備えている。シールドカバー連通孔５１に対向する支持部材２０ａとシールドカバー５０と仕切り板４０とにより形成される配線空間１３０ａに、内部配線８０が引き回される。
【００２５】
上述のように、磁気シールドボックス１００は、外部機器と接続される外部配線７０と内部配線８０とを接続しなければならず、接続用のコネクター８１を配置するためには、シールドカバー連通孔５１がシールドカバー５０に必ず設けられる。このシールドカバー連通孔５１は、コネクター８１を備えていても外部からの磁力線を遮蔽することができず、シールドカバー連通孔５１を通して微弱であっても、磁力線が磁気シールドボックス１００の内部に侵入してくる。
【００２６】
このシールドカバー連通孔５１から侵入する磁力線に対して、シールドカバー連通孔５１に対向するように支持部材２０ａを備えることで、シールドカバー連通孔５１から侵入する磁力線を支持部材２０ａにより遮蔽することができる。更に、支持部材２０ａを基台１０やシールドカバー５０と同じ磁気シールド材により形成することにより、シールドカバー連通孔５１から侵入する磁力線を確実に遮蔽することが可能となる。
【００２７】
また、第３シールド空間１３０の配線空間１３０ａに内部配線８０を引き回すことで、内部配線８０からも発生しうる磁力線を、仕切り板４０によって対象物３０が収納される第２シールド空間１２０への侵入を遮蔽することも可能となる。更に、仕切り板４０を磁気シールド材により形成することで、配線空間１３０ａが磁気シールド材により囲われる空間となり、磁力線の遮蔽をより確実にすることができる。
【００２８】
基台１０、シールドカバー５０、支持部材２０、および仕切り板４０に使用される磁気シールド材として、透磁率の高い材料を使用することが望ましい。磁気シールドには鉄系金属を用いることが一般的であるが、中でも透磁率の高い材料を用いることがより好ましい。
【００２９】
高透磁率の材料としては、例えば鉄とニッケルの合金であるパーマロイ、純鉄などが知られているが、パーマロイが好適に用いることができる。パーマロイは、一般的な鋼板の透磁率が約２１００程度であるのに対し、透磁率が６００００〜２０００００と著しく高く、外部磁界に対して、本発明の磁気シールドボックス１００に適用することで、高い磁気遮蔽性を実現できる。よって、本発明の磁気シールドボックスに適用する材料としては、パーマロイ相当の透磁率を有する材料を用いることが好ましい。
【００３０】
仕切り板４０には、図１に示すように、第３シールド空間と第２シールド空間１２０を連通する仕切り板連通孔４１が形成されている。仕切り板連通孔４１は、図３に示すように第２シールド空間１２０に収納される対象物３０と内部配線８０とを、コネクター８２、コネクター３１を介して接続させるために、内部配線８０を第２シールド空間１２０に引き込むために設けるものである。従って、仕切り板連通孔４１は、図１に示す円形状の貫通孔に限定されず、多角形形状や、切欠き形状でも良い。
【００３１】
仕切り板連通孔４１を設ける位置は、図１に示す平面距離Ｌ、あるいはシールドカバー連通孔５１の開口形状を連通方向に延長した図１および図３に示す仮想空間Ｑとの距離Ｈを大きく設定することが好ましい。特に仮想空間Ｑと仕切り板連通孔４１が重ならないようにすることが好ましい。このように仕切り板連通孔４１を配置することによって、シールドカバー連通孔５１から進入した外部ノイズは、シールドカバー連通孔５１に対向配置された支持部材２０ａにより遮蔽されるが、何らかの要因によって漏れが生じても、外部ノイズが仕切り板連通孔４１を通過することが防止でき、高い外部ノイズへの遮蔽性を発揮することができる。
【００３２】
また、内部配線８０は、仕切り板連通孔４１に導入させるために、第３シールド空間１３０内を引き回される。従って、内部配線８０から発生する可能性のある磁力線も仕切り板４０によって、第２シールド空間１２０への侵入を遮蔽され、対象物への磁気の影響を防止することができる。
【００３３】
図５は、支持部材２０のその他の実施形態として、支持部材２０の配置を模式的に示す平面図である。図５（ａ）は矩形状に配置、図５（ｂ）は支持部材２０ｂを柱状にして配置した場合の平面図である。図５（ａ）に示すように、矩形状に支持部材２０を配置し、更に支持部材２０を磁気シールド材によって形成した場合、内部配線８０からの磁力線を確実に遮蔽することができる。すなわち、図４における配線空間１３０ａを独立したシールド空間とすることで、２重シールド効果を得ることができる。
【００３４】
また、図５(ｂ)に示すように、シールドカバー連通孔５１と対向する支持部材２０ａを板状にし、反対側の支持部材２０ｂを、例えば柱状に形成することもできる。すなわち、上述したように、シールドカバー連通孔５１から侵入する外部ノイズは、支持部材２０ａによって遮蔽することができるため、シールドカバー連通孔５１側にはない支持部材２０ｂは、簡便な形態でも本発明の効果をすることができる。また、例えば柱状のように簡便形状にした場合には、支持部材２０ｂは磁気シールド材によって形成する必要は無い。例えば、アルミニウムや樹脂によって形成しても良い。
【００３５】
図５（ｂ）に示す支持部材２０の形態の場合、シールドカバー連通孔５１に対向する支持部材２０ａの幅の設定値Ｗは、少なくとも下記の計算式によって求められるｗより幅広く設定することで、シールドカバー連通孔５１から侵入する外部ノイズを確実に遮蔽することができる。すなわち、外部ノイズの侵入がシールドカバー連通孔５１の外部端部ｐと、外部端部ｐの反対側の内部端部ｑとを結ぶ仮想線Ｌが支持部材２０ａと交わるように設定値Ｗを決定することで、外部ノイズの磁力線を遮断できる。
ｗ＝Ｅ×（Ｄ／ｔ）
Ｅ：シールドカバー連通孔開口径
Ｄ：シールドカバーと支持部材との距離
ｔ：シールドカバー板厚
【００３６】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、シールドカバー５０に外部配線７０と接続するための連通孔を備える構成としたが、第２実施形態として、外部連通孔を基台に設けた実施形態について説明する。なお、第２実施形態は第１実施形態に対して、外部連通孔の配置が異なるだけであるため、第１実施形態と共通する部分の説明は省略し、共通する構成要素には同じ符号を付して説明する。
【００３７】
図６は第２実施形態に係る磁気シールドボックス２００の断面図である。磁気シールドボックス２００は基台１０のシールドカバー５０固定側の反対面側に支持足９０を備えている。基台１０には、外部機器と接続する外部配線７０のコネクター７１と接続するための内部配線８０のコネクター８１を配置するための基台連通孔１１が設けられている。基台連通孔１１は第３シールド空間１３０と外部を連通するが、基台１０とシールドカバー５０と支持部材２０ａとにより形成される配線空間１３０ａと外部とが連通する位置に設けることがより好ましい。また、基台連通孔１１の開口形状を連通方向に延長した仮想空間Ｑ’の範囲内に、図示しない仕切り板連通孔４１が重ならないよう、仕切り板連通孔４１を設ける。
【００３８】
このように構成した第２実施形態では、基台１０の図示下方から磁力線に対して、磁気シールド材により形成される基台１０と仕切り板４０によって、対象物３０には２重遮蔽構造となり、極めて強い磁力線に対しても確実な磁気シールド効果を発揮することができる。更に、基台連通孔１１を通して侵入する磁力線に対しても、基台連通孔１１の開口延長上に仕切り板連通孔４１を配置させないことで、仕切り板４０により第２シールド空間１２０への侵入を防ぐ遮蔽効果を得ることができる。また、配線空間１３０ａに内部配線８０を引き回すことで、内部配線８０から発生する磁力線に対しても、仕切り板４０によって第２シールド空間１２０への進入を遮蔽し、対象物３０への磁気影響を抑制することができる。
【００３９】
（応用例）
上述の磁気シールドボックス１００は、説明の通り基台１０、支持部材２０、仕切り板４０およびシールドカバー５０を磁気シールド材により形成することで、外部磁界、すなわち外部磁力線が磁気シールドボックス１００の内部への侵入を遮蔽するものであるが、本構成を応用することで電磁波（電磁線）を遮蔽する電磁シールドボックスを形成することもできる。すなわち、基台１０、支持部材２０、仕切り板４０およびシールドカバー５０を磁気シールド材に代えて電磁シールド材を用いることで実現できる。
【００４０】
電磁シールド材には、例えばアルミニウム、銅などが電磁シールドに適した材料である。これらの材料により、第１実施形態あるいは第２実施形態の磁気シールドボックスと同じ構成にすることで、高い電磁波遮蔽性を有する電磁シールドボックスが実現できる。
【００４１】
更に、第１実施形態および第２実施形態の少なくとも基台１０とシールドカバー５０を、磁気シールド材に電磁波シールド材を貼り付けた複層材料とすることで、磁力線と電磁線との双方を遮蔽するシールドボックスを得ることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…基台、２０…支持部材、３０…対象物、４０…仕切り板、５０…シールドカバー、５１…シールドカバー連通孔、６０…ねじ、７０…外部配線、７１…コネクター、８０…内部配線、８１…コネクター。
【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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