(57)【要約】【課題】金属板の電磁波吸収性を評価するための金属板性能評価装置を用いて，その金属板の表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性を評価すること。【解決手段】金属板の性能を評価する金属板性能評価装置を用いて，表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１が骨組み１に接触するように構成された筐体３１のＱ値と，上記表面処理皮膜２１が上記骨組み１に接触しないように構成された筐体３２のＱ値とを測定し，その二つのＱ値に基づいて上記表面処理皮膜２１の電磁波吸収性及び表面導電性を評価する。【選択図】図４
2008164447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の高い材料で形成された骨組みと被評価対象の金属板とを接合して構成された筐体内に電磁波を入力してＱ値を測定することにより上記金属板の性能を評価する金属板性能評価装置を用いた金属板性能評価方法であって，
上記筐体を上記金属板の表面処理被膜が上記骨組みに接触するように構成したときの第一のＱ値と，上記筐体を上記金属板の表面処理被膜が上記骨組みに接触しないように構成したときの第二のＱ値とを測定し，上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて上記金属板の性能を評価することを特徴とする金属板性能評価方法。
【請求項２】
上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて，上記金属板の表面処理皮膜に電流が流れることにより発生する表面損失と，上記骨組みと上記金属板の表面処理皮膜との接触部において発生する接触損失とを導出する請求項１に記載の金属板性能評価方法。
【請求項３】
導電性の高い材料で形成された骨組みと被評価対象の金属板とを接合して構成された筐体内に電磁波を入力してＱ値を測定することにより上記金属板の性能を評価する金属板性能評価装置であって，
上記筐体を上記金属板の表面処理被膜が上記骨組みに接触するように構成したときの第一のＱ値と，上記筐体を上記金属板の表面処理被膜が上記骨組みに接触しないように構成したときの第二のＱ値とを測定するＱ値測定処理手段と，
上記Ｑ値測定処理手段によって測定された上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて上記金属板の性能を評価する性能評価処理手段と，
を備えてなることを特徴とする金属板性能評価装置。
【請求項４】
上記性能評価処理手段が，上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて，上記金属板の表面処理皮膜に電流が流れることにより発生する表面損失と，上記骨組みと上記金属板の表面処理皮膜との接触部において発生する接触損失とを導出するものである請求項３に記載の金属板性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，被評価対象の金属板で構成された筐体内に電磁波を入力してＱ値を測定することによりその金属板の性能を評価する金属板性能評価方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，薄型テレビやＤＶＤ機器，複写機，パーソナルコンピュータ（パソコン），パソコン周辺機器，カーナビゲーション，自動車用電子制御装置などの電機製品では，内部の電子回路から放射される電磁ノイズが外部へ漏れないように，その電子回路が金属製の筐体（シールドケース）内に収容される。
これにより，電子回路から放射される電磁ノイズは，その筐体を構成する金属板でシールド（遮蔽）される。国内では，ＶＣＣＩ（情報処理装置等電波障害自主規制協議会）で定められた３ｍ法や１０ｍ法による放射ノイズ量の測定結果が基準を満たすように対策が施される。
一方，その金属製の筐体のシールド性能は，筐体を構成する金属板の材料によって異なるが，その金属板単体の電磁波吸収性の評価方法は，ＪＩＳ（日本規格協会）でも定められていない。
【０００３】
そこで，従来から，例えば特許文献１に示されているように，被測定対象の金属板で構成された筐体内に電磁波を入力してＱ値を測定することによりその金属板の電磁波吸収性を評価する方法が採られることがある。このとき，上記筐体は，導電性の高い部材で形成された骨組みに，被測定対象の金属板を接合することによって構成される（例えば，図１参照）。ここで，その金属板に表面処理が施されている場合には，その表面処理によって形成された表面処理皮膜の電磁波吸収性が高ければ，Ｑ値が低下するという現像が観測される。したがって，上記表面処理皮膜の材料種別を変更してＱ値を測定することにより，その表面処理皮膜各々の電磁波吸収性を評価することが考えられる。
但し，上記筐体を，上記金属板の表面処理皮膜が上記骨組みに接触するように構成した場合には，その筐体内に高周波の電磁波を入力すると，上記金属板の表面に流れる高周波電流は，上記表面処理皮膜を介して上記骨組みに流れることになる。そのため，上記表面処理皮膜の表面導電性が低ければ，上記骨組みと上記表面処理皮膜との接触部において発生する損失（接触損失）が増加してＱ値が低下することになる。
【特許文献１】特開２００５−２７１５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように，上記筐体のＱ値は，上記表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性の両方によって変動することになる。しかしながら，従来手法では，そのＱ値の違いが，上記表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性のいずれに起因するものであるかを判断することはできなかった。そのため，例えば上記表面処理皮膜の電磁波吸収性を評価するための装置とは別の装置を用いて上記金属板の表面処理皮膜の表面導電性を測定して評価する必要があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，金属板の電磁波吸収性を評価するための金属板性能評価装置を用いて，その金属板の表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性を評価することのできる金属板性能評価方法及びそれに用いられる金属板性能評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，導電性の高い材料で形成された骨組みと被評価対象の金属板とを接合して構成された筐体内に電磁波を入力してＱ値を測定することにより上記金属板の性能を評価する金属板性能評価装置を用いた金属板性能評価方法に適用されるものであって，上記筐体を上記金属板の表面処理皮膜が上記骨組みに接触するように構成したときの第一のＱ値と，上記筐体を上記金属板の表面処理皮膜が上記骨組みに接触しないように構成したときの第二のＱ値とを測定し，上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて上記金属板の性能を評価することを特徴とする金属板性能評価方法である。
具体的には，上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて，上記金属板の表面処理皮膜に電流が流れることにより発生する表面損失と，上記骨組みと上記金属板の表面処理皮膜との接触部において発生する接触損失とを導出することが考えられる。これにより，例えば，上記表面損失が大きければ上記表面処理皮膜の電磁波吸収性が高く，上記接触損失が小さければ上記表面処理皮膜の表面導電性が高いと評価することができる。
このように，本発明によれば，上記金属板性能評価装置を用いて測定された上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて上記金属板の表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性などを評価することが可能となる。そして，このようにして得られた材質の異なる上記表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性は，該表面処理皮膜として用いる材料に対する改善の指標として，或いは，電磁波吸収性の高い表面処理皮膜に必要な要件の解明などに有効な情報である。
【０００６】
なお，本発明は，上記金属板性能評価装置の発明として捉えることができる。即ち，導電性の高い材料で形成された骨組みと被評価対象の金属板とを接合して構成された筐体内に電磁波を入力してＱ値を測定することにより上記金属板の性能を評価する金属板性能評価装置に適用されるものであって，上記筐体を上記金属板の表面処理皮膜が上記骨組みに接触するように構成したときの第一のＱ値と，上記筐体を上記金属板の表面処理皮膜が上記骨組みに接触しないように構成したときの第二のＱ値とを測定するＱ値測定処理手段と，上記Ｑ値測定処理手段によって測定された上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて上記金属板の性能を評価する性能評価処理手段と，を備えてなることを特徴とする金属板性能評価装置として構成される。
具体的に，上記性能評価処理手段は，上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて，上記金属板の表面処理皮膜に電流が流れることにより発生する表面損失と，上記骨組みと上記金属板の表面処理皮膜との接触部において発生する接触損失とを導出するものであることが考えられる。
このように構成された上記金属板性能評価装置は，例えば開発した材料を量産化する場合の品質管理のための検査装置として用いることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば，上記金属板性能評価装置を用いて測定された上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて上記金属板の表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性などを評価することが可能となる。具体的には，上記第一のＱ値及び上記第二のＱ値に基づいて，上記金属板の表面処理皮膜に電流が流れることにより発生する表面損失と，上記骨組みと上記金属板の表面処理皮膜との接触部において発生する接触損失とを導出することにより，例えば，上記表面損失が大きければ上記表面処理皮膜の電磁波吸収性が高く，上記接触損失が小さければ上記表面処理皮膜の表面導電性が高いと評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る金属板性能評価装置Ｘの評価対象となる表面処理鋼板２を有する筐体３の一例を示す斜視図，図２は本発明の実施の形態に係る金属板性能評価装置Ｘの概略構成図，図３は高周波入力波の周波数と高周波反射量との関係を示す図，図４は被評価対象の表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１が骨組み１に接触するように構成された筐体３１（図４（ａ））及び接触しないように構成された筐体３２（図４（ａ））の断面構造及び高周波電流の経路を説明するための図である。
本発明の実施の形態に係る金属板性能評価装置Ｘは，図１に示すように，導電性の高い材料の一例であるＳＵＳ（ステンレス鋼）によって形成された骨組み１に被評価対象の表面処理鋼板２（金属板の一例）を接合して構成された直方体形状の筐体３内に，高周波の電磁波を入力してＱ値を測定することにより上記表面処理鋼板２の電磁波吸収性を評価するためのものである。本発明は前記金属板性能評価装置Ｘを用いた金属板性能評価方法に関するものである。
前記表面処理鋼板２は，表面処理が施されることにより黒鉛粉やアルミ粉などで表面処理皮膜が形成されたものである。なお，前記骨組み１は，ＳＵＳに限られず，例えばアルミ合金などの他の材料であってもかまわない。また，前記表面処理鋼板２は，金属板の一例に過ぎず，他の金属材料であってもよい。
【０００９】
まず，図２を用いて，上記金属板性能評価装置Ｘの概略構成について説明する。
図２に示すように，上記金属板性能評価装置Ｘは，上記筐体３内で磁界結合するように内蔵される高周波ループコイルアンテナ４１（以下「アンテナ４１」と略称する）と，不図示のコネクタ等を介して上記アンテナ４１に接続された同軸ケーブル４２と，上記同軸ケーブル４２を介して上記アンテナ４１に高周波（例えば，数１０ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度）の電磁波（以下「高周波入力波」という）を出力すると共に該アンテナ４１から上記筐体３内での反射波（以下「高周波反射波」という）を受信するネットワークアナライザ４３と，ＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭ等の制御機器を有してなり，当該金属板性能評価装置Ｘを統括的に制御する制御装置４４と，を備えて概略構成されている。なお，上記金属板性能評価装置Ｘには，ユーザが各種の操作入力を行うための操作部（不図示）や各種の情報を表示する表示部（不図示）なども設けられている。
上記ネットワークアナライザ４３は，上記制御部４４からの指示によって周波数を掃引しながら発生させた高周波入力波を，上記アンテナ４１から上記筐体３内に入力（矢印Ａ）する。そして，上記ネットワークアナライザ４３によって入力された高周波入力波が上記筐体３内で反射した高周波反射波は，観察値として上記アンテナ４１から上記ネットワークアナライザ４３に入力（矢印Ｂ）される。
【００１０】
上記制御装置４４は，上記ネットワークアナライザ４３に入力された高周波反射波などに基づいて，上記筐体３のＱ値を算出する。以下，具体的に説明する。
ここに，図３は，上記ネットワークアナライザ４３によって上記筐体３に入力される高周波入力波の周波数と，該高周波入力波が入力されたときの反射量（高周波反射量）との関係を示している。
まず，図３に示すように，高周波入力波が上記筐体３に蓄積（吸収）される量は，その高周波入力波が上記筐体３の共振周波数ｆｒである場合に最も多くなるため，その高周波入力波の高周波反射量が最も少なくなることが周知である。
また，図３に示すΔｆは，高周波反射量が下限値（ピーク値）の１／２の高さとなる二つの周波数の間の幅であって，一般に半値全幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ−Ｍａｘｉｍｕｍ）といわれる。
上記制御装置４４は，上記ネットワークアナライザ４３を制御して，周波数を掃引しながら高周波入力波を上記筐体３に入力して，その高周波反射量を観測することにより，上記筐体３の共振周波数ｆｒ及び上記半値全幅Δｆを導出する。そして，上記制御装置４４は，上記共振周波数ｆｒ及び上記半値全幅Δｆを下記の（１）式に代入することによって上記筐体３のＱ値を算出する。
Ｑ値＝ｆｒ／Δｆ    …（１）
ここで，上記（１）式から求められるＱ値は，小さくなるほど上記筐体３内に蓄積されるエネルギーが減ること，或いは上記筐体３内で消費される電力が大きいことを意味する。即ち，Ｑ値が小さくなるほど，上記筐体３による電磁波吸収性が高くなり，上記筐体３に開口がある場合は，その開口から外部に漏れる電磁ノイズも減ることになる。
したがって，上記金属板性能評価装置Ｘを用いれば，上記表面処理鋼板２の材料を変更してＱ値を測定することで，それぞれの材料で形成された表面処理鋼板２の電磁波吸収性を評価することができる。
【００１１】
但し，従来手法では，上記表面処理鋼板２に表面処理皮膜が形成されている場合に，その表面処理皮膜が上記骨組み１に接触するように上記筐体３を構成すると，上記金属板性能評価装置Ｘを用いて，そのＱ値の違いが，表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性のいずれに起因するものであるかを判断することはできなかった。
しかしながら，以下で説明する金属板性能評価方法を採用することで，上記表面処理鋼板２に表面処理皮膜が形成されている場合でも，上記金属板性能評価装置Ｘを用いて，その表面処理皮膜の電磁波吸収性及び表面導電性の両方を個別に評価することが可能となる。
【００１２】
まず，図４を参照しつつ，本発明に係る金属板性能評価方法で用いる筐体３１及び筐体３２について説明する。なお，上記筐体３１及び上記筐体３２には，上記筐体３と同様に，上記金属板性能評価装置Ｘのアンテナ４１が内蔵される。
図４（ａ）に示すように，筐体３１は，上記骨組み１（図１（ａ）参照）の外面に，被評価対象である表面処理鋼板２を接合させることにより構成されたものであって，上記骨組み１に上記表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１が接触するように，即ち上記骨組み１と上記表面処理鋼板２との間に上記表面処理皮膜２１が介在するように構成されている。なお，上記骨組み１及び上記表面処理鋼板２は，接触抵抗を低減するべく多数個のネジによって螺合されている。このときのネジ止めトルクは，Ｑ値測定の再現性を高めるように調整すればよい。
【００１３】
このように構成された上記筐体３１に，上記ネットワークアナライザ４３によって高周波入力波が入力されると，該筐体３１内では，上記表面処理鋼板２の表面で表面処理皮膜２１に沿って高周波電流が流れる。なお，前記高周波電流が流れる深さは表皮厚さと呼ばれており，例えば鋼板の場合で数１０μｍ以下である。
そして，この高周波電流は，図４（ａ）に矢印で示すように上記表面処理鋼板２から上記表面処理皮膜２１を通じて上記骨組み１に流れることになる。
そのため，上記筐体３１内では，高周波損失として，高周波電流が上記表面処理鋼板２の表面で上記表面処理皮膜２１に沿って流れることによる損失（以下「表面損失」という）Ｐ１と，高周波電流が上記骨組み１と上記表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１との接触部において上記表面処理皮膜２１を介して流れることによる損失（以下「接触損失」という）Ｐ２とが発生することになる。なお，前記表面損失Ｐ１は，前記表面処理皮膜２１の電磁波吸収性の評価指標，前記接触損失Ｐ２は，前記表面処理皮膜２１の表面導電性の評価指標となるものである。
【００１４】
一方，図４（ｂ）に示すように，筐体３２は，上記骨組み１（図１（ａ）参照）の外面に該骨組み１と同様に導電性の高いＳＵＳ（ステンレス鋼）で形成されたＳＵＳ板１１が接合されている。そして，上記ＳＵＳ板１１の内側の面に，上記筐体３１と同じ表面処理皮膜２１が形成された表面処理鋼板２が接合されている。ここで，上記表面処理鋼板２は，上記表面処理皮膜２１が形成されていない裏面だけが，上記ＳＵＳ板１１に接触するように接合されている。即ち，上記筐体３２は，上記骨組み１に上記表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１が接触しないように構成されている。
なお，上記骨組み１及び上記ＳＵＳ板１１，上記ＳＵＳ板１１及び表面処理鋼板２は，接触抵抗を低減するべく多数個のネジによって螺合されている。このときのネジ止めトルクは，Ｑ値測定の再現性を高めるように調整すればよい。また，上記筐体３２としては，上記ＳＵＳ板１１を用いることなく，上記骨組み１の内側の面に上記表面処理鋼板２の裏面，即ち上記表面処理皮膜２１が形成されていない方の面を接触させて接合する構成も他の実施例として考えられる。
【００１５】
このように構成された上記筐体３２に，上記ネットワークアナライザ４３によって高周波入力波が入力されると，該筐体３２内でも，上記表面処理鋼板２の表面で表面処理皮膜２１に沿って高周波電流が流れる。
しかし，この高周波電流は，上記筐体３１とは異なり，図４（ｂ）に矢印で示すように上記表面処理鋼板２から，上記表面処理皮膜２１ではなく上記ＳＵＳ板１１を通じて，上記骨組み１に流れることになる。このとき，上記ＳＵＳ板１１は，導電性の高い部材であるため，高周波電流が上記骨組み１及び上記表面処理鋼板２の接触部において上記ＳＵＳ板１１に流れることによる接触損失は無視しても差し障りない。したがって，上記筐体３２内では，高周波損失として，高周波電流が上記表面処理鋼板２の表面で上記表面処理皮膜２１に沿って流れることによる表面損失Ｐ１だけが発生すると考えることができる。
【００１６】
以下，上記表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１が上記骨組み１に接触するように構成された上記筐体３１と接触しないように構成された上記筐体３２とを用いて，上記表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１の電磁波吸収性及び表面導電性を評価する方法について説明する。
まず，上記金属板性能評価装置Ｘを用いて，上記表面処理皮膜２１に異なる材料を採用した場合それぞれの上記筐体３１及び上記筐体３２各々のＱ値を測定する。ここでは，上記表面処理皮膜２１の材料として黒鉛粉，パーマロイ粉，アルミ粉の３種類を採用したときの上記筐体３１及び上記筐体３２各々のＱ値として，下記の表１に示す測定結果が得られたとする。
【表１】
2008164447.tif 000003
【００１７】
ここで，前述したように，上記金属板性能評価装置ＸによってＱ値を測定するとき，上記筐体３１では上記表面処理被膜２１において表面損失Ｐ１及び上記接触損失Ｐ２の両方が発生し，上記筐体３２では上記表面処理被膜２１において上記表面損失Ｐ１だけが発生する。したがって，上記筐体３１のＱ値（第一のＱ値に相当）をＱ１，上記筐体３２のＱ値（第一のＱ値に相当）のＱ２とすると，該Ｑ１，Ｑ２各々と上記表面損失Ｐ１及び上記接触損失Ｐ２との間には下記の（２）式，（３）式の比例関係が成立する。
１／Ｑ１  ∝  Ｐ１  ＋Ｐ２       …（２）
１／Ｑ２  ∝  Ｐ１               …（３）
このように，上記金属板性能評価装置Ｘによって，上記表１に示した測定結果を得れば，そのＱ１及びＱ２に基づいて，下記の表２に示すように，上記表面損失Ｐ１及び上記接触損失Ｐ２各々の損失分の相対値を導出（算出）することにより，前記表面処理鋼板２の性能を評価することが可能である。
【表２】
2008164447.tif 000004
【００１８】
以上，説明したように，本発明によれば，上記筐体３１及び上記筐体３２各々のＱ値を測定した結果に基づいて，上記表面損失Ｐ１及び上記接触損失Ｐ２の損失分を求めることができるため，上記表面処理鋼板２の表面処理皮膜２１の電磁波吸収性及び表面導電性の両方を評価することができる。そして，このようにして得られた材質の異なる上記表面処理皮膜２１の電磁波吸収性及び表面導電性は，該表面処理皮膜２１として用いる材料に対する改善の指標として，或いは，電磁波吸収性の高い表面処理皮膜に必要な要件の解明などに有効な情報である。
特に，前記表面処理鋼板２で構成された筐体を，電子回路のアースとして用いる場合には，該表面処理鋼板２に高い電気伝導度が要求されるため，前記表面処理皮膜２１の表面導電性も高いことが要求される。本発明によれば，前記表面処理皮膜２１の表面導電性をも評価することができるため，所望の表面導電性を得ることのできる前記表面処理皮膜２１の材質を選定することが可能となる。
【００１９】
なお，上記金属板性能評価方法は，前記制御装置４４が所定の制御プログラムに従って上記金属板性能評価装置Ｘを制御することによって実現されることが考えられる。即ち，本発明を，上記金属板性能評価方法を実現する金属板性能評価装置の発明として捉えてもよい。
この場合には，上記筐体３１及び上記筐体３２のＱ値を測定するための処理と，その測定された二つのＱ値に基づいて上記表面処理皮膜２１の電磁波吸収性及び表面導電性の両方を評価するべく上記表面損失Ｐ１及び上記接触損失Ｐ２の損失分を算出する処理とを実行するときの前記制御装置４４が，Ｑ値測定処理手段及び性能評価処理手段に相当する。そして，前記制御装置４４は，上記筐体３１及び上記筐体３２のＱ値や，上記表面損失Ｐ１及び上記接触損失Ｐ２の損失分などの評価結果などを，不図示の表示部などに表示する。このように構成された上記金属板性能評価装置Ｘは，例えば開発した材料を量産化する場合の品質管理のための検査装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る金属板性能評価装置の評価対象となる金属板を有する筐体の一例を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る金属板性能評価装置の概略構成図。
【図３】高周波入力波の周波数と高周波反射量との関係を示す図。
【図４】被評価対象の金属板の表面処理皮膜が骨組みに接触するように構成された筐体及び接触しないように構成された筐体の断面構造及び高周波電流の経路を説明するための図。
【符号の説明】
【００２１】
１…骨組み
１１…ＳＵＳ板
２…表面処理鋼板（金属板の一例）
２１…表面処理皮膜
３，３１，３２…筐体
４１…高周波ループコイルアンテナ
４２…同軸ケーブル
４３…ネットワークアナライザ
４４…制御装置
Ｘ…金属板性能評価装置
【図１】
2008164447.tif 000005
【図２】
2008164447.tif 000006
【図３】
2008164447.tif 000007
【図４】
2008164447.tif 000008