(57)【要約】【課題】低周波ノイズ及び高周波ノイズの双方をシールドすることができるシールド材を提供する。【解決手段】シールド材１Ａは、一方側の表面に金属薄膜１４が形成されている。シールド材１Ａは、シールド材１Ａの他方側において、表面が露呈した複数の磁石１１，１１が埋設されており、隣接する磁石１１は、隣接する前記露呈した表面の極性が対極となるように離間して配置されており、磁石１１の埋設された部分は、軟磁性材１２で囲繞されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方側の表面に金属薄膜が形成されたシールド材であって、
前記シールド材の他方側において、表面が露呈した複数の磁石が埋設されており、隣接する磁石は、隣接する前記露呈した表面の極性が対極となるように離間して配置されており、
前記磁石の埋設された部分は、軟磁性材で囲繞されていることを特徴とするシールド材。
【請求項２】
前記磁石の埋設された部分と、前記軟磁性材との間には、誘電体がさらに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド材。
【請求項３】
前記軟磁性材の周りには、誘電体がさらに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド材。
【請求項４】
前記シールド材は、前記軟磁性材とともに、樹脂材に埋設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールド材。
【請求項５】
前記シールド材は、前記軟磁性材を基板として備えており、該軟磁性材に前記磁石が埋設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールド材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズから電子部品等を保護すべくこれらのノイズを好適に遮蔽することができるシールド材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車、ハイブリッド車に搭載されたインバータや、車両の電子制御ユニットなどの電子部品に、ノイズが侵入し、このノイズが電子部品の動作に影響を与えることがあることから、ノイズを遮蔽するためのシールド材が設けられている。
【０００３】
たとえば、このようなシールド材には、アルミニウム材（例えば特許文献１参照）や、磁性材料（例えば特許文献２）などの金属材が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１００１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発明者らが、特許文献１に示すようなアルミニウム材として、アルミニウム材を用いてシールド効果の実験を行ったところ、図８に示すように、シールド効果が３０ｄＢ以上となる周波数は、５ＭＨｚ以上であり、アルミニウム材は、高周波領域におけるノイズに対しては有効であるが、５ＭＨｚ以下の低周波領域におけるノイズでは、充分にシールド特性が得られないことがわかった。
【０００６】
このような結果から、金属材をシールド材に用いた場合には、高周波領域におけるノイズ（電磁波ノイズ）を好適にシールドすることが可能であるが、低周波領域におけるノイズ（磁気（磁界）ノイズ）は、充分にシールドできず透過し易い。
【０００７】
そこで、低周波領域におけるノイズのシールド特性は、シールド材の厚みに依存することが、シエルクノフの式から一般的にわかっており、低周波のシールド特性を高めるために、シールド材である金属材の厚みを厚くすることも考えられる。
【０００８】
しかしながら、このような効果を得るためには、シールド材の厚みを相当厚くすることが必要な場合もあり、このことは、電子部品を含む電子機器のコンパクト化および軽量化が求められる近年の傾向に反する。
【０００９】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低周波ノイズ及び高周波ノイズの双方をシールドすることができるシールド材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明に係るシールド材は、一方側の表面に金属薄膜が形成されたシールド材であって、前記シールド材の他方側において、表面が露呈した複数の磁石が埋設されており、隣接する磁石は、隣接する前記露呈した表面の極性が対極となるように離間して配置されており、前記磁石の埋設された部分は軟磁性材で囲繞されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、シールド材の一方側の表面に形成された金属薄膜により、シールド材の内部を通過した高周波ノイズである電磁波ノイズを反射させ、これを遮蔽することができる。また、シールド材の他方側には、軟磁性材が配置されているので、軟磁性材に向う高周波ノイズは、その内部において減衰または反射する。
【００１２】
一方、シールド材の他方側の表面には、表面が露呈した複数の磁石が、極性が対極となるように離間して配置されているため、その他方側の表面には、磁石による磁場が形成される。この磁場により、低周波ノイズである磁気ノイズ（磁界ノイズ）は、磁石の埋設された部分に囲繞された軟磁性材に誘導される。これにより、誘導された磁気ノイズは、軟磁性材の内部において減衰する。
【００１３】
ここで、磁石が形成する磁場は、シールド材を透過するとノイズとなるが、磁石の埋設された部分には、軟磁性材が囲繞されているので、シールド材の他方側に向おうとする磁界経路を遮断し、シールド材の他方側への磁場の透過を防止することができる。
【００１４】
このようにして、電磁波ノイズを金属薄膜で反射させると共に軟磁性材の内部で減衰させ、磁気ノイズを軟磁性材の内部で減衰させることができるので、シールド材の前記他方側から前記一方側に向う低周波ノイズ及び高周波ノイズの双方をシールド材により遮蔽することができる。これにより、シールド材の前記一方側に配置した電子部品をノイズから保護することができる。
【００１５】
ここで、金属薄膜を構成する金属としては、アルミニウムまたはその合金が用いられる。しかしながら、電磁波ノイズを遮断する性能（電磁波シールド機能）を有すれば、アルミニウム以外の材料であってもよく、例えば、金、銀等の金属であってもよい。
【００１６】
また、磁石の材質としては、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などの永久磁石を挙げることができ、Ｎ極とＳ極の２つの磁極を有し、双極性の磁場を発生することができるのであれば、上述した材料に限定されるものではない。
【００１７】
さらに、軟磁性材を構成する材料としては、鉄、コバルト、または、ニッケルなどを挙げることができ、磁気のノイズを減衰する性能（磁気シールド機能）を有するのであれば特に限定されるものではない。より好ましい材料として鉄系の材料であり、例えば、鉄（純鉄）、鉄−シリコン系合金、鉄−窒素系合金、鉄−ニッケル系合金、鉄−炭素系合金、鉄−ホウ素系合金、鉄−コバルト系合金、鉄−リン系合金、鉄−ニッケル−コバルト系合金、または、鉄−アルミニウム−シリコン系合金などが挙げることができる。
【００１８】
また、磁石により形成された磁場により、電磁波ノイズを軟磁性材に誘導することができるのであれば、前記磁石の埋設された部分と、前記軟磁性材とは、直接接触していてもよく、また、これらの間に、別の部材（材料）が配置されていてもよい。
【００１９】
しかしながら、より好ましい態様としては、前記磁石の埋設された部分と、前記軟磁性材との間には、誘電体がさらに配置されている。このような態様によれば、これらの間に誘電体を配置することで、低周波ノイズである磁気ノイズは、磁石の磁場により軟磁性材ばかりでなく誘電体にも誘導される。これにより、誘導された磁気ノイズは、誘電体の内部において誘電損失として減衰される。
【００２０】
また、軟磁性材と誘電体の双方を用いることにより、軟磁性材で磁気ノイズのうち低周波側ノイズを効率的に減衰させ、誘電体で磁気ノイズのうち高周波側ノイズを効率的に減衰させることができる。ここで、誘電体を構成する材料としては、導電性よりも誘電性が優位な材料であり、プラスチックの中でも誘電率の高いもの、セラミックス、シリコン等を挙げることができる。
【００２１】
また、さらに好ましい別の態様としては、前記軟磁性材の周りに、誘電体がさらに配置されている。この態様によれば上述したのと同様に、誘電体により、磁気ノイズを誘電体の内部で減衰させることができる。
【００２２】
また、さらに好ましい態様としては、前記磁石は、前記軟磁性材とともに、樹脂材に埋設されている。すなわち、シールド材は、樹脂材を基材として備えており、軟磁性材に囲繞された磁石が離間して埋設されることになる。本発明によれば、樹脂材を用いることにより、シールド材の軽量化を図ると共に、成形性を高めることができ、シールド材を容易に製造することができる。
【００２３】
ここで、樹脂材を構成する材料としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂いずれであってもよく、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、またはアミノ樹脂などを挙げることができ、熱可塑性樹脂としては、ナイロン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、またはＡＢＳ系樹脂などを挙げることができる。
【００２４】
さらに、別の態様としては、前記シールド材は、前記軟磁性材を基板として備えており、該軟磁性材に前記磁石が埋設されている。この態様によれば、軟磁性材を基板として備えるので、軟磁性材で電磁波ノイズを減衰させ、この減衰した電磁波ノイズを金属薄膜で反射させ、反射した電磁波ノイズを軟磁性材の内部で再び減衰させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、低周波ノイズ及び高周波ノイズの双方をシールドすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図２】図１（ｂ）に示すシールド材のノイズの遮蔽を説明するための図であり、（ａ）は、電磁波ノイズの遮蔽を説明するための図、（ｂ）は、磁気ノイズの遮蔽を説明するための図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】図３（ｂ）に示すシールド材のノイズの遮蔽を説明するための図であり、（ａ）は、電磁波ノイズの遮蔽を説明するための図、（ｂ）は、磁気ノイズの遮蔽を説明するための図、
【図５】本発明の第３実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図６】本発明の第４実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図。
【図７】図３に示すシールド材の変形例を示した模式図。
【図８】従来のアルミニウム箔のノイズの周波数とシールド効果との関係を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、図面に基づき、本発明に係るシールド材のいくつかの実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図２は、図１（ｂ）に示すシールド材のノイズの遮蔽を説明するための図であり、（ａ）は、電磁波ノイズの遮蔽を説明するための図、（ｂ）は、磁気ノイズの遮蔽を説明するための図である。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、第１実施形態に係るシールド材１Ａは、高周波ノイズである電磁波ノイズと、低周波ノイズである磁気ノイズとを遮蔽するためのシールド材である。シールド材１Ａは、その基材となる樹脂材１０を備えており、シールド材１Ａの一方側の表面には、アルミニウム製の金属薄膜１４が形成されている。金属薄膜１４は、電磁波ノイズをシールドするためのものであり、電磁波シールド機能を有するための金属薄膜１４の最適な厚みは、１５〜２００μｍである。
【００２９】
さらに、シールド材１Ａの他方側において、直方体のブロック状の４つ（複数）の磁石１１，１１…が配置されている。各磁石１１は、その表面が露呈しており、樹脂材１０に埋設されている。磁石１１の材質としては、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などの永久磁石を挙げることができる。
【００３０】
また、４つの隣接する磁石１１，１１，…は、隣接する露呈した表面の極性が対極となるように離間して配置されている。すなわち、磁石１１の露呈する表面がＮ極表面１１ａである場合には、この磁石１１に隣接する磁石１１の表面は、Ｓ極表面１１ｂとなっている。
【００３１】
さらに、各磁石１１の埋設された部分は、カップ状(有底筒状）の軟磁性材１２で囲繞されている。より具体的には、カップ状の軟磁性材１２に磁石１１が嵌合し、この嵌合状態を保持しつつ、樹脂材１０に、軟磁性材１２に嵌合した磁石１１が埋設されていることになっている。そして、シールド材１Ａの他方側の表面は、軟磁性材１２に嵌合した磁石１１の露呈した面と、樹脂材１０の表面とが面一となった表面になっている。また、軟磁性材１２の材質としては、鉄、コバルト、または、ニッケル、さらにはこれらの金属の合金材料などを挙げることができる。
【００３２】
このようなシールド材１Ａは、例えば、以下のようにして製造される。まず、ブロック状の磁石１１と、この磁石の形状に応じた凹部が形成されたカップ状の軟磁性材１２とを同じ個数準備し、Ｎ極表面１１ａおよびＳ極表面１１ｂが露呈するように、磁石１１を、カップ状の軟磁性材１２に嵌合させる。
【００３３】
次に、成形型（図示せず）内に、これらの磁石１１，１１，…の露呈したＮ極表面１１ａおよびＳ極表面１１ｂが、対極となるように離間して配置し、軟化した樹脂を流し込み、樹脂材１０を成形する。
【００３４】
ここでは、樹脂材１０を、磁石１１を嵌合させた軟磁性材１２とともに一体成形したが、例えば、樹脂板を準備し、これを軟磁性材１２の形状に合わせて刳り貫き加工し、刳り貫き加工した凹部に、磁石１１を嵌合させた軟磁性材１２を接着剤などを介して配置してもよい。
【００３５】
さらに、成形された樹脂材１０の一方側の表面に、金属薄膜１４を、接着剤を介して貼り付ける。ここでは、金属薄膜１４を予め準備して、これを樹脂材１０の表面に貼り付けたが、たとえば、樹脂材１０の表面において、金属薄膜１４をめっき、スパッタリング等により成膜してもよい。
【００３６】
このようにして得られたシールド材１Ａは、一方側（すなわち、金属薄膜１４が形成された側）に、保護すべき電子機器を配置することにより、以下に示す効果を期待することができる。
【００３７】
具体的には、図２（ａ）に示すように、まず、樹脂材１０を透過した電磁波ノイズは、シールド材１Ａの一方側の表面に形成された金属薄膜１４により反射し、再度、樹脂材１０を透過させて、これを遮蔽することができる（図２（ａ）の（１）参照）。
【００３８】
また、シールド材１Ａの他方側には、軟磁性材１２が配置されているので、軟磁性材１２に向う電磁波ノイズは、その内部において減衰し（図２（ａ）の（２）参照）、場合によってはその表面でも反射する（図２（ａ）の（３）参照）。
【００３９】
一方、図２（ｂ）に示すように、シールド材１Ａの他方側の表面には、Ｎ極表面１１ａまたはＳ極表面１１ｂが露呈した複数の磁石１１が、対極となるように離間して配置されているため、その他方側の表面には、磁石１１，１１による磁場が形成される。この磁場により、低周波ノイズである磁気ノイズは、磁石１１，１１の埋設された部分を囲繞した軟磁性材１２に誘導される。これにより、誘導された磁気ノイズは、軟磁性材１２の内部において減衰する。
【００４０】
ここで、磁石１１，１１が形成する磁場は、シールド材１Ａを透過するとノイズとなるが、各磁石１１の埋設された部分は、軟磁性材１２で囲繞されているので、シールド材１Ａの他方側に向おうとする磁界経路を遮断し、シールド材１Ａの他方側（金属薄膜１４が形成された側）への磁場の透過を防止することができる。
【００４１】
このようにして、高周波ノイズである電磁波ノイズを金属薄膜１４で反射させると共に軟磁性材１２の内部で減衰させ、その一方、低周波ノイズである磁気ノイズを軟磁性材１２の内部で減衰させることができる。これにより、シールド材１Ａの他方側（磁石１１が配置された側）から一方側（金属薄膜１４が形成された側）に向う低周波ノイズ及び高周波ノイズの双方をシールド材１Ａにより遮蔽することができる。これにより、シールド材１Ａの一方側（金属薄膜が形成された側）に配置した電子部品をこれらのノイズから保護することができる。
【００４２】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図４は、図３（ｂ）に示すシールド材のノイズの遮蔽を説明するための図であり、（ａ）は、電磁波ノイズの遮蔽を説明するための図、（ｂ）は、磁気ノイズの遮蔽を説明するための図である。
【００４３】
第１実施形態に係るシールド材１Ａに比べて、第２実施形態のシールド材１Ｂが相違する点は、誘電体１３を新たに設けた点である。従って、その他の構成は、第１実施形態の同じ符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００４４】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係るシールド材１Ｂは、誘電体１３をさらに備えている。具体的には、誘電体１３は、カップ状(有底筒状）であり、磁石１１の形状に応じた凹部が形成され、その外形寸法は、軟磁性材１２の凹部と嵌合する寸法となっている。
【００４５】
このような形状にすることにより、誘電体１３は、各磁石１１の埋設された部分と、軟磁性材１２との間に配置されることになる。また、誘電体１３を構成する材料としては、プラスチック、セラミックス等を挙げることができる。
【００４６】
このようなシールド材１Ｂは、以下に示す効果を期待することができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、樹脂材１０を透過した電磁波ノイズは、金属薄膜１４により反射し、再度、樹脂材１０を透過させて、これを遮蔽することができる（図４（ａ）の（１）参照）。また、シールド材１Ｂの他方側には、軟磁性材１２が配置されているので、軟磁性材１２に向う電磁波ノイズは、その内部において減衰し（図４（ａ）の（２）参照）、場合によってはその表面でも反射する（図４（ａ）の（３）参照）。
【００４７】
一方、図４（ｂ）に示すように、上述した磁石１１，１１による磁場により、低周波ノイズである磁気ノイズは、磁石１１，１１の埋設された部分を囲繞した軟磁性材１２に誘導され、その内部において、磁気ノイズを減衰させることができる（図４（ｂ）の（１）参照）。
【００４８】
また、磁石１１，１１の磁場により、低周波ノイズである磁気ノイズは、軟磁性材１２ばかりでなく誘電体１３にも誘導される。すなわち、本実施形態の場合には、磁石１１を覆うようにカップ状の誘電体１３を、磁石１１と軟磁性材１２との間に配置したので、磁気ノイズは、誘電体１３にも誘導されやすい。さらには、誘電体１３を覆うように、軟磁性材１２をカップ状としたので、磁気ノイズが漏れることなく、誘電体１３の内部において効率的に減衰させることができる（図４（ｂ）の（２）参照）。
【００４９】
さらに、軟磁性材１２と誘電体１３の双方を用いることにより、軟磁性材１２により、磁気ノイズのうち低周波側ノイズを効率的に減衰させ、誘電体１３により磁気ノイズのうち高周波側ノイズを効率的に減衰させることができる。
【００５０】
〔第３実施形態〕
図５は、本発明の第３実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。第２実施形態に係るシールド材１Ｂに比べて、第３実施形態のシールド材１Ｃが相違する点は、誘電体１３の配置位置である。従って、その他の構成は、第２実施形態の同じ符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００５１】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係るシールド材１Ｃの誘電体１３Ａは、カップ状であり、軟磁性材１２の形状に応じた凹部が形成されている。この凹部に軟磁性材１２を収容することにより、軟磁性材１２の周りに誘電体１３Ａが配置される。このように配置することにより、第２実施形態に比べて、磁石１１の誘電体１３Ａは誘導され難いが、磁気ノイズを誘電体１３Ａの内部で減衰させることができる。
【００５２】
〔第４実施形態〕
図６は、本発明の第４実施形態に係るシールド材の模式図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。第２実施形態に係るシールド材１Ｂに比べて、第４実施形態のシールド材１Ｄが相違する点は、軟磁性材１２Ｄの形状である。従って、その他の構成は、第２実施形態の同じ符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【００５３】
具体的には、第４実施形態に係るシールド材１Ｄは、樹脂材を用いず、軟磁性材１２Ｄを基板として備えており、軟磁性材１２Ｄの表面には、複数の凹部が形成されており、各凹部には、誘電体１３に嵌合された複数の磁石１１が埋設されている。
【００５４】
この態様によれば、軟磁性材１２Ｄを基板として備えるので、軟磁性材１２Ｄで電磁波ノイズを減衰させ、この減衰した電磁波ノイズをさらに金属薄膜１４で反射させ、反射した電磁波ノイズを軟磁性材１２Ｄの内部で再び減衰させることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００５６】
例えば、上述したように、第１〜第４実施形態では、直方体状の磁石を用いたが、図７に示すシールド材１Ｅのように円柱状の磁石１１Ｅを用いてもよく、これに嵌合する軟磁性材及び誘電体を、有底円筒状の軟磁性材１２Ｅ及び誘電体１３Ｅにしてもよい。
【００５７】
さらに、第１〜第４実施形態では、４つ磁石を用いたが、これに限定されるものではなく、シールドしたい部分の面積に応じた個数の磁石を用いても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、１Ｅ：シールド材、１０：樹脂材、１１，１１Ｅ：磁石、１１ａ：Ｎ極表面、１１ｂ：Ｓ極表面、１２，１２Ｄ，１２Ｅ：軟磁性材、１３，１３Ａ，１３Ｅ：誘電体、１４：金属薄膜
【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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