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発明の名称 電磁波遮蔽構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−162794
公開日 平成8年(1996)6月21日
出願番号 特願平6−321174
出願日 平成6年(1994)12月1日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】村井 隆
発明者 小野 信幸 / 小林 敏昭 / 林 喜久
要約 目的
標準サイズの電磁波遮蔽体を組み合わせてミリ波帯等の電磁波遮蔽室の流体用開口部の電磁波遮蔽を確実に実施する。

構成
小開口を多数有する電磁波遮蔽体としてのハニカム構造体20,30を、電磁波遮蔽室10に設けられた空気等の流体用開口部13内に電磁波の進行方向に2段重ねで配設し、各段のハニカム構造体20,30の小開口を互いにずらすことにより各々のハニカム構造体20,30の遮断周波数よりも高い周波数領域に遮断周波数を設定した電磁波遮蔽構造である。
特許請求の範囲
【請求項1】 電磁波遮蔽室の流体用開口部を電磁波遮蔽体で遮蔽した電磁波遮蔽構造において、小開口を多数有する電磁波遮蔽体を、前記流体用開口部内の電磁波の進行方向に2段以上重ねて前記流体用開口部内に配設し、各段の電磁波遮蔽体の小開口を互いにずらすことにより各々の電磁波遮蔽体の遮断周波数よりも高い周波数領域に遮断周波数を設定したことを特徴とする電磁波遮蔽構造。
【請求項2】 各々の電磁波遮蔽体の小開口が同一配列パターンである請求項1記載の電磁波遮蔽構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンテナ試験や電子機器の各種試験に用いられる電磁波遮蔽室(内壁面に更に電波吸収体を貼り付けた電波暗室も含む)の流体用開口部に電磁波遮蔽体を配置した電磁波遮蔽構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電磁波遮蔽室(電磁波シールド室)の空気等の流体を流通させるために設けられた開口部の電磁波遮蔽体は、図5の斜視図及び図6の拡大正面図に示すような貫通した小開口2を多数有する金属製のハニカム構造体1が使われている。この電磁波遮蔽体として働くハニカム構造体1の遮断周波数以下での電磁波遮蔽率は、図5に示すハニカム構造体1の厚さtに比例し、ハニカム構造体1の小開口2の最大目開き寸法bに反比例する。すなわち電磁波遮蔽率S(dB)は、概略(1)式で得られる。
S ≒ 27.3(t/b) dB …(1)
従って、電磁波遮蔽率を大きくしようとすると、ハニカム構造体1の厚さtを大きくし、目開き寸法bを小さくする必要がある。
【0003】一方、空気を流通させる開口としての機能を考慮した場合は、開口率(空気を流通させるために電磁波遮蔽室に設けた開口部の断面積に対する小開口の全断面積の比率)が大きい方が望ましい。この開口率は、小開口2を構成するハニカム構造体1の金属等の板厚、小開口2の目開きによって決まるので、目開きを一定とした場合、開口率を大きくするために板厚の薄いものが必要とされる。
【0004】電磁波遮蔽用ハニカム構造体1は、図7(A),(B)に示すように薄い金属板3を折り曲げ加工したものを複数枚組み合わせ、同図(C)のように折り曲げ加工後の金属板3同士の接合部4をハンダ付け等により電気的に接続する構造がとられている。
【0005】電磁遮蔽用ハニカム構造体1の材料としては、鉄、アルミニウム、黄銅(真鍮)等が用いられている。このハニカム構造体1の小開口2の断面は、図5乃至図7(C)に示すようほぼ正六角形に形成されており、これらの図に示すcがセルサイズと呼ばれ電磁波遮蔽用ハニカム構造体1では、遮断周波数、遮蔽率の関係で厚さtが1インチ、セルサイズが1/8又は3/16インチのものが広く用いられている(但し、1インチは25.4mm)。
【0006】開口部用電磁波遮蔽体として金属ハニカム構造体の他には、金網、パンチングメタル、金属体を格子状に配列したもの、金属パイプを束ねたもの等があるが、開口率、電磁波遮蔽性能、コストの点でハニカム構造体が優れており、広く用いられている。
【0007】また、特開平3−112196号に開口部用電磁波遮蔽体の性能向上のため、小開口内面に高透磁率材を被覆する構成が開示されているが、この性能向上は遮断周波数以下の電磁波に適用したときに得られるもので、遮断周波数を高くする作用は含まれていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電磁波の多用化が進み、高周波領域ではミリ波と呼ばれるミリメーターオーダーの波長の電磁波の利用も進んでいる。このため、ミリ波帯の電磁波の各種試験に使用される電磁波遮蔽室(電磁波シールド室)、及びこの電磁波遮蔽室内面に電波吸収体を貼ったミリ波用電波暗室の必要性が高まっている。このような電磁波遮蔽室の電磁波遮蔽(電磁波シールド)において、換気又は空調をするための開口部を始めとする各種流体用開口部に用いる電磁波遮蔽体が問題となっている。
【0009】電磁波遮蔽体として図5に示す金属製ハニカム構造体1を用いる場合、その小開口2の最大目開き寸法bに応じた遮断周波数(波長)があり、この遮断周波数以下の電磁波はほぼ前述の式(1)に従って遮蔽できるが、この遮断周波数より上になると遮蔽効果が著しく劣化する問題がある。
【0010】標準の電磁波遮蔽用のハニカム構造体1は、前述のようにセルサイズの最小が1/8インチで、最大目開き寸法bは約3.7mmである。このときの遮断周波数(波長)は、ハニカム構造体1の小開口2を円筒形導波管とみなすことで近似的に算出することができる。すなわち、円筒TE11波に対する遮断波長λc (mm)は、次式で与えられる事が知られている。
λc = πb/1.8 …(2)
但しb:最大目開き寸法(mm)
従って、上記1/8インチセルでは、波長約6.5mm(周波数46.2GHz)となる。
【0011】円筒導波管の遮断周波数をハニカム形状に適用することに対しての疑問はあるが、ほぼこの波長(周波数)に近いところに遮断波長(周波数)がある。
【0012】ハニカム構造体1は前述のように薄い金属板を折り曲げ形成し、複数枚組み合わせている。この折り曲げ加工の際にプレス金型を用いているので、標準寸法以外のセルサイズのハニカム構造体1を作ろうとするとコスト高になる問題がある。
【0013】また、ハニカム構造体1の組立の際に金属板相互の接合部をハンダ付け処理するのが一般的であるが、ハンダが不完全であったり、後でハンダ接合にクラックが生じた場合には、遮蔽性能が低下しハニカム構造体1からなる電磁波遮蔽体の一段構成では、信頼性上の問題がある。また、アルミニウム板等のようにハンダ付け以外の固着手段、例えば導電性接着剤を用いたり金属板相互を機械的に圧接させた状態で組み立てる構造等を採用した場合にも、同様にハニカム構造体1の一段構成では信頼性に不安がある。
【0014】本発明は、上記の点に鑑み、標準サイズの電磁波遮蔽体を組み合わせてミリ波帯等の電磁波遮蔽室の流体用開口部の電磁波遮蔽を確実に実行可能な電磁波遮蔽構造を提供することを目的とする。
【0015】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施例において明らかにする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の電磁波遮蔽構造は、電磁波遮蔽室の流体用開口部を電磁波遮蔽体で遮蔽する場合において、小開口を多数有する電磁波遮蔽体を、前記流体用開口部内の電磁波の進行方向に2段以上重ねて前記流体用開口部内に配設し、各段の電磁波遮蔽体の小開口を互いにずらすことにより各々の電磁波遮蔽体の遮断周波数よりも高い周波数領域に遮断周波数を設定している。
【0017】また、各々の電磁波遮蔽体の小開口が同一配列パターンとなっていることが好ましい。
【0018】
【作用】本発明の電磁波遮蔽構造においては、小開口を多数有する良導体の電磁波遮蔽体を、空気等の流体の流通方向と直角方向に配し、電磁波の進行方向に2段以上重ねたことにより、各段の接合面での小開口の実効的な目開き寸法を小さくし、遮断周波数を高い方向にずらしてやることができる。すなわち、各1段毎の電磁波遮蔽体の遮断周波数より高い周波数領域に遮断周波数を設定できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明に係る電磁波遮蔽構造の実施例を図面に従って説明する。
【0020】図1及び図2で本発明の電磁波遮蔽構造の第1実施例を説明する。これらの図において、電磁波の侵入及び漏洩を防止するために電磁波遮蔽室(電磁波シールド室)10の内壁面は導体板11の貼られたシールド面12となっており、電磁波遮蔽室10に設けられた空気等の流体を流すための流体用開口部13は、例えば厚さ2.3mmの亜鉛メッキ鋼板を、正方形断面の角筒状に形成した導体(金属)ダクト14で構成されている。この導体ダクト14は電磁波遮蔽室10の側壁を貫通しており、ダクト14の一端を電磁波遮蔽室10のシールド面12に接続し、反対側の端をフランジ部15として室外の空調用等のダクト16と接続出来るようにしている。なお、電波暗室の場合、さらにシールド面12上に電波吸収体が貼り付けられる。
【0021】このような流体用開口部13を構成する導体ダクト14内に第1段目の電磁波遮蔽体として鉄製ハニカム構造体20を当該導体ダクト14を横断する向き(空気等の流体の流通方向と直角方向)に配置し、このハニカム構造体20の室内側の4周(全周)をハンダ17で導体ダクト14内面にハンダ付けしている。この鉄製ハニカム構造体20の厚さtは、1インチ(25.4mm)、セルサイズは3/16インチ(4.76mm)とした。
【0022】また、第2段目の電磁波遮蔽体としての鉄製ハニカム構造体30を、第1段目のハニカム構造体20に対し電磁波の進行方向に重ねて配し、かつ図2に実線で示す1段目のハニカム構造体20の小開口22と点線で示す2段目のハニカム構造体30の小開口32をずらして設置する。この第2段目のハニカム構造体30は、第1段目のハニカム構造体20と同様のものであり、同一の小開口の配列パターンを有し、小開口の形状寸法が同じものである。この第2段目の鉄製ハニカム構造体30は、フランジ部側の面の4周(全周)をハンダ17で導体ダクト14内面にハンダ付けしている。第2段目のハニカム構造体30を設置するとき、第1段目のハニカム構造体20に接触させるようにしている。
【0023】さらに、図2に示すように、第1段目と第2段目のハニカム構造体20,30をそれぞれ構成する薄鉄板23,33のハンダ付け部分23a,33aの方向を同じにして、第1段目と第2段目の小開口22,32の接合面での目開き寸法が、全面にわたって等しくなるようにする。ハニカム構造体20,30は前述のように折り曲げた薄板を接合して構成するので小開口のピッチが縦、横で異なる為、第1段目と第2段目の向きが異なると接合面での目開き寸法が図2で示すような全面にわたって均一なものが得られなくなる。第1段目と第2段目のハニカム構造体20,30のセルサイズが異なった場合も同様に、全面にわたって均一な目開きは得られない。
【0024】電磁波遮蔽体として良導体金属で磁性材の鉄製ハニカム構造体20,30を用いているのは、低周波の磁界の電磁波遮蔽(例えば10kHz程度の磁界遮蔽)から、ミリ波帯までの超広帯域の遮蔽性能を要求された場合に対応すること、及び鉄製ハニカム構造体はハンダ付けで固着することにより導体ダクト14にシールド接続できることによる。
【0025】この第1実施例によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【0026】(1) 電磁波遮蔽室10の空気等の流体通路となる開口部をハンダ付け可能な亜鉛メッキ鋼板製の導体ダクト14で構成し、この導体ダクト14の内側に鉄製ハニカム構造体20,30を当該ダクト内を横断する向きに(流体の流れに直角となるように)配し、各ハニカム構造体20,30の小開口22,32の位置を互いにずらせて電磁波の進行方向に2段重ねに設置し、ハンダ付けで固着したので、各段のハニカム構造体20,30同士の接合面での小開口の実効的な目開き寸法を小さくし、遮断周波数を個々のハニカム構造体のそれよりも高い方向にずらすことができる。従って、既存のハニカム構造体を利用した場合であってもミリ波領域までの広い周波数帯にわたり開口部の遮蔽が可能である。
【0027】(2) 亜鉛メッキ鋼板の導体ダクト14に対し各鉄製ハニカム構造体20,30を確実にハンダ付けでシールド接続でき、導体ダクト14とハニカム構造体20,30との電気接続が確実であり、電磁波遮蔽の信頼性が高い。また、磁性材である鉄製ハニカム構造体を用いたことで低周波の磁界遮蔽を良好に行うことができ、低周波からミリ波帯に至る超広帯域の電磁波遮蔽性能が得られる。
【0028】(3) 電磁波遮蔽体としてのハニカム構造体1段に比べハニカム構造体を2段とすることにより高い電磁波遮蔽率を得ることができるとともに、1段のハニカム構造体に支障が生じた際にも他のハニカム構造体が遮蔽効果を保持し、信頼性が高い電磁波遮蔽構造となる。
【0029】図3は本発明の第2実施例を示す。この場合、図1の第1実施例と同様の導体ダクト14に、第1段目のハニカム構造体40及び第2段目のハニカム構造体50を電磁波の進行方向に2段重ねで配し、これらのハニカム構造体40,50の4周(全周)を導電性弾性部材であるシールドガスケット44を介して、亜鉛メッキ鋼板(1.6mm厚)を折り曲げ形成してなる押さえ金具45で両側よりダクト14に固定したものである。押さえ金具45は導体ダクト14にハンダ付け等で固着する。ハニカム構造体40,50はハンダ付けの代わりにシールドガスケット44及び押さえ金具45を用いること以外は前述の第1実施例におけるハニカム構造体20,30と同様に設置されている。
【0030】ハニカム構造体40,50は良導体金属であるアルミニウム製で厚さtは、1/2インチ(12.5mm)、セルサイズcは、1/8インチ(3.2mm)のものを使っている。これは、鉄製ハニカム構造体の標準的に入手可能な最小のセルサイズが、3/16インチに対してアルミニウム製ハニカム構造体は1/8インチで、鉄製ハニカム構造体に比べてさらに高い遮断周波数が得られること、鉄製ハニカム構造体に比べて価格が安いことによる。なお、アルミニウム製ハニカム構造体の場合、折り曲げ加工したアルミニウム板に相互に圧接して電気的接続を確保する部分を設けておき、相互に接着剤(導電性接着剤とする場合もある)等でハニカム状に固着一体化する構造となっている。
【0031】図3に示すように、この第1段目、第2段目のハニカム構造体40,50に加えて、さらに第3段目の電磁波遮蔽体としての鉄製ハニカム構造体60を導体ダクト14内の室内側に寄った位置に設置し、ハンダ17で導体ダクト14内面にハンダ付し、固定している。この第3段目のハニカム構造体60は前述の第1実施例の第1段目の鉄製ハニカム構造体20と同様のものを用いている。第3段目の鉄製ハニカム構造体60は、アルミ製ハニカム構造体が非磁性で低周波の磁界遮蔽特性に問題があることにより、低周波用の磁界遮蔽体として設置している。
【0032】なお、その他の構成は前述の第1実施例と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付した。
【0033】この第2実施例の場合、シールドガスケット44と押さえ金具45を用いることでハンダ付けの困難なアルミニウム製ハニカム構造体40,50を導体ダクト14の内側に固定することができ、標準的に入手可能な最小のセルサイズが鉄製のものよりも小さいアルミニウム製のものを採用することで、さらに高い遮断周波数が得られる。
【0034】以上の実施例は電磁波遮蔽体として良導体金属のハニカム構造体を用いた場合について説明してきたが、ハニカム状の電磁波遮蔽体に限らず、例えば良導体金属の格子状電磁波遮蔽体でも同様な効果が得られ、この場合を図4に本発明の第3実施例として示す。図4において、実線は折り曲げた導体板を相互に組み合わせて接続した第1段目の格子状電磁波遮蔽体70、点線は第2段目の格子状電磁波遮蔽体80を示しており、格子状電磁波遮蔽体70,80の小開口72,82の位置は相互にずれている。
【0035】なお、第3実施例のその他の構成は前述の第1実施例と同様である。
【0036】電磁波遮蔽体としては、ハニカム状、格子状のものの他、貫通した小開口を規則正しく有する導電性構造体を用いることができ、電磁波遮蔽体の金属の材質を変えても同様な効果を得られる。さらに、電磁波遮蔽体を金属で形成する代わりに、小開口を多数有する樹脂等の構造体の表面に導電性被膜を形成したものであってもよい。
【0037】また各実施例では、空調用等の開口部について説明したが、各種流体(気体、液体)用開口部についても本発明は適用可能である。
【0038】以上本発明の実施例について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電磁波遮蔽構造によれば、小開口を持った電磁波遮蔽体を2段以上重ねその小開口を互いにずらすことにより、各段の電磁波遮蔽体の遮断周波数より高い周波数に遮断周波数を設定することができ、ミリ波領域までの広い周波数帯の開口部の遮蔽が既存の容易に入手可能な部材により実現できる。また、電磁波遮蔽体1段に比べ電磁波遮蔽体を2段以上にすることにより高い電磁波遮蔽率を得ることができるとともに、1段の電磁波遮蔽体に支障が生じた際にも他の電磁波遮蔽体が遮蔽効果を保持し、信頼性が高い電磁波遮蔽構造となる。




 

 


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