JP5617771B2 - 電子回路用筐体 - Google Patents

Description

本発明は、導体によって構成され、内部に電子回路を収容する電子回路用筐体に関する。

従来、外部から照射された電波によって電子回路が誤動作を起こすのを抑制するため、導体によって構成された電子回路用筐体の内部に電子回路を収容することが提案されている。こうすることによって、電子回路用筐体の外部から照射された電波をその電子回路用筐体を構成する導体によって遮蔽し、前記電波が前記電子回路に照射されるのを抑制することができる。

ところが、このような電子回路用筐体に開口部があると、その開口部を経由して電子回路に電波が照射される可能性がある。例えば、開口部が矩形の場合、その開口部の長辺が半波長分の長さに相当する周波数の電波に対しては、前記開口部がスロットアンテナとして機能し、その電波が前記電子回路に照射されるのを十分に抑制することができない場合がある。そこで、電子回路を覆う電子回路用筐体を、その電子回路が設けられた基板の導体路と各所で接続して緊定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８４２２８６号公報

ところが、電子回路の基板は、一般に樹脂等で構成されている。このため、金属等によって構成された電子回路用筐体を前記基板の全周に亘って各所で緊定すると、温度の上昇時等に基板が曲がる場合がある。すなわち、基板と電子回路用筐体とでは熱膨張率に違いがあるにも拘わらず、両者が基板の全周に亘って各所で緊定されていると、温度上昇時に基板に歪みが生じるのである。基板の歪みにより、基板に実装された電子部品のはんだ付けにストレスが掛かり、破断、すなわち、回路の破壊に至る可能性が高まる。また、基板の導体路と電子回路用筐体とを各所で接続して緊定する場合、構成が複雑化してコスト的にも不利となる。

そこで、本発明は、緊定箇所も少なくて済みコストもかからない簡単な構成によって、少なくとも電子回路への照射を抑制すべき周波数の電波が、前記電子回路に照射されるのを良好に抑制することのできる電子回路用筐体の提供を目的としてなされた。

前記目的を達するためになされた本発明は、導体によって構成され、筐体本体と蓋部とに分解可能で、内部に電子回路を収容する電子回路用筐体であって、前記筐体本体または前記蓋部の一方に形成されたリブと、前記筐体本体または前記蓋部の他方に形成され、前記リブを受け入れる凹部と、を備え、表面に電気的な開口部を有し、その開口部は、前記筐体本体に前記蓋部が装着されて前記凹部が前記リブを受け入れたときに、前記リブの外周と前記凹部の内周との間に形成され、かつ、その開口部は、当該開口部がスロットアンテナとして機能する電波の周波数が、前記電子回路への照射を抑制すべき電波の周波数とは異なる形状に構成されたことを特徴としている。

このように構成された本発明の電子回路用筐体は、内部に電子回路が収容され、表面には電気的な開口部を有している。そして、その開口部は、当該開口部がスロットアンテナとして機能する電波の周波数が、前記電子回路への照射を抑制すべき電波の周波数とは異なる形状に構成されている。このため、前記開口部は、少なくとも前記電子回路への照射を抑制すべき所定周波数の電波に対しては、スロットアンテナとして機能しない。また、本発明では、全周に亘って各所で緊定する代わりに前述のような開口部を設けているので、温度の上昇時等に電子回路の基板に歪みが生じるのも抑制することができる。

従って、本発明では、緊定箇所も少なくて済みコストもかからない簡単な構成によって、少なくとも電子回路への照射を抑制すべき周波数の電波が、前記電子回路に照射されるのを良好に抑制することができる。また、本発明は、前記筐体本体または前記蓋部の一方にリブを形成し、他方に前記リブを受け入れる凹部を形成するだけの簡単な仕様変更で実現することができる。すなわち、このような仕様変更を行うことで、前記筐体本体に前記蓋部が装着されて前記凹部が前記リブを受け入れたときに、前記リブの外周と前記凹部の内周との間に前記開口部が形成される。その開口部は、前述のように前記周波数の電波に対してスロットアンテナとして機能しないので、極めて簡単な構成によって本発明の目的を達することができる。

なお、前記開口部は矩形に構成され、その矩形の長辺は、前記周波数に対応する電波の波長のｎ／２倍（ｎは自然数）とは異なる長さを有してもよい。前記開口部が矩形の場合、その開口部の長辺が半波長分の長さに相当する周波数の電波に対して、前記開口部がスロットアンテナとして機能することが知られている。従って、このように、前記長辺が前記周波数に対応する電波の波長のｎ／２倍（ｎは自然数）とは異なる長さを有する（すなわち、前記長辺が前記波長のｎ／２倍より長い、若しくは短い）場合、前記周波数の電波が前記電子回路に照射されるのを良好に抑制することができる。なお、前記周波数の電波が前記電子回路に照射されるのをより確実に抑制するためには、前記波長のｎ／２倍とは異なる長さとは、前記波長のｎ／２倍のよりも可能な限り長い、若しくは短い長さであることが望ましい。具体的なｎ／２倍との差は、照射される電波の強さ、及び、電子回路が誤作動に至る電波の強さに依存するため、個々の電波が照射される環境、及び、電子回路に依る。

更に、前記電子回路は車両制御用の電子回路であって、前記電子回路用筐体は、その電子回路を内部に収容して車両に搭載される車載用の電子回路用筐体であってもよい。車両制御用の電子回路を内部に収容して車両に搭載される車載用の電子回路用筐体は、外部から強い電波が照射されるなどの厳しい環境に曝される。また、欧州電波認証規格のターゲット周波数のように、この種の電子回路用筐体では、特定の周波数の電波が電子回路に照射されるのを抑制するといった要請がある。従って、本発明の電子回路用筐体を前述のような車載用の電子回路用筐体とした場合、本発明の効果が一層顕著に表れる。

本発明が適用された筐体の構成を表す図で、（Ａ）はその筐体のカバーの構成を表す斜視図、（Ｂ）はその筐体のケースの構成を表す斜視図、（Ｃ）はＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ階段断面図、（Ｄ）はＫ−Ｋ断面図、（Ｅ）は正面図である。 前記筐体（Ｂ）の効果を比較例（Ａ）との比較により表す説明図である。

［実施形態の構成］
次に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された電子回路用筐体の一例としての筐体１の構成を表す図で、図１（Ｂ）はその筐体１の一部を構成するケース３の構成を、図１（Ａ）はその筐体１の他部を構成するカバー５の構成を、それぞれ表す斜視図である。すなわち、筐体１は、以下に説明するようにケース３とカバー５とに分解可能に構成されている。なお、ケース３，カバー５は、それぞれ金属にて一体成形（例えばダイキャスト成形）されている。

図１（Ｂ）に示すように、ケース３は、筐体１に収容される基板７（図１（Ｄ）参照）の平面形状と相似形でかつその基板７よりも一回り大きく形成された矩形の底板３１を備えており、その底板３１の周囲には均一な高さの側壁３３が全周に亘って立設されている。一方、カバー５も、底板３１と同一形状の矩形の天板５１を備えており、その天板５１の外周各片の中心には、矩形のリブ５３がそれぞれ立設されている。

ここで、リブ５３の厚さは、側壁３３の厚さよりも薄く構成され、側壁３３の外周面には、リブ５３をそれぞれ受け入れる矩形の凹部３５が形成されている。なお、図１（Ａ），（Ｂ）では、便宜上、底板３１，側壁３３，凹部３５，天板５１，リブ５３の厚さを、実際の厚さより薄く描いている。

このように構成された筐体１は、ケース３とカバー５とを、凹部３５とリブ５３とが対向し、かつ、底板３１と天板５１とがその底板３１，天板５１の厚さ方向に重なり合うように対向させて両者を組み合わせることによって使用される。このようにケース３とカバー５とを組み合わせると、各リブ５３が各凹部３５にそれぞれ受け入れられる。また、ケース３，カバー５には、このように組み合わされたときに互いに対向する位置（本例では３箇所）に、基板７を支持する円柱状の支柱３７，５７が３本ずつ立設されている。更に、支柱３７，５７の中心には、ケース３とカバー５とを基板７を挟んで緊定するためのボルト挿入穴（図示省略）が穿設されている。

次に、図１（Ｃ）は、支柱３７，５７の間に基板７を挟むようにケース３とカバー５とを組み合わせてなる筐体１の構成を表す縦断面図であり、図１（Ｄ）はその筐体１の横断面図である。なお、図１（Ｃ）は、図１（Ｄ）のＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ階段断面を表しており、図１（Ｄ）は図１（Ｃ）のＫ−Ｋ断面を表している。

基板７は、表面の導体パターン（図示省略）に沿ってＩＣ等の電子部品（図示省略）が搭載され、その導体パターンのうちアース電位に相当する導体パターンは、基板７の表裏面に露出して円形状の接地面７１を構成している。この接地面７１は、支柱３７，５７に対向するように設けられ、その支柱３７，５７の、図１（Ａ），（Ｂ）にハッチングで示した位置に当接する。このため、前記アース電位は、筐体１を構成する導体（金属）の電位と一致する。

また、図１（Ｅ）の正面図に示すように、ケース３とカバー５とを前述のように組み合わせて筐体１を構成した場合、凹部３５の内周とリブ５３の外周との間に矩形の隙間９０（図１（Ｃ）では図示省略）が形成される。この隙間９０は、リブ５３の先端（天板５１から遠い側の辺）と凹部３５の基端（底板３１に近い側の辺）とが当接し合うのを防止するため、加工誤差等を考慮して敢えて設けられたものである。そして、この隙間９０は、筐体１の外周面において、電気的な開口部として作用する。

そこで、筐体１では、基板７０への照射を抑制すべき２０００ＭＨｚ以下の周波数の電波に対して隙間９０がスロットアンテナとして機能するのを抑制するため、隙間９０の長辺の長さＬが４４ｍｍとなるように、リブ５３，凹部３５を設計している。

［実施形態の効果］
すなわち、隙間９０の長辺の長さＬが仮に７６ｍｍであったとすると、１９７３ＭＨｚの半波長分の長さとなり、２０００ＭＨｚ以下の電波に対して隙間９０がスロットアンテナとして機能する可能性がある。これは、７６ｍｍが半波長分に相当する周波数が、２×７６＝１５２ｍｍ≒３×１０⁸ ［ｍ／ｓ］／１９７３．６８［ＭＨｚ］なる式より、約１９７３ＭＨｚであることから分かる。なお、前記式における３×１０⁸ ［ｍ／ｓ］は光速で、電波の進む速度とほぼ等しい。

一方、２０〜２０００ＭＨｚは、欧州電波認証規格のターゲット周波数であり、欧州で使用される車両（自動車）では、車両制御用の電子回路に２０００ＭＨｚ以下の電波が照射される際の、誤動作を抑制する必要がある。そこで、本実施形態では、隙間９０の長辺の長さＬを４４ｍｍ（３４１０ＭＨｚの半波長）とすることにより、周波数が２０００ＭＨｚ以下の電波に対して隙間９０がスロットアンテナとして機能しないようにしている。なお、前記長さＬは、少なくとも、２０００ＭＨｚの電波の半波長分の７５ｍｍより短いことが望ましい。

従って、本実施形態では、ケース３とカバー５とに凹部３５とリブ５３とをそれぞれ形成しただけの簡単な構成によって、２０００ＭＨｚの電波が基板７に照射されるのを良好に抑制することができる。また、本実施形態では、３本の支柱３７，５７の位置でケース３とカバー５とをボルト等によって緊定すればよく、基板７の全周に亘って各所で緊定する必要がないので、温度の上昇時等に基板７に歪みが生じるのも抑制することができる。よって、本実施形態では、緊定箇所も少なくて済みコストもかからない簡単な構成によって、少なくとも基板７への照射を抑制すべき周波数（２０〜２０００ＭＨｚ）の電波が、当該基板７に照射されるのを良好に抑制することができる。

図２は、筐体１の効果を比較例との比較により表す説明図である。なお、図２（Ｂ）は、本実施形態の筐体１に外部から１９７３ＭＨｚの電波を照射するシミュレーションで、筐体１の内部に発生した電界を矢印で示したものである。また、図２（Ａ）は、凹部３５，リブ５３を省略した比較例において同様に電界を矢印で示したものである。なお、図２（Ａ），（Ｂ）において、濃い色の大きな矢印ほど、強い電界が発生したことを表している。

図２（Ｂ）に示すように、本実施形態の筐体１では、１９７３ＭＨｚの電波が基板７に照射されるのを良好に抑制することができることが分かった。なお、比較例において図２（Ａ）に示すような強い電界が筐体１の内部に発生したのは、支柱３７，５７の間隔が一部で７６ｍｍとなっていることも起因していると考えられる。すなわち、前述のように、緊定箇所を少なくして基板７の歪みを抑制した場合、緊定箇所（支柱３７，５７）の間隔が１９７３ＭＨｚの電波に対してスロットアンテナとして機能する間隔となってしまう可能性がある。これに対して、本実施形態では、前述のように凹部３５とリブ５３とを設けて電気的な開口部の長辺の長さＬを４４ｍｍとしたことにより、基板７の歪みを抑制しつつ、周波数が２０００ＭＨｚ以下の電波が基板７に照射されるのを良好に抑制することができる。すなわち、筐体１では、緊定箇所の間隔よりも短い凹部３５，リブ５３を利用して、前記電波が基板７に照射されるのを抑制している。しかも、筐体１は緊定箇所が少ないため、コストがかからない簡単な構成とすることができる。

［他の実施形態］
なお、前記実施形態の筐体１において、ケース３が筐体本体に、カバー５が蓋部に、基板７が電子回路に、それぞれ相当する。また、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、緊定箇所（支柱３７，５７）の数は２箇所，４箇所等であってもよく、筐体１は、車両以外の機器に搭載されてその機器を制御する基板７を収容してもよい。

但し、前述の筐体１のように、車両制御用の基板７を内部に収容して車両に搭載される車載用の電子回路用筐体は、外部から強い電波が照射されるなどの厳しい環境に曝される。また、前述のターゲット周波数のように、この種の電子回路用筐体では、特定の周波数の電波が電子回路に照射されるのを抑制するといった要請がある。従って、本発明を、前述の筐体１のような車載用の電子回路用筐体に適用した場合、本発明の効果が一層顕著に表れる。

特に、前述の筐体１は、車両の各種制御部に適用できるが、車両の天井に車載用のカメラと一体に設けられてそのカメラの制御用の基板７を収容することができる。このようなカメラは、車両の前方を撮影して車両が車線からはみ出すのを防止する装置等に応用することができる。筐体１がこのように車両の天井に設けられた場合、アンテナ等も周囲にあり、ノイズ環境的には厳しい環境に曝されるが、本実施の形態では、前述のようにターゲット周波数の電波が基板７に照射されるのを良好に抑制することができる。

更に、凹部３５，リブ５３を省略し、支柱３７，５７の間隔を４４ｍｍにしてもよい。この場合も、筐体１の電気的な開口部の長辺の長さＬが４４ｍｍとなり、前述のようにターゲット周波数の電波が基板７に照射されるのを良好に抑制することができる。

１…筐体 ３…ケース ５…カバー ７…基板
３１…底板 ３３…側壁 ３５…凹部 ３７，５７…支柱
５１…天板 ５３…リブ ７０…基板 ７１…接地面
９０…隙間

Claims (3)

1. 導体によって構成され、筐体本体と蓋部とに分解可能で、内部に電子回路を収容する電子回路用筐体であって、
   前記筐体本体または前記蓋部の一方に形成されたリブと、
   前記筐体本体または前記蓋部の他方に形成され、前記リブを受け入れる凹部と、
   を備え、
   表面に電気的な開口部を有し、その開口部は、前記筐体本体に前記蓋部が装着されて前記凹部が前記リブを受け入れたときに、前記リブの外周と前記凹部の内周との間に形成され、かつ、その開口部は、当該開口部がスロットアンテナとして機能する電波の周波数が、前記電子回路への照射を抑制すべき電波の周波数とは異なる形状に構成されたことを特徴とする電子回路用筐体。
2. 前記開口部は矩形に構成され、その矩形の長辺は、前記周波数に対応する電波の波長のｎ／２倍（ｎは自然数）とは異なる長さを有することを特徴とする請求項１に記載の電子回路用筐体。
3. 前記電子回路は車両制御用の電子回路であって、
   その電子回路を内部に収容して車両に搭載される車載用の電子回路用筐体であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路用筐体。