特許 7323395 電磁波遮蔽体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-31

(45)【発行日】2023-08-08

(54)【発明の名称】電磁波遮蔽体

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20230801BHJP

   B32B 7/025 20190101ALI20230801BHJP

   B32B 3/10 20060101ALI20230801BHJP

   B32B 15/01 20060101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 W

H05K9/00 F

B32B7/025

B32B3/10

B32B15/01 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019165164

(22)【出願日】2019-09-11

(65)【公開番号】P2021044368

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-07-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000110147

【氏名又は名称】トクセン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 雅人

【審査官】小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６２０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４９－０１３８９０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平１１－０４０９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０６１１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１８４６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ９／００

Ｂ３２Ｂ ７／０２５

Ｂ３２Ｂ ３／１０

Ｂ３２Ｂ １５／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列された複数のコイルを備えており、
それぞれのコイルが、このコイルの長さ方向に沿って並ぶ複数のエレメントを有しており、
それぞれのエレメントの軸方向が上記コイルの長さ方向に対して傾斜しており、
それぞれのコイルにおいて、エレメントが他のエレメントと、正面視においてオーバーラップしており、
それぞれのコイルが、１又は２以上の他のコイルと接触している電磁波遮蔽体。

【請求項2】

上記コイルが、１又は２以上の他のコイルと絡み合っている請求項１に記載の電磁波遮蔽体。

【請求項3】

上記エレメントが、ループと、このループの曲率半径よりも大きい曲率半径を有するジョイントとを有する請求項１又は２に記載の電磁波遮蔽体。

【請求項4】

上記コイルの外径が３．０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の電磁波遮蔽体。

【請求項5】

上記コイルの線径が０．１０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載の電磁波遮蔽体。

【請求項6】

上記エレメントのピッチが０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項１から５のいずれかに記載の電磁波遮蔽体。

【請求項7】

上記コイルの材質が、磁性金属である請求項１から６のいずれかに記載の電磁波遮蔽体。

【請求項8】

上記複数のコイルが、その材質が導電性金属である第一コイルと、その材質が高透磁率金属である第二コイルとを含む請求項１から７のいずれかに記載の電磁波遮蔽体。

【請求項9】

上層と下層とを備えており、
上記上層が並列された複数のコイルを有しており、それぞれのコイルが、このコイルの長さ方向に沿って並ぶ複数のエレメントを有しており、それぞれのエレメントの軸方向が上記コイルの長さ方向に対して傾斜しており、それぞれのコイルにおいて、エレメントが他のエレメントと、正面視においてオーバーラップしており、
それぞれのコイルが、１又は２以上の他のコイルと接触しており、
上記下層が並列された複数のコイルを有しており、それぞれのコイルが、このコイルの長さ方向に沿って並ぶ複数のエレメントを有しており、それぞれのエレメントの軸方向が上記コイルの長さ方向に対して傾斜しており、それぞれのコイルにおいて、エレメントが他のエレメントと、正面視においてオーバーラップしており、それぞれのコイルが、１又は２以上の他のコイルと接触している、電磁波遮蔽体。

【請求項10】

上記上層において、上記コイルが１又は２以上の他のコイルと絡み合っており、
上記下層において、上記コイルが１又は２以上の他のコイルと絡み合っている請求項９に記載の電磁波遮蔽体。

【請求項11】

上記上層におけるコイルの延在方向と、上記下層におけるコイルの延在方向とが、異なっている、請求項９又は１０に記載の電磁波遮蔽体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁波による悪影響を防止する目的で使用される電磁波遮蔽体(Electromagnetic Wave Shield)に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車のモータは、電磁波ノイズを放出する。このノイズは、電子機器の誤作動を誘発する。電磁波による人体への悪影響も、懸念される。自動車部品以外の種々の機器においても、電磁波の悪影響が懸念される。電磁波による悪影響を抑制する目的で、電磁波遮蔽体が使用されている。

【0003】

典型的な電磁波遮蔽体は、金属板から形成されている。この電磁波遮蔽体は、柔軟性に劣る。従って、複雑な形状を有する対象物を適切に覆うことは、難しい。この電磁波遮蔽体では、省スペースの要請に沿うことは難しい。

【0004】

金属メッシュからなる電磁波遮蔽体が、提案されている。この電磁波遮蔽体は、金属板に比べると、柔軟性に優れる。しかし、その柔軟性は、決して十分ではない。

【0005】

特開２００８－２１８４６２公報には、ワイヤが編まれることで形成された電磁波遮蔽体が開示されている。この電磁波遮蔽体は、柔軟である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００８－２１８４６２公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特開２００８－２１８４６２公報に開示された電磁波遮蔽体は、柔軟であるものの、その伸縮性は、不十分である。この電磁波遮蔽体が複雑な形状を有する対象物に適用された場合、この電磁波遮蔽体は、対象物の形状に十分に沿うことができない。この電磁波遮蔽体では、電磁波の漏出が懸念される。

【0008】

本発明の目的は、伸縮性に優れた電磁波遮蔽体の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る電磁波遮蔽体は、並列された複数のコイルを有する。それぞれのコイルは、このコイルの長さ方向に沿って並ぶ複数のエレメントを有する。それぞれのエレメントの軸方向は、コイルの長さ方向に対して傾斜している。それぞれのコイルは、１又は２以上の他のコイルと接触している。

【0010】

好ましくは、コイルは、１又は２以上の他のコイルと絡み合っている。

【0011】

好ましくは、エレメントは、ループと、このループの曲率半径よりも大きい曲率半径を有するジョイントとを有する。

【0012】

好ましくは、コイルの外径は、３．０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。好ましくは、コイルの線径は、０．１０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である。

【0013】

好ましくは、エレメントのピッチは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。

【0014】

好ましくは、コイルの材質は、磁性金属である。

【0015】

これらのコイルが、その材質が導電性金属である第一コイルと、その材質が高透磁率金属である第二コイルとを含んでもよい。

【0016】

他の観点によれば、本発明に係る電磁波遮蔽体は、上層と下層とを有する。

【0017】

上層は、並列された複数のコイルを有する。それぞれのコイルは、このコイルの長さ方向に沿って並ぶ複数のエレメントを有する。それぞれのエレメントの軸方向は、コイルの長さ方向に対して傾斜している。それぞれのコイルは、１又は２以上の他のコイルと接触している。

【0018】

下層は、並列された複数のコイルを有する。それぞれのコイルは、このコイルの長さ方向に沿って並ぶ複数のエレメントを有する。それぞれのエレメントの軸方向は、コイルの長さ方向に対して傾斜している。それぞれのコイルは、１又は２以上の他のコイルと接触している。

【0019】

好ましくは、上層において、コイルは１又は２以上の他のコイルと絡み合っている。好ましくは、下層において、コイルは１又は２以上の他のコイルと絡み合っている。

【0020】

好ましくは、上層におけるコイルの延在方向と、下層におけるコイルの延在方向とは、異なる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る電磁波遮蔽体は、コイルを有するので、伸縮性に優れる。この電磁波遮蔽体は、複雑な形状を有する対象物に適用されうる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る電磁波遮蔽体が示された正面図である。

【図2】図２は、図１の電磁波遮蔽体の一部が示された拡大図である。

【図3】図３（ａ）は図１の電磁波遮蔽体に用いられるコイルの一部が示された正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のコイルが示された左側面図である。

【図4】図４は、図３のIV－IV線に沿った拡大断面図である。

【図5】図５（ａ）は図３のコイルのエレメントが示された正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のエレメントが示された右側面図である。

【図6】図６は、図１の電磁波遮蔽体の製造の様子が示された正面図である。

【図7】図７は、本発明の他の実施形態に係る電磁波遮蔽体が示された、一部切り欠き正面図である。

【図8】図８は、図７のVIII－VIII線に沿った拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

【0024】

図１に示された電磁波遮蔽体２は、複数のコイル４を有している。この実施形態では、電磁波遮蔽体２は、１１本のコイル４を有している。これらのコイル４は、並列されている。従って電磁波遮蔽体２は、概ね矩形の正面形状を有している。それぞれのコイル４の長さ方向は、図１における上下方向である。

【0025】

図２は、図１の電磁波遮蔽体２の一部が示された拡大図である。図２には、３本のコイル４が示されている。中央に位置するコイル４ａは、その左側に位置するコイル４ｂとオーバーラップしている。コイル４ａとコイル４ｂとは、絡み合っている。中央に位置するコイル４ａは、その右側に位置するコイル４ｃとオーバーラップしている。コイル４ａとコイル４ｃとは、絡み合っている。「コイルが絡み合う」という用語の意味は、後述される。

【0026】

中央に位置するコイル４ａが絡み合うコイル４の数は、２である。このコイル４ａが、３以上のコイル４と絡み合ってもよい。左側に位置するコイル４ｂが絡み合うコイル４の数は、１である。このコイル４ｂが、２又は３以上のコイル４と絡み合ってもよい。右側に位置するコイル４ｃが絡み合うコイル４の数は、１である。このコイル４ｃが、２又は３以上のコイル４と絡み合ってもよい。

【0027】

図３及び４に、１つのコイル４が示されている。図３及び４では、電磁波遮蔽体２に組まれていないコイル４が示されている。従ってこのコイル４は、他のコイル４と絡み合っていない。図３及び４では、荷重が負荷されていない状態のコイル４が示されている。

【0028】

このコイル４は、複数のエレメント６を有している。これらのエレメント６は、コイル４の長さ方向（図３における上下方向）に沿って並んでいる。エレメント６は、所定のピッチＰ（図３参照）にて、並んでいる。正面視（図３（ａ）のビュー）において、１つのエレメント６は他のエレメント６とオーバーラップしている。後述されるように、コイル４は、ワイヤが螺旋状に巻かれることで形成されている。従って、エレメント６は隣接する他のエレメント６と連続してる。このエレメント６は、コイル４における繰り返しの単位である。

【0029】

図３において、矢印Ａ１はコイル４の長さ方向を表し、矢印Ａ２はエレメント６の軸方向を表す。軸方向Ａ２は、エレメント６を含む平面の法線方向である。通常のコイルでは、長さ方向Ａ１と軸方向Ａ２とは、概ね一致する。図３のコイル４では、エレメント６が倒れているので、エレメント６の軸方向Ａ２はコイル４の長さ方向Ａ１に対して傾斜している。傾斜角度θは５０°以上であり、特には７０°以上である。

【0030】

図５に、１つのエレメント６が示されている。このエレメント６は、ループ８とジョイント１０とを有している。ジョイント１０は、ループ８に連続している。ジョイント１０の曲率半径は、ループ８の曲率半径よりも大きい。コイル４において、複数のループ８と複数のジョイント１０とが、交互に配置されている。ジョイント１０は、ループ８とループ８とを繋ぐ。このジョイント１０の存在に起因して、エレメント６の軸方向Ａ２がコイル４の長さ方向Ａ１に対して傾斜する。このジョイント１０の存在に起因して、複数のエレメント６がコイル４の長さ方向Ａ１に沿って並ぶ。エレメント６のピッチＰ（図３参照）は、ジョイント１０の長さと、概ね一致する。

【0031】

本実施形態では、ジョイント１０の形状は直線である。従ってこのジョイント１０の曲率半径は、無限大である。ジョイント１０の形状が、曲線であってもよい。ジョイント１０の形状が、互いに曲率半径が異なる複数の曲線の組み合わせであってもよい。ジョイント１０の形状が、直線と曲線との組み合わせであってもよい。

【0032】

コイル４は、伸縮性に優れる。従って、このコイル４を有する電磁波遮蔽体２も、伸縮性に優れる。この電磁波遮蔽体２は、対象物の形状に応じて容易に変形しうる。この電磁波遮蔽体２により、電磁波の漏洩が抑制される。

【0033】

この電磁波遮蔽体２では、コイル４が他のコイル４と絡み合っているので、コイル４の密度が高い。この高密度は、電磁波遮蔽性を高める。密度の観点から、１つのコイル４が絡み合う他のコイル４の数は２以上が好ましい。

【0034】

エレメント６の軸方向Ａ２がコイル４の長さ方向Ａ１に対して傾斜しているので、この電磁波遮蔽体２の厚みは小さい。この電磁波遮蔽体２は、省スペースに寄与しうる。しかもこの電磁波遮蔽体２では、コイル４の密度が高い。

【0035】

この電磁波遮蔽体２が、ポリマー組成物に埋設されてもよい。この電磁波遮蔽体２は伸縮性に優れるので、ポリマー組成物が変形するとき、この電磁波遮蔽体２がこの変形に追従する。

【0036】

コイル４の好ましい材質は、磁性金属である。磁性金属として、純鉄、鉄－コバルト合金、パーマロイ及びフェライト系ステンレススチールが例示される。パーマロイは、ニッケル及び鉄が主成分である合金である。パーマロイは、銅、モリブデン、クロム、ニオブ及びタンタルを含みうる。パーマロイの概念には、スーパーマロイ、ミューメタル及びハードパーマロイが含まれる。典型的なフェライト系ステンレススチールは、ＳＵＳ４３０である。互いに材質が異なる２種以上のコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。

【0037】

電磁波遮蔽体２が、その材質が導電性金属である第一コイル４と、その材質が高透磁率金属である第二コイル４とを含んでもよい。第一コイル４は、電気遮蔽性を有する。好ましくは、電気伝導率が１．０・１０^７Ｓ／ｍ以上である金属が、第一コイル４に用いられうる。第二コイル４は、磁気遮蔽性を有する。好ましくは、透磁率μが１．０・１０^５Ｈ／ｍ以上である金属が、第二コイル４に用いられうる。

【0038】

図５において矢印Ｄ１は、コイル４の外径を表す。外径Ｄ１は、３．０ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。外径が３．０ｍｍ以上であるコイル４は、伸縮性に優れる。この観点から、外径Ｄ１は４．０ｍｍ以上がより好ましく、４．５ｍｍ以上が特に好ましい。外径Ｄ１が２０ｍｍ以下であるコイル４を有する電磁波遮蔽体２では、コイル４の高密度が達成されうる。この観点から、外径Ｄ１は１８ｍｍ以下がより好ましく、１６ｍｍ以下が特に好ましい。外径Ｄ１が互いに異なる２種以上のコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。

【0039】

図５において矢印Ｄ２は、コイル４の線径を表す。線径Ｄ２は、０．１０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下が好ましい。外径が０．１０ｍｍ以上であるコイル４は、電磁波遮蔽性に優れる。この観点から、線径Ｄ２は０．１５ｍｍ以上がより好ましく、０．２０ｍｍ以上が特に好ましい。線径Ｄ２が０．５ｍｍ以下であるコイル４は、伸縮性に優れ、かつ軽量である。これらの観点から、線径Ｄ２は０．４５ｍｍ以下がより好ましく、０．４０ｍｍ以下が特に好ましい。線径Ｄ２が互いに異なる２種以上のコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。

【0040】

図３において矢印Ｐは、エレメント６のピッチを表す。ピッチＰは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。ピッチＰが０．５ｍｍ以上であるコイル４から、厚みが小さく、コイル４の密度が高い電磁波遮蔽体２が得られうる。この観点から、ピッチＰは０．７ｍｍ以上がより好ましく、０．８ｍｍ以上が特に好ましい。ピッチＰが２．０ｍｍ以下であるコイル４を有する電磁波遮蔽体２では、コイル４の高密度が達成されうる。この観点から、ピッチＰ１．８ｍｍ以下がより好ましく、１．６ｍｍ以下が特に好ましい。ピッチＰが互いに異なる２種以上のコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。

【0041】

図３において矢印Ｔは、コイル４の厚みを表す。前述の通り、この厚みＴは小さい。従って、このコイル４を有する電磁波遮蔽体２は、省スペースに寄与しうる。この観点から、厚みＴと外径Ｄ１との比（Ｔ／Ｄ１）は０．５０以下が好ましく、０．４０以下がより好ましく、０．３０以下が特に好ましい。厚みＴが互いに異なる２種以上のコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。

【0042】

傾斜角度θが互いに異なる２種以上のコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。

【0043】

以下、この電磁波遮蔽体２の製造方法の一例が、説明される。まず、原料となる線材に伸線と熱処理とが交互に施されてワイヤが得られる。このワイヤがコイリングマシンに供給されて塑性加工が施され、円筒状コイルが形成される。この円筒状コイルでは、長さ方向Ａ１と軸方向Ａ２とは、概ね一致している。この円筒コイルのエレメントの一部に塑性加工が施され、この部分の曲率半径が高められて、ジョイント１０が形成される。ジョイント１０が順次形成されて、コイル４が得られる。

【0044】

図６には、２本のコイル４が示されている。左側のコイル４ｄには、引っ張りの荷重がかかっている。従ってこのコイル４ｄは、伸張している。このコイル４ｄにおいて、エレメント６ｄとこれに隣接する他のエレメント６ｄとは、離れている。右側のコイル４ｅには、引っ張りの荷重がかかっている。従ってこのコイル４ｅは、伸張している。このコイル４ｅにおいて、エレメント６ｅとこれに隣接する他のエレメント６ｅとは、離れている。左側エレメント６ｄの右端近傍は、２つの右側エレメント６ｅの間に入り込んでいる。右側エレメント６ｅの左端近傍は、２つの左側エレメント６ｄの間に入り込んでいる。

【0045】

荷重が除去されると、左側コイル４ｄが収縮し、右側コイル４ｅも収縮する。これらの収縮により、１つの左側エレメント６ｄは２つの右側エレメント６ｅに当接し、これら右側エレメント６ｅに挟まれる。１つの右側エレメント６ｅは２つの左側エレメント６ｄに当接し、これら左側エレメント６ｄに挟まれる。こうして、電磁波遮蔽体２が得られる。本発明では、コイル４のそれぞれのエレメント６が、他のコイル４の２つのエレメント６に挟まれる状態を、「コイルが他のコイルと絡み合う」と称する。互いに絡み合うコイル４同士は、互いに接触している。

【0046】

他のコイル４と絡み合わないコイル４を、電磁波遮蔽体２が有してもよい。この場合、好ましくは、コイル４は、１又は２以上の他のコイル４と接触する。この接触は、コイル４と他のコイル４との間の通電を提供する。この接触は、電磁波遮蔽に寄与しうる。

【0047】

コイル４のエレメント６が、他のコイル４のエレメント６と連結されてもよい。連結により、絡み合う（又は接触し合う）コイル４同士の分離が阻止される。これらのコイル４を有する電磁波遮蔽体２は、形状保持性能に優れる。連結の方法として、バンド線での結束、金属線での結束、ステープルでの固定、プレス加工での固定、溶接及びロウ付けが例示される。

【0048】

図７は、本発明の他の実施形態に係る電磁波遮蔽体１２が示された、一部切り欠き正面図である。図８は、図７のVIII－VIII線に沿った拡大断面図である。この電磁波遮蔽体１２は、上層１４と下層１６とを有している。上層１４は、下層１６と積層されている。図７では、上層１４の一部が切り欠かれている。上層１４及び下層１６のそれぞれの構造は、図１－６に示された電磁波遮蔽体２の構造と同等である。この電磁波遮蔽体１２は、２つの層を有している。層の数が３以上であってもよい。

【0049】

上層１４は、複数のコイル１８ｆを有している。この実施形態では、上層１４は、１１本のコイル１８ｆを有している。これらのコイル１８ｆは、並列されている。それぞれのコイル１８ｆの長さ方向は、図７における上下方向である。このコイル１８ｆの形状及び材質は、図１－５に示されたコイル４のそれと同じである。それぞれのコイル１８ｆは、１又は２以上の他のコイル１８ｆと絡み合っている。他のコイル１８ｆと絡み合わないコイル１８ｆを、上層１４が有してもよい。この場合、好ましくは、コイル１８ｆは、１又は２以上の他のコイル１８ｆと接触する。図１－６に示された電磁波遮蔽体２と同様の方法で、コイル１８ｆのエレメントが、他のコイル１８ｆのエレメントと連結されてもよい。

【0050】

下層１６は、複数のコイル１８ｇを有している。この実施形態では、下層１６は、１１本のコイル１８ｇを有している。これらのコイル１８ｇは、並列されている。それぞれのコイル１８ｇの長さ方向は、図７における左右方向である。このコイル１８ｇの形状及び材質は、図１－５に示されたコイル４のそれと同じである。それぞれのコイル１８ｇは、１又は２以上の他のコイル１８ｇと絡み合っている。他のコイル１８ｇと絡み合わないコイル１８ｇを、下層１６が有してもよい。この場合、好ましくは、コイル１８ｇは、１又は２以上の他のコイル１８ｇと接触する。図１－６に示された電磁波遮蔽体２と同様の方法で、コイル１８ｇのエレメントが、他のコイル１８ｇのエレメントと連結されてもよい。

【0051】

この電磁波遮蔽体１２では、上層１４が電磁波遮蔽性に寄与し、かつ下層１６も電磁波遮蔽性に寄与する。上層１４におけるコイル１８の延在方向と下層１６におけるコイル１８の延在方向とが異なっているので、ノイズが効率的に除去される。上層１４におけるコイル１８の延在方向と下層１６におけるコイル１８の延在方向とのなす角度（絶対値）は、３０°以上が好ましく、６０°以上がより好ましく、９０°が特に好ましい。本実施形態では、この角度は、９０°である。上層１４のコイル１８ｆは、下層１６のコイル１８ｇと接触している。上層１４のコイル１８ｆと下層１６のコイル１８ｇとが絡み合ってもよい。

【0052】

上層１４のコイル１８ｆのエレメントが、下層１６のコイル１８ｇのエレメントと連結されてもよい。連結により、上層１４と下層１６との分離が阻止される。これらのコイル１８ｆ、１８ｇを有する電磁波遮蔽体１２は、形状保持性能に優れる。連結の方法として、バンド線での結束、金属線での結束、ステープルでの固定、プレス加工での固定、溶接及びロウ付けが例示される。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明に係る電磁波遮蔽体は、電磁波ノイズを放出する種々の機器に対して用いられうる。

【符号の説明】

【0054】

２、１２・・・電磁波遮蔽体
４、１８・・・コイル
６・・・エレメント
８・・・ループ
１０・・・ジョイント
１４・・・上層
１６・・・下層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】