JP6508934B2

JP6508934B2 - 電磁干渉抑制体を備える装置

Info

Publication number: JP6508934B2
Application number: JP2014255517A
Authority: JP
Inventors: 近藤　幸一; 幸一近藤; 利昭岡; 吉田　栄吉; 栄吉吉田; 池田　昌; 昌池田
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: JP2016115889A

Description

本発明は、金属軟磁性扁平粉を結合剤で結合してなるシート状の電磁干渉抑制体を備える装置に関する。

この種の電磁干渉抑制体としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の電磁干渉抑制体の表面には、柔軟性を付与するために、破線状の切込みが形成されている。

特開２０１１−４９４０６号公報

本発明は、上述したような電磁干渉抑制体の新たな利用方法とそれに基づく構成を備える装置を提供することを目的とする。

本発明の発明者らは、研究の結果、次のような点に気付いた。１）２つの伝送路のように一方が潜在的なノイズを放射し得る潜在的ノイズ放射源であり他方がその潜在的なノイズを受信し得る潜在的ノイズ受信部である（一方が他方に影響を与え得る）場合に、潜在的ノイズ放射源と潜在的ノイズ受信部とに跨るように電磁干渉抑制体を配置することで、一方から他方への干渉を抑制することができる。２）スリット無しの電磁干渉抑制体の場合、周波数によって干渉抑制効果が得られない場合があるが、スリットを形成すると比較的広い周波数に亘って干渉抑制効果を得ることができる。

本発明の発明者らは、この研究の結果に基づいて、次のような推定を行った。ａ）上述した電磁干渉抑制体は、面内方向に比較的高い誘電率を有している。ｂ）この高い誘電率に起因して電磁干渉抑制体内に電界が誘導されてしまい、その電界によって潜在的ノイズ源と潜在的ノイズ受信部とが結合している可能性がある。ｃ）スリットを形成すると、電界が分断され、それによって、上述した電界による結合が抑制される。ｄ）電磁干渉抑制体に対して面内方向の実効的な誘電率が５００以下となるまでスリットを形成する（即ち、多数のスリットを形成する）と、上述した結合抑制効果をより確実にえることができることからも、当該推定は妥当であると予想される。本発明は、このような推定と知見に基づくものであり、具体的には、以下に掲げる電磁干渉抑制体を備える装置を提供する。

本発明は、第１の装置として、
潜在的なノイズを放射し得る潜在的ノイズ放射源と、前記潜在的なノイズを受信し得る潜在的ノイズ受信部と、電磁干渉抑制体とを備える装置であって、
前記電磁干渉抑制体は、金属軟磁性扁平粉を結合剤で結合してなるシート状のものであり、
前記電磁干渉抑制体には、複数のスリットが形成されており、前記潜在的ノイズ放射源と前記潜在的ノイズ受信部とに跨るように設けられている
装置を提供する。

また、本発明は、第２の装置として、第１の装置であって、
前記スリットは、前記電磁干渉抑制体の面内方向の実効的な誘電率が５００以下となるように、形成されている
装置を提供する。

また、本発明は、第３の装置として、第２の装置であって、
前記電磁干渉抑制体の面内方向の実効的な誘電率は１００以下である
装置を提供する。

また、本発明は、第４の装置として、第１乃至第３のいずれかの装置であって、
前記スリットの深さは、前記電磁干渉抑制体の厚みの８３％以上である
装置を提供する。

また、本発明は、第５の装置として、第１乃至第４のいずれかの装置であって、
前記スリットの幅は、０．０２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である
装置を提供する。

また、本発明は、第６の装置として、第５の装置であって、
前記スリットの幅は、０．０５ｍｍ以上である
装置を提供する。

また、本発明は、第７の装置として、第１乃至第６のいずれかの装置であって、
前記スリットのピッチＰと前記電磁干渉抑制体の厚みｔとの比Ｐ／ｔが１以上８０以下である
装置を提供する。

また、本発明は、第８の装置として、第７の装置であって、
前記比Ｐ／ｔは、５０以下である
装置を提供する。

また、本発明は、第９の装置として、第１乃至第８のいずれかの装置であって、
前記スリットの誘電率は１以上２０以下である
装置を提供する。

本発明によれば、スリットにより電磁干渉抑制体内に生じる電界を分断し、潜在的ノイズ放射源と潜在的ノイズ受信部との結合を広い周波数帯域で抑制することができる。

本発明の実施の形態による装置を模式的に示す図である。本発明の実施例の測定系を示す図である。本発明の実施例による装置の効果を示すグラフである。

図１を参照すると、本発明の実施の形態による装置１は、潜在的なノイズを放射し得る潜在的ノイズ放射源２と、潜在的なノイズを受信し得る潜在的ノイズ受信部３と、電磁干渉抑制体４とを備えている。

潜在的ノイズ放射源２及び潜在的ノイズ受信部３は、例えば、回路基板上に設けられた２つの伝送線路や、回路基板上に搭載された２つの部品、伝送線路と部品などである。

電磁干渉抑制体４は、金属軟磁性扁平粉を結合剤で結合してなるシート状のものである。金属軟磁性扁平粉としては、例えば、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、アモルファス合金、ナノ結晶合金からなるものが挙げられる。図１に示されるように、電磁干渉抑制体４は、潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３とに跨るように設けられている。

本実施の形態の電磁干渉抑制体４には、複数のスリット５が形成されている。スリット５の延びる方向については特に限定はない。また、スリット５は、互いに平行である必要はなく、交差していてもよい。また、多角形の辺をスリット５で形成することとしてもよい。複数のスリット５を形成した電磁干渉抑制体４を潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３とに跨るように設けると、潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の空間的な結合を減じることができる。

特に、本実施の形態のスリット５は、電磁干渉抑制体４の面内方向の実効的な誘電率が５００以下となるように設定されている。電磁干渉抑制体４の面内方向の実効的な誘電率が５００以下であれば、比較的広い周波数範囲に亘って潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の結合を減じることができる。これは、スリット５により電磁干渉抑制体４の面内方向に誘起される電界を適切に分断することができ、電界による結合の増加を抑えることができるためであると推定される。電磁干渉抑制体４の面内方向の実効的な誘電率が１００以下であると、殆どすべての周波数範囲において、潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の結合を減じることができる。

なお、本実施の形態において電磁干渉抑制体４の面内方向の実効的な誘電率は、摂動法により測定することができる。摂動法については、例えば、特開平１１−１１８７３２号公報の０００２段落などに記載されている。

本実施の形態のスリット５の深さは、電磁干渉抑制体４の厚みの８３％以上である。８３％より小さい深さのスリット５では、電界の分断効果が小さいことから、８３％以上であることが好ましい。スリット５の深さは１００％であっても構わない。特に、スリット５が電磁干渉抑制体４を横断又は縦断している場合には、深さ１００％のスリット５により電磁干渉抑制体４が小片に分断されることになるが、その場合は、両面テープなどの粘着テープからなる基材に電磁干渉抑制体４の小片を貼り付けて分断配置された状態を維持することとすればよい。

推奨するスリット５の幅は、０．０２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。幅が０．０２ｍｍより小さいと電界の分断効果が得られにくいためであり、０．４ｍｍより大きいと潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の結合を減じる効果が低くなってしまうためである。結合を更に効果的に減じるためには、スリット５の幅は、０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。

スリット５のピッチをＰとし電磁干渉抑制体４の厚みをｔとした場合において、比Ｐ／ｔが１以上８０以下であることが望ましい。比Ｐ／ｔが１より小さいと製造が困難である。また、比Ｐ／ｔが１より小さいと、スリット５の方向と潜在的ノイズ放射源２及び潜在的ノイズ受信部３の配置との関連も考慮しなければならない。例えば、潜在的ノイズ放射源２から磁界が発生する際に当該電磁干渉抑制体４の面内方向の成分に対して反磁界が大きく働いてしまい、実効透磁率が低下して、磁気損失によるノイズ抑制効果が低下してしまうためである。潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の結合を効果的に抑制するためには、上述した比Ｐ／ｔは、５０以下であることが好ましい。

本実施の形態のスリット５は、切断により形成された状態、即ち、空気層である。換言すると、本実施の形態のスリット５の誘電率は１である。スリット５は、そのサイズや形状を維持するために誘電体で埋められていてもよい。但し、スリット５の誘電率が２０を超えてしまうと電界を分断する効果が低くなってしまうことから、スリット５の誘電率は１以上２０以下であることが好ましい。

本発明の効果を確認するため、３次元の電磁界シミュレータを用いてシミュレーションを行った。シミュレーションを行うに当たって、図２に示されるような評価系モデルを想定した。一方が潜在的ノイズ放射源２として機能し他方が潜在的ノイズ受信部３として機能し得る２つのループコイルに電磁干渉抑制体４を跨るように設け、２つのループコイル間の干渉を計算した。結果としてのグラフを図３に示す。グラフにおいて、潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の結合を抑制できている場合、内部減結合率Ｒｄａは正の値を有している（Ｒｄａ＞０）。

図３を参照すると、実効的な誘電率が５００の場合には、約１．５ＧＨｚまでの周波数範囲で内部減結合率Ｒｄａが正の値を有していることが理解できる。加えて、実効的な誘電率が１００の場合には３ＧＨｚまでの周波数範囲の殆どにおいて内部減結合率Ｒｄａが正の値を有している。即ち、実効的な誘電率が１００の場合には、３ＧＨｚまでの殆どすべての周波数範囲において、潜在的ノイズ放射源２と潜在的ノイズ受信部３との間の結合を減じることができる。

１装置
２潜在的ノイズ放射源
３潜在的ノイズ受信部
４電磁干渉抑制体
５スリット

Claims

潜在的なノイズを放射し得る潜在的ノイズ放射源と、前記潜在的なノイズを受信し得る潜在的ノイズ受信部と、電磁干渉抑制体とを備える装置であって、
前記電磁干渉抑制体は、金属軟磁性扁平粉を結合剤で結合してなるシート状のものであり、
前記電磁干渉抑制体には、複数のスリットが形成されており、
前記電磁干渉抑制体は、前記潜在的ノイズ放射源と前記潜在的ノイズ受信部とに跨るように設けられており、
前記スリットは、前記電磁干渉抑制体の面内方向の実効的な誘電率が５００以下となるように、形成されている
装置。
請求項１記載の装置であって、
前記電磁干渉抑制体の面内方向の実効的な誘電率は１００以下である
装置。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の装置であって、
前記スリットの深さは、前記電磁干渉抑制体の厚みの８３％以上である
装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の装置であって、
前記スリットの幅は、０．０２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である
装置。
請求項４記載の装置であって、
前記スリットの幅は、０．０５ｍｍ以上である
装置。
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の装置であって、
前記スリットのピッチＰと前記電磁干渉抑制体の厚みｔとの比Ｐ／ｔが１以上８０以下である
装置。
請求項６記載の装置であって、
前記比Ｐ／ｔは、５０以下である
装置。
請求項１から請求項７のいずれかに記載の装置であって、
前記スリットの誘電率は１以上２０以下である
装置。