JP7352338B2 - Radio wave suppressor, power supply device, method for producing radio wave suppressor, and method for producing power supply device - Google Patents
Radio wave suppressor, power supply device, method for producing radio wave suppressor, and method for producing power supply device Download PDFInfo
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Description
本発明は、電波抑制体、電源装置、電波抑制体の製造方法及び電源装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a radio wave suppressor, a power supply device, a method of manufacturing a radio wave suppressor, and a method of manufacturing a power supply device.
電源装置は、スイッチング動作などに伴って電磁ノイズを放射し、熱を発することが多い。電磁ノイズは、一般的に、電子機器の誤動作を引き起こすことがあり、人体に影響を及ぼす可能性がある。そのため、電源装置から放射される電磁ノイズを低減するための対策が施されることがある。 Power supplies often emit electromagnetic noise and generate heat during switching operations and the like. Electromagnetic noise generally can cause electronic equipment to malfunction and can affect the human body. Therefore, measures are sometimes taken to reduce electromagnetic noise emitted from the power supply device.
例えば電源装置から放射される電磁ノイズを抑制するために、電源装置を金属板で覆うことが考えられるが、電源装置を金属板で完全に覆ってしまうと、電源装置はその動作に伴う熱によって破損してしまう可能性が高い。すなわち、電源装置では、熱を逃がすための通気性を確保しつつ、電磁ノイズを抑制することが求められる。 For example, in order to suppress electromagnetic noise emitted from a power supply, it is possible to cover the power supply with a metal plate, but if the power supply is completely covered with a metal plate, the power supply will be affected by the heat generated by its operation. There is a high possibility that it will be damaged. That is, the power supply device is required to suppress electromagnetic noise while ensuring ventilation to dissipate heat.
例えば特許文献1には、通気性を示すとともに、電波吸収効果及び電波シールド効果(これらを併せて、以下「抑制効果」という。)を有するとされる電波吸収体が開示されている。特許文献1に記載の電波吸収体は、膜形状の電波吸収体本体と導電メッシュとからなる。この電波吸収体本体は、金属粉含有ゴム層と金属層とからなり、開口部が複数個設けられている。この開口部は、上記導電メッシュによって塞がれている。特許文献1によれば、電波吸収体と導電メッシュとにより抑制効果が発揮され、電波吸収体本体の開口部により通気性が確保されるとさる旨の記載がある。
For example,
一般的に、電源装置から放射される電磁ノイズの周波数帯域は、電源装置の製品仕様によって異なることがある。例えば、近時の電源装置ではSiC(シリコンカーバイド)、GaN(ガリウムナイトライド)などを含む高速スイッチング素子が利用されつつあり、この種の電源装置は数百MHz~GHz帯の電磁ノイズを放射することがある。 Generally, the frequency band of electromagnetic noise emitted from a power supply device may vary depending on the product specifications of the power supply device. For example, modern power supplies are increasingly using high-speed switching elements containing SiC (silicon carbide), GaN (gallium nitride), etc., and these types of power supplies emit electromagnetic noise in the hundreds of MHz to GHz band. Sometimes.
しかしながら、特許文献1の記載によれば、特許文献1に記載の電波吸収体は、5.8GHzの電波に対して抑制効果を示すに過ぎない。そのため、5.8GHz以外の周波数の電磁ノイズを抑制対象とする場合、特許文献1に記載の電波吸収体では当該抑制対象の電磁ノイズを十分に抑制できない可能性がある。特許文献1の記載の電波吸収体は、5.8GHz以外の周波数の電磁ノイズを放射する電源装置に適用することが困難であると考えられる。
However, according to the description in
本発明は、通気性を確保しつつ、抑制対象とする周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを良好に抑制することが可能な電波抑制体などを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a radio wave suppressor etc. that can satisfactorily suppress electromagnetic noise in a frequency band including a frequency to be suppressed while ensuring air permeability.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る電波抑制体は、
扁平磁性体粉末が有機バインダ中に分散したシート状磁性体を備え、
前記シート状磁性体は、一定の間隔Pで厚さ方向に貫通した複数の第1貫通孔部を有し、
前記シート状磁性体の透磁率をμ、誘電率をεとし、抑制対象とする波長の電磁ノイズが空気中を伝搬する際の波長をλ0とした場合に、前記第1貫通孔部の各々の直径Dは、
λ0/(ε・μ)1/2=4×D0.7
を満たし、
前記直径Dは、3.75mm~30mmであり、
前記間隔Pは、6mm~37mmであり、
前記透磁率μは、実数成分μ’が5~10、かつ、虚数成分μ’’が2~4であり、
前記誘電率εは、実数成分ε’が20~40、かつ、虚数成分ε’’が1~2であり、
さらに、シート状磁性体に重ね合わされた金属シートをさらに備え、
前記金属シートは、厚さ方向に貫通した複数の第2貫通孔部を有し、
前記複数の第1貫通孔部と前記複数の第2貫通孔部とのそれぞれは、同心で設けられており、
前記第2貫通孔部の各々の直径は、前記第1貫通孔部の各々の直径Dと同じである。
In order to achieve the above object, the radio wave suppressor according to the first aspect of the present invention includes:
Equipped with a sheet-like magnetic material in which flat magnetic material powder is dispersed in an organic binder,
The sheet-like magnetic material has a plurality of first through-holes that penetrate in the thickness direction at a constant interval P,
When the magnetic permeability of the sheet-like magnetic material is μ, the dielectric constant is ε, and the wavelength at which electromagnetic noise of the wavelength to be suppressed propagates in the air is λ 0 , each of the first through-hole portions The diameter D of
λ 0 /(ε・μ) 1/2 = 4×D 0.7
The filling,
The diameter D is 3.75 mm to 30 mm,
The distance P is 6 mm to 37 mm,
The magnetic permeability μ has a real component μ′ of 5 to 10 and an imaginary component μ″ of 2 to 4,
The dielectric constant ε has a real component ε' of 20 to 40 and an imaginary component ε'' of 1 to 2,
Furthermore, it further includes a metal sheet superimposed on the sheet-like magnetic material,
The metal sheet has a plurality of second through holes penetrating in the thickness direction,
Each of the plurality of first through-hole portions and the plurality of second through-hole portions are provided concentrically,
The diameter of each of the second through holes is the same as the diameter D of each of the first through holes .
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る電源装置は、
前記電波抑制体と、
電力を変換するための電源回路を含む回路基板とを備え、
前記電波抑制体は、前記回路基板を囲うように設けられている。
In order to achieve the above object, a power supply device according to a second aspect of the present invention includes:
The radio wave suppressor;
A circuit board containing a power supply circuit for converting electric power,
The radio wave suppressor is provided so as to surround the circuit board.
上記目的を達成するため、本発明の第3の観点に係る電波抑制体の製造方法は、
扁平磁性体粉末が有機バインダ中に分散したシート状磁性体素材を準備することと、
前記準備されたシート状磁性体素材に一定の間隔Pで、厚さ方向に貫通した複数の第1貫通孔部を設けることとを含み、
前記シート状磁性体素材の透磁率をμ、誘電率をεとし、抑制対象とする波長の電磁ノイズが空気中を伝搬する際の波長をλ0とした場合に、前記第1貫通孔部の各々の直径Dは、
λ0/(ε・μ)1/2=4×D0.7
を満たし、
前記直径Dは、3.75mm~30mmであり、
前記間隔Pは、6mm~37mmであり、
前記透磁率μは、実数成分μ’が5~10、かつ、虚数成分μ’’が2~4であり、
前記誘電率εは、実数成分ε’が20~40、かつ、虚数成分ε’’が1~2であり、
前記準備されたシート状磁性体素材に金属シート素材を貼り合わせることをさらに含み、
前記複数の第1貫通孔部を設けることでは、さらに、前記シート状磁性体素材に貼り合わされた金属シート素材に、前記複数の第1貫通孔部のそれぞれと連続して厚さ方向に貫通した複数の第2貫通孔部が設けられており、
前記複数の第1貫通孔部と前記複数の第2貫通孔部とのそれぞれは、同心で設けられており、
前記第2貫通孔部の各々の直径は、前記第1貫通孔部の各々の直径Dと同じである。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a radio wave suppressor according to a third aspect of the present invention includes:
preparing a sheet-like magnetic material in which flat magnetic powder is dispersed in an organic binder;
providing a plurality of first through holes penetrating the prepared sheet-like magnetic material at a constant interval P in the thickness direction;
When the magnetic permeability of the sheet-like magnetic material is μ, the dielectric constant is ε, and the wavelength at which electromagnetic noise of the wavelength to be suppressed propagates in the air is λ 0 , the first through-hole portion is The diameter D of each is
λ 0 /(ε・μ) 1/2 = 4×D 0.7
The filling,
The diameter D is 3.75 mm to 30 mm,
The distance P is 6 mm to 37 mm,
The magnetic permeability μ has a real component μ′ of 5 to 10 and an imaginary component μ″ of 2 to 4,
The dielectric constant ε has a real component ε' of 20 to 40 and an imaginary component ε'' of 1 to 2,
Further comprising laminating a metal sheet material to the prepared sheet-like magnetic material,
By providing the plurality of first through-holes, further, the metal sheet material bonded to the sheet-like magnetic material has a metal sheet material that is continuous with each of the plurality of first through-holes and penetrates in the thickness direction. A plurality of second through-hole portions are provided,
Each of the plurality of first through-hole portions and the plurality of second through-hole portions are provided concentrically,
The diameter of each of the second through holes is the same as the diameter D of each of the first through holes .
上記目的を達成するため、本発明の第4の観点に係る電源装置の製造方法は、
電力を変換するための電源回路を含む回路基板を準備することと、
前記電波抑制体の製造方法によって製造された電波抑制体によって、前記準備された回路基板を囲うこととを含む。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a power supply device according to a fourth aspect of the present invention includes:
preparing a circuit board containing a power circuit for converting power;
The method includes surrounding the prepared circuit board with a radio wave suppressor manufactured by the method for manufacturing a radio wave suppressor.
本発明によれば、通気性を確保しつつ、抑制対象とする周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを良好に抑制することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to satisfactorily suppress electromagnetic noise in a frequency band including the frequency to be suppressed while ensuring air permeability.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。また、本発明の実施の形態の説明及び図面では、上・下・前・後・左・右の用語を用いるが、これらは、方向を説明するために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Identical elements are given the same reference numerals throughout the figures. Furthermore, in the description and drawings of the embodiments of the present invention, terms such as top, bottom, front, back, left, and right are used, but these terms are used to describe directions and do not limit the present invention. That's not the purpose.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る電波抑制体は、電磁ノイズの発生源から放射される当該電磁ノイズを抑制するためのシート状の部材である。
(Embodiment 1)
The radio wave suppressor according to the first embodiment of the present invention is a sheet-like member for suppressing electromagnetic noise emitted from a source of electromagnetic noise.
(電波抑制体の構成)
本実施の形態に係る電波抑制体100は、正面図である図1及び同図のII-II線における側方断面図である図2(a)に示すように、複数の第1貫通孔部101を有するシート状磁性体102から構成される。
(Configuration of radio wave suppressor)
The
シート状磁性体102は、図2(a)の点線丸囲み部分の拡大図である図2(b)に示すように、扁平磁性体粉末103が有機バインダ104中に分散したシート状の部材である。
The sheet-like
扁平磁性体粉末103は、磁性体を材料とする扁平形状の粉末であり、その殆どが、シート状磁性体102の主面Mと概ね平行になるように向きを揃えて配列している。
The flat
扁平磁性体粉末103の材料は、例えば、カルボニル鉄粉(CIP)、Fe-Si-Al合金(センダスト)、Fe-Si合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Al合金、Fe-Al-Cr合金、Fe-Cr合金、Fe-Ni合金(パーマロイ)、Fe-Co合金(パーメンジュール)、Fe基非晶質合金、Co基非晶質合金、及びFe基ナノ結晶材料、金属酸化物などの軟磁性体である。特に、透磁率特性の向上には、磁化が大きい金属合金が望ましい。ただし、ここで挙げた扁平磁性体粉末103の材料は、例示であって、これらに限定されない。
Examples of the material of the flat
有機バインダ104は、扁平磁性体粉末103を結着する。
The
有機バインダ104の材料は、例えば、(メタ)アクリル系ポリマ、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリエチレン、オレフィン系ゴム、ポリフェニレンオキシド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフマレート、ビスマストリアジンレジンである。ただし、ここで挙げた有機バインダ104の材料は、例示であって、これらに限定されない。
Examples of the material of the
(メタ)アクリル系ポリマには、例えば、アクリルゴム、アクリル酸アルキル共重合体がある。オレフィン系ゴムには、例えば、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)がある。 Examples of (meth)acrylic polymers include acrylic rubber and alkyl acrylate copolymers. Examples of olefin rubber include ethylene propylene rubber (EPM) and ethylene propylene diene rubber (EPDM).
ただし、ここで挙げた有機バインダ104の材料は、例示であって、これらに限定されない。
However, the materials for the
複数の第1貫通孔部101の各々は、厚さ方向に貫通した貫通孔をシート状磁性体102に形成する。本実施の形態では第1貫通孔部101の各々は、直径Dが一定である。
Each of the plurality of first through-
複数の第1貫通孔部101は、予め定められた一定の間隔Pで設けられている。間隔Pは、例えば、互いに隣接する第1貫通孔部101の中心間の距離である。
The plurality of first through
これまで、本発明の実施の形態1に係る電波抑制体100の構成について説明した。ここから、実施の形態に係る電波抑制体の製造方法について説明する。
The configuration of the
(電波抑制体の製造方法)
本実施の形態に係る電波抑制体の製造方法は、電波抑制体100を製造するための方法であって、図3のフローチャートに示す工程を含む。電波抑制体の製造方法は、電波抑制体100を製造するために必要な材料を準備した後に開始される。
(Method for manufacturing radio wave suppressor)
The method for manufacturing a radio wave suppressor according to the present embodiment is a method for manufacturing the
シート状磁性体素材が準備される(ステップS101)。 A sheet-like magnetic material is prepared (step S101).
シート状磁性体素材とは、シート状磁性体102を製造するためのシート状の素材である。言い換えると、シート状磁性体素材は、複数の第1貫通孔部101が設けられていないシート状磁性体102に相当し、従って、扁平磁性体粉末103が有機バインダ104中に分散したシート状の素材である。
The sheet-like magnetic material is a sheet-like material for manufacturing the sheet-like
詳細には、まず、概ね球形の磁性体粉末が準備される。この球形の磁性体粉末の材料は、扁平磁性体粉末103の材料と同じ材料である。球形の磁性体粉末の粒子径(D50)は、例えば、10μm(マイクロメートル)以下である。このような球形の磁性体粉末は、例えば、アトマイズ法などにより製造した粉末を分級することで製造される。
Specifically, first, approximately spherical magnetic powder is prepared. The material of this spherical magnetic powder is the same as the material of the flat
球形の磁性体粉末は、ボールミルなどの扁平化装置によって扁平化される。これにより、扁平磁性体粉末103が製造される。
The spherical magnetic powder is flattened by a flattening device such as a ball mill. As a result, flat
次に、扁平磁性体粉末103と有機バインダ104とを混合して、例えばドクターブレード法によってシート状に形成した後に、形成されたシートを乾燥させる。これにより、グリーンシートが製造される。
Next, the flat
グリーンシートを予め定められた寸法及び形状に切断し、切断された複数グリーンシートを重ね合わせた積層体を加熱プレスした後に、当該積層体が冷却される。これにより、シート状磁性体素材が製造される。ここで、製造されたシート状磁性体素材の厚さは、特に限定されないが、例えば0.05~2mm程度である。 A green sheet is cut into a predetermined size and shape, and a laminate in which a plurality of cut green sheets are stacked is heated and pressed, and then the laminate is cooled. In this way, a sheet-like magnetic material is manufactured. Here, the thickness of the manufactured sheet-like magnetic material is not particularly limited, but is, for example, about 0.05 to 2 mm.
なお、有機バインダ104と混合される前に、扁平磁性体粉末103に絶縁被膜が設けられてもよい。絶縁被膜の材料は、特に限定されないが、例えば、ジルコニア(ZrO2)、アルミナ(Al2O3)、サファイア(Al2O3)、ガラス(リン酸塩系ガラス、Bi系ガラス)、窒化チタニウム(TiN)、ムコライト(3Al2O3・2SiO2)、コージライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2)、ステアタイト(MgO・SiO2)、フォルステライト(2MgO・SiO2)、イットリア(Y2O3)、チタニア系(チタン酸カルシウム系、チタン酸バリウム系)セラミックス、炭化ケイ素(SiC)、窒化ケイ素(Si3N4)、窒化アルミ(AlN)、シリカ(SiO2)、サーメット、五酸化ニオブ(Nb2O5)などの無機材料が好適に採用される。
Note that an insulating coating may be provided on the flat
また、扁平磁性体粉末103と有機バインダ104とを混合する際に、これらとともに他の粒子などが混合されてもよい。ともに混合される粒子の例として、シート状磁性体102における扁平磁性体粉末103の間隔を制御するための絶縁粒子、シート状磁性体102の難燃性を向上させるための非磁性フィラーを挙げることができる。
Further, when mixing the flat
絶縁粒子の材料は、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニア、ジルコニアが好適に採用される。 The material of the insulating particles is not particularly limited, but for example, alumina, silica, magnesia, titania, and zirconia are preferably used.
非磁性フィラーの材料は、特に限定されないが、例えば、メラミンシアヌレート、水酸化アルミニウムで被覆された赤燐、水酸化マグネシウム、ポリビスフェノキシホスファゼンが好適に採用される。 The material of the non-magnetic filler is not particularly limited, but suitably used are, for example, melamine cyanurate, red phosphorus coated with aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and polybisphenoxyphosphazene.
ステップS101にて準備されたシート状磁性体102に、シート状磁性体102の厚さ方向に貫通した複数の第1貫通孔部101が、予め定められた一定の間隔Pで形成される(ステップS102)。
A plurality of first through
ステップS102における第1貫通孔部101の形成では、パンチ装置など、予め定められた直径Dの貫通孔を設けることができる加工装置が利用されるとよい。
In forming the first through-
ステップS102にて形成される複数の第1貫通孔部101の直径Dは、適宜定められてよく、各々が異なる寸法であっていてもよいが、本実施の形態では実質的に同じである。
The diameters D of the plurality of first through-
また、複数の第1貫通孔部101の間隔Pは、主に電磁ノイズの発生源の過熱を防止するために設計上求められる通気性に応じた開口率となるように、第1貫通孔部101の各々の直径Dとともに定められるとよい。開口率は、例えば、電波抑制体100の第1貫通孔部101も含めた主面M全体が占める面積に対する第1貫通孔部101が占める面積である。
In addition, the interval P between the plurality of first through
一般的に、開口率は、電波抑制体100が適用される電磁ノイズの発生源が動作時に発生する熱量やその動作状況(冷却装置の有無、環境温度、移動による通風性の有無など)などに応じて定められる。開口率は、30%~50%程度とされることが多い。
In general, the aperture ratio depends on the amount of heat generated during operation of the electromagnetic noise source to which the
ステップS102の工程を行うことによって電波抑制体100が製造される。製造された電波抑制体100は、さらに切断することなどによって、予め定められた寸法及び形状に形成されてもよい。これにより、本実施の形態に係る電波抑制体の製造方法は終了する。
The
以上、本発明の実施の形態1について説明した。 The first embodiment of the present invention has been described above.
本実施の形態によれば、電波抑制体100は、扁平磁性体粉末103が有機バインダ104中に分散したシート状磁性体102を備える。これにより、詳細後述するように、シート状磁性体102の磁気特性及び第1貫通孔部101の直径Dに応じた波長λ0の電磁ノイズを抑制対象として、当該抑制対象とする波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを良好に抑制することができる。
According to this embodiment, the
ここで、波長λ0は、抑制対象とする波長の電磁ノイズが空気中を伝搬する際の波長である。「抑制対象とする波長λ0の電磁ノイズ」とは、電波抑制体100による抑制効果がピークとなる波長の電磁ノイズであって、例えば電磁ノイズの発生源に応じて定められる。電磁ノイズの抑制効果には、一般的に、電磁ノイズを吸収する電波吸収効果と電磁ノイズを遮断する電波シールド効果とがあり、電波抑制体100による電磁ノイズの抑制効果は、主に電波吸収効果である。
Here, the wavelength λ 0 is the wavelength at which electromagnetic noise having a wavelength to be suppressed propagates in the air. "Electromagnetic noise of wavelength λ 0 to be suppressed" is electromagnetic noise of a wavelength at which the suppression effect by the
また、電波抑制体100は第1貫通孔部101を有する。これにより、通気性を確保することができる。
Furthermore, the
従って、通気性を確保しつつ、抑制対象とする波長λ0 に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを良好に抑制することが可能になる。 Therefore, it is possible to satisfactorily suppress electromagnetic noise in a frequency band including a frequency inversely proportional to the wavelength λ 0 to be suppressed while ensuring air permeability.
また、本実施の形態に係る電波抑制体100は、導電メッシュなどの金属製の部材を含んでおらず、そのため、金属製の部材を接地するための構成が不要となり、設計の自由度の向上を図ることが可能になる。
Furthermore, the
(実施例1~12)
本発明の実施例1~12に係る電波抑制体100について説明する。実施例1~12の各々に係る電波抑制体100は、実施の形態1に係る電波抑制体100と同様に、複数の第1貫通孔部101が設けられたシート状磁性体102である。
(Examples 1 to 12)
実施例1~12に係る電波抑制体100の各々は、シート状磁性体102が図4に示す磁気特性を有する。同図に示すように、磁気特性に関して、透磁率の単位は、[N・A-2]であり、誘電率の単位は、[F・m-1]である。この単位に含まれるN、A、F、mは、それぞれ、ニュートン、アンペア、ファラド、メートルを意味する。
In each of the
すなわち、実施例1~4に係る電波抑制体100に含まれるシート状磁性体102は、図4に示す条件Aの磁気特性を有する。条件Aでは、同図に示すように、透磁率μについて、実数成分μ’が5[N・A-2]であり、かつ、虚数成分μ’’が2[N・A-2]である。また、誘電率εについて、実数成分ε’が20[F・m-1]であり、かつ、虚数成分ε’’が1[F・m-1]である。
That is, the sheet-like
実施例5~8に係る電波抑制体100に含まれるシート状磁性体102は、図4に示す条件Bの磁気特性を有する。条件Bでは、同図に示すように、透磁率μについて、実数成分μ’が10[N・A-2]であり、かつ、虚数成分μ’’が4[N・A-2]である。また、誘電率εについて、実数成分ε’が20[F・m-1]であり、かつ、虚数成分ε’’が1[F・m-1]である。
The sheet-like
実施例9~12に係る電波抑制体100に含まれるシート状磁性体102は、図4に示す条件Cの磁気特性を有する。条件Cでは、同図に示すように、透磁率μについて、実数成分μ’が5[N・A-2]であり、かつ、虚数成分μ’’が2[N・A-2]である。また、誘電率εについて、実数成分ε’が40[F・m-1]であり、かつ、虚数成分ε’’が2[F・m-1]である。
The sheet-like
また、実施例1~12に係る電波抑制体100の各々は、複数の第1貫通孔部101が図5に示す条件を満たす。
Furthermore, in each of the
すなわち、実施例1,5及び9に係る電波抑制体100に含まれる複数の第1貫通孔部101は、図5に示す条件Iを満たす。条件Iでは、第1貫通孔部101の各々の直径Dが3.75[mm(ミリメートル)]、複数の第1貫通孔部101の各間隔が6[mm]である。
That is, the plurality of first through-
実施例2,6及び10に係る電波抑制体100に含まれる複数の第1貫通孔部101は、図5に示す条件IIを満たす。条件IIでは、第1貫通孔部101の各々の直径Dが5[mm(ミリメートル)]、複数の第1貫通孔部101の各間隔が8[mm]である。
The plurality of first through-
実施例3,7及び11に係る電波抑制体100に含まれる複数の第1貫通孔部101は、図5に示す条件IIIを満たす。条件IIIでは、第1貫通孔部101の各々の直径Dが15[mm(ミリメートル)]、複数の第1貫通孔部101の各間隔が24[mm]である。
The plurality of first through-
実施例4,8及び12に係る電波抑制体100に含まれる複数の第1貫通孔部101は、図5に示す条件IVを満たす。条件IVでは、第1貫通孔部101の各々の直径Dが30[mm(ミリメートル)]、複数の第1貫通孔部101の各間隔が37[mm]である。
The plurality of first through-
このような実施例1~12に係る電波抑制体100の各々について、抑制効果に関するシミュレーションを行った。これらのシミュレーションの結果を図6~9に示す。図6~9の各々において、横軸は電磁波の周波数(単位は[GHz(ギガヘルツ)])であり、縦軸は電磁波の抑制(減衰)レベル(単位は[dB(デシベル)])である。
A simulation regarding the suppressing effect was performed for each of the
図6は、実施例1,5,及び9に係る電波抑制体100による電磁波の抑制効果に関するシミュレーション結果を示す。図6では、実施例1,5,及び9のそれぞれの結果を実線、破線、点線で示している。
FIG. 6 shows simulation results regarding the effect of suppressing electromagnetic waves by the
図7は、実施例2,6,及び10に係る電波抑制体100による電磁波の抑制効果に関するシミュレーション結果を示す。図7では、実施例2,6,及び10のそれぞれの結果を実線、破線、点線で示している。
FIG. 7 shows simulation results regarding the effect of suppressing electromagnetic waves by the
図8は、実施例3,7,及び11に係る電波抑制体100による電磁波の抑制効果に関するシミュレーション結果を示す。図8では、実施例3,7,及び11のそれぞれの結果を実線、破線、点線で示している。
FIG. 8 shows simulation results regarding the effect of suppressing electromagnetic waves by the
図9は、実施例4,8,及び12に係る電波抑制体100による電磁波の抑制効果に関するシミュレーション結果を示す。図9では、実施例4,8,及び12のそれぞれの結果を実線、破線、点線で示している。
FIG. 9 shows simulation results regarding the effect of suppressing electromagnetic waves by the
図6を参照すると、条件Iの下でシート状磁性体102の磁気特性を調整することによって、実施例5及び9では、30~35[GHz]の帯域でピーク周波数帯域が現れることが分かる。ピーク周波数帯域とは、高い抑制効果を示す周波数帯域を意味する。
Referring to FIG. 6, it can be seen that by adjusting the magnetic properties of the sheet-like
また、図6~9を参照すると、第1貫通孔部101の各々の直径Dを大きくすると、ピーク周波数帯域が低い周波数帯域へシフトすることが分かる。さらに、透磁率μ及び誘電率εを大きくすると、ピーク周波数帯域が低い周波数帯域へシフトするとともに、電磁波の抑制レベル及びピーク周波数帯域の帯域幅がいずれも大きくなることが分かる。
Furthermore, referring to FIGS. 6 to 9, it can be seen that when the diameter D of each of the first through-
ここで、参考のため、図10に、比較例1~3に係る電波抑制体による電磁波の抑制効果に関するシミュレーション結果を示す。図10において、横軸は電磁波の周波数(単位は[GHz])であり、縦軸は電磁波の抑制(減衰)レベル(単位は[dB])である。 For reference, FIG. 10 shows simulation results regarding the electromagnetic wave suppression effects of the radio wave suppressors according to Comparative Examples 1 to 3. In FIG. 10, the horizontal axis is the frequency of electromagnetic waves (in [GHz]), and the vertical axis is the suppression (attenuation) level of electromagnetic waves (in [dB]).
比較例1~3に係る電波抑制体は、第1貫通孔部101が設けられていないシート状磁性体102である。比較例1~3に係る電波抑制体を構成するシート状磁性体102の磁気特性は、それぞれ、上述の条件A~C(図4参照)と同じである。
The radio wave suppressors according to Comparative Examples 1 to 3 are sheet-like
図10では、比較例1~3のそれぞれの結果を実線、破線、点線で示している。図10から分かるように、第1貫通孔部101が設けられていない電波抑制体では、40[GHz]以下の周波数帯域において、高い抑制効果を示す周波数帯域のピークが現れない。
In FIG. 10, the results of Comparative Examples 1 to 3 are shown by solid lines, broken lines, and dotted lines. As can be seen from FIG. 10, in the radio wave suppressor in which the first through-
このようなシミュレーションの結果、発明者らは、図11にて破線DLで示すように、第1貫通孔部101の直径Dと抑制ピークの波長λdとの間に、λd=4×D0.7の関係が成り立つことを見出した。 As a result of such simulation, the inventors found that, as shown by the broken line DL in FIG. It was found that a relationship of 0.7 holds true.
図11において、横軸は第1貫通孔部101の直径D(単位は[mm])であり、縦軸は抑制ピークの波長λd(単位は[mm])である。
In FIG. 11, the horizontal axis is the diameter D (unit: [mm]) of the first through
また、図11では、黒丸が、条件A(すなわち、実施例1~4)に係る電波抑制体100でのシミュレーションの結果を示す。三角が、条件B(すなわち、実施例5~8)に係る電波抑制体100でのシミュレーションの結果を示す。四角が、条件C(すなわち、実施例9~12)に係る電波抑制体100でのシミュレーションの結果を示す。
Furthermore, in FIG. 11, black circles indicate the results of simulations using the
ここで、抑制ピークの波長λdとは、抑制効果がピークとなる電磁波の波長である。一般的に、電磁波が空間を伝搬する際の波長をλ0とすると、この電磁波が、透磁率がμであり誘電率がεであるシート状磁性体102を伝搬する際の波長λdは、λd=λ0/(ε・μ)1/2により表される。
Here, the suppression peak wavelength λ d is the wavelength of electromagnetic waves at which the suppression effect reaches its peak. Generally, if the wavelength of an electromagnetic wave propagating through space is λ 0 , then the wavelength λ d of this electromagnetic wave propagating through a sheet-like
上述の2つの式で表される関係に基づけば、次の式(1)を満たす電波抑制体100では、波長がλ0である波長の電磁ノイズを抑制対象として、当該抑制対象の波長に反比例する周波数を含む電磁ノイズを良好に抑制することができる。
Based on the relationship expressed by the above two equations, in the
λ0/(ε・μ)1/2=4×D0.7 ・・・(1) λ 0 /(ε・μ) 1/2 = 4×D 0.7 ...(1)
すなわち、式(1)を満たす電波抑制体100によれば、抑制対象とする波長λ0の電磁ノイズをさらに良好に抑制しつつ、当該抑制対象とする波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを良好に抑制することが可能となる。
That is, according to the
言い換えると、電磁ノイズの発生源から放射される主たる電磁ノイズの周波数や、特に抑制することが要求される電磁ノイズの周波数など、抑制対象とする電磁ノイズの波長λ0
に反比例する周波数に適した電波抑制体100を製造することが可能になる。
In other words, it is suitable for frequencies that are inversely proportional to the wavelength λ 0 of the electromagnetic noise to be suppressed, such as the frequency of the main electromagnetic noise emitted from the electromagnetic noise source or the frequency of electromagnetic noise that is particularly required to be suppressed. It becomes possible to manufacture the
例えば、直径D、透磁率μ、誘電率εの各々について、次の(P)~(R)の数値の範囲で式(1)を満たすことが望ましい。
(P)3mm≦直径D≦30mm
(Q)透磁率μについて、-5≦実数成分μ’≦10、かつ、0.1≦虚数成分μ’’≦30
(R)誘電率εについて、15≦実数成分ε’≦300(好ましくは、15≦実数成分ε’≦50)、かつ、0.1≦虚数成分ε’’≦6
For example, it is desirable that formula (1) be satisfied within the following numerical ranges (P) to (R) for each of the diameter D, magnetic permeability μ, and dielectric constant ε.
(P) 3mm≦Diameter D≦30mm
(Q) Regarding magnetic permeability μ, -5≦real component μ'≦10 and 0.1≦imaginary component μ''≦30
(R) Regarding dielectric constant ε, 15≦real component ε'≦300 (preferably 15≦real component ε'≦50), and 0.1≦imaginary component ε''≦6
一般的な電気機器、通信機器などの無線通信に利用される電波に悪影響を及ぼす可能性が高い電磁ノイズの抑制が特に重要である。このような(P)~(R)の条件を満たす電波抑制体100によれば、無線通信で一般的に利用される数百MHz(メガヘルツ)~GHz帯の電磁ノイズをピークとして抑制することができる。従って、特に良好な抑制効果が要求されることが多い周波数帯の電磁ノイズを良好に抑制することが可能になる。
It is especially important to suppress electromagnetic noise, which is likely to have a negative effect on radio waves used for wireless communication in general electrical equipment, communication equipment, etc. According to the
なお、上述の実施例1~12に係る電波抑制体100に関する条件A~Cは、シミュレーションに採用した条件であり、実施例1~12に係る電波抑制体100では、透磁率μ及び誘電率εが、電磁ノイズの周波数によらず一定としている。しかし、実際のシート状磁性体102では、図12に示すように、透磁率μ及び誘電率εは、電磁ノイズの周波数に応じて変化する。
Note that conditions A to C regarding the
ここで、図12は、実際のシート状磁性体102における、電磁ノイズの周波数に対する透磁率μ(実数成分μ’及び虚数成分μ’’)及び誘電率ε(実数成分ε’及び虚数成分ε’’)の実測値の一例を示す。図12(a)~(d)の横軸は、電磁ノイズの周波数であり、単位は、[GHz]である。
Here, FIG. 12 shows the magnetic permeability μ (real number component μ' and imaginary number component μ'') and permittivity ε (real number component ε' and imaginary number component ε') with respect to the frequency of electromagnetic noise in the actual sheet-like
詳細には、図12(a)は、透磁率μの実数成分μ’と電磁ノイズの周波数との関係を示す。図12(b)は、透磁率μの虚数成分μ’’と電磁ノイズの周波数との関係を示す。図12(c)は、誘電率εの実数成分ε’と電磁ノイズの周波数との関係を示す。図12(d)は、誘電率εの虚数成分ε’’と電磁ノイズの周波数との関係を示す。 Specifically, FIG. 12(a) shows the relationship between the real component μ' of the magnetic permeability μ and the frequency of electromagnetic noise. FIG. 12(b) shows the relationship between the imaginary component μ'' of the magnetic permeability μ and the frequency of electromagnetic noise. FIG. 12(c) shows the relationship between the real component ε' of the dielectric constant ε and the frequency of electromagnetic noise. FIG. 12(d) shows the relationship between the imaginary component ε'' of the dielectric constant ε and the frequency of electromagnetic noise.
ここで、シート状磁性体102について、扁平磁性体粉末103、有機バインダ104、絶縁被膜の有無、絶縁粒子の有無、非磁性フィラーの有無などを調整することで、異なる磁気特性のシート状磁性体102を製造することができる。
Here, by adjusting the flat
詳細には、扁平磁性体粉末103については、例えば、粒径(メジアン径:D50)、アスペクト比、シート状磁性体102における扁平磁性体粉末の体積占有率を調整するとよい。有機バインダ104については、例えば、その材料を調整するとよい。
Specifically, for the flat
絶縁被膜を含む場合には、絶縁被膜の材料、絶縁被膜の膜厚などを調整するとよい。絶縁粒子を含む場合には、絶縁粒子の材料、絶縁粒子の粒径(メジアン粒径:D50)、シート状磁性体102における絶縁粒子の体積占有率などを調整するとよい。非磁性フィラーを含む場合には、非磁性フィラーの材料、シート状磁性体102における非磁性フィラーの体積占有率などを調整するとよい。
When an insulating film is included, the material of the insulating film, the thickness of the insulating film, etc. may be adjusted. When insulating particles are included, the material of the insulating particles, the particle size (median particle size: D50) of the insulating particles, the volume occupancy of the insulating particles in the sheet-like
実際のシート状磁性体102では、例えば、電磁ノイズの発生源などに応じて抑制対象とする電磁ノイズの波長λ0が定まる。当該定められた波長λ0に対して、式(1)を満たすように、実際のシート状磁性体102の磁気特性及び直径Dが定められるとよい。そして、定められた磁気特性及び直径Dに応じたシート状磁性体102を電磁ノイズの発生源に適用することで、上述の通り、抑制対象とする電磁ノイズの波長λ0
に反比例する周波数に適した電波抑制体100を製造することが可能になる。
In the actual sheet-like
(実施の形態2)
実施の形態1で説明した電波抑制体100は、種々の発生源から放射される電磁ノイズの抑制に適用することができる。本実施の形態では、実施の形態1と同様の電波抑制体100が電磁ノイズの発生源の典型例である電源回路を含む回路基板に適用される例を説明する。
(Embodiment 2)
The
(電源装置の構成)
本発明の実施の形態2に係る電源装置200は、斜視図である図13及び機能的な構成を示すブロック図である図14に示すように、実施の形態1と同様の電波抑制体100と、電磁ノイズの発生源としての複数の回路基板205とを備える。
(Configuration of power supply device)
As shown in FIG. 13 which is a perspective view and FIG. 14 which is a block diagram showing a functional configuration, a
電波抑制体100は、実施の形態1と概ね同様の構成を備えており、回路基板205から放射される電磁ノイズを抑制する。本実施の形態では予め定められた寸法の矩形をなす6枚の電波抑制体100が、回路基板205の上下前後左右の各々に配置されて、例えば接着剤などで相互に端部近傍が固定されることにより、箱状に形成されている。これにより、電波抑制体100は、回路基板205を囲うように設けられて、回路基板205を内部の空間に収容する。
本実施の形態では、電波抑制体100は、回路基板205から放射される電磁ノイズに応じた波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズの抑制に適した磁気特性と直径Dの第1貫通孔部101を有する。また、第1貫通孔部101の直径Dは、回路基板205に適した通気性を確保できる開口率で設けられている。
In this embodiment, the
なお、電波抑制体100は、回路基板205を囲うように、さらに好ましくは回路基板205に接続されるハーネス(図示せず)を囲うように設けられていれば、箱状以外の形状でよい。例えば、シート状磁性体102は、平板状に限らず、湾曲して設けられてもよい。
Note that the
複数の回路基板205の各々は、電力を変換するための電源回路を含む基板であり、電磁ノイズの発生源の一例である。
Each of the plurality of
回路基板205は、例えば図14に示すように、インバータ主回路205a、DC-DC(直流-直流)コンバータ205b、制御回路205c、ゲートドライバ205dを含む1つ又は複数の基板から構成される。
For example, as shown in FIG. 14, the
インバータ主回路205aは、外部の整流回路206を介して外部の交流電源207に接続されている。また、インバータ主回路205aは、DC-DCコンバータ205b及び制御回路205cが並列に接続したゲートドライバ205dにも接続されている。
Inverter
DC-DCコンバータ205b及び制御回路205cの各々には、外部の直流電源208が接続されている。制御回路205cは、PWM(Pulse Width Modularion)回路205eを含む。
An external
これまで、本発明の実施の形態2に係る電源装置200の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係る電源装置200の動作について説明する。
So far, the configuration of the
(電源装置の動作)
本実施の形態に係る電源装置200は、交流電源207及び直流電源208から電力が供給されると、回路基板205は次のように動作する。
(Operation of power supply device)
In the
ゲートドライバ205dは、DC-DCコンバータ205bからの直流電力により動作し、直流電源208からの直流電力で動作する制御回路205cのPWM回路205eからの制御信号をインバータ主回路205aに出力する。インバータ主回路205aは、ゲートドライバ205dからの制御信号に従って、整流回路206を介して交流電源207から供給される交流電力を周波数の異なる交流電力に変換して負荷209に供給する。
電磁ノイズは、インバータ主回路205a、DC-DC(直流-直流)コンバータ205b、制御回路205c、ゲートドライバ205dのいずれからも放射されることがある。特に、インバータ主回路205a、DC-DCコンバータ205bは、スイッチング素子を含むものが多く、これらが電磁ノイズの主な発生源となることが多い。
Electromagnetic noise may be emitted from any of the inverter
本実施の形態に係る回路基板205は電波抑制体100で囲まれているが、実施の形態1で説明したように、電波抑制体100の第1貫通孔部101によって通気性を確保することができる。
The
また、回路基板205は電波抑制体100で囲まれている。そして、電波抑制体100は回路基板205から放射される電磁ノイズに応じた波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズの抑制に適した磁気特性と直径Dの第1貫通孔部101を有する。そのため、抑制対象とする波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズが回路基板205から電波抑制体100よりも遠方へ伝搬することを良好に抑制することができる。
Further, the
従って、通気性を確保しつつ、回路基板205から放射される電磁ノイズを良好に抑制することが可能になる。
Therefore, it is possible to satisfactorily suppress electromagnetic noise emitted from the
(電源装置の製造方法)
本実施の形態に係る電源装置の製造方法は、電源装置200を製造するための方法であって、図15のフローチャートに示す工程を含む。電源装置の製造方法は、例えば、回路基板205に必要な通気性、回路基板205から放射される電磁ノイズの抑制などに適した磁気特性、第1貫通孔部101の直径D、形状及び外寸を有する電波抑制体100を準備した後に開始される。
(Manufacturing method of power supply device)
The method for manufacturing a power supply device according to this embodiment is a method for manufacturing
電源装置200に含まれる回路基板205が準備される(ステップS201)。
A
ステップS201にて準備された回路基板205が電波抑制体100に取り付けられる(ステップS202)。
The
詳細には例えば、回路基板205は、電源装置200の下部(底部)に配置される電波抑制体100に、接着剤、ネジ、ボルト及びナットなどによって固定される。このとき、回路基板205に設けられた配線などの通電部と電波抑制体100とが接触したとしても、シート状磁性体102は絶縁性の部材であるため、回路基板205に短絡が発生する可能性はきわめて低い。
Specifically, for example, the
なお、回路基板205は、下部に配置される電波抑制体100に限られず、その他の電波抑制体100に取り付けられてもよい。
Note that the
ステップS202にて回路基板205が取り付けられた電波抑制体100及びその他の電波抑制体100が互いに取り付けられる(ステップS203)。
The
詳細には例えば、隣接して配置される電波抑制体100の各辺部近傍が接着剤により固定されて、電波抑制体100が箱状に設けられる。このとき、回路基板205が電波抑制体100によって形成される内部の空間に収容されるように、電波抑制体100は互いに取り付けられる。
Specifically, for example, the vicinity of each side of the
なお、隣接して配置される電波抑制体100を取り付ける方法は、接着剤による固定に限られず、ネジ、ボルト及びナットなどによる固定が採用されてもよい。
Note that the method for attaching the
また、電源装置200は、金属など適宜の材料で作られたフレームをさらに含み、回路基板205が、このフレームに取り付けられてもよい。この場合、電波抑制体100は、フレームに固定されてもよい。回路基板205をフレームに取り付ける方法及び電波抑制体100をフレームに取り付ける方法には、接着剤、ネジ、ボルト及びナットなどが採用されるとよい。
Additionally,
これにより、本実施の形態に係る電源装置200が製造され、本実施の形態に係る電源装置の製造方法は終了する。
Thereby, the
以上、本発明の実施の形態2について説明した。 The second embodiment of the present invention has been described above.
本実施の形態によれば、上述の通り、通気性を確保しつつ、回路基板205から放射される電磁ノイズを良好に抑制することが可能になる。
According to this embodiment, as described above, it is possible to satisfactorily suppress electromagnetic noise emitted from the
(実施の形態3)
実施の形態1では、電波抑制体100が、複数の第1貫通孔部101が設けられたシート状磁性体102のみから構成される例を説明した。本実施の形態では、電波抑制体が、貫通孔部が設けられた金属シートをさらに備える例を説明する。
(Embodiment 3)
In
(電波抑制体の構成)
本実施の形態に係る電波抑制体300は、正面図である図16及び同図のXVII-XVII線における側方断面図である図17に示すように、実施の形態1と同様の複数の第1貫通孔部101を有するシート状磁性体102を備える。これに加えて、電波抑制体300は、第2貫通孔部310を有する金属シート311を備える。
(Configuration of radio wave suppressor)
As shown in FIG. 16, which is a front view, and FIG. 17, which is a side cross-sectional view taken along line XVII-XVII in the same figure, the
金属シート311は、アルミニウム、鉄、銅などの金属を材料とするシート状の部材であって、シート状磁性体102に重ね合わされている。詳細には例えば、金属シート311は、例えば接着層(図示せず)を介してシート状磁性体102に固定されている。
The metal sheet 311 is a sheet-like member made of a metal such as aluminum, iron, or copper, and is superimposed on the sheet-like
複数の第2貫通孔部310の各々は、厚さ方向に貫通した貫通孔を金属シート311に形成する。
Each of the plurality of second through-
複数の第1貫通孔部101と複数の第2貫通孔部310とのそれぞれは、同心で設けられている。すなわち、複数の第2貫通孔部310も、複数の第1貫通孔部101と同じ一定の間隔Pで設けられている。
Each of the plurality of first through-
本実施の形態では第2貫通孔部310の各々は、直径Eが一定である。また、第2貫通孔部310の直径Eは、第1貫通孔部101の直径Dと同じである。従って、本実施の形態に係る電波抑制体300では、その厚さ方向に直径Dの孔が複数貫通している。
In this embodiment, each of the second through-
これまで、本発明の実施の形態3に係る電波抑制体300の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係る電波抑制体の製造方法について説明する。
The configuration of the
(電波抑制体の製造方法)
本実施の形態に係る電波抑制体の製造方法は、電波抑制体300を製造するための方法であって、図18のフローチャートに示す工程を含む。電波抑制体の製造方法は、実施の形態1と同様に、電波抑制体300を製造するために必要な材料を準備した後に開始される。
(Method for manufacturing radio wave suppressor)
The method for manufacturing a radio wave suppressor according to the present embodiment is a method for manufacturing the
シート状磁性体素材が準備される(ステップS101)。このステップS101は、実施の形態1と同様であるので、説明を簡明にするため、ここでの詳細な説明は省略する。
A sheet-like magnetic material is prepared (step S101). This step S101 is the same as in
金属シート素材が準備される(ステップS301)。 A metal sheet material is prepared (step S301).
金属シート素材とは、金属シート311を製造するためのシート状の素材である。言い換えると、金属シート素材は、複数の第2貫通孔部310が設けられていない金属シート311に相当し、従って、孔が設けられていない比較的薄い金属板である。金属シート素材の厚さは、特に限定されないが、例えば0.1~2mm程度である。
The metal sheet material is a sheet-like material for manufacturing the metal sheet 311. In other words, the metal sheet material corresponds to the metal sheet 311 in which the plurality of second through-
ステップS101にて製造されたシート状磁性体素材とステップS301にて準備された金属シート素材とが、例えば両面粘着シート、接着剤などの接着層を介して重ねわされる。これにより、シート状磁性体素材と金属シート素材とが貼り合わされる(ステップS302)。 The sheet-like magnetic material manufactured in step S101 and the metal sheet material prepared in step S301 are placed on top of each other via an adhesive layer such as a double-sided adhesive sheet or an adhesive. As a result, the sheet-like magnetic material and the metal sheet material are bonded together (step S302).
ステップS302にて貼り合わされたシート状磁性体素材と金属シートとのそれぞれに、第1貫通孔部101及び第2貫通孔部310が形成される(ステップS303)。
The first through
すなわち、ステップS303では、シート状磁性体素材に一定の間隔で、厚さ方向に貫通した複数の第1貫通孔部を設けられる。これとともに、シート状磁性体素材に貼り合わされた金属シート素材に、複数の第1貫通孔部101のそれぞれと連続して厚さ方向に貫通した複数の第2貫通孔部310が設けられる。このように、ステップS303では、シート状磁性体素材と金属シート素材とを重ね合わせた状態で第1貫通孔部101と第2貫通孔部310とが1つの工程でほぼ同時に形成される。
That is, in step S303, a plurality of first through holes are provided in the sheet-like magnetic material at regular intervals in the thickness direction. At the same time, a plurality of second through-
ステップS303では、実施の形態1におけるステップS102と同様の加工装置が利用されるとよい。 In step S303, a processing device similar to that in step S102 in the first embodiment may be used.
ステップS303の工程を行うことによって電波抑制体300が製造される。製造された電波抑制体300は、必要に応じて、予め定められた寸法及び形状に切断されてもよい。これにより、本実施の形態に係る電波抑制体の製造方法は終了する。
The
ここで例えば、本実施の形態とは異なり、シート状磁性体素材と金属シート素材とのそれぞれに別個の工程で複数の第1貫通孔部101と複数の第2貫通孔部310とを設けることで、シート状磁性体102と金属シート311とが製造されてもよい。そして、個別に製造されたシート状磁性体102と金属シート311とを貼り合わせることで、電波抑制体300が製造されてもよい。この場合、複数の第1貫通孔部101と複数の第2貫通孔部310とのそれぞれの中心を合せるための手間が掛かる。
For example, unlike this embodiment, a plurality of first through-
本実施の形態では、上述の通り、第1貫通孔部101と第2貫通孔部310とが1つの工程で形成される。これにより、同心の第1貫通孔部101と第2貫通孔部310とを、同じ間隔Pで容易に開けることができる。従って、電波抑制体300を容易に製造することが可能になる。
In this embodiment, as described above, the first through
特に、本実施の形態のように、第1貫通孔部101と第2貫通孔部310との直径D,Eが同じ場合、本実施の形態に係る電波抑制体の製造方法によって電波抑制体300を極めて容易に製造することが可能になる。
In particular, when the diameters D and E of the first through
以上、本発明の実施の形態3について説明した。 The third embodiment of the present invention has been described above.
本実施の形態によれば、電波抑制体300は、実施の形態1と同様に、扁平磁性体粉末103が有機バインダ104中に分散したシート状磁性体102を備える。これにより、シート状磁性体102の磁気特性及び第1貫通孔部101の直径Dに応じた波長λ0の電磁ノイズを抑制対象として、当該抑制対象とする波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを良好に抑制することができる。
According to the present embodiment, the
また、一般的に金属シートが電磁波を遮断する電波シールド効果を有することは知られている。本実施の形態に係る電波抑制体300は、金属シート311を備えるので、これにより、より一層の電磁ノイズの抑制を図ることができる。
Further, it is generally known that metal sheets have a radio wave shielding effect that blocks electromagnetic waves. Since the
さらに、電波抑制体300は、同心で同じ直径D,Eの第1貫通孔部101及び第2貫通孔部310を複数有する。金属シート311が複数の第1貫通孔部101を塞がないように設けることができるので、金属シート311を備えない電波抑制体100と比べて、通気性はほとんど劣化しない。そのため、良好な通気性を確保することができる。
Furthermore, the
さらに、直径D,Eが等しいので、電波抑制体300を配置する際にシート状磁性体102を電磁ノイズの発生源に向けることによって、当該発生源と金属シート311との間にシート状磁性体102を介在させることができる。これにより、発生源からの電磁ノイズが金属シート311に直接的に当たって反射することを抑制することができる。また、シート状磁性体102で吸収されずに通過した電磁ノイズが金属シート311で反射して内部に戻ることも抑制することもできる。そのため、良好な電磁ノイズの抑制を図ることができる。
Furthermore, since the diameters D and E are equal, by directing the sheet-like
さらに、直径D,Eが等しいことによって、直径Eが直径Dよりも大きい場合よりも、金属シート311の面積を大きくすることができる。これにより、金属シート311による電磁ノイズの抑制効果を大きくすることができる。 Furthermore, since the diameters D and E are equal, the area of the metal sheet 311 can be made larger than when the diameter E is larger than the diameter D. Thereby, the effect of suppressing electromagnetic noise by the metal sheet 311 can be increased.
従って、通気性を確保しつつ、抑制対象とする波長λ0 に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを、より一層良好に抑制することが可能になる。 Therefore, it is possible to more effectively suppress electromagnetic noise in a frequency band including a frequency inversely proportional to the wavelength λ 0 to be suppressed while ensuring air permeability.
(変形例1)
電波抑制体300において、第2貫通孔部310の直径Eは、第1貫通孔部101の直径Dより大きくてもよい。
(Modification 1)
In the
本変形例によっても、電波抑制体300は、実施の形態3と同様に、シート状磁性体102による電磁ノイズの抑制効果を得ることができる。また、金属シート311の電波シールド効果によって、より一層の電磁ノイズの抑制を図ることができる。
Also in this modification, the
さらに、厚さ方向に貫通する直径Dの孔を電波抑制体300に設けることができるので、実施の形態3と同様に、良好な通気性を確保することができる。
Furthermore, since the
さらに、本変形例では、直径Eが直径Dよりも大きい。これによっても、実施の形態3と同様に、電波抑制体300を配置する際にシート状磁性体102を電磁ノイズの発生源に向けることによって、当該発生源と金属シート311との間にシート状磁性体102を介在させることができる。これにより、実施の形態3と同様に、金属シート311での反射を抑制して、良好な電磁ノイズの抑制を図ることができる。
Furthermore, in this modification, the diameter E is larger than the diameter D. In this case, similarly to the third embodiment, by directing the sheet-like
従って、通気性を確保しつつ、抑制対象とする波長λ0 に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズを、より良好に抑制することが可能になる。 Therefore, it becomes possible to better suppress electromagnetic noise in a frequency band including a frequency inversely proportional to the wavelength λ 0 to be suppressed while ensuring air permeability.
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態3と同様の電波抑制体300が電磁ノイズの発生源の典型例である電源回路を含む回路基板に適用される例を説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, an example will be described in which a
(電源装置の構成)
本実施の形態に係る電源装置は、図示しないが、実施の形態2に係る電源装置200の電波抑制体100に代えて、電波抑制体300を備える。
(Configuration of power supply device)
Although not shown, the power supply device according to the present embodiment includes a
本実施の形態では、電波抑制体300が金属シート311を備える点が実施の形態2との主要な違いである。この点に関連する本実施の形態の特徴として、電波抑制体300が配置される方向がある。本実施の形態に係る電波抑制体300は、シート状磁性体102を内方に向けて、すなわちシート状磁性体102が回路基板205の方向を向くように配置される。
The main difference between this embodiment and the second embodiment is that the
この点を除いて、本実施の形態に係る電源装置は、実施の形態2に係る電源装置200(図13及び14参照)と概ね同様に構成されてよい。すなわち、本実施の形態においても、電波抑制体300は、実施の形態2に係る電波抑制体100と同様に、回路基板205からの電磁ノイズを抑制するために、予め定められた寸法の矩形をなす6枚の電波抑制体300が上下前後左右の各々に配置されて、回路基板205を囲うように箱状に設けられる。また、回路基板205は、実施の形態2と同様に構成される。
Except for this point, the power supply device according to the present embodiment may be configured in the same manner as the
これまで、本発明の実施の形態3に係る電波抑制体300の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係る電源装置の動作について説明する。
The configuration of the
回路基板205の動作は実施の形態2と同様である。
The operation of
本実施の形態に係る回路基板205は電波抑制体300で囲まれているが、実施の形態3で説明したように、電波抑制体300の第1貫通孔部101及び第2貫通孔部310によって良好な通気性を確保することができる。
Although the
また、回路基板205は電波抑制体300で囲まれている。そして、電波抑制体100は回路基板205から放射される電磁ノイズに応じた波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズの抑制に適した磁気特性と直径Dの第1貫通孔部101を有する。そのため、抑制対象とする波長λ0
に反比例する周波数を含む周波数帯域の電磁ノイズが回路基板205から電波抑制体100よりも遠方へ伝搬することを良好に抑制することができる。
さらに、電波抑制体300は金属シート3を備えるので、実施の形態3で説明したように、より一層の電磁ノイズの抑制を図ることができる。
Further, the
Furthermore, since the
さらに、直径D,Eが等しく、シート状磁性体102が回路基板205に向けて配置されるので、回路基板205と金属シート311との間にシート状磁性体102を介在させることができる。これにより、実施の形態3と同様に、金属シート311での反射を抑制して、良好な電磁ノイズの抑制を図ることができる。
Furthermore, since the diameters D and E are equal and the sheet-like
さらに、直径D,Eが等しいことによって、実施の形態3で説明したように、金属シート311の面積を大きくして、金属シート311による電磁ノイズの抑制効果を大きくすることができる。 Furthermore, since the diameters D and E are equal, as described in the third embodiment, the area of the metal sheet 311 can be increased, and the effect of suppressing electromagnetic noise by the metal sheet 311 can be increased.
従って、通気性を確保しつつ、回路基板205から放射される電磁ノイズを良好に抑制することが可能になる。
Therefore, it is possible to satisfactorily suppress electromagnetic noise emitted from the
これまで、本発明の実施の形態2に係る電源装置の動作について説明した。ここから、本実施の形態に係る電波抑制体及び電源装置の製造方法について説明する。 Up to now, the operation of the power supply device according to the second embodiment of the present invention has been described. From here, a method for manufacturing the radio wave suppressor and power supply device according to the present embodiment will be described.
(電源装置の製造方法)
本実施の形態に係る電源装置の製造方法は、本実施の形態に係る電源装置を製造するための方法であって、図19のフローチャートに示す工程を含む。電源装置の製造方法は、実施の形態1と同様に、本実施の形態に係る電源装置に含まれる電波抑制体300を準備した後に開始される。
(Manufacturing method of power supply device)
The method for manufacturing the power supply device according to the present embodiment is a method for manufacturing the power supply device according to the present embodiment, and includes the steps shown in the flowchart of FIG. 19. As in the first embodiment, the method for manufacturing a power supply device is started after preparing the
本実施の形態に係る電源装置に含まれる回路基板205が準備される(ステップS201)。このステップS201は、実施の形態1と同様であるので、説明を簡明にするため、ここでの詳細な説明は省略する。
A
ステップS201にて準備された回路基板205が電波抑制体300に取り付けられる(ステップS401)。
The
詳細には例えば、回路基板205は、電源装置200の下部(底部)に配置される電波抑制体300に、接着剤、ネジ、ボルト及びナットなどによって固定される。
Specifically, for example, the
このとき、電波抑制体300は、シート状磁性体102を回路基板205に向くように配置される。実施の形態2で説明したように、回路基板205に設けられた配線などの通電部と電波抑制体300とが接触したとしても、回路基板205に短絡が発生する可能性はきわめて低い。
At this time, the
ステップS401にて回路基板205が取り付けられた電波抑制体300及びその他の電波抑制体300が互いに取り付けられる(ステップS402)。
The
詳細には例えば、隣接して配置される電波抑制体300の各辺部近傍が接着剤により固定されて、電波抑制体300が箱状に設けられる。このとき、電波抑制体300は、シート状磁性体102を回路基板205に向けて配置されて、回路基板205が電波抑制体300によって形成される内部の空間に収容されるように互いに取り付けられる。
Specifically, for example, the vicinity of each side of the
これにより、本実施の形態に係る電源装置が製造され、本実施の形態に係る電源装置の製造方法は終了する。 As a result, the power supply device according to this embodiment is manufactured, and the method for manufacturing a power supply device according to this embodiment is completed.
以上、本発明の実施の形態4について説明した。
本実施の形態によれば、上述の通り、通気性を確保しつつ、回路基板205から放射される電磁ノイズをより良好に抑制することが可能になる。
According to this embodiment, as described above, it is possible to better suppress electromagnetic noise emitted from the
(実施例13)
本実施例では、実施の形態3に係る電波抑制体300による電磁ノイズの抑制効果を実測した例を説明する。
(Example 13)
In this example, an example will be described in which the effect of suppressing electromagnetic noise by the
本実施例では、図20に示すように、電波抑制体300によって囲われた発振回路基板512から電磁波を発振した。そして、電波抑制体300の外部に配置したホーンアンテナ513によって、そこまで到達した電磁波の強度を実測した。
In this example, as shown in FIG. 20, electromagnetic waves were oscillated from an
発振回路基板512は、電磁ノイズの発生源であり、500MHz~6GHzの周波数帯域の電磁波を放射する発振回路を含む基板である。
The
また、本変形例に係る電波抑制体300のシート状磁性体102には、厚さが3mmであり、図12に示す磁気特性を有するものを採用した。また、金属シート311には、厚さが0.8mmのアルミニウム製のものを採用した。本変形例に係る電波抑制体300の第1貫通孔部101及び第2貫通孔部310について、直径D,Eは5mmとし、間隔Pは8mmとした。
Furthermore, the sheet-like
このような条件で実測した結果を図21に実線で示す。図21は、発振回路基板512から射出した電磁波の周波数(単位は、[GHz])と、測定された電磁波の抑制レベル(単位は、[dB])との関係を示す。電磁波の抑制レベルは、ホーンアンテナ513で実測された電磁波の強度に対応しており、値が小さいほど、当該周波数の電磁波に対する抑制効果が大きいことを示す。
The results of actual measurements under these conditions are shown in FIG. 21 as a solid line. FIG. 21 shows the relationship between the frequency of the electromagnetic waves emitted from the oscillation circuit board 512 (unit: [GHz]) and the measured electromagnetic wave suppression level (unit: [dB]). The electromagnetic wave suppression level corresponds to the intensity of the electromagnetic wave actually measured by the
また、同図には、比較性4として、金属シート311のみによって発振回路基板512を囲ってホーンアンテナ513で実測した例を点線で示している。
In addition, in the same figure, as Comparative Example 4, an example in which the
さらに、図22に、比較例5として、発振回路基板512から電磁波を抑制する部材を介さずにホーンアンテナ513で実測した例を点線で示している。図22の実線は、比較例4での実測の結果であり、図21の点線と同じ結果を示す。
Furthermore, in FIG. 22, as Comparative Example 5, an example in which measurement was actually performed using a
図21を参照すると分かるように、本実施例に係る電波抑制体300によれば、金属シート311のみの場合(比較例4)と比べて、1.5GHz以上の周波数帯域で10[dB]~30[dB]程度の良好な電磁ノイズの抑制効果が得られた。
As can be seen from FIG. 21, according to the
これに対して、図22を参照すると分かるように、比較例4では、2.5[GHz]~3.5[GHz]の周波数帯域では、電磁波を抑制する部材がない場合(比較例5)よりも、ホーンアンテナ513に到達した電磁波の強度が増している。これは、金属シート311がアンテナとして機能したためと考えられる。
On the other hand, as can be seen from FIG. 22, in Comparative Example 4, there is no member for suppressing electromagnetic waves in the frequency band of 2.5 [GHz] to 3.5 [GHz] (Comparative Example 5). The intensity of the electromagnetic waves reaching the
このように、電波抑制体300では、金属シート311がアンテナとして機能することを抑制して、良好な電磁ノイズの抑制効果を得ることが可能になる。
In this manner, the
以上、本発明の実施の形態、実施例及び変形例について説明した。しかし、本発明は、これまで説明した実施の形態、実施例及び変形例に限定されるものではなく、これらを適宜組み合わせたものやさらに変形したものを含む。さらなる変形の例として、変形例2がある。
The embodiments, examples, and modifications of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the embodiments, examples, and modifications described so far, and includes appropriate combinations and further modifications of these.
(変形例2)
実施の形態2及び4では電波抑制体100,300が、回路基板205を囲うように設けられる例を説明した。これによれば、回路基板205から放射される全方向の電磁ノイズを抑制することができる。しかし、一方向などの一部の方向への電磁ノイズを抑制する場合には、電波抑制体100,300は、回路基板205に対して、そこから放射される電磁ノイズを抑制する方向にのみ設けられてもよい。これによれば、予め定められた方向へ伝搬する電磁ノイズを、実施の形態2及び4と同様に、通気性を確保しつつ良好に抑制することが可能になる。
(Modification 2)
In the second and fourth embodiments, the example in which the
100,300 電波抑制体
101 第1貫通孔部
102 シート状磁性体
103 扁平磁性体粉末
104 有機バインダ
200 電源装置
205 回路基板
205a インバータ主回路
205b DC-DCコンバータ
205c 制御回路
205d ゲートドライバ
205e PWM回路
206 整流回路
207 交流電源
208 直流電源
209 負荷
310 第2貫通孔部
311 金属シート
512 発振回路基板
513 ホーンアンテナ
100,300
Claims (4)
前記シート状磁性体は、一定の間隔Pで厚さ方向に貫通した複数の第1貫通孔部を有し、
前記シート状磁性体の透磁率をμ、誘電率をεとし、抑制対象とする波長の電磁ノイズが空気中を伝搬する際の波長をλ0とした場合に、前記第1貫通孔部の各々の直径Dは、
λ0/(ε・μ)1/2=4×D0.7
を満たし、
前記直径Dは、3.75mm~30mmであり、
前記間隔Pは、6mm~37mmであり、
前記透磁率μは、実数成分μ’が5~10、かつ、虚数成分μ’’が2~4であり、
前記誘電率εは、実数成分ε’が20~40、かつ、虚数成分ε’’が1~2であり、
さらに、シート状磁性体に重ね合わされた金属シートをさらに備え、
前記金属シートは、厚さ方向に貫通した複数の第2貫通孔部を有し、
前記複数の第1貫通孔部と前記複数の第2貫通孔部とのそれぞれは、同心で設けられており、
前記第2貫通孔部の各々の直径は、前記第1貫通孔部の各々の直径Dと同じである
ことを特徴とする電波抑制体。 Equipped with a sheet-like magnetic material in which flat magnetic material powder is dispersed in an organic binder,
The sheet-like magnetic material has a plurality of first through-holes that penetrate in the thickness direction at a constant interval P,
When the magnetic permeability of the sheet-like magnetic material is μ, the dielectric constant is ε, and the wavelength at which electromagnetic noise of the wavelength to be suppressed propagates in the air is λ 0 , each of the first through-hole portions The diameter D of
λ 0 /(ε・μ) 1/2 = 4×D 0.7
The filling,
The diameter D is 3.75 mm to 30 mm,
The distance P is 6 mm to 37 mm,
The magnetic permeability μ has a real component μ′ of 5 to 10 and an imaginary component μ″ of 2 to 4,
The dielectric constant ε has a real component ε' of 20 to 40 and an imaginary component ε'' of 1 to 2,
Furthermore, it further includes a metal sheet superimposed on the sheet-like magnetic material,
The metal sheet has a plurality of second through holes penetrating in the thickness direction,
Each of the plurality of first through-hole portions and the plurality of second through-hole portions are provided concentrically,
The diameter of each of the second through-hole portions is the same as the diameter D of each of the first through-hole portions.
A radio wave suppressor characterized by:
電力を変換するための電源回路を含む回路基板とを備え、
前記電波抑制体は、前記回路基板を囲うように設けられている
ことを特徴とする電源装置。 The radio wave suppressor according to claim 1 ;
A circuit board containing a power supply circuit for converting electric power,
The power supply device, wherein the radio wave suppressor is provided so as to surround the circuit board.
前記準備されたシート状磁性体素材に一定の間隔Pで、厚さ方向に貫通した複数の第1貫通孔部を設けることとを含み、
前記シート状磁性体素材の透磁率をμ、誘電率をεとし、抑制対象とする波長の電磁ノイズが空気中を伝搬する際の波長をλ0とした場合に、前記第1貫通孔部の各々の直径Dは、
λ0/(ε・μ)1/2=4×D0.7
を満たし、
前記直径Dは、3.75mm~30mmであり、
前記間隔Pは、6mm~37mmであり、
前記透磁率μは、実数成分μ’が5~10、かつ、虚数成分μ’’が2~4であり、
前記誘電率εは、実数成分ε’が20~40、かつ、虚数成分ε’’が1~2であり、
前記準備されたシート状磁性体素材に金属シート素材を貼り合わせることをさらに含み、
前記複数の第1貫通孔部を設けることでは、さらに、前記シート状磁性体素材に貼り合わされた金属シート素材に、前記複数の第1貫通孔部のそれぞれと連続して厚さ方向に貫通した複数の第2貫通孔部が設けられており、
前記複数の第1貫通孔部と前記複数の第2貫通孔部とのそれぞれは、同心で設けられており、
前記第2貫通孔部の各々の直径は、前記第1貫通孔部の各々の直径Dと同じである
ことを特徴とする電波抑制体の製造方法。 preparing a sheet-like magnetic material in which flat magnetic powder is dispersed in an organic binder;
providing a plurality of first through holes penetrating the prepared sheet-like magnetic material at a constant interval P in the thickness direction;
When the magnetic permeability of the sheet-like magnetic material is μ, the dielectric constant is ε, and the wavelength at which electromagnetic noise of the wavelength to be suppressed propagates in the air is λ 0 , the first through-hole portion is The diameter D of each is
λ 0 /(ε・μ) 1/2 = 4×D 0.7
The filling,
The diameter D is 3.75 mm to 30 mm,
The distance P is 6 mm to 37 mm,
The magnetic permeability μ has a real component μ′ of 5 to 10 and an imaginary component μ″ of 2 to 4,
The dielectric constant ε has a real component ε' of 20 to 40 and an imaginary component ε'' of 1 to 2,
Further comprising laminating a metal sheet material to the prepared sheet-like magnetic material,
By providing the plurality of first through-holes, the metal sheet material bonded to the sheet-like magnetic material is further provided with a metal sheet material that is continuous with each of the plurality of first through-holes and penetrates in the thickness direction. A plurality of second through-hole portions are provided,
Each of the plurality of first through-hole portions and the plurality of second through-hole portions are provided concentrically,
The diameter of each of the second through-hole portions is the same as the diameter D of each of the first through-hole portions.
A method of manufacturing a radio wave suppressor characterized by:
前記請求項3に記載の電波抑制体の製造方法によって製造された電波抑制体によって、前記準備された回路基板を囲うこととを含む
ことを特徴とする電源装置の製造方法。 preparing a circuit board containing a power circuit for converting power;
A method for manufacturing a power supply device, comprising: surrounding the prepared circuit board with a radio wave suppressor manufactured by the method for manufacturing a radio wave suppressor according to claim 3 .
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