噪声滤波器、电路板和电力转换设备的制作方法

本发明的实施方式涉及噪声滤波器、电路板和电力转换设备。

背景技术：

在专利文献1中，作为搭载于逆变器设备上的EMC滤波器单元，公开了具有如下组装结构的滤波器单元：能够容易地进行将电缆穿过环状的铁氧体芯并卷绕的操作。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2011-192825号公报。

技术实现要素：

另一方面，伴随着设置于电路板上的各种的电子部件的小型化，相对于安装面积的电子部件的密度越来越高。然而，使用了上述磁芯的噪声滤波器因为是利用上述物理作用的元部件，所以难以小型化，当固定设置在电路板的安装面上时会占用大的设置面积，因此成为相应地使电子部件的安装数量减少的主要原因。

本发明是鉴于这样的问题作出的，其目的在于提供可以不需要基板的安装面上的设置空间、能够实现产品的小型化的噪声滤波器、电路板和电力转换设备。

为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，适用噪声滤波器，所述噪声滤波器具有：磁芯，在所述磁芯的内侧插入配线，所述磁芯是一体件；以及固定部件，所述固定部件设置于所述磁芯的内周侧、且将所述磁芯固定在所述配线上。

另外，根据本发明的其它的观点，适用电力转换设备，所述电力转换设备是将外部的供应电力转换成向电动机的驱动控制电力的电力转换设备，包括上述的噪声滤波器。

另外，根据本发明的其它的观点，适用电路板，所述电路板包括：上述的噪声滤波器；以及配线，所述配线架设在所述电路板上，并且通过所述固定部件插通到所述磁芯的内侧从而在从所述电路板的表面离开的悬空位置支承所述磁芯。

另外，根据本发明的其它观点，适用电路板，所述电路板具有：配线，所述配线以从基板的表面立起的方式被设置，并具有刚性；以及筒状的磁芯，所述磁芯被插通所述磁芯的内侧的所述配线支承。

另外，根据本发明的其它的观点，适用电路板，所述电路板具有：配线，所述配线以从基板的表面立起的方式设置，并具有刚性；以及筒状的磁芯，所述磁芯由插通其内侧的所述配线支承。

另外，根据本发明的其它观点，适用电路板，所述电路板具有装置，该装置被构成为插通筒状磁芯的内侧，并在从基板离开的悬空位置支承该磁芯。

根据本发明，可以不需要基板的安装面上的设置空间，能够实现产品的小型化。

附图说明

图1是具备实施方式所涉及的噪声滤波器的逆变器在完成状态下的外观立体图；

图2是逆变器的分解立体图；

图3是省略电子部件而仅示出安装了噪声滤波器的跨接线的安装状态的电路板的立体图；

图4是噪声滤波器的主视图；

图5是噪声滤波器的分解立体图；

图6是对噪声滤波器中的各跨接线的嵌合和配置进行说明的主视图；

图7是对基于各跨接线的噪声滤波器的支承结构进行说明的立体图；

图8是在噪声滤波器中嵌合了两条跨接线和一条假引脚的情况的主视图。

具体实施方式

以下，参考附图，对实施方式进行说明。在以下的说明中，在对于逆变器称“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”时，与在图1等各图中适当示出的箭头方向分别对应。本实施方式中的这些方向的定义是基于该逆变器的标准的设置状态下的各方向的朝向的。然而，也可以根据放置该逆变器的姿势适当地改变各方向的朝向。

图1立体地示出了具备本实施方式的噪声滤波器的逆变器在完成状态下的整体外观。在该图1中，逆变器1是将从外部供应的三相交流电力转换成向未特别图示的马达等电动机输入的驱动控制电力的电力转换设备，并具有整体被形成为大致长方体形状的作为外壳的框体2。该框体2在其前表面上具有操作器3和指示器LED 4，操作器3作为该逆变器1的操作部和显示部，指示器LED 4简要地显示该逆变器1的动作状态。

图2立体地示出了逆变器1的部分分解状态。在该图2中，逆变器1的框体2能够在其大致长方体形状的厚度方向(图中的前后方向)上可拆装地分割，能够取出容纳于其内部的电路板7。该电路板7在其安装面7a上(例如图示的前方侧的表面上)搭载有多个电子部件等，并且各种配线作为跨接线(Jumper wire)8露出并以架设在特定的部分之间的方式连接。

图3是放大了上述电路板7的图，示出了安装了噪声滤波器100的跨接线8的安装状态。在此，近年来，在逆变器1等高频电力设备的设计中，对EMC(Electro-Magnetic Compatibility，电磁兼容性)的要求变高，作为具体的噪声对策的一个手段，利用使用了磁芯101的噪声滤波器100，其中，EMC定义了电磁不干扰性和电磁耐受性。该噪声滤波器100通过如图3所示那样使跨接线8插入到圆环状的磁芯101的中心孔，这些磁芯101和跨接线8构成线圈(电感)，能够对于流过该跨接线8的高频分量表现出高的阻抗从而去除噪声。

另一方面，随着设置于电路板7上的各种电子部件的小型化，相对于安装面积的电子部件的密度越来越高。然而，使用了上述磁芯101的噪声滤波器100因为是利用上述物理作用的元部件，所以难以小型化，当固定设置在电路板7的安装面7a上时会占用大的设置面积，因此成为相应地使电子部件的安装数量减少的主要原因。

与此相对，在本实施方式的逆变器1中，将跨接线8以从电路板7的安装面7a立起的方式配置，将该跨接线8插通噪声滤波器100的磁芯101，并在从电路板7的安装面7a分离的悬空位置支承该噪声滤波器100。由此，在电路板7的安装面7a上不需要噪声滤波器100的设置空间，相应地增加电子部件的安装数量，从而能够实现小型化，并提高功能。

图4表示从正面观察噪声滤波器100的图，图5是立体地示出该噪声滤波器100的分解状态的图。在这些图4、图5中，噪声滤波器100具有圆环状的磁芯101和被嵌合到磁芯101的内周面的固定部件102。

磁芯101例如由铁氧体等磁性材料制成，成型为：在轴向上具有预定长度且在径向上具有预定厚度的圆筒形状，即整体是圆环状的一体件(一体成型件)。

固定部件102是将磁芯101固定在跨接线8上的部件，该固定部件102本身预先被固定地嵌合设置于磁芯101的内周面(内周侧)。该固定部件102是整体例如由具有弹性的树脂材料制成的一体成型件，在图示的例中，考虑对三条跨接线8进行固定，成型为大致三叉形状。即，从磁芯101的轴中心P向径向延伸的三个抵接脚部102a在周向上以均等的间隔被设置，在这些抵接脚部102a每一个的轴中心P附近设置有对跨接线8进行嵌合的嵌合部102b。各嵌合部102b被形成为朝向围绕轴中心P的大致圆周方向开口的大致圆筒形状，在图示的例子中，均向相同周向的朝向(图4中的左旋的朝向)开口。

当固定部件102的整体嵌入在磁芯101的内径时，三个抵接脚部102a每一个的外周侧前端部分与磁芯101的内周面抵接。即，固定部件102抵接在磁芯101的内周面上均匀配置的多个位置，以支承该磁芯101。在该状态下，磁芯101的内径侧的空间被大致三叉形状的固定部件102在周向上划分成均等的三个区域。

当将以上构成的噪声滤波器100安装到跨接线8上时，首先向由上述固定部件102划分的三个区域分别插入跨接线8，其后，如与上述图4对应的图6所示，分别将各跨接线8与对应的嵌合部102b嵌合。各嵌合部102b的内径与跨接线8的外径基本相同，开口部与比180°小的内周角对应地开口。由此，通过将跨接线8在周向上向嵌合部102b的开口部压入，固定部件102弹性变形从而能够将跨接线8嵌合到嵌合部102b的内部，其后，形状恢复了的嵌合部102b与跨接线8紧贴以可靠地握持该跨接线8。

如上所述，被固定部件102的各嵌合部102b握持的三条跨接线8成为被捆集成分别从磁芯101的内周面离开，并且围绕磁芯101的轴中心P均匀配置的状态。如此，各跨接线8被保持在从磁芯101的内周面离开的位置处，且围绕磁芯101的轴中心P均匀配置，由此该噪声滤波器100能够对各跨接线8起到高的去噪效果。

如上所述，在本实施方式中，各跨接线8从电路板7立起且在悬空位置支承噪声滤波器100。在这里，跨接线8的立起是指：被设置为向着从电路板7的安装平面7a大致垂直地或者以相当大的立体角离开的方向延伸。另外，安装了噪声滤波器100的各跨接线8因为上述固定部件102的构成上的原因，如图7所示的那样在噪声滤波器100的附近成为相互平行的配置关系，但除此以外，被配置为各自在预定的地方弯曲并架设在特定的两个部分之间。

所有跨接线8相互接近且平行的配置关系的区域L越短，被安装在此处的噪声滤波器100在轴向上的可动区域就越窄，即噪声滤波器100的支承就越稳定。另外，为了避免噪声滤波器100和被搭载在电路板7上的其它电子部件的干扰接触，也希望适当较大地设定电路板7的安装面7a和磁芯101之间的间隔距离，即噪声滤波器100的设置高度H。另外，考虑维持分别经过各位置的弯曲部的配设形状、以及在悬空位置支承噪声滤波器100，各跨接线8希望配线本身具有适当的刚性。跨接线8相当于各权利要求中记载的下述装置，该装置被构成为其被插入圆环状的磁芯的内侧并在从基板离开的悬空位置支承该磁芯。

<本实施方式的效果>

如上面说明的那样，根据本实施方式的逆变器1所包括的噪声滤波器100，在筒状的磁芯101的内周侧具有将该磁芯101固定到跨接线8的固定部件102。由此，例如通过将磁芯101经由上述固定部件102固定在从电路板7立起的具有刚性的跨接线8的中途位置，能够将该噪声滤波器100配置在从电路板7的安装面7a离开的悬空位置以支承固定，而不是固定设置在电路板7的安装面7a上电路板。其结果是，本实施方式的噪声滤波器100不需要电路板7的安装面7a上的设置空间，能够相应地增加电子部件的安装数量，从而能够实现小型化，提高功能。

另外，在本实施方式中，尤其是，通过磁芯101被成型为圆环状，能够更好地汇聚被插入其中心孔的跨接线8周围的磁力线以产生合适的电感，从而提高去噪性能。只要能够确保适当的去噪性能，也可以将磁芯10成型为例如八角筒形状等其它筒形状。

另外，在本实施方式中，尤其是，固定部件102具有弹性，且与跨接线8嵌合并将其固定。由此，固定部件102弹性变形而与跨接线8嵌合，从而能够固定跨接线8，因此不需要焊接或螺接等来固定磁芯101，能够以少的工时容易地安装到跨接线8。

另外，在本实施方式中，尤其是，固定部件102的嵌合部102b被成型为：向着围绕磁芯101的轴中心P大致圆周方向开口的形状。由此，并不是先将跨接线8嵌合到单独的固定部件102上之后再在其整体上安装磁芯101，而是能够容易地在预先将磁芯101和固定部件102一体化的状态下向其内周插通跨接线8后再嵌合固定。各嵌合部102b也可以从磁芯101的轴中心P朝向径向外周开口。

另外，在本实施方式中，尤其是，固定部件102将多条跨接线8捆集成束进行固定。由此，能够增加支承噪声滤波器100的跨接线8的数量，能够提高该噪声滤波器100的支承强度。

另外，在本实施方式中，尤其是，固定部件102将各跨接线8固定成各跨接线8从磁芯101的内周面离开且围绕磁芯101的轴中心P均匀配置。由此，多条跨接线8不与磁芯101直接接触，且能够降低电磁偏差，因此能够提高去噪性能。

另外，在本实施方式中，尤其是，固定部件102的各抵接脚部102a抵接在磁芯101的内周面上均匀配置的多个位置来支承磁芯101。由此，在该噪声滤波器100的组装中，容易将固定部件102嵌入到磁芯101的内周侧。虽然没有特别图示，但是固定部件102本身也可以在其外周与其构成一体地具有圆环状的嵌入部件，在该情况下，向磁芯101内周的嵌入固定变得更加可靠。

另外，在本实施方式中，尤其是，将外部的供应电力转换成向马达等电动机提供的驱动控制电力的逆变器1包括上述构成的噪声滤波器100。如此，尤其在需要EMC措施的逆变器1中能够适当地应用噪声滤波器100。

在与该逆变器1输出的驱动控制电力有关的三相交流配线中会产生特别大的噪声，因此，将与该三相交流的各相对应的三条配线作为上述跨接线8插入噪声滤波器100的磁芯101中是有用的。也可以在噪声滤波器100的磁芯101中只插通固定直流配线等两条跨接线8。此时，在将大致三叉形状的固定部件102直接用来固定两条跨接线8的情况下，可以如图8所示，将假引脚(Dummy pins)103嵌合到剩余的嵌合部102b中以维持整体的集束保持力。另外，在磁芯的内径足够大的情况下，噪声滤波器的固定部件也可以是将四条以上的跨接线8集束固定的结构(没有特别图示)。尤其是，在跨接线8中流过的电流大的情况下，也有可能插入四条、六条、或九条跨接线8来集束固定。

另外，在本实施方式中，尤其是，逆变器1所具有的电路板7包括：跨接线8，该跨接线8以从该电路板7的安装面7a立起的方式配设，并且具备刚性；以及圆环状的磁芯101，该磁芯101被插入到其内侧的跨接线8支承。由此，在电路板7的安装面7a上不需要噪声滤波器100的设置空间，能够相应地增加电子部件的安装数量，从而能够实现小型化，提高功能。

以上说明中的“大致”的含义是，对于接在其后的用语，排除严格的解释而留有一定范围的意思。例如，“大致周向”允许设计上、制造上的公差、误差，是“实质上周向”的意思。

另外，除了以上已经描述的以外，也可以将上述实施方式或基于各变形例的方法适当地组合利用。

此外，虽然不一一例示，但是上述实施方式或各变形例可以在不脱离其主旨的范围内施加各种变更来实施。

符号说明

1 逆变器

2 框体

3 操作器

4 指示器LED

5 配线导入口

6 冷却空气导入口

7 电路板(基板)

7a 安装面

8 跨接线(配线)

100 噪声滤波器

101 磁芯

102 固定部件

102a 抵接脚部

102b 嵌合部

103 假引脚