JP2001217668A

JP2001217668A - ノイズフィルターおよびこのノイズフィルターの製造方法

Info

Publication number: JP2001217668A
Application number: JP2000397955A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kanehara; 好秀金原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2001-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ノイズフィルターにピーク値の高い電流が流
れてもノイズ減衰性能が低下することが少なく、また、
漏れ電流が小さくてノイズ減衰性能が高く、電子機器の
ダイオードから発生するノイズを低減し、組立を自動化
しやすい構造で安価なノイズフィルターを得る。【解決手段】この発明のノイズフィルター１０５は、
金属板上の絶縁層１１１上に導体箔のプリント配線パタ
ーン１１０を構成した金属を基板とした配線板１１２上
に、端子1〜６およびＥ、コンデンサＣ１〜Ｃ９、コモ
ンモードチョークコイル１１等の部品を乗せ、全体の温
度を上昇させて一度にハンダ付けして製造するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交流電源と電子機器
との間に挿入するノイズフィルターおよびこのノイズフ
ィルターの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のノイズフィルター１００の
一例を示すものである。図において、入力端子１、２、
３の相互間にはコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３が接続され
ている。この入力端子には交流電源１６が接続される。
出力端子４、５、６の相互間にはコンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６が、またアース端子Ｅと各出力端子間にはコン
デンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９が接続される。入力端子と出力
端子間にはフェライト等の材料の磁性体コア１０に同一
方向に巻いたコイル７、８、９で構成されるコモンモー
ドチョークコイル１１を接続する。出力端子４、５、６
は電子機器１２の電源端子１３、１４、１５に接続す
る。

【０００３】従来のノイズフィルターは、コア１０にコ
イル７、８、９を作るために電線を巻きコモンモードチ
ョークコイル１１を作り、金属ケースに絶縁して取り付
けられた端子にコンデンサと固定されていないコモンモ
ードチョークコイル１１の線を接続し、ハンダ付けした
後にプラスチック等の樹脂を流し込み固定することによ
り製造していた。

【０００４】次に、従来のノイズフィルター１００の動
作について説明する。入力端子１、２、３と出力端子
４、５、６間に接続されるコモンモードチョークコイル
１１は、コモンモードのインダクタンスとしては１ｍＨ
以上の大きなインダクタンスとなり、交流電源１６から
入力端子１、２、３に入るコモンモードノイズを、ノイ
ズフィルター１００を構成するコモンモードチョークコ
イル１１とコンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９により減衰さ
せ、電子機器１２に対しノイズが侵入するのを防止す
る。また、コイル７、８、９は部分的に巻かれているの
で、相互間の結合は完全ではなく漏れインダクタンスが
ある。この漏れインダクタンスと入力端子１、２、３の
相互間に接続したコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、出力
端子４、５、６の相互間に接続したコンデンサＣ４、Ｃ
５、Ｃ６により、交流電源１６から入力端子１、２、３
に入るノーマルモードノイズを減衰させ、電子機器１２
に対しノイズが侵入するのを防止し、また逆に電子機器
１２からノーマルモードノイズが交流電源１６に出るの
を防止する。

【０００５】従来のノイズフィルター１００に接続する
電子機器１２は、その入力端子にダイオードを使用して
いるものが多い。電子機器１２の入力端子１３、１４、
１５には一般的にダイオード７４、７５、７６、７７、
７８、７９が接続されコンデンサＣ１６に直流電圧を充
電する整流回路がある。３相交流電圧のＲ−Ｓ相の電圧
すなわち入力端子１３と１４間の電圧が高くなると、電
流８０が流れ込み、電流８１が流れ出る。次にＲ−Ｓ相
の電圧がコンデンサＣ１６の電圧より低くなるとダイオ
ード７４はオフするが、この時ダイオードの逆回復特性
によりダイオード７４にリカバリ電流が流れ、電子機器
１２の内部回路の発生するノイズに比べ高い電圧のノイ
ズを発生し、かなり高い周波数成分を含む。

【０００６】図６は従来のノイズフィルターの動作を説
明するための波形図である。図（ａ）は電子機器１２の
入力端子１３と１４間の電圧であり、図（ｂ）は図
（ａ）の電圧に含まれるノイズ成分である。ダイオード
７４がオフするタイミング９０では９１のノイズが発生
する。このノイズ９１は拡大すると図（ｄ）のようにな
り、高い周波数成分を含み、高い電圧のノイズを発生す
る。他のノイズは他のダイオードが発生するノイズであ
る。例えばタイミング９２ではダイオード７７がオフし
９３のノイズが発生する。

【０００７】電子機器１２は半導体を使用したものが多
く、入力はダイオードと電解コンデンサによるコンデン
サインプット式整流回路で構成されている場合が多い。
図７は入力がダイオードと電解コンデンサによるコンデ
ンサインプット式整流回路で構成されている電子機器１
２の入力電流の波形を示す図である。コンデンサインプ
ット式整流回路の場合、入力電流の力率は非常に悪く、
電流の実行値に比べピーク値が高く、１．５〜２倍にも
なる電流となる。また、インバータ等の電子機器１２の
入力電流は瞬間的に大きな突入電流が流れることが多
い。例えばインバータ等の負荷として接続したモータを
急加速するときや、モータに急激に負荷が加わった時な
ど定常時に比べ大きな電流が流れる。従って、前記した
整流回路の力率と合わせるとノイズフィルターのコモン
モードチョークコイル１１に流れる電流のピーク値は２
〜３倍になる。

【０００８】図８は従来のノイズフィルターの動作を説
明するための構成図である。図において、１，２，３は
入力端子、４，５，６は出力端子、７，８，９はコイ
ル、１０はフェライトコア等の磁性材料で構成されるコ
ア、１１はコモンモードチョークコイルである。また、
２０，２１は漏れ磁束、２２，２３はコア１０のコイル
７，８が巻かれている部分、２８，２９は電流である。
コモンモードチョークコイル１１に大きな電流が流れる
と、漏れ磁束２０、２１が増加し、コア１０の２２、２
３の部分の磁束密度が増加し、飽和磁束密度に近くな
る。コア１０が飽和磁束密度に近くなると透磁率が小さ
くなり、インダクタンスが下がる。そのため入力端子
１、２、３と出力端子４、５、６間のコモンモードのイ
ンダクタンスは小さくなり、ノイズフィルターとしての
コモンモードノイズの減衰性能は低くなってしまう。ま
た、同様にノーマルモードノイズの減衰性能も低くなっ
てしまう。

【０００９】また、磁性体としてアモルファスをコア１
０に使用しコイル７、８、９を巻いたコモンモードチョ
ークコイル１１を使用してノイズフィルターを構成する
と、アモルファスコアは周波数が高くなると透磁率が低
下するためコイル７、８、９のインダクタンスも小さく
なる。例えば１００ＫＨｚでは１ＫＨｚの時のインダク
タンスの４分の１に小さくなり、１００ＫＨｚ以上の高
周波においてノイズフィルターとしてのノイズの減衰性
能が低くなってしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のノイズフィルタ
ーに接続する電子機器は、その入力端子にダイオードを
使用しているものが多く、その電子機器のダイオードか
ら発生するノイズ電圧が高く、このノイズ電圧を小さく
するには、ノイズフィルターのノイズ減衰性能を高くし
なければならないという問題点があった。また、従来の
ノイズフィルターでは低い周波数のノイズを減衰するた
めにコンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ９に大きな静電容量のも
のを使用していたが、漏れ電流が大きくなるという問題
点があった。

【００１１】また、従来のノイズフィルターの製造方法
は自動化しにくく、手作業で作るので高価となるという
問題点があった。

【００１２】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、ノイズフィルターにピーク値の
高い電流が流れてもノイズ減衰性能が低下することが少
なく、また、漏れ電流が小さくてノイズ減衰性能が高
く、電子機器のダイオードから発生するノイズを低減
し、組立を自動化しやすい構造で安価なノイズフィルタ
ーを得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】コモンモードチョークコ
イルの線間にそれぞれ接続されるコンデンサ及び各線と
アース間に接続されるコンデンサにより構成され、交流
電源と電子機器との間に挿入するノイズフィルターの製
造方法において、金属板上に絶縁層を持ち、前記絶縁層
上に導体箔のプリント配線パターンを構成する、金属を
基板とした配線板上に、端子、コンデンサ、コモンモー
ドチョークコイル等の部品を乗せ、全体の温度を上昇さ
せて一度にハンダ付けして製造するようにしたものであ
る。

【００１４】コモンモードチョークコイルの線間にそれ
ぞれ接続されるコンデンサ及び各線とアース間に接続さ
れるコンデンサにより構成され、交流電源と電子機器と
の間に挿入するノイズフィルターにおいて、熱良導体の
金属板上に熱伝導性能が高く薄い絶縁層を持ち、この絶
縁層上に導体箔のプリント配線パターンを構成した金属
基板配線板と、上部にネジ止めする穴またはネジを有
し、底面にハンダ付けする部分を有した入力端子、出力
端子およびアース端子と、前記入力端子の相互間に接続
するコンデンサ、前記出力端子の相互間に接続するコン
デンサおよび前記アース端子と前記各出力端子間に接続
するコンデンサに取り付けられ、前記プリント配線パタ
ーン上に載せて自立しハンダ付けできる形状のコンデン
サ用電極と、コモンモードチョークコイルを入れるケー
スに固定され、前記コモンモードチョークコイルを構成
する電線を接続するとともに、前記プリント配線パター
ン上に載せてハンダ付けできる形状のコモンモードチョ
ークコイル用電極と、を備え、前記入力端子、前記出力
端子、前記アース端子、コンデンサ用電極およびコモン
モードチョークコイル用電極などの部品をハンダを介し
て前記金属基板配線板のプリント配線パターンに載せ、
全体の温度を上昇させて、前記部品を一度にハンダ付け
して製作したことを特徴とするノイズフィルター。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係るノイズフィルターの構成を示すもの
である。図において、１〜６、１１、Ｅ、Ｃ１〜Ｃ３、
Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ７〜Ｃ９は、図５と同様であり、その説
明を省略する。また、１０５はノイズフィルター、１０
６は取り付け穴、１１０はプリント配線パターン、１１
１は絶縁層、１１２は金属を基板とした配線板である。

【００１６】実施の形態１に係るノイズフィルターは、
以下のように製作される。配線板１１２は、アルミニウ
ムや銅板のような熱良導体の金属板上に熱伝導性能が高
く薄い絶縁層１１１を持ち、絶縁層１１１上に導体箔の
プリント配線パターン１１０を構成した金属を基板とし
た配線板とする。この配線板１１２上に、部品として入
力端子１、２、３、出力端子４、５、６、アース端子
Ｅ、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、
Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、コモンモードチョークコイル１１等
を載せ、各部品の電極部分とプリント配線パターン１１
０との間にはクリーム状または板状のハンダをはさむ。
金属を基板とした配線板１１２の下に高温の発熱体を接
触させるか、赤外線を当て加熱するか、高温の雰囲気の
中に入れるかなどをして、全体の温度を上昇させるとハ
ンダが溶け、全体の部品が一度にハンダ付けできる。

【００１７】図２はこの発明の実施の形態１に係るノイ
ズフィルターに使用する端子、コンデンサ、コモンモー
ドチョークコイルの形状の一例を示す構成図で、図
（ａ）、図（ｂ）は入力端子１、２、３、出力端子４、
５、６、アース端子Ｅの代表的な形状を示すもの、図
（ｃ）はコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ
６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９の代表的な形状を示すもの、図
（ｄ）はコモンモードチョークコイル１１の代表的な形
状を示すものである。

【００１８】図において、１１３，１１４は入力端子
１、２、３、出力端子４、５、６、アース端子Ｅなどの
端子の代表的な形状を示すものであり底面のハンダ付け
する部分と上部のネジ止めする穴またはネジを有してい
るものである。また、１１５はコンデンサＣ１、Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、１１６は
プリント配線パターン１１０上に載せて自立しハンダ付
けできる形状のコンデンサ用電極である。電極１１６の
材料としては熱伝導性の良い銅板が良く、コンデンサの
発熱をプリント配線パターン１１０に逃がすために十分
な厚さ、例えば１〜１．５ｍｍの銅板の電極を使用する
と良い。

【００１９】また、１１７はケース、１１８はケース１
１７に固定される電極、１１９はコアである。図（ｄ）
のコモンモードチョークコイル１１は、ケース１１７に
固定される電極１１８に、コア１１９に電線を巻いたも
のを接続したもので、電極１１８の形状がプリント配線
パターン１１０上に乗せてハンダ付けできる形状に構成
したものである。

【００２０】実施の形態１によるノイズフィルター１０
５の製造方法は、電線を巻き付けたり、切ったりしなく
てもよく、手作業によるハンダ付けも必要としない。そ
のためノイズフィルターの組立を省力化し、ロボットや
自動機械による自動組立ができ、安価なノイズフィルタ
ーの大量生産を可能とする効果がある。

【００２１】金属を基板とした配線板１１２の基板の金
属は、通常電子機器の箱体と同電位の金属上に取り付け
られるので、この基板の金属はアース電位となる。この
アース電位の金属基板上に薄い絶縁層１１１を設けて導
体箔のプリント配線パターン１１０を構成するので、ノ
イズが空間に輻射されることが少なく、また入力側から
出力側へノイズが漏れることも少ないので、ノイズフィ
ルターとしてのノイズ減衰性能が高いノイズフィルター
が得られる効果がある。

【００２２】ノイズフィルター１０５に大電流が流れた
とき、プリント配線パターン１１０やコンデンサＣ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、コ
モンモードチョークコイル１１等が発熱するが、熱伝導
性能が高く薄い絶縁層１１１上に導体箔のプリント配線
パターン１１０を構成し、その上に各部品をハンダ付け
しているので、プリント配線パターン１１０は冷却効果
が高く幅のせまいパターンでも大電流を流すことがで
き、コンデンサやコモンモードチョークコイル１１の発
熱もプリント配線パターン１１０にハンダ付けした電極
から冷却されるので小型のものが使用でき、ノイズフィ
ルター１０５の小型のものが得られる効果がある。

【００２３】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２に係る過飽和リアクトルを接続したノイズフィルタ
ーの構成の出力端子部を示す図である。図において、
４、５、６は出力端子、Ｅはアース端子、７１、７２、
７３は過飽和リアクトル、１０５はノイズフィルター、
１１０はプリント配線パターン、１１２は金属を基板と
した配線板である。電子機器（図示せず）に接続する出
力端子４、５、６と直列に過飽和リアクトル７１、７
２、７３を接続したもので、金属を基板とした配線板１
１２上に設けた導体箔のプリント配線パターン１１０に
ハンダ付けした端子形状１１３（図２（ａ）に記載）の
出力端子４、５、６を中心として過飽和リアクトル７
１、７２、７３をそれぞれはめこんだものである。非常
に簡単な構成で、電子機器１２のダイオードのリカバリ
電流が流れにくくし、リカバリ電流によるノイズが発生
しないようにしてノイズを低減する効果が得られる。

【００２４】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３に係るノイズフィルターを示す図で、カバーで覆っ
たノイズフィルターである。図において、１〜６、Ｅ、
１１２は、図１と同様であり、その説明を省略する。ま
た、１０７は接合面、１０８はノイズフィルター用カバ
ー、１０９は取り付け穴である。

【００２５】ノイズフィルター用カバー１０８は、プラ
スチック等の絶縁物を成形して製作され、入力端子１、
２、３、出力端子４、５、６およびアース端子Ｅの接続
部を外に出すようにしてノイズフィルターを覆うように
したもので、さらにノイズフィルターの取り付け穴と同
位置に取り付け穴１０９を有し、ノイズフィルターとノ
イズフィルター用カバー１０８を同一のネジ等で固定で
きる。また、ノイズフィルター用カバー１０８と配線板
１１２とを接合面１０７で接着または、はめ合わせ、ま
たは鉤状のもので引っ掛けて固定すれば、ノイズフィル
ターのプリント配線パターン１１０や部品、端子に誤っ
て接触することがないので安全であり、商品価値も向上
する効果がある。

【００２６】また、ノイズフィルター用カバー１０８の
内部に熱伝導性のプラスチック等の樹脂を充填すれば振
動や外的力等で部品のハンダ付けが取れることもなくな
り、またコンデンサやコモンモードチョークコイル１１
等の部品の発熱に対しても冷却効果をさらに良くするこ
とができ、ノイズフィルターの品質が向上する効果があ
る。

【００２７】また、ノイズフィルター用カバー１０８の
内面に導体を張りつけてシールドをすれば、プラスチッ
ク等の絶縁物を成形して構成したノイズフィルターカバ
ー１０８であってもノイズを外部に出すことはなくノイ
ズ減衰性能の高いノイズフィルターが得られる効果があ
る。

【００２８】ところで、上記説明では、三相交流用のノ
イズフィルターで示したが、単相交流用または単相３線
式交流用等のノイズフィルターであっても同等の効果を
奏する。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３０】この発明のノイズフィルターは、金属を基
板とした配線板上に、全体の部品を一度にハンダ付けし
たので、自動組立ができ、安価なノイズフィルターを生
産することができ、また、ノイズ減衰性能が高く、小型
のものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係るノイズフィル
ターの構成を示すものである。

【図２】この発明の実施の形態１に係るノイズフィル
ターに使用する端子、コンデンサ、コモンモードチョー
クコイルの形状の一例を示す構成図である。

【図３】この発明の実施の形態２に係る過飽和リアク
トルを接続したノイズフィルターの構成の出力端子部を
示す図である。

【図４】この発明の実施の形態３に係るノイズフィル
ターを示す図で、カバーで覆ったノイズフィルターであ
る。

【図５】従来のノイズフィルター１００の一例を示す
ものである。

【図６】従来のノイズフィルターの動作を説明するた
めの波形図である。

【図７】入力がダイオードと電解コンデンサによるコ
ンデンサインプット式整流回路で構成されている電子機
器１２の入力電流の波形を示す図である。

【図８】従来のノイズフィルターの動作を説明するた
めの構成図である。

【符号の説明】

１，２，３入力端子、４，５，６出力端子、
７，８，９コイル、１０磁性体コア、１１コモ
ンモードチョークコイル、１２電子機器、１３，１
４，１５電源端子、１６交流電源、７１、７
２、７３過飽和リアクトル、７４、７５、７６ダ
イオード、７７、７８、７９ダイオード、８０，
８１、１００ノイズフィルター、１０１ノイ
ズフィルター、１０５ノイズフィルター、１０６
取り付け穴、１０７接合面、１０８ノイズフ
ィルター用カバー、１０９取り付け穴、１１０プ
リント配線パターン、１１１絶縁層、１１２金
属を基板とした配線板、１１３，１１４端子、１
１５コンデンサ、１１６コンデンサ用電極、１
１７ケース、１１８コモンモードチョークコイル
用電極、１１９コア、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３コンデ
ンサ、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６コンデンサ、Ｃ７，Ｃ
８，Ｃ９コンデンサ、Ｃ１６コンデンサ、Ｅ
アース端子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コモンモードチョークコイルの線間にそれ
ぞれ接続されるコンデンサ及び各線とアース間に接続さ
れるコンデンサにより構成され、交流電源と電子機器と
の間に挿入するノイズフィルターの製造方法において、
金属板上に絶縁層を持ち、前記絶縁層上に導体箔のプリ
ント配線パターンを構成する、金属を基板とした配線板
上に、端子、コンデンサ、コモンモードチョークコイル
等の部品を乗せ、全体の温度を上昇させて一度にハンダ
付けして製造することを特徴とするノイズフィルターの
製造方法。
【請求項２】コモンモードチョークコイルの線間にそれ
ぞれ接続されるコンデンサ及び各線とアース間に接続さ
れるコンデンサにより構成され、交流電源と電子機器と
の間に挿入するノイズフィルターにおいて、熱良導体の
金属板上に熱伝導性能が高く薄い絶縁層を持ち、この絶
縁層上に導体箔のプリント配線パターンを構成した金属
基板配線板と、上部にネジ止めする穴またはネジを有
し、底面にハンダ付けする部分を有した入力端子、出力
端子およびアース端子と、前記入力端子の相互間に接続
するコンデンサ、前記出力端子の相互間に接続するコン
デンサおよび前記アース端子と前記各出力端子間に接続
するコンデンサに取り付けられ、前記プリント配線パタ
ーン上に載せて自立しハンダ付けできる形状のコンデン
サ用電極と、コモンモードチョークコイルを入れるケー
スに固定され、前記コモンモードチョークコイルを構成
する電線を接続するとともに、前記プリント配線パター
ン上に載せてハンダ付けできる形状のコモンモードチョ
ークコイル用電極と、を備え、前記入力端子、前記出力
端子、前記アース端子、コンデンサ用電極およびコモン
モードチョークコイル用電極などの部品をハンダを介し
て前記金属基板配線板のプリント配線パターンに載せ、
全体の温度を上昇させて、前記部品を一度にハンダ付け
して製作したことを特徴とするノイズフィルター。