JP2002057541A

JP2002057541A - ラインフィルタ

Info

Publication number: JP2002057541A
Application number: JP2000240556A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tateyama; 健一立山
Original assignee: Soshin Electric Co Ltd
Current assignee: Soshin Electric Co Ltd
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】搭載面積を小さくしたケースに、コイル固定
のための樹脂注形作業を容易にし、端子台の下部の余分
なスペースをなくし、さらに、従来の材質で必要とした
磁路断面積より小さな小型なコアを形成して、小型な製
造し易いラインフィルタを構成する。【解決手段】取り付け穴部をケースの内部または凹部
に設け、左右の側壁の中央上部に切り欠きを備え、２つ
の隔壁で仕切られた樹脂製ケースを金属底板上に成形
し、該ケースの中央部にコイルを樹脂固定し、該コイル
の隔壁を隔てた両端に、外部端子が接続される中継端子
板を、下部に配設した複合コンデンサを接続して樹脂固
定し、前記コイル端子を接続して、通気孔と入出力ケー
ブル導入溝を備えた着脱可能な蓋ケースを被せたライン
フィルタを構成する。また、非晶質超微細結晶合金の薄
帯を捲回したコアを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、商用電源と負荷装
置の間に挿入され、電源から負荷装置へ伝播するノイ
ズ、また負荷装置から電源へ伝播するノイズを低減する
ラインフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のラインフィルタは、磁性金属薄帯
を捲回したリングコアや、マンガン、亜鉛（Ｍｎ，Ｚ
ｎ）フェライトを燒結したリングコアに、通電電流に応
じた太さの線材で捲き線を施してライン用チョークコイ
ルを形成していた。周囲に捲回されるコイル導線に電流
容量の小さいものには撚り線が用いられ、電流容量の大
きいものには、交流磁界による渦電流損失を低減するた
め,また捲き線の作業性を向上させるため、絶縁された
単線を並列にした複線や、太い丸線が用いられている。

【０００３】形状は、積層珪素鋼板の場合はＥＩコアや
ＣＣコアが、またフェライトコアの場合はリングコアな
どのブロック状の閉磁路コアが用いられる。ＥＩコアや
ＣＣコアは、予めボビンに捲き線しておき、分割された
コアを挿入してから１体に接合させるため、接合面の平
滑度が要求される。

【０００４】ラインフィルタは前述のブロック状のコア
に、単相用は２個、３相用は３個のコイルを、コモンモ
ードコイルは同一方向に捲き線し、単相用ノーマルモー
ドコイルは逆方向に捲き線し、３相用ノーマルモードコ
イルは、コイル間の結合がない個別コイルを３個用いて
ラインフィルタを構成する。

【０００５】珪素鋼板は、透磁率は大きいが周波数特性
が高周波領域まで伸びていないため、数１０ＫＨ以上の
周波数帯域では使用できない。また、フェライトは、飽
和磁束密度があまり大きくないため、磁気飽和し易いの
でハイパワー用は断面積の大きいコアを用いるため、大
型ラインフィルタにならざるを得なかった。コアの飽和
磁束密度が低く、磁気飽和する場合は、閉磁路コアの外
郭に間隙を設けて１部を開磁路とした半閉磁路コアとし
て、磁気飽和を回避することが行われている。

【０００６】電子機器の小型化の影響によりラインフィ
ルタも同じく小型化の要求が強まっているが、図２に示
す回路図を製品化した従来の３相ラインフィルタは、図
７の平面図と断面図に示すように金属底板１の両端部に
取り付け穴１３を備えたケースの両側壁に、２連の中継
端子板９をネジ止め固定し、その下部に個別コンデンサ
１０を３個配置して、デルタ結線したＸコンデンサ、あ
るいはスター結線したＹコンデンサを構成して前記中継
端子板に接続してから、ケースの中央部にコイルを配置
して前記中継端子板に接続したのち、ケースに樹脂８を
注形してコイルとコンデンサを固定していた。

【０００７】しかしながら、ケースの両側壁に２連の中
継端子台をネジ止め固定し、その下部に複合コンデンサ
を配置し中継端子台に接続する作業が、狭い空間で行う
ために煩雑であり、工数がかかっていた。また、個別の
コンデンサを用いるため、３個のコンデンサを並べた形
状が、コイルの形状と不揃いとなり、余分なスペースが
でき小型化が困難であった。

【０００８】個別のコンデンサはコンデンサケースにコ
ンデンサ素子を入れて防湿、固定するために、煩雑な樹
脂注形作業がおこなわれ、コンデンサケースの外形寸法
はコンデンサ素子の外形寸法より５ｍｍ以上大きいた
め、ノイズフィルタの小型化は困難であった。さらにフ
ィルタケースへ固定のため樹脂注型されるので、樹脂注
型作業が２回行われていた。また、取り付け穴がケース
底部の両端にあるため、搭載面積がそれだけ大きくなっ
ていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のラインフィルタ
における、コイル固定のための樹脂注形作業を容易に
し、端子台の下部の余分なスペースをなくし、さらに搭
載面積を小さく小型化したラインフィルタを構成する。
また、従来の材質で必要とした磁路断面積より、さらに
小さな磁路断面積の小型なコアを形成して、小型なライ
ンフィルタを構成する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、リングコ
アに銅線が捲回された複数コイルの両端に、複合コンデ
ンサを備えるラインフィルタであって、金属底板上に成
型され、内部が隔壁で３部位に仕切られた、中部位の左
右側壁の上部に切り欠きを備え、前記中部位の対角隅部
に取り付け穴を有する樹脂製のケース内の、前記中部位
にコイルを樹脂固定し、隔壁で隔てた前後の部位に、複
合コンデンサを下部に接続した中継端子板を樹脂固定
し、該中継端子板に前記コイル端子を接続し、通気孔と
入出力ケーブル導入溝を備えた蓋ケースを被せたことを
特徴とするラインフィルタである。

【００１１】図３の斜視図と平面図に示すケースの左右
側壁の中央上部に切り欠き１１を備えることで、コイル
の組込みと樹脂注型作業が容易になり、ケースの樹脂材
料費も低減できる。また、トロイダルコイルを収納する
ケースの矩形な中部位の隅部に、取り付け穴を設けるこ
とで、ケースの取り付け搭載面積が小さくなる。取り付
け穴はケース中部位の内部でも外部でもよい。２つの隔
壁３で仕切られたケース両端の、１方の部位に図１に示
すように３個のプラスチックコンデンサ素子５を結線し
て構成した、Ｘコンデンサを接続した中継端子板４を入
れ、他方の部位には前記と同様に構成したＸコンデンサ
とＹコンデンサを接続した中継端子板を入れ、樹脂８を
中継板の高さまで注型，硬化させて固定する。

【００１２】中継板は、印刷配線板にネジをはんだ付け
した物であり、従来の２連の端子台と比較して形状が小
さく、コストも安くなる。コイルの入出力端子は、コイ
ルの前後の隔壁を超えて、外部端子が接続される中継端
子板にそれぞれ接続し、樹脂製の通気孔と入出力ケーブ
ル導入溝を備えた着脱可能な蓋ケースを被せる。樹脂製
ケースであるので、前記中継端子に入出力ケーブルを接
続して、蓋ケースを中継端子に密着して被せても短絡す
ることなく、高さを押さえることができる。

【００１３】第２の発明は、リングコアに銅線が捲回さ
れた複数コイルの両端に、複合コンデンサを備えるライ
ンフィルタであって、取り付け穴部を矩形金属底板の対
角隅部に備え、該取り付け穴部を除く金属底板上に成型
されたケースの内部が、隔壁で３部位に仕切られた中部
位の左右側壁の上部に切り欠きを備え、前記中部位にコ
イルを樹脂固定し、隔壁で隔てた前後の部位に、複合コ
ンデンサを下部に接続した中継端子板を樹脂固定し、該
中継端子板に前記コイル端子を接続し、通気孔と入出力
ケーブル導入溝を備えた蓋ケースを被せたことを特徴と
するラインフィルタである。

【００１４】たとえば、図５の回路図に示す２相用のラ
インフィルタの入出力端子は、それぞれ２個であるので
短絡しない限度まで端子間を詰めて配設し、取り付け穴
をほぼ同列上に設けることで、取り付け搭載面蹟を小さ
くすることができ、ケースの容積も小さくすることがで
き材料費も低減できる。３相用ラインフィルタの入出力
端子は、それぞれ３個となるが前記と同様である

【００１５】第３の発明は、前記のラインフィルタにお
いて、前記複合コンデンサの１方が、２段に重ねた３個
のコンデンサ素子で構成したＸコンデンサ素子であり、
他方の複合コンデンサは、２段に重ねた３個のコンデン
サ素子で構成したＸコンデンサ素子と、３個のコンデン
サ素子を縦に並べて下部端子を、前記金属底板に接続し
たＹコンデンサ素子であることを特徴とするラインフィ
ルタである。

【００１６】コイルの外形に合わせて設計した裸のコン
デンサ素子３個を結線して、Ｘコンデンサ素子とＹコン
デンサ素子を構成する。従来の個別コンデンサのように
ケースに入れない裸の素子を、スペースに合わせた設計
をするので、余分なスペースがなく小型に構成すること
ができる。さらに、コンデンサのケースが不要となり、
樹脂注型の回数が１回で済むので材料費と加工費の低減
ができる。

【００１７】第４の発明は、前記ラインフィルタのケー
スの隔壁において、コイル端子の導出溝を備える上辺
が、前記蓋ケースに当接していることを特徴とするライ
ンフィルタである。

【００１８】ケースの隔壁の上辺に、コイル端子と同数
の導出溝を備え、それぞれのコイル端子を隔壁上辺の溝
を通して、前記中継端子にネジ止め固定する。このとき
コイル端子が、共回りすることなく安定している。また
隔壁上辺は、蓋ケースに当接するので支えとなり、樹脂
製の蓋ケースは多少撓む程度まで薄くすることができ、
樹脂材料を少なくすることができる。

【００１９】第５の発明は、前記のラインフィルタにお
いて、前記コアが非晶質超微細結晶合金の磁性薄帯を捲
回してなるリングコアであることを特徴とするラインフ
ィルタである。

【００２０】図８のＢ−Ｈ特性図に示すように、非晶質
超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回してなるコアを用いた
場合、従来のマンガン亜鉛（Ｍｎ、Ｚｎ）系フェライト
コアにくらべて、飽和磁束密度が高く透磁率も大きいの
で磁路断面積の小さな、小型なコアが形成できる。また
非晶質超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回してなるコア
は、同一の厚みの珪素鋼板に比較して、透磁率およびＱ
特性の周波数特性が高周波まで伸びているので高周波チ
ョークコイルのコア材料に適している。

【００２１】コアの磁路断面積が小さく磁気飽和する場
合は、閉磁路コアの外郭に間隙を設けて１部を開磁路と
した半閉磁路コアとして飽和磁束密度を上げ、磁気飽和
を回避する。直流電流が重畳する場合は、コアが磁気飽
和し易くなるので、コアに間隙を設けてコアの一部を開
磁路とした半閉磁路コアとすると、飽和磁束密度および
実効透磁率が制御できる。非晶質超微細結晶磁性合金コ
アは、透磁率が大きく、さほど捲き数を増やす必要が無
いので、磁路断面積が小さい小型な半閉磁路コアとして
用いることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】搭載用の取り付け穴部が搭載面積
を広げないよう、ケース内部または凹部になるように金
属底板上に成形されたケースの中央部に、２相電源用ま
たは３相電源用のコイルを配置し、隔壁で仕切られた前
後の部位に、電源の相数に応じた複合コンデンサおよび
中継端子板を収納して、前記の仕切られた３部位に樹脂
注型して固定する。また、非晶質超微細結晶磁性合金
の薄帯を捲回したコアを用いて、小型化を図る。

【００２３】

【実施例１】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図２に示すコモンモード３相ラインフィ
ルタの回路図に基づいた本発明の実施例を図１の平面図
と断面図に示す。まず、パターン形成された厚さ１．６
ｍｍの両面銅張基板の３穴それぞれに中継端子を挿し込
んで裏面側からはんだ付け固定して、３端子の中継端子
板４を構成した。

【００２４】次に、３個のプラスチックコンデンサ素子
５をデルタ結線したＸコンデンサとスター結線したＹコ
ンデンサを、回路図に従いそれぞれの中継端子板４には
んだ付け接続して、複合コンデンサ付きの中継端子板を
構成した。つぎに、前記複合コンデンサ付きの中継端子
板を、図３に示す金属底板１の上に成形された、ケース
の隔壁３で仕切られた両端の部位に入れ、エポキシ樹脂
８を注型して加熱硬化させた。

【００２５】一方、厚さ２０μｍ、幅１５ｍｍの非晶質
超微細結晶磁性合金薄帯（アルプス電気株式会社製；ナ
ノパーム）を捲回して絶縁ケースに収納し、外径５０ｍ
ｍΦ、内径２０ｍｍΦ、厚さ１７ｍｍのリングコア６を
形成し、３ｍｍφの絶縁被覆銅線を、前記リングコアに
１０ターン捲回したコイル７を３個形成し、それぞれの
銅線の両端に接続端子を圧着接続した３相用のチョーク
コイルを、図１に示すように前記ケースの中央部に入
れ、入出力端子をそれぞれ前後の中継端子にネジ止めし
た後、蓋ケースを被せた状態を図４に示す。

【００２６】

【実施例２】図５の２相電源用ラインフィルタの回路図
に基づいて、取り付け穴部を矩形金属底板の対角隅部に
備え、該取り付け穴部を除く金属底板上に成型されたケ
ース内に実施例１と同様にして構成した、エポキシ樹脂
注型前の状態の２相電源用ラインフィルタの平面図と断
面図を図６に示す。

【００２７】

【発明の効果】従来のラインフィルタにおける取り付け
穴部の配置を換えて、搭載面積を小さくしたケースに、
コイル固定のための樹脂注形作業を容易にし、端子台の
下部の余分なスペースをなくして小型化し、さらに、従
来の材質で必要とした磁路断面積より、さらに小さな磁
路断面積の小型なコアを形成して、小型で低価格なライ
ンフィルタが構成できる。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のラインフィルタ組み立て図の平面図
と断面図を示す。

【図２】実施例１のラインフィルタの回路図を示す。

【図３】ケースの斜視図と平面図を示す。

【図４】完成図を示す。

【図５】実施例２のラインフィルタの回路図を示す。

【図６】実施例２のラインフィルタの組み立て図の平面
図と断面図を示す。

【図７】従来のラインフィルタの平面図と断面図を示
す。

【図８】フェライトコアと非晶質超微細結晶合金コアの
磁気飽和特性図を示す。

【符号の説明】

１・・・・・金属底板２・・・・・ケース３・・・・・隔壁４・・・・・中継端子板５・・・・・コンデンサ素子６・・・・・リングコア７・・・・・コイル８・・・・・エポキシ樹脂９・・・・・２連の端子台１０・・・・個別コンデンサ１１・・・・切り欠き部１２・・・・金属底板嵌合部１３・・・・取り付け穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リングコアに銅線が捲回された複数コイル
の両端に、複合コンデンサを備えるラインフィルタであ
って、金属底板上に成型され内部が隔壁で３部位に仕切
られた、中部位の左右側壁の上部に切り欠きを備え、前
記中部位の対角隅部に搭載用の取り付け穴を有する、樹
脂製ケース内の前記中部位にコイルを樹脂固定し、隔壁
で隔てた前後の部位に、複合コンデンサを下部に接続し
た中継端子板を樹脂固定し、該中継端子板に前記コイル
端子を接続し、通気孔と入出力ケーブル導入溝を備えた
蓋ケースを被せたことを特徴とするラインフィルタ。
【請求項２】リングコアに銅線が捲回された複数コイル
の両端に、複合コンデンサを備えるラインフィルタであ
って、搭載用の取り付け穴部を矩形金属底板の対角隅部
に備え、該取り付け穴部を除く金属底板上に成型された
ケースの、内部が隔壁で３部位に仕切られた中部位の左
右側壁の上部に切り欠きを備え、前記中部位にコイルを
樹脂固定し、隔壁で隔てた前後の部位に、複合コンデン
サを下部に接続した中継端子板を樹脂固定し、該中継端
子板に前記コイル端子を接続し、通気孔と入出力ケーブ
ル導入溝を備えた蓋ケースを被せたことを特徴とするラ
インフィルタ。
【請求項３】請求項１および２のいずれかに記載のライ
ンフィルタにおいて、前記複合コンデンサの１方が、２
段に重ねた３個のコンデンサ素子で構成したＸコンデン
サ素子であり、他方の複合コンデンサは、２段に重ねた
３個のコンデンサ素子で構成したＸコンデンサ素子と、
３個のコンデンサ素子を縦に並べて下部端子を、前記金
属底板に接続したＹコンデンサ素子であることを特徴と
するラインフィルタ。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載のライン
フィルタのケースの隔壁において、コイル端子の導出溝
を備えた上辺が、前記蓋ケースに当接していることを特
徴とするラインフィルタ。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載のライン
フィルタにおいて、前記リングコアが非晶質超微細結晶
合金の磁性薄帯を捲回してなるリングコアであることを
特徴とするラインフィルタ。