JP2016066718A - Noise-reducing member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電線から生ずるノイズを低減するためのノイズ低減部材に関する。 The present invention relates to a noise reduction member for reducing noise generated from electric wires.
特開2000−353622号公報(特許文献1)には、半円筒状に形成された一対のフェライトコアを互いに当接させ、内部に電子機器等のケーブルを挿通することにより、ケーブルを流れる雑音電流を吸収するように構成されたノイズ低減部材が記載されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-353622 (Patent Document 1), a noise current flowing through a cable by causing a pair of ferrite cores formed in a semi-cylindrical shape to abut each other and inserting a cable of an electronic device or the like inside. A noise reduction member configured to absorb the is described.
このノイズ低減部材では、一対のフェライトコアの当接面における相対移動を規制することにより、フェライトコアによる閉回路の断面積低減を防止し、これにより、高いインピーダンス値を実現してノイズ低減効果の向上を図っている。 In this noise reduction member, by restricting the relative movement at the contact surfaces of the pair of ferrite cores, the ferrite core prevents the cross-sectional area of the closed circuit from being reduced, thereby realizing a high impedance value and reducing the noise. We are trying to improve.
ところで、高いノイズ低減効果を得るためには高いインピーダンス値が必要となるが、高いインピーダンス値を有する磁性体は磁気飽和を生じ易い。ケーブルを流れる電流が直流の場合にあっては、当該磁気飽和は顕著なものとなる。したがって、直流電流に重畳されたノイズ低減を行うにあたっては、高いインピーダンス値の実現と磁気飽和の抑制との両立を図る必要がある。上述した公報には、こうした点において何ら言及されておらず、なお改良の余地がある。 By the way, in order to obtain a high noise reduction effect, a high impedance value is required, but a magnetic material having a high impedance value is likely to cause magnetic saturation. When the current flowing through the cable is direct current, the magnetic saturation becomes significant. Therefore, in order to reduce the noise superimposed on the direct current, it is necessary to achieve both a high impedance value and suppression of magnetic saturation. The above-mentioned publication does not mention anything in this respect, and there is still room for improvement.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、インピーダンス値を低下させることなく磁気飽和の抑制を図ることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing magnetic saturation without reducing the impedance value.
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、磁性体に導体線を巻き付け、当該導体線の両端に抵抗体を接続することにより構成したノイズ低減部材において、磁性体の形状寸法、導体線の巻き付け回数、および、抵抗体の抵抗値のそれぞれを所定値に設定することにより、所定の周波数帯域においてインピーダンス値を低下させることなく磁気飽和を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research in order to achieve the above-described object, the present inventors have found that in a noise reduction member configured by winding a conductor wire around a magnetic material and connecting a resistor to both ends of the conductor wire, It has been found that magnetic saturation can be suppressed without lowering the impedance value in a predetermined frequency band by setting each of the shape dimension, the number of windings of the conductor wire, and the resistance value of the resistor to a predetermined value. It came to be completed.
本発明に係るノイズ低減部材の好ましい形態によれば、電線を挿通するための挿通孔を有する磁性体と、挿通孔を介して磁性体に巻回された導体線と、導体線を終端する抵抗体と、を備えている。当該ノイズ低減部材では、磁性体は、実効断面積が42〜158mm2の範囲内となるよう構成されていると共に、実効磁路長が34〜111mmの範囲内となるよう構成されている。また、導体線は、磁性体に対して少なくとも1回巻回されるよう構成されている。そして、抵抗体は、抵抗値が50〜200Ωの範囲となるように、好ましくは98〜102Ωの範囲となるように構成されている。本発明における「電線」は、典型的には、電源ケーブルがこれに該当するが、信号ケーブルや制御ケーブルを好適に包含する。また、本発明における「実効断面積」とは、JIS C2560−1992に定義されているように磁路の実効的な断面積が該当する。さらに、本発明における「実効磁路長」とは、JIS C2560−1992に定義されているように磁路の実効的な長さが該当する。 According to a preferred embodiment of the noise reducing member of the present invention, a magnetic body having an insertion hole for inserting an electric wire, a conductor wire wound around the magnetic body through the insertion hole, and a resistance for terminating the conductor wire And a body. In the noise reduction member, the magnetic body is configured so that the effective cross-sectional area is in the range of 42 to 158 mm 2 and the effective magnetic path length is in the range of 34 to 111 mm. The conductor wire is configured to be wound at least once around the magnetic body. And a resistor is comprised so that it may become the range of 98-102 ohms preferably, so that a resistance value may be in the range of 50-200 ohms. The “electric wire” in the present invention typically corresponds to a power cable, but preferably includes a signal cable and a control cable. The “effective cross-sectional area” in the present invention corresponds to the effective cross-sectional area of the magnetic path as defined in JIS C2560-1992. Furthermore, the “effective magnetic path length” in the present invention corresponds to the effective length of the magnetic path as defined in JIS C2560-1992.
一般的に、直流電流に重畳されるノイズで問題となるのが低周波側の周波数成分であるが、本発明によれば、電源に関するEMC規格で制定された周波数帯域のうち最も低い周波数成分である150kHzにおいて、起磁力が1〜2ATの範囲内で磁気飽和を抑制することができ、しかも、当該周波数帯域におけるインピーダンス値もほとんど低下することがない。これにより、自動車や産業機器等の大電流が流れる電源線やインバータ機器等におけるノイズを効果的に低減することができる。 In general, it is a frequency component on the low frequency side that causes a problem with noise superimposed on a direct current. However, according to the present invention, the lowest frequency component in the frequency band established in the EMC standard for power supplies is used. At a certain 150 kHz, magnetic saturation can be suppressed when the magnetomotive force is in the range of 1 to 2 AT, and the impedance value in the frequency band hardly decreases. Thereby, the noise in the power supply line through which a large current flows, such as an automobile or industrial equipment, an inverter device, or the like can be effectively reduced.
本発明によれば、インピーダンス値を低下させることなく磁気飽和の抑制を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress magnetic saturation without reducing the impedance value.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
本発明の実施の形態に係るノイズ低減部材1は、自動車の電源(バッテリ)の電源ケーブル3の外周に取り付けられて、電源ケーブル3を流れる直流電流に重畳されるノイズを吸収して低減するように構成されており、磁性体11と、当該磁性体11に巻き付けられる導体線13と、導体線13を終端する抵抗体15と、を備えている。ノイズ低減部材1は、本発明における「ノイズ低減部材」に対応し、磁性体11は、本発明における「磁性体」に対応し、導体線13は、本発明における「導体線」に対応し、抵抗体15は、本発明における「抵抗体」に対応する実施構成の一例である。また、電源ケーブル3は、本発明における「電線」に対応する実施構成の一例である。
The
磁性体11は、略円筒状のフェライトコアにより構成されており、内部に軸方向に貫通する貫通孔11aが形成されている。磁性体11は、外径が20mm、内径が10mm、長さが10mmに形成されている。即ち、磁性体11は、実効断面積が42〜54mm2、実効磁路長が43〜44mmとなるように構成されている。貫通孔11aは、本発明における「挿通孔」に対応する実施構成の一例である。
なお、実効断面積や実効磁路長は、JIS C2560−1992の定義から明らかなように、磁性体の外径、内径および長さによって算出されるが、本発明において磁性体の外径、内径および長さは最大で0.6mmの公差を有するため、実効断面積や実効磁路長は一定の幅を有することになる。
The
The effective area and the effective magnetic path length are calculated from the outer diameter, inner diameter and length of the magnetic material, as is clear from the definition of JIS C2560-1992. In the present invention, the outer diameter and inner diameter of the magnetic material are calculated. Since the maximum length has a tolerance of 0.6 mm, the effective area and the effective magnetic path length have a certain width.
導体線13は、主に銅線により構成されており、線径が0.5mmに形成されている。導体線13は、図1に示すように、磁性体11の貫通孔11aに挿通され磁性体11の内周と外周に亘ってループ状に1回巻き付けられている。
The
抵抗体15は、導体線13の両端に接続されている。抵抗体15は、100Ωの抵抗値を有している。
The
次に、こうして構成されたノイズ低減部材1における透磁率特性およびインピーダンス特性について説明する。図2は、本実施の形態に係るノイズ低減部材1と導体線や抵抗体を有さないノイズ低減部材との透磁率を直流電流による起磁力が0.01〜10ATに亘って測定した透磁率特性図であり、図3は、本実施の形態に係るノイズ低減部材1と導体線や抵抗体を有さないノイズ低減部材とのインピーダンス値を周波数0.01MHz(10kHz)〜1000MHz(1GHz)に亘って測定したインピーダンス特性図である。
なお、図2および図3内においては、「本実施の形態に係るノイズ低減部材1」については「A」で表し、「導体線や抵抗体を有さないノイズ低減部材」については「B」で表す。
Next, the magnetic permeability characteristic and the impedance characteristic in the
In FIG. 2 and FIG. 3, “
図2に示すように、導体線13や抵抗体15を有さないノイズ低減部材(B)の透磁率μは、起磁力が値0.1AT辺りからなだらかに低下する。一方、本実施の形態に係るノイズ低減部材1(A)では、前記同様、透磁率μは起磁力が値0.1AT辺りから低下し始めるが、値0.1〜2ATにわたり、高い透磁率を示し、かつ値1〜2ATの範囲で透磁率μの低下傾向が一旦停止する。即ち、起磁力が値1〜2ATの範囲で透磁率μの低下が抑制されている。なお、図2は、電源に関するEMC規格で制定された周波数帯域のうち最も低い周波数成分である150kHzにおける透磁率特性を示している。
As shown in FIG. 2, the magnetic permeability μ of the noise reduction member (B) that does not have the
一方、導体線13や抵抗体15を有さないノイズ低減部材(B)および本実施の形態に係るノイズ低減部材1(A)は、図3に示すように、大差は見られない。即ち、導体線13や抵抗体15の有無によってインピーダンス値が低下することはない。
On the other hand, the noise reduction member (B) that does not have the
即ち、本実施の形態に係るノイズ低減部材1(A)によれば、周波数成分が150kHzにおいて、起磁力が1〜2ATの範囲内で磁気飽和を抑制することができ、しかも、当該周波数帯域におけるインピーダンス値もほとんど低下することがない。これにより、自動車や産業機器等の大電流が流れる電源線やインバータ機器等におけるノイズを効果的に低減することができる。
なお、前述のノイズ低減部材1における導体線13は、磁性体に対して1回巻回されているが、2回、3回巻回するようにしてもよい。この場合、巻回回数1回のときが、最も磁気飽和の抑制を図ることができる。
また、前述の抵抗体15は100Ωとされているが、本発明においては、50〜200Ωの範囲であれば、同様の結果が得られることも確認された。さらにその抵抗値が98〜102Ωの範囲内であれば、インピーダンス値を殆ど低下させることなく磁気飽和の抑制を図ることが可能であることも確認された。
なお、前述の範囲を外れると、インピーダンス値を低下させることなく磁気飽和の抑制を図ることができなかった。
That is, according to the noise reduction member 1 (A) according to the present embodiment, magnetic saturation can be suppressed within a frequency range of 1 to 2 AT at a frequency component of 150 kHz, and in the frequency band. The impedance value hardly decreases. Thereby, the noise in the power supply line through which a large current flows, such as an automobile or an industrial device, an inverter device, or the like can be effectively reduced.
In addition, although the
Moreover, although the above-mentioned
In addition, when it deviated from the above-mentioned range, it was not possible to suppress the magnetic saturation without reducing the impedance value.
(実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係)
本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
(Correspondence between each component of the embodiment and each component of the present invention)
This embodiment shows an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment.
上記実施例で磁性体11は、磁性体11は、外径が20mm、内径が10mm、長さが10mmに形成され、実効断面積が42〜54mm2、実効磁路長が43〜44mmとされているが、本発明ではこの他、外径が16mm、内径が8mm、長さが16mmに形成され、実効断面積が54〜69mm2、実効磁路長が34〜35mmとなる磁性体や、外径が47mm、内径が27mm、長さが15mmに形成され、実効断面積が134〜158mm2、実効磁路長が109〜111mmとなる磁性体についても前述と同様の効果が確認された。
In the above embodiment, the
1 ノイズ低減部材
3 電源ケーブル
11 磁性体
11a 貫通孔(挿通孔)
13 導体線
15 抵抗体
DESCRIPTION OF
13
Claims (2)
前記挿通孔を介して前記磁性体に巻回された導体線と、
該導体線を終端する抵抗体と、
を備え、
前記磁性体は、実効断面積が42〜158mm2の範囲内となるよう構成されていると共に、実効磁路長が34〜111mmの範囲内となるよう構成されており、
前記導体線は、前記磁性体に対して少なくとも1回巻回されるよう構成されており、
前記抵抗体は、抵抗値が50〜200Ωの範囲となるよう構成されている
ことを特徴とするノイズ低減部材。 A magnetic body having an insertion hole for inserting an electric wire;
A conductor wire wound around the magnetic body through the insertion hole;
A resistor for terminating the conductor wire;
With
The magnetic body is configured to have an effective area of 42 to 158 mm 2 and an effective magnetic path length of 34 to 111 mm.
The conductor wire is configured to be wound at least once around the magnetic body,
The resistor is configured to have a resistance value in a range of 50 to 200Ω.
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JP2021079870A (en) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Magnetic shield device |
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2014
- 2014-09-25 JP JP2014194986A patent/JP2016066718A/en active Pending
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