JP2016154176A - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】フェライトコアの数を増やすことなく広範囲の周波数帯域に亘るノイズを除去できるようにする。【解決手段】ノイズフィルタＡは、導電路Ｗを挿通させる挿通孔２２が形成されたフェライトコア２０を備え、フェライトコア２０は、材質の異なる第１磁性体２３と第２磁性体２５を、導電路Ｗを包囲し且つ周方向に隣り合うように配置して構成されている。フェライトコア２０は、材質の異なる２種類の磁性体２３，２５を、導電路Ｗを包囲し且つ周方向に隣り合うように配置して構成されている。したがって、したがって、インピーダンス特性や透磁率の異なる磁性体２３，２５を組み合わせることにより、コストを低く抑えなから、ノイズ除去性能を向上させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ノイズフィルタに関するものである。

特許文献１には、電線を包囲するフェライトコアを備えたノイズフィルタが開示されている。フェライトコアのノイズフィルタとしての性能はフェライトコアのインピーダンスによって決まり、そのインピーダンス特性は、フェライトコアの材料特性、形状要素、断面積、磁路長等によって決まる。

特開２００５−１５１４７４号公報

特許文献１のノイズフィルタは、電線を包囲するフェライトコアが単一部品であるから、ノイズカット可能な周波数帯域は限られる。したがって、広範囲の周波数帯域でノイズを除去しようとするためには、インピーダンス特性の異なる複数種類のフェライトコアを、電線の軸線方向に並べて配置する必要があり、フェライトコアの数が増える分、コストが高くなる。また、ノイズカット効果を高める手段としては、フェライトコアを透磁率の高い材料にすることが有効であるが、透磁率の高い材料は高価である。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コスト低減とノイズ除去性能の向上を両立させることを目的とする。

本発明のノイズフィルタは、導電路を挿通させる挿通孔が形成されたフェライトコアを備え、前記フェライトコアは、材質の異なる複数種類の磁性体を、前記導電路を包囲し且つ周方向に隣り合うように配置して構成されているところに特徴を有する。

フェライトコアは、材質の異なる複数種類の磁性体を、導電路を包囲し且つ周方向に隣り合うように配置して構成されている。したがって、インピーダンス特性や透磁率の異なる磁性体を組み合わせることにより、コストを低く抑えなから、ノイズ除去性能を向上させることができる。

実施例１のノイズフィルタの一部切欠側面図 実施例２のノイズフィルタの一部切欠側面図 実施例３のノイズフィルタの一部切欠側面図

（ａ）本発明のノイズフィルタは、前記複数種類の磁性体は、前記導電路と非接触となるように配置される第１磁性体と、前記導電路を径方向内向きに押圧することでその導電路を前記挿通孔と同心状に位置決めする少なくとも２つの第２磁性体とを備えていてもよい。この構成によれば、第２磁性体が、導電路を挿通孔と同心状に位置決めするための調芯機能を有しているので、専用の調芯手段が不要である。

（ｂ）本発明のノイズフィルタは、（ａ）において、前記第１磁性体には、前記第１磁性体の外周面から前記挿通孔の内周面に貫通する取付孔が形成され、前記第２磁性体が、前記取付孔に挿入されることで前記挿通孔内に臨んでいてもよい。この構成によれば、第１磁性体と第２磁性体が周方向に分離する虞がない。

（ｃ）本発明のノイズフィルタは、（ｂ）において、前記第２磁性体は、前記第１磁性体の内周面に係止することで前記第２磁性体が径方向外方へ相対変位することを規制する規制部を備えていてもよい。この構成によれば、第２磁性体が確実に導電路を径方向内向きに押圧するので、調芯機能の信頼性が高い。

（ｄ）本発明のノイズフィルタは、（ｃ）において、前記第２磁性体には、弾性変形可能な弾性部材が取り付けられており、前記弾性部材に前記規制部が形成されていてもよい。この構成によれば、弾性部材付きの第２磁性体を、第１磁性体の外周側から取付孔内に取り付けることが可能である。

（ｅ）本発明のノイズフィルタは、前記第２磁性体には、前記導電路の外周面と同じ曲率の保持面が設けられていてもよい。この構成によれば、第２磁性体と導電路とが位置ずれし難いので、調芯機能の信頼性が高い。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について図１を参照して説明する。本実施例１のノイズフィルタＡは、合成樹脂製の円筒形をなすケース１０と、同じく円筒形をなすフェライトコア２０とを備えて構成されている。ノイズフィルタＡは、導電路Ｗに対し包囲するように取り付けられ、導電路Ｗのノイズを除去する。導電路Ｗは、導体Ｗａの外周を筒状の絶縁被覆Ｗｂで包囲した周知形態の１本の被覆電線によって構成されている。導電路Ｗの断面形状は、真円形である。

ケース１０は、半円筒形をなす上下一対のケース構成体１１を、ヒンジ１２で連結した形態の単一部品である。ヒンジ１２を変形させて上下のケース構成体１１を合体させると、円筒形のケース１０が構成される。合体した一対のケース構成体１１は、一方のケース構成体１１に形成した弾性ロック片１３と、他方のケース構成体１１に形成したロック突起１４とを係止させることにより、合体状態にロックされる。

フェライトコア２０は、半円筒形をなす上下対称な一対のコア構成体２１を、円筒形なすように合体させることによって構成されている。フェライトコア２０の中心孔は、導電路Ｗを挿通させるための挿通孔２２となっている。挿通孔２２の断面形状（開口形状）は真円形であり、その内径は、導電路Ｗの外径よりも大きい寸法に設定されている。

フェライトコア２０は、合体した状態でケース１０内に収容されている。収容されたフェライトコア２０は、その外周面をケース１０の内周面に当接させることにより、径方向への相対変位を規制されている。また、ケース１０の軸線方向両端縁には、フェライトコア２０が軸線方向に変位してケース１０から離脱するのを防止するためのストッパ（図示省略）が形成されている。

１つのコア構成体２１は、１つの第１磁性体２３と、１つの第２磁性体２５とを備えて構成されている。つまり、１つのフェライトコア２０は、２つの第１磁性体２３と２つの第２磁性体２５とを備えて構成されている。第１磁性体２３は、全体として半円筒形をなす単一部品であり、コア構成体２１の全体形状を構成する。第１磁性体２３の外周面はケース１０の内周面に当接している。第１磁性体２３の内周面は、挿通孔２２の内周面を構成する。また、両コア構成体２１を合体した状態では、一対の第１磁性体２３の周方向における両端面が、面当たり状態で当接している。

第１磁性体２３には、その外周面から内周面まで貫通する取付孔２４が形成されている。取付孔２４は、第１磁性体２３の外周面と内周面のみに開口しており、第１磁性体２３の軸線方向両端面には開口されていない。取付孔２４は、第１磁性体２３の周方向における中央部に配置されている。したがって、一対の第１磁性体２３（コア構成体２１）を合体させた状態では、上側の第１磁性体２３の取付孔２４と、下側の第１磁性体２３の取付孔２４とが、挿通孔２２の中心を挟んで上下方向に対向する。この取付孔２４には、第２磁性体２５が取り付けられている。

第２磁性体２５は、本体部２６と突部２７とを一体に形成した単一部品である。本体部２６は、ブロック状をなし、その周方向の幅寸法は、取付孔２４の幅寸法（周方向の寸法）と同じ寸法である。突部２７は、本体部２６における径方向内側の端面から突出した形態である。突部２７の幅寸法は、本体部２６及び取付孔２４の幅寸法よりも小さい。第２磁性体２５には、ゴム製の弾性部材２８が固着されている。

弾性部材２８は、有底角筒部２９と、一対の規制部３０と、保持面３１とを備えた単一部品である。有底角筒部２９は、径方向における外側の端面が開口された形態であり、第２磁性体２５よりも径方向内側から突部２７に外嵌されている。一対の規制部３０は、有底角筒部２９の外面のうち、周方向に臨む領域から突出した形態である。保持面３１は、有底角筒部２９の外面のうち、径方向内側の端面に形成されている。保持面３１は、導電路Ｗの外周面と同じ曲率の円弧面で構成されている。

弾性部材２８が固着された第２磁性体２５は、第１磁性体２３の外周側から取付孔２４内に挿入されている。挿入の過程では、弾性部材２８が、一対の規制部３０を潰すように弾性変形した状態で取付孔２４の内面に摺接する。そして、第２磁性体２５が第１磁性体２３に対し正規に取り付けられると、第２磁性体２５の径方向外側の端面が、第１磁性体２３の外周面に対し面一状に並ぶとともに、有底角筒部２９のうち径方向内側の領域が、取付孔２４を貫通して挿通孔２２内に突出した状態となる。そして、一対の規制部３０が、挿通孔２２の内周面のうち取付孔２４の孔縁部に係止する。この係止作用により、第２磁性体２５は、第１磁性体２３に対し径方向外方への相対変位を規制される。

上記のようにした第２磁性体２５を取り付けた第１磁性体２３は、夫々、ケース構成体１１内に収容される。そして、一対の有底角筒部２９の間に導電路Ｗを挟むようにして、両ケース構成体１１を合体させてケース１０を構成する。すると、ケース１０内で一対のコア構成体２１が合体してフェライトコア２０を構成する。以上により、ノイズフィルタＡの組付けと、導電路ＷへのノイズフィルタＡの取付け作業が同時に完了する。

導電路ＷにノイズフィルタＡを取り付けた状態では、上下一対の第２磁性体２５が、弾性部材２８を介すことにより、導電路Ｗに対し径方向内向きの押圧力を付与する。つまり、一対の第２磁性体２５が、弾性部材２８を介して導電路Ｗを上下に挟み付ける。このとき、導電路Ｗの外周面と同じ曲率の上下一対の保持面３１が、導電路Ｗの外周面に面当たり状態で当接するので、導電路Ｗは、有底角筒部２９に対し左右方向（つまり、第２磁性体２５が導電路Ｗを挟む方向と交差する方向）へ離脱する虞はない。そして、上下一対の第２磁性体２５と弾性部材２８は、挿通孔２２の軸心（中心）に関して上下対称且つ左右対称な形態及び配置となっている。したがって、導電路Ｗは挿通孔２２と同心状に調芯される。

また、導電路Ｗに対して上下方向の外力が作用した場合には、導電路Ｗが、保持面３１を押圧してゴム製の弾性部材２８を上方又は下方へ潰れ変形させながら、挿通孔２２に対して上下に偏心することが懸念される。しかし、第２磁性体２５の突部２７が、第１磁性体２３の内周面よりも挿通孔２２の内部へ突出して保持面３１の近傍に存在し、しかも、規制部３０が、挿通孔２２の内周面に対し径方向内側から係止しているので、弾性部材２８が潰れ変形する虞はない。したがって、導電路Ｗが上下に偏心する虞はない。

本実施例１のノイズフィルタＡは、挿通孔２２に挿通されている導電路Ｗの電磁ノイズをフェライトコア２０によって除去する。本実施例１のフェライトコア２０を構成する第１磁性体２３と第２磁性体２５は、材質が相違している。第１磁性体２３の材質は、第１磁性体２３によって最も除去したいノイズの周波数帯域において十分大きなインピーダンスが得られるように選定されている。また、第２磁性体２５によって最も除去したいノイズの周波数帯域は、第１磁性体２３とは異なっている。そして、第２磁性体２５の材質は、第２磁性体２５によって最も除去したいノイズの周波数帯域において十分大きなインピーダンスが得られるように選定されている。

そして、第１磁性体２３と第２磁性体２５は、導電路Ｗを包囲するように、且つ、導電路Ｗを中心とする周方向において、隣り合うように配置されている。また、第１磁性体２３と第２磁性体２５は、取付孔２４において面当たり状態で当接している。このように、最も除去したいノイズの周波数帯域が相違する２種類の磁性体２３，２５を、導電路Ｗを包囲するように配置しているので、フェライトコア２０の数を増やして軸線方向に並べるという形態をとらなくても、広範囲の周波数帯域に亘ってノイズを除去することができる。このように、本実施例１によれば、コスト低減とノイズ除去性能の向上を両立させることができる。

また、本磁性体１のノイズフィルタＡは、導電路Ｗを包囲する複数種類の磁性体として、導電路Ｗと非接触となるように配置される第１磁性体２３と、導電路Ｗを径方向内向きに押圧することでその導電路Ｗを挿通孔２２と同心状に位置決めする２つの第２磁性体２５とを備えている。この構成によれば、第２磁性体２５が、導電路Ｗを挿通孔２２と同心状に位置決めするための調芯機能を有しているので、専用の調芯手段が不要である。

また、第１磁性体２３には、第１磁性体２３の外周面から挿通孔２２の内周面に貫通する取付孔２４が形成され、第２磁性体２５が、取付孔２４に挿入されることで挿通孔２２内に臨んでいる。この構成によれば、第２磁性体２５が取付孔２４内に嵌入されることにより周方向への相対移動が規制されているので、第１磁性体２３と第２磁性体２５が周方向に分離する虞がない。

また、第２磁性体２５は、第１磁性体２３の内周面に係止することで第２磁性体２５が径方向外方へ相対変位することを規制する規制部３０を備えている。この構成によれば、第２磁性体２５の径方向外側の端面と、ケース１０の内周面との間に隙間が生じていたとしても、第２磁性体２５が確実に導電路Ｗを径方向内向きに押圧するので、調芯機能の信頼性が高い。しかも、第２磁性体２５には、弾性変形可能な弾性部材２８が取り付けられており、弾性部材２８に規制部３０が形成されているので、弾性部材２８付きの第２磁性体２５を、第１磁性体２３の外周側から取付孔２４内に取り付けることが可能である。

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２について図２を参照して説明する。本実施例２のノイズフィルタＢは、フェライトコア４０の形態と、挿通孔２２に対する導電路Ｗの挿通形態を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

フェライトコア４０は、半円筒形をなす第１コア構成体４１と、同じく半円筒形をなす第２コア構成体４２とを上下に合体させることにより円筒形に構成されている。ケース１０内で上側に配される第１コア構成体４１は、１つの第１磁性体４３と、１つの第２磁性体２５とを備えて構成されている。第１磁性体４３には、１つの第１取付孔４４（請求項に記載の取付孔）が形成されている。第１取付孔４４は、第１コア構成体４１の周方向における中央位置に配置され、第１コア構成体４１の外周面から内周面に貫通している。

ケース１０内で第１コア構成体４１の下側に位置する第２コア構成体４２は、１つの第１磁性体４５と２つの第２磁性体２５とを備えて構成されている。この下側の第１磁性体４５には、左右対称な２つの第２取付孔４６が形成されている。２つの第２取付孔４６は、周方向において１２０°のピッチで間隔を空けている。第２取付孔４６の形状と大きさは、第１取付孔４４と同じである。第１コア構成体４１と第２コア構成体４２を合体させると、１つの第１取付孔４４と２つの第２取付孔４６が、１２０°ピッチで配置される。

各取付孔４４，４６には、夫々、実施例１と同じ形態の第２磁性体２５が外周側から挿入されている。また、各第２磁性体２５には、夫々、実施例１と同じ形態の弾性部材２８が固着されている。第２磁性体２５と弾性部材２８を、各取付孔４４，４６に挿入して第１磁性体４３，４５に取付けた状態では、実施例１と同様、各弾性部材２８の径方向内側部分が、挿通孔２２内に突出する。そして、各弾性部材２８に形成されている円弧状の保持面３１が、挿通孔２２の中心に対し所定の間隔を空けて対向している。

導電路Ｗは、実施例１と同じ構成であるが、挿通孔２２への挿通形態が実施例１と異なる。実施例１では、導電路Ｗが、フェライトコア４０に巻き付けられずに、挿通孔２２を一回だけ貫通していたが、本実施例２では、導電路Ｗが、フェライトコア４０に２回巻き付けられて挿通孔２２を３回挿通している。導電路Ｗのうち挿通孔２２内に挿通されている略直線状配索部分を、挿通部Ｗｓと定義すると、３本の挿通部Ｗｓは、正三角形をなすような俵積み状態で束ねられている。そして、各挿通部Ｗｓには、夫々、保持面３１が面当たり状態で径方向内向きに押圧している。これにより、３本の挿通部Ｗｓ（導電路Ｗ）が挿通孔２２と同心状に調芯されている。

本実施例２のノイズフィルタＢも、２つの第１磁性体４３，４５と３つの第２磁性体２５が、導電路Ｗを包囲し、且つ周方向に隣り合うように配置されている。そして、第１磁性体４３，４５と第２磁性体２５は材質が異なっていて、第１磁性体４３，４５が最も除去したいノイズの周波数帯域と、第２磁性体２５が最も除去したいノイズの周波数帯域とは、相違している。したがって、本実施例２のノイズフィルタＢも、複数のノイズフィルタＢを軸線方向に並べなくても、広い範囲の周波数帯域に亘るノイズを除去することができる。

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３について図３を参照して説明する。本実施例３のノイズフィルタＣは、ケース５０とフェライトコア６０を上記実施例１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

上記実施例１のノイズフィルタＡが、ケース１０及びフェライトコア２０ともに円筒形であったのに対し、本実施例２のノイズフィルタＣは、ケース５０とフェライトコア６０の外周形状が長円形をなし、フェライトコア６０に３つの挿通孔６１を形成している。ケース５０は、ヒンジ５２で連結された一対のケース構成体５１を合体させて構成されており、両ケース構成体５１の合せ面は、外周の長円形のうち一対の直線部と平行をなしている。フェライトコア６０は、上下対称な一対のコア構成体６２を合体させて構成されており、両コア構成体６２の合せ面は、外周の長円形のうち一対の直線部と平行をなしている。

フェライトコア６０には、直線部と平行に並ぶ３つの挿通孔６１が形成され、各挿通孔６１には、夫々、実施例１と同じ導電路Ｗが１回ずつ挿通されている。また、各コア構成体６２は、１つの第１磁性体６３と、３つの第２磁性体２５とを備えて構成されている。したがって、フェライトコア６０は、２つの第１磁性体６３と６つの第２磁性体２５とを備えて構成されている。各第１磁性体６３には、夫々、その外周面から３つの挿通孔６１の内周面に貫通する３つの取付孔６４が形成されている。一対の第１磁性体６３を合体してフェライトコア６０を構成すると、各挿通孔６１の内周面には、夫々、上側の取付孔６４と下側の取付孔６４が上下に対向するように開口する。

各第２磁性体２５には、夫々、弾性部材２８が固着されている。第２磁性体２５と弾性部材２８は、実施例１と同じものである。そして、この弾性部材２８付きの第２磁性体２５は、実施例１と同様、第１磁性体６３の外周面側から取付孔６４に挿入されている。第２磁性体２５と弾性部材２８を第１磁性体６３に取り付けた状態では、実施例１と同様、各挿通孔６１内において導電路Ｗが、弾性部材２８を介すことにより、上下２つの第２磁性体２５の間で挟まれ、挿通孔６１と同心となるように調芯される。

本実施例３のノイズフィルタＣも、実施例１，２と同様、導電路Ｗを挿通させる挿通孔６１が形成されたフェライトコア６０を備え、フェライトコア６０は、材質の異なる２種類の磁性体６３，２５を、導電路Ｗを包囲し且つ周方向に隣り合うように配置して構成されている。２種類の磁性体６３，２５は、最も除去したいノイズの周波数帯域が異なっている。したがって、フェライトコア６０の数を増やして軸線方向に並べなくても、広範囲の周波数帯域に亘ってノイズを除去することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１〜３では、第２磁性体を第１磁性体の外周側から取付孔内に挿入したが、第２磁性体は、第１磁性体の内周側から取付孔に挿入してもよい。この場合、第２磁性体に弾性部材を取り付けず、第２磁性体に規制部を一体形成してもよい。
（２）上記実施例１〜３では、第１磁性体に取付孔を形成したが、第１磁性体に取付孔を形成せず、第１磁性体と第２磁性体を周方向に離脱可能な形態で隣接配してもよい。
（３）上記実施例１，３では、１本の導電路を２つの第２磁性体によって調芯したが、１本の導電路を３つ以上の第２磁性体で調芯してもよい。
（４）上記実施例１〜３では、導電路を挿通孔と同心状に調芯するようにしたが、導電路を挿通孔と同心状に調芯しない形態としてもよい。
（５）上記実施例１〜３では、２つの第１磁性体を設けたが、第１磁性体の数は、１つだけでもよく、３つ以上でもよい。
（６）上記実施例１〜３では、導電路が１本の電線で構成されているが、本発明は、導電路が複数本の電線を束ねたワイヤーハーネスである場合にも適用することができる。
（７）上記実施例１〜３では、２種類の磁性体によってフェライトコアを構成したが、フェライトコアを構成する磁性体の種類数は、３種類以上であってもよい。
（８）上記実施例１〜３では、インピーダンスが異なる磁性体によってフェライトコアが構成されているが、フェライトコアは、透磁率の異なる磁性体を組み合わせたもの、インピーダンスと透磁率の両方が異なる磁性体を組み合わせたものであってもよい。ノイズ除去の効果を高める手段としては、フェライトコアを透磁率の高い材料にすることが有効であるが、透磁率の高い材料は高価である。そのため、フェライトコアの全体を透磁率の高い材料とした場合は、材料コストが高くなる。しかし、フェライトコアを構成する複数種類の磁性体の一部のみを、透磁率の高い材料にすれば、コストアップを抑えながら、ノイズ除去効果を高めることが可能である。
（９）上記実施例１〜３では、第２磁性体は第１磁性体とは異なるノイズの周波数帯域となるように選択したが、第１磁性体とは材質が異なるものの周波数帯域が重なるような材質を選択しノイズ除去効果が高まるように組み合わせても良い。

Ａ，Ｂ，Ｃ…ノイズフィルタ
Ｗ…導電路
２０，４０，６０…フェライトコア
２２，６１…挿通孔
２３，４３，４５，６３…第１磁性体
２４，６４…取付孔
２５…第２磁性体
２８…弾性部材
３０…規制部
３１…保持面
４３…第１取付孔（取付孔）
４６…第２取付孔（取付孔）

Claims (6)

1. 導電路を挿通させる挿通孔が形成されたフェライトコアを備え、
   前記フェライトコアは、材質の異なる複数種類の磁性体を、前記導電路を包囲し且つ周方向に隣り合うように配置して構成されていることを特徴とするノイズフィルタ。
2. 前記複数種類の磁性体は、
   前記導電路と非接触となるように配置される第１磁性体と、
   前記導電路を径方向内向きに押圧することでその導電路を前記挿通孔と同心状に位置決めする少なくとも２つの第２磁性体とを備えていることを特徴とする請求項１記載のノイズフィルタ。
3. 前記第１磁性体には、前記第１磁性体の外周面から前記挿通孔の内周面に貫通する取付孔が形成され、
   前記第２磁性体が、前記取付孔に挿入されることで前記挿通孔内に臨んでいることを特徴とする請求項２記載のノイズフィルタ。
4. 前記第２磁性体は、前記第１磁性体の内周面に係止することで前記第２磁性体が径方向外方へ相対変位することを規制する規制部を備えていることを特徴とする請求項３記載のノイズフィルタ。
5. 前記第２磁性体には、弾性変形可能な弾性部材が取り付けられており、
   前記弾性部材に前記規制部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のノイズフィルタ。
6. 前記第２磁性体には、前記導電路の外周面と同じ曲率の保持面が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。

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