JP2017069317A - ノイズ低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製筐体に収納された電子機器の動作に起因したノイズの低減と低ＥＳＬ化との両立を図れるノイズ低減装置を提供すること。
【解決手段】フィルタモジュールは、導電バー１１を挿通した磁性体コア３５と、基板５１，５２に実装されたチップコンデンサ５７，５８とでフィルタ回路を構成する。フィルタ回路を構成する各素子（磁性体コア３５等）は、金属製筐体３の貫通孔２５内に収納されている。そして、チップコンデンサ５７，５８は、貫通孔２５の内壁２５Ｂにコンタクト部６１を介して接続され、金属製筐体３から接地電位ＧＮＤが供給される。
【選択図】図６

Description

本願に開示の技術は、導電バーを伝達する出力信号に混入するノイズを低減するノイズ低減装置に関し、特に、フィルタ回路の一部を構成するコンデンサの配置に関するものである。

スイッチング電源やその他の電子機器から出力される出力信号（出力電圧など）には、電子機器等の動作周波数やその高調波周波数のノイズが混入する場合がある。こうしたノイズは、外部の電子機器に対して悪影響を及ぼす場合があり、低減する必要がある。例えば、スイッチング電源では、パワートランジスタのスイッチング動作により所定電圧値の出力電圧を出力するところ、パワートランジスタのオンオフによる電流経路の切り替えにより、スイッチング周波数及びその高調波周波数のノイズが発生する場合がある。このノイズは、出力電圧に重畳されて外部の電子機器に入力される。こうしたノイズを低減するために、チョークコイルなどのインダクタンス素子を備えるノイズ低減装置が、出力電圧の出力経路に挿入されている（例えば、特許文献１など）。

上記したスイッチング電源やその他の電子機器は、例えば、自動車分野において、振動などの周辺環境に対して信頼性等を確保するという観点から、アルミニウム等の金属製筐体に収納されている。同様に、信頼性等を確保するために、ノイズ低減装置を、金属製筐体内に収納することが考えられる。しかしながら、金属製筐体内では、回路素子や配線に生起する容量結合や誘導結合等の電磁的結合や接地電位からのノイズの回り込みなどが、十分に抑止されているとは限らない。このため、例えば、パワートランジスタのスイッチング動作により発生したノイズが、ノイズ低減装置の出力経路を介さずに出力端子に到達してしまう恐れがある。

これに対して、特許文献１に開示されるノイズ低減装置では、当該ノイズ低減装置の出力側の一部を金属製筐体外に配置している。ノイズ低減装置は、筒形状のフェライトコアに導電バーを挿通させた部材を、熱硬化性樹脂でモールドしたチョークコイルモジュールを備える。チョークコイルモジュールは、フランジ部が金属製筐体の外部に配置されている。フランジ部は、導電バーの延設方向に対して垂直な平面を有し、この平面を金属製筐体の外周面に対向させて、当該金属製筐体に対してボルトによって固定されている。フランジ部には、チップコンデンサを実装した基板がモールドされている。このチップコンデンサは、チョークコイルと接続されることでＬＣフィルタ回路を構成する。

特開２０１５−５７８０６号公報

ところで、上記した構成のノイズ低減装置では、導電バーは、フランジ部にモールドされた基板及びチップコンデンサに接続されている。この基板は、ボルトによって金属製筐体と電気的に接続されている。このため、導電バーは、チップコンデンサを実装した基板及びボルトを介して金属製筐体から接地電位が供給される。この場合、チョークコイル及びチップコンデンサで構成されるＬＣフィルタ回路は、チップコンデンサと金属製筐体との間における接続距離に応じてＥＳＬ（等価直列インダクタンス）が増加し、フィルタ性能の低下を招く虞がある。

本願に開示される技術は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、金属製筐体に収納された電子機器の動作に起因したノイズの低減と低ＥＳＬ化との両立を図れるノイズ低減装置を提供することを目的とする。

本願に開示される技術に係るノイズ低減装置は、金属製筐体に収納された電子機器からの出力信号に混入するノイズを低減するノイズ低減装置であり、導電バー、磁性体コア、基板、コンデンサ及び閉塞部を備える。導電バーは、導電性材料により形成され、出力信号を伝達し、金属製筐体に設けられた貫通孔を貫通して外部に延出する。磁性体コアは、磁性材料により形成され、導電バーの周縁に配置される。基板は、磁性体コアに隣接して導電バーに取り付けられる。コンデンサは、基板に実装され、一方の端子が導電バーに接続され、他方の端子が貫通孔の内壁に接続される。閉塞部は、導電バーの外方端を出力端子とすべく当該導電バーを金属製筐体に対して固定するとともに、貫通孔の開口を閉塞する。そして、磁性体コア、基板、及びコンデンサは、閉塞部によって閉塞された貫通孔内に配置される。

当該ノイズ低減装置では、出力信号を伝達する導電バーは、金属製筐体に設けられた貫通孔に挿入され、その一部が外部まで延出している。磁性体コアは、導電バーの周縁に配置されることでチョークコイルとして機能する。このチョークコイルと、磁性体コアに隣接している基板に実装されたコンデンサとは、ＬＣフィルタ回路を構成する。そして、コンデンサは、貫通孔の内壁に接続されることで、金属製筐体から接地電位が供給される。

ここで、従来のノイズ低減装置では、導電バーは、コンデンサを実装した基板及びボルトを介して金属製筐体から接地電位が供給されていた。このため、コンデンサと金属製筐体との間における接続距離に応じてＥＳＬが増加する虞があった。これに対し、当該ノイズ低減装置では、コンデンサの端子を、ボルト等の締結部材を介さずに、コンデンサを収納する金属製筐体の貫通孔の内壁に接続している。このような構成では、コンデンサと金属製筐体との接続距離を短くすることができ、低ＥＳＬ化を図りフィルタ性能を向上させることが可能となる。また、低ＥＳＬ化の実現により、ＬＣフィルタ回路のチョークコイルを構成する磁性体コアの小型化が可能となり、ひいては、ノイズ低減装置や金属製筐体の小型化が可能となる。

また、従来のノイズ低減装置では、基板等を金属製筐体に固定するボルトが、金属製筐体の外部に設けられ、その一部が露出している。このため、接地電位を供給するボルトは、金属製筐体の外部で発生した液体が付着することで錆び等が生じ、導通性が低下する、即ち、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が増加する虞があった。これに対し、当該ノイズ低減装置では、コンデンサ、磁性体コア、及び基板等を収納する貫通孔を、閉塞部によって閉塞し、外部と空間を遮断している。これにより、コンデンサ等の各回路素子や回路素子を接続する配線は、金属製筐体の外部で発生する液体の付着が抑制され、錆び等に起因した導通性の低下が抑制される。また、当該ノイズ低減装置では、コンデンサ等を貫通孔内に収納することで、コンデンサ等を全体的にモールドして保護する必要がなくなるため、モールドに使用する樹脂の量を低減でき、且つ使用可能な樹脂材料の自由度が増加する。結果として、製造コストの低減を図ることが可能となる。

ここで、ノイズ低減装置を貫通孔内に収納せず、貫通孔よりも入力側（内側）である金属製筐体内に装置全体を収納した場合、ノイズ低減装置には、回路素子や配線に生起する容量結合や誘導結合等の電磁的結合が発生する。例えば、金属製筐体に収納する電子機器としてスイッチング電源を設けた場合、ノイズ低減装置が備える回路素子等は、スイッチング動作により発生するノイズが電磁的結合により伝搬する虞がある。これに対し、当該ノイズ低減装置が備えるコンデンサや磁性体コア等の回路素子では、貫通孔を構成する金属製筐体の一部が電磁的なシールドの効果を奏するため、スイッチング電源からのノイズの電磁的結合による伝搬が抑止される。

また、本願のノイズ低減装置において、基板に実装され、当該基板と貫通孔の内壁との間に挟まれて弾性変形し、その一部が内壁に接触することによって、コンデンサの他方の端子を内壁に電気的に接続するコンタクト部を備える構成としてもよい。

当該ノイズ低減装置では、コンタクト部は、導電バーを貫通孔内に挿入することで、貫通孔の内壁に接触しつつ、弾性変形することで内壁側に向かって反発力が発生する。これにより、コンデンサと金属製筐体との導通性をより確実に確保できる。また、接地電位をコンデンサに供給する配線等を貫通孔の内壁に接続する作業等が不要となるため、ノイズ低減装置を金属製筐体に取り付ける作業効率の向上を図ることが可能となる。

また、本願のノイズ低減装置において、導電バーは、板状に形成され、基板は、導電バーの平面部分に実装され、コンデンサの一方の端子を導電バーに接続する電極が導電バーの平面部分に固定される構成でもよい。

当該ノイズ低減装置では、コンデンサを実装する基板の電極を導電バーに直接固定することで、ＥＳＬやＥＳＲの低減を図り、フィルタ性能の向上を図ることが可能となる。また、板状の導電バーの平面部分に基板を固定する構造とすることで、基板を導電バーに取り付ける作業が容易となる。

また、本願のノイズ低減装置において、樹脂材料により形成され、導電バーに対する磁性体コアの位置を固定するモールド部を備える構成としてもよい。

当該ノイズ低減装置では、モールド部の導電バーをモールドする樹脂によって、導電バーに対する磁性体コアの位置を固定することが可能となる。

また、本願のノイズ低減装置において、貫通孔の開口が形成された金属製筐体の外周面に対し閉塞部を固定する締結部材と、閉塞部と外周面との間に設けられ、締結部材の締め付けによって閉塞部と外周面とで挟持されるパッキンと、を備える構成としてもよい。

当該ノイズ低減装置では、締結部材の締め付けによって閉塞部と金属製筐体との間のパッキンを挟持して隙間を埋めることで、金属製筐体の外部から貫通孔内への液体の浸入をより確実に抑制することが可能となる。

また、本願のノイズ低減装置において、閉塞部は、貫通孔内と外部とを連通する通気孔と、通気孔に設けられ気体を通す通気性と液体を通さない防水性とを有する防水通気部材と、を有する構成としてもよい。

当該ノイズ低減装置では、通気孔は、貫通孔内と閉塞部の外部との気体の出入りを可能としつつ、外部から貫通孔内への液体の浸入を抑制する。これにより、当該ノイズ低減装置では、貫通孔と外部との通気性を確保することで、例えば、閉塞部によって閉塞された貫通孔内の湿度が上昇して結露が発生するのを抑制し、コンデンサ等を保護することが可能となる。

本願に開示される技術に係るノイズ低減装置によれば、金属製筐体に収納された電子機器の動作に起因したノイズの低減と低ＥＳＬ化との両立を図ることが可能となる。

実施形態に係るノイズ低減装置の一例であるフィルタモジュールをスイッチング電源に接続した場合の回路図である。 フィルタモジュールと、金属製筐体のフィルタモジュールの取り付け部分を示す上面図である。 図２に示すフィルタモジュールの正面図である。 図２に示すフィルタモジュールの背面図である。 図４に示すＡ−Ａ線で切断した場合の断面図である。 図３に示すＢ−Ｂ線で切断した場合の断面図である。 図５に示す領域ＡＲ１の拡大図である。 図６に示す領域ＡＲ２の拡大図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本願に係るノイズ低減装置の一例としてフィルタモジュール１を示しており、スイッチング電源５の接続点Ｘにフィルタモジュール１を接続した場合の回路図を示している。スイッチング電源５は、アルミダイカスト製などの金属製筐体３に収納されている。

まず、図１を用いてフィルタモジュール１に関する電気的な作用効果を説明する。スイッチング電源５は、例えば、車載用の電源であり、ハイブリッド車あるいは電気自動車等が備えるメインバッテリー（不図示）から供給される駆動系の電源電圧ＶＩＮ（例えば、ＤＣ２４４Ｖなど）の電圧値を降圧し、補機バッテリー（不図示）への電力供給を行う降圧型のスイッチング電源である。補機バッテリーは、オーディオ機器、エアコン機器、照明機器などの車内電装機器に電源電圧（例えば、ＤＣ１４Ｖなど）を供給する。

スイッチング電源５は、電源電圧ＶＩＮと接地電位ＧＮＤとの間に、パワートランジスタＴとダイオードＤとが直列に接続されている。スイッチング電源５は、パワートランジスタＴとダイオードＤと間の接続点Ｘから電力を供給する。スイッチング電源５は、パワートランジスタＴのゲート端子に印加されるスイッチング信号ＳＷに基づいて、所定のスイッチング周波数ｆでパワートランジスタＴのオンオフ制御を行う。

フィルタモジュール１は、入力端子Ｘ１と出力端子ＶＯとの間に、コンデンサＣ０、チョークコイルＬ１、及びコンデンサＣ１が接続されたπ型のフィルタモジュールとして構成されている。フィルタモジュール１は、入力端子Ｘ１と出力端子ＶＯとを結ぶ出力電圧の経路にチョークコイルＬ１が設けられている。チョークコイルＬ１は、入力側の接続点と接地電位ＧＮＤとの間にコンデンサＣ０が接続され、出力側の接続点と接地電位ＧＮＤとの間にコンデンサＣ１が接続さている。

スイッチング電源５の接続点Ｘとフィルタモジュール１の入力端子Ｘ１との間には、コイルＬ０が接続されている。パワートランジスタＴのオン期間は、電源電圧ＶＩＮからコイルＬ０に電力が供給され、コイルＬ０に電磁エネルギーが蓄積される。蓄積されたエネルギーは、パワートランジスタＴのオフ期間に、ダイオードＤからの電流によりフィルタモジュール１のコンデンサＣ０を含む出力側に放出される。スイッチング電源５では、これらの動作が所定のスイッチング周波数ｆで繰り返して行われる。

スイッチング電源５では、負荷電流に応じた電流が、パワートランジスタＴあるいはダイオードＤを介して接続点Ｘに向かってスイッチング周波数ｆで交互に流れる。これにより、スイッチング電源５では、電源電圧ＶＩＮ及び接地電位ＧＮＤの間において、負荷電流に応じた電流がスイッチング周波数ｆで断続して流れ、電流変動が生ずる。また、接続点Ｘの電位は、電源電圧ＶＩＮと接地電位ＧＮＤとの間でスイッチング周波数ｆに応じて交互に切り替わる。従って、スイッチング電源５では、スイッチング動作による電流変動と電圧変動とが、スイッチング周波数ｆ及びその高調波周波数のスイッチングノイズを発生させるノイズ源となる場合がある。こうしたスイッチングノイズは、例えば、信号経路や接地配線を介して回り込む伝導性ノイズや容量結合など空間を介して伝搬する誘導性ノイズとして入力端子Ｘ１に伝搬する虞がある。

上記したように、本実施形態のフィルタモジュール１は、コイルＬ０を介して接続点Ｘに接続されている。フィルタモジュール１は、スイッチング電源５の動作に起因したスイッチング周波数ｆやその高調波周波数のノイズを低減する。ここで、スイッチング電源５におけるスイッチング周波数ｆは、出力電力の定格や回路を構成する素子の仕様などに応じて定められる。例えば、車載用のスイッチング電源では、数１００ｋＨｚで動作するものがある。この場合、スイッチング周波数ｆやその高調波周波数が、車載ＡＭラジオの周波数帯域(５００〜１７００ｋＨｚ前後)に重なる虞がある。これに対し、本実施形態のフィルタモジュール１は、接続点Ｘに接続され、これらの帯域のノイズが後段の機器に伝搬するのを抑制できる。

次に、フィルタモジュール１の形状・構造に関して説明する。図２〜図４は、図１の金属製筐体３の一部を示しており、フィルタモジュール１が取り付けられた部分のみを図示している。図２は、フィルタモジュール１を取り付けた金属製筐体３の上面を示している。図３は、図２に示す状態のフィルタモジュール１の正面を示している。

図２に示すように、フィルタモジュール１は、導電バー１１と、閉塞部１３等を有している。図１に示すフィルタモジュール１の入力端子Ｘ１と出力端子ＶＯとを繋ぐ出力電圧の経路は、図２に示す導電バー１１で主に構成されている。導電バー１１は、一方向に長い矩形板状に形成されている（図５参照）。以下の説明では、図２〜図８に示すように、導電バー１１が延設される長手方向を前後方向、導電バー１１の平板部分に対して垂直な方向を上下方向、前後方向及び上下方向に垂直な方向を左右方向と称して説明する。

導電バー１１は、上方から見た場合に、前後方向に延びる略長方形状に形成されている（図５参照）。導電バー１１は、例えば、タフピッチ銅、アルミや炭素鋼等の金属材料で形成されている。図２に示すように、導電バー１１は、後方側の端部に、上下方向に貫通した断面円形の接続孔１１Ａが形成されている。この接続孔１１Ａは、図１に示す入力端子Ｘ１として機能し、金属製筐体３内に設けられたコイルＬ０を介して接続点Ｘに接続される。また、導電バー１１は、前方側の端部に、上下方向に貫通した断面円形の接続孔１１Ｂが形成されている。この接続孔１１Ｂは、図１に示す出力端子ＶＯとして補機バッテリーに接続される。

図２及び図３に示すように、閉塞部１３は、前方から見た場合に、左右方向に長い略楕円形状をなしており、前後方向において所定の厚みをもった板状に形成されている。閉塞部１３は、左右方向及び上下方向の略中央部に、前後方向に貫通した導電バー１１を固定している。閉塞部１３は、熱可塑性樹脂（例えば、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）など）により形成され、導電バー１１の前方側の一部をモールドしインサート成形により、導電バー１１と一体的に形成される。なお、閉塞部１３の材料としては、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂（例えば、不飽和ポリエステル）を用いてもよい。また、熱可塑性樹脂は、一般的に、熱硬化性樹脂に比べて形成サイクルが短く、製造コストを抑えることが可能となる。この観点においては、閉塞部１３の材料としては、熱可塑性樹脂が好ましい。

閉塞部１３は、左右方向の両側部分にボルト２１を挿通するための挿通孔（図示略）が前後方向に向かって貫通して形成されている。ボルト２１の各々は、閉塞部１３の挿通孔に前方側から挿入され、金属製筐体３に設けられた被螺合部（図示略）に締結されることによって、閉塞部１３を金属製筐体３に対して固定する。ボルト２１の材料は、例えば、クロムモリブデン鋼を用いることができる。

なお、閉塞部１３の挿通孔には、ボルト２１による締め付けに耐えるために、閉塞部１３を構成する樹脂材料よりも剛性の高い材料（例えば、金属製の環状のカラー）を設けてもよい。また、閉塞部１３を金属製筐体３に固定する方法は、ボルト２１による締め付けに限らず、ネジやリベットなどを用いてもよい。また、図２に示す例では、２本のボルト２１を用いて閉塞部１３を金属製筐体３に固定しているが、これに限らない。例えば、３本以上のボルト２１を用いてもよい。また、例えば、１本のボルト２１と、係合部とで閉塞部１３を金属製筐体３に固定してもよい。より具体的には、閉塞部１３の背面１３Ａに、金属製筐体３に係合させるための係合部を設けてもよい。そして、係合部を閉塞部１３に係合させた状態で、閉塞部１３を、１本のボルト２１によって金属製筐体３に固定してもよい。

図４は、図２に示す状態のフィルタモジュール１及び金属製筐体３の背面を示している。図４に示すように、金属製筐体３の筐体背面３Ｂには、上下方向及び左右方向の略中央部に、貫通孔２５の開口２５Ａが形成されている。開口２５Ａは、平板状の導電バー１１の形状に合わせて左右方向に長い略楕円形状に形成されている。

図５は、図４に示すＡ−Ａ線で切断して上方から見た場合の断面を示している。図５に示すように、閉塞部１３は、金属製筐体３の筐体前面３Ａと対向する背面１３Ａにパッキン３１が設けられている。パッキン３１の材料としては、例えば、シリコンゴムを用いることができる。パッキン３１は、導電バー１１の周縁を囲むように環状に形成されている。閉塞部１３の背面１３Ａには、後方から前方に向かって凹設された溝１３Ｂが形成されている。溝１３Ｂは、パッキン３１の形状に合わせて環状に形成されており、パッキン３１が嵌め込まれている。閉塞部１３を金属製筐体３に固定するのにともなって、パッキン３１は、ボルト２１の締め付けによって溝１３Ｂの底部と筐体前面３Ａとで挟持される。これにより、パッキン３１は、閉塞部１３と金属製筐体３との前後方向の間における隙間を埋めることで、金属製筐体３の外部から貫通孔２５内への液体の浸入を防止するシール部材として機能する。

また、図３に示すように、閉塞部１３は、導電バー１１が固定された中央部の右側上方に通気孔１４が設けられている。図５に示すように、通気孔１４は、前後方向に沿って閉塞部１３を貫通して形成され、貫通孔２５内と金属製筐体３の外部とを連通している。通気孔１４内には、前後方向の略中央部に、気体の通過を許容し、液体の通過を許容しない防水通気部材１４Ａが設けられている。防水通気部材１４Ａとしては、例えば、防水透湿性素材であるゴアテックス（登録商標）を用いることができる。

また、導電バー１１は、前後方向の略中央部に磁性体コア３５が取り付けられている。磁性体コア３５は、前後方向に貫通した中空部３５Ａ（図６参照）を有する中空円筒状に形成されている。磁性体コア３５の材料としては、例えば、ソフトフェライト等の磁性材料を用いることができる。図４に示すように、磁性体コア３５は、前後方向から見た形状が左右方向に広がる楕円形状をなしている。また、磁性体コア３５の中空部３５Ａは、前後方向から見た形状が左右方向に広がる楕円形状をなし、左右方向の幅が導電バー１１に比べて大きくなっており、導電バー１１が挿通可能となっている。磁性体コア３５は、中空部３５Ａに導電バー１１を挿通して、中空部３５Ａの内側面と導電バー１１とを対向させて配置することにより、チョークコイルＬ１（図１参照）を構成する。

また、図４に示すように、磁性体コア３５は、左右方向で対向する部分であって上下方向の中央部に、内周面と外周面とを接続するスリット３５Ｂが設けられている。換言すれば、磁性体コア３５は、２つのスリット３５Ｂによって、上下に分割されている。スリット３５Ｂは、いわゆるコアギャップであり、磁性体コア３５の周方向に向かう磁路の一部を不連続としている。磁性体コア３５は、スリット３５Ｂの幅等を変更することによって磁気抵抗が調整され磁気飽和の発生を防止することが可能となる。また、フィルタモジュール１は、磁性体コア３５のスリット３５Ｂの幅を調整して磁気飽和を抑制することにより、ノイズ成分の除去に必要なチョークコイルＬ１のインダクタンスを確保することが可能となる。図４及び図５に示すように、貫通孔２５の上下方向及び左右方向の幅は、磁性体コア３５の幅に比べて大きくなっている。貫通孔２５の内壁２５Ｂは、磁性体コア３５の外周面との間に所定の隙間を設けて対向している。

また、導電バー１１は、閉塞部１３に固定された位置から後方側の部分、換言すれば、貫通孔２５内に収納された部分がモールド部３７によってモールドされている。図６は、図３に示すＢ−Ｂ線で切断して左側から見た場合の断面を示している。図６に示すように、モールド部３７は、所定の厚みで導電バー１１の表面上に形成され、当該導電バー１１を全体的にモールドしている。モールド部３７は、閉塞部１３の背面１３Ａに前方側の端部４１が接続されている。モールド部３７は、例えば、閉塞部１３と同一の樹脂材料（熱可塑性樹脂）を用いて、閉塞部１３を成形するインサート成形と同一工程で形成することができる。

モールド部３７は、磁性体コア３５の中空部３５Ａ内の空間を満たすように充填された充填部４３が形成されている。磁性体コア３５は、中空部３５Ａ内に充填部４３が形成されることによって、上下方向及び左右方向の位置が決定される。磁性体コア３５は、例えば、絶縁性を有するテープ（図示略）が外周面に巻き付けられることで、導電バー１１及び充填部４３に対して固定される。

また、モールド部３７は、充填部４３における前後方向の各々の端部に環状部４５が形成されている。図４に示すように、環状部４５は、モールド部３７の他の部分（充填部４３や、環状部４５と端部４１との間の部分など）に比べて、上下方向及び左右方向の幅が大きくなっている。換言すれば、環状部４５は、導電バー１１の表面を覆うモールド部３７において、上下方向及び左右方向の外側に向かって突出して形成されている。図５及び図６に示すように、磁性体コア３５は、前後方向の各々に設けられた環状部４５によって、前後方向の両側から挟持されている。これにより、磁性体コア３５は、環状部４５によって前後方向の位置が固定されている。

また、図５に示すように、導電バー１１は、磁性体コア３５と後方側の接続孔１１Ａとの前後方向の間において、基板５１が上面に実装されている。基板５１は、上方から見た場合に、前後方向に長い略長方形状をなし、外周部分がモールド部３７によってモールドされている。基板５１は、例えば、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）である。

図７は、基板５１の拡大図であり、図５における領域ＡＲ１を示している。図７に示すように、基板５１は、第１電極５３と、第２電極５４と、第３電極５５とが形成されている。第１〜第３電極５３〜５５は、一組ずつ形成されており、基板５１の中心に対して点対称な構造となっている。このため、以下の説明では、代表して前方側の第１電極５３に接続される回路構成を説明し、後方側の第１電極５３に接続された回路構成の説明を適宜省略する。

前方側の第１電極５３は、基板５１における前端部分に形成され、平面視において左右方向に長い略長方形状をなしている。第１電極５３は、下面が導電バー１１の上面と当接しており、電気的に接続されている。基板５１は、例えば、第１電極５３が導電バー１１にスポット溶接により接合されることで、導電バー１１に対して固定される。なお、基板５１を導電バー１１に固定する方法は、これに限らず、例えば、ボルト等の締結部材によって基板５１を導電バー１１に固定してもよい。また、基板５１を導電バー１１に固定する手順としては、例えば、スポット溶接により基板５１を導電バー１１に固定した後、モールド部３７をインサート成形して基板５１の外周部分をモールドすることが考えられる。

第１電極５３の左側で且つ後方側の部分は、チップコンデンサ５７を介して第２電極５４の前端部分と接続されている。チップコンデンサ５７は、第１電極５３と第２電極５４との表面に実装されて各部材を連結する。第２電極５４は、平面視において略正方形状に形成されている。第２電極５４の後端部分は、チップコンデンサ５８を介して第３電極５５に接続されている。チップコンデンサ５８は、第２電極５４と第３電極５５との表面に実装されて各部材を連結する。チップコンデンサ５７，５８は、第１〜第３電極５３〜５５に表面実装されることによって、リードを省略して接続距離を短くしてＥＳＬ（等価直列インダクタンス）の低減が図られている。また、第３電極５５は、チップコンデンサ５８に接続された左側端部から右側の基板５１の中央部に向かって延設されている。また、第１電極５３とは異なり、第２電極５４及び第３電極５５は、下面が基板５１の樹脂で覆われており、導電バー１１と絶縁されている。

また、基板５１の前後方向及び左右方向の中央部には、コンタクト部６１が設けられている。図８は、コンタクト部６１の拡大図であり、図６における領域ＡＲ２を示している。コンタクト部６１は、例えば、オンボードコンタクト（登録商標）であり、金属部材として、チタン銅（ＪＸ日鉱日石金属株式会社製、ハイパーチタン銅など）、スズメッキ又は金属メッキにより表面処理されたステンレス，ペリリウム銅又はリン青銅を用いることができる。

コンタクト部６１は、例えば、薄板状の金属部材を加工することで形成され、台座部６３と、接触部６５とを有する。台座部６３は、一対の第３電極５５（図７参照）の各々の中央部分と電気的に接続されている。また、台座部６３は、上方から押圧されると弾性変形して反発力を発生させる構造となっている。接触部６５は、台座部６３の後方側の上面から前方側上方に向かって形成され、上端部６５Ａで折り返して下方に向かって折り曲げ加工されている。台座部６３の上部には、前後方向に貫通した貫通孔を有する被係合部６３Ａが設けられている。接触部６５の折り返された先端部６５Ｂは、この被係合部６３Ａに前方側から差し込まれて係合されている。

ここで、フィルタモジュール１を金属製筐体３に取り付ける際には、導電バー１１を、金属製筐体３の前方側から貫通孔２５内に挿入する。この際に、コンタクト部６１は、接触部６５の上端部６５Ａが貫通孔２５の内壁２５Ｂに接触することで、金属製筐体３と電気的に接続される。接触部６５は、上端部６５Ａと内壁２５Ｂとの接触により前方側に撓み、その一方で先端部６５Ｂが後方側へ移動し被係合部６３Ａ内により深く挿入され強く係合される。また、台座部６３は、接触部６５が内壁２５Ｂによって下方に押圧されると反発力を発生させ、上端部６５Ａを含む接触部６５の一部を内壁２５Ｂに強く押し当てることで、良好な導通性を確保する。

上記した構成の基板５１では、導電バー１１と接地電位ＧＮＤ（金属製筐体３の内壁２５Ｂ）との間に、合計で４つのチップコンデンサ５７，５８が実装されていることとなる。この４つのチップコンデンサ５７，５８は、直列接続される２つを１組として、２組のチップコンデンサ５７，５８が並列に実装されている。また、図６に示すように、導電バー１１は、上面の基板５１の位置に合わせて、同様の回路構成の基板５１が下面にも実装されている。この磁性体コア３５と接続孔１１Ａとの間において導電バー１１の上面と下面に実装された基板５１は、図１におけるコンデンサＣ０を構成する。

また、導電バー１１は、閉塞部１３と磁性体コア３５との前後方向の間に、上面と下面の両方に基板５２が実装されている。この基板５２は、基板５１と同様の回路構成となっている。この閉塞部１３と磁性体コア３５との間において導電バー１１に実装された基板５２は、図１におけるコンデンサＣ１を構成する。このようにして、フィルタモジュール１は、導電バー１１、磁性体コア３５、基板５１及び基板５２によってフィルタ回路が構成されている。

因みに、上記実施形態において、フィルタモジュール１は、ノイズ低減装置の一例である。スイッチング電源５は、電子機器の一例である。

以上、詳細に説明したように、上記実施形態のフィルタモジュール１は、スイッチング電源５の接続点Ｘと出力端子ＶＯとを結ぶ出力経路に接続されている。これにより、フィルタモジュール１は、スイッチング電源５の動作に起因して発生し出力経路を伝達する出力電圧に混入するノイズを低減することが可能となる。また、π型のフィルタ回路を構成するコンデンサＣ０（基板５１のチップコンデンサ５７，５８）、コンデンサＣ１（基板５２のチップコンデンサ５７，５８）、及びチョークコイルＬ１（磁性体コア３５）は、金属製筐体３の貫通孔２５内に収納されている。フィルタモジュール１を構成する各回路素子（コンデンサＣ０など）と、スイッチング電源５との電磁的結合は、金属製筐体３によって抑制される。これにより、貫通孔２５内の各回路素子は、スイッチング電源５の動作に起因した電磁的結合によるノイズの混入が抑止される。その結果、フィルタモジュール１は、出力端子ＶＯにノイズが伝搬することを抑止することが可能となる。

また、基板５１，５２に実装されたチップコンデンサ５７，５８は、貫通孔２５の内壁２５Ｂに接続され、金属製筐体３から接地電位ＧＮＤが供給される。これにより、本実施形態のフィルタモジュール１では、従来構成に比べて、チップコンデンサ５７，５８と金属製筐体３との接続距離を短くすることが可能となり、低ＥＳＬ化を図ることが可能となる。

また、フィルタモジュール１では、チップコンデンサ５７，５８、磁性体コア３５等を収納する貫通孔２５を、閉塞部１３によって閉塞している。これにより、チップコンデンサ５７，５８等の各回路素子や回路素子を接続する配線は、金属製筐体３の外部で発生する液体の付着が抑制され、錆び等に起因した導通性の低下が抑制される。

なお、本願に開示される技術は上記実施形態に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態において、モールド部３７は、基板５１，５２の上面をモールドする構成でもよい。また、上記実施形態において、磁性体コア３５の一部のみをモールド部３７でモールドしたが、全体をモールドして磁性体コア３５を導電バー１１に固定してもよい。
また、上記実施形態において、フィルタモジュール１は、パッキン３１を備えない構成でもよい。
また、上記実施形態において、フィルタモジュール１は、通気孔１４及び防水通気部材１４Ａを備えない構成でもよい。また、閉塞部１３は、通気孔１４を２個以上備えてもよい。例えば、導電バー１１は、出力信号（出力電圧）を伝搬することでジュール熱が発生する場合がある。これに対し、通気孔１４の個数や内径を増大させ、通気孔１４を通じて貫通孔２５内に冷たい外気を取り入れることで、チップコンデンサ５７等が温度上昇して電気的特性が変化するのを抑制することが可能となる。また、通気孔１４は、防水通気部材１４Ａを備えない構成でもよい。また、防水通気部材１４Ａを設けた位置は一例であり、例えば、防水通気部材１４Ａを通気孔１４の開口に設けてもよい。
また、上記実施形態では、フィルタモジュール１を、チョークコイルＬ１の両端のそれぞれにコンデンサＣ０，Ｃ１を接続したπ型フィルタとして構成したが、これに限らず、例えば、チョークコイルＬ１とコンデンサＣ１のみでＬＣフィルタ（Ｌ型フィルタ）を構成してもよく、Ｔ型フィルタ等の他構成のフィルタとしてもよい。

また、上記実施形態では、本願における導電バー１１を伝達する出力信号として出力電圧を例に説明したが、出力信号の種類はこれに限らない。
また、上記実施形態における各部材の形状や数等は、一例であり、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態におけるコンタクト部６１の形状等は一例であり、適宜変更可能である。また、導電バー１１は、板状の部材に限らず、例えば、棒状の部材でもよい。また、磁性体コア３５に設けたスリット３５Ｂの数、位置、形状等は、一例であり、適宜変更可能である。また、磁性体コア３５は、スリット３５Ｂを有しない構成でもよい。

１ フィルタモジュール、３ 金属製筐体、１１ 導電バー、１３ 閉塞部、１４ 通気孔、１４Ａ 防水通気部材、２５ 貫通孔、２５Ｂ 内壁、３５ 磁性体コア、３７ モールド部、５１，５２ 基板、５３，５４，５５ 電極、５７，５８ チップコンデンサ、６１ コンタクト部、Ｃ０，Ｃ１ コンデンサ。

Claims (6)

1. 金属製筐体に収納された電子機器からの出力信号に混入するノイズを低減するノイズ低減装置であって、
   導電性材料により形成され、前記出力信号を伝達し、前記金属製筐体に設けられた貫通孔を貫通して外部に延出する導電バーと、
   磁性材料により形成され、前記導電バーの周縁に配置される磁性体コアと、
   前記磁性体コアに隣接して前記導電バーに取り付けられる基板と、
   前記基板に実装され、一方の端子が前記導電バーに接続され、他方の端子が前記貫通孔の内壁に接続されるコンデンサと、
   前記導電バーの外方端を出力端子とすべく当該導電バーを前記金属製筐体に対して固定するとともに、前記貫通孔の開口を閉塞する閉塞部と、を備え、
   前記磁性体コア、前記基板、及び前記コンデンサが、前記閉塞部によって閉塞された前記貫通孔内に配置されることを特徴とするノイズ低減装置。
2. 前記基板に実装され、当該基板と前記貫通孔の内壁との間に挟まれて弾性変形し、その一部が前記内壁に接触することによって、前記コンデンサの前記他方の端子を前記内壁に電気的に接続するコンタクト部を備えることを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減装置。
3. 前記導電バーは、板状に形成され、
   前記基板は、前記導電バーの平面部分に実装され、前記コンデンサの前記一方の端子を前記導電バーに接続する電極が前記導電バーの平面部分に固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノイズ低減装置。
4. 樹脂材料により形成され、前記導電バーに対する前記磁性体コアの位置を固定するモールド部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のノイズ低減装置。
5. 前記貫通孔の開口が形成された前記金属製筐体の外周面に対し前記閉塞部を固定する締結部材と、
   前記閉塞部と前記外周面との間に設けられ、前記締結部材の締め付けによって前記閉塞部と前記外周面とで挟持されるパッキンと、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のノイズ低減装置。
6. 前記閉塞部は、前記貫通孔内と外部とを連通する通気孔と、前記通気孔に設けられ気体を通す通気性と液体を通さない防水性とを有する防水通気部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のノイズ低減装置。

Images