JP4125650B2

JP4125650B2 - Ｅｍｉフィルタ

Info

Publication number: JP4125650B2
Application number: JP2003295437A
Authority: JP
Inventors: 明志 ▲蔡▼
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: US6987431B2; JP2004350258A; KR20040100856A; TW568471U; KR100605453B1; US20040233015A1

Description

本発明はEMIフィルタに関し、特に、体積が従来のEMIフィルタより小さく、被覆材料の使用量を節約することができるEMIフィルタに関する。

数種の電子設備に対し一台の電源供給設備を共用する際に、回路間に存在する干渉問題として、電磁干渉（Electromagnetic Interference; EMI）及びノイズが最も多い。電源供給システムはほぼ全ての電気商品にとって必需であるとともに、すべての電磁干渉の主な原因でもある。このため、多くの電源供給設備には、EMIフィルタが設置されている。

図1Aと図1Bは、それぞれ従来のEMIフィルタの構成を示す側面図と平面図である。このEMIフィルタ1のキャパシタ11は、一般には二つのセラミック容量（またはY容量という）111と金属薄膜容量（またはX容量という）112が接続してなる。図1Cはこのキャパシタ11の組み立て過程を示す図である。ここでは、キャパシタ11を構成するセラミック容量111と金属薄膜容量112は規格品であるため、セラミック容量111及び金属薄膜容量112の製造過程において使用する絶縁効果のある被覆材料1111及び113が製造コスト上の負担となる。なお、このような結合方式を採ると、セラミック容量111と金属薄膜容量112とを接続してなるキャパシタ11の体積が大きくなり、EMIフィルタ1全体の体積を大幅に増大させる。

また、図1Dに示すように、上記キャパシタ11は、二つの金属薄膜容量112′及び112"から構成してもよい。この場合、その回路は分けて使用することができないので、従来の金属薄膜容量及びセラミック容量からなる複合式キャパシタ11又は二つの金属薄膜容量からなる複合式キャパシタ11′は、EMIフィルタ1の回路の応用において制限がある。

再度図1A及び図1Bを参照すると、キャパシタ11が必要な電気回路の接点は、図中に示すa、b、cの3つのみであるが、セラミック容量111の4本の導線に対して繰り返しワイヤ整理を行わなければならないため、大変手間がかかる。また、EMIフィルタ1は、別に電気回路の接点を構成する非電子機能部材(例えば印刷回路板13)、及び入力端/出力端を構成するための接点14a及び14b(例えばPVC線または金属端子)が必要となる。よって、従来のEMIフィルタは製造コストにおける負担が大きく、経済的効果が低いので生産要求に合わなかった。

前述した従来のEMIフィルタの体積が大き過ぎる、製造コストが高過ぎる、回路の応用範囲が限られるなどの問題を解決するため、本発明は改良されたEMIフィルタを提供する。

本発明は、体積が従来のEMIフィルタより小さく、被覆材料の使用量を節約することができるEMIフィルタを提供することを目的とする。

本発明は、回路を接続するため別に非電子部材を設ける必要がなく、且つ製造過程において複雑なワイヤ整理動作をする必要がないので、生産コストを下げることができるEMIフィルタを提供することを、別の目的とする。

本発明は、金属薄膜容量及びセラミック容量を回路において必要に応じて分けて又は合併して応用することができ、応用範囲を拡大できるEMIフィルタを提供することを、さらに別の目的とする。

本発明は二つの容量電極区を有するセラミック容量板を組立基板として、その上にインダクタンスコイル及び金属薄膜容量を取り付けてEMIフィルタを構成する。ここで、インダクタンスコイル自身から引き出された導線が電源の入力/出力端となり、他に接地導線を設けることによって完全な回路を構成することができる。このEMIフィルタは、必要に応じて抵抗などの電子部材を加えてもよい。

本発明によるEMIフィルタは、四本の導線が引き出された二つのインダクタンスを有するインダクタンスコイルと、セラミック容量板と、二本の導線を有する金属薄膜容量部材と、接地導線と、を備える。前記セラミック容量板の第1表面は、複数の金属薄膜区を有し、その第2表面は一金属薄膜区を有する。前記第1表面の複数の金属薄膜区は、それぞれ前記第2表面の金属薄膜区と一容量電極を構成する。本発明の特徴は、前記インダクタンスコイルの二本の導線はそれぞれ前記複数の容量電極と電気接続されており、前記インダクタンスコイルの別の二本の導線はそれぞれ前記金属薄膜容量部材の前記二本の導線と電気接続され、前記接地導線の一端が前記セラミック容量板の第2表面の金属薄膜区と電気接続されている。

本発明の効果は、第一に、金属薄膜容量およびセラミック容量板が一被覆材料により一括被覆され、セラミック・キャパシタ用の被覆材料を省くことができるので、EMIフィルタ全体の体積を減少させることができる。第二に、セラミック容量板の容量電極のキャパシタンスは、セラミック容量板の金属薄膜区の塗布面積の大きさを変更することにより調整できるので、より大きな応用範囲を有し、現行の固定規格の制限を受けない。第三に、EMIフィルタが自身のインダクタンスコイルの導線を電源の入力/出力端として完全な回路を構成するので、印刷回路板またはその他の非電子機能部材を必要とせずに回路接続の効果を達することができ、また別に外と接続するための導線を必要としないので、材料コストを下げることができる。第四に、金属薄膜容量とセラミック容量板は分けて電気接続してもよいし、一緒に電気接続してもよいので、応用の範囲が広がる。第五に、必要に応じて金属ハウジングまたはプラスチックハウジングを利用して電磁波シールドの効果を増加させ、またEMIフィルタとその他電子部材との間の必要な安全距離を提供することができる。

本発明によるEMIフィルタは、セラミック容量板を組立基板としている。このセラミック容量板の実施の形態は図2Aに示すとおりであり、且つ当該実施の形態においてセラミック容量板に塗布される導体薄膜は金属薄膜を例とする。図2Aに示すセラミック容量板2の表面21上には、二つの独立した金属薄膜区21a及び21bが塗布される。これら金属薄膜は、例えば銀膜である。他方では、セラミック容量板2の表面22には、一つの金属薄膜区22cが塗布される。このようにして、金属薄膜区21aと21bはそれぞれ金属薄膜区22cと一容量電極区を構成する。ここで、セラミック容量板2の表面21上に塗布された金属薄膜区は二つに限らず、二つ以上でもよい。なお、二つの金属薄膜区21aと21bには、それぞれ通り穴211が設けられ、セラミック容量板2上の一端面23上には、二つの切欠き231が設けられる。これらの通り穴211と切欠き231は、後続の組立過程におけるワイヤ整理に用いられる（図3Aから3Fを参照）。

本実施の形態におけるセラミック容量板は矩形であるが、これに限らず、セラミック容量板の形状は必要に応じて円形、多辺形、不規則形状、規則的な図形などの形状に変更してもよい。図2Bに示すのは本発明による別の実施の形態である円形のセラミック容量板3である。このセラミック容量板3は、表面31に位置する金属薄膜区31a、31bと、表面32に位置する金属薄膜区31cとを有する。金属薄膜区31a、31bには、それぞれ通り穴311が設けられている。要するに、本発明のEMIフィルタは、二つまたは二つ以上の容量電極を有するセラミック容量板を組立基板とする目的さえ達成できれば、そのセラミック容量板の外観、サイズ及びその上にある通り穴または切欠きの設置場所と個数は、いずれも組立上の必要に応じて変更でき、或いは通り穴や切欠きを設置しなくてもよい。

図3Aから図3Fには、本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式が示されている。先ず、図3Aに示すように、4本の導線51、52、53及び54が引き出されたインダクタンスコイル5を用意して、その後、2本の導線53、54をそれぞれセラミック容量板2の表面22からセラミック容量板2の通り穴211を通らせてセラミック容量板2の表面21に引き出し、且つセラミック容量板2の表面21と平行になるように折り曲げる。次に、図3Bに示すように、セラミック容量板2を逆さにして、金属薄膜容量6の両端の導線61、62をそれぞれインダクタンスコイル5の2本の導線51、52と電気接続させて、金属薄膜容量6をインダクタンスコイル5とセラミック容量板2の間に置く。且つ、導線61、62を除いて、金属薄膜容量6はインダクタンスコイル5及びセラミック容量板2とは接触しない。接地導線55の一端をセラミック容量板2の金属薄膜区22cと電気接続させ、一方、抵抗7の両端の導線71、72をそれぞれインダクタンスコイル5の2本の導線51、52に電気接続する。さらに、絶縁シート8を利用して金属薄膜容量6を覆うことにより、金属薄膜容量6における導線61、62を除いた部分がインダクタンスコイル5、セラミック容量板2との接触を隔離する。さらに、導線53、54及び接地導線55を図3Cに示すように折り曲げる。その後、図3Dに示すように、セラミック容量板2、インダクタンスコイル5及び金属薄膜容量6を完全に電気接続した後、被覆材料9によりセラミック容量板2及び金属薄膜容量6を覆い、導線53、54、55、61、62を露出させる。被覆方法として、例えばセラミック容量板2及び金属薄膜容量6をプラスチックハウジング10内に置き、それから被覆材料9を充填する。なお、図3Eに示すように、EMIフィルタの防電磁波機能を強化するため、上記EMIフィルタ100を金属ハウジング20内に置くことにより、電磁波を遮蔽してもよい。さらに、図3Fに示すように、上記EMIフィルタ100をプラスチックハウジング30内に置くことにより、変形を防止したり、短絡を避けたり、外観を美化しても良い。
第１実施例
図4Aに示すように、本発明による第１実施例であるEMIフィルタ100は、インダクタンスコイル5と、セラミック容量板2と、金属薄膜容量6と、接地導線55と、抵抗7と、絶縁シート8と、を備え、このうち抵抗7の両導線71及び72は、それぞれインダクタンスコイル5の導線51及び52と電気接続し、且つ金属薄膜容量6の導線61及び62も、それぞれインダクタンスコイル5の導線51及び52と電気接続する。抵抗7及び絶縁シート8はオプショナル部材である。なお、インダクタンスコイル5の導線51、52、53及び54と接地導線55は、いずれもセラミック容量板2と実質上に平行の方向に向いている。
第２実施例
然しながら、本発明による第２実施例であるEMIフィルタ200において、前述の導線の方向は図4Bに示すように、セラミック容量板2と実質上に垂直の方向に向いている。図4AのEMIフィルタ100と図4BのEMIフィルタ200は導線51、52、53及び54と接地導線55の向きが異なるが、両者とも図4Cに示すような回路図に対応する。なお、図4Cには、CXは金属薄膜容量6、CYはセラミック容量板2の二つの容量電極21a、21b、Lはインダクタンスコイル5を表す。
第３実施例
図5Aに示すように、本発明による第３実施例であるEMIフィルタ300は、インダクタンスコイル5と、セラミック容量板2と、金属薄膜容量6と、接地導線55と、抵抗7及び絶縁シート8と、を備え、このうち抵抗7の両導線71及び72はそれぞれインダクタンスコイル5の導線51及び52と電気接続し、金属薄膜容量6の導線61及び62はそれぞれインダクタンスコイル5の導線53及び54と電気接続している。抵抗7及び絶縁シート8はオプショナル部材である。なお、インダクタンスコイル5の導線51、52、53及び54と接地導線55はいずれもセラミック容量板2と実質上に平行の方向に向いている。
第４実施例
然しながら、本発明による第４実施例であるEMIフィルタ400において、前述の導線の方向は図5Bに示すように、セラミック容量板2と実質上に垂直の方向に向いている。図5AのEMIフィルタ300と図5BのEMIフィルタ400は導線51、52、53及び54と接地導線55の向きが異なるが、両者とも図5Cに示すような回路図に対応する。なお、図5Cには、CXは金属薄膜容量6、CYはセラミック容量板2の二つの容量電極21a、21b、Lはインダクタンスコイル5を表す。

本発明による第１実施例〜第４実施例であるEMIフィルタ100、200、300及び400は、図3Dに示すように、セラミック容量板2と金属薄膜容量6の被覆材料9の被覆は1回で澄み、セラミック容量板2と金属薄膜容量6に対して別々に被覆材料による被覆をする必要がない。このため、被覆材料の材料コストを大量に節約することができ、且つEMIフィルタ100〜400全体の体積を減少することができる。この他、セラミック容量板2の二つの容量電極のキャパシタンスを金属薄膜区21a、21b及び22cの塗布面積の大きさにより調整できるので、キャパシタンスCYは、現有規格の制限を受けず、より大きな応用範囲が得られる。更に、EMIフィルタ100〜400自身の導線51、52、53、及び54と接地導線55が既に完全な回路を構成できるので、その他の非電子機能部材が必要なく、従って材料コスト及び作業コストを減らすことができる。また、金属薄膜容量6及びセラミック容量板2は、分けて電気接続しても良いし、一緒に電気接続しても良いので、広く応用できる。

なお、本発明によるEMIフィルタ100〜400は、電磁波の遮蔽効果をさらに強化するために、図3Eに示すような金属ハウジング20内部に設けてもよいし、又は、美観のためや短絡を避けるために、図3Dに示すプラスチックハウジング10及び図3Fに示すプラスチックハウジング30のようなプラスチックハウジング内部に設けてもよい。

以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

従来のEMIフィルタの構成を示す側面図である。従来のEMIフィルタの構成を示す平面図である。従来のEMIフィルタのキャパシタの組み立て過程を示す図である。従来のEMIフィルタの複合キャパシタの組み立て過程を示す図である。本発明によるEMIフィルタが採用するセラミック容量板の実施の形態を示す略図である。本発明によるEMIフィルタが採用するセラミック容量板の別の実施の形態を示す略図である。本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式を示す。本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式を示す。本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式を示す。本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式を示す。本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式を示す。本発明によるEMIフィルタの実施の形態の組立方式を示す。本発明による第１実施例であるEMIフィルタを示す斜視図である。本発明による第２実施例であるEMIフィルタを示す斜視図である。本発明の第１実施例及び第２実施例であるEMIフィルタの回路図である。本発明の第３実施例であるEMIフィルタを示す斜視図である。本発明の第４実施例であるEMIフィルタを示す斜視図である。本発明の第３実施例及び第４実施例であるEMIフィルタの回路図である。

符号の説明

1 EMIフィルタ
11、11' 容量
111 セラミック容量
112、112' 112" 金属薄膜容量
113、1111被覆材料
13、印刷回路板
14a、14b 電極点
2 セラミック容量板
21 表面
21a、21b 金属薄膜区
211 通り穴
22 表面
22c 金属薄膜区
23 端面
231切欠き
3 セラミック容量板
31 表面
31a、31b、32c 金属薄膜区
32 表面
311 通り穴
5 インダクタンスコイル
51、52、53、54 導線
55 接地導線
6 金属薄膜容量
61、62 端導線
7 抵抗
8 絶縁シート
9 被覆材料
10、30 プラスチックハウジング
20 金属ハウジング
100、200、300、400 EMIフィルタ

Claims

四本の導線が引き出された二つのインダクタンスを有するインダクタンスコイルと、
第１表面が二つの導体薄膜区を有し且つ第２表面が一つの導体薄膜区を有し、前記二つの第１表面の導体薄膜区のそれぞれが前記第２表面の導体薄膜区と一容量電極を構成するセラミック容量板と、
二本の導線を有する金属薄膜容量部材と、
接地導線と、
を備えるＥＭＩフィルタにおいて、
前記セラミック容量板には二つの通り穴が設けられ、
前記インダクタンスコイルの前記二つのインダクタンスから一本ずつ引き出された二本の導線のうち、一方の導線は前記セラミック容量板の前記二つの通り穴の一方を通って、前記セラミック容量板の前記第２表面から前記第１表面に引き出され、前記第１表面の二つの導体薄膜区の一方と電気接続し、もう一方の導線は前記セラミック容量板の前記二つの通り穴のもう一方を通って、前記セラミック容量板の前記第２表面から前記第１表面に引き出され、前記第１表面の二つの導体薄膜区のもう一方と電気接続することにより、前記インダクタンスコイルが前記容量電極と電気接続するとともに、
これら二本の導線が前記金属薄膜容量部材の二本の導線とそれぞれ電気接続し、
前記接地電線の一端が前記第２表面の導体薄膜区に電気接続される、
ことを特徴とするＥＭＩフィルタ。
四本の導線が引き出された二つのインダクタンスを有するインダクタンスコイルと、
第１表面が二つの導体薄膜区を有し且つ第２表面が一つの導体薄膜区を有し、前記二つの第１表面の導体薄膜区のそれぞれが前記第２表面の導体薄膜区と一容量電極を構成するセラミック容量板と、
二本の導線を有する金属薄膜容量部材と、
接地導線と、
を備えるＥＭＩフィルタにおいて、
前記セラミック容量板には二つの通り穴が設けられ、
前記インダクタンスコイルの前記二つのインダクタンスから一本ずつ引き出された二本の導線のうち、一方の導線は前記セラミック容量板の前記二つの通り穴の一方を通って、前記セラミック容量板の前記第２表面から前記第１表面に引き出され、前記第１表面の二つの導体薄膜区の一方と電気接続し、もう一方の導線は前記セラミック容量板の前記二つの通り穴のもう一方を通って、前記セラミック容量板の前記第２表面から前記第１表面に引き出され、前記第１表面の二つの導体薄膜区のもう一方と電気接続することにより、前記インダクタンスコイルが前記容量電極と電気接続するとともに、
インダクタンスコイルの四本の導線のうち、これら二本の導線とは別の二本の導線が前記金属薄膜容量部材の二本の導線とそれぞれ電気接続し、
前記接地電線の一端が前記第２表面の導体薄膜区に電気接続される、
ことを特徴とするＥＭＩフィルタ。
前記セラミック容量板の第１表面の二つの導体薄膜区及び前記セラミック容量板の第２表面の一つの導体薄膜区が金属薄膜であり、且つ前記セラミック容量板の形状が矩形または円形であることを特徴とする請求項１または２に記載のＥＭＩフィルタ。
前記金属薄膜容量部材は前記第２表面と接触しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＥＭＩフィルタ。
前記金属薄膜容量部材を覆うことにより前記金属薄膜容量部材の導線以外の部分と前記インダクタンスコイルとを隔離する絶縁シートをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＥＭＩフィルタ。
前記セラミック容量板及び前記金属薄膜容量部材を覆う被覆材料をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のＥＭＩフィルタ。
前記セラミック容量板及び前記金属薄膜容量部材がこれらを覆う前記被覆材料とともに内部に置かれた第1プラスチックハウジングと、
前記第１プラスチックハウジング及び前記インダクタンスコイルを収納し、電磁波を遮蔽するための金属ハウジングと、
前記金属ハウジングを収納する第２プラスチックハウジングと、をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のＥＭＩフィルタ。
前記インダクタンスコイルから引き出された四本の導線がＥＭＩフィルタの電源の入力／出力端となることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＥＭＩフィルタ。
前記金属薄膜容量部材は、前記インダクタンスコイルと前記セラミック容量板の間に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＥＭＩフィルタ。