JP6351383B2 - ノイズフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサを介して高周波ノイズをバイパスさせるノイズフィルタに関するものであり、特に金属筐体に収納された電子機器の金属配線と金属筐体間に接続するノイズフィルタに関する。

従来、コンデンサを介して高周波ノイズをバイパスさせるノイズフィルタが用いられている。特許文献１には、金属配線間にコンデンサを接続するコンデンサ接続具が開示されている。

特許文献１のコンデンサ接続具は、金属配線を挟持する取付金具と、取付金具を金属配線に押圧して固定する押圧部材と、取付金具にコンデンサのリード線を接続するコンデンサ接続部とを有している。並設した２本の金属配線のそれぞれにコンデンサ接続具を取り付けて、各コンデンサ接続具のコンデンサ接続部間にコンデンサを接続している。これにより、金属配線を流れる高周波ノイズがコンデンサを通してバイパスされることで、金属配線を伝搬するノイズを抑制している。

特開２００９−８７９７５号公報

特許文献１のコンデンサ接続具は、金属配線間にコンデンサを接続するものであり、金属配線とこの金属配線を収納した金属筐体間にコンデンサを接続するものではない。そのため、金属配線と金属筐体間にコンデンサを接続するには、コンデンサのリード線から配線を延長するとともに、延長した配線を接続するコンデンサ接続部を金属筐体の内面部にさらに設けることになる。このため、電子機器の構造を変更しなければノイズフィルタを実装できない課題があった。また、延長した配線のインダクタンスの影響により、ノイズフィルタによるノイズバイパス効果が低下する課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電子機器の構造を変更することなく金属配線と金属筐体間に実装することができ、かつノイズバイパス効果を向上させることができるノイズフィルタを提供することを目的とする。

本発明のノイズフィルタは、対向配置された少なくとも１対の弾性を有する第１金具と、第１金具間に間隔を設けて対向配置された少なくとも１対の第２金具と、第２金具に形成された金属配線挟持部と、第１金具と第２金具間に接続されたコンデンサを有するフィルタ回路部と、を具備し、金属配線挟持部は、金属筐体に収納された電子機器の金属配線を挟持し、第１金具は、金属筐体により押圧されて弾性変形してなるものである。

本発明のノイズフィルタは、電子機器の構造を変更することなく金属配線と金属筐体間に実装することができ、かつノイズバイパス効果を向上させることができる。

本発明の実施の形態１のノイズフィルタの平面図である。 図１に示すノイズフィルタの側面図である。 図１に示すノイズフィルタの正面図である。 電子機器に取り付けられた本発明の実施の形態１のノイズフィルタの平面図である。 図４に示すノイズフィルタの側面図である。 図４に示すノイズフィルタの正面図である。 本発明の実施の形態２のノイズフィルタの平面図である。 図７に示すノイズフィルタの側面図である。 図７に示すノイズフィルタの正面図である。 電子機器に取り付けられた本発明の実施の形態２のノイズフィルタの平面図である。 図１０に示すノイズフィルタの側面図である。 図１０に示すノイズフィルタの正面図である。 本発明の実施の形態３のノイズフィルタの平面図である。 図１３に示すノイズフィルタの側面図である。 図１３に示すノイズフィルタの正面図である。 電子機器に取り付けられた本発明の実施の形態３のノイズフィルタの平面図である。 図１６に示すノイズフィルタの側面図である。 図１６に示すノイズフィルタの正面図である。

実施の形態１．
図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１のノイズフィルタについて説明する。
図中、１は板状の絶縁体である。絶縁体１の表面には、電気的に互いに分離された第１表面導体パターン２ａと第２表面導体パターン２ｂとが設けられている。絶縁体１の裏面には、電気的に互いに分離された第１裏面導体パターン３ａと第２裏面導体パターン３ｂとが設けられている。第１表面導体パターン２ａと第１裏面導体パターン３ａとは、絶縁体１を貫通した複数の第１スルーホール４ａを介して電気的に接続されている。第２表面導体パターン２ｂと第２裏面導体パターン３ｂとは、絶縁体１を貫通した複数の第２スルーホール４ｂを介して電気的に接続されている。このようにして、両面２層のプリント配線基板が構成されている。

第１表面導体パターン２ａには、表面実装型のコンデンサ５の一方の端子５１がハンダ６ａによりハンダ付けされている。コンデンサ５の他方の端子５２は、ハンダ６ｂにより第２表面導体パターン２ｂにハンダ付けされている。プリント配線基板及びコンデンサ５によって、フィルタ回路部が構成されている。

第１裏面導体パターン３ａには、２対の板状の第１金具７ａ，７ｂが所定間隔で対向するようにして取り付けられている。第１金具７ａ，７ｂは、第１裏面導体パターン３ａ、第１スルーホール４ａ、第１表面導体パターン２ａ及びハンダ６ａを介して、コンデンサ５の一方の端子５１と電気的に接続されている。また、第２裏面導体パターン３ｂには、１対の板状の第２金具８ａ，８ｂが所定間隔で対向するようにして取り付けられている。第２金具８ａ，８ｂは、第２裏面導体パターン３ｂ、第２スルーホール４ｂ、第２表面導体パターン２ｂ及びハンダ６ｂを介して、コンデンサ５の他方の端子５２と電気的に接続されている。

ここで、第２金具８ａ，８ｂは、第１金具７ａ，７ｂの対向間隔より狭い間隔で、第１金具７ａ，７ｂの対向配置内に対向配置されている。第２金具８ａ，８ｂは、第１金具７ａ，７ｂよりも長さが短くなっている。

また、第１金具７ａ，７ｂは曲げ加工が施されており、図３に示す如く、第１金具７ａ，７ｂの先端部から他端部に沿う方向（図中Ｚ軸の正方向）からの押圧力Ｆ１によって弾性変形するように形成されている。第２金具８ａ，８ｂは、曲げ加工を施すことで先端部が略Ｌ字状に折曲されており、第２金具８ａ，８ｂの先端部間に金属配線を挟持する挟持部（金属配線挟持部）８１ａ，８１ｂを形成している。このようにして、ノイズフィルタ１００が構成されている。

図４〜図６は、電子機器に取り付けられたノイズフィルタ１００を示している。
図中、１０は電子機器の金属配線である。金属配線１０は、金属筐体１１に収納されている。第２金具８ａ，８ｂは、挟持部８１ａ，８１ｂに金属配線１０を挟持している。第１金具７ａ，７ｂは、先端部が金属筐体１１の内面部に当接している。また、図６に示す如く、第１金具７ａ，７ｂは金属筐体１１の内面部により押圧されて弾性変形している。

次に、図６を参照して、ノイズフィルタ１００の動作について説明する。
弾性変形した第１金具７ａ，７ｂは、弾性力Ｆ２により金属筐体１１の内面部を押し付ける。これにより、ノイズフィルタ１００は金属筐体１１の内面部から離れる方向（図中Ｚ軸の正方向）に押し上げられて、第２金具８ａ，８ｂが金属配線１０を引っ張り上げる力Ｆ３が生ずる。互いに逆向きの弾性力Ｆ２と力Ｆ３とが釣り合うことで、ノイズフィルタ１００は金属配線１０及び金属筐体１１の内面部に対して固定される。また、金属筐体１１には第１金具７ａ，７ｂによる弾性力Ｆ２が常に加わり、金属配線１０には第２金具８ａ，８ｂによる力Ｆ３が常に加わるため、それぞれの当接部は電気的に良好な接続状態となる。この結果、ノイズフィルタ１００は、金属配線１０を伝搬する高周波ノイズを金属筐体１１にバイパスさせる高周波ノイズバイパス回路の機能を発揮する。

次に、ノイズフィルタ１００による高周波ノイズバイパス回路の機能について説明する。
まず、金属配線１０を高周波ノイズが伝搬する。このとき、第１金具７ａ，７ｂはコンデンサ５の一方の端子５１と電気的に接続されており、かつコンデンサ５の他方の端子５２は第２金具８ａ，８ｂと電気的に接続されている。このため、金属配線１０を伝搬する高周波ノイズを、第２金具８ａ，８ｂからコンデンサ５及び第１金具７ａ，７ｂを通過して、金属筐体１１に逃がすことができる。

ノイズフィルタ１００は、第１金具７ａ，７ｂ及び第２金具８ａ，８ｂにより金属配線１０及び金属筐体１１に取り付けることができるため、電子機器の構造を変更することなく実装することができる。また、コンデンサ５の一方の端子５１から延長して金属筐体１１の内面部に接続する配線を不要として、金属配線１０の近傍の金属筐体１１にコンデンサ５を接続できるため、コンデンサ５と金属筐体１１間の配線の長さを短くすることができる。そのため、配線によるインダクタンスを低減して、ノイズバイパス効果を向上させることができる。

以上のように、この実施の形態１のノイズフィルタ１００は、第１金具７ａ，７ｂがコンデンサ５の一方の端子５１と電気的に接続されており、かつコンデンサ５の他方の端子５２は第２金具８ａ，８ｂと電気的に接続されている。第２金具８ａ，８ｂには金属配線１０を挟持する挟持部８１ａ，８１ｂが形成されており、第１金具７ａ，７ｂは金属筐体１１により押圧されて弾性変形するようになっている。これにより、電子機器の構造を変更することなく金属配線１０と金属筐体１１間にノイズフィルタ１００を実装することができ、かつノイズバイパス効果を向上させることができる。

なお、フィルタ回路部の構造は、図１〜図３に示す構造に限定されるものではない。プリント配線基板を不要として、第１金具７ａ，７ｂをコンデンサ５の一方の端子５１に直接接続し、かつコンデンサ５の他方の端子５２に第２金具８ａ，８ｂを直接接続したものとしても良い。

また、フィルタ回路部のコンデンサは、表面実装型のコンデンサ５に限定されるものではない。リード線を有するリードタイプのコンデンサを用いたものとしても良い。

また、フィルタ回路部が有するコンデンサの数は、１個に限定されるものではない。複数個のコンデンサを並列又は直列に接続したものとしても良い。

また、コンデンサ５は、ハンダ６ａ，６ｂによりハンダ付けされたものに限定されるものではない。コンデンサ５の端子５１，５２が第１表面導体パターン２ａ及び第２表面導体パターン２ｂと電気的に接続されていればよく、スポット溶接などで接続したものとしても良い。

また、２対の第１金具７ａ，７ｂ間に１対の第２金具８ａ，８ｂを設けた構造に限定されるものではない。少なくとも１対の第１金具７ａ，７ｂ間に、少なくとも１対の第２金具８ａ，８ｂを設けたものとして良い。

また、第１金具７ａ，７ｂは弾性を有する金具であればよく、図１〜図３に示す曲げ加工を施した板状の金具に限定されるものではない。例えば、つる巻きばね状の金具を用いたものとしても良い。

実施の形態２．
図７〜図９を参照して、金属筐体にねじ止めするノイズフィルタについて説明する。なお、図１〜図３に示す実施の形態１のノイズフィルタ１００と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

第１裏面導体パターン３ａには、２対の板状の第１金具７ｃ，７ｄが所定間隔で対向するようにして取り付けられている。第１金具７ｃ，７ｄは、第１裏面導体パターン３ａ、第１スルーホール４ａ、第１表面導体パターン２ａ及びハンダ６ａを介して、コンデンサ５の端子５１と電気的に接続されている。

第１金具７ｃ，７ｄは曲げ加工が施されており、図９に示す如く、第１金具７ｃ，７ｄの先端部から他端部に沿う方向（図中Ｚ軸の正方向）からの押圧力Ｆ１によって弾性変形するように形成されている。

第１金具７ｃ，７ｄの先端部には、平板状の固定部７１ａ，７１ｂが設けられている。固定部７１ａ，７１ｂには、ねじ穴７２ａ，７２ｂがそれぞれ穿設されている。このようにして、ノイズフィルタ１０１が構成されている。

図１０〜図１２は、電子機器に取り付けられたノイズフィルタ１０１を示している。なお、図４〜図６に示すノイズフィルタ１００、金属配線１０及び金属筐体１１と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

図中、９ａはねじである。ねじ９ａは、ねじ穴７２ａに挿通されており、先端部が金属筐体１１の内面部に埋設されている。同様に、ねじ穴７２ｂにねじ９ｂが挿通されており、ねじ９ｂの先端部は金属筐体１１の内面部に埋設されている。２本のねじ９ａ，９ｂにより、ノイズフィルタ１０１が金属筐体１１に固定されている。

ノイズフィルタ１０１は、実施の形態１のノイズフィルタ１００と同様に以下のとおり動作する。
すなわち、第１金具７ｃ，７ｄが金属筐体１１の内面部を押し付ける弾性力Ｆ２と、第２金具８ａ，８ｂが金属配線１０を引っ張り上げる力Ｆ３とが釣り合うことで、ノイズフィルタ１０１は金属配線１０及び金属筐体１１の内面部に対して固定される。また、弾性力Ｆ２及び力Ｆ３が常に加わることで、第１金具７ｃ，７ｄと金属筐体１１間の当接部及び第２金具８ａ，８ｂと金属配線１０間の当接部が電気的に良好な接続状態となる。この結果、ノイズフィルタ１０１は、金属配線１０を伝搬する高周波ノイズを金属筐体１１にバイパスさせる高周波ノイズバイパス回路の機能を発揮する。

また、ねじ９ａ，９ｂを用いてノイズフィルタ１０１を金属筐体１１に固定することで、電子機器を使用する際の振動によりノイズフィルタ１０１が金属配線１０の長手方向に沿う方向（図中Ｘ軸の方向）に沿って移動して、他の電子回路などと接触して電子機器が故障するのを防ぐことができる。

以上のように、この実施の形態２のノイズフィルタ１０１は、ねじ穴７２ａ，７２ｂに挿通したねじ９ａ，９ｂにより金属筐体１１に固定されている。これにより、電子機器を使用する際の振動によりノイズフィルタ１００が移動するのを防ぎ、他の電子回路などと接触して電子機器が故障するのを防ぐことができる。

なお、固定部７１ａ，７１ｂは、ねじ穴７２ａ，７２ｂに代えて切り欠き部を設けたものとしても良い。また、この切り欠き部にねじ９ａ，９ｂを挿通したものとしても良い。

実施の形態３．
図１３〜図１５を参照して、電子機器への取り付けを容易にしたノイズフィルタについて説明する。なお、図１〜図３に示す実施の形態１のノイズフィルタ１００と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

第２裏面導体パターン３ｂには、１対の板状の第２金具８ｃ，８ｄが所定間隔で対向するようにして取り付けられている。第２金具８ｃ，８ｄは、第２裏面導体パターン３ｂ、第２スルーホール４ｂ、第２表面導体パターン２ｂ及びハンダ６ｂを介して、コンデンサ５の端子５２と電気的に接続されている。

第２金具８ｃ，８ｄは、第１金具７ａ，７ｂの対向間隔より狭い間隔で、第１金具７ａ，７ｂの対向配置内に対向配置されている。第２金具８ｃ，８ｄは、第１金具７ａ，７ｂよりも長さが短くなっている。

第２金具８ｃ，８ｄは曲げ加工が施されており、図１５に示す如く、第２金具８ｃ，８ｄの先端部間を押し広げる力Ｆ４によって弾性変形するように形成されている。第２金具８ｃ，８ｄの先端部は略Ｌ字状に折曲されており、第２金具８ｃ，８ｄの先端部間に金属配線を挟持する挟持部（金属配線挟持部）８１ａ，８１ｂを形成している。

第２金具８ｃ，８ｄの先端部には、図１５に示す如く、末広がり状に対向した板状の導入部８２ａ，８２ｂが設けられている。このようにして、ノイズフィルタ１０２が構成されている。

図１６〜図１７は、電子機器に取り付けられたノイズフィルタ１０２を示している。なお、図４〜図６に示すノイズフィルタ１００、金属配線１０及び金属筐体１１と同様の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。

ノイズフィルタ１０２は、実施の形態１のノイズフィルタ１００と同様に以下のとおり動作する。
すなわち、第１金具７ａ，７ｂが金属筐体１１の内面部を押し付ける弾性力Ｆ２と、第２金具８ｃ，８ｄが金属配線１０を引っ張り上げる力Ｆ３とが釣り合うことで、ノイズフィルタ１０２は金属配線１０及び金属筐体１１の内面部に対して固定される。また、弾性力Ｆ２及び力Ｆ３が常に加わることで、第１金具７ａ，７ｂと金属筐体１１間の当接部及び第２金具８ｃ，８ｄと金属配線１０間の当接部が電気的に良好な接続状態となる。これにより、ノイズフィルタ１０２は、金属配線１０を伝搬する高周波ノイズを金属筐体１１にバイパスさせる高周波ノイズバイパス回路の機能を発揮する。

また、ノイズフィルタ１０２を金属配線１０及び金属筐体１１に取り付ける際、導入部８２ａ，８２ｂ間に金属配線１０を押し込むことで、第２金具８ｃ，８ｄの先端部間が押し広げられる。このため、金属配線１０を挟持部８１ａ，８１ｂに容易に挟持させることができ、ノイズフィルタ１０２の取り付けが容易になる。

以上のように、この実施の形態３のノイズフィルタ１０２は、第２金具８ｃ，８ｄが先端部間を押し広げる力Ｆ４によって弾性変形するようになっている。第２金具８ｃ，８ｄの先端部には、末広がり状に対向した導入部８２ａ，８２ｂが設けられている。これにより、導入部８２ａ，８２ｂ間に金属配線１０を押し込むことで、第２金具８ｃ，８ｄの先端部間が押し広げられるため、金属配線１０を挟持部８１ａ，８１ｂに容易に挟持させることができ、ノイズフィルタ１０２の取り付けが容易になる。

なお、第１金具７ａ，７ｂの先端部に、実施の形態２と同様の固定部７１ａ，７１ｂを設けたものとしても良い。固定部７１ａ，７１ｂにねじ穴７２ａ，７２ｂを穿設し、ねじ９ａ，９ｂによりノイズフィルタ１０２を金属筐体１１に固定するものとしても良い。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 絶縁体、２ａ 第１表面導体パターン、２ｂ 第２表面導体パターン、３ａ 第１裏面導体パターン、３ｂ 第２裏面導体パターン、４ａ 第１スルーホール、４ｂ 第２スルーホール、５ コンデンサ、６ａ，６ｂ ハンダ、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 第１金具、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 第２金具、９ａ，９ｂ ねじ、１０ 金属配線、１１ 金属筐体、５１，５２ 端子、７１ａ，７１ｂ 固定部、７２ａ，７２ｂ ねじ穴、８１ａ，８１ｂ 挟持部（金属配線挟持部）、８２ａ，８２ｂ 導入部、１００，１０１，１０２ ノイズフィルタ。

Claims (4)

1. 対向配置された少なくとも１対の弾性を有する第１金具と、
   前記第１金具間に間隔を設けて対向配置された少なくとも１対の第２金具と、
   前記第２金具に形成された金属配線挟持部と、
   前記第１金具と前記第２金具間に接続されたコンデンサを有するフィルタ回路部と、
   を具備し、
   前記金属配線挟持部は、金属筐体に収納された電子機器の金属配線を挟持し、
   前記第１金具は、前記金属筐体により押圧されて弾性変形してなる
   ことを特徴とするノイズフィルタ。
2. 前記第２金具は、弾性を有す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金具の先端部に、ねじ穴又は切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のノイズフィルタ。
4. 前記フィルタ回路部は、並列又は直列に接続した複数個の前記コンデンサを具備することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のノイズフィルタ。

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