JPH0631130U - ノイズ低減変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次回路のノイズが二次回路に殆ど影響を与
えないノイズ低減変圧器を提供すること。 【構成】 筒形状の巻枠１と、巻枠１の内部空隙を含ん
で磁路を形成する鉄心２と、巻枠１の軸方向の一部に巻
着される二次コイル４と、巻枠１の軸方向の他の一部
に、厚みのある絶縁部材５を介して巻着される一次コイ
ル３と、二次コイル４に近接した位置に設けられる静電
シールド部材６とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、一次コイルに供給される交流電圧を変圧して二次コイルに伝える 変圧器に関し、特に、一次回路から二次回路へのノイズの移行を低減することの できるノイズ低減変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、従来の変圧器の一例を示す概略断面図である。この変圧器は、巻枠２ １の周りに円筒状に巻かれる一次コイル２２と、絶縁部材２３を介して一次コイ ル２２の上に同軸円筒状に巻かれる二次コイル２４と、一次コイル２２と二次コ イル２４の磁路を形成する鉄心２５とで構成されている。

【０００３】 かかる変圧器において、一次コイル２２の両端に交流電源を供給すると、二次 コイル２４の両端には、一次コイルと二次コイルの巻数比に応じた交流電圧が誘 起される。尚、鉄心２５は、アース電位点に接続されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、図２に示す従来の変圧器には、以下の問題点がある。 （１）図２に示す変圧器の場合、巻枠２１の全長にわたって一次コイルが円筒 状に巻かれているので、この一次コイルと巻枠内部の鉄心と間の静電容量が大き いという特徴がある。その為、一次コイルとアース間の静電容量は大きくなり、 供給電源に含まれる高周波成分たるノイズ電流が流れてしまい、その結果、アー ス線に存在するインピーダンスに基づいてアース電位が変動し、二次回路にノイ ズを伝達してしまうという問題が生じる。

【０００５】 （２）一方、一次コイルと二次コイルの間は、絶縁紙数枚で絶縁されているだ けでありその間隔が狭いので、両コイル間の静電容量もその分だけ大きくなり、 このキャパシタンスを介して一次回路から二次回路にノイズ成分が伝達されてし まうという問題もある。尚、かかる問題点を回避する為に、絶縁体の内部に静電 シールド層を備えても良いが、一次コイルとアース間の静電容量が大きくなる分 だけ、上記した（１）の弊害が大きくなる。

【０００６】 （３）また、一次コイルと二次コイル間の結合は高周波成分に対しても電磁的 に密であるので、高周波成分たるノイズ電流を一次回路から二次回路に伝達して しまうという問題もある。 （４）更に、一次コイルと他の導電部との間の静電容量は、一般には一次コイ ル巻線に対して均等には分布しないので、一次側のコモンモードノイズによる漏 洩電流の分布も不均一となり、この不均等分がノーマルモードノイズとなって二 次コイルに現れてしまうという問題もある。

【０００７】 この考案は、これらの問題点に着目してなされたものであって、一次回路のノ イズが二次回路に殆ど影響を与えないノイズ低減変圧器を提供することを目的と する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成する為、請求項１に係るノイズ低減変圧器は、筒形状の巻 枠と、この巻枠の内部を含んで磁路を形成する磁性体と、前記巻枠の軸方向 の一部に巻着される二次コイルと、前記巻枠の軸方向の他の一部に、厚みのあ る絶縁部材を介して巻着される一次コイルと、前記巻枠の軸方向における前記 一次コイルと前記二次コイルの間であって、前記二次コイルに近接した位置に設 けられる静電シールド部材とを特徴的に備えている。

【０００９】 ここで、筒形状とは円筒形に限らず、断面の形状が楕円形や方形の任意の形状 のものを含む。また、磁性体は、巻枠の内部を含んで閉磁路を形成するものであ れば特に限定されない。一次コイルと二次コイルとは、巻枠の軸方向における別 の箇所にそれぞれ巻着されるが、両コイルの巻着位置は電磁結合を損なわない範 囲で分離する方が望ましい。また、一次コイルと巻枠間に設けられる絶縁部材の 厚さは、可能な範囲で厚くするのが望ましい。

【００１０】 また、請求項２に係るノイズ低減変圧器は、上記の構成要素に加えて、 前記一次コイルに近接して静電シールド部材を更に設け、この静電シールド部材 を前記一次コイルのいずれかの端子に接続することを特徴としている。 更に、請求項３に係るノイズ低減変圧器は、内鉄型変圧器に於いて、一次コイ ルと二次コイルとを別の脚に巻着し、前記一次コイルと鉄心との間隔を前記二次 コイルと鉄心との間隔より大きくし、少なくとも前記二次コイル側に静電シール ド部材を設けたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】

〔請求項１に係るノイズ低減変圧器〕 一次コイルと磁性体との間には、可能な限りの厚みのある絶縁部材が備えられ ているので、両者間の静電容量は大きくなく、従って、磁性体がアース点と接続 されていても漏れて流れるノイズ電流は大きくない。

【００１２】 一次コイルと二次コイルとは、巻枠の軸上で可能な限り分離して設置されてい るので、両者間の静電容量は大きくなく、更に、二次シールドたる静電シールド 部材が設けられているため、一次回路から二次回路に伝達されるノイズは大きく ない。また、高周波に対しては電磁的結合が疎になるので、高周波信号たるノイ ズが従来回路ほど二次回路に伝達されることもない。

【００１３】 〔請求項２に係るノイズ低減変圧器〕 このノイズ低減変圧器の場合には、一次コイルに近接して静電シールド部材を 設け、この静電シールド部材を一次コイルのいずれかの端子に接続しているので 、一次回路のコモンモードノイズが二次回路のノーマルモードノイズに変換され ることがなくなる。

【００１４】 〔請求項３に係るノイズ低減変圧器〕 一次コイルと鉄心間の間隔が大きいので、対鉄心の静電容量が減少することに なり、鉄心を介してアース線に漏洩するノイズ電流が減少する分だけアース線の インピーダンスによる電位変動が抑圧される。また、一次コイルと二次コイルと を別の脚に巻着し、少なくとも二次コイル側には静電シールド部材を設けている ので、一次コイルと二次コイル間の静電容量は減少することになり、結果として 、前記した電位変動の抑圧効果と合わせて、一次回路から二次回路に伝達される ノイズが減少する。

【００１５】 また、一次コイルと二次コイルとを別の脚に巻着しているので、高周波に対し ての電磁的結合が疎となり、この点からも一次回路から二次回路へのノイズの伝 達が減少する。

【００１６】

【実施例】

以下、実施例に基づいて、この考案を更に詳細に説明する。 〔第１実施例〕 図１は、請求項１の考案の一実施例であるノイズ低減変圧器を示す概略断面図 である。この変圧器は、コイル巻線を巻きつける為の巻枠１と、巻枠１の内部を 含んで閉磁路を形成している鉄心２と、巻枠１の軸上の上下の位置に巻着される 一次コイル３，二次コイル４などで構成されている。

【００１７】 ここで、巻枠１は上下位置、及び軸上中心位置に環状の突起部１_-1，１_-3，１ _-2 が形成されており、この突起部によって巻枠１が上側部と下側部に分離されて いる。そして、巻枠１の上側部には、厚みのある絶縁物５が先ず巻着されており 、その上に一次コイル３が巻着されている。一方、巻枠１の下側部には、直接的 に二次コイル４が巻着されている。

【００１８】 また、巻枠１の下側部には、二次コイル巻線４と環状突起部１_-2との間に、環 状のシールド部材６が設けられている。尚、このシールド部材６は、アースライ ンに接続されている。 鉄心２は、例えばＥ形部材とＩ形部材とを組み合わせることによって、一次コ イルと二次コイルによる閉磁路を形成しており、アース点と接続されている。

【００１９】 図１に示すノイズ低減変圧器は、以上の構成からなる故に、以下の特徴を有し ている。 （１）すなわち、一次コイルと二次コイルとを巻枠の軸方向の異なる位置に巻 着させたので、従来の変圧器に比較してコイル断面が正方形に近づき、軸方向の 表面積が少なくなるので（図１、図２参照）、他の導電部との静電容量が少なく なる。また、巻枠１と一次コイル３との間には厚みのある絶縁物５が設けられて いるので、一次コイル３と鉄心２との間隔が大きくなる分だけ、対鉄心間の静電 容量が減少する。その為、一次コイル３から漏れるノイズ電流が減少することに なり、アース電位が変動するという従来装置の欠点が解消される。

【００２０】 （２）一次コイル３と二次コイル４との対抗面積が減少した上に、両コイルの 間隔も大きいので一次コイル３と二次コイル４間の静電容量も減少し、その分だ け、一次回路から二次回路に伝達されるノイズ成分も少ない。更に、二次コイル ４と環状突起部１_-2との間に、環状のシールド部材６を設けているので、両コイ ル間の静電容量に依るノイズの伝達は殆ど問題にならない。

【００２１】 （３）高周波成分に対しては鉄心が磁心として機能せず、空心コイルと同等に 機能するが、一次コイルと二次コイルとを軸方向に分離して巻着させているので 、従来装置より両コイル間の結合が疎となり、その分だけ一次回路から二次回路 へのノイズの伝達が少なくなる。 （４）図１には図示していないが、一次コイル３部にシールド部材（一次シー ルド）を設け、これを一次コイルの一端に接続することもできる。この場合、一 次コイルと他の導電部との静電容量は、上記一次シールドと他の導電部との静電 容量に置き換えられることになり、漏洩電流の不均一に基づくコモンモードノイ ズのノーマルモードノイズへの変換作用がなくなる。

【００２２】 尚、図１に基づく説明では絶縁部材５を巻枠１に巻着させるとしたが、これに 限定される必要はなく、例えば、絶縁部材を予めモールドしてもよく、また、こ れを充実した材料でなく、ダクトのような空隙を持たせた構造とし、総合した誘 電率を低減して一次コイルと鉄心間の静電容量の減少を図ってもよい。 また、巻枠１は一体成形のものを例に挙げたが、一次コイル３用の巻枠と二次 コイル４用の巻枠とを分離して、一次コイル用の巻枠として、鉄心２との間隔の 大きいものを用いてもよい。

【００２３】 〔第２実施例〕 図３の（ａ）は、請求項３の考案に係るノイズ低減変圧器の一例を図示したも のであり、図３の（ｂ）は、このＡ−Ａ断面図を図示したものである。この変圧 器は、いわゆる内鉄型変圧器であって、閉磁路を形成する鉄心１１と、この鉄心 １１の別々の脚に設けられる一次巻枠１２，二次巻枠１３と、各巻枠１２，１３ に巻着される一次コイル１４，二次コイル１５と、各コイル１４，１５を覆う一 次シールド１６，二次シールド１７とで構成されている。ここで、一次シールド １６は、一次コイル１４の一端に接続されている。

【００２４】 一次巻枠１２と二次巻枠１３とを比べた場合、一次巻枠１２は、絶縁物を追加 するなどして可能な限り二次巻枠１３より厚く形成されており、その分だけ鉄心 １１との間隔が大きくなっている。尚、一次巻枠１２に追加する絶縁物は予めモ ールドされたものでも良く、また、充実した絶縁物でなく空隙を備えたスペーサ でもよい。

【００２５】 なお、図４は、巻枠２１と、一次コイル２２と、二次コイル２４と、鉄心２５ とで構成される従来例の内鉄型変圧器を示したものであり、以下、この内鉄型変 圧器と比較して図３に示すノイズ低減変圧器の特徴を説明する。 （１）一次コイル１４と鉄心１１との間隔が大きいので、鉄心及び他の金属部 との静電容量が減少することになり、鉄心などを介してアース線に漏洩するノイ ズ電流が減少する分だけ、アース線のインピーダンスによる電位変動が抑圧され る。

【００２６】 （２）一次コイル１４と二次コイル１５とを別の脚に巻着するので両者の間隔 が広くなり、しかも、それぞれにシールド１６，１７を設けているので、一次コ イル１４と二次コイル１５間の静電容量が減少することになり、伝達されるノイ ズが減少する。 （３）一次コイル１４と二次コイル１５とを別の脚に巻着しているので、高周 波に対しての電磁的結合が疎となり、この点からも一次回路から二次回路へのノ イズの伝達が減少する。

【００２７】 （４）一次シールド１６を設け、これを一次コイル１４の一端に接続している ので、一次コイルと他の導電部との静電容量は、一次シールドと他の導電部との 静電容量に置き換えられ、静電容量の不均等によるコモンモードノイズのノーマ ルモードノイズへの変換作用が無くなる。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案に係るノイズ低減変圧器では、一次コイルと鉄 心などの金属部への静電容量が減少するのでアースへの漏洩電流が減少し、結果 として、アース線のインピーダンスによる電位変動が少なくなる。 また、一次コイルと二次コイルの間隔が広がる上に、適宜にシールド部材を設 けているので、一次回路から二次回路へのノイズの伝達が少なくなる。

【００２９】 更に、一次回路と二次回路との高周波での電磁的な結合が疎でありノイズの伝 達が少なく、静電容量の不均等によるノイズモードの変換作用もなく、一次回路 のノイズが二次回路に殆ど影響を与えないノイズ低減変圧器となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例であるノイズ低減変圧器を
図示したものである。

【図２】従来の変圧器の一例を図示したものである。

【図３】この考案の別の実施例であるノイズ低減変圧器
を図示したものである。

【図４】従来の変圧器の別の例を図示したものである。

【符号の説明】

１ 巻枠 ２ 鉄心 ３ 一次コイル ４ 二次コイル ５ 絶縁部材 ６ シールド部材

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】筒形状の巻枠と、 この巻枠の内部を含んで磁路を形成する磁性体と、 前記巻枠の軸方向の一部に巻着される二次コイルと、 前記巻枠の軸方向の他の一部に、厚みのある絶縁部材を
   介して巻着される一次コイルと、 前記巻枠の軸方向における前記一次コイルと前記二次コ
   イルの間であって、前記二次コイルに近接した位置に設
   けられる静電シールド部材とを備えることを特徴とする
   ノイズ低減変圧器。
2. 【請求項２】請求項１に記載のノイズ低減変圧器におい
   て、 前記一次コイルに近接して静電シールド部材を更に設
   け、この静電シールド部材を前記一次コイルのいずれか
   の端子に接続することを特徴とするノイズ低減変圧器。
3. 【請求項３】内鉄型変圧器に於いて、一次コイルと二次
   コイルとを別の脚に巻着し、前記一次コイルと鉄心との
   間隔を前記二次コイルと鉄心との間隔より大きくし、少
   なくとも前記二次コイル側に静電シールド部材を設けた
   ことを特徴とするノイズ低減変圧器。