JPWO2007020902A1 - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

小型化可能なノイズフィルタを提供する。ノイズを減衰させるノイズフィルタは、磁心１に導線２が巻きつけられるコイルと、コイルを収納する絶縁材料で形成されるケース６と、コイルの磁心の両端とそれぞれ対向するように所定間隔のギャップを介して配置される２つの端板１２ａ、１２ｂと、該２つの端板の間に配置される底板８ａとを有し、コイルから発生する磁気の磁路を形成する磁性材料からなる、ケースを載置するブラケット８と、コイルに対する入出力端子３ａ、３ｂとを具備する。

Description

本発明は、ノイズフィルタに関し、特に、車載電装品から発生する自動車ノイズを減衰させ、車載ラジオ等のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を向上させるノイズフィルタに関する。

自動車用ラジオのガラスアンテナにおいては、ラジオのノイズを減衰させ、Ｓ／Ｎ比を向上させるために、ノイズフィルタ（チョークコイル）が用いられている。このようなノイズフィルタとして、柱状の磁心に導線を筒状に巻き回したコイルを樹脂製の固定台に設置し、この固定台に設けられた２つの金属板にコイルの巻線の両端をそれぞれ接続したものが広く知られている（特許文献１参照。）。
特開平９−２１３５２８号公報

しかしながら、従来のガラスアンテナ用のノイズフィルタでは、例えば、大電流を駆動するスイッチ等、電流の増加とともに大きなノイズが生ずるような状況下で用いられるノイズフィルタの場合、コイルの巻線数を多くしなければならず、ノイズフィルタ自体が大型化してしまうという問題があった。

また、コイルの巻線数を多くすることに伴ないノイズフィルタの放熱量が多くなってしまうことや、設置場所に鉄板などの磁性体がある場合、磁束がコイルを中心に広がってしまうことから、設置場所に存在する磁性体の影響を受けてノイズフィルタの特性が変化してしまうという問題もあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、従来よりも小型化す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。また、本発明は、従来のノイズフィルタに比して、放熱量を抑えることができ、かつ設置場所に磁性体がある場合であってもフィルタ特性の変化を抑えることのできるノイズフィルタを提供することを目的とする。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるノイズフィルタは、磁心に導線が巻きつけられるコイルと、コイルを収納する絶縁材料で形成されるケースと、コイルの磁心の両端とそれぞれ対向するように所定間隔のギャップを介して配置される２つの端板と、該２つの端板の間に配置される底板とを有し、コイルから発生する磁気の磁路を形成する磁性材料からなる、ケースを載置するブラケットと、コイルに対する入出力端子と、を具備するものである。

ここで、各端板は、その磁心に対向する面の面積が磁心の断面積よりも大きいものであれば良い。

また、ギャップは、磁心と端板との間に、ケースの一部が提供されて形成されても良い。

またさらに、入出力端子は、Ｌ型端子及び／又はＩ型端子を組み合わせてなるものであっても良い。

さらに、コイルと組み合わせてフィルタを構成するコンデンサを具備し、ブラケットは導電性を有しグラウンドに接続され、コンデンサはその端子の一方がブラケットに接続されても良い。

本発明によれば、従来のノイズフィルタよりも小型化することができる。また、従来のノイズフィルタに比して、放熱量を抑えることができ、かつ設置場所に磁性体がある場合であっても特性の変化を抑えることができる。さらに、ノイズフィルタに対する配線自由度を高めたためフィルタの車両取付性を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態にかかるノイズフィルタについて説明する。なお、図１乃至図６において、同一部分には同一符号を付して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るノイズフィルタのカバーを取り外した状態の斜視図、図２はノイズフィルタのカバーを取り外した状態の上面図及び図３はカバーを取り付けた状態のノイズフィルタの斜視図である。また、図４は図３のＡ方向から観たノイズフィルタの側面図である。図５は、ノイズフィルタの各構成部品の分解組立図である。

同図に示すように、フェライトなどの磁性材料で形成された柱状の磁心１に導線２が巻きつけられてコイルが形成され、このコイルの導線の両端は、それぞれ入出力端子３ａ、３ｂに接続されており、配線４ａ、４ｂはこれらを介してノイズフィルタに接続される。なお、本実施の形態においては、磁心１の形状を柱状のものであるとしているが、このような形状に限られるものではない。

また、図示例では、コンデンサ５ａ、５ｂを用いたπ型フィルタを示している。コンデンサ５ａ、５ｂのそれぞれの端子の一方は、導線２の両端にそれぞれ電気的に接続され、他方は磁性材料で形成され且つ導電性を有するブラケット８のアース板１１ａ、１１ｂにそれぞれ電気的に接続されている。本実施の形態において、ブラケット８は、ノイズフィルタの筐体の底面部を形成するものであり、ノイズフィルタが車の車体などに取り付けられた際に、電気的にアース板としての役割も有する。なお、本実施の形態においては２つのコンデンサ５ａ，５ｂを用いているが、ノイズフィルタの機能としては１つのコンデンサと１つのコイルを用いたＬＣフィルタとしても構わない。また、コイルを２つとコンデンサを１つ用いたＴ型フィルタとしても勿論構わない。さらに、コンデンサを用いずにコイルだけでチョークコイルとしてフィルタを構成しても構わない。また、ノーマルモードだけでなくコモンモードとしても勿論構わない。このように、本発明はコイルを用いたノイズフィルタを構成できるものであれば、如何なるフィルタ回路であっても構わない。

磁心１及び導線２で構成されるコイルは、樹脂などの絶縁部材で形成されるケース６に載置される。クリップ７は、ケース６と同一の絶縁材料で形成され、設置箇所に対し仮固定できるようにブラケット８に形成された孔８ｂに差し込んだ状態で使用される。また、クリップ７の一方の面には、ノイズフィルタを設置箇所に引っ掛けて係止するためのクリップ部７ａが形成されている。なお、ノイズフィルタを両面テープ等で設置箇所に仮固定する場合には、上記のクリップは省略しても勿論構わない。

ブラケット８には、磁心１及び導線２で構成されるコイルを収納したケース６が載置される。ブラケット８は、コイルの磁心１の両端とそれぞれ対抗するように所定間隔のギャップΔを介して対抗するように配置される２つの端板１２ａ、１２ｂと、端板の間に配置される底板であるブラケット８の本体８ａとを有している。より具体的には、ブラケット８は、ブラケット８の本体８ａに対して略垂直方向に折り曲げられ、ケース６が載置された際に、ケース６に形成された孔を通して、磁心１の両端と所定間隔のギャップΔを存して対向するように配置される端板１２ａ、１２ｂを有している。すなわち、磁心１と端板１２ａ、１２ｂとの間にケース６の一部が介在することでギャップΔが提供されている。また、図示例の２つのコンデンサ５ａ、５ｂを用いる例では、ブラケット８は、磁性材料で形成され且つ導電性を有するものであり、コンデンサ５ａ、５ｂの他端がそれぞれアースするように接続されるアース板１１ａ、１１ｂを有する。各端板１２ａ、１２ｂの磁心に対向する面の面積は、磁心１の断面積よりも大きく、また、その面積はコイルにより発生する磁束を十分に許容できる程度であれば良い。

図６は、磁心１及び導線２で構成されるコイルとブラケット８の端板１２ａ、１２ｂとのギャップを説明するための図である。

ブラケット８は、本発明の実施の形態に係るノイズフィルタの底面部分を形成し、ケース６は側面部分を形成する。ブラケット８とコイルとは、絶縁部材で形成されているケース６を介していることから電気的には絶縁される。

端板１２ａ、１２ｂは、磁心１と所定間隔のギャップΔを存して対向配置されていることから、端板１２ａ、１２ｂと底板８ａとにより磁気的に閉ループの磁路を形成することになる。これにより、磁束が広がらずにブラケット８側に集中し、ノイズフィルタ周辺の回路に与える磁気的な影響を少なくすることができる。

上記所定間隔のギャップΔは、当該部分に介在するケース６の一部の肉厚により確保され、磁気飽和が起きない程度に設定される。すなわち、このギャップΔは、コイル及びブラケット８を含む磁気回路の磁気抵抗となるものであり、当該磁気抵抗はノイズフィルタの磁気回路に磁気飽和が起きないように設定される。なお、ケース６は絶縁材料であり、磁気的には空気で形成されたギャップと同等である。

なお、本実施の形態においては、端板１２ａ、１２ｂは、磁心１との間の２つのギャップΔの間隔は同じものとしているが、異なる間隔であってもノイズフィルタの磁気回路に磁気飽和が起きないように設定されていればよい。

ケース６の上面には、コイルからの熱を放熱するためのスリット９ａが形成された、樹脂などの絶縁材料で形成されたカバー９が必要により取り付けられる。

なお、図示例ではコンデンサを用いたノイズフィルタを示したが、コンデンサを用いないフィルタの場合には、ブラケットは磁性材料からなっていれば、必ずしも導電性を有する必要はない。

本発明のノイズフィルタは、従来のものと比べて小型化が可能であり、さらに磁気的な影響も受けにくいため、ノイズフィルタの車両取付自由度が高まる。このため、あらゆるところに取り付け可能となるが、その際、ノイズフィルタに対する配線の取り出し方向が問題となり得る。そこで、ノイズフィルタの入出力端子を、以下に説明するようにＬ型端子及び／又はＩ型端子を組み合わせて構成することで、配線の取り出し方向の自由度を向上させた。

以下、本発明のノイズフィルタの入出力端子についてより具体的に説明する。図７は、本発明のノイズフィルタの入出力端子とコイルの導線と配線との関係を説明するための斜視図であり、図７（ａ）はＩ型端子を、図７（ｂ）はＬ型端子を説明するための図である。Ｉ型端子３ａは、コイルの導線２の方向と略垂直方向に配線４ａを接続可能なものである。また、Ｌ型端子３ｂは、コイルの導線２の方向と略同一方向前後に配線４ｂを接続可能なものである。Ｌ型端子３ｂは、前後２方向の何れかに配線４ｂを接続可能なものである。入出力端子３ａ、３ｂは、配線４ａ、４ｂを圧着するための所定のかしめ部を有している。また、入出力端子３ａ、３ｂは、コイルの導線２をはんだ付けするための接続部を有している。Ｉ型端子３ａでは、配線用のかしめ部の開口方向と導線用の接続部の開口方向とが略垂直な関係となっている。Ｌ型端子３ｂでは、配線用のかしめ部の開口方向と導線用の接続部の開口方向とが略同一方向な関係となっている。なお、コンデンサとコイルとを組み合わせたノイズフィルタの例では、コンデンサの端子の一方が接続される接続部を入出力端子に設けても良い。

このように構成された入出力端子を組み合わせた配線の取り出し方向のパターンを、図８に示す。図８は、本発明のノイズフィルタに対する配線の取り出し方向のパターンを説明するための上面図である。図示のように、入力３方向、出力３方向に配線を取り出すことが可能である。具体的には、図８（ａ），（ｃ），（ｇ），（ｉ）はＬ型端子を２つ用いた例を、図８（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）はＬ型端子とＩ型端子を組み合わせて用いた例を、図８（ｅ）はＩ型端子を２つ用いた例を、それぞれ示している。このように、本発明のノイズフィルタは、９パターンの配線の取り出しが可能であるため、ノイズフィルタに対する配線自由度が高く、ノイズフィルタの車両取付性を向上させることができる。

したがって、本発明の実施の形態に係るノイズフィルタによれば、コイルから発生する磁気をブラケット８を使用し、ギャップΔを介して閉ループとすることにより、磁束がブラケット８側に集中して他のデバイスに与える磁気的な影響を少なくすることができるとともに、ノイズフィルタ自体も外部からの磁気的な影響を受けにくくなる。また、これにより、ノイズフィルタの取り付け位置の自由度が高まるという効果もある。

さらに、上記磁気を閉ループにすることにより、開ループの状態と比較して、高インダクタンスを実現することができることから、コイルの巻線のターン数を減少させることができ、その結果、ノイズフィルタの小型化を実現することができる。さらに、同一の特性を有するノイズフィルタに比して、巻線のターン数が少なくて済むことから、低発熱化を図ることができる。さらに、コンデンサのアースをブラケットにより行なうことができることから、ノイズフィルタの小型化を図ることができる。

また、Ｌ型端子とＩ型端子を組み合わせて用いることで、多くの配線取り出しパターンを実現できるため、ノイズフィルタの車両取付性を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施の形態に係るノイズフィルタのカバーを取り外した状態の斜視図。 ノイズフィルタのカバーを取り外した状態の上面図。 カバーを取り付けた状態のノイズフィルタの斜視図。 図３のＢ方向から観たノイズフィルタの側面図。 ノイズフィルタの各構成部品の分解組立図。 磁心及び導線で構成されるコイルとブラケットの端板とのギャップを説明するための図。 Ｌ型端子とＩ型端子を説明するための斜視図。 配線の取り出し方向のパターンを説明するための上面図。

符号の説明

１…磁心、２…導線、３ａ，３ｂ…入出力端子、４ａ，４ｂ…配線、５ａ，５ｂ…コンデンサ、６…ケース、７…クリップ、７ａ…クリップ部、８…ブラケット、９…カバー、９ａ…スリット、１１ａ，１１ｂ…アース板、１２ａ，１２ｂ…端板

Claims (5)

1. ノイズを減衰させるノイズフィルタであって、該ノイズフィルタは、
   磁心に導線が巻きつけられるコイルと、
   前記コイルを収納する絶縁材料で形成されるケースと、
   前記コイルの磁心の両端とそれぞれ対向するように所定間隔のギャップを介して配置される２つの端板と、該２つの端板の間に配置される底板とを有し、前記コイルから発生する磁気の磁路を形成する磁性材料からなる、前記ケースを載置するブラケットと、
   前記コイルに対する入出力端子と、
   を具備することを特徴とするノイズフィルタ。
2. 請求項１に記載のノイズフィルタにおいて、前記各端板は、その磁心に対向する面の面積が前記磁心の断面積よりも大きいことを特徴とするノイズフィルタ。
3. 請求項１に記載のノイズフィルタにおいて、前記ギャップは、前記磁心と前記端板との間に、前記ケースの一部が提供されて形成されることを特徴とするノイズフィルタ。
4. 請求項１に記載のノイズフィルタにおいて、前記入出力端子は、Ｌ型端子及び／又はＩ型端子を組み合わせてなることを特徴とするノイズフィルタ。
5. 請求項１に記載のノイズフィルタであって、さらに、前記コイルと組み合わせてフィルタを構成するコンデンサを具備し、前記ブラケットは導電性を有しグラウンドに接続され、前記コンデンサはその端子の一方が前記ブラケットに接続されることを特徴とするノイズフィルタ。