(57)【要約】【課題】大電流を流す際にも、磁性体を大型化することなく、ノイズ電流を低減させる。【解決手段】メイン回路Ｗに設けられたノイズ吸収装置１０であって、前記メイン回路Ｗは、低周波域の電流量が同一で、かつ高周波域の電流量が偏るように高インピーダンス回路２０と低インピーダンス回路３０とに分割されており、  前記高インピーダンス回路と前記低インピーダンス回路とは、環状の磁性体内において対向して配されているノイズ吸収装置。【選択図】図２
2014138016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン回路に設けられたノイズ吸収装置であって、
前記メイン回路は、低周波域の電流量が同一で、かつ高周波域の電流量が偏るように高インピーダンス回路と低インピーダンス回路とに分割されており、
前記高インピーダンス回路と前記低インピーダンス回路とは、環状の磁性体内において対向して配されているノイズ吸収装置。
【請求項２】
前記低インピーダンス回路は、低インピーダンス導電体からなり、
前記高インピーダンス回路は、前記低インピーダンス導電体と断面積が同一で、かつ前記低インピーダンス導電体に比べて表面積が小さい高インピーダンス導電体からなる請求項１記載のノイズ吸収装置。
【請求項３】
前記高インピーダンス導電体は、断面が円形状に形成されており、
前記低インピーダンス導電体は、断面が扁平な角形状に形成されている請求項２記載のノイズ吸収装置。
【請求項４】
前記高インピーダンス導電体は、断面が円形状に形成されており、
前記低インピーダンス導電体は、絶縁被覆によってそれぞれ覆われる複数の小径導電体からなる請求項２記載のノイズ吸収装置。
【請求項５】
前記高インピーダンス回路と前記低インピーダンス回路とは、断面積が同一の導電体からなり、
前記高インピーダンス回路には、インダクタが設けられている請求項１記載のノイズ吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズ吸収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低周波域の低周波電流に高周波域のノイズ電流が重畳している場合、フェライトコアなどの円筒状もしくは環状の磁性体に電線を挿通したり、電線を巻回したりすることで、ノイズ電流の低減を図っている。このような技術としては、特許文献１に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１００４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電線に大電流が流れる場合、磁性体が磁気飽和を起こし、インダクタとしての性能が低下することでインピーダンスが低下し、ノイズ電流を十分に低減させることができなくなってしまう。このため、電線に大電流を流す場合には、フェライトコアを大型化する必要があり、その対策が切望されていた。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、大電流を流す際にも、磁性体を大型化することなく、ノイズ電流を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として本発明は、メイン回路に設けられたノイズ吸収装置であって、前記メイン回路は、低周波域の電流量が同一で、かつ高周波域の電流量が偏るように高インピーダンス回路と低インピーダンス回路とに分割されており、前記高インピーダンス回路と前記低インピーダンス回路とは、環状の磁性体内において対向して配されているところに特徴を有する。
【０００７】
このような構成のノイズ吸収装置によると、低周波域の信号電流は、磁性体内おいて、それぞれの信号電流によって生じる磁束が互いに打ち消し合い、抵抗を受けずにそれぞれの回路を流れることになる。ところが、高周波域のノイズ電流の場合、高インピーダンス回路が抵抗として働くから、ノイズ電流は、低インピーダンス回路側に偏る。そして、磁性体内において、低インピーダンス回路で磁束が発生し、この磁束が磁性体内において磁気損失として熱に変換されることで、ノイズ電流が低減される。つまり、低周波域の低周波電流は抵抗を受けることなく、磁性体内を通過し、ノイズ電流のみが磁性体によって低減される。これにより、磁性体を大型化することなく、ノイズ電流を低減させることができる。
【０００８】
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
前記低インピーダンス回路は、低インピーダンス導電体からなり、前記高インピーダンス回路は、前記低インピーダンス導電体と断面積が同一で、かつ前記低インピーダンス導電体に比べて表面積が小さい高インピーダンス導電体からなる構成としてもよい。
【０００９】
このような構成によると、両回路における導電体の断面積が同一となることで、両回路の低周波電流量を同一にすることができる。ところで、周波数が高いノイズ電流は表面に集中する、いわゆる表皮効果が生じる。したがって、導電体の表面積を小さくすることで、高インピーダンス回路を形成し、低インピーダンス回路側にノイズ電流の流れを偏らせることができる。これにより、ノイズ電流を磁性体内において低減させることができる。
【００１０】
前記高インピーダンス導電体は、断面が円形状に形成されており、前記低インピーダンス導電体は、断面が扁平な角形状に形成されている構成としてもよい。
このような構成によると、低インピーダンス導電体の表面積に比べて高インピーダンス導電体の表面積を小さくすることができる。
【００１１】
前記高インピーダンス導電体は、断面が円形状に形成されており、前記低インピーダンス導電体は、絶縁被覆によってそれぞれ覆われる複数の小径導電体からなる構成としてもよい。
このような構成によると、低インピーダンス導電体の表面積に比べて高インピーダンス導電体の表面積を小さくすることができる。
【００１２】
前記高インピーダンス回路と前記低インピーダンス回路とは、断面積が同一の導電体からなり、前記高インピーダンス回路には、インダクタが設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、両回路における導電体の断面積が同一となることで、両回路の低周波電流量を同一にすることができる。また、コイルなどのインダクタを設けることで、高インピーダンス回路のインダクタンスを大きくし、周波数が高いほど電流が流れ難くすることができる。これにより、磁性体内においてノイズ電流を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大電流を流す際にも、磁性体を大型化することなく、ノイズ電流を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１にかかるノイズ吸収装置の斜視図
【図２】ノイズ吸収装置の断面図
【図３】高インピーダンス回路における導電体の断面図
【図４】低インピーダンス回路における導電体の断面図
【図５】実施形態２にかかる低インピーダンス回路の導電体の断面図
【図６】実施形態３にかかるノイズ吸収装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図１乃至図４を参照して説明する。
本実施形態は、インバータ（図示せず）とモータ（図示せず）などを繋ぐメイン回路Ｗに設けられたノイズ吸収装置１０を例示している。
メイン回路Ｗは、導電性を有する導電体の外周に絶縁被覆を被覆して構成されている。
【００１６】
ノイズ吸収装置１０は、図１および図２に示すように、メイン回路Ｗを二分割して形成された高インピーダンス回路２０および低インピーダンス回路３０と、これらの回路２０，３０を内部に挿通する短円筒状のフェライトコア(「磁性体」の一例)４０とを備えて構成されている。
【００１７】
高インピーダンス回路２０は、図３に示すように、断面円形状をなす円形導電体(「高インピーダンス導電体」の一例）２１を絶縁被覆２２で被覆した形態をなし、全長に亘ってほぼ同じ断面積とされている。
【００１８】
低インピーダンス回路３０は、図４に示すように、断面が扁平な角形状をなす角形導電体(「低インピーダンス導電体」の一例）３１を絶縁被覆３２によって全周を覆った形態をなし、全長に亘ってほぼ同じ面積とされている。また、角形導電体３１は、断面積が円形導電体２１とほぼ同じで、かつ表面積が円形導電体２１に比べて大きく形成されている。なお、要部を分かりやすくするために、図１および図２については、高インピーダンス回路２０および低インピーダンス回路３０の絶縁被覆は図示省略している。
【００１９】
フェライトコア４０は、酸化鉄などを主成分とするセラミックス製の磁性体であって、フェライトコア４０内にノイズ電流が流れる導電体を挿通させることで、ノイズ電流を低減させるものである。詳細には、フェライトコア４０にノイズ電流を流すと、ノイズ電流から発生する磁界がフェライトコア４０の持っている磁束を集める力によってコア内に集められる。そして、フェライトコア内に集められた磁気エネルギーは、フェライトの磁気損失によって熱に変換されて消費され、ノイズ電流が低減されるようになっている。
【００２０】
さて、フェライトコア４０には、図１および図２に示すように、高インピーダンス回路２０が一方の開口４１（図２における図示上側の開口）から挿入されて他方の開口４２（図２における図示下側の開口）から導出され、低インピーダンス回路３０が他方の開口４２（図２における図示下側の開口）から挿入されて一方の開口４１（図２における図示上側の開口）から導出されている。そして、高インピーダンス回路２０と低インピーダンス回路３０とがフェライトコア４０内において対向した形態で二本並んで配されている。
【００２１】
本実施形態のノイズ吸収装置１０は、以上のような構成であって、その作用効果を説明する。
インバータは、交流電流を直流電流に変換し、トランジスタのスイッチングによりモータを可変速制御する。ところが、トランジスタの高速のオン・オフ制御により高周波域のノイズ電流が発生するため、低周波域の低周波電流にノイズ電流が重畳してしまう。このため、一般に、円筒又は環状のフェライトコア内に電線を挿通したり、電線を巻回したりすることで、ノイズ電流の低減を図る。しかしながら、電線を大電流が流れると、フェライトコアが磁気飽和を起こし、インダクタとしての性能が低下することでインピーダンスが低下し、ノイズ電流を十分に低減させることができなくなる虞がある。
【００２２】
ところが、本実施形態によると、高インピーダンス回路２０における円形導電体２１の断面積と、低インピーダンス回路３０における角形導電体３１の断面積とがほぼ同一に形成されているから、低周波電流は、両導電体２１，３１内をバランスよく一様に流れ、電流量が同一となる。すると、フェライトコア４０内において生じるそれぞれの低周波電流の磁束は互いに打ち消され、低周波電流は、抵抗を受けずにフェライトコア４０内を流れる。
【００２３】
一方、高周波域のノイズ電流は、導電体の表面に集中する、いわゆる表皮効果により、それぞれの導電体２１，３１の表面を流れる。このため、高インピーダンス回路２０の円形導電体２１は、低インピーダンス回路３０の角形導電体３１に比べて、円形導電体２１の表面における電流密度が高くなる。そして、円形導電体２１の表面におけるノイズ電流に対する抵抗が高くなり、ノイズ電流は低インピーダンス回路３０に偏って流れる。すなわち、高周波域の電流量が低インピーダンス回路３０に偏るアンバランスな状態となる。すると、フェライトコア４０内において、低インピーダンス回路３０を流れるノイズ電流の磁束は打ち消されることなく、フェライトコア４０内において磁気損失として熱に変換される。
【００２４】
すなわち、低周波域の低周波電流は抵抗を受けることなくフェライトコア４０内を通過し、ノイズ電流のみがフェライトコア４０の抵抗を受けて低減される。これにより、大電流を流す場合においても、フェライトコア４０を大型化することなく、ノイズ電流を低減させることができる。
【００２５】
以上のように、本実施形態によると、メイン回路Ｗを高インピーダンス回路２０と低インピーダンス回路３０とに分流して、両回路２０，３０をフェライトコア内に対向して配置することで、ノイズ電流のみがフェライトコア４０の抵抗を受けて低減されるようにすることができる。すなわち、ノイズ電流のみの低減を目的にフェライトコア４０の大きさを設定することができるから、大電流を流す場合においても、フェライトコア４０を大型化することなく、ノイズ電流を低減させることができる。
また、高インピーダンス回路２０の円形導電体２１と低インピーダンス回路３０の角形導電体３１との断面積を同一にしつつ、円形導電体２１の表面積に比べて角形導電体３１の表面積を大きくするだけで、高周波領域のノイズ電流のみを低インピーダンス回路３０に偏らせることができるので、ノイズ吸収装置１０を小型化する上で有効である。
【００２６】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図５を参照して説明する。
実施形態２は、実施形態１における低インピーダンス回路３０における角形導電体３１および絶縁被覆３２の形状を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
【００２７】
実施形態２の低インピーダンス回路１３０は、複数の小径電線１３３を束ねた束電線１３５とされている。小径電線１３３は、断面円形状の小径導電体（「低インピーダンス導電体」の一例）１３１を絶縁被覆１３２によって覆った形態をなしており、小径電線１３３の小径導電体１３１における断面積を全て合わせたものが高インピーダンス回路２０における円形導電体２１の断面積とほぼ同一となるように設定されている。
【００２８】
すなわち、本実施形態によると、高インピーダンス回路２０における円形導電体２１と低インピーダンス回路１３０の束電線１３５における小径導電体１３１の総断面積を同一にしつつ、円形導電体２１の表面積に比べて束電線１３５における小径導電体１３１の総表面積を格段に大きくすることができる。これにより、高周波領域のノイズ電流のみを低インピーダンス回路１３０に大きく偏らせることができるので、ノイズ吸収装置１０を小型化する上で非常に有効である。
【００２９】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について図６を参照して説明する。
実施形態３のノイズ吸収装置２１０は、実施形態１における高インピーダンス回路２０を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
【００３０】
実施形態３の高インピーダンス回路２２０は、同高インピーダンス回路２２０の途中位置にコイル（「インダクタ」の一例）２２３を有する構成とされている。
コイル２２３は、導電体を巻回した巻線構造とされており、巻数の二乗に比例してインダクタンスが大きくなることにより、高周波域の電流ほど流れにくくなっている。すなわち、高インピーダンス回路２２０におけるノイズ電流の流れを低減させることができる。
これにより、高周波域のノイズ電流の流れを低インピーダンス回路３０へ偏らせ、フェライトコア４０によりノイズ電流のみを低減することができる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３１】
（１）上記実施形態では、環状のフェライトコア４０を適用させた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、円筒状のフェライトコアや一対の半割体からなる円筒状のフェライトコアを適用させてもよく、シート状の磁性体を円筒状に構成してもよい。
（２）上記実施形態２では、小径電線１３３を束ねた束電線１３５を用いた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、複数の導電体が絶縁被覆などによって一括して覆われたフラット状の束電線（フラットケーブル）を用いてもよい。
（３）上記実施形態３では、導電体を巻回したコイル２２３をインダクタとして高インピーダンス回路２２０に設けた構成としたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、フェライトと導電材料とを積層した積層インダクタやフィルム状のチップインダクタを高インピーダンス回路に設けた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０，２１０：ノイズ吸収装置
２０，２２０：高インピーダンス回路
２１：円形導電体(高インピーダンス導電体）
３０，１３０：低インピーダンス回路
３１：角形導電体（低インピーダンス導電体）
４０：フェライトコア(磁性体)
１３１：束電線の小径導電体（低インピーダンス導電体）
２２３：コイル(インダクタ)
Ｗ：メイン回路
【図１】
2014138016.tif 000003
【図２】
2014138016.tif 000004
【図３】
2014138016.tif 000005
【図４】
2014138016.tif 000006
【図５】
2014138016.tif 000007
【図６】
2014138016.tif 000008