(57)【要約】【課題】  サージ電圧が流入した場合の２次側電圧の増大および変動を確実に抑制して電気機器の部品の破損を防ぐことができるフィルタ装置を提供する。【解決手段】  ラインフィルタ１１のコイル１１ａ，１１ｂの少なくとも一方に、ギャップ式サージアブソーバ１５が並列接続されている。サージ電圧の流入に際しては、ラインフィルタ１１のコイルを介してコンデンサ１３，１４が充電され、ラインフィルタ１１のコイルにエネルギが蓄えられる。蓄えられたエネルギは、ギャップ式サージアブソーバ１５を通してラインフィルタ１１の２次側にバイパスされる。このバイパスにより、ラインフィルタ１１のコイル１１ａ，１１ｂとコンデンサ１３，１４とによる共振作用が引き起こされず、その結果、ラインフィルタ１１の２次側電圧の増大および変動が抑制される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と電気機器との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインに挿接された第１コイルおよび第２コイルからなるラインフィルタと、
前記ラインフィルタの１次側における前記電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用の第１コンデンサと、
前記ラインフィルタの２次側における前記電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第２コンデンサと、
前記ラインフィルタの２次側における前記電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第３コンデンサと、
前記ラインフィルタにおける第１コイルおよび第２コイルの少なくとも一方に並列接続されたギャップ式サージアブソーバと、
を備えたことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
電源と電気機器との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインに挿接された第１コイルおよび第２コイルからなるラインフィルタと、
前記ラインフィルタの１次側における前記電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用の第１コンデンサと、
前記ラインフィルタの２次側における前記電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第２コンデンサと、
前記ラインフィルタの２次側における前記電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第３コンデンサと、
当該フィルタ装置が搭載されるプリント配線基板上の導電パターンにより形成され、前記ラインフィルタにおける第１コイルおよび第２コイルの少なくとも一方に並列接続されたパターンギャップと、
を備えたことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項３】
前記ラインフィルタの２次側における前記電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたバリスタ、をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源側への高周波ノイズの伝播を阻止するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器の電源ラインには、電気機器から発生する高周波ノイズが電源側へ伝播するのを阻止するため、フィルタ装置が設けられている（例えば特許文献１）。  
フィルタ装置は、電源と電気機器との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインにそれぞれ挿接された第１コイルおよび第２コイルからなるラインフィルタ、このラインフィルタの１次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用のコンデンサ、上記ラインフィルタの２次側における電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサ、上記ラインフィルタの２次側における電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサなどで構成されている。
【０００３】
このフィルタ装置のノイズ阻止作用については、ラインフィルタの各コイルのインダクタンスを大きくし、かつ各コンデンサの容量を大きくすることにより、効果が増大する。
【特許文献１】実開平６−３８２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各コイルのインダクタンスおよび各コンデンサの容量が大きくなると、電源側にサージ電圧が流入した場合に、コイルとコンデンサとの共振作用により、ラインフィルタの２次側電圧が一旦大きく増大して変動を繰り返してしまう。この大きな電圧変動により、電気機器の部品が破損する場合がある。
【０００５】
仮に、サージ電圧を吸収するためのバリスタやサージアブソーバをフィルタ装置の入力側に設けていても、サージ電圧の流入に伴い、ラインフィルタの２次側電圧が大きく増大してしまう。
【０００６】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、サージ電圧が流入した場合の２次側電圧の増大および変動を確実に抑制して電気機器の部品の破損を防ぐことができるフィルタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明のフィルタ装置は、交流電源と電気機器との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインに挿接された第１コイルおよび第２コイルからなるラインフィルタと、このラインフィルタの１次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用の第１コンデンサと、上記ラインフィルタの２次側における電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第２コンデンサと、上記ラインフィルタの２次側における電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の第３コンデンサと、上記ラインフィルタにおける第１コイルおよび第２コイルの少なくとも一方に並列接続されたギャップ式サージアブソーバと、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のフィルタ装置によれば、ラインフィルタにおける第１コイルおよび第２コイルの少なくとも一方に並列接続されているギャップ式サージアブソーバの作用により、サージ電圧が流入した場合の２次側電圧の増大および変動が確実に抑制される。これにより、電気機器の部品の破損を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１に示すように、商用交流電源１に本発明のフィルタ装置１０を介して電気機器の整流回路２０が接続されている。フィルタ装置１０は、電気機器から発生する高周波ノイズが商用交流電源１側へ伝播するのを阻止する働きをする。整流回路２０は、ダイオードブリッジ２１および平滑コンデンサ２２からなる。この整流回路２０の出力端にスイッチング回路３０が接続されている。スイッチング回路３０は、整流回路２０の出力電圧（直流電圧）を、スイッチングにより、所定周波数の交流電圧に変換して出力する。このスイッチング回路３０の出力端に、モータ等の負荷４０が接続されている。整流回路２０の出力端にも、圧縮機などに搭載されるＤＣモータなどの負荷５０が接続されている。
【００１０】
スイッチング回路３０の入力側と出力側との間に、ノイズ除去用のコンデンサ３１が接続されている。さらに、スイッチング回路３０の出力端とアースとの間に、ノイズ除去用の接地コンデンサ３２が接続されている。
【００１１】
上記フィルタ装置１０は、商用交流電源１と整流回路２０との間の電源ラインの一方のラインおよび他方のラインに挿接された第１コイル１１ａおよび第２コイル１１ｂからなるラインフィルタ１１と、このラインフィルタ１１の１次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に接続されたノイズ除去用のコンデンサ（第１コンデンサ）１２と、ラインフィルタ１１の２次側における電源ラインの一方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサ（第２コンデンサ）１３と、ラインフィルタ１１の２次側における電源ラインの他方のラインとアースとの間に接続されたノイズ除去用の接地コンデンサ（第３コンデンサ）１４と、ラインフィルタ１１におけるコイル１１ａおよびコイル１１ｂの少なくとも一方に並列接続されたギャップ式サージアブソーバ１５と、により構成されている。
【００１２】
一方、フィルタ装置１０の１次側の電源ラインの一方のラインが、サージ電圧吸収素子であるバリスタ２および同じくサージ電圧吸収素子であるギャップ式サージアブソーバ３を直列に介して、アース接続されている。さらに、フィルタ装置１０の１次側の電源ラインの一方のラインと他方のラインとの相互間に、サージ電圧吸収素子であるバリスタ４が接続されている。
【００１３】
つぎに、上記の構成の作用を説明する。  
商用交流電源１側にサージ電圧が流入して、ラインフィルタ１１の１次側の電源ラインの電圧が上昇した場合、その電源ラインの一方のラインとアースとの間の電圧Ｖａは図２に示すように変化する。すなわち、サージ電圧により、電源ラインの電圧がバリスタ２およびサージアブソーバ３の直列回路のクランプ電圧を超えると、その超えた分がバリスタ２およびサージアブソーバ３を介してアースに除去される。
【００１４】
このとき、サージ電圧の流入に伴い、ラインフィルタ１１のコイル１１ａあるいはコイル１１ｂを介して、ラインフィルタ１１の２次側のコンデンサ１３，１４が充電される。図２に破線で示す部分が充電エネルギとなる。この充電に際しては、ラインフィルタ１１のコイルにエネルギが蓄えられる。これにより、図３に示すように、ラインフィルタ１１の１次側とアースとの間の電圧Ｖａが、コンデンサ１３，１４によりアースされている２次側の電圧Ｖｂよりも一時的に高くなる。
【００１５】
電圧Ｖａが電圧Ｖｂよりも一時的に高くなって、その電圧差がギャップ式サージアブソーバ１５の放電開始電圧を越えると、ギャップ式サージアブソーバ１５で放電現象が生じる。この放電に伴い、ラインフィルタ１１のコイルに蓄えられていたエネルギが、ギャップ式サージアブソーバ１５を通してラインフィルタ１１の１次側から２次側にバイパスされる。これ以降、ラインフィルタ１１のコイルにエネルギが蓄えられることはなく、よってラインフィルタ１１のコイル１１ａ，１１ｂとコンデンサ１３，１４との共振作用が防止される。
【００１６】
仮に、サージアブソーバ１５が無い場合、ラインフィルタ１１のコイルに蓄積されたエネルギがコンデンサ１３，１４との間で移動して共振作用を引き起こし、その結果、図４に示すように、ラインフィルタ１１の２次側電圧が大きく増大（跳ね上がり現象）して変動を繰り返してしまう。
【００１７】
これに対し、上記のように、サージ電圧の流入に際し、一旦はラインフィルタ１１のコイルに蓄えられたエネルギがギャップ式サージアブソーバ１５を通してラインフィルタ１１の２次側にバイパスされることにより、たとえノイズ阻止作用の効果を高めるために大きなインダクタンスのコイル１１ａ，１１ｂおよび大きな容量のコンデンサ１３，１４が採用されていても、ラインフィルタ１１のコイル１１ａ，１１ｂとコンデンサ１３，１４とによる共振現象が生じることはなく、図３に示すように、ラインフィルタ１１の２次側電圧Ｖｂが穏やかに下降する。
【００１８】
したがって、サージ電圧が流入した場合の２次側電圧の増大および変動が確実に抑制されて、整流回路２０、スイッチング回路３０、負荷４０における部品の破損などが未然に防止される。
【００１９】
［２］第２の実施形態について説明する。  
図１に破線で示すように、ラインフィルタ１１の２次側における電源ラインの一方のラインおよび他方のラインの相互間に、バリスタ１６が接続されている。他の構成は第１の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
【００２０】
このバリスタ１６の接続により、ラインフィルタ１１の２次側における電源ラインの一方のラインの電圧Ｖｂと、他方のラインの電圧Ｖｃとが、図５に示すように同じレベルを維持する。
【００２１】
仮に、バリスタ１６が無い場合、ラインフィルタ１１におけるコイル１１ａ，１１ｂのインダクタンスの相異（いわゆるバラツキ）などが原因となって、図６に示すように、ラインフィルタ１１の２次側における電源ラインの一方のラインの電位と他方のラインの電位とに差が生じた場合、両ライン間に接続されている部品に耐圧オーバが発生して部品の破損を生じる可能性がある。
【００２２】
これに対し、上記のように、バリスタ１６を通して、ラインフィルタ１１の２次側における電源ラインの一方のラインの電圧Ｖｂと他方のラインの電圧Ｖｃとが同じレベルに維持されることにより、両ライン間に接続されている部品に耐圧オーバが発生することはなく、部品の安全を保つことができる。  
他の作用および効果は、第１の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
【００２３】
［３］他の実施形態  
上記各実施形態では、サージアブソーバ１５をラインフィルタ１１のコイル１１ａに並列接続した場合を例に説明したが、サージアブソーバ１５をラインフィルタ１１のコイル１１ｂに並列接続し、あるいはコイル１１ａ，１１ｂの両方にそれぞれ並列接続しても、同様の作用効果を得ることができる。  
また、ギャップ式サージアブソーバ１５を接続する代わりに、フィルタ装置１０が搭載されるプリント配線基板上の導電パターンにより形成されるパターンギャップ（放電ギャップともいう）を接続してもよい。
【００２４】
その他、この発明は、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。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の各実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】各実施形態におけるサージ電圧が流入した場合のラインフィルタの１次側電圧を示す図。
【図３】各実施形態におけるサージ電圧が流入した場合のラインフィルタの１次側電圧と２次側電圧を対比して示す図。
【図４】各実施形態において仮にギャップ式サージアブソーバが無い場合のラインフィルタの２次側電圧を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるラインフィルタの２次側電圧を示す図。
【図６】第２の実施形態において仮にバリスタが無い場合のラインフィルタの２次側電圧を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１…商用交流電源、２…バリスタ、３…サージアブソーバ、４…バリスタ、１０…フィルタ装置、１１…ラインフィルタ、１１ａ…第１コイル、１１ｂ…第２コイル、１２…ノイズ除去用のコンデンサ（第１コンデンサ）、１３…ノイズ除去用の接地コンデンサ（第２コンデンサ）、１４…ノイズ除去用の接地コンデンサ（第３コンデンサ）、１５…ギャップ式サージアブソーバ、１６…バリスタ、２０…整流回路、３０…スイッチング回路、４０，５０…負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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