(57)【要約】【課題】分布容量を低減させ、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性を向上させ得るラインフィルタ提供する。【解決手段】巻線１１、１２と、コア２１、２２と、導電体３と、巻枠４とを備える。巻枠４は、両端に第１の鍔部４１及び第２の鍔部４２を有するともに、中間部に中間鍔部４０を有する。巻枠４は、一方向に貫通するコア挿入孔４５を有している。第１及び第２の巻線１１、１２は、巻軸を共通にして、巻枠４上に巻回され、巻軸方向に分離されている。コア２１、２２は巻軸を通る巻枠４のコア挿入孔４５の内部に挿入される。導電体３は、第１の巻線１１及び第２の巻線１２を分離する分離部分となる中間鍔部４０で巻枠４に備えられている。【選択図】      図１
2004288712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線と、コアと、導電体とを含むラインフィルタであって、
前記コアは、前記巻線の巻軸を通って備えられており、
前記導電体は、前記巻線に隣接して備えられ、接地端子を有する
コイル装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたラインフィルタであって、
巻枠を備え、
前記巻線は、第１の巻線と、第２の巻線とを含み、前記第１及び前記第２の巻線は、巻軸を共通にして、前記巻枠上に巻回され、巻軸方向に分離されており、
前記コアは、前記巻軸を通る前記巻枠のコア挿入孔内に挿入されており、
前記導電体は、板状であって、前記第１の巻線及び前記第２の巻線を分離する分離部分で前記巻枠に備えられ、両面が前記第１の巻線及び前記第２の巻線の巻端面と対向する
ラインフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載されたラインフィルタであって、
巻枠を備え、
前記巻線は、第１の巻線と、第２の巻線とを含み、前記第１及び前記第２の巻線は、巻軸を共通にして、前記巻枠上に巻回され、巻軸方向に分離されており、
前記コアは、前記巻軸を通る前記巻枠のコア挿入孔内に挿入されており、
前記導電体は、板材であって、前記コアに沿って前記コア挿入孔内に挿入され、前記接地端子が前記コア挿入孔の一端側から外部に導出されている
ラインフィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載されたラインフィルタであって、
前記コアは、無端状であり、
前記導電体は、前記コアの外周または内周の少なくとも一方に沿って備えられており、
前記巻線は、第１の巻線と、第２の巻線とを含み、前記第１及び前記第２の巻線は、前記コア及び前記導電体の周りに周回して備えられている
ラインフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラインフィルタは、電子機器の動作時に発生するノーマルモードノイズ、コモンモードノイズが、電源コードを介して商用電源ラインに侵入するのを阻止するための手段として汎用されている。
【０００３】
近年、電子機器の軽量小型化及び用途拡大に伴い、当該電子機器に使用されるスイッチング電源等の電源回路が高周波化されていることから、従来よりも広い周波数帯域において、高いノイズ減衰特性を持つラインフィルタの実現が望まれている。低周波数帯域から高周波数帯域まで良好なノイズ減衰特性を持つラインフィルタを提供しようとする試みは、例えば、特許文献１〜特許文献４に見られる。
【０００４】
ところで、上述した特許文献１〜４に記載されたラインフィルタをはじめ、他の一般的なラインフィルタにおいて、同じ形状で、ノイズ減衰量を増大させようとする場合、巻数を増大させ、高インピーダンス化を図ることが必要になる。
【０００５】
ところが、巻数を増大させると、線材による分布容量が増加し、周波数特性の共振周波数が低い方向にシフトするため、高周波数帯域における減衰特性が劣化する。
【０００６】
透磁率の高いコアを用いることにより、巻数を減少させ、線材の分布容量を抑制する手段も考えられるが、この場合には、コアの持つ周波数特性の影響により、共振周波数よりも高い周波数帯域において、ノイズ減衰特性が劣化する。
【０００７】
別の手段として、巻枠の分割数を増大させて、各分割領域に巻線を分割巻し、分布容量を低減させる手法もあるが、この場合には、巻枠に設けられた分割用鍔のために、巻枠の形状を大きくしない限り、巻数を低減せざるを得ないことから、低域におけるノイズ減衰特性が劣化する。
【０００８】
上述した所から明らかなように、低い周波数帯域で高レベルのノイズ減衰量を保持しながら、高周波帯域においても高レベルのノイズ減衰量を確保することは、この種のラインフィルタでは、極めて困難である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１５１３３６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８０２３３号公報
【特許文献３】
特開２００２−２５２１１８号公報
【特許文献４】
特開２００２−３６７８３６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、分布容量を低減させ、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性を向上させ得るラインフィルタを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るラインフィルタは、巻線と、コアと、導電体とを含む。前記コアは、前記巻線の巻軸を通って備えられている。前記導電体は、前記巻線に隣接して備えられ、接地端子を有する。
【００１２】
上述したように、本発明に係るラインフィルタは、巻線と、コアとを含んでおり、前記コアは、前記巻線の巻軸を通って備えられているから、巻線の個数、巻線の極性、更には当該ラインフィルタの接続される回路構成などの選択により、コモンモードノイズ、ノーマルモードノイズまたは両ノイズの除去機能を併せ持つフィルタ回路を構成することができる。
【００１３】
しかも、本発明に係るラインフィルタは、導電体を含んでおり、導電体は、巻線に隣接して備えられており、接地端子を有する。従って、巻線と導電体との間に発生した分布容量が、接地端子を通してグランドに導かれる。このため、分布容量が減少し、分布容量による高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、優れたノイズ減衰特性を確保することができる。
【００１４】
本発明に係るラインフィルタでは、具体的な１つの態様として、従来よりよく採用される巻枠を備えることができる。この場合、巻線は、第１の巻線と、第２の巻線とを含み、第１及び第２の巻線は、巻軸を共通にして、巻枠上に巻回され、巻軸方向に分離され、コアは巻軸を通る巻枠のコア挿入孔内に挿入される。
【００１５】
上述した一般的な構造のラインフィルタにおいては、導電体は、板状とし、第１の巻線及び第２の巻線を分離する分離部分で前記巻枠に備えられ、両面が第１の巻線及び第２の巻線の巻端面と対向するように配置される。
【００１６】
この構造によれば、第１及び第２の巻線の巻端面と導電体との間に発生した分布容量が、接地端子を通してグランドに導かれる。このため、分布容量が減少し、分布容量による高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。巻端面とは、巻軸方向の端部に現れる端面であって、巻径に対応した面積を有する部分を言う。
【００１７】
もう１つの具体的な１つの態様として、上述した巻枠、第１の巻線、及び第２の巻線を含む一般的な構造のラインフィルタにおいて、導電体は、コアに沿ってコア挿入孔内に挿入され、接地端子がコア挿入孔の一端側から外部に導出されている構造を採用することもできる。
【００１８】
この構造によれば、第１及び第２の巻線の内周側巻線部分と導電体との間に発生した分布容量が、接地端子を通してグランドに導かれる。このため、分布容量が減少し、分布容量による高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。
【００１９】
更に別の具体例として、コアは、無端状であってもよい。即ち、いわゆるトロイダル型のラインフィルタであってもよい。この場合は、導電体は、コアの外周または内周の少なくとも一方に沿って備えられる。巻線は、第１の巻線と、第２の巻線とを含み、第１及び第２の巻線は、コア及び導電体の周りに周回して備えられる。
【００２０】
この構造によれば、第１及び第２の巻線の外周側巻線部分または内周側巻線部分と、導電体との間に発生した分布容量が、導電体の接地端子を通してグランドに導かれる。このため、分布容量が減少し、分布容量による高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。
【００２１】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。図は単なる例示に過ぎない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るラインフィルタの正面図、図２は図１の２−２線に沿った側面断面図、図３は図１及び図２に示したラインフィルタの正面断面図、図４は図１〜図３に示したラインフィルタの使用状態における動作を説明する図である。図示されたラインフィルタは、コモンモードノイズ除去機能を持つフィルタ回路を構成するのに適したもので、巻線１１、１２と、コア部材２１、２２と、導電体３と、巻枠４とを備える。
【００２３】
巻枠４は、絶縁合成樹脂材料の成形物であって、両端に第１の鍔部４１及び第２の鍔部４２を有するともに、中間部に中間鍔部４０を有する。第１の鍔部４１と中間鍔部４０との間、及び、中間鍔部４０と第２の鍔部４２との間は、巻枠部となっている。巻枠４は、一方向に貫通するコア挿入孔４５を有している。
【００２４】
巻線は、第１の巻線１１と、第２の巻線１２とを含む。第１及び第２の巻線１１、１２は、巻軸を共通にして、巻枠４上に巻回され、巻軸方向に分離されている。より具体的には、第１の巻線１１は、第１の鍔部４１と中間鍔部４０との間の巻枠部に巻装され、第２の巻線１２は中間鍔部４０と第２の鍔部４２との間の巻枠部となっている。第１の巻線１１のコイル端末は、第１の鍔部４１に植設された端子１１１、１１２に接続され、第２の巻線１２のコイル端末は、第２の鍔部４２に植設された端子１２１、１２２に接続されている。第１の巻線１１及び第２の巻線１２の巻き始め及び巻き終わりに関する極性は、この種のラインフィルタでは周知である。
【００２５】
コア部材２１、２２は、巻枠４のコア挿入孔４５の両側からその内部に挿入されている。コア部材２１、２２の形状は、図示に限定されない。Ｅ型コアやＩ（棒状）型コアなどであってもよい。
【００２６】
導電体３は、板状とし、第１の巻線１１及び第２の巻線１２を分離する分離部分となる中間鍔部４０で巻枠４に備えられている。従って、導電体３は、その両面が第１の巻線１１及び第２の巻線１２の巻端面と対向するように配置される。導電体３は銅等の導電材料で構成され得る。導電体３は、接地される接地端子３１を有している。導電体３の接地端子３１とは反対側には、開口部３２が設けられており、この開口部３２を通して、中間鍔部４０に装着してある。これとは異なって、導電体３は、中間鍔部４０の内部にインサート成形してあってもよい。導電体３は、中間鍔部４０に限らず、第１の鍔部４１または第２の鍔部４２に設けてあってもよい。即ち、導電体３は、中間鍔部４０、第１の鍔部４１及び第２の鍔部４２の少なくとも１つに設けてあればよい。当然のことであるが、導電体３は、巻線１１、１２との間で、十分な電気絶縁が確保し得る構造で、中間鍔部４０、第１の鍔部４１または第２の鍔部４２に組み込まれる。
【００２７】
図１〜図３に示した構造によれば、図４に示すように、第１及び第２の巻線１１、１２の巻端面と導電体３との間に発生した分布容量Ｃｄが、接地端子３１を通してグランドに導かれる。このため、分布容量Ｃｄが減少し、分布容量Ｃｄによる高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。
【００２８】
図５はラインフィルタの周波数減衰特性を示す実測データである。曲線Ｌ１は図１〜図３に示した本発明に係るラインフィルタの特性と示し、曲線Ｌ２は図１〜図３に示した構造において導電体３を省略した場合のラインフィルタ（従来品）の特性である。
【００２９】
図５の特性Ｌ１と特性Ｌ２との対比から明らかなように、本発明に係るラインフィルタ（特性Ｌ１）は、周波数が１ＭＨｚを越える高周波数帯域において、同一周波数に対するノイズ減衰量が、従来品（特性Ｌ２）よりも数ｄＢ程度改善されている。
【００３０】
しかも、本発明に係るラインフィルタは、１ＭＨｚよりも低い周波数帯域では、従来品とほぼ同じノイズ減衰特性を示している。
【００３１】
従って、本発明によれば、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性を向上させることができる。
【００３２】
図６は本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面図、図７は図６の７−７線に沿った側面断面図、図８は図６及び図７に示したラインフィルタの正面断面図である。図において、図１〜図４に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
【００３３】
巻枠４は、第１〜第４の鍔部４１〜４４と共に、中間鍔部４０を有している。第１の鍔部４１及び第２の鍔部４２は巻枠４の両端に備えられ、中間鍔部４０は巻枠４の中間部に備えられている。第３の鍔部４３は第１の鍔部４１と中間鍔部４０との間に設けられ、第４の鍔部４４は第２の鍔部４２と中間鍔部４０との間に設けられている。
【００３４】
第１の巻線１１は、第１の鍔部４１と第３の鍔部４３との間の巻枠部、及び、第３の鍔部４３と中間鍔部４０との間の巻枠部に分割巻されている。第２の巻線１２は、第２の鍔部４２と第４の鍔部４４との間の巻枠部、及び、第４の鍔部４４と中間鍔部４０との間の巻枠部に分割巻されている。
【００３５】
導電体３は、板状とし、中間鍔部４０に備えられている。従って、導電体３は、その両面が第１の巻線１１、及び、第２の巻線１２の巻端面と対向するように配置される。導電体３は銅等の導電材料で構成され得る。導電体３の接地端子３１とは反対側には、開口部３２が設けられており、この開口部３２を通して、中間鍔部４０に装着してある。これとは異なって、中間鍔部４０の内部にインサート成形してあってもよいし、中間鍔部４０に限らず、第１の鍔部４１または第２の鍔部４２に設けてあってもよいことは、既に述べた通りである。
【００３６】
図６〜図８に示した構造によれば、第１及び第２の巻線１１、１２の巻端面と導電体３との間に発生した分布容量Ｃｄが、接地端子３１を通してグランドに導かれる（図４参照）。このため、分布容量Ｃｄが減少し、分布容量Ｃｄによる高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。
【００３７】
また、図６〜図８に示した実施例の場合、第１及び第２の巻線１１、１２のそれぞれが２分割巻となっているので、分布容量Ｃｄを低減させることができる。分割区間数を増大させると、前述したように、巻数を低減せざるを得なくなり、低域におけるノイズ減衰特性が劣化するから、図示の２分割巻程度が適当である。
【００３８】
図９は本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面図、図１０は図９の１０−１０線に沿った側面断面図、図１１は図９及び図１０に示したラインフィルタの正面断面図である。図において、図６〜図８に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
【００３９】
図示実施例において、導電体３は、コア部材２１、２２に沿ってコア挿入孔４５の内部に挿入され、接地端子３１がコア挿入孔４５の一端側から外部に導出されている。
【００４０】
この構造によれば、第１及び第２の巻線１１、１２の内周側巻線部分と導電体３との間に発生した分布容量Ｃｄが、接地端子３１を通してグランドに導かれる。このため、分布容量Ｃｄが減少し、分布容量Ｃｄによる高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。
【００４１】
図１２は本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面断面図、図１３は図１２に示したラインフィルタの構造を示す分解斜視図である。図において、コア２は、無端状、即ち、トロイダル状である。
【００４２】
図示実施例のラインフィルタは、図１３に明示するように、第１のカバー５１と、第２のカバー５２と、第１の導電体６１と、第２の導電体６２とを含んでいる。
【００４３】
第１の導電体６１は、リング状であって、コア２の外周に嵌め込まれ、第１の接地端子６１１が、図において、下向きに導出されている。第２の導電体６２は、リング状であって、コア２の内周に嵌め込まれ、第２の接地端子６２１が、図において、下向きに導出されている。第１の導電体６１及び第２の導電体６２の何れか一方は、省略してもよい。
【００４４】
第１のカバー５１は、絶縁樹脂材料などによって構成され、第１の外筒部５１１と、第１の内筒部５１２と、両者を連絡する底部５１３とを有し、第１の内筒部５１２が第２の導電体６２の内周側に嵌め込まれ、第１の外筒部５１１が第１の導電体６１の外周を覆い、底部５１３によりコア２の端面を受ける関係で嵌め込まれている。
【００４５】
第２のカバー５２は、絶縁樹脂材料などによって構成され、第２の外筒部５２１と、第２の内筒部５２２と、底部５２３とを有し、第２の内筒部５２２が第１のカバー５１の第１の内筒部５１２の内側に嵌め込まれ、第２の外筒部５２１が第１のカバー５１の第１の外筒部５１１の外側に嵌め込まれている。
【００４６】
第１の巻線１１及び第２の巻線１２は、第１のカバー５１及び第２のカバー５２によって、コア２を覆うように構成されたカバーの外周に、コア２の周りを周回するように巻装され、端末（１１１、１１２）、（１２１、１２２）が導出されている。
【００４７】
この構造によれば、第１及び第２の巻線１１、１２と、第１の導電体６１及び第２の導電体６２との間に発生した分布容量Ｃｄが、第１の導電体６１及び第２の導電体６２の接地端子６１１、６２１を通してグランドに導かれる。このため、分布容量Ｃｄが減少し、分布容量Ｃｄによる高周波特性の劣化要因が軽減され、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性が向上することになる。第１の導電体６１及び第２の導電体６２の何れか一方は、省略してもよいことは前述したとおりであるが、ノイズ減衰特性の向上という観点からは、第１の導電体６１及び第２の導電体６２の両者を備えることが望ましい。
【００４８】
図１４は本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面断面図、図１５は図１４に示したラインフィルタの構造を示す分解斜視図である。図において、図１２、図１３に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
【００４９】
図１４、図１５に図示したラインフィルタは、第１の導電体６１だけを有し、第２の導電体は持たない。第１の導電体６１は、内周導電部６１３と、外周導電部６１２と、両者を連絡する底部６１４とを有する有底リング状となっている。第１の導電体６１は、内周導電部６１３、外周導電部６１２及び底部６１４が、コア２の内面、外面及び下面（図において）にそれぞれ沿うように、コア２に嵌め込まれている。
【００５０】
第１のカバー５１は、第１の導電体６１の内周導電部６１３、外周導電部６１２及び底部６１４を覆うように嵌め込まれている。第２のカバー５２は、第２の外筒部５２１及び第２の内筒部５２２によって第１のカバー５１の第１の外筒部５１１及び第１の内筒部５１２を覆い、底部５２３によってコア２の上面（図において）を覆うように嵌め込まれている。
【００５１】
図１４及び図１５に示した実施例の場合、第１の導電体６１の底部６１４と第１及び第２の巻線１１、１２との間おいても、分布容量Ｃｄの低減効果が得られるので、図１２、図１３に示す実施例との対比において、更に改善されたノイズ減衰特性が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、分布容量を低減させ、低周波数帯域から高周波数帯域までの広い周波数帯域で、ノイズ減衰特性を向上させ得るラインフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラインフィルタの正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った側面断面図である。
【図３】図１及び図２に示したラインフィルタの正面断面図である。
【図４】図１〜図３に示したラインフィルタの使用状態における動作を説明する図である。
【図５】ラインフィルタの周波数減衰特性を示す実測データである。
【図６】本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面図である。
【図７】図６の７−７線に沿った側面断面図である。
【図８】図６及び図７に示したラインフィルタの正面断面図である。
【図９】本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面図である。
【図１０】図９の１０−１０線に沿った側面断面図である。
【図１１】図９及び図１０に示したラインフィルタの正面断面図である。
【図１２】本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面断面図である。
【図１３】図１２に示したラインフィルタの構造を示す分解斜視図である。
【図１４】本発明に係るラインフィルタの別の実施例における正面断面図である。
【図１５】図１４に示したラインフィルタの構造を示す分解斜視図である。
【符号の簡単な説明】
１１、１２        巻線
２１、２２        コア
３                導電体
４                巻枠
【図１】
2004288712.tif 000003
【図２】
2004288712.tif 000004
【図３】
2004288712.tif 000005
【図４】
2004288712.tif 000006
【図５】
2004288712.tif 000007
【図６】
2004288712.tif 000008
【図７】
2004288712.tif 000009
【図８】
2004288712.tif 000010
【図９】
2004288712.tif 000011
【図１０】
2004288712.tif 000012
【図１１】
2004288712.tif 000013
【図１２】
2004288712.tif 000014
【図１３】
2004288712.tif 000015
【図１４】
2004288712.tif 000016
【図１５】
2004288712.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月25日(2003.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
巻線と、コアと、導電体とを含むラインフィルタであって、
前記コアは、前記巻線の巻軸を通って備えられており、
前記導電体は、前記巻線に隣接して備えられ、接地端子を有する
ラインフィルタ。