(57)【要約】【課題】電源ラインの各相とグラウンド間に介在するＹコンデンサからの漏洩電流で電源回路の漏洩遮断器が作動することがないように、工夫を凝らして各国の電源事情に対応させたノイズフィルタの提供を目的とする。【解決手段】電源ラインの相間に接続されるＸコンデンサ３と、この電源ラインの各相とグラウンド間に並列に接続される１．５μＦと容量の大きいＹ1コンデンサ４の組及び０．０４７μＦと容量の小さいＹ2コンデンサ５の組と、Ｙ1コンデンサの組とグラウンド間若しくはＹ2コンデンサの組とグラウンド間を接続する切換自在なスイッチ６とからノイズフィルタ１を構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ラインの相間に接続されるＸコンデンサと、この電源ラインの各相とグラウンド間に並列に接続される第１のＹコンデンサの組及び該第１のＹコンデンサと容量の異なる第２のＹコンデンサの組と、上記第１のＹコンデンサの組とグラウンド間若しくは第２のＹコンデンサの組とグラウンド間を接続する切換自在なスイッチ手段とを備えることを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項２】
電源ラインの相構造は三相商用電源に対応した三相式としたことを特徴とする請求項１記載のノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に産業機械等に組み込まれるノイズフィルタに係り、特に、各国によって異なる電源事情が原因となって機械が誤作動することを防止することができるノイズフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源ラインや通信ライン等を経由して外部から電子機器内に侵入するノイズにより電子機器が誤作動することを防止するため、種々のノイズフィルタが案出されており、日本国内で製造されたノイズフィルタを組み込んだ機械が世界各国に輸出されている。図７は、そのノイズフィルタの一例の回路図を示している。このノイズフィルタ５１は、トロイダル形の磁心に導線を巻回して形成しライン−グラウンド間に流れるコモンモードノイズを減衰させるコモンモードチョ−クコイル５２と、ライン間に流れるノーマルモードノイズを減衰させるべくライン間に接続されるアクロス・ザ・ライン・コンデンサ、すなわちＸコンデンサ５３と、そしてＸコンデンサが故障して短絡した場合でも感電を防止するために各ラインとグラウンド間に接続されるライン・バイパス・コンデンサ、すなわちＹコンデンサ５４を備えている。
【特許文献１】特開２００２−２５２５３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
商用電源事情は、各国ごとに異なることから、日本国内で製造される各種機械は輸出先の電源事情にあわせて設計・製造されることはもちろんのこと、日本において各国の電源と同等の条件で駆動させて動作確認を行っている。例えば、ヨーロッパの各国にあっては日本等と異なり三相四線タイプの電源を用いており、これは三相三線タイプの電源にニュートラルのラインが加わっているものである。そして、前述したＹコンデンサ５４は、ラインからグラウンドへと電流が漏れる漏洩電流に影響しており、ヨーロッパでは漏洩電流はニュートラルに流れるのに対し、日本では漏洩電流は直接グラウンドに流れる仕組みとなっている。このため、ヨーロッパではＹコンデンサ５４の容量を大きくして漏洩電流が大きくなっても、電源ラインの漏電遮断器が作動することがないのに対して、日本では漏洩電流がグラウンドに流れて漏電遮断器が作動してしまい、電源回路を遮断することになる。
すなわち、ヨーロッパ仕様の機械にＹコンデンサ５４の容量が大きいノイズフィルタ５１を組み込んだ上で、日本国内で動作確認を行おうとすると、漏洩電流が大きいために漏電遮断器が作動してしまい、動作確認をすることができない。そのため、機械の動作確認を行う際に、組み込んであるノイズフィルタ５１を取り外して動作確認を行い、確認後に再び取り付けるという多大な手間を要していた。
【０００４】
そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、Ｙコンデンサからの漏洩電流で電源回路の漏洩遮断器が作動することがないように、工夫を凝らして各国の電源事情に対応させたノイズフィルタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のノイズフィルタは、電源ラインの相間に接続されるＸコンデンサと、この電源ラインの各相とグラウンド間に並列に接続される第１のＹコンデンサの組及び該第１のＹコンデンサと容量の異なる第２のＹコンデンサの組と、上記第１のＹコンデンサの組とグラウンド間若しくは第２のＹコンデンサの組とグラウンド間を接続する切換自在なスイッチ手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、電源ラインの相構造は三相商用電源に対応した三相式としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のノイズフィルタによれば、電源ラインの相間に接続されるＸコンデンサと、この電源ラインの各相とグラウンド間に並列に接続される第１のＹコンデンサの組及び該第１のＹコンデンサと容量の異なる第２のＹコンデンサの組と、上記第１のＹコンデンサの組とグラウンド間若しくは第２のＹコンデンサの組とグラウンド間を接続する切換自在なスイッチ手段とを備えることで、漏洩電流が大きくても漏電遮断器が作動することがない電源事情でノイズフィルタを使用する際には、スイッチ手段を切り換えて容量の大きいＹコンデンサを用い、漏洩電流を小さくしないと導電遮断器が作動してしまう電源事情ではスイッチ手段を切り換えて容量の小さいＹコンデンサを使用することが可能となり、１つのノイズフィルタで各国の電源事情に対応させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１〜図２は、本発明の第１の実施例のノイズフィルタ１を示しており、本実施例では外部接続用の三端子を一次側と二次側にそれぞれ設けた三相式のノイズフィルタについて説明する。このノイズフィルタ１にあっては、トロイダル形の磁心に導線を巻回して形成しライン−グラウンド間に流れるコモンモードノイズを減衰させるコモンモードチョ−クコイル２（１ｍＨ）を各ラインに直列に接続し、またライン間に流れるノーマルモードノイズを減衰させるべく、一次側と二次側の各ライン間アクロス・ザ・ライン・コンデンサ、すなわちＸコンデンサ３（３．３μＦ、それぞれ３個ずつ）を接続し、そしてＸコンデンサが故障して短絡した場合でも感電を防止するために二次側の各ラインとグラウンド（シャーシ・グラウンドを経由して接地）Ｇ間にライン・バイパス・コンデンサとして、１．５μＦと容量の大きいＹ1コンデンサ４（３個で１組）と、０．０４７μＦと容量の小さいＹ2コンデンサ５（３個で１組）を並列に接続するとともに、このＹ1コンデンサ４とＹ2コンデンサ５の何れかをグラウンドＧに接続する切換自在なスイッチ６をシャーシの上面に備えている。またこれ以外に、図示しない電源切断時にコンデンサの蓄積電荷を放電させるためのブリーダー抵抗、グラウンドからのノイズの侵入を抑制するアース・インダクタ等を備えてもよい。このノイズフィルタ１において、１．５μＦの容量のＹ1コンデンサ４をグラウンドＧに接続すると、漏洩電流は約８００ｍＡと大きく、また０．０４７μＦの容量のＹ2コンデンサ５をグラウンドＧに接続すると、漏洩電流は約３．５ｍＡと小さくなるものである。
【０００９】
このような構成のノイズフィルタ１とすることで、ヨーロッパなどの漏洩電流が大きくてもよい電源環境下では容量の大きいＹ1コンデンサ４を選択すべくスイッチ６を切り換え、また漏洩電流を小さくしないと漏電遮断器が作動してしまう日本などの電源環境下ではＹ2コンデンサ５を選択すべくスイッチ６を切り換えることで、ノイズフィルタ１をどの電源事情の地域でも問題なく使用することができるものである。
【００１０】
図３は、本発明の第２の実施例のノイズフィルタ１１を示しており、このノイズフィルタ１１は、トロイダル形の磁心に導線を巻回して形成しライン−グラウンド間に流れるコモンモードノイズを減衰させるコモンモードチョ−クコイル１２（１ｍＨ）と、ライン間に流れるノーマルモードノイズを減衰させるべく一次側と二次側の各ライン間に接続されるアクロス・ザ・ライン・コンデンサ、すなわちＸコンデンサ１３（３．３μＦ）と、そしてＸコンデンサが故障して短絡した場合でも感電を防止するために二次側の各ラインとグラウンド（シャーシ・グラウンドを経由して接地）Ｇ間に接続されるライン・バイパス・コンデンサ、すなわちＹコンデンサ１４（１．５μＦ）と、このＹコンデンサ４とグラウンドＧ間に介在する開閉自在なスイッチ１５をシャーシの上面に備えている。また、前述同様にブリーダー抵抗、アース・インダクタ等を備えてもよい。
【００１１】
そして、このノイズフィルタ１１を組み込んだ機械を漏電遮断器が作動しないようにして作動確認する際には、スイッチ１５を開にすることで、Ｙコンデンサ１４を機能させずに漏洩電流を０にすることができ、またＹコンデンサ１４を機能させる場合にはスイッチ１５を閉にすればよいものである。このノイズフィルタ１１をヨーロッパの電源環境で用いた場合、１．５μＦの容量のＹコンデンサ４による漏洩電流は約８００ｍＡとなる。
【００１２】
また、トロイダルコアに巻回する導線としては、従来は綿巻銅線と称される複数本の銅線を撚りあわせた上で、外周に細い綿糸を密に巻くことで曲げやすくしたものが用いられていた。この綿巻銅線は、細い銅線を撚りあわせて１本の太い銅線と同様な電気特性を備えつつも、トロイダルコアに巻回しやすい可撓性を備える好適なものであった。これに対し、上述した各実施例のノイズフィルタにあっては、トロイダルコアに巻回する導線として、綿巻銅線の代わりにエナメル被覆した細い絶縁銅線１７を複数本撚りあわせた、図４に示す所謂リッツ線１８を用いている。
【００１３】
このリッツ線１８は、従来用いていた綿巻銅線と断面積を同一にして比較した場合に、絶縁被覆で導体を分割し導体表面積を大きくすることで、表皮効果による交流抵抗の上昇を抑制してコイルの温度上昇を抑える効果を発揮することができるものである。さらに、リッツ線１８はその外周を縛るものがないことから、トロイダルコアに巻回する際にある程度変形してリッツ線同士が隙間なく密に巻回され、これにより綿巻銅線よりも巻数を多くして特性を向上させることができる。
【００１４】
図５は、本発明に係るノイズフィルタの構造を表しており、ノイズフィルタ１のケース内の略中心にはコモンモードチョ−クコイル２が配置され、その両脇の端子台２１の下部にはＸコンデンサ２２とＹコンデンサ２３が配置されており、そしてこれらをケースに固定しかつ素子からの熱を伝導して放熱するために合成樹脂２４をケース内に流し込んで硬化させている。コモンモードチョ−クコイル２の放熱を考慮した場合には、コイルの高さの２／３以上を覆うことが望ましく、そのために従来は図６に示すごとく、ケースの高さの約半分程度まで合成樹脂２４を流し込んでいた。ただし、Ｘコンデンサ２２とＹコンデンサ２３については、あまり発熱しないことから、ケースに固定するだけのわずかな量の合成樹脂でも充分であった。
【００１５】
しかし、このように多量の合成樹脂を用いた場合には、ノイズフィルタは不必要なまでに重くなって取り扱いに苦慮するとともに、ケースの貼り合わせ部から合成樹脂が滲み出る恐れもあることから、その製造には多大な手間を要していた。そこで、本実施例ではコモンモードチョ−クコイル２の周囲を多少大径な筒体２５で覆うとともに、その下部をケース底面に密接（又は固定）させ、この状態で筒体２５内に合成樹脂２４を流し込んでいく。筒体２５の上部にまで合成樹脂２４が満ちてもさらに投入し、合成樹脂２４が筒体２５外にあふれてケース底面をある程度覆ったところで、合成樹脂２４の投入を止める。これにより、図５に示すごとく、Ｘコンデンサ２２とＹコンデンサ２３は筒体２５からあふれ出た僅かな量の合成樹脂でケースに固定されることとなる。
【００１６】
尚、上述した各実施例のスイッチは、上述したごとくシャーシ外に露出させて切り換え自在なシーソータイプに限られることなく、外からシャーシ内部にキーやネジを挿脱してシャーシ内の接点を切り換えるタイプとしたり、ジャンパーピン・ジャンパー端子を接離して切り換えるタイプとしたりすることができる。
【００１７】
また、上述した各実施例にあっては、三相電源用の一次側、二次側とも３端子を備えた三相式のノイズフィルタについて説明したが、これに限定されることなく、二相式のノイズフィルタにも適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のノイズフィルタの斜視図である。
【図２】本発明のノイズフィルタの第１の実施例を示す回路図である。
【図３】本発明のノイズフィルタの第２の実施例を示す回路図である。
【図４】本発明のノイズフィルタに用いるリッツ線の説明図である。
【図５】本発明のノイズフィルタの製造方法を示す説明図である。
【図６】従来のノイズフィルタの製造方法を示す説明図である。
【図７】従来のノイズフィルタの回路図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ノイズフィルタ
２  コモンモードチョ−クコイル
３  Ｘコンデンサ
４  Ｙ1コンデンサ
５  Ｙ2コンデンサ
６  スイッチ
１１  ノイズフィルタ
１２  コモンモードチョ−クコイル
１３  Ｘコンデンサ
１４  Ｙコンデンサ
１５  スイッチ
１７  絶縁被覆
１８  リッツ線
２１  端子台
２２  Ｘコンデンサ
２３  Ｙコンデンサ
２４  合成樹脂
２５  筒体
【図１】
2005184075.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005184075.tif 000006
【図７】
2005184075.tif 000007
【図５】
2005184075.tif 000008
【図６】
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