(57)【要約】【課題】サージ吸収素子を用いた新規なノイズ除去回路を提供する。【解決手段】ノイズ除去回路２は、サージ吸収素子３ａ，３ｂと、チョークコイル４，５ａ，５ｂと、アレスタ８ａ，８ｂとを有する。サージ吸収素子３ａ，３ｂは、所定の間隔を隔てて対向した一対の電極によって、容易電子発生材からなる放電誘発体を挟持した構成を有する。また、サージ吸収素子３ａ，３ｂは、ラインＬ1，Ｌ2上における所定の電圧レベル以上のノイズを転流させる。チョークコイル４，５ａ，５ｂは、サージ吸収素子３ａ，３ｂに直列接続されている。アレスタ８ａ，８ｂは、チョークコイル４，５ａ，５ｂに直列接続されているとともに、一端に所定の基準電位が印加されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源または信号の少なくとも一方が供給される少なくとも一本のラインに接続され、かつ、前記ラインに接続された回路ユニットに並列接続されたノイズ除去回路において、
所定の間隔を隔てて対向した一対の電極によって、容易電子発生材からなる放電誘発体を挟持した構成を有し、前記ライン上における所定の電圧レベル以上のノイズを転流させるサージ吸収素子と、
前記サージ吸収素子に直列接続されたチョークコイルと、
前記チョークコイルに直列接続されているとともに、一端に所定の基準電位が印加されたアレスタと
を有することを特徴とするノイズ除去回路。
【請求項２】
前記サージ吸収素子と、前記チョークコイルと、前記アレスタとによって構成される回路系が、前記ラインの本数に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載されたノイズ除去回路。
【請求項３】
前記アレスタは、前記複数の回路系に共通して設けられた単一のアレスタであることを特徴とする請求項２に記載されたノイズ除去回路。
【請求項４】
前記チョークコイルは、コモンモードチョークコイルまたはノーマルモードチョークコイルの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載されたノイズ除去回路。
【請求項５】
前記チョークコイルと前記アレスタとの間に直列接続されたバリスタをさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載されたノイズ除去回路。
【請求項６】
前記チョークコイルと前記アレスタとの間に直列接続された抵抗をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載されたノイズ除去回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライン上のノイズを除去するノイズ除去回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、適宜の間隔を隔てて対向する一対の電極間に容易電子発生材からなる放電誘発体を電極が短絡しないように挿入したサージ吸収素子について開示されている。容易電子発生材としては、フラーレン、カーボンナノチューブ、それらの金属または金属炭化物含有物、カーボンファイバ、カーボンウィスカ、ＳｉＣウィスカ、合成ダイアモンド等の一種またはこれらの混合物が用いられる。
【特許文献１】特開２００３−５９６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、サージ吸収素子を用いた新規なノイズ除去回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
かかる課題を解決するために、本発明は、電源または信号の少なくとも一方が供給される少なくとも一本のラインに接続され、かつ、このラインに接続された回路ユニットに並列接続されたノイズ除去回路を提供する。このノイズ除去回路は、サージ吸収素子と、チョークコイルと、アレスタとを有する。サージ吸収素子は、所定の間隔を隔てて対向した一対の電極によって、容易電子発生材からなる放電誘発体を挟持した構成を有する。また、サージ吸収素子は、ライン上における所定の電圧レベル以上のノイズを転流させる。チョークコイルは、サージ吸収素子に直列接続されている。アレスタは、チョークコイルに直列接続されているとともに、一端に所定の基準電位が印加されている。
【０００５】
ここで、本発明において、サージ吸収素子と、チョークコイルと、アレスタとによって構成される回路系は、ラインの本数に対応して複数設けられていてもよい。この場合、アレスタは、複数の回路系に共通して設けられた単一のアレスタであってもよい。
【０００６】
本発明において、チョークコイルは、コモンモードチョークコイルまたはノーマルモードチョークコイルの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【０００７】
また、本発明において、チョークコイルとアレスタとの間にバリスタを直列接続してもよいし、チョークコイルとアレスタとの間に抵抗を直列接続してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ライン上における所定の電圧レベル以上のノイズをサージ吸収素子によって転流させ、チョークコイルとアレスタとで除去することにより、ノイズを効果的に減衰させることができる。また、ノイズ除去回路が回路ユニットに並列接続されるので、ノイズ除去回路を事後的に取り付ける場合であってもラインを切断する必要がない。したがって、回路ユニットにノイズ対策を施すための作業を迅速かつ効率的に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかるノイズ除去回路の回路図である。電源または信号の少なくとも一方が供給される複数のラインＬ1，Ｌ2（電源線や信号線）には、回路ユニット１が接続されている。この回路ユニット１は、例えば、家電機器、ＯＡ機器またはＦＡ機器における電源回路や信号回路である。また、これらのラインＬ1，Ｌ2には、回路ユニット１と並列にノイズ除去回路２が接続されている。このノイズ除去回路２は、ラインＬ1，Ｌ2を介して、回路ユニット１に侵入するノイズ、または、回路ユニット１から放出されるノイズを除去するために取り付けられている。ノイズ除去回路２は、２本のラインＬ1，Ｌ2のそれぞれに対応して設けられた２系統の回路系を有している。一方のラインＬ1の回路系は、直列接続された回路素子群３ａ，４，５ａ〜８ａで構成されており、他方のラインＬ2の回路系は、直列接続された回路素子群３ｂ，４，５ｂ〜８ｂで構成されている。なお、以下の説明では、添字ａ，ｂ付の回路要素（例えば３ａ，３ｂ）を総称する場合、添字を付さない符号（例えば３）によって表すことがある。
【００１０】
２系統の回路系の構成は同一であるから、ここではラインＬ1の回路系についてのみ説明し、ラインＬ2の回路系については説明を省略する。ラインＬ1には、サージ吸収素子３ａの一方の電極が接続されている。サージ吸収素子３ａの具体的な構成については後述するが、ラインＬ1上に乗った所定の電圧レベル以上のノイズを検知し、このノイズをラインＬ1から後段の回路に転流させる。このサージ吸収素子３ａの他方の電極には、コモンモードノイズを除去するコモンモードチョークコイル４の一端が接続されている。このチョークコイル４は、電源線や信号線といったラインＬ1，Ｌ2の行き帰りを一つの磁束体によって磁束が打ち消し合うように巻き線を施したコイルである。また、コモンモードノイズとは、ラインＬ1，Ｌ2とグランドＧＮＤとの間に乗ってくるノイズ成分である。コモンモードチョークコイル４の他端には、ノーマルモードノイズを除去するノーマルモードチョークコイル５ａの一端が接続されている。このチョークコイル５ａは、一つの磁性体に単純な巻き線を施したコイルであり、ラインＬ1，Ｌ2間（電源線間または信号線間）に乗ってくる対称成分ノイズ（ノーマルモードノイズ）を渦電流として除去、或いは、遅延化・平滑化する。このチョークコイル５ａの他端には、抵抗６ａの一端が接続されている。抵抗６ａは、全ての素子のインピーダンスを補正して、ラインＬ1上のノイズをノイズ除去回路２側にスムーズかつ確実に引き込むために設けられている。この抵抗６ａの他端には、バリスタ７ａ（ＭＯＶ等）の一端が接続されている。バリスタ７ａは、ラインＬ1における高電圧のノイズの一定成分を除去する。このバリスタ７ａの他端には、アレスタ８ａが接続されているとともに、その他端は、グランドＧＮＤに接地、換言すれば、所定の基準電位が印加されている。アレスタ８ａは、バリスタ７ａによって除去されなかったノイズ成分を除去し、グランドＧＮＤに放出する。
【００１１】
図２は、サージ吸収素子３の一例を示す断面図である。サージ吸収素子３は、絶縁性の物質からなるケーシング３１と、所定の間隔を隔てて対向した一対の電極３２，３３と、これらの電極３２，３３によって挟持された放電誘発体３４とで構成されている。一対の電極３２、３３は黄銅製の円柱で、その相対向する先端は平面となっており。その先端間隔は0.005〜0.01mm程度に設定されている。ケーシング３１の内径は、中央部で少し狭められており、その段部は電極３２、３３の先端部のストッパーとなっている。この中央部の内径は約3〜5mm程度になっている。放電誘発体３４としては、フラーレン、カーボンナノチューブ、それらの金属または金属炭化物含有物、カーボンファイバ、カーボンウィスカ、ＳｉＣウィスカ、合成ダイアモンド等の一種またはこれらの混合物よりなる容易電子発生材が用いられる。このサージ吸収素子３の特徴は、所定の電圧レベル以上のサージ電圧が印加された場合に、電極間空間に自由電子を放出させて、この空間の絶縁を破壊することにより、サージ電流を転流させる点にある。このサージ吸収素子３によれば、コンパクトで、漏れ電流が小さく、放電開始電圧を広範囲に亘って自由かつ正確に設定できる。なお、サージ吸収素子３ａの詳細については、特開２００３−５９６１６号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。
【００１２】
つぎに、上述した構成を有するノイズ除去回路２の作用について説明する。ラインＬ1，Ｌ2上に乗ったノイズのうち、所定の電圧レベル以上のノイズは、ノイズ電流として最前段のサージ吸収素子３に導かれる。このノイズは周波数やエネルギー量が様々で、コモンモードノイズやノーマルモードノイズについてはチョークコイルによる対策が有効である。しかしながら、一つの回路素子で全てのノイズ成分を除去するのは困難であるから、サージ吸収素子３の後段に複数の異なる回路要素を設けて、個々の回路要素にノイズの除去を分担させている。すなわち、比較的高周波なコモンモードノイズは、コモンモードチョークコイル４によって除去され、比較的低周波なノーマルモードノイズは、ノーマルモードチョークコイル５によって除去される。また、これらによって除去しきれなかったノイズは、基本的にアレスタ８によって除去することも可能である。しかしながら、その除去機能のすべてをアレスタ８に担わせるのは、アレスタ８の負担が大きくなり、耐久性やコストの観点より好ましくない。かかる観点より、アレスタ８の前段にバリスタ７を設けて、バリスタ７にその機能の一部を担わせている。所定の電圧レベル以上のノイズが加わった場合、バリスタ７は、自己の抵抗値が小さくなって、後段のアレスタ８に対して、チョークコイル４，５によって除去できなかったノイズ成分を流すように作用する。そして、アレスタ８に流れたノイズ成分（エネルギー）は、ガラス管内のギャップにおける放電によって、消滅する。
【００１３】
本実施形態にかかるノイズ除去回路２によれば、複数のラインＬ1，Ｌ2上の高電圧ノイズをサージ吸収素子３によって転流させ、チョークコイル４，５とアレスタ８とで除去することにより、ノイズを効果的に減衰させることができる。また、ノイズ除去回路２を回路ユニット１に並列接続するため、ノイズ除去回路２を事後的に取り付ける場合であっても、ラインＬ1，Ｌ2を切断する必要がない。したがって、回路ユニット１にノイズ対策を事後的に施す際、作業を迅速かつ効率的に行うことが可能になる。また、回路ユニット１に直列接続されるノイズ除去回路と比較して、本実施形態にかかるノイズ除去回路２は、回路ユニット１に並列接続される関係上、経時劣化や故障が生じ難く、仮に故障が生じた場合においても容易に対応できる。また、コンデンサ等を用いることなくノイズ除去回路２を構成できるので、漏れ電流の発生を抑制できるとともに、耐久性の向上を図ることが可能になる。さらに、電流の大小に関わりなく、安全、小型、安価なノイズ除去回路２を実現できる。
【００１４】
なお、上述した実施形態では、ノイズ除去回路２を構成するチョークコイルとして、コモンモードチョークコイル４およびノーマルモードチョークコイル５の双方を用いた例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、除去すべきノイズの特性等に応じて、いずれか一方のみを用いてもよい。
【００１５】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態にかかるノイズ除去回路の回路図である。サージ吸収素子３と、チョークコイル４，５と、アレスタ８とを主体とした構成される回路系がラインＬ1，Ｌ2の本数に対応して複数設けられている点については、第１の実施形態と同様である。本実施形態が第１の実施形態と相違する点は２つある。第１に、ノーマルモードチョークコイル５を削除した点である。第２に、アレスタ８を主体とした単一の回路群６〜８が、複数の回路系で共通化されている点である。なお、これらの以外の点は、第１の実施形態と同様であるから、同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。
【００１６】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、回路群５〜８を共通化することにより、部品点数を削減できるので、ノイズ除去回路２の低コスト化を図ることが可能になる。
【００１７】
なお、上述した各実施形態において、抵抗６およびバリスタ７は、上述した必要性に応じて適宜設ければよく、本発明における必須の回路要素ではない。さらに、上述した各実施形態は、二線方式の構成例に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、三線方式以上についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態にかかるノイズ除去回路の回路図
【図２】サージ吸収素子の一例を示す断面図
【図３】第２の実施形態にかかるノイズ除去回路の回路図
【符号の説明】
【００１９】
１  回路ユニット
２  ノイズ除去回路
３ａ，３ｂ  サージ吸収素子
４  コモンモードチョークコイル
５ａ，５ｂ  ノーマルモードチョークコイル
６，６ａ，６ｂ  抵抗
７，７ａ，７ｂ  バリスタ
８，８ａ，８ｂ  アレスタ
３１  ケーシング
３２，３３  電極
３４  放電誘発体
【図１】
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【図２】
2005136736.tif 000004
【図３】
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