(57)【要約】【課題】コイルの発熱を伝導して放熱する合成樹脂材を多量に用いることによるノイズフィルタの重量増や、ケースの貼り合わせ部分の隙間からの合成樹脂材の漏れを抑える作業を必要としないノイズフィルタの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】トロイダル形の磁芯に導線を巻回してなるコモンモードチョ−クコイル２と、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接続されるＹコンデンサ４をケース底面に設置する。次に、コモンモードチョ−クコイルの放熱を考慮して合成樹脂材で被覆したい高さからなる筒体５にてコモンモードチョークコイルを囲繞し、次に溶融した合成樹脂材を筒体とコモンモードチョークコイルとの隙間に合成樹脂材６を注ぎ込み、筒体上面から溢れ出た合成樹脂材でＸコンデンサとＹコンデンサの下部を浸し合成樹脂材を固化してケースに固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ラインに直列に接続してトロイダル形の磁芯に導線を巻回してなるコモンモードチョ−クコイルと、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接続されるＹコンデンサをケース底面に設置するとともに、まず上記コモンモードチョークコイルをこのコモンモードチョークコイルの放熱に適した高さからなる筒体にて囲繞し、次に溶融した合成樹脂材を上記筒体とコモンモードチョークコイルとの隙間に、上記筒体上面から溢れ出た合成樹脂材がＸコンデンサとＹコンデンサの下部を浸すまで注ぎ込んだ後、上記合成樹脂材を固化し、コモンモードチョ−クコイルとＸコンデンサとＹコンデンサをケースに対して固定することを特徴とするノイズフィルタの製造方法。
【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の製造方法。
【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コイルを備えたノイズフィルタの製造方法に係り、特に、ケース内に配置するコイルの発熱を伝導すべくモールドし、かつ同じくコンデンサを好適に固定する合成樹脂材の量を必要最小限として、余分な合成樹脂材による重量増や合成樹脂材のケースからの漏れを抑え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８は、そのノイズフィルタを示している。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。
そして、コモンモードチョ−クコイル５１の放熱と固定を考慮して、コイルの高さの２／３以上を覆うべく、合成樹脂材５５をケースの高さの約半分程度まで流し込んで固化させていた。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、本来はケースに固定するだけのわずかな量の合成樹脂材でも充分であった。
【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】
このようにケースの高さの約半分程度まで合成樹脂材５５を流し込んで固化させた従来のノイズフィルタ５１は、多量の合成樹脂材５５により重量が増して取り扱いに苦慮するとともに、貼り合わせて形成したケースの隙間から固化前の溶融した合成樹脂が漏れ出る恐れがあることから、ケースの貼り合わせ部分の隙間を埋める多大な作業を余儀なくされていた。
【０００４】
そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、コイルの発熱を伝導して放熱する合成樹脂材を多量に用いることによるノイズフィルタの重量増や、ケースの貼り合わせ部分の隙間からの合成樹脂材の漏れを抑える作業を必要としないノイズフィルタの製造方法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の製造方法は、電源ラインに直列に接続してトロイダル形の磁芯に導線を巻回してなるコモンモードチョ−クコイルと、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接続されるＹコンデンサをケース底面に設置するとともに、まず上記コモンモードチョークコイルをこのコモンモードチョークコイルの放熱に適した高さからなる筒体にて囲繞し、次に溶融した合成樹脂材を上記筒体とコモンモードチョークコイルとの隙間に、上記筒体上面から溢れ出た合成樹脂材がＸコンデンサとＹコンデンサの下部を浸すまで注ぎ込んだ後、上記合成樹脂材を固化し、コモンモードチョ−クコイルとＸコンデンサとＹコンデンサをケースに対して固定す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の製造方法によれば、電源ラインに直列に接続してトロイダル形の磁芯に導線を巻回してなるコモンモードチョ−クコイルと、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接続されるＹコンデンサをケース底面に設置するとともに、まず上記コモンモードチョークコイルをこのコモンモードチョークコイルの放熱に適した高さからなる筒体にて囲繞し、次に溶融した合成樹脂材を上記筒体とコモンモードチョークコイルとの隙間に、上記筒体上面から溢れ出た合成樹脂材がＸコンデンサとＹコンデンサの下部を浸すまで注ぎ込んだ後、上記合成樹脂材を固化し、コモンモードチョ−クコイルとＸコンデンサとＹコンデンサをケースに対して固定することで、コモンモードチョークコイルの周囲を確実に合成樹脂材で覆うことで放熱効果を発揮し、かつこの合成樹脂材を筒体とコイルとの隙間にのみ充填して必要最小限の量とすることができて、ノイズフィルタの重量増を抑えることができるとともに、筒体とケース内面との空間には底面に僅かな量しか合成樹脂材が存在しないので、ケースの貼り合わせ部分の隙間を埋める多大な作業を必要とすることがないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１〜図３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は、図２に示す回路図のごとく、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）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３（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４（１．５μＦ）を備えている。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。
【０００９】
そしてこのノイズフィルタ１の構造としては、図３に示すごとく、ケース内の略中央に配置されたコモンモードチョ−クコイル２の周囲を筒体５が囲繞している。この筒体５は、コモンモードチョ−クコイル２の放熱を考慮して合成樹脂材で被覆したい高さ、例えばコモンモードチョ−クコイル２の高さの約２／３〜３／４とし、その底部をケースの底面に密接させている。この状態で、溶融した合成樹脂材６を筒体５内側とコモンモードチョ−クコイル２外周との間の隙間に流し込み、合成樹脂材６を筒体５上面から溢れさせる。そして溢れた合成樹脂材６が、ケース内に配置したＸコンデンサ３とＹコンデンサ４の底部を浸す程度になったところで合成樹脂材６の投入を止め、合成樹脂材６を固化させるものである。これにより、コモンモードチョ−クコイル２の放熱のために覆う充分な量の合成樹脂材と、Ｘコンデンサ３とＹコンデンサ４をケース内に固定するための必要最小限の料の合成樹脂材とを設定することができるものである。
【００１０】
図４〜図５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１４とグラウンドＧ間に介在する開閉自在なスイッチ１５をケースの上面に備えている。
【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にすることができる。すなわち、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スイッチ１５を閉に切り換えてＹコンデンサ１４を機能させ、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スイッチ１５を開に切り換えてＹコンデンサ１４を機能させないことで、どちらの電源環境においてもノイズフィルタ１１を問題なく使用することができるものである。
【００１２】
図６は、本発明の第３の実施例のノイズフィルタ２１を示しており、このノイズフィルタ２１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２２（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ライン間に接続されるＸコンデンサ２３（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Ｇ間に接続される容量の大きいＹ1コンデンサ２４（１．５μＦ）と、同じく二次側の各ラインとグラウンド間に接続される容量の小さいＹ2コンデンサ２５（０．０４７μＦ）と、このＹ1コンデンサ２４とＹ2コンデンサ２５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２６を備えている。このノイズフィルタ２１をヨーロッパの電源環境で用いた場合、スイッチ２６を切り換えて容量１．５μＦの上記Ｙ1コンデンサ２４を選択すると漏洩電流は約８００ｍＡと大きく、また上記Ｙ2コンデンサ２５を選択した時の漏洩電流は約３．５ｍＡとかなり小さくなる。このスイッチ２６についても、上述したごとくケース外に露出させて切り換え自在なタイプに限られることなく、外からケース内部にキーやネジを挿脱してケース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。
【００１３】
このような構成のノイズフィルタ２１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２４を選択すべくスイッチ２６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２５を選択すべくスイッチ２６を切り換えることで、ノイズフィルタ２１を問題なく使用することができるものである。尚、上述した第２、第３の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。
【００１４】
上述した第２、第３の各実施例は、第１の実施例における筒体と合成樹脂材による樹脂固定作業の以前の段階を説明するものであり、ノイズフィルタの製品としての最終段階としては樹脂固定されるものである。
【００１５】
また、トロイダルコアに巻回する導線としては、従来は、図９に示す綿巻銅線６１と称される複数本の銅線６２を撚りあわせた上で、外周に細い綿糸６３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６１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３１を複数本撚りあわせた、図８に示す所謂リッツ線３２を用いている。
【００１６】
このリッツ線３２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３２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。
【００１７】
また、上述した各実施例にあっては、電源ラインの相構造として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第１の実施例を示す斜視図である。
【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１の実施例を示す説明図である。
【図４】本発明のノイズフィルタの第２の実施例を示す斜視図である。
【図５】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６】本発明のノイズフィルタの第３の実施例を示す回路図である。
【図７】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８】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９】従来のノイズフィルタに用いる綿巻銅線の説明図である。
【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  Ｙコンデンサ
５  筒体
６  合成樹脂材
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
２１  ノイズフィルタ
２２  コモンモードチョ−クコイル
２３  Ｘコンデンサ
２４  Ｙ1コンデンサ
２５  Ｙ2コンデンサ
２６  スイッチ
３１  絶縁銅線
３２  リッツ線
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図３】
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【図８】
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