(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線、２次巻線、けい素鋼板を用いた磁芯、及び前記１次巻線と２次巻線との間に配置された磁性部材とから構成された障害波遮断変成器において、前記磁性部材は商用周波数では前記磁芯を構成するけい素鋼板よりも低い透磁率を有し、且つ略１０ｋＨｚから略１００ｋＨｚの範囲では前記磁芯を構成するけい素鋼板よりも高い透磁率を有する磁性部材であって、その厚みが前記磁芯を構成するけい素鋼板よりも薄い薄けい素鋼帯であることを特徴とする障害波遮断変成器。
【請求項２】
前記磁性部材は板状部材であることを特徴とする請求項１の障害波遮断変成器。
【請求項３】
前記磁性部材はケース状部材であることを特徴とする請求項１の障害波遮断変成器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電力線や信号線を伝わってきた障害波（以下ノイズという）を遮断する障害波遮断変成器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロコンピュータの利用は情報、通信、産業、民生その他あらゆる分野に及んでいるが、これは集積回路の発達により小型化、低価格化、高信頼性化が年々向上しているためである。ところが集積回路は極めて微弱な電気エネルギーによって動作するものであるため、外部から侵入するノイズによって誤動作や破壊を起こし易いという問題がある。そうなれば、集積回路を含む各種の機器や装置、又はこれらを用いたシステムが誤動作したり、動作不能となって、様々な障害や事故を引き起こすことになる。従って、実装密度が高く、回路が複雑な電子機器、装置或いはこれらを用いたシステムにとって、ノイズ障害の防止が急務となっている。
【０００３】
特公昭５６−３５２９０号公報には、１次巻線と２次巻線の各々の周面に沿って高周波実効透磁率の高い磁性体による磁芯（第１磁芯）を設け、且つ、高周波実効透磁率の低く且つ電源周波に対しては実効透磁率が高い磁芯（第２磁芯）を両巻線を貫通して共通に設けたことを特徴とする障害波の磁路による遮断装置が開示されている。この遮断装置によれば、電源周波数成分による磁束は第２磁芯を通過して２次巻線に２次起電力を誘起し、これによって２次巻線に接続されている負荷には電源電力が供給される。これに対して、１次巻線に侵入してきた障害波による高周波成分の磁束は、第１磁芯に流れ込み第２磁芯には流れ込まないで、遮断される。しかしながら、この遮断装置は製造コストが高いという問題があった。第１磁芯の製作が難しく、また遮断装置の組立加工も面倒であるからである。また、この遮断装置は、その高周波遮断性能は優れているが、略１００ｋＨｚ以下の障害波の遮断性能が低いという問題を有する。
【０００４】
特開昭５４−１２７２０１号公報には、１次巻線、２次巻線、及び両巻線を貫通する磁芯を具備し、両巻線の中間位置における全磁芯部分を横断する微細間隙に良電導体薄板を設けるとともに、該良電導体薄板が前記両巻線の間の全磁路を横断することを特徴とする磁路と良電導体板による障害波遮断装置が開示されている。この障害波遮断装置も製造コストが高いという問題があった。磁心部分を切断し、切断面を付け合わせが良くなるように鏡面研磨加工を施すなどの面倒な加工を要するからである。また、この障害波遮断装置は、その高周波遮断性能は優れているが、略１００ｋＨｚ以下の障害波の遮断性能が低いという問題を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、主に略１００ｋＨｚ以下の障害波を遮断する障害波遮断変成器を提供することである。本発明が解決しようとする第２の課題は、製造しやすく且つ低価格の障害波遮断変成器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１次巻線、２次巻線、けい素鋼板を用いた磁芯、及び前記１次巻線と２次巻線との間に配置された磁性部材とから構成された障害波遮断変成器において、前記磁性部材は商用周波数では前記磁芯を構成するけい素鋼板よりも低い透磁率を有し、且つ略１０ｋＨｚから略１００ｋＨｚの範囲では前記磁芯を構成するけい素鋼板よりも高い透磁率を有する磁性部材であって、その厚みが前記磁芯を構成するけい素鋼板よりも薄い薄けい素鋼帯とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る障害波遮断変成器の一実施形態の断面図である。図１に示す単相用の障害波遮断変成器は、１次巻線１１、２次巻線１２、磁芯１３、及び磁性部材１４とから構成されたものである。１次巻線１１と２次巻線１２の磁路を形成する磁芯１３は、例えば厚さ０．５ｍｍのけい素鋼板を打ち抜いて製作した所定寸法のＥ型コア片とＩ型コア片を所定の厚さに積層して形成されたものである。
【０００９】
また、図１では厚みを誇張して示されているが、１次巻線１１と２次巻線１２との間に配置されている磁性部材１４は、商用周波数では飽和しない磁性材料であって且つ略１０ｋＨｚ〜略１００ｋＨｚの範囲では磁芯１３を構成するけい素鋼板よりも高い透磁率を有するものである。磁性部材１４の形状は1次巻線１１の平面形状と略同じものであり、例えば図９（Ａ）に示す如く同形に中抜きした長方形の板状部材である。磁性部材１４は、磁心１３にけい素鋼板が用いられている場合には、その厚みが前記けい素鋼板よりも薄い薄けい素鋼帯である。
【００１０】
例えば、図１０に示す如く、その透磁率が商用周波数〜１００ｋＨｚの範囲で約０．００５Ｈ／ｍ〜約０．０００２Ｈ／ｍまで漸減する特性を示す厚さ０．５mmのけい素鋼板を用いて磁芯１３を構成した場合、その透磁率が商用周波数〜１００ｋＨｚの範囲で約０．００３５Ｈ／ｍ〜約０．００２５Ｈ／ｍまで緩やかに漸減する特性を示す厚さ０．０２５mmの薄けい素鋼帯を磁性部材１４として用いて構成された。そして、磁性部材１４は、このような周波数特性の透磁率を有する厚さ０．０２５mmの薄けい素鋼帯を、所定の形状にして1枚又は数枚を重ねて、１次巻線１１と２次巻線１２との間に配置される。
【００１１】
このように構成された図１の単相用の障害波遮断変成器において、１次巻線１１に誘起される磁束は２つのループを形成する。即ち、商用周波数によって誘起される磁束Φ１は磁芯１３のみを磁路として１次巻線１１と２次巻線１２と鎖交する。従って、電源周波数成分による磁束Φ１は磁芯１３を通過して２次巻線１２に２次起電力を誘起し、これによって２次巻線１２に接続されている負荷には電源電力が供給される。これに対して、１次巻線１１に侵入してきた障害波による高周波成分の磁束Φ２は、磁芯１３と磁芯１３をブリッジ状に短絡している磁性部材１４とで形成する閉磁路を流れるから、２次巻線１２とは鎖交しない。即ち、１次巻線１１に侵入してきた障害波による高周波成分は磁性部材１４の作用により遮断され、2次巻線１２に伝達されない。
【００１２】
以下、単相用の障害波遮断変成器の３つの実施例と、三相用の障害波遮断変成器の４つの実施例について順に説明する。
【００１３】
第１実施例は単相用の障害波遮断変成器であって、図２（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１、2次巻線１２、磁芯１３、及び磁性部材１４とで構成されたでものである。磁芯１３は、けい素鋼板を打ち抜いて製作した所定寸法のＥ型コア片とＩ型コア片を所定の厚さに積層して形成されたものである。１次巻線１１と2次巻線１２との間に配置される磁性部材１４は、図９（Ａ）に示す如く、磁芯１３の中央脚が貫通する貫通穴が形成された長方形の板状部材である。
【００１４】
第２実施例も単相用の障害波遮断変成器であって、図３（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１、2次巻線１２、磁芯１３、及び磁性部材１４とで構成されたでものである。磁芯１３は、短冊型に裁断したけい素鋼板を略環状に組合せて所定の厚さに積層して形成されたものである。１次巻線１１と2次巻線１２との間に配置される磁性部材１４は、図９（Ｂ）に示す如く方形の板状部材である。また、磁性部材１４は、例えば図９（Ｃ）に示す如くケース状部材とすれば、１次巻線１１に侵入してきた障害波による高周波成分の磁束Φ２が磁路の外に漏洩するのを防止する効果もある。
【００１５】
第３実施例も単相用の障害波遮断変成器であって、図４（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１、2次巻線１２、磁芯１３、及び磁性部材１４とで構成されたでものである。磁芯１３は、けい素鋼板を打ち抜いて製作した所定寸法のＥ型コア片とＩ型コア片を所定の厚さに積層して形成されたものである。１次巻線１１と2次巻線１２との間に配置される磁性部材１４は、平面形状と幅が１次巻線１１と略同一の環状板状部材である。
【００１６】
第４実施例は三相用の障害波遮断変成器であって、図５（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、2次巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ、磁芯１３、及び磁性部材１４とで構成されたでものである。磁芯１３は、図２の単相用の障害波遮断変成器に用いられているものと同じである。１次巻線１１と2次巻線１２との間に配置される磁性部材１４は、例えば図９（Ｄ）に示す如く、磁芯１３の外側の２脚と中央の１脚が夫々貫通する貫通穴が形成された長方形の板状部材である。
【００１７】
第５実施例も三相用の障害波遮断変成器であって、図６（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、2次巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ、磁芯１３、及び磁性部材１４とで構成されたでものである。
磁芯１３は、図２の単相用の障害波遮断変成器に用いられているものと同じである。１次巻線１１と2次巻線１２との間に配置される磁性部材１４は、例えば図９（Ｄ）に示す如く、磁芯１３の中央の３脚が夫々貫通する貫通穴が形成された長方形の板状部材である。
【００１８】
第６実施例も三相用の障害波遮断変成器であって、図７（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、2次巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ、磁芯１３、及び磁性部材１４ｕ、１４ｖ、１４ｗとで構成されたでものである。磁芯１３は、図２の単相用の障害波遮断変成器に用いられているものと同じである。１次巻線１１ｕと2次巻線１２ｕとの間に配置される磁性部材１４ｕ、１次巻線１１ｖと2次巻線１２ｖとの間に配置される磁性部材１４ｖ、１次巻線１１ｗと2次巻線１２ｗとの間に配置される磁性部材１４ｗは、いずれも平面形状と幅が対応する１次巻線と略同一の環状板状部材である。
【００１９】
第７実施例も三相用の障害波遮断変成器であって、図８（Ａ）に平面図で且つ（Ｂ）に側面図で示す如く、１次巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ、2次巻線１２ｕ、１２ｖ、１２ｗ、磁芯１３、及び磁性部材１４ｕ、１４ｖ、１４ｗとで構成されたでものである。磁芯１３は、図２の単相用の障害波遮断変成器に用いられているものと同じである。１次巻線１１ｕと2次巻線１２ｕとの間に配置される磁性部材１４ｕ、１次巻線１１ｖと2次巻線１２ｖとの間に配置される磁性部材１４ｖ、１次巻線１１ｗと2次巻線１２ｗとの間に配置される磁性部材１４ｗは、いずれも平面形状と幅が１次巻線と略同一の環状板状部材である。
【００２０】
本発明に係る障害波遮断変成器の優れた障害波遮断特性は、図１１及び図１２を比較すれば明らかであろう。即ち、従来の障害波遮断変成器は、図１２に示す如く、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲において−３ｄＢから−３３ｄＢまで漸減している。これに対して本発明に係る障害波遮断変成器は、図１１に示す如く、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲において−１０ｄＢから−５４ｄＢまで漸減しており、障害波遮断特性が大幅に改善されている。この障害波遮断特性の改善は、特に１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲において顕著である。
【００２１】
以上、単相用の障害波遮断変成器について第１実施例〜第３実施例、三相用の障害波遮断変成器について第４実施例〜第７実施例の計７つの実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各実施例に採用されている磁性材料１４は最も簡単な形状のものであって、漏洩磁束を防止する必要がある場合には１次巻線又は２次巻線を部分的に又は全体的に覆うようなケース状形状のものが用いられる。また、１次巻線１１と２次巻線巻線１２を貫く磁芯１３の断面及び巻線形状は、正方形、円、楕円などのいずれの形状であってもよいことは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、主に略１００ｋＨｚ以下の障害波を遮断する障害波遮断変成器であって、製造しやすく且つ低価格の障害波遮断変成器が実現された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る障害波遮断変成器の基本的構成及び動作説明を示す図である。
【図２】第１実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図３】第２実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図４】第３実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図５】第４実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図６】第５実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図７】第６実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図８】第７実施例の障害波遮断変成器の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図９】様々な形状の磁性部材１４の斜視図である。
【図１０】本発明に係る障害波遮断変成器に採用される磁芯材料と磁性部材の透磁率の周波数特性図の一例である。
【図１１】本発明に係る障害波遮断変成器の障害波遮断特性図である。
【図１２】従来の障害波遮断変成器の障害波遮断特性図である。
【符号の説明】
１１  １次巻線
１２  ２次巻線
１３  磁芯
１４  磁性部材
【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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【図７】
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【図８】
0004534111.tif 000009
【図９】
0004534111.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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