(57)【要約】【課題】十分なノイズ抑制効果を得ることができるコイル内蔵端子台を提供する。【解決手段】少なくとも３つの端子対が端子取付部材に取付けられている。複数のコイルが、少なくとも３つの端子対の一方の端子と他方の端子とをそれぞれ接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの端子対が取付けられている端子取付部材と、
少なくとも３つの前記端子対の一方の端子と他方の端子とをそれぞれ接続するコイルと
を有するコイル内蔵端子台。
【請求項２】
複数の前記コイルは、共通の巻芯に巻かれてコモンモードチョークコイルを構成している請求項１に記載のコイル内蔵端子台。
【請求項３】
前記巻芯は環状形状を有し、少なくとも一部分が平板状とされ、前記コイルが共通の平板状の部分に巻かれている請求項２に記載のコイル内蔵端子台。
【請求項４】
少なくとも３つの前記端子対は、前記端子取付部材の表面上で同一方向を向くように配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコイル内蔵端子台。
【請求項５】
前記端子取付部材に、少なくとも３つの前記端子対を、それぞれプラス端子、マイナス端子、及びアース端子に対応付ける識別標識が付されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコイル内蔵端子台。
【請求項６】
さらに、複数の前記コイルを覆い、前記アース端子に対応付けられた前記端子対の一方の端子に接続されたシールド部材を有する請求項５に記載のコイル内蔵端子台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル内蔵端子台に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に、単相交流及び三相交流に適用されるラインフィルタが開示されている。このラインフィルタは、コモンモードコイル、Ｘコンデンサ、及びＹコンデンサを含む。コモンモードコイルの入力側及び出力側にＸコンデンサやＹコンデンサが接続されている。入力側あるいは出力側コンデンサの上部に中継端子が配設され、一体的にケース封止される。入力側及び出力側のコンデンサが、それぞれの中継端子に接続されたコモンモードコイルを介して接続される。
【０００３】
単相電源用では、２個のコイルが環状コアに巻かれており、三相電源用では、３個のコイルが環状コアに巻かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたラインフィルタは、２本または３本の電源線に流れるノイズを低減することができる。このラインフィルタにおいては、中継端子を上部に持つ入力側及び出力側のコンデンサの各々が一体的にケースに封止され、この中継端子にコモンモードコイルが接続される。このラインフィルタを機器に実装する際には、入力側及び出力側の複数のコンデンサと、コモンモードコイルとからなる回路部品を配置するスペースを確保しなければならない。
【０００６】
ラインフィルタを構成する回路部品を配置する位置によっては、ラインフィルタを通過した後の電源線を機器内に収容しなければならない場合もある。特に高周波帯域においては、ラインフィルタを通過した後の電源線が、機器内の部品、配線等に発生している高周波ノイズの影響を受ける。このため、電源線に対する十分なノイズ抑制効果が得られない場合が想定される。
【０００７】
本発明の目的は、十分なノイズ抑制効果を得ることができるコイル内蔵端子台を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によるコイル内蔵端子台は、
少なくとも３つの端子対が取付けられている端子取付部材と、
少なくとも３つの前記端子対の一方の端子と他方の端子とをそれぞれ接続するコイルと
を有する。
【０００９】
コイル内蔵端子台の端子対の各々の一方の端子に、外部の電源ケーブルやアース線が接続される。この端子台の内部にコイルが配置されているため、機器の内部で発生した高調波ノイズの流出が、外部の電源ケーブルの直前で阻止される。これにより、電源ケーブルへの高調波ノイズの流出を効果的に抑制することができる。さらに、アース線にコイルが挿入されることにより、アース線のインピーダンスが高くなる。これにより、アース線に伝導する漏れ電流を低減することができる。
【００１０】
本発明の第２の観点によるコイル内蔵端子台においては、第１の観点によるコイル内蔵端子台の構成に加えて、
複数の前記コイルが、共通の巻芯に巻かれてコモンモードチョークコイルを構成している。
【００１１】
複数の端子対の１つにアース線を接続し、残りの端子対に電源線を接続する場合、電源線とアース線とに生じるコモンモードノイズの外部への流出を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第３の観点によるコイル内蔵端子台においては、第１及び第２の観点によるコイル内蔵端子の構成に加えて、
前記巻芯が環状形状を有し、少なくとも一部分が平板状とされ、前記コイルが共通の平板状の部分に巻かれている。
【００１３】
複数の端子対と、端子対にそれぞれ対応する複数のコイルとの相対位置関係を実質的に同一にすることができる。これにより、各端子対に接続されるコイルの特性を揃えることができる。
【００１４】
本発明の第４の観点によるコイル内蔵端子台においては、第１乃至第３の観点によるコイル内蔵端子の構成に加えて、
少なくとも３つの前記端子対が、前記端子取付部材の表面上で同一方向を向くように配置されている。
【００１５】
一方向から端子にアクセスすることができるため、端子に電源ケーブルやアース線を接続する作業の作業性を高めることができる。
【００１６】
本発明の第５の観点によるコイル内蔵端子台においては、第１乃至第４の観点によるコイル内蔵端子の構成に加えて、
前記端子取付部材に、少なくとも３つの前記端子対を、それぞれプラス端子、マイナス端子、及びアース端子に対応付ける識別標識が付されている。
【００１７】
ケーブルの接続作業時に、プラス端子、マイナス端子、及びアース端子を容易に識別することができる。
【００１８】
本発明の第６の観点によるコイル内蔵端子台は、第５の観点によるコイル内蔵端子の構成に加えて、
さらに、複数の前記コイルを覆い、前記アース端子に対応付けられた前記端子対の一方の端子に接続されたシールド部材を有する。
【００１９】
コイルから発生する電磁放射、及びコイルと他の部品との電磁結合を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
コイル内蔵端子台の端子対の各々の一方の端子に、外部の電源ケーブルやアース線が接続される。この端子台の内部にコイルが配置されているため、機器の内部で発生した高調波ノイズの流出が、外部の電源ケーブルの直前で阻止される。これにより、電源ケーブルへの高調波ノイズの流出を効果的に抑制することができる。さらに、アース線にコイルが挿入されることにより、アース線のインピーダンスが高くなる。これにより、アース線に伝導する漏れ電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１Ａは、実施例１によるコイル内蔵端子台の斜視図であり、図１Ｂ及び図１Ｃは、実施例１によるコイル内蔵端子台の断面図であり、図１Ｄは、実施例１によるコイル内蔵端子台の等価回路図である。
【図２】図２Ａは、実施例２によるコイル内蔵端子台の斜視図であり、図２Ｂは、実施例２によるコイル内蔵端子台の断面図であり、図２Ｃは、実施例２によるコイル内蔵端子台の等価回路図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、実施例３によるコイル内蔵端子台の断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、実施例４によるコイル内蔵端子台の断面図である。
【図５】図５は、実施例４の変形例によるコイル内蔵端子台の断面図である。
【図６】図６は、実施例５によるコイル内蔵端子台の断面図である。
【図７】図７は、実施例５の変形例によるコイル内蔵端子台の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施例１］
図１Ａから図１Ｄまでの図面を参照して、実施例１によるコイル内蔵端子台について説明する。
図１Ａに、実施例１によるコイル内蔵端子台の斜視図を示す。樹脂等の絶縁材料からなる中空の端子取付部材１０に、３つの端子対１１が取付けられている。３つの端子対１１は、端子取付部材１０の表面上で同一方向を向くように、例えば上方を向くように配置されている。端子取付部材１０の高さ方向をｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。
【００２３】
端子対１１の各々は、ｙ方向に並ぶ１対の端子１２ａ、１２ｂを含む。３つの端子対１１はｘ方向に並んでいる。端子取付部材１０は、隣り合う端子対１１の間にそれぞれ設けられた仕切板１３を有する。端子取付部材１０は、端子対１１の各々の一対の端子１２ａと１２ｂとの間に設けられた尾根状部分１４を有する。尾根状部分１４はｘ方向に延びる。仕切板１３及び尾根状部分１４は、３つの端子対１１の端子１２ａ、１２ｂにそれぞれ接続されるケーブル端子の間の短絡を防止する。
【００２４】
尾根状部分１４の上面に、３つの端子対１１に対応して識別標識１５が記されている。識別標識１５によって、３つの端子対１１が、プラス端子、マイナス端子、アース端子に対応付けられる。プラス端子、マイナス端子、及びアース端子を識別するための標識として、例えばプラス記号、マイナス記号、及びアルファベットのＥを用いることができる。識別標識１５を記す箇所は、尾根状部分１４の上面に限らない。３つの端子対１１と、識別標識１５との対応関係が明確であればよい。
【００２５】
端子１２ａ、１２ｂの各々は、導体板を含み、この導体板が、端子取付部材１０にねじ止めされている。図１Ａでは、端子１２ａ、１２ｂの各々が２枚の導体板で構成されている例を示している。一例として、一方の端子１２ａに、このコイル内蔵端子台が実装される装置の内部のケーブルが接続され、他方の端子１２ｂに、外部の電源ケーブル及びアース線が接続される。一方の端子１２ａから他方の端子１２ｂに向かう向きは、全ての端子対１１において同一である。
【００２６】
図１Ｂに、実施例１によるコイル内蔵端子台のｙ方向に対して垂直な断面図を示す。端子取付部材１０の内部の空洞１６に磁性材料からなる巻芯（コア）２０が収容されている。巻芯２０は、ｙ方向と平行な仮想直線の周りを一周する環状形状を有する。巻芯２０に３つのコイル２１が巻かれている。３つのコイル２１は、それぞれ３つの端子対１１の一方の端子１２ａと他方の端子１２ｂとを接続する。
【００２７】
仕切板１３が端子取付部材１０の内部の空洞１６内まで延び、相互に隣り合うコイル２１の間に配置されている。仕切板１３には、巻芯２０と交差する位置にスリットが設けられており、このスリットを巻芯２０が通過する。仕切板１３は、コイル２１の位置ずれを防止するとともに、相互に隣り合うコイル２１同士の接触を防止する。
【００２８】
一方の端子１２ａからコイル２１を経由して他方の端子１２ｂに向かって電流が流れるとき、３つのコイル２１により発生する磁束が相互に強め合うように、コイル２１の巻き方向が設定されている。言い換えると、３つのコイル２１及び巻芯２０は、コモンモードチョークコイルを構成する。巻芯２０の一部分は、ｘｙ面に平行な平板状にされている。３つのコイル２１は、この平板状の部分２０ａに巻かれている。
【００２９】
図１Ｃに、実施例１によるコイル内蔵端子台のｘ方向に対して垂直な断面図を示す。端子取付部材１０の内部の空洞１６に巻芯２０が収容されている。巻芯２０にコイル２１が巻き付けられている。端子１２ａ、１２ｂが、端子取付部材１０の上側の壁にねじ止めされている。一対の端子１２ａと１２ｂとの間に尾根状部分１４が設けられている。コイル２１の両端が、それぞれ端子１２ａ、１２ｂにはんだ付けされており、コイル２１が、一方の端子１２ａと他方の端子１２ｂとを接続する。
【００３０】
図１Ｄに、実施例１によるコイル内蔵端子台の等価回路図を示す。３つの端子対１１の各々の一方の端子１２ａと他方の端子１２ｂとがコイル２１で接続されている。３つの端子対１１に対応して配置された３つのコイル２１は、コモンモードチョークコイルを構成する。
【００３１】
一例として、プラス端子及びマイナス端子に相当する２つの端子１２ｂが、電源ケーブル３１を介して系統電源３０に接続される。アース端子に相当する端子１２ｂが、アース線３２を介して接地される。
【００３２】
次に、実施例１によるコイル内蔵端子台の構成を採用することによって得られる優れた効果について説明する。
【００３３】
パワー半導体素子を用いるインバータ、コンバータ等では、パワー半導体素子のスイッチングに起因してノイズが発生する。スイッチングによって発生するノイズは、スイッチング周波数の高次の周波数成分を有する。本願の発明者が行った評価実験によると、高い次数、例えば１０次以上の高次の高調波ノイズは、プラス線及びマイナス線からなる電源線のみならず、アース線も含めてコモンモードで伝搬することが判明した。
【００３４】
インバータ、コンバータ等に、実施例１によるコイル内蔵端子台を実装すると、電源線とアース線に、コモンモードチョークコイルが挿入される。このため、機器内で発生した高い次数の高調波ノイズが外部の電源ケーブル３１に伝搬することを抑制することができる。
【００３５】
コモンモードチョークコイルから外部の電源ケーブルの接続端子まで、機器内の配線が存在する場合には、コモンモードチョークコイルと接続端子との間の配線にノイズが重畳する可能性がある。この配線に重畳されたノイズは、外部の電源ケーブルまで流出してしまう。実施例１においては、コモンモードチョークコイルが、外部の電源ケーブル３１（図１Ｄ）が接続される端子台の内部に配置されている。このため、機器の内部で発生した高調波ノイズの流出が、外部の電源ケーブル３１の直前で阻止される。これにより、電源ケーブル３１への高調波ノイズの流出を効果的に抑制することができる。
【００３６】
実施例１によるコイル内蔵端子台においては、識別標識１５（図１Ａ）が付されているため、３つの端子対１１を、容易にプラス端子、マイナス端子、アース端子に対応付けることができる。また、３つの端子対１１が、端子取付部材１０の表面上で同一方向を向くように配置されている。より具体的には、端子対１１の端子１２ａ、１２ｂを固定するためのねじの中心軸が同一方向を向くように配置されている。このため、一方向から端子対１１の各端子１２ａ、１２ｂにアクセスすることができる。これにより、作業性を高めることができる。
【００３７】
さらに、実施例１によるコイル内蔵端子台の巻芯２０は、平板状の部分２０ａを含む。この平板状の部分２０ａは、端子対１１が配置された仮想平面に対して平行である。平板状の部分２０ａに３つのコイル２１が巻き付けられているため、３つの端子対１１と、端子対１１にそれぞれ対応する３つのコイル２１との相対位置関係を実質的に同一にすることができる。これにより、３つの端子対１１に対してほぼ同等の影響を及ぼすコモンモードチョークコイルが得られる。
【００３８】
端子取付部材１０の内部の空洞１６に、絶縁性の樹脂を充填してもよい。樹脂を充填することにより、巻芯２０、コイル２１等を、端子取付部材１０に固定することができる。
【００３９】
［実施例２］
次に、図２Ａから図２Ｃまでの図面を参照して、実施例２によるコイル内蔵端子台について説明する。以下、図１Ａから図１Ｄまでの図面に示した実施例１との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。
【００４０】
図２Ａに、実施例２によるコイル内蔵端子台の斜視図を示す。実施例１では、端子取付部材１０に３つの端子対１１が取付けられていたが、実施例２においては、４つの端子対１１が端子取付部材１０に取付けられている。４つの端子対１１を、それぞれＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子、及びアース端子に対応付ける識別標識１５が記されている。
【００４１】
図２Ｂに、実施例２によるコイル内蔵端子台のｙ軸に垂直な断面図を示す。環状の巻芯２０に、４つの端子対１１に対応する４つのコイル２１が巻かれている。４つのコイル２１は、それぞれ対応する端子対１１に接続されている。
【００４２】
図２Ｃに、実施例２によるコイル内蔵端子台の等価回路図を示す。４つの端子対１１の各々の一方の端子１２ａと他方の端子１２ｂとがコイル２１で接続されている。４つの端子対１１に対応して配置された４つのコイル２１は、コモンモードチョークコイルを構成する。
【００４３】
一例として、Ｕ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子に相当する３つの端子１２ｂが、電源ケーブル３１を介して三相の系統電源３０に接続される。アース端子に相当する端子１２ｂが、アース線３２を介して接地される。
【００４４】
実施例２においては、三相の交流電源ケーブルに流出するコモンモードノイズを低減することができる。
【００４５】
実施例１では、端子取付部材１０に固定されている端子対１１の数が３個であり、実施例２では、４個である。さらに、端子取付部材１０に固定されている端子対１１の数を５個以上にすることも可能である。この場合には、端子対１１ごとにコイル２１が端子取付部材１０の中に収容される。
【００４６】
［実施例３］
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、実施例３によるコイル内蔵端子台について説明する。以下、図１Ａから図１Ｄまでの図面に示した実施例１との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。
【００４７】
図３Ａ及び図３Ｂに、それぞれ実施例３によるコイル内蔵端子台のｙ方向に垂直な断面図、及びｘ方向に垂直な断面図を示す。３つのコイル２１を、シールド部材２５が覆っている。より具体的には、シールド部材２５は、コイル２１を、下方及び側方から覆う。シールド部材２５には、例えば金属板を用いることができる。シールド部材２５は、アース端子に対応する端子対１１の一方の端子１２ｂに接続されている。
【００４８】
実施例３においては、コイル２１がシールド部材２５で覆われているため、コイル２１からの電磁放射、及びコイル２１と他の部品との電磁結合を低減することができる。図３Ａ及び図３Ｂに示した実施例３では、コイル２１の下方及び側方がシールド部材２５で覆われているが、さらにコイル２１の上方をシールド部材２５で覆ってもよい。
【００４９】
［実施例４］
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、実施例４によるコイル内蔵端子台について説明する。以下、実施例１との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。
【００５０】
図４Ａ及び図４Ｂに、それぞれ実施例４によるコイル内蔵端子台のｙ方向に垂直な断面図、及びｘ方向に垂直な断面図を示す。実施例１においては、３つのコイル２１（図１Ｂ）が共通の巻芯２０に巻かれて、コモンモードチョークコイルを構成していた。実施例４においては、３つのコイル２１が相互に独立している。３つのコイル２１に共通の巻芯は配置されていない。３つのコイル２１の各々は、例えば樹脂でモールドされている。
【００５１】
実施例４においては、アース端子に相当する端子対１１にコイル２１が挿入されるため、アース線のインピーダンスを高めることができる。これにより、アース線に伝導する漏れ電流を低減することができる。さらに、電源ケーブルが接続される端子対１１にコイル１２が挿入されるため、電源ケーブルへの高周波ノイズの伝搬を抑制することができる。
【００５２】
実施例４によるコイル内蔵端子台に用いられるコイル２１として、空芯コイルを用いてもよいし、巻芯付きコイルを用いてもよい。また、３つのコイル２１の相互の結合を低減するために、３つのコイル２１のコイル軸が相互に直交するように配置してもよい。その他に、３つのコイル２１の巻芯として、それぞれ異なるリングコアを用いることによっても、３つのコイル２１の相互の結合を低減することができる。
【００５３】
図５に示すように、実施例４によるコイル内蔵端子台に、図３Ａ及び図３Ｂに示したシールド部材２５と同様のシールド部材２５を配置してもよい。
【００５４】
［実施例５］
次に、図６を参照して、実施例５によるコイル内蔵端子台について説明する。以下、図２Ａから図２Ｃまでの図面に示した実施例２との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。
【００５５】
図６に、実施例５によるコイル内蔵端子台のｙ方向に垂直な断面図を示す。実施例２においては、４つのコイル２１が共通の巻芯２０（図２Ｂ）に巻かれていたが、実施例５においては、４つのコイル２１が相互に独立している。
【００５６】
実施例５においては、図４Ａ及び図４Ｂに示した実施例４と同様に、アース線のインピーダンスを高めることができる。これにより、アース線に伝導する漏れ電流を低減することができる。さらに、電源ケーブルへの高周波ノイズの伝搬を抑制することができる。
【００５７】
図７に示すように、実施例５によるコイル内蔵端子台に、図３Ａ及び図３Ｂに示したシールド部材２５と同様のシールド部材２５を配置してもよい。
【００５８】
上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５９】
１０  端子取付部材
１１  端子対
１２ａ、１２ｂ  端子
１３  仕切板
１４  尾根状部分
１５  識別標識
１６  空洞
２０  巻芯
２０ａ  平板状の部分
２１  コイル
２５  シールド部材
３０  系統電源
３１  電源ケーブル
３２  アース線
【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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