JPH01220907A - Ａｃラインフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高周波のコモンモードノイズおよびノーマル
モードノイズを広帯域にわたり阻止するＡＣラインフィ
ルタに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のＡＣラインフィルタは、第１３図に示す
ような、円形状閉磁路コアに巻線を施すものが用いられ
、多くの場合、金属筐体を有していたり、他の金属部品
等の導電体に接近して取付けられている。

この第１３図およびその等価回路を示す第１４図におい
て、１．１′および２．２′は後述する１対の巻線４，
４′の端子、３は低周波数領域から所定の高周波領域ま
で一定値以上の実効透磁率を有する円環状閉磁路コア、
４．４′は端子１，１′または端子２．２′から同相で
流入する高周波のコモンモード電流に対して互いに同方
向の磁束が生じるように互いに逆方向に捲回されるとと
もに閉磁路の対向する位置に捲回された巻線、５．５′
は端子１，１′または端子２．２′から互いに逆相で流
入する高周波のノーマルモードｉｌＥ流ヲバイパスさせ
るコンデンサ、７はアース端子、Ｃｇは端子１，１′ま
たは端子２．２′から同相で流入する高周波のコモンモ
ード電流をアースにバイパスさせるコンデンサ、６はこ
のＡＣラインフィルタを収容している金属筐体またはこ
のＡＣラインフィルタに接近した他の金属部品等の導電
体である。

上記のような構成からなる従来のＡＣラインフィルタの
高周波コモンモードノイズ電流に対する阻止特性は、ア
ース端子７をアースした通常の状態においては、巻線４
．４′の各自己インダクタンスＬとこれら巻線間の相互
インダクタンスＭとの和であるインダクタンスＬ＋Ｍ　
（実際上、Ｌ＋Ｍ″＝、２してある。）と、バイパスコ
ンデンサＣｇとの共振特性によって決まる。

しかしながら、アース端子７のアース不良や非アース時
には上記バイパスコンデンサＣｇの効果がなくなり、阻
止特性は主として上記インダクタンスのみに依存するよ
うになる。

上記のような円環状閉磁路コアに捲回された巻線の自己
インダクタンスしは、コアの透磁率をμ、コアの断面積
をＳ、巻線の巻数をＮ１平均磁路長をｌとしたとき、Ｌ
＝μＳＮ２／１で表されることから、インダクタンスを
大きくすることによって特性の改善を図る場合には、巻
線の巻数Ｎを多くすることが行われる。

しかしながら、このように巻数を増加させると巻線自体
の分布容量が増大するばかりでなく、円形状閉磁路コア
を用いていることから特にその内側において巻線の入力
側と出力側との間の距離が近くなって端子間容量も増加
し、これによって高域特性の低下を招くことになるが、
特にアース端子をアースせずに使用すると上記のように
バイパスコンデンサの効果がなくなるためその高域特性
での雑音阻止特性がさらに悪化する。

また、アース端子をアースして使用する場合であっても
、巻線の巻数を増加させたときに円形状磁路コアに捲回
した各巻線の入出力端子間に存在する端子間容量が増加
して高域特性が悪化する点については、アースを使用し
ない場合と同様である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のＡＣラインフィルタは、金属筐体や他の
金属部品等の導電体に接近して取付けられた場合、巻線
とこれらの導電体との間に存在する浮遊容量とこの導電
体を介して入出力端子間を接続する結果となり、特に高
周波のノイズ電流に対する雑音阻止効果が悪くなるとい
う問題があった。

また従来のＡＣラインフィルタは円形状閉磁路コアが用
いられているので、インダクタンスを増すために巻線の
巻回数を増加すると、各巻線間の距離が小さくなって入
出力端子間の浮遊容量Ｃｓが増加するため、−層、高周
波阻止特性が悪化するという問題があった。

本発明の目的は、アース端子の非接地あるいは接地不良
の場合でも広帯域雑音阻止特性に影響を受けず、また近
接する筐体などの導電体の影響を受けにくいＡＣライン
フィルタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に概念的な回路図、第２図にコアの切断斜面図を
示した本発明の原理的実施例に示すように、それぞれが
外鉄型閉磁路を構成する第１、第２の主コアＡ、Ｂと、
これら主コアの辺の一部にそれぞれ添設される２辺を有
し、かつ、上記主コアよりも高い実効透磁率を有する少
なくとも１つの補助コア１３と、上記主コアＡ、　Ｂと
上記補助コア１３が添設されている部分においてこれら
のコアを同時に囲むように２等分された巻線をそれぞれ
集中的に捲回するとともに、この巻線の分割点を他側の
主コアとこれに添設されている補助コアとを同時に囲む
ように集中的に捲回されている巻線の同様な分割点と交
差接続し、さらに、これらの巻線を延長して主コアに比
較的粗に捲回してなる１対の巻線とからＡＣラインフィ
ルタを構成した。

なお、本発明における「外鉄型閉磁路」は、第２図に示
したように、主コアＡ、　　Ｂの巻線が捲回されるコア
部分９．１１を囲むようにこの主コアの閉磁路を構成す
るための他方の辺１０．１２が覆っているものをいい、
したがって、上記のコア部分に捲回される巻線（第１図
の８）の一部は第２図に符号Ｓで示した間隙に挿入され
ることになる。

〔作　用〕

第１図の原理的実施例の動作を、端子１．１′側から同
相のコモンモードノイズ電流Ｎｃが流入したときの動作
原理を説明するための第３図、通常のＡＣ電流などのよ
うな逆相の電流、すなわちノーマルモードの電流Ｓが流
入したときの動作原理を説明するための第４図を参照し
ながら説明する。なお、各図とも同一の構成要素には同
一の符号を付しである。

巻線端子１，１ａから同相のコモンモードノイズ電流Ｎ
ｃが巻線に流入したときの状態を示す第３図において、
第１の巻線は、その端子１から主コアＡの一方の辺９に
捲回された巻線８゜３、この主コアの辺９と補助コア１
３の第１の辺１３１　とを同時に囲むように集中的に密
に捲回された巻線８６２、他方の主コアの辺１１とこの
補助コア１３の他方の辺である第２の辺１３２とを同時
に囲むように集中的に密に捲回された巻線８．３、主コ
アＢの上記一方の辺１１に捲回された巻線８．４を経て
他方の端子２に至る。

また、第２の巻線は、その端子１ａから主コアＢの一方
の辺１１に捲回された巻線８　ｂｌ、この主コアの辺１
１と補助コア１３の第２の辺１３２　とを同時に囲むよ
うに集中的に密に捲回された巻線８，２、他方の主コア
Ａの辺９とこの補助コア１３の他方の辺である第１の辺
１３１　とを同時に囲むように集中的に密に捲回された
巻線８ｂ３、主コアＡの上記一方の辺９に捲回された巻
線８，４を経て他方の端子２ａに至る。

上記第１の巻線の部分８□、８．２により生じる磁束Φ
ＩＮと上記第２の巻線の部分８　ｂ３＋　　８ｂ４によ
り生じる磁束Φ′２、とは主コアへの閉磁路内で図中に
矢印で示したように同方向に生じ、また、上記第２の巻
線の部分８　ｂ　ｌ　＋　　８　ｂ　２により生じる磁
束Φ′、と上記第１の巻線の部分８８３　＊　　８６４
により生じる磁束Φ２Ｎとは主コアＢの閉磁路内で図中
に矢印で示したように同方向に生じ、また、補助コア１
３においても第１の巻線の部分８　ａ　２　＋　　８８
３により生じる磁束Φ２．ｌ、Φ４．と第２の巻線の部
分８，２゜８．３により生じる磁束Φ　３１１１　　Φ
′０とは補助コア１３の閉磁路内で図中に矢印で示した
ように同方向に生じるので、これらの磁束は主コアＡ、
Ｂ内右よび補助コア１３内で強め合ってコモンモードノ
イズ電流Ｎｃに対して大きなインダクタンスを示す。

一方、第４図に示すように、上記第１の巻線の部分８　
ａ　＋　＋　　８　＆　２により生じる磁束Φ１．と上
記第２の巻線の部分８　ｂ　３　＋　　８　ｂ　４によ
り生じる磁束Φ′２゜とはコアＡの閉磁路内で図中に矢
印で示したように互いに逆方向に生じ、また、上記第２
の巻線の部分８　ｂ　ｌ　＊　　８　ｂ　２により生じ
る磁束Φ′１．と上記第１の巻線の部分８　ａ　３　＋
　　８６４により生じる磁束Φ２゜とはコア８の閉磁路
内で図中に矢印で示したように互いに逆方向に生じ、ま
た、補助コア１３においても第１の巻線の部分８．２と
第２の巻線の部分８．３により生じる磁束Φ３．とΦ′
４５、第２の巻線の部分８，２と第１の巻線の部分８．
３により生じる磁束Φ′３．とΦ、Ｓとは補助コア１３
の閉磁路内で図中に矢印で示したように互いに逆方向に
生じるので、これらの磁束は主コアＡ、Ｂ内および補助
コア１３内で互いに弱めあってノーマルモード電流Ｓに
対して小さなインダクタンスを示す。

補助コア１３の実効透磁率、特に低い周波数領域での実
効透磁率が主コアよりも大きいため、低い周波数成分に
対して特に大きなインダクタンスを呈して低周波数領域
での特性が改善されるばかりでなく、主コアと補助コア
とを同時に囲んで捲回されている巻線部分８　ａ　２　
＊　　８　ａ　３　＋　　８　ｂ　２　＊　　８　ｂ　
３は集中的に密に捲回されるので、主コアＡ、Ｂのみに
捲回されている他の巻線部分８　ｍ　ｌ　＋　　８　ａ
　４　＊　　８　ｂ　Ｉ　＋８．４の巻線を粗く捲回す
ることができ、これらの巻線部分８　ａ２＋　　８ａ３
＋　　８ｂ２＋　　８ｂ３の分布容量および端子間浮遊
容量を減少させることができる。

第１図のｘ−ｘ’線で切断したコアの断面の斜面図であ
る第２図に示すように、巻線が捲回される主コアＡ、Ｂ
の辺９，１１およびこの主コアの辺に対向する補助コア
１３の辺１３．，１３□の周辺に巻線を挿入し得るよう
な空間をおいて上記主コアＡ。

Ｂの巻線が捲回されない辺がこの巻線を覆うように主コ
アＡ、Ｂがそれぞれ外鉄型閉磁路として構成されており
、このような主コアをギャップｇを置いて向かい合わせ
ることによって巻線を包囲する。

これによって、このＡＣラインフィルタの機筺あるいは
このＡＣラインフィルタに近接して配置される金属部材
などからこの巻線を遮蔽して、第１４図の従来例につい
て説明したような、これら巻線と金属部材との間の静電
容量を介する結合によって生じるフィルタ性能の低下を
防止することができる。

なお、上記のコア部分に巻線を捲回するには、捲回すべ
き巻線を予め空芯の巻線として成形しておき、主コアを
巻線が設けられる辺とこれに対向する辺との適当な個所
で一旦切断し、あるいはこれに相当する２つのコアとし
て成形しておいて、上記２つの辺に相当するコア間の空
間に上記捲回した巻線を挿入し、その後にこの巻線が挿
入されたコアを対向・接合させればよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

なお、各実施例において同様の機能を有する部材には同
一の符号を付して詳細な説明は省略しである。

第６図は以上に説明した原理的実施例を具体化したＡＣ
ラインフィルタの外観を示す図、第７図はその分解図で
あり、その電気的な事項については既に説明したので省
略し、機械的な構成について説明する。

この第６図および第７図において、９ａ、９ｂ。

１１８．１１ｂは所定の高周波領域まで一定値以上の実
効透磁率を有し長方形状の閉磁路を形成する第１主コア
Ａおよび第２主コアＢの巻線が施される内部コア、１０
ａ、−１０ｂ、　１２ａ、　１２ｂは上記第１および第
２主コアの外部コア、１３ａ、１３ｂは上記主コアと同
等以上の実効透磁率を有し長方形状の閉磁路を形成する
補助コア１３を２分割した形状のコア、１９ａ、１９ｂ
はボビンの鍔、２０．２１はそれぞれ下側ケースおよび
上側ケース、５．５ａはコンデンサである。

第１図について説明した巻線部分８　ａ　ｌ　＋　　８
　ａ　２　＋８　ａ　３　＊　　８４４からなる第１の
巻線および巻線部分８ｂｌ＋　　８　ｂ２＋　　８　ｂ
３＋　　８　ｂ４からなる第２の巻線は主コアＡ、Ｂの
上記内部コアおよび補助コア１３が挿入される孔部を有
する適宜のボビンに捲回されて第７図に図示のように整
列され、上記主コアＡ、　Ｂおよ°び補助コア１３を構
成するコア部材９ａ、９ｂｓ１１ａ、１１ｂ、１３ａ、
１３ｂが上記ボビンの孔部に挿入されるように組立られ
、例えば下側ケース２０上設けられた端子１．　　ｌａ
、　　２．　２８の基台となる凸部２０．〜２０４と係
合させて所定の位置に固定する。

このとき、第１主コアの内部コア９ａ、９ｂおよび第２
主コアの内部コアｌｌａ、ｌｌｂとの間の空隙にコンデ
ンサ５，５ａを収容することにより実装面積を小さくす
ることができる。

第８図は補助コア１３の別の構成例であって、第６図、
第７図に図示のコ字状に分割された補助コアに代えて、
同図（ａ）に示すような２つのＬ字状のコア部材を組合
せて２個の板ばね１４で一体化して同図（５）に示すよ
うな補助コアを構成するものであり、第９図は主コアを
構成するために同図（ａ）に示すような２つのコア部材
１２ａ、１２ｂを板ばね１５で同図（ｂ）に示すように
一体化したものであり、これらの構成方法を用いること
によって巻線を捲回したボビンにコアを挿入した後に簡
単に閉磁路を構成し得るという利点がある。

第１０図ないし第１２図は本発明の他の実施例を示すも
ので、第１０図は電気的構成を、第１１図ないし第１２
図は第１０図に図示の電気的構成を具体化したＡＣ−ラ
インフィルタの機械的構成を示している。

この実施例においては、第１図における補助コア１３に
対応する第１の補助コア１３と第２の補助コア１３ａと
を主コアＡ、　Ｂの両端部に設けたものであり、端子１
からの第１の巻線は、主コアへの１辺９に補助コア１３
の１辺が添設されている部分の巻線部分８□、主コアＡ
の１辺９０巻線部分８　ａ２、主コアＢの１辺１１の巻
線部分８　ａ３、主コアＢの１辺１１に補助コア１３ａ
の１辺が添設されている部分の巻線部分８　ａ４を経て
端子２に至り、また端子１ａからの第２の巻線は、主コ
アＢの１辺１１に補助コア１３の１辺が添設されている
部分の巻線部分８ｂｌｓ主コアＢの１辺１１０巻線部分
８　ｂ２、主コアＡの１辺９０巻線部分８，３、主コア
への１辺９に補助コア１３ａの１辺が添設されている部
分の巻線部分８　ｂ４を経て端子２ａに至る。

上記の主コアに補助コアが添設されている部分での巻線
の捲回は集中的であって密に捲回されていることはいう
までもなく、また第１の補助コア１３と第２の補助コア
１３ａとの実効透磁率が同じであってもよいが、必要に
応じて、第１主コア９゜１０および第２主コア１１．１
２の実効透磁率μｍ　と、第１．第２の補助コアのそれ
ぞれの実効透磁率μ０．μ４を互いに異なる値とし、あ
るいは、各コアの寸法および各巻線の巻数を変えること
によって任意の広帯域特性を得ることができる。

なお、第１主コアから第４のコアをすべて同じ材質で構
成して実効透磁率μｍ＝μ３＝μ４とした場合でも従来
のものと比べて広帯域化できることは、前述の説明から
も明らかであろう。

この実施例を具体化した組立て構成を示す第１１図およ
び第１２図において、１３ａ、１３ｂは第１の補助コア
、１３ｃ、１３ｄは第２の補助コアであり、１４ａ、１
４ｂはこれらの補助コア１３ａ、１３ｂ、１３ｃ。

１３ｄを圧接して一体化するためのコア押えばねであり
、その余の構成については、先に第６図、第７図につい
て説明したところから明らかであるから説明を省略する
。

以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは明らかであろ
う。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、フィルタの入出
力端子間の浮遊容量を抑えることによって雑音阻止特性
を高域側に拡大し、低周波領域では、第１主コアおよび
第２主コアの一部と補助コアの一部とを同時に囲むよう
に巻線を捲回することによってインダクタンスを増加し
て低い周波数領域側にも雑音阻止特性を拡大できる。

しかも、本発明によれば従来のようなアースを行わない
場合、あるいはアースのためのバイパスコンデンサを用
いることなく、コモンモードの雑音阻止特性を広帯域化
できる利点がある。

さらに、巻線をすべて主コア内部に形成できるようにし
だ外鉄形コアを使用したことにより、巻線とフィルタの
金属筐体や他の金属部品などの導電体との間に生じる浮
遊容量を介するノイズ電流の通過を防止することができ
るので、コモンモード阻止特性を広帯域にわたり拡大で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的実施例の電気的構成を示す図、 第２図は第１図のｘ　−ｘ’線にて切断した断面斜視図
、 第３図および第４図は第１図の原理的実施例の動作を説
明するための図、 第５図は第１図の電気的等価回路、 第６図は第１図の原理的実施例を具体化した実施例の組
立て斜視図、 第７図はその分解斜視図、 第８図および第９図は主コアおよび補助コアの構成例を
示す斜視図、 第１０図は他の実施例の電気的構成を示す図、第１１図
は第１０図の構成を具体化した実施例の組立て斜視図、 第１２図はその分解斜視図、 第１３図および第１４図は従来の高周波用ＡＣラインフ
ィルタの説明図である。 Ａ、Ｂは第１、第２の主コア、１３は補助コアである。 特許出願人　　　日本電信電話株式会社同　　　　三立
電機株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 の

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれが外鉄型閉磁路を構成する第１、第２の主コア
   （Ａ，Ｂ）と、 これら主コアの辺の一部にそれぞれ添設される２辺を有
   し、かつ、上記主コアよりも高い実効透磁率を有する少
   なくとも１つの補助コア（１３）と、上記主コア（Ａ，
   Ｂ）と上記補助コア（１３）が添設されている部分にお
   いてこれらのコアを同時に囲むように２等分された巻線
   をそれぞれ集中的に捲回するとともに、この巻線の分割
   点を他側の主コアとこれに添設されている補助コアとを
   同時に囲むように集中的に捲回されている巻線の同様な
   分割点と交差接続し、 さらに、これらの巻線を延長して主コアに比較的粗に捲
   回してなることを特徴とするＡＣラインフィルタ。