JP5582902B2

JP5582902B2 - ノイズフィルタの並置形絶縁ケース構造体およびコイル保持具、並びにノイズフィルタ

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Publication number: JP5582902B2
Application number: JP2010162087A
Authority: JP
Inventors: 裕也原; 健司太田
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: JP2012023311A

Description

本発明は、ノイズフィルタの並置形絶縁ケース構造体およびコイル保持具、並びにこれらの絶縁ケース構造体およびコイル保持具を有する偏平型のノイズフィルタに関する。

一般に、電源ラインや通信ライン等を経由して外部から電気・電子機器内に侵入するノイズにより前記機器が誤作動するのを防止するためノイズフィルタが用いられている。ノイズフィルタとしては、適用する電気・電子機器に応じて種々のタイプのものがあるが、基本的には二相式あるいは三相式の電源ラインに対して、ラインー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チョークコイルと、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電源ラインの相間に接続されるＣｘコンデンサと、前記Ｃｘコンデンサの故障、短絡時にも感電を防止するための電源ラインの各相とグラウンド間に接続されるＣｙコンデンサとを有している。

通常、これらのチョークコイル、Ｃｘコンデンサ、Ｃｙコンデンサや、そのほか抵抗等が矩形状のフィルタケース内に収容され、前記ケースの端部に設けた端子部から外部のラインに接続される構成としている。

特開２００５−１８４０７５号公開公報特開２００２−０５７０４７号公開公報特開２０００−２１６０２５号公開公報実用新案登録第３１２２３４５号登録実用新案公報実用新案登録第３１２２３４６号登録実用新案公報昭６２−５１７２０号公開実用新案公報

この種のノイズフィルタでは、機器あるいは設備の壁面への取り付け面となるケース底部にチョークコイルを実装し、その周囲を放熱を兼ねた樹脂を充填して固定しているため、矩形状フィルタケースの底面を広くする必要がある。特に、トロイダル形のコイルを用いた場合は、少なくともコイルの直径分の横幅スペースが必要となり、フィルタ全体の形状が大形化していた（例えば特許文献１の図５，図６）。また、ケースの側面にチョークコイルを設置する場合に、従来の構造では樹脂材でコイルを側壁に固定しているため、十分な固定強度を得るには大量の樹脂を充填しなければならず、大形化するとともにコスト高になるという問題があった。例えば、三相６０Ａ、二段回路構成のノイズフィルタでは、コイル１個当りの重量が約１Ｋｇにもなり、ケースの側壁に充填樹脂だけで固定するのが困難であり、このような重量大のコイルはどうしてもケース底部に設置せざるを得ず、狭いフィルタ設置スペースで複数個のフィルタを並べて配置するのが難しいという問題があった。

本発明は上述の問題に鑑みて、重量のあるコイルでもフィルタ装置の外殻ケースの側壁に安定に保持することができ、また、放熱および固定用の成形樹脂材も必要最少限に抑えることが可能で、全体として横幅の小さい偏平型ノイズフィルタを提供することを目的とする。

本発明はまた、上述の偏平型ノイズフィルタを構成する絶縁ケースおよびコイル固定具を提供することを目的とするものである。

本発明によれば、底板と側壁をもつフィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に対して垂直に、かつ互いに横方向に離隔して配置された２個の張出挿通部を有し、前記２個の張出挿通部の側縁がそれぞれ環状絶縁ケースの内径部に形成された軸方向溝に挿入されて該張出挿通部が前記環状絶縁ケースに挿通され、これによって２個の前記環状絶縁ケースが保持されるようにしたノイズフィルタのコイル保持具が提供される。

本発明の１つの形態によれば、前記２個の張出挿通部はそれぞれ板状台座に垂直に立設された板状張出片を有し、前記板状台座が前記フィルタ装置の外殻ケースの前記側壁内面に取り付けられるノイズフィルタのコイル保持具が提供される。

本発明の他の形態によれば、前記２個の張出挿通部の板状張出片は合成樹脂材で形成され、かつ前記フィルタ装置の外殻ケースの合成樹脂製の前記側壁内面に垂直に、かつ互いに横方向に離隔して形成されたノイズフィルタのコイル保持具が提供される。

また、本発明によれば、内径部と外径部の間が中空に形成され、かつこの中空部にトロイダルコアが収容される環状部を有し、前記環状部の内径部に少なくとも２本の軸方向溝が形成されるとともに軸方向端面に巻線区分け用突部が形成された環状絶縁ケースと、
底板と側壁をもつフィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に対して垂直に、かつ互いに横方向に離隔して配置された２個の張出挿通部を有し、前記２個の張出挿通部の側縁がそれぞれ前記環状絶縁ケースの軸方向溝に挿入されて該張出挿通部が前記環状絶縁ケースに挿通され、２個の前記環状絶縁ケースを保持するノイズフィルタのコイル保持具と、を有し、
前記環状絶縁ケースの軸方向溝に前記コイル保持具の張出挿通部が挿通されて、前記環状絶縁ケースは前記フィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に垂直に対峙して該側壁内面上に２個横方向に並べて保持されることを特徴とするフィルタ装置の外殻ケースが提供される。

また、本発明によれば、トロイダルコアが収容されてなる中空の環状部の内径部に少なくとも２本の軸方向溝が形成されるとともに軸方向端面に巻線区分け用突部が形成された２個の環状絶縁ケースと、フィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に対して垂直に配設された張出挿通部を有する２個のコイル保持具と、前記２個の環状絶縁ケースおよび前記２個のコイル保持具を収容するフィルタ装置の外殻ケースとを有し、
前記２個のコイル保持具は前記フィルタ装置の外殻ケースの前記側壁内面に互いに横方向に離隔して配設されており、
前記２個のコイル保持具の前記張出挿通部の板状張出片の側縁がそれぞれ前記２個の環状絶縁ケースの前記軸方向溝に挿入されて前記２個の環状絶縁ケースが前記２個のコイル保持具に挿通され、かつ前記２個の環状絶縁ケースの前記環状部の内径部から外径部にかけてそれぞれ軸方向に巻線され、
さらに前記２個のコイル保持具の下方で前記フィルタ装置の外殻ケースの底板上にフィルタ回路の電子素子が配置されることを特徴とするノイズフィルタが提供される。

本発明の実施形態による偏平型のノイズフィルタによれば、前記２個の張出挿通部の板状張出片は板状台座に垂直に立設され、前記板状台座が前記フィルタ装置の外殻ケースの前記側壁内面に固着されるノイズフィルタが提供される。

本発明による絶縁ケースおよびコイル固定具によれば、コイルを充填樹脂による固定に頼らずに十分な強度でフィルタ装置の外殻ケースの側部内壁に実装することができ、前記コイルの軸方向厚み分の横幅でフィルタ装置の外殻ケースを偏平に形成でき、設置スペースをとらないノイズフィルタを実現できる。

また本発明のノイズフィルタは、内蔵するコイルの外径および重量が大きくても、フィルタ底部の横幅が小さく、薄型でコンパクトな外形をなし、狭いスペースでも複数個並べて設置することができる。

１発明の実施例に係る偏平型ノイズフィルタの正面板および天板を除去した状態における斜視図である。本発明の実施例に係る絶縁ケースの拡大斜視図である。本発明の実施例に係るコイル保持具をフィルタ装置の外殻ケースから外した状態で示した斜視図である。図３に示すコイル保持具をフィルタ装置の外殻ケースに装着し、かつ巻線前の絶縁ケースをコイル保持具に実装した状態を示す斜視図である。本発明の実施例による偏平型ノイズフィルタの外観斜視図である。本発明の他の実施例によるコイル保持具および絶縁ケースを装着したフィルタ装置の外殻ケースの斜視図である。本発明の実施例による偏平型ノイズフィルタのフィルタ回路図である。

次に、本発明を各種の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の実施例では三相６０Ａ、二段回路構成のノイズフィルタとして構成した例であるが、本発明はこのような三相回路構成のものに限定されず、二相回路のノイズフィルタとして構成してもよい。

まず図２を参照して実施例１に係る絶縁ケースについて説明する。拡大して示した絶縁ケース２は、絶縁のケース体からなるコイルボビンであり、内方にリング状のトロイダルコアを収納するとともに、その外方に巻線されてコイル（インダクタ）が形成される。絶縁ケース２は、全体として内径部と外径部をもつ環状部３を有し、この環状部３の外径部３ａと内径部３ｂの間が中空となっている。また、この絶縁ケース２は、トロイダルコアを上下から被覆して収納するべく一対のコアキャップ２ａ,２ｂからなり、絶縁ケース２周部の中央位置４で周方向に２分割されるようになっている。外径部３ａと内径部３ｂとの間、つまり環状部３の中空の内部に、図示しないトロイダルコアが収容されている。環状部３の内径部３ｂには軸方向に伸長した３本の凸条部５が形成され、この各凸条部５に連接して環状部両端面３ｃには巻線区分け用の突部６が形成されて、環状部の内径部から外径部にかけて軸方向にそれぞれ巻回される巻線の電気的絶縁状態を確保している。また、各凸条部５の内側縁には軸方向に伸長した溝７が前記突部６にわたって形成されている。なお、図示の実施例では３本の凸条部５および巻線仕切り用突部６は周方向に等間隔で形成されている。凸条部５の軸方向溝７には、本発明に係るコイル（インダクタ）保持具１０の張出挿通部の板状張出片の外側縁が挿入されて、絶縁ケース２が保持されるとともに、絶縁ケース２に巻回される巻線８同士が完全に隔離されるが、これについてはさらに後述する。

図１に示すように、絶縁ケース２にはその内径部３ｂから外径部３ａ（図２）にかけて軸方向に巻線８が施されてコイル（インダクタ）が形成されるが、これらの巻線８はノイズフィルタの三相回路に対応して３つの巻線仕切り用突部６の間で区分けされており、これによって各絶縁ケース２には独立した状態に３つの線材が巻き付けられている。

次に、図１および図３，図４を参照して実施例１に係るコイル（インダクタ）保持具１０について説明する。コイル保持具１０はフィルタ装置の外殻ケースの内壁に対して垂直に配置される張出挿通部で構成される。実施例１では、図３に明示するように、コイル保持具１０の張出挿通部は板状の台座１１に２組の板状張出片１２が該台座１１の面に垂直に伸長するように設けられている。各々の板状張出片１２は中心から側方へ張り出した３つの張出片１２ａ，１２ｂ，１２ｃで構成され、前述した絶縁ケース２の各凸条部５に対応して、各張出片１２ａ〜１２ｃどうしの角度は等角度、つまり互いに１２０度の角度で側方へ張り出している。台座１１および板状張出片１２は熱伝導性のよい絶縁樹脂で形成されている。なお、強度上の関係から板状の台座１１の４側部には台座側板１３が一体に形成され、これによって台座１１は枠形の形態となっている。張出片１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、絶縁ケース２の各凸条部５の軸方向溝７に挿入して保持するのに必要な最小の公差で形成されることが望ましい。

実施例１のノイズフィルタ１は横幅Ｗの比較的狭い偏平な箱型またはブック型というべき外殻ケース１５を有し、コイル保持具１０（図３）の台座１１はこのケース１５の正面（図１，図４）からみて奥方の側板１６に取り付けられている。コイル保持具１０の板状張出片１２は、したがってケース奥方の側板１６側から正面側へ向けて垂直に伸長する。そして絶縁ケース２の３つの凸条部５の軸方向溝７にコイル保持具１０の板状張出片１２の各張出片１２ａ〜１２ｃの側縁１７が挿入されるようにして絶縁ケース２がコイル保持具１０の板状張出片１２に挿入されて保持される。なお、絶縁ケース２をコイル保持具１０に挿入する際には予め絶縁ケース２にトロイダルコアが収納され巻線８が施されている。絶縁ケース２の３つの凸条部５の軸方向溝７にコイル保持具１０の板状張出片１２の各張出片１２ａ〜１２ｃの側縁１７を挿入することによりコイル保持具１０の板状張出片１２の各張出片１２ａ〜１２ｃが仕切り板として機能し、３方向から巻回される巻線８同士は完全に隔離され巻線の電気的絶縁状態が確保される。図１は巻線８が施された絶縁ケース２をケース１５内に実装した状態であり、このようにしてトロイダル形の絶縁ケース２の片端面がケース側板１６に保持され、ケース１５の他機器への取付部となる底面１８は従来のように広い面積を必要とせず、全体として取付けスペースをとらない偏平型のノイズフィルタ１となる。

コイル保持具１０の台座１１に対面する絶縁ケース２の端面には巻線区分け用突部６が形成されているため、絶縁ケース２の端面とコイル保持具１０の台座１１との間にはその分の隙間があり、放熱性が確保される。また、コイルから発生する熱は絶縁ケース２の軸方向溝７とコイル保持具１０の板状張出片１２との係合部から板状張出片１２および台座１１を介してケース１５に伝熱され、同様に放熱性が確保される。

図１に示すように、フィルタ装置の外殻ケース１５の底部１８にはフィルタ回路のＣｘ，Ｃｙコンデンサや抵抗等の電子素子２０が配置され、ケース１５の左右側部には外部機器に接続される端子台２１が設けられる。図示されていないが、巻線８の線端はケース底部１８の前記素子２０および端子台２１の端子２２に接続される。巻線した絶縁ケース２をコイル保持具１０に挿通、固定し、結線した後、ケース１５の正面および上面を正面板２３および天板２４で蓋閉し、図５に示すような底部１８の横幅Ｗが狭い偏平箱型のノイズフィルタ１が完成する。なお、図５のように底部１８にはケースの長さ方向に張り出た取付板１９が形成され、また左右側板には放熱用の多数の通気孔が形成される。このようにトロイダル形のコイルを内蔵しても、フィルタの外形を薄い箱型の形態に構成できるため、横幅方向に複数個のノイズフィルタを並べて設置して大きなスペースはとらず、装置全体をコンパクトに構成できる。コイルの周囲を樹脂充填で固定することなく、樹脂製のコイル保持具で支持するため、重量のあるコイルでも強固にケースに保持、固定でき、また、コイル保持具も成形加工で容易に形成でき、かつ使用する樹脂材もコイル周囲を充填する場合に比べて必要最少限の量ですむ。

図６は本発明の実施例２によるコイル保持具１０を用いた偏平型ノイズフィルタ１の斜視図である。この例のコイル保持具１０の張出挿通部は実施例１のようなフィルタ装置の外殻ケース１５と別体の台座を有せず、ケース１５の背面側の側板１６が伝熱性の絶縁樹脂材で形成され、この樹脂製の側板１６の内面に実施例１で説明した板状張出片１２が該側板１６に垂直に形成されている。この場合、この樹脂製の側板１６と板状張出片１２は樹脂成形加工で一体に成形できる。樹脂製の板状張出片１２に絶縁ケース２が差し込まれることは実施例１と同様である。実施例２ではコイル保持具１０の台座をケース１５の側板１６に取り付ける必要がなく、ケース１５の片側の側板１６を、板状張出片１２を有する樹脂製側板で兼用できるため、部品数や組立工数の点でコスト低減が図られる。

図７は実施例１，２に係るノイズフィルタの回路構成を示した図である。この例は三相６０Ａ、二段回路構成とした例であり、フィルタ装置の外殻ケースの側部に配置される一対のトロイダル形のチョークコイル３０と、このチョークコイル３０を挟んで三線ラインの入力側および出力側にそれぞれ各ライン間に抵抗３１およびＣｘコンデンサ３２が設けられ、また一対のチョークコイル３０の間にライン間抵抗３３およびラインーグラウンド間のＣｙコンデンサ３４が設けられる。これらの抵抗３１，３３およびＣｘ，Ｃｙコンデンサ３２，３４は図１のようにコイル下側のフィルタ装置の外殻ケース１５の底部にまとめて設置される。このようにフィルタ装置の外殻ケース１５の片側部にチョークコイルを配置することによって、コイルとケース底部との間にはスペースが生じ、このスペースを利用して抵抗やコンデンサを配置することで全体としてコンパクトなノイズフィルタに構成できる。

尚、実施例のノイズフィルタ１では、コイルをこのケース１５の正面（図１，図４）からみて奥方の側板１６に設置することを例に説明したが、絶縁ケース２が固定される内壁はこの面に限られるものではない。また、絶縁ケース２をケースの側板１６に配設した扁平型ノイズフィルタ１を縦型に設置することを想定して説明したが、チョークコイルを設置した側板１６が上面、または下面になるように該ノイズフィルタの設置方向を横置きに設置することも可能であり、これはノイズフィルタ１が設置される場所の形状により任意に選択することができる。

上述した実施例１，２ではいずれも三相回路に対応した絶縁ケースおよびコイル保持具として構成したが、実施例３では二相回路構成のフィルタに適用するために、図示は省略するが、環状の絶縁ケースの内径部に直径方向に対峙した２本の軸方向溝および端面に２個のコイル仕切り用突部が形成される。また、これに対応してコイル保持具の張出挿通部も前記絶縁ケースの軸方向溝に挿入される２枚の板状張出片で構成され、２つの巻線を施した絶縁ケースは、実施例１，２と同様にフィルタ装置の外殻ケースの側部に垂直に配置される。

１偏平型ノイズフィルタ
２環状絶縁ケース
３０チョークコイル
３１、３３抵抗
３２、３４Ｃｘコンデンサ,Ｃｙコンデンサ
５凸条部
６巻線区分け用突部
７軸方向溝
８巻線
１０コイル保持具
１１板状台座
１２板状張出片
１３台座側板
１５フィルタ装置の外殻ケース
１６ケース側板
１７板状張出片の側縁
１８ケース底部
１９取付板
２０電子素子
２１端子台
２２端子
２３正面板
２４天板

Claims

底板と側壁をもつフィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に対して垂直に、かつ互いに横方向に離隔して配置された２個の張出挿通部を有し、前記２個の張出挿通部の側縁がそれぞれ環状絶縁ケースの内径部に形成された軸方向溝に挿入されて該張出挿通部が前記環状絶縁ケースに挿通され、これによって２個の前記環状絶縁ケースが保持されることを特徴とするノイズフィルタのコイル保持具。
前記２個の張出挿通部はそれぞれ板状台座に垂直に立設された板状張出片を有し、前記板状台座が前記フィルタ装置の外殻ケースの前記側壁内面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタのコイル保持具。
前記２個の張出挿通部の板状張出片は合成樹脂材で形成され、かつ前記フィルタ装置の外殻ケースの合成樹脂製の前記側壁内面に垂直に、かつ互いに横方向に離隔して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のノイズフィルタのコイル保持具。
内径部と外径部の間が中空に形成され、かつこの中空部にトロイダルコアが収容される環状部を有し、前記環状部の内径部に少なくとも２本の軸方向溝が形成されるとともに軸方向端面に巻線区分け用突部が形成された環状絶縁ケースと、
底板と側壁をもつフィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に対して垂直に、かつ互いに横方向に離隔して配置された２個の張出挿通部を有し、前記２個の張出挿通部の側縁がそれぞれ前記環状絶縁ケースの軸方向溝に挿入されて該張出挿通部が前記環状絶縁ケースに挿通され、２個の前記環状絶縁ケースを保持するノイズフィルタのコイル保持具と、を有し、
前記環状絶縁ケースの軸方向溝に前記コイル保持具の張出挿通部が挿通されて、前記環状絶縁ケースは前記フィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に垂直に対峙して該側壁内面上に２個横方向に並べて保持されることを特徴とするフィルタ装置の外殻ケース。
トロイダルコアが収容されてなる中空の環状部の内径部に少なくとも２本の軸方向溝が形成されるとともに軸方向端面に巻線区分け用突部が形成された２個の環状絶縁ケースと、フィルタ装置の外殻ケースの側壁内面に対して垂直に配設された張出挿通部を有する２個のコイル保持具と、前記２個の環状絶縁ケースおよび前記２個のコイル保持具を収容するフィルタ装置の外殻ケースとを有し、
前記２個のコイル保持具は前記フィルタ装置の外殻ケースの前記側壁内面に互いに横方向に離隔して配設されており、
前記２個のコイル保持具の前記張出挿通部の板状張出片の側縁がそれぞれ前記２個の環状絶縁ケースの前記軸方向溝に挿入されて前記２個の環状絶縁ケースが前記２個のコイル保持具に挿通され、かつ前記２個の環状絶縁ケースの前記環状部の内径部から外径部にかけてそれぞれ軸方向に巻線され、
さらに前記２個のコイル保持具の下方で前記フィルタ装置の外殻ケースの底板上にフィルタ回路の電子素子が配置されることを特徴とするノイズフィルタ。
前記２個の張出挿通部の板状張出片は板状台座に垂直に立設され、前記板状台座が前記フィルタ装置の外殻ケースの前記側壁内面に固着されることを特徴とする請求項５に記載のノイズフィルタ。