(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書では、ラインフィルタの平面視である
図1(a)の上下方向を「筒軸方向」と呼び、筒軸を中心とする円の半径方向を「径方向」と呼び、
図1の左右方向を「幅方向」と呼び、ラインフィルタの正面視である
図1(b)の上下方向を「高さ方向」と呼ぶ。なお、「筒軸方向」「径方向」「幅方向」「高さ方向」は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
【0012】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。
【0014】
図1ないし
図4において、本実施形態におけるラインフィルタ1は、第1ボビン10と、第2ボビン20と、連結部材30と、コア40と、止め金具を有する。
【0015】
第1ボビン10と第2ボビン20は、非磁性の熱硬化性樹脂からなる。なお、第1ボビン10と第2ボビン20は熱可塑性樹脂でもよい。
【0016】
第1ボビン10は、第1筒状部11と、第1筒状部11の筒軸方向の両端部に径方向外方に突出した第1上鍔部12と第1下鍔部16と、第1上鍔部12の上端に設けられた第1上端子台12cと、第1下鍔部16の下端に設けられた第1下端子台16cを有する。また、第1上端子台12cと第1下端子台16cにはI型の第1上端子13と第1下端子17が固定されている。
第1上鍔部12と第1下鍔部16の径方向の外形は、それぞれ同じ大きさである。第1上鍔部12と第1下鍔部16との間の第1筒状部11の外周には絶縁被膜銅線からなる第1巻線19が多層巻回されている。巻回された第1巻線19の径方向の外形は、第1上鍔部12と第1下鍔部16の径方向の外形より若干小さく形成している。第1巻線19の両終端は、第1上端子13と第1下端子17にそれぞれ電気的に接続されている。
【0017】
第2ボビン20は、第1筒状部11の筒軸方向と並行に配置した第2筒状部21と、第2筒状部21の筒軸方向の両端部に径方向外方に突出した第2上鍔部22と第2下鍔部26と、第2上鍔部22の上端に設けられた第2上端子台22cと、第2下鍔部26の下端に設けられた第2下端子台26cを有する。また、第2上端子台22cと第2下端子台26cにI型の第2上端子23と第2下端子27が固定されている。
第2上鍔部22と第2下鍔部26の径方向の外形は、同じ大きさである。第2上鍔部22と第2下鍔部26との間の第2筒状部21の外周には絶縁被膜銅線からなる第2巻線29が多層巻回されている。巻回された第2巻線29の径方向の外形は、第2上鍔部22と第2下鍔部26の径方向の外形より若干小さく形成している。第2巻線29の両終端は、第2上端子23と第2下端子27にそれぞれ電気的に接続されている。
なお、第1ボビン10と第2ボビン20は同じ成形金型で作られており同一形状である。
【0018】
このように、平面視で、第1ボビン10の第1筒状部11は、第2ボビン20の第2筒状部21と並行に配置しており、第1ボビン10と第2ボビン20は別体に配置されている。第1ボビン10と第2ボビン20が別体である理由は、並行に配置した2個のボビンが一体化されていると、第1筒状部11と第2筒状部21の外周に自動巻線機で巻線を巻回できないためである。
そして、正面視で、第1ボビン10と第2ボビン20は、同じ全高H2であると共に、高さ方向で同じ位置に配置されている。
【0019】
第1筒状部11と第2筒状部21の筒軸方向に垂直な断面外形は矩形に形成されている。
第1筒状部11と第2筒状部21の筒軸方向に垂直な断面内形は矩形に形成されている。
【0020】
連結部材30は、非磁性の熱可塑性樹脂からなり、平面視で、第1ボビン10と第2ボビン20の間に配置されており、かつ、第1ボビン10と第2ボビン20にがたつきなく連結して、第1上下端子13、17と、第2上下端子23、27との端子間距離を決めるものである。この連結部材30は、連結筒状部31と、連結筒状部31に一体成形した第1〜4連結片32〜35と第1〜4凸部32a〜35aを有する。なお、連結部材30は、熱硬化性樹脂でもよい。
【0021】
平面視で、連結部材30は、後述のコアの内周Rの内側に配置されて、第1上鍔部12と第1下鍔部16と第2上鍔部22と第2下鍔部26に連結されている。
具体的に、平面視で、コア40の内周の内側に配された、第1連結片32と第2連結片33と第3連結片34と第4連結片35は、コア40の内周の内側に配された、第1上鍔部12と第1下鍔部16と第2上鍔部22と第2下鍔部26にそれぞれ連結されている。
【0022】
コアの内周Rとは、後述する
図3の日の字型コアにおいて、第1根元部41aと第2根元部42aと第1側脚41bと第2側脚42bによって囲まれた内周を指し、平面視で連結部材30の全体を囲える最小のコアの内周を指す。
【0023】
第1連結片32と第1上鍔部12との連結部分には、第1連結部2aが形成されている。
第1連結片32は、連結筒状部31の上端外周から第1ボビン側に突出しており、第1連結片32の筒軸方向下面に、下方に向けて突出した第1凸部32aが設けられている。第1上鍔部12の筒軸方向上面には、第1連結片32と連結した第1連結溝12aと、第1連結溝12aの底部に第1凸部32aと嵌合した第1凹部12bが形成されている。
【0024】
第2連結片33と第1下鍔部16との連結部分には、第2連結部2bが形成されている。
第2連結片33は、連結筒状部31の下端外周から第1ボビン側に突出しており、第2連結片33の筒軸方向上面に、上方に向けて突出した第2凸部33aが設けられている。第1下鍔部16の筒軸方向の下面には、第2連結片33と連結した第2連結溝16aと、第2連結溝16aの底部に第1凸部33aと嵌合した第2凹部16bが形成されている。
【0025】
第3連結片34と第2上鍔部22との連結部分には、第3連結部2cが形成されている。
第3連結片34は、連結筒状部31の上端外周から第2ボビン側に突出しており、第3連結片34の筒軸方向下面に、下方に向けて突出した第3凸部34aが設けられている。第2上鍔部22の筒軸方向の上面には、第3連結片34と連結した第3連結溝22aと、第3連結溝22aの底部に第3凸部34aと嵌合した第3凹部22bが形成されている。
【0026】
第4連結片35と第2下鍔部26との連結部分には、第4連結部2dが形成されている。
第4連結片35は、連結筒状部31の下端外周から第2ボビン側に突出しており、第4連結片35の筒軸方向上面に、上方に向けて突出した第4凸部35aが設けられている。第2下鍔部26の筒軸方向の下面には、第4連結片35と連結した第4連結溝26aと、第4連結溝26aの底部に第4凸部35aと嵌合した第4凹部26bが形成されている。
【0027】
連結筒状部31は、平面視で、第1ボビン10と第2ボビン20の間に、筒軸方向と並行に配置されている。
【0028】
また、平面視で、
図4に示す連結部材30の全幅W1は、
図3に示すコアの内周Rにおける全幅W2より若干小さい。
【0029】
また、平面視で、
図4に示す連結部材30の筒軸方向の全長L1は、
図3に示すコアの内周Rにおける筒軸方向の全長L2より若干小さい。
【0030】
また、平面視で、
図4に示す連結部材30の筒軸方向の全長L1は、第1ボビンと第2ボビンの筒軸方向の全長L0より短い。
【0031】
また、平面視で、
図4に示す連結部材30の筒軸方向の全長L1は、
図1に示す第1巻線と第2巻線の筒状方向の全長L11、L12より長い。具体的に、第1巻線19と第2巻線29は、筒軸方向において、連結部材30と全て重畳して配置されており、連結部材30の全長L1に収まりはみ出さない。これにより
図1に示す第1、3連結部2a、2cは、筒軸方向において、第1根元部41aと第1、2巻線19、29との絶縁距離を確保する長さL7、L9を得られる。また
図1に示す第2、4連結部2b、2dは、筒軸方向において、第2根元部42aと第1、2巻線19、29との絶縁距離を確保する長さL8、L10を得られる。
【0032】
つまり、平面視で、第1巻線19と第1根元部41aとの絶縁距離を確保するために、第1連結部2aは筒軸方向に所定の長さL7を有する。
また、平面視で、第1巻線19と第2根元部42aとの絶縁距離を確保するために、第2連結部2bは筒軸方向に所定の長さL8を有する。
また、平面視で、第2巻線29と第1根元部41aとの絶縁距離を確保するために、第3連結部2cは筒軸方向に所定の長さL9を有する。
また、平面視で、第2巻線29と第2根元部42aとの絶縁距離を確保するために、第4連結部2dは筒軸方向に所定の長さL10を有する。
このような第1〜4連結部2a〜2dは、筒軸方向において、第1、2根元部と第1、2巻線との絶縁距離を確保する長さL7〜L10を必要として、所定以下に小さくできないものである。
【0033】
また、第1連結部2aの全幅W3は、第1上鍔部12の外形から第1筒状部11の内形までとなっている。
また、第2連結部2bの全幅W4は、第1下鍔部16の外形から第1筒状部11の内形までとなっている。
また、第3連結部2cの全幅W5は、第2上鍔部22の外形から第2筒状部21の内形までとなっている。
また、第4連結部2dの全幅W6は、第2下鍔部26の外形から第2筒状部21の内形までとなっている。
このような第1〜4連結部の全幅W3〜W6は、コアの形状や配置により決まるものであり、特に限定されない。
【0034】
また、正面視で、
図4(b)に示すように、連結筒状部の全高H1は、第1ボビン10と第2ボビン20の全高H2より小さい。
また、正面視で、第1〜4連結部の全高H3は、連結筒状部の全高H1より小さい。
また、正面視で、第1〜4連結部の全高H3は、不図示のコアの全高H4より小さい。
【0035】
図4において、平面視で、第1連結片32の下面と第2連結片33の上面の筒軸方向の長さL3は、第1連結溝12aの底面と第2連結溝16aの底面の筒軸方向の長さL4とほぼ同じである。
また、平面視で、第3連結片34の下面と第4連結片35の上面との筒軸方向の長さL5は、第3連結溝22aの底面と第4連結溝26aの底面の筒軸方向の長さL6とほぼ同じである。
【0036】
また、
図2(b)において、正面視で、連結部材30は、第1上下端子台12c、16cと第2上下端子台22c、26cの上面に載置している。
具体的に、
図4において、第1上端子台12cと第1下端子台16cの連結部材側には、連結筒状部31を載置する第1上載置部12dと第1下載置部16dが突出して形成されている。また、第2上端子台22cと第2下端子台26cの連結部材側には、連結筒状部31を載置する第2上載置部22dと第2下載置部26dが突出して形成されている。そして、連結筒状部31が第1上下載置部12d、16dと第2上下載置部22d、26dの上面に載置されている。
【0037】
コア40は、
図3に示すように、導電性を有する、E型コアの第1コア41と第2コア42からなる。
第1コア41は、第1根元部41aと、第1根元部41aの両端から直角方向に一体に延在した、2個の第1側脚41bと、第1側脚41bの間に配置した第1中央脚41cを有する。
第2コア42は、第2根元部42aと、第2根元部42aの両端から直角方向に一体に延在した、2個の第2側脚42bと、第2側脚42bの間に配置した第2中央脚42cを有する。
このコア40は、閉磁路を形成しており、このコア40と第1、2巻線により、コモンモードノイズとノーマルモードノイズの両方が除去できる。
【0038】
第1、2側脚41b、42bの断面外形は、第1、2筒状部11、12の断面内形より若干小さい矩形に形成している。
第1、2中央脚の断面外形は、連結筒状部31の断面内形より若干小さい矩形に形成している。
なお、第1、2側脚の断面外形、第1、2筒状部の断面内形、第1、2中央脚の断面外形、連結筒状部31の断面内形とは、筒軸方向と直角方向の断面を指す。
【0039】
また、第1根元部41aは、第1上端子台12cと第2上端子台22cの上面に配置されている。第2根元部42aは、第1下端子台16cと第2下端子台26cの上面に配置されている。
【0040】
止め金具(不図示)は、2個のE型コアの突き合わせを密着させるためにU型に形成されており、筒軸方向から2個のコアを挟むように取り付けられている。
【0041】
次に、このラインフィルタの組立手順について説明する。
【0042】
まず、第1端子が固定された単体の第1ボビン10と、第2端子が固定された単体の第2ボビン20を用意する。第1ボビン10の第1筒状部11に第1巻線19が自動巻線機により巻回される。また、第2ボビン20の第2筒状部21に第2巻線29が自動巻線機により巻回される。これにより、巻回した第1ボビン10と第2ボビン20が得られる。
【0043】
端子間の位置決めをするため、連結部材30が第1ボビン10と第2ボビン20にそれぞれ連結される。
第1連結片32と第2連結片33が第1連結溝12aと第2連結溝16aに両側から挟み込み、第1凸部32aが第1凹部12bに嵌合し、第2凸部33aが第2凹部16bに嵌合して、連結部材30が第1ボビン10に連結する。
第3連結片34と第4連結片35が第3連結溝22aと第4連結溝26aに両側から挟み込み、第3凸部34aが第3凹部22bに嵌合し、第4凸部35aが第4凹部26bに嵌合して、連結部材30が第2ボビン20に連結する。
【0044】
すると、第1上下鍔部と第2上下鍔部の外周が連結筒状部31の側面と接する。また、連結筒状部31は第1上下載置部と第2上下載置部と接する。
ただし、第1、2巻線の外形と連結部材30には若干の隙間があり、第1、2巻線の外形は連結部材30に接しない。
【0045】
すると、連結部材30が第1ボビン10に筒軸方向、幅方向、高さ方向に動かないように固定されると共に、連結部材30が第2ボビン20に筒軸方向、幅方向、高さ方向に動かないように固定される。すると、連結ボビンが得られる。
【0046】
なお、この連結ボビンについて、第1〜4連結部のみの連結のため、第1ボビン10と第2ボビン20は相対的に僅かに移動しやすい仮固定であるものの使用上問題となる位置決め精度を超えないものである。
【0047】
その後、連結ボビンの第1筒状部11と第2筒状部21には、第1コア41と第2コア42が挿入される。
つまり、第1側脚41bが第1筒状部11と第2筒状部21に挿入されると共に第1中央脚41cが連結筒状部31に挿入される。また、第2側脚42bが第1筒状部11と第2筒状部21に挿入されると共に第2中央脚42cが連結筒状部31に挿入される。
そして、2個の第1側脚41bの先端と2個の第2側脚42bの先端が突き合うと共に、第1中央脚41cの先端と第2中央脚42cの先端が突き合う。
【0048】
すると、コア40は、第1上下端子台12c、16cと第2上下端子台22c、26cの上面に接する。
また、第1根元部41aが、第1上鍔部12と第1連結片32に接すると共に、第2上鍔部22と第3連結片34に接する。
また、第2根元部42aが、第1下鍔部16と第2連結片33に接すると共に、第2下鍔部26と第4連結片35に接する。
また、
図2(b)に示すように、正面視で、コア40が第1〜4連結部2a〜2dを隠すように、第1〜4連結部2a〜2dはコア40に全て重畳して配置されている。
【0049】
そして、第1コア41と第2コア42は、第1、2ボビンと連結部材に接着剤あるいはワニスで固定して、日の字型コアが形成される。また、第1巻線19が第1上下端子13、17に電気的に接続される。また、第2巻線29が第2上下端子23、27に電気的に接続される。すると、完成品のラインフィルが得られる。
【0050】
このラインフィルタでは、第1、2中央脚が連結筒状部31に挿入されているため、第1、2巻線の外周に絶縁テープが巻回されずに、第1、2中央脚と第1、2巻線との絶縁が確保できる。また、第1〜4連結部2a〜2dは、筒軸方向において、コアと巻線との絶縁距離を確保する必要な長さを有するため、第1根元部41aと第1、2巻線19、29との絶縁距離や、第2根元部42aと第1、2巻線19、29との絶縁距離を確保する。
【0051】
このように実施形態は、第1上鍔部12と第1下鍔部16を形成した第1筒状部11を有する第1ボビン10と、第1筒状部11に巻回した第1巻線19と、第2上鍔部22と第2下鍔部26を形成して第1筒状部11と並行に配置した第2筒状部21を有する第2ボビン20と、第2筒状部21に巻回した第2巻線29と、第1ボビン10と第2ボビン20の間に配置された連結部材30と、第1上鍔部12と第2上鍔部22の上方に配置した第1根元部41aと、第1下鍔部16と第2下鍔部26の下方に配置した第2根元部42aと、第1筒状部11と第2筒状部21に挿入した側脚41b、42bとを有する、閉磁路を形成したコアを、備えている。
また、平面視で、連結部材30は、コアの内周Rの内側に配置され、かつ、第1上鍔部12と第1下鍔部16と第2上鍔部22と第2下鍔部26に連結されている。
【0052】
従来例のようなラインフィルタでは、絶縁距離を確保しつつ効率よく使う点でボビンの鍔部に改善の余地がある
そこで、平面視で、連結部材30は、コアの内周の内側に配置され、かつ、第1上鍔部12と第1下鍔部16と第2上鍔部22と第2下鍔部26に連結されている。
よって、本例は、コアの根元部と巻線との所定の絶縁距離を確保するための鍔部を、有効に活用できると共に、平面視で、連結部材の外形を従来例のようなベース(連結部材)の外形より小さくできるため、軽量のラインフィルタを提供できる。
また、この実施形態のラインフィルタによれば、コモンモードノイズとノーマルモードノイズの両方を除去できる。
【0053】
また、連結部材30は、第1上鍔部12と第1下鍔部16と第2上鍔部22と第2下鍔部26を有する。
また、第1連結片32と第2連結片33と第3連結片34と第4連結片35は、第1上鍔部12と第1下鍔部16と第2上鍔部22と第2下鍔部26に、それぞれ連結されている。
また、正面視で、第1ボビン10と第2ボビン20は、同じ全高H2に形成していると共に、高さ方向で同じ位置に配置している。
また、正面視で、連結部材30は、第1ボビン10と第2ボビンの全高以内に、全て配置している。
【0054】
よって、従来例のようなラインフィルタでは、保持片を除くベース(連結部材)はボビンの下方に配置されて、ラインフィルタの高背化を招いていた。
一方、本例では、正面視で、連結部材は、第1ボビンと第2ボビンの全高以内に、全て配置されているため、従来例のような構成のベース部分、低背化できて、ラインフィルタの小型化を実現できる。
【0055】
また、連結部材30は熱可塑性樹脂により形成されている。
また、第1ボビン10と第2ボビン20は熱硬化性樹脂により形成されており、第1ボビン10には第1巻線19と電気的に接続した第1上端子13と第1下端子17と、第2ボビン20には第2巻線29と電気的に接続した第2上端子23と第2下端子27が固定されている。
本例のラインフィルタの組立時において、巻線の端末を端子に半田接続する際に、熱硬化性樹脂の第1ボビンと第2ボビンは、熱可塑性樹脂の第1ボビンと第2ボビンに比べて、半田熱による形状の変形を小さくできる。
また、連結部材が第1ボビンと第2ボビンに連結される際に、熱可塑性樹脂の第1〜第4連結片は、熱硬化性樹脂の第1〜第4連結片に比べて、弾性変形しやすいため外側に広がりやすく、第1〜第4連結溝に組立しやすい。
【0056】
本発明は以上の実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができるものである。
【0057】
(変形例1)
例えば、実施形態のラインフィルタのコア40は、2個のE型コアからなる日の字型コアであるが、コアに閉磁路が形成されるなら、2個のU型コアからなるO型コアでもよい。
2個のU型コアは、第1コアと第2コアからなる。この第1コアは、第1根元部と、第1根元部の両端から直角方向に延在した2個の第1側脚を有する。この第2コアは、第2根元部と、第2根元部の両端から直角方向に延在した2個の第2側脚を有する。
そして、第1側脚が第1筒状部と第2筒状部に挿入される。また第2側脚が第1筒状部と第2筒状部に挿入される。
この変形例1は、コアの根元部と巻線との所定の絶縁距離を確保するための鍔部を、有効に活用できると共に、平面視で、連結部材の外形を、従来例のようなベース(連結部材)の外形より小さくできるため、軽量のラインフィルタを提供できる。
さらに、この変形例1は、主にコモンモードノイズを除去できるものの、実施形態のような中央脚がなくコアの軽量化を図ることができるため、より軽量のラインフィルタを提供できる。
【0058】
(変形例2)
また、実施形態では、第1、2中央脚が連結筒状部31に挿入されているため、第1、2中央脚と第1、2巻線との絶縁が確保されるが、第1、2中央脚と第1、2巻線との所定の絶縁距離を確保できれば、連結筒状部の形状はこれに限らない。
例えば、連結筒状部の筒軸方向と直角方向の断面上辺が開口された断面略U形の変形連結筒状部が用いられてもよい。この場合、第1、2中央脚と第1、2巻線との所定の絶縁距離を確保するため、変形連結筒状部の筒軸方向と直角方向の断面左辺上端と断面右辺上端が高さ方向上側に延びて第1ボビン10と第2ボビン20の上端より高い構造でもよい。この変形連結筒状部は連結筒状部に含まれるものである。
【0059】
(変形例3)
また、実施形態では、第1〜4連結部は、第1〜4凸部を有する第1〜4連結片と、底部に第1〜4凹部を有する第1〜4連結溝からなるが、連結部材30が第1ボビン10と第2ボビン20に連結されるならば、これに限らない。
【0060】
例えば
図5に示すように以下のような第1〜4連結部としてもよい。
第1連結部は、連結筒状部31の上端外周から第1ボビン側に突出した第1凸部51aと、第1上鍔部12の外周に形成して第1凸部51aと嵌合した第1凹部51bからなる。
第2連結部は、連結筒状部31の下端外周から第1ボビン側に突出した第2凸部52aと、第1下鍔部16の外周に形成して第2凸部52aと嵌合した第2凹部52bからなる。
第3連結部は、連結筒状部31の上端外周から第2ボビン側に突出した第3凸部53aと、第2上鍔部の外周に形成して第3凸部53aと嵌合した第3凹部53bからなる。
第4連結部は、連結筒状部31の下端外周から第2ボビン側に突出した第4凸部54aと、第2下鍔部の外周に形成して第4凸部54aと嵌合した第4凹部54bからなる。
第1凸部51aと第2凸部52aとの筒軸方向の長さは、第1凹部51bと第2凹部52bとの筒軸方向の長さとほぼ同じである。
また、第3凸部53aと第4凸部54aとの筒軸方向の長さは、第3凹部53bと第4凹部54bとの筒軸方向の長さとほぼ同じである。
そして、第1凸部51aが第1凹部51bに嵌合して、第2凸部52aが第2凹部52bに嵌合して、連結部材30が第1ボビン10に連結する。
また、第3凸部53aが第3凹部53bに嵌合して、第4凸部54aが第4凹部54bに嵌合して、連結部材30が第2ボビン20に連結する。
【0061】
(変形例4)
また、実施形態では、ラインフィルタ組立中での連結ボビンについて、第1〜4連結部のみの連結のため、第1ボビン10と第2ボビン20は、相対的に僅かに移動しやすいものの、連結強度を高めるため、第1ボビン10と第2ボビン20に連結構造が追加されてもよい。連結構造は、例えば、正面視で、第1上載置部12dの側面と第2上載置部22dの側面が互いに凹凸嵌合して、かつ、第1下載置部16dの側面と第2下載置部26dの側面が互いに凹凸嵌合するものである(不図示)。すると、ラインフィルタ組立中での連結ボビンについて、第1ボビン10と第2ボビン20は、相対的に移動しにくくなり、組立品質を上げることができる。
【0062】
(変形例5)
また、実施形態では、第1中央脚の先端と第2中央脚の先端が互いに突き合う2個のE型コアであるが、第1中央脚の先端と第2中央脚の先端が若干隙間を配置する2個のE型コアでもよい。ただし、この場合のE型コアは、第1側脚と第2側脚は互いに突き合うものである。
【0063】
(変形例6)
また、実施形態のコアは、2個のE型コアよりなるが、閉磁路が形成されるなら、この形態に限らず、E型コアとI型コアの組み合わせ等でもよい。この場合、コアの内周とは、E型コアの根元部と2個の側脚と、I型コアによって囲まれた内周を指し、平面視で連結部材30の全体を囲える最小のコアの内周を指す。
【0064】
(変形例7)
また、変形例1では、コアは、2個のU型コアよりなるが、閉磁路が形成されるなら、この形態に限らず、U型コアとI型コアの組み合わせ等でもよい。この場合、コアの内周とは、U型コアの根元部と2個の側脚と、I型コアによって囲まれた内周を指す。