JPH0559770U - 差込みプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ノイズ減衰特性の高周波帯におけ
る特性低下の抑制および安定化を図り、差込みプラグの
小型化，生産性の向上，およびコストダウンを図ること
を目的とする。 【構成】 本考案の差込みプラグは、環状コイルに巻回
される巻線をコード導体数に応じて２分割し、各巻線に
間隔を大にする部分を設けた構成を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電源ラインを経由して電子機器に侵入するノイズを低減するノイズフ ィルタとして、ノイズ減衰インダクタを内蔵した差込みプラグに係り、特に、イ ンダクタの巻線に巻線間隔を大にする部分を設けるとともに、複層巻することに より減衰特性を向上させて安定化すると共に小型化を図った差込みプラグに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

電源ラインから侵入するノイズには電源線路の二線間を伝わるノーマルモード ノイズと、電源線路の二線と大地間を伝わるコモンモードノイズとがある。この 中で、電源コードを有する差込みプラグを含む電子機器の電源部において、電子 機器の誤動作，信号の不安定化等の原因となるのは主にコモンモードノイズであ る。ＡＣ電源部において、コモンモードノイズを減衰させるにはノイズ減衰イン ダクタを使用するのが現在一般的に適用されている方法であり、ＡＣ電源部を構 成する差込みプラグにおいてもその例外ではない。そのため、プラグ本体内にノ イズ減衰インダクタを設けることについて、多種多様のものが提案されており、 本出願人も多数提案している。

【０００３】 その中で、実開昭６０−５３１７９号「ノイズフィルタ内蔵差込みプラグ」は 環状コアに一対の巻線を所定数巻回して構成したチョークコイルをノイズフィル タ素子としてプラグ端子とコード間に直列に接続したもので、チョークコイルは コモンモードノイズの信号成分に対してはインダクタンスとして作用してコモン モードノイズを減衰させる。

【０００４】 インダクタンスはコアの透磁率と巻線の巻回数とによって定まる。一方、巻線 が巻回される環状コアは周波数が大になると透磁率が低下する。例えば、１０Ｋ Ｈｚの周波数領域ではフィルタとして機能するものも１０ＭＨｚ以上の高い周波 数領域ではフィルタとしての機能を果たすことができない。その理由は前述した 透磁率の低下と、インダクタのインピーダンス特性が高周波領域で巻線の分布容 量（ストレーキャパシティ）により生じる自己共振により低下するためである。 インダクタは巻線の分布容量の他にコアがライン電流により飽和することも、ノ イズ対策時の一つの制約であるが、その主体は分布容量である。

【０００５】 分布容量によりインダクタのインピーダンス特性が高周波領域で低下するのを 改善するために、実願平２−１９１６１号「差込みプラグ」が提案されている。 この差込みプラグはチョークコイルの広域のノイズ減衰特性を改善することと、 プラグの定格電流を大きくするために、コアがライン電流により飽和せず、分布 容量を小さくするようにしたものであり、一端に一対のプラグ端子を固着し、他 端に接続用端子を有するチョークコイル保持部を設け、その上下面に一対の巻線 を巻回したチョークコイルを１個ずつ固定して一対のプラグ端子と、プラグ端子 に接続されるコードとの間に直列に接続し、それらの外周にプラグ本体を一体に 設けた構成を有し、環状コアは外径１６ｍｍ，内径１０ｍｍ，厚さ５ｍｍのサイ ズを有し、透磁率μを７０００とし、巻線は線径０．８５ｍｍ，巻数１５として いる。

【０００６】 一方、差込みプラグを小型化し、コストを低減し、生産性を向上させるものと して、実願昭６２−１７７７８８号「差込みプラグ」が提案されている。この差 込みプラグはプラグ端子を固定する絶縁ベースにチョークコイルとコードを接続 する接続部を設け、その中間にチョークコイル保持部を設け、この保持部にチョ ークコイルを保持させ、プラグ端子とコード間に接続して、その外周にプラグ本 体を設けたものであり、チョークコイルは外径１６ｍｍ，内径１０ｍｍ，厚さ５ ｍｍのサイズを有し、透磁率μを７０００とし、巻線の線径および巻数は以下に 述べる本考案の実施例と同一である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前述した実願平２−１９１６号「差込みプラグ」は、チョークコイル を２個直列に接続し、プラグの長さ方向と直交する位置で重ねて配置しているこ とから、プラグ本体の形状が大型化する。また、チョークコイルを２個使用する ため、特別の保持体が必要となり、プラグ本体が大型化するとともに構成部材が 増加してプラグの価格が高くなり、接続，配置工数が増加するので生産性が悪く なる。

【０００８】 一方、実願昭６２−１７７７８８号「差込みプラグ」は前述の問題点は解決で きるが、環状コアに巻回した巻線の分布容量によりインピーダンス特性が低下し 、ノイズの減衰特性が悪くなる。

【０００９】 従って、本考案の目的はノイズ減衰特性の向上および安定化が図れる差込みプ ラグを提供することである。

【００１０】 本考案の他の目的は小型化が図れる差込みプラグを提供することである。

【００１１】 本考案の更に他の目的はコストダウンおよび生産性の向上が図れる差込みプラ グを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は以上述べたそれぞれの目的を実現するため、環状コアに一対の巻線を 巻回して構成されるチョークコイルをノイズフィルタ素子として有しており、そ れぞれの巻線は環状コアの外周に設けられた絶縁体のスペーサによって巻線間隔 を大にした部分を有する差込みプラグを提供するものである。巻線間隔を大にし た部分とは、少なくとも隣接する巻線同志が接触しない部分であり、望ましくは 所定距離の間隔を有することが望ましい。

【００１３】 上に述べたそれぞれの巻線は、環状コアの外周に単層巻きし、単層巻で所定の 巻回数が得られない時は、単層巻の所定部に所定数の復数巻回を施す。また、環 状コアは２２００程度の透磁率を有することが望ましく、インダクタンス４５０ μＨ以上とし、共振周波数を３０ＭＨｚ以上とすることが好ましい。

【００１４】

【作用】

環状コアとして、マンガン系とニッケル系が考えられる。マンガン系は低い周 波数帯で高い透磁率を有するが、周波数が高くなると低下する。ニッケル系は低 い周波数帯ではマンガン系より透磁率が低いが周波数が高くなってもある周波数 までは透磁率が低下しないため、高周波数帯ではマンガン系より高い透磁率を有 する。本考案の差込みプラグでは、１０ＫＨｚから３０ＭＨｚのコモンモードノ イズを低減するためにニッケル系のコアーを使用することが好ましい。

【００１５】 環状コアに巻線を巻回したときのインダクタンスＬは、次式で得られる。

【数１】 ここで、μは環状コアの透磁率であり、Ｎは巻線の巻数であり、Ｓは環状コア の断面積であり、ｌは環状コアの長さ（磁路長）である。

【００１６】 Ｓおよびｌは差込みプラグのサイズに制約されて決まり、μは環状コアの材質 で決まるのでインダクタンスＬを大にするためには巻線を密に巻いてＮを大にす る必要がある。巻線を密にして巻数Ｎを大にするとインダクタンスＬが増えるが 、巻線間の分布容量が増大する。チョークコイルのインピーダンスＺはインダク タンスＬと分布容量Ｃの並列回路になるので、次式で得られる。

【数２】 ここで、ω＝２πｆである。上式より分布容量Ｃが増加すると、インピーダン スＺが小になり、分布容量Ｃが減少すると、インピーダンスＺが大になってノイ ズ低減効果が大になる。上式の分母である１−ω² ＬＣ＝０のとき、共振状態が 得られ、そのときの共振周波数ｆは、

【数３】 となる。上式より明らかな通り、ノイズフィルタの効果を低減しないで、共振周 波数を高周波数帯にもっていくためには、分布容量Ｃを小さくする必要がある。 本考案では、巻線の間隔を大にする部分を設けることによって分布容量Ｃを小さ くしている。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の差込みプラグについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１８】 図１は本考案の差込みプラグ１を示し、一対のプラグ２と、コード３を保持す るコード保持部４と、プラグ本体５とから構成されている。

【００１９】 図２はノイズフィルタ素子としてのチョークコイルを有するプラグ本体５の内 部を示す。一対のプラグ端子２は絶縁ベース２０に固定されており、絶縁ベース ２０にチョークコイル収容部３０および接続端子固定部４０が一体に形成されて いる。絶縁ベース２０は反対側に絶縁壁２１を有し、その両側にプラグ端子２の リード接続部２２が位置している。チョークコイル収容部３０は中央にスリット ３１を有する突起３２を有し、その周囲に環状の収容部３３を有する。接続端子 固定部４０は絶縁壁４１を有し、その両側に端子固定孔４２を有する。チョーク コイル収容部３２にはチョークコイル１０が収容される。チョークコイル１０は 絶縁被覆１１を施された環状コアに一対の巻線１２，１３を巻回することにより 構成される。絶縁被覆１１は中央の一対の大突起１１ａと、一対の大突起１１ａ の間にそれぞれ形成された小突起１１ｂを有し、大突起１１ａによって一対の巻 線１２，１３が分離され、小突起１１ｂによって各巻線１２，１３に間隔の大き い部分を形成することにより、分布容量の低減化を図っている。接続端子固定部 ４０の固定孔４２にはリード接続部５２を有する接続端子５０の侵入部５１が侵 入固定される。

【００２０】 絶縁被覆１１が施された環状コアは外径１７ｍｍ，内径１１ｍｍ，厚さ６ｍｍ のサイズを有し、透磁率μは２２００である。また、巻線１２，１３は線径０． ７ｍｍの導線に絶縁被覆を施したものである。

【００２１】 図３は絶縁被覆１１を施した環状コアを示し、大突起１１ａによって２つの巻 線領域に分かれ、各領域は更に小突起１１ｂによってＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの領 域に分けられている。

【００２２】 本考案の実施例では、巻線１２，１３はその中央部を領域ＢとＣの境界の小突 起１１ｂにあてがいながら、大突起１１ａの方向に向かって巻線を開始し、大突 起１１ａに達すると、領域Ａ，Ｄをそのまま通過して巻線開始位置に戻った後、 領域Ｂ，Ｃでコイル巻きして図２に示したチョークコイル１０を得る。得られた チョークコイル１０は領域Ｂ，Ｃが２層巻きであり、領域Ａ，Ｄが単層巻きであ る。Ｂ，Ｃ２層巻きは、所定の巻回数を単層巻きする事が出来ない場合に分布容 量を増加させない為の巻回手段であり、Ａ，Ｄに連続して２層回するより分布容 量は少なく出来る。

【００２３】 このようにして得られたチョークコイル１０をチョークコイル収容部３０に収 容し、巻線１２，１３の端部をプラグ端子２のリード接続部２２、および端子固 定部４０の端子５０のリード接続部５２に接続し、同時にコード３の導体３Ａを 端子５０のリード接続部５２に接続する。この後、絶縁ベース２０からコード３ にかけてコード保持部４およびプラグ本体５を形成して図１の差込みプラグを得 る。

【００２４】 図４は本考案で使用されたチョークコイルのインピーダンス特性Ｚ₀ を示す曲 線Ａ，本考案で使用された環状コアおよび巻線を利用しているが、本考案で採用 した分布容量Ｃを減少させるための間隔を大にする部分を有しない巻線構造のチ ョークコイルのインピーダンス特性Ｚ₀ を示す曲線Ｂ，および実願開２−１９１ ６１号の差込みプラグに使用されたチョークコイルのインピーダンス特性Ｚ₀ を 示す曲線Ｃをそれぞれ表している。

【００２５】 曲線Ａ，Ｂのチョークコイルの環状コアは透磁率μを２２００としたが、曲線 Ｃは曲線Ａ，Ｂと略同等のインピーダンス特性Ｚ₀ を有するようにするために、 ７０００の透磁率μを有する環状コアを使用している。

【００２６】 曲線Ａ，Ｂの比較から明らかなように、周波数ｆが５ＭＨｚを越えると、本考 案の巻線の間隔を大に対する部分を設けた構成により優れたインピーダンス特性 Ｚ₀ が得られることが判る。

【００２７】 図５は前述した３種類のチーョクコイルのノイズ減衰特性（ｄＢ）の曲線Ａ， Ｂ，Ｃを示し、本考案の差込みプラグに使用されるチョークコイルのノイズ減衰 特性（ｄＢ）を示す曲線Ａによると、３０ＭＨｚの高周波帯においても十分なフ ィルタ効果を有することが判る。

【００２８】

【考案の効果】

以上述べた通り、本考案の差込みプラグによると、チョークコイルの巻線間隔 を大にする部分を設けて分布容量を小さくしたので、高周波帯におけるノイズ減 衰特性の低下を抑制し、全使用周波数帯においてノイズ減衰特性の安定化を図る ことができる。所定の巻線回数を得るのに複層巻の部分を設けたのでチョークコ イルの大型化が防がれ、差込みプラグを小型にすることができる。また、チョー クコイル収容部も特別の構造のものを必要とせず、生産性の向上とも相まってコ ストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の差込みプラグを示す説明
図。

【図２】本考案の一実施例の差込みプラグを示す分解
図。

【図３】本考案の一実施例の差込みプラグに使用される
環状コアを示す説明図。

【図４】本考案の一実施例の差込みプラグと他の差込み
プラグのインピーダンス特性およびノイズ減衰特性を示
す説明図。

【図５】本考案の一実施例の差込みプラグと他の差込み
プラグのインピーダンス特性およびノイズ減衰特性を示
す説明図。

【符号の説明】

１ 差込みプラグ ２ プラ
グ本体 ３ コード ４ コー
ド保持部 ５ プラグ本体 １１ 環状
コアの絶縁体 １１ａ，１１ｂ 巻線間隔を大にする部分を形成する
突起 １２，１３ 巻線 ３０ チョークコイル収容部 ４０ 端子固定部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラグ端子と、該プラグ端子に接続され
   る電源コードとの間に、環状コアに一対の巻線を巻回し
   て構成されるチョークコイルをノイズフィルタ素子とし
   て接続してなる差込みプラグにおいて、 前記巻線は環状コア外周に設けられた絶縁体スペーサに
   よって巻線間隔を大にした部分を有することを特徴とす
   る差込みプラグ。
2. 【請求項２】 前記巻線は、単層巻された部分と複層巻
   された部分とを有する構成の請求項１の差込みプラグ。
3. 【請求項３】 前記チョークコイルの前記環状コアは、
   透磁率を２２００とし、インダクタンスを４５０μＨ以
   上とし、その共振周波数を３０ＭＨｚ以上とした構成の
   請求項１の差込みプラグ。