JPH0645162A - ノイズレストランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外鉄型等のノイズレストランスにおいて、コイ
ルをドーナツ状に形成することにより、コイルの内外全
周面に静電シールドを適正にかつ簡単に形成し得るよう
にし、性能に遜色なき状態にて、小型軽量化、作業性の
改善、コストダウン等を図ろうとするものであり、もっ
て、三相用のものも簡単に得られるようにしようとする
ものである。 【構成】中間部にコア４を内挿させる入力コイル１と出
力コイル２とを個別に、かつ、それぞれドーナツ状に形
成し、而して、コア４を内挿させない状態でのこれらの
ドーナツ状の入力コイル１及び出力コイル２の各々の内
外全周面に、中間部に内挿させるコア４と電磁的に同方
向をなす導電材による静電シールド３を施し、これらの
入力コイル１及び出力コイル２をコア４に別個独立に装
着して、所期の目的を達成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種半導体機器等の電
源に使用するノイズレストランスに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】各種半導体機器等は、電源ライン、外部
機器等から入り込むノイズを極力嫌うため、電源に使用
するトランスには、ノイズを遮断するノイズレストラン
スが使われている。従来のノイズレストランスの主流
は、外鉄型で、単相用で、かつ、全体を鉄カバーで包む
か又はコイルの外側を鉄カバーで覆っている。コイルの
外側を鉄カバーで覆った場合を例示すると、例えば、図
１１に示すようなものであり、コア14に入力コイル11と
出力コイル12とを区別して装着し、これらのコイルに、
左右から一対の鉄カバー13,13 （通常はダイカスト又は
鋳物製）を被せ、両鉄カバーには、それぞれ内側の中間
部分に遮蔽板15,15 を一体に設けて前記入力コイル11と
出力コイル12との間に介装させ、もって、各コイルを個
別に磁気・静電シールドし、電源ライン、外部機器等か
ら侵入するノイズを電気的に阻止し、また、入・出力コ
イル11,12 から外部への放射ノイズの発生を防いでい
る。しかし、このような構成では、鉄カバー13,13 の占
積率が高くなって、外形が甚だ大きくなり、鉄量が多く
なって、重量が増大し、しかも、コスト高となる等の欠
点があった。また、そのような鉄カバーを要するため、
三相用のノイズレストランスを構成することは困難であ
り、したがって、三相には、単相用のものを３個使用し
ているのが実情である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各コイ
ルの内外全周面に金属箔のテープを巻き付けて静電シー
ルドを構成すれば、同様の電気的性能を期待でき、鉄カ
バーを無くすことができるものと考えられる。しかし、
一般に、この種のトランスの入力コイル及び出力コイル
は方形のものであり、特に、各コーナー部では、図１３
に示すように、内隅が１点Ｂであるのに対し、外隅が半
径ｒの円の１／４の円弧Ａであるため、その比率は無限
であり、コイルに金属箔のテープ16を巻き付けると、図
１２に示すように、内隅の上記Ｂ部分では、幾重にも重
なって過密になり、しかも、絶縁フィルム17を内側に当
てるため、内隅が膨出し、コア14に嵌まり難くなる。更
に、ボビンを大きくする必要があり、これに伴って外形
が大きくなる。また、逆に外隅の上記Ａ部分では、粗く
なり、皺がより、隙間が生じて、放射ノイズが生じ易く
なる。その上、金属箔のテープの巻き付けが容易でな
く、作業性が甚だ悪くなる等々の問題点がある。したが
って、このままでの実用化は不可能に近く、実施を見な
い現状である。そこで、本発明は、外鉄型等のノイズレ
ストランスにおいて、コイルをドーナツ状に形成するこ
とにより、コイルの内外全周面に静電シールドを適正に
かつ簡単に形成し得るようにし、性能に遜色なき状態に
て、小型軽量化、作業性の改善、コストダウン等を図ろ
うとするものであり、もって、三相用のものも簡単に得
られるようにしようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１の発明は、中間部にコアを内挿させる入力コイル
と出力コイルとを個別に、かつ、それぞれドーナツ状に
形成し、これらのドーナツ状コイルの内外全周面にそれ
ぞれ導電材による静電シールドを施し、これらのコイル
をコアにそれぞれ別個独立に装着したことを特徴とす
る。

【０００５】また、請求項２の発明は、中間部にコアを
内挿させる入力コイルと出力コイルとを個別に、かつ、
それぞれドーナツ状に形成し、これらのドーナツ状コイ
ルの内外全周面にそれぞれ導電材による静電シールドを
施すとともに、その外側に高周波特性の良い磁性材料の
粉末を混合した合成樹脂でモールドを施し、これらのコ
イルをコアにそれぞれ別個独立に装着し、また、各コイ
ル間に高周波専用磁気遮蔽板を介在させたことを特徴と
する。

【０００６】

【作用】如上の構成であるから、請求項１及び請求項２
の発明において、ドーナツ状に形成した入力コイル及び
出力コイルは、内外全周面への導電材による均等かつ適
切な、そして、容易な静電シールドの装着を可能にし、
該静電シールドは、コアと電磁的に同方向をなすので、
誘起短絡電流を生ぜず、電源ライン、外部機器等からの
ノイズの侵入を適宜に阻止し、かつ、放射ノイズの発生
を防ぎ、もって、従来の鉄カバーを無くすことを可能に
し、性能に遜色なき状態にて、小型軽量化、作業性の改
善、コストダウン等を可能にし、三相用のノイズレスト
ランスの実現を可能にして、所期の目的を達成せしめ
る。また、請求項２の発明において、高周波特性の良い
磁性材料の粉末を混合した合成樹脂のモールド及び各コ
イル間に介在させた高周波専用磁気遮蔽板は、上記静電
シールドでもなお通過せんとする極僅かなノーマルモー
ドの高周波ノイズを適切に遮蔽し、性能を向上させる。

【０００７】

【実施例】「請求項１の発明の実施例」図１及び図２
は、請求項１の発明に係る外鉄型でかつ単相用のノイズ
レストランスの実施の一例を示している。図において、
１は、入力コイル、２は、二つの出力コイル、３は、こ
れらのコイルの内外全周面に装着した金属箔のテープに
よる静電シールド、４は、入力コイル１及び出力コイル
２をそれぞれ嵌合させたコアである。入力コイル１及び
出力コイル２は、所要径のドーナツ状に形成し、コアを
内挿させない各々の内外全周面に、絶縁フィルム５を内
側に当てて、静電シールド３たる金属箔のテープを均一
に巻き付け、その巻き始めと巻き終わりを、絶縁フィル
ム５を介して重ねている。静電シールド３の金属箔のテ
ープは、主として銅箔のテープを用いる。コア４は、正
面形状が縦長のロ字状で、かつ、外周面が平坦な断面半
円形の左右一対のカットコア41,41 を、各一側で突き合
わせて成り、この突き合わせ部分たるコイル嵌合部が、
それらのコイル１，２に適合する円形の断面形状をなす
ものとしている。

【０００８】図３及び図４は、前例の変形例に係り、前
例の構成において、出力コイル２を一個に止め、かつ、
前記カットコア41,41 を、幅の異なる複数の板状カット
コア片411,411 の組み合わで形成している。図中、６
は、外装材、７は、バンド、８は、脚体である。

【０００９】図５は、請求項１の発明に係る三相用のノ
イズレストランスの実施の一例を示している。この場
合、前例同様に、静電シールド３を施したドーナツ状の
入力コイル１、出力コイル２を、各相各一個あて、都合
各３個、それぞれＥＩ型のコア４に嵌合させて成る。

【００１０】図６は、上記図５の三相用ノイズレストラ
ンスの変形例に係り、図５の構成において、コア４を図
３及び図４の場合と同様に、幅の異なる複数の板状カッ
トコア片411,411 を組み合わせて成る内外三つのカット
コア41,41,41から形成している。この場合も、６は、外
装材、７は、バンド、８は、脚体である。

【００１１】「請求項２の発明の実施例」図７及び図８
は、請求項２の発明に係る実施の一例を示している。こ
の場合、上述の図３及び図４のものにおいて、内外全周
面に導電材による静電シールド３を施したドーナツ状の
入力コイル１及び出力コイル２の外側に、それぞれ高周
波特性の良いフェライト等の強磁性材料の粉末を混合し
た合成樹脂でモールド９を施し、また、各コイル間にフ
ェライト等の強磁性材料の板体から成る高周波専用磁気
遮蔽板10を介在させている。この場合、高周波専用磁気
遮蔽板10は、図８に示すように、入力コイル１及び出力
コイル２と同等乃至やや大きな方形に形成するととも
に、その中央にコア４の断面形状に合わせた透孔101 を
穿設して、コア４に嵌合させている。この図８の場合、
その透孔101 をコア４の断面形状に合わせて段状として
いるが、図９に示すように円形としてもよい。また、そ
の外周についても、図１０のように円形にしてもよい。
形状はその他適宜である。

【００１２】「従来品との比較試験」図３及び図４に示
す単相用ノイズレストランスについて、市販の従来品と
の比較試験をしたところ、次表及び図１４乃至図２５の
結果を得た。 〔比較試験試料〕形式：外鉄型単相用ノイズレストラン
ス 従来品Ａ；全体を鉄カバーで覆ったもの 従来品Ｂ；コイルの外側を鉄カバーで覆ったもの 容量：５００ＶＡ

【００１３】1) 無負荷試験、全負荷試験、漏洩電流、
分布容量、重量、体積

【表１】 上記結果から、本発明の試作品が、従来品Ａ、従来品Ｂ
に比較して、励磁電流、鉄損、重量、体積において、ほ
ぼ半分乃至それ以下であり、その他については、ほぼ同
等であることが判明した。

【００１４】2) 各種ノイズ試験 （入力）コモンモード・ノイズ、（出力）コモンモー
ド・ノイズ 図１４の結線により、ノイズ・シュミレータから入力側
に、パルス巾 400ns、立上り 1ns のパルスを入力す
る。なお、ノイズ入力電圧は、ノイズ・シュミレータ出
力のピーク電圧を示し、出力電圧は、広帯域シンクロス
コープによるピーク電圧を示すものである。以下、同様
である。結果は、本発明の試作品が図１５、従来品Ａが
図１６、従来品Ｂが図１７のようになり、ほとんど差異
が見られない。しかし、一般にノイズとして問題となる
のは、このコモンモード・ノイズにおける 10MHz以下の
ノイズであり、これを如何に排除するかが重要である。
そこで、出力ノイズ中の 20MHz以下の領域のノイズを抽
出したところ、図２６乃至図２９の結果を得た。図２６
が本発明の試作品、図２７が試作品において垂直感度を
５倍にした場合、図２８が従来品Ａ、図２９が従来品Ｂ
である。これより、本発明試作品の 20MHz以下のコモン
モード・ノイズが従来品Ａ及び従来品Ｂの１／５以下で
あることが判明した。 （入力）コモンモード・ノイズ、（出力）ノーマルモ
ード・ノイズ 図１８の結線とし、出力側に負荷抵抗 RL として50Ωの
直流抵抗を接続し、ノイズ・シュミレータから入力側
に、パルス巾 400ns、立上り 1ns のパルスを入力す
る。結果は、本発明の試作品が図１９、従来品Ａが図２
０、従来品Ｂが図２１のようになり、ほとんど差異のな
いことが判明した。 （入力）ノーマルモード・ノイズ、（出力）ノーマル
モード・ノイズ 図２２の結線とし、出力側に負荷抵抗 RL として50Ωの
直流抵抗を接続し、ノイズ・シュミレータから入力側
に、パルス巾 400ns、立上り 1ns のパルスを入力す
る。結果は、本発明の試作品が図２３、従来品Ａが図２
４、従来品Ｂが図２５のようになり、本発明の試作品に
遜色のないことが判明した。なお、従来品Ａ及び従来品
Ｂにおいて、異なる波形が見られるが、前述のように、
鉄カバーを使用していること等の相異によるものと考え
られる。以上より、本発明の試作品は、従来品Ａ及び従
来品Ｂに比べ、励磁電流、鉄損が少なく、実用領域にお
けるコモンモード・ノイズ除去性能に優れ、その他の性
能に何らの遜色もない上に、重量、体積において、ほぼ
半分乃至それ以下にできること明白であり、そして、こ
のことは、コストをもほぼ半分乃至それ以下にできるこ
とに通じる。

【００１５】

【発明の効果】請求項１及び請求項２の発明によれば、
外鉄型等のノイズレストランスにおいて、ドーナツ状の
入力コイル及び出力コイルの内外全周面に導電材による
静電シールドを施しているので、入力コイル１乃至出力
コイル２に電源ライン、外部機器等からのノイズの侵入
を的確に遮断することができ、自体からの放射ノイズの
発生も防止できて、ノイズ除去性能には何らの遜色もな
く、むしろ、実用上最も重要な周波数帯すなわち 10MHz
以下の領域におけるコモンモード・ノイズの除去性能を
より優れたものとすることができ、しかも、従来の鉄カ
バーを無くすことができる。したがって、外形、重量及
びコストを従来のほぼ二分の一乃至それ以下にまで低減
させることができ、従来品からは到底期待できない大幅
な小型軽量化、低廉化を図ることができ、格段に小型軽
量で、安価なものとすることができる。而して、この格
段の小型軽量化で励磁電流、鉄損を少なくできて、性能
をより向上させることができる。また、従来成し得なか
った三相用のノイズレストランスも、同様にして簡単に
製作できる。更に、各コイルの静電シールドは、中間部
に内挿させるコアと電磁的に同方向をなすので、コアに
生ずる磁束と差交せず、したがって、該静電シールドに
は、誘起短絡電流が生ずることはない。而して、静電シ
ールドは、ドーナツ状の入力コイルと出力コイルの内外
全周面に金属箔のテープを巻き付ければよく、この巻き
付けに当たっては、各コイルがドーナツ状であるから、
従来の方形のコイルに金属箔のテープを巻き付けるよう
な不都合はない。したがって、従来の方形のコイルでは
事実上成し得なかった金属箔のテープの巻き付けによる
静電シールドを支障なく可能にでき、しかも、機械的に
容易に、簡単に、かつ、適確に、作業性良く巻き付ける
ことができる。加えて、請求項２の発明によれば、導電
材による静電シールドを有するドーナツ状の各コイルの
外側に、高周波特性の良い磁性材料の粉末を混合した合
成樹脂のモールドを施し、かつ、各コイル間に高周波専
用磁気遮蔽板を介在させているので、上記静電シールド
でもなお通過せんとする極僅かなノーマルモードの高周
波ノイズをも適切に遮蔽することができ、性能をより一
層向上させることができる。よって、従来に無い画期的
なノイズレストランスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明に係る単相用ノイズレストラン
スの実施の一例を示す截断正面図である。

【図２】同例の截断平面図である。

【図３】請求項１の発明に係る単相用ノイズレストラン
スの他の実施例を示す斜視図である。

【図４】同例要部の截断平面図である。

【図５】請求項１の発明に係る三相用ノイズレストラン
スの実施の一例を示す正面図である。

【図６】請求項１の発明に係る三相用ノイズレストラン
スの他の実施例を示す斜視図である。

【図７】請求項２の発明に係る単相用ノイズレストラン
スの実施の一例を示す斜視図である。

【図８】同例要部の截断平面図である。

【図９】同例要部部材の変形例を示す平面図である。

【図１０】同例要部部材の他の変形例を示す平面図であ
る。

【図１１】従来のノイズレストランスの一例を示す截断
正面図である。

【図１２】先行思索例を示す截断平面図である。

【図１３】同例の要部の説明図である。

【図１４】ノイズに関する比較試験1)の回路構成図であ
る。

【図１５】同試験1)に係る本発明の試作品の試験結果を
示すグラフである。

【図１６】同試験1)に係る従来品Ａの試験結果を示すグ
ラフである。

【図１７】同試験1)に係る従来品Ｂの試験結果を示すグ
ラフである。

【図１８】ノイズに関する比較試験2)の回路構成図であ
る。

【図１９】同試験2)に係る本発明の試作品の試験結果を
示すグラフである。

【図２０】同試験2)に係る従来品Ａの試験結果を示すグ
ラフである。

【図２１】同試験2)に係る従来品Ｂの試験結果を示すグ
ラフである。

【図２２】ノイズに関する比較試験3)の回路構成図であ
る。

【図２３】同試験3)に係る本発明の試作品の試験結果を
示すグラフである。

【図２４】同試験3)に係る従来品Ａの試験結果を示すグ
ラフである。

【図２５】同試験3)に係る従来品Ｂの試験結果を示すグ
ラフである。

【図２６】上記試験1)に係る 20MHz以下の出力ノイズを
抽出した場合の本発明試作品の試験結果を示すグラフで
ある。

【図２７】同試験1)に係る 20MHz以下の出力ノイズを垂
直感度５倍で抽出した場合の本発明試作品の試験結果を
示すグラフである。

【図２８】同試験1)に係る 20MHz以下の出力ノイズを抽
出した場合の従来品Ａの試験結果を示すグラフである。

【図２９】同試験1)に係る 20MHz以下の出力ノイズを抽
出した場合の従来品Ｂの試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 入力コイル ２ 出力コイル ３ 静電シールド ４ コア ５ 絶縁フィルム ６ 外装材 ７ バンド ８ 脚体 ９ モールド 10 高周波専用磁気遮蔽板 41 カットコア 101 透孔 411 板状カットコア片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間部にコアを内挿させる入力コイルと
   出力コイルとを個別に、かつ、それぞれドーナツ状に形
   成し、これらのドーナツ状コイルの内外全周面にそれぞ
   れ導電材による静電シールドを施し、これらのコイルを
   コアにそれぞれ別個独立に装着したことを特徴とするノ
   イズレストランス。
2. 【請求項２】 中間部にコアを内挿させる入力コイルと
   出力コイルとを個別に、かつ、それぞれドーナツ状に形
   成し、これらのドーナツ状コイルの内外全周面にそれぞ
   れ導電材による静電シールドを施すとともに、その外側
   に高周波特性の良い磁性材料の粉末を混合した合成樹脂
   でモールドを施し、これらのコイルをコアにそれぞれ別
   個独立に装着し、また、各コイル間に高周波専用磁気遮
   蔽板を介在させたことを特徴とするノイズレストラン
   ス。