JP5183830B1 - ノイズフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

ノイズフィルタ装置は、交流電源とモータ駆動装置との間に挿入接続されるノイズフィルタ装置であって、フィルタ入力端子、入力側コンデンサ、コモンモードチョークコイル、及びフィルタ出力端子が実装された第１の基板と、出力側コンデンサ及び接地コンデンサが実装された第２の基板とを備え、前記第１の基板は、入力側コンデンサ及びコモンモードチョークコイルの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第１の基板から選択されたものであり、前記第２の基板は、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板から選択されたものであり、前記第２の基板は、前記フィルタ出力端子が前記出力側コンデンサに電気的に接続され、かつ、前記第１の基板に略垂直になるように、前記第１の基板の端部に取り付けられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ノイズフィルタ装置に関する。

インバータなどを含むモータ駆動装置は、スイッチング素子のスイッチング動作を利用して、直流電圧から交流電圧に変換する装置であるため、スイッチング素子のスイッチング動作によりノイズ（スイッチングノイズ）が発生する。このノイズは電源ラインを介して外部に伝搬し、機器に影響を与える。

そのため、従来より、この電源ライン等への影響を低減するため、交流電源とモータ駆動装置との間に、ノイズフィルタを挿入接続することが行われている。ノイズフィルタでは、交流電源とモータ駆動装置との間に、入力側コンデンサ、コモンモードチョークコイル、出力側コンデンサが順に接続される。

特許文献１には、交流電源と電子機器との間に挿入されるノイズフィルターを製造する際に、絶縁層上に導体箔のプリント配線パターンを構成した配線板上に、入力側コンデンサ、コモンモードチョークコイル、出力側コンデンサを乗せ、各部品の電極部分とプリント配線パターンとの間にクリーム状のハンダを挟み、配線板の下に高温の発熱体を接触させることが記載されている。これにより、特許文献１によれば、ハンダが溶け、全体の部品が一度にハンダ付けできるとされている。

特開平７−２２８８６号公報

一方、ノイズフィルタ装置のノイズ低減効果を大きくする手段としては、コモンモードチョークコイルのインダクタンスを大きくする方法、入力側コンデンサ及び出力側コンデンサのキャパシタンスを大きくする方法がある。

しかし、コイルのインダクタンスＬをむやみに大きくすると、コイルが大型化しやすく、コイルが大型化すると、ノイズフィルタ装置も大型化するので、ノイズフィルタ装置の製造コストが増大する可能性がある。

また、入力側コンデンサ及び出力側コンデンサのキャパシタンスをむやみに大きくすると、コンデンサが大型化しやすく、コンデンサが大型化すると、ノイズフィルタ装置も大型化する上、電源あるいはインバータからアースへの漏れ電流を増大させるという別の弊害も招く可能性がある。

このため、ユーザの使用環境、配線状況などに応じて、ノイズフィルタ装置の大型化を抑えながらノイズ低減効果を大きくするように調整するために、ユーザ側で、ノイズフィルタ装置におけるインダクタンスとキャパシタンスとのバランスを変化させられることが要求されることとなる。

特許文献１の技術では、製品の出荷前に１つの配線板上に全体の部品がハンダ付けされるため、ノイズフィルター（ノイズフィルタ装置）におけるインダクタンスとキャパシタンスとのバランスをユーザ側で変化させることが困難である。

また、ノイズを効果的に低減するためには、ノイズを含む信号を減衰度の大きなフィルタに通すとともに、ノイズフィルタ装置の入力側回路部と出力側回路部とを回路配置上において分離する必要がある。

特許文献１の技術では、配線板を非常に長いものにして、その非常に長い配線板上で、コモンモードチョークコイルを間にして入力側コンデンサと出力側コンデンサとを分離して配置させている。これにより、ノイズフィルタ装置が大型化するので、ノイズフィルタ装置の製造コストが増大する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズフィルタ装置の大型化を抑えながらノイズ低減効果を大きくするようにユーザ側で調整できるノイズフィルタ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるノイズフィルタ装置は、交流電源とモータ駆動装置との間に挿入接続されるノイズフィルタ装置であって、フィルタ入力端子、入力側コンデンサ、コモンモードチョークコイル、及びフィルタ出力端子が実装された第１の基板と、出力側コンデンサ及び接地コンデンサが実装された第２の基板とを備え、前記第１の基板は、入力側コンデンサ及びコモンモードチョークコイルの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第１の基板から選択されたものであり、前記第２の基板は、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板から選択されたものであり、前記第２の基板は、前記フィルタ出力端子が前記出力側コンデンサに電気的に接続され、かつ、前記第１の基板に略垂直になるように、前記第１の基板の端部に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、入力側コンデンサ及びコモンモードチョークコイルの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第１の基板から選択された第１の基板に、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板から選択された第２の基板をユーザ側で取り付けることができるので、ノイズフィルタ装置１における各コイルのインダクタンス値と各コンデンサのキャパシタンス値とのバランスをユーザ側で変化させることができる。これにより、ノイズフィルタ装置の大型化を抑えながらノイズ低減効果を大きくするようにユーザ側で調整できる。

図１は、実施の形態１にかかるノイズフィルタ装置が適用されたモータ駆動システムの構成を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかるノイズフィルタ装置の回路構成を示す図である。 図３は、実施の形態１における第１の基板の構成を示す図である。 図４は、実施の形態１における第２の基板の構成を示す図である。 図５は、実施の形態１にかかるノイズフィルタ装置の実装状態での外観構成を示す図である。 図６は、実施の形態１にかかるノイズフィルタ装置が適用されたモータ駆動システムの実装状態での外観構成を示す図である。 図７は、実施の形態２における第１の基板の構成を示す図である。 図８は、実施の形態２における第３の基板の構成を示す図である。 図９は、実施の形態２にかかるノイズフィルタ装置の実装状態での外観構成を示す図である。

以下に、本発明にかかるノイズフィルタ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
まず、実施の形態１にかかるノイズフィルタ装置１が適用されたモータ駆動システムＳについて説明する。

ノイズフィルタ装置１は、交流電源ＰＳで発生された交流電力を用いてモータＭを駆動するためのモータ駆動システムＳに内蔵されており、モータ駆動システムＳにおけるモータ駆動装置２が発生するノイズを低減するように、また、例えばモータ駆動装置２と機械的に一体化されるように、設けられている。

具体的には、モータ駆動システムＳにおいて、モータ駆動装置２は、整流回路３、直流中間回路４、及びインバータ５を有する。整流回路３は、交流電源ＰＳからノイズフィルタ装置１を介して受けた交流電力を整流化して直流電力を生成する。整流回路３は、例えばブリッジ接続された複数のダイオードＤ１〜Ｄ６を有し、複数のダイオードＤ１〜Ｄ６を用いて交流電力を整流化して直流電力を生成する。直流中間回路４は、整流回路３により生成された直流電力を平滑化する。直流中間回路４は、例えば、平滑コンデンサＳＣを有し、平滑コンデンサＳＣを用いて直流電力を平滑化する。

インバータ５は、直流中間回路４により平滑化された直流電力を交流電力に変換する。インバータ５は、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を有し、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を用いてそれぞれ所定のタイミングでスイッチング動作を行うことで、直流電力を交流電力に変換する。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのトランジスタであり、その制御端子（ゲート電極又はベース電極）にアクティブレベルの制御信号が供給された際にオンし、その制御端子にノンアクティブレベルの制御信号が供給された際にオフする。

このとき、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のスイッチング動作によりノイズが発生する。このノイズは、モータ駆動装置２と交流電源ＰＳとを結ぶ電源ラインを介して外部に伝搬し、交流電源ＰＳに接続された他の機器に影響を与える可能性がある。

そのため、従来より、この電源ライン等への影響を低減するため、交流電源ＰＳとモータ駆動装置２との間に、ノイズフィルタ装置１を挿入接続することが行われている。

具体的には、ノイズフィルタ装置１は、入力端子部１ａ、フィルタ入力回路１ｂ、フィルタ中間回路１ｃ、フィルタ出力回路１ｄ、及び出力端子部１ｅを有する。ノイズフィルタ装置１は、入力端子部１ａを介して交流電源ＰＳに接続されるとともに、出力端子部１ｅを介してモータ駆動装置２に接続されることで、交流電源ＰＳとモータ駆動装置２との間に挿入接続される。

入力端子部１ａは、各相のフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３及びグランド入力端子ＩＴＥを有する。各相のフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３は、交流電源ＰＳの各相のラインに接続されているとともに、ノイズフィルタ装置１内の各相のラインＰＬ１〜ＰＬ３に接続されている。グランド入力端子ＩＴＥは、外部のグランド電位に接続されている（図１参照）とともに、グランドラインＧＬに接続されている。

フィルタ入力回路１ｂは、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３及び複数の入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３を有する。各抵抗Ｒ１〜Ｒ３は、各相のラインＰＬ１〜ＰＬ３間に接続されており、例えば、一端が対応する相のラインＰＬ１〜ＰＬ３に接続され他端が共通接続ノードＲＮに接続されている。各入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３は、各相のラインＰＬ１〜ＰＬ３間に接続されており、例えば、一端が対応する相のラインＰＬ１〜ＰＬ３に接続され他端が共通接続ノードＣＮ１に接続されている。フィルタ入力回路１ｂは、交流電源ＰＳから各相のフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３を介して交流電力を受けフィルタ中間回路１ｃへ伝達する。

フィルタ中間回路１ｃは、複数のコモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を有する。各コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３は、略ドーナツ状のトロイダルコアＣＲ（図３（ｂ）参照）に対して、それぞれ円弧方向に沿った異なる部分に巻き回されている。フィルタ中間回路１ｃは、フィルタ入力回路１ｂから伝達された交流電力をフィルタ出力回路１ｄへさらに伝達する。

フィルタ出力回路１ｄは、複数の出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６及び接地コンデンサＣ７を有する。各出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６は、各相のラインＰＬ１〜ＰＬ３と接地コンデンサＣ７との間に接続されており、例えば、一端が対応する相のラインＰＬ１〜ＰＬ３に接続され他端が共通接続ノードＣＮ２に接続されている。接地コンデンサＣ７は、複数の出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６とグランドラインＧＬとの間に接続され、例えば、一端が共通接続ノードＣＮ２に接続され他端がグランドラインＧＬに接続されている。

出力端子部１ｅは、各相のフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３及びグランド出力端子ＯＴＥを有する。各相のフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３は、ノイズフィルタ装置１内の各相のラインＰＬ１〜ＰＬ３間に接続されているとともに、整流回路３の各相の入力端子３１〜３３（図１参照）に接続されている。グランド出力端子ＯＴＥは、ノイズフィルタ装置１内のグランドラインＧＬに接続されているとともに、モータ駆動システムＳにおける例えばフレームグランドＦＧに接続されている。

このとき、ノイズフィルタ装置１によるノイズ低減効果を大きくする手段としては、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３のインダクタンス値を大きくする方法、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６、及び接地コンデンサＣ７のキャパシタンス値を大きくする方法がある。

しかし、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３のインダクタンス値をむやみに大きくすると、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３が大型化しやすく、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３が大型化すると、ノイズフィルタ装置１も大型化するので、ノイズフィルタ装置１の製造コストが増大する可能性がある。

また、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６、及び接地コンデンサＣ７のキャパシタンス値をむやみに大きくすると、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６、及び接地コンデンサＣ７が大型化しやすい。入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６、及び接地コンデンサＣ７が大型化すると、ノイズフィルタ装置１も大型化する上、交流電源ＰＳあるいはインバータ５からアース（グランドラインＧＬ）への漏れ電流を増大させるという別の弊害も招く可能性がある。

このため、ユーザの使用環境、配線状況などに応じて、ノイズフィルタ装置１の外形や漏れ電流とのトレードオフを調整するために、すなわち、ノイズフィルタ装置１の大型化を抑えながらノイズ低減効果を大きくするように調整するために、ノイズフィルタ装置１には各コイルのインダクタンス値と各コンデンサのキャパシタンス値とのバランスをユーザ側で変化させられること（第１の要求）が要求されることとなる。

ここで、仮に、ノイズフィルタ装置１を製造する際に、すなわちノイズフィルタ装置１の製品の出荷前に、１つの基板上に全体の部品がハンダ付けされる場合を考える。この場合、ノイズフィルタ装置１における各コイルのインダクタンス値と各コンデンサのキャパシタンス値とが固定されてしまっているので、製品の出荷後に、ユーザ側で、ノイズフィルタ装置１におけるインダクタンスとキャパシタンスとのバランスを変化させることが困難になる。すなわち、第１の要求を満たすことが困難になる。

また、ノイズを効果的に低減するためには、ノイズを含む信号をノイズに対して減衰度の大きなフィルタ（例えば、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３）に通すとともに、ノイズフィルタ装置１のフィルタ入力回路１ｂとフィルタ出力回路１ｄとを回路配置上において互いに分離すること（第２の要求）が要求されることとなる。

ここで、仮に、非常に小さい基板上で、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を間にして入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６とを分離して配置させた場合を考える。この場合、基板上における入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６との距離が近いので、基板を介して入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６とが相互いに影響を与え合う可能性があり、ノイズを効果的に低減することが困難になる。すなわち、第２の要求を満たすことが困難になる。

さらに、ノイズフィルタ装置１の大型化を抑えるためには、ノイズフィルタ装置１におけるフィルタ入力回路１ｂ、フィルタ中間回路１ｃ、及びフィルタ出力回路１ｄを全体としてコンパクトに配置すること（第３の要求）が要求されることとなる。

ここで、仮に、基板を非常に長いものにして、その非常に長い基板上で、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を間にして入力側コンデンサと出力側コンデンサとを分離して配置させた場合を考える。この場合、基板上における入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６との距離を長くすることはできるが、基板が大型化しやすく、ノイズフィルタ装置１も大型化しやすいので、ノイズフィルタ装置１の製造コストが増大する可能性がある。すなわち、第２の要求を満たすことができるとしても、第３の要求を満たすことが困難になる。

そこで、本実施の形態では、第１の要求と第２の要求と第３の要求とを同時に満たすために、定数の異なるコモンモードチョークコイル及び入力コンデンサをそれぞれ実装した複数の第１の基板と、定数の異なる出力コンデンサ及び接地コンデンサを実装した複数の第２の基板とを用意し、複数の第１の基板から選択された第１の基板と、複数の第２の基板から選択された第２の基板とを互いに略垂直に取り付けることで、ユーザ側で必要なノイズフィルタ性能、漏れ電流値、寸法の組み合わせを選択可能とするとともに、フィルタ入力回路１ｂ及びフィルタ出力回路１ｄを互いに分離しながらノイズフィルタ装置１を小型化することを目指す。

具体的には、図３に示すような複数の第１の基板１２、１２’、１２”と図４に示すような複数の第２の基板１３、１３’、１３”を用意する。

例えば、第１の基板１２には、図３に示すように、フィルタ入力端子台１６、複数のパッケージ１５−１〜１５−３、パッケージ１４、及びフィルタ入力端子ＯＴ１〜ＯＴ３が実装されている。フィルタ入力端子台１６は、複数のフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３を有する。フィルタ入力端子台１６では、複数のフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３が第１の基板１２の端部１２ｃに沿って並んでいる。複数のパッケージ１５−１〜１５−３は、それぞれ、複数の入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３を含むパッケージである。パッケージ１４は、図３（ｂ）に破線で示すように、例えば、略ドーナツ状のトロイダルコアＣＲ（図３（ｂ）参照）と、トロイダルコアＣＲに対してそれぞれ円弧方向に沿った異なる部分に巻き回された複数のコモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３とを含むパッケージである。すなわち、第１の基板１２には、フィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３、及びフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３が実装されている。また、第１の基板１２は、その端部１２ａに接続端子２１−１〜２１−３を有する。接続端子２１−１〜２１−３は、少なくとも表面が導体で形成され、その導体部分は、第１の基板１２上の図示しない導電パターンと絶縁被覆されたケーブルＣＢ１〜ＣＢ３とを介して、フィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３に電気的に接続されているとともに、第１の基板１２上の図示しない導電パターンを介して、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３の出力側端に電気的に接続されている（図２参照）。接続端子２１−１〜２１−３は、第２の基板１３における被接続端子２２−１〜２２−３（図４参照）に対応した形状（例えば被接続端子２２−１〜２２−３に嵌合するような凸形状）を有している。なお、他の第１の基板１２’、１２”についても第１の基板１２と同様である。

第１の基板１２では、図３に示すように、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を含むパッケージ１４の第１の側（図３の下側）に、フィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３を含むフィルタ入力端子台１６が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を含むパッケージ１４を間にして第１の側と反対の第２の側（図３の上側）にフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３が実装されている。第１の基板１２では、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を含むパッケージ１４の第３の側（図３の右側）に入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３を含むパッケージ１５−１〜１５−３が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を含むパッケージ１４を間にして第３の側と反対の第４の側（図３の左側）の端部１２ａに接続端子２１−１〜２１−３が設けられている。なお、他の第１の基板１２’、１２”についても第１の基板１２と同様である。

ノイズフィルタ装置１の一部として取り付けられるべき候補である複数の第１の基板１２、１２’、１２”は、図３に示すように、入力側コンデンサ及びコモンモードチョークコイルの少なくとも一方の特性が異なるものを含む。例えば、第１の基板１２におけるコモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３のインダクタンス値と、第１の基板１２’におけるコモンモードチョークコイルＬ１’〜Ｌ３’のインダクタンス値とは、互いに異なる。例えば、第１の基板１２における入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３のキャパシタンス値と、第１の基板１２’における入力側コンデンサＣ１’〜Ｃ３’のキャパシタンス値とは、互いに異なる。

また、ノイズフィルタ装置１の一部として取り付けられるべき候補である複数の第１の基板１２、１２’、１２”は、図３に示すように、基板寸法が異なるものを含む。例えば、第１の基板１２と第１の基板１２”とは、平面視において、横幅がともにＷ１２ａで等しいが、縦幅がそれぞれＷ１２ｂ、Ｗ１２ｂ”であり互いに異なる。

例えば、第２の基板１３には、図４に示すように、複数のパッケージ１７−１〜１７−３、及びパッケージ１８が実装されている。複数のパッケージ１７−１〜１７−３は、それぞれ、複数の出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６を含むパッケージである。パッケージ１８は、接地コンデンサＣ７を含むパッケージである。すなわち、第２の基板１３には、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６及び接地コンデンサＣ７が実装されている。また、第２の基板１３は、図４に破線で示すような第１の基板１２が接続されるべき領域１３ａに、被接続端子２２−１〜２２−３を有する。被接続端子２２−１〜２２−３は、少なくとも表面が導体で形成され、その導体部分は、第２の基板１３上の図示しない導電パターンを介して、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６の一端に電気的に接続されている（図２参照）。被接続端子２２−１〜２２−３は、第１の基板１２等における接続端子２１−１〜２１−３（図３参照）に対応した形状（例えば接続端子２１−１〜２１−３に嵌合するような凹形状、例えばスルーホール形状）を有している。なお、他の第２の基板１３’、１３”についても第２の基板１３と同様である。

ノイズフィルタ装置１の一部として取り付けられるべき候補である複数の第２の基板１３、１３’、１３”は、図４に示すように、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む。例えば、第２の基板１３における出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６のキャパシタンス値と、第２の基板１３’における出力側コンデンサＣ４’〜Ｃ６’のキャパシタンス値とは、互いに異なる。例えば、第２の基板１３における接地コンデンサＣ７のキャパシタンス値と、第２の基板１３’における接地コンデンサＣ７’のキャパシタンス値とは、互いに異なる。

また、ノイズフィルタ装置１の一部として取り付けられるべき候補である複数の第２の基板１３、１３’、１３”は、図４に示すように、基板寸法が異なるものを含む。例えば、第２の基板１３と第２の基板１３”とは、平面視において、横幅がともにＷ１３ａで等しいが、縦幅がそれぞれＷ１３ｂ、Ｗ１３ｂ”であり互いに異なる。

そして、例えばユーザにより、図３に示す複数の第１の基板１２、１２’、１２”から１つの第１の基板が選択され、例えば図４に示す複数の第２の基板１３、１３’、１３”から１つの第２の基板が選択された後、ユーザにより、選択された１つの第１の基板と選択された１つの第２の基板とは、例えば図５に示すように互いに略垂直に取り付けられる。以下では、複数の第１の基板１２、１２’、１２”から第１の基板１２が選択され、複数の第２の基板１３、１３’、１３”から第２の基板１３が選択された場合について例示的に説明するが、他の組み合わせが選択された場合も同様である。

第１の基板１２における端部１２ａに第２の基板１３における領域１３ａが取り付けられる際、第１の基板１２における接続端子２１−１〜２１−３と第２の基板１３における被接続端子２２−１〜２２−３とは、例えば嵌合される。すなわち、接続端子２１−１〜２１−３と被接続端子２２−１〜２２−３とが第１の基板１２に第２の基板１３を取り付ける際のガイドの役目をするので、ユーザ側で容易に第１の基板１２に第２の基板１３を取り付けることができる。

第１の基板１２に第２の基板１３が取り付けられた状態において、フィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３は、接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を介して、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６に電気的に接続されている。また、第２の基板１３は、接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を介して、第１の基板１２に略垂直になるように第１の基板１２の端部１２ａに機械的に接続されている。すなわち、接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を含む接続構造は、第１の基板１２と第２の基板１３との間の電気的な接続と機械的な接続とが兼用された構造になっている。

なお、第１の基板１２と第２の基板１３との機械的な接続を補強するために、例えば、図５に示す板金金具２７で第１の基板１２と第２の基板１３とをさらに接続してもよく、あるいは、例えば、第１の基板１２と第２の基板１３とを半田で接続してもよい。

このようにユーザ側で組み立てられたノイズフィルタ装置１は、例えば、図６に示すように、ユーザにより、モータ駆動システムＳに組み込まれ、例えばモータ駆動装置２と一体化される。

例えば、ノイズフィルタ装置１をモータ駆動装置２に接続する際には、ノイズフィルタ装置１をノイズフィルタ支持板金８にネジ止めにて固定し、第１の基板１２の板金固定金具１９の板金固定穴１９ａ（図３参照）にモータ駆動装置２のアース端子２ｂを接続する。

次に、フィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３をモータ駆動装置２の入力端子３１〜３３（図１参照）に接続し、固定されたノイズフィルタ装置１に本体カバー９を装着し、本体カバー６をノイズフィルタ装置１及びモータ駆動装置２に装着し、最後に正面カバー７をモータ駆動装置２に装着することとなる。

以上のように、実施の形態１では、入力側コンデンサ及びコモンモードチョークコイルの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第１の基板１２〜１２”を用意するとともに、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板１３〜１３”を用意する。そして、複数の第１の基板１２〜１２”から選択された第１の基板（例えば、第１の基板１２）に、複数の第２の基板１３〜１３”から選択された第２の基板（例えば、第１の基板１３）が取り付けられる。これにより、ノイズフィルタ装置１における各コイルのインダクタンス値と各コンデンサのキャパシタンス値とのバランスをユーザ側で変化させることができるので、ノイズフィルタ装置の大型化を抑えながらノイズ低減効果を大きくするようにユーザ側で調整できる。

また、実施の形態１では、入力側コンデンサが実装された第１の基板と出力側コンデンサが実装された第２の基板とが互いに別の基板となっており、第２の基板が第１の基板に略垂直になるように第１の基板の端部に取り付けられるので、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６とを配置上分離させながら、例えばフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３とフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３との水平方向距離を短縮できるなど、ノイズフィルタ装置１におけるフィルタ入力回路１ｂ、フィルタ中間回路１ｃ、及びフィルタ出力回路１ｄ（図１参照）を全体としてコンパクトに配置することができる。すなわち、フィルタ入力回路１ｂ及びフィルタ出力回路１ｄを互いに配置上分離させながらノイズフィルタ装置１を小型化することができる。

これにより、ノイズフィルタ装置１をモータ駆動システムＳに組み込む際における設置領域を省スペース化でき、例えば、交流電源ＰＳの配線引出し位置の制約等を除去することができる。また、モータ駆動システムＳにおける本体カバー６の入力端子部側に密着取り付けして、モータ駆動装置２と一体化することを可能にでき、しかも、モータ駆動システムＳのサイズアップを抑えてコンパクトにまとめることができるという効果もある。

また、実施の形態１では、複数の第１の基板１２〜１２”は、基板寸法が異なるものを含む。複数の第２の基板１３〜１３”は、基板寸法が異なるものを含む。すなわち、複数の第１の基板１２〜１２”及び複数の第２の基板１３〜１３”のそれぞれを回路定数及び寸法の少なくとも一方が異なる基板としておくことで、ユーザの必要に応じて、ノイズ低減効果、漏れ電流値及び寸法の組み合わせをユーザ側で選択できるセレクタブルノイズフィルタが製造可能となる。例えば、第１の基板をｎ種類、第２の基板をｍ種類準備しておけば、合計ｎ×ｍ種類のノイズフィルタ装置がユーザ側で組み立て可能であり、ユーザ側における選択幅を広げることができる。

また、実施の形態１では、第１の基板１２の端部１２ａと第２の基板１３の主面（領域１３ａ）とは、互いに対応する接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を有する。例えば、フィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３は、接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を介して、出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６に電気的に接続される。例えば、第２の基板１３は、接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を介して、第１の基板１２に略垂直になるように第１の基板１２の端部１２ａに機械的に接続される。すなわち、接続端子２１−１〜２１−３及び被接続端子２２−１〜２２−３を含む接続構造は、第１の基板１２と第２の基板１３との間の電気的な接続と機械的な接続とが兼用された構造になっている。これにより、第１の基板１２と第２の基板１３との間の電気的な接続と機械的な接続とを、少ない部品点数で効率的に行うことができる。

また、実施の形態１では、例えば、第１の基板１２では、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３の第１の側にフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を間にして第１の側と反対の第２の側にフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３の第３の側に入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を間にして第３の側と反対の第４の側の端部１２ａに第２の基板１３が取り付けられている。これにより、ノイズフィルタ装置１におけるフィルタ入力回路１ｂ、フィルタ中間回路１ｃ、及びフィルタ出力回路１ｄ（図１参照）を全体としてコンパクトに配置することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるノイズフィルタ装置１００について説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態１では、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３及び出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６が同じ基板（第２の基板）に実装されているが、実施の形態２では、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６とを別の基板に実装する。

具体的には、図７に示すような複数の第１の基板１１２、１１２’、１１２”と図４に示すような複数の第２の基板１３、１３’、１３”とに加えて、図８に示すような複数の第３の基板１２５、１２５’、１２５”を用意する。

例えば、第１の基板１１２には、図７に示すように、複数のパッケージ１１５−１〜１１５−３が実装されていない。複数のパッケージ１１５−１〜１１５−３は、第１の基板１１２ではなく第３の基板１２５に実装されている。

また、第１の基板１１２には、接続端子（第１の接続端子）２１−１〜２１−３が設けられた端部１１２ａと反対側の端部１１２ｂに、接続端子（第２の接続端子）１２３−１〜１２３−３がさらに設けられている。接続端子１２３−１〜１２３−３は、少なくとも表面が導体で形成され、その導体部分は、第１の基板１１２上の図示しない導電パターンを介して、フィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３に電気的に接続されているとともに、第１の基板１２上の図示しない導電パターンを介して、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３の入力側端に電気的に接続されている（図２参照）。接続端子１２３−１〜１２３−３は、第３の基板１２５における被接続端子１２４−１〜１２４−３（図９参照）に対応した形状（例えば被接続端子１２４−１〜１２４−３に嵌合するような凸形状）を有している。なお、他の第１の基板１１２’、１１２”についても第１の基板１１２と同様である。

例えば、第３の基板１２５には、図８に示すように、複数のパッケージ１１５−１〜１１５−３が実装されている。複数のパッケージ１１５−１〜１１５−３は、それぞれ、複数の入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３を含むパッケージである。すなわち、第３の基板１２５には、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３が実装されている。また、第３の基板１２５は、図８に破線で示すような第１の基板１１２が接続されるべき領域１２５ａに、被接続端子１２４−１〜１２４−３を有する。被接続端子１２４−１〜１２４−３は、少なくとも表面が導体で形成され、その導体部分は、第３の基板１２５上の図示しない導電パターンを介して、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３の一端に電気的に接続されている（図２参照）。被接続端子１２４−１〜１２４−３は、第１の基板１１２等における接続端子１２３−１〜１２３−３（図７参照）に対応した形状（例えば接続端子１２３−１〜１２３−３に嵌合するような凹形状、例えばスルーホール形状）を有している。なお、他の第３の基板１２５’、１２５”についても第３の基板１２５と同様である。

ノイズフィルタ装置１００の一部として取り付けられるべき候補である複数の第３の基板１２５、１２５’、１２５”は、図８に示すように、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む。例えば、第３の基板１２５における入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３のキャパシタンス値と、第３の基板１２５’における入力側コンデンサＣ１’〜Ｃ３ ’のキャパシタンス値とは、互いに異なる。

また、ノイズフィルタ装置１００の一部として取り付けられるべき候補である複数の第３の基板１２５、１２５’、１２５”は、図８に示すように、基板寸法が異なるものを含む。例えば、第３の基板１２５と第３の基板１２５”とは、平面視において、横幅がともにＷ１２５ａで等しいが、縦幅がそれぞれＷ１２５ｂ、Ｗ１２５ｂ”であり互いに異なる。

そして、例えばユーザにより、図７に示す複数の第１の基板１１２、１１２’、１１２”から１つの第１の基板が選択され、例えば図４に示す複数の第２の基板１３、１３’、１３”から１つの第２の基板が選択され、図８に示す複数の第３の基板１２５、１２５’、１２５”から１つの第３の基板が選択された後、ユーザにより、選択された１つの第１の基板と選択された１つの第３の基板とは、例えば図９に示すように互いに略垂直に取り付けられる。なお、選択された１つの第１の基板と選択された１つの第２の基板とが互いに略垂直に取り付けられる点は、実施の形態１と同様である。以下では、複数の第１の基板１１２、１１２’、１１２”から第１の基板１１２が選択され、複数の第２の基板１３、１３’、１３”から第２の基板１３が選択され、複数の第３の基板１２５、１２５’、１２５”から第３の基板１２５が選択された場合について例示的に説明するが、他の組み合わせが選択された場合も同様である。

第１の基板１１２における端部１１２ｂに第３の基板１２５における領域１２５ａが取り付けられる際、第１の基板１１２における接続端子１２３−１〜１２３−３と第３の基板１２５における被接続端子１２４−１〜１２４−３とは、例えば嵌合される。すなわち、接続端子１２３−１〜１２３−３と被接続端子１２４−１〜１２４−３とが第１の基板１１２に第３の基板１２５を取り付ける際のガイドの役目をするので、ユーザ側で容易に第１の基板１１２に第３の基板１２５を取り付けることができる。

第１の基板１１２に第３の基板１２５が取り付けられた状態において、フィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３は、接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を介して、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３の一端に電気的に接続されている。また、第３の基板１２５は、接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を介して、第１の基板１１２に略垂直になるように第１の基板１１２の端部１１２ｂに機械的に接続されている。すなわち、接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を含む接続構造は、第１の基板１１２と第３の基板１２５との間の電気的な接続と機械的な接続とが兼用された構造になっている。

以上のように、実施の形態２では、コモンモードチョークコイルの特性が異なるものを含む複数の第１の基板１１２〜１１２”を用意するとともに、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板１３〜１３”を用意することに加えて、入力側コンデンサの特性が異なるものを含む複数の第３の基板１２５〜１２５”を用意する。そして、複数の第１の基板から選択された第１の基板（例えば、第１の基板１１２）に、複数の第２の基板から選択された第２の基板（例えば、第１の基板１３）が取り付けられるとともに、複数の第３の基板１２５〜１２５”から選択された第３の基板（例えば、第３の基板１２５）が取り付けられる。これにより、ノイズフィルタ装置１００には各コイルのインダクタンス値と各コンデンサのキャパシタンス値とのバランスをユーザ側で変化させる際の自由度をさらに向上でき、ノイズフィルタ装置の大型化を抑えながらノイズ低減効果を大きくするようにユーザ側でさらに容易に調整できる。

また、実施の形態２では、入力側コンデンサが実装された第３の基板と出力側コンデンサが実装された第２の基板とが互いに別の基板となっており、第２の基板が第１の基板に略垂直になるように第１の基板の端部に取り付けられるとともに、第３の基板が第１の基板に略垂直になるように第１の基板の反対側の端部に取り付けられるので、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３と出力側コンデンサＣ４〜Ｃ６とを配置上分離させながら、ノイズフィルタ装置１００におけるフィルタ入力回路１ｂ、フィルタ中間回路１ｃ、及びフィルタ出力回路１ｄ（図１参照）を全体としてさらにコンパクトに配置することができる。すなわち、フィルタ入力回路１ｂ及びフィルタ出力回路１ｄを互いに配置上分離させながらノイズフィルタ装置１００をさらに小型化することができる。

また、実施の形態２では、複数の第１の基板１１２〜１１２”は、基板寸法が異なるものを含む。複数の第２の基板１３〜１３”は、基板寸法が異なるものを含む。複数の第３の基板１２５〜１２５”は、基板寸法が異なるものを含む。すなわち、複数の第１の基板１１２〜１１２”、複数の第２の基板１３〜１３”、及び複数の第３の基板１２５〜１２５”のそれぞれを回路定数及び寸法の少なくとも一方が異なる基板としておくことで、ユーザの必要に応じて、ノイズ低減効果、漏れ電流値及び寸法の組み合わせをユーザ側でさらに高い自由度で選択できるセレクタブルノイズフィルタが製造可能となる。例えば、第１の基板をｎ種類、第２の基板をｍ種類、第３の基板をｐ種類準備しておけば、合計ｎ×ｍ×ｐ種類のノイズフィルタ装置がユーザ側で組み立て可能であり、ユーザ側における選択幅をさらに広げることができる。

また、実施の形態２では、第１の基板１１２の端部１１２ｂと第３の基板１２５の主面（領域１２５ａ）とは、互いに対応する接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を有する。例えば、フィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３は、接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を介して、入力側コンデンサＣ１〜Ｃ３の一端に電気的に接続されている。例えば、第３の基板１２５は、接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を介して、第１の基板１１２に略垂直になるように第１の基板１１２の端部１１２ｂに機械的に接続されている。すなわち、接続端子１２３−１〜１２３−３及び被接続端子１２４−１〜１２４−３を含む接続構造は、第１の基板１１２と第３の基板１２５との間の電気的な接続と機械的な接続とが兼用された構造になっている。これにより、第１の基板１１２と第３の基板１２５との間の電気的な接続と機械的な接続とを、少ない部品点数で効率的に行うことができる。

また、実施の形態２では、例えば、第１の基板１１２では、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ２の第１の側にフィルタ入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ２を間にして第１の側と反対の第２の側にフィルタ出力端子ＯＴ１〜ＯＴ３が実装され、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３の第３の側の端部１１２ｂに第３の基板１２５が取り付けられ、コモンモードチョークコイルＬ１〜Ｌ３を間にして第３の側と反対の第４の側の端部１１２ａに第２の基板１３が取り付けられている。これにより、ノイズフィルタ装置１００におけるフィルタ入力回路１ｂ、フィルタ中間回路１ｃ、及びフィルタ出力回路１ｄ（図１参照）を全体としてさらにコンパクトに配置することができる。

以上のように、本発明にかかるノイズフィルタ装置は、スイッチングノイズの低減に有用である。

１ ノイズフィルタ装置
２ モータ駆動装置
３ 整流回路
４ 直流中間回路
５ インバータ
６ 本体カバー
８ ノイズフィルタ支持板金
９ 本体カバー
１２〜１２” 第１の基板
１３〜１３” 第２の基板
１４ パッケージ
１５−１〜１５−３ パッケージ
１６ フィルタ入力端子台
１７−１〜１７−３ パッケージ
１８ パッケージ
１９ 板金固定金具
２１−１〜２１−３ 接続端子
２２−１〜２２−３ 被接続端子
２７ 板金金具
３１〜３３ 入力端子
１００ ノイズフィルタ装置
１１２〜１１２” 第１の基板
１１５−１〜１１５−３ パッケージ
１２３−１〜１２３−３ 接続端子
１２４−１〜１２４−３ 被接続端子
１２５〜１２５” 第３の基板
Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１’〜Ｃ３ ’ 入力側コンデンサ
Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ４’〜Ｃ６’ 出力側コンデンサ
Ｃ７ 接地コンデンサ
ＩＴ１〜ＩＴ３ フィルタ入力端子
Ｌ１〜Ｌ３ コモンモードチョークコイル
ＯＴ１〜ＯＴ３ フィルタ出力端子

Claims (8)

1. 交流電源とモータ駆動装置との間に挿入接続されるノイズフィルタ装置であって、
   フィルタ入力端子、入力側コンデンサ、コモンモードチョークコイル、及びフィルタ出力端子が実装された第１の基板と、
   出力側コンデンサ及び接地コンデンサが実装された第２の基板と、
   を備え、
   前記第１の基板は、入力側コンデンサ及びコモンモードチョークコイルの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第１の基板から選択されたものであり、
   前記第２の基板は、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板から選択されたものであり、
   前記第２の基板は、前記フィルタ出力端子が前記出力側コンデンサに電気的に接続され、かつ、前記第１の基板に略垂直になるように、前記第１の基板の端部に取り付けられる
   ことを特徴とするノイズフィルタ装置。
2. 前記複数の第１の基板は、基板寸法が異なるものを含み、
   前記複数の第２の基板は、基板寸法が異なるものを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ装置。
3. 前記第１の基板の前記端部と前記第２の基板の主面とは、互いに対応する接続端子及び被接続端子を有し、
   前記フィルタ出力端子は、前記接続端子及び前記被接続端子を介して、前記出力側コンデンサに電気的に接続され、
   前記第２の基板は、前記接続端子及び前記被接続端子を介して、前記第１の基板に略垂直になるように前記第１の基板の前記端部に機械的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ装置。
4. 前記第１の基板では、前記コモンモードチョークコイルの第１の側に前記フィルタ入力端子が実装され、前記コモンモードチョークコイルを間にして前記第１の側と反対の第２の側に前記フィルタ出力端子が実装され、前記コモンモードチョークコイルの第３の側に前記入力側コンデンサが実装され、前記コモンモードチョークコイルを間にして前記第３の側と反対の第４の側の前記端部に前記第２の基板が取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ装置。
5. 交流電源とモータ駆動装置との間に挿入接続されるノイズフィルタ装置であって、
   フィルタ入力端子、コモンモードチョークコイル、及びフィルタ出力端子が実装された第１の基板と、
   出力側コンデンサ及び接地コンデンサが実装された第２の基板と、
   入力側コンデンサが実装された第３の基板と、
   を備え、
   前記第１の基板は、コモンモードチョークコイルの特性が異なるものを含む複数の第１の基板から選択されたものであり、
   前記第２の基板は、出力側コンデンサ及び接地コンデンサの少なくとも一方の特性が異なるものを含む複数の第２の基板から選択されたものであり、
   前記第３の基板は、入力側コンデンサの特性が異なるものを含む複数の第３の基板から選択されたものであり、
   前記第２の基板は、前記フィルタ出力端子が前記出力側コンデンサに電気的に接続され、かつ、前記第１の基板に略垂直になるように、前記第１の基板の第１の端部に取り付けられ、
   前記第３の基板は、前記フィルタ入力端子が前記入力側コンデンサに電気的に接続され、かつ、前記第１の基板に略垂直になるように、前記第１の基板における前記第２の基板と反対側の第２の端部に取り付けられる
   ことを特徴とするノイズフィルタ装置。
6. 前記複数の第１の基板は、基板寸法が異なるものを含み、
   前記複数の第２の基板は、基板寸法が異なるものを含み、
   前記複数の第３の基板は、基板寸法が異なるものを含む
   ことを特徴とする請求項５に記載のノイズフィルタ装置。
7. 前記第１の基板の前記第１の端部と前記第２の基板の主面とは、互いに対応する第１の接続端子及び第１の被接続端子を有し、
   前記フィルタ出力端子は、前記第１の接続端子及び前記第１の被接続端子を介して、前記出力側コンデンサに電気的に接続され、
   前記第２の基板は、前記第１の接続端子及び前記第１の被接続端子を介して、前記第１の基板に略垂直になるように前記第１の基板の前記第１の端部に機械的に接続され、
   前記第１の基板の前記第２の端部と前記第３の基板の主面とは、互いに対応する第２の接続端子及び第２の被接続端子を有し、
   前記フィルタ入力端子は、前記第２の接続端子及び前記第２の被接続端子を介して、前記入力側コンデンサに電気的に接続され、
   前記第３の基板は、前記第２の接続端子及び前記第２の被接続端子を介して、前記第１の基板に略垂直になるように前記第１の基板の前記第２の端部に機械的に接続される
   ことを特徴とする請求項５に記載のノイズフィルタ装置。
8. 前記第１の基板では、前記コモンモードチョークコイルの第１の側に前記フィルタ入力端子が実装され、前記コモンモードチョークコイルを間にして前記第１の側と反対の第２の側に前記フィルタ出力端子が実装され、前記コモンモードチョークコイルの第３の側の前記第２の端部に前記第３の基板が取り付けられ、前記コモンモードチョークコイルを間にして前記第３の側と反対の第４の側の前記第１の端部に前記第２の基板が取り付けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載のノイズフィルタ装置。

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