JP5306562B1 - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

ノイズフィルタは、複数の脚部と前記複数の脚部の両端を連結する第１の連結部及び第２の連結部とを有する第１の磁気コアと、前記脚部にそれぞれ巻き回された複数の巻線と、前記第１の連結部及び前記第２の連結部にそれぞれ交差し前記脚部を通る閉磁路が形成されるように、前記第１の磁気コアに着脱可能に構成された第２の磁気コアとを備え、前記第１の磁気コアは、ノーマルモードインダクタンスを含み、前記閉磁路は、コモンモードインダクタンスを含む。

Description

本発明は、ノイズフィルタに関する。

特許文献１には、電力変換装置と電力系統との間に設置されるチョークコイルにおいて、３個の脚部の上端及び下端が２個の連結部でそれぞれつながれた鉄心における３個の脚部にそれぞれ巻線を巻き、２個の連結部における右側に延びた部分の間に継鉄をつなぐことが記載されている。これにより、特許文献１によれば、ノーマルモードとコモンモードとの両方に対して所定のインダクタンス値が確保できるチョークコイルが実現できるとされている。

特開２００７−４８８９７号公報

一方、コモンモードノイズによる影響は、ノイズを低減する対象の機器が設置された現場で評価するまで見積もりが難しい傾向にある。そのため、適正なノイズ対策を行うためには、コモンモードインダクタンス値の調整をカット＆トライで行うべきであり、その場合、調整中に何度もコモンモードインダクタンス値の変更が必要になることが想定される。

特許文献１に記載の技術では、ノーマルモードとコモンモードとの両方に対して所定のインダクタンス値が確保できていれば十分であるとされており、継鉄が予め鉄心につながれていることが前提になっていると考えられる。そのため、コモンモードインダクタンス値をユーザ側で変化させることが困難である。

また、特許文献１に記載の技術では、２個の連結部を３個の脚部の上端及び下端よりも右側に延長させて、その延長させた部分に継鉄をつないでいる。これにより、チョークコイルの横方向の寸法が３個の脚部に対応したものより大きくなり、チョークコイルを含むノイズフィルタが大型化するので、ノイズフィルタの製造コストが増大する可能性がある。

また、特許文献１に記載の技術では、最終的に使用することとなった場合における設置場所の問題も生じる。すなわち、狭い場所に配置する際に設置方向を変更する必要が生じた場合、特定の方向（横方向）の寸法が大きいと、そのような設置方向の変更が困難になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズフィルタの大型化を抑えながら設置環境に応じてユーザ側で調整できるノイズフィルタ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は、複数の脚部と前記複数の脚部の両端を連結する第１の連結部及び第２の連結部とを有する第１の磁気コアと、前記脚部にそれぞれ巻き回された複数の巻線と、前記第１の連結部及び前記第２の連結部にそれぞれ交差し前記脚部を通る閉磁路が形成されるように、前記第１の磁気コアに着脱可能に構成された第２の磁気コアとを備え、前記第１の磁気コアは、ノーマルモードインダクタンスを含み、前記閉磁路は、コモンモードインダクタンスを含むことを特徴とする。

本発明によれば、最初は第２の磁気コアなしで設置し、問題発生時に第２の磁気コアを取り付けるといった対応が可能であるので、過剰なコモンモード対策を抑制でき、周囲環境変化によりコモンモードノイズが問題となった際の対策が容易である。すなわち、設置環境に応じてユーザ側で容易にノイズフィルタを調整できる。また、第２の磁気コアが、第１の磁気コアにおける寸法に余裕のある厚み方向へ装着されるので、ノイズフィルタの全体としてみた場合に、第１の磁気コアに第２の磁気コアが装着された際の寸法増加を抑制できる。したがって、ノイズフィルタの大型化を抑えながら設置環境に応じて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の構成を示す図である。 図２は、実施の形態１におけるリアクトルの構成を示す図である。 図３は、実施の形態１におけるリアクトルの構成を示す図である。 図４は、実施の形態１におけるリアクトルの構成を示す図である。 図５は、実施の形態１における第２の磁気コアの構成を示す図である。 図６は、実施の形態１の変形例におけるリアクトルの構成を示す図である。 図７は、実施の形態２におけるリアクトルの構成を示す図である。 図８は、実施の形態２におけるリアクトルの構成を示す図である。 図９は、実施の形態３におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１０は、実施の形態３におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１１は、実施の形態３における第２の磁気コアの構成を示す図である。 図１２は、実施の形態４におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１３は、実施の形態５におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１４は、実施の形態６におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１５は、実施の形態７におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１６は、比較例におけるリアクトルの構成を示す図である。 図１７は、他の比較例におけるリアクトルの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．
実施の形態１にかかるノイズフィルタ１について図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１にかかるノイズフィルタ１の構成を示す図である。

電力系統ＰＳから電力（例えば、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の３相交流電力）を受けて動作（例えば、電力変換）を行う電力機器（例えば、電力変換装置）ＥＭは、例えば複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子をスイッチング動作させて電力変換を行う。このとき、電力機器ＥＭでは、スイッチング素子のスイッチング動作に伴うノイズが発生するので、ノイズが電力系統ＰＳへ伝達される可能性がある。ノイズが電力系統ＰＳに伝達されると、電力系統ＰＳと同一電源系統に接続された機器にもノイズが伝達されてその機器を誤動作させる可能性がある。

それに対して、ノイズフィルタ１は、電力系統ＰＳと電力機器ＥＭとの間に設置されて、電力機器ＥＭから電力系統ＰＳへ伝達されるノイズを抑制する。例えば、ノイズフィルタ１は、コンデンサ３及びリアクトル４を有する。コンデンサ３は、例えば同じ容量の３個の線間コンデンサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを有する。各線間コンデンサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ノーマルモードノイズを抑制する。

図１の構成において、電力機器ＥＭから電力系統ＰＳへ伝達される可能性があるノイズには、ノーマルモードノイズだけでなく、コモンモードノイズもある。

そこで、リアクトル４には、ノーマルモードノイズを抑制するためのノーマルモードインダクタンス４Ａだけでなく、コモンモードノイズを抑制するためのコモンモードインダクタンス４Ｂも含ませる必要がある。

一方、一般的に使用されているリアクトルは、図１６に示すように、ノーマルモード用のリアクトル８０４になっており、コモンモードインダクタンスは含んでいない。ノイズ対策などの要因で、コモンモードインダクタンスを追加する場合は、図１７に示すようなコモンモード用のリアクトル９０４を追加して対応することが考えられる。

しかし、コモンモード用のリアクトル９０４の追加のためには、電力系統ＰＳ及び電力機器ＥＭが設置された場所において、配線の着脱が必須であり、追加や変更は容易ではない。

また、コモンモードノイズによる影響は、ノイズを低減する対象の機器が設置された現場で評価するまで見積もりが難しい傾向にある。そのため、適正なノイズ対策を行うためには、コモンモードインダクタンス値の調整をカット＆トライで行うべきであり、その場合、調整中に何度もコモンモードインダクタンス値の変更が必要になることが想定される。さらに、コモンモード用のリアクトルは、そのコアの材質や巻線構成（貫通回数）により様々な特性を持たせることが可能であることから、ノイズ対策として適切な組み合わせを探し出すためにはより多くのカット＆トライが必要となる。

仮に、ノイズフィルタ１におけるリアクトル４を、ノーマルモード用のリアクトル８０４（図１６参照）にコモンモード用のリアクトル９０４（図１７参照）を追加することで構成するものとした場合、多くのカット＆トライは、コモンモードインダクタンス値の種類分、コモンモード用のリアクトル９０４を用意して毎回配線し直す必要があり、リアクトル４の調整のための時間的及び費用的なコストを増大させる可能性がある。

また、最終的に使用することとなった場合には設置場所の問題も生じる。例えば、電力系統ＰＳ及び電力機器ＥＭが設置された場所におけるリアクトル４を設置すべき場所が狭い場合に、ノーマルモード用のリアクトル８０４（図１６参照）にコモンモード用のリアクトル９０４（図１７参照）を追加する方法では、リアクトル４の寸法が全体として大きくなり、リアクトル４を設置すべき場所に配置することが困難になる。

そこで、実施の形態１では、ノイズフィルタ１のリアクトル４において、図２に示すように、ｎ脚コア（ｎ＞１）型の第１の磁気コア４１に対して、第２の磁気コア４２を着脱可能に構成することで、ノイズフィルタ１のリアクトル４にノーマルモードインダクタンス４Ａに加えてコモンモードインダクタンス４Ｂも含ませるようにしつつ、ノイズフィルタ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ユーザ側で調整できるようにする。

具体的には、ノイズフィルタ１のリアクトル４は、第１の磁気コア４１、複数の巻線４３ａ〜４３ｃ、及び第２の磁気コア４２を有する。

第１の磁気コア４１は、複数の脚部４１ａ〜４１ｃ、第１の連結部４１ｄ、及び第２の連結部４１ｅを有する。複数の脚部４１ａ〜４１ｃは、互いに離間して（例えば互いに平行に）並ぶように配置される。各脚部４１ａ〜４１ｃは、例えば電力系統ＰＳから電力機器ＥＭへ供給される電力の各相に対応しており、例えばＲ相、Ｓ相、Ｔ相に対応している。例えば、脚部４１ａはＲ相に対応している。

なお、図２では、リアクトル４として３相リアクトルを例示しているが、他の相数であっても同様の構成は可能である。

第１の連結部４１ｄは、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの一端（図２における上側の端部）を連結する。第２の連結部４１ｅは、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの他端（図２における下側の端部）を連結する。すなわち、第１の連結部４１ｄ及び第２の連結部４１ｅは、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの両端を連結する。

複数の巻線４３ａ〜４３ｃのそれぞれは、脚部に巻き回されている。例えば、巻線４３ａは、脚部４１ａに巻き回され、巻線４３ｂは、脚部４１ｂに巻き回され、巻線４３ｃは、脚部４１ｃに巻き回されている。各巻線４３ａ〜４３ｃは、例えば電力系統ＰＳから電力機器ＥＭへ供給される電力の各相に対応しており、例えばＲ相、Ｓ相、Ｔ相に対応している。例えば、巻線４３ａはＲ相に対応している。

第２の磁気コア４２は、図２及び図３に示すように、例えば略横Ｕ形状であり、第１の磁気コア４１に着脱可能に構成されている。第２の磁気コア４２は、複数の腕部４２ａ，４２ｂ、及び連結部４２ｃを有する。複数の腕部４２ａ，４２ｂは、互いに離間して（例えば互いに平行に）並ぶように配置される。複数の腕部４２ａ，４２ｂは、例えば、脚部４１ｂに沿った方向における第１の磁気コア４１に対応した間隔で互いに離間して配置される。また、各腕部４２ａ，４２ｂは、例えば、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの配置方向及び各脚部４１ａ〜４１ｃに沿った方向に直交する方向（以下、厚み方向とする）における第１の磁気コア４１の幅に対応した長さ（例えば、第１の磁気コア４１の幅より若干長い長さ）を有する。

連結部４２ｃは、複数の腕部４２ａ，４２ｂの一端（図２，３における右側の端部）を連結する。これにより、第２の磁気コア４２は、例えば略横Ｕ形状になる。

第２の磁気コア４２は、例えば、脚部４１ｂ、第１の連結部４１ｄ、及び第２の連結部４１ｅを両外側から挟むように第１の磁気コア４１に着脱される。すなわち、第２の磁気コア４２は、第１の磁気コア４１に厚み方向から装着される。

第１の磁気コア４１は、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの配置方向における寸法Ｗ４１ａと各脚部４１ａ〜４１ｃに沿った方向の寸法Ｗ４１ｂとが、それぞれ、厚み方向における寸法Ｗ４１ｃより長くなっている。言い換えると、第１の磁気コア４１では、他の方向に比べて厚み方向の寸法に余裕がある。そのため、第１の磁気コア４１に第２の磁気コア４２が厚み方向から装着された場合に、図３に示すように、リアクトル４において、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの配置方向における寸法Ｗ４ａと各脚部４１ａ〜４１ｃに沿った方向の寸法Ｗ４ｂと厚み方向における寸法Ｗ４ｃとを、寸法Ｗ４１ａ，Ｗ４１ｂと同程度に抑えることができる。

このように第１の磁気コア４１に第２の磁気コア４２が装着されたリアクトル４を複数の脚部４１ａ〜４１ｃの配置方向に垂直に切った断面で見た場合、図４に一点鎖線で示すように閉磁路ＭＰが形成されている。すなわち、リアクトル４において、第２の磁気コア４２は、第１の連結部４１ｄ及び第２の連結部４１ｅにそれぞれ交差し複数の脚部４１ａ〜４１ｃのうちの１つの脚部４１ｂ（図２参照）を通る閉磁路ＭＰが形成されるように、第１の磁気コア４１に着脱される。

例えば、リアクトル４において、複数の巻線４３ａ〜４３ｃにノーマルモードノイズが流れると、第１の磁気コア４１では、例えば、図３に破線の矢印で示す逆向きの磁束ＭＦ１’及び磁束ＭＦ２’が脚部４１ａ及び脚部４１ｂにそれぞれ発生する。磁束ＭＦ１’及び磁束ＭＦ２’は、脚部４１ａから第１の連結部４１ｄ、脚部４１ｂ、第２の連結部４１ｅを通って脚部４１ａに戻る閉磁路を流れる。すなわち、第１の磁気コア４１は、ノーマルモードノイズ用の閉磁路を持ち、ノーマルモードノイズに対してインダクタンスとして機能できるので、ノーマルモードインダクタンス４Ａを含む。

しかし、リアクトル４において、複数の巻線４３ａ〜４３ｃにコモンモードノイズが流れると、第１の磁気コア４１では、例えば、白抜きの矢印で示す同じ向きの磁束ＭＦ１〜ＭＦ３が脚部４１ａ〜４１ｃにそれぞれ発生する。磁束ＭＦ１〜ＭＦ３は、同じ向きなので、第１の磁気コア４１内で閉磁路を形成することが困難である。すなわち、第１の磁気コア４１は、コモンモードノイズ用の閉磁路を持たず、コモンモードノイズに対してインダクタンスとして機能することが困難なので、実質的にコモンモードインダクタンス４Ｂを含まない。

それに対して、コモンモードノイズ用の閉磁路を持たない第１の磁気コア４１に第２の磁気コア４２を取り付けることで、複数の巻線４３ａ〜４３ｃにコモンモードノイズが流れた時に発生する磁束ＭＦ１〜ＭＦ３が合成された磁束ＭＦ４が第２の磁気コア４２に流れるようにする。これによって、リアクトル４に、元々持っているノーマルモードインダクタンス４Ａに加え、コモンモードインダクタンス４Ｂを持たせることができる。

すなわち、リアクトル４において、第２の磁気コア４２は、第１の連結部４１ｄ及び第２の連結部４１ｅにそれぞれ交差し複数の脚部４１ａ〜４１ｃのうちの１つの脚部４１ｂを通る閉磁路ＭＰが形成されるように、第１の磁気コア４１に着脱される。これにより、第１の磁気コア４１に第２の磁気コア４２が装着された際に、複数の巻線４３ａ〜４３ｃにコモンモードノイズが流れて第１の磁気コア４１の脚部４１ａ〜４１ｃに発生した磁束ＭＦ１〜ＭＦ３は閉磁路ＭＰを流れる。すなわち、閉磁路ＭＰは、コモンモードノイズ用の閉磁路であり、コモンモードノイズに対してインダクタンスとして機能できるので、コモンモードインダクタンス４Ｂを含む。

次に、第２の磁気コア４２が第１の磁気コア４１に対して着脱可能に構成されていることによる利点について説明する。

例えば、ノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズによる影響は、ノイズを低減する対象の機器が設置された現場で評価するまで見積もりが難しい傾向にある。例えば、電力系統ＰＳ及び電力機器ＥＭが設置された場所の環境によっては、必ずしもノイズ不具合が生じるとは限らないため、設置する前に最初からリアクトル４にコモンモードインダクタンス４Ｂを含ませるのは、費用・作業量の面から行いづらい。また、どれだけ挿入しておくべきかという点も分からず、対策過剰／対策不足になる可能性も高い。

一方で、ノイズ対策不要と想定し、リアクトル４にコモンモードインダクタンス４Ｂを含ませないものとした場合、電力系統ＰＳ及び電力機器ＥＭの運用時に想定外のノイズ不具合又は後発的なノイズ不具合が発生してノイズ対策が必要になった際に、リアクトル４にコモンモードインダクタンス４Ｂを追加する必要が生じる。

このとき、仮に、ノイズフィルタ１におけるリアクトル４を、ノーマルモード用のリアクトル８０４（図１６参照）にコモンモード用のリアクトル９０４（図１７参照）を追加することで構成するものとした場合、コモンモード用のリアクトル９０４をまるごと用意して配線をし直す作業が必要になるので、費用・作業量の面で負担となる。

それに対して、実施の形態１では、最初は第２の磁気コア４２無しで設置しておき、ノイズ対策が必要となった場合に適切な第２の磁気コア４２を取り付けるという運用が可能となり、これらの問題が解消する。

このとき、上記したように、適正なノイズ対策を行うためには、コモンモードインダクタンス値の調整をカット＆トライで行うべきであるので、第２の磁気コア４２の候補として互いに特性（例えば、周波数特性及びインダクタンス値）が異なるものを含む複数の第２の磁気コア４２，４２’，４２”を用意しておく。

例えば、図５に示すように、複数の第２の磁気コア４２，４２’，４２”のうちに材質が異なるものを含ませることで、必要な特性に応じたコモンモードインダクタンスを持たせることが可能である。例えば、第２の磁気コア４２が材質Ａで形成され、第２の磁気コア４２’が材質Ｂで形成されている場合、第２の磁気コア４２及び第２の磁気コア４２’の寸法が同じであっても、閉磁路ＭＰを形成したときに異なるインダクタンス値Ｌ２、Ｌ２’を持たせることが可能である。例えば、材質Ａとして珪素鋼板を使用すれば、周波数が低く振幅が大きいコモンモードノイズを抑制でき、材質Ｂとしてフェライトなどの周波数特性の良い材料を使用すれば、ノイズなどの周波数が高いコモンモードノイズを抑制できる。すなわち、第２の磁気コア４２に対応したコモンモードインダクタンスＬ２と第２の磁気コア４２”に対応したコモンモードインダクタンスＬ２”とは、値自体は近いものであってもよいが、周波数特性が互いに異なる。もちろん、材質を変えることで、インダクタンス値を異なるものとしてもよい。

なお、第１の磁気コア４１は、例えば材質Ａで形成されていてもよく、あるいは、例えば材質Ｂで形成されていてもよく、あるいは、例えば材質Ａ及び材質Ｂと異なる材質で形成されていてもよい。

あるいは、例えば、図５に示すように、複数の第２の磁気コア４２，４２’，４２”のうちに寸法が異なるものを含ませることで、必要な特性に応じたコモンモードインダクタンスを持たせることが可能である。例えば、第２の磁気コア４２，４２”の連結部４２ｃに沿った方向の寸法が同じＷ４２ｂで第２の磁気コア４２，４２”の腕部４２ｂに沿った方向の寸法が異なるＷ４２ａ，Ｗ４２ａ”である場合、第２の磁気コア４２，４２”の材質が同じ材質Ａであっても、閉磁路ＭＰを形成したときに異なるインダクタンス値Ｌ２、Ｌ２”を持たせることが可能である。すなわち、第２の磁気コア４２に対応したコモンモードインダクタンスＬ２と第２の磁気コア４２”に対応したコモンモードインダクタンスＬ２”とは、閉磁路ＭＰを形成したときの閉磁路ＭＰの長さが異なるので、例えば周波数特性が同様であっても、閉磁路ＭＰを形成したときのインダクタンス値が異なる（例えば、Ｌ２＞Ｌ２”）。

なお、複数の第２の磁気コア４２，４２’，４２”のうちに材質及び寸法の両方が異なるものを含ませてもよい。

このように、現場のノイズ不具合の状況に応じて適切な第２の磁気コア４２，４２’，４２”を選択することで、コモンモードノイズ対策が容易になる。

以上のように、実施の形態１では、ノイズフィルタ１において、第２の磁気コア４２が、第１の連結部４１ｄ及び第２の連結部４２ｅにそれぞれ交差し脚部４１ａ〜４１ｃを通る閉磁路ＭＰが形成されるように、第１の磁気コア４１に着脱可能に構成されている。これにより、コモンモードノイズによる悪影響が現場で評価するまで見積もりが難しい場合に、第１の磁気コア４１に後から第２の磁気コア４２を取り付けることで対策できるため、最初は第２の磁気コア４２なしで設置し、問題発生時に第２の磁気コア４２を取り付けるといった対応が可能であるので、過剰なコモンモード対策を抑制でき、周囲環境変化によりコモンモードノイズが問題となった際の対策が容易である。すなわち、設置環境に応じてユーザ側で容易にノイズフィルタ１を調整できる。

また、実施の形態１では、ノイズフィルタ１において、第２の磁気コア４２が、第１の磁気コア４１における寸法に余裕のある厚み方向へ装着されるので、ノイズフィルタ１の全体としてみた場合に、第１の磁気コア４１に第２の磁気コア４２が装着された際の寸法増加を抑制できる。例えば、リアクトル４において、複数の脚部４１ａ〜４１ｃの配置方向における寸法Ｗ４ａと各脚部４１ａ〜４１ｃに沿った方向の寸法Ｗ４ｂと厚み方向における寸法Ｗ４ｃとを、寸法Ｗ４１ａ，Ｗ４１ｂと同程度に抑えることができる（図３参照）。これにより、ノイズフィルタの大型化を抑えることができる。また、各方向の寸法を同程度にできるので、狭い場所に配置する際に設置方向を変更する必要が生じた場合に設置方向の変更が容易である。

したがって、実施の形態１によれば、ノイズフィルタの大型化を抑えながら設置環境に応じてユーザ側でノイズフィルタ１を調整できる。

また、実施の形態１では、第２の磁気コア４２は、特性が異なるものを含む複数の第２の磁気コア４２，４２’，４２”から選択されたものである。これにより、コモンモードノイズによる悪影響が現場で評価するまで見積もりが難しい場合に、コモンモードインダクタンス値をユーザ側で変化させることができ、コモンモードインダクタンス値の調整をカット＆トライで行うことができる。この結果、想定外の環境に対して、あるいは、後発的に生じた環境の変化に対して、適正なノイズ対策を行うことができる。

なお、ノイズフィルタ１は、コンデンサ３が省略された構成であってもよい。この場合でも、リアクトル４によりノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズを抑制することができる。

また、図２，３では、第１の磁気コア４１に対する第２の磁気コア４２の取り付け位置が第１の磁気コア４１の対象中心線に対応した位置であり３相に対してバランスの良い位置である場合を例示的に示しているが、例えばノイズの影響が３相で異なる場合など３相に対してバランスの悪い位置に取り付けた方がよい場合も考えられる。この場合、第１の磁気コア４１に対して非対称な位置に第２の磁気コア４２を取り付けてもよい。例えば、第２の磁気コア４２を第１の磁気コア４１の脚部４１ａに対応した位置に取り付けてもよいし、第２の磁気コア４２を第１の磁気コア４１の脚部４１ｃに対応した位置に取り付けてもよい。

また、例えば、図６に示すように、第１の磁気コア４１に対して複数の第２の磁気コア４２−１，４２−２を取り付けてもよい。例えば、第２の磁気コア４２−１を第１の磁気コア４１の脚部４１ｂに対応した位置に取り付け、第２の磁気コア４２−２を第１の磁気コア４１の脚部４１ａに対応した位置に取り付けてもよい。これにより、１つの第２の磁気コア４２で調整する場合に比べて、コモンモードインダクタンス値の調整範囲を広く確保できる。

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１について図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、実施の形態２におけるリアクトル４の構成を示す図である。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、第２の磁気コア４２の端面４２ａ１が第１の磁気コア４１の側面４１ｄ１に面一になるように取り付けている（図３参照）。それに対して、実施の形態２では、第２の磁気コア４２の端面４２ａ１を第１の磁気コア４１の側面４１ｄ１に面一になる位置からずらして取り付け位置を調整する。

具体的には、ノイズフィルタ１のリアクトル４において、図７及び図８に示すように、第２の磁気コア４２における腕部４２ａの端面４２ａ１を、第１の磁気コア４１における第１の連結部４１ｄの側面４１ｄ１よりも反対の側面４１ｄ２側に位置させる。

このとき、側面４１ｄ１及び側面４１ｄ２の間における端面４２ａ１の位置に応じて、脚部４１ｂの長手方向から透視した場合における第１の磁気コア４１及び第２の磁気コア４２の重なり面積Ｓが変わる。この重なり面積Ｓが変わると、第１の磁気コア４１及び第２の磁気コア４２で形成する閉磁路ＭＰの長さが変わるとともに、第１の磁気コア４１及び第２の磁気コア４２の重なる部分の断面積が部分的に変わるので、閉磁路ＭＰのコモンモードインダクタンス値が変わる。すなわち、重なり面積Ｓを調整することで、閉磁路ＭＰのコモンモードインダクタンス値を調整することができる。

例えば、重なり面積Ｓを大きくすると、コモンモードインダクタンス値が大きくなり、かつ飽和しやすくなる。あるいは、例えば、重なり面積Ｓを小さくすると、コモンモードインダクタンス値は小さくなるが、飽和しにくくなる。

現場の状況に合わせて、インダクタンス値と飽和特性との調整が可能となることで、より一層様々な条件のノイズ不具合に対処できるようになる。

以上のように、実施の形態２では、ノイズフィルタ１において、脚部４１ｂの長手方向から透視した場合における第１の磁気コア４１及び第２の磁気コア４２の重なり面積Ｓが、閉磁路ＭＰのコモンモードインダクタンスが適正な値になるように調整される。これにより、第２の磁気コア４２を特性の異なるものに交換せずにコモンモードインダクタンス値を調整できるとともに、コモンモードインダクタンス値の微調整も容易である。

実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかるノイズフィルタ１ｉについて図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０は、実施の形態３におけるリアクトル４ｉの構成を示す図である。以下では、実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態２では、第１の磁気コア４１及び第２の磁気コア４２の重なり面積Ｓを調整することでコモンモードインダクタンス値を調整しているが、実施の形態３では、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｉのギャップＧの大きさを調整することでコモンモードインダクタンス値を調整する。

具体的には、ノイズフィルタ１ｉのリアクトル４ｉにおいて、第１の磁気コア４１ｉは、第２の脚部４１ｆをさらに有する。第２の脚部４１ｆは、第１の連結部４１ｄにおける脚部４１ｂの反対側に配されており、第１の連結部４１ｄ及び脚部４１ｂに対して略垂直な方向に延びている。第２の脚部４１ｆは、例えば図１０に示す、端面４１ｆ１が脚部４１ｂの第２の磁気コア４２ｉ側の側面４１ｂ２より第２の磁気コア４２ｉ側に位置していてもよい。

第２の磁気コア４２ｉは、腕部４２ａ（図２参照）を有さず、例えば略Ｌ形状である。第２の磁気コア４２ｉは、第２の脚部４１ｆにギャップＧを介して対向するとともに、脚部４１ｂ及び第２の脚部４１ｆを通る閉磁路ＭＰｉが形成されるように、第１の磁気コア４１ｉに着脱される。

このとき、ギャップＧの大きさが変わると、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｉで形成する閉磁路ＭＰｉの長さが変わるとともに、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｉの間のギャップＧの部分で透磁率が部分的に変わるので、閉磁路ＭＰｉのコモンモードインダクタンス値が変わる。すなわち、ギャップＧの大きさを調整することで、閉磁路ＭＰｉのコモンモードインダクタンス値を調整することができる。

例えば、ギャップＧの大きさを小さくすると、コモンモードインダクタンス値が大きくなり、かつ飽和しやすくなる。あるいは、例えば、ギャップＧの大きさを大きくすると、コモンモードインダクタンス値は小さくなるが、飽和しにくくなる。

現場の状況に合わせて、インダクタンス値と飽和特性との調整が可能となることで、より一層様々な条件のノイズ不具合に対処できるようになる。

以上のように、実施の形態３では、ノイズフィルタ１ｉにおいて、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｉの間のギャップＧの大きさが、閉磁路ＭＰのコモンモードインダクタンスが適正な値になるように調整される。これにより、第２の磁気コア４２ｉを特性の異なるものに交換せずにコモンモードインダクタンス値を調整できるとともに、コモンモードインダクタンス値の微調整も容易である。

なお、図１１に示すように、略Ｌ形状の第２の磁気コア４２ｉの候補として互いに特性（例えば、周波数特性及びインダクタンス値）が異なるものを含む複数の第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ’，４２ｉ”を用意しておく。

例えば、図５に示すように、複数の第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ’，４２ｉ”のうちに材質が異なるものを含ませることで、必要な特性に応じたコモンモードインダクタンスを持たせることが可能である。例えば、第２の磁気コア４２ｉが材質Ａで形成され、第２の磁気コア４２ｉ’が材質Ｂで形成されている場合、第２の磁気コア４２ｉ及び第２の磁気コア４２ｉ’の寸法が同じであっても、閉磁路ＭＰを形成したときに異なるインダクタンス値Ｌ２ｉ、Ｌ２ｉ’を持たせることが可能である。例えば、材質Ａとして珪素鋼板を使用すれば、周波数が低く振幅が大きいコモンモードノイズを抑制でき、材質Ｂとしてフェライトなどの周波数特性の良い材料を使用すれば、ノイズなどの周波数が高いコモンモードノイズを抑制できる。すなわち、第２の磁気コア４２ｉに対応したコモンモードインダクタンスＬ２ｉと第２の磁気コア４２ｉ”に対応したコモンモードインダクタンスＬ２ｉ”とは、値自体は近いものであってもよいが、周波数特性が互いに異なる。もちろん、材質を変えることで、インダクタンス値を異なるものとしてもよい。

あるいは、例えば、図５に示すように、複数の第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ’，４２ｉ”のうちに寸法が異なるものを含ませることで、必要な特性に応じたコモンモードインダクタンスを持たせることが可能である。例えば、第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ”の連結部４２ｃに沿った方向の寸法が同じＷ４２ｂｉで第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ”の腕部４２ｂに沿った方向の寸法が異なるＷ４２ａｉ，Ｗ４２ａｉ”である場合、第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ”の材質が同じ材質Ａであっても、閉磁路ＭＰを形成したときに異なるインダクタンス値Ｌ２ｉ、Ｌ２ｉ”を持たせることが可能である。すなわち、第２の磁気コア４２ｉに対応したコモンモードインダクタンスＬ２ｉと第２の磁気コア４２ｉ”に対応したコモンモードインダクタンスＬ２ｉ”とは、閉磁路ＭＰを形成したときの閉磁路ＭＰの長さが異なるので、例えば周波数特性が同様であっても、閉磁路ＭＰを形成したときのインダクタンス値が異なる（例えば、Ｌ２ｉ＞Ｌ２ｉ”）。

なお、複数の第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ’，４２ｉ”のうちに材質及び寸法の両方が異なるものを含ませてもよい。

このように、現場のノイズ不具合の状況に応じて適切な第２の磁気コア４２ｉ，４２ｉ’，４２ｉ”を選択することで、コモンモードノイズ対策が容易になる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかるノイズフィルタ１ｊについて図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態４におけるリアクトル４ｊの構成を示す図である。以下では、実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態３では、第１の磁気コア４１ｉに対する第２の磁気コア４２ｉの固定方法は特に考慮していないが、ギャップＧの大きさが変わるとコモンモードインダクタンス値も変わることを考えれば、第１の磁気コア４１ｉに対して第２の磁気コア４２ｉを固定することが好ましい。

そこで、実施の形態４では、第１の磁気コア４１ｉに対して第２の磁気コア４２ｊを固定するための構造を設ける。具体的には、図１２に示すように、ノイズフィルタ１ｊのリアクトル４ｊにおいて、第２の磁気コア４２ｊは、構造部材４２ｄをさらに有する。構造部材４２ｄは、ギャップＧの外側から第２の磁気コア４２ｊを第２の脚部４１ｆに固定する。例えば、構造部材４２ｄは、第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２を有する。第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２は、連結部４２ｃにおける第２の脚部４１ｆに対向すべき部分（図１２における上端近傍の部分）を挟んで互いに反対側に位置しているとともに、連結部４２ｃに固定されている。

第２の磁気コア４２ｊが第１の磁気コア４１ｉに装着される際に、第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２は、例えば、第２の脚部４１ｆを両側面４１ｆ２，４１ｆ３から挟む。これにより、第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２は、ギャップＧの外側から第２の磁気コア４２ｊを第２の脚部４１ｆに固定する。

このとき、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束の一部を第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２へ分流させてもよい。例えば、第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２を連結部４２ｃ及び腕部４２ｂと同じ材質で形成することで、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束を第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２へ分流させることができる。すなわち、構造部材４２ｄを、閉磁路ＭＰｉ（図１０参照）を形成するためのコアの一部として機能させてもよい。

このとき、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束における分流しなかった磁束は、ギャップＧを介して第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れる。そのため、ギャップＧの大きさが変わると、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｊで形成する閉磁路ＭＰｉの長さが変わるとともに、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｊの間のギャップＧの部分で透磁率が部分的に変わるので、閉磁路ＭＰｉのコモンモードインダクタンス値が変わる。すなわち、ギャップＧの大きさを調整することで、閉磁路ＭＰｉのコモンモードインダクタンス値を調整することができる。

例えば、ギャップＧの大きさを小さくすると、コモンモードインダクタンス値が大きくなり、かつ飽和しやすくなる。あるいは、例えば、ギャップＧの大きさを大きくすると、コモンモードインダクタンス値は小さくなるが、飽和しにくくなる。

以上のように、実施の形態４では、第２の磁気コア４２ｊにおける構造部材４２ｄが、ギャップＧの外側から第２の磁気コア４２ｊを第１の磁気コア４１ｉにおける第２の脚部４１ｆに固定する。これにより、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｊの間のギャップＧの大きさを適切な値に安定的に維持することができる。

実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかるノイズフィルタ１ｋについて図１３を用いて説明する。図１３は、実施の形態５におけるリアクトル４ｋの構成を示す図である。以下では、実施の形態４と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態４では、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束の一部を構造部材４２ｄ（第１の板材４２ｄ１及び第２の板材４２ｄ２）へ分流させているが、実施の形態５では、構造部材４２ｄへの磁束の分流を抑制する。

具体的には、図１３に示すように、ノイズフィルタ１ｋのリアクトル４ｋにおいて、第２の磁気コア４２ｋの構造部材４２ｄｋは非磁性体を含む。例えば、第１の板材４２ｄ１は、磁束の分流すべき方向と交差するように延びた非磁性体層４２ｄ１ａを有する。非磁性体層４２ｄ１ａは、第１の板材４２ｄ１の磁気抵抗を高め、第１の板材４２ｄ１内を磁束が通過しにくいようにする。例えば、第２の板材４２ｄ２は、磁束の分流すべき方向と交差するように延びた非磁性体層４２ｄ２ａを有する。非磁性体層４２ｄ２ａは、第２の板材４２ｄ２の磁気抵抗を高め、第２の板材４２ｄ２内を磁束が通過しにくいようにする。

このとき、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束における大部分の磁束は、ギャップＧを介して第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れる。そのため、ギャップＧの大きさが変わると、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｊで形成する閉磁路ＭＰｉの長さが変わるとともに、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｊの間のギャップＧの部分で透磁率が部分的に変わるので、閉磁路ＭＰｉのコモンモードインダクタンス値が変わる。すなわち、ギャップＧの大きさを調整することで、閉磁路ＭＰｉのコモンモードインダクタンス値を調整することができる。

例えば、ギャップＧの大きさを小さくすると、コモンモードインダクタンス値が大きくなり、かつ飽和しやすくなる。あるいは、例えば、ギャップＧの大きさを大きくすると、コモンモードインダクタンス値は小さくなるが、飽和しにくくなる。

以上のように、実施の形態５では、第２の磁気コア４２ｊにおける構造部材４２ｄｋが、ギャップＧの外側から第２の磁気コア４２ｊを第１の磁気コア４１ｉにおける第２の脚部４１ｆに固定する。これにより、第１の磁気コア４１ｉ及び第２の磁気コア４２ｊの間のギャップＧの大きさを適切な値に安定的に維持することができる。

また、実施の形態５では、構造部材４２ｄｋが非磁性体を含むので、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束における大部分の磁束が、ギャップＧを介して第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるようにすることができる。これにより、第２の脚部４１ｆから連結部４２ｃへ流れるべき磁束の一部を構造部材４２ｄｋに分流させる場合に比べて、効率的にコモンモードインダクタンス値を調整することができる。

実施の形態６．
次に、実施の形態６にかかるノイズフィルタ１ｐについて図１４を用いて説明する。図１４は、実施の形態６におけるリアクトル４ｐの構成を示す図である。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、コモンモードノイズの振動成分について特に考慮していないが、実施の形態６では、コモンモード回路（図４に示す閉磁路ＭＰ）にダンピング要素を追加することでコモンモードノイズの振動成分の抑制を図る。

具体的には、図１４に示すように、ノイズフィルタ１ｐのリアクトル４ｐは、第２の巻線４４及び抵抗４５をさらに備える。第２の巻線４４は、第２の磁気コア４２に巻き回されており、例えば、連結部４２ｃに巻き回されている。抵抗４５は、第２の巻線４４の両端に電気的に接続されている。

第２の磁気コア４２に第２の巻線４４及び抵抗４５を取り付けておくことで、コモンモード回路（図４に示す閉磁路ＭＰ）にダンピング要素を追加することができる。すなわち、第２の磁気コア４２に巻き回された第２の巻線４４の両端に抵抗４５を電気的に接続した場合、コモンモード回路に抵抗４５が等価的に挿入された構成となり、抵抗４５での発生損失によりダンピングが効くようになる。これによって、コモンモードノイズの振動成分を早期に終息させることができ、コモンモードノイズ量を減少させることができる。

以上のように、実施の形態６では、第２の巻線４４が、第２の磁気コア４２に巻き回されており、抵抗４５が、第２の巻線４４の両端に電気的に接続されている。これにより、コモンモード回路（図４に示す閉磁路ＭＰ）にダンピング要素を追加することができるので、コモンモードノイズの振動成分を早期に終息させることができ、コモンモードノイズ量を減少させることができる。

実施の形態７．
次に、実施の形態７にかかるノイズフィルタ１ｑについて図１５を用いて説明する。図１５は、実施の形態７におけるリアクトル４ｑの構成を示す図である。以下では、実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。

実施の形態３では、コモンモードノイズの振動成分について特に考慮していないが、実施の形態７では、コモンモード回路（図１０に示す閉磁路ＭＰｉ）にダンピング要素を追加することでコモンモードノイズの振動成分の抑制を図る。

具体的には、図１５に示すように、ノイズフィルタ１ｑのリアクトル４ｑは、第２の巻線４４及び抵抗４５をさらに備える。第２の巻線４４は、第２の磁気コア４２ｉに巻き回されており、例えば、連結部４２ｃに巻き回されている。抵抗４５は、第２の巻線４４の両端に電気的に接続されている。

第２の磁気コア４２ｉに第２の巻線４４及び抵抗４５を取り付けておくことで、コモンモード回路（図１０に示す閉磁路ＭＰｉ）にダンピング要素を追加することができる。すなわち、第２の磁気コア４２ｉに巻き回された第２の巻線４４の両端に抵抗４５を電気的に接続した場合、コモンモード回路に抵抗４５が等価的に挿入された構成となり、抵抗４５での発生損失によりダンピングが効くようになる。これによって、コモンモードノイズの振動成分を早期に終息させることができ、コモンモードノイズ量を減少させることができる。

以上のように、実施の形態７では、第２の巻線４４が、第２の磁気コア４２ｉに巻き回されており、抵抗４５が、第２の巻線４４の両端に電気的に接続されている。これにより、コモンモード回路（図１０に示す閉磁路ＭＰｉ）にダンピング要素を追加することができるので、コモンモードノイズの振動成分を早期に終息させることができ、コモンモードノイズ量を減少させることができる。

以上のように、本発明にかかるノイズフィルタは、コモンモードノイズの低減に有用である。

１，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｐ，１ｑ ノイズフィルタ、 ３ コンデンサ、 ３Ａ〜３Ｃ 線間コンデンサ、 ４，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｐ，４ｑ リアクトル、 ４Ａ ノーマルモードインダクタンス、 ４Ｂ コモンモードインダクタンス、 ４１，４１ｉ 第１の磁気コア、 ４１ａ〜４１ｃ 脚部、 ４１ｄ 第１の連結部、 ４１ｅ 第２の連結部、 ４１ｆ 第２の脚部、 ４２，４２’，４２”，４２ｉ，４２ｊ 第２の磁気コア、 ４２ａ，４２ｂ 腕部、 ４２ｃ 連結部、 ４２ｄ，４２ｄｋ 構造部材、 ４３ａ〜４３ｃ 巻線、 ８０４ ノーマルモード用のリアクトル、 ９０４ コモンモード用のリアクトル。

Claims (4)

1. 複数の脚部と前記複数の脚部の両端を連結する第１の連結部及び第２の連結部とを有する第１の磁気コアと、
   前記脚部にそれぞれ巻き回された複数の巻線と、
   前記第１の連結部及び前記第２の連結部にそれぞれ交差し前記脚部を通る閉磁路が形成されるように、前記第１の磁気コアに着脱可能に構成された第２の磁気コアと、
   を備え、
   前記第１の磁気コアは、ノーマルモードインダクタンスを含み、
   前記閉磁路は、コモンモードインダクタンスを含み、
   前記第１の磁気コアに対する前記第２の磁気コアの取り付け位置は、前記閉磁路のコモンモードインダクタンスが適正な値になるように調整され、
   前記第２の磁気コアは、略Ｕ形状であり、
   前記第２の磁気コアは、前記脚部、前記第１の連結部、及び前記第２の連結部を両外側から挟むように前記第１の磁気コアに着脱され、
   前記脚部の長手方向から透視した場合における前記第１の磁気コア及び前記第２の磁気コアの重なり面積は、前記閉磁路のコモンモードインダクタンスが適正な値になるように調整される
   ことを特徴とするノイズフィルタ。
2. 複数の脚部と前記複数の脚部の両端を連結する第１の連結部及び第２の連結部とを有する第１の磁気コアと、
   前記脚部にそれぞれ巻き回された複数の巻線と、
   前記第１の連結部及び前記第２の連結部にそれぞれ交差し前記脚部を通る閉磁路が形成されるように、前記第１の磁気コアに着脱可能に構成された第２の磁気コアと、
   を備え、
   前記第１の磁気コアは、ノーマルモードインダクタンスを含み、
   前記閉磁路は、コモンモードインダクタンスを含み、
   前記第１の磁気コアに対する前記第２の磁気コアの取り付け位置は、前記閉磁路のコモンモードインダクタンスが適正な値になるように調整され、
   前記第２の磁気コアは、略Ｌ形状であり、
   前記第１の磁気コアは、前記第１の連結部における前記脚部の反対側に配され前記第１の連結部及び前記脚部に対して略垂直な方向に延びた第２の脚部をさらに有し、
   前記第２の磁気コアは、前記第２の脚部にギャップを介して対向するとともに、前記脚部及び前記第２の脚部を通る閉磁路が形成されるように、前記第１の磁気コアに着脱され、
   前記ギャップの大きさは、前記閉磁路のコモンモードインダクタンスが適正な値になるように調整される
   ことを特徴とするノイズフィルタ。
3. 前記第２の磁気コアは、前記ギャップの外側から前記第２の磁気コアを前記第２の脚部に固定する構造部材をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のノイズフィルタ。
4. 前記構造部材は、非磁性体を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載のノイズフィルタ。
   

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