JP7480321B2 - Ｅｍｃフィルタプラグイン装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品、特に冷媒圧縮機のインバータに起因する電気的および／または電磁的干渉を回避または低減するために、ＥＭＣフィルタを備えたＥＭＣフィルタプラグイン装置に関する。

電子部品の動作は、特にスイッチングプロセスにおいて、他の電子部品に電気的または電磁的な干渉を与えることがある。電子部品が他の電子部品や電子機器に与える電気的または電磁的な干渉を低減または回避する能力は、電磁両立性（ＥＭＣ）で定義される。不要な電気的または電磁的影響によって他の電子部品に干渉しないように、または他の電子部品を通して干渉を受けないように、電子フィルタ回路であり、電気的および電磁的干渉を補償または低減するのに適した、いわゆるＥＭＣフィルタの使用が提供されている。ＥＭＣフィルタは、例えば、コモンモードチョーク（ＣＭＣ）または電流補償チョークなどの電気チョークと、電気干渉抑制コンデンサとを備えることができる。電波妨害抑制用コンデンサは、電波妨害抑制用コンデンサとも呼ばれ、高周波の妨害信号を中性導体に短絡または放電させ、高周波の妨害電波の放射を回避することにより、電波妨害を抑制するために使用される。電波障害抑制用コンデンサには、クラスＸとクラスＹがあり、ＩＥＣ ６０３８４－１規格では、クラスＸは相－中性導体間または二相間に接続され、クラスＹは相－中性導体間または二相間に接続される。クラスＸの電波障害防止用コンデンサは，短絡による故障が危険な電気ショックにつながらないような用途に規定される。ＩＥＣ ６０３８４－１規格では、クラスＹの電波障害防止用コンデンサは、相又は中性導体とタッチアース付きハウジングとの間に接続される。

ＥＭＣフィルタは、通常、電圧供給源、例えば高電圧端子と電子部品の間に電気的に装置され、ＥＭＣフィルタと電子部品は一緒に回路基板にはんだ付けされる。ＥＭＣフィルタを構成する部品やフィルタ回路は、永久部品として電子部品に内蔵されます。電気式冷媒圧縮機用のインバータやコンバータの場合、最短の電気経路で干渉を消散または相殺するために、ＥＭＣフィルタを共通の回路基板上のインバータの回路に組み込むことが一般的である。

ＥＭＣフィルタ内蔵の電子部品は、電子部品の交換や調整が必要な場合、共通回路基板からの切り離しができないため、内蔵のＥＭＣフィルタも交換や調整が必要になるというデメリットがあります。逆に、電子部品のＥＭＣフィルタに不具合がある場合は、そのままの状態で電子部品全体を交換しなければならないことが多い。どちらのケースも、利用可能な資源を、責任を持って経済的に使用する妨げになっている。

したがって、本発明の目的は、ＥＭＣフィルタと電子部品との間の結合および切り離しを簡単かつ誤りなく行なえるようにすることである。

この目的は、請求項１による特徴を有するＥＭＣフィルタプラグイン装置によって達成される。さらなる展開は、従属請求項に記載されている。

本発明によるＥＭＣフィルタプラグイン装置は、電子部品、特に冷媒圧縮機のインバータによって引き起こされる電気的及び／又は電磁的干渉を回避又は低減するためのＥＭＣフィルタを備えている。さらに、ＥＭＣフィルタプラグイン装置は、ＥＭＣフィルタを受け入れるために形成されたプラグインハウジングを有する。プラグインハウジングの外側には、ＥＭＣフィルタと電気的に接触する導電体接点が形成されている。本発明によるプラグイン装置の他の部分は、電子部品との装置のために形成されたプラグインレセプタクルであり、この中にプラグインハウジングが差し込まれて、ＥＭＣフィルタと電子部品との間の電気接触を提供することができる。

外側に形成された導電体接点は、電子部品と電圧供給、例えば高電圧供給との間にプラグインハウジングによって受け取られたＥＭＣフィルタを電気的に接続するために設けられている。この場合、プラグインハウジングは、外側に形成された少なくとも４つの導電体接点を有し、導電体接点のうちの少なくとも２つは、ＥＭＣフィルタと電子部品との間の電気接触を確立するために、電子部品に電気的に接触するために設けられる。好都合なことに、プラグインレセプタクルは、プラグインハウジングが差し込まれたときに、プラグインハウジングの外側に形成された導電体接点の少なくとも２つと電子部品の導電体接点との間の電気接触が可能となるように、電子部品に形成されている。外側に形成された更なる導体接点は、接触用の電圧供給源に接続することができる。

プラグインハウジングの外側に形成された、電子部品に電気的に接触するために設けられた導電体コンタクトを部品側導電体コンタクトと呼ぶことができ、プラグインハウジングの外側に形成された、電圧供給装置に電気的に接触するために設けられた導電体コンタクトをメイン側導電体コンタクトと呼ぶことができる。

ＥＭＣフィルタを、電子部品に形成された電気的接触用のプラグインレセプタクルに差し込まれるプラグインハウジングに収容することにより、電子部品とＥＭＣフィルタを別々に交換することが有利になり、両部品をまるごと交換しなくても、機能部品のさらなる動作やＥＭＣフィルタの要求の変更を実現することができるようになる。プラグインハウジングを備えたＥＭＣフィルタは、電子部品から切り離すことができるため、ＥＭＣフィルタを複数回使用することができる。電子部品にプラグインレセプタクルを使用することで、ＥＭＣフィルタを交換するだけで、ＥＭＣフィルタの要求事項に容易に対応することができる。

プラグインハウジングの構成によれば、外側に形成された導電体接点は、可撓性を有するか、または、ばね要素の形態で形成されることが可能である。好ましくは、少なくともプラグインハウジングの部品側に形成された導電体接点は、可撓性を有するか、またはバネ要素の形態で形成される。可撓性又はバネ性を有するように形成された導電体接点により、プラグインハウジングはプラグインレセプタクルに対して予荷重を与えられる。予荷重によって導電体接点に及ぼされる圧縮力は、プラグインハウジングの導電体接点と電子部品の導電体接点との間の安全かつ公差補償された電気的接触を保証する。さらに、可撓性またはバネ性を有するように形成された導電体コンタクトによって及ぼされるプラグインハウジングとプラグインレセプタクルとの間の予荷重は、プラグインハウジングのプラグインレセプタクルからの切り離しの容易性を保証する。なお、ばね要素は、コイルばねの他、Ｚ字状、ジグザグ状、ミアンダ状の屈曲金属要素に形成することもできる。外側に形成された部品側導電体接点は、プラグインハウジングの端面に形成されていることが好ましい。

プラグインハウジングを電圧供給と電気的に接触させるために、プラグインハウジングは電圧プラグイン端子、特に高電圧プラグイン端子を有することができ、これによってＥＭＣフィルタは外側に形成された少なくとも２つの導電体接点を介して電気的に接触している。主電源側導電体接点は、剛性、可撓性、またはバネ要素の形態に形成することができる。

ＥＭＣフィルタは、少なくとも１つの電気的フィルタ回路を有する。使用目的に応じて、ＥＭＣフィルタは、複数の別個の電気フィルタ回路を有することができ、または複数の結合された電気フィルタ回路を有することができる。ＥＭＣフィルタが複数の電気フィルタ回路を有する場合、プラグインハウジングに、ＥＭＣフィルタと電気的に接触するさらなる導電体接点を形成することができる。この導電体接点は、外部に直接、または導電性の接続手段や導電性の取り付け手段によって電気的に接触させることができる。

発明の構成によれば、プラグインハウジングは、ＥＭＣフィルタと電気的に接触する導電体接点が形成される開口部および／または穴を有することができる。この場合、導電体接点は、開口部に装置され、導電性材料、好ましくは銅で作られたスリーブの形態で形成することができる。

この発明の更なる有利な構成によれば、プラグインハウジングは、ストップフランジを有することができる。ストップフランジは、プラグインレセプタクルにおけるプラグインハウジングの嵌め込み装置および間隔のために使用される。換言すれば、ストップフランジは、プラグインレセプタクルの形状に機能的に対応するように形成され、それによってプラグインレセプタクルにおけるプラグインハウジングのプラグイン深さが規定される。ストップフランジには、スリーブ状の導電体コンタクトを有する開口部が形成され得、スリーブ状の導電体コンタクトは、ＥＭＣフィルタと電気的に接触している。開口部は、プラグインハウジングをプラグインレセプタクルにねじによって取り付けるために設けられており、それぞれの場合に開口部を通過したねじは、プラグインレセプタクルまたは電子部品の回路基板に形成されたねじにねじ込まれる。また、リベットを使用することも考えられる。

さらに、プラグインハウジングは、導電性の取付手段、好ましくは開口部に通される導電性のネジによってプラグインレセプタクルに取り付けられ、開口部に形成された導電性の接点は、電子部品に形成された導電性の接点に電気的に接触していることを規定することができる。この場合、導電性取付手段は、ＥＭＣフィルタと電子部品とを電気的に接触させるために使用される。このようにして、ＥＭＣフィルタと電子部品との間の電気的接触と取り付けまたは結合とが有利に同時に達成され得る。電気的な切り離しは、導電性の取り付け手段を取り外すか、または取り外すことによって達成することができる。開口部に形成された導電体コンタクトを有するプラグインハウジングの様々な構成において、プラグインハウジングの材料が好ましくは電気的に非導電性または電気的に絶縁性であるという規定がなされ得る。プラグインハウジングは、好ましくは、プラスチック製である。

ＥＭＣフィルタのプラグイン装置の様々な構成によれば、ＥＭＣフィルタは、プラグインハウジングによって受け取ることができ、ＥＭＣフィルタは、プラグインハウジングに装置され、またはプラグインハウジング内に装置される。他の様々な構成によれば、プラグインハウジングは、鋳造コンパウンド、好ましくはプラスチック鋳造コンパウンドで作ることができ、ＥＭＣフィルタは、鋳造コンパウンドによって囲まれ、または鋳造コンパウンドによって受け取られる。

さらに異なる構成によれば、プラグインハウジングは、金属材料で作ることができる。プラグインレセプタクルは、金属材料またはプラスチックから形成することができる。プラグインレセプタクルは、電子部品に単独で取り付けることができる。回路基板に取り付けることも可能である。さらに、プラグインレセプタクルは、電子部品用のハウジングに組み込まれ、プラグインレセプタクルは、電子部品用のハウジングの一部として形成されていることを、規定することができる。好ましくは、プラグインレセプタクルは、プラグインハウジングのプラグイン方向が電子部品のメイン回路基板に対して直交するように、電子部品に形成することができる。

ＥＭＣフィルタのプラグイン装置は、好ましくは、ポカヨケ原理に従って、プラグインハウジングの外形とプラグインレセプタクルの内形とが互いに対応するように形成される。それゆえ、ポカヨケの原理に基づいて、ＥＭＣフィルタと電気的に接触するための特定のプラグイン選択肢が１つだけ存在するので、ＥＭＣフィルタと電子部品との間の結合が簡略化され、組み立てミスを回避することが可能である。

ＥＭＣフィルタのプラグイン装置には，さらに次のような利点がある。
（１）ＥＭＣフィルタのプラグイン装置により、ＥＭＣフィルタの複数使用が可能になる。
（２）ＥＭＣフィルタや個々のフィルタ部品の選択的なはんだ付けは必要ない。プラグインハウジングの外側に形成された導電接点をスプリングコンタクトとすることで、公差補正が可能になる。
（３）導電接点をバネ接点にするので、プラグインハウジングとプラグインレセプタクルの分解・分離を容易にできる。

分離状態におけるＥＭＣフィルタプラグインの構成概略図を示す。 結合状態におけるＥＭＣフィルタプラグインの構成概略図を示す。 ＥＭＣフィルタを使用したプラグインハウジングの断面図を示す。 ＥＭＣフィルタとの結合のための電子部品を示す。

図１は、ＥＭＣフィルタを受けるためのプラグインハウジング１と、プラグインハウジング１を挿通可能な電子部品３（図４）のハウジング８に形成されたプラグインレセプタクル４とを有するＥＭＣフィルタプラグイン装置の構成の概略図である。図１では、プラグインハウジング１とプラグインレセプタクル４とを切り離した状態で説明する。

ＥＭＣフィルタプラグイン装置の別の構成要素は、電子部品３に起因する電気的および／または電磁的干渉を回避または低減するように形成されたＥＭＣフィルタである（図４）。図１において、ＥＭＣフィルタはプラグインハウジング１内に装置され、プラグインハウジング１の外側の端面に形成された導電体コンタクト２を介して電気的に接触することができる。プラグインハウジング１の外側の端面に形成された導電体コンタクト２は、図４に示す電子部品３の導電コンタクト５に電気的に接触するために設けられている。図示の構成では、外側に形成された導電体コンタクト２は、Ｚ字状に折り曲げられた金属ストリップ状に形成されている。外部に形成された導電体コンタクト２のＺ字形状により、プラグインハウジング１のプラグイン方向に柔軟に降伏することができる。 ＥＭＣフィルタプラグインの構成によれば、外部に形成された導電体コンタクト２をコイルスプリングの形で形成することができる。

プラグインハウジング１は、外周側に、プラグインレセプタクル４に対するストッパとして設けられたストッパフランジ９を有する。これにより、ストップフランジ９は、プラグインレセプタクル４内に必要なプラグイン深さを規定する。ストップフランジ９は、プラグインハウジング１のプラグイン方向に整列された４つの開口部１０を有する。プラグインハウジング１をプラグインレセプタクル４に固定するための開口部１０が設けられており、この開口部１１０を介してプラグインレセプタクル４を押し込むことができる。開口部１０の内部には、ＥＭＣフィルタに電気的に接触しており、図３でより詳細に説明されている導電体コンタクトが装置されている。

参照番号１１は、プラグインハウジング１の内部に装置されたＥＭＣフィルタと電気的に接触する、図１に見えないように図示された導電体コンタクトを有する高圧プラグイン端子を示す。高圧プラグイン端子１１は、ＥＭＣフィルタを電圧供給装置に接触させるために設けられている。

図１に示すＥＭＣフィルタプラグイン装置の構成において、プラグインレセプタクル４は、図４に示す電子部品３に設けられたハウジング８の構成要素として形成されている。これにより、プラグインレセプタクル４は、電子部品３のハウジング８に一体化される。このとき、プラグインハウジング１の外部に形成された導電体コンタクト２と、ハウジング８内に装置された電子部品３の導電コンタクト５とが、プラグイン状態で電気的に接触するように、プラグインレセプタクル４をハウジング８内に装置される。

プラグインハウジング１の外形及びプラグインレセプタクル４の内部形状は、ポカヨケ原理に従って形成されている。プラグインハウジング１は、プラグ受け４に形成されたノーズ７に対応する凹部６を有する。凹部６は、プラグインハウジング１のプラグイン側のプラグイン深さを超えて、その位置を通してプラグインハウジング１のプラグイン深さを規定するストップフランジ９まで延びている。凹部６はプラグインハウジング１の片側にのみ形成されているので、プラグインハウジング１をプラグインレセプタクル４に差し込むためのプラグイン方向及びプラグイン装置が予め定められているので、組立時のカップリングミスを回避することができる。

図２は、電子部品のない結合状態におけるＥＭＣフィルタプラグイン装置の構成の概略図である。図２に示す状態で、プラグインハウジング１は、ハウジング８のプラグインレセプタクル４に完全に差し込まれる。プラグイン収容部４に形成されたノーズ７と、ノーズ７に幾何学的に対応するプラグインハウジング１の凹部６との幾何学的な形状によって、プラグイン収容部４におけるプラグインハウジング１の位置が規定される。ストップフランジ９は、プラグインハウジング１の端面と、電子部品３の支持体として設けられたハウジング８の内面とが一体になるようにプラグインハウジング１のプラグイン深さを規定する（図４）。このとき、プラグインハウジング１の端面に形成された導電体コンタクト２は、ハウジング８の内面を越えて突出する。

図３は、ＥＭＣフィルタ付きプラグインハウジング１の構成を示す概略断面図である。ＥＭＣフィルタは、プラグインハウジング１の内部に装置された回路基板１５を有する。プラグインハウジング１の下端面には、ＥＭＣフィルタの内部電気ブリッジ導体１８に電気的に接触する高電圧プラグイン端子１１が形成されている。プラグインハウジング１の上端面には、ＥＭＣフィルタの内部電気ブリッジ導体１８に電気的に接触する上端面を越えて突出するＺ字状の導電体コンタクト２が形成されている。図示の構成によれば、ＥＭＣフィルタは、クラスＹ干渉抑制コンデンサ１２（Ｙ干渉抑制コンデンサ）を有する。Ｙ干渉抑制コンデンサ１２は、それぞれ、導電体１７を介してストッパフランジ９の開口部１０に形成された導電体コンタクト１４に電気的に接触している。また、Ｙ干渉抑制コンデンサ１２は、それぞれ、導電体１７を介して内部電気ブリッジ導体１８の一方と電気的に接触している。ストッパフランジ９の開口部１０に形成された導電体コンタクト１４はスリーブ状に形成されており、プラグの挿入時に電子部品３または電子部品３のハウジング８に電気的に接触する導電性ネジを組み付けまたは結合する状態で電気的に接触させるために使用される。ハウジング１内をプラグインレセプタクル４に挿通する。これにより、プラグインハウジング１をプラグインレセプタクル４に取り付け、Ｙ干渉抑制コンデンサ１２と電子部品３とを電気的に接触させる役割を果たす。

参照番号１３は、ＥＭＣフィルタのクラスＸ干渉抑制コンデンサ（Ｘ干渉抑制コンデンサ）を示す。さらに、ＥＭＣフィルタは電流補償チョーク１６を有する。Ｘ干渉抑制コンデンサ１３と電流補償チョーク１６とをＥＭＣフィルタの素子として電気的に接触させる。ＥＭＣフィルタの各素子を接続するための導電体１７と導電体コンタクト２，１４は銅で形成されている。

図４は、ＥＭＣフィルタを持たない電子部品３を示している。電子部品３は、電気冷媒圧縮機用のコンバータ（インバータ）である。電子部品３は、図１及び図２に示すハウジング８内に収容されるように設けられている。電子部品３がハウジング８内に装置されると、プラグインレセプタクル４に差し込まれたプラグインハウジング１の導電体コンタクト２が導電体コンタクト５に電気的に接触するように、導電体コンタクト５が位置決めされる。

本発明は、冷媒圧縮機のインバータに起因する電気的および／または電磁的干渉を回避または低減できるＥＭＣフィルタを備えたＥＭＣフィルタプラグイン装置として好適である。

１ プラグインハウジング
２ 導電体コンタクト
３ 電子部品
４ プラグインレセプタクル
５ 導電体コンタクト
６ 凹部
７ ノーズ
８ ハウジング
９ ストッパフランジ
１０ 開口部
１１ 高電圧プラグイン端子
１２ Ｙ干渉抑制コンデンサ
１３ Ｘ干渉抑制コンデンサ
１４ 導電体コンタクト
１５ 回路基板
１６ 電流補償チョーク
１７ 導電体
１８ 内部電気ブリッジ導体

Claims (11)

1. 電子部品（３）、特に冷媒圧縮機のインバータによって起こされる電気的および／または電磁的干渉を回避または低減するためのＥＭＣフィルタと、
   前記ＥＭＣフィルタを収容するために形成され、前記ＥＭＣフィルタと電気的に接触する外部に形成された導電体コンタクト（２）を有するプラグインハウジング（１）と、
   前記プラグインハウジング（１）が差し込まれて前記ＥＭＣフィルタと前記電子部品（３）との間の電気的接触を提供することができるプラグインレセプタクル（４）と、を備えることを特徴とするＥＭＣフィルタプラグイン装置。
2. 前記外部に形成された導電体コンタクト（２）は可撓性を有するか、バネ要素の形で形成されることを特徴とする請求項１に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
3. 前記プラグインハウジング（１）は、電圧端子（１１）、特に高圧プラグイン端子（１１）を有し、前記高圧プラグイン端子（１１）は、前記外部に形成された少なくとも２つの前記導電体コンタクト（２）を介して前記ＥＭＣフィルタが電気的に接触することを特徴とする請求項１または２に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
4. 前記プラグインハウジング（１）は、前記ＥＭＣフィルタに電気的に接触する導電体コンタクト（１４）が形成された開口部（１０）および／または孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
5. 前記プラグインハウジング（１）は、開口部（１０）を形成するストッパフランジ（９）を有し、前記開口部（１０）には、前記ＥＭＣフィルタに電気的に接触するスリーブ状の導電体コンタクト（１４）が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
6. 前記プラグインハウジング（１）は、前記開口部（１０）に通される導電性のネジによってプラグインレセプタクル（４）に取り付け可能であり、前記プラグインレセプタクル（４）に差し込まれた前記プラグインハウジング（１）の導電体コンタクト（２）が前記電子部品（３）に形成された導電体コンタクト（５）に電気的に接触していることを特徴とする請求項４または５に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
7. 前記プラグインハウジング（１）は、鋳造化合物によって形成されて、前記ＥＭＣフィルタは前記鋳造化合物によって囲まれることを特徴とする請求項１または６に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
8. 前記プラグインレセプタクル（４）は、電子部品（３）のハウジング（８）に一体化されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
9. 前記プラグインレセプタクル（４）は、前記電子部品（３）に、プラグインハウジング（１）のプラグイン方向が前記電子部品（３）の回路基板（１５）と直交するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
10. 前記プラグインハウジング（１）の外形と前記プラグインレセプタクル（４）の内面とが、ポカヨケ原理に従って互いに一致することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
11. 前記ＥＭＣフィルタは、少なくとも１つの電流補償チョーク（１６）および少なくとも１つの干渉抑制コンデンサ（１１２、１３）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のＥＭＣフィルタプラグイン装置。
    
    

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