JPS596046B2 - 磁路と良電導体板による障害波遮断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導線路を通つて機器に侵入する障害波により
機器の機能に支障を来たすのを防止するために、導線路
中の障害波を、該導線路に挿入した磁路とその磁路のす
べてを横断して設けた良電導体板により遮断する様にし
た装置に関する。

従来、例えば、計算機・精密測定機器・自動制御機器・
情報処理装置等においてデジタル化した装置や、テレビ
・高性能音響機器等の家電機器が普及する一方、そのデ
ジタル情報や放送電波の入出力回路や電源回路に混入し
て誤動作させ、はなはだしくは該装置を破損させ、ある
いはテレビ等に受信障害をあたえるパルスノイズ（障害
波）も、自動車・自動点滅機器・整流子モーター利用家
電機器等の普及や、高周波加工機・放電灯・ＳＣＲ等の
高速スイッチング素子により大電力のコントロールを行
なう各種機器等の普及にともなつて著しく増大している
ので、このような障害波の除去は、発生源となる機器に
おいても被害を受ける機器においても、各機器に共通し
て強く望まれている。この様な障害波を形成するパルス
の実態は、広い周波数範囲にわたつて種々不規則なもの
が混在しており、又このような障害波が諸機器に伝播す
る径路は、障害波の発生源やそれに連る導線路から空間
を輻射して直接機器に侵入する径路と、発生源あるいは
機器に連なる導線路を伝導してそれらの端子から侵出あ
るいは侵入する径路とがある。

このうち輻射して伝播する障害波に対しては、導線路に
フィルター回路（例えば高周波チョークコイルを導線路
に直列に、高周波キャパシタ−を導線路に並列に結線す
るＬ−Ｃ回路）を挿入して除去する方法があるが、これ
は広範囲にわたる種種な周波数の障害波の除去にすべて
有効に適応するのが困難であるばかりでなく、接続する
相手側とのインピーダンスの整合が充分になされていな
いと機能が低下して障害波除去の実効も無い、そのため
諸機器の特性によつていちいち選定せねばならず煩雑に
なり、又障害波の通過の方向によつて除去の効果が異な
るので、電源や信号源側から機器に侵入する障害波を防
止することと、逆に発生源から電源や信号源側に逃げる
障害波を防止することが、同一種のものでは行えない。
殊にこの種のフィルター回路はキャパシタ−の端子の一
方が接地されていることにより効果があるため、通常接
地して使用するたてまえになつており、これを導線路に
挿入すると電源の基本波成分が常時接地線に漏れて、配
電工事上使用を義務ずけられている漏電ブレーカ一を動
作させてしまう事故が現実に多く生じている欠点がある
。

また、機器が高層建築物の上階に設置されている場合は
接地線が長いので、特別な工事をして接地抵抗を充分低
くないかぎりは、高周波成分に対するキヤパシタ一の作
用が低下するばかりでなく、接地線が輻射障害波に対し
受信アンテナとして作用し、逆に機器を誤動作させる等
々の欠点がある。

本発明は前述の欠点を有するフイルタ一回路を用いない
で、発生源や機器に連なる導線路を伝導して伝播する障
害波の除去を徹底的に行なおうとするものであつて、次
にその詳細を図面により説明する。第１図において１は
１次巻線、２は２次巻線である。

そして該各巻線と叉交して磁芯３を設ける。この磁芯は
電源周波数（あるいは信号周波数）においては高い実効
透磁率を有するが、周波数が高くなるに従い著しく実効
透磁率の低下する材質と構造の磁芯を用いるのがより有
利である。そして４は、この磁芯を該１次巻線１と２次
巻線２の中間位置において残すところなくすべてを横断
する様に設けた微細な間隙であり、５はこの間隙に設け
た薄い良電導体薄板である。２次巻線２は、測定器・通
信機・制御機器・情報処理機器・家電機器等の被害を受
ける機器や、ＳＣＲ応用機器等の発生源となる機器等２
０に接続する。

１次巻線１は該機器に電力を供給する交流電源や信号源
や負荷等１０に接続する。

今被害を受ける機器と該機器に電力を供給する電源線路
とに接続した場合を例に取ると、１次巻線１には電源線
路を通つて電源周波のほかに種々な高周波の障害波が侵
入して来るが、電源周波成分による磁束は、電源周波成
分に対しては高い実効透磁率を有している磁芯３を通過
して２次巻線２に２次起電力を誘起し、これにより機器
には支障無く電源電力が供給される。

これに反し１次巻線１に侵入した障害波による高周波成
分の磁束は、磁芯３に流れ込むが、その高い周波数の故
に、主として渦流損失により失われて、２次巻線内に障
害波の誘起は生じ難い。しかしなお若干の高周波成分の
磁束は残つて２次巻線と叉交し、障害波成分を誘起する
可能性が残るし、又実際の品物においては絶縁物の存在
や、磁芯３と巻線１巻線２とノの間の工作上必要な間隙
等、若干の空隙が残り、わずかながら空芯を形成するこ
とを避けられない。

そして空芯は高周波においても実効透磁率の低下しない
磁芯であるため、高周波磁束はこれを通つて２次コイル
になお若干の障害波を誘起しようとする。ところが本装
置においては良電導体薄板５が空芯も磁芯３も含むすべ
ての磁路を横断して存在し、１次巻線１からの磁束はす
べて必ずこれを貫通しなければ２次コイルには到達でき
ない。注目すべきことは交番磁束が一面の導体を貫通す
るのであるから必ず導体内に誘導起電力を生じ誘導電流
が流れて、その誘導電流により２次磁束を生じ、その磁
束の方向は初めに貫通した磁束と反対方向に生ずること
である。このため両磁束の作用が互に打消し合つて、そ
の大きさが等しければ、貫通した磁束の作用は完全にキ
ヤンセルされて２次巻線２に影響をあたえることができ
なくなる。又電源線路とそれに連る１次巻線から直接輻
射して２次巻線に侵入しようとする障害波も、この良電
導体薄板５を貫通する際同様の原理で良電導体板内に生
ずる反対方向の電流と磁束によりキヤンセルされて、互
の大きさが等しければ２次巻線に影響をあたえることが
出来なくなる。そして電界や磁界中の導電板に生ずる誘
導電流の大きさは、導電板の抵抗に反比例し周波数に比
例して増加するから、該装置の良電導体板５に生ずる誘
導電流は高周波成分になる程良好に流れ、それによる磁
束も多く生ずる。従つて該装置の１次巻線に流入した電
源周波成分と障害波成分のうち、障害波成分は、この良
電導体薄板５に生ずる誘導電流と磁束によつて良好にキ
ヤンセルされ、２次巻線２に誘導を及すことができなく
なる。しかし基本波成分はあまりキャンセルされないの
で、２次巻線２に誘導を生ずることができる。つまり該
装置においては、この例ではその１次巻線１に加えられ
た障害波を含むいわば汚染された電力の中から、障害波
成分を除いた電源周波成分のみを２次巻線２に再生し、
きれいな電力の供給を行うものである。なお該良電導体
薄板５は良電導性である程誘導電流が自由に大きく流れ
ることができて効果が高い。又厚くして板全体の抵抗を
より低くしても、高周波成分は表皮効果が強く、板の表
面しか流れないため、高周波の誘導電流はあまり増えな
いのに、基本波成分の誘導電流が徒らに増して、電源周
波の電力の伝達効率を悪くしたり発熱したりする上に、
第１図４の磁芯を横断する微細間隙を大きくして磁路の
磁気抵抗を大きくするから、できるだけ薄くする。良電
導体薄板として選んだ材料の展延が可能な限り薄くして
も、高周波成分の誘導電流はよく流れて効果が高い。又
これを空隙や半導体被膜や誘電率の低い絶縁物をはさん
で多重にすると一層効果が高くなる。又第１図４の微細
間隙と、良電導体薄板５を複数個所以上設ければ、更に
効果が高くなる。又該良電導体薄板５を接地することに
よつて、直流高電界に対する静電遮蔽の効果をも兼ねさ
せることができる。また用途により、特別に障害波の周
波数が低くて基本波周波数にかなり接近したものさえ含
まれる様な場合は、スーパーマロイ・パーマロイ・純鉄
・コバルト合金等の高透磁率材の薄板を該良電導体薄板
５に重ねて用いると、１次巻線１に侵入した比較的低い
周波数の障害波の磁束は直接これに吸収され、２次巻線
２に到達できなくなり、より高い効果で２次巻線２に誘
導を及ぼさなくなる。

この場合該高透磁率薄板は基本波磁束によつて飽和させ
られている部分があるが、高周波磁束はこの基本波磁束
の画くメジャード畢化ループ上に小さく鋭く変化するイ
ンクレメンタル磁化ループを画き、この様な場合はなを
好く吸収され損失されるものである。またこの様な良電
導体薄板と高透磁率薄板との二重構造は、高透磁率材薄
板の表面に銀・銅等の良電導性金属のメツキによる薄膜
板層を形成したり、逆に良電導体薄板の表面にフエライ
ト微粉の皮膜を作つて構成してもよい。

又良電導体薄板５は、例えば硅素鋼のカツトコア、打抜
き成層コア等の磁芯３の微細間隙４における端部の表面
に、銀・銅等の良電導性金属のメツキ層を形成すること
によつて薄膜板を構成し得る。また高周波の遮断効果を
あまり損じない範囲で該良電導体板に１条または多数条
の切れ目を入れ、基本波磁束が大きなループで流れるの
を防ぐと、電源周波数成分の伝達効率をより高くし、発
熱を防止するのに役立せることができる。

前記の良電導体板５は、これを延長して包覆板６を形成
し、この包覆板６により図示のように巻線と磁芯を完全
に包覆する。

このようにすることによつて、空間から輻射によつて巻
線、磁芯に侵人する障害波を完全に遮断することができ
、さらに、導線路を経て巻線に伝播した障害波が漏洩輻
射することも完全に防止することができるのである。し
たがつて、１次側の巻線、磁芯を包覆板６で包覆しただ
けでも電源線路から１次巻線に侵入した障害波の外部へ
の漏洩輻射は包覆板６により完全に遮断されるので２次
側に漏洩侵入するようなことは全くなく、このため２次
側負荷が障害波ノイズにより誤動作しやすい高速デジタ
ル信号処理機器等である場合には極めて有効である。ま
た、さらに２次側の巻線、磁芯をも包覆板６により包覆
すれば一層効果的であるばかりでなく、２次側の負荷機
器が障害波の発生源であつても１次側への障害波の伝幡
を完全に遮断することができるものである。第２図は前
記第１図示の実施例の装置の１次巻線１と２次巻線２を
さらに個別に包覆板７，７により包覆した実施例を示し
たものであり、この実施例においては、雷等非常にレベ
ルの高い障害波や輻射の特に大なる周波数帯域の障害波
に対してより良い効果を得ることができる。

また、前記のいずれの実施例においても、既述したよう
に、良電導体板を良導電性金属メツキ層により薄膜板に
形成して磁芯３の微細間隙４における磁芯端面にメツキ
層による薄膜板を設置すれば、前記微細間隙の過度の拡
大を防ぐことができ、かつ、前記包覆板６，７の形成も
容易となる。

以上の通り本発明の装置は、それ１台で実用上問題とな
る周波数におけるすべての障害波を除去し得る巾の広い
有効周波数帯域を有し、Ｌ−Ｃ回路フィルタ一等が１け
たからせいぜい２けた半の有効帯域巾しか得られず、高
域用・中域用・低域用等に分かれ、１台で済まないのに
比し著しく優れている。又本発明の装置は、高周波交流
である障害波を除くのに接地なしで有効に働き、従つて
本発明の装置を高層建物の高階に設置した場合、接地線
（高層階では長くなり障害波の導入アンテナとなりやす
い）を必要とせず、また、接地線工事のできない建造物
においても設置使用することができ、携帯用としても簡
便に活用できる点でも著しく優れている。又１次側と２
次側の構造が対称であることと、結合する機器のインピ
ーダンスとの整合がなされなくてもそれ自体の効果に変
りが無いこととによつて、Ｌ−Ｃフイルタ一回路のよう
に障害波Ｏ通過の方向により除去の効果が異ることが無
い、即ち１次側から侵入する障害波を除去するばかりで
無く、２次側から侵入する場合にも１次側に対して同等
の効果があり、従つて障害波を発生する機器の電源側に
挿入すれば該障害波が商用電力線等に流れ込んで障害波
公害を引き起すことも防止できるし、被害機器であると
同時に発生源にもなる可能性のある機器の電源側に１台
を挿入すれば、導線路から侵入する障害波を除去できる
と同時に導線路に出て行く障害波をも除去できるから、
導線路を通じ他に被害をあたえることをも防止できる。
障害波は、規則正しいものも含まれる一方時と所を選ば
ず極めて雑多な形態でも発生し、同一製造者の同機種の
中でも発生に個性がある程で、偶発的にも発生するもの
であるから、これを防止する装置として上述の諸長所を
合わせ持つていることによる相剰的な実用上の有利さは
非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例を示す。 １：１次巻線。 ２：２次巻線。 ３：磁芯。 ４：微細間隙。 ５：良電導薄板。 ６，７：包覆板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １次巻線、２次巻線、および両巻線を貫通する磁芯
   を具備し、両巻線の中間位置における全磁芯部分を横断
   する微細間隙の全面積に亘つて設置した良電導体薄板に
   より前記両巻線の間の全磁路を横断させるとともに、前
   記良電導体薄板を延長して形成した包覆板により前記巻
   線、磁芯を包覆したことを特徴とする障害波遮断装置。 ２ 前記良電導体薄板を、前記微細間隙における磁芯の
   端面上に薄膜板状に形成するとともに、前記包覆板を薄
   膜板状に形成したことを特徴とする特許請求の範囲１に
   記載の障害波遮断装置。