JP2008004328A

JP2008004328A - コンセントプラグ及び電力線通信装置

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Publication number: JP2008004328A
Application number: JP2006171058A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Inui; 信一郎乾; Masaki Nomoto; 雅樹野本; Kenzo Nakamura; 賢蔵中村
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】コンセントプラグ及び電力線通信装置において、分割コア部材を用いても樹脂の伸縮による電気特性への影響を防止し、さらには樹脂の容量成分による電気特性の影響を抑制すること。
【解決手段】電力線の一対のコンセントジャックに差し込み可能な一対のプラグ端子７と、一対のプラグ端子７に一端が接続され電子機器のＡＣケーブルに他端が接続される一対の信号線８と、一対の分割コア部材の互いの端部を突き合わせて環状に構成され一対の信号線８がバイファイラ巻きで巻回された磁性体コア９と、信号線８と磁性体コア９とを覆って内部に収納する封止樹脂１２とを備え、磁性体コア９の周辺領域のうち少なくとも磁性体コア９の内側領域に、空気層ＡＲが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力線通信装置等の電子機器に用いるＡＣケーブルのコンセントプラグ及びこれを備えた電力線通信装置であって、ノイズフィルタ機能や漏洩電磁界抑制機能を有するものに関する。

従来、電子機器に用いられるＡＣケーブルにおいて、ノイズ成分を除去した電力を機器に供給するためにノイズフィルタ（ラインフィルタ）をコンセントプラグに設けたものがある。例えば、特許文献１には、ノイズフィルタ素子を収納した絶縁ケース内に合成樹脂を充填した差し込みプラグが提案されている。このノイズフィルタ素子としては、チョークコイルが用いられている。

一方、近年、一般家屋等の建物内に配線されている電力線を介して通信機器間のデータ通信を行う電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が検討されている。この電力線通信では、通信時に電力線から屋内に電波が漏れる漏洩電磁界の問題があり、特に線路にコモンモード電流が発生すると漏洩電磁界が発生することがわかっている。このコモンモード電流を低減する回路には、トロイダルコイルに信号線を巻回したコモンモードチョークコイル等が用いられる。

実開平７−４４０５２号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来、ノイズフィルタ素子として、トロイダルコアに信号線を巻回したコモンモードチョークコイルが多く用いられているが、リング状のコアに信号線を巻く工程は高コストであり、製造コストを低減するために、トロイダルコアを２分割させた一対の分割コア部材を採用する場合がある。すなわち、ボビンに信号線が巻かれたものに２分割された一対の分割コア部材をそれぞれ通して互いの端部を突き合わせて接触させることで、トロイダルコアと同様の閉磁路を構成している。しかしながら、特許文献１の技術では、ノイズフィルタ素子を合成樹脂で充填しているが、上記分割コア部材を用いたノイズフィルタ素子を同様に合成樹脂で封止しようとすると、合成樹脂の凝固プロセスでの伸縮や成形後の温度変化による伸縮により、分割コア部材の接触状態が変化して電気特性に影響を与えるおそれがあった。また、充填する合成樹脂の持つ静電容量成分による結合が生じ、これによっても電気特性に影響を与えるおそれがあった。
さらに、上記電力線通信においても、漏洩電磁界の抑制のためにコモンモードチョークコイル等を用いたラインフィルタ回路の採用が検討されているが、低コストにトロイダルコアと同様の構成を得るために上述した分割コア部材を用いることが検討されている。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、分割コア部材を用いても樹脂の伸縮による電気特性への影響を防止し、さらには樹脂の容量成分による電気特性の影響を抑制することができるコンセントプラグ及びこれを備えた電力線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のコンセントプラグは、電力線の一対のコンセントジャックに差し込み可能な一対のプラグ端子と、一対の前記プラグ端子に一端が接続され電子機器のＡＣケーブルに他端が接続される一対の信号線と、一対の分割コア部材の互いの端部を突き合わせて環状に構成され一対の前記信号線がバイファイラ巻き又はキャンセル巻きで巻回された磁性体コアと、前記信号線と前記磁性体コアとを覆って内部に収納する封止樹脂とを備え、前記磁性体コアの周辺領域のうち少なくとも前記磁性体コアの内側領域に、空気層が形成されていることを特徴とする。

このコンセントプラグでは、磁性体コアの周辺領域のうち少なくとも磁性体コアの内側領域に、空気層が形成されているので、封止樹脂の凝固プロセスや成形後の温度変化による伸縮が生じても、磁性体コアの外側の封止樹脂から内側の空気層に向けて応力が加わるため、一対の分割コア部材の両端部を突き合わせる方向に力が働く。このため、一対の分割コア部材の接触状態が確実に保持されて、良好な電気特性が維持される。また、磁性体コアの周辺（特に内側領域）が空気層であるため、全て封止樹脂が充填されている場合に比べて全体の誘電率を小さくすることができ、静電容量が低減されて高周波通信用として好適である。

また、本発明のコンセントプラグは、前記空気層が、発泡樹脂で形成されていることを特徴とする。すなわち、このコンセントプラグでは、発泡樹脂により空気層が形成されているので、多孔質である発泡樹脂の空孔内に多くの空気を保持した状態で空気層を得ることができると共に、封止樹脂のモールド時に空気層領域を確保することができる。

また、本発明のコンセントプラグは、前記磁性体コアを気密に収納するケースを備え、前記封止樹脂が、前記ケースごと前記磁性体コアを封止し、前記ケース内に前記空気層が形成されていることを特徴とする。すなわち、このコンセントプラグでは、磁性体コアを収納するケース内に空気層が形成されるため、ケースにより空気層が確保されると共に封止樹脂の伸縮応力をケース自体の強度でも支えることができる。

本発明の電力線通信装置は、電力線を介してデータ通信を行う電力線通信装置であって、電力線通信による受送信機能を有する装置本体と、装置本体に接続されたＡＣケーブルとを備え、前記ＡＣケーブルが、上記本発明のコンセントプラグを有していることを特徴とする。
この電力線通信装置では、上記本発明のコンセントプラグを採用することで、コモンモードチョークコイル等を用いたラインフィルタ回路を低コストにかつ良好な電気特性を維持して内蔵させることができる。これにより、電力線通信においてコモンモード電流等を抑制して漏洩電磁界の発生を効果的に低減させることができる。また、低コストで通信機器用として容易に分解・改造不可能な構造とすることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るコンセントプラグによれば、磁性体コアの周辺領域のうち少なくとも磁性体コアの内側領域に空気層が形成されているので、封止樹脂の伸縮が生じても、一対の分割コア部材の接触状態が確実に保持されて、良好な電気特性が維持される。したがって、低コストで高い信頼性を有したラインフィルタ等の回路内蔵のコンセントプラグを得ることができる。また、磁性体コア周辺の空気層により、静電容量が低減されて高周波通信用として好適なコンセントプラグを実現することができる。特に、本発明のコンセントプラグを用いた電力線通信装置では、漏洩電磁界を抑制するコモンモードチョークコイル等のラインフィルタ回路を低コストかつ良好な電気特性を維持して内蔵させることができる。

以下、本発明に係るコンセントプラグ及び電力線通信装置の第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
本実施形態のコンセントプラグ１は、図１及び図２に示すように、例えば一般家屋等の建物における壁Ｗ内に配設された電力線Ｌに壁Ｗのコンセントジャック２を介して接続されるものであって、電力線Ｌを介して差動伝送によりデータ通信を行う電力線通信装置（電子機器）３に用いるＡＣケーブル５のコンセントプラグである。

上記電力線通信装置３は、電力線通信による受送信機能を有するモデム等の装置本体４と、装置本体４に接続されたＡＣケーブル５とを備えている。なお、電力線通信装置３は、電力線Ｌを介して電力の供給も受けている。
上記ＡＣケーブル５は、電力線Ｌのコンセントジャック２に接続可能な上記コンセントプラグ１と、コンセントプラグ１と装置本体４とを接続するＡＣケーブル本体６とを備えている。

上記コンセントプラグ１は、図２に示すように、電力線Ｌの一対のコンセントジャック２に差し込み可能な一対のプラグ端子７と、一対のプラグ端子７に一端が接続されＡＣケーブル本体６のＡＣ線６ａに他端が接続される一対の信号線８と、一対の信号線８がキャンセル巻きで巻回された磁性体コア９からなるコモンモードチョークコイル１０を有するラインフィルタ回路１１と、信号線８と磁性体コア９とを覆って内部に収納する封止樹脂１２とを備えている。

上記ラインフィルタ回路１１は、上記コモンモードチョークコイル１０と、コモンモードチョークコイル１０を挟んで一対の信号線８に並列に接続された一対のコンデンサＣとを備えている。すなわち、コモンモードチョークコイル１０を挟むようにコンデンサＣが一対の信号線８に架け渡されて接続されている。

上記磁性体コア９は、図３に示すように、コ字状又は円弧状の２分割された一対の分割コア部材９ａの両端を互いに突き合わせて接触状態とすると共に環状にしたものであり、一対の分割コア部材９ａを突き合わせ方向に付勢する圧着用バネ１３で接触状態を保持させて構成されている。
また、一対の信号線８は、ボビン１４にバイファイラ巻きで巻かれており、このボビン１４に一対の分割コア部材９ａをそれぞれ通して互いの端部を突き合わせて接触させることで、トロイダルコアと同様の閉磁路を構成してコモンモードチョークコイル１０としている。
なお、このコモンモードチョークコイル１０を有するラインフィルタ回路１１について、等価回路を図４に示す。

上記封止樹脂１２は、例えばエポキシ樹脂等の合成樹脂が用いられている。
上記磁性体コア９の周辺領域、すなわち磁性体コア９の内側領域及び外側の近傍領域は、発泡シート１５で囲まれた内部に空気層ＡＲが形成されている。この発泡シート１５は、例えば熱剥離シートの「リバアルファ」（登録商標、日東電工社製）が用いられる。この発泡シート１５は、粘着シートと同様に接着面を有するが、接着面の粘着剤に発泡樹脂が用いられているため、加熱による発泡により接着力が無くなり、容易に剥離するものである。

すなわち、予めコモンモードチョークコイル１０の周囲を発泡シート１５で気密的に接着して包んでおき、この状態で封止樹脂１２によりラインフィルタ回路１１全体をプラグ端子７の基端部及びＡＣ線６ａの先端部と共に封止して一体化する。この際、発泡シート１５で覆われた内部には、封止樹脂１２が注入されず、内部空間に空気層ＡＲが形成される。また、封止時において高温の封止樹脂１２による加熱で発泡シート１５の粘着剤が発泡して接着面の接着力が無くなることで、コモンモードチョークコイル１０から発泡シート１５が剥離され、コモンモードチョークコイル１０の周囲にも空気層ＡＲの隙間が形成される。

このように本実施形態では、磁性体コア９の周辺領域、特に磁性体コア９の内側領域に、空気層ＡＲが形成されているので、封止樹脂１２の凝固プロセスや成形後の温度変化による伸縮が生じても、磁性体コア９の外側の封止樹脂１２から内側の空気層ＡＲに向けて応力が加わるため、一対の分割コア部材９ａの両端部を突き合わせる方向に力が働く。このため、一対の分割コア部材９ａの接触状態が確実に保持されて、良好な電気特性が維持される。また、磁性体コア９の周辺（特に内側領域）が空気層ＡＲであるため、全て封止樹脂１２が充填されている場合に比べて全体の誘電率を小さくすることができ、静電容量が低減されて高周波通信用として好適である。

また、本実施形態のコンセントプラグ１を、電力線通信装置３に用いられるＡＣケーブル５のコンセントプラグに採用することで、コモンモードチョークコイル１０を用いたラインフィルタ回路１１を低コストにかつ良好な電気特性を維持して内蔵させることができる。これにより、電力線通信においてコモンモード電流等を抑制して漏洩電磁界の発生を効果的に低減させることができる。また、低コストで通信機器用として容易に分解・改造不可能な構造とすることができる。

次に、本発明に係るコンセントプラグ及びこれを用いた電力線通信装置の第２及び第３実施形態について、図５及び図６を用いて以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、磁性体コア９を発泡シート１５で気密的に覆った内部空間に空気層ＡＲを形成しているのに対し、第２実施形態のコンセントプラグ２１では、図５に示すように、磁性体コア９の内側にスポンジ等の発泡樹脂２５が詰められており、発泡樹脂２５内部の多数の空孔により空気層ＡＲが確保、形成されていると共に、磁性体コア９の外周を覆うように封止樹脂１２が封止されている点である。

すなわち、第２実施形態では、磁性体コア９の内側領域に発泡樹脂２５が詰められており、多孔質である発泡樹脂２５の空孔内に多くの空気を保持した状態で空気層ＡＲを得ることができると共に、封止樹脂１２のモールド時に磁性体コア９内側に空気層ＡＲの領域を確保することができる。なお、第２実施形態のコンセントプラグ２１を作製する際には、磁性体コア９の内側領域に発泡樹脂２５を予め詰めた状態で、封止樹脂１２によりラインフィルタ回路１１をモールドすることにより、磁性体コア９の内側領域まで封止樹脂１２が注入されず、発泡樹脂２５によって内部空孔内の空気層ＡＲは確保される。また、発泡樹脂２５としては、オレフィン系、スチレン系（発泡スチロール等）、塩化ビニール系等が適宜選択されるが、本実施形態では、スポンジを採用している。

第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では発泡シート１５で気密的に覆った内部に空気層ＡＲを形成しているのに対し、第３実施形態のコンセントプラグ３１では、図６に示すように、コモンモードチョークコイル１０を覆う絶縁性のケース３５で気密的にケーシングして内部に空気層ＡＲを形成、確保している点である。すなわち、第３実施形態では、予めコモンモードチョークコイル１０をケース３５内に気密的に収納した状態で封止樹脂１２によるモールドを行うことにより、ケース３５で磁性体コア９への封止樹脂１２の侵入を遮断し、ケース３５内のコモンモードチョークコイル１０周辺に空気層ＡＲを形成することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成については上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が可能である。
例えば、上記各実施形態では、磁性体コア９に信号線８をバイファイラ巻きで巻回しているが、キャンセル巻きで巻回しても構わない。
また、磁性体コア９を用いた回路素子としては、機能としてコモンモード電流を抑制するコモンモードチョークコイル１０であるものに限らず、分割コア部材９ａを突き合わせて構成した磁性体コア９に信号線８を巻回したものであれば、他の機能を有する回路素子であっても構わない。

本発明に係る第１実施形態のコンセントプラグ及び電力線通信装置において、電力線に接続された状態の電力線通信装置を示す構成図である。第１実施形態において、コンセントプラグを示す内部構成図である。第１実施形態において、コモンモードチョークコイルを示す上面図である。本実施形態において、ラインフィルタ回路の等価回路を示す回路図である。本発明に係る第２実施形態のコンセントプラグ及び電力線通信装置において、コンセントプラグを示す内部構成図である。本発明に係る第３実施形態のコンセントプラグ及び電力線通信装置において、コンセントプラグを示す内部構成図である。

符号の説明

１、２１、３１…コンセントプラグ、２…コンセントジャック、３…電力線通信装置、４…装置本体、５…ＡＣケーブル、６…ＡＣケーブル本体、８…信号線、９…磁性体コア、１１…ラインフィルタ回路、１２…封止樹脂、１５…発泡シート、２５…発泡樹脂、３５…ケース、ＡＲ…空気層、Ｌ…電力線、Ｗ…壁

Claims

電力線の一対のコンセントジャックに差し込み可能な一対のプラグ端子と、
一対の前記プラグ端子に一端が接続され電子機器のＡＣケーブルに他端が接続される一対の信号線と、
一対の分割コア部材の互いの端部を突き合わせて環状に構成され一対の前記信号線がバイファイラ巻き又はキャンセル巻きで巻回された磁性体コアと、
前記信号線と前記磁性体コアとを覆って内部に収納する封止樹脂とを備え、
前記磁性体コアの周辺領域のうち少なくとも前記磁性体コアの内側領域に、空気層が形成されていることを特徴とするコンセントプラグ。
請求項１に記載のコンセントプラグにおいて、
前記空気層が、発泡樹脂で形成されていることを特徴とするコンセントプラグ。
請求項１に記載のコンセントプラグにおいて、
前記磁性体コアを気密に収納するケースを備え、
前記封止樹脂が、前記ケースごと前記磁性体コアを封止し、
前記ケース内に前記空気層が形成されていることを特徴とするコンセントプラグ。
電力線を介してデータ通信を行う電力線通信装置であって、
電力線通信による受送信機能を有する装置本体と、
装置本体に接続されたＡＣケーブルとを備え、
前記ＡＣケーブルが、請求項１から３のいずれか一項に記載のコンセントプラグを有していることを特徴とする電力線通信装置。