JP2006186620A - ラインフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ライン上で複数のインダクタを近接配置して小型化を図ったとしても、各インダクタ同士の静電的な分離を行ってフィルタとしての高域特性の改善を行うことができるようにしたラインフィルタを提供する。
【解決手段】 第１および第２の巻線１１，１２をそれぞれ別々のコア２１，２２に巻いて第１および第２のインダクタを構成したことで、各インダクタが磁気的に分離される。また金属からなる遮蔽部材２０が各コア２１，２２に近接すると共に接地されていることで、各インダクタが静電的にも分離される。さらに各コア２１，２２と接地面との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、その浮遊容量と各インダクタとで等価的にＴ型フィルタが形成され、高域特性が改善される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導電線上を伝搬するノイズを抑制するラインフィルタに関する。

スイッチング電源、インバータ、照明機器の点灯回路等のパワーエレクトロニクス機器は、電力の変換を行う電力変換回路を有している。電力変換回路は、直流を矩形波の交流に変換するスイッチング回路を有している。そのため、電力変換回路は、スイッチング回路のスイッチング周波数と等しい周波数のリップル電圧や、スイッチング回路のスイッチング動作に伴うノイズを発生させる。このリップル電圧やノイズは他の機器に悪影響を与える。そのため、電力変換回路と他の機器あるいは線路との間には、リップル電圧やノイズを低減する手段を設ける必要がある。

また、最近、家庭内における通信ネットワークを構築する際に用いられる通信技術として電力線通信が有望視され、その開発が進められている。電力線通信は、電力線に高周波信号を重畳して通信を行う。この電力線通信では、電力線に接続された種々の電気・電子機器の動作によって、電力線上にノイズが発生し、このことが、エラーレートの増加等の通信品質の低下を招く。そのため、電力線上のノイズを低減する手段が必要になる。また、電力線通信では、屋内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを阻止する必要がある。

なお、２本の導電線を伝搬するノイズには、２本の導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモード（ディファレンシャルモード）ノイズと、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズとがある。

これらのノイズを抑制するために、電源ラインや信号ラインなどにラインフィルタを設けることが有効である。ラインフィルタとしては、インダクタンス素子（インダクタ）とキャパシタとを含むフィルタ、いわゆるＬＣフィルタがよく用いられている。ＬＣフィルタには、インダクタンス素子とキャパシタとを１つずつ有するものの他に、Ｔ型フィルタやπ型フィルタ等がある。Ｔ型フィルタの基本構成は、ライン上で互いに直列的に接続された第１および第２のインダクタを備え、それら第１および第２のインダクタの間にキャパシタの一端を接続したものとなっている。

ところで、複数のインダクタを有するラインフィルタの場合、各インダクタ同士が磁気的、または静電的に結合してしまうと特に高周波の雑音成分が伝達してしまい、高域でのフィルタ性能が低下してしまうことがある。特許文献１には、２つのラインにそれぞれ２つずつ、合計４つのインダクタが挿入され、各ラインのインダクタの間にキャパシタを接続した構成のＡＣラインフィルタにおいて、各インダクタとキャパシタとの配置を最適化すると共に、所定のインダクタとキャパシタとの間に磁界誘導板を配置することで磁気的結合を抑えて雑音成分を抑える発明が記載されている。
特開２００４−２２８８２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように単に磁界誘導板を配置しただけでは磁気的な結合が抑制されるのみであり、静電的な結合が考慮されていない。このため、結局、高周波成分を除去するためのキャパシタが別途必要となる。また特許文献１では、ライン上の２つのインダクタを互いに直交配置して磁界誘導板を配置することを前提としており、例えばライン上の２つのインダクタを直線的に配置する場合は考慮されていない。しかしながら回路の小型化を実現するためには、ライン上で２つのインダクタを直線的に近接して配置したい場合がある。一方で、特にＴ型フィルタの場合、ライン上の２つのインダクタが磁気的、かつ静電的に結合していない方が特に高域での雑音特性に有利である。このため、単純に近接配置すると結合が生じてしまい、フィルタとしての性能が低下してしまうという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ライン上で複数のインダクタを近接配置して小型化を図ったとしても、各インダクタ同士の静電的な分離を行ってフィルタとしての高域特性の改善を行うことができるようにしたラインフィルタを提供することにある。

本発明によるラインフィルタは、第１の導電線上で互いに直列的に結線され、それぞれがコアとそのコアに巻かれた巻線とを含む複数のインダクタと、金属からなる遮蔽部材とを備え、各インダクタを構成するコア同士が互いに近接配置され、遮蔽部材が、少なくとも隣接するコア間において各コアに近接するように配置されると共に、接地されているものである。

本発明によるラインフィルタでは、金属からなる遮蔽部材が隣接するコア間に配置され、またコアに近接すると共に接地されていることで、各インダクタ同士が静電的に分離される。またコアをそれぞれ分けることで、各インダクタ同士が磁気的にも分離される。これにより、磁気的、かつ静電的な結合による高域特性の悪化が防止される。さらに、各コアと接地面（グランド面）との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、その浮遊容量と分離された各インダクタとで等価的にＴ型フィルタが形成され、これによっても高域特性が改善される。

本発明によるラインフィルタにおいて、絶縁性の押さえ部材が、各コアと遮蔽部材との外周部分に一体的に巻かれていても良い。

また、本発明によるラインフィルタにおいて、第１の導電線上の複数のインダクタとして、第１のコアおよび第１の巻線からなる第１のインダクタと、第２のコアおよび第２の巻線からなる第２のインダクタとを有し、さらに、第２の導電線上で互いに直列的に結線された第３および第４のインダクタを備えていても良い。そして、第３のインダクタが、第１の巻線と共に第１のコアに巻かれた第３の巻線を含み、第４のインダクタが、第２の巻線と共に第２のコアに巻かれた第４の巻線を含み、第１のコアと第２のコアとが互いに近接配置されていても良い。そして遮蔽部材が、少なくとも第１のコアと第２のコアとの間において第１および第２のコアに近接するように配置されると共に、接地されていても良い。
この場合、金属からなる遮蔽部材が、第１のコアと第２のコアとの間に配置されまた、第１および第２のコアに近接すると共に接地されていることで、第１および第３のインダクタの組と第２および第４のインダクタの組とが静電的に分離される。また、コアが、第１のコアと第２のコアとにそれぞれ分かれていることで、第１および第３のインダクタの組と第２および第４のインダクタの組とが磁気的にも分離される。

またさらに、第５の巻線を含み、その一端が第１の巻線の途中に結線された第５のインダクタと、第６の巻線を含み、その一端が第３の巻線の途中に結線された第６のインダクタとをさらに備えていても良い。そして、第５および第６の巻線が、第１および第３の巻線と共に第１のコアに巻かれていても良い。
この場合、遮蔽部材によって、第１および第３のインダクタ、ならびに第５および第６のインダクタの組と、第２および第４のインダクタの組とが、静電的に分離される。また、コアがそれぞれ分かれていることで、磁気的にも分離される。

またさらに、第７の巻線を含み、その一端が第１の巻線の途中に結線された第７のインダクタと、第８の巻線を含み、その一端が第３の巻線の途中に結線された第８のインダクタとをさらに備えていても良い。そして、第７および第８の巻線が、第２および第４の巻線と共に第２のコアに巻かれていても良い。
この場合、遮蔽部材によって、第１および第３のインダクタ、ならびに第５および第６のインダクタの組と、第２および第４のインダクタ、ならびに第７および第８のインダクタの組とが、静電的に分離される。また、コアがそれぞれ分かれていることで、磁気的にも分離される。

本発明のラインフィルタによれば、金属からなる遮蔽部材を、隣接する前記コア間において前記各コアに近接するように配置すると共に接地するようにしたので、ライン上で複数のインダクタを近接配置して小型化を図ったとしても、各インダクタ同士の静電的な分離を行うことができ、高域特性の低下が防止される。また、各コアと接地面との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、その浮遊容量と分離された各インダクタとで等価的にＴ型フィルタが形成されるので、これによっても高域特性が改善される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態に係るラインフィルタについて説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示している。このラインフィルタは、磁性材料よりなり互いに直線的に隣接、かつ近接配置された第１および第２のコア２１，２２と、第１のコア２１に巻かれた第１の巻線１１と、第２のコア２２に巻かれた第２の巻線１２と、各コア２１，２２において各コア２１，２２に近接するように配置されると共に、接地された遮蔽部材２０とを備えている。このラインフィルタでは、遮蔽部材２０を介して各コア２１，２２が接地されるが、その接地面は各巻線１１，１２に対して近接していない方が好ましい。なお、遮蔽部材２０を各コア２１，２２に近接するように配置するとは、遮蔽部材２０が各コア２１，２２に直接的に接している場合に限らず、例えば遮蔽部材２０をコーティング加工して１層膜が追加される場合であってもよいし、また、遮蔽部材２０と各コア２１，２２との間に空隙を有して配置される場合であってもよい。さらに、コーティング加工は、各コア２１，２２に行ってもよい。

なお、図２に示したように、各コア２１，２２と遮蔽部材２０との外周部分に、例えばテープ状の絶縁性の押さえ部材３０が一体的に巻かれていても良い。

遮蔽部材２０は、導電性があり、かつ磁気的および静電的な遮蔽性のある金属材料で構成され、例えば銅板で構成されている。図１（Ａ），（Ｂ）において、各巻線１１，１２に記した黒い丸印は、巻線の極性（巻き始め）を示している。このラインフィルタでは、別々のコア２１，２２を用いることにより各コア２１，２２間が磁気的に分離されているので、各コア２１，２２間での極性の向きの関係は特に限定されない。また、各コア２１，２２間での磁路の方向の関係は特に限定されない。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の構成に対して第２の巻線１２の極性を逆側にした構成例を示しているが、極性の関係は図示した状態に限定されず、他の状態であっても良い。

第１および第２の巻線１１，１２は、互いに直列的に結線されている。第１および第２のコア２１，２２は、それぞれ分割コアで形成されていても良い。また第１および第２のコア２１，２２の形状はそれぞれ、閉磁路を形成するものであれば特に図示したロの字形状のものに限定されるものではない。

図３は、図１（Ａ），（Ｂ）に示したラインフィルタの等価回路を示している。このラインフィルタは、等価的には不平衡型のＴ型フィルタを構成しており、ノーマルモードノイズを抑制するノーマルモードフィルタとして機能する。この等価回路は、入出力端子１Ａ，２Ａ間において第１の導電線３上で互いに直列的に接続された第１および第２のインダクタＬ１，Ｌ２と、一端が第１および第２のインダクタＬ１，Ｌ２の間に接続され、他端が接地された第１のキャパシタＣ１とを備えている。第１のインダクタＬ１は、第１のコア２１に第１の巻線１１が巻かれることにより形成されている。第２のインダクタＬ２は、第２のコア２２に第２の巻線１２が巻かれることにより形成されている。第１のキャパシタＣ１は、各コア２１，２２と接地面（グランド面）との間で形成された浮遊容量である。なお、浮遊容量成分以外のキャパシタを別途追加することも可能である。

このラインフィルタでは、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２とをそれぞれ別々のコア２１，２２を用いて構成したことで、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２とが磁気的に分離される。また金属からなる遮蔽部材２０が各コア２１，２２に近接すると共に接地されていることで、第１のインダクタＬ１と第２のインダクタＬ２とが静電的にも分離される。これにより、磁気的、かつ静電的な結合による高域特性の悪化が防止される。さらに、各コア２１，２２と接地面との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、その浮遊容量と分離された各インダクタＬ１，Ｌ２とで等価的に図３に示したようなＴ型フィルタが形成される。これによっても高域特性が改善される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、別々のコア２１，２２を用いて構成し、さらに金属からなる遮蔽部材２０を、隣接する各コア２１，２２間において各コア２１，２２に近接するように配置すると共に接地するようにしたので、第１の導電線３上で各インダクタＬ１，Ｌ２を近接配置して小型化を図ったとしても、各インダクタＬ１，Ｌ２同士の磁気的、かつ静電的な分離を行うことができ、高域特性の改善を行うことができる。
［第２の実施の形態］

次に、本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタについて説明する。図４（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示している。なお、図１（Ａ），（Ｂ）に示した上記第１の実施の形態に係るラインフィルタと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。このラインフィルタは、図１（Ａ），（Ｂ）の構成要素に加え、第１のコア２１に巻かれた第３の巻線１３と、第２のコア２２に巻かれた第４の巻線１４とを備えている。このラインフィルタにおいても、遮蔽部材２０を介して各コア２１，２２が接地されるが、その接地面は各巻線１１〜１４に対して近接していない方が好ましい。

このラインフィルタについても、上記第１の実施の形態に係るラインフィルタと同様、図５に示したように、各コア２１，２２と遮蔽部材２０との外周部分に、例えばテープ状の絶縁性の押さえ部材３０が一体的に巻かれていても良い。

図４（Ａ），（Ｂ）において、各巻線１１〜１４に記した黒い丸印は、巻線の極性（巻き始め）を示している。このラインフィルタでは、別々のコア２１，２２を用いることにより各コア２１，２２間が磁気的に分離されているので、各コア２１，２２間での極性の向きの関係は特に限定されない。また、各コア２１，２２間での磁路の方向の関係は特に限定されない。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の構成に対して第２および第４の巻線１２，１４の極性を逆側にした構成例を示しているが、極性の関係は図示した状態に限定されず、他の状態であっても良い。
第１および第３の巻線１１，１３は、共通の第１のコア２１に巻かれることにより、協働してコモンモードノイズを抑制するように互いに磁気的に結合している。すなわち、第１および第３の巻線１１，１３は、これらにノーマルモードの電流が流れたときに各巻線を流れる電流によって第１のコア２１に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに第１のコア２１に巻かれている。このように、第１および第３の巻線１１，１３と第１のコア２１は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモード信号を通過させるコモンモードチョークコイルを構成している。第２および第４の巻線１２，１４も同様に、共通の第２のコア２２に巻かれることにより、協働してコモンモードノイズを抑制するように互いに磁気的に結合し、コモンモードチョークコイルを構成している。

第１および第２の巻線１１，１２は、互いに直列的に結線されている。第３および第４の巻線１３，１４も互いに直列的に結線されている。第１および第２のコア２１，２２はそれぞれ、Ｃの字形状の第１および第２のコア（Ｃ型コア）２１Ｃ，２２Ｃと、Ｉの字形状の第１および第２のコア（Ｉ型コア）２１Ｉ，２２Ｉとからなる分割コアの組み合わせ（ＣＩコア）で構成されている。第１および第２のＩ型コア２１Ｉ，２２Ｉ同士が隣接し、その間に遮蔽部材２０が配置されている。第１および第３の巻線１１，１３は第１のＣ型コア２１Ｃに巻かれ、第２および第４の巻線１２，１４は第２のＣ型コア２２Ｃに巻かれている。なお、本実施の形態においても、第１および第２のコア２１，２２の形状はそれぞれ、閉磁路を形成するものであれば特に図４（Ａ），（Ｂ）に示した形状のものに限定されるものではなく、後述する変形例のように種々の構成が考えられる。

図６は、図４（Ａ），（Ｂ）に示したラインフィルタの等価回路を示している。図３に示した上記第１の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。このラインフィルタは、等価的にはコモンモード型のＴ型フィルタを構成しており、第１および第２の導電線３，４を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズを抑制するコモンモードフィルタとして機能する。この等価回路は、図３の等価回路の構成要素に加え、入出力端子１Ｂ，２Ｂ間において第２の導電線４上で互いに直列的に接続された第３および第４のインダクタＬ３，Ｌ４と、一端が第３および第４のインダクタＬ３，Ｌ４の間に接続され、他端が接地された第２のキャパシタＣ２とを備えている。第３のインダクタＬ３は、第１のインダクタＬ１と共通の第１のコア２１に第３の巻線１３が巻かれることにより形成されている。第４のインダクタＬ４は、第２のインダクタＬ２と共通の第２のコア２２に第４の巻線１４が巻かれることにより形成されている。第２のキャパシタＣ２は、第１のキャパシタＣ１と同様、各コア２１，２２と接地面（グランド面）との間で形成された浮遊容量である。なお、浮遊容量成分以外のキャパシタを別途追加することも可能である。

このラインフィルタでは、第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３の組と第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４の組とをそれぞれ別々のコア２１，２２を用いて構成したことで、それらの組同士が磁気的に分離される。また金属からなる遮蔽部材２０が各コア２１，２２に近接すると共に接地されていることで、それらの組同士が静電的にも分離される。これにより、磁気的、かつ静電的な結合による高域特性の悪化が防止される。さらに、各コア２１，２２と接地面との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、等価的に図６に示したようなコモンモードのＴ型フィルタが形成される。これによっても高域特性が改善される。

図７は、このラインフィルタを実際に製作し、その減衰量の周波数特性を測定してグラフ化した図である。横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示す。図６の等価回路における第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３の組のインダクタンスを４ｍＨ、第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４の組のインダクタンスを４ｍＨに設定した。第１および第２のキャパシタＣ１，Ｃ２のキャパシタンスはそれぞれ、１５００ｐＦに設定した。なお、浮遊容量成分で形成するキャパシタンスは小さいので外部キャパシタを別途追加して、キャパシタンスを１５００ｐＦにした。信号の入出力インピーダンスは５０Ωとした。比較例として、等価回路的には同一の回路構成で遮蔽部材２０を設けず、コア同士を接触した場合の特性も測定した。

図７の結果から分かるように、遮蔽部材２０を設けなかった場合（シールドなし）には、外部キャパシタを追加しても各コア２１，２２を接触させると、高域での減衰量が不十分で高域特性が低下している。一方、遮蔽部材２０を設けた本実施の形態に係るラインフィルタの場合（シールドあり）には、高域特性が改善されている。

図８は、本実施の形態に係るラインフィルタにおいて、外部キャパシタとしてさらにＹコンデンサＣ１１，Ｃ１２を信号の出力側に追加した構成を示している。ＹコンデンサＣ１１の一端は、第１の導電線３上において第２のインダクタＬ２側に接続され、他端は接地されている。ＹコンデンサＣ１２の一端は、第２の導電線４上において第４のインダクタＬ４側に接続され、他端は接地されている。

図９は、このようなＹコンデンサＣ１１，Ｃ１２を追加したラインフィルタを実際に製作し、その減衰量の周波数特性を測定してグラフ化した図である。ＹコンデンサＣ１１，Ｃ１２のキャパシタンスはそれぞれ、３３０ｐＦに設定した。それ以外の回路条件は図７の場合と同様である。比較例として、等価回路的には同一の回路構成で遮蔽部材２０を設けなかった場合の特性も測定した（シールドなし）。図９の結果から分かるように、遮蔽部材２０を設け、ＹコンデンサＣ１１，Ｃ１２を追加した場合（シールドあり）には、より高域特性が改善されている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、別々のコア２１，２２を用いて構成し、さらに金属からなる遮蔽部材２０を、隣接する各コア２１，２２間において各コア２１，２２に近接するように配置すると共に接地するようにしたので、第１の導電線３上で各インダクタＬ１，Ｌ２を近接配置すると共に第２の導電線４上で各インダクタＬ３，Ｌ４を近接配置して小型化を図ったとしても、第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３の組と第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４の組との磁気的、かつ静電的な分離を行うことができ、高域特性の改善を行うことができる。
＜第２の実施の形態の変形例＞

次に、本実施の形態に係るラインフィルタの変形例を説明する。以下で説明する変形例は、第１および第２のコア２１，２２の構成が異なるのみで、その他の構成は基本的に上記した図４（Ａ），（Ｂ）の構成例と同様である。また、以下の各変形例において、各コア２１，２２間での磁路の方向の関係は特に限定されない。また、各コア２１，２２間での極性の関係も図示した状態に限定されず、他の状態であっても良い。

図１０は、第１の変形例を示している。この変形例は図４（Ａ），（Ｂ）の構成例と同様、第１および第２のコア２１，２２はそれぞれ、第１および第２のＣ型コア２１Ｃ，２２Ｃと、第１および第２のＩ型コア２１Ｉ，２２Ｉとからなる分割コアの組み合わせ（ＣＩコア）で構成されている。ただし、この変形例では、図４（Ａ），（Ｂ）と比較して各分割コアの配置が逆になっている。すなわち、第１および第２のＩ型コア２１Ｉ，２２Ｉの方が外側に配置され、第１および第２のＣ型コア２１Ｃ，２２Ｃ同士が隣接して、その間に遮蔽部材２０が配置されている。

図１１は、第２の変形例を示している。この変形例は第１のコア２１，２２をそれぞれ、Ｅの字形状の分割コア（Ｅ型コア）で構成した例である。すなわち、第１のコア２１が、２つのＥ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２の組み合わせ（ＥＥコア）で構成されている。２つのＥ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２は上下に対向するようにして配置され、各Ｅ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２の中央の柱部分に第１および第３の巻線１１，１３が巻かれている。第２のコア２２も同様に、上下に対向配置された２つのＥ型コア２２Ｅ１，２２Ｅ２の組み合わせで構成され、各Ｅ型コア２２Ｅ１，２２Ｅ２の中央の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。

図１２（Ａ），（Ｂ）は、第３の変形例を示している。この変形例は第１のコア２１，２２をそれぞれ、ＰＱコアで構成した例である。図１２（Ａ）は側面図、図１２（Ｂ）は上面図である。この変形例では、第１のコア２１が、２つのＰＱコア２１Ｐ１，２１Ｐ２の組み合わせで構成されている。２つのＰＱコア２１Ｐ１，２１Ｐ２は上下に対向するようにして配置され、各ＰＱコア２１Ｐ１，２１Ｐ２の中央の柱部分に第１および第３の巻線１１，１３が巻かれている。第２のコア２２も同様に、上下に対向配置された２つのＰＱコア２２Ｐ１，２２Ｐ２の組み合わせで構成され、各ＰＱコア２２Ｐ１，２２Ｐ２の中央の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。

図１３は、第４の変形例を示している。この変形例は第１のコア２１，２２をそれぞれ、Ｃの字形状の分割コア（Ｃ型コア）で構成した例である。すなわち、第１のコア２１が、２つのＣ型コア２１Ｃ１，２１Ｃ２の組み合わせ（ＣＣコア）で構成されている。２つのＣ型コア２１Ｃ１，２１Ｃ２は上下に対向するようにして配置され、各Ｃ型コア２１Ｃ１，２１Ｃ２の外側の柱部分に第１および第３の巻線１１，１３が巻かれている。第２のコア２２も同様に、上下に対向配置された２つのＣ型コア２２Ｃ１，２２Ｃ２の組み合わせで構成され、各Ｃ型コア２２Ｃ１，２２Ｃ２の外側の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。

図１４は、第５の変形例を示している。この変形例は第１のコア２１，２２をそれぞれ、ロの字形状の単体のコアで構成した例である。すなわち、第１のコア２１が、１つのロの字形状のコア構成され、その上下の柱部分に第１および第３の巻線１１，１３が巻かれている。第２のコア２２も同様に、１つのロの字形状のコア構成され、その上下の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。

図１５は、第６の変形例を示している。この変形例は第１のコア２１，２２をそれぞれ、日の字形状の単体のコアで構成した例である。すなわち、第１のコア２１が、１つの日の字形状のコアを横置きして構成され、その中央の柱部分に第１および第３の巻線１１，１３が巻かれている。第２のコア２２も同様に、１つの日の字形状のコアを横置きして構成され、その中央の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。
［第３の実施の形態］

次に、本発明の第３の実施の形態に係るラインフィルタについて説明する。図１６は、本実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示している。なお、上記第２の実施の形態に係るラインフィルタと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。このラインフィルタは、上記第２の実施の形態に係るラインフィルタの構成要素に加え、第１のコア２１に巻かれた第５および第６の巻線１５，１６を備えている。後述する図１７の等価回路に示すように、第５の巻線１５の一端は第１の巻線１１の途中（好ましくは第１の巻線１１の中点）に結線され、第６の巻線１６の一端は第３の巻線１３の途中（好ましくは第３の巻線１３の中点）に結線されている。

なお図示しないが、このラインフィルタについても、上記第１および第２の実施の形態に係るラインフィルタと同様、各コア２１，２２と遮蔽部材２０との外周部分に、例えばテープ状の絶縁性の押さえ部材３０が一体的に巻かれていても良い。

図１６において、各巻線１１〜１６に記した黒い丸印は、巻線の極性（巻き始め）を示している。このラインフィルタでは、別々のコア２１，２２を用いることにより各コア２１，２２間が磁気的に分離されているので、各コア２１，２２間での極性の向きの関係は特に限定されない。また、各コア２１，２２間での磁路の方向の関係は特に限定されない。

第１のコア２１は、２つのＥ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２の組み合わせ（ＥＥコア）で構成されている。２つのＥ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２は上下に対向するようにして配置され、各Ｅ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２の中央の柱部分に第１および第３の巻線１１，１３が巻かれている。また、各Ｅ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２の外側の柱部分に第５および第６の巻線１５，１６が巻かれている。一方、第２のコア２２は、２つのＣ型コア２２Ｃ１，２２Ｃ２の組み合わせ（ＣＣコア）で構成されている。２つのＣ型コア２２Ｃ１，２２Ｃ２は上下に対向するようにして配置され、各Ｃ型コア２２Ｃ１，２２Ｃ２の外側の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。なお、本実施の形態においても、第１および第２のコア２１，２２の形状はそれぞれ、所定の閉磁路を形成するものであれば特に図１６に示した形状のものに限定されるものではなく、図示しないが種々の変形例が考えられる。

図１７は、図１６に示したラインフィルタの等価回路を示している。図６に示した上記第２の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。このラインフィルタも、コモンモードフィルタとして機能する。この等価回路は、図６の等価回路の構成要素に加え、第５の巻線１５を含みその一端が第１の巻線１１の途中（好ましくは第１の巻線１１の中点）に結線された第５のインダクタＬ５と、第６の巻線１６を含みその一端が第３の巻線１３の途中（好ましくは第３の巻線１３の中点）に結線された第６のインダクタＬ６とを備えている。この等価回路はさらに、一端が第５および第６のインダクタＬ５，Ｌ６の他端に接続され、他端が接地された第３のキャパシタＣ３を備えている。

第５のインダクタＬ５は、第１のインダクタＬ１と共通の第１のコア２１に第５の巻線１５が巻かれることにより形成されている。第６のインダクタＬ６も同様に、第１のコア２１に第６の巻線１６が巻かれることにより形成されている。第３のキャパシタＣ３は、第１および第２のキャパシタＣ１，Ｃ２と同様、各コア２１，２２と接地面（グランド面）との間で形成された浮遊容量である。なお、浮遊容量成分以外のキャパシタを別途追加することも可能である。

このラインフィルタでは、第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３、ならびに第５および第６のインダクタＬ５，Ｌ６の組と第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４の組とをそれぞれ別々のコア２１，２２を用いて構成したことで、それらの組同士が磁気的に分離される。また金属からなる遮蔽部材２０が各コア２１，２２に近接すると共に接地されていることで、それらの組同士が静電的にも分離される。これにより、磁気的、かつ静電的な結合による高域特性の悪化が防止される。さらに、各コア２１，２２と接地面との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、等価的に図１７に示したようなコモンモードフィルタが形成される。これによっても高域特性が改善される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、別々のコア２１，２２を用いて構成し、さらに金属からなる遮蔽部材２０を、隣接する各コア２１，２２間において各コア２１，２２に近接するように配置すると共に接地するようにしたので、第１の導電線３上で各インダクタＬ１，Ｌ２を近接配置すると共に第２の導電線４上で各インダクタＬ３，Ｌ４を近接配置して小型化を図ったとしても、第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３、ならびに第５および第６のインダクタＬ５，Ｌ６の組と第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４の組との磁気的、かつ静電的な分離を行うことができ、高域特性の改善を行うことができる。
［第４の実施の形態］

次に、本発明の第４の実施の形態に係るラインフィルタについて説明する。図１８は、本実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示している。なお、図１６に示した上記第３の実施の形態に係るラインフィルタと実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。このラインフィルタは、図１６のラインフィルタの構成要素に加え、第２のコア２２に巻かれた第７および第８の巻線１７，１８を備えている。後述する図１９の等価回路に示すように、第７の巻線１７の一端は第２の巻線１２の途中（好ましくは第２の巻線１２の中点）に結線され、第８の巻線１８の一端は第４の巻線１４の途中（好ましくは第４の巻線１４の中点）に結線されている。

なお図示しないが、このラインフィルタについても、上記各実施の形態に係るラインフィルタと同様、各コア２１，２２と遮蔽部材２０との外周部分に、例えばテープ状の絶縁性の押さえ部材３０が一体的に巻かれていても良い。

図１８において、各巻線１１〜１８に記した黒い丸印は、巻線の極性（巻き始め）を示している。このラインフィルタでは、別々のコア２１，２２を用いることにより各コア２１，２２間が磁気的に分離されているので、各コア２１，２２間での極性の向きの関係は特に限定されない。また、各コア２１，２２間での磁路の方向の関係は特に限定されない。

第１のコア２１は、図１６のラインフィルタと同様、２つのＥ型コア２１Ｅ１，２１Ｅ２の組み合わせ（ＥＥコア）で構成されている。第２のコア２２も同様に、上下に対向配置された２つのＥ型コア２２Ｅ１，２２Ｅ２の組み合わせで構成され、各Ｅ型コア２２Ｅ１，２２Ｅ２の中央の柱部分に第２および第４の巻線１２，１４が巻かれている。そして、各Ｅ型コア２２Ｅ１，２２Ｅ２の外側の柱部分に第７および第８の巻線１７，１８が巻かれている。なお、本実施の形態においても、第１および第２のコア２１，２２の形状はそれぞれ、所定の閉磁路を形成するものであれば特に図１８に示した形状のものに限定されるものではなく、図示しないが種々の変形例が考えられる。

図１９は、図１８に示したラインフィルタの等価回路を示している。図１７に示した上記第３の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。このラインフィルタも、コモンモードフィルタとして機能する。この等価回路は、図１７の等価回路の構成要素に加え、第７の巻線１７を含みその一端が第２の巻線１２の途中（好ましくは第２の巻線１２の中点）に結線された第７のインダクタＬ７と、第８の巻線１８を含みその一端が第４の巻線１４の途中（好ましくは第４の巻線１４の中点）に結線された第８のインダクタＬ８とを備えている。この等価回路はさらに、一端が第７および第８のインダクタＬ７，Ｌ８の他端に接続され、他端が接地された第４のキャパシタＣ４を備えている。

第７のインダクタＬ７は、第２のインダクタＬ２と共通の第２のコア２２に第７の巻線１７が巻かれることにより形成されている。第８のインダクタＬ８も同様に、第２のコア２２に第８の巻線１８が巻かれることにより形成されている。第４のキャパシタＣ４は、第１ないし第３のキャパシタＣ１〜Ｃ３と同様、各コア２１，２２と接地面（グランド面）との間で形成された浮遊容量である。なお、浮遊容量成分以外のキャパシタを別途追加することも可能である。

このラインフィルタでは、第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３、ならびに第５および第６のインダクタＬ５，Ｌ６の組と第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４、ならびに第７および第８のインダクタＬ７，Ｌ８の組とをそれぞれ別々のコア２１，２２を用いて構成したことで、それらの組同士が磁気的に分離される。また金属からなる遮蔽部材２０が各コア２１，２２に近接すると共に接地されていることで、それらの組同士が静電的にも分離される。これにより、磁気的、かつ静電的な結合による高域特性の悪化が防止される。さらに、各コア２１，２２と接地面との間で浮遊容量が形成されることで、別途キャパシタを追加しなくとも、等価的に図１９に示したようなコモンモードフィルタが形成される。これによっても高域特性が改善される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、別々のコア２１，２２を用いて構成し、さらに金属からなる遮蔽部材２０を、隣接する各コア２１，２２間において各コア２１，２２に近接するように配置すると共に接地するようにしたので、第１の導電線３上で各インダクタＬ１，Ｌ２を近接配置すると共に第２の導電線４上で各インダクタＬ３，Ｌ４を近接配置して小型化を図ったとしても、第１および第３のインダクタＬ１，Ｌ３、ならびに第５および第６のインダクタＬ５，Ｌ６の組と第２および第４のインダクタＬ２，Ｌ４、ならびに第７および第８のインダクタＬ７，Ｌ８の組との磁気的、かつ静電的な分離を行うことができ、高域特性の改善を行うことができる。

なお、各実施の形態に係るラインフィルタは、電力変換回路が発生するリップル電圧やノイズを低減する手段や、電力線通信において電力線上のノイズを低減したり、室内電力線上の通信信号が屋外電力線に漏洩することを防止する手段として利用することができる。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記各実施の形態では１つの遮蔽部材２０により大きく２つの部分に分離されるように遮蔽する場合を説明したが、２つ以上の遮蔽部材２０により３つ以上の部分に分離するように遮蔽することも可能である。例えば１つの導電線上に３つのインダクタが直列配置されていた場合、各インダクタの間に遮蔽部材２０を設け、各インダクタ間を静電的、磁気的に分離するようにしても良い。この場合、２つの遮蔽部材２０により３つの部分に分離されるように遮蔽される。

本発明の第１の実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示す外観図である。 本発明の第１の実施の形態に係るラインフィルタの他の構成例を示す外観図である。 本発明の第１の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路を示す回路図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの他の構成例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路を示す回路図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの減衰量の周波数特性を従来と比較してグラフ化した図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタを改善した回路例を示す回路図である。 改善したフィルタ回路の減衰量の周波数特性を従来と比較してグラフ化した図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの第１の変形例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの第２の変形例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの第３の変形例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの第４の変形例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの第５の変形例を示す外観図である。 本発明の第２の実施の形態に係るラインフィルタの第６の変形例を示す外観図である。 本発明の第３の実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示す外観図である。 本発明の第３の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路を示す回路図である。 本発明の第４の実施の形態に係るラインフィルタの一構成例を示す外観図である。 本発明の第４の実施の形態に係るラインフィルタの等価回路を示す回路図である。

符号の説明

Ｃ１…第１のキャパシタ、Ｃ２…第２のキャパシタ、Ｌ１…第１のインダクタ、Ｌ２…第２のインダクタ、Ｌ３…第３のインダクタ、Ｌ４…第４のインダクタ、３…第１の導電線、４…第２の導電線、１１…第１の巻線、１２…第２の巻線、１３…第３の巻線、１４…第４の巻線、２０…遮蔽部材、２１…第１のコア、２２…第２のコア、３０…押さえ部材。

Claims (5)

1. 第１の導電線上で互いに直列的に結線され、それぞれがコアとそのコアに巻かれた巻線とを含む複数のインダクタと、
   金属からなる遮蔽部材と
   を備え、
   前記各インダクタを構成するコア同士が互いに近接配置され、
   前記遮蔽部材が、少なくとも隣接する前記コア間において前記各コアに近接するように配置されると共に、接地されている
   ことを特徴とするラインフィルタ。
2. 前記各コアと前記遮蔽部材との外周部分に一体的に巻かれた絶縁性の押さえ部材をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のラインフィルタ。
3. 前記第１の導電線上の前記複数のインダクタとして、第１のコアおよび第１の巻線からなる第１のインダクタと、第２のコアおよび第２の巻線からなる第２のインダクタとを有し、
   さらに、第２の導電線上で互いに直列的に結線された第３および第４のインダクタを備え、
   前記第３のインダクタは、前記第１の巻線と共に前記第１のコアに巻かれた第３の巻線を含み、前記第４のインダクタは、前記第２の巻線と共に前記第２のコアに巻かれた第４の巻線を含み、
   前記第１のコアと前記第２のコアとが互いに近接配置され、
   前記遮蔽部材が、少なくとも前記第１のコアと前記第２のコアとの間において前記第１および第２のコアに近接するように配置されると共に、接地されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のラインフィルタ。
4. 第５の巻線を含み、その一端が前記第１の巻線の途中に結線された第５のインダクタと、
   第６の巻線を含み、その一端が前記第３の巻線の途中に結線された第６のインダクタと
   をさらに備え、
   前記第５および第６の巻線が、前記第１および第３の巻線と共に前記第１のコアに巻かれている
   ことを特徴とする請求項３に記載のラインフィルタ。
5. 第７の巻線を含み、その一端が前記第１の巻線の途中に結線された第７のインダクタと、
   第８の巻線を含み、その一端が前記第３の巻線の途中に結線された第８のインダクタと
   をさらに備え、
   前記第７および第８の巻線が、前記第２および第４の巻線と共に前記第２のコアに巻かれている
   ことを特徴とする請求項４に記載のラインフィルタ。
   
   

Images