JP7440280B2 - ノイズフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ノイズフィルタに関する。

配線に含まれるノイズを低減するノイズフィルタとしては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のノイズフィルタは、２つのインダクタと、コンデンサと、を備える。コンデンサは、２つのインダクタ同士の接続点に接続されている。

特開２０１５－２０４５３０号公報

コンデンサには等価直列インダクタンスが存在している。また、コンデンサとインダクタとを接続する配線にも寄生インダクタンスが存在している。これらのインダクタンス成分の影響により、ノイズに対するノイズフィルタの減衰効果が低下するおそれがある。

本発明の目的は、ノイズに対する減衰効果の低下を抑制できるノイズフィルタを提供することにある。

上記課題を解決するノイズフィルタは、配線とコアとを備え、前記配線に含まれるノイズを低減するノイズフィルタであって、前記配線は、第１配線部と、前記第１配線部に並んで設けられており、前記第１配線部に沿って延びる第２配線部と、前記第１配線部と前記第２配線部とを繋いでおり、コンデンサが接続される接続部と、を備え、前記コアは、第１ベースコアと、前記第１配線部及び前記第２配線部の並ぶ方向において前記第１ベースコアと間隔を開けた状態で前記第１ベースコアと向かい合って配置された第２ベースコアと、前記第１配線部を跨いで前記第１ベースコア及び前記第２ベースコアに架け渡された第１分割コアと、前記第２配線部を跨いで前記第１ベースコア及び前記第２ベースコアに架け渡された第２分割コアと、を備え、前記第１分割コアと前記第２分割コアとは前記第１配線部及び前記第２配線部の延びる方向に並んで配置されている。

第１ベースコアと第２ベースコアとを間隔を空けて配置することで、第１ベースコアと第２ベースコアとの間の磁気抵抗を高くしている。一方で、第１分割コア及び第２分割コアのそれぞれを第１ベースコア及び第２ベースコアに架け渡している。これにより、磁束がベースコアと分割コアとを交互に通る磁路が形成される。配線に電流が流れると、配線周りの環状の磁束と、上記した磁路を通る磁束が生じる。これらの磁束が互いに強め合うことで、第１配線部と第２配線部を磁気結合させることができる。第１配線部と第２配線部とが磁気結合することで生じる相互インダクタンスは、コンデンサに直列接続されるインダクタンス成分を減じるように作用する。従って、インダクタンス成分による減衰効果の低下を抑制できる。

上記ノイズフィルタについて、前記第１ベースコアは、第１部位と、前記第１部位から前記第２ベースコアに向けて突出した第１突出部と、を備え、前記第２ベースコアは、第２部位と、前記第２部位から前記第１ベースコアに向けて突出した第２突出部と、を備え、前記第１分割コアは、前記第１部位と前記第２突出部に架け渡されており、前記第２分割コアは、前記第２部位と前記第１突出部に架け渡されていてもよい。

上記ノイズフィルタについて、前記第１分割コアと前記第２分割コアとは、前記第１配線部及び前記第２配線部の延びる方向に向かい合って配置されていてもよい。
第１分割コアと第２分割コアとが第１配線部及び第２配線部が延びる方向に向かい合っていない場合に比べて、第１配線部と第２配線部とが並ぶ方向に対するコアの寸法を短くできる。

本発明によれば、ノイズに対する減衰効果の低下を抑制できる。

車両に搭載された電力変換装置の概略構成図。 ノイズフィルタを示す斜視図。 ノイズフィルタを示す分解斜視図。 配線を省略した状態のノイズフィルタを示す平面図。 配線に電流が流れるときに生じる磁束を模式的に示す図。 実施形態のノイズフィルタの減衰効果と、比較例のノイズフィルタの減衰効果とを示す図。

以下、ノイズフィルタの一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０は、バッテリ１１と、電力変換装置１２と、を備える。電力変換装置１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、平滑回路２０と、ノイズフィルタ３０と、を備える。車両１０は、電動機を駆動源とする電動車両や、ハイブリッド車両である。バッテリ１１は、車両１０に搭載される電動機の電力源として用いられる。バッテリ１１としては、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素蓄電池等の充放電可能な蓄電装置が用いられる。ノイズフィルタ３０からの出力は、ケーブル等を介して車両１０外に伝送され、交流電力に変換された後に家庭内の負荷１９に供給される。電力変換装置１２は、家庭内の負荷１９に電力を供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、ブリッジ回路１４と、トランス１５と、整流回路１６と、を備える。トランス１５の１次側に設けられたブリッジ回路１４は、４つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４を備える。２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は互いに直列接続されている。２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は互いに直列接続されている。

トランス１５の２次側に設けられた整流回路１６は、４つのダイオードＤ１～Ｄ４を備える。２つのダイオードＤ１，Ｄ２は、互いに直列接続されている。２つのダイオードＤ３，Ｄ４は、互いに直列接続されている。

トランス１５は、１次側巻線１７と、２次側巻線１８と、を備える。１次側巻線１７は、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２同士の接続点と、２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４同士の接続点とに接続されている。２次側巻線１８は、２つのダイオードＤ１，Ｄ２同士の接続点と、２つのダイオードＤ３，Ｄ４同士の接続点とに接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３では、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のスイッチング動作により、バッテリ１１から入力された直流電力が降圧される。本実施形態において、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のスイッチング周波数は、１５０ｋＨｚ～２００ｋＨｚである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、降圧した直流電力を平滑回路２０に出力する。なお、本実施形態では、フルブリッジ方式のＤＣ／ＤＣコンバータ１３を用いているが、ハーフブリッジ方式等、どのような方式のＤＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。

平滑回路２０は、平滑コイル２１と、平滑コンデンサ２２と、を備える。
ノイズフィルタ３０は、２つのインダクタＬ１，Ｌ２と、コンデンサＣと、を備える。ノイズフィルタ３０は、ＬＣＬ構成のＴ型のノイズフィルタである。２つのインダクタＬ１，Ｌ２は互いに直列接続されており、２つのインダクタＬ１，Ｌ２同士の接続点にコンデンサＣが接続されている。コンデンサＣは、グランドに接続されている。

図２に示すように、ノイズフィルタ３０は、配線３１と、コア５０と、ギャップシート９１と、を備える。配線３１は、電力ラインの一部である。配線３１は、例えば、基板に設けられたパターンやバスバーである。配線３１は、第１配線部３２、第２配線部３６及び接続部４０を備える。第１配線部３２の一端部は、接続部４０の一端部に接続され、第２配線部３６の一端部は、接続部４０の他端部に接続されている。即ち、接続部４０は、第１配線部３２と第２配線部３６とを繋ぐ部材であり、配線３１は、略Ｕ字状となるように形成されている。

第１配線部３２は、平滑回路２０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続される。第２配線部３６は、負荷１９に接続される。第１配線部３２の両端部のうち接続部４０に接続される一端部とは反対側の端部（第１配線部３２の他端部）が入力端である。第２配線部３６の両端部のうち接続部４０に接続される一端部とは反対側の端部（第２配線部３６の他端部）が出力端である。

図３に示すように、第１配線部３２は、第１入力配線部３３、第２入力配線部３４及び第３入力配線部３５を備える。
第１入力配線部３３～第３入力配線部３５は、接続部４０から見て、第１入力配線部３３、第２入力配線部３４、第３入力配線部３５の順に配置されている。

第１入力配線部３３の一端部は、接続部４０の一端部に接続されている。即ち、第１入力配線部３３の一端部が、第１配線部３２の一端部となる。第１入力配線部３３の両端部のうち接続部４０に接続された一端部とは異なる端部である第１入力配線部３３の他端部は、第２入力配線部３４の一端部に接続されている。

第２入力配線部３４は、第１入力配線部３３の延設方向と交わる方向に延設するように、第１入力配線部３３に対して配置されている。第２入力配線部３４の両端部のうち第１入力配線部３３に接続された一端部とは異なる端部である第２入力配線部３４の他端部は、第３入力配線部３５の一端部に接続されている。

第３入力配線部３５は、第１入力配線部３３の延設方向と同一方向に延設するように、第１入力配線部３３及び第２入力配線部３４に対して配置されている。なお、第３入力配線部３５の両端部のうち第２入力配線部３４に接続された一端部とは異なる端部である第３入力配線部３５の他端部は、入力端となる。

第１配線部３２は、クランク形状である。
第２配線部３６は、第１出力配線部３７、第２出力配線部３８及び第３出力配線部３９を備える。

第１出力配線部３７～第３出力配線部３９は、接続部４０から見て、第１出力配線部３７、第２出力配線部３８、第３出力配線部３９の順に配置されている。
第１出力配線部３７の一端部は、接続部４０の両端部のうち第１入力配線部３３に接続された一端部とは異なる端部である接続部４０の他端部に接続されている。即ち、第１出力配線部３７の一端部が、第２配線部３６の一端部となる。第１出力配線部３７の両端部のうち接続部４０に接続された一端部とは異なる端部である第１出力配線部３７の他端部は、第２出力配線部３８の一端部に接続されている。

第２出力配線部３８は、第１出力配線部３７の延設方向と交わる方向に延設するように、第１出力配線部３７に対して配置されている。第２出力配線部３８の両端部のうち第１出力配線部３７に接続された一端部とは異なる端部である第２出力配線部３８の他端部は、第３出力配線部３９の一端部に接続されている。

第３出力配線部３９は、第１出力配線部３７の延設方向と同一方向に延設するように、第１出力配線部３７及び第２出力配線部３８に対して配置されている。なお、第３出力配線部３９の両端部のうち第２出力配線部３８に接続された一端部とは異なる端部である第３出力配線部３９の他端部は、出力端となる。

第２配線部３６は、クランク形状である。
第１配線部３２及び第２配線部３６は、第２入力配線部３４及び第２出力配線部３８の延設方向に並んで配置されている。

第１入力配線部３３と第１出力配線部３７とは、第２入力配線部３４及び第２出力配線部３８の延設方向に互いに向かい合っている。第３入力配線部３５と第３出力配線部３９とは、第２入力配線部３４及び第２出力配線部３８の延設方向に互いに向かい合っている。第１入力配線部３３と第１出力配線部３７との間隔と、第３入力配線部３５と第３出力配線部３９との間隔とは同一である。

第１配線部３２と第２配線部３６は、同一方向に延びているといえる。なお、第１配線部３２と第２配線部３６とが同一方向に延びる態様としては、第１配線部３２と第２配線部３６とが直線状に並んで延びている態様に限られず、本実施形態のように第１配線部３２及び第２配線部３６の一部が屈曲している態様も含まれる。

図２に示すように、接続部４０は、湾曲形状である。なお、接続部４０は、直線状に形成されていてもよい。接続部４０には、接続配線４１が接続されている。接続配線４１は、例えば、パターンである。接続配線４１には、コンデンサＣが接続されている。接続部４０には、接続配線４１を介してコンデンサＣが接続されているといえる。なお、コンデンサＣは複数設けられているが、図１では複数のコンデンサＣの合成容量を１つのコンデンサＣとして示している。

図３に示すように、コア５０は、第１ベースコア５１と、第２ベースコア６１と、第１分割コア７１と、第２分割コア８１と、を備える。コア５０としては、金属磁性粉末をバインダとともに高圧プレス成型して作製されるダストコアが用いられる。なお、コア５０としては、フェライトコア等、どのようなコアを用いてもよい。

図３及び図４に示すように、第１ベースコア５１は、板状である。第１ベースコア５１は、第１部位５２と、第１部位５２から突出する第１突出部５３と、を備える。第１部位５２は、直線状に延びている。第１突出部５３は、第１部位５２の延びる方向に交差する方向に突出している。第１部位５２の厚みと第１突出部５３の厚みは同一である。本実施形態の第１突出部５３は、矩形板状である。厚み方向から見て、第１ベースコア５１はＬ字状である。

第２ベースコア６１は、板状である。第２ベースコア６１は、第２部位６２と、第２部位６２から突出する第２突出部６３と、を備える。第２部位６２は、直線状に延びている。第２突出部６３は、第２部位６２の延びる方向に交差する方向に突出している。第２部位６２の厚みと第２突出部６３の厚みは同一である。本実施形態の第２突出部６３は、矩形板状である。厚み方向から見て、第２ベースコア６１はＬ字状である。

第１突出部５３の第１部位５２からの突出方向及び第１突出部５３の厚み方向の両方に直交する方向を第１突出部５３の幅方向とする。第２突出部６３の第２部位６２からの突出方向及び第２突出部６３の厚み方向の両方に直交する方向を第２突出部６３の幅方向とする。第１突出部５３の幅方向の寸法Ｗ１は、第２突出部６３の幅方向の寸法Ｗ２よりも長い。

第１分割コア７１は、Ｕコアである。第１分割コア７１は、第１基部７２と、第１基部７２から突出する一対の第１脚部７３と、を備える。第１基部７２は、矩形板状である。一対の第１脚部７３は、第１基部７２から第１基部７２の厚み方向に突出している。一対の第１脚部７３同士は互いに向かい合っている。一対の第１脚部７３は、互いに同一形状である。本実施形態の第１脚部７３は、矩形板状である。第１脚部７３の第１基部７２からの突出方向及び一対の第１脚部７３が互いに向かい合う方向の両方に直交する方向を第１分割コア７１の幅方向とすると、第１分割コア７１の幅方向の寸法Ｗ３は第２突出部６３の幅方向の寸法Ｗ２以下である。なお、第１基部７２、及び一対の第１脚部７３で幅方向の寸法は同一である。

第２分割コア８１は、Ｕコアである。第２分割コア８１は、第２基部８２と、第２基部８２から突出する一対の第２脚部８３と、を備える。第２基部８２は、矩形板状である。一対の第２脚部８３は、第２基部８２から第２基部８２の厚み方向に突出している。一対の第２脚部８３同士は互いに向かい合っている。一対の第２脚部８３は、互いに同一形状である。本実施形態の第２脚部８３は、矩形板状である。第２脚部８３の第２基部８２からの突出方向及び一対の第２脚部８３が互いに向かい合う方向の両方に直交する方向を第２分割コア８１の幅方向とすると、第２分割コア８１の幅方向の寸法Ｗ４は第１分割コア７１の幅方向の寸法Ｗ３よりも長い。第２分割コア８１の幅方向の寸法Ｗ４は第１突出部５３の幅方向の寸法Ｗ１以下であり、かつ、第２突出部６３の幅方向の寸法Ｗ２より長い。なお、第２基部８２、及び一対の第２脚部８３で幅方向の寸法は同一である。

第１分割コア７１と第２分割コア８１では、体積が異なる。本実施形態において、第１分割コア７１と第２分割コア８１では、幅方向の寸法が異なっており、幅方向以外の寸法は同一である。なお、「同一」とは、公差の範囲内での寸法の誤差を許容するものである。

第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とは、互いに向かい合うように配置されている。詳細にいえば、第１ベースコア５１の第１突出部５３が第２ベースコア６１に向けて突出し、第２ベースコア６１の第２突出部６３が第１ベースコア５１に向けて突出する態様で第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１は配置されている。第１突出部５３は、第２部位６２に向けて突出している。第２突出部６３は、第１部位５２に向けて突出している。第１突出部５３と第２突出部６３とは、第１部位５２及び第２部位６２が延びる方向において、互いに向かい合っている。

第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とは、互いに間隔を開けて配置されている。第１突出部５３と第２部位６２との間、及び第２突出部６３と第１部位５２との間にはそれぞれギャップＧ１が形成されている。それぞれのギャップＧ１は、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とが向かい合う方向に対する寸法Ｗ１１が同一である。なお、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とが向かい合う方向は、第１突出部５３の第１部位５２からの突出方向と同一方向である。同様に、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とが向かい合う方向は、第２突出部６３の第２部位６２からの突出方向と同一方向である。

第１分割コア７１は、第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている。第１ベースコア５１の厚み方向の面、及び第２ベースコア６１の厚み方向の面のそれぞれに第１分割コア７１の第１脚部７３が向かい合うように配置されることで第１分割コア７１は第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている。一対の第１脚部７３のうち第１ベースコア５１に配置される第１脚部７３は第１部位５２に向かい合うように配置され、一対の第１脚部７３のうち第２ベースコア６１に配置される第１脚部７３は第２突出部６３に向かい合うように配置されている。第１基部７２から突出する第１脚部７３は、２つのベースコア５１，６１に向けて突出しているといえる。第１分割コア７１、第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に囲まれる領域は、配線３１が通される第１挿通部７４となる。なお、第１分割コア７１が第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている状態とは、第１基部７２の厚み方向から見て、第１分割コア７１が第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に跨がって配置されている状態である。

第２分割コア８１は、第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている。第１ベースコア５１の厚み方向の面、及び第２ベースコア６１の厚み方向の面のそれぞれに第２分割コア８１の第２脚部８３が向かい合うように配置されることで第２分割コア８１は第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている。一対の第２脚部８３のうち第１ベースコア５１に配置される第２脚部８３は第１突出部５３に向かい合うように配置され、一対の第２脚部８３のうち第２ベースコア６１に配置される第２脚部８３は第２部位６２に向かい合うように配置されている。第２基部８２から突出する第２脚部８３は、２つのベースコア５１，６１に向けて突出しているといえる。第２分割コア８１、第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に囲まれる領域は、配線３１が通される第２挿通部８４となる。なお、第２分割コア８１が第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている状態とは、第２基部８２の厚み方向から見て、第２分割コア８１が第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に跨がって配置されている状態である。

第１分割コア７１と第２分割コア８１とは、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とが向かい合う方向にずれて配置されている。第１挿通部７４は、第２分割コア８１の第２脚部８３に向かい合っている。第２挿通部８４は、第１分割コア７１の第１脚部７３に向かい合っている。

第１脚部７３と第１ベースコア５１との間、第１脚部７３と第２ベースコア６１との間、第２脚部８３と第１ベースコア５１との間、及び第２脚部８３と第２ベースコア６１との間には、それぞれギャップシート９１が配置されている。ギャップシート９１により、各脚部７３，８３と各ベースコア５１，６１との間には、磁気的なギャップが形成されているといえる。

図２及び図３に示すように、第１配線部３２の第３入力配線部３５は、第１ベースコア５１の第１部位５２において第１分割コア７１の第１脚部７３及び第２分割コア８１の第２脚部８３と向き合っていない部分の上に設けられている。第１配線部３２の第３入力配線部３５は、第２挿通部８４の外部に設けられている。第１配線部３２の第３入力配線部３５は、第２分割コア８１の一対の第２脚部８３のうち第１ベースコア５１に配置された第２脚部８３に沿って設けられている。第１配線部３２の第２入力配線部３４は、第１分割コア７１と第２分割コア８１との間を通り、第１挿通部７４に向かい合う位置まで延びている。第１配線部３２の第１入力配線部３３は、第１挿通部７４を挿通している。第１配線部３２は、第１ベースコア５１の第１部位５２に沿って延びている。第１部位５２は、第１配線部３２の延びる方向に延びている。第１ベースコア５１は、第１配線部３２の配置されるベースコアといえる。

接続部４０は、第１挿通部７４を挿通した配線３１を第２分割コア８１に向けて折り返す。第２配線部３６の第１出力配線部３７は、第２ベースコア６１の第２部位６２において第１分割コア７１の第１脚部７３及び第２分割コア８１の第２脚部８３と向き合っていない部分の上に設けられている。第２配線部３６の第１出力配線部３７は、第１挿通部７４の外部に設けられている。第２配線部３６の第１出力配線部３７は、第１分割コア７１の一対の第１脚部７３のうち第２ベースコア６１に配置された第１脚部７３に沿って設けられている。第２配線部３６の第１出力配線部３７と第１配線部３２の第１入力配線部３３とは、第２ベースコア６１上に配置された第１脚部７３を挟んで向かい合っている。第２配線部３６の第２出力配線部３８は、第１分割コア７１と第２分割コア８１との間を通り、第２挿通部８４に向かい合う位置まで延びている。第２配線部３６の第３出力配線部３９は第２挿通部８４を挿通している。第２配線部３６の第３出力配線部３９と第１配線部３２の第３入力配線部３５とは、第１ベースコア５１上に配置された第２脚部８３を挟んで向かい合っている。第２配線部３６は、第２ベースコア６１の第２部位６２に沿って延びている。第２部位６２は、第２配線部３６の延びる方向に延びている。第２ベースコア６１は、第２配線部３６の配置されるベースコアといえる。

第１配線部３２及び第２配線部３６は、第１分割コア７１と第２分割コア８１とが向かい合う方向に延びており、第１分割コア７１と第２分割コア８１とは第１配線部３２及び第２配線部３６の延びる方向に並んで配置されているといえる。また、第１突出部５３は、第１部位５２から第１配線部３２と第２配線部３６とが並ぶ方向に突出しているといえる。第２突出部６３は、第２部位６２から第１配線部３２と第２配線部３６とが並ぶ方向に突出しているといえる。なお、第１分割コア７１と第２分割コア８１とが第１配線部３２及び第２配線部３６の延びる方向に並んで配置されている態様とは、第１分割コア７１と第２分割コア８１とが第１配線部３２と第２配線部３６の並ぶ方向にずれていてもよいし、ずれていなくてもよい。第１分割コア７１と第２分割コア８１とは、第１配線部３２及び第２配線部３６の延びる方向に互いに向かい合っていてもよいし、第１配線部３２及び第２配線部３６の延びる方向に互いに向かい合っていなくてもよい。本実施形態では、第１分割コア７１と第２分割コア８１とは、第１配線部３２及び第２配線部３６の延びる方向に互いに向かい合っている。

第１配線部３２は第１挿通部７４を通っているため、第１分割コア７１は、第１配線部３２を跨いでいるといえる。第２配線部３６は第２挿通部８４を通っているため、第２分割コア８１は、第２配線部３６を跨いでいるといえる。

コア５０は、配線３１を流れる電流によって発生する磁界に作用して、インダクタＬ１，Ｌ２を構成する。本実施形態では、第１配線部３２、第１分割コア７１及び２つのベースコア５１，６１によって１つのインダクタＬ１が構成され、第２配線部３６、第２分割コア８１及び２つのベースコア５１，６１によって１つのインダクタＬ２が構成されていると捉えることができる。

本実施形態の作用について説明する。
配線３１に高周波のノイズ電流が流れると、コア５０内にノイズ電流に対応した磁界が生じる。ノイズ電流は交流であるため、コア内の磁界はノイズ電流の位相の変化に伴って変化し、コアのヒステリシス損や渦電流損などの磁気損失が生じることで、ノイズ電流のエネルギーは消費される。これにより、ノイズ電流が低減される。

図１に示すように、ノイズフィルタ３０は、インダクタンス成分Ｌ３を備える。このインダクタンス成分Ｌ３は、コンデンサＣの等価直列インダクタンスやコンデンサＣが接続される接続配線４１の寄生インダクタンスに起因するものである。インダクタンス成分Ｌ３が大きいほど、ノイズフィルタ３０のノイズ減衰効果は低下する。

本実施形態のノイズフィルタ３０では、第１配線部３２と第２配線部３６を磁気結合させることでノイズフィルタ３０の減衰効果を向上させている。詳細にいえば、インダクタＬ１とインダクタＬ２を磁気結合させることで生じる相互インダクタンスＭによってノイズフィルタ３０の減衰効果を向上させている。相互インダクタンスＭは、インダクタンス成分Ｌ３を低減させるように作用する。相互インダクタンスＭは、以下の式で表すことができる。

上記式において、ｋは磁気結合の度合いを示す結合係数であり、本実施形態では０≦ｋ≦１の値をとる。Ｌ_１はインダクタＬ１のインダクタンスである。Ｌ_２はインダクタＬ２のインダクタンスである。上記式により算出できる相互インダクタンスＭによってインダクタンス成分Ｌ３の少なくとも一部を相殺することで、高周波帯域のノイズに対する減衰効果を向上させることができる。

本実施形態のノイズフィルタ３０では、コア５０の形状により、インダクタＬ１とインダクタＬ２との磁気結合を強めている。コア５０の形状を実施形態のようにすると、入力側から出力側に流れる電流を正としたとき、第１配線部３２から生じる磁束と第２配線部３６から生じる磁束が互いに強め合うため、相互インダクタンスＭの符号が正となるように磁気結合することができる。詳細にいえば、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とをギャップＧ１を介して配置し、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１との間の磁気抵抗を高くしている。一方で、第１分割コア７１及び第２分割コア８１のそれぞれを第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡している。これにより、第１ベースコア５１→第２分割コア８１→第２ベースコア６１→第１分割コア７１→第１ベースコア５１…のように、磁束がベースコア５１，６１と分割コア７１，８１とを交互に通る磁路が形成される。これにより、図５に示すように、配線３１に電流が流れると、配線３１周りの環状の磁束Φ１と、上記した磁路を通る磁束Φ２が生じる。これらの磁束Φ１，Φ２が互いに強め合うことで、インダクタンス成分Ｌ３を減じるように相互インダクタンスＭを作用させることができる。

このノイズフィルタ３０では、第１ベースコア５１と第２ベースコア６１との間のギャップＧ１の寸法、第１分割コア７１の体積と第２分割コア８１の体積の差分、各脚部７３，８３と各ベースコア５１，６１との間の磁気的なギャップの寸法等を調整することで、相互インダクタンスＭが調整される。これにより、相互インダクタンスＭによってインダクタンス成分Ｌ３の少なくとも一部を相殺することができる。この結果、ノイズフィルタ３０は、高周波帯域のノイズに対して高い減衰性能を発揮することができる。なお、インダクタンス成分Ｌ３と相互インダクタンスＭは、｜Ｌ_３－Ｍ｜＜Ｌ_３の関係が成立すれば、ノイズフィルタ３０の減衰性能は向上する。Ｌ_３はインダクタンス成分Ｌ３のインダクタンスである。

図６には、縦軸を利得＝減衰率とし、横軸を周波数とし、ノイズフィルタ３０の減衰効果を示している。実線は、本実施形態のノイズフィルタ３０の減衰効果を示しており、一点鎖線は比較例のノイズフィルタの減衰効果を示す。比較例のノイズフィルタは、２つの環状のコアに配線を通すことで、２つの環状のコアと配線とのそれぞれで２つのインダクタを構成したものである。

比較例のノイズフィルタでは、１５０ｋＨｚ～２００ｋＨｚを境に減衰効果が低下している。これに対し、本実施形態のノイズフィルタ３０では、１５０ｋＨｚ～２００ｋＨｚ以下の帯域でも減衰効果の低下が抑制されている。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３からの出力電力が家庭内の負荷１９に供給されるようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３からの出力電力に含まれるノイズが家庭内に流入しないように、ノイズを減衰させる周波数帯域を広くすることが求められる場合がある。本実施形態のノイズフィルタ３０には、スイッチング周波数以下の周波数帯域、及びＡＭ放送に用いられる周波数以上の周波数帯域のノイズを減衰することが求められている。広い周波数帯域に亘ってノイズを減衰させるため、フィルタの数やコンデンサＣの数を増加させることも考えられる。しかしながら、フィルタやコンデンサＣの数を多くした場合、電力変換装置１２の大型化を招く。これに対し、コア５０の形状によりノイズに対する減衰効果を向上させている。従って、フィルタの数を多くしたり、コンデンサＣの数を多くする場合に比べて、電力変換装置１２の大型化を抑制しつつノイズフィルタ３０の減衰効果を向上させることができる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）第１分割コア７１は、第１配線部３２を跨いで第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている。第２分割コア８１は、第２配線部３６を跨いで第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡されている。コア５０の形状により磁束が通る磁路を形成することで、第１配線部３２と第２配線部３６を磁気結合させることができる。第１配線部３２と第２配線部３６が磁気結合することで生じる相互インダクタンスＭは、コンデンサＣに直列接続されるインダクタンス成分Ｌ３を減じるように作用する。従って、インダクタンス成分Ｌ３によるノイズ減衰効果の低下を抑制できる。

（２）第１ベースコア５１は、第１突出部５３を備える。第２ベースコア６１は、第２突出部６３を備える。第１突出部５３は第２分割コア８１を配置する部位となり、第２突出部６３は第１分割コア７１を配置する部位となる。第１分割コア７１及び第２分割コア８１のそれぞれを第１部位５２及び第２部位６２に架け渡す場合に比べて、第１分割コア７１及び第２分割コア８１を小型化することができる。

（３）第１分割コア７１と第２分割コア８１とは、第１配線部３２及び第２配線部３６が延びる方向に向かい合っている。第１分割コア７１と第２分割コア８１とが第１配線部３２及び第２配線部３６が延びる方向に向かい合っていない場合に比べて、第１配線部３２と第２配線部３６とが並ぶ方向に対するコア５０の寸法を短くできる。従って、ノイズフィルタ３０の小型化を図ることができる。

（４）ノイズフィルタ３０は、トランス１５の二次側に設けられた出力フィルタである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３で降圧を行っているため、トランス１５の二次側を流れる電流は、トランス１５の一次側を流れる電流に比べて大きくなる。電流が大きい場合、インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスを大きくすることでノイズフィルタ３０の減衰効果を向上させようとすると、インダクタＬ１，Ｌ２の大型化によりノイズフィルタ３０の大型化を招く。従って、トランス１５の二次側に設けられた出力フィルタでは、インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスを大きくすることで減衰効果の向上を図ることが困難である。相互インダクタンスＭによりインダクタンス成分Ｌ３の影響による減衰効果の低下を抑制することで、インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスを大きくすることなくノイズフィルタ３０の減衰効果を向上させることができる。従って、電流が大きい場合であっても、好適にノイズを減衰させることができる。

（５）第１ベースコア５１と第２ベースコア６１との間のギャップＧ１の寸法Ｗ１１、第１分割コア７１の体積と第２分割コア８１の体積、各脚部７３，８３と各ベースコア５１，６１との間の磁気的なギャップの寸法等を調整することで、相互インダクタンスＭが調整される。従って、予め相互インダクタンスＭを調整し、相互インダクタンスＭに合わせてコンデンサＣの数や、接続配線４１の寸法を調整することも可能である。言い換えれば、相互インダクタンスＭに合わせたインダクタンス成分Ｌ３が生じるように調整を行うことができれば、コンデンサＣの数や接続配線４１の寸法を任意に調整することができる。従って、インダクタンス成分Ｌ３を小さくするために接続配線４１を短くしたり、コンデンサＣの数を少なくしたりする必要がない。

実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○第１ベースコア５１の形状及び第２ベースコア６１の形状は、第１分割コア７１及び第２分割コア８１を架け渡すことができれば、どのような形状であってもよい。例えば、第１ベースコア５１は、第１突出部５３を備えていなくてもよいし、第２ベースコア６１は第２突出部６３を備えていなくてもよい。この場合、第１分割コア７１及び第２分割コア８１は、第１部位５２及び第２部位６２に架け渡される。

○第１分割コア７１の形状及び第２分割コア８１の形状は、第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１に架け渡すことができれば、どのような形状であってもよい。例えば、第１ベースコア５１及び第２ベースコア６１のそれぞれが厚み方向に突出する支持部を備えている場合、当該支持部に架け渡されるように各分割コア７１，８１は直線状であってもよい。

○第１分割コア７１の形状と第２分割コア８１の形状とは異なっていてもよい。第１分割コア７１の形状と第２分割コア８１の形状とは同一であってもよい。
○第１分割コア７１と第２分割コア８１とは、第１配線部３２及び第２配線部３６の延びる方向に向かい合っていなくてもよい。

○第１分割コア７１と第２分割コア８１とは、第１挿通部７４と第２挿通部８４とが向かい合うように設けられていてもよい。
○第１ベースコア５１と第２ベースコア６１とは、同一形状であってもよい。

○第１ベースコア５１、第２ベースコア６１、第１分割コア７１及び第２分割コア８１は、それぞれ異なる材料製であってもよい。この場合、第１ベースコア５１、第２ベースコア６１、第１分割コア７１及び第２分割コア８１の材料を異ならせることで、相互インダクタンスＭを調整してもよい。

○第１突出部５３と第２部位６２との間のギャップＧ１と、第２突出部６３と第１部位５２との間のギャップＧ１とは、互いに寸法Ｗ１１が異なっていてもよい。
○各脚部７３，８３と各ベースコア５１，６１との間の磁気的なギャップは存在しなくてもよい。この場合、ギャップシート９１は設けられていなくてもよい。

○第１ベースコア５１と第２ベースコア６１との間には、ギャップシート等が配置されていてもよい。第１ベースコア５１と第２ベースコア６１との間には、磁気的なギャップが存在していればよい。

○ノイズフィルタ３０は、交流電力に含まれるノイズを減衰するために用いてもよい。
○ノイズフィルタ３０は、ノイズを減衰させる必要のある機器であれば、どのような機器に設けられてもよい。

○ノイズフィルタ３０の出力は、車両１０内の負荷など、どのような負荷に供給されてもよい。

Ｃ…コンデンサ、Ｌ１，Ｌ２…インダクタ、３０…ノイズフィルタ、３１…配線、３２…第１配線部、３６…第２配線部、４０…接続部、５０…コア、５１…第１ベースコア、５２…第１部位、５３…第１突出部、６１…第２ベースコア、６２…第２部位、６３…第２突出部、７１…第１分割コア、８１…第２分割コア。

Claims (3)

1. 配線とコアとを備え、前記配線に含まれるノイズを低減するノイズフィルタであって、
   前記配線は、
   第１配線部と、
   前記第１配線部に並んで設けられており、前記第１配線部に沿って延びる第２配線部と、
   前記第１配線部と前記第２配線部とを繋いでおり、コンデンサが接続される接続部と、を備え、
   前記コアは、
   第１ベースコアと、
   前記第１配線部及び前記第２配線部の並ぶ方向において前記第１ベースコアと間隔を開けた状態で前記第１ベースコアと向かい合って配置された第２ベースコアと、
   前記第１配線部及び前記第２配線部のうち前記第１配線部のみを跨いで前記第１ベースコア及び前記第２ベースコアに架け渡された第１分割コアと、
   前記第１配線部及び前記第２配線部のうち前記第２配線部のみを跨いで前記第１ベースコア及び前記第２ベースコアに架け渡された第２分割コアと、を備え、
   前記第１分割コアと前記第２分割コアとは前記第１配線部及び前記第２配線部の延びる方向に並んで配置されているノイズフィルタ。
2. 前記第１ベースコアは、
   第１部位と、
   前記第１部位から前記第２ベースコアに向けて突出した第１突出部と、を備え、
   前記第２ベースコアは、
   第２部位と、
   前記第２部位から前記第１ベースコアに向けて突出した第２突出部と、を備え、
   前記第１分割コアは、前記第１部位と前記第２突出部に架け渡されており、
   前記第２分割コアは、前記第２部位と前記第１突出部に架け渡されている請求項１に記載のノイズフィルタ。
3. 前記第１分割コアと前記第２分割コアとは、前記第１配線部及び前記第２配線部の延びる方向に向かい合って配置されている請求項１又は請求項２に記載のノイズフィルタ。