JP6765553B1 - ノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

回路基板（２）、回路基板（２）の両側部にそれぞれ分かれて配列された入力端子（８）と出力端子（９）、一端が入力端子（８）のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された線間コンデンサ（３）、一端が出力端子（９）のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された線間コンデンサ（４）、および、一端が入力端子（８）のそれぞれと接続され、他端が出力端子（９）のうち、端子配列における当該入力端子の対角に位置する出力端子と接続されるコイル（５２）を有するチョークコイル（５）、を備えるように構成した。

Description

本願は、ノイズフィルタに関するものである。

交流電源と負荷装置の間には、電源から負荷装置へ侵入するノイズ、また負荷装置から電源へ漏出するノイズを低減するために、ノイズフィルタが挿入される。ノイズフィルタは回路基板あるいは金属製の取り付け板に、コモンモードチョークコイル、コンデンサ等のフィルタ構成部品を実装する（例えば、特許文献１参照。）。

実開平６−３８２２４号公報（段落００１１〜００１６、図１〜図３）

しかしながら、特許文献１での開示を含め、一般的なノイズフィルタでは、交流電源に接続される入力側のコンデンサと入力側の配線に対して、負荷装置に接続される出力側のコンデンサと出力側の配線とが近接して対向配置される。さらに、交流電源に接続する入力端子と、負荷装置に接続する出力端子とを同じ相順で並ばせるため、入力側と出力側の線間コンデンサを流れるノーマルモードノイズ電流の向きが互いに同方向となる。

そのため、入力側のコンデンサと配線で形成される電流ループで発生する磁場と、出力側のコンデンサと配線で形成される電流ループで発生する磁場とが強め合うことになる。その結果、入力側の電流ループと出力側の電流ループ間の磁気結合により、配線部材を介さないノイズの伝搬経路が形成され、ノイズ低減効果が劣化する問題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、ノイズ低減効果に優れたノイズフィルタを得ることを目的としている。

本願に開示されるノイズフィルタは、回路基板と、前記回路基板の一端部に配列された３つの入力端子、前記３つの入力端子に対応し、前記一端部に対向する他端部に配列された３つの出力端子、一端が前記３つの入力端子のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された複数の入力側線間コンデンサ、一端が前記３つの出力端子のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された複数の出力側線間コンデンサ、および、リング状のコアに周方向に沿って巻かれ、一端が前記３つの入力端子のそれぞれと接続され、他端が前記３つの出力端子のうち、前記配列における当該入力端子の対角に位置する出力端子と接続される３組のコイルを有するチョークコイル、を備え、前記３つの入力端子のうち、前記配列における外側の一方に位置する第一入力端子と、前記第一入力端子の対角に位置する第一出力端子は、前記３組のコイルのうち、両端が前記配列に沿った方向における前記第一入力端子に近い側、前記配列に沿った方向における前記第一出力端子に近い側に分かれて配置される第一コイルの両端部からそれぞれ前記対向の方向と平行に引き出された引き出し線によって接続されていることを特徴とする。

本願に開示されるノイズフィルタによれば、入力側と出力側の線間コンデンサを流れるノーマルモードノイズ電流の向きが互いに逆方向となるので、ノイズ伝搬経路の発生が抑制され、ノイズ低減効果に優れたノイズフィルタを得ることができる。

実施の形態１にかかるノイズフィルタの構成を示す部分透過斜視図である。 実施の形態１にかかるノイズフィルタの回路構成を示す回路図である。 図３Ａと図３Ｂは、それぞれ、実施の形態１にかかるノイズフィルタの部分透過上面図と部分透過下面図である。 実施の形態１にかかるノイズフィルタと、比較例にかかるノイズフィルタ、それぞれのノーマルモードノイズ減衰特性を示す図である。 図５Ａと図５Ｂは、それぞれ、実施の形態２にかかるノイズフィルタの部分透過上面図と部分透過下面図である。 実施の形態３にかかるノイズフィルタの回路構成を示す回路図である。 実施の形態３にかかるノイズフィルタの部分透過下面図である。 図８Ａと図８Ｂは、それぞれ、実施の形態４にかかるノイズフィルタの部分透過上面図と部分透過下面図である。 実施の形態５にかかるノイズフィルタの部分透過上面図である。 図１０Ａと図１０Ｂは、それぞれ、実施の形態６にかかるノイズフィルタの上面図と下面図である。

実施の形態１．
図１〜図４は、実施の形態１にかかるノイズフィルタについて説明するためのものであり、図１はノイズフィルタの構成を示す回路基板部分を透過させた部分透過斜視図、図２はノイズフィルタの回路構成と一部の空間的な配置の設定領域を示す回路図である。また、図３は、コモンモードチョークコイルが実装された側を上面としたときの、ノイズフィルタの回路基板部分を透過させた部分透過上面図（図１の矢視Ａに対応：図３Ａ）と部分透過下面図（図１の矢視Ｂに対応：図３Ｂ）である。そして、図４は、実施の形態１にかかるノイズフィルタと、比較例にかかるノイズフィルタ、それぞれのノーマルモードノイズに対する減衰量の周波数特性（ノーマルモードノイズ減衰特性）を、周波数と減衰量の片対数グラフで示す図である。

実施の形態１にかかるノイズフィルタ１は、図２に示すように、コモンモードチョークコイル５に対する、交流電源に接続する入力端子８との接続配線、負荷装置に接続する出力端子９との接続配線、それぞれに、線間コンデンサ３、４を設けたものである。例えば、交流電源側には、各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に対応した入力端子８ａ、８ｂ、８ｃが設置され、入力端子８のそれぞれとコモンモードチョークコイル５（厳密には、コイル５２（図３Ａ））とが配線により接続される。そして、入力端子８ａ、８ｂ、８ｃに接続された配線それぞれに、線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃの一端を接続し、各線間コンデンサ３の他端同士を中性点に接続する。

同様に、負荷装置側には、各相（ｕ、ｖ、ｗ）に対応した出力端子９ａ、９ｂ、９ｃが設置され、出力端子９のそれぞれとコモンモードチョークコイル５（コイル５２）とが配線により接続される。そして、出力端子９ａ、９ｂ、９ｃに接続された配線それぞれに、線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃの一端を接続し、各線間コンデンサ４の他端同士を中性点に接続する。そして、図１と図３に示すように、入力端子８ａ、８ｂ、８ｃは、回路基板２の一端側に間隔をあけて配置され、出力端子９ａ、９ｂ、９ｃには、回路基板２の他端側に間隔をあけて配置される。

そして、プリント配線を有するプリント基板等の回路基板２の一方の面である上面２ｆａにコモンモードチョークコイル５を配置し、線間コンデンサ３、４を上面２ｆａの反対面である下面２ｆｂ側に配置するようにした。これによって、ノイズフィルタに関わる配線部材の実装面積を小さくでき、ノイズフィルタ１の小型化を実現することができる。

なお、コモンモードチョークコイル５は、図３Ａに示すように、例えば、トロイダルコア５１（あるいはリングコア）と、トロイダルコア５１に巻きまわしたコイル５２とで構成し、コイル端を回路基板２のプリント配線に直接接続している。この場合、コモンモードチョークコイル５を構成するコイル５２を線径の大きなもので構成すると、コイル５２の剛性が高いので、巻まわされたトロイダルコア５１は、支持体による支持、あるいは樹脂固定がなくても回路基板２に配置される。なお、コモンモードチョークコイル５では、厳密には、相ごとに巻方向が逆転する２本のコイルで構成しているが、本願の説明においては、簡略化して、単にコイル５２と称している。

ただし、ここまでの構成は、特許文献１を含め、一般的なノイズフィルタとしての基本的な構成と同様である。これに対して、本願の各実施の形態にかかるノイズフィルタ１では、図２で示した交流電源側の配線部材（領域Ｒｓ）に対する、負荷装置側の配線部材（領域Ｒｏ）を相順が異なるように空間配置した。具体的には、交流電源に接続する入力端子８ａ、８ｂ、８ｃの相順（Ｕ、Ｖ、Ｗ）と、負荷装置に接続する出力端子９ａ、９ｂ、９ｃの相順（ｕ、ｖ、ｗ）が逆になるように、対角に位置する端子同士を接続するようにコイル５２が引き出される。

線間コンデンサ３、４は、交流電源から侵入もしくは負荷装置から漏出するノーマルモードノイズをノイズ源に戻すように働く。上述したように、本願では、交流電源に接続する入力端子８ａ、８ｂ、８ｃの相順と、負荷装置に接続する出力端子９ａ、９ｂ、９ｃの相順が逆になっており、それに対応して交流電源と負荷装置をノイズフィルタ１に接続する。すると、交流電源または負荷装置から受信したノーマルモードノイズに対して、線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃを流れるノーマルモードノイズ電流と、線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃを流れるノーマルモードノイズ電流の向きが互いに逆方向となる。

これにより、交流電源側の線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃを流れるノーマルモードノイズの電流ループで発生する磁界と、負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃを流れるノーマルモードノイズの電流ループで発生する磁界とは、打ち消しあうことになる。そのため、ノイズフィルタ１を構成する配線部材（フィルタ部材）を経由しないノイズ伝搬経路の発生が抑制され、ノーマルモードノイズ減衰特性の劣化が抑制される。

ここで、本願のノイズフィルタ１と同様のフィルタ部材を用い、交流電源側と負荷装置側の相順を揃えたことのみ異なるノイズフィルタを比較例として作成し、本願のノイズフィルタ１とノーマルモードノイズ減衰特性を比較した。その結果、図４に示すように、比較例のノイズフィルタのノーマルモードノイズ減衰特性ＰＣ（破線）よりも、本願のノイズフィルタ１におけるノーマルモードノイズ減衰特性Ｐ１（実線）の方が、０．１〜２０ＭＨｚの全周波数帯で減衰量が低くなっている。つまり、本願のノイズフィルタ１の方が、相順を揃えて配置した一般的なノイズフィルタよりも、ノーマルモードノイズ減衰特性が良くなっていることが確認できた。

本願では、交流電源に接続する入力端子８ａ、８ｂ、８ｃの相順と、負荷装置に接続する出力端子９ａ、９ｂ、９ｃの相順が、空間配置上、逆になるように配置される。つまり、交流電源側の線間コンデンサ３のそれぞれに対向する負荷装置側の線間コンデンサ４の相が異なるように、コイル５２により、対角に位置する入力端子８と出力端子９を接続した。これにより、近接する交流電源側の線間コンデンサ３と負荷装置側の線間コンデンサ４、それぞれを流れるノーマルモードノイズ電流の向きが互いに逆方向となり、周囲に発生する磁界が打ち消しあうことになる。その結果、ノイズフィルタ１のフィルタ部材を経由しないノイズ伝搬経路の発生が抑制され、従来にはないノイズ低減効果を発揮することができる。

なお、本実施の形態１では、三相交流電源と三相負荷装置との間に挿入接続される三相ノイズフィルタを例に示しているがこの限りではなく、三相４線式でもよい。また、例えば、単相交流電源と単相負荷装置との間に挿入接続される単相ノイズフィルタでもよく、相線式に関わらず、対角に位置する端子同士を接続すれば、同様の効果を有する。なお、以降の各実施の形態においても、本実施の形態１と同様に、三相ノイズフィルタを例に説明していくが、相線式に関わらず、ノイズ低減の効果を奏することができる。

さらに、後述する実施の形態２〜５を含め、本実施の形態１にかかるノイズフィルタ１では、コモンモードチョークコイル５の実装面（上面２ｆａ）の反対側（下面２ｆｂ）に線間コンデンサ３、４を実装した。これにより、実装面積が小さくなり、小型化の要求にも応えることができる。このとき、小型化に伴い、線間コンデンサ３と線間コンデンサ４との間隔がより狭くなるが、ノイズ伝搬経路の発生が抑制されることで、ノイズが低減でき、小型化とノイズ低減を両立させることができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、電源側と負荷側とで、相の異なるコンデンサが同じ向きで対向するように配置した例について説明した。本実施の形態においては、負荷側の相間コンデンサの向きをコモンモードチョークコイルのコイルの巻き状態に応じて設定する例について説明する。

図５Ａと図５Ｂは、それぞれ、実施の形態２にかかるノイズフィルタの回路基板部分を透過させた部分透過上面図（図１の矢視Ａに対応）と部分透過下面図（図１の矢視Ｂに対応）である。なお、本実施の形態２にかかるノイズフィルタの負荷側の線間コンデンサの向きに関連する部分以外の構成は、実施の形態１で説明した構成と同様であり、図２の回路図を援用する。

本実施の形態２にかかるノイズフィルタ１は、図５に示すように、負荷装置側の線間コンデンサ４の向きをコモンモードチョークコイル５のコイル５２が巻かれていないトロイダルコア５１の領域Ｒｂの位置に応じて設定したものである。コモンモードチョークコイル５には、図５Ａに示すように、各相（Ｕ−ｕ、Ｖ−ｖ、Ｗ−ｗ）に対応するコイル５２が、間隔をあけて巻かれているため、トロイダルコア５１には、周方向でコイル５２が巻かれていない領域Ｒｂが生じる。一方、各線間コンデンサ４は、図５Ｂに示すように、両端面に電極４３、４４を配した柱状をなし、変位電流の向きと等しい両電極４３、４４を結ぶ線Ｄ４ｃが実装面（下面２ｆｂ）に平行になるように実装される。

このとき、コモンモードチョークコイル５と、線間コンデンサ３、４は、回路基板２をはさんで反対側に実装されるが、線間コンデンサ３、４と最も近い位置に存在する領域Ｒｂは、負荷装置側の線間コンデンサ４直近の領域Ｒｂである。そこで、線間コンデンサ４については、直近の領域Ｒｂの外周面における中点Ｐｍに対する接線Ｌｔ（図５Ａ）と、両電極４３、４４を結ぶ線Ｄ４ｃ（図５Ｂ）が平行になるように、実装面（２ｆｂ）上での向きを設定した。線間コンデンサ４内では、両端面の一方の電極４３から他方の電極４４を結ぶ線Ｄ４ｃに沿って変位電流が流れるので、変位電流の向きと接線Ｌｔが平行になる。

コモンモードチョークコイル５のトロイダルコア５１のうち、コイル５２が巻かれていない領域Ｒｂ部分からは、外周面の中点Ｐｍの接線Ｌｔと同じ方向に漏れ磁場が発生する。一方、線間コンデンサ４の両端面の電極間には、線Ｄ４ｃの方向に流れる変位電流の周りに同心円状に右ねじ方向の磁場が発生する。このとき、接線Ｌｔと線Ｄ４ｃが平行であれば、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と、線間コンデンサ４の電極４３、４４間の変位電流の周りに発生する磁場は鎖交する関係になる。そのため、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と線間コンデンサ４の電極間の変位電流により発生する磁場が干渉し合うことによるノイズ低減効果の劣化を抑制することができる。

なお、本実施の形態２では、負荷装置側の線間コンデンサ４を、両電極４３、４４を結ぶ線Ｄ４ｃが直近の領域Ｒｂの外周面における中点Ｐｍに対する接線Ｌｔと、平行になるように実装した例を示したがこの限りではない。例えば、領域Ｒｂが交流電源側の線間コンデンサ３の直近に位置する場合、線間コンデンサ３の両端面に形成された電極を結ぶ線を接線Ｌｔに平行になるように、線間コンデンサ３の向きを設定するようにしてもよい。あるいは、領域Ｒｂの配置によっては、線間コンデンサ３、線間コンデンサ４ともに接線Ｌｔと平行になるようにしてもよい。

実施の形態３．
本実施の形態３においては、負荷装置側の線間コンデンサについて、線間コンデンサ同士の中性接続点に対地間コンデンサを追加した例について説明する。図６と図７は実施の形態３にかかるノイズフィルタについて説明するためのものであり、図６はノイズフィルタの回路構成と一部の空間的な配置の設定領域を示す回路図、図７は図１の矢視Ａに対応するノイズフィルタの回路基板部分を透過させた部分透過上面図である。なお、本実施の形態３にかかるノイズフィルタの負荷側の対地間コンデンサの設置に関連する部分以外の構成は、実施の形態１で説明した構成と同様である。

実施の形態３にかかるノイズフィルタ１は、図６と図７に示すように、負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃの他端同士の中性接続点とアース７との間に対地間コンデンサ６を設ける（図７ではアース端子６ｇを記載）ようにした。対地間コンデンサ６はコモンモードノイズ電流をアース７に逃がすように働く。そのため、対地間コンデンサ６により、交流電源から侵入するコモンモードノイズ電流をアース７に流すことで、負荷装置に侵入するコモンモードノイズの低減が可能になる。また、負荷装置から流出するコモンモードノイズ電流をアース７に流すことで、交流電源に流出するコモンモードノイズの低減も可能になる。

本実施の形態３では、１個の対地間コンデンサ６を設置した例を示したが、負荷装置側の各相とアース７との間に３分の１の静電容量をもつ対地間コンデンサを設置した場合と同様に動作するため、部品数の削減と、ノイズフィルタ１の小型化が実現できる。また、ノーマルモードノイズ対策用の負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ線間ごとに接続された静電容量のみなので、コモンモードノイズ対策用の対地間コンデンサ６があっても線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃの静電容量は変化しない。

ここで、本実施の形態３における対地間コンデンサ６の静電容量の設定について説明する。負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃと対地間コンデンサ６の合成容量をＣ＿ＸＹとすると、漏洩電流Ｉ、入力電圧Ｖ、入力電圧の周波数ｆとの間で、式（１）が成立する。
Ｃ＿ＸＹ＝Ｉ／（２πｆＶ） ・・・（１）

つまり、負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃと対地間コンデンサ６の合成容量Ｃ＿ＸＹは、負荷装置毎に異なる漏洩電流Ｉの規定値と、入力電圧Ｖおよび入力電圧の周波数ｆにより定まる。このため、対地間コンデンサ６の静電容量は、負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃとの合成容量Ｃ＿ＸＹが式（１）を満足するように設定する。

なお、本実施の形態３では、負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃとアース７との間に対地間コンデンサ６を設置している例を示したが、この限りではない。例えば、交流電源側の線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃとアース７との間に対地間コンデンサを設置してもよく、双方に設けてもよい。また、ノーマルモードノイズ対策用の交流電源側の線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ線間ごとに接続された静電容量のみなので、コモンモードノイズ対策用の対地間コンデンサがあっても交流電源側の線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃの静電容量は変化しない。

実施の形態４．
実施の形態３においては、線間コンデンサ同士の中性接続点とアースとの間に対地間コンデンサを配置する例を示した。本実施の形態４においては、さらに、対地間コンデンサの向きをコモンモードチョークコイルのコイルの巻き状態に応じて設定する例について説明する。

図８Ａと図８Ｂは、それぞれ、実施の形態４にかかるノイズフィルタの回路基板部分を透過させた部分透過上面図（図１の矢視Ａに対応）と部分透過下面図（図１の矢視Ｂに対応）である。なお、本実施の形態４にかかるノイズフィルタの対地間コンデンサの向きに関連する部分以外の構成は、実施の形態３で説明した構成と同様であり、図６の回路図を援用する。

本実施の形態４にかかるノイズフィルタ１は、図８に示すように、対地間コンデンサ６の向きをコモンモードチョークコイル５のコイル５２が巻かれていないトロイダルコア５１の領域Ｒｂの位置に応じて設定したものである。コモンモードチョークコイル５における、周方向でコイル５２が巻かれていない領域Ｒｂについては、実施の形態２と同様である。一方、対地間コンデンサ６については、実施の形態２で説明した線間コンデンサ４と同様に、両端面に電極６３、６４を配した柱状をなし、両電極６３、６４を結ぶ線Ｄ６ｃが実装面（下面２ｆｂ）に平行になるように実装される。

このとき、対地間コンデンサ６と最も近い位置に存在する領域Ｒｂは、負荷装置側の領域Ｒｂである。そこで、対地間コンデンサ６については、直近の領域Ｒｂの外周面における中点Ｐｍに対する接線Ｌｔと、両電極６３、６４を結ぶ線Ｄ６ｃが平行になるように、実装面（２ｆｂ）上での向きを設定した。対地間コンデンサ６においても、実施の形態２で説明した線間コンデンサ４と同様、両端面の一方の電極６３から他方の電極６４を結ぶ線Ｄ６ｃに沿って変位電流が流れるので、変位電流の向きと接線Ｌｔが平行になる。

コモンモードチョークコイル５のトロイダルコア５１のうち、コイル５２が巻かれていない領域Ｒｂ部分からは、外周面の中点Ｐｍの接線Ｌｔと同じ方向に漏れ磁場が発生する。一方、対地間コンデンサ６の両端面の電極間には、電極６３、６４を結ぶ線Ｄ６ｃの方向に流れる変位電流の周りに同心円状に右ねじ方向の磁場が発生する。このとき、接線Ｌｔと線Ｄ６ｃが平行であれば、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と、対地間コンデンサ６の電極６３、６４間の変位電流の周りに発生する磁場は鎖交する関係になる。そのため、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と対地間コンデンサ６の電極間の変位電流により発生する磁場が干渉し合うことによるノイズ低減効果の劣化を抑制することができる。

なお、本実施の形態４は、負荷装置側の線間コンデンサ４ｃとアース７との間に配置された対地間コンデンサ６の電極６３、６４を結ぶ線Ｄ６ｃがコモンモードチョークコイル５の領域Ｒｂの中点Ｐｍに対する接線Ｌｔと平行になる例を示したがこの限りではない。例えば、領域Ｒｂが交流電源側の線間コンデンサ３の直近に位置し、線間コンデンサ３側に対地間コンデンサが設けられていた場合、その両端面に形成された電極を結ぶ線を接線Ｌｔに平行になるように、対地間コンデンサの向きを設定するようにしてもよい。あるいは、領域Ｒｂの配置によっては、線間コンデンサ３、線間コンデンサ４側の対地間コンデンサ双方を接線Ｌｔと平行になるようにしてもよい。また場合によっては、実施の形態２で説明したように、線間コンデンサ３、４それぞれの電極間を結ぶ線も、接線Ｌｔと平行になるようにしてもよい。

実施の形態５．
上記各実施の形態においては、入力端子と出力端子として、ピン形状が想定される図で説明したが、端子の形態はこれに限ることはない。本実施の形態３では、入力端子と出力端子にネジ止め構造を形成した例について説明する。図９は、実施の形態５にかかるノイズフィルタの回路基板部分を透過させた、図１の矢視Ａに対応する部分透過上面図である。なお、本実施の形態５にかかるノイズフィルタの入力端子と負荷端子以外の構成は、上記各実施の形態で説明した構成と同様である。

本実施の形態５にかかるノイズフィルタ１は、図９に示すように、実施の形態１の説明で用いた図３Ａに対し、入力端子８ａ、８ｂ、８ｃと、出力端子９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞれに、ネジ部８１、ネジ部９１を設けたものである。さらに具体的には、ネジ部８１、９１は、少なくとも上面２ｆａ側に開口し、ネジによる締め付けが可能なネジ穴を設けた。また、下面２ｆｂ側には、半田付けのための図示しない領域を有するようにした。

このような構造でも、上記各実施の形態に示すノイズフィルタ１と同様の効果を得ることができる。本構成によって、コモンモードチョークコイル５の回路基板２への接続、ならびに交流電源と負荷装置のノイズフィルタ１への接続を容易にすることができる。なお本実施の形態５では、入力端子８ａ、８ｂ、８ｃと出力端子９ａ、９ｂ、９ｃをコモンモードチョークコイル５の配置面（上面２ｆａ）側に設けた例を示したが、この限りではなく、反対面（下面２ｆｂ）側に設けてもよい。また、ネジ穴に限らず、プレスフィット端子、またはプレスフィット端子用の接続口、あるいは、電線を挿入するだけで接続できる速結端子にしてもよい。

実施の形態６．
上記各実施の形態では、実装面積を低減するため、コモンモードチョークコイルと線間コンデンサを回路基板の反対側の面に配置する例を示したが、これに限ることはない。本実施の形態６では、コモンモードチョークコイルと線間コンデンサを回路基板の同じ面内に実装した例について説明する。図１０Ａと図１０Ｂは、それぞれ、実施の形態６にかかるノイズフィルタの上面図（図１の矢視Ａに対応）と下面図（図１の矢視Ｂに対応）である。なお、本実施の形態６にかかるノイズフィルタの部材配置に関連する部分以外の構成については、他の実施の形態と同様であり、例えば、回路構成については、実施の形態１で説明した図２と同様である。

本実施の形態６にかかるノイズフィルタ１では、図１０に示すように、コモンモードチョークコイル５と線間コンデンサ３、４は、回路基板２の同一面（上面２ｆａ）上に配置されている。そして、入力端子８、出力端子９までの配線（配線パターン）を実施の形態１と異なる以下のような構成とした。

入力端子８側の配線パターンとして、上面２ｆａ側には、図１０Ａに示すように、相ごとに配置されたパターン８２とパターン８３、および各相が共有するパターン８４を形成した。パターン８３には、コモンモードチョークコイル５の各相と、線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれの一端とが接続され、パターン８４は中性点として、線間コンデンサ３の各他端がまとめて接続されている。そして、下面２ｆｂ側には、図１０Ｂに示すように、相ごとに配置され、上面２ｆａ側のパターン８２とパターン８３それぞれに対して回路基板２を貫通して電気接続されているパターン８５が形成されている。

同様に、出力端子９側の配線パターンとして、上面２ｆａ側には、相ごとに配置されたパターン９２とパターン９３、および各相が共有するパターン９４を形成した。パターン９３には、コモンモードチョークコイル５の各相と、線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃそれぞれの一端とが接続され、パターン９４は中性点として、線間コンデンサ４の各他端がまとめて接続されている。そして、下面２ｆｂ側には、相ごとに配置され、上面２ｆａ側のパターン９２とパターン９３それぞれに対して回路基板２を貫通して電気接続されているパターン９５が形成されている。

これにより、実施の形態１のノイズフィルタ１に対し、コモンモードチョークコイル５に対する線間コンデンサ３、４の空間的な配置は異なるが、ノイズフィルタ１としての回路は、図２と同じになり、回路上は等価となる。そして、コイル５２により対角に位置する入力端子８と出力端子９が接続されるので、線間コンデンサ３と対向する線間コンデンサ４は、実施の形態１のノイズフィルタ１と同様に相順が逆転している。

そのため、交流電源側の線間コンデンサ３ａ、３ｂ、３ｃを流れるノーマルモードノイズの電流ループで発生する磁界と、負荷装置側の線間コンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃを流れるノーマルモードノイズの電流ループで発生する磁界とは、打ち消し合うことになる。その結果、実施の形態１と同様に、ノイズフィルタ１を構成する配線部材（フィルタ部材）を経由しないノイズ伝搬経路の発生が抑制され、ノーマルモードノイズ減衰特性の劣化が抑制される。

なお、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

例えば、実施の形態６における、一方の面にコモンモードチョークコイル５と線間コンデンサ３、４を配置する構成は、実施の形態１に限らず、実施の形態２〜５で説明した構成に適用した場合にも、各実施の形態同様のノイズ低減効果を奏することができる。さらには、チョークコイルとしてコモンモードチョークコイル５を用いた例を示したが。これに限定されることはない。ノーマルモードチョークコイルを含めたチョークコイルであっても、配線部材（フィルタ部材）を経由しないノイズ伝搬経路の発生が抑制され、ノーマルモードノイズ減衰特性の劣化が抑制される。

以上のように、各実施の形態にかかるノイズフィルタ１によれば、回路基板２と、入力電源（交流電源）の相線式に対応し、回路基板２の一端部に配列された複数の入力端子８、複数の入力端子８に対応し、回路基板２における一端部に対向する他端部に配列された複数の出力端子９、一端が複数の入力端子８のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された複数の入力側の線間コンデンサ（線間コンデンサ３）、一端が複数の出力端子９のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された複数の出力側の線間コンデンサ（線間コンデンサ４）、および、一端が複数の入力端子８のそれぞれと接続され、他端が複数の出力端子９のうち、（端子の）配列における当該入力端子８ａ、８ｂ、８ｃの対角に位置する（配列の順序が逆になる）出力端子９ａ、９ｂ、９ｃと接続される複数のコイル５２を有するコモンモードチョークコイル５（ノーマルモードチョークコイルを含めたチョークコイル）、を備えるように構成したので、入力側の線間コンデンサ３と出力側の線間コンデンサ４を流れるノーマルモードノイズ電流の向きが互いに逆方向となるので、フィルタ部材を介さないノイズ伝搬経路の発生が抑制され、ノイズ低減効果に優れたノイズフィルタ１を得ることができる。

とくに、複数の入力側の線間コンデンサ３、および複数の出力側の線間コンデンサ４は、回路基板２におけるコモンモードチョークコイル５が実装された面（例えば、上面２ｆａ）の反対側の面（下面２ｆｂ）に実装されているようにすれば、実装面積が小さくなり、小型化の要求にも応えることができる。さらに小型化に伴い、線間コンデンサ３と線間コンデンサ４との間隔がより狭くなっても、ノイズ伝搬経路の発生が抑制されることで、ノイズが低減でき、小型化とノイズ低減を両立させることができる。

また、複数の入力側の線間コンデンサ３、および複数の出力側の線間コンデンサ４、の少なくともいずれかは、両端面に電極（例えば、電極４３、４４）が配置された柱状をなし、両端面の電極を結ぶ線（例えば、線Ｄ４ｃ）が、コモンモードチョークコイル５を構成するリング状のコア（トロイダルコア５１）のうち、周方向においてコイル５２が巻かれていない領域Ｒｂの外周面における中点Ｐｍに対する接線Ｌｔと平行になるように配置すれば、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と、線間コンデンサ４、あるいは線間コンデンサ３の電極間の変位電流の周りに発生する磁場は鎖交する関係になる。そのため、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と線間コンデンサ４あるいは線間コンデンサ３の電極間の変位電流により発生する磁場が干渉し合うことによるノイズ低減効果の劣化を抑制することができる。

さらに、一端が接地され、他端が複数の入力側の線間コンデンサ３または複数の出力側の線間コンデンサ４の中性点に接続された他端同士に接続された対地間コンデンサ６を備えれば、対地間コンデンサ６により、交流電源から侵入するコモンモードノイズ電流をアース７に流すことで、負荷装置に侵入するコモンモードノイズの低減が可能になる。あるいは、負荷装置から流出するコモンモードノイズ電流をアース７に流すことで、交流電源に流出するコモンモードノイズの低減も可能になる。

さらに、対地間コンデンサ６は、両端面に電極６３、６４が配置された柱状をなし、両端面の電極６３、６４を結ぶ線Ｄ６ｃが、コモンモードチョークコイル５を構成するリング状のコア（トロイダルコア５１）のうち、周方向においてコイル５２が巻かれていない領域Ｒｂの外周面における中点Ｐｍに対する接線Ｌｔと平行になるように配置すれば、コモンモードチョークコイル５から発生する漏れ磁場と対地間コンデンサ６の電極間の変位電流により発生する磁場が干渉し合うことによるノイズ低減効果の劣化を抑制することができる。

１：ノイズフィルタ、 ２：回路基板、 ２ｆａ：上面、 ２ｆｂ：下面、 ３、３ａ、３ｂ、３ｃ：線間コンデンサ（入力側線間コンデンサ）、 ４、４ａ、４ｂ、４ｃ：線間コンデンサ（出力側線間コンデンサ）、 ５：コモンモードチョークコイル（チョークコイル）、 ５１：トロイダルコア、 ５２：コイル、 ８、８ａ、８ｂ、８ｃ：入力端子、 ９、９ａ、９ｂ、９ｃ：出力端子、 ６：対地間コンデンサ、 ６ｇ：アース端子、 ７：アース、 Ｄ４ｃ、Ｄ６ｃ：（電極間を結ぶ）線、 Ｌｔ：接線、 Ｐｍ：中点、 Ｒｂ：領域。

Claims (8)

1. 回路基板と、
   前記回路基板の一端部に配列された３つの入力端子、
   前記３つの入力端子に対応し、前記一端部に対向する他端部に配列された３つの出力端子、
   一端が前記３つの入力端子のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された複数の入力側線間コンデンサ、
   一端が前記３つの出力端子のそれぞれに接続され、他端同士が中性点に接続された複数の出力側線間コンデンサ、および、
   リング状のコアに周方向に沿って巻かれ、一端が前記３つの入力端子のそれぞれと接続され、他端が前記３つの出力端子のうち、前記配列における当該入力端子の対角に位置する出力端子と接続される３組のコイルを有するチョークコイル、を備え、
   前記３つの入力端子のうち、前記配列における外側の一方に位置する第一入力端子と、前記第一入力端子の対角に位置する第一出力端子は、前記３組のコイルのうち、両端が前記配列に沿った方向における前記第一入力端子に近い側、前記配列に沿った方向における前記第一出力端子に近い側に分かれて配置される第一コイルの両端部からそれぞれ前記対向の方向と平行に引き出された引き出し線によって接続されていることを特徴とするノイズフィルタ。
2. 前記配列における外側の他方に位置する第三入力端子と、前記第三入力端子の対角に位置する第三出力端子とを接続する第三コイル、および残りの第二入力端子と第二出力端子とを接続する第二コイルは、前記回路基板から離れた空間内でそれぞれの引き出し線を交差させていることを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ。
3. 前記引き出し線の交差は、前記第二コイルの前記配列に沿った方向における前記第三出力端子に近い側の端部から前記第二出力端子へ向けて引き出された引き出し線と、前記第三コイルの前記配列に沿った方向における中間部分に位置する端部から前記第三出力端子へ向けて引き出された引き出し線により形成されていることを特徴とする請求項２に記載のノイズフィルタ。
4. 前記チョークコイルとして、コモンモードチョークコイルを用いたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。
5. 前記複数の入力側線間コンデンサ、および前記複数の出力側線間コンデンサは、前記回路基板における前記チョークコイルが実装された面の反対側の面に実装されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。
6. 前記複数の入力側線間コンデンサ、および前記複数の出力側線間コンデンサ、の少なくともいずれかは、
   両端面に電極が配置された柱状をなし、前記両端面の電極を結ぶ線が、前記コアのうち、周方向において前記コイルが巻かれていない領域の外周面における中点に対する接線と平行になるように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。
7. 一端が接地され、他端が前記複数の入力側線間コンデンサまたは前記複数の出力側線間コンデンサの中性点に接続された前記他端同士に接続された対地間コンデンサを備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。
8. 前記対地間コンデンサは、両端面に電極が配置された柱状をなし、
   前記両端面の電極を結ぶ線が、前記コアのうち、周方向において前記コイルが巻かれていない領域の外周面における中点に対する接線と平行になるように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のノイズフィルタ。

Images