ＥＭＩフィルタ

【目的】本発明は、高周波ノイズ対策のためにプリント配線板に実装されて、電気信号の持つ高周波成分を低減するＥＭＩフィルタに関し、確実に高周波成分を低減できるようにすることを目的とする。
【構成】電気信号の入力用に用意されてインダクタとして機能する入力リードと、電気信号の出力用に用意されてインダクタとして機能する出力リードと、入出力リードの接続部とグランドとを容量接続すべく設けられるコンデンサとでＥＭＩフィルタを構成するときにあって、そのコンデンサを、リード接続部の外周に形成される誘電体と、その誘電体の外周に形成されてグランドと半田付け可能となる電極とでもって構成する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波ノイズ対策のためにプリント配線板に実装されて、電気信号の持つ高周波成分を低減するＥＭＩフィルタに関し、特に、確実に高周波成分を低減できるようにするＥＭＩフィルタに関する。
【０００２】近年、電子機器による電波妨害が大きな問題となってきており、これから、電子機器の発生する高周波ノイズを低減する必要がでてきた。この高周波ノイズを低減するために、ＥＭＩフィルタと呼ばれる高周波カットのフィルタが用いられるようになってきたが、このＥＭＩフィルタを実用的なものとしていくためには、確実に高周波成分を低減できるようにする構成を構築していく必要がある。
【０００３】
【従来の技術】ＥＭＩフィルタは、図６に示すように、直列接続される２つのインダクタと、これらのインダクタの接続点とグランドとの間に挿入されるコンデンサとで構成され、この構成に従って、入力されてくる電気信号の持つ高周波成分をグランドにバイパスさせていくことで、その電気信号の持つ高周波成分を低減して出力していく構成を採るものである。
【０００４】図７に、３端子型で構成される従来のＥＭＩフィルタの外観図を図示する。図中、１はインダクタ及びコンデンサを樹脂でコーティングしたフィルタ本体、２は入力端子、３は出力端子、４はグランド端子である。
【０００５】このフィルタ本体１の内部には、図８に示すように、両面に電極６を装着する誘電体５が備えられて、その一方の電極６が、入力端子２と出力端子３との間を接続するリードと接続されるとともに、他方の電極６が、グランド端子４を構成するリードと接続されることでコンデンサが用意され、そして、入力端子２を構成するリードに、フェライトビーズ７が外挿されることでインダクタが用意されるとともに、出力端子３を構成するリードに、フェライトビーズ７が外挿されることでインダクタが用意されている。
【０００６】この構成に従って、従来の３端子型構成のＥＭＩフィルタは、図６の回路構成を実現して、入力されてくる電気信号の持つ高周波成分をグランドにバイパスさせていくことで、その電気信号の持つ高周波成分を低減して出力していくのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の３端子型構成のＥＭＩフィルタでは、コンデンサからリードを引き出してグランドに接続する構成を採ることから、そのリードの持つインダクタンスにより高周波成分を効果的に低減できないという問題点があった。
【０００８】すなわち、このような従来の３端子型構成のＥＭＩフィルタでは、図９に示すように、コンデンサとグランドとの間にインダクタンスが残留した形となり、この残留インダクタンスが高周波に対して抵抗成分となることから、入力されてくる電気信号の持つ高周波成分を効果的にグランドにバイパスできないことで、その電気信号の持つ高周波成分を効果的に低減できないという問題点があったのである。特に、１００ＭＨｚを越えるような高周波帯域では、この残量インダクタンスによる影響は極めて大きなものとなる。
【０００９】しかも、このような従来の３端子型構成のＥＭＩフィルタでは、コンデンサとグランドとの間のリードの持つ抵抗がフィルタ性能に悪影響を与えて、高周波成分の低減を妨げるという欠点もあった。
【００１０】一方、残留インダクタンスの比較的少ないチップ構成のＥＭＩフィルタも市場に提供されているが、このようなチップ構成のＥＭＩフィルタでも、グランド層からの引き出しパターンが必要なために残留インダクタンスや抵抗が完全になくならず、高周波成分を効果的に低減できないという問題点が残ることになる。しかも、チップ構成のＥＭＩフィルタは、表面実装のプリント配線板でしか使えないし、定格電流も上げることができない。
【００１１】このように、従来技術に従っていると、ＥＭＩフィルタの高周波帯域の低減効果が小さいという問題点があった。これに対処する１つの方法として、コンデンサの容量や、インダクタのインダクタンスを大きくしていく構成を採ることも考えられるが、このようにすると、今度は、そのフィルタリング効果が低周波帯域にも及ぶことで、所望の信号波形を得ることができないという新たな問題点が出てくることになる。
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、残留インダクタンス及び抵抗成分を排除することで、電気信号の持つ高周波成分を確実に低減できるようにする新たなＥＭＩフィルタの提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、本発明では、インダクタンスを持って直列接続される入力及び出力リードと、この２つのリードの接続点とグランドとの間に挿入されるコンデンサとで構成されるＥＭＩフィルタにあって、このコンデンサが、リード接続部の外周に形成される誘電体と、その誘電体の外周に形成されて、グランドと半田付け可能となる電極とで構成されることを特徴とする。
【００１４】この構成を採るときにあって、リード接続部が、Ｕ字状に形成されるとともに、入力及び出力リードが、そのＵ字形状と同一方向を向くようにと折り曲げられてリード接続部に接続されることが好ましい。
【００１５】
【作用】本発明のＥＭＩフィルタでは、ＥＭＩフィルタを構成するコンデンサ部分を、例えばプリント配線板のグランドパターンに当接した貫通孔に挿入して、それが持つ電極とその貫通孔とを半田付けすることで、そのコンデンサをグランドに直接接続する。
【００１６】このように、本発明のＥＭＩフィルタでは、リードを一切使わずに、ＥＭＩフィルタを構成するコンデンサをグランドに直接接続できるようになることから、残留インダクタンス及び抵抗成分を排除することができるようになって、電気信号の持つ高周波成分を確実に低減できるようになる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明する。図１に、本発明により構成される３端子型のＥＭＩフィルタ１００の一実施例を図示する。ここで、図中、図８で説明したものと同じものについては同一の符号で示してある。
【００１８】図１において、ＥＭＩフィルタ１００は、多層プリント配線板８に組み付けられており、このＥＭＩフィルタ１００を構成する１本のリード９の中間部には、図１（ｂ）に示すように、そのリード９の外周に被覆される円筒状の誘電体１０と、その誘電体１０の外周に被覆される円筒状の電極１１とで構成されるコンデンサ２００が設けられている。このコンデンサ２００は、多層プリント配線板８の貫通孔１２に挿入されて、そこで電極１１と貫通孔１２とが半田付けされることで、多層プリント配線板８のグランドパターン１３に接続される。
【００１９】ここで、このコンデンサ２００を積層セラミックコンデンサで構成すると、寸法に比べてコンデンサ容量を大きくできるので小型化を実現する上で有利であるとともに、コンデンサ容量の誤差を小さく抑えることができることになる。
【００２０】このリード９の両端は、それぞれＵ字状に折り曲げられることで、全体としてＳ字状に形成されており、その一方の先端は、フィルタリング対象の電気信号を入力する入力端子２を構成して、多層プリント配線板８の別の貫通孔１４に挿入され、そこで多層プリント配線板８の所定のパターンに半田付けされる。一方、もう１つの先端は、フィルタリングされた電気信号を出力する出力端子３を構成して、多層プリント配線板８の更に別の貫通孔１５に挿入され、そこで多層プリント配線板８の所定のパターンに半田付けされる。
【００２１】このコンデンサ２００と出力端子３との間には、フェライトビーズ７が外挿されることでＥＭＩフィルタ１００を構成するインダクタが与えられる。一方、コンデンサ２００と入力端子２との間には、この部分のリード９自身の持つインダクタンスでもってＥＭＩフィルタ１００を構成するインダクタが与えられる。
【００２２】そして、このＥＭＩフィルタ１００の組み付けを可能にするために、コンデンサ２００と入力端子２との間のリード９部分には、フレキシブル性を与える可撓部１６が用意されている。なお、リード９の全体を可撓性材料で製造してもよいことは言うまでもない。
【００２３】このような構成のＥＭＩフィルタ１００にあっては、ＥＭＩフィルタ１００を構成するコンデンサ２００の電極１１が、多層プリント配線板８のグランドパターン１３に直接接続されることになるので、コンデンサ２００とグランドパターン１３の間のリードを完全になくすことができるようになる。これから、残留インダクタンスや抵抗成分を完全に排除できるようになって、確実に高周波成分を低減できるようになるとともに、必要以上にコンデンサ２００の容量を大きくする必要がなくなって、所望の信号波形を得ることができるようになる。
【００２４】図２に、本発明により構成される３端子型のＥＭＩフィルタ１００の他の実施例を図示する。図２においても、ＥＭＩフィルタ１００は、多層プリント配線板８に組み付けられており、このＥＭＩフィルタ１００を構成する１本のリード９の中間部は、Ｕ字状に折り曲げられていて、そのＵ字部分には、図２（ｂ）に示すように、そのリード部分の外周に被覆される円筒状の誘電体１０と、その誘電体１０を覆うように被覆される円筒状の電極１１とで構成されるコンデンサ２００が設けられている。このコンデンサ２００は、多層プリント配線板８の貫通孔１２に挿入されて、そこで電極１１と貫通孔１２とが半田付けされることで、多層プリント配線板８のグランドパターン１３に接続される。
【００２５】ここで、このコンデンサ２００を積層セラミックコンデンサで構成すると、寸法に比べてコンデンサ容量を大きくできるので小型化を実現する上で有利であるとともに、コンデンサ容量の誤差を小さく抑えることができることになる。
【００２６】このリード９の両端は、コンデンサ２００と同一方向にそれぞれＵ字状に折り曲げられており、その一方の先端は、フィルタリング対象の電気信号を入力する入力端子２を構成して、多層プリント配線板８の別の貫通孔１４に挿入され、そこで多層プリント配線板８の所定のパターンに半田付けされる。一方、もう１つの先端は、フィルタリングされた電気信号を出力する出力端子３を構成して、多層プリント配線板８の更に別の貫通孔１５に挿入され、そこで多層プリント配線板８の所定のパターンに半田付けされる。
【００２７】このコンデンサ２００と入力端子２との間には、フェライトビーズ７が外挿されることでＥＭＩフィルタ１００を構成するインダクタが与えられるとともに、このコンデンサ２００と出力端子３との間には、フェライトビーズ７が外挿されることでＥＭＩフィルタ１００を構成するインダクタが与えられる。
【００２８】このような構成のＥＭＩフィルタ１００にあっては、ＥＭＩフィルタ１００を構成するコンデンサ２００の電極１１が、多層プリント配線板８のグランドパターン１３に直接接続されることになるので、コンデンサ２００とグランドパターン１３の間のリードを完全になくすことができるようになる。これから、残留インダクタンスや抵抗成分を完全に排除できるようになって、確実に高周波成分を低減できるようになるとともに、必要以上にコンデンサ２００の容量を大きくする必要がなくなって、所望の信号波形を得ることができるようになる。
【００２９】この実施例のＥＭＩフィルタ１００に従うと、ＥＭＩフィルタ１００を一方向から多層プリント配線板８に組み付けられるので、組み立て上極めて便利である。なお、図２（ｂ）では、コンデンサ２００を構成するＵ字部分の誘電体１０がＵ字間で独立に形成されることで、コンデンサ２００の電極１１がこの誘電体１０を切断する形態となるもので図示したが、図３に示すように、この誘電体１０をＵ字間で一体となるように形成して、その外周に電極１１を形成する構成を採ってもよいのである。
【００３０】図４に、本発明により構成される３端子型のＥＭＩフィルタ１００の他の実施例を図示する。この実施例と、図２の実施例との違いは、図２の実施例では、コンデンサ２００の電極１１が多層プリント配線板８のグランドパターン１３に半田付けされるのに対して、この実施例では、この電極１１が多層プリント配線板８の連設されるケース１７に半田付けされる点にある。そして、このケース１７への接続を実現するために、入力端子２とコンデンサ２００との間のリード９に可撓部１８を設けるとともに、出力端子３とコンデンサ２００との間のリード９に可撓部１８を設けている点である。また、フェライトビーズ７を用いずに、リード９の一部をコイル状に形成することで、ＥＭＩフィルタ２００を構成するインダクタを与えている点も異なっている。
【００３１】このような構成を採ることで、コンデンサ２００の電極１１を、より低インピーダンスのケース１７のアースグランドに取り付けることが可能になる。なお、コイル形状を使ってインダクタを与える構成を採ると、磁気飽和が起こらないことから大電流の用途に好適なものとなる。
【００３２】図５に、本発明により構成される３端子型のＥＭＩフィルタ１００の他の実施例を図示する。この実施例は、図２の実施例に従う複数のＥＭＩフィルタ１００を並置して、コンデンサ２００、入力端子２及び出力端子３を露出させつつ、それらを一体にモールド成形することで集積化したＥＭＩフィルタ１００を構成している点である。
【００３３】このような構成のＥＭＩフィルタ１００を用いると、バスライン等の高周波成分の低減に対して、ＥＭＩフィルタ１００の一括実装が可能となり、その結果結果小型化、低コストが実現できることになる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＥＭＩフィルタでは、リードを一切使わずに、ＥＭＩフィルタを構成するコンデンサをグランドに直接接続できるようになることから、残留インダクタンス及び抵抗成分を排除することができるようになって、電気信号の持つ高周波成分を確実に低減できるようになるとともに、必要以上にコンデンサの容量を大きくする必要がなくなって、所望の信号波形を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である。
【図２】本発明の他の実施例である。
【図３】コンデンサの構造の説明図である。
【図４】本発明の他の実施例である。
【図５】本発明の他の実施例である。
【図６】ＥＭＩフィルタの等価回路図である。
【図７】３端子型ＥＭＩフィルタの外観図である。
【図８】ＥＭＩフィルタの内部構成図である。
【図９】ＥＭＩフィルタの残留インダクタンスの説明図である。
【符号の説明】
１フィルタ本体
２入力端子
３出力端子
４グランド端子
８多層プリント配線板
９リード
１０誘電体
１１電極
１２貫通孔
１００ＥＭＩフィルタ
２００コンデンサ

【特許請求の範囲】
【請求項１】電気信号の入力用に用意されてインダクタとして機能する入力リードと、電気信号の出力用に用意されてインダクタとして機能する出力リードと、該入力及び出力リードの接続部とグランドとを容量接続すべく設けられるコンデンサとで構成されるＥＭＩフィルタであって、上記コンデンサは、上記リード接続部の外周に形成される誘電体と、該誘電体の外周に形成されて、グランドと半田付け可能となる電極とで構成されることを、特徴とするＥＭＩフィルタ。
【請求項２】請求項１記載のＥＭＩフィルタにおいて、リード接続部がＵ字状に形成されるとともに、入力及び出力リードは、該Ｕ字形状と同一方向を向くようにと折り曲げられてリード接続部に接続されるよう構成されることを、特徴とするＥＭＩフィルタ。
【請求項３】請求項１又は２記載のＥＭＩフィルタにおいて、リード接続部と入力リードとの間と、リード接続部と出力リードとの間のいずれか一方又は双方が、可撓性を持って接続されるよう構成されることを、特徴とするＥＭＩフィルタ。
【請求項４】複数のＥＭＩフィルタを並置しモールド成形することで構成される集積型のＥＭＩフィルタであって、各ＥＭＩフィルタが、電気信号の入力用に用意されてインダクタとして機能するモールド外に露出部分を持つ入力リードと、電気信号の出力用に用意されてインダクタとして機能するモールド外に露出部分を持つ出力リードと、該入力及び出力リードの接続部とグランドとを容量接続すべく設けられてモールド外に露出部分を持つコンデンサとで構成され、かつ、上記リード接続部がＵ字状に形成されるとともに、入力及び出力リードは、該Ｕ字形状と同一方向を向くようにと折り曲げられて上記リード接続部に接続されるよう構成され、更に、上記コンデンサは、上記リード接続部の外周に形成される誘電体と、該誘電体の外周に形成されて、グランドと半田付け可能となる電極とで構成されることを、特徴とするＥＭＩフィルタ。
【請求項５】請求項１、２、３又は４記載のＥＭＩフィルタにおいて、入力リードと出力リードのいずれか一方又は双方が、インダクタンスを強化するインダクタンス強化部材を装着するか、インダクタンスを強化するコイル形状で構成されることを、特徴とするＥＭＩフィルタ。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５記載のＥＭＩフィルタにおいて、コンデンサは、積層セラッミック構造で構成されることを、特徴とするＥＭＩフィルタ。

【図１】