JP2017005572A - ノイズフィルタ、多段接続ｌｃフィルタ及び医療用機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高い減衰特性を有するノイズフィルタの提供。
【解決手段】ノイズフィルタ（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００）は、互いに直列に接続される複数のインダクタ素子（１０ａ、１０ｂ）を含む。インダクタ素子（１０ａ、１０ｂ）は、円環状の磁性コア（３ａ、３ｂ）と、磁性コア（３ａ、３ｂ）を巻き回す巻線（６ａ、６ｂ）と、磁性コア（３ａ、３ｂ）と巻線（６ａ、６ｂ）との間に配置されて、グラウンドに接続される接地端子（５ａ、５ｂ、４５）と、を備える。接地端子（５ａ、５ｂ、４５）は、磁性コア（３ａ、３ｂ）の外周の少なくとも一部を囲む導電部（５１ａ、５１ｂ、４５１）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はノイズフィルタ、多段接続ＬＣフィルタ及び医療用機器に関する。

特許文献１では、ＵＵ形またはＥＥ形磁心をコの字形バネ鋼にて固定して閉磁路を構成し、この磁心に巻線を巻装し、上記バネ鋼にピン端子を接続固定し、磁心アース用端子とした構成とするコモンモードチョークコイルが開示されている。このようなコモンモードチョークコイルを含むノイズフィルタが利用されている。

実開平０５−０３６８２２号公報

高い減衰特性を有するノイズフィルタが要求されている。上記したノイズフィルタは、減衰特性に改善の余地があった。

本発明は、高い減衰特性を有するノイズフィルタを提供する。

本発明にかかるノイズフィルタは、
互いに直列に接続される複数のインダクタ素子を含み、
前記インダクタ素子は、円環状の磁性コアと、前記磁性コアを巻き回す巻線と、前記磁性コアと前記巻線との間に配置されて、グラウンドに接続される接地端子と、を備え、
前記接地端子は、前記磁性コアの外周の少なくとも一部を囲む導電部を有する。

このような構成によれば、高い減衰特性を有する。

また、前記複数のインダクタ素子は、複数の支持体にそれぞれ配置されていることを特徴としてもよい。
また、前記複数のインダクタ素子は、１つの支持体に、一方向に並んで配置されていることを特徴としてもよい。
また、前記複数のインダクタ素子にそれぞれ含まれる複数の前記磁性コアは、並んで配置されており、前記接地端子の前記導電部は、並んで配置した複数の前記磁性コアの少なくとも一部を囲むことを特徴としてもよい。
また、前記複数のインダクタ素子は、１つの支持体に積層されていることを特徴としてもよい。
また、前記複数のインダクタ素子は、接地導体板を挟むことを特徴としてもよい。
また、前記複数のインダクタ素子は、複数の金属筐体にそれぞれ収納されていることを特徴としてもよい。
また、前記複数のインダクタ素子は、１つの金属筐体に収納されていることを特徴としてもよい。

他方、本発明にかかる多段接続ＬＣフィルタは、
複数のノイズフィルタと、複数のＹコンデンサとを含み、
前記ノイズフィルタは、互いに直列に接続される複数のインダクタ素子を含み、
前記インダクタ素子は、円環状の磁性コアと、前記磁性コアを巻き回す巻線と、前記磁性コアと前記巻線との間に配置されて、グラウンドに接続される接地端子と、を備え、
前記接地端子は、前記磁性コアの外周の少なくとも一部を囲む導電部を含み、
前記複数のインダクタ素子と前記複数のＹコンデンサとが交互に直列に接続されている。

他方、本発明にかかる医療用機器は、上記した本発明にかかる多段接続ＬＣフィルタを搭載する。

本発明によれば、高い減衰特性を有するノイズフィルタを提供することができる。

実施の形態１にかかるノイズフィルタの斜視図である。 実施の形態１にかかるノイズフィルタの分解断面図である。 実施の形態２にかかるノイズフィルタの斜視図である。 実施の形態２にかかるノイズフィルタの分解断面図である。 実施の形態３にかかるノイズフィルタの斜視図である。 実施の形態３にかかるノイズフィルタの分解断面図である。 実施の形態４にかかるノイズフィルタの斜視図である。 実施の形態４にかかるノイズフィルタの分解断面図である。 実施の形態５にかかるノイズフィルタの斜視図である。 実施の形態６にかかるノイズフィルタの斜視図である。 実施の形態７にかかるノイズフィルタの斜視図である。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 バイアス電圧に対する漏洩電流を示すグラフである。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 実施例４〜６のノイズフィルタの結線図である。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 実施の形態１にかかるノイズフィルタの変形例の斜視図である。 実施の形態１にかかるノイズフィルタの変形例の斜視図である。 周波数に対するＳパラメータＳ_２１を示すグラフである。 比較例５〜７のノイズフィルタの結線図である。

実施の形態１．
図１及び図２を参照して実施の形態１にかかるノイズフィルタについて説明する。図１は、実施の形態１にかかるノイズフィルタの斜視図である。図２は、実施の形態１にかかるノイズフィルタの分解断面図である。

図１に示すように、ノイズフィルタ１００は、インダクタ素子１０ａと、インダクタ素子１０ｂとを含む。

図１に併せて図２を参照すると、インダクタ素子１０ａは、絶縁ケース２ａと、磁性コア３ａと、絶縁キャップ４ａと、接地端子５ａと、巻線６ａとを含む。なお、図２では、分かり易くするために、巻線６ａ、６ｂの図示を省略した。

磁性コア３ａは、強磁性材料からなる円環状体である。磁性コア３ａは、所定の透磁率を有しており、その透磁率は５０００以上であると好ましく、さらに好ましくは、１００００以上である。

接地端子５ａは、導電部５１ａと、端子部５２ａとを有する。導電部５１ａは、磁性コア３ａの少なくとも外周の一部を囲む形状を有する。導電部５１ａは、磁性コア３ａの上下や内周も囲んでもよい。端子部５２ａは、導電部５１ａから絶縁ケース２ａの外方へ延びて、グラウンド（不図示）に接続される形状を有する。接地端子５ａは、例えば、導電体からなる。導電部５１ａは、例えば、曲面を有する板状部であり、端子部５２ａは、例えば、Ｌ字状に延びる板状部である。導電部５１ａは、磁性コア３ａと電気的に絶縁されている。例えば、導電部５１ａと磁性コア３ａとの間に挿入する突起部（不図示）や、導電部５１ａを挿入する溝（不図示）を絶縁ケース２ａの内側及び絶縁キャップ４ａの内側に設けることで、導電部５１ａと磁性コア３ａとを電気的に絶縁させてもよい。接地端子５ａは、磁性コア３ａとともに絶縁ケース２ａに収納される。

絶縁ケース２ａは、上側に開口した円環状の筐体である。絶縁ケース２ａは、その径方向に延びる延長部２１ａを有する。絶縁ケース２ａは、磁性コア３ａ及び接地端子５ａを収納し、延長部２１ａは、接地端子５ａの端子部５２ａの少なくとも一部を被覆する。絶縁キャップ４ａは、絶縁ケース２ａの開口部を塞ぐ。なお、絶縁ケース２ａ及び絶縁キャップ４ａの代わりに、上側絶縁ケースと下側絶縁ケースとを用いてもよい。上側絶縁ケース及び下側絶縁ケースは、絶縁ケース２ａ及び絶縁キャップ４ａにおいて絶縁ケース２ａの側壁に相当する部分で上下に分割されている絶縁ケースである。

巻線６ａは、絶縁ケース２ａを介して、磁性コア３ａに巻き回されている。巻線６ａは、対象とする機器の定格電流や確保したいインダクタンス値に合わせて，線径や巻線回数を適時選択する。巻線６ａは、直列に接続している構成上、対象機器の定格に注意する必要はあるものの，各インダクタンス素子で線径や巻線回数が異なっていてもよい。線径や巻線回数を適宜、変更することで，所望とするコモンモードノイズ減衰特性の設計の幅を広げることができる。

インダクタ素子１０ａは台座１ａに設置されている。具体的には、インダクタ素子１０ａは、絶縁ケース２ａの底面が台座１ａと対向する、又は、接するように、台座１ａに配置されている。台座１ａは、インダクタ素子１０ａ、接地端子５ａ及び巻線６ａの位置を固定する。

インダクタ素子１０ｂは、インダクタ素子１０ａと同様に、絶縁ケース２ｂと、磁性コア３ｂと、絶縁キャップ４ｂと、接地端子５ｂと、巻線６ｂとを含む。

磁性コア３ｂは、強磁性材料からなる円環状体である。磁性コア３ｂは、所定の透磁率を有しており、その透磁率は５０００以上であると好ましく、さらに好ましくは、１００００以上である。

接地端子５ｂは、導電部５１ｂと、端子部５２ｂとを有する。導電部５１ｂは、磁性コア３ｂの少なくとも外周の一部を囲む形状を有する。導電部５１ｂは、磁性コア３ｂの上下や内周も囲んでもよい。端子部５２ｂは、導電部５１ｂから絶縁ケース２ｂの外方へ延びて、グラウンド（不図示）に接続される形状を有する。接地端子５ｂは、例えば、導電体からなる。導電部５１ｂは、例えば、曲面を有する板状部であり、端子部５２ｂは、例えば、Ｌ字状に延びる板状部である。導電部５１ｂは、磁性コア３ｂと電気的に絶縁されている。例えば、導電部５１ｂと磁性コア３ｂとの間に挿入する突起部（不図示）や、導電部５１ｂを挿入する溝（不図示）を絶縁ケース２ｂの内側及び絶縁キャップ４ｂの内側に設けることで、導電部５１ｂと磁性コア３ｂとを電気的に絶縁させてもよい。接地端子５ｂは、磁性コア３ｂとともに絶縁ケース２ｂに収納される。

絶縁ケース２ｂは、上側に開口した円環状の筐体である。絶縁ケース２ｂは、その径方向に延びる延長部２１ｂを有する。絶縁ケース２ｂは、磁性コア３ｂ及び接地端子５ｂを収納し、延長部２１ｂは、接地端子５ｂの端子部５２ｂの少なくとも一部を被覆する。絶縁キャップ４ｂは、絶縁ケース２ｂの開口部を塞ぐ。なお、絶縁ケース２ｂ及び絶縁キャップ４ｂの代わりに、上側絶縁ケースと下側絶縁ケースとを用いてもよい。上側絶縁ケース及び下側絶縁ケースは、絶縁ケース２ｂ及び絶縁キャップ４ｂにおいて絶縁ケース２ｂの側壁に相当する部分で上下に分割されている絶縁ケースである。

巻線６ｂは、絶縁ケース２ｂを介して、磁性コア３ｂに巻き回されている。巻線６ｂは、対象とする機器の定格電流や確保したいインダクタンス値に合わせて，線径や巻線回数を適時選択する。巻線６ａは、直列に接続している構成上、対象機器の定格に注意する必要はあるものの，各インダクタンス素子で線径や巻線回数が異なっていてもよい。線径や巻線回数を適宜、変更することで，所望とするコモンモードノイズ減衰特性の設計の幅を広げることができる。

インダクタ素子１０ｂは台座１ｂに設置されている。具体的には、インダクタ素子１０ｂは、絶縁ケース２ｂの底面が台座１ｂと対向する、又は、接するように、台座１ｂに配置されている。台座１ｂは、インダクタ素子１０ｂ、接地端子５ｂ及び巻線６ｂの位置を固定する。

インダクタ素子１０ａとインダクタ素子１０ｂとは、それぞれ異なる台座に設置されているため、高い自由度で実装することができる。例えば、インダクタ素子１０ａとインダクタ素子１０ｂとは、同一平面上に隣接させてもよいし、同一平面上に所定の距離を空けて配置してもよいし、高さの異なる２つの面上にそれぞれ配置してもよい。また、図１及び図２では、延長部２１ａは、延長部２１ｂが指す方向と反対方向に向いているが、延長部２１ａは延長部２１ｂに対して、様々な方向を向いていてもよく、例えば、台座１ａ、１ｂの上方から視た場合に、９０°回転した方向や同じ方向であってもよい。

なお、磁性コア３ｂは、磁性コア３ａを構成する材料と異なる材料を用いて構成されていてもよい。例えば、磁性コア３ａ、３ｂのいずれか一方が、その他方と比較して、透磁率の最大値が低く、且つ、その一方が、広い周波数域において所定の透磁率を維持する材料からなる場合がある。このような場合、より広い周波数帯域において、コモンモードノイズを除去できてよい。巻線６ａと巻線６ｂとは、直列に接続されていてもよい。

ここで、ノイズフィルタを所定の回路等に組み込んで、電流を流すと、接地端子５ａ、５ｂがＹコンデンサと同じように、容量を発生し、コモンモードノイズをグラウンドに逃す。そのため、ノイズを大きく減衰することができる。また、Ｙコンデンサを必要としていないため、漏洩電流が低い。

以上、実施の形態１にかかるノイズフィルタによれば、高い減衰特性を有する。また、インダクタ素子がそれぞれ異なる台座に設けられているため、独立して実装することができ、高い実装性を有する。

実施の形態２．
次に、図３及び図４を参照して、実施の形態２にかかるノイズフィルタについて説明する。図３は、実施の形態２にかかるノイズフィルタの斜視図である。図４は、実施の形態２にかかるノイズフィルタの分解断面図である。なお、図４では、分かり易くするために、巻線６ａ、６ｂの図示を省略した。実施の形態２にかかるノイズフィルタは、台座と、巻線同士の結線とを除いて、実施の形態１にかかるノイズフィルタと共通する構成を有する。その共通する説明について適宜省略し、異なる構成について説明する。

図３及び図４に示すように、ノイズフィルタ２００は、台座１を有する。インダクタ素子１０ａとインダクタ素子１０ｂとは、台座１に並んで設けられている。巻線６ａと巻線６ｂとは、直列に接続されている。

以上、実施の形態２にかかるノイズフィルタによれば、実施の形態１にかかるノイズフィルタと同様に、接地端子を有し、高い減衰特性を有する。また、２つのインダクタ素子を、同一の台座に設けている。そのため、実施の形態２にかかるノイズフィルタは、容易に製造することができる。

実施の形態３．
次に、図５及び図６を参照して、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。図５は、実施の形態３にかかるノイズフィルタの斜視図である。図６は、実施の形態３にかかるノイズフィルタの分解断面図である。なお、図６では、分かり易くするために、巻線６ａ、６ｂの図示を省略した。実施の形態３にかかるノイズフィルタは、絶縁ケースを除いて、実施の形態２にかかるノイズフィルタと共通する構成を有する。その共通する構成の説明について適宜省略し、異なる構成について説明する。

図５及び図６に示すように、ノイズフィルタ３００は、絶縁ケース２を含む。絶縁ケース２は、絶縁ケース２ａと絶縁ケース２ｂとを一体化させたケースと同じ形状を有する。例えば、絶縁ケース２は、絶縁ケース２ａと絶縁ケース２ｂの外周面同士をより強固に一体化させるように、絶縁ケース２ａと絶縁ケース２ｂの外周面同士を機械的に接続する補強部２ｃを有する。また、絶縁ケース２は、絶縁ケース２ａ（図１参照）と絶縁ケース２ｂ（図１参照）とを同一平面上に並べて、絶縁ケース２ａの外周面と絶縁ケース２ｂの外周面とを接合させたものと、同一の形状を有してもよい。
絶縁ケース２は、上側に開口した筐体であり、延長部３２１ａ、３２１ｂと、収納部３２２ａ、３２２ｂとを有する。
収納部３２２ａは、磁性コア３ａ及び接地端子５ａを収納し、延長部３２１ａは、接地端子５ａの端子部５２ａの少なくとも一部を被覆する。
同様に、収納部３２２ｂは、磁性コア３ｂ及び接地端子５ｂを収納し、延長部３２１ｂは、接地端子５ｂの端子部５２ｂの少なくとも一部を被覆する。
絶縁キャップ４ａ、４ｂは、絶縁ケース２の開口部を塞ぐ。
巻線６ａと巻線６ｂとは、直列に接続されている。

以上、実施の形態３にかかるノイズフィルタによれば、実施の形態１にかかるノイズフィルタと同様に、接地端子を有し、高い減衰特性を有する。また、２つのインダクタ素子を同一の絶縁ケースに収納させる。そのため、実施の形態３にかかるノイズフィルタは、容易に製造することができる。

実施の形態４．
次に、図７及び図８を参照して、実施の形態４にかかるノイズフィルタについて説明する。図７は、実施の形態４にかかるノイズフィルタの斜視図である。図８は、実施の形態４にかかるノイズフィルタの分解断面図である。なお、図８では、分かり易くするために、巻線６ａ、６ｂの図示を省略した。実施の形態４にかかるノイズフィルタは、接地端子と絶縁ケースとを除いて、実施の形態３にかかるノイズフィルタと共通する構成を有する。その共通する構成の説明について適宜省略し、異なる構成について説明する。

図７及び図８に示すように、ノイズフィルタ４００は、接地端子４５と、絶縁ケース４２とを含む。

接地端子４５は、並んだ磁性コア３ａ、３ｂの外周の少なくとも一部を囲む導電部４５１と、導電部４５１から絶縁ケース４２の外方へ延びて、グラウンド（不図示）に接続される端子部４５２とを有する。接地端子４５は、例えば、導電体からなる曲面状板である。導電部４５１は、磁性コア３ａと電気的に絶縁されている。例えば、導電部４５１と磁性コア３ａとの間に挿入する突起部（不図示）や、導電部４５１を挿入する溝（不図示）を絶縁ケース４２の内側及び絶縁キャップ４ａ、４４ｂの内側に設けることで、導電部４５１と磁性コア３ａとを電気的に絶縁させてもよい。接地端子４５は、磁性コア３ａ、３ｂとともに絶縁ケース４２に収納される。

絶縁ケース４２は、絶縁ケース２ａ（図１参照）と絶縁ケース２ｂ（図１参照）とを一体化させたケースと同じ形状を有する。例えば、絶縁ケース２は、絶縁ケース２ａと絶縁ケース２ｂとを同一平面上に並べて、絶縁ケース２ａの外周面と絶縁ケース２ｂの外周面とを接合させたものと、同一の形状であってもよい。また、絶縁ケース２は、絶縁ケース２ａと絶縁ケース２ｂの外周面同士をより強固に一体化させるように、絶縁ケース２ａと絶縁ケース２ｂの外周面同士を機械的に接続する補強部４２ｃを有してもよい。
絶縁ケース４２は、上側に開口した筐体であり、収納部４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ、４２２ｄと、延長部４２１ａとを有する。
収納部４２２ａは、磁性コア３ａを収納し、延長部４２１ａは、接地端子４５の端子部４５２の少なくとも一部を被覆する。
収納部４２２ｂは、磁性コア３ｂを収納する。
収納部４２２ｃ、４２２ｄは、収納部４２２ａと収納部４２２ｂとの間に設けられて、収納部４２２ａと収納部４２２ｂとを結ぶ。
接地端子４５は、収納部４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ、４２２ｄに収納される。
絶縁キャップ４ａ、４４ｂは、絶縁ケース２の開口部を塞ぐ。
巻線６ａと巻線６ｂとは、直列に接続されている。

以上、実施の形態４にかかるノイズフィルタによれば、実施の形態１にかかるノイズフィルタと同様に、接地端子を有し、高い減衰特性を有する。また、２つのインダクタ素子について１つの接地端子を用いて容量を形成させる。そのため、実施の形態４にかかるノイズフィルタは、容易に製造することができる。

実施の形態５．
次に、図９を参照して、実施の形態５にかかるノイズフィルタについて説明する。図９は、実施の形態５にかかるノイズフィルタの斜視図である。実施の形態５にかかるノイズフィルタは、実施の形態１にかかるノイズフィルタと共通する構成を有する。その共通する説明について適宜省略し、異なる構成について説明する。

図９に示すように、ノイズフィルタ５００は、３つのインダクタ素子１０ａと、台座５１とを含む。３つのインダクタ素子１０ａは、台座５１に一方向に並んで配置されている。３つのインダクタ素子１０ａに含まれる各巻線６ａは、直列に接続されている。

以上、実施の形態５にかかるノイズフィルタによれば、実施の形態１にかかるノイズフィルタと同様に、接地端子を有し、高い減衰特性を有する。また、３つのインダクタ素子を、１つの台座に設け、直列に接続する。そのため、実施の形態５にかかるノイズフィルタは、３つのＬＣフィルタを直列に接続した多段接続ＬＣフィルタと同様に、減衰特性を有し得る。

実施の形態６．
次に、図１０を参照して、実施の形態６にかかるノイズフィルタについて説明する。図１０は、実施の形態６にかかるノイズフィルタの斜視図である。実施の形態６にかかるノイズフィルタは、実施の形態１にかかるノイズフィルタと共通する構成を有する。その共通する説明について適宜省略し、異なる構成について説明する。

図１０に示すように、ノイズフィルタ６００は、２つのインダクタ素子１０ａと、台座１と、接地導体板７とを含む。２つのインダクタ素子１０ａは、台座１に縦方向に積層されている。２つのインダクタ素子１０ａは、接地導体板７を挟んでいる。接地端子５ａと接地導体板７とは、例えば、半田付け等によって接合してもよい。具体的には、インダクタ素子１０ａの軸Ｘ１は、台座１と交差しており、台座１に対して実質的に垂直であってもよい。また、台座１の上方から視た場合、積層された２つのインダクタ素子１０ａが重なり合ってもよい。２つのインダクタ素子１０ａに含まれる各巻線６ａは、直列に接続されている。

以上、実施の形態６にかかるノイズフィルタによれば、実施の形態１にかかるノイズフィルタと同様に、接地端子を有し、高い減衰特性を有する。また、２つのインダクタ素子を１つの台座に縦方向に積層するため、実装面積を縮小し得る。また、接地導体板が２つのインダクタ素子の間に配置されているため、２つのインダクタ素子における各コイル間の容量結合を伝導させる電流が発生しても、この容量結合を断ち切る。そのため、異なる周波数帯域において、高い減衰特性を有する。

実施の形態７．
次に、図１１を参照して、実施の形態７にかかるノイズフィルタについて説明する。図１１は、実施の形態７にかかるノイズフィルタの斜視図である。実施の形態７にかかるノイズフィルタは、実施の形態１にかかるノイズフィルタと共通する構成を有する。その共通する説明について適宜省略し、異なる構成について説明する。

図１１に示すように、ノイズフィルタ７００は、２つのインダクタ素子１０ａと、台座１と、接地導体板７とを含む。２つのインダクタ素子１０ａは、台座１に横方向に積層されている。２つのインダクタ素子１０ａは、接地導体板７を挟んでいる。接地端子５ａ、５ｂと接地導体板７とは、例えば、半田付け等によって接合してもよい。具体的には、インダクタ素子１０ａの外周面は、台座１と対向している。インダクタ素子１０ａの軸Ｘ１は、台座１に対して実質的に平行であってもよい。また、台座１の上方から視た場合、積層された２つのインダクタ素子１０ａが重なり合ってもよい。２つのインダクタ素子１０ａに含まれる各巻線６ａは、直列に接続されている。

以上、実施の形態７にかかるノイズフィルタによれば、実施の形態１にかかるノイズフィルタと同様に、接地端子を有し、高い減衰特性を有する。また、２つのインダクタ素子を横方向に積層するため、実装面積を縮小し得る。また、接地導体板が２つのインダクタ素子の間に配置されているため、２つのインダクタ素子における各コイル間の容量結合を伝導させる電流が発生しても、この容量結合を断ち切る。そのため、異なる周波数帯域において、高い減衰特性を有する。

なお、上記した実施の形態１〜７にかかるノイズフィルタは、２つのインダクタンス素子を備えたが、３つ以上のインダクタンス素子を備えてもよい。これら３つ以上のインダクタンス素子は、互いに直列に接続されるとよい。また、上記した実施の形態１〜７にかかるノイズフィルタは、台座を有するが、インダクタ素子を支持する支持体であればよい。支持体は、例えば、基板である。

また、上記した実施の形態６及び７にかかるノイズフィルタは、２つのインダクタ素子の間に接地導体板を備えたが、必要に応じて、省略してもよい。

なお、上記した実施の形態１〜７にかかるノイズフィルタに含まれるインダクタ素子を用いて、ＬＣフィルタや多段接続ＬＣフィルタを形成してもよい。このようなＬＣフィルタは、上記した実施の形態１〜７にかかるノイズフィルタに含まれるインダクタ素子の複数と、複数のＹコンデンサとを、交互に直列に接続することによって、形成することができる。また、このような多段接続ＬＣフィルタは、上記したＬＣフィルタの複数を、互いに直列に接続することによって、形成することができる。多段接続ＬＣフィルタは、例えば、２段接続ＬＣフィルタ、３段接続ＬＣフィルタ、４段接続ＬＣフィルタなどが挙げられる。

また、上記した実施の形態１にかかるノイズフィルタ１００は、図２２に示すように、インダクタ素子１０ａ、１０ｂをそれぞれ収納する２つの金属筐体８１、８２をさらに含んでもよい。具体的には、金属筐体８１は、インダクタ素子１０ａと、台座１ａとを収納する。金属筐体８２は、インダクタ素子１０ｂと、台座１ｂとを収納する。ノイズフィルタ１００が、金属筐体８１、８２を含む場合、接地端子５ａ、５ｂと金属筐体８１、８２とをそれぞれ別々にグラウンドに接続してもよく、半田付け等を用いて接地端子５ａ、５ｂと金属筐体８１、８２とを一点に接続してグラウンドに接続してもよい。また、巻線６ａ、６ｂは直列に接続してもよい。
このような場合、巻線６ａと巻線６ｂとの間に生じる容量結合を断ち切ることができる。また、巻線６ａと金属筐体８１との間、及び、巻線６ｂと金属筐体８２との間に容量が形成されるため、ノイズフィルタ１００の減衰特性がさらに向上し得る。なお、ノイズフィルタとして必要とされる漏洩電流、共振周波数及び減衰特性の変化の許容値に応じて、筐体の構造等を変更してもよい。
また、ノイズフィルタ１００は、３つ以上のインダクタ素子を含む場合、インダクタ素子をそれぞれ収納する３つ以上の金属筐体をさらに含んでもよい。

また、ノイズフィルタ１００は、図２３に示すように、インダクタ素子１０ａ、１０ｂをいずれも収納する金属筐体８３をさらに含んでもよい。具体的には、金属筐体８３は、インダクタ素子１０ａ、１０ｂと、台座１ａ、１ｂとを収納する。ノイズフィルタ１００が、金属筐体８３を含む場合、接地端子５ａ、５ｂと金属筐体８３とをそれぞれ別々にグラウンドに接続してもよく、半田付け等を用いて接地端子５ａ、５ｂと金属筐体８３とを一点に接続してグラウンドに接続してもよい。また、巻線６ａ、６ｂは直列に接続してもよい。
このような場合、金属筐体８３と巻線６ａ、６ｂと間に容量が形成されるため、ノイズフィルタ１００の減衰特性がさらに向上し得る。なお、ノイズフィルタとして必要とされる漏洩電流、共振周波数及び減衰特性の変化の許容値に応じて、筐体の構造等を変更してもよい。
また、実施の形態２〜７にかかるノイズフィルタは、図２３に示すノイズフィルタ１００と同様に、複数のインダクタ素子を全て収納する１つの金属筐体をさらに含んでもよい。

実験．
次に、各種ノイズフィルタについて、各種実験を行った。これについて説明する。

参考実験１．
接地端子の無いインダクタ素子を備えるノイズフィルタの減衰特性と、減衰特性の計算方法とを評価した。

まず、比較例１、参考例１について周波数帯域に対するＳ（散乱）パラメータＳ_２１を測定した。
比較例１は、接地端子５ａ、５ｂを省略したところを除いて、ノイズフィルタ１００（図１及び図２参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。
参考例１は、インダクタ素子１０ａ、１０ｂの一方のみを有するところを除いて、比較例１で用いたノイズフィルタと同じ構成を有するノイズフィルタである。言い換えると、参考例１は、接地端子の無いインダクタ素子を１つのみ備えるノイズフィルタであり、比較例１は、参考例１で用いたインダクタ素子を２つ並んで配置して、直列に接続したノイズフィルタである。

また、参考例１におけるインピーダンスを２倍することによって、比較例１に相当するノイズフィルタの周波数に対するＳパラメータＳ_２１を計算した。この計算結果を計算例１とした。

比較例１及び参考例１の測定結果と、計算例１の計算結果とを、図２４に示した。図２４に示すように、計算例１は、比較例１と殆ど同じ値を示した。したがって、計算例１で用いた計算方法を用いると、インダクタ素子を１つのみ備えるノイズフィルタの測定結果から、インダクタ素子を２つ並んで配置したノイズフィルタの測定値を求めることができる。

実験１．
次に、実施の形態１にかかるノイズフィルタについての減衰特性を評価し、また、減衰特性の計算方法についても評価した。

まず、実施例１、参考例２について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。
実施例１は、ノイズフィルタ１００（図１及び図２参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。磁性コアとして、透磁率訳１００００を有する材料からなる磁性コアを用いた。磁性コアは、トロイダル状であって、そのサイズは、外径２２ｍｍ、内径１４ｍｍ、高さ１０ｍｍである。接地端子には，長さ７８．４５ｍｍ、幅７ｍｍの中心部の一端から長さ１１．４３ｍｍ、幅２．８ｍｍの接地端がＬ字型に突き出た構造をしている。中心部を磁性コアに巻回する構造をとっている。巻線には、０．６ｍｍφの1種ポリウレタン被覆銅線を２本、磁性コア、接地端子を内蔵した絶縁ケース及び絶縁キャップにそれぞれ４４回巻回した。巻線と接地端子間に生じる静電容量は、２０ｐＦである。他の実施例、参考例、比較例において、実施例１と共通する構成要素は、同じである。
参考例２は、インダクタ素子１０ａ、１０ｂのいずれかを１つ備えるところを除いて、実施例１で用いたノイズフィルタと同じ構成を有するノイズフィルタである。言い換えると、参考例２は、インダクタ素子１０ａ、１０ｂのいずれかを１つ備えるノイズフィルタであり、実施例１は、参考例２で用いたインダクタ素子を並んで配置して、直列に接続したノイズフィルタである。

また、計算例１と同様に、参考例２におけるインピーダンスを２倍することによって、実施例１に相当するノイズフィルタの周波数に対するＳパラメータＳ_２１を計算した。この計算結果を計算例２とした。

参考例２及び実施例１の測定結果と、計算例２の計算結果とを、図１２に示した。
図１２に示すように、実施例１と計算例２とは、周波数帯域約１．０〜１０ＭＨｚにおいて、ＳパラメータＳ_２１が低い。実施例１は、計算例２と比較して、周波数約１．０〜１０ＭＨｚにおいて、高い減衰特性を示した。したがって、計算例２で用いた計算方法を用いると、インダクタ素子を１つのみ備えるノイズフィルタの測定結果（参考例２）から、インダクタ素子を２つ並んで配置したノイズフィルタ（実施例１）の測定値又はそれに近い値を求めることができなかった。この一因として、実施例１で用いたノイズフィルタでは、コモンモードノイズをインダクタ内部からグラウンドに逃す機能を果たしていることが考えられる。

実験２．
次に、実施例１と２段接続ＬＣフィルタとの減衰特性を評価した結果について説明する。具体的には、比較例２〜４について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。
比較例２〜４は、参考例１（図２４参照）で用いたノイズフィルタ、ＹコンデンサＣ、参考例１で用いたノイズフィルタ、ＹコンデンサＣをこの順に直列に接続することによって形成される２段接続ＬＣフィルタ（Ｌ−Ｃ−Ｌ−Ｃフィルタと称してもよい。）である。比較例２で用いたＹコンデンサＣは、静電容量１００ｐＦを有し、比較例３で用いたＹコンデンサＣは、静電容量２２０ｐＦを有し、比較例４で用いたＹコンデンサＣは、静電容量４７０ｐＦを有する。一方、実施例１では、巻線と接地端子間に生じる静電容量は２０ｐＦであり、比較例２〜４で用いたＹコンデンサＣの静電容量と比較して小さい。実施例１は、比較例２〜４と比較して、部品点数が少ない。
比較例２〜４について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した結果と、実施例１及び比較例１の測定結果とを図１３に示した。

図１３に示すように、実施例１では、周波数帯域１〜１０ＭＨｚの所定の領域において、ＳパラメータＳ_２１が比較例２〜４のそれと同等の値であった。したがって、実施例１は、周波数帯域に応じて、２段接続ＬＣフィルタである比較例２〜４と同等の減衰特性を有する。一方、実施例１における巻線と接地端子間に生じる静電容量が比較例２〜４と比較して小さい。これらの一因として、実施例１では接地端子がコモンモードノイズをインダクタ内部からグラウンドに逃す機能を果たすことが考えられる。

実験３．
次に、図１４を用いて、実施例１及び比較例２〜４についての漏洩電流を測定した結果について説明する。ここで、漏洩電流は、交流のバイアス電圧を電源ライン端子間に印加し続けたときに、電源ライン端子とグランドとの間に流れる電流である。その漏洩電流の測定結果を図１４に示した。

図１４に示すように、実施例１では、バイアス電圧が１００Ｖ_ＡＣ、２５０Ｖ_ＡＣのいずれのときであっても、漏洩電流が１０μＡ以下であった。一方、比較例２〜４では、漏洩電流が１０μＡを超えることが多かった。したがって、実施例１は、比較例２〜４と比較して、漏洩電流が低い。この一因として、実施例１における巻線と接地端子間に生じる静電容量が、比較例２〜４におけるＹコンデンサの静電容量と比較して低いことが考えられる。

ところで、ＣＦ型装着部を有する医用機器では、漏洩電流の許容値が１０μＡ以下とされることが多い。ここで、ＣＦ型装着部は、心臓に直接、接触する部分である。したがって、実施例１についてのノイズフィルタは、漏洩電流の許容値を満たすため、ＣＦ型装着部を有する医療用機器に搭載されると好ましい。

実験４．
次に、図１５を用いて、磁性コアの透磁率が異なるところを除いて、実施例１のノイズフィルタと同じ構成を有するノイズフィルタの減衰特性を評価した結果について説明する。

実施例２、３は、磁性コアの透磁率が異なるところを除いて、実施例１のノイズフィルタと同じ構成を有するノイズフィルタである。実施例２では、磁性コアとして、透磁率５０００を有するＭｎ−Ｚｎフェライトコアを用いた。実施例３では、磁性コアとして、透磁率６５０を有するＮｉ−Ｚｎフェライトコアを用いた。実施例２、３について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定し、これらの測定結果と実施例１の測定結果とを図１５に示した。

図１５に示すように、周波数帯域約０．００１〜１ＭＨｚまでは、実施例１の減衰特性が最も高く、周波数帯域約１ＭＨｚから約７ＭＨｚまでは、実施例２の減衰特性が最も高く、周波数帯域約１０ＭＨｚから約３０ＭＨｚまでは、実施例３の減衰特性が最も高かった。
したがって、ノイズの周波数帯域に応じて、異なる透磁率を有する磁性コアの組み合わせを用いることによって、所望の減衰特性を有するノイズフィルタを得ることができる。

実験５．
次に、実施例１で用いたノイズフィルタを含む２段接続ＬＣフィルタの減衰特性を評価した結果について説明する。

具体的には、実施例４〜６、比較例５〜７について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。
実施例４〜６は、参考例２で用いたノイズフィルタ（Ｌ）、Ｙコンデンサ（Ｃ）、参考例２で用いたノイズフィルタ（Ｌ）、Ｙコンデンサ（Ｃ）をこの順に直列に接続した２段接続ＬＣフィルタである。実施例４で用いたＹコンデンサ（Ｃ）は、静電容量１００ｐＦを有し、実施例５で用いたＹコンデンサ（Ｃ）は、静電容量２２０ｐＦを有し、実施例６で用いたＹコンデンサ（Ｃ）は、静電容量４７０ｐＦを有する。図１６に示すように、実施例４〜６では、参考例２で用いたノイズフィルタ（Ｌ）、Ｙコンデンサ（Ｃ）がそれぞれ結線されている。
比較例５〜７は、参考例２で用いたノイズフィルタの代わりに、参考例１で用いたノイズフィルタを用いたところを除いて、実施例４〜６のノイズフィルタとそれぞれ同じ構成を有するノイズフィルタである。図２５に示すように、比較例５〜７では、参考例１で用いたノイズフィルタ（Ｌ）、Ｙコンデンサ（Ｃ）がそれぞれ結線されている。
図１７に示すように、実施例４〜６では、周波数帯域約１〜１０ＭＨｚにおいて、ＳパラメータＳ_２１が、比較例５〜７のそれと比較して低い。つまり、実施例４〜６では、周波数帯域約１〜１０ＭＨｚにおいて、減衰特性が高い。

したがって、参考例２で用いたノイズフィルタを含む２段接続ＬＣフィルタは、参考例１で用いたノイズフィルタを含む２段接続ＬＣフィルタと比較して、高い減衰特性を有する。

実験６．
次に、３つのインダクタンス素子を含むノイズフィルタの減衰特性を評価した結果について説明する。このノイズフィルタでは、３つのインダクタンス素子は、直列に接続されている。

具体的には、実施例７について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。実施例７は、ノイズフィルタ５００（図９参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。また、計算例１及び計算例２と同様に、参考例２におけるインピーダンスを３倍することによって、実施例７に相当するノイズフィルタの周波数に対するＳパラメータＳ_２１を計算した。この計算結果を計算例３とした。

実施例１、実施例７及び参考例２の測定結果と、計算例３の計算結果とを、図１８に示した。図１８に示すように、実施例７では、ＳパラメータＳ_２１が、周波数帯域約０．５〜２０ＭＨｚにおいて、実施例１及び計算例３と比較して低い。つまり、実施例７では、周波数帯域約０．５〜２０ＭＨｚにおいて、減衰特性が高い。
また、実施例７は、計算例３と比較して、周波数約１．０〜１０ＭＨｚにおいて、高い減衰特性を示した。したがって、計算例３で用いた計算方法を用いると、インダクタ素子を１つのみ備えるノイズフィルタ（参考例２）の測定結果から、３つのインダクタ素子を直列接続したノイズフィルタ（実施例７）の測定値を求めることが困難であった。実施例７は、参考例２の測定結果から計算による予測値よりも、高い減衰特性を有する。この一因として、実施例７で用いたノイズフィルタでは、コモンモードノイズをインダクタ内部からグラウンドへ逃す機能を果たしていることが考えられる。

また、実施例７は、実施例１と比較しても、高い減衰特性を示した。図１３に示すように、実施例１は、周波数帯域に応じて、２段接続ＬＣフィルタである比較例２〜４と同等の減衰特性を有する。そのため、実施例７は、３段接続ＬＣフィルタの減衰特性を疑似的に再現し得る。３段接続ＬＣフィルタ（Ｌ−Ｃ−Ｌ−Ｃ−Ｌ−Ｃフィルタと称してもよい。）は、ノイズフィルタＬ及びＹコンデンサＣを１組として、３組を直列に接続することによって形成される。また、４つ以上のインダクタ素子を直列接続したノイズフィルタは、実施例７と同様に、高い減衰特性を有すると考えられる。

実験７．
次に、積層した２つのインダクタ素子を含むノイズフィルタの減衰特性を評価した。

具体的には、実施例８及び９について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。実施例８は、接地導体板７を備えていないところを除いて、ノイズフィルタ６００（図１０参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。実施例９は、接地導体板７を備えていないところを除いて、ノイズフィルタ７００（図１１参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。
これらの測定結果と、実施例１の測定結果と、計算例２の計算結果とを、図１９に示した。

図１９に示すように、実施例８及び９では、所定の周波数帯域、具体的には、１ＭＨｚを中心とする所定の範囲で、計算例２と比較して、ＳパラメータＳ_２１が低く、減衰特性が高かった。また、実施例８及び９では、ＳパラメータＳ_２１の底部が、実施例１と異なる周波数帯域にある。この一因として、一方のインダクタ素子におけるコイルと他方のインダクタ素子におけるコイルとの間の容量結合を伝導する電流が発生したことが考えられる。

実験８．
次に、縦方向に積層した２つのインダクタ素子を含むノイズフィルタの減衰特性を評価した。

具体的には、実施例１０及び比較例８について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。
実施例１０は、ノイズフィルタ６００（図１０参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。比較例８は、接地端子を備えていないところを除いて、ノイズフィルタ６００と同じ構成を有するノイズフィルタである。
これらの測定結果と、実施例８の測定結果とを、図２０に示した。

図２０に示すように、実施例１０では、ＳパラメータＳ_２１が比較例８と比較して低く、減衰特性が高い。また、実施例１０では、ＳパラメータＳ_２１の底部が、実施例８と僅かに異なる周波数帯域にある。

実験９．
次に、横方向に積層した２つのインダクタ素子を含むノイズフィルタの減衰特性を評価した。

具体的には、実施例１１及び比較例９について周波数帯域に対するＳパラメータＳ_２１を測定した。
実施例１１は、ノイズフィルタ７００（図１１参照）と同じ構成を有するノイズフィルタである。
比較例９は、接地端子を備えていないところを除いて、ノイズフィルタ７００と同じ構成を有するノイズフィルタである。
これらの測定結果と、実施例９の測定結果とを、図２１に示した。

図２１に示すように、実施例１１では、ＳパラメータＳ_２１が比較例９と比較して低く、減衰特性が高い。また、実施例１１では、ＳパラメータＳ_２１の底部が、実施例１と異なる周波数帯域にある。この一因として、一方のインダクタ素子におけるコイルと他方のインダクタ素子におけるコイルとの間の容量結合を伝導する電流が発生しても、接地導体板をインダクタ素子同士間に配置することで容量結合を断ち切ったため、信号が減衰したことが考えられる。

以上、本発明を上記実施の形態および実施例に即して説明したが、上記実施の形態および実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ ノイズフィルタ
１、１ａ、１ｂ、５１ 台座
２、２ａ、２ｂ、４２ 絶縁ケース
２ｃ、４２ｃ 補強部
２１ａ、２１ｂ、３２１ａ、３２１ｂ、４２１ａ 延長部
３２２ａ、３２２ｂ、４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ 収納部
３ａ、３ｂ 磁性コア
４ａ、４ｂ 絶縁キャップ
５ａ、５ｂ、４５ 接地端子
５１ａ、５１ｂ、４５１ 導電部 ５２ａ、５２ｂ、４５２ 端子部
６ａ、６ｂ 巻線
７ 接地導体板 １０ａ、１０ｂ インダクタ素子

Claims (10)

1. 互いに直列に接続される複数のインダクタ素子を含み、
   前記インダクタ素子は、円環状の磁性コアと、前記磁性コアを巻き回す巻線と、前記磁性コアと前記巻線との間に配置されて、グラウンドに接続される接地端子と、を備え、
   前記接地端子は、前記磁性コアの外周の少なくとも一部を囲む導電部を有する
   ノイズフィルタ。
2. 前記複数のインダクタ素子は、複数の支持体にそれぞれ配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載されるノイズフィルタ。
3. 前記複数のインダクタ素子は、１つの支持体に、一方向に並んで配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載されるノイズフィルタ。
4. 前記複数のインダクタ素子にそれぞれ含まれる複数の前記磁性コアは、並んで配置されており、
   前記接地端子の前記導電部は、並んで配置した複数の前記磁性コアの少なくとも一部を囲む
   ことを特徴とする請求項３に記載されるノイズフィルタ。
5. 前記複数のインダクタ素子は、１つの支持体に積層されている
   ことを特徴とする請求項１に記載されるノイズフィルタ。
6. 前記複数のインダクタ素子は、接地導体板を挟む
   ことを特徴とする請求項５に記載されるノイズフィルタ。
7. 前記複数のインダクタ素子は、複数の金属筐体にそれぞれ収納されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載されるノイズフィルタ。
8. 前記複数のインダクタ素子は、１つの金属筐体に収納されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載されるノイズフィルタ。
9. 複数のノイズフィルタと、複数のＹコンデンサとを含み、
   前記ノイズフィルタは、互いに直列に接続される複数のインダクタ素子を含み、
   前記インダクタ素子は、円環状の磁性コアと、前記磁性コアを巻き回す巻線と、前記磁性コアと前記巻線との間に配置されて、グラウンドに接続される接地端子と、を備え、
   前記接地端子は、前記磁性コアの外周の少なくとも一部を囲む導電部を含み、
   前記複数のインダクタ素子と前記複数のＹコンデンサとが交互に直列に接続されている
   多段接続ＬＣフィルタ。
10. 請求項９に記載される多段接続ＬＣフィルタを搭載する
    ことを特徴とする医療用機器。

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