JP2001023834A

JP2001023834A - ノイズフィルタ及びノイズ対策を行なった電子機器

Info

Publication number: JP2001023834A
Application number: JP11191866A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saito; 裕斎藤; Masahiro Onizuka; 雅広鬼塚
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2001-01-26
Also published as: KR20010015144A; HK1034374A1; CN1279534A; CN1177336C; TW468368B; KR100399503B1

Abstract

(57)【要約】【課題】特定の周波数帯域で発生するノイズを、信
号を鈍らせることなく効果的に除去するノイズフィルタ
を提供することを課題とする。【解決手段】除去の対象となるノイズが重畳された
電源電流又は電気信号が入力される電源ライン又は信号
ラインを、磁性体を巻芯体として巻線して前記ノイズを
除去するノイズフィルタであって、当該ノイズフィルタ
のインピーダンスの周波数特性が特定の周波数に対して
ＬＣ並列回路と同様の極大値を有するものであり、この
特定の周波数である自己共振周波数を含む自己共振周波
数帯域でノイズ除去を行なうことを解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器のノイズ
対策に用いられるノイズフィルタ及びノイズ対策を行な
った電子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁気的なノイズ（以下「ノイズ」とい
う）は電子機器の誤作動を引き起こす原因となるため、
ノイズ対策は社会的に極めて重要な課題になっている。
近年の電子機器の小型化、高周波化に伴い、発生するノ
イズも、従来より高い周波数帯域（以下「高周波帯域」
という）で発生するようになってきた。また、携帯でき
る電子機器、例えば携帯電話などの普及により、ノイズ
は至る場所で発生し、近辺にある他の電子機器の誤作動
の原因となる。また航空機のコックピット内の操縦制御
機器や病院内の医療機器、心臓のペースメーカはノイズ
により誤作動を引き起こすといわれているため、その周
辺での電子機器の使用が制限される場合がある。このよ
うに、ノイズは場合によっては人命を脅かす可能性があ
り、極めて重要な社会問題といえる。現在ノイズに関す
る規制は自主的なものと法的なものがあるが、近い将来
その規制はさらに厳しくなるものと考えられる。

【０００３】電子機器のノイズ対策に有効なノイズフィ
ルタ（ノイズ対策部品）は、これまでに各種多様なもの
が提案され、利用されている。一般に、ノイズは、交流
信号電流の正数倍以上の周波数帯域で発生する。従っ
て、ノイズ対策部品には、ノイズが発生する周波数帯域
でインピーダンスが高いことが要求される。

【０００４】ノイズ対策部品には、代表的なものとして
抵抗素子、コイル、コンデンサ、ＬＣ複合部品、フェラ
イトコアなどがあり、多くの電子機器に利用されてい
る。

【０００５】(1) 先ず、抵抗素子は電流を熱に変換する
ことができるため、ノイズである電流についても熱に変
換して除去する事が可能である。しかしながら、抵抗素
子は周波数帯域に関係無く働き、また直流に対しても交
流に対しても抵抗として働く。このため、ノイズ電流だ
けでなく、信号電流にまで影響を与えてしまう。信号電
流に抵抗として働けば、信号電流の波形が鈍ったり減衰
したりして機器の動作に影響を与える。近年における各
種携帯電子機器の普及はめざましいが、これら機器は、
連続使用時間を長くするために消費電力をいかに低くす
るかが重要な技術的課題になっている。したがって、信
号電流に抵抗として働くことは、消費電力を増やすこと
になるため、抵抗素子を使用してのノイズ除去は好まし
いものではない。

【０００６】(2) 次に、コイルは金属からなる導体線を
巻いた構造を有しており、直流電流に対しては抵抗とし
て働かず（実際は導体線の有する抵抗分は働いてい
る）、交流電流に対しては抵抗（インピーダンス）とし
て働くことを特徴としている。ここで、インピーダンス
は周波数特性を持っている。すなわち、交流の信号電流
の場合、コイルのインピーダンスは、Ｚ＝ｊωＬ（ｊは
複素表示、ωは角周波数、Ｌはインダクタンス値、ωは
２πｆ［ｆは周波数、Ｌの値はコイルの巻線数・断面積
・磁路長で決定される］）で表され、コイルのインピー
ダンスは周波数が高くなると大きくなる。したがって、
コイルをノイズ対策に用いれば、直流の信号電流に対し
ては抵抗として働かず、ノイズだけに抵抗として働き、
ノイズ除去が可能となる。また、交流の信号電流に対し
ては、信号電流の周波数帯域でインピーダンスが低くな
るように、かつノイズの発生する周波数帯域でインピー
ダンスが高くなるようにコイルの選定をすることがで
き、このようにすることでノイズ除去が可能となる。こ
のようにコイルの場合、前記した抵抗素子と比較して、
信号電流に対して影響を与えにくいので消費電力を抑え
ることも可能となり、近年のノイズ対策に適していると
いえる。

【０００７】しかしながら、コイルには次の欠点があ
る。コイルのインピーダンスはノイズを通過させなくす
ることはできるが、通過できなかったノイズはコイルで
反射してノイズの発生源へ戻ってしまう。発生源へ戻っ
たノイズは発生源である回路の動作に影響を与えるた
め、ノイズ発生源である電子機器自体の誤作動の原因と
なることがある。また、コイルのインピーダンスを大き
くするためには、巻線数を増やしたり、コイルの断面
積、磁路長を大きくすれば良いが、巻線数を増やすと巻
線の有する抵抗成分が増えるため、抵抗素子と同様、消
費電力が増えるので好ましくない。

【０００８】(3) コンデンサはコイル同様に、交流の信
号電流に対してインピーダンスの周波数特性を有してい
るため、ノイズの発生する周波数帯域でインピーダンス
が大きくなるようなコンデンサを選定すればノイズ除去
が可能である。しかしながら、コイルの場合と同様ノイ
ズはコンデンサで反射されるため、ノイズ発生源である
電子機器自体の誤動作の原因となることがあるので好ま
しくない。また、コンデンサは直流を導通しないため、
直流の信号電流には適さない。

【０００９】ところで、ＧＮＤを有する回路の場合、コ
ンデンサを用いて回路からＧＮＤにノイズを逃がすバイ
パスとしての使い方がある。この使い方においては、発
生したノイズをＧＮＤに逃げやすくするため、ノイズ発
生周波数帯域でインピーダンスを低くしたコンデンサが
用いられる。つまり、ノイズはインピーダンスの低いコ
ンデンサを用いたラインを通り易いので、その先にある
ＧＮＤに逃げていく。しかしながら、ＧＮＤに逃げたノ
イズはＧＮＤを介して他の回路へ影響を与えたり、ＧＮ
Ｄが不安定になり、機器の誤作動を引き起こす可能性が
ある。したがって、この場合も決して好ましいノイズ対
策とはいえない。

【００１０】(4) ノイズ対策部品としてＬＣ複合部品が
あるが、これは前記したコイル及びコンデンサの両者か
らなる回路であり、コイル及びコンデンサの接続方法、
コイル及びコンデンサの選択により、任意のインピーダ
ンスの周波数特性を有することができる。従って、ノイ
ズを除去したい周波数帯域でインピーダンスを大きくす
ることでノイズを除去する事が可能である。しかしなが
ら、前記したコイルやコンデンサと同様、ノイズを反射
することでノイズ対策を行なうため、ノイズは発生源に
戻され、発生源である回路の動作に影響を与えてしまい
好ましくない。

【００１１】(5) 前記した抵抗素子、コイル、コンデン
サ、ＬＣ複合部品を用いたノイズ対策部品の他に、有効
なノイズ対策部品として磁性体コア（例えばフェライト
コア）に信号ラインなどを巻線したものがある。フェラ
イトは酸化物磁性体で、ノイズ対策用途には、従来から
Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ等を主成分とする立方晶
系フェライト（スピネル型）が主として用いられてき
た。ここで、フェライトを始めとする磁性体は透磁率を
有するが、透磁率を有する材料を(2)で説明したコイル
の巻芯体として用いれば、少ない巻線数でインダクタン
スを大きくすることができる。したがって、少ない巻線
数でインピーダンスも大きくすることができる。これに
より、巻線数を増やすと大きくなる導線の抵抗成分を、
巻線数を少なくすることで抑制しつつインピーダンスを
大きくすることが可能となる。また、フェライトを始め
とする磁性体の透磁率（μ）は、実数部成分（μ’）と
虚数部成分（μ”）に分けられ、μ＝μ’−ｊμ”の関
係式で表されるが、このうちμ”は損失成分であり、磁
性体をコアとして巻線した場合の抵抗成分として働く。
このため、コイルやコンデンサ等の場合と異なり、ノイ
ズを反射することなく熱に変換することができる。な
お、磁性体に巻線したノイズ対策部品はコイルと同様、
直流の信号電流に対しては、コイルは直流電流にインピ
ーダンスとして働かず、ノイズに対してだけインピーダ
ンスとして働き、ノイズだけを選択的に熱に変換してく
れる。

【００１２】以上より、磁性体に巻線したノイズ対策部
品は、前記抵抗素子、コイル、コンデンサ、ＬＣ複合部
品と比較してノイズ対策に適しているといえる。このよ
うなノイズ対策部品には、ソレノイド状、トロイダル状
（分割、非分割）のフェライトコアがあり、これにケー
ブル等を通したり巻いたりして使用されている。また、
フェライト素体の内部に導体を形成した表面実装タイプ
（積層タイプ）の製品もある。フェライトコアは、容易
に取り付けられ安価なノイズ対策部品（ノイズフィル
タ）としてこれまでに多くの電子機器に利用されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁性体に巻線したノイズフィルタは、広い周波数帯域で
高いインピーダンスを有するものであり、特定の周波数
帯域で発生するノイズを選択的に除去するという性質に
乏しいという問題がある。また、従来主として使用され
ているスピネル型フェライトの周波数特性は、“スネー
クの限界線”と呼ばれる理論に従う。つまり、フェライ
トの透磁率の周波数依存性は低周波では小さく、周波数
が高くなるにつれて透磁率は緩やかに上昇し、その後、
透磁率は周波数にほぼ反比例して低下する。透磁率の低
下が始まる周波数（限界周波数）は透磁率に反比例して
おり、この透磁率の低下が始まる周波数を結べば１本の
直線になる。これがスネークの限界線である（図９参
照、図９は理論値ベース）。すなわち、スピネル型フェ
ライトは透磁率を有する周波数帯域に限界が存在し、高
周波帯域まで透磁率を延ばそうとしても透磁率は下がっ
てしまい、スネークの限界線を越えることはできない。
ここで、透磁率が低下した場合、インピーダンスも低下
することになり、高周波帯域でのノイズ除去が困難にな
る。高周波帯域において、高いインピーダンスを確保し
ようとすると、巻線数を増やすことで対処することもで
きる。しかし、巻線数を増やすことは、前記したように
コイルの直流抵抗を増やすことになり好ましくない。近
年の電子機器における作動周波数の高周波化の傾向から
すると、今後もさらに作動周波数が高周波側へ移行する
と考えられ、発生するノイズも高周波帯域で発生するよ
うになる。したがって、スピネル型フェライトをノイズ
対策部品に使用することは、近い将来困難になることが
予想される。

【００１４】そこで、本発明は、特定の周波数帯域で発
生するノイズを、信号を鈍らせることなく効果的に除去
するノイズフィルタを提供することを目的とする。ま
た、本発明は、従来のスピネル型フェライトでは対応が
困難であった高周波帯域でのノイズ除去を、効果的かつ
可能にするノイズフィルタを提供することを目的とす
る。併せて、ノイズ対策を行なった電子機器を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】磁性体を巻芯としたコイ
ルは、形態的にはこれまで利用されてきたノイズフィル
タと同等であるが、巻線には浮遊容量（分布容量ともい
う）が発生する。本発明者は、この浮遊容量が発生する
ことで磁性体に巻線を施したコイルが、等価回路でＬＣ
並列回路的なものになることに着目した。すなわち、本
発明は、除去の対象となるノイズが重畳さた電源電流又
は信号電流が入力される電源ライン又は信号ラインを、
磁性体を巻芯体として巻線して前記ノイズを除去するノ
イズフィルタであって、当該ノイズフィルタのインピー
ダンスの周波数特性が特定の周波数に対してＬＣ並列回
路と同様の極大値を有するものであり、この特定の周波
数である自己共振周波数を含む自己共振周波数帯域でノ
イズ除去を行なうものである。磁性体に巻線したコイル
は磁性体の損失成分がノイズを熱に変換させる作用があ
り、これによりノイズを発生源に反射することなく除去
を行う。また、磁性体に巻線したコイルには浮遊容量が
発生していることから、インピーダンスが極大になる自
己共振周波数が存在し、この自己共振周波数を含む自己
共振周波数帯域とノイズの周波数帯域が一致又は重複す
ればノイズ除去の効果は極めて高いものとなる。ここ
で、並列共振とは、コイルＬ（インダクタンス）とコン
デンサＣのＬＣ並列回路において（図２参照）、電源の
角周波数がω₀＝１／（ＬＣ）^1/2に等しいときにインピ
ーダンスが最大になり、主電流Ｉは最小になる状態をい
う。この並列共振となるω₀を並列共振周波数という
（前記した自己共振周波数に相当）。なお、コイルＬに
抵抗Ｒがある場合は、ω₀＝（（１＋２ＣＲ²／Ｌ）^1/2
／（ＬＣ）−（Ｒ／Ｌ）²）^1/2のときにインピーダンス
が最大になる。ノイズフィルタにおいてインピーダンス
が極大となる自己共振周波数（図１参照）は、巻線数を
異ならせることや使用する磁性体の種類などを変えるこ
とにより任意に変化させることができる。巻線数を増や
すとコイルに発生する浮遊容量が増え、コイルの自己共
振周波数が低周波側に移動する（自己共振を高周波側で
引き起こすには、Ｌ及びＣが小さいことが望ましい）。
なお、信号ライン（電源ライン）を流れる信号（電流）
の周波数帯域とノイズの周波数帯域とが異なることが望
ましい。

【００１６】ノイズフィルタの自己共振周波数は、５０
０ＭＨｚ以上であることが好ましい。今後の電子機器に
おける作動周波数の高周波化にともない、発生するノイ
ズの周波数帯域も高周波化するからである。

【００１７】用いる磁性体としては、フェライトが好ま
しい。その理由としては、フェライトはあらゆる電子機
器に用いられており、加工技術などが確立しているとと
もに、安価に入手することができるからである。また、
体積抵抗率が高いので絶縁体として扱えるため、電源ラ
インや信号ラインを構成するワイヤをフェライト素体に
直に巻線することができる。よって、安価で容易に本発
明のノイズフィルタを得ることが可能となる。

【００１８】さらに、磁性体として用いるフェライトと
しては、六方晶系フェライトが好ましい。六方晶系フェ
ライトを用いた場合は、Ｎｉ系フェライトよりも高周波
領域まで透磁率が伸びるために、損失成分もＮｉ系フェ
ライトより高周波領域で発生する。よって、Ｎｉ系フェ
ライトを用いた場合よりも高周波帯域での使用が可能と
なる。この六方晶系フェライトの中でも、フェロックス
プレーナと呼ばれるＷ型、Ｙ型、Ｚ型の六方晶系フェラ
イトは高周波帯域まで透磁率が伸びるため好ましく、さ
らにはＺ型を主層とする六方晶系フェライトを用いれ
ば、高い透磁率を有しかつ高周波帯域まで透磁率が伸び
るので、より好ましい。

【００１９】フェライトは、酸化物換算で主成分が、Ｆｅ₂Ｏ₃：６８〜７４ｍｏｌ％ＭＯ：１５〜２２ｍｏｌ％ＭｅＯ：４〜１３ｍｏｌ％副成分がＰｂＯ：０〜１０ｗｔ％ＳｉＯ₂：０〜５ｗｔ％の範囲にある組成のものについては、焼結体密度が高く
かつ比抵抗が高くなるため、機械的強度の向上を図るこ
とができるとともに、信号ラインなどを巻芯体に絶縁処
理を施さずに巻線できる。なお、ＭはＢａ、Ｓｒの少な
くとも一種で、ＭｅはＣｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕの少なく
とも一種である。また、副成分は任意成分である。

【００２０】また、本発明は、前記ノイズフィルタを電
子機器の電源ライン又は信号ラインに装着してノイズ対
策を行なった電子機器を提案する。信号ラインなどにノ
イズフィルタを装着するだけで、容易、安価にノイズ除
去を行うことが可能となる。また、ノイズフィルタの装
着にはＧＮＤを必要としないので、電子機器の基板の設
計も極めて容易、安価に行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を適宜参照して詳細に説明する。

【００２２】《ノイズフィルタの構成》ノイズフィルタ
の構成の一例を図３に示すが、ノイズフィルタＮＦは、
磁性体１にワイヤ２を巻線することで構成される。この
構成は、従来のノイズフィルタと同様の構成である。な
お、ノイズフィルタＮＦは、ノイズ発生源となる電子機
器などの電源ラインや信号ラインに適宜装着される。

【００２３】磁性体１の形状については、閉磁路を構成
するトロイダル型、開磁路を構成するソレノイド型のど
ちらであっても構わない。また、他の形状も選択し得
る。磁性体１を構成する磁性体材料については、従来か
らある磁性体材料、例えばフェライトなどを用いること
ができる。フェライトは電子機器に広く使用され、その
種類は豊富である。磁性体１として使用される磁性体材
料としては、ノイズ除去の対象となる周波数帯域で高い
透磁率、高いインピーダンスを有するものを選定して使
用するのが好ましい。なお、５００ＭＨｚ以上の高周波
数帯域でノイズ除去を行うのであれば、磁性体材料とし
ては六方晶系フェライトが好適である。すなわち、六方
晶系フェライトは、スネークの限界線を越える高周波数
帯域まで高い透磁率を有するため、４〜５ＧＨｚ程度の
高周波数帯域での使用も可能である。

【００２４】また、磁性体１を構成する磁性体材料は、
高い比抵抗を有することが望ましい。特別な絶縁処理を
施すことなく、磁性体１に信号ラインなどを直接巻線す
ることができるからである。ちなみに、従来から絶縁処
理を施さず使用されているＮｉ系フェライトの比抵抗が
１０⁶Ω・ｃｍ以上であることから、磁性体１を構成す
る磁性体材料の比抵抗として、このＮｉ系フェライトの
比抵抗と同様の値を有すれば十分である。なお、磁性体
１を構成する磁性体材料は、高い機械的強度を有する材
料であることが望ましい。機械的強度は磁性体１の電磁
気的な性質に直接的に影響を与えるものではないが、機
械的強度が小さいと、電子機器の基板にノイズフィルタ
ＮＦを実装する際に磁性体１（つまりノイズフィルタＮ
Ｆ）が壊れてしまうことがあるからである。ちなみに、
磁性体１を構成する磁性体材料の密度と比抵抗は相互に
関連し、密度が低くなれば比抵抗は上がる傾向にある。
したがって、比抵抗の面からいえば、磁性体材料の密度
は低い方が好ましい。しかしながら、磁性体材料の密度
の低下は磁性体１の機械的強度の低下につながるため、
磁性体材料の密度を下げることで比抵抗を上げることは
好ましい手段とはいえない。

【００２５】ワイヤ２は、導体より構成される。ワイヤ
２は、電子機器などの電源ライン又は信号ラインに装着
などされ、ワイヤ２にノイズ電流が流れる（信号電流な
ども流れる）。なお、ワイヤ２の磁性体１への巻線数
は、後述するようにノイズフィルタＮＦの特性に大きな
影響を与える。

【００２６】除去の対象となるノイズは、電源ライン又
は信号ラインにおいて電気信号などに重畳されて存在す
るが、このノイズは、近年における電子機器の処理速度
の高速化などに対応するため、電子機器の作動周波数が
高周波化しており、ノイズも５００ＭＨｚ以上の高周波
帯域で発生する場合が多くなっている。

【００２７】ノイズフィルタＮＦは、使用に際して、電
子回路などの電源ライン又は信号ラインに装着される
が、ノイズフィルタＮＦは、前記の通り磁性体１にワイ
ヤ２を巻線した構成を有する（図３参照）。この構成を
有するノイズフィルタＮＦには、浮遊容量が生じるた
め、ノイズフィルタＮＦの等価回路はＬＣ並列回路的な
ものになっている（図２参照）。したがって、このノイ
ズフィルタＮＦは、ＬＣ並列回路における並列共振周波
数に相当するインピーダンスが極大となる自己共振周波
数を有する（図１）。この自己共振周波数を含む自己共
振周波数帯域は高いインピーダンスを有するため、この
自己共振周波数帯域とノイズの周波数帯域とが一致又は
重複すれば、ノイズを熱に変換して除去することができ
る。

【００２８】《ノイズフィルタの動作》例えば、電子機
器の信号ラインに、信号とともにノイズが重畳して存在
している場合、ノイズを除去するには、ノイズフィルタ
ＮＦをこの信号ラインに装着して、ノイズがノイズフィ
ルタＮＦのワイヤ２を通過するようにする。ノイズの周
波数帯域とノイズフィルタＮＦの自己共振周波数帯域と
が一致又は重複すれば、ノイズを効果的に除去すること
ができる。この際、信号の周波数帯域とノイズフィルタ
ＮＦの自己共振周波数帯域とが異なれば、信号はノイズ
フィルタＮＦによって減衰されることがない。したがっ
て、ノイズのみを選択的に除去することができる。な
お、装着とは、信号ライン（電源ライン）とワイヤ２を
結線し、又は信号ライン（電源ライン）をワイヤ２とし
て直接磁性体１に巻線して、信号及びノイズがノイズフ
ィルタＮＦのワイヤ２を通過するようにすることをい
う。

【００２９】ノイズフィルタＮＦの自己共振周波数帯域
が狭い場合は、信号の周波数帯域とノイズの周波数帯域
が近接している場合でも、ノイズのみを選択的に除去す
ることができる。逆に、ノイズフィルタＮＦの自己共振
周波数帯域が広い場合は、広い周波数帯域にわたって発
生するノイズを一度に除去することができる。このノイ
ズフィルタＮＦの自己共振周波数帯域は、磁性体１を構
成する磁性体材料の種類・材質やワイヤ２の巻線数によ
って任意に調節することができる。例えば、ワイヤ２の
磁性体１への巻線数を少なくすると自己共振周波数は高
周波側にシフトし、磁性体１への巻線数を多くすると自
己共振周波数は低周波側にシフトする。また、ワイヤ２
の磁性体１への巻線数を多くするとインピーダンスは大
きくなる傾向にある。なお、自己共振周波数帯域は、例
えば、インピーダンス−周波数特性曲線において出現す
るピーク部分とすることができる。なお、ピーク部分と
は、例えばインピーダンス−周波数特性曲線において、
ベースラインからの立ち上り部分に挟まれた上に凸な周
波数帯域とすることができる（図１参照）。また、自己
共振周波数帯域は、インピーダンスが、例えば１００Ω
を越える部分とすることもできる。

【００３０】《磁性体材料》本発明のノイズフィルタＮ
Ｆを構成する磁性体１の磁性体材料を、さらに詳しく説
明する。磁性体１を構成する磁性体材料としては、高い
透磁率を有するフェライトやポリマー磁性体などがあげ
られる。このうち、高周波数帯域で発生するノイズに対
しては、磁性体１を六方晶系フェライトで構成するのが
適している。六方晶系フェライトは、前記の通りスネー
クの限界線を越える高周波帯域まで高い透磁率を有する
ため、この六方晶系フェライトを使用したノイズフィル
タは高周波数帯域でも高いインピーダンスを有し、高周
波帯域で発生するノイズを除去することができるからで
ある。この六方晶系フェライトの中でも、フェロックス
プレーナと呼ばれるＷ型、Ｙ型、Ｚ型の六方晶系フェラ
イトは、より高周波帯域まで透磁率が伸びるため好まし
い。また、Ｚ型を主層とする六方晶系フェライトを用い
れば、さらに高い透磁率を有しかつ高周波帯域まで透磁
率が伸びるので、より好ましい。ちなみに、六方晶系フ
ェライトは、損失成分であるμ”が５００ＭＨｚ以上の
帯域で存在する。なお、六方晶系フェライトは、Ｍ型
（ＭＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、Ｗ型（ＭＭｅ₂Ｆｅ₁₆Ｏ₂₇）、Ｙ型
（Ｍ₂Ｍｅ₂Ｆｅ₁₂Ｏ₂₂）、Ｚ型（Ｍ₃Ｍｅ₂Ｆｅ₂₄Ｏ₄₁）
などが知られている（Ｍ：アルカリ金属イオン、Ｍｅ：
２価の金属イオン）。Ｚ型は特公昭３３−７３６号公報
に、ＭがＢａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｐｂであり、ＭｅがＣｏで
ある組成が開示されており、さらには特公昭３４−６７
７８号公報にはＭｅがＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、
Ｍｇ、Ｃｕで構成される組成が開示されている。本発明
においては、いずれのフェライトもノイズフィルタＮＦ
用の磁性体１として使用することができる。

【００３１】フェライトは、Ｆｅ₂Ｏ₃などの原料を所定
の組成となるように秤量し混合して、これを成形し焼成
（焼結）することにより作製される。フェライトの組成
については、ＭはＢａ、Ｓｒのうちの少なくとも一種
で、ＭｅはＣｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕのうちの少なくとも
一種とした場合、酸化物換算で主成分の組成が、Ｆｅ₂
Ｏ₃：６８〜７４ｍｏｌ％、ＭＯ：１５〜２２ｍｏｌ
％、ＭｅＯ：４〜１３ｍｏｌ％で、副成分が、ＰｂＯ：
０〜１０ｗｔ％、ＳｉＯ₂：０〜５ｗｔ％の範囲にある
六方晶系フェライト（Ｚ型）が、高い機械的強度と高周
波帯域における高い透磁率を有するので好ましい。上記
組成の範囲内にあれば、この六方晶系フェライトを主相
とする磁性体１は、透磁率が５〜２５の範囲、密度が
４．６ｇ／ｃｃ以上、比抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ以上有す
ることが可能となり、本発明のノイズフィルタＮＦに好
適な磁性体１を構成することができる。副成分は任意成
分であり、この副成分を含まないでも六方晶系フェライ
トを構成することができる。しかし、ＳｉＯ２やＰｂＯ
を加えることにより、これらが焼成時にガラス化するた
め、作製される六方晶系フェライトの比抵抗を高めるこ
とができるので好ましい。なお、ＳｉＯ２は０．０４ｗ
ｔ％以上、ＰｂＯは０．０２％以上加えることにより、
それぞれ比抵抗を高める効果が生じる。

【００３２】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る（表１及び表２並びに図４乃至図７参照）。なお、本
発明は本実施例に限定されるものではない。《ノイズフィルタの作製》まず、表１のＮｏ．１〜８、
Ｎｏ．６０〜６５に示す酸化物換算の組成となるよう
に、それぞれ各種原料粉末を秤量し、ボールミルにて４
時間湿式混合を行なった後にこれを乾燥した。次に、こ
の乾燥物を表１に示す温度で大気中にて仮焼成し、ボー
ルミルにて２０時間湿式粉砕を行なった後にこれを乾燥
した。続いて、この乾燥物にバインダーを加えて成形し
た後、表１に示す温度で大気中にて本焼成を行い、図３
に示すトロイダル形状のフェライトコア（磁性体１）と
した。そして、この磁性体１に、ワイヤ２を巻線してノ
イズフィルタＮＦを作製した。巻線数は表１に示す通り
である。なお、Ｎｏ．１〜８は磁性体１が六方晶系フェ
ライトよりなるノイズフィルタＮＦであり、Ｎｏ．６０
〜６５はＮｉ系フェライトよりなるノイズフィルタＮＦ
である。

【００３３】

【表１】

【００３４】《ノイズフィルタの評価》〔インピーダンス〕作製した各ノイズフィルタＮＦ
は、インピーダンスアナライザ（ヒューレットパッカー
ド社製、ＨＰ−４２９１Ａ）を使用して、１ＭＨｚ〜
１．８ＧＨｚの周波数範囲でのインピーダンスの周波数
特性を測定した。測定結果は、図４〜図７のインピーダ
ンス−周波数特性曲線に示す通りである。

【００３５】六方晶系フェライトを磁性体１としたノイ
ズフィルタＮＦについてのインピーダンス−周波数特性
曲線である図４及び図５から、Ｎｏ．１〜８は、インピ
ーダンス−周波数特性曲線上に明瞭な極大値（自己共振
周波数）が出現し、自己共振を起していることがわか
る。インピーダンスは２００ＭＨｚ以上の周波数帯域に
て、１０００〜１００００Ω以上の高い値を有する。し
かも、１ＧＨｚ付近まで１０００Ω以上の高いインピー
ダンスを有している。

【００３６】次に、Ｎｉ系フェライトを磁性体１とした
ノイズフィルタＮＦについてのインピーダンス−周波数
特定曲線である図６及び図７より、Ｎｏ．６０〜６３
も、インピーダンス−周波数特性曲線から自己共振を起
していることがわかる。インピーダンスも１０００〜２
０００Ω程度と、比較的高い値を示している。一方、Ｎ
ｏ．６４及び６５は、インピーダンスの値は比較的高い
が、図７に示すインピーダンス−周波数特性曲線に極大
値が認められず、低周波数帯域から高周波帯域までほぼ
一定のインピーダンス値を示している。なお、自己共振
を起しているＮｏ．６３と自己共振を起していないＮ
ｏ．６４及び６５との違いは、巻線数の違いにある。

【００３７】ちなみに、Ｎｏ．１〜８のノイズフィルタ
ＮＦは５００ＭＨｚ以上の高周波帯域において、Ｎｏ．
６０〜Ｎｏ．６５のＮｉ系フェライトを用いたノイズフ
ィルタと比較して、はるかに高いインピーダンスを有す
ることがわかる。

【００３８】〔比抵抗・密度・透磁率〕先に示した
Ｎｏ．１〜８に追加してＮｏ．１０〜３２、及びＮｏ．
６６〜６８を、表２の組成、条件にて作製し、透磁率、
焼結体密度、比抵抗を測定した。尚、製造方法について
は先に示したＮｏ．１〜８と同様である。

【００３９】

【表２】

【００４０】比抵抗は、外径２５．４ｍｍ程度、高さ２
ｍｍ程度の円盤状の試料を作製し、試料の両端面（表
裏）にＩｎ−Ｇａ電極を施し、絶縁抵抗計（ＭＥＧＲＯ
製、ＭＥＧＯＨＭＭＥＴＴＥＲ）で１００Ｖの電圧にて
測定した測定値と、測定試料の外形寸法から算出した。

【００４１】焼結体（磁性体）の密度は、作製した試料
の外形寸法をノギスにて測定し、電子天秤にて試料の重
量を測定し、算出した。

【００４２】透磁率は、外形１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、
高さ６ｍｍのトロイダル状の試料を作成し、巻線を施
し、ＬＣＲメータ（ＨＰ社製、ＨＰ−４２８４Ａ）にて
測定した１００ｋＨｚのインダクタンス値と外径寸法か
らＪＩＳに従って算出することにより求めた。

【００４３】これらの結果については表２にまとめた。
表２の結果より、比抵抗は１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍ、燒結
体密度は４．５〜４．９ｇ／ｃｃの特性か得られること
がわかる。この程度の比抵抗及び燒結体密度であれば特
別機械的強度を要求せず、使用する電圧がそれほど高く
なく、また高い電圧で使用する場合には、巻線に充分絶
縁処理を施していれば使用上問題はない。

【００４４】さらに比抵抗について、Ｎｉ系フェライト
の１０⁶Ω・ｃｍ以上の値を有するためには、Ｎｏ．１
〜３２であれば同等以上の値を有するため、より好まし
い。

【００４５】さらにＮｏ．１〜３２は焼結体密度につい
ても４．６ｇ／ｃｃ以上の値を有しており、機械的強度
も充分得られる。

【００４６】なお、透磁率は、図８に示すように六方晶
系のフェライトであるＮｏ．１とＮｏ．５はスネークの
限界線を越えている。

【００４７】本発明は必ずしも前記実施の形態及び実施
例に限定されるものではなく、本発明にいう目的を達成
し、本発明にいう効果を有する範囲において適宜に変更
実施することが可能なものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明のノイズフィルタは、ＬＣ並列回
路と同等のインピーダンス−周波数特性を有し、特定の
周波数のノイズを有効に除去することができる。また、
５００ＭＨｚ以上の高周波数帯域にてノイズ除去を行な
うことができる。六方晶系のフェライトコアを磁性体と
することで、従来のフェライトコアでは不可能であった
高周波数帯域でのノイズ除去が行うことが可能となる。
さらに、装着も容易であるため、電子機器のノイズ対策
を容易かつ安価に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノイズフィルタのインピーダンス−
周波数特性曲線であり、自己共振周波数帯域を説明する
図である。

【図２】ＬＣ並列回路を示す図である。

【図３】本発明のノイズフィルタの一例を示す斜視図
である。

【図４】本発明の実施例におけるノイズフィルタのイ
ンピーダンス−周波数特性曲線である（六方晶系フェラ
イト）。

【図５】本発明の実施例におけるノイズフィルタのイ
ンピーダンス−周波数特性曲線である（六方晶系フェラ
イト）。

【図６】本発明の実施例におけるノイズフィルタのイ
ンピーダンス−周波数特性曲線である（Ｎｉ系フェライ
ト）。

【図７】本発明の実施例におけるノイズフィルタのイ
ンピーダンス−周波数特性曲線である（Ｎｉ系フェライ
ト）。

【図８】本発明の実施例における各試料の透磁率を示
す図である。

【図９】スネークの限界線を説明する図である（理論
値）。

【符号の説明】

ＮＦノイズフィルタ１磁性体（巻芯体）２ワイヤ（電源ライン／信号ライン）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】除去の対象となるノイズが重畳された
電源電流又は電気信号が入力される電源ライン又は信号
ラインを、磁性体を巻芯体として巻線して前記ノイズを
除去するノイズフィルタであって、当該ノイズフィルタのインピーダンスの周波数特性が特
定の周波数に対してＬＣ並列回路と同様の極大値を有す
るものであり、この特定の周波数である自己共振周波数
を含む自己共振周波数帯域でノイズ除去を行なうことを
特徴とするノイズフィルタ。
【請求項２】前記自己共振周波数は、５００ＭＨｚ
以上であることを特徴とする請求項１に記載のノイズフ
ィルタ。
【請求項３】前記磁性体にフェライトを用いること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノイズフィ
ルタ。
【請求項４】前記フェライトは、六方晶系フェライ
トである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の
ノイズフィルタ。
【請求項５】前記巻芯体に用いるフェライトの組成
が、ＭはＢａ、Ｓｒのうちの少なくとも一種類で、Ｍｅ
はＣｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕのうちの少なくとも一種類と
した場合、酸化物換算で主成分の組成が、Ｆｅ₂Ｏ₃：６８〜７４ｍｏｌ％ＭＯ：１５〜２２ｍｏｌ％ＭｅＯ：４〜１３ｍｏｌ％副成分がＰｂＯ：０〜１０ｗｔ％ＳｉＯ₂：０〜５ｗｔ％の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４の
いずれか１項に記載のノイズフィルタ。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか１項
に記載のノイズフィルタを電源ライン又は信号ラインに
装着してノイズ対策を行った電子機器。