JP2019207908A - ノイズ低減装置、及びノイズ低減装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性体コアのインダクタンスの増加を図り、ノイズ低減能力を向上できるノイズ低減装置、及びノイズ低減装置の製造方法を提供すること。【解決手段】ノイズフィルタ１は、導体２１と、挿入孔４１が形成された磁性体コア２３と、モールド部２５と、を備える。磁性体コア２３の挿入孔４１内に形成された内周面４３とモールド部２５との接触面積を内側接触面積とし、磁性体コア２３の外側に形成された筒状の外周面４２とモールド部２５との接触面積を外側接触面積とした場合に、内側接触面積の大きさを、外側接触面積の大きさ以上とする。【選択図】図２

Description

本開示は、導体を流れる信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減装置、及びノイズ低減装置の製造方法に関するものである。

従来、配線とフェライトコアとをモールド成形によって一体化した車載用電子機器がある（例えば、特許文献１など）。この車載用電子機器では、フェライトコアの一部を露出した状態でモールド成形することによって、モールドした樹脂からフェライトコアに付与される応力の軽減を図っている。

特開２０１６−９６３１６号公報

上記した車載用電子機器では、応力の低減によって、逆磁歪効果によるフェライトコアのインダクタンスの低下を抑制している。しかしながら、フェライトコアのインダクタンスを増加させ、ノイズ低減能力を向上させるためには改善の余地があった。

本開示は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、磁性体コアのインダクタンスの増加を図り、ノイズ低減能力を向上できるノイズ低減装置、及びノイズ低減装置の製造方法を提供することを目的とする。

本開示は、導体と、磁性材料により形成され、前記導体を挿入する挿入孔が形成された筒状をなす磁性体コアと、樹脂材料により形成され、前記導体及び前記磁性体コアの少なくとも一部をモールドするモールド部と、を備え、前記磁性体コアの前記挿入孔内に形成された内周面と前記モールド部との接触面積を内側接触面積とし、前記磁性体コアの外側に形成された筒状の外周面と前記モールド部との接触面積を外側接触面積とした場合に、前記内側接触面積の大きさが、前記外側接触面積の大きさ以上となる、ノイズ低減装置を開示する。

また、本開示は、導体と、磁性材料により形成され、前記導体を挿入する挿入孔が形成された筒状をなす磁性体コアと、樹脂材料により形成され、前記導体及び前記磁性体コアの少なくとも一部をモールドするモールド部と、を備え、前記磁性体コアの前記挿入孔内に形成された内周面と前記モールド部との接触面積を内側接触面積とし、前記磁性体コアの外側に形成された筒状の外周面と前記モールド部との接触面積を外側接触面積とした場合に、前記内側接触面積の大きさに対する前記外側接触面積の大きさの比率である外側面積比が所定の閾値以下であり、前記閾値は、前記磁性体コアのインピーダンスに基づいて設定された値である、ノイズ低減装置を開示する。
また、本開示は、ノイズ低減装置としての実施だけでなく、ノイズ低減装置の製造方法として実施した場合にも有益である。

本開示のノイズ低減装置、ノイズ低減装置の製造方法によれば、磁性体コアのインダクタンスの増加を図り、ノイズ低減能力を向上できる。

実施形態に係るノイズフィルタをスイッチング電源に接続した場合の回路図である。 第１実施形態のノイズフィルタの斜視図である。 磁性体コアの斜視図である。 前後方向に直交する平面でノイズフィルタを切断した断面図である。 磁性体コアに付与される外力を説明するための模式図である。 引張応力、外側面積比、インダクタンスの変化率の関係を示すグラフである。 外周面を全てモールドした比較例のノイズフィルタを示す斜視図である。 第２実施形態のノイズフィルタの斜視図である。 第３実施形態のノイズフィルタの斜視図である。 第４実施形態のノイズフィルタの斜視図である。 射出成形の成形前後における周波数に対するインダクタンスの特性を示すグラフである。 別例のノイズフィルタの斜視図である。 別例のノイズフィルタの断面図である。 別例のノイズフィルタの斜視図である。 別例のノイズフィルタの斜視図である。 別例のノイズフィルタの斜視図である。

以下、本開示の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本開示のノイズ低減装置を具体化した一実施形態であるノイズフィルタ１を示しており、スイッチング電源５にノイズフィルタ１を接続した回路図を示している。ノイズフィルタ１及びスイッチング電源５は、例えば、アルミダイカスト製の金属製筐体３に収納されている。

まず、図１を用いてノイズフィルタ１に関する電気的な作用効果を説明する。スイッチング電源５は、例えば、車載用の電源である。スイッチング電源５は、例えば、ハイブリッド車あるいは電気自動車等が備えるメインバッテリー（不図示）から供給される駆動系の電源電圧ＶＩＮ（例えば、ＤＣ２４４Ｖなど）の電圧値を降圧し、補機バッテリー７への電力供給を行う降圧型のスイッチング電源である。補機バッテリー７は、オーディオ機器、エアコン機器、照明機器などの車内電装機器に電源電圧（例えば、ＤＣ１４Ｖなど）を供給する電源である。

スイッチング電源５は、例えば、パワートランジスタＴとダイオードＤを備える。パワートランジスタＴ及びダイオードＤは、電源電圧ＶＩＮと接地電位ＧＮＤとの間において直列に接続されている。スイッチング電源５は、パワートランジスタＴとダイオードＤの間の接続点Ｘから電力を供給する。スイッチング電源５は、パワートランジスタＴのゲート端子に印加されるスイッチング信号ＳＷに基づいて、所定のスイッチング周波数ｆでパワートランジスタＴのオンオフ制御を行う。

ノイズフィルタ１は、スイッチング電源５に接続される入力端子ＶＩと補機バッテリー７に接続される出力端子ＶＯとの間に接続されている。ノイズフィルタ１は、チョークコイルＬ１を備え、出力端子ＶＯと接地電位ＧＮＤとの間に接続されたコンデンサＣ１と、所謂ＬＣフィルタを構成している。なお、図１に示すフィルタの構成は、一例である。例えば、入力端子ＶＩ側にもコンデンサを接続し、ノイズフィルタ１とコンデンサとでπ型のフィルタを構成しても良い。

スイッチング電源５において、負荷に応じた電流は、パワートランジスタＴ、あるいはダイオードＤを介して接続点Ｘに向かってスイッチング周波数ｆで交互に流れる。これにより、電源電圧ＶＩＮ及び接地電位ＧＮＤの間において、負荷に応じた電流は、スイッチング周波数ｆで断続して流れ変動する。また、接続点Ｘの電位は、電源電圧ＶＩＮと接地電位ＧＮＤとの間でスイッチング周波数ｆに応じて交互に切り替わる。従って、スイッチング電源５において、スイッチング動作による電流変動と電圧変動とは、スイッチング周波数ｆ及びその高調波周波数のスイッチングノイズを発生させるノイズ源となる場合がある。こうしたスイッチングノイズは、例えば、信号経路や接地配線を介して回り込む伝導性ノイズや容量結合などの空間を介して伝搬する誘導性ノイズとして入力端子ＶＩに伝搬する虞がある。

本実施形態のノイズフィルタ１は、スイッチング電源５の動作に起因したスイッチング周波数ｆやその高調波周波数のノイズを低減する。ここで、スイッチング電源５におけるスイッチング周波数ｆは、出力電力の定格や回路を構成する素子の仕様などに応じて定められる。例えば、車載用のスイッチング電源５では、数１００ｋＨｚで動作するものがある。この場合、スイッチング周波数ｆやその高調波周波数が、車載ＡＭラジオの周波数帯域（５００〜１７００ｋＨｚ前後）に重なる虞がある。これに対し、本実施形態のノイズフィルタ１は、接続点Ｘに接続され、これらの帯域のノイズが後段の機器に伝搬するのを抑制できる。

次に、ノイズフィルタ１の形状・構造に関して説明する。図２は、図１に示すノイズフィルタ１の斜視図を示している。図２に示すように、ノイズフィルタ１は、導体２１と、磁性体コア２３と、モールド部２５とを備えている。図１に示す入力端子ＶＩと出力端子ＶＯを繋ぐ出力電圧の経路は、図２に示す導体２１で主に構成されている。導体２１は、例えば、一方向に長い略板状に形成されている。以下の説明では、図２に示すように、導体２１の長手方向であり、磁性体コア２３に導体２１を挿入する方向を、前後方向と称して説明する。また、前後方向に直交し板状の導体２１の平面に平行な方向を、左右方向と称して説明する。また、導体２１の平面に直交する方向を上下方向と称して説明する。この場合、前後方向は、本開示の挿入方向の一例である。

導体２１は、例えば、銅やアルミ等の金属材料で形成されている。導体２１は、前後方向における前方側の端部に、入力端子ＶＩ（図１参照）に接続される端子３１が形成されている。また、導体２１は、後方側の端部に、出力端子ＶＯ（図１参照）と接続される端子３２が形成されている。端子３１，３２の各々には、例えば、ボルト等を締結する貫通孔３３が形成されている。なお、図１に示すコンデンサＣ１を導体２１に接続する方法は、特に限定されない。例えば、コンデンサＣ１は、導体２１に接続された基板上に実装される構成でも良い。また、図２に示す導体２１や磁性体コア２３等の形状、数、位置等は一例であり、適宜変更可能である。例えば、導体２１は、板状ではなく、前後方向に沿った円柱形状でも良い。また、ノイズフィルタ１は、２つ以上の導体２１を、１つの磁性体コア２３に挿入する構成でも良い。

図３は、磁性体コア２３の斜視図を示している。図３に示すように、磁性体コア２３は、前後方向に長い筒形状をなしている。磁性体コア２３は、例えばフェライト等の磁性材料で形成されている。磁性体コア２３には、導体２１を挿入するための挿入孔４１が前後方向に沿って形成されている。本実施形態の筒形状の磁性体コア２３において、軸方向は、前後方向に沿っている。従って、挿入孔４１は、磁性体コア２３の軸方向に沿って形成されている。磁性体コア２３は、前後方向に沿って所定の長さＬ３で形成されている。磁性体コア２３における上下方向及び左右方向の外側に形成された外周面４２は、前後方向の長さＬ３を一定としながら環状に接続された面で形成されている。

図４は、前後方向に直交する平面でノイズフィルタ１を切断した断面を示している。図４に示すように、磁性体コア２３の断面形状は、左右方向に長い略長方形状をなしている。挿入孔４１は、磁性体コア２３における上下方向及び左右方向の中央部に形成されている。挿入孔４１の断面形状は、左右方向、即ち、磁性体コア２３の長手方向に長い略長方形状をなしている。挿入孔４１は、前後方向に沿って形成されている。従って、挿入孔４１内の内周面４３は、前後方向の長さＬ３を一定としながら環状に接続された面で形成されている。また、内周面４３の一周の長さは、外周面４２の一周の長さよりも短くなっている。また、内周面４３の面積は、外周面４２の面積に比べて小さくなっている。なお、図３及び図４に示す磁性体コア２３の形状は、一例である。例えば、磁性体コア２３は、円環状の筒形状でも良い。また、挿入孔４１の断面形状は、正方形、楕円、真円などでも良い。

また、図２に示すように、モールド部２５は、導体２１の一部と、磁性体コア２３の一部を覆うように形成されている。モールド部２５は、例えば、射出成形により形成されている。モールド部２５の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂やＰＢＴ、ＰＰＳなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。導体２１と磁性体コア２３とは、モールド部２５によってモールドされることで一体化され、相対的な位置ずれを規制されている。

モールド部２５は、磁性体コア２３の前方側の端面４５（図３参照）を覆う第１側面部５１と、磁性体コア２３の後方側の端面４５を覆う第２側面部５２とを有している。第１側面部５１は、端面４５に比べて若干だけ大きい板状をなしている。第１側面部５１は、前方側の端面４５を覆い、磁性体コア２３の外縁から上下方向及び左右方向の外側に若干だけ突出して形成されている。第１側面部５１の前後方向における厚みＷ１は、磁性体コア２３の長さＬ３（図３参照）に比べて十分に小さくなっている。第１側面部５１の上方側の外周形状は、磁性体コア２３の外周に沿うように円弧状に形成されている。また、第１側面部５１の下方側の外周形状は、左右方向に沿って形成されている。第１側面部５１は、若干だけ外周面４２の上にはみ出ており、外周面４２の端部を覆っている。なお、第１側面部５１は、外周面４２の上にはみ出さず、外周面４２における前後方向の端部と接する構造でも良い。

第２側面部５２は、前後方向において第１側面部５１と対向する位置に配置されている。なお、第２側面部５２の構成は、第１側面部５１と同様であるため、その説明を省略する。また、第１側面部５１や第２側面部５２の前後方向における厚みＷ１は、例えば、磁性体コア２３に対して導体２１を固定する度合い、即ち、要求される耐振動性に応じて変更される。

また、図４に示すように、モールド部２５は、挿入孔４１内に充填された内側樹脂部５７を有する。磁性体コア２３は、挿入孔４１に導体２１を挿入することにより、図１に示すチョークコイルＬ１を構成する。導体２１は、上下方向及び左右方向における挿入孔４１の中央部に挿入されている。導体２１と挿入孔４１の内周面４３との間には、内側樹脂部５７が充填されている。内側樹脂部５７は、導体２１を挿入孔４１の中央部に配置した状態で挿入孔４１内に充填されている。内側樹脂部５７は、内周面４３の全面と接触している。内側樹脂部５７の前方側の端部は、第１側面部５１の後面に接続されている。内側樹脂部５７の後方側の端部は、第２側面部５２の前面に接続されている。従って、第１側面部５１は、内側樹脂部５７を介して第２側面部５２と接続されている。上記したように、第１実施形態のノイズフィルタ１は、磁性体コア２３の外周面４２のほぼ全体を露出させ、端面４５と内周面４３のみをモールド部２５でモールドされている。

ここで、モールド部２５の射出成形によって導体２１と磁性体コア２３をモールドする場合、例えば、導体２１と磁性体コア２３との位置を固定して金型に挿入し、金型内に絶縁性を有する樹脂を充填する。この際に、磁性体コア２３には、射出された高圧の樹脂によって外力を付与される。また、金型に充填された樹脂は、硬化して導体２１と磁性体コア２３とを一体化させる。磁性体コア２３は、硬化にともなって収縮する樹脂から外力を付与される。

図５は、磁性体コア２３に付与される外力を説明するための模式図である。なお、図５は、導体２１の図示を省略している。また、図５は、磁性体コア２３の外周面４２の全面を覆う樹脂を形成した状態、即ち、外周面４２をモールド部２５で覆った状態を示している。図５に示す破線は、磁性体コア２３に形成される磁路６１を示している。上記したように、導体２１は、図１に示す入力端子ＶＩと出力端子ＶＯとを繋ぐ出力電圧の経路を構成している。導体２１には、スイッチング電源５のスイッチング動作にともなって生じるスイッチングノイズが流れる。導体２１には、出力電圧に比例する出力電流（本開示の信号の一例）と、ノイズ電流とが重畳した重畳電流が流れる。重畳電流が導体２１を流れると、導体２１の周囲には磁界が発生する。この磁界によって導体２１の周囲を取り囲む磁性体コア２３には、周方向に向かって磁束が発生し、環状の磁路６１が形成される。例えば、ノイズ電流によって生じた磁束が熱に変換されることで、ノイズ電流が低減される、即ち、重畳電流に含まれるノイズが低減される。

図５に示すように、例えば、射出成形時に挿入孔４１内に充填された樹脂、即ち、内側樹脂部５７を構成する樹脂は、磁性体コア２３に対して内側から外側に向かう外力６３を付与する。この外力６３は、磁性体コア２３を内側から外側に押し広げ、磁路６１の磁路長を延ばす方向へ作用する引張応力６４を発生させる。より具体的には、外力６３は、磁路６１に直交する断面において引っ張り方向に作用する引張応力６４を発生させる。また、例えば、射出成形時に磁性体コア２３の外部に射出された樹脂、即ち、外周面４２を覆う樹脂は、磁性体コア２３に対して外側から内側に向かう外力６５を付与する。この外力６５は、磁性体コア２３を外側から内側へと収縮させ、磁路６１の磁路長を縮める方向へ作用する圧縮応力６６を発生させる。従って、磁性体コア２３には、射出成形時において磁路６１に対する引張応力６４と圧縮応力６６が付与される。また、例えば、外周面４２を覆う樹脂は、射出後に収縮する際に、磁性体コア２３に対して外力６５を付与する。従って、磁性体コア２３には、成形圧力だけでなく、成形後の収縮による圧縮応力６６が付与される。なお、図５に示す引張応力６４及び圧縮応力６６の位置は、一例である。従って、引張応力６４は、図５における磁性体コア２３の右側や下側だけでなく、左側や上側にも発生し得る。同様に、圧縮応力６６は、図５における磁性体コア２３の左側や上側だけでなく、右側や下側にも発生し得る。

従来文献では、上記した外周面４２を覆う樹脂の収縮に着目し、逆磁歪効果による磁性体コア２３のインダクタンスの低下を抑制することを課題としていた。これに対し、本開示の出願人等は、圧縮応力６６によるインダクタンスの低下を抑制するだけでなく、インダクタンスの向上、即ち、ノイズ低減能力の向上を図れる方法について検討した。そして、引張応力６４に着目し、引張応力６４を磁性体コア２３に意図的に付与することで、インダクタンスの向上を図れることを発見した。以下の説明では、まず、成形後に外周面４２を覆うモールド部２５を除去し、引張応力６４を増加させることでインダクタンスの改善を図る方法について説明する。次に、外周面４２を覆うモールド部２５を成形時から成形しないことで、引張応力６４を増加させインダクタンスの改善を図る方法について説明する。

（成形後の除去）
図６は、引張応力、外側面積比、インダクタンスの変化率をシミュレーションした結果を示している。グラフの左側の縦軸は、引張応力を示しており、上に行くほど引張応力６４が大きくなることを示している。横軸は、各実施形態とその実施形態の外側面積比ＡＲを示している。ここでいう「外側面積比ＡＲ」とは、例えば、磁性体コア２３の内周面４３とモールド部２５（内側樹脂部５７）との接触面積を内側接触面積とし、外周面４２とモールド部２５（図７の外周被覆部５３など）との接触面積を外側接触面積とした場合に、内側接触面積の大きさに対する、外側接触面積の大きさの比率である。換言すれば、外側面積比ＡＲは、外側接触面積を内側接触面積で除算した値である。本実施形態の第１側面部５１及び第２側面部５２は、上記したように若干だけ外周面４２を覆っている。このため、第１実施形態の外側面積比ＡＲの値は、０．２となっている。

グラフの右側の縦軸は、インダクタンスの変化率であるＬ変化率ＲＣを示している。図６のグラフは、磁性体コア２３の外周面４２の全面をモールド部２５で一度モールドした後、モールドしたモールド部２５を除去したシミュレーションの結果を示している。例えば、図７は、外周面４２を全てモールドした比較例のノイズフィルタ１０１を示している。ノイズフィルタ１０１は、外周面４２の全面をモールド部２５の外周被覆部５３でモールドされている。例えば、このノイズフィルタ１０１を、予め射出成形で成形しておき、生成後のノイズフィルタ１０１から外周被覆部５３を一部残して除去することで図２に示すノイズフィルタ１を生成する。Ｌ変化率ＲＣは、外周被覆部５３を除去する前の磁性体コア２３のインダクタンス値に対する除去後のインダクタンス値の比率を示している。即ち、Ｌ変化率ＲＣは、外周被覆部５３を除去する前後におけるインダクタンス値の増加率を示している。Ｌ変化率ＲＣは、例えば、特定の周波数におけるインダクタンス値の増加率をシミュレーションした結果を示している。なお、Ｌ変化率ＲＣは、インダクタンスの平均値の増加率を示す値でも良い。図５の右側の縦軸は、上に行くほどＬ変化率ＲＣが大きく（プラスの値）になることを示している。

図６に示すように、引張応力６４及びＬ変化率ＲＣのグラフは、右肩上がりとなっており、外側面積比ＡＲの値が小さくなるに従って引張応力６４が増加しＬ変化率ＲＣがプラスに増加することを示している。このため、射出成形時だけでなく、硬化後のモールド部２５を後から除去してもインダクタンス値の改善を図ることができる。

従って、所定のＬ変化率ＲＣを基準としてノイズフィルタ１を設計、製造することができる。例えば、図６に示す位置Ｐ１を基準とした製造方法について説明する。図６の位置Ｐ１は、例えば、外側面積比ＡＲが１、即ち、外側接触面積と内側接触面積とが等しくなる位置である。外側面積比ＡＲが１の場合のＬ変化率ＲＣを、Ｌ変化率ＲＣ１とする。製造者がＬ変化率ＲＣ１以上のインダクタンス値の増加を望む場合、ＡＲ＝１を基準として設計、製造を行うことができる。例えば、外側面積比ＡＲが１以下となるように、外周面４２の全面を外周被覆部５３でモールドしたノイズフィルタ１０１（図７参照）から、外周被覆部５３を減らすことで、Ｌ変化率ＲＣ１以上にインダクタンス値を増加させたノイズフィルタ１を製造できる。引張応力６４を増加させ、所望のインダクタンス値以上のノイズフィルタ１、即ち、所望のノイズ低減特性のノイズフィルタ１を構成できる。この場合、基準とした外側面積比ＡＲの値「１」は、本開示の所定の閾値の一例である。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態のノイズフィルタ１０３の斜視図を示している。図８に示すように、第２実施形態のノイズフィルタ１０３は、外周面４２を覆う外周被覆部５３（図７参照）、第１側面部５１及び第２側面部５２（図２参照）を備えていない。従って、外周面４２は、全て露出した状態となっている。また、前後方向で対向する一対の端面４５の各々も、全て露出した状態となっている。また、内側樹脂部５７は、前後方向において、挿入孔４１の外側へ少しだけ突出している。従って、第２実施形態の内側樹脂部５７は、磁性体コア２３から外側へはみ出している。図６に示すように、第２実施形態の外側面積比ＡＲは、外周面４２を覆う外周被覆部５３を無くしたため、ゼロとなっている（ＡＲ＝０）。また、引張応力６４及びＬ変化率ＲＣは、外側面積比ＡＲ＝０．２の場合（第１実施形態）に比べてさらに大きくなっている。第２実施形態のノイズフィルタ１０３では、例えば、第１側面部５１及び第２側面部５２を無くしたことで導体２１と磁性体コア２３とを固定する力、即ち、耐振動性が第１実施形態に比べて低下する虞がある。その一方で、引張応力６４を増加させ、インダクタンス値をより増加させ、ノイズ低減能力を向上できる。

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態のノイズフィルタ１０５の斜視図を示している。図９に示すように、第３実施形態のノイズフィルタ１０５は、外周面４２を覆う外周被覆部５３に外周面４２を露出させる露出部５５を備えている。露出部５５の断面形状は、例えば前後方向に長い略長方形状をなしている。露出部５５は、例えば、磁性体コア２３の上面、下面、右側面、左側面のそれぞれに１つ（合計で４つ）設けられている。従って、外周面４２は、４つ面で露出した状態となっている。磁性体コア２３の角部には、前後方向に沿って延びる角被覆部５３Ａが形成されている。角被覆部５３Ａは、磁性体コア２３の周方向における幅を一定としながら前後方向に沿って（磁性体コア２３の角部に沿って）延びている。外周被覆部５３は、磁性体コア２３の角部のそれぞれに角被覆部５３Ａを備えている。

図６に示すように、第３実施形態の外側面積比ＡＲは、１．２となっている（ＡＲ＝１．２）。また、引張応力６４及びＬ変化率ＲＣは、外側面積比ＡＲ＝０．２の場合（第１実施形態）に比べて小さいものの、図７の全周を覆う比較例の場合に比べて大きくなっている。このため、硬化後のモールド部２５を後から除去し露出部５５を形成することで、インダクタンス値の改善を図ることができる。第３実施形態のノイズフィルタ１０５では、例えば、インダクタンス値が第１実施形態に比べて低下するものの、角被覆部５３Ａを設けたことで耐振動性を向上できる。

（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態のノイズフィルタ１０７の斜視図を示している。図１０に示すように、第４実施形態のノイズフィルタ１０７は、図９に示す第３実施形態において、左側面の露出部５５と、右側面の露出部５５を無くした構成となっている。従って、ノイズフィルタ１０７は、上面と下面のそれぞれに１つ（合計で２つ）の露出部５５を備える。図６に示すように、第４実施形態の外側面積比ＡＲは、第３実施形態に比べて大きくなっており、１．６となっている。引張応力６４及びＬ変化率ＲＣは、第２実施形態に比べて小さいものの、図７の全周を覆う比較例の場合に比べて大きくなっている。従って、第４実施形態のノイズフィルタ１０７においても、露出部５５を設けたことで、比較例に比べてインダクタンス値の改善を図ることができる。

ここで、図６の位置Ｐ２は、例えば、外側面積比ＡＲが１．７、即ち、上記した第１〜第４実施形態の何れよりも外側面積比ＡＲが大きくなる位置である。図６に示すように、外側面積比ＡＲが１．７の場合のＬ変化率ＲＣを、Ｌ変化率ＲＣ２とする。上記した位置Ｐ１のＬ変化率ＲＣ１（ＡＲ＝１）と同様に、製造者がＬ変化率ＲＣ２以上のインダクタンス値の増加を望む場合、ＡＲ＝１．７を基準として、設計、製造を行うことができる。例えば、外側面積比ＡＲが１．７以下となるように、外周面４２の全面をモールドしたノイズフィルタ１０１（図７参照）から、外周被覆部５３を減らすことで、Ｌ変化率ＲＣ２以上にインダクタンス値を増加させたノイズフィルタ１等を製造できる。この場合、外側面積比ＡＲの値「１．７」は、本開示の所定の閾値の一例である。例えば、第１〜第４実施形態の引張応力６４及びＬ変化率ＲＣは、外側面積比ＡＲ＝１．７の場合（Ｌ変化率ＲＣ２の場合）に比べて大きくなっていることが分かる。従って、外側面積比ＡＲの値「１．７」を基準として第１〜第４実施形態のノイズフィルタ１等を製造すれば、所望のインダクタンス値以上のノイズフィルタ、即ち、所望のノイズ低減特性のノイズフィルタを製造できる。このようにして、成形後に除去するモールド部２５の量等を、外側面積比ＡＲを用いて調整することで、インダクタンス値を所望の値まで増加させることが可能となる。

従って、上記したように、ノイズフィルタ１等の製造工程において、まず、外周面４２を覆うモールド部２５を、射出成形により成形する（射出成形工程の一例）。これにより、例えば、外周面４２の全面を外周被覆部５３により覆う。次に、外周面４２を覆う外周被覆部５３の少なくとも一部を除去することで、磁性体コア２３に引張応力６４を付与する（樹脂除去工程の一例）。これにより、インダクタンス値の増加を図り、ノイズフィルタ１等のノイズ低減能力を向上できる。

（成形時における外側面積比ＡＲの調整）
次に、外周面４２を覆うモールド部２５を成形時から成形しないことで、磁性体コア２３に対する引張応力６４を増加させインダクタンスの改善を図る方法について説明する。図１１は、射出成形の成形前後における周波数に対するインダクタンスの特性を示している。図１１における縦軸は、磁性体コア２３のインダクタンス値を示しており、上に行くほどインダクタンス値が大きくなることを示している。図１１における横軸は、導体２１に流れる重畳電流の周波数を示しており、右に行くほど周波数が大きくなることを示している。

二点鎖線で示すグラフ７１は、比較例のノイズフィルタ１０１（図７参照）のインダクタンス値を測定した結果を示している。一点鎖線で示すグラフ７２は、ノイズフィルタ１０１のモールド部２５を成形する前にインダクタンス値を測定した結果を示している。従って、グラフ７２は、導体２１と磁性体コア２３を備えるノイズフィルタ１０１のインダクタンス値を測定した結果を示している。グラフ７１，７２に示すように、比較例のノイズフィルタ１０１では、低周波の帯域において、モールド部２５の成形前（グラフ７２）に比べて成形後（グラフ７２）のインダクタンス値が大きく低下している（図１１の矢印７６参照）。これは、射出成形によって外周面４２の全てをモールドし、内側接触面積の大きさに比べて外側接触面積の大きさが大幅に大きくなり、引張応力６４が低下し、圧縮応力６６よりも引張応力６４が小さくなった為であると考えられる。

一方で、実線で示すグラフ７３は、第１実施形態のノイズフィルタ１（図２参照）のインダクタンス値を測定した結果を示している。破線で示すグラフ７４は、ノイズフィルタ１のモールド部２５を成形する前にインダクタンス値を測定した結果を示している。従って、グラフ７４は、グラフ７２と同一の構成の測定結果である。なお、グラフ７４とグラフ７２とは、同一構成であるにも係わらず値が異なっている。この誤差は、導体２１や磁性体コア２３などの個々の部材のばらつき、製造時の精度誤差などに起因するものである。

グラフ７３，７４に示すように、第１実施形態のノイズフィルタ１では、低周波の帯域において、成形前（グラフ７４）に比べて成形後（グラフ７３）のインダクタンス値が大きく増加している（図１１の矢印７７参照）。これは、外側面積比ＡＲを小さく設定した射出成形を行うことで、射出成形時の引張応力６４が増加したためであると考えられる。従って、ノイズフィルタ１の製造工程において、内側接触面積の大きさが、外側接触面積の大きさ以上となるようにモールド部２５を射出成形する工程（外力付与工程の一例）を含めることで、インダクタンス値の増加を図ることができる。

さらに、本開示の出願人等は、図１１に示す射出成形時からモールド部２５の一部を成形しない場合のインダクタンス値の増加率が、図６に示す成形後に外周被覆部５３を除去した場合のインダクタンス値の増加率に比べて大きくなることを確認した。具体的には、例えば、ノイズ電流の周波数を０．１ＭＨｚとした場合、図１１のグラフ７４に対するグラフ７３のインダクタンス値の増加率が、図６の第１実施形態（ＡＲ＝０．２）の増加率に比べて大きくなることを確認した。このため、同一の構成で比較した場合、成形後にモールド部２５を除去する製造方法（図６参照）に比べて、成形時からモールド部２５の一部を成形しない製造方法（図１１参照）の方が、インダクタンス値の増加をより図ることが可能となる。なお、図１１では、第１実施形態について説明したが、上記した第２〜第４実施形態（図８〜図１０参照）についても同様である。即ち、第２〜第４実施形態においても、成形時にモールド部２５を形成しないことで、インダクタンス値の増加をより図ることが可能となる。

また、成形時からモールド部２５の一部を成形しない製造方法において、上記した成形後にモールド部２５を除去する際に用いた所定の閾値（ＡＲ＝１やＡＲ＝１．７）を基準とした製造方法を実行できる。具体的には、外側面積比ＡＲ＝１に対応するＬ変化率ＲＣ１以上のインダクタンス値の増加を製造者が望む場合、ＡＲ＝１を基準として設計、製造を行うことができる。例えば、外側面積比ＡＲが１以下となるようにモールド部２５の一部を成形しないノイズフィルタを設計等することで、外側面積比ＡＲ＝１に対応するＬ変化率ＲＣ１以上にインダクタンス値を増加させたノイズフィルタ１等を製造できる。この場合、基準とした外側面積比ＡＲの値「１」は、本開示の所定の閾値の一例である。

因みに、ノイズフィルタ１は、ノイズ低減装置の一例である。外周被覆部５３及び内側樹脂部５７は、モールド部の一例である。

以上、上記した本開示の各実施形態では、以下の効果を奏する。
（１）ノイズフィルタ１等は、導体２１と、磁性材料により形成され、導体２１を挿入する挿入孔４１が形成された筒状をなす磁性体コア２３と、樹脂材料により形成され、導体２１及び磁性体コア２３の少なくとも一部をモールドするモールド部２５と、を備える。磁性体コア２３の挿入孔４１内に形成された内周面４３とモールド部２５（内側樹脂部５７）との接触面積を内側接触面積とし、磁性体コア２３の外側に形成された筒状の外周面４２とモールド部２５（外周被覆部５３）との接触面積を外側接触面積とした場合に、内側接触面積の大きさが、外側接触面積の大きさ以上となっている。

これによれば、磁性体コア２３とモールド部２５の内側接触面積の大きさは、外側接触面積の大きさ以上となる。内側接触面積と外側接触面積の不均衡により、磁性体コア２３に対し挿入孔４１の内側から外側に向かう応力が付与される。これにより、導体２１に重畳電流を流した場合に磁性体コア２３に発生する環状の磁路６１を広げる方向へ磁性体コア２３に引張応力６４を付与できる。その結果、磁性体コア２３のインダクタンスの増加を図り、ノイズ低減能力を向上できる。また、モールド部２５により、導体２１と磁性体コア２３とを一体化し相対的な移動、即ち、位置ずれを抑制することで、耐振動性を向上させることができる。

（２）また、モールド部２５は、挿入孔４１内において導体２１と内周面４３との間に充填され、挿入孔４１に導体２１を挿入する前後方向（挿入方向の一例）に延びる内側樹脂部５７と、前後方向における内側樹脂部５７の前方側（一方側の一例）の端部に接続され、前後方向の前方側の磁性体コア２３の端面４５を覆う第１側面部５１と、前後方向における内側樹脂部５７の後方側（他方側の一例）の端部に接続され、前後方向の後方側の磁性体コア２３の端面４５を覆う第２側面部５２と、を備えている。これによれば、外周面４２を覆う樹脂を可能な限り減らし、ノイズ低減能力を向上できる。例えば、外周面４２の端部だけを第１側面部５１等で覆う構成にできる。あるいは、外周面４２を全く覆わない構成にもできる。

（３）また、ノイズフィルタ１等は、導体２１と、磁性材料により形成され、導体２１を挿入する挿入孔４１が形成された筒状をなす磁性体コア２３と、樹脂材料により形成され、導体２１及び磁性体コア２３の少なくとも一部をモールドするモールド部２５と、を備えている。磁性体コア２３の挿入孔４１内に形成された内周面４３とモールド部２５との接触面積を内側接触面積とし、磁性体コア２３の外側に形成された筒状の外周面４２とモールド部２５との接触面積を外側接触面積とした場合に、内側接触面積の大きさに対する外側接触面積の大きさの比率である外側面積比ＡＲが所定の閾値（例えば、ＡＲ＝１やＡＲ＝１．７）以下である。この閾値は、磁性体コア２３のインピーダンス（例えば、Ｌ変化率ＲＣ）に基づいて設定された値である。

これによれば、所定の閾値を設定することで、内側接触面積の大きさに対する外側接触面積の大きさの比率が所定の値以下となる。これにより、磁性体コア２３に引張応力６４を付与することで、ノイズ低減能力を向上できる。

（４）また、上記各実施形態のノイズ低減装置の製造方法は、導体２１と、磁性材料により形成され導体２１を挿入する挿入孔４１が形成された筒状をなす磁性体コア２３と、を備えるノイズフィルタ１の製造方法として実施できる。この製造方法は、筒状の磁性体コア２３に対し挿入孔４１の内側から外側に向かう応力を付与することで、導体２１に電流を流した場合に磁性体コア２３に発生する環状の磁路６１を広げる方向へ磁性体コア２３に引張応力６４を付与する外力付与工程を含んでも良い。これによれば、磁路６１を広げる方向へ磁性体コア２３に引張応力６４を付与することで、ノイズフィルタ１のノイズ低減能力を向上できる。

（５）また、ノイズフィルタ１は、樹脂材料により形成され、導体２１及び磁性体コア２３の少なくとも一部をモールドするモールド部２５を備える。磁性体コア２３の挿入孔４１内に形成された内周面４３とモールド部２５との接触面積を内側接触面積とし、磁性体コア２３の外側に形成された筒状の外周面４２とモールド部２５との接触面積を外側接触面積とした場合に、外力付与工程において、内側接触面積の大きさが、外側接触面積の大きさ以上となるようにモールド部２５を射出成形する（図１１参照）。これによれば、射出成形時の射出圧により、磁性体コア２３に対し引張応力６４を付与できる。

（６）また、外力付与工程は、磁性体コア２３の挿入孔４１内に形成された内周面４３及び磁性体コア２３の外側に形成された筒状の外周面４２を覆うモールド部２５を、射出成形により成形する射出成形工程と、外周面４２を覆うモールド部２５の少なくとも一部を除去することで、磁路６１を広げる方向へ磁性体コア２３に引張応力６４を付与する樹脂除去工程と、を含んでも良い（図６参照）。これによれば、一度モールドした樹脂を後から除去することにより、外周面４２をモールドした樹脂から磁性体コア２３に付与される圧縮応力を低減し、磁路６１を広げる引張応力６４を磁性体コア２３に付与することで、ノイズフィルタ１のノイズ低減能力を向上できる。

なお、本開示の技術は上記各実施形態に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、外周被覆部５３を半周分だけ残しても良い。図１２及び図１３は、別例のノイズフィルタ１０９を示している。なお、以下の説明では、上記した第１〜第４実施形態と同様の構成については同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図１２及び図１３に示すように、モールド部２５は、第１側面部５１及び第２側面部５２を連結する外周被覆部５３を有している。

外周被覆部５３は、前後方向に沿って形成され、前方側の端部に第１側面部５１を接続され、後方側の端部に第２側面部５２を接続されている。外周被覆部５３は、下方側の外周面４２を覆っている。より具体的には、外周被覆部５３は、磁性体コア２３の下側の外周面４２の全体、左側の外周面４２の下半分、右側の外周面４２の下半分を覆っている。外周被覆部５３は、所定の厚みＷ２（図１３参照）で外周面４２を覆っている。換言すれば、モールド部２５には、外周面４２の全面のうち、上方側の外周面４２を露出させる露出部５５が形成されている。なお、外周被覆部５３の厚みＷ２は、例えば、磁性体コア２３に対して導体２１を固定する度合い、即ち、要求される耐振動性に応じて変更される。このような構成のノイズフィルタ１０９であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。具体的には、例えば、磁路６１（図５参照）を広げる引張応力６４を磁性体コア２３に付与し、インダクタンスの増加を図ることができる。

また、例えば、図１４に示すノイズフィルタ１１１のように、モールド部２５は、磁性体コア２３の左右方向及び前後方向の端面（端面４５を含む）を周回するような構造でも良い。図１４に示すように、第１側面部５１及び第２側面部５２の上下方向の幅は、磁性体コア２３の端面４５の上下方向の幅に比べて短くなっている。第１及び第２側面部５１，５２は、上下方向における端面４５の中央部のみに形成され、左右方向に沿って形成されている。同様に、外周被覆部５３は、磁性体コア２３の左右方向の側面において、上下方向の中央部のみに形成され、前後方向に沿って形成されている。第１側面部５１、第２側面部５２、外周被覆部５３は、磁性体コア２３を周回するように環状をなしている。このような構成のノイズフィルタ１１１であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、図１４に示すように、ノイズフィルタ１１１を固定するためのカラー部材８１を、モールド部２５の一部に設けても良い。カラー部材８１は、例えば、円筒上の金属部材である。カラー部材８１は、モールド部２５の外周被覆部５３から右側へ突出した部分に設けられ、上下方向に貫通した穴を構成している。この構成では、カラー部材８１にネジ等の締結部材を挿入し固定することで、ノイズフィルタ１１１を金属製筐体３（図１参照）等に強固に固定できる。その結果、ノイズフィルタ１１１の耐振動性を向上できる。

また、例えば、図１５に示すノイズフィルタ１１２のように、図１４に示すノイズフィルタ１１１の構成において、磁性体コア２３の下面をさらにモールド部２５で覆う構成でも良い。ノイズフィルタ１１２は、磁性体コア２３の約下半分をモールド部２５で覆われた構成となっている。図１５に示すように、第１側面部５１及び第２側面部５２は、磁性体コア２３の端面４５の約下半分をモールドしている。磁性体コア２３の下面を覆う外周被覆部５３において、前後方向の端部は、第１側面部５１及び第２側面部５２の各々に接続されている。また、内側樹脂部５７は、導体２１の上面を覆う位置から下方に形成されている。従って、内側樹脂部５７は、挿入孔４１の約下半分に充填されている。このような構成のノイズフィルタ１１１であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、例えば、図１６に示すノイズフィルタ１１３のように、第１側面部５１と第２側面部５２のそれぞれにネジ等を挿入する締結孔８３を設けてもよい。ノイズフィルタ１１３の第１及び第２側面部５１，５２の各々には、上下方向に貫通する締結孔８３が形成されている。これにより、第１及び第２側面部５１，５２の各々を、金属製筐体３等に固定できる。また、ノイズフィルタ１１３の第１及び第２側面部５１，５２は、略正方形の板状をなしている。第１及び第２側面部５１，５２の前後方向における厚みＷ１は、第１実施形態の厚みＷ１（図２参照）に比べて厚くなっている。従って、ノイズフィルタ１１３のモールド部２５は、第１実施形態のモールド部２５に比べて外側面積比ＡＲが大きくなっている。このような構成のノイズフィルタ１１３であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記各実施形態において、例えば、導体２１は、１つに限らず、２以上の複数でも良い。例えば、１つの挿入孔４１に複数の導体２１を挿入しても良い。
また、例えば、図９に破線で示すように、第１側面部５１と第２側面部５２とを接続する角被覆部５３Ａに、スリット５３Ｂを設けても良い。スリット５３Ｂは、前後方向の幅を一定とし、磁性体コア２３の周方向に沿って形成された隙間である。スリット５３Ｂは、角被覆部５３Ａを前方側と後方側とに分断し、隙間から外周面４２を露出させる。

また、磁性体コア２３は、環状のコアに限らず、分割されたコアでも良い。例えば、図１４に破線で示すように、磁性体コア２３は、前後方向に沿って切り欠かれたギャップ２３Ａを備えても良い。ギャップ２３Ａは、いわゆるコアギャップであり、磁性体コア２３の周方向に向かう磁路６１（図５参照）において磁気抵抗として機能する。この場合、外周被覆部５３は、ギャップ２３Ａ内に充填される構成でも良い。また、外周被覆部５３は、ギャップ２３Ａの位置に合わせて形成され、ギャップ２３Ａの外側を覆う構成でも良い。これにより、ギャップ２３Ａにより磁性体コア２３の磁気飽和を図りつつ、インダクタンス値の増大を図ることが可能となる。

また、磁性体コア２３に対して引張応力６４を付与する方法は、射出成形の射出圧力や、モールド部２５の樹脂の収縮力に限らない。例えば、磁性体コア２３をモールド部２５でモールドする前に、気圧の低い室内に磁性体コア２３を配置し、磁性体コア２３を膨張させ、磁性体コア２３に対し引張応力６４を付与しても良い。そして、磁性体コア２３に引張応力６４を付与しインダクタンスの増大を図った後、モールド部２５で磁性体コア２３をモールドしても良い。この場合、インダクタンスの増大をモールド前に終了させることで、モールド部２５を任意の形状とできる。例えば、事前にインダクタンスを増大させておけば、モールド部２５は、外周面４２の全面をモールドする形状（図７の比較例）でも良い。あるいは、挿入孔４１内にバネ等の弾性部材を設置し、弾性力を利用して、磁性体コア２３に引張応力６４を付与しても良い。従って、磁性体コア２３に引張応力６４を付与する方法は、特に限定されない。

また、本開示に係るノイズ低減装置を具体化した実施形態について上記に説明したが、ノイズ低減装置は以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。

（イ）前記モールド部は、前記内側接触面積の大きさが、前記外側接触面積の大きさ以上となるように、前記磁性体コアの前記外周面を露出させる露出部を有するノイズ低減装置。これによれば、露出部により内側接触面積の大きさを外側接触面積の大きさ以上とすることで、ノイズ低減能力を向上できる。

（ハ）前記モールド部は、前記挿入孔に前記導体を挿入する挿入方向に沿って形成され、前記挿入方向に直交する平面で切断した断面形状が、前記外周面の半周に亘って形成されるノイズ低減装置。これによれば、外周面の半周に亘って外周面を露出し外側接触面積を減らすことで、ノイズ低減能力を向上できる。

１ ノイズフィルタ（ノイズ低減装置）、２１ 導体、２３ 磁性体コア、２５ モールド部、４１ 挿入孔、４２ 外周面、４３ 内周面、４５ 端面、５１ 第１側面部、５２ 第２側面部、５７ 内側樹脂部、６４ 引張応力、ＡＲ 外側面積比。

Claims (6)

1. 導体と、
   磁性材料により形成され、前記導体を挿入する挿入孔が形成された筒状をなす磁性体コアと、
   樹脂材料により形成され、前記導体及び前記磁性体コアの少なくとも一部をモールドするモールド部と、
   を備え、
   前記磁性体コアの前記挿入孔内に形成された内周面と前記モールド部との接触面積を内側接触面積とし、前記磁性体コアの外側に形成された筒状の外周面と前記モールド部との接触面積を外側接触面積とした場合に、前記内側接触面積の大きさが、前記外側接触面積の大きさ以上となる、ノイズ低減装置。
2. 前記モールド部は、
   前記挿入孔内において前記導体と前記内周面との間に充填され、前記挿入孔に前記導体を挿入する挿入方向に延びる内側樹脂部と、
   前記挿入方向における前記内側樹脂部の一方側の端部に接続され、前記挿入方向の前記一方側の前記磁性体コアの端面を覆う第１側面部と、
   前記挿入方向における前記内側樹脂部の他方側の端部に接続され、前記挿入方向の前記他方側の前記磁性体コアの端面を覆う第２側面部と、
   を備える、請求項１に記載のノイズ低減装置。
3. 導体と、
   磁性材料により形成され、前記導体を挿入する挿入孔が形成された筒状をなす磁性体コアと、
   樹脂材料により形成され、前記導体及び前記磁性体コアの少なくとも一部をモールドするモールド部と、
   を備え、
   前記磁性体コアの前記挿入孔内に形成された内周面と前記モールド部との接触面積を内側接触面積とし、前記磁性体コアの外側に形成された筒状の外周面と前記モールド部との接触面積を外側接触面積とした場合に、前記内側接触面積の大きさに対する前記外側接触面積の大きさの比率である外側面積比が所定の閾値以下であり、
   前記閾値は、前記磁性体コアのインピーダンスに基づいて設定された値である、ノイズ低減装置。
4. 導体と、磁性材料により形成され前記導体を挿入する挿入孔が形成された筒状をなす磁性体コアと、を備えるノイズ低減装置の製造方法であって、
   筒状の前記磁性体コアに対し前記挿入孔の内側から外側に向かう応力を付与することで、前記導体に電流を流した場合に前記磁性体コアに発生する環状の磁路を広げる方向へ前記磁性体コアに引張応力を付与する外力付与工程を含む、ノイズ低減装置の製造方法。
5. 前記ノイズ低減装置は、
   樹脂材料により形成され、前記導体及び前記磁性体コアの少なくとも一部をモールドするモールド部を備え、
   前記磁性体コアの前記挿入孔内に形成された内周面と前記モールド部との接触面積を内側接触面積とし、前記磁性体コアの外側に形成された筒状の外周面と前記モールド部との接触面積を外側接触面積とした場合に、前記外力付与工程において、前記内側接触面積の大きさが、前記外側接触面積の大きさ以上となるように前記モールド部を射出成形する、請求項４に記載のノイズ低減装置の製造方法。
6. 前記ノイズ低減装置は、
   樹脂材料により形成され、前記導体及び前記磁性体コアの少なくとも一部をモールドするモールド部を備え、
   前記外力付与工程は、
   前記磁性体コアの前記挿入孔内に形成された内周面及び前記磁性体コアの外側に形成された筒状の外周面を覆う前記モールド部を、射出成形により成形する射出成形工程と、
   前記外周面を覆う前記モールド部の少なくとも一部を除去することで、前記磁路を広げる方向へ前記磁性体コアに引張応力を付与する樹脂除去工程と、
   を含む、請求項４に記載のノイズ低減装置の製造方法。

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