JP3457638B2 - Emi抑圧素子及びemi抑圧インダクタンス素子 - Google Patents

Emi抑圧素子及びemi抑圧インダクタンス素子

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JP3457638B2 JP2000299668A JP2000299668A JP3457638B2 JP 3457638 B2 JP3457638 B2 JP 3457638B2 JP 2000299668 A JP2000299668 A JP 2000299668A JP 2000299668 A JP2000299668 A JP 2000299668A JP 3457638 B2 JP3457638 B2 JP 3457638B2
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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電磁妨害
波の抑圧に用いるEMI抑圧素子及びEMI抑圧インダ
クタンス素子に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器からの不要電磁妨害波の抑圧に
は、デカップリングコンデンサやフェライトビーズ、フ
ェライトシートなど様々な方法や手法が考案されてい
る。また、インダクタンス素子をフェライトでモールド
した従来のものは伝導性のノイズを抑圧させる用途のも
ので、そのインダクタンスのコイルから発生する一次方
向の磁界をフェライトで閉じ込める。また、電子機器や
インダクタンス以外でも、高周波信号が流れるリード線
からも電磁波が放射するため、フェライトビーズを使用
してリード線を閉じ込めるやり方もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記抑圧のやり方の中
でフェライトビーズは比較的有力なものであると言われ
る。しかし、空中に放射する電磁妨害雑音に関してはフ
ェライトビーズで抑圧したつもりでも、方向(水平か垂
直かとかの方向)によってはある方向から見ると低減し
ているように見えても、別の方向から見ると逆に増加し
ている事がある。
【0004】図2は従来のフェライトビーズ(フェライ
トモールド体)1とその中のリード線2とより成るEM
I抑圧素子10を示す。かかるEMI抑圧素子10に関
して、リード線2にGHZ帯の高周波信号を流して遠方
から放射電磁波雑音を測定すると以下のようになる。図
3(a)は基板3に、内部にリード線を持つフェライト
ビーズ10を水平方向に設置して高周波信号を流してこ
の放射電磁波をアンテナ4で測定した例である。その測
定結果を図3(b)に示す。図4(a)は、フェライト
ビーズ10は垂直にしての測定例であり、その結果を図
4(b)に示す。
【0005】裸のリード線よりもフェライトビーズを覆
っている方が高周波の放射ノイズが小さくはなるのだ
が、図3(b)と図4(b)では真中の周波数帯である
3GH Zの周波数に大きな違いが出る。図3(b)では
3GHZ辺りが急激に放射雑音が低下したように見える
が、図4(b)では逆に3GHZ辺りが突出している。
勿論フェライトビーズの材料の作り方によっては低下す
る周波数帯は変化するのだが、水平方向と垂直方向では
逆の効果が現れてしまっている。従って、このままでは
水平方向では抑圧効果が現れても、垂直方向では逆に増
加してしまう懸念がある。この逆の例もある。
【0006】本発明の目的は、水平方向、垂直方向を含
む三次元的な電磁波放射を減少可能なEMI抑圧素子及
びEMI抑圧インダクタンス素子を提供するものであ
る。
【課題を解決するための手段】
【0007】本発明は、略同一長さで各々直交する三方
向に順番に直角に折り曲げられたリード線と、これを内
包する電磁吸収体と、を備えるEMI抑圧素子を開示す
る。更に本発明は、略同一長さのライン長で各々直交す
る、三方向に順番に折り曲げられた三次元構造を1又複
数個持つインダクタンス要素と、これを内包する電磁吸
収体と、を備えるEMI抑圧インダクタンス素子を開示
する。更に本発明は、略同一長さのライン長で各々直交
する三方向に直角に折り曲げられた三次元構造が1又は
複数個持つスパイラル形インダクタンス要素と、これを
内包する電磁吸収体と、を備えるEMI抑圧インダクタ
ンス素子を開示する。更に本発明は、複数個持つ場合に
あって、各三次元構造が複数回連続的に繰り返して形成
されたものとするEMI抑圧インダクタンス素子を開示
する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、水平・垂直両方の特性
の和をとれば純粋に雑音発生への抑圧効果が得られると
の考え方に基づく。即ち、フェライト内に設けるリード
線やインダクタンス要素を三次元的な形状にすること
で、雑音抑圧の補完を行う。
【0009】図5は、フェライトビーズより成るx、
y、zの三次元的な構造のEMI抑圧素子の基本構成例
を示す。同一線路長さ及び太さのEMI抑圧要素11と
12とはx、yの直交配置、同一線路長さ及び太さのE
MI抑圧素子11と13とはx、zの直交配置、同一線
路長さ及び太さのEMI抑圧素子12と13とはy、z
の直交配置例とした。この3つの抑圧素子が11→12
→13の順に直列接続となっている。
【0010】図6は、図5に対比させるための図であ
り、2つの直列接続の同一線路長さ及び太さの抑圧素子
14と15とがx、yの二次元直交配置した例を示す。
図6の同一長さで互いにx、y垂直の抑圧要素14、1
5では二次元的な配置による特性が補完しあう。ところ
がこのままでは紙面に対し垂直方向の放射に対し同じ問
題を抱える。そこで図5の同一長さで互いに垂直のフェ
ライトビーズのx、y、zの三次元構造とすれば、11
と12と13とがそれぞれ補完しあうので、全体のリー
ド線に対して一様な放射抑圧特性を生む。
【0011】図7は、図5の例での特性図である。この
図は、図3(b)と図4(b)との特性が互いに加算さ
れた形となっており(水平、垂直の特性の和の形)、三
次元的な抑圧効果を生むことがわかる。
【0012】図1は、別の実施形態のEMI抑圧素子2
00を示す。この素子200は、インダクタンス素子と
して使う。素子200は、リード要素(リード線)21
とその囲りをかこむフェライトモールド体20とより成
る。即ち、リード線21をフェライトでモールドした状
態である。リード線21は、一本のリード線を三次元的
に折れ曲げた構造を有し、均等な長さと太さを持つ部分
要素23〜28、及び入力端17につながる入力要素2
2、出力端18につながる出力要素29(但し、この入
力、出力とは説明の便宜のためであり、電気的な意味は
なく、どちらを入力、どちらを出力としてもよい)より
成る。入力端17と出力端18とは、同一方向(図では
x方向)とし、図5の例とは異なる。部分要素23、2
5が1つの三次元(x、y、z)要素、部分要素26〜
28が他の1つの三次元(x、y、z)要素であり、要
素24、27がx方向、要素23、26がy方向、要素
25、28がz方向、配置である。従って、図5の如き
リード素子を2つ直列につなげて、フェライトモールド
体に埋め込んだものとみることもできる。尚、入力要素
22、出力要素29も、部分要素ではあるが、他の要素
23〜28よりも短い線路長にしておくことで、この要
素22、29からの電磁波放射の発生を無視できる程少
なくでき、抑圧効果への悪影響をなくすことができる。
【0013】この実施の態様によれば、2つの三次元要
素を直列接続した上でフェライト焼結体の中に収容して
いる故に、製法が簡単であり、また、取り扱いも簡単で
あり、更に、入出力端17、18が同一方向である故に
直線線路上にそのまま接続することができる、との利点
がある。
【0014】更に、2つの三次元要素を直列接続したこ
とにより、一種のコイル(スパイラル)を形成したこと
になり、インダクタンス素子として機能する。勿論、扱
う周波数によってインダクタンス素子として働く場合
と、単なるリード線として働く場合とがあるが、図1の
素子200は、インダクタンス素子として積極的に使え
るものである。
【0015】図8は、図1の素子を2つ使った例であ
る。EMI抑圧素子300は、リード線21Aとフェラ
イトモールド体20Aとより成り、要素群31〜36、
要素群37〜42が、図1のリード要素23〜28をそ
れぞれ形成する。要素30、43はそれぞれ入力要素と
出力要素とを形成する。
【0016】この実施の形態では、図1に比べて、実質
的にコイルターン数が2倍になっているとみることがで
き、2倍のインダクタンス値を得ることができる。
【0017】本発明の他の実施の形態を以下列挙説明す
る。 (1).図1、図8は入出端を同一方向(x方向)とし
たが、90°方向や45°方向等も可能である。 (2).各部分要素を同一線路長としたが、完全同一で
ない例もありうる。許容精度や許容誤差によって定ま
る。また、図1や図8の如き多数の部分要素を有する例
にあっては、素子全体にみてEMI抑圧をはかればよい
ため、ある部分要素は2倍、ある部分要素は0.5倍と
いった設計例もありうる。 (3).三次元(x、y、z)の構造であったが、それ
程厳密なx、y、zの構造でない例もありうる。例えば
x→y±α→z±β→…の如きy、z軸からある角度
α、β傾けるとかの例もありうる。 (4).直線リード素子で形成した例を示したが、代わ
りにコイル(スパイラル)そのものを使うことで図1や
図8の如きインダクタンス素子を形成することが可能で
ある。この場合、当然のことながら隣り合うコイル要素
を三次元的に配置することが必要となる。 (5).リード線やコイルの囲りのフェライトは、モー
ルド体としたが、これは例えば有機接着材に、フェライ
ト粒末を混入させてモールドさせて形成する。またフェ
ライトで形成した箱を作っておき、その内部にリード線
やコイルを埋め込む例もある。また、フェライト以外の
磁性体、例えばアルニコ磁性体や希土類磁性体などの例
もある。フェライト焼結体内にリード線等を挿入させた
例もある。 (6).インダクタンス素子の例を述べたが、これは高
周波領域でみればローパスフィルタとしても機能する。
従って、ローパスフィルタ素子としても提供できる。
【0018】
【発明の効果】本発明の三次元構造フェライトビーズの
抑圧素子により、ビーズを通過するノイズを水平・垂直
方向を意識しないでも抑圧させる事が出来た。また、イ
ンダクタンスとしての三次元構造フェライトビーズの抑
圧素子ではローパスフィルタの効果も持つので部品実装
の面でも優位となる。そして、折り曲げ構造に困らな
い、スパイラル形状のインダクタンス素子でもその効果
が挙げられ、その場合は製作コストの低減にも寄与す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第2の実施の形態であるEMI抑圧イ
ンダクタンス素子を示す図である。
【図2】従来のフェライトビーズによる抑圧素子を示す
図である。
【図3】水平での電界測定例図である。
【図4】垂直での電界測定例図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態になるEMI抑圧素
子を示す図である。
【図6】従来の二次元的にお互い垂直な構造の抑圧素子
を示す図である。
【図7】第1の実施の形態での測定結果例図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態であるEMI抑圧イ
ンダクタンス素子を示す図である。
【符号の説明】
11、12、13 EMI抑圧要素 20 フェライトモールド体 21 リード要素(リード線) 23〜28 部分要素 200、300 EMI抑圧インダクタンス素子
フロントページの続き (72)発明者 大森 英明 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国 際電気株式会社内 (56)参考文献 特開2000−91125(JP,A) 実開 平2−127014(JP,U) 実開 平5−53214(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 17/00 - 27/42

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略同一長さで各々直交する三方向に順番
    に直角に折り曲げられたリード線と、これを内包する電
    磁吸収体と、を備えるEMI抑圧素子。
  2. 【請求項2】 略同一長さのライン長で各々直交する、
    三方向に順番に折り曲げられた三次元構造を1又複数個
    持つインダクタンス要素と、これを内包する電磁吸収体
    と、を備えるEMI抑圧インダクタンス素子。
  3. 【請求項3】 略同一長さのライン長で各々直交する三
    方向に直角に折り曲げられた三次元構造が1又は複数個
    持つスパイラル形インダクタンス要素と、これを内包す
    る電磁吸収体と、を備えるEMI抑圧インダクタンス素
    子。
  4. 【請求項4】 上記複数個持つ場合にあって、各三次元
    構造が複数回連続的に繰り返して形成されたものとする
    請求項2又は3のEMI抑圧インダクタンス素子。
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