(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の導体からなり、層状に配置され層間を電気的に接続した巻線パターンを構成する巻線導体と、前記巻線パターンの導体との間に誘電体を挟んで配置されグラウンドパターンを構成するグラウンド導体と、前記巻線パターンが巻き回された磁性体コアを備えたノイズフィルタであって、前記グラウンドパターンが巻線パターンの入出力端子に対向する位置において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されており、前記グラウンド導体のグラウンドパターンには、前記磁性体コアの周りに配置される部分を分断するスリットが設けられていることを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項２】
前記巻線導体の入出力端子が前記磁性体コアのコア内で閉磁路を形成する磁束の外周側に設けられてい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】
前記巻線導体は、基板状に前記巻線パターンが形成され、前記巻線パターンが複数相設けられており、前記巻線パターンどうしが磁気的に結合してい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４】
前記グラウンド導体のグラウンドパターンに設けられた前記スリットの位置と前記誘電体を介して対向する前記巻線導体の巻線パターンに設けられたスリットの位置が重なりあうように前記グラウンドパターンと前記巻線パターンが配置されてい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５】
前記グラウンド導体の前記グラウンドパターンに接続された放熱フィンを備えた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６】
前記放熱フィンには、前記磁性体コアを収容する溝が設けられ、前記磁性体コアが前記溝に収納された状態で前記グラウンド導体のグラウンドパターンが前記放熱フィンに接続されたことを特徴とする請求項５に記載されたノイズフィルタ。
【請求項７】
前記巻線導体の前記グラウンドパターンと対向しない巻線が一続きの線で形成されてい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８】
前記ノイズフィルタが複数組直列接続された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９】
前記巻線導体の側面と放熱フィンが絶縁物を介して接していることを特徴とする請求項７に記載のノイズフィルタ。
【請求項１０】
前記磁性体コアを前記放熱フィンに押えつける押え部材を備えたことを特徴とする請求項９に記載のノイズフィルタ。
【請求項１１】
前記巻線導体と前記磁性体コアの間に絶縁性部材を備えていることを特徴とする請求項１０に記載のノイズフィルタ。
【請求項１２】
前記誘電体と放熱フィンが接していることを特徴とする請求項１に記載のノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換装置における半導体素子のスイッチング動作に伴って発生するノイズを減衰させるノイズフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の負荷に可変周波数、可変電圧の電力を供給するための装置として電力変換装置がある。電力変換装置は、装置内のコンバータ部分やインバータ部分の半導体素子がパワー半導体で構成されており、パワー半導体のスイッチング動作により電圧の昇降圧を行ったり、可変周波数、可変電圧の交流電圧を作り、モータ等の負荷に交流電力を供給する。パワー半導体のスイッチング動作により、たとえば出力のU相、V相、W相の中性点の電位変動や、装置内の寄生インダクタンス、寄生キャパシタンスによる充放電によって伝導性ノイズが発生することが一般的に知られている。伝導性ノイズの中でも複数の線に同位相、同振幅で流れ、帰還経路が接地線、接地電位になっている装置の金属筺体や大地を通る電流はコモンモード電流と呼ばれている。伝導性ノイズを減衰するためには、コモンモード電流（コモンモードノイズとも称す）の低減対策が不可欠となる。【０００３】
半導体素子のスイッチング動作等に伴い発生する上記のような導電性ノイズであるコモンモードノイズを低減することを目的として、磁性体コアに導体を巻回したコモンモードコイルが用いられる。コモンモードコイルは、磁性体コアに巻線を施したコイルインダクタンスと磁性体の抵抗成分を利用して、コモンモードノイズを低減させるコモンモードノイズフィルタとしての効果がある。また、対接地間の小さなインピーダンスを利用してコモンモードノイズを低減させるコンデンサと合わせて使用するとよりコモンモードノイズを低減させるフィルタとして機能する。【０００４】
しかしながら、インダクタとコンデンサ（キャパシタ）を組み合わせるコモンモードノイズフィルタは、端子接続箇所が増える、組み立て作業が煩雑になる、部品の設置面積、設置体積が増えるため装置全体が大きくなるという課題がある。【０００５】
これを解決する方法として、例えば、特許文献１には、コモンモードコイルの巻線と接地線間に誘電体を挟み一体化した部品を、E字型コアとＩ字型コアもしくはE字型コア２個の磁性体に嵌め合わせることでインダクタとコンデンサを一体で構成した、フィルタ全体の設置面積を小さくした小型のコモンモードノイズフィルタが記載されている。また、特許文献２にも巻線パターンとグラウンドパターン間に誘電体を挟み、巻線パターンどうしとグラウンドパターンどうしをスルーホールを介して接続して構成されるブロックを複数重ね合わせてインダクタとコンデンサを一体化したノイズフィルタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１２１２１号公報
【特許文献２】実開昭６２−１３４２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２のノイズフィルタはともにフィルタ内部から接地線を引き出してきて、接地電位に接続するため、接地線が長くなりコンデンサが比較的低い周波数で容量性から誘導性に変わってしまい、ノイズ減衰効果が高周波まで維持できないという課題があった。【０００８】
また、例えば車載用の電力変換装置の場合、エンジンルームからの熱が伝わることによりたとえば50度以上の温度環境におかれ、さらに、数10A以上の大電流が電力変換装置の回路を流れることで、ノイズフィルタが置かれる環境は高温となる。フィルタを構成する磁性体や誘電体は高温になると特性が劣化したり、絶縁性劣化等の耐久性が劣化するため、例えば、巻線のジュール熱を放熱させる部材を別途設ける必要が生じ、その結果フィルタが大型化してしまう課題があった。【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ノイズフィルタの減衰効果を高周波まで維持させるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るノイズフィルタにおいては、平面状の導体からなり、層状に配置され層間を電気的に接続した巻線パターンから構成される巻線導体と、巻線パターンの導体との間に誘電体を挟んで配置されたグラウンドパターンを構成するグラウンド導体と、巻線パターンが巻き回された磁性体コアを備えたノイズフィルタであって、グラウンドパターンが巻線パターンの入出力端子位置において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されており、グラウンド導体のグラウンドパターンには、磁性体コアの周りに配置される部分を分断するスリットが設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のノイズフィルタによれば、ノイズフィルタの効果がある周波数帯域の高周波まで維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタを示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタの巻線パターンを示す平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタのグラウンドパターンを示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタのコンデンサを流れるノイズ電流経路を説明するための説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタのコンデンサを流れるノイズ電流経路を説明するための説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタのコモンモードの等価回路を説明するための説明図である。
【図７】ノイズフィルタのコモンモードの等価回路を説明するための説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタのコンデンサを流れるノイズ電流経路を説明するための説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタのコンデンサを流れるノイズ電流経路を説明するための説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタおけるグラウンドパターンの接地構造を説明するための斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態１によるノイズフィルタおけるグラウンドパターンの接地構造を説明するための斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態２によるノイズフィルタを示す斜視図である。
【図１３】図１に示す切断線（Ａ−Ａ矢視）における断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３によるノイズフィルタを示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す切断線（Ｂ−Ｂ矢視）における断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態３によるノイズフィルタの巻線パターンを示す平面図である。
【図１７】この発明の実施の形態３によるノイズフィルタの巻線パターンを示す平面図である。
【図１８】この発明の実施の形態３によるノイズフィルタのグラウンドパターンを示す平面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４によるノイズフィルタの断面を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４によるノイズフィルタの巻線パターンを示す平面図である。
【図２１】この発明の実施の形態４によるノイズフィルタのグラウンドパターンを示す平面図である。
【図２２】この発明の実施の形態４によるノイズフィルタのコモンモードの等価回路を説明するための説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態５によるノイズフィルタを示す斜視図である。
【図２４】この発明の実施の形態５によるノイズフィルタの巻線とグラウンドが一体になった基板部分を示す斜視図である。
【図２５】この発明の実施の形態５によるノイズフィルタの巻線パターンとグラウンドパターンを示す平面図である。
【図２６】この発明の実施の形態５によるノイズフィルタのコイル部分を示す斜視図である。
【図２７】図２３に示す切断線（Ｃ−Ｃ矢視）における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るノイズフィルタ（コモンモードノイズフィルタとも称す）を説明するための斜視図、図１３は図１に示すコモンモードノイズフィルタのＡ−Ａ線における断面図である。
【００１４】
図１に示すノイズフィルタ（コモンモードノイズフィルタ）７００は、概略的には、巻線パターンから構成される巻線導体１００、巻線導体間を絶縁する誘電体（誘電体樹脂とも称す）２００、グラウンドパターンを構成するグラウンド導体１９、２４、磁性体コア４００とで構成されている。
【００１５】
巻線導体１００は平面状の導体からなる巻線である。巻線は、基板構造となっており、巻線導体は基板状に巻線パターンが形成され、巻線間に絶縁のための誘電体樹脂２００（図１３参照）が挟まれている。また、導体の縁面も絶縁性を高めるために誘電体樹脂で覆われている。本実施の形態の例では、巻線は２ターン分巻かれており、２ターンの巻線は３層の導体層で構成されており、１層目と５層目はグラウンド層を構成している。
【００１６】
図２は、本実施の形態１の巻線パターンを説明するための平面図である。図２では、図１３に示すように配置された２層目、３層目、４層目の正極側の巻線パターンを構成するそれぞれの巻線パターン１、７、１３と、負極側の巻線パターンを構成するそれぞれの巻線パターン４、１０、１６を示している。即ち、図２（ａ）は、２層目正極側の巻線パターンと２層目負極側の巻線パターンを示している。図２（ｂ）は、３層目正極側の巻線パターンと３層目負極側の巻線パターンを示している。図２（ｃ）は、４層目正極側の巻線パターンと４層目負極側の巻線パターンを示している。
【００１７】
巻線パターンのそれぞれには、正極側の巻線パターン入力端子３、負極側の巻線パターン入力端子６、正極側の巻線パターン出力端子１４、負極側の巻線パターン出力端子１８が設けられている。巻線パターン間である２層目と３層目の端子間の端部（接続位置とも称す）２と端部８や端部５と端部１２、３層目と４層目の端子間の端部９と端部１５、端部１１と端部１７は、例えば、インナービアホール（IVH）で電気的に接続されている。このとき、ビア部分の電流密度が高くなるとビア位置での発熱が大きくなるため、ビアは、巻線パターンと同程度の断面積になる程度に複数のビアを打つことが望ましい。また、巻線パターン１、４と巻線パターン１３、１６は、それぞれスリット２５、２６とスリット２７、２８が形成されている。
【００１８】
図３は、本実施の形態１のグラウンドパターンを説明するための平面図である。図３（ａ）は、１層目のグラウンドパターンを構成する正極側のグラウンドパターン２４ａ、負極側のグラウンドパターン２４ｂ、図３（ｂ）は、５層目のグラウンドパターンを構成する正極側のグラウンドパターン１９ａ、負極側のグラウンドパターン１９ｂを示しており、それぞれ２層目、４層目との間に対地コンデンサを形成する。コンデンサのキャパシタンスは、対向する導体の面積に比例するため、できる限り大きい容量を形成するためには、巻線パターン１、４、１３、１６と完全に対向する位置にグラウンドパターン２４ａ、２４ｂ、１９ａ、１９ｂを設けると対向面積は最大となり、キャパシタンスも最大となる。
グラウンドパターン２４ａ、２４ｂとグラウンドパターン１９ａ、１９ｂが巻線パターンの入力端子３、６および出力端子１４、１８に対向する位置２９、３０、３１、３２において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されている。言い換えると、例えば、グラウンドパターン２４ａ、２４ｂは、それぞれ対向する巻線パターン１、４よりも面積が広く配置されていることになる。
また、グラウンドパターン２４ａ、２４ｂとグラウンドパターン１９ａ、１９ｂは、それぞれスリット２０、２１とスリット２２、２３が形成されている。本スリットが形成されていなければ、磁性体コアの周りでグラウンドパターンが導通すると巻線パターンの巻線との磁気結合により、巻線の高周波インピーダンスがショートした状態のようになり、磁性体コアに巻線を施した高周波での高いインピーダンスの効果が失われてしまうが、本スリットを設けることによりこのような問題を生じない。
【００１９】
本実施の形態１では、２層目の正極側と負極側の巻線パターンは１層目のグラウンドパターン、４層目の正極側と負極側の巻線パターンは５層目のグラウンドパターンとの間にキャパシタンス（対地コンデンサ）を構成している。対地コンデンサは、コモンモードの高周波ノイズ電流に対するインピーダンスが小さいため、ノイズ電流をグラウンド層に流し、ノイズ電流のみを減衰させることができる。キャパシタンスを構成するための巻線パターンとグラウンド層間の誘電体層は、その誘電率が高い、もしくは厚みが薄いほどキャパシタンスが大きくなるためノイズ減衰効果は大きくなる。
【００２０】
さらに、正極側、負極側の両巻線パターンは、例えば、フェライトコア、アモルファスコア、結晶性の金属磁性体コアといった高周波で比透磁率が大きい磁性体コア４００に巻き回す。正極側、負極側の両巻線を流れるコモンモードのノイズ電流のコアを鎖交する磁束の方向は、同じであるため、正極、負極に流れるコモンモードノイズの減衰に効果的である。本実施の形態１における磁性体コアは、Ｕ形状の２個のコアを組み合わせたもの（ＵＵコアとも称す）、もしくはＵ形状とＩ形状の２種類のコアを組み合わせたもの（ＵＩコアとも称す）であるが、後述する実施の形態３で説明するように、Ｅ形状の２個のコアを組み合わせたもの（ＥＥコアとも称す）、もしくはＥ形状とＩ形状の２種類のコアを組み合わせたもの（ＥＩコアとも称す）でもよい。
【００２１】
図４は、実施の形態１における２層目の巻線パターンから１層目のグラウンドパターンに流れる正極、負極それぞれのノイズ電流の経路を簡易的に示した図である。図４（ａ）は２層目正極側の巻線パターンと２層目負極側の巻線パターンを示している。また図４（ｂ）は１層目のグラウンドパターンを構成する正極側のグラウンドパターンと負極側のグラウンドパターンを示している。図４に示すようにグラウンドパターン２４ａ、２４ｂにスリット２０、２１を設け、磁性体コア４００を周回するパターンが導通しないようにすると、巻線パターンを流れている往路とグラウンドパターンを通って接地電位に流れようとする復路のノイズ電流の向きが反対となり、発生させる磁束も反対となって打ち消しあうため、インダクタンスが発生しない。正極側のノイズ電流ＩＮｐと負極側のノイズ電流ＩＮｎの向きは破線のようになる。つまり、コモンモードの等価回路図（コアの等価回路は簡易的に１ターンごとの自己インダクタンスＬと１ターン目と２ターン目の相互インダクタンスＭのみで表記しているが、厳密には抵抗成分や容量成分をもつ。ここでの説明には不要のためインダクタンスＬのみ表記。）で示すと、図７のようにはならずに、図６のようになるため、ノイズ減衰効果を高めることが可能となる。なお、対地間コンデンサＣとの関係は、図６のように表わされる。また、出力側のグラウンドパターン１９ａ、１９ｂと巻線パターン１３、１６も同様の配置関係にする必要がある。
【００２２】
また、図４に示したグラウンドパターン２４ａ、２４ｂのスリット２０、２１は、それぞれ誘電体を介して対向する巻線パターン１、４のスリット２５、２６と重なる位置となっており、このようにグラウンドパターンのスリットと巻線パターンのスリット位置が重なり合うようにスリットを入れた状態が最もキャパシタンスが大きくなる条件となり、コモンモードのノイズフィルタの減衰効果が最も大きい。上記したスリットの位置とフィルタ減衰効果の関係は、出力側のグラウンドパターン１９ａ、１９ｂのスリット２２、２３と巻線パターン１３、１６のスリット２７、２８も同様である。
【００２３】
一方で図５になるようにグラウンドパターンを接地させてしまうと、ノイズ電流が往路だけで接地電位に流れ込むため、発生する磁束がコアを鎖交してしまい、巻線パターンの２ターンの巻線のインダクタンスと結合してしまう。なお、図５（ａ）は２層目正極側の巻線パターンと２層目負極側の巻線パターンを示している。また図５（ｂ）は１層目のグラウンドパターンを構成する正極側のグラウンドパターンと負極側のグラウンドパターンを示している。
このような場合は、図７の等価回路となり、ノイズ減衰効果は図６に比べて著しく低い。内側から巻き始める巻線パターンの場合でも、同様に考える必要があり、図８のように接地させると、等価回路は図６のようになるが、図９のように接地させると、等価回路は、図７のようになるため、図８のように接地させる方が図９のように接地させるよりノイズ減衰効果は高い。なお、上記メカニズムは４層目の巻線パターンと５層目のグラウンドパターンの関係にも当てはまる。なお、図８（ａ）は２層目正極側の巻線パターンと２層目負極側の巻線パターンを示している。図８（ｂ）は１層目のグラウンドパターンを構成する正極側のグラウンドパターンと負極側のグラウンドパターンを示している。また、図９（ａ）は２層目正極側の巻線パターンと２層目負極側の巻線パターンを示している。図９（ｂ）は１層目のグラウンドパターンを構成する正極側のグラウンドパターンと負極側のグラウンドパターンを示している。
【００２４】
図１０、図１１は、本実施の形態１におけるグラウンドパターンの接地構造を説明する斜視図である。電力変換装置はパワー半導体部分で損失するエネルギーが熱となって発生する。さらに電力変換装置は、より大きな電力を伝えるために巻線に数１０〜数百Ａの大電流が流れるため、巻線配線からの発熱も大きい。このため、電力変換装置は、放熱フィン８００をノイズフィルタに取り付けることが多い。一方で、放熱フィン８００は、金属ブロックのため、グラウンド電位として使用される。
【００２５】
本実施の形態１では、この放熱フィンをノイズフィルタの冷却と対地コンデンサの接地先のグラウンドとして使用している。放熱フィン８００には、溝（窪み部）８０１が設けられており、図１０、図１１に示すように、本ノイズフィルタを取り付けると、磁性体コア４００の下部が溝８０１に嵌まり込んで収容され、グラウンド導体１９のグラウンドパターンと放熱フィン８００とが接触する。本ノイズフィルタは、グラウンド導体１９とグラウンド導体２４の間に導体スペーサ５００を挟んで放熱フィン８００に導電性ねじ６００によって低接触抵抗で取り付けられる。グラウンド導体２４も一緒に結合されて接地される。磁性体コア４００に電気伝導率の高い、アモルファス、ファインメット、MnZn（マンガン亜鉛）フェライトを使う場合は、放熱フィン８００との間を絶縁する。
【００２６】
実施の形態１のコモンモードノイズフィルタはグラウンドパターンが入出力端子位置において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されており、さらにグラウンドパターンが線ではなく、平面状のパターンであるため、小さな自己インダクタンスで接地できる。
【００２７】
従来、コンデンサは、例えば、1nF以上の容量の場合、コンデンサの内部、外部の配線の自己インダクタンスが10nHより大きくなると、50MHz以下の周波数で自己共振周波数をもつため、50MHz以上の周波数では容量性から誘導性に変わり、ノイズ電流を低減する効果は周波数が大きくなるにつれて小さくなる。
【００２８】
これに対し、本実施の形態１のように平面状の幅広いグラウンドパターン構造のまま接地できれば、1nF以上の容量であっても自己共振周波数を50MHz以上、つまり、50MHz以上でもノイズ減衰効果を発揮するコモンモードノイズフィルタを実現することができる。
【００２９】
さらに本実施の形態１のコモンモードノイズフィルタは、基板構造となっているため、基板の面に対して垂直な方向に熱が伝わりやすく、グラウンドパターンも幅広いため、効率的にノイズを放熱フィンに伝えることができる。その結果、コモンモードノイズフィルタを構成する、巻線パターンの断面積を小さくでき、また、別途巻線パターンのジュール熱を放熱させる部材を必要としないため、フィルタ全体の小型化の効果もある。
【００３０】
本実施の形態１では、図４のように巻線を外側から巻き始めるパターンで説明している。巻線を外側から巻く構成は、図８のように巻線を内側から巻き始めるのに比べてグラウンド層の引き回しが短くなるため、コンデンサの配線インダクタンスが低減するので、より高い周波数までノイズ低減効果を維持できる。また一方で、巻線を内側から巻き始める場合は、同じパターン数を実現する場合のパターン層数が巻線を外側から巻くよりも少なく済むため、結果として巻線パターンの総延長が短くなり、発熱量を小さく抑えることができる。ここで説明する外側とは、ＵＵコアまたはＵＩコアにおいて、磁性体内で閉磁路を形成するコモンモード磁束の外周側（外側）を示している。
また、実施の形態１では、基板型巻線パターンが単相の場合を記載したが、これに限らず、三相の場合でも同様に構成することができ、巻線パターンどうしが磁気的に結合しており、同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係るコモンモードノイズフィルタを説明するための斜視図である。実施の形態２のノイズフィルタは、実施の形態１で示したノイズフィルタ（コモンモードノイズフィルタ）７００を２個用いて構成した２段ノイズフィルタ９００である。２段にすることで、ノイズ減衰効果が大幅に向上する。グラウンドパターンが入出力端子位置において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されていることは、実施の形態１と同様である。
【００３２】
さらに、従来の個別部品のインダクタとキャパシタを組み合わせて構成するコモンモードノイズフィルタの場合は、２個のインダクタやインダクタとキャパシタを電気的に接続するために、新たに端子を設ける必要があり、フィルタの設置面積は単純にフィルタを構成する個々の部品のそれの和よりも大きくなる。
それに対して、本実施の形態２のコモンモードノイズフィルタは、パターンで巻線導体、グラウンド導体を構成する基板型であるので、２段のフィルタの巻線パターン、グラウンドパターンを一体で作成できるため接地面積が端子接続分増えることはなく小型である。
【００３３】
実施の形態３．
図１４は、実施の形態３に係るノイズフィルタの斜視図であって、放熱フィン１８００を取り付けた状態を示している。図１５は、図１４に示すコモンモードノイズフィルタのＢ−Ｂ線における断面図である。グラウンドパターンが入出力端子位置において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されていることは、実施の形態１と同様である。
【００３４】
図１４に示すノイズフィルタ（コモンモードノイズフィルタ）１７００は、概略的には、実施の形態１と同様に、巻線パターンを構成する巻線導体１１００（図１６、図１７参照）、巻線導体間を絶縁する誘電体（誘電体樹脂とも称す）１２００とグラウンドパターン１１９、１２４を構成するグラウンド導体、磁性体コア１４００とで構成されている。
放熱フィン１８００には、実施の形態１と同様に溝が設けられており、この溝に磁性体コア１４００の下部が嵌まり込んで収容されている。また、導電性ねじ１６００によって本ノイズフィルタが放熱フィン１８００に取り付けられており、その取付構造は、実施の形態１における導電性ねじ６００によるノイズフィルタと放熱フィンとの取付構造と同様に構成されている。
【００３５】
磁性体コア１４００は、形状がＥ型のコア（Ｅ型コア）を２個、もしくはＥ型コアと形状がＩ型のコア（Ｉ型コア）を組み合わせた構造である。
【００３６】
巻線導体１１００は、平面状の導体からなる巻線である。巻線は、基板構造となっており、巻線間に絶縁のための誘電体樹脂１２００（図１５参照）が挟まれている。また導体の縁面も絶縁性を高めるために誘電体樹脂で覆われている。本実施の形態の例では、巻線は２ターン分巻かれており、２ターンの巻線は、正極側、負極側それぞれ３層の導体層で構成されており、１層目と８層目はグラウンド層を構成している。本実施の形態では、磁性体コア１４００としてＥ型コアを使用して、巻線パターンの正極側と負極側の上下関係の位置となる例で説明する。
【００３７】
図１６、１７は本実施の形態３の巻線導体１１００における巻線パターンの構成を説明するための平面図である。図１６の（ａ）〜（ｃ）は、２層目、３層目、４層目の正極側の巻線パターンを構成するそれぞれの巻線パターン１０１、１０７、１１３を示している。図１７の（ａ）〜（ｃ）では、５層目、６層目、７層目の負極側の巻線パターンを構成するそれぞれの巻線パターン１１６、１１０、１０４を示している。本実施の形態では、巻線パターン１０１、１０７、１１３、１１６、１１０、１０４の順に２層目〜７層目の巻線パターンを形成している。
【００３８】
巻線パターンのそれぞれには、正極側の巻線パターン入力端子１０３、負極側の巻線パターン入力端子１０６、正極側の巻線パターン出力端子１１４、負極側の巻線パターン出力端子１１８が設けられている。巻線パターン間である２層目と３層目の端子間の端部（接続位置とも称す）１０２と端部１０８や３層目と４層目の端子間の端部１０９と端部１１５、および５層目と６層目の端子間の端部１１７と端部１１２、および、６層目と７層目の端子間の端子部１１１と端部１０５は、例えば、インナービアホール（ＩＶＨ）で電気的に接続されている。このときビア部分の電流密度が高くなると、ビア位置での発熱が大きくなるため、ビアは、巻線パターンと同程度の断面積になる程度に複数のビアを打つことが望ましい。
【００３９】
図１８は、本実施の形態３に係るノイズフィルタのグラウンドパターンの平面図である。図１８（ａ）は、１層目のグラウンドパターン１２４、図１８（ｂ）は、７層目のグラウンドパターン１１９を示しており、それぞれ２層目、６層目との間に対地コンデンサを形成する。グラウンドパターン１２４、１１９には、実施の形態１と同様にスリット１２０、１２２を設ける必要がある。また、グラウンド層の接地位置に関しても実施の形態１で説明したように、巻線パターンを流れているノイズ電流（往路のノイズ電流）とグラウンドパターンを通って接地電位に流れようとするノイズ電流（復路のノイズ電流）の向きが反対となるように接地する必要がある。本実施の形態３では、グラウンド層の接地位置は正極側、負極側それぞれ１箇所ずつに設けている。
【００４０】
実施の形態４．
図１９は、実施の形態４に係るノイズフィルタであるコモンモードフィルタの断面図である。断面位置は、実施の形態３を示している図１４におけるＢ−Ｂ線に相当するところである。正極側の巻線１２７と負極側の巻線１２８は、絶縁体製のスペーサ１２９で絶縁されている。
図２０は、本実施の形態４に係るノイズフィルタの巻線パターンの平面図であって、図２０（ａ）は正極側、図２０（ｂ）は負極側を表わしている。図２１は本実施の形態４に係るノイズフィルタのグラウンドパターンの平面図であって、図２１（ａ）は正極側、図２１（ｂ）は負極側を表わしている。
グラウンドパターンが入出力端子位置において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されていることは、実施の形態１と同様である。
【００４１】
対地間コンデンサを形成するための正極側のグラウンドパターン１２４と巻線パターン１０１は、例えば、基板として一体化されており、グラウンドパターンと巻線パターン間の誘電体を利用して大きなキャパシタンスを実現している。負極側の対地間コンデンサも同様である。上記コンデンサを形成する部分の構成は実施の形態３と同じである。
【００４２】
本実施の形態４のノイズフィルタの構成は、コンデンサを構成する部分以外の巻線１２７、１２８が実施の形態３のようなパターンではなく、例えば、らせん形状で形成されている。このように、巻線導体のグラウンドパターンと対向しない巻線が基板パターンではなく、一続きの導体で形成することで同極性の巻線間に誘電体が入らないため巻線間のキャパシタンスを小さくすることが可能となる。同極性の巻線間のキャパシタンス（寄生キャパシタンス）Ｃｓは、図２２の等価回路で示すように、インダクタンス（コモンモードインダクタンス）Ｌに対して並列となるため、キャパシタンスＣｓが小さいほどノイズフィルタのノイズ低減性能が向上する。対地間コンデンサＣｇとの関係は、図２２のように表わされる。なお、対地間コンデンサＣｇを形成している巻線パターン１０１、１０４と巻線１２７、１２８の接続は接続位置１２５、１２６でねじ止め、溶接等で行う。
【００４３】
図２３は、本実施の形態５のノイズフィルタ２０００の斜視図であって、放熱フィン３８００を取り付けた状態を示している。実施の形態４と同様に、巻線導体がらせん形状で形成されており、同極性の巻線間に誘電体が入っていないため巻線間のキャパシタンスを小さくすることが可能となる。このため、巻線と磁性体コアで形成するインダクタンスと並列となるキャパシタンスが小さく、ノイズ低減性能は向上する。
【００４４】
図２４は本実施の形態５のノイズフィルタのコンデンサを構成するコンデンサ部材２１００とコンデンサ部材２２００を抜き出した斜視図である。図２４（ａ）が正極側のコンデンサ部材２１００、図２４（ｂ）が負極側のコンデンサ部材である。
図２５は、本実施の形態５のコンデンサを構成するコンデンサ部材２１００とコンデンサ部材２２００の巻線パターンとグラウンドパターンを示した図である。図２５（ａ）は、正極側の巻線パターン２２０１と正極側のグラウンドパターンを、図２５（ｂ）は、負極側の巻線パターンと負極側のグラウンドパターンを示している。グラウンドパターン２１０４、２２０４が入出力端子位置２１０３、２２０３において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されており、さらに、スリット２１０５、２２０５が形成されていることは、実施の形態１と同様である。巻線パターン２２０１、２１０１とグラウンドパターン２２０４、２１０４の間に誘電体樹脂が挟まれており、巻線パターンとグラウンドパターンの間にコンデンサを形成し、ノイズを低減する機能を有することも実施の形態１と同様である。本実施の形態５は、実施の形態１〜４と異なりグラウンドパターンを折り曲げてあることが特徴である。
【００４５】
図２６は、本実施の形態５のらせん形状で形成された巻線導体を示しており、図２６（ａ）は正極側の巻線導体２８００、図２６（ｂ）は負極側の巻線導体２７００を示した斜視図である。端子部２７０１と端子部２８０１がそれぞれ、図２５に示すパターンの入出力端子位置２２０２、２１０２とねじ止め、溶接等で電気的に接続さている。
【００４６】
図２７は、図２３に示す切断線（Ｃ−Ｃ矢視）における断面図である。本実施の形態５では、例えば、磁性体コア２４００を放熱フィン３８００に押さえつけるための金属製の押え部材２３００が設けられている。本実施の形態５の例では、巻線導体２８００を放熱フィン３８００に、例えば、ねじ止め等で押さえつけることで熱伝導性の高い絶縁シート２５００、磁性体コア２４００、絶縁性スペーサ３０００を介して、巻線導体２７００の側面を熱伝導性の高い絶縁シート３１００に押さえつける。
【００４７】
数１０Ａ以上の大きな電流が流れる、大容量の電力変換機器の場合、巻線の抵抗成分によって大きなジュール熱が発生する。実施の形態１でも説明したとおり、誘電体を利用して巻線パターンとグラウンドパターンの間にコンデンサを構成したコンデンサ部材２１００、２２００は、ノイズ電流の経路だけでなく、熱の放熱フィンへの伝搬経路となるため放熱性が優れている。このため巻線導体の断面積を小さくすることができ、その結果、磁性体コアを小さくすることができるためフィルタ全体を小型化することができる。本実施の形態５では、さらに巻線導体の側面を熱電性の高い絶縁シート３１００を介して、放熱フィンと接続された金属部材２９００に熱を伝搬させるため、フィルタの放熱性が向上し、フィルタ全体を小型化することが可能となる。磁性体コアが高い電気伝導性をもつ種類の場合、磁性体コアで直接、巻線導体２７００を絶縁シート３１００に押し付けると、巻線から磁性体コアにノイズ電流が流れて、ノイズフィルタを迂回するノイズ伝搬経路ができ、ノイズフィルタの効果を最大限に高めることが難しくなるため、絶縁性の材料を使用することが望ましい。絶縁シート３１００が絶縁性である理由も同様であるが、さらに巻線導体２７００と金属部材２９００の接触熱抵抗を減らす目的から、柔らかい熱伝導性シートを介在させて使用するのが好ましい。絶縁スペーサ３０００は、絶縁性の部材とばねを組み合わせた構成とすると弾性力を利用して巻線導体を絶縁性シート３１００に押し付けることができるため、許容できる巻線やフェライトコアの寸法誤差も大きくなるため、製作コストの低減させる効果もある。
【００４８】
また、磁性体コア２４００の自身の発熱、もしくは巻線導体２７００から磁性体コア２４００に熱が伝搬すると磁性体コア２４００の温度上がる。磁性体コアは一般に温度変化に対して特性が変化する性質をもつ。この変化を抑制するため、磁性体コアを押さえつける押え部材２３００は金属製であることが望ましい。本実施の形態５で記載した巻線導体の側面から熱を放熱フィンに伝搬させる方法は、絶縁体で覆われた、実施の形態１のノイズフィルタでも有効である。
【００４９】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１００，１１００，２７００，２８００  巻線導体、２００，１２００  誘電体（誘電体樹脂）、４００，１４００，２４００  磁性体コア、７００，１７００，２０００  ノイズフィルタ（コモンモードノイズフィルタ）、８００，１８００  放熱フィン、８０１  溝、１，４，７，１０，１３，１６，１０１，１０４，１０７，１１０，１１３，１１６，２１０２，２２０１  巻線パターン、１９，２４  グラウンド導体、１９ａ，１９ｂ，２４ａ，２４ｂ，１１９，１２４，２１０４，２２０４  グラウンドパターン、２０，２１，２２，２３，２５，２６，２７，２８，１２０，１２２，２１０５，２２０５  スリット
【要約】
ノイズフィルタの減衰効果を高周波まで維持させるとともに、ノイズフィルタが高温になるのを防止させることができるものを得る。グラウンド導体（１９）、（２４）のグラウンドパターン（１９ａ）、（１９ｂ）、（２４ａ）、（２４ｂ）が巻線導体（１００）の巻線パターンの入出力端子位置（３）、（６）、（１４）、（１８）に対向する位置（２９）〜（３２）において、巻線パターンの外側に延伸されて配設されており、グラウンド導体のグラウンドパターン（１９ａ）、（１９ｂ）、（２４ａ）、（２４ｂ）には、磁性体コア（４００）の周りに配置される部分を分断するスリット（２０）〜（２３）、（２５）〜（２８）が設けられている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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