(57)【要約】【課題】一個のノイズフィルタ素子でも、高周波数帯域を含む広帯域の電気的ノイズを効率よく濾波することができるノイズフィルタを提供する。【解決手段】インピーダンス値Ｚ１の第１インピーダンス要素２，インピーダンス値Ｚ２の第２インピーダンス要素３，インピーダンス値Ｚ３の第３インピーダンス要素４，第１陽極端子５，第２陽極端子６，及び陰極端子７を備え、Ｚ１＜Ｚ２且つＺ１＜Ｚ３を満足している。第１インピーダンス要素２の中心導体２ａの両端を第１ノード８及び第２ノード９とそれぞれ接続し、第２インピーダンス要素３の両端を第１ノード８及び第１陽極端子５とそれぞれ接続し、第３インピーダンス要素４の両端を第２陽極端子６及び第２ノード９とそれぞれ接続する。第１インピーダンス要素２の中心導体２ａと陰極導体２ｂは、インピーダンス値がＺ１の伝送線路構造を形成し、陰極導体２ｂは陰極端子７と接続する。【選択図】　　　図１
2004015706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気部品に接続される第１陽極端子及び電源に接続される第２陽極端子と、伝送線路構造を有すると共に一端を前記第１陽極端子に接続する第１インピーダンス要素と、該第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きいインピーダンス値を有し、前記第１インピーダンス要素と直列に接続すると共に一端を前記第１陽極端子に接続する第２インピーダンス要素と、を含むことを特徴とする伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項２】
前記第２インピーダンス要素が前記第１インピーダンス要素と一体で形成された請求項１記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項３】
前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きいインピーダンス値を有する第３インピーダンス要素を更に含むと共に、前記第１インピーダンス要素を前記第２インピーダンス要素と前記第３インピーダンス要素との間に挟んで全て直列に接続し、前記第３インピーダンス要素の一端を前記第２陽極端子に接続した請求項１又は２に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項４】
前記第３インピーダンス要素が前記第１インピーダンス要素と一体で形成された請求項３記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項５】
電気部品に接続される第１陽極端子と電源に接続される第２陽極端子と、伝送線路構造を有する第１インピーダンス要素と、第２インピーダンス要素と、固定電位に接続される陰極端子とを少なくとも備え、前記第１インピーダンス要素は、第１導電体と、該第１導電体と対向配置される第２導電体を有すると共に、前記第１導電体と前記第２導電体とが対向配置された領域に形成される伝送線路形成部を有し、前記伝送線路形成部は、平面形状が矩形で且つインピータンス値が前記第２インピーダンス要素のインピーダンス値よりも小さい伝送線路構造を形成するように、前記伝送線路形成部の第１方向である前記矩形の長辺方向の長さ（ｇ１）及び実効厚さ（ｈ１）並びに前記伝送線路形成部の前記第１方向に直交する第２方向である前記矩形の短辺方向の前記第１導電体の長さ（Ｗ１）が設定され、前記第１導電体の前記第１方向の一端部及び他端部を前記第２陽極端子及び前記第２インピーダンス要素の一端部にそれぞれ接続し、前記第２導電体を前記陰極端子に接続し、前記第２インピーダンス要素の他端を前記第１陽極端子に接続したことを特徴とする伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項６】
前記第２インピーダンス要素は、第３導電体と、該第３導電体と対向配置される第４導電体を備えると共に、前記第３導電体と前記第４導電体とが対向配置された領域に形成される第１分布定数回路形成部を有し、前記第３導電体の前記第１方向の一端部及び他端部を前記第１導電体の他端部及び前記第１陽極端子にそれぞれ接続すると共に前記第４導電体を前記陰極端子に接続し、前記第１分布定数回路形成部は、インピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように平面形状及び実効厚さが設定されている請求項５記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項７】
前記第１分布定数回路形成部は、平面形状が矩形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第１分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ２）及び実効厚さ（ｈ２）並びに前記分布定数回路形成部の前記第２方向の前記第３導電体の長さ（Ｗ２（＜Ｗ１））が設定されている請求項６記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項８】
前記第１分布定数回路形成部は、平面形状が台形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第１分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ２）及び実効厚さ（ｈ２）並びに前記第３導電体の前記第１方向の一端部及び他端部の前記第２方向の長さ（Ｗ２１（≦Ｗ１），Ｗ２２（＜Ｗ２１））が設定されている請求項６記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項９】
前記第３導電体の一端部の前記第２方向の長さ（Ｗ２１）を前記第１導電体の前記第２方向の長さ（Ｗ１）と同じにした請求項８記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１０】
前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きいインピーダンス値を有する第３インピーダンス要素を更に含み、該第３インピーダンス要素の一端部及び他端部を前記第２陽極端子及び前記第１導電体の一端部とそれぞれ接続した請求項５乃至９いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１１】
前記第３インピーダンス要素は、第５導電体と、該第５導電体と対向配置される第６導電体を備えると共に、前記第５導電体と前記第６導電体とが対向配置された領域に形成される第２分布定数回路形成部を有し、前記第５導電体の一端部及び他端部を前記第２陽極端子及び前記第１導電体の一端部にそれぞれ接続すると共に前記第６導電体を前記陰極端子に接続し、前記第２分布定数回路形成部は、インピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように平面形状及び実効厚さが設定されている請求項１０記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１２】
前記第２分布定数回路形成部は、平面形状が矩形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第２分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ３）及び実効厚さ（ｈ３）並びに前記分布定数回路形成部の前記第２方向の前記第５導電体の長さ（Ｗ３（＜Ｗ１））が設定されている請求項１１記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１３】
前記第２分布定数回路形成部は、平面形状が台形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第２分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ３）及び実効厚さ（ｈ３）並びに前記第５導電体の前記第１方向の一端部及び他端部の前記第２方向の長さ（Ｗ３１（≦Ｗ１），Ｗ３２（＜Ｗ３１）が設定されている請求項１１記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１４】
前記第５導電体の他端部の前記第２方向の長さ（Ｗ３２）を前記第１導電体の前記第２方向の長さ（Ｗ１）と同じにした請求項１３記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１５】
前記第３導電体及び前記第５導電体の少なくとも一方と前記第１導電体とが一体で形成された請求項８乃至１４いずれか１項に記載の伝送線路型のイズフィルタ。
【請求項１６】
前記第１インピーダンス要素の前記第１方向の長さ（ｇ１）が前記電子部品から発生する高周波の１／４波長以上の長さとなるように設定されている請求項５乃至１５いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１７】
前記第１インピーダンス要素の前記第２方向の長さ（Ｗ１）と前記厚さ（ｈ１）との比が、前記伝送線路型ノイズフィルタの伝送線路モデルにおける特性インピーダンスが０．１Ω以下となるように設定されている請求項５乃至１５いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１８】
前記伝送線路形成部が固体電解コンデンサである請求項５乃至１７いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項１９】
前記伝送線路形成部が電気二重層コンデンサである請求項５乃至１７いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項２０】
前記固体電解コンデンサはアルミ固体電解コンデンサであり、前記短辺方向の長さ（Ｗ１）と前記厚さ（ｈ１）との比が０．３６より大きくなるように設定されている請求項１８記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項２１】
前記短辺方向の長さ（Ｗ１）と前記厚さ（ｈ１）との比が０．００９より大きくなるように設定されている請求項１９記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズフィルタに関し、特に広帯域で高周波特性に優れた伝送線路型ノイズフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術はＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）産業を支える重要な技術である。最近ではコンピュータや通信関連機器だけでなく、家庭電化製品や車載用機器にもＬＳＩ等のデジタル回路技術が使用されている。
【０００３】
ＬＳＩなどで発生した高周波電流は、ＬＳＩ近傍にとどまらず、プリント回路基板等の実装回路基板内の広い範囲に広がり、信号配線やグランド配線に誘導結合し、信号ケーブルなどから電磁波として漏洩する。従来のアナログ回路の一部をデジタル回路に置き換えた回路や、アナログ入出力をもつデジタル回路など、アナログ回路とデジタル回路が混載される回路では、デジタル回路からアナログ回路への電磁干渉問題が深刻になってきている。
【０００４】
この対策には高周波電流の発生源であるＬＳＩを供給電源系から高周波的に分離すること、すなわち電源デカップリングの手法が有効である。従来からデカップリング用素子にはバイパスコンデンサなどのノイズフィルタが使用されてきており、電源デカップリングの動作原理は簡単明瞭だが、デジタル回路の高速化に対応できる低インピーダンスのノイズフィルタの開発は大幅に遅れていた。とくにコンデンサの自己共振現象のため高周波数領域まで低インピーダンスを維持するのは困難であった。
【０００５】
このため、より高速、高周波化されるデジタル回路に対応するためには、高周波数帯域までデカップリングを維持できる、低インピーダンスのノイズフィルタが望まれている。従来の交流回路に用いられるノイズフィルタとしてのコンデンサは、２端子構成の集中定数型ノイズフィルタを構成しており、固体電解コンデンサ及び電気二重層コンデンサやセラミックコンデンサが多く用いられている。
【０００６】
これらのコンデンサを用いて交流回路内における電気的ノイズの除去を広い周波数帯域にわたって行う場合には、複数種類のコンデンサ、例えば自己共振振動数が異なるアルミ電解コンデンサ、タンタルコンデンサ、セラミックコンデンサ等の異種のコンデンサを交流回路内に複数備えることによって行われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のノイズフィルタにおいては、広帯域の周波数の電気的ノイズを除去するために使用する複数のノイズフィルタの選定が煩わしかった。また、異種のノイズフィルタを複数設置するためにコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
ＬＳＩなどの高速化、高周波数化に伴い、発生するノイズは広帯域化、高周波数化している。このようなノイズの除去に必要なノイズフィルタはより高性能なものが求められている。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、一個のノイズフィルタ素子でも、高速動作する電子部品から発せられる高周波数帯域を含む広帯域の電気的ノイズを効率よく濾波することができるノイズフィルタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明に係る伝送線路型ノイズフィルタは、伝送線路構造を有する低インピーダンス要素を備えると共に、入力側と出力側の少なくともいずれか一方には低インピーダンス要素のインピーダンス値よりも高いインピーダンス値をもつ高インピーダンス要素を備えている。
【００１１】
具体的には、本発明の第１の伝送線路型ノイズフィルタは、電気部品に接続される第１陽極端子及び電源に接続される第２陽極端子と、伝送線路構造を有すると共に一端を前記第１陽極端子に接続する第１インピーダンス要素と、該第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きいインピーダンス値を有し、前記第１インピーダンス要素と直列に接続すると共に一端を前記第１陽極端子に接続する第２インピーダンス要素と、を含むことを特徴とする。このとき、前記第２インピーダンス要素を、前記第１インピーダンス要素と一体で形成することができる。
【００１２】
又、前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きいインピーダンス値を有する第３インピーダンス要素を更に含むと共に、前記第１インピーダンス要素を前記第２インピーダンス要素と前記第３インピーダンス要素との間に挟んで全て直列に接続し、前記第３インピーダンス要素の一端を前記第２陽極端子に接続した構成にすることもできる。このとき、前記第３インピーダンス要素を前記第１インピーダンス要素と一体で形成してもよく、更に第１乃至第３インピーダンス要素全てを一体で形成することもできる。
【００１３】
又、本発明の第２の伝送線路型ノイズフィルタは、電気部品に接続される第１陽極端子と電源に接続される第２陽極端子と、伝送線路構造を有する第１インピーダンス要素と、第２インピーダンス要素と、固定電位に接続される陰極端子とを少なくとも備え、前記第１インピーダンス要素は、第１導電体と、該第１導電体と対向配置される第２導電体を有すると共に、前記第１導電体と前記第２導電体とが対向配置された領域に形成される伝送線路形成部を有し、前記伝送線路形成部は、平面形状が矩形で且つインピータンス値が前記第２インピーダンス要素のインピーダンス値よりも小さい伝送線路構造を形成するように、前記伝送線路形成部の第１方向である前記矩形の長辺方向の長さ（ｇ１）及び実効厚さ（ｈ１）並びに前記伝送線路形成部の前記第１方向に直交する第２方向である前記矩形の短辺方向の前記第１導電体の長さ（Ｗ１）が設定され、前記第１導電体の前記第１方向の一端部及び他端部を前記第２陽極端子及び前記第２インピーダンス要素の一端部にそれぞれ接続し、前記第２導電体を前記陰極端子に接続し、前記第２インピーダンス要素の他端を前記第１陽極端子に接続したことを特徴とする。
【００１４】
このとき、前記第２インピーダンス要素は、第３導電体と、該第３導電体と対向配置される第４導電体を備えると共に、前記第３導電体と前記第４導電体とが対向配置された領域に形成される第１分布定数回路形成部を有し、前記第３導電体の前記第１方向の一端部及び他端部を前記第１導電体の他端部及び前記第１陽極端子にそれぞれ接続すると共に前記第４導電体を前記陰極端子に接続し、前記第１分布定数回路形成部は、インピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように平面形状及び実効厚さを設定するのが望ましい。
【００１５】
尚、前記第１分布定数回路形成部は、平面形状が矩形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第１分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ２）及び実効厚さ（ｈ２）並びに前記分布定数回路形成部の前記第２方向の前記第３導電体の長さ（Ｗ２（＜Ｗ１））を設定することができる。或いは、前記第１分布定数回路形成部は、平面形状が台形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第１分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ２）及び実効厚さ（ｈ２）並びに前記第３導電体の前記第１方向の一端部及び他端部の前記第２方向の長さ（Ｗ２１（≦Ｗ１），Ｗ２２（＜Ｗ２１））を設定してもよい。このとき、前記第３導電体の一端部の前記第２方向の長さ（Ｗ２１）を前記第１導電体の前記第２方向の長さ（Ｗ１）と同じにすることができる。
【００１６】
又、前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きいインピーダンス値を有する第３インピーダンス要素を更に含み、該第３インピーダンス要素の一端部及び他端部を前記第２陽極端子及び前記第１導電体の一端部とそれぞれ接続してもよい。
【００１７】
このとき、前記第３インピーダンス要素は、第５導電体と、該第５導電体と対向配置される第６導電体を備えると共に、前記第５導電体と前記第６導電体とが対向配置された領域に形成される第２分布定数回路形成部を有し、前記第５導電体の一端部及び他端部を前記第２陽極端子及び前記第１導電体の一端部にそれぞれ接続すると共に前記第６導電体を前記陰極端子に接続し、前記第２分布定数回路形成部は、インピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように平面形状及び実効厚さを設定することができる。
【００１８】
尚、前記第２分布定数回路形成部は、平面形状が矩形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第２分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ３）及び実効厚さ（ｈ３）並びに前記分布定数回路形成部の前記第２方向の前記第５導電体の長さ（Ｗ３（＜Ｗ１））を設定してもよい。或いは、前記第２分布定数回路形成部は、平面形状が台形で且つインピタンス値が前記第１インピーダンス要素のインピーダンス値よりも大きい分布定数回路構造を形成するように前記第２分布定数回路形成部の前記第１方向の長さ（ｇ３）及び実効厚さ（ｈ３）並びに前記第５導電体の前記第１方向の一端部及び他端部の前記第２方向の長さ（Ｗ３１（≦Ｗ１），Ｗ３２（＜Ｗ３１）を設定してもよい。このとき、前記第５導電体の他端部の前記第２方向の長さ（Ｗ３２）を前記第１導電体の前記第２方向の長さ（Ｗ１）と同じすることができる。
【００１９】
又、前記第３導電体及び前記第５導電体の少なくとも一方と前記第１導電体とを一体で形成してもよい。
【００２０】
又、前記第１インピーダンス要素の前記第１方向の長さ（ｇ１）を前記電子部品から発生する高周波の１／４波長以上の長さとなるように設定するのが望ましい。
【００２１】
又、前記第１インピーダンス要素の前記第２方向の長さ（Ｗ１）と前記厚さ（ｈ１）との比は、前記伝送線路型ノイズフィルタの伝送線路モデルにおける特性インピーダンスが０．１Ω以下となるように設定するのが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の伝送線路型ノイズフィルタの一実施形態の概略構成を示す模式図で、電子部品とこの電子部品を駆動する電源との間に本実施形態のノイズフィルタを挿入した状態を示す。図１を参照すると、本実施形態のノイズフィルタ１は、インピーダンス値Ｚ１を有する第１インピーダンス要素２と、インピーダンス値Ｚ２を有する第２インピーダンス要素３と、インピーダンス値Ｚ３を有する第３インピーダンス要素４と、第１陽極端子５と、第２陽極端子６と、陰極端子７を備え、所定の周波数Ｆｍより高い周波数領域でＺ１＜Ｚ２且つＺ１＜Ｚ３を満足している。
【００２４】
第１インピーダンス要素２は中心導体２ａと陰極導体２ｂからなっている。第１インピーダンス要素２の中心導体２ａの両端を第１ノード８及び第２ノード９とそれぞれ接続し、第２インピーダンス要素３の両端を第１ノード８及び第１陽極端子５とそれぞれ接続し、第３インピーダンス要素４の両端を第２陽極端子６及び第２ノード９とそれぞれ接続する。又、第１インピーダンス要素２の陰極導体２ｂは陰極端子７と接続する。又、第１インピーダンス要素２の中心導体２ａと陰極導体２ｂは、インピーダンス値がＺ１の伝送線路構造を形成している。
【００２５】
又、このノイズフィルタ１は、第１陽極端子５を第１電源ライン１０２を介して電子部品である例えばＬＳＩ１００の高電位側電源入力端子に接続し、第２陽極端子６を例えば第２電源ライン１０４を介してＤＣ電源１１０の高電位側出力端子に接続し、陰極端子７をＤＣ電源１１０の低電位側出力端子とＬＳＩ１００の低電位側電源入力端子とを接続する低電位側電源配線（以下、ＧＮＤラインとする）１０７とそれぞれ接続する。
【００２６】
次に、このノイズフィルタ１の動作を説明する。ＬＳＩ１００は、その動作に伴って、第１電源ライン１０２にノイズを発生させる。発生したノイズは第１電源ライン１０２を伝達していくが、ノイズフィルタ１の第１陽極端子５側に取り付けられた高インピーダンスの第２インピーダンス要素３で一部が反射し、ＬＳＩ１００側に戻される。残りのノイズはノイズフィルタ１内に侵入するが、大部分が低インピーダンスの第１インピーダンス要素２で陰極端子７を介してＧＮＤライン１０７にバイパスされ、やはりＬＳＩ１００に戻される。更に第１インピーダンス要素２を通過し第２ノード９まで伝達したノイズは第２ノード９と第２陽極端子６の間に取り付けられた高インピーダンスの第３インピーダンス要素４により反射し、ＬＳＩ１００側に戻される。このようにして第２電源ライン１０４側に伝達されるノイズは極く僅かに減衰する。
【００２７】
上述の通り、本実施形態のノイズフィルタ１は、伝送線路構造を有する低インピーダンスの第１インピーダンス要素２の両端と第１陽極端子５及び第２陽極端子６の間に、所定の周波数Ｆｍよりも高い周波数領域で第１インピーダンス要素２のインピーダンス値Ｚ１よりも十分高いインピーダンス値Ｚ２，Ｚ３を有する第２インピーダンス要素３及び第３インピーダンス要素４をそれぞれ付加したことにより、ノイズフィルタを第１インピーダンス要素２のみで構成した場合よりも更に高いノイズ除去効率を実現できる。
【００２８】
以下、上記実施形態のノイズフィルタの実施例について具体的に説明する。
実施例１：
図２は、第１実施例を示す図で、（ａ）は模式的な平面図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図及びＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。本実施例のノイズフィルタ１０は、図１における第１インピーダンス要素２、第２インピーダンス要素３、及び第３インピーダンス要素４が一体となった構成を有している。図２を参照すると、ノイズフィルタ１０は、第１導電体である略平板状の金属板１１と、誘電体１７を介して金属板１１に対向する第２導電体である対向金属層１８と、第１陽極端子５と、第２陽極端子６と、陰極端子７を備え、金属板１１の長手方向である第１方向の両端部の第１電極部１５の接触部１５ａ及び第２電極部１６の接触部１６ａを第１陽極端子５及び第２陽極端子６にそれぞれ例えば溶接等により接続し、対向金属層１８と陰極端子７を導電性接着剤１９により接続している。尚、第１陽極端子５，第２陽極端子６，及び陰極端子７は例えば実装基板５０上に設けられている。
【００２９】
金属板１１は、第１方向の中央部に平面形状が矩形の矩形領域１２を有し、第１方向の両端部である第１一端部１２ａ及び第１他端部１２ｂと第１電極部１５及び第２電極部１６の間にそれぞれ平面形状が台形の第１台形領域１３及び第２台形領域１４を備えている。矩形領域１２は第１方向及び第２方向の長さがそれぞれｇ１及びＷ１である。又、第１台形領域１３は第１方向の長さがｇ２で、第２方向の長さは、矩形領域１２の第１他端部１２ｂに接続する第２他端部１３ｂの長さがＷ２１（＝Ｗ１）であり、第１電極部１５に接続する第２一端部１３ａの長さがＷ２２である。更に、第２台形領域１４は第１方向の長さがｇ３で、第２方向の長さは、矩形領域１２の第１一端部１２ａに接続する第３一端部１４ａの長さがＷ３１であり、第２電極部１６に接続する第３他端部１４ｂの長さがＷ３２（＝Ｗ３１）である。又、Ｗ２２＜Ｗ１且つＷ３２＜Ｗ１である。尚、通常はｇ１＞ｇ２，且つｇ１＞ｇ３である。
【００３０】
上記構成により、矩形領域１２の部分が金属板１１を中心導体とし対向金属層１８を陰極導体とする伝送線路構造を有する第１インピーダンス要素を形成し、第１台形領域１３の部分が金属板１１を中心導体とし対向金属層１８を陰極導体とする分布定数回路構造を有する第２インピーダンス要素を形成し、第２台形領域１４の部分が金属板１１を中心導体とし対向金属層１８を陰極導体とする分布定数回路構造を有する第３インピーダンス要素を形成している。又、上記の通りＷ２２＜Ｗ１且つＷ３２＜Ｗ１となっているので、第１インピーダンス要素の特性インピーダンスＺ０１は、第２インピーダンス要素の特性インピーダンスＺ０２及び第３インピーダンス要素の特性インピーダンスＺ０３のいずれよりも小さくなっている。
【００３１】
本実施例のノイズフィルタ１０は、第１インピーダンス要素、第２インピーダンス要素及び第３インピーダンス要素を、固体電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ、セラミックコンデンサ等で形成できる。
【００３２】
ここで伝送線路構造を有しノイズの大部分を除去する第１インピーダンス要素の構造決定について説明する。先ず、図３に示すような内部の金属板１１１を誘電体１１７を介して一対の対向金属層１１８で挟んだ構成の伝送線路モデルにおいて、単位長さあたりの容量Ｃ及びインダクタンスＬは、真空の誘電率及び透磁率をそれぞれε０及びμ０とし、誘電体の比誘電率及び厚みをそれぞれεｒ及びｄとして、
Ｃ＝４ε０・εｒＷ／ｄ
Ｌ＝１／４・μ０・ｄ／Ｗ
と、表すことができる。これにより、この伝送線路モデルの特性インピーダンスＺ０は次のようになる。
Ｚ０＝（Ｌ／Ｃ）１／２
＝１／４・（ｄ／Ｗ）・（μ０／ε０・εｒ）１／２
次に、第１インピーダンス要素の伝送線路形成部がアルミ固体電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ、セラミックコンデンサの場合について考える。アルミ固体電解コンデンサの伝送線路形成部はエッチングにより表面積が拡大されたアルミニウムに酸化皮膜が形成されており、電気二重層コンデンサの伝送線路形成部は活性炭電極表面と電解液の界面に生じている。これらは複雑な形状をしており、取り扱いを容易にするために、これらの場合については単位長さ当たりの静電容量と実効厚みから等価的比誘電率を定義して取り扱う。単位長さ当たりの静電容量Ｃ、伝送線路形成部の実効厚みをｈ、等価的比誘電率をεｕとすれば、
Ｃ＝４・ε０・εｕ・Ｗ／ｈより、
εｕ＝１／（４ε０）・Ｃ・ｈ／Ｗ
となる。ここで前述のような一般的なアルミ固体電解コンデンサの場合、単位長さ当たりの静電容量、及び伝送線路形成部（ここでは酸化皮膜の形成されたエッチング層）の実効厚み、幅の値は、
Ｃ＝１．６５×１０−２（Ｆ／ｍ）
ｈ＝１．５×１０−４（ｍ）、Ｗ＝１．０×１０−２（ｍ）
のようになるので、真空の誘電率ε０を８．８５×１０−１２（Ｆ／ｍ）とすると、等価的比誘電率εｕは７．０×１０６となる。
【００３３】
また、同様に一般的な電気二重層コンデンサの場合、単位長さ当たりの静電容量、及び伝送線路形成部（ここでは上下の集電体にはさまれた部分）の実効厚み、幅はおよそ以下のような値であるので
Ｃ＝３．５４×１０１（Ｆ／ｍ）
ｈ＝１×１０−４（ｍ）、Ｗ＝１×１０−２（ｍ）
等価的比誘電率εｕは１．０×１０１０となる。セラミックコンデンサでは伝送線路形成部が均一なセラミック材料そのものからなる場合、等価的比誘電率はセラミック材料の比誘電率そのものであり、８．０×１０３程度である。前述の特性インピーダンスの式において、誘電体の比誘電率εｒに各コンデンサの等価的比誘電率εｕを使用し、ｄに実効厚みｈを使用すると特性インピーダンスは次のようになる。
Ｚ０＝１／４・（ｈ／Ｗ）・（μ０／ε０・εｕ）１／２
また、十分な電気的ノイズの除去を行うためには、特性インピーダンスを０．１Ω以下とすることが望まれているので、特性インピーダンスが０．１Ω以下になる条件は
Ｗ／ｈ＞２．５（μ０／ε０・εｕ）１／２
である。真空の誘電率ε０を８．８５×１０−１２（Ｆ／ｍ）とし、真空の透磁率μ０を１．２６×１０−６（Ｈ／ｍ）とし、各コンデンサにおいてのεｕの値を代入すると
アルミ固体電解コンデンサでは、Ｗ／ｈ＞０．３６
電気二重層コンデンサでは、Ｗ／ｈ＞０．００９
セラミックコンデンサでは、Ｗ／ｈ＞１１
となる。
【００３４】
更に、伝送線路形成部での波長λ（ｍ）は、誘電体による波長短縮を考慮すると、以下の式で計算できる。
λ＝ｃ／（ｆ・εｒ１／２）
但し、ｃ：光速（＝３．０×１０８（ｍ／ｓ））、ｆ：周波数（Ｈｚ）
一般に要求されるノイズ規制の周波数範囲を３０ＭＨｚ〜１ＧＨｚと設定した場合、最も波長の長くなる３０ＭＨｚでの波長の値は、εｒをεｕの値で計算すると、
アルミ電解コンデンサでは３．８ｍｍ
電気二重層コンデンサでは０．１ｍｍ
セラミックコンデンサでは１１２ｍｍ
である。ここで、減衰を十分に行うためには、伝送線路形成部の長辺方向の長さｇを１／４波長以上とすることが望ましい。従って、それぞれを伝送線路形成部に採用した場合についてみると、
アルミ電解コンデンサの場合　ｇ＞０．９５ｍｍ
電気二重層コンデンサの場合　ｇ＞０．０２５ｍｍ
セラミックコンデンサの場合　ｇ＞２８ｍｍ
と設定することによって、広帯域にわたり電気的ノイズを除去できる。
【００３５】
次に、ノイズフィルタ１０の第１インピーダンス要素、第２インピーダンス要素及び第３インピーダンス要素に、アルミ固体電解コンデンサを用いる場合について説明する。この場合は金属板１１として、所定の厚さで、形状が両端に第１電極部１５及び第２電極１６を備え且つ矩形領域１２，第１台形領域１３，及び第２台形領域１４を有する箔状のアルミを用い、矩形領域１２，第１台形領域１３，及び第２台形領域１４の部分の表裏両面にエッチング処理により凹凸をつけ、その表裏両面に沿って誘電体１７として酸化皮膜を形成する。更に、その酸化皮膜の表面に導電性高分子層などの固体電解質層，グラファイト層及び銀塗料層をこの順序で含む対向金属層１８として形成し、銀塗料層と陰極端子７を銀ペースト等の導電性接着剤１９により接着すればよい。尚、矩形領域１２の形状は、上述した構造決定原理に基づき、所望の特性に応じて設定すればよい。
【００３６】
実施例２：
図４は、第２実施例を示す模式的な平面図である。尚、図４のＣ−Ｃ’線に沿った断面図及びＤ−Ｄ’線に沿った断面図は図示を省略しているが、それぞれ図２（ｂ）及び図２（ｃ）と同様になる。本実施例の構成は、金属板１１及び対向金属層１８の形状の一部が第１実施例の場合と異なるのみであるので、異なる部分について説明する。本実施例のノイズフィルタ２０では、金属板１１は、第１方向の中央部に平面形状が矩形の第１矩形領域２２を有し、第１方向の両端部である第１一端部２２ａ及び第１他端部２２ｂと第１電極部１５及び第２電極部１６の間にそれぞれ平面形状がやはり矩形の第２矩形領域２３及び第３矩形領域２４を備えている。第１矩形領域２２は第１方向及び第２方向の長さがそれぞれｇ１及びＷ１である。又、第２矩形領域２３は第１方向及び第２方向の長さがそれぞれｇ２及びＷ２（＜Ｗ１）で、第１方向の第２一端部２３ａ及び第２他端部２３ｂが第１電極部１５及び第１矩形領域２２の第１一端部２２ｂにそれぞれ接続し、第３矩形領域２４は第１方向及び第２方向の長さがそれぞれｇ３及びＷ３（＜Ｗ１）で、第１方向の第３一端部２４ａ及び第３他端部２４ｂが第２電極部１６及び第１矩形領域２２の第１他端部２２ａにそれぞれ接続する。本実施例においても、第１矩形領域２２の形状は、上述した構造決定原理に基づき、所望の特性に応じて設定することができる。
【００３７】
実施例３：
図５は、第３実施例の構成を示す図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図と（ａ）のＥ−Ｅ’線に沿った断面図であり、（ｃ）は電気二重層コンデンサに含まれる一つの電気二重層セルの構成を示す断面斜視図である。図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施例のノイズフィルタ３０においては、第１インピーダンス要素、第２インピーダンス要素及び第３インピーダンス要素としてそれぞれが電気二重層コンデンサからなり平面形状がいずれも矩形状の第１容量部３２，第２容量部３３，及び第３容量部３４を用い、各容量部の陽極側と陰極側をいずれも金属板３１と陰極端子７にそれぞれ接続し、金属板３１の第１方向の両端である第１電極部３５及び第２電極部３６を第１陽極端子５及び第２陽極端子６にそれぞれ接続している。又、ｇ１＞ｇ２、且つｇ１＞ｇ３を満足している。この場合、各インピーダンス要素の伝送線路構造或いは分布定数回路構造を形成する各容量部において、それぞれの絶縁部内に複数の電気二重層セルを積層した構成とすることによって、耐電圧をより大とすることができる。即ち、第１インピーダンス要素の伝送線路構造を形成する第１容量部３２は絶縁部６２内に複数の第１電気二重層セル４２が積層され、第２インピーダンス要素の分布定数回路構造を形成する第２容量部３３は絶縁部６３内に複数の第２電気二重層セル４３が積層され、第３インピーダンス要素の分布定数回路構造を形成する第３容量部３４は絶縁部６４内に複数の第３電気二重層セル４４が積層されて、耐電圧をより大きくすることができる。
【００３８】
図５（ｃ）は、第１電気二重層セル４２を例として、電気二重層セルの概略構造を示す断面斜視図である。図５（ｃ）を参照すると、第１電気二重層セル４２は、ガスケット４２６の上下に配置された集電体４２１及び集電体４２２が陽極及び陰極を形成し、集電体４２１と導通する電解液４２３及び集電体４２２と導通する活性炭電極４２４が、電解液４２３を通過可能なセパレータ４２５を挟むように形成されている。第２電気二重層セル４３及び第３電気二重層セル４４の構造も、第１電気二重層セル４２の構造と同様であるので、これらの図示、説明は省略する。
【００３９】
尚、ノイズフィルタ３０においても、第２容量部３３或いは第３容量部３４の平面形状は、ノイズフィルタ１０或いはノイズフィルタ２０における第２インピーダンス要素或いは第３インピーダンス要素に対応する部分と同様の平面形状にしてもよい。
【００４０】
以上説明した通り、本発明の伝送線路型ノイズフィルタは、伝送線路構造を有する低インピーダンスの第１インピーダンス要素の両端と第１陽極端子及び第２陽極端子の間に、第１インピーダンス要素のインピーダンス値Ｚ１よりも十分高いインピーダンス値Ｚ２，Ｚ３を有する第２インピーダンス要素及び第３インピーダンス要素をそれぞれ付加したことにより、ノイズフィルタを第１インピーダンス要素のみで構成した場合よりも更に高いノイズ除去効率を実現できる。
【００４１】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その要旨の範囲内で種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では第１インピーダンス要素の両端に第２インピーダンス要素及び第３インピーダンス要素を備えた例で説明したが、第２インピーダンス要素と第３インピーダンス要素のいずれか一方だけを備えた構成であってもよい。
【００４２】
又、第２インピーダンス要素及び第３インピーダンス要素として、容量素子を用いた例で説明したが、インダクタンス素子であってもよい。
【００４３】
又、第１乃至第３インピーダンス要素を一体で形成するのではなく、それぞれのインピーダンス値の関係を満足し、且つ第１陽極端子と第２陽極端子との間の直流抵抗が十分小さく（通常１０ｍΩ以下）なるようにすれば、個別に形成した後組み立てるようにすることもできる。
【００４４】
又、実施形態は第１陽極端子、第２陽極端子及び陰極端子の３端子構成の例で説明したが、図６（ａ）に示すように４端子構成とし、ノイズフィルタ１ａの一端に第１陽極端子５及び第１陰極端子７ａを備え、他端に第２陽極端子６及び第２陰極端子７ｂを備えるようにしてもよい。このとき、少なくとも第１インピーダンス要素２の陰極導体２ｂを第１陰極端子７ａ及び第２陰極端子７ｂに接続すると共に、第１陰極端子７ａと第２陰極端子７ｂとの間の直流抵抗が十分小さく（通常１０ｍΩ以下）なるようにすればよい。更に、４端子構成とした場合は、図６（ｂ）のノイズフィルタ１ｂのように、第１インピーダンス要素２の中心導体２ａの一端と第１陽極端子５の間及び中心導体２ａの他端と第２陽極端子６との間にインダクタンス素子３０１及びインダクタンス素子４０１をそれぞれ接続し、第１インピーダンス要素２の陰極導体２ｂと第１陰極端子７ａ及び第２陰極端子７ｂとの間にインダクタンス素子３０２及びインダクタンス素子４０２をそれぞれ接続した構成としてもよい。この場合、インダクタンス素子３０１及びインダクタンス素子３０２が第２インピーダンス要素となり、インダクタンス素子４０１及びインダクタンス素子４０２が第３インピーダンス要素となる。
【００４５】
又、固体電解コンデンサとしてアルミ固体電解コンデンサの例を説明したが、たんたる固体電解コンデンサを用いることもできる。この場合は、金属板１１として、所定の厚さ、形状のタンタル板を用い、矩形領域１２，第１台形領域１３，及び第２台形領域１４の部分の表裏両面にタンタル粉末をプレス成形して焼結しタンタル焼結体を形成した後、このタンタル焼結体の表面に沿って誘電体１７として酸化タンタル皮膜を形成する。更に、その酸化タンタル皮膜の表面に導電性高分子層などの固体電解質層，グラファイト層及び銀塗料層をこの順序で含む対向金属層１８として形成し、銀塗料層と陰極端子７を銀ペースト等の導電性接着剤１９により接着すればよい。尚、タンタル焼結体は、タンタル粉末を含む泥漿から所定の厚さで金属板１１の矩形領域１２，第１台形領域１３，及び第２台形領域１４を被覆する形状のグリーンシートを形成し、この所定形状のグリーンシートで金属板１１の両端の第１電極部１５及び第２電極部１６を露出させながら矩形領域１２，第１台形領域１３，及び第２台形領域１４を挟み込んで、焼結することで形成することもできる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る伝送線路型ノイズフィルタによれば、従来のように自己共振振動数の異なるノイズフィルタ（コンデンサ）を複数設置することなく、広帯域の周波数のノイズを高精度で除去することができる。すなわち、交流回路内に設置されるコンデンサにノイズ除去のための周波数帯域の設定といった面倒な作業を行う必要がなく、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝送線路型ノイズフィルタの一実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の伝送線路型ノイズフィルタの第１実施例を示す図で、（ａ）は模式的な平面図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図及びＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】本発明の伝送線路型ノイズフィルタにおける第１インピーダンス要素の伝送線路モデルである。
【図４】第２実施例を示す模式的な平面図である。
【図５】第３実施例の構成を示す図で、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図と（ａ）のＥ−Ｅ’線に沿った断面図であり、（ｃ）は電気二重層コンデンサに含まれる一つの電気二重層セルの構成を示す断面斜視図である。
【図６】本発明の伝送線路型ノイズフィルタを４端子構成としたときの模式図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１０，２０，３０　　ノイズフィルタ
２　　第１インピーダンス要素
２ａ　　中心導体
２ｂ　　陰極導体
３　　第２インピーダンス要素
４　　第３インピーダンス要素
５　　第１陽極端子
６　　第２陽極端子
７　　陰極端子
７ａ　　第１陰極端子
７ｂ　　第２陰極端子
８　　第１ノード
９　　第２ノード
１１，３１，１１１　　金属板
１２　　矩形領域
１２ａ，２２ａ　　第１一端部
１２ｂ，２２ｂ　　第１他端部
１３　　第１台形領域
１３ａ，２３ａ　　第２一端部
１３ｂ，２３ｂ　　第２他端部
１４　　第２台形領域
１４ａ，２４ａ　　第３一端部
１４ｂ，２４ｂ　　第３他端部
１５，３５　　第１電極部
１５ａ，１６ａ　　接触部
１６，３６　　第２電極部
１７，１１７　　誘電体
１８，１１８　　対向金属層
１９　　導電性接着剤
２２　　第１矩形領域
２３　　第２矩形領域
２４　　第３矩形領域
３２　　第１容量部
３３　　第２容量部
３４　　第３容量部
４２　　第１電気二重層セル
４３　　第２電気二重層セル
４４　　第３電気二重層セル
５０　　実装基板
６２，６３，６４　　絶縁部
３０１，３０２，４０１，４０２　　インダクタンス素子
４２１，４２２　　集電体
４２３　　電解液
４２４　　活性炭電極
４２５　　セパレータ
４２６　　ガスケット
【図１】
2004015706.tif 000003
【図２】
2004015706.tif 000004
【図３】
2004015706.tif 000005
【図４】
2004015706.tif 000006
【図５】
2004015706.tif 000007
【図６】
2004015706.tif 000008