(57)【要約】【課題】伝送信号の減衰を抑え、ノイズのみを効果的に除去し、さらに単一材料からなる小型の三端子フィルタを提供する。【解決手段】軟磁性材料からなる磁心２１と内部導体２４とで構成されるインダクタンスと、内部導体２４と外周部の第三の電極２３との間に発生するキャパシタンスとで構成される三端子フィルタにおいて、軟磁性材料の比抵抗（直流）を１５０Ωｍ以上、１０ＭＨｚにおける複素比誘電率実数部を２０以上とすることによって、十分なインダクタンスとキャパシタンスを同時に確保することが可能となった。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性材料からなる磁心の、両端部に外部電極、外周部に第三の電極をそれぞれ形成するとともに、前記外部電極と導通するように前記軟磁性材料の内部に巻回され、またはその内部を貫通する導体を形成し、該導体と前記第三の電極との間に前記軟磁性材料からなる磁心の誘電率に依存する静電容量を有する三端子フィルタにおいて、
前記軟磁性材料は比抵抗（直流）が１５０Ωｍ以上、１０　ＭＨｚにおける複素比誘電率実数部が２０以上であることを特徴とする三端子フィルタ。
【請求項２】
基本成分組成が、Ｆｅ２Ｏ３　４４．０〜５０．０ｍｏｌ％（ただし、５０．０ｍｏｌ％は除く）、ＺｎＯ　　４．０〜２６．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２およびＳｎＯ２のうち１種または２種０．１〜８．０　ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであるＭｎＺｎフェライトを、上記磁心に用いることを特徴とする請求項１に記載の三端子フィルタ。
【請求項３】
基本成分組成が、Ｆｅ２Ｏ３　４４．０〜５０．０ｍｏｌ％（ただし、５０．０ｍｏｌ％は除く）、ＺｎＯ　　４．０〜２６．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２およびＳｎＯ２のうち１種または２種　０．１〜８．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ　　０．１〜１６．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであるＭｎＺｎフェライトを、上記磁心に用いることを特徴とする請求項１に記載の三端子フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ、ＡＶ　デジタル機器等の信号伝送ラインに誘起されるノイズ対策として適用される部品に係り、特にインダクタンスとキャパシタンスをＴ字型に接続する、いわゆる三端子フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る三端子フィルタは、信号伝送ラインにインダクタンスを挿入し、さらにＴ字型にキャパシタンスを接続して接地せしめ、信号周波数を超える周波数を有するノイズを減衰させるために用いられるものである。図３に示したのはその原理的構成を表す回路図である。
【０００３】
従来この種のフィルタは、フェライトビーズまたはコイルとコンデンサー等の個別の部品を組み合わせて構成されてきたが、近年の電子通信機器の発展に伴い、ノイズフィルタには高周波のノイズを効率よく減衰させることと共に、小型であることが要求されるようになった。
【０００４】
このため、たとえば特開平６−３１０３３８号公報に記載されているように、インダクタンスとキャパシタンスを単一の材料をもって構成した三端子フィルタが提案されている。図５はその実施例を示す斜視図であり、ここに開示された三端子フィルタは、一般的なＭｎＺｎフェライトにより形成された高透磁率、高誘電率を有するフェライトコア２、両端面２ａ、２ａに形成された外部電極４、４、両外部電極４、４に導通するように貫通孔３の内周面に形成された内部電極５、コア２の外周面２ｂに形成された接地電極６とを有して構成されている。
【０００５】
この三端子フィルタでは、フェライトコア２と内部電極５とで構成されるインダクタンスと、接地電極６と内部電極５との間に発生するキャパシタンスとがフィルタの構成要素として機能することにより、単一材料をもってインダクタンスとキャパシタンスの両方を構成することが可能になり、個別の部品を組み合わせて構成するよりも小型化が図れることが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成の三端子フィルタは、磁心として、低い比抵抗しかもたない一般的なＭｎＺｎフェライトを使用しているため、高周波における使用の際には渦電流損による影響が無視し得なくなる。更に、この場合の等価回路を図６に示すが、磁心の比抵抗と正の相関をもって対応する抵抗９が低い為、低周波から高周波までのあらゆる周波数帯の信号が端子４から端子６へ流れてしまう。
つまり、ノイズの周波数帯域のみならず伝送信号の周波数帯域における減衰特性も増大するという問題を有している。
【０００７】
また、ＭｎＺｎフェライトの代替材料として、フェライトビーズの材料として用いられるＮｉＺｎフェライトや、たとえばＢａＴｉＯ３のような、コンデンサに用いられる誘電体材料があるが、その場合には以下のような問題がある。
【０００８】
一般に材料の透磁率及び誘電率の交流特性は、下記式（１）、（２）に示すように複素数で表される。ここで、ｊ　は虚数単位である。
μ　＝　μ’−　　ｊμ’’　…（１）
ε　＝　ε’−　ｊε’’　…（２）
図６のＬ成分７、７は複素比透磁率実数部μ’に比例し、Ｃ成分８は複素比誘電率実数部ε’に比例する。
【０００９】
ここで、ＮｉＺｎフェライトについては、その特性として複素比透磁率実数部は大きいが複素比誘電率実数部が小さく、Ｃ成分が十分にとれない。また、ＢａＴｉＯ３　のようなコンデンサに用いられる誘電体材料については、複素比誘電率実数部は大きいが複素比透磁率実数部が非常に小さいためＬ成分が十分にとれない。したがって、いずれの材料も単一材料からなる三端子フィルタの磁心材料には不適格である。
【００１０】
以上のような理由から、伝送信号の減衰を抑え、ノイズのみを効果的に除去し、さらに単一材料からなる小型の三端子フィルタの作製はこれまで困難であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の三端子フィルタは、軟磁性材料からなる磁心の、両端部に外部電極、外周部に第三の電極をそれぞれ形成するとともに、前記外部電極と導通するように前記軟磁性材料の内部に巻回され、またはその内部を貫通する導体を形成し、該導体と前記第三の電極との間に前記軟磁性材料からなる磁心の誘電率に依存する静電容量を有する三端子フィルタにおいて、前記軟磁性材料は比抵抗（直流）が１５０Ωｍ以上、１０ＭＨｚにおける複素比誘電率実数部が２０以上であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の三端子フィルタは、基本成分組成が、Ｆｅ２Ｏ３　４４．０〜５０．０ｍｏｌ％（ただし、５０．０ｍｏｌ％は除く）、ＺｎＯ　　４．０〜２６．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２およびＳｎＯ２のうち１種または２種　０．１〜８．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであるＭｎＺｎフェライトを、上記磁心に用いることを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３記載の三端子フィルタは、基本成分組成が、Ｆｅ２Ｏ３　　４４．０〜５０．０ｍｏｌ％（ただし、５０．０ｍｏｌ％は除く）、ＺｎＯ　　４．０〜２６．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２およびＳｎＯ２のうち１種または２種　０．１〜８．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ　　０．１〜１６．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであるＭｎＺｎフェライトを、上記磁心に用いることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、三端子フィルタの構成要素である軟磁性磁心材料として、比抵抗（直流）が１５０Ωｍ以上、１０ＭＨｚにおける複素誘電率実数部が２０以上であるような材料を使用することによって、伝送信号の減衰を抑え、ノイズのみを効果的に除去し、さらに単一材料からなる小型の三端子フィルタを提供するものである。
【００１５】
磁心材料の比抵抗（直流）が１５０Ωｍ以上でない場合には、作製した三端子フィルタが１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の伝送信号の周波数帯域ですでに顕著な減衰特性を示すという問題があり、磁心材料の１０ＭＨｚにおける複素誘電率実数部が２０以上でない場合には、作製した三端子フィルタが１ＭＨｚ　〜１０ＭＨｚを超えるノイズを十分に除去することができないという問題が起こる。
【００１６】
したがって、本発明は、高透磁率、高誘電率、および高比抵抗を有する軟磁性磁心材料が、比抵抗および誘電率に関する上記条件を満たすことによって初めて所望の効果を発揮するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の三端子フィルタについて詳細に説明する。図１は、本発明の実施例における三端子フィルタの斜視図である。本実施例の三端子フィルタ２０は、磁心２１の両端部に外部電極２２を、外周部に第３の電極２３をそれぞれ形成し、内部に磁心２１を貫通する導体２４を有している。さらに、導体２４と磁心２１の間には銀ペーストが塗布されている。
【００１８】
本発明は、三端子フィルタの構成要素である軟磁性磁心材料として、基本成分組成が、Ｆｅ２Ｏ３　４４．０〜５０．０ｍｏｌ％（ただし、５０．０ｍｏｌ％は除く）、ＺｎＯ　　４．０〜２６．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２およびＳｎＯ２のうち１種または２種　０．１〜８．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであるＭｎＺｎフェライトを磁心材料として用いるものである。
【００１９】
また、本発明は、三端子フィルタの構成要素である軟磁性磁心材料として、基本成分組成が、Ｆｅ２Ｏ３　４４．０〜５０．０ｍｏｌ％（ただし、５０．０　ｍｏｌ％は除く）、ＺｎＯ　　４．０〜２６．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ２およびＳｎＯ２のうち１種または２種　０．１〜８．０　ｍｏｌ％、ＣｕＯ　　０．１〜１６．０　ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであるＭｎＺｎフェライトを磁心材料として用いるものである。
【００２０】
上記ＭｎＺｎフェライトの組成に関して発明者らは、基本組成を上記のように限定することによってＭｎＺｎ　フェライトの比抵抗を１５０Ωｍ以上に高めることができることを特許第３１０８８０３号、特許第３１０８８０４号等において明らかにしている。
【００２１】
以下、上記ＭｎＺｎフェライトが実際に本発明に係る磁心材料として使用し得ることを確認した測定結果を示し、さらに上記材料を用いて作製した本発明に係る三端子フィルタの有する効果を実施例に基づいて説明する。
【００２２】
【実施例１】
測定に用いた試料の準備方法は、次のようなものである。まずＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＣｕＯ、ＭｎＯおよびＮｉＯ、ＭｇＯを、表１に示した最終組成になるよう各原料粉末をボールミルにて混合した後、大気中、９００℃で２時間仮焼した。次に、ボールミルにて平均結晶粒径がおよそ１．４μｍになるまで微粉砕した。さらに、この混合粉末にポリビニルアルコールを加えて造粒し、８０ＭＰａの圧力でトロイダル形状、ならびに円板形状に成形した。トロイダル形状は、焼き上がりで外径２５　ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ５ｍｍであった。同じく円板形状は、焼き上がりで外径１０．００ｍｍ、厚さ３ｍｍであった。その後、試料１〜試料３は、窒素を流入して酸素分圧を制御した雰囲気中、１３５０　℃で３時間焼成した。試料４〜試料５は、大気中、１１５０　℃で３時間焼成した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１において、確認の対象となる試料は試料１および試料２である。試料３、４、５は比較のための試料であり、試料３は一般的なＭｎＺｎフェライト、試料４はＮｉＺｎフェライト、試料５は、ＭｇＺｎフェライトである。
【００２５】
上記のようにして得た各試料の内、トロイダル形状の磁心について０．１ＭＨｚにおける初透磁率μｉ、さらに円板形状の磁心の両面をＡｕ蒸着する事によって電極とした試料を用いて、比抵抗ρｖ、および１０ＭＨｚにおける複素比誘電率実数部ε’を測定した。この結果を、表２に示す。
【００２６】
【表２】
2004079958.tif 000004
【００２７】
ここで、表２の試料番号は、表１のものと対応する。表２によれば、一般的なＭｎＺｎフェライトである試料３は、初透磁率が良好な値を示し、１０　ＭＨｚでの複素比誘電率実数部も大きいが、比抵抗が非常に低い。ＮｉＺｎ　フェライトである試料４とＭｇＺｎフェライトである試料５は、比抵抗は大きいが、複素比誘電率実数部が小さい。最後に試料１、試料２は初透磁率が良好な値を示し、１０ＭＨｚでの複素比誘電率実数部は２０以上、さらに比抵抗も１５０Ωｍ以上であり、本発明に係る磁心材料として用い得ることが確認された。
【００２８】
【実施例２】
図１に示す構成により作製した、本発明に係る三端子フィルタの特性について詳述する。作製した三端子フィルタの内、表１における試料１および２を用いて磁心を形成したものが本発明品であり、試料３、４、５を用いて磁心を形成し、同様の構造をもって作製したフィルタが比較品である。
【００２９】
図２に、これら三端子フィルタの挿入損失の周波数特性を測定した結果を示す。測定は、５０Ωのチップ抵抗で終端した回路系にて、外周部の電極を接地した状態で、導体の端子間Ｓパラメータを測定することにより実行した。図２において、本発明に係る磁心試料は試料１および試料２である。一般的なＭｎＺｎフェライトを用いた試料３は良好な減衰特性を示している。しかし、１　ＭＨｚ〜１０ＭＨｚといった伝送信号周波数帯域における損失も２ｄＢ以上あるため、伝送信号を減衰させてしまう。比抵抗が０．１Ωｍと小さいためである。
【００３０】
ＮｉＺｎ　フェライト及びＭｇＺｎ　フェライトをそれぞれ用いた試料４、試料５は全周波数領域にて減衰特性が小さい。１０ＭＨｚでの複素比誘電率実数部がそれぞれ１７、１２と小さいためである。一方、本発明に係る試料１、２では減衰特性は試料３に比べ多少劣るが、１　ＭＨｚ　〜１０ＭＨｚといった伝送信号周波数帯域における損失が２ｄＢ以下と少なく、１０　ＭＨｚを超える周波数帯域では、良好な減衰特性を示している。
【００３１】
本発明の別の実施形態を図４に示す。この実施形態において、本発明に係る三端子フィルタ１１は、磁心１５の両端部に外部電極１６、１６を、外周部に第３の電極１４をそれぞれ形成し、磁心１５内部に巻回された導体１３を有している。なお、本発明は、ここに記載した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変更及び修正を含み、添付された特許請求の範囲またはその技術的思想から逸脱しないものを含むものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る三端子フィルタは、単一の磁心材料と電極をもってインダクタンスとキャパシタンスの両方を形成せしめて部品形状の小型化を容易にするばかりでなく、伝送信号を減衰させること無しにノイズを減衰する能力において、同様の構造を持つ従来の三端子フィルタよりも優れた機能を有するため、１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの伝送周波数帯域でのノイズ除去フィルタとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る三端子フィルタの実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る三端子フィルタおよび比較品の挿入損失の周波数特性図である。
【図３】三端子フィルタの原理的構成を表す回路図である。
【図４】本発明の別の実施例を、内部可視化のため一部を透明化して描いた斜視図である。
【図５】従来の三端子フィルタの実施例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す従来の三端子フィルタの等価回路図である。
【符号の説明】
２０　三端子フィルタ
２１　磁心
２２　外部電極
２３　第三の電極
２４　内部導体
【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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