(57)【要約】【課題】ＥＭＩフィルタの体積を小さくし、それによりパワーエレクトロニクス・インバータの出力密度をさらに向上させる。【解決手段】本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積構造は、第１のコア１と第２のコア２とから形成される閉磁路を含み、該閉磁路のセンターコア脚３１には空隙３が設けられ、２つのサイドコア脚３２，３３のそれぞれには第１の絶縁層と第１の銅箔と絶縁媒体層と第２の銅箔と第２の絶縁層とが順次積層されてなるシート材を巻くように曲げて形成された筒状の両面フレキシブル基板４，５が巻装されている。フレキシブル基板によりＥＭＩフィルタ内のコモンモード・インダクタ、コモンモード・キャパシタおよびノーマルモード（差動モード）インダクタの集積を実現した。【選択図】      図１
2009117807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコアと第２のコアとからなる閉磁路を備え、該閉磁路のコア脚には、２Ｎ層（Ｎ；正の整数）の銅箔層と２Ｎ−１層の絶縁媒体層とを交互に積層して形成されたシートを巻回してなる筒状の多層並列フレキシブル基板が巻装され、全ての奇数層の銅箔の先端同士および末端同士ならびに全ての偶数層の銅箔の先端同士および末端同士がそれぞれ短絡されていることを特徴とするＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項２】
前記第１のコアおよび前記第２のコアがいずれもＥ字形状をなして３コア脚閉磁路を構成することを特徴とする、請求項１に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項３】
前記第１のコアと前記第２のコアとのうちの一方がＥ字形状をなし、もう一方がＩ字形状をなして、３コア脚閉磁路を構成することを特徴とする、請求項１に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項４】
前記３コア脚閉磁路の２つのサイドコア脚それぞれに前記筒状の多層並列フレキシブル基板が巻装されることを特徴とする、請求項２または３に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項５】
前記３コア脚閉磁路のセンターコア脚に前記筒状の多層並列フレキシブル基板が巻装されることを特徴とする、請求項２または３に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項６】
前記第１のコアおよび前記第２のコアがいずれもＵ字形状をなして２コア脚閉磁路を構成することを特徴とする、請求項１に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項７】
前記第１のコアと前記第２のコアとのうちの一方がＵ字形状をなし、もう一方がＩ字形状をなして、２コア脚閉磁路を構成することを特徴とする、請求項１に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項８】
前記２コア脚閉磁路の２つのコア脚それぞれに前記筒状の多層並列フレキシブル基板が巻装されることを特徴とする、請求項６または７に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項９】
前記Ｎ＝１であり、この場合は前記短絡は行われないことを特徴とする、請求項１に記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【請求項１０】
前記絶縁媒体層が、フレキシブルなキャパシタ媒体材料であることを特徴とする、請求項１〜９の何れかに記載のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動素子集積構造に係り、特にフレキシブル基板により実現されるＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ素子集積構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パワーエレクトロニクス機器はモジュール化および小型化に向かって発展しつつあり、このため、パワーエレクトロニクス機器内の各素子・部品の体積をできる限り小さくすることが求められている。パワーエレクトロニクス機器内の必要な（不可欠な）構成部分の一つとして、電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタがあるが、従来の電磁波干渉（ＥＭＩ）フィルタは、個々の素子の数が多く、空間利用効率が低いために、体積が大きくなるという問題をかかえており、この点がパワーエレクトロニクス機器の小型化をさらに進める上でボトルネックの一つとなっている。
【０００３】
例えば、非特許文献１，２，３に記載の従来技術が知られている。
【非特許文献１】Chen R., Wang S,. Van Wyk J.D.,Odendaal W. G., “Integration of EMI Filter for Distributed Power System (DPS) Front-end Converter”, Proc. Of IEEE PESC ‘2003, vol.3, pp. 1582-1588
【非特許文献２】Chen R., Van Wyk J.D., Wang S,. Odendaal W. G., “Planar Electromagnetic integration technologies for integrated EMI Filters”. Proc. of IEEE IAS’03. vol.3, pp.1582-1588
【非特許文献３】J. Biela, A. Wirthmueller, R. Waespe, M. L. Heldwein, J. W. Kolar, “Passive and Active Hybrid Integrated EMI Filters” , Proc. of IEEE APEC’2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１〜３に開示されている従来技術では、何れも、プレーナーコア（平たい平面状のコア）と形状が固定されたプリント基板を用いて、ＥＭＩフィルタのコンデンサやコイルを集積化している。つまり、これら従来技術のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造は、２次元的に平面形状の構造であると言える。
【０００５】
上記の通り、ＥＭＩフィルタを小さくすることが望まれており、上記非特許文献１〜３に開示されている従来技術では、未だ不十分であり、改善の余地がある。
本発明の課題は、フレキシブル基板によってＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ素子集積部を実現し、それにより、ＥＭＩフィルタの設置面積を削減し、またＥＭＩフィルタの体積を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部は、第１のコアと第２のコアとからなる閉磁路を備え、該閉磁路のコア脚には、２Ｎ層（Ｎ；正の整数）の銅箔層と２Ｎ−１層の絶縁媒体層とを交互に積層して形成されたシートを巻回してなる筒状の多層並列フレキシブル基板が巻装され、全ての奇数層の銅箔の先端同士および末端同士ならびに全ての偶数層の銅箔の先端同士および末端同士がそれぞれ短絡されている。
【０００７】
上記閉磁路は、３コア脚閉磁路であってもよく、また２コア脚閉磁路であってもよい。３コア脚閉磁路は、何れもＥ字形状をなす２つのコアから成るか、またはＥ字形状を成す１つのコアとＩ字形状を成すもう１つのコアとから成る。また、２コア脚閉磁路は、何れもＵ字形状をなす２つのコアから成るか、またはＵ字形状を成す１つのコアとＩ字形状を成すもう１つのコアとから成る。
【０００８】
また、例えば、上記絶縁媒体層は、フレキシブルなキャパシタ媒体材料であり、例えば有機薄膜キャパシタ媒体材料を使用する。
上記構成の本発明のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部においては、例えば、上記筒状の多層並列フレキシブル基板の全ての奇数層の銅箔と全ての偶数層の銅箔とが、その間に配置された絶縁媒体層の形成する電界により結合してＥＭＩフィルタにおけるノーマルモード・キャパシタを構成する。また、全ての奇数層の銅箔と全ての偶数層の銅箔とが、閉磁路により互いに磁気結合してＥＭＩフィルタにおけるコモンモード・インダクタを構成する。筒状の多層並列フレキシブル基板を用いることによって、ノーマルモードキャパシタンスの集積を増大させることができ、コイルの長さを長くすることなく、より大きなノーマルモードキャパシタを実現することが可能となる。
【０００９】
あるいは、上記構成の本発明のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部においては、例えば、ＥＭＩフィルタにおけるコモンモード・インダクタとノーマルモード・インダクタとコモンモード・キャパシタを構成することもできる。
【００１０】
本発明のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部は、フレキシブル基板を用いることにより、ＥＭＩフィルタ内のインダクタ、キャパシタの集積の実現を可能にし、それによってＥＭＩフィルタの体積等を小さくできる。例えばコモンモード・インダクタとノーマルモード・インダクタとコモンモード・キャパシタの集積の実現を可能にしている。あるいは、例えば、コモンモード・インダクタとノーマルモード・キャパシタの集積の実現を可能にしている。フレキシブル基板は、柔軟性に優れ、折り曲げたり巻いたりできるため、容易にコア脚に巻きつけることができ、インダクタおよびキャパシタの集積を実現でき、また、筒状の多層並列フレキシブル基板によって、ノーマルモードキャパシタンスの集積を増大させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部によれば、フレキシブル基板を用いることで、ＥＭＩフィルタの設置面積を削減することができ、またＥＭＩフィルタの体積を小さくすることができ、それにより電力変換装置の出力密度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造例を示す。
図１の示すように、本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部は、フレキシブル基板により実現されるものであり、第１のコア１と第２のコア２とからなる３コア脚閉磁路を含むが、本図の示す実例においては、第１のコア１と第２のコア２はいずれもＥ字形状をなすが、あるいは両者のうちの一方がＥ字形状をなし、もう一方がＩ字形状をなし、共同で３コア脚閉磁路を形成してもよい。
【００１３】
図１に示す例では、第１のコア１と第２のコア２とによって、図示のセンターコア脚３１及び２つのサイドコア脚３２，３３が形成される。そして、閉磁路のセンターコア脚３１は空隙３を有し、２つのサイドコア脚３２，３３にはそれぞれ筒状の両面フレキシブル基板４、５が巻装されている。ただし、空隙はセンターコアでなくても、閉磁路中ならどの箇所でも、例えばサイドコアなどに存在しても構わない。また、この空隙の長さによってインダクタンスが変化するので、必要なインダクタンス値を得れるために空隙を無くしても構わない。このように、空隙の位置や有無に限定されないものである。
【００１４】
筒状両面フレキシブル基板４、５は、図２の示すような第１の絶縁層６と第１の銅箔７と絶縁媒体層８と第２の銅箔９と第２の絶縁層１０とを順に積層してなるシート材を、図１や図３Ａに示すように巻くように曲げて形成される。筒状両面フレキシブル基板の平面図は図３の示すとおりである。ここで、絶縁媒体層８は、フレキシブルなキャパシタ媒体材料であり、例えば有機薄膜キャパシタ媒体材料を使用する。第１の銅箔７の先端１１および末端１２ならびに第２の銅箔９の末端１３には、外部回路と接続するためのはんだパッドがそれぞれはんだ付けされている。
【００１５】
実際の応用においては、筒状両面フレキシブル基板４、５は、必要に応じて１回り巻くかまたは同心円状に１回り以上巻いてもよい。
尚、上記“筒状両面フレキシブル基板”とは、上記図２に示す構成のシート材（両面フレキシブル基板）を、上記図１、図３Ａに示すようにサイドコア脚３２，３３に略筒状に巻いたものを意味している。
【００１６】
また、尚、上記有機薄膜キャパシタ媒体材料とは、一般的な有機材料のことである。通常市販されているフィルムコンデンサのように、絶縁媒体層８に有機材料を使うことで、第１の銅箔７と絶縁媒体層８と第２の銅箔９とで形成されるコンデンサ（有機薄膜キャパシタ）は、良好な特性のコンデンサとなる。
【００１７】
ここで、筒状両面フレキシブル基板４，５やそのシート材の構成は、上記図２や図３Ａに示す構成例に限らないものであり、他の例を図３Ｂ〜図３Ｄに示す。尚、図３Ｂ〜図３Ｄに示す筒状両面フレキシブル基板に対応するシート材の構成は特に示さない。また、図３Ｂ〜図３Ｄにおいて、図３Ａに示す構成における構成要素と略同様の構成要素には、同一符号を付してある。
【００１８】
まず、図２に示すシート材を図３Ａのように巻回した場合、図３Ａに示すように、銅箔層同士（例えば第１の銅箔７と第２の銅箔９）が隣接する箇所において２つの絶縁層６，１０が存在するが、これは銅箔層同士（例えば７と９）が接触（導通）しないようにすればよいので、２つの絶縁層６，１０のうち何れか一方のみがあればよい。これより、図３Ｂの例では絶縁層６を残し（図３Ａの構成から絶縁層１０を取り去り）、図３Ｃの例では絶縁層１０を残した（図３Ａの構成から絶縁層６を取り去った）構成を示している。
【００１９】
周囲の部品等に接触する可能性が無い状況であれば、図３Ｃに示すように、外側の絶縁媒体層（絶縁層６）は無くても構わない。但し、図３Ｃの構成において、周囲の部品等に第１の銅箔７が接触する可能性がある場合には、図３Ｃに示すように両面フレキシブル基板を巻回した後、最も外側に不図示の任意の絶縁媒体を巻き付ければよい。
【００２０】
あるいは、図３Ｄに示す構成としてもよい。図示の通り、図３Ｄの構成では、２つの絶縁層６，１０の両方を、図３Ａの構成から取り去ったものとなっている。すなわち、両側（内側と外側）の２つの絶縁層が無い構成となっており、第１の銅箔７と第２の銅箔９とこれらの間の絶縁媒体層８とから成る構成となっている。２つの絶縁層６，１０の両方共無くても銅箔層同士（例えば第１の銅箔７と第２の銅箔９）が接触（導通）しないように両面フレキシブル基板を巻回すことが出来る場合には、図３Ｄに示す構成としてもよい。例えば、巻数が１回のみの場合、図３Ｄの構成でも銅箔層同士が接触する心配はない。
【００２１】
尚、図３Ｂ〜図３Ｄの構成は、後述する図７の多層並列フレキシブル基板についても適用可能である。すなわち、この場合、図７に示す構成から、絶縁層６１又は絶縁層７３の何れか一方または両方とも、取り去った構成としてもよい。換言すれば、最も内側と最も外側の絶縁媒体層の何れか一方または両方とも、取り去った構成としてもよい。
【００２２】
図４はＥＭＩフィルタの原理図である。図の点線で囲まれた部分は図１に示すインダクタ／キャパシタ集積部の等価回路図であり、本集積構造を用いることにより実現されたコモンモード・インダクタ１４、１５、ノーマルモード・インダクタ１６、１７およびコモンモード・キャパシタ１８、１９は、外部に付設されたディスクリート（外付け部品）のノーマルモード・キャパシタ２１、２２と合わせて完全なＥＭＩフィルタを構成する。
【００２３】
ここでは、筒状両面フレキシブル基板４の第１の銅箔と絶縁媒体層と第２の銅箔とが、ＥＭＩフィルタ内のコモンモード・キャパシタ１８を構成し、筒状両面フレキシブル基板５の第１の銅箔と絶縁媒体層と第２の銅箔とが、ＥＭＩフィルタ内のコモンモード・キャパシタ１９を構成する。
【００２４】
また、筒状両面フレキシブル基板４、５が第１のコア１および第２のコア２のサイドコア脚３２，３３の構成する閉磁路により互いに結合してＥＭＩフィルタ内のコモンモード・インダクタ１４、１５を構成する。
【００２５】
また、筒状両面フレキシブル基板４がその巻着するサイドコア脚３２と空隙３を設けたセンターコア脚３１とにより構成される閉磁路の形成するインダクタンスにより、ノーマルモード・インダクタ１６を構成する。同様に、筒状両面フレキシブル基板５がその巻着するサイドコア脚３３と空隙３を設けたセンターコア脚３１とから形成されたインダクタンスによりノーマルモード・インダクタ１７を構成する。
【００２６】
尚、センターコア脚３１の空隙３の大きさを調節することによりノーマルモード・インダクタの大きさを調節することができる。すなわち、空隙３は、通常のトランスやコイルのエアギャップに相当し、空隙３が長くなるとインダクタンスが小さくなり、逆に空隙３が短くなると（コア同士が接触して長さが零になることも含む）インダクタンスが大きくなる。
【００２７】
図４において、符号１２は接続部位であり、符号１１、１３、２４、２５は、外部回路と接続するためのはんだパッドである。また、符号２０は、上記接続部位１２を不図示の装置の筐体（ＧＮＤ）に接続させる為の接続線である。
【００２８】
ここで、図３Ａ〜図３Ｄにおける第１の銅箔７の先端１１および第２の銅箔９の末端１２ならびに第１の銅箔７の末端１３の接続先は、図４において同一符号（１１，１２，１３）により示してある。これより、図４に示す通り、第１の銅箔７の先端１１は外付けのノーマルモード・キャパシタ２１（コンデンサ）に接続され、第１の銅箔７の末端１３は外付けノーマルモード・キャパシタ２２（コンデンサ）に接続される。また、第２の銅箔９の末端１２は上記接続線２０によりＧＮＤに接続されることになる。この様に接続することで、ＥＭＩフィルタの機能が発揮される。尚、図４における符号２５，２４は、図上（１１）、（１３）として示すように、先端１１、末端１３の接続先を意味する。つまり、例えば、筒状両面フレキシブル基板４に関しては図示の符号１１，１３，１２が接続先であり、筒状両面フレキシブル基板５に関しては図示の符号２５，２４，１２が接続先となる。
【００２９】
以上説明したように、本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部においては、筒状両面フレキシブル基板の第１の銅箔、絶縁媒体層および第２の銅箔がＥＭＩフィルタのコモンモード・キャパシタを構成し、２つの筒状両面フレキシブル基板がサイドコア脚の形成する結合インダクタンスによりＥＭＩフィルタのコモンモード・インダクタを構成し、２つの筒状両面フレキシブル基板がそれぞれの巻着するサイドコア脚と空隙を設けたセンターコア脚とから形成される磁路より生じるインダクタンスによりＥＭＩフィルタのノーマルモード・インダクタを形成するが、センターコア脚の空隙の長さを調節することによりＥＭＩフィルタのノーマルモード・インダクタの大きさを調節することができる。
【００３０】
本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部は、フレキシブル基板を用いることにより、ＥＭＩフィルタ内のコモンモード・キャパシタ、コモンモード・インダクタおよびノーマルモード・インダクタの集積を実現することができる。フレキシブル基板はプリント基板の一種であり、柔軟性に優れ、折り曲げたり巻いたりできるという特徴を有するため、コア脚への巻きつけが容易に行える。本発明のインダクタ／キャパシタ集積構造は、ＥＭＩフィルタの設置面積を削減することができ、またＥＭＩフィルタの体積をさらに小さくし、それにより電力変換装置の出力密度を向上させるのに役立つ。
【００３１】
以下、本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の他の例について説明する。
図５に、他の例（その１）のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造例を示す。
【００３２】
図６に、他の例（その２）のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造例を示す。
図１〜図４で説明した一例では、図４に示すＥＭＩフィルタ回路に対して、図上点線で示す部分を図１に示すインダクタ／キャパシタ集積部によって実現するものであったが、この例に限るものではない。例えば、図４に示すＥＭＩフィルタ回路の構成のうち、コモンモード・インダクタ１４，１５及びノーマルモード・キャパシタ２１の部分を、インダクタ／キャパシタ集積部によって実現するものであってもよく、その一例を図５に示している。
【００３３】
尚、図５において、図１に示す構造における構成要素と略同一であってもよい構成要素については、同一符号を付してある。
図５に示す本発明の他の例（その１）におけるインダクタ／キャパシタ集積部の構造、すなわちフレキシブル基板により実現されるＥＭＩフィルタ内のコモンモードインダクタ／ノーマルモードキャパシタ集積構造は、（図１と同様）第１のコア１と第２のコア２とから成る３コア脚閉磁路を備える。尚、本図の示す実例においては、第１のコア１と第２のコア２はいずれもＥ字形状をなすが、この例に限らず、例えば両者のうちの一方がＥ字形状をなし、他方がＩ字形状をなして、両者により３コア脚閉磁路を構成するようにしてもよい。
【００３４】
そして、図１と同様に、第１のコア１と第２のコア２とによって、図示のセンターコア脚３１及び２つのサイドコア脚３２，３３が形成される。但し、本例では基本的に、センターコア脚３１は空隙３を有していない。
【００３５】
そして、本例では、図５に示すように、センターコア脚３１に筒状の多層並列フレキシブル基板４０が巻装されている。
この筒状の多層並列フレキシブル基板４０は、基本的には上記“筒状両面フレキシブル基板４、５”と略同様の構成であってよいが、後に図７で説明するように第１の銅箔と絶縁媒体層と第２の銅箔を多層に構成してもよいものである。図５に示すインダクタ／キャパシタ集積部を用いたＥＭＩフィルタの回路構成については、後に図１０を参照して説明する。
【００３６】
図６に示す本発明の他の例（その２）におけるインダクタ／キャパシタ集積部の構造、すなわちフレキシブル基板により実現されるＥＭＩフィルタ内のコモンモードインダクタ／ノーマルモードキャパシタ集積構造は、図示のＵ字形状の第１のコア５１と第２のコア５２とから成る２コア脚閉磁路を備える。これら２つのＵ字形状の第１のコア５１と第２のコア５２によって、図示の２つのコア脚５３，５４が形成される。
【００３７】
尚、本図の示す実例においては、第１のコア５１と第２のコア５２はいずれもＵ字形状をなすが、この例に限らず、例えば両者のうちの一方がＵ字形状をなし、他方がＩ字形状をなして、両者により２コア脚閉磁路を構成するようにしてもよい。
【００３８】
そして、本例では、図６に示すように、２つのコア脚５３，５４それぞれに筒状の多層並列フレキシブル基板４０が巻装されている。筒状の多層並列フレキシブル基板４０に関しては、既に図５で述べた通りであり、詳しくは後述する。また、図６に示すインダクタ／キャパシタ集積部を用いたＥＭＩフィルタの回路構成については、後に図１１を参照して説明する。
【００３９】
上記筒状の多層並列フレキシブル基板４０について、以下、図７〜図９を参照して説明する。
図７は、上記（筒状の）多層並列フレキシブル基板４０を構成するシートの断面を示す模式図である。
【００４０】
多層並列フレキシブル基板４０は、２つの絶縁層６１、７３の間に、２Ｎ層の銅箔層と２Ｎ−１層の絶縁媒体層とを交互に積層した構成となっている。ここで、Ｎの値は必要に応じてＮ＝１，２，３、・・・等、正の整数のうちの任意の数としてよいが、図７に示す実例においてはＮ＝３である。これより、図示の例の多層並列フレキシブル基板４０は、２つの絶縁層６１、７３の間に位置する６つの銅箔層６２，６４，６６，６８，７０，７２と５つの絶縁媒体層６３，６５，６７，６９，７１とを交互に積層した構成となっており、これをコア脚に巻回してなるものを上記の通り“筒状の”と呼ぶものである。ここで、絶縁媒体層６３，６５，６７，６９，７１は、フレキシブルなキャパシタ媒体材料であり、例えば有機薄膜キャパシタ媒体材料を使用する。
【００４１】
そして、全ての奇数層の銅箔の先端同士および末端同士ならびに全ての偶数層の銅箔の先端同士および末端同士がそれぞれ短絡されている。このように短絡されたうえで、外部回路と接続するためのはんだパッドがそれぞれはんだ付けされている。
【００４２】
すなわち、各銅箔層の両端に関して、仮に、図７における図上左側を先端、図上右側を末端と言うものとするならば、まず、奇数層の銅箔層６２，６６，７０の先端同士は図示の短絡線８１により短絡され且つはんだパッドａに接続されている。偶数層の銅箔層６４，６８，７２の先端同士は図示の短絡線８２により短絡され且つはんだパッドｂに接続されている。末端に関しても同様にして、奇数層の銅箔層６２，６６，７０の末端同士は図示の短絡線８３により短絡され且つはんだパッドｃに接続されており、偶数層の銅箔層６４，６８，７２の末端同士は図示の短絡線８４により短絡され且つはんだパッドｄに接続されている。
【００４３】
上記構成の多層並列フレキシブル基板４０を用いたインダクタ／キャパシタ集積部によりＥＭＩフィルタを構成する場合の上記はんだパッドａ，ｂ，ｃ，ｄの接続先は、図１０、図１１において示してあり、後に説明する。
【００４４】
図８は、Ｎ＝１である多層並列フレキシブル基板４０のシートの断面図である。
図示のシートは、絶縁層６１と銅箔層６２（奇数層）と絶縁媒体層６３と銅箔層６４（偶数層）と絶縁層７３とを順に積層してなる構成となっている。このシートを巻き回してなる筒状の多層並列フレキシブル基板４０は、図９に示す通りである。図９において、銅箔層６２の先端８６および末端８８ならびに銅箔層６４の先端８５および末端８７には、外部回路と接続するためのはんだパッドがそれぞれはんだ付けされている。これは、上記はんだパッドａ、ｂ、ｃ、ｄがはんだ付けされていると考えてよい。つまり、Ｎ＝１の場合には、短絡する必要なくはんだパッドがはんだ付けされることになる。
【００４５】
実際の応用においては、筒状の多層並列フレキシブル基板４０は、必要に応じて１回り巻くかまたは同心状に１回り以上巻いてもよい。
図８に示す通り、Ｎ＝１の場合には、図２に示す構成と同じとなる。奇数層の銅箔層６２は上記第１の銅箔７に相当し、偶数層の銅箔層６４は上記第２の銅箔９に相当するものとなる。これより、両面フレキシブル基板４、５は、多層並列フレキシブル基板４０の一例（Ｎ＝１の場合）と見做すこともできる。逆にいえば、多層並列フレキシブル基板４０は、両面フレキシブル基板４，５を多層化した構成ということもできる。上記図５や図６に示す構成は、両面フレキシブル基板を用いて実現することもできることになる。
【００４６】
本例では、図５〜図７に示す構成とすることで、まず、筒状の多層並列フレキシブル基板４０の全ての奇数層の銅箔と全ての偶数層の銅箔とが、その間に配置された絶縁媒体層の形成する電界により結合してＥＭＩフィルタにおけるノーマルモード・キャパシタを構成する。また、全ての奇数層の銅箔と全ての偶数層の銅箔とが、閉磁路により互いに磁気結合してＥＭＩフィルタにおけるコモンモード・インダクタを構成する。筒状の多層並列フレキシブル基板４０を用いることによって、ノーマルモードキャパシタンスの集積を増大させることができ、コイルの長さを長くすることなく、より大きなノーマルモードキャパシタを実現することが可能となる。
【００４７】
図１０は、ＥＭＩフィルタの原理図であり、図上点線で囲まれた部分は、図５に示したコモンモードインダクタ／ノーマルモードキャパシタ集積構造の等価回路図である。尚、図示のＥＭＩフィルタの回路構成自体は、図４に示すものと略同様であり、同一符号を付してある。但し、フレキシブル基板を用いた集積構造によって実現される部分は、点線で示す通り、図４とは異なる。
【００４８】
当該他の例（その１）では、図５に示す集積構造により、図１０で点線で示す通り、２つのコモンモード・インダクタ１４，１５と１つのノーマルモード・キャパシタ２１とを形成する。本集積構造を用いることにより実現されるコモンモード・インダクタ１４，１５及びノーマルモード・キャパシタ２１は、外部に付設された個別のコモンモード・キャパシタ１８，１９、ノーマルモード・インダクタ１６，１７、およびもう１つのノーマルモード・キャパシタ２２とともに１つの完全なＥＭＩフィルタを構成する。
【００４９】
図中の符号２０は上記の通りＧＮＤへの接続点であり、符号９１，９２，９３，９４は、外部回路と接続するためのはんだパッドである。また、図中の符号ａ，ｂ，ｃ，ｄは、上記の通り、図７に示した各はんだパッドａ、ｂ、ｃ、ｄの接続先を示すものである。すなわち、はんだパッドａ、ｂは上記はんだパッド９１，９２となり、はんだパッドｃ、ｄは、それぞれ図示の通り、ノーマルモード・インダクタ１６，１７に接続される。
【００５０】
図１１は、ＥＭＩフィルタの原理図であり、図上点線で囲まれた部分は、図６に示したコモンモードインダクタ／ノーマルモードキャパシタ集積構造の等価回路図である。尚、図１１において図１０等に示す回路構成の各構成要素と略同一の構成要素に対しては同一符号を付してある。また、図示のＥＭＩフィルタの回路構成は、図１０に示す構成に対して、図上点線で囲んだ部分が、２つ設けられた構成となっている。これより、この部分に関しても図１０等と略同一の符号を付すが、２つを区別する為に図示の通り、一方はコモンモード・インダクタ１４ａ，１５ａ及びノーマルモード・キャパシタ２１ａと記し、他方はコモンモード・インダクタ１４ｂ，１５ｂ及びノーマルモード・キャパシタ２１ｂと記すものとする。
【００５１】
図６に示した構造では、各コア脚５３，５４それぞれに巻装された各筒状多層並列フレキシブル基板４０によって、図１１に示す２つの点線部分のうち一方の構成が形成される。すなわち、一方の筒状多層並列フレキシブル基板４０によって２つのコモンモード・インダクタ１４ａ，１５ａ及び１つのノーマルモード・キャパシタ２１ａが形成され、他方の筒状多層並列フレキシブル基板４０によって２つのコモンモード・インダクタ１４ｂ，１５ｂ及び１つのノーマルモード・キャパシタ２１ｂが形成される。
【００５２】
本集積構造を用いることにより実現されるコモンモード・インダクタ１４ａ，１５ａ、１４ｂ，１５ｂ、およびノーマルモード・キャパシタ２１ａ、２１ｂは、外部に付設された個別のコモンモード・キャパシタ１８，１９、およびノーマルモード・インダクタ１６，１７とともに１つの完全なＥＭＩフィルタを構成する。
【００５３】
図中の符号２０は上記の通りＧＮＤへの接続点であり、符号９５，９６，９７，９８は、外部回路と接続するためのはんだパッドである。また、図中の符号ａ，ｂ，ｃ，ｄは、上記の通り、図７に示した各はんだパッドａ、ｂ、ｃ、ｄの接続先を示すものである。すなわち、一方の筒状多層並列フレキシブル基板４０に関しては、はんだパッドａ、ｂは上記はんだパッド９５，９６となり、はんだパッドｃ、ｄは、それぞれ図示の通り、ノーマルモード・インダクタ１６，１７に接続される。また、他方の筒状多層並列フレキシブル基板４０に関しては、はんだパッドａはコモンモード・キャパシタ１８等に接続され、はんだパッドｂはコモンモード・キャパシタ１９等に接続され、はんだパッドｃ、ｄは、それぞれ図示の通り、ノーマルモード・インダクタ１６，１７に接続される。
【００５４】
既に述べたように、上記非特許文献１〜３に開示されている従来技術では、何れも、プレーナーコア（平たい平面状のコア）と形状が固定されたプリント基板を用いて、ＥＭＩフィルタのコンデンサやコイルを集積化している。つまり、これら従来技術のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造は、２次元的に平面形状の構造であると言える。
【００５５】
これに対して、上記本例によるＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造では、フレキシブルな基板を用いて巻線を構成し３次元的な立体状のコアに巻くことによってコンデンサやコイルを集積している。よって、ＥＭＩフィルタを、平面状ではなく立体的な形状にすることができるので、設置面積を削減することができ、更に損失や体積の軽減および大電力化も可能にする。
【００５６】
上記の通り、本例によるＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造では、第１のコアと第２のコアとから形成される閉磁路を備え、閉磁路のコア脚には、筒状の多層並列フレキシブル基板（両面フレキシブル基板を含む）が巻装されている。この閉磁路は、上記の通り、３コア脚閉磁路であってもよく、２コア脚閉磁路であってもよい。また、３コア脚閉磁路の場合において、多層並列フレキシブル基板は、センターコア脚に巻装する構成であっても、２つのサイドコア脚それぞれに巻装する構成であってもよい。また、３コア脚閉磁路は、何れもＥ字形状をなす２つのコアから成るか、またはＥ字形状を成す１つのコアとＩ字形状を成すもう１つのコアとから成る。また、２コア脚閉磁路は、何れもＵ字形状をなす２つのコアから成るか、またはＵ字形状を成す１つのコアとＩ字形状を成すもう１つのコアとから成る。また、本例のフレキシブル基板は、基本的には２つの銅箔層とこれらの間に存在する絶縁媒体層から成るが、これらをまとめて１つの層として多層の構成（多層並列フレキシブル基板）としてもよい。筒状の多層並列フレキシブル基板によって、ノーマルモードキャパシタンスの集積を増大させることができ、コイルの長さを長くすることなく、より大きなノーマルモードキャパシタを実現することが可能となる。
【００５７】
本例によるＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部では、フレキシブル基板を用いることにより、ＥＭＩフィルタ内のインダクタ、キャパシタの集積の実現を可能にしている。例えば図１、図４等に示す例では、コモンモード・インダクタとノーマルモード・インダクタとコモンモード・キャパシタの集積の実現を可能にしている。また、図５と図１０あるいは図６と図１１に示す例では、コモンモード・インダクタとノーマルモード・キャパシタの集積の実現を可能にしている。
【００５８】
フレキシブル基板は、柔軟性に優れ、折り曲げたり巻いたりできるため、容易にコア脚に巻きつけることができ、インダクタおよびキャパシタの集積を実現でき、また、筒状の多層並列フレキシブル基板によって、ノーマルモードキャパシタンスの集積を増大させることができる。
【００５９】
本例によるＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部によれば、ＥＭＩフィルタの体積、面積を更に小さくし、それにより電力変換装置の出力密度を向上させるのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本例のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の具体的な構造を示す模式図である。
【図２】両面フレキシブル基板を構成するシート材の断面図である。
【図３Ａ】筒状両面フレキシブル基板の平面図（その1）である。
【図３Ｂ】筒状両面フレキシブル基板の平面図（その２）である。
【図３Ｃ】筒状両面フレキシブル基板の平面図（その３）である。
【図３Ｄ】筒状両面フレキシブル基板の平面図（その４）である。
【図４】図１の集積構造により実現されるＥＭＩフィルタの原理図（等価回路図）である。
【図５】他の例（その１）のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造例である。
【図６】他の例（その２）のＥＭＩフィルタ内のインダクタ／キャパシタ集積部の構造例である。
【図７】筒状の多層並列フレキシブル基板を構成するシートの断面を示す模式図である。
【図８】Ｎ＝１である多層並列フレキシブル基板のシートの断面図である。
【図９】図８のシートを巻き回してなる筒状の多層並列フレキシブル基板を示す図である。
【図１０】図５の集積構造により実現されるＥＭＩフィルタの原理図（等価回路図）である。
【図１１】図６の集積構造により実現されるＥＭＩフィルタの原理図（等価回路図）である。
【符号の説明】
【００６１】
１  第１のコア
２  第２のコア
３  空隙
４，５  筒状両面フレキシブル基板
６  第１の絶縁層
７  第１の銅箔
８  絶縁媒体層
９  第２の銅箔
１０  第２の絶縁層
１１  先端
１２  末端
１３  末端
１４、１５  コモンモード・インダクタ
１６，１７  ノーマルモード・インダクタ
１８，１９  コモンモード・キャパシタ
２１，２２  ノーマルモード・キャパシタ
２４、２５  はんだパッド
３１  センターコア脚
３２，３３  サイドコア脚
４０  （筒状の）多層並列フレキシブル基板
５１  第１のコア
５２  第２のコア
５３，５４  コア脚
６３，６５，６７，６９，７１  絶縁媒体層
６２，６６，７０  （奇数層の）銅箔層
６４，６８，７２  （偶数層の）銅箔層
６１、７３  絶縁層
８１，８２，８３，８４  短絡線
８５，８６  先端
８７，８８  末端
９１~９８  はんだパッド
【図１】
2009117807.tif 000003
【図４】
2009117807.tif 000004
【図５】
2009117807.tif 000005
【図６】
2009117807.tif 000006
【図７】
2009117807.tif 000007
【図８】
2009117807.tif 000008
【図９】
2009117807.tif 000009
【図１０】
2009117807.tif 000010
【図１１】
2009117807.tif 000011
【図２】
2009117807.tif 000012
【図３Ａ】
2009117807.tif 000013
【図３Ｂ】
2009117807.tif 000014
【図３Ｃ】
2009117807.tif 000015
【図３Ｄ】
2009117807.tif 000016