(57)【要約】【課題】  ３個以上のコイルを相互に結合させると共に、これらのコモンモードインピーダンスのばらつきを抑制する。【解決手段】  コモンモードチョークコイルアレイ１は、四角柱形状をなす柱状絶縁体２と、柱状絶縁体２の内部に設けられコイルパターン３〜６と、柱状絶縁体２の端面２Ｅ，２Ｆに設けられコイルパターン３〜６に接続された外部端子電極８〜１５によって構成する。このとき、コイルパターン３〜６は、柱状絶縁体２の各側面２Ａ〜２Ｄと対向すると共に、柱状絶縁体２の中心軸Ｏ−Ｏを取囲んで周方向に等間隔に配置される。これにより、コイルパターン３〜６が相互に結合可能となると共に、コイルパターン３〜６間の結合が他のコイルパターン３〜６によって阻害されることがなくなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる形状に形成された柱状絶縁体と、該柱状絶縁体に埋設され該柱状絶縁体の中心軸を取囲んで周方向に等間隔に配置された３個以上のコイルパターンと、前記柱状絶縁体の軸方向の端面に設けられ該各コイルパターンの両端側に接続された外部端子電極とによって構成してなるコモンモードチョークコイルアレイ。
【請求項２】
前記柱状絶縁体は、横断面が多角形となった多角柱形状に形成し、
前記各コイルパターンは、該多角柱形状をなす柱状絶縁体の各側面と対向した位置に配置する構成としてなる請求項１に記載のコモンモードチョークコイルアレイ。
【請求項３】
前記柱状絶縁体には、その外周面を取囲んで周方向に延び、前記各コイルパターンを覆ってグランドに接続されるグランド電極を設ける構成としてなる請求項１または２に記載のコモンモードチョークコイルアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３個以上のコイルパターンを備えたコモンモードチョークコイルアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によるコモンモードチョークコイルアレイとして、例えば複数の絶縁層からなる積層体中に３個の螺旋状コイルを積み重ねたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、他の従来技術によるコモンモードチョークコイルアレイとして、一対のコイルが積層された第１のコモンモードチョークコイルと、該第１のコモンモードチョークコイルに対して厚さ方向に積み重ねて設けられ一対のコイルが絶縁層を挟んで積層された第２のコモンモードチョークコイルとを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
このような従来技術では、一対のコイルに互いに同じ方向の信号が伝搬するコモンモードに対して、インピーダンス（コモンモードインピーダンス）が高くなる。これに対し、一対のコイルに互いに逆方向の信号が伝搬するノーマルモードに対して、インピーダンス（ノーマルモードインピーダンス）が低くなる。これにより、コモンモードチョークコイルアレイは、ノーマルモードの信号を通過させるのに対し、コモンモードのノイズを除去する構成となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７７７２７号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子機器は一般的に複数の基板を用いて構成され、これら複数の基板間はケーブルを用いて接続されている。このとき、任意の基板上の集積回路（ＩＣ）で発生したノイズがケーブルを伝導し、ノイズ電流の還流経路が大きなループを形成することがある。この場合、放射ノイズのレベルが大きくなるから、ケーブルが接続されるコネクタ等の直近には複数の基板間でノイズが伝導しないようにするために、フィルタが実装されている。
【０００６】
ここで、発生したノイズがノーマルモードである場合には、フェライトビーズやＬＣフィルタを各ラインに実装することによって、ノイズの伝導を遮断することができる。しかし、発生したノイズがコモンモードである場合には、どのライン間にコモンモードノイズが伝導しているのか調べるのが困難であり、コモンモードチョークコイルを有効に使用することが難しい。このため、複数のラインでそれぞれにコモンモードインピーダンスを持ち、ライン間のコモンモードインピーダンスのばらつきが小さいコモンモードチョークコイルアレイが必要である。
【０００７】
これに対し、特許文献１に記載されたコモンモードチョークコイルアレイでは、３個のコイル全てが結合するため、どのラインにコモンモードノイズが発生してもコモンモード減衰量を得ることができる。しかし、３個のコイルが積み重なった構造となっているから、例えば厚さ方向で隣合う一対のコイルと、離れた一対のコイルとではコモンモードインピーダンスのばらつきが大きいのに加え、特性インピーダンスをラインに整合させることが難しいという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたコモンモードチョークコイルアレイでは、第１，第２のコモンモードチョークコイルにそれぞれ接続されたライン間では、一対のコイルが結合しているから、コモンモード減衰量が得られる。しかし、第１，第２のコモンモードチョークコイルの間では、コイルが結合していないから、コモンモード減衰量が得られないという問題がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、３個以上のコイルを相互に結合させると共に、これらのコモンモードインピーダンスのばらつきを抑制することができるコモンモードチョークコイルアレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明によるコモンモードチョークコイルアレイは、軸方向に延びる形状に形成された柱状絶縁体と、該柱状絶縁体に埋設され該柱状絶縁体の中心軸を取囲んで周方向に等間隔に配置された３個以上のコイルパターンと、前記柱状絶縁体の軸方向の端面に設けられ該各コイルパターンの両端側に接続された外部端子電極とによって構成している。
【００１１】
請求項２の発明では、前記柱状絶縁体は、横断面が多角形となった多角柱形状に形成し、前記各コイルパターンは、該多角柱形状をなす柱状絶縁体の各側面と対向した位置に配置する構成としている。
【００１２】
請求項３の発明では、前記柱状絶縁体には、その外周面を取囲んで周方向に延び、前記各コイルパターンを覆ってグランドに接続されるグランド電極を設ける構成としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、３個以上のコイルパターンは柱状絶縁体の中心軸を取囲んで周方向に等間隔に配置されている。このため、３個以上のコイルパターンを相互に結合させることができる。ここで、従来技術のように複数のコイルを積み重ねた場合には、厚さ方向の両端側に配置されたコイル同士は、中間のコイルに阻害されて結合が弱くなる。これに対し、本発明では、３個以上のコイルパターンは柱状絶縁体の中心軸を取囲んで周方向に等間隔に配置したから、２個のコイルパターンの間に他のコイルパターンが配置されることがない。このため、２個のコイルパターン間の結合が他のコイルパターンによって阻害されることがないから、コモンモード減衰量の絶対値に大きな影響を与えることなく、コイルパターン間でコモンモード減衰量のばらつきを小さくすることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、各コイルパターンは多角柱形状をなす柱状絶縁体の各側面と対向した位置に配置したから、隣合う２個のコイルパターンや周方向で離れた２個のコイルパターンでも、柱状絶縁体の内部を介して互いに結合させることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、柱状絶縁体にはその外周面を取囲んでグランド電極を設けている。このとき、各コイルパターンは、柱状絶縁体の中心軸を取囲んで周方向に等間隔に配置されている。このため、各コイルパターンを外周面から同じ深さ寸法となる位置に埋設することによって、各コイルパターンとグランド電極との間隔寸法を全て同じ値に設定することができ、各コイルパターンの特性インピーダンスを全て同じ値に設定することができる。また、コイルパターンが均等に結合するように配置されているから、コイルパターン間の特性インピーダンスを容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１ないし図３は第１の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイ１を示している。そして、コモンモードチョークコイルアレイ１は、後述する柱状絶縁体２、コイルパターン３〜６および外部端子電極８〜１５によって構成されている。
【００１８】
柱状絶縁体２は、絶縁材料として、例えばフェライト等の磁性体材料、または磁性体粉末を混入した樹脂材料等を用いて形成されている。また、柱状絶縁体２は、例えばＸＺ平面に対応した横断面が四角形となった四角柱形状に形成され、Ｙ軸方向に平行な中心軸Ｏ−Ｏに沿って延びている。このため、柱状絶縁体２は、中心軸Ｏ−Ｏを取囲む４つの側面２Ａ〜２Ｄと、Ｙ軸方向の両端側にそれぞれ設けられた端面２Ｅ，２Ｆとを備えている。ここで、柱状絶縁体２の横断面は、例えば正方形状に形成され、中心軸Ｏ−Ｏと各側面２Ａ〜２Ｄとの間の距離が互いに等しくなっている。
【００１９】
第１のコイルパターン３は、例えば四角形の渦巻状に形成され、柱状絶縁体２の側面２Ａと対向した位置に配置されている。また、コイルパターン３は、導電性に優れた材料として例えばＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属、またはこれらの合金等を用いて形成されている。さらに、コイルパターン３は、柱状絶縁体２のうち側面２Ａから深さ寸法ｄ1となる位置に埋設されている。そして、コイルパターン３の一端側は、前側の端面２Ｅの近くに配置され、電極部３Ａとなって後述の外部端子電極８に接続されている。
【００２０】
一方、コイルパターン３の他端側は、渦巻きの中心付近に位置して引出し電極３Ｂに接続されている。このとき、引出し電極３Ｂは、軸方向に向けて延びると共に、その先端側が後側の端面２Ｆの近くに配置されて電極部３Ｃとなっている。これにより、コイルパターン３の他端側は、引出し電極３Ｂを介して後述の外部端子電極１２に接続されている。
【００２１】
第２〜第４のコイルパターン４〜６も、第１のコイルパターン３とほぼ同様に、導電性材料を用いて四角形の渦巻状に形成されている。また、コイルパターン４〜６は、柱状絶縁体２の側面２Ｂ〜２Ｄと対向した位置に配置されると共に、柱状絶縁体２のうち側面２Ｂ〜２Ｄから深さ寸法ｄ2〜ｄ4となる位置にそれぞれ埋設されている。このとき、第２，第３のコイルパターン４，５は、Ｘ軸方向に対して第１，第４のコイルパターン３，６の間に位置している。また、第２，第３のコイルパターン４，５はＺ軸方向に離間して互いに対面し、第１，第４のコイルパターン３，６はＸ軸方向に離間して互いに対面している。
【００２２】
そして、コイルパターン４〜６の一端側は、前側の端面２Ｅの近くに配置されると共に、電極部４Ａ〜６Ａとなって後述の外部端子電極９〜１１に接続されている。一方、コイルパターン４〜６の他端側は、引出し電極４Ｂ〜６Ｂに接続されると共に、引出し電極４Ｂ〜６Ｂの電極部４Ｃ〜６Ｃを介して後述の外部端子電極１３〜１５に接続されている。なお、引出し電極３Ｂ〜６Ｂとコイルパターン３〜６との間には、これらが短絡するのを防止するために、絶縁層７が設けられている。
【００２３】
ここで、コイルパターン３〜６は、中心軸Ｏ−Ｏを取囲んで周方向に等間隔に配置されている。また、コイルパターン３〜６は、例えば中心軸Ｏ−Ｏからの距離寸法が互いに等しい値に設定されている。
【００２４】
そして、第１のコイルパターン３は、第２〜第４のコイルパターン４〜６のいずれにも磁気的に結合可能となっている。第２〜第４のコイルパターン４〜６も、第１のコイルパターン３と同様に他のいずれのコイルパターン３〜６にも磁気的に結合可能となっている。そして、コイルパターン３〜６は、他のコイルパターン３〜６との間で、ノーマルモードのインピーダンスが低く、コモンモードのインピーダンスが高くなっている。
【００２５】
入力側の外部端子電極８〜１１は、柱状絶縁体２の前側の端面２Ｅに位置して、左，右方向となるＸ軸方向に一列に並んで設けられている。このとき、外部端子電極８〜１１は、それぞれ電極部３Ａ〜６Ａに電気的に接続されている。
【００２６】
一方、出力側の外部端子電極１２〜１５は、柱状絶縁体２の後側の端面２Ｆに位置して、Ｘ軸方向に一列に並んで設けられている。このとき、入力側の外部端子電極８〜１１と出力側の外部端子電極１２〜１５とは、Ｙ軸方向に対して離間すると共に、互いに対向した位置に配置されている。また、外部端子電極１２〜１５は、それぞれ引出し電極３Ｂ〜６Ｂの電極部３Ｃ〜６Ｃに電気的に接続されている。
【００２７】
そして、外部端子電極８〜１５は、例えばＡｇ，Ｃｕ，ＮｉＣｒまたはＮｉＣｕ等の材料を含む導電性ペーストを塗布したり、これらの材料を蒸着、スパッタリング、無電解めっき等の手段にて形成され、柱状絶縁体２の端面２Ｅ，２Ｆに堅固に密着している。
【００２８】
本実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイ１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００２９】
フラットケーブル等のケーブルが４本のラインを有するときに、コモンモードチョークコイルアレイ１を例えばケーブルの途中に実装する。そして、入力側の外部端子電極８〜１１と出力側の外部端子電極１２〜１５は、各ラインに対応して取付ける。
【００３０】
このとき、各コイルパターン３〜６は、互いに同じ方向の信号が伝搬するコモンモードに対して、インピーダンスが高くなる。これに対し、各コイルパターン３〜６は、互いに逆方向の信号が伝搬するノーマルモードに対して、インピーダンスが低くなる。これにより、各コイルパターン３〜６は、ノーマルモードの信号は伝送するのに対して、いずれのラインにコモンモードのノイズが発生したときでも、このコモンモードノイズを除去することができる。
【００３１】
ここで、図５および図６に示す比較例によるコモンモードチョークコイルアレイ２１のように、例えばコイルパターン２２〜２５を厚さ方向となるＺ軸方向に積み重ねた場合、第１，第２のコイルパターン２２，２３はＺ軸方向に対して隣合う位置に配置されるのに対して、第１，第４のコイルパターン２２，２５は第２，第３のコイルパターン２３，２４を挟んでＺ軸方向に対して離れた位置に配置される。このため、図７に示すように、例えば第１，第２のコイルパターン２２，２３の間のコモンモード減衰量と、第１，第４のコイルパターン２２，２５の間のコモンモード減衰量とでは、最大で５ｄＢ程度のばらつき（減衰量差ΔＬ）が発生する。
【００３２】
これに対し、本実施の形態では、コイルパターン３〜６は、柱状絶縁体２の中心軸Ｏ−Ｏを取囲んで周方向に等間隔に配置したから、各コイルパターン３〜６の間に他のコイルパターン３〜６が配置されることがない。このため、図４に示すように、例えば第１，第２のコイルパターン３，４の間のコモンモード減衰量と、第１，第４のコイルパターン３，６の間のコモンモード減衰量とでも、最大で３ｄＢ程度のばらつき（減衰量差ΔＬ）に抑制することができる。
【００３３】
かくして、本実施の形態では、４個のコイルパターン３〜６は柱状絶縁体２の中心軸Ｏ−Ｏを取囲んで周方向に等間隔に配置したから、これらのコイルパターン３〜６を相互に結合させることができる。また、コイルパターン３〜６の間に他のコイルパターン３〜６が配置されることがない。このため、例えばコイルパターン３，６間の結合が他のコイルパターン４，５によって阻害されることがないから、いずれのコイルパターン３〜６が結合するときでもコモンモードインピーダンスを同程度の値にすることができ、コモンモード減衰量の絶対値に大きな影響を与えることなく、コイルパターン３〜６間でコモンモードインピーダンスのばらつきを小さくすることができる。
【００３４】
また、各コイルパターン３〜６は多角柱形状をなす柱状絶縁体２の各側面２Ａ〜２Ｄと対向した位置に配置したから、隣合う２個のコイルパターン３，４や周方向で離れた２個のコイルパターン３，６でも、柱状絶縁体２の内部を介して互いに結合させることができる。
【００３５】
次に、図８ないし図９は第２の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、柱状絶縁体の外周面にグランド電極を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３６】
第２の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイ３１は、コモンモードチョークコイルアレイ１とほぼ同様に、柱状絶縁体２、コイルパターン３〜６および外部端子電極８〜１５を備えている。
【００３７】
但し、柱状絶縁体２には、その外周面となる側面２Ａ〜２Ｄにグランド電極３２が設けられている点で、第１の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイ１とは異なっている。ここで、グランド電極３２は、例えば外部端子電極８〜１５とほぼ同様に形成され、側面２Ａ〜２Ｄを取囲んで周方向に延びている。このため、グランド電極３２は、角筒形状に形成されている。また、グランド電極３２は、各コイルパターン３〜６を覆うと共に、グランドに接続されるものである。
【００３８】
このとき、コイルパターン３〜６の深さ寸法ｄ1〜ｄ4は全て同じ値に設定されている。このため、コイルパターン３〜６とグランド電極３２との間の間隔寸法（距離寸法）も全て同じ値となっている。
【００３９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、柱状絶縁体２の側面２Ａ〜２Ｄを取囲んでグランド電極３２を設けたから、各コイルパターン３〜６の特性インピーダンスを容易に調整することができる。
【００４０】
例えば従来技術のように、複数のコイルパターンを厚さ方向に積み重ねた場合には、厚さ方向の両端側に位置するコイルパターンはグランド電極に近い位置に配置されるのに対し、厚さ方向の中間に位置するコイルパターンはグランド電極から遠い位置に配置される。このため、従来技術では、各コイルパターンとグランド電極との距離寸法が相互に異なり、特性インピーダンスの調整が難しかった。
【００４１】
これに対し、本実施の形態では、柱状絶縁体２の側面２Ａ〜２Ｄを取囲んでグランド電極３２を設けたから、各コイルパターン３〜６とグランド電極３２との間隔寸法（深さ寸法ｄ1〜ｄ4）を全て同じ値に設定することができ、各コイルパターン３〜６の特性インピーダンスを全て同じ値に設定することができる。また、コイルパターン３〜６が均等に結合するように配置されているから、例えば各コイルパターン３〜６とグランド電極３２との間隔寸法やグランド電極３２の面積を調整することによって、コイルパターン３〜６間の特性インピーダンスを容易に調整することができる。
【００４２】
なお、前記各実施の形態では、柱状絶縁体２を四角柱形状に形成すると共に、該柱状絶縁体２には各側面２Ａ〜２Ｄに対向した位置に４個のコイルパターン３〜６を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば柱状絶縁体を三角柱形状に形成し、該柱状絶縁体には各側面に対向した位置に３個のコイルパターンを設ける構成としてもよい。また、柱状絶縁体は五角形以上の多角形柱形状に形成すると共に、該柱状絶縁体に５個以上のコイルパターンを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイを示す斜視図である。
【図２】図１中のコイルパターンを柱状絶縁体を透視した状態で示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイを図１中の矢示III−III方向からみた説明図である。
【図４】第１の実施の形態による各コイルパターン間のコモンモード減衰量の周波数特性を示す特性線図である。
【図５】比較例によるコモンモードチョークコイルアレイを示す図２と同様の斜視図である。
【図６】比較例によるコモンモードチョークコイルアレイを図３と同様位置からみた説明図である。
【図７】比較例による各コイルパターン間のコモンモード減衰量の周波数特性を示す特性線図である。
【図８】第２の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイを示す斜視図である。
【図９】第２の実施の形態によるコモンモードチョークコイルアレイを図８中の矢示IX−IX方向からみた説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，３１  コモンモードチョークコイルアレイ
２  柱状絶縁体
２Ａ〜２Ｄ  側面
２Ｅ，２Ｆ  端面
３〜６  コイルパターン
８〜１５  外部端子電極
３２  グランド電極
【図１】
2010118386.tif 000003
【図２】
2010118386.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010118386.tif 000008
【図７】
2010118386.tif 000009
【図８】
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【図９】
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