(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両方の端部にそれぞれ一対の電極が形成された磁性体コアと、
直線状に配列分離した同一巻線数の一対の線輪と、
を備え、
前記一対の線輪のうちの一方の線輪は前記磁性体コアの一方端部側に巻線され、前記一対の線輪のうちの他方の線輪は前記磁性体コアの他方端部側に巻線され、
前記一方の線輪の両端は、前記磁性体コアの端部に形成された任意の２つの電極に接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの端部に形成された残りの２つの電極に接続され、前記一方の線輪と前記他方の線輪はそれぞれ、ディファレンシャル電流が流れた場合に前記磁性体コアの中にできる磁束が互いに逆向きとなる方向に巻線され、
前記一対の線輪が互いに近接する側の端部において、前記一対の線輪からそれぞれ引き出された巻き線が互いに寄り合わされたコモンモードチョークコイル。
【請求項２】
請求項１に記載のコモンモードチョークコイルであって、
前記一方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記一方端部に形成された前記一対の電極のそれぞれに接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記他方端部に形成された前記一対の電極のそれぞれに接続されているコモンモードチョークコイル。
【請求項３】
請求項１に記載のコモンモードチョークコイルであって、
前記一方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記一方端部に形成された前記一対の電極の１つと前記磁性体コアの前記他方端部に形成された前記一対の電極の１つとのそれぞれに接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記一方端部に形成された前記一対の電極のうちの残る電極と前記磁性体コアの前記他方端部に形成された前記一対の電極のうちの残る電極とのそれぞれに接続されているコモンモードチョークコイル。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルであって、
前記磁性体コアの前記両方の端部が鍔状になったＩ字形状をしているコモンモードチョークコイル。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルであって、
前記磁性体コアの前記両方の端部を磁性体のバーコアで磁気的に短絡し閉磁路を形成したコモンモードチョークコイル。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルであって、
前記磁性体コアの略中央部において前記一対の線輪の近接する巻き線を交差させ、前記巻き線の一部の位置を互いに入れ替えたコモンモードチョークコイル。
【請求項７】
両方の端部にそれぞれ一対の電極が形成された磁性体コアと、直線状に配列分離した同一巻線数の一対の線輪とを備え、前記一対の線輪のうちの一方の線輪は前記磁性体コアの一方端部側に巻線され、前記一対の線輪のうちの他方の線輪は前記磁性体コアの他方端部側に巻線され、前記一方の線輪の両端は、前記磁性体コアの端部に形成された任意の２つの電極に接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの端部に形成された残りの２つの電極に接続され、前記一方の線輪と前記他方の線輪はそれぞれ、ディファレンシャル電流が流れた場合に前記磁性体コアの中にできる磁束が互いに逆向きとなる方向に巻線され、前記一対の線輪が互いに近接する側の端部において、前記一対の線輪からそれぞれ引き出された巻き線が互いに寄り合わされたコモンモードチョークコイルの調整方法であって、
前記磁性体コアの略中央部において前記一対の線輪の近接する巻き線を交差させ、前記巻き線の一部の位置を互いに入れ替える工程と、
前記巻線の一部の入れ替えた量を調整して、前記コモンモードチョークコイルと前記コモンモードチョークコイルに接続する回路とのインピーダンスマッチングを行う工程と、
を有する調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ノイズの対策などに使われる電子部品であるコモンモードチョークコイルの技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器や情報機器では信号が高速化、ブロードバンド化しつつあり、ノイズ対策が難しく、かつ重要になってきている。これらの機器ではノイズ対策にコモンモードチョークコイルが広く使われるようになってきている。通常のシングルエンドドライブのデジタル信号は、ノイズを放射しやすく、また、外来ノイズの影響も受けやすい。これに対し、差動伝送は、互いに正反対極性の信号波形が両ラインに伝送される方式で、ノイズに強い特性を有している。高速デジタル機器においては、代表的なインターフェースであるUSB、LAN、LVDSなどにおいて、差動信号伝送も広く使われるようになってきている。
【０００３】
しかし、この差動信号伝送でも、伝送信号の処理回路や伝送路で両ラインの信号に位相差やレベル差などが生じるとノイズ放射の原因になるコモンモードノイズが発生する。また差動信号回路周辺のインピーダンスのバランスが崩れると、放射ノイズ等の外来ノイズの影響を受ける。
【０００４】
こうした差動伝送のノイズ対策にも、コモンモードチョークコイルがよく使われるようになったが、現状のコモンモードチョークコイルでは使用上、問題がある。
【０００５】
一般的によく使われるコモンモードチョークコイルの代表的な構造が例えば特許文献１に示されている。特許文献１に示される構造を図１に示す。なお、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は裏面図である。図１に示すコモンモードチョークコイル１０の構造においては、１つの磁性体コア１１にワイヤー１３、１６が交互に整列して巻回されて構成されている。
【０００６】
こうしたタイプのコモンモードチョークコイル１０では、信号伝送ラインにつながる２つのワイヤー１３、１６が同一の磁性体コア１１に交互に巻かれ、ワイヤー１３、１６により形成される両線輪は隣接している。このためワイヤー１３、１６の線輪の間、あるいは線輪から磁性体コア１１を経由して、ワイヤー１３と１６との線輪間に多くの電気力線が発生し、両ラインの線輪間には大きな浮遊容量が発生する。浮遊容量があると伝送する差動伝送信号の波形が歪む。特に、使われる差動信号が高速になり伝送信号の周波数が上がると、小さな浮遊容量でも影響が大きくなり、伝送する差動信号波形が大きく歪み、実用上使えなくなるという問題がある。この図１に示すような代表的な従来のコモンモードチョークコイル１０では、線輪の巻き数を増やすと、巻き数に比例して浮遊容量も大きくなる。したがって、特許文献１に記載の技術では、必要なノイズ対策効果のあるコモンモードインピーダンスを有するコモンモードチョークコイルが使えていない。
【０００７】
こうした問題を解決するため、浮遊容量の小さいコモンモードチョークコイルが、例えば特許文献２、特許文献３、および、特許文献４において提案されている。
【０００８】
特許文献２ではトロイダルコアに２つの線輪を巻いた構造のコモンモードチョークコイルが示されている。特許文献２に示される構造を図２に示す。しかし、図２に示すコモンモードチョークコイル２０の構造では、コア２１に囲まれた空間に線輪（ワイヤー２３，２６）を巻かなければならず高速の巻き線機が無く、量産に向かず、また、面実装用の電極を設けにくいという欠点がある。
【０００９】
特許文献３に示されている構造を図３に示す。図３に示すコモンモードチョークコイル３０の構造は、ボビン３４，３５に巻かれた２個の線輪（ワイヤー３３，３６）に、コの字状の２個の磁性体コア３１，３２を両側から挿入したものである。この構造においては、コモンモードチョークコイル３０自体の形状が大きくなり、コストも高くなるという欠点がある。
【００１０】
特許文献４において提案されている構造を図４に示す。なお、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は裏面図である。図４に示すコモンモードチョークコイル４０は、両ラインの線輪（ワイヤー４３，４６）を２個の磁性体コア４１，４２に分け、２個の線輪の距離を離すことにより、両ライン間に発生する浮遊容量を小さくするものである。電磁気的に対称な一対の磁性体コア４１，４２に巻き線の方向が逆になるように巻いた２個の線輪をつくり、その２個の線輪を電磁気的に結合した構成とすることで、両ライン間に発生する浮遊容量を小さくすることができる。
【００１１】
図５は、従来のコモンモードチョークコイル２０の原理を説明する図である。図５は、コモンモードチョークコイル２０における電流と磁性体コア２１内の磁束の関係を例示する。図５（ａ）はコモンモード電流と磁束を示しており、図５（ｂ）はディファレンシャル電流と磁束を示す。
【００１２】
信号伝送ラインでノイズ対策に使われるコモンモードチョークコイルでは、ライン間に浮遊容量があると伝送インピーダンスが下がる。またディファレンシャル電流で発生するインダクタンスがあると伝送インピーダンスが高くなり、伝送波形が歪むという問題もある。そのため信号伝送のノイズ対策部品には、伝送線路間の浮遊容量が小さく、ディファレンシャル電流で発生するインダクタンスが小さいコモンモードチョークコイルが必要である。
理想的なコモンモードチョークコイルでは、例えば、図５に示すようにコモンモード電流で発生する磁束は足し合わさり、コモンモードのインダクタンスは拡大する。一方で、ディファレンシャル電流で発生する磁束は消し合わさり、ディファレンシャルのインダクタンスは発生しない。したがって、ディファレンシャルの信号を減衰あるいは歪ませることなく、コモンモードのノイズを減衰させる機能がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２４６２４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１９８２３６号公報
【特許文献３】特開２００４−２１４３３４号公報
【特許文献４】特開２０１０−１５３６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図６は、従来のコモンモードチョークコイル２０におけるコイル周囲空間の磁束の関係を示す図である。図６（ａ）はコモンモード電流と磁束を、図６（ｂ）はディファレンシャル電流と磁束を示す。
【００１５】
図２、図３、および図４に示されるコモンモードチョークコイルにおいても、磁性体コアの中で発生するディファレンシャル電流で発生する磁束は消し合わさり、ディファレンシャルの信号電流に影響を与えるディファレンシャルのインダクタンスは発生しない。しかし、図２、図３および図４に示される構造のコモンモードチョークコイルのいずれにおいても、図６に例を示すように、線輪の周囲の空間に発生する磁束が両線輪のディファレンシャル電流で足し合わさる方向に発生し、ディファレンシャルの信号電流に影響を与えるディファレンシャルのインダクタンスが増大し、ディファレンシャルの信号電流に障害を与えるという問題がある。
【００１６】
信号伝送の高速化が進んでおり、差動伝送ラインのノイズ対策などに使うコモンモードチョークコイルは、両伝送ライン間の浮遊容量が小さく、かつディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスの発生が小さい、信号波形を歪ませないコモンモードチョークコイルが必要である。ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスの発生の抑制は磁性体コア内だけでなく線輪周囲の空間でもディファレンシャル電流で発生する磁束が消しあい、ディファレンシャルインダクタンスの発生を抑制できる構造が必要である。
【００１７】
本発明は、高速の信号でも波形を歪ませずに差動信号ラインのノイズ対策ができる、両ラインの間の浮遊容量が小さく、かつディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスも小さく、コントロールもできるコモンモードチョークコイルを提供することを主要な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１ないし６の発明は、両方の端部にそれぞれ一対の電極が形成された磁性体コアと、直線状に配列分離した同一巻線数の一対の線輪とを備え、前記一対の線輪のうちの一方の線輪は前記磁性体コアの一方端部側に巻線され、前記一対の線輪のうちの他方の線輪は前記磁性体コアの他方端部側に巻線され、前記一方の線輪の両端は、前記磁性体コアの端部に形成された任意の２つの電極に接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの端部に形成された残りの２つの電極に接続され、前記一方の線輪と前記他方の線輪はそれぞれ、ディファレンシャル電流が流れた場合に前記磁性体コアの中にできる磁束が互いに逆向きとなる方向に巻線されたコモンモードチョークコイルである。ラインの間の浮遊容量が小さく、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスも小さいコモンモードチョークコイルを提供する。このコモンモードチョークコイルは、ディファレンシャル電流でコアの中にできる磁束が逆向きに発生する方向に巻き線をした２個の線輪を磁性体コアに上に、巻き軸が直線状になるように配置することにより、ディファレンシャル電流で発生する磁束はコアの内部だけでなく、線輪周囲の空間でも２つの線輪でつくられる磁束は互いに打ち消す方向の磁束ができ、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスを小さくすることができる。そして浮遊容量を発生する箇所は両線輪が隣接するのは端の１ターンだけにほぼ限定されるため、両線輪間の浮遊容量は小さく、また巻き数を増やすことによって浮遊容量が大きくなることもない。
また、請求項１ないし６の発明は、前記一対の線輪が互いに近接する側の端部において、前記一対の線輪からそれぞれ引き出された巻き線が互いに寄り合わされたコモンモードチョークコイルを提供する。巻き線の乱れがあると高い周波数でコモンモードインピーダンスが低下したり、巻き線の乱れが大きいと共振を起こす原因にもなるので、近接端で２つの線輪の巻き線を寄り合わせることにより、巻き線の乱れを防止することができ、こうした問題が防止できる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のコモンモードチョークコイルであって、前記一方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記一方端部に形成された前記一対の電極のそれぞれに接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記他方端部に形成された前記一対の電極のそれぞれに接続されているコモンモードチョークコイルである。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１に記載のコモンモードチョークコイルであって、前記一方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記一方端部に形成された前記一対の電極の１つと前記磁性体コアの前記他方端部に形成された前記一対の電極の１つとのそれぞれに接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの前記一方端部に形成された前記一対の電極のうちの残る電極と前記磁性体コアの前記他方端部に形成された前記一対の電極のうちの残る電極とのそれぞれに接続されているコモンモードチョークコイルである。線輪の入出力の電極位置を、磁性体コアの長さ方向に配置させる電極配置である。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルであって、前記磁性体コアの前記両方の端部が鍔状になったＩ字形状をしているコモンモードチョークコイルである。磁性体コアの両端に鍔を設けることにより、電極形成が容易となり、実装性が確実に向上される。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルであって、前記磁性体コアの前記両方の端部を磁性体のバーコアで磁気的に短絡し閉磁路を形成したコモンモードチョークコイルである。磁性体コアの両端を磁性体のバーコアで磁気的に短絡し閉磁路を形成することにより、２つの線輪間の浮遊容量が小さく、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスも小さいコモンモードチョークコイルを構成する。小型でコモンモードインピーダンスが大きく、かつ浮遊容量が小さく、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスも小さいコモンモードチョークコイルをつくることができる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルであって、前記磁性体コアの略中央部において前記一対の線輪の近接する巻き線を交差させ、前記巻き線の一部の位置を互いに入れ替えたコモンモードチョークコイルである。
【００２４】
これにより、請求項６の発明は、コモンモードチョークコイルの両ラインの間の浮遊容量が少し大きかったり、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスが少し大きくても、コモンモードチョークの入・出力回路の伝送インピーダンスと整合（マッチング）をとればディファレンシャルモードの信号は歪ませずにノイズ対策できる。請求項６の構成により、独立した線輪の隣接する２つの巻き線を交差させ、巻き線の一部の位置を互いに入れ替え二つの線輪間の浮遊容量とディファレンシャルインダクタンスを調整し、インピーダンスマッチングを調整できるコモンモードチョークが提供できる。
【００２５】
請求項７の発明は、両方の端部にそれぞれ一対の電極が形成された磁性体コアと、直線状に配列分離した同一巻線数の一対の線輪とを備え、前記一対の線輪のうちの一方の線輪は前記磁性体コアの一方端部側に巻線され、前記一対の線輪のうちの他方の線輪は前記磁性体コアの他方端部側に巻線され、前記一方の線輪の両端は、前記磁性体コアの端部に形成された任意の２つの電極に接続され、前記他方の線輪の両端は前記磁性体コアの端部に形成された残りの２つの電極に接続され、前記一方の線輪と前記他方の線輪はそれぞれ、ディファレンシャル電流が流れた場合に前記磁性体コアの中にできる磁束が互いに逆向きとなる方向に巻線され、前記一対の線輪が互いに近接する側の端部において、前記一対の線輪からそれぞれ引き出された巻き線が互いに寄り合わされたコモンモードチョークコイルの調整方法であって、前記磁性体コアの略中央部において前記一対の線輪の近接する巻き線を交差させ、前記巻き線の一部の位置を互いに入れ替える工程と、前記巻線の一部の入れ替えた量を調整して、前記コモンモードチョークコイルと前記コモンモードチョークコイルに接続する回路とのインピーダンスマッチングを行う工程と、
を有する調整方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、両方の端部にそれぞれ一対の電極が形成された磁性体コアと、直線状に配列分離した同一巻線数の一対の線輪とを備え、一方の線輪と他方の線輪はそれぞれ、ディファレンシャル電流が流れた場合に磁性体コアの中にできる磁束が互いに逆向きとなる方向に巻線され、一対の線輪が互いに近接する側の端部において、一対の線輪からそれぞれ引き出された巻き線が互いに寄り合わされたコモンモードチョークコイルである。こうした構造により、ラインの間の浮遊容量が小さく、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスも小さいコモンモードチョークコイルが実現できる。
【００２７】
このコモンモードチョークコイルは、ディファレンシャル電流で磁性体コアの中にできる磁束が逆向きに発生する方向に巻き線をした一対の線輪を磁性体コア上に、巻き軸が直線状になるように配置する。これにより、ディファレンシャル電流で発生する磁束は磁性体コアの内部だけでなく、線輪周囲の空間でも互いに打ち消す方向となり、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスを小さくすることができる。そして浮遊容量を発生させる箇所となる両線輪が隣接する箇所は端の１ターンだけにほぼ限定されるため、両線輪間の浮遊容量は小さく、また巻き数を増やすことによって浮遊容量が大きくなることもない。表面実装用のチップ化も容易となる。また、巻き線の乱れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の一般的に使われているバイファイラ巻きされたコモンモードチョークコイルの構造を示す図である。
【図２】従来のリング型コモンモードチョークコイルの構造例を示す図である。
【図３】従来のボビンに磁性体コアを差し込んだコモンモードチョークコイルの構造例を示す図である。
【図４】従来の線輪を逆方向に巻いた対称のコイルを合わせたコモンモードチョークコイルの構造例を示す図である。
【図５】コモンモードチョークコイルの原理を説明する図である。
【図６】従来のコモンモードチョークコイルにおけるコイル周囲空間の磁束の関係を示す図である。
【図７】実施例１におけるコモンモードチョークコイルの基本構造を示す図である。
【図８】実施例３におけるコモンモードチョークコイルの構造を示す図である。
【図９】実施例３におけるコモンモードチョークコイルにおいて、ディファレンシャル電流とそのディファレンシャル電流によって発生する磁束を説明する図である。
【図１０】実施例４におけるコモンモードチョークコイルの構造を示す図である。
【図１１】実施例５におけるコモンモードチョークコイルの構造を示す図である。
【図１２】実施例５におけるコモンモードチョークコイルを用いたシミュレーションによる浮遊容量と信号波形の関係を示す図である。
【図１３】シミュレーションに用いた回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図７〜図１３を参照しながら、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３０】
図７は、実施例１におけるコモンモードチョークコイル１ａの基本構造を示す図である。なお、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図、図７（ｃ）は裏面図である。フェライトなどの磁性体からなる磁性体コア２は、図７に示すように、両方の端部が鍔状になったＩ字形状をしている。磁性体コア２の両端部の鍔部には、それぞれ一対の電極４，５、および、一対の電極７，８を設ける。電極４と電極７にポリウレタンなどで被覆された２本のワイヤーの先端を溶着などの方法で接続する。この状態で、磁性体コア２を回転させ、両端から分離した一対の同一巻線数の線輪３ａ，６ａを巻き、中央部から２本のワイヤーを他端の電極５と電極８に引き出し、溶着等で接続する。本実施例では、電極４、５に接続された線輪３ａと電極７，８に接続された線輪６ａの直線状に配列した線輪の一対が構成される。本実施例の構成によれば、両ラインの間の浮遊容量が小さく、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスも小さいコモンモードチョークコイル１ａが得られる。
【実施例２】
【００３１】
実施例１では、線輪３ａを構成するワイヤーの両端部は、それぞれ電極４，５に接続されており、線輪６ａを構成するワイヤーの両端部は、それぞれ電極７，８に接続されていた。しかし、このような構成に限定されるものではない。実施例２におけるコモンモードチョークコイル１ａについては図示を省略するが、実施例２におけるコモンモードチョークコイル１ａには、フェライトなどの磁性体からなる磁性体コア２の両端部の顎部にそれぞれ一対の電極４，５、および一対の電極７，８が設けられている。電極４と電極７にポリウレタンなどで被覆された２本のワイヤーの先端を溶着などの方法で接続する。この状態で、磁性体コア２を回転させ、両端から分離した一対の同一巻線数の線輪３ａ，６ａを巻き、中央部から２本のワイヤーを他端の電極８と電極５に引き出し、溶着等で接続する。本実施例では、電極４，８に接続された構造の電極配置を有する線輪３ａと電極５，７に接続された構造の電極配置を有する線輪６ａの一対が構成される。電極の配置は、例えば、電極４，７に接続された構造の電極配置の線輪と電極５，８に接続された構造の電極配置の線輪の一対でもよく、外部回路の配置により、最適配置を選択する。実装時の実装面積の低減が図れる電極配置を採用することができる。
【実施例３】
【００３２】
図８は、実施例３におけるコモンモードチョークコイル１ｂの構造を示す図である。なお、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は側面図、図８（ｃ）は裏面図である。実施例３におけるコモンモードチョークコイル１ｂには、上記実施例１，２と同様に、フェライトなどの磁性体からなる磁性体コア２の両端部の鍔部にそれぞれ一対の電極４，５、および、一対の電極７，８が設けられている。電極４と電極７にポリウレタンなどで被覆された２本のワイヤーの先端を溶着などの方法で接続する。この状態で、磁性体コア２を回転させ、両端から分離した一対の同一巻線数の線輪３ａ，６ａを巻き、中央部から２本のワイヤーを他端の電極５と電極８に引き出し、溶着等で接続する。フェライトなどからなる磁性体コア２の両端の鍔と鍔とを磁性体のバーコア９で磁気的に短絡し閉磁路を形成する。磁性体コア２の両端の鍔と磁性体のバーコア９は接着剤等で接合される。
【００３３】
本実施例では、電極４，５に接続された構造の電極配置を持つ線輪３ａと電極７，８に接続された構造の電極配置を持つ線輪６ａの一対が構成される。
【００３４】
フェライトなどからなる磁性体コア２の両端の鍔と鍔を磁性体のバーコア９で磁気的に短絡して閉磁路を形成した構造であるため、小型で、図７に示す実施例１の構造よりも、より大きなコモンモードインピーダンスが得られる。
【００３５】
図９は、実施例３におけるコモンモードチョークコイル１ｂにおいて、ディファレンシャル電流とそのディファレンシャル電流によって発生する磁束を説明する図である。なお、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は裏面図である。本実施例におけるコモンモードチョークコイル１ｂの動作モデルを図９に示す。図９は２つのコイル（線輪３ａ，６ａ）の位置の関係と信号電流であるディファレンシャル電流と当該ディファレンシャル電流で発生する磁束とを示した図である。
【００３６】
本実施例のコモンモードチョークコイル１ｂにおいては、両ラインの線輪３ａ，６ａの巻き線は交互ではなく、実施例１，２と同様に、分離して磁性体コア２上に巻き軸が直線状になるように配置されている。すなわち、コモンモードチョークコイル１ｂ（１ａ）の線輪３ａ，６ａはそれぞれの近接端の１ターンしか隣接せず、浮遊容量が小さく、差動伝送信号波形の歪みを小さく押さえることができる。したがって、コモンモードチョークコイル１ｂ（１ａ）はコイル（線輪３ａ，６ａ）の巻き数を増やしても比例して浮遊容量を増大させることはなく、信号波形の歪を大きくすることはない。
【００３７】
また、図９に示すように、本実施例においては、一対の線輪３ａ，６ａを磁性体コア２上に巻き軸が直線状になるように配置し、一対の線輪３ａ，６ａをディファレンシャル電流で磁性体コア２の中にできる磁束が逆向きに発生する方向に巻き線をしている。したがって、磁性体コア２の中で２個の線輪３ａ，６ａのディファレンシャル信号電流で発生する磁束が打ち消され、線輪３ａ，６ａ周囲の空間に発生する磁束の方向も打ち消される方向に発生するため、ディファレンシャルのインダクタンスが増大し信号波形の歪みが大きくなることもない。よって、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスを小さくすることができる。
【実施例４】
【００３８】
図１０は、実施例４におけるコモンモードチョークコイル１ｃの構造を示す図である。なお、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は裏面図である。本発明の実施例４によるコモンモードチョークコイル１ｃには、フェライトなどの磁性体からなる磁性体コア２の両端部の鍔部にそれぞれ一対の電極４，５、および一対の電極７，８が設けられている。電極４と電極７にポリウレタンなどで被覆された２本のワイヤーの先端を溶着などの方法で接続する。この状態で、磁性体コア２を回転させ、両端から分離した一対の同一巻線数の線輪３ｃ，６ｃを巻き、磁性体コア２の略中央部の近接端で二つの線輪３ｃ，６ｃの巻き線を寄り合わせる。さらに、電極４に接続された線輪３ｃからのワイヤーを電極５に、電極７に接続された線輪６ｃからのワイヤーを電極８に引き出し、溶着等で接続する。本実施例によると、電極４，５に接続された構造の電極配置を持つ線輪３ｃと電極７，８に接続された構造の電極配置を持つ線輪６ｃの一対が構成される。
【００３９】
線輪の巻き線に乱れがあると、高い周波数ではコモンモードインピーダンスが低下することがある。またこの乱れが大きいと共振を起こす原因にもなり得る。しかし、本実施例におけるコモンモードチョークコイル１ｃは、一対の線輪３ｃ，６ｃが互いに近接する側の端部において、一対の線輪３ｃ，６ｃからそれぞれ引き出された巻き線が互いに寄り合わされた構造となっている。本実施例の構造は、巻き線の乱れや緩みの防止や、製造の効率化に有効である。
【実施例５】
【００４０】
図１１は、実施例５におけるコモンモードチョークコイル１ｄの構造を示す図である。なお、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は裏面図である。本発明の実施例５によるコモンモードチョークコイル１ｄには、フェライトなどの磁性体からなる磁性体コア２の両端部の鍔部にそれぞれ一対の電極４，５、および一対の電極７，８が設けられている。電極４と電極７にポリウレタンなどで被覆された２本のワイヤーの先端を溶着などの方法で接続する。この状態で、磁性体コア２を回転させ、両端から分離した一対の同一巻線数の線輪３ｄ，６ｄを巻く。２つの巻き線が隣接する磁性体コア２の略中央部で線輪３ｄ，６ｄを交差させ、巻き線の一部の位置を互いに入れ替え、２つのワイヤーを寄り合わせる。さらに、電極４に接続された線輪３ｄからのワイヤーを電極５に、電極７に接続された線輪６ｄからのワイヤーを電極８に引き出し、溶着等で接続する。磁性体コア２の両端の鍔と鍔とを磁性体のバーコア９により磁気的に短絡し閉磁路を形成する。磁性体コア２の両端の鍔と磁性体のバーコア９は接着剤等で接合される。
【００４１】
コモンモードチョークコイル１ｄにおいて両ラインの間の浮遊容量が少し大きかったり、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスが少し大きくても、コモンモードチョークコイル１ｄの入・出力回路の伝送インピーダンスと整合（マッチング）をとれば、ディファレンシャルモードの信号は歪ませずにノイズ対策もできる。その場合、線輪間の浮遊容量やディファレンシャルインダクタンスを微調節できる構造が必要である。図１１に示す実施例５では、２つの巻き線が隣接する中央部で線輪３ｄ，６ｄを交差させ、巻き線の一部の位置を互いに入れ替え、入れ替えた量を調整して、２つの線輪３ｄ，６ｄ間の浮遊容量とディファレンシャルインダクタンスを調整したコモンモードチョークコイル１ｄを作ることができる。
【００４２】
隣接線輪３ｄ，６ｄの中央部での位置の互いに入れ替えは１カ所だけでなく複数箇所で行い、ツイスト状にしてもよい。
【実施例６】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
例えば、実施例１におけるコモンモードチョークコイル１ａにおいて、線輪３と線輪６との間の浮遊容量が発生する箇所は両線輪が隣接している中央の１ターンだけにほぼ限定される。線輪３と線輪６との間、あるいは線輪３，６から磁性体コア２を経由して線輪３と線輪６との間に多くの電気力線が発生し、両ラインの線輪間に浮遊容量が発生する。この隣接している線輪３，６の配置に対して、実施例５のコモンモードチョークコイル１ｄで採用する構造によれば、最終巻線時に２つのワイヤーを交差させて最終の１ターンを隣接する線輪間にすべて巻き込むと、２つの線輪３ｄ，６ｄにおいて互いに隣接する部分の長さが線輪３，６の場合に比べて３倍になる。浮遊容量は、線輪において互いに隣接する部分の長さに比例するので、実施例５では実施例１に比べて、最大、３倍程度までの浮遊容量を増やし、調整することが可能である。
【００４６】
図１２は、実施例５におけるコモンモードチョークコイルを用いたシミュレーションによる浮遊容量と信号波形の関係を示す図である。図１２（Ａ）は調整前の特性を示す図であり、図１２（Ｂ）は調整後の特性を示す図であり、図１２（Ｃ）は浮遊容量を大きくしたときの特性を示す図である。図１３は、シミュレーションに用いた回路の構成を示す図である。実施例５で作製したコモンモードチョークコイル１ｄを使い、伝送速度５００ＭＨｚで、浮遊容量を微調整するシミュレーションを行い、信号波形の歪を、図１２（Ｂ）に示すように、改善できることを確かめた。比較のために、図１２（Ａ）に基本的な構造の実施例５で試作した特性を示す。この浮遊容量をマッチングの条件に近い１．５ｐＦでシュミレーションすると、図１２（Ｂ）に示すように波形ひずみが少なくなる。また、もう少し浮遊容量を大きくして３ｐＦでシミュレーションを行うと、図１２（Ｃ）に示すように信号波形が鈍った。
【００４７】
本実施例のコモンモードチョークコイル１ｄでは、両ラインの間の浮遊容量が少し大きかったり、ディファレンシャル信号電流で発生するディファレンシャルインダクタンスが少し大きくても、コモンモードチョークコイル１ｄの入・出力回路の伝送インピーダンスと整合（マッチング）をとればディファレンシャルモードの信号を歪ませずにノイズ対策ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
デジタル機器が多くの分野で使われて、そのデジタル機器には代表的なインターフェース、USB、LAN、LVDSなど、差動信号伝送が広く活用され、差動信号伝送の高速化が進んでいる。高速化に伴い、その差動信号伝送路では電磁ノイズ対策が必要であり、その対策にコモンモードチョークコイルは欠かすことの出来ない重要な部品となっている。しかし、高速の差動信号伝送の電磁ノイズの対策では、コモンモードチョークコイルの浮遊容量が問題となり、十分対策が撮れる対策部品がない。安価で効果的な解決が望まれている。
【００４９】
本発明では、伝送信号が通る線輪を直線状に配置分離することにより、浮遊容量の小さなコモンモードチョークコイルを安価に提供することができ、デジタル電子機器の高速化、デジタル機器で産業への貢献が期待できる。
【００５０】
また差動信号伝送の電磁ノイズ対策では、大きなノイズ対策効果を得るにはコモンモードチョークコイルの線輪を多く巻き、大きなコモンモードインピーダンスを得ることが必要である。従来のコモンモードチョークコイルは線輪を多く巻くと浮遊容量も大きくなりディファレンシャルモードの差動伝送信号が歪み使えなくなり、大きなコモンモードインピーダンスのコモンモードチョークコイルが得られない問題があった。しかし本発明によれば、巻き線数と浮遊容量は直接関係しないので大きいコモンモードインピーダンスのコモンモードチョークコイルが実現でき、大きなノイズ対策効果を得られる。この面でも産業面へ貢献も期待できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  コモンモードチョークコイル
２  磁性体コア
３ａ，３ｃ，３ｄ，６ａ，６ｃ，６ｄ  線輪
４，５，７，８  電極
９  バーコア
【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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