(57)【要約】【課題】特許文献１に記載の従来のコモンモードノイズフィルタの場合には、ペア線材Ｐの導体線１、２の線間距離（ａ）は特性インピーダンスに大きな影響を与えるため、コモンモードインピーダンス値のラインアップを複数揃える場合には、ペア線材を複数準備する必要がある。更に、コモンモードノイズフィルタの特性インピーダンスは√（Ｌ／Ｃ）で表されるが、コモンモードノイズフィルタの巻芯部１２に巻回された線材Ｐに接着剤が付着した場合には、容量成分Ｃが変動して特性インピーダンスに悪影響を与える。【解決手段】本発明のコモンモードチョークコイル１０は、コア１１の巻芯部１１Ａに巻回されたワイヤ１３Ａ、１３Ｂが巻芯部１１Ａから引き出された電極１２、１２に接続されてなり、巻芯部１１Ａに巻回されたワイヤ１３Ａ、１３Ｂの一部に高分子材料からなる樹脂部１４、１４を静電容量調整用として設けた。【選択図】図１
2006147728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部及びその両端に鍔部を有するコアと、上記鍔部と一体に形成された電極と、上記巻芯部に巻回されたワイヤと、を備え、上記ワイヤが上記巻芯部から引き出されて上記電極に接続されてなるコモンモードチョークコイルにおいて、上記巻芯部に巻回された上記ワイヤの一部に高分子材料からなる樹脂部を静電容量調整用として設けたことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
【請求項２】
上記樹脂部を、上記ワイヤの入力端及び出力端からそれぞれ等距離ずつ隔てて少なくとも一箇所に配置したことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項３】
上記樹脂部の誘電率が１．５〜４．５であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項４】
上記一対の鍔部間に磁性体材料または非磁性体材料からなる板状コアを、接着剤を介して架設したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項５】
上記接着剤は上記樹脂部と同一材料であることを特徴とする請求項４に記載のコモンモードチョークコイル。
【請求項６】
上記巻芯部の上記電極とは反対側の面に上記ワイヤの保護層を形成し、上記保護層の上記ワイヤ側とは反対側の面を平坦に形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコモンモードチョークコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンモードチョークコイルに関し、更に詳しくは、特性インピーダンスを制御することができるコモンモードチョークコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはコモンモードノイズフィルタについて記載されている。このコモンモードノイズフィルタは、図８の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ドラムコア１１の巻芯部１２に、線間距離（ａ）の一対の導体線１、２を絶縁層３で一体化したペア線材Ｐを巻線し、かつ隣合うペア線材Ｐの導体線間に巻線間隔（ｂ）を設け、ペア線材Ｐの導体線端末をそれぞれドラムコア１１の鍔部１３に設けた電極部１４に接続してなり、前記線間距離（ａ）と前記線材の直径（Ｒ）の比ａ／Ｒを、ａ／Ｒ≧０．５とし、かつ前記巻線間隔（ｂ）と前記線材の直径（Ｒ）の比ｂ／Ｒを、ｂ／Ｒ≧０．５とすることにより、特性インピーダンスのバラツキの低減を図っている。また、このコモンモードノイズフィルタの場合には、ａ／Ｒ≧０．５の遮断周波数２．５ＧＨｚ以上の領域においてａ／Ｒを変化させることによって、あるいはｂ／Ｒ≧０．５の遮断周波数２．５ＧＨｚ以上の領域においてｂ／Ｒを変化させることによって特性インピーダンスを所望値に設定することができる。
【０００３】
また、ドラムコア１１の両方の鍔部１３、１３上面間に磁性または非磁性板状コア２０を固着することによって、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能になり、しかもドラムコア１１及び板状コア２０が磁性体の場合には、漏洩磁束の低減やコモンモードノイズの抑圧特性を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４６６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来のコモンモードノイズフィルタの場合には、ペア線材の線間距離（ａ）と隣合うペア線材Ｐの巻線間隔（ｂ）の二つのパラメータを組み合わせて特性インピーダンスを調整しているが、特にペア線材Ｐの導体線１、２の線間距離（ａ）は特性インピーダンスに大きな影響を与えるため、コモンモードインピーダンス値のラインアップを複数揃える場合には、ペア線材Ｐを複数準備し、コモンモードインピーダンス値が変わる度にペア線材Ｐを換えなくてはならず、生産効率が悪くなる。また、ペア線材Ｐは単線線材に比べて価格が高く、また、電極１２、１２に接続するための端末部の処理が煩雑でコストアップの要因になる。
【０００６】
更に、コモンモードノイズフィルタの特性インピーダンスは√（Ｌ／Ｃ）で表されるが、コモンモードノイズフィルタの巻芯部１２に巻回されたペア線材Ｐに接着剤が付着した場合には、その付着量によって静電容量成分Ｃが変動して特性インピーダンスに悪影響を与えるため、特性インピーダンスを所望の値に設定することが難しくい。また、接着剤が付着すれば、コモンモードノイズフィルタの入力側から見た特性インピーダンスと出力側から見た特性インピーダンスが同一に揃えることができないため、実装時に方向性を間違わないように実装しなくてはならない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、特性インピーダンスを精度良く調整することができ、しかも生産効率を低下させることがないコモンモードチョークコイルを提供することを目的としている。また、信号入出力方向を考慮することなく迅速に実装することができるコモンモードチョークコイルを併せて提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載のコモンモードチョークコイルは、巻芯部及びその両端に鍔部を有するコアと、上記鍔部と一体に形成された電極と、上記巻芯部に巻回されたワイヤと、を備え、上記ワイヤが上記巻芯部から引き出されて上記電極に接続されてなるコモンモードチョークコイルにおいて、上記巻芯部に巻回された上記ワイヤの一部に高分子材料からなる樹脂部を静電容量調整用として設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１に記載の発明において、上記樹脂部を、上記ワイヤの入力端及び出力端からそれぞれ等距離ずつ隔てて少なくとも一箇所に配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記樹脂部の誘電率が１．５〜４．５であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記一対の鍔部間に磁性体材料または非磁性体材料からなる板状コアを、接着剤を介して架設したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項４に記載の発明において、上記接着剤は上記樹脂部と同一材料であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記巻芯部の上記電極とは反対側の面に上記ワイヤの保護層を形成し、上記保護層の上記ワイヤ側とは反対側の面を平坦に形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１〜請求項６に記載の発明によれば、特性インピーダンスを精度良く調整することができ、しかも生産効率を低下させることがなく、しかも信号入出力方向を考慮することなく迅速に実装することができるコモンモードチョークコイルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図７に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明のコモンモードチョークコイルの一実施形態を示す斜視図、図２〜図５はそれぞれ本発明のコモンモードチョークコイルの他の実施形態を示す斜視図、図６は図４に示すコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスの対称性を示すグラフ、図７は非対称に接着剤が付着したコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスの非対称性を示すグラフである。
【００１６】
本実施形態のコモンモードチョークコイル１０は、例えば図１に示すように、巻芯部１１Ａ及びその両端に形成された鍔部１１Ｂ、１１Ｂを有し且つ磁性体材料または非磁性体材料によって形成されたコア１１と、一対の鍔部１１Ｂ、１１Ｂの下面にそれぞれ形成された一対の電極１２、１２と、巻芯部１１Ａに巻回された２本で一組の絶縁被膜付きワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称す。）１３Ａ、１３Ｂと、を備え、巻芯部１１Ａに巻回された一組のワイヤ１３Ａ、１３Ｂは、それぞれの両端（図示せず）が両鍔部１１Ｂ、１１Ｂそれぞれの電極１２、１２に接続され、差動伝送用のコモンモードチョークコイルとして構成されている。このコモンモードチョークコイル１０は、マザーボード等の実装基板に対して電極１２、１２を介して実装される。
【００１７】
差動伝送用のコモンモードチョークコイル１０は、コモンモードノイズを除去すると共に信号波形を劣化させずに通過させる機能が要求される。差動伝送信号は、高速になるほど信号波形の劣化が懸念される。そこで、コモンモードチョークコイル１０を介して信号波形の劣化を防止するためには、コモンモードチョークコイル１０の特性インピーダンスが重要になり、この特性インピーダンスは伝送ラインの特性インピーダンスと整合している必要がある。
【００１８】
コモンモードチョークコイル１０の特性インピーダンスは、前述のようにインダクタンス成分Ｌと静電容量成分Ｃから√（Ｌ／Ｃ）で表される。換言すれば、この特性インピーダンスは、インダクタンス成分Ｌと静電容量成分Ｃとの二つのパラメータによって制御することができることを意味している。二つのパラメータのうち、インダクタンス成分Ｌは、所望のノイズ除去性能を取得するために、ワイヤ１３Ａ、１３Ｂの巻数、線径、コア１１の寸法及び磁性特性等によって決まるため、インダクタンス成分Ｌによって特性インピーダンスを調整することは困難である。一方、静電容量成分Ｃは、主としてワイヤ１３Ａ、１３Ｂ間の線間分布容量に依存する。
【００１９】
そこで、本実施形態では、図１に示すようにコモンモードチョークコイル１０の巻芯部１１Ａに巻回された一組のワイヤ１３Ａ、１３Ｂの一部に高分子材料からなる樹脂部１４を静電容量調整用として設け、この樹脂部１４によってワイヤ１３Ａ、１３Ｂ間の分布容量を調整し、延いてはコモンモードチョークコイル１０の特性インピーダンスを制御している。一組のワイヤ１３Ａ、１３Ｂの一部とは、巻芯部１１Ａの一箇所でも良いが、通常、複数個所に設けることが好ましく、信号入力側及び信号出力側から見て対称になるように偶数箇所に設けることがより好ましい。
【００２０】
樹脂部１４の分布容量は、誘電率ε及び樹脂部１４の面積のいずれによっても調整し、制御することができる。樹脂部１４の誘電率εは、特に制限されないが、１．５〜４．５の範囲が好ましい。誘電率εに幅を持たせることで特性インピーダンスの調整幅を広げることができる。誘電率εが１．５未満では静電容量成分Ｃを調整するための樹脂量が多くなるため樹脂部１４の面積を大きくしなくてはならず、誘電率εが４．５を超えると僅かの樹脂量で静電容量成分Ｃが大きく変動するため特性インピーダンスの調整が難しくなる。樹脂部１４は、ディスペンサ等の供給手段を用いて塗料を精密に計量しながら該当部分に塗布することによって精度良く形成することができる。樹脂部１４に用いられる高分子材料としては、特に制限されないが、例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、シアノアクリレート樹脂等が好ましい。
【００２１】
本実施形態では、図１に示すように、一組のワイヤ１３Ａ、１３Ｂの信号入力側（同図ではコア１１の左側）の端部と信号出力側（同図ではコア１１の右側）の端部からそれぞれ等距離ずつ離れた二箇所に樹脂部１４が設けられている。入力側の樹脂部１４は、同図に示すように巻芯部１１Ａ上面で信号入力側の鍔部１１Ｂに最も近い巻回ワイヤ１３Ａ、１３Ｂの手前側に形成され、出力側の樹脂部１４は、巻芯部１１Ａの上面で信号出力側の鍔部１１Ｂに最も近い巻回ワイヤ１３Ａ、１３Ｂの奥側に形成されている。従って、二箇所の樹脂部１４、１４は、巻芯部１１Ａの長手方向の中央を中心にして左右対称に形成されているため、ワイヤ１３Ａ、１３Ｂの左右両端部のいずれから信号が入力してもコモンモードチョークコイル１０の特性インピーダンスは実質的に同一大きさであり、特性インピーダンスに方向性がない。従って、コモンモードチョークコイル１０は、信号入力側と信号出力側とを区別することなく伝送ラインに実装しても同一の特性インピーダンスを得ることができる。
【００２２】
また、巻芯部１１Ａに形成される樹脂部は信号入力側及び信号出力側から見て左右対称に設けられたものであれば良く、樹脂部を例えば図２、図３に示すよう設けても良い。図２に示すコモンモードチョークコイル１０Ａの場合には、二箇所の樹脂部１４Ａ、１４Ａは、それぞれ巻芯部１１Ａの上面の幅方向中央で信号出力側及び信号出力側に最も近い巻回ワイヤ１３Ａ、１３Ｂに形成されている。また、図３に示すコモンモードチョークコイル１０Ｂの場合には、入力側の樹脂部１４Ｂは巻芯部１１Ａの手前側面で鍔部１１Ｂに最も近い巻回最初のワイヤ１３Ａ、１３Ｂに側面全幅に渡って形成され、出力側の樹脂部（図示せず）は巻芯部１１Ａの奥側面で鍔部１１Ｂに最も近い巻回ワイヤ１３Ａ、１３Ｂに側面全幅に渡って形成されている。
【００２３】
以上説明したように本実施形態によれば、コア１１の巻芯部１１Ａに巻回された一組のワイヤ１３Ａ、１３Ｂの一部に高分子材料からなる樹脂部１４を静電容量調整用として設けたため、樹脂部１４の誘電率ε及び樹脂部１４の塗布面積を適宜設定することによってワイヤ１３Ａ、１３Ｂ間の分布容量を調整することができ、延いてはコモンモードチョークコイル１０の特性インピーダンスを所望の値にきめ細かく制御することができ、しかも静電容量成分Ｃの大きさに関係なく一種類の線材を準備するだけで、複数種の線材を準備する必要がない。また、本実施形態では、伝送ラインとして２本の独立したワイヤ１３Ａ、１３Ｂを一組の差動伝送用ラインとして用いるため、ペア線材のように端末処理に手数を割くことなくコモンモードチョークコイル１０を効率良く生産することができる。
【００２４】
また、本実施形態によれば、樹脂部１４を、一組のワイヤ１３Ａ、１３Ｂの信号入力側の端部及び信号出力側の端部からそれぞれ等距離ずつ隔てて一箇所ずつに配置したため、コモンモードチョークコイル１０の入出力方向を考慮することなく実装することができ、しかもいずれの向きに実装しても同一の特性インピーダンスを得ることができる。また、樹脂部１４の誘電率εが１．５〜４．５であるため、コモンモードチョークコイル１０の特性インピーダンスの調整範囲を広げることができる。更に、樹脂部１４はコモンモードインピーダンスに影響を与えないため、コモンモードインピーダンスのラインアップを容易に複数揃えることができる。
【００２５】
また、図４に示すコモンモードチョークコイル１０Ｃは、図２に示すコモンモードチョークコイル１０Ａの鍔部１１Ｂ、１１Ｂの上面に磁性体材料または非磁性体材料からなる板状コア１５を架設した以外は、図２に示すコモンモードチョークコイル１０Ａと同様に構成されている。板状コア１５は、高分子材料からなる接着剤１６、１６を介して左右の鍔部１１Ｂ、１１Ｂ上面に固着されている。接着剤１６としては、樹脂部１４と同一の材料が好ましい。接着剤１６と樹脂部１４に同一の材料を用いることによって、樹脂部１４の形成と接着剤１６の塗布とを同一塗布工程で行うことができ、生産効率を高めてコストダウンを図ることができる。また、板状コア１５を左右の鍔部１１Ｂ、１１Ｂ間に架設することによって、コモンモードインピーダンスを上げることができ、ノイズ除去性能を高めることができる。更に、板状コア１５によって上面が平坦面になっているため、例えばコモンモードチョークコイル１０Ｃの吸着搬送が容易になり、コモンモードチョークコイル１０の実装作業性を高めることができる。
【００２６】
また、図５に示すコモンモードチョークコイル１０Ｄは、図３に示すコモンモードチョークコイル１０Ｂの巻芯部１１Ａの上面にワイヤ１３Ａ、１３Ｂを保護するための保護層１７をコーティング材によって形成した以外は、図３に示すコモンモードチョークコイル１０Ｂと同様に構成されている。コーティング材としては、例えばエポキシアクリレートを用いることができる。この保護層１７は、その上面が平坦で巻芯部１１Ａ上面のワイヤ１３Ａ、１３Ｂに達するように形成され、図４に示す場合と同様に、実装時の作業性を高めている。
【００２７】
而して、図６、図７は、樹脂部を設けた場合のコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスの左右対称性との関係を示したグラフである。図６は、同図の（ａ）に示すコモンモードチョークコイル（図４に示すものと同一）を用い、高周波信号を信号方向１及び信号方向２にそれぞれ流し、その時の信号周波数及びコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスをＴＤＲ(Time Domain Reflectometry)を用いて測定し、それぞれの測定結果を同図の（ｂ）に示した。同図の（ｂ）に示す結果によれば、高周波信号を信号方向１、２のいずれの方向から流しても周波数とコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスは実質的に一致し、このコモンモードチョークコイルは、信号を流す方向によって特性インピーダンスが実質的に同一で、信号に対する方向性のないことが判る。
【００２８】
これに対して、図７の（ａ）に示すように樹脂部（ハッチング部分）を非対称に設けた場合のコモンモードチョークコイルについて図６に示す場合と同様に高周波信号の周波数及びコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスを測定し、その結果を同図の（ｂ）に示した。同図の（ｂ）に示す結果によれば、高周波信号を信号方向１に流した場合と、高周波信号を信号方向２に流した場合とでは異なる特性インピーダンスを示し、このコモンモードチョークコイルは、信号を流す方向によって特性インピーダンスが異なり、信号に対する方向性のあることが判る。
【００２９】
尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではない。例えば上記各実施形態では特性インピーダンスを調整するための樹脂部を入出力側から鍔部の内側にそれぞれ一箇所ずつ設けた場合について説明したが、複数個所ずつ設けても良く、また、樹脂部を設ける個数は入出力側から同数ずつ設けなくても、静電容量成分Ｃが等しければ良い。要は、本発明の趣旨に反しない限り、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、コアにワイヤを巻回して構成されたコモンモードチョークコイルに広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のコモンモードチョークコイルの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のコモンモードチョークコイルの他の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明のコモンモードチョークコイルの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明のコモンモードチョークコイルの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明のコモンモードチョークコイルの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】図４に示すコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスの対称性を示すグラフである。
【図７】非対称に接着剤が付着したコモンモードチョークコイルの特性インピーダンスの非対称性を示すグラフである。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来のコモンモードチョークコイルを示す図で、（ａ）はその分解斜視図、（ｂ）は巻芯部の軸心方向の断面を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）の線材を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ    コモンモードチョークコイル
１１    コア
１１Ａ  巻芯部
１１Ｂ  鍔部
１２    電極
１３Ａ、１３Ｂ    絶縁被膜付きワイヤ
１４、１４Ａ、１４Ｂ  樹脂部
１５    板状コア
１６    接着剤
【図１】
2006147728.tif 000003
【図２】
2006147728.tif 000004
【図３】
2006147728.tif 000005
【図４】
2006147728.tif 000006
【図５】
2006147728.tif 000007
【図６】
2006147728.tif 000008
【図７】
2006147728.tif 000009
【図８】
2006147728.tif 000010