(57)【要約】【課題】コモンモードインピーダンスを高くし、所定の特性インピーダンスが容易に得られる方向性のない巻線型コモンモードチョークコイルを提供することである。【解決手段】磁性または非磁性ドラムコア１の巻線部１ａに一対の線材を巻線２し、ドラムコア１の鍔部１ｂに設けた電極３に巻線端末を電気的に接続してなる巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて該巻線部１ａの中心位置から両端の鍔部１ｂ、１ｂにかけて対称に巻線してなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性または非磁性ドラムコアの巻線部に一対の線材を巻線し、ドラムコアの鍔部に設けた電極に巻線端末を電気的に接続してなる巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、
線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて該巻線部の中心位置から両端の鍔部にかけて対称に巻線してなることを特徴とする巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項２】
磁性または非磁性ドラムコアの巻線部に一対の線材を巻線し、ドラムコアの鍔部に設けた電極に巻線端末を電気的に接続してなる巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、
該ドラムコアの巻線部の中心位置に一対の線材を固定するための溝を設け、線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて該溝から両端の鍔部にかけて対称に巻線してなることを特徴とする巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項３】
前記ドラムコアの溝を巻線部の中心位置にその外周または外周の一部に設けたことを特徴とする請求項２記載の巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項４】
前記ドラムコアの溝を巻線部の中心位置に対向する２側面に設けたことを特徴とする請求項２記載の巻線型コモンモードチョークコイル
【請求項５】
前記線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を一定間隔とし、該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて対称に巻線してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項６】
前記線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて順次広げ、対称に巻線してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項７】
前記線材間距離（ａ）を一定とし、巻線間隔（ｂ）を該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて順次広げ、対称に巻線してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項８】
前記巻線間隔（ｂ）を一定とし、線材間距離（ａ）を該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて順次広げ、対称に巻線してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項９】
前記ドラムコアの鍔部上面に磁性または非磁性の板状コアを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項８記載の巻線型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、映像の高精細化やＧＨｚ帯域の伝送速度に対応する高速シリアルインターフェイスに使用される巻線型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】
従来、この種の巻線型コモンモードチョークコイルとしては、図５（ａ）に示すように、磁性または非磁性ドラムコアの巻線部に一対の線材を密着してバイファイラ巻した構造が一般的である。また、一対の平行な線材を絶縁材で一体に被覆したペア線で巻線するまたは一定の巻線間隔を設けて巻線したものが公開されている（特許文献１参照）。さらに、一対となる線材に一定の間隔（線材間距離）を設けると共に、一対の巻線に巻線間隔を設けたものが公開されている（特許文献２参照）。
【０００３】
このようなコモンモードチョークコイルは、デジタル家電やＡＶ機器向けに開発された次世代の映像・音声信号入出力用インターフェイスに使用され、方式によってその仕様が定められている。
例えば、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）の物理層の仕様として、特性信号のＴ．Ｍ．Ｄ．Ｓ（Transition Minimized Differential Signaling）を用いている。ＨＤＭＩの伝送レートは最大１．６５Gbpsであり、パルスの立ち上がり時間が最高でＴｒ（１０−９０）＝２００ｐｓの高速なパルス信号を用いている。
【０００４】
また、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）とハードディスク装置（ＨＤＤ）に接続する従来のパラレルＡＴＡ規格を置き換えるシリアルＡＴＡの仕様は、ソフトウエアの互換性を持ち、伝送速度は１．５Gbps、３．０Gbpsであり、パルスの立ち上がり時間はＴｒ（２０−８０）＝１００ｐｓの高速なパルス信号を用いている。
【０００５】
高速信号を歪みや遅延のない正確な信号を伝送するために、伝送線路の特性インピーダンスを一定に保ち、接続されるデバイスと整合をはかることが求められており、最近の高速インターフェイスではこの特性インピーダンスが規定されており、この規格を満足させたコモンモードチョークコイルが必要となってきている。
従来のバイファイラ巻きのコモンモードチョークコイルでは定められている特性インピーダンスの規格の中心値である１００Ωを狙うことが困難であった。
【特許文献１】特開２００４−１４６６８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１４６６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特に、コモンモードチョークコイルの特性インピーダンスを１００Ωへ近づけるためには巻線の巻数を減らして巻線の線間容量を小さくすることが必要である。しかし、巻数を減らすとコモンモードインピーダンスが小さくなりコモンモードノイズの除去能力が低下する。また、コモンモードインピーダンスを大きくしてノイズ低減能力を高くするために巻数を増やすと特性インピーダンスが１００Ωからずれてくる。
さらに、正確な信号を伝送するために、接続されるデバイス間の整合をはかることから、これらコモンモードチョークコイルにあっては、巻線の巻き始め側からみた特性と巻き終わり側からみた特性が同等であること、すなわち、入力側からみた特性と出力側からみた特性が同じであることが要求されている。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、コモンモードインピーダンスを高くし、所定の特性インピーダンスが容易に得られる方向性のない巻線型コモンモードチョークコイルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る巻線型コモンモードチョークコイルは、磁性または非磁性ドラムコアの巻線部に一対の線材を巻線し、ドラムコアの鍔部に設けた電極に巻線端末を電気的に接続してなる巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて該巻線部の中心位置から両端の鍔部にかけて対称に巻線してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係る巻線型コモンモードチョークコイルは、磁性または非磁性ドラムコアの巻線部に一対の線材を巻線し、ドラムコアの鍔部に設けた電極に巻線端末を電気的に接続してなる巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、該ドラムコアの巻線部の中心位置に一対の線材を固定するための溝を設け、線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて該溝から両端の鍔部にかけて対称に巻線してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３および請求項４の記載は、請求項２記載の巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、前記ドラムコアの溝を巻線部の中心位置にその外周または外周の一部に設けたり、巻線部の中心位置に対向する２側面に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５から請求項８の記載は、請求項１乃至請求項４記載の巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、
前記線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を一定間隔としたり、
前記線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて順次広げたり、
前記線材間距離（ａ）を一定とし、巻線間隔（ｂ）を該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて順次広げたり、
前記巻線間隔（ｂ）を一定とし、線材間距離（ａ）を該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて順次広げ、該巻線部の中心位置又は該溝から鍔部にかけて対称に巻線してなることを特徴とする。
【００１２】
請求項９の記載は、請求項１乃至請求項８記載の巻線型コモンモードチョークコイルにおいて、前記ドラムコアの鍔部上面に磁性または非磁性の板状コアを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の巻線型コモンモードチョークコイルによれば、一対の線材をドラムコアの巻線部の中心位置から両端の鍔部にかけて所定の線材間距離（ａ）と所定の巻線間隔（ｂ）を設けて対称に巻線することにより、コモンモードインピーダンスを高くし、所定の特性インピーダンスを容易に得、方向性のない所定の特性インピーダンスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の最良の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係る巻線型コモンモードチョークコイルの斜視図である。図２は、本発明の実施例に係る巻線型コモンモードチョークコイルに用いられるドラムコアの斜視図である。図３は、巻線部を説明するための底面図である。ここで、図１、図２は実装面の電極を上面にした状態のものである。実施例として、特性インピーダンスの目標中心値を１００Ωに設定することから巻数を３ターンに関して説明する。
【００１６】
図１、図２において、１は磁性体（フェライト等）または非磁性体（セラミック等）からなる四角柱状のドラムコアであり、巻線部１ａの両端に四角柱状の鍔部１ｂを有している。この２つの鍔部１ｂには４つ電極３が金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等で形成されている。電極３は鍔部１ｂの底面側（実装面となる。ただし、図１では上面）および底面側から一部上側に沿ってその外周面にそれぞれ形成されている。２は２つの絶縁皮膜導線からなる巻線線材Ｌ１、Ｌ２の一対の巻線、４は磁性体（フェライト等）または非磁性体（セラミック等）からなる薄い四角形状の板状コアである。
【００１７】
ドラムコア１の巻線部１ａには、巻線部の中心位置に溝１ｃが設けてある。溝１ｃは２つの巻線線材Ｌ１、Ｌ２を密着させた一対の巻線線材を巻線部の中心位置に位置決めするためのガイドであり、その寸法は一対の巻線線材と同じ幅ｘとし、巻線線材の位置決めできる深さでよい。例えば、巻線線材の外径の半分程度の深さでもよい。なお、中心位置が巻線機等で容易に設定でき、巻線を固定する機構が備えてあれば溝を用いないでもよい。
【００１８】
図３に示すように、ドラムコア１の巻線部１ａには、一対の巻線線材をドラムコアの溝ｘから両端の鍔部に向けて巻線状態が対称となるように、巻数、線材間距離（ａ）、巻線間隔（ｂ）を設けて巻線したコイル２が形成されている。
線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）は要求される特性に合わせて設定することが望ましい。特に、従来の特性において、巻数が不足傾向にある場合、上記ような線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けることにより、巻数を増やすことができる。
また、コイル２の巻線線材Ｌ１、Ｌ２のそれぞれの巻線線材端末は指定された２つの鍔部１ｂに設けた４つの電極３に熱圧着等により電気的に接続される。
【００１９】
図１に戻り、ドラムコア１に１対の巻線線材が巻線２された後、ドラムコア１の電極面と対向する反対面の鍔間１ｂ、１ｂに板状コア４が接着剤等で固着される。この板状コア４は、コモンモードチョークコイル（製品）の上面を平坦面にして、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にするために設けたものであり、さらに、ドラムコア１および板状コア４を共に磁性体とすれば、漏れ磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上にも寄与する等特性に合わせて用いることができる。さらに、磁性体とした板状コアの比透磁率をドラムコアの比透磁率と変えることによりコモンモードインピダンスの設計の自由度向上にも寄与する。
【００２０】
巻線方法としては、図３に示すように、２つの巻線線材Ｌ１、Ｌ２を、ドラムコアの中心部（ｗ２）から両端の鍔に向かって対称となるように、設定された線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて指定された巻数、図では一方の鍔側方向に１ターン（ｗ３）を、他方の鍔側方向に１ターン（ｗ１）が対称となるような巻線がなされている。
【００２１】
即ち、予め決められた巻数の長さの巻線線材を取り出し、中心となる巻線線材部分をドラムコアの中心部の溝１ｃに合わせ（ｗ２）、溝から一方の鍔に向かって設定された線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を開けて指定された巻数（ｗ３またはＷ１）を巻線する。そして、溝１ｃから他方の鍔に向かって他方側の巻線線材を設定された線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を開けて指定された巻数（ｗ１またはＷ３）を巻線する。
このように、巻線２は、ドラムコア１の中心位置から両端の鍔にかけて対称となるように１対の巻線線材Ｌ１、Ｌ２を設定された線材間距離（ａ）と巻線間隔（ｂ）を設けて巻くことが特徴である。ただし、目標とする特性に合わせて、巻数、線材間距離（ａ）、巻線間隔（ｂ）をそれぞれ設定してもよい。
【００２２】
次に、本発明の他の実施例であるドラムコアの溝について、図４に示すような溝形状としてもよい。
図４（ａ）は、ドラムコアの底面だけに溝を設けたもの。
図４（ｂ）は、ドラムコアの両側面に溝を設けたもの。
図４（ｃ）は、ドラムコアの全周に溝を設けたものであるが、ドラムコアの心径が細くなることより、強度等考慮する必要がある。このように、目的とする特性に合わせて溝の位置および溝幅等を決めることが望ましい。また、図では、巻線を容易にするため、溝をドラムコアの中心位置を通るように斜めに設けてあるが巻線軸と直角に設けてもよい。
【００２３】
次に、従来品と本発明品の特性について、検討した結果を以下に記す。
比較検討した試料は、以下の通りである。
試料Ｎｏ１は、図５（ａ）に示すように、密着した一対の巻線線材を巻線間隔を設けてバイファイラ巻した従来例における２ターン品。
試料Ｎｏ２は、図５（ｂ）に示すように、密着した一対の巻線線材を巻線間隔を設けてバイファイラ巻した従来例における３ターン品。
試料Ｎｏ３は、前記実施例で説明した図３の本発明品である。
試料Ｎｏ４は、一対の巻線線材を非対称に巻線したもので、図５（ｃ）に示すように、中心部から巻線間隔を同じにして、線材間距離（ａ１、ａ２）を異ならせた３ターン品。
試料Ｎｏ５は、一対の巻線線材を非対称に巻線したもので、図５（ｄ）に示すように、中心部から線材間距離を同じにして、巻線間隔（ｂ１、ｂ２）を異ならせた３ターン品。
【００２４】
上記試料Ｎｏについて、ノーマルモードとコモンモードのインピ−ダンス、特性インピーダンスを比較した。なお、試料に用いたドラムコア、板状コアの磁性体の特性および寸法は同じものであり、用いた巻線線材も本発明品と同じ線径のものを用いた。
【００２５】
図６は、巻数の違いについて、試料Ｎｏ１―３を用いて比較した。
図６に示すように、測定項目として、
（１）ノーマルモードおよびコモンモードにおける周波数１ＧＨｚのインピーダンス（Ω）。
（２）ノーマルモードおよびコモンモードにおけるインピーダンス（Ω）がピークとなるピーク周波数（ＧＨｚ）。
（３）特性インピーダンスとして、Ｔｒ（１０−９０）＝２００ｐｓにおけるインピーダンスの最大値Ｍａｘ（Ω）と最小値Ｍｉｎ（Ω）を測定した。
【００２６】
その結果、図６より、試料Ｎｏ１の２ターン品は１ＧＨｚにおけるノーマルモードとコモンモードのインピーダンスのピーク周波数が試料Ｎｏ２と試料Ｎｏ３の３ターン品と比較して低い。
また、特性インピーダンスは、Ｔｒ（１０−９０）＝２００ｐｓにおいて、目標値１００Ωに対して、試料Ｎｏ１の２ターン品と試料Ｎｏ３の本発明品は目標値にほぼ合致しているが、試料Ｎｏ１の２ターン品はやや低い。
試料Ｎｏ２の３ターン品は目標値１００Ωに対して低い結果であった。
このことから、従来の巻線方法では、２ターン品は特性インピーダンスにおいて不足しており、３ターン品は、特性インピーダンスが目標に対し不足傾向にある。
【００２７】
図７は、巻線位置の対称性について、試料Ｎｏ３―５を用いて、測定位置を正方向と逆方向について特性インピーダンスを比較した。
図６の結果からも判るとおり、特性インピーダンスがほぼ同じとなる巻数３ターン品について、特性インピーダンスを入出力の位置を変えて測定した。例えば、一方からの測定を正方向、他方からの測定を逆方向とした。
【００２８】
その結果、図７より、試料Ｎｏ４、５のように、線材間距離（ａ）または巻線間隔（ｂ）が対称でなくなると正方向または逆方向の特性インピーダンスが目標値から外れる傾向がある。
このように、図６、図７の結果から、本発明の実施例（試料Ｎｏ３）において、ノーマルモード、コモンモードにおけるインピーダンスが高く（２ターン品と比較）、特性インピーダンスにおいては目標値である１００Ωを満足することから、高速信号を歪みや遅延のない正確な信号を伝送すること、および伝送線路の特性インピーダンスを一定に保ち、実装時における方向性を考慮せず、接続するデバイス間の整合を図ることができる。
【００２９】
参考に本発明の実施例である試料Ｎｏ３におけるインピーダンスの周波数特性を図８に、特性インピーダンスを図９に示す。
図８は、横軸に周波数、縦軸にインピーダンスの周波数特性を示す。
図９は特性インピーダンスのパルス立ち上がり時間におけるＴｒ（１０−９０）＝２００ｐｓの波形であり、横軸をｐｓ、縦軸をインピーダンス（Ω）であり、中心線ＭＩ＝１００Ω、ＭＩの上下対称線が±１５Ωを示す。
【００３０】
以上述べてきたように、本発明の巻線型コモンモードチョークコイルは、信号ライン間のノーマルモードやコモンモードのインピーダンスおよび特性インピーダンスを所望の値に設計することが容易である。これにより、外部回路と特性インピーダンスを容易に整合させることができ、信号波形の品質が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る巻線型コモンモードチョークコイルの実施例である底面を上にした斜視図
【図２】本発明に係る巻線型コモンモードチョークコイルに用いたドラムコアの斜視図
【図３】本発明に係る巻線型コモンモードチョークコイルの実施例である巻線状態を示す底面図
【図４】本発明に係る巻線型コモンモードチョークコイルに用いたドラムコアの他の実施例である底面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
【図５】特性比較に用いたコモンモードチョークコイルの巻線を表した底面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
【図６】巻数を異ならせた特性データ
【図７】巻線の対称性を比較した特性データ
【図８】本発明の実施例である試料Ｎｏ３のインピーダンスの周波数特性
【図９】本発明の実施例である試料Ｎｏ３の特性インピーダンス波形
【符号の説明】
【００３２】
１  ドラムコア
１ａ  巻線部
１ｂ  鍔
１ｃ  溝
２  巻線
３  電極
４  板状コア
Ｌ１、Ｌ２  巻線線材
ａ  巻線線材距離
ｂ  巻線間隔
【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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