(57)【要約】【課題】低周波数領域から高周波数領域に到る広い周波数帯域において優れたノイズ除去特性を有し、しかも小型のチョークコイルを提供する。【解決手段】日字型磁性体コア１１は、第１巻線部２１ａおよび第２巻線部２１ｂが誘導性を有するときには、第１巻線部２１ａによって発生する磁束と第２巻線部２１ｂによって発生する磁束とが強め合うように通過するノーマルモードの第１閉磁路１２ａを有するとともに、第１巻線部２１ａによって発生する磁束が通過するノーマルモードの第３閉磁路１２ｂとを有している。さらに、日字型磁性体コア１１は、第１巻線部２１ａが容量性を有するとともに第２巻線部２１ｂが誘導性を有するときには、第２巻線部２１ｂによって発生する磁束が通過するノーマルモードの第２閉磁路を有している。【選択図】　図１
2004063903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの巻線と該巻線が巻回された磁性体コアとを備えたノーマルモードのチョークコイルにおいて、
前記巻線は、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に大きい第１巻線部と、該第１巻線部に電気的に直列に接続されたインダクタンスおよび浮遊容量が相対的に小さい第２巻線部とを少なくとも有し、
前記磁性体コアは、前記第１巻線部および前記第２巻線部が誘導性を有するときに、前記第１巻線部および前記第２巻線部によってそれぞれ発生した磁束が強め合うように鎖交する第１閉磁路を有し、かつ、前記第１巻線部が容量性を有するとともに前記第２巻線部が誘導性を有するときに、前記第２巻線部によって発生した磁束が前記第１巻線部と鎖交しない第２閉磁路を有していること、
を特徴とするチョークコイル。
【請求項２】
少なくとも一対の巻線と該一対の巻線が巻回された磁性体コアとを備えたコモンモードのチョークコイルにおいて、
前記巻線のそれぞれは、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に大きい第１巻線部と、該第１巻線部に電気的に直列に接続されたインダクタンスおよび浮遊容量が相対的に小さい第２巻線部とを有し、
前記磁性体コアは、前記第１巻線部および前記第２巻線部が誘導性を有するときに、前記第１巻線部および前記第２巻線部によってそれぞれ発生した磁束が強め合うように鎖交する第１閉磁路を有し、かつ、前記第１巻線部が容量性を有するとともに前記第２巻線部が誘導性を有するときに、前記第２巻線部によって発生した磁束が前記第１巻線部と鎖交しない第２閉磁路を有していること、
を特徴とするチョークコイル。
【請求項３】
少なくとも一つの巻線と該巻線が巻回された磁性体コアとを備えたノーマルモードのチョークコイルにおいて、
前記巻線は、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に大きい第１巻線部と、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に小さい第２巻線部とを少なくとも有し、
前記磁性体コアは、前記第１巻線部および前記第２巻線部に鎖交している第１閉磁路と、前記第２巻線部に鎖交しかつ前記第１巻線部に鎖交しない第２閉磁路とを有し、
前記第１巻線部および前記第２巻線部は、それぞれ発生した磁束が前記第１閉磁路で強め合うように電気的に直列に接続されていること、
を特徴とするチョークコイル。
【請求項４】
少なくとも一対の巻線と該一対の巻線が巻回された磁性体コアとを備えたコモンモードのチョークコイルにおいて、
前記巻線のそれぞれは、インダクタンスと浮遊容量が相対的に大きい第１巻線部と、インダクタンスと浮遊容量が相対的に小さい第２巻線部とを少なくとも有し、
前記磁性体コアは、前記第１巻線部および前記第２巻線部に鎖交している第１閉磁路と、前記第２巻線部に鎖交しかつ前記第１巻線部に鎖交しない第２閉磁路とを有し、
前記第１巻線部および前記第２巻線部は、それぞれ発生した磁束が前記第１閉磁路で強め合うように電気的に直列に接続されていること、
を特徴とするチョークコイル。
【請求項５】
前記磁性体コアに形成された巻線スペースを２分割する磁性板を備え、該磁性板によって、前記一対の巻線の前記第１巻線部および前記第２巻線部がそれぞれ仕切られていることを特徴とする請求項２または請求項４に記載のチョークコイル。
【請求項６】
前記第１閉磁路が大閉磁路であり、前記第２閉磁路が小閉磁路であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のチョークコイル。
【請求項７】
前記巻線部が電気的に直列に接続された第１、第２および第３巻線部を有し、該第１、第２および第３巻線部がそれぞれ互いに異なるインダクタンスおよび浮遊容量をもっていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のチョークコイル。
【請求項８】
前記巻線部が前記第１および第２巻線部に対して電気的に直列に接続しかつ前記第２閉磁路のみに鎖交している第３巻線部を有し、該第３巻線部が前記第２巻線部と等しいインダクタンスと浮遊容量をもち、前記第２巻線部および第３巻線部は、それぞれ発生した磁束が強め合うように電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のチョークコイル。
【請求項９】
前記第１巻線部が多層巻きであり、前記第２巻線部が単層巻きであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のチョークコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイル、特に、ノイズフィルタなどとして使用されるノーマルモードチョークコイルやコモンモードチョークコイルなどのチョークコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のチョークコイルとして、従来より、種々のものが知られている（例えば、特開平６−３３３７４６号公報参照）。図２０に示す従来のコモンモードチョークコイル１は、日字型フェライトコア４の中心磁心に二つの巻線２，３を同じ方向に巻回している。二つの巻線２，３はそれぞれ、相対的に密巻された密巻線部２ａ，３ａと、相対的に疎巻された疎巻線部２ｂ，３ｂとを電気的に直列に接続している。密巻線部２ａ，３ａは、疎巻線部２ｂ，３ｂと比較してインダクタンスや浮遊容量が大きい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のコモンモードチョークコイル１は、密巻線部２ａ，３ａによって発生する磁束と疎巻線部２ｂ，３ｂによって発生する磁束とは共通の閉磁路８を通過している。従って、疎巻線部２ｂ，３ｂによって発生する磁束は、密巻線部２ａ，３ａによって発生する磁束が通過するコモンモードの閉磁路８と異なる閉磁路を形成できない。従って、従来のコモンモードチョークコイル１は、密巻線部２ａ，３ａと疎巻線部２ｂ，３ｂの単位長さ当たりの巻回数を段階的に変化させた場合、図２１の円Ａに示すように、挿入損失が急激に小さくなる周波数帯域が生じていた。
【０００４】
図２１の実線Ｚ１を参照しながら、より詳細に説明する。なお、図２１中において、二点鎖線Ｚ２は密巻線部２ａ，３ａのそれぞれ単独の挿入損失特性を示し、一点鎖線Ｚ３は疎巻線部２ｂ，３ｂのそれぞれ単独の挿入損失特性を示している。密巻線部２ａ，３ａと疎巻線部２ｂ，３ｂが互いに磁束の向きが同じになるように巻回されているため、低周波領域ｆ（Ｓ１）においては、巻線２，３はそれぞれ、密巻線部２ａ，３ａの巻回数と疎巻線部２ｂ，３ｂの巻回数を合計した巻回数の２乗に比例するインダクタンスが得られる。
【０００５】
しかし、周波数が密巻線部２ａ（もしくは３ａ）の自己共振周波数ｆ１ａ以上になると、密巻線部２ａ（もしくは３ａ）は誘導性を示さなくなり、浮遊容量により容量性を有するようになる。そして、疎巻線部２ｂ，３ｂによる誘導性インピーダンスより密巻線部２ａ，３ａの浮遊容量による容量性インピーダンスが大きいうちは、周波数領域ｆ（Ｓ２）に示すように右肩上がりのカーブになる。
【０００６】
一方、疎巻線部２ｂ，３ｂは、周波数ｆ１ａ以上の周波数領域においても、誘導性を保っている。しかし、密巻線部２ａ，３ａが容量性となっているため、この影響を受けて、疎巻線部２ｂ，３ｂによって発生した磁束は、図２２に示すように、フェライトコア４の中心磁心を通過しにくくなり、開磁路９を通過し、疎巻線部２ｂ，３ｂは開磁路型インダクタの特性を示すようになり、疎巻線部２ｂ，３ｂの実効透磁率は低くなってインダクタンスは小さくなる。従って、コモンモードチョークコイル１は、図２１中の円Ａに示すように、容量性となっている密巻線部２ａ，３ａと誘導性となっている疎巻線部２ｂ，３ｂが形成する直列共振回路の共振周波数ｆ２ａ付近で急峻な通過特性をもつ。これにより、共振周波数ｆ２ａ付近での挿入損失が０に近くなり、コモンモードノイズを通過させてしまうという問題があった。
【０００７】
また、密巻線部２ａ，３ａは、フェライトコア４に形成された巻線スペースを効率良く利用できる。しかし、疎巻線部２ｂ，３ｂは疎巻き始めと疎巻き終わり間の浮遊容量Ｃを低減させるために多層巻きできず、巻線間隔も離す必要がある。従って、巻線スペースの利用効率が悪く、コモンモードチョークコイル１が大型化するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、低周波数領域から高周波数領域に到る広い周波数帯域において優れたノイズ除去特性を有し、しかも小型のチョークコイルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係るノーマルモードもしくはコモンモードのチョークコイルは、
（ａ）巻線が、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に大きい第１巻線部と、該第１巻線部に電気的に直列に接続されたインダクタンスおよび浮遊容量が相対的に小さい第２巻線部とを少なくとも有し、
（ｂ）磁性体コアは、第１巻線部および第２巻線部が誘導性を有するときに、第１巻線部および第２巻線部によってそれぞれ発生した磁束が強め合うように鎖交する第１閉磁路を有し、かつ、第１巻線部が容量性を有するとともに第２巻線部が誘導性を有するときに、第２巻線部によって発生した磁束が第１巻線部と鎖交しない第２閉磁路を有していること、
を特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るノーマルモードもしくはコモンモードのチョークコイルは、
（ａ）巻線が、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に大きい第１巻線部と、インダクタンスおよび浮遊容量が相対的に小さい第２巻線部とを少なくとも有し、
（ｂ）磁性体コアが、第１巻線部および第２巻線部に鎖交している第１閉磁路と、第２巻線部に鎖交しかつ第１巻線部に鎖交しない第２閉磁路とを有し、
（ｃ）第１巻線部および第２巻線部は、それぞれ発生した磁束が第１閉磁路で強め合うように電気的に直列に接続されていること、
を特徴とする。
【００１１】
例えば、第１巻線部は多層巻きとされ、第２巻線部は単層巻きとされる。これにより、磁性体コアに形成された巻線スペースの利用効率が良くなる。また、第２巻線部に鎖交するけれども第１巻線部には鎖交しない第２閉磁路を小閉磁路とすることにより、チョークコイルを一層小型化できる。
【００１２】
以上の構成により、磁性体コアが第２巻線部に鎖交しかつ第１巻線部に鎖交しない第２閉磁路を有しているため、第１巻線部が容量性を有するとともに第２巻線部が誘導性を有するときに、第２巻線部によって発生した磁束が第２閉磁路を通過する。従って、第２巻線部は閉磁路型インダクタの特性を維持し、大きなインダクタンスと挿入損失をもつ。この結果、チョークコイルは、浮遊容量により容量性となっている第１巻線部と誘導性となっている第２巻線部が形成する直列共振回路の共振周波数付近で、なだらかに共振するため、広帯域にわたり大きな挿入損失特性をもつ。
【００１３】
さらに、本発明に係るノーマルモードもしくはコモンモードのチョークコイルは、巻線部が第１および第２巻線部に対して電気的に直列に接続しかつ第２閉磁路のみに鎖交している第３巻線部を有し、該第３巻線部が第２巻線部と等しいインダクタンスと浮遊容量をもち、第２巻線部および第３巻線部は、それぞれ発生した磁束が強め合うように電気的に直列に接続されていることを特徴とする。これにより、挿入損失特性をさらに改善できる。
【００１４】
巻線部が電気的に直列に接続された第１、第２および第３巻線部を有し、該第１、第２および第３巻線部がそれぞれ互いに異なるインダクタンスおよび浮遊容量をもっていることを特徴とする。これにより、挿入損失特性をさらに改善できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチョークコイルの実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
［第１実施形態、図１〜図４］
第１実施形態のノーマルモードチョークコイルの構成を図１に示し、その電気等価回路を図２に示す。図１に示すように、ノーマルモードチョークコイル１０ａは、磁性体コア１１と、該磁性体コア１１に巻回された巻線２１とから構成されている。
【００１７】
磁性体コア１１は、Ｅ字形状の二つのコア部材１１ａ，１１ｂにて構成されている。二つのコア部材１１ａ，１１ｂは、その各々の腕部の先端面が互いに付き合わされて一体化され、３本の磁心１３，１４，１５を有する日字型磁性体コア１１を構成する。磁性体コア１１の材料には、透磁率μが高いフェライト、アモルファス系材料、鉄などが使用される。
【００１８】
巻線２１は、多層整列巻きされた第１巻線部２１ａと、単層整列巻きされた第２巻線部２１ｂとを電気的に直列に接続したものである。第１巻線部２１ａは磁性体コア１１の左端に位置する磁心１３の外周上に、矢印Ｐ１で示すように、隣接する上下の巻線層の巻線２１の巻回方向が互いに逆方向となるように巻回されている。第２巻線部２１ｂは磁性体コア１１の中央に位置する磁心１４の外周上に矢印Ｐ２で示すように巻回されている。そして、巻線２１に電流を流したときに、第１巻線部２１ａと第２巻線部２１ｂによってそれぞれ発生した磁束が強め合うように、第１巻線部２１ａと第２巻線部２１ｂは巻回されている。巻線２１には、外周面がポリウレタンなどで絶縁被覆されている銅線などが使用される。
【００１９】
第１巻線部２１ａは、相対的に大きい浮遊容量Ｃ１（例えば数十ｐＦ程度）とインダクタンスＬ１（例えば数ｍＨ〜数百ｍＨ程度）を有している。また、第２巻線部２１ｂは、相対的に小さい浮遊容量Ｃ２（例えば数ｐＦ程度）とインダクタンスＬ２（例えば数十μＨ〜数ｍＨ程度）を有している。なお、本第１実施形態では、第１巻線部２１ａを多層整列巻きとし、第２巻線部２１ｂを単層整列巻きとすることにより、磁性体コア１１に形成された巻線スペースＥの利用効率を向上させているが、必ずしもこれに限るものではない。第１巻線部２１ａが、第２巻線部２１ｂと比較して、インダクタンスと浮遊容量が大きくなるような巻き方、例えば、第１巻線部２１ａが多層巻きで、第２巻線部２１ｂが分割巻きであればよい。
【００２０】
以上の構成からなるノーマルモードチョークコイル１０ａは、日字型磁性体コア１１の磁心１３〜１５のうちの二つに、それぞれ第１巻線部２１ａおよび第２巻線部２１ｂを巻回し、残る一つの磁心１５には巻線２１を巻回していない。従って、日字型磁性体コア１１は、第１巻線部２１ａおよび第２巻線部２１ｂが誘導性を有するときには、図１に示すように、第１巻線部２１ａによって発生する磁束と第２巻線部２１ｂによって発生する磁束とが強め合うように通過するノーマルモードの第１閉磁路１２ａを有するとともに、第１巻線部２１ａによって発生する磁束が通過するノーマルモードの第３閉磁路１２ｂとを有している。さらに、日字型磁性体コア１１は、第１巻線部２１ａが容量性を有するとともに第２巻線部２１ｂが誘導性を有するときには、図３に示すように、第２巻線部２１ｂによって発生する磁束が通過するノーマルモードの第２閉磁路１２ｃを有している。
【００２１】
第１閉磁路１２ａは第１巻線部２１ａと第２巻線部２１ｂの両方に鎖交している。第３閉磁路１２ｂは第１巻線部２１ａのみに鎖交し、第２閉磁路１２ｃは第２巻線部２１ｂのみに鎖交している。従って、第１巻線部２１ａの自己共振周波数ｆ１ａ以上の周波数領域においても、第１巻線部２１ａと鎖交しないで独立した閉磁路１２ｃにより、第２巻線部２１ｂは閉磁路型インダクタの特性を保つことができる。閉磁路型インダクタは大きなインダクタンスを得ることができるため、挿入損失が大きい。従って、広帯域にわたって大きな挿入損失特性を得ることができるノーマルモードチョークコイル１０ａとなる。
【００２２】
図４の挿入損失特性を示す実線Ｚ１を参照しながら、より詳細に説明する。なお、図４中において、二点鎖線Ｚ２は第１巻線部２１ａ単独の挿入損失特性を示し、一点鎖線Ｚ３は第２巻線部２１ｂ単独の挿入損失特性を示している。
【００２３】
巻線部２１ａ，２１ｂは、各巻線部２１ａ，２１ｂによってそれぞれ発生する磁束が強め合うように巻回されているため、低い周波数領域ｆ（Ｓ１）では、巻線２１は第１巻線部２１ａの巻回数と第２巻線部２１ｂの巻回数を合計した巻回数の２乗に比例するノーマルモードインダクタンスが得られる。
【００２４】
しかし、周波数が第１巻線部２１ａの自己共振周波数ｆ１ａ以上になると、第１巻線部２１ａは誘導性を示さなくなり、浮遊容量Ｃ１により容量性を有するようになる。そして、第２巻線部２１ｂによる誘導性インピーダンスより、第１巻線部２１ａの浮遊容量Ｃ１による容量性インピーダンスの方が大きいうちは、周波数領域ｆ（Ｓ２）に示すように右肩上がりのカーブになる。
【００２５】
一方、第２巻線部２１ｂは、周波数ｆ１ａ以上の周波数領域ｆ（Ｓ２）およびｆ（Ｓ３）においても、誘導性を保っている。しかし、第１巻線部２１ａが容量性となっているため、この影響を受けて、図３に示すように、第２巻線部２１ｂによって発生した磁束は第１閉磁路１２ａを通過しにくくなるので、第１巻線部２１ａが巻回されていない右端の磁心１５が形成する第２閉磁路１２ｃを通過し、第２巻線部２１ｂは閉磁路型インダクタの特性を維持する。閉磁路型インダクタは大きなインダクタンスを得易く、損失が大きい。従って、ノーマルモードチョークコイル１０ａは、図４中の円Ａで示すように、容量性となっている第１巻線部２１ａと誘導性となっている第２巻線部２１ｂが形成する直列共振回路の共振周波数ｆ２ａ付近で、なだらかに共振し、広帯域にわたり大きな挿入損失特性をもつことができる。
【００２６】
周波数が共振周波数ｆ２ａより高くなると、第２巻線部２１ｂによる誘導性インピーダンスが、第１巻線部２１ａの浮遊容量Ｃ１による容量性インピーダンスより大きくなり、周波数領域ｆ（Ｓ３）に示すように右肩下がりのカーブになる。さらに、周波数が第２巻線部２１ｂの自己共振周波数ｆ３ａ以上になると、第２巻線部２１ｂは誘導性を示さなくなり、浮遊容量Ｃ２により容量性を有するようになる。従って、周波数領域ｆ（Ｓ４）に示すように、右肩上がりのカーブになる。
【００２７】
［第２実施形態、図５〜図８］
前記第１実施形態のノーマルモードチョークコイル１０ａにおいて、磁性体コア１１の磁心１５は、第１巻線部２１ａの自己共振周波数ｆ１ａ以上の周波数領域においても、第２巻線部２１ｂが閉磁路型インダクタの特性を維持できるようにするために設けたものである。
【００２８】
そこで、本第２実施形態では、図５に示すように、この磁心１５にも同様の巻仕様（単層整列巻き）で第２巻線部２１ｂを巻回したノーマルモードチョークコイル１０ｂについて説明する。ノーマルモードチョークコイル１０ｂは、巻線２１に電流を流したときに、磁心１５に巻回された第２巻線部２１ｂの巻線部分２１ｂｂは、巻線部分２１ｂｂによって発生した磁束が磁心１４に巻回された第２巻線部２１ｂの巻線部分２１ｂａによって発生した磁束と強め合うように、巻線部分２１ｂａに電気的に直列に接続している。図６はノーマルモードチョークコイル１０ｂの電気等価回路図である。
【００２９】
日字型磁性体コア１１は、第１巻線部２１ａが容量性を有するとともに第２巻線部２１ｂが誘導性を有するときには、図７に示すように、巻線部分２１ｂａ，２１ｂｂのそれぞれによって発生する磁束が強め合うように通過するノーマルモードの第２閉磁路１２ｃを有している。このため、ノーマルモードチョークコイル１０ｂは、図８中の円Ａで示すように、容量性となっている第１巻線部２１ａと誘導性となっている第２巻線部２１ｂが形成する直列共振回路の共振周波数ｆ２ａは、前記第１実施形態のノーマルモードチョークコイル１０ａの共振周波数ｆ２ａと比較して、さらに低周波側にシフトする（実線Ｚ１参照）。また、第２巻線部２１ｂは、インダクタンスの大きい閉磁路型インダクタの特性を維持しているので、損失が大きい。従って、ノーマルモードチョークコイル１０ｂの挿入損失特性は、周波数領域ｆ（Ｓ２），ｆ（Ｓ３）においてより一層優れたものとなる。
【００３０】
なお、図８中において、二点鎖線Ｚ２は第１巻線部２１ａ単独の挿入損失特性を示し、一点鎖線Ｚ３は第２巻線部２１ｂ単独の挿入損失特性を示している。また、第２実施形態の磁性体コア１１は、Ｅ字形状を有するコア部材１１ａとＩ字形状を有するコア部材１１ｂにて構成されている。
【００３１】
［第３実施形態、図９〜図１１］
第３実施形態は、コモンモードチョークコイルについて説明する。図９に示すように、コモンモードチョークコイル１０ｃは、磁性体コア１１と、該磁性体コア１１に巻回された一対の巻線３１，３２とから構成されている。
【００３２】
磁性体コア１１は、ロ字形状のコア部材１１ａとコ字形状のコア部材１１ｂとで構成されている。二つのコア部材１１ａ，１１ｂは、付き合わされて一体化され、３本の磁心１３，１４，１５を有する日字型磁性体コア１１を構成する。
【００３３】
巻線３１は、多層整列巻きされた第１巻線部３１ａと、単層整列巻きされた第２巻線部３１ｂとを電気的に直列に接続したものである。第１巻線部３１ａは、磁性体コア１１の左端に位置する磁心１３の外周の略上半分に、矢印Ｐ１で示すように巻回されている。第２巻線部３１ｂは、磁性体コア１１の中央に位置する磁心１４の外周の略上半分に、矢印Ｐ２で示すように巻回されている。そして、巻線３１に電流を流したときに、第１巻線部３１ａと第２巻線部３１ｂによってそれぞれ発生した磁束が強め合うように、第１巻線部３１ａと第２巻線部３１ｂは巻回されている。
【００３４】
同様に、巻線３２も、多層整列巻きされた第１巻線部３２ａと単層整列巻きされた第２巻線部３２ｂとを、磁束が強め合うように電気的に直列に接続している。第１巻線部３２ａは磁心１３の外周の略下半分に巻回され、第２巻線部３２ｂは磁心１４の外周の略下半分に巻回されている。巻線３１と３２は、磁性体コア１１に形成された巻線スペースＥを均等に二つに分割する仕切り板３５，３６によって隔てられている。
【００３５】
第１巻線部３１ａ，３２ａは、相対的に大きい浮遊容量Ｃ１とインダクタンスＬ１を有している。第２巻線部３１ｂ，３２ｂは、相対的に小さい浮遊容量Ｃ２とインダクタンスＬ２を有している。図１０はコモンモードチョークコイル１０ｃの電気等価回路図である。
【００３６】
以上の構成からなるコモンモードチョークコイル１０ｃは、日字型磁性体コア１１の磁心１３〜１５のうちの二つに、それぞれ第１巻線部３１ａ，３２ａおよび第２巻線部３１ｂ，３２ｂを巻回し、残る一つの磁心１５には巻線３１，３２を巻回していない。従って、日字型磁性体コア１１は、第１巻線部３１ａ，３２ａおよび第２巻線部３１ｂ，３２ｂが誘導性を有するときには、図９に示すように、巻線３１の第１巻線部３１ａによって発生する磁束と第２巻線部３１ｂによって発生する磁束とが強め合うように通過するコモンモードの第１閉磁路１２ａを有するとともに、第１巻線部３１ａによって発生する磁束が通過するコモンモードの第３閉磁路１２ｂとを有している。同様に、巻線３２の第１および第２巻線部３２ａ，３２ｂによってそれぞれ発生する磁束が強め合うようにこの第１閉磁路１２ａを通過し、巻線３２の第１巻線部３２ａによって発生する磁束が第３閉磁路１２ｂを通過する。磁束の向きは、図９に示した矢印の方向と同じ方向である。
【００３７】
さらに、日字型磁性体コア１１は、第１巻線部３１ａ，３２ａが容量性を有するとともに第２巻線部３１ｂ，３２ｂが誘導性を有するときには、第２巻線部３１ｂ，３２ｂによってそれぞれ発生する磁束が通過するコモンモードの第２閉磁路１２ｃ（図３参照）を有している。
【００３８】
第１閉磁路１２ａは第１巻線部３１ａ，３２ａと第２巻線部３１ｂ，３２ｂの両方に鎖交している。第３閉磁路１２ｂは第１巻線部３１ａ，３２ａのみに鎖交し、第２閉磁路１２ｃは第２巻線部３１ｂ，３２ｂのみに鎖交している。従って、このコモンモードチョークコイル１０ｃのコモンモードインダクタンスにおいても、前記第１実施形態と同様の作用効果、すなわち、優れた挿入損失特性が得られる。
【００３９】
さらに、仕切り板３５，３６を磁粉入り樹脂、例えばフェライト８０〜９０ｗｔ％にナイロン系樹脂（ポリフェニレンサルファイドなど）を２０〜１０ｗｔ％混合したもの、いわゆるプラマグで作ったり、あるいは仕切り板３５，３６の中に磁性体を埋設したりしてもよい。これにより、図１１に示すように、コモンモードチョークコイル１０ｃにおけるノーマルモードの磁路３８の実効透磁率を上げることができる。この結果、ノーマルモードインダクタンスを大きくすることができ、コモンモードチョークコイルでありながら、比較的大きいノーマルモードインダクタンスを有するハイブリッドチョークコイル（ノーマルモードノイズとコモンモードノイズの両方を除去することができるチョークコイル）とすることができる。
【００４０】
［第４実施形態、図１２および図１３］
第４実施形態は、トロイダルタイプのノーマルモードチョークコイルについて説明する。図１２に示すように、ノーマルモードチョークコイル１０ｄは、磁性体コア４０と、該磁性体コア４０に巻回された巻線３１とから構成されている。
【００４１】
磁性体コア４０は、大円形状のコア部材４０ａと、二つの小円形状のコア部材４０ｂ，４０ｃとで構成されている。本第４実施形態では、コア部材４０ａ〜４０ｃは接合されて一体化されているが、それぞれがスペーサ等を介して離れた状態で配置されていてもよい。また、コア部材４０ａ〜４０ｃは、それぞれ矩形状であってもよい。
【００４２】
巻線３１は、巻回数の多い第１巻線部３１ａと、巻回数の少ない第２巻線部３１ｂおよび第３巻線部３１ｃとを電気的に直列に接続したものである。第１巻線部３１ａは大円形状のコア部材４０ａに巻回されている。第２巻線部３１ｂは大円形状のコア部材４０ａと小円形状のコア部材４０ｂの両方に巻回されている。第３巻線部３１ｃはコア部材４０ａとコア部材４０ｃの両方に巻回されている。そして、巻線３１に電流Ｉを流したときに、巻線部３１ａ〜３１ｃによってそれぞれ発生した磁束が強め合うように、巻線部３１ａ〜３１ｃは巻回されている。
【００４３】
第１巻線部３１ａは、相対的に大きい浮遊容量Ｃ１とインダクタンスＬ１を有している。また、第２，３巻線部３１ｂ，３１ｃは、それぞれ相対的に小さい浮遊容量Ｃ２とインダクタンスＬ２を有している。なお、第１巻線部３１ａを多層整列巻きとし、第２，３巻線部３１ｂ，３１ｃを単層整列巻きとしてもよい。
【００４４】
以上の構成からなるノーマルモードチョークコイル１０ｄの磁性体コア４０は、巻線部３１ａ〜３１ｃが誘導性を有するときには、図１２に示すように、巻線部３１ａ〜３１ｃのそれぞれによって発生する磁束が強め合うように通過するノーマルモードの第１閉磁路４１を有するとともに、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃによってそれぞれ発生する磁束が通過するノーマルモードの第２，第３閉磁路４２，４３とを有している。そして、第１巻線部３１ａが容量性を有するとともに第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃが誘導性を有するときには、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃによってそれぞれ発生する磁束は、ノーマルモードの第２，第３閉磁路４２，４３を通過する。
【００４５】
第１閉磁路４１は巻線部３１ａ〜３１ｃに鎖交している。第２閉磁路４２は第２巻線部３１ｂのみに鎖交し、第３閉磁路４３は第３巻線部３１ｃのみに鎖交している。従って、第１巻線部３１ａの自己共振周波数ｆ１ａ以上の周波数領域においても、第１巻線部３１ａと鎖交しないで独立した閉磁路４２，４３により、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃは閉磁路型インダクタの特性を保つことができる。従って、広帯域にわたって大きな挿入損失特性を得ることができるノーマルモードチョークコイル１０ｄとなる。
【００４６】
図１３のノーマルモードチョークコイル１０ｄの挿入損失特性を示すグラフ（実線Ｚ１）を参照しながら、より詳細に説明する。比較のために、図１３には、大円形状のコア部材４０ａのみからなる磁性体コアに巻線３１を巻回した従来のノーマルモードチョークコイルの挿入損失特性（点線Ｚ参照）も併せて記載している。
【００４７】
巻線部３１ａ〜３１ｃは、各巻線部３１ａ〜３１ｃによってそれぞれ発生する磁束が強め合うように巻回されているため、低い周波数領域ｆ（Ｓ１）では、巻線３１は巻線部３１ａ〜３１ｃのそれぞれの巻回数を合計した巻回数の２乗に比例するノーマルモードインダクタンスが得られる。
【００４８】
しかし、周波数が第１巻線部３１ａの自己共振周波数ｆ１ａ以上になると、第１巻線部３１ａは誘導性を示さなくなり、浮遊容量Ｃ１により容量性を有するようになる。そして、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃによる誘導性インピーダンスより、第１巻線部３１ａの浮遊容量Ｃ１による容量性インピーダンスの方が大きいうちは、周波数領域ｆ（Ｓ２）に示すように右肩上がりのカーブになる。
【００４９】
一方、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃは、周波数ｆ１ａ以上の周波数領域ｆ（Ｓ２）およびｆ（Ｓ３）においても、誘導性を保っている。しかし、第１巻線部３１ａが容量性となっているため、この影響を受けて、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃによって発生した磁束は第１閉磁路４１を通過しにくくなるので、第１巻線部３１ａが巻回されていない小円形状のコア部材４０ｂ，４０ｃが形成する第２，第３閉磁路４２，４３を通過し、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃは閉磁路型インダクタの特性を維持することができる。閉磁路型インダクタは大きなインダクタンスを得易く、損失が大きい。
【００５０】
従って、ノーマルモードチョークコイル１０ｄは、図１３中の円Ａで示すように、容量性となっている第１巻線部３１ａと誘導性となっている第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃが形成する直列共振回路の共振周波数ｆ２ａ付近で、なだらかな共振となるため、広帯域にわたり大きな挿入損失特性をもつことができる。
【００５１】
なお、本第４実施形態の磁性体コア４０と巻線３１は、小円形状のコア部材とその小円形状のコア部材に巻回された巻回部を二つ有しているが、一つもしくは三つ以上有していてもよい。
【００５２】
［第５実施形態、図１４および図１５］
前記第４実施形態のノーマルモードチョークコイル１０ｄにおいて、小円形状のコア部材４０ｂ，４０ｃは、第１巻線部３１ａの自己共振周波数ｆ１ａ以上の周波数領域においても、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃが閉磁路型インダクタの特性を維持できるようにするために設けたものである。
【００５３】
そこで、本第５実施形態では、図１４に示すように、このコア部材４０ｂ，４０ｃにさらに同様の巻仕様で第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃを増設したノーマルモードチョークコイル１０ｅについて説明する。ノーマルモードチョークコイル１０ｅは、巻線３１に電流を流したときに、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃの増設部分３１ｂｂ，３１ｃｂは、増設部分３１ｂｂ，３１ｃｂによって発生した磁束が巻線部３１ｂ，３１ｃの巻線部分３１ｂａ，３１ｃａによって発生した磁束と強め合うように、巻線部分３１ｂａ，３１ｃａに電気的に直列に接続している。また、増設部分３１ｂｂ，３１ｃｂのインダクタンスおよび浮遊容量を、巻線部分３１ｂａ，３１ｃａのインダクタンスおよび浮遊容量に等しくなるように巻回する。
【００５４】
磁性体コア４０は、第１巻線部３１ａが容量性を有するとともに第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃが誘導性を有するときには、図１４に示すように、巻線部分３１ｂａ，３１ｂｂ、３１ｃａ，３１ｃｂのそれぞれによって発生する磁束が強め合うように通過するノーマルモードの第２，第３閉磁路４２，４３を有している。このため、ノーマルモードチョークコイル１０ｅは、図１５中の円Ａで示すように、容量性となっている第１巻線部３１ａと誘導性となっている第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃが形成する直列共振回路の共振周波数ｆ２ａは、前記第４実施形態のノーマルモードチョークコイル１０ｄの共振周波数ｆ２ａと比較して、さらに低周波側にシフトする（実線Ｚ２参照）。また、第２，第３巻線部３１ｂ，３１ｃは、インダクタンスの大きい閉磁路型インダクタの特性を維持しているので、損失が大きい。従って、ノーマルモードチョークコイル１０ｅの挿入損失特性は、周波数領域ｆ（Ｓ２）、ｆ（Ｓ３）においてより一層優れたものとなる。なお、図１５中において、点線Ｚ１は、前記第４実施形態のノーマルモードチョークコイル１０ｄの挿入損失特性を示している。
【００５５】
［第６実施形態、図１６および図１７］
第６実施形態は、トロイダルタイプのコモンモードチョークコイルについて説明する。図１６に示すように、コモンモードチョークコイル１０ｆは、磁性体コア４０と、該磁性体コア４０に巻回された一対の巻線３１，３２とから構成されている。
【００５６】
巻線３１，３２は、巻回数の多い第１巻線部３１ａ，３２ａと、巻回数の少ない第２巻線部３１ｂ，３２ｂおよび第３巻線部３１ｃ，３２ｃとを電気的に直列に接続したものである。
【００５７】
磁性体コア４０は巻線部３１ａ〜３１ｃ，３２ａ〜３２ｃが誘導性を有するときには巻線部３１ａ〜３１ｃ，３２ａ〜３２ｃのそれぞれによって発生する磁束が強め合うように通過するコモンモードの第１閉磁路４１を有するとともに、第２，第３巻線部３１ｂ，３２ｂ、３１ｃ，３２ｃによってそれぞれ発生する磁束が通過するコモンモードの第２，第３閉磁路４２，４３を有している。そして、第１巻線部３１ａ，３２ａが容量性を有するとともに第２，第３巻線部３１ｂ，３２ｂ、３１ｃ，３２ｃが誘導性を有するときには、第２，第３巻線部３１ｂ，３２ｂ、３１ｃ，３２ｃによってそれぞれ発生する磁束は、コモンモードの第２，第３閉磁路４２，４３を通過する。
【００５８】
このコモンモードチョークコイル１０ｆのコモンモードインダクタンスにおいても、前記第４実施形態と同様の作用効果、すなわち、優れた挿入損失特性が得られる。
【００５９】
さらに、図１７に示すように、磁性仕切り板５１ａ〜５１ｃで磁性体コア４０に形成された巻線スペースＥを均等に二つに分割してもよい。これにより、コモンモードチョークコイル１０ｇにおけるノーマルモードの磁路の実効透磁率を上げることができる。この結果、ノーマルモードインダクタンスを大きくすることができ、コモンモードチョークコイルでありながら、比較的大きいノーマルモードインダクタンスを有するハイブリッドチョークコイルとすることができる。
【００６０】
［他の実施形態］
本発明は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、磁性体コアは、前記実施形態のように、複数のコア部材を組み合わせて構成する分割タイプの他に、一体コアからなるものであってもよい。一体コアで構成した場合には、トロイダルコイルを作成するように、巻線の引出し口を磁性体コアの磁心の周囲に回転させて巻線を磁心に巻回する。あるいは、分割型の歯車ボビンを磁心に取り付け、歯車ボビンに巻線の先を固定した後、歯車ボビンを回転させて巻線を歯車ボビンに巻回する。
【００６１】
また、巻線は、前記実施形態のように、磁性体コアに直接に巻回してもよいし、磁性体コアの磁心が嵌挿された合成樹脂製ボビンに巻回してもよい。合成樹脂製ボビンを用いることにより、巻線の巻回性や、巻線と磁性体コアとの絶縁性を高めることができる。巻線を巻回したボビンに、前記実施形態のような分割タイプの磁性体コアを組み付けて閉磁路を構成することにより、引出し口のスペースが不要になり、ボビンに磁性体コアを組み付けた後にボビンを回転させる必要がなくなる。さらに、巻線の先端部を磁性体コアの巻線スペースの外に取り付けても構わないため、ボビン内径と磁性体コアの磁心外径とを略等しくすることができ、ボビン厚み以外の無駄なスペースが発生しない。
【００６２】
また、図１８に示すように、四つ以上の磁心１３〜１６を有した磁性体コア１１に、インダクタンスと浮遊容量が異なる三つ以上の巻線部２１ａ〜２１ｃを有する巻線２１を巻回したチョークコイル１０ｈであってもよい。第１巻線部２１ａは磁心１３に巻回され、最も大きい浮遊容量とインダクタンスを有している。第２巻線部２１ｂは上半分２１ｂａと下半部２１ｂｂに２分割された状態で磁心１４に巻回され、２番目に大きな浮遊容量とインダクタンスを有している。第３巻線部２１ｃは磁心１５に巻回され、最も小さい浮遊容量とインダクタンスを有している。磁心１６には巻線２１は巻回されていない。図１９はチョークコイル１０ｈの挿入損失特性を示すグラフである（実線Ｚ１参照）。図１９中において、二点差線Ｚ２は第１巻線部２１ａ単独の挿入損失特性を示し、一点鎖線Ｚ３は第２巻線部２１ｂ単独の挿入損失特性を示し、点線Ｚ４は第３巻線部２１ｃ単独の挿入損失特性を示している。
【００６３】
なお、巻線部２１ａ〜２１ｃは磁心１３〜１６のいずれに巻回されていてもよく、浮遊容量が最も小さい第３巻線部２１ｃが自己共振したときに、第３巻線部２１ｃによって発生した磁束が通過する閉磁路が確保できる構成であれば、その巻回位置は任意である。従って、例えば、第３巻線部２１ｃを磁心１６に移動させて、磁心１５に巻線２１が巻回されていないものでもよいし、第２巻線部２１ｂと第３巻線部２１ｃの巻回位置を交換しているものでもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、磁性体コアが第２巻線部に鎖交しかつ第１巻線部に鎖交しない第２閉磁路を有しているため、第１巻線部が容量性を有するとともに第２巻線部が誘導性を有するときに、第２巻線部によって発生した磁束が第２閉磁路を通過する。従って、第２巻線部は閉磁路型インダクタの特性を維持し、大きなインダクタンスと挿入損失をもつ。この結果、チョークコイルは、浮遊容量により容量性となっている第１巻線部と誘導性となっている第２巻線部が形成する直列共振回路の共振周波数付近で、なだらかに共振するため、広帯域にわたり大きな挿入損失特性をもつことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチョークコイルの第１実施形態を示す一部断面図。
【図２】図１のチョークコイルの等価回路図。
【図３】図１のチョークコイルの作用効果を説明するための一部断面図。
【図４】図１のチョークコイルの挿入損失特性を示すグラフ。
【図５】本発明に係るチョークコイルの第２実施形態を示す一部断面図。
【図６】図５のチョークコイルの等価回路図。
【図７】図５のチョークコイルの作用効果を説明するための一部断面図。
【図８】図５のチョークコイルの挿入損失特性を示すグラフ。
【図９】本発明に係るチョークコイルの第３実施形態を示す一部断面図。
【図１０】図９のチョークコイルの等価回路図。
【図１１】図９のチョークコイルの作用効果を説明するための一部断面図。
【図１２】本発明に係るチョークコイルの第４実施形態を示す概略構成図。
【図１３】図１２のチョークコイルの挿入損失特性を示すグラフ。
【図１４】本発明に係るチョークコイルの第５実施形態を示す概略構成図。
【図１５】図１４のチョークコイルの挿入損失特性を示すグラフ。
【図１６】本発明に係るチョークコイルの第６実施形態を示す概略構成図。
【図１７】図１６に示したチョークコイルの変形例を示す概略構成図。
【図１８】本発明に係るチョークコイルの他の実施形態を示す一部断面図。
【図１９】図１８のチョークコイルの挿入損失特性を示すグラフ。
【図２０】従来のコモンモードチョークコイルを示す概略構成図。
【図２１】図２０のコモンモードチョークコイルの挿入損失特性を示すグラフ。
【図２２】図２０のコモンモードチョークコイルの作用を説明するための概略構成図。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｈ…チョークコイル
１１，４０…磁性体コア
１１ａ，１１ｂ，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…コア部材
１２ａ，４１…第１閉磁路
１２ｃ，４２…第２閉磁路
２１，３１，３２…巻線
２１ａ，３１ａ，３２ａ…第１巻線部
２１ｂ，３１ｂ，３２ｂ…第２巻線部
２１ｃ，３１ｃ，３２ｃ…第３巻線部
【図１】
2004063903.tif 000003
【図２】
2004063903.tif 000004
【図３】
2004063903.tif 000005
【図４】
2004063903.tif 000006
【図５】
2004063903.tif 000007
【図６】
2004063903.tif 000008
【図７】
2004063903.tif 000009
【図８】
2004063903.tif 000010
【図９】
2004063903.tif 000011
【図１０】
2004063903.tif 000012
【図１１】
2004063903.tif 000013
【図１２】
2004063903.tif 000014
【図１３】
2004063903.tif 000015
【図１４】
2004063903.tif 000016
【図１５】
2004063903.tif 000017
【図１６】
2004063903.tif 000018
【図１７】
2004063903.tif 000019
【図１８】
2004063903.tif 000020
【図１９】
2004063903.tif 000021
【図２０】
2004063903.tif 000022
【図２１】
2004063903.tif 000023
【図２２】
2004063903.tif 000024