(57)【要約】【課題】ＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧する。【解決手段】中心導体１の周囲に絶縁層３を介在させて外部導体２を設けた同軸ワイヤＷを、磁性又は非磁性ドラムコア１０の巻芯部１１に巻線し、前記ドラムコア１０の方形鍔部１２にそれぞれ一対の電極２１，２２を設け、該一対の電極２１，２２の一方に前記中心導体１を接続し、他方に前記外部導体２２を接続している。前記同軸ワイヤＷは、ワイヤ間隔を設けて前記ドラムコア１０の巻芯部１１に巻回する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体の周囲に絶縁層を介在させて外部導体を設けた同軸ワイヤを、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に巻線し、前記ドラムコアの鍔部にそれぞれ一対の電極を設け、該一対の電極の一方に前記中心導体を、他方に前記外部導体をそれぞれ接続したことを特徴とするコモンモードフィルタ。
【請求項２】
前記同軸ワイヤはワイヤ間隔を設けて巻線されている請求項１記載のコモンモードフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号線等のコモンモードノイズを抑圧するためのコモンモードフィルタに係り、とくにパーソナルコンピュータ等におけるＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ（液晶ディスプレイ等の接続用に用いられる）等の高速差動信号伝送において２本の信号線を通るコモンモードノイズを減衰させるために使用される表面実装型のコモンモードフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のコモンモードフィルタとしては、図６に示すように、フェライト等の磁性体からなるドラムコア１０にメッキ等により電極２５を形成し、前記ドラムコア１０の巻芯部１１に一対のワイヤ１５，１６で密着して巻線を行ない、巻線端末（各ワイヤ端末）を、コア１０の方形鍔部１２に設けた電極２５にはんだ付け等により接続したものがある。この種のコモンモードフィルタを例示するものとして、下記の特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００１−９３７５６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パーソナルコンピュータと周辺機器間等の信号伝送に、ＤＶＩ（ＴＭＤＳ），ＩＥＥＥ１３９４（Ｓ８００）等の高速差動伝送が登場しており、コモンモードノイズフィルタの伝送特性によっては伝送信号の高周波成分を減衰させる等の悪影響を及ぼすため、高速信号に対して使用することが難しい。伝送信号に対する影響度は、▲１▼信号遮断周波数と、▲２▼特性インピーダンス整合に依存すると考えると、従来までの巻線型のコモンモードノイズフィルタでは信号遮断周波数を高くできず、特性インピーダンスはアプリケーションに応じて調整できない状況にあり、信号品質に影響を与える可能性がある。例えばＤＶＩ（ＴＭＤＳ），ＩＥＥＥ１３９４（Ｓ８００）等の高速差動伝送では遮断周波数がＧＨｚ帯に達していることが要求される。また、特性インピーダンスについても従来の巻線型コモンモードノイズフィルタでは各アプリケーションに応じて調整することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、ＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧可能なコモンモードフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るコモンモードフィルタは、中心導体の周囲に絶縁層を介在させて外部導体を設けた同軸ワイヤを、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に巻線し、前記ドラムコアの鍔部にそれぞれ一対の電極を設け、該一対の電極の一方に前記中心導体を、他方に前記外部導体をそれぞれ接続したことを特徴としている。
【０００７】
前記コモンモードフィルタにおいて、前記同軸ワイヤはワイヤ間隔を設けて巻線されていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードフィルタの実施の形態を図面に従って説明する。
【０００９】
図１は本発明に係るコモンモードフィルタの実施の形態の分解斜視図、図２は実施の形態における同軸ワイヤの端末処理を示す拡大斜視図、図３は使用する同軸ワイヤの断面図を示す。
【００１０】
これらの図において、１０は磁性体（フェライト等）又は非磁性（セラミック等）のドラムコアであり、巻芯部１１の両側に方形鍔部１２を有している。このドラムコア１０の各方形鍔部１２には一対の電極２１，２２が金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等でそれぞれ２個所形成されている。電極２１，２２は方形鍔部１２の両端部の上面、外側端面及び下面（装着面）にわたって連続してそれぞれ形成され、表面実装型端子を構成している。また、方形鍔部１２上面中央には凹部１３が形成されており、その凹部１３の底面に電極２１，２２の延長部２１ａ，２２ａが延長形成されている。
【００１１】
本実施の形態では、図３の同軸ワイヤＷを巻線に使用する。この同軸ワイヤＷは円柱状中心導体１の周囲に絶縁層３を介在させて円筒状外部導体２を設けたものであり、中心導体１と外部導体２とは同心であって、中心導体１の外径ａ、外部導体２の外径ｂ、絶縁層３の厚みｃ及び誘電率εである。絶縁層３の比誘電率は５以下の低誘電率材を用いることが好ましい。比誘電率が５を超えると線間容量が増大して好ましくない。
【００１２】
この同軸ワイヤＷを前記ドラムコア１０の巻芯部１１に、所要の巻線間隔をおいて複数回巻回し、巻線後の同軸ワイヤＷの端末を、それぞれ方形鍔部１２の凹部１３に延長している電極２１，２２の延長部２１ａ，２２ａに継線（接続）する。すなわち、図２に拡大して示すように、中心導体１は電極２１の延長部２１ａに、外部導体２は電極２２の延長部２２ａにそれぞれ熱圧着、はんだ付け等で電気的に接続される。
【００１３】
前記同軸ワイヤＷの巻線後、前記ドラムコア１０の両方の方形鍔部１２上面間には磁性体又は非磁性体の平板状コア２０が接着剤等で固着され、これにより表面実装型のコモンモードフィルタが完成する。この平板状コア２０は製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にするために設けるものであり、さらにドラムコア１１及び平板コア２０共に磁性体とすれば、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上にも寄与できる。
【００１４】
コモンモードフィルタの信号遮断周波数を上げるためには、ディファレンシャルモードインダクタンス（以下、Ｌｄという）と線間容量（以下、Ｃ１２）を低く抑えることが必要である。Ｌｄ，Ｃ１２が大きいと遮断周波数は低くなり、反対にＬｄ，Ｃ１２が小さいと遮断周波数は高くなる傾向にある。本実施の形態では、円柱状中心導体１の周囲に低誘電率絶縁層３（好ましくは比誘電率５以下）を介在させて円筒状外部導体２を設けた同軸ワイヤＷを用いて巻線することにより、中心導体１で一方の巻線部を、外部導体２でそれと結合する他方の巻線部を各々構成して漏れ磁束を少なくし、ライン間結合を高めてＬｄを低く抑えることができる。この結果、信号遮断周波数を高周波（例えばＧＨｚ帯）まで伸ばすことができる。
【００１５】
図４は本実施の形態の場合のＳｄｄ２１特性（ディファレンシャルモードについての減衰特性）を従来品の場合と対比して示す。但し、従来品は直径４０μｍのワイヤ２本を７ターン巻いたもの、本実施の形態は図３の中心導体１の径ａ＝１０μｍ、外部導体２の外径ｂ＝１００μｍの同軸ワイヤを７ターン巻いたものであり、ドラムコア１０は同一とした（但し、巻芯部の断面は楕円状で、断面積０．７ｍｍ２  である）。実施の形態の方が、高い周波数領域での減衰が少なく、遮断周波数が高くなっていることが判る。
【００１６】
また、特性インピーダンスは絶縁層３の層厚もしくは絶縁材料を変更することで制御して特定の値に合わせこむことができるため、アプリケーションに応じたインピーダンス整合をとることができる。
【００１７】
同軸ワイヤの場合、高周波に対して単位長当たりのインダクタンスＬ及び容量Ｃは下記のように近似することができる。
Ｌ≒（μ／２π）ｌｎ（ｂ／ａ）
Ｃ≒２πε／ｌｎ（ｂ／ａ）
但し、μは絶縁層の透磁率、εは絶縁層の誘電率である。
特性インピーダンスＺｉｄは下記近似式で与えられる。
Ｚｉｄ  ≒（Ｌ／Ｃ）１／２        …（１）
【００１８】
図５は絶縁層３の誘電率εをパラメータとしたときのｂ／ａと特性インピーダンスＺｉｄとの関係を示す。前記特性インピーダンスの式（１）及び図５から、ｂ／ａ及び誘電率εを変化させることで特性インピーダンスを所望値に設定できることが判る。
【００１９】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２０】
（１）  中心導体１の周囲に絶縁層３を介在させて外部導体２を設けた同軸ワイヤＷを、磁性又は非磁性ドラムコア１０の巻芯部１１に巻線し、ドラムコア１０の方形鍔部１２にそれぞれ一対の電極２１，２２を設け、一方の電極１５に中心導体１を、他方の電極１６に外部導体２をそれぞれ接続したことにより、ライン間結合を充分高くしてＬｄを低減できる。このため、コモンモードフィルタの信号遮断周波数を高めることが可能になる。
【００２１】
（２）  前記同軸ワイヤＷはワイヤ間隔を設けて巻線することにより、外部導体２同士の浮遊容量を低減し、伝送特性の改善を図ることができる。
【００２２】
（３）  中心導体１の径：ａ、外部導体２の外径：ｂとしたとき、ｂ／ａの値及び絶縁層３の誘電率εを変えることで特性インピーダンスをアプリケーションに適合するように設定できる。
【００２３】
（４）  磁性又は非磁性のドラムコア１０の両方の方形鍔部１２上面間に磁性又は非磁性平板状コア２０を固着することで、製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にすることができ、さらにドラムコア１０及び平板状コア２０共に磁性体とすれば、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上をも図り得る。
【００２４】
なお、各実施の形態における電極２１，２２は、金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等の他に端子金具を方形鍔部１２に装着して構成することもできる。
【００２５】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコモンモードフィルタによれば、中心導体の周囲に絶縁層を介在させて外部導体を設けた同軸ワイヤを、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に巻線し、前記ドラムコアの鍔部にそれぞれ一対の電極を設け、該一対の電極の一方に前記中心導体を、他方に前記外部導体をそれぞれ接続した構成とすることで、信号遮断周波数を高くして、ＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコモンモードフィルタの実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態の部分拡大斜視図である
【図３】実施の形態で使用する同軸ワイヤの断面図である。
【図４】実施の形態の伝送特性（Ｓｄｄ２１減衰特性）を従来品と対比して示すグラフである。
【図５】同軸ワイヤの中心導体の径：ａ、外部導体の外径：ｂ、絶縁層の誘電率：εとした場合、誘電率εをパラメータとしたときのｂ／ａと特性インピーダンスＺｉｄとの関係を示すグラフである。
【図６】従来のコモンモードフィルタの１例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  中心導体
２  外部導体
３  絶縁層
１０  ドラムコア
１１  巻芯部
１２  方形鍔部
１５，１６  ワイヤ
２０  平板状コア
２１，２２，２５  電極
Ｗ  同軸ワイヤ
【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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