(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部及びこの巻芯部の両端部にそれぞれ設けられた第１及び第２の鍔部を有して成る磁性コアと、上記第１及び第２の鍔部にそれぞれ形成された外部電極と、上記巻芯部に巻装され且つ各端部が上記外部電極まで引き出されて接合された１対の巻線と、上記第１及び第２の鍔部の上に接合される磁性板とを備えたコモンモードチョークコイルであって、
複数の金属膜と磁性板片とを、上記第１及び第２の鍔部の上端面と上記磁性板との間に交互に積層して抵抗部を形成し、この抵抗部を接着剤を介して上記第１及び第２の鍔部の上記上端面と上記磁性板との間に接合した、
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】
請求項１に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、
上記金属膜を、鉄，コバルト，ニッケル，クロム，マンガン及び銅の内の少なくともいずれかを含む強磁性体で形成した、
ことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
【請求項３】
請求項２に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、
上記金属膜を、ニクロムを主成分とする強磁性体の合金で形成した、
ことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルにおいて、
上記磁性コアと上記磁性板と磁性板片とを、それぞれフェライトで形成した、
ことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルにおいて、
上記接着剤に、磁粉を混入した、
ことを特徴とする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】
この発明は、伝送線路上のコモンモードノイズを除去するための巻線型の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、この種のコモンモードチョークコイルとしては、例えば特許文献１や特許文献２に開示の技術がある。
このコモンモードチョークコイルは、２本の巻線を、両端に鍔部を有したコアの巻芯部に巻回し、巻線の両端を鍔部の電極に接続すると共に、フェライト板を、鍔部の上面側に渡した構成をなす。
かかる構成により、差動伝送路等に侵入したコモンモードノイズを除去することができるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６８６１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来のコモンモードチョークコイルでは次のような問題がある。
通常、製品を市販する前に、製品を想定し得る電磁妨害等に曝し、各種電磁妨害に耐えうるかどうかのイミュニティ試験が行われる。
コモンモードチョークコイルのコモンモードノイズに対するイミュニティ試験では、被試験品であるコモンモードチョークコイルを、差動伝送路を通じて送信ＩＣ（Integrated Circuit）に接続された受信ＩＣの前段に配する。そして、差動信号を差動伝送路を通じて送信ＩＣから受信ＩＣに送信すると共に、低周波のコモンモードノイズを差動伝送路上に発生させて、このコモンモードノイズを差動信号に載せる。かかる状態で、送信ＩＣや受信ＩＣが誤動作を起こすかどうかを確認する。
しかしながら、かかるイミュニティ試験時において、被試験品のコモンモードチョークコイルのインダクタンスと受信ＩＣの入力容量とが共振回路を構成するため、この共振回路の共振周波数及びその近傍の周波数帯域においてコモンモードノイズを抑制する割合が低下する。かかる場合には、送信ＩＣや受信ＩＣが誤動作し、被試験品がイミュニティ試験をパスしないという問題が生じる。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、コイルの構造をイミュニティ試験時における送信ＩＣや受信ＩＣの誤動作を防止可能な構造にして、イミュニティ特性の改善を図ったコモンモードチョークコイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、巻芯部及びこの巻芯部の両端部にそれぞれ設けられた第１及び第２の鍔部を有して成る磁性コアと、  第１及び第２の鍔部にそれぞれ形成された外部電極と、巻芯部に巻装され且つ各端部が外部電極まで引き出されて接合された１対の巻線と、  第１及び第２の鍔部の上に接合される磁性板とを備えたコモンモードチョークコイルであって、複数の金属膜と磁性板片とを、第１及び第２の鍔部の上端面と磁性板との間に交互に積層して抵抗部を形成し、この抵抗部を接着剤を介して第１及び第２の鍔部の上端面と磁性板との間に接合した構成とする。
かかる構成により、複数の金属膜と磁性板片とが積層された抵抗部が、第１及び第２の鍔部の上端面と磁性板との間に介在しているので、１対の巻線内の電流による磁力線が、この抵抗部を通り、各金属膜に渦電流が発生する。したがって、イミュニティ試験時におけるコモンモードチョークコイルのインダクタンスと受信ＩＣの入力部のキャパシタンスとで構成される共振回路の共振周波数及びその近傍の周波数帯域内のノイズに対する抵抗成分が、この抵抗部によって増加し、コモンモードノイズが抑圧される。この結果、イミュニティ試験における全ての周波数帯域のノイズに対して、良好なノイズ抑圧効果を発揮する。
【０００７】
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において、金属膜を、鉄，コバルト，ニッケル，クロム，マンガン及び銅の内の少なくともいずれかを含む強磁性体で形成した構成とする。
かかる構成により、良好な磁気特性を保持しつつ、ノイズに対する抵抗成分をさらに増加させることができる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、金属膜を、ニクロムを主成分とする強磁性体の合金で形成した構成とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルにおいて、磁性コアと磁性板と磁性板片を、それぞれフェライトで形成した構成とする。
かかる構成により、コモンモードチョークコイルの磁気特性を向上させることができる。  
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイルにおいて、接着剤に、磁粉を混入した構成とする。
かかる構成により、コモンモードチョークコイルの磁気特性をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳しく説明したように、この発明のコモンモードチョークコイルによれば、抵抗部を第１及び第２の鍔部と磁性板との間に接合して、抵抗成分を増加させる構成としたので、イミュニティ特性の改善が図られ、この結果、イミュニティ試験における全ての周波数帯域のノイズに対する良好なノイズ抑圧効果を実現することができるという効果がある。
また、請求項２及び請求項３の発明によれば、ノイズに対する抵抗成分をさらに増加させることができるので、ノイズ抑圧効果をさらに高めることができる。
また、請求項４及び請求項５の発明によれば、コモンモードチョークコイルの磁気特性をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、この発明の一実施例に係るコモンモードチョークコイルを示す斜視図であり、図２は、実施例のコモンモードチョークコイルの正面図であり、図３は、コモンモードチョークコイルの底面を示す斜視図である。
【００１４】
コモンモードチョークコイル１は、表面実装型の巻線コイルであり、図１及び図２に示すように、磁性コアとしてのコア２と、４つの外部電極３−１〜３−４と、１対の巻線４−１，４−２と、磁性板としての天板５とを備えている。
【００１５】
コア２は、Mn-Zn系フェライト、Ni-Zn系フェライト等のフェライトで形成されており、中央の巻芯部２０とその両端に設けられた第１の鍔部としての鍔部２１及び第２の鍔部としての鍔部２２とで構成されている。
【００１６】
外部電極３−１〜３−４は、鍔部２１，２２の下部に形成されている。
具体的には、図３に示すように、外部電極３−１，３−２が鍔部２１の脚部２１ａ，２１ｂにそれぞれ形成され、外部電極３−３，３−４が鍔部２２の脚部２２ａ，２２ｂにそれぞれ形成されている。
【００１７】
図２において、１対の巻線４−１，４−２は、それぞれ銅線を絶縁膜で被覆して成るラインであり、コア２の巻芯部２０に巻装され、図３にも示すように、巻線４−１，４−２の端部４−１ａ，４−２ａが外部電極３−１，３−２側に引き出されて、外部電極３−１，３−２にそれぞれ接合されると共に、巻線４−１，４−２の端部４−１ｂ，４−２ｂが外部電極３−３，３−４側に引き出されて、外部電極３−３，３−４にそれぞれ接合されている。
【００１８】
図１に示す天板５もコア２と同様に、Mn-Zn系フェライト、Ni-Zn系フェライト等のフェライトで形成されている。そして、図２にも示すように、この天板５の下側には、この実施例の特徴である抵抗部６が接着剤７によって鍔部２１，２２の上端面２１ｃ，２２ｃに接合されている。なお、この接着剤７には、磁粉が混入されており、コア２と抵抗部６とを接合するだけでなく、これらの間の磁気特性をも向上させている。
【００１９】
図４は、抵抗部６を示す部分拡大断面図である。
抵抗部６は、図４に示すように、３層の金属膜６１〜６３と２層の磁性板片５１，５２とを、鍔部２１（２２）の上端面２１ｃ（２２ｃ）と天板５の下面５ｂとの間に交互に積層した構成を成す。具体的には、金属膜６１が天板５の下面５ｂに形成され、下面に金属膜６２を有した磁性板片５１が、金属膜６１の下に接着剤７１を介して接合されている。さらに、下面に金属膜６３を有した磁性板片５２が、金属膜６２の下に接着剤７２を介して接合されている。そして、金属膜６３が、鍔部２１（２２）の上端面２１ｃ（２２ｃ）に塗布された接着剤７に接合されている。
このような抵抗部６において、磁性板片５１，５２も、天板５と同様に、Mn-Zn系フェライト、Ni-Zn系フェライト等のフェライトで形成され、接着剤７１，７２も、接着剤７と同様に磁粉が混入されている。
また、金属膜６１〜６３は、鉄，コバルト，ニッケル，クロム，マンガン及び銅の内の少なくともいずれかを含む強磁性体によって形成されている。但し、ニクロムを主成分とする強磁性体で形成することがより好ましい。
【００２０】
次に、抵抗部６の機能について説明する。
図５は、抵抗部６の機能を説明するための図１の矢視Ａ−Ａ断面図であり、図６は、金属膜６１〜６３に発生する渦電流Ｉを示す部分拡大断面図である。
コモンモードチョークコイル１が上記構成を採ることにより、所定周波数の信号がコモンモードチョークコイル１に入力されると、図５の矢印で示すように、信号に対応した磁力線Ｈが、巻芯部２０と鍔部２１，２２と天板５とに沿って発生する。
このとき、抵抗部６が、磁力線Ｈの通過部位に形成されているので、この抵抗部６がコモンモードチョークコイル１の抵抗成分として機能する。
具体的には、図６に示すように、鍔部２１（２２）から天板５に至る磁力線Ｈが、抵抗部６の金属膜６１〜６３を通るため、この磁力線Ｈによって、渦電流Ｉが、金属膜６１〜６３の各表面に発生する。この結果、１対の巻線４−１，４−２（図５参照）を流れる信号のエネルギーが消耗され、抵抗部６の金属膜６１〜６３が１対の巻線４−１，４−２を流れる信号に対する抵抗として機能することとなる。
【００２１】
次いで、このようなコモンモードチョークコイル１の製造方法について説明する。
図７は、コモンモードチョークコイル１の製造方法の第１工程を示す工程図であり、図８は、コモンモードチョークコイル１の製造方法の第２工程を示す工程図である。
第１工程は、図７に示すように、コモンモードチョークコイル本体を製造する工程である。具体的には、図７の（ａ）に示すように、コア２を形成した後、図７の（ｂ）に示すように、外部電極３−１〜３−４をコア２の鍔部２１，２２下部に塗布する。そして、図７の（ｃ）に示すように、巻線４−１，４−２をコア２の巻芯部２０に巻回して、端部４−１ａ，４−２ａと端部４−１ｂ，４−２ｂとを、外部電極３−１，３−２と外部電極３−３，３−４とにそれぞれ接合する。しかる後、図７の（ｄ）に示すように、接着剤７を鍔部２１，２２の上端面に塗布する。
【００２２】
一方、第２工程は、図８に示すように、天板５と抵抗部６とを製造する工程であり、第１工程と平行して実行される。
具体的には、図８の（ａ）に示すように、天板５を形成する。そして、図８の（ｂ）に示すように、メッキ等の手段により、抵抗部６の金属膜６１をこの天板５の下面５ｂに形成する。次に、図８の（ｃ）に示すように、磁性板片５１の下面に金属膜６２を形成した後、この磁性板片５１を金属膜６１の下に接着剤７１を介して接合する。そして、図８の（ｄ）に示すように、最後に、磁性板片５２の下面に金属膜６３を形成した後、この磁性板片５２を金属膜６２の下に接着剤７２を介して接合する。これにより、抵抗部６が天板５の下面５ｂに形成される。
【００２３】
上記第１及び第２工程を実行した後、図２に示すように、第１工程で作成された抵抗部６付きの天板５を、第１工程で作成されたコア２の鍔部２１，２２の上端面２１ｃ，２２ｃに接着剤７で接着させることにより、コモンモードチョークコイル１を製造することができる。
【００２４】
次に、この実施例のコモンモードチョークコイルが示す作用及び効果について説明する。
図９は、イミュニティ試験におけるコモンモードチョークコイル１の作用及び効果を説明するための概略ブロック図である。
図９において、符号１００，１０１は、送信ＩＣ，受信ＩＣであり、これら送信ＩＣ１００と受信ＩＣ１０１とが差動伝送路１１１，１１２で接続されている。そして、コモンモードノイズＮを発生させるためのノイズ発生器１２０が送信ＩＣ１００側の差動伝送路１１１，１１２部位に配置されている。
コモンモードチョークコイル１は、このような差動伝送路１１１，１１２上であって、受信ＩＣ１０１側に近い部位に接続した。具体的には、外部電極３−２，３−４を差動伝送路１１１に接続すると共に、外部電極３−１，３−３を差動伝送路１１２に接続した。
かかる状態で、差動信号Ｓ１，Ｓ１′を送信ＩＣ１００から差動伝送路１１１，１１２に出力すると共に、ノイズ発生器１２０を用いて、所定周波数範囲のコモンモードノイズＮを差動伝送路１１１，１１２上に発生させる。
すると、コモンモードノイズＮが載った差動信号Ｓ２，Ｓ２′がコモンモードチョークコイル１側に向かって伝送され、外部電極３−１，３−２を通じてコモンモードチョークコイル１内に入力される。そして、この差動信号Ｓ２，Ｓ２′が巻線４−１，４−２と抵抗Ｒ，Ｒを通り、外部電極３−３，３−４を通じて、差動信号Ｓ３，Ｓ３′として差動伝送路１１１，１１２に出力される。
【００２５】
ところで、受信ＩＣ１０１の終端の容量は終端で生じる多くの容量の総和として生じる。ここでは、理解を容易にするために、これらの容量をキャパシタンス１０２で表示した。このように、受信ＩＣ１０１の終端には、キャパシタンス１０２が存在するので、コモンモードチョークコイル１の巻線４−１，４−２のインダクタンスとこのキャパシタンス１０２とが共振回路を構成する。そして、この共振回路の共振周波数は、ノイズ発生器１２０で発生させるコモンモードノイズＮの周波数範囲内に含まれるおそれがある。かかる状態では、この共振周波数及びその近傍の周波数帯域内のコモンモードノイズＮが十分抑圧されず、コモンモードノイズＮが載った差動信号Ｓ３，Ｓ３′が出力されるおそれがある。
【００２６】
しかしながら、この実施例のコモンモードチョークコイル１では、３層の金属膜６１〜６３を備える抵抗部６を天板５の下面５ｂと鍔部２１（２２）の上端面２１ｃ（２２ｃ）との間に介設して、図５及び図６に示したように、磁力線Ｈがこの抵抗部６の金属膜６１〜６３を必ず通過するようにしたので、金属膜６１〜６３上における渦電流Ｉの発生によって、上記共振周波数及びその近傍の周波数帯域内のコモンモードノイズＮに対する抵抗成分Ｒが増加し、この抵抗成分ＲがコモンモードノイズＮを抑圧する。この結果、イミュニティ試験における全ての周波数帯域のコモンモードノイズＮに対して、良好なノイズ抑圧効果を発揮する。
【００２７】
かかる作用及び効果を確認すべく、発明者は次のような実験を行った。
図１０は、抵抗部６の金属膜の層数とコモンモードチョークコイルのコモンモードの抵抗成分Ｒの値との関係を示す線図であり、図１１は、実験に使用したコモンモードチョークコイルの寸法説明図である。
【００２８】
この実験では、抵抗部６の金属膜が０層，１層及び２層の各コモンモードチョークコイルを作成し、各コモンモードチョークコイルに対して、３ＭＨｚの信号を入力し、各コモンモードチョークコイルのコモンモードの抵抗成分Ｒの値（Ω）を測定した。
具体的には、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、誤差±０．２ｍｍの範囲で、長さＬ１，幅Ｌ２及び高さＨが４．５ｍｍ，３．２ｍｍ及び２．６ｍｍで、各外部電極３−１（３−２〜３−４）の縦Ｍ１及び横Ｍ２が０．６ｍｍ及び０．８ｍｍで、１対の巻線４−１，４−２のターン数が２９ターンであるコモンモードチョークコイルを作成した。そして、抵抗部６の幅Ｌ３を０．８５ｍｍに設定し、金属膜が０層，１層及び２層の各コモンモードチョークコイルに対して、上記周波数の信号を入力した。
すると、図１０の曲線Ｓで示すように、金属膜が０層の場合、即ち抵抗部６を設けない場合には、抵抗成分Ｒの値は、約３８０Ωであり、金属膜が１層の抵抗部６を設けた場合には、抵抗成分Ｒの値は、約７００Ωに上昇し、金属膜が２層の抵抗部６を設けた場合には、抵抗成分Ｒの値は、約８５０Ωに達した。
すなわち、抵抗部６の金属膜の層数の増加に従って、抵抗成分Ｒの抵抗値も増加することが確認された。つまり、金属膜が多い抵抗部６を設けることにより、イミュニティ試験における全ての周波数帯域のコモンモードノイズＮに対して、より良好なノイズ抑圧効果を得ることができることを確認することができた。
【００２９】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、抵抗部６の金属膜の層数を３としたが、金属膜の層数は、２以上であれば、その数に限定はない。
また、上記実施例では、コア２と天板５と磁性板片５１，５２とを、それぞれフェライトで形成したが、これらの部材をフェライト以外の磁性体で形成したコモンモードチョークコイルを、この発明の範囲から除外する意ではない。
さらに、上記実施例では、磁粉を接着剤７，７１，７２に混入した例を示したが、磁粉が混入されていない接着剤を使ったコモンモードチョークコイルをこの発明の範囲から除外する意ではない。
さらに、上記実施例では外部電極３−１〜３−４をコア２の鍔部２１，２２に直接塗布して形成したが、他の形態、例えば金属端子により鍔部２に外部電極を形成したコモンモードチョークコイルをこの発明の範囲から除外する意ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施例に係るコモンモードチョークコイルを示す斜視図である。
【図２】実施例のコモンモードチョークコイルの正面図である。
【図３】コモンモードチョークコイルの底面を示す斜視図である。
【図４】抵抗部を示す部分拡大断面図である。
【図５】抵抗部の機能を説明するための図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図６】金属膜に発生する渦電流を示す部分拡大断面図である。
【図７】コモンモードチョークコイルの製造方法の第１工程を示す工程図である。
【図８】コモンモードチョークコイルの製造方法の第２工程を示す工程図である。
【図９】イミュニティ試験におけるコモンモードチョークコイルの作用及び効果を説明するための概略ブロック図である。
【図１０】抵抗部の金属膜の層数とコモンモードチョークコイルのコモンモードの抵抗成分の値との関係を示す線図である。
【図１１】実験に使用したコモンモードチョークコイルの寸法説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…コモンモードチョークコイル、  ２…コア、  ３−１〜３−４…外部電極、  ４−１，４−２…巻線、  ４−１ａ，４−１ｂ，４−２ａ，４−２ｂ…端部、  ５…天板、  ５ｂ…下面、  ６…抵抗部、  ７，７１，７２…接着剤、  ２０…巻芯部、  ２１，２２…鍔部、  ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…脚部、  ２１ｃ，２２ｃ…上端面、  ５１，５２…磁性板片、  ６１〜６３…金属膜、  １００…送信ＩＣ、  １０１…受信ＩＣ、  １０２…キャパシタンス、  １１１，１１２…差動伝送路、  １２０…ノイズ発生器、  Ｈ…磁力線、  Ｉ…渦電流。
【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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