(57)【要約】  【課題】  磁性体コアと磁性部材の相対的位置関係のばらつきを抑え、ノーマルモードインダクタンスのばらつきを低減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。  【解決手段】  隣接する二つのボビン３２，４２の間には、比透磁率が１以上（例えば２〜数十）の磁性部材１が配設されている。磁性部材１のコア部材５０ａ，５０ｂとの当接部分には、突起２が設けられている。磁性部材１とコア部材５０ａ，５０ｂとを組み立てる際に、突起２の先端が押圧されて潰れ、磁性部材１とコア部材５０ａ，５０ｂとの間に一定の距離が確保される。突起２は樹脂成型によって形成されるため、その形状を先細りの形状にしておくことにより、コア部材５０ａ，５０ｂへの押圧力が突起２の変形に伴って増大することになる。従って、コア部材５０ａ，５０ｂの嵌合力を制御することで、磁性部材１とコア部材５０ａ，５０ｂとの間に一定の距離を確保することができる。【選択図】  図３
2005340670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状胴部を有する二つ以上のボビンと、
前記ボビンの各々の筒状胴部に巻回された巻線と、
前記筒状胴部の穴に脚部が挿通され、コモンモードの閉磁路を構成する磁性体コアと、
隣接する二つの前記ボビンの間に配設した、ノーマルモードの磁路を形成するための磁性部材とを備え、
前記磁性体コアと前記磁性部材が当接している箇所の少なくとも１箇所において、前記磁性体コアの内側周面および前記磁性部材の外側周面のいずれか一方に、前記磁性体コアと前記磁性部材の相対的位置決めをするための突起を設けたこと、
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】
本発明はコモンモードチョークコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、同一の位相を有するノイズの通過を阻止するコモンモードチョークコイルとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図８に示すように、このコモンモードチョークコイル３１は、コ字形状を有する二つのコア部材５０ａ，５０ｂからなる磁性体コア５０と、二つのボビン３２，４２とを備えている。
【０００３】
ボビン３２，４２はそれぞれ、筒状胴部３３，４３と、該筒状胴部３３，４３に設けた鍔部３４，３５、４４，４５とを有している。ボビン３２，４２は、その筒状胴部３３，４３が互いに平行になるように配置されている。巻線３７，４７の各々は、ボビン３２，４２の筒状胴部３３，４３の外周に巻回されている。ボビン３２，４２の筒状胴部３３，４３の穴３３ａ，４３ａには、コア部材５０ａ，５０ｂの脚部５２ａ，５２ｂがそれぞれ挿入されている。これらコア部材５０ａ，５０ｂは、その各々の両脚部５２ａ，５２ｂの先端面が穴３３ａ，４３ａ内で互いに衝き合わされてコモンモードの閉磁路を形成している。
【０００４】
ところで、一般に、コモンモードチョークコイルは、ノーマルモードの漏れインダクタンス成分を僅かながら有しているため、ノーマルモードノイズを除去する効果もある。しかしながら、信号（電源）ラインに、コモンモードノイズの他に、強いノーマルモードノイズも流れる場合には、コモンモードチョークコイルとノーマルモードチョークコイルの両方の部品を使用してノイズ対策する必要がある。また、ノーマルモードの漏れインダクタンス成分が比較的大きいコモンモードチョークコイルの場合には、漏れ磁束が周辺回路に悪影響を与えることがあるため、コモンモードチョークコイルの外周に磁気シールド材を設ける必要がある。そこで、これらの対策として、図８および図９に示すように、コモンモードチョークコイル３１の隣接する二つのボビン３２，４２の間に、ノーマルモード磁路を形成するための磁性部材８０を配設している。
【０００５】
以上の構成からなるコモンモードチョークコイル３１は、巻線３７，４７にコモンモード（同相）ノイズ電流が流れると、巻線３７，４７により磁性体コア５０内にそれぞれ同一方向に磁束が発生する。この磁束は磁性体コア５０内を周回しながら消費される。一方、磁性部材８０を設けることにより、ノーマルモードの磁路の実効透磁率が上がり、また、その実効透磁率の大きい磁路（磁性部材８０およびコア部材５０ａ，５０ｂ）に磁束が集中する。そのため、ノーマルモードインダクタンス成分が大きくなり、強いノーマルモードノイズも除去することができるコモンモードチョークコイル３１が得られる。
【０００６】
しかしながら、このようなコモンモードチョークコイル３１を製造する場合、コア部材５０ａ，５０ｂと磁性部材８０には寸法偏差がある。従って、コア部材５０ａ，５０ｂと磁性部材８０との間には偏差を吸収するための隙間が必要となり、磁性部材８０の位置がばらつく。このため、最終的に接着剤（ワニス）でコイル３１全体を固着した際、コア部材５０ａ，５０ｂと磁性部材８０との相対的位置関係がばらつき、ノーマルモード磁路の実効透磁率が変化し、ノーマルモードインダクタンスがばらつく。より具体的には、図８および図９に実線で示すように、磁性部材８０が磁性体コア５０から等距離に位置するとき、ノーマルモードインダクタンスが最大になる。そして、点線８０’で示すように、磁性部材８０が磁性体コア５０に対していずれか一方に片寄って位置するとき、ノーマルモードインダクタンスは最小になる。
【０００７】
ノーマルモードインダクタンスが低下すると、ノイズ除去効果が弱まり、逆に、ノーマルモードインダクタンスが増加すると、ノーマルモードの磁束により磁性体コア５０が磁気飽和し易くなるという問題を生じる。
【特許文献１】特開２００３−２２４０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、磁性体コアと磁性部材の相対的位置関係のばらつきを抑え、ノーマルモードインダクタンスのばらつきを低減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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明に係るコモンモードチョークコイルは、
（ａ）筒状胴部を有する二つ以上のボビンと、
（ｂ）ボビンの各々の筒状胴部に巻回された巻線と、
（ｃ）筒状胴部の穴に脚部が挿通され、コモンモードの閉磁路を構成する磁性体コアと、
（ｄ）隣接する二つのボビンの間に配設した、ノーマルモードの磁路を形成するための磁性部材とを備え、
（ｅ）磁性体コアと磁性部材が当接している箇所の少なくとも１箇所において、磁性体コアの内側周面および磁性部材の外側周面のいずれか一方に、磁性体コアと磁性部材の相対的位置決めをするための突起を設けたこと、
を特徴とする
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、突起により、磁性体コアと磁性部材の相対的位置のばらつきが小さくなり、ノーマルモード磁路の実効透磁率が略一定となり、ノーマルモードインダクタンスのばらつきが抑えられる。この結果、磁気飽和し難く、かつ、ノイズ除去効果の優れたコモンモードチョークコイルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るコモンモードチョークコイルの実施例について添付の図面を参照して説明する。
【００１２】
コモンモードチョークコイルの外観を図１に示し、その正面図を図２に示し、水平断面図を図３に示す。コモンモードチョークコイル１１は、コ字形状を有する二つのコア部材５０ａ，５０ｂからなる磁性体コア５０と、二つのボビン３２，４２と、磁性部材１と、止め金具６０とを備えている。
【００１３】
ボビン３２，４２の各々は、筒状胴部３３，４３と、該筒状胴部３３，４３の両端部に設けた鍔部３４，３５、４４，４５とを有している。鍔部３４，３５，４４，４５にはそれぞれリード端子５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂが植設されている。ボビン３２，４２は、その筒状胴部３３，４３が互いに平行になるように配置される。ボビン３２，４２は樹脂などで形成されている。
【００１４】
巻線３７，４７の各々は、ボビン３２，４２の筒状胴部３３，４３の外周に単層巻きされている。巻線３７，４７は互いに等しい巻回数を有している。巻線３７の両終端は、ボビン３２に設けられたリード端子５４ａ，５４ｂにそれぞれ電気的に接続されている。同様に、巻線４７の両終端は、ボビン４２に設けられたリード端子５５ａ，５５ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
【００１５】
磁性体コア５０を構成しているコア部材５０ａ，５０ｂの各々は、腕部５１ａ，５１ｂと、該腕部５１ａ，５１ｂの両端から直角方向に延在した脚部５２ａ，５２ｂとを有している。そして、ボビン３２，４２の筒状胴部３３，４３の穴３３ａ，４３ａ（横断面形状が矩形）には、コア部材５０ａ，５０ｂの脚部５２ａ，５２ｂ（横断面形状が矩形）がそれぞれ挿入されている。これらコア部材５０ａ，５０ｂは、その各々の両脚部５２ａ，５２ｂの先端面が穴３３ａ，４３ａ内で互いに衝き合わされて一つのコモンモード閉磁路を形成している。
【００１６】
ボビン３２，４２の筒状胴部３３，４３の穴３３ａ，４３ａのそれぞれの四つの内壁面には、空間ギャップ形成のためのレール状突起３３ｂ，４３ｂが設けられている。各レール状突起３３ｂ，４３ｂの両端部には、コア部材５０ａ，５０ｂの脚部５２ａ，５２ｂを挿入し易いようにテーパが形成されている。このレール状突起３３ｂ，４３ｂによって、コア部材５０ａ，５０ｂの脚部５２ａ，５２ｂの外周面５２ａａ，５２ｂａと、穴３３ａ，４３ａの内壁面との間に所定の寸法の空間ギャップＧ１が形成されている。レール状突起３３ｂ，４３ｂとコア部材５０ａ，５０ｂとの当接面は、コア部材５０ａ，５０ｂの保持の面からは平坦面の方がよく、また、浮遊容量を極力低減するという面からは当接面積が少ない方がよいので、当接面はＲ面状のようなものがよい。
【００１７】
また、図３に示すように、コア部材５０ａ，５０ｂの腕部５１ａ，５１ｂは、ボビン３２，４２の各々の鍔部３４，３５，４４，４５に並走している。ボビン３２，４２の穴３３ａ，４３ａの面３３ｃ，３３ｄ，４３ｃ，４３ｄには、それぞれ空間ギャップ形成のための凸状スペーサ３６，４６が設けられている。凸状スペーサ３６，４６はテーパを有しており、コア部材５０ａ，５０ｂの脚部５２ａ，５２ｂが穴３３ａ，４３ａに挿入し易いようになっている。
【００１８】
コモンモードチョークコイル１１は、空間ギャップＧ１の寸法を大きくすれば、浮遊容量Ｃが小さくなる。しかし、空間ギャップＧ１を大きくするにつれて、部品サイズも大きくなってしまう。そこで、浮遊容量を効率よく削減することができる空間ギャップＧ１の寸法範囲を決める必要がある。効率よく浮遊容量Ｃを削減できる空間ギャップＧ１の寸法範囲は、Ｇ１＝０．３〜１．５ｍｍである。より好ましくは、Ｇ１＝０．５〜１．０ｍｍである。空間ギャップＧ１の寸法範囲の下限は、コモンモードチョークコイル１１の電気特性（挿入損失特性）上の理由から決定した。一方、空間ギャップＧ１の寸法範囲の上限は、部品サイズの小型化や大きなインダクタンス値を得ることができる（部品サイズが決まっている場合、基本的には、空間ギャップが小さい方が巻きスペースが増えるので、インダクタンス値を大きくできる）などの理由から決定した。
【００１９】
コア部材５０ａ，５０ｂの材料には、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライトが用いられる。特に、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは高透磁率を有するため、巻線３７，４７の巻回数が比較的少なくても数ｍＨ〜数百ｍＨの大きなインダクタンス値を得ることができる。因みに、低周波数帯域（数ＫＨｚ）からのノイズ電圧を抑制するためには、数ｍＨ〜数百ｍＨのインダクタンス値を必要とする。
【００２０】
隣接する二つのボビン３２，４２の間には、比透磁率が１以上（例えば２〜数十）の磁性部材１が配設されている。磁性部材１は、例えば、８０〜９０ｗｔ％のＮｉ−Ｚｎ系やＭｎ−Ｚｎ系のフェライトと、ポリフェニレンサルファイド系等の熱可塑性樹脂とを混練した、磁粉入り絶縁性樹脂材からなる。磁粉入り絶縁性樹脂材は加工が容易で、それ自体が絶縁性を有するので、コア部材５０ａ，５０ｂとの間に絶縁性スペーサを挟み込む必要がない。
【００２１】
磁性部材１を設けることにより、ノーマルモードの磁路の実効透磁率が上がり、また、その実効透磁率の大きい磁路（磁性部材１およびコア部材５０ａ，５０ｂ）に磁束φが集中する。そのため、ノーマルモードインダクタンス成分が大きくなり、強いノーマルモードノイズも除去することができるコモンモードチョークコイル１１が得られる。
【００２２】
ここで、ノーマルモードインダクタンス成分の値は、コア部材５０ａ，５０ｂと磁性部材１との接触面積やギャップ、磁性部材１の比透磁率などで決まる。コモンモードチョークコイル１１でノーマルモードインダクタンス成分を大きくしていくと、コア部材５０ａ，５０ｂが飽和し易くなるため、使用するコア部材５０ａ，５０ｂの特性（飽和特性と比透磁率など）やそのコモンモードチョークコイル１１に流れる電流により、どの程度までノーマルモードインダクタンス成分を大きくできるかが決まる。つまり、コモンモードチョークコイル１１の使用保証範囲で、コア部材５０ａ，５０ｂが飽和しないように、磁性部材１を利用してノーマルモードインダクタンス成分を大きくする必要がある。
【００２３】
図４に示すように、磁性部材１のコア部材５０ａ，５０ｂとの当接部分には、高さがＨで幅がＷの突起２が設けられている。磁性部材１とコア部材５０ａ，５０ｂとを組み立てる際に、図５に示すように、突起２の先端が押圧されて潰れ、磁性部材１とコア部材５０ａ，５０ｂとの間に一定の距離が確保される。突起２は樹脂成型によって形成されるため、その形状を先細りの形状にしておくことにより、コア部材５０ａ，５０ｂへの押圧力が突起２の変形に伴って増大することになる。従って、コア部材５０ａ，５０ｂの嵌合力を制御することで、磁性部材１とコア部材５０ａ，５０ｂとの間に一定の距離を確保することができる。
【００２４】
さらに、図１および図２に示すように、ボビン３２と４２の間には、コア部材５０ａ，５０ｂの衝き合わせ面を堅固に密着させるためのコ字型止め金具６０が嵌め込まれている。
【００２５】
部品１，３２，４２，５０ａ，５０ｂ，６０は、接着剤やワニス（図示せず）を、ボビン３２，４２とコア部材５０ａ，５０ｂとの間、並びに、コア部材５０ａ，５０ｂと磁性部材１との間に塗布して固定したりする。なお、接着剤やワニスは、巻線３７（又は４７）の隣接する巻回部分の隙間に入ると、大きな浮遊容量Ｃを生じさせるため、入らないように注意する。
【００２６】
以上の構成からなるコモンモードチョークコイル１１は、巻線３７，４７にコモンモード（同相）ノイズ電流が流れると、巻線３７，４７により磁性体コア５０内にそれぞれ同一方向に磁束が発生する。この磁束は磁性体コア５０内を周回しながら消費される。一方、磁性部材１を設けることにより、ノーマルモードの磁路の実効透磁率が上がり、また、その実効透磁率の大きい磁路（磁性部材１およびコア部材５０ａ，５０ｂ）に磁束φが集中する。そのため、ノーマルモードインダクタンス成分が大きくなり、強いノーマルモードノイズも除去することができるコモンモードチョークコイル１１が得られる。
【００２７】
さらに、磁性体コア５０と磁性部材１とが当接している２箇所において、磁性部材１の外側周面に、磁性体コア５０と磁性部材１の相対的位置決めをするための突起２を設けているので、この突起２により、磁性体コア５０と磁性部材１の相対的位置のばらつきが小さくなり、ノーマルモード磁路の実効透磁率が略一定となり、ノーマルモードインダクタンスのばらつきが抑えられる。この結果、磁気飽和し難く、かつ、ノイズ除去効果の優れたコモンモードチョークコイル１１を得ることができる。
【００２８】
より具体的には、突起２の高さＨを０．５ｍｍ、幅Ｗを０．２５ｍｍとして、コモンモードチョークコイル１１のノーマルモードインダクタンスを測定した結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2005340670.tif 000003
【００３０】
表１より、本実施例のノーマルモードインダクタンスのばらつきは、約１．０％（＝｛（５１１−５０６）／５０６｝×１００）であった。これに対して、図８および図９に示した従来のコモンモードチョークコイル３１のノーマルモードインダクタンスは、磁性部材８０が磁性体コア５０から等距離に位置するときに、磁性部材８０と磁性体コア５０との間の隙間が０．５ｍｍ程度になるように設計した場合、約２．４％（＝｛（５１２−５００）／５００｝×１００）のばらつきが生じる可能性がある。
【００３１】
このように、このコモンモードチョークコイル１１は、磁性部材１と磁性体コア５０の位置関係を安定させ、かつ、磁性部材１を磁性体コア５０から等距離の位置に配置することで、ノーマルモードインダクタンスを安定して最大化できる。つまり、磁性部材１を最小化（特に、磁性部材１の幅）することができ、材料費を抑えることができる。
【００３２】
また、図６に示すように、片側にのみ突起２を設けた磁性部材１Ａを用いたコモンモードチョークコイル１１であっても、同様に磁性部材１Ａと磁性体コア５０の位置関係を安定させ、ノーマルモードインダクタンスを一定にできる。この磁性部材１Ａと磁性体コア５０を組み立てた場合、突起２が必要分だけ潰れ、図７に示すように、突起２の無い側の磁性部材１Ａと磁性体コア５０とが常に密着する。より具体的には、磁性部材１Ａの突起２の高さＨを１．０ｍｍ、幅Ｗを０．５ｍｍとして、コモンモードチョークコイル１１のノーマルモードインダクタンスを測定した結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2005340670.tif 000004
【００３４】
表２より、本実施例のノーマルモードインダクタンスのばらつきは、１．０％（＝｛（５０５−５００）／５００｝×１００）であった。
【００３５】
なお、本発明は前記実施例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５０と磁性部材１の相対的位置決めをするための突起は、必ずしも磁性部材１の外側周面に設ける必要はなく、磁性体コア５０（コア部材５０ａ，５０ｂの腕部５１ａ，５１ｂ）の内側周面５１ａａ，５１ｂｂに設けてもよい。
【００３６】
また、磁性体コアとしてロ字型の一体コアを使用し、ボビンとして２以上に分割させた歯車構造のボビンを使用してもよい。また、前記実施例では、二つの巻線を有する二ラインのものについて説明したが、三つ以上の巻線を有する三ライン以上のものであってもよい。
【００３７】
また、磁性部材として、磁粉入り絶縁性樹脂材の代わりに、絶縁性樹脂で表面が被覆されているフェライト材を使用してもよい。このフェライト材（Ｎｉ−Ｚｎ系やＭｎ−Ｚｎ系などの材料からなるもの）も、磁粉入り絶縁性樹脂材と同様の作用効果を奏する。これら磁性部材の形状は任意であり、エ型やＴ型や、あるいは、長方形などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るコモンモードチョークコイルの一実施例を示す外観斜視図。
【図２】図１に示したコモンモードチョークコイルの正面図。
【図３】図１に示したコモンモードチョークコイルの水平断面図。
【図４】図１に示した磁性部材の側面図。
【図５】図３のＶ−Ｖの垂直断面図。
【図６】図１に示した磁性部材の変形例を示す側面図。
【図７】図６に示した磁性部材と磁性体コアの当接状態を示す垂直断面図。
【図８】従来のコモンモードチョークコイルを示す水平断面図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸの垂直断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１，１Ａ…磁性部材
２…突起
１１…コモンモードチョークコイル
３２，４２…ボビン
３３，４３…筒状胴部
３３ａ，４３ａ…穴
３７，４７…巻線
５０…磁性体コア
５１ａ，５１ｂ…腕部
５２ａ，５２ｂ…脚部
【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】
2005340670.tif 000011
【図８】
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【図９】
2005340670.tif 000013