(57)【要約】【課題】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り、しかも自己共振周波数の低下を抑制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】コア２と外部電極３−１〜３−４と１対の巻線４−１，４−２と磁性板５−１，５−２とを備えている。コア２は巻芯部２０とその両端の１対の鍔部２１，２２とで構成され、外部電極３−１〜３−４は鍔部２１，２２の下部に形成されている。１対の巻線４−１，４−２はコア２の巻芯部２０に巻回され、その端部が外部電極３−１〜３−４に接続されている。磁性板５−１の内側面５ｂ及び周面５ｃが、金属膜６で覆われている。そして、磁性板５−１と磁性板５−２とが接着剤７によって鍔部２１，２２の側面２１ｃ，２２ｃと側面２１ｃ，２２ｃとにそれぞれ接合されている。【選択図】図１
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【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設けられた１対の鍔部を有して成る磁性コアと、
上記各鍔部の上端部又は下端部に形成された外部電極と、
上記巻芯部に巻回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１対の鍔部における一方の側面に架けられて接着剤によりこれらの側面に接合され且つ上記外部電極とは別体の金属膜が少なくとも当該上記１対の鍔部との接合部位に形成された第１の磁性板と、
上記１対の鍔部における他方の側面に架けられて接着剤によりこれらの側面に接合された第２の磁性板と
を備える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、
上記磁性コアと上記第１及び第２の磁性板とを、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３】
請求項１又は請求項２に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、
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４】
請求項３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、ニッケルとクロムの合金又はニッケルと銅の合金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、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り、しかも自己共振周波数の低下を抑制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の発明のコモンモードチョークコイルは、巻芯部及びこの巻芯部の両端部に設けられた１対の鍔部を有して成る磁性コアと、各鍔部の上端部又は下端部に形成された外部電極と、巻芯部に巻回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、１対の鍔部における一方の側面に架けられて接着剤によりこれらの側面に接合され且つ外部電極とは別体の金属膜が少なくとも当該１対の鍔部との接合部位に形成された第１の磁性板と、１対の鍔部における他方の側面に架けられて接着剤によりこれらの側面に接合された第２の磁性板とを備える構成とした。
かかる構成により、金属膜を、第１の磁性板の少なくとも１対の鍔部との接合部位に形成したので、１対の巻線内の電流による磁力線が、この金属膜を通り、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。
ところで、金属膜が、第１の磁性板における１対の鍔部との接合部位から１対の巻線に対向する面に渡って形成されている場合には、この金属膜と巻線との間に容量結合が生じ、電流が当該容量を通じて金属膜側に流れるおそれがある。かかる現象により、高周波領域でのインピーダンスが下がって、コモンモードチョークコイルの自己共振周波数が低下するおそれがある。
しかし、この発明では、第２の磁性板を、１対の鍔部における他方の側面に架けて接着剤によりこれらの側面に接合した構成をとっているので、コモンモードチョークコイルの高周波領域でのインピーダンスがこの第２の磁性板によって高まり、この結果、上記金属膜による高周波領域でのインピーダンスの低下を抑制することができる。
【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、磁性コアと第１及び第２の磁性板とを、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。  
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項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、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。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３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、ニッケルとクロムの合金又はニッケルと銅の合金を主成分とする強磁性体の合金で形成した構成とする。
【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、金属膜を磁性板の少なくとも１対の巻線に対向する面に形成したので、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。さらに、第２の磁性板により、高周波領域でのインピーダンスの低下を抑制して、コモンモードチョークコイルの自己共振周波数の低下を防止することができるという効果もある。
【００１２】
また、請求項２及び請求項５の発明に係るコモンモードチョークコイルによれば、コイルの磁気特性を向上させることができるという効果がある。
【００１３】
また、請求項３及び請求項４の発明に係るコモンモードチョークコイルによれば、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という効果がある。
【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説明する。
【実施例１】
【００１５】
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分解斜視図であり、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。
【００１６】
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、第１の磁性板として磁性板５−１と、第２の磁性板としての磁性板５−２とを備えている。
【００１７】
コア２は、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とその両端の１対の鍔部２１，２２とで構成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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に巻回されている。そして、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。
【００２０】
図１に示す磁性板５−１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、その外側面５ａを除く、内側面５ｂ及び周側面５ｃが、金属膜６で覆われている。
金属膜６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で形成する。但し、ニッケルとクロムの合金又はニッケルと銅の合金を主成分とする強磁性体で形成することが好ましい。また、金属膜６の膜厚は、約０．３μｍ〜約５μｍが好ましく、より好ましくは、約０．５μｍ〜３μｍの範囲内の厚さである。
このような磁性板５−１は、その内側面５ｂ側を鍔部２１，２２の一方の側面である側面２１ｃ，２２ｃに向けている。そして、かかる状態で、磁性板５−１は、側面２１ｃ，２２ｃに架けられ、接着剤７でこれら側面２１ｃ，２２ｃに接合されている。
なお、この接着剤７には、磁粉を混入することもできる。磁粉の混入により、コア２と天板５−１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ることができる。
【００２１】
磁性板５−２も、磁性板５−１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おり、その内側面５ｂ側を鍔部２１，２２の他方の側面である側面２１ｄ，２２ｄに向けた状態で、側面２１ｄ，２２ｄに架けられ、接着剤７でこれら側面２１ｄ，２２ｄに接合されている。
【００２２】
次に、金属膜６と磁性板５−２の機能について説明する。
図４は、金属膜６と磁性板５−２の機能を説明するための断面図であり、図５は、金属膜６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４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と磁性板５−１，５−２とに沿って発生する。
具体的には、右回り矢印で示すように、巻芯部２０と鍔部２１，２２と磁性板５−１との内部に磁路を形成する磁力線Ｈと、左回り矢印で示すように、巻芯部２０と鍔部２１，２２と磁性板５−２との内部に磁路を形成する磁力線Ｈとが生じる。
このとき、巻芯部２０と鍔部２１，２２と磁性板５−１との内部に磁路を形成する磁力線Ｈは、金属膜６を必ず通過するので、この金属膜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。
すなわち、図５に示すように、鍔部２１（２２）から磁性板５−１のに至る磁力線Ｈ膜６によって、渦電流Ｉが、金属膜６の表面に発生する。この結果、１対の巻線４−１，４−２（図４参照）を流れる信号のエネルギーが消耗され、金属膜６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。
また、巻芯部２０と鍔部２１，２２と磁性板５−２との内部に磁路を形成する磁力線Ｈは、磁性板５−２を必ず通過するので、コモンモードチョークコイル１の高周波領域でのインピーダンスがこの磁性板５−２によって高められることとなる。
【００２３】
図６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７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６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６（ａ）に示すように、コア２を形成した後、図６（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６（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６（ｄ）に示すように、接着剤７を鍔部２１，２２の側面２１ｃ，２２ｃ（２１ｄ，２２ｄ）に塗布する。
【００２４】
一方、第２工程は、図７に示すように、磁性板５−１，５−２の部分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７（ａ）に示すように、磁性板５−１と磁性板５−２とをそれぞれ形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、メッキ等の手段により、金属膜６を磁性板５−１の内側面５ｂと周面５ｃとに形成する。
【００２５】
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工程で作成された金属膜６付き磁性板５−１と金属膜６が付いていない磁性板５−２とを、第１工程で作成されたコア２の鍔部２１，２２の側面２１ｃ，２２ｃと側面２１ｄ，２２ｄとに接着剤７でそろぞれ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。
【００２６】
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８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８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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、図４及び図５に示したように、金属膜６を磁性板５−１の内側面５ｂと周面５ｃとに形成し、磁力線Ｈがこの金属膜６を必ず通過するようにしたので、金属膜６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。
【００２９】
また、コモンモードチョークコイル１の磁性板５−１の金属膜６が１対の巻線４−１，４−２と対向しているので、電流が金属膜６側に流れて、高周波領域におけるコモンモードチョークコイル１のインピーダンスを下げるおそれがある。しかし、この実施例のコモンモードチョークコイル１では、巻芯部２０と鍔部２１，２２と磁性板５−２との内部に磁路を形成する磁力線Ｈが、磁性板５−２を必ず通過して、高周波領域でのインピーダンスを高める。したがって、金属膜６によって高周波領域でのインピーダンスが低下されるような事態が生じても、その低下が磁性板５−２によって抑制されることとなる。
【００３０】
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、金属膜６を、磁性板５−１の外側面５ａを除いて、内側面５ｂ及び周面５ｃに形成したが、金属膜６は、磁性板５−１の少なくとも鍔部２１，２２との接合部位に形成してあればよい。したがって、金属膜６を磁性板５−１の内側面５ｂにのみ設けたコモンモードチョークコイルや、金属膜６を磁性板５−１の外側面５ａをも含めた全面に設けたコモンモードチョークコイルも、この発明の範囲内に含まれる。
また、上記実施例では、コア２と磁性板５−１，５−２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。
また、上記実施例では、金属膜６を磁性板５−１に形成したが、磁性板５−１だけでなく、金属膜６を磁性板５−２にも形成したコモンモードチョークコイルもこの発明に範囲内に含まれることは勿論である。
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】
【００３１】
【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】金属膜と他方の磁性板の機能を説明するための断面図である。
【図５】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６】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７】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８】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。
【符号の説明】
【００３２】
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、  ５−１，５−２…磁性板、  ５ａ…外側面、  ５ｂ…内側面、  ５ｃ…周面、  ６…金属膜、  ７…接着剤、  ２０…巻芯部、  ２１，２２…鍔部、  ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…脚部、  ２１ｃ，２２ｃ，２１ｄ，２２ｄ…側面、  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。
【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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