(57)【要約】【課題】複数の巻線間の平衡度を改善することができる巻線型コモンモードチョークコイルを提供する。【解決手段】本発明の巻線型コモンモードチョークコイル１０は、巻芯部１１Ａ及びその両端に鍔部１１Ｂを有する磁性体コア１１と、巻芯部１１Ａに対して上下に重ねて巻回された第１、第２の巻線１２、１３と、鍔部１１Ｂに形成され且つ各巻線１２、１３の両端部がそれぞれ電気的に接続された複数の電極（図示せず）と、を備え、第１、第２の巻線１２、１３は、導体線１２Ａ、１３Ａと、この導体線１２Ａ、１３Ａを被覆する強磁性体被膜１２Ｂ、１３Ｂと、この強磁性体被膜１２Ｂ、１３Ｂを被覆する絶縁樹脂被膜１２Ｃ、１３Ｃと、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部及びその両端に鍔部を有する磁性体コアと、上記巻芯部に対して上下に重ねて巻回された少なくとも２本の巻線と、上記鍔部に形成され且つ上記各巻線の両端部がそれぞれ電気的に接続された複数の電極と、を備えた巻線型コモンモードチョークコイルであって、上記巻線は、芯線となる導体線と、この導体線を被覆する強磁性体層と、この磁性体層を被覆する絶縁体層と、を有することを特徴とする巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項２】
上記磁性体層は、鉄または鉄−ニッケル合金からなることを特徴とする請求項１に記載の巻線型コモンモードチョークコイル。
【請求項３】
自動車制御系の伝送線路に用いられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻線型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、少なくとも２本の巻線を備えた巻線型コモンモードチョークコイルに関し、
更に詳しくは少なくとも２本の巻線間の平衡度を高めることができる巻線型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】
従来の巻線型コモンモードチョークコイルは、例えば、巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有する磁性体コアと、巻芯部に巻回された２本の巻線と、巻線の両端が接続され且つ一対の鍔部にそれぞれ設けられた複数の電極と、を備え、伝送ラインに挿入して、伝送信号のノイズレベルの低減や信号波形の劣化を防止するために用いられる。この種の巻線型コモンモードチョークコイルは、従来から多数の特許文献において提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には巻芯部に対して巻線が同心円状に重ね巻されて渦巻状に拡径する巻線型コモンモードチョークコイルが提案されている。このように巻線を渦巻状に重ね巻きすることによって巻線型コモンモードチョークコイルを低背化することができる。
【０００４】
また、特許文献２には２本の巻線が巻芯部全体に略均一に二層に重ね巻きされたコイル部品が提案されている。このコイル部品は、例えばコモンモードチョークコイルとして用いられる。コイル部品の巻線構造自体は従来公知のものであるが、このコイル部品では巻線の端子電極への固定構造に改良点がある。
【０００５】
また、特許文献３には銅等の導体線が強磁性体層及び絶縁材層によって順次被覆された巻線を用いる巻線型コモンモードチョークコイルが提案されている。この巻線型コモンモードチョークコイルは、巻線は単層巻きであるが、巻線を構成する導体線及び強磁性体層が特定の寸法に限定されていることから、数１００ＭＨｚ以上の高周波帯域でのコモンモードインピーダンス特性が向上し、インターフェースＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ２．０等に対応する電子機器のコモンモードノイズ対策に有効なものになっている。巻線としては、単線と、一対の平行な単線を一体化したペア線とが用いられる。ここで用いられている単線の巻線と同種のものが特許文献４のコイル装置において既に提案されている。
【０００６】
巻線型コモンモードチョークコイルは、特許文献１、２に示されているように２本の巻線を重ね巻きすることによって、高いコモンモードインピーダンスを得ることができ、低背化及び小型化を実現することができる。例えば、特許文献２のコイル部品において２本の巻線を巻回する場合には、図３に示すように磁性体コア１の巻芯部２に対して左右一対の鍔３（同図では左側の鍔部のみ図示してある）の間で巻線４を巻回して一層目のコイル層４Ａを形成した後、このコイル層４Ａの上に巻線４を巻回して二層目のコイル層４Ｂを形成してある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７９３１４
【特許文献２】特開２００６−１２１０１３
【特許文献３】特開２００２−１１０４２８
【特許文献４】特開平０５−１２１２３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の巻線型コモンモードチョークコイルは、図３に示すように２本の巻線４が上下に重ね巻きされた二層構造になっているため、一層目のコイル層４Ａが巻芯部２に近く、二層目のコイル層４Ｂが巻芯部２から遠くなる。この場合、磁性体コア１は空気に対して高透磁率を示すため、巻芯部２に近いコイル層４Ａの周辺の透磁率と巻芯部２に遠いコイル層４Ｂの周辺の透磁率が異なり、延いてはコイル層４Ａ、４Ｂでのノーマルモードインダクタンスが異なることになる。そのため、一層目のコイル層４Ａと二層目のコイル層４Ｂとでは入力してくる信号に対する応答が異なり、コイル層４Ａ、４Ｂの平衡度が劣化する。この巻線型コモンモードチョークコイルを例えば差動伝送回路で使用する場合には、コイル層４Ａ、４Ｂの不平衡によりノーマルモード信号をコモンモードノイズに変換することになり、ノイズレベルが上昇してしまうことになる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、上下の巻線の平衡度を改善することができる巻線型コモンモードチョークコイルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の巻線型コモンモードチョークコイルは、巻芯部及びその両端に鍔部を有する磁性体コアと、上記巻芯部に対して上下に重ねて巻回された少なくとも２本の巻線と、上記鍔部に形成され且つ上記各巻線の両端部がそれぞれ電気的に接続された複数の電極と、を備えた巻線型コモンモードチョークコイルであって、上記巻線は、芯線となる導体線と、この導体線を被覆する強磁性体層と、この磁性体層を被覆する絶縁体層と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の巻線型コモンモードチョークコイルは、請求項１に記載の発明において、上記磁性体層は、鉄または鉄−ニッケル合金からなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の巻線型コモンモードチョークコイルは、請求項１または請求項２に記載の発明において、自動車制御系の伝送線路に用いられることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、巻線間の平衡度を改善することができる巻線型コモンモードチョークコイルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて本発明について説明する。尚、各図中、図１の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の巻線型コモンモードチョークコイルの一実施形態の要部を示す図で、（ａ）は左側の断面図、（ｂ）は巻線の断面構造を拡大して示す断面図、図２は図１に示す巻線型コモンモードチョークコイルと従来の巻線型コモンモードチョークコイルの平衡度を比較して示すグラフである。
【００１５】
本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイル１０は、例えば図１の（ａ）に示すように、巻芯部１１Ａ及びその両端に形成された一対の鍔部１１Ｂ（左側の鍔部のみ図示してある）を有する磁性体コア（例えば、フェライトコア）１１と、巻芯部１１Ａに対して上下でコイル層を形成するように重ねて巻回された２本の第１、第２の絶縁被膜付き巻線１２、１３と、左右一対の鍔部１１Ｂに形成され且つ各巻線１２、１３の両端部がそれぞれ電気的に接続された複数の端子電極（図示せず）と、を備え、巻芯部１１Ａに巻回された第１、第２の巻線１２、１３の両端が一対の鍔部１１Ｂ、１１Ｂの各電極にそれぞれ接続され、例えば差動信号用のコモンモードチョークコイルとして構成されている。
【００１６】
また、一対の鍔部１１Ｂ、１１Ｂの上面には磁性体材料または非磁性体材料からなる板状コア１４が接合されている。板状コア１４を一対の鍔部１１Ｂ、１１Ｂ間に接合することによって磁性体コア１１に閉磁路が形成され、コモンモードインダクタンスを上げることができ、ノイズ除去性能及び信号波形の成形効果を高めることができる。更に、板状コア１４によって上面が平坦面になっているため、例えば巻線型コモンモードチョークコイル１０のピックアップが容易になり、その実装作業性を高めることができる。
【００１７】
第１の巻線１２は巻芯部１１Ａに直接巻回されて第１のコイル層として形成され、第２の巻線１３は第１のコイル層の表面に巻回されて第２のコイル層として形成されている。第１のコイル層は透磁率の高いフェライトからなる巻芯部１１Ａに近く、第２のコイル層は第１のコイル層よりも巻芯部１１Ａから遠くに離れているため、第１の巻線１２と第２の巻線１３の間の平衡度が劣化する。
【００１８】
ところが、本実施形態では第１、第２の巻線１２、１３が図１の（ｂ）に示すように強磁性体層を有する線材を使用し、強磁性体層に磁束が集中し、各巻線１２、１３のノーマルモードインダクタンスが略等しくなるようにしてある。第１、第２の巻線１２、１３は、それぞれ同一の線材によって形成されているため、以下では第１の巻線１２について説明する。
【００１９】
第１の巻線１２は、図１の（ｂ）に示すように、導体線１２Ａと、この導体線１２Ａを被覆する強磁性体層１２Ｂと、この強磁性体層１２Ｂを被覆する絶縁体層１２Ｃと、を備えて構成されている。導体線１２Ａは例えば銅または銅合金によって形成されていることが好ましく、強磁性体層１２Ｂは例えば鉄または鉄−ニッケル合金のめっき層によって形成されていることが好ましい。また、絶縁体層１２Ｃは例えばポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂等によって形成されていることが好ましい。また、強磁性体層１２Ｂと絶縁体層１２Ｃの間には金属層が形成されていても良い。
【００２０】
本実施形態の第１、第２の巻線１２、１３は、いずれも上述のように導体線１２Ａの表面が強磁性体層１２Ｂによって被覆され、それぞれの強磁性体層１２Ｂ、１４Ｂに磁束が集中して、各巻線１２、１３のノーマルモードインダクタンスが略等しくなり、結果的に第１、第２の巻線１２、１３間の平衡度が改善される。
【００２１】
例えば、図２は本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイル１０と強磁性体層を有しない従来の巻線型コモンモードチョークコイルを、それぞれ差動伝送ラインに挿入し、それぞれのＳパラメータを測定して伝送特性を調べた結果を示すグラフである。同図において、実線が本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイルを示し、破線が従来のものを示している。本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイル１０として下記のものを使用した。従来のものは強磁性体層がない以外は、実質的に本実施形態のものと同様のものを使用した。
コイルの寸法：縦４．５ｍｍ×横３．２ｍｍ×高さ２．６ｍｍ
巻線の直径：９０μｍ
巻線の導体線：直径６４μｍの銅
巻線の強磁性体層：厚み３μｍの鉄
巻線の絶縁体層：厚み１０μｍのポリウレタン樹脂
巻線の巻き数：２９
【００２２】
図２に示す結果によれば、本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイルは、従来のものと比較して平衡度が改善され、１〜１００ＭＨｚの高周波数帯域でノーマルモード信号に対するコモンモードノイズの出力を大幅に低減できることが判る。本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイル１０は、このような特性を示すことから、例えば自動車の走行制御に用いられるＬＡＮインターフェース規格であるＦｌｅｘＲａｙに好適に用いることができ、自動車の制御特性を向上させることができる。
【００２３】
以上説明したように本実施形態によれば、巻線型コモンモードチョークコイル１０は、巻芯部１１Ａ及びその両端に鍔部１１Ｂを有する磁性体コア１１と、巻芯部１１Ａに対して上下に重ねて巻回された第１、第２の巻線１２、１３と、鍔部１１Ｂに形成され且つ第１、第２の巻線１２、１３の両端部がそれぞれ電気的に接続された複数の端子電極（図示せず）と、を備え、第１、第２の巻線１２、１３は、芯線となる導体線１２Ａ、１３Ａと、この導体線１２Ａ、１３Ａを被覆する強磁性体層１２Ｂ、１３Ｂと、この強磁性体層１２Ｂ、１３Ｂを被覆する絶縁体層１２Ｃ、１３Ｃと、を有するため、第１、第２の巻線１２、１３と高透磁率の巻芯部１１Ａとの間に遠近があっても各巻線１２、１３それぞれの強磁性体層１２Ｂ、１３Ｂに磁束が集中し、それぞれのノーマルモードインダクタンスが略等しくなり、第１、第２の巻線１２、１３間の平衡度が改善される。その結果、本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイル１０は、差動伝送回路で使用される場合にはノーマルモード信号のコモンモードノイズへの変換を抑制することができる。
【００２４】
また、本実施形態によれば、第１、第２の巻線１２、１３の強磁性体層１２Ｂ、１３Ｂを鉄または鉄−ニッケル合金によって形成することにより、第１、第２の巻線１２、１３間の平衡度を確実に改善することができる。また、本実施形態の巻線型コモンモードチョークコイル１０を例えば自動車の走行制御に用いられるＬＡＮインターフェース規格であるＦｌｅｘＲａｙに用いることにより、自動車の制御特性を向上させることができる。
【００２５】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではない。例えば上記各実施形態では、巻線の巻回構造が二層構造になっているが、必要に応じて三層以上の構造にしても良い。また、上記実施形態では巻線１２、１３は、芯線としての導体線１２Ａ、１３Ａ、強磁性体層１２Ｂ、１３Ｂ及び絶縁体層１２Ｃ、１３Ｃを有するものについて説明したが、例えば金属層等の他の層が介在していても良い。また、磁性体コアは、フェライトコアに制限されるものでのない。要は、少なくとも２本の巻線を磁性体コアの巻芯部に上下に重ね巻きし、且つ、その巻線が導体線、磁性体層及び絶縁体層を有する巻線型コモンモードチョークコイルであれば本発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、自動車や通信機器等の電子機器に使用される巻線型コモンモードチョークコイルに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の巻線型コモンモードチョークコイルの一実施形態の要部を示す図で、（ａ）は右半分の断面図、巻線の断面を拡大して示す図である。
【図２】図１に示す巻線型コモンモードチョークコイルの平衡度を従来の巻線型コモンモードチョークコイルを比較して示すグラフである。
【図３】従来の巻線型コモンモードチョークコイルの一例を示す図１に相当する断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    巻線型コモンモードチョークコイル
１１    フェライトコア（磁性体コア）
１１Ａ  巻芯部
１１Ｂ  鍔部
１２、１３    巻線
１２Ａ、１３Ａ  導体線
１２Ｂ、１３Ｂ  強磁性体層
１２Ｃ、１３Ｃ  絶縁体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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