JP2014207367A - コモンモードチョークコイル - Google Patents
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Abstract
【課題】コモンモードノイズを効果的に除去できるコモンモードチョークコイルを提供することである。
【解決手段】所定方向に延在するコア12と、コア12に巻きつけられている巻線14及び巻線16と、を備えており、コア12上に巻線16が巻きつけられかつ巻線16上に巻線14に巻きつけられてなる領域E1と、コア12上に巻線14が巻きつけられかつ巻線14上に巻線16に巻きつけられてなる領域E2とが、コア12に設けられていること、を特徴とするコモンモードチョークコイル10。
【選択図】図2
【解決手段】所定方向に延在するコア12と、コア12に巻きつけられている巻線14及び巻線16と、を備えており、コア12上に巻線16が巻きつけられかつ巻線16上に巻線14に巻きつけられてなる領域E1と、コア12上に巻線14が巻きつけられかつ巻線14上に巻線16に巻きつけられてなる領域E2とが、コア12に設けられていること、を特徴とするコモンモードチョークコイル10。
【選択図】図2
Description
本発明は、コモンモードチョークコイルに関し、例えば、巻線型のコモンモードチョークコイルに関する。
従来のコモンモードチョークコイルに関する発明としては、例えば、特許文献1に記載のコモンモードフィルタが知られている。該コモンモードフィルタでは、ドラムコアに第1の巻線が巻き付けられ、該第1の巻線上に第2の巻線が巻き付けられている。
しかしながら、特許文献1に記載のコモンモードチョークコイルでは、コモンモードノイズを効果的に除去できないおそれがある。図5は、第1の巻線の位置と電位との関係及び第2の巻線の位置と電位との関係を示したグラフである。
該コモンモードチョークコイルでは、第1の巻線上に第2の巻線が巻き付けられている。そのため、第2の巻線の長さは、第1の巻線の長さよりも長くなる。この場合、第1の巻線及び第2の巻線にデファレンシャルモード信号が伝送されると、図5に示すように、第1の巻線の一端及び第2の巻線の一端において電位の絶対値がそろうものの、第1の巻線の他端及び第2の巻線の他端において電位の絶対値が常に揃うとは限らない。そのため、デファレンシャルモード信号がコモンモードノイズとして出力されてしまう。
そこで、本発明の目的は、コモンモードノイズを効果的に除去できるコモンモードチョークコイルを提供することである。
本発明の一形態に係るコモンモードチョークコイルは、所定方向に延在するコアと、前記コアに巻きつけられている第1の巻線及び前記第2の巻線と、を備えており、前記コア上に前記第2の巻線が巻きつけられかつ該第2の巻線上に前記第1の巻線に巻きつけられてなる第1の領域と、該コア上に該第1の巻線が巻きつけられかつ該第1の巻線上に該第2の巻線に巻きつけられてなる第2の領域とが、設けられていること、を特徴とする。
本発明によれば、コモンモードノイズを効果的に除去できる。
以下に、本発明の実施形態に係るコモンモードチョークコイルについて説明する。
(コモンモードチョークコイルの構成)
以下に、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の構成について図面を参照しながら説明する。図1Aは、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の上面図である。図1Bは、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の側面図である。図1Cは、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の下面図である。図2は、図1AのA−Aにおける断面構造図である。以下では、コモンモードチョークコイル10の長手方向を左右方向と定義し、該左右方向に直交する方向を上下方向及び前後方向と定義する。
以下に、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の構成について図面を参照しながら説明する。図1Aは、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の上面図である。図1Bは、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の側面図である。図1Cは、一実施形態に係るコモンモードチョークコイル10の下面図である。図2は、図1AのA−Aにおける断面構造図である。以下では、コモンモードチョークコイル10の長手方向を左右方向と定義し、該左右方向に直交する方向を上下方向及び前後方向と定義する。
コモンモードチョークコイル10は、図1A、図1B、図1C及び図2に示すように、コア12、巻線14,16及び外部電極18a,18b,20a,20bを備えている。
コア12は、磁性体材料(例えば、NiCuZn系フェライト)により作製され、上側、下側、前側及び後ろ側から平面視したときに、H字型状をなしている。コア12は、図1A、図1B、図1C及び図2に示すように、巻芯部12a及び鍔部12b,12cを含んでいる。
巻芯部12aは、左右方向に延在する四角柱状をなしている。ただし、巻芯部12aは、円柱状等の他の柱状をなしていてもよい。
鍔部12bは、直方体状をなしており、巻芯部12aの左端に接続されている。鍔部12bは、左側から平面視したときに、上下方向及び前後方向に巻芯部12aから張り出している。
鍔部12cは、直方体状をなしており、巻芯部12aの右端に接続されている。鍔部12cは、右側から平面視したときに、上下方向及び前後方向に巻芯部12aから張り出している。
外部電極18aは、鍔部12bの底面において前後方向の中央よりも前側に設けられており、長方形状をなしている。外部電極18aは、Agからなる下地電極上にNiめっき及びSnめっきが施されて構成されている。
外部電極18bは、鍔部12cの底面において前後方向の中央よりも前側に設けられており、長方形状をなしている。外部電極18bは、Agからなる下地電極上にNiめっき及びSnめっきが施されて構成されている。
外部電極20aは、鍔部12bの底面において前後方向の中央よりも後ろ側に設けられており、長方形状をなしている。外部電極20aは、Agからなる下地電極上にNiめっき及びSnめっきが施されて構成されている。
外部電極20bは、鍔部12cの底面において前後方向の中央よりも後ろ側に設けられており、長方形状をなしている。外部電極20bは、Agからなる下地電極上にNiめっき及びSnめっきが施されて構成されている。
巻線14,16はそれぞれ、コア12の巻芯部12aの周囲に同じ方向に周回するように巻き付けられている。本実施形態では、巻線14,16は、左方向から平面視したときに、同一方向に周回しながら進行するように巻き付けられている。
また、コモンモードチョークコイル10では、領域E1,E2が設けられている。領域E1と領域E2とは、左右方向において隣り合っている。領域E1は、巻芯部12aの左半分を占める領域である。領域E2は、巻芯部12aの右半分を占める領域である。したがって、領域E1の左右方向における長さと領域E2の左右方向における長さとは等しい。
領域E1では、図2に示すように、巻芯部12a上に巻線16が巻きつけられ、かつ、巻線16上に巻線14が巻き付けられている。すなわち、巻線16が巻線14よりも内周側に位置している。これにより、領域E1では、巻線14の周回半径が巻線16の周回半径よりも大きくなっている。
一方、領域E2では、図2に示すように、巻芯部12a上に巻線14が巻きつけられ、かつ、巻線14上に巻線16が巻き付けられている。すなわち、巻線14が巻線16よりも内周側に位置している。これにより、領域E2では、巻線16の周回半径が巻線14の周回半径よりも大きくなっている。
また、巻線14の両端は、巻芯部12aから引き出されている。巻線14の左端は、外部電極18aに接続されている。巻線14の右端は、外部電極18bに接続されている。
また、巻線16の両端は、巻芯部12aから引き出されている。巻線16の左端は、外部電極20aに接続されている。巻線16の右端は、外部電極20bに接続されている。
以上のように構成されたコモンモードチョークコイル10では、巻線14,16は、右側から平面視したときに重なっている。これにより、巻線14が発生した磁束が巻線16に囲まれた空間を通過するようになり、巻線16が発生した磁束が巻線14に囲まれた空間を通過するようになる。したがって、巻線14と巻線16とが磁気結合するようになり、巻線14と巻線16とがコモンモードチョークコイルを構成するようになる。そして、例えば外部電極18a,20aが入力端子として用いられ、外部電極18b,20bが出力端子として用いられる。すなわち、デファレンシャルモード信号が、外部電極18a,20aから入力し、外部電極18b,20bから出力する。そして、デファレンシャルモード信号にコモンモードノイズが含まれている場合には、巻線14,16は、コモンモードノイズにより、同じ方向に磁束を発生する。そのため、磁束同士が強め合うようになり、コモンモードに対するインピーダンスが発生し、コモンモードノイズは、巻線14,16を通過することが妨げられる。
(コイル部品の製造方法)
次に、コモンモードチョークコイル10の製造方法について図面を参照しながら説明する。
次に、コモンモードチョークコイル10の製造方法について図面を参照しながら説明する。
まず、コア12の材料となるフェライトを主成分とした粉末を準備する。そして、準備したフェライト粉末を、雌型に充填する。充填した粉末を雄型で加圧することによって、巻芯部12aの形状及び鍔部12b,12cの形状を成形する。更に、コア12を焼成する。これにより、コア12が完成する。
そして、コア12の鍔部12b,12cの底面に外部電極18a,18b,20a,20bを形成する。具体的には、Agペーストが満たされた容器にコア12の鍔部12b,12cの底面を浸漬させて、底面にAgペーストを付着させる。次に、付着したAgペーストを乾燥及び焼成することによって、鍔部12b,12cの底面に下地電極を形成する。更に、電気めっきなどにより、Ni系合金の金属膜及びSn系合金の金属膜を下地電極上に形成する。以上により、外部電極18a,18b,20a,20bが形成される。
次に、コア12の巻芯部12aに巻線14,16を巻きつける。具体的には、領域E1において巻線16を巻芯部12aに巻きつけた後に、領域E1において巻線16上に巻線14を巻きつける。次に、領域E2において巻線14を巻芯部12aに巻きつけた後に、領域E2において巻線14上に巻線16を巻きつける。なお、巻線14,16を巻芯部12aに巻きつける際には、巻線14,16の両端を所定量だけ巻芯部12aから引き出しておく。
最後に、巻線14,16の引き出された部分を外部電極18a,18b,20a,20bに対して熱圧着により接続する。以上のような工程を経て、コモンモードチョークコイル10が完成する。
(効果)
以上のように構成されたコモンモードチョークコイル10によれば、コモンモードノイズを効果的に除去できる。図3は、比較例に係るコモンモードチョークコイル110の下面図である。図4は、比較例に係るコモンモードチョークコイル110の断面構造図である。図5は、コモンモードチョークコイル110にデファレンシャルモード信号が入力した際の巻線114,116の電位を示したグラフである。
以上のように構成されたコモンモードチョークコイル10によれば、コモンモードノイズを効果的に除去できる。図3は、比較例に係るコモンモードチョークコイル110の下面図である。図4は、比較例に係るコモンモードチョークコイル110の断面構造図である。図5は、コモンモードチョークコイル110にデファレンシャルモード信号が入力した際の巻線114,116の電位を示したグラフである。
コモンモードチョークコイル110は、コア112及び巻線114,116を備えている。巻線116は、コア112の周囲に巻きつけられており、巻線114は、巻線116上に巻きつけられている。
前記比較例に係るコモンモードチョークコイル110では、巻線114の長さL1は、巻線116の長さL2よりも長くなる。この場合、巻線114及び巻線116にデファレンシャルモード信号が伝送されると、図5に示すように、巻線114の左端及び巻線116の左端において電位の絶対値がそろうものの、巻線114の右端及び巻線116の右端において電位の絶対値が常に揃うとは限らない。そのため、デファレンシャルモード信号がコモンモードノイズとして出力されてしまう。
一方、コモンモードチョークコイル10では、領域E1では、図2に示すように、巻芯部12a上に巻線16が巻きつけられ、かつ、巻線16上に巻線14が巻き付けられている。これにより、領域E1では、巻線14の周回半径が巻線16の周回半径よりも大きくなっている。また、領域E2では、図2に示すように、巻芯部12a上に巻線14が巻きつけられ、かつ、巻線14上に巻線16が巻き付けられている。これにより、領域E2では、巻線16の周回半径が巻線14の周回半径よりも大きくなっている。これにより、巻線14の長さと巻線16の長さとが近づくようになる。本実施形態では、領域E1の左右方向における長さと領域E2の左右方向における長さとが等しいので、巻線14の長さと巻線16の長さとが略等しくなる。その結果、巻線14及び巻線16にデファレンシャルモード信号が伝送されると、巻線14の左端及び巻線16の左端において各時間における電位の絶対値がそろうと共に、巻線14の右端及び巻線16の右端において各時間における電位の絶対値がそろう。そのため、デファレンシャルモード信号がコモンモードノイズとして出力されることが抑制される。以上より、コモンモードチョークコイル10では、コモンモードノイズを効果的に除去できる。
ここで、本願発明者は、コモンモードチョークコイルが奏する効果をより明確にするために、以下に説明する実験を行った。まず、第1のサンプルとして、図3及び図4に示すコモンモードチョークコイル110を作製し、第2のサンプルとして、図1A、図1B、図1C及び図2に示すコモンモードチョークコイル10を作製した。なお、第1のサンプル及び第2のサンプルの条件は以下の通りである。
サイズ:4.5×3.2×2.6mm
巻数:46ターン
線径:0.04mm
巻数:46ターン
線径:0.04mm
以上のような第1のサンプル及び第2のサンプルのSパラメータを測定した。具体的には、第1のサンプル及び第2のサンプルのScd12及びSdd11を演算した。Scd12とは、外部電極18bから入力されたデファレンシャルモード信号の強度に対する、外部電極18aから出力されるコモンモード信号の強度の比の値を示したパラメータである。すなわち、Scd12は、デファレンシャルモード信号がコモンモード信号に変換された割合を示している。Sdd11は、外部電極18aから入力されるデファレンシャルモード信号の強度に対する、外部電極18aから出力されるデファレンシャルモード信号の強度の比の値を示したパラメータである。すなわち、Sdd11は、デファレンシャルモード信号の反射量を示している。図6は、周波数とScd12との関係を示したグラフである。縦軸はScd12を示し、横軸は周波数を示す。図7は、周波数とSdd11との関係を示したグラフである。縦軸はSdd11を示し、横軸は周波数を示す。
図6に示すように、第2のサンプルのScd12は、第1のサンプルのScd12よりも小さくなっていることが分かる。これにより、第2のサンプルでは、第1のサンプルよりも、デファレンシャルモード信号がコモンモード信号に変換されていないことが分かる。すなわち、コモンモードチョークコイル10では、コモンモードチョークコイル110よりも、コモンモードノイズが効果的に除去されていることが分かる。
図7に示すように、第2のサンプルのSdd11は、第1のサンプルのSdd11よりも小さくなっていることが分かる。これにより、第2のサンプルでは、第1のサンプルよりも、デファレンシャルモード信号の反射が少ないことが分かる。以下に理由について説明する。Scd12が小さくなると、同じ理由により、Sdc12も小さくなる。すなわち、外部電極18bから入力されたコモンモード信号の強度に対する、外部電極18aから出力されるデファレンシャルモード信号の強度の比の値が小さくなる。これにより、外部電極18aから出力されるデファレンシャルモード信号の強度が小さくなっている。そのため、外部電極18bから入力されたコモンモード信号の強度に対する、外部電極18aから出力されるデファレンシャルモード信号の強度の比の値(すなわち、Sdd11)も小さくなる。よって、第2のサンプルでは、第1のサンプルよりも、デファレンシャルモード信号の反射が少ない。
(その他の実施形態)
本発明に係るコモンモードチョークコイルは、コモンモードチョークコイル10に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。
本発明に係るコモンモードチョークコイルは、コモンモードチョークコイル10に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。
なお、領域E1の左右方向における長さと領域E2の左右方向における長さとは等しくなくてもよい。
また、1以上の領域E1と1以上の領域E2とが左右方向に交互に並んでいてもよい。この場合、領域E1の左右方向における長さの合計と領域E2の左右方向における長さの合計とが等しいことが望ましい。
以上のように、本発明は、コモンモードチョークコイルに有用であり、特に、コモンモードノイズを効果的に除去できる点で優れている。
10 コモンモードチョークコイル
12 コア
14,16 巻線
18a,18b,20a,20b 外部電極
E1,E2 領域
12 コア
14,16 巻線
18a,18b,20a,20b 外部電極
E1,E2 領域
Claims (3)
- 所定方向に延在するコアと、
前記コアに巻きつけられている第1の巻線及び前記第2の巻線と、
を備えており、
前記コア上に前記第2の巻線が巻きつけられかつ該第2の巻線上に前記第1の巻線に巻きつけられてなる第1の領域と、該コア上に該第1の巻線が巻きつけられかつ該第1の巻線上に該第2の巻線に巻きつけられてなる第2の領域とが、設けられていること、
を特徴とするコモンモードチョークコイル。 - 前記第1の領域の所定方向における長さと前記第2の領域の所定方向における長さとが等しいこと、
を特徴とする請求項1に記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記第1の巻線の両端のそれぞれに接続されている第1の外部電極及び第2の外部電極と、
前記第2の巻線の両端のそれぞれに接続されている第3の外部電極及び第4の外部電極と、
を備えていること、
を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084877A JP2014207367A (ja) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | コモンモードチョークコイル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013084877A JP2014207367A (ja) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | コモンモードチョークコイル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014207367A true JP2014207367A (ja) | 2014-10-30 |
Family
ID=52120699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013084877A Pending JP2014207367A (ja) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | コモンモードチョークコイル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014207367A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017034125A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Tdk株式会社 | コイル部品 |
-
2013
- 2013-04-15 JP JP2013084877A patent/JP2014207367A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017034125A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Tdk株式会社 | コイル部品 |
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