JP4147904B2 - ノイズフィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、情報機器等のノイズ対策として使用されるノイズフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のノイズフィルタは、図５に示されるような構成を有していた。
【０００３】
図５は従来のノイズフィルタ（積層コモンモードチョークコイル）の分解斜視図を示したもので、この図５に基づいて、従来のノイズフィルタの構成を説明する。
【０００４】
図５において、１は第１の絶縁性シートで、表面に第１のコイル導体２を設けている。３は第２の絶縁性シートで、表面に第２のコイル導体４を設けている。５は第３の絶縁性シートで、表面に第３のコイル導体６を設けている。７は第４の絶縁性シートで、表面に第４のコイル導体８を設けている。そして前記第１の絶縁性シート１、第２の絶縁性シート３、第３の絶縁性シート５、第４の絶縁性シート７を順次積層することにより、第１のコイル導体２の他端部は、第１の絶縁性シート１に設けたバイアホール１ａを介して第２のコイル導体４の一端部に電気的に直列に接続され、かつ第２のコイル導体４の他端部は、第２の絶縁性シート３に設けたバイアホール３ａを介して第３のコイル導体６の一端部に電気的に直列に接続され、さらに第３のコイル導体６の他端部は、第３の絶縁性シート５に設けたバイアホール５ａを介して第４のコイル導体８の一端部に電気的に直列に接続されるもので、このように、前記第１の絶縁性シート１、第２の絶縁性シート３、第３の絶縁性シート５、第４の絶縁性シート７を順次積層することにより、絶縁性シート１，３，５，７を積み重ねる上下方向に対して平行な軸を有する第１の螺旋状コイル９が構成されるものである。
【０００５】
１０は第５の絶縁性シートで、表面に第５のコイル導体１１を設けている。１２は第６の絶縁性シートで、表面に第６のコイル導体１３を設けている。１４は第７の絶縁性シートで、表面に第７のコイル導体１５を設けている。１６は第８の絶縁性シートで、表面に第８のコイル導体１７を設けている。そして前記第５の絶縁性シート１０、第６の絶縁性シート１２、第７の絶縁性シート１４、第８の絶縁性シート１６を順次積層することにより、第５のコイル導体１１の他端部は、第５の絶縁性シート１０に設けたバイアホール１０ａを介して第６のコイル導体１３の一端部に電気的に直列に接続され、かつ第６のコイル導体１３の他端部は、第６の絶縁性シート１２に設けたバイアホール１２ａを介して第７のコイル導体１５の一端部に電気的に直列に接続され、さらに第７のコイル導体１５の他端部は、第７の絶縁性シート１４に設けたバイアホール１４ａを介して第８のコイル導体１７の一端部に電気的に直列に接続されるもので、このように、前記第５の絶縁性シート１０、第６の絶縁性シート１２、第７の絶縁性シート１４、第８の絶縁性シート１６を順次積層することにより、絶縁性シート１０，１２，１４，１６を積み重ねる上下方向に対して平行な軸を有する第２の螺旋状コイル１８が構成されるものである。
【０００６】
１９は第９の絶縁性シートで、表面に第９のコイル導体２０を設けている。２１は第１０の絶縁性シートで、表面に第１０のコイル導体２２を設けている。２３は第１１の絶縁性シートで、表面に第１１のコイル導体２４を設けている。２５は第１２の絶縁性シートで、表面に第１２のコイル導体２６を設けている。そして前記第９の絶縁性シート１９、第１０の絶縁性シート２１、第１１の絶縁性シート２３、第１２の絶縁性シート２５を順次積層することにより、第９のコイル導体２０の他端部は、第９の絶縁性シート１９に設けたバイアホール１９ａを介して第１０のコイル導体２２の一端部に電気的に直列に接続され、かつ第１０のコイル導体２２の他端部は、第１０の絶縁性シート２１に設けたバイアホール２１ａを介して第１１のコイル導体２４の一端部に電気的に直列に接続され、さらに第１１のコイル導体２４の他端部は、第１１の絶縁性シート２３に設けたバイアホール２３ａを介して第１２のコイル導体２６の一端部に電気的に直列に接続されるもので、このように、前記第９の絶縁性シート１９、第１０の絶縁性シート２１、第１１の絶縁性シート２３、第１２の絶縁性シート２５を順次積層することにより、絶縁性シート１９，２１，２３，２５を積み重ねる上下方向に対して平行な軸を有する第３の螺旋状コイル２７が構成されるものである。
【０００７】
そして前記第１の螺旋状コイル９の上側と第３の螺旋状コイル２７の下側にカバーシート２８，２９を位置させて第１の螺旋状コイル９、第２の螺旋状コイル１８、第３の螺旋状コイル２７を積層することにより、積層体からなる積層コモンモードチョークコイル（ノイズフィルタ）を構成している。
【０００８】
前記積層体からなる積層コモンモードチョークコイル（ノイズフィルタ）には入力電極２８ａ，２８ｂ，２８ｃと、出力電極２９ａ，２９ｂ，２９ｃが設けられているもので、前記入力電極２８ａと出力電極２９ａは第１の螺旋状コイル９に電気的に接続されて第１の螺旋状コイル９の入力電極２８ａと出力電極２９ａを構成し、また前記入力電極２８ｂと出力電極２９ｂは第２の螺旋状コイル１８に電気的に接続されて第２の螺旋状コイル１８の入力電極２８ｂと出力電極２９ｂを構成し、さらに前記入力電極２８ｃと出力電極２９ｃは第３の螺旋状コイル２７に電気的に接続されて第３の螺旋状コイル２７の入力電極２８ｃと出力電極２９ｃを構成している。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１８６０５６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のノイズフィルタは、すべてのコイル、すなわち、第１の螺旋状コイル９、第２の螺旋状コイル１８、第３の螺旋状コイル２７の構造がそれぞれ独立の螺旋状となっているため、積層数が多くなり、その結果、第１の螺旋状コイル９と第２の螺旋状コイル１８との結合係数、第２の螺旋状コイル１８と第３の螺旋状コイル２７との結合係数を高めるのにも限界があり、そのため、第１の螺旋状コイル９と第３の螺旋状コイル２７はほとんど結合を有しないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コモンモードのインピーダンス値を高くでき、かつコモンモードのノイズの除去特性も高いノイズフィルタを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、磁性体と、この磁性体内に設けられた第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルと、前記第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルの各両端部とそれぞれ電気的に接続された外部電極とを備え、前記第１のコイルは、渦巻き状の第１の導体と、この第１の導体と電気的に接続され、かつ第１の導体の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体とにより構成し、前記第３のコイルは、前記第２の導体の上方に対向して渦巻き状に形成されている第５の導体と、この第５の導体と電気的に接続され、かつ第５の導体の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体とにより構成し、さらに前記第２のコイルは、前記第１の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第３の導体と、この第３の導体と電気的に接続され、かつ前記第６の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第４の導体とにより構成したもので、この構成によれば、第１のコイルと第２のコイルとの結合係数、第２のコイルと第３のコイルとの結合係数、および第３のコイルと第１のコイルとの結合係数がすべて高くなるため、積層数もコイル導体層としては４層のみで結合係数の高い３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１のコイルの外部電極間の導体の長さと、第２のコイルの外部電極間の導体の長さおよび第３のコイルの外部電極間の導体の長さをそれぞれ同じ長さにしたもので、この構成によれば、直流抵抗のバランスがとれた３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第１の導体と第３の導体間の距離と、第４の導体と第６の導体間の距離を、それぞれ３０μｍより長く、かつ１５０μｍより短くしたもので、この構成によれば、結合係数の高い３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、第１の導体と第３の導体間の距離と、第４の導体と第６の導体間の距離を同一にしたもので、この構成によれば、結合係数のバランスがとれた３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、第２の導体が形成されている面と第５の導体が形成されている面間の距離を、前記第２の導体が形成されている面と第３の導体が形成されている面間の距離と、第４の導体が形成されている面と第５の導体が形成されている面間の距離のいずれよりも短くしたもので、この構成によれば、結合係数のバランスがとれた３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルをそれぞれ電鋳法により形成したもので、この構成によれば、直流抵抗の低い３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタについて、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの分解斜視図、図２は同ノイズフィルタの斜視図である。
【００２２】
図１、図２において、３１は第１のコイルで、この第１のコイル３１は、渦巻き状の第１の導体３２と、この第１の導体３２の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体３３とにより構成されている。そして前記第１の導体３２は第１の引き出し部３２ａと、渦巻きの内部に位置する第１のバイア電極３２ｂとを有し、また第２の導体３３は第２の引き出し部３３ａと、渦巻きの内部に位置する第２のバイア電極３３ｂとを有している。
【００２３】
３４は第２のコイルで、この第２のコイル３４は、渦巻き状の第３の導体３５と、この第３の導体３５の上方に渦巻き状に形成されている第４の導体３６とにより構成されている。そして前記第３の導体３５は第３の引き出し部３５ａと、渦巻きの内部に位置する第３のバイア電極３５ｂとを有し、また第４の導体３６は第４の引き出し部３６ａと、渦巻きの内部に位置する第４のバイア電極３６ｂとを有している。
【００２４】
３７は第３のコイルで、この第３のコイル３７は、渦巻き状の第５の導体３８と、この第５の導体３８の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体３９とにより構成されている。そして前記第５の導体３８は第５の引き出し部３８ａと、渦巻きの内部に位置する第５のバイア電極３８ｂとを有し、また第６の導体３９は第６の引き出し部３９ａと、渦巻きの内部に位置する第６のバイア電極３９ｂとを有している。
【００２５】
４０は方形状をなす第１の磁性体シートで、この第１の磁性体シート４０は前記第１の導体３２と第２の導体３３との間に配設され、かつ第１のバイアホール４０ａと第２のバイアホール４０ｂを有している。そしてこの第１のバイアホール４０ａによって前記第１のバイア電極３２ｂと第２のバイア電極３３ｂとが互いに電気的に接続され、これにより、第１の導体３２と第２の導体３３とが電気的に接続されて第１のコイル３１を形成している。
【００２６】
４１は方形状をなす第２の磁性体シートで、この第２の磁性体シート４１は前記第２の導体３３と第５の導体３８との間に配設され、かつ第３のバイアホール４１ａを有している。そしてこの第２の磁性体シート４１によって第２の導体３３と第５の導体３８との間を絶縁している。
【００２７】
４２は方形状をなす第３の磁性体シートで、この第３の磁性体シート４２は前記第５の導体３８と第６の導体３９との間に配設され、かつ第４のバイアホール４２ａと第５のバイアホール４２ｂを有している。そしてこの第４のバイアホール４２ａと、前記第２のバイアホール４０ｂおよび第３のバイアホール４１ａとによって前記第３のバイア電極３５ｂと第４のバイア電極３６ｂとが互いに電気的に接続され、これにより、第３の導体３５と第４の導体３６とが電気的に接続されて第２のコイル３４を形成している。また、前記第５のバイアホール４２ｂによって前記第５のバイア電極３８ｂと第６のバイア電極３９ｂとが互いに電気的に接続され、これにより、第５の導体３８と第６の導体３９とが電気的に接続されて第３のコイル３７を形成している。
【００２８】
なお、前記第１の導体３２、第２の導体３３、第３の導体３５、第４の導体３６、第５の導体３８、第６の導体３９はそれぞれ銀などの導電体により構成されているもので、それらの長さ、幅、厚みは所定の特性に合致するように調整すればよい。
【００２９】
また、前記第２の導体３３と第５の導体３８は、互いに対向し、かつその間は第２の磁性体シート４１によって絶縁されている。そしてまた、前記第１の導体３２と第３の導体３５、第２の導体３３と第５の導体３８、第４の導体３６と第６の導体３９は、同じ方向に引き出されている第１の引き出し部３２ａ、第３の引き出し部３５ａ、第５の引き出し部３８ａから第２の引き出し部３３ａ、第４の引き出し部３６ａ、第６の引き出し部３９ａへ電流を流したとき、第４の導体３６または第６の導体３９の上方から平面視によりそれぞれ同じ方向に電流が流れるように形成されている。
【００３０】
上記した配置関係となるように、前記第１の導体３２、第２の導体３３、第３の導体３５、第４の導体３６、第５の導体３８、第６の導体３９を形成したことにより、第１の導体３２と第３の導体３５は同一平面上に２重渦巻き状に形成されるため、第１の導体３２と第３の導体３５とに同方向の電流が流れれば、第１の導体３２と第３の導体３５でそれぞれ発生する磁束を互いに強め合うことができ、その結果、コモンモードのインピーダンス値を高くすることができるという効果が得られるものである。
【００３１】
また、第２の導体３３と第５の導体３８は第２の磁性体シート４１を挟んで対向するようにそれぞれ渦巻き状に形成されているため、第２の導体３３と第５の導体３８とに同方向の電流が流れれば、第２の導体３３と第５の導体３８でそれぞれ発生する磁束を互いに強め合うことができるため、コモンモードのインピーダンス値を高くすることができるという効果が得られるものである。
【００３２】
４３は方形状をなす第４の磁性体シートで、この第４の磁性体シート４３は第１の導体３２、第３の導体３５の下面に配設されている。
【００３３】
４４は方形状をなす第５の磁性体シートで、この第５の磁性体シート４４は第４の導体３６、第６の導体３９の上面に配設されている。
【００３４】
そして、前記第１の磁性体シート４０、第２の磁性体シート４１、第３の磁性体シート４２、第４の磁性体シート４３、第５の磁性体シート４４は、フェライト粉体の酸化物および樹脂からなる混合物により構成され、これらを、上記したように上下方向に積層することによって、図２に示すように、方形状をなす板状の磁性体４５を形成している。なお、この磁性体４５は板状でなく、ある程度の厚みを有していてもよい。また、この磁性体４５は必ずしも方形状である必要はない。そしてまた、磁性体４５を構成する前記第１の磁性体シート４０、第２の磁性体シート４１、第３の磁性体シート４２、第４の磁性体シート４３、第５の磁性体シート４４のそれぞれの厚みは、所定の特性（耐電圧など）によって適宜調整すればよく、さらに厚みの調整は、磁性体シート自体の厚みを変えるか、あるいは複数の磁性体シートの枚数を変えることによって行う。
【００３５】
４６ａ，４６ｂ，４６ｃは磁性体４５の一方の端面に形成された外部電極、４７ａ，４７ｂ，４７ｃは前記外部電極４６ａ，４６ｂ，４６ｃと相対向するように磁性体４５の他方の端面に形成された外部電極である。これらの外部電極４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、銀などの導体の表面に、ニッケルめっき、スズやはんだなどの低融点金属めっきを施すことにより構成されている。
【００３６】
そして、前記第１のコイル３１の両端部、すなわち第１の引き出し部３２ａ、第２の引き出し部３３ａは、第１の引き出し部３２ａが外部電極４６ａと、第２の引き出し部３３ａが外部電極４７ａとそれぞれ電気的に接続されている。また、第２のコイル３４の両端部、すなわち第３の引き出し部３５ａ、第４の引き出し部３６ａは、第３の引き出し部３５ａが外部電極４６ｂと、第４の引き出し部３６ａが外部電極４７ｂとそれぞれ電気的に接続されている。そしてまた、第３のコイル３７の両端部、すなわち第５の引き出し部３８ａ、第６の引き出し部３９ａは、第５の引き出し部３８ａが外部電極４６ｃと、第６の引き出し部３９ａが外部電極４７ｃとそれぞれ電気的に接続されている。
【００３７】
なお、前記第１のコイル３１、第２のコイル３４、第３のコイル３７の長さが同一になるようにすれば、各コイル３１，３４，３７の直流抵抗値は等しくなるため、回路内に組み込んだときにバランスを崩すことがなくなるものである。
【００３８】
また、前記第１のコイル３１と第２のコイル３４との結合係数および第２のコイル３４と第３のコイル３７との結合係数は、第１の導体３２と第３の導体３５間の距離および第４の導体３６と第６の導体３９間の距離で決まるものである。
【００３９】
図３は本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの第１の導体３２と第３の導体３５間の距離と、結合係数Ｋ、耐電圧の関係を示す図である。
【００４０】
なお、耐電圧は第１の導体３２と第３の導体３５との間に１００Ｖを１分間印加したときの良品（絶縁抵抗が１００ＭΩ以上のもの）率を表したもので、図３は横軸に第１の導体３２と第３の導体３５間の距離（μｍ）を、縦軸に結合係数Ｋと耐電圧不良率（％）を示している。
【００４１】
図３から明らかなように、第１の導体３２と第３の導体３５間の距離は３０μｍより長く、かつ１５０μｍより短くすればよいことがわかる。すなわち、このような範囲にすれば、第１の導体３２と第３の導体３５間の耐電圧を保持できて、耐電圧不良率を０％にすることができるとともに、第１の導体３２と第３の導体３５との間の結合係数もアップするため、コモンモードのインピーダンス値を高くできるという効果が得られるものである。また、このことは、第４の導体３６と第６の導体３９との関係においても同様のことが言えるもので、前記第１の導体３２と第３の導体３５間の距離と、第４の導体３６と第６の導体３９間の距離を同一にすれば、第１のコイル３１と第２のコイル３４との結合係数と、第２のコイル３４と第３のコイル３７との結合係数は等しくなるもので、これにより、コモンモードインピーダンスのバランスがとれたコモンモードノイズフィルタを提供することができるものである。
【００４２】
図４（ａ）は従来のノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示したものであり、また図４（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示したものである。この図４（ａ）（ｂ）から明らかなように、従来のノイズフィルタでは、第１のコイル９と第３のコイル２７間のコモンモードインピーダンスだけが低く、バランスがとれていないのに対し、本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタでは、すべてのコモンモードインピーダンスのバランスがとれているもので、これにより、優れたコモンモードノイズフィルタであることがわかる。
【００４３】
なお、前記第１の導体３２、第２の導体３３、第３の導体３５、第４の導体３６、第５の導体３８、第６の導体３９をそれぞれ電鋳法により形成すれば、狭い導体幅、細かい導体線間ピッチが実現できるため、それぞれの導体３２，３３，３５，３６，３８，３９の長さを長くすることができ、これにより、それぞれの導体３２，３３，３５，３６，３８，３９で発生する磁束を互いにさらに強め合うことができるため、コモンモードインピーダンス値をさらに高くすることができるものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明のノイズフィルタは、磁性体と、この磁性体内に設けられた第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルと、前記第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルの各両端部とそれぞれ電気的に接続された外部電極とを備え、前記第１のコイルは、渦巻き状の第１の導体と、この第１の導体と電気的に接続され、かつ第１の導体の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体とにより構成し、前記第３のコイルは、前記第２の導体の上方に対向して渦巻き状に形成されている第５の導体と、この第５の導体と電気的に接続され、かつ第５の導体の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体とにより構成し、さらに前記第２のコイルは、前記第１の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第３の導体と、この第３の導体と電気的に接続され、かつ前記第６の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第４の導体とにより構成しているため、第１のコイルと第２のコイルとの結合係数、第２のコイルと第３のコイルとの結合係数、および第３のコイルと第１のコイルとの結合係数はすべて高くなり、これにより、積層数もコイル導体層としては４層のみで結合係数の高い３ラインのノイズフィルタを提供できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの分解斜視図
【図２】同ノイズフィルタの斜視図
【図３】同ノイズフィルタの第１の導体３２と第３の導体３５間の距離と、結合係数Ｋ、耐電圧の関係を示す図
【図４】（ａ）従来のノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示す図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示す図
【図５】従来のノイズフィルタの分解斜視図
【符号の説明】
３１ 第１のコイル
３２ 第１の導体
３３ 第２の導体
３４ 第２のコイル
３５ 第３の導体
３６ 第４の導体
３７ 第３のコイル
３８ 第５の導体
３９ 第６の導体
４０ 第１の磁性体シート
４１ 第２の磁性体シート
４２ 第３の磁性体シート
４３ 第４の磁性体シート
４４ 第５の磁性体シート
４５ 磁性体
４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃ 外部電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、情報機器等のノイズ対策として使用されるノイズフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のノイズフィルタは、図５に示されるような構成を有していた。
【０００３】
図５は従来のノイズフィルタ（積層コモンモードチョークコイル）の分解斜視図を示したもので、この図５に基づいて、従来のノイズフィルタの構成を説明する。
【０００４】
図５において、１は第１の絶縁性シートで、表面に第１のコイル導体２を設けている。３は第２の絶縁性シートで、表面に第２のコイル導体４を設けている。５は第３の絶縁性シートで、表面に第３のコイル導体６を設けている。７は第４の絶縁性シートで、表面に第４のコイル導体８を設けている。そして前記第１の絶縁性シート１、第２の絶縁性シート３、第３の絶縁性シート５、第４の絶縁性シート７を順次積層することにより、第１のコイル導体２の他端部は、第１の絶縁性シート１に設けたバイアホール１ａを介して第２のコイル導体４の一端部に電気的に直列に接続され、かつ第２のコイル導体４の他端部は、第２の絶縁性シート３に設けたバイアホール３ａを介して第３のコイル導体６の一端部に電気的に直列に接続され、さらに第３のコイル導体６の他端部は、第３の絶縁性シート５に設けたバイアホール５ａを介して第４のコイル導体８の一端部に電気的に直列に接続されるもので、このように、前記第１の絶縁性シート１、第２の絶縁性シート３、第３の絶縁性シート５、第４の絶縁性シート７を順次積層することにより、絶縁性シート１，３，５，７を積み重ねる上下方向に対して平行な軸を有する第１の螺旋状コイル９が構成されるものである。
【０００５】
１０は第５の絶縁性シートで、表面に第５のコイル導体１１を設けている。１２は第６の絶縁性シートで、表面に第６のコイル導体１３を設けている。１４は第７の絶縁性シートで、表面に第７のコイル導体１５を設けている。１６は第８の絶縁性シートで、表面に第８のコイル導体１７を設けている。そして前記第５の絶縁性シート１０、第６の絶縁性シート１２、第７の絶縁性シート１４、第８の絶縁性シート１６を順次積層することにより、第５のコイル導体１１の他端部は、第５の絶縁性シート１０に設けたバイアホール１０ａを介して第６のコイル導体１３の一端部に電気的に直列に接続され、かつ第６のコイル導体１３の他端部は、第６の絶縁性シート１２に設けたバイアホール１２ａを介して第７のコイル導体１５の一端部に電気的に直列に接続され、さらに第７のコイル導体１５の他端部は、第７の絶縁性シート１４に設けたバイアホール１４ａを介して第８のコイル導体１７の一端部に電気的に直列に接続されるもので、このように、前記第５の絶縁性シート１０、第６の絶縁性シート１２、第７の絶縁性シート１４、第８の絶縁性シート１６を順次積層することにより、絶縁性シート１０，１２，１４，１６を積み重ねる上下方向に対して平行な軸を有する第２の螺旋状コイル１８が構成されるものである。
【０００６】
１９は第９の絶縁性シートで、表面に第９のコイル導体２０を設けている。２１は第１０の絶縁性シートで、表面に第１０のコイル導体２２を設けている。２３は第１１の絶縁性シートで、表面に第１１のコイル導体２４を設けている。２５は第１２の絶縁性シートで、表面に第１２のコイル導体２６を設けている。そして前記第９の絶縁性シート１９、第１０の絶縁性シート２１、第１１の絶縁性シート２３、第１２の絶縁性シート２５を順次積層することにより、第９のコイル導体２０の他端部は、第９の絶縁性シート１９に設けたバイアホール１９ａを介して第１０のコイル導体２２の一端部に電気的に直列に接続され、かつ第１０のコイル導体２２の他端部は、第１０の絶縁性シート２１に設けたバイアホール２１ａを介して第１１のコイル導体２４の一端部に電気的に直列に接続され、さらに第１１のコイル導体２４の他端部は、第１１の絶縁性シート２３に設けたバイアホール２３ａを介して第１２のコイル導体２６の一端部に電気的に直列に接続されるもので、このように、前記第９の絶縁性シート１９、第１０の絶縁性シート２１、第１１の絶縁性シート２３、第１２の絶縁性シート２５を順次積層することにより、絶縁性シート１９，２１，２３，２５を積み重ねる上下方向に対して平行な軸を有する第３の螺旋状コイル２７が構成されるものである。
【０００７】
そして前記第１の螺旋状コイル９の上側と第３の螺旋状コイル２７の下側にカバーシート２８，２９を位置させて第１の螺旋状コイル９、第２の螺旋状コイル１８、第３の螺旋状コイル２７を積層することにより、積層体からなる積層コモンモードチョークコイル（ノイズフィルタ）を構成している。
【０００８】
前記積層体からなる積層コモンモードチョークコイル（ノイズフィルタ）には入力電極２８ａ，２８ｂ，２８ｃと、出力電極２９ａ，２９ｂ，２９ｃが設けられているもので、前記入力電極２８ａと出力電極２９ａは第１の螺旋状コイル９に電気的に接続されて第１の螺旋状コイル９の入力電極２８ａと出力電極２９ａを構成し、また前記入力電極２８ｂと出力電極２９ｂは第２の螺旋状コイル１８に電気的に接続されて第２の螺旋状コイル１８の入力電極２８ｂと出力電極２９ｂを構成し、さらに前記入力電極２８ｃと出力電極２９ｃは第３の螺旋状コイル２７に電気的に接続されて第３の螺旋状コイル２７の入力電極２８ｃと出力電極２９ｃを構成している。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１８６０５６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のノイズフィルタは、すべてのコイル、すなわち、第１の螺旋状コイル９、第２の螺旋状コイル１８、第３の螺旋状コイル２７の構造がそれぞれ独立の螺旋状となっているため、積層数が多くなり、その結果、第１の螺旋状コイル９と第２の螺旋状コイル１８との結合係数、第２の螺旋状コイル１８と第３の螺旋状コイル２７との結合係数を高めるのにも限界があり、そのため、第１の螺旋状コイル９と第３の螺旋状コイル２７はほとんど結合を有しないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コモンモードのインピーダンス値を高くでき、かつコモンモードのノイズの除去特性も高いノイズフィルタを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、磁性体と、この磁性体内に設けられた第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルと、前記第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルの各両端部とそれぞれ電気的に接続された外部電極とを備え、前記第１のコイルは、渦巻き状の第１の導体と、この第１の導体と電気的に接続され、かつ第１の導体の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体とにより構成し、前記第３のコイルは、前記第２の導体の上方に対向して渦巻き状に形成されている第５の導体と、この第５の導体と電気的に接続され、かつ第５の導体の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体とにより構成し、さらに前記第２のコイルは、前記第１の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第３の導体と、この第３の導体と電気的に接続され、かつ前記第６の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第４の導体とにより構成したもので、この構成によれば、第１のコイルと第２のコイルとの結合係数、第２のコイルと第３のコイルとの結合係数、および第３のコイルと第１のコイルとの結合係数がすべて高くなるため、積層数もコイル導体層としては４層のみで結合係数の高い３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１のコイルの外部電極間の導体の長さと、第２のコイルの外部電極間の導体の長さおよび第３のコイルの外部電極間の導体の長さをそれぞれ同じ長さにしたもので、この構成によれば、直流抵抗のバランスがとれた３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第１の導体と第３の導体間の距離と、第４の導体と第６の導体間の距離を、それぞれ３０μｍより長く、かつ１５０μｍより短くしたもので、この構成によれば、結合係数の高い３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、第１の導体と第３の導体間の距離と、第４の導体と第６の導体間の距離を同一にしたもので、この構成によれば、結合係数のバランスがとれた３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、第２の導体が形成されている面と第５の導体が形成されている面間の距離を、前記第２の導体が形成されている面と第３の導体が形成されている面間の距離と、第４の導体が形成されている面と第５の導体が形成されている面間の距離のいずれよりも短くしたもので、この構成によれば、結合係数のバランスがとれた３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルをそれぞれ電鋳法により形成したもので、この構成によれば、直流抵抗の低い３ラインのノイズフィルタを提供できるという作用効果が得られるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタについて、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの分解斜視図、図２は同ノイズフィルタの斜視図である。
【００２２】
図１、図２において、３１は第１のコイルで、この第１のコイル３１は、渦巻き状の第１の導体３２と、この第１の導体３２の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体３３とにより構成されている。そして前記第１の導体３２は第１の引き出し部３２ａと、渦巻きの内部に位置する第１のバイア電極３２ｂとを有し、また第２の導体３３は第２の引き出し部３３ａと、渦巻きの内部に位置する第２のバイア電極３３ｂとを有している。
【００２３】
３４は第２のコイルで、この第２のコイル３４は、渦巻き状の第３の導体３５と、この第３の導体３５の上方に渦巻き状に形成されている第４の導体３６とにより構成されている。そして前記第３の導体３５は第３の引き出し部３５ａと、渦巻きの内部に位置する第３のバイア電極３５ｂとを有し、また第４の導体３６は第４の引き出し部３６ａと、渦巻きの内部に位置する第４のバイア電極３６ｂとを有している。
【００２４】
３７は第３のコイルで、この第３のコイル３７は、渦巻き状の第５の導体３８と、この第５の導体３８の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体３９とにより構成されている。そして前記第５の導体３８は第５の引き出し部３８ａと、渦巻きの内部に位置する第５のバイア電極３８ｂとを有し、また第６の導体３９は第６の引き出し部３９ａと、渦巻きの内部に位置する第６のバイア電極３９ｂとを有している。
【００２５】
４０は方形状をなす第１の磁性体シートで、この第１の磁性体シート４０は前記第１の導体３２と第２の導体３３との間に配設され、かつ第１のバイアホール４０ａと第２のバイアホール４０ｂを有している。そしてこの第１のバイアホール４０ａによって前記第１のバイア電極３２ｂと第２のバイア電極３３ｂとが互いに電気的に接続され、これにより、第１の導体３２と第２の導体３３とが電気的に接続されて第１のコイル３１を形成している。
【００２６】
４１は方形状をなす第２の磁性体シートで、この第２の磁性体シート４１は前記第２の導体３３と第５の導体３８との間に配設され、かつ第３のバイアホール４１ａを有している。そしてこの第２の磁性体シート４１によって第２の導体３３と第５の導体３８との間を絶縁している。
【００２７】
４２は方形状をなす第３の磁性体シートで、この第３の磁性体シート４２は前記第５の導体３８と第６の導体３９との間に配設され、かつ第４のバイアホール４２ａと第５のバイアホール４２ｂを有している。そしてこの第４のバイアホール４２ａと、前記第２のバイアホール４０ｂおよび第３のバイアホール４１ａとによって前記第３のバイア電極３５ｂと第４のバイア電極３６ｂとが互いに電気的に接続され、これにより、第３の導体３５と第４の導体３６とが電気的に接続されて第２のコイル３４を形成している。また、前記第５のバイアホール４２ｂによって前記第５のバイア電極３８ｂと第６のバイア電極３９ｂとが互いに電気的に接続され、これにより、第５の導体３８と第６の導体３９とが電気的に接続されて第３のコイル３７を形成している。
【００２８】
なお、前記第１の導体３２、第２の導体３３、第３の導体３５、第４の導体３６、第５の導体３８、第６の導体３９はそれぞれ銀などの導電体により構成されているもので、それらの長さ、幅、厚みは所定の特性に合致するように調整すればよい。
【００２９】
また、前記第２の導体３３と第５の導体３８は、互いに対向し、かつその間は第２の磁性体シート４１によって絶縁されている。そしてまた、前記第１の導体３２と第３の導体３５、第２の導体３３と第５の導体３８、第４の導体３６と第６の導体３９は、同じ方向に引き出されている第１の引き出し部３２ａ、第３の引き出し部３５ａ、第５の引き出し部３８ａから第２の引き出し部３３ａ、第４の引き出し部３６ａ、第６の引き出し部３９ａへ電流を流したとき、第４の導体３６または第６の導体３９の上方から平面視によりそれぞれ同じ方向に電流が流れるように形成されている。
【００３０】
上記した配置関係となるように、前記第１の導体３２、第２の導体３３、第３の導体３５、第４の導体３６、第５の導体３８、第６の導体３９を形成したことにより、第１の導体３２と第３の導体３５は同一平面上に２重渦巻き状に形成されるため、第１の導体３２と第３の導体３５とに同方向の電流が流れれば、第１の導体３２と第３の導体３５でそれぞれ発生する磁束を互いに強め合うことができ、その結果、コモンモードのインピーダンス値を高くすることができるという効果が得られるものである。
【００３１】
また、第２の導体３３と第５の導体３８は第２の磁性体シート４１を挟んで対向するようにそれぞれ渦巻き状に形成されているため、第２の導体３３と第５の導体３８とに同方向の電流が流れれば、第２の導体３３と第５の導体３８でそれぞれ発生する磁束を互いに強め合うことができるため、コモンモードのインピーダンス値を高くすることができるという効果が得られるものである。
【００３２】
４３は方形状をなす第４の磁性体シートで、この第４の磁性体シート４３は第１の導体３２、第３の導体３５の下面に配設されている。
【００３３】
４４は方形状をなす第５の磁性体シートで、この第５の磁性体シート４４は第４の導体３６、第６の導体３９の上面に配設されている。
【００３４】
そして、前記第１の磁性体シート４０、第２の磁性体シート４１、第３の磁性体シート４２、第４の磁性体シート４３、第５の磁性体シート４４は、フェライト粉体の酸化物および樹脂からなる混合物により構成され、これらを、上記したように上下方向に積層することによって、図２に示すように、方形状をなす板状の磁性体４５を形成している。なお、この磁性体４５は板状でなく、ある程度の厚みを有していてもよい。また、この磁性体４５は必ずしも方形状である必要はない。そしてまた、磁性体４５を構成する前記第１の磁性体シート４０、第２の磁性体シート４１、第３の磁性体シート４２、第４の磁性体シート４３、第５の磁性体シート４４のそれぞれの厚みは、所定の特性（耐電圧など）によって適宜調整すればよく、さらに厚みの調整は、磁性体シート自体の厚みを変えるか、あるいは複数の磁性体シートの枚数を変えることによって行う。
【００３５】
４６ａ，４６ｂ，４６ｃは磁性体４５の一方の端面に形成された外部電極、４７ａ，４７ｂ，４７ｃは前記外部電極４６ａ，４６ｂ，４６ｃと相対向するように磁性体４５の他方の端面に形成された外部電極である。これらの外部電極４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、銀などの導体の表面に、ニッケルめっき、スズやはんだなどの低融点金属めっきを施すことにより構成されている。
【００３６】
そして、前記第１のコイル３１の両端部、すなわち第１の引き出し部３２ａ、第２の引き出し部３３ａは、第１の引き出し部３２ａが外部電極４６ａと、第２の引き出し部３３ａが外部電極４７ａとそれぞれ電気的に接続されている。また、第２のコイル３４の両端部、すなわち第３の引き出し部３５ａ、第４の引き出し部３６ａは、第３の引き出し部３５ａが外部電極４６ｂと、第４の引き出し部３６ａが外部電極４７ｂとそれぞれ電気的に接続されている。そしてまた、第３のコイル３７の両端部、すなわち第５の引き出し部３８ａ、第６の引き出し部３９ａは、第５の引き出し部３８ａが外部電極４６ｃと、第６の引き出し部３９ａが外部電極４７ｃとそれぞれ電気的に接続されている。
【００３７】
なお、前記第１のコイル３１、第２のコイル３４、第３のコイル３７の長さが同一になるようにすれば、各コイル３１，３４，３７の直流抵抗値は等しくなるため、回路内に組み込んだときにバランスを崩すことがなくなるものである。
【００３８】
また、前記第１のコイル３１と第２のコイル３４との結合係数および第２のコイル３４と第３のコイル３７との結合係数は、第１の導体３２と第３の導体３５間の距離および第４の導体３６と第６の導体３９間の距離で決まるものである。
【００３９】
図３は本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの第１の導体３２と第３の導体３５間の距離と、結合係数Ｋ、耐電圧の関係を示す図である。
【００４０】
なお、耐電圧は第１の導体３２と第３の導体３５との間に１００Ｖを１分間印加したときの良品（絶縁抵抗が１００ＭΩ以上のもの）率を表したもので、図３は横軸に第１の導体３２と第３の導体３５間の距離（μｍ）を、縦軸に結合係数Ｋと耐電圧不良率（％）を示している。
【００４１】
図３から明らかなように、第１の導体３２と第３の導体３５間の距離は３０μｍより長く、かつ１５０μｍより短くすればよいことがわかる。すなわち、このような範囲にすれば、第１の導体３２と第３の導体３５間の耐電圧を保持できて、耐電圧不良率を０％にすることができるとともに、第１の導体３２と第３の導体３５との間の結合係数もアップするため、コモンモードのインピーダンス値を高くできるという効果が得られるものである。また、このことは、第４の導体３６と第６の導体３９との関係においても同様のことが言えるもので、前記第１の導体３２と第３の導体３５間の距離と、第４の導体３６と第６の導体３９間の距離を同一にすれば、第１のコイル３１と第２のコイル３４との結合係数と、第２のコイル３４と第３のコイル３７との結合係数は等しくなるもので、これにより、コモンモードインピーダンスのバランスがとれたコモンモードノイズフィルタを提供することができるものである。
【００４２】
図４（ａ）は従来のノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示したものであり、また図４（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示したものである。この図４（ａ）（ｂ）から明らかなように、従来のノイズフィルタでは、第１のコイル９と第３のコイル２７間のコモンモードインピーダンスだけが低く、バランスがとれていないのに対し、本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタでは、すべてのコモンモードインピーダンスのバランスがとれているもので、これにより、優れたコモンモードノイズフィルタであることがわかる。
【００４３】
なお、前記第１の導体３２、第２の導体３３、第３の導体３５、第４の導体３６、第５の導体３８、第６の導体３９をそれぞれ電鋳法により形成すれば、狭い導体幅、細かい導体線間ピッチが実現できるため、それぞれの導体３２，３３，３５，３６，３８，３９の長さを長くすることができ、これにより、それぞれの導体３２，３３，３５，３６，３８，３９で発生する磁束を互いにさらに強め合うことができるため、コモンモードインピーダンス値をさらに高くすることができるものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明のノイズフィルタは、磁性体と、この磁性体内に設けられた第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルと、前記第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルの各両端部とそれぞれ電気的に接続された外部電極とを備え、前記第１のコイルは、渦巻き状の第１の導体と、この第１の導体と電気的に接続され、かつ第１の導体の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体とにより構成し、前記第３のコイルは、前記第２の導体の上方に対向して渦巻き状に形成されている第５の導体と、この第５の導体と電気的に接続され、かつ第５の導体の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体とにより構成し、さらに前記第２のコイルは、前記第１の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第３の導体と、この第３の導体と電気的に接続され、かつ前記第６の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第４の導体とにより構成しているため、第１のコイルと第２のコイルとの結合係数、第２のコイルと第３のコイルとの結合係数、および第３のコイルと第１のコイルとの結合係数はすべて高くなり、これにより、積層数もコイル導体層としては４層のみで結合係数の高い３ラインのノイズフィルタを提供できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの分解斜視図
【図２】同ノイズフィルタの斜視図
【図３】同ノイズフィルタの第１の導体３２と第３の導体３５間の距離と、結合係数Ｋ、耐電圧の関係を示す図
【図４】（ａ）従来のノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示す図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノイズフィルタの各コイル間のコモンモードインピーダンスを示す図
【図５】従来のノイズフィルタの分解斜視図
【符号の説明】
３１ 第１のコイル
３２ 第１の導体
３３ 第２の導体
３４ 第２のコイル
３５ 第３の導体
３６ 第４の導体
３７ 第３のコイル
３８ 第５の導体
３９ 第６の導体
４０ 第１の磁性体シート
４１ 第２の磁性体シート
４２ 第３の磁性体シート
４３ 第４の磁性体シート
４４ 第５の磁性体シート
４５ 磁性体
４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃ 外部電極
Claims (6)
- 磁性体と、この磁性体内に設けられた第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルと、前記第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルの各両端部とそれぞれ電気的に接続された外部電極とを備え、前記第１のコイルは、渦巻き状の第１の導体と、この第１の導体と電気的に接続され、かつ第１の導体の上方に渦巻き状に形成されている第２の導体とにより構成し、前記第３のコイルは、前記第２の導体の上方に対向して渦巻き状に形成されている第５の導体と、この第５の導体と電気的に接続され、かつ第５の導体の上方に渦巻き状に形成されている第６の導体とにより構成し、さらに前記第２のコイルは、前記第１の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第３の導体と、この第３の導体と電気的に接続され、かつ前記第６の導体と同一平面上に２重の渦巻き状に形成されている第４の導体とにより構成したノイズフィルタ。
- 第１のコイルの外部電極間の導体の長さと、第２のコイルの外部電極間の導体の長さおよび第３のコイルの外部電極間の導体の長さをそれぞれ同じ長さにした請求項１記載のノイズフィルタ。
- 第１の導体と第３の導体間の距離と、第４の導体と第６の導体間の距離を、それぞれ３０μｍより長く、かつ１５０μｍより短くした請求項１記載のノイズフィルタ。
- 第１の導体と第３の導体間の距離と、第４の導体と第６の導体間の距離を同一にした請求項１記載のノイズフィルタ。
- 第２の導体が形成されている面と第５の導体が形成されている面間の距離を、前記第２の導体が形成されている面と第３の導体が形成されている面間の距離と、第４の導体が形成されている面と第５の導体が形成されている面間の距離のいずれよりも短くした請求項１記載のノイズフィルタ。
- 第１のコイル、第２のコイルおよび第３のコイルをそれぞれ電鋳法により形成した請求項１記載のノイズフィルタ。
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