JPH04130409U - インダクタンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定周波数の損失抵抗を高めたインダクタン
ス素子を提供すること。 【構成】 電極パタ−ン21a 〜21f を形成した磁性材料
シ−ト22a 〜22f を積層し、スル−ホ−ル24によって電
極パタ−ンをスパイラル状に接続してコイルを形成する
と共に、さらに所定面積の閉ル−プ形状の電極パタ−ン
21g を形成した磁性材料シ−トを積層して磁性体を構成
し、この磁性体の両端部にコイルの両端に接続した外部
電極を形成してインダクタンス素子を形成する。 【効果】 コイルから発生した磁束によって電極パタ−
ン21g に電流が発生し、この電流が電極パタ−ン21g の
抵抗成分によって熱に変り、インダクタンス素子の損失
抵抗が増大する。これにより、周波数に対する損失抵抗
成分とリアクタンス成分の比率を任意に変えることがで
きるので、任意のインピ−ダンス・周波数特性を得るこ
とができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、インダクタンス素子に関し、特に損失抵抗を調整可能なインダクタ ンス素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、電子機器のディジタル化、高速化及び高周波化に伴い、電子機器に対す る電磁妨害（ＥＭＩ）の問題は深刻になりつつある。このため、電子機器におけ る電磁妨害を防止するために、電源ラインや信号ラインに種々のＥＭＩ対策用の 電子部品が組込まれるようになった。例えば、信号ラインに用いるＥＭＩ対策用 の電子部品としては、三端子コンデンサ、ＬＣフィルタ、Ｌ素子（インダクタン ス素子）及びＥＭＩ素子等がある。

【０００３】 ところが、三端子コンデンサ、ＬＣフィルタ及びＥＭＩ素子は、接地端子を有 する三端子型であり、この接地端子をグランドラインに接続する必要がある。こ のため、信号ライン間にグランドラインを引き回す必要があり、装置の構成が複 雑になるという短所がある。

【０００４】 これに比べて二端子型のＬ素子は、信号ラインの途中に挿入するだけで、信号 ラインに重畳したノイズ等を除去することができ、使用性に優れているため一般 に多く用いられている。

【０００５】 図２は前述したＬ素子の一例を示す外観図、図３はＬ素子の回路図である。図 に示すように、Ｌ素子の本体１は、直方体形状をなした磁性体１ａとその内部に 設けられた導体（図示せず）からなり、磁性体１ａの長手方向両端部に形成され た外部電極２，３の間に接続されたインダクタ４が構成されている。

【０００６】 即ち、本体１は、例えば図４及び図５に示すように、電極パタ−ン１１ａ〜１ １ｅが形成された複数の磁性材料シ−ト１２ａ〜１２ｅ及び電極パタ−ンが形成 されていない磁性材料シ−ト１３を積層して一体に形成される。

【０００７】 電極パタ−ン１１ａ〜１１ｅは導体によって形成され、各電極パタ−ン１１ａ 〜１１ｅはスパイラル形状となるようにスル−ホ−ル１４を介して互いに導通接 続され、コイルが構成されている。また、このコイルの両端に対応する部分の電 極パタ−ン、即ち電極パタ−ン１１ａの一端111 及び電極パタ−ン１１ｅの他端 112 は、本体１の長手方向の端面に露出するように形成されている。

【０００８】 本体１の一端に露出した電極パタ−ン１１ａは外部電極２に、また他端に露出 した電極パタ−ン１１ｅは外部電極３にそれぞれ導通接続されている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述した二端子型のＬ素子にも短所がある。即ち、Ｌ素子は、 ノイズ等が発生しやすい周波数帯域の全域に亙って、損失抵抗をリアクタンスよ りも高くすることが困難であり、十分なノイズ除去を行うことができなかった。

【００１０】 従来のＬ素子のインピ−ダンス・周波数特性を図６に示す。図において、Ｒは 渦電流損、ヒステリシス損及び端子間の絶縁抵抗等による損失抵抗、Ｘｌはイン ダクタンス成分による誘導リアクタンス、Ｘｃは浮遊容量及び電極間のキャパシ タンス成分による容量リアクタンス、ＺはＲ、Ｘｌ、Ｘｃを合成した全体のイン ピ−ダンスである。誘導リアクタンスＸｌは、低周波から徐々に増加し、５０Ｍ Ｈｚ付近で最大となり、１３０ＭＨｚ付近で急激に０Ωにまで低下している。容 量リアクタンスＸｃは、１４０ＭＨｚ付近で０Ωから急激に増加し、４００ＭＨ ｚ付近で最大となり、周波数の増加に伴い徐々に減少している。

【００１１】 また、損失抵抗Ｒは、２ＭＨｚ付近から徐々に増加し、１３５ＭＨｚ付近で最 大値６００Ωを示し、周波数の増加に伴い徐々に減少している。さらに、損失抵 抗Ｒは、約５０ＭＨｚから約４００ＭＨｚの間の周波数帯域において、誘導リア クタンスＸｌ，容量リアクタンスＸｃよりも高い値となっている。これにより、 全体のインピ−ダンスＺは、１３５ＭＨｚ付近で最大値を示し、１３５ＭＨｚよ り低周波及び高周波になるにつれ、０Ωに向かって徐々に減少する特性となった 。このＬ素子によるノイズ除去可能な周波数帯域は、誘導リアクタンスＸｌ及び 容量リアクタンスＸｃの値よりも抵抗Ｒの値が上回る周波数帯域５０ＭＨｚ〜４ ００ＭＨｚであった。

【００１２】 通常、ノイズが発生する周波数帯域は１０００ＭＨｚ程度にまで広がっている 。このため、５０ＭＨｚ〜４００ＭＨｚの周波数のノイズは損失抵抗Ｒによって 減衰されて除去されるが、これ以外の周波数のノイズは反射され、ほとんど減衰 しないので、所望する程度までノイズ等を除去することができず、ＥＭＩ対策と しての効果が少なかった。

【００１３】 本発明の目的は上記の問題点に鑑み、ノイズ除去対象の周波数帯域において損 失抵抗をリアクタンス成分よりも高めたインダクタンス素子を提供することにあ る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の目的を達成するために、請求項１では、所定の導電材をスパイ ラル状に形成してなるコイルと、該コイルの所定近傍に配置され、該コイルとは 絶縁された少なくとも一の導電部材と、前記コイル及び前記導電部材を包含する 所定空間に充填された所定の磁性材料からなる磁性体と、前記コイルの両端に接 続され、前記磁性体の外部に形成された一対の接続電極とからなるインダクタン ス素子を提案する。

【００１５】 また、請求項２では、請求項１記載のインダクタンス素子において、前記導電 部材は前記コイルの中心軸を取巻く閉ル−プ形状をなしているインダクタンス素 子を提案する。

【００１６】

【作用】

本考案によれば、コイルに通電した際には、該コイルに流れる電流によって発 生する磁束が導電部材と交差し、該記導電部材内にはレンツの法則に基づいて渦 電流等の電流が流れる。この電流によって前記磁束を打ち消す方向の磁界が発生 すると共に、この電流は前記導電部材の抵抗成分によって熱に変り、インダクタ ンス素子の損失抵抗が増大する。

【００１７】 また、請求項２によれば、前記導電部材は前記コイルの中心軸を取巻く閉ル− プ形状をなし、前記磁束によって該閉ル−プに電流が流れる。この電流によって 前記磁束を打ち消す方向の磁束が発生すると共に、この電流は前記導電部材の抵 抗成分によって熱に変り、インダクタンス素子の損失抵抗が増大する。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を説明する。 本実施例のインダクタンス素子の外観は、図２に示す従来例のＬ素子と同様で あり、その本体１は直方体形状をなし、その長手方向の両端部には外部電極２， ３が形成されている。

【００１９】 本体１は、図１の(a),(b) に示すように、電極パタ−ン２１ａ〜２１ｇが形成 された複数の磁性材料シ−ト２２ａ〜２２ｇ及び電極パタ−ンが形成されていな い磁性材料シ−ト２３を積層して一体に形成される。

【００２０】 磁性材料シ−ト２２ａ〜２２ｆの電極パタ−ン２１ａ〜２１ｆは銀を主成分と する導体によって形成され、各電極パタ−ン２１ａ〜２１ｆはスパイラル形状と なるようにスル−ホ−ル２４を介して互いに導通接続され、コイルが構成されて いる。さらに、このコイルの両端に対応する部分の電極パタ−ン、即ち電極パタ −ン２１ａの一端211 及び電極パタ−ン２１ｆの他端212 は、本体１の長手方向 の端面に露出するように形成されている。また、磁性材料シ−ト２２ｇに形成さ れた電極パタ−ン２１ｇは、同様に銀を主成分とする導体によって形成され、前 述したコイルの中心軸を取巻き、このコイルに重なる所定面積の閉ル−プ形状に 形成されている。

【００２１】 本体１の一端に露出した電極パタ−ン２１ａは外部電極２に、また他端に露出 した電極パタ−ン２１ｅは外部電極３にそれぞれ導通接続されている。

【００２２】 次に、前述した本体１の製造方法を説明する。 例えばＦｅ₂ Ｏ₃ (50mol%)、ＺｎＯ(25mol%)、ＮｉＯ(10mol%)、ＣｕＯ(10mol %)、ＭｎＯ(5mol%) からなる高損失のフェライト材料を用いてドクタ−ブレ−ド 法によりグリ−ンシ−トを形成する。この後、グリ−ンシ−トを所定の矩形に切 断し、所定位置にスル−ホ−ル２４を形成する。

【００２３】 次に、銀を主成分とする導電材ペ−ストを用い、グリ−ンシ−トに各電極パタ −ン２１ａ〜２１ｇのそれぞれをマトリックス状に印刷した後、これらを編集し て積層し、圧着して積層体を形成する。

【００２４】 次いで、前記積層体を本体１の形状に合わせて切断した後、例えば９００度の 温度で３時間焼成して磁性体を形成する。さらに、本体１の両端部に導電ペ−ス トを塗布して、７５０度の温度で焼付け、外部電極２，３を形成する。これによ り直方体形状のインダクタンス素子が形成される。

【００２５】 前述したインダクタンス素子の等価回路を図７に示す。図において、２５は電 極パタ−ン２１ａ〜２１ｆ及び磁性材料シ−ト２２ａ〜２２ｆによって構成され るコイルである。このコイル２５は、直列接続された損失抵抗Ｒ、インダクタン スＬ、及びこれらに対して、電極パタ−ン２１ａ〜２１ｆ間に発生するキャパシ タンスＣが並列に接続された回路によって表される。

【００２６】 前述の構成よりなるインダクタンス素子によれば、外部電極２，３を介してコ イル２５に通電されると、ビオサバ−ルの法則によって磁場が生じ、この磁場は アンペ−ルの右ねじの法則によって磁束となると共に、その方向及び強度はコイ ル２５に通電された電流の向きと大きさによって変化する。また、前記磁束は前 述した電極パタ−ン２１ｇの閉ル−プ内を通過する。このとき電極パタ−ン２１ ｇ内にはレンツの法則によって電流が流れ、この電流によってコイル２５から発 生した磁束を打ち消す方向の磁束が発生する。さらに電極パタ−ン２１ｇの閉ル −プ内を流れる電流は電極パタ−ン２１ｇの抵抗成分によって熱に変る。これに より、インダクタンス素子の損失抵抗が増大する。

【００２７】 図８は本実施例のインピ−ダンス・周波数特性の実測値を示すものである。図 において、Ｒは損失抵抗、ＸｌはインダクタンスＬによる誘導リアクタンス、Ｘ ｃはキャパシタンスＣによる容量リアクタンス、ＺはＲ、Ｘｌ、Ｘｃを合成した 全体のインピ−ダンスである。

【００２８】 誘導リアクタンスＸｌは、低周波から徐々に増加し、４０ＭＨｚ付近で最大と なり、１４０ＭＨｚ付近で急激に０Ωにまで低下している。容量リアクタンスＸ ｃは、１５０ＭＨｚ付近で０Ωから急激に増加し、５００ＭＨｚ付近で最大とな り、周波数の増加に伴い徐々に減少している。また、損失抵抗Ｒは、低周波にお いては０Ωから徐々に増加し、共振周波数の１４５ＭＨｚ付近で最大となり、周 波数の増加に伴い徐々に減少している。さらに、約２０ＭＨｚから約１０００Ｍ Ｈｚの間の周波数帯域において、抵抗Ｒは誘導リアクタンスＸｌ及び容量リアク タンスＸｃよりも高い値となっている。これにより、全体のインピ−ダンスＺは 、１４５ＭＨｚ付近で最大値３５０Ωを示し、１４５ＭＨｚより低周波において は０Ωまで徐々に減少し、１４５ＭＨｚより高周波になるにつれ０Ωに向かって 徐々に減少する特性となった。

【００２９】 前述した本実施例のインダクタンス素子によれば、２０ＭＨｚから１０００Ｍ Ｈｚに亙る広い周波数帯域において、損失抵抗Ｒが誘導リアクタンスＸｌ及び容 量リアクタンスＸｃよりも大きいので、この周波数帯域内に発生するノイズの電 気エネルギ−を減衰させ、除去することができた。また、従来のＬ素子と同様に 、信号ラインの途中に挿入するだけで、信号ラインに重畳したノイズ等を除去す ることができる。これにより、信号ライン間にグランドラインを引き回す必要が なく、装置の構成を簡単にすることができる。

【００３０】 尚、本実施例は一例であり、電極パタ−ン２１ａ〜２１ｇの形状及びこれによ り形成されるスパイラルの巻き数、電極パタ−ン２１ａ〜２１ｇの比抵抗、磁性 材料シ−ト２２ａ〜２２ｇ，２３の透磁率等を変えることにより、他のインピ− ダンス・周波数特性を任意に得ることができることは言うまでもないことである 。また、コイル２５と絶縁された電極パタ−ン２１ｇを複数設けても同様の効果 を得ることができる。

【００３１】 さらにまた、図９に示すように、コイル２５を構成する電極パタ−ン２１ａ〜 ２１ｆが形成された磁性材料シ−ト２２ａ〜２２ｆに、電極パタ−ン２１ａ〜２ １ｆとは絶縁された複数の電極パタ−ン２６を形成してもほぼ同様の効果を得る ことができる。即ち、コイル２５から発生した磁束によって各電極パタ−ン２６ に渦電流が発生すると共に、この渦電流によってコイル２５から発生した磁束を 打ち消す方向の磁界が発生する。さらに、前記渦電流は電極パタ−ン２６の抵抗 成分によって熱に変り、インダクタンス素子の損失抵抗が増大する。この結果、 前述した実施例と同様のインピ−ダンス・周波数特性を得ることができる。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の請求項１、２によれば、コイルの近傍に配置され た導電部材に発生した電流が、該導電部材の抵抗成分によって熱に変り、インダ クタンス素子の損失抵抗が増大し、周波数に対する損失抵抗成分とリアクタンス 成分との比率を任意に変えることができるので、任意のインピ−ダンス・周波数 特性を得ることができる。これにより、ノイズの発生しやすい周波数帯域の全域 に亙ってリアクタンス成分よりも損失抵抗成分を高く設定することができ、ノイ ズ除去等のＥＭＩ対策に威力を発揮するものである。

【００３３】 さらに、請求項２によれば、上記の効果に加えて、前記導電部材が前記コイル の中心軸を取巻く閉ル−プ形状をなしているので、該導電部材には大きな電流が 発生し、前記損失抵抗をより大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例の構成を示す図

【図２】 従来例を示す外観図

【図３】 従来例の回路図

【図４】 従来例の構成を説明する図

【図５】 従来例の構成を説明する図

【図６】 従来例のインピ−ダンス・周波数特性を示す
図

【図７】 本考案の一実施例の等価回路を示す図

【図８】 一実施例のインピ−ダンス・周波数特性を示
す図

【図９】 本考案の他の実施例の構成を示す図

【符号の説明】

１…本体、２，３…外部電極、２１ａ〜２１ｇ…電極パ
タ−ン、２２ａ〜２２ｇ，２３…磁性材料シ−ト、２４
…スル−ホ−ル、２５…コイル。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の導電材をスパイラル状に形成して
   なるコイルと、該コイルの所定近傍に配置され、該コイ
   ルとは絶縁された少なくとも一の導電部材と、前記コイ
   ル及び前記導電部材を包含する所定空間に充填された所
   定の磁性材料からなる磁性体と、前記コイルの両端に接
   続され、前記磁性体の外部に形成された一対の接続電極
   とからなる、ことを特徴とするインダクタンス素子。
2. 【請求項２】 前記導電部材は前記コイルの中心軸を取
   巻く閉ル−プ形状をなしていることを特徴とする請求項
   １記載のインダクタンス素子。