JP2002175919A - コモンモードチョークコイル及びこのコモンモードチョークコイルを備えた平衡伝送回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平衡伝送線路とのインピーダンスマッチング
に優れたコモンモードチョークコイル及びこのコモンモ
ードチョークコイルを備えた平衡伝送回路を提供する。 【解決手段】 コモンモードチョークコイル１は、磁性
体コア２と、一対のコイル３，４と、固定端子台５と、
マッチング抵抗Ｒ１〜Ｒ４等にて構成されている。入力
用電極パターン６と７の間にはマッチング抵抗Ｒ１が電
気的に接続され、入力用電極パターン６と中継電極パタ
ーン８の間にはマッチング抵抗Ｒ２が電気的に接続され
ており、これらは入力側マッチング抵抗回路網を形成し
ている。出力用電極パターン９と１０の間にはマッチン
グ抵抗Ｒ３が電気的に接続され、出力用電極パターン１
０と中継電極パターン１１の間にはマッチング抵抗Ｒ４
が電気的に接続されており、これらは出力側マッチング
抵抗回路網を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンモードチョ
ークコイル及びこのコモンモードチョークコイルを備え
た平衡伝送回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高周波の差動信号が流れる平衡
伝送路のノイズ対策として、コモンモードチョークコイ
ルが使用される。このコモンモードチョークコイルを平
衡伝送路に接続する場合には、平衡伝送路間に接続され
たマッチング抵抗の直後に接続することが好ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、回路設計上、マッチング抵抗から離れた位置にコモ
ンモードチョークコイルを接続せざるを得ない場合が多
かった。このため、平衡伝送路とコモンモードチョーク
コイルとのインピーダンスマッチングがくずれ、信号波
形が歪んでしまうという問題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、平衡伝送線路と
のインピーダンスマッチングに優れたコモンモードチョ
ークコイル及びこのコモンモードチョークコイルを備え
た平衡伝送回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係るコモンモードチョークコイル
は、複数のコイルと、前記複数のコイルに電気的に接続
されたマッチング抵抗回路網とを備えたことを特徴とす
る。より具体的には、コアと、前記コアに巻回された複
数のコイルと、前記コアを搭載する固定端子台と、前記
固定端子台に設けられ、かつ、前記複数のコイルに電気
的に接続されたマッチング抵抗回路網とを備えたことを
特徴とする。

【０００６】また、本発明に係るコモンモードチョーク
コイルは、ボビンと、前記ボビンに巻回された複数のコ
イルと、前記ボビンに設けられ、かつ、前記複数のコイ
ルに電気的に接続されたマッチング抵抗回路網とを備え
たことを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係るコモンモードチョーク
コイルは、複数の絶縁層と複数のコイル導体パターンと
を積み重ねて構成した積層体と、前記複数のコイル導体
パターンを電気的に接続してなる複数のコイルと、前記
積層体に設けられ、かつ、前記複数のコイルに電気的に
接続されたマッチング抵抗回路網とを備えたことを特徴
とする。

【０００８】さらに、本発明に係るコモンモードチョー
クコイルは、巻芯部材と、前記巻芯部材の外周をスパイ
ラル状に周回する膜状コイル導体からなる複数のコイル
と、前記巻芯部材に設けられ、かつ、前記複数のコイル
に電気的に接続されたマッチング抵抗回路網とを備えた
ことを特徴とする。

【０００９】以上の構成により、例えば、複数のコイル
の線路間の特性インピーダンスを平衡伝送路の特性イン
ピーダンスより高く設定し、マッチング抵抗回路網で平
衡伝送路の特性インピーダンスに整合させる。これによ
り、平衡伝送路とコモンモードチョークコイルが良好な
状態でインピーダンスマッチングし、平衡伝送路を伝搬
する信号の波形歪みが抑えられる。

【００１０】また、本発明に係る平衡伝送回路は、前述
の特徴を有するコモンモードチョークコイルを備えるこ
とにより、コモンモードノイズが除去されるとともに信
号波形の歪みが抑えられ、品質の良い信号を伝送するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコモンモード
チョークコイル及びこのコモンモードチョークコイルを
備えた平衡伝送回路の実施形態について添付図面を参照
して説明する。

【００１２】［第１実施形態、図１〜図５］図１に示す
ように、コモンモードチョークコイル１は、ドーナツ状
の磁性体コア２と、該磁性体コア２に巻回された一対の
コイル３，４と、固定端子台５と、該固定端子台５に設
けられたマッチング抵抗Ｒ１〜Ｒ４等にて構成されてい
る。

【００１３】コイル３，４には、外周面がポリウレタン
等で絶縁被覆されている銅線等が使用される。コイル
３，４は、ドーナツ状の磁性体コア２に同一の巻回数で
巻回されており、高周波の差動信号や電源電流等がコイ
ル３，４を流れると、発生する磁束は互いに打ち消し合
う。また、コモンモードノイズ電流がコイル３，４を流
れると、発生する磁束は互いに足し合う。また、一対の
コイル３，４は、ほぼ等間隔で配置されている。高周波
の差動信号や電源電流のようなディファレンシャルモー
ドの伝送に対しては、一対のコイル３，４は分布定数線
路とみなせ、線路の特性インピーダンスを考慮する必要
がある。

【００１４】基板状の固定端子台５の下面には、入力用
電極パターン６，７と出力用電極パターン９，１０と中
継電極パターン８，１１が形成されている。入力用電極
パターン６，７及び出力用電極パターン９，１０には、
それぞれ入力用ピン端子１５ａ，１５ｂ及び出力用ピン
端子１６ａ，１６ｂが電気的に接続された状態で樹設さ
れている。入力用電極パターン６と７の間にはマッチン
グ抵抗Ｒ１が電気的に接続され、入力用電極パターン６
と中継電極パターン８の間にはマッチング抵抗Ｒ２が電
気的に接続されており、これらは入力側マッチング抵抗
回路網を形成している。同様に、出力用電極パターン９
と１０の間にはマッチング抵抗Ｒ３が電気的に接続さ
れ、出力用電極パターン１０と中継電極パターン１１の
間にはマッチング抵抗Ｒ４が電気的に接続されており、
これらは出力側マッチング抵抗回路網を構成している。
マッチング抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、カーボンペーストを印刷
する等して形成される。

【００１５】この固定端子台５の上面に、コイル３，４
が巻回された磁性体コア２が搭載されている。コイル３
の両終端部はそれぞれ、固定端子台５に形成されている
スルーホール１２を通して中継電極パターン８と出力用
電極パターン９に電気的に接続されている。コイル４の
両終端部はそれぞれ、スルーホール１２を通して入力用
電極パターン７と中継電極パターン１１に電気的に接続
されている。

【００１６】以上の構成からなるコモンモードチョーク
コイル１は、図２に示すような電気等価回路を有してい
る。図２は、コモンモードチョークコイル１を、高周波
の差動信号が流れる平衡伝送路２１ａ，２１ｂに取り付
けた状態を示す。マッチング抵抗Ｒ１，Ｒ３はそれぞれ
平衡伝送路２１ａ，２１ｂ間に電気的に接続され、マッ
チング抵抗Ｒ２，Ｒ４はそれぞれ平衡伝送路２１ａ，２
１ｂに直列に接続されている。

【００１７】そして、平衡伝送路２１ａ，２１ｂとのマ
ッチングは、以下のようにとるのが好ましい。すなわ
ち、一対のコイル３，４の特性インピーダンスを平衡伝
送路２１ａ，２１ｂの特性インピーダンスＺ１より高く
設定し、マッチング抵抗回路網で平衡伝送路２１ａ，２
１ｂの特性インピーダンスＺ１に整合させる。より具体
的には、例えば、平衡伝送路２１ａ，２１ｂの特性イン
ピーダンスＺ１＝１１０Ωの場合、一対のコイル３，４
の特性インピーダンスを４００Ωに設定し、マッチング
抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値を１２９Ωに設定し、マッチン
グ抵抗Ｒ２，Ｒ４の抵抗値を３４１Ωに設定する。これ
により、平衡伝送路２１ａ，２１ｂのインピーダンスと
コモンモードチョークコイル１のインピーダンスとのマ
ッチングがとれ、平衡伝送路２１ａ，２１ｂを伝搬する
信号の波形歪みを抑えることができる。

【００１８】図３は、コモンモードチョークコイル１
を、高周波差動信号を用いる平衡伝送回路２４に使用し
た例を示すブロック図である。コモンモードチョークコ
イル１は、平衡伝送路２１ａ，２１ｂのドライバー２５
側とレシーバ２６側の両方に取り付けられている。図３
で示した入力電圧波形Ｖａと伝搬後の電圧波形Ｖｂをオ
シロスコープで測定した結果を、それぞれ図４及び図５
に示す。図５には、比較のため、マッチング抵抗回路網
を具備しない従来のコモンモードチョークコイルを使用
した場合の電圧波形Ｖｂも併せて記載している（点線に
て表示）。図５から、コモンモードチョークコイル１を
使用することにより、コモンモードノイズが除去される
とともに信号波形の歪みが抑えられ、品質の良い高周波
差動信号を伝送することができることがわかる。

【００１９】［第２実施形態、図６］図６に示すよう
に、第２実施形態のコモンモードチョークコイル３１
は、ボビン３２と、ボビン３２に巻回された一対のコイ
ル３３，３４と、マッチング抵抗Ｒ１〜Ｒ４等にて構成
されている。ボビン３２はフェライト等の磁性体材料や
セラミック等の絶縁体材料からなる。

【００２０】このボビン３２は、胴部３２ａと該胴部３
２ａの両端部に設けられた鍔部３２ｂ，３２ｃとで構成
されている。矩形状鍔部３２ｂの上面には、入力電極３
５ａ，３５ｂ及び中継電極３７が形成されている。そし
て、入力電極３５ａと３５ｂの間にはマッチング抵抗Ｒ
１が電気的に接続され、入力電極３５ａと中継電極３７
の間にはマッチング抵抗Ｒ２が電気的に接続されてお
り、これらは入力側マッチング抵抗回路網を構成してい
る。同様に、鍔部３２ｃの上面には、出力電極３６ａ，
３６ｂ及び中継電極３８が形成されている。そして、出
力電極３６ａと３６ｂの間にはマッチング抵抗Ｒ３が電
気的に接続され、出力電極３６ｂと中継電極３８の間に
はマッチング抵抗Ｒ４が電気的に接続されており、これ
らは出力側マッチング抵抗回路網を構成している。

【００２１】一対のコイル３３，３４は、磁性体ボビン
３２の胴部３２ａにバイファイラ巻きされている。コイ
ル３３の終端部３３ａ，３３ｂは、それぞれ中継電極３
７及び出力電極３６ａに電気的に接続されている。コイ
ル３４の終端部３４ａ，３４ｂは、それぞれ入力電極３
５ｂ及び中継電極３８に電気的に接続されている。

【００２２】以上の構成からなるコモンモードチョーク
コイル３１は、図２に示した等価回路と同様の等価回路
を有しており、前記第１実施形態のコモンモードチョー
クコイル１と同様の作用効果を奏する。

【００２３】［第３実施形態、図７及び図８］第３実施
形態は、積層型コモンモードチョークコイルの場合につ
いて説明する。図７に示すように、積層型コモンモード
チョークコイル４１は、コイル導体パターン５２〜５５
をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート４３，４４，４
６，４７と、ダミーシート４５と、カバーシート４２等
にて構成されている。コイル導体パターン５２〜５５
は、印刷やスパッタリング等の方法により、絶縁性シー
ト４３，４４，４６，４７の表面に形成されている。シ
ート４２〜４７の材料としては、フェライト等の磁性体
材料やセラミック等の絶縁体材料が使用される。

【００２４】コイル導体パターン５２，５３は、絶縁性
シート４３に設けたビアホール５９を介して電気的に直
列に接続され、螺旋状コイル５７を構成する。コイル５
７の一端部（即ち、コイル導体パターン５２の引出し部
５２ａ）は絶縁性シート４３の右辺に露出し、他端部
（コイル導体パターン５３の引出し部５３ａ）は絶縁性
シート４４の奥側の辺に露出している。

【００２５】また、コイル導体パターン５４，５５は、
絶縁性シート４６に設けたビアホール５９を介して電気
的に直列に接続され、螺旋状コイル５８を構成する。コ
イル５８の一端部（コイル導体パターン５４の引出し部
５４ａ）は絶縁性シート４６の手前側の辺に露出し、他
端部（コイル導体パターン５５の引出し部５５ａ）は絶
縁性シート４７の左辺に露出している。これら螺旋状コ
イル５７，５８は、磁気的に相互に結合されている。

【００２６】以上の絶縁性シート４２〜４７は積み重ね
られた後、一体的に焼成され、図８に示すように、積層
体６０とされる。積層体６０の左側の二つの角部には入
力電極６５ａ，６５ｂが設けられ、右側の二つの角部に
は出力電極６６ａ，６６ｂが設けられている。積層体６
０の奥側及び手前側の中央部には、それぞれ中継電極６
７，６８が設けられている。中継電極６７と出力電極６
６ａは、それぞれコイル５７の両端部、具体的にはコイ
ル導体パターン５３の引出し部５３ａとコイル導体パタ
ーン５２の引出し部５２ａに電気的に接続されている。
入力電極６５ｂと中継電極６８は、それぞれコイル５８
の両端部、具体的にはコイル導体パターン５５の引出し
部５５ａとコイル導体パターン５４の引出し部５４ａに
電気的に接続されている。

【００２７】さらに、積層体６０の上面にはマッチング
抵抗Ｒ１〜Ｒ４が形成される。具体的には、入力電極６
５ａと６５ｂの間にはマッチング抵抗Ｒ１が電気的に接
続され、入力電極６５ａと中継電極６７の間にはマッチ
ング抵抗Ｒ２が電気的に接続されている。これらは、入
力側マッチング抵抗回路網を構成している。同様に、出
力電極６６ａと６６ｂの間にはマッチング抵抗Ｒ３が電
気的に接続され、出力電極６６ｂと中継電極６８の間に
はマッチング抵抗Ｒ４が電気的に接続されている。これ
らは出力側マッチング抵抗回路網を構成している。

【００２８】以上の構成からなる積層型コモンモードチ
ョークコイル４１は、図２に示した等価回路と同様の等
価回路を有しており、前記第１実施形態のコモンモード
チョークコイル１と同様の作用効果を奏する。

【００２９】なお、本第３実施形態は、それぞれコイル
導体パターンが形成された絶縁性シートを積み重ねた
後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこれに限
定されない。絶縁性シートは予め焼成されたものを用い
てもよい。また、以下に説明する製法によってチョーク
コイルを製作してもよい。すなわち、印刷等の方法によ
りペースト状の絶縁性材料にて絶縁層を形成した後、そ
の絶縁層の表面にペースト状の導電性パターン材料を塗
布して任意のパターンを形成する。次に、ペースト状の
絶縁材料を前記パターンの上から塗布してパターンが内
蔵された絶縁層とする。同様にして、順に重ね塗りする
ことにより積層構造を有するチョークコイルが得られ
る。

【００３０】［第４実施形態、図９及び図１０］図９に
示すように、巻芯部材７２は、コイル巻装部７５と、該
コイル巻装部７５の両端部に設けられた鍔部７３，７４
とを有している。巻芯部材７２は、例えばＮｉ−Ｚｎ−
Ｃｕ系フェライト等の磁性体材料、あるいは、非磁性の
アルミナ等のセラミック材料や樹脂材料等からなる。

【００３１】この巻芯部材７２の全面に、無電解めっき
やスパッタリング等の方法によって薄膜導体を形成す
る。薄膜導体はＣｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ等からな
る。次に、巻芯部材７２をレーザ加工機のスピンドル
（図示せず）にチャッキングする。スピンドルを駆動さ
せて、巻芯部材７２を図１０に示すように、矢印Ｋ１の
方向（右回り方向）に適宜回転させるとともに、矢印Ｋ
２の方向に移動させながら、レーザビームを巻芯部材７
２に照射する。これにより、レーザビームが照射された
部分の薄膜導体が除去され、コイル巻装部７５にスパイ
ラル状のコイル構成溝７６，７７が形成される。

【００３２】次に、巻芯部材７２を回転させながら、レ
ーザビームを巻芯部材７２の鍔部７３，７４に照射す
る。これにより、図１０に示すように、鍔部７３に入力
電極８５ａ，８５ｂ及び中継電極８７が形成され、鍔部
７４に出力電極８６ａ，８６ｂ及び中継電極８８が形成
される。こうして、周回方向が互いに同方向の状態で、
コイル巻装部７５の外周部をスパイラル状に周回する一
対の薄膜コイル８３，８４が形成される。薄膜コイル８
３は中継電極８７と出力電極８６ａの間に接続され、薄
膜コイル８４は入力電極８５ｂと中継電極８８の間に接
続される。

【００３３】さらに、鍔部７３の上面には、マッチング
抵抗Ｒ１，Ｒ２が形成される。つまり、入力電極８５ａ
と８５ｂの間にマッチング抵抗Ｒ１が電気的に接続さ
れ、入力電極８５ａと中継電極８７の間にマッチング抵
抗Ｒ２が電気的に接続される。これらは入力側マッチン
グ抵抗回路網を構成している。同様に、鍔部７４の上面
には、マッチング抵抗Ｒ３，Ｒ４が形成される。つま
り、出力電極８６ａと８６ｂの間にマッチング抵抗Ｒ３
が電気的に接続され、出力電極８６ｂと中継電極８８の
間にマッチング抵抗Ｒ４が電気的に接続される。これら
は出力側マッチング抵抗回路網を構成している。

【００３４】以上の構成からなるコモンモードチョーク
コイル７１は、図２に示した等価回路と同様の等価回路
を有しており、前記第１実施形態のコモンモードチョー
クコイル１と同様の作用効果を奏する。

【００３５】［他の実施形態］なお、本発明は、前記実
施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で
種々に変更することができる。特に、前記実施形態で
は、二つのコイルを有するコモンモードチョークコイル
について説明したが、本発明は三つ以上のコイルを有す
るコモンモードチョークコイルにも適用することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、コモンモードチョークコイルがマッチング抵
抗回路網を具備しているので、マッチング抵抗と複数の
コイルを近接して接続することができる。従って、平衡
伝送路とコモンモードチョークコイルが良好な状態でイ
ンピーダンスマッチングし、平衡伝送路を伝搬する信号
の波形歪みが少なくなる。この結果、このコモンモード
チョークコイルを備えた平衡伝送回路は、品質の良い信
号を伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
１実施形態を示す外観斜視図。

【図２】図１に示したコモンモードチョークコイルの電
気等価回路図。

【図３】図１に示したコモンモードチョークコイルを備
えた平衡伝送回路を示すブロック図。

【図４】図３に示した平衡伝送回路の入力電圧波形を示
すグラフ。

【図５】図３に示した平衡伝送回路の伝搬後の電圧波形
を示すグラフ。

【図６】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
２実施形態を示す外観斜視図。

【図７】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
３実施形態を示す分解斜視図。

【図８】図７に示したコモンモードチョークコイルの外
観斜視図。

【図９】本発明に係るコモンモードチョークコイルの第
４実施形態の製造手順を示す斜視図。

【図１０】本発明に係るコモンモードチョークコイルの
第４実施形態を示す外観斜視図。

【符号の説明】

１，３１，４１，７１…コモンモードチョークコイル ２…コア ３，４…コイル ５…固定端子台 ２１ａ，２１ｂ…平衡伝送路 ２４…平衡伝送回路 ３２…ボビン ３３，３４…コイル ４２〜４７…絶縁性シート ５２〜５５…コイル導体パターン ５７，５８…コイル ６０…積層体 ７２…巻芯部材 ８３，８４…薄膜コイル Ｒ１〜Ｒ４…マッチング抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 37/00 Ｈ０３Ｈ 7/09 Ａ Ｈ０３Ｈ 7/06 Ｈ０１Ｆ 15/00 Ｄ 7/09 15/10 Ｊ (72)発明者 杉谷 昌美 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 内田 勝之 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 小島 淳 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5E070 AA05 AA19 BA01 BA03 BA12 BA14 CA06 CA12 CB03 CB13 CB17 CC01 CC03 EA08 EB01 5J024 AA01 DA25 DA35 EA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のコイルと、 前記複数のコイルに電気的に接続されたマッチング抵抗
   回路網と、 を備えたことを特徴とするコモンモードチョークコイ
   ル。
2. 【請求項２】 コアと、 前記コアに巻回された複数のコイルと、 前記コアを搭載する固定端子台と、 前記固定端子台に設けられ、かつ、前記複数のコイルに
   電気的に接続されたマッチング抵抗回路網と、 を備えたことを特徴とするコモンモードチョークコイ
   ル。
3. 【請求項３】 ボビンと、 前記ボビンに巻回された複数のコイルと、 前記ボビンに設けられ、かつ、前記複数のコイルに電気
   的に接続されたマッチング抵抗回路網と、 を備えたことを特徴とするコモンモードチョークコイ
   ル。
4. 【請求項４】 複数の絶縁層と複数のコイル導体パター
   ンとを積み重ねて構成した積層体と、 前記複数のコイル導体パターンを電気的に接続してなる
   複数のコイルと、 前記積層体に設けられ、かつ、前記複数のコイルに電気
   的に接続されたマッチング抵抗回路網と、 を備えたことを特徴とするコモンモードチョークコイ
   ル。
5. 【請求項５】 巻芯部材と、 前記巻芯部材の外周をスパイラル状に周回する膜状コイ
   ル導体からなる複数のコイルと、 前記巻芯部材に設けられ、かつ、前記複数のコイルに電
   気的に接続されたマッチング抵抗回路網と、 を備えたことを特徴とするコモンモードチョークコイ
   ル。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５に記載のコモンモー
   ドチョークコイルの少なくとも一つを備えたことを特徴
   とする平衡伝送回路。