JP2002190417A - チョークコイル - Google Patents

チョークコイル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子回路基板上に密接配置（高密度実装）す
ることができ、また、チョークコイル同士が磁気的に結
合して発振してしまうことを防止することができるとと
もに、マイクロ波帯域までの広帯域にわたり使用可能な
チョークコイルを提供する。 【解決手段】 絶縁被膜で覆われた導体線２を巻回して
形成されたコイル部１と、コイル部１の両端側に配置さ
れ、コイル部１の内部を貫通するコア（芯）４の方向と
同一の方向の中心線を持つ、幅ｄを持たせたリング３
と、コイル部１の内部に挿入されたフェライトやセラミ
ック等の棒状のコア４とを組み合わせて成るようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子回路基
板上に実装されて使用されるチョークコイル、特に高周
波用途に適したチョークコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子機器の高周波回路基板等に
は種々の目的でチョークコイルが多く実装されている。
このチョークコイルには、種々の構造のものがあり、そ
れぞれ用途に合わせて用いられている。
【０００３】また、例えば低い周波数からマイクロ波帯
域までの広帯域で使用可能なチョークコイルを実現させ
るためには、チョークコイルのみではコイルのＱ値が高
くなってしまい広帯域での使用が実現できないので、い
ままではチョークコイルに抵抗等を接続することで、コ
イルのＱ値を適切な値に保つようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の電子
機器は、急速に小型化、軽量化してきており、これに伴
って電子回路基板への電子部品の実装密度も上昇してき
ている。
【０００５】このような実装密度を上げることが必要な
状況下で、上記のような従来のチョークコイルを電子回
路基板上へ実装する際、複数のチョークコイルを一直線
状に近接配置したり、回路的に直列に近接させて配置し
た場合は、互いのチョークコイルの空間漏洩磁束（チョ
ークコイルの両端側付近の磁束）の影響によりチョーク
コイル同士が結合してしまう。これにより、共振周波数
が低い周波数側にシフトしてしまい、チョークコイルと
しての役目を果たさなくなってしまったり、また、多段
に接続されたオペアンプ（演算増幅器）を実装した電子
回路基板上で、例えばそれぞれのオペアンプの電源端子
にノイズ等を除去する目的でチョークコイルを実装した
場合、上記と同様互いのチョークコイルの空間漏洩磁束
の影響により、前段のチョークコイルと後段のチョーク
コイルが磁気的に結合して発振してしまうなどの問題点
があった。
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、電子回路基板上に密接配置
（高密度実装）することができ、また、チョークコイル
同士が磁気的に結合して発振してしまうことを防止する
ことができるとともに、マイクロ波帯域までの広帯域に
わたり使用可能なチョークコイルを提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のチョークコイル
は次のように構成したものである。
【０００８】（１）絶縁された導体線を巻回したコイル
部と、このコイル部の内部を貫通する芯方向と同一の方
向の中心線を持つ導体のリングとを組み合わせて成るよ
うにした。
【０００９】（２）上記（１）のチョークコイルにおい
て、リングはコイル部の両端側にそれぞれ配置した。
【００１０】（３）上記（１）のチョークコイルにおい
て、リングはコイル部の片端側に配置した。
【００１１】（４）上記（１）のチョークコイルにおい
て、リングとコイル部を一直線上に連続して配置して成
るようにした。
【００１２】（５）上記（２）ないし（４）何れかのチ
ョークコイルにおいて、コイル部からリングまでの距離
を使用目的に合わせて設定した。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を説明する。
【００１４】図１は本発明の実施例によるチョークコイ
ルの構成を示す側面図であり、前述の電子回路基板等に
実装されて使用されるものである。
【００１５】同図において、１は絶縁された導体線（こ
こでは絶縁被膜で覆われた導体線）２を巻回して形成さ
れたコイル部、３はコイル部１の両端側または片端側に
配置され、幅ｄを有した導体のリングであり、例えば絶
縁被膜を剥離した導体線を密着巻回して幅ｄを持たせ、
電子回路基板上に実装した段階で半田等によりこの電子
回路基板と結合したリングとなる構造も有り得る。この
リング３は電子回路基板実装用の電極端子を構成するも
のである。４はコイル部１の内部に挿入された棒状のコ
アであり、フェライトや電子回路基板実装時に半田付け
により変形することのないセラミックや耐熱性の高いガ
ラス等で形成される。
【００１６】なお、上記チョークコイルの長手方向の横
から見た形状は円形や四角形やだ円形等にすることが可
能である。
【００１７】上記のように、本実施例のチョークコイル
は、導体線２を巻回したコイル部１と、このコイル部１
の内部を貫通するコア（芯）４の方向と同一の方向の中
心線を持つ導体のリング３とを組み合わせて成るもので
ある。
【００１８】ここで、リング３の機能（役割）について
概略を説明する。
【００１９】図２は図１に示すリング３を配置したチョ
ークコイルの等価回路を示す図であり、図２の（ａ）は
チョークコイルに発生するうず電流を考慮した場合の等
価回路を近似的に示している。このチョークコイルは、
インダクタンス素子Ｌ１と、該インダクタンス素子Ｌ１
に対向したインダクタンス素子Ｌ２とインダクタンス素
子Ｌ２に接続された抵抗Ｒ１によって近似的に表すこと
ができ、各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆向きの磁
束を形成する。
【００２０】つまり、抵抗Ｒ１とインダクタンス素子Ｌ
２とにより構成された回路に相当するリング３は、コイ
ル部１に相当するインダクタンス素子Ｌ１により形成さ
れた磁束を減少させるように作用する。したがって、コ
イル部１の空間漏洩磁束（コイル部１の両端側付近の磁
束）、つまりチョークコイルのリング３付近の磁束を減
少させることができる。
【００２１】また、図２の（ａ）に示す回路は、図２の
（ｂ）に示すようなインダクタンス素子Ｌ３とインダク
タンス素子Ｌ５とが直列に接続されて、さらにこのイン
ダクタンス素子Ｌ５にインダクタンス素子Ｌ４と抵抗Ｒ
１とが直列に接続されたものが並列に接続された回路で
表すことができる（ただしＬ３＝Ｌ１−Ｌ５，Ｌ４＝Ｌ
２−Ｌ５）。したがって、リング３はコイル部１に並列
に接続された抵抗と同様の役割を果たすことが可能であ
る。
【００２２】上記インダクタンス素子Ｌ１とインダクタ
ンス素子Ｌ２との相互インダクタンス値（Ｍ＝Ｌ５）は
次のように表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】上式の結合係数ｋはリング３とコイル部１
との間隔を変化させることにより調整（設定）すること
ができ、これによりコイル部１のＱ値を調整する（低い
値にする）ことができる。
【００２５】また、上記のようにして結合係数ｋを調整
することで空間漏洩磁束を調整することができる。
【００２６】また、コイル部１のＱ値はリング３の幅ｄ
を変化させることによっても調整することができる。
【００２７】このように、リング３はコイル部１の空間
漏洩磁束を減少させること及びコイル部１の適切なＱ値
を得るための調整を行うことを目的として設けている。
【００２８】次に、図１の（ａ）〜（ｆ）に示す各チョ
ークコイルの特徴について説明する。
【００２９】図１の（ａ）に示すチョークコイルは、コ
イル部１が導体線２を密着巻回（密状態）して形成され
た構成であり、低い周波数用途で使用される。
【００３０】図１の（ｂ）に示すチョークコイルは、コ
イル部１が導体線２を大きなピッチで巻回（疎状態）し
て形成された構成であり、高い周波数用途で使用され
る。
【００３１】図１の（ｃ）に示すチョークコイルは、リ
ング３と導体線２を小さなピッチで巻回（密状態）して
形成されたコイル部１との間隔をあけた構成であり、こ
の間隔を調整することでコイル部１のＱ値を調整するこ
とができる。
【００３２】図１の（ｄ）に示すチョークコイルは、導
体線２を密着巻回して形成されたコイル部１を２つ有
し、この両コイル部１間にさらにリング３を配置し、リ
ング３とコイル部１との間隔をあけた構成であり、２つ
のコイル部１が上記リング３を介して直列に接続された
構成となっている。上記のように、両コイル部１間にリ
ング３を配置し、リング３とコイル部１との間隔をあけ
ることにより、コイル部１同士の磁気的な結合度を低下
させることができる。
【００３３】また、図１の（ｅ）に示すチョークコイル
は、図１の（ｄ）のチョークコイルと同様、両コイル部
１間にリング３を配置し、リング３とコイル部１との間
隔をあけていない構成になっている。上記のように、両
コイル部１間にリング３を配置することにより、図１の
（ｄ）のチョークコイル同様、コイル部１同士の磁気的
な結合度を低下させることができる。
【００３４】なお、図１の（ｄ），（ｅ）に示すチョー
クコイルは、２つのコイル部１と３つのリング３を一直
線上に連続して配置して成る構成であるが、これに限ら
ず、周波数用途に応じた数のコイル部１とリング３を一
直線上に連続して配置することができる。
【００３５】また、図１の（ｆ）に示すチョークコイル
は、導体線２を密着巻回して形成されたコイル部１の左
端側にのみリング３を配置した構成となっている。な
お、リング３は用途に応じてコイル部１の何れかの片端
側のみに配置される。上記のように、コイル部１の左端
側にリング３を配置したことにより、コイル部１の左端
側付近の磁束を減少させることができ、また例えば図１
の（ａ）〜（ｅ）のチョークコイルと組み合わせて（直
列に配置して）使用することでコイル部１の両端側付近
の磁束を減少させることができる。なお、５は電子回路
基板実装用の電極端子であり、導体線２の絶縁被膜を剥
離して形成されている。
【００３６】上記図１の（ａ）〜（ｆ）に示すチョーク
コイルのコイル部１は周波数用途に応じて導体線３を巻
回して形成されている。
【００３７】図３は周波数に対する減衰値の特性を示す
図であり、同図の（ａ）は図１に示すチョークコイルを
用いた場合、同図の（ｂ）は一般的なインダクタコイル
を用いた場合を示している。
【００３８】図３の（ａ）において、（Ａ）は本実施例
の単一のチョークコイルを用いた場合の周波数特性、
（Ｂ）は周波数特性（Ａ）に使用したチョークコイルと
同様の２つのチョークコイルを近接接続した場合の周波
数特性である。
【００３９】図３の（ａ）に示す周波数特性（Ａ）は、
リング３によりコイル部１のＱ値が適当な値（低い値）
に調整されているので、図３の（ｂ）に示す一般的なイ
ンダクタコイルを用いた場合の周波数特性（Ａ）に対し
て広帯域にわたり高アイソレーションの（減衰値の高
い）周波数特性となっていることがわかる。
【００４０】図３の（ａ）に示す周波数特性（Ｂ）は、
コイル部１の両端側に配したリング３により上述した理
由によってチョークコイル同士の磁気的な結合度を低下
させることができるため、図３の（ｂ）に示す周波数特
性（Ｂ）のように共振周波数の移動が起こらないので、
図３の（ａ）に示す周波数特性（Ａ）よりもさらに広帯
域にわたり高アイソレーションの周波数特性となってい
ることがわかる。
【００４１】図４は図１に示すコイル部１の両端側にリ
ング３を配置したチョークコイルを電子回路基板上に近
接させて直列に実装配置した場合の構成を示す側面図で
ある。
【００４２】図４において、６，７は図１に示すチョー
クコイルであり、絶縁体基板１０上のプリント配線の導
体パターン９に半田８により半田付けされている。
【００４３】このように本実施例では、コイル部１の両
端側または片端側にリング３を配したことにより、コイ
ル部１の空間漏洩磁束（コイル部１の両端側付近の磁
束）、つまりリング３付近の磁束を減少させることがで
き、かつコイル部１のＱ値を調整する（低い値にする）
ことができる。
【００４４】これにより、図１に示すチョークコイルを
一直線状となるように近接配置した場合や直列に近接さ
せて配置した場合でもチョークコイル同士の干渉が無く
なるため、電子回路基板上への密接配置（高密度実装）
が可能となり、また、チョークコイル同士が磁気的に結
合して発振してしまうことを防止することができるとと
もに、マイクロ波帯域までのチョークコイルとして使用
可能となる。
【００４５】また、上記のようなことから上記チョーク
コイルを直列に組み合わせて使用することができるた
め、例えばアイソレーション不足の時に電子回路基板上
に上記チョークコイルを直列に組み合わせて使用するこ
とで、アイソレーション不足を解消できる。
【００４６】また、共振周波数の異なる上記チョークコ
イルを組み合わせて使用することで、チョークコイルと
して使用可能な帯域を調整することもでき、マイクロ波
帯域のさらに高い周波数帯域までの「広帯域チョークコ
イル」として使用することもできる。
【００４７】また、上記のように、上記チョークコイル
を組み合わせて使用することにより、上記チョークコイ
ルの品種を増やす必要がなく、生産効率の向上を図るこ
とができる。
【００４８】なお、本実施例では導体のリング３をコイ
ル部１の両端側または片端側に配置したチョークコイル
として説明したが、本発明はこれに限らず、導体のリン
グ３をその中心線がコイル部１の内部を貫通するコア
（芯）４の方向と同一の方向となる任意の位置に配置す
ることができる。
【００４９】また、本実施例ではコア４を有するチョー
クコイルとして説明したが、コア４のない空芯のチョー
クコイルとしても同様の効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子回路基板上に密接配置（高密度実装）することがで
き、また、チョークコイル同士が磁気的に結合して発振
してしまうことを防止することができるとともに、マイ
クロ波帯域までの広帯域で使用できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例のチョークコイルの構成を示
す側面図
【図２】 図１に示すチョークコイルの等価回路を示す
図
【図３】 周波数に対する減衰値の特性を示す図
【図４】 図１に示すチョークコイルを基板上に近接さ
せて直列に実装配置した場合の構成を示す側面図
【符号の説明】
１ コイル部 ２ 導体線 ３ リング ４ コア ５ 電極端子 ６ チョークコイル ７ チョークコイル ８ 半田 ９ 導体パターン １０ 絶縁体基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁された導体線を巻回したコイル部
    と、このコイル部の内部を貫通する芯方向と同一の方向
    の中心線を持つ導体のリングとを組み合わせて成ること
    を特徴とするチョークコイル。
  2. 【請求項２】 リングはコイル部の両端側にそれぞれ配
    置したことを特徴とする請求項１記載のチョークコイ
    ル。
  3. 【請求項３】 リングはコイル部の片端側に配置したこ
    とを特徴とする請求項１記載のチョークコイル。
  4. 【請求項４】 リングとコイル部を一直線上に連続して
    配置して成ることを特徴とする請求項１記載のチョーク
    コイル。
  5. 【請求項５】 コイル部からリングまでの距離を使用目
    的に合わせて設定したことを特徴とする請求項２ないし
    ４何れか記載のチョークコイル。
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