JP2004140006A

JP2004140006A - コモンモードチョークコイル及びラインフィルタ

Info

Publication number: JP2004140006A
Application number: JP2002300371A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Okamoto; 岡本　俊則
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13
Also published as: US20040100347A1; US6917273B2

Abstract

【課題】高周波帯域でも使用可能なコモンモードチョークコイルを提供する。
【解決手段】コモンモードチョークコイル１は、ホルダー２とホルダーベース部１０に載置されるコイル部１３及びコア固定用バネ３で構成されている。前記コイル部１３は、平角電線をエッジワイズに巻回したコイル６と略コ型のコア５と、該コア５が嵌入されたボビン９で構成されている。コイル部１３はコア固定用バネ３で前記ホルダー２に固定される。前記コア５は、高周波帯域でも高透磁率を有する、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアで、室温（２５℃）における初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３，０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上である。浮遊容量の少ないエッジワイズに巻回したコイル６と高周波帯域でも高透磁率を有するＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアとの相乗効果によって高周波帯域でも高いインピーダンスを確保できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子回路に用いられるコモンモードチョークコイル及びラインフィルタに関し、特に平角電線をエッジワイズ巻きしたコモンモードチョークコイル及びラインフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴って、ラインフィルタに使用されるコモンモードチョークコイルは、小型化、高性能化が必要になっている。その特性は、例えば伝導ノイズについては、１５０ｋＨｚ乃至３０ＭＨｚまでの周波数帯域において規制されている。従来から前記コモンモードチョークコイルは、丸型電線が用いられている（例えば特許文献１参照。）。斯かるコモンモードチョークコイルは、図４に示すように第１の巻線４１１および第２の巻線４１２を巻回するとともに、巻軸方向に貫通孔を有したボビン４１３と、ボビン４１３の貫通孔に挿入した閉磁路磁芯４１４と、ボビン４１３および閉磁路磁芯４１４を装着する端子台４１５と、端子台４１５に植設するとともに、第１の巻線４１１および第２の巻線４１２と接続した端子ピン４１６とを備えている。
【０００３】
また、ボビン４１３は、２つに分割されたものを、日の字型閉磁路磁芯４１４の中央磁芯に組み合わせて形成しており、第１、第２の巻線４１１、４１２は、ボビン４１３の中心に形成した分割鍔４１７を境にそれぞれ巻回されている。さらに、端子台４１５は、開口部を有した枠部４１８と端子ピン４１６を植設した端子板部４１９とを有するとともに、枠部４１８を端子板部４１９の端部に配置して、側面形状を略Ｌ字形状としている。また、閉磁路磁芯４１４を端子台４１５の枠部４１８の外周部に接触させるとともに、ボビン４１３の一部を枠部４１８の開口部内に挿入させて、閉磁路磁芯４１４およびボビン４１３を位置決めしている。そして、端子台４１５の枠部４１８に、ボビン４１３に巻回した第１の巻線４１１および第２の巻線４１２と、閉磁路磁芯４１４とを絶縁する絶縁手段を設け、この絶縁手段は、閉磁路磁芯４１４とボビン４１３との隙間部に、端子台４１５の枠部４１８より板状部４２０を突出させた手段としている。この板状部４２０は、枠部４１８の上辺と下辺とに、辺全体に渡って設けてある。
【０００４】
一方、▲１▼従来の丸型電線に比べてコイルの導体占有率を大きく取れるため、高性能、高効率、小型低背化が可能である、▲２▼従来の丸型電線に比べて線間容量が小さく、コイルの周波数特性がよい、▲３▼ボビンへの巻線が不要で、巻線とコイルの組みたてが容易なために、コイル製造工程の自動化が容易である、などの理由により、エッジワイズコイルを用いたコモンモードチョークコイルも知られている。
【０００５】
前記エッジワイズ巻きしたコイルを用いたコモンモードチョークコイルとして、図５に示すようなコモンモードチョークコイルがある（例えば特許文献２参照。）。該コモンモードチョークコイルは、絶縁被膜付き平角線をエッジワイズ巻きしてなる同一巻数のコイルを２個用意して同一巻回方向に積層した構成である。一方のコイル５９の両端の絶縁被膜剥離部５９ａ、５９ｂをボビン５７の一方の側からそのまま引き出してボビンのコイル巻き付け部５７ｅ、５７ｆに巻き付けて端子とする。同様に、他方のコイル５１０の両端の絶縁被膜剥離部５１０ａ、５１０ｂをボビンの反対側から交差させて引き出してボビンのコイル巻き付け部５７ｇ、５７ｈに巻き付けて端子とするコモンモードチョークコイルである。
【０００６】
又、図６に示すような平角線をエッジワイズに巻回したコモンモードチョークコイルがある（例えば特許文献３参照。）。斯かるコモンモードチョークコイルは、第１のコイル６１１、第２のコイル６１２、第３のコイル６１３および第４のコイル６１４と、ロの字型の閉磁路を形成する磁心６１７とから構成されている。上記磁心の一方の磁脚に上記第１と第２のコイルを、対向する他方の磁脚に第３と第４のコイルを配置してある。上記第１と第３のコイルおよび第２と第４のコイルが直列に接続され、ライン電流によって第１と第２のコイル、第２と第３のコイル、第３と第４のコイルおよび第４と第１のコイルに発生する磁束は相殺される。また、第１と第３のコイルおよび第２と第４のコイルに発生する磁束は互いに付勢され、さらに同一方向に流れる電流によって第１、第２、第３、第４のコイルに発生する磁束はそれぞれ付勢されるように各コイルの巻方向を変えて第１と第４のコイル、第２と第３のコイルが並設されるように配置されている。
【０００７】
前記各種のコモンモードチョークコイルを用いたラインフィルタは、前記周波数帯域での伝導ノイズを除去するために、図７に示すように、コモンモードチョークコイル７０と、バイパスコンデンサ７１とで構成し、コモンモードチョークコイル７０の一方の端を入力とし、他方の端に前記バイパスコンデンサ７１を接続して出力端子とし、該出力端子の両端に負荷７２を接続する。斯かるラインフィルタにおいては、低周波側をコモンモードチョークコイル７０のインダクタ成分によるインピーダンスによってノイズ電流をカットし、高周波帯域におけるインダクタの性能の低下をバイパスコンデンサ７１でカバーし、高周波ノイズ電流をアース側に流してノイズをカットしているのが大半である。
【０００８】
又、フィルタの性能を向上するために、図８に示すように、コモンモードチョークコイル７０、８０を従続接続し、その接続点にバイパスコンデンサ７１を接続し、コモンモードチョークコイル７０の一方の端を入力とし、コモンモードチョークコイル８０の他方の端を出力としたフィルタもある。いずれにしてもラインフィルタは、前記周波数帯域での伝導ノイズを除去するために、コモンモードチョークコイルと、バイパスコンデンサとで構成されている。
【０００９】
前記各種のコモンモードチョークコイルにおいて図９に示す等価回路によりコモンモードチョークコイルの性能について説明する。図９における、符号Ｌはインダクタンス、符号ＣＳは浮遊容量、符号Ｒは巻線抵抗である。該コイルの端子ｃ、ｄ間のインピーダンスをＺ、周波数をｆとすると、Ｚは式（１）で表せる。
Ｚ＝Ｒ＋ｊωＬ／（１−ω^２ＬＣ）　　　　　　　　　（１）
但し、ω＝２πｆである。
この場合の共振周波数は式（２）で表せる。
ω＝（ＬＣ）^−１／２　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
しかし、上記式は、Ｌが周波数に対して一定である場合に成立し、実際にはコアの透磁率μが周波数により図１０のように変化し、高周波帯域において急激に低下する。
【００１０】
図１０において、符号ニは、従来のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコア、符号ホは、後述する本発明で使用するＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコア（以下、新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアと称し、例えば特許文献４及び特許文献５参照）の、それぞれの特性である。図１０に示すように、従来のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは、低周波での透磁率μが５，０００と大きいが、例えば、１ＭＨｚでは、符号Ａで示すように、約１／３に減少する。後述する本発明で使用する新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアでは、低周波での透磁率μが４，０００とやや少ないが、例えば、１ＭＨｚでは、符号Ｂで示すように、約１／２．５に減少する。しかし、その後の透磁率の低下は、従来のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアに比べて緩やかである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１５０２４３号公報（第１図）
【特許文献２】
特開平０９−１３４８２７号公報（第１図）
【特許文献３】
特開平１１−２７３９７５号公報（第２図）
【特許文献４】
特開２００１−２２０２２１号公報
【特許文献５】
特開２００１−２２０２２２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
課題の理解を容易にするために、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコアの透磁率の違いによる特性の変化について図１０、図１１を用いて説明する。図１１は、外径２５ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ１３ｍｍのトロイダルコアに丸型電線を約２０回程度卷回したコアでの特性である。巻線の浮遊容量ＣＳが影響せず、コアの特性が表れやすいように巻数を少なくしてある。従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライトコア（図１０において符号ニで示すコア）と、新Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコア（図１０において符号ホで示すコア）を、それぞれ用いた時のコイルのインピーダンスの周波数特性を図１１の符号ト及び符合ヘで示す。即ち、符号トで示す特性のコイルは、１ＭＨｚ以上で急激に透磁率μが低下するコアを使用し、符号ヘで示す特性のコイルは、１０ＭＨｚでも透磁率μが１００以上のコアを使用している。
【００１３】
図１１から明らかなように、１ＭＨｚ以上で急激に透磁率μが低下する従来のＭｎ−Ｚｎ系フェライトコアを使用したコイル（符号トで示す特性）は、１ＭＨｚでインピーダンスの低下が始まり、３５ＭＨｚでは１ｋΩになる。一方、１０ＭＨｚでも透磁率μが１００以上ある新Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコアを使用したコイル（符号ヘで示す特性）は、５ＭＨｚ以上でインピーダンスの低下が始まり、３５ＭＨｚでも３ｋΩである。このように、コアの透磁率が高周波帯域においても高いコアは、当然高周波帯域でも高いインピーダンスを有する。しかし、巻線の巻数が増加するにつれて巻線の浮遊容量ＣＳは増加し、透磁率μの変化が現れる前に式（２）で示される周波数で共振し、その後は巻線の浮遊容量ＣＳとインダクタンスＬの相互作用で表される特性でインピーダンスＺが低下する。その結果、高周波帯域での透磁率μが大きくても、浮遊容量ＣＳが大きい従来の丸型電線では浮遊容量ＣＳの影響によってインピーダンスの減少が、より低周波帯域から現われ、全体のインピーダンスは図１１符合チで示す方向、即ち低周波帯域に移動する傾向になる。
【００１４】
一方、従来のコモンモードチョークコイルは、通常Ｍｎ−Ｚｎのフェライトコアが使用されている。該Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは、図１０符号ニに示したように透磁率が周波数によって変化し、低周波では透磁率が高いが、高周波帯域では透磁率が急激に低下する。又、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライトコアも用いられる場合があるが、斯かるＮｉ−Ｚｎ系のフェライトコアは、高周波帯域での透磁率の急激な低下はないが、低周波での透磁率が低い。
【００１５】
前記コモンモードチョークコイルのノイズ成分を効率的に除去するにはコイルのインピーダンスＺをできる限り大きくすることが必要である。インピーダンスＺを大きくする方法として、コイルの温度上昇に基づく電流容量の点から使用可能な巻線の線径を一定とした時には、以下の３つの方法がある。
▲１▼コアの透磁率μをできる限り大きくする。
▲２▼コイルの巻き数を多くする。
▲３▼コア定数（コア定数＝実効磁路長／実効断面積）を小さくする。
前記インピーダンスＺを大きくする３つの方法は、また以下のような問題点がある。
【００１６】
▲１▼コアの透磁率μをできる限り大きくすることによって結果的にインピーダンスＺの増加が図れる。しかし、前記のように透磁率μは周波数特性を有している。一般的には、前記Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアにおいては、図１０の符号ニで示す特性のように低周波での透磁率は５，０００乃至７，０００であるが、１ＭＨｚでは、符号Ａで示すように、約１／３に減少し、透磁率の限界が３００乃至５００ｋＨｚである。また、透磁率が１０，０００以上のフェライトコアもあるが、高周波帯域での透磁率は更に低下し、１００ｋＨｚ程度である。一方、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライトは、１０乃至３０ＭＨｚで高インピーダンスが得られるが、逆に低い周波数での透磁率が低く、インピーダンスを増加するためにはコイルの巻数を増加しなくてはならず、特殊用途に使用される。何れの場合にも前記規制されている伝導ノイズの周波数範囲である１５０ｋＨｚ乃至３０ＭＨｚまでの周波数帯域をカバーできない。
【００１７】
▲２▼インダクタンスは、コイルの巻き数の二乗に比例するが、巻数を多くするとそれに伴なって浮遊容量が増加する。その結果、共振周波数は低下すると共に高周波帯域でのインピーダンスも低下する。その結果、浮遊容量ＣＳの影響によってインピーダンスの減少がより低周波帯域から現れコアの材料が良くてもその特徴を生かせない。また、コイルの巻数を増加することは放熱効果が低下し、温度上昇の原因ともなり、結果的に更に電線の径を太くすることになる。
【００１８】
▲３▼コア定数を小さくすることによってインダクタンス（インピーダンス）を大きくできる。しかしながらコアの形状は基板のスペースファクタで定まり、自由に決めることができない。
【００１９】
このように、周波数帯域の広い（１０ｋＨｚ乃至３０ＭＨｚ）コモンモードチョークコイルを得るためには以下のように二律背反する問題点がある。即ち、従来のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは高透磁率なので巻数を増加せずにインピーダンスを増加でき、浮遊容量の増加を防ぐことができる。しかし、高周波帯域での透磁率の急激な低下によりインピーダンスが低下する。一方、高周波帯域で透磁率の高いコアは、低周波での透磁率が低く、その結果、巻数を増加して低周波のインピーダンスを確保する必要がある。しかし、巻数を増加することにより浮遊容量が増加し、逆に高周波帯域でのインピーダンスが低下する問題がある。
【００２０】
又、コモンモードチョークコイルを用いたラインフィルタでも同様に、従来のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは高透磁率なので巻数を増加せずにインピーダンスを増加でき、浮遊容量の増加を防ぐことができる。しかし、高周波帯域での透磁率の急激な低下によりインピーダンスが低下する。一方、高周波帯域で透磁率の高いコアは、低周波での透磁率が低く、その結果、巻数を増加して低周波のインピーダンスを確保する必要がある。しかし、巻数を増加することにより浮遊容量が増加し、逆に高周波帯域でのインピーダンスが低下する問題がある。その結果、ラインフィルタとして高周波ノイズをカットするためには、前述したような高周波帯域のノイズをカットするバイパスコンデンサが必要となる。斯かるバイパスコンデンサを付加することで高周波ノイズをカットできるが、実装面積に制限のある場合には、バイパスコンデンサが邪魔になると共にコストが増加するという弊害もでてくる。
【００２１】
本発明は、かかる問題を解決してコモンモードチョークコイルの高周波帯域での性能を向上し、あわせて低価格なラインフィルタを提供することを目的としてなされたものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために請求項１に記載のコモンモードチョークコイルは、室温における初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３，０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上であるロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアと、第１の平角電線と第２の平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイルと第２のコイルとから構成され、上記ロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアの一方の磁脚に上記第１のコイルを、対向する他方の磁脚に第２のコイルを配置したことを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、前記Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアは、主成分が、Ｆｅ_２Ｏ_３　４４．０〜４９．８　ｍｏｌ％、　ＺｎＯ　１５．０〜２６．５　ｍｏｌ％、ＣｏＯ　０．１〜３．０　ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３　０．０２〜１．００　ｍｏｌ％、残部　ＭｎＯからなり、副成分は、Ｖ_２Ｏ_５　０．０１０〜０．２００　ｍａｓｓ％、　Ｂｉ_２Ｏ_３　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、Ｉｎ_２Ｏ_３　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＰｂＯ　　０．００５　〜０．１００ｍａｓｓ％、ＭｏＯ_３０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％およびＷＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、前記Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアは、主成分が、Ｆｅ_２Ｏ_３　４４．０〜４９．８　ｍｏｌ％、　ＺｎＯ　１５．０　〜２６．５　ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３　０．０２〜１．００　ｍｏｌ％、残部　ＭｎＯからなり、副成分は、Ｖ_２Ｏ_５　　０．０１０〜０．２００　ｍａｓｓ％、Ｂｉ_２Ｏ_３　　０．００５〜０．１００ｍａｓｓ％、Ｉｎ_２Ｏ_３　　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＰｂＯ　　０．００５　〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＭｏＯ_３０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％および　ＷＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載のラインフィルタは、室温における初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３，０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上であるロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアと、第１の平角電線と第２の平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイルと第２のコイルとから構成され、上記ロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアの一方の磁脚に上記第１のコイルを、対向する他方の磁脚に第２のコイルを配置し、前記第１のコイルの一方の端子と第２のコイルの一方の端子とを入力端子とし、前記第１のコイルの他方の端子と第２のコイルの他方の端子とを出力端子とし、前記入力端子に印加されたノーマルモード電流に対し磁束が互いに打ち消しあうように前記第１のコイルと第２のコイルが接続された入力端子と出力端子とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態のコモンモードチョークコイル及びラインフィルタは、前述したように、浮遊容量の少ないエッジワイズコイルと、高周波帯域において透磁率の高いＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコアとを組み合わせることにより、両者の相乗効果により、従来にない、高周波帯域での特性も優れたコモンモードチョークコイル及びラインフィルタを実現したものである。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。コモンモードチョークコイル１は、プラスチック製のホルダー２と、該ホルダー２のホルダーベース部１０に立設して載置されるコイル部１３及びコア固定用バネ３で構成されている。前記コイル部１３は、平角電線をエッジワイズに巻回したコイル６と略コ型のコア５と、該コア５が嵌入されたボビン９で構成されている。コイル部１３はコア固定用バネ３で前記ホルダー２に固定される。なお、図１に示したコモンモードチョークコイル１は、ボビン９の軸が図示していない取りつけ基板に対して垂直である。エッジワイズコイル６の先端（端子）１２は、それぞれ絶縁皮膜を剥離し、はんだ処理が施されている。エッジワイズコイル６の先端１２は、コイル部１３がホルダー２に固定されてから図示していない基板に装着される。
【００２８】
前記コア５としては、前述したように、高周波帯域でも高透磁率を有する、以下のような新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアを用いる。即ち、室温における初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３，０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上である。斯かる新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは、主成分が、Ｆｅ_２Ｏ_３　４４．０〜４９．８　ｍｏｌ％、　ＺｎＯ　１５．０〜２６．５　ｍｏｌ％、ＣｏＯ　０．１〜３．０　ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３　０．０２〜１．００　ｍｏｌ％、残部はＭｎＯからなり、副成分は、Ｖ_２Ｏ_５　０．０１０〜０．２００　ｍａｓｓ％、　Ｂｉ_２Ｏ_３　　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、Ｉｎ_２Ｏ_３　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＰｂＯ　０．００５　〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＭｏＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％およびＷＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含有することで実現できる（例えば特許文献４参照。）。
【００２９】
また、前記新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアは、主成分が、Ｆｅ_２Ｏ_３　４４．０〜４９．８ｍｏｌ％、　ＺｎＯ　１５．０　〜２６．５　ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３　０．０２〜１．００　ｍｏｌ％、残部ＭｎＯからなり、副成分は、Ｖ_２Ｏ_５　０．０１０〜０．２００　ｍａｓｓ％、　Ｂｉ_２Ｏ_３　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、Ｉｎ_２Ｏ_３０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＰｂＯ　０．００５　〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＭｏＯ_３０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％および　ＷＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含有することによっても実現できる（例えば特許文献５参照。）。
【００３０】
図２は、前記新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアを用いて一方のコイルのインダクタンスが８ｍＨのコモンモードチョークコイルの周波数特性を示したものである。図２において、符号ハで示すコア５は、高さ１８ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ８ｍｍの、図１０符合ホで示した特性を有する前記新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアである。又、本実施形態と比較のために、図１０符合ニで示した特性の従来のＭｎ−Ｚｎフェライトコアに丸型電線を卷回した、図４で示したコモンモードチョークコイルの特性（符号イ）と、図４で示したコモンモードチョークコイルのコアに前記新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアを用いたコモンモードチョークコイルの特性（符号ロ）を示した。
【００３１】
符号イで示した従来のＭｎ−Ｚｎフェライトコアに丸型電線を卷回したコモンモードチョークコイルは、図１１で説明したように、コアの透磁率の低下と巻線の浮遊容量との影響によって、周波数が５００ｋＨｚの時インピーダンスは４５ｋΩであるが、１０ＭＨｚではインピーダンスは２．２ｋΩに減少する。又、符号ロで示した新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアに従来の丸型電線を卷回したコモンモードチョークコイルは、図１１で説明したように、コアの透磁率は高周波帯域でも良好であるが巻線の浮遊容量の影響によって、周波数が５００ｋＨｚの時インピーダンスは４５ｋΩであるが、１０ＭＨｚではインピーダンスは２．８ｋΩに減少する。一方、符号ハで示した新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアと平角電線をエッジワイズに卷回したコモンモードチョークコイルは、図１１で説明したように、コアの透磁率は高周波帯域でも良好であるが巻線の浮遊容量も少なく、浮遊容量の影響を受けずにコアの特性が活かせる。その結果、インピーダンスの最大値も増加し、周波数が７００ｋＨｚの時インピーダンスは４８ｋΩとなる。更に、１０ＭＨｚでもインピーダンスは７．３ｋΩである。
【００３２】
即ち、インピーダンスの最大値と１０ＭＨｚでのインピーダンスとの比は、符号イで示した従来のＭｎ−Ｚｎフェライトコアに丸型電線を卷回したコモンモードチョークコイルでは１／２０に減少するのに比べて、本発明の実施形態では１／６．５である。即ち、従来例に比べてインピーダンス比の差は３倍あり、本発明の実施形態の新Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトコアと平角電線をエッジワイズに卷回したコモンモードチョークコイルの性能が優れている。言いかえれば、同一インピーダンスに低下する周波数まで使用する場合、従来のコモンモードチョークコイルが１０ＭＨｚであれば、本発明の実施形態のコモンモードチョークコイルでは３０ＭＨｚまで使用可能である。
【００３３】
図３により本発明のコモンモードチョークコイルを使用したラインフィルタの実施形態について説明する。図７、図８に示したように従来の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７０と、バイパスコンデンサ７１とで構成し、コモンモードチョークコイル７０の一方の端を入力とし、他方の端に前記バイパスコンデンサ７１を接続して出力端子とし、該出力端子の両端に負荷７２を接続する。即ち、高周波帯域におけるインダクタの性能の低下をバイパスコンデンサ７１でカバーし、高周波ノイズ電流をアース側に流してノイズをカットしている。
【００３４】
一方、本発明によるラインフィルタは、図１に示したように第１の平角電線と第２の平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイル６０と第２のコイル６１とから構成され、ロの字型の閉磁路を形成する前記新Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコア５の一方の磁脚に上記第１のコイル６０を、対向する他方の磁脚に第２のコイル６１を配置するコモンモードチョークコイルを用いている。前記第１のコイル６０の一方の端子１２１と第２のコイル６１の一方の端子１２２を入力端子とし、前記第１のコイル６０の他方の端子１２０と第２のコイル６１の他方の端子１２３を出力端子とする。前記コイル６０及び６１の巻方向は、前記入力端子に印加されたノーマルモード電流に対し磁束が互いに打ち消しあうように卷回されている。即ち、前記第１のコイル６０と第２のコイル６１の出力端子にはバイパスコンデンサは接続されていない。即ち、新Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコア５は、従来のコモンモードチョークコイルのように高周波帯域におけるインダクタの性能の低下が少ないと共に、平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイル６０と第２のコイル６１は浮遊容量が少なく、バイパスコンデンサ７１を付加して高周波ノイズ電流をアース側に流してノイズをカットする必要がない。
又、巻線効率の良い平角電線を使用し、且つ、ロの字型磁心の両磁脚にコイルを形成することによって巻線効率が更に改善されるため、図４に示す従来のコイルに比べ高周波帯域でのインダクタンスを損ねることなく、低周波でのインダクタンスが大きく取れ、図８に示すようにフィルタ特性を向上させるため必要な複数個のコモンモードチョークコイル７０、８０は図３のように１個のコモンコイルで賄うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のコモンモードチョークコイルによれば、初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３，０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上であるロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアと、第１の平角電線と第２の平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイルと第２のコイルを使用することにより、巻線の浮遊容量の影響を受けずに、コアの特性を充分に生かすことができ、高周波特性の良好なコモンモードチョークコイルを得ることができる。その結果、ノイズ規制値に対す余裕度が増し、製品の歩留まりを向上できる。
【００３６】
又、本発明のラインフィルタによれば、バイパスコンデンサを設けなくとも高周波ノイズはコモンモードチョークコイルでカットされ、高周波帯域での使用が可能となり、ラインフィルタの小型化と低価格化が実現できる。或は、更に高性能化のため、バイパスコンデンサを設けても、その容量を小さくでき、ラインフィルタを小型化できる。
【００３７】
更に、従来はフィルタ特性を向上させる為にはコモンコイルを複数個使用していたが、本発明によれば高周波特性を損ねることなく１個のコモンコイルで賄うことができるため、従来に比べ部品点数の少ないラインフィルタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるコモンモードチョークコイルの実施形態の外観斜視図である。
【図２】本発明におけるコモンモードチョークコイルのインピーダンスの周波数特性図である。
【図３】本発明におけるコモンモードチョークコイルを用いたラインフィルタの実施形態のである。
【図４】従来の丸型電線を用いたコモンモードチョークコイルの実施形態の外観斜視図である。
【図５】従来のエッジワイズコイルを用いたコモンモードチョークコイルの実施形態の外観斜視図である。
【図６】従来のエッジワイズコイルを用いたコモンモードチョークコイルの他の実施形態の外観斜視図である。
【図７】従来のコモンモードチョークコイルを用いたラインフィルタの実施形態の図である。
【図８】従来のコモンモードチョークコイルを用いたラインフィルタにおける他の実施形態の図である。
【図９】コモンモードチョークコイルにおける一方のコイルの等価回路である。
【図１０】フェライトコアの透磁率の周波数特性を示す図である。
【図１１】フェライトコアの違いによるインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１　コモンモードチョークコイル
２　ホルダー
３　コア固定用バネ
５　コア
６　コイル
９　ボビン
１０　ベース部
１２　端子

Claims

室温における初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３，０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上であるロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアと、第１の平角電線と第２の平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイルと第２のコイルとから構成され、上記ロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアの一方の磁脚に上記第１のコイルを、対向する他方の磁脚に第２のコイルを配置したことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
前記Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアは、主成分が、Ｆｅ_２Ｏ_３　４４．０〜４９．８　ｍｏｌ％、　ＺｎＯ　１５．０〜２６．５　ｍｏｌ％、ＣｏＯ　０．１〜３．０　ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３　０．０２〜１．００　ｍｏｌ％、残部ＭｎＯからなり、副成分は、Ｖ_２Ｏ_５　０．０１０〜０．２００　ｍａｓｓ％、　Ｂｉ_２Ｏ_３　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、Ｉｎ_２Ｏ_３　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＰｂＯ　　０．００５　〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＭｏＯ_３０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％およびＷＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含有する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Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアは、主成分が、Ｆｅ_２Ｏ_３　４４．０〜４９．８　ｍｏｌ％、　ＺｎＯ　１５．０　〜２６．５　ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３　０．０２〜１．００　ｍｏｌ％、残部ＭｎＯからなり、副成分は、Ｖ_２Ｏ_５　　０．０１０〜０．２００　ｍａｓｓ％、Ｂｉ_２Ｏ_３　　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、Ｉｎ_２Ｏ_３　　０．００５〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＰｂＯ　　０．００５　〜０．１００　ｍａｓｓ％、ＭｏＯ_３０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％および　ＷＯ_３　０．００１〜０．１００　ｍａｓｓ％のうちの１種または２種以上を含有する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。
室温における初透磁率が１００ｋＨｚにおいて３、０００以上、１０ＭＨｚにおいて１００以上であるロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアと、第１の平角電線と第２の平角電線をそれぞれエッジワイズに巻回した第１のコイルと第２のコイルとから構成され、上記ロの字型の閉磁路を形成するＭｎ−Ｚｎフェライトコアの一方の磁脚に上記第１のコイルを、対向する他方の磁脚に第２のコイルを配置し、前記第１のコイルの一方の端子と第２のコイルの一方の端子とを入力端子とし、前記第１のコイルの他方の端子と第２のコイルの他方の端子とを出力端子とし、前記入力端子に印加されたノーマルモード電流に対し磁束が互いに打ち消しあうように前記第１のコイルと第２のコイルが接続された入力端子と出力端子とを備えたことを特徴とするラインフィルタ。