JP2004146662A

JP2004146662A - コモンモードフィルタ

Info

Publication number: JP2004146662A
Application number: JP2002311034A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suzuki; 鈴木　寛; Toshihiro Kuroshima; 黒嶋　敏浩; Hisao Tomonari; 友成　寿緒
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】巻線の電極への引出部分の構成を工夫することで、高いライン間結合で、低ディファレンシャルモードインピーダンス特性を有する表面実装型のコモンモードフィルタを提供する。
【解決手段】磁性又は非磁性のドラムコア１０の鍔部１２に電極２０を有し、また前記鍔部１２の前記電極間位置に引出溝１５を有し、前記ドラムコア１０に巻線された２本以上のワイヤ１，２をまとめて前記引出溝１５を通して引き出してから前記ワイヤ端末を分離して前記鍔部１２の外側端面にて分離して当該外側端面に位置する前記電極２０に継線している。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性又は非磁性のコアに巻線を施したコモンモードフィルタに係り、特にパーソナルコンピュータ等のＵＳＢ２．０、ＩＥＥＥ１３９４等の高速差動信号インターフェースに用いられる、小型で表面実装型のコモンモードフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコモンモードフィルタは図１１及び図１２に示されるように、フェライト等の磁性体からなるドラムコア１０にメッキ等により電極２０を形成し、前記ドラムコア１０の巻芯部１１に一対のワイヤ１，２で巻線を行ない、巻線端末（各ワイヤ端末）を、コア１０の方形鍔部１２に設けた電極２０にはんだ付け等により接続して表面実装型（ＳＭＤタイプ）のコモンモードフィルタとしていた。この種のコモンモードフィルタを例示するものとして、下記の特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００１−９３７５６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コモンモードフィルタがＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４等の高速差動信号インターフェースに用いられる場合、差動信号成分に影響を与えないよう信号ライン間の電気的結合を高め、ディファレンシャルモードインピーダンス（以下、ｄｉｆ．｜Ｚ｜と記す）を低く抑える必要があった。しかし、図１１に示した従来技術の構造では、ドラムコア１０に形成された電極２０に巻線端末を継線する際、巻線された２本のワイヤ１，２が離れてから電極２０に接続するまでの距離が長くなってしまう為に、ライン間の結合が低下し、ｄｉｆ．｜Ｚ｜が高くなってしまうという不具合があった。また、図１２に示すようにコモンモードフィルタとしてのユーザー電極部２０ｃ（相手側基板への装着電極部）は方形鍔１２に設けた電極２０の下面部分であり、巻線端末を接続した上面電極部２０ａ（電極２０の上面部分）の反対側となるため、信号が電極２０の側面電極部２０ｂを通る構造となることも、ライン間の結合を下げる要因となっている。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、巻線の電極への引出部分の構成を工夫することで、高いライン間結合で、低ｄｉｆ．｜Ｚ｜特性を有する表面実装型のコモンモードフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るコモンモードフィルタは、磁性又は非磁性のドラムコアの鍔部に電極を有し、また前記鍔部の前記電極間位置に引出溝を有し、前記ドラムコアに巻線された２本以上のワイヤをまとめて前記引出溝を通して引き出してから前記ワイヤ端末を分離して前記電極にそれぞれ継線した構成としている。
【０００７】
前記コモンモードフィルタにおいて、前記ワイヤ端末を前記鍔部の外側端面にて分離して当該外側端面に位置する前記電極に継線する構成であるとよい。
【０００８】
また、前記鍔部の下面に前記引出溝を形成しかつ当該引出溝から前記電極位置に至る凹部を形成し、前記２本以上のワイヤをまとめて前記引出溝を通して引き出してから前記ワイヤ端末を分離し前記凹部に沿わせて前記電極にそれぞれ継線する構成でもよい。
【０００９】
さらに、前記ドラムコアの両方の鍔部上面間に磁性又は非磁性板状コアを固着した構成としてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードフィルタの実施の形態を図面に従って説明する。
【００１１】
図１及び図２は本発明に係るコモンモードフィルタの第１の実施の形態であって、図１はドラムコアに巻線した状態を、図２はさらに板状コアを装着した完成状態を示す。これらの図において、１０は磁性体（フェライト等）又は非磁性の誘電体（セラミック等）のドラムコアであり、巻芯部１１の両側に方形鍔部１２を有している。このドラムコア１０の各方形鍔部１２には電極２０が金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等でそれぞれ２個所形成されている。図３に示すように、電極２０は方形鍔部１２の両端部の上面に位置する上面電極部２０ａ、側面（外側端面）に位置する側面電極部２０ｂ及び下面に位置するユーザー電極部２０ｃを有するように連続して形成されている。
【００１２】
また、図１のように、電極２０の上面電極部２０ａが両側に位置する方形鍔部１２の上面１２ａには、その中央を巻芯部１１の軸方向に横断する引出溝１５が形成されている。
【００１３】
そして、ドラムコア１０の巻芯部１１には、一対のワイヤ１，２が巻線され、巻線後の一対のワイヤ１，２は引出溝１５をまとめて通して（相互に近接状態として好ましくは並列配置で引き出して）から分離してそれぞれ電極２０の側面電極部２０ｂに熱圧着、はんだ付け等で最短距離にて継線（電気的に接続）される。
【００１４】
前記ワイヤ１，２の巻線後、図２のように前記ドラムコア１０の両方の方形鍔部１２上面間には磁性体又は非磁性体の板状コア３０が接着剤等で固着一体化される。この場合、板状コア３０は下面に凸部３１を有し、凸部３１の部分でドラムコア１０の方形鍔部１２の上面に接合している。この板状コア３０は製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にするために設けるものであり、さらにドラムコア１０及び板状コア３０共に磁性体とすれば、ドラムコア１０と板状コア３０とを磁気的に結合させた閉磁路コアとしてライン間結合を向上させ、漏洩磁束を低減し、コモンモードノイズの抑圧特性の向上に寄与できる。
【００１５】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００１６】
（１）　巻芯部１１に巻回された一対のワイヤ１，２は、引出溝１５をまとめて通して（相互に近接状態として好ましくは並列配置で引き出して）から分離してそれぞれ電極２０の側面電極部２０ｂに最短距離で接続されるため、図１１の従来技術によるものに比べ、ワイヤ１，２の引出部分（巻線部から引出溝１５を出る迄の区間）もライン間結合に寄与できるようになり、ライン間結合を高めてｄｉｆ．｜Ｚ｜を低減できる。従って、ＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４等の高速差動信号インターフェースに用いた場合でも、差動信号成分に影響を与えないでコモンモードノイズの抑圧が可能となる。例えば、図１１に示した従来のコモンモードフィルタでは、ｄｉｆ．｜Ｚ｜が約１０Ω程度（於１００ＭＨｚ）であったものが、本実施の形態のコモンモードフィルタでは、同等のコア寸法、ワイヤ巻数でｄｉｆ．｜Ｚ｜が約５Ω程度（於１００ＭＨｚ）と約半分に抑えることができた。
【００１７】
（２）　磁性又は非磁性のドラムコア１０の両方の方形鍔部１２上面間に磁性又は非磁性板状コア３０を固着することで、製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にすることができ、さらにドラムコア１０及び板状コア３０共に磁性体とすれば、ライン間結合の向上、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上をも図り得る。
【００１８】
図４及び図５は本発明に係るコモンモードフィルタの第２の実施の形態であって、図４はドラムコアに巻線した状態を、図５はさらに板状コアを装着した完成状態を示す。この場合、図６に示すように電極２１はドラムコア１０の方形鍔部１２の上面には存在せず、側面（外側端面）に位置する側面電極部２１ｂ及び下面に位置するユーザー電極部２１ｃを有するように連続して形成されている。
【００１９】
そして、ドラムコア１０の巻芯部１１には、一対のワイヤ１，２が巻線され、巻線後の一対のワイヤ１，２は方形鍔部上面側の引出溝１５をまとめて通して（相互に近接状態として好ましくは並列配置で引き出して）から分離してそれぞれ電極２１の側面電極部２１ｂに熱圧着、はんだ付け等で最短距離にて継線（電気的に接続）される。
【００２０】
前記ワイヤ１，２の巻線後、前記ドラムコア１０の両方の方形鍔部１２上面間には磁性体又は非磁性体の平板状コア３５が接着剤等で固着される。この場合、電極２１は方形鍔部１２の上面には存在しないため、下面に凸部を有しない単なる平板状コア３５を使用可能である。
【００２１】
この第２の実施の形態の作用効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００２２】
図７は本発明に係るコモンモードフィルタの第３の実施の形態であり、ドラムコア１０の方形鍔部下面側を上向きとした斜視図である。この場合、引出溝１５はドラムコア１０の方形鍔部１２の下面側に形成されている。すなわち、電極２１のユーザー電極部２１ｃが両側に位置する方形鍔部１２の下面１２ｃには、その中央を巻芯部１１の軸方向に横断する引出溝１５が形成されている。
【００２３】
そして、ドラムコア１０の巻芯部１１には、一対のワイヤ１，２が巻線され、巻線後の一対のワイヤ１，２は引出溝１５をまとめて通して（相互に近接状態として好ましくは並列配置で引き出して）から分離してそれぞれ電極２１の側面電極部２１ｂに熱圧着、はんだ付け等で最短距離にて継線（電気的に接続）される。このとき、引出溝１５が方形鍔部１２の下面側に形成されているため、ワイヤ１，２の継線位置は側面電極部２１ｂの下端寄り位置となる。
【００２４】
なお、その他の構成は前述の第２の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図１や図４の第１、第２の実施の形態に係るコモンモードフィルタを使用した場合、セット（相手側基板）からコモンモードフィルタに入った信号は、ユーザー電極部２０ｃ，２１ｃから側面電極部２０ｂ，２１ｂ、ワイヤ１，２の巻線部分を通過後、再度側面電極部２０ｂ，２１ｂ、ユーザー電極部２０ｃ，２１ｃを通って、セットに戻る事になる。この側面電極２０ｂを通る際、構造上電極間寸法はある一定の大きさ以上離れているので、ライン間の結合が落ちる原因となる。これに対し、図７の第３の実施の形態では、巻線端末の継線処理部、つまりワイヤ１，２の端末の側面電極部２１ｂへの接続点がユーザー電極部２１ｃに極めて近いことから、側面電極部２１ｃでのライン間結合の低下が減少し、図１や図４の構造に比べて更にライン間結合を高めた構造となる利点がある。
【００２６】
図８は本発明に係るコモンモードフィルタの第４の実施の形態であり、ドラムコア１０の方形鍔部下面側を上向きとした斜視図である。この場合、引出溝１５はドラムコア１０の方形鍔部１２の下面側に形成されている点は、図７の第３の実施の形態と同様であり、さらに、方形鍔部１２の下面（下面と外側端面との角部）には、引出溝１５から電極位置（ユーザー電極部２１ｃの形成位置）に至る凹部１６が形成されている。
【００２７】
そして、ドラムコア１０の巻芯部１１に巻線された一対のワイヤ１，２は、引出溝１５をまとめて通して（相互に近接状態として好ましくは並列配置で引き出して）からワイヤ１，２の端末を分離し凹部１６に沿わせて電極２１のユーザー電極部２１ｃにそれぞれ継線（熱圧着、はんだ付け等）される。
【００２８】
その他の構成は前述の第３の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
この第４の実施の形態によれば、引出溝１５を通したワイヤ１，２の端末が方形鍔部１２の下面両側に位置するユーザー電極部２１ｃに直接継線されることになり、よりいっそうライン間結合を高めることができる。
【００３０】
図９は本発明に係るコモンモードフィルタの第５の実施の形態であり、ドラムコア１０の方形鍔部下面側を上向きとした斜視図である。この場合、引出溝１５はドラムコア１０の方形鍔部１２の下面側に形成されている点は、図７の第３の実施の形態と同様であり、さらに、方形鍔部１２の下面（下面と外側端面との角部）には、引出溝１５から電極２１に至る段部（もしくは凹部）１７が形成されている。段部１７は方形鍔部１２の下面よりも一段低くなっており、段部１７の両端部に、ユーザー電極部２１ｃよりも一段低い継線電極部２１ｄを電極２１は有している。
【００３１】
そして、ドラムコア１０の巻芯部１１に巻線された一対のワイヤ１，２は、引出溝１５をまとめて通して（相互に近接状態として好ましくは並列配置で引き出して）からワイヤ１，２の端末を分離し段部１７に沿わせて電極２１の継線電極部２１ｄにそれぞれ継線（熱圧着、はんだ付け等）される。
【００３２】
この第５の実施の形態の場合、ワイヤ１，２の端末の継線部を方形鍔下面の実装面と別にすることで、電極２１からなる端子の高さを均一にでき、また端子高さが安定することで、基板への安定した搭載が可能となる。また、ワイヤ端末の継線をはんだ付けで行う場合、継線部が段部１７に位置するため、段部１７の電極部分にはんだが多く付き、はんだ付け性が良好で、はんだ付けの強度向上を図り得る。
【００３３】
図１０は本発明に係るコモンモードフィルタの第６の実施の形態であって、３線式構造を示す。この場合、ドラムコア１０の方形鍔部１２には、図１の第１の実施の形態と同様に両側に端部電極２０が形成されるとともに、それらの中間位置に中間電極２２が形成されている。但し、端部電極２０は方形鍔部１２の上面、側面、ユーザー電極部となる下面にわたり設けられているが、中間電極２２は方形鍔部１２の側面下部及びユーザー電極部となる下面にわたり設けられている。そして、電極２０が両側に位置する方形鍔部１２の上面１２ａには、その中央を巻芯部１１の軸方向に横断する引出溝１５が形成されている。
【００３４】
前記ドラムコア１０の巻芯部１１には３本で１組となるワイヤ１，２，３が巻線され、３本のワイヤ１，２，３はまとめて引出溝１５を通してから分離され、ワイヤ１，３は方形鍔部１２の両端部の端部電極２０の側面電極部２０ｂに、ワイヤ２は方形鍔部１２の中間電極２２の側面電極部２２ｂにそれぞれ接続される。
【００３５】
この第６の実施の形態のコモンモードフィルタにおいても、３本のワイヤ１，２，３はまとめて引出溝１５を通してから側面電極部に継線されるため、前述した実施の形態と同様にライン間結合を高めることができる。
【００３６】
前記各実施の形態では、方形鍔部に設ける電極を、金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等で形成したが、端子金具を方形鍔部に装着して電極としてもよい。
【００３７】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコモンモードフィルタによれば、ドラムコアの巻芯部に巻回された２本以上のワイヤは、鍔部に形成された引出溝にまとめて通してから分離してそれぞれ前記鍔部の電極に接続されるため、従来技術によるものに比べ、ワイヤの引出部分（巻線部から引出溝を出るまでの部分）もライン間結合に寄与できるようになり、ライン間結合を高めてｄｉｆ．｜Ｚ｜を低減できる。従って、ＵＳＢ２．０やＩＥＥＥ１３９４等の高速差動信号インターフェースに用いた場合でも、差動信号成分に影響を与えないでコモンモードノイズの抑圧が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコモンモードフィルタの第１の実施の形態であって、ドラムコアへの巻線状態を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態であって、ドラムコアに板状コアを固着した完成状態を示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態において、方形鍔部に形成した電極を示す部分断面図である。
【図４】本発明に係るコモンモードフィルタの第２の実施の形態であって、ドラムコアへの巻線状態を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態であって、ドラムコアに板状コアを固着した完成状態を示す斜視図である。
【図６】第２の実施の形態において、方形鍔部に形成した電極を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係るコモンモードフィルタの第３の実施の形態であって、ドラムコアの方形鍔部下面側を上向きとした斜視図である。
【図８】本発明に係るコモンモードフィルタの第４の実施の形態であって、ドラムコアの方形鍔部下面側を上向きとした斜視図である。
【図９】本発明に係るコモンモードフィルタの第５の実施の形態であって、ドラムコアの方形鍔部下面側を上向きとした斜視図である。
【図１０】本発明に係るコモンモードフィルタの第６の実施の形態であって、３線式の構造を示す斜視図である。
【図１１】従来のコモンモードフィルタの斜視図である。
【図１２】上記従来のコモンモードフィルタの、方形鍔部に形成した電極を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１，２，３　ワイヤ
１０　ドラムコア
１１　巻芯部
１２　方形鍔部
１５　引出溝
１６　凹部
２０，２１，２２　電極
３０　板状コア
３５　平板状コア

Claims

磁性又は非磁性のドラムコアの鍔部に電極を有し、また前記鍔部の前記電極間位置に引出溝を有し、前記ドラムコアに巻線された２本以上のワイヤをまとめて前記引出溝を通して引き出してから前記ワイヤ端末を分離して前記電極にそれぞれ継線したことを特徴とするコモンモードフィルタ。
前記ワイヤ端末を前記鍔部の外側端面にて分離して当該外側端面に位置する前記電極に継線した請求項１記載のコモンモードフィルタ。
前記鍔部の下面に前記引出溝を形成しかつ当該引出溝から前記電極位置に至る凹部を形成し、前記２本以上のワイヤをまとめて前記引出溝を通して引き出してから前記ワイヤ端末を分離し前記凹部に沿わせて前記電極にそれぞれ継線した請求項１記載のコモンモードフィルタ。
前記ドラムコアの両方の鍔部上面間に磁性又は非磁性板状コアを固着した請求項１，２又は３記載のコモンモードノイズフィルタ。