JP2005192035A

JP2005192035A - フィルタ素子

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Publication number: JP2005192035A
Application number: JP2003432706A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yanagisawa; 浩一柳沢; Fukuharu Cho; 福春張
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP4512358B2

Abstract

【課題】スパイラル積層型のフィルタ素子において、磁気コアからのリード端子の引き出し方の自由度を高める。
【解決手段】信号伝送線路１１０の最外周部に信号入力リード端子１１１を接続する場合は、信号伝送線路１１０の最外周部の内側に隣接する接地線路１２０を信号入力リード端子１１１の接続箇所を起点としてさらに外周１周以内の範囲で延長して、その延長部分１２０ａの所定位置に接地リード端子１２１を接続し（図５（ａ））、信号伝送線路１１０の最内周部に信号入力リード端子１１１を接続する場合は、信号伝送線路１１０の最内周部の外側に隣接する接地線路１２０を信号入力リード端子１１１の接続箇所を起点としてさらに内周１周以内の範囲で延長して、その延長部分１２０ｂの所定位置に接地リード端子１２１を接続する（図５（ｂ））。
【選択図】図５

Description

本発明は、スパイラル積層型のフィルタ素子に関し、さらに詳しく言えば、所望の性能を保ちながら信号伝送線路と接地線路とに接続されるリード端子の引き出し方についてその自由度を高める技術に関するものである。

スパイラル積層型のフィルタ素子は、ともに帯状に形成された信号伝送線路と接地線路とをテープ状の絶縁体を挟んで渦巻き状に巻回してなるフィルタで、その主たる用途はスイッチングレギュレータなどに起因する電源ノイズ除去用であるが、この他にトランスとしての動作も確認されている。

スパイラル積層型のフィルタ素子においては、信号伝送線路が絶縁体を介して接地線路によって挟まれた形態をとるため、信号伝送線路，接地線路ともに磁気的に相互結合して大きな分布インダクタンスを持つが、接地線路について見ると、接地点とは反対の端部側は接地線路自体の分布インダクタンスによって接地点までの径路に誘導性インピーダンスが存在し、その結果、接地線路の全長にわたって接地電位（０Ｖ）になっているとは限らない。

このように、信号伝送線路の両側に存在する接地線路の電位が非対称となることから、スパイラル積層型のフィルタ素子の動作はきわめて複雑であるが、その性能および特性を左右する要因のひとつとしてリード端子の配置が挙げられる。

すなわち、信号伝送線路と接地線路とを絶縁体を挟んで巻回するにあたって、信号伝送線路の両端には信号入力リード端子と信号出力リード端子とが接続されるとともに、接地線路の一端側には接地リード端子が接続されるが、巻回後においてこれら３つのリード端子の位置がフィルタの性能および特性に大きな影響を与える。

広い帯域にわたって優れた減衰特性を得るためには、信号入力リード端子，信号出力リード端子および接地リード端子の３つのリード端子が所定の間隔で同一直線上に並ぶことが要求される。しかしながら、３つのリード端子が同一直線上に並ぶように信号伝送線路と接地線路とを巻き上げることはきわめて困難である。

そこで、特許文献１の３端子型ノイズフィルタにおいては、両端近傍に入出力用の第１内側リードおよび第１外側リードを接続した帯状導電体（信号伝送線路）と、外端近傍に接地用外側リードを接続した接地用帯状導電体（接地線路）とを絶縁体シートを介して巻回するに際して、第１内側リードと第１外側リードとを１／４回転ずらした状態で、しかも第１外側リードと接地用外側リードとを回路配置上互いに近接させ、かつ、ほぼ１／２回転ずらした状態で巻回する。そして、巻回された積層体を各外側リードを結ぶ直線と直交する方向から扁平に押圧することにより、３つのリードがほぼ等間隔で一直線上に並ぶようにしている。

特許第２８２６３２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のフィルタによると３つのリードの位置が固定であるため、同フィルタが実装される回路基板側においては、そのリード位置に合わせてスルーホールや周辺部品の配置などを設計しなければならないという設計上の制約を受ける。

上記フィルタは信号伝送線路が１本である場合にはノーマルモードノイズフィルタとして作用し、信号伝送線路を２本（もしくはそれ以上）とした場合にはコモンモードノイズフィルタとして作用するが、いずれにしても特許文献１に記載のフィルタのように空芯であると特に低周波ノイズに対して高い減衰効果が得られない。

また、コモンモードノイズフィルタとして例えばスイッチング電源のような数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度のスイッチング周波数に用いる場合には、十分なノイズ抑制効果を得るために各信号伝送線路間の磁気的結合を磁性体により強め合う必要がある。

そのためには、上記磁性体としてコイル積層体の中心に配置されるセンターコアを含む例えばフェライトからなるポット型の磁気コアなどを用いればよいのであるが、その磁気コアからのリード端子の引き出しが問題となる。

すなわち、コイル積層体に接続される３つのリード端子の位置に合わせて磁気コアにはその引き出し孔などが穿設されるが、実際の組立工程では位置ずれが生ずることが少なからずある。また、磁性体としてフェライトを使用する場合、フェライトは脆く加工性が余りよくないため孔などを明ける位置によっては、その削り出し加工中にコアが破損してしまうことがある。

したがって、本発明の課題は、ともに帯状に形成された信号伝送線路と接地線路とをテープ状の絶縁体を挟んで渦巻き状に巻回してなるスパイラル積層型のフィルタ素子において、ノイズの減衰特性を改善するために磁気コアを併用するにあたって、コイル体に接続されている３つのリード端子を磁気コアの形態に応じてその所定位置から磁気コア外に引き出すことができるようにすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載のフィルタ素子は、ともに帯状に形成された信号伝送線路と接地線路とをそれらの間にテープ状の絶縁体を挟んで上記信号伝送線路に対して上記接地線路が外側となるようにして渦巻き状に巻回してなるコイル体と、上記コイル体の中心に挿通されるセンターコアを含み同コイル体に対して鎖交する磁気回路を形成するとともに、異なる位置に設けられた第１，第２の少なくとも２つのリード引出部を有する磁気コアとを備え、上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最外周部に信号入力リード端子を接続するとともに、上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最内周部に信号出力リード端子を接続し、上記信号伝送線路の最外周部の内側に隣接する上記接地線路を上記信号入力リード端子の接続箇所を起点としてさらに外周１周以内の範囲で延長するとともに、その延長部分の所定位置に接地リード端子を接続し、上記信号入力リード端子を上記第１リード引出部から引き出し、上記接地リード端子を上記第２リード引出部から引き出すことを特徴としている。

同じく、上記課題を解決するため、請求項２に記載のフィルタ素子は、ともに帯状に形成された信号伝送線路と接地線路とをそれらの間にテープ状の絶縁体を挟んで上記接地線路に対して上記信号伝送線路が外側となるようにして渦巻き状に巻回してなるコイル体と、上記コイル体の中心に挿通されるセンターコアを含み同コイル体に対して鎖交する磁気回路を形成するとともに、異なる位置に設けられた第１，第２の少なくとも２つのリード引出部を有する磁気コアとを備え、上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最内周部に信号入力リード端子を接続するとともに、上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最外周部に信号出力リード端子を接続し、上記信号伝送線路の最内周部の外側に隣接する上記接地線路を上記信号入力リード端子の接続箇所を起点としてさらに内周１周以内の範囲で延長するとともに、その延長部分の所定位置に接地リード端子を接続し、上記信号入力リード端子を上記第１リード引出部から引き出し、上記接地リード端子を上記第２リード引出部から引き出すことを特徴としている。

また、請求項３に記載されているように、上記磁気回路内で上記信号入力リード端子を上記第１リード引出部に向けて引き回す場合、その引き回し方向を上記コイル体の巻回方向とすることも本発明の特徴のひとつである。

この場合において、請求項４に記載されているように、上記磁気回路内での上記信号入力リード端子の引き回し長さはその接続箇所を起点として３６０゜未満であることが好ましい。

本発明において、請求項５に記載されているように、上記信号出力リード端子は上記第１リード引出部，上記第２リード引出部のいずれかもしくはこれらとは別の第３リード引出部から引き出されてよい。

また、請求項６に記載の発明は、上記磁気コアが上記センターコアを含む円筒状のポット型コアからなり、上記第１リード引出部と上記第２リード引出部は上記ポット型コア内の上記センターコアの両側を通る２つの経路の磁気特性がほぼ同一となる位置に配置されていることを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、上記磁気コアが上記センターコアを含む日の字型セグメントコアからなり、上記第１リード引出部と上記第２リード引出部は上記コイル体に鎖交する上記磁気回路によって上記日の字型セグメントコアの両側に分割して配置されていることを特徴としている。

本発明のフィルタ素子には、請求項８に記載の上記信号伝送線路が１本で、上記接地線路を１本もしくは複数本備えたノーマルモードノイズ用のフィルタと、請求項９に記載の上記信号伝送線路が複数本で、上記接地線路を１本もしくは複数本備えたコモンモードノイズ用のフィルタとが含まれる。

本発明によれば、フィルタ素子の性能および特性を損なうことなく、請求項１においては接地リード端子を接地線路の最外周のほぼ１巻分の任意の位置に接続することができ、また、請求項２においては接地リード端子を接地線路の最内周のほぼ１巻分の任意の位置に接続することができる。さらに、請求項３のように磁気回路内で信号入力リード端子をコイル体の巻回方向と同方向に引き回すことができる。また、請求項５のように信号出力リード端子については第１リード引出部，第２リード引出部のいずれかもしくはこれらとは別の第３リード引出部から任意に引き出すことができる。したがって、磁気コアからのリード端子の引き出し方の自由度が大幅に高められる。

また、磁気コアとして、請求項６に記載の円筒状のポット型コアであって、第１リード引出部と第２リード引出部がポット型コア内のセンターコアの両側を通る２つの経路の磁気特性がほぼ同一となる位置に配置されている磁気コア、もしくは請求項７に記載の日の字型セグメントコアからなり、第１リード引出部と第２リード引出部がコイル体に鎖交する磁気回路によって日の字型セグメントコアの両側に分割して配置されている磁気コアを採用したことにより、優れたノイズ減衰特性を有するフィルタ素子が提供される。

次に、本発明を図面に示されたいくつかの実施形態により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は本発明の一実施形態に係るフィルタ素子１の分解斜視図で、図２にその断面図を示す。このフィルタ素子１は、基本的な構成要素としてコイル体１０と内部に同コイル体１０が収納される磁気コア２０とを備えている。

図３にコイル体１０の模式的な展開斜視図を示す。これによると、コイル体１０は帯状に形成された信号伝送線路１１０と、同じく帯状に形成された接地線路１２０と、一対のテープ状絶縁体１３１，１３２とを備えている。信号伝送線路１１０および接地線路１２０には銅箔もしくはアルミニウム箔などの導電材が用いられ、テープ状絶縁体１３１，１３２には良好な周波数特性を示す誘電性絶縁体、例えばポリイミド樹脂フィルムやポリエチレンなどが好適である。

なお、テープ状絶縁体１３１，１３２上に、信号伝送線路１１０と接地線路１２０とを例えば蒸着法やめっき法などにより直接形成することもできる。当然のことながら、テープ状絶縁体１３１，１３２の幅は信号伝送線路１１０および接地線路１２０の各幅よりも広い。

この例におけるフィルタ素子１はノーマルモードノイズフィルタで信号伝送線路１１０は１本であるが、信号伝送線路１１０を複数本とすることによりコモンモードノイズフィルタとすることができる。

信号伝送線路１１０の両端部には信号入力リード端子１１１と信号出力リード端子１１２とが接続される。また、接地線路１２０の一端側には接地リード端子１２１が接続される。これらの接続箇所については後述するが、各リード端子１１１，１１２，１２１はピン状，線状もしくは箔状のいずれであってもよく、また、その線径なども任意に選択されてよい。接続手段は溶接，はんだ付け，導電性接着材などが一般的であるが、場合によってはリード端子から一体に引き出すことも可能である。

コイル体１０は、一例として一方のテープ状絶縁体１３２，接地線路１２０，他方のテープ状絶縁体１３１，信号伝送線路１１０の順序で重ねて渦巻き状に巻回することにより得られる。なお、通常は巻回する前に信号伝送線路１１０と接地線路１２０とにそれぞれ各リード端子が取り付けられるが、巻回後にリード端子の取り付けを行うこともできる。

この例において、磁気コア２０は円筒状のポット型磁気コアとして形成されている。材質はフェライトが好適である。このポット型磁気コア２０は上コア２１と下コア２２とに分割されており、上コア２１側にはコイル体１０に接続されているリード端子を外部に引き出すための２つのリード引出部（引出孔）２３，２４が形成されている。

また、上コア２１と下コア２２の中央にはコイル体１０の中心に挿入されるセンターコア２１ａ，２２ａが設けられている。センターコア２１ａ，２２ａはネジ止め用の孔を備え、組立後そのネジ止め用の孔に雄ネジを螺合することにより一体的に固定される。

本発明において、コイル体１０を作製する際、信号伝送線路１１０が接地線路１２０に対して内側として巻かれるか、外側として巻かれるかによって信号入力リード端子１１１と信号出力リード端子１１２の接続箇所が入れ替わる。これを図４により説明するが、同図においてテープ状絶縁体１３１，１３２は省略されている。

図４（ａ）は信号伝送線路１１０を内側，これに対して接地線路１２０を外側にして巻回した場合で、この場合には、信号入力リード端子１１１は信号伝送線路１１０の最外周側に接続され、信号出力リード端子１１２は信号伝送線路１１０の最内周側に接続されることになる。

図４（ｂ）は信号伝送線路１１０を外側，これに対して接地線路１２０を内側にして巻回した場合で、この場合には図４（ａ）とは反対に、信号入力リード端子１１１は信号伝送線路１１０の最内周側に接続され、信号出力リード端子１１２は信号伝送線路１１０の最外周側に接続されることになる。

これを前提として、図５により接地線路１２０に対する接地リード端子１２１の接続箇所について説明する。まず、図５（ａ）を参照して、図４（ａ）のように信号伝送線路１１０を内側，接地線路１２０を外側にして巻回した場合の接地リード端子１２１の接続箇所について説明する。

この場合には、上記したように信号入力リード端子１１１は信号伝送線路１１０の最外周側に接続されるが、その信号伝送線路１１０の最外周部の内側に隣接する接地線路１２０を信号入力リード端子１１１の接続箇所を起点としてさらに外周１周以内の範囲で延長し、その延長部分１２０ａ内での所定位置に接地リード端子１２１を接続する。

図５（ａ）の例では、信号伝送線路１１０の最外周部の内側に隣接する接地線路１２０が信号入力リード端子１１１の接続箇所を起点として半周程度延ばされており、その延長部分１２０ａの先端に接地リード端子１２１が接続されている。

次に、図５（ｂ）を参照して、図４（ｂ）のように信号伝送線路１１０を外側，接地線路１２０を内側にして巻回した場合の接地リード端子１２１の接続箇所について説明を加える。

この場合には、上記したように信号入力リード端子１１１は信号伝送線路１１０の最内周側に接続されるが、その信号伝送線路１１０の最内周部の外側に隣接する接地線路１２０を信号入力リード端子１１１の接続箇所を起点としてさらに内周１周以内の範囲で延長し、その延長部分１２０ｂ内での所定位置に接地リード端子１２１を接続する。

図５（ｂ）の例では、信号伝送線路１１０の最内周部の外側に隣接する接地線路１２０が信号入力リード端子１１１の接続箇所を起点として半周程度延ばされており、その延長部分１２０ｂの先端に接地リード端子１２１が接続されている。

なお、信号入力リード端子１１１および信号出力リード１１２の接続箇所は信号伝送線路１１０の形状的な端部である必要はない。要するに、信号入力リード端子１１１および信号出力リード１１２の接続箇所が信号伝送線路１１０の実質的な端部となる。換言すれば、信号伝送線路１１０の「最外周部」「最内周部」とはフィルタとして機能する部分の両端部側のことを言う。接地リード端子１２１についても同様である。

再び図１を参照して、本発明において、信号入力リード端子１１１と接地リード端子１２１は上記の特定位置に接続された後、必ず異なるリード引出部から別々に磁気コア２０の外部に引き出されることが重要である。例えば、信号入力リード端子１１１が一方のリード引出部２３から引き出されるとすれば、接地リード端子１２１は必ず他方のリード引出部２４から引き出される。

なお、信号出力リード１１２についてはこのような制約はなく、接地リード端子１２１とともにリード引出部２４から引き出されてもよいし、信号入力リード端子１１１とともにリード引出部２３から引き出されてもよく、さらには別のリード引出部を設けてそこから引き出すようにしてもよい。

また、一例としてコイル体１０をポット型の磁気コア２０内に収納した際、信号入力リード端子１１１とリード引出部２３との位置がずれているような場合には、次のことを条件として信号入力リード端子１１１をリード引出部２３の位置に向けて磁気コア２０内で引き回すことができる。

その条件とは、図６（ａ）に示すように信号入力リード端子１１１の引き回し方向をコイル体１０の巻回方向と同一方向とすることである。本発明において、図７（ａ）に示すように信号入力リード端子１１１の引き回し方向をコイル体１０の巻回方向と逆方向とすることは禁じられている。

これを検証するため、図６（ｂ）に図６（ａ）のように本発明の条件にしたがって信号入力リード端子１１１をコイル体１０の巻回方向に引き回したときのＳパラメータの特性グラフを示し、図７（ｂ）に図７（ａ）のように本発明の条件に反する方法で信号入力リード端子１１１を引き回したときのＳパラメータの特性グラフを示す。このグラフには減衰特性の違いが明確に表されている。なお、このＳパラメータはアジレントテクノロジー社製のネットワークアナライザＨＰ８７５１Ａを用い５０Ω系で測定したものである。

なお、図６（ａ）の例は図５（ｂ）についてのものであるが、図５（ａ）のように信号入力リード端子１１１が信号伝送線路１１０の最外周端側に接続されている場合についても上記の条件のもとで引き回すことができる。

本発明において、磁気回路２０内での信号入力リード端子１１１の引き回し長さはその接続箇所を起点として３６０゜未満であることが好ましい。なお、信号出力リード端子１１２および接地リード端子１２１を磁気回路２０内で引き回す場合、信号入力リード端子１１１のような条件が課せられることはなく任意に引き回されてよい。

次に、本発明のフィルタ素子１が備える磁気コアについて説明する。磁気コアには図１および図２に示したポット型磁気コア２０のほかに、図１５に示す日の字型セグメントコアからなる磁気コア（以下、日の字型磁気コアという）３０とが含まれる。

本発明において、これらの磁気コア２０，３０には、第１の要件としてコイル体１０の中心に挿通されるセンターコアを含みコイル体１０に対して鎖交した磁気回路を与えるものであること、第２の要件として独立した少なくとも２つのリード引出部を有し、その２つリード引出部がセンターコアの両側を通る２つの経路（配線経路）の磁気特性がほぼ同一となる位置に配置されていることの２つの要件が課せられる。

図８ないし図１４に本発明で採用可能なポット型の磁気コア２０の各例２０ａ〜２０ｇを示す。なお、図８ないし図１４にはそれぞれ斜視図（上段）と平面図（下段）とが含まれている。また、各例の磁気コア２０ａ〜２０ｇはともに図１に示したようなセンターコア２１ａ，２２ａを備えているが、ここでは便宜的に各斜視図およびその平面図の中心に描かれている丸孔部分をセンターコアＣとする。

図８のポット型磁気コア２０ａは図１に示したものと同一であり、独立した２つのリード引出部２３，２４を備えている。この例で各リード引出部２３，２４は同径の丸孔でセンターコアＣを中心として点対称の位置に配置されている。こうすることにより、例えば一方の第１リード引出部２３からセンターコアＣの平面図において上側（以下単に上側という）を通って他方の第２リード引出部２４に向かう経路Ａと、第２リード引出部２４からセンターコアＣの平面図において下側（以下単に下側という）を通って第１リード引出部２３に向かう経路Ｂの磁気特性をほぼ同一とすることができる。上記したように、信号入力リード端子１１１と接地リード端子１２１は必ず異なるリード引出部から引き出される。

図９のポット型磁気コア２０ｂでは、上記ポット型磁気コア２０ａの第１リード引出部２３と第２リード引出部２４とをセンターコアＣを通る直径線上において第１リード引出部２３を外周部側に配置し、第２リード引出部２４をセンターコアＣを挟んで第１リード引出部２３とは反対側でかつ内周側に配置している。このようにしても、上記経路Ａと上記経路Ｂの磁気特性をほぼ同一とすることができる。

図１０のポット型磁気コア２０ｃは、上記ポット型磁気コア２０ａの第１リード引出部２３と第２リード引出部２４とをともに同形・同大の楕円形とした例である。また、図１１のポット型磁気コア２０ｄは、図１０のポット型磁気コア２０ｃの２つのリード引出部のうち第１リード引出部２３を上面側に配置し、第２リード引出部２４を底面側に配置した例である。第１リード引出部２３および第２リード引出部２４は同径の丸孔であってもよい。

図１２のポット型磁気コア２０ｅは、図１０のポット型磁気コア２０ｃの楕円形とした第１，第２リード引出部２３，２４に加えて例えば丸孔状の第３，第４リード引出部２５，２６を追加してリード引出部を４つとした例である。第３，第４リード引出部２５，２６も第１，第２リード引出部２３，２４と同じくそれらを通る上記経路Ａ，Ｂの磁気特性がほぼ同一となる関係に配置されることが好ましい。

図１３のポット型磁気コア２０ｆは、第１リード引出部２３と第２リード引出部２４とを上記経路Ａ，Ｂの磁気特性がほぼ同一となるようにコアの側面に窓状として形成した例である。図１４のポット型磁気コア２０ｇは、図１３のポット型磁気コア２０ｆの窓状とした第１，第２リード引出部２３，２４に加えて同じく窓状の第３，第４リード引出部２５，２６をコアの側面に追加してリード引出部を４つとした例である。この第３，第４リード引出部２５，２６も第１，第２リード引出部２３，２４と同じくそれらを通る上記経路Ａ，Ｂの磁気特性がほぼ同一となる関係に配置されることが好ましい。

図１２ないし図１４のポット型磁気コア２０ｅ〜２０ｇのように、４つのリード引出部を有する場合、信号入力リード端子１１１と接地リード端子１２１は、上記経路Ａ，Ｂの磁気特性がほぼ同一となる関係にある第１，第２リード引出部２３，２４の組もしくは第３，第４リード引出部２５，２６の組のいずれかの組から別々に引き出される。

なお、ポット型磁気コアの周壁の肉厚が均一である場合、上記経路Ａ，Ｂの磁気特性をほぼ同一とするには、第１，第２リード引出部２３，２４（もしくは第３，第４リード引出部２５，２６）はセンターコアＣを通る直径線上に配置されるが、例えば上記経路Ａ側のコア周壁の肉厚と上記経路Ｂ側のコア周壁の肉厚とが異なる場合には、第１，第２リード引出部２３，２４は必ずしもセンターコアＣを通る直径線上に配置されるとは限らない。

次に、図１５に示す日の字型磁気コア３０について説明する。図１５（ａ）は磁気コア３０の斜視図であり、図１５（ｂ）は磁気コア３０にコイル体１０を装着した状態を示す模式的な平面図である。

この磁気コア３０は、コイル体１０の中心に挿通されるセンターコア３１と、コイル体１０の直径線に沿って互いに平行に配置されるようにセンターコア３１の上端と下端とにそれぞれ連結された上下一対の上ヨーク３２および下ヨーク３３と、上ヨーク３２と下ヨーク３３の両端間に連結された左右一対のサイドヨーク３４，３５とを備えている。

この磁気コア３０は、コイル体１０に対して２つの磁気回路を提供する。そのひとつはセンターコア３１，上ヨーク３２の左側部分，左側のサイドヨーク３４および下ヨーク３３の左側部分を含む第１磁気回路であり、もうひとつはセンターコア３１，上ヨーク３２の右側部分，右側のサイドヨーク３５および下ヨーク３３の右側部分を含む第２磁気回路である。

この磁気コア３０においては、上記第１，第２磁気回路を含む磁気回路によって同磁気コア３０の両側面が空間的に分割されるため、その一方の側面側（例えば図１５（ｂ）の左側）が第１リード引出部３１０として定義され、他方の側面側（例えば図１５（ｂ）の右側）が第２リード引出部３２０として定義される。すなわち、この磁気コア３０も上記ポット型磁気コア２０と同じく独立した２つのリード引出部３１０，３２０を備えているということができる。

磁気コア３０がセンターコア３１を中心として左右対称形であるとして、図１６に示すように、一方の第１リード引出部３１０からセンターコア３１の上側を通って他方の第２リード引出部３２０に至る経路Ａと、反対に第２リード引出部３２０側からセンターコア３１の下側を通って第１リード引出部３１０に至る経路Ｂの磁気特性はほぼ同一となる。

したがって、この日の字型磁気コア３０も上記した第１および第２の各要件を備えており、信号入力リード端子１１１と接地リード端子１２１を引き出す場合、例えば図１５（ｂ）に示すように、信号入力リード端子１１１が第１リード引出部３１０側から引き出されるとすれば、接地リード端子１２１は第２リード引出部３２０側から引き出される。なお、信号出力リード端子１１２は第１リード引出部３１０もしくは第２リード引出部３２０のいずれかから引き出されてよい。

変形例として、図１７（ａ）に示すように、センターコア３１を共通として日の字型セグメントコアを十文字状にクロスしてなる磁気コア３０ａの場合、上記第１リード引出部３１０と第２リード引出部３２０はそれぞれ２つに分割され、リード引出部３１０ａ，３１０ｂおよびリード引出部３２０ａ，３２０ｂの４つのリード引出部が存在することになる。

本発明においては、信号入力リード端子１１１と接地リード端子１２１を上記経路Ａと上記経路Ｂの磁気特性がほぼ同一となる２つの独立したリード引出部から別々に引き出すことが必須的な要件である。

この要件を満たすのは図１７（ｂ）に示すように、センターコア３１を中心として１８０゜対向するリード引出部３１０ａとリード引出部３２０ｂの組もしくはリード引出部３１０ｂとリード引出部３２０ａの組のいずれかである。

したがって、例えば信号入力リード端子１１１がリード引出部３１０ａ側から引き出されるとすれば、接地リード端子１２１はそれと１８０゜対向するリード引出部３２０ｂから引き出されることになる。

ちなみに、図１７（ｃ）に示すように、信号入力リード端子１１１をリード引出部３１０ａ（もしくはリード引出部３１０ｂ）から引き出し、接地リード端子１２１をリード引出部３１０ａに隣接するリード引出部３２０ａ（もしくはリード引出部３２０ｂ）から引き出すことは、コアを挟んで異なる磁気特性のリード引出部を使用することになるため、本発明においては禁止事項である。

なお、ポット型磁気コア２０は実際には図１に例示したように上コア２１と下コア２２とを含む分割コアからなり、また、日の字型磁気コア３０も実際には同様の分割コアからなる。したがって、そのつなぎ合わせ面には公差などにより例えば１００μｍ程度のエアギャップが存在する。また、場合によっては分割コア間にそれよりも大きなエアギャップが設けられることもある。

このエアギャップよって磁気回路が形成されない場合には、２つリード引出部（上記磁気コア３０について言えばリード引出部３１０とリード引出部３２０）とが接続してしまい本発明が成り立たない。そこで、本発明では磁気回路に許容されるエアギャップ幅を次のように定義する。

図１８を参照して、例えば上記磁気コア３０のサイドヨーク３４，３５に幅ＬｇのエアギャップＧが存在しているものとする。ここで、磁気コア３０に含まれている片側の磁気回路の内周長をＬｉｎ，外周長をＬｏｕｔとすると、本発明ではエアギャップＧの幅Ｌｇが磁気回路の外周長Ｌｏｕｔに対して１／５未満、すなわちＬｇ＜Ｌｏｕｔ／５であればコイル体１０に鎖交する磁気回路が形成されていると定義する。

上記実施形態では、信号伝送線路１１０と接地線路１２０とがそれぞれ１本であるノーマルモードノイズフィルタを例にしているが、コモンモードノイズフィルタの場合には信号伝送線路１１０が２本以上とされ、また、接地線路１２０も複数本にされる場合がある。

図１９（ａ）に２信号伝送線路−２接地線路，図１９（ｂ）に２信号伝送線路−４接地線路，図１９（ｃ）に２信号伝送線路−部分結合接地線路，図１９（ｄ）に２信号伝送線路−多分割接地線路の各例を示す。

この場合には、信号伝送線路１１０の各々に信号入力リード端子１１１と信号出力リード端子１１２とが接続されるが、接地線路１２０については例えば所定に群分けしてその群単位で接地リード端子１２１が接続される。なお、１本の信号伝送線路１１０に信号入力リード端子１１１と信号出力リード端子１１２とが例えば２本ずつ接続されることもある。

これらのリード端子を磁気コアの外部に引き出す場合、電磁気学的に結合関係にある信号入力リード端子（１本もしくは群）１１１と接地リード端子（１本もしくは群）１２１とをピックアップして、これらについては上記実施形態と同じく必ず磁気特性がほぼ同一となる２つの独立したリード引出部２３，２４（３１０，３２０）から磁気コアの外に別々に引き出す。信号出力リード端子（１本もしくは群）１１２については上記実施形態と同じく特に制限はない。

なお、本発明のフィルタ素子に適用される磁気コアとしては、図８ないし図１７で説明した磁気コアのほかに、図２０（ａ）に示すＲＭコア，同図（ｂ）に示すＥＩコア，同図（ｃ）に示すＥＥＲコア，同図（ｄ）に示すＥＥコアなどが含まれる。

本発明によれば、リード端子の引き出し方についての自由度が高いため生産性が改善され、広い帯域にわたって優れた減衰特性を有するスパイラル積層型のフィルタ素子を安価に提供できる。

本発明の一実施形態に係るフィルタ素子を示す分解斜視図。上記フィルタ素子の断面図。上記フィルタ素子が備えるコイル体の展開斜視図。（ａ）（ｂ）ともに上記コイル体の巻回例を示す模式的な平面図。（ａ）（ｂ）ともに上記コイル体に対する信号入力リード端子と接地リード端子の接続箇所を説明する模式図。（ａ）磁気コア内での本発明による信号入力リード端子の引き回し例を示す模式図、（ｂ）そのときの減衰特性を示すグラフ。（ａ）磁気コア内での本発明とは異なる信号入力リード端子の引き回し例を示す模式図、（ｂ）そのときの減衰特性を示すグラフ。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第１例を示す斜視図および平面図。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第２例を示す斜視図および平面図。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第３例を示す斜視図および平面図。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第４例を示す斜視図および平面図。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第５例を示す斜視図および平面図。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第６例を示す斜視図および平面図。上記フィルタ素子が備えるポット型磁気コアの第７例を示す斜視図および平面図。（ａ）上記フィルタ素子が備える日の字型磁気コアを示す斜視図、（ｂ）その模式的な平面図。上記日の字型磁気コアの磁気特性を説明するための模式的な平面図。（ａ）上記日の字型磁気コアの変形例を示す斜視図、（ｂ）（ｃ）その磁気特性を説明するための模式的な平面図。本発明における磁気回路の定義を説明するための説明図。（ａ）〜（ｄ）本発明が適用されるコモンモードノイズフィルタの各例を示す模式図。（ａ）〜（ｄ）上記フィルタ素子に適用される磁気コアの別の例をそれぞれ示す分解斜視図。

符号の説明

１フィルタ素子
１０コイル体
１１０信号伝送線路
１１１信号入力リード端子
１１２信号出力リード端子
１２０接地線路
１２０ａ，１２０ｂ延長部分
１２１接地リード端子
１３１，１３２テープ状絶縁体
２０ポット型磁気コア
２１ａ，２２ａセンターコア
２３第１リード引出部
２４第２リード引出部
３０日の字型磁気コア
３１センターコア
３１０第１リード引出部
３２０第２リード引出部

Claims

ともに帯状に形成された信号伝送線路と接地線路とをそれらの間にテープ状の絶縁体を挟んで上記信号伝送線路に対して上記接地線路が外側となるようにして渦巻き状に巻回してなるコイル体と、上記コイル体の中心に挿通されるセンターコアを含み同コイル体に対して鎖交する磁気回路を形成するとともに、異なる位置に設けられた第１，第２の少なくとも２つのリード引出部を有する磁気コアとを備え、
上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最外周部に信号入力リード端子を接続するとともに、上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最内周部に信号出力リード端子を接続し、上記信号伝送線路の最外周部の内側に隣接する上記接地線路を上記信号入力リード端子の接続箇所を起点としてさらに外周１周以内の範囲で延長するとともに、その延長部分の所定位置に接地リード端子を接続し、
上記信号入力リード端子を上記第１リード引出部から引き出し、上記接地リード端子を上記第２リード引出部から引き出すことを特徴とするフィルタ素子。
ともに帯状に形成された信号伝送線路と接地線路とをそれらの間にテープ状の絶縁体を挟んで上記接地線路に対して上記信号伝送線路が外側となるようにして渦巻き状に巻回してなるコイル体と、上記コイル体の中心に挿通されるセンターコアを含み同コイル体に対して鎖交する磁気回路を形成するとともに、異なる位置に設けられた第１，第２の少なくとも２つのリード引出部を有する磁気コアとを備え、
上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最内周部に信号入力リード端子を接続するとともに、上記信号伝送線路のフィルタとして機能する部分の最外周部に信号出力リード端子を接続し、上記信号伝送線路の最内周部の外側に隣接する上記接地線路を上記信号入力リード端子の接続箇所を起点としてさらに内周１周以内の範囲で延長するとともに、その延長部分の所定位置に接地リード端子を接続し、
上記信号入力リード端子を上記第１リード引出部から引き出し、上記接地リード端子を上記第２リード引出部から引き出すことを特徴とするフィルタ素子。
上記磁気回路内で上記信号入力リード端子を上記第１リード引出部に向けて引き回す場合、その引き回し方向を上記コイル体の巻回方向とすることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ素子。
上記磁気回路内での上記信号入力リード端子の引き回し長さはその接続箇所を起点として３６０゜未満であることを特徴とする請求項１，２または３に記載のフィルタ素子。
上記信号出力リード端子は上記第１リード引出部，上記第２リード引出部のいずれかもしくはこれらとは別の第３リード引出部から引き出されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフィルタ素子。
上記磁気コアが上記センターコアを含む円筒状のポット型コアからなり、上記第１リード引出部と上記第２リード引出部は上記ポット型コア内の上記センターコアの両側を通る２つの経路の磁気特性がほぼ同一となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ素子。
上記磁気コアが上記センターコアを含む日の字型セグメントコアからなり、上記第１リード引出部と上記第２リード引出部は上記コイル体に鎖交する上記磁気回路によって上記日の字型セグメントコアの両側に分割して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ素子。
上記信号伝送線路が１本で、上記接地線路を１本もしくは複数本を備えノーマルモードノイズフィルタとして作用することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフィルタ素子。
上記信号伝送線路が複数本で、上記接地線路を１本もしくは複数本備えコモンモードノイズフィルタとして作用することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフィルタ素子。