JP2006066848A - 複合コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】 低背化された複合コモンモードチョークコイルを提供すること。
【解決手段】 複数のシート状材料を積層し、これらシート状材料の各別のものに第１コイル導体３３が形成されている第１コイル層２６と、第２コイル導体３６が形成されている第２コイル層２８と、渦巻状導体４０が形成されているバリスタ層２７とを有し、渦巻状導体４０が、渦巻状導体３１、３４と、積層方向から見て少なくとも一部が重なり合うように対向配置され、第１及び第２コイル導体３３、３６によって、コモンモードチョークコイルが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器に侵入するコモンモードノイズを除去する複合コモンモードチョークコイルに関する。

従来より、パーソナルコンピュータやその周辺機器で採用されているＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４（Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）及びＬＤＶＳ（Low Voltage Differential Signaling）といった高速の差動伝送方式のラインに流れるコモンモードノイズを除去するために、２つのコイル間の磁気的結合の高いコモンモードチョークコイルが使用されている。

このようなコモンモードチョークコイルは、サージ電圧やサージ電流がコモンモードチョークコイルに接続された他の電子機器に侵入することを防止するため、それぞれの端子にツェナーダイオードやバリスタ、サージアブソーバなどが接続されている。
ここで、コモンモードチョークコイルとバリスタとを一体的に形成した複合コモンモードチョークコイルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この複合コモンモードチョークコイルは、２つのコイルが形成されたインダクタ層の上下両側に、中間層を介して２つのコイルのそれぞれの端子に接続するバリスタが形成されたバリスタ層を積層して一体的に形成している。
特開平９−２８３３３９号公報（図１）

しかしながら、上記従来の複合コモンモードチョークコイルにおいては、以下の課題がある。すなわち、上記従来の複合コモンモードチョークコイルは、インダクタ層の上下両側にバリスタ層を配置しているので、低背化が困難であるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低背化された複合コモンモードチョークコイルを提供することを主目的としている。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる複合コモンモードチョークコイルは、複数のシート状材料を積層し、これらシート状材料の各別のものにコイル導体が形成されている２以上のコイル層と、他のシート状材料に対向導体が形成されている対向導体層とを有し、前記対向導体が、前記コイル層のうちの少なくとも１つに形成されたコイル導体と、積層方向から見て少なくとも一部が重なり合うように対向配置され、前記２以上のコイル層によって、コモンモードチョークコイルが形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、対向導体が複数のコイル導体のうちの少なくとも１つと対向配置されていることで、このコイル導体と対向導体とによって、例えばバリスタやコンデンサのように対向配置された２つの導体を有する素子が形成される。したがって、コイル層とは別に２つの導体を対向配置した素子の層をコイル層の外面に積層する必要がないので、積層体を低背化することができる。ここで、コイル層を構成するシート状材料と、対向導体層を形成するシート状材料との材料組成を適宜変更することで、対向配置された導体間で、例えばバリスタやコンデンサを形成することができる。

また、本発明にかかる複合コモンモードチョークコイルは、前記対向導体と、該対向導体と対向配置された前記コイル導体とが、それぞれ渦巻状導体を有し、該渦巻状導体の巻回部の中心に形成された非巻回部の少なくとも一部が、互いに重なり合うように形成されていることが好ましい。
この発明によれば、対向導体が、対向配置された渦巻状導体とその非巻回部が重なり合うことで、複数のコイル導体で発生した磁気結合による磁束を阻害することがない。

また、本発明にかかる複合コモンモードチョークコイルは、前記コイル導体が、渦巻状導体を有し、前記対向導体の中心に設けられた導体非形成部と、前記渦巻状導体の中心に設けられた非巻回部との少なくとも一部が、互いに重なり合うように形成され、前記対向導体が、前記他のシート状材料の上面に分割して形成されていることが好ましい。
この発明によれば、対向導体がシート状材料の上面に分割形成されているので、分割して形成された対向導体がそれぞれアース接続されても、対向導体とアースとの間で閉ループが形成されることがない。これにより、複数のコイル導体で発生した磁気結合による磁束が導体非形成部を通過するときに、対向導体で電磁誘導により発生する逆向きの磁束が生じることを抑制する。したがって、複数のコイル導体で発生した磁気結合による磁束をより阻害することがない。

また、本発明にかかる複合コモンモードチョークコイルは、前記コイル層を構成するシート状材料と、前記対向導体層を形成するシート状材料とに、非線形抵抗材料であるバリスタ材料が用いられていることが好ましい。
この発明によれば、対向配置された導体間でバリスタが形成される。

また、本発明にかかる複合コモンモードチョークコイルは、前記コイル層と前記対向導体層とを備える複合層の積層方向の両端外面側に、中間層を介在させた状態で磁性材料層が設けられ、前記中間層を構成するシート状材料が、前記磁性材料を構成するシート状材料よりも低い収縮率をもって収縮されており、前記複合層を構成するシート状材料よりも高い収縮率をもって収縮されていることが好ましい。
この発明によれば、複合層に向かって徐々に低い収縮率をもつシート状材料が配置されているため、焼成後に複合層に対して圧縮内部応力が発生する。これにより、複合コモンモードチョークコイルをより高強度とすることができる。
また、磁性材料層を構成するシート状材料と複合層を構成するシート状材料との間で、各シート状材料の材料組成が拡散して互いに影響することを抑制する。

本発明の複合コモンモードチョークコイルによれば、コイル層とは別途に２つの導体を対向配置した、例えばバリスタやコンデンサなどの素子が形成された層をコイル層の外面に設ける必要がない。したがって、低背化した製品を提供することができる。

以下、本発明による複合コモンモードチョークコイルの第１の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図１は本実施形態における複合コモンモードチョークコイルの分解斜視図、図２（ａ）は図１の完成状態を示す複合コモンモードチョークコイルの外観斜視図、図２（ｂ）は複合コモンモードチョークコイルの等価回路図、図３は図１に示す複合コモンモードチョークコイルのＡ−Ａ矢視断面図である。

複合コモンモードチョークコイル１０は、図１及び図２に示すように、シート状材料を複数枚積層して一体化した構成とされる。また、ほぼ直方体形状の積層体とした複合コモンモードチョークコイル１０の周面には、後述する内部導体と引出電極を介して接続されている６つの外部電極１１〜１６が分配して設けられている。
図１に示す構成例では、積層体とした複合コモンモードチョークコイル１０の上から順に第１磁性材料層２１、第１中間層２２、複合層２３、第２中間層２４及び第２磁性材料層２５とを配置している。

第１及び第２磁性材料層２１、２５は、高磁気結合でかつ高コモンモードインピーダンスを得るため、内部導体が形成されていないシート状の磁性材料２１ａ〜２１ｅ、２５ａ〜２５ｅを５層に積層したもので、表１に示す材料Ａが用いられている。
ここで、材料Ａの材料組成を見ると、１００％磁性体によって構成され、透磁率の高い（大きい）材料特性を有する磁性材料となっている。
なお、第１及び第２磁性材料層２１、２５を形成するシート状の材料Ａの積層数については、図１に示す５層に限定されることはなく、必要に応じて適宜変更することができる。

第１及び第２中間層２２、２４は、第１及び第２磁性材料層２１、２５と複合層２３との材料組成が拡散して互いに影響することを抑制するため、それぞれ内部導体が形成されていないシート状の複合材料２２ａ、２２ｂ及び複合材料２４ａ、２４ｂを２層積層したもので、表１に示す材料Ｂが用いられている。
なお、材料Ｂの材料組成を見ると、磁性体及びバリスタ材によって構成され、磁性体の割合（ｗｔ％）がバリスタ材の割合（ｗｔ％）よりも比較的大きい複合材料となっている。
ここで、第１及び第２中間層２２、２４を形成するシート状の材料Ｂの積層数については、図１に示す２層に限定されることはなく、必要に応じて適宜変更することができる。

複合層２３は、上から順に第１コイル層２６、バリスタ層（対向導体層）２７及び第２コイル層２８を積層した構成とされる。
第１コイル層２６は、バリスタ材料２６ａ、２６ｂを２層積層したもので、表１に示すシート状の材料Ｃが用いられている。
ここで、材料Ｃの材料組成を見ると、１００％が非線形抵抗を有するバリスタ材であるバリスタ材料となっている。

さて、上述した２層のバリスタ材料には、それぞれの上面に渦巻状導体３１及び導体経路３２で構成される第１コイル導体３３が設けられている。
このうち、渦巻状導体３１は、バリスタ材料２６ｂの上面に形成され、１ターン以上の渦巻状となっている。そして、渦巻状導体３１の一方の端部、すなわち渦巻きの外側となる端部には、外部電極１２に接続される引出電極３１ａが形成されている。また、渦巻状導体３１の他方の端部、すなわち渦巻きの内側となる端部には、バリスタ材料２６ａを貫通するように形成されたスルーホールＨａを介してバリスタ材料２６ａの上面に形成された導体経路３２と電気的に接続されている。

また、導体経路３２は、バリスタ材料２６ａの上面に形成されている。そして、導体経路３２の一端には、スルーホールＨａが設けられており、他端には、外部電極１１に接続される引出電極３２ａが形成されている。このように、渦巻状導体３１と導体経路３２とがスルーホールＨａを介して電気的に接続されることで、上下に分離した状態でスパイラル巻きとした、いわゆる上下分離型スパイラル巻きの上側となる第１コイル導体３３が構成される。

第２コイル層２８は、第１コイル層２６と同様に、バリスタ材料２８ａ、２８ｂを２層積層したもので、シート状の材料Ｃによって構成されている。
この２層のバリスタ材料には、それぞれの上面に渦巻状導体３４及び導体経路３５で構成される第２コイル導体３６が設けられている。

このうち、渦巻状導体３４は、渦巻状導体３１と同様に、バリスタ材料２８ａの上面に形成され、１ターン以上の渦巻状となっている。そして、渦巻状導体３４の一方の端部、すなわち渦巻きの外側となる端部には、外部電極１４に接続される引出電極３４ａが形成されている。また、渦巻状導体３４の他方の端部、すなわち渦巻きの内側となる端部には、バリスタ材料２８ａを貫通するようにスルーホールＨｂが形成されている。なお、渦巻状導体３４は、上面視において渦巻状導体３１と重なると共に、その渦巻き方向が同方向となるように形成されている。

また、導体経路３５は、バリスタ材料２８ｂの上面に形成されている。そして、導体経路３５の一端は、スルーホールＨｂを介して渦巻状導体３４と電気的に接続されており、他端には、外部電極１３と電気的に接続される引出電極３５ａが形成されている。このように、渦巻状導体３４と導体経路３５とがスルーホールＨｂを介して電気的に接続されることで、上下分離型スパイラル巻きの下側となる第２コイル導体３６が構成される。そして、第１及び第２コイル導体３３、３６によって、１組のコモンモードチョークコイルが形成される。

バリスタ層２７は、第１及び第２コイル層２６、２８と同様に、シート状の材料Ｃによって構成されている。
このバリスタ層２７には、その上面に１ターン以上の渦巻状となっている渦巻状導体（対向導体）４０が形成されている。
渦巻状導体４０には、外部電極１５に接続される引出電極４０ａ及び外部電極１６に接続される引出電極４０ｂが形成されている。なお、渦巻状導体４０は、上面視において渦巻状導体３１、３４と重なると共にその渦巻き方向が同方向となるように、ほぼ同一形状を有するように形成されている。すなわち、渦巻状導体４０の巻回部の中心に形成された非巻回部と、渦巻状導体３１、３４のそれぞれの巻回部の中心に形成された非巻回部とが、上面視において重なり合うこととなる。このように、渦巻状導体４０と渦巻状導体３１とがバリスタ材料２６ｂを介して対向配置されていることで、図２（ｂ）に示す第１バリスタ４１が構成され、渦巻状導体４０と渦巻状導体３４とがバリスタ層２７を介して対向配置されることで、第２バリスタ４２が構成される。

このように構成された複合コモンモードチョークコイル１０は、渦巻状導体４０が渦巻状導体３１、３４と対向配置されていることで、第１及び第２バリスタ４１、４２が形成されるので、複合コモンモードチョークコイル１０を低背化することができる。
また、渦巻状導体４０と渦巻状導体３１、３４と同一形状を有しており、上面視で重なるように形成されているので、渦巻状導体４０の中心に形成された非巻回部と、渦巻状導体３１、３４の中心にそれぞれ形成された非巻回部とが、互いに重なり合う。これにより、第１及び第２コイル導体３３、３６で発生した磁気結合による磁束を妨げない。
さらに、第１及び第２中間層２２、２４を複合層２３と第１及び第２磁性材料層２１、２５との間に配置することで、積層体のデラミ、剥離などを抑制することができる。

なお、第１及び第２中間層２２、２４を配置することで、第１及び第２磁性材料層２１、２５を構成するシート状材料と複合部２３を構成するシート状材料と間で、各シート状材料の材料組成の拡散による互いへの影響の抑制を図っているが、拡散の問題を考慮しなければ、複合材料を薄く（例えば１枚のシート状材料）配置してもよい。

また、バリスタ層２７の上面には渦巻状導体４０が形成されているが、図４に示すような複合コモンモードチョークコイル４５であってもよい。この複合コモンモードチョークコイル４５は、バリスタ層２７の上面に、中心に導体非形成部となる開口が形成された対向導体４６が形成された構成となっている。
対向導体４６には、外部電極１５に接続される引出電極４６ａ及び外部電極１６に接続される引出電極４６ｂが形成されている。そして、この対向導体４６の導体非形成部と、渦巻状導体３１、３４の非巻回部とは、互いに重なり合うように形成されている。
このように構成された複合コモンモードチョークコイル４５においても、上述と同様の作用、効果を有する。このように、対向導体は、渦巻状導体３１、３４と対向すると共に、その導体非形成部が渦巻状導体３１、３４の非巻回部の少なくとも一部と上面視で重なるように形成されたものであれば、他の形状であってもよい。

次に、第２の実施形態について、図５から図７を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態における複合コモンモードチョークコイル１０では、バリスタ層２７が第１コイル層２６と第２コイル層２８との間に設けられているが、第２の実施形態における複合コモンモードチョークコイル５０では、複合層５１が上から順に第１バリスタ層（対向導体層）５２、第１コイル層２６、第２コイル層２８及び第２バリスタ層（対向導体層）５３を積層した構成となっている点である。

図５に示すように、第１バリスタ層５２は、シート状の材料Ｃによって構成されており、その上面に渦巻状導体５４が形成されている。
渦巻状導体５４には、外部電極１５に接続される引出電極５４ａ及び外部電極１６に接続される引出電極５４ｂが形成されている。なお、渦巻状導体５４は、上面視において渦巻状導体３１と重なると共に、その渦巻き方向が同方向となるように形成されている。すなわち、渦巻状導体５４の非巻回部と、渦巻状導体３１の非巻回部とが、上面視において重なり合うこととなる。このように、渦巻状導体５４と渦巻状導体３１とが第１バリスタ層５２を介して対向配置されることで、図６に示す第１バリスタ５５が構成される。

また、第２バリスタ層５３は、第１バリスタ層５２と同様に、シート状の材料Ｃによって構成されており、その上面に渦巻状導体５６が形成されている。
渦巻状導体５６には、外部電極１５に接続される引出電極５６ａ及び外部電極１６に接続される引出電極５６ｂが形成されている。なお、渦巻状導体５６は、上面視において渦巻状導体３４と重なると共に、その渦巻き方向が同方向となるように形成されている。すなわち、渦巻状導体５６の非巻回部と、渦巻状導体３４の非巻回部とが、上面視において重なり合うこととなる。このように、渦巻状導体５６と渦巻状導体３４とがバリスタ材料２８ｂを介して対向配置されることで、図６に示す第２バリスタ５７が構成される。

本実施形態における複合コモンモードチョークコイル５０においても上述した第１の実施形態と同様に、複合コモンモードチョークコイル５０を低背化させることができるが、第１及び第２バリスタ層５２、５３が第１及び第２コイル層２６、２８の外面側に配置されており、第１及び第２コイル層２６、２８が隣接して配置されていることで、第１及び第２コイル導体３３、３６で発生する磁気結合が効率よく行われる。
なお、本実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、渦巻状導体５４、５６に変えて、対向導体４６が形成されていてもよい。

次に、第３の実施形態について、図８から図１０を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第３の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態における複合コモンモードチョークコイル１０では、渦巻状導体４０を介して外部電極１５と外部電極１６とが接続されているのに対して、第３の実施形態における複合コモンモードチョークコイル６０では、バリスタ層２７の上面に形成されている対向導体６１がそれぞれ分離して形成されたコ字状導体６１Ａ、６１Ｂによって構成されており、外部電極１５と外部電極１６とが対向導体６１によって接続されていない構成となっている点である。

図８に示すように、バリスタ層２７の上面には、対向導体６１が形成されている。
対向導体６１は、分割して形成されたコ字状導体６１Ａ、６１Ｂによって構成されている。そして、コ字状導体６１Ａには、外部電極１５に接続される引出電極６１ｃが形成されており、コ字状導体６１Ｂには、外部電極１６に接続される引出電極６１ｄが形成されている。なお、対向導体６１は、その中心に設けられた導体非形成部と、渦巻状導体３１、３４の非巻回部とが上面視において重なり合うように形成されている。このように、コ字状導体６１Ａと渦巻状導体３１とがバリスタ材料２６ｂを介して対向配置されることで、図９に示す第１バリスタ６２が形成され、コ字状導体６１Ｂと渦巻状導体３１とがバリスタ材料２６ｂを介して対向配置されることで、第２バリスタ６３が形成され、コ字状導体６１Ａと渦巻状導体３４とがバリスタ層２７を介して対向配置されることで、第３バリスタ６４が形成され、コ字状導体６１Ｂと渦巻状導体３４とがバリスタ層２７を介して対向配置されることで、第４バリスタ６５が形成される。

本実施形態における複合コモンモードチョークコイル６０においても、上述した第１及び第２の実施形態と同様に、複合コモンモードチョークコイル６０を低背化することができるが、対向導体６１がバリスタ層２７の上面に分割して形成されていることで外部電極１５、１６をアース接続したときに対向導体６１とアースとの間で閉回路が構成されない。これにより、第１及び第２コイル導体３３、３６で発生した磁気結合による磁束が対向導体６１に設けられた導体非形成部を通過する際に、対向導体６１において電磁誘導によって発生する逆向きの磁束が生じることを抑制する。したがって、第１及び第２コイル導体３３、３６で発生した磁気結合による磁束を阻害することがない。

なお、本実施形態において、対向導体は、外部電極１５、１６を電気的に接続しないように分割形成されていればよく、コの字形状に限らず、渦巻状導体３４、３６と同様の形状であって外部電極１５、１６を電気的に非接続とする分断部が形成されたものや、他の形状でもよい。

次に、第４の実施形態について、図１１から図１３を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第４の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、第２の実施形態における複合コモンモードチョークコイル５０では、渦巻状導体５４を介して外部電極１５と外部電極１６とが接続されていると共に、渦巻状導体５６を介して外部電極１５と外部電極１６とが接続されているのに対して、第４の実施形態における複合コモンモードチョークコイル７０では、上述した第３の実施形態と同様に、第１バリスタ層５２の上面に形成されている対向導体７１がそれぞれ分離して形成されたコ字状導体７１Ａ、７１Ｂによって構成されると共に、第２バリスタ層５３の上面に形成されている対向導体７２がそれぞれ分離して形成されたコ字状導体７２Ａ、７２Ｂによって構成されており、外部電極１５と外部電極１６とが対向導体７１または対向導体７２によって接続されていない構成となっている点である。

図１１に示すように、第１バリスタ層５２の上面には、対向導体７１が形成されている。
対向導体７１は、分割して形成されたコ字状導体７１Ａ、７１Ｂによって構成されている。そして、コ字状導体７１Ａには、外部電極１５に接続される引出電極７１ｃが形成されており、コ字状導体７１Ｂには、外部電極１６に接続される引出電極７１ｄが形成されている。なお、対向導体７１は、その中心に設けられた導体非形成部と、渦巻状導体３１の非巻回部とが上面視において重なり合うように形成されている。このように、コ字状導体７１Ａと渦巻状導体３１とが第１バリスタ層５２、バリスタ材料２６ａを介して対向配置されることで、第１バリスタ７３が形成され、コ字状導体７１Ｂと渦巻状導体３１とが第１バリスタ層５２、バリスタ材料２６ａを介して対向配置されることで、第２バリスタ７４が形成される。

また、第２バリスタ層５３の上面には、対向導体７２が形成されている。
対向導体７２は、対向導体７１と同様に、コ字状導体７２Ａ、７２Ｂによって構成されている。そして、コ字状導体７２Ａには、外部電極１５に接続される引出電極７２ｃが形成されており、コ字状導体７２Ｂには、外部電極１６に接続される引出電極７２ｄが形成されている。なお、対向導体７２は、その中心に設けられた導体非形成部と、渦巻状導体３４の非巻回部とが上面視において重なり合うように形成されている。このように、コ字状導体７２Ａと渦巻状導体３４とがバリスタ材料２８ａ、２８ｂを介して対向配置されることで、第３バリスタ７５が形成され、コ字状導体７２Ｂと渦巻状導体３４とがバリスタ材料２８ａ、２８ｂを介して対向配置されることで、第４バリスタ７６が形成される。

本実施形態における複合コモンモードチョークコイル７０においても、上述した第３の実施形態と同様の作用、効果を有する。
なお、本実施形態においても、上述した第３の実施形態と同様に、他の形状であってもよい。

次に、本発明にかかる複合コモンモードチョークコイル１０を、実施例により具体的に説明する。
まず、以下のようにして磁性材料及びバリスタ材料を得た。
＜磁性材料＞
ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３を出発原料とし、これらを各々１５：２５：１２：４８（モル比）の割合で湿式混合後、８００℃で仮焼し、Ｎｉ_０．１５Ｚｎ_０．２５Ｃｕ_０．１２Ｆｅ_０．９６Ｏ_１．９６の磁性材料を得た。得られた磁性材料は、湿式にて４８時間粉砕し、平均粒径が約１μｍのスピネル構造の磁性材料を得た。
＜バリスタ材料＞
ＺｎＯを出発原料とし、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、Ｂ_２Ｏ_３を添加し、湿式混合後８００℃で仮焼し、バリスタ材料を得た。得られたバリスタ材料は、湿式にて４８時間粉砕し、平均粒径約１μｍのバリスタ材料を得た。

次に、上記磁性材料、上記バリスタ材料を用いて、表１に示す複合比でそれぞれ混合し、ポリビニルブチラール等のバインダーを混合粉に対し９．４ｗｔ％加えて混練し複合ペイントを調整する。この複合ペイントでドクターブレード法により厚さ１０〜５０μｍの材料Ａから材料Ｃの各グリーンシートを作成した。
次に、各グリーンシートを用いて積層し、その途中で、市販のＡｇペーストを用いて第１及び第２コイル導体３３、３６と渦巻状導体４０とを印刷形成し（各内部導体は各スルーホールを介して接続）、熱間圧着後、焼成後に焼結体寸法が１．２×１．０ｍｍとなるように切断し、複合コモンモードチョークコイルを得た。このチップを４００℃で脱脂処理した後、大気中で９４０℃で４時間焼成した。得られたチップ状の焼結体をバレル研磨法で面取り処理した後、両端部にＡｇからなる外部電極１１〜１６を形成して焼成し、複合コモンモードチョークコイルを得た。

表１に示す材料Ａは、第１及び第２磁性材料層２１、２５に使用されるシート状の磁性材料である。材料Ａの材料組成は、磁性材料が１００％であり、バリスタ材料が全く含まれていない。
また、表１に示す材料Ｂは、第１及び第２中間層２２、２４に使用されるシート状の複合材料である。材料Ｂの材料組成は、磁性材料が６０ｗｔ％、バリスタ材料が４０ｗｔ％である。
また、表１に示す材料Ｃは、複合層２３に使用されるシート状のバリスタ材料である。材料Ｃの材料組成は、バリスタ材料が１００ｗｔ％であり、磁性材料が全く含まれていない。

上述した材料Ａ〜Ｃの材料特性は、各材料のグリーンシートを約０．８ｍｍの厚さで積層し、プレス成形し、大気中で９４０℃で４時間焼成して得られた焼結体試料の特性結果であって、表１に示されている。ここで、透磁率は１ＭＨｚでの測定値を記載している。
また、抵抗率については、１×１０^９Ωｃｍ以上の場合は高絶縁性であるとして○を記載している。
さらに、収縮については、焼成前の寸法を基準として焼成後の寸法を百分率（％）で示している。なお、収縮の値が小さい材料ほど収縮率の高い、すなわち、焼成したときに収縮しやすい材料となっている。
すなわち、積層体の両端側には、中間層の材料Ｂ（収縮８５．０％）より高い収縮率をもつ高収縮材料である材料Ａ（収縮８４．８％）が配置されて複合層２３に対して圧縮内部応力を付与する、圧縮応力付与層を形成している。

ところで、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば材料Ａ〜Ｃの組成など、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。このとき、複合層を構成するシート状材料の材料組成を適宜変更することで、第１及び第２バリスタをキャパシタとして機能させることができる。
また、上記実施形態において第１及び第２コイル導体は、上下分離型スパイラル巻きのコイルを用いたが、これに限らず、バイファイラ巻きや、８の字巻きや、ミアンダ巻きなどであってもよい。

また、上述した複合コモンモードチョークコイルを、複数組み並べてアレイ化することも可能であり、例えば、図１４から図１６に示すような複合コモンモードチョークコイルアレイ１１０であってもよい。
この複合コモンモードチョークコイルアレイ１１０は、上述した第１及び第２の実施形態と同様に、ほぼ直方体形状の積層体であって、その周面には、１０の外部電極１１１〜１２０が分配して設けられている。そして、積層体とした複合コモンモードチョークコイルアレイ１１０の上から順に、第１磁性材料層１２１、第１中間層１２２、複合層１２３、第２中間層１２４及び第２磁性材料層１２５を配置している。

第１及び第２磁性材料層１２１、１２５は、それぞれが磁性材料１２１ａ〜１２１ｅ及び磁性材料１２５ａ〜１２５ｅを５層積層したもので、表１に示す材料Ａが用いられている。
第１及び第２中間層１２２、１２４は、それぞれが複合材料１２２ａ、１２２ｂ及び複合材料１２４ａ、１２４ｂを２層積層したもので、表１に示す材料Ｂが用いられている。

複合層１２３は、上から順に第１バリスタ層１２６、第１コイル層１２７、第２コイル層１２８及び第２バリスタ層１２９を積層した構成とされる。
第１コイル層１２７は、バリスタ材料１２７ａ、１２７ｂを２層積層したものであり、第２コイル層１２８は、バリスタ材料１２８ａ、１２８ｂを２層積層したもので、表１に示す材料Ｃが用いられている。
この２層のバリスタ材料には、それぞれの上面に渦巻状導体１３１及び導体経路１３２によって構成される第１コイル導体１３３と、渦巻状導体１３４及び導体経路１３５によって構成される第２コイル導体１３６と、渦巻状導体１３７及び導体経路１３８によって構成される第３コイル導体１３９と、渦巻状導体１４０及び導体経路１４１によって構成される第４コイル導体１４２とが設けられている。

渦巻状導体１３１は、バリスタ材料１２７ｂの上面に形成され、１ターン以上の渦巻状となっている。そして、渦巻状導体１３１の外側となる端部には、外部電極１１２に接続される引出電極１３１ａが形成されている。また、渦巻状導体１３１の内側となる端部には、バリスタ材料１２７ａを貫通するように形成されたスルーホールＨｃを介してバリスタ材料１２７ａの上面に形成された導体経路１３２と電気的に接続されている。
導体経路１３２は、バリスタ材料１２７ａの上面に形成されている。そして、導体経路１３２の一端には、スルーホールＨｃが設けられており、他端には、外部電極１１１と電気的に接続される引出電極１３２ａが形成されている。このように、渦巻状導体１３１と導体経路１３２とが電気的に接続されることで、上下分離スパイラル巻きの上側となる第１コイル導体１３３が構成される。

また、渦巻状導体１３４は、バリスタ材料１２８ａの上面に形成され、１ターン以上の渦巻状となっている。そして、渦巻状導体１３４の外側となる端部には、外部電極１１４に接続される引出電極１３４ａが形成されている。また、渦巻状導体１３４の内側となる端部には、バリスタ材料１２８ａを貫通するようにスルーホールＨｄが形成されている。なお、渦巻状導体１３４は、上面視において渦巻状導体１３１と重なると共に、その渦巻き方向が同方向となるように形成されている。
導体経路１３５は、バリスタ材料１２８ｂの上面に形成されている。そして、導体経路１３５の一端は、スルーホールＨｄを介して渦巻状導体１３４と電気的に接続されており、他端には、外部電極１１３と電気的に接続される引出電極１３５ａが形成されている。このように、渦巻状導体１３４と導体経路１３５とが電気的に接続されることで、上下分離スパイラル巻きの下側となる第２コイル導体１３６が構成される。

渦巻状導体１３７は、バリスタ材料１２７ｂの上面に形成され、１ターン以上の渦巻状となっている。そして、渦巻状導体１３７の外側となる端部には、外部電極１１８に接続される引出電極１３７ａが形成されている。また、渦巻状導体１３７の内側となる端部には、バリスタ材料１２７ａを貫通するように形成されたスルーホールＨｅを介してバリスタ材料１２７ａの上面に形成された導体経路１３８と電気的に接続されている。
導体経路１３８は、バリスタ材料１２７ａの上面に形成されている。そして、導体経路１３８の一端には、スルーホールＨｅが設けられており、他端には、外部電極１１７と電気的に接続される引出電極１３８ａが形成されている。このように、渦巻状導体１３７と導体経路１３８とが電気的に接続されることで、上下分離スパイラル巻きの上側となる第３コイル導体１３９が構成される。

また、渦巻状導体１４０は、バリスタ材料１２８ａの上面に形成され、１ターン以上の渦巻状となっている。そして、渦巻状導体１４０の外側となる端部には、外部電極１１６に接続される引出電極１４０ａが形成されている。また、渦巻状導体１４０の内側となる端部には、バリスタ材料１２８ａを貫通するようにスルーホールＨｆが形成されている。なお、渦巻状導体１４０は、上面視において渦巻状導体１３７と重なると共に、その渦巻き方向が同方向となるように形成されている。
導体経路１４１は、バリスタ材料１２８ｂの上面に形成されている。そして、導体経路１４１の一端は、スルーホールＨｆを介して渦巻状導体１４０と電気的に接続されており、他端には、外部電極１１５と電気的に接続される引出電極１４１ａが形成されている。このように、渦巻状導体１４０と導体経路１４１とが電気的に接続されることで、上下分離スパイラル巻きの下側となる第４コイル導体１４３が構成される。

第１及び第２バリスタ層１２６、１２９は、第１コイル層１２７と同様に、シート状の材料Ｃによって構成されている。そして、第１バリスタ層１２６には、その上面に１ターン以上の渦巻状となっている渦巻状導体１４３が形成され、第２バリスタ層１２９には、その上面に１ターン以上の渦巻状となっている渦巻状導体１４４が形成されている。

渦巻状導体１４３には、外部電極１１９に接続される引出電極１４３ａ及び外部電極１２０に接続される引出電極１４３ｂが形成されている。なお、渦巻状導体１４３の非巻回部は、渦巻状導体１３１、１３７の非巻回部と、上面視において重なり合うように形成されている。
また、渦巻状導体１４４には、外部電極１１９に接続される引出電極１４４ａ及び外部電極１２０に接続される引出電極１４４ｂが形成されている。なお、渦巻状導体１４４の非巻回部は、渦巻状導体１３４、１４０の非巻回部と、上面視において重なり合うように形成されている。
このように、渦巻状導体１４３と渦巻状導体１３１とが第１バリスタ層１２６及びバリスタ材料１２７ａを介して対向配置されることで、図１５（ｂ）に示す第１バリスタ１４５が形成され、渦巻状導体１４４と渦巻状導体１３４とがバリスタ材料１２８ａ、１２８ｂを介して対向配置されることで、第２バリスタ１４６が形成され、渦巻状導体１４３と渦巻状導体１３７とが第１バリスタ層１２６及びバリスタ材料１２７ａを介して対向配置されることで、第３バリスタ１４７が形成され、渦巻状導体１４４と渦巻状導体１４０とがバリスタ材料１２８ａ、１２８ｂを介して対向配置されることで、第４バリスタ１４８が形成される。

そして、第１及び第２コイル導体１３３、１３６と、第１及び第２バリスタ１４５、１４６とによって１組の複合コモンモードチョークコイルが形成され、第３及び第４コイル導体１３９、１４２と、第３及び第４バリスタ１４７、１４８とによって１組の複合コモンモードチョークコイルが形成される。

このように構成された複合コモンモードチョークコイルアレイ１１０は、上述した第１及び第２の実施形態と同様の作用、効果を有する。
また、図１７から図１９に示すような複合コモンモードチョークコイルアレイ１５０であってもよい。

この複合コモンモードチョークコイルアレイ１５０は、第１バリスタ層１２６の上面に対向導体１５１が形成され、第２バリスタ層１２９の上面に対向導体１５２が形成されている。
対向導体１５１は、分割して形成されたコ字状導体１５１Ａ、１５１Ｂによって構成されている。そして、コ字状導体１５１Ａには、外部電極１１９に接続される引出電極１５１ｃが形成されており、コ字状導体１５１Ｂには、外部電極１２０に接続される引出電極１５１ｄが形成されている。なお、対向導体１５１は、その中心に設けられた導体非形成部と、渦巻状導体１３１、１３７の非巻回部とが上面視において重なり合うように形成されている。
また、対向導体１５２は、分割して形成されたコ字状導体１５２Ａ、１５２Ｂによって構成されている。そして、コ字状導体１５２Ａには、外部電極１１９に接続される引出電極１５２ｃが形成されており、コ字状導体１５２Ｂには、外部電極１２０に接続される引出電極１５２ｄが形成されている。なお、対向導体１５２は、その中心に設けられた導体非形成部と、渦巻状導体１３４、１４０の非巻回部とが上面視において重なり合うように形成されている。
このように、コ字状導体１５１Ａと渦巻状導体１３１とが第１バリスタ層１２６及びバリスタ材料１２７ａを介して対向配置されることで、図１８に示す第１バリスタ１５３が形成され、コ字状導体１５２Ａと渦巻状導体１３４とがバリスタ材料１２８ａ、１２８ｂを介して対向配置されることで、第２バリスタ１５４が形成され、コ字状導体１５１Ｂと渦巻状導体１３７とが第１バリスタ層１２６及びバリスタ材料１２７ａを介して対向配置されることで、第３バリスタ１５５が形成され、コ字状導体１５２Ｂと渦巻状導体１４０とがバリスタ材料１２８ａ、１２８ｂを介して対向配置されることで、第４バリスタ１５６が形成される。

このように構成された複合コモンモードチョークコイルアレイ１５０においても、上述した第３及び第４の実施形態と同様の作用、効果を有する。

本発明の第１の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示すもので、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は等価回路図である。 図１におけるＡ−Ａ断面を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態以外の、本発明を適用可能な複合コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す等価回路図である。 図５におけるＢ−Ｂ断面を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す等価回路図である。 図８におけるＣ−Ｃ断面を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す分解斜視図である。 本発明の第４の実施形態における複合コモンモードチョークコイルを示す等価回路図である。 図１１におけるＤ−Ｄ断面を示す模式図である。 本発明を適用可能な複合コモンモードチョークコイルアレイを示す分解斜視図である。 本発明を適用可能な複合コモンモードチョークコイルアレイを示すもので、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は等価回路図である。 図１４におけるＥ−Ｅ断面を示す模式図である。 本発明を適用可能な他の複合コモンモードチョークコイルアレイを示す分解斜視図である。 本発明を適用可能な他の複合コモンモードチョークコイルアレイを示す等価回路図である。 図１７におけるＦ−Ｆ断面を示す模式図である。

符号の説明

１０、４５、５０、６０、７０ 複合コモンモードチョークコイル
２１、１２１ 第１磁性材料層
２２、１２２ 第１中間層
２３、５１、１２３ 複合層
２４、１２４ 第２中間層
２５、１２５ 第２磁性材料層
２６、１２７ 第１コイル層
２７ バリスタ層（対向導体層）
２８、１２８ 第２コイル層
３１、３４、１３１、１３４、１３７、１４０ 渦巻状導体
３３、１３３ 第１コイル導体
３６、１３６ 第２コイル導体
４０、５４、５６、１４３、１４４ 渦巻状導体（対向導体）
４６、６１、７１、７２ 対向導体
５２、１２６ 第１バリスタ層（対向導体層）
５３、１２９ 第２バリスタ層（対向導体層）
１３９ 第３コイル導体
１４２ 第４コイル導体

Claims (5)

1. 複数のシート状材料を積層し、これらシート状材料の各別のものにコイル導体が形成されている２以上のコイル層と、
   他のシート状材料に対向導体が形成されている対向導体層とを有し、
   前記対向導体が、前記コイル層のうちの少なくとも１つに形成されたコイル導体と、積層方向から見て少なくとも一部が重なり合うように対向配置され、
   前記２以上のコイル層によって、コモンモードチョークコイルが形成されていることを特徴とする複合コモンモードチョークコイル。
2. 前記対向導体と、該対向導体と対向配置された前記コイル導体とが、それぞれ渦巻状導体を有し、
   該渦巻状導体の巻回部の中心に形成された非巻回部の少なくとも一部が、互いに重なり合うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合コモンモードチョークコイル。
3. 前記コイル導体が、渦巻状導体を有し、
   前記対向導体の中心に設けられた導体非形成部と、前記渦巻状導体の中心に設けられた非巻回部との少なくとも一部が、互いに重なり合うように形成され、
   前記対向導体が、前記他のシート状材料の上面に分割して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合コモンモードチョークコイル。
4. 前記コイル層を構成するシート状材料と、前記対向導体層を形成するシート状材料とに、非線形抵抗材料であるバリスタ材料が用いられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合コモンモードチョークコイル。
5. 前記コイル層と前記対向導体層とを備える複合層の積層方向の両端外面側に、中間層を介在させた状態で磁性材料層が設けられ、
   前記中間層を構成するシート状材料が、前記磁性材料を構成するシート状材料よりも低い収縮率をもって収縮されており、前記複合層を構成するシート状材料よりも高い収縮率をもって収縮されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の複合コモンモードチョークコイル。

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