JP2014075533A - コモンモードフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】異ターン間容量の低減によってモード変換特性の低減を実現しつつ、高いインダクタンスも実現する。
【解決手段】コモンモードフィルタは、巻芯部及び巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部１１ｂ，１１ｃを有するドラムコアと、巻芯部に巻回されたワイヤＷ１，Ｗ２とを備え、ワイヤＷ１，Ｗ２は、隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１のスペース対応部Ｓ１と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１及び第２の密巻回部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明はコモンモードフィルタに関し、特にドラムコアを用いて構成したコモンモードフィルタに関する。

差動伝送方式の伝送路を構成する２本の信号線それぞれに設けられ、互いに磁気結合する２つのインダクタンスによって構成されるコモンモードフィルタが知られている。コモンモードフィルタを差動伝送方式の伝送路に挿入することで、コモンモードのノイズ電流だけを選択的に除去することが可能になる。

コモンモードフィルタの具体的な構造としては、トロイダルコアを用いるものと、ドラムコアを用いるものとが知られている。トロイダルコアを用いる場合、ドラムコアを用いる場合に比べて漏れ磁束を抑制できることから、高いノイズ除去性能を得ることができる一方、自動巻線が困難で手動巻線に頼らざるを得ないため、特性のバラつきが大きくなる。これに対し、ドラムコアを用いる場合、トロイダルコアほどの高いノイズ除去性能を得ることは困難である一方、自動巻線工法を用いることができるので、特性のバラつきを小さくできる。また、自動巻線工法が利用できることから、ドラムコアタイプのコモンモードフィルタは量産に適している。

特許文献１，２には、ドラムコアを用いて構成したコモンモードフィルタの例が開示されている。特許文献１の例では、それぞれインダクタンスを構成する２つのワイヤが、２層構造で巻回されている。一方、特許文献２の例では、それぞれインダクタンスを構成する２つのワイヤが、ペア線として同時に巻回されている。一般に、前者の巻き方はレイヤ巻きと呼ばれ、後者の巻き方はバイファイラ巻きと呼ばれる。また、特許文献３には、ドラムコアへのワイヤの巻回を行うために使用される自動巻線機の例が開示されている。

特許第４７８９０７６号公報 特許第３９７３０２８号公報 特許第４７３７２６８号公報

ところで近年、車載用ＬＡＮにおけるイーサーネットの採用が進んでいる。車載用イーサーネットに用いられるコモンモードフィルタには、従来にもまして、安定した特性と高いノイズ低減性能が要求される。これに関し、ドラムコアタイプのコモンモードフィルタは、上述したように特性のバラつきを小さくできる点に特長を有している。したがって、ドラムコアタイプのコモンモードフィルタのノイズ低減性能を改善できれば、車載用イーサーネット用として最適なコモンモードフィルタを得ることが可能になる。

高いノイズ低減性能として具体的に求められるのは、コモンモードフィルタに入力されたディファレンシャル信号成分のうち、コモンモードノイズに変換されて出力される割合を示すモード変換特性（Ｓｃｄ）の低減である。そこで、これを解決すべく本発明の発明者が研究を進めた結果、ドラムコアを用いて構成したコモンモードフィルタにおけるモード変換特性の低減には、異なるターン間に発生する容量（以下、「異ターン間容量」と称する）が大きく関わっていることが判明した。異ターン間容量を低減することで、モード変換特性が低減される。

異ターン間容量は、例えば特許文献２に開示されるように、バイファイラ巻きされるペア線間に一定のスペース（特許文献２の図２における「ｂ」部分）を設けることによって低減できる。なお、特許文献２でこのような巻き方を採用しているのは遮断周波数を高めるためであり、特許文献２にはモード変換特性に関する記載はない。しかし一方で、特許文献２のような巻き方では、すべてのターン間に同幅のスペースを設けているため、巻回数が少なくなってしまう。実際、特許文献２のコモンモードフィルタの巻回数はわずかに４ターンであり、これでは車載用イーサーネットで利用されるコモンモードフィルタで必要とされるインダクタンス（３００μＨ）を得ることはできない。

したがって、本発明の目的のひとつは、異ターン間容量の低減によってモード変換特性の低減を実現しつつ、高いインダクタンスも実現できるドラムコアタイプのコモンモードフィルタを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明によるコモンモードフィルタは、巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラムコアと、前記巻芯部に巻回された第１及び第２のワイヤとを備え、前記第１及び第２のワイヤは、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された１又は複数のスペース対応部と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された１又は複数の密巻回部とを有することを特徴とする。

本発明の発明者は、特許文献２に開示されるようなすべてのペア線間にスペースを設ける構成としなくても、一部のペア線間のみにスペースを設けることで、モード変換特性低減の観点からは十分な異ターン間容量の低減を達成できることを見出した。本発明はこの新たな知見を利用するもので、１又は複数のスペース対応部を設けることでモード変換特性を低減させる一方、１又は複数の密巻回部を設けることにより、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることを可能としたものである。

上記コモンモードフィルタにおいて、前記第１及び第２のワイヤは、前記一対の鍔部の一方及び他方のそれぞれから数えたターン数と前記１又は複数のスペース対応部の配置との関係が実質的に互いに同じとなるよう巻回されることとしてもよい。これによれば、搭載の方向性を低減できる。

また、上記各コモンモードフィルタにおいて、前記第１及び第２のワイヤは、隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１のスペース対応部と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１及び第２の密巻回部を有し、前記第１のスペース対応部並びに前記第１及び第２の密巻回部は、前記一対の鍔部の一方から他方にかけて、前記第１の密巻回部、前記第１のスペース対応部、前記第２の密巻回部の順に配置されることとしてもよい。これによれば、スペースの数を最小限（＝１）に絞ることができるので、その分、巻回数を増やすことが可能になる。

なお、このコモンモードフィルタにおいて、前記第１及び第２のワイヤは、前記第２のワイヤを１層目、前記第１のワイヤを２層目としてレイヤ巻きされ、前記第１及び第２のワイヤは、前記一対の鍔部の一方及び他方のそれぞれから数えたターン数と、前記第１のワイヤが前記第１及び第２の密巻回部それぞれの端部で１層目に落下する位置との関係が実質的に互いに同じとなるよう巻回されることとしてもよい。こうすれば、搭載の方向性をさらに低減できる。

また、このコモンモードフィルタにおいて、前記第１のスペース対応部内で、前記第１及び第２のワイヤがクロスされることとしてもよい。こうすれば、第１のスペース対応部の両側で極性が反対になるので、極性のバランスをとることが可能になる。

また、上記各コモンモードフィルタにおいて、前記第１及び第２のワイヤは、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１及び第２のスペース対応部と、隣接ターン同士が密着して巻回された第１の密巻回部とを有し、前記第１及び第２のスペース対応部並びに前記第１の密巻回部は、前記一対の鍔部の一方から他方にかけて、前記第１のスペース対応部、前記第１の密巻回部、前記第２のスペース対応部の順に配置されることとしてもよい。これによれば、モード変換特性低減の観点から影響の大きい巻芯部の両端部に近い位置で異ターン間容量を低減できるので、効率よく異ターン間容量を低減することが可能になる。

なお、このコモンモードフィルタにおいてさらに、前記第１及び第２のワイヤは、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第２及び第３の密巻回部をさらに有し、前記第１及び第２のスペース対応部並びに前記第１乃至第３の密巻回部は、前記一対の鍔部の一方から他方にかけて、前記第２の密巻回部、前記第１のスペース対応部、前記第１の密巻回部、前記第２のスペース対応部、前記第３の密巻回部の順に配置されることとしてもよい。

また、このコモンモードフィルタにおいてさらに、前記第１及び第２のスペース対応部内には、それぞれ所定ターン数の前記第１及び第２のワイヤが含まれており、前記第１のスペース対応部内における前記第１及び第２のワイヤの配置は、隣接ターン間の距離が、前記一対の鍔部の一方に近い位置から順に狭くなるよう設定され、前記第２のスペース対応部内における前記第１及び第２のワイヤの配置は、隣接ターン間の距離が、前記一対の鍔部の他方に近い位置から順に狭くなるよう設定されることとしてもよい。これによれば、モード変換特性低減の観点から影響の大きい巻芯部の両端部に近い位置にあるものほどスペースの幅を広くするので、効率よく異ターン間容量を低減することが可能になる。

上記各コモンモードフィルタにおいて、前記第１及び第２のワイヤはレイヤ巻きされることとしてもよい。これによれば、バイファイラ巻きする場合に比べて巻回数を増やすことが可能になる。もちろん、上記各コモンモードフィルタにおいて、前記第１及び第２のワイヤはバイファイラ巻きされることとしてもよい。

本発明によれば、１又は複数のスペース対応部を設けたことでモード変換特性の低減が実現する一方、１又は複数の密巻回部を設けることにより、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることが可能になる。

本発明の第１の実施の形態による表面実装型コモンモードフィルタの外観構造を示す略斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、板状コアを剥がした状態の図１に示すコモンモードフィルタを、ｘｚ平面内の４方向それぞれから見た場合の平面図である。 図１に示すコモンモードフィルタによって実現される電気回路の回路図である。 図１に示すコモンモードフィルタにおけるワイヤの巻回状態を示す模式図である。 （ａ）（ｂ）は、図４に示したワイヤの巻回方法を説明するための図である。 図４に示したワイヤの巻回状態の変形例を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態によるコモンモードフィルタにおけるワイヤの巻回状態を示す模式図である。 図７に示したワイヤの巻回状態の変形例を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態によるコモンモードフィルタにおけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態を示す模式図である。 図９に示したワイヤの巻回方法を説明するための図である。 図９に示したワイヤの巻回状態の変形例を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態によるコモンモードフィルタにおけるワイヤの巻回状態を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態によるコモンモードフィルタにおけるワイヤの巻回状態を示す模式図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態による表面実装型のコモンモードフィルタ１０の外観構造を示す略斜視図である。また、図２（ａ）〜（ｄ）は、後述する板状コア１２を剥がした状態のコモンモードフィルタ１０を、ｘｚ平面（ｙ方向と垂直な平面）内の４方向それぞれから見た場合の平面図である。なお、本実施の形態では、図１に示すように、後述する一対の鍔部１１ｂ，１１ｃの対向方向をｙ方向、後述する上面１１ｂｓ，１１ｃｓの面内でｙ方向と垂直な方向をｘ方向、ｘ方向とｙ方向の両方に垂直な方向をｚ方向と称する。

図１に示すように、コモンモードフィルタ１０は、ドラムコア１１と、ドラムコア１１に取り付けられた板状コア１２と、ドラムコア１１に巻回されたワイヤＷ１，Ｗ２（第１及び第２のワイヤ）とを備えて構成される。ドラムコア１１は、断面が矩形である棒状の巻芯部１１ａと、巻芯部１１ａの両端に設けられた鍔部１１ｂ，１１ｃとを備え、これらが一体化された構造を有している。ドラムコア１１は基板上に設置して用いるものであり、巻芯部１１ａの上面１１ａｓ、及び、鍔部１１ｂ，１１ｃの上面１１ｂｓ，１１ｃｓを基板に対向させた状態で該基板に貼り付けられる。板状コア１２は、鍔部１１ｂ，１１ｃの下面（上面１１ｂｓ，１１ｃｓの反対側の面）と固着している。

ドラムコア１１及び板状コア１２は、比較的透磁率の高い磁性材料、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライトやＭｎ−Ｚｎ系フェライトの焼結体によって構成される。なお、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトなどの透磁率の高い磁性材料は、固有抵抗が低く導電性を有しているのが通常である。

鍔部１１ｂの上面１１ｂｓには２つの端子電極Ｅ１，Ｅ２が形成されており、鍔部１１ｃの上面１１ｃｓには２つの端子電極Ｅ３，Ｅ４が形成されている。端子電極Ｅ１，Ｅ２は、ｘ方向の一端側からこの順で配置される。同様に、端子電極Ｅ３，Ｅ４も、ｘ方向の一端側からこの順で配置される。端子電極Ｅ１〜Ｅ４には、ワイヤＷ１，Ｗ２の各端部が熱圧着により継線される。

ワイヤＷ１，Ｗ２は被覆導線であり、巻芯部１１ａに互いに同一の巻回方向で巻回されてコイル導体を構成する。ワイヤＷ１，Ｗ２のターン数も互いに同一である。本実施の形態では、ワイヤＷ１，Ｗ２は２層構造のレイヤ巻きによって巻回される。また、巻芯部１１ａの中ほどに位置する隣接ターン間にスペースが設けられ、これによってスペース対応部Ｓ１が構成される。この点については、後ほど再度詳しく説明する。スペース対応部Ｓ１以外の部分は、隣接ターン同士が密着して巻回されている。ワイヤＷ１の一端（鍔部１１ｂ側の端部）Ｗ１ａ，他端（鍔部１１ｃ側の端部）Ｗ１ｂはそれぞれ端子電極Ｅ１，Ｅ３に継線される。また、ワイヤＷ２の一端（鍔部１１ｂ側の端部）Ｗ２ａ，他端（鍔部１１ｃ側の端部）Ｗ２ｂはそれぞれ端子電極Ｅ２，Ｅ４に継線される。

図３は、コモンモードフィルタ１０によって実現される電気回路の回路図である。同図に示すように、コモンモードフィルタ１０は、端子電極Ｅ１とＥ３の間に接続されるインダクタＩ１と、端子電極Ｅ２とＥ４の間に接続されるインダクタＩ２とが、互いに磁気結合した構成を有している。インダクタＩ１，Ｉ２は、それぞれワイヤＷ１，Ｗ２によって構成される。この構成により、端子電極Ｅ１，Ｅ２を入力端、端子電極Ｅ３，Ｅ４を出力端とした場合、入力端から入力されたディファレンシャル信号は、コモンモードフィルタ１０によってほとんど影響を受けず、出力端から出力される。一方、入力端から入力されたコモンモードノイズは、コモンモードフィルタ１０によって大きく減衰し、出力端へはほとんど出力されないこととなる。

ここで、コモンモードフィルタは一般に、コモンモードフィルタの入力端に入力されたディファレンシャル信号の一部を、コモンモードノイズに変換して出力端から出力してしまう、という性質を有している。この性質はもちろん望ましいものではないので、コモンモードノイズに変換されるディファレンシャル信号の割合（上述したモード変換特性Ｓｃｄ）をある程度以下の値に抑えることが必要とされる。また、これとは別に、コモンモードフィルタには、できるだけ巻回数を多くすることが必要とされる。小さなサイズで必要なインダクタンスを得るためである。本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０では、スペース対応部Ｓ１を設けて異ターン間容量を低減する一方、その他の部分ではワイヤＷ１，Ｗ２を密に巻回することにより、この２つの課題を同時に解決している。以下、詳しく説明する。

図４は、コモンモードフィルタ１０におけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態を示す模式図である。同図に示す各構成のうち、ワイヤＷ１，Ｗ２及び巻芯部１１ａにかかる部分は、図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示したＡ−Ａ線における断面図となっている。また、鍔部１１ｂ，１１ｃにかかる部分は、図２（ａ）にも示した上面図となっている。

図４に示した各ワイヤＷ１，Ｗ２内の数字は、鍔部１１ｂ側の端からそれぞれのターン数を数えた場合のターンの順番（ターン番号）である。同図の例では、ターン番号の最大値が１１となっているが、実際には４０ターン程度である。同図では、図面の見易さを優先して、後述する密巻回部内におけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回数を大幅に省略している。また、図４には、ワイヤＷ１，Ｗ２と端子電極Ｅ１〜Ｅ４との接続関係を、模式的に太い直線で示している。これらの点は、後掲する他の図面でも同様である。

図４に示すように、本実施の形態によるワイヤＷ１，Ｗ２は、隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１のスペース対応部Ｓ１と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２とを有している。これらは、鍔部１１ｂから鍔部１１ｃにかけて、第１の密巻回部Ｄ１、第１のスペース対応部Ｓ１、第２の密巻回部Ｄ２の順に配置される。第１の密巻回部Ｄ１にはターン番号１〜５、第１のスペース対応部Ｓ１にはターン番号６、第２の密巻回部Ｄ２にはターン番号７〜１１のワイヤＷ１，Ｗ２がそれぞれ含まれる。

なお、本実施の形態では第１のスペース対応部Ｓ１内に１ターン分のワイヤＷ１，Ｗ２（ターン番号６）が含まれているが、必ずしも第１のスペース対応部Ｓ１内にワイヤＷ１，Ｗ２を含めなければならないわけではない。この点は、後述する他の実施の形態でも同様である。

このように第１のスペース対応部Ｓ１を設けたことで、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０では、スペース対応部を全く設けない場合に比べてワイヤＷ１，Ｗ２における異ターン間容量を低減することが可能になる。したがって、モード変換特性も低減される。一方で、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２を設けたので、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０では、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることが可能になる。

図５（ａ）（ｂ）は、図４に示したワイヤＷ１，Ｗ２の巻回方法を説明するための図である。なお、図５（ａ）（ｂ）に示したワイヤ断面を結ぶ直線及び破線はそれぞれ、巻芯部１１ａの図面手前側にあるワイヤ、巻芯部１１ａの図面奥側にあるワイヤを模式的に示したものである。以下、この図５（ａ）（ｂ）を参照しながら、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２及び第１のスペース対応部Ｓ１を有するワイヤＷ１，Ｗ２の巻き方について、簡単に説明する。

巻芯部１１ａへのワイヤＷ１，Ｗ２の巻回は、図示しない自動巻線機を用いて行う。この自動巻線機として具体的には、例えば特許文献３に開示されている自動巻線機を用いることが好適である。以下、特許文献３に開示されている自動巻線機を用いることを前提として説明すると、ワイヤＷ１，Ｗ２を巻回するにあたっては、まず初めに１層目のワイヤＷ２の一端を端子電極Ｅ２に継線した後、ドラムコア１１をｙ方向を回転軸として一定速度で回転させながら、ワイヤＷ２を繰り出すノズルをｙ方向に移動させる（図５（ａ））。このとき、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２にあたる部分では、隣接ターン間に隙間ができないようにノズルの移動速度を調節する。一方、第１のスペース対応部Ｓ１にあたる部分では、隣接ターン間に適切な大きさのスペースが空くようにノズルの移動速度を調節する。移動速度は、隙間ができないように巻回するときに最も小さく、形成するスペースが大きいほど大きくなる。第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２におけるノズルの移動速度は一定とする必要があるが、第１のスペース対応部Ｓ１におけるノズルの移動速度は必ずしも一定でなくともよい。巻回が終了したら、ドラムコア１１の回転を止め、ワイヤＷ２の他端を端子電極Ｅ４に継線する。

次に、２層目のワイヤＷ１の一端を端子電極Ｅ１に継線した後、再度ドラムコア１１を一定速度で回転させながら、ワイヤＷ１を繰り出すノズルをｙ方向に移動させる（図５（ｂ））。このとき、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２にあたる部分では、ワイヤＷ１がワイヤＷ２の間にちょうどはまるよう、ノズルの移動速度を調節する。ただし、図５（ｂ）にも示すように、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２のいずれについても、ワイヤＷ１の巻回数とワイヤＷ２の巻回数が互いに同数であることから、一方の端部ではワイヤＷ１が１層目に落下することになる。図５（ｂ）では、それぞれ第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２の鍔部１１ｂ側の端部に位置するターン番号１，７のワイヤＷ１が、１層目に落下している。一方、第１のスペース対応部Ｓ１にあたる部分では、ワイヤＷ１がワイヤＷ２に沿って巻回されるよう、ノズルの移動速度を調節する。つまり、第１のスペース対応部Ｓ１内においては、ワイヤＷ１，Ｗ２の位置関係はバイファイラ巻きした場合と同じになる。巻回が終了したら、ドラムコア１１の回転を止め、ワイヤＷ１の他端を端子電極Ｅ３に継線する。以上の手順により、巻芯部１１ａへのワイヤＷ１，Ｗ２の巻回が完了する。

図４に戻る。同図に示すように、ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が互いに同じとなるよう巻回される。別の言い方をすれば、ワイヤＷ１，Ｗ２は、巻芯部１０のｙ方向中央部を中心として、鍔部１１ｂ側に巻回されたワイヤＷ１，Ｗ２と、鍔部１１ｃ側に巻回されたワイヤＷ１，Ｗ２とが対称となるよう巻回される。具体的に説明すると、鍔部１１ｂから数えたターン数によれば、第１のスペース対応部Ｓ１は５番目のターンと７番目のターンとの間に配置される。一方、鍔部１１ｃから数えたターン数によっても、同様に、第１のスペース対応部Ｓ１は５番目のターンと７番目のターンとの間に配置されている。

ターン数と第１のスペース対応部Ｓ１の配置との関係をこのように設定することにより、端子電極Ｅ１，Ｅ２を入力端として利用する場合と端子電極Ｅ３，Ｅ４を入力端として利用する場合とで、ほぼ同じ特性が期待できることになる。したがって、コモンモードフィルタ１０を基板上に設置する際に、どちらの鍔部が端子電極Ｅ１，Ｅ２に対応しているのか、などを気にする必要がなくなる（搭載の方向性が低減される）ので、設置作業の負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。

なお、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係は、完全に互いに同じてなくとも、実質的に互いに同じであればよい。「実質的に互いに同じ」とは、現実的な観点から搭載の方向性が十分に低減される程度の差は許容されるということを意味する。例えば、全体のターン数が４０ターンとなる場合、図４に示すように第１のスペース対応部Ｓ１内に１ターン分配置するのであれば、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２のうちの一方を１９ターン、他方を２０ターンとせざるを得ない。この場合、ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が完全に互いに同じとなるよう巻回されてはいないが、現実的な観点からは、搭載の方向性が十分に低減される。したがって、この場合、ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が実質的に互いに同じとなるよう巻回されていると言える。以上の点は、後述する他の実施の形態や、「鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数と落下位置との関係」についても同様である。

以上説明したように、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０によれば、第１のスペース対応部Ｓ１を設け、かつ第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２を設けたので、モード変換特性の低減と、高いインピーダンスの確保とを両立できる。また、コモンモードフィルタ１０の搭載の方向性を低減できるので、基板上に設置する際の作業負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。また、レイヤ巻きを採用しているので、バイファイラ巻きを採用する場合に比べて巻回数を増やすことが可能になる。

図６は、図４に示したワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態の変形例を示す模式図である。同図の例では、第２の密巻回部Ｄ２において、鍔部１１ｂ側の端部に位置するターン番号７のワイヤＷ１ではなく、鍔部１１ｃ側の端部に位置するターン番号１１のワイヤＷ１が１層目に落下するように、ワイヤＷ１，Ｗ２を巻回している。こうすることで、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数と落下位置との関係が同じになるので、コモンモードフィルタ１０の方向性をさらに低減することが可能になる。

図７は、本発明の第２の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０におけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態を示す模式図である。本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０は、ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回態様の点で異なる他は、第１の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０と同一である。図７では、図４と同様、ワイヤＷ１，Ｗ２及び巻芯部１１ａにかかる部分が図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示したＡ−Ａ線に対応する断面図となっており、鍔部１１ｂ，１１ｃにかかる部分が図２（ａ）に対応する上面図となっている。以下、相違点に着目して説明する。

本実施の形態によるワイヤＷ１，Ｗ２は、図７に示すように、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１及び第２のスペース対応部Ｓ１，Ｓ２と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１乃至第３の密巻回部Ｄ１〜Ｄ３とを有している。これらは、鍔部１１ｂから鍔部１１ｃにかけて、第２の密巻回部Ｄ２、第１のスペース対応部Ｓ１、第１の密巻回部Ｄ１、第２のスペース対応部Ｓ２、第３の密巻回部Ｄ３の順に配置される。第２の密巻回部Ｄ２にはターン番号１〜３、第１のスペース対応部Ｓ１にはターン番号４、第１の密巻回部Ｄ１にはターン番号５〜７、第２のスペース対応部Ｓ２にはターン番号８、第３の密巻回部Ｄ３にはターン番号９〜１１のワイヤＷ１，Ｗ２がそれぞれ含まれる。なお、第２及び第３の密巻回部Ｄ２，Ｄ３は必ずしも設けなくてもよく、１ターン分のワイヤＷ１，Ｗ２によりこれらを代替してもよい。

このように第１及び第２のスペース対応部Ｓ１，Ｓ２を設けたことで、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０でも、スペース対応部を全く設けない場合に比べてワイヤＷ１，Ｗ２における異ターン間容量を低減することが可能になる。したがって、モード変換特性も低減される。また、第１乃至第３の密巻回部Ｄ１〜Ｄ３を設けたので、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることも可能になる。

また、本実施の形態においても、ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が互いに同じとなるよう巻回される。具体的に説明すると、鍔部１１ｂから数えたターン数、鍔部１１ｃから数えたターン数のいずれによっても、スペース対応部は３番目のターンと５番目のターンとの間、及び７番目のターンと９番目のターンとの間に配置される。したがって、第１の実施の形態と同様、搭載の方向性を低減することができ、設置作業の負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０によっても、モード変換特性の低減と、高いインピーダンスの確保とを両立できる。また、コモンモードフィルタ１０の搭載の方向性を低減できるので、基板上に設置する際の作業負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。また、レイヤ巻きを採用しているので、バイファイラ巻きを採用する場合に比べて巻回数を増やすことが可能になる。

また、本実施の形態では、第１の実施の形態に比べるとスペースが鍔部１１ｂ，１１ｃ寄りに形成されることになるが、モード変換特性の低減効果は、スペースの位置が鍔部１１ｂ，１１ｃに近いほど大きく得られる。したがって、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０によれば、第１の実施の形態に比べ、より効率よく（より狭いスペースで）モード変換特性の低減効果を得ることが可能になる。

図８は、図７に示したワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態の変形例を示す模式図である。図７の例では、それぞれ第１乃至第３の密巻回部Ｄ１〜Ｄ３の鍔部１１ｂ側の端部に位置するターン番号１，５，９のワイヤＷ１が１層目に落下していたが、図８に示す本変形例では、第２及び第３の密巻回部Ｄ２，Ｄ３に関して、鍔部１１ｃ側の端部に位置するターン番号７，１１のワイヤＷ１が１層目に落下するようにしている。こうすることで、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数と落下位置との関係について、全く同じとはならないものの近似する（実質的に同じとなる）ことになるので、図７の例に比べると、コモンモードフィルタ１０の方向性をさらに低減することが可能になる。

図９は、本発明の第３の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０におけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態を示す模式図である。本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０は、ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回態様の点で異なる他は、第１の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０と同一である。図９では、図４と同様、ワイヤＷ１，Ｗ２及び巻芯部１１ａにかかる部分が図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示したＡ−Ａ線に対応する断面図となっており、鍔部１１ｂ，１１ｃにかかる部分が図２（ａ）に対応する上面図となっている。以下、相違点に着目して説明する。

本実施の形態によるワイヤＷ１，Ｗ２は、図７に示すように、レイヤ巻きではなくバイファイラ巻きによって巻回されている。一方で、隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１のスペース対応部Ｓ１と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２とを有し、これらが鍔部１１ｂから鍔部１１ｃにかけて、第１の密巻回部Ｄ１、第１のスペース対応部Ｓ１、第２の密巻回部Ｄ２の順に配置される点では、第１の実施の形態と同様である。したがって、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０では、第１の実施の形態と同様、スペース対応部を全く設けない場合に比べてワイヤＷ１，Ｗ２における異ターン間容量が低減され、モード変換特性も低減される。また、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることが可能になる。

図１０は、図９に示したワイヤＷ１，Ｗ２の巻回方法を説明するための図である。同図には、図５（ａ）（ｂ）と同様、ワイヤ断面を結ぶ直線及び破線により、巻芯部１１ａの図面手前側にあるワイヤ、巻芯部１１ａの図面奥側にあるワイヤを模式的に示している。以下、この図１０を参照しながら、バイファイラ巻きによる場合の第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２及び第１のスペース対応部Ｓ１を有するワイヤＷ１，Ｗ２の巻き方について、簡単に説明する。

ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回に用いる自動巻線機としては、第１の実施の形態と同様、特許文献３に開示されているものを用いることが好適である。本実施の形態では、まず初めに、ワイヤＷ１の一端を端子電極Ｅ１に、ワイヤＷ２の一端を端子電極Ｅ２に、それぞれ継線する。次に、ドラムコア１１を一定速度で回転させながら、それぞれワイヤＷ１，Ｗ２を繰り出す２本のノズルを、相対的な位置関係を維持した状態でｙ方向に移動させる。このとき、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２にあたる部分では、隣接ターン間に隙間ができないように各ノズルの移動速度を調節する。一方、第１のスペース対応部Ｓ１にあたる部分では、隣接ターン間に適切な大きさのスペースが空くように各ノズルの移動速度を調節する。本実施の形態においても、移動速度は、隙間ができないように巻回するときに最も小さく、形成するスペースが大きいほど大きくなる。また、第１及び第２の密巻回部Ｄ１，Ｄ２におけるノズルの移動速度は一定とする必要があるが、第１のスペース対応部Ｓ１におけるノズルの移動速度は必ずしも一定でなくともよい。巻回が終了したら、ワイヤＷ１の他端を端子電極Ｅ３に、ワイヤＷ２の他端を端子電極Ｅ４に、それぞれ継線する。

図９に戻る。ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が互いに同じとなるよう巻回される。具体的に説明すると、鍔部１１ｂから数えたターン数、鍔部１１ｃから数えたターン数のいずれによっても、第１のスペース対応部Ｓ１は３番目のターンと５番目のターンとの間に配置される。したがって、第１及び第２の実施の形態と同様、搭載の方向性を低減することができ、設置作業の負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０によっても、モード変換特性の低減と、高いインピーダンスの確保とを両立できる。また、コモンモードフィルタ１０の搭載の方向性を低減できるので、基板上に設置する際の作業負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。

図１１は、図９に示したワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態の変形例を示す模式図である。同図には、図１０と同様、ワイヤ断面を結ぶ直線及び破線により、巻芯部１１ａの図面手前側にあるワイヤ、巻芯部１１ａの図面奥側にあるワイヤを模式的に示している。本変形例では、第１のスペース対応部Ｓ１の内部（図示した位置Ｘ１）でワイヤＷ１，Ｗ２をクロスしている（位置を入れ替えている）。これに伴い、第２の密巻回部Ｄ２の鍔部１１ｃ側端部（図示した位置Ｘ２）でもワイヤＷ１，Ｗ２をクロスしている。なお、ワイヤＷ１，Ｗ２のクロスは、対応する位置で２本のノズルの位置を入れ替えることによって実現される。

ワイヤＷ１，Ｗ２をこのようにクロスさせることで、第１のスペース対応部Ｓ１の両側で極性が反対になるので、極性のバランスをとることが可能になる。また、第１のスペース対応部Ｓ１内でワイヤＷ１，Ｗ２をクロスしている（両側に隣接ターンが密着していないターン番号４のワイヤＷ１，Ｗ２をクロスしている）ので、クロスによる巻線の乱れを最小限に抑えることが可能になる。

図１２は、本発明の第４の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０におけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態を示す模式図である。本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０は、ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回態様の点で異なる他は、第３の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０と同一である。図１２では、図４と同様、ワイヤＷ１，Ｗ２及び巻芯部１１ａにかかる部分が図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示したＡ−Ａ線に対応する断面図となっており、鍔部１１ｂ，１１ｃにかかる部分が図２（ａ）に対応する上面図となっている。以下、相違点に着目して説明する。

本実施の形態によるワイヤＷ１，Ｗ２は、第３の実施の形態と同様、レイヤ巻きではなくバイファイラ巻きによって巻回される。一方、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１及び第２のスペース対応部Ｓ１，Ｓ２と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１乃至第３の密巻回部Ｄ１〜Ｄ３とを有し、これらが鍔部１１ｂから鍔部１１ｃにかけて、第２の密巻回部Ｄ２、第１のスペース対応部Ｓ１、第１の密巻回部Ｄ１、第２のスペース対応部Ｓ２、第３の密巻回部Ｄ３の順に配置される点では、第２の実施の形態と同様である。したがって、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０では、第２の実施の形態と同様、スペース対応部を全く設けない場合に比べてワイヤＷ１，Ｗ２における異ターン間容量が低減され、モード変換特性も低減される。また、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることが可能になる。

また、本実施の形態でも、ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が互いに同じとなるよう巻回される。具体的に説明すると、鍔部１１ｂから数えたターン数、鍔部１１ｃから数えたターン数のいずれによっても、スペース対応部は２番目のターンと４番目のターンとの間、及び５番目のターンと７番目のターンとの間に配置される。したがって、第１乃至第３の実施の形態と同様、搭載の方向性を低減することができ、設置作業の負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０によっても、モード変換特性の低減と、高いインピーダンスの確保とを両立できる。また、コモンモードフィルタ１０の搭載の方向性を低減できるので、基板上に設置する際の作業負担を軽減し、設置ミスを防止することが可能になる。

また、本実施の形態では、第３の実施の形態に比べるとスペースが鍔部１１ｂ，１１ｃ寄りに形成されることになるので、第３の実施の形態に比べ、より効率よく（より狭いスペースで）モード変換特性の低減効果を得ることが可能になる。

図１３は、本発明の第５の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０におけるワイヤＷ１，Ｗ２の巻回状態を示す模式図である。本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０は、ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回態様の点で異なる他は、第３及び第４の実施の形態によるコモンモードフィルタ１０と同一である。図１３では、図４と同様、ワイヤＷ１，Ｗ２及び巻芯部１１ａにかかる部分が図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示したＡ−Ａ線に対応する断面図となっており、鍔部１１ｂ，１１ｃにかかる部分が図２（ａ）に対応する上面図となっている。以下、相違点に着目して説明する。

本実施の形態によるワイヤＷ１，Ｗ２は、図１３に示すようにバイファイラ巻きされており、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１及び第２のスペース対応部Ｓ１，Ｓ２と、隣接ターン同士が密着して巻回された第１の密巻回部Ｄ１とを有して構成される。これらは、鍔部１１ｂから鍔部１１ｃにかけて、第１のスペース対応部Ｓ１、第１の密巻回部Ｄ１、第２のスペース対応部Ｓ２の順に配置される。第１のスペース対応部Ｓ１内には、ターン番号２，３のワイヤＷ１，Ｗ２が含まれる。また、第２のスペース対応部Ｓ２内には、ターン番号１０，１１のワイヤＷ１，Ｗ２が含まれる。

本実施の形態においても、ワイヤＷ１，Ｗ２は、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が互いに同じとなるよう巻回される。具体的に説明すると、鍔部１１ｂから数えたターン数、鍔部１１ｃから数えたターン数のいずれによっても、スペース対応部は１番目のターンと４番目のターンとの間、及び９番目のターンと１２番目のターンとの間に配置される。

第１及び第２のスペース対応部Ｓ１，Ｓ２並びに第１の密巻回部Ｄ１を設けていることから、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０は、第１乃至第４の実施の形態と同様、スペース対応部を全く設けない場合に比べてワイヤＷ１，Ｗ２における異ターン間容量が低減され、モード変換特性も低減される。また、すべてのペア線間にスペースを設ける場合に比べて高いインダクタンスを得ることが可能になる。また、ワイヤＷ１，Ｗ２が、鍔部１１ｂ，１１ｃのそれぞれから数えたターン数とスペース対応部の配置との関係が互いに同じとなるように巻回されていることから、搭載の方向性も低減できる。

また、本実施の形態では、第１のスペース対応部Ｓ１内におけるワイヤＷ１，Ｗ２（ターン番号２，３）の配置は、隣接ターン間の距離が、鍔部１１ｂに近い位置から順に、図示するようにＬ１，Ｌ２，Ｌ３となるように設定される。同様に、第２のスペース対応部Ｓ２内におけるワイヤＷ１，Ｗ２（ターン番号１０，１１）の配置は、隣接ターン間の距離が、鍔部１１ｃに近い位置から順に、図示するようにＬ１，Ｌ２，Ｌ３となるように設定される。

この構成によれば、距離Ｌ１〜Ｌ３の値を適宜調整できるので、本実施の形態によるコモンモードフィルタ１０では、第１乃至第４の実施の形態に比べ、モード変換特性の値を所望の値に調節することが容易になる。距離Ｌ１〜Ｌ３の具体的な値としては、より効率よく（より狭いスペースで）モード変換特性の低減効果を得るという観点から、図１３に例示するように、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３を満たす値を選択することが好ましい。こうすることで、鍔部１１ｂ，１１ｃに近いほどスペースの幅を広くすることができるので、効率よくモード変換特性を低減することが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、第５の実施の形態（図１３）に示したような、スペース対応部内の複数のスペースの幅を適宜調整する構成は、図１３に示したバイファイラ巻きだけでなく、レイヤ巻きの例にも適用することが可能である。例えば、図８の例でも、第１及び第２のスペース対応部Ｓ１，Ｓ２内にはそれぞれ２つずつスペースができており（ターン番号４のワイヤＷ１，Ｗ２の両側と、ターン番号８のワイヤＷ１，Ｗ２の両側）、このスペースの幅を適宜調整することにより、モード変換特性の値を所望の値に調節することができる。

なお、図４などに示したワイヤＷ１，Ｗ２の断面図では、実施の形態ごとにコモンモードフィルタ１０のＹ方向の長さが異なっているが、これは描画の都合上そのようにしているに過ぎない。コモンモードフィルタ１０のサイズはＪＩＳ規格によって決定されるもので、製品化の際には、規格化されたいくつかのサイズ（０４０３、０６０５、０８０６など）の中からコモンモードフィルタ１０のサイズが決定される。したがって、上記各実施の形態の中から、サイズに合った特性を有するものを選択して採用することが必要となる。例えば、同一サイズであればバイファイラ巻きよりレイヤ巻きの方が巻回数をかせげるので、サイズが小さいときにはレイヤ巻きを採用すればよい。また、例えばサイズに余裕があるときには、鍔部１１ｂ，１１ｃに近い位置にスペース対応部を有する図７や図１１の例を採用する一方、サイズに余裕がないときには、中央にひとつのスペース対応部を有する図４や図９の例を採用すればよい。

その他にも、図４の例を採用しようとしたときに方向性の低減を厳しく求められた場合には図６の例を採用する、モード変換特性の微調節を求められた場合には図１２の例を採用するなど、要求条件に応じて適宜最適な実施例を選択することが好ましい。

１０ コモンモードフィルタ
１１ ドラムコア
１１ａ 巻芯部
１１ａｓ 巻芯部１１ａの上面
１１ｂ，１１ｃ 鍔部
１１ｂｓ 鍔部１１ｂの上面
１１ｃｓ 鍔部１１ｃの上面
１２ 板状コア
Ｄ１〜Ｄ３ 密巻回部
Ｅ１〜Ｅ４ 端子電極
Ｉ１，Ｉ２ インダクタ
Ｓ１〜Ｓ６ スペース対応部
Ｗ１，Ｗ２ ワイヤ

Claims (10)

1. 巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラムコアと、
   前記巻芯部に巻回された第１及び第２のワイヤとを備え、
   前記第１及び第２のワイヤは、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された１又は複数のスペース対応部と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された１又は複数の密巻回部とを有する
   ことを特徴とするコモンモードフィルタ。
2. 前記第１及び第２のワイヤは、前記一対の鍔部の一方及び他方のそれぞれから数えたターン数と前記１又は複数のスペース対応部の配置との関係が実質的に互いに同じとなるよう巻回される
   ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードフィルタ。
3. 前記第１及び第２のワイヤは、隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１のスペース対応部と、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第１及び第２の密巻回部を有し、
   前記第１のスペース対応部並びに前記第１及び第２の密巻回部は、前記一対の鍔部の一方から他方にかけて、前記第１の密巻回部、前記第１のスペース対応部、前記第２の密巻回部の順に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコモンモードフィルタ。
4. 前記第１及び第２のワイヤは、前記第２のワイヤを１層目、前記第１のワイヤを２層目としてレイヤ巻きされ、
   前記第１及び第２のワイヤは、前記一対の鍔部の一方及び他方のそれぞれから数えたターン数と、前記第１のワイヤが前記第１及び第２の密巻回部それぞれの端部で１層目に落下する位置との関係が実質的に互いに同じとなるよう巻回される
   ことを特徴とする請求項３に記載のコモンモードフィルタ。
5. 前記第１及び第２のワイヤはバイファイラ巻きされ、
   前記第１のスペース対応部内で、前記第１及び第２のワイヤがクロスされる
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコモンモードフィルタ。
6. 前記第１及び第２のワイヤは、それぞれ隣接ターン間にスペースを空けて巻回された第１及び第２のスペース対応部と、隣接ターン同士が密着して巻回された第１の密巻回部とを有し、
   前記第１及び第２のスペース対応部並びに前記第１の密巻回部は、前記一対の鍔部の一方から他方にかけて、前記第１のスペース対応部、前記第１の密巻回部、前記第２のスペース対応部の順に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコモンモードフィルタ。
7. 前記第１及び第２のワイヤは、それぞれ隣接ターン同士が密着して巻回された第２及び第３の密巻回部をさらに有し、
   前記第１及び第２のスペース対応部並びに前記第１乃至第３の密巻回部は、前記一対の鍔部の一方から他方にかけて、前記第２の密巻回部、前記第１のスペース対応部、前記第１の密巻回部、前記第２のスペース対応部、前記第３の密巻回部の順に配置される
   ことを特徴とする請求項６に記載のコモンモードフィルタ。
8. 前記第１及び第２のスペース対応部内には、それぞれ所定ターン数の前記第１及び第２のワイヤが含まれており、
   前記第１のスペース対応部内における前記第１及び第２のワイヤの配置は、隣接ターン間の距離が、前記一対の鍔部の一方に近い位置から順に狭くなるよう設定され、
   前記第２のスペース対応部内における前記第１及び第２のワイヤの配置は、隣接ターン間の距離が、前記一対の鍔部の他方に近い位置から順に狭くなるよう設定される
   ことを特徴とする請求項６に記載のコモンモードフィルタ。
9. 前記第１及び第２のワイヤはレイヤ巻きされる
   ことを特徴とする請求項１、２、３、６、７、８のいずれか一項に記載のコモンモードフィルタ。
10. 前記第１及び第２のワイヤはバイファイラ巻きされる
    ことを特徴とする請求項１、２、３、６、７、８のいずれか一項に記載のコモンモードフィルタ。

Images