JP2017112156A - コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】良好なモード変換特性を与え得る巻線型のコモンモードチョークコイルを提供する。
【解決手段】巻芯部３５の軸線方向に沿って、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第１の端部３８側に位置する第１の巻回領域Ａと、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第２の端部３９側に位置する第２の巻回領域Ｂとを分布させる。第１の巻回領域Ａでの第１および第２のワイヤの各々のターン数と第２の巻回領域Ｂでの第１および第２のワイヤの各々のターン数は、一方が他方の１．５倍以上とされ、あるいは、一方が他方より５ターン以上少なくされる。このように、非対称な巻回構造を採用することにより、対称な巻回構造を持つものに比べて、ある方向から見たモード変換特性をより良好なものとすることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、コモンモードチョークコイルに関するもので、特に、２つの端部を有する巻芯部上に２本のワイヤを巻回した構造を有する巻線型のコモンモードチョークコイルに関するものである。

図１１および図１２を参照して、この発明の対象となるコモンモードチョークコイル３１の一般的な構成について説明する。

図１１に示すように、コモンモードチョークコイル３１は、コア３２と、それぞれインダクタを構成する第１および第２のワイヤ３３および３４と、を備えている。コア３２は、電気絶縁性材料、より具体的には、誘電体としてのアルミナ、磁性体としてのＮｉ−Ｚｎ系フェライト、または樹脂などから構成される。コア３２は、全体として断面四角形状をなしている。ワイヤ３３および３４は、たとえば、絶縁被覆された銅線から構成される。

コア３２は、巻芯部３５ならびに巻芯部３５の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部３６および３７を有する。第１および第２のワイヤ３３および３４は、巻芯部３５上において第１の鍔部３６側の第１の端部３８から第２の鍔部３７側の第２の端部３９に向かって互いに実質的に同じターン数をもって並行しながら螺旋状に巻回されている。

第１の鍔部３６には、第１および第２の端子電極４１および４２が設けられ、第２の鍔部３７には、第３および第４の端子電極４３および４４が設けられる。端子電極４１〜４４は、たとえば、導電性ペーストの焼付け、導電性金属のめっき等によって形成される。なお、端子電極４１〜４４の位置からわかるように、図１１は、コモンモードチョークコイル３１を、実装基板側に向けられる実装面を上方に向けた姿勢で図示している。

第１のワイヤ３３の各端部は、それぞれ、第１および第３の端子電極４１および４３に接続され、第２のワイヤ３４の各端部は、それぞれ、第２および第４の端子電極４２および４４に接続される。これらの接続には、たとえば、熱圧着が適用される。

コモンモードチョークコイル３１は、さらに、天板４５を備える。天板４５は、コア３２と同様、たとえば、非磁性体としてのアルミナ、磁性体としてのＮｉ−Ｚｎ系フェライト、または樹脂などから構成される。コア３２および天板４５が磁性体からなるとき、天板４５が第１および第２の鍔部３６および３７間を連結するように設けられることによって、コア３２は、天板４５と協働して、閉磁路を構成する。

以上のような構成を有するコモンモードチョークコイル３１は、図１２に示すような等価回路を与えている。図１２において、図１１に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。

図１２を参照して、コモンモードチョークコイル３１は、第１および第３の端子電極４１および４３間に接続される第１のワイヤ３３によって構成される第１のインダクタ４６と、第２および第４の端子電極４２および４４間に接続される第２のワイヤ３４によって構成される第２のインダクタ４７と、を備える。これら第１および第２のインダクタ４６および４７は、互いに磁気結合されている。

図１１では明瞭に表わされていないが、第１のワイヤ３３は、巻芯部３５の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、第２のワイヤ３４は、その断面上の一部を第１のワイヤ３３の隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回されている。

以上説明したコモンモードチョークコイル３１において、そこに入力される信号周波数が高くなると、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であるモード変換特性が大きく現れるという問題に遭遇することがある。たとえば特開２０１４−１２０７３０号公報（特許文献１）では、第１および第２のワイヤ３３および３４の異なるターン間に発生する浮遊容量（分布容量）のバランスが崩れることを、この問題の原因として挙げている。

そのため、特許文献１に記載の技術では、たとえば、図１３に示すようなワイヤ３３および３４の巻回状態が採用される。

なお、図１３では、第１のワイヤ３３を示す断面には網掛けが施され、第２のワイヤ３４との区別が明確になるようにしている。また、図１３に示した第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の断面内には、巻芯部３５の第１の端部３８側から数えたターン数「１」〜「１２」が記入されている。

図１３において、巻芯部３５の周囲に巻回される第１および第２のワイヤ３３および３４の各部分のうち、巻芯部３５の手前側に位置する部分は実線で、巻芯部３５によって隠れる部分は破線でそれぞれ模式的に示されている。なお、図１３では、ワイヤ３３および３４の、巻芯部３５の手前側に位置する部分および巻芯部３５によって隠れる部分の各々のすべてが図示されているわけではない。

図１３を参照して、第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態に基づき分類したとき、
（１）第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第１の端部３８側に位置する第１の巻回領域Ａと、
（２）第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第２の端部３９側に位置する第２の巻回領域Ｂと、
（３）第１の巻回領域Ａと第２の巻回領域Ｂとの間に位置し第１のワイヤ３３と第２のワイヤ３４とが交差することによって、第１のワイヤ３３のターンと第２のワイヤ３４のターンとの位置関係が切り替えられる切替領域Ｃと、
が存在している。そして、これら第１の巻回領域Ａ、切替領域Ｃおよび第２の巻回領域Ｂは、この順序で巻芯部３５の軸線方向に沿って分布している。

特許文献１に記載の技術では、モード変換特性が大きく現れるという問題を解決するにあたり、第１および第２のワイヤ３３および３４の異なるターン間に発生する浮遊容量（分布容量）をバランスさせるため、第１の巻回領域Ａにおけるワイヤ３３および３４の巻回構造と、第２の巻回領域Ｂにおけるワイヤ３３および３４の巻回構造とが、切替領域Ｃの中心線Ｃ１に関して、対称となるようにされている。言い換えると、第１の巻回領域Ａにおけるワイヤ３３および３４の各々のターン数と第２の巻回領域Ｂにおけるワイヤ３３および３４のターン数とが、互いに等しくなるようにされている。

特許文献１における記載によれば、上述のようにワイヤ３３および３４の巻回構造を対称とすることにより、第１の巻回領域Ａにおける分布容量および第２の巻回領域Ｂにおける分布容量が、それぞれ、第１および第２のインダクタ４６および４７（図１２参照）と並列に発生し、これにより、第１のワイヤ３３によるＬＣ回路の共振点と第２のワイヤ３４によるＬＣ回路の共振点との両方が変化するが、２つの共振点のバランスは変化せず、したがって、モード変換特性を低減できる、とされている。

特開２０１４−１２０７３０号公報

特許文献１に記載の技術では、モード変換特性を低減するため、上述のように、ワイヤ３３および３４の巻回構造を対称にするという手段を採用しているが、このような手段を採用したとしても、実際には、コモンモードチョークコイル３１において、巻回構造を完全に対称とすることは不可能に近い。

たとえば、ワイヤ３３および３４は螺旋状に巻回されるため、ワイヤ３３および３４を物理的に左右対称に配置しようとしても、完全な対称とはなり得ない。

また、２本のワイヤ３３および３４の巻回状態において、第１のワイヤ３３が常に内側、第２のワイヤ３４が常に外側というような位置関係をほぼ維持するため、第１のワイヤ３３による第１のインダクタ４６と第２のワイヤ３４による第２のインダクタ４７との間で、インダクタンス値のずれが発生する。そのため、第１のインダクタ４６と第２のインダクタ４７とで共振周波数が一致しない。

また、チップ型のコモンモードチョークコイル３１は、実装基板に実装されるとき、端子電極４１〜４４を介してはんだ付けされるが、端子電極４１〜４４の各々に付与されるはんだの形態が、端子電極４１〜４４の形状や実装基板側の導電ランドの形状などが影響して、不揃いとなりがちであることからも非対称性がもたらされ得る。

以上のように、巻線構造において、あるいは巻線構造以外の部分において、非対称性がもたらされると、インダクタンス、キャパシタンス等の電気的特性においても非対称性、すなわち方向性が発生し、その結果、モード変換特性が理論どおりに低減できないことがわかった。

そこで、この発明の目的は、対称性を追求することなく、モード変換特性を低減することができる、コモンモードチョークコイルを提供しようとすることである。

この発明は、巻芯部ならびに巻芯部の互いに逆の第１および第２の端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部を有するコアと、巻芯部上において実質的に互いに同じターン数をもって並行しながら螺旋状に巻回された第１および第２のワイヤと、第１の鍔部に設けられ、第１のワイヤの一方端および第２のワイヤの一方端がそれぞれ接続された第１および第２の端子電極と、第２の鍔部に設けられ、第１のワイヤの他方端および第２のワイヤの他方端がそれぞれ接続された第３および第４の端子電極と、を備える、コモンモードチョークコイルに向けられる。

この発明に係るコモンモードチョークコイルには、第１および第２のワイヤの巻回状態に基づき分類したとき、
（１）第１および第２のワイヤの各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤのターンがこれと同一番目の第２のワイヤのターンより第１の端部側に位置する第１の巻回領域と、
（２）第１および第２のワイヤの各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤのターンがこれと同一番目の第２のワイヤのターンより第２の端部側に位置する第２の巻回領域と、
（３）第１の巻回領域と第２の巻回領域との間に位置し第１のワイヤと第２のワイヤとが交差することによって、第１のワイヤのターンと第２のワイヤのターンとの位置関係が切り替えられる切替領域と、
が存在する。そして、これら第１の巻回領域、切替領域および第２の巻回領域は、この順序で巻芯部の軸線方向に沿って分布している。

この発明では、上述したような構成を有するコモンモードチョークコイルにおいて、前述した技術的課題を解決するため、第１および第２のワイヤの各々のターン数は、第１の巻回領域と第２の巻回領域とで異ならされていることを特徴としている。

このように、この発明では、特許文献１に記載の技術において追及した対称性に逆行する、第１および第２のワイヤの各々のターン数を第１の巻回領域と第２の巻回領域とで積極的に異ならせるという非対称性に依存する手段を採用している。その結果、物理的に対称な構成である場合に比べて、良好なモード変換特性が得られることが見出された。

上述のように、非対称性に依存する手段を採用した場合、コモンモードチョークコイルの電気的特性に方向性が生じる。そのため、この発明に係るコモンモードチョークコイルにおいて、第１の鍔部と第２の鍔部とを識別することを可能とするためのマーキングをさらに備えることが好ましい。

この発明による効果がより確実に奏されるようにするため、好ましくは、第１の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数と第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数との比率は、一方が他方の１．５倍以上とされ、あるいは、第１の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数と第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数との差は、一方が他方より５ターン以上少なくされる。

この発明に係るコモンモードチョークコイルにおいて、第１および第２のワイヤの巻回態様につき、次の第１および第２の巻回態様のいずれが採用されてもよい。

第１の巻回態様では、第１のワイヤは、巻芯部の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、第２のワイヤは、第１および第２の巻回領域において、断面上の一部を第１のワイヤの隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回される。

第２の巻回態様では、第１のワイヤおよび第２のワイヤは、第１および第２の巻回領域において、ともに巻芯部の周面に接する状態で巻回される。

この発明によれば、第１および第２のワイヤの各々のターン数を第１の巻回領域と第２の巻回領域とで異ならせることにより、第１および第２のワイヤについて物理的に対称な巻回構造を持つものに比べて、ある方向から見たモード変換特性をより良好なものとすることができる。

第１および第２のワイヤについて物理的に対称な巻回構造を持つコモンモードチョークコイルは、その構造上必ず、ワイヤの巻線部分以外の部分で上下あるいは左右のインダクタンスまたはキャパシタンスについて非対称性が発生している。そして、これら非対称性は、巻回される第１および第２のワイヤの位置関係や端子電極と実装基板側の導電ランドとの位置関係で決定されているため、必ず方向性が発生している。

この発明では、第１および第２のワイヤの各々のターン数を第１の巻回領域と第２の巻回領域とで積極的に異ならせることにより、上述した非対称性を補償し、特性を向上させることができる。

この発明の第１の実施形態によるコモンモードチョークコイル５１の外観を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。 図１に示したコモンモードチョークコイル５１における第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態を模式的に示す断面図である。 図２に示した第１のワイヤ３３の巻線手順を説明するための断面図である。 図２に示した第２のワイヤ３４の巻線手順を説明するための断面図である。 第１巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数と第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数とが同一であるコモンモードチョークコイルのＳパラメータの周波数特性を示す図であって、実線は、第１および第２の端子電極側を入力側とした場合であり、破線は、第３および第４の端子電極側を入力側とした場合を示している。 第１巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数に比べて第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数が１ターン少ないコモンモードチョークコイルのＳパラメータの周波数特性を示す図であって、実線は、第１および第２の端子電極側を入力側とした場合であり、破線は、第３および第４の端子電極側を入力側とした場合を示している。 第１巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数に比べて第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数が３ターン少ないコモンモードチョークコイルのＳパラメータの周波数特性を示す図であって、実線は、第１および第２の端子電極側を入力側とした場合であり、破線は、第３および第４の端子電極側を入力側とした場合を示している。 第１巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数に比べて第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数が５ターン少ないコモンモードチョークコイルのＳパラメータの周波数特性を示す図であって、実線は、第１および第２の端子電極側を入力側とした場合であり、破線は、第３および第４の端子電極側を入力側とした場合を示している。 第１巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数に比べて第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数が７ターン少ないコモンモードチョークコイルのＳパラメータの周波数特性を示す図であって、実線は、第１および第２の端子電極側を入力側とした場合であり、破線は、第３および第４の端子電極側を入力側とした場合を示している。 この発明の第２の実施形態を説明するための図２に相当する図である。 従来のコモンモードチョークコイル３１の外観を示す斜視図である。 図１１に示したコモンモードチョークコイル３１の等価回路図である。 図１１に示したコモンモードチョークコイル３１において、特許文献１に記載された第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態を模式的に示す断面図である。

図１には、この発明の第１の実施形態によるコモンモードチョークコイル５１が示されている。図１に示したコモンモードチョークコイル５１は、前述した図１１に示したコモンモードチョークコイル３１と比べて、第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回態様が異なるのみで、それ以外の構成は実質的に同様である。したがって、図１において、図１１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図１において、第１のワイヤ３３と第２のワイヤ３４とを明確に区別するため、模式的に、第１のワイヤ３３は黒塗りで、第２のワイヤ３４は白抜きで図示されている。

図１に示したコモンモードチョークコイル５１における第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態が図２に模式的断面図で示されている。図１（Ｂ）と図２とを対比すれば、ワイヤ３３および３４のターン数に関して、図１（Ｂ）に示したものは図２に示したものより少ないことからわかるように、図１（Ｂ）では、ワイヤ３３および３４が省略的に図示されている。また、図２ないし図４では、第１のワイヤ３３を示す断面には網掛けが施され、第２のワイヤ３４との区別が明確になるようにしている。

第１および第２のワイヤ３３および３４は、巻芯部３５上において、第１の鍔部３６が設けられた第１の端部３８側から第２の鍔部３７が設けられた第２の端部３９に向かって互いに実質的に同じターン数をもって並行しながら螺旋状に巻回されている。図２に示した第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の断面内には、巻芯部３５の第１の端部３８側から数えたターン数「１」〜「２７」が記入されている。第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の断面内へのターン数の記入は、図３および図４ならびに図１０においても採用される。

第１のワイヤ３３は、巻芯部３５の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、第２のワイヤ３４は、その大部分が断面上の一部を第１のワイヤ３３の隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回される。

第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態の詳細を、図２とともに、図３および図４を参照して説明する。図３および図４において、巻芯部３５の周囲に巻回される第１および第２のワイヤ３３および３４の各部分のうち、巻芯部３５の手前側に位置する部分は実線で、巻芯部３５によって隠れる部分は破線でそれぞれ模式的に示されている。なお、ワイヤ３３および３４の、巻芯部３５によって隠れる部分を示す破線については、すべてが図示されているわけではなく、特徴ある箇所のみが示されている。

また、図２ないし図４には、巻芯部３５の第１の端部３８から第２の端部３９に向かって、「第１の巻回領域Ａ」、「切替領域Ｃ」および「第２の巻回領域Ｂ」がこの順に表示されている。すなわち、巻芯部３５の軸線方向に沿って、第１の巻回領域Ａ、切替領域Ｃおよび第２の巻回領域Ｂが分布している。第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態の説明を、領域Ａ〜Ｃの各々に分けて行なう。

まず、第１のワイヤ３３の始端が第１の端子電極４１（図１参照）に接続される。

次いで、図３によく示されているように、第１のワイヤ３３は、第１の巻回領域Ａでは、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第１ターンから第１５ターンまで巻回される。

次いで、切替領域Ｃでは、第１のワイヤ３３における第１６ターンから第１７ターンへと移行する部分が位置し、第１６ターンと第１７ターンとの間に隙間が形成される。

次いで、第２の巻回領域Ｂでは、第１のワイヤ３３は、再び、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第１８ターンから第２７ターンまで巻回される。

そして、第１のワイヤ３３の終端が第３の端子電極４３（図１参照）に接続される。

他方、第２のワイヤ３４については、まず、その始端が第２端子電極４２（図１参照）に接続される。

次いで、図４によく示されているように、第１の巻回領域Ａでは、第１のワイヤ３３のたとえば第１ターンと第２ターンとの間の凹部に、第２のワイヤ３４の第１ターンが嵌り込むように、すなわち、一般化すると、第１のワイヤ３３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２のワイヤ３４の第ｎターンが嵌り込む状態で、第２のワイヤ３４の第１ターンから第１５ターンまで巻回される。

次いで、切替領域Ｃでは、第２のワイヤ３４は、第１５ターンに対して隙間を形成した状態で第１６ターンが巻回され、さらに、第１６ターンに対して隙間を形成した状態で第１７ターンが巻回される。これら第１６ターンおよび第１７ターンは、巻芯部３５の周面に接する状態で巻回される。このとき、図３と図４とを対照すればわかるように、第２のワイヤ３４は、第１のワイヤ３３と交差する。

次いで、第２の巻回領域Ｂでは、第２のワイヤ３４の第１８ターンが、第２のワイヤ３４の第１７ターンに対して隙間を形成した後、第１のワイヤ３３の第１７ターンと第１８ターンとの間の凹部に嵌り込むというように、すなわち、一般化すれば、第１のワイヤ３３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２のワイヤ３４の第ｎ＋１ターンが嵌り込む状態で、第２のワイヤ３４の第１８ターンから第２７ターンまで巻回される。

そして、第２のワイヤ３４の終端が第４の端子電極４４（図１参照）に接続される。

上述した巻回状態から見出される特徴について、以下に列挙する。

まず、第１の巻回領域Ａでは、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第１の端部３８側に位置している。

第２の巻回領域Ｂでは、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第２の端部３９側に位置している。

切替領域Ｃでは、第１のワイヤ３３と第２のワイヤ３４とが交差することによって、第１のワイヤ３３のターンと第２のワイヤ３４のターンとの位置関係が切り替えられる。

また、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数は、第１の巻回領域Ａと第２の巻回領域Ｂとで異ならされている。すなわち、第１の巻回領域Ａでは、第１のワイヤ３３のターン数は“１５”であり、第２のワイヤ３４のターン数は“１５”であり、他方、第２の巻回領域Ｂでは、第１のワイヤ３３のターン数は“１０”であり、第２のワイヤ３４のターン数は“１０”である。

上記の第１の巻回領域Ａでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数と第２の巻回領域Ｂでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数とを比較すると、以下のようになる。

第１のワイヤ３３については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”は、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”の丁度１．５倍であり、第２のワイヤ３４については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”は、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”の丁度１．５倍である。すなわち、第１の巻回領域Ａでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数と第２の巻回領域Ｂでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数との比率は、一方が他方の１．５倍以上である。

また、第１のワイヤ３３については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”よりも、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”は５ターン少なく、第２のワイヤ３４については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”よりも、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”は５ターン少ない。すなわち、第１の巻回領域Ａでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数と第２の巻回領域Ｂでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数との差は、一方が他方より５ターン以上少ない。

以上のように、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数を第１の巻回領域Ａと第２の巻回領域Ｂとで異ならせるという非対称性によれば、コモンモードチョークコイル５１の電気的特性について方向性が生じるが、物理的に対称な構成である場合に比べて、良好なモード変換特性が得られることが見出された。このことについて、以下に、図５ないし図９を参照して説明する。

図５ないし図９は、コモンモードチョークコイルのＳパラメータの周波数特性を示す図であって、実線は、信号方向が第１および第２の端子電極側を入力側とした順方向の場合であり、破線は、信号方向が反対側にある第３および第４の端子電極側を入力側とした逆方向の場合を示している。そして、第１巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数Ｔ１と第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数Ｔ２とについて、
図５はＴ１＝１５，Ｔ２＝１５〈同一ターン数〉の場合を示し、
図６はＴ１＝１５，Ｔ２＝１４〈１ターン減らし〉の場合を示し、
図７はＴ１＝１５，Ｔ２＝１２〈３ターン減らし〉の場合を示し、
図８はＴ１＝１５，Ｔ２＝１０〈５ターン減らし〉の場合を示し、
図９はＴ１＝１５，Ｔ２＝８〈７ターン減らし〉の場合を示している。

図５ないし図９に示したＳパラメータがより低い値であるほど、より良好なモード変換特性、すなわち、より低減されたモード変換特性を示す。

図５に示した〈同一ターン数〉の場合には、実線で示した順方向と破線で示した逆方向との間では、前述のように完全に対称な巻回構造を実現できていないことから、Ｓパラメータ値は一致していないが、かなり近い特性を示している。

図６に示した〈１ターン減らし〉の場合には、より低周波域において、実線で示した順方向と破線で示した逆方向との間でＳパラメータ値に実質的な差はないが、より高周波域において、実線で示した順方向に比べて、破線で示した逆方向の方が、わずかに低いＳパラメータ値が得られている。

図７に示した〈３ターン減らし〉の場合には、より低周波域において、実線で示した順方向と破線で示した逆方向との間でＳパラメータ値に実質的な差はないが、より高周波域において、破線で示した逆方向に比べて、実線で示した順方向の方が、わずかに低いＳパラメータ値が得られている。

図８に示した〈５ターン減らし〉の場合には、より低周波域において、実線で示した順方向に比べて、破線で示した逆方向の方が、明らかに低いＳパラメータ値が得られ、より高周波域において、破線で示した逆方向に比べて、実線で示した順方向の方が、明らかに低いＳパラメータ値が得られている。なお、図８に示した〈５ターン減らし〉は、図２に示した実施形態に相当する。

図９に示した〈７ターン減らし〉の場合には、より低周波域において、実線で示した順方向に比べて、破線で示した逆方向の方が、かなり低いＳパラメータ値が得られ、より高周波域において、破線で示した逆方向に比べて、実線で示した順方向の方が、かなり低いＳパラメータ値が得られている。

上述したＳパラメータ値の傾向からわかるように、図８に示した〈５ターン減らし〉の場合、および図９に示した〈７ターン減らし〉の場合のように、Ｔ１とＴ２との差が５ターン以上のとき、あるいは、Ｔ１とＴ２との比率で言えば、Ｔ１がＴ２の１．５倍以上のとき、実線で示した順方向と破線で示した逆方向との間で顕著な差が現れ、明瞭な方向性が見られる。したがって、この発明において、好ましくは、Ｔ１とＴ２との差は一方が他方の５ターン以上少なくされ、Ｔ１とＴ２との比率でいえば、一方が他方の１．５倍以上とされる。ただし、Ｔ１とＴ２とについては、互いに異なってさえいれば、上記好ましい範囲以外であっても、多少の方向性は有する。

また、コモンモードチョークコイルの実使用にあたっては、たとえば図８に示した〈５ターン減らし〉の場合、および図９に示した〈７ターン減らし〉の場合について言えば、コモンモードチョークコイルが、より低周波域で使用されるときには、信号が逆方向に流れるように実装され、より高周波域で使用されるときには、信号が順方向に流れるように実装されることが推奨される。

上述したように、コモンモードチョークコイルの電気的特性に方向性が生じるため、図１（Ａ）に示すように、コモンモードチョークコイル５１は、第１の鍔部３６と第２の鍔部３７とを識別することを可能とするためのマーキング５２を、たとえば天板４５上に備えることが好ましい。これにより、所望の周波数特性を得ることができる向き（順方向、逆方向）にコモンモードチョークコイル５１を実装することができる。この観点からはマーキング５２は実装装置が識別できるものであればよい。一方、マーキング５２を目視により識別可能とすれば、製造工程でのコモンモードチョークコイル５１の取り扱いを容易にできる。具体的には、たとえば、コモンモードチョークコイル５１をリールへテーピングする梱包工程において、コモンモードチョークコイル５１の搬送ミスなどがあっても、その場で作業員が向きを識別・修正することができ、工程再開が容易となる。

マーキング５２は、たとえばレーザによって形成される。マーキング５２は、図示したように、天板４５に付与されるほか、たとえば、コア３２に付与されてもよい。また、マーキング５２は、図示のような図形に限らず、第１の鍔部３６と第２の鍔部３７との区別ができるのであれば、他の図形であっても、数字、文字、記号などであってもよく、さらには、製品に付与されるべき品番やロット番号などで代用されてもよい。

また、図示した円形のマーキング５２のように、それ自身で上下や左右の区別がないものをマーキングとして用いる場合には、図１（Ａ）に示すように、マーキング５２は、たとえば天板４５のいずれかの側に片寄った位置に付与される。この場合には、マーキング５２が付与された位置によって、コモンモードチョークコイル５１の向きを識別することができる。

なお、ワイヤ３３および３４のターン数が、第１の巻回領域Ａと第２の巻回領域Ｂとで比較的大きく異なっている場合には、ワイヤ３３および３４の巻回状態を目視するだけで、コモンモードチョークコイル５１の向きを容易に認識することができる。したがって、この場合には、たとえば天板４５をコア３２に取り付ける前といった、製造途中の段階で、コモンモードチョークコイル５１の向きを識別することができる。そのため、マーキング５２をあえて付与する必要がないとも言えるが、マーキング５２の付与にあたって、誤った付与となることを防止できるという利点も期待できる。また、コモンモードチョークコイル５１の実装時には、天板４５はコモンモードチョークコイル５１をピックアップするノズルの吸着箇所となる。したがって、天板４５にマーキング５２を付与した場合は、実装装置によるピックアップとコモンモードチョークコイル５１の向きの識別とを同時に行なうことができ、実装工程を合理化できる。

次に、図１０を参照して、この発明の第２の実施形態によるコモンモードチョークコイル５１ａについて説明する。図１０には、図２の場合と同様、コモンモードチョークコイル５１ａにおける第１および第２のワイヤ３３および３４の巻回状態が示されている。よって、図１０において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図１０に示したコモンモードチョークコイル５１ａでは、第１のワイヤ３３および第２のワイヤ３４は、並列しながら、ともに巻芯部３５の周面に接する状態で巻回される。

図１０に示したコモンモードチョークコイル５１ａは、第１の巻回領域Ａおよび第２の巻回領域Ｂの各々において、第１のワイヤ３３におけるあるターンと、これと同一番目の第２のワイヤ３４におけるターンと、のいずれが第１または第２の端部３８または３９側に位置するかについては、図２に示したコモンモードチョークコイル５１と同様である。

すなわち、第１の巻回領域Ａでは、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第１の端部３８側に位置する。

第２の巻回領域Ｂでは、第１のワイヤ３３のターンがこれと同一番目の第２のワイヤ３４のターンより第２の端部３９側に位置する。

切替領域Ｃでは、第１のワイヤ３３と第２のワイヤ３４とが交差することによって、第１のワイヤ３３のターンと第２のワイヤ３４のターンとの位置関係が切り替えられる。

より詳細には、第１の巻回領域Ａでは、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第１のワイヤ３３が先行して、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の第１ターンから第１５ターンまで巻回される。

次いで、切替領域Ｃでは、第１のワイヤ３３における第１６ターンから第１７ターンへと移行する部分が位置し、第１６ターンと第１７ターンとの間に隙間が形成される。他方、第２のワイヤ３４における第１６ターンから第１７ターンへと移行する部分が位置し、第１６ターンと第１７ターンとの間に隙間が形成される。また、切替領域Ｃにおいて、第２のワイヤ３４は、第１のワイヤ３３と交差する。

次いで、第２の巻回領域Ｂでは、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、第２のワイヤ３４が先行して、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々の第１８ターンから第２７ターンまで巻回される。

図１０に示した実施形態の場合も、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数は、第１の巻回領域Ａと第２の巻回領域Ｂとで異ならされている。すなわち、第１の巻回領域Ａでは、第１のワイヤ３３のターン数は“１５”であり、第２のワイヤ３４のターン数は“１５”であり、他方、第２の巻回領域Ｂでは、第１のワイヤ３３のターン数は“１０”であり、第２のワイヤ３４のターン数は“１０”である。

したがって、第１のワイヤ３３については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”は、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”の丁度１．５倍であり、第２のワイヤ３４については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”は、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”の丁度１．５倍である。すなわち、第１の巻回領域Ａでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数と第２の巻回領域Ｂでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数との比率は、一方が他方の１．５倍以上である。

また、第１のワイヤ３３については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”よりも、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”は５ターン少なく、第２のワイヤ３４については、第１の巻回領域Ａでのターン数“１５”よりも、第２の巻回領域Ｂでのターン数“１０”は５ターン少ない。すなわち、第１の巻回領域Ａでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数と第２の巻回領域Ｂでの第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数との差は、一方が他方より５ターン以上少ない。

以上のように、第２の実施形態によるコモンモードチョークコイル５１ａにおいても、第１および第２のワイヤ３３および３４の各々のターン数を第１の巻回領域Ａと第２の巻回領域Ｂとで異ならせるという非対称性が実現されている。したがって、第１の実施形態の場合と同様、コモンモードチョークコイル５１ａの電気的特性について方向性が生じるが、物理的に対称な構成である場合に比べて、良好なモード変換特性が得られる。

以上、この発明を図示したコモンモードチョークコイルに係る実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、コモンモードチョークコイルに備える第１および第２のワイヤのターン数は、この発明において規定される条件を満たす限り、任意に増減することができる。したがって、第１および第２のワイヤのターン数によっては、第１の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数と第２の巻回領域での第１および第２のワイヤの各々のターン数とについて、一方が他方の１．５倍となるターン数と、一方が他方より５ターン少なくなるターン数とが一致しない場合がある。

また、実施形態の説明において採用したターン数の数える方向は、逆にしてもよい。

また、実施形態では、第１の巻回領域Ａおよび第２の巻回領域Ｂにおいて、第１および第２のワイヤ３３および３４が密接しているが、これに限定されず、第１および第２のワイヤ３３および３４の間には多少の隙間があってもよい。

また、実施形態では、切替領域Ｃにおいて第１および第２のワイヤ３３および３４の間に明示的なスペースが記載されていたが、当該スペースは必須ではない。切替領域では、ワイヤが交差することによってワイヤ間の位置関係を切り替えることができればよい。具体的には、たとえば、一方のワイヤが密接して巻回されつつ、他方のワイヤが間隔を空けて巻回されることにより、ワイヤ間の位置関係が切り替わってもよい。

また、図示した各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

３１，５１，５１ａ コモンモードチョークコイル
３２ コア
３３ 第１のワイヤ
３４ 第２のワイヤ
３５ 巻芯部
３６ 第１の鍔部
３７ 第２の鍔部
３８ 第１の端部
３９ 第２の端部
４１〜４４ 端子電極
Ａ 第１の巻回領域
Ｂ 第２の巻回領域
Ｃ 切替領域

Claims (6)

1. 巻芯部ならびに前記巻芯部の互いに逆の第１および第２の端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部を有するコアと、
   前記巻芯部上において実質的に互いに同じターン数をもって並行しながら螺旋状に巻回された第１および第２のワイヤと、
   前記第１の鍔部に設けられ、前記第１のワイヤの一方端および前記第２のワイヤの一方端がそれぞれ接続された第１および第２の端子電極と、
   前記第２の鍔部に設けられ、前記第１のワイヤの他方端および前記第２のワイヤの他方端がそれぞれ接続された第３および第４の端子電極と、
   を備え、
   前記第１および第２のワイヤの巻回状態に基づき分類したとき、
   （１）前記第１および第２のワイヤの各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、前記第１のワイヤのターンがこれと同一番目の前記第２のワイヤのターンより前記第１の端部側に位置する第１の巻回領域と、
   （２）前記第１および第２のワイヤの各々の同一番目のターン同士が隣接しながら、前記第１のワイヤのターンがこれと同一番目の前記第２のワイヤのターンより前記第２の端部側に位置する第２の巻回領域と、
   （３）前記第１の巻回領域と前記第２の巻回領域との間に位置し前記第１のワイヤと前記第２のワイヤとが交差することによって、前記第１のワイヤのターンと前記第２のワイヤのターンとの位置関係が切り替えられる切替領域と、
   が存在し、
   前記第１の巻回領域、前記切替領域および前記第２の巻回領域は、この順序で前記巻芯部の軸線方向に沿って分布しており、
   前記第１および前記第２のワイヤの各々のターン数は、前記第１の巻回領域と前記第２の巻回領域とで異ならされている、
   コモンモードチョークコイル。
2. 当該コモンモードチョークコイルにおける前記第１の鍔部と前記第２の鍔部とを識別することを可能とするためのマーキングをさらに備える、請求項１に記載のコモンモードチョークコイル。
3. 前記第１の巻回領域での前記第１および第２のワイヤの各々のターン数と前記第２の巻回領域での前記第１および第２のワイヤの各々のターン数との比率は、一方が他方の１．５倍以上である、請求項１または２に記載のコモンモードチョークコイル。
4. 前記第１の巻回領域での前記第１および第２のワイヤの各々のターン数と前記第２の巻回領域での前記第１および第２のワイヤの各々のターン数との差は、一方が他方より５ターン以上少ない、請求項１または２に記載のコモンモードチョークコイル。
5. 前記第１のワイヤは、前記巻芯部の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、
   前記第２のワイヤは、前記第１および第２の巻回領域において、断面上の一部を前記第１のワイヤの隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら前記第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回される、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。
6. 前記第１のワイヤおよび前記第２のワイヤは、前記第１および第２の巻回領域において、ともに前記巻芯部の周面に接する状態で巻回されている、請求項１ないし４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。

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