JP2017130569A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるコモンモードノイズフィルタを提供する。【解決手段】コモンモードノイズフィルタは、巻芯部１１と、その両端部に形成された一対の鍔部１２を有するコア１３と、巻芯部１１に同一方向に巻回されている２線輪の巻線１４と、一対の鍔部１２にその両端部が接合された天板１５とを備え、天板１５に、鉄を質量比で９３％〜９４％を含み、構造が１０ｎｍ程度のα鉄(α‐Ｆｅ)の粒の周りにＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕで構成されたアモルファス磁性層を持つ軟磁性材料を用いた。【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタに関するものである。

従来のこの種のコモンモードノイズフィルタは、図４に示すように、巻芯部１とその両端部に形成された一対の鍔部２を有するコア３と、巻芯部１に同一方向に巻回されている２線輪の巻線４と、一対の鍔部２にその両端部が接合された天板５とを備え、この天板５をＮｉ−Ｚｎ系等のフェライトで構成していた。また、一対の鍔部２には電極（図示せず）がめっき等により形成され、この電極に巻線４の両端がそれぞれ接続されていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００９−１０２０７号公報

上記従来のコモンモードノイズフィルタは、天板５にフェライトを使用しているため、飽和磁束密度が小さく、これにより、高いインダクタンスを得ることができないため、コモンモード成分のインピーダンスがあまり向上せず、この結果、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、巻芯部とその両端部に形成された一対の鍔部を有するコアと、巻芯部に同一方向に巻回されている２線輪の巻線と、一対の鍔部にその両端部が接合された天板とを備え、この天板に、鉄を質量比で９３％〜９４％を含み、構造が約１０ｎｍのα鉄(α‐Ｆｅ)の粒の周りにＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕなどで構成されたアモルファス磁性層を持つ軟磁性材料を用いた。

本発明のコモンモードノイズフィルタは、天板の飽和磁束密度が高くなるため、高いインダクタンスを得ることができ、これにより、コモンモード成分のインピーダンスを向上させることができるため、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの断面図 同コモンモードノイズフィルタの他の例の断面図 同コモンモードノイズフィルタの他の例の断面図 従来のコモンモードノイズフィルタの斜視図

以下、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタについて図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの断面図である。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図１に示すように、巻芯部１１と、その両端部に形成された一対の鍔部１２を有するコア１３と、前記巻芯部１１に同一方向に巻回されている２線輪の巻線１４と、前記一対の鍔部１２に両端部が接合された天板１５とを備えている。

そして、前記天板１５を、鉄を質量比で９３％〜９４％を含み、構造が約１０ｎｍのα鉄(α‐Ｆｅ)の粒の周りにＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕで構成されたアモルファス磁性層を持つ軟磁性材料からなる軟磁性層１６と、絶縁層１７とを交互に複数積層した積層体１８で構成している。

上記構成において、前記巻芯部１１は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等のフェライトで構成され、その周囲には同一方向に巻回されている２線輪の巻線１４が形成されている。

また、前記一対の鍔部１２は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等のフェライトで構成され、巻芯部１１の両端部に一体的に設けられている。なお、一対の鍔部１２には、２線輪の巻線１４と接続された電極（図示せず）が、めっき等によって形成されている。

中央部の巻芯部１１とその両端部に設けられた一対の鍔部１２とで、磁性のコア１３が構成される。

さらに、前記２本の巻線１４は、銅線を絶縁膜で被覆してなり、コア１３の巻芯部１１に巻装されている。また、この２線輪の巻線１４は、それぞれ同一方向に巻回され、約５〜５０ターンの巻数となっている。

そして、前記天板１５は、厚みが約２０μｍ〜３０μｍの軟磁性層１６と、厚みが約３５μｍの絶縁層１７とを交互に複数積層した積層体１８で構成されている。この天板１５の両端部の下面は、接着剤（図示せず）によって一対の鍔部１２の上面に接合されている。

ここで、軟磁性層１６は、鉄を質量比で９３％〜９４％を含み、構造が約１０ｎｍのα鉄(α‐Ｆｅ)の粒の周りにＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕなどで構成されたアモルファス磁性層を持つ軟磁性材料で形成されている。

この軟磁性材料は、Ｆｅの濃度が高いＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕ系合金を溶かしたものを急冷法でα-Ｆｅの核を含む不均一なアモルファス（非晶質）状態にした後、適切な熱処理例えば４００℃程度に加熱して作る。同合金に含まれるＰとＣｕの作用によってナノ結晶になる。

そして、この軟磁性材料は、軟磁気特性を向上させたナノ結晶軟磁性材料で、高い透磁率と高い飽和磁束密度とを両立できる。

また、この軟磁性材料は金属であるため、このままでは巻線１４で発生した磁界により渦電流が生じ、これにより、インダクタンス値が小さくなる。この渦電流の影響を低減させるために、軟磁性層１６を、樹脂などからなる絶縁層１７と交互に複数積層し、積層体１８を構成している。

なお、図１では、軟磁性層１６を３層、絶縁層１７を３層としているが、他の層数としてもよい。

また、上記説明では前記天板１５を構成する軟磁性層１６の厚みを約２０μｍ〜３０μｍ、絶縁層１７の厚みを約３５μｍのとしたが、それぞれ他の厚みとしてもよい。

さらに、上記本発明の一実施の形態のコモンモードノイズフィルタの外観は、天板１５が積層体１８となっている以外は、図４に示す構成と同じである。

上記した本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、天板１５の飽和磁束密度が高くなるため、高いインダクタンスを得ることができ、これにより、コモンモード成分のインピーダンスを向上させることができるため、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという効果が得られるものである。

さらに、図２に示すように、天板１５の両端面を、一対の鍔部１２の内側面、すなわち、一対の鍔部１２の互いに対向する面に接着剤で接合してもよい。巻線１４から遠く離れた上層に位置する軟磁性層１６にも確実に磁束を通すことができるため、より高いインダクタンスを得ることができる。また、低背化も可能である。

そして、軟磁性材料を１μｍ〜２００μｍ程度の粒径にしたものを、樹脂に混合して成形した成形体１９を形成し、図３に示すように、この成形体１９を天板１５としてもよい。成形後の成形体１９は、粉状の軟磁性材料で構成され、例えば、樹脂に粉状の軟磁性体が混合されているものなどで形成される。より多くの軟磁性材料に磁束を通すことができるため、より高いインダクタンスを得ることができる。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、コモンモードノイズの除去機能を向上させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタ等に適用することにより有用となるものである。

１１ 巻芯部
１２ 一対の鍔部
１３ コア
１４ 巻線
１５ 天板
１６ 軟磁性層
１７ 絶縁層
１８ 積層体

Claims (4)

1. 巻芯部と、その両端部に形成された一対の鍔部を有するコアと、前記巻芯部に同一方向に巻回されている２線輪の巻線と、前記一対の鍔部にその両端部が接合された天板とを備え、前記天板に、鉄を質量比で９３％〜９４％を含み、構造が１０ｎｍ程度のα鉄(α‐Ｆｅ)の粒の周りにＳｉ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕで構成されたアモルファス磁性層を持つ軟磁性材料を用いたコモンモードノイズフィルタ。
2. 前記天板を、前記軟磁性材料からなる軟磁性層と絶縁層とを交互に複数積層した積層体で構成した請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
3. 前記天板の両端面を、前記一対の鍔部の内側面に接合した請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。
4. 前記天板を、前記軟磁性材料の粉末と絶縁材料の粉末とを混合させたもので構成した請求項１に記載のコモンモードノイズフィルタ。