JP3973028B2 - 表面実装型コモンモードノイズフィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号線等のコモンモードノイズを抑圧するためのコモンモードノイズフィルタに係り、とくにパーソナルコンピュータ等におけるＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ（液晶ディスプレイ等の接続用に用いられる）等の高速差動信号伝送において２本の信号線を通るコモンモードノイズを減衰させるために使用される表面実装型コモンモードノイズフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のコモンモードノイズフィルタとしては、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に一対の線材を密着して巻回した構造が一般的である。また、一対の平行な線材を絶縁材で一体に被覆したペア線を巻回したものとして、下記の特許文献１がある。但し、ペア線をなす線材相互間は線材径に比較してかなり近接した配置となっている。
【特許文献１】
特開２００２−１１０４２８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パーソナルコンピュータと周辺機器間等の信号伝送に、ＤＶＩ（ＴＭＤＳ），ＩＥＥＥ１３９４（Ｓ８００）等の高速差動伝送が登場しており、コモンモードノイズフィルタの伝送特性によっては伝送信号の高周波成分を減衰させる等の悪影響を及ぼすため、高速信号に対して使用することが難しい。伝送信号に対する影響度は、▲１▼信号遮断周波数と、▲２▼特性インピーダンス整合に依存すると考えると、従来までのコモンモードノイズフィルタでは信号遮断周波数１ＧＨｚ程度で特性インピーダンスはアプリケーションに応じて調整できない状況にあり、信号品質に影響を与える可能性がある。例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とパーソナルコンピュータとを結ぶ伝送方式ＤＶＩは解像度ＳＸＧＡで伝送速度が５６０ＭＨｚであるため、第３次、第５次高調波となるとＧＨｚ帯に達する。周波数帯域１ＧＨｚ程度（換言すれば、信号遮断周波数１ＧＨｚ程度）のコモンモードノイズフィルタではこれらの高調波を減衰させてしまい、波形品質を劣化させる。減衰させないためにはコモンモードノイズフィルタの通過帯域（信号遮断周波数）を伸ばす必要がある。また、特性インピーダンスについても従来の巻線型コモンモードノイズフィルタでは各アプリケーションに応じて調整することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、ＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧可能で、しかも特性インピーダンスのバラツキの少ない表面実装型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。
【０００５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に、線間距離（ａ）を一定に保って一対の導体線を絶縁層で一体化したペア線材を巻回し、かつ隣合うペア線材の導体線間に設けられる巻線間隔（ｂ）を一定に保つように巻回し、前記ペア線材の導体線端末をそれぞれ前記ドラムコアの鍔部に設けた電極部に電気的に接続してなる表面実装型コモンモードノイズフィルタであって、
前記線間距離（ａ）は、前記巻線間隔（ｂ）よりも小さい距離であり、
前記線間距離（ａ）と前記導体線の直径（Ｒ）の比ａ／Ｒが、
２≧ａ／Ｒ≧０.５
で、かつ前記巻線間隔（ｂ）と前記導体線の直径（Ｒ）の比ｂ／Ｒが、
２≧ｂ／Ｒ≧０.５
であり、かつ前記線間距離（ａ）と前記巻線間隔（ｂ）の前記導体線の直径（Ｒ）に対する相対値は、特性インピーダンスが１４０Ω以下となるディファレンシャルモードインダクタンスと線間容量とを有するように設定され、
特性インピーダンスが１４０Ω以下において、Ｓｄｄ２１周波数特性の遮断周波数が２.５ＧＨｚ以上であることを特徴としている。
【０００７】
本願請求項２の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、請求項１において、前記導体線の直径（Ｒ）が、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍであることを特徴としている。
【０００８】
本願請求項３の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、請求項１又は２において、前記ドラムコアの両方の鍔部上面間に磁性又は非磁性板状コアを固着したことを特徴としている。
【０００９】
本願請求項４の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、請求項１，２又は３において、前記電極部は各鍔部の少なくとも外側端面の両側位置にそれぞれ設けられており、前記鍔部の上面又は下面の前記電極部間を通る位置に線材引出溝を形成し、前記ペア線材を前記線材引出溝に通してから各導体線に分離して前記両側位置の電極部にそれぞれ接続したことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの実施の形態を図面に従って説明する。
【００１１】
図１（Ａ）,（Ｂ）は本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第１の実施の形態を示す。この図において、１１は磁性体（フェライト等）又は非磁性（セラミック等）のドラムコアであり、巻芯部１２の両側に方形鍔部１３を有している。このドラムコア１１の各方形鍔部１３には電極部１４が金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等でそれぞれ２個所形成されている。電極部１４は方形鍔部１３の両端部の上面、外側端面及び下面（装着面）にわたって連続してそれぞれ形成されている。
【００１２】
図２に示すように、前記ドラムコア１１の巻芯部１２には、線間距離ａの一対の導体線１，２を低誘電率の絶縁層３で絶縁被覆しかつ一体化したペア線材Ｐが巻線間隔ｂ（隣合うペア線材の導体線の間隔）で巻線されており、巻線後の一対の導体線１，２の端末はそれぞれ方形鍔部１３両端位置の電極部１４上面に熱圧着等により継線（接続）される。
【００１３】
前記導体線１，２を一体化したペア線材Ｐの巻線後、前記ドラムコア１１の両方の方形鍔部１３上面間には磁性体又は非磁性体の板状コア２０が接着剤等で固着される。この板状コア２０は製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にするために設けるものであり、さらにドラムコア１１及び板状コア２０共に磁性体とすれば、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上にも寄与できる。
【００１４】
図２に示したペア線材Ｐにおける一対の導体線１，２の線間距離ａ、隣合うペア線材Ｐの導体線間隔である巻線間隔ｂ、及び導体線１，２の直径Ｒと信号遮断周波数及び特性インピーダンスとの関係を以下で考察する。
【００１５】
まず、図３はコモンモードノイズフィルタの信号遮断周波数の定義を示し、Ｓｄｄ２１特性（ディファレンシャルモードについての減衰特性）の３ｄＢ減衰点を信号遮断周波数としている。
【００１６】
信号遮断周波数を上げるためには、ディファレンシャルモードインダクタンス（以下、Ｌｄという）と線間容量（以下、Ｃ１２）を低く抑えることが必要である。Ｌｄ，Ｃ１２が大きいと遮断周波数は低くなり、反対にＬｄ，Ｃ１２が小さいと遮断周波数は高くなる傾向にある。本実施の形態では、低Ｌｄ，Ｃ１２実現のために２本の線材を密着させて巻く従来の巻線方法を改め、２本の導体線１，２間に線間距離ａを持たせて絶縁層３で絶縁被覆しかつ一体化したペア線材Ｐを用い、さらに一定間隔空けて（巻線間隔ｂを設けて）巻いている。この結果、導体線１，２間の結合は緩むがＣ１２を減じることで遮断周波数を向上させることができる。また、特性インピーダンスは信号遮断周波数が許す範囲で前記線間距離ａと巻線間隔ｂを導体線の直径に対して相対的に変化させることで調整可能である。なお、絶縁層３の比誘電率は１に近い程好ましいが、実用上５以下の樹脂材料の中から選択すればよい。このとき、導体線１，２間における絶縁層３の肉厚を十分薄くすれば、絶縁層３の誘電率の影響を少なくでき、絶縁層３に起因するＣ１２の増大を回避できる。前記特性インピーダンスは前記線間距離ａに多く依存するため、管理が非常に重要である。単線を２本巻く方法では線間距離ａを一定に保つことが難しく特性インピーダンスのバラツキが大きい問題があるが、ペア線材Ｐの使用によりその問題を解消できる。
【００１７】
図４（Ａ）は巻線間隔ｂ＝２０μｍを一定に固定し、０μｍ≦ａ≦６０μｍ、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍの範囲の値としたときのａ／Ｒと遮断周波数との関係を示す。但し、ドラムコア１１（フェライト）の巻芯部断面は縦０.５mm、横０.８mmで、板状コア２０を装着状態とし、巻数は４ターンである。またペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした。ａ／Ｒ≧０.５であれば、遮断周波数２.５ＧＨｚ以上を確保できている。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合であっても従来の密着巻きよりも遮断周波数を相当高めることができる。
【００１８】
図４（Ｂ）はａ，ｂ，Ｒ、コア及び巻数が同じ条件でのａ／Ｒと特性インピーダンス（測定周波数５００ＭＨｚ）との関係を示す（但し、ペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした）。この図から、ａ／Ｒを変化させることで特性インピーダンスを所望値に設定できることが判る。とくにａ／Ｒ≧０.５の遮断周波数２.５ＧＨｚ以上の領域においても特性インピーダンスを可変設定できる。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合には特性インピーダンスは低い方に変化する。
【００１９】
図５（Ａ）は線間距離ａ＝２０μｍを一定に固定し、０μｍ≦ｂ≦６０μｍ、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍの範囲の値としたときのｂ／Ｒと遮断周波数との関係を示す。但し、コア及び巻数は図４と同じ条件である。また、ペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした。ｂ／Ｒ≧０.５であれば、遮断周波数２.５ＧＨｚ以上を確保できている。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合であっても従来の密着巻きよりも遮断周波数を相当高めることができる。
【００２０】
図５（Ｂ）はａ，ｂ，Ｒ、コア及び巻数が同じ条件でのｂ／Ｒと特性インピーダンス（測定周波数５００ＭＨｚ）との関係を示す（但し、ペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした）。この図から、ｂ／Ｒを変化させることで特性インピーダンスを所望値に設定できる。とくにｂ／Ｒ≧０.５の遮断周波数２.５ＧＨｚ以上の領域においても特性インピーダンスを可変設定できる。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合には特性インピーダンスは低い方に変化する。
【００２１】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２２】
(1) 磁性又は非磁性ドラムコア１１の巻芯部１２に、線間距離ａの一対の導体線１，２を絶縁層３で絶縁被覆しかつ一体化したペア線材Ｐを巻線し、かつ該ペア線材Ｐ間に巻線間隔ｂ（隣合うペア線材の導体線間隔）を設け、一対の導体線１，２の端末をそれぞれドラムコア１１の方形鍔部１３に設けた電極部１４に電気的に接続し、さらに前記線間距離ａと前記導体線１，２の直径Ｒの比ａ／Ｒを、
ａ／Ｒ≧０.５
とし、かつ前記巻線間隔ｂと前記導体線１，２の直径Ｒの比ｂ／Ｒを、
ｂ／Ｒ≧０.５
に設定することにより、遮断周波数２.５ＧＨｚ以上のコモンモードノイズフィルタを実現できる。従って、ＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送路においても悪影響を及ぼすことなく使用可能である。なお、導体線１，２の直径Ｒは２０μｍ〜２００μｍ程度であるが、超小型製品を対象とする場合、前記導体線１，２の直径Ｒは５０μｍ以下とすることが巻数を確保する上で好ましい。
【００２３】
(2) ペア線材Ｐは絶縁層３で導体線１，２の線間距離ａが規定されるため、線間距離ａのバラツキを少なくでき、ひいては製品の特性インピーダンスのバラツキを低減できる。
【００２４】
(3) 磁性又は非磁性のドラムコア１１の両方の方形鍔部１３上面間に磁性又は非磁性板状コア２０を固着することで、製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にすることができ、さらにドラムコア１１及び板状コア２０共に磁性体とすれば、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上をも図り得る。
【００２５】
図６（Ａ）,（Ｂ）は本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第２の実施の形態を示す。この図６（Ａ）では、ドラムコア１１の方形鍔部１３に設けた電極部１４の下面（装着面）１４ａが上向きで示されている。この場合、電極部１４の下面１４ａが位置する方形鍔部１３の下面１３ａ中央を巻芯の軸方向に横断する線材引出溝１５を形成し、この線材引出溝１５に一対の導体線１，２を一体化したペア線材Ｐを通してから各導体線１，２に分離してそれぞれ電極部１４の外側端面１４ｂに熱圧着等で継線している。なお、その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
この第２の実施の形態では、一対の導体線１，２の端末引出を工夫したことで、第１の実施の形態よりもディファレンシャルモードのインダクタンスを低くすることができる（導体線に分離されてから電極部１４に継線されるまでの長さが短いため）。この結果、信号遮断周波数を高い方に移動させることができる。
【００２７】
なお、第２の実施の形態では、線材引出溝１５を方形鍔部１３の下面中央に形成したが、方形鍔部上面中央を巻芯の軸方向に横断するように線材引出溝１５を形成し、これにペア線材Ｐを通してもよい。
【００２８】
また、各実施の形態における電極部１４は、金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等の他に端子金具を方形鍔部１３に装着して構成することもでき、導体線１，２の電極部１４への継線処理も溶接、はんだ付け等の処理とすることもできる。
【００２９】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮断周波数が高く、ＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧可能で、さらに特性インピーダンスのバラツキの少ない表面実装型コモンモードノイズフィルタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第１の実施の形態であって、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるドラムコア及び巻線部分の縦断面図である。
【図３】コモンモードノイズフィルタのＳｄｄ２１周波数特性であって、信号遮断周波数の定義を説明した周波数特性図である。
【図４】第１の実施の形態において、ペア線材Ｐの一対の導体線１，２の線間距離：ａ、隣り合うペア線材Ｐの導体線間隔である巻線間隔：ｂ、及び導体線１，２の直径：Ｒとした場合のａ／Ｒと伝送特性の関係であって、（Ａ）は遮断周波数とａ／Ｒの関係、（Ｂ）は特性インピーダンスとａ／Ｒの関係をそれぞれ示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態における、ｂ／Ｒと伝送特性の関係であって、（Ａ）は遮断周波数とｂ／Ｒの関係、（Ｂ）は特性インピーダンスとｂ／Ｒの関係をそれぞれ示すグラフである。
【図６】本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第２の実施の形態であって、（Ａ）は底面側を上向きとした分解斜視図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１，２ 導体線
３ 絶縁層
１１ ドラムコア
１２ 巻芯部
１３ 方形鍔部
１４ 電極部
１５ 線材引出溝
２０ 板状コア
Ｐ ペア線材
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号線等のコモンモードノイズを抑圧するためのコモンモードノイズフィルタに係り、とくにパーソナルコンピュータ等におけるＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ（液晶ディスプレイ等の接続用に用いられる）等の高速差動信号伝送において２本の信号線を通るコモンモードノイズを減衰させるために使用される表面実装型コモンモードノイズフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のコモンモードノイズフィルタとしては、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に一対の線材を密着して巻回した構造が一般的である。また、一対の平行な線材を絶縁材で一体に被覆したペア線を巻回したものとして、下記の特許文献１がある。但し、ペア線をなす線材相互間は線材径に比較してかなり近接した配置となっている。
【特許文献１】
特開２００２−１１０４２８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パーソナルコンピュータと周辺機器間等の信号伝送に、ＤＶＩ（ＴＭＤＳ），ＩＥＥＥ１３９４（Ｓ８００）等の高速差動伝送が登場しており、コモンモードノイズフィルタの伝送特性によっては伝送信号の高周波成分を減衰させる等の悪影響を及ぼすため、高速信号に対して使用することが難しい。伝送信号に対する影響度は、▲１▼信号遮断周波数と、▲２▼特性インピーダンス整合に依存すると考えると、従来までのコモンモードノイズフィルタでは信号遮断周波数１ＧＨｚ程度で特性インピーダンスはアプリケーションに応じて調整できない状況にあり、信号品質に影響を与える可能性がある。例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とパーソナルコンピュータとを結ぶ伝送方式ＤＶＩは解像度ＳＸＧＡで伝送速度が５６０ＭＨｚであるため、第３次、第５次高調波となるとＧＨｚ帯に達する。周波数帯域１ＧＨｚ程度（換言すれば、信号遮断周波数１ＧＨｚ程度）のコモンモードノイズフィルタではこれらの高調波を減衰させてしまい、波形品質を劣化させる。減衰させないためにはコモンモードノイズフィルタの通過帯域（信号遮断周波数）を伸ばす必要がある。また、特性インピーダンスについても従来の巻線型コモンモードノイズフィルタでは各アプリケーションに応じて調整することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑み、ＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧可能で、しかも特性インピーダンスのバラツキの少ない表面実装型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。
【０００５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に、線間距離（ａ）を一定に保って一対の導体線を絶縁層で一体化したペア線材を巻回し、かつ隣合うペア線材の導体線間に設けられる巻線間隔（ｂ）を一定に保つように巻回し、前記ペア線材の導体線端末をそれぞれ前記ドラムコアの鍔部に設けた電極部に電気的に接続してなる表面実装型コモンモードノイズフィルタであって、
前記線間距離（ａ）は、前記巻線間隔（ｂ）よりも小さい距離であり、
前記線間距離（ａ）と前記導体線の直径（Ｒ）の比ａ／Ｒが、
２≧ａ／Ｒ≧０.５
で、かつ前記巻線間隔（ｂ）と前記導体線の直径（Ｒ）の比ｂ／Ｒが、
２≧ｂ／Ｒ≧０.５
であり、かつ前記線間距離（ａ）と前記巻線間隔（ｂ）の前記導体線の直径（Ｒ）に対する相対値は、特性インピーダンスが１４０Ω以下となるディファレンシャルモードインダクタンスと線間容量とを有するように設定され、
特性インピーダンスが１４０Ω以下において、Ｓｄｄ２１周波数特性の遮断周波数が２.５ＧＨｚ以上であることを特徴としている。
【０００７】
本願請求項２の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、請求項１において、前記導体線の直径（Ｒ）が、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍであることを特徴としている。
【０００８】
本願請求項３の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、請求項１又は２において、前記ドラムコアの両方の鍔部上面間に磁性又は非磁性板状コアを固着したことを特徴としている。
【０００９】
本願請求項４の発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタは、請求項１，２又は３において、前記電極部は各鍔部の少なくとも外側端面の両側位置にそれぞれ設けられており、前記鍔部の上面又は下面の前記電極部間を通る位置に線材引出溝を形成し、前記ペア線材を前記線材引出溝に通してから各導体線に分離して前記両側位置の電極部にそれぞれ接続したことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの実施の形態を図面に従って説明する。
【００１１】
図１（Ａ）,（Ｂ）は本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第１の実施の形態を示す。この図において、１１は磁性体（フェライト等）又は非磁性（セラミック等）のドラムコアであり、巻芯部１２の両側に方形鍔部１３を有している。このドラムコア１１の各方形鍔部１３には電極部１４が金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等でそれぞれ２個所形成されている。電極部１４は方形鍔部１３の両端部の上面、外側端面及び下面（装着面）にわたって連続してそれぞれ形成されている。
【００１２】
図２に示すように、前記ドラムコア１１の巻芯部１２には、線間距離ａの一対の導体線１，２を低誘電率の絶縁層３で絶縁被覆しかつ一体化したペア線材Ｐが巻線間隔ｂ（隣合うペア線材の導体線の間隔）で巻線されており、巻線後の一対の導体線１，２の端末はそれぞれ方形鍔部１３両端位置の電極部１４上面に熱圧着等により継線（接続）される。
【００１３】
前記導体線１，２を一体化したペア線材Ｐの巻線後、前記ドラムコア１１の両方の方形鍔部１３上面間には磁性体又は非磁性体の板状コア２０が接着剤等で固着される。この板状コア２０は製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にするために設けるものであり、さらにドラムコア１１及び板状コア２０共に磁性体とすれば、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上にも寄与できる。
【００１４】
図２に示したペア線材Ｐにおける一対の導体線１，２の線間距離ａ、隣合うペア線材Ｐの導体線間隔である巻線間隔ｂ、及び導体線１，２の直径Ｒと信号遮断周波数及び特性インピーダンスとの関係を以下で考察する。
【００１５】
まず、図３はコモンモードノイズフィルタの信号遮断周波数の定義を示し、Ｓｄｄ２１特性（ディファレンシャルモードについての減衰特性）の３ｄＢ減衰点を信号遮断周波数としている。
【００１６】
信号遮断周波数を上げるためには、ディファレンシャルモードインダクタンス（以下、Ｌｄという）と線間容量（以下、Ｃ１２）を低く抑えることが必要である。Ｌｄ，Ｃ１２が大きいと遮断周波数は低くなり、反対にＬｄ，Ｃ１２が小さいと遮断周波数は高くなる傾向にある。本実施の形態では、低Ｌｄ，Ｃ１２実現のために２本の線材を密着させて巻く従来の巻線方法を改め、２本の導体線１，２間に線間距離ａを持たせて絶縁層３で絶縁被覆しかつ一体化したペア線材Ｐを用い、さらに一定間隔空けて（巻線間隔ｂを設けて）巻いている。この結果、導体線１，２間の結合は緩むがＣ１２を減じることで遮断周波数を向上させることができる。また、特性インピーダンスは信号遮断周波数が許す範囲で前記線間距離ａと巻線間隔ｂを導体線の直径に対して相対的に変化させることで調整可能である。なお、絶縁層３の比誘電率は１に近い程好ましいが、実用上５以下の樹脂材料の中から選択すればよい。このとき、導体線１，２間における絶縁層３の肉厚を十分薄くすれば、絶縁層３の誘電率の影響を少なくでき、絶縁層３に起因するＣ１２の増大を回避できる。前記特性インピーダンスは前記線間距離ａに多く依存するため、管理が非常に重要である。単線を２本巻く方法では線間距離ａを一定に保つことが難しく特性インピーダンスのバラツキが大きい問題があるが、ペア線材Ｐの使用によりその問題を解消できる。
【００１７】
図４（Ａ）は巻線間隔ｂ＝２０μｍを一定に固定し、０μｍ≦ａ≦６０μｍ、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍの範囲の値としたときのａ／Ｒと遮断周波数との関係を示す。但し、ドラムコア１１（フェライト）の巻芯部断面は縦０.５mm、横０.８mmで、板状コア２０を装着状態とし、巻数は４ターンである。またペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした。ａ／Ｒ≧０.５であれば、遮断周波数２.５ＧＨｚ以上を確保できている。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合であっても従来の密着巻きよりも遮断周波数を相当高めることができる。
【００１８】
図４（Ｂ）はａ，ｂ，Ｒ、コア及び巻数が同じ条件でのａ／Ｒと特性インピーダンス（測定周波数５００ＭＨｚ）との関係を示す（但し、ペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした）。この図から、ａ／Ｒを変化させることで特性インピーダンスを所望値に設定できることが判る。とくにａ／Ｒ≧０.５の遮断周波数２.５ＧＨｚ以上の領域においても特性インピーダンスを可変設定できる。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合には特性インピーダンスは低い方に変化する。
【００１９】
図５（Ａ）は線間距離ａ＝２０μｍを一定に固定し、０μｍ≦ｂ≦６０μｍ、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍの範囲の値としたときのｂ／Ｒと遮断周波数との関係を示す。但し、コア及び巻数は図４と同じ条件である。また、ペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした。ｂ／Ｒ≧０.５であれば、遮断周波数２.５ＧＨｚ以上を確保できている。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合であっても従来の密着巻きよりも遮断周波数を相当高めることができる。
【００２０】
図５（Ｂ）はａ，ｂ，Ｒ、コア及び巻数が同じ条件でのｂ／Ｒと特性インピーダンス（測定周波数５００ＭＨｚ）との関係を示す（但し、ペア線材Ｐの絶縁層３の存在は無視し得るものとした）。この図から、ｂ／Ｒを変化させることで特性インピーダンスを所望値に設定できる。とくにｂ／Ｒ≧０.５の遮断周波数２.５ＧＨｚ以上の領域においても特性インピーダンスを可変設定できる。なお、ペア線材Ｐの絶縁層３に起因してＣ１２がやや大きくなる場合には特性インピーダンスは低い方に変化する。
【００２１】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２２】
(1) 磁性又は非磁性ドラムコア１１の巻芯部１２に、線間距離ａの一対の導体線１，２を絶縁層３で絶縁被覆しかつ一体化したペア線材Ｐを巻線し、かつ該ペア線材Ｐ間に巻線間隔ｂ（隣合うペア線材の導体線間隔）を設け、一対の導体線１，２の端末をそれぞれドラムコア１１の方形鍔部１３に設けた電極部１４に電気的に接続し、さらに前記線間距離ａと前記導体線１，２の直径Ｒの比ａ／Ｒを、
ａ／Ｒ≧０.５
とし、かつ前記巻線間隔ｂと前記導体線１，２の直径Ｒの比ｂ／Ｒを、
ｂ／Ｒ≧０.５
に設定することにより、遮断周波数２.５ＧＨｚ以上のコモンモードノイズフィルタを実現できる。従って、ＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送路においても悪影響を及ぼすことなく使用可能である。なお、導体線１，２の直径Ｒは２０μｍ〜２００μｍ程度であるが、超小型製品を対象とする場合、前記導体線１，２の直径Ｒは５０μｍ以下とすることが巻数を確保する上で好ましい。
【００２３】
(2) ペア線材Ｐは絶縁層３で導体線１，２の線間距離ａが規定されるため、線間距離ａのバラツキを少なくでき、ひいては製品の特性インピーダンスのバラツキを低減できる。
【００２４】
(3) 磁性又は非磁性のドラムコア１１の両方の方形鍔部１３上面間に磁性又は非磁性板状コア２０を固着することで、製品の上面を平坦面として、自動装着機の吸着ノズルで吸着可能にすることができ、さらにドラムコア１１及び板状コア２０共に磁性体とすれば、漏洩磁束の低減、コモンモードノイズの抑圧特性の向上をも図り得る。
【００２５】
図６（Ａ）,（Ｂ）は本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第２の実施の形態を示す。この図６（Ａ）では、ドラムコア１１の方形鍔部１３に設けた電極部１４の下面（装着面）１４ａが上向きで示されている。この場合、電極部１４の下面１４ａが位置する方形鍔部１３の下面１３ａ中央を巻芯の軸方向に横断する線材引出溝１５を形成し、この線材引出溝１５に一対の導体線１，２を一体化したペア線材Ｐを通してから各導体線１，２に分離してそれぞれ電極部１４の外側端面１４ｂに熱圧着等で継線している。なお、その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
この第２の実施の形態では、一対の導体線１，２の端末引出を工夫したことで、第１の実施の形態よりもディファレンシャルモードのインダクタンスを低くすることができる（導体線に分離されてから電極部１４に継線されるまでの長さが短いため）。この結果、信号遮断周波数を高い方に移動させることができる。
【００２７】
なお、第２の実施の形態では、線材引出溝１５を方形鍔部１３の下面中央に形成したが、方形鍔部上面中央を巻芯の軸方向に横断するように線材引出溝１５を形成し、これにペア線材Ｐを通してもよい。
【００２８】
また、各実施の形態における電極部１４は、金属ペーストの焼き付け、金属メッキ等の他に端子金具を方形鍔部１３に装着して構成することもでき、導体線１，２の電極部１４への継線処理も溶接、はんだ付け等の処理とすることもできる。
【００２９】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮断周波数が高く、ＵＳＢ２.０やＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩ等の高速差動信号伝送において、高速伝送信号に悪影響を与えることなくコモンモードノイズを抑圧可能で、さらに特性インピーダンスのバラツキの少ない表面実装型コモンモードノイズフィルタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第１の実施の形態であって、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるドラムコア及び巻線部分の縦断面図である。
【図３】コモンモードノイズフィルタのＳｄｄ２１周波数特性であって、信号遮断周波数の定義を説明した周波数特性図である。
【図４】第１の実施の形態において、ペア線材Ｐの一対の導体線１，２の線間距離：ａ、隣り合うペア線材Ｐの導体線間隔である巻線間隔：ｂ、及び導体線１，２の直径：Ｒとした場合のａ／Ｒと伝送特性の関係であって、（Ａ）は遮断周波数とａ／Ｒの関係、（Ｂ）は特性インピーダンスとａ／Ｒの関係をそれぞれ示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態における、ｂ／Ｒと伝送特性の関係であって、（Ａ）は遮断周波数とｂ／Ｒの関係、（Ｂ）は特性インピーダンスとｂ／Ｒの関係をそれぞれ示すグラフである。
【図６】本発明に係る表面実装型コモンモードノイズフィルタの第２の実施の形態であって、（Ａ）は底面側を上向きとした分解斜視図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１，２ 導体線
３ 絶縁層
１１ ドラムコア
１２ 巻芯部
１３ 方形鍔部
１４ 電極部
１５ 線材引出溝
２０ 板状コア
Ｐ ペア線材
Claims (4)
- 磁性又は非磁性ドラムコアの巻芯部に、線間距離（ａ）を一定に保って一対の導体線を絶縁層で一体化したペア線材を巻回し、かつ隣合うペア線材の導体線間に設けられる巻線間隔（ｂ）を一定に保つように巻回し、前記ペア線材の導体線端末をそれぞれ前記ドラムコアの鍔部に設けた電極部に電気的に接続してなる表面実装型コモンモードノイズフィルタであって、
前記線間距離（ａ）は、前記巻線間隔（ｂ）よりも小さい距離であり、
前記線間距離（ａ）と前記導体線の直径（Ｒ）の比ａ／Ｒが、
２≧ａ／Ｒ≧０.５
で、かつ前記巻線間隔（ｂ）と前記導体線の直径（Ｒ）の比ｂ／Ｒが、
２≧ｂ／Ｒ≧０.５
であり、かつ前記線間距離（ａ）と前記巻線間隔（ｂ）の前記導体線の直径（Ｒ）に対する相対値は、特性インピーダンスが１４０Ω以下となるディファレンシャルモードインダクタンスと線間容量とを有するように設定され、
特性インピーダンスが１４０Ω以下において、Ｓｄｄ２１周波数特性の遮断周波数が２.５ＧＨｚ以上であることを特徴とする表面実装型コモンモードノイズフィルタ。 - 前記導体線の直径（Ｒ）が、３０μｍ≦Ｒ≦５０μｍ
である請求項１記載の表面実装型コモンモードノイズフィルタ。 - 前記ドラムコアの両方の鍔部上面間に磁性又は非磁性板状コアを固着した請求項１又は２記載の表面実装型コモンモードノイズフィルタ。
- 前記電極部は各鍔部の少なくとも外側端面の両側位置にそれぞれ設けられており、前記鍔部の上面又は下面の前記電極部間を通る位置に線材引出溝を形成し、前記ペア線材を前記線材引出溝に通してから各導体線に分離して前記両側位置の電極部にそれぞれ接続した請求項１，２又は３記載の表面実装型コモンモードノイズフィルタ。
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