JP7040021B2 - コモンモードフィルタ - Google Patents

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Description

本発明はコモンモードフィルタに関し、特に、高周波特性の微調整が可能なコモンモードフィルタに関する。
コモンモードフィルタは、差動信号線路に重畳するコモンモードノイズを除去するための素子として、携帯電子機器や車載用LANなど、多くの電子機器に幅広く使用されている。近年においては、トロイダル型のコアを用いたコモンモードフィルタに代わって、表面実装が可能なドラム型のコアを用いたコモンモードフィルタが主流である(特許文献1参照)。
特許文献1に記載されたコモンモードフィルタは、一対のワイヤを途中で交差させることによって、高周波領域における差動信号の対称性を高めている。
特開2014-199904号公報
しかしながら、ワイヤを途中で交差させると、一対のワイヤの位置関係が逆転することから、高周波特性が大きく変化する。このため、一対のワイヤを単に1回交差させる方法では、高周波特性を微調整することは困難である。
したがって、本発明は、高周波特性の微調整が可能なコモンモードフィルタを提供することを目的とする。
本発明によるコモンモードフィルタは、巻芯部と、巻芯部に同方向に巻回された第1及び第2のワイヤと、を備え、第1のワイヤの所定の1ターンは、第2のワイヤの所定の1ターンと2回以上交差することを特徴とする。
本発明によれば、第1及び第2のワイヤが同一ターンにおいて複数回交差していることから、交差回数や交差位置によって、コモンモードフィルタの高周波特性を微調整することが可能となる。
本発明において、第1のワイヤの所定の1ターンと第2のワイヤの所定の1ターンは、第1及び第2のワイヤの一方がいずれも上側、第1及び第2のワイヤの他方がいずれも下側となるよう、2回以上交差しても構わない。これによれば、第1のワイヤと第2のワイヤを撚ることなく、同一ターンにおいて複数回交差させることができる。
本発明において、巻芯部は、軸方向における一端側に位置する第1の巻回領域と、軸方向における他端側に位置する第2の巻回領域と、第1及び第2の巻回領域の間に位置する第3の巻回領域とを含み、第1及び第2のワイヤは、第1の巻回領域に巻回された第1の巻回ブロックと、第2の巻回領域に巻回された第2の巻回ブロックを構成し、第1のワイヤと第2のワイヤは、第3の巻回領域において互いに交差しており、第1のワイヤの所定の1ターンと第2のワイヤの所定の1ターンは、第1の巻回ブロックに含まれていても構わない。これによれば、第1の巻回ブロックと第2の巻回ブロックの対称性が高まることから、良好な高周波特性を得ることが可能となる。
本発明において、第1及び第2の巻回ブロックは、下層に位置する第1の巻回層と、第1の巻回層の上層に位置する第2の巻回層を有し、第1の巻回ブロックは、第1及び第2のワイヤの一方が第1の巻回層に位置し、第1及び第2のワイヤの他方が第2の巻回層に位置する第1のレイヤー部と、第1及び第2のワイヤがいずれも第1の巻回層に位置する非レイヤー部とを含み、第1のワイヤの所定の1ターンと第2のワイヤの所定の1ターンは、非レイヤー部に含まれるものであっても構わない。これによれば、非レイヤー部を設けることによって、第1のワイヤと第2のワイヤの間に生じる容量成分の付き方が変化する。具体的なメカニズムについては不明であるが、この変化により、一方の端部においては一対のワイヤが交差し、他方の端部においては一対のワイヤが交差しないという差が存在している場合であっても、この差に起因するアンバランスが緩和され、その結果、反射特性を改善することが可能となる。しかも、非レイヤー部において第1及び第2のワイヤを複数回交差させていることから、ノイズ変換特性(例えばSsd21特性)も向上する。
本発明において、第2の巻回ブロックは、第1及び第2のワイヤの一方が第1の巻回層に位置し、第1及び第2のワイヤの他方が第2の巻回層に位置する第2のレイヤー部を含むものであっても構わない。これによれば、第1の巻回ブロックと第2の巻回ブロックの対称性が高まることから、より良好な高周波特性を得ることが可能となる。
本発明において、第1のレイヤー部のターン数と第2のレイヤー部のターン数が等しくても構わない。これによれば、第1及び第2のワイヤがクロスする部分を対称軸として、第1のレイヤー部と第2のレイヤー部が対称形となることから、よりいっそう優れた高周波特性を得ることが可能となる。
本発明において、第1のレイヤー部においては、第1のワイヤが第1の巻回層に位置し、第2のワイヤが第2の巻回層に位置し、第2のレイヤー部においては、第1のワイヤが第2の巻回層に位置し、第2のワイヤが第1の巻回層に位置しても構わない。これによれば、第1のワイヤと第2のワイヤの長さの差を小さくすることが可能となる。
本発明によるコモンモードフィルタは、巻芯部の軸方向における一端に設けられた第1の鍔部と、巻芯部の軸方向における他端に設けられた第2の鍔部と、第1の鍔部に設けられ、第1及び第2のワイヤの一端がそれぞれ接続された第1及び第2の端子電極と、第2の鍔部に設けられ、第1及び第2のワイヤの他端がそれぞれ接続された第3及び第4の端子電極と、をさらに備え、非レイヤー部は、第1及び第2のワイヤの一端と第1のレイヤー部との間に位置するものであっても構わない。これによれば、第1及び第2のワイヤの一端近傍における容量成分の付き方を変化させることが可能となる。
本発明において、第1の巻回ブロックにおいては第1のワイヤと第2のワイヤは偶数回交差しており、第2の巻回ブロックにおいては、第1及び第2のワイヤの他端に最も近い最終ターンにて、第1のワイヤと第2のワイヤが1回交差するものであっても構わない。これによれば、第1及び第2のワイヤの所定のターンの前後において、第1のワイヤと第2のワイヤの位置関係が変化しないことから、高周波特性を微調整することが可能となる。
このように、本発明によれば、高周波特性の微調整が可能なコモンモードフィルタを提供することが可能となる。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるコモンモードフィルタ10の外観を示す略斜視図である。 図2は、第1及び第2のワイヤW1,W2の巻回レイアウトをより詳細に説明するための模式図である。 図3は、巻芯部23の展開図であり、非レイヤー部NLが巻回された部分を示している。 図4は、非レイヤー部NLの巻回パターンの変形例を示す展開図である。 図5は、非レイヤー部NLの巻回パターンの別の変形例を示す展開図である。 図6は、第24ターンにて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差する様子を説明するための模式図である。 図7は、第24ターンにて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差する様子を説明するための別の模式図である。 図8は、第24ターンにて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差する様子を説明するためのさらに別の模式図である。 図9は、第1の変形例によるコモンモードフィルタ10Aの巻回レイアウトを説明するための模式図である。 図10は、第2の変形例によるコモンモードフィルタ10Bの巻回レイアウトを説明するための模式図である。 図11は、第3の変形例によるコモンモードフィルタ10Cの巻回レイアウトを説明するための模式図である。 図12は、第3の変形例における非レイヤー部NLの巻回パターンの一例を示す展開図である。 図13は、第4の変形例によるコモンモードフィルタ10Dの巻回レイアウトを説明するための模式図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるコモンモードフィルタ10の外観を示す略斜視図である。
図1に示すように、本実施形態によるコモンモードフィルタ10は、ドラム型コア20と、板状コア30と、第1~第4の端子電極41~44と、第1及び第2のワイヤW1,W2とを備えている。ドラム型コア20及び板状コア30は、Ni-Zn系フェライトなど比較的透磁率の高い磁性材料によって構成される。また、第1~第4の端子電極41~44は、銅などの良導体からなる金具である。第1~第4の端子電極41~44は、ドラム型コア20に銀ペーストなどを直接焼き付けたものであっても構わない。
ドラム型コア20は、第1の鍔部21と、第2の鍔部22と、これらの間に設けられた巻芯部23と有している。巻芯部23はx方向を軸方向とし、その両端にそれぞれ第1及び第2の鍔部21,22が設けられ、これらが一体化された構造を有している。板状コア30は、鍔部21,22の上面21t,22tに接着されている。鍔部21,22の上面21t,22tはxy平面を構成し、その反対側の面は実装面21b,22bとして用いられる。そして、第1及び第2の端子電極41,42は、第1の鍔部21の実装面21b及び外側面21sに設けられ、第3及び第4の端子電極43,44は、第2の鍔部22の実装面22b及び外側面22sに設けられている。外側面21s,22sは、yz面を構成する。第1~第4の端子電極41~44の固定は、接着剤などによって行われる。
第1及び第2のワイヤW1,W2は、巻芯部23に同方向に巻回されている。そして、第1のワイヤW1の一端及び他端はそれぞれ第1及び第3の端子電極41,43に接続され、第2のワイヤW2の一端及び他端はそれぞれ第2及び第4の端子電極42,44に接続される。第1及び第2のワイヤW1,W2のターン数は、互いに同じである。
図1に示すように、ドラム型コア20の巻芯部23は、第1の鍔部21側に位置する第1の巻回領域A1と、第2の鍔部22側に位置する第2の巻回領域A2と、第1及び第2の巻回領域A1,A2の間に位置する第3の巻回領域A3を含む。そして、第1及び第2のワイヤW1,W2は、第1及び第2の巻回領域A1,A2において整列して巻回されているとともに、第3の巻回領域A3にて互いに交差している。第1及び第2のワイヤW1,W2が交差すると、その前後において第1及び第2のワイヤW1,W2の位置関係が変化する。
図2は、第1及び第2のワイヤW1,W2の巻回レイアウトをより詳細に説明するための模式図である。
図2に示すように、第1及び第2のワイヤW1,W2は、第1の巻回領域A1に巻回された第1の巻回ブロックB1と、第2の巻回領域A2に巻回された第2の巻回ブロックB2を構成しており、上述の通り、第3の巻回領域A3にて互いに交差している。図2に示す例では、第1及び第2のワイヤW1,W2がいずれも第1ターンから第24ターンからなる24ターン構成であるが、本発明がこれに限定されるものではない。また、第1及び第2の巻回ブロックB1,B2は、いずれも2層構造を有している。つまり、下層に位置し、巻芯部23に直接巻回された第1の巻回層S1と、第1の巻回層S1の上層に位置し、第1の巻回層S1を介して巻芯部23に巻回された第2の巻回層S2を有している。
そして、第1の巻回ブロックB1は、第1のワイヤW1が第1の巻回層S1(下層)に位置し、第2のワイヤW2が第2の巻回層S2(上層)に位置する第1のレイヤー部L1と、非レイヤー部NLを含んでいる。本実施形態においては、第1及び第2の端子電極41,42を始点としてターン数を数えた場合、第1及び第2のワイヤW1,W2の第1ターンが非レイヤー部NLを構成し、第1のワイヤW1の第2ターン~第12ターンと第2のワイヤW2の第2ターン~第11ターンが第1のレイヤー部L1を構成している。また、第2のワイヤW2の第12ターンは第1の巻回層S1に位置しているが、第2のワイヤW2の第12ターンを第1のレイヤー部L1の一部と見なしても構わない。これは、2層構造のワイヤを安定させるためには、下層に位置するワイヤの谷線に沿って上層のワイヤを巻回する必要があり、このため、下層に位置するワイヤのターン数よりも上層に位置するワイヤのターン数が1ターン少なくなるからであり、第2のワイヤW2の第12ターンはこれに該当する。
図3は、巻芯部23の展開図であり、非レイヤー部NLが巻回された部分を示している。
図3に示す例では、第1及び第2のワイヤW1,W2が非レイヤー部NLにおいて2回交差する。図3において、巻芯部23の側面23A,23Cはxz面であり、上面23B及び下面23Dはxy面である。上面23Bは、鍔部21,22の上面21t,22tと同方向を向いており、下面23Dは、鍔部21,22の実装面21b,22bと同方向を向いている。そして、図3に示す例では、上面23B及び側面23Cにおいて、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差している。このように、非レイヤー部NLにおいては、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が2回交差するため、交差部分において上側に位置するワイヤが局所的に第1の巻回層S1(下層)から離れるが、非レイヤー部NLにおいては、基本的に、第1及び第2のワイヤW1,W2はいずれも第1の巻回層S1(下層)に位置している。特に、x方向に延在する巻芯部23のエッジ部においては、非レイヤー部NLを構成する第1及び第2のワイヤW1,W2の両方が巻芯部23と接し、第1の巻回層S1を構成する。この点において、第1のワイヤW1とは相違している。
非レイヤー部NLにおいては、第1及び第2のワイヤW1,W2が2回交差することから、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の位置関係は、局所的に入れ替わるものの、結果的には元に戻る。図3に示す例では、2回の交差位置のいずれにおいても、第1のワイヤW1が下側、第2のワイヤW2が上側に位置しているが、上下関係は逆であっても構わない。いずれにしても、第1及び第2のワイヤW1,W2の一方がいずれも上側、第1及び第2のワイヤW1,W2の他方がいずれも下側となるよう、2回交差させれば、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を撚ることなく、巻回することができる。また、ワイヤが交差する上面23Bと側面23Cの境界には、x方向に延在する巻芯部23のエッジが存在し、この部分で第1及び第2のワイヤW1,W2が固定されることから、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を撚らなくても、交差が解除されることはない。
非レイヤー部NLにおける第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の交差位置は、図3に示す位置に限定されるものではなく、例えば、図4に示すように上面23B及び下面23D上で第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を交差させても構わない。つまり、どの面上で第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を交差させるかは任意である。尚、1つの面上で第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を2回交差させても構わないが、この場合は、当該面上で交差が解除されないよう、巻芯部23に設けた突起などを用いて第1及び第2のワイヤW1,W2を位置決めするか、或いは、第1及び第2のワイヤW1,W2を撚るなどの工夫が必要となる。
さらに、非レイヤー部NLにおける第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の交差回数は、2回に限定されるものではなく、図5に示すように4回であっても構わない。図4に示す例では、側面23A,23C、上面23B及び下面23Dの全ての面上で第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差している。この場合も、交差回数が偶数であることから、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の位置関係は、結果的に元に戻る。さらに、図示しないが、巻芯部23の断面形状を6角形とし、非レイヤー部NLにおいて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を6回交差させても構わない。
このように、非レイヤー部NLにおける第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の交差位置及び交差回数は限定されず、交差位置及び交差回数によって高周波特性が微妙に変化する。したがって、目的とする高周波特性に応じて、交差位置及び交差回数を選択すれば良い。
一方、第2の巻回ブロックB2は、第1のワイヤW1が第1の巻回層S1(下層)に位置し、第2のワイヤW2が第2の巻回層S2(上層)に位置する第2のレイヤー部L2を有し、非レイヤー部を有していない。第2のレイヤー部L2は、第1のワイヤW1の第14ターン~第24ターンと第2のワイヤW2の第15ターン~第24ターンによって構成される。また、第2のワイヤW2の第14ターンは第1の巻回層S1に位置しているが、上述した理由から、これを第2のレイヤー部L2の一部と見なしても構わない。
かかる構成により、第1の巻回ブロックB1においては、第1の巻回層S1(下層)のターン数は14、第2の巻回層S2(上層)のターン数は10であり、その差は4である。一方、第2の巻回ブロックB2においては、第1の巻回層S1(下層)のターン数は12、第2の巻回層S2(上層)のターン数は10であり、その差は2である。このように、本実施形態においては、第1の巻回層S1と第2の巻回層S2のターン数の差は、第2の巻回ブロックB2よりも第1の巻回ブロックB1の方が2ターン多い。この2ターンの差は、すなわち非レイヤー部NLの存在によるものである。非レイヤー部NLにおいては、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2との間に生じる容量成分の付き方が第1及び第2のレイヤー部L1,L2とは相違する。
そして、第1及び第2のワイヤW1,W2の第13ターンは、第3の巻回領域A3において互いに交差している。第1及び第2のワイヤW1,W2が交差すると、その前後において第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の位置関係が逆転する。具体的には、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の同一ターンに着目すると、第1の巻回ブロックB1の第1のレイヤー部L1においては、第1のワイヤW1が図2における左側(第1の鍔部21側)、第2のワイヤW2が図2における右側(第2の鍔部22側)に位置するのに対し、第2の巻回ブロックB2においては、第1のワイヤW1が右側(第2の鍔部22側)、第2のワイヤW2が左側(第1の鍔部21側)に位置している。これにより、第3の巻回領域A3を対称軸として、第1のレイヤー部L1と第2のレイヤー部L2が対称形となることから、第1のワイヤW1を流れる信号と第2のワイヤW2を流れる信号の対称性が高まり、その結果、優れた高周波特性を得ることが可能となる。しかも、本実施形態においては、第1のレイヤー部L1のターン数と第2のレイヤー部L2のターン数が等しいことから、非常に優れた高周波特性を得ることができる。
図1に示すように、本実施形態においては、第1のワイヤW1が接続される第1及び第3の端子電極41,43のy方向位置は同じであり、且つ、第2のワイヤW2が接続される第2及び第4の端子電極42,44のy方向位置は同じである。そして、図1に示す矢印Vから見て、第1のワイヤW1が接続される第1及び第3の端子電極41,43は右側に位置し、第2のワイヤW2が接続される第2及び第4の端子電極42,44は左側に位置する。このため、第1及び第2の端子電極41,42を始点として、第1及び第2のワイヤW1,W2を矢印Vから見て右回り(時計回り)に巻回すると、ワイヤを交差させない限り、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の同一ターンは、第1のワイヤW1が図2における左側(第1の鍔部21側)、第2のワイヤW2が図2における右側(第2の鍔部22側)に位置することになる。本実施形態においては、非レイヤー部NLにおいて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差するが、その交差回数が偶数であることから、この位置関係は、第1のレイヤー部L1の全域に亘って維持される。
そして、第3の巻回領域A3において第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を交差させると、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の位置関係が逆転する。このため、第2の巻回ブロックB2においては、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の同一ターンは、第1のワイヤW1が図2における右側(第2の鍔部22側)、第2のワイヤW2が図2における左側(第1の鍔部21側)に位置することになる。
しかしながら、上述の通り、図1に示す矢印Vから見て第3の端子電極43が右側、第4の端子電極44が左側に位置することから、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の終端部を第3及び第4の端子電極43,44にそれぞれ接続するためには、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2をもう一度交差させ、両者の位置関係を元に戻す必要がある。本実施形態においては、第2の巻回ブロックB2を構成する第1及び第2のワイヤW1,W2のうち、第3及び第4の端子電極43,44に最も近い最終の第24ターンにて、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を交差させている。
図6は、第24ターンにて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差する様子を説明するための模式図である。
図6に示すように、矢印Vから見た場合、第1の端子電極41は右側、第2の端子電極42は左側に位置するため、第1及び第2のワイヤW1,W2を交差させることなく右回り(時計回り)に巻回すると、第1のワイヤW1が第1の鍔部21側、第2のワイヤW2が第2の鍔部22側に位置する。この位置関係は、第2の巻回ブロックB2において逆転し、第1のワイヤW1が第2の鍔部22側、第2のワイヤW2が第1の鍔部21側となる。この状態で、第1及び第2のワイヤW1,W2の終端をそれぞれ第3及び第4の端子電極43,44に接続しようとすると、矢印Vから見て、第3の端子電極43は右側、第4の端子電極44は左側に位置するため、符号Cで示すように、最終の第24ターンにおいて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差することになる。
ここで、図7に示すように、第3の端子電極43と第4の端子電極44のy方向における距離が離れている場合、平面的に見ると(z方向から見ると)、第24ターンにおいて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が一見交差しないように見える。しかしながら、この場合には、図8に示すように、巻芯部23のxz側面(側面23C)にて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2が交差することになる。つまり、いずれにしても、第1及び第2のワイヤW1,W2を第24ターンで交差させることにより、第1のワイヤW1と第2のワイヤW2の位置関係は元に戻される。
このように、第1及び第2のワイヤW1,W2は、第1及び第2の端子電極41,42に接続される一端においては交差せず、第3及び第4の端子電極43,44に接続される他端においては1回交差する。このため、第1及び第2のワイヤW1,W2は、一端側における容量成分の付き方と、他端側における容量成分の付き方に差が生じ、このアンバランスが反射特性を悪化させる原因となり得る。しかしながら、本実施形態によるコモンモードフィルタ10は、第1及び第2のワイヤW1,W2の一端側に非レイヤー部NLを選択的に設けていることから、反射特性が改善される。そのメカニズムについては未だ不明であるものの、非レイヤー部NLを設けることによって、第1及び第2のワイヤW1,W2の一端側における容量成分の付き方と、他端側における容量成分の付き方に新たな差が生じ、これが上記アンバランスの緩和に寄与しているものと考えられる。
しかも、本実施形態においては、非レイヤー部NLにおいて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を偶数回交差させていることから、これによって高周波特性を微調整することができる。具体的には、図1~図3に示した構成を有するコモンモードフィルタ10は、非レイヤー部NLにおける交差回数をゼロとした場合と比べて、ノイズ変換特性(Ssd21特性)を改善することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態によるコモンモードフィルタ10は、第3の巻回領域A3にて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を交差させていることから、第1の巻回ブロックB1と第2の巻回ブロックB2の対称性が高められている。そして、第1の巻回ブロックB1には非レイヤー部NLが含まれていることから、第2の巻回ブロックB2の第24ターンにおける交差によって生じるアンバランスが緩和され、その結果、反射特性を改善することが可能となる。しかも、非レイヤー部NLにおいて第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を偶数回交差させていることから、その交差位置及び交差回数によって高周波特性を微調整することも可能となる。
特に、本実施形態においては、非レイヤー部NLにおける第1及び第2のワイヤW1,W2のターン数がいずれも1ターンであることから、10MHz~400MHzの帯域における反射特性が改善される。しかも、本実施形態においては、第1の巻回ブロックB1に含まれる第1のレイヤー部L1と第2の巻回ブロックB2に含まれる第2のレイヤー部L2のターン数が等しいことから、第3の巻回領域A3にて第1及び第2のワイヤW1,W2がクロスする部分を対称軸として、第1のレイヤー部L1と第2のレイヤー部L2が対称形となる。その結果、より優れた高周波特性を得ることが可能となる。
以下、コモンモードフィルタ10のいくつかの変形例について説明する。以下に説明する変形例の構造も本発明の権利範囲に含まれるものである。
図9は、第1の変形例によるコモンモードフィルタ10Aの巻回レイアウトを説明するための模式図である。
図9に示すコモンモードフィルタ10Aは、非レイヤー部NLを構成する第1及び第2のワイヤW1,W2がいずれも2ターンである点において、上記実施形態によるコモンモードフィルタ10と相違している。この場合、第1及び第2のワイヤW1,W2を第1ターンにおいて偶数回交差させても構わないし、第2ターンにおいて偶数回交差させても構わないし、第1及び第2ターンの両方において偶数回交差させても構わない。第1の変形例が例示するように、非レイヤー部NLを構成する第1及び第2のワイヤW1,W2のターン数は、特に限定されるものではない。非レイヤー部NLを構成する第1及び第2のワイヤW1,W2のターン数は、全体のターン数や目的とする高周波特性に応じて決定すれば良い。
図10は、第2の変形例によるコモンモードフィルタ10Bの巻回レイアウトを説明するための模式図である。
図10に示すコモンモードフィルタ10Bは、第2のレイヤー部L2において、第2のワイヤW2が第1の巻回層S1(下層)に位置し、第1のワイヤW1が第2の巻回層S2(上層)に位置している点において、上記実施形態によるコモンモードフィルタ10と相違している。第1のワイヤW1の第24ターンについては、第1の巻回層S1(下層)に位置しているが、これを第2のレイヤー部L2の一部と見なしても構わない。第2の変形例が例示するように、第1及び第2のワイヤW1,W2の上下関係は、第1のレイヤー部L1と第2のレイヤー部L2で逆転しても構わない。これによれば、第1のワイヤW1の長さと第2のワイヤW2の長さがほぼ等しくなるというメリットがある。
図11は、第3の変形例によるコモンモードフィルタ10Cの巻回レイアウトを説明するための模式図である。
図11に示すコモンモードフィルタ10Cは、非レイヤー部NLが第2の巻回ブロックB2側に配置されている。具体的には、第1のワイヤW1の第1ターン~第11ターンと第2のワイヤW2の第1ターン~第10ターン(又は第11ターン)が第1のレイヤー部L1を構成し、第1及び第2のワイヤW1,W2の第12ターンが交差し、第1のワイヤW1の第13ターン~第23ターンと第2のワイヤW2の第14ターン(又は第13ターン)~第23ターンが第2のレイヤー部L2を構成し、さらに、第1及び第2のワイヤW1,W2の第24ターンが非レイヤー部NLを構成している。上記実施形態によるコモンモードフィルタ10と同様、第1及び第2のワイヤW1,W2の第24ターンは、偶数回交差するとともに、第3及び第4の端子電極43,44の近傍で1回交差する。つまり、合計で奇数回交差することになる。或いは、図12に示すように、巻芯部23上で第1のワイヤW1と第2のワイヤW2を3回交差させても構わない。この場合は、第3及び第4の端子電極43,44の近傍で1回交差させる必要はなくなる。第3の変形例が例示するように、非レイヤー部NLの位置によっては、交差回数を奇数回としても構わない。
図13は、第4の変形例によるコモンモードフィルタ10Dの巻回レイアウトを説明するための模式図である。
図13に示すコモンモードフィルタ10Dは、非レイヤー部NLが第1の巻回ブロックB1と第2の巻回ブロックB2の両方に配置されている。具体的には、第1及び第2のワイヤW1,W2の第1ターンが非レイヤー部NLを構成し、第1のワイヤW1の第2ターン~第12ターンと第2のワイヤW2の第2ターン~第11ターン(又は第12ターン)が第1のレイヤー部L1を構成し、第1及び第2のワイヤW1,W2の第13ターンが交差し、第1のワイヤW1の第14ターン~第23ターンと第2のワイヤW2の第15ターン(又は第14ターン)~第23ターンが第2のレイヤー部L2を構成し、さらに、第1及び第2のワイヤW1,W2の第24ターンが非レイヤー部NLを構成している。第4の変形例が例示するように、求められる特性によっては、第1の巻回ブロックB1と第2の巻回ブロックB2の両方に非レイヤー部NLを配置しても構わない。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、第1及び第2のワイヤW1,W2を製造時において第1ターンから第24ターンへと巻回することを前提に説明したが、これとは逆に、第24ターンから第1ターンへ巻回することによって作製しても構わない。
10,10A~10D コモンモードフィルタ
20 ドラム型コア
21 第1の鍔部
22 第2の鍔部
21b,22b 実装面
21s,22s 外側面
21t,22t 上面
23 巻芯部
23A,23C 側面
23B 上面
23D 下面
30 板状コア
41 第1の端子電極
42 第2の端子電極
43 第3の端子電極
44 第4の端子電極
A1 第1の巻回領域
A2 第2の巻回領域
A3 第3の巻回領域
B1 第1の巻回ブロック
B2 第2の巻回ブロック
L1 第1のレイヤー部
L2 第2のレイヤー部
NL 非レイヤー部
S1 第1の巻回層
S2 第2の巻回層
W1 第1のワイヤ
W2 第2のワイヤ

Claims (7)

  1. 巻芯部と、
    前記巻芯部に同方向に巻回された第1及び第2のワイヤと、を備え、
    前記第1のワイヤの所定の1ターンは、前記第2のワイヤの所定の1ターンと2回以上交差し、
    前記巻芯部は、軸方向における一端側に位置する第1の巻回領域と、前記軸方向における他端側に位置する第2の巻回領域と、前記第1及び第2の巻回領域の間に位置する第3の巻回領域とを含み、
    前記第1及び第2のワイヤは、前記第1の巻回領域に巻回された第1の巻回ブロックと、前記第2の巻回領域に巻回された第2の巻回ブロックを構成し、
    前記第1のワイヤと前記第2のワイヤは、前記第3の巻回領域において互いに交差しており、
    前記第1のワイヤの前記所定の1ターンと前記第2のワイヤの前記所定の1ターンは、前記第1の巻回ブロックに含まれ、
    前記第1及び第2の巻回ブロックは、下層に位置する第1の巻回層と、前記第1の巻回層の上層に位置する第2の巻回層を有し、
    前記第1の巻回ブロックは、前記第1及び第2のワイヤの一方が前記第1の巻回層に位置し、前記第1及び第2のワイヤの他方が前記第2の巻回層に位置する第1のレイヤー部と、前記第1及び第2のワイヤがいずれも前記第1の巻回層に位置する非レイヤー部とを含み、
    前記第1のワイヤの前記所定の1ターンと前記第2のワイヤの前記所定の1ターンは、前記非レイヤー部に含まれることを特徴とするコモンモードフィルタ。
  2. 前記第1のワイヤの前記所定の1ターンと前記第2のワイヤの前記所定の1ターンは、前記第1及び第2のワイヤの一方がいずれも上側、前記第1及び第2のワイヤの他方がいずれも下側となるよう、2回以上交差す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2の巻回ブロックは、前記第1及び第2のワイヤの一方が前記第1の巻回層に位置し、前記第1及び第2のワイヤの他方が前記第2の巻回層に位置する第2のレイヤー部を含む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のレイヤー部のターン数と前記第2のレイヤー部のターン数が等しいことを特徴とする請求項に記載のコモンモードフィルタ。
  5. 前記第1のレイヤー部においては、前記第1のワイヤが前記第1の巻回層に位置し、前記第2のワイヤが前記第2の巻回層に位置し、
    前記第2のレイヤー部においては、前記第1のワイヤが前記第2の巻回層に位置し、前記第2のワイヤが前記第1の巻回層に位置することを特徴とする請求項3又は4に記載のコモンモードフィルタ。
  6. 前記巻芯部の前記軸方向における前記一端に設けられた第1の鍔部と、
    前記巻芯部の前記軸方向における前記他端に設けられた第2の鍔部と、
    前記第1の鍔部に設けられ、前記第1及び第2のワイヤの一端がそれぞれ接続された第1及び第2の端子電極と、
    前記第2の鍔部に設けられ、前記第1及び第2のワイヤの他端がそれぞれ接続された第3及び第4の端子電極と、をさらに備え、
    前記非レイヤー部は、前記第1及び第2のワイヤの前記一端と前記第1のレイヤー部との間に位置することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載のコモンモードフィルタ。
  7. 前記第1の巻回ブロックにおいては前記第1のワイヤと前記第2のワイヤは偶数回交差しており、前記第2の巻回ブロックにおいては、前記第1及び第2のワイヤの前記他端に最も近い最終ターンにて、前記第1のワイヤと前記第2のワイヤが1回交差することを特徴とする請求項に記載のコモンモードフィルタ。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7063132B2 (ja) * 2018-06-11 2022-05-09 株式会社村田製作所 コイル部品
JP7081561B2 (ja) 2019-04-19 2022-06-07 株式会社村田製作所 コイル部品
JP7270122B2 (ja) * 2019-12-25 2023-05-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 コモンモードチョークコイル
JP7363677B2 (ja) * 2020-06-16 2023-10-18 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034777A (ja) 2006-07-31 2008-02-14 Taiyo Yuden Co Ltd コモンモードチョークコイル
JP2014199904A (ja) 2013-03-15 2014-10-23 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ
JP2017011132A (ja) 2015-06-23 2017-01-12 株式会社村田製作所 ワイヤ巻回方法およびワイヤ巻回装置
JP2017508298A (ja) 2014-03-12 2017-03-23 エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag インダクタンスデバイスおよびインダクタンスデバイスを製造するための方法
JP2017183444A (ja) 2016-03-30 2017-10-05 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101567248B (zh) * 2008-02-29 2012-07-25 Tdk株式会社 使用鼓形芯的平衡-不平衡变压器
JP4877264B2 (ja) * 2008-04-02 2012-02-15 Tdk株式会社 バルントランス
KR101468821B1 (ko) * 2012-12-19 2014-12-03 티디케이가부시기가이샤 커먼 모드 필터
JP2014207368A (ja) * 2013-04-15 2014-10-30 株式会社村田製作所 コモンモードチョークコイル
US20150206646A1 (en) * 2013-12-13 2015-07-23 Pulse Electronics, Inc. Methods and apparatus for improving winding balance on inductive devices
CN103887041A (zh) 2014-01-14 2014-06-25 深圳顺络电子股份有限公司 一种贴片式共模扼流器及其制造方法
CN106415747B (zh) * 2014-05-19 2018-11-23 株式会社村田制作所 共模扼流线圈及其制造方法
JP6746354B2 (ja) * 2016-04-06 2020-08-26 株式会社村田製作所 コイル部品
JP6333321B2 (ja) * 2016-08-23 2018-05-30 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ
JP6202165B2 (ja) * 2016-08-23 2017-09-27 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034777A (ja) 2006-07-31 2008-02-14 Taiyo Yuden Co Ltd コモンモードチョークコイル
JP2014199904A (ja) 2013-03-15 2014-10-23 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ
JP2017508298A (ja) 2014-03-12 2017-03-23 エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag インダクタンスデバイスおよびインダクタンスデバイスを製造するための方法
JP2017011132A (ja) 2015-06-23 2017-01-12 株式会社村田製作所 ワイヤ巻回方法およびワイヤ巻回装置
JP2017183444A (ja) 2016-03-30 2017-10-05 Tdk株式会社 コモンモードフィルタ

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