JPH0577921U - ノイズ防止用チョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い周波数帯域において有効なノイズ防止効
果を持ち、かつ、小型で安価なノイズ防止用チョークコ
イルを提供することにある。 【構成】 透磁率が高いと共に周波数特性が低い無端状
の形状をなす第１の磁芯２と、この第１の磁芯２の一部
に一部が接合され、かつ、この第１の磁芯２に比べ透磁
率が低いと共に周波数特性が高い無端状の形状をなす第
２の磁芯３と、前記両磁芯２，３の接合部に巻回された
共通巻線４と、前記両磁芯または一方の磁芯の非接合部
に巻回された個別巻線５，６とを具備してなる。前記個
別巻線５，６は共通巻線４により各々の磁芯２，３の部
分内に発生する磁束の方向と一致する方向に磁束が発生
するように共通巻線４と接続されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子機器において発生、伝搬あるいは飛来する電磁ノイズの防止用 として使用されるチョークコイルに関し、特に防止する周波数範囲の広いノイズ 防止用チョークコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子機器から発生するノイズは、１０ＫＨｚ〜１ＧＨｚというような広い範囲 の周波数を持っており、またその強さ、伝搬の仕方も様々である。これらのノイ ズは他の電子機器の機能に影響を与えたり、あるいは電子機器自体が他の機器の ノイズの影響を受ける場合がある。機器のデジタル化の進展に伴い、ノイズの防 止は重要な課題となってきている。一般にこれらのノイズの防止には、簡単でか つ効果が得られる方式として、チョークコイルが使われている。チョークコイル によるノイズの防止では、そのインダクタンスおよびインダクタンスの低下が起 こる周波数領域では磁芯の損失を合わせたインピーダンス特性が利用されている 。ノイズ防止に必要なインピーダンスを得るためには低周波領域では大きなイン ダクタンスを必要とし、高周波領域では比較的小さなインダクタンスで良い。一 般にこのような用途の磁芯として、いろいろなレベルの透磁率も得られ、かつ、 周波数特性も良いフェライトが用いられる。

【０００３】 しかしながら、例えば上述の１０ＫＨｚ〜１ＧＨｚというような広い周波数範 囲において、単一の磁芯で有効なノイズ防止特性を持つチョークコイルを得よう とする時に、小型化および安価であるとともに、その特性が低周波では非常に大 きな透磁率を有し高周波領域でも相応な透磁率を有することが要求されることに なる。しかし、磁芯の透磁率と周波数特性は相反する関係すなわち高透磁率のも のは低周波数特性であり、低透磁率のものは高周波数特性であるという関係があ り、単一の磁芯では上述の要求を満たし得ない。従って、その対策として、例え ば高透磁率であって低周波数特性の磁芯と、低透磁率であって高周波数特性の磁 芯を重ねて巻線を実施することにより、両磁芯の特徴が引き出せそうであるが、 実際には殆ど高透磁率であって低周波数特性の磁芯の特性にほぼ同等の特性とな り求める広い周波数領域でのノイズ防止効果は得られない。この原因は低周波域 での高インダクタンスと巻線の容量による反共振が比較的低周波域で起こり、高 周波域で必要なインピーダンスが得られないためである。

【０００４】 従って現在はこの要求を満たすため、例えば１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚ帯に効果の ある低周波用チョークコイル、５００ＫＨｚ〜１０ＭＨｚ帯に効果のある中波用 チョークコイル、１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚに効果のある高周波用チョークコイルと およそ３種類のチョークコイルを組み合わせ、接続して広い周波数範囲のノイズ 防止効果を得ている。このため当然のことに使用するチョークコイルが多くなり 、機器の大型化、組み立ての煩わしさ、あるいは各々個別のチョークコイルを組 み合わせるためチョークコイル相互の干渉を招き、十分なノイズ防止効果が得ら れない等の問題があった。

【０００５】 従来のチョークコイルを図５乃至図７に示す。従来は図５に示すように、高周 波数域用チョークコイル１０１は、低透磁率の磁芯（例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェ ライト、比透磁率７００など）１０２に巻線１０３ａ，１０３ｂを巻回してなる 。図６に示すように低周波数域用チョークコイル１０４は高透磁率の磁芯（例え ばＭｎ−Ｚｎ系フェライト、比透磁率４０００など）１０５に巻線１０６ａ，１ ０６ｂを巻回してなる。また、図７に示すように前記の異なる特性を持った複数 のチョークコイル１０１，１０４を直列に接続してなるチョークコイル１０７も ある。この例は２個の場合であるが良好なノイズ防止効果を得るためにはさらに 異なる透磁率あるいは周波数特性を持つチョークコイルが必要である。

【０００６】 ここでより具体的な例を実際のインピーダンスの周波数特性を示しながら説明 する。図５は縦１０．９ｍｍ、横１６．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの寸法をした透磁率 ７００のＮｉ−Ｚｎフェライトの無端状磁芯１の２本の脚部にそれぞれ６ターン 、２０ターンの合計２６ターンの巻線１０３ａと１０３ｂを施したチョークコイ ルを示す。図６は、図５に示すものと同サイズの透磁率４０００のＭｎ−Ｚｎフ ェライトの無端状磁芯２の各々の２本の脚部にそれぞれ７０ターンと６ターンの 合計７６ターンの巻線１０６ａと１０６ｂを施したチョークコイルを示す。図５ および図６において各々の巻線は磁芯内の磁束の方向が一致するように接続され ている。図７は、図５と図６のチョークコイル１０１と１０４を直列に接続した ものを示す。但し、図に示す各々の巻線枠を省略してあり、コイルの巻数は定性 的に巻線されていることを示しているにすぎない。図４に各々のチョークコイル １０１，１０４，１０７のインピーダンスの周波数特性を示す曲線，，が 示されている。図４に示されたインピーダンス特性から図５のチョークコイル１ ０１の場合にはおよそ６ＭＨｚ以上の高周波域ではノイズ防止効果に十分なイン ピーダンスが得られるが６ＭＨｚ以下では不十分であり、図６のチョークコイル １０４の場合には低周波域では良いがおよそ３５０ＭＨｚ以上の高周波域では不 十分である。図７のチョークコイル１０７の場合には、のインピーダンスが 加算されたものにほぼ等しくなっており、１０ＫＨｚから１ＧＨｚの範囲で十分 なノイズ防止効果を持つことがわかる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

このように、従来のチョークコイルにおいては、チョークコイルが多くなるか ら、大型化、組立の面倒さが生じ、また、各々個別の特性しか明確でないチョー クコイルを組み合わせるため、チョークコイル相互の干渉を招き十分な効果が得 られない場合が発生するという問題がある。

【０００８】 本考案の課題は、広い周波数帯域において有効なノイズ防止効果を持ち、かつ 、小型で安価なノイズ防止用チョークコイルを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、透磁率が高いと共に周波数特性が低い無端状の形状をなす第 １の磁芯と、この第１の磁芯の一部に一部が接合され、かつ、この第１の磁芯に 比べ透磁率が低いと共に周波数特性が高い無端状の形状をなす第２の磁芯と、前 記両磁芯の接合部に巻回された共通巻線と、前記両磁芯または一方の磁芯の非接 合部に巻回された個別巻線とを具備してなり、前記個別巻線は共通巻線により各 々の磁芯の部分内に発生する磁束の方向と一致する方向に磁束が発生するように 共通巻線と接続されたことを特徴とするノイズ防止用チョークコイルが得られる 。

【００１０】 また、本考案によれば、前記ノイズ防止用チョークコイルにおいて、前記共通 巻線および個別巻線を接続した巻線と全く同一の組合せの巻線を各々入力端また は出力端側からみた巻方向が互いに逆になるように設けたコモンモード形のノイ ズ防止用チョークコイルが得られる。

【００１１】 また、本考案によれば、前記ノイズ防止用チョークコイルにおいて、前記両磁 芯は巻線接続部と外部接続端子を備えた基板または架体上に載置して固定される とともに前記共通巻線および個別巻線は各々基板または架体上の巻線接続部によ り接続されることを特徴とするノイズ防止用チョークコイルが得られる。

【００１２】

【実施例】

具体的実施例の前に、チョークコイルのインピーダンスとノイズ防止効果につ いて概説する。ノイズに対する効果はチョークコイルのインピーダンスが寄与し 、効果的なノイズ防止の役割を果たすためには、ノイズ発生周波数全域に於いて ほぼ５００Ω以上のインピーダンスが必要とされている。周知のように、交流磁 界での磁芯の透磁率は複素透磁率（＝インピーダンス透磁率）μ_c ＝μ′−ｉμ ″で表され、μ′はインダクタンス透磁率と等しくインダクタに、μ″は損失へ の寄与を示す。従ってチョークコイルのインピーダンスはコイルの持つインダク タンスに基づくインピーダンスと磁芯の鉄損等の損失によるインピーダンスの合 成である。

【００１３】 以下、実施例に従って本考案を具体的に説明する。図１は本考案の１実施例を 示すものである。本考案のノイズ防止用チョークコイル１は、透磁率が高いと共 に周波数特性が低い無端状の形状をなす第１の磁芯２と、この第１の磁芯２の一 部に一部が接合され、かつ、この第１の磁芯２に比べ透磁率が低いと共に周波数 特性が高い無端状の形状をなす第２の磁芯３と、前記両磁芯２，３の接合部に巻 回された共通巻線４と、前記両磁芯２，３の非接合部に巻回された個別巻線５， ６とを具備する。共通巻線４は６ターンであり、個別巻線５は７０ターンであり 、個別巻線６は２０ターンである。それぞれの個別巻線５，６によって発生する 磁界が各磁芯の内部で同方向になるよう巻線、接続した例である。この場合のイ ンピーダンスは図４のの曲線で示すように、図７に示す従来のチョークコイル １０７とほぼ同じ特性が得られる。即ち、図７に示すチョークコイル１０７に比 べ、巻線数が１個少なくて済む。広周波数領域でのノイズ防止効果を得るために は巻線の容量をできる限り小さくすることが必要である。特に低周波数特性の磁 芯３は低周波数域で大きなインダクタンスを得るため巻線数が多くなり巻線容量 に対する考慮が必要であり巻線を両脚に分ける、あるいは同じ脚内でさらに分割 するが、高周波数特性の磁芯２は比較的小さなインダクタンスでよいため、少な い巻数でよく巻線容量も小さく済む場合が多い。従って磁芯２の巻線は接合部の みに行なってもよくその場合にはさらに巻線の個数を減少できる。また本考案で いう無端状磁芯とは、必ずしも何等継ぎ目の無い一体焼成磁芯だけを示すもので はなく例えばＵ形、Ｉ形磁芯等の接合形であっても本考案の効果は同様である。

【００１４】 図２に本考案の他の実施例を示す。図２において、２，３はそれぞれ前述の低 周波域および高周波域用磁芯である。各磁芯２，３の接合部の脚部の幅寸法は非 接合部の個別巻線が施されている脚部の幅寸法の１／２であり、接合した状態で 非接合部の個別巻線が施されている脚部の厚さ、幅寸法が等しくなるようにした ものである。この磁芯２，３の組合せでは接合部、非接合部の巻線部の寸法が等 しいため同一の巻線枠（図示せず）が使用できるという効果を併せ持つことがで きる。

【００１５】 図３は別の実施例を示すもので、２，３はそれぞれ前述の低周波域および高周 波域用磁芯であり、４は上記２種の磁芯２，３の接合部の共通巻線、５，６はそ れぞれの磁芯２，３の非接合部分の個別巻線をしめす。また、７はプリント基板 または架体を示し、いずれもその表面或いは裏面または内部に巻線５，４，６を 接続するための接続部および導体部（図示せず）また、機器への引き出し接続端 子８を有している。また必要により磁芯、巻線等に密着整合しやすいように、凹 部あるいは凸部（図示せず）を有しても良い。なお、本考案の実施例の説明には ノーマルモード形のチョークコイルを例示したが、前記共通巻線４、個別巻線５ ，６の他に全く同じ組合せの巻線を各々の巻線の入力端あるいは出力端からみて 巻方向が逆方向になるように設けることにより全く同様の効果を持ったコモンモ ード形のチョークコイルが得られる。

【００１６】

【考案の効果】

本考案のノイズ防止用チョークコイルは、広い周波数帯域において有効なノイ ズ防止効果を持ち、かつ、小型で安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示す斜視図である。

【図２】本考案の他の実施例の要部を示す斜視図であ
る。

【図３】本考案の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】本考案および従来のノイズ防止用チョークコイ
ルのインピーダンスの特性を示す図である。

【図５】従来例を示す斜視図である。

【図６】他の従来例を示す斜視図である。

【図７】他の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ノイズ防止用チョ−クコイル ２，３ 磁芯 ４ 共通巻線 ５，６ 個別巻線 ７ プリント基板

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 透磁率が高いと共に周波数特性が低い無
   端状の形状をなす第１の磁芯と、この第１の磁芯の一部
   に一部が接合され、かつ、この第１の磁芯に比べ透磁率
   が低いと共に周波数特性が高い無端状の形状をなす第２
   の磁芯と、前記両磁芯の接合部に巻回された共通巻線
   と、前記両磁芯または一方の磁芯の非接合部に巻回され
   た個別巻線とを具備してなり、前記個別巻線は共通巻線
   により各々の磁芯の部分内に発生する磁束の方向と一致
   する方向に磁束が発生するように共通巻線と接続された
   ことを特徴とするノイズ防止用チョークコイル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のノイズ防止用チョーク
   コイルにおいて、前記共通巻線および個別巻線を接続し
   た巻線と全く同一の組合せの巻線を各々入力端または出
   力端側からみた巻方向が互いに逆になるように設けたコ
   モンモード形のノイズ防止用チョークコイル。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のノイズ防止用チョーク
   コイルにおいて、前記両磁芯は巻線接続部と外部接続端
   子を備えた基板または架体上に載置して固定されるとと
   もに前記共通巻線および個別巻線は各々基板または架体
   上の巻線接続部により接続されることを特徴とするノイ
   ズ防止用チョークコイル。