JPH11238623A - チョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、コモンモードノイズとノーマルモー
ドノイズの両方を除去することができるチョークコイル
を得る。 【解決手段】 チョークコイルは、貫通孔１２を有する
積層体１４を含む。積層体１４は、第１の積層コイル部
１６と第２の積層コイル部１８とを含み、その間に中間
部２０が積層され、外側に外層部２２，２４が積層され
る。積層体１４の両側から、Ｅ型コアを取り付ける。第
１の積層コイル部１６に往路の電流を流し、第２の積層
コイル部１８に復路の電流を流す。このとき、Ｅ型コア
に発生する磁束が互いに打ち消し合うように、第１の積
層コイル部１６および第２の積層コイル部１８のコイル
パターンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はチョークコイルに
関し、特にたとえば、積層型の小型チョークコイルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来のチョークコイルの一例
を示す斜視図である。チョークコイル１は、コイル部２
を含む。コイル部２は、図１１に示すように、複数のシ
ート３ａ〜３ｅを含む。シート３ａ〜３ｅとしては、た
とえばＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートが用いられる。こ
れらのシート３ａ〜３ｄ上には、それぞれ導電材料でコ
イルパターン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが形成される。そ
して、シート３ｂに形成されたスルーホール５ａを介し
て、コイルパターン４ａ，４ｃが接続される。また、シ
ート３ｃに形成されたスルーホール５ｂを介して、コイ
ルパターン４ｂ，４ｄが接続される。これらのシート３
ａ〜３ｅを積層することによって、コイル部２が形成さ
れる。

【０００３】コイル部２の４つの角部には、それぞれ外
部電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが形成される。そして、
コイルパターン４ａが外部電極６ａに接続され、コイル
パターン４ｂが外部電極６ｄに接続され、コイルパター
ン４ｃが外部電極６ｂに接続され、コイルパターン４ｄ
が外部電極６ｃに接続される。このチョークコイル１で
は、コイルパターン４ａ，４ｃが第１のコイルを形成
し、コイルパターン４ｂ，４ｄが第２のコイルを形成し
ている。第１のコイルは、外部電極６ａから外部電極６
ｂに向かって、たとえば左回りとなるように巻回され
る。このとき、第２のコイルは、外部電極６ｃから外部
電極６ｄに向かって、右回りとなるように巻回される。
そして、外部電極６ａ，６ｄに信号源が接続され、外部
電極６ｂ，６ｃに負荷が接続される。負荷にコモンモー
ドノイズが流れるとき、外部電極６ａから外部電極６ｂ
にむかってノイズが伝わるとともに、外部電極６ｄから
外部電極６ｃに向かってノイズが伝わる。このノイズに
よって第１のコイルに生じる磁束および第２のコイルに
よって生じる磁束は、各コイルの中央部において同じ向
きとなり、第１のコイルおよび第２のコイルの両方を囲
むような磁束が形成される。そのため、第１のコイルお
よび第２のコイルにインダクタンスが形成され、コモン
モードノイズが除去される。

【０００４】このチョークコイル１では、第１のコイル
のコイルパターン４ａ，４ｃと第２のコイルのコイルパ
ターン４ｂ，４ｄとが、互いに交互に積層されてバイフ
ァイラ巻きとなっているため、第１のコイルと第２のコ
イルとの間の結合が大きく、コモンモードノイズを効率
よく除去することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノーマ
ルモードノイズは、外部電極６ａから外部電極６ｂに向
かって伝わるとともに、外部電極６ｃから外部電極６ｄ
に向かって伝わる。この場合、第１のコイルによって発
生する磁束と第２のコイルによって発生する磁束とは、
各コイルの中央部において互いに逆向きとなる。しか
も、このチョークコイル１では、第１のコイルと第２の
コイルとがバイファイラ巻きとなっているため、第１の
コイルと第２のコイルとの結合が大きく、各コイルによ
って発生する磁束が互いに打ち消しあって、インダクタ
ンスを得ることができない。そのため、ノーマルモード
ノイズを除去することが困難である。

【０００６】また、第１のコイルと第２のコイルとがバ
イファイラ巻きとなっているため、これらのコイル間に
おいて、良好な耐電圧性を得ることが困難である。そこ
で、良好な耐電圧性を得るためには、シートの厚みを大
きくして、第１のコイル用のコイルパターンと第２のコ
イル用のコイルパターンとの間隔を大きくする必要があ
る。そのため、良好な耐電圧性を得ようとすれば、チョ
ークコイルが大型化するという問題がある。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、小
型で、コモンモードノイズとノーマルモードノイズの両
方を除去することができるチョークコイルを提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、コイルパタ
ーンが形成されたシートを積層した電流の往路となる第
１の積層コイル部と、コイルパターンが形成されたシー
トを積層した電流の復路となる第２の積層コイル部と、
第１の積層コイル部と第２の積層コイル部との間におい
て耐電圧性を得るために十分な厚みをもって形成される
中間部と、第１の積層コイル部および第２の積層コイル
部と外部との絶縁を得るために第１の積層コイル部およ
び第２の積層コイル部の外側に形成される外層部と、第
１の積層コイル部、第２の積層コイル部、中間部および
外層部のほぼ中央部に形成された貫通孔に挿通されるコ
アとを含み、第１の積層コイル部に往路の電流が流れ、
かつ第２の積層コイル部に復路の電流が流れたときに、
コアに発生する磁束が互いに打ち消し合う向きに第１の
積層コイル部と第２の積層コイル部とが巻回された、チ
ョークコイルである。このチョークコイルにおいて、第
１の積層コイル部および第２の積層コイル部に用いられ
るシートは、たとえばＮｉ−Ｚｎ系またはＭｇ−Ｚｎ系
のフェライト材料で形成される。また、中間部および外
層部は、たとえばアルミナガラス系の絶縁物、またはガ
ラスとフェライトとの混合物で形成され、第１の積層コ
イル部および第２の積層コイル部に用いられるシートよ
り低い透磁率を有することが好ましい。

【０００９】第１の積層コイル部と第２の積層コイル部
との間に中間部が形成され、これらの積層コイル部間に
おいて耐電圧性を得るのに十分な厚みを有しているた
め、第１の積層コイル部および第２の積層コイル部を形
成するシートを薄くすることができる。そのため、バイ
ファイラ巻きのチョークコイルに比べて、全体としての
厚みを小さくすることができる。

【００１０】また、第１の積層コイル部に往路の電流が
流れ、第２の積層コイル部に復路の電流が流れたとき、
コアに発生する磁束が互いに打ち消し合う。しかしなが
ら、第１の積層コイル部と第２の積層コイル部とが中間
部を介して離れて形成されているため、第１の積層コイ
ル部の周囲および第２の積層コイル部の周囲に、それぞ
れ磁束が形成される。このような電流の向きは、ノーマ
ルモードノイズが伝わる向きと同じであるため、ノーマ
ルモードノイズに対しても、インダクタンスを得ること
ができる。さらに、コモンモードノイズについては、コ
アに発生する磁束が同じ向きとなり、第１の積層コイル
部および第２の積層コイル部の両方を囲むようにして磁
束が発生し、コモンモードノイズに対しても、インダク
タンスを得ることができる。

【００１１】第１の積層コイル部および第２の積層コイ
ル部に用いられるシートの材料として、Ｎｉ−Ｚｎ系ま
たはＭｇ−Ｚｎ系のフェライト材料を用いることによ
り、この部分を通る磁束を大きくすることができる。さ
らに、中間部の材料として、第１の積層コイル部および
第２の積層コイル部に用いられるシートより低透磁率の
材料を用いることにより、これらの積層コイル部に大き
い電流が流れても飽和しにくくなり、通電時においても
ノーマルモードノイズに対するインダクタンスを得るこ
とができる。

【００１２】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明のチョークコイル
の一例を示す斜視図である。チョークコイル１０は、中
央部に貫通孔１２が形成された積層体１４を含む。積層
体１４は、図２に示すように、第１の積層コイル部１６
および第２の積層コイル部１８を含む。第１の積層コイ
ル部１６と第２の積層コイル部との間には中間部２０が
積層され、外側には外層部２２，２４が積層される。

【００１４】第１の積層コイル部１６は、図３に示すよ
うに、第１のシート２６，第２のシート２８および第３
のシート３０を含む。第１のシート２６上には、その１
つの角部ａ付近から貫通孔１２の周囲をほぼ半周するよ
うにして、第１のコイルパターン３２が形成される。つ
まり、第１のシート２６の角部ａ付近に第１のコイルパ
ターン３２の一端が露出するように配置され、第１のシ
ート２６の中間部に第１のコイルパターン３２の他端が
配置される。

【００１５】また、第２のシート２８上には、第１のコ
イルパターン３２の一端が形成された角部ａに対向する
角部ｂ付近から貫通孔１２の周囲をほぼ半周するように
して、第２のコイルパターン３４が形成される。つま
り、第２のシート２８の角部ｂ付近に第２のコイルパタ
ーン３４の一端が露出するように配置され、第１のコイ
ルパターン３２の他端に対応する部分に第２のコイルパ
ターン３４の他端が配置される。そして、第２のコイル
パターン３４の他端において、第２のシート２８にスル
ーホールが形成され、点線で示すように、スルーホール
を介して第１のコイルパターン３２と第２のコイルパタ
ーン３４とが接続される。そして、第１のシート２６，
第２のシート２８および第３のシート３０が積層される
ことによって、第１の積層コイル部１６が形成される。
なお、この第１の積層コイル部１６では、第２のコイル
パターン３４の一端が露出した角部ｂから第１のコイル
パターン３２の一端が露出した角部ａに向かって、右巻
きとなるように、第１および第２のコイルパターン３
２，３４が形成されている。

【００１６】第２の積層コイル部１８は、図４に示すよ
うに、第４のシート３８，第５のシート４０および第６
のシート４２を含む。第４のシート３８上には、第１の
コイルパターン３２が露出した側面と同じ側面におい
て、角部ａに対向する角部ｃ付近から貫通孔１２の周囲
をほぼ３／４周するようにして、第３のコイルパターン
４４が形成される。つまり、第４のシート３８の角部ｃ
付近に第３のコイルパターン４４の一端が露出するよう
に配置され、第４のシート３８の中間部に第３のコイル
パターン４４の他端が配置される。

【００１７】また、第５のシート４０上には、第３のコ
イルパターン４４の一端が形成された角部ｃに対向する
角部ｄ付近から貫通孔１２の周囲をほぼ３／４周するよ
うにして、第４のコイルパターン４６が形成される。つ
まり、第５のシート４０の角部ｄ付近に第４のコイルパ
ターン４６の一端が露出するように配置され、第３のコ
イルパターン４４の他端に対応する部分に第４のコイル
パターン４６の他端が配置される。そして、第４のコイ
ルパターン４６の他端において、第５のシート４０にス
ルーホールが形成され、点線で示すように、スルーホー
ルを介して第３のコイルパターン４４と第４のコイルパ
ターン４６とが接続される。そして、第４のシート３
８，第５のシート４０および第６のシート４２が積層さ
れることによって、第２の積層コイル部１８が形成され
る。なお、この第２の積層コイル部１８では、第３のコ
イルパターン４４の一端が露出した角部ｃから第４のコ
イルパターン４６の一端が露出した角部ｄに向かって、
左巻きとなるように、第３および第４のコイルパターン
４４，４６が形成されている。

【００１８】第１の積層コイル部１６に用いられるシー
ト２６，２８，３０および第２の積層コイル部１８に用
いられるシート３８，４０，４２の材料としては、たと
えばＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料またはＭｇ−Ｚｎ系フ
ェライト材料などの高透磁率の材料が用いられる。ま
た、中間部２０および外層部２２，２４は、たとえばア
ルミナガラス系の絶縁材料、またはガラスとフェライト
材料との混合物などが用いられ、第１の積層コイル部１
６や第２の積層コイル部１８のシートに用いられる材料
より透磁率の低い材料が用いられる。これらの第１の積
層コイル部１６，第２の積層コイル部１８，中間部２０
および外層部２２，２４を積層することにより、積層体
１４が形成される。なお、中間部２０は、第１の積層コ
イル部１６および第２の積層コイル部１８の間におい
て、十分な耐電圧性を有する厚みとなるように、適当な
枚数の低透磁率材料のシートが積層される。

【００１９】積層体１４の４つの角部には、それぞれ外
部電極５０，５２，５４，５６が形成される。そして、
角部ｂにおいて外部電極５０に第２のコイルパターン３
４が接続され、角部ａにおいて外部電極５２に第１のコ
イルパターン３２が接続され、角部ｃにおいて外部電極
５４に第３のコイルパターン４４が接続され、角部ｄに
おいて外部電極５６に第４のコイルパターン４６が接続
される。さらに、積層体１４には、図５に示すように、
積層体１４の貫通孔１２に中央の脚部が挿入されるよう
にして、２つのＥ型コア５８ａ，５８ｂが取り付けられ
る。

【００２０】このチョークコイル１０では、外部電極５
０，５６に信号源が接続され、外部電極５２，５４に負
荷が接続される。そして、外部電極５０から外部電極５
２に向かって往路の電流が流れ、外部電極５４から外部
電極５６に向かって復路の電流が流れる。つまり、第１
および第２のコイルパターン３２，３４に往路の電流が
流れ、第３および第４のコイルパターン４４，４６に復
路の電流が流れる。

【００２１】ここで、コモンモードノイズがある場合、
第１および第２のコイルパターン３２，３４と、第３お
よび第４のコイルパターン４４，４６には、同相のノイ
ズが伝達される。したがって、コモンモードノイズが、
外部電極５０側から外部電極５２側に向かって伝わると
ともに、外部電極５６側から外部電極５４側に向かって
伝わる。このような電流によって生じる磁束は、図６に
示すように、第１の積層コイル部１６および第２の積層
コイル部１８の間の中間部２０部分で打ち消し合い、Ｅ
型コア５８ａ，５８ｂ中央部で同じ向きとなって、第１
の積層コイル部１６と第２の積層コイル部１８の両方を
囲むようにして形成される。つまり、磁束は、Ｅ型コア
５８ａ，５８ｂで形成される閉磁路を通る。この磁束に
より、第１の積層コイル部１６および第２の積層コイル
部１８にはインダクタンスが形成され、このインダクタ
ンスによってコモンモードノイズが除去される。

【００２２】また、ノーマルモードの電流が流れる場
合、たとえば外部電極５０側から第２のコイルパターン
３４および第１のコイルパターン３２を通って外部電極
５２側に電流が流れ、さらに外部電極５４側から第３の
コイルパターン４４および第４のコイルパターン４６を
通って外部電極５６側に電流が流れる。このような電流
によって生じる磁束は、図７に示すように、Ｅ型コア５
８ａ，５８ｂ内で打ち消し合い、それぞれの積層コイル
部１６，１８の周囲を磁束が通る。この場合、第１の積
層コイル部１６と第２の積層コイル部１８とが中間部２
０を介して離れて配置されているため、互いの積層コイ
ル部１６，１８の周囲に形成された磁束が重なることが
なく、これらの磁束が打ち消されることがない。そのた
め、ノーマルモードノイズに対しても、インダクタンス
を得ることができ、ノーマルモードノイズを除去するこ
とができる。

【００２３】このチョークコイル１０の等価回路が図８
に示される。図８に示すように、このチョークコイル１
０では、コモンモードノイズに対するインダクタンス６
０とノーマルモードノイズに対するインダクタンス６２
とが形成されている。したがって、このチョークコイル
１０では、コモンモードノイズおよびノーマルモードノ
イズの両方を除去することができる。しかも、第１の積
層コイル部１６と第２の積層コイル部１８との間におい
て耐電圧性が得られるように、十分な厚みを有する中間
部２０が形成されているため、バイファイラ巻きのコイ
ル部を有するチョークコイルのように、各コイルパター
ン間のシートを厚くする必要がない。そのため、バイフ
ァイラ巻きを採用した従来のチョークコイルに比べて、
チョークコイル全体として小型化を図ることができる。

【００２４】ここで、第１の積層コイル部１６および第
２の積層コイル部１８に用いられるシートとして、透磁
率の高い材料を用いることにより、大きいインダクタン
スを得ることができる。また、中間部２０および外層部
２２，２４の材料として、透磁率の低い材料を用いるこ
とにより、ノーマルモードの電流が流れたときに中間部
２０および外層部２２，２４を通る磁束の密度が下が
り、高い値の電流が流れても飽和しにくくなる。そのた
め、通電時においてもインダクタンスを得ることがで
き、ノーマルモードノイズを除去することができる。な
お、中間部２０，コイル部１６，１８および外層部２
２，２４として、ガラスとフェライト材料との混合物を
用いれば、その配合を調整することにより、透磁率およ
び絶縁性の調整をすることが容易である。

【００２５】また、第１の積層コイル部１６および第２
の積層コイル部１８の巻数は、コイルパターンを形成し
たシートの積層枚数を調整することにより変更すること
ができる。したがって、必要なインダクタンスが得られ
るように、シートの積層枚数を調整することができる。
また、コアの形状としては、Ｅ型コアに限らず、図９に
示すように、２つのコ字状コア６４ａ，６４ｂを組み合
わせて、１つの閉磁路を形成してもよい。さらに、Ｅ型
コアとＩ型コアとを組み合わせたり、コ字状コアとＩ型
コアとを組み合わせて、１つの閉磁路を形成してもよ
い。このように、コアの形状は、任意に変更可能であ
る。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、往路の電流が通る第
１の積層コイル部と復路の電流が通る第２の積層コイル
部とを、中間部を挟んで形成することにより、コモンモ
ードノイズおよびノーマルモードノイズの両方を除去す
ることができ、しかも小型のチョークコイルを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のチョークコイルの一例を示す斜視図
である。

【図２】図１に示すチョークコイルの積層体を示す分解
斜視図である。

【図３】図２に示す積層体の中の第１の積層コイル部を
示す分解斜視図である。

【図４】図２に示す積層体の中の第２の積層コイル部を
示す分解斜視図である。

【図５】図２に示す積層体にＥ型コアを取り付ける状態
を示す図解図である。

【図６】図１に示すチョークコイルにコモンモードノイ
ズが伝わったときの磁束の状態を示す図解図である。

【図７】図１に示すチョークコイルにノーマルモードの
電流が流れたときの磁束の状態を示す図解図である。

【図８】図１に示すチョークコイルの等価回路図であ
る。

【図９】図１に示すチョークコイルの変形例を示す斜視
図である。

【図１０】従来のチョークコイルの一例を示す斜視図で
ある。

【図１１】図１０に示す従来のチョークコイルの分解斜
視図である。

【符号の説明】

１０ チョークコイル １２ 貫通孔 １４ 積層体 １６ 第１の積層コイル部 １８ 第２の積層コイル部 ２０ 中間部 ２２ 外層部 ２４ 外層部 ２６ 第１のシート ２８ 第２のシート ３０ 第３のシート ３２ 第１のコイルパターン ３４ 第２のコイルパターン ３８ 第４のシート ４０ 第５のシート ４２ 第６のシート ４４ 第３のコイルパターン ４６ 第４のコイルパターン ５０，５２，５４，５６ 外部電極 ５８ａ，５８ｂ Ｅ型コア

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、コイルパタ
ーンが形成された磁性体シートを積層した電流の往路と
なる第１の積層コイル部と、コイルパターンが形成され
た磁性体シートを積層した電流の復路となる第２の積層
コイル部と、第１の積層コイル部と第２の積層コイル部
との間において耐電圧性を得るために十分な厚みをもっ
て形成される中間部と、第１の積層コイル部、第２の積
層コイル部および中間部のほぼ中央部に形成された貫通
孔に挿通されるコアとを含み、第１の積層コイル部と第
２の積層コイル部にノーマルモードノイズ電流が流れた
ときに、第１の積層コイル部内および第２の積層コイル
部内でそれぞれ閉磁路が形成されるとともに、第１の積
層コイル部と第２の積層コイル部にコモンモードノイズ
電流が流れたときに、コアに閉磁路が形成されるよう
に、第１の積層コイル部と第２の積層コイル部とが巻回
された、チョークコイルである。このチョークコイルに
おいて、第１の積層コイル部および第２の積層コイル部
に用いられる磁性体シートは、たとえばＮｉ−Ｚｎ系ま
たはＭｇ−Ｚｎ系のフェライト材料で形成される。ま
た、中間部は、たとえばアルミナガラス系の絶縁物、ま
たはガラスとフェライトとの混合物で形成され、第１の
積層コイル部および第２の積層コイル部に用いられる磁
性体シートより低い透磁率を有することが好ましい。さ
らに、第１の積層コイル部および第２の積層コイル部と
外部との絶縁を得るために第１の積層コイル部および第
２の積層コイル部の外側に形成され、かつコアを挿通す
るための貫通孔が形成された外層部を含んでいてもよ
い。このとき、外層部は、たとえばアルミナガラス系の
絶縁物、またはガラスとフェライトとの混合物で形成さ
れ、第１の積層コイル部および第２の積層コイル部に用
いられる磁性体シートより低い透磁率を有することが好
ましい。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルパターンが形成されたシートを積
   層した電流の往路となる第１の積層コイル部、 コイルパターンが形成されたシートを積層した電流の復
   路となる第２の積層コイル部、 前記第１の積層コイル部と前記第２の積層コイル部との
   間において耐電圧性を得るために十分な厚みをもって形
   成される中間部、 前記第１の積層コイル部および前記第２の積層コイル部
   と外部との絶縁を得るために前記第１の積層コイル部お
   よび前記第２の積層コイル部の外側に形成される外層
   部、および前記第１の積層コイル部、前記第２の積層コ
   イル部、前記中間部および前記外層部のほぼ中央部に形
   成された貫通孔に挿通されるコアを含み、 前記第１の積層コイル部に往路の電流が流れ、かつ前記
   第２の積層コイル部に復路の電流が流れたときに、前記
   コアに発生する磁束が互いに打ち消し合う向きに前記第
   １の積層コイル部と前記第２の積層コイル部とが巻回さ
   れた、チョークコイル。
2. 【請求項２】 前記第１の積層コイル部および前記第２
   の積層コイル部に用いられる前記シートは、Ｎｉ−Ｚｎ
   系またはＭｇ−Ｚｎ系のフェライト材料で形成される、
   請求項１に記載のチョークコイル。
3. 【請求項３】 前記中間部および前記外層部は、アルミ
   ナガラス系の絶縁物、またはガラスとフェライトとの混
   合物で形成され、前記第１の積層コイル部および前記第
   ２の積層コイル部に用いられる前記シートより低い透磁
   率を有する、請求項１または請求項２に記載のチョーク
   コイル。