JPS62108509A - インダクタンス素子およびフイルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、通信機器等の電子回路に用いられるインダク
タンス素子およびフィルタ装置に関するものである。

従来の技術 インダクタンス素子、たとえばフェライト磁）Ｂのコイ
ルは、一般にコンデンサ素子と組合せてＬＣフィルタを
構成するなど、通信機器等の電子回路に広く使用されて
いる０ 最近は、機器の小形化のために素子を近接して配置する
必要があり、特にインダクタンス素子間を必要以上に（
一般に数醪以下）近接させると、双方より生ずる磁束が
互い作用し合い、磁気的結合によって相互誘導インダク
タンスＭが生じる。

また、Ｍの値は、双方のインダクタンスの値７５５等し
い場合、結合係数にと自己誘導インダクタンスＬによっ
て、 Ｍ＝ｋＬ と表わされることが知られている０ ところで、ＬＣＣフィルタの周波数特性は、結合係数に
の大きさと、双方のコイルの磁気的結合力玉料動的であ
るか、また差動的である力λによって左右される。

そこで、双方のコイルに磁気的結合が生じないようにし
たい場合には相互インダクタンスＭの値を小さくするた
めに、インダクタンス素子間を十分隔てて配置する必要
がある。

一方、要求される周波数特性に応じて、双方のコイルに
所定の磁気的結合を生じさせる必要がある。この場合に
は結合係数ｋを正確に設定する必要がある。

以下、図面を用いて更に詳しく説明する。

第１０図は、Ｔ形のＬＣフィルタの一構成例で、６０．
６１．６２は信号の入出力端子線である。

６３および６４はフェライト磁心に巻かれ、一端が端子
線６０および６２にそれぞれ接続されるコイルである。

６６はコイル６３および６４の他端が共に接続されるリ
ード線である。６６はセラミックコンデンサである。６
７はセラミックコンデンサ６６のホット側の電極でリー
ド線６６と接続されている。６８は電極６７と対向した
アース側の電極で端子２と接続されている。第１１図は
、第１ｏ図の回路構成を示したものである。第１２図は
周波数特性例でに？０．１　の場合を例示しである。た
だし６９は、磁気結合が生じない場合、すなわちに＝Ｏ
の場合の特性である。７０は相互インダクタＭが和動的
に作用した場合で、高域の減衰量が低下している。７１
はＭが差動的に作用した場合で、急峻な出力特性になっ
ている。しかし、更に結合が大きくなると、減衰極７２
が低域側へ移行して、高域側の減衰特性が低下する。ま
た、入力信号に対する出力信号の位相の回転が大きくな
ってしまう。

以上のように構成されたフィルタに−おいて、磁気的結
合のない周波数特性を得たい場合には、コイル４，６は
６咽以上の間隔を保って配置される。

また、ある程度の磁気的結合を生じさせて所望の周波数
特性を得ようとする場合には、双方のコイルの間隔を接
近させる。

発明が解決しようとする問題点 以上のようなＬＣフィルタでは、機器の小形化のために
占有スペースを小さくするためには、双方のコイルの間
隔を接近させて構成する事が望ましい。しかし、双方の
コイルを接近させると結合係数が大きくなってしまい、
周波数特性に悪影響を与える場合があった。

一方、ある程度磁気的結合を持たせて所望の周波数特性
を得たい場合には、まず双方のコイルを接近させて配置
する必要がある。そして正確な周波数特性を得るために
は双方のコイルの間隔を微妙に調整する事が考えられる
。しかし、このような調整では、結合度を正確に設定し
て正確な周波数特性を得る事は実質的に困難であった。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、占
有スペースを小さく出来るとともに、双方のコイルの磁
気的結合を正確に設定出来るインダクタンス素子を提供
する事を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の問題点を解決するため、第１のコイル用
磁心と第２のコイル用磁心との間に、双方のコアと連結
する連結磁心を設け、この連結磁心に両端が短絡された
短絡巻線を設けたものである０ 作　　　用 このように構成する事により、連結磁心が設けられた部
分では双方のコイル用磁心の間の磁気抵抗が非常に低下
し、第１のコイルによって発生する磁束の一部は上記連
結磁心を介して第２のコイルを貫き、また第２のコイル
によって発生する磁束の一部は上記連結磁心を介して第
２のコイルを貫く事となり、上記短絡巻線に上記磁束の
時間的変化率に比例した電流が流れる。この電流は連結
磁心に生ずる上記磁束を防げる方向の起磁力を発生させ
る事となり、このため、上記磁束の変化はこの起磁力に
よって防げられる。上記磁束の変化が防げられると、第
１のコイルから第２のコイルまた第２のコイルから第１
のコイルに対する相互誘導作用が抑えられる事となり、
すなわち両コイルの磁気的結合が抑えられる事となる。

そして、この短絡巻線の巻線数を増加させると、上記起
磁力も大きくなり、いっそう両コイル間の磁気的結合が
抑えられる事となり、すなわち、短絡巻線の巻線数に応
じた結合度を得る事が出来る。

実施例 以下、本発明の実施例におけるインダクタンス素子、お
よび同インダクタンス素子を用いた低域通過フィルタ装
置の実施例について説明する。

まず第１図および第２図に基づいてインダクタンス素子
について説明する。インダクタンス素子１は、第１のコ
イル用のコアと第２のコイル用のコアが一体に形成され
たコアに、各巻線を施したものである。すなわち２は第
１のコイル３が巻かれる第一の磁心部、４は第２のコイ
ル６が巻かれる第２の磁心部である。６は磁心部２の下
部に、また７は磁心部３の下部にそれぞれ設けられるつ
げ部である。８はつば部６と結合される分岐磁路部９は
つば部７と結合される分岐磁路部である。分岐磁路部８
および９は、コイル３とコイル６を仕切るように設けら
れる◇１０は分岐磁路部８と分岐磁路部９との間に、−
双方を連結するように設けられる連結磁路部である。連
結磁路部１０は分岐磁路部８および９の各々の上側に結
合している。

磁心部２，４、つば部６，７、分岐磁路部８，９、連結
磁路部１ｏは、全て一体に形成されている。

連結磁路１０の周囲には、複数回巻かれて両端が短絡さ
れた短絡巻線１１が設けられている。

つば部６の下面にはコイル３０巻線の一端および他端が
それぞれ接続される端子板１２．１３が設けられる。ま
たつば部７の下面にはコイル６０巻線の一端および他端
がそれぞれ接続される端子板１４．１５が設けられる。

次に、インダクタンス素子１とともにフィルタ装置を構
成するチップ形コンデンサについて説明する。１６は本
コンデンサの誘電体板で一長方形の板状に構成される。

１了は誘電体板１６の上面、　　中央に設けられる電極
板、１日は誘電体板１ｅの下面中央゛に、電極板１７と
対向するように設けられる電極板である。また、誘電体
板１ｅの一端部には、端子板１２と接続する断面コ字状
の端子板１９が、また誘電体板１２の他端部には端子板
１４と接続する同様な端子板２ｏがそれぞれはめ込まれ
、固定される。

以上のように構成されたチップ形コンデンサの上部に、
端子板１９と端子板１２が端子板２ｏと端子板１４がそ
れぞれ接続するように、かつ電極板１了と端子板１３．
１５が接続するように、インダクタンス素子１が載せら
れ固定される。

２３．２４．２５は、それぞれ端子板１９、電極板１８
、端子板２０と接続するリード端子である。本フィルタ
装置は、リード端子２３　、２４　。

２６をそれぞれ接続し、全体を合成樹脂でモールドする
事により完成する。

第３図は本フィルタ装置の等価回路を示すものである。

ただし、第３図において、第１図および第２図に示され
る部分に対応する部分に付される番号は、第１図および
第２図に付された番号と同一とする。破線２ｅで囲まれ
た部分がインダクタンス素子１の回路である。２７はつ
ば部６と分岐磁路部８に対応する磁心、２８はっは部７
と分岐磁路部９に対応する磁心である。コイル３とコイ
ル６は互いに差動的に結合するように巻かれる。

すなわち、第４図に示される等価回路に書き改める事が
出来る。ｋはコイル３とコイル６との結合係数である。

結合係数には０．３　以下となる事が望ましい。コンデ
ンサ２８は誘電体板１６、電極［１７，１ｓより成るチ
ップ形コンデンサである。

以下、短絡巻線１１の作用について説明する。

第６図において、コイル３に電流Ｘ３　　が流れると、
この電流によって生じる磁束の大部分は破線２９に示さ
れるように磁心部２、つば部６、分岐磁路部８を介し、
そこから空気中を介して磁心部２に戻るループとなるが
、一部の磁束は、一点鎖線３０に示されるように、分岐
磁路部８から連結磁路部１０、分岐磁路部９、つば部７
、磁心部４を介しそこから空気中を介して磁心部２に戻
るループとなる。以下、このループに沿って生じる磁束
を磁束３０とする。磁束３ｏは、コイル３とコイル５と
の相互磁気結合を引き起す事となる。以上、コイル３に
電流を流した場合について説明したが、コイル６に電流
を流した場合でも同様に点線３１に示される磁束と、磁
束３０が生じる。

今、コイル３に流れる電流Ｉ３が変化した場合、磁束３
０の磁束数φも変化し、その時間的変化率に応じた起電
力ｅ０が短絡巻線１１に生ずる。短絡巻線１１には起電
力ｅ０によって電流！。が生じ、その電流工。は磁束数
φの変化を防げる方向の起磁力Ｆを発生させる。その結
果、磁束数φの変化は防げられ、磁束数φの変化によっ
てコイル６に生ずる起電力も減少する。またコイル６に
流れる電流の変化によって生じる磁束数φの変化も同様
な理由によって防げられ、その磁束数φの変化によって
コイル３に生ずる起電力も減少する。

そこで、コイル３及びコイル６に非常に高い周波数の交
流電流を流すと、その周波数が高くなればなる程、電流
Ｉ０によって生ずる起磁力Ｆも大きくなろうとし、磁束
数φは非常に小さくなる。一方、短絡巻線１１の巻数Ｎ
０を多くすればする程、電流工。によって生ずる起磁力
Ｆも大きくなる。

このため、コイル３，６に与える信号の周波数が一定で
あっても、巻数Ｎ０を増加させると、磁束数φはさらに
小さくなり、連結磁路部の磁気抵抗を見かけ上大きくす
る事が出来る。

本実施例では、以上のように短絡巻線１１を設けた事に
より、コイル３とコイル６を共に貫く磁束の磁束数φを
低下させ、両コイルにその巻数Ｎ０に応じた度合の磁気
的結合を生じさせる事が出来る。また、両コイルのコア
を一体に形成したため、製造コストを大幅に低減させる
事が出来る。

第６図は、本実施例におけるフィルタ装置の周波数特性
を示すものである。３２は短絡巻線１１を設けない場合
の特性を示している。通過域が減衰極までは急峻な特性
となっているが、減衰極より高い周波数になるに従って
減衰特性が悪化する。

本実施例では、この場合の結合係数には−０，１２とな
る０３３は２回の短絡巻線１１を設けた場合の特性を示
している。この場合でも、減衰極より高い周波数になる
に従って減衰特性が悪化する０３４は３回の短絡巻線１
１を設けた場合の減衰特性を示している。この場合は、
高域における減衰特性がかなり改善されている。このよ
うに短絡巻線１１の巻数を３回とした場合は、結合係数
にはα０７となる。以上のように、短絡巻線１１の巻数
を増すと、高域における減衰特性を改善する事が出来る
。

第７図、第８図、第９図はそれぞれ本発明の他の実施例
におけるインダクタ素子を示したものである。

第７図において、３６および３７はそれぞれ磁心部２お
よび４の下部に接合されるつば部である。

３８はっは部３６および３７と結合する連結磁路部であ
る。３９は連結磁路部３８に巻かれる短絡巻線である。

ｈは磁心部２および４の高さで、このｈを小さくすると
、コイル３とコイル６との磁気的結合は低下する。

第８図において、４０，４１は磁心４２の両端に設けら
れるつば部４３，４４は磁心４６の両端に設けられるつ
ば部である。磁心４２および磁心４６にはコイル３，５
が設けられる。つば部４１と４４は対向して配置され、
つば部４１と４４との間には連結磁路部４６が設けられ
る。そして連結磁路部４６には短絡巻線４７が設けられ
る。短絡巻線４７はつば部４１および４４によって挾ま
れる。つば部４１および４４によってコイル３と６は隔
離されている。！はっは部４ｏと４１との間隔である。

ｌを小さくすると、コイル３から生じる漏れ磁束は小さ
くなり、コイル３とコイル６との磁気的結合も低減する
。

第９図に示されるものは第８図に示されるもの改良形で
ある。つば部４８は磁心部４９および６゜との間に設け
られ、つば部４８の周囲に短絡巻線５１が設けられる。

また磁心部４９および５ｏの端部にはっは部６２，５３
が設けられる。コイル３は磁心部４９に、またコイル６
は磁心部６０にそれぞれ設けられる。

以上、第７図、第８図、第９図に示される実施例におけ
る短絡巻線３９，４７，５１は、第一の実施例と同様に
作用する。

発明の効果 本発明は、第１のコイルが巻かれる磁心と、第２のコイ
ルが巻かれる磁心との間に、双方の磁心を連結する連結
磁心を設け、上記連結磁心に両端が短絡された短絡巻線
を設けた事により、第１のコイルと第２のコイルとの間
の磁気的結合を引き起こす磁束は上記連結磁心内に集中
する事となりたとえ、双方のコイル間隔を狭く構成して
も、短絡巻線に流れる誘導電流によって生じる起磁力に
よって上記磁束の量が低減するため、第１のコイルと第
２のコイルとの磁気的結合の度合を低下させると共に上
記短絡巻線の巻数に応じた値に設定する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一の実施例におけるインダクタン
ス素子を用いたフィルタ装置の斜視図、第２図は第１図
に示されるフィルタ装置の縦方向断面図、第３図は同フ
ィルタ装置の回路図、第４図は第３図に示される回路の
等価回路図、第６図は各コイルによって発生する磁界を
示す同フィルタ装置の縦方向断面図、第６図は同フィル
タ装置の周波数特性を示す図、第７図、第８図、第９図
は、それぞれ本発明の他の実施例におけるインダクタン
ス素子の縦方向断面図、第１０図は従来のフィルタ装置
の正面図、第１１図は同フィルタ装置の回路図、第１２
図は同フィルタ装置の周波数、　　特性図である。 ２．４・・・・・・磁心部、３・・・・・・第１のコイ
ル、６・・・・・・第２のコイル、６，７・・川・っｒ
ｄ部、ａ　ｔ　’ａ・・・・・・分岐磁路部、１ｏ・・
・・・・連結磁路部、１１・川・・短絡巻線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第　
３　図 第　４　図（ 第　６　図 周彼玖□ 第　７　図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　第１のコイルが巻かれた第１の磁心と、第２の
   コイルが巻かれた第２の磁心と、上記第１の磁心と第２
   の磁心とを連結する連結磁心を設け、上記連結磁心に、
   両端が短絡された短絡巻線を設けた事を特徴とするイン
   ダクタンス素子。
2. （２）　第１のコイルが巻かれた第１の磁心と第２のコ
   イルが巻かれた第２の磁心と、上記第１の磁心と第２の
   磁心とを連結する連結磁心を設けるとともに、上記連結
   磁心に両端が短絡された短絡巻線を設けたインダクタン
   ス素子と、一方の電極板が上記第１のコイルおよび第２
   のコイルの一端に接続するコンデンサとを設けた事を特
   徴とするフィルタ装置。