JPWO2017061143A1 - コイル部品 - Google Patents

Abstract

コイル部品の一例としての巻線型のコモンモードチョークコイルにおいて、浮遊容量の影響でモード変換特性が大きくなるといった不都合を解消する。巻芯部（４５）上に、第１層の第１ワイヤ（４３）と第２層の第２ワイヤ（４４）との間で０．５ターンずれる０．５ずれ領域Ａと、逆方向に１．５ターンずれる１．５ずれ領域Ｂとを軸線方向に沿って分布させる。０．５ずれ領域Ａでは、１ターンごとに−１または＋１と数値化される斜め容量が発生し、１．５ずれ領域Ｂでは、１ターンごとに＋３または−３と数値化される斜め容量が発生する。ここで、０．５ずれ領域Ａに位置する第２ワイヤ（４４）のターン数の和を、１．５ずれ領域Ｂに位置する第２ワイヤのターン数の和の２倍以上かつ５倍以下とすることにより、斜め容量を、第１および第２ワイヤ全体でバランスさせ、浮遊容量の影響を低減する。

Description

この発明は、コイル部品に関するもので、特に、巻芯部上に２本のワイヤを巻回した構造を有する巻線型のコイル部品におけるワイヤの巻回態様についての改良に関するものである。

この発明が向けられるコイル部品の代表例として、コモンモードチョークコイルがある。

この発明にとって興味あるコモンモードチョークコイルが、たとえば、特許第４７８９０７６号公報（特許文献１）に記載されている。図９には、特許文献１に記載されたものと基本的に同様の構成を有するコモンモードチョークコイル４１の外観が示されている。

図９に示すように、コモンモードチョークコイル４１は、コア４２と、それぞれインダクタを構成する第１ワイヤ４３および第２ワイヤ４４と、を備えている。コア４２は、電気絶縁性材料、より具体的には、誘電体としてのアルミナ、磁性体としてのＮｉ−Ｚｎ系フェライト、または樹脂などから構成される。コア４２は、全体として断面四角形状をなしている。ワイヤ４３および４４は、たとえば、絶縁被覆された銅線から構成される。

コア４２は、巻芯部４５ならびに巻芯部４５の各端部にそれぞれ設けられた第１鍔部４６および第２鍔部４７を有する。第１および第２ワイヤ４３および４４は、巻芯部４５上において第１鍔部４６側の第１端部から第２鍔部４７側の第２端部に向かって互いに実質的に同じターン数をもって螺旋状に巻回されている。

第１鍔部４６には、第１および第２端子電極４８および４９が設けられ、第２鍔部４７には、第３および第４端子電極５０および５１が設けられる。端子電極４８〜５１は、たとえば、導電性ペーストの焼付け、導電性金属のめっき等によって形成される。なお、端子電極４８〜５１の位置からわかるように、図９は、コモンモードチョークコイル４１を、実装基板側に向けられる実装面を上方に向けた姿勢で図示している。

第１ワイヤ４３の各端部は、第１および第３端子電極４８および５０に接続され、第２ワイヤ４４の各端部は、第２および第４端子電極４９および５１に接続される。これらの接続には、たとえば、熱圧着が適用される。

以上のような構成を有するコモンモードチョークコイル４１は、図１０に示すような等価回路を与えている。図１０において、図９に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。

図１０を参照して、コモンモードチョークコイル４１は、第１および第３端子電極４８および５０間に接続される第１ワイヤ４３によって構成される第１インダクタ５２と、第２および第４端子電極４９および５１間に接続される第２ワイヤ４４によって構成される第２インダクタ５３と、を備える。これら第１インダクタ５２と第２インダクタ５３とは、互いに磁気結合されている。

図９では明瞭に表わされていないが、第１ワイヤ４３は、巻芯部４５の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、第２ワイヤ４４は、その断面上の一部を第１ワイヤ４３の隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回されている。

コモンモードチョークコイル４１は、さらに、天板５４を備える。天板５４は、コア４２と同様、たとえば、非磁性体としてのアルミナ、磁性体としてのＮｉ−Ｚｎ系フェライト、または樹脂などから構成される。コア４２および天板５４が磁性体からなるとき、天板５４が第１鍔部４６および第２鍔部４７間を連結するように設けられることによって、コア４２は、天板５４と協働して、閉磁路を構成する。

特許第４７８９０７６号公報

上述したコモンモードチョークコイル４１において、そこに入力される信号周波数が高くなると、入力されたディファレンシャル信号成分のうち、コモンモードノイズに変換されて出力される割合であるモード変換特性が大きく現れることがある。

同種の問題は、コモンモードチョークコイルに限らず、たとえば、同じく第１ワイヤおよび第２ワイヤを備える巻線型チップトランスにおいても遭遇し得る。

そこで、この発明の目的は、上述した問題を解決し得るコイル部品を提供しようとすることである。

この発明は、一方および他方にそれぞれ第１端部および第２端部を有する巻芯部を含むコアと、上記巻芯部上において第１端部から第２端部に向かって互いに実質的に同じターン数をもって螺旋状に巻回された第１ワイヤおよび第２ワイヤと、を備える、コイル部品に向けられる。ここで、上記第１ワイヤは、巻芯部の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、上記第２ワイヤは、その大部分が断面上の一部を第１ワイヤの隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回される。

なお、第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回されるのが、第２ワイヤの大部分としたのは、巻回状態の都合で、第２ワイヤのごく一部を巻芯部の周面に接するように巻回しなければならない状況があり得るからである。

このようなコイル部品において、上述した技術的課題を解決するため、この発明は以下のような構成を備えることを特徴としている。

すなわち、第１ワイヤおよび第２ワイヤの各々の第１端部側から数えたターン数ｎ（ｎは自然数）で表現したとき、
（１） 第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎターンまたは第ｎ＋１ターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤと第２ワイヤとの間で０．５ターンずれる０．５ずれ領域と、
（２） ０．５ずれ領域において、第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎターンが嵌り込むとき、第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎ＋２ターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤと第２ワイヤとの間で１．５ターンずれるか、または、０．５ずれ領域において、第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎ＋１ターンが嵌り込むとき、第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎ−１ターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤと第２ワイヤとの間で１．５ターンずれる、１．５ずれ領域と、
が巻芯部の軸線方向に沿って分布している。

そして、上記０．５ずれ領域に位置する第２ワイヤのターン数の和は、上記１．５ずれ領域に位置する第２ワイヤのターン数の和の２倍以上かつ５倍以下であることを特徴としている。

このような構成によって、後述する考察から明らかにされるように、第１および第２ワイヤ間で発生する斜め容量を、第１および第２ワイヤ全体でバランスさせることができる。

この発明によれば、第１および第２ワイヤ間で生じる浮遊容量の影響を低減できる。したがって、たとえばコモンモードチョークコイルにあっては、モード変換特性を低減することができる。

この発明の第１の実施形態によるコイル部品としてのコモンモードチョークコイル６１の底面図であり、実装基板側に向けられる面を示している。 図１に示したコモンモードチョークコイル６１における第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態を模式的に示す断面図である。 図２に示した第１ワイヤ４３の巻線手順を説明するための断面図である。 図２に示した第２ワイヤ４４の巻線手順を説明するための断面図である。 図２に示した第１および第２ワイヤ４３および４４間で発生する斜め容量を説明するための断面図である。 図５に示した第１および第２ワイヤ４３および４４間で発生する斜め容量をより詳細に説明するための等価回路図である 図２の上半分に相当する図であって、この発明の第２の実施形態によるコモンモードチョークコイル６１ａにおける第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態を模式的に示す断面図である。 図２の上半分に相当する図であって、この発明の第３の実施形態によるコモンモードチョークコイル６１ｂにおける第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態を模式的に示す断面図である。 特許文献１に記載されたものと基本的に同様の構成を有するコモンモードチョークコイル４１の外観を示す斜視図である。 図９に示したコモンモードチョークコイル４１の等価回路図である。 図９に示した第１および第２ワイヤ４３および４４間で発生する斜め容量を説明するための断面図である。 図１１に示した第１および第２ワイヤ４３および４４間で発生する斜め容量をより詳細に説明するための等価回路図である

まず、上述のモード変換特性（以下、「Ｓｃｄ２１」と記載する。）が増加する問題について、本件発明者らが発見した内容を以下に説明する。

上述の問題の原因は、コモンモードチョークコイル４１に関連して生じる浮遊容量（分布容量）が、コモンモードチョークコイル４１を通過する信号のバランスを崩してしまうことにある。

まず、図１１および図１２を参照して、コモンモードチョークコイル４１において発生する浮遊容量について、より詳細に説明する。図１１には、巻芯部４５上での第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態の一部が拡大されて断面図で示されている。図１１において、第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の断面内に記入した数字は、ターン数を示している。すなわち、図１１では、第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の第１ターンから第３ターンまでが拡大されて断面図で示されている。また、図１１において、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との区別を明確にするため、第１ワイヤ４３を示す断面には、網掛けが施されている。

図１１に示すように、第１層を構成する第１ワイヤ４３と第２層を構成する第２ワイヤ４４とは、第１ワイヤ４３の第１ターンと第２ターンとの間の凹部に第２ワイヤ４４の第１ターンが嵌り込み、第１ワイヤ４３の第２ターンと第３ターンとの間の凹部に第２ワイヤ４４の第２ターンが嵌り込む、といった規則をもって巻芯部４５上に巻回されている。

一般化して表現すると、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に第２ワイヤ４４の第ｎターンが嵌り込んでいる。その結果、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４とは、巻芯部４５の軸線方向での位置は一致せず、互いに０．５ターンずれていることになる。

図１２には、第１ワイヤ４３および４４の各々の第１ターンから第４ターンまでが図示されている。図１２において、第１ワイヤ４３および４４の各々の１ターンが１つのインダクタ記号で表示されていて、第１ワイヤ４３および４４の各々の同一ターンは上下に整列するように図示されている。

このような巻回状態において、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との間には浮遊容量（分布容量）が発生する。浮遊容量の大きさは、ワイヤ４３および４４間の物理的な距離に比例するため、コモンモードチョークコイル４１の特性に対しては、隣接するワイヤ４３および４４間に発生する浮遊容量の影響が支配的になる。隣接するワイヤ４３および４４間に発生する浮遊容量とは、具体的には、たとえば、図１１において、第１ワイヤ４３の第１ターンと第２ワイヤ４４の第１ターンとの間に発生する浮遊容量や、第１ワイヤ４３の第２ターンと第２ワイヤ４４の第１ターンとの間に発生する浮遊容量などである。

ここで、本件発明者らは、Ｓｃｄ２１を増加させる要因として、隣接するワイヤ４３および４４間に発生する浮遊容量のうち、第１ワイヤ４３および第２ワイヤ４４の異なるターン間での浮遊容量Ｃｄ（以下、「斜め容量Ｃｄ」と記載する。）の影響が大きいことにあることを発見した。したがって、図１１および図１２では、斜め容量Ｃｄのみが図示されている。

コモンモードチョークコイル４１における斜め容量Ｃｄは、たとえば、第１ワイヤ４３の第２ターンと第２ワイヤの第１ターンとの間というように、第１ワイヤ４３の第ｎ＋１ターンと第２ワイヤの第ｎターンとの間に形成される。したがって、第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の同一ターンが上下に整列するように図示された図１２の等価回路図においては、斜め容量Ｃｄはいわゆる「右肩下がり」の接続姿勢となっている。なお、この「右肩下がり」あるいは「右肩上がり」といった表現は、後の説明においても用いることにする。

次に、この「右肩下がり」の接続姿勢がＳｃｄ２１に与える影響を説明する。まず、図１０において、第１端子電極４８から入力した信号が第３端子電極５０へ出力する割合をＳ２１、第１端子電極４８から入力した信号が第４端子電極５１へ出力する割合をＳ４１とする。また、同様に、第２端子電極４９から入力した信号が第３端子電極５０へ出力する割合をＳ２３、第２端子電極４９から入力した信号が第４端子電極５１へ出力する割合をＳ４３とする。

このとき、Ｓｃｄ２１はＳ２１＋Ｓ４１−Ｓ２３−Ｓ４３であり、式を変形すると、Ｓｃｄ２１＝（Ｓ２１−Ｓ４３）＋（Ｓ４１−Ｓ２３）となる。ここで、Ｓ４１およびＳ２３は、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４３との間を伝播する信号についての特性であり、特に第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４３との間に発生する浮遊容量を通じて伝わる信号の影響を大きく受ける。

この際、コモンモードチョークコイル４１では、前述した斜め容量Ｃｄの存在により、Ｓ４１とＳ２３とでは、一部の信号の伝播経路が異なる。たとえば、Ｓ４１は、傾きが−１である斜め容量Ｃｄによる経路（たとえば、第１ワイヤ４３の第２ターンから第２ワイヤ４４の第１ターンへの経路など）を伝わる信号を含む値である。当該信号は、第１ワイヤ４３から第２ワイヤ４４へ伝播する際に、あたかも−１ターン分位置が戻る（逆戻りする）かのように伝わる。一方、Ｓ２３は、傾きが＋１である斜め容量Ｃｄによる経路（たとえば、第２ワイヤ４４の第２ターンから第１ワイヤ４３の第３ターンへの経路など）を伝わる信号を含む値である。当該信号は、第２ワイヤ４４から第１ワイヤ４３へ伝播する際に、あらかも＋１ターン分位置が進む（ショートカットする）かのように伝わる。よって、上記２つの信号間では、インダクタ中を通過する距離が異なることで、信号の減衰特性が異なるため、Ｓ４１とＳ２３との間における非対称性が生じ、（Ｓ４１−Ｓ２３）が０とはならない。

なお、Ｓ４１とＳ２３とには、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４の同一ターン間に発生する（傾きが０である）浮遊容量による経路を伝わる信号も含まれるが、この経路については、Ｓ４１と、Ｓ２３とでは対称的であり、（Ｓ４１−Ｓ２３）の項に与える影響はほぼ無視できる。

このように、Ｓ４１とＳ２３との間には、この斜め容量Ｃｄの傾きの差異に起因する信号伝播特性の非対称性が生じる。さらに、コモンモードチョークコイル４１では、Ｓ４１側はほぼ全ターンにわたって傾きが−１である斜め容量Ｃｄの経路を有し、Ｓ２３はほぼ全ターンにわたって傾きが＋１である斜め容量Ｃｄの経路を有する。すなわち、これら経路を伝わる信号の総和により、Ｓ４１とＳ２３との間における信号伝播特性の非対称性がさらに大きくなり、（Ｓ４１−Ｓ２３）の項が有意な値を持つことで、Ｓｃｄ２１が大きくなるのである。

なお、上述した浮遊容量としては、上述したようなワイヤ４３および４４間で生じる浮遊容量のほか、ワイヤ４３および４４と端子電極４８〜５１との間で生じる浮遊容量、コモンモードチョークコイル４１が実装された状態で実装基板上の配線と基準大地面との間に生じる浮遊容量などがあり得るが、通常、ワイヤ４３および４４間で生じる浮遊容量、特に斜め容量Ｃｄの傾きの総和による影響が最も大きいと考えられる。

本件発明者らは、上記のようなＳ４１と、Ｓ２３とが影響を受ける斜め容量Ｃｄの傾きの総和に着目することにより、以降に説明する実施形態に想到するに至ったのである。

以下、この発明の実施形態の説明を、コモンモードチョークコイルについて行なう。

図１には、この発明の第１の実施形態によるコモンモードチョークコイル６１が示されている。図１に示したコモンモードチョークコイル６１は、前述した図９に示したコモンモードチョークコイル４１と比べて、第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回態様が異なるのみで、それ以外の構成は実質的に同様である。したがって、図１において、図９に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図１では、コモンモードチョークコイル６１における、実装基板側に向けられる面が示されている。また、図１では、図９に示した天板５４の図示が省略されている。また、図１において、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４とを明確に区別するため、第１ワイヤ４３は黒塗りで、第２ワイヤ４４は白抜きで図示されている。

図１に示したコモンモードチョークコイル６１における第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態が図２に模式的断面図で示されている。図１と図２とを対比すれば、ワイヤ４３および４４のターン数に関して、図１に示したものは図２に示したものより少ないことからわかるように、図１では、ワイヤ４３および４４が省略的に図示されている。また、図２およびそれ以降の図面では、第１ワイヤ４３を示す断面には網掛けが施され、第２ワイヤ４４との区別が明確になるようにしている。

第１および第２ワイヤ４３および４４は、巻芯部４５上において、第１鍔部４６が設けられた第１端部６２側から第２鍔部４７が設けられた第２端部６３に向かって互いに実質的に同じターン数をもって螺旋状に巻回されている。図２に示した第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の断面内には、巻芯部４５の第１端部６２側から数えたターン数「１」〜「３２」が記入されている。第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の断面内へのターン数の記入は、図３および図４ならびに後述する図７および図８においても採用される。

第１ワイヤ４３は、巻芯部４５の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、第２ワイヤ４４は、その大部分が断面上の一部を第１ワイヤの隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回される。

第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態の詳細を、図２とともに、図３および図４を参照して説明する。図３および図４において、巻芯部４５の周囲に巻回される第１および第２ワイヤ４３および４４の各部分のうち、巻芯部４５の手前側に位置する部分は実線で、巻芯部４５によって隠れる部分は破線でそれぞれ模式的に示されている。なお、ワイヤ４３および４４の、巻芯部４５によって隠れる部分については、すべてが図示されているわけではなく、特徴ある箇所のみが破線で示されている。

また、図２ないし図４には、巻芯部４５の第１端部６２から第２端部６３に向かって、「０．５ずれ領域Ａ」、「遷移領域Ｃ」および「１．５ずれ領域Ｂ」がこの順に表示されている。すなわち、巻芯部４５の軸線方向に沿って、０．５ずれ領域Ａ、遷移領域Ｃおよび１．５ずれ領域Ｂが分布している。これら領域Ａ〜Ｃの各々の名称の由来は後述する説明により明らかにされるが、第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態の説明を、領域Ａ〜Ｃの各々に分けて行なう。

まず、第１ワイヤ４３の始端が第１端子電極４８（図１参照）に接続される。

次いで、図３を主として参照して、第１ワイヤ４３は、０．５ずれ領域Ａでは、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第１ターンから第２４ターンまで巻回される。

次いで、遷移領域Ｃでは、第１ワイヤ４３における第２４ターンから第２５ターンへと移行する部分が位置し、第２４ターンと第２５ターンとの間に隙間が形成される。

次いで、１．５ずれ領域Ｂでは、第１ワイヤ４３は、再び、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第２５ターンから第３２ターンまで巻回される。

そして、第１ワイヤ４３の終端が第３端子電極５０（図１参照）に接続される。その後、第２ワイヤ４４が巻回される。

まず、第２ワイヤ４４の始端が第２端子電極４９（図１参照）に接続される。

次いで、図４を主として参照して、０．５ずれ領域Ａでは、第１ワイヤ４３のたとえば第１ターンと第２ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第１ターンが嵌り込むように、すなわち、一般化すると、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎターンが嵌り込む状態で、第２ワイヤ４４の第１ターンから第２３ターンまで巻回される。

次いで、遷移領域Ｃでは、第２ワイヤ４４は、第２３ターンに対して隙間を形成した状態で第２４ターンが巻回され、さらに、第２４ターンに対して隙間を形成した状態で第２５ターンが巻回される。これら第２４ターンおよび第２５ターンは、巻芯部４５の周面に接する状態で巻回される。このとき、図３と図４とを対照すればわかるように、第２ワイヤ４４は、３箇所において、第１ワイヤ４３と交差する。

次いで、１．５ずれ領域Ｂでは、まず、第２ワイヤ４４の第２６ターンが、自身の第２５ターンと第１ワイヤ４３の第２５ターンとの間の凹部に嵌り込み、続いて、第１ワイヤ４３のたとえば第２５ターンと第２６ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第２７ターンが嵌り込むというように、すなわち、一般化すれば、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎ＋２ターンが嵌り込む状態で、第２ワイヤ４４の第２６ターンから第３２ターンまで巻回される。

そして、第２ワイヤ４４の終端が第４端子電極５１（図１参照）に接続される。

なお、図２および図４において、第２ワイヤ４４に隣接するように図示された点線の円は、そこに巻回されない部分、すなわち「空き」が形成されることを明示するためのものである。

以上のように構成されたコモンモードチョークコイル６１において発生する斜め容量について、図５および図６を参照して説明する。図５には、巻芯部４５上での第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態の一部が拡大されて断面図で示されている。図５において、第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の断面内または断面近傍に記入した数字は、ターン数を示している。すなわち、図５では、第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の第１ターンから第３ターンまで、第１ワイヤ４３の第２５ターンから第２７ターンまで、ならびに第２ワイヤ４４の第２６ターンから第２８ターンまでが示されている。

図５において示されるように、０．５ずれ領域Ａでは、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４とは、互いに０．５ターンずれている。このことから、「０．５ずれ領域」の名称が与えられる。他方、１．５ずれ領域Ｂでは、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４とは、互いに１．５ターンずれている。このことから、「１．５ずれ領域」の名称が与えられる。「遷移領域」は、０．５ずれ領域Ａから１．５ずれ領域Ｂへと移行する領域であることを意味している。

図６には、図１２と同様の手法により、第１および第２ワイヤ４３および４４の各々の同一ターンが上下に整列するように図示されながら、図５に示した第１および第２ワイヤ４３および４４の異なるターン間で発生する浮遊容量（斜め容量）が等価回路図で示されている。

０．５ずれ領域Ａでは、第１ワイヤ４３および第２ワイヤ４４の配置は、前述の図１１に示した配置と同様であり、図１２に示す等価回路と同様の等価回路が形成される。したがって、図５に示した０．５ずれ領域Ａにおいては、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との間に、図６の０．５ずれ領域Ａにおいて示すように、いわゆる「右肩下がり」の斜め容量Ｃｄが形成される。特に、第２ワイヤ４４側から見ると０．５ずれ領域Ａにおける斜め容量Ｃｄの傾きは「＋１」である。

他方、１．５ずれ領域Ｂでは、図５に示すように、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との間に、斜め容量Ｃd1およびＣd2が形成される。図６の１．５ずれ領域に示すように、等価回路図においては、斜め容量Ｃd1およびＣd2は、ともに、いわゆる「右肩上がり」の接続姿勢となっている。特に、第２ワイヤ４４側から見ると１．５ずれ領域Ｂにおける斜め容量Ｃd1の傾きは「−１」であり、斜め容量Ｃd2の傾きは「−２」である。

ここで、斜め容量Ｃｄならびに斜め容量Ｃd1およびＣd2の各々を数値化して、各々の大きさおよび作用について考察する。

たとえば、図６の０．５ずれ領域Ａに示した斜め容量Ｃｄのように、「右肩下がり」の接続姿勢を有している場合には、斜め容量を数値化するにあたって、「＋」の符号を付すことにする。逆に、たとえば、図６の１．５ずれ領域Ｂに示した斜め容量Ｃd1またはＣd2のように、「右肩上がり」の接続姿勢を有している場合には、斜め容量を数値化するにあたって、「＋」の符号を付すことにする。

また、図６の０．５ずれ領域Ａに示した斜め容量Ｃｄまたは図６の１．５ずれ領域Ｂに示した斜め容量Ｃd1のように、斜め容量を発生させる第１ワイヤ４３側のターン数と第２ワイヤ４４側のターン数との差が「１」である場合には、斜め容量の絶対値を「１」と数値化する。また、図６の１．５ずれ領域Ｂに示した斜め容量Ｃd2のように、斜め容量を発生させる第１ワイヤ４３側のターン数と第２ワイヤ４４側のターン数との差が「２」である場合には、斜め容量の絶対値を「２」と数値化することにする。

上述の規則に従えば、図５の０．５ずれ領域Ａにおいて生じる斜め容量Ｃｄは「＋１」と数値化することができる。すなわち、０．５ずれ領域Ａでは、第２ワイヤ４４の１ターンごとに「＋１」の斜め容量が生じていることになる。また、図５の１．５ずれ領域Ｂにおいて生じる斜め容量Ｃd1は「−１」と数値化することができ、同じく図５の１．５ずれ領域Ｂにおいて生じる斜め容量Ｃd2は「−２」と数値化することができる。したがって、１．５ずれ領域Ｂでは、第２ワイヤ４４の１ターンごとに（−１）＋（−２）＝−３の斜め容量が生じていることになる。

ここで、０．５ずれ領域Ａに位置する第２ワイヤ４４のターン数の和をＮ_0.5とし、１．５ずれ領域Ｂに位置する第２ワイヤ４４のターン数の和をＮ_1.5としたとき、０．５ずれ領域Ａでは、全体として＋１×Ｎ_0.5の斜め容量が発生し、１．５ずれ領域Ｂでは、全体として−３×Ｎ_1.5の斜め容量が発生する。

したがって、０．５ずれ領域Ａに位置する第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5が、１．５ずれ領域Ｂに位置する第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5の３倍、すなわち、Ｎ_0.5＝Ｎ_1.5×３であれば、０．５ずれ領域Ａでは、全体として＋１×Ｎ_0.5＝＋１×Ｎ_1.5×３＝＋３×Ｎ_1.5の斜め容量が発生することになり、１．５ずれ領域Ｂ全体での−３×Ｎ_1.5の斜め容量と相殺され、第１および第２ワイヤ４３おい４４間で発生する斜め容量を、第１および第２ワイヤ４３および４４全体でバランスさせることができる。したがって、第１および第２ワイヤ４３および４４間で生じる斜め容量の影響を低減でき、コモンモードチョークコイル６１のモード変換特性を低減することができる。

なお、実際には、モード変換特性に影響を及ぼす浮遊容量としては、上述したようなワイヤ４３および４４間で生じる浮遊容量のほか、ワイヤ４３および４４と端子電極４８〜５１との間で生じる浮遊容量、コモンモードチョークコイル４１が実装された状態で実装基板上の配線と基準大地面との間に生じる浮遊容量などがあり得る。したがって、これらの浮遊容量などを考慮して、さらには、第２ワイヤ４４のターン数が１：３に割り切れない場合もあり得ることを考慮して、上述した０．５ずれ領域Ａに位置する第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5は、１．５ずれ領域Ｂに位置する第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5のちょうど３倍であることに限らず、２倍以上かつ５倍以下であることがこの発明の範囲とされる。

図２に示した具体的な巻回状態について言えば、０．５ずれ領域Ａでは、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5は、「２３」であり、１．５ずれ領域Ｂでは、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5は、「６」である。したがって、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5は、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5の２３／６≒３．８倍ということになる。

前述したように、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5の値につき、この発明では、２倍以上かつ５倍以下といった範囲を有している。図２に示した巻回態様の場合、第１層を構成する第１ワイヤ４３の上に乗る状態にある、第２層となる第２ワイヤ４４のうち、０．５ずれ領域Ａおよび１．５ずれ領域Ｂに属するものの総ターン数、すなわちＮ_0.5＋Ｎ_1.5は２９である。このＮ_0.5＋Ｎ_1.5＝２９を２つに分けて、
Ｎ_0.5が２０、Ｎ_1.5が９の場合には、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5が約２．２となり、
Ｎ_0.5が２１、Ｎ_1.5が８の場合には、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5が約２．６となり、
Ｎ_0.5が２２、Ｎ_1.5が７の場合には、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5が約３．１となり、
Ｎ_0.5が２３、Ｎ_1.5が６の場合には、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5が約３．８となり、
Ｎ_0.5が２４、Ｎ_1.5が５の場合には、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5が４．８となる。

したがって、上記のいずれの場合も、Ｎ_0.5／Ｎ_1.5の値が２倍以上かつ５倍以下といった範囲内にあり、この発明の範囲内であるということができる。

次に、図７を参照して、この発明の第２の実施形態によるコモンモードチョークコイル６１ａについて説明する。図７には、コモンモードチョークコイル６１ａにおける第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態が示されている。図７は、図２の上半分に相当する図である。よって、図７において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図７に示したコモンモードチョークコイル６１ａでは、巻芯部４５の軸線方向に沿って、図２に示したコモンモードチョークコイル６１の場合とは逆で、第１端部６２から第２端部６３に向かって、１．５ずれ領域Ｂ、遷移領域Ｃ、０．５ずれ領域Ａの順で分布している。

第１ワイヤ４３は、１．５ずれ領域Ｂ、遷移領域Ｃおよび０．５ずれ領域Ａにわたって、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第１ターンから第３２ターンまで巻回される。

第２ワイヤ４４は、１．５ずれ領域Ｂにおいては、第１ターンから第８ターンまで巻回される。まず、第２ワイヤ４４の第１ターンは、巻芯部４５の周面に接しかつ第１ワイヤの第１ターンに接する状態で巻回され、第２ターンは、自身の上記第１ターンと第１ワイヤ４３の第１ターンとの間の凹部に嵌り込むように巻回される。以後、第２ワイヤ４４の第３ターンは、第１ワイヤ４３の第１ターンと第２ターンとの間の凹部に嵌り込むように、すなわち、一般化すると、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎ＋２ターンが嵌り込むように巻回される。

次いで、遷移領域Ｃにおいて、第２ワイヤ４４は、第８ターンから第９ターンへとまで移行する部分が位置する。点線の円によって、巻回されない「空き」の部分が形成されることが示されているように、第８ターンと第９ターンとの間には隙間が形成される。このとき、図示されないが、第２ワイヤ４４は、３箇所において、第１ワイヤ４３と交差する。

次いで、０．５ずれ領域Ａでは、第１ワイヤ４３のたとえば第９ターンと第１０ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第９ターンが嵌り込むように、すなわち、一般化すると、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎターンが嵌り込む状態で、第２ワイヤ４４の第９ターンから第３１ターンまで巻回される。最後に、第２ワイヤ４４の第３２ターンが巻芯部４５の周面に接しかつ第１ワイヤの第３２ターンに接する状態で巻回される。

以上のような図７に示した具体的な巻回状態では、１．５ずれ領域Ｂでは、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5は、「６」であり、０．５ずれ領域Ａでは、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5は、「２３」である。したがって、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5は、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5の２３／６≒３．８倍ということになる。

次に、図８を参照して、この発明の第３の実施形態によるコモンモードチョークコイル６１ｂについて説明する。図８には、図７の場合と同様、コモンモードチョークコイル６１ｂにおける第１および第２ワイヤ４３および４４の巻回状態が示されている。図８は、図２の上半分に相当する図である。よって、図８において、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図８に示したコモンモードチョークコイル６１ｂでは、巻芯部４５の軸線方向に沿って、第１の０．５ずれ領域Ａ１、第１の遷移領域Ｃ１、１．５ずれ領域Ｂ、第２の遷移領域Ｃ２および第２の０．５ずれ領域Ａ２が、第１端部６２から第２端部６３に向かってこの順序で分布している。

第１ワイヤ４３は、第１の０．５ずれ領域Ａ１では、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第１ターンから第１６ターンまで巻回される。

次いで、第１の遷移領域Ｃ１では、第１ワイヤ４３における第１６ターンから第１７ターンへと移行する部分が位置し、第１６ターンと第１７ターンとの間に隙間が形成される。

次いで、１．５ずれ領域Ｂ、第２の遷移領域Ｃ２および第２の０．５ずれ領域Ａ２にわたって、第１ワイヤ４３は、再び、隣り合うターン間に隙間を形成しない状態で、第１７ターンから第３２ターンまで巻回される。

他方、第２ワイヤ４４については、第１の０．５ずれ領域Ａ１において、第１ワイヤ４３のたとえば第１ターンと第２ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第１ターンが嵌り込むように、すなわち、一般化すると、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎターンが嵌り込む状態で、第２ワイヤ４４の第１ターンから第１５ターンまで巻回される。

次いで、第１の遷移領域Ｃ１では、第２ワイヤ４４は、第１５ターンに対して隙間を形成した状態で第１６ターンが巻回され、さらに、第１６ターンに対して隙間を形成した状態で第１７ターンが巻回される。これら第１６ターンおよび第１７ターンは、巻芯部４５の周面に接する状態で巻回される。このとき、図示しないが、第２ワイヤ４４は、３箇所において、第１ワイヤ４３と交差する。

次いで、１．５ずれ領域Ｂでは、まず、第２ワイヤ４４の第１８ターンが、自身の第１７ターンと第１ワイヤ４３の第１７ターンとの間の凹部に嵌りこむ状態で巻回される。続いて、第１ワイヤ４３のたとえば第１７ターンと第１８ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第１９ターンが嵌り込むように、すなわち、一般化すれば、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎ＋２ターンが嵌り込む状態で、第２ワイヤ４４の第１８ターンから第２４ターンまで巻回される。

次いで、第２の遷移領域Ｃ２において、第２ワイヤ４４は、第２４ターンから第２５ターンへとまで移行する部分が位置する。点線の円によって、巻回されない「空き」の部分が形成されることが示されているように、第２４ターンと第２５ターンとの間には隙間が形成される。このとき、図示されないが、第２ワイヤ４４は、３箇所において、第１ワイヤ４３と交差する。

次いで、第２の０．５ずれ領域Ａ２では、第１ワイヤ４３のたとえば第２５ターンと第２６ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第２５ターンが嵌り込むように、すなわち、一般化すると、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎターンが嵌り込む状態で、第２ワイヤ４４の第２５ターンから第３１ターンまで巻回される。最後に、第２ワイヤ４４の第３２ターンが巻芯部４５の周面に接しかつ第１ワイヤの第３２ターンに接する状態で巻回される。

以上のような図８に示した具体的な巻回状態では、２つの０．５ずれ領域Ａ１およびＡ２での第２ワイヤ４４の合計ターン数の和Ｎ_0.5は、「２２」であり、１．５ずれ領域Ｂでは、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5は、「６」である。したがって、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_0.5は、第２ワイヤ４４のターン数の和Ｎ_1.5の２２／６≒３．７倍ということになる。

図８に示した実施形態の変形例として、２箇所に分割された０．５ずれ領域Ａ１およびＡ２がさらに３箇所以上に分割されてもよく、また、１．５ずれ領域Ｂが複数箇所に分布するように分割されてもよい。すなわち、図８に示した実施形態には、０．５ずれ領域および１．５ずれ領域の少なくとも一方について、複数の箇所に分布していてもよいことを明示する意義がある。

以上、図面を参照して説明したコモンモードチョークコイル６１、６１ａおよび６１ｂでは、いずれも、０．５ずれ領域Ａ、Ａ１およびＡ２において、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との間で０．５ターン分のずれを生じさせていた。この場合には、これらコモンモードチョークコイル６１、６１ａおよび６１ｂにおいて見られるように、１．５ずれ領域Ｂにおいては、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤ４４の第ｎ＋２ターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との間で１．５ターン分のずれを生じさせる構成が採用される。

しかしながら、この発明の実施形態は上記の場合に限らず、０．５ずれ領域において、第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎ＋１ターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤ４３と第２ワイヤ４４との間で０．５ターン分のずれを生じさせるようにしてもよい。この場合には、１．５ずれ領域においては、第１ワイヤ４３の第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、第２ワイヤの第ｎ−１ターンが嵌り込むことによって、第１ワイヤと第２ワイヤとの間で１．５ターン分のずれを生じさせる構成が採用される。

ただし、上記の構成は、図示した実施形態が備える構成において、ターン数を数える方向を逆にした（たとえば、第２端部６３側から数えた）だけの構成であり、本質的には同じ構成とも言える。したがって、図示は省略している。

以上、この発明を図示したコモンモードチョークコイルに係る実施形態に関連して説明したが、この発明は巻線型チップトランスにも適用することができる。また、図示した各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

４１，６１，６１ａ，６１ｂ コモンモードチョークコイル
４２ コア
４３ 第１ワイヤ
４４ 第２ワイヤ
４５ 巻芯部
４６ 第１の鍔部
４７ 第２の鍔部
４８〜５１ 端子電極
６２ 第１端部
６３ 第２端部
Ａ，Ａ１，Ａ２ ０．５ずれ領域
Ｂ １．５ずれ領域
Ｃｄ，Ｃd1，Ｃd2 斜め容量（浮遊容量）

Claims (1)

1. 一方および他方にそれぞれ第１端部および第２端部を有する巻芯部を含むコアと、
   前記巻芯部上において前記第１端部から前記第２端部に向かって互いに実質的に同じターン数をもって螺旋状に巻回された第１ワイヤおよび第２ワイヤと、
   を備え、
   前記第１ワイヤは、前記巻芯部の周面に接する第１層を構成する状態で巻回され、
   前記第２ワイヤは、その大部分が断面上の一部を前記第１ワイヤの隣り合うターン間に形成される凹部に嵌り込ませながら前記第１層の外側の第２層を構成する状態で巻回され、
   前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤの各々の前記第１端部側から数えたターン数ｎ（ｎは自然数）で表現したとき、
   （１） 前記第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、前記第２ワイヤの第ｎターンまたは第ｎ＋１ターンが嵌り込むことによって、前記第１ワイヤと前記第２ワイヤとの間で０．５ターンずれる０．５ずれ領域と、
   （２） 前記０．５ずれ領域において、前記第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、前記第２ワイヤの第ｎターンが嵌り込むとき、前記第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、前記第２ワイヤの第ｎ＋２ターンが嵌り込むことによって、前記第１ワイヤと前記第２ワイヤとの間で１．５ターンずれるか、または、前記０．５ずれ領域において、前記第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、前記第２ワイヤの第ｎ＋１ターンが嵌り込むとき、前記第１ワイヤの第ｎターンと第ｎ＋１ターンとの間の凹部に、前記第２ワイヤの第ｎ−１ターンが嵌り込むことによって、前記第１ワイヤと前記第２ワイヤとの間で１．５ターンずれる、１．５ずれ領域と、
   が前記巻芯部の軸線方向に沿って分布しており、
   前記０．５ずれ領域に位置する前記第２ワイヤのターン数の和は、前記１．５ずれ領域に位置する前記第２ワイヤのターン数の和の２倍以上かつ５倍以下である、
   コイル部品。

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