JP2002367836A - コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低周波領域から高周波領域までの広い範囲に
渡って良好なノイズ除去性能を有するコモンモードチョ
ークコイルを提供する。 【解決手段】 コモンモードチョークコイル１は、ボビ
ン２と、Ｕ字形状を有する二つのコア部材１１，１２か
らなる磁性体コア３と、一対の巻線５，６を備えてい
る。ボビン２の筒部２１の外周には巻線５，６が巻回さ
れている。すなわち、巻線５は、筒部２１の右半分（鍔
部２２と２６の間）の領域を巻回領域とし、さらに、鍔
部２４によって領域３２ａに単層巻きされた巻線部５ａ
と領域３２ｂに多層巻きされた巻線部５ｂに分けられて
いる。同様に、巻線６は、筒部２１の左半分（鍔部２３
と２６の間）の領域を巻回領域とし、さらに、鍔部２５
によって領域３１ａに単層巻きされた巻線部６ａと領域
３１ｂに多層巻きされた巻線部６ｂに分けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンモードチョ
ークコイル、特に、電子機器等から発生するノイズや電
子機器等に侵入するノイズを除去する際に用いられる巻
線型コモンモードチョークコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のコモンモードチョー
クコイルとしては、図７および図８に示すものが知られ
ている。図７に示すコモンモードチョークコイル６０
は、閉磁路を形成する磁性体コア６１と、ボビン６２と
を有している。磁性体コア６１の一辺６１ａはボビン６
２の筒部６２ａの穴に挿通されている。ボビン６２の鍔
部６２ｂと中央鍔部６２ｄとの間、並びに、鍔部６２ｃ
と中央鍔部６２ｄとの間には、それぞれ巻線Ｌ１および
Ｌ２が巻回されている。

【０００３】また、図８に示すコモンモードチョークコ
イル６０ａは、図７で説明したチョークコイル６０にお
いて、巻線Ｌ１、Ｌ２がそれぞれ仕切用鍔部６２ｄ，６
２ｅによって、多層巻きされた二つの巻線部Ｌ１ａ，Ｌ
１ｂ、Ｌ２ａ，Ｌ２ｂに分割されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のコモ
ンモードチョークコイルは、次のような問題を有してい
た。すなわち、図７で説明したチョークコイル６０は、
巻線Ｌ１，Ｌ２の浮遊容量が大きく、巻線Ｌ１，Ｌ２の
インダクタと浮遊容量による自己共振周波数が低いた
め、自己共振周波数より高い数百ｋＨｚ以上の周波数域
ではノイズ除去効果が低下する。

【０００５】一方、図８で説明したチョークコイル６０
ａは、巻線Ｌ１，Ｌ２の各々が第１巻線部Ｌ１ａ，Ｌ２
ａと第２巻線部Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂとからなり、いわゆる分
割巻きされている。このため、標準巻きされている図７
のチョークコイル６０と比較して、自己共振周波数より
高い周波数領域での挿入損失特性を改善することができ
る。つまり、チョークコイル６０ａの巻線Ｌ１，Ｌ２は
それぞれ仕切用鍔部６２ｄ，６２ｅにより仕切られてい
るため、巻線部Ｌ１ａ，Ｌ２ａと巻線部Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ
の浮遊容量結合が抑えられる。具体的には、各巻線部Ｌ
１ａ〜Ｌ２ｂの浮遊容量は、１層分の面積にほぼ比例す
るので、標準巻きの各巻線Ｌ１，Ｌ２の浮遊容量の約１
／２となる。また、分割巻きの巻線Ｌ１は巻線部Ｌ１
ａ，Ｌ１ｂが直列に接続されているため、巻線Ｌ１に発
生する浮遊容量は巻線部Ｌ１ａ，Ｌ１ｂに発生する浮遊
容量の１／２となる。従って、分割巻きの巻線Ｌ１の浮
遊容量は、標準巻きの巻線Ｌ１の浮遊容量の１／４とな
る。分割巻きの巻線Ｌ２についても同様である。従っ
て、共振周波数が２倍程度高くなり、高周波域までノイ
ズ除去効果が得られる。しかしながら、数ＭＨｚ以上の
周波数域では、やはりノイズ除去効果が低下する。

【０００６】そこで、本発明の目的は、低周波領域から
高周波領域までの広い範囲に渡って良好なノイズ除去性
能を有するコモンモードチョークコイルを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するため、本発明に係るコモンモードチョークコイル
は、（ａ）筒部および該筒部に設けた複数の鍔部を有し
たボビンと、（ｂ）前記ボビンの筒部に、鍔部によって
仕切られた状態で巻回されている複数の巻線と、（ｃ）
前記ボビンの筒部の穴に挿通された閉磁路を形成する磁
性体コアとを備え、（ｄ）前記巻線の各々がさらに鍔部
によって仕切られた少なくとも第１巻線部と第２巻線部
とからなり、前記巻線の各々の第１巻線部が多層巻きで
あり、第２巻線部が単層巻きであること、を特徴とす
る。

【０００８】以上の構成により、巻線の各々の第１巻線
部は多層巻きされているため、チョークコイルを殆ど大
型化することなく、大きなインダクタンスが得られる。
これにより、低周波数域で大きな減衰量が得られる。一
方、第２巻線部は単層巻きされているため、第２巻線部
の線間浮遊容量が抑えられ、共振周波数が高くなる。従
って、１００ＭＨｚ近辺でも、大きな減衰量が得られ
る。そして、巻線の始端部側を多層巻きにすることによ
り、巻き効率が高くなり、巻きズレも少なくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコモンモード
チョークコイルの実施の形態について添付の図面を参照
して説明する。

【００１０】図１および図２に示すように、コモンモー
ドチョークコイル１は、ボビン２と、Ｕ字形状を有する
二つのコア部材１１，１２からなる磁性体コア３と、一
対の巻線５，６を備えている。

【００１１】ボビン２は、筒部２１と、該筒部２１に設
けた鍔部２２，２３および仕切用鍔部２４，２５，２６
とを有している。仕切用鍔部２６は筒部２１の中央部に
設けられている。この仕切用鍔部２６によって左右に仕
切られたそれぞれの筒部２１の外周面を、鍔部２２，２
３および仕切用鍔部２４，２５によって、さらに領域３
１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂに区分けしている。領域
３１ａ〜３２ｂのそれぞれの長さ（言い換えると、鍔部
２２〜２６の相互間隔寸法）は、巻線を複数巻回して整
列巻きができるだけの寸法を有している。

【００１２】筒部２１の外周には巻線５，６が巻回され
ている。すなわち、巻線５は、筒部２１の右半分（鍔部
２２と２６の間）の領域を巻回領域とし、さらに、鍔部
２４によって外側領域３２ａに単層巻きされた巻線部５
ａと中央側領域３２ｂに多層巻きされた巻線部５ｂ（例
えば、層数が９〜１０層のもの）に分けられている。同
様に、巻線６は、筒部２１の左半分（鍔部２３と２６の
間）の領域を巻回領域とし、さらに、鍔部２５によって
外側領域３１ａに単層巻きされた巻線部６ａと中央側領
域３１ｂに多層巻きされた巻線部６ｂに分けられてい
る。巻線５，６のそれぞれの始端部および終端部は、ボ
ビン２の底部に植設された四つのピン端子１８にそれぞ
れ電気的に接続されている。

【００１３】なお、図２及び図３では、巻線５，６の始
端部側を単層巻き、巻線５，６の終端部側を多層巻きに
しているが、始端部側を多層巻き、終端部側を単層巻き
にしてもよい。通常、巻き始めの鍔部２２，２３には、
巻きスペースを有効に使うため、ボビン２の中心部に向
けて巻き溝（図示せず）が設けられているので、巻き始
めを多層巻きにした方が、巻き効率も高く、巻きズレも
少ない。

【００１４】磁性体コア３は、Ｕ字形状を有する二つの
コア部材１１，１２を突き合わせて構成したロ字形状の
ものであり、その一辺を筒部２１の穴２７に挿通してい
る。磁性体コア３の材料としては、比透磁率が３０００
以上のＭｎ−Ｚｎ系フェライトが好ましい。なぜなら、
チョークコイル全体のインダクタンスを大きくでき、低
周波領域のノイズ除去特性を更に向上させることができ
るからである。

【００１５】次に、このチョークコイル１のコモンモー
ドノイズ除去作用について図３を参照して説明する。

【００１６】一対の巻線５，６にコモンモードノイズ電
流が流れると、図３に示すように、磁性体コア３内に
は、低周波ノイズ電流あるいは高周波ノイズ電流による
磁束φ１，φ２が生じる。この磁束φ１，φ２は互いに
加え合わされて磁性体コア３内を通りながら、漸次減衰
する。磁束φ１，φ２は渦電流損等の形で熱エネルギー
に変換するからである。これにより、低周波ノイズ電流
並びに高周波ノイズ電流は低減される。

【００１７】このとき、多層巻きされた巻線部５ｂ，６
ｂは、そのインダクタンスＬａおよび浮遊容量Ｃａが相
対的に大きい。従って、インダクタンスＬａと浮遊容量
Ｃａにて形成される並列共振回路の共振周波数は相対的
に低周波側になる。この結果、磁性体コア３での低周波
ノイズ電流の減衰が相対的に大きくなり、低周波ノイズ
電流を除去する能力が向上する。一方、単層巻きされた
巻線部５ａ，６ａは、そのインダクタンスＬｂおよび浮
遊容量Ｃｂが相対的に小さい。従って、インダクタンス
Ｌｂと浮遊容量Ｃｂにて形成される並列共振回路の共振
周波数は相対的に高周波側になる。この結果、磁性体コ
ア３での高周波ノイズ電流の減衰が相対的に大きくな
り、高周波ノイズ電流を除去する能力が向上する。

【００１８】つまり、巻線５，６をそれぞれ、単層巻き
された巻線部５ａ，６ａと多層巻きされた巻線部５ｂ，
６ｂとで構成することにより、低周波領域（約１００ｋ
Ｈｚ）から高周波領域（約１００ＭＨｚ）までの広い範
囲に渡って、優れたノイズ除去特性を得ることができ
る。図４はチョークコイル１の減衰特性を示すグラフで
ある（実線３５参照）。比較のため、図４には、図７の
チョークコイル６０の減衰特性（一点鎖線３６参照）お
よび図８のチョークコイル６０ａの減衰特性（点線３７
参照）も併せて記載している。

【００１９】また、巻線５，６に正規信号電流が流れる
と、図３に示すように、正規信号電流による磁束φ３，
φ４が生じる。この磁束φ３，φ４は磁性体コア３内に
おいては方向が逆であり、互いに打ち消し合う。従っ
て、このチョークコイル１は正規信号電流に対しては何
も作用しない。

【００２０】なお、本発明は前記実施形態に限定するも
のではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することが
できる。

【００２１】例えば、図５に示すコモンモードチョーク
コイル１ａは、ボビン２の鍔部２２と２６の間に二つの
仕切用鍔部２４ａ，２４ｂを設けるとともに、鍔部２３
と２６の間にも二つの仕切用鍔部２５ａ，２５ｂを設け
ている。筒部２１の外周には巻線５，６が巻回されてい
る。すなわち、巻線５は、筒部２１の右半分（鍔部２２
と２６の間）の領域を巻回領域とし、鍔部２４ａ，２４
ｂによって多層巻きされた巻線部５ａ，５ｃとその間に
単層巻きされた巻線部５ｂに分けられている。同様に、
巻線６は、筒部２１の左半分（鍔部２３と２６の間）の
領域を巻回領域とし、鍔部２５ａ，２５ｂによって多層
巻きされた巻線部６ａ，６ｃとその間に単層巻きされた
巻線部６ｂに分けられている。図６はチョークコイル１
ａの減衰特性を示すグラフである（実線４５参照）。比
較のため、図６には、図７のチョークコイル６０の減衰
特性（一点鎖線４６参照）および図８のチョークコイル
６０ａの減衰特性（点線４７参照）も併せて記載してい
る。

【００２２】また、磁性体コア３は、例えばＵ字形状の
コア部材とＩ字形状のコア部材を組み合わせて、ロ字形
状の磁性体コアを形成するようにしてもよい。さらに、
磁性体コア３はロ字形状の一体型コアとし、ボビン２を
分割させた構造であってもよい。

【００２３】さらに、図１〜図３に示したコモンモード
チョークコイル１は、二つの巻線５，６を有する二ライ
ンのものであるが、本発明は、三ライン以上のものにも
適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、巻線の各々を少なくとも単層巻きの第１巻
線部と多層巻きの第２巻線部とで構成したので、低周波
領域から高周波領域までの広い範囲に渡って優れたノイ
ズ除去能力を有する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】本発明に係るコモンモードチョークコイルの一
実施形態を示す分解斜視図。

【図２】図１のコモンモードチョークコイルの外観斜視
図。

【図３】図２のコモンモードチョークコイルの磁性体コ
アでのノイズ除去を説明するための磁気回路図。

【図４】図２のコモンモードチョークコイルの減衰特性
を示すグラフ。

【図５】本発明に係るコモンモードチョークコイルの他
の実施形態を示す一部断面図。

【図６】図５のコモンモードチョークコイルの減衰特性
を示すグラフ。

【図７】従来のコモンモードチョークコイルを示す一部
断面図。

【図８】従来の別のコモンモードチョークコイルを示す
一部断面図。

【符号の説明】

１，１ａ…コモンモードチョークコイル ２…ボビン ３…磁性体コア ５，６…巻線 ５ａ，５ｂ，５ｃ…巻線部 ６ａ，６ｂ，６ｃ…巻線部 １１，１２…コア部材 ２１…筒部 ２２〜２６…鍔部 ２７…穴部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 善栄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5E043 AA02 BA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒部および該筒部に設けた複数の鍔部を
   有したボビンと、 前記ボビンの筒部に、鍔部によって仕切られた状態で巻
   回されている複数の巻線と、 前記ボビンの筒部の穴に挿通された閉磁路を形成する磁
   性体コアとを備え、 前記巻線の各々がさらに鍔部によって仕切られた少なく
   とも第１巻線部と第２巻線部とからなり、前記巻線の各
   々の第１巻線部が多層巻きであり、第２巻線部が単層巻
   きであること、 を特徴とするコモンモードチョークコイル。
2. 【請求項２】 前記巻線の始端部側が多層巻きであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のコモンモードチョーク
   コイル。