コモンモードノイズフィルタ
【課題】本発明は、差動信号で発生したノイズを除去できるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしたものである。
【解決手段】本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のコモンモードノイズフィルタは、図４に示すように、非磁性体層１ａ〜１ｃと、この非磁性体層１ａ〜１ｃの上下に形成された複数の磁性体層２と、非磁性体層１ａ〜１ｃ、磁性体層２を積層して形成された積層体３と、前記非磁性体層１ａ〜１ｃに形成されたスパイラル状の第１のコイル４、第２のコイル５とを備え、第１のコイル４の巻き方向と第２のコイル５の巻き方向が上面視にて互いに同一とした構成となっていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、コモンモードノイズを通過させた場合は第１のコイル４と第２のコイル５によって発生したインピーダンスによりコモンモードノイズを除去することができるが、差動信号を通過させた場合、差動信号は第１のコイル４と第２のコイル５とで打ち消し合うため、差動信号のノイズ成分（ノーマルモードノイズ）を除去できないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ノーマルモードノイズの除去も可能なコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、積層体と、この積層体の内部に互いに積層された第１〜第４のコイル導体と、前記積層体の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極とを備え、前記第１のコイル導体の他端部と前記第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ前記第３のコイル導体の他端部と前記第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極および前記第４の外部電極から流入し、前記第２の外部電極および前記第３の外部電極から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしたもので、この構成によれば、第１〜第４のコイル導体のコモンモードインピーダンスによりコモンモードノイズが除去でき、さらに、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１の外部電極および第４の外部電極から流入したとき、第２のコイル導体に到達する信号は先に第１のコイル導体を流れるため、第２のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じ、これにより、第４のコイル導体と第２のコイル導体とでは信号により発生する磁束を完全に打ち消し合わないため、第４のコイル導体と第２のコイル導体間に差動信号のインピーダンスが発生する。同様に、第３のコイル導体に到達する信号は先に第４のコイル導体を流れるため、第３のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じ、これにより、第３のコイル導体と第１のコイル導体とでは信号により発生する磁束を完全に打ち消し合わないため、第３のコイル導体と第１のコイル導体間に差動信号のインピーダンスが発生し、これらの結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという作用効果を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第３のコイル導体と第２のコイル導体との間の透磁率を、他の部分の透磁率より低くしたもので、この構成によれば、互いに同相になり、差動信号のインピーダンスが発生せず、差動信号で発生したノーマルモードノイズの除去に貢献できない第３のコイル導体と第２のコイル導体とを磁気結合させるのを防止できるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル導体の他端部と第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ第３のコイル導体の他端部と第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極および第４の外部電極から流入し、第２の外部電極および第３の外部電極から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしているため、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１のコイル導体の一端部および第４のコイル導体の一端部から流入したとき、第２のコイル導体に到達する信号は先に第１のコイル導体を流れ、第３のコイル導体に到達する信号は先に第４のコイル導体を流れ、これにより、第２のコイル導体、第３のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じるため、第４のコイル導体と第２のコイル導体、第３のコイル導体と第１のコイル導体では信号により発生した磁束を完全に打ち消し合わず、これにより、第４のコイル導体と第２のコイル導体間、第３のコイル導体と第１のコイル導体間にそれぞれ差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図
【図２】同コモンモードノイズフィルタの斜視図
【図３】同コモンモードノイズフィルタの等価回路図
【図４】従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。
【００１４】
本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図１、図２に示すように、積層体１０と、この積層体１０の内部に互いに積層された第１〜第４のコイル導体１１〜１４と、前記積層体１０の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体１１〜１４の一端部１１ａ〜１４ａにそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極１５〜１８とを備え、前記第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと前記第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ前記第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと前記第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極１５および前記第４の外部電極１８から流入し、前記第２の外部電極１６および前記第３の外部電極１７から流出するようにし、さらに積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とがコモンモード電流によって磁気結合し、積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしているものである。
【００１５】
上記構成において、前記第１〜第４のコイル導体１１〜１４は、それぞれ銀等の導電材料を渦巻状にめっきすることにより形成されている。そして、下から第１のコイル導体１１、第３のコイル導体１３、第２のコイル導体１２、第４のコイル導体１４の順に積層され、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３とが積層方向に隣り合い、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とが積層方向に隣り合うようにする。そして、第１のコイル導体１１は第１の絶縁体層２１ａの上面に、第３のコイル導体１３は第２の絶縁体層２１ｂの上面に、第２のコイル導体１２は第３の絶縁体層２１ｃの上面に、第４のコイル導体１４は第４の絶縁体層２１ｄの上面にそれぞれ形成されている。
【００１６】
また、前記第１のコイル導体１１の一端部１１ａ、第２のコイル導体１２の一端部１２ａは、それぞれ第１の絶縁体層２１ａ、第３の絶縁体層２１ｃの端面から露出し、そして、露出した第１のコイル導体１１の一端部１１ａ、第２のコイル導体１２の一端部１２ａは、それぞれ積層体１０の端部に設けられた第１、第２の外部電極１５，１６と直接接続されている。そしてまた、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとは、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃに形成された２つの第１のビア電極２２ａを介して接続し、１つのコイルを構成する。
【００１７】
さらに、前記第３のコイル導体１３の一端部１３ａ、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは、それぞれ第２の絶縁体層２１ｂ、第４の絶縁体層２１ｄの端面から露出し、そして、露出した第３のコイル導体１３の一端部１３ａ、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは、それぞれ積層体１０の端部に設けられた第３、第４の外部電極１７，１８と直接接続されている。そしてさらに、第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとは、第４の絶縁体層２１ｄ、第３の絶縁体層２１ｃに形成された２つの第２のビア電極２２ｂを介して接続し、別の１つのコイルを構成する。
【００１８】
なお、第１の絶縁体層２１ａの下面に１枚の第５の絶縁体層２１ｅ、第４の絶縁体層２１ｄの上面に２枚の第５の絶縁体層２１ｅが設けられている。
【００１９】
前記第１〜第４の絶縁体層２１ａ〜２１ｄは、下から第１の絶縁体層２１ａ、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃ、第４の絶縁体層２１ｄの順に積層され、また、第１の絶縁体層２１ａ、第２の絶縁体層２１ｂ、第４の絶縁体層２１ｄ、第５の絶縁体層２１ｅは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料によりシート状に構成され、第３の絶縁体層２１ｃは、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の非磁性材料によりシート状に構成されている。これにより、第３の絶縁体層２１ｃの上下面に構成された第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２とでは磁気結合はほとんどしない。また、第１〜第５の絶縁体層２１ａ〜２１ｅの枚数は、図１に示された枚数に限定されるものではない。
【００２０】
さらに、前記第１〜第４の外部電極１５〜１８は、積層体１０の端面に銀を印刷することにより形成され、またこれらの表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、このニッケルめっき層の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。なお、第１、第４の外部電極１５，１８を同一面に、第２、第３の外部電極１６，１７を他の同一面に設ける。
【００２１】
また、前記第１、第２のビア電極２２ａ，２２ｂは、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃ、第４の絶縁性層２１ｄの所定の箇所に、レーザで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して形成する。
【００２２】
ここで、上面視にて第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。同様に、上面視にて第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。この構成により、第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するコモンモードノイズに対して、積層方向に隣り合う第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３とが磁気結合し、積層方向に隣り合う第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とが磁気結合し、コモンモードノイズを除去できる。一方、差動信号に対しては、第１のコイル導体１１で発生した磁界と第３のコイル導体１３で発生した磁界とが打ち消し合い、第２のコイル導体１２で発生した磁界と第４のコイル導体１４で発生した磁界とが打ち消し合うため、通常は減衰されることなく通過するようになっている。しかし、高周波帯域では、後述するように第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２とでは信号で発生した磁束を完全に打ち消し合わず、第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１間、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２間で差動信号のインピーダンスが発生し、ノーマルモードノイズが除去される。
【００２３】
すなわち、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４がそれぞれ磁気結合し、コモンモードノイズを除去でき、さらに、この第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３間、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４間でノーマルモードノイズの除去も可能となる。
【００２４】
図３は、上記した本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの等価回路図である。
【００２５】
図３からも明らかなように、第１の外部電極１５から流入したコモンモードノイズは、第１のコイル導体１１の後に第２のコイル導体１２に流れ、また第４の外部電極１８から流入したコモンモードノイズは、第４のコイル導体１４の後に第３のコイル導体１３に流れる。したがって、互いに磁気結合する第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４については、第２のコイル導体１２には一旦第１のコイル導体１１に流れてから信号が入ってくるが、第４のコイル導体１４には直接信号が入ってくる。同様に、互いに磁気結合する第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３についても、第３のコイル導体１３には一旦第４のコイル導体１４に流れてから信号が入ってくるが、第１のコイル導体１１には直接信号が入ってくる。
【００２６】
上記したように本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしているため、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１のコイル導体１１の一端部１１ａおよび第４のコイル導体１４の一端部１４ａから流入したとき、第２のコイル導体１２に到達する信号は先に第１のコイル導体１１を流れ、第３のコイル導体１３に到達する信号は先に第４のコイル導体１４を流れ、これにより、第２のコイル導体１２、第３のコイル導体１３における高周波信号は位相にずれが生じるため、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２、第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１では信号により発生した磁束を完全に打ち消し合わず、これにより、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２間、第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１間にそれぞれ差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという効果が得られるものである。
【００２７】
すなわち、差動信号は１８０°の位相差があるため、この１８０°の位相差を有する差動信号は、同一の方向つまり第１、第４の外部電極１５，１８から流入し、このとき、第２のコイル導体１２で発生した磁界と第４のコイル導体１４で発生した磁界とが打ち消し合うことになるが、信号が第２のコイル導体１２に流入する前には第１のコイル導体１１に流れることになる。そして、第１のコイル導体１１にはＬ成分（インダクタンス成分）とＲ成分（抵抗成分）が生じ、Ｌ成分とＲ成分の位相差をΦとすると、Φ＝ｔａｎ-1（ωＬ／Ｒ）で表される（ωは信号の周波数、Ｌはインダクタンス値、Ｒは抵抗値）。この式によると、周波数が高いほど、位相Φがずれるため、第２のコイル導体１２の第４のコイル導体１４との位相差は１８０°からのずれが大きくなり、これにより、差動信号が高周波領域になるほど、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とでは完全に打ち消し合わないため、高周波の差動信号が減衰する。したがって、差動信号で発生した高周波のノイズを除去でき、かつこのノイズより周波数の低い信号は通過させることができる。このとき、差動信号の周波数はノイズの周波数より低いため、差動信号自体が受ける影響は小さい。
【００２８】
さらに、第３のコイル導体１３に到達する信号は先に第４のコイル導体１４を流れ、第１のコイル導体１１には直接信号が入ってくるため、第３のコイル導体１３における高周波信号の位相にずれが生じ、これにより、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３においても、同様に高周波の差動信号が減衰する。
【００２９】
また、第１〜第４のコイル導体１１〜１４を上下方向に積層しているため、実装面積を小さくすることができる。
【００３０】
そして、第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２は、差動信号が流れたとき、それぞれ先に第４のコイル導体１４、第１のコイル導体１１に流れるため、両者は互いに同相になり、これにより、差動信号のインピーダンスが発生せず、差動信号で発生したノーマルモードノイズの除去に貢献できない。このとき、この第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２との間の第３の絶縁体層２１ｃを、非磁性材料により構成しているため、このノーマルモードノイズの除去に貢献できない第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２とが磁気結合するのを防止できる。
【００３１】
なお、コイル間の磁気結合の大きさを重要視する場合は、第３の絶縁体層２１ｃを磁性材料により構成し、第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２とを磁気結合させてもよい。この場合、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３の間、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４の間、第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２の間の３箇所でそれぞれ磁気結合する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、差動信号で発生したノイズを除去できるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用されるコモンモードノイズフィルタ等において有用となるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 積層体
１１ 第１のコイル導体
１１ａ 第１のコイル導体の一端部
１１ｂ 第１のコイル導体の他端部
１２ 第２のコイル導体
１２ａ 第２のコイル導体の一端部
１２ｂ 第２のコイル導体の他端部
１３ 第３のコイル導体
１３ａ 第３のコイル導体の一端部
１３ｂ 第３のコイル導体の他端部
１４ 第４のコイル導体
１４ａ 第４のコイル導体の一端部
１４ｂ 第４のコイル導体の他端部
１５ 第１の外部電極
１６ 第２の外部電極
１７ 第３の外部電極
１８ 第４の外部電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のコモンモードノイズフィルタは、図４に示すように、非磁性体層１ａ〜１ｃと、この非磁性体層１ａ〜１ｃの上下に形成された複数の磁性体層２と、非磁性体層１ａ〜１ｃ、磁性体層２を積層して形成された積層体３と、前記非磁性体層１ａ〜１ｃに形成されたスパイラル状の第１のコイル４、第２のコイル５とを備え、第１のコイル４の巻き方向と第２のコイル５の巻き方向が上面視にて互いに同一とした構成となっていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、コモンモードノイズを通過させた場合は第１のコイル４と第２のコイル５によって発生したインピーダンスによりコモンモードノイズを除去することができるが、差動信号を通過させた場合、差動信号は第１のコイル４と第２のコイル５とで打ち消し合うため、差動信号のノイズ成分（ノーマルモードノイズ）を除去できないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ノーマルモードノイズの除去も可能なコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、積層体と、この積層体の内部に互いに積層された第１〜第４のコイル導体と、前記積層体の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極とを備え、前記第１のコイル導体の他端部と前記第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ前記第３のコイル導体の他端部と前記第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極および前記第４の外部電極から流入し、前記第２の外部電極および前記第３の外部電極から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしたもので、この構成によれば、第１〜第４のコイル導体のコモンモードインピーダンスによりコモンモードノイズが除去でき、さらに、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１の外部電極および第４の外部電極から流入したとき、第２のコイル導体に到達する信号は先に第１のコイル導体を流れるため、第２のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じ、これにより、第４のコイル導体と第２のコイル導体とでは信号により発生する磁束を完全に打ち消し合わないため、第４のコイル導体と第２のコイル導体間に差動信号のインピーダンスが発生する。同様に、第３のコイル導体に到達する信号は先に第４のコイル導体を流れるため、第３のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じ、これにより、第３のコイル導体と第１のコイル導体とでは信号により発生する磁束を完全に打ち消し合わないため、第３のコイル導体と第１のコイル導体間に差動信号のインピーダンスが発生し、これらの結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという作用効果を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第３のコイル導体と第２のコイル導体との間の透磁率を、他の部分の透磁率より低くしたもので、この構成によれば、互いに同相になり、差動信号のインピーダンスが発生せず、差動信号で発生したノーマルモードノイズの除去に貢献できない第３のコイル導体と第２のコイル導体とを磁気結合させるのを防止できるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、第１のコイル導体の他端部と第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ第３のコイル導体の他端部と第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極および第４の外部電極から流入し、第２の外部電極および第３の外部電極から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしているため、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１のコイル導体の一端部および第４のコイル導体の一端部から流入したとき、第２のコイル導体に到達する信号は先に第１のコイル導体を流れ、第３のコイル導体に到達する信号は先に第４のコイル導体を流れ、これにより、第２のコイル導体、第３のコイル導体における高周波信号は位相にずれが生じるため、第４のコイル導体と第２のコイル導体、第３のコイル導体と第１のコイル導体では信号により発生した磁束を完全に打ち消し合わず、これにより、第４のコイル導体と第２のコイル導体間、第３のコイル導体と第１のコイル導体間にそれぞれ差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図
【図２】同コモンモードノイズフィルタの斜視図
【図３】同コモンモードノイズフィルタの等価回路図
【図４】従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。
【００１４】
本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図１、図２に示すように、積層体１０と、この積層体１０の内部に互いに積層された第１〜第４のコイル導体１１〜１４と、前記積層体１０の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体１１〜１４の一端部１１ａ〜１４ａにそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極１５〜１８とを備え、前記第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと前記第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ前記第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと前記第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極１５および前記第４の外部電極１８から流入し、前記第２の外部電極１６および前記第３の外部電極１７から流出するようにし、さらに積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とがコモンモード電流によって磁気結合し、積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしているものである。
【００１５】
上記構成において、前記第１〜第４のコイル導体１１〜１４は、それぞれ銀等の導電材料を渦巻状にめっきすることにより形成されている。そして、下から第１のコイル導体１１、第３のコイル導体１３、第２のコイル導体１２、第４のコイル導体１４の順に積層され、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３とが積層方向に隣り合い、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とが積層方向に隣り合うようにする。そして、第１のコイル導体１１は第１の絶縁体層２１ａの上面に、第３のコイル導体１３は第２の絶縁体層２１ｂの上面に、第２のコイル導体１２は第３の絶縁体層２１ｃの上面に、第４のコイル導体１４は第４の絶縁体層２１ｄの上面にそれぞれ形成されている。
【００１６】
また、前記第１のコイル導体１１の一端部１１ａ、第２のコイル導体１２の一端部１２ａは、それぞれ第１の絶縁体層２１ａ、第３の絶縁体層２１ｃの端面から露出し、そして、露出した第１のコイル導体１１の一端部１１ａ、第２のコイル導体１２の一端部１２ａは、それぞれ積層体１０の端部に設けられた第１、第２の外部電極１５，１６と直接接続されている。そしてまた、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとは、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃに形成された２つの第１のビア電極２２ａを介して接続し、１つのコイルを構成する。
【００１７】
さらに、前記第３のコイル導体１３の一端部１３ａ、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは、それぞれ第２の絶縁体層２１ｂ、第４の絶縁体層２１ｄの端面から露出し、そして、露出した第３のコイル導体１３の一端部１３ａ、第４のコイル導体１４の一端部１４ａは、それぞれ積層体１０の端部に設けられた第３、第４の外部電極１７，１８と直接接続されている。そしてさらに、第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとは、第４の絶縁体層２１ｄ、第３の絶縁体層２１ｃに形成された２つの第２のビア電極２２ｂを介して接続し、別の１つのコイルを構成する。
【００１８】
なお、第１の絶縁体層２１ａの下面に１枚の第５の絶縁体層２１ｅ、第４の絶縁体層２１ｄの上面に２枚の第５の絶縁体層２１ｅが設けられている。
【００１９】
前記第１〜第４の絶縁体層２１ａ〜２１ｄは、下から第１の絶縁体層２１ａ、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃ、第４の絶縁体層２１ｄの順に積層され、また、第１の絶縁体層２１ａ、第２の絶縁体層２１ｂ、第４の絶縁体層２１ｄ、第５の絶縁体層２１ｅは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料によりシート状に構成され、第３の絶縁体層２１ｃは、Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の非磁性材料によりシート状に構成されている。これにより、第３の絶縁体層２１ｃの上下面に構成された第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２とでは磁気結合はほとんどしない。また、第１〜第５の絶縁体層２１ａ〜２１ｅの枚数は、図１に示された枚数に限定されるものではない。
【００２０】
さらに、前記第１〜第４の外部電極１５〜１８は、積層体１０の端面に銀を印刷することにより形成され、またこれらの表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、このニッケルめっき層の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。なお、第１、第４の外部電極１５，１８を同一面に、第２、第３の外部電極１６，１７を他の同一面に設ける。
【００２１】
また、前記第１、第２のビア電極２２ａ，２２ｂは、第２の絶縁体層２１ｂ、第３の絶縁体層２１ｃ、第４の絶縁性層２１ｄの所定の箇所に、レーザで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して形成する。
【００２２】
ここで、上面視にて第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。同様に、上面視にて第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４を略同じ位置に配置し、巻き方向も同一方向としている。この構成により、第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するコモンモードノイズに対して、積層方向に隣り合う第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３とが磁気結合し、積層方向に隣り合う第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とが磁気結合し、コモンモードノイズを除去できる。一方、差動信号に対しては、第１のコイル導体１１で発生した磁界と第３のコイル導体１３で発生した磁界とが打ち消し合い、第２のコイル導体１２で発生した磁界と第４のコイル導体１４で発生した磁界とが打ち消し合うため、通常は減衰されることなく通過するようになっている。しかし、高周波帯域では、後述するように第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２とでは信号で発生した磁束を完全に打ち消し合わず、第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１間、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２間で差動信号のインピーダンスが発生し、ノーマルモードノイズが除去される。
【００２３】
すなわち、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４がそれぞれ磁気結合し、コモンモードノイズを除去でき、さらに、この第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３間、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４間でノーマルモードノイズの除去も可能となる。
【００２４】
図３は、上記した本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの等価回路図である。
【００２５】
図３からも明らかなように、第１の外部電極１５から流入したコモンモードノイズは、第１のコイル導体１１の後に第２のコイル導体１２に流れ、また第４の外部電極１８から流入したコモンモードノイズは、第４のコイル導体１４の後に第３のコイル導体１３に流れる。したがって、互いに磁気結合する第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４については、第２のコイル導体１２には一旦第１のコイル導体１１に流れてから信号が入ってくるが、第４のコイル導体１４には直接信号が入ってくる。同様に、互いに磁気結合する第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３についても、第３のコイル導体１３には一旦第４のコイル導体１４に流れてから信号が入ってくるが、第１のコイル導体１１には直接信号が入ってくる。
【００２６】
上記したように本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、第１のコイル導体１１の他端部１１ｂと第２のコイル導体１２の他端部１２ｂとを接続し、かつ第３のコイル導体１３の他端部１３ｂと第４のコイル導体１４の他端部１４ｂとを接続するとともに、コモンモード電流が第１の外部電極１５および第４の外部電極１８から流入し、第２の外部電極１６および第３の外部電極１７から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体１１と前記第３のコイル導体１３とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体１２と前記第４のコイル導体１４とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしているため、互いに１８０°の位相差のある差動信号が、第１のコイル導体１１の一端部１１ａおよび第４のコイル導体１４の一端部１４ａから流入したとき、第２のコイル導体１２に到達する信号は先に第１のコイル導体１１を流れ、第３のコイル導体１３に到達する信号は先に第４のコイル導体１４を流れ、これにより、第２のコイル導体１２、第３のコイル導体１３における高周波信号は位相にずれが生じるため、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２、第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１では信号により発生した磁束を完全に打ち消し合わず、これにより、第４のコイル導体１４と第２のコイル導体１２間、第３のコイル導体１３と第１のコイル導体１１間にそれぞれ差動信号のインピーダンスが発生する。この結果、高周波の差動信号が減衰するため、差動信号で発生したノーマルモードノイズを除去できるという効果が得られるものである。
【００２７】
すなわち、差動信号は１８０°の位相差があるため、この１８０°の位相差を有する差動信号は、同一の方向つまり第１、第４の外部電極１５，１８から流入し、このとき、第２のコイル導体１２で発生した磁界と第４のコイル導体１４で発生した磁界とが打ち消し合うことになるが、信号が第２のコイル導体１２に流入する前には第１のコイル導体１１に流れることになる。そして、第１のコイル導体１１にはＬ成分（インダクタンス成分）とＲ成分（抵抗成分）が生じ、Ｌ成分とＲ成分の位相差をΦとすると、Φ＝ｔａｎ-1（ωＬ／Ｒ）で表される（ωは信号の周波数、Ｌはインダクタンス値、Ｒは抵抗値）。この式によると、周波数が高いほど、位相Φがずれるため、第２のコイル導体１２の第４のコイル導体１４との位相差は１８０°からのずれが大きくなり、これにより、差動信号が高周波領域になるほど、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４とでは完全に打ち消し合わないため、高周波の差動信号が減衰する。したがって、差動信号で発生した高周波のノイズを除去でき、かつこのノイズより周波数の低い信号は通過させることができる。このとき、差動信号の周波数はノイズの周波数より低いため、差動信号自体が受ける影響は小さい。
【００２８】
さらに、第３のコイル導体１３に到達する信号は先に第４のコイル導体１４を流れ、第１のコイル導体１１には直接信号が入ってくるため、第３のコイル導体１３における高周波信号の位相にずれが生じ、これにより、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３においても、同様に高周波の差動信号が減衰する。
【００２９】
また、第１〜第４のコイル導体１１〜１４を上下方向に積層しているため、実装面積を小さくすることができる。
【００３０】
そして、第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２は、差動信号が流れたとき、それぞれ先に第４のコイル導体１４、第１のコイル導体１１に流れるため、両者は互いに同相になり、これにより、差動信号のインピーダンスが発生せず、差動信号で発生したノーマルモードノイズの除去に貢献できない。このとき、この第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２との間の第３の絶縁体層２１ｃを、非磁性材料により構成しているため、このノーマルモードノイズの除去に貢献できない第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２とが磁気結合するのを防止できる。
【００３１】
なお、コイル間の磁気結合の大きさを重要視する場合は、第３の絶縁体層２１ｃを磁性材料により構成し、第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２とを磁気結合させてもよい。この場合、第１のコイル導体１１と第３のコイル導体１３の間、第２のコイル導体１２と第４のコイル導体１４の間、第３のコイル導体１３と第２のコイル導体１２の間の３箇所でそれぞれ磁気結合する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、差動信号で発生したノイズを除去できるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用されるコモンモードノイズフィルタ等において有用となるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０ 積層体
１１ 第１のコイル導体
１１ａ 第１のコイル導体の一端部
１１ｂ 第１のコイル導体の他端部
１２ 第２のコイル導体
１２ａ 第２のコイル導体の一端部
１２ｂ 第２のコイル導体の他端部
１３ 第３のコイル導体
１３ａ 第３のコイル導体の一端部
１３ｂ 第３のコイル導体の他端部
１４ 第４のコイル導体
１４ａ 第４のコイル導体の一端部
１４ｂ 第４のコイル導体の他端部
１５ 第１の外部電極
１６ 第２の外部電極
１７ 第３の外部電極
１８ 第４の外部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層体と、この積層体の内部に互いに積層された第１〜第４のコイル導体と、前記積層体の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極とを備え、前記第１のコイル導体の他端部と前記第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ前記第３のコイル導体の他端部と前記第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極および前記第４の外部電極から流入し、前記第２の外部電極および前記第３の外部電極から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしたコモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
第３のコイル導体と第２のコイル導体との間の透磁率を、他の部分の透磁率より低くした請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
【請求項１】
積層体と、この積層体の内部に互いに積層された第１〜第４のコイル導体と、前記積層体の端部に設けられかつ前記第１〜第４のコイル導体の一端部にそれぞれ接続された第１〜第４の外部電極とを備え、前記第１のコイル導体の他端部と前記第２のコイル導体の他端部とを接続し、かつ前記第３のコイル導体の他端部と前記第４のコイル導体の他端部とを接続するとともに、コモンモード電流が前記第１の外部電極および前記第４の外部電極から流入し、前記第２の外部電極および前記第３の外部電極から流出するようにし、さらに、積層方向に隣り合う前記第１のコイル導体と前記第３のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合し、かつ積層方向に隣り合う前記第２のコイル導体と前記第４のコイル導体とがコモンモード電流によって磁気結合するようにしたコモンモードノイズフィルタ。
【請求項２】
第３のコイル導体と第２のコイル導体との間の透磁率を、他の部分の透磁率より低くした請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１４６９０６（Ｐ２０１２−１４６９０６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８０８（Ｐ２０１１−５８０８）
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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