フィルタ素子
【課題】広い帯域で良好なノイズ減衰効果を実現し得るコモンモード型のフィルタ素子を提供する。
【解決手段】帯状絶縁体５の一面に帯状導電体６を配設した帯状体７が複数積層された積層体８を所定方向に巻回して筒状に形成されたコイル部２と、積層体８を所定方向とは逆方向に巻回して筒状に形成されたコイル部３とを備え、両コイル部２，３は、筒状に形成された状態における内周部に位置する所定部位において各々の帯状導電体６が互いに接続されると共に、各々の帯状導電体６のうちの筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体６が接地用の帯状導電体６として機能し、かつ接地用の帯状導電体６を除く他の帯状導電体６のうちの帯状絶縁体５を挟んで隣接する複数の帯状導電体６が信号用の帯状導電体６として機能するように構成されている。
【解決手段】帯状絶縁体５の一面に帯状導電体６を配設した帯状体７が複数積層された積層体８を所定方向に巻回して筒状に形成されたコイル部２と、積層体８を所定方向とは逆方向に巻回して筒状に形成されたコイル部３とを備え、両コイル部２，３は、筒状に形成された状態における内周部に位置する所定部位において各々の帯状導電体６が互いに接続されると共に、各々の帯状導電体６のうちの筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体６が接地用の帯状導電体６として機能し、かつ接地用の帯状導電体６を除く他の帯状導電体６のうちの帯状絶縁体５を挟んで隣接する複数の帯状導電体６が信号用の帯状導電体６として機能するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状絶縁体の一面に帯状導電体を配設した帯状体が複数積層された積層体を巻回して形成された第１のコイル部および第２のコイル部を備えたフィルタ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のフィルタ素子として、特許第３１２５１７９号公報において開示されたフィルタ素子が知られている。このフィルタ素子は、外縁が絶縁され、かつ断面が長方形状の絶縁平角導電線の複数を重ね合わせたものを渦巻き状に巻回して１層目のコイル体（第１のコイル部）および２層目のコイル体（第２のコイル部）を形成し、１層目のコイル体の最も中心側の絶縁平角導電線が２層目のコイル体（第２のコイル部）の最も中心側の絶縁平角導電線に繋がるようにして２層コイルとして構成されている。この場合、複数の絶縁平角導電線の少なくとも２本が通電導体（通常は、信号用導電体および接地用導電体）として使用される。このフィルタ素子では、２層コイルとして構成したことにより、一層当たりの巻回数を少なくしたとしても、インダクタンスとキャパシタンスとを十分に大きくすることができるため、良好なノイズ減衰効果を広い帯域で得ることが可能となっている。また、このフィルタ素子では、各層のコイル体における絶縁平角導電線の先端が最も外周から繰り出されるため、リード端子の取付けなどの作業を容易に行える結果、量産性を向上させることが可能となっている。
【特許文献１】特許第３１２５１７９号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の従来のフィルタ素子には、次のような課題が存在する。すなわち、このフィルタ素子では、２つのコイル体を備えた２層コイルに構成し、複数の絶縁平角導電線のうちの少なくとも２本を通電導体として使用することで、良好なノイズ減衰効果を広い帯域で得ることを可能としている。ここで、例えば、このフィルタ素子における複数の絶縁平角導電線のうちの１本を接地用導電体として使用すると共に２本を信号用導電体として使用して、このフィルタ素子を５端子型ノイズフィルタ（コモンモードフィルタ）として用いたときには、各絶縁平角導電線のうちのいずれを接地用導電体として使用するかによって特性が異なることを、発明者は実験結果から見出している。しかしながら、上記のフィルタ素子では、各絶縁平角導電線のうちのどの絶縁平角導電線を接地用導電体として使用すべきかが明確に示されていないため、このフィルタ素子を５端子型ノイズフィルタとして用いたときに良好なノイズ減衰効果を得ることができる構成が不明確であり、この点の明確化が求められている。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、広い帯域で良好なノイズ減衰効果を実現し得るコモンモード型のフィルタ素子を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく請求項１記載のフィルタ素子は、帯状絶縁体の一面に帯状導電体を配設した帯状体が複数積層された積層体を所定方向に巻回して筒状に形成された第１のコイル部と、前記積層体を前記所定方向とは逆方向に巻回して筒状に形成された第２のコイル部とを備えたフィルタ素子であって、前記第１のコイル部および前記第２のコイル部は、前記筒状に形成された状態における内周部に位置する所定部位において各々の前記各帯状導電体が互いに接続されると共に、各々の前記各帯状導電体のうちの前記筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体が接地用の帯状導電体として機能し、かつ前記接地用の帯状導電体を除く他の前記帯状導電体のうちの前記帯状絶縁体を挟んで隣接する複数の帯状導電体が信号用の帯状導電体として機能するように構成されている。
【０００６】
また、請求項２記載のフィルタ素子は、請求項１記載のフィルタ素子において、前記第１のコイル部は、前記積層体における一端側の半分を当該積層体における他端側の半分との境界部位を中心とし所定方向に巻回して形成され、前記第２のコイル部は、前記当該積層体における前記他端側の半分を前記境界部位を中心として前記所定方向とは逆方向に巻回して形成されている。
【０００７】
また、請求項３記載のフィルタ素子は、請求項１または２記載のフィルタ素子において、前記第１のコイル部および前記第２のコイル部における各々の中心軸を通る仮想平面によって区画される当該両コイル部における２つの区画部位の一方において前記接地用の帯状導電体に接地線が接続され、前記２つの区画部位の他方において前記信号用の帯状導電体に入力線および出力線が接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載のフィルタ素子によれば、筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体が接地用の帯状導電体として機能し、かつ接地用の帯状導電体を除く他の帯状導電体のうちの帯状絶縁体を挟んで隣接する複数の帯状導電体が信号用の帯状導電体として機能するように第１のコイル部および第２のコイル部を構成したことにより、最外周に位置する帯状導電体を信号用の帯状導電体として機能させる構成、つまり最外周に位置する帯状導電体を接地用の帯状導電体として機能させない構成と比較して、より広い帯域において良好なノイズ減衰効果を実現することができる。
【０００９】
また、請求項２記載のフィルタ素子によれば、積層体における一端側の半分を他端側の半分との境界部位を中心とし所定方向に巻回して第１のコイル部を形成すると共に、積層体における他端側の半分を境界部位を中心として所定方向とは逆方向に巻回して第２のコイル部を形成したことにより、例えば、２つの積層体をそれぞれ巻回して第１のコイル部および第２のコイル部を別個に形成した後に両コイル部における各帯状導電体をその中心部で接続する構成とは異なり、各帯状導電体の接続作業を省略できる分、生産効率を十分に向上させることができる。
【００１０】
また、請求項３記載のフィルタ素子によれば、中心軸を通る仮想平面によって区画される第１のコイル部および第２のコイル部における２つの区画部位の一方において接地用の帯状導電体に接地線を接続し、２つの区画部位の他方において信号用の帯状導電体に入力線および出力線を接続したことにより、例えば、接地線、入力線および出力線の全てを２つの区画部位の一方または他方において帯状導電体に接続する構成と比較して、高周波数帯域におけるノイズ減衰量を十分に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るフィルタ素子について説明する。
【００１２】
最初に、フィルタ素子１について、図面を参照して説明する。
【００１３】
フィルタ素子１は、図１に示すように、第１のコイル部２（以下、「コイル部２」ともいう）、第２のコイル部３（以下、「コイル部３」ともいう）、および磁性体（一例として柱状（同図では円柱状）の磁性コア）４を備え、分布定数型の５端子ノイズフィルタノイズフィルタ（低域通過型のコモンモードフィルタ）に構成されている。
【００１４】
コイル部２，３は、図１に示すように、帯状絶縁体５および帯状導電体６を有する帯状体７を３枚（本発明における複数の一例）積層した積層体８（図２も参照）を巻回してそれぞれ形成されている。帯状絶縁体５は、一例として、誘電性および電気的絶縁性を有する材料を用いて、図２に示すように、帯状に形成されている。帯状導電体６は、一例として、導電性を有する材料を用いて、同図に示すように、帯状絶縁体５よりもやや幅狭で、帯状絶縁体５よりもやや短い長さの帯状に形成されると共に、帯状絶縁体５の一面に配設（貼付）されている。この場合、例えば、表面に各帯状導電体６として機能する導体パターンがパターンニングされたフレキシブル基板を３枚積層して積層体８を構成することもできる。
【００１５】
コイル部２は、図２，３に示すように、積層体８をその中心部位Ａ（本発明における一端側の半分と他端側の半分との境界部位）で１ターンだけ捻り（または折り曲げ）、この積層体８の一端側の半分（図２では、一例として中心部位Ａを基準とした左端側の半分）を中心部位Ａを中心として矢印Ｂ方向（図３では反時計方向）に巻回することにより、図１に示すように、筒状に形成されている。
【００１６】
この場合、積層体８における各帯状導電体６のうちの、コイル部２を形成した状態において最外周に位置する帯状導電体６（以下、この帯状導電体６を「帯状導電体６ａ」ともいう）は、接地用の帯状導電体６として機能し、この帯状導電体６ａには、図１に示すように、接地線１１が接続される。また、積層体８における帯状導電体６ａを除く他の帯状導電体６のうちの帯状絶縁体５を挟んで隣接する２つの帯状導電体６（以下、これらの帯状導電体６をそれぞれ「帯状導電体６ｂ，６ｃ」ともいう）は、信号用の帯状導電体６としてそれぞれ機能し、各帯状導電体６ｂ，６ｃには、同図に示すように、入力線１２がそれぞれ接続される。ここで、接地線１１の接続位置は、図４に示すように、コイル部２の中心軸Ｏを通る仮想平面Ｌによって仮想的に区画される２つの区画部位（以下、この２つの区画部位をそれぞれ「半体Ｐ１，Ｐ２」ともいう）の一方（この場合、半体Ｐ１）における外周側部位に規定されている。また、入力線１２の接続位置は、半体Ｐ１，Ｐ２の他方（この場合、半体Ｐ２）における外周側部位に規定されている。
【００１７】
コイル部３は、図２，３に示すように、積層体８の他端側の半分（図２では、一例として中心部位Ａを基準とした右端側の半分）を中心部位Ａを中心としてコイル部２の巻回方向（矢印Ｂ方向）とは逆方向の矢印Ｃ方向（図３では時計方向）に巻回することにより、図１に示すように、コイル部２とほぼ同一径の筒状に形成されている。また、コイル部３は、例えば、プリント基板に取り付けられた状態では、図１，３に示すように、コイル部２の側方（図１における右側、図３では下側）において、コイル部２，３の中心軸Ｏが一致（またはほぼ一致）するようにして並設される。したがって、各コイル部２，３の中心部に形成されている各空隙Ｈが互いに連通した状態にあり、この各空隙Ｈに磁性コア４が装着（挿通）されている。
【００１８】
この場合、このフィルタ素子１では、上記したように、１つの連続した積層体８における一端側の半分および他端側の半分をそれぞれ巻回してコイル部２，３が形成されている。このため、コイル部２，３は、各々の中心部（本発明における内周部に位置する所定部位）において各帯状導電体６が互いに１対１で接続される構成となっている。また、このフィルタ素子１では、積層体８を中心部位Ａで１ターンだけ捻ると共に、コイル部２の巻回方向とは逆方向に巻回してコイル部３を形成されている。このため、コイル部３を形成した状態において、積層体８の帯状導電体６ａは、図１に示すように、コイル部３の最外周に位置し、帯状導電体６ｂ，６ｃは、帯状導電体６ａの内側（内周側）に位置している。また、各帯状導電体６ｂ，６ｃには、同図に示すように、出力線１３がそれぞれ接続される。ここで、出力線１３の接続位置は、図４に示すように、上記の仮想平面Ｌによって仮想的に区画されるコイル部３における２つの区画部位（以下、この２つの区画部位をそれぞれ「半体Ｐ３，Ｐ４」ともいう）のうちの、コイル部２の半体Ｐ２に隣接する一方（この場合、半体Ｐ４）における外周側部位に規定されている。
【００１９】
このフィルタ素子１では、接地線１１、入力線１２および出力線１３と帯状導電体６との接続位置が、コイル部２またはコイル部３の外周側部位にそれぞれ規定されている。このため、各線１１，１２，１３と帯状導電体６との接続作業を容易に行える結果、生産効率の向上が可能となっている。また、このフィルタ素子１では、各々の中心部において各帯状導電体６が互いに接続された２つのコイル部２，３を備えている。このため、一層当たりの巻回数を少なくしたとしても、インダクタンスとキャパシタンスとを十分に大きくすることが可能となっている。さらに、このフィルタ素子１では、１つの連続した積層体８を用いてコイル部２，３を形成することで、コイル部２，３における各々の中心部において各帯状導電体６が互いに接続された構成を実現している。したがって、このフィルタ素子１では、例えば、２つの積層体をそれぞれ巻回してコイル部２，３を別個に形成した後に、両コイル部２，３における各帯状導電体６をその中心部で接続する構成とは異なり、各帯状導電体６の接続作業を省略できる分、生産効率の一層の向上が可能となっている。
【００２０】
なお、発明者は、フィルタ素子１の特性を検証するため、次のような実験を行った。この実験では、まず、実験対象としてのフィルタ素子１を作製すると共に、比較用のフィルタ素子（以下、このフィルタ素子を「フィルタ素子１０１」ともいう）を作製した。この場合、このフィルタ素子１では、各コイル部２，３における積層体８の巻回数を１５ターンとし、各々の中心軸Ｏが一致するように両コイル部２，３を並設させた状態で各空隙Ｈに磁性コア４を装着した構成（１５ターン×２の構成）とした。一方、フィルタ素子１０１では、積層体８における３つの帯状導電体６のうちの、コイル部２，３を形成した状態における最外周から２番目に位置する帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させるために、この帯状導電体６に接地線１１を接続した。また、このフィルタ素子１０１では、接地用として機能させた帯状導電体６を除く他の２つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させるために、入力線１２および出力線１３をそれぞれ接続した。さらに、このフィルタ素子１０１では、フィルタ素子１と同様にして、コイル部２，３の空隙Ｈに磁性コア４を装着した１５ターン×２の構成とした。次いで、ネットワークアナライザを用いて、実験対象のフィルタ素子１および比較対象のフィルタ素子１０１に対して４ポート平衡測定を行い、両フィルタ素子１，１０１についてのノイズ減衰量の周波数特性を測定した。この結果、図５に示すように、このフィルタ素子１では、フィルタ素子１０１と比較して、４００ｋＨｚ〜３６ＭＨｚの周波数帯域におけるノイズ減衰量が最大で３０ｄＢ程度向上するのが明らかである。次に、他の比較用のフィルタ素子（以下、このフィルタ素子を「フィルタ素子１０２」ともいう）を作製した。この場合、フィルタ素子１０２では、コイル部２における半体Ｐ１の外周側部位において接地線１１および入力線１２を帯状導電体６に接続し、コイル部３における半体Ｐ３の外周側部位において出力線１３を帯状導電体６に接続した。また、このフィルタ素子１０２では、フィルタ素子１と同様にして、コイル部２，３の空隙Ｈに磁性コア４を装着した１５ターン×２の構成とした。次いで、ネットワークアナライザを用いて、実験対象のフィルタ素子１および比較対象のフィルタ素子１０２に対して４ポート平衡測定を行い、両フィルタ素子１，１０２についてのノイズ減衰量の周波数特性を測定した。この結果、図６に示すように、このフィルタ素子１では、フィルタ素子１０２と比較して、４００ｋＨｚ〜３６ＭＨｚの周波数帯域におけるノイズ減衰量が最大で２５ｄＢ程度向上するのが明らかである。
【００２１】
このように、このフィルタ素子１によれば、積層体８における各帯状導電体６のうちの、コイル部２，３を形成した状態において最外周に位置する帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させると共に、この帯状導電体６を除く他の帯状導電体６のうちの帯状絶縁体５を挟んで隣接する２つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６としてそれぞれ機能させることにより、最外周に位置する帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させる構成、つまり最外周に位置する帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させない構成と比較して、より広い帯域において良好なノイズ減衰効果を実現することができる。
【００２２】
また、このフィルタ素子１によれば、積層体８における一端側の半分を中心部位Ａを中心とし所定方向に巻回してコイル部２を形成すると共に、積層体８における他端側の半分を中心部位Ａを中心として所定方向とは逆方向に巻回してコイル部３を形成したことにより、例えば、２つの積層体をそれぞれ巻回してコイル部２，３を別個に形成した後に両コイル部２，３における各帯状導電体６をその中心部で接続する構成とは異なり、各帯状導電体６の接続作業を省略できる分、生産効率を十分に向上させることができる。
【００２３】
また、中心軸Ｏを通る仮想平面Ｌによって区画されるコイル部２における２つの半体Ｐ１，Ｐ２のうちの半体Ｐ１において接地用の帯状導電体６に接地線１１を接続し、半体Ｐ１，Ｐ２のうちの半体Ｐ２において信号用の帯状導電体６に入力線１２を接続し、仮想平面Ｌによって区画されるコイル部３における２つの半体Ｐ３，Ｐ４のうちの半体Ｐ２に隣接する半体Ｐ４において信号用の帯状導電体６に出力線１３を接続したことにより、例えば、接地線１１および入力線１２の全てを半体Ｐ１において帯状導電体６に接続し、半体Ｐ１に隣接する半体Ｐ３において出力線１３を帯状導電体６に接続する構成と比較して、高周波数帯域におけるノイズ減衰量を十分に向上させることができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、上記の構成では、１つの積層体８を用いてコイル部２，３を形成した例について上記したが、図７に示すように、２つの積層体８１，８２を用いて２つのコイル部を別個に形成し、これら２つのコイル部の中心部位において各々の帯状導電体６同士を１対１で接続したフィルタ素子に本発明を適用することもできる。
【００２５】
また、３枚の帯状体７を積層した積層体８を用いてコイル部２，３を形成した例について上記したが、４枚以上の帯状体７を積層した積層体８（一例として、図８〜図１１に示す積層体８３〜８６）を用いてコイル部２，３を形成することもできる。この場合、図８に示すように、積層体８３を巻回してコイル部２，３を形成した状態における最外周に位置する帯状導電体６を含む２つの帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させたり、図９，１０に示すように、最外周に位置する帯状導電体６を含む３つの帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させることができる。また、図１１に示すように、最外周に位置する帯状導電体６を含む３つの帯状導電体６と、内周側に位置する２つの帯状導電体６とを接地用の帯状導電体６として機能させることもできる。つまり、積層体８を巻回してコイル部２，３を形成した状態における最外周に位置する帯状導電体６を含む任意の複数の帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させることができる。
【００２６】
また、図９，１１に示すように、帯状絶縁体５を挟んで隣接する３つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させたり、図１０に示すように、帯状絶縁体５を挟んで隣接する５つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させることができる。つまり、帯状絶縁体５を挟んで隣接している限り、任意の数の帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させることができる。また、帯状絶縁体５の一面に１つの帯状導電体６を配設した例について上記したが、図１２に示すように、帯状絶縁体５の一面における幅方向に沿った２つの領域に２つの帯状導電体４１，４２を互いに離間させてそれぞれ配設（並設）した帯状体７Ａを積層して積層体８７を構成し、その積層体８７を巻回して形成したコイル部２Ａ，３Ａを備えたフィルタ素子１Ａに本発明を適用することもできる。
【００２７】
また、各フィルタ素子１を単体で用いる例について上記したが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、各々の空隙Ｈが連通した状態で上記のフィルタ素子１を複数個並設すると共に１つの磁性コア４を各空隙Ｈに装着して、図示しない接続線を用いて各フィルタ素子１を直列に接続して用いることもできる。この構成によれば、フィルタ素子１を単体で用いる構成と比較して、コモンモードノイズを一層大きく減衰させることができる。なお、図示はしないが、フィルタ素子１Ａについてもフィルタ素子１と同様にして複数個を直列に接続することにより、コモンモードノイズを一層大きく減衰させることができる。また、上記の各フィルタ素子１では、２つの帯状導電体６ｂ，６ｃを信号用の帯状導電体６として用いることにより、各フィルタ素子１をコモンモード用のノイズフィルタに構成しているが、帯状導電体６ｂ，６ｃのうちのいずれか一方のみを用いることにより、ノーマルモード用のノイズフィルタに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】積層体８の両端部を巻き解いた状態のフィルタ素子１の斜視図である。
【図２】積層体８の構成を示す斜視図である。
【図３】各コイル部２，３を形成する方法を説明するための説明図である。
【図４】フィルタ素子１をコイル部２の端面側から見た平面図である。
【図５】フィルタ素子１，１０１のノイズ減衰特性を示すノイズ減衰特性図である。
【図６】フィルタ素子１，１０２のノイズ減衰特性を示すノイズ減衰特性図である。
【図７】積層体８１，８２の構成を示す斜視図である。
【図８】積層体８３の構成を示す断面図である。
【図９】積層体８４の構成を示す断面図である。
【図１０】積層体８５の構成を示す断面図である。
【図１１】積層体８６の構成を示す断面図である。
【図１２】フィルタ素子１Ａの構成を示す斜視図である。
【図１３】３個のフィルタ素子１を直列に接続した状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１Ａ フィルタ素子
２，２Ａ コイル部
３，３Ａ コイル部
５ 帯状絶縁体
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，４１，４２ 帯状導電体
７，７Ａ 帯状体
８，８１〜８７ 積層体
１１ 接地線
１２ 入力線
１３ 出力線
Ａ 中心部位
Ｂ 矢印
Ｃ 矢印
Ｌ 仮想平面
Ｏ 中心軸
Ｐ１〜Ｐ４ 半体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状絶縁体の一面に帯状導電体を配設した帯状体が複数積層された積層体を巻回して形成された第１のコイル部および第２のコイル部を備えたフィルタ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のフィルタ素子として、特許第３１２５１７９号公報において開示されたフィルタ素子が知られている。このフィルタ素子は、外縁が絶縁され、かつ断面が長方形状の絶縁平角導電線の複数を重ね合わせたものを渦巻き状に巻回して１層目のコイル体（第１のコイル部）および２層目のコイル体（第２のコイル部）を形成し、１層目のコイル体の最も中心側の絶縁平角導電線が２層目のコイル体（第２のコイル部）の最も中心側の絶縁平角導電線に繋がるようにして２層コイルとして構成されている。この場合、複数の絶縁平角導電線の少なくとも２本が通電導体（通常は、信号用導電体および接地用導電体）として使用される。このフィルタ素子では、２層コイルとして構成したことにより、一層当たりの巻回数を少なくしたとしても、インダクタンスとキャパシタンスとを十分に大きくすることができるため、良好なノイズ減衰効果を広い帯域で得ることが可能となっている。また、このフィルタ素子では、各層のコイル体における絶縁平角導電線の先端が最も外周から繰り出されるため、リード端子の取付けなどの作業を容易に行える結果、量産性を向上させることが可能となっている。
【特許文献１】特許第３１２５１７９号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の従来のフィルタ素子には、次のような課題が存在する。すなわち、このフィルタ素子では、２つのコイル体を備えた２層コイルに構成し、複数の絶縁平角導電線のうちの少なくとも２本を通電導体として使用することで、良好なノイズ減衰効果を広い帯域で得ることを可能としている。ここで、例えば、このフィルタ素子における複数の絶縁平角導電線のうちの１本を接地用導電体として使用すると共に２本を信号用導電体として使用して、このフィルタ素子を５端子型ノイズフィルタ（コモンモードフィルタ）として用いたときには、各絶縁平角導電線のうちのいずれを接地用導電体として使用するかによって特性が異なることを、発明者は実験結果から見出している。しかしながら、上記のフィルタ素子では、各絶縁平角導電線のうちのどの絶縁平角導電線を接地用導電体として使用すべきかが明確に示されていないため、このフィルタ素子を５端子型ノイズフィルタとして用いたときに良好なノイズ減衰効果を得ることができる構成が不明確であり、この点の明確化が求められている。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、広い帯域で良好なノイズ減衰効果を実現し得るコモンモード型のフィルタ素子を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく請求項１記載のフィルタ素子は、帯状絶縁体の一面に帯状導電体を配設した帯状体が複数積層された積層体を所定方向に巻回して筒状に形成された第１のコイル部と、前記積層体を前記所定方向とは逆方向に巻回して筒状に形成された第２のコイル部とを備えたフィルタ素子であって、前記第１のコイル部および前記第２のコイル部は、前記筒状に形成された状態における内周部に位置する所定部位において各々の前記各帯状導電体が互いに接続されると共に、各々の前記各帯状導電体のうちの前記筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体が接地用の帯状導電体として機能し、かつ前記接地用の帯状導電体を除く他の前記帯状導電体のうちの前記帯状絶縁体を挟んで隣接する複数の帯状導電体が信号用の帯状導電体として機能するように構成されている。
【０００６】
また、請求項２記載のフィルタ素子は、請求項１記載のフィルタ素子において、前記第１のコイル部は、前記積層体における一端側の半分を当該積層体における他端側の半分との境界部位を中心とし所定方向に巻回して形成され、前記第２のコイル部は、前記当該積層体における前記他端側の半分を前記境界部位を中心として前記所定方向とは逆方向に巻回して形成されている。
【０００７】
また、請求項３記載のフィルタ素子は、請求項１または２記載のフィルタ素子において、前記第１のコイル部および前記第２のコイル部における各々の中心軸を通る仮想平面によって区画される当該両コイル部における２つの区画部位の一方において前記接地用の帯状導電体に接地線が接続され、前記２つの区画部位の他方において前記信号用の帯状導電体に入力線および出力線が接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載のフィルタ素子によれば、筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体が接地用の帯状導電体として機能し、かつ接地用の帯状導電体を除く他の帯状導電体のうちの帯状絶縁体を挟んで隣接する複数の帯状導電体が信号用の帯状導電体として機能するように第１のコイル部および第２のコイル部を構成したことにより、最外周に位置する帯状導電体を信号用の帯状導電体として機能させる構成、つまり最外周に位置する帯状導電体を接地用の帯状導電体として機能させない構成と比較して、より広い帯域において良好なノイズ減衰効果を実現することができる。
【０００９】
また、請求項２記載のフィルタ素子によれば、積層体における一端側の半分を他端側の半分との境界部位を中心とし所定方向に巻回して第１のコイル部を形成すると共に、積層体における他端側の半分を境界部位を中心として所定方向とは逆方向に巻回して第２のコイル部を形成したことにより、例えば、２つの積層体をそれぞれ巻回して第１のコイル部および第２のコイル部を別個に形成した後に両コイル部における各帯状導電体をその中心部で接続する構成とは異なり、各帯状導電体の接続作業を省略できる分、生産効率を十分に向上させることができる。
【００１０】
また、請求項３記載のフィルタ素子によれば、中心軸を通る仮想平面によって区画される第１のコイル部および第２のコイル部における２つの区画部位の一方において接地用の帯状導電体に接地線を接続し、２つの区画部位の他方において信号用の帯状導電体に入力線および出力線を接続したことにより、例えば、接地線、入力線および出力線の全てを２つの区画部位の一方または他方において帯状導電体に接続する構成と比較して、高周波数帯域におけるノイズ減衰量を十分に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るフィルタ素子について説明する。
【００１２】
最初に、フィルタ素子１について、図面を参照して説明する。
【００１３】
フィルタ素子１は、図１に示すように、第１のコイル部２（以下、「コイル部２」ともいう）、第２のコイル部３（以下、「コイル部３」ともいう）、および磁性体（一例として柱状（同図では円柱状）の磁性コア）４を備え、分布定数型の５端子ノイズフィルタノイズフィルタ（低域通過型のコモンモードフィルタ）に構成されている。
【００１４】
コイル部２，３は、図１に示すように、帯状絶縁体５および帯状導電体６を有する帯状体７を３枚（本発明における複数の一例）積層した積層体８（図２も参照）を巻回してそれぞれ形成されている。帯状絶縁体５は、一例として、誘電性および電気的絶縁性を有する材料を用いて、図２に示すように、帯状に形成されている。帯状導電体６は、一例として、導電性を有する材料を用いて、同図に示すように、帯状絶縁体５よりもやや幅狭で、帯状絶縁体５よりもやや短い長さの帯状に形成されると共に、帯状絶縁体５の一面に配設（貼付）されている。この場合、例えば、表面に各帯状導電体６として機能する導体パターンがパターンニングされたフレキシブル基板を３枚積層して積層体８を構成することもできる。
【００１５】
コイル部２は、図２，３に示すように、積層体８をその中心部位Ａ（本発明における一端側の半分と他端側の半分との境界部位）で１ターンだけ捻り（または折り曲げ）、この積層体８の一端側の半分（図２では、一例として中心部位Ａを基準とした左端側の半分）を中心部位Ａを中心として矢印Ｂ方向（図３では反時計方向）に巻回することにより、図１に示すように、筒状に形成されている。
【００１６】
この場合、積層体８における各帯状導電体６のうちの、コイル部２を形成した状態において最外周に位置する帯状導電体６（以下、この帯状導電体６を「帯状導電体６ａ」ともいう）は、接地用の帯状導電体６として機能し、この帯状導電体６ａには、図１に示すように、接地線１１が接続される。また、積層体８における帯状導電体６ａを除く他の帯状導電体６のうちの帯状絶縁体５を挟んで隣接する２つの帯状導電体６（以下、これらの帯状導電体６をそれぞれ「帯状導電体６ｂ，６ｃ」ともいう）は、信号用の帯状導電体６としてそれぞれ機能し、各帯状導電体６ｂ，６ｃには、同図に示すように、入力線１２がそれぞれ接続される。ここで、接地線１１の接続位置は、図４に示すように、コイル部２の中心軸Ｏを通る仮想平面Ｌによって仮想的に区画される２つの区画部位（以下、この２つの区画部位をそれぞれ「半体Ｐ１，Ｐ２」ともいう）の一方（この場合、半体Ｐ１）における外周側部位に規定されている。また、入力線１２の接続位置は、半体Ｐ１，Ｐ２の他方（この場合、半体Ｐ２）における外周側部位に規定されている。
【００１７】
コイル部３は、図２，３に示すように、積層体８の他端側の半分（図２では、一例として中心部位Ａを基準とした右端側の半分）を中心部位Ａを中心としてコイル部２の巻回方向（矢印Ｂ方向）とは逆方向の矢印Ｃ方向（図３では時計方向）に巻回することにより、図１に示すように、コイル部２とほぼ同一径の筒状に形成されている。また、コイル部３は、例えば、プリント基板に取り付けられた状態では、図１，３に示すように、コイル部２の側方（図１における右側、図３では下側）において、コイル部２，３の中心軸Ｏが一致（またはほぼ一致）するようにして並設される。したがって、各コイル部２，３の中心部に形成されている各空隙Ｈが互いに連通した状態にあり、この各空隙Ｈに磁性コア４が装着（挿通）されている。
【００１８】
この場合、このフィルタ素子１では、上記したように、１つの連続した積層体８における一端側の半分および他端側の半分をそれぞれ巻回してコイル部２，３が形成されている。このため、コイル部２，３は、各々の中心部（本発明における内周部に位置する所定部位）において各帯状導電体６が互いに１対１で接続される構成となっている。また、このフィルタ素子１では、積層体８を中心部位Ａで１ターンだけ捻ると共に、コイル部２の巻回方向とは逆方向に巻回してコイル部３を形成されている。このため、コイル部３を形成した状態において、積層体８の帯状導電体６ａは、図１に示すように、コイル部３の最外周に位置し、帯状導電体６ｂ，６ｃは、帯状導電体６ａの内側（内周側）に位置している。また、各帯状導電体６ｂ，６ｃには、同図に示すように、出力線１３がそれぞれ接続される。ここで、出力線１３の接続位置は、図４に示すように、上記の仮想平面Ｌによって仮想的に区画されるコイル部３における２つの区画部位（以下、この２つの区画部位をそれぞれ「半体Ｐ３，Ｐ４」ともいう）のうちの、コイル部２の半体Ｐ２に隣接する一方（この場合、半体Ｐ４）における外周側部位に規定されている。
【００１９】
このフィルタ素子１では、接地線１１、入力線１２および出力線１３と帯状導電体６との接続位置が、コイル部２またはコイル部３の外周側部位にそれぞれ規定されている。このため、各線１１，１２，１３と帯状導電体６との接続作業を容易に行える結果、生産効率の向上が可能となっている。また、このフィルタ素子１では、各々の中心部において各帯状導電体６が互いに接続された２つのコイル部２，３を備えている。このため、一層当たりの巻回数を少なくしたとしても、インダクタンスとキャパシタンスとを十分に大きくすることが可能となっている。さらに、このフィルタ素子１では、１つの連続した積層体８を用いてコイル部２，３を形成することで、コイル部２，３における各々の中心部において各帯状導電体６が互いに接続された構成を実現している。したがって、このフィルタ素子１では、例えば、２つの積層体をそれぞれ巻回してコイル部２，３を別個に形成した後に、両コイル部２，３における各帯状導電体６をその中心部で接続する構成とは異なり、各帯状導電体６の接続作業を省略できる分、生産効率の一層の向上が可能となっている。
【００２０】
なお、発明者は、フィルタ素子１の特性を検証するため、次のような実験を行った。この実験では、まず、実験対象としてのフィルタ素子１を作製すると共に、比較用のフィルタ素子（以下、このフィルタ素子を「フィルタ素子１０１」ともいう）を作製した。この場合、このフィルタ素子１では、各コイル部２，３における積層体８の巻回数を１５ターンとし、各々の中心軸Ｏが一致するように両コイル部２，３を並設させた状態で各空隙Ｈに磁性コア４を装着した構成（１５ターン×２の構成）とした。一方、フィルタ素子１０１では、積層体８における３つの帯状導電体６のうちの、コイル部２，３を形成した状態における最外周から２番目に位置する帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させるために、この帯状導電体６に接地線１１を接続した。また、このフィルタ素子１０１では、接地用として機能させた帯状導電体６を除く他の２つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させるために、入力線１２および出力線１３をそれぞれ接続した。さらに、このフィルタ素子１０１では、フィルタ素子１と同様にして、コイル部２，３の空隙Ｈに磁性コア４を装着した１５ターン×２の構成とした。次いで、ネットワークアナライザを用いて、実験対象のフィルタ素子１および比較対象のフィルタ素子１０１に対して４ポート平衡測定を行い、両フィルタ素子１，１０１についてのノイズ減衰量の周波数特性を測定した。この結果、図５に示すように、このフィルタ素子１では、フィルタ素子１０１と比較して、４００ｋＨｚ〜３６ＭＨｚの周波数帯域におけるノイズ減衰量が最大で３０ｄＢ程度向上するのが明らかである。次に、他の比較用のフィルタ素子（以下、このフィルタ素子を「フィルタ素子１０２」ともいう）を作製した。この場合、フィルタ素子１０２では、コイル部２における半体Ｐ１の外周側部位において接地線１１および入力線１２を帯状導電体６に接続し、コイル部３における半体Ｐ３の外周側部位において出力線１３を帯状導電体６に接続した。また、このフィルタ素子１０２では、フィルタ素子１と同様にして、コイル部２，３の空隙Ｈに磁性コア４を装着した１５ターン×２の構成とした。次いで、ネットワークアナライザを用いて、実験対象のフィルタ素子１および比較対象のフィルタ素子１０２に対して４ポート平衡測定を行い、両フィルタ素子１，１０２についてのノイズ減衰量の周波数特性を測定した。この結果、図６に示すように、このフィルタ素子１では、フィルタ素子１０２と比較して、４００ｋＨｚ〜３６ＭＨｚの周波数帯域におけるノイズ減衰量が最大で２５ｄＢ程度向上するのが明らかである。
【００２１】
このように、このフィルタ素子１によれば、積層体８における各帯状導電体６のうちの、コイル部２，３を形成した状態において最外周に位置する帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させると共に、この帯状導電体６を除く他の帯状導電体６のうちの帯状絶縁体５を挟んで隣接する２つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６としてそれぞれ機能させることにより、最外周に位置する帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させる構成、つまり最外周に位置する帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させない構成と比較して、より広い帯域において良好なノイズ減衰効果を実現することができる。
【００２２】
また、このフィルタ素子１によれば、積層体８における一端側の半分を中心部位Ａを中心とし所定方向に巻回してコイル部２を形成すると共に、積層体８における他端側の半分を中心部位Ａを中心として所定方向とは逆方向に巻回してコイル部３を形成したことにより、例えば、２つの積層体をそれぞれ巻回してコイル部２，３を別個に形成した後に両コイル部２，３における各帯状導電体６をその中心部で接続する構成とは異なり、各帯状導電体６の接続作業を省略できる分、生産効率を十分に向上させることができる。
【００２３】
また、中心軸Ｏを通る仮想平面Ｌによって区画されるコイル部２における２つの半体Ｐ１，Ｐ２のうちの半体Ｐ１において接地用の帯状導電体６に接地線１１を接続し、半体Ｐ１，Ｐ２のうちの半体Ｐ２において信号用の帯状導電体６に入力線１２を接続し、仮想平面Ｌによって区画されるコイル部３における２つの半体Ｐ３，Ｐ４のうちの半体Ｐ２に隣接する半体Ｐ４において信号用の帯状導電体６に出力線１３を接続したことにより、例えば、接地線１１および入力線１２の全てを半体Ｐ１において帯状導電体６に接続し、半体Ｐ１に隣接する半体Ｐ３において出力線１３を帯状導電体６に接続する構成と比較して、高周波数帯域におけるノイズ減衰量を十分に向上させることができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、上記の構成では、１つの積層体８を用いてコイル部２，３を形成した例について上記したが、図７に示すように、２つの積層体８１，８２を用いて２つのコイル部を別個に形成し、これら２つのコイル部の中心部位において各々の帯状導電体６同士を１対１で接続したフィルタ素子に本発明を適用することもできる。
【００２５】
また、３枚の帯状体７を積層した積層体８を用いてコイル部２，３を形成した例について上記したが、４枚以上の帯状体７を積層した積層体８（一例として、図８〜図１１に示す積層体８３〜８６）を用いてコイル部２，３を形成することもできる。この場合、図８に示すように、積層体８３を巻回してコイル部２，３を形成した状態における最外周に位置する帯状導電体６を含む２つの帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させたり、図９，１０に示すように、最外周に位置する帯状導電体６を含む３つの帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させることができる。また、図１１に示すように、最外周に位置する帯状導電体６を含む３つの帯状導電体６と、内周側に位置する２つの帯状導電体６とを接地用の帯状導電体６として機能させることもできる。つまり、積層体８を巻回してコイル部２，３を形成した状態における最外周に位置する帯状導電体６を含む任意の複数の帯状導電体６を接地用の帯状導電体６として機能させることができる。
【００２６】
また、図９，１１に示すように、帯状絶縁体５を挟んで隣接する３つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させたり、図１０に示すように、帯状絶縁体５を挟んで隣接する５つの帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させることができる。つまり、帯状絶縁体５を挟んで隣接している限り、任意の数の帯状導電体６を信号用の帯状導電体６として機能させることができる。また、帯状絶縁体５の一面に１つの帯状導電体６を配設した例について上記したが、図１２に示すように、帯状絶縁体５の一面における幅方向に沿った２つの領域に２つの帯状導電体４１，４２を互いに離間させてそれぞれ配設（並設）した帯状体７Ａを積層して積層体８７を構成し、その積層体８７を巻回して形成したコイル部２Ａ，３Ａを備えたフィルタ素子１Ａに本発明を適用することもできる。
【００２７】
また、各フィルタ素子１を単体で用いる例について上記したが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、各々の空隙Ｈが連通した状態で上記のフィルタ素子１を複数個並設すると共に１つの磁性コア４を各空隙Ｈに装着して、図示しない接続線を用いて各フィルタ素子１を直列に接続して用いることもできる。この構成によれば、フィルタ素子１を単体で用いる構成と比較して、コモンモードノイズを一層大きく減衰させることができる。なお、図示はしないが、フィルタ素子１Ａについてもフィルタ素子１と同様にして複数個を直列に接続することにより、コモンモードノイズを一層大きく減衰させることができる。また、上記の各フィルタ素子１では、２つの帯状導電体６ｂ，６ｃを信号用の帯状導電体６として用いることにより、各フィルタ素子１をコモンモード用のノイズフィルタに構成しているが、帯状導電体６ｂ，６ｃのうちのいずれか一方のみを用いることにより、ノーマルモード用のノイズフィルタに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】積層体８の両端部を巻き解いた状態のフィルタ素子１の斜視図である。
【図２】積層体８の構成を示す斜視図である。
【図３】各コイル部２，３を形成する方法を説明するための説明図である。
【図４】フィルタ素子１をコイル部２の端面側から見た平面図である。
【図５】フィルタ素子１，１０１のノイズ減衰特性を示すノイズ減衰特性図である。
【図６】フィルタ素子１，１０２のノイズ減衰特性を示すノイズ減衰特性図である。
【図７】積層体８１，８２の構成を示す斜視図である。
【図８】積層体８３の構成を示す断面図である。
【図９】積層体８４の構成を示す断面図である。
【図１０】積層体８５の構成を示す断面図である。
【図１１】積層体８６の構成を示す断面図である。
【図１２】フィルタ素子１Ａの構成を示す斜視図である。
【図１３】３個のフィルタ素子１を直列に接続した状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１Ａ フィルタ素子
２，２Ａ コイル部
３，３Ａ コイル部
５ 帯状絶縁体
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，４１，４２ 帯状導電体
７，７Ａ 帯状体
８，８１〜８７ 積層体
１１ 接地線
１２ 入力線
１３ 出力線
Ａ 中心部位
Ｂ 矢印
Ｃ 矢印
Ｌ 仮想平面
Ｏ 中心軸
Ｐ１〜Ｐ４ 半体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状絶縁体の一面に帯状導電体を配設した帯状体が複数積層された積層体を所定方向に巻回して筒状に形成された第１のコイル部と、前記積層体を前記所定方向とは逆方向に巻回して筒状に形成された第２のコイル部とを備えたフィルタ素子であって、
前記第１のコイル部および前記第２のコイル部は、前記筒状に形成された状態における内周部に位置する所定部位において各々の前記各帯状導電体が互いに接続されると共に、各々の前記各帯状導電体のうちの前記筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体が接地用の帯状導電体として機能し、かつ前記接地用の帯状導電体を除く他の前記帯状導電体のうちの前記帯状絶縁体を挟んで隣接する複数の帯状導電体が信号用の帯状導電体として機能するように構成されているフィルタ素子。
【請求項２】
前記第１のコイル部は、前記積層体における一端側の半分を当該積層体における他端側の半分との境界部位を中心とし所定方向に巻回して形成され、
前記第２のコイル部は、前記当該積層体における前記他端側の半分を前記境界部位を中心として前記所定方向とは逆方向に巻回して形成されている請求項１記載のフィルタ素子。
【請求項３】
前記第１のコイル部および前記第２のコイル部における各々の中心軸を通る仮想平面によって区画される当該両コイル部における２つの区画部位の一方において前記接地用の帯状導電体に接地線が接続され、前記２つの区画部位の他方において前記信号用の帯状導電体に入力線および出力線が接続されている請求項１または２記載のフィルタ素子。
【請求項１】
帯状絶縁体の一面に帯状導電体を配設した帯状体が複数積層された積層体を所定方向に巻回して筒状に形成された第１のコイル部と、前記積層体を前記所定方向とは逆方向に巻回して筒状に形成された第２のコイル部とを備えたフィルタ素子であって、
前記第１のコイル部および前記第２のコイル部は、前記筒状に形成された状態における内周部に位置する所定部位において各々の前記各帯状導電体が互いに接続されると共に、各々の前記各帯状導電体のうちの前記筒状に形成された状態における最外周に位置する帯状導電体が接地用の帯状導電体として機能し、かつ前記接地用の帯状導電体を除く他の前記帯状導電体のうちの前記帯状絶縁体を挟んで隣接する複数の帯状導電体が信号用の帯状導電体として機能するように構成されているフィルタ素子。
【請求項２】
前記第１のコイル部は、前記積層体における一端側の半分を当該積層体における他端側の半分との境界部位を中心とし所定方向に巻回して形成され、
前記第２のコイル部は、前記当該積層体における前記他端側の半分を前記境界部位を中心として前記所定方向とは逆方向に巻回して形成されている請求項１記載のフィルタ素子。
【請求項３】
前記第１のコイル部および前記第２のコイル部における各々の中心軸を通る仮想平面によって区画される当該両コイル部における２つの区画部位の一方において前記接地用の帯状導電体に接地線が接続され、前記２つの区画部位の他方において前記信号用の帯状導電体に入力線および出力線が接続されている請求項１または２記載のフィルタ素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−８８５５９（Ｐ２００７−８８５５９Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７１７４７（Ｐ２００５−２７１７４７）
【出願日】平成１７年９月２０日（２００５．９．２０）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２０日（２００５．９．２０）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]