複合コイルおよびノイズフィルタ
【課題】コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる複合コイルおよびノイズフィルタを提供する。
【解決手段】コア１０と、このコア１０に巻かれる第１ないし第４の巻線１１〜１４とを備える。コア１０は、全体として日の字形状で、中脚部２０と中脚部２０に略直交する第１ないし第４の辺２１〜２４とを有する。コア１０に対する第１ないし第４の巻線１１〜１４の巻き位置の最適化を図ることで、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得る。
【解決手段】コア１０と、このコア１０に巻かれる第１ないし第４の巻線１１〜１４とを備える。コア１０は、全体として日の字形状で、中脚部２０と中脚部２０に略直交する第１ないし第４の辺２１〜２４とを有する。コア１０に対する第１ないし第４の巻線１１〜１４の巻き位置の最適化を図ることで、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコイルを一体化した複合コイル、およびその複合コイルのチョークコイルとしての機能を利用してノイズを抑制するノイズフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＡＣ電源ラインや信号ラインを伝搬するノイズを抑制するためにノイズフィルタ（ラインフィルタ）が用いられている。ＡＣ電源ラインや信号ラインなどの２本の導電線を伝搬するノイズには、２本の導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモード（ディファレンシャルモード）ノイズと、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズとがある。
【０００３】
図２２は、従来のノイズフィルタの回路構成の一例を示している。このノイズフィルタは、２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０と、２つのＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２と、ＸコンデンサＣｘ１とを備えている。第１のコモンモードチョークコイル１１０は、第１のコア１１０Ａとこの第１のコア１１０Ａに共通に巻かれる第１の巻線１１１および第２の巻線１１２とを有している。第１のコア１１０Ａに第１の巻線１１１が巻かれることで第１の導電線１０１上に第１のインダクタＬ１が形成され、第１のコア１１０Ａに第２の巻線１１２が巻かれることで第２の導電線１０２上に第２のインダクタＬ２が形成されている。第２のコモンモードチョークコイル１２０は、第２のコア１２０Ａとこの第２のコア１２０Ａに共通に巻かれる第３の巻線１１３および第４の巻線１１４とを有している。第２のコア１２０Ａに第３の巻線１１３が巻かれることで第１の導電線１０１上に第３のインダクタＬ３が形成され、第２のコア１２０Ａに第４の巻線１１４が巻かれることで第２の導電線１０２上に第４のインダクタＬ４が形成されている。第１のＹコンデンサＣｙ１は、一端が第１の巻線１１１と第３の巻線１１３との間に接続され、他端が接地されている。第２のＹコンデンサＣｙ２は、一端が第２の巻線１１２と第４の巻線１１４との間に接続され、他端が接地されている。ＸコンデンサＣｘ１は、一端が第１の導電線１０１に接続され、他端が第２の導電線１０２に接続されている。Ｌｘ１，Ｌｘ２は、コモンモードチョークコイル１１０，１２０の漏れ磁束によって生ずるリーケージインダクタンス成分を表している。ちなみに、第１のコモンモードチョークコイル１１０の漏れ磁束によって第１および第２の導電線上にそれぞれリーケージインダクタンス成分が形成されると共に、第２のコモンモードチョークコイル１２０の漏れ磁束によって第１および第２の導電線上にそれぞれリーケージインダクタンス成分が形成されるが、ここでは、第１の導電線上に形成されるリーケージインダクタンス成分を１つにまとめてＬｘ１として表し、第２の導電線上に形成されるリーケージインダクタンス成分を１つにまとめてＬｘ２として表している。
【０００４】
このノイズフィルタでは、２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０とＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とにより、コモンモードノイズを減衰させている。具体的には、第１の導電線１０１を流れるコモンモードノイズは、第１のインダクタＬ１または第３のインダクタＬ３とＹコンデンサＣｙ１とにより減衰される。また第２の導電線１０２を流れるコモンモードノイズは、第２のインダクタＬ２または第４のインダクタＬ４とＹコンデンサＣｙ２とにより減衰される。一方、コモンモードチョークコイル１１０，１２０自体による、ノーマルモード信号に対するインダクタとしての作用は小さい。ノーマルモードノイズの減衰効果は、リーケージインダクタンス成分Ｌｘ１，Ｌｘ２とＸコンデンサＣｘ１と、直列接続されたＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とにより得ている。具体的には、コモンモードチョークコイル１１０によるリーケージインダクタンス成分と直列接続されたＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２によって形成されるフィルタと、コモンモードチョークコイル１２０によるリーケージインダクタンス成分とＸコンデンサＣｘ１によって形成されるフィルタとによって２段のフィルタが形成され、これによってノーマルモードノイズが減衰される。
【０００５】
一般的なコモンモードチョークコイルは、ノーマルモード信号に対するインダクタとしての作用は小さいが、特許文献１には、コモンモード信号に対するインダクタンス成分とノーマルモード信号に対するインダクタンス成分とを発生させることが可能な複合コイルが開示されている。特許文献１に記載の複合コイルは、形状の異なる２つのコアを上下方向に積層配置し、それら積層された２つのコアを跨るように２つの巻線を巻くことで、コモンモード信号に対するインダクタンス成分とノーマルモード信号に対するインダクタンス成分とを発生させている。
【特許文献１】特許第２７２９９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図２２に示したノイズフィルタの構成では、２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０が必要になるため小型化が困難である。そこで、図２３の等価回路に示したように、各巻線を１つのコア１３０Ａに巻いて２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０を一体化したチョークコイル１３０を形成することが考えられる。この場合、具体的には図２４に示したように、コア１３０Ａとして、ＥＥコアやＥＩコアなどにより、中脚部１３１と２つの外脚部１３２，１３３とを有する日の字形状のコアを形成し、２つの外脚部１３２，１３３に各巻線を巻くことが考えられる。例えば図示したように、一方の外脚部１３２には第１の巻線１１１と第２の巻線１１２とを併設するように巻き、他方の外脚部１３３には第３の巻線１１３と第４の巻線１１４とを併設するように巻く構成が考えられる。
【０００７】
図２４において各巻線部分に図示した実線の矢印はコモンモードでの磁束の向きを示し、破線の矢印はノーマルモードでの磁束の向きを示す。図示したようにコモンモード信号１４１Ｃに対しては、中脚部１３１において第１の巻線１１１および第２の巻線１１２による磁束Φ１の向きと第３の巻線１１３および第４の巻線１１４による磁束Φ２の向きとが同じとなり、磁束Φ１、Φ２が打ち消し合うこともなく、各巻線１１１〜１１４によるインダクタＬ１〜Ｌ４がそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。一方、ノーマルモード信号１４１Ｎに対しては、第１の巻線１１１による磁束Φ１１の向きと第２の巻線１１２による磁束Φ１２の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。同様に、第３の巻線１１３による磁束Φ１３の向きと第４の巻線１１４による磁束Φ１４の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。これにより、ノーマルモード信号１４１Ｎに対するインダクタンス値は小さくなる。また、この構成の場合、ノーマルモード信号１４１Ｎに対する漏れ磁束も打ち消し合う方向に作用する。すなわち、一方の外脚部１３２において第１の巻線１１１と第２の巻線１１２とが併設して配置されているので、第１の巻線１１１による漏れ磁束の向きと第２の巻線１１２による漏れ磁束の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。同様に、第３の巻線１１３による漏れ磁束の向きと第４の巻線１１４による漏れ磁束の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。これにより、ノーマルモード信号１４１Ｎに対するリーケージインダクタンス値も小さくなってしまう。このため、ＸコンデンサＣｘ１と組み合わせたときのノーマルモードノイズに対する減衰作用も小さくなってしまうという問題がある。
【０００８】
なお、小型化に際して、ロの字形状のような１つの環状コアに対して２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０の各巻線を巻く手法が考えられるが、その場合には、第１および第３の巻線１１１，１１３の結合、ならびに第２および第４の巻線１１２，１１４の結合が強くなり、相互インダクタンスがＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２に直列に形成され、その結果、カットオフ周波数が低域側に移動してしまって所望の特性が得られないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載の複合コイルでは、コモンモード信号に対するインダクタンス成分とノーマルモード信号に対するインダクタンス成分とを発生させることが可能であるものの、ＡＣ電源ラインや信号ラインに流れるＡＣ電源成分やデータ信号成分のノーマルモード信号でコアが飽和してしまい、ノーマルモードノイズに対する十分なインダクタンス値が得られないという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる複合コイルおよびノイズフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による複合コイルは、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、コアの第１の辺に巻かれた第１の巻線と、コアの第２の辺に巻かれた第２の巻線と、コアの第３の辺に巻かれた第３の巻線と、コアの第４の辺に巻かれた第４の巻線とを備えている。そして、第１の辺と第２の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、第３の辺と第４の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、第１ないし第４の巻線がコアの第１ないし第４の辺に巻かれているものである。
【００１２】
本発明による複合コイルでは、各巻線が同一のコアの巻かれ、また、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成されていることで、２つのコモンモードチョークコイルを一体化した構成のチョークコイルが形成される。この場合において、第１の磁路と第２の磁路とが中脚部を共有するように形成されていると共に、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように各巻線が巻かれていることで、第１の磁路での磁束と第２の磁路での磁束とが打ち消し合うこともなく、各巻線による各インダクタがそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。また、互いに対向する第１の辺と第２の辺とに、第１の巻線と第２の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第１の巻線と第２の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第１および第２の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。同様に、互いに対向する第３の辺と第４の辺とに、第３の巻線と第４の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第３の巻線と第４の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第３および第４の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。これにより、ノーマルモード信号に対するリーケージインダクタンス値が大きくなる。このように、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値が得られる。
【００１３】
本発明による複合コイルにおいて、コアは例えば、中央部に中脚部となる部分を有するＨ形コアと、Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにしてＨ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する構成にすることができる。この場合において、Ｈ形コアとＵ形コアとが、垂直方向の断面内において異なる位置に配置されていても良い。
Ｈ形コアとＵ形コアとを垂直方向の断面内において異なる位置に配置した場合には、垂直方向の断面内においてコンデンサなどの回路部品を配置する部品配置空間を確保しやすくなる。これにより、ノイズフィルタを構成する場合に、全体の小型化を図りやすくなる。
【００１４】
また、コアを、中脚部となるＩ形コアと、Ｉ形コアを挟み込むようにしてＩ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する構成にしても良い。この場合において、Ｉ形コアの一端部と２つのＵ形コアの一端部とが挿通されると共に、第１および第３の巻線が巻かれる第１のボビンと、Ｉ形コアの他端部と２つのＵ形コアの他端部とが挿通されると共に、第２および第４の巻線が巻かれる第２のボビンとをさらに備え、第１のボビンと第２のボビンとによりＩ形コアと２つのＵ形コアとが一体化されていても良い。
第１のボビンと第２のボビンとによりＩ形コアと２つのＵ形コアとを一体化した構成の場合には、例えば第１ないし第４の辺のそれぞれにボビンを配置して各巻線を巻いた構成に比べて、部品点数が少なくなる。
【００１５】
また、コアを、中央部に中脚部となる部分を有するＨ形コアと、Ｈ形コアの一端側に配置されてＨ形コアに一体化されたＵ形コアと、Ｈ形コアの他端側に配置されてＨ形コアに一体化されたＩ形コアとを有する構成にしても良い。
【００１６】
本発明によるノイズフィルタは、チョークコイルとしての機能を有する複合コイルを備えたノイズフィルタであって、複合コイルが、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、コアの第１の辺に巻かれた第１の巻線と、コアの第２の辺に巻かれた第２の巻線と、コアの第３の辺に巻かれた第３の巻線と、コアの第４の辺に巻かれた第４の巻線とを有している。そして、第１の辺と第２の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、第３の辺と第４の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、第１ないし第４の巻線がコアの第１ないし第４の辺に巻かれているものである。
【００１７】
本発明によるノイズフィルタでは、複合コイルにおいて、各巻線が同一のコアの巻かれ、また、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成されていることで、２つのコモンモードチョークコイルを一体化した構成のチョークコイルが形成される。この場合において、第１の磁路と第２の磁路とが中脚部を共有するように形成されていると共に、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように各巻線が巻かれていることで、第１の磁路での磁束と第２の磁路での磁束とが打ち消し合うこともなく、各巻線による各インダクタがそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。また、互いに対向する第１の辺と第２の辺とに、第１の巻線と第２の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第１の巻線と第２の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第１および第２の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。同様に、互いに対向する第３の辺と第４の辺とに、第３の巻線と第４の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第３の巻線と第４の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第３および第４の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。これにより、ノーマルモード信号に対するリーケージインダクタンス値が大きくなる。このように、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値が得られ、コモンモードノイズとノーマルモードノイズとの双方が良好に抑制される。
【００１８】
本発明によるノイズフィルタにおいて、少なくとも１つのコンデンサをさらに備え、複合コイルが、中央部に中脚部となる部分を有するＨ形コアと、Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにしてＨ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有していても良い。そして、Ｈ形コアとＵ形コアとが、垂直方向の断面内において部品配置空間が形成されるように垂直方向の断面内において異なる位置に配置され、コンデンサが、部品配置空間に配置されていても良い。
この構成の場合には、垂直方向の断面内において複合コイルとコンデンサとが集積化され、全体の小型化を図りやすくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の複合コイルによれば、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアに対して、第１ないし第４の巻線を巻き、その巻き位置の最適化を図るようにしたので、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる。
【００２０】
本発明のノイズフィルタによれば、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアに対して、第１ないし第４の巻線を巻き、その巻き位置の最適化の図られた複合コイルをチョークコイルとして用いるようにしたので、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができ、コモンモードノイズとノーマルモードノイズとの双方を良好に減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る複合コイルの基本構成を示している。また、図２は、その複合コイルによって形成されるチョークコイルの等価回路を示している。この複合コイルは、コア１０と、このコア１０に巻かれる第１の巻線１１、第２の巻線１２、第３の巻線１３、および第４の巻線１４とを備えている。コア１０は、全体として日の字形状で、中脚部２０と、この中脚部２０に略直交する第１の辺２１、第２の辺２２、第３の辺２３、および第４の辺２４とを有している。第１の辺２１と第２の辺２２は、それぞれ中脚部２０の両端部に接続され、一方の側（図では左側）において互いに対向するように設けられている。第３の辺２３と第４の辺２４は、それぞれ中脚部２０の両端部に接続され、他方の側（図では右側）において互いに対向するように設けられている。
【００２３】
第１の巻線１１は、コア１０の第１の辺２１に巻かれている。第２の巻線１２は、コア１０の第２の辺２２に巻かれている。第１の辺２１に第１の巻線１１が巻かれることで第１の導電線１上に第１のインダクタＬ１が形成され、第２の辺２２に第２の巻線１２が巻かれることで第２の導電線２上に第２のインダクタＬ２が形成されている。第３の巻線１３は、コア１０の第３の辺２３に巻かれている。第４の巻線１４は、コア１０の第４の辺２４に巻かれている。第３の辺２３に第３の巻線１３が巻かれることで第１の導電線１上に第３のインダクタＬ３が形成され、第４の辺２４に第４の巻線１４が巻かれることで第２の導電線２上に第４のインダクタＬ４が形成されている。
【００２４】
コア１０において、第１の辺２１、中脚部２０、および第２の辺２２を含む略片側部分によって第１の巻線１１および第２の巻線１２に対する第１の磁路が形成される。またコア１０において、第３の辺２３、中脚部２０、および第４の辺２４を含むもう一方の略片側部分によって第３の巻線１３および第４の巻線１４に対する第２の磁路が形成される。このように第１の磁路と第２の磁路とが中脚部２０を共有するように形成されている。また、第１ないし第４の巻線１１〜１４は、中脚部２０においてコモンモード信号３Ｃに対する、第１の巻線１１および第２の巻線１２による磁束Φ１の向きと第３の巻線１３および第４の巻線１４による磁束Φ２の向きとが同方向となるように、コア１０の第１ないし第４の辺２１〜２４に巻かれている。
【００２５】
なお、図１において各巻線部分に図示した実線の矢印はコモンモードでの磁束の向きを示し、破線の矢印はノーマルモードでの磁束の向きを示す。また、図２においてＬｘ１，Ｌｘ２は、第１ないし第４の巻線１１〜１４の漏れ磁束によって生ずるリーケージインダクタンス成分を表している。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る複合コイルの作用を説明する。
この複合コイルでは、各巻線が日の字形状の同一のコア１０に巻かれ、また、コア１０において、第１の辺２１、中脚部２０、および第２の辺２２を含む略片側部分によって第１の磁路が形成されると共に、第３の辺２３、中脚部２０、および第４の辺２４を含むもう一方の略片側部分によって第２の磁路が形成されていることで、２つのコモンモードチョークコイル（第１および第２の巻線１１，１２によるコモンモードチョークコイルと第３および第４の巻線１３，１４によるコモンモードチョークコイル）を一体化した構成のチョークコイルが形成される。この複合コイルでは、図１に示したように、コモンモード信号３Ｃに対しては、中脚部２０において第１の巻線１１および第２の巻線１２による磁束Φ１の向きと第３の巻線１３および第４の巻線１４による磁束Φ２の向きとが同じとなり、磁束Φ１，Φ２が打ち消し合うこともなく、各巻線１１〜１４による各インダクタＬ１〜Ｌ４がそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。
【００２７】
一方、ノーマルモード信号３Ｎに対しては、コア１０内においては、第１の巻線１１による磁束Φ１１の向きと第２の巻線１２による磁束Φ１２の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。同様に、コア１０内においては、第３の巻線１３による磁束Φ１３の向きと第４の巻線１４による磁束Φ１４の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。これにより、ノーマルモード信号１４１Ｎに対するインダクタンス値は小さくなると共に、コア１０内の磁束に対する飽和がなくなる。ただし、この複合コイルでは、互いに対向する第１の辺２１と第２の辺２２とに第１の巻線１１と第２の巻線１２とが巻かれているので、１つの辺に第１の巻線１１と第２の巻線１２とを併設して巻いた場合（図２４参照）に比べて、ノーマルモード信号３Ｎに対する第１および第２の巻線１１，１２による漏れ磁束が打ち消し合う作用は小さくなる。同様に、互いに対向する第３の辺２３と第４の辺２４とに、第３の巻線１３と第４の巻線１４とが巻かれているので、１つの辺に第３の巻線１３と第４の巻線１４とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号３Ｎに対する第３および第４の巻線１３，１４による漏れ磁束が打ち消し合う作用は小さくなる。これにより、ノーマルモード信号３Ｎに対するリーケージインダクタンスＬｘ１，Ｌｘ２の値が大きくなる。このように、コモンモード信号３Ｃとノーマルモード信号３Ｎとの双方に対して必要なインダクタンス値が得られる。このため、Ｘコンデンサを組み合わせてノイズフィルタを構成した場合に、ノーマルモードノイズに対する減衰作用を改善することができる。
【００２８】
図４は、この複合コイルによって得られるリーケージインダクタンスＬｘ１，Ｌｘ２の値を測定した結果（実施例）を示している。図３は、その測定に用いた回路の等価回路を示している。図４では、比較例として、図２４に示した構成の複合コイルによって得られる測定結果も示す。図４において、ｋ１２は、図３に示したように第１の巻線１１と第２の巻線１２との間の結合係数を示す。ｋ１３は、第１の巻線１１と第３の巻線１３との間の結合係数を示す。ｋ１４は、第１の巻線１１と第４の巻線１４との間の結合係数を示す。測定結果から分かるように、この複合コイルでは比較例の構成に比べて、各巻線間の結合係数ｋ１２，ｋ１３，ｋ１４が小さくなっている。このことから、この複合コイルでは比較例の構成に比べて、各巻線間の結合が弱く、漏れ磁束が多く発生していることが分かる。これにより、リーケージインダクタンスＬｘ１，Ｌｘ２の値が比較例の構成に比べて大きくなっている。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態に係る複合コイルによれば、中脚部２０と中脚部２０に略直交する第１ないし第４の辺２１〜２４とを有するコア１０に対して、第１ないし第４の巻線１１〜１４を巻き、その巻き位置の最適化を図るようにしたので、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる。
＜複合コイルの具体的な構成例＞
【００３０】
図５（Ａ），図５（Ｂ）および図６（Ａ），図６（Ｂ）は、この複合コイルの第１の具体的な構成例を示している。図５（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図５（Ｂ）は分解側面図を示している。図６（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図６（Ｂ）は側面図を示している。
【００３１】
この構成例は、コア１０を、中央部に中脚部２０となる部分を有するＨ形コア３０Ｈと、このＨ形コア３０Ｈの両端部を挟み込むようにしてＨ形コア３０Ｈに一体化される２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成したものである。この構成例では、第１の巻線１１および第２の巻線１２がＨ形コア３０Ｈと一方のＵ形コア３１Ｕとの接続部分を跨るようにして巻かれると共に、第３の巻線１３および第４の巻線１４がＨ形コア３０Ｈと他方のＵ形コア３２Ｕとの接続部分を跨るようにして巻かれる構造となる。なお、この場合、Ｈ形コア３０ＨとＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとをボビンを介して接続し、そのボビンに各巻線を巻くようにしても良い。この構成例では、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）から分かるように、側面方向から見た場合において、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの垂直方向（Ｚ方向）の断面内での垂直方向の配置位置は略同じとなっている。
【００３２】
図７（Ａ），図７（Ｂ）および図８（Ａ），図８（Ｂ）は、この複合コイルの第２の具体的な構成例を示している。図７（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図７（Ｂ）は分解側面図を示している。図８（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図８（Ｂ）は側面図を示している。
【００３３】
この構成例は、上記第１の構成例と同様、コア１０を、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成したものである。ただし、図７（Ｂ）および図８（Ｂ）から分かるように、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが、垂直方向（Ｚ方向）の断面内において垂直方向に異なる位置に配置されている。図示した例では、垂直方向の断面内において、Ｈ形コア３０Ｈを上側に、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕを下側に配置している。そして、Ｈ形コア３０Ｈの一方の側の脚部と一方のＵ形コア３１Ｕの脚部とが平面方向で部分的に重なるようにしてＨ形コア３０Ｈと一方のＵ形コア３１Ｕとが一体化される構造となっている。同様に、Ｈ形コア３０Ｈの他方の側の脚部と他方のＵ形コア３２Ｕの脚部とが平面方向で部分的に重なるようにしてＨ形コア３０Ｈと他方のＵ形コア３２Ｕとが一体化される構造となっている。この構成例の場合には、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが垂直方向の断面内において異なる位置に配置されていることにより、垂直方向の断面内においてコンデンサなどの回路部品を配置する部品配置空間を確保しやすくなる。例えば図示したように、Ｈ形コア３０Ｈの下側に部品配置空間４０を形成し、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの上側に部品配置空間４１，４２を形成することができる。この部分にコンデンサ部品などを配置することで、ノイズフィルタを構成する場合に全体の小型化を図りやすくなる。
【００３４】
図９（Ａ），図９（Ｂ）および図１０（Ａ），図１０（Ｂ）は、この複合コイルの第３の具体的な構成例を示している。図９（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図９（Ｂ）は分解側面図を示している。図１０（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図１０（Ｂ）は側面図を示している。
【００３５】
この構成例は、コア１０を、中脚部２０となるＩ形コア３０Ｉと、このＩ形コア３０Ｉの両端部を挟み込むようにしてＩ形コア３０Ｉに一体化される２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成したものである。この構成例では、第１の巻線１１および第２の巻線１２が一方のＵ形コア３１Ｕにおける対向する脚部分に巻かれると共に、第３の巻線１３および第４の巻線１４が他方のＵ形コア３２Ｕにおける対向する脚部分に巻かれる構造となる。
【００３６】
図１１（Ａ），図１１（Ｂ）および図１２（Ａ），図１２（Ｂ）は、この複合コイルの第４の具体的な構成例を示している。図１１（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図１１（Ｂ）は分解側面図を示している。図１２（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図１２（Ｂ）は側面図を示している。
【００３７】
この構成例は、コア１０を、中央部に中脚部２０となる部分を有するＨ形コア３０Ｈと、このＨ形コア３０Ｈの一方の端部側に配置されてＨ形コア３０Ｈに一体化されるＵ形コア３１Ｕと、Ｈ形コア３０Ｈの他方の端部側に配置されてＨ形コア３０Ｈに一体化されるＩ形コア３２Ｉとで構成したものである。この構成例では、第１の巻線１１および第２の巻線１２がＨ形コア３０ＨとＵ形コア３１Ｕとの接続部分を跨るようにして巻かれる構造となる。また、第３の巻線１３および第４の巻線１４が、Ｈ形コア３０Ｈの他方の端部側における対向する脚部分に巻かれる構造となる。
【００３８】
図１３（Ａ），図１３（Ｂ），図１３（Ｃ）および図１４（Ａ），図１４（Ｂ）は、この複合コイルの第５の具体的な構成例を示している。図１３（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図１３（Ｂ）は分解側面図を示している。図１３（Ｃ）は、部分的な側面図である。
【００３９】
この構成例において、コア１０の構成自体は、上記第３の構成例と同様であり、Ｉ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成されている。ただし、この構成例では、Ｉ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの接続部分に第１および第２のボビン５１，５２が設けられている。第１のボビン５１は、内部が中空の筒状となっており、中央部に開口５１Ａが設けられ、両端部に開口５１Ｂ，５１Ｃが設けられている。第２のボビン５２も同様に、内部が中空の筒状となっており、中央部に開口５２Ａが設けられ、両端部に開口５２Ｂ，５２Ｃが設けられている。なお、図１３（Ｃ）は、第２のボビン５２を中央部の開口５２Ａ側から見た状態を示している。
【００４０】
この構成例では、第１のボビン５１の開口５１ＡにＩ形コア３０Ｉの一端部が挿通されると共に、両端部の開口５１Ｂ，５１Ｃに、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの一端部が挿通される。また、第２のボビン５２の開口５２ＡにＩ形コア３０Ｉの他端部が挿通されると共に、両端部の開口５２Ｂ，５２Ｃに、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの他端部が挿通される。これにより、Ｉ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが第１および第２のボビン５１，５２を介して一体化されている。また、第１のボビン５１には第１および第３の巻線１１，１３が巻かれ、第２のボビン５２には第２および第４の巻線１２，１４が巻かれる。この構成の場合には、例えばＩ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの４つの接続部分のそれぞれにボビンを配置し、それぞれに各巻線を巻いた構成に比べて、ボビンの部品点数を少なくできる。また、Ｉ形コア３０Ｉを第１および第２のボビン５１，５２によって固定することができ、Ｉ形コア３０Ｉの位置ずれを防止することができる。
＜ノイズフィルタの具体的な構成例＞
【００４１】
次に、本実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの具体的な構成例について説明する。
【００４２】
図１６（Ａ）は、このノイズフィルタの具体的な構成例を示す平面図（上面図）、図１６（Ｂ）は側面図を示している。図１５は、このノイズフィルタの等価回路を示している。まず図１５を参照して、このノイズフィルタの回路構成について説明する。このノイズフィルタは、本実施の形態に係る複合コイルによって形成されるチョークコイルに、２つのＸコンデンサＣｘ１，Ｃｘ２と、２つのＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とを接続した構成になっている。第１のＹコンデンサＣｙ１は、一端が第１の巻線１１と第３の巻線１３との間に接続され、他端が接地されている。第２のＹコンデンサＣｙ２は、一端が第２の巻線１２と第４の巻線１４との間に接続され、他端が接地されている。第１のＸコンデンサＣｘ１は、第３の巻線１３と第４の巻線１４とが設けられた側において、一端が第１の導電線１に接続され、他端が第２の導電線２に接続されている。第２のＸコンデンサＣｘ２は、第１の巻線１１と第２の巻線１２とが設けられた側において、一端が第１の導電線１に接続され、他端が第２の導電線２に接続されている。図１５においてＬｘ１，Ｌｘ２は、第１ないし第４の巻線１１〜１４の漏れ磁束によって生ずるリーケージインダクタンス成分を表している。
【００４３】
次に、具体的な構成について説明する。図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に示した構成例は、本実施の形態に係る複合コイルの第２の構成例（図７（Ａ），図７（Ｂ）および図８（Ａ），図８（Ｂ））を応用したものであり、上記第２の構成例と同様、コア１０がＨ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成され、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが垂直方向の断面内において垂直方向の異なる位置に配置されている。そして、Ｈ形コア３０Ｈの下側に部品配置空間４０が形成され、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの上側に部品配置空間４１，４２が形成されている。また、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとは、４つのボビン６１〜６４を介して一体化されている。第１のボビン６１には第１の巻線１１が巻かれ、第２のボビン６２には第２の巻線１２が巻かれ、第３のボビン６３には第３の巻線１３が巻かれ、第４のボビン６４には第４の巻線１４が巻かれる。
【００４４】
２つのＸコンデンサＣｘ１，Ｃｘ２は例えば、リードタイプのコンデンサで構成されている。第２のＸコンデンサＣｘ２は、一方のＵ形コア３１Ｕの上側の部品配置空間４１に配置され、第１のＸコンデンサＣｘ１は、他方のＵ形コア３２Ｕの上側の部品配置空間４２に配置されている。２つのＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２は例えば、チップタイプのコンデンサで構成され、Ｈ形コア３０Ｈの下側の部品配置空間４０に配置されている。以上の複合コイルの部品と各コンデンサ部品が、基板６０の表面に実装されている。この構成例では、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの配置を工夫して部品配置空間を形成し、そこにコンデンサ部品を配置するようにしたので、垂直方向の断面内において複合コイルとコンデンサ部品とが集積化され、全体の小型化が図られている。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの伝送特性について説明する。図２０は、本実施の形態に係るノイズフィルタのコモンモードでの伝送特性の実施例を示し、図２１はノーマルモードでの伝送特性の実施例を示している。なお、図２０および図２１の横軸は周波数（Ｈｚ）を表し、縦軸は減衰量（ｄＢ）を表している。図１７は、伝送特性のシミュレーションに用いた回路の等価回路を示している。図１５に示した回路構成に対して第２のＸコンデンサＣｘ２を省いた構成となっている。図１９には、シミュレーションに用いた回路値を示す。なお、ｋ１２は、図１８に示したように第１の巻線１１と第２の巻線１２との間の結合係数を示す。ｋ１３は、第１の巻線１１と第３の巻線１３との間の結合係数を示す。ｋ１４は、第１の巻線１１と第４の巻線１４との間の結合係数を示す。ｋ２３は、第２の巻線１２と第３の巻線１３との間の結合係数を示す。ｋ２４は、第２の巻線１２と第４の巻線２４との間の結合係数を示す。ｋ３４は、第３の巻線１３と第４の巻線１４との間の結合係数を示す。
【００４６】
なお、比較例１として、等価回路は同じであるが複合コイルを図２４に示した構成（１つの脚部に２つの巻線を併設した構成）にした場合の伝送特性についても示す。また、比較例２として、回路を図２２に示した構成（２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０を持つ構成）にした場合の伝送特性についても示す。本実施例に係るノイズフィルタと比較例１，２のノイズフィルタとにおける回路値としての違いは、図１９に示したように巻線間の結合係数の違いとして現れている。本実施例に係るノイズフィルタは、コモンモードでの伝送特性（図２０）に関しては、比較例１のノイズフィルタに対してあまり違いは現れていない。しかし、ノーマルモードでの伝送特性（図２１）は、比較例１，２のノイズフィルタに対して本実施例に係るノイズフィルタでは、低域側に減衰極ができている。これは、本実施例に係わるノイズフィルタでは、漏れ磁束によるリーケージインダクタンス成分が大きくなっているためである。比較例１と比較例２とでは、ノーマルモードでの伝送特性が同じとなっている。このように、本実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタでは、ノーマルモードでの伝送特性に減衰極を生じさせることができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、コア１０の具体的な構成は、上記した具体例に限らず、他の形状のコアを組み合わせた構成も可能である。また、ノイズフィルタの具体的な構成は、図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に示した構成に限らず、上記した複合コイルの他の具体例を用いた構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの等価回路を示す回路図である。
【図３】リーケージインダクタンスの測定回路を示す回路図である。
【図４】リーケージインダクタンスの測定結果を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第１の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第１の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第２の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第２の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第３の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第３の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第４の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第４の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第５の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図であり、（Ｃ）は部分側面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第５の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの回路構成を示す等価回路図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１７】伝送特性のシミュレーションに用いた回路の等価回路図である。
【図１８】結合係数についての説明図である。
【図１９】伝送特性のシミュレーションに用いた回路値を示す説明図である。
【図２０】コモンモードでの伝送特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図２１】ノーマルモードでの伝送特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図２２】従来のノイズフィルタの回路構成の一例を示す回路図である。
【図２３】２つのチョークコイルを一体化した複合コイルの等価回路を示す回路図である。
【図２４】２つのチョークコイルを一体化した複合コイルの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…第１の導電線、２…第２の導電線、３Ｃ…ノーマルモード信号、３Ｎ…コモンモード信号、１１…第１の巻線、１２…第３の巻線、１４…第４の巻線、２０…中脚部、２１…第１の辺、２２…第２の辺、２３…第３の辺、２４…第４の辺、３０Ｈ…Ｈ形コア、３０Ｉ…Ｉ形コア、３１Ｕ，３２Ｕ…Ｕ形コア、５１…第１のボビン、５２…第２のボビン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコイルを一体化した複合コイル、およびその複合コイルのチョークコイルとしての機能を利用してノイズを抑制するノイズフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＡＣ電源ラインや信号ラインを伝搬するノイズを抑制するためにノイズフィルタ（ラインフィルタ）が用いられている。ＡＣ電源ラインや信号ラインなどの２本の導電線を伝搬するノイズには、２本の導電線の間で電位差を生じさせるノーマルモード（ディファレンシャルモード）ノイズと、２本の導電線を同じ位相で伝搬するコモンモードノイズとがある。
【０００３】
図２２は、従来のノイズフィルタの回路構成の一例を示している。このノイズフィルタは、２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０と、２つのＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２と、ＸコンデンサＣｘ１とを備えている。第１のコモンモードチョークコイル１１０は、第１のコア１１０Ａとこの第１のコア１１０Ａに共通に巻かれる第１の巻線１１１および第２の巻線１１２とを有している。第１のコア１１０Ａに第１の巻線１１１が巻かれることで第１の導電線１０１上に第１のインダクタＬ１が形成され、第１のコア１１０Ａに第２の巻線１１２が巻かれることで第２の導電線１０２上に第２のインダクタＬ２が形成されている。第２のコモンモードチョークコイル１２０は、第２のコア１２０Ａとこの第２のコア１２０Ａに共通に巻かれる第３の巻線１１３および第４の巻線１１４とを有している。第２のコア１２０Ａに第３の巻線１１３が巻かれることで第１の導電線１０１上に第３のインダクタＬ３が形成され、第２のコア１２０Ａに第４の巻線１１４が巻かれることで第２の導電線１０２上に第４のインダクタＬ４が形成されている。第１のＹコンデンサＣｙ１は、一端が第１の巻線１１１と第３の巻線１１３との間に接続され、他端が接地されている。第２のＹコンデンサＣｙ２は、一端が第２の巻線１１２と第４の巻線１１４との間に接続され、他端が接地されている。ＸコンデンサＣｘ１は、一端が第１の導電線１０１に接続され、他端が第２の導電線１０２に接続されている。Ｌｘ１，Ｌｘ２は、コモンモードチョークコイル１１０，１２０の漏れ磁束によって生ずるリーケージインダクタンス成分を表している。ちなみに、第１のコモンモードチョークコイル１１０の漏れ磁束によって第１および第２の導電線上にそれぞれリーケージインダクタンス成分が形成されると共に、第２のコモンモードチョークコイル１２０の漏れ磁束によって第１および第２の導電線上にそれぞれリーケージインダクタンス成分が形成されるが、ここでは、第１の導電線上に形成されるリーケージインダクタンス成分を１つにまとめてＬｘ１として表し、第２の導電線上に形成されるリーケージインダクタンス成分を１つにまとめてＬｘ２として表している。
【０００４】
このノイズフィルタでは、２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０とＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とにより、コモンモードノイズを減衰させている。具体的には、第１の導電線１０１を流れるコモンモードノイズは、第１のインダクタＬ１または第３のインダクタＬ３とＹコンデンサＣｙ１とにより減衰される。また第２の導電線１０２を流れるコモンモードノイズは、第２のインダクタＬ２または第４のインダクタＬ４とＹコンデンサＣｙ２とにより減衰される。一方、コモンモードチョークコイル１１０，１２０自体による、ノーマルモード信号に対するインダクタとしての作用は小さい。ノーマルモードノイズの減衰効果は、リーケージインダクタンス成分Ｌｘ１，Ｌｘ２とＸコンデンサＣｘ１と、直列接続されたＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とにより得ている。具体的には、コモンモードチョークコイル１１０によるリーケージインダクタンス成分と直列接続されたＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２によって形成されるフィルタと、コモンモードチョークコイル１２０によるリーケージインダクタンス成分とＸコンデンサＣｘ１によって形成されるフィルタとによって２段のフィルタが形成され、これによってノーマルモードノイズが減衰される。
【０００５】
一般的なコモンモードチョークコイルは、ノーマルモード信号に対するインダクタとしての作用は小さいが、特許文献１には、コモンモード信号に対するインダクタンス成分とノーマルモード信号に対するインダクタンス成分とを発生させることが可能な複合コイルが開示されている。特許文献１に記載の複合コイルは、形状の異なる２つのコアを上下方向に積層配置し、それら積層された２つのコアを跨るように２つの巻線を巻くことで、コモンモード信号に対するインダクタンス成分とノーマルモード信号に対するインダクタンス成分とを発生させている。
【特許文献１】特許第２７２９９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図２２に示したノイズフィルタの構成では、２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０が必要になるため小型化が困難である。そこで、図２３の等価回路に示したように、各巻線を１つのコア１３０Ａに巻いて２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０を一体化したチョークコイル１３０を形成することが考えられる。この場合、具体的には図２４に示したように、コア１３０Ａとして、ＥＥコアやＥＩコアなどにより、中脚部１３１と２つの外脚部１３２，１３３とを有する日の字形状のコアを形成し、２つの外脚部１３２，１３３に各巻線を巻くことが考えられる。例えば図示したように、一方の外脚部１３２には第１の巻線１１１と第２の巻線１１２とを併設するように巻き、他方の外脚部１３３には第３の巻線１１３と第４の巻線１１４とを併設するように巻く構成が考えられる。
【０００７】
図２４において各巻線部分に図示した実線の矢印はコモンモードでの磁束の向きを示し、破線の矢印はノーマルモードでの磁束の向きを示す。図示したようにコモンモード信号１４１Ｃに対しては、中脚部１３１において第１の巻線１１１および第２の巻線１１２による磁束Φ１の向きと第３の巻線１１３および第４の巻線１１４による磁束Φ２の向きとが同じとなり、磁束Φ１、Φ２が打ち消し合うこともなく、各巻線１１１〜１１４によるインダクタＬ１〜Ｌ４がそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。一方、ノーマルモード信号１４１Ｎに対しては、第１の巻線１１１による磁束Φ１１の向きと第２の巻線１１２による磁束Φ１２の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。同様に、第３の巻線１１３による磁束Φ１３の向きと第４の巻線１１４による磁束Φ１４の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。これにより、ノーマルモード信号１４１Ｎに対するインダクタンス値は小さくなる。また、この構成の場合、ノーマルモード信号１４１Ｎに対する漏れ磁束も打ち消し合う方向に作用する。すなわち、一方の外脚部１３２において第１の巻線１１１と第２の巻線１１２とが併設して配置されているので、第１の巻線１１１による漏れ磁束の向きと第２の巻線１１２による漏れ磁束の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。同様に、第３の巻線１１３による漏れ磁束の向きと第４の巻線１１４による漏れ磁束の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。これにより、ノーマルモード信号１４１Ｎに対するリーケージインダクタンス値も小さくなってしまう。このため、ＸコンデンサＣｘ１と組み合わせたときのノーマルモードノイズに対する減衰作用も小さくなってしまうという問題がある。
【０００８】
なお、小型化に際して、ロの字形状のような１つの環状コアに対して２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０の各巻線を巻く手法が考えられるが、その場合には、第１および第３の巻線１１１，１１３の結合、ならびに第２および第４の巻線１１２，１１４の結合が強くなり、相互インダクタンスがＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２に直列に形成され、その結果、カットオフ周波数が低域側に移動してしまって所望の特性が得られないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載の複合コイルでは、コモンモード信号に対するインダクタンス成分とノーマルモード信号に対するインダクタンス成分とを発生させることが可能であるものの、ＡＣ電源ラインや信号ラインに流れるＡＣ電源成分やデータ信号成分のノーマルモード信号でコアが飽和してしまい、ノーマルモードノイズに対する十分なインダクタンス値が得られないという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる複合コイルおよびノイズフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による複合コイルは、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、コアの第１の辺に巻かれた第１の巻線と、コアの第２の辺に巻かれた第２の巻線と、コアの第３の辺に巻かれた第３の巻線と、コアの第４の辺に巻かれた第４の巻線とを備えている。そして、第１の辺と第２の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、第３の辺と第４の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、第１ないし第４の巻線がコアの第１ないし第４の辺に巻かれているものである。
【００１２】
本発明による複合コイルでは、各巻線が同一のコアの巻かれ、また、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成されていることで、２つのコモンモードチョークコイルを一体化した構成のチョークコイルが形成される。この場合において、第１の磁路と第２の磁路とが中脚部を共有するように形成されていると共に、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように各巻線が巻かれていることで、第１の磁路での磁束と第２の磁路での磁束とが打ち消し合うこともなく、各巻線による各インダクタがそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。また、互いに対向する第１の辺と第２の辺とに、第１の巻線と第２の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第１の巻線と第２の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第１および第２の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。同様に、互いに対向する第３の辺と第４の辺とに、第３の巻線と第４の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第３の巻線と第４の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第３および第４の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。これにより、ノーマルモード信号に対するリーケージインダクタンス値が大きくなる。このように、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値が得られる。
【００１３】
本発明による複合コイルにおいて、コアは例えば、中央部に中脚部となる部分を有するＨ形コアと、Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにしてＨ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する構成にすることができる。この場合において、Ｈ形コアとＵ形コアとが、垂直方向の断面内において異なる位置に配置されていても良い。
Ｈ形コアとＵ形コアとを垂直方向の断面内において異なる位置に配置した場合には、垂直方向の断面内においてコンデンサなどの回路部品を配置する部品配置空間を確保しやすくなる。これにより、ノイズフィルタを構成する場合に、全体の小型化を図りやすくなる。
【００１４】
また、コアを、中脚部となるＩ形コアと、Ｉ形コアを挟み込むようにしてＩ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する構成にしても良い。この場合において、Ｉ形コアの一端部と２つのＵ形コアの一端部とが挿通されると共に、第１および第３の巻線が巻かれる第１のボビンと、Ｉ形コアの他端部と２つのＵ形コアの他端部とが挿通されると共に、第２および第４の巻線が巻かれる第２のボビンとをさらに備え、第１のボビンと第２のボビンとによりＩ形コアと２つのＵ形コアとが一体化されていても良い。
第１のボビンと第２のボビンとによりＩ形コアと２つのＵ形コアとを一体化した構成の場合には、例えば第１ないし第４の辺のそれぞれにボビンを配置して各巻線を巻いた構成に比べて、部品点数が少なくなる。
【００１５】
また、コアを、中央部に中脚部となる部分を有するＨ形コアと、Ｈ形コアの一端側に配置されてＨ形コアに一体化されたＵ形コアと、Ｈ形コアの他端側に配置されてＨ形コアに一体化されたＩ形コアとを有する構成にしても良い。
【００１６】
本発明によるノイズフィルタは、チョークコイルとしての機能を有する複合コイルを備えたノイズフィルタであって、複合コイルが、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、コアの第１の辺に巻かれた第１の巻線と、コアの第２の辺に巻かれた第２の巻線と、コアの第３の辺に巻かれた第３の巻線と、コアの第４の辺に巻かれた第４の巻線とを有している。そして、第１の辺と第２の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、第３の辺と第４の辺とがそれぞれ中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、第１ないし第４の巻線がコアの第１ないし第４の辺に巻かれているものである。
【００１７】
本発明によるノイズフィルタでは、複合コイルにおいて、各巻線が同一のコアの巻かれ、また、中脚部と第１および第２の辺とによって第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、中脚部と第３および第４の辺とによって第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成されていることで、２つのコモンモードチョークコイルを一体化した構成のチョークコイルが形成される。この場合において、第１の磁路と第２の磁路とが中脚部を共有するように形成されていると共に、中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように各巻線が巻かれていることで、第１の磁路での磁束と第２の磁路での磁束とが打ち消し合うこともなく、各巻線による各インダクタがそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。また、互いに対向する第１の辺と第２の辺とに、第１の巻線と第２の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第１の巻線と第２の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第１および第２の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。同様に、互いに対向する第３の辺と第４の辺とに、第３の巻線と第４の巻線とが巻かれているので、１つの辺に第３の巻線と第４の巻線とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号に対する第３および第４の巻線による漏れ磁束が打ち消し合う作用が小さくなる。これにより、ノーマルモード信号に対するリーケージインダクタンス値が大きくなる。このように、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値が得られ、コモンモードノイズとノーマルモードノイズとの双方が良好に抑制される。
【００１８】
本発明によるノイズフィルタにおいて、少なくとも１つのコンデンサをさらに備え、複合コイルが、中央部に中脚部となる部分を有するＨ形コアと、Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにしてＨ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有していても良い。そして、Ｈ形コアとＵ形コアとが、垂直方向の断面内において部品配置空間が形成されるように垂直方向の断面内において異なる位置に配置され、コンデンサが、部品配置空間に配置されていても良い。
この構成の場合には、垂直方向の断面内において複合コイルとコンデンサとが集積化され、全体の小型化を図りやすくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の複合コイルによれば、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアに対して、第１ないし第４の巻線を巻き、その巻き位置の最適化を図るようにしたので、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる。
【００２０】
本発明のノイズフィルタによれば、中脚部と中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアに対して、第１ないし第４の巻線を巻き、その巻き位置の最適化の図られた複合コイルをチョークコイルとして用いるようにしたので、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができ、コモンモードノイズとノーマルモードノイズとの双方を良好に減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る複合コイルの基本構成を示している。また、図２は、その複合コイルによって形成されるチョークコイルの等価回路を示している。この複合コイルは、コア１０と、このコア１０に巻かれる第１の巻線１１、第２の巻線１２、第３の巻線１３、および第４の巻線１４とを備えている。コア１０は、全体として日の字形状で、中脚部２０と、この中脚部２０に略直交する第１の辺２１、第２の辺２２、第３の辺２３、および第４の辺２４とを有している。第１の辺２１と第２の辺２２は、それぞれ中脚部２０の両端部に接続され、一方の側（図では左側）において互いに対向するように設けられている。第３の辺２３と第４の辺２４は、それぞれ中脚部２０の両端部に接続され、他方の側（図では右側）において互いに対向するように設けられている。
【００２３】
第１の巻線１１は、コア１０の第１の辺２１に巻かれている。第２の巻線１２は、コア１０の第２の辺２２に巻かれている。第１の辺２１に第１の巻線１１が巻かれることで第１の導電線１上に第１のインダクタＬ１が形成され、第２の辺２２に第２の巻線１２が巻かれることで第２の導電線２上に第２のインダクタＬ２が形成されている。第３の巻線１３は、コア１０の第３の辺２３に巻かれている。第４の巻線１４は、コア１０の第４の辺２４に巻かれている。第３の辺２３に第３の巻線１３が巻かれることで第１の導電線１上に第３のインダクタＬ３が形成され、第４の辺２４に第４の巻線１４が巻かれることで第２の導電線２上に第４のインダクタＬ４が形成されている。
【００２４】
コア１０において、第１の辺２１、中脚部２０、および第２の辺２２を含む略片側部分によって第１の巻線１１および第２の巻線１２に対する第１の磁路が形成される。またコア１０において、第３の辺２３、中脚部２０、および第４の辺２４を含むもう一方の略片側部分によって第３の巻線１３および第４の巻線１４に対する第２の磁路が形成される。このように第１の磁路と第２の磁路とが中脚部２０を共有するように形成されている。また、第１ないし第４の巻線１１〜１４は、中脚部２０においてコモンモード信号３Ｃに対する、第１の巻線１１および第２の巻線１２による磁束Φ１の向きと第３の巻線１３および第４の巻線１４による磁束Φ２の向きとが同方向となるように、コア１０の第１ないし第４の辺２１〜２４に巻かれている。
【００２５】
なお、図１において各巻線部分に図示した実線の矢印はコモンモードでの磁束の向きを示し、破線の矢印はノーマルモードでの磁束の向きを示す。また、図２においてＬｘ１，Ｌｘ２は、第１ないし第４の巻線１１〜１４の漏れ磁束によって生ずるリーケージインダクタンス成分を表している。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る複合コイルの作用を説明する。
この複合コイルでは、各巻線が日の字形状の同一のコア１０に巻かれ、また、コア１０において、第１の辺２１、中脚部２０、および第２の辺２２を含む略片側部分によって第１の磁路が形成されると共に、第３の辺２３、中脚部２０、および第４の辺２４を含むもう一方の略片側部分によって第２の磁路が形成されていることで、２つのコモンモードチョークコイル（第１および第２の巻線１１，１２によるコモンモードチョークコイルと第３および第４の巻線１３，１４によるコモンモードチョークコイル）を一体化した構成のチョークコイルが形成される。この複合コイルでは、図１に示したように、コモンモード信号３Ｃに対しては、中脚部２０において第１の巻線１１および第２の巻線１２による磁束Φ１の向きと第３の巻線１３および第４の巻線１４による磁束Φ２の向きとが同じとなり、磁束Φ１，Φ２が打ち消し合うこともなく、各巻線１１〜１４による各インダクタＬ１〜Ｌ４がそれぞれ単独でチョークコイルとして機能する。
【００２７】
一方、ノーマルモード信号３Ｎに対しては、コア１０内においては、第１の巻線１１による磁束Φ１１の向きと第２の巻線１２による磁束Φ１２の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。同様に、コア１０内においては、第３の巻線１３による磁束Φ１３の向きと第４の巻線１４による磁束Φ１４の向きとが互いに逆方向となり互いに打ち消し合う。これにより、ノーマルモード信号１４１Ｎに対するインダクタンス値は小さくなると共に、コア１０内の磁束に対する飽和がなくなる。ただし、この複合コイルでは、互いに対向する第１の辺２１と第２の辺２２とに第１の巻線１１と第２の巻線１２とが巻かれているので、１つの辺に第１の巻線１１と第２の巻線１２とを併設して巻いた場合（図２４参照）に比べて、ノーマルモード信号３Ｎに対する第１および第２の巻線１１，１２による漏れ磁束が打ち消し合う作用は小さくなる。同様に、互いに対向する第３の辺２３と第４の辺２４とに、第３の巻線１３と第４の巻線１４とが巻かれているので、１つの辺に第３の巻線１３と第４の巻線１４とを併設して巻いた場合に比べて、ノーマルモード信号３Ｎに対する第３および第４の巻線１３，１４による漏れ磁束が打ち消し合う作用は小さくなる。これにより、ノーマルモード信号３Ｎに対するリーケージインダクタンスＬｘ１，Ｌｘ２の値が大きくなる。このように、コモンモード信号３Ｃとノーマルモード信号３Ｎとの双方に対して必要なインダクタンス値が得られる。このため、Ｘコンデンサを組み合わせてノイズフィルタを構成した場合に、ノーマルモードノイズに対する減衰作用を改善することができる。
【００２８】
図４は、この複合コイルによって得られるリーケージインダクタンスＬｘ１，Ｌｘ２の値を測定した結果（実施例）を示している。図３は、その測定に用いた回路の等価回路を示している。図４では、比較例として、図２４に示した構成の複合コイルによって得られる測定結果も示す。図４において、ｋ１２は、図３に示したように第１の巻線１１と第２の巻線１２との間の結合係数を示す。ｋ１３は、第１の巻線１１と第３の巻線１３との間の結合係数を示す。ｋ１４は、第１の巻線１１と第４の巻線１４との間の結合係数を示す。測定結果から分かるように、この複合コイルでは比較例の構成に比べて、各巻線間の結合係数ｋ１２，ｋ１３，ｋ１４が小さくなっている。このことから、この複合コイルでは比較例の構成に比べて、各巻線間の結合が弱く、漏れ磁束が多く発生していることが分かる。これにより、リーケージインダクタンスＬｘ１，Ｌｘ２の値が比較例の構成に比べて大きくなっている。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態に係る複合コイルによれば、中脚部２０と中脚部２０に略直交する第１ないし第４の辺２１〜２４とを有するコア１０に対して、第１ないし第４の巻線１１〜１４を巻き、その巻き位置の最適化を図るようにしたので、コモンモード信号とノーマルモード信号との双方に対して必要なインダクタンス値を得ることができる。
＜複合コイルの具体的な構成例＞
【００３０】
図５（Ａ），図５（Ｂ）および図６（Ａ），図６（Ｂ）は、この複合コイルの第１の具体的な構成例を示している。図５（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図５（Ｂ）は分解側面図を示している。図６（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図６（Ｂ）は側面図を示している。
【００３１】
この構成例は、コア１０を、中央部に中脚部２０となる部分を有するＨ形コア３０Ｈと、このＨ形コア３０Ｈの両端部を挟み込むようにしてＨ形コア３０Ｈに一体化される２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成したものである。この構成例では、第１の巻線１１および第２の巻線１２がＨ形コア３０Ｈと一方のＵ形コア３１Ｕとの接続部分を跨るようにして巻かれると共に、第３の巻線１３および第４の巻線１４がＨ形コア３０Ｈと他方のＵ形コア３２Ｕとの接続部分を跨るようにして巻かれる構造となる。なお、この場合、Ｈ形コア３０ＨとＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとをボビンを介して接続し、そのボビンに各巻線を巻くようにしても良い。この構成例では、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）から分かるように、側面方向から見た場合において、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの垂直方向（Ｚ方向）の断面内での垂直方向の配置位置は略同じとなっている。
【００３２】
図７（Ａ），図７（Ｂ）および図８（Ａ），図８（Ｂ）は、この複合コイルの第２の具体的な構成例を示している。図７（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図７（Ｂ）は分解側面図を示している。図８（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図８（Ｂ）は側面図を示している。
【００３３】
この構成例は、上記第１の構成例と同様、コア１０を、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成したものである。ただし、図７（Ｂ）および図８（Ｂ）から分かるように、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが、垂直方向（Ｚ方向）の断面内において垂直方向に異なる位置に配置されている。図示した例では、垂直方向の断面内において、Ｈ形コア３０Ｈを上側に、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕを下側に配置している。そして、Ｈ形コア３０Ｈの一方の側の脚部と一方のＵ形コア３１Ｕの脚部とが平面方向で部分的に重なるようにしてＨ形コア３０Ｈと一方のＵ形コア３１Ｕとが一体化される構造となっている。同様に、Ｈ形コア３０Ｈの他方の側の脚部と他方のＵ形コア３２Ｕの脚部とが平面方向で部分的に重なるようにしてＨ形コア３０Ｈと他方のＵ形コア３２Ｕとが一体化される構造となっている。この構成例の場合には、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが垂直方向の断面内において異なる位置に配置されていることにより、垂直方向の断面内においてコンデンサなどの回路部品を配置する部品配置空間を確保しやすくなる。例えば図示したように、Ｈ形コア３０Ｈの下側に部品配置空間４０を形成し、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの上側に部品配置空間４１，４２を形成することができる。この部分にコンデンサ部品などを配置することで、ノイズフィルタを構成する場合に全体の小型化を図りやすくなる。
【００３４】
図９（Ａ），図９（Ｂ）および図１０（Ａ），図１０（Ｂ）は、この複合コイルの第３の具体的な構成例を示している。図９（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図９（Ｂ）は分解側面図を示している。図１０（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図１０（Ｂ）は側面図を示している。
【００３５】
この構成例は、コア１０を、中脚部２０となるＩ形コア３０Ｉと、このＩ形コア３０Ｉの両端部を挟み込むようにしてＩ形コア３０Ｉに一体化される２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成したものである。この構成例では、第１の巻線１１および第２の巻線１２が一方のＵ形コア３１Ｕにおける対向する脚部分に巻かれると共に、第３の巻線１３および第４の巻線１４が他方のＵ形コア３２Ｕにおける対向する脚部分に巻かれる構造となる。
【００３６】
図１１（Ａ），図１１（Ｂ）および図１２（Ａ），図１２（Ｂ）は、この複合コイルの第４の具体的な構成例を示している。図１１（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図１１（Ｂ）は分解側面図を示している。図１２（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化した状態での平面図（上面図）、図１２（Ｂ）は側面図を示している。
【００３７】
この構成例は、コア１０を、中央部に中脚部２０となる部分を有するＨ形コア３０Ｈと、このＨ形コア３０Ｈの一方の端部側に配置されてＨ形コア３０Ｈに一体化されるＵ形コア３１Ｕと、Ｈ形コア３０Ｈの他方の端部側に配置されてＨ形コア３０Ｈに一体化されるＩ形コア３２Ｉとで構成したものである。この構成例では、第１の巻線１１および第２の巻線１２がＨ形コア３０ＨとＵ形コア３１Ｕとの接続部分を跨るようにして巻かれる構造となる。また、第３の巻線１３および第４の巻線１４が、Ｈ形コア３０Ｈの他方の端部側における対向する脚部分に巻かれる構造となる。
【００３８】
図１３（Ａ），図１３（Ｂ），図１３（Ｃ）および図１４（Ａ），図１４（Ｂ）は、この複合コイルの第５の具体的な構成例を示している。図１３（Ａ）は、この複合コイルの各構成要素を一体化する前の状態での分解平面図（上面図）、図１３（Ｂ）は分解側面図を示している。図１３（Ｃ）は、部分的な側面図である。
【００３９】
この構成例において、コア１０の構成自体は、上記第３の構成例と同様であり、Ｉ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成されている。ただし、この構成例では、Ｉ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの接続部分に第１および第２のボビン５１，５２が設けられている。第１のボビン５１は、内部が中空の筒状となっており、中央部に開口５１Ａが設けられ、両端部に開口５１Ｂ，５１Ｃが設けられている。第２のボビン５２も同様に、内部が中空の筒状となっており、中央部に開口５２Ａが設けられ、両端部に開口５２Ｂ，５２Ｃが設けられている。なお、図１３（Ｃ）は、第２のボビン５２を中央部の開口５２Ａ側から見た状態を示している。
【００４０】
この構成例では、第１のボビン５１の開口５１ＡにＩ形コア３０Ｉの一端部が挿通されると共に、両端部の開口５１Ｂ，５１Ｃに、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの一端部が挿通される。また、第２のボビン５２の開口５２ＡにＩ形コア３０Ｉの他端部が挿通されると共に、両端部の開口５２Ｂ，５２Ｃに、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの他端部が挿通される。これにより、Ｉ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが第１および第２のボビン５１，５２を介して一体化されている。また、第１のボビン５１には第１および第３の巻線１１，１３が巻かれ、第２のボビン５２には第２および第４の巻線１２，１４が巻かれる。この構成の場合には、例えばＩ形コア３０Ｉと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの４つの接続部分のそれぞれにボビンを配置し、それぞれに各巻線を巻いた構成に比べて、ボビンの部品点数を少なくできる。また、Ｉ形コア３０Ｉを第１および第２のボビン５１，５２によって固定することができ、Ｉ形コア３０Ｉの位置ずれを防止することができる。
＜ノイズフィルタの具体的な構成例＞
【００４１】
次に、本実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの具体的な構成例について説明する。
【００４２】
図１６（Ａ）は、このノイズフィルタの具体的な構成例を示す平面図（上面図）、図１６（Ｂ）は側面図を示している。図１５は、このノイズフィルタの等価回路を示している。まず図１５を参照して、このノイズフィルタの回路構成について説明する。このノイズフィルタは、本実施の形態に係る複合コイルによって形成されるチョークコイルに、２つのＸコンデンサＣｘ１，Ｃｘ２と、２つのＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とを接続した構成になっている。第１のＹコンデンサＣｙ１は、一端が第１の巻線１１と第３の巻線１３との間に接続され、他端が接地されている。第２のＹコンデンサＣｙ２は、一端が第２の巻線１２と第４の巻線１４との間に接続され、他端が接地されている。第１のＸコンデンサＣｘ１は、第３の巻線１３と第４の巻線１４とが設けられた側において、一端が第１の導電線１に接続され、他端が第２の導電線２に接続されている。第２のＸコンデンサＣｘ２は、第１の巻線１１と第２の巻線１２とが設けられた側において、一端が第１の導電線１に接続され、他端が第２の導電線２に接続されている。図１５においてＬｘ１，Ｌｘ２は、第１ないし第４の巻線１１〜１４の漏れ磁束によって生ずるリーケージインダクタンス成分を表している。
【００４３】
次に、具体的な構成について説明する。図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に示した構成例は、本実施の形態に係る複合コイルの第２の構成例（図７（Ａ），図７（Ｂ）および図８（Ａ），図８（Ｂ））を応用したものであり、上記第２の構成例と同様、コア１０がＨ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとで構成され、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとが垂直方向の断面内において垂直方向の異なる位置に配置されている。そして、Ｈ形コア３０Ｈの下側に部品配置空間４０が形成され、２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕの上側に部品配置空間４１，４２が形成されている。また、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとは、４つのボビン６１〜６４を介して一体化されている。第１のボビン６１には第１の巻線１１が巻かれ、第２のボビン６２には第２の巻線１２が巻かれ、第３のボビン６３には第３の巻線１３が巻かれ、第４のボビン６４には第４の巻線１４が巻かれる。
【００４４】
２つのＸコンデンサＣｘ１，Ｃｘ２は例えば、リードタイプのコンデンサで構成されている。第２のＸコンデンサＣｘ２は、一方のＵ形コア３１Ｕの上側の部品配置空間４１に配置され、第１のＸコンデンサＣｘ１は、他方のＵ形コア３２Ｕの上側の部品配置空間４２に配置されている。２つのＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２は例えば、チップタイプのコンデンサで構成され、Ｈ形コア３０Ｈの下側の部品配置空間４０に配置されている。以上の複合コイルの部品と各コンデンサ部品が、基板６０の表面に実装されている。この構成例では、Ｈ形コア３０Ｈと２つのＵ形コア３１Ｕ，３２Ｕとの配置を工夫して部品配置空間を形成し、そこにコンデンサ部品を配置するようにしたので、垂直方向の断面内において複合コイルとコンデンサ部品とが集積化され、全体の小型化が図られている。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの伝送特性について説明する。図２０は、本実施の形態に係るノイズフィルタのコモンモードでの伝送特性の実施例を示し、図２１はノーマルモードでの伝送特性の実施例を示している。なお、図２０および図２１の横軸は周波数（Ｈｚ）を表し、縦軸は減衰量（ｄＢ）を表している。図１７は、伝送特性のシミュレーションに用いた回路の等価回路を示している。図１５に示した回路構成に対して第２のＸコンデンサＣｘ２を省いた構成となっている。図１９には、シミュレーションに用いた回路値を示す。なお、ｋ１２は、図１８に示したように第１の巻線１１と第２の巻線１２との間の結合係数を示す。ｋ１３は、第１の巻線１１と第３の巻線１３との間の結合係数を示す。ｋ１４は、第１の巻線１１と第４の巻線１４との間の結合係数を示す。ｋ２３は、第２の巻線１２と第３の巻線１３との間の結合係数を示す。ｋ２４は、第２の巻線１２と第４の巻線２４との間の結合係数を示す。ｋ３４は、第３の巻線１３と第４の巻線１４との間の結合係数を示す。
【００４６】
なお、比較例１として、等価回路は同じであるが複合コイルを図２４に示した構成（１つの脚部に２つの巻線を併設した構成）にした場合の伝送特性についても示す。また、比較例２として、回路を図２２に示した構成（２つのコモンモードチョークコイル１１０，１２０を持つ構成）にした場合の伝送特性についても示す。本実施例に係るノイズフィルタと比較例１，２のノイズフィルタとにおける回路値としての違いは、図１９に示したように巻線間の結合係数の違いとして現れている。本実施例に係るノイズフィルタは、コモンモードでの伝送特性（図２０）に関しては、比較例１のノイズフィルタに対してあまり違いは現れていない。しかし、ノーマルモードでの伝送特性（図２１）は、比較例１，２のノイズフィルタに対して本実施例に係るノイズフィルタでは、低域側に減衰極ができている。これは、本実施例に係わるノイズフィルタでは、漏れ磁束によるリーケージインダクタンス成分が大きくなっているためである。比較例１と比較例２とでは、ノーマルモードでの伝送特性が同じとなっている。このように、本実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタでは、ノーマルモードでの伝送特性に減衰極を生じさせることができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、コア１０の具体的な構成は、上記した具体例に限らず、他の形状のコアを組み合わせた構成も可能である。また、ノイズフィルタの具体的な構成は、図１６（Ａ），図１６（Ｂ）に示した構成に限らず、上記した複合コイルの他の具体例を用いた構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの基本構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの等価回路を示す回路図である。
【図３】リーケージインダクタンスの測定回路を示す回路図である。
【図４】リーケージインダクタンスの測定結果を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第１の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第１の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第２の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第２の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第３の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第３の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第４の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第４の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第５の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は分解平面図（上面図）であり、（Ｂ）は分解側面図であり、（Ｃ）は部分側面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る複合コイルの第５の具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの回路構成を示す等価回路図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る複合コイルを用いたノイズフィルタの具体的な構成例を示すものであり、（Ａ）は平面図（上面図）であり、（Ｂ）は側面図である。
【図１７】伝送特性のシミュレーションに用いた回路の等価回路図である。
【図１８】結合係数についての説明図である。
【図１９】伝送特性のシミュレーションに用いた回路値を示す説明図である。
【図２０】コモンモードでの伝送特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図２１】ノーマルモードでの伝送特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図２２】従来のノイズフィルタの回路構成の一例を示す回路図である。
【図２３】２つのチョークコイルを一体化した複合コイルの等価回路を示す回路図である。
【図２４】２つのチョークコイルを一体化した複合コイルの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…第１の導電線、２…第２の導電線、３Ｃ…ノーマルモード信号、３Ｎ…コモンモード信号、１１…第１の巻線、１２…第３の巻線、１４…第４の巻線、２０…中脚部、２１…第１の辺、２２…第２の辺、２３…第３の辺、２４…第４の辺、３０Ｈ…Ｈ形コア、３０Ｉ…Ｉ形コア、３１Ｕ，３２Ｕ…Ｕ形コア、５１…第１のボビン、５２…第２のボビン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中脚部と前記中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、
前記コアの前記第１の辺に巻かれた第１の巻線と、
前記コアの前記第２の辺に巻かれた第２の巻線と、
前記コアの前記第３の辺に巻かれた第３の巻線と、
前記コアの前記第４の辺に巻かれた第４の巻線とを備え、
前記第１の辺と前記第２の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、前記第３の辺と前記第４の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、
前記中脚部と前記第１および第２の辺とによって前記第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、前記中脚部と前記第３および第４の辺とによって前記第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、前記中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、前記第１ないし前記第４の巻線が前記コアの前記第１ないし前記第４の辺に巻かれている
ことを特徴とする複合コイル。
【請求項２】
前記コアは、中央部に前記中脚部となる部分を有するＨ形コアと、前記Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにしてＨ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合コイル。
【請求項３】
前記Ｈ形コアと前記Ｕ形コアとが、垂直方向の断面内において異なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の複合コイル。
【請求項４】
前記コアは、前記中脚部となるＩ形コアと、前記Ｉ形コアを挟み込むようにして前記Ｉ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合コイル。
【請求項５】
前記Ｉ形コアの一端部と前記２つのＵ形コアの一端部とが挿通されると共に、前記第１および前記第３の巻線が巻かれる第１のボビンと、
前記Ｉ形コアの他端部と前記２つのＵ形コアの他端部とが挿通されると共に、前記第２および前記第４の巻線が巻かれる第２のボビンとをさらに備え、
前記第１のボビンと前記第２のボビンとにより前記Ｉ形コアと前記２つのＵ形コアとが一体化されている
ことを特徴とする請求項４に記載の複合コイル。
【請求項６】
前記コアは、中央部に前記中脚部となる部分を有するＨ形コアと、前記Ｈ形コアの一端側に配置されて前記Ｈ形コアに一体化されたＵ形コアと、前記Ｈ形コアの他端側に配置されて前記Ｈ形コアに一体化されたＩ形コアとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合コイル。
【請求項７】
チョークコイルとしての機能を有する複合コイルを備えたノイズフィルタであって、
前記複合コイルは、
中脚部と前記中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、
前記コアの前記第１の辺に巻かれた第１の巻線と、
前記コアの前記第２の辺に巻かれた第２の巻線と、
前記コアの前記第３の辺に巻かれた第３の巻線と、
前記コアの前記第４の辺に巻かれた第４の巻線とを備え、
前記第１の辺と前記第２の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、前記第３の辺と前記第４の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、
前記中脚部と前記第１および第２の辺とによって前記第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、前記中脚部と前記第３および第４の辺とによって前記第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、前記中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、前記第１ないし前記第４の巻線が前記コアの前記第１ないし前記第４の辺に巻かれている
ことを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項８】
少なくとも１つのコンデンサをさらに備え、
前記複合コイルは、中央部に前記中脚部となる部分を有するＨ形コアと、前記Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにして前記Ｈ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有し、
前記Ｈ形コアと前記Ｕ形コアとが、垂直方向の断面内において部品配置空間が形成されるように垂直方向の断面内において異なる位置に配置され、前記コンデンサが、前記部品配置空間に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載のノイズフィルタ。
【請求項１】
中脚部と前記中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、
前記コアの前記第１の辺に巻かれた第１の巻線と、
前記コアの前記第２の辺に巻かれた第２の巻線と、
前記コアの前記第３の辺に巻かれた第３の巻線と、
前記コアの前記第４の辺に巻かれた第４の巻線とを備え、
前記第１の辺と前記第２の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、前記第３の辺と前記第４の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、
前記中脚部と前記第１および第２の辺とによって前記第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、前記中脚部と前記第３および第４の辺とによって前記第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、前記中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、前記第１ないし前記第４の巻線が前記コアの前記第１ないし前記第４の辺に巻かれている
ことを特徴とする複合コイル。
【請求項２】
前記コアは、中央部に前記中脚部となる部分を有するＨ形コアと、前記Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにしてＨ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合コイル。
【請求項３】
前記Ｈ形コアと前記Ｕ形コアとが、垂直方向の断面内において異なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の複合コイル。
【請求項４】
前記コアは、前記中脚部となるＩ形コアと、前記Ｉ形コアを挟み込むようにして前記Ｉ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合コイル。
【請求項５】
前記Ｉ形コアの一端部と前記２つのＵ形コアの一端部とが挿通されると共に、前記第１および前記第３の巻線が巻かれる第１のボビンと、
前記Ｉ形コアの他端部と前記２つのＵ形コアの他端部とが挿通されると共に、前記第２および前記第４の巻線が巻かれる第２のボビンとをさらに備え、
前記第１のボビンと前記第２のボビンとにより前記Ｉ形コアと前記２つのＵ形コアとが一体化されている
ことを特徴とする請求項４に記載の複合コイル。
【請求項６】
前記コアは、中央部に前記中脚部となる部分を有するＨ形コアと、前記Ｈ形コアの一端側に配置されて前記Ｈ形コアに一体化されたＵ形コアと、前記Ｈ形コアの他端側に配置されて前記Ｈ形コアに一体化されたＩ形コアとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合コイル。
【請求項７】
チョークコイルとしての機能を有する複合コイルを備えたノイズフィルタであって、
前記複合コイルは、
中脚部と前記中脚部に略直交する第１ないし第４の辺とを有するコアと、
前記コアの前記第１の辺に巻かれた第１の巻線と、
前記コアの前記第２の辺に巻かれた第２の巻線と、
前記コアの前記第３の辺に巻かれた第３の巻線と、
前記コアの前記第４の辺に巻かれた第４の巻線とを備え、
前記第１の辺と前記第２の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられると共に、前記第３の辺と前記第４の辺とがそれぞれ前記中脚部の両端部に接続されて互いに対向するように設けられ、
前記中脚部と前記第１および第２の辺とによって前記第１および第２の巻線に対する第１の磁路が形成されると共に、前記中脚部と前記第３および第４の辺とによって前記第３および第４の巻線に対する第２の磁路が形成され、前記中脚部においてコモンモード信号に対する磁束の向きが同方向となるように、前記第１ないし前記第４の巻線が前記コアの前記第１ないし前記第４の辺に巻かれている
ことを特徴とするノイズフィルタ。
【請求項８】
少なくとも１つのコンデンサをさらに備え、
前記複合コイルは、中央部に前記中脚部となる部分を有するＨ形コアと、前記Ｈ形コアの両端部を挟み込むようにして前記Ｈ形コアに一体化された２つのＵ形コアとを有し、
前記Ｈ形コアと前記Ｕ形コアとが、垂直方向の断面内において部品配置空間が形成されるように垂直方向の断面内において異なる位置に配置され、前記コンデンサが、前記部品配置空間に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載のノイズフィルタ。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００７−２１４７８９（Ｐ２００７−２１４７８９Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１３３２（Ｐ２００６−３１３３２）
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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