JP2005310980A - インダクタ及びトランス - Google Patents

Abstract

【課題】 インダクタのウインドエリアにおけるコイルの占積率を向上させてサイズを縮小する。
【解決手段】 巻芯４０と、巻芯にそれぞれ巻回された第１のコイル８及び第２のコイル９とを有するインダクタにおいて、第１のコイル８の巻線と第２のコイル９の巻線とが、互いに並行でかつそれぞれが巻芯４０に接するように巻回されており、コイル８の巻回開始位置が、コイル９の巻回開始位置と、巻芯４０の軸方向において一致し、かつ巻芯４０の周方向においてずれている。
【選択図】 図６

Description

本発明はインダクタ及びトランスに関し、より詳細には、電源回路等に用いられるインダクタ及びトランス並びにそれらを実装したプリント配線基板に関する。

近年、情報機器の内部電源の電圧低下と高容量化などに伴い、スイッチング電源の低電圧、大電流化がトレンドの一つとして定着しつつある。

図１は、スイッチング電源に用いられるインダクタの代表的な構成を説明する斜視図であり、図２は図１のインダクタの底面図である。例えば、このようなインダクタの構成例が、特開平１１−３０７３６４号公報（特許文献１）に記載されている。

図１に示すようなインダクタ１は、電気絶縁材からなるボビン２の柱状巻芯３（以下、単に巻芯３とも称する）に対し、コイル４を巻いた後、コイルの両端部をピン状の端子へ接続している。なお、巻芯３は中空の柱状体であり、図２のインダクタ１の底面図に示されるように、公知公用のＥ型コア６（以下、単にコア６とも称する）が巻芯３の２つの挿入口５へ対称的に挿入される。

また、図３は巻芯３の表面を展開した状態を示す模式図であり、ある巻線幅をもつ巻線により形成されたコイル４が、巻芯表面上を占有する領域を示す。なお、ここで巻線幅とは、巻線を巻芯上に巻回した時に巻芯表面上に投影される巻線の幅の寸法に等しい。例えば図４の巻芯表面の模式図に示すように、巻線断面が長方形でその一辺が巻芯に接するように巻回する場合、巻線幅は巻線の幅寸法に等しい。また同様に断面が円形の場合、この直径が巻線幅となる。よって、図３において巻線幅はδ２となる。また説明の便宜上、巻芯３の断面形状を角型で表す。

従来の低電圧、大電流用のインダクタにおいては、導通抵抗の低減を実現するために、コイルには大きな断面を有する巻線を用いていた。そこで、図３で示すように従来のインダクタ１では、巻線を巻芯へ巻回した時に、巻芯の軸方向の長さ（以下、ウインドエリア幅：Ｗ）にぎりぎり収まるような巻線幅の巻線を適宜選択して、巻線の断面積をできるだけ大きく確保するようにしている。

なお、図３のＡ及びＢは、巻線が巻芯３へ最初に接して巻回が開始される位置、あるいは巻回が終了して巻芯３より離れる位置をそれぞれ表し、以下では、これらを巻回開始（終了）位置と称する。また、巻回した時に１つの巻線が巻芯上の軸方向を占有する長さを巻線の送り幅（以下、単に送り幅とも称する）と定義する。よって、図３におけるコイル４の巻線の送り幅はγ２である。さらに、巻芯上に巻線を巻回する方向を巻芯の周方向と定義して、図３においては上記巻芯の軸方向と直交する方向を示す。
特開平１１−３０７３６４号公報

しかしながら、上記のように断面が大きな巻線を用いたとしても、巻芯３上の巻回開始位置や巻回終了位置付近に空きスペースが残る。図５は、図３のコイル４が占有する領域以外の領域を高濃度の領域Ｘ２で表した、巻芯３の拡大模式図である。図５の高濃度の領域Ｘ２で表されるように、巻芯３上の巻回開始位置や巻回終了位置付近に空きスペースが残り、ウインドエリア（Ｗ）におけるコイルの占積率（面積占有率）が低下し、従ってインダクタのサイズが大きくなってしまう。

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、インダクタのウインドエリアにおけるコイルの占積率を向上させてサイズを縮小することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の一態様としてのインダクタは、巻芯と、前記巻芯にそれぞれ巻回された第１のコイル及び第２のコイルとを有し、
前記第１のコイルの巻線と第２のコイルの巻線とが、互いに並行でかつそれぞれが前記巻芯に接するように巻回されており、
前記第１のコイルの巻回開始位置が、前記第２のコイルの巻回開始位置と、前記巻芯の軸方向において一致し、かつ前記巻芯の周方向においてずれている。

このようにすると、巻芯の軸方向に対して第１及び第２のコイルの巻回開始位置及び巻回終了位置が並んで配置されないため、２つのコイルに用いる巻線の幅の和を従来のコイルの幅と同じにすると、巻芯のウインドエリアの幅を大幅に短縮することができ、占積率が向上してインダクタのサイズを縮小することができる。

なお、第１及び第２のコイルの巻線の断面は、幅広の矩形であるのがよい。

第１及び第２のコイルの端部は、巻芯の軸方向に引き出されているのが好ましい。コアを有する構成では、コアの端部を引き出す部分に欠切部が設けられているのがよい。

第１のコイルの２つの端部と第２のコイルの２つの端部それぞれが、巻芯の軸方向の両側に引き出されているのがよく、同じ側に引き出された第１及び第２のコイルの端部が、接続されていてもよい。

また、本発明の別の態様としてのトランスは、巻芯と、前記巻芯にそれぞれ巻回された第１のコイル及び第２のコイルとを有し、
前記第１のコイルの巻線と第２のコイルの巻線とが、互いに並行でかつそれぞれが前記巻芯に接するように巻回されており、
前記第１のコイルの巻回開始位置が、前記第２のコイルの巻回開始位置と、前記巻芯の軸方向において一致し、かつ前記巻芯の周方向においてずれている。

なお、第１のコイルと第２のコイルとを直列接続して１次側コイルとして用いるのがよい。

また、第１及び第２のコイルに重ねて２次側コイルが巻回されている構成とするのがよい。

更に、上記の本発明に係るインダクタやトランスは、プリント配線基板に実装してプッシュプル回路等の電源回路に用いると好適である。

プリント基板に実装する場合には、基板上にインダクタ又はトランスのサイズに応じた挿入穴を設けるのが好ましく、プリント配線基板の内部でコイルの端部同士を接続するようにしてもよい。

本発明のインダクタによれば、巻芯の軸方向に対して第１及び第２のコイルの巻回開始位置及び巻回終了位置が並んで配置されないため、２つのコイルに用いる巻線の幅の和を従来のコイルの幅と同じにすると、巻芯のウインドエリアの幅を大幅に短縮することができ、占積率が向上してインダクタのサイズを縮小することができる。

本発明のトランスによれば、巻芯の軸方向に対して第１及び第２のコイルの巻回開始位置及び巻回終了位置が並んで配置されないため、２つのコイルに用いる巻線の幅の和を従来のコイルの幅と同じにすると、巻芯のウインドエリアの幅を大幅に短縮することができ、占積率が向上することができる。特に低電圧・大電流用途のトランスにおいては、この効果は非常に大きい。

本発明のトランスをプッシュプル回路に用いると、１次側巻線同士つまり第１のコイルと第２のコイルの結合度が良くなるため、プッシュプル回路のスイッチング素子がスイッチングする際のサージ電圧を抑制できるという効果があり、このトランスを用いた回路の信頼性向上につながる。

また、このような構成により本発明のインダクタ及びトランスは低背化が可能である。このため本発明のインダクタあるいはトランスを用いることにより、プリント配線基板の表裏両面へ配置される端部間が短くなるため、それらが実装される基板をより薄く設計することができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

なお、以下で説明する実施形態に係る各図面において、同様な構成要素は同じ符号で表し、説明を省略する。

＜基本的構成＞
始めに、本発明に係るインダクタの基本的構成について説明する。

図６は、本発明に係るインダクタの基本的構成を示す上面図である。図示されたように、インダクタ７は、巻芯４０、第１のコイル８（以下、単にコイル８とも称する）及び第２のコイル９（以下、単にコイル９とも称する）、さらに１組のコア６より構成される。

巻芯４０は、断面が角型の中空の柱状体であり、ピン状の端子等は備えていない。またコイル８やコイル９はそれぞれ、公知公用の絶縁被覆銅線である巻線１０及び巻線１１によって構成される。なお、以下で詳細に説明するように、これら２つのコイルの巻線は、互いに並行でかつそれぞれが巻芯に接するように巻回されている。

ここで、上記コイルの巻回方法の一例の詳細について図を参照して説明する。

図７は、コイル８及び９の巻回方法を説明するインダクタ７の上面図である。また、図８及び図９はそれぞれ、コイル８及びコイル９の端部配置を説明するインダクタ７の側面図である。また説明の都合上、図８及び９の側面図において、巻芯４０の上方の面を上面、上面と正対して配置される面を下面と定義する。なお、これらの図ではコア６を省略している。

まず図７に示すように、巻線１０の巻回開始位置Ｃを巻芯４０の右下端へ配置させる。そして、巻線１１を巻線１０と平行になるように巻芯４０上に配置する。次に、巻線１０の巻数が２ターンとなるように、巻線１０と巻線１１を同時に巻芯４０上を巻回する。この結果、図７に示すように巻線１１は１ターン巻回された状態となり、この後、巻線１１の両端Ｅ’及びＦ’を１／２ターン巻回すると、巻線１１の両端はそれぞれ図中破線で表されるＥ’、Ｆ’の位置に配置され、コイルの巻回工程が完了する。

ここで、インダクタ７は、図６、図８及び図９に示すように、コイル８の両端部Ｃ’及びＤ’は巻芯４０の上面側へ配置され、コイル９の両端部Ｅ’及びＦ’は下面側へそれぞれ分かれて配置される。

なお図６及び図７においては、巻線間に隙間を設けているが、これは２本のコイルの巻回方法を個別に表すためであり、占積率の向上のためには、ウインドエリア幅Ｗ内にぎりぎりに収まる（すなわち、巻線間の隙間が生じない）ような巻線幅を選択することが望ましい。またこのように巻線幅を選択すれば、上記の巻回工程のみで巻回開始位置（終了位置）が自ずと巻芯の各角に配置され、巻芯上に巻線が均一に配置されることになる。

以下に、上記のような基本的構成を有する本発明に係るインダクタ及びトランスの実施形態をいくつか説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態としてのインダクタについて、図１０〜図１４を主に参照して説明する。

本実施形態のインダクタ１２は、上記で図６から図９に関して説明したインダクタ７と同様な方法で巻回されており、この説明は省略する。

図１０は、インダクタ１２のコイルの接続関係を示す回路図であり、コイル８と９とが磁気的に並列関係となるように、同一極性のコイルの端部Ｃ’とＦ’、及びＤ’とＥ’を接続する。

図１１は、図１０の電気回路図に従って各コイル端部を電気接続したインダクタ１２の上面図であり、コイル８の端部Ｄ’とコイル９の端部Ｅ’及び、コイル８の端部Ｃ’とコイル９の端部Ｆ’をそれぞれバスバ５０によって接続している。

ここで、インダクタ１２は、巻芯４０、コイル８、コイル９、コア６、バスバ５０にて構成される。なお、コア及びバスバは対となる２つの部分で構成されるが、コア６及びバスバ５０でこれら１対の部分を総称するものとする。

また、図１２は巻芯４０の表面を展開した状態で、コイル８及びコイル９が巻芯４０の表面上を占有する領域を示した巻芯４０の模式図である。図１３は、図１２の巻芯が占有する領域以外の領域を高濃度の領域Ｘ１として表した模式図である。

図１２に示すように、巻芯４０は、一辺がα１の正方形の断面を有する中空の柱状体であり、軸方向の長さ（ウインドエリア幅）はβ１である。またコイル８及びコイル９は、絶縁被覆された公知公用の平角銅線にて構成されており、図１３に示すように、いずれも巻線幅はウインドエリア幅ぎりぎり収まる巻線幅であるδ１である。

次に、従来例の図３に示された構成と比較して、本実施形態の効果について説明する。ここで、図１３に示すように、コイル８の巻線が巻芯の軸方向及び周方向と成す角度を、それぞれθ１及びθ２とする。

まず、本実施形態によるインダクタについて、図１３に示すコイルが占有する領域以外の高濃度の領域Ｘ１の面積ＳＸ１は、以下の式により表すことができる。すなわち、
ＳＸ１＝｛（γ１）×（２α１）×（１／２）｝×４
＝４（γ１×α１） …（１）
ここで、
（γ１）×cosθ＝δ１ …（１−１）
∴γ１＝δ１／cosθ１ …（１−２）
となる。

次に比較例として、従来例のインダクタ１におけるコイルが占有する領域以外の領域の面積を求める。図１４は、図１３と同様に、図３のコイル４が占有する領域以外の領域を高濃度の領域Ｘ２として表した巻芯３の模式図である。ここで、インダクタ１の巻線幅δ２は、上記コイル８の巻線幅とコイル９の巻線幅との合計と同一であり、上記δ１の２倍であると想定する。また、図１３のコイル８及び９の巻線の厚みと図１４のコイル４の巻線の厚みは同じであると想定する。すなわち、図１３の２つのコイル８及び９の断面積の合計は、図１４のコイル４の断面積と等しい。

図１４より、高濃度の領域Ｘ２の面積ＳＸ２は、以下の式によって表すことができる。すなわち、
ＳＸ２＝｛（γ２）×（４α１）×（１／２）｝×２
＝４（γ２×α１） …（２）
（γ２）×cosθ＝δ２ …（２−１）
∴γ２＝δ２／cosθ２ …（２−２）
となる。

図１２及び図１３に示すように、コイル８の巻回開始位置Ｄは、コイル９の巻回開始位置Ｅに対して巻芯の軸方向において一致し、かつ巻芯の周方向にずれて配置されているだけである。従って、巻芯に対して、これらコイル８やコイル９の巻回方向とコイル４の巻回方向は同一であるため、上記角度θ１は角度θ２と等しい。

従って、cosθ１＝cosθ２となり、
∴γ２＝（δ２／δ１）×γ１ …（３）
ここで、上記のように、δ２＝（δ１）×２であるから、
γ２＝（γ１）×２ …（４）
となる。

ここで式（３）を式（２）に代入すると、
ＳＸ２＝４（γ２×α１）＝８（γ１×α１） …（５）
となる。よって、式（１）及び式（５）より、ＳＸ１はＳＸ２の１／２となる。

以上の説明で証明されたように、本実施形態のインダクタ１２の巻芯上の巻線が占有していない面積（非占有面積）は、比較例として示した従来のインダクタ１の非占有面積の１／２に低減される。すなわち、本実施形態のインダクタは、２つのコイルに用いる巻線の幅の和が従来の１つのコイルに用いる巻線の幅と等しい場合においても、占積率を大幅に向上させることができる。

このように本実施形態のインダクタは、巻芯と、巻芯に巻回された第１及び第２のコイルとを有し、第１のコイルの巻線と第２のコイルの巻線とは、互いに並行でありかつそれぞれが巻芯に接するように巻回されており、第１コイルの巻回開始位置が、第２のコイルの巻回開始位置に対して巻芯の軸方向において一致し、かつ巻芯の周方向にずれていることを特徴としている。

従って、図１２及び図１３からも分かるように、第１のコイル（コイル８）の巻回開始位置Ｃは、第２のコイル（コイル９）の巻回開始位置Ｆに対して巻芯の軸方向において一致し、かつ巻芯の周方向にずれている。同様に、第１のコイルの巻回終了位置Ｄは、第２のコイルの巻回終了位置Ｅに対して巻芯の軸方向において一致し、かつ巻芯の周方向にずれている。

以上の構成によって、上記第１及び第２のコイルの巻回開始位置Ｃ及びＦと、巻回終了位置Ｄ及びＥとが巻芯の周方向に並んで配置されないため、第１及び第２のコイルの巻線幅の和と等しい巻線幅の１つのコイルを用いた従来のインダクタと比較して、巻芯のウインドエリアＷの長さを大幅に短縮することができると共に、占積率を向上させることができる。

以上のように本実施形態によれば、２つのコイルに用いる巻線の幅の和が従来の１つのコイルに用いる巻線の幅と同一であっても、巻芯上の巻線が占有していない面積（非占有面積）を非常に小さくすることができるため、インダクタの占積率を大幅に向上させることができ、インダクタを小型化することができる。特に、低電圧、大電流用途のインダクタに適用すると、この効果は非常に大きい。

なお、本実施形態のインダクタ１２のコイル８やコイル９としては、断面形状が平角（矩形）の銅線を用いると、断面が円形の銅線と比較して占積率が高くなるので好ましい。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る第２の実施形態としてのトランスについて、図１５〜図１９を参照して説明する。

本実施形態のトランス１３は、上記で説明した第１の実施形態のインダクタ１２と同様な構成のインダクタのコイル８及びコイル９を１次コイルとして使用し、新たに２次コイル１４を設けた構成である。

図１５は、トランス１３の各コイルの接続状態を示す回路図であり、２次コイルの構成や巻回方法については、以下で詳細に説明する。

図１６は、２次コイルであるコイル１４が巻回された巻芯４０の上面図である。なお、コイル１４は巻芯４０に巻線を２０回巻回して、巻芯４０の軸方向へ適宜両端を引き出す構成としている。なお、第１の実施形態のインダクタと同様に、コイルの巻回終了後、巻芯４０の両側の挿入口に１対のコア６を挿入する。

図１７は、トランス１３の上面図である。また、図１８は完成したトランス１３の上面図であり、図１５の回路図に従って各コイル端部を接続した状態を示しており、コイル８の端部Ｄ’とコイル９の端部Ｅ’及び、コイル８の端部Ｃ’とコイル９の端部Ｆ’をそれぞれバスバ５０にて接続している。図１９は、各コイルの配置を示すトランス１３の断面図であり、図示されたように、巻芯４０からコイル１４（２次コイル）、コイル８及びコイル９（共に１次コイル）の順番に積層されている。なお、この図ではコア６を省略して示している。

以上のように、本実施形態によれば、本発明に係るインダクタを利用してトランスを構成しているため、トランスのサイズを小型化することができる。

＜第３の実施形態＞
以下、本発明に係る第３の実施形態としてのトランスについて、図２０〜図２６を参照して説明する。

本実施形態のトランス１５を、第２の実施形態のトランス１３と比べると、巻芯への１次コイルの巻回方法は同じであるが、プッシュプル回路に用いるように１次コイルの各端部の導出方向と各部の接続方法、１次コイルと２次コイルの巻回順序、及びプリント配線基板への実装方法が異なっており、以下でこれらの相違点について説明する。

図２０は、本実施形態のトランスを用いるプッシュプル回路の例を示す回路図である。

図示されたように本実施形態のトランス１５は、１次コイルを直列接続された２つのコイルの組、すなわち、第１のコイル１６（以下コイル１６）及び第２のコイル１７（コイル１７）で構成し、これらコイルの直列接続点を１次コイルのセンタタップ（以下ＣＴ）として取り出す。なお１組のコイルは、ＣＴ側の端子（以下、図２０におけるコイルの端部は全て端子と呼ぶ）の極性が逆極性となるように直列接続される。

さらに詳細には、コイル１６は、ＭＯＳＦＥＴ等の第１のスイッチング素子ＳＷ１のドレイン端子と接続される端子（１）と、ＣＴを構成する端子（２）を有し、コイル１７は、ＭＯＳＦＥＴ等の第２のスイッチング素子ＳＷ２のドレイン端子と接続される端子（４）と、端子（１）と同一極性でかつＣＴを構成する端子（３）を有する。従って、端子（２）と端子（３）とが接続されてＣＴとして取り出されるように構成されている。そして、このＣＴはプッシュプル回路の直流電源のプラス端子に接続され、ＳＷ１とＳＷ２のソース端子は直流電源のマイナス端子と接続される。

また、トランス１５の２次コイルであるコイル１８の出力は、図２０に示すように、ダイオードブリッジ１９を介して全波整流されて、プッシュプル回路の出力端子と接続される。なお、図示したプッシュプル回路の入力及び出力端子間にはコンデンサが接続されているが、これは直流電圧の変動を抑制するためである。また、ここではＳＷ１やＳＷ２としてＭＯＳＦＥＴを用い、これらＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動するためのゲート駆動回路３０が設けられているが、一般的なプッシュプル回路で用いられる他のスイッチング素子を使用してもよい。

なお、本実施形態のトランス１５の端子（１），（２），（３），（４），（５），（６）は、回路上では第２の実施形態のトランス１３の各コイルの端部Ｃ’，Ｄ’，Ｆ’，Ｅ’，Ｇ’，Ｈ’にそれぞれ対応している。

次に、本実施形態のトランス１５のコイルの巻回方法について詳細に説明する。

第２の実施形態のトランス１３は、図１６及び図１７に示したように、巻芯４０上に最初に２次コイルであるコイル１４を巻回し、その上に１次コイルであるコイル８及びコイル９を巻回して構成していたが、本実施形態のトランス１５では、図２２及び図２３に示すように、巻芯４０上に最初に１次コイルである第１のコイル１６及び第２のコイル１７を巻回し、その上に２次コイルであるコイル１８を巻回して構成する。

図２１は巻芯４０の表面を展開した状態を示す模式図であり、コイル１６及びコイル１７が巻芯４０の表面上を占有する領域（及び端子の引き出し部分）を高濃度の領域で示している。なお、図２１に示すトランスのコイル１６及びコイル１７の巻回方法は、図１３に示したコイル８及びコイル９と同様であるが、４つのコイル端部（引き出し部分）が各面の途中で巻芯４０の軸方向へ折り曲げられている点が異なっている。

なお、図２１に示す各コイルの巻回開始位置及び終了位置Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌは、図１２のＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆにそれぞれ対応し、図２１の各コイルの端部Ｉ’，Ｊ’，Ｋ’，Ｌ’は、図１１のＣ’，Ｄ’，Ｅ’，Ｆ’にそれぞれ対応しているものとする。

次に、本実施形態のトランスの組み立て方法について説明する。図２２及び図２３は、組み立て方法を説明するためのトランス１５の上面図であり、図２２は１次コイルであるコイル１６及びコイル１７が巻芯４０へ巻回された状態を示し、図２３は図２２に対して２次コイルであるコイル１８が巻回された状態を示している。なお、コイル１８の端部をＧ’及びＨ’で表している。

図２４は、図２０の回路図に従って各コイルの端部を接続して完成したトランス１５の上面図であり、コイル１６の端部Ｊ’とコイル１７の端部Ｌ’とはバスバ５０によって接続されている。

また、図２５は各コイルの配置を示すトランス１５の断面図であり、巻芯４０に対して、１次コイルであるコイル１６及びコイル１７、フィルム２０、２次コイルであるコイル１８、の順番で積層された状態を示している。なお、この図ではコア６は省略している。

図２６は、本実施形態のトランス１５をプリント配線基板に実装した状態を示す上面図であり、プリント配線基板１００にコア６よりも大きなサイズのトランス挿入穴が設けられ、該挿入穴の略中心にトランス１５を配置し、コイル１６の両端部Ｉ’及びＪ’はプリント配線基板１００の一方の面に配置され、コイル１７の両端部Ｋ’及びＬ’はプリント配線基板１００の他方の面に配置されている。また、本実施形態においては、端部Ｊ’とＬ’は、プリント配線基板の内部を通過するバスバ５０によって接続されるが、バスバ５０を、あらかじめ基板に設けられたスルーホール及びランド等により代替してもよく、このようにすると実装工程が簡略化され、実装コストが低減される。

図２７は、トランス１５の各コイル端部と、トランス１５を実装したプリント配線基板１００との位置関係を示す、図２６のＸ−Ｘ’での断面図である。なお、コイル１８の端部Ｇ’及びＨ’は、プリント配線基板１００上に設けられたランドへ適宜接続するものとする。また図２７でもコア６を省略している。

以上説明したように、本実施形態のトランス１５は、図２１に示すようにコイル１６及びコイル１７を巻芯４０の各面の途中で折り曲げて接続用端部として引き出す。従って、第１の実施形態に関して説明した図１２のインダクタにおいては、巻芯４０の各面の角部までコイル８及び９が占有しているのと比較して、巻芯４０上に巻回される巻線の長さが短縮化されることになる。

このため、コイルの抵抗値を低減できると共に、図１２のインダクタと比べてウインドエリア幅を小さくすることができる。また、端部の折り曲げ方向が、巻芯４０の軸方向であるため、コイル１６及びコイル１７の引出し部がコイル１８の巻回方向と異なる方向に伸延しており、コイル１８の巻回の際に邪魔とならない。これによりコイル１８を巻回するときに巻芯４０のウインドエリア幅いっぱいまで巻回することができ、コイル１８の占積率をも向上させることができる。

また、本実施形態のトランスをプッシュプル回路に用いると、１次側巻線同士つまり第１のコイルと第２のコイルの結合度が良くなるため、プッシュプル回路のスイッチング素子がスイッチングする際のサージ電圧を抑制できるという効果が得られ、トランスを用いた回路の信頼性が向上する。

＜第４の実施形態＞
以下、本発明に係る第４の実施形態としてのトランスについて、図２８及び図２９を参照して説明する。

本実施形態のトランスは、第３の実施形態のトランスと、１次コイルの端部の取り出し方法が異なっている。なお、本実施形態のトランスもプッシュプル回路用のトランスであり、用いられる回路や構成については第３の実施形態のトランス１５と同様であるので詳細な説明は省略する。

図２８は、本実施形態のトランス２１の上面図であり、図２９は、図２８の端部Ｉ’及びＬ’側から見た側面図である。図示されたように、本実施形態のトランス２１は、コア２２の両側にコイル２３及び２４の端部を導出するための欠切部２５が設けられている。

このようにすると、欠切部２５からコイル２３及び２４の端部を導出できるので、コイルを構成する巻線がコア２２の上下方向にはみ出すことがなくなり、トランスの高さを低減することができる。

ここではトランスコアには直方体状の欠切部を設けたが、図３０に示すようにコアの表面同士をなだらかにつなぐようなテーパー状の欠切部２５を設ける方が、角部での磁束の集中を防ぐことができるため、より好ましい。

以上のように、本実施形態によれば、トランス及びトランスを用いた装置の小型化、特に低背化が実現できる。

＜他の実施形態＞
尚、上記の実施形態においては、いずれも巻芯を用いてコイルを構成しているが、１次コイルに用いる巻線が自身の形状を十分保持する程度の硬度を有していれば、巻芯は不要であり、これにより一層の低コスト化や薄型化が可能となる。

更に、インダクタやトランスに使用する巻芯の形状やコイル巻線の形状も上記の実施形態で示したものに限定されず、用途や実装する寸法等に合わせて適切な形状のものを適宜使用できる。

また、上記の実施形態においては本発明に係るトランスをプッシュプル回路に用いた例について説明したが、本発明に係るトランスあるいはインダクタはプッシュプル回路以外の公知公用の他の回路にも適用でき、低電圧、大電流の回路に用いると特に好適である。

従来のインダクタの構成を示す斜視図である。 図１のインダクタの底面図である。 図１のインダクタの巻芯の表面を展開した模式図である。 巻線幅を説明する巻芯の表面を展開した模式図である。 図１のインダクタの巻芯のコイルによって占有されない領域を、図３と同様に示す模式図である。 本発明に係るインダクタの基本的構成を示す上面図である。 図６のインダクタの巻回方法を説明するための図である。 コイルが巻回されたインダクタの側面図である。 コイルが巻回されたインダクタの側面図である。 第１の実施形態のインダクタのコイルの接続を示す回路図である。 図１０のインダクタの上面図である。 図１０のインダクタの巻芯の表面を展開した模式図である。 図１０のインダクタの巻芯のコイルによって占有されない領域を、図１２と同様に示す模式図である。 図５を図１３と同様に示した模式図である。 第２の実施形態のトランスの各コイルの接続を示す回路図である。 図１５のトランスの２次コイルを示す図である。 図１５のトランスの上面図である。 図１７のトランスを組み立てた状態を示す上面図である。 第２の実施形態のトランスのコイルの積層状態を示す断面図である。 第３の実施形態のトランスを用いたプッシュプル回路の回路図である。 第３の実施形態のトランスの巻芯の表面を展開した模式図である。 第３の実施形態のトランスの巻芯の上面図である。 第３の実施形態のトランスの上面図である。 図２３のトランスを組み立てた状態を示す上面図である。 第３の実施形態のトランスのコイルの積層状態を示す断面図である。 第３の実施形態のトランスプリント配線基板に実装した状態を示す図である。 図２６のトランスとプリント配線基板との位置関係を示す断面図。 第４の実施形態のトランスの上面図である。 図２８のトランスの側面図である。 第４の実施形態の変形例の側面図である。

符号の説明

１ インダクタ
２ ボビン
３ 柱状巻芯
４、８、９、１４、１６、１７、１８、２３、２４ コイル
５ 挿入口
６、２２ コア
７、１２ インダクタ
１０、１１ 巻線
１３、１５、２１ トランス
１９ ダイオードブリッジ
２０ フィルム
２５ 欠切部
４０ 柱状巻芯

Claims (22)

1. 巻芯と、前記巻芯にそれぞれ巻回された第１のコイル及び第２のコイルとを有し、
   前記第１のコイルの巻線と第２のコイルの巻線とが、互いに並行でかつそれぞれが前記巻芯に接するように巻回されており、
   前記第１のコイルの巻回開始位置が、前記第２のコイルの巻回開始位置と、前記巻芯の軸方向において一致し、かつ前記巻芯の周方向においてずれていることを特徴とするインダクタ。
2. 前記第１及び第２のコイルの巻線の断面が、幅広の矩形であることを特徴とする請求項１に記載のインダクタ。
3. 前記第１及び第２のコイルの端部が、巻芯の軸方向に引き出されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインダクタ。
4. 前記第１及び第２のコイルの端部が、巻芯の軸方向に引き出されており、コアの前記端部を引き出す部分に欠切部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインダクタ。
5. 前記第１のコイルの２つの端部と前記第２のコイルの２つの端部それぞれが、前記巻芯の軸方向の両側に引き出されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインダクタ。
6. 前記巻芯の軸方向に関して同じ側に引き出された前記第１及び第２のコイルの端部が、接続されていることを特徴とする請求項５に記載のインダクタ。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のインダクタが実装されたことを特徴とするプリント配線基板。
8. 前記インダクタを挿入する穴が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のプリント配線基板。
9. 前記巻芯の軸方向に関して同じ側へ引き出された前記第１及び第２のコイルの端部が、前記プリント配線基板の表裏の異なる面に接続されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のプリント配線基板。
10. 前記同じ側へ引き出された前記第１及び第２のコイルの端部間が、前記プリント配線基板内部で接続されていることを特徴とする請求項９に記載のプリント配線基板。
11. 巻芯と、前記巻芯にそれぞれ巻回された第１のコイル及び第２のコイルとを有し、
    前記第１のコイルの巻線と第２のコイルの巻線とが、互いに並行でかつそれぞれが前記巻芯に接するように巻回されており、
    前記第１のコイルの巻回開始位置が、前記第２のコイルの巻回開始位置と、前記巻芯の軸方向において一致し、かつ前記巻芯の周方向においてずれていることを特徴とするトランス。
12. 前記第１及び第２のコイルの巻線の断面が、幅広の矩形であることを特徴とする請求項１１に記載のトランス。
13. 前記第１及び第２のコイルの端部が、巻芯の軸方向に引き出されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のトランス。
14. 前記第１及び第２のコイルの端部が、巻芯の軸方向に引き出されており、コアの前記端部を引き出す部分に欠切部が設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のトランス。
15. 前記第１のコイルの２つの端部と前記第２のコイルの２つの端部それぞれが、前記巻芯の軸方向の両側に引き出されていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載のトランス。
16. 前記第１のコイルと前記第２のコイルとを直列接続して１次側コイルとして用いていることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載のトランス。
17. 前記第１及び第２のコイルに重ねて２次側コイルが巻回されていることを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載のトランス。
18. 請求項１１から１７のいずれか１項に記載のトランスを用いたプッシュプル回路。
19. 請求項１１から１７のいずれか１項に記載のトランスが実装されたことを特徴とするプリント配線基板。
20. 前記トランスを挿入する穴が設けられていることを特徴とする請求項１９に記載のプリント配線基板。
21. 前記巻芯の軸方向に関して同じ側へ引き出された前記第１及び第２のコイルの端部が、前記プリント配線基板の表裏の異なる面に接続されていることを特徴とする請求項１９又は２０に記載のプリント配線基板。
22. 前記同じ側へ引き出された前記第１及び第２のコイルの端部間が、前記プリント配線基板内部で接続されていることを特徴とする請求項２１に記載のプリント配線基板。

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