(57)【要約】      （修正有）【課題】飽和磁束密度が高く放熱性の良い磁性体をトランス又はチョークコイルのコアとして使用すると共に、巻線の発熱に対する対策が施された磁気デバイスを提供する。【解決手段】磁気デバイスは、（ｉ）アモルファス金属の磁性体を含む複数のコアによって構成され、少なくとも１つのコイルに挿入される第１の磁路と、第１の磁路に並列に接続された第２の磁路とを有するコア構造体と、（ii）導電体パターンが形成された少なくとも１つの基板と少なくとも１つの絶縁シートとを積層して構成され、第１の磁路が挿入される開口が設けられた積層構造体であって、導電体パターンが、第１の磁路が挿入されるコイルを構成し、第１及び第２の磁路が並ぶ第１の方向と直交する第２の方向における導電体パターンの幅が、第１の磁路と第２の磁路との間の距離よりも大きい積層構造体とを具備する。【選択図】図２
2008205350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファス金属の磁性体を含む複数のコアによって構成され、少なくとも１つのコイルに挿入される第１の磁路と、前記第１の磁路に並列に接続された第２の磁路とを有するコア構造体と、
導電体パターンが形成された少なくとも１つの基板と少なくとも１つの絶縁シートとを積層して構成され、前記第１の磁路が挿入される開口が設けられた積層構造体であって、前記導電体パターンが、前記第１の磁路が挿入されるコイルを構成し、前記第１及び第２の磁路が並ぶ第１の方向と直交する第２の方向における前記導電体パターンの幅が、前記第１の磁路と前記第２の磁路との間の距離よりも大きい前記積層構造体と、
を具備する磁気デバイス。
【請求項２】
前記コア構造体と前記少なくとも１つの基板とが、前記少なくとも１つの絶縁シートを介して固定されている、請求項１記載の磁気デバイス。
【請求項３】
前記第１の磁路が開口に挿入されたボビンと、
前記ボビンの周囲に回巻されて第２のコイルを構成する巻線と、
をさらに具備する請求項１記載の磁気デバイス。
【請求項４】
前記積層構造体が、前記ボビン及び／又は前記巻線と接する面に形成された絶縁シートを含む、請求項３記載の磁気デバイス。
【請求項５】
前記ボビンが、前記コア構造体と接する側において、前記巻線を前記コア構造体から分離するエッジ部を有し、前記積層構造体と接する側において、前記巻線を前記積層構造体から分離するエッジ部を有さない、請求項４記載の磁気デバイス。
【請求項６】
前記導電体パターンによって構成されるコイルの一端に電気的に接続された第１のリード端子と、
前記巻線の一端に電気的に接続された第２のリード端子と、
が前記積層構造体に設けられている、請求項３記載の磁気デバイス。
【請求項７】
前記第１の磁路が開口に挿入された第２のボビンと、
前記第２のボビンの周囲に回巻されて第３のコイルを構成する第２の巻線と、
をさらに具備する請求項３〜５のいずれか１項記載の磁気デバイス。
【請求項８】
導電体パターンが形成された少なくとも１つの基板と少なくとも１つの絶縁シートとを積層して構成され、前記第１の磁路が挿入される開口が設けられた第２の積層構造体であって、前記導電体パターンが、前記第１の磁路が挿入される第３のコイルを構成し、前記第２の方向における前記導電体パターンの幅が、前記第１の磁路と前記第２の磁路との間の距離よりも大きい前記第２の積層構造体をさらに具備する請求項３記載の磁気デバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの基板が、前記第１の方向において前記第１の磁路と前記第２の磁路との間の領域よりも前記第２の磁路側に拡張された拡張領域を有し、前記導電体パターンが、前記拡張領域の少なくとも一部に延在している、請求項１〜８のいずれか１項記載の磁気デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの基板が、前記第１の方向において前記第１の磁路と前記第２の磁路との間の領域よりも前記第２の磁路側に拡張された拡張領域を有するメタル基板であって、前記拡張領域におけるメタル基板が放熱部を形成する、請求項１〜８のいずれか１項記載の磁気デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アモルファス金属の磁性体のコア及び少なくとも１つの巻線を有するトランスやチョークコイル等の磁気デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、電子機器の小型軽量化に伴い、小型軽量で効率良く電力を取り出すことのできるスイッチング電源が広く使用されている。スイッチング電源において、入力側と出力側との間で電気的な絶縁を必要とする場合には、トランスが使用される。一方、入力側と出力側との間で電気的な絶縁を必要としない場合には、トランスの替わりにチョークコイルを使用したチョッパ方式のスイッチング電源も用いられている。特に、インパクトプリンタにおいては、印字ヘッドを駆動するプランジャのソレノイドに十分な電流を供給するために、過負荷状態になっても電流を出力することが可能なスイッチング電源が望まれる。
【０００３】
一般に、トランス又はチョークコイルのコアとなる磁性体としては、低損失で効率の良いフェライトが用いられる。しかしながら、フェライトは磁気的に飽和し易いので、コアに巻かれた巻線の電流が一定値を超えると、コアが飽和して磁気特性が低下してしまう。また、フェライトは熱伝導率が低いので、コアの発熱が問題となる。
【０００４】
そこで、フェライトよりも飽和磁束密度が高く放熱性の良いアモルファス金属の磁性体をトランス又はチョークコイルのコアとして使用することが考えられる。その場合には、巻線に流れるピーク電流を大きくすることができるため、プリンタ等の負荷がダイナミックに変動した場合でも、それに対応した電流を出力することが可能となる。
【０００５】
アモルファス金属の磁性体をトランス又はチョークコイルのコアとして使用する場合には、コアにおけるエネルギーの損失（いわゆる鉄損）よりも、巻線におけるエネルギーの損失（いわゆる銅損）の方が大きくなるので、コアの発熱よりも巻線の発熱の方が問題となり、それによって磁気デバイスの性能が制限されてしまう。このことは、磁気デバイスの小型化を妨げる要因となる。
【０００６】
関連する技術として、特許文献１には、各種の映像機器、産業機器、音響機器等において使用されるシートトランスが開示されている。このシートトランスは、少なくとも１層の絶縁を施した導線をスパイラル状に形成したコイルを１次巻線又は２次巻線とし、他方の巻線をプリント基板で形成してコイルを積層し、磁心の中足部に対応する中央穴より幅の広いテープを用いて積層されたコイルを固定し、そこに磁心を組み込むことにより構成される。
【０００７】
また、特許文献２には、電源装置のインバータトランスや平滑用のチョークコイル等に利用されるインダクタンス素子が開示されている。このインダクタンス素子は、同一の薄層基板に第１及び第２の導電パターンを形成し、この薄層基板を複数積層することにより第１及び第２のコイル部とし、第１及び第２のコイル部に対応して第１及び第２の磁心を設け、第１及び第２の磁心を１組の磁心で一体化することにより構成される。
【０００８】
さらに、特許文献３には、プリント基板上にコイルパターンを形成することにより製造されるトランス用コイル素子が開示されている。このトランス用コイル素子は、多層プリント基板の各層に１次側及び２次側を構成する複数のコイルパターンを交互に設け、同次側のコイルパターンの一端部同士を、スルーホールを介して接続することにより構成される。
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３には、金属の磁性体をトランス又はチョークコイルのコアとして使用する場合における巻線の発熱に対する対策については、特に開示されていない。
【特許文献１】特開平８−３１６０４０（第１頁、図１）
【特許文献２】特開平８−１０７０２３（第１−２頁、図１）
【特許文献３】特開平５−１３５９６８（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、飽和磁束密度が高く放熱性の良いアモルファス金属の磁性体をトランス又はチョークコイルのコアとして使用すると共に、巻線の発熱に対する対策が施された磁気デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る磁気デバイスは、（ｉ）アモルファス金属の磁性体を含む複数のコアによって構成され、少なくとも１つのコイルに挿入される第１の磁路と、第１の磁路に並列に接続された第２の磁路とを有するコア構造体と、（ii）導電体パターンが形成された少なくとも１つの基板と少なくとも１つの絶縁シートとを積層して構成され、第１の磁路が挿入される開口が設けられた積層構造体であって、導電体パターンが、第１の磁路が挿入されるコイルを構成し、第１及び第２の磁路が並ぶ第１の方向と直交する第２の方向における導電体パターンの幅が、第１の磁路と第２の磁路との間の距離よりも大きい積層構造体とを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アモルファス金属の磁性体を含む複数のコアによって構成され第１及び第２の磁路を有するコア構造体と、第１の磁路が挿入されるコイルを構成する導電体パターンの第２の方向における幅が第１の磁路と第２の磁路との間の距離よりも大きい積層構造体とを組み合わせることにより、飽和磁束密度が高く放熱性の良いコアを使用すると共に巻線の発熱に対する対策が施された磁気デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気デバイスの構成要素を示す斜視図である。ここでは、磁気デバイスの例として、磁性体のコアと、１次側巻線と、２次側巻線とを有するトランスを示している。
【００１４】
図１に示すように、トランス１００は、２つのＥ型のコア１及び２の間に、１次側巻線（コイル）１１が回巻されたボビン１０と、２次側巻線（コイル）が形成された積層構造体２０とを挟み込む構造を有している。２つのＥ型のコア１及び２を組み合わせることによって、第１の磁路３ａ、第２の磁路３ｂ、及び、第３の磁路３ｃを有するコア構造体が構成され、第１の磁路３ａが、ボビン１０の開口と、積層構造体２０に設けられた開口とに挿入される。なお、第２の磁路３ｂと第３の磁路３ｃとの内の一方を省略するようにしても良い。
【００１５】
このような構成においては、通常、１次側巻線１１の巻数よりも２次側巻線の巻数が少なくなるので、トランス１００は降圧トランスとなる。このトランス１００を昇圧トランスとして使用する場合には、１次側と２次側とを逆にすれば良い。また、磁気デバイスとしてチョークコイルを実現する場合には、１次側巻線が不要となるので、２つのＥ型のコア１及び２の間に、巻線が形成された積層構造体２０のみを挟み込む構造とする。なお、２つのＥ型のコアの替わりに、Ｅ型のコアとＩ型のコアとを組み合わせても良い。
【００１６】
本実施形態においては、トランスのコア１及び２として、高い飽和磁束密度及び高い熱伝導率を有するアモルファス金属の磁性体が用いられる。具体的な材料としては、例えば、鉄（Ｆｅ）とコバルト（Ｃｏ）を含むアモルファス合金Ｆｅ−Ｃｏ（６０〜８０ｗｔ％）や、鉄（Ｆｅ）とシリコン（Ｓｉ）とホウ素（Ｂ）を含むアモルファス合金Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系等を用いることができる。コアのタイプとしては、粉末材料を成形して焼結する等により成型したバルクタイプや、リボン状のコアを積層してカットしたラミネートタイプを用いることができる。
【００１７】
アモルファス金属の磁性体は、フェライトよりも飽和磁束密度及び熱伝導率が高く、Ｅ型形状のコア成型を行う際にも成型が容易であり、温度による磁気特性の変化が小さく、ヒステリシス損失や渦電流損失が小さく高周波特性が良いという特徴を有している。また、アモルファス金属の磁性体をコア材料として使用することにより、コアが磁気的に飽和し難く、発熱量も小さいので、フェライトを用いる場合の２倍以上の電力を供給できる。
【００１８】
また、アモルファス金属の磁性体を用いる場合には、フェライトを用いる場合と比較して、巻数当りのインダクタンス（「ＡＬ値」ともいう）が小さくなるので、巻数をある程度増やしても巻線のインダクタンスが小さくなり、巻線に流れる電流が増加する。また、アモルファス金属の磁性体は飽和し難いので、巻線に流れるピーク電流を大きくすることができる。
【００１９】
一般に、トランスやチョークコイルにおいては、コアにおけるヒステリシス損失や渦電流損失に代表される鉄損と、巻線に電流が流れることによって発生するジュール熱に代表される銅損とが、熱の発生原因となる。発生した熱の拡散に関しても、コア材料としてフェライトを用いる場合には、フェライトの熱伝導率が低いので、コアにおいて発生した熱がコア内に蓄積され易い。従って、巻線の銅損による発熱よりも、コアの鉄損による発熱が問題となる。一方、アモルファス金属はフェライトに比べて熱伝導率が高いので、トランスのコアにおいて発生した熱が外部に伝達し易い。従って、コア材料としてアモルファス金属を用いる場合には、コアの鉄損による発熱よりも、巻線の銅損による発熱が問題となる。
【００２０】
そこで、本実施形態においては、２次側巻線が形成された積層構造体２０において放熱を促進することにより、巻線の発熱に対する対策を施している。積層構造体２０は、片面又は両面に銅箔パターンが形成された複数のプリント配線基板２１〜２３と、隣接する２つのプリント配線基板の間、及び、積層構造体２０の上面及び下面に形成された複数の絶縁シート２４と、トランスをマザーボード等に取り付けるために用いられる複数の端子２５とを含んでいる。なお、図１においては３枚のプリント配線基板２１〜２３を示しているが、プリント配線基板の数は任意である。また、プリント配線基板として、金属板上に絶縁膜を介して銅箔パターンが形成されたメタル基板を用いても良いし、プリント配線基板の替わりに、フレキシブル基板を用いても良い。
【００２１】
ここで、隣接する２つのプリント配線基板の間に形成された絶縁シート２４は、例えば、ポリイミド等の樹脂で形成され、いわゆるプリプレグでも良く、プリント配線基板同士を接着するための接着層としても機能している。また、複数の端子２５は、トランスの１次側巻線及び／又は２次側巻線をマザーボード等の回路に接続するためのリード端子としても使用することができる。
【００２２】
図２は、図１に示すトランスの積層構造体を示す図であり、図２の（ａ）は平面図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）に示す一点鎖線２Ｂ−２Ｂ'における断面図である。なお、図２においては、絶縁シートを省略している。
【００２３】
図２に示すように、積層構造体２０の最上層のプリント配線基板２１の上面には、銅箔パターン２１ａが形成されており、下面には、銅箔パターン２１ｂが形成されている。同様に、第２層のプリント配線基板２２の上面及び下面には、銅箔パターン２２ａ及び２２ｂがそれぞれ形成されており、最下層のプリント配線基板２３の上面及び下面には、銅箔パターン２３ａ及び２３ｂがそれぞれ形成されている。本実施形態においては、各プリント配線基板において、上面の銅箔パターンと下面の銅箔パターンとが、略線対称の形状を有している。
【００２４】
最上層のプリント配線基板２１の上面の銅箔パターン２１ａと下面の銅箔パターン２１ｂとは、スルーホール２６を介して電気的に接続されており、これにより、１ターン分の巻線（コイル）が形成される。他のプリント配線基板についても同様である。最上層のプリント配線基板２１の下面の銅箔パターン２１ｂは、半田層２７を介して、第２層のプリント配線基板２２の上面の銅箔パターン２２ａに電気的に接続され、第２層のプリント配線基板２２の下面の銅箔パターン２２ｂは、半田層２７を介して、最下層のプリント配線基板２３の上面の銅箔パターン２３ａに電気的に接続されており、このようにして、任意のターン数の２次側巻線が形成される。
【００２５】
また、最上層のプリント配線基板２１の上面において、巻線を構成する銅箔パターン２１ａが、半田２８によって２次側リード端子２５ａに電気的に接続されており、ダミーの銅箔パターン２１ｃが、半田２８によって２次側リード端子２５ｂに接続されている。一方、最下層のプリント配線基板２３の下面において、ダミーの銅箔パターン２３ｃが、半田２８によって２次側リード端子２５ａに接続されており、巻線を構成する銅箔パターン２３ｂが、半田２８によって２次側リード端子２５ｂに電気的に接続されている。さらに、１次側巻線１１（図１）の両端が、１次側リード端子２５ｃ及び２５ｄに電気的に接続される。
【００２６】
図２の（ａ）において、最上層のプリント配線基板２１の上面の銅箔パターン２１ａを、端子２５ａの替わりに端子２５ｄに接続しても良い。あるいは、最下層のプリント配線基板２３の下面の銅箔パターン２３ｂを、端子２５ｂの替わりに端子２５ｃに接続しても良い。それによって、マザーボード等における配線の自由度が向上する場合がある。なお、１枚のプリント配線基板２１のみを用いる場合には、プリント配線基板２１の下面の銅箔パターン２１ｂを、半田によってリード端子２５ｂに接続すれば良い。
【００２７】
図２の（ａ）に示すように、最上層のプリント配線基板２１の銅箔パターン２１ａ及び２１ｂにおいて、Ｘ軸方向（複数の磁路が並ぶ方向）における幅Ｗ１よりも、Ｙ軸方向（複数の磁路が並ぶ方向と直交する方向）における幅Ｗ２が大きくなっており、望ましくは、幅Ｗ２が、第１の磁路３ａと第２の磁路３ｂ又は第３の磁路３ｃとの間の距離よりも大きく設定される。他のプリント配線基板についても同様である。これにより、２次巻線を構成する銅箔パターンの面積を大きくすることができるので、２次巻線において生じる発熱に対する放熱効果が大きくなり、また、高周波信号を扱う場合には表皮効果が問題となるので、高周波信号の伝送特性においても有利となる。さらに、多品種のトランスを製造する場合に、２次側巻線が形成された積層構造体２０を標準化して、１次側巻線の変更のみで対応するようにすれば、作業性を改善し、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
図３は、図２の（ａ）に示す積層構造体の中央付近における断面図である。図３に示すように、コア２と積層構造体２０のプリント配線基板２１〜２３との間には、隙間（クリアランス）が設けられており、コア２とプリント配線基板２１〜２３とは、複数の絶縁シート２４を介して固定されている。粉末材料を焼結することにより成型したバルクタイプのコアは脆くて損傷を受けやすいが、絶縁シート２４が押さえとなってコア２とプリント配線基板２１〜２３とを固定することにより、コアに損傷を与える危険性が低減する。
【００２９】
また、コア１又は積層構造体２０と巻線１１とを分離して絶縁を強化するためのエッジ部をボビン１０の両端に形成しても良いが、本実施形態においては、図３に示すように、ボビン１０の上端においてのみエッジ部１０ａが形成され、ボビン１０の下端においてはエッジ部が形成されていない。その場合には、積層構造体２０の最上層の絶縁シート２４が、ボビンのエッジ部の役割りを果たすことになる。また、図３に示すように、ボビン１０の下端が積層構造体２０の隙間方向に挿入される嵌め合い構造とするようにしても良い。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る磁気デバイスを示す正面図である。ここでは、磁気デバイスの例として、磁性体のコアと、２つの領域に分散して設けられた１次側巻線と、２次側巻線とを有するトランスを示している。
【００３１】
図４に示すように、トランス２００は、２つのＥ型のコア３及び４の間に、１次側巻線１１が回巻されたボビン１０と、２次側巻線が形成された積層構造体２０と、１次側巻線３１が回巻されたボビン３０とを挟み込む構造を有している。ボビン３０の構造は、ボビン１０の構造と同一である。コア４は、図１に示すコア２よりも、上下方向に長くなっている。その他の点に関しては、第１の実施形態と同様である。
【００３２】
１次側巻線１１の一端は、１次側リード端子２５ｃに電気的に接続され、１次側巻線１１の他端は、積層構造体２０に設けられた端子２５ｅを介して１次側巻線３１の一端に電気的に接続され、１次側巻線３１の他端は、１次側リード端子２５ｄに電気的に接続されている。なお、巻線１１と巻線３１とを接続せずに、一方を補助巻線として使用しても良い。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態に係る磁気デバイスを示す正面図である。ここでは、磁気デバイスの例として、磁性体のコアと、１次側巻線と、２つの領域に分散して設けられた２次側巻線とを有するトランスを示している。
【００３４】
図５に示すように、トランス３００は、２つのＥ型のコア５及び６の間に、２次側巻線が形成された積層構造体５０と、１次側巻線４１が回巻されたボビン４０と、２次側巻線が形成された積層構造体２０とを挟み込む構造を有している。積層構造体５０の構造は、積層構造体２０の構造と略同一である。コア５及び６は、図１に示すコア１及び２よりも、上下方向にそれぞれ長くなっている。その他の点に関しては、第１の実施形態と同様である。
【００３５】
１次側巻線４１の一端は、１次側リード端子２５ｃに電気的に接続され、１次側巻線４１の他端は、１次側リード端子２５ｄに電気的に接続される。また、積層構造体２０に設けられた２次側巻線の一端は、２次側リード端子２５ａ（図２参照）に接続され、積層構造体２０に設けられた２次側巻線の他端は、積層構造体５０に設けられた２次側巻線の一端に接続され、積層構造体５０に設けられた２次側巻線の他端は、２次側リード端子２５ｂ（図２参照）に接続される。なお、積層構造体５０に設けられた巻線と積層構造体２０に設けられた巻線とを接続せずに、それぞれの積層構造体５０及び２０の巻線を独立として多出力巻線としたり、一方を補助巻線として使用しても良い。
【００３６】
また、積層構造体５０及び２０と巻線４１とを分離して絶縁を強化するためのエッジ部をボビン４０の両端に形成しても良いが、本実施形態においては、図５に示すように、ボビン４０の両端においてエッジ部が形成されていない。その場合には、積層構造体５０の最下層の絶縁シート及び積層構造体２０の最上層の絶縁シートが、ボビンのエッジ部の役割りを果たすことになる。
【００３７】
図６は、本発明の第１〜第３の実施形態に係る磁気デバイスにおいて用いられる積層構造体の第１の変形例を示す平面図である。図６に示す第１の変形例においては、コアの図中下方において、プリント配線基板２１が、第２の磁路３ｂと第３の磁路３ｃとの間の距離よりもＸ軸方向に大きい幅Ｗを有している。これにより、プリント配線基板２１は、Ｘ軸方向において第１の磁路３ａと第２の磁路３ｂとの間の領域よりも第２の磁路３ｂ側に拡張された第１の拡張領域と、Ｘ軸方向において第１の磁路３ａと第３の磁路３ｃとの間の領域よりも第３の磁路３ｃ側に拡張された第２の拡張領域とを有することになる。導電体パターン２１ａ及び２１ｂは、これらの拡張領域の少なくとも一部に延在している。これにより、銅箔パターン２１ａ及び２１ｂの面積をさらに大きくすることができるので、２次巻線において生じる発熱に対する放熱効果が大きくなる。あるいは、プリント配線基板２１としてメタル基板を用いることにより、これらの拡張領域におけるメタル基板が放熱部を形成するようにしても良い。図６においては最上層のプリント配線基板２１のみを示しているが、他のプリント配線基板についても同様である。
【００３８】
図７は、本発明の第１〜第３の実施形態に係る磁気デバイスにおいて用いられる積層構造体の第２の変形例を示す平面図である。図７に示す第２の変形例においては、コアの図中上方及び下方において、プリント配線基板２１が、第２の磁路３ｂと第３の磁路３ｃとの間の距離よりもＸ軸方向に大きい幅Ｗを有している。これにより、プリント配線基板２１は、Ｘ軸方向において第１の磁路３ａと第２の磁路３ｂとの間の領域よりも第２の磁路３ｂ側に拡張された第１及び第２の拡張領域と、Ｘ軸方向において第１の磁路３ａと第３の磁路３ｃとの間の領域よりも第３の磁路３ｃ側に拡張された第３及び第４の拡張領域とを有することになる。導電体パターン２１ａ及び２１ｂは、これらの拡張領域の少なくとも一部に延在している。これにより、銅箔パターン２１ａ及び２１ｂの面積をさらに大きくすることができるので、２次巻線において生じる発熱に対する放熱効果が大きくなる。あるいは、プリント配線基板２１としてメタル基板を用いることにより、これらの拡張領域におけるメタル基板が放熱部を形成するようにしても良い。図７においては最上層のプリント配線基板２１のみを示しているが、他のプリント配線基板についても同様である。
【００３９】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態に係る磁気デバイスを示す図であり、図８の（ａ）は平面図、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）に示す一点鎖線８Ｂ−８Ｂ'における断面図である。この磁気デバイスは、第１の磁路７ａを有するコア７に設けられた溝（ギャップ）７ｂに積層構造体２０の一部を挿入し、コア（第２の磁路）８によって磁路を閉じることにより構成される。積層構造体２０は、少なくとも１つの導電体層２０ａと、少なくとも１つの絶縁体層２０ｂとを積層することによって構成され、導電体層２０ａに形成された導電体パターン２０ａ'が、コア７及び８を通過する磁束と鎖交する少なくとも１つのコイルを構成している。
【００４０】
導電体パターン２０ａ'は、Ｘ軸方向（第１の磁路７ａと第２の磁路８とが並ぶ方向）と直交するＹ軸方向において、Ｘ軸方向の幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ２を有しており、望ましくは、幅Ｗ２が、第１の磁路７ａと第２の磁路８との間の距離よりも大きく設定される。導電体パターン２０ａ'の両端には、端子２５ａ及び２５ｂが電気的に接続されている。導電体パターン２０ａ'に発生する熱は、一部が、幅Ｗ２を有する領域から周囲に放射されると共に、一部が、端子２５ａ及び２５ｂを経由する熱伝導により外部に導かれるので、発熱に対する放熱効果を大きくすることができる。
【００４１】
コア７は、圧粉アモルファス合金材料を一旦ブロック状に加工した後に、溝７ｂを形成することによって製造することもできる。積層構造体２０の中央部分には開口が形成されており、この開口にコア８を予め埋め込んでおき、積層構造体２０をコア７の溝７ｂに組み込むことによって、コア７及び８を貫通する磁路が形成される。コア８の材料としては、コア７の材料とは異なるフェライトやパーマロイ等の材料を用いることもできる。その場合には、コア７の圧粉アモルファス合金材料が有する飽和し難い特性と、コア８のフェライト等の材料が有する透磁率の高い特性とを組み合わせて、コアとコイルとの電磁結合度を高めること等が可能となり、コアの薄型化と磁気デバイスの低損失化とを同時に達成することができる。
【００４２】
例えば、積層構造体２０の厚さを０．８ｍｍとすれば、コア７の溝幅（ギャップ長）は１．０ｍｍ程度とすることができ、コア７の高さは５ｍｍ程度となる。積層構造体２０として、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を実装する積層回路基板を用いる場合には、積層回路基板の外周部にコア７を押し挟むことによって、極めて薄いトランスやチョークコイルを実現することができる。
【００４３】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第５の実施形態に係る磁気デバイスを示す断面図であり、図１０は、図９に示す磁気デバイスにおいて用いられる積層構造体を示す斜視図である。図９においては、磁気デバイスの例として、磁性体のコアと、複数の巻線とを有するトランスを示している。
【００４４】
図９に示すように、トランス４００は、２つのコア１及び２の間に、１次側巻線６１及び２次側巻線６２が回巻されたボビン６０と、積層構造体７０とを挟み込む構造を有している。ボビン６０に回巻された１次側巻線６１及び２次側巻線６２は、コア１及び２に電磁的に結合している。
【００４５】
図１０に示すように、積層構造体７０は、厚さ１ｍｍのアルミニウム板７１の表面及び裏面にポリイミド７２及び７３を接着して作製されたメタル基板である。ポリイミド上には、必要に応じて、銅箔７４をパターニングすることによって検出巻線やシールド層を形成しても良いし、銅箔を形成しなくても良い。
【００４６】
積層構造体７０の一部の領域には、放熱器８０への熱拡散を図るために熱接触部が設けられ、ビスや熱伝導コンパウンド（シート）等により、積層構造体７０と放熱器８０とが低い熱抵抗を介して接続される。これによれば、ボビン６０に回巻された１次側巻線６１及び２次側巻線６２において発生した熱が、表面が安全に絶縁された積層構造体７０のアルミニウム板７１を通じて放熱器８０に有効に伝わるので、放熱効果を大きくすることができる。同時に、トランス４００を、絶縁体のワッシャー９１を介してマザーボード９０に固定することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、磁性体のコア及び少なくとも１つの巻線を有するトランスやチョークコイル等の磁気デバイスにおいて利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気デバイスの構成要素を示す斜視図である。
【図２】図１に示すトランスの積層構造体を示す図である。
【図３】図２の（ａ）に示す積層構造体の中央付近における断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る磁気デバイスを示す正面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る磁気デバイスを示す正面図である。
【図６】本発明の第１〜第３の実施形態に係る磁気デバイスにおいて用いられる積層構造体の第１の変形例を示す平面図である。
【図７】本発明の第１〜第３の実施形態に係る磁気デバイスにおいて用いられる積層構造体の第２の変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る磁気デバイスを示す図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る磁気デバイスを示す断面図である。
【図１０】図９に示す磁気デバイスにおいて用いられる積層構造体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１〜８  コア
３ａ〜３ｃ  磁路
７ａ  第１の磁路
７ｂ  溝
１０、３０、４０、６０  ボビン
１０ａ  エッジ部
１１、６１  １次側巻線
２０、５０、７０  積層構造体
２０ａ  導電体層
２０ａ'  導電体パターン
２０ｂ  絶縁体層
２１〜２３  プリント配線基板
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ  銅箔パターン
２４  絶縁シート
２５  端子
２６  スルーホール
２７  半田層
２８  半田
６２  ２次側巻線
７１  アルミニウム板
７２、７３  ポリイミド
７４  銅箔
８０  放熱器
９０  マザーボード
９１  ワッシャー
１００、２００、３００、４００  トランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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