(57)【要約】【課題】  低電圧・大電流用途のプッシュプルスイッチング回路においては、トランスおよびその周辺回路の抵抗値を低減することが望まれる。【解決手段】  第一の巻芯31の、第二の巻芯31との非対向側面を巻回開始位置として、第一の巻芯31に第一のコイル35を巻回し、第二の巻芯31の、第一の巻芯31との対向側面を巻回開始位置とし、第一のコイル35と同じ巻回方向、異なる送り方向に第二の巻芯31に第二のコイル35を巻回し、第一および第二のコイルを直列接続する。【選択図】  図10
2004363569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の巻芯を有する第一のトランス、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のトランスを有するトランスであって、
前記第一の巻芯に巻回された第一のコイルと、
前記第二の巻芯に前記第一のコイルと異なる送り方向に巻回され、前記第一のコイルと直列接続される第二のコイルとを有することを特徴とするトランス。
【請求項２】
前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第二のコイルの巻回開始端部は、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続されていることを特徴とする請求項1に記載されたトランス。
【請求項３】
前記第一のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置として、前記第二のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一のコイルと同じ巻回方向に巻回されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載されたトランス。
【請求項４】
第一の巻芯を有する第一のトランス、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のトランスを有するトランスであって、
前記第一の巻芯の長手方向に分割して巻回された第一および第二のコイルと、
前記第二の巻芯の長手方向に分割して巻回された第二および第四のコイルとを有し、
前記第一から第四のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置されており、
隣接して配置され、直列接続される前記第一および第三のコイル、並びに、前記第二および第四のコイルは異なる送り方向を有することを特徴とするトランス。
【請求項５】
前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第三のコイルの巻回開始端部、並びに、前記第二のコイルの巻回終了端部と前記第四のコイルの巻回開始端部は、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続されていることを特徴とする請求項4に記載されたトランス。
【請求項６】
前記第一および第二のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第三および第四のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一および第三のコイル、並びに、前記第二および第四のコイルは同じ巻回方向を有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載されたトランス。
【請求項７】
前記第一および第二のコイルは同じ送り方向を有することを特徴とする請求項4から請求項6の何れかに記載されたトランス。
【請求項８】
前記第一および第二のコイルは異なる送り方向を有することを特徴とする請求項4から請求項6の何れかに記載されたトランス。
【請求項９】
第一の巻芯を有する第一のトランス、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のトランスを有するトランスであって、
前記第一の巻芯の長手方向に分割して、互いに異なる送り方向で、逆方向に巻回された第一および第二のコイルと、
前記第二の巻芯の長手方向に分割して、互いに異なる送り方向で、逆方向に巻回された第三および第四のコイルとを有し、
前記第一から第四のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置されており、
直列接続される前記第一および第四のコイル、並びに、前記第二および第三のコイルは同じ送り方向を有し、前記第一のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向の送り方向を有することを特徴とするトランス。
【請求項１０】
前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第四のコイルの巻回開始端部、並びに、前記第二のコイルの巻回終了端部と前記第三のコイルの巻回開始端部は、前記第一および第二の巻芯との対向側面側において接続されていることを特徴とする請求項9に記載されたトランス。
【請求項１１】
前記第一および第二のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第三および第四のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一および第四のコイル、並びに、前記第二および第三のコイルは同じ巻回方向を有することを特徴とする請求項9または請求項10に記載されたトランス。
【請求項１２】
前記第一および第二の巻芯は柱状の形状を有することを特徴とする請求項1から請求項11の何れかに記載されたトランス。
【請求項１３】
前記トランスはプッシュプルスイッチング回路用のトランスであることを特徴とする請求項1から請求項12の何れかに記載されたトランス。
【請求項１４】
第一の巻芯を有する第一のインダクタ、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のインダクタを有するインダクタであって、
前記第一の巻芯に巻回された第一のコイルと、
前記第一のコイルと異なる送り方向に前記第二の巻芯に巻回され、前記第一のコイルと直列接続される第二のコイルを有することを特徴とするインダクタ。
【請求項１５】
前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第二のコイルの巻回開始端部は、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続されていることを特徴とする請求項14に記載されたインダクタ。
【請求項１６】
前記第一のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第二のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一のコイルと同じ巻回方向に巻回されることを特徴とする請求項14または請求項15に記載されたインダクタ。
【請求項１７】
第一の巻芯を有する第一のインダクタ、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のインダクタを有するインダクタであって、
前記第一の巻芯の長手方向に分割して巻回された第一および第二のコイルと、
前記第二の巻芯の長手方向に分割して巻回された第二および第四のコイルとを有し、
前記第一から第四のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置されており、
隣接して配置され、直列接続される前記第一および第三のコイル、並びに、前記第二および第四のコイルは異なる送り方向を有すことを特徴とするインダクタ。
【請求項１８】
前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第三のコイルの巻回開始端部、並びに、前記第二のコイルの巻回終了端部と前記第四のコイルの巻回開始端部は、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続されていることを特徴とする請求項17に記載されたインダクタ。
【請求項１９】
前記第一および第二のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第三および第四のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一および第三のコイル、並びに、前記第二および第四のコイルは同じ巻回方向を有することを特徴とする請求項17または請求項18に記載されたインダクタ。
【請求項２０】
前記第一および第二のコイルは同じ送り方向を有することを特徴とする請求項17から請求項19の何れかに記載されたインダクタ。
【請求項２１】
前記第一および第二のコイルは異なる送り方向を有することを特徴とする請求項17から請求項19の何れかに記載されたインダクタ。
【請求項２２】
第一の巻芯を有する第一のインダクタ、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のインダクタを有するインダクタであって、
前記第一の巻芯の長手方向に分割して、互いに異なる送り方向で、逆方向に巻回された第一および第二のコイルと、
前記第二の巻芯の長手方向に分割して、互いに異なる送り方向で、逆方向に巻回された第三および第四のコイルとを有し、
前記第一から第四のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置されており、
直列接続される前記第一および第四のコイル、並びに、前記第二および第三のコイルは同じ送り方向を有し、前記第一のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向の送り方向を有することを特徴とするインダクタ。
【請求項２３】
前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第三のコイルの巻回開始端部、並びに、前記第二のコイルの巻回終了端部と前記第四のコイルの巻回開始端部は、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続されていることを特徴とする請求項22に記載されたインダクタ。
【請求項２４】
前記第一および第二のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第三および第四のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一および第四のコイル、並びに、前記第二および第三のコイルは同じ巻回方向を有することを特徴とする請求項22または請求項23に記載されたインダクタ。
【請求項２５】
前記第一および第二の巻芯は柱状の形状を有することを特徴とする請求項14から請求項24の何れかに記載されたインダクタ。
【請求項２６】
第一の巻芯を有する第一の電子部品、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二の電子部品を有する電子部品の製造方法であって、
前記第一の巻芯に第一のコイルを巻回し、
前記第一のコイルと異なる送り方向に前記第二の巻芯に第二のコイルを巻回し、
前記第一および第二のコイルを直列接続することを特徴とする製造方法。
【請求項２７】
さらに、前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第二のコイルの巻回開始端部を、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続することを特徴とする請求項26に記載された製造方法。
【請求項２８】
前記第一のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第二のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一のコイルと同じ巻回方向にすることを特徴とする請求項26または請求項27に記載された製造方法。
【請求項２９】
第一の巻芯を有する第一の電子部品、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二の電子部品を有する電子部品の製造方法であって、
前記第一の巻芯の長手方向に第一および第二のコイルを分割して巻回し、
前記第二の巻芯の長手方向に第二および第四のコイルを分割して巻回し、
前記第一から第四のコイルを、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置し、
隣接して配置され、直列接続される前記第一および第三のコイル、並びに、前記第二および第四のコイルは異なる送り方向にすることを特徴とする製造方法。
【請求項３０】
さらに、前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第三のコイルの巻回開始端部、並びに、前記第二のコイルの巻回終了端部と前記第四のコイルの巻回開始端部を、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続することを特徴とする請求項29に記載された製造方法。
【請求項３１】
前記第一および第二のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第三および第四のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一および第三のコイル、並びに、前記第二および第四のコイルは同じ巻回方向にすることを特徴とする請求項29または請求項30に記載された製造方法。
【請求項３２】
前記第一および第二のコイルは同じ送り方向にすることを特徴とする請求項29から請求項31の何れかに記載された製造方法。
【請求項３３】
前記第一および第二のコイルは異なる送り方向にすることを特徴とする請求項29から請求項31の何れかに記載された製造方法。
【請求項３４】
第一の巻芯を有する第一の電子部品、および、前記第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二の電子部品を有する電子部品の製造方法であって、
前記第一の巻芯の長手方向に分割して、互いに異なる送り方向で、逆方向に第一および第二のコイルを巻回し、
前記第二の巻芯の長手方向に分割して、互いに異なる送り方向で、逆方向に第三および第四のコイルを巻回し、
前記第一から第四のコイルを、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置し、
直列接続される前記第一および第四のコイル、並びに、前記第二および第三のコイルは同じ送り方向に、前記第一のコイルは、前記第一の巻芯の長手方向であって前記第一のコイルから第二のコイルの方向の送り方向にすることを特徴とする製造方法。
【請求項３５】
さらに、前記第一のコイルの巻回終了端部と前記第三のコイルの巻回開始端部、並びに、前記第二のコイルの巻回終了端部と前記第四のコイルの巻回開始端部を、前記第一および第二の巻芯の対向側面側において接続することを特徴とする請求項34に記載された製造方法。
【請求項３６】
前記第一および第二のコイルは前記第一の巻芯の、前記第二の巻芯との非対向側面を巻回開始位置とし、前記第三および第四のコイルは前記第二の巻芯の、前記第一の巻芯との対向側面を巻回開始位置とし、前記第一および第四のコイル、並びに、前記第二および第三のコイルは同じ巻回方向にすることを特徴とする請求項34または請求項35に記載された製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品およびその製造方法に関し、例えば、電源回路などに用いるトランスやインダクタなどの磁気部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器内の電源電圧の低電圧化・高容量化などに伴い、スイッチング電源は低電圧化・大電流化の傾向にある。
【０００３】
図1はスイッチング電源に用いられるトランスの代表的な構成を示す図で、例えば特開平6-069035号公報などに開示されている。また、図2は、図1に示すトランス23のコイルの構成、巻回、コイル端部の引出方法、および、コアの挿入方法を説明する図である。このトランス23は、一次コイル235および二次コイル236を巻芯233へ巻回し、各コイルの端部をボビン231のピン端子234へ接続し、二つのE型コア232をボビン231の挿入口237へ挿入して構成される。
【０００４】
トランス23を形成する際は、電気絶縁材のボビン231の巻芯233に巻回された電線を確実に巻芯233に固定する目的で、粘着テープなどを用いて、コイルの全体もしくは一部を巻芯233に固定する、所謂テープ止めを行う。
【０００５】
低電圧・大電流電源向けのトランスは、コイルの抵抗値を低減することが重要になるため、コイルの巻数を少なくする必要がある。そこで、例えば巻数を数ターンとすると、この数ターンをコイルのみで維持することは非常に困難であるから、上記のテープ止めが重要になる。しかし、テープ止めは巻芯233の巻付スペースを奪い、その結果、巻付幅の広い巻芯233が必要になりトランスの大型化を招く。
【０００６】
また、コイルの両端を接続するピン端子234は、一般的に巻芯233の両端面近傍に配置されている。従って、コイルを巻いた後、ほぼ螺旋に沿うような、自然に引き出せる方向から大きく異なる方向へコイルの端部を引き出すことになり、巻芯233へ複数のコイルを巻く場合など、この引出部が他のコイルと接触して巻付スペースをさらに奪うことになり、コイルを巻く作業を複雑化する。とくに、低電圧・大電流向けのトランスで、太い線径の電線を使用する場合など、電線が堅く巻回し難く、作業は一層困難を極める。
【０００７】
このような問題を解決するために、出願人は、図3から5に示す構成のトランス3を提案している。図3はトランス3の構成を示す斜視図、図4はコイルの構成および引出方法を説明する図、図5はボビン31のコア挿入口37側からみた図である。
【０００８】
図3から5に示すように、巻芯33の巻幅（巻回可能範囲）の端部331を境界とする領域内に、トランス3の出力端子を兼ねる一次コイル35の端部AおよびBが配置される。すなわち、ボビン31において、巻幅の端は巻芯33の端部331であり、端部331を含む二つの平面を境界面とする領域内に、端部AおよびBに対応する出力端子を設ける。
【０００９】
図3から5に示すトランスの構成を採用することにより、巻幅の有効利用、太線使用時の作業性の改善など、上述した問題を解決することができる。
【００１０】
しかし、トランスの電力変換効率を向上するには、抵抗値の低減のみならず、コア損の低減も重要である。そこで、コア損がコイルに加わる電圧に依存することに注目して、トランスを直列化してコイル一つ当たりに加わる電圧を分割し、コア損の低減を図った。なお、以下の説明では、直列化するトランスやインダクタの巻芯を、図に向かって左側から第一、第二の巻芯とする。また、第一の巻芯が第二の巻芯に対向する側の反対側、および、第二の巻芯が第一の巻芯と対向する側を、コイルの巻き始めの基準位置とする。そして、この基準位置に配置されるコイル端部を固定して送り方向にコイルを巻回する。なお、送り方向とは、巻始位置を固定してコイルを巻回する際の、巻線の進行方向を示す。例えば、巻始位置を図4に示す端部Aとすると、コイル35の送り方向は図の下方向になる。端部Aはコイルの巻回開始端部、端部Bはコイルの巻回終了端部となる。
【００１１】
また、図5において、ボビン31を実装するプリント基板に対向する巻芯33の面を下面とする。なお、図6に示すように、巻芯33の断面が円形や楕円形の場合、下面とは巻芯断面の下側半分を構成する面である。
【００１２】
さらに、巻芯33の下面側に配置される巻線の端部から巻芯33へコイルを巻回し、この巻線の他端部を巻芯33の下面側へ引き出す方法を「下面引出方法」と呼ぶ。例えば、図4に示すトランス3のコイルが下面引出方法に相当する。
【００１３】
図7は直列化するトランスの巻芯、コイル、並びに、コイルの巻回方法および引出方向の関係を詳細に説明する概念図である。なお、巻芯33の断面は円形であり、第一の巻芯33に巻回されるコイルはコイル端部PおよびQを有し、第二の巻芯33に巻回されるコイルはコイル端部RおよびSを有する。なお、二つの巻芯33に巻回された一次コイルの端部の間を接続する配線を直列接続部と呼ぶ。従って、コイル端部Qとコイル端部Rの間の配線が直列接続部である。また、図7に示すように、螺旋状に巻回された巻線を、ほぼ螺旋に沿うような、自然に引き出せる方向をコイルの引出方向と呼ぶ。また、引出方向と直列接続部がなす角を角度θとする。
【００１４】
図8はトランス直列体6を示す図である。
【００１５】
トランス3および4が直列接続されるトランス直列体6は、第一の巻芯33に巻回されたコイル35の端部Bと、第二の巻芯33に巻回されたコイル35の端部Aとを直列接続部により接続して、一次コイル35を直列化する。また、二次コイル36もピン端子34を介して直列化する。端部Aはコイルの巻回開始端部、端部Bはコイルの巻回終了端部である。
【００１６】
しかし、図8に示すように、単純に、巻芯33の長手方向が平行になるようにボビン31を隣接配置すると、二つのコイル35の送り方向が同一であるため、接続する端部Bと端部Aが送り方向に離間して配置される問題が生じる。つまり、送り方向へ離間した端部同士を接続する直列接続部を形成すると、図8に示すように、直列接続部と、引出方向とがなす角度θが大きくなる。もし、一本の電線を用いて直列化する場合、第一の巻芯からコイルを引き出した後、直列接続部を形成するため、引き出し部を角度θ分曲り折げ、さらに角度(90°-θ)分折り曲げて、第二の巻芯33への巻回を始めなければならず、直列化の作業性が著しく低下する。
【００１７】
とく、太くて堅い電線を巻回する場合、電線を曲折すること自体が非常に難しく、また、強引に曲折すればプラスチックなどのボビン31を破損するおそれがあり、直列化を一層困難にする。また、引出部を曲げる、もしくは、引出方向を変えることで、角度θを小さくする方法も考えられるが、引出部を曲折したり、引出方向を変えることで引出部が隣接する巻線と重なり、隣接する巻線を押し出すなどして巻線の絶縁被覆が剥がれる可能性がある。また、隣接する巻線と引出部が重なると、その部分のみ巻芯33から大きく外側へ膨らみ、この膨らみが邪魔してコア32をボビン31へ挿入することができない場合もあるし、トランスの巻回可能領域（ウィンドウエリア）を有効に利用することができない結果を招くこともある。
【００１８】
また、図7に示すように、直列化するトランス3と4（巻芯33）の間の距離が短い場合、例えば、第二の巻芯33が左側へ平行移動すると、コイル端部RがR'へ平行移動する。その結果、角度θがより大きなθ'になる。つまり、トランス3と4（巻芯33）の間の距離が短くなれば角度θが大きくなり、引出部をさらに大きく曲折する必要があり、直列化の作業をさらに一層困難なものにする。
【００１９】
また、図8に示すように、接続するコイルの端部Bと端部Aが離間して配置されると、直列化するコイルや巻線の構成などに関わらず、直列接続部が長くなり、抵抗値の上昇を招く。
【００２０】
上記の問題を解決するために、図9に示すように、二つのボビン31をコイルの送り方向にシフトして配置し、角度θを小さくする方法が考えられる。しかし、ボビン31を図9のように配置すると、二つのトランス3を実装する面積が大きくなる新たな問題が生じる。また、二次コイル36の直列接続部を無用に長くしてしまう問題もある。
【００２１】
【特許文献１】特開平6-069035号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上述の問題を個々にまたはまとめて解決するもので、電子部品およびその周辺回路の抵抗値を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００２４】
本発明にかかる電子部品は、第一の巻芯を有する第一のトランス（またはインダクタ）、および、第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のトランス（またはインダクタ）を有するトランス（またはインダクタ）であって、第一の巻芯に巻回された第一のコイルと、第一のコイルと異なる送り方向に第二の巻芯に巻回され、第一のコイルに直列接続される第二のコイルを有することを特徴とする。
【００２５】
また、第一の巻芯を有する第一のトランス、および、第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二のトランスを有するトランスであって、第一の巻芯の長手方向に分割して巻回された第一および第二のコイルと、第二の巻芯の長手方向に分割して巻回された第二および第四のコイルとを有し、第一から第四のコイルは、第一の巻芯の長手方向であって第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置されており、隣接して配置され、直列接続される第一および第三のコイル、並びに、第二および第四のコイルは異なる送り方向を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明にかかる電子部品の製造方法は、第一の巻芯を有する第一の電子部品、および、第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二の電子部品を有する電子部品の製造方法であって、第一の巻芯の長手方向に第一および第二のコイルを分割して巻回し、第一のコイルと異なる送り方向に、第二の巻芯の長手方向に第二および第四のコイルを分割して巻回し、直列接続される第一および第三のコイル、並びに、第二および第四のコイルは隣接して配置することを特徴とする。
【００２７】
また、第一の巻芯を有する第一の電子部品、および、第一の巻芯の長手方向に略並行して配置された第二の巻芯を有する第二の電子部品を有する電子部品の製造方法であって、第一の巻芯の長手方向に第一および第二のコイルを分割して巻回し、第二の巻芯の長手方向に第二および第四のコイルを分割して巻回し、第一から第四のコイルを、第一の巻芯の長手方向であって第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル、第二のコイルの順に、並びに、第三のコイル、第四のコイルの順にそれぞれ配置し、隣接して配置され、直列接続される第一および第三のコイル、並びに、第二および第四のコイルは異なる送り方向にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、電子部品およびその周辺回路の抵抗値を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明にかかる実施例のトランスを説明する。なお、本発明は、トランスに限らず、インダクタなどの磁気部品にも適用することができる。また、以下の説明において、図8などに示すトランス直列体6と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００３０】
図10は実施例のトランス直列体5のコイルの構成と引出方法を説明する図である。
【００３１】
トランス直列体5は、図3から5に示す出願人が提案するコイル構成に本発明を適用したものである。従って、ボビン31の鍔部（巻幅の端部）を境界とする領域内に、トランス直列体5の出力端子を兼ねる一次コイル35の端部を配置する。
【００３２】
図10において、トランス3および4の一次コイル35は、コイルの巻回開始の基準位置の定義に従い、それらの端部AおよびCから下面引出方法により2ターン巻回され、コイル端部BおよびDを終端とする。図8に示すトランス直列体6と異なるのは、コイル35の送り方向で、トランス3の一次コイル35の送り方向はトランス直列体6と同じだが、トランス4の一次コイル35の送り方向はトランス直列体6と逆である。言い換えれば、二つの一次コイル35は互いに異なる送り方向で巻回されている。なお、二次コイル36はトランス直列体6と同じ構成である。端部Aおよび端部Cはコイルの巻回開始端部、端部Bおよび端部Dはコイルの巻回終了端部となる。
【００３３】
一次コイル35の送り方向を図10に示すようにすると、トランス直列体5の直列接続部は引出方向とほぼ同一方向、かつ、最短になる。従って、一本の連続した電線を用いたトランス3および4の直列化した一次コイル35の形成が極めて容易になる。また、太くて堅い線材を一次コイル35に用いる場合も、引出部を大きく曲折する必要がなく直列化に支障が生じない。さらに、トランス3と4（巻芯33）の間の距離が短い場合でも、引出部を曲折する必要がないから直列化に何ら問題が生じない。
【００３４】
このように、螺旋状に巻回された巻線を、ほぼ螺旋に沿って、自然に引き出して直列化することができるため、隣接する巻線との干渉もない。従って、上述した問題、直列化に際して巻線の絶縁被覆が剥がれる、隣接する巻線と引出部の重なりによるボビン31へのコア32の挿入不可、などを防ぐことができるし、トランスの巻回可能領域（ウィンドウエリア）を有効に利用することができる。勿論、直列接続部が最短距離になるから、直列接続部による抵抗値の上昇を最小限に抑えることができる。
【００３５】
なお、以下の説明では、ボビン31へコイルを巻回する例を説明するが、ボビンを使用せずにコア材に直接、コイルを巻回してもよい。またコアの材質もとくに限定されず、空芯でもよい。さらに、コイルのターン数は2ターンに限らず、1ターン以上であればよい。また、図11に示すように、柱状ではない巻芯33を有するインダクタやトランスにも本発明は適用可能である。
【００３６】
また、以下では、説明の都合上、直列化するコイルを別々に巻回した後、直列接続する零を説明するが、当然、一本の連続した電線によってコイルを形成するこができる。なお、本実施例では便宜上、本発明を適用するコイルを一次コイルとするが、二次コイルに適用しても、あるいは、一次および二次の双方のコイルに適用してもよい。勿論、トランスやインダクタの直列数はとくに限定されない。
【実施例１】
【００３７】
図12は実施例1のトランス直列体10の構成例を説明する図である。なお、トランス直列体10は、トランス直列体6と同一構成のボビン31、コア32および二次コイル36を有するが、トランス直列体6とは異なる一次コイル35を有する。
【００３８】
図12に示すように、トランス直列体10は、二つのトランス8および9の直列体である。トランス8の一次コイル35は、第一のコイル35aおよび第二のコイル35bで構成され、トランス9の一次コイル35は第三のコイル35cおよび第四のコイル35dから構成される。第一から第四のコイル35aから35dは、第一の巻芯の長手方向であって第一のコイルからのコイルの方向に、第一のコイル35a、第二のコイル35bの順に、並びに、第三のコイル35c、第四のコイル35dの順にそれぞれ配置されている。
【００３９】
第一の巻芯31の巻き始めの基準位置は、第一のコイル35aの端子1側および第二のコイル35bの端子3側で、両コイル35aおよび35bは送り方向は図12の下向きとして1ターン巻回される。また、第二の巻芯31の巻き始めの基準位置は、第三のコイル35cの端子5側および第四のコイル35dの端子7側で、両コイル35cおよび35dは送り方向は図12の上向きとして1ターン巻回される。端子1、3、5および7はコイルの巻回開始端部、端子2、４、6および8はコイルの巻回終了端部となる。
【００４０】
図13はトランス直列体10を使用するプッシュプルスイッチング回路の構成例を示す図である。なお、図12に○数字で示すトランスの端子番号1から12と、図13に○数字で示すトランスの端子番号1から12一対一に対応する。端子番号の対応関係は、以下の実施例でも同様である。
【００４１】
図12および13に示すように、端子2-5および端子4-7を直列接続部として接続することで四つの一次コイル35は直列化され、端子6および8は一次コイルのセンタタップ(CT)になる。なお、四つの一次コイル35の接続を端子番号で表すと(1-2)-(5-6)-CT-(8-7)-(4-3)の関係になる。そして、端子1および3はそれぞれスイッチング素子SW1およびSW2のドレインと接続され、CTはプッシュプルスイッチング回路の電源Eのプラス端子と接続される。また、スイッチング素子SW1およびSW2のソースは電源Eのマイナス端子に接続する。
【００４２】
また、トランス10の二つの二次コイル36は、端子10-11を直列接続部として接続され、端子9-12の出力は例えばダイオードブリッジD1-D4によって全波整流され、平滑用のキャパシタC2を介して出力端子から出力される。なお、プッシュプルスイッチング回路の入力には、直流電圧の変動を抑制する目的で、一般にキャパシタC1が接続される。また、図13にはスイッチング素子としてMOSFETを使用する例を示したが、スイッチング素子の種類に限定はない。
【００４３】
このように、複数の巻芯へ配置されるコイルが複数あっても、直列接続部を最短距離にして、直列接続部による抵抗値の上昇を最小限に抑えることができる。
【実施例２】
【００４４】
実施例2のトランス直列体は、実施例1と同様に、図13に示すプッシュプルスイッチング回路用のコイル構成を有する。ただし、実施例1のトランス直列体10とコイル構成は同一であるが、一次コイル35の送り方向や引出方法が異なる。
【００４５】
図14は実施例2のコイルの巻回方法および引出方法を説明する概念図である。柱状巻芯にコイルαおよびコイルβを巻回するが、両コイルの巻回方向は互いに逆向きにして、極性が異なるコイル端部を柱状巻芯に対して同一側に引き出すようにする。従って、コイルβの引出方法は前記の下面引出方法に、コイルαの引出方法は、巻芯の下面と相対する面から引き出すため、上面引出方法と定義する。このようなコイル構成によっても、巻芯に対して同一側へCTを構成するコイル端部が配置され、CTの接続が容易になり、CT間の抵抗値も低減することができる。
【００４６】
図15は実施例2のトランス直列体10の構成例を説明する図である。なお、トランス直列体10は、トランス直列体6と同一構成のボビン31、コア32および二次コイル36を有するが、トランス直列体6とは異なる一次コイル35を有する。また、実施例1のトランス直列体10とも、第一のコイル35aおよび第三のコイル35cの引出方法が、下面引出方法から上面引出方法へ変更されている点で異なる。
【００４７】
このように、複数の巻芯へ配置されるコイルが複数ある構成で、引出方法が異なっても、直列接続部を最短距離にして、直列接続部による抵抗値の上昇を最小限に抑えることができる。
【実施例３】
【００４８】
実施例3のトランス直列体は、実施例1と同様に、図13に示すプッシュプルスイッチング回路用のコイル構成を有する。ただし、実施例1のトランス直列体10とコイル構成は同一であるが、一次コイル35の送り方向や引出方法が異なる。
【００４９】
図16は実施例3のトランス直列体10の構成例を説明する図、図17は実施例3の第一のコイル35aおよび第三のコイル35cの巻回方法を説明する図、図18は実施例3の第二のコイル35bおよび第四のコイル35dの巻回方法を説明する図である。端子1、3、5および7はコイルの巻回開始端部、端子2、４、6および8はコイルの巻回終了端部となる。
【００５０】
実施例3のトランス直列体10は、図15に示す実施例2のトランス直列体10と、第二コイル35bおよび第四のコイル35dの送り方向が異なる。図16には端子2と4、5と7をそれぞれ同一位置に配置する例を示したが、例えばプリント板の両面にそれぞれ配置してもよいし、必要な絶縁距離を離して配置してもよい。また、その他の端子1、3、6、8もプリント基板の両面にそれぞれ配置してもよい。なお、引出方法が同じ端子は、プリント基板の同じ側に配置するとよい。
【００５１】
このように、複数の巻芯へ配置されるコイルが複数ある構成で、引出方法および送り方向が異なっても、直列接続部を最短距離にして、直列接続部による抵抗値の上昇を最小限に抑えることができる。また、端子1-3間、6-8間などに、比較的広いスペースが得られるが、そのスペースに部品を実装可能になるなどのメリットもある。
【実施例４】
【００５２】
実施例4のトランス直列体は、実施例1と同様に、図13に示すプッシュプルスイッチング回路用のコイル構成を有する。ただし、実施例1のトランス直列体10とコイル構成は同一であるが、一次コイル35の送り方向や引出方法が異なる。
【００５３】
図19は実施例4のトランス直列体10の構成例を説明する図、図20は実施例4の第一のコイル35aおよび第四のコイル35dの巻回方法を説明する図、図21は実施例4の第二のコイル35bおよび第三のコイル35cの巻回方法を説明する図である。図23はトランス直列体10をボビンの挿入口側からみた図である。端子1、3、5および7はコイルの巻回開始端部、端子2、４、6および8はコイルの巻回終了端部となる。
【００５４】
実施例4のトランス直列体10は、図16に示す実施例3のトランス直列体10と、第一の巻芯のコイル構成は同一であるが、第二の巻芯の第三のコイル35cおよび第四のコイル35dの巻き回し方向が図16に示すものとは逆となる点と、第一のコイル35aと第四のコイル35dとが端子2、7により、第二のコイル35bと第三のコイル35cとが端子4、5によりそれぞれ直列接続されている点で異なる。また、第三のコイル35cの引出方法が上面引出方法から下面引出方法に、第四のコイル35dの引出方法が下面引出方法から上面引出方法に変更されている。なお、第一から第四のコイルは、第一の巻芯の長手方向であって第一のコイルから第二のコイルの方向に、第一のコイル35a、第二のコイル35bの順に、並びに、第三のコイル35c、第四のコイル35dの順にそれぞれ配置されている。第一のコイル35aの送り方向は、第一の巻芯の長手方向であって第一のコイル35aから第二のコイル35bの方向である。
【００５５】
なお、図16と同様に、図19には端子2と4、5と7をそれぞれ同一位置に配置する例を示したが、例えばプリント基板の両面にそれぞれ配置してもよいし、必要な絶縁距離を離して配置してもよい。また、その他の端子1、3、6、8もプリント基板の両面にそれぞれ配置してもよい。なお、引出方法が同じ端子は、プリント基板の同じ側に配置するとよい。
【００５６】
このように、複数の巻芯へ配置されるコイルが複数ある構成で、引出方法および送り方向が異なっても、直列接続部を最短距離にして、直列接続部による抵抗値の上昇を最小限に抑えることができる。また、実施例3と同様に、端子1-3間、6-8間などに、比較的広いスペースが得られるが、そのスペースに部品を実装可能になるなどのメリットもある。さらに、直列化するコイルの送り方向が同一であるため、コイルのピッチ方向の剛性が高く、トランス直列体10を実装する場合に、外形がより崩れにくい。
【実施例５】
【００５７】
以下、本発明にかかる実施例5のインダクタを説明する。なお、本実施例において、上記の実施例と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５８】
図22は実施例5のインダクタ直列体22のコイル構成を示す図である。図10に示すトランスと同様に、インダクタに関しても直列化することで、コイル一つ当たりに加わる電圧が分割され、コア損失を低減することができる。なお、図12、15、16および19に示すトランスと同様に、インダクタ直列体を構成することもできる。端部AおよびCはコイルの巻回開始端部、端部BおよびDはコイルの巻回終了端部となる。
【００５９】
このように、本実施例のトランス（またはインダクタ）の直列体の直列接続部は、コイルの引出方向と並行、かつ、最短配置になる。従って、一本の電線を用いた上記の直列化されるコイルの形成が容易になる。また、巻線に太くて堅い線材を用いる場合でも、巻線を大きく曲げる必要がなく直列化に支障がない。さらに、トランスやインダクタ間（巻芯間）の距離が短くなっても、同様の理由で、直列化に何ら問題を生じない。このように、螺旋状に巻き回される巻線をほぼ螺旋に沿って引き出し直列化するため、隣接する巻線との干渉がなく、直列化に際して巻線の絶縁被覆を剥がすこともない。また、同様の理由から、他の巻線との不要な重なりがないため、トランスの巻回可能領域（ウィンドウエリア）を有効に利用することができる。
【００６０】
また、上記のように、接続されるコイル端部同士が最短距離に配置されるため、直列化するコイルや巻線の構成などに関わらず、抵抗値の上昇を抑制することができる。
【００６１】
なお、図24に示されるように、第一および第二の巻芯にそれぞれ巻き回されたコイル同士を並列に接続する場合にも本発明を適用できることはいうまでもない。巻回終了端部Bと巻回開始端部Dとを接続し、端部Aと端部Cとを接続すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】スイッチング電源に用いられるトランスの代表的な構成を示す図、
【図２】図1に示すトランスのコイルの構成、巻回、コイル端部の引出方法、および、コアの挿入方法を説明する図、
【図３】出願人が提案するトランスの構成を示す斜視図、
【図４】図3に示すトランスのコイルの構成および引出方法を説明する図、
【図５】図3に示すボビンをのコア挿入口側からみた図、
【図６】巻芯の断面が円形や楕円形の場合の下面を説明する面、
【図７】直列化するトランスの巻芯、コイル、並びに、コイルの巻回方法および引出方向の関係を詳細に説明する概念図、
【図８】トランス直列体を示す図、
【図９】直列接続部による抵抗値の上昇を防ぐ方法を説明する図、
【図１０】実施例のトランス直列体のコイルの構成と引出方法を説明する図、
【図１１】柱状ではない巻芯を有するインダクタやトランスに発明が適用可能であることを示す図、
【図１２】実施例1のトランス直列体の構成例を説明する図、
【図１３】トランス直列体を使用するプッシュプルスイッチング回路の構成例を示す図、
【図１４】実施例2のコイルの巻回方法および引出方法を説明する概念図、
【図１５】実施例2のトランス直列体の構成例を説明する図、
【図１６】実施例3のトランス直列体の構成例を説明する図、
【図１７】実施例3の第一および第三のコイルの巻回方法を説明する図、
【図１８】実施例3の第二および第四のコイルの巻回方法を説明する図、
【図１９】実施例4のトランス直列体の構成例を説明する図、
【図２０】実施例4の第一および第三のコイルの巻回方法を説明する図、
【図２１】実施例4の第二および第四のコイルの巻回方法を説明する図、
【図２２】実施例5のインダクタ直列体のコイル構成を示す図、
【図２３】実施例4のトランス直列体をボビンの挿入口側からみた図、
【図２４】並行した巻芯にそれぞれ巻回されたコイル同士を並列接続する場合にも本発明を適用できることを示す図である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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