JP3488869B2

JP3488869B2 - 平面コイルおよび平面トランス

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Publication number: JP3488869B2
Application number: JP2001075651A
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Inventors: 正浩蒲生; 智堀上
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の導体が渦
巻き状に配置されて形成された導体パターンよりなる巻
線を有する平面コイルおよび平面トランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】平面コイルや平面トランスは、スイッチ
ング電源等におけるチョークコイルやトランスとして使
われている。平面コイルや平面トランスは、平板状の導
体が渦巻き状に配置されて形成された導体パターンより
なる巻線を有している。平面トランスや複数の導体パタ
ーンを有する平面コイルでは、複数の導体パターンが絶
縁層を介して厚さ方向に積み重ねられている。

【０００３】平面コイルや平面トランスのうち、出力電
流が比較的小さなものは、例えば、スパッタ法等の薄膜
形成技術によって、渦巻き状の導体パターン、絶縁層お
よび磁性層を積み上げて形成される。また、平面コイル
や平面トランスのうち、出力電流が中程度のものは、例
えば、各面における導体層をエッチングして各面に渦巻
き状の導体パターンを形成した両面プリント基板を、絶
縁層を介して積層してなるプリントコイルや、導体板を
打ち抜いて形成した渦巻き状の導体パターンを絶縁層を
介して積層してなるコイルが用いられる。これらのコイ
ルには、渦巻き状の導体パターンの中心部分において厚
さ方向に貫通する孔が形成され、この孔に、ＥＥ型フェ
ライトコア等の磁性体が挿入される。

【０００４】上述のような平面コイルや平面トランス
は、薄型化が可能であるため、特に小型、薄型のスイッ
チング電源等に使われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＩＣ（集積回
路）の集積度の増大に伴うＩＣの動作電圧の低下、大電
流化等により、スイッチング電源には小型化と共に大電
流化が求められている。チョークコイルやトランスにお
ける導体の抵抗による損失、いわゆる銅損は、電流値の
二乗に比例して大きくなる。そのため、チョークコイル
やトランスとして用いられる平面コイルや平面トランス
では、導体の抵抗値の低減が重要な課題となっている。

【０００６】ところで、チョークコイルやトランスにお
ける巻線のターン数（巻数）は、スイッチング電源に要
求されるリップル電圧や入出力電圧比、更には電源駆動
周波数やコアの形状、物性等で決定されるが、奇数のタ
ーン数が要求されることも多い。プリントコイルは、ワ
イヤーを使ったコイルよりも巻線の設計の自由度が高
い。例えば、プリントコイルでは、導体パターンの幅を
変えることによって、決められた巻枠（導体パターンの
配置領域）内に任意のターン数の巻線を形成することが
できる。また、プリントコイルでは、同じパターンの複
数の導体パターンを積層し、これらをスルーホール等を
用いて並列に接続することで、許容電流容量を調整する
こともできる。

【０００７】従来、平面コイルや平面トランスにおい
て、３ターン以上の奇数のターン数の巻線を形成する方
法としては、主に以下の４つの方法が用いられていた。
第１の方法は、要求される奇数ターンの巻線を、奇数タ
ーンの導体パターンを有する１層の導体層で形成する方
法である。第２の方法は、例えば特開平４−１１３６０
５号公報に示されるように、１ターンの導体パターンを
有する導体層を奇数層だけ直列に接続する方法である。
第３の方法は、偶数ターンの導体パターンを有する導体
層と奇数ターンの導体パターンを有する導体層とを直列
に接続する方法である。第４の方法は、例えば特開平１
０−１６３０３９号公報の図６ないし図９に示されるよ
うに、〔偶数＋α〕ターン（αは０より大きく、１より
小さい）の導体パターンを有する導体層と〔偶数＋(１
−α)〕ターンの導体パターンを有する導体層とを直列
に接続する方法である。

【０００８】しかしながら、上記のいずれの方法でも、
以下のような問題点があった。第１の方法では、巻線の
一方の端子を導体パターンの内周縁付近から導出する必
要がある。そのため、第１の方法では、通常、平面コイ
ルに使用されているようなコア、すなわち、巻線を貫通
するように配置される部分（いわゆる中足）と巻線の外
周側に配置される部分（いわゆる外足）との接続部分が
巻線のほとんどを覆うように幅が広くなっているコアを
使用することができない。第１の方法を用いる場合に
は、コアとしては、上記接続部分が、導体パターンの内
周縁付近から導出される巻線の端子にぶつからないよう
に、上記接続部分の幅の狭いコアを用いる必要がある。
この場合、磁束が飽和しないようなコアの断面積を確保
するためには、コアの厚さを大きくする必要がある。従
って、第１の方法では、平面コイルまたは平面トランス
の薄型化が難しくなるという問題がある。

【０００９】第２の方法では、要求されるターン数と同
じ数だけの導体層を積層するため、平面コイルまたは平
面トランスが厚くなるという問題点がある。また、第２
の方法では、要求されるターン数が多くなるほど、奇数
層の導体層を直列に接続するための接続部が多く必要に
なる。例えば、５ターンの巻線を形成する場合には、端
子以外の接続部が４箇所必要となる。そのため、平面コ
イルまたは平面トランスにおいて、接続部を配置するた
めの領域を広く確保する必要が生じるという問題点があ
る。また、第２の方法では、導体層の層数が巻線のター
ン数と一致するため、導体層の層数の設計の自由度が小
さいという問題点がある。例えば、５ターンの巻線を形
成する場合には、導体層の数は５層単位となる。すなわ
ち、この場合には、例えば電流容量を増やすために導体
層の数を増やすには、導体層の層数を５の倍数にするし
かなく、所望の電流容量を得るために例えば８層や１２
層とすることは不可能である。

【００１０】第３の方法および第４の方法では、２つの
導体層で導体パターンの巻き方向を逆にし、２つの導体
パターンの内側の端部同士を電気的に接続することによ
り、巻線の２つの端子を２つの導体パターンの外側の端
部より導出することが可能になる。従って、第３の方法
および第４の方法では、巻線の両端子をコアの外側に配
置することができるため、中足と外足との接続部分の幅
の広い、薄型のコアを使用することができる。また、第
３の方法および第４の方法では、導体層の層数の設計を
２層単位で行うことができ、導体層の層数の設計の自由
度は大きい。

【００１１】しかしながら、第３の方法および第４の方
法では、巻線全体の中で、導体パターンの幅が大きく異
なる所が生じるため、巻線の部分によって電流密度が変
化する。そのため、第３の方法および第４の方法では、
損失を小さくするという観点では、導体パターンの最適
な設計はできない。

【００１２】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、奇数ターンの巻線を備えた平面コイ
ルおよび平面トランスであって、薄型化が可能で、導体
層の層数の設計の自由度が大きく、損失の小さな平面コ
イルおよび平面トランスを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の平面コイルは、
平板状の導体によって形成された奇数ターンの巻線を有
するものであって、絶縁層と、平板状の導体が渦巻き状
に配置されて形成された第１の導体パターンを有する第
１の導体層と、平板状の導体が渦巻き状に配置されて形
成された第２の導体パターンを有し、絶縁層を介して第
１の導体層に重ね合わされた第２の導体層とを備え、第
１の導体パターンと第２の導体パターンは、それぞれＮ
（Ｎは１以上の整数）＋１ターンの巻線部分を含み、第
１の導体パターンおよび第２の導体パターンの最も内側
の巻線部分同士が並列に接続されることにより、第１の
導体パターンおよび第２の導体パターンによって２Ｎ＋
１ターンの巻線が構成されているものである。

【００１４】本発明の平面コイルでは、第１の導体パタ
ーンおよび第２の導体パターンの最も内側の巻線部分同
士が並列に接続され、これらによって巻線における１タ
ーン分の導電路が構成される。また、第１の導体パター
ンおよび第２の導体パターンにおける他の巻線部分によ
って２Ｎターン分の導電路が構成される。本発明では、
第１の導体パターンと第２の導体パターンとを、それら
の幅に関して同様のパターンにすることが可能である。
また、本発明では、第１の導体パターンおよび第２の導
体パターンの最も内側の巻線部分によって構成される１
ターン分の導電路の厚さは他の導電路の厚さの２倍とな
るが、その幅を調整することで、２Ｎ＋１ターンの巻線
全体の抵抗値を小さくして、巻線全体における損失を小
さくすることが可能である。なお、本発明は、第１の導
体層と第２の導体層が絶縁層のみを介して重ね合わされ
ている場合に限らず、絶縁層に加え、他の層も介して第
１の導体層と第２の導体層が重ね合わされている場合も
含む。

【００１５】本発明の平面コイルでは、第１の導体パタ
ーンおよび第２の導体パターンにおいて、最も内側の巻
線部分の幅は実質的に他の巻線部分の幅の半分であって
もよい。この場合には、第１の導体パターンおよび第２
の導体パターンの最も内側の巻線部分によって構成され
る１ターン分の導電路の厚さは他の導電路の厚さの２倍
となるが、その幅は実質的に他の導電路の幅の半分とな
るので、その断面積は実質的に他の導電路の断面積と等
しくなる。従って、２Ｎ＋１ターンの巻線の各部におけ
る電流密度は均一化され、巻線における損失が低減され
る。

【００１６】なお、本出願において、巻線部分とは、導
体パターンのうちの１ターン分の部分を言う。また、本
出願において、「実質的に半分」というのは、正確に半
分の値と、それに対して設計上での丸め誤差や製造上の
誤差等の許容範囲の誤差を含めた値とを含むという意味
である。

【００１７】また、本発明の平面コイルでは、第１の導
体パターンおよび第２の導体パターンにおいて、内側か
らｎターン（ｎは１以上、Ｎ＋１以下の整数）目の巻線
部分の内周部の半径をｒ_i(n)、外周部の半径をｒ_o(n)と
し、最も内側の巻線部分の内周部の半径ｒ_min、最も外
側の巻線部分の外周部の半径と最も内側の巻線部分の内
周部の半径との差Ｗ_total、および隣接するターン間に
おける巻線部分間の距離Ｄが与えられたときに、以下の
式（１）で表されるＡの値が最小となるようにｒ_i(n)お
よびｒ_o(n)が定められていてもよい。ただし、Ｋ(1)＝
０．５、ｎ≧２のときＫ(ｎ)＝２、ｒ_i(1)＝ｒ_min、ｒ_i
(n+1)−ｒ_o(n)＝Ｄ、ｒ_o(N+1)−ｒ_i(1)＝Ｗ_totalであ
る。

【００１８】

【数３】

【００１９】このように、式（１）で表されるＡの値が
最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)を設定することに
より、２Ｎ＋１ターンの巻線全体の抵抗値が最小にな
り、その結果、巻線全体における損失が最小になる。

【００２０】また、本発明の平面コイルにおいて、複数
組の絶縁層、第１の導体層および第２の導体層が厚さ方
向に積層され、各組毎の巻線が並列に接続されていても
よい。

【００２１】本発明の平面トランスは、それぞれ平面的
に配置された導体によって形成された一次巻線と二次巻
線とを有するものであって、一次巻線と二次巻線の少な
くとも一方は、平板状の導体が渦巻き状に配置されて形
成された第１の導体パターンを有する第１の導体層と、
平板状の導体が渦巻き状に配置されて形成された第２の
導体パターンを有し、絶縁層を介して第１の導体層に重
ね合わされた第２の導体層とを備え、第１の導体パター
ンと第２の導体パターンは、それぞれＮ（Ｎは１以上の
整数）＋１ターンの巻線部分を含み、第１の導体パター
ンおよび第２の導体パターンの最も内側の巻線部分同士
が並列に接続されることにより、第１の導体パターンお
よび第２の導体パターンによって２Ｎ＋１ターンの巻線
が構成されているものである。

【００２２】本発明の平面トランスでは、第１の導体パ
ターンおよび第２の導体パターンの最も内側の巻線部分
同士が並列に接続され、これらによって巻線における１
ターン分の導電路が構成される。また、第１の導体パタ
ーンおよび第２の導体パターンにおける他の巻線部分に
よって２Ｎターン分の導電路が構成される。本発明で
は、第１の導体パターンと第２の導体パターンとを、そ
れらの幅に関して同様のパターンにすることが可能であ
る。また、本発明では、第１の導体パターンおよび第２
の導体パターンの最も内側の巻線部分によって構成され
る１ターン分の導電路の厚さは他の導電路の厚さの２倍
となるが、その幅を調整することで、２Ｎ＋１ターンの
巻線全体の抵抗値を小さくして、巻線全体における損失
を小さくすることが可能である。なお、本発明は、第１
の導体層と第２の導体層が絶縁層のみを介して重ね合わ
されている場合に限らず、絶縁層に加え、他の層も介し
て第１の導体層と第２の導体層が重ね合わされている場
合も含む。

【００２３】本発明の平面トランスでは、第１の導体パ
ターンおよび第２の導体パターンにおいて、最も内側の
巻線部分の幅は実質的に他の巻線部分の幅の半分であっ
てもよい。この場合には、第１の導体パターンおよび第
２の導体パターンの最も内側の巻線部分によって構成さ
れる１ターン分の導電路の厚さは他の導電路の厚さの２
倍となるが、その幅は実質的に他の導電路の幅の半分と
なるので、その断面積は実質的に他の導電路の断面積と
等しくなる。従って、２Ｎ＋１ターンの巻線の各部にお
ける電流密度は均一化され、巻線における損失が低減さ
れる。

【００２４】また、本発明の平面トランスでは、第１の
導体パターンおよび第２の導体パターンにおいて、内側
からｎターン（ｎは１以上、Ｎ＋１以下の整数）目の巻
線部分の内周部の半径をｒ_i(n)、外周部の半径をｒ_o(n)
とし、最も内側の巻線部分の内周部の半径ｒ_min、最も
外側の巻線部分の外周部の半径と最も内側の巻線部分の
内周部の半径との差Ｗ_total、および隣接するターン間
における巻線部分間の距離Ｄが与えられたときに、以下
の式（１）で表されるＡの値が最小となるようにｒ_i(n)
およびｒ_o(n)が定められていてもよい。ただし、Ｋ(1)
＝０．５、ｎ≧２のときＫ(ｎ)＝２、ｒ_i(1)＝ｒ_min、
ｒ_i(n+1)−ｒ_o(n)＝Ｄ、ｒ_o(N+1)−ｒ_i(1)＝Ｗ_totalで
ある。

【００２５】

【数４】

【００２６】このように、式（１）で表されるＡの値が
最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)を設定することに
より、２Ｎ＋１ターンの巻線全体の抵抗値が最小にな
り、その結果、巻線全体における損失が最小になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】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。［第１の実施の形態］まず、図１ないし図４を参照し
て、本発明の第１の実施の形態に係る平面コイルの構成
について説明する。図１は本実施の形態に係る平面コイ
ルにおける第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面
図、図２は本実施の形態に係る平面コイルにおける絶縁
層を示す平面図、図３は本実施の形態に係る平面コイル
における第２の導体層を示す平面図、図４は図１におけ
るＡ−Ａ線で示す断面を拡大して表した断面図である。

【００２８】本実施の形態に係る平面コイルは、矩形の
板状の絶縁層１０と、この絶縁層１０の一方の面（上
面）に形成された第１の導体層１１と、絶縁層１０の他
方の面（下面）に形成された第２の導体層１２とを備え
ている。このように、第１の導体層１１と第２の導体層
１２は、絶縁層１０を介して重ね合わされている。

【００２９】絶縁層１０の一側部の近傍には、巻線の端
子が配置される端子領域１０ｂが設けられている。絶縁
層１０のうちの端子領域１０ｂを除いた部分の中心部分
には円形の孔１０ａが形成されている。孔１０ａにはコ
ア（磁芯）を挿入できるようになっている。

【００３０】図１に示したように、第１の導体層１１
は、箔状を含む平板状の導体が渦巻き状に配置されて形
成された第１の導体パターン１１ａを有している。導体
としては例えば銅が用いられる。同様に、図３に示した
ように、第２の導体層１２は、箔状を含む平板状の導体
が渦巻き状に配置されて形成された第２の導体パターン
１２ａを有している。第１の導体パターン１１ａと第２
の導体パターン１２ａは、孔１０ａの外周部と絶縁層１
０の外周部との間の領域に配置されている。

【００３１】本実施の形態に係る平面コイルは、例え
ば、絶縁基板の両面に導体層が形成された両面プリント
基板における各導体層をエッチングすることによって製
造してもよいし、導体板を打ち抜いて製造してもよい。
また、スパッタ法等の薄膜形成技術によって製造しても
よい。

【００３２】第１の導体パターン１１ａと第２の導体パ
ターン１２ａは、それぞれＮ（Ｎは１以上の整数）＋１
ターンの巻線部分を含んでいる。本実施の形態では、特
に、Ｎ＝１としている。すなわち、第１の導体パターン
１１ａと第２の導体パターン１２ａは、それぞれ２ター
ンの巻線部分を含んでいる。

【００３３】第１の導体パターン１１ａと第２の導体パ
ターン１２ａとでは導体の巻き方向が逆になっている。
すなわち、図１に示したように、第１の導体パターン１
１ａでは、導体は内側から外側にかけて時計回り方向に
巻回され、図３に示したように、第２の導体パターン１
２ａでは、導体は内側から外側にかけて反時計回り方向
に巻回されている。

【００３４】図１に示したように、第１の導体パターン
１１ａの外側の端部は、絶縁層１０の端子領域１０ｂに
おいて右側の位置に配置されている。絶縁層１０の一方
の面（上面）には、端子領域１０ｂにおける左側の位置
に、端子として用いられる端子層１３が設けられてい
る。

【００３５】図３に示したように、第２の導体パターン
１２ａの外側の端部は、絶縁層１０の端子領域１０ｂに
おいて左側の位置に配置されている。絶縁層１０の他方
の面（下面）には、端子領域１０ｂにおける右側の位置
に、端子として用いられる端子層１４が設けられてい
る。

【００３６】端子領域１０ｂにおける左側の位置には、
端子層１３、絶縁層１０、および第２の導体パターン１
２ａの外側の端部を貫通するスルーホール１５が形成さ
れている。このスルーホール１５を介して、端子層１３
と第２の導体パターン１２ａの外側の端部とが電気的に
接続されている。

【００３７】端子領域１０ｂにおける右側の位置には、
第１の導体パターン１１ａの外側の端部、絶縁層１０お
よび端子層１４を貫通するスルーホール１６が形成され
ている。このスルーホール１６を介して、第１の導体パ
ターン１１ａの外側の端部と端子層１４とが電気的に接
続されている。

【００３８】図１および図３に示したように、第１の導
体パターン１１ａおよび第２の導体パターン１２ａの最
も内側の巻線部分同士は、導体パターン１１ａ，１２ａ
および絶縁層１０を貫通するスルーホール１７，１８に
よって並列に接続されている。これらによって巻線にお
ける１ターン分の導電路が構成される。なお、スルーホ
ール１７，１８は、各導体パターン１１ａ，１２ａの最
も内側の巻線部分における両端部の位置に設けられてい
る。また、第１の導体パターン１１ａおよび第２の導体
パターン１２ａにおける他の巻線部分によって２Ｎ＝２
ターン分の導電路が構成される。このようにして、第１
の導体パターン１１ａおよび第２の導体パターン１２ａ
によって２Ｎ＋１＝３ターンの巻線が構成されている。

【００３９】本実施の形態では、図１および図３に示し
たように、第１の導体パターン１１ａと第２の導体パタ
ーン１２ａとを、それらの幅に関して同様のパターンに
することが可能である。従って、本実施の形態によれ
ば、最も内側の巻線部分と他の巻線部分との間の関係を
除いて、導体パターンの幅が大きく異なる所が生じるこ
とを防止することができる。本実施の形態では、第１の
導体パターン１１ａおよび第２の導体パターン１２ａの
最も内側の巻線部分によって構成される１ターン分の導
電路の厚さは他の導電路の厚さの２倍となるが、その幅
を調整することで、巻線全体の抵抗値を小さくして、巻
線全体における損失を小さくすることが可能である。

【００４０】本実施の形態では、特に、図１および図３
に示したように、第１の導体パターン１１ａおよび第２
の導体パターン１２ａにおいて、最も内側の巻線部分の
幅は実質的に他の巻線部分の幅の半分になっている。な
お、他の巻線部分の幅は一定になっている。第１の導体
パターン１１ａおよび第２の導体パターン１２ａの最も
内側の巻線部分によって構成される１ターン分の導電路
の厚さは他の導電路の厚さの２倍となるが、その幅は実
質的に他の導電路の幅の半分となるので、その断面積は
実質的に他の導電路の断面積と等しくなる。従って、本
実施の形態に係る平面コイルによれば、３ターンの巻線
の各部における電流密度は均一化され、巻線における損
失が低減される。

【００４１】また、本実施の形態によれば、２層の導体
層１１，１２によって３ターンの巻線を構成できる。ま
た、本実施の形態によれば、巻線の２つの端子を２つの
導体パターン１１ａ，１２ａの外側の端部より導出する
ことができる。従って、巻線の両端子を、幅広なコアの
外側に配置することができるため、中足と外足との接続
部分の幅の広い、薄型のコアを使用することができる。
これらのことから、本実施の形態によれば、平面コイル
の薄型化が可能になる。

【００４２】また、本実施の形態によれば、導体層１
１，１２の層数の設計を２層単位で行うことができ、導
体層１１，１２の層数の設計の自由度が大きくなる。

【００４３】［第２の実施の形態］次に、図５および図
６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る平面コ
イルの構成について説明する。図５は本実施の形態に係
る平面コイルにおける第１の導体層とその下の絶縁層と
を示す平面図、図６は本実施の形態に係る平面コイルに
おける第２の導体層を示す平面図である。

【００４４】本実施の形態に係る平面コイルの構成は、
導体パターン１１ａ，１２ａの形状が異なることを除い
て、第１の実施の形態に係る平面コイルと同様である。

【００４５】本実施の形態に係る平面コイルでは、第１
の導体パターン１１ａおよび第２の導体パターン１２ａ
において、内側からｎターン（ｎは１以上、Ｎ＋１以下
の整数）目の巻線部分の内周部の半径をｒ_i(n)、外周部
の半径をｒ_o(n)とし、最も内側の巻線部分の内周部の半
径ｒ_min、最も外側の巻線部分の外周部の半径と最も内
側の巻線部分の内周部の半径との差Ｗ_total、および隣
接するターン間における巻線部分間の距離Ｄが与えられ
たときに、以下の式（１）で表されるＡの値が最小とな
るようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)が定められている。ただ
し、Ｋ(1)＝０．５、ｎ≧２のときＫ(ｎ)＝２、ｒ_i(1)
＝ｒ_min、ｒ_i(n+1)−ｒ_o(n)＝Ｄ、ｒ_o(N+1)−ｒ_i(1)＝
Ｗ_totalである。また、logｘはｘの自然対数である。

【００４６】

【数５】

【００４７】本実施の形態では、式（１）で表されるＡ
の値が最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)を設定する
ことにより、２Ｎ＋１ターンの巻線全体の抵抗値が最小
になり、その結果、巻線全体における損失が最小にな
る。以下、このことを詳しく説明する。

【００４８】まず、厚さｔ、内半径ｒ、外半径ｒ＋ｄｒ
のリング状の導体パターンを考える。この導体パターン
の抵抗値は、幅ｄｒが充分微小であるならば、（２πｒ
×ρ）／（ｔ×ｄｒ）で表してよい。ここで、ρは導体
の体積抵抗率である。従って、導体パターンのコンダク
タンス、つまり抵抗値の逆数は、（ｔ×ｄｒ）／（２π
ｒ×ρ）となる。

【００４９】内半径ｒ_i、外半径ｒ_oのリング状の導体パ
ターンは、上述のような微小な幅ｄｒを持つリング状の
導体パターンが並列に接続しているものと等価であると
考えられる。従って、厚さｔ、内半径ｒ_i、外半径ｒ_oの
リング状の導体パターンのコンダクタンスは、以下の式
（２）のように、（ｔ×ｄｒ）／（２πｒ×ρ）をｒ _i
〜ｒ_oの範囲で積分することによって求めることができ
る。

【００５０】

【数６】

【００５１】厚さｔ、内半径ｒ_i、外半径ｒ_oのリング状
の導体パターンの抵抗値Ｒは、この導体パターンのコン
ダクタンスの逆数であるから、以下の式（３）で表され
る。

【００５２】

【数７】

【００５３】ここで、２πρ／ｔ＝Ｂとする。第１の導
体パターン１１ａおよび第２の導体パターン１２ａの最
も内側の巻線部分によって構成される１ターン分の導電
路の抵抗値Ｒは、以下の式（４）で表される。

【００５４】

【数８】

【００５５】一方、第１の導体パターン１１ａの他の巻
線部分の１ターン当たりの抵抗値と第２の導体パターン
１２ａの他の巻線部分の１ターン当たりの抵抗値との和
Ｒは、以下の式（５）で表される。

【００５６】

【数９】

【００５７】従って、２Ｎ＋１ターンの巻線全体の抵抗
値Ｒ_totalは、以下の式（６）で表される。

【００５８】

【数１０】

【００５９】従って、第１の導体パターン１１ａおよび
第２の導体パターン１２ａにおいて、最も内側の巻線部
分の内半径ｒ_min、最も外側の巻線部分の外半径と最も
内側の巻線部分の内半径との差Ｗ_total、および隣接す
るターン間における巻線部分間の距離Ｄが与えられたと
きに、２Ｎ＋１ターンの巻線全体の抵抗値を最小にする
には、前記の式（１）で表されるＡの値が最小となるよ
うにｒ_i(n)およびｒ_o(n)を設定すればよい。

【００６０】Ａの値が最小となるｒ_i(n)およびｒ_o(n)の
値は、解析的に求めるのは難しいが、コンピュータを利
用した数値計算によって求めることができる。

【００６１】本実施の形態では、特に、Ｎ＝１とし、第
１の導体パターン１１ａと第２の導体パターン１２ａと
で３ターンの巻線を構成している。

【００６２】本実施の形態に係る平面コイルによれば、
式（１）で表されるＡの値が最小となるようにｒ_i(n)お
よびｒ_o(n)を設定したので、巻線全体の抵抗値を最小に
することができる。従って、本実施の形態によれば、限
られた空間の中で損失が最小になるように巻線を配置す
ることができ、その結果、導体の抵抗による損失を低減
することができる。

【００６３】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【００６４】次に、第１の実施の形態に係る平面コイル
の実施例（以下、第１の実施例と言う。）と第２の実施
の形態に係る平面コイルの実施例（以下、第２の実施例
と言う。）について説明すると共に、各実施例の平面コ
イルと２つの比較例の平面コイルとで、計算で求めた抵
抗値を比較した結果について説明する。

【００６５】図７は第１の比較例の平面コイルにおける
第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図、図８は
第１の比較例の平面コイルにおける第２の導体層を示す
平面図である。第１の比較例の平面コイルは、絶縁層１
１０と、この絶縁層１１０の各面に形成された第１の導
体層１１１および第２の導体層１１２を備えている。第
１の導体層１１１は第１の導体パターン１１１ａを有
し、第２の導体層１１２は第２の導体パターン１１２ａ
を有している。第１の導体パターン１１１ａは２ターン
の巻線部分を有し、第２の導体パターン１１２ａは１タ
ーンの巻線部分を有している。第１の導体パターン１１
１ａと第２の導体パターン１１２ａとでは導体の巻き方
向が逆になっている。導体パターン１１１ａ，１１２ａ
の内側の端部同士は、スルーホール１１７を介して電気
的に接続されている。このようにして、導体パターン１
１１ａ，１１２ａによって３ターンの巻線が構成されて
いる。

【００６６】図９は第２の比較例の平面コイルにおける
第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図、図１０
は第２の比較例の平面コイルにおける第２の導体層を示
す平面図である。第２の比較例の平面コイルは、絶縁層
１２０と、この絶縁層１２０の各面に形成された第１の
導体層１２１および第２の導体層１２２を備えている。
第１の導体層１２１は第１の導体パターン１２１ａを有
し、第２の導体層１２２は第２の導体パターン１２２ａ
を有している。第１の導体パターン１２１ａは１．５タ
ーンの巻線部分を有し、第２の導体パターン１２２ａも
１．５ターンの巻線部分を有している。第１の導体パタ
ーン１２１ａと第２の導体パターン１２２ａとでは導体
の巻き方向が逆になっている。導体パターン１２１ａ，
１２２ａの内側の端部同士は、スルーホール１２７を介
して電気的に接続されている。このようにして、導体パ
ターン１２１ａ，１２２ａによって３ターンの巻線が構
成されている。

【００６７】第１の実施例、第２の実施例、第１の比較
例および第２の比較例のそれぞれの平面コイルでは、巻
線を構成する導体として銅を用い、導体の厚さｔを０．
０６ｍｍ、最も内側の巻線部分の内半径ｒ_minを６．４
ｍｍ、最も外側の巻線部分の外半径と最も内側の巻線部
分の内半径との差Ｗ_totalを５．１ｍｍ、隣接するター
ン間における巻線部分間の距離Ｄを０．２ｍｍとした。
この条件の下で、各平面コイルについて、各ターン毎の
巻線部分の内半径ｒ_i(n)および外半径ｒ_o(n)を求めると
共に、巻線全体の抵抗値Ｒ_totalを求めた。なお、銅の
体積抵抗率は１．７２×１０^-8（Ωｍ）とした。また、
以下、各ターン毎の巻線部分の幅ｒ_o(n)−ｒ_i(n)をＷ
(n)で表す。

【００６８】第１の実施例、第２の実施例および第１の
比較例のそれぞれの平面コイルにおける各ターン毎の巻
線部分の幅Ｗ(n)と巻線全体の抵抗値Ｒ_totalは、下記の
表に示したようになる。なお、表では、第１の導体層を
Ａ層と記し、第２の導体層をＢ層と記す。第２の比較例
の平面コイルでは、Ｗ_totalの中で、２ターン分の導電
路を構成している部分の幅と１ターン分の導電路を構成
している部分の幅の比が、第１の比較例と同じであるた
め、抵抗値は原理的に第１の比較例と同等である。

【００６９】

【表１】

【００７０】上記の表から分かるように、第１の実施例
の平面コイルでは、巻線全体の抵抗値Ｒ_totalを、第１
の比較例の平面コイルに比べて８．７１％低減できる。
また、第２の実施例の平面コイルでは、巻線全体の抵抗
値Ｒ_totalを、第１の比較例の平面コイルに比べて１
０．４５％低減できる。

【００７１】ところで、第１の実施例では、内側の巻線
部分の幅Ｗ(1)は、外側の巻線部分の幅Ｗ(2)の０．５倍
になっている。また、第２の実施例では、各ターン毎の
巻線部分の幅Ｗ(n)は、式（１）で表されるＡの値が最
小となるように決められるが、上記の例では、内側の巻
線部分の幅Ｗ(1)は、外側の巻線部分の幅Ｗ(2)の０．３
７倍になっている。しかし、外側の巻線部分の幅Ｗ(2)
に対する内側の巻線部分の幅Ｗ(1)の比、Ｗ(1)／Ｗ(2)
が０．５や０．３７ではなくとも、巻線全体の抵抗値Ｒ
_totalを第１の比較例の平面コイルに比べて低減するこ
とが可能である。このことを、図１１および図１２を参
照して説明する。

【００７２】図１１は、各ターン毎の巻線部分の幅Ｗ
(1)，Ｗ(2)以外の条件を第１の実施例、第２の実施例お
よび第１の比較例と同様とし、Ｗ(1)／Ｗ(2)を変化させ
たときの巻線全体の抵抗値Ｒ_totalの、第１の比較例に
おける巻線全体の抵抗値Ｒ_totalに対する比をグラフに
して表したものである。図１１から、上記の条件の下で
は、Ｗ(1)／Ｗ(2)が０．１８から０．７５という広い範
囲で、上記抵抗値の比が１以下となることが分かる。従
って、この場合には、Ｗ(1)／Ｗ(2)が０．１８より大き
く、０．７５より小さい範囲で、第１の比較例よりも巻
線全体の抵抗値Ｒ_to _talを低減することができる。

【００７３】上記抵抗値の比が１以下となるＷ(1)／Ｗ
(2)の範囲は、ｒ_min、Ｗ_totalおよびＤの値によって変
化する。例えば、ｒ_minを３ｍｍとし、その他の条件は
図１１のグラフを求めたときと同様とした場合を考え
る。また、この場合における比較例として、ｒ_minを３
ｍｍとする他は第１の比較例と同様のものを考える。こ
の場合、Ｗ(1)／Ｗ(2)を変化させたときの巻線全体の抵
抗値Ｒ_totalの、比較例における巻線全体の抵抗値Ｒ
_totalに対する比をグラフにして表すと、図１２に示し
たようになる。この場合には、図１２から、Ｗ(1)／Ｗ
(2)が０．１３から０．６８という広い範囲で、上記抵
抗値の比が１以下となることが分かる。従って、この場
合には、Ｗ(1)／Ｗ(2)が０．１３より大きく、０．６８
より小さい範囲で、比較例よりも巻線全体の抵抗値Ｒ
_totalを低減することができる。

【００７４】このように、本発明では、第１の導体パタ
ーンおよび第２の導体パターンの幅に関して、最も内側
の巻線部分の幅が実質的に他の巻線部分の幅の半分にな
っている場合や、式（１）で表されるＡの値が最小とな
るようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)が定められている場合に限
らず、例えば図１１および図１２に示したような広い範
囲で、巻線全体の抵抗値Ｒ_totalを低減できることがで
きる。

【００７５】［第３の実施の形態］次に、図１３ないし
図１６を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る平
面コイルの構成について説明する。図１３は本実施の形
態に係る平面コイルにおける第１の導体層とその下の絶
縁層とを示す平面図、図１４は本実施の形態に係る平面
コイルにおける絶縁層を示す平面図、図１５は本実施の
形態に係る平面コイルにおける第２の導体層を示す平面
図、図１６は図１３におけるＢ−Ｂ線で示す断面を拡大
して表した断面図である。

【００７６】本実施の形態に係る平面コイルでは、Ｎ＝
２としている。すなわち、第１の導体パターン１１ａと
第２の導体パターン１２ａは、それぞれ３ターンの巻線
部分を含んでいる。そして、第１の導体パターン１１ａ
および第２の導体パターン１２ａによって２Ｎ＋１＝５
ターンの巻線が構成されている。第１の導体パターン１
１ａおよび第２の導体パターン１２ａにおいて、最も内
側の巻線部分の幅は実質的に他の巻線部分の幅の半分に
なっている。なお、他の巻線部分の幅は一定になってい
る。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効
果は、第１の実施の形態と同様である。

【００７７】［第４の実施の形態］次に、図１７および
図１８を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る平
面コイルの構成について説明する。図１７は本実施の形
態に係る平面コイルにおける第１の導体層とその下の絶
縁層とを示す平面図、図１８は本実施の形態に係る平面
コイルにおける第２の導体層を示す平面図である。

【００７８】本実施の形態に係る平面コイルの構成は、
導体パターン１１ａ，１２ａの形状が異なることを除い
て、第３の実施の形態に係る平面コイルと同様である。

【００７９】本実施の形態に係る平面コイルでは、第２
の実施の形態と同様に、第１の導体パターン１１ａおよ
び第２の導体パターン１２ａにおいて、内側からｎター
ン（ｎは１以上、Ｎ＋１以下の整数）目の巻線部分の内
周部の半径をｒ_i(n)、外周部の半径をｒ_o(n)とし、最も
内側の巻線部分の内周部の半径ｒ_min、最も外側の巻線
部分の外周部の半径と最も内側の巻線部分の内周部の半
径との差Ｗ_total、および隣接するターン間における巻
線部分間の距離Ｄが与えられたときに、式（１）で表さ
れるＡの値が最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)が定
められている。

【００８０】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第２または第３の実施の形態と同様であ
る。

【００８１】次に、第３の実施の形態に係る平面コイル
の実施例（以下、第３の実施例と言う。）と第４の実施
の形態に係る平面コイルの実施例（以下、第４の実施例
と言う。）について説明すると共に、各実施例の平面コ
イルと第３の比較例の平面コイルとで、計算で求めた抵
抗値を比較した結果について説明する。

【００８２】図１９は第３の比較例の平面コイルにおけ
る第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図、図２
０は第３の比較例の平面コイルにおける第２の導体層を
示す平面図である。第３の比較例の平面コイルは、絶縁
層１１０と、この絶縁層１１０の各面に形成された第１
の導体層１１１および第２の導体層１１２を備えてい
る。第１の導体層１１１は第１の導体パターン１１１ａ
を有し、第２の導体層１１２は第２の導体パターン１１
２ａを有している。第１の導体パターン１１１ａは３タ
ーンの巻線部分を有し、第２の導体パターン１１２ａは
２ターンの巻線部分を有している。第１の導体パターン
１１１ａと第２の導体パターン１１２ａとでは導体の巻
き方向が逆になっている。導体パターン１１１ａ，１１
２ａの内側の端部同士は、スルーホール１１７を介して
電気的に接続されている。このようにして、導体パター
ン１１１ａ，１１２ａによって５ターンの巻線が構成さ
れている。

【００８３】第３の実施例、第４の実施例および第３の
比較例のそれぞれの平面コイルでは、巻線を構成する導
体として銅を用い、導体の厚さｔを０．０６ｍｍ、最も
内側の巻線部分の内半径ｒ_minを６．４ｍｍ、最も外側
の巻線部分の外半径と最も内側の巻線部分の内半径との
差Ｗ_totalを５．１ｍｍ、隣接するターン間における巻
線部分間の距離Ｄを０．２ｍｍとした。この条件の下
で、各平面コイルについて、各ターン毎の巻線部分の内
半径ｒ_i(n)および外半径ｒ_o(n)を求めると共に、巻線全
体の抵抗値Ｒ_totalを求めた。なお、銅の体積抵抗率は
１．７２×１０^-8（Ωｍ）とした。また、以下、各ター
ン毎の巻線部分の幅ｒ_o(n)−ｒ_i(n)をＷ(n)で表す。

【００８４】第３の実施例、第４の実施例および第３の
比較例のそれぞれの平面コイルにおける各ターン毎の巻
線部分の幅Ｗ(n)と巻線全体の抵抗値Ｒ_totalは、下記の
表に示したようになる。なお、表では、第１の導体層を
Ａ層と記し、第２の導体層をＢ層と記す。

【００８５】

【表２】

【００８６】上記の表から分かるように、第３の実施例
の平面コイルでは、巻線全体の抵抗値Ｒ_totalを、第３
の比較例の平面コイルに比べて２．１２％低減できる。
また、第４の実施例の平面コイルでは、巻線全体の抵抗
値Ｒ_totalを、第３の比較例の平面コイルに比べて４．
３５％低減できる。なお、第１の導体パターンと第２の
導体パターンがそれぞれ２．５ターンの巻線部分を有
し、これらによって５ターンの巻線を構成した平面コイ
ルにおける巻線全体の抵抗値は第３の比較例と同等であ
る。

【００８７】［第５の実施の形態］次に、図２１ないし
図２５を参照して、本発明の第５の実施の形態に係る平
面コイルの構成について説明する。図２１は本実施の形
態に係る平面コイルの平面図、図２２は図２１に示した
平面コイルの右側面図、図２３は図２１におけるＣ−Ｃ
線で示す断面を拡大して表した断面図である。また、図
２４は本実施の形態に係る平面コイルにおけるコアを示
す平面図、図２５はこのコアの側面図である。

【００８８】本実施の形態に係る平面コイルでは、第１
または第２の実施の形態における絶縁層１０、第１の導
体層１１および第２の導体層１２を１組とし、これを厚
さ方向に３組積層し、各組毎の巻線を並列に接続してい
る。本実施の形態に係る平面コイルは、積層された３組
の絶縁層１０、第１の導体層１１および第２の導体層１
２よりなる積層体２０と、この積層体２０に装着された
Ｅ型のコア２１Ａ，２１Ｂとを備えている。

【００８９】図２１および図２２に示したように、端子
領域１０ｂはコア２１Ａ，２１Ｂの外側に配置されてい
る。積層体２０中の各組毎の巻線は、スルーホール１
５，１６を介して並列に接続されている。図２２に示し
たように、スルーホール１５，１６には、例えば、端子
２２が挿入されるようになっている。

【００９０】また、図２３に示したように、Ｅ型のコア
２１Ａ，２１Ｂは、中央の凸部同士が絶縁層１０の孔１
０ａを通って突き合わされるように配置されている。

【００９１】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１または第２の実施の形態と同様であ
る。

【００９２】［第６の実施の形態］次に、図２６を参照
して、本発明の第６の実施の形態に係る平面コイルの構
成について説明する。図２６は本実施の形態に係る平面
コイルの断面図である。本実施の形態に係る平面コイル
では、第５の実施の形態における積層体２０の代わり
に、以下のような積層体２０を設けている。すなわち、
本実施の形態では、第３または第４の実施の形態におけ
る絶縁層１０、第１の導体層１１および第２の導体層１
２を１組とし、これを厚さ方向に３組積層し、各組毎の
巻線を並列に接続して積層体２０を構成している。

【００９３】本実施の形態に係る平面コイルの実施例
（以下、第５の実施例と言う。）として、第３の実施例
の平面コイルを３組積層し、各組毎の巻線を並列に接続
して積層体２０を構成したものを試作した。この試作し
た第５の実施例の平面コイルにおける巻線全体の抵抗値
を測定したところ、１５．０５ｍΩであった。

【００９４】また、第５の実施例に対する比較例（以
下、第４の比較例と言う。）として、第３の比較例の平
面コイルを３組積層し、各組毎の巻線を並列に接続して
積層体２２０を構成したものを試作した。図２７は、こ
の第４の比較例の平面コイルの断面図である。第４の比
較例の平面コイルにおいて、積層体２２０以外の構成は
第５の実施例と同様である。第４の比較例の平面コイル
における巻線全体の抵抗値を測定したところ、１５．３
８ｍΩであった。

【００９５】従って、第４の比較例の平面コイルに対す
る第５の実施例の平面コイルの抵抗値の低減率は２．１
５％であり、これは、第３の比較例の平面コイルに対す
る第３の実施例の平面コイルの抵抗値の低減率と同等で
ある。

【００９６】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第３、第４または第５の実施の形態と同
様である。

【００９７】［第７の実施の形態］次に、本発明の第７
の実施の形態に係る平面トランスの構成について説明す
る。図２８は本実施の形態に係る平面トランスの平面
図、図２９は図２８に示した平面トランスの右側面図、
図３０は図２８におけるＤ−Ｄ線で示す断面を拡大して
表した断面図である。本実施の形態に係る平面トランス
は、それぞれ平面的に配置された導体によって形成され
た一次巻線と二次巻線とを有するものである。図２８な
いし図３０に示したように、本実施の形態に係る平面ト
ランスは、複数の導体層と複数の絶縁層が交互に積層さ
れて構成された積層体３０と、この積層体３０に装着さ
れたＥ型のコア２１Ａ，２１Ｂとを備えている。

【００９８】図２８および図２９に示したように、積層
体３０は端子領域３１，３２を有している。端子領域３
１，３２は、互いに反対側の位置に配置され、且つコア
２１Ａ，２１Ｂの外側に配置されている。端子領域３１
にはスルーホール３３，３４が設けられ、端子領域３２
にはスルーホール３５，３６が設けられている。図２９
に示したように、例えば、スルーホール３３，３４には
端子３７が挿入され、スルーホール３５，３６には端子
３８が挿入されるようになっている。

【００９９】また、図３０に示したように、Ｅ型のコア
２１Ａ，２１Ｂは、中央の凸部同士が後述する絶縁層４
０の孔４０ａを通って突き合わされるように配置されて
いる。

【０１００】積層体３０は、ＰＡ層、ＰＢ層、ＳＡ層、
ＳＢ層の４種類の導体層と、絶縁層４０とを有してい
る。４種類の導体層は、それぞれ箔状を含む平板状の導
体が渦巻き状に配置されて形成された導体パターンを有
している。ＰＡ層とＰＢ層は５ターンの一次巻線を構成
し、ＳＡ層とＳＢ層は２ターンの二次巻線を構成する。
従って、本実施の形態に係る平面トランスの巻線比は
５：２となる。

【０１０１】図３１はＰＡ層とその下の絶縁層４０とを
示す平面図、図３２はＰＢ層とその下の絶縁層４０とを
示す平面図、図３３はＳＡ層とその下の絶縁層４０とを
示す平面図、図３４はＳＢ層とその下の絶縁層４０とを
示す平面図、図３５は絶縁層４０の平面図である。

【０１０２】図３１に示したように、ＰＡ層は、第３ま
たは第４の実施の形態と同様の第１の導体パターン１１
ａを有している。図３２に示したように、ＰＢ層は、第
３または第４の実施の形態と同様の第２の導体パターン
１２ａを有している。すなわち、第１の導体パターン１
１ａと第２の導体パターン１２ａは、それぞれ３ターン
の巻線部分を含んでいる。第１の導体パターン１１ａと
第２の導体パターン１２ａとでは導体の巻き方向が逆に
なっている。また、第１の導体パターン１１ａおよび第
２の導体パターン１２ａの最も内側の巻線部分同士は、
導体パターン１１ａ，１２ａおよび絶縁層４０を貫通す
るスルーホール１７，１８によって並列に接続される。
従って、第１の導体パターン１１ａおよび第２の導体パ
ターン１２ａによって５ターンの一次巻線が構成され
る。

【０１０３】図３１に示したように、第１の導体パター
ン１１ａの外側の端部はスルーホール３４に接続されて
いる。第１の導体パターン１１ａが設けられた絶縁層４
０の面上には、それぞれスルーホール３３，３５，３６
に接続された端子層１３，４５，４６が設けられてい
る。

【０１０４】図３２に示したように、第２の導体パター
ン１２ａの外側の端部はスルーホール３３に接続されて
いる。第２の導体パターン１２ａが設けられた絶縁層４
０の面上には、それぞれスルーホール３４，３５，３６
に接続された端子層１４，４５，４６が設けられてい
る。

【０１０５】図３３、図３４に示したように、ＳＡ層、
ＳＢ層は、それぞれ導体パターン５１ａ，５２ａを有し
ている。導体パターン５１ａ，５２ａは、それぞれ１タ
ーンの巻線部分を有している。導体パターン５１ａ，５
２ａでは導体の巻き方向が逆になっている。導体パター
ン５１ａの一方の端部はスルーホール３５に接続されて
いる。導体パターン５１ａが設けられた絶縁層４０の面
上には、それぞれスルーホール３３，３４，３６に接続
された端子層１３，１４，４６が設けられている。導体
パターン５２ａの一方の端部はスルーホール３６に接続
されている。導体パターン５２ａが設けられた絶縁層４
０の面上には、それぞれスルーホール３３，３４，３５
に接続された端子層１３，１４，４５が設けられてい
る。導体パターン５１ａ，５２ａの他方の端部同士は、
導体パターン５１ａ，５２ａおよび絶縁層４０を貫通す
るスルーホール５３を介して電気的に接続されている。
このようにして、導体パターン５１ａ，５２ａによって
２ターンの二次巻線が構成されている。

【０１０６】図３５に示したように、絶縁層４０の中心
部分には円形の孔４０ａが形成されている。各導体パタ
ーンは、孔４０ａの外周部と絶縁層４０の外周部との間
の領域に配置されている。また、絶縁層４０には、前述
のスルーホール１７，１８，３３〜３６，５３が形成さ
れている。

【０１０７】ＰＡ層、ＰＢ層、ＳＡ層およびＳＢ層の積
層の順番は、下からＳＡ層−ＰＡ層−ＳＢ層−ＰＢ層−
ＳＡ層−ＰＡ層−ＳＢ層−ＳＡ層−ＰＢ層−ＳＢ層−Ｐ
Ａ層−ＳＡ層−ＰＢ層-ＳＢ層の順番となっている。

【０１０８】本実施の形態に係る平面トランスの実施例
（以下、第６の実施例と言う。）として、ＰＡ層、ＰＢ
層に、それぞれ、第３の実施例における第１の導体パタ
ーン１１ａ、第２の導体パターン１２ａを有するものを
用い、絶縁層４０の厚さを０．１ｍｍとし、フェライト
製のコア２１Ａ，２１Ｂを用いたものを試作した。この
試作した第６の実施例の平面トランスについて、２００
ｋＨｚにおける一次側から見た巻線抵抗を測定したとこ
ろ、３６．８２ｍΩであった。

【０１０９】また、第６の実施例に対する比較例（以
下、第５の比較例と言う。）として、ＰＡ層、ＰＢ層
に、それぞれ、第３の比較例における第１の導体パター
ン１１１ａ、第２の導体パターン１１２ａを有するもの
を用い、絶縁層４０の厚さを０．１ｍｍとして積層体２
３０を構成すると共に、フェライト製のコア２１Ａ，２
１Ｂを用いたものを試作した。図３６は、この第５の比
較例の平面トランスの断面図である。この試作した第５
の比較例の平面トランスについて、２００ｋＨｚにおけ
る一次側から見た巻線抵抗を測定したところ、３７．８
１ｍΩであった。

【０１１０】従って、第６の実施例の平面トランスで
は、第５の比較例の平面トランスに対して、２００ｋＨ
ｚにおける高周波抵抗を２．６％削減できた。

【０１１１】なお、本実施の形態では、一次巻線を奇数
ターン（５ターン）とし、二次巻線を偶数ターン（２タ
ーン）としたが、逆に、一次巻線を偶数ターンとし、二
次巻線を奇数ターンとしてもよい。あるいは、一次巻線
と二次巻線の双方を奇数ターンとしてもよい。

【０１１２】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第３または第４の実施の形態と同様であ
る。

【０１１３】なお、本発明は上記各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、巻線や導体パ
ターンのターン数や、導体層の数は、実施の形態に示さ
れたものに限定されず、任意に設定可能である。

【０１１４】また、本発明は、一次巻線と二次巻線の一
方が、平板状以外の導体、例えば丸線の導体によって構
成された平面トランスにも適用することができる。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし４記
載のいずれかに記載の平面コイルもしくは請求項５ない
し７のいずれかに記載の平面トランスでは、それぞれＮ
＋１ターンの巻線部分を含む第１の導体パターンおよび
第２の導体パターンにおいて、第１の導体パターンおよ
び第２の導体パターンの最も内側の巻線部分同士を並列
に接続することにより２Ｎ＋１ターンの巻線を構成して
いる。従って、本発明では、第１の導体パターンと第２
の導体パターンとを、それらの幅に関して同様のパター
ンにすることが可能である。また、本発明では、第１の
導体パターンおよび第２の導体パターンの最も内側の巻
線部分によって構成される１ターン分の導電路の厚さは
他の導電路の厚さの２倍となるが、その幅を調整するこ
とで、２Ｎ＋１ターンの巻線全体の抵抗値を小さくし
て、巻線全体における損失を小さくすることが可能であ
る。以上のことから、本発明によれば、平面コイルまた
は平面トランスの薄型化が可能で、導体層の層数の設計
の自由度を大きくすることができ、更に、損失を低減す
ることができるという効果を奏する。

【０１１６】また、請求項２記載の平面コイルまたは請
求項６記載の平面トランスでは、第１の導体パターンお
よび第２の導体パターンにおいて、最も内側の巻線部分
の幅を実質的に他の巻線部分の幅の半分としている。従
って、本発明によれば、２Ｎ＋１ターンの巻線の各部に
おける電流密度を均一化でき、その結果、巻線における
損失をより低減することができるという効果を奏する。

【０１１７】また、請求項３記載の平面コイルまたは請
求項７記載の平面トランスでは、第１の導体パターンお
よび第２の導体パターンにおいて、式（１）で表される
Ａの値が最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)を設定し
ている。従って、本発明によれば、２Ｎ＋１ターンの巻
線全体の抵抗値を最小にすることができ、その結果、巻
線全体における損失が最小にすることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る平面コイルに
おける第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る平面コイルに
おける絶縁層を示す平面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る平面コイルに
おける第２の導体層を示す平面図である。

【図４】図１におけるＡ−Ａ線で示す断面を拡大して表
した断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る平面コイルに
おける第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る平面コイルに
おける第２の導体層を示す平面図である。

【図７】第１の比較例の平面コイルにおける第１の導体
層とその下の絶縁層とを示す平面図である。

【図８】第１の比較例の平面コイルにおける第２の導体
層を示す平面図である。

【図９】第２の比較例の平面コイルにおける第１の導体
層とその下の絶縁層とを示す平面図である。

【図１０】第２の比較例の平面コイルにおける第２の導
体層を示す平面図である。

【図１１】本発明において各ターン毎の巻線部分の幅を
変えたときの、本発明における巻線全体の抵抗値と比較
例における巻線全体の抵抗値との比の変化の一例を示す
特性図である。

【図１２】本発明において各ターン毎の巻線部分の幅を
変えたときの、本発明における巻線全体の抵抗値と比較
例における巻線全体の抵抗値との比の変化の他の例を示
す特性図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る平面コイル
における第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図
である。

【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る平面コイル
における絶縁層を示す平面図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る平面コイル
における第２の導体層を示す平面図である。

【図１６】図１３におけるＢ−Ｂ線で示す断面を拡大し
て表した断面図である。

【図１７】本発明の第４の実施の形態に係る平面コイル
における第１の導体層とその下の絶縁層とを示す平面図
である。

【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る平面コイル
における第２の導体層を示す平面図である。

【図１９】第３の比較例の平面コイルにおける第１の導
体層とその下の絶縁層とを示す平面図である。

【図２０】第３の比較例の平面コイルにおける第２の導
体層を示す平面図である。

【図２１】本発明の第５の実施の形態に係る平面コイル
の平面図である。

【図２２】図２１に示した平面コイルの右側面図であ
る。

【図２３】図２１におけるＣ−Ｃ線で示す断面を拡大し
て表した断面図である。

【図２４】本発明の第５の実施の形態に係る平面コイル
におけるコアを示す平面図である。

【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る平面コイル
におけるコアの側面図である。

【図２６】本発明の第６の実施の形態に係る平面コイル
の断面図である。

【図２７】第４の比較例の平面コイルの断面図である。

【図２８】本発明の第７の実施の形態に係る平面トラン
スの平面図である。

【図２９】図２８に示した平面トランスの右側面図であ
る。

【図３０】図２８におけるＤ−Ｄ線で示す断面を拡大し
て表した断面図である。

【図３１】本発明の第７の実施の形態に係る平面トラン
スにおけるＰＡ層とその下の絶縁層とを示す平面図であ
る。

【図３２】本発明の第７の実施の形態に係る平面トラン
スにおけるＰＢ層とその下の絶縁層とを示す平面図であ
る。

【図３３】本発明の第７の実施の形態に係る平面トラン
スにおけるＳＡ層とその下の絶縁層とを示す平面図であ
る。

【図３４】本発明の第７の実施の形態に係る平面トラン
スにおけるＳＢ層とその下の絶縁層とを示す平面図であ
る。

【図３５】本発明の第７の実施の形態に係る平面トラン
スにおける絶縁層の平面図である。

【図３６】第５の比較例の平面トランスの断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…絶縁層、１１…第１の導体層、１１ａ…第１の導
体パターン、１２…第２の導体層、１２ａ…第２の導体
パターン、１３，１４…端子層、１５〜１８…スルーホ
ール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−37728（ＪＰ，Ａ) 特開平５−226155（ＪＰ，Ａ) 特開2001−85230（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−58524（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 30/00 H01F 17/00 H01F 19/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の導体によって形成された奇数タ
ーンの巻線を有する平面コイルであって、絶縁層と、平板状の導体が渦巻き状に配置されて形成さ
れた第１の導体パターンを有する第１の導体層と、平板
状の導体が渦巻き状に配置されて形成された第２の導体
パターンを有し、前記絶縁層を介して前記第１の導体層
に重ね合わされた第２の導体層とを備え、前記第１の導体パターンと第２の導体パターンは、それ
ぞれＮ（Ｎは１以上の整数）＋１ターンの巻線部分を含
み、前記第１の導体パターンおよび第２の導体パターンの最
も内側の巻線部分同士が並列に接続されることにより、
前記第１の導体パターンおよび第２の導体パターンによ
って２Ｎ＋１ターンの巻線が構成されていることを特徴
とする平面コイル。
【請求項２】前記第１の導体パターンおよび第２の導
体パターンにおいて、最も内側の巻線部分の幅は実質的
に他の巻線部分の幅の半分であることを特徴とする請求
項１記載の平面コイル。
【請求項３】前記第１の導体パターンおよび第２の導
体パターンにおいて、内側からｎターン（ｎは１以上、
Ｎ＋１以下の整数）目の巻線部分の内周部の半径をｒ
_i(n)、外周部の半径をｒ_o(n)とし、最も内側の巻線部分
の内周部の半径ｒ_min、最も外側の巻線部分の外周部の
半径と最も内側の巻線部分の内周部の半径との差Ｗ
_total、および隣接するターン間における巻線部分間の
距離Ｄが与えられたときに、式（１）で表されるＡの値
が最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)が定められてい
ることを特徴とする請求項１記載の平面コイル。【数１】（ただし、Ｋ(1)＝０．５、ｎ≧２のときＫ(ｎ)＝２、
ｒ_i(1)＝ｒ_min、ｒ_i(n+1)−ｒ_o(n)＝Ｄ、ｒ_o(N+1)−ｒ_i
(1)＝Ｗ_total）
【請求項４】複数組の絶縁層、第１の導体層および第
２の導体層が厚さ方向に積層され、各組毎の巻線が並列
に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載の平面コイル。
【請求項５】それぞれ平面的に配置された導体によっ
て形成された一次巻線と二次巻線とを有する平面トラン
スであって、前記一次巻線と二次巻線の少なくとも一方は、平板状の
導体が渦巻き状に配置されて形成された第１の導体パタ
ーンを有する第１の導体層と、平板状の導体が渦巻き状
に配置されて形成された第２の導体パターンを有し、絶
縁層を介して前記第１の導体層に重ね合わされた第２の
導体層とを備え、前記第１の導体パターンと第２の導体パターンは、それ
ぞれＮ（Ｎは１以上の整数）＋１ターンの巻線部分を含
み、前記第１の導体パターンおよび第２の導体パターンの最
も内側の巻線部分同士が並列に接続されることにより、
前記第１の導体パターンおよび第２の導体パターンによ
って２Ｎ＋１ターンの巻線が構成されていることを特徴
とする平面トランス。
【請求項６】前記第１の導体パターンおよび第２の導
体パターンにおいて、最も内側の巻線部分の幅は実質的
に他の巻線部分の幅の半分であることを特徴とする請求
項５記載の平面トランス。
【請求項７】前記第１の導体パターンおよび第２の導
体パターンにおいて、内側からｎターン（ｎは１以上、
Ｎ＋１以下の整数）目の巻線部分の内周部の半径をｒ
_i(n)、外周部の半径をｒ_o(n)とし、最も内側の巻線部分
の内周部の半径ｒ_min、最も外側の巻線部分の外周部の
半径と最も内側の巻線部分の内周部の半径との差Ｗ
_total、および隣接するターン間における巻線部分間の
距離Ｄが与えられたときに、式（１）で表されるＡの値
が最小となるようにｒ_i(n)およびｒ_o(n)が定められてい
ることを特徴とする請求項５記載の平面トランス。【数２】（ただし、Ｋ(1)＝０．５、ｎ≧２のときＫ(ｎ)＝２、
ｒ_i(1)＝ｒ_min、ｒ_i(n+1)−ｒ_o(n)＝Ｄ、ｒ_o(N+1)−ｒ_i
(1)＝Ｗ_total）