JP4802807B2

JP4802807B2 - 電磁誘導部品および電源装置

Info

Publication number: JP4802807B2
Application number: JP2006089608A
Authority: JP
Inventors: 慎司坂本; 和憲木寺
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007266322A

Description

本発明は、電磁誘導部品および電源装置に関するものである。

従来から、平面型インダクタと称する薄型のインダクタや平面型トランスと称する薄型のトランスが種々提案されている。この種の平面型の電磁誘導部品（インダクタ、トランス）として、ポリイミドフィルムのような薄肉の絶縁材料の厚み方向の一面あるいは両面に導電層によるコイルパターンを形成した電磁誘導部品が提供されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された電磁誘導部品では、コイルパターンを基板の一面内でループ状などに形成している。
特開平５−３２６２９５号公報

ところで、特許文献１に記載された電磁誘導部品では、コイルパターンが一平面内でループ状に形成されているものであるから、面積当たりのターン数を大きくとることができないという問題を有している。

面積当たりのターン数を大きくしようとすれば、基板に凹所を形成して凹所内において厚み方向に複数ターンを有するコイルパターンを形成することが考えられるが、ターン数を多くしようとすれば基板の厚み寸法が大きくなる。また、このような凹所内にコイルパターンを形成するのは、製造工程が複雑になる上に、コイルパターンへの通電時に生じる熱が凹所内から放熱されにくくコイルパターンが高温になるという問題が生じる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、一平面内にコイルパターンを形成する場合よりも面積当たりのターン数を大きくとることができ、しかも放熱性に優れている電磁誘導部品および電源装置を提供することにある。

請求項１の発明は、少なくとも表裏の一面に開口面を有する巻線形成凹所を備えたベース基板と、ベース基板における巻線形成凹所の内周面に導電層により螺旋状に巻回されたコイルパターンと、少なくともコイルパターンが形成された巻線形成凹所に充填されるコアとを備え、巻線形成凹所は、ベース基板の表裏に貫通するとともに、ベース基板の表裏の一面に形成された開口面からベース基板の他面に向かって直径が小さくなるテーパ状に形成されており、ベース基板においてコアと重複しない部位に、コイルパターンと電気的に接続される電子回路が実装され、コアは、巻線形成凹所に充填された内コアと、ベース基板の表裏の各一面に重複するとともに内コアにそれぞれ磁気結合される一対の主片およびベース基板の周縁において両主片間を連結する橋絡片を連続一体に備える外コアとからなることを特徴とする。

この構成によれば、ベース基板に形成したテーパ状の巻線形成凹所の内側に螺旋状のコイルパターンを形成しているから、ベース基板の厚み寸法内でターン数を大きくすることができ、しかも巻線形成凹所をテーパ状に形成しない場合に比較すると、コイルパターンの露出面積が大きいから、放熱性の向上が期待できる。また、ベース基板の表面に渦巻き状のコイルパターンを形成する場合に比較すると、面積当たりのターン数が大きくなる。さらに、コイルパターンを形成したベース基板に電子回路を実装するから、電磁誘導部品を用いる電子回路をベース基板上に形成することができ、電磁誘導部品と電子回路とを一体化した１部品として扱うことができる。その上、内コアの周囲に形成されているコイルパターンに通電したときに形成される磁束が通る閉磁路をコアにより形成しているから、磁束を無駄なく利用することができ、磁気エネルギの利用効率が高くなる。

請求項２の発明は、請求項１記載の電磁誘導部品とスイッチング素子とスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備える電源装置であって、前記電子回路が、スイッチング素子と制御回路とを含むことを特徴とする。

この構成によれば、電源装置を構成する部品のうち電磁誘導部品（インダクタ、トランス）を薄型かつ小型に形成することにより電源装置の薄型化および小型化が可能になる。

本発明の構成によれば、ベース基板にテーパ状の巻線形成凹所を形成し、巻線形成凹所の内周面に螺旋状のコイルパターンを形成しているから、コイルパターンのピッチが変化しないとすれば、直径が一定である巻線形成凹所を形成する場合に比較すると、ベース基板の厚み寸法内でターン数を大きくすることができる。逆に言えば、巻線形成凹所をテーパ状に形成する場合と一定の直径に形成する場合とで、ターン数の等しいコイルパターンを形成するとすれば、テーパ状に形成しない場合よりもピッチを拡げることが可能であって、それだけ放熱性が向上し、また寄生容量を低減することができる。しかも、巻線形成凹所の一面が広く開放され、コイルパターンの露出面積が大きいから、直径が一定である場合よりも放熱面積が広くなり、このことによっても放熱性が向上する。トランスを構成する場合のように、巻線形成凹所に複数個の巻線を形成する場合には、各巻線間の距離を拡げることができ、巻線管の絶縁耐量が向上する。さらに、コイルパターンを形成したベース基板に電子回路を実装するから、電磁誘導部品を用いる電子回路をベース基板上に形成することができ、電磁誘導部品と電子回路とを一体化した１部品として扱うことができる。その上、内コアの周囲に形成されているコイルパターンに通電したときに形成される磁束が通る閉磁路をコアにより形成しているから、磁束を無駄なく利用することができ、磁気エネルギの利用効率が高くなる。

（参考例）
本例は、図２に示すように、ベース基板１０の厚み方向の一面に円形に開口する巻線形成凹所１１を形成し、巻線形成凹所１１の内周面に導電層により螺旋状に巻回したコイルパターン１２を形成した構成を基本構成とする。ベース基板１０は、ガラスエポキシやセラミックスのような絶縁材料からなり、たとえば矩形状（図示例では正方形状）に形成される。

巻線形成凹所１１は、ベース基板１０の上記一面からベース基板１０の厚み方向の他面に向かって直径を小さくするようにテーパ状に形成されている。つまり、巻線形成凹所１１の内側面は、図２に示す開口面から奥に向かって下り傾斜する傾斜面になる。巻線形成凹所１１の内側面である傾斜面には、導電層によるコイルパターン１２が形成される。コイルパターン１２は、ベース基板１０の厚み方向に沿った巻線形成凹所１１の中心線を中心とした螺旋をなすように、巻線形成凹所１１の内側面に沿って巻回されている。

したがって、ベース基板１の一面にコイルパターン１２を形成する場合に比較すると、ベース基板１の厚みを利用していることにより面積当たりのターン数を多くすることができる。いま、ベース基板１の一面において渦巻き状にコイルパターンを形成した場合と同じターン数かつ同じピッチで巻線形成凹所１１の内側面にコイルパターン１２を形成する場合を想定すると、巻線形成凹所１１の中にコイルパターン１２を形成するほうが、ベース基板１０の表面に沿う面内でコイルパターンが占有する部位の直径が小さくなる。要するに、コイルパターンが占有する面積は等しいから、本例では、コイルパターン１２を傾斜面に形成したことによって、平面に形成した場合よりもベース基板１０の表面に沿う面内での占有面積が小さくなるのである。

ここで、傾斜面の角度を大きくするほどベース基板１０の表面に沿う面内での占有面積が小さくなるが、コイルパターン１２を形成することができる面積も小さくなるから、目的とするコイルパターン１２を形成するのに必要な面積が確保できるように、傾斜面の角度を設定することが必要である。

コイルパターン１２を形成する導電層は、銅貼り基板と同様に銅を用いればよい。コイルパターン１２の形成には、巻線形成凹所１１の内側面に蒸着あるいはスパッタリングによって導電層を形成した後に所望のコイルパターン１２が得られるように不要部分を除去すればよい。あるいはまた、マスキングを行ってコイルパターン１２を形成してもよい。

ところで、巻線形成凹所１１にはコア１３が充填される。コア１３は、巻線形成凹所１１に充填するだけでもインダクタンスを高める効果あるが、本例では閉磁路を形成するために、図１に示すように、巻線形成凹所１１に充填するだけではなく、ベース基板１０においてコイルパターン１２を形成している部位を囲むようにコア１３を形成する。つまり、コア１３は、巻線形成凹所１１の内部の内コア１４と、内コア１４に磁気結合されベース基板１０の外側に形成される外コア１５とを備える。

外コア１５は、ベース基板１０の厚み方向の各一面に沿って形成された一対の主片１５ａと、ベース基板１０の周縁において両主片１５ａの間を連結する橋絡片１５ｂとを連続一体に備える。ベース基板１０の４辺のうちの１辺はコイルパターン１２を外部回路に接続するために開放しておくことが必要であるので、橋絡片１５ｂは最大で３箇所に設けられる。また、最小では１箇所に設ければよい。つまり、外コア１５は、断面コ字状、断面ロ字状、あるいは一面が開放された直方体状に形成される。

内コア１４と外コア１５とは別体に形成してもよいが、連続一体に形成することが望ましい。そこで、コア１３の材料としてはフェライト粉のような磁性体を充填材とした合成樹脂材料を用い、型内でコア１３を成形する。この方法を採用することによって、内コア１４と外コア１５とを型内で一括して形成することができる。

巻線形成凹所１１において直径が小さいほうの端部は閉塞していてもよいが、図３に示すように、巻線形成凹所１１をベース基板１０の表裏に貫通した形で形成することにより、内コア１４の両端が外コア１５と磁気結合することになり、ギャップのない閉磁路を形成することができる。ただし、漏洩磁束を利用するリーケージトランスなどを構成する場合には、巻線形成凹所１１の一端を閉塞しておいてもよい。

なお、巻線形成凹所１１に形成するコイルパターン１２により１回路の巻線を形成すればインダクタを形成することができ、複数回路の巻線を形成すればトランスを形成することができる。

上述のように、テーパ状の巻線形成凹所１１にコイルパターン１２を形成していることにより、コイルパターン１２への通電時に生じる熱が巻線形成凹所１１の開放側から放熱され、放熱性のよい電磁誘導部品を得ることができる。また、傾斜面にコイルパターン１２を形成していることにより、ベース基板１０の一面にコイルパターンに対してベース基板１０の表面に占める面積を小さくしながらも同ピッチに形成することができる。逆に言えば、ベース基板１０の表面に占める面積が等しければ、ピッチを拡げることができ、寄生容量を低減することが可能になる。同様に、トランスを構成する場合であれば、巻線間の距離を拡げて絶縁耐量を高めることができる。

さらに言えば、コイルパターン１２の中心線（ベース基板１０の厚み方向に直交する巻線形成凹所１１の中心線）と巻線との平均距離を、ベース基板１０の一面にコイルパターンを形成する場合よりも小さくすることができるから、磁束を集中させてインダンクタンスを高めることができる。つまり、ベース基板１０の一面にコイルパターンを形成する場合と同ターン数であって同ピッチであるとすれば、本例の構成のほうがインダクタンスが大きくなる。

（実施形態）
参考例は、ベース基板１０に電磁誘導部品のみを形成しているが、ベース基板１０には他の電子部品を実装することが可能である。したがって、電磁誘導部品を形成したベース基板１０に電磁誘導部品と協働する回路を構成する電子部品を実装することができる。本実施形態は、図４、図５に示すように、このような電子部品として表面実装型のパッケージを有した集積回路２０を実装した例を示している。

この種の集積回路２０を実装するにあたっては、図４（ａ）に示すように、まず巻線形成凹所１１にコイルパターン１２を形成するとともに、コイルパターン１２と集積回路２０とを接続するための電路を形成し、集積回路２０をベース基板１０に表面実装する。その後、図４（ｂ）のように、コア１３を形成すれば、コア１３を有する電磁誘導部品と修正回路２０とをベース基板１０に実装することができる。つまり、電磁誘導部品を用いる電子回路をベース基板１０に一体化し一部品として扱えるようにすることが可能になる。

コイルパターン１２と集積回路２０とを接続する電路の形成例を図５に示す。図５では、ベース基板１０の表裏の両面に導電層からなる接続パターン２１，２２を形成し、コイルパターン１２の各一端（巻き始端、巻き終端）をベース基板１０の表裏の各一面で接続パターン２１，２２に接続する例を示している。ベース基板１０において集積回路２０を実装している一面に設けた接続パターン２１は延長するだけで集積回路２０を実装することができるが、他面に設けた接続パターン２２は、前記一面に設けた接続パターン２３と電気的に接続するために、ベース基板１０を貫通する貫通配線２４を用いている。貫通配線２４はスルーホールメッキなどにより形成する。

また、図５に示す構成例では、多層配線基板を用いる場合も例示してある。多層配線基板を用いる場合には、前記他面の接続パターン２２は不要であるが、層間配線パターン２５を用い、ビアホールメッキなどにより形成した貫通配線２６を用いて前記一面に形成した接続パターン２７と電気的に接続してある。

コイルパターン１２と集積回路２０との電気的接続には上述した構成例のいずれを採用してもよく、両方を採用することも可能である。

ところで、集積回路２０としては、電磁誘導部品とともにチョッパ回路のような電源装置を構成するものを用いることができる。チョッパ回路には、降圧型、昇圧型、極性反転型などがあるが、本実施形態では、図６に示す降圧型のチョッパ回路を例示する。ここでは、電力利用効率の高い同期整流方式を採用している。

図示する回路は、商用電源をダイオードブリッジで整流することなどにより得られる直流電源（図示せず）が接続される入力端子Ｔ１，Ｔ２と、平滑コンデンサＣが接続される出力端子Ｔ３，Ｔ４とを備える。入力端子Ｔ１，Ｔ２の間には、スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴなど）Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続され、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ３との間には、高電位側のスイッチング素子Ｑ１とインダクタＬとの直列回路が接続される。さらに、出力端子Ｔ３，Ｔ４の間には２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路からなる電圧検出部が接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は交互にオンオフするように制御回路ＣＮによって制御される。制御回路ＣＮでは、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点の電圧を一定に保つようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフを制御する。

この種のチョッパ回路は周知のものであるが、簡単に動作を説明すると、スイッチング素子Ｑ１のオン期間において直流電源からインダクタＬを通して平滑コンデンサＣが充電され、この間にインダクタＬに電磁エネルギが蓄積される。また、インダクタＬに蓄積された電磁エネルギは、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間において平滑コンデンサＣとスイッチング素子Ｑ２とを通るループ回路を通して流れ、平滑コンデンサＣを充電する。スイッチング素子Ｑ２はスイッチング素子Ｑ１のオフ期間にオンになり、インダクタＬに蓄積された電磁エネルギを環流する際の電圧降下を小さくすることで、エネルギの利用効率を高める機能を有している。

図６に示した電源装置を構成する際に、インダクタＬとして上述した構成の電磁誘導部品を採用すれば、小型かつ薄型の電源装置を構成することができる。ここに、本発明のインダクタＬは小型であるから、蓄積できる電磁エネルギは比較的小さいものである。したがって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフの周波数（つまり、スイッチング周波数）は１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度の高周波とするのが望ましい。このような高周波であるとインダクタＬの寄生容量が動作に影響を与えることがあるが、上述した各実施形態の構成では、寄生容量が小さいから回路動作への影響が少なく、高周波化が容易になる。

また、電源装置を構成するにあたり、インダクタＬを設けているベース基板１０に設けた回路形成領域３０に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と制御回路ＣＮと抵抗Ｒ１，Ｒ２とを形成して集積回路２０として提供することができるから（図６の一点鎖線で囲んだ領域が集積回路２０）、平滑コンデンサＣを外付するだけで電源装置を構成することが可能になる。また、上述したインダクタＬを電源装置に用いることにより、電源装置の構成部品のうちの大型部品であったインダクタＬを小型化することができる。しかも、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とともにインダクタＬを集積回路化することによりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の近傍にインダクタＬを設けることができ、結果的に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフを高周波で行う場合に問題となる寄生容量の影響を軽減することができる。しかも、インダクタＬが回路形成領域３０を囲んでいるから、ベース基板１０の限られた面積内でインダクタンスを可及的に大きくすることが可能になる。

上述した小型の電源装置を用いた配線システムの例を図７に示す。図示する配線システムでは、建物内の適所に埋込配置されたスイッチボックス３にゲート装置４と称する配線器具を収納する。ゲート装置４には壁内に先行配線された電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとが接続される。スイッチボックス３およびゲート装置４は１個ずつでもよいが、以下では複数個設ける場合について説明する。また、図示例では、ルータとハブとを内蔵したゲートウェイの機能を有している基本モジュール１と、メインブレーカＭＢおよび分岐ブレーカＢＢとを内蔵した配線盤５を用いている。

基本モジュール１には、複数系統（図示例では３系統）の情報線Ｌｉが接続され、ゲートウェイとして各情報線Ｌｉを外部のインターネット網ＮＴに接続する。基本モジュール１は、情報線Ｌｉを複数系統に分岐したり情報線Ｌｉをインターネット網ＮＴに接続するだけでなく、情報線Ｌｉを通して後述する各機能モジュール２の動作状態を監視する機能も備えている。また、メインブレーカＭＢは商用電源ＡＣに接続され、分岐ブレーカＢＢに電力線Ｌｐが接続される。図示例では分岐ブレーカＢＢを１系統で代表して示しているが通常は複数系統の分岐ブレーカＢＢを設ける。

図７に示す例では、機能モジュール２として、コンセントあるいはスイッチのように負荷制御を主な機能とするものと、スピーカあるいは表示器のように情報の授受を主な機能とするものとを示している。本実施形態の構成では、負荷制御を主な機能とする場合であっても、コンセントに接続した負荷で使用した電力量やスイッチを操作した回数などを情報として情報線Ｌｉを介して監視することが可能になる。

各系統のゲート装置４の間は電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉの送り配線によって接続される。また、各系統のゲート装置４のうちの１個は配線盤５との間で電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉを介して接続される。つまり、各系統のゲート装置４は電力線Ｌｐに並列接続され、また情報線Ｌｉに並列接続されることになる。

ゲート装置４は、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとに接続されたコネクタからなる接続口６（図８参照）を備える。したがって、後述する機能モジュール２のコネクタをゲート装置４の接続口６に接続するだけで、機能モジュール２に電力を供給する電力路と、機能モジュール２との間で通信するための情報路とを同時に確保することができる。しかも、ゲート装置４は電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとにそれぞれ並列接続されているだけであるから、機能モジュール２はどのゲート装置４にも接続することができる。つまり、機能モジュール２は、ゲート装置４の配置されている範囲内で自由に配置することができるから、レイアウトの自由度が高い施工性に優れた配線システムを提供することができる。

スイッチボックス３は、たとえばＪＩＳ規格（Ｃ８３７５）に規定する取付枠９（図８参照）を取り付けることができるものを用いる。図示する取付枠９は一連形と呼ばれており、ＪＩＳ規格（Ｃ８３０４）において大角連用形スイッチの１個モジュールとして規格化されている埋込形の配線器具を３個取り付けることができる。

取付枠９は、図８に示すように、中央部に表裏に貫通した器具取付用の矩形状の窓孔９ａを備える。取付枠９に取付対象である配線器具を取り付けるには、窓孔９ａの後方から配線器具の前部を挿入し、取付枠９の左右両側の枠片９ｂに設けた器具係止部に配線器具の左右両側に設けた被係止部を結合させる。図示例では、配線器具に被係止部として爪を設け取付枠９の枠片９ｂに器具係止部として間隙を設けている。ただし、配線器具に被係止部として穴を設け取付枠９の枠片９ｂに器具係止部として爪を設けた構成もある。取付枠９の上下の枠片９ｃには挿入孔９ｄが貫設されている。取付枠９をスイッチボックス３に取り付けるには、取付枠９に配線器具を装着した状態で、図示しない取付ねじを挿入孔９ｄに前方から挿入してスイッチボックス３に設けたねじ受け（図示せず）に螺入させる。

なお、取付枠９を壁パネルに取り付ける場合には、壁パネルに取付孔を貫設し、挿入孔９ｄに挿入される引締ねじを挟み金具（図示せず）と称する部材に螺合させ、壁パネルに貫設した取付孔の周部を取付枠９と挟み金具との間で挟持するように引締ねじを締め付けてもよい。あるいはまた、取付枠９を通して壁材に木ねじを螺合させることによって、取付枠９を壁に取り付けることも可能である。

本実施形態では、各スイッチボックス３の上部からは、配電ボックス１または他のスイッチボックス３に接続された電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉが導入され、各系統の末端に位置するスイッチボックス３を除いた各スイッチボックス３の下部からは他のスイッチボックス３への送り配線である電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉが導出される。また、ゲート装置４を取り付けた取付枠９を各スイッチボックス３に取り付けることによって、上述したように、各スイッチボックス３にそれぞれゲート装置４が収納される。ここにおいて、ゲート装置４には、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとが接続されるから、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとの混触を防止するために、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとのスイッチボックス３への導入口および導出口はそれぞれ個別に設けるのが望ましい。

ゲート装置４は、板ばねのばね力を利用して電線を結線する、いわゆる速結端子構造の端子を器体に内蔵しており、器体の背面に開口する電線挿入口に電線を挿入することにより、電線の機械的保持と電気的接続とがなされる構成を採用している。電線挿入口は、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとについて２対ずつ設けてある。各１対は送り配線を接続するために用いられる。ゲート装置４の器体の前面には、電力線Ｌｐが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた電力路接続口６ａと、情報線Ｌｉが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた情報路接続口６ｂとが配置される。

電力路接続口６ａと情報路接続口６ｂとは１個の接続口６としてモジュール化されている。配線システム内の各ゲート装置４において、各電力路接続口６ａと各情報路接続口６ｂとはそれぞれ同仕様（接触部の配列や接続口のサイズなど）であり、また電力路接続口６ａおよび情報路接続口６ｂの位置関係は統一されている。接続口６には、機能モジュール２の背面に設けた接続体７が着脱可能に結合される。すなわち、機能モジュール２の接続体７には、電力路接続口６ａに着脱可能に結合される電力路接続体７ａと、情報路接続口６ｂに着脱可能に結合される情報路接続体７ｂとをモジュール化した接続体７が設けられる。機能モジュール２の接続体７をゲート装置４の接続口６に接続した状態において、機能モジュール２はゲート装置４の前面を覆う。ここに、接続口６と接続体７とはコネクタを構成する。

機能モジュール２は、図９に示すように、ゲート装置４に対して１台だけ接続することによって単独で用いることができる基本機能モジュール２ａと、基本機能モジュール２ａに対して壁面に沿う面内で配列され基本機能モジュール２ａと組み合わせて用いることにより基本機能モジュール２ａの機能を拡張する拡張機能モジュール２ｂとがある。拡張機能モジュール２ａは、基本機能モジュール２ａに対して１台接続するだけではなく、複数台を接続することも可能である。

以下の説明においては、基本機能モジュール２ａを単独で用いるか、基本機能モジュール２ａに拡張機能モジュール２ｂを結合して用いるかにかかわらず、どちらの場合についても機能モジュール２として説明する。

機能モジュール２は、図１０、図１１に示すように、合成樹脂製の扁平なハウジング８ａを備える。すなわち、ゲート装置４に取り付けたときに壁面からの突出寸法が小さく、かつハウジング８ａの前面側に露出する表示、報知、操作などの各種機能を持つ機能部に割り当てる面積を大きくとることができる薄型に形成されている。ハウジング８ａの背面には接続体７が設けられ、接続体７をゲート装置４の接続口６に結合すれば、機能モジュール２が電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉと電気的に接続される。ハウジング８ａの上部および下部には取付用孔８ｃが開口しており、ハウジング８ａをゲート装置４に結合した状態で、ハウジング８ａの前面側から取付用孔８ｃに取付ねじ（図示せず）を挿入し、取付枠９の取付ねじ孔１０ｅに取付ねじを螺入することにより、機能モジュール２が取付枠９に対して機械的に固定され、結果的に機能モジュール２のゲート装置４に対する結合強度を高めることができる。ハウジング８ａの前面部には化粧カバー８ｂが着脱可能に被着され、化粧カバー８ｂをハウジング８ａに装着した状態では、取付ねじの頭部が隠される。

上述の構成から明らかなように、機能モジュール２には電力線Ｌｐを通して商用電源ＡＣから電力が供給されるから、機能モジュール２の内部回路の動作用の電源を生成するために商用電源ＡＣから内部回路の動作用に用いる直流電圧を生成する電源装置が必要である。また、ハウジング８ａは扁平で小型であるから、このようなハウジング８ａに収納可能な薄型かつ小型の電源装置が必要である。したがって、本実施形態において説明した平面型インダクタを用いる電源装置は、この種の機能モジュール２に用いるのに適した電源装置になる。

機能モジュール２が、基本機能モジュール２ａだけではなく拡張機能モジュール２ｂも含んでいる場合には、電源装置は拡張機能モジュール２ｂにも電力を供給する。基本機能モジュール２ａから拡張機能モジュール２ｂへの電力の供給は交流を用いる。また、基本機能モジュール２ａと拡張機能モジュール２ｂとの内部においては、交流−直流変換を行って直流電力を内部回路に供給する。そのため、基本機能モジュール２ａと拡張機能モジュール２ｂとには、それぞれ電源装置が設けられる。拡張機能モジュール２ｂに設けた電源装置においても本実施形態の平面型インダクタを用いることにより、拡張機能モジュール２ｂのハウジングに収納可能な薄型かつ小型の電源装置を構成することができる。

参考例を示す断面図である。同上に用いるベース基板を示す斜視図である。同上に用いるベース基板を示す一部破断した斜視図である。本発明の実施形態における作製手順を示す斜視図である。同上の断面図である。平面型インダクタを用いた電源装置の構成例を示す回路図である。平面型インダクタを用いる配線システムの全体構成を示す構成図である。機能モジュールを取付枠に取り付けた状態の正面図である。機能モジュールの他の構成例を示す構成図である。ゲート装置と機能モジュールとを示す斜視図である。機能モジュールを示す分解斜視図である。

符号の説明

１基本モジュール
２機能モジュール
１０ベース基板
１１巻線形成凹所
１２コイルパターン
１３コア
１４内コア
１５外コア
１５ａ主片
１５ｂ橋絡片
２０集積回路（電子回路）
ＣＮ制御回路
Ｌインダクタ
Ｌｉ情報線
Ｌｐ電力線
Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子

Claims

少なくとも表裏の一面に開口面を有する巻線形成凹所を備えたベース基板と、ベース基板における巻線形成凹所の内周面に導電層により螺旋状に巻回されたコイルパターンと、少なくともコイルパターンが形成された巻線形成凹所に充填されるコアとを備え、巻線形成凹所は、前記ベース基板の表裏に貫通するとともに、ベース基板の表裏の一面に形成された開口面からベース基板の他面に向かって直径が小さくなるテーパ状に形成されており、ベース基板においてコアと重複しない部位に、コイルパターンと電気的に接続される電子回路が実装され、前記コアは、巻線形成凹所に充填された内コアと、前記ベース基板の表裏の各一面に重複するとともに内コアにそれぞれ磁気結合される一対の主片およびベース基板の周縁において両主片間を連結する橋絡片を連続一体に備える外コアとからなることを特徴とする電磁誘導部品。
請求項１記載の電磁誘導部品とスイッチング素子とスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備える電源装置であって、前記電子回路が、スイッチング素子と制御回路とを含むことを特徴とする電源装置。