JP4803645B2 - 磁気素子 - Google Patents

Description

本発明は、例えばバンドパスフィルタとして用いられるトランス等の磁気素子に関する。

磁気素子の一種であるトランスには、所望の周波数帯域（例えば、１３Ｋｈｚ付近）の信号しか通さない、いわゆるバンドパスフィルタ（帯域フィルタ）として機能するものがある。この種のトランスにおいては、インピーダンスを所望の値に合わせることが必要とされると共に、一次側に入力された信号のうち、所定の周波数以上の高周波信号、および所定の周波数以下の低周波信号を二次側において減衰する特性を有することが必要とされる。

ところで、インピーダンスは、インダクタンスに比例し、高い周波数においては、交流が流れ難くなり、高周波信号の減衰効果が得られる。そのため、トランスにおいて上述の特性を得る場合、現状では、比透磁率（μ）が１００００以上となる、μの高い材質により形成される２つのコアを用いる構成を採用している。なお、以下の説明においては、２つのコアのそれぞれを、第１のコアおよび第２のコアとする。

ここで、第１のコアと第２のコアとは、対向配置されるが、かかる第１のコアと第２のコアとの間で形成される磁路には、磁性材料が存在しない空隙である、ギャップ（エアギャップともいう。）が設けられている。かかるギャップの存在により、低周波側の信号を減衰させることが可能となっている。

このギャップは、例えばＥＰコアにおいては、該第１のコアの柱脚部と第２のコアの柱脚部との間に設けられるのが通例である。このギャップは、小さいほど（狭小であるほど）良好な特性が得られることが判明しているため、現状では、２２μｍ程度の寸法を有するものがある。なお、かかるギャップを有する磁気素子の構成としては、特許文献１に開示されているものがある。

また、第１のコアと第２のコアの突き合せ部分に、樹脂等を材質とするテープ部材を貼り付け、第１のコアと第２のコアとの間に、テープ部材の厚み寸法分のギャップを確保する構成も存在する。この構成では、テープ部材が第１のコアと第２のコアの境界部分に存在しており、このテープ部材を介して、第１のコアと第２のコアとが互いに接合されている。

さらに、所望の値のインダクタンスを備えるトランスを得る他の手法としては、比透磁率（μ）が５０００程度の材質により、第１のコアと第２のコアを形成し、第１のコアと第２のコアとを、ギャップを介さずに付き合わせるものがある。

特開２００３−３１４２２号公報（要約、図１、図５〜図８参照）

ところで、上述のトランスのうち、比透磁率の高い材質を組み合わせると共に、狭小ギャップを有するものでは、該狭小ギャップの形成が困難である、という問題を有する。すなわち、例えば２２μｍといった、非常に狭いギャップを形成する場合、寸法精度を正確に管理することが難しい。また、第１のコアと第２のコアの突き合せに際しても、突き合せ誤差等が生じる。このため、第１のコアと第２のコアとの間に、所望の狭小ギャップを設けることは、難しい。また、そのような高精度の狭小ギャップを形成する場合、精度面での向上を図る必要があるため、加工コストがかさむ。狭小ギャップを形成する必要があるため、トランスの生産に時間を要し、生産能率が悪化する、という問題もある。

また、第１のコアと第２のコアとの間に、テープ部材を介在させる構成では、テープ部材が加熱により溶けてしまう、という問題がある。すなわち、基板へトランスを実装させる場合、リフローによる半田付け等の加熱を伴う工程が存在するが、かかる加熱工程においては、上述の狭小ギャップの厚み寸法を有する薄膜状のテープ部材は、簡単に解けてしまう。このように、テープ部材が溶けてしまうと、ギャップ寸法を正確に管理することができず、所望の特性が得られなくなる。

さらに、比透磁率が５０００程度の材質によって、第１のコアおよび第２のコアを形成する場合、ギャップが存在しないため、高周波信号が減衰せず、２次側のコイルにおいて高周波をノイズとして拾ってしまう。すなわち、第１のコアと第２のコアとが、比透磁率が５０００程度の材質から構成される場合、バンドパスフィルタとしての特性が劣り、機能を発揮しない、という問題がある。

以上述べたように、現状においては、狭小ギャップを備えるトランスのような、所望の特性を備えながら、生産性がよく、コストの低減を図れるといった要素を兼ね備えさせるものを形成することが困難となっている。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、所望の特性を得ることが可能でありながら、生産性が良好であり、コストの低減を図ることができる磁気素子を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、第１のコアと、第１のコアに当接する第２のコアと、信号が入力されると共に、第１のコアおよび第２のコアの少なくとも一方に巻回されるコイルと、を備え、第１のコアの比透磁率は、第２のコアの比透磁率よりも高く設けられていると共に、第１のコアと第２のコアとの間には、磁気ギャップが存在しない状態で閉磁路が形成されているものである。

このように構成した場合には、第１のコアと第２のコアの間には、磁気ギャップが存在しない状態で、閉磁路が形成される。ここで、第２のコアよりも第１のコアの方が、比透磁率が高く設けられていることにより、従来のように第１のコアと第２のコアとの間に磁気ギャップを設けなくても、磁気素子の全体で、所望の特性を得ることができる。すなわち、比透磁率の高い第１のコアによって、高周波信号を減衰させることができると共に、比透磁率の低い第２のコアによって、実効透磁率を合わせ、低周波信号の減衰を助けることが可能となる。このため、狭小ギャップが存在する磁気素子と同等の特性を得ることが可能となる。

また、他の発明は、信号が入力される第１のコイルと、第１のコイルに入力された信号が伝達される第２のコイルと、第１のコイルが巻回される第１の柱脚部および該第１の柱脚部の周囲に配置される第１の周壁部を有する第１のコアと、第２のコイルが巻回される第２の柱脚部および該第２の柱脚部の周囲に配置される第２の周壁部を有する第２のコアと、を具備し、第１のコアの比透磁率は、第２のコアの比透磁率よりも高く設けられていると共に、第１の柱脚部と第２の柱脚部とが当接し、かつ第１の周壁部と上記第２の周壁部とが当接しているものである。

このように構成した場合には、第１の柱脚部と第２の柱脚部、および第１の周壁部と第２の周壁部との間で、互いにギャップを介さずに当接する状態となる。この場合、第２のコアよりも第１のコアの方が、比透磁率が高く設けられる状態で、第１のコアと第２のコアのそれぞれの比透磁率を調整すれば、従来のように第１のコアと第２のコアとの間にギャップを設けなくても、磁気素子の全体で、所望の特性を得ることができる。すなわち、比透磁率の高い第１のコアによって、高周波信号を減衰させることができると共に、比透磁率の低い第２のコアによって、低周波信号を減衰させることが可能となり、バンドパスフィルタとして、狭小ギャップが存在する磁気素子と同等の特性を得ることが可能となる。

また、所望の特性を得るために、第１のコアと第２のコアとの間に狭いギャップを設ける必要がなくなるため、工程数が削減され、生産性を向上させることができる。加えて、工程数が削減されるため、生産コストを抑えることが可能となる。また、第１のコアと第２のコアとの間に狭いギャップを形成すべく、テープ部材を間に介在させる必要もなくなる。そのため、リフロー等の実装時に、テープ部材が熱によって溶けてしまい、ギャップの寸法管理が正確に行えなくなる、という問題も防ぐことができる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、第１のコアの比透磁率は、第２のコアの比透磁率に対して４倍〜１００倍の範囲内に設けられているものである。このように構成した場合には、第１のコアと第２のコアとの間における比透磁率の差が大きくなり、従来のような、狭小ギャップがＨｉμ材の間に存在する構成と同等の特性を備えるバンドパスフィルタを得ることが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、第１のコアの比透磁率は、２０００〜３００００の範囲内であると共に、第２のコアの比透磁率は、２０〜２０００の範囲内であるものである。このように構成した場合には、第１のコアと第２のコアとの間における比透磁率の差を大きくとることができ、従来のような、狭小ギャップがＨｉμ材の間に存在する構成と同等の特性を備えるバンドパスフィルタを得ることが可能となる。

さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、第１のコアは、Ｍｎ系の磁性部材を材質とすると共に、第２のコアは、Ｎｉ系の磁性部材を材質とするものである。このように構成した場合、第１のコアは、Ｍｎ系の磁性部材が有する高い比透磁率を備えると共に、第２のコアは、第２のコアは、Ｎｉ系の磁性部材が有する、第１のコアよりも低い比透磁率を備える状態となる。そのため、従来のような、狭小ギャップがＨｉμ材の間に存在する構成と同等の特性を備えるバンドパスフィルタを得ることが可能となる。

また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、第１のコアと第２のコアとは、互いに当接している部分を境に対称な形状を為しているものである。このように構成した場合には、第１のコアと第２のコアとは、同じ面積を有するため、お互いの境界部分を段差部分がない状態で当接させることができ、外部への磁束漏れを低減させることができる。また、第１のコアと第２のコアとの当接に際して、位置決めを行い易くなる。

さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、第１のコアと第２のコアとは、ＥＰコアを形成するものである。このように構成した場合には、スペース効率に優れたバンドパスフィルタとすることができる。

また、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、第１のコアと第２のコアとの間の比透磁率の差により、第１のコイルから第２のコイルへ伝達される信号の周波数のうち、特定の帯域から外れる周波数の信号の振幅をしきい値以下に減衰させるバンドパスフィルタとして機能させるものである。

このように構成した場合には、磁気素子はバンドパスフィルタとして機能するため、第１のコイルに入力させる信号のうち、特定の周波数帯域の信号を第２のコイルに良好に伝達させることができるが、特定の周波数帯域から外れる周波数の信号においては、第１のコイルに入力させる信号を第２のコイルに伝達させる際に、大きく減衰させ、しきい値以下の振幅にすることができる。

本発明によると、所望の特性を得ることが可能な磁気素子において、生産性が良好となると共に、コストの低減を図ることが可能となる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る、磁気素子としてのトランス１０について、図１から図７に基づいて説明する。図１は、トランス１０の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、トランス１０の構成を示す分解斜視図である。さらに、図３は、トランス１０の第１のコア２０または第２のコア３０の形状を示す正面図である。また、図４は、トランス１０の内部構成を示す側断面図である。

本実施の形態におけるトランス１０は、図２および図４に示すように、第１のコア２０と、第２のコア３０と、コイルボビン４０と、一次巻線５０と、二次巻線６０とを主要な構成要素としている。これらのうち、第１のコア２０と第２のコア３０とは、対称形状となっている。なお、これら各部材によって構成されるトランス１０は、いわゆるＥＰコアを備える磁気素子である。

図２および図３に示すように、第１のコア２０は、実装される基板平面側と第２のコア３０に突き合わされる側の２面が開放した状態の、箱型を為すコア部材である。この第１のコア２０には、凹嵌部２１が設けられている。凹嵌部２１は、基板平面側に対向する上壁２２と、第２のコア３０に対向する側底壁２３と、第１のコア２０の中心軸線に沿う２つの周壁２４ａ，２４ｂとに囲まれることにより、形成されている。なお、これら上壁２２、側底壁２３および周壁２４ａ，２４ｂは、第１の周壁部に対応する。

なお、以下の説明においては、第１のコア２０のうち、実装される基板平面側（後述する実装端子側）を下側とすると共に、上壁２２側を上側とする。また、第１のコア２０のうち、第２のコア３０に突き合せられる面を、対向面２５とする。

図３および図４に示すように、凹嵌部２１は、所定深さを有する逆Ｕ字形状の凹み部分である。そのため、凹嵌部２１を構成する周壁２４ａ，２４ｂの内壁面は、開放している下方から上方に向かい、周壁２４ａ，２４ｂの外壁面と略平行を為しているが、上方側の正面形状は、略半円形状を為している。それにより、略半円形状の部分においては、上方に向かうにつれて、周壁２４ａ，２４ｂから離間するように設けられている。

また、凹嵌部２１には、柱脚部２６（第１の柱脚部に対応）が設けられている。柱脚部２６は、本実施の形態では円柱状に設けられている。また、柱脚部２６は、側底壁２３から対向面２５側に向かって、上壁２２の上端面に対し略平行を為して突出している。また、柱脚部２６の突出高さは、上述の対向面２５と略同一の高さ位置となっている。そのため、第１のコア２０と第２のコア３０とを突き合せた場合でも、柱脚部２６と後述する柱脚部３６との間にギャップは形成されない。

また、第２のコア３０も、上述の第１のコア２０と同様の構成となっている。そのため、構造上の詳細な説明については省略する。なお、以下の説明においては、第２のコア２０における各部分の符号に関しては、凹嵌部３１、上壁３２、側底壁３３、周壁３４ａ，３４ｂ、対向面３５、柱脚部３６（第２の柱脚部に対応）を用いることとする。また、上壁３２、側底壁３３および周壁３４ａ，３４ｂは、第２の周壁部に対応する。

ここで、第１のコア２０の材質は、第２のコア３０の材質よりも、比透磁率（μ）が高く設けられている。本実施の形態では、第１のコア２０は略１００００の比透磁率を有するＭｎ系のフェライトを材質としている。なお、このような、比透磁率が略１００００程度またはそれ以上の比透磁率を有する材質は、一般にＨｉμ（ハイミュー）材と呼ばれている。

なお、第１のコア２０が備える比透磁率は、略１００００に限られるものではなく、２０００〜３００００の範囲内にあれば良い。しかしながら、第１のコア２０が備える比透磁率は、略５０００以上の比透磁率を備える（例えば、アモルファス等の材質を用いた場合）のが好ましく、第１のコア２０の比透磁率が略１００００以上であれば、一層好ましいものとなる。

これに対して、第２のコア３０の材質は、第１のコア２０の材質よりも、比透磁率が低く設けられている。ここで、第１のコア２０の比透磁率は、第２のコア３０の比透磁率に対して４倍〜１００倍の範囲内に設けるのが良い。

また、本実施の形態では、かかる第２のコア３０の材質が具備する比透磁率としては、略２０〜略２０００程度の範囲内にあれば良い。より好ましい比透磁率の範囲としては、略２０〜略１０００とするのが良い。さらに、後述するように、第２のコア３０の比透磁率としては、第１のコア２０の比透磁率を１００００とすると共に、第２のコア３０の比透磁率を、それぞれ１００，４００，８５０として実験を行っており、いずれも従来の狭小ギャップが存在するトランス（テープ部材により狭小ギャップを形成するトランスも含む。）と同等の特性を得られている。この点を考慮すれば、比透磁率の範囲が１００〜８５０である場合には、従来のトランスと同等の特性が得られる。

なお、第１のコア２０の比透磁率が略１００００であると共に、第２のコア３０の比透磁率が８５０である場合、トランス１０の特性としては、１８μｍのギャップが存在する構成に対応する。また、比透磁率の低い材質としては、Ｎｉ系フェライトが挙げられる。

また、上述の柱脚部２６，３６には、コイルボビン４０が取り付けられる。コイルボビン４０は、例えば樹脂等の絶縁のある材質から構成されている。コイルボビン４０は、図２に示すように、一次巻線５０と二次巻線６０を巻回する巻線部４１と、この巻線部４１と一体的に設けられている鍔部４２と、同じく一体的に設けられている第１の端子台４３ａおよび第２の端子台４３ｂとを有している。

巻線部４１は、略円筒状に設けられていて、この巻線部４１の略円筒の軸線方向の両端部分には、鍔部４２が設けられている。すなわち、鍔部４２の存在により、コイルボビン４０において、一次巻線５０および二次巻線６０の巻回部位が定められている。また、鍔部４２は、その外観が略Ｕ字形状に設けられていて、上述した凹嵌部２１の外観形状に対応している。また、巻線部４１を貫通するように、貫通孔４４が設けられていて、当該貫通孔４４には、柱脚部２６，３６が挿入される。

なお、巻線部４１に対して、例えばエナメル等の導線が、それぞれ巻回される。それによって、柱脚部２６には信号の入力側である一次巻線５０（第１のコイルに対応）が、柱脚部３６には信号の出力側である二次巻線６０（第２のコイルに対応）が形成される。これら一次巻線５０および二次巻線６０が巻線部４１にそれぞれ巻回された状態で、柱脚部２６，３６をコイルボビン４０の貫通孔４４に差し込み、該第１のコア２０と第２のコア３０とが、互いに突き合わされる。その突き合せの後に、第１のコア２０と第２のコア３０とは、例えば、接着剤または不図示の押さえ部材等を介して接合される。

なお、一次巻線５０および二次巻線６０は、断面が円形状の丸線でも良いが、角線等、丸線以外の断面形状を有する導線により、一次巻線５０および二次巻線６０を形成しても良い。

また、コイルボビン４０には、鍔部４２と一体的となるように、第１の端子台４３ａおよび第２の端子台４３ｂが設けられている。第１の端子台４３ａおよび第２の端子台４３ｂは、鍔部４２が為すＵ字の上部（図４においては、逆Ｕ字形状となっているため、鍔部４２の下部）に取り付けられていて、しかも巻線部４１に差し掛からないように、鍔部４２の非対向面側（すなわち、第１の端子台４３ａと第２の端子台４３ｂとが互いに遠ざかる側）に向かって突出している。また、第１の端子台４３ａには第１のコア２０が、第２の端子台４３ｂには第２のコア３０が、夫々載置される。

なお、第１の端子台４３ａおよび第２の端子台４３ｂには、複数の端子（絡げ端子４５および実装端子４６）が設けられている。これらのうち、絡げ端子４５には、巻線部４１に巻回される一次巻線５０または二次巻線６０の一端側または他端側が絡げられる。そのため、絡げ端子４５の高さ位置は、実装端子４６の高さ位置よりも高く設けられている。また、実装端子４６は、回路基板７０に実装される。

なお、本実施の形態では、巻線部４１には、一次巻線５０および二次巻線６０の２本の巻線が巻回される。しかしながら、巻線部４１に巻回される巻線は２本には限られず、３本以上であっても良い。

以上のような構成を有するトランス１０の特性の実験結果について、図５〜図７に示す。これらの図５〜図７においては、トランス１０の減衰率（ｄＢ）を縦軸、周波数（Ｈｚ）を横軸に示している。なお、これらの実験結果においては、一次巻線５０には、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数の信号が与えられている。

図５においては、第１のコア２０と第２のコア３０の比透磁率が、共に１００００であると共に、第１のコア２０と第２のコア３０との間に、テープ部材が挟持されているトランスの特性を破線で、第１のコア２０の比透磁率が１００００であると共に第２のコア３０の比透磁率が１００であるトランス１０の特性を実線で示している。

この図５に示すトランス１０の特性は、テープ部材が挟持されているトランスの特性と近似している。この図５においては、トランス１０は、５０ｋＨｚ付近において略−３ｄＢとなり、従来のトランスと同等の特性を備えている。なお、１３ｋＨｚよりも低周波側においては、ばらつきが生じ、測定装置では正確なデータが得られなかったが、ばらついた減衰率の平均値を取ると、トランス１０は、従来のテープ部材が挟持されているトランスと同様に、低周波側の周波数の信号は、周波数が低くなるにつれて減衰していることが分かる。

なお、高周波用フィルタとしての、減衰率のしきい値は、種々設定可能である。例えば、上述の−３ｄＢとしても良く、それ以外の任意の値としても良い。

また、図６においては、第１のコア２０と第２のコア３０の比透磁率が、共に１００００であると共に、第１のコア２０と第２のコア３０との間に、テープ部材が挟持されているトランスの特性を破線で、第１のコア２０の比透磁率が１００００であると共に第２のコア３０の比透磁率が４００であるトランス１０の特性を実線で示している。

この図６に示すトランス１０の特性も、テープ部材が挟持されているトランスの特性と近似しており、トランス１０は、５０ｋＨｚ付近において略−３ｄＢとなり、従来のトランスと同等の特性を備えている。なお、図６に示すトランス１０においても、１３ｋＨｚよりも低周波側においては、ばらつきが生じ、測定装置では正確なデータを得ることはできなかったが、ばらついた減衰率の平均値を取ると、トランス１０は、従来のテープ部材が挟持されているトランスと同様に、低周波側の周波数の信号は、周波数が低くなるにつれて減衰していることが分かる。

さらに、図７においては、第１のコア２０と第２のコア３０の比透磁率が、共に１００００であると共に、第１のコア２０と第２のコア３０との間に、テープ部材が挟持されているトランスの特性を破線で、第１のコア２０の比透磁率が１００００であると共に第２のコア３０の比透磁率が８５０であるトランス１０の特性を実線で示している。

この図７に示すトランス１０の特性も、テープ部材が挟持されているトランスの特性と近似しており、トランス１０は、５０ｋＨｚ付近において略−３ｄＢとなり、従来のトランスと同等の特性を備えている。なお、図７に示すトランス１０においても、１３ｋＨｚよりも低周波側においては、ばらつきが生じ、測定装置では正確なデータを得ることはできなかったが、ばらついた減衰率の平均値を取ると、トランス１０は、従来のテープ部材が挟持されているトランスと同様に、低周波側の周波数の信号は、周波数が低くなるにつれて減衰していることが分かる。

以上の実験結果より、第１のコア２０を比透磁率が高いＨｉμ材、第２のコア３０を比透磁率の低い材質とし、両者を突き合わせる構成を採用する場合、第１のコア２０および第２のコア３０が共にＨｉμ材であると共に、柱脚部２６と柱脚部３６の間に狭小ギャップを備える従来のトランス１０の構成と、同様の特性を持たせることができる。すなわち、平均値で見ると、トランス１０は、低周波領域における信号を減衰させている。

このような構成のトランス１０によれば、第２のコア３０よりも第１のコア２０の方が、比透磁率が高く設けられ、柱脚部２６と柱脚部３６、および第１の周壁部と第２の周壁部との間で、互いにギャップを介さずに当接する状態となる。

この場合、第２のコア３０よりも第１のコア２０の方が、比透磁率が高く設けられる状態で、それぞれの比透磁率を設定すれば、第１のコア２０と第２のコア３０との間にギャップを設けなくても、トランス１０の全体で、従来の狭小ギャップを有するトランスと同等の特性（所望の特性）を得ることが可能となる。すなわち、比透磁率の低い第２のコア３０の存在により、低周波信号を減衰させることが可能となる。

また、第１のコア２０として、比透磁率の高い材質を用いているため、トランス１０を高インピーダンスとすることが可能となる。さらに、第２のコア３０は、第１のコア２０よりも比透磁率が低いため、従来のように２つのコア共に比透磁率の高い材質を用いる構成と比較して、損失を低減することも可能となる。

また、所望の特性を得るために、第１のコア２０と第２のコア３０との間に狭いギャップ（狭小ギャップ）を設ける必要がなくなる。それにより、狭小ギャップの加工に要する工程を削減することができ、生産性を高めることが可能となる。また、狭小ギャップの加工を必要としないため、その加工に要するコストを抑えることが可能となる。特に、現状においては、２２μｍ程度と非常に狭いギャップを形成しているため、ギャップをなくすることによる、生産性の増大効果およびコストの削減効果が大きくなる。

さらに、従来のように、第１のコア２０と第２のコア３０との間に狭小ギャップを形成すべく、テープ部材を間に介在させる必要もなくなる。そのため、リフロー等の実装時に、テープ部材が熱によって溶けてしまい、ギャップの寸法管理が正確に行えなくなる、という問題も防ぐことができる。すなわち、テープ部材が介在しないため、リフロー等の実装を問題なく行うことが可能となると共に、狭小ギャップの寸法を正確に管理する必要もなくなる。

また、本実施の形態では、第１のコア２０の比透磁率は、第２のコア３０の比透磁率に対して４倍〜１００倍の範囲内に設けられている。このため、第１のコア２０と第２のコア３０との間における比透磁率の差が大きくなり、従来のような、狭小ギャップがＨｉμ材の間に存在する構成と同等の特性を備えるバンドパスフィルタを得ることが可能となる。

さらに、本実施の形態では、第１のコア２０の比透磁率は、２０００〜３００００の範囲内であると共に、第２のコア３０の比透磁率は、２０〜２０００の範囲内となっている。この場合、第１のコア２０と第２のコア３０との間における比透磁率の差を大きくとることができ、従来のような、狭小ギャップがＨｉμ材の間に存在する構成と同等の特性を備えるバンドパスフィルタを得ることが可能となる。

また、第１のコア２０は、略１００００等の高い比透磁率を有するＭｎ系の磁性部材を材質とすると共に、第２のコア３０は、Ｍｎ系の磁性部材に比べて比透磁率の低いＮｉ系の磁性部材を材質としている。このため、第１のコア２０と第２のコア３０との間における比透磁率の差により、バンドパスフィルタとして、従来のような狭小ギャップがＨｉμ材の間に存在する構成と同等の特性を備えさせることが可能となる。

さらに、第１のコア２０と第２のコア３０とは、互いに当接している部分を境に対称な形状を為している。このように構成した場合、第１のコア２０と第２のコア３０とは、同じ面積を有するため、お互いの境界部分を段差部分がない状態で当接させることができ、外部への磁束漏れを低減させることができる。また、第１のコア２０と第２のコア３０との当接に際して、位置決めを行い易くなる。

また、第１のコア２０と第２のコア３０とは、ＥＰコアを形成している。このように構成した場合、一次巻線５０と二次巻線６０とを、スペース効率に優れたバンドパスフィルタとして機能させることができる。また、上述のように、第１のコア２０と第２のコア３０の比透磁率に、大きな差が存在することにより、トランス１０は、従来のような狭小ギャップが存在するバンドパスフィルタと、同等の機能を備えさせることができる。

さらに、トランス１０は、比透磁率の低い第２のコア２０を備えるため、狭小ギャップが存在する従来例およびテープギャップが存在する従来例の温度特性に近づけることができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態に係る、磁気素子としてのトランス１１について、図８に基づいて説明する。なお、本実施の形態においては、上述の第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明する。

本実施の形態におけるトランス１１は、いわゆるＥＥ型のトランスであり、平面形状がＥ型を為す第１のコア２００と、同じく平面形状がＥ型を為す第２のコア３００と、コイルボビン４００と、を具備している。これらのうち、第１のコア２００と第２のコア３００とは、略同一の形状である。また、第１のコア２００と第２のコア３００の材質も、上述の第１の実施の形態におけるものと同様であると共に、第１のコア２００と第２のコア３００の比透磁率も、上述の第１の実施の形態におけるものと同様となっている。

また、本実施の形態においても、第１のコア２００は略１００００の比透磁率を有するＭｎ系のフェライト（Ｈｉμ（ハイミュー）材）を材質としている。また、第２のコア３００の材質は、第１のコア２００の材質よりも、比透磁率が低く設けられている。ここで、第１のコア２００の比透磁率は、第２のコア３００の比透磁率に対して４倍〜１００倍の範囲内に設けるのが良い。かかる第２のコア３００の材質が具備する比透磁率としては、略２０〜略２０００程度の範囲内にあれば良い。より好ましい比透磁率の範囲としては、略２０〜略１０００とするのが良い。

なお、図５〜図７等の実験結果から、第１のコア２００の比透磁率が１００００である場合、第２のコア３００の比透磁率の範囲が１００〜８５０である場合には、従来のトランスと同等の特性が得られる。また、比透磁率の低い第２のコア３００の材質としては、Ｎｉ系フェライトが挙げられる。

また、第１のコア２００が備える比透磁率は、略１００００に限られるものではなく、２０００〜３００００の範囲内にあれば良い。しかしながら、第１のコア２００が備える比透磁率は、略５０００以上の比透磁率を備える（例えば、アモルファス等の材質を用いた場合）のが好ましく、第１のコア２００の比透磁率が略１００００以上であれば、一層好ましいものとなる。

ここで、本実施の形態における第１のコア２００と第２のコア３００の有する凹陥部２１０，３１０は、上述の第１の実施の形態における凹陥部２１と比較して、より開放した状態に設けられている。すなわち、上述の第１の実施の形態における逆Ｕ字形状の凹みの凹陥部２１，３１は、周壁２４ａ，２４ｂおよび上壁２２，３２等で形作る側壁のうち、実装される基板平面側が開放した状態に設けられている。これに対して、本実施の形態における凹陥部２１０，３１０は、上述の第１の実施の形態の上壁２２，３２がさらに開放した状態に設けられている。

そのため、トランス１１においては、第１のコア２００と第２のコア３００のそれぞれの長手方向（図８における矢示Ｘ方向）の両端に、一対の周壁２４０，３４０が配置される構成となっている（図８においては、一対の周壁２４０および周壁３４０をそれぞれ区別するために、周壁２４０ａ，２４０ｂおよび周壁３４０ａ，３４０ｂとしている。）。また、本実施の形態においても、凹陥部２１０，３１０に、それぞれ柱脚部２６０（第１の柱脚部に対応）、柱脚部３６０（第２の柱脚部に対応）が設けられている。なお、本実施の形態では、柱脚部２６０，３６０は、第１のコア２００および第２のコア３００の長手方向に長い、四角柱状に設けられている。そのため、コイルボビン４００の貫通孔４４０も、柱脚部２６０，３６０の形状に対応させて、略四角形状の孔部となっている。また、柱脚部２６０，３６０は、実装される基板に対して略平行を為す状態で突出している。

なお、本実施の形態では、第１の実施の形態の第１のコア２０の側底壁２３に対応する部分を側底壁２３０とする。同様に、第２のコア３０の側底壁３３に対応する部分を、側底壁３３０とする。

また、本実施の形態においても、柱脚部２６０，３６０の突出高さは、第１のコア２００の対向面２５０、及び第２のコア３００の対向面３５０と略同一の高さ位置となっている。そのため、第１のコア２００と第２のコア３００とを突き合せた場合でも、柱脚部２６０と柱脚部３６０との間にギャップは形成されない。

また、本実施の形態のコイルボビン４００は、上述の第１の実施の形態におけるコイルボビン４０のように、一対の鍔部４２を有する構成とは異なり、３つの鍔部を有している。そのため、コイルボビン４００は、コイルボビン４０のように１つの巻線部４１を有する構成ではなく、２つの巻線部を有する構成となっている。

なお、以下の説明においては、図８における３つの鍔部を、第１のコア２００から第２のコア３００に向かって、順次、上鍔部４２１，中鍔部４２２，下鍔部４２３とする。また、２つの巻線部も、第１のコア２００から第２のコア３００に向かって、順次、第１の巻線部４１１（この部分は、上鍔部４２１と中鍔部４２２で仕切られる部分）、第２の巻線部４１２（この部分は、中鍔部４２２と下鍔部４２３で仕切られる部分）とする。

また、本実施の形態のコイルボビン４００も、第１の端子台４３０と第２の端子台４３１を具備している。ここで、第１の端子台４３０および第２の端子台４３１からは、複数（本実施の形態では、第１の端子台４３０および第２の端子台４３１からそれぞれ５本ずつ）のピン端子４５０が、下方に向かって突出している。ピン端子４５０は、基板の実装部位に設けられている孔部に差し込まれる部分である。また、このピン端子４５０には、一次巻線５０または二次巻線６０の端末がそれぞれ絡げられる。そのため、本実施の形態におけるピン端子４５０は、上述の第１の実施の形態における絡げ端子４５および実装端子４６としての役割を果たしている。

また、第１の端子台４３０および第２の端子台４３１には、その下面から下方に向かって突出する、複数の突起４６０が設けられている。突起４６０は、ピン端子４５０よりも短い長さ寸法を有している。そのため、基板に実装する際に、孔部にピン端子４５０を差し込んだ状態で、突起４６０の下面が基板に当接する。それによって、ピン端子４５０は、その根元まで孔部に差し込まれる状態とはならず、ピン端子４５０において一次巻線５０または二次巻線６０の端末を絡げた部位が、基板と干渉するのを防止することが可能となる。すなわち、ピン端子４５０において、一次巻線５０または二次巻線６０の端末を絡げるための部位が確保される。

なお、ピン端子４５０に対して、上述の第１の実施の形態における実装端子４６の役割のみを持たせるようにし、別途、絡げ端子４５に相当する絡げ端子を設けるように構成しても良い。

このような各部分を具備するトランス１１を組み立てる場合、第１の巻線部４１１および第２の巻線部４１２に対して、それぞれ一次巻線５０および二次巻線６０を巻回させる。また、一次巻線５０，６０の端末を、それぞれいずれかのピン端子４５０に絡げる。そして、柱脚部２６０，３６０を、貫通孔４４０に差し込む。第１のコア２００と第２のコア３００が突き合わされた（接触した）状態となると、周壁２４０，３４０の対向面２５０，３５０が、互いに当接すると共に、柱脚部２６０，３６０の対向面２５０，３５０も互いに当接する。それにより、柱脚部２６０と柱脚部３６０の間には、狭小ギャップが生じない状態となる。このとき、第１のコア２００と第２のコア３００とは、磁気ギャップ（狭小ギャップ）が存在しない状態で当接し、その当接により閉磁路が形成されている。

かかる突き合せの後に、第１のコア２００と第２のコア３００とは、例えば、接着剤または不図示の押さえ部材等を介して接合される。以上のようにして、トランス１１が組み立てられる。

このような構成のトランス１１においても、上述の第１の実施の形態のトランス１０と同様な作用効果を生じさせることが可能となる。すなわち、第１のコア２００と第２のコア３００との間にギャップを設けなくても、トランス１１の全体で、従来の狭小ギャップを有するトランスと同等の特性（所望の特性）を得ることが可能となる。また、比透磁率の低い第２のコア３００の存在により、実効透磁率を合わせ、低周波信号の減衰を助けることが可能となる。

また、トランス１１においては、コイルボビン４００に巻回される一次巻線５０と二次巻線６０とが、中鍔部４２２によって明確に仕切られる。そのため、一次巻線５０および二次巻線６０の巻回が容易になり、トランス１１の組み立ての際の作業性を向上させることが可能となる。

以上、本発明の第１および第２の実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述した第１の実施の形態では、トランス１０として、ＥＰコアを形成する第１のコア２０および第２のコア３０を用いる場合について説明している。また、上述した第２の実施の形態では、トランス１１として、ＥＥコアを形成する第１のコア２００および第２のコア３００を用いる場合について説明している。しかしながら、トランス１０，１１は、ＥＰコアを用いる場合には限られない。例えば、ＥＩコア、ＥＦコア、ＥＲコア、ＲＭコア等、各種の信号系のコアを、第１のコアおよび第２のコアとして、本発明を適用しても良い。

また、上述の第１の実施の形態では、円柱状の柱脚部２６を第１の柱脚部とすると共に、同じく円柱状の柱脚部３６を第２の柱脚部としている。また、上述の第２の実施の形態では、四角柱状の柱脚部２６０を第１の柱脚部とすると共に、同じく四角柱状の柱脚部３６０を第２の柱脚部としている。しかしながら、第１の柱脚部および第２の柱脚部は、円柱状または四角柱状でなくても良く、例えば楕円柱状、三角柱状等、種々変更可能である。

さらに、上述の各実施の形態では、導線を巻回する巻線コイルに関する磁気素子について、本発明を適用した場合について説明している。しかしながら、磁気素子は、巻線コイルに限られるものではなく、印刷方式の積層コイル、蒸着・スパッタリングを用いる薄膜コイルに本発明を適用しても良い。

また、磁気素子としては、２つの巻線５０，６０により構成されるトランスに限られるものではなく、３つまたはそれ以上の巻線を有するトランスに、本発明を適用しても良い。例えば、１つの一次巻線を有すると共に、２つの二次巻線を有する構成としても良い。

また、上述の実施の形態では、第１のコア２０と第２のコア３０とは、対称形状を為しているものについて説明している。しかしながら、第１のコア２０と第２のコア３０とは、互いに非対称形状を為していても良い。また、第１のコア２０と第２のコア３０とが対称形状を為す場合、目視または触感により第１のコア２０と第２のコア３０とを容易に識別できる、識別子を備える構成を採用しても良い。

さらに、トランス１０においては、バンドパスフィルタとして通過させる信号の周波数は、１３ｋＨｚに限られるものではない。上述のような第１のコア２０と第２のコア３０の間で、比透磁率に差を有するものであれば、１３ｋＨｚより高い周波数付近、または１３ｋＨｚよりも低い周波数付近のいずれの周波数帯域を通過させるものであっても良い。

また、上述の各実施の形態においては、２つ巻線（一次巻線５０、二次巻線６０）を具備するトランス等の磁気素子について説明している。また、３つ以上の巻線を用いる磁気素子についても、上述の変形例で述べている。しかしながら、磁気素子は、２つ以上の巻線を具備する構成には限られず、１つのみの巻線を具備するものを、磁気素子としても良い。この場合、磁気素子は、各種のインダクタ、フィルタ等として機能させることが可能である。

本発明の磁気素子は、電気機器の分野において利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るトランスの構成を示す斜視図である。 図１のトランスの構成を示す分解斜視図である。 図１のトランスの構成を示す側断面図である。 図１のトランスの第１のコアまたは第２のコアの形状を示す正面図である。 図１のトランスの特性の実験結果を示す図であり、第１のコアと第２のコアの比透磁率が共に１００００であり、かつ両者の間にテープ部材が挟持されているトランスの特性を破線で、第１のコアの比透磁率が１００００であると共に第２のコアの比透磁率が１００であるトランスの特性を実線で示している。 図１のトランスの特性の実験結果を示す図であり、第１のコアと第２のコアの比透磁率が共に１００００であり、かつ両者の間にテープ部材が挟持されているトランスの特性を破線で、第１のコアの比透磁率が１００００であると共に第２のコアの比透磁率が４００であるトランスの特性を実線で示している。 図１のトランスの特性の実験結果を示す図であり、第１のコアと第２のコアの比透磁率が共に１００００であり、かつ両者の間にテープ部材が挟持されているトランスの特性を破線で、第１のコアの比透磁率が１００００であると共に第２のコアの比透磁率が８５０であるトランスの特性を実線で示している。 本発明の第２の実施の形態に係るトランスの構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０，１１…トランス
２０，２００…第１のコア
２１，２１０…凹嵌部
２２…上壁（第１の周壁部の一部）
２３…側底壁（第１の周壁部の一部）
２４ａ，２４ｂ…周壁（第１の周壁部の一部）
２５，２５０…対向面
２６，２６０…柱脚部（第１の柱脚部に対応）
３０，３００…第２のコア
３１，３１０…凹嵌部
３２…上壁（第２の周壁部の一部）
３３…側底壁（第２の周壁部の一部）
３４ａ，３４ｂ…周壁（第２の周壁部の一部）
３５，３５０…対向面
３６，３６０…柱脚部（第２の柱脚部に対応）
５０…一次巻線（第１のコイルに対応）
６０…二次巻線（第２のコイルに対応）
７０…回路基板
２４０，３４０…周壁

Claims (6)

1. 第１のコアと、
   上記第１のコアに当接する第２のコアと、
   信号が入力される第１のコイルと、
   上記第１のコイルに入力された信号が伝達される第２のコイルと
   を具備し、
   上記第１のコアは、上記第１のコイルが巻回される第１の柱脚部および該第１の柱脚部の周囲に配置される第１の周壁部を有し、
   上記第２のコアは、上記第２のコイルが巻回される第２の柱脚部および該第２の柱脚部の周囲に配置される第２の周壁部を有し、
   上記第１の柱脚部と第２の柱脚部とが磁気ギャップが存在しない状態で当接し、かつ上記第１の周壁部と上記第２の周壁部とが磁気ギャップが存在しない状態で当接して、上記第１のコアと上記第２のコアとの間に閉磁路が形成され、
   上記第１のコアの比透磁率は、上記第２のコアの比透磁率に比べて高く、上記第１のコアの比透磁率は、２０００〜３００００の範囲内であり、上記第２のコアの比透磁率は、２０〜１０００の範囲内である
   ことを特徴とする磁気素子。
   
2. 前記第１のコアの比透磁率は、略１００００であり、前記第２のコアの比透磁率は、１００〜８５０である請求項１に記載の磁気素子。
3. 前記第１のコアは、Ｍｎ系のフェライトを材質とすると共に、前記第２のコアは、Ｎｉ系のフェライトを材質とすることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気素子。
4. 前記第１のコアと前記第２のコアとは、互いに当接している部分を境に対称な形状を為していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気素子。
5. 前記第１のコアと第２のコアとは、ＥＰコアを形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気素子。
6. 前記第１のコアと前記第２のコアとの間の比透磁率の差により、前記第１のコイルから前記第２のコイルへ伝達される信号の周波数のうち、特定の帯域から外れる周波数の信号の振幅をしきい値以下に減衰させるバンドパスフィルタとして機能させることを特徴とする請求項１記載の磁気素子。
   

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