JP5328797B2 - Ｄｃ／ｄｃコンバータ用シートトランス - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板に形成される導電箔（銅箔）をコイルとして使用するＤＣ／ＤＣコンバータ用のシートトランスに関する。

ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するトランスには、コアを含む外形が薄型であること、高効率のＤＣ／ＤＣコンバータを構成しやすいなどの理由によりシートトランスを使用するユニットが多い。シートトランスは、例えば特許文献１、２、３などに開示されている。

特許文献１に記載のものは、多層基板にコイルを形成して、コアによって挟み込んだトランスである。特許文献２に記載のものは、電子部品を搭載する基板に形成したコイルと重ねられた基板に形成したコイルを用いてトランスを構成するものである。特許文献３に記載のものは、コアを組み合わせる部材を用いて、２分割されたコアを組み合わせて固定しながら、コイルを形成して基板に対してもコアを固定するものである。

特開平０６−２１５９６２号公報 特開平０８−２３６３６５号公報 特開２００３−３２４０１６号公報

しかし、上記特許文献のいずれにおいても、コイルとコアの位置関係については言及されておらず、トランスの特性は考慮されていない。特に、特許文献３においては、良好な特性を得るために基板に対して特定の位置にコアを固定することを課題にしながら、当該位置がコアを基板に対して良好な位置を限定していない。

この発明は、このような技術的状況にかんがみてなされたもので、シートトランスにおけるコイルとコアとの位置関係、隙間（ギャップ）などを特定し、シートトランスの特性を十分に生かすことができるようにすることを目的とする。

第１の発明に係るシートトランスは、電子部品が搭載される電子部品用基板に平面状に形成されたコイルと、平板部に前記コイルを貫通する脚部を含む複数の脚部を備えた第１コアと、前記第１コアの脚部の先端に配置される板状の第２コアとを備え、前記第１コアと前記第２コアを組合せたコアの中央脚部にギャップが形成され、フライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータ用のトランスとして構成されるシートトランスであって、前記第２コアの端部を前記第１コアの脚部に押しつけて両者を密着させるばね部を備え、前記コイルの１次巻き線は前記基板の表面に形成され、前記第１コアの内側平面部を前記１次巻き線が形成された平面状のコイルの面に当接し、前記ギャップの位置と前記コイルの１次巻き線が形成された面の位置が同一面に位置しないように前記コイルに対し前記第１コア及び第２コアを固定保持したものである。

第２の発明に係るシートトランスは、電子部品用基板に平面状に形成されたコイルと、平板部に複数の脚部を備えかつ当脚部のうち中央の前記コイルを貫通する脚部にギャップ形成部を有する第１コアと、前記第１コアの脚部の先端に配置される板状の第２コアとを備え、前記第１コアと前記第２コアとを一体に組み合わせ前記中央の脚部と前記第２コアとの間にギャップを形成すると共に、前記第１コアと第２コアを前記コイルに対し固定する固定部材とを備えてなるシートトランスであって、前記固定部材は、前記第２コア側から前記第１コアの外側脚部を抱え込む爪部を備えたホルダ部と、前記第２コアの前記第１コアの外側脚部に対向する位置を押圧する第１ばね部と、前記第２コア側から前記電子部品用基板に延び前記第１コアの前記脚部の内側平面部を前記コイルに当接させる第２ばね部と、前記第２コアを前記第１コアに対して任意の位置に固定する位置決め部を備えるものである。

なお、第１の発明及び第２の発明において、前記第１コア及び第２コアを組み付けるコイルを形成した基板を別部材とすることができる。つまり、電子部品を搭載する電子部品用基板とは別にコイル用基板を設け、このコイル用基板に平面状のコイルを形成し、このコイルに対して第１コア及び第２コアを組み付けるようにするのである。

第３の発明に係るシートトランスは、平板に中央脚部と当該中央脚部の外側に形成された外側脚部とを備え、前記中央脚部を基板に平面状に形成されたコイルに貫通させる第１コアと、平板状でかつ前記第１コアの中央脚部を貫通させる貫通孔を有し、前記第１コアの外側脚部の内側に配置され、かつ外周部に前記第１コアの外側脚部の内側面と対向する面を有する第２コアからなり、両コアのそれぞれ内側平面を、前記基板に形成したコイルの両面にそれぞれ当接して固定するものである。

第４の発明に係るシートトランスは、平面状に形成されたコイルと、平板と前記コイルを貫通する脚部とを備えた第１コアと当該第１コアの脚部側に配置される板状の第２コアとに磁性粉体を混練した樹脂を使用し、両コアの内側平面をコイルに当接し、平面状コイルとコアを一体にして固定保持するものである。

第１の発明に係るシートトランスによれば、基板に形成したコイルとコアを当接させて固定するので高効率で安定したトランスの特性が得られる。

第２の発明に係るシートトランスによれば、安価な固定部材で簡単に組み付けることにより高効率で安定したトランス特性を得ることができる。

第３の発明に係るシートトランスによれば、コイルの発生する磁気エネルギをコアに伝えやすく、コアの蓄えた磁気エネルギをコイルに伝えやすく、エネルギの漏洩を減らすことができる。

第４の発明に係るシートトランスによれば、第１及び第３の発明における固定手段より更にコイルに接近したコアを形成でき、トランスの特性を向上させることができる。また、成形が容易で、安価とすることができる。

実施の形態１に係るシートトランスの正面図である。 図１の側面図である。 実施の形態１における固定部材の斜視図である。 図３に示した固定部材の中央部分の断面図である。 実施の形態１における固定部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は側面図である。 他の例に係る固定部材の斜視図である。 図６に示した固定部材を更に示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は側面図である。 実施の形態２に係るシートトランスの概略正面図である。 図８に示したシートトランスの概略分解斜視図である。 コイルと電極との接続例を示す概略正面図である。 コイルと電極との異なる接続例を示す概略正面図である。 実施の形態３に係るシートトランスの断面図である。 図１２に示したシートトランスの分解斜視図である。 図１２に示したシートトランスの平面図である。 実施の形態４に係るシートトランスの断面図である。 図１５に示したシートトランスの変形例の断面図である。 従来の平面状コイルを示す平面図である。 実施の形態５に係るコイルの平面図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
実施の形態１は、第１の発明及び第２の発明の実施の形態である。
図１は、実施の形態１に係るＤＣ／ＤＣコンバータ用シートトランスの概略正面図であり、図２はその側面図、図３は固定部材の斜視図、図４は固定部材の中央断面図、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、固定部材の正面図、下面図、側面図である。

シートトランス１は、当該電子機器の電子部品用基板である回路基板２を構成要素の一部として構成される。回路基板２は、複数の配線用導体が積層形成された積層基板であり、この回路基板２には、回路を構成する電子部品が搭載されると共に、コイルが形成される。コイルは、基板の表裏両面に導電箔（銅箔）により形成した１次コイルと、内層に導電箔（銅箔）により形成した２次コイルとからなる。回路基板２には、コア中央脚部挿通孔３ａとその両側のコア外側脚部挿通孔３ｂ、３ｃが貫通して形成されており、前記コイルは、コア中央脚部挿通孔３ａの中心を軸として略同心状に形成されている。図１においては、回路基板２の表裏の１次コイル４、５を示してある。

コアは、Ｅ型コア６とＩ型コア７とからなる。Ｅ型コア６は断面形状がＥ形のコアで、平板部８と、この平板部８の中央部に立設された中央脚部９ａと、平板部９の両端に立設された外側脚部９ｂ、９ｃとからなる。中央脚部９ａは、外側脚部９ｂ、９ｃより高さがわずかに低くなっている。Ｉ型コア７は、その断面形状がＩ形をなす平板状のコアである。Ｅ型コア６、Ｉ型コア７は、例えば共にフェライト等の磁性材料粉末を燒結成形して作製される。

回路基板２の一方側から（図１、２に示す状態では上側から）、Ｅ型コア６の中央脚部９ａが回路基板２のコア中央脚部挿通孔３ａに通され、外側脚部９ｂ、９ｃがコア外側脚部挿通孔３ｂ、３ｃに通され、回路基板２の他方側から（図１、２に示す状態では下側から）、Ｉ型コア７が、その表面７ａをＥ型コア６の外側脚部９ｂ、９ｃの端面９ｄ、９ｅに当接させて配置される。Ｅ型コア６の中央脚部９ａの端面９ｆとＩ型コア７の表面７ａとの間には、ギャップＧが形成される。フライバックトランスにおいては、このギャップＧによってインダクタンスを調整する。この状態で、Ｅ型コア６、Ｉ型コア７は、回路基板２の下方側から組み付けられる固定部材１１により固定されると共に、回路基板２に対し固定される。

固定部材１１について、図３、図４、図５に基づき説明する。板状の基板部１２の両端から立ち上げてホルダ部１３ａ、１３ｂが形成されている。ホルダ部１３ａ、１３ｂの上端部は内側に折り曲げられて爪部１４ａ、１４ｂとされている。基板部１２の両側部は上方に山形に折り曲げられて、第１ばね部としての基板押圧ばね部１５ａ、１５ｂとされている。基板押圧ばね部１５ａと１５ｂとの間隔は、Ｅ型コア６の幅よりわずかに大きくなるように設定されている。基板部１２の中央部の左右両端部は切り抜かれかつ上方に折り曲げられて、第２ばね部としての脚部押圧ばね部１６ａ、１６ｂとされている。固定部材１１は、ステンレスなどの金属板や樹脂などの弾性を有する材料で形成され、基板押圧ばね部１５ａ、１５ｂ、及び脚部押圧ばね部１６ａ、１６ｂは、ばね弾性を発揮する。

回路基板２にＥ型コア６及びＩ型コア７を組み付けた状態で、回路基板２の下側から、固定部材１１のホルダ部１３ａ、１３ｂを、回路基板２のコア外側脚部挿通孔３ｂ、３ｃとそこに挿入されているＥ型コア６の外側脚部９ｂ、９ｃとの隙間に通し、ホルダ部１３ａ、１３ｂの上部の爪部１４ａ、１４ｂを、Ｅ型コア６の平板部８の外側平面部８ａに係合させる。固定部材１１の基板押圧ばね部１５ａ、１５ｂは回路基板２の裏面を弾力的に当接する。つまり、Ｅ型コア６をホルダ部１３ａ、１３ｂと基板押圧ばね部１５ａ、１５ｂにより回路基板２に対し押え付ける如く固定するのである。これにより、Ｅ型コア６の平板部８の各脚部９ａ、９ｂ、９ｃ間の内側平面部８ｂが、回路基板２の表面の１次コイル４に密着する。

また、基板押圧ばね部１５ａ、１５ｂの内側エッジ部１５ｃ、１５ｄは、Ｅ型コア６及びＩ型コア７の両側面に位置し、Ｅ型コア６に対しＩ型コア７の位置は規制される。つまり、この実施の形態１では、基板押圧ばね部１５ａ、１５ｂの内側エッジ部１５ｃ、１５ｄが位置規制部となっているのである。更に、脚部押圧ばね部１６ａ、１６ｂは、Ｉ型コア７の端部をＥ型コア６の外側脚部９ｂ、９ｃの端面９ｄ、９ｅに押し付けて両者を密着させる。一方、Ｅ型コア６の中央脚部９ａの端面９ｆとＩ型コア７の表面７ａとの間のギャップＧは維持される。つまり、この実施の形態１では、中央脚部９ａの端面９ｆがギャップ形成部となっているのである。

図６、図７には、他の例に係る固定部材２１を示す。図６は、固定部材２１の斜視図であり、図７の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は下面図、（Ｃ）は側面図である。
板状の基板部２２の両端から立ち上げてホルダ部２３ａ、２３ｂが形成されている。ホルダ部２３ａ、２３ｂの上端部は内側に折り曲げられて爪部２４ａ、２４ｂとされている。基板部２２の両側部の左右両端部は上方に折り曲げられて、第１ばね部としての基板押圧ばね部２５ａ、２５ｂとされている。基板押圧ばね部２５ａと２５ｂとの間隔（基板押圧ばね部２５ａ、２５ｂのエッジ間）は、Ｅ型コア６の幅よりわずかに大きくなるように設定されている。基板部２２の中央部の左右両端部は切り抜かれかつ上方に折り曲げられて、第２ばね部としての脚部押圧ばね部２６ａ、２６ｂとされている。固定部材２１は、ステンレスなどの金属や樹脂などの弾性を有する材料で形成され、基板押圧ばね部２５ａ、２５ｂ、及び脚部押圧ばね部２６ａ、２６ｂは、ばね弾性を発揮する。

この固定部材２１を用いた場合のＥ型コア６、Ｉ型コア７の固定手順は、固定部材１１と同様である。ただし、この固定部材２１では、基板押圧ばね部２５ａ、２５ｂが、回路基板２の裏面に当接してＥ型コア６を回路基板２に固定する。

なお、ギャップを中央に持つこととなるＥＥタイプのコア（第１コア及び第２コアが共にＥ型コアである組み合わせ）であっても、平面状コイルである一次コイルにコアの内側平面部を当接させることは可能であり、平面状コイルのギャップの位置が重ならないようにすれば、ある程度良好な特性を得ることができるが、平面状コイルに当接したコアの内側平面部に対向する面と平面状コイルとのスペースが広くなり、磁束が漏れやすくなるため、本実施の形態１の如く、ギャップをコアの片側に寄せたＥＩタイプのコアを使用することが好ましい。

この実施の形態１に係るシートトランス１によれば、固定部材１１により、回路基板２に形成した１次コイル４とＥ型コア６を当接させて固定することで、高効率で安定したトランスの特性が得られる。また、固定部材１１を組み付けるだけでＥ型コア６及びＩ型コア７を回路基板２に対し固定することができるので、コストを下げることができ、組み付け作業も簡単となる。固定部材１１の脚部押圧ばね部１６ａ、１６ｂが、Ｉ型コア７の端部をＥ型コア６の外側脚部９ｂ、９ｃの端面９ｄ、９ｅに押し付けて両者を密着させ、Ｉ型コア７の中央部を押すことがないので、フライバックトランスに必要なギャップＧを正確な寸法で確保することができる。また、Ｉ型コア７の中央部を押すことがないことから、Ｉ型コア７の中央部に応力が発生して破損を招くというようなこともない。なお、固定部材２１を用いた場合も同様の効果を奏する。

実施の形態２．
この実施の形態２は、第１の発明及び第２の発明において、電子部品を搭載する基板とは別にトランス形成（平面コイル形成）用の基板を設けて、そこにコアを組み付けるようにしたものである。図８は、この実施の形態２の概略正面図であり、図９はその概略分解斜視図である。
このシートトランス３１においては、電子部品を搭載する基板である電子部品用基板３２上にコイル用基板３３が設けられる。このコイル用基板３３にコイルが形成される。コア３４は、Ｅ型コア３５とそれと組み合わされるＩ型コア３６である。Ｅ型コア３５は、実施の形態１におけるＥ型コア６と同様に、平板部３７と、この平板部３７の中央部に立設された中央脚部３８ａと、平板部３７の両端に立設された外側脚部３８ｂ、３８ｃとからなる。電子部品用基板３２には、Ｅ型コア３５の中央脚部３８ａを通すための中央脚部挿通孔３９ａと、Ｅ型コア３５の外側脚部３８ｂ、３８ｃを通すための外側脚部挿通孔３９ｂ、３９ｃが貫通して形成されている。コイル用基板３３には、電子部品用基板３２の脚部挿通孔３９ａ、３９ｂ、３９ｃと同じ配置で、コイル用基板側中央脚部挿通孔４０ａ、コイル用基板側外側脚部挿通孔４０ｂ、４０ｃが貫通して形成されている。

コイル用基板３３は複数のコイル用導線が積層形成された積層基板であり、その表裏両面に１次コイルが形成され、内層には、２次コイルが形成される。１次コイル及び２次コイルは、コイル用基板３３において、コア中央脚部挿通孔４０ａの中心を軸として略同心状に形成されている。図９においては、コイル用基板３３の表面に形成された１次コイル４１が現れている。

このシートトランス３１において、Ｅ型コア３５とＩ型コア３６との結合及びこれらのコイル用基板３３への固定は、図３〜図５に示した固定部材、又は図６、図７に示した固定部材と同様の構造の固定部材によりなされる。ただし、固定部材のホルダ部分は、コイル用基板３３の厚さに相当する分長くなる。

このシートトランス３１の組み立ては、実施の形態１に係るシートトランスと同様である。Ｅ型コア３５の中央脚部３８ａ、外側脚部３８ｂ、３８ｃを、コイル用基板３３のコイル用基板側中央脚部挿通孔４０ａ、コイル用基板側外側脚部挿通孔４０ｂ、４０ｃ、及び電子部品用基板３２の脚部挿通孔３９ａ、３９ｂ、３９ｃに通し、Ｅ型コア３５の外側脚部３８ｂ、３８ｃの端面に当接させてＩ型コア３６を配置する。この後、Ｉ型コア３６側から固定部材のホルダ部を電子部品用基板３２の外側脚部挿通孔３９ｂ、３９ｃ及びコイル用基板３３のコイル用基板側外側脚部挿通孔４０ｂ、４０ｃに通し、ホルダ部分先端の爪部をＥ型コア３５の外表面に係合させる。つまり、シートトランス３１は、２つの基板３２、３３をコア３４が貫通して構成されるのである。組み付けた状態で、Ｅ型コア３６の中央脚部３８ａとＩ型コア３６の表面との間にはフライバックトランスに必要なギャップが形成される。

図８に示すように、コイル用基板３３にはコイルに接続するはんだ付け用の端子４２が形成されており、この端子４２が、電子部品用基板３２側の電極（図示せず）とはんだ付けされる。図８においては、はんだ付け部分を符号４３で示す。

コイル用基板３３のコイルに接続する端子と電子部品用基板３２側の電極とを接続する方法としては、図１０に示すように、コイル側の電極孔と電子部品用基板３２側の電極孔とを貫通する棒状の端子４４を設け、この端子４４をはんだ付けするようにすることもできる。

更に、コイル用基板３３のコイルと電子部品用基板３２側の電極とを接続する方法としては、図１１に示すように、コイル用基板３３に形成されたコイルに接続する電極孔と電子部品用基板３２に形成した電極孔とを、両者を貫通するプレスフィット端子４５を圧入することで接続することも考えられる。

なお、この実施の形態２に係るシートトランス３１においては、シートトランス３１を形成するためのコイル用基板３３を電子部品用基板３２とは別部品とするので、コイル用基板３３における導電箔を、電子部品用基板３２における導電箔より厚くすることができる。例えば、電子部品用基板３２における導電箔が３５μｍ程度であるのに対し、コイル用基板３３における導電箔を７０μｍ程度とするのである。コイルを形成する導電箔を厚くすることにより断面積が大きくなり、コイルの抵抗値を下げることができる。導電箔を厚くすると必然的にコスト高となるが、電子部品を搭載する電子部品用基板３２に比べてコイルを形成するコイル用基板３３は小さいので、コストへの影響が少ない。従って、比較的安価に高い特性のシートトランスを構成することができる。

この実施の形態２に係るシートトランス３１によれば、実施の形態１に係るシートトランス１と同様の効果を奏するだけでなく、更に以下の効果を奏する。
トランスとしてコイルを形成するためには、４層以上の多層基板を使用することが望ましいが、電子部品を搭載する基板表裏２層の基板が安価で使用しやすい。この実施の形態２に係るシートトランス３１のように、シートトランス３１を構成するコイル用基板３３を、電子部品を搭載する電子部品用基板３２と別にすれば、コイル用基板３３においては狭い（小さい）コイル部分を多層にして、広い（大きい）電子部品用基板３２を２層にすることができ、安価に一体化したシートトランスを実現でき、ＤＣ／ＤＣコンバータを安価に製作でき、しかも小型化できる。

この実施の形態２においては、図８、図１０に示したように、コイル用基板３３のコイルと電子部品用基板３２の電極とをはんだにより接続するようにすれば、特殊な工程を介することなくリフローソルダによって組み付けることができ、組み付け工程が簡素化される。また、図１１のように、コイル用基板３３のコイルと電子部品用基板３２の電極との接続にプレスフィット端子４５を用いれば、はんだ付け工程を介さずにシートトランスの組み付けができ、工程が簡素化でき、生産性も高まる。

実施の形態３．
この実施の形態３は、第３の発明に係るシートトランスの実施の形態である。
図１２は、実施の形態３に係るシートトランスの概略断面図であり、図１３はその分解斜視図、図１４は平面図である。

このシートトランス５１は、コアを、第１コアとしての外側コア５２と、第２のコアとしての内側コア５３とで構成したものである。外側コア５２は、円板上の平板部５４の中心部に中央脚部５５ａを設け、平板部５４の縁に円弧状の外側脚部５５ｂ、５５ｃを設けてなり、その断面形状はＥ型をなす。なお、外側脚部５５ｂと５５ｃとの間は、基板に形成されるコイルの出入り口となる。内側コア５３は、略円板状をなし、その中心部には貫通孔５６があけられている。

電子部品用基板５７には、中央脚部５５ａを貫通させるための円形の中央脚部貫通孔５８ａ、外側脚部５５ｂ、５５ｃを貫通させるための円弧状の外側脚部貫通孔５８ｂ、５８ｃが形成される。電子部品用基板５７には、中央脚部貫通孔５８ａを中心として平面状のコイルが形成される。コイルは、例えば電子部品用基板５７の表裏面に１次コイル５９、６０、電子部品用基板５７の内層に複数層の２次コイル（図示せず）が形成される。

外側コア５２は、電子部品用基板５７の表面側より、その中央脚部５５ａを電子部品用基板５７の中央脚部貫通孔５８ａに通し、外側脚部５５ｂ、５５ｃを電子部品用基板５７の外側脚部貫通孔５８ｂ、５８ｃに通すことにより電子部品用基板５７に組み付けられる。内側コア５３は、電子部品用基板５７の下側より、その貫通孔５６に外側コア５２の中央脚部５５ａを通して外側コア５２の外側脚部５５ｂ、５５ｃの内側に配置される。外側コア５２の中央脚部５５ａと外側脚部５５ｂ、５５ｃとの間の内側平面部５４ａは電子部品用基板５７の表面の１次コイル５９に密着される。内側コア５３は、電子部品用基板５７の裏面の１次コイル６０に密着される。内側コア５３の外周面５３ａと外側コア５２の外側脚部５５ｂ、５５ｃの内側面５５ｄ、５５ｅとの間に円周方向のギャップＧ１が形成される。電子部品用基板５７の１次コイル５９、６０と電子部品用基板５７側の電極との接続は、外側コア５２の外側脚部５５ｂと５５ｃとの間を通してなされる。

内側コア５３は円形でもよいが、非円形、例えば楕円形とすることもできる。内側コア５３を楕円形とすれば、内側コア５３を回転することにより内側コア５３の外周面５３ａと外側コア５３の外側脚部５５ｂ、５５ｃの内側面５５ｄ、５５ｅとの隙間を変えることができ、特性を調整することができるようになる。

この実施の形態３に係るシートトランス５１によれば、外側コア５２及び内側コア５３が電子部品用基板５７の表裏両側の１次コイル５９、６０に密着するので、特性が向上する。つまり、１次コイルで発生する磁気エネルギをコア５２、５３に伝えやすく、コア５２、５３で蓄えた磁気エネルギを２次コイルに伝えやすく、エネルギの漏洩を減らすことができる。また、内側コア５３を非円形とした場合には、内側コア５３を回転させることによってギャップＧ１の長さを変えることができ、トランスとしてのインダクタンスを必要な値に調整することができ、特性ばらつきの少ないトランスを構成することができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、第３の発明に係るシートトランスの実施の形態である。図１５には、実施の形態４に係るシートトランス７１の断面を示す。
基板７２には、コアの中央脚部が貫通する中央脚部貫通孔７３ａと、コアの外側脚部が貫通する外側脚部貫通孔７３ｂ、７３ｃが形成される。基板７２には、中央脚部貫通孔７３ａを中心として平面状のコイル（導電箔）が形成される。図１５においては、基板７２の表裏両面に形成されたコイル７４、７５が現れている。基板７２の中央脚部貫通孔７３ａには、第１コアの一部である中央脚部をなす円柱状のフェライトコア７６が貫通される。基板７２を挟んで、磁性粉体を混練した樹脂を流し込むことによって、第１コア及び第２コアをなす磁性粉体混練樹脂コア７７がインサート成形される。磁性粉体混練樹脂コア７７における基板７２に対面する部分が前記コアの平板部に相当し、平板部と一体となりかつ平板部の縁から延びて外側脚部貫通孔７３ｂ、７３ｃを貫通する部分７７ａ、７７ｂが外側脚部に相当する。磁性粉体混練樹脂コア７７は、例えば平面から見て円形となるように形成される。外側脚部に相当する部分７７ａと７７ｂとの間から、コイル７４、７５と基板７２側の電極との接続がなされる。なお、基板７２に形成されたコイル７４、７５に対面する磁性粉体混練樹脂コア７７の面が内側平面７７ｃ、７７ｄであり、これらはコイル７４、７５に密着する。

微視的に見れば、磁性粉体混練樹脂コア７７内の磁性粉体は混練する樹脂によって分断されているため、それぞれを小さなギャップとしてとらえることができ、磁性体（フェライト）コアのギャップ相当の特性が得られる。

第１コア及び第２コアに相当する部分すべてを、磁性粉体混練樹脂で成形してもよいが、磁性粉体混練樹脂は透磁率が低いので、断面積を大きくとれない中央脚部部分は固体の磁性材料であるフェライト製のフェライトコア７６とする。つまり、磁性粉体混練樹脂は透磁率が低く（磁気抵抗が大きく）、磁性粉体混練樹脂のみを使用して良好なトランス特性を得るためには、平板部及び脚部共に断面積を大きくする必要がある。しかし、断面積の拡大は外側脚部や平板部においては比較的容易であるが、磁束の集中する中央脚部の断面積を広くすることは、コイルの大型化とそれに伴う電気抵抗増大による特性劣化を招くが、中央脚部部分のみにフェライトコア７６を使用するようにすれば、小さな断面積で磁気抵抗を減らすことができ、小さなコイルで良好なトランス特性を得ることができる。

図１５に示した実施の形態４では、フェライトコア７６と磁性粉体混練樹脂コア７７とはストレートな円筒面で一体となっているが、図１６に示すように、フェライトコア７８の外表面と磁性粉体混練樹脂コア７９の内表面とに、それぞれねじ状の凹凸部８０、８１を設けて嵌合させ、磁性粉体混練樹脂コア７９に対しフェライトコア７８を軸方向に移動させて任意の深さに係止させることができるようにすることもできる。つまり、フェライトコア７８をボルト状とし、磁性粉体混練樹脂コア７９の内面をナット状とするのである。

中央脚部に相当するフェライトコア７８を回転して進退させることにより、フェライトコア７８と磁性粉体混練樹脂コア７９との対向面積を任意の大きさに変えることができる。また、調整後の位置に容易に固定することもできる。従って、トランスの特性を得るキーポイントとなるインダクタンスを容易に調整（前記ギャップの調整が目的とすること）することができ、調整後の特性を安定に保つことが可能となる。

実施の形態４に係るシートトランスによれば、磁性粉体混練樹脂コア７７、７９の部分７７ａ、７７ｂ及び７９ａ、７９ｂが基板７２上のコイルに密着するので、更にコイルに接近したコアを形成することができ、トランスの特性を向上させることができる。また、磁性粉体混練樹脂コアの成形は容易で、安価にトランスを得ることができる。更に、中央脚部をフェライトコア７６、７８とした場合には、中央コアの断面積を小さくすることができ、トランスを小型化することができる。図１６に示すようにフェライトコア７８を磁性粉体混練樹脂コア７９に対し移動可能とした場合には、樹脂に混練する磁性材料（磁性粉体）の特性や混合量（濃度）によって発生するインダクタンスのばらつきを個々のトランスごとに補正（調整）することが可能となる。

実施の形態５．
実施の形態５は、基板上に形成するコイルに係るもので、上述の全ての実施の形態に適用できるものである。図１７には、従来の渦巻状のコイルを示し、図１８には、この実施の形態５に係る渦巻状のコイルを示す。
図１７に示すように、幅の広い平面状のコイル９１ａ、９１ｂを流れる電流は、概ね電気抵抗の小さい最短距離となるところを流れるため、当該最短距離部分に電流が集中し、当該部分の電流密度が高くなる。図１７において、ｉが電流であり、電流分布においては、ｉｉｎがコイル９１ａ、９１ｂの内側を流れる電流値を示し、ｉｏｕｔが外側を流れる電流値を示す。従って、実質的に電流が流れている導体は見かけの導体より細く、磁束は実質的な細い電流経路に沿って集中的に発生する。そのため、導体の周辺部には電流が流れないためコイルとして働かず、逆に細い電流経路において発生しコアに伝達した磁束がコアから漏れ出す（磁気エネルギが漏洩する）ことも考えられ、トランスとしての特性が劣化する。

そこで、図１８に示すように、導電箔で形成される平面状のコイル（渦巻状導電箔）９２、９３を複数に分割して分割コイル（分割渦巻状導電箔）９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂとするのである。個々の分割コイル９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂは、基板を貫通する導体によって個々に直列に接続されてそれぞれ１本のコイルを形成し、当該直列に接続された複数のコイルを並列に巻回することで一式のコイルとして構成される。また、各層に形成される複数の位置に配置される複数に分割された分割コイルを直列に接続するにあたっては、当該複数の並列に接続される個々のコイルは、層ごとに位置が異なる分割コイルを選択的に接続して１本のコイルとして形成される。なお、コイルを細分化する数は２本に限らず、コイル幅に応じて２本以上に分割することも効果的である。

この実施の形態５に係るコイルを採用することにより、コイルを細分化してそれぞれの経路に同じ電流が流れるようにしたので、電流が特定の細い経路に集中することを防止でき、コアに対して略均一な磁界が発生してコアに磁気エネルギが伝達されやすく、コイルから発生しコアに伝えられる磁束の漏洩分が減り、トランスとしての特性が向上する。

Claims (13)

1. 電子部品が搭載される電子部品用基板に平面状に形成されたコイルと、平板部に前記コイルを貫通する脚部を含む複数の脚部を備えた第１コアと、前記第１コアの脚部の先端に配置される板状の第２コアとを備え、前記第１コアと前記第２コアを組合せたコアの中央脚部にギャップが形成され、
   フライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータ用のトランスとして構成されるシートトランスであって、
   前記第２コアの端部を前記第１コアの脚部に押しつけて両者を密着させるばね部を備え、
   前記コイルの１次巻き線は前記基板の表面に形成され、
   前記第１コアの内側平面部を前記１次巻き線が形成された平面状のコイルの面に当接し、
   前記ギャップの位置と前記コイルの１次巻き線が形成された面の位置が同一面に位置しないように前記コイルに対し前記第１コア及び第２コアを固定保持したことを特徴とするシートトランス。
2. 電子部品用基板に平面状に形成されたコイルと、平板部に複数の脚部を備えかつ当脚部のうち中央の前記コイルを貫通する脚部にギャップ形成部を有する第１コアと、前記第１コアの脚部の先端に配置される板状の第２コアとを備え、前記第１コアと前記第２コアとを一体に組み合わせ前記中央の脚部と前記第２コアとの間にギャップを形成すると共に、前記第１コアと第２コアを前記コイルに対し固定する固定部材とを備えてなるシートトランスであって、
   前記固定部材は、前記第２コア側から前記第１コアの外側脚部を抱え込む爪部を備えたホルダ部と、前記第２コアの前記第１コアの外側脚部に対向する位置を押圧する第１ばね部と、前記第２コア側から前記電子部品用基板に延び前記第１コアの前記脚部の内側平面部を前記コイルに当接させる第２ばね部と、前記第２コアを前記第１コアに対して任意の位置に固定する位置決め部を備えることを特徴とするシートトランス。
3. 前記電子部品用基板とは別に設けたコイル用基板に前記コイルを形成し、前記電子部品用基板及びコイル用基板に、前記第１コア及び第２コアを組み合わせてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のシートトランス。
4. 前記コイル用基板の端部に前記コイルに接続するはんだ付け用の端子を備え、当該端子を前記電子部品用基板に備えた電極にはんだ付けすることによって前記端子と前記電極を接続することを特徴とする請求項３記載のシートトランス。
5. 前記コイル用基板に備えた前記コイルに接続する電極孔と前記電子部品用基板に備えた電極孔を貫通する棒状の端子を備え、前記棒状の端子をはんだ付けすることによって前記両基板の電極を接続することを特徴とする請求項３記載のシートトランス。
6. 前記コイル用基板の前記コイルに接続する電極孔と前記電子部品用基板の電極孔を貫通するプレスフィット端子によって前記両基板の電極を接続することを特徴とする請求項３記載のシートトランス。
7. 前記コイル用基板における前記コイルを形成する導電箔を、前記電子部品用基板における導電箔より厚くすることを特徴とする請求項３から請求項６のうちのいずれか１項記載のシートトランス。
8. 平板に中央脚部と当該中央脚部の外側に形成された外側脚部を備え、前記中央脚部を基板に平面状に形成されたコイルに貫通させる第１コアと、平板状でかつ前記第１コアの中央脚部を貫通させる貫通孔を有し、前記第１コアの外側脚部の内側に配置され、かつ外周部に前記第１コアの外側脚部と対向する面を有する第２コアからなり、両コアのそれぞれ内側平面を、前記基板に形成したコイルの両面にそれぞれ当接して固定することを特徴とするシートトランス。
9. 前記第２コアの外周部を非円形としたことを特徴とする請求項８記載のシートトランス。
10. 電子部品用基板に平面状に形成されたコイルと、前記基板を貫通する複数の脚部と、前記コイルを両面から挟む２つの平板部とを備えたコアとに磁性粉体を混練した樹脂を使用し、前記コアの内側平面をコイルに当接し、平面状コイルとコアを一体にして固定保持することを特徴とするシートトランス。
11. 基板を貫通する中央脚部に固体の磁性材料を使用し、前記基板を挟み込む平板部及び外側の脚部に磁性粉体を混練した樹脂によって一体に形成したコアを使用することを特徴とする請求項１０記載のシートトランス。
12. 固体の磁性材料による前記基板を貫通する中央脚部のコアの外表面と、磁性粉体を混練した周囲のコアの中央脚部挿入孔内表面に、中央脚部のコアを任意の位置に係止する凹凸を設けたことを特徴とする請求項１１記載のシートトランス。
13. 前記基板に形成される複数層の渦巻状導電箔を、前記基板を貫通する導体によって直列に接続してコイルとする構成において、
    前記各層の渦巻状導電箔は複数の分割渦巻状導電箔部に分割され、
    個々の分割渦巻状導電箔部は前記基板を貫通する導体によって直列に接続されてそれぞれ１本のコイルを形成し、
    前記分割渦巻状導電箔部を直列に接続した複数のコイルを並列に接続することによって一式のコイルとし、
    各層に形成される複数の位置に配置される複数に分割された分割導電箔部を直列に接続するに当たり、
    前記並列に接続される個々のコイルは層ごとに位置が異なる分割導電箔部を選択的に接続して１本のコイルとすることを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載のシートトランス。

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