JPH03171703A - トランスフォーマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は電子回路に供されるトランスフオーマーに関す
る。

［従来の技術］ 従来の技術によるトランスフオーマーの第１の例とルて
は，第１７図及び第１８図に示すようにフエライト或は
金属磁性材料による磁心７４に対して，巻枠７３を用い
てもしくは直接少なくとも２種の巻線７２−１．７２−
２を施して，巻線７２−１．７２−２に流れる電流変化
を前記磁心７４による誘導起動力により他巻線電流を制
御するトランスフオーマーがある。

また第２の例としては第１９図及び第２０図に示すよう
に未焼成のフエライト粉末と結合樹脂とを混練した電気
絶縁磁性体ペーストを用いて成膜した磁性シ一ト８４上
に導体ペーストを用いて各半ターン分の２本の導体８２
−１．８２−２を第２０図（２）に示すように印刷し，
次いで各導体８２−１．８２−２の巻終わり部以外に第
２０図（３）に示すように電気絶縁磁性体ペーストを切
り欠き重畳印刷成膜し．更にその上に前記各導体８２−
１．８２−２の巻終わり部と電気的に接続するように導
体ペーストを用い第２０図（４）に示すとおり各半ター
ン分重畳印刷し，以下前記磁性層と前記導体層を交互に
印刷し磁性体８４内を周回する各導体８２−１．８２−
２を所望の各ターン数形成した後，磁性シ一ト８４を重
畳し，これを焼結，各電極８２−１．８２−２を取り付
けることによる積層型トランスフオーマーがあった。

なお，図中，８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂはそれぞ
れ電極を示している。また，第２０図（１）は磁性シー
ト，第２０図（２）．（４）．（６）は導体印刷，第２
０図（３）．（５）は欠り切り付磁性層印刷，第２０図
（７）は磁性シート重畳を示している。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら前述した従来の技術によるトランスフォー
マーにおいて高密度実装に供せる小型の面実装型のトラ
ンスフオーマーを構成しようとする場合，第１の例の場
合には．一般に巻枠７３を必要とする等，余分なスペー
スを必要とする他小型である程端子処理が煩雑となり，
安価小型な面実装トランスフォーマーの実現が不可能で
あった。

また前記第２の例の場合には，積層印刷によるトランス
フォーマーであるため省スペースであるが，各導体８２
−１．８２−２のターン数の大きい方をＮとすれば印刷
回数は前記導体層が２Ｎ，前記欠り切り付き磁性層が２
Ｎ−１必要となりしかも各成膜毎に乾燥工程も必要とし
，しかも積層体のため導体８２−１．８２−２断面も小
さくなり，またフエライトの性質上飽和磁束密度が小さ
く，キュリー温度が低いため温度上昇による飽和磁束密
度の低下し大振幅励振かつ比較的高温度に耐える面実装
トランスフォーマーの実現が不可能であった。

それ故に、本発明は，大振幅励振かっ高温度に耐え得り
かつ工程数の低減をはかり容易に製造可能とした安価な
面実装トランスフォーマーを提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば，磁性体内を通過する少なくとも２本の
導体がそれぞれ磁気的に結合していて前記各導体の両端
部で，所望の変戊比を得，或導体に流す電流変化で前記
磁性体により誘導起電力が起き他導体に流れる電流を制
御するトランスフォーマーにおいて前記磁性体は金属磁
性粉末を５０ｖｏｌ％以上含有することを特徴とするト
ランスフォーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記磁性体を金属磁性粉末と電
気絶縁性粉末結合剤とし，両端に電極を電気的に接続し
た前記各導体が前記各電極の一部を除き前記磁性体の内
部を通過するように前記磁性体を充填し一体に成形され
ていることを特徴としたトランスフオーマーが得らえる
。

また，本発明によれば，前記磁性体を金属磁性粉末と電
気絶縁性粉末結合剤こし，前記各導体が前記磁性体の内
部を通過するように前記磁性体を充填一体成形し，前記
磁性体の端面に前記各導体の両端面を取り出し，前記磁
性体端面に前記各導体と電気的に接続するように，各両
端に前記電極を取り付けたことを特徴とするトランスフ
オーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記結合剤を熱可塑性樹脂とし
前記金属磁性粉末と混合熱圧加工により成形されている
ことを特徴とするトランスフオーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記結合剤を熱硬化性樹脂とし
前記金属磁性粉末と混合加圧成形中又はその後，加熱成
形されていることを特徴とするトランスフォーマーが得
られる。

また，本発明によれば，前記結合剤を含浸成形用接着剤
とし，もしくは前記結合剤の他に、さらに前記接着剤を
用い，予め戊形用金型に充填された磁性体もしくはすで
に他の結合剤により成形された磁性体が前記接着剤によ
り含浸成形されていることを特徴とするトランスフオー
マーが得られる。

また，本発明によれば，前記外部電極部を除く外面に，
樹脂或はガラス質被膜剤等によるコーティングが施され
たことを特徴とするトランスフォーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記磁性体を金属磁性粉末に電
気絶縁性被膜を施した粉末としたことを特徴とするトラ
ンスフォーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記各導体が同筒上にコイル形
に周回することを特徴とするトランスフォーマーが得ら
れる。

また，本発明によれば，前記各導体が同心でコイル形周
回するトランスフォーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記各導体を予め用意した磁性
体の磁心に巻くことにより構成されることを特徴とする
トランスフォーマーが得られる。

また，本発明によれば，前記各導体を電気絶縁被膜付き
電線としたことを特徴とするトランスフォーマーが得ら
れる。

また，本発明によれば，隣接するコイル導体間を電気絶
縁非磁性樹脂により固めたことを特徴とするトランスフ
ォーマーが得られる。

［作用］ 従来の巻枠などに巻く操作または各層毎の印刷などの複
雑な手間が省け，構成も単純であり，しかも磁性金属特
有の高飽和磁束密度と高キュリー温度を有する磁性粉末
を５０ｖｏｌ％以上充填することで磁性体の飽和磁束密
度が高く従来に比べ大振幅励振に耐えかつ高温に耐え得
り，ノイズシールドに十分効果的な実効透磁率をもつ閉
磁路型で，更に金属磁性材料を粉末化することで過電流
損失や発熱が抑えられ高周波帯域でも対応可能で，両端
面の電極に所望の変成比を得る高密度面実装可能である
，少工程，小型，広帯域対応の面実装トランスフォーマ
ーが得られる。

［実施例］ 以下本発明によるトランスフォーマーの一実施例を図面
を参照して詳細に記載する。

第１の実施例 第１図はトランスフォーマー製造工程模式図，ｍｌ図（
４）はトランスフォーマーの実施例１の構成断面図を示
す。また第２図に一例としてＦｅＡＩＳｉ合金に於ける
充填率と比透磁率との関係を示す。また第３図はトラン
スフォーマーの実施例２の製造工程模式図，第３図（３
）はトランスフォーマー実施例２の構成断面図を示す。

実施例１の構成は，第１図（１）に示す両端の電極１ａ
，ｌｂを電気的に接続した導体２−１と，両端に電極２
ａと２ｂを電気的に接続した導体２−２と，電極１ａ，
ｌｂ及び２ａ，２ｂを第１図（２）に示すように成形用
金型３に設置し，その後第１図（３）に示すように金属
磁性粉末と粉末結合剤とからなる磁性体４を射出もしく
はプレスなどの方法で金属磁性粉末の充填率が５０ｖｏ
ｌ％以上になるように充填し成形固形化させた後，前記
金型３を外し第１図（４）に示すトランスフォーマーを
得ることができる。

さらに，外部電極部を除き外面にはコーティング加工が
施されている。

また実施例２の構成は，第３図（１）．（２）に示すよ
うに両端を電極１１ａ，ｌｌｂを樹脂などで形成される
ケース１３を介して電気的に接続した導体１２−１と，
両端に電極１２ａ，１２ｂをケース１３を介して電気的
に接続した導体１２−２と，ケース１３とで構成される
粉末充填ケース１５を用意し，この粉末充填ケース１５
内部に第３図（３）に示す金属磁性粉末と粉末結合樹脂
とからなる磁性体１４を射出またはプレスなどの方法で
金属磁性粉末の充填率が５０ｖｏｌ％以上になるように
充填し成形固形化し得ることができる。

さらに，外部電極部及びケース１３を除き外面にはコー
ティング加工が施されている。

このようにして得られたトランスフオーマーは，磁性金
属特有の高飽和磁束密度と高キュリー温度を有する磁性
粉末を５０ｖｏｌ％以上充填することで磁性体１４の飽
和磁束密度が高く従来に比べ大振幅励振に耐えかつ高温
に耐え得る。また第２図のグラフに示すように、ノイズ
シールドに十分効果がある実効透磁率をもつ閉磁路型で
あって，更に金属磁性材料を粉末化することで渦電流損
失や発熱が抑えられ高周波帯域でも対応可能である。

また電極２ａ，２ｂ，　　もしくは１２ａ，１２ｂと導
体２−１．２−２，　　もしくは１２−１．１２−２と
の接合処理を溶着などの強固な接続にすることで端子部
の信頼性が高い，端子電極が成形体側面に固着された高
密度面実装対応の小型化したトランスフォーマーが得ら
れる。

さらに外面コーティング加工により成形体の稜の機械的
強度を強化したり，もしくは電極部以外の外面での電気
絶縁度をより高くすることで面実装の際にトランフフオ
ーマー底面での配線回路の信頼性もより高くすることが
でき，耐湿特性変化及び経年特性変化がより少ない高密
度実装対応の小型化トランスフオーマーが得られる。

また．当然のことながら本実施例に於ける各導体２−１
．２−２．　もしくは１２−１．１２−２は必ずしも直
線状である必要はなく，用途必要に応じ各導体２−１．
２−２，　　もしくは１２−１．１２−２が蛇行，往復
などをすることで導体２−１．２−２．１２−１．１２
−２間の磁気的結合の強さもしくは変成比を変えること
が可能であり，このときも本発明の効果は当然のことな
がら問題なく得られる。

第２の実施例 第４図はトランスフォーマーの一実施例の製造工程の模
式図，第５図は第４図のトランスフォーマーの一実施例
の構成断面図を示す。

構成は，第４図（１）に示すように成形用金型２３に導
体２２−１及び２２−２を設置し，その後第４図（２）
に示すように金属磁性粉末と粉末結合剤とからなる磁性
体２４を射出もしくはプレスなどの方法で金属磁性粉末
の充填率が５０ｖｏｌ％以上になるように充填成形固形
化させた後，第４図（３）に示すように金型２３を外し
，成形された磁性体２４の両側面に第４図（４）に示す
ように導体２２−１．２２−２と電気的に接続しかつ十
分な強度をもつように各電極２１ａ，２１ｂ及び２２ａ
，２２ｂを取り付け得ることができる。

さらに，外部電極部を除き外面コーティング加工を施す
ことにより得ることができる。

第１の実施例と同様の効果が得られ，しかも電極２１ａ
，２ｌｂ，２２ａ，２２ｂが磁性体固形化後に形或する
ため多数のトランスフォーマーを一度に充垣固形化し，
その後所望の形状に切り出し，電極２１ａ，２１ｂ，２
２ａ，２２ｂを形或できる利点がある。また第１の実施
例に比べ余分スペースの低減がはかれ，より小型のトラ
ンスフォーマーが得られる。

第１の実施例と同様に各導体２２−１．２２−２が直線
状である必要はなく，用途必要に応じ前記各導体２２−
１．２２−２が蛇行，往復などをしても本発明の効果は
なんら問題なく得られる。

第３の実施例 第１，２の実施例において，結合剤を熱可塑性樹脂とし
金属磁性粉末と加熱混線を行いこれを射出成形により充
填し得られる。

これによって，射出成形による連続工程により製品成形
にかかる時間が従来に比べ大幅に削減でき低コストで品
質の安定したトランスフォーマーが得られる。

第４の実施例 第１，２の実施例において，前記結合剤を熱硬化性樹脂
とし金属磁性粉末と混練を行いこれを加圧充項成形しな
がら，もしくは戊形後に加熱により固形化し得られる。

熱的信頼性に高く表面実装部品の自動ハンダフローに適
するトランスフォーマーが得られる。

第５の実施例 第１，２の実施例において，結合剤を含浸成形用接着剤
とし予め成形用金型に加圧充填された磁性体に対して含
浸成形固形化し得られる。　これによって，機械的強度
に強くまた湿度に影響されにくい安定した信頼性の高い
トランスフォーマーが得られる。

第６の実施例 第５図はトランスフオーマーの一実施例の磁性体の拡大
模式図を示す。

この磁性体は第１．２の実施例において磁性体を金属磁
性粉末Ａに酸化などの化学的手法などにより電気絶縁被
膜Ｂを形成させた粉末と電気絶縁粉末結合剤Ｃを用いて
構或する。

このようにして得られたトランスフォーマーは金属磁性
粉末Ａ間の絶縁を電気絶縁粉末結合剤Ｃのみでなく前記
粉末被膜Ｂでも行っているので結合剤Ｃは粉末Ａ同志を
結合させるために必要な少量で済み，より一層金属磁性
粉末の充填率が増加し，磁性体全体での実効透磁率が増
加するため，より結合係数の高いトランスフォーマーが
得られる。

第７の実施例 第６図はトランスフオーマーの一実施例の構成断面図を
示す。

第１，２の実施例において各導体部３２−１．３２−２
を第７図に示すように，同円筒上にソレノイド状に周回
巻に構成とする。電極３１ａ，３ｌｂ，３２ａ，３２ｂ
は磁性体３４に設けた導体３２−１．３２−２に接続さ
れている。

このようにして得られたトランスフォーマーは第８図に
示すように導体３２−１．３２−２間で漏洩磁束が少な
い磁気的に高結合であるトランスフォーセーが得られ，
また同円筒上ソレノイド構造をとることで多導体を一度
に巻くことができ生産性の高いトランスフォーマーが得
られる。

本実施例では巻線構成を円筒上ソレノイド状としたが，
周回巻であればコイルの断面は四角でも三角でも楕円で
もよく円である必要はない。この時も本発明の効果は問
題なく得られる。

第８の実施例 第９図はトランスフォーマーの実施例の構成断面図を示
す。

第１，２の実施例において各導体４２−１．４２−２を
第１０図に示すように，同心円ソレノイド状に周回巻に
構成する。電極４１ａ，４ｌｂ，４２ａ，４２ｂは磁性
体４４に設けた導体４２−１．４２−２に接続されてい
る。

このようにして得られたトランスフォーマーは第１１図
に示すように、各導体４２−１．４２−２間の漏洩磁束
が少ない異種導線間で磁気的に高結合であるトランスフ
ォーマーが得られ，また同心円ソレノイド構造をとるこ
とで各導体４２−１．４２−２を予め相似ソレノイド状
に形威し，これを組み合わせることで容易に高品質な生
産性の高いトランスフォーマーが得られる。

本実施例では巻線構成を同心円ソレノイド状としたが，
同心周回巻であればコイルの断面は四角でも三角でも楕
円でもよく円である必要はない。

この時も本発明の効果は問題なく得られる。

第９の実施例 第１２図はトランスフオーマーの一実施例の構成断面図
を示す。

本実施例は第７．８の実施例において，第１３図に示す
ように充填用磁性体と同等な磁心５４Ｂを用意し予め導
体５２−１．５２−２を巻き，金型に設置し磁性体を充
填成形して得られる。５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ
は電極である。

これにより、第７，８の実施例におけるソレノイドの内
部の磁性体をより均一に形成させることができる。

第１０の実施例 本実施例は，前述実施例において導体を電気絶縁被服付
き電線を用いて得られる。

前述実施例に於ける各導体間の絶縁をより確実なものと
して信頼性の高いトランスフオーマーが得られる。

第１１の実施例 第１４図はトランスフ矛一マーの一実施例のソレノイド
状導体断面拡大図を示す。

本実施例は第７．８．９の実施例において周回する導体
６２の間を電気絶縁非磁性樹脂６５で含浸したソレノイ
ド状導体を用いて得られる。

第１５図には含浸処理が未実施のトランスフオーマーの
導体６２−１−Ｘ．６２−２−Ｘに電流を流したときの
磁気回路を示している。

含浸処理未実施の第７．８．９の実施例のソレノイド状
導体は第１２図に示すような磁気回路であるが実施例磁
気回路では第１６図に示すとおり，磁束のマイナールー
プによる線間漏洩磁束を大幅に低減して，結合係数の高
いトランスフオーマーが得られ，加えて含浸処理により
粉末充填成形前ソレノイド自体の機械的強度が強化され
る。

［発明の効果コ 以上，実施例により説明したように，本発明の同相型イ
ンダクトによれば，大電流に耐えることができ，かつ工
程数の低減をはかり，製造が容易にでき．しかも安価な
トランスフオーマーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトランスフオーマーの第１の実施例の実施例１
の製造工程を示す模式図，第２図は充填率と比透磁率と
の関係を示すグラフ．第３図はトランスフオーマーの実
施例２の製造工程模式図，第４図はトランスフオーマー
の第２の実施例の製造工程を示す模式図．第５図はトラ
ンスフオーマーの磁性体磁性体の一実施例を示す拡大模
式図，第６図はトランスフオーマーの実施例を示す断面
図，第７図は第６図の導体を示す側面図，第８図は第６
図の磁気回路の模式図．第９図はトランスフォーマーの
他の実施例を示す断面図，第１０図は第９図の導体を示
す側面図．第１１図は第６図のトランスフォーマーの磁
気回路の模式図，第１２図はトランスフォーマーの他の
実施例を示す断面図，第１３図は導体を磁心との構成を
示す側面図，第１４図はソレノイド状導体の拡大断面図
，第１５図は含浸処理未実施のトランスフオーマーの導
体に電流を流したときの磁気隘路の模式図，第１６図は
含浸処理実施後の磁気回路の模式図，第１７図は従来の
トランスフオーマーの第１の例を示す模式図．第１８図
は第１７図の分解図，第１９図はトランスフオーマーの
模式図，第２０図は第１９図のトランスフオーマーの製
造工程の模式図である。 １ａ・・・電極，２ａ・・・電極，２−１・・・導体，
２−２・・・導体，１１ａ・・・電極，１ｌｂ・・・電
極，ｌ２一１・・・導体，１２−２・・・導体，１３・
・・ケース，２２−１・・・導体，２２−２・・・導体
，２３・・・戊形用金型，２４・・・磁性体，３２−１
・・・導体，３２−２・・・導体，４１ａ・・・電極，
４２ａ・・・電極，４４・・・磁性体，５４Ｂ・・・磁
心，６２−１・・・導体．６２−２・・・導体，６５・
・・電気絶縁非磁性樹脂。 始１図 ０ 搭敲号近痢曙骨 第４図 始５図 第６図 第７図 第８図 第９図 始１０図 第１１図 始１３図 第１４図 ｂし 第１５図 第１７図 Ｏ 舎 第１８図 第１９図 第２Ｃ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．磁性体内を通過する少なくとも２本の導体がそれぞ
   れ磁気的に結合し、前記各導体の両端部で所望の変成比
   を得る，もしくは導体に流す電流変化で前記磁性体によ
   り誘導起電力が起き他導体に流れる電流を制御するトラ
   ンスフォーマーにおいて前記磁性体は金属磁性粉末を５
   ０ｖｏｌ％以上含有することを特徴とするトランスフォ
   ーマー。
2. ２．請求項１記載の前記磁性体を金属磁性粉末と電気絶
   縁性粉末結合剤とし，両端に電極を電気的に接続した前
   記各導体が前記各電極の一部を除き前記磁性体の内部を
   通過するように前記磁性体を充填し一体に成形されてい
   ることを特徴としたトランスフオーマー。
3. ３．請求項１記載の磁性体を金属磁性粉末と電気絶縁性
   粉末結合剤とし，前記各導体が前記磁性体の内部を通過
   するように前記磁性体を充填一体成形し，前記磁性体の
   端面に前記各導体の両端面を取り出し，前記磁性体端面
   に前記各導体と電気的に接続するように，各両端に前記
   電極を取り付けたことを特徴とするトランスフォーマー
   。
4. ４．請求項２及び３記載の結合剤を熱可塑性樹脂とし前
   記金属磁性粉末と混合熱圧加工により成形されているこ
   とを特徴とするトランスフォーマー。
5. ５．請求項２及び３記載の結合剤を熱硬化性樹脂とし前
   記金属磁性粉末と混合加圧成形中又はその後，加熱成形
   されていることを特徴とするトランスフオーマー。
6. ６．請求項２及び３記載の結合剤を含浸成形用接着剤と
   し，または請求項４及び５に記載の結合剤の他に，さら
   に前記接着剤を用い，予め成形用金型に充填された磁性
   体もしくはすでに他の結合剤により成形された磁性体が
   前記接着剤により含浸成形されていることを特徴とする
   トランスフォーマー。
7. ７．請求項１乃至６記載のトランスフォーマーにおいて
   ，外部電極部を除く外面に，樹脂或はガラス質被膜剤等
   によるコーティングが施されていることを特徴とするト
   ランスフォーマー。
8. ８．請求項１乃至３記載のトランスフォーマーにおいて
   ，前記磁性体を金属磁性粉末に電気絶縁性被膜を施した
   粉末としたことを特徴とするトランスフオーマー。
9. ９．請求項１乃至８記載のトランスフォーマーにおいて
   ，前記各導体が同筒上にコイル形に周回するトランスフ
   ォーマー。
10. １０．請求項１乃至８記載のトランスフォーマーにおい
    て，前記各導体が同心でコイル形周回することを特徴と
    するトランスフォーマー。
11. １１．請求項９及び１０記載のトランスフォーマーにお
    いて，前記各導体を予め用意した磁性体の磁心に巻くこ
    とにより構成されることを特徴とするトランスフォーマ
    ー。
12. １２．請求項１乃至１１記載のトランスフォーマーにお
    いて，前記各導体を電気絶縁被膜付き電線としたことを
    特徴とするトランスフォーマー。
13. １３．請求項９乃至１１において，隣接するコイル導体
    間を電気絶縁非磁性樹脂により固めたことを特徴とする
    トランスフォーマー。