JPH0653055A - 導電体と導電ランで構成された電磁巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】導電体と導電ランで構成された電磁巻線の製作
手段を提供する。 【構成】一つの電磁気的構成成分が基板の一層もしくは
それ以上の層数の層上の導電ランとパッドとの固定を、
両者の間を連結する導電体の形成可能配列と組合せ、導
電体の適当な形状と、その導電体と導電ランとパッドの
固定パターンとの間の相互連結を経て、それぞれの巻線
内の巻回数が多数の一生産方式において、選択的に可変
の１個または１個以上のタップのついた、またはタップ
なしの電磁巻線とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁巻線に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイル、変圧器、その他の電磁気的構成
部品における電磁気巻線は、磁心、もしくは磁心上に置
かれるボビンやコイル成形体上に連続的に被包された導
電ワイヤの撚線で、伝統的に構成されている。このよう
な電磁気的構成部品が電気回路に用いられる場合は標準
的にはその巻線の端末を配線板内のメッキされたスルー
ホールを介して挿入して印刷配線板に連結させるのであ
り、その端末はそれら孔のライナならびにその配線板表
面の導電ランに半田づけされる。このようなやり方でそ
の構成部品を装着することは、大量の同一仕上げの印刷
配線を生産する場合には煩わしく非能率的である。

【０００３】この非能率性は、同一の物理的形状をもつ
が電気特性の異る電磁気的構成部品が同一の印刷配線板
上に装着されている、いわゆる、「高混合」回路設計に
対しても一層大きくなる。例えば、所定の電力変換回路
設計の異った別型は、同一の印刷配線板上における異っ
た変圧器を用いて製作される。一方、異る変圧器は全て
実質的に同一の物理的形状（端末の寸法と配置）を有
し、各個の変圧器は、出来上った回路に対して所望の入
力ならびに出力電圧特性を分与するに好適な巻数をも
つ、特定の１次ならびに２次巻線を有する。

【０００４】厳しいが実際上は重要な生産方式（１つの
ロットと言われる）においては、それぞれの印刷配線板
は、組立てラインにおいて、先行の回路板もしくは後続
の回路板の何れかに用いられる変圧器とは異った変圧器
を載せることができる。各種変圧器の備蓄形在庫品調べ
をなし、これら変圧器を相互に高混合組立ライン内に装
着することは非能率である。

【０００５】原価を低減し、そして電磁気的構成部品を
回路アッセンブリに組込む上での容易さを改善するため
にこれまでに何種類かの技法が論じられている。

【０００６】印刷配線板上に電磁気的巻線を自動的に形
成する１つの公知技術においては、導電ランが、印刷配
線板自体の一部分として螺旋形状に形成される。異った
印刷配線は、異った巻線となるように製作されねばなら
ない。

【０００７】一部分を基板上に導電ランとして形成し、
他の部分を導電ランに連結された導電体として形成する
ことによって、２つの巻線部分の電磁巻線を形成する方
法は公知である。

【０００８】例えば、Ｓｈｅｌｌｅｙのもつアメリカ特
許No．４，４５５，５４５で開示されているコイル巻線
は、ワイヤを、基板上の導電ランと結合するメッキされ
たスルーホールの中に半田づけして形成される。異った
印刷配線パターンは、異った導電体巻数構成用のコイル
に対して電流密度が同一となるように形成される。ある
パターンでは、２つのワイヤが単一の導電ランに連結さ
れる。

【０００９】もう１つの構成、すなわち、Ｍｅｉｎｅｌ
のもつアメリカ特許No．４，７７７，４６５ならびにN
o．４，８４７，９８６で開示されている電磁巻線は、
ワイヤを基板上に形成された平行な導電ランに接着して
形成される。

【００１０】

【本発明の概要】本発明では、１つの電磁気的構成部品
が、導電性ランならびにパッドの固定パターンと基板の
１層あるいは１層以上の層上で結合され、導電体は形成
可能配列をもって設けられ、この導電体は導電ランとパ
ッドとの間を連結し、しかも導電体と、そして導電ラン
とパッドの固定パターンとの間の導電体ならびに相互連
結体との適当な形態を経由して、１ケあるいは１ケ以上
のタップのある、およびタップのない電磁巻線を実施す
る手段を提供するのであって、この電磁巻線ではそれぞ
れの巻線における巻数の数値が多数の１生産方式におい
て選択的に変えることができる。

【００１１】かくして、一般に、１つの局面において
は、本発明は、１つの巻線をもつ電磁巻線構造という特
徴をもっており、この巻線においては、導電ランが、例
えば固定パターンにより基板上に形成され、巻線の一部
分として作用し、しかも導電体は導電ランに電気的に連
結され巻線のもう１つの部分として働いている。導電体
の内少くとも１つの端末は、導電ランの少くとも２つに
連結される。

【００１２】好適実施態様では以下の特徴がある。基板
は印刷配線板を有し、ランは印刷配線板表面上に形成さ
れる。メッキされたスルーホールは導電ランに連結さ
れ、導電体の内の少くともいくつかは、メッキされたス
ルーホールを介して導電ランに電気的に連結される。追
加の巻線が提供され、このものは第１導電体上に設けら
れた追加の導電体を有する。導電ランは、平行に基板上
に並ぶ。基板上の導電ランの数は、非素数（例えば“２
０”）であって、１ならびにこの非素数自体以外の少く
とも２つの整数で割り切れる数である。基板は一般に平
板状であって、導電ランは、基板の相対する両側にそれ
ぞれ横たわる２つのセットからなっている。

【００１３】磁心の構造は巻線に磁気的に継合されてな
る。この磁心構造は巻線と追加の磁心片とで包囲された
磁心片を有し、この追加の磁心片は第１磁心片と共働し
て磁束回路を形成し、この磁束回路の一区分はその巻線
内に横たわり、しかもこの磁束回路のもう１つの区分は
その巻線の外側に横たわっている。この磁束回路は予め
設定された空隙を有している。

【００１４】導電体の内の１つは導電ランの２つ以上と
連結される。異った導電体はそれぞれ異った数の導電ラ
ンに連結される。端末導電ランは電流を巻線に対して、
あるいは巻線から搬送し、ブリッジは導電ランの１つを
端末導電ランに連結する。導電ランの１つは巻線内に連
結されず、しかもブリッジは、巻線に連結されている導
電ランの少くとも１つを、基板上の端末導電ランに連結
する。ブリッジは多重導電ランを端末導電ランに連結す
る。

【００１５】タップ導電ランは電流を、巻線のタップに
対して、あるいは巻線のタップから搬送し、ブリッジは
導電ランの内の１つをタップ導電ランに連結する。

【００１６】基板は一般に平板状であり、２層以上の層
数をもち、そして導電ランは、基板の異る層の上にそれ
ぞれ２セット以上が横たわってなる。

【００１７】導電体は、実質的に長方形である横断面を
有する。

【００１８】適当な導電体を適当な数の導電ランに連結
することによって、コイルの巻数、ならびに変圧器の１
次側巻数と２次側巻数（従って巻数の比）の数は、基板
上の導電体のパターンを変えることをせずに生産され
る。個々に連続してなる電磁気的構成部品に対して、選
択的に変えることができる。１つあるいは１つ以上の導
電体を導電ランの固定パターンの一部であるパッドに連
結することによって巻線は容易にタップの設定ができ
る。

【００１９】一般に、もう１つの局面においては、本発
明が特徴とする電磁巻線構造は、導電ランを、２以上の
たてよこ比（導体のその厚さに対する幅の比）をもち大
体長方形の横断面を有する導電体に連結することによっ
て形成された多重巻数を有する。

【００２０】たてよこ比が大きいと、基板上で導電体と
導電ランとの間の低抵抗接合部を形成する上で本来の能
力が発揮されるという利点となる。導電体は、比較的大
きい表面積をもった、比較的平坦な連結パッドをもつよ
うに形成され、そしてこれら平らなパッドは、半田づけ
もしくはその他の導電性接合手段で、導電体に接合され
るのであって、この場合、瞬間的製造工程（例えば、表
面取付け組立法と半田づけ技法）が採用される。この種
の大面積接合部のもつ低抵抗は、特に電力用としては重
要であって、その理由は、本発明が特徴とする巻線構造
は１巻数当り２つの接合点をもつからである。

【００２１】たてよこ比が大きい値であると、また当
然、高周波操作と両立可能であって、その理由は、
（ａ）巻線の容積に対する表面積の比率が高いこと、そ
して（ｂ）導電体表面が比較的大きいため「表皮効果」
に関連する損失を最小化するからである。加えて、この
巻線のたてよこ比はこれら巻線の平坦構造と相まって、
この電磁気構成部品の巻数間のキャパシタンスを最小化
する。

【００２２】一般に、他の局面では、本発明は、巻線を
２個（あるいはそれ以上）有し、また１個の巻線に用い
る存立自由な、分離構造とをもった変圧器を有する。

【００２３】好適実施態様では以下の特徴を有する。平
坦な導電体は、磁心片と接しており、その自由両端がそ
の磁心片に接しておらず、その自由両端は平坦な連結領
域を形成してなる部分を有する。第２の磁心片は第１の
磁心片と共に平坦導電体の少くとも部分が中に横たわる
溝を形成する。導電体は、２セットもしくはそれ以上の
セット数の導電体を有し、それぞれのセットは互いに他
と重なり合っている。第１磁心片と第２磁心片とは、１
つの磁気回路を形成する。この磁気回路は、予め設定し
た空隙を有する。磁心片は実質上Ｕ字形である。導電体
と磁気回路とは、電磁気的に継合されている。

【００２４】一般に、もう１つの局面では、本発明の特
徴とする方法では、一連の印刷配線板の個々に対して巻
線をもった電磁気的構成部品を形成し、この方法は、異
なる基板上に、導電ランの同一パターンを形成し、しか
も巻線を形成するため、それぞれの基板上のパターンに
導電体の１セットに電気的に連結するのであって、この
導電体の１セットは、巻線が選定された巻数をもつよう
に、その数ならびに形状を与え、異った基板の各個上の
電磁気的構成部品の巻線は、異った、選定された数の巻
数を有してなる。

【００２５】好適実施態様では次の特徴がある。選定さ
れた巻線形状に対する導電体の完全セットを表わすパタ
ーンは、１個の平坦な導電加工片を用いて「実時間」内
に製作される。この平坦な導電加工片は、１個以上のパ
ターンを充分形成できる大きさをもった金属シートを有
する。導電体のパターンを適当な場所に保持するため
に、支持領域が、また平坦な導電加工片上に形成され
る。平坦導電体のパターンは、電気的連結がなされる前
に磁心に取付けられる。この支持領域は、電気的連結を
するに先立って（コンピュータ制御されたレーザもしく
は金型切削法によって）、除去される。

【００２６】他の局面では、本発明が特徴とする方法で
は、電磁巻線に用いる、存立自由な、分離形電磁気的構
造を形成し、そしてこの方法では、少くとも１個の巻線
をもつ電磁気的構成部品を有する電気回路であって、こ
の電気回路の異なる別型が、それぞれ前記巻線内に異っ
た巻数を有するそのような電気回路の一連の同一の別型
を製造する。

【００２７】本発明に係るこの方法は、単純で、速く、
好適であってしかも再現性がある。印刷配線板用基板上
の導電ランならびにパッドの固定された「足跡」（占有
配置面積）は多くの異るコイルもしくは変圧器を保持可
能である。この電磁気的構成部品は、実時間内に製作可
能であり、工程中は組立ライン上にある配線板上に置か
れる。変圧器とコイルとの構成は容易に自動化され、そ
れは導電体の切削ならびに成形だからである。磁心構成
部品及び導電体に関する単純形状は本質的に低原価につ
ながり、使用空間も効率的であってしかも電気的効率も
よい。基板上の巻線部分は、印刷配線板の一部として形
成されているので自由にできる。漏れインダクタンスな
らびに自己インダクタンスの所望量は、磁心片ならびに
電磁巻線の適当な幾何学的形状、磁心片により形成され
た磁気回路の空隙設定方法、そして巻線に近接する漏洩
磁束分路の組込みを介して、容易に達成できる。単層印
刷配線板の両側面は、１個あるいは１個以上巻線を形成
するために用いられるか、あるいは巻線は、多重層印刷
配線板の外層もしくは内層の内の若干の層もしくは全部
の層を用いて形成される。

【００２８】この他の利点ならびに特徴については、好
適実施態様についての以下の説明から、また特許請求の
範囲から明らかとなろう。

【００２９】

【本発明の構成・効果】図１を参照すると、印刷配線板
１２上に形成された変圧器１０は、２つの磁心片２０，
２２の間に形成された通路１８の中に一部分が横たわる
１次巻線１４と２次巻線１６を有する。２次巻線１６
は、配線板製作工程の一部分としてその印刷配線板の表
面上に形成された導電ラン３０，３２，３４からなる列
であって、平坦導電体２４，２６，２８の列（この導電
体の列の中の若干の導電体は図に現われていない）に対
応する列に電気的に連結されている前記平坦導電体２
４，２６，２８を有する。この電気的連結は、例えば３
５，３７の接続パッドのところでなされ、これらパッド
３５，３７は、物理的には、形状以外は何らランと異ら
ない。導電体は一般に断面が長方形であって、たてよこ
比は比較的大きく２以上である。

【００３０】１次巻線は２次巻線と同様に、印刷配線板
１２の下側に形成された（図１にはこのように示してな
い）導電ランの対応する列に連結された平坦な導電体３
６，３８，４０（この中いくつかは図示してない）の列
を有する。１次巻線の導電体と導電ランとの間の連結
は、連結パッド、例えば４２，４４，４６ならびにめっ
き孔、例えば４８，５０，５２を介してなされる。１次
ならびに２次の両巻線への回路連結は、導電ラン６０，
６２，６４及び６６を介してなされる。

【００３１】誘電体層７０は、１次巻線の導電体を２次
巻線の導電体と絶縁するために介在させる。

【００３２】個々の磁心片２０，２２は、例えばＵ字形
をもち、Ｕ字の脚部は、空隙のない磁気回路もしくは予
め選定した空隙７２のある（この詳細については以下に
詳しく論ずる）磁気回路を形成する上で好適となってい
る。

【００３３】一層簡単な電磁気的構成部品（例えばコイ
ル）は、印刷配線板から、導電体３６，３８，４０なら
びに関連の導電ランと連結パッドとを除去することによ
って、２個の磁心片をもった簡単な巻線を残し、同様な
形態とすることによって形成可能である。また磁心片を
除くことによって、１個の簡単なコイルができる。

【００３４】形成される電磁気的構成部品の種類が特殊
であることとは無関係に、個々の巻線は、印刷配線板
（基板）上の導電ランと、この導電ランの連結された導
電体とを有する。それぞれの巻線の巻数は、印刷配線板
上の導電ランの数によるよりも、むしろ用いた導電体の
数により決められるのであって、その理由は、どの導電
体でも１つあるいは１つ以上の何れかの数の導電ランに
連結される。このことは特に重要なことであって、その
理由は、印刷配線板上に形成された導電ランの単一パタ
ーンは、各種の数の巻数をもつ巻線を製作する上で基本
として用いられるからである（そして、変圧器の場合
は、２次巻線に対する１次巻線の巻数の比は、またそれ
ぞれの巻線における巻数を制御することによって変えら
れる。）。

【００３５】かくして、図２を参照すると、選定された
巻数をもつ巻線を形成する場合に使用する印刷配線板に
配置された導電ラン１００の固定パターンには、２０本
の平行な直線導電ラン１０２の列を設けることができ
る。この導電ランの両端は連結パッド１０４，１０６で
終っている。それぞれのランは、例えば、幅が０．０３
インチ、長さが１．１インチ、そして隣り合うランの間
の距離は０．０１インチとなっている。追加の導電ラ
ン、１０８，１１０，１１２そして１１４は、以下に説
明する連結をするために用意されている。

【００３６】図３を参照すると、巻数１０の巻線が、図
２のパターン上に、１０の導電体１１６の列を、以下に
示すように、２０の導電ランの列に連結して形成され
る。各導電体の一端１１８は隣接する導電ランの最初の
対体（図３には現われていない）の連結パッドに連結さ
れる。図３の最上部の導電体に対する以外は、各導電体
の左端１２２は、隣接する導電ランのもう１つの対体の
連結パッド１２２，１２４に連結される。個々の導電体
は、導電体の両端が導電ランの２つの異る対体にそれぞ
れ連結されるような形態もった不揃い１２０となってい
る。このやり方において、連続性巻線が創り出される。
図３の最上位の導電体１１６はその左端が導電ラン１１
４に連結されて巻線から電流を送出するようになってい
る。加えて、ブリッジ１２６は導電ラン１１２（巻線内
に電流用経路を提供する）を、図３の最下方の導電ラン
１０２の対体に連結する。得られる巻線は巻数１０を有
する。

【００３７】図４を参照すると、５本の導電体１３０を
提供することによって巻数５の巻線を形成するために、
同一のパターンをもつ導電ランを用いることができるの
であって、導電体１３０のそれぞれはその幅が、４つの
導電ランによって占められる空間の幅と大体等しい。個
々の導電体の不揃い部１３２はその形態が、導電体の一
端に連結された４セットの導電ランがその導電体の他方
の端に連結された４セットの導電ランとは異る形態とな
っている。ブリッジ１３４は最下方の導電ラン４つを導
電ラン１１２に連結する。

【００３８】図５では、巻数４の巻線が４つの導電体１
３６を有し、この導電体１３６のそれぞれの幅は５つの
導電ランにまたがるに充分な寸法となっている。図６で
は、巻数３の巻線が２つの導電体１４０，１４２を有
し、これら導電体のそれぞれは７つの導電ランに及び１
つの導電体１４４は６つの導電ランに及んでいる。図７
では、巻線２の巻線が、それぞれが１０の導電ランに及
んでいる２つの導電体を用いている。図９では、それぞ
れが単一の導電ランに及んで巻数２０の巻線を形成する
２０の導体が示してある。

【００３９】図８を参照すると、巻数１の巻線を形成す
るために、単一導電体１５０が２０の全導電ランに及ん
でなっている。この導電体の一端１５２は２０の全導電
ランの連結パッドに連結される。他方の端は拡げられ
て、巻線から電流を流出する導電ラン１１４及び１１０
にそれぞれ連結された２つの脚部１５４を形成する。ブ
リッジ１５８は、導電ランの左端上にある全ての連結パ
ッドを導電ラン１１２に連結し、電流を巻線内に流す経
路を提供する。

【００４０】図１０を参照すると、タップ導電ラン１０
８は図示のように、ブリッジ１６０により導電体の１つ
に連結され、１つのタップ連結を巻線に提供してなる。

【００４１】図１１を参照すると、導電ランの固定パタ
ーンに連結される導電体の数ならびに幅を適当に選定す
ることにより、１から２０に至る数の内のどんな数でも
所望の巻数の数値として選定できる。図１１の線図は、
全ての導電ランが用いられる状態を示している。これら
導電体は、巻数が１，２，４，５，１０及び２０の巻線
に対して全て同じ幅となっている。ある種の巻線に対し
て、例えば、巻数が９以下の巻線に対しては、線図に示
してない付加的代替巻線がある。例えば、巻線８の巻線
は、また４つの４幅導電体と４つの１幅導電体を用いて
構成される。また、巻線は、導電ランの全数よりも少い
数を用いて形成される。例えば、巻数１５の巻線は、１
５の１幅導電と、たった１５の導電ランとを用いて作成
可能である；ブリッジは巻線の端末を導電ランに連結し
て電流を通す。もし２個の巻線が変圧器形成用に用いら
れると、そして個々の巻線が２０の導電ランのパターン
上に構成されていると、１：２０から２０：１に到って
作成できる２０×２０＝４００の巻数比があることが明
らかである。

【００４２】図１２を参照すると、ブリッジ１９０は大
面積巻線に対して、巻数の少ない巻線に対して有用な端
末を許容する。このブリッジはまた、導電ランの全数よ
り少い数を用いる巻線において有用である。例えば、巻
数１７の巻線は１７の１幅導電体と、１７の導電ラン
と、そして１７番目のランから入力もしくは出力導電ラ
ンに到るブリッジ連結を用いて作られる。導電ランの３
つはかくして用いないままおかれることになる。

【００４３】図１３を参照すると、基板上のもう１つの
導電ラン１９４に連結するように導電体の端末１９２の
長さを増すことによってタップを形成するやり方が明ら
となる。

【００４４】図１４を参照すると、変圧器の場合、基板
上の分離した導電ラン１９８に到達するように、同様に
して導電体の端末１９６を延長して、上方巻線上にタッ
プを形成することができる。

【００４５】前出の論述から、明らかなことは、基板上
にブリッジ、タップそして導電ランの適当に固設された
パターンとを用いることによって、２個あるいは２個以
上の独立巻線が、単列の導電体によって形成されるとい
うことである。例えば、２０の導電ランのパターンと組
合わされた２０の幅の導電体が２個の独立した巻数１０
の巻線；巻数１７及び巻数３の巻線；もしくは３個の巻
数６の巻線を構成するのに用いることができる（この場
合、導電体の２つは用いられない。）。この列の中の個
々の導電体の幅を変え、そして適当な導電体の端末を、
導電性巻数のパターンの部分を形成する端末パッド（ブ
リッジもしくはタップ連結部を用いる）に連結し、独立
巻線の多くの可能性のある組合わせができる。各種の巻
線によって形成された巻数の合計は、導電体の列が取付
けられる導電ランの数よりも大きくはできないという制
限だけがある。

【００４６】２層以上の導電層を有し、各層上に導電ラ
ンのパターンを有する多重層基板は（これら各層の内部
層への連結はメッキされたスルーホールを介してなされ
る）、２列以上の導電体列の外に１個もしくは１個以上
の巻線の構成を許し、これら導電体の列は互いに他に対
して重なり合ってなる、かかる構成が明らかとなろう。
多重巻線もしくは高巻数比を有する変圧器、もしくは巻
数の多いコイルが、このやり方で構成可能である。

【００４７】一連の印刷配線板に用いる連続的巻線を製
作中に、個々の巻線は、設定の可能性のある巻数のセッ
トから選定した巻数であれば何れの巻数であっても構成
できる。所望の導電体の数と形状とは、選定された巻数
と、そして上に示したように、印刷配線板上の導電ラン
のパターンとパッドとにより決まる。

【００４８】図１５を参照すると、巻線を製作する場合
に、導電体は、即時実時間内に作り出される、すなち
わ、組立ラインにおかれた印刷配線板上に装着される特
殊巻線内に使用するよう要求されたその時間内に作り出
される。これら導電体は、平坦な導電性をもった（例え
ば銅とか黄銅）薄板２００の連続材料から作られるので
あって、この場合、製作の初期段階において導電体を適
当な方向づけによって保持するように保持領域２０６を
用い、所望の導電体２０４のパターンを作り出すためブ
ランキング位置２０２内にこの薄板をおきレーザー切断
する。このレーザー切断はコンピュータ制御され多数の
パターンの一括大量処理がなされる。

【００４９】２次巻線用パターンが一旦切断されると、
切断片は、せん断機２０８により素材の薄板から切りと
られる。別途に、鉄心片２１０は接着剤２１２が塗布さ
れ、塗られた鉄心片２１４はある所定位置に搬出され、
この位置において、パターンを設けた鉄心片２１６は、
塗布された鉄心片２１４の上に撓曲され最終形状を現出
する。保持領域２０６は、次いで、定寸取り２１８がな
され、組立てられた各片は所定位置に搬出２２０され、
ここでは印刷配線板上の導電ランのパターン上に装着可
能となっている。

【００５０】変圧器の場合は、印刷配線板に搬出するに
先立って、誘電層がパターン片上に置かれ、１次巻線
（２次のパターン片と同様に形成されている）用のパタ
ーン片がその誘導層の上に置かれ、そして頂部の磁性鉄
心片は上に置かれしかもその一線上に揃った２つの片か
らなるＵ字の２つの脚部により誘電層に取付けられる。
得られた半組立体は更に１次巻線の導電体から保持領域
を切断する処理をされる。仕上った半組立体は次いで印
刷配線板上の導電ランパターン上に置かれ、この場合、
対応する導電ランの連結パッド上には、２個の巻線の導
電体の両端がある（製作過程の初期段階において、半田
ペーストの「点」が連結パッド上に置かれ、この半田点
は導電体の平坦表面と導電ランとの間に残ってい
る。）。

【００５１】ブリッジ導電体は、またブランキング位置
２０２に形成可能であり、あるいは代替的に言って、こ
れらブリッジ導電体は、組立工程中の適当な段階におい
て導電ランのパターン上に設置するために、図示してな
いもう１つの位置において薄板材料から一定長さに分離
切断される。

【００５２】組立ラインの後工程において（多分、他の
構成部品が印刷配線板に装着された後に）、半田が再び
流され、かくして、それぞれの導電体と対応する導電ラ
ン（あるいは複数個のラン）との間に低抵抗電気連結部
を形成する。電気的連結部は比較的広い連結領域をもっ
て形成され、そのため比較的大きい横断面積をもつため
に、そしてまた、導電体と導電体パッドとの対面する面
間の距離が、製作される構成部品の精密度により小さい
寸法であるために、低抵抗値を現わすのである。結果的
に、この巻線はその全抵抗値が比較的低く、しかも信号
用としてまた電力供給用として、共に好適となってい
る。

【００５３】他種類の電磁気的構成部品に対する一連の
製作作業は同様だが、異る点は、例えば、形成される巻
線の数と鉄心片の形状とである。

【００５４】何れの磁気的構成部品に関しては、これら
部品の巻線は、自己インダクタンス及び漏れインダクタ
ンスの値を表わし、これらの値は磁心（鉄心）片ならび
に巻線の物理的大きさと形状；鉄心片と巻線との間の間
隙；巻線上の巻数；そして鉄心のもつ磁気特性とに依存
している。鉄心片（磁心片）はその形状は、磁気回路内
に空隙（図１）を提供する形状をもつ。入念に制御され
た空隙を提供するための単純な方法の１つは、適当な厚
さをもった非磁性シムを２つの鉄心間に挿入することで
ある。他の巻線と継合しない巻線（そして例えば、参照
文献として引用した、Ｖｉｎｃｉａｒｅｌｌｉのもつア
メリカ特許No．４，４１５，９５９で開示されている種
類の電力変換器回路において有用である）において発生
された磁束の原因である漏れインダクタンスは、巻線と
鉄心片（その一例は図１６で２５０で示してある）との
間にはさみ込むことができる磁束分路を介して増大可能
である、あるいはまた、鉄心から出た後に（一例は図１
７の２５２で示してある）導電体近傍に配置可能であ
る。

【００５５】その他の実施態様は以下の特許請求の範囲
の中にある。例えば、分離した電磁気的構成成分は基板
と導電体とを用い、基板上に設けられた他の回路構成部
品を用いないで、形成可能である。

【００５６】この製作工程における特定段階は、その連
続工程が可能であるように変更可能である。例えば、絶
縁層は、巻線パターンが構成部品上に置かれるに先立っ
て、巻線パターンの１個もしくは１個以上のパターンを
包囲して巻かれる；導電薄板の１枚もしくはそれ以上の
枚数における保持面積は、構成部品上にこの薄板が置か
れた直後に切断され；異る部品は製作工程中に、他の部
品に取付けられ、この場合−線化を正確にするため接着
剤が用いられる。シート金属板の加工片は、例えば、レ
ーザー切断の代りに金型切断される。

【００５７】導電体は個々に薄板材料から作られるか、
あるいは適当な端末とともに印刷配線上に形成される。
導電性エポキシ樹脂、あるいは、もう１つ別の導電性接
合用コンパウンドが半田の代りに用いられてもよく、あ
るいは、他の導電性接合部を形成する方法、例えば、溶
接なども用いうる。磁心片（鉄心片）は、Ｕ字形である
必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】印刷配線板上に形成された変圧器の、一部断面
とした斜視図である。

【図２】各種巻数構成の平面図である。

【図３】各種巻数構成の平面図である。

【図４】各種巻数構成の平面図である。

【図５】各種巻数構成の平面図である。

【図６】各種巻数構成の平面図である。

【図７】各種巻数構成の平面図である。

【図８】各種巻数構成の平面図である。

【図９】各種巻数構成の平面図である。

【図１０】各種巻数構成の平面図である。

【図１１】巻数構成の線図である。

【図１２】ブリッジを示す斜視図である。

【図１３】タップを示す断面図である。

【図１４】タップを示す断面図である。

【図１５】製作方法の略斜視図である。

【図１６】漏れインダクタンスの値を調節するための磁
束分路を組込む方法を図示する断面図である。

【図１７】漏れインダクタンスの値を調節するための磁
束分路を組込む方法を図示する断面図である。

【符号の説明】

１０：変圧器、１２：印刷配線板、１４：１次配線、１
６：２次配線、１８：通路、２０，２２：鉄心、２４，
２６，２８：導電体、３０，３２，３４，６０，６２，
６４，６６，１００，１０２，１０８，１１０，１１
２，１１４：導電ラン、３５，３７，４２，４４，４
６，１０４，１０６，１２２，１２４：パッド、４８，
５０，５２：めっき孔、７０：誘導層、７２：空隙、１
１８：端子、１２０：不揃い部。

Claims (65)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線の一部として働くように基板上に形
   成された導電ランと、そして前記巻線の他の一部として
   働く前記導電ランに連結された導電体からなり、 前記導電体と前記導電ランとは電気的に連結されて前記
   巻線を構成し、前記導電体の少くとも１つの端末は前記
   導電ランの少くとも２つに連結されてなることを特徴と
   する電磁巻線構造。
2. 【請求項２】 前記基板は印刷配線板を有し、そして前
   記ランは前記印刷配線板上に形成されてなることを特徴
   とする請求項１に記載の巻線構造。
3. 【請求項３】 前記基板は、前記導電ランに連結された
   メッキされたスルーホールを有し、前記導電体の内少く
   ともいくつかは、前記メッキされたスルーホールを通っ
   て前記導電ランに電気的に連結されてなることを特徴と
   する請求項１に記載の巻線構造。
4. 【請求項４】 第２巻線が第１巻線上方に配設された追
   加の導電体を更に有してなることを特徴とする請求項１
   に記載の巻線構造。
5. 【請求項５】 前記導電ランが前記基板上に平行に並べ
   られてなることを特徴とする請求項１に記載の巻線構
   造。
6. 【請求項６】 前記基板上の前記導電ランの数が非素数
   であることを特徴とする請求項１に記載の巻線構造。
7. 【請求項７】 前記非素数は、１とそしてその非素数自
   体以外の少くとも２つの整数によって割り切れることを
   特徴とする請求項６に記載の巻線構造。
8. 【請求項８】 前記非素数が２０であることを特徴とす
   る請求項７に記載の巻線構造。
9. 【請求項９】 前記基板は大体平板状であり、そして前
   記導電ランは前記基板の相対する両側にそれぞれ設けら
   れた２セットからなることを特徴とする請求項１または
   ４に記載の巻線構造。
10. 【請求項１０】 前記巻線に磁気的に継合された磁心構
    造を更に有してなることを特徴とする請求項１に記載の
    巻線構造。
11. 【請求項１１】 前記磁心構造は前記巻線により包囲さ
    れた磁心片を有してなることを特徴とする請求項１０に
    記載の巻線構造。
12. 【請求項１２】 前記磁心構造は更に追加の磁心片を有
    し、この追加の磁心片は最初の前記磁心片と共働して、
    前記巻線の中に横たわる前記磁気回路の１区分と、そし
    て前記巻線の外側にある前記磁気回路の他方の区分とに
    より磁束回路を形成してなることを特徴とする請求項１
    １に記載の巻線構造。
13. 【請求項１３】 前記磁束回路が予め設定された空隙を
    有してなることを特徴とする請求項１２に記載の巻線構
    造。
14. 【請求項１４】 前記導電体が、２より大きいたてよこ
    比をもった横断面を有することを特徴とする請求項１に
    記載の巻線構造。
15. 【請求項１５】 前記導電体の内の１つの端末が前記導
    電ランの内の２つ以上に連結されてなることを特徴とす
    る請求項１に記載の巻線構造。
16. 【請求項１６】 異った前記導電体が、前記導電ランの
    異った数にそれぞれ連結されてなることを特徴とする請
    求項１に記載の巻線構造。
17. 【請求項１７】 前記導電ランの１つは前記巻線に連結
    されず、そして１つのブリッジが、前記巻線に連結され
    る導電ランの少くとも１つを前記基板上の端末の導電ラ
    ンに連結してなることを特徴とする請求項１に記載の巻
    線構造。
18. 【請求項１８】 前記巻線に電流を送入、送出する端末
    導電ランと、前記導電ランの内の１つを前記端末導電ラ
    ンに連結するブリッジを更に有してなることを特徴とす
    る請求項１に記載の巻線構造。
19. 【請求項１９】 前記ブリッジが多数の前記導電ランを
    前記端末導電ランに連結してなることを特徴とする請求
    項１８に記載の巻線構造。
20. 【請求項２０】 前記巻線内に連結された導電ランの内
    少くとも１つを前記端末導電ランに連結するためのブリ
    ッジを更に有してなることを特徴とする請求項１８に記
    載の巻線構造。
21. 【請求項２１】 電流を前記巻線のタップに対して流
    入、流出させるタップ導電ランと、そして前記導電ラン
    の内の１つを前記タップ導電ランに連結するブリッジと
    を更に有してなることを特徴とする請求項１に記載の巻
    線構造。
22. 【請求項２２】 前記基板は大体平板状であり、しかも
    ２層以上を有し、また前記導電ランは前記基板の異る層
    に２セット以上の層をそれぞれ有してなることを特徴と
    する請求項１または４に記載の巻線構造。
23. 【請求項２３】 巻線の一部として働くように基板上に
    形成された導電ランと、そして前記巻線の他の一部とし
    て働くように前記導電ランに電気的に連結された少くと
    も２つの導電体とからなり、 前記導電体は２より大きいたてよこ比をもった横断面を
    有する巻線を有してなることを特徴とする電磁巻線構
    造。
24. 【請求項２４】 前記導電体は実質上長方形の横断面を
    有することを特徴とする請求項２３に記載の巻線構造。
25. 【請求項２５】 前記基板は印刷配線板からなり、そし
    て前記ランは前記印刷配線板上に形成されてなることを
    特徴とする請求項２３に記載の巻線構造。
26. 【請求項２６】 前記基板は前記導電ランに連結された
    メッキされたスルーホールを有し、そして前記導電体の
    内の少くともいくつかは前記メッキされたスルーホール
    を通って前記導電ランに電気的に連結されてなることを
    特徴とする請求項２３に記載の巻線構造。
27. 【請求項２７】 第２巻線が最初の前記導電体上に設け
    られた追加の導電体を更に有してなることを特徴とする
    請求項２３に記載の巻線構造。
28. 【請求項２８】 前記導電ランが前記基板上に平行に並
    べられてなることを特徴とする請求項２３に記載の巻線
    構造。
29. 【請求項２９】 前記基板上の前記導電ランの数が非素
    数であることを特徴とする請求項２３に記載の巻線構
    造。
30. 【請求項３０】 前記非素数は、１とそしてその非素数
    自体以外の少くとも２つの整数によって割り切れること
    を特徴とする請求項２８に記載の巻線構造。
31. 【請求項３１】 前記非素数が２０であることを特徴と
    する請求項３０に記載の巻線構造。
32. 【請求項３２】 前記基板は大体平板状であり、そして
    前記導電ランは前記基板の相対する両側にそれぞれ設け
    られた２つのセットからなることを特徴とする請求項２
    ２または２６に記載の巻線構造。
33. 【請求項３３】 前記巻線に磁気的に継合された磁心構
    造を更に有してなることを特徴とする請求項２３に記載
    の巻線構造。
34. 【請求項３４】 前記磁心構造は前記巻線により包囲さ
    れた磁心片を有してなることを特徴とする請求項３３に
    記載の巻線構造。
35. 【請求項３５】 前記磁心構造は更に追加の磁心片を有
    し、この追加の磁心片は最初の前記磁心片と共働し、前
    記巻線の中に横たわる前記磁気回路の１区分と、そして
    前記巻線の外側にある前記磁気回路の他方の区分とによ
    り磁束回路を形成してなることを特徴とする請求項３４
    に記載の巻線構造。
36. 【請求項３６】 前記磁束回路が予め設定された空隙を
    有してなることを特徴とする請求項３５に記載の巻線構
    造。
37. 【請求項３７】 前記導電体の内の１つの端部が前記導
    電ランの内の２つ以上に連結されてなることを特徴とす
    る請求項２３に記載の巻線構造。
38. 【請求項３８】 異った前記導電体が、前記導電ランの
    異った数にそれぞれ連結されてなることを特徴とする請
    求項２３に記載の巻線構造。
39. 【請求項３９】 前記導電ランの１つは前記巻線に連結
    されず、そして１つのブリッジが、前記巻線に連結され
    る導電ランの少くとも１つを前記基板上の端末の導電ラ
    ンに連結してなることを特徴とする請求項２３に記載の
    巻線構造。
40. 【請求項４０】 前記巻線に電流を送入、送出する端末
    導電ランと、前記導電ランの内の１つを前記端末導電ラ
    ンに連結するブリッジを更に有してなることを特徴とす
    る請求項２３に記載の巻線構造。
41. 【請求項４１】 前記ブリッジが多数の前記導電ランを
    前記端末導電ランに連結してなることを特徴とする請求
    項４０に記載の巻線構造。
42. 【請求項４２】 前記巻線内に連結された導電ランの内
    少くとも１つを前記端末導電ランに連結するためのブリ
    ッジを更に有してなることを特徴とする請求項４０に記
    載の巻線構造。
43. 【請求項４３】 電流を前記巻線のタップに対して流
    入、流出させるタップ導電ランと、そして前記導電ラン
    の内の１つを前記タップ導電ランに連結するブリッジと
    を更に有してなることを特徴とする請求項２３に記載の
    巻線構造。
44. 【請求項４４】 前記基板は大体平板状であり、しかも
    ２層以上からなり、前記導電ランは前記基板の異る層上
    にそれぞれ設けられた２セット以上のセットからなるこ
    とを特徴とする請求項２３に記載の巻線構造。
45. 【請求項４５】 磁心片と、そして少くとも２つの導電
    体であって、前記磁心の上方に平行に設けられその両端
    が、基板上の連結パッドの対応する配列に取付けるよう
    に設けられた平坦な連結領域を形成してなる少くとも２
    つの導電体とからなることを特徴とする電磁巻線に使用
    される自立離散的構造。
46. 【請求項４６】 前記平坦導電体が平行に並べられてな
    ることを特徴とする請求項４５に記載の構造。
47. 【請求項４７】 前記平坦導電体が、前記磁心片と接触
    する部分と、前記平坦連結領域を形成している自由端と
    を有することを特徴とする請求項４６に記載の構造。
48. 【請求項４８】 少くとも前記平坦導電体の部分が中に
    横たわっている溝を、第１の前記磁心片と共に形成する
    ように配列された第２の磁心片を更に有してなることを
    特徴とする請求項４５に記載の構造。
49. 【請求項４９】 前記導電体が、一方のセットが他方の
    セットの上方に設けられてなる２つの導電体セットを有
    することを特徴とする請求項４５に記載の構造。
50. 【請求項５０】 第１の前記磁心片ならびに第２の前記
    磁心片が１つの磁気回路を形成してなることを特徴とす
    る請求項４５に記載の構造。
51. 【請求項５１】 前記磁気回路が予め設定された空隙を
    有してなることを特徴とする請求項５０に記載の構造。
52. 【請求項５２】 前記磁心片が実質的にＵ字形をなすこ
    とを特徴とする請求項４５に記載の構造。
53. 【請求項５３】 個々の巻線が、 巻線の一部として働くように基板上に形成された導電ラ
    ンと、そして前記巻線の他の一部として働く前記導電ラ
    ンに連結された導電体からなり、 前記導電体と前記導電ランとは電気的に連結されて前記
    巻線を構成し、 前記巻線の内の１つの前記導電体の内の少くとも１つの
    一端は、前記巻線の導電ランの内の少くとも２つの導電
    ランに連結されてなることを特徴とする一対の巻線を備
    えた変圧器。
54. 【請求項５４】 磁気回路を形成する１個の磁心を更に
    有してなり、前記巻線と前記磁気回路とが電磁気的に継
    合されてなることを特徴とする請求項５３に記載の変圧
    器。
55. 【請求項５５】 前記巻線の一部として働かせるために
    基板上に導電ランを形成し、 前記巻線の別の部分として働かせるために平坦導電体の
    パターンを形成するため平坦導電性作動片の部分を除去
    し、そして前記巻線を形成するため前記平坦導電体と前
    記導電ランの部分との間に電気連結部を形成することを
    特徴とする電磁巻線の形成方法。
56. 【請求項５６】 前記平坦導電作動片は１つ以上の前記
    パターンを形成するのに充分な大きさをもった１枚の金
    属シートからなることを特徴とする請求項５５に記載の
    方法。
57. 【請求項５７】 前記導電体を適当な場所に保持するた
    めに前記平坦導電作動片上に保持領域を更に形成するこ
    とを特徴とする請求項５５に記載の方法。
58. 【請求項５８】 前記電気的連結部を形成するのに先立
    って、平坦導電体の前記パターンを磁心に取付けること
    を含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
59. 【請求項５９】 前記電気的連結部を形成するのに先立
    って、前記保持領域を取除くことを含むことを特徴とす
    る請求項５５に記載の方法。
60. 【請求項６０】 前記平坦導電作動片は、レーザカッテ
    ィングにより除去されることを特徴とする請求項５５に
    記載の方法。
61. 【請求項６１】 前記平坦導電作動片の前記部分は、打
    抜き加工により除かれることを特徴とする請求項５５に
    記載の方法。
62. 【請求項６２】 １個の磁心片を用意し、そして前記磁
    心片に平行に導電体を取付け、前記導電体の両端が平坦
    な連結領域を形成し連結パッドの対応する配列を基板上
    に取付けるように配列されてなることを特徴とする電磁
    巻線に使用される自立離散的電磁構造を形成する方法。
63. 【請求項６３】 １つの電気回路であって、少くとも１
    つの巻線を有する電磁気的構成成分を包有し、前記電気
    回路の異った別型が、前記巻線においてそれぞれ異った
    巻回数をもった前記電磁気的構成成分の異った別型と協
    同構成されてなる一連の同様な別型をもった電気回路の
    製造方法であって、前記方法が、 前記電気回路に対応する印刷配線板の同一コピーを提供
    し、前記印刷配線板のそれぞれのコピーが前記巻線の一
    部分として働く導電ランの領域を有しており、 電気的構成成分を、組立てラインに沿う位置で、それぞ
    れの印刷配線板上に装着し、 特別な前記印刷配線板が前記組立ライン上にあって、高
    いたてよこ比をもった導電体セットを製作して前記巻線
    のもう１つの部分として働かせ、前記導電体の数は、前
    記特別な印刷配線板用の前記電磁気的構成成分のため必
    要とされる巻線内に必要な巻回数に依存して決まり、そ
    して前記組立ラインに沿う位置で、前記導電体を前記導
    電ランに連結して前記電磁気的構成成分を形成してなる
    ことを特徴とする方法。
64. 【請求項６４】 前記高いたてよこ比をもった導電体は
    コンピュータ制御カッターを用いて加工片を切削して作
    られることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
65. 【請求項６５】 一連の印刷配線板のそれぞれの印刷配
    線板上に、１個の巻線をもつ電磁気的構成成分を形成す
    る方法であって、 導電ランの同一パターンを前記異った印刷配線板上に形
    成し、そして１つの巻線を形成するために、前記印刷配
    線板のそれぞれに設けたパターンに対して、選定された
    巻回をもつように巻回数と形状とが前記巻線に与えられ
    てなる導電体の１セットを電気的に連結してなることを
    特徴とする方法。