JPS63173308A - 変圧器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は変圧器に関し、特に、コンパクトにバンクした
印刷回路基板に取付けられる等の、電気回路に用いられ
るミニチュア化した電力変圧器及びインダクタに関する
。

従来の技術及びその問題点 現在量もミニチュア化が困難な電気素子の電力変圧器で
ある。多くの目的でミニチュア化した変圧器が製造され
ているが、たくさんの電気回路を作動させるのに必要な
電力を与えるのに適したものは今だにない。幾つかの目
的に合わせる結果、電気回路には、標準の電線を巻回し
て相当に嵩高になった変圧器を設けることが必要になる
。この変圧器は、空間が高価な場所となる、例えば印刷
回路基板に近接して配置された別の印刷回路基板の上等
の場所に取付けることが困難であり、不可能にさえなる
。

前述のように、変圧器をミニチュア化する試みが幾つか
成された。このミニチュア化変圧器の１例が米国特許第
４，５４７，９６１号明細書に開示されている。この変
圧器の各巻線は、剛性基体上の絶縁体マトリックスに螺
旋形状に埋められている。各巻線の個々のターンは前記
基体に螺旋に巻きつけられ、その螺旋部分は互いに上部
に積み重ねられたり、層状に形成されている。ウィンド
ウ層が絶縁性の誘電体によって互いに分離するよう構成
されている。基板は、巻線の回りに磁路を形成する磁気
コアとともに組み立てられている。

かかるミニチュア化変圧器はその用途が限定されている
。溶融導電材料で形成された各ターンは約１ミル（２５
，４ミクロン）の垂直方向の寸法を有する。この変圧器
が電力伝送の分野に使用される場合、巻線の内部抵抗が
伝送電力の大部分を消費して効率を低くする。更に、巻
線に発生した熱が、絶縁性誘電体を溶融したり焼損した
りする程の温度にまで上げ、巻線が回路をショートさせ
る。

従って、かかる変圧器は低電力分野、例えば１０ワツト
以下の分野にしか利用できない。

発明の概要 本発明は、単一の多層プリント回路基板に巻線を配設し
た小型変圧器である。各巻線は、薄い基板の上にエツチ
ングされた導体の多数の巻回からなる。あるいくつかの
巻線は、単一の基板には収容しきれない程の巻回数を有
する。これらの巻回は、基板を通して延長する埋設バイ
アスによって電気的に接続される。個々の巻線基板は、
絶縁材料層によって、互いに分離される。基板および絶
縁層は、１つの巻線組立体を形成するように、互いにプ
レスされる。

巻線組立て体には、中央脚孔が設けられ、その中央脚孔
の周りに、巻線の巻回がスパイラルに施される。低いリ
ラクタンスの磁気コアは、巻線を包囲する磁路を与える
ために、中央脚孔を通して延長する中央脚を有している
。

この変圧器は、低電力用にも大電力用にも使用できるも
のである。電流を流す導体は、必要電流を流すように設
計されており、比較的に厚く且つ比較的に巾広にできる
。従って、巻線の内部抵抗は、最小にすることができ、
巻線にて消費されてしまうエネルギーは、ごく僅かであ
る。その上、個々の巻線層は、隣接する基板の間の絶縁
層によって互いに絶縁されている。さらにまた、巻線層
を相互に接続している埋設バイアスは、それらの間の電
位差にかかわらず、アーキングの可能性を最小にするよ
うに、互いに離間されている。従って、この変圧器は、
２（１０ワツトまたはそれ以上の電力を変圧するような
場合に使用できる。

この変圧器のもう１つの利点は、各基板および絶縁層が
比較的に薄いということである。変圧器に２つまたは３
つの巻線を設けたり、または、多数の基板を積み重ねな
ければならないような非常に多くの巻回を巻線に施すよ
うな場合においても、巻線組立て体の全体の厚さは、不
都合なほどには増大しない。従って、大抵の場合におい
て、この変圧器は薄くすることができ、スペースをあま
りとることができないような場所に使用できる。

この型の変圧器には、さらに他の利点もあり、以下、そ
の利点について説明する。個々の巻線は、−緒に密に配
置され、磁気コアのまわりの電力密度は、比較的に高い
。従って、隣接する巻線間の誘導結合は、それだけ増大
する。このような誘導結合の増大は、変圧器の電力変換
効率を高めることになる。その上、隣接する巻線および
巻回は、互いに対して密接して配置されているので、変
圧器の効率を減少させてしまうような漏れインダクタン
スおよび漂遊容量を正確に制御することができる。さら
にまた、個々の変圧器を、はぼ完全に自動化プロセスに
て製造できる。その結果、個々のユニットの動作特性の
バラツキを非常に小さいものとすることができる。この
ような特徴は、高い周波数に対して使用するような場合
等において、設計特性が厳格に満足されなければならな
いような状況にて使用する変圧器の場合には、特に重要
である。また、本発明によれば、単一の連続巻線で小型
インダクタを製造することもできる。また、本発明によ
る変圧器は、比較的に経済的に製造することができる。

さらに、巻線の層は、互いにかなり大きな間隔を持って
すなわち、固定基盤の厚さだけ隔離されている。誘導カ
ンプリングは、コイルの間隔が逆比例しており、このこ
とは、変圧器の変圧効果が減少することを意味する。こ
の問題は、−次巻線から１つの基盤以上に離れている複
数の二次巻線にとって極めて重要である。

さらにそれぞれの巻線は、独立した基盤を備えている。

もし、変圧器が２つあるいは３つ以上の巻線を有するよ
うに設計されている場合には、その厚さは、かなり大き
くなって、そのユニットはもはやミニチュアとは考えら
れなくなる。

米国特許第３，（１０２，２６０号及び３，４８４’、
７３１号に記載されているような、他の小型変圧器はら
せんパターンの誘電体をその上にエツチングした可撓性
の絶縁材料のストリップから製造される。そのらせんは
、対になっており、この場合それぞれのらせんの対は、
導電体によって接続されている。

そのストリップは折り畳まれており、巻線における隣接
する対のらせんは、互いに近接しているスポット溶接あ
るいは、連結タブによって電気的に接続される。垂直方
向に隣接したこのタイプのコネフタ−は、僅かな電圧、
あるいは電位差のみに対してコネクター間のアークを発
生することなく耐えることができる。したがって、これ
らの変圧器は、通常の電力以上の変圧に使用することは
できない。このため、高電圧の使用に耐えかつ最小の専
有スペースを有する変圧器の必要性が生じている。個々
の巻線の間の間隔は、誘電カップリングを最大にするよ
うに最小でなければならない。

変圧器は、専有領域が最も重大であるような場所で使用
することができるように、巻線の数に関わらず薄くなけ
ればならない。しかも自動化した装置によってその変圧
器を製造できることが望ましい。

このようにすることによって、個々の変圧器の作動特性
の変動を最小にすることができる。また、変圧器は経済
的に製造することができる必要がある。

実施例 第１図乃至第３図は磁性コア１４内に収容された多層巻
線組立体１２を示す。この巻線組立体は多数のメッキ穴
端子１８をもちこの変圧器が他の部品を接続出来るよう
にする。磁気コアはＥ形の磁気コア２０をもち、印刷回
路板１表面に隣接し、他面に隣接した■形磁気コア２２
と嵌合されている。Ｅ形コアの中央脚２４は印刷回路板
の中央脚ホール２６を貫通する。又このＥコアは１対の
外側脚２８も有しこれは巻線組立体１２の対向画線に隣
接する。

第４図から分る様に巻線組立体１２は互いに頂面を重ね
た基板３０８〜３０ｆより成る。基板３０はほぼ１（１
００分の６ミリ厚の絶縁層３２により互いに分離される
。基板と絶縁層は夫々中心ホール３４を有し、これらは
−緒にされて印刷回路板中央脚ホール２６を形成する。

各基板は約１（１００分の６ミリ厚であり、１（１００
分の４乃至１４ミリの厚の導体３８が少なくともその１
面上にエツチングされる（図面では片面のみに導体を示
す）。本発明実施例によれば工業規格でＣ−１０の板が
基板３０用として用いられ、導体として銅、絶縁層とし
てカプトン或いはポリイミドフィルムが用いられる。

導体３８は中央ホール３４の周りにスパイラル状にして
基板３０上におかれる。これは変圧器の巻線４０．４２
．４４として働く。従って、導体のスパイラル各とは巻
線の１巻回として機能する。

本発明実施例に於いては巻線４０は１次巻線であり、巻
線４２．４４は２次巻線である。１枚の基板上の個々の
巻線に対して全巻回がおける様に基板には十分なスペー
スがあり、従って巻線は隣接板に堆積された巻回の層よ
り成る。巻線４０は板３０ａと３０ｂ上におかれ、巻線
４２は板３０ｃと３０ｄ上におかれ、巻線４４は板３０
ｅと３Ｏｆの上にある。

基板３０の各面、及び別の板上の導体３８は個々の連結
した巻回より成るが、互いに埋込まれた貫通ボア４８に
より電気的に接続される。例えば、基板３０ｅの導体の
内部端子点５０は基板３Ｏｆの導体の内部端子点５２の
真上にある。

端子点は第１図によく示す様に埋込み貫通ボア４８の筒
状面への導体メッキ４６により相互に接続せられる。こ
の埋込み貫通ボアはメッキされたホールであり基板３０
及び絶縁層３２の両方に形成される。埋込み貫通ボアは
組立体１２の周囲に於いて、互いに離間し、絶縁され、
その距離はこれらのボア間に比較的高電圧がかかった時
に隣り同志でアークが発生するおそれを出来るだけなく
す様な十分な距離をとっている。

第４ａ図に示されているように、巻線組立体１２はまた
、巻線４０．４２．４４を適当なターミナルボア１８に
接続する多数のターミナルコンダクタ５４を備えている
。本発明のこの実施例においては、コンダクタ５４は、
最下部のサブストレートボード３０ｆの対向する側にあ
るターミナルボード５６上に配置されている。個々のコ
ンダクタ５４は、埋め込まれた付加的なバイアス４８に
よって適当な巻線に接続されている。

各巻線は、設計された望ましい電流特性を有するコンダ
クタからなる。例えば、巻線４２は、低電圧・高電流出
力をもたらすように設計されている。従って、巻線にお
けるコンダクタは、比較的大きな横断面積を有しており
、これによって、電流を消費する抵抗をできるだけ小さ
くすることができる。一方、巻線４４は、高電圧・低電
流出力をもたらすように設計されており、そしてそれは
、単に小さい横断面積を必要とする。

本変圧器の一つの利点は、そのサイズにおけ４るもので
ある。第２図および第３図に最も良く示されているよう
に、巻′ｆａＭｉ立体１２は比較的薄い外形をしている
。各サブストレートボード３０は、プリントサーキット
ボードの絶縁層３２を有しており、約２０ミルの厚さで
ある。巻線組立体１２は、二つまたは三つの巻線を備え
ることができ、各巻線は数個の巻線ボードを占めるが、
それでもなお薄い外形である。このことは、サーキット
ボードが密接して重ねられる電気デバイス組立体におけ
るように、最小限のスペースをもつ場所での変圧器の構
成を容易にする。

小さくなった外形をもつ巻線組立体１２を有することの
他の利点は、コアマグネット２０．２２のまわりの磁界
の長さを減少させることができることである。所定のパ
ワー人力のため、バワーデンシイティは、従来の変圧器
のそれより大きい。

パワーデンシイティにおけるこの増大は、変圧器を更に
効果的なパワートランスファーコンポーネントとする。

また、となり合うスパイラルの間の絶縁と埋められたバ
イアスの間隙は、となり合う導電性エレメントの間の接
触の可能性を最小限にする。加えて、コンダクタ３Ｂは
、その内部抵抗を小さくするため比較的広い横断面積を
有していてよい。従って、変圧器は、２（１０ワツトま
たはそれ以上の高パワーのために使用され得る。

更に、巻線どうしが極めて近接して配置されているので
、変圧器のインダクティブカソプリング特性を向上させ
ることができる。このことは、変圧器が高周波数（２０
ＫＨｚまたはそれ以上）で使用され、多量のエネルギが
リーケージインダクタンスを介して失なわれるときに特
に重要である。

また、長い導電性材料で接続された一対のスパイラルと
比べると、となり合うスパイラルを接続する埋め込まれ
たバイアスのり一ケージインダクタンスを介してのパワ
ートランスファのロスはほとんどない。

更に、本発明の変圧器は自動組み立て装置を使用して略
完全に組み立てることができる。このことは、各変圧器
が他の変圧器と等級に関して本質的に同一であることを
保証する。漏れインダクタンスおよび分布容量の様な寄
生パラメータは、変圧器間で大きく異なることはないで
あろう。このことは、動作特性が設計限界を越えてはい
けない回路で、変圧器が使用される場合に重要な考慮事
項となる。更に、現存する安価なプリント回路板および
Ｅ−１磁気コアを、本発明の変圧器を形成するのに必要
な部品として容易に用いることが出来る。従って、この
変圧器は経済的に製造される。

変形例として、インダクタ１１０を本発明に従って提供
することが出来る。このインダクタは巻線テラセンブリ
１１２を含んでおり、第５図および第６図に示されるよ
うに、少なくとも１つの基板１３０　（１３０ａ、１３
０ｂ、１３０ｃの３つが示されている）で形成される。

絶縁層１３２が隣接する基板間に設けられている。単一
の、連続するインダクタ巻線１４０はアッセンブリ１１
２上に位置する２つ以上の端子穴１１８間に延びており
、導電物質が充填された通路１４８によって同じ基板の
反対側の面あるいは隣接する基板と接続される。巻線基
板１１２には中央脚（鉄心）穴１２６を設けることが出
来、本発明の第１実施例に従って記述される様に磁気コ
ア１１４によって取り囲むことができる。また、第６Ａ
図に示される様に、一つの基板、ここでは１３０ｃの両
面は端子基板１５６として機能させることができ、絶縁
端子穴１１８とインダクタ巻線１４０との間に延びる一
つ以上の端子導電体１５４を付与することができる。別
の充填通路１４８は端子導電体をインダクタ巻線に接続
するのに使用される。

ここに記述された本発明の実施例においては、変圧器は
マザーボードの様な電子回路中に組み込まれる個別部品
である。これとは異なり、変圧器、あるいはインダクタ
は使用される回路と一体化した部品として作ることがで
きる。これは、「マザ−（親）」プリント回路板に、別
の基板上に形成された複数の層からなる巻線をはめ込む
ことに行うことができる。このマザーボードにはまた巻
線に隣接する開口を設け、磁気コアが巻線の付近に取り
つけられ、完全な変圧器を形成することができる。別の
回路素子を次にマザーボードに位置し、回路を完成する
こともできる。この本発明の実施例においては、マザー
ボードの表面上に突出する変圧器の部分は磁気コアの外
側部分のみである。

本発明の他の形式は、また、特許請求の範囲から離れる
ことなく、可能である。例えば、巻線組立体１２は、可
撓性回路技術を使って、つくられてもよい。このような
例において、基体ボード３０は、カプトン（Ｋａｐｔｏ
ｎ）フィルムからつくられてもよい。それゆえ、特許請
求の範囲は、ここで述べられる本発明の総称的及び特定
の特徴の全てをおおうことを意図されていることも理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例による小型変圧器の平面
図である。 第２図は第１図に示す変圧器の側面図である。 第３図は第１図の３−３線で切断した場合の変圧器の横
断面図である。 第４図および第４ａ図は、本発明の好適な実施例による
巻き線絵立体の各層を示す分解組立て図である。 第５図は本発明による小型誘導子の平面図である。 第６図および第６ａ図は、誘導子として形成し・た本発
明の実施例の巻き線絵立体における各層を示す分解組立
て図である。 １４・・・・・・磁性コア、　　１８・・・・・・大端
子２６・・・・・・中央脚ホール、２８・・・・・・外
側脚１２・・・・・・組立体。 手続補正書く方式） 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第２７７２３６
号２、発明の名称　　　　変　　圧　　器３、補正をす
る者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭和６３年１月２６日、ｆ　＋
−１，１ 明　　　細　　　書 昭和　　年　　月　　日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　　殿 １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第２７７２３６
号国 ２、発明の名称　　　　　小型変圧器 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　発 各端子が１つの変圧器巻線に電気的に接続され１、発明
の名称　　小型変圧器 ２、特許請求の範囲 （１）少なくとも５０ワツトの連続電力変換用小型変圧
器において、 複数の分離した変圧器巻線を持つ巻線組立体であって、
その組立体が複数の二面式基板から成り、各変圧器巻線
が少なくとも１つの基板の一方側に渦巻き状のパターン
を有する導電体を有し、各導電体が２つの端部を持ち、
少なくとも１つの選択された変圧器巻線が少なくとも２
つの分離した基板側に導電体を有し、この導電体が少な
くとも２つの分離した基板側にあって、その基板側の少
なくとも一方を介して形成された埋め込みバイアスによ
って基板の導電性側に接続された前記選択された変圧器
巻線を形成し、前記基板にはさらに中央孔が形成され、
その基板の中央孔のまわりには導電体が渦巻き状に形成
されている巻線組立体と、 前記基板上に設けられた複数の端子であって、ており、
かつ少なくとも１つの端子が１つの変圧器巻線の一端に
電気的に接続されている端子と、 前記変圧器巻線の少なくとも一部を完全に覆う磁気コア
であって、その磁気コアが前記基板の中心穴を介して延
びた中央脚孔を有し、これにより前記変圧器巻線を形成
する前記導電体の少なくとも一部が、前記コアの外側脚
とコアの内側脚との間において、その磁気コアによって
囲まれるようになったものと、 を包含する小型変圧器。 （２）各変圧器巻線が少なくとも２つの分離した基板側
に形成され、単一の変圧器巻線を形成する基板側の各導
電体は前記基板を介して形成された埋め込みバイアスに
よって相互に接続されていることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の小型変圧器。 （３）各基板が最大０．（１０６インチの厚さを有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の小型
変圧器。 （４）前記変圧器巻線を形成する導電体は０．　ＯＯ４
インチないし０．０１４インチの厚さを有することを特
徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の小型変圧器。 （５）前記変圧器巻線を形成する導電体は少なくとも２
つの隣接した基板側にあって、その隣接した基板の導電
体を支持する面同志は絶縁体層により分離され、この絶
縁体層は中央脚孔を形成しその中央脚孔を介して前記磁
気コアが延びていることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の小型変圧器。 （６）前記絶縁体層が最大０．（１０６インチの厚さを
有することを特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載
の小型変圧器。 （７）前記基板がＧＩＯ板から形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第（１〕項記載の小型変圧器。 （８）前記変圧器巻線を形成する導電体の通過電流に対
する断面積は、小さな電流を流した場合の方が、大きな
電流を流した場合に比べて狭いことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項に記載の小型変圧器。 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は変圧器に関し、特に、コンパクトにパックした
印刷回路基板に取付けられる等の、電気回路に用いられ
る小型化した電力変圧器及びインダクタに関する。 従来の技術及びその問題点 現在量も小型化が困難な電気素子は、電力変圧器である
。多くの目的で小型化した変圧器が製造されているが、
たくさんの電気回路を作動させるのに必要な電力を与え
るのに適したものは今だにない。幾つかの目的に合わせ
る結果、電気回路には、標準の電線を巻回して相当に嵩
高になった変圧器を設けることが必要になる。この変圧
器は、スペースが高価な場所となる、例えば印刷回路基
板に近接して配置された別の印刷回路基板の上等の場所
に取付けることが困難であり、不可能にさえなる。 前述のように、変圧器を小型化する試みが幾つかなされ
た。この小型化変圧器の１例が米国特許第４．５４７．
９６１号明細書に開示されている。この変圧器の各巻線
は、剛性基板上の絶縁体マ）ＩＪソックス渦巻き状に埋
められている。各巻線は１巻ずつ前記基板に渦巻き状に
巻つけられ、その渦巻き部分は互いに上部に積み重ねら
れたり、層状に形成されている。ウィンドウ層が絶縁性
の誘電体によって互いに分離するよう構成されている。 基板は、巻線の回りに磁路を形成する磁気コアとともに
組み立てられている。 かかる小型化変圧器はその用途が限定されている。溶融
導電材料で形成された各巻回部は約１ミル（２５，４ミ
クロン）の垂直方向の寸法を有する。 この変圧器が電力伝送の分野に使用される場合、巻線の
内部抵抗が伝送電力の大部分を消費して効率を低くする
。更に、巻線に発生した熱が、絶縁性誘電体を溶融した
り焼損したりする程の温度にまで上げ、巻線が回路をシ
ョートさせる。従って、かかる変圧器は低電力分野、例
えば１０ワツト以下の分野にしか利用できない。 さらに、巻線の層は、互いにかなり大きな間隔を持って
すなわち、剛性基板の厚さだけ隔離されている。誘導結
合は、コイルの間隔に対して逆比例しており、このこと
は、変圧器の変圧効果が減少することを意味する。この
問題は、−次巻線から１つの基板以上に離れている複数
の二次巻線にとって極めて重要である。 さらにそれぞれの巻線は、独立した基板を備えている。 もし、変圧器が２つあるいは３つ以上の巻線を有するよ
うに設計されている場合には、その厚さは、かなり大き
くなって、そのユニットはもはや小型化したものとは考
えられなくなる。 米国特許第３．（１０２．２６０号及び同第３．４８４
．７３１号に記載されているような、他の小型変圧器は
渦巻き状パターンの導電体をその上にエツチングした可
撓性の絶縁材料のス）　ＩＪツブから製造される。 その渦巻き状パターンは、対になっており、この場合そ
れぞれの渦巻き状パターンの対は、導電体によって接続
されている。そのストリップは折り畳まれており、巻線
における隣接する渦巻き状パターンの対は、互いに近接
しているスポット溶接あるいは、連結タブによって電気
的に接続される。 垂直方向に隣接したこのタイプのコネクターがそのコネ
クター間にアークを発生することなく許容できる電圧、
あるいは電位差は、はんの僅かでしかない。したがって
、これらの変圧器は、通常の電力以上の変圧に使用する
ことはできない。このため、高電圧の使用に耐えかつ最
小の専有スペースを有する変圧器の必要性が生じている
。個々の巻線の間の間隔は、誘電結合を最大にするよう
に最小でなければならない。変圧器は、専有領域が最も
重大であるような場所で使用することができるように、
巻線の数に関わらず薄くなければならない。しかも自動
化した装置によってその変圧器を製造できることが望ま
しい。このようにすることによって、個々の変圧器の動
作特性のバラツキを最小にすることができる。また、変
圧器は経済的に製造することができる必要がある。 発明の概要 本発明は、単一の多層印刷回路基板に巻線を配設した小
型変圧器である。各巻線は、薄い基板の上にエツチング
された導体の多数の巻回部からなる。あるいくつかの巻
線は、単一の基板には収容しきれない程の巻回数を有す
る。これらの巻回部は、基板を通して延長する埋め込み
バイアスによって電気的に接続される。個々の巻線基板
は、絶縁材料層によって、互いに分離される。基板およ
び絶縁層は、１つの巻線組立体を形成するように、互い
にプレスされる。 巻線組立て体には、中央脚孔が設けられ、その中央脚孔
の周りに、巻線の巻回が渦巻き状に施される。低いリラ
クタンスの磁気コアは、巻線を包囲する磁路を与えるた
めに、中央脚孔を通して延長する中央脚を有している。 この変圧器は、低電力用にも大電力用にも使用できるも
のである。電流を流す導体は、必要電流を流すように設
計されており、比較的厚く且つ比較的中広にできる。従
って、巻線の内部抵抗は、最小にすることができ、巻線
にて消費されてしまうエネルギーは、ごく僅かである。 その上、個々の巻線層は、隣接する基板の間の絶縁層に
よって互いに絶縁されている。さらにまた、巻線層を相
互に接続している埋め込みバイアスは、それらの間の電
位差にかかわらず、アーク発生の可能性を最小にするよ
うに、互いに離間されている。従って、この変圧器は、
２（１０ワツトまたはそれ以上の電力を変圧するような
場合に使用できる。 この変圧器のもう１つの利点は、各基板および絶縁層が
比較的に薄いということである。変圧器に２つまたは３
つの巻線を設けたり、または、多数の基板を積み重ねな
ければならないような非常に多くの巻回を巻線に施すよ
うな場合においても、巻線組立体の全体の厚さは、不都
合なほどには増大しない。従って、大抵の場合において
、この変圧器は薄くすることができ、スペースをあまり
とることができないような場所に使用できる。 この型の変圧器には、さらに他の利点もあり、以下、そ
の利点について説明する。個々の巻線は、−緒に密に配
置され、磁気コアのまわりの電力密度は、比較的高い。 従って、隣接する巻線間の誘導結合は、それだけ増大す
る。このような誘導結合の増大は、変圧器の電力変換効
率を高めることになる。その上、隣接する巻線および巻
回は、互いに対して密接して配置されているので、変圧
器の効率を減少させてしまうような漏れインダクタンス
および漂遊容量を正確に制御することができる。さらに
また、個々の変圧器を、はぼ完全に自動化プロセスにて
製造できる。その結果、個々のユニットの動作特性のバ
ラツキを非常に小さいものとすることができる。このよ
うな特徴は、高い周波数に対して使用するような場合等
において、設計特性が厳格に満足されなければならない
ような状況にて使用する変圧器の場合には、特に重要で
ある。また、本発明によれば、単一の連続巻線で小型イ
ンダクタを製造することもできる。また、本発明による
変圧器は、比較的に経済的に製造することができる。 実施例 第１図乃至第３図は磁性コア１４内に収容された多層巻
線組立体１２を示す。この巻線組立体は多数のメッキ穴
端子１８をもちこの変圧器が他の部品を接続出来るよう
にする。磁気コアはＥ形の磁気コア２０をもち、印刷回
路板１表面に隣接し、他面に隣接した１形磁気コア２２
と嵌合されている。Ｅ形コアの中央脚２４は印刷回路板
の中央脚孔２６を貫通する。又このＥ形コアは１対の外
側脚２８を有しこれは巻線組立体１２の対向両縁に隣接
する。 第４図から分る様に巻線組立体１２は互いに頂面を重ね
た基板３０ａ〜３０ｆより成る。基板３０はほぼ１（１
００分の６ミル（０，１５μ）厚の絶縁層３２により互
いに分離される。基板と絶縁層は夫々中心脚３４を有し
、これらは−緒にされて印刷回路板中央脚２６を形成す
る。各基板は約１（１００分の６ミル（０，１５μ）厚
であり、１（１００分の４乃至１４ミル（０，１０〜０
．３６μ）の厚の導体３８が少なくともその１面上にエ
ツチングされる（図面では片面のみに導体を示す）。 本発明の実施例によれば工業規格でＧ−１０の板が基板
３０用として用いられ、導体３８として銅、絶縁層とし
てカプトン或いはポリイミドフィルムが用いられる。 導体３８は中央脚３４の周りに渦巻き状パターンにして
基板３０上にふかれる。これは変圧器の巻線４０．４２
．４４として働く。従って、導体の渦巻き状パターンの
各々は巻線の１巻回部として機能する。本発明の実施例
に於いては巻線４（１０１次巻線であり、巻線４２．４
４は２次巻線である。１枚の基板上の個々の巻線に対し
て巻回部のすべてを配置するには基板には不十分なスペ
ースしかなく、従って巻線は隣接した基板に積み重ねら
れた巻回部の層も含む。巻線４０は基板３０ａと３０ｂ
上におかれ、巻線４２は基板３０ｃと３０ｄ上におかれ
、巻線４４は基板３０ｅと３Ｏｆの上にある。 基板３０の各面、及び別の基板上の導体３８は個々の連
続した巻線を構成するが、互いに埋め込まれた貫通穴４
８により電気的に接続される。例えば、基板３０ｅの導
体の内部端子点５０は基板３０ｆの導体の内部端子点５
０の真上にある。 端子点は第１図によく示す様に埋め込み貫通穴４８の筒
状面への導体メッキ４６により相互に接続せられる。こ
の埋め込み貫通穴はメッキされた孔であり基板３０及び
絶縁層３２の両方に形成される。埋め込み貫通穴は組立
体１２の周囲に於いて、互いに離間し、絶縁され、その
間隔はこれらの穴間に比較的高電圧がかかった時に隣り
同志でアークが発生するおそれが出来るだけなくすよう
な十分な距離をとっている。 第４ａ図に示されているように、巻線組立体１２はまた
、巻線４０．４２．４４を適当な端子穴１８に接続する
多数の端子導体５４を備えている。本発明のこの実施例
においては、導体５４は、最下部の基板３０ｆの対向す
る側にある端子基板５６上に配置されている。個々の導
体５４は、埋め込まれた付加的なバイアス４８によって
適当な巻線に接続されている。 各巻線は、設計された望ましい電流特性を有する導体か
らなる。例えば、巻線４２は、低電圧・高電流出力をも
たらすように設計されている。従って、巻線における導
体は、比較的大きな横断面積を有しており、これによっ
て、電流を消費する抵抗をできるだけ小さくすることが
できる。一方、巻線４４は、高電圧・低電流出力をもた
らすように設計されており、そしてそれは、単に小さい
横断面積を必要とする。 本変圧器の一つの利点は、そのサイズにおけるものであ
る。第２図および第３図に最も良く示されているように
、巻線組立体１２は比較的薄い外形をしている。各基板
３０は、印刷回路基板の絶縁層３２を有しており、約２
０ミル（０，５μ）の厚さである。巻線組立体１２は、
二つまたは三つの巻線を備えることができ、各巻線は数
個の巻線基板を占めるが、それでもなお薄い外形である
。 このことは、印刷回路基板が密接して重ねられる電気素
子組立体におけるように、最小限のスペースをもつ場所
での変圧器の構成を容易にする。 小さくなった外形をもつ巻線組立体１２を有することの
他の利点は、コアマクネット２０，２２のまわりの磁界
の長さを減少させることができることである。所定のパ
ワー人力のため、電力密度は、従来の変圧器のそれより
大きい。電力密度におけるこの増大は、変圧器を更に効
果的な電力変換素子とする。 また、となり合う渦巻き状パターンの間の絶縁と埋め込
みバイアスの間隙は、となり合う導電性要素の間の接触
の可能性を最小限にする。加えて、導体３８は、その内
部抵抗を小さくするため比較的広い横断面積を有してい
てよい。従って、変圧器は、２（１０ワツトまたはそれ
以上の電力用として使用され得る。 更に、巻線どうしが極必で近接して配置されているので
、変圧器の誘導結合特性を向上させることができる。こ
のことは、変圧器が高周波数（２０ＫＨｚまたはそれ以
上）で使用され、多量のエネルギが漏れインダクタンス
を介して失なわれるときに特に重要である。また、長い
導電性材料で接続された一対と比べると、となり合う渦
巻状パターンを接続する埋め込みバイアスの漏れインダ
クタンスを介しての電力伝達の損失はほとんどない。 更に、本発明の変圧器は自動組み立て装置を使用して略
完全に組み立てることができる。このことは、各変圧器
が他の変圧器と等級に関して本質的に同一であることを
保証する。漏れインダクタンスおよび分布容量のような
寄生パラメータは、変圧器間で大きく異なることはない
であろう。このことは、動作特性が設計限界を越えては
いけない回路で、変圧器が使用される場合に重要な考慮
事項となる。更に、現存する安価な印刷回路板およびＥ
−１形磁気コアを、本発明の変圧器を形成するのに必要
な部品として容易に用いることが出来る。従って、この
変圧器は経済的に製造される。 変形例として、インダクタ１１０を本発明に従って提供
することが出来る。このインダクタは巻線組立体１１２
を含んでおり、第５図および第６図に示されるように、
少なくとも１つの基板１３０（１３０ａ、　１３０　ｂ
、　１３０　ｃの３つが示されている）で形成される。 絶縁層１３２が隣接する基板間に設けられている。単一
の、連続するインダクタ巻線１４０は組立体１１２上に
位置する２つ以上の端子穴１１８間に延びており、導電
物質が充填された通路１４８によって同じ基板の反対側
の面あるいは隣接する基板と接続される。巻線基板１１
２には中央脚（鉄心）孔１２６を設けることが出来、本
発明の第１実施例に従って記述される様に磁気コア１１
４によって取り囲むことができる。また、第６Ａ図に示
されるように、一つの基板、ここでは１３０Ｃの両面は
端子基板１５６として機能させるごときができ、絶縁端
子穴１１８とインダクタ巻線１４０との間に延びる一つ
以上の端子導電体１５４を付与することができる。別の
充填通路１４８は端子導電体をインダクタ巻線に接続す
るのに使用される。 ここに記述された本発明の実施例においては、変圧器は
マザーボードの様な電子回路中に組み込まれる個別部品
である。これとは異なり、変圧器、あるいはインダクタ
は使用される回路と一体化した部品として作ることがで
きる。これは、「マザー（親）」印刷回路基板に、別の
基板上に形成された複数の層からなる巻線をはめ込むこ
とにより行うことができる。このマザーボードにはまた
巻線に隣接する開口を設け、磁気コアが巻線の付近に取
りつけられ、完全な変圧器を形成することができる。別
の回路素子を次にマザーボードに位置し、回路を完成す
ることもできる。この本発明の実施例においては、マザ
ーボードの表面上に突出する変圧器の部分は磁気コアの
外側部分のみである。 本発明の他の形式は、また、特許請求の範囲から離れる
ことなく、可能である。例えば、巻線組立体１２は、可
撓性回路技術を使って、つくられてもよい。このような
例において、基板３０は、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）フ
ィルムからくつられてもよい。 それゆえ、特許請求の範囲は、ここで述べられる本発明
の総称的及び特定の特徴の全てをおおうことを意図され
ていることも理解されたい。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の好適な実施例による小型変圧器の平面
図である。 第２図は第１図に示す変圧器の側面図である。 第３図は第１図の３−３線で切断した場合の変圧器の横
断面図である。 第４図および第４ａ図は、本発明の好適な実施例による
巻線組立体の各層を示す分解組立て図である。 第５図は本発明による小型インダクタの平面図である。 第６図および第６ａ図は、インダクタとして形成した本
発明の実施例の巻線組立体における各層を示す分解組立
て図である。 １２　　組立体、　　　１４　　磁性コア、１８　　端
子穴、　　２６　　中央脚孔、２８　　外側脚。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の巻線を持つ巻線組立体であって、その組立
   体が複数の基板から成り、その基板の一方側に少なくと
   も１つの導電体を有し、この導電体が渦巻き状のパター
   ンを有して少なくとも変圧器巻線の一部を形成するよう
   になっており、各変圧器巻線が２つの端部を有する巻線
   組立体と、 前記印刷組立体基板上に設けられた複数の端子であって
   、各端子が１つの変圧器巻線に電気的に接続されており
   、かつ少なくとも１つの端子が前記巻線組立体の一部を
   介して少なくとも１つの変圧器巻線の一端に接続されて
   いる端子と、 各変圧器巻線の少なくとも一部を覆う磁気コアと、 を包含する変圧器。
2. （２）前記磁気コアがその磁気コアの両端に２つの外脚
   を有し、その２つの外脚が巻線組立体の両端に隣接して
   位置決めされ、かつ１つの中央脚が巻線組立体内の中央
   脚孔を通して延びていることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の変圧器。
3. （３）個々の変圧器が前記巻線組立体の中央脚孔の周り
   に渦をまいていることを特徴とする特許請求の範囲第（
   ２）項記載の変圧器。
4. （４）前記基板はその間に配置された絶縁体層により相
   互に分離されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の変圧器。
5. （５）少なくとも１つの基板がその両側にその基板を通
   して延びる電気接続部を介して互いに電気的に接続され
   た導電体を有し、それにより単一の連続した変圧器巻線
   を形成するようになったことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の変圧器。
6. （６）少なくとも２つの導電体が前記基板に通して延び
   る電気接続部を介して互いに電気的に接続されており、
   それにより単一の連続した変圧器巻線を形成するように
   なったことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の変圧器。
7. （７）互いに電気的に接続された前記導電体が隣接した
   基板上に配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第（６）項記載の変圧器。
8. （８）互いに電気的に接続された前記導電体が、その少
   なくとも一部が前記巻線組立体を通して延びる埋め込み
   バイアスによって接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第（５）項、第（６）項または第（７）項に
   記載の変圧器。
9. （９）前記埋め込みバイアスは互いに隔てられそれによ
   り隣接した埋め込みバイアスどうしの間にアークが発生
   しないようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（
   ８）項記載の変圧器。
10. （１０）前記端子は端子基板上に配置された端子導電体
    により前記巻線に電気的に接続されており、前記端子導
    電体はそれぞれ、その少なくとも一部が前記巻線組立体
    を通して延びる埋め込みバイアスによって変圧器巻線の
    一端に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第（１）項に記載の変圧器。
11. （１１）２つの端部を有する連続したインダクタ巻線を
    持つ巻線組立体であって、その組立体が少なくとも１つ
    の基板から成り、その基板の一方側に少なくとも１つの
    導電体を有し、この導電体が渦巻き状のパターンを有し
    て少なくともインダクタ巻線の一部を形成するようにな
    っている巻線組立体と、 前記巻線組立体上に設けられた複数の端子であって、各
    端子が前記巻線組立体の少なくとも一部を介して前記イ
    ンダクタ巻線に電気的に接続されている端子と、 各インダクタ巻線を覆う磁気コアと、 を包含するインダクタ。
12. （１２）前記磁気コアが、その反対側の端部に、巻線組
    立体の反対の周縁部に隣接して配置された２本の外側の
    脚部を有し、そしてその巻線組立体の中央脚部の孔を貫
    通して延びている１本の中央脚部を有している特許請求
    の範囲第（１１）項記載のインダクタ。
13. （１３）前記導電体が巻線組立体の中央脚部の穴の周辺
    にら旋状になっている特許請求の範囲第（１２）項記載
    のインダクタ。
14. （１４）前記基板が中間に配置された絶縁体層によって
    互いに分離されている特許請求の範囲第（１１）項記載
    のインダクタ。
15. （１５）少なくとも１つの基板には、その両側に、それ
    を貫通して延びている電気接続体によって電気的に接続
    された導電体が含まれていて、前記連続するインダクタ
    巻線組立体を形成する特許請求の範囲第（１１）項記載
    のインダクタ。
16. （１６）少なくとも２つの基板があり、この基板はそれ
    ぞれ導電体を含んでおり、これらの導電体は基板を貫通
    して延びている電気接続体によって互いに電気的に接続
    されていて、前記連続するインダクタ巻線組立体を形成
    する特許請求の範囲第（１１）項記載のインダクタ。
17. （１７）互いに電気的に接続されている導電体が、印刷
    回路基板を少なくとも部分的に貫通して延びている埋め
    込みバイアスによって接続されている特許請求の範囲第
    （１５）項又は第（１６）項記載の変圧器。
18. （１８）前記埋め込みバイアスが互いに離れて配置され
    ていて、隣接する埋め込みバイアス間でアークを生じな
    いようにする特許請求の範囲第（１７）項記載の変圧器
    。