トランスおよび超音波ソナーセンサ
【課題】トランスにおける磁気シールド性能を高く保ちつつも、インダクタンスの可変量を広く取れるようにする。
【解決手段】トランス４では、ベース４１に固定され、ベース４１に面する下つば部４２１と、下つば部４２１よりも細いと共にコイル４３が巻かれる巻線部４２３とを有するコイル用固定コア４２を設け、また、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に接触しながらコイル用固定コア４２の周囲を取り囲んでベース４１に固定される外側固定コア４４を設け、また、コイル用固定コア４２から見てベース４１とは反対側において外側固定コア４４に取り付けられると共に、外側固定コア４４に対して移動可能になっていることでコイル用固定コア４２までの距離が可変となっているキャップコア４５を設ける。
【解決手段】トランス４では、ベース４１に固定され、ベース４１に面する下つば部４２１と、下つば部４２１よりも細いと共にコイル４３が巻かれる巻線部４２３とを有するコイル用固定コア４２を設け、また、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に接触しながらコイル用固定コア４２の周囲を取り囲んでベース４１に固定される外側固定コア４４を設け、また、コイル用固定コア４２から見てベース４１とは反対側において外側固定コア４４に取り付けられると共に、外側固定コア４４に対して移動可能になっていることでコイル用固定コア４２までの距離が可変となっているキャップコア４５を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスおよび超音波ソナーセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波ソナーセンサのマイクロフォンに出力する信号および当該マイクロフォンから受けた信号の電圧変換を行うトランスとして、インダクタンスが可変なトランスが用いられている（例えば、特許文献１参照）
具体的には、特許文献１に記載のトランスは、コイルが巻かれる固定コアと、固定コアを取り囲む可動コアとを有し、固定コアを上下に移動させることで、トランスのインダクタンスを変化させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランスは、超音波の微弱な受信信号を検知するようになっているため、外乱である磁気ノイズによる起電力の発生をできるだけ抑えたいという要請がある。しかし、引用文献１に記載のようなトランスでは、固定コアの下側のつば部と可動コアの下端部との間に空隙ができ、この空隙から外乱である磁気ノイズが入り込んでしまう可能性が高くなる。すなわち、磁気シールド性能が低下する。そのため、磁気シールド性能を補強するために、二重のシールドケースを設けなくてはならなくなり、部品点数が増大してしまう。
【０００５】
また、引用文献１には、磁気シールド性能を維持するため、可動コアの移動範囲を制限し、固定コアの下側のつば部と可動コアの下端部とを常に摺接させる旨が記載されている。しかし、このようにした場合は、可動コアの可動範囲を固定コアの下側のつば部の厚みの程度しか確保できず、その結果、トランスのインダクタンスの可変量が僅かなものになってしまう。
【０００６】
このように、従来は、トランスにおける磁気シールド性能の向上とインダクタンスの可変量の増大との間に二律背反の関係があった。本発明はこの点に鑑み、トランスにおける磁気シールド性能を高く保ちつつも、インダクタンスの可変量を広く取れるような技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、ベース（４１）と、前記ベース（４１）に固定され、前記ベース（４１）に面する下つば部（４２１）と、前記下つば部（４２１）よりも細いと共にコイル（４３）が巻かれる巻線部（４２３）とを有するコイル用固定コア（４２）と、前記コイル用固定コア（４２）の下つば部（４２１）に接触または隙間が極小になるよう近接して前記コイル用固定コア（４２）の周囲を取り囲んで前記ベース（４１）に固定される外側固定コア（４４、４４’）と、前記コイル用固定コア（４２）から見て前記ベース（４１）とは反対側において前記コイル用固定コア（４２）を覆うように前記外側固定コア（４４、４４’）に取り付けられると共に、前記外側固定コア（４４、４４’）に対して移動可能になっていることで前記コイル用固定コア（４２）までの距離が可変となっているキャップコア（４５、４５’）と、を備えたトランスである。
【０００８】
このように、コイル用固定コア（４２）を取り囲む外側固定コア（４４、４４’）がベース（４１）に対して固定され、外側固定コア（４４、４４’）がコイル用固定コア（４２）の下つば部（４２１）に接触、又は隙間が極小になっているので、コイル用固定コア（４２）、外側固定コア（４４、４４’）、キャップコア（４５、４５’）が常に閉磁路構造を維持することができ、その結果、磁気シールド性を高く維持することができる。また、常に閉磁路構造を維持しつつも、その閉磁路構造を構成するキャップコア（４５、４５’）を移動させることで、コイル用固定コア（４２）とキャップコア（４５、４５’）までの距離が変化し、トランスのインダクタンスが変化する。
【０００９】
このとき、キャップコア（４５、４５’）の可動範囲は、下つば部（４２１）の厚みに制限されないので、閉磁路構造を損なわずにキャップコア（４５、４５’）の可動範囲を広くすることが可能である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトランスにおいて前記外側固定コア（４４、４４’）は、前記ベース（４１）に対して垂直に立設されており、前記コイル用固定コア（４２）は、前記下つば部（４２１）から見て前記ベース（４１）の反対側にあると共に前記巻線部（４２３）を介して前記下つば部（４２１）に繋がる上つば部（４２２）を備え、前記上つば部（４２２）は、前記巻線部（４２３）よりも太く前記下つば部（４２１）よりも細いことを特徴とする。
【００１１】
このようになっていることで、上つば部（４２２）を外側固定コア（４４、４４’）から離すことができ、その結果、キャップコア（４５、４５’）の位置がトランスのインダクタンスに及ぼす影響を大きくすることができ、その結果、キャップコア（４５、４５’）を動かすことによるトランスのインダクタンスの変化量を大きくすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のトランスにおいて、前記ベース（４１）には、リード端子（４７ａ〜４７ｄ）が挿入されており、前記下つば部（４２１）には、切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔が設けられており、前記リード端子（４７ａ〜４７ｄ）の前記ベース（４１）から突出する一端が前記切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔を通って前記コイル（４３）に接続していることを特徴とする。
【００１３】
このように、下つば部（４２１）に切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔が設け、その切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔にリード端子（４７ａ〜４７ｄ）を通すことで、下つば部（４２１）と外側固定コア（４４、４４’）とが接触、又は隙間が極小になっていても、コイル（４３）とリード端子（４７ａ〜４７ｄ）を接続することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記外側固定コア（４４’）は、前記ベース（４１）に対して立設されて前記コイル用固定コア４２を取り囲む本体部（４４ａ）と、前記本体部（４４ａ）の内周面から内側に伸びる絞り部（４４ｂ）と、を備え、前記絞り部（４４ｂ）の内周面は、円形となっており、かつ、雌ねじが形成され、前記キャップコア（４５’）の外周面は、前記絞り部（４４ｂ）の前記内側端部と同じ半径の円形となっており、当該外周には、前記雌ねじに嵌合する雄ねじが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のトランスである。
【００１５】
このように、ネジ構造でキャップコア（４５）を移動させる場合において、外側固定コア（４４）に絞り部（４４ｂ）を設け、その絞り部（４４ｂ）の内周面にキャップコア（４５）を取り付けるようになっていれば、絞り部（４４ｂ）の分だけキャップコア（４５）の半径を小さくすることができ、その結果、ねじ廻しのためにキャップコア（４５）を回転させる際に、キャップコア（４５）にかかる応力を低減することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、車両に搭載される超音波ソナーセンサであって、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のトランス（４）と、マイクロフォン（２）とを備えた超音波ソナーセンサである。
【００１７】
車載環境では、外部からの磁気ノイズが発生し易いので、上記のような磁気シールド性能の高いトランス（４）を用いることが望ましい。
【００１８】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波ソナーセンサ１の斜視図である。
【図２】超音波ソナーセンサ１の断面図である。
【図３】基板３上の回路の一例を示す図である。
【図４】超音波ソナーセンサ１の回路構成の一例を示す図である。
【図５】トランス４の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】シールドケース４６を省略した状態のトランス４の平面図である。
【図９】シールドケース４６およびキャップコア４５を省略した場合のトランス４の平面図である。
【図１０】第２実施形態におけるトランス４の平面図である。
【図１１】第２実施形態におけるトランス４のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図９を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る超音波ソナーセンサ１の斜視図であり、図２は、超音波ソナーセンサ１の断面図である。
【００２１】
この超音波ソナーセンサ１は、車両の前端のコーナー部等に取り付けられ、超音波を用いて車両の外部の障害物までの距離を検出する装置であり、超音波を送受信するためのマイクロフォン２と、マイクロフォン２に接続される各種回路が配設された基板３を備えている。また、図３に示すように、基板３上には、上記回路の一部として、電圧変換用のトランス４が設けられている。
【００２２】
図４に、この超音波ソナーセンサ１の電気回路構成を示す。マイクロフォン２は、周知の圧電素子であり、この図に示すように、等価回路で表すとコンデンサＣ０、Ｃ１、インダクタンスＬ１、および抵抗Ｒ１から成り、高電圧（５０Ｖから８０Ｖまでのいずれか）の短パルス（１２パルスから２３パルスまでのいずれか）が印加されると超音波を送出し、また、超音波を受信するとそれに応じた信号を回路側に出力するようになっている。超音波の送信時にマイクロフォン２に印加される短パルスは、図４中のＩＣ５によって生成され、トランス４によって昇圧された後、マイクロフォン２に印加される。
【００２３】
このような超音波ソナーセンサ１において、超音波の送信時に発生する残響を小さくするために、トランス４のインダクタンスＬ２を調整することが従来から行われている。具体的には、図２に示された回路のうち、マイクロフォン２以外の回路である駆動回路の並列共振周波数Ｆｐと、マイクロフォン２の直列共振周波数Ｆ０が等しくなるよう、トランス４のインダクタンスＬ２を調整する。
【００２４】
ここで、駆動回路の並列共振周波数Ｆｐおよびマイクロフォン２の直列共振周波数Ｆ０は、以下のように表される。
Ｆｐ＝１／（２π（Ｌ２×（Ｃ２＋Ｃ０））１／２）
Ｆ０＝１／（２π（Ｌ１×Ｃ１）１／２）
本実施形態のトランス４は、このようなインダクタンスの調整を可能としつつも、磁気シールド性能を高く維持できるように構成されている。以下、このトランス４の構成について、図５〜図９を用いて説明する。図５は、トランス４の平面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図であり、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であり、図８は、シールドケース４６を省略した状態のトランス４の平面図であり、図９は、シールドケース４６およびキャップコア４５を省略した場合のトランス４の平面図である。
【００２５】
これらの図に示すように、トランス４は、ベース４１、コイル用固定コア４２、コイル４３、外側固定コア４４、キャップコア４５、シールドケース４６、４本のリード端子４７ａ〜４７ｄ、およびそれらリード端子４７ａ〜４７ｄをそれぞれ覆う被覆部４８ａ〜４８ｄを備えている。
【００２６】
ベース４１は、液晶ポリマー等の熱可塑性絶縁樹脂から成り、扁平な四角形状に成形されている。またベース４１の成型時には、ベース４１の上面にコイル用固定コア４２のための取付孔が設けられる。また、ベース４１には、４つのリード端子４７ａ〜４７ｄおよびリード端子４７ａ〜４７ｄを被覆する被覆部４８ａ〜４８ｄがインサートされる。つまり、ベース４１のインサート成形によってベース４１、リード端子４７ａ〜４７ｄ、被覆部４８ａ〜４８ｄが組み付けられる。この際、リード端子４７ａ〜４７ｄの両端はベース４１の外部に突出した状態となる。リード端子４７ａ〜４７ｄの材質としては、例えばリン青銅を用いる。
【００２７】
コイル用固定コア４２は、フェライト製であり、ベース４１に面する円盤形状の下つば部４２１と、下つば部４２１から見て上側（ベース４１の反対側）の端部にある円盤形状の上つば部４２２と、下つば部４２１と上つば部４２２の間で下つば部４２１および上つば部４２２を繋ぐと共に下つば部４２１および上つば部４２２よりも細い円柱形状の巻線部４２３と、を有している。
【００２８】
また、図９に示すように、下つば部４２１には、４つの切り欠き４２１ａ〜４２１ｄが設けられている。この切り欠き４２１ａ〜４２１ｄは、リード端子４７ａ〜４７ｄが通ることができる程度の大きさとなっている。
【００２９】
更にコイル用固定コア４２は、図６に示すように、下つば部４２１からベース４１側に突出する突出部４２４を有している。この突出部４２４がベース４１の取付孔に埋め込まれて、更に、コイル用固定コア４２とベース４１が接着剤で固定されることにより、コイル用固定コア４２がベース４１に対して垂直に立設した状態になる。
【００３０】
なお、下つば部４２１、上つば部４２２、巻線部４２３、突出部４２４は互いに同軸に設けられ、下つば部４２１の外周半径は、上つば部４２２の外周半径よりも大きくなっている。
【００３１】
コイル４３は、コイル用固定コア４２の巻線部４２３の外周面に巻かれており、コイル４３から２つの１次コイル用リード部と２つの２次コイル用リード部が引き出されている。そして、リード端子４７ａ〜４７ｄのベース４１から突出する各一端が下つば部４２１の切り欠き４２１ａ〜４２１ｄのそれぞれを貫通し、これら１次コイル用リード部および２次コイル用リード部のそれぞれは、それらリード端子４７ａ〜４７ｄの端部に絡げられ、かつ、半田付け等で接続されている。
【００３２】
より具体的には、４本のリード端子４７ａ〜４７ｄのうち、リード端子４７ａの一端が切り欠き４２１ａを通って２次コイル用リード部のうち一本に接続し、リード端子４７ｃの一端が切り欠き４２１ｃを通って２次コイル用リード部のうちもう一本に接続し、リード端子４７ｂの一端が切り欠き４２１ｂを通って１次コイル用リード部のうち一本に接続し、リード端子４７ｄの一端が切り欠き４２１ｄを通って１次コイル用リード部のうちもう一本に接続している。
【００３３】
なお、コイル４３が巻線部４２３に巻かれた状態においても、コイル４３および巻線部４２３よりも、上つば部４２２の方が太くなっており、かつ、下つば部４２１の方が太くなっている。
【００３４】
外側固定コア４４は、コイル用固定コア４２と同様のフェライト製であり、形状は、円筒形状となっている。この外側固定コア４４は、下端部（ベース４１に近い側の端部）がベース４１に設けられた溝に埋め込まれた状態で、接着剤でベース４１に固定されている。この状態で、外側固定コア４４は、コイル用固定コア４２の側面の周囲を、コイル用固定コア４２の下端から上端まで、取り囲むように配置されている。
【００３５】
また、外側固定コア４４の内周面の下端部は、コイル用固定コア４２の下つば部４２１の外周面全体（ただし切り欠き４２１ａ〜４２１ｄは除く）に接触しながら下つば部４２１を取り囲んでいる。具体的には、外側固定コア４４の内周半径は下つば部４２１の外周半径と同じか、下つば部４２１の外周半径より僅かに大きい。
【００３６】
キャップコア４５は、コイル用固定コア４２と同様のフェライト製の円盤であり、コイル用固定コア４２の上端にある上つば部４２２の更に上方（上つば部４２２から見てベース４１とは反対側）かつ外側固定コア４４の内側において、外側固定コア４４の内周面に対して密着するように接触して取り付けられている。
【００３７】
このように、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に外側固定コア４４が接触し、又は、下記閉磁路構造が形成される程度に隙間が極小（具体的には、例えば外形が一辺５ｍｍの略立方体のトランス４においては、０．４ｍｍ以下、すなわち、外形の一辺に対して１０分の１以下の隙間）となるように近接しており、更に、外側固定コア４４の上方の開口部をキャップコア４５が塞ぐことで、キャップコア４５がコイル用固定コア４２の上方を覆っている。したがって、キャップコア４５→外側固定コア４４→コイル用固定コア４２の下つば部４２１→コイル用固定コア４２の巻線部４２３→コイル用固定コア４２の上つば部４２２→キャップコア４５という経路から成る閉磁路構造（または閉磁束構造）が形成される。
【００３８】
また、キャップコア４５は、外側固定コア４４に対して移動可能に取り付けられている。具体的には、キャップコア４５の外周面には雄ねじ（図示せず）が上端から下端まで形成され、外側固定コア４４の内周面には上記雄ねじと噛み合う雌ねじ（図示せず）が形成され、キャップコア４５を回転させることで、キャップコア４５が外側固定コア４４の内周に沿って上下に移動する。これにより、キャップコア４５からコイル用固定コア４２の上端部（本実施形態では上つば部４２２）までの最短距離が可変となる。これにより、トランス４のインダクタンスが変化する。具体的には、キャップコア４５からコイル用固定コア４２の上端部までの最短距離が長くなるほど、トランス４のインダクタンスが小さくなる。
【００３９】
また、図８に示すように、キャップコア４５の上面（ベース４１とは反対側の面）には、十字型の溝が形成されている。この十字型の溝にドライバを差し込んで廻すことで、キャップコア４５を容易に回転させることができ、その回転方向に応じて、キャップコア４５を上方または下方に移動させ、それにより、トランス４のインダクタンスを調整することができる。
【００４０】
なお、キャップコア４５の可動範囲は、外側固定コア４４の内周面に設けられる雌ねじの上下方向（ベース４１の板面に垂直な方向）の長さによって決まる。したがって、どれほどキャップコア４５の可動範囲を長くとっても、キャップコア４５−外側固定コア４４−コイル用固定コア４２の閉磁路構造は損なわれず、したがって、高い磁気シールド性能が維持されつつ、トランス４のインダクタンスの調整幅が大きくなる。
【００４１】
キャップコア４５の可動範囲としては、例えば、図６に示すように、キャップコア４５からコイル用固定コア４２の上端部（上つば部４２２）までの最短距離をａとし、上つば部４２２から外側固定コア４４までの最短距離をｂとすると、ａ＝ｂとなる位置を中心として上下に広がる位置範囲を、キャップコア４５の可動範囲としてもよい。
【００４２】
このようにすることで、キャップコア４５を動かすことで、ａ＜ｂにもなり、ａ＞ｂにもなる。ａ＜ｂの場合は、キャップコア４５の位置変化に対してトランス４のインダクタンスが敏感に変化するので、インダクタンスの可変範囲が広くなる。他方、ａ＞ｂの場合は、上つば部４２２からキャップコア４５の間の磁路よりも、上つば部４２２から外側固定コア４４への磁路の影響の方が大きくなり、その結果、キャップコア４５の位置変化に対してトランス４のインダクタンスが鈍感になるので、インダクタンスを調整する作業者にしてみれば、インダクタンスの微調整が容易になる。
【００４３】
また、シールドケース４６は、銅製であり、コイル用固定コア４２、コイル４３、外側固定コア４４、キャップコア４５を取り囲むように、ベース４１に対して折り曲げ加工で固定される。このようなシールドケース４６により、キャップコア４５の上部も覆われるため、トランス４の磁気シールド性能が更に高くなる。また、物理的にも外側固定コア４４、キャップコア４５を保護できるので、外側固定コア４４、キャップコア４５の割れ欠けを防止することができる。なお、このシールドケース４６は、キャップコア４５を移動させてトランス４のインダクタンスを調整した後、トランス４に取り付ける。
【００４４】
以上説明した通り、本実施形態のトランス４では、ベース４１に固定され、ベースに面する下つば部４２１と、下つば部４２１よりも細いと共にコイル４３が巻かれる巻線部４２３とを有するコイル用固定コア４２を設け、また、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に接触、又は隙間が極小になりコイル用固定コア４２の周囲を取り囲んでベース４１に固定される外側固定コア４４を設け、また、コイル用固定コア４２から見てベース４１とは反対側において外側固定コア４４に取り付けられると共に、外側固定コア４４に対して移動可能になっていることでコイル用固定コア４２までの距離が可変となっているキャップコア４５を設けている。
【００４５】
このように、コイル用固定コア４２を取り囲む外側固定コア４４がベース４１に対して固定され、外側固定コア４４がコイル用固定コア４２の下つば部４２１に接触、又は隙間が極小になっているので、コイル用固定コア４２、外側固定コア４４、キャップコア４５が常に閉磁路構造を維持することができ、その結果、磁気シールド性を高く維持することができる。従って、引用文献１に記載のトランスのように、二重のシールドを設ける必要がない。
【００４６】
また、常に閉磁路構造を維持しつつも、その閉磁路構造を構成するキャップコア４５を移動させることで、コイル用固定コア４２とキャップコア４５までの距離が変化し、トランスのインダクタンスが変化する。このとき、キャップコア４５の可動範囲は、下つば部４２１の厚みに制限されないので、閉磁路構造を損なわずにキャップコア４５の可動範囲を広くすることが可能である。
【００４７】
これに対し、引用文献１には、磁気シールド性能を維持するため、可動コアの移動範囲を制限し、固定コアの下側のつば部と可動コアの下端部とを常に摺接させる旨が記載されている。しかし、このようにした場合は、可動コアの可動範囲を固定コアの下側のつば部の厚みの程度しか確保できず、その結果、トランスのインダクタンスの可変量が僅かなものになってしまう。
【００４８】
この点について、引用文献１では、近時のトランスの特性のばらつきが非常に小さいので、インダクタンスの可変範囲が狭くても問題ない旨記載されているが、これはあくまでもトランス単体のばらつきに限った話であって、トランスと一緒に用いる装置（例えばマイクロフォン）のばらつきに対応させる場合や、異なる種類の装置（例えば異なる共振周波数を有するマイクロフォン）のいずれにも同じトランスを用いる場合等には、やはりトランス自体のインダクタンスの可変範囲を広げることが望ましい。
【００４９】
また、外側固定コア４４は、ベース４１に対して垂直に立設されており、コイル用固定コア４２は、下つば部４２１から見てベース４１の反対側にあると共に巻線部４２３を介して下つば部４２１に繋がる上つば部４２２を備え、上つば部４２２は、巻線部４２３よりも太く前記下つば部４２１よりも細くなっている。
【００５０】
このようになっていることで、上つば部４２２を外側固定コア４４から離すことができ、その結果、キャップコア４５の位置がトランスのインダクタンスに及ぼす影響を大きくすることができ、その結果、キャップコア４５を動かすことによるトランスのインダクタンスの変化量を大きくすることができる。
【００５１】
また、ベース４１には、リード端子４７ａ〜４７ｄが挿入されており、下つば部４２１には、切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔が設けられており、リード端子４７ａ〜４７ｄのベース４１から突出する一端が切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔を通ってコイル４３に接続している。
【００５２】
このように、下つば部４２１に切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔が設け、その切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔にリード端子４７ａ〜４７ｄを通すことで、下つば部４２１と外側固定コア４４とが常に接触、又は隙間が極小になっていても、コイル４３とリード端子４７ａ〜４７ｄを接続することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態と第１実施形態の違いは、トランス４の構造のみである。図１０に、本実施形態のトランス４の平面図を示し、図１１に、図１０のＸＩ−ＸＩ断面図を示す。本実施形態のトランス４が第１実施形態のトランス４と異なる点は、第１実施形態の外側固定コア４４、キャップコア４５、シールドケース４６が、それぞれ外側固定コア４４’、キャップコア４５’、シールドケース４６’に置き換わったことであり、他の部品構成は第１実施形態と同じである。
【００５４】
まず、外側固定コア４４’は、第１実施形態の外側固定コア４４の同様の材質および構成となっている本体部４４ａに加え、絞り部４４ｂを備えている。絞り部４４ｂは、本体部４４ａと一体に形成され、本体部４４ａの内周面の上端部から内側に伸びた穴あき円盤形状となっている。この本体部４４ａの中央の孔を形成する内周面は、円形となっており、かつ、上端から下端まで雌ねじが形成されている。
【００５５】
また、キャップコア４５’は、材質は第１実施形態と同じであり、形状も円盤形状であり上面にドライバ用の溝が設けられているという点では同じであるが、その外周面の半径が第１実施形態のキャップコア４５よりも短く、本体部４４ａの内周面の半径と同じになっている。そして、キャップコア４５’の外周面には、絞り部４４ｂの雌ねじと噛み合う雄ねじが上端から下端まで形成されている。
【００５６】
そして、このキャップコア４５’は、コイル用固定コア４２の上端にある上つば部４２２の更に上方（上つば部４２２から見てベース４１とは反対側）かつ絞り部４４ｂの内側において、絞り部４４ｂの内周面に対して密着するように接触して取り付けられている。
【００５７】
このように、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に外側固定コア４４が接触、又は隙間が極小になっており、更に、外側固定コア４４’の上方の開口部をキャップコア４５’が塞ぐことで、キャップコア４５’がコイル用固定コア４２の上方を覆っている。したがって、キャップコア４５’→外側固定コア４４→コイル用固定コア４２の下つば部４２１→コイル用固定コア４２の巻線部４２３→コイル用固定コア４２の上つば部４２２→キャップコア４５’という経路から成る閉磁路構造（または閉磁束構造）が形成される。
【００５８】
そして、キャップコア４５’を回転させることで、キャップコア４５’が絞り部４４ｂの内周に沿って上下に移動する。これにより、キャップコア４５’からコイル用固定コア４２の上端部（本実施形態では上つば部４２２）までの最短距離が可変となる。これにより、トランス４のインダクタンスが変化する。
【００５９】
また、キャップコア４５’の上面の十字型の溝にドライバを差し込んで廻すことで、キャップコア４５’を容易に回転させることができ、その回転方向に応じて、キャップコア４５を上方または下方に移動させ、それにより、トランス４のインダクタンスを調整することができる。
【００６０】
なお、キャップコア４５’の上限の可動範囲は、絞り部４４ｂの厚みと、キャップコア４５’の厚みの２倍とを総和した長さとなる。したがって、どれほどキャップコア４５’の可動範囲を長くとっても、キャップコア４５’−外側固定コア４４’−コイル用固定コア４２の閉磁路構造は損なわれず、したがって、高い磁気シールド性能が維持されつつ、トランス４のインダクタンスの調整幅が大きくなる。キャップコア４５’の可動範囲は、第１実施形態のキャップコア４５’と同様、ａ＝ｂとなる位置を中心として上下に広がる位置範囲としてもよい。
【００６１】
なお、キャップコア４５’の半径とコイル用固定コア４２の上つば部４２２の半径とは同じであるとする。このようにすることで、キャップコア４５’の下つば部４２１に対向する面積は、第１実施形態のキャップコア４５が下つば部４２１に対向する面積と同じになるので、第１実施形態と同様、キャップコア４５’の位置がトランス４のインダクタンスに十分に反映される。
【００６２】
また、シールドケース４６’は、シールドケース４６の天面（ベース４１から最も遠い面）の中央部が円形に切り取られた形状となっている。この切り取られた円形の半径は、キャップコア４５’の半径よりも大きい。したがって、シールドケース４６’がトランス４に組み付けられた状態においても、キャップコア４５’の溝部にドライバを当てて回転させることで、キャップコア４５’の位置を調整することができ、その際、シールドケース４６’がキャップコア４５’の移動の邪魔にならない。
【００６３】
このように、ネジ構造でキャップコア４５を移動させる場合において、外側固定コア４４’に絞り部４４ｂを設け、その絞り部４４ｂの内周面にキャップコア４５を取り付けるようになっていれば、絞り部４４ｂの分だけキャップコア４５の半径を小さくすることができ、その結果、ねじ廻しのためにキャップコア４５を回転させる際に、キャップコア４５にかかる応力を低減することができる。
【００６４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
【００６５】
例えば、第１実施形態において、シールドケース４６は必ずしも必要ではない、シールドケース４６を省略した構成としてもよい。この場合でも、キャップコア４５、外側固定コア４４、コイル用固定コア４２の閉磁路構造により、高い磁気シールド性能が実現する。また、シールドケース４６を省略した分だけ、製造コストを抑えることができる。
【００６６】
また、第１実施形態において、シールドケース４６を第２実施形態のシールドケース４６’に置き換えてもよい。このように、第１実施形態でも、天面に孔を有するシールドケース４６’を採用することで、シールドケース４６’がトランス４に組み付けられた状態においても、キャップコア４５の溝部にドライバを当てて回転させることで、キャップコア４５の位置を調整することができ、その際、シールドケース４６’がキャップコア４５の移動の邪魔にならない。
【００６７】
また、コイル用固定コア４２の下つば部４２１においてリード端子４７ａ〜４７ｄを通すための切り欠き４２１ａ〜４２１ｄは、４つの孔に置き換えてもよい。このようにすることで、下つば部４２１の全周を外側固定コア４４に接触、又は隙間を極小にさせることができ、より磁気シールド性能を向上することができる。
【００６８】
また、上記各実施形態では、キャップコア４５、４５’を可動とするための構造として、ネジ構造を採用しているが、キャップコア４５、４５’を可動とするための構造としてネジ構造以外の構造を用いるようになっていてもよい。例えば、キャップコア４５の上端部に外側固定コア４４よりも広いつば部が形成され、このつば部と外側固定コア４４の間にスペーサを配置することで、キャップコア４５の位置決めを行い、必要に応じて、スペーサの高さを変化させる（例えば、異なる高さのスペーサに取り替える）ことで、キャップコア４５を可動としてもよい。
【００６９】
キャップコア４５、４５’の可動範囲は、上記のようなものに限らす、求められるインダクタンスの可変範囲に応じて適宜変更（設計変更）すればよい。
【００７０】
また、キャップコア４５、４５’の材質は、上記実施形態に記載の材質に限らず、求められるインダクタンス範囲に応じた材質にずればよい。
【００７１】
また、キャップコア４５、４５’が上つば部４２２に対向する面積は、上記実施形態に記載の材質に限らず、求められるインダクタンス範囲に応じた面積に調整（設計変更）すればよい。
【００７２】
また、上記各実施形態では、トランス４は超音波ソナーセンサ１の一部として用いられているが、他の用途に用いられるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ 超音波ソナーセンサ
２ マイクロフォン
３ 基板
４ トランス
４１ ベース
４２ コイル用固定コア
４３ コイル
４４、４４’ 外側固定コア
４４ａ 本体部
４４ｂ 絞り部
４５、４５’ キャップコア
４６、４６’ シールドケース
４２１ 下つば部
４２２ 上つば部
４２３ 巻線部
４２４ 突出部
４７ａ〜４７ｄ リード端子
４２１ａ〜４２１ｄ 切り欠き
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスおよび超音波ソナーセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波ソナーセンサのマイクロフォンに出力する信号および当該マイクロフォンから受けた信号の電圧変換を行うトランスとして、インダクタンスが可変なトランスが用いられている（例えば、特許文献１参照）
具体的には、特許文献１に記載のトランスは、コイルが巻かれる固定コアと、固定コアを取り囲む可動コアとを有し、固定コアを上下に移動させることで、トランスのインダクタンスを変化させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランスは、超音波の微弱な受信信号を検知するようになっているため、外乱である磁気ノイズによる起電力の発生をできるだけ抑えたいという要請がある。しかし、引用文献１に記載のようなトランスでは、固定コアの下側のつば部と可動コアの下端部との間に空隙ができ、この空隙から外乱である磁気ノイズが入り込んでしまう可能性が高くなる。すなわち、磁気シールド性能が低下する。そのため、磁気シールド性能を補強するために、二重のシールドケースを設けなくてはならなくなり、部品点数が増大してしまう。
【０００５】
また、引用文献１には、磁気シールド性能を維持するため、可動コアの移動範囲を制限し、固定コアの下側のつば部と可動コアの下端部とを常に摺接させる旨が記載されている。しかし、このようにした場合は、可動コアの可動範囲を固定コアの下側のつば部の厚みの程度しか確保できず、その結果、トランスのインダクタンスの可変量が僅かなものになってしまう。
【０００６】
このように、従来は、トランスにおける磁気シールド性能の向上とインダクタンスの可変量の増大との間に二律背反の関係があった。本発明はこの点に鑑み、トランスにおける磁気シールド性能を高く保ちつつも、インダクタンスの可変量を広く取れるような技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、ベース（４１）と、前記ベース（４１）に固定され、前記ベース（４１）に面する下つば部（４２１）と、前記下つば部（４２１）よりも細いと共にコイル（４３）が巻かれる巻線部（４２３）とを有するコイル用固定コア（４２）と、前記コイル用固定コア（４２）の下つば部（４２１）に接触または隙間が極小になるよう近接して前記コイル用固定コア（４２）の周囲を取り囲んで前記ベース（４１）に固定される外側固定コア（４４、４４’）と、前記コイル用固定コア（４２）から見て前記ベース（４１）とは反対側において前記コイル用固定コア（４２）を覆うように前記外側固定コア（４４、４４’）に取り付けられると共に、前記外側固定コア（４４、４４’）に対して移動可能になっていることで前記コイル用固定コア（４２）までの距離が可変となっているキャップコア（４５、４５’）と、を備えたトランスである。
【０００８】
このように、コイル用固定コア（４２）を取り囲む外側固定コア（４４、４４’）がベース（４１）に対して固定され、外側固定コア（４４、４４’）がコイル用固定コア（４２）の下つば部（４２１）に接触、又は隙間が極小になっているので、コイル用固定コア（４２）、外側固定コア（４４、４４’）、キャップコア（４５、４５’）が常に閉磁路構造を維持することができ、その結果、磁気シールド性を高く維持することができる。また、常に閉磁路構造を維持しつつも、その閉磁路構造を構成するキャップコア（４５、４５’）を移動させることで、コイル用固定コア（４２）とキャップコア（４５、４５’）までの距離が変化し、トランスのインダクタンスが変化する。
【０００９】
このとき、キャップコア（４５、４５’）の可動範囲は、下つば部（４２１）の厚みに制限されないので、閉磁路構造を損なわずにキャップコア（４５、４５’）の可動範囲を広くすることが可能である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトランスにおいて前記外側固定コア（４４、４４’）は、前記ベース（４１）に対して垂直に立設されており、前記コイル用固定コア（４２）は、前記下つば部（４２１）から見て前記ベース（４１）の反対側にあると共に前記巻線部（４２３）を介して前記下つば部（４２１）に繋がる上つば部（４２２）を備え、前記上つば部（４２２）は、前記巻線部（４２３）よりも太く前記下つば部（４２１）よりも細いことを特徴とする。
【００１１】
このようになっていることで、上つば部（４２２）を外側固定コア（４４、４４’）から離すことができ、その結果、キャップコア（４５、４５’）の位置がトランスのインダクタンスに及ぼす影響を大きくすることができ、その結果、キャップコア（４５、４５’）を動かすことによるトランスのインダクタンスの変化量を大きくすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のトランスにおいて、前記ベース（４１）には、リード端子（４７ａ〜４７ｄ）が挿入されており、前記下つば部（４２１）には、切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔が設けられており、前記リード端子（４７ａ〜４７ｄ）の前記ベース（４１）から突出する一端が前記切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔を通って前記コイル（４３）に接続していることを特徴とする。
【００１３】
このように、下つば部（４２１）に切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔が設け、その切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔にリード端子（４７ａ〜４７ｄ）を通すことで、下つば部（４２１）と外側固定コア（４４、４４’）とが接触、又は隙間が極小になっていても、コイル（４３）とリード端子（４７ａ〜４７ｄ）を接続することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記外側固定コア（４４’）は、前記ベース（４１）に対して立設されて前記コイル用固定コア４２を取り囲む本体部（４４ａ）と、前記本体部（４４ａ）の内周面から内側に伸びる絞り部（４４ｂ）と、を備え、前記絞り部（４４ｂ）の内周面は、円形となっており、かつ、雌ねじが形成され、前記キャップコア（４５’）の外周面は、前記絞り部（４４ｂ）の前記内側端部と同じ半径の円形となっており、当該外周には、前記雌ねじに嵌合する雄ねじが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のトランスである。
【００１５】
このように、ネジ構造でキャップコア（４５）を移動させる場合において、外側固定コア（４４）に絞り部（４４ｂ）を設け、その絞り部（４４ｂ）の内周面にキャップコア（４５）を取り付けるようになっていれば、絞り部（４４ｂ）の分だけキャップコア（４５）の半径を小さくすることができ、その結果、ねじ廻しのためにキャップコア（４５）を回転させる際に、キャップコア（４５）にかかる応力を低減することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、車両に搭載される超音波ソナーセンサであって、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のトランス（４）と、マイクロフォン（２）とを備えた超音波ソナーセンサである。
【００１７】
車載環境では、外部からの磁気ノイズが発生し易いので、上記のような磁気シールド性能の高いトランス（４）を用いることが望ましい。
【００１８】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波ソナーセンサ１の斜視図である。
【図２】超音波ソナーセンサ１の断面図である。
【図３】基板３上の回路の一例を示す図である。
【図４】超音波ソナーセンサ１の回路構成の一例を示す図である。
【図５】トランス４の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】シールドケース４６を省略した状態のトランス４の平面図である。
【図９】シールドケース４６およびキャップコア４５を省略した場合のトランス４の平面図である。
【図１０】第２実施形態におけるトランス４の平面図である。
【図１１】第２実施形態におけるトランス４のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図９を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る超音波ソナーセンサ１の斜視図であり、図２は、超音波ソナーセンサ１の断面図である。
【００２１】
この超音波ソナーセンサ１は、車両の前端のコーナー部等に取り付けられ、超音波を用いて車両の外部の障害物までの距離を検出する装置であり、超音波を送受信するためのマイクロフォン２と、マイクロフォン２に接続される各種回路が配設された基板３を備えている。また、図３に示すように、基板３上には、上記回路の一部として、電圧変換用のトランス４が設けられている。
【００２２】
図４に、この超音波ソナーセンサ１の電気回路構成を示す。マイクロフォン２は、周知の圧電素子であり、この図に示すように、等価回路で表すとコンデンサＣ０、Ｃ１、インダクタンスＬ１、および抵抗Ｒ１から成り、高電圧（５０Ｖから８０Ｖまでのいずれか）の短パルス（１２パルスから２３パルスまでのいずれか）が印加されると超音波を送出し、また、超音波を受信するとそれに応じた信号を回路側に出力するようになっている。超音波の送信時にマイクロフォン２に印加される短パルスは、図４中のＩＣ５によって生成され、トランス４によって昇圧された後、マイクロフォン２に印加される。
【００２３】
このような超音波ソナーセンサ１において、超音波の送信時に発生する残響を小さくするために、トランス４のインダクタンスＬ２を調整することが従来から行われている。具体的には、図２に示された回路のうち、マイクロフォン２以外の回路である駆動回路の並列共振周波数Ｆｐと、マイクロフォン２の直列共振周波数Ｆ０が等しくなるよう、トランス４のインダクタンスＬ２を調整する。
【００２４】
ここで、駆動回路の並列共振周波数Ｆｐおよびマイクロフォン２の直列共振周波数Ｆ０は、以下のように表される。
Ｆｐ＝１／（２π（Ｌ２×（Ｃ２＋Ｃ０））１／２）
Ｆ０＝１／（２π（Ｌ１×Ｃ１）１／２）
本実施形態のトランス４は、このようなインダクタンスの調整を可能としつつも、磁気シールド性能を高く維持できるように構成されている。以下、このトランス４の構成について、図５〜図９を用いて説明する。図５は、トランス４の平面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図であり、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であり、図８は、シールドケース４６を省略した状態のトランス４の平面図であり、図９は、シールドケース４６およびキャップコア４５を省略した場合のトランス４の平面図である。
【００２５】
これらの図に示すように、トランス４は、ベース４１、コイル用固定コア４２、コイル４３、外側固定コア４４、キャップコア４５、シールドケース４６、４本のリード端子４７ａ〜４７ｄ、およびそれらリード端子４７ａ〜４７ｄをそれぞれ覆う被覆部４８ａ〜４８ｄを備えている。
【００２６】
ベース４１は、液晶ポリマー等の熱可塑性絶縁樹脂から成り、扁平な四角形状に成形されている。またベース４１の成型時には、ベース４１の上面にコイル用固定コア４２のための取付孔が設けられる。また、ベース４１には、４つのリード端子４７ａ〜４７ｄおよびリード端子４７ａ〜４７ｄを被覆する被覆部４８ａ〜４８ｄがインサートされる。つまり、ベース４１のインサート成形によってベース４１、リード端子４７ａ〜４７ｄ、被覆部４８ａ〜４８ｄが組み付けられる。この際、リード端子４７ａ〜４７ｄの両端はベース４１の外部に突出した状態となる。リード端子４７ａ〜４７ｄの材質としては、例えばリン青銅を用いる。
【００２７】
コイル用固定コア４２は、フェライト製であり、ベース４１に面する円盤形状の下つば部４２１と、下つば部４２１から見て上側（ベース４１の反対側）の端部にある円盤形状の上つば部４２２と、下つば部４２１と上つば部４２２の間で下つば部４２１および上つば部４２２を繋ぐと共に下つば部４２１および上つば部４２２よりも細い円柱形状の巻線部４２３と、を有している。
【００２８】
また、図９に示すように、下つば部４２１には、４つの切り欠き４２１ａ〜４２１ｄが設けられている。この切り欠き４２１ａ〜４２１ｄは、リード端子４７ａ〜４７ｄが通ることができる程度の大きさとなっている。
【００２９】
更にコイル用固定コア４２は、図６に示すように、下つば部４２１からベース４１側に突出する突出部４２４を有している。この突出部４２４がベース４１の取付孔に埋め込まれて、更に、コイル用固定コア４２とベース４１が接着剤で固定されることにより、コイル用固定コア４２がベース４１に対して垂直に立設した状態になる。
【００３０】
なお、下つば部４２１、上つば部４２２、巻線部４２３、突出部４２４は互いに同軸に設けられ、下つば部４２１の外周半径は、上つば部４２２の外周半径よりも大きくなっている。
【００３１】
コイル４３は、コイル用固定コア４２の巻線部４２３の外周面に巻かれており、コイル４３から２つの１次コイル用リード部と２つの２次コイル用リード部が引き出されている。そして、リード端子４７ａ〜４７ｄのベース４１から突出する各一端が下つば部４２１の切り欠き４２１ａ〜４２１ｄのそれぞれを貫通し、これら１次コイル用リード部および２次コイル用リード部のそれぞれは、それらリード端子４７ａ〜４７ｄの端部に絡げられ、かつ、半田付け等で接続されている。
【００３２】
より具体的には、４本のリード端子４７ａ〜４７ｄのうち、リード端子４７ａの一端が切り欠き４２１ａを通って２次コイル用リード部のうち一本に接続し、リード端子４７ｃの一端が切り欠き４２１ｃを通って２次コイル用リード部のうちもう一本に接続し、リード端子４７ｂの一端が切り欠き４２１ｂを通って１次コイル用リード部のうち一本に接続し、リード端子４７ｄの一端が切り欠き４２１ｄを通って１次コイル用リード部のうちもう一本に接続している。
【００３３】
なお、コイル４３が巻線部４２３に巻かれた状態においても、コイル４３および巻線部４２３よりも、上つば部４２２の方が太くなっており、かつ、下つば部４２１の方が太くなっている。
【００３４】
外側固定コア４４は、コイル用固定コア４２と同様のフェライト製であり、形状は、円筒形状となっている。この外側固定コア４４は、下端部（ベース４１に近い側の端部）がベース４１に設けられた溝に埋め込まれた状態で、接着剤でベース４１に固定されている。この状態で、外側固定コア４４は、コイル用固定コア４２の側面の周囲を、コイル用固定コア４２の下端から上端まで、取り囲むように配置されている。
【００３５】
また、外側固定コア４４の内周面の下端部は、コイル用固定コア４２の下つば部４２１の外周面全体（ただし切り欠き４２１ａ〜４２１ｄは除く）に接触しながら下つば部４２１を取り囲んでいる。具体的には、外側固定コア４４の内周半径は下つば部４２１の外周半径と同じか、下つば部４２１の外周半径より僅かに大きい。
【００３６】
キャップコア４５は、コイル用固定コア４２と同様のフェライト製の円盤であり、コイル用固定コア４２の上端にある上つば部４２２の更に上方（上つば部４２２から見てベース４１とは反対側）かつ外側固定コア４４の内側において、外側固定コア４４の内周面に対して密着するように接触して取り付けられている。
【００３７】
このように、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に外側固定コア４４が接触し、又は、下記閉磁路構造が形成される程度に隙間が極小（具体的には、例えば外形が一辺５ｍｍの略立方体のトランス４においては、０．４ｍｍ以下、すなわち、外形の一辺に対して１０分の１以下の隙間）となるように近接しており、更に、外側固定コア４４の上方の開口部をキャップコア４５が塞ぐことで、キャップコア４５がコイル用固定コア４２の上方を覆っている。したがって、キャップコア４５→外側固定コア４４→コイル用固定コア４２の下つば部４２１→コイル用固定コア４２の巻線部４２３→コイル用固定コア４２の上つば部４２２→キャップコア４５という経路から成る閉磁路構造（または閉磁束構造）が形成される。
【００３８】
また、キャップコア４５は、外側固定コア４４に対して移動可能に取り付けられている。具体的には、キャップコア４５の外周面には雄ねじ（図示せず）が上端から下端まで形成され、外側固定コア４４の内周面には上記雄ねじと噛み合う雌ねじ（図示せず）が形成され、キャップコア４５を回転させることで、キャップコア４５が外側固定コア４４の内周に沿って上下に移動する。これにより、キャップコア４５からコイル用固定コア４２の上端部（本実施形態では上つば部４２２）までの最短距離が可変となる。これにより、トランス４のインダクタンスが変化する。具体的には、キャップコア４５からコイル用固定コア４２の上端部までの最短距離が長くなるほど、トランス４のインダクタンスが小さくなる。
【００３９】
また、図８に示すように、キャップコア４５の上面（ベース４１とは反対側の面）には、十字型の溝が形成されている。この十字型の溝にドライバを差し込んで廻すことで、キャップコア４５を容易に回転させることができ、その回転方向に応じて、キャップコア４５を上方または下方に移動させ、それにより、トランス４のインダクタンスを調整することができる。
【００４０】
なお、キャップコア４５の可動範囲は、外側固定コア４４の内周面に設けられる雌ねじの上下方向（ベース４１の板面に垂直な方向）の長さによって決まる。したがって、どれほどキャップコア４５の可動範囲を長くとっても、キャップコア４５−外側固定コア４４−コイル用固定コア４２の閉磁路構造は損なわれず、したがって、高い磁気シールド性能が維持されつつ、トランス４のインダクタンスの調整幅が大きくなる。
【００４１】
キャップコア４５の可動範囲としては、例えば、図６に示すように、キャップコア４５からコイル用固定コア４２の上端部（上つば部４２２）までの最短距離をａとし、上つば部４２２から外側固定コア４４までの最短距離をｂとすると、ａ＝ｂとなる位置を中心として上下に広がる位置範囲を、キャップコア４５の可動範囲としてもよい。
【００４２】
このようにすることで、キャップコア４５を動かすことで、ａ＜ｂにもなり、ａ＞ｂにもなる。ａ＜ｂの場合は、キャップコア４５の位置変化に対してトランス４のインダクタンスが敏感に変化するので、インダクタンスの可変範囲が広くなる。他方、ａ＞ｂの場合は、上つば部４２２からキャップコア４５の間の磁路よりも、上つば部４２２から外側固定コア４４への磁路の影響の方が大きくなり、その結果、キャップコア４５の位置変化に対してトランス４のインダクタンスが鈍感になるので、インダクタンスを調整する作業者にしてみれば、インダクタンスの微調整が容易になる。
【００４３】
また、シールドケース４６は、銅製であり、コイル用固定コア４２、コイル４３、外側固定コア４４、キャップコア４５を取り囲むように、ベース４１に対して折り曲げ加工で固定される。このようなシールドケース４６により、キャップコア４５の上部も覆われるため、トランス４の磁気シールド性能が更に高くなる。また、物理的にも外側固定コア４４、キャップコア４５を保護できるので、外側固定コア４４、キャップコア４５の割れ欠けを防止することができる。なお、このシールドケース４６は、キャップコア４５を移動させてトランス４のインダクタンスを調整した後、トランス４に取り付ける。
【００４４】
以上説明した通り、本実施形態のトランス４では、ベース４１に固定され、ベースに面する下つば部４２１と、下つば部４２１よりも細いと共にコイル４３が巻かれる巻線部４２３とを有するコイル用固定コア４２を設け、また、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に接触、又は隙間が極小になりコイル用固定コア４２の周囲を取り囲んでベース４１に固定される外側固定コア４４を設け、また、コイル用固定コア４２から見てベース４１とは反対側において外側固定コア４４に取り付けられると共に、外側固定コア４４に対して移動可能になっていることでコイル用固定コア４２までの距離が可変となっているキャップコア４５を設けている。
【００４５】
このように、コイル用固定コア４２を取り囲む外側固定コア４４がベース４１に対して固定され、外側固定コア４４がコイル用固定コア４２の下つば部４２１に接触、又は隙間が極小になっているので、コイル用固定コア４２、外側固定コア４４、キャップコア４５が常に閉磁路構造を維持することができ、その結果、磁気シールド性を高く維持することができる。従って、引用文献１に記載のトランスのように、二重のシールドを設ける必要がない。
【００４６】
また、常に閉磁路構造を維持しつつも、その閉磁路構造を構成するキャップコア４５を移動させることで、コイル用固定コア４２とキャップコア４５までの距離が変化し、トランスのインダクタンスが変化する。このとき、キャップコア４５の可動範囲は、下つば部４２１の厚みに制限されないので、閉磁路構造を損なわずにキャップコア４５の可動範囲を広くすることが可能である。
【００４７】
これに対し、引用文献１には、磁気シールド性能を維持するため、可動コアの移動範囲を制限し、固定コアの下側のつば部と可動コアの下端部とを常に摺接させる旨が記載されている。しかし、このようにした場合は、可動コアの可動範囲を固定コアの下側のつば部の厚みの程度しか確保できず、その結果、トランスのインダクタンスの可変量が僅かなものになってしまう。
【００４８】
この点について、引用文献１では、近時のトランスの特性のばらつきが非常に小さいので、インダクタンスの可変範囲が狭くても問題ない旨記載されているが、これはあくまでもトランス単体のばらつきに限った話であって、トランスと一緒に用いる装置（例えばマイクロフォン）のばらつきに対応させる場合や、異なる種類の装置（例えば異なる共振周波数を有するマイクロフォン）のいずれにも同じトランスを用いる場合等には、やはりトランス自体のインダクタンスの可変範囲を広げることが望ましい。
【００４９】
また、外側固定コア４４は、ベース４１に対して垂直に立設されており、コイル用固定コア４２は、下つば部４２１から見てベース４１の反対側にあると共に巻線部４２３を介して下つば部４２１に繋がる上つば部４２２を備え、上つば部４２２は、巻線部４２３よりも太く前記下つば部４２１よりも細くなっている。
【００５０】
このようになっていることで、上つば部４２２を外側固定コア４４から離すことができ、その結果、キャップコア４５の位置がトランスのインダクタンスに及ぼす影響を大きくすることができ、その結果、キャップコア４５を動かすことによるトランスのインダクタンスの変化量を大きくすることができる。
【００５１】
また、ベース４１には、リード端子４７ａ〜４７ｄが挿入されており、下つば部４２１には、切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔が設けられており、リード端子４７ａ〜４７ｄのベース４１から突出する一端が切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔を通ってコイル４３に接続している。
【００５２】
このように、下つば部４２１に切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔が設け、その切り欠き４２１ａ〜４２１ｄまたは孔にリード端子４７ａ〜４７ｄを通すことで、下つば部４２１と外側固定コア４４とが常に接触、又は隙間が極小になっていても、コイル４３とリード端子４７ａ〜４７ｄを接続することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態と第１実施形態の違いは、トランス４の構造のみである。図１０に、本実施形態のトランス４の平面図を示し、図１１に、図１０のＸＩ−ＸＩ断面図を示す。本実施形態のトランス４が第１実施形態のトランス４と異なる点は、第１実施形態の外側固定コア４４、キャップコア４５、シールドケース４６が、それぞれ外側固定コア４４’、キャップコア４５’、シールドケース４６’に置き換わったことであり、他の部品構成は第１実施形態と同じである。
【００５４】
まず、外側固定コア４４’は、第１実施形態の外側固定コア４４の同様の材質および構成となっている本体部４４ａに加え、絞り部４４ｂを備えている。絞り部４４ｂは、本体部４４ａと一体に形成され、本体部４４ａの内周面の上端部から内側に伸びた穴あき円盤形状となっている。この本体部４４ａの中央の孔を形成する内周面は、円形となっており、かつ、上端から下端まで雌ねじが形成されている。
【００５５】
また、キャップコア４５’は、材質は第１実施形態と同じであり、形状も円盤形状であり上面にドライバ用の溝が設けられているという点では同じであるが、その外周面の半径が第１実施形態のキャップコア４５よりも短く、本体部４４ａの内周面の半径と同じになっている。そして、キャップコア４５’の外周面には、絞り部４４ｂの雌ねじと噛み合う雄ねじが上端から下端まで形成されている。
【００５６】
そして、このキャップコア４５’は、コイル用固定コア４２の上端にある上つば部４２２の更に上方（上つば部４２２から見てベース４１とは反対側）かつ絞り部４４ｂの内側において、絞り部４４ｂの内周面に対して密着するように接触して取り付けられている。
【００５７】
このように、コイル用固定コア４２の下つば部４２１に外側固定コア４４が接触、又は隙間が極小になっており、更に、外側固定コア４４’の上方の開口部をキャップコア４５’が塞ぐことで、キャップコア４５’がコイル用固定コア４２の上方を覆っている。したがって、キャップコア４５’→外側固定コア４４→コイル用固定コア４２の下つば部４２１→コイル用固定コア４２の巻線部４２３→コイル用固定コア４２の上つば部４２２→キャップコア４５’という経路から成る閉磁路構造（または閉磁束構造）が形成される。
【００５８】
そして、キャップコア４５’を回転させることで、キャップコア４５’が絞り部４４ｂの内周に沿って上下に移動する。これにより、キャップコア４５’からコイル用固定コア４２の上端部（本実施形態では上つば部４２２）までの最短距離が可変となる。これにより、トランス４のインダクタンスが変化する。
【００５９】
また、キャップコア４５’の上面の十字型の溝にドライバを差し込んで廻すことで、キャップコア４５’を容易に回転させることができ、その回転方向に応じて、キャップコア４５を上方または下方に移動させ、それにより、トランス４のインダクタンスを調整することができる。
【００６０】
なお、キャップコア４５’の上限の可動範囲は、絞り部４４ｂの厚みと、キャップコア４５’の厚みの２倍とを総和した長さとなる。したがって、どれほどキャップコア４５’の可動範囲を長くとっても、キャップコア４５’−外側固定コア４４’−コイル用固定コア４２の閉磁路構造は損なわれず、したがって、高い磁気シールド性能が維持されつつ、トランス４のインダクタンスの調整幅が大きくなる。キャップコア４５’の可動範囲は、第１実施形態のキャップコア４５’と同様、ａ＝ｂとなる位置を中心として上下に広がる位置範囲としてもよい。
【００６１】
なお、キャップコア４５’の半径とコイル用固定コア４２の上つば部４２２の半径とは同じであるとする。このようにすることで、キャップコア４５’の下つば部４２１に対向する面積は、第１実施形態のキャップコア４５が下つば部４２１に対向する面積と同じになるので、第１実施形態と同様、キャップコア４５’の位置がトランス４のインダクタンスに十分に反映される。
【００６２】
また、シールドケース４６’は、シールドケース４６の天面（ベース４１から最も遠い面）の中央部が円形に切り取られた形状となっている。この切り取られた円形の半径は、キャップコア４５’の半径よりも大きい。したがって、シールドケース４６’がトランス４に組み付けられた状態においても、キャップコア４５’の溝部にドライバを当てて回転させることで、キャップコア４５’の位置を調整することができ、その際、シールドケース４６’がキャップコア４５’の移動の邪魔にならない。
【００６３】
このように、ネジ構造でキャップコア４５を移動させる場合において、外側固定コア４４’に絞り部４４ｂを設け、その絞り部４４ｂの内周面にキャップコア４５を取り付けるようになっていれば、絞り部４４ｂの分だけキャップコア４５の半径を小さくすることができ、その結果、ねじ廻しのためにキャップコア４５を回転させる際に、キャップコア４５にかかる応力を低減することができる。
【００６４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
【００６５】
例えば、第１実施形態において、シールドケース４６は必ずしも必要ではない、シールドケース４６を省略した構成としてもよい。この場合でも、キャップコア４５、外側固定コア４４、コイル用固定コア４２の閉磁路構造により、高い磁気シールド性能が実現する。また、シールドケース４６を省略した分だけ、製造コストを抑えることができる。
【００６６】
また、第１実施形態において、シールドケース４６を第２実施形態のシールドケース４６’に置き換えてもよい。このように、第１実施形態でも、天面に孔を有するシールドケース４６’を採用することで、シールドケース４６’がトランス４に組み付けられた状態においても、キャップコア４５の溝部にドライバを当てて回転させることで、キャップコア４５の位置を調整することができ、その際、シールドケース４６’がキャップコア４５の移動の邪魔にならない。
【００６７】
また、コイル用固定コア４２の下つば部４２１においてリード端子４７ａ〜４７ｄを通すための切り欠き４２１ａ〜４２１ｄは、４つの孔に置き換えてもよい。このようにすることで、下つば部４２１の全周を外側固定コア４４に接触、又は隙間を極小にさせることができ、より磁気シールド性能を向上することができる。
【００６８】
また、上記各実施形態では、キャップコア４５、４５’を可動とするための構造として、ネジ構造を採用しているが、キャップコア４５、４５’を可動とするための構造としてネジ構造以外の構造を用いるようになっていてもよい。例えば、キャップコア４５の上端部に外側固定コア４４よりも広いつば部が形成され、このつば部と外側固定コア４４の間にスペーサを配置することで、キャップコア４５の位置決めを行い、必要に応じて、スペーサの高さを変化させる（例えば、異なる高さのスペーサに取り替える）ことで、キャップコア４５を可動としてもよい。
【００６９】
キャップコア４５、４５’の可動範囲は、上記のようなものに限らす、求められるインダクタンスの可変範囲に応じて適宜変更（設計変更）すればよい。
【００７０】
また、キャップコア４５、４５’の材質は、上記実施形態に記載の材質に限らず、求められるインダクタンス範囲に応じた材質にずればよい。
【００７１】
また、キャップコア４５、４５’が上つば部４２２に対向する面積は、上記実施形態に記載の材質に限らず、求められるインダクタンス範囲に応じた面積に調整（設計変更）すればよい。
【００７２】
また、上記各実施形態では、トランス４は超音波ソナーセンサ１の一部として用いられているが、他の用途に用いられるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ 超音波ソナーセンサ
２ マイクロフォン
３ 基板
４ トランス
４１ ベース
４２ コイル用固定コア
４３ コイル
４４、４４’ 外側固定コア
４４ａ 本体部
４４ｂ 絞り部
４５、４５’ キャップコア
４６、４６’ シールドケース
４２１ 下つば部
４２２ 上つば部
４２３ 巻線部
４２４ 突出部
４７ａ〜４７ｄ リード端子
４２１ａ〜４２１ｄ 切り欠き
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（４１）と、
前記ベース（４１）に固定され、前記ベース（４１）に面する下つば部（４２１）と、前記下つば部（４２１）よりも細いと共にコイル（４３）が巻かれる巻線部（４２３）とを有するコイル用固定コア（４２）と、
前記コイル用固定コア（４２）の下つば部（４２１）に接触または近接して前記コイル用固定コア（４２）の周囲を取り囲んで前記ベース（４１）に固定される外側固定コア（４４、４４’）と、
前記コイル用固定コア（４２）から見て前記ベース（４１）とは反対側において前記コイル用固定コア（４２）を覆うように前記外側固定コア（４４、４４’）に取り付けられると共に、前記外側固定コア（４４、４４’）に対して移動可能になっていることで前記コイル用固定コア（４２）までの距離が可変となっているキャップコア（４５、４５’）と、を備えたトランス。
【請求項２】
前記外側固定コア（４４、４４’）は、前記ベース（４１）に対して垂直に立設されており、
前記コイル用固定コア（４２）は、前記下つば部（４２１）から見て前記ベース（４１）の反対側にあると共に前記巻線部（４２３）を介して前記下つば部（４２１）に繋がる上つば部（４２２）を備え、
前記上つば部（４２２）は、前記巻線部（４２３）よりも太く前記下つば部（４２１）よりも細いことを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記ベース（４１）には、リード端子（４７ａ〜４７ｄ）が挿入されており、
前記下つば部（４２１）には、切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔が設けられており、前記リード端子（４７ａ〜４７ｄ）の前記ベース（４１）から突出する一端が前記切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔を通って前記コイル（４３）に接続していることを特徴とする請求項１または２に記載のトランス。
【請求項４】
前記外側固定コア（４４’）は、前記ベース（４１）に対して立設されて前記コイル用固定コア４２を取り囲む本体部（４４ａ）と、前記本体部（４４ａ）の内周面から内側に伸びる絞り部（４４ｂ）と、を備え、
前記絞り部（４４ｂ）の内周面は、円形となっており、かつ、雌ねじが形成され、
前記キャップコア（４５’）の外周面は、前記絞り部（４４ｂ）の前記内側端部と同じ半径の円形となっており、当該外周には、前記雌ねじに嵌合する雄ねじが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のトランス。
【請求項５】
車両に搭載される超音波ソナーセンサであって、
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のトランス（４）と、マイクロフォン（２）とを備えた超音波ソナーセンサ。
【請求項１】
ベース（４１）と、
前記ベース（４１）に固定され、前記ベース（４１）に面する下つば部（４２１）と、前記下つば部（４２１）よりも細いと共にコイル（４３）が巻かれる巻線部（４２３）とを有するコイル用固定コア（４２）と、
前記コイル用固定コア（４２）の下つば部（４２１）に接触または近接して前記コイル用固定コア（４２）の周囲を取り囲んで前記ベース（４１）に固定される外側固定コア（４４、４４’）と、
前記コイル用固定コア（４２）から見て前記ベース（４１）とは反対側において前記コイル用固定コア（４２）を覆うように前記外側固定コア（４４、４４’）に取り付けられると共に、前記外側固定コア（４４、４４’）に対して移動可能になっていることで前記コイル用固定コア（４２）までの距離が可変となっているキャップコア（４５、４５’）と、を備えたトランス。
【請求項２】
前記外側固定コア（４４、４４’）は、前記ベース（４１）に対して垂直に立設されており、
前記コイル用固定コア（４２）は、前記下つば部（４２１）から見て前記ベース（４１）の反対側にあると共に前記巻線部（４２３）を介して前記下つば部（４２１）に繋がる上つば部（４２２）を備え、
前記上つば部（４２２）は、前記巻線部（４２３）よりも太く前記下つば部（４２１）よりも細いことを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記ベース（４１）には、リード端子（４７ａ〜４７ｄ）が挿入されており、
前記下つば部（４２１）には、切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔が設けられており、前記リード端子（４７ａ〜４７ｄ）の前記ベース（４１）から突出する一端が前記切り欠き（４２１ａ〜４２１ｄ）または孔を通って前記コイル（４３）に接続していることを特徴とする請求項１または２に記載のトランス。
【請求項４】
前記外側固定コア（４４’）は、前記ベース（４１）に対して立設されて前記コイル用固定コア４２を取り囲む本体部（４４ａ）と、前記本体部（４４ａ）の内周面から内側に伸びる絞り部（４４ｂ）と、を備え、
前記絞り部（４４ｂ）の内周面は、円形となっており、かつ、雌ねじが形成され、
前記キャップコア（４５’）の外周面は、前記絞り部（４４ｂ）の前記内側端部と同じ半径の円形となっており、当該外周には、前記雌ねじに嵌合する雄ねじが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のトランス。
【請求項５】
車両に搭載される超音波ソナーセンサであって、
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のトランス（４）と、マイクロフォン（２）とを備えた超音波ソナーセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−４９２３８（Ｐ２０１２−４９２３８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８３１４（Ｐ２０１０−１８８３１４）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
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