トランス部品
【課題】巻線間の磁気結合の効率が良く、周波数特性の良好なトランス部品を提供することにある。
【解決手段】トランス部品１００は、磁性コア１０と、磁性コア１０の巻芯部１０ａに巻回された第１乃至第４の巻線１１〜１４を備えている。同一ターンにおける、第１の巻線１１と第３の巻線１３の線径方向の距離と、第１の巻線１１と第４の巻線１４の線径方向の距離と、第２の巻線１２と第３の巻線１３の線径方向の距離と、第２の巻線１２と第４の巻線１４の線径方向の距離は実質的に等しい。このように、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が実質的に等しいことから、高い磁気結合を得ることができ、良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【解決手段】トランス部品１００は、磁性コア１０と、磁性コア１０の巻芯部１０ａに巻回された第１乃至第４の巻線１１〜１４を備えている。同一ターンにおける、第１の巻線１１と第３の巻線１３の線径方向の距離と、第１の巻線１１と第４の巻線１４の線径方向の距離と、第２の巻線１２と第３の巻線１３の線径方向の距離と、第２の巻線１２と第４の巻線１４の線径方向の距離は実質的に等しい。このように、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が実質的に等しいことから、高い磁気結合を得ることができ、良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルストランス等のトランス部品に関し、特に、トランス部品の巻線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信分野における通信の高速化・大容量化の流れは加速している。その背景には、伝送信号のデジタル化に伴う新たな伝送方式やＩＣ（集積回路）の多岐にわたる開発がある。その中でも通信用のパルストランス（広帯域伝送トランス）は通信システムに必要不可欠な電子デバイスのひとつであり、通信技術の飛躍的進化に対応した特性が要求されている。
【０００３】
図１７は、従来のパルストランス５００の構成の一例を示す略外観斜視図である（特許文献１参照）。
【０００４】
図１７に示すように、このパルストランス５００は、トロイダルコア４１に一次側巻線４２及び二次側巻線４３が巻回された構造を有している。一次側巻線４２は第１及び第２の巻線１１、１２からなり、第１の巻線１１の一端１１ａは一次側巻線４２の一方の入力端子を構成すると共に、第１の巻線１１の他端１１ｂと第２の巻線１２の一端１２ａとが結線されて一次側巻線４２の中点を構成しており、第２の巻線１２の他端１２ｂは一次側巻線４２の他方の入力端子を構成している。また、二次側巻線４３は第３及び第４の巻線１３、１４からなり、第３の巻線１３の一端１３ａが二次側巻線４３の一方の出力端子を構成すると共に、第３の巻線１３の他端１３ｂと第４の巻線１４の一端１４ａとが結線されて二次側巻線４３の中点を構成しており、第４の巻線１４の他端１４ｂは二次側巻線４３の他方の出力端子を構成している。
【０００５】
しかしながら、トロイダルコア４１への巻線作業は非常に煩雑であり、自動化が困難であるという問題がある。また、巻線同士の結線によって複雑な配線状態となるため、特性のばらつき、信頼性の低下といった問題がある。また、複雑な配線状態となるため、製品の小型化が困難であるという問題もある。
【０００６】
一方、巻線作業が容易な磁性コアとしてドラムコアが知られている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、ドラムコアを用いた場合であっても、巻線方法によっては巻線間の磁気結合が不十分となり、良好な周波数特性が得られないことがあった。
【特許文献１】特開平７−１６１５３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１００５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、通信の高速化・大容量化に伴い、パルストランスにも飛躍的進化が要求されている。パルストランスは、信号の広帯域伝送特性が良好であり、且つコモンモードノイズを十分に遮断できることが望ましい。そのためには、周波数特性を向上させ、高周波デジタル信号波形の再現性が高いことが必要となる。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、巻線間の磁気結合の効率が良く、周波数特性の良好なトランス部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、同一ターンにおける各巻線の位置関係が周波数特性に影響を与えることを見出した。本発明は、このような技術的知見に基づきなされたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の上記目的は、一次側巻線を構成する第１及び第２の巻線と、二次側巻線を構成する第３及び第４の巻線と、第１乃至第４の巻線が巻回された磁性コアとを備え、同一ターンにおける、第１の巻線と第３の巻線の線径方向の距離と、第１の巻線と第４の巻線の線径方向の距離と、第２の巻線と第３の巻線の線径方向の距離と、第２の巻線と第４の巻線の線径方向の距離とが実質的に等しいことを特徴とするトランス部品によって達成される。
【００１１】
本発明によれば、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が均一であることから、流れる信号に位相のずれがほとんど生じない部分において磁気結合を高めることが可能となる。これにより、トランスの周波数特性の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明においては、同一ターンにおいて、第１の巻線と第３の巻線とが接触し、第１の巻線と第４の巻線とが接触し、第２の巻線と第３の巻線とが接触し、第２の巻線と第４の巻線とが接触していることが好ましい。これによれば、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離を最も短くすることが可能となる。これにより、より高い磁気結合を得ることが可能となる。
【００１３】
本発明において、同一ターンにおける第１の巻線と第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける第１の巻線と第３の巻線との線径方向の距離よりも遠いことが好ましい。この場合、同一ターンにおける第３の巻線と第４の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける第１の巻線と第３の巻線との線径方向の距離と実質的に等しくても構わない。或いは、同一ターンにおける第１の巻線と第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける第３の巻線と第４の巻線との線径方向の距離と実質的に等しくても構わない。前者の場合、巻回作業が容易になるという利点があり、後者の場合、磁気結合のバランスがより均一化するという利点がある。
【００１４】
本発明においては、第１乃至第４の巻線が同一ターン数を有し、第１の巻線と第２の巻線との結線部分が一次側巻線の中点を構成し、第３の巻線と第４の巻線との結線部分が二次側巻線の中点を構成することが好ましい。また、２ターン目以降においては、第１の巻線が前ターンの第４の巻線に接触し、第３の巻線が前ターンの第２の巻線に接触することが好ましい。
【００１５】
本発明のトランス部品は、第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、第１の巻線層は、第１の巻線と第４の巻線とのバイファイラ巻きにより構成され、第２の巻線層は、第３の巻線と第２の巻線とのバイファイラ巻きにより構成されていることが好ましい。この構成によれば、巻線の線長のばらつきを抑えることができ、インダクタンスのばらつきが少ないトランス部品を実現することができる。
【００１６】
本発明のトランス部品は、第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、磁性コアの巻芯部の半分の領域においては、第１の巻線層に第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされ、第２の巻線層に第３及び第２の巻線がバイファイラ巻きされている一方、巻芯部の残り半分の領域においては、第１の巻線層に第２及び第３の巻線がバイファイラ巻きされ、第２の巻線層に第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされていることもまた好ましい。外周側の巻線の線長は内周側の巻線よりも長くなるが、この構成によれば、巻線部分の線長のばらつきを抑えることができ、インダクタンスのばらつきが少ないトランス部品を実現することができる。
【００１７】
本発明のトランス部品は、磁性コアを搭載するプリント基板上に形成された第１及び第２の配線パターンをさらに備えることが好ましく、第１の巻線と第２の巻線との結線がプリント基板上の第１の配線パターンを介して行われ、第３の巻線と第４の巻線との結線がプリント基板上の第２の配線パターンを介して行われることが好ましい。これによれば、トランス部品がプリント基板上に実装されるだけで、トランス部品を構成するコイルの端部同士が接続導体パターンを介して接続されるので、予めワイヤ同士を結線する作業が不要となり、巻線作業を容易にすることができる。また、配線状況も簡素化されるため、特性のばらつき、信頼性の低下といった問題を解消することができ、製品の小型化も可能となる。
【００１８】
本発明のトランス部品は、ドラムコアを収納する樹脂カバーをさらに備え、第１乃至第４の巻線は、樹脂カバーを介してドラムコアに巻回されることが好ましい。この場合、第１乃至第４の巻線のいずれかと接する樹脂カバーの角部は面取りされていることが特に好ましい。ドラムコアを樹脂カバーに収納した場合には、樹脂カバーの底面にこれらの端子電極対を形成することができる。そのため、ドラムコアに端子電極対を形成する必要はなくなり、ドラムコアの絶縁コーティングも不要となる。また、樹脂カバーが有する板バネ性が巻線に対して作用することから、巻線を常に適度に張った状態にすることができ、巻崩れにくい状態にすることができる。さらに、樹脂カバーであれば面取り加工が容易であり、樹脂カバーの角部を面取りすることで巻線の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明のトランス部品は、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が均一であることから、巻線間の磁気結合の効率を高めることができ、周波数特性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の好ましい第１の実施形態によるトランス部品１００の外観構造を示す略斜視図である。また、図２は、トランス部品１００の底面の構造を示す略底面図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、トランス部品１００は、棒状の巻芯部１０ａを有する磁性コア１０と、磁性コア１０に巻回された第１乃至第４の巻線１１〜１４とを備えている。第１乃至第４の巻線１１〜１４は、同一ターン数を有している。
【００２３】
本実施形態の磁性コア１０は、ドラムコア１０Ａと、ドラムコア１０Ａの上部に取り付けられた板状コア１０Ｂとで構成されている。ドラムコア１０Ａは、棒状の巻芯部１０ａと、巻芯部１０ａの両端部にそれぞれ設けられた鍔部１０ｂ、１０ｃとを備え、これらが一体化された構造を有している。板状コア１０Ｂはドラムコア１０Ａと別体であり、鍔部１０ｂ、１０ｃの上面に固定されている。こうして、ドラムコア１０Ａ及び板状コア１０Ｂは一つの閉磁路を構成している。特に限定されるものではないが、磁性コア１０の材料としてはＭｎ−Ｚｎ系フェライトを用いることができる。また、磁性コア１０の表面にはパラキシリレン等の絶縁コーティングが施されていることが好ましい。
【００２４】
ドラムコア１０Ａの鍔部１０ｂ、１０ｃの底面には、第１乃至第４の端子電極対２１ａ、２１ｂ〜２４ａ、２４ｂが形成されている。そして、第１の巻線１１の両端部１１ａ、１１ｂは第１の端子電極対２１ａ、２１ｂにそれぞれ接続されており、第２の巻線１２の両端部１２ａ、１２ｂは第２の端子電極２２ａ、２２ｂにそれぞれ接続されており、第１の巻線１３の両端部１３ａ、１３ｂは第３の端子電極２３ａ、２３ｂにそれぞれ接続されており、第１の巻線１４の両端部１４ａ、１４ｂは第４の端子電極２４ａ、２４ｂにそれぞれ接続されている。
【００２５】
一方、プリント基板３０上にはトランス部品１００の実装領域３０Ｘが設けられており、トランス部品１００の実装領域３０Ｘ内には第１乃至第４のランドパターン対３１ａ、３１ｂ〜３４ａ、３４ｄが設けられている。第１乃至第４のランドパターン対３１ａ、３１ｂ〜３４ａ、３４ｄは、上述した第１乃至第４の端子電極対２１ａ、２１ｂ〜２４ａ、２４ｂにそれぞれ対応している。さらに、トランス部品１００の実装領域３０Ｘには、第１及び第２の導体パターン３５、３６が形成されている。第１の導体パターン３５はランドパターン３１ｂとランドパターン３２ａとを短絡しており、第２の導体パターンはランドパターン３３ｂとランドパターン３４ａとを短絡している。これにより、トランス部品１００の実装時には、第１の巻線１１と第２の巻線１２の端部同士が第１の導体パターン３５を介して結線され、第３の巻線１３と第４の巻線１４の端部同士が第２の導体パターン３６を介して結線される。
【００２６】
図３は、プリント基板３０に搭載した状態におけるトランス部品１００の等価回路図である。
【００２７】
図３に示すように、磁性コア１０の巻芯部１０ａに巻回された第１乃至第４の巻線１１〜１４のうち、第１及び第２の巻線１１、１２がトランス部品１００の一次側巻線１５Ａを構成しており、第３及び第４の巻線１３、１４がトランス部品１００の二次側巻線１５Ｂを構成している。第１の巻線１１の一端１１ａは、一次側巻線１５Ａの一方の端子を構成しており、第１の巻線１１の他端１１ｂと第２の巻線１２の一端１２ａは結線されて一次側巻線１５Ａの中点を構成しており、第２の巻線１２の他端１２ｂは一次側巻線１５Ａの他方の端子を構成している。また、第３の巻線１３の一端１３ａは、二次側巻線１５Ｂの一方の端子を構成しており、第３の巻線１３の他端１３ｂと第４の巻線１４の一端１４ａは結線されて二次側巻線１５Ｂの中点を構成しており、第４の巻線１４の他端１４ｂは二次側巻線１５Ｂの他方の端子を構成している。
【００２８】
図４は、トランス部品１００の巻線構造の詳細を示す略断面図であり、図５は、同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【００２９】
図４に示すように、磁性コア１０の巻芯部１０ａには第１乃至第４の巻線１１〜１４が巻回されるが、これらは２層構造を有している。第１及び第４の巻線１１、１４は磁性コア１０の巻芯部１０ａに単層整列巻きされており、１層目の巻線層を構成している。また、第３及び第２の巻線１３、１２は第１の巻線層の上に単層整列巻きされ、２層目の巻線層を構成している。すなわち、第１及び第４の巻線１１、１４が１層目（内周側）にバイファイラ巻きされ、第３及び第２の巻線１３、１２が２層目（外周側）にバイファイラ巻きされている。「バイファイラ巻き」とは２本の巻線を一緒に巻くことによって巻線間の磁気結合を向上させる巻回方式のことをいう。
【００３０】
図４及び図５に示すように、同一ターンにおける第１乃至第４の巻線１１〜１４は、第１の巻線１１が第３及び第４の巻線１３、１４と接触し、第２の巻線１２が第３及び第４の巻線１３、１４と接触する位置関係を有している。これにより、同一ターンにおける、第１の巻線１１と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ１３と、第１の巻線１１と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ１４と、第２の巻線１２と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ２３と、第２の巻線１２と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ２４とは、実質的に等しくなる。ここで、巻線の距離とは、図５に示すように、巻線の中心部を基準とした距離を指している。
【００３１】
本実施形態においては、２層目の巻線１３、１２は、１層目の巻線１１、１４との間に形成される窪みに嵌り込むように配置されるので、第３及び第２の巻線１３、１２の線径方向の位置は、第１及び第４の巻線１１、１４と半ピッチずれている。したがって、同一ターンにおいて第１の巻線１１と第２の巻線１２とは接触せず、第１の巻線１１と第２の巻線１２の線径方向の距離Ｌ１２は、同一ターンにおける第３の巻線１３と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ３４よりも長い。一方、同一ターンにおいて第３の巻線１３と第４の巻線１４とは接触しており、第３の巻線１３と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ３４は、上述した距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４と等しい。
【００３２】
このように、本実施形態のトランス部品１００によれば、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が実質的に等しく、同一ターンにおいてこれらが接触していることから、各巻線の磁気結合の効率を高めることができ、トランスの周波数特性の向上を図ることができる。また、１層目の巻線１１、１４の間に形成される窪みをガイドとして、２層目の巻線１３、１２を巻回することができることから、巻回作業を容易に行うことが可能となる。
【００３３】
図６は、比較例によるトランス部品６００の巻線構造を示す略断面図であり、図７は、同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。図６及び図７に示す例は、第１及び第３の巻線１１、１３からなる一対の巻線を１層目とし、第２及び第４の巻線１２、１４からなる一対の巻線を２層目としている。
【００３４】
図６及び図７に示す例では、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離は、Ｌ１３、Ｌ２３、Ｌ２４については実質的に等しいものの、距離Ｌ１４についてはこれらよりも長くなっている。つまり、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が一部不均一となり、磁気結合に僅かなアンバランスが生じてしまう。
【００３５】
これに対し、実施形態によるトランス部品１００では、上述の通り、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が実質的に等しいことから、より高い磁気結合を得ることができ、良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【００３６】
図８は、本発明の第２の実施形態によるトランス部品２００の巻線構造を示す略断面図であり、図９は、同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【００３７】
図８及び図９に示すように、このトランス部品２００は、２層目に設けられた第２及び第３の巻線１３、１２が１層目に設けられた第１及び第４の巻線１１、１４の直上にそれぞれ配置された巻線構造を有している。これにより、第１の実施形態によるトランス部品１００と同様、第１の巻線１１が第３及び第４の巻線１３、１４と接触し、第２の巻線１２が第３及び第４の巻線１３、１４と接触している。また、同一ターンにおける、第１の巻線１１と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ１３と、第１の巻線１１と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ１４と、第２の巻線１２と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ２３と、第２の巻線１２と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ２４とは、実質的に等しい。
【００３８】
一方、トランス部品２００では、同一ターンにおいて第１の巻線１１と第２の巻線１２とは接触せず、第３の巻線１３と第４の巻線１４とは接触していない。このため、第１の巻線１１と第２の巻線１２の線径方向の距離Ｌ１２と、同一ターンにおける第３の巻線１３と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ３４は互いに等しく、いずれも上述した距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４よりも長い。
【００３９】
このように、本実施形態によるトランス部品２００では、一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が互いに等しいだけでなく、一次側巻線同士の距離Ｌ１２と二次側巻線同士の距離Ｌ３４とが互いに等しい。このため、第１の実施形態によるトランス部品１００と比べ、磁気結合のバランスをより均一化させることが可能となる。
【００４０】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるトランス部品３００の巻線構造を示す略断面図である。
【００４１】
図１０に示すように、このトランス部品３００は、図１に示したトランス部品１００の第４の巻線１４の位置と第３の巻線１３の位置とを入れ替えた点に特徴を有している。つまり、第１の巻線１１と第３の巻線１３が１層目にバイファイラ巻きされ、第４の巻線１４と第２の巻線１２が２層目にバイファイラ巻きされた巻線構造を有している。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においても、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が実質的に等しいことから、トランス部品１００と同様、高い磁気結合を得ることができ、良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【００４３】
図１１は、本発明の第４の実施形態によるトランス部品４００の巻線構造の詳細を示す略断面図である。
【００４４】
図１１に示すように、このトランス部品４００の特徴は、磁性コア１０の巻線領域が巻芯部１０ａの軸方向（長手方向）の中間位置（Ｙ−Ｙ線）を境界にして２つの領域に分かれており、各領域における巻線構造がそれぞれ異なる点にある。
【００４５】
まず、巻芯部１０ａの半分の領域（第１の巻線領域）Ｓ１においては、１層目（内周側）に第１及び第４の巻線１１、１４がバイファイラ巻きされ、２層目（外周側）に第３及び第２の巻線１３、１２がバイファイラ巻きされている。つまり、この部分においては、第１の実施形態によるトランス部品１００と同じ巻回パターンを有している。
【００４６】
一方、巻芯部１０ａの残り半分の領域（第２の巻線領域）Ｓ２においては、１層目に第２及び第３の巻線１２、１３がバイファイラ巻きされており、２層目に第１及び第４の巻線１１、１４がバイファイラ巻きされている。つまり、１層目と２層目が入れ替えられた巻回パターンを有している。
【００４７】
このように、上下の巻線層を中間位置で入れ替えた場合、第１及び第４の巻線１１、１４の巻線部分の線長と第２及び第３の巻線の巻線部分の線長が実質的に同一となることから、各巻線のインダクタンスを一致させることができると共に、各巻線間をバランス良く結合させることができる。
【００４８】
図１２は、本発明の第５の実施形態によるトランス部品７００の外観構造を示す略斜視図であり、図１３は、トランス部品７００の分解斜視図である。また、図１４は、図１のＡ−Ａ線に沿ったトランス部品の断面図である。
【００４９】
図１２及び図１３に示すように、このトランス部品７００は、ドラムコア１０Ａを収納するための樹脂カバー１６を備える点を特徴としている。その他の構成要素は第１の実施形態によるトランス部品１００と略同様であるため、同一の構成要素に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５０】
樹脂カバー１６はポリイミドなどの非磁性絶縁性樹脂によって作られている。樹脂カバー１６は巻芯部１６ａを備えており、その両端には鍔部１６ｂ，１６ｃが設けられている。樹脂カバー１６はドラムコア１０Ａよりも一回り大きく、ドラムコア１０Ａを収容可能に構成されている。図１２は、ドラムコア１０Ａを樹脂カバー１６内に収容した状態を示している。
【００５１】
樹脂カバー１６の鍔部１６ｂの底面には４つの端子電極２１ａ〜２４ａが形成されており、鍔部１６ｃの底面には４つの端子電極２１ｂ〜２４ｂ（端子電極２１ｂ〜２３ｂは不図示）が形成されている。ドラムコア１０Ａ及び板状コア１０Ｂは、上述の通り、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの焼結体によって作られているので、透磁率が高い反面、固定抵抗が低く導電性を有している。よって、ドラムコア１０Ａの鍔部１０ｂ、１０ｃの底面に端子電極対（２１ａ、２１ｂ）〜（２４ａ、２４ｂ）を直接形成することはできず、ドラムコア１０Ａの表面にパラキシリレン等の絶縁コーティングを施す必要がある。しかし、ドラムコア１０Ａを樹脂カバー１６に収納する場合には、ドラムコア１０Ａに端子電極対を形成する必要はなくなり、樹脂カバー１６の鍔部１６ｂ，１６ｃの底面にこれらの端子電極対を形成することができる。また、各端子電極２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂと巻線１１〜１４との結線状態は、図３に示した通りである。
【００５２】
図１３に示すように、ドラムコア１０Ａの収納状態でもその鍔部１０ｂ，１０ｃの一部は樹脂カバー１６上に露出している。これは、ドラムコア１０Ａの鍔部１０ｂ，１０ｃの高さが樹脂カバー１６の鍔部１６ｂ，１６ｃの内側の高さよりも高いためである。これに対し、ドラムコア１０Ａの巻芯部１０ａの高さは、樹脂カバー１６の巻芯部１６ａの内側の高さよりも低く、したがってドラムコア１０Ａの巻芯部１０ａは樹脂カバー１６の巻芯部１０ａ内に完全に収納されている。
【００５３】
樹脂カバー１６の巻芯部１６ａの角部１６ｄはラウンド状に面取りされていることが好ましい。巻芯部１６ａには巻線１１〜１４が巻回されるが、巻芯部１６の角部１６ｄが直角である場合には巻線を傷つけるおそれがある。ドラムコア１０Ａの巻芯部１０ａの角部を研磨してラウンド面を形成することも考えられるが、磁性材料の焼結体のＲ加工は容易ではなく、角部が大きく欠けるおそれがある。しかし、樹脂カバー１６は樹脂材料からなり、角部のＲ加工が極めて容易である。こうした加工によって巻芯部１６ａの角部１６ｄをラウンドさせた場合には、巻線が傷つくことがない。したがって、信頼性の高いトランス部品を実現することができる。なお、角部１６ｄの面取りはラウンド面に限らず平面であっても構わない。
【００５４】
樹脂カバー１６の巻芯部１６ａに巻回される第１乃至第４の巻線１１〜１４の位置関係は図４、図８、図１０又は図１２に示した通りであり、いずれのパターンを採用しても良い。巻線１１〜１４を樹脂カバー１６の巻芯部１６ａに巻回した場合には、図１４に示すように、樹脂カバー１６の垂直片１６ｅが有する板バネ性が巻線に対して作用する。よって巻線を適度な力で巻回することで巻線を常に適度に張った状態にすることができ、巻崩れにくい状態にすることができる。
【００５５】
図１５は、トランス部品の挿入損失（信号減衰特性）を示すグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は信号の減衰量（ｄＢ）をそれぞれ示している。また、図１６は、トランス部品のコモンモードノイズ減衰特性を示すグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸はノイズの減衰量（ｄＢ）をそれぞれ示している。図１５及び図１６において、グラフＰ１は図４に示した第１の実施形態によるトランス部品１００の測定結果であり、グラフＰ２は図６に示した参考例によるトランス部品６００の測定結果であり、グラフＰ３は第１乃至第４の巻線１１〜１４を１本の撚り線とした場合（図示せず）の測定結果である。
【００５６】
図１５に示すように、第１の実施形態によるトランス部品１００の信号減衰特性は、参考例によるトランス部品６００よりも良好であり、高周波帯域まで信号の減衰が少ないことが分かる。カットオフ周波数（−３ｄＢ低下）について着目すると、グラフＰ１のカットオフ周波数ｆｃ１は約５２０ＭＨｚ、グラフＰ２のカットオフ周波数ｆｃ２は約１８１ＭＨｚ、グラフＰ３のカットオフ周波数ｆｃ３は約２７０ＭＨｚとなっている。このように、本発明によれば、従来のバイファイラ巻線構造（Ｐ２）や撚り線構造（Ｐ３）よりも挿入損失が少なく、特に高周波での信号減衰量が少ないトランス部品を実現することができる。
【００５７】
また、図１６に示すように、第１の実施形態によるトランス部品１００のコモンモードノイズ減衰特性は、測定周波数のほぼ全域において参考例によるトランス部品６００よりもノイズ減衰量が大きいことが分かる。例えば、１００ＭＨｚにおけるノイズ減衰量について着目すると、グラフＰ１のノイズ減衰量は−１８．２ｄＢ、グラフＰ２のノイズ減衰量は−１３．４ｄＢ、グラフＰ３のノイズ減衰量は−１３．４ｄＢとなっている。このように、本発明によれば、参考例によるバイファイラ巻線構造（Ｐ２）や撚り線構造（Ｐ３）よりもノイズ減衰特性が良好なトランス部品を実現することができる。
【００５８】
以上の結果から、信号の減衰が最も小さく、ノイズの減衰が最も大きいのは本発明によるトランス部品であることが分かる。
【００５９】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００６０】
例えば、上記実施形態においては、プリント基板３０上の第１の導体パターン３５を介して第１の巻線１１と第２の巻線１２とを結線し、また第２の導体パターン３６を介して第３の巻線１３と第４の巻線１４とを結線しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、巻線１１、１２同士、或いは巻線１３、１４同士を直接的に結線しても構わない。
【００６１】
また、上記実施形態においては、磁性コア１０としてドラムコア１０Ａを用いているが、本発明はドラムコアに限定されるものではなく、トロイダルコアやその他のコア形状を用いてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態においては、第１乃至第４の端子電極対２１ａ、２１ｂ〜２４ａ、２４ｂに対して、第１乃至第４の巻線１１〜１４を順に接続しているが、巻線と端子電極との接続関係は特に限定されるものではなく、目的に応じて自由に接続して構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の好ましい第１の実施の形態によるトランス部品１００の外観構造を示す略斜視図である。
【図２】図２は、トランス部品１００の底面の構造を示す略底面図である。
【図３】図３は、プリント基板３０に搭載した状態におけるトランス部品１００の等価回路図である。
【図４】図４は、トランス部品１００の巻線構造を示す略断面図である。
【図５】図５は、図４に示す同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【図６】図６は、参考例によるトランス部品６００の巻線構造を示す略断面図である。
【図７】図７は、図６に示す同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態によるトランス部品２００の巻線構造を示す略断面図である。
【図９】図９は、図８に示す同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態によるトランス部品３００の巻線構造を示す略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施形態によるトランス部品４００の巻線構造を示す略断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第５の実施形態によるトランス部品７００の外観構造を示す略斜視図である。
【図１３】図１３は、トランス部品７００の分解斜視図である。
【図１４】図１４は、図１２のＡ−Ａ線に沿ったトランス部品７００の断面図である。
【図１５】図１５は、トランス部品の挿入損失（信号減衰特性）を示すグラフである。
【図１６】図１６は、トランス部品のノイズ減衰特性を示すグラフである。
【図１７】図１７は、ドラムコアを用いた従来の巻線構造を示す略断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 磁性コア
１０Ａ ドラムコア
１０Ｂ 板状コア
１０ａ ドラムコアの巻芯部
１０ｂ、１０ｃ ドラムコアの鍔部
１１ 第１の巻線
１１ａ 第１の巻線の一端
１１ｂ 第１の巻線の他端
１２ 第２の巻線
１２ａ 第２の巻線の一端
１２ｂ 第２の巻線の他端
１３ 第３の巻線
１３ａ 第３の巻線の一端
１３ｂ 第３の巻線の他端
１４ 第４の巻線
１４ａ 第４の巻線の一端
１４ｂ 第４の巻線の他端
１５Ａ 一次側巻線
１５Ｂ 二次側巻線
１６ 樹脂カバー
１６ａ 樹脂カバーの巻芯部
１６ｂ，１６ｃ 樹脂カバーの鍔部
１６ｄ 樹脂カバーの巻芯部の角部
１６ｅ 樹脂カバーの巻芯部の垂直片
２１ａ、２１ｂ 第１の端子電極対
２２ａ、２２ｂ 第２の端子電極対
２３ａ、２３ｂ 第３の端子電極対
２４ａ、２４ｂ 第４の端子電極対
３０ プリント基板
３０Ｘ 実装領域
３１ａ、３１ｂ 第１のランドパターン対
３２ａ、３２ｂ 第２のランドパターン対
３３ａ、３３ｂ 第３のランドパターン対
３４ａ、３４ｂ 第４のランドパターン対
３５ 第１の導体パターン
３６ 第２の導体パターン
４１ トロイダルコア
４２ 一次側巻線
４３ 二次側巻線
１００ トランス部品
２００ トランス部品
３００ トランス部品
４００ トランス部品
５００ 従来のトランス部品（パルストランス）
６００ 参考例によるトランス部品（パルストランス）
Ｘ 同一ターン部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルストランス等のトランス部品に関し、特に、トランス部品の巻線構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信分野における通信の高速化・大容量化の流れは加速している。その背景には、伝送信号のデジタル化に伴う新たな伝送方式やＩＣ（集積回路）の多岐にわたる開発がある。その中でも通信用のパルストランス（広帯域伝送トランス）は通信システムに必要不可欠な電子デバイスのひとつであり、通信技術の飛躍的進化に対応した特性が要求されている。
【０００３】
図１７は、従来のパルストランス５００の構成の一例を示す略外観斜視図である（特許文献１参照）。
【０００４】
図１７に示すように、このパルストランス５００は、トロイダルコア４１に一次側巻線４２及び二次側巻線４３が巻回された構造を有している。一次側巻線４２は第１及び第２の巻線１１、１２からなり、第１の巻線１１の一端１１ａは一次側巻線４２の一方の入力端子を構成すると共に、第１の巻線１１の他端１１ｂと第２の巻線１２の一端１２ａとが結線されて一次側巻線４２の中点を構成しており、第２の巻線１２の他端１２ｂは一次側巻線４２の他方の入力端子を構成している。また、二次側巻線４３は第３及び第４の巻線１３、１４からなり、第３の巻線１３の一端１３ａが二次側巻線４３の一方の出力端子を構成すると共に、第３の巻線１３の他端１３ｂと第４の巻線１４の一端１４ａとが結線されて二次側巻線４３の中点を構成しており、第４の巻線１４の他端１４ｂは二次側巻線４３の他方の出力端子を構成している。
【０００５】
しかしながら、トロイダルコア４１への巻線作業は非常に煩雑であり、自動化が困難であるという問題がある。また、巻線同士の結線によって複雑な配線状態となるため、特性のばらつき、信頼性の低下といった問題がある。また、複雑な配線状態となるため、製品の小型化が困難であるという問題もある。
【０００６】
一方、巻線作業が容易な磁性コアとしてドラムコアが知られている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、ドラムコアを用いた場合であっても、巻線方法によっては巻線間の磁気結合が不十分となり、良好な周波数特性が得られないことがあった。
【特許文献１】特開平７−１６１５３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１００５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、通信の高速化・大容量化に伴い、パルストランスにも飛躍的進化が要求されている。パルストランスは、信号の広帯域伝送特性が良好であり、且つコモンモードノイズを十分に遮断できることが望ましい。そのためには、周波数特性を向上させ、高周波デジタル信号波形の再現性が高いことが必要となる。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、巻線間の磁気結合の効率が良く、周波数特性の良好なトランス部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、同一ターンにおける各巻線の位置関係が周波数特性に影響を与えることを見出した。本発明は、このような技術的知見に基づきなされたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の上記目的は、一次側巻線を構成する第１及び第２の巻線と、二次側巻線を構成する第３及び第４の巻線と、第１乃至第４の巻線が巻回された磁性コアとを備え、同一ターンにおける、第１の巻線と第３の巻線の線径方向の距離と、第１の巻線と第４の巻線の線径方向の距離と、第２の巻線と第３の巻線の線径方向の距離と、第２の巻線と第４の巻線の線径方向の距離とが実質的に等しいことを特徴とするトランス部品によって達成される。
【００１１】
本発明によれば、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が均一であることから、流れる信号に位相のずれがほとんど生じない部分において磁気結合を高めることが可能となる。これにより、トランスの周波数特性の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明においては、同一ターンにおいて、第１の巻線と第３の巻線とが接触し、第１の巻線と第４の巻線とが接触し、第２の巻線と第３の巻線とが接触し、第２の巻線と第４の巻線とが接触していることが好ましい。これによれば、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離を最も短くすることが可能となる。これにより、より高い磁気結合を得ることが可能となる。
【００１３】
本発明において、同一ターンにおける第１の巻線と第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける第１の巻線と第３の巻線との線径方向の距離よりも遠いことが好ましい。この場合、同一ターンにおける第３の巻線と第４の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける第１の巻線と第３の巻線との線径方向の距離と実質的に等しくても構わない。或いは、同一ターンにおける第１の巻線と第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける第３の巻線と第４の巻線との線径方向の距離と実質的に等しくても構わない。前者の場合、巻回作業が容易になるという利点があり、後者の場合、磁気結合のバランスがより均一化するという利点がある。
【００１４】
本発明においては、第１乃至第４の巻線が同一ターン数を有し、第１の巻線と第２の巻線との結線部分が一次側巻線の中点を構成し、第３の巻線と第４の巻線との結線部分が二次側巻線の中点を構成することが好ましい。また、２ターン目以降においては、第１の巻線が前ターンの第４の巻線に接触し、第３の巻線が前ターンの第２の巻線に接触することが好ましい。
【００１５】
本発明のトランス部品は、第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、第１の巻線層は、第１の巻線と第４の巻線とのバイファイラ巻きにより構成され、第２の巻線層は、第３の巻線と第２の巻線とのバイファイラ巻きにより構成されていることが好ましい。この構成によれば、巻線の線長のばらつきを抑えることができ、インダクタンスのばらつきが少ないトランス部品を実現することができる。
【００１６】
本発明のトランス部品は、第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、磁性コアの巻芯部の半分の領域においては、第１の巻線層に第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされ、第２の巻線層に第３及び第２の巻線がバイファイラ巻きされている一方、巻芯部の残り半分の領域においては、第１の巻線層に第２及び第３の巻線がバイファイラ巻きされ、第２の巻線層に第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされていることもまた好ましい。外周側の巻線の線長は内周側の巻線よりも長くなるが、この構成によれば、巻線部分の線長のばらつきを抑えることができ、インダクタンスのばらつきが少ないトランス部品を実現することができる。
【００１７】
本発明のトランス部品は、磁性コアを搭載するプリント基板上に形成された第１及び第２の配線パターンをさらに備えることが好ましく、第１の巻線と第２の巻線との結線がプリント基板上の第１の配線パターンを介して行われ、第３の巻線と第４の巻線との結線がプリント基板上の第２の配線パターンを介して行われることが好ましい。これによれば、トランス部品がプリント基板上に実装されるだけで、トランス部品を構成するコイルの端部同士が接続導体パターンを介して接続されるので、予めワイヤ同士を結線する作業が不要となり、巻線作業を容易にすることができる。また、配線状況も簡素化されるため、特性のばらつき、信頼性の低下といった問題を解消することができ、製品の小型化も可能となる。
【００１８】
本発明のトランス部品は、ドラムコアを収納する樹脂カバーをさらに備え、第１乃至第４の巻線は、樹脂カバーを介してドラムコアに巻回されることが好ましい。この場合、第１乃至第４の巻線のいずれかと接する樹脂カバーの角部は面取りされていることが特に好ましい。ドラムコアを樹脂カバーに収納した場合には、樹脂カバーの底面にこれらの端子電極対を形成することができる。そのため、ドラムコアに端子電極対を形成する必要はなくなり、ドラムコアの絶縁コーティングも不要となる。また、樹脂カバーが有する板バネ性が巻線に対して作用することから、巻線を常に適度に張った状態にすることができ、巻崩れにくい状態にすることができる。さらに、樹脂カバーであれば面取り加工が容易であり、樹脂カバーの角部を面取りすることで巻線の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明のトランス部品は、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が均一であることから、巻線間の磁気結合の効率を高めることができ、周波数特性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の好ましい第１の実施形態によるトランス部品１００の外観構造を示す略斜視図である。また、図２は、トランス部品１００の底面の構造を示す略底面図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、トランス部品１００は、棒状の巻芯部１０ａを有する磁性コア１０と、磁性コア１０に巻回された第１乃至第４の巻線１１〜１４とを備えている。第１乃至第４の巻線１１〜１４は、同一ターン数を有している。
【００２３】
本実施形態の磁性コア１０は、ドラムコア１０Ａと、ドラムコア１０Ａの上部に取り付けられた板状コア１０Ｂとで構成されている。ドラムコア１０Ａは、棒状の巻芯部１０ａと、巻芯部１０ａの両端部にそれぞれ設けられた鍔部１０ｂ、１０ｃとを備え、これらが一体化された構造を有している。板状コア１０Ｂはドラムコア１０Ａと別体であり、鍔部１０ｂ、１０ｃの上面に固定されている。こうして、ドラムコア１０Ａ及び板状コア１０Ｂは一つの閉磁路を構成している。特に限定されるものではないが、磁性コア１０の材料としてはＭｎ−Ｚｎ系フェライトを用いることができる。また、磁性コア１０の表面にはパラキシリレン等の絶縁コーティングが施されていることが好ましい。
【００２４】
ドラムコア１０Ａの鍔部１０ｂ、１０ｃの底面には、第１乃至第４の端子電極対２１ａ、２１ｂ〜２４ａ、２４ｂが形成されている。そして、第１の巻線１１の両端部１１ａ、１１ｂは第１の端子電極対２１ａ、２１ｂにそれぞれ接続されており、第２の巻線１２の両端部１２ａ、１２ｂは第２の端子電極２２ａ、２２ｂにそれぞれ接続されており、第１の巻線１３の両端部１３ａ、１３ｂは第３の端子電極２３ａ、２３ｂにそれぞれ接続されており、第１の巻線１４の両端部１４ａ、１４ｂは第４の端子電極２４ａ、２４ｂにそれぞれ接続されている。
【００２５】
一方、プリント基板３０上にはトランス部品１００の実装領域３０Ｘが設けられており、トランス部品１００の実装領域３０Ｘ内には第１乃至第４のランドパターン対３１ａ、３１ｂ〜３４ａ、３４ｄが設けられている。第１乃至第４のランドパターン対３１ａ、３１ｂ〜３４ａ、３４ｄは、上述した第１乃至第４の端子電極対２１ａ、２１ｂ〜２４ａ、２４ｂにそれぞれ対応している。さらに、トランス部品１００の実装領域３０Ｘには、第１及び第２の導体パターン３５、３６が形成されている。第１の導体パターン３５はランドパターン３１ｂとランドパターン３２ａとを短絡しており、第２の導体パターンはランドパターン３３ｂとランドパターン３４ａとを短絡している。これにより、トランス部品１００の実装時には、第１の巻線１１と第２の巻線１２の端部同士が第１の導体パターン３５を介して結線され、第３の巻線１３と第４の巻線１４の端部同士が第２の導体パターン３６を介して結線される。
【００２６】
図３は、プリント基板３０に搭載した状態におけるトランス部品１００の等価回路図である。
【００２７】
図３に示すように、磁性コア１０の巻芯部１０ａに巻回された第１乃至第４の巻線１１〜１４のうち、第１及び第２の巻線１１、１２がトランス部品１００の一次側巻線１５Ａを構成しており、第３及び第４の巻線１３、１４がトランス部品１００の二次側巻線１５Ｂを構成している。第１の巻線１１の一端１１ａは、一次側巻線１５Ａの一方の端子を構成しており、第１の巻線１１の他端１１ｂと第２の巻線１２の一端１２ａは結線されて一次側巻線１５Ａの中点を構成しており、第２の巻線１２の他端１２ｂは一次側巻線１５Ａの他方の端子を構成している。また、第３の巻線１３の一端１３ａは、二次側巻線１５Ｂの一方の端子を構成しており、第３の巻線１３の他端１３ｂと第４の巻線１４の一端１４ａは結線されて二次側巻線１５Ｂの中点を構成しており、第４の巻線１４の他端１４ｂは二次側巻線１５Ｂの他方の端子を構成している。
【００２８】
図４は、トランス部品１００の巻線構造の詳細を示す略断面図であり、図５は、同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【００２９】
図４に示すように、磁性コア１０の巻芯部１０ａには第１乃至第４の巻線１１〜１４が巻回されるが、これらは２層構造を有している。第１及び第４の巻線１１、１４は磁性コア１０の巻芯部１０ａに単層整列巻きされており、１層目の巻線層を構成している。また、第３及び第２の巻線１３、１２は第１の巻線層の上に単層整列巻きされ、２層目の巻線層を構成している。すなわち、第１及び第４の巻線１１、１４が１層目（内周側）にバイファイラ巻きされ、第３及び第２の巻線１３、１２が２層目（外周側）にバイファイラ巻きされている。「バイファイラ巻き」とは２本の巻線を一緒に巻くことによって巻線間の磁気結合を向上させる巻回方式のことをいう。
【００３０】
図４及び図５に示すように、同一ターンにおける第１乃至第４の巻線１１〜１４は、第１の巻線１１が第３及び第４の巻線１３、１４と接触し、第２の巻線１２が第３及び第４の巻線１３、１４と接触する位置関係を有している。これにより、同一ターンにおける、第１の巻線１１と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ１３と、第１の巻線１１と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ１４と、第２の巻線１２と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ２３と、第２の巻線１２と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ２４とは、実質的に等しくなる。ここで、巻線の距離とは、図５に示すように、巻線の中心部を基準とした距離を指している。
【００３１】
本実施形態においては、２層目の巻線１３、１２は、１層目の巻線１１、１４との間に形成される窪みに嵌り込むように配置されるので、第３及び第２の巻線１３、１２の線径方向の位置は、第１及び第４の巻線１１、１４と半ピッチずれている。したがって、同一ターンにおいて第１の巻線１１と第２の巻線１２とは接触せず、第１の巻線１１と第２の巻線１２の線径方向の距離Ｌ１２は、同一ターンにおける第３の巻線１３と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ３４よりも長い。一方、同一ターンにおいて第３の巻線１３と第４の巻線１４とは接触しており、第３の巻線１３と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ３４は、上述した距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４と等しい。
【００３２】
このように、本実施形態のトランス部品１００によれば、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が実質的に等しく、同一ターンにおいてこれらが接触していることから、各巻線の磁気結合の効率を高めることができ、トランスの周波数特性の向上を図ることができる。また、１層目の巻線１１、１４の間に形成される窪みをガイドとして、２層目の巻線１３、１２を巻回することができることから、巻回作業を容易に行うことが可能となる。
【００３３】
図６は、比較例によるトランス部品６００の巻線構造を示す略断面図であり、図７は、同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。図６及び図７に示す例は、第１及び第３の巻線１１、１３からなる一対の巻線を１層目とし、第２及び第４の巻線１２、１４からなる一対の巻線を２層目としている。
【００３４】
図６及び図７に示す例では、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離は、Ｌ１３、Ｌ２３、Ｌ２４については実質的に等しいものの、距離Ｌ１４についてはこれらよりも長くなっている。つまり、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離が一部不均一となり、磁気結合に僅かなアンバランスが生じてしまう。
【００３５】
これに対し、実施形態によるトランス部品１００では、上述の通り、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が実質的に等しいことから、より高い磁気結合を得ることができ、良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【００３６】
図８は、本発明の第２の実施形態によるトランス部品２００の巻線構造を示す略断面図であり、図９は、同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【００３７】
図８及び図９に示すように、このトランス部品２００は、２層目に設けられた第２及び第３の巻線１３、１２が１層目に設けられた第１及び第４の巻線１１、１４の直上にそれぞれ配置された巻線構造を有している。これにより、第１の実施形態によるトランス部品１００と同様、第１の巻線１１が第３及び第４の巻線１３、１４と接触し、第２の巻線１２が第３及び第４の巻線１３、１４と接触している。また、同一ターンにおける、第１の巻線１１と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ１３と、第１の巻線１１と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ１４と、第２の巻線１２と第３の巻線１３の線径方向の距離Ｌ２３と、第２の巻線１２と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ２４とは、実質的に等しい。
【００３８】
一方、トランス部品２００では、同一ターンにおいて第１の巻線１１と第２の巻線１２とは接触せず、第３の巻線１３と第４の巻線１４とは接触していない。このため、第１の巻線１１と第２の巻線１２の線径方向の距離Ｌ１２と、同一ターンにおける第３の巻線１３と第４の巻線１４の線径方向の距離Ｌ３４は互いに等しく、いずれも上述した距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４よりも長い。
【００３９】
このように、本実施形態によるトランス部品２００では、一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が互いに等しいだけでなく、一次側巻線同士の距離Ｌ１２と二次側巻線同士の距離Ｌ３４とが互いに等しい。このため、第１の実施形態によるトランス部品１００と比べ、磁気結合のバランスをより均一化させることが可能となる。
【００４０】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるトランス部品３００の巻線構造を示す略断面図である。
【００４１】
図１０に示すように、このトランス部品３００は、図１に示したトランス部品１００の第４の巻線１４の位置と第３の巻線１３の位置とを入れ替えた点に特徴を有している。つまり、第１の巻線１１と第３の巻線１３が１層目にバイファイラ巻きされ、第４の巻線１４と第２の巻線１２が２層目にバイファイラ巻きされた巻線構造を有している。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においても、同一ターンにおける一次側巻線と二次側巻線との距離Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４が実質的に等しいことから、トランス部品１００と同様、高い磁気結合を得ることができ、良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【００４３】
図１１は、本発明の第４の実施形態によるトランス部品４００の巻線構造の詳細を示す略断面図である。
【００４４】
図１１に示すように、このトランス部品４００の特徴は、磁性コア１０の巻線領域が巻芯部１０ａの軸方向（長手方向）の中間位置（Ｙ−Ｙ線）を境界にして２つの領域に分かれており、各領域における巻線構造がそれぞれ異なる点にある。
【００４５】
まず、巻芯部１０ａの半分の領域（第１の巻線領域）Ｓ１においては、１層目（内周側）に第１及び第４の巻線１１、１４がバイファイラ巻きされ、２層目（外周側）に第３及び第２の巻線１３、１２がバイファイラ巻きされている。つまり、この部分においては、第１の実施形態によるトランス部品１００と同じ巻回パターンを有している。
【００４６】
一方、巻芯部１０ａの残り半分の領域（第２の巻線領域）Ｓ２においては、１層目に第２及び第３の巻線１２、１３がバイファイラ巻きされており、２層目に第１及び第４の巻線１１、１４がバイファイラ巻きされている。つまり、１層目と２層目が入れ替えられた巻回パターンを有している。
【００４７】
このように、上下の巻線層を中間位置で入れ替えた場合、第１及び第４の巻線１１、１４の巻線部分の線長と第２及び第３の巻線の巻線部分の線長が実質的に同一となることから、各巻線のインダクタンスを一致させることができると共に、各巻線間をバランス良く結合させることができる。
【００４８】
図１２は、本発明の第５の実施形態によるトランス部品７００の外観構造を示す略斜視図であり、図１３は、トランス部品７００の分解斜視図である。また、図１４は、図１のＡ−Ａ線に沿ったトランス部品の断面図である。
【００４９】
図１２及び図１３に示すように、このトランス部品７００は、ドラムコア１０Ａを収納するための樹脂カバー１６を備える点を特徴としている。その他の構成要素は第１の実施形態によるトランス部品１００と略同様であるため、同一の構成要素に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５０】
樹脂カバー１６はポリイミドなどの非磁性絶縁性樹脂によって作られている。樹脂カバー１６は巻芯部１６ａを備えており、その両端には鍔部１６ｂ，１６ｃが設けられている。樹脂カバー１６はドラムコア１０Ａよりも一回り大きく、ドラムコア１０Ａを収容可能に構成されている。図１２は、ドラムコア１０Ａを樹脂カバー１６内に収容した状態を示している。
【００５１】
樹脂カバー１６の鍔部１６ｂの底面には４つの端子電極２１ａ〜２４ａが形成されており、鍔部１６ｃの底面には４つの端子電極２１ｂ〜２４ｂ（端子電極２１ｂ〜２３ｂは不図示）が形成されている。ドラムコア１０Ａ及び板状コア１０Ｂは、上述の通り、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの焼結体によって作られているので、透磁率が高い反面、固定抵抗が低く導電性を有している。よって、ドラムコア１０Ａの鍔部１０ｂ、１０ｃの底面に端子電極対（２１ａ、２１ｂ）〜（２４ａ、２４ｂ）を直接形成することはできず、ドラムコア１０Ａの表面にパラキシリレン等の絶縁コーティングを施す必要がある。しかし、ドラムコア１０Ａを樹脂カバー１６に収納する場合には、ドラムコア１０Ａに端子電極対を形成する必要はなくなり、樹脂カバー１６の鍔部１６ｂ，１６ｃの底面にこれらの端子電極対を形成することができる。また、各端子電極２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂと巻線１１〜１４との結線状態は、図３に示した通りである。
【００５２】
図１３に示すように、ドラムコア１０Ａの収納状態でもその鍔部１０ｂ，１０ｃの一部は樹脂カバー１６上に露出している。これは、ドラムコア１０Ａの鍔部１０ｂ，１０ｃの高さが樹脂カバー１６の鍔部１６ｂ，１６ｃの内側の高さよりも高いためである。これに対し、ドラムコア１０Ａの巻芯部１０ａの高さは、樹脂カバー１６の巻芯部１６ａの内側の高さよりも低く、したがってドラムコア１０Ａの巻芯部１０ａは樹脂カバー１６の巻芯部１０ａ内に完全に収納されている。
【００５３】
樹脂カバー１６の巻芯部１６ａの角部１６ｄはラウンド状に面取りされていることが好ましい。巻芯部１６ａには巻線１１〜１４が巻回されるが、巻芯部１６の角部１６ｄが直角である場合には巻線を傷つけるおそれがある。ドラムコア１０Ａの巻芯部１０ａの角部を研磨してラウンド面を形成することも考えられるが、磁性材料の焼結体のＲ加工は容易ではなく、角部が大きく欠けるおそれがある。しかし、樹脂カバー１６は樹脂材料からなり、角部のＲ加工が極めて容易である。こうした加工によって巻芯部１６ａの角部１６ｄをラウンドさせた場合には、巻線が傷つくことがない。したがって、信頼性の高いトランス部品を実現することができる。なお、角部１６ｄの面取りはラウンド面に限らず平面であっても構わない。
【００５４】
樹脂カバー１６の巻芯部１６ａに巻回される第１乃至第４の巻線１１〜１４の位置関係は図４、図８、図１０又は図１２に示した通りであり、いずれのパターンを採用しても良い。巻線１１〜１４を樹脂カバー１６の巻芯部１６ａに巻回した場合には、図１４に示すように、樹脂カバー１６の垂直片１６ｅが有する板バネ性が巻線に対して作用する。よって巻線を適度な力で巻回することで巻線を常に適度に張った状態にすることができ、巻崩れにくい状態にすることができる。
【００５５】
図１５は、トランス部品の挿入損失（信号減衰特性）を示すグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は信号の減衰量（ｄＢ）をそれぞれ示している。また、図１６は、トランス部品のコモンモードノイズ減衰特性を示すグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸はノイズの減衰量（ｄＢ）をそれぞれ示している。図１５及び図１６において、グラフＰ１は図４に示した第１の実施形態によるトランス部品１００の測定結果であり、グラフＰ２は図６に示した参考例によるトランス部品６００の測定結果であり、グラフＰ３は第１乃至第４の巻線１１〜１４を１本の撚り線とした場合（図示せず）の測定結果である。
【００５６】
図１５に示すように、第１の実施形態によるトランス部品１００の信号減衰特性は、参考例によるトランス部品６００よりも良好であり、高周波帯域まで信号の減衰が少ないことが分かる。カットオフ周波数（−３ｄＢ低下）について着目すると、グラフＰ１のカットオフ周波数ｆｃ１は約５２０ＭＨｚ、グラフＰ２のカットオフ周波数ｆｃ２は約１８１ＭＨｚ、グラフＰ３のカットオフ周波数ｆｃ３は約２７０ＭＨｚとなっている。このように、本発明によれば、従来のバイファイラ巻線構造（Ｐ２）や撚り線構造（Ｐ３）よりも挿入損失が少なく、特に高周波での信号減衰量が少ないトランス部品を実現することができる。
【００５７】
また、図１６に示すように、第１の実施形態によるトランス部品１００のコモンモードノイズ減衰特性は、測定周波数のほぼ全域において参考例によるトランス部品６００よりもノイズ減衰量が大きいことが分かる。例えば、１００ＭＨｚにおけるノイズ減衰量について着目すると、グラフＰ１のノイズ減衰量は−１８．２ｄＢ、グラフＰ２のノイズ減衰量は−１３．４ｄＢ、グラフＰ３のノイズ減衰量は−１３．４ｄＢとなっている。このように、本発明によれば、参考例によるバイファイラ巻線構造（Ｐ２）や撚り線構造（Ｐ３）よりもノイズ減衰特性が良好なトランス部品を実現することができる。
【００５８】
以上の結果から、信号の減衰が最も小さく、ノイズの減衰が最も大きいのは本発明によるトランス部品であることが分かる。
【００５９】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００６０】
例えば、上記実施形態においては、プリント基板３０上の第１の導体パターン３５を介して第１の巻線１１と第２の巻線１２とを結線し、また第２の導体パターン３６を介して第３の巻線１３と第４の巻線１４とを結線しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、巻線１１、１２同士、或いは巻線１３、１４同士を直接的に結線しても構わない。
【００６１】
また、上記実施形態においては、磁性コア１０としてドラムコア１０Ａを用いているが、本発明はドラムコアに限定されるものではなく、トロイダルコアやその他のコア形状を用いてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態においては、第１乃至第４の端子電極対２１ａ、２１ｂ〜２４ａ、２４ｂに対して、第１乃至第４の巻線１１〜１４を順に接続しているが、巻線と端子電極との接続関係は特に限定されるものではなく、目的に応じて自由に接続して構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の好ましい第１の実施の形態によるトランス部品１００の外観構造を示す略斜視図である。
【図２】図２は、トランス部品１００の底面の構造を示す略底面図である。
【図３】図３は、プリント基板３０に搭載した状態におけるトランス部品１００の等価回路図である。
【図４】図４は、トランス部品１００の巻線構造を示す略断面図である。
【図５】図５は、図４に示す同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【図６】図６は、参考例によるトランス部品６００の巻線構造を示す略断面図である。
【図７】図７は、図６に示す同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態によるトランス部品２００の巻線構造を示す略断面図である。
【図９】図９は、図８に示す同一ターン部分Ｘを拡大した模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態によるトランス部品３００の巻線構造を示す略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施形態によるトランス部品４００の巻線構造を示す略断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第５の実施形態によるトランス部品７００の外観構造を示す略斜視図である。
【図１３】図１３は、トランス部品７００の分解斜視図である。
【図１４】図１４は、図１２のＡ−Ａ線に沿ったトランス部品７００の断面図である。
【図１５】図１５は、トランス部品の挿入損失（信号減衰特性）を示すグラフである。
【図１６】図１６は、トランス部品のノイズ減衰特性を示すグラフである。
【図１７】図１７は、ドラムコアを用いた従来の巻線構造を示す略断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 磁性コア
１０Ａ ドラムコア
１０Ｂ 板状コア
１０ａ ドラムコアの巻芯部
１０ｂ、１０ｃ ドラムコアの鍔部
１１ 第１の巻線
１１ａ 第１の巻線の一端
１１ｂ 第１の巻線の他端
１２ 第２の巻線
１２ａ 第２の巻線の一端
１２ｂ 第２の巻線の他端
１３ 第３の巻線
１３ａ 第３の巻線の一端
１３ｂ 第３の巻線の他端
１４ 第４の巻線
１４ａ 第４の巻線の一端
１４ｂ 第４の巻線の他端
１５Ａ 一次側巻線
１５Ｂ 二次側巻線
１６ 樹脂カバー
１６ａ 樹脂カバーの巻芯部
１６ｂ，１６ｃ 樹脂カバーの鍔部
１６ｄ 樹脂カバーの巻芯部の角部
１６ｅ 樹脂カバーの巻芯部の垂直片
２１ａ、２１ｂ 第１の端子電極対
２２ａ、２２ｂ 第２の端子電極対
２３ａ、２３ｂ 第３の端子電極対
２４ａ、２４ｂ 第４の端子電極対
３０ プリント基板
３０Ｘ 実装領域
３１ａ、３１ｂ 第１のランドパターン対
３２ａ、３２ｂ 第２のランドパターン対
３３ａ、３３ｂ 第３のランドパターン対
３４ａ、３４ｂ 第４のランドパターン対
３５ 第１の導体パターン
３６ 第２の導体パターン
４１ トロイダルコア
４２ 一次側巻線
４３ 二次側巻線
１００ トランス部品
２００ トランス部品
３００ トランス部品
４００ トランス部品
５００ 従来のトランス部品（パルストランス）
６００ 参考例によるトランス部品（パルストランス）
Ｘ 同一ターン部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側巻線を構成する第１及び第２の巻線と、二次側巻線を構成する第３及び第４の巻線と、前記第１乃至第４の巻線が巻回された磁性コアとを備え、
同一ターンにおける、前記第１の巻線と前記第３の巻線の線径方向の距離と、前記第１の巻線と前記第４の巻線の線径方向の距離と、前記第２の巻線と前記第３の巻線の線径方向の距離と、前記第２の巻線と前記第４の巻線の線径方向の距離とが実質的に等しいことを特徴とするトランス部品。
【請求項２】
同一ターンにおいて、前記第１の巻線と前記第３の巻線とが接触し、前記第１の巻線と前記第４の巻線とが接触し、前記第２の巻線と前記第３の巻線とが接触し、前記第２の巻線と前記第４の巻線とが接触していることを特徴とする請求項１に記載のトランス部品。
【請求項３】
同一ターンにおける前記第１の巻線と前記第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける前記第１の巻線と前記第３の巻線との線径方向の距離よりも遠いことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランス部品。
【請求項４】
同一ターンにおける前記第１の巻線と前記第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける前記第３の巻線と前記第４の巻線との線径方向の距離と実質的に等しいことを特徴とする請求項３に記載のトランス部品。
【請求項５】
前記第１乃至第４の巻線が同一ターン数を有し、前記第１の巻線と前記第２の巻線との結線部分が前記一次側巻線の中点を構成し、前記第３の巻線と前記第４の巻線との結線部分が前記二次側巻線の中点を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項６】
第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、前記第１の巻線層は、前記第１の巻線と前記第４の巻線とのバイファイラ巻きにより構成され、前記第２の巻線層は、前記第３の巻線と前記第２の巻線とのバイファイラ巻きにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項７】
第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、前記磁性コアの巻芯部の半分の領域においては、前記第１の巻線層に前記第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされ、前記第２の巻線層に前記第３及び第２の巻線がバイファイラ巻きされている一方、前記巻芯部の残り半分の領域においては、前記第１の巻線層に前記第２及び第３の巻線がバイファイラ巻きされ、前記第２の巻線層に前記第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項８】
前記磁性コアがドラムコアを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項９】
前記磁性コアを搭載するプリント基板上に形成された第１及び第２の配線パターンをさらに備え、
前記第１の巻線と前記第２の巻線との結線が前記プリント基板上の前記第１の配線パターンを介して行われ、
前記第３の巻線と前記第４の巻線との結線が前記プリント基板上の前記第２の配線パターンを介して行われることを特徴とする請求項８に記載のトランス部品。
【請求項１０】
前記ドラムコアを収納する樹脂カバーをさらに備え、
前記第１乃至第４の巻線は、前記樹脂カバーを介して前記ドラムコアに巻回されることを特徴とする請求項８又は９に記載のトランス部品。
【請求項１１】
前記第１乃至第４の巻線のいずれかと接する前記樹脂カバーの角部が面取りされていることを特徴とする請求項１０に記載のトランス部品。
【請求項１】
一次側巻線を構成する第１及び第２の巻線と、二次側巻線を構成する第３及び第４の巻線と、前記第１乃至第４の巻線が巻回された磁性コアとを備え、
同一ターンにおける、前記第１の巻線と前記第３の巻線の線径方向の距離と、前記第１の巻線と前記第４の巻線の線径方向の距離と、前記第２の巻線と前記第３の巻線の線径方向の距離と、前記第２の巻線と前記第４の巻線の線径方向の距離とが実質的に等しいことを特徴とするトランス部品。
【請求項２】
同一ターンにおいて、前記第１の巻線と前記第３の巻線とが接触し、前記第１の巻線と前記第４の巻線とが接触し、前記第２の巻線と前記第３の巻線とが接触し、前記第２の巻線と前記第４の巻線とが接触していることを特徴とする請求項１に記載のトランス部品。
【請求項３】
同一ターンにおける前記第１の巻線と前記第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける前記第１の巻線と前記第３の巻線との線径方向の距離よりも遠いことを特徴とする請求項１又は２に記載のトランス部品。
【請求項４】
同一ターンにおける前記第１の巻線と前記第２の巻線との線径方向の距離は、同一ターンにおける前記第３の巻線と前記第４の巻線との線径方向の距離と実質的に等しいことを特徴とする請求項３に記載のトランス部品。
【請求項５】
前記第１乃至第４の巻線が同一ターン数を有し、前記第１の巻線と前記第２の巻線との結線部分が前記一次側巻線の中点を構成し、前記第３の巻線と前記第４の巻線との結線部分が前記二次側巻線の中点を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項６】
第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、前記第１の巻線層は、前記第１の巻線と前記第４の巻線とのバイファイラ巻きにより構成され、前記第２の巻線層は、前記第３の巻線と前記第２の巻線とのバイファイラ巻きにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項７】
第１及び第２の巻線層からなる２層の巻線層を備え、前記磁性コアの巻芯部の半分の領域においては、前記第１の巻線層に前記第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされ、前記第２の巻線層に前記第３及び第２の巻線がバイファイラ巻きされている一方、前記巻芯部の残り半分の領域においては、前記第１の巻線層に前記第２及び第３の巻線がバイファイラ巻きされ、前記第２の巻線層に前記第１及び第４の巻線がバイファイラ巻きされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項８】
前記磁性コアがドラムコアを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項９】
前記磁性コアを搭載するプリント基板上に形成された第１及び第２の配線パターンをさらに備え、
前記第１の巻線と前記第２の巻線との結線が前記プリント基板上の前記第１の配線パターンを介して行われ、
前記第３の巻線と前記第４の巻線との結線が前記プリント基板上の前記第２の配線パターンを介して行われることを特徴とする請求項８に記載のトランス部品。
【請求項１０】
前記ドラムコアを収納する樹脂カバーをさらに備え、
前記第１乃至第４の巻線は、前記樹脂カバーを介して前記ドラムコアに巻回されることを特徴とする請求項８又は９に記載のトランス部品。
【請求項１１】
前記第１乃至第４の巻線のいずれかと接する前記樹脂カバーの角部が面取りされていることを特徴とする請求項１０に記載のトランス部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２１５５８（Ｐ２００９−２１５５８Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３５２３６（Ｐ２００８−１３５２３６）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]