バルントランス
【課題】１次巻線と２次巻線の巻回数が異なる場合であっても、良好な高周波特性を得ることが可能なドラム型コアを用いたバルントランスを提供する。
【解決手段】ドラム型コアの巻芯部１１１に巻回された１次巻線及び２次巻線を備える。１次巻線はワイヤ１３１によって構成され、２次巻線は一端からセンタータップまでのワイヤ１３２と、他端からセンタータップまでのワイヤ１３３を含む。ワイヤ１３２，１３３は巻芯部１１１にバイファイラ巻きされており、ワイヤ１３１は内周側、ワイヤ１３２，１３３は外周側に巻回されている。２次巻線は１次巻線よりも巻回数が多く、１次巻線であるワイヤ１３１よりも２次巻線であるワイヤ１３２，１３３の方がワイヤ径が小さい。これにより、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅の差が軽減されることから、磁気結合の低下や不均一を緩和することができる。
【解決手段】ドラム型コアの巻芯部１１１に巻回された１次巻線及び２次巻線を備える。１次巻線はワイヤ１３１によって構成され、２次巻線は一端からセンタータップまでのワイヤ１３２と、他端からセンタータップまでのワイヤ１３３を含む。ワイヤ１３２，１３３は巻芯部１１１にバイファイラ巻きされており、ワイヤ１３１は内周側、ワイヤ１３２，１３３は外周側に巻回されている。２次巻線は１次巻線よりも巻回数が多く、１次巻線であるワイヤ１３１よりも２次巻線であるワイヤ１３２，１３３の方がワイヤ径が小さい。これにより、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅の差が軽減されることから、磁気結合の低下や不均一を緩和することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバルントランスに関し、特に、ドラム型コアを用いたバルントランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、アンテナなどに接続される伝送線路は不平衡伝送線路である一方、半導体ＩＣなどの高周波回路に接続される伝送線路は平衡伝送線路である。このため、不平衡伝送線路と平衡伝送線路とを接続する場合、これらの間には不平衡信号及び平衡信号を相互に変換するバルントランスが挿入される。ここで、不平衡信号とは固定電位（例えば接地電位）を基準としたシングルエンド型の信号を指し、平衡信号とは差動型の信号を指す。
【０００３】
バルントランスの機能は、コモンモードフィルタを用いて実現することが可能である。
【０００４】
図１５は、１個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。図１５に示す例では、一対の端子電極５１，５２と、一対の端子電極５３，５４を有するコモンモードフィルタ５０を用い、不平衡伝送線路ＰＬを端子電極５１に接続し、一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬを端子電極５３，５４にそれぞれ接続することによってバルントランスを構成している。端子電極５２は接地電位に接続される。しかしながら、この方法では、平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬからセンタータップを取り出すことができない。また、１次側と２次側の巻数比が１：１に固定されるため、任意の巻数比に設定することができないという問題もあった。
【０００５】
図１６は、２個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。図１６に示す例では、端子電極５１ａ〜５４ａを有するコモンモードフィルタ５０ａと、端子電極５１ｂ〜５４ｂを有するコモンモードフィルタ５０ｂを用い、不平衡伝送線路ＰＬを端子電極５１ａ，５１ｂに共通接続し、一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬを端子電極５３ａ，５４ｂにそれぞれ接続することによってバルントランスを構成している。端子電極５２ａ，５４ａ，５２ｂ，５３ｂはいずれも接地電位に接続される。この方法によれば、センタータップを接地電位に固定することが可能となるが、素子数が２個に増加するという問題が生じる。
【０００６】
一方、バルントランス専用の素子としては、特許文献１に記載されているようにメガネ型コアを用いたタイプや、特許文献２に記載されているようにトロイダルコアを用いたタイプが一般的である。しかしながら、メガネ型コアやトロイダルコアを用いたバルントランスは、全体のサイズが比較的大型であるとともに、巻線の巻回作業の自動化や表面実装が困難であるという問題があった。
【０００７】
これに対し、特許文献３に記載されたドラム型コアを用いたバルントランスは、小型化が容易であるとともに、巻線の巻回作業の自動化や表面実装に適しているというメリットを有している。
【特許文献１】特開平１１−１３５３３０号公報
【特許文献２】特開平８−１１５８２０号公報
【特許文献３】特開２００５−３９４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ドラム型コアを用いたバルントランスは、特に２次巻線の巻回方法によって特性が大きく変化するため、良好な高周波特性を得ることが困難であった。特に、高域において良好なアンプリチュードバランス（平衡信号における振幅のバランス）やフェーズバランス（平衡信号における位相のバランス）を得ることが困難であった。
【０００９】
しかも、１次巻線及び２次巻線の一方を内周側に巻回し、他方を外周側に巻回する場合、１次側と２次側の巻数比が１：１以外であると、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅に差が生じてしまう。図１７はこの問題を説明するための模式的な部分断面図であり、１次巻線２１の巻回数が８ターン、２次巻線２２の巻回数が１６ターンである例を示している（巻数比＝１：２）。図１７においては、断面にハッチングが施されていないワイヤが１次巻線２１、断面にハッチングが施されているワイヤが２次巻線２２であり、これらがドラム型コア２０に巻回されている。このような巻数比である場合、１６ターンの２次巻線２２のうち、１次巻線２１と正しく積層されるのは半分の８ターンのみとなり、残り半分の８ターンについては、１次巻線２１と積層されなくなってしまう。このような場合、１次巻線２１と２次巻線との磁気結合が低下するとともに不均一となることから、良好な高周波特性が得られないという問題が生じてしまう。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なる場合であっても、良好な高周波特性を得ることが可能なドラム型コアを用いたバルントランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、ドラム型コアを用いたバルントランスにおいて高域のアンプリチュードバランスやフェーズバランスが劣化するのは、２次巻線を構成する２本のワイヤの対称性の乱れが原因であることが判明した。本発明は、このような技術的知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本発明によるバルントランスは、巻芯部及び巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラム型コアと、鍔部に設けられた複数の端子電極と、巻芯部に巻回され両端が端子電極に接続された１次巻線と、巻芯部に巻回され両端及びセンタータップが端子電極に接続された２次巻線とを備え、２次巻線は、一端からセンタータップまでの第１のワイヤと、他端からセンタータップまでの第２のワイヤとを含み、第１のワイヤと第２のワイヤは、互いに沿った状態で巻芯部に巻回されており、１次巻線及び２次巻線の一方が内周側に巻回され、他方が外周側に巻回されており、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なり、１次巻線及び２次巻線のうち、巻回数の多い側のワイヤ径が巻回数の少ない側のワイヤ径よりも小さいことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、２次巻線を構成する第１のワイヤと第２のワイヤが互いに沿った状態で巻回されていることから、これら２本のワイヤの対称性が非常に高く保たれる。しかも、巻回数の多い側のワイヤ径が巻回数の少ない側のワイヤ径よりも小さいことから、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅の差が軽減される。これにより、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なるにもかかわらず、磁気結合の低下や不均一を緩和することができる。その結果、特に高域におけるアンプリチュードバランスやフェーズバランスを良好な値とすることが可能となる。尚、本発明における「１次巻線」及び「２次巻線」とは、入力側及び出力側を定めるものではない。すなわち、便宜上、不平衡伝送線路に接続される側を「１次巻線」、平衡伝送線路に接続される側を「２次巻線」と定義しているに過ぎず、入力側及び出力側がいずれであっても構わない。
【００１４】
２つのワイヤを互いに沿った状態で巻芯部に巻回する方法としては、いわゆるバイファイラ巻きが好適である。バイファイラ巻きは、コモンモードフィルタなどにおいてしばしば採用される巻回方法であるが、コモンモードフィルタにおいては１次巻線と２次巻線がバイファイラ巻きされるに過ぎない。これに対し、本発明では、２次巻線を構成する２つのワイヤの対称性に着目し、これら２つのワイヤをバイファイラ巻きのように互いに沿った状態で巻回しているのである。これにより、これまで着目されていなかった２次巻線間における対称性を大幅に高めることが可能となる。尚、「互いに沿った状態」とは、２つのワイヤが互いに接触しながら巻回されている状態に限定されるものではなく、一定のスペースを保ちながら巻回されている状態を含む。
【００１５】
本発明においては、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅をほぼ等しくすることが好ましい。これは、１次巻線及び２次巻線の巻回数をそれぞれＮ１、Ｎ２とし、１次巻線及び２次巻線のワイヤ径をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２≒Ｎ２／Ｎ１に設定することにより実現できる。これによれば、巻回数の相違による磁気結合の低下や不均一がほぼ解消されることから、より良好な高周波特性を得ることが可能となる。
【００１６】
本発明においては、内周側に巻回された１次巻線又は２次巻線によって形成される谷線部分に平坦化部材が充填されていることが好ましい。巻数比が１：１である場合には、内周側の巻線によって形成される谷線部分が外周側の巻線を巻回する際のガイドとして機能するが、巻数比が１：１以外である場合には、内周側の谷線部分が外周側の巻線の均一な巻回を阻害することがある。しかしながら、谷線部分に平坦化部材を充填することによって下地を平坦化すれば、外周側の巻線を均一に巻回することが容易となる。平坦化部材としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を用いることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、１次巻線と２次巻線との間に平坦化フィルムを介在させることもまた好ましい。この方法によれば、下地がほぼ完全に平坦化されることから、外周側の巻線を均一に巻回することがいっそう容易となる。
【００１８】
本発明においては、１次巻線及び２次巻線のうち、巻回数の多い側を内周側に巻回することもまた好ましい。巻回数の多い側の巻線はワイヤ径が小さく設定されていることから、谷線部分の深さが浅く且つ幅が狭くなる。これにより谷線部分の影響が少なくなることから、外周側の巻線を巻回する際の影響が少なくなる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、２次巻線を構成する２本のワイヤの対称性が高く、しかも、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なるにもかかわらずこれらの巻幅の差が小さいことから、高周波特性、特に高域におけるアンプリチュードバランスやフェーズバランスに優れたバルントランスを提供することが可能となる。
【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、本発明の第１の実施形態によるバルントランスの外観を示す略斜視図である。また、図２は本実施形態によるバルントランスの略断面図であり、図３は本実施形態によるバルントランスを実装面側から見た略底面図である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、本実施形態によるバルントランス１００は、ドラム型コア１１０と、板状コア１２０と、３本のワイヤ１３１〜１３３によって構成されている。ドラム型コア１１０は、巻芯部１１１と、巻芯部１１１の両端に設けられた一対の鍔部１１２，１１３とを有している。一方の鍔部１１２には、一方向から（図３に示す矢印Ａから）見てこの順に配置された３つの端子電極１４１〜１４３が設けられている。他方の鍔部１１３には、同じ方向から（図３に示す矢印Ａから）見てこの順に配置された３つの端子電極１４４〜１４６が設けられている。
【００２３】
板状コア１２０は、ドラム型コア１１０の鍔部１１２，１１３の上部を連結するように配置されている。本発明において板状コア１２０を用いることは必須でないが、板状コア１２０を用いることによって閉磁路を形成すれば、高い磁気結合を得ることが可能となる。ドラム型コア１１０及び板状コア１２０は磁性材料からなり、特に限定されないが、ＮｉＺｎ系フェライト材料を用いることが好ましい。ＮｉＺｎ系フェライトは透磁率が比較的高いだけでなく、導電性が低いことから端子電極を直接形成することができるからである。但し、端子電極が形成されない板状コア１２０については、より透磁率の高いＭｇＺｎ系フェライト材料を用いることも可能である。
【００２４】
本実施形態において、巻芯部１１１に巻回された３本のワイヤ１３１〜１３３の巻回数は、いずれも８ターンである。図２に示すように、ワイヤ１３１とワイヤ１３２，１３３は積層されており、本実施形態ではワイヤ１３１が内周側、ワイヤ１３２，１３３が外周側に巻回されている。外周側に巻回されたワイヤ１３２，１３３は、巻芯部１１１にバイファイラ巻きされている。図２においては、断面にハッチングが施されているのがワイヤ１３２であり、断面に×印が付されているのがワイヤ１３３である。これにより、内周側に巻回されたワイヤ（ワイヤ１３１）の巻回数は８ターンとなる一方、外周側に巻回されたワイヤ（ワイヤ１３２，１３３）の巻回数は１６ターンとなる。つまり、内周側と外周側とで巻回数が異なっている。
【００２５】
図２に示すように、ワイヤ１３１〜１３３のうち、ワイヤ１３１のワイヤ径をＷ１とし、ワイヤ１３２のワイヤ径をＷ２とした場合、Ｗ１＞Ｗ２に設定されており、より具体的にはＷ１＝２×Ｗ２に設定されている。これにより、内周側に巻回された８ターンのワイヤ１３１の巻幅Ｄ１（＝８×Ｗ１）と、外周側に巻回された１６ターンのワイヤ１３２，１３３の巻幅Ｄ２（＝１６×Ｗ２）とがほぼ一致する。つまり、巻回数の多い外周側のワイヤ１３２，１３３のワイヤ径を、巻回数の少ない内周側のワイヤ１３１のワイヤ径よりも小さくすることによって、内周側と外周側の巻回数が相違しているにもかかわらず、これらの巻幅をほぼ一致させている。
【００２６】
図３に示すように、３本のワイヤ１３１〜１３３はいずれも矢印Ｂに向かって時計回り（右回り）に巻回されている。図４は、ワイヤ１３１〜１３３と端子電極１４１〜１４６との接続関係を説明するための模式図である。図４に示すように、ワイヤ１３１の一端１３１ａは端子電極１４１に接続され、他端１３１ｂは端子電極１４４に接続されている。また、ワイヤ１３２の一端１３２ａは端子電極１４３に接続され、他端１３２ｂは端子電極１４５に接続されている。さらに、ワイヤ１３３の一端１３３ａは端子電極１４２に接続され、他端１３３ｂは端子電極１４６に接続されている。
【００２７】
図５は、本実施形態によるバルントランス１００の等価回路図である。
【００２８】
図５に示すように、本実施形態によるバルントランス１００は、１次側端子Ｐとグランド端子ＧＮＤとの間に接続された１次巻線Ｌ１と、２次側正極端子ＳＴと２次側負極端子ＳＢとの間に接続された２次巻線Ｌ２１，Ｌ２２によって構成される。２次巻線Ｌ２１とＬ２２との接続点はセンタータップＣＴとして用いられる。
【００２９】
本実施形態においては、ワイヤ１３１が１次巻線Ｌ１を構成し、ワイヤ１３２が２次巻線Ｌ２１を構成し、ワイヤ１３３が２次巻線Ｌ２２を構成している。したがって、端子電極１４１が１次側端子Ｐとして用いられ、端子電極１４３，１４６がそれぞれ２次側正極端子ＳＴ及び２次側負極端子ＳＢとして用いられ、端子電極１４４がグランド端子ＧＮＤとして用いられ、端子電極１４２，１４５がセンタータップＣＴとして用いられることになる。上述の通り、ワイヤ１３１〜１３３の巻回数はいずれも８ターンであることから、１次側と２次側の巻数比は１：２である。
【００３０】
上述の通り、２次巻線を構成するワイヤ１３２，１３３は、巻芯部１１１にバイファイラ巻きされている。つまり、一方の鍔部１１２から他方の鍔部１１３に向かって（又はその逆方向に向かって）、ワイヤ１３２，１３３が交互に巻回されている。このため、ワイヤ１３２，１３３のｎターン目（ｎ＝１〜８）となる部分は、互いに隣接することになる。
【００３１】
このような巻回方式により、比較例である図６に示すように、巻芯部１１１のうち鍔部１１２側のエリア１１１ａにワイヤ１３２をまとめて巻回し、巻芯部１１１のうち鍔部１１３側のエリア１１１ｂにワイヤ１３３をまとめて巻回するといった、いわゆるセクタ巻きを行った場合と比べて、これら２本のワイヤ１３２，１３３の対称性を非常に高く保つことが可能となる。これは、バイファイラ巻きにおいては２本のワイヤがほぼ均等に巻回されるのに対し、セクタ巻きではセンタータップＣＴとなる部分が巻芯部１１１の中央部に位置するため、センタータップＣＴを端子電極に接続するための配線部分において対称性の乱れが生じてしまうからである。
【００３２】
図７は、本実施形態によるバルントランス１００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【００３３】
図７に示すプリント基板上の搭載領域１５０は、バルントランス１００を搭載するための領域であり、４つのランドパターン１５１〜１５４が設けられている。ランドパターン１５１は不平衡伝送線路ＰＬに接続されるパターンであり、バルントランス１００の端子電極１４１（１次側端子Ｐ）に接続される。ランドパターン１５２はグランド配線ＧＮＤＬに接続されるパターンであり、バルントランス１００の端子電極１４４（グランド端子ＧＮＤ）及び端子電極１４２，１４５（センタータップＣＴ）に共通接続される。ランドパターン１５３，１５４は一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬに接続されるパターンであり、それぞれバルントランス１００の端子電極１４３（２次側正極端子ＳＴ）及び端子電極１４６（２次側負極端子ＳＢ）に接続される。
【００３４】
このようなレイアウトにより、不平衡伝送線路ＰＬを搭載領域１５０から見て矢印Ｃの方向へ直線的に形成することができるとともに、一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬを搭載領域１５０から見て矢印Ｄの方向へ平行且つ直線的に形成することができる。これにより、プリント基板上における配線パターンの迂回などが不要となることから、配線パターンの占有面積が必要以上に増大することがなく、しかも、配線パターンの対称性を確保することが可能となる。これにより、装置全体の小型化と信号品質の向上を両立させることが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態によるバルントランス１００は、２次巻線を構成する２本のワイヤ１３２，１３３がバイファイラ巻きされていることから、これらをセクタ巻きした場合と比べて、２次巻線を構成する２つのワイヤの対称性を非常に高く保つことが可能となる。その結果、特に高域において良好なアンプリチュードバランスやフェーズバランスを得ることが可能となる。
【００３６】
しかも、１次巻線を構成するワイヤ１３１と２次巻線を構成するワイヤ１３２，１３３とを積層し、巻回数の多い２次巻線のワイヤ径（Ｗ２）を、巻回数の少ない１次巻線のワイヤ径（Ｗ１）よりも小さくしていることから、１次巻線と２次巻線の巻回数が相違しているにもかかわらず、これらの巻幅をほぼ一致させることが可能となる。これにより、図１７を用いて説明したように、２次巻線の一部が１次巻線と正しく積層されないという問題が解消されることから、磁気結合の低下やばらつきを緩和することが可能となる。
【００３７】
しかも、全てのワイヤ１３１〜１３３が同一方向に巻回されているため、巻芯部１１１においてワイヤを交差させながら巻回する必要などが生じない。このため、ショート不良などが発生し難く、製品の信頼性を高めることも可能となる。さらに、ワイヤ１３１〜１３３の巻回数が互いに同一であることから、これらワイヤ１３１〜１３３を三本同時に巻回することも可能である。
【００３８】
次に、本発明の好ましい第２の実施形態について説明する。
【００３９】
図８は、本発明の第２の実施形態によるバルントランス２００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【００４０】
図８に示すように、本実施形態によるバルントランス２００は、内周側に巻回されたワイヤ１３１によって形成される谷線部分Ｖに平坦化部材２０１が充填されている。その他の点については、上記実施形態によるバルントランス１００と同一であることから、同一部分の図示及び重複する説明は省略する。
【００４１】
上述の通り、内周側に巻回されるワイヤ１３１は８ターンであるのに対し、外周側に巻回されるワイヤ１３２，１３３は合計で１６ターンである。このため、ワイヤ１３２，１３３を巻回する際、ワイヤ１３１によって形成される谷線部分Ｖにワイヤ１３２，１３３が引き込まれると、ワイヤ１３２，１３３を均一に巻回することが困難となるおそれがある。しかしながら、本実施形態によるバルントランス２００では、谷線部分Ｖに平坦化部材２０１が充填され、これによってワイヤ１３２，１３３を巻回する際の下地が平坦化されていることから、外周側のワイヤ１３２，１３３が谷線部分Ｖに引き込まれることがなくなり、均一に巻回することが可能となる。
【００４２】
特に限定されるものではないが、平坦化部材２０１としてはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を用いることが好ましい。
【００４３】
平坦化部材２０１は、巻芯部１１１の全周に亘って設けることが最も効果的であるが、平坦化部材２０１を巻芯部１１１の全周に亘って設けることは必須でない。例えば、巻芯部１１１の断面が多角形（四角形など）である場合、一辺にのみ平坦化部材２０１を設けても構わない。これによれば、平坦化部材２０１の塗布作業が簡素化されることから、製造コストの上昇を最小限に抑えることが可能となる。さらに、巻芯部１１１の断面が多角形（四角形など）である場合、コーナー部にのみ平坦化部材２０１を設けても構わない。コーナー部はワイヤ１３２，１３３が谷線部分Ｖに最も引き込まれやすい箇所であることから、この箇所に平坦化部材２０１を形成すれば、谷線部分Ｖへの引き込みを十分に防止することが可能となる。
【００４４】
但し、巻数比が１：２である場合は、谷線部分Ｖによる引き込みは必ずしも不利に作用しない。つまり、第１の実施形態によるバルントランス１００において、２次巻線であるワイヤ１３２，１３３をバイファイラ巻きする際、図９に示すように、一方のワイヤ１３３を谷線部分Ｖに沿って巻回すれば、谷線部分Ｖがガイドとして機能することになる。このような方法で巻回する場合には、平坦化部材２０１の形成は不要である。したがって、本実施形態は、例えば巻数比が１：√２のように、巻数比が２のべき乗で表現できないケースにおいて特に有効である。
【００４５】
次に、本発明の好ましい第３の実施形態について説明する。
【００４６】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるバルントランス３００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【００４７】
図１０に示すように、本実施形態によるバルントランス３００は、内周側に巻回されたワイヤ１３１と外周側に巻回されたワイヤ１３２，１３３との間に平坦化フィルム３０１が設けられている。その他の点については、上記実施形態によるバルントランス１００と同一であることから、同一部分の図示及び重複する説明は省略する。
【００４８】
本実施形態によれば、ワイヤ１３２，１３３を巻回する際の下地がほぼ完全に平坦化されることから、外周側のワイヤ１３２，１３３を均一に巻回することがいっそう容易となる。平坦化フィルム３０１は、巻芯部１１１の全周に亘って設けることが最も効果的であるが、これは必須でない。この点は、上記第２の実施形態と同様である。
【００４９】
次に、本発明の好ましい第４の実施形態について説明する。
【００５０】
図１１は、本発明の第４の実施形態によるバルントランス４００の略断面図である。
【００５１】
図１１に示すように、本実施形態によるバルントランス４００は、１次巻線と２次巻線の位置が第１の実施形態によるバルントランス１００とは逆である。つまり、１次巻線を構成するワイヤ１３１が外周側に巻回され、２次巻線を構成するワイヤ１３２，１３３が内周側に巻回されている。その他の点については、上記実施形態によるバルントランス１００と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
本実施形態によれば、巻回数の多いワイヤ１３２，１３３が内周側に位置していることから、谷線部分Ｖの深さが浅く且つ幅が狭くなる。つまり、ワイヤ１３１を巻回する際の下地が、第１の実施形態と比べてそもそも平坦性が高くなる。これにより谷線部分Ｖの影響が小さくなることから、外周側に位置するワイヤ１３１の均一な巻回が容易となる。
【００５３】
尚、本実施形態においても、第２の実施形態のように平坦化部材２０１を用いて下地をより平坦化しても構わないし、第３の実施形態のように平坦化フィルム３０１を用いて下地をほぼ完全に平坦化しても構わない。
【００５４】
次に、本発明の好ましい第５の実施形態について説明する。
【００５５】
図１２は、本発明の第５の実施形態によるバルントランス５００におけるワイヤと端子電極との接続関係を説明するための模式図である。本実施形態によるバルントランス５００の外観及び断面は、図１及び図２に示した第１の実施形態によるバルントランス１００とほぼ同様である。
【００５６】
図１２に示すように、本実施形態においては３本のワイヤ５３１〜５３３が端子電極５４１〜５４６に接続されている。このうち、ワイヤ５３１は１次巻線を構成し、ワイヤ５３２，５３３は２次巻線を構成する。ワイヤ５３１の一端５３１ａは端子電極５４１に接続され、他端５３１ｂは端子電極５４６に接続されている。また、ワイヤ５３２の一端５３２ａは端子電極５４２に接続され、他端５３２ｂは端子電極５４４に接続されている。また、ワイヤ５３３の一端５３３ａは端子電極５４３に接続され、他端５３３ｂは端子電極５４５に接続されている。本実施形態においても、ワイヤ５３１〜５３３の巻回数はいずれも８ターンである。また、本実施形態によるバルントランス５００の等価回路は、図５に示した等価回路と同じである。
【００５７】
図１３は、本実施形態によるバルントランス５００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【００５８】
図１３に示すプリント基板上の搭載領域５５０は、バルントランス５００を搭載するための領域であり、４つのランドパターン５５１〜５５４が設けられている。ランドパターン５５１は不平衡伝送線路ＰＬに接続されるパターンであり、バルントランス５００の端子電極５４１に接続される。ランドパターン５５２はグランド配線ＧＮＤＬに接続されるパターンであり、バルントランス５００の端子電極５４２，５４５，５４６に接続される。これにより、端子電極５４２，５４５は２次巻線のセンタータップを構成する。ランドパターン５５３，５５４は一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬに接続されるパターンであり、それぞれバルントランス５００の端子電極５４３及び端子電極５４４に接続される。
【００５９】
本実施形態によるバルントランス５００は方向性が無く、このため、巻芯部５１１の両端に設けられた一対の鍔部５１２，５１３の位置を入れ替えても同じ結線状態が得られる。すなわち、実装時においてバルントランス５００を１８０°回転させても正しく動作する。１８０°回転させた場合においてランドパターン５５１〜５５４に接続される端子電極の符号は、図１３においてカッコ書きで示されている。このように、本実施形態によるバルントランス５００は方向性を持たないことから、実装方向を制御する必要がなく、実装コストを低減することが可能となる。
【００６０】
しかも、本実施形態によるバルントランス５００は、バイファイラ巻きされたワイヤ５３２，５３３が互いに交差する箇所（ワイヤ５３２と５３３の位置を入れ替える箇所）を持たない。このため、ワイヤの巻回作業においてワイヤ５３２，５３３を交差させる動作が不要となることから、複雑な巻回機を用いることなく作製することが可能となる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６２】
例えば、上記各実施形態においては、２次巻線を構成する２つのワイヤがバイファイラ巻きされているが、互いに沿った状態で巻回されている限り、バイファイラ巻きに限定されるものではない。したがって、図１４に示すように、２つのワイヤ１１，１２がツイストされてなるツイストワイヤ１０を用い、このようなツイストワイヤ１０を巻芯部に巻回することにより２次巻線として利用しても構わない。
【００６３】
また、上記各実施形態では、１次巻線と２次巻線の巻数比が１：２である場合を例に説明したが、巻数比が１：１以外ある限り、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、２：１のように１次巻線が２次巻線よりも巻回数が多くても構わないし、１：３のように奇数倍であっても構わないし、１：√２のように整数比でなくても構わない。
【００６４】
さらに、上記各実施形態では、１次巻線及び２次巻線の巻回数をそれぞれＮ１（＝８）、Ｎ２（＝１６）とし、１次巻線及び２次巻線のワイヤ径をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２＝Ｎ２／Ｎ１（＝２）に設定することによって、１次巻線の巻幅Ｄ１と２次巻線の巻幅Ｄ２をほぼ等しくしているが、本発明において巻幅Ｄ１，Ｄ２を完全に一致させることは必須でない。したがって、例えばＷ１／Ｗ２＝１．５に設定することによって、正しく積層されない１次巻線又は２次巻線が一部発生するケースも許容される。この場合であっても、図１７に示したようにＷ１／Ｗ２＝１に設定した場合と比べれば、正しく積層されない１次巻線又は２次巻線の数を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるバルントランス１００の外観を示す略斜視図である。
【図２】バルントランス１００の略断面図である。
【図３】バルントランス１００を実装面側から見た略底面図である。
【図４】ワイヤ１３１〜１３３と端子電極１４１〜１４６との接続関係を説明するための模式図である。
【図５】バルントランス１００の等価回路図である。
【図６】比較例のバルントランスの略断面図である。
【図７】バルントランス１００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態によるバルントランス２００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【図９】ワイヤ１３２，１３３を谷線部分Ｖに沿って巻回した例を示す模式的な部分断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態によるバルントランス３００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態によるバルントランス４００の略断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態によるバルントランス５００におけるワイヤと端子電極との接続関係を説明するための模式図である。
【図１３】バルントランス５００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【図１４】２次巻線として利用可能なツイストワイヤ１０を示す図である。
【図１５】１個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。
【図１６】２個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。
【図１７】巻数比が１：２である従来のバルントランスにおける問題を説明するための模式的な部分断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，２００，３００，４００，５００ バルントランス
１１０ ドラム型コア
１１１，５１１ 巻芯部
１１２，５１２ 一方の鍔部
１１３，５１３ 他方の鍔部
１２０ 板状コア
１３１〜１３３，５３１〜５３３ ワイヤ
１３１ａ〜１３３ａ，５３１ａ〜５３３ａ ワイヤの一端
１３１ｂ〜１３３ｂ，５３１ｂ〜５３３ｂ ワイヤの他端
１４１〜１４６，５４１〜５４６ 端子電極
１５０，５５０ 搭載領域
１５１〜１５４，５５１〜５５４ ランドパターン
２０１ 平坦化部材
３０１ 平坦化フィルム
Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２ １次巻線
Ｌ２１，Ｌ２２ ２次巻線
ＣＴ センタータップ
Ｄ１，Ｄ２ 巻幅
ＧＮＤ グランド端子
ＧＮＤＬ グランド配線
Ｐ １次側端子
ＰＬ 不平衡伝送線路
ＳＢ ２次側負極端子
ＳＴ ２次側正極端子
ＳＴＬ，ＳＢＬ 平衡伝送線路
Ｖ 谷線部分
【技術分野】
【０００１】
本発明はバルントランスに関し、特に、ドラム型コアを用いたバルントランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、アンテナなどに接続される伝送線路は不平衡伝送線路である一方、半導体ＩＣなどの高周波回路に接続される伝送線路は平衡伝送線路である。このため、不平衡伝送線路と平衡伝送線路とを接続する場合、これらの間には不平衡信号及び平衡信号を相互に変換するバルントランスが挿入される。ここで、不平衡信号とは固定電位（例えば接地電位）を基準としたシングルエンド型の信号を指し、平衡信号とは差動型の信号を指す。
【０００３】
バルントランスの機能は、コモンモードフィルタを用いて実現することが可能である。
【０００４】
図１５は、１個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。図１５に示す例では、一対の端子電極５１，５２と、一対の端子電極５３，５４を有するコモンモードフィルタ５０を用い、不平衡伝送線路ＰＬを端子電極５１に接続し、一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬを端子電極５３，５４にそれぞれ接続することによってバルントランスを構成している。端子電極５２は接地電位に接続される。しかしながら、この方法では、平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬからセンタータップを取り出すことができない。また、１次側と２次側の巻数比が１：１に固定されるため、任意の巻数比に設定することができないという問題もあった。
【０００５】
図１６は、２個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。図１６に示す例では、端子電極５１ａ〜５４ａを有するコモンモードフィルタ５０ａと、端子電極５１ｂ〜５４ｂを有するコモンモードフィルタ５０ｂを用い、不平衡伝送線路ＰＬを端子電極５１ａ，５１ｂに共通接続し、一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬを端子電極５３ａ，５４ｂにそれぞれ接続することによってバルントランスを構成している。端子電極５２ａ，５４ａ，５２ｂ，５３ｂはいずれも接地電位に接続される。この方法によれば、センタータップを接地電位に固定することが可能となるが、素子数が２個に増加するという問題が生じる。
【０００６】
一方、バルントランス専用の素子としては、特許文献１に記載されているようにメガネ型コアを用いたタイプや、特許文献２に記載されているようにトロイダルコアを用いたタイプが一般的である。しかしながら、メガネ型コアやトロイダルコアを用いたバルントランスは、全体のサイズが比較的大型であるとともに、巻線の巻回作業の自動化や表面実装が困難であるという問題があった。
【０００７】
これに対し、特許文献３に記載されたドラム型コアを用いたバルントランスは、小型化が容易であるとともに、巻線の巻回作業の自動化や表面実装に適しているというメリットを有している。
【特許文献１】特開平１１−１３５３３０号公報
【特許文献２】特開平８−１１５８２０号公報
【特許文献３】特開２００５−３９４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ドラム型コアを用いたバルントランスは、特に２次巻線の巻回方法によって特性が大きく変化するため、良好な高周波特性を得ることが困難であった。特に、高域において良好なアンプリチュードバランス（平衡信号における振幅のバランス）やフェーズバランス（平衡信号における位相のバランス）を得ることが困難であった。
【０００９】
しかも、１次巻線及び２次巻線の一方を内周側に巻回し、他方を外周側に巻回する場合、１次側と２次側の巻数比が１：１以外であると、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅に差が生じてしまう。図１７はこの問題を説明するための模式的な部分断面図であり、１次巻線２１の巻回数が８ターン、２次巻線２２の巻回数が１６ターンである例を示している（巻数比＝１：２）。図１７においては、断面にハッチングが施されていないワイヤが１次巻線２１、断面にハッチングが施されているワイヤが２次巻線２２であり、これらがドラム型コア２０に巻回されている。このような巻数比である場合、１６ターンの２次巻線２２のうち、１次巻線２１と正しく積層されるのは半分の８ターンのみとなり、残り半分の８ターンについては、１次巻線２１と積層されなくなってしまう。このような場合、１次巻線２１と２次巻線との磁気結合が低下するとともに不均一となることから、良好な高周波特性が得られないという問題が生じてしまう。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なる場合であっても、良好な高周波特性を得ることが可能なドラム型コアを用いたバルントランスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、ドラム型コアを用いたバルントランスにおいて高域のアンプリチュードバランスやフェーズバランスが劣化するのは、２次巻線を構成する２本のワイヤの対称性の乱れが原因であることが判明した。本発明は、このような技術的知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本発明によるバルントランスは、巻芯部及び巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラム型コアと、鍔部に設けられた複数の端子電極と、巻芯部に巻回され両端が端子電極に接続された１次巻線と、巻芯部に巻回され両端及びセンタータップが端子電極に接続された２次巻線とを備え、２次巻線は、一端からセンタータップまでの第１のワイヤと、他端からセンタータップまでの第２のワイヤとを含み、第１のワイヤと第２のワイヤは、互いに沿った状態で巻芯部に巻回されており、１次巻線及び２次巻線の一方が内周側に巻回され、他方が外周側に巻回されており、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なり、１次巻線及び２次巻線のうち、巻回数の多い側のワイヤ径が巻回数の少ない側のワイヤ径よりも小さいことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、２次巻線を構成する第１のワイヤと第２のワイヤが互いに沿った状態で巻回されていることから、これら２本のワイヤの対称性が非常に高く保たれる。しかも、巻回数の多い側のワイヤ径が巻回数の少ない側のワイヤ径よりも小さいことから、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅の差が軽減される。これにより、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なるにもかかわらず、磁気結合の低下や不均一を緩和することができる。その結果、特に高域におけるアンプリチュードバランスやフェーズバランスを良好な値とすることが可能となる。尚、本発明における「１次巻線」及び「２次巻線」とは、入力側及び出力側を定めるものではない。すなわち、便宜上、不平衡伝送線路に接続される側を「１次巻線」、平衡伝送線路に接続される側を「２次巻線」と定義しているに過ぎず、入力側及び出力側がいずれであっても構わない。
【００１４】
２つのワイヤを互いに沿った状態で巻芯部に巻回する方法としては、いわゆるバイファイラ巻きが好適である。バイファイラ巻きは、コモンモードフィルタなどにおいてしばしば採用される巻回方法であるが、コモンモードフィルタにおいては１次巻線と２次巻線がバイファイラ巻きされるに過ぎない。これに対し、本発明では、２次巻線を構成する２つのワイヤの対称性に着目し、これら２つのワイヤをバイファイラ巻きのように互いに沿った状態で巻回しているのである。これにより、これまで着目されていなかった２次巻線間における対称性を大幅に高めることが可能となる。尚、「互いに沿った状態」とは、２つのワイヤが互いに接触しながら巻回されている状態に限定されるものではなく、一定のスペースを保ちながら巻回されている状態を含む。
【００１５】
本発明においては、１次巻線の巻幅と２次巻線の巻幅をほぼ等しくすることが好ましい。これは、１次巻線及び２次巻線の巻回数をそれぞれＮ１、Ｎ２とし、１次巻線及び２次巻線のワイヤ径をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２≒Ｎ２／Ｎ１に設定することにより実現できる。これによれば、巻回数の相違による磁気結合の低下や不均一がほぼ解消されることから、より良好な高周波特性を得ることが可能となる。
【００１６】
本発明においては、内周側に巻回された１次巻線又は２次巻線によって形成される谷線部分に平坦化部材が充填されていることが好ましい。巻数比が１：１である場合には、内周側の巻線によって形成される谷線部分が外周側の巻線を巻回する際のガイドとして機能するが、巻数比が１：１以外である場合には、内周側の谷線部分が外周側の巻線の均一な巻回を阻害することがある。しかしながら、谷線部分に平坦化部材を充填することによって下地を平坦化すれば、外周側の巻線を均一に巻回することが容易となる。平坦化部材としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を用いることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、１次巻線と２次巻線との間に平坦化フィルムを介在させることもまた好ましい。この方法によれば、下地がほぼ完全に平坦化されることから、外周側の巻線を均一に巻回することがいっそう容易となる。
【００１８】
本発明においては、１次巻線及び２次巻線のうち、巻回数の多い側を内周側に巻回することもまた好ましい。巻回数の多い側の巻線はワイヤ径が小さく設定されていることから、谷線部分の深さが浅く且つ幅が狭くなる。これにより谷線部分の影響が少なくなることから、外周側の巻線を巻回する際の影響が少なくなる。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、２次巻線を構成する２本のワイヤの対称性が高く、しかも、１次巻線と２次巻線の巻回数が異なるにもかかわらずこれらの巻幅の差が小さいことから、高周波特性、特に高域におけるアンプリチュードバランスやフェーズバランスに優れたバルントランスを提供することが可能となる。
【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、本発明の第１の実施形態によるバルントランスの外観を示す略斜視図である。また、図２は本実施形態によるバルントランスの略断面図であり、図３は本実施形態によるバルントランスを実装面側から見た略底面図である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、本実施形態によるバルントランス１００は、ドラム型コア１１０と、板状コア１２０と、３本のワイヤ１３１〜１３３によって構成されている。ドラム型コア１１０は、巻芯部１１１と、巻芯部１１１の両端に設けられた一対の鍔部１１２，１１３とを有している。一方の鍔部１１２には、一方向から（図３に示す矢印Ａから）見てこの順に配置された３つの端子電極１４１〜１４３が設けられている。他方の鍔部１１３には、同じ方向から（図３に示す矢印Ａから）見てこの順に配置された３つの端子電極１４４〜１４６が設けられている。
【００２３】
板状コア１２０は、ドラム型コア１１０の鍔部１１２，１１３の上部を連結するように配置されている。本発明において板状コア１２０を用いることは必須でないが、板状コア１２０を用いることによって閉磁路を形成すれば、高い磁気結合を得ることが可能となる。ドラム型コア１１０及び板状コア１２０は磁性材料からなり、特に限定されないが、ＮｉＺｎ系フェライト材料を用いることが好ましい。ＮｉＺｎ系フェライトは透磁率が比較的高いだけでなく、導電性が低いことから端子電極を直接形成することができるからである。但し、端子電極が形成されない板状コア１２０については、より透磁率の高いＭｇＺｎ系フェライト材料を用いることも可能である。
【００２４】
本実施形態において、巻芯部１１１に巻回された３本のワイヤ１３１〜１３３の巻回数は、いずれも８ターンである。図２に示すように、ワイヤ１３１とワイヤ１３２，１３３は積層されており、本実施形態ではワイヤ１３１が内周側、ワイヤ１３２，１３３が外周側に巻回されている。外周側に巻回されたワイヤ１３２，１３３は、巻芯部１１１にバイファイラ巻きされている。図２においては、断面にハッチングが施されているのがワイヤ１３２であり、断面に×印が付されているのがワイヤ１３３である。これにより、内周側に巻回されたワイヤ（ワイヤ１３１）の巻回数は８ターンとなる一方、外周側に巻回されたワイヤ（ワイヤ１３２，１３３）の巻回数は１６ターンとなる。つまり、内周側と外周側とで巻回数が異なっている。
【００２５】
図２に示すように、ワイヤ１３１〜１３３のうち、ワイヤ１３１のワイヤ径をＷ１とし、ワイヤ１３２のワイヤ径をＷ２とした場合、Ｗ１＞Ｗ２に設定されており、より具体的にはＷ１＝２×Ｗ２に設定されている。これにより、内周側に巻回された８ターンのワイヤ１３１の巻幅Ｄ１（＝８×Ｗ１）と、外周側に巻回された１６ターンのワイヤ１３２，１３３の巻幅Ｄ２（＝１６×Ｗ２）とがほぼ一致する。つまり、巻回数の多い外周側のワイヤ１３２，１３３のワイヤ径を、巻回数の少ない内周側のワイヤ１３１のワイヤ径よりも小さくすることによって、内周側と外周側の巻回数が相違しているにもかかわらず、これらの巻幅をほぼ一致させている。
【００２６】
図３に示すように、３本のワイヤ１３１〜１３３はいずれも矢印Ｂに向かって時計回り（右回り）に巻回されている。図４は、ワイヤ１３１〜１３３と端子電極１４１〜１４６との接続関係を説明するための模式図である。図４に示すように、ワイヤ１３１の一端１３１ａは端子電極１４１に接続され、他端１３１ｂは端子電極１４４に接続されている。また、ワイヤ１３２の一端１３２ａは端子電極１４３に接続され、他端１３２ｂは端子電極１４５に接続されている。さらに、ワイヤ１３３の一端１３３ａは端子電極１４２に接続され、他端１３３ｂは端子電極１４６に接続されている。
【００２７】
図５は、本実施形態によるバルントランス１００の等価回路図である。
【００２８】
図５に示すように、本実施形態によるバルントランス１００は、１次側端子Ｐとグランド端子ＧＮＤとの間に接続された１次巻線Ｌ１と、２次側正極端子ＳＴと２次側負極端子ＳＢとの間に接続された２次巻線Ｌ２１，Ｌ２２によって構成される。２次巻線Ｌ２１とＬ２２との接続点はセンタータップＣＴとして用いられる。
【００２９】
本実施形態においては、ワイヤ１３１が１次巻線Ｌ１を構成し、ワイヤ１３２が２次巻線Ｌ２１を構成し、ワイヤ１３３が２次巻線Ｌ２２を構成している。したがって、端子電極１４１が１次側端子Ｐとして用いられ、端子電極１４３，１４６がそれぞれ２次側正極端子ＳＴ及び２次側負極端子ＳＢとして用いられ、端子電極１４４がグランド端子ＧＮＤとして用いられ、端子電極１４２，１４５がセンタータップＣＴとして用いられることになる。上述の通り、ワイヤ１３１〜１３３の巻回数はいずれも８ターンであることから、１次側と２次側の巻数比は１：２である。
【００３０】
上述の通り、２次巻線を構成するワイヤ１３２，１３３は、巻芯部１１１にバイファイラ巻きされている。つまり、一方の鍔部１１２から他方の鍔部１１３に向かって（又はその逆方向に向かって）、ワイヤ１３２，１３３が交互に巻回されている。このため、ワイヤ１３２，１３３のｎターン目（ｎ＝１〜８）となる部分は、互いに隣接することになる。
【００３１】
このような巻回方式により、比較例である図６に示すように、巻芯部１１１のうち鍔部１１２側のエリア１１１ａにワイヤ１３２をまとめて巻回し、巻芯部１１１のうち鍔部１１３側のエリア１１１ｂにワイヤ１３３をまとめて巻回するといった、いわゆるセクタ巻きを行った場合と比べて、これら２本のワイヤ１３２，１３３の対称性を非常に高く保つことが可能となる。これは、バイファイラ巻きにおいては２本のワイヤがほぼ均等に巻回されるのに対し、セクタ巻きではセンタータップＣＴとなる部分が巻芯部１１１の中央部に位置するため、センタータップＣＴを端子電極に接続するための配線部分において対称性の乱れが生じてしまうからである。
【００３２】
図７は、本実施形態によるバルントランス１００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【００３３】
図７に示すプリント基板上の搭載領域１５０は、バルントランス１００を搭載するための領域であり、４つのランドパターン１５１〜１５４が設けられている。ランドパターン１５１は不平衡伝送線路ＰＬに接続されるパターンであり、バルントランス１００の端子電極１４１（１次側端子Ｐ）に接続される。ランドパターン１５２はグランド配線ＧＮＤＬに接続されるパターンであり、バルントランス１００の端子電極１４４（グランド端子ＧＮＤ）及び端子電極１４２，１４５（センタータップＣＴ）に共通接続される。ランドパターン１５３，１５４は一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬに接続されるパターンであり、それぞれバルントランス１００の端子電極１４３（２次側正極端子ＳＴ）及び端子電極１４６（２次側負極端子ＳＢ）に接続される。
【００３４】
このようなレイアウトにより、不平衡伝送線路ＰＬを搭載領域１５０から見て矢印Ｃの方向へ直線的に形成することができるとともに、一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬを搭載領域１５０から見て矢印Ｄの方向へ平行且つ直線的に形成することができる。これにより、プリント基板上における配線パターンの迂回などが不要となることから、配線パターンの占有面積が必要以上に増大することがなく、しかも、配線パターンの対称性を確保することが可能となる。これにより、装置全体の小型化と信号品質の向上を両立させることが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態によるバルントランス１００は、２次巻線を構成する２本のワイヤ１３２，１３３がバイファイラ巻きされていることから、これらをセクタ巻きした場合と比べて、２次巻線を構成する２つのワイヤの対称性を非常に高く保つことが可能となる。その結果、特に高域において良好なアンプリチュードバランスやフェーズバランスを得ることが可能となる。
【００３６】
しかも、１次巻線を構成するワイヤ１３１と２次巻線を構成するワイヤ１３２，１３３とを積層し、巻回数の多い２次巻線のワイヤ径（Ｗ２）を、巻回数の少ない１次巻線のワイヤ径（Ｗ１）よりも小さくしていることから、１次巻線と２次巻線の巻回数が相違しているにもかかわらず、これらの巻幅をほぼ一致させることが可能となる。これにより、図１７を用いて説明したように、２次巻線の一部が１次巻線と正しく積層されないという問題が解消されることから、磁気結合の低下やばらつきを緩和することが可能となる。
【００３７】
しかも、全てのワイヤ１３１〜１３３が同一方向に巻回されているため、巻芯部１１１においてワイヤを交差させながら巻回する必要などが生じない。このため、ショート不良などが発生し難く、製品の信頼性を高めることも可能となる。さらに、ワイヤ１３１〜１３３の巻回数が互いに同一であることから、これらワイヤ１３１〜１３３を三本同時に巻回することも可能である。
【００３８】
次に、本発明の好ましい第２の実施形態について説明する。
【００３９】
図８は、本発明の第２の実施形態によるバルントランス２００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【００４０】
図８に示すように、本実施形態によるバルントランス２００は、内周側に巻回されたワイヤ１３１によって形成される谷線部分Ｖに平坦化部材２０１が充填されている。その他の点については、上記実施形態によるバルントランス１００と同一であることから、同一部分の図示及び重複する説明は省略する。
【００４１】
上述の通り、内周側に巻回されるワイヤ１３１は８ターンであるのに対し、外周側に巻回されるワイヤ１３２，１３３は合計で１６ターンである。このため、ワイヤ１３２，１３３を巻回する際、ワイヤ１３１によって形成される谷線部分Ｖにワイヤ１３２，１３３が引き込まれると、ワイヤ１３２，１３３を均一に巻回することが困難となるおそれがある。しかしながら、本実施形態によるバルントランス２００では、谷線部分Ｖに平坦化部材２０１が充填され、これによってワイヤ１３２，１３３を巻回する際の下地が平坦化されていることから、外周側のワイヤ１３２，１３３が谷線部分Ｖに引き込まれることがなくなり、均一に巻回することが可能となる。
【００４２】
特に限定されるものではないが、平坦化部材２０１としてはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂を用いることが好ましい。
【００４３】
平坦化部材２０１は、巻芯部１１１の全周に亘って設けることが最も効果的であるが、平坦化部材２０１を巻芯部１１１の全周に亘って設けることは必須でない。例えば、巻芯部１１１の断面が多角形（四角形など）である場合、一辺にのみ平坦化部材２０１を設けても構わない。これによれば、平坦化部材２０１の塗布作業が簡素化されることから、製造コストの上昇を最小限に抑えることが可能となる。さらに、巻芯部１１１の断面が多角形（四角形など）である場合、コーナー部にのみ平坦化部材２０１を設けても構わない。コーナー部はワイヤ１３２，１３３が谷線部分Ｖに最も引き込まれやすい箇所であることから、この箇所に平坦化部材２０１を形成すれば、谷線部分Ｖへの引き込みを十分に防止することが可能となる。
【００４４】
但し、巻数比が１：２である場合は、谷線部分Ｖによる引き込みは必ずしも不利に作用しない。つまり、第１の実施形態によるバルントランス１００において、２次巻線であるワイヤ１３２，１３３をバイファイラ巻きする際、図９に示すように、一方のワイヤ１３３を谷線部分Ｖに沿って巻回すれば、谷線部分Ｖがガイドとして機能することになる。このような方法で巻回する場合には、平坦化部材２０１の形成は不要である。したがって、本実施形態は、例えば巻数比が１：√２のように、巻数比が２のべき乗で表現できないケースにおいて特に有効である。
【００４５】
次に、本発明の好ましい第３の実施形態について説明する。
【００４６】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるバルントランス３００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【００４７】
図１０に示すように、本実施形態によるバルントランス３００は、内周側に巻回されたワイヤ１３１と外周側に巻回されたワイヤ１３２，１３３との間に平坦化フィルム３０１が設けられている。その他の点については、上記実施形態によるバルントランス１００と同一であることから、同一部分の図示及び重複する説明は省略する。
【００４８】
本実施形態によれば、ワイヤ１３２，１３３を巻回する際の下地がほぼ完全に平坦化されることから、外周側のワイヤ１３２，１３３を均一に巻回することがいっそう容易となる。平坦化フィルム３０１は、巻芯部１１１の全周に亘って設けることが最も効果的であるが、これは必須でない。この点は、上記第２の実施形態と同様である。
【００４９】
次に、本発明の好ましい第４の実施形態について説明する。
【００５０】
図１１は、本発明の第４の実施形態によるバルントランス４００の略断面図である。
【００５１】
図１１に示すように、本実施形態によるバルントランス４００は、１次巻線と２次巻線の位置が第１の実施形態によるバルントランス１００とは逆である。つまり、１次巻線を構成するワイヤ１３１が外周側に巻回され、２次巻線を構成するワイヤ１３２，１３３が内周側に巻回されている。その他の点については、上記実施形態によるバルントランス１００と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
本実施形態によれば、巻回数の多いワイヤ１３２，１３３が内周側に位置していることから、谷線部分Ｖの深さが浅く且つ幅が狭くなる。つまり、ワイヤ１３１を巻回する際の下地が、第１の実施形態と比べてそもそも平坦性が高くなる。これにより谷線部分Ｖの影響が小さくなることから、外周側に位置するワイヤ１３１の均一な巻回が容易となる。
【００５３】
尚、本実施形態においても、第２の実施形態のように平坦化部材２０１を用いて下地をより平坦化しても構わないし、第３の実施形態のように平坦化フィルム３０１を用いて下地をほぼ完全に平坦化しても構わない。
【００５４】
次に、本発明の好ましい第５の実施形態について説明する。
【００５５】
図１２は、本発明の第５の実施形態によるバルントランス５００におけるワイヤと端子電極との接続関係を説明するための模式図である。本実施形態によるバルントランス５００の外観及び断面は、図１及び図２に示した第１の実施形態によるバルントランス１００とほぼ同様である。
【００５６】
図１２に示すように、本実施形態においては３本のワイヤ５３１〜５３３が端子電極５４１〜５４６に接続されている。このうち、ワイヤ５３１は１次巻線を構成し、ワイヤ５３２，５３３は２次巻線を構成する。ワイヤ５３１の一端５３１ａは端子電極５４１に接続され、他端５３１ｂは端子電極５４６に接続されている。また、ワイヤ５３２の一端５３２ａは端子電極５４２に接続され、他端５３２ｂは端子電極５４４に接続されている。また、ワイヤ５３３の一端５３３ａは端子電極５４３に接続され、他端５３３ｂは端子電極５４５に接続されている。本実施形態においても、ワイヤ５３１〜５３３の巻回数はいずれも８ターンである。また、本実施形態によるバルントランス５００の等価回路は、図５に示した等価回路と同じである。
【００５７】
図１３は、本実施形態によるバルントランス５００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【００５８】
図１３に示すプリント基板上の搭載領域５５０は、バルントランス５００を搭載するための領域であり、４つのランドパターン５５１〜５５４が設けられている。ランドパターン５５１は不平衡伝送線路ＰＬに接続されるパターンであり、バルントランス５００の端子電極５４１に接続される。ランドパターン５５２はグランド配線ＧＮＤＬに接続されるパターンであり、バルントランス５００の端子電極５４２，５４５，５４６に接続される。これにより、端子電極５４２，５４５は２次巻線のセンタータップを構成する。ランドパターン５５３，５５４は一対の平衡伝送線路ＳＴＬ，ＳＢＬに接続されるパターンであり、それぞれバルントランス５００の端子電極５４３及び端子電極５４４に接続される。
【００５９】
本実施形態によるバルントランス５００は方向性が無く、このため、巻芯部５１１の両端に設けられた一対の鍔部５１２，５１３の位置を入れ替えても同じ結線状態が得られる。すなわち、実装時においてバルントランス５００を１８０°回転させても正しく動作する。１８０°回転させた場合においてランドパターン５５１〜５５４に接続される端子電極の符号は、図１３においてカッコ書きで示されている。このように、本実施形態によるバルントランス５００は方向性を持たないことから、実装方向を制御する必要がなく、実装コストを低減することが可能となる。
【００６０】
しかも、本実施形態によるバルントランス５００は、バイファイラ巻きされたワイヤ５３２，５３３が互いに交差する箇所（ワイヤ５３２と５３３の位置を入れ替える箇所）を持たない。このため、ワイヤの巻回作業においてワイヤ５３２，５３３を交差させる動作が不要となることから、複雑な巻回機を用いることなく作製することが可能となる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６２】
例えば、上記各実施形態においては、２次巻線を構成する２つのワイヤがバイファイラ巻きされているが、互いに沿った状態で巻回されている限り、バイファイラ巻きに限定されるものではない。したがって、図１４に示すように、２つのワイヤ１１，１２がツイストされてなるツイストワイヤ１０を用い、このようなツイストワイヤ１０を巻芯部に巻回することにより２次巻線として利用しても構わない。
【００６３】
また、上記各実施形態では、１次巻線と２次巻線の巻数比が１：２である場合を例に説明したが、巻数比が１：１以外ある限り、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、２：１のように１次巻線が２次巻線よりも巻回数が多くても構わないし、１：３のように奇数倍であっても構わないし、１：√２のように整数比でなくても構わない。
【００６４】
さらに、上記各実施形態では、１次巻線及び２次巻線の巻回数をそれぞれＮ１（＝８）、Ｎ２（＝１６）とし、１次巻線及び２次巻線のワイヤ径をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２＝Ｎ２／Ｎ１（＝２）に設定することによって、１次巻線の巻幅Ｄ１と２次巻線の巻幅Ｄ２をほぼ等しくしているが、本発明において巻幅Ｄ１，Ｄ２を完全に一致させることは必須でない。したがって、例えばＷ１／Ｗ２＝１．５に設定することによって、正しく積層されない１次巻線又は２次巻線が一部発生するケースも許容される。この場合であっても、図１７に示したようにＷ１／Ｗ２＝１に設定した場合と比べれば、正しく積層されない１次巻線又は２次巻線の数を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態によるバルントランス１００の外観を示す略斜視図である。
【図２】バルントランス１００の略断面図である。
【図３】バルントランス１００を実装面側から見た略底面図である。
【図４】ワイヤ１３１〜１３３と端子電極１４１〜１４６との接続関係を説明するための模式図である。
【図５】バルントランス１００の等価回路図である。
【図６】比較例のバルントランスの略断面図である。
【図７】バルントランス１００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態によるバルントランス２００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【図９】ワイヤ１３２，１３３を谷線部分Ｖに沿って巻回した例を示す模式的な部分断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態によるバルントランス３００の主要部を示す模式的な部分断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態によるバルントランス４００の略断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態によるバルントランス５００におけるワイヤと端子電極との接続関係を説明するための模式図である。
【図１３】バルントランス５００を搭載するためのプリント基板上における配線パターンを示す図である。
【図１４】２次巻線として利用可能なツイストワイヤ１０を示す図である。
【図１５】１個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。
【図１６】２個のコモンモードフィルタを用いてバルントランスを構成した例を示す回路図である。
【図１７】巻数比が１：２である従来のバルントランスにおける問題を説明するための模式的な部分断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，２００，３００，４００，５００ バルントランス
１１０ ドラム型コア
１１１，５１１ 巻芯部
１１２，５１２ 一方の鍔部
１１３，５１３ 他方の鍔部
１２０ 板状コア
１３１〜１３３，５３１〜５３３ ワイヤ
１３１ａ〜１３３ａ，５３１ａ〜５３３ａ ワイヤの一端
１３１ｂ〜１３３ｂ，５３１ｂ〜５３３ｂ ワイヤの他端
１４１〜１４６，５４１〜５４６ 端子電極
１５０，５５０ 搭載領域
１５１〜１５４，５５１〜５５４ ランドパターン
２０１ 平坦化部材
３０１ 平坦化フィルム
Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２ １次巻線
Ｌ２１，Ｌ２２ ２次巻線
ＣＴ センタータップ
Ｄ１，Ｄ２ 巻幅
ＧＮＤ グランド端子
ＧＮＤＬ グランド配線
Ｐ １次側端子
ＰＬ 不平衡伝送線路
ＳＢ ２次側負極端子
ＳＴ ２次側正極端子
ＳＴＬ，ＳＢＬ 平衡伝送線路
Ｖ 谷線部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラム型コアと、前記鍔部に設けられた複数の端子電極と、前記巻芯部に巻回され両端が前記端子電極に接続された１次巻線と、前記巻芯部に巻回され両端及びセンタータップが前記端子電極に接続された２次巻線とを備え、
前記２次巻線は、一端から前記センタータップまでの第１のワイヤと、他端から前記センタータップまでの第２のワイヤとを含み、
前記第１のワイヤと前記第２のワイヤは、互いに沿った状態で前記巻芯部に巻回されており、
前記１次巻線及び前記２次巻線の一方が内周側に巻回され、他方が外周側に巻回されており、
前記１次巻線と前記２次巻線の巻回数が異なり、
前記１次巻線及び前記２次巻線のうち、巻回数の多い側のワイヤ径が巻回数の少ない側のワイヤ径よりも小さいことを特徴とするバルントランス。
【請求項２】
前記１次巻線の巻幅と前記２次巻線の巻幅がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載のバルントランス。
【請求項３】
前記内周側に巻回された前記１次巻線又は前記２次巻線によって形成される谷線部分に平坦化部材が充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルントランス。
【請求項４】
前記１次巻線と前記２次巻線との間に平坦化フィルムが介在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルントランス。
【請求項５】
前記１次巻線及び前記２次巻線のうち、巻回数の多い側が前記内周側に巻回されてい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バルントランス。
【請求項１】
巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラム型コアと、前記鍔部に設けられた複数の端子電極と、前記巻芯部に巻回され両端が前記端子電極に接続された１次巻線と、前記巻芯部に巻回され両端及びセンタータップが前記端子電極に接続された２次巻線とを備え、
前記２次巻線は、一端から前記センタータップまでの第１のワイヤと、他端から前記センタータップまでの第２のワイヤとを含み、
前記第１のワイヤと前記第２のワイヤは、互いに沿った状態で前記巻芯部に巻回されており、
前記１次巻線及び前記２次巻線の一方が内周側に巻回され、他方が外周側に巻回されており、
前記１次巻線と前記２次巻線の巻回数が異なり、
前記１次巻線及び前記２次巻線のうち、巻回数の多い側のワイヤ径が巻回数の少ない側のワイヤ径よりも小さいことを特徴とするバルントランス。
【請求項２】
前記１次巻線の巻幅と前記２次巻線の巻幅がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載のバルントランス。
【請求項３】
前記内周側に巻回された前記１次巻線又は前記２次巻線によって形成される谷線部分に平坦化部材が充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルントランス。
【請求項４】
前記１次巻線と前記２次巻線との間に平坦化フィルムが介在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のバルントランス。
【請求項５】
前記１次巻線及び前記２次巻線のうち、巻回数の多い側が前記内周側に巻回されてい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バルントランス。
【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２０１０−１０８９９０（Ｐ２０１０−１０８９９０Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６７４６（Ｐ２００８−２７６７４６）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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