JPH05135968A

JPH05135968A - トランス用コイル素子、並びにそのコイル素子を用いたトランス、及びそのトランスの結線方法

Info

Publication number: JPH05135968A
Application number: JP3324065A
Authority: JP
Inventors: Toru Hirohashi; 徹広橋; Yuichi Ikeda; 裕一池田; Hiroshi Watanabe; 浩渡辺
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1993-06-01
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JP2971220B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小形で、漏れ磁束の少ないトランス用コイル
素子を提供すること。【構成】４層の多層プリント基板１２を用い、その表
面の第１層と第３層に一次側のコイルを構成するコイル
パターン１４ａ，１４ｃを、また、第２層と第４層には
二次側のコイルを構成するコイルパターン１４ｂ，１４
ｄをそれぞれ形成している。各コイルパターンは、とも
に一部が開環したリング状の１ターンを構成しており、
その開環部位の両端が外方に延長して接続端子部１５と
なっており、その端子部１５にスルーホールが形成され
ている。そして同次側のコイルパターンに設けられた２
個ずつ（計４個）の接続端子部は、１ピッチ分だけ位置
ずれを生じさせ、その中央の接続端子同士がスルーホー
ル１６ｂ内面にハンダ処理等により導通状態となってい
る。また、他の２つのスルーホール１６ａ，１６ｃに
は、端子ピンが挿入配置可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトランス用コイル素子、
並びにそのコイル素子を用いたトランス、並びにそのト
ランスの結線方法に関するもので、特にプリント基板上
にコイルパターンを形成することにより製造されるコイ
ル素子並びにその応用製品の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】トランスに用いられるコイル素子とし
て、例えばプリント基板を用いて構成されるものがあ
る。すなわち、プリント基板の片面あるいは両面に１タ
ーン分のコイルパターンを形成し、係るコイルパターン
付きのプリント基板を所定枚数だけ積層配置すると共
に、各コイルパターンの所定の端部同士を適宜端子ピン
にて接続することにより一連のコイルを有するコイル素
子が製造される。そして、各コイルパターンの端部は、
接続する一対の端部同士を上下方向で一致させるととも
に、他の端部との絶縁を図るために端部の位置を逐次横
方向にずらすようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のコイル素子では、以下に示す種々の問題を有し
ている。すなわち、まず、各プリント基板に形成したコ
イルパターンの端部同士の接続をすべて端子ピンを介し
て行っていたが、製造技術，素子の強度その他の理由か
ら隣接する端子ピン間の距離を少なくとも５ｍｍ以上あ
けなければならず、素子の小型化のネックとなってい
る。特に、ターン数が多くなるにつれて必要となる端子
ピンの数も増大し、上記問題が顕著となる。

【０００４】また、コイル素子を構成する各プリント基
板に形成するコイルパターンの形状は、上述のごとくそ
の端部の位置をずらせなければならないため、異なるパ
ターン形状を有する多数のプリント基板を製造し、それ
らを順序よく組み立て配置しなければならず、その作業
が煩雑化するばかりでなく、コスト高となる。

【０００５】さらには、一次側を形成するコイルパター
ンと二次側を形成するコイルパターンとが別のプリント
基板に形成されていたため、漏れ磁束に伴う損失を生じ
てしまう。

【０００６】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、小形で組み立て作業
が容易で、かつ各素子（プリント基板）間でのパターン
の共通化を図ることにより低コスト化を図ることがで
き、しかも漏れ磁束の少ないトランス用コイル素子、並
びにそのコイル素子を用いたトランスを提供するととも
に、係るトランスに適した結線方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係るトランス用コイル素子では、多層プ
リント基板の各層に、一次側並びに二次側を構成する各
コイルパターンを交互に設け、同次側のコイルパターン
の一端部同士をスルーホールを介して接続するようにし
た。

【０００８】また、上記コイル素子をトランスベース上
に所定枚数積層配置し、前記トランスベース上に起立配
置させた端子ピンを、前記各コイル素子に設けた前記コ
イルパターンの他端部に設けたスルーホール内に挿入配
置すると共に、その各端子ピンと前記他端部に設けたス
ルーホールとを接続することにより前記各コイル素子間
の同次側のコイルパターン相互の導通をとることによ
り、トランスを構成するようにした。

【０００９】さらに上記構成のトランスに設けられた一
次側並びに二次側の前記各端子ピンのうち、所定の端子
ピン同士を接続することにより入力側、並びに出力側に
対して前記各コイル素子に設けられた前記コイルパター
ンを直列或いは並列接続可能とするようにしても良い。

【００１０】

【作用】多層プリント基板の各層に一次側並びに二次側
のコイルパターンを交互に配置しているので、コイルパ
ターン間での漏れ磁束の発生が低減する。また、各コイ
ルパターン同士の接続は、多層プリント基板に設けたス
ルーホールを介して行われているため、実際に回路上に
装着するに際し使用される端子ピンの数が減少し、スル
ーホールの配置ピッチが短く設定される。さらに同一の
コイル素子を用いて所望のコイルを製造することができ
るため、簡単に組み立てられる。さらにまた、所定の端
子ピン同士を接続することにより入力側、並びに出力側
に対して前記各コイル素子に設けられた前記コイルパタ
ーンを直列或いは並列接続することにより、巻数比の変
更が行われる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る好適な実施例を添付図面
を参照にして詳述する。図１は第１の発明に係るコイル
素子の一実施例を示す斜視図である。同図に示すよう
に、本発明に係るコイル素子１０は、まず多層プリント
基板（本例では４層基板）１２の各層に、所定のコイル
パターン１４ａ〜１４ｄを設けている。すなわち、便宜
上多層プリント基板１２の表面を第１層とし、以下順に
第２層，第３層，第４層とすると、表面の第１層と第３
層に一次側のコイルを構成するコイルパターン１４ａ，
１４ｃを、また、第２層と裏面側の第４層に二次側のコ
イルを構成するコイルパターン１４ｂ，１４ｄをそれぞ
れ形成している。

【００１２】そして、各コイルパターン１４ａ〜１４ｄ
は、ともに一部が開環したリング状の１ターンを構成し
ており、その開環部位の両端が外方に延長して接続端子
部１５となっている（図２参照）。なお、本例では、第
１層，第３層に形成したコイルパターン１４ａ，１４ｃ
並びに第２層，第４層に形成したコイルパターン１４
ｂ，１４ｄは、それぞれともに同一パターンを１８０度
回転配置させたものなっている。そして、その各接続端
子部１５には、多層プリント基板１２を上下に貫通する
スルーホールが形成されている。

【００１３】また、一次側のコイルパターン１４ａ，１
４ｃに設けられた接続端子部１５と、二次側のコイルパ
ターン１４ｂ，１４ｄに設けられた接続端子部１５は、
１８０度逆方向に配置されている。さらに、同次側のコ
イルパターン１４ａ，１４ｃ（１４ｂ，１４ｄ）に設け
られた２個ずつ（計４個）の接続端子部１５は、１ピッ
チ分だけ位置ずれを生じさせ、中央で上下方向に一致
し、その両側に１個ずつ配置された状態となっており、
その中央の接続端子１５同士がスルーホール１６ｂ内面
にメッキ処理（ハンダ処理）などにより導通状態となっ
ている。また、他の両側に位置する２つのスルーホール
１６ａ，１６ｃには、後述する端子ピンが挿入配置可能
となっており、外部回路或いは他のコイル素子との導通
がとれるようになっている。

【００１４】これにより、一次側並びに二次側ともに２
ターンずつのコイルを有するコイル素子が構成され、一
次側並びに二次側が２ターンずつの巻数比が２：２のト
ランスの場合には本コイル素子１０を１個用いることに
より構成することができ、また、必要に応じて上記構成
のコイル素子１０を所定数組み合わせることにより所望
の巻線比からなるトランスを構成することができる。

【００１５】なお、本例では、多層プリント基板１２の
表面並びに裏面に露出するコイルパターン１４ａ，１４
ｄ上を絶縁性塗料で被覆することにより、ハンダ等がコ
イルパターン１４ａ，１４ｄ上に付着したりするのを防
止している。さらに、多層プリント基板１０の中央部位
には、各コイルパターン１４の内周縁に沿うようにして
窓孔１８が形成されている。そして、係る構成のコイル
素子１０では、真ん中のスルーホール１６ｂを介してコ
イルパターンが接続されるため、その真ん中のスルーホ
ール１６ｂ内には端子ピンを挿通する必要がなく、３つ
のスルーホール１６ａ〜１６ｃの配置ピッチを短くする
ことができる。

【００１６】図３は、上記したコイル素子１０を用いて
形成される第２の発明に係るトランス２０の一実施例を
示す分解斜視図である。同図に示すように、本例では、
上記構成のコイル素子１０を４個用いた例について説明
している。すなわちまず、平面略矩形のフェライトから
なるトランスベース２２の対向する一対の辺にはそれぞ
れ４本の端子ピン２４ａ〜２４ｄ，２６ａ〜２６ｄが植
設されており、それら各端子ピン２４の基端部２７はト
ランスベース２２の側面下端突出して面実装可能となっ
ている。

【００１７】そしてこのトランスベース２２上に上記４
個のコイル素子１０を積層配置するのであるが、このと
き、各コイル素子１０は、その表・裏面を交互に逆に配
置している。これにより、一次側の端部では、第１，第
２の端子ピン２４ａ，２４ｂが、一番上と三番目に位置
するコイル素子１０に形成されたスルーホール１６ａ，
１６ｃ内に挿入配置され、また、第３，第４の端子ピン
２４ｃ，２４ｄが、二番目と四番目に位置するコイル素
子１０に形成されたスルーホール１６ｃ，１６ａ内に挿
入配置される。そして、各端子ピン２４ａ〜２４ｄと各
スルーホール１６ａ，１６ｃとはハンダ付けなどにより
導通状態となる。

【００１８】また、同様にして二次側の端部において
も、各端子ピン２６ａ〜２６ｄは、二次側のコイルパタ
ーンに形成された各スルーホール１６ａ，１６ｃ内に挿
入配置されるとともにハンダ付けされて導通状態とな
る。これにより、一番目と三番目のコイル素子１０に形
成された一次側並びに二次側の各コイルパターンは、そ
れぞれ第１，第２の端子ピン２４ａ，２４ｂ，２６ａ，
２６ｂを介して並列接続されることになり、また、二番
目と四番目のコイル素子１０に形成されたコイルパター
ンも同様に並列接続となる。

【００１９】さらに、本例では隣接する上下のコイル素
子１０間には孔２８ａ付きの絶縁シート２８を介在させ
ることにより対向するコイルパターン間での絶縁を図る
ようにしている。また、トランスベース２２上に各コイ
ル素子１０を取り付けた状態において、その上下から一
対のフェライト磁芯３０，３０を装着する。そして、フ
ェライト磁芯３０，３０を装着した状態では、そのフェ
ライト磁芯３０，３０の対向面に設けた凸部３０ａ，３
０ａが、各コイル素子１０に設けた窓孔１８並びに絶縁
シート２８に設けられた孔２８ａ内に挿入配置するよう
になっている。

【００２０】この様にして、本発明に係るトランス２０
が構成され、本例では同一形状・構成からなるコイル素
子１０を用いて製造することができ、しかも、その組み
立て作業は、同一のコイル素子１０を順次表・裏を逆に
しながら各スルーホール１６ａ〜１６ｃをトランスベー
ス２２に設けた端子ピン２４，２６に挿入するだけで良
く、極めて簡単となる。そして、係る構成のトランス２
０の使用に際しては、各端子ピン２４，２６の基端部２
７を適宜接続することにより、所望の巻数比を有するト
ランス２０を形成すると共に、実際の回路上に装着する
ことになる。

【００２１】次に、上記構成のトランス２０を用いて、
第３の発明に係る結線方法について説明する。まず、図
４（Ａ）に示すように、一次側の第１の端子ピン２４ａ
と第３の端子ピン２４ｃを接続すると共に、第２の端子
ピン２４ｂと第４の端子ピン２４ｄとをそれぞれ接続
し、第１の端子ピン２４ａ側並びに第４の端子ピン２４
ｄ側を入力側端子に連繋する。また、同様にして二次側
の第１の端子ピン２６ａと第３の端子ピン２６ｃを接続
すると共に、第２の端子ピン２６ｂと第４の端子ピン２
６ｄとをそれぞれ接続し、第１の端子ピン２６ａ側並び
に第４の端子ピン２６ｄ側を出力側端子に連繋する。係
る結線をとることにより巻数比が２：２のトランスが形
成される。

【００２２】また、同図（Ｂ）に示すように、一次側の
第２の端子ピン２４ｂと第３の端子ピン２４ｃとを接続
するとともに、第１の端子ピン２４ａ並びに第４の端子
ピン２４ｄをそれぞれ入力側端子に連繋する。これによ
り一次側の各コイルパターンが直列に接続されることに
なる。一方、二次側は上記図（Ａ）と同様に接続する。
係る結線をとることにより巻数比が４：２のトランスが
形成される。

【００２３】さらに、同図（Ｃ）に示すように、上記図
（Ｂ）と逆の結線をとることにより、巻数比が２：４の
トランスが形成される。さらにまた、同図（Ｄ）に示す
ように、一次側並びに二次側の第２の端子ピン２４ｂ，
２６ｂと第３の端子ピン２４ｃ，２６ｃとをそれぞれ接
続するとともに、第１の端子ピン２４ａ，２６ａ並びに
第４の端子ピン２４ｄ，２６ｄをそれぞれ入力側，出力
側端子に連繋する。これにより、両次側ともに各コイル
パターンが共に直列接続されることになる。係る結線を
とることにより、巻数比が４：４のトランスが形成され
る。この様に、本例では、同一のトランス２０を使用し
つつ、その結線方法を変えるだけで、異なる巻数比のト
ランスを得ることができる。

【００２４】なお、上記した実施例では、コイル素子と
して４層構造の多層プリント基板を用いて構成したもの
について説明するとともに、その４層プリント基板から
なるコイル素子を用いて形成されたトランス並びにその
トランスの結線方法について説明したが、本発明はこれ
に限ること無く４層以上の多層プリント基板を用いても
よいのはもちろんであり、層数が多くなるほど、上記し
た効果がより顕著となる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、多層プリント基板内に形成されたコイルパターン同
士の接続は、その基板の所定位置に形成したスルーホー
ルを用いて行うようにしたため、各コイルパターンの端
部に形成されたスルーホールの配置ピッチを短くするこ
とができ、コイル素子の小形化を図ることができる。し
かも、一つのコイル素子内に交互に一次側並びに二次側
のコイルパターンを配置したため、漏れ磁束が少なくな
り、損失の発生を抑制することができる。

【００２６】また、本発明では、同一のコイル素子を所
定数（１個を含む）用いることによりトランスを構成す
ることができ、その結果、組み立て作業が容易で、かつ
各素子間でのパターンの共通化を図ることにより低コス
ト化を図ることができる。しかも、結線方法を適宜変え
ることにより、同一のトランスを用いつつ異なる所望の
巻数比を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコイル素子の好適な一実施例を示
す斜視図である。

【図２】図１に示すコイル素子を構成するコイルパター
ンを示す分解斜視図である。

【図３】図１に示すコイル素子を用いて製造される本発
明に係るトランスの一実施例を示す分解斜視図である。

【図４】図３に示すトランスにおける結線方法の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１０コイル素子１２多層プリント基板１４ａ〜１４ｄコイルパターン１６ｂスルーホール（一端部に設けたもの）１６ａ，１６ｃスルーホール（他端部に設けたもの）２０トランス２２トランスベース２４ａ〜２４ｄ，２６ａ〜２６ｄ第１〜第４の端子ピ
ン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層プリント基板の各層に、一次側並び
に二次側を構成する各コイルパターンを交互に設け、同
次側のコイルパターンの一端部同士をスルーホールを介
して接続してなることを特徴とするトランス用コイル素
子。
【請求項２】請求項１に記載のコイル素子をトランスベ
ース上に所定枚数積層配置し、前記トランスベース上に
起立配置させた端子ピンを、前記各コイル素子に設けた
前記コイルパターンの他端部に設けたスルーホール内に
挿入配置すると共に、その各端子ピンと前記他端部に設
けたスルーホールとを接続することにより前記各コイル
素子間の同次側のコイルパターン相互の導通をとるよう
にしたことを特徴とするトランス。
【請求項３】請求項２に記載のトランスに設けられた一
次側並びに二次側の前記各端子ピンのうち、所定の端子
ピン同士を接続することにより入力側、並びに出力側に
対して前記各コイル素子に設けられた前記コイルパター
ンを直列或いは並列接続可能としたことを特徴とするこ
と特徴とするトランスの結線方法。