WO2024181449A1 - トランス - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/10—Single-phase transformers
Definitions
- This disclosure relates to a transformer.
- a transformer that transform voltage is used in the power circuits of various electronic devices.
- a transformer is generally constructed by winding a primary coil and a secondary coil around a core made of electromagnetic steel sheet or ferrite material. By passing an excitation current through the primary coil, a magnetic field is generated inside the core, and a voltage is induced in the secondary coil by electromagnetic induction.
- the transformer core is thick and has a three-dimensional shape.
- an EE core or EER core is formed in an E shape and has three legs. It is preferable for the core to have a large volume in order to suppress magnetic saturation. For this reason, transformers tend to be bulky.
- the embodiment of the present disclosure aims to make the transformer smaller and thinner.
- a transformer includes a first magnetic shielding member that is generally flat, a first coil arranged opposite the first magnetic shielding member, the first coil having a first surface facing the first magnetic shielding member and a second surface opposite the first surface, a first magnetic layer having magnetism and at least a portion of which covers the first surface of the first coil, a second coil arranged opposite the second surface of the first coil, the second coil having a third surface facing the first coil and a fourth surface opposite the third surface, a second magnetic shielding member that is generally flat and arranged opposite the fourth surface of the second coil, and a second magnetic layer having magnetism and at least a portion of which covers the fourth surface of the second coil.
- a transformer according to one embodiment of the present disclosure includes a generally flat magnetic shielding member, a first coil arranged opposite the magnetic shielding member, the first coil having a first surface facing the magnetic shielding member and a second surface opposite the first surface, a second coil arranged opposite the second surface of the first coil, and a magnetic layer having magnetism, at least a portion of which covers the first surface of the first coil.
- the transformer can be made smaller and thinner.
- FIG. 1 is a perspective view of a transformer according to a first embodiment.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of a first coil component of the transformer shown in FIG. 3 is an exploded perspective view of a second coil component of the transformer shown in FIG. 1.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the transformer taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a perspective view of a transformer according to the second embodiment.
- FIG. 6 is an exploded perspective view of the transformer shown in FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the transformer taken along line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is a perspective view showing a coil having a total of nine turns.
- FIG. 9 is a perspective view showing a coil having a total of seven turns.
- FIG. 10 is a table showing the Q value of the transformer according to the first embodiment obtained by the first simulation.
- FIG. 11 is a graph showing the Q value of the transformer according to the first embodiment obtained by the first simulation.
- FIG. 12 is a table showing the Q value of the transformer according to the first embodiment obtained by the second simulation.
- FIG. 13 is a graph showing the Q value of the transformer according to the first embodiment obtained by the second simulation.
- FIG. 14 is a perspective view showing the coils of the transformer under conditions 1 and 2 of the third simulation.
- FIG. 15 is a perspective view showing the coils of the transformers under conditions 3 to 6 of the third simulation.
- FIG. 16 is a perspective view showing the coils of the transformer under conditions 7 to 9 of the third simulation.
- FIG. 17 is a table showing the Q value, loss, impedance, inductance, and coupling coefficient of the transformer according to the second embodiment obtained by the third simulation.
- FIG. 18 is a perspective view showing a coil of a transformer in the fourth simulation.
- FIG. 19 is a table showing the Q value, loss, impedance, inductance, and coupling coefficient of the transformer according to the second embodiment obtained by the fourth simulation.
- An embodiment of the present disclosure relates to the following [1] to [36].
- a first magnetic shield member that is generally flat; a first coil disposed opposite to the first magnetic shield member, the first coil having a first surface facing the first magnetic shield member and a second surface opposite to the first surface; a first magnetic layer having magnetism and at least a portion of which covers the first surface of the first coil; a second coil disposed opposite the second surface of the first coil, the second coil having a third surface facing the first coil and a fourth surface opposite the third surface; a second magnetic shield member that is generally flat and disposed opposite a fourth surface of the second coil; a second magnetic layer having magnetism and at least a portion of which covers the fourth surface of the second coil;
- a transformer comprising:
- the first coil having a plurality of planar coil elements; the first coil includes a first shield-side planar coil element that forms the first surface, The transformer according to [2], wherein a thickness of a planar coil element of the first coil other than the first shield-side planar coil element is 0.15 mm or more.
- the second coil having a plurality of planar coil elements; the second coil includes a second shield-side planar coil element that forms the fourth surface,
- the first coil has a plurality of planar coil elements; the first coil includes a first shield-side planar coil element that forms the first surface, a thickness of the planar coil elements of the first coil other than the first shield-side planar coil element is 0.15 mm or more;
- the second coil has a plurality of planar coil elements; the second coil has a second shield-side planar coil element that forms the fourth surface, a thickness of the second shield-side planar coil element is greater than thicknesses of other planar coil elements of the second coil; a thickness of the planar coil elements of the second coil other than the second shield-side planar coil element is 0.15 mm or more;
- the first coil has a plurality of planar coil elements; the first coil includes a first shield-side planar coil element that forms the first surface, a thickness of a planar coil element of the first coil other than the first shield-side planar coil element is 0.15 mm or more and 0.25 mm or less;
- the second coil has a plurality of planar coil elements; the second coil includes a second shield-side planar coil element that forms the fourth surface, a thickness of a planar coil element of the second coil other than the second shield-side planar coil element is 0.15 mm or more and 0.25 mm or less;
- the first magnetic shield member has an inner surface facing the first coil and an outer surface opposite to the inner surface,
- the transformer according to any one of [1] to [21], wherein a distance between the inner surface of the first magnetic shield member and the first surface of the first coil is 0.5 mm or more and 2 mm or less.
- the second magnetic shield member has an inner surface facing the second coil and an outer surface opposite to the inner surface,
- the transformer according to any one of [1] to [22], wherein a distance between the inner surface of the second magnetic shield member and the fourth surface of the second coil is 0.5 mm or more and 2 mm or less.
- a magnetic shield member which is generally flat; a first coil disposed opposite the magnetic shield member, the first coil having a first surface facing the magnetic shield member and a second surface opposite to the first surface; a second coil disposed opposite the second surface of the first coil; a magnetic layer having magnetism and at least a portion of which covers the first surface of the first coil;
- a transformer comprising:
- the first coil and the second coil each have at least one planar coil element; the first coil has a shield-side planar coil element that forms the first surface;
- the second coil has a third surface facing the first coil and a fourth surface opposite to the third surface,
- the magnetic shield member has an inner surface facing the first coil and an outer surface opposite to the inner surface,
- the transformer according to any one of [24] to [34], wherein a distance between the inner surface of the magnetic shield member and the first surface of the first coil is 0.5 mm or more and 2 mm or less.
- the first coil and the second coil each have at least one planar coil element;
- the transformer according to any one of [1] to [35], wherein the thickness of the planar coil element is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less.
- sheet is a concept that includes members that may also be called films or plates.
- Fig. 1 is a perspective view of a transformer 1 according to a first embodiment.
- Fig. 2 is an exploded perspective view of a first coil component 2 of the transformer 1 shown in Fig. 1.
- Fig. 3 is an exploded perspective view of a second coil component 3 of the transformer 1 shown in Fig. 1.
- Fig. 4 is a partial cross-sectional view of the transformer 1 shown in Fig. 1.
- the transformer 1 includes a first coil component 2 and a second coil component 3.
- the first coil component 2 and the second coil component 3 are not electrically connected to each other.
- the first coil component 2 and the second coil component 3 face each other.
- the direction from the first coil component 2 toward the second coil component 3 is referred to as the first direction D1.
- the first coil component 2 has a first coil 10, a first magnetic shield member 20, and a first magnetic layer 30.
- the first magnetic shield member 20 and the first coil 10 are overlapped in this order in the first direction D1.
- the first coil component 2 further includes a first wall portion 35 and a first core member 38.
- the first coil 10 is connected to an AC power source. When an AC current is supplied to the first coil 10, a magnetic flux is generated in the first coil 10.
- the second coil component 3 has a second coil 40, a second magnetic shield member 50, and a second magnetic layer 60.
- the second coil 40 and the second magnetic shield member 50 are overlapped in this order in the first direction D1.
- the second coil component 3 further includes a second wall portion 65 and a second core member 68.
- the second coil 40 is not electrically connected to the first coil 10.
- the second coil 40 is connected to an electronic device. When a magnetic flux is generated in the first coil 10, a voltage is induced in the second coil 40.
- the frequency of the AC current supplied to the first coil 10 of the transformer 1 according to the first embodiment described below is not particularly limited.
- the first coil 10 may be supplied with an AC current of 10 kHz or more.
- the first coil 10 may be supplied with an AC current of 75 kHz to 100 kHz or less, or an AC current of 79 kHz to 90 kHz or less, or an AC current of 85 kHz.
- the first coil 10 may also be supplied with an AC current of 80 kHz to 500 kHz or less.
- the first coil 10 may also be supplied with an AC current of 1 MHz or less, or an AC current of more than 1 MHz.
- each coil component 2, 3 The elements that make up each coil component 2, 3 are described in detail below.
- the first coil 10 is made of a conductive material.
- the first coil 10 may be made of copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy.
- the first coil 10 is disposed opposite the first magnetic shield member 20. As shown in Fig. 4, the first coil 10 has a first surface 10a facing the first magnetic shield member 20 and a second surface 10b opposite to the first surface 10a.
- the first coil 10 includes at least one planar coil element.
- the number of planar coil elements included in the first coil 10 is not particularly limited.
- the first coil 10 may include a single planar coil element, or may include two or more planar coil elements.
- the first coil 10 includes a first planar coil element 11 and a second planar coil element 12.
- the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 are formed from the same material, but this is not limited thereto.
- the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 may be formed from different materials.
- the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 overlap in this order in the first direction D1.
- the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 are spaced apart from each other along the first direction D1.
- each of the planar coil elements 11 and 12 has a spiral shape.
- the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 are each formed in a spiral shape around a first central axis C1 extending along a first direction D1, as shown in FIG. 2.
- the direction means a direction extending on the first central axis C1 or a direction parallel to the first central axis C1.
- a direction perpendicular to the first central axis C1 is referred to as a radial direction of the planar coil elements 11 and 12.
- first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 do not have to be formed in a spiral shape around a common central axis.
- the central axis of the first planar coil element 11 and the central axis of the second planar coil element 12 may or may not coincide with each other. It is sufficient that the central axis of the first planar coil element 11 and the central axis of the second planar coil element 12 are parallel to each other.
- Each of the planar coil elements 11 and 12 is plate-shaped. As shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of each of the planar coil elements 11 and 12 in a direction perpendicular to the direction in which the planar coil elements 11 and 12 rotate in a spiral shape is rectangular.
- the first planar coil element 11 is disposed facing the first magnetic shield member 20.
- the first planar coil element 11 forms the first surface 10a of the first coil 10.
- the second planar coil element 12 forms the second surface 10b of the first coil 10.
- the second planar coil element 12 is disposed between the first planar coil element 11 and the second coil component 3.
- the first planar coil element 11 is also referred to as the "first shield side planar coil element 11.”
- the first planar coil element 11 has a conductor 11E having a spiral shape formed by a plurality of turn portions 11n.
- the plurality of turn portions 11n of the first planar coil element 11 are arranged in a direction perpendicular to the first central axis C1.
- the plurality of turn portions 11n are connected so as to gradually move away from the first central axis C1 toward the radially outward direction of a circle centered on the first central axis C1. This gives the first planar coil element 11 a spiral shape.
- the second planar coil element 12 has a conductor 12E having a spiral shape formed by a plurality of turn portions 12n.
- the plurality of turn portions 12n of the second planar coil element 12 are arranged in a direction perpendicular to the first central axis C1. More specifically, the plurality of turn portions 12n are connected so as to gradually move away from the first central axis C1 toward the radially outward direction of a circle centered on the first central axis C1. This gives the second planar coil element 12 a spiral shape.
- the turn portions 11n, 12n are basically linear conductor portions that do not form a ring but go around the first central axis C1 360 degrees. In the case of a planar coil element, both ends of the turn portions 11n, 12n are offset in the radial direction. In multiple turn portions 11n, 12n, the radially outer end of one turn portion 11n, 12n is connected to the radially inner end of the other turn portion 11n, 12n, and the other turn portions 11n, 12n extend away from the first central axis C1.
- turn portion 11n of the first planar coil element 11 that is closest to the first central axis C1 will also be referred to as turn portion 111.
- the turn portion connected to turn portion 111 will also be referred to as turn portion 112.
- the turn portions 11n of the first planar coil element 11 are composed of five turn portions 111 to 115. In the following, when describing matters common to each of the turn portions 11n, they will basically be referred to as turn portion 11n.
- the turn portion 12n of the second planar coil element 12 that is closest to the first central axis C1 is also referred to as turn portion 121.
- the turn portion connected to turn portion 121 is also referred to as turn portion 122.
- the turn portions 12n of the second planar coil element 12 are composed of five turn portions 121 to 125. In the following, when describing matters common to each of the turn portions 12n, they are basically referred to as turn portion 12n.
- the number of turns of first planar coil element 11 and the number of turns of second planar coil element 12 are the same. However, the number of turns of first planar coil element 11 and the number of turns of second planar coil element 12 may be different from each other.
- the total number of turns of first coil 10 is the sum of the number of turns of planar coil elements 11 and 12 included in first coil 10. Therefore, in the illustrated example, the total number of turns of first coil 10 is 10.
- the turn sections 11n, 12n rotate to form a rectangle.
- the turn sections 11n, 12n may also rotate to form a circle.
- the "spiral shape” referred to in this disclosure means a planar curved shape wound in a spiral shape.
- the planar curved shape referred to here also includes a planar pattern that rotates repeatedly while bending in a broken line shape as shown in the figure.
- the "spiral shape” refers to a planar curved shape that moves away from the center as it rotates (or moves closer to the center as it rotates).
- connection wiring portion 14 shown in FIG. 2 is a conductor and electrically connects the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 in series.
- the connection wiring portion 14 shown in the figure is formed integrally with the turn portion 121 of the second planar coil element 12, as an example.
- the connection wiring portion 14 may be connected to the turn portion 121 by ultrasonic connection or the like.
- the radially outer end (the end farther from the first central axis C1) of the turn portion 115 of the first planar coil element 11 that is the furthest from the first central axis C1 of the multiple turn portions 11n is connected to the first connection terminal 71.
- the radially outer end of the turn portion 125 of the second planar coil element 12 that is the furthest from the first central axis C1 of the multiple turn portions 12n is connected to the second connection terminal 72.
- the first connection terminal 71 and the second connection terminal 72 can be used, for example, for connection to an AC power source.
- the connection between the first connection terminal 71 and the turn portion 115 and the connection between the second connection terminal 72 and the turn portion 125 may be performed by ultrasonic bonding.
- the connection method is not limited, and for example, a connection using a conductive adhesive may be adopted.
- the radial inward direction of the first planar coil element 11 means the direction approaching the first central axis C1 in the radial direction.
- the radial outward direction of the first planar coil element 11 means the direction moving away from the first central axis C1 in the radial direction.
- the radial inward direction of the second planar coil element 12 means the direction moving toward the first central axis C1 in the radial direction.
- the radial outward direction of the second planar coil element 12 (turn portion 12n) means the direction moving away from the first central axis C1 in the radial direction.
- the first central axis C1 of the first planar coil element 11 or the second planar coil element 12 is determined as follows. First, linear virtual turn portions similar in shape to the innermost turn portion 111 or 121 are drawn in sequence from the radially inner end of the innermost turn portion 111 or 121 to form a spiral shape radially inward. Drawing is continued until a virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm is drawn. Then, a line that passes through the radially inner region of the virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm in a direction perpendicular to the circumferential and radial directions of the spiral shape is determined as the first central axis C1 of the planar coil element 11 or 12.
- any one of the multiple turn portions 11n of the first planar coil element 11 and any one of the multiple turn portions 12n of the second planar coil element 12 partially overlap in the direction along the first central axis C1.
- the part of the turn portion 11n of the first planar coil element 11 and the part of the turn portion 12n of the second planar coil element 12 that overlap in the direction along the first central axis C1 extend parallel to each other with their respective winding directions aligned.
- the state in which the winding directions are aligned means that, when viewed in the axial direction of the planar coil elements 11 and 12, the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 do not intersect but overlap a certain distance on the same line.
- the length of a portion of the turn portion 11n of the first planar coil element 11 and the length of a portion of the turn portion 12n of the second planar coil element 12, which overlap and extend parallel to each other as described above, may be 1/2 or more, or 3/4 or more, of their respective total lengths.
- the inventors have found that the greater the proportion of overlap between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 while extending parallel to each other, the more eddy current loss can be suppressed.
- the radially inner end of the turn portion 111 closest to the first central axis C1 is electrically connected to the second planar coil element 12. More specifically, the radially inner end of the turn portion 111 is connected to the inner end of the turn portion 121 in the second planar coil element 12 via the connection wiring portion 14.
- the direction in which the first planar coil element 11 goes around from the end not connected to the second planar coil element 12 (the radially outer end of the turn portion 115) to the end connected to the second planar coil element 12 is the same as the direction in which the second planar coil element 12 goes around from the end connected to the first planar coil element 11 to the end not connected to the first planar coil element 11 (the radially outer end of the turn portion 125). This suppresses an increase in electrical resistance.
- the thicknesses T11, T12 of the planar coil elements 11, 12 of the first coil component 2 may be, for example, 0.1 mm or more and 2.0 mm or less. Therefore, the thicknesses T11, T12 may be 0.15 mm or more, 0.2 mm or more, 0.25 mm or more, 0.3 mm or more, 0.35 mm or more, 0.4 mm or more, 0.45 mm or more, 0.5 mm or more, 0.55 mm or more, or 0.6 mm or more. In addition, the thicknesses T11, T12 may be 1.75 mm or less, 1.5 mm or less, 1.25 mm or less, 1.0 mm or less, 0.75 mm or less, or 0.5 mm or less.
- the thickness T11 of the first shield side planar coil element (first planar coil element) 11 is greater than the thickness T12 of the other planar coil elements (second planar coil elements) 12 of the first coil 10, but is not limited to this.
- the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11 may be the same as the thickness T12 of the other planar coil elements 12 of the first coil 10, or may be smaller than the thickness T12 of the other planar coil elements 12 of the first coil 10.
- the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11 may be greater or smaller than the thicknesses T41, T42 of the planar coil elements 41, 42 of the second coil 40 described later, or may be the same as the thicknesses T41, T42 of the planar coil elements 41, 42 of the second coil 40. Therefore, the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11 may be greater than or less than the thicknesses T12, T41, T42 of the other planar coil elements 12, 41, 42 of the first coil 10 and the second coil 40, or may be the same as the thicknesses T12, T41, T42 of the other planar coil elements 12, 41, 42.
- the line width of the planar coil elements 11, 12 (line width of the conductors 11E, 12E), i.e., the radial width (width in the radial direction) of each turn portion 11n, 12n, is not particularly limited.
- the radial width of the turn portions 11n, 12n may be, for example, 2 mm or more and 20 mm or less, 2 mm or more and 16 mm or less, 2 mm or more and 12 mm or less, or 2 mm or more and 8 mm or less.
- the number of turns of the first coil 10 is not particularly limited. The number of turns of the first coil 10 may be, for example, 2 to 15 or less, or 5 to 10 or less.
- the radius of the planar coil elements 11, 12 (the distance from the first central axis C1 to the part farthest in the radial direction) may be 80 mm or more, or may be 80 mm or more and 450 mm or less.
- the aspect ratio of the planar coil elements 11, 12 (conductors 11E, 12E) having a rectangular cross-sectional shape is determined by dividing the line width (radial width of the turn portions 11n, 12n) of the planar coil elements 11, 12 (conductors 11E, 12E) by the thickness of the planar coil elements 11, 12 (conductors 11E, 12E).
- the aspect ratio of the planar coil elements 11, 12 (conductors 11E, 12E) may be 2 or more and 12 or less, or may be 3 or more and 10 or less.
- planar coil elements 11 and 12 are formed, for example, by punching a metal plate into a spiral shape. However, the planar coil elements 11 and 12 can also be formed by etching a metal foil into a spiral shape.
- the gap between first planar coil element 11 and second planar coil element 12 may be 0.5 mm or more and 2 mm or less.
- the gap is not particularly limited, but if the gap is too small, insulation breakdown is likely to occur between planar coil elements 11 and 12. If the gap is too large, the thinning of transformer 1 is hindered.
- the first magnetic shield member 20 is a flat sheet-like member.
- the first magnetic shield member 20 is disposed facing the first surface 10a of the first coil 10.
- the first magnetic shield member 20 is provided to suppress magnetic transmission and/or leakage magnetic field.
- the first magnetic shield member 20 has an inner surface 20b facing the first coil 10 and an outer surface 20a opposite to the inner surface 20b.
- the first magnetic shield member 20 is separate from the first coil 10 and the first magnetic layer 30.
- the first magnetic shield member 20 being separate from the first coil 10 and the first magnetic layer 30 means that the first magnetic shield member 20 is not integrated with the first coil 10 and the first magnetic layer 30.
- the first magnetic shield member 20 may be joined to the first magnetic layer 30 via an adhesive layer or the like.
- the first magnetic shield member 20 is formed to a size that encompasses the first coil 10 when viewed in the first direction D1.
- the first magnetic shield member 20 overlaps the first coil 10 and the first magnetic layer 30, and is in direct contact with the first magnetic layer 30.
- the first magnetic shield member 20 in this embodiment is magnetic and contains a magnetic material or is made of a magnetic material.
- a magnetic field is generated when a current is supplied to the first coil 10.
- the magnetic field generated in the first coil component 2 spreads in all directions relative to the first central axis C1.
- the first magnetic shield member 20 is magnetic, so that the spreading magnetic flux lines can be oriented toward the first central axis C1.
- the transformer 1 can be incorporated into an electronic device, and if the magnetic field generated by the transformer 1 flows to other components of the electronic device, this may have an adverse effect on the components. In such cases, the first magnetic shield member 20 can suppress leakage magnetic fields that do not contribute to the generation of current.
- the first magnetic shield member 20 preferably includes a soft magnetic material or a nanocrystalline magnetic material. More specifically, the first magnetic shield member 20 includes ferrite, preferably soft ferrite. The first magnetic shield member 20 may include flat ferrite. More specifically, the first magnetic shield member 20 may be configured by arranging a plurality of flat ferrite plates in a sheet shape.
- the relative permeability of the first magnetic shield member 20 may be 500 or more, or 1000 or more.
- the relative permeability of the first magnetic shield member 20 may be 500 or more and 3000 or less, or 1000 or more and 3000 or less. Note that the relative permeability in this specification is a value measured at a frequency of 85 kHz and an environmental temperature of 23 degrees.
- the thickness of the first magnetic shield member 20 may be, for example, 0.5 mm or more and 5 mm or less.
- the distance between the outer edge of the first magnetic shield member 20 and the outer edge of the first coil 10 may be 0.5 mm or more and 10 mm or less.
- the distance between the first magnetic shield member 20 and the first coil 10 i.e., the distance between the inner surface 20b of the first magnetic shield member 20 and the first surface 10a of the first coil 10) may be, for example, 0.5 mm or more and 2 mm or less.
- the first core member 38 is disposed on the inner surface 20b of the first magnetic shield member 20.
- the first core member 38 extends along the first direction D1 within a region surrounded by the innermost turn portions 111, 121 of the first coil 10.
- the first core member 38 penetrates the first magnetic layer 30.
- the first core member 38 preferably includes a soft magnetic material or a nanocrystalline magnetic material. More specifically, the first core member 38 includes a ferrite, preferably a soft ferrite.
- the relative permeability of the first core member 38 may be 500 or more, or 1000 or more.
- the relative permeability of the first core member 38 may be 500 or more and 3000 or less, or 1000 or more and 3000 or less.
- the presence of the first core member 38 improves the flow of magnetic flux within the transformer 1.
- the first magnetic layer 30 has magnetic properties. As shown in Fig. 4, at least a portion of the first magnetic layer 30 is disposed between the first coil 10 and the first magnetic shield member 20 and covers the first surface 10a of the first coil 10.
- the first magnetic layer 30 has a fifth surface 30a facing the first magnetic shield member 20 and a sixth surface 30b opposite to the fifth surface 30a.
- the first coil 10 is embedded in the first magnetic layer 30.
- the first magnetic layer 30 holds the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 together. More specifically, the first magnetic layer 30 covers the first surface 10a of the first coil 10 and fills the gap between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12. The first magnetic layer 30 fills the gap between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12, thereby covering the surface of the second planar coil element 12 facing the first planar coil element 11. The first magnetic layer 30 does not cover the second surface 10b of the first coil 10.
- the first magnetic layer 30 has a first portion 31 and a second portion 32.
- the first portion 31 and the second portion 32 are formed integrally without any seams.
- the first portion 31 and the second portion 32 are formed to a size sufficient to encompass the entire first coil 10 when viewed in the first direction D1.
- the first portion 31 covers the first surface 10a of the first coil 10.
- the first portion 31 forms the fifth surface 30a of the first magnetic layer 30.
- the first portion 31 contacts the first magnetic shield member 20.
- the first portion 31 also covers the side surface of the first planar coil element 11.
- the second portion 32 is interposed between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12. That is, the second portion 32 fills the gap between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12. The second portion 32 also covers the side surface of the second planar coil element 12. The second portion 32 forms the sixth surface 30b of the first magnetic layer 30. In the illustrated example, the sixth surface 30b and the second surface 10b of the first coil 10 are flush with each other.
- the first magnetic layer 30 is magnetic as a whole. That is, the first portion 31 and the second portion 32 are each magnetic.
- the first magnetic layer 30 suppresses eddy current loss and leakage flux through magnetism, and increases the coupling coefficient, thereby improving coil performance.
- the relative permeability of the first magnetic layer 30 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the first magnetic layer 30 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the first magnetic layer 30 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the first magnetic layer 30 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the first magnetic layer 30 may be 200 or less.
- the first wall portion 35 protrudes in the first direction D1 from the sixth surface 30b of the first magnetic layer 30.
- the first wall portion 35 has a spiral shape when viewed in the first direction D1, and extends along the second planar coil element 12.
- the first wall portion 35 is seamlessly and integrally formed with the first magnetic layer 30.
- the first wall portion 35 has magnetic properties. By providing the first coil component 2 with the first wall portion 35, the coil performance can be effectively improved.
- the relative permeability of the first wall portion 35 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the first wall portion 35 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the first wall portion 35 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the first wall portion 35 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the first wall portion 35 may be 200 or less.
- the height of the first wall portion 35 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more, or 1.0 mm or more.
- the greater the height of the first wall portion 35 the more effectively the proximity effect between the adjacent turn portions 11n or 12n of the first coil 10 can be suppressed, and the more effectively the increase in the resistance of the first coil 10 can be suppressed.
- the greater the height of the first wall portion 35 the more likely the first wall portion 35 is to be damaged starting from its base. Therefore, the height of the first wall portion 35 may be, for example, 10 mm or less. Note that the first coil component 2 does not have to have the first wall portion 35.
- the first magnetic layer 30 and the first wall portion 35 include, as an example, a resin and a plurality or an infinite number of magnetic particles made of a magnetic material.
- the magnetic particles are held by the resin as a holding material.
- the magnetic particles may be made of any one or more of ferrite, particularly soft magnetic ferrite, nanocrystalline magnetic material, silicon steel, soft magnetic iron, and amorphous metal.
- the resin as the retaining material may be glass fiber reinforced polyamide. That is, the resin may be made of a material containing polyamide as a thermoplastic resin (thermoplastic material) and glass fiber.
- thermoplastic material thermoplastic material
- the materials from which the first magnetic layer 30 and the first wall portion 35 are made are not particularly limited.
- the second coil 40 is made of a conductive material.
- the second coil 40 may be made of copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy.
- the second coil 40 is disposed opposite the second magnetic shield member 50.
- the second coil 40 has a third surface 40a facing the first coil 10 and a fourth surface 40b opposite the third surface 40a.
- the second coil 40 overlaps the first coil 10 with a gap therebetween.
- the second coil 40 is spaced from the first coil 10 in the first direction D1.
- the distance between the second coil 40 and the first coil 10 i.e., the distance between the third surface 40a of the second coil 40 and the second surface 10b of the first coil 10) is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more and 30 mm or less. If the gap is too small, insulation breakdown is more likely to occur between the coils 10 and 40. Furthermore, if the gap is too large, the thinning of the transformer 1 is impaired.
- the second coil 40 includes at least one planar coil element.
- the number of planar coil elements included in the second coil 40 is not particularly limited.
- the second coil 40 may include a single planar coil element, or may include two or more planar coil elements.
- the second coil 40 includes a third planar coil element 41 and a fourth planar coil element 42.
- the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 are formed from the same material, but this is not limited thereto.
- the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 may be formed from different materials.
- the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 overlap in this order in the first direction D1.
- the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 are spaced apart from each other along the first direction D1.
- each of the planar coil elements 41 and 42 has a spiral shape.
- the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 are each formed in a spiral shape around the second central axis C2 extending along the first direction D1, as shown in FIG. 3.
- the direction means a direction extending on the second central axis C2 or a direction parallel to the second central axis C2.
- the direction perpendicular to the second central axis C2 is referred to as the radial direction of the planar coil elements 41 and 42.
- the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 do not have to be formed in a spiral shape around a common central axis.
- the central axis of the third planar coil element 41 and the central axis of the fourth planar coil element 42 may or may not coincide with each other. It is sufficient that the central axis of the third planar coil element 41 and the central axis of the fourth planar coil element 42 are parallel to each other.
- the second central axis C2 may or may not coincide with the first central axis C1.
- the second central axis C2 may be parallel to the first central axis C2.
- Each of the planar coil elements 41, 42 is plate-shaped. As shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of each of the planar coil elements 41, 42 in a direction perpendicular to the direction in which the planar coil elements 41, 42 rotate in a spiral shape is rectangular.
- the third planar coil element 41 is disposed opposite the first coil 10.
- the third planar coil element 41 forms the third surface 40a of the second coil 40.
- the fourth planar coil element 42 forms the fourth surface 40b of the second coil 40.
- the fourth planar coil element 42 is disposed opposite the second magnetic shield member 50.
- the fourth planar coil element 42 is also referred to as the "second shield side planar coil element 42.”
- the third planar coil element 41 has a conductor 41E having a spiral shape formed by a plurality of turn portions 41n.
- the plurality of turn portions 41n of the third planar coil element 41 are arranged in a direction perpendicular to the second central axis C2. More specifically, the plurality of turn portions 41n are connected so as to gradually move away from the second central axis C2 toward the radially outward direction of a circle centered on the second central axis C2. This gives the third planar coil element 41 a spiral shape.
- the fourth planar coil element 42 has a conductor 42E having a spiral shape formed by a plurality of turn portions 42n.
- the plurality of turn portions 42n of the fourth planar coil element 42 are arranged in a direction perpendicular to the second central axis C2. More specifically, the plurality of turn portions 42n are connected so as to gradually move away from the second central axis C2 toward the radially outward direction of a circle centered on the second central axis C2. This gives the fourth planar coil element 42 a spiral shape.
- the turn portions 41n, 42n are basically linear conductor portions that do not form a ring but go around the second central axis C2 360 degrees. In the case of a planar coil element, both ends of the turn portions 41n, 42n are offset in the radial direction. In multiple turn portions 41n, 42n, the radially outer end of one turn portion 41n, 42n is connected to the radially inner end of another turn portion 41n, 42n, and the other turn portions 41n, 42n extend away from the second central axis C2.
- the turn portion 41n of the third planar coil element 41 that is closest to the second central axis C2 may be referred to as the turn portion 411.
- the turn portion connected to the turn portion 411 may be referred to as the turn portion 412.
- the turn portions 41n of the third planar coil element 41 are composed of four turn portions 411 to 414. In the following, when describing matters common to each of the turn portions 41n, they are basically referred to as the turn portion 41n.
- the turn portion 421 the one of the multiple turn portions 42n of the fourth planar coil element 42 that is closest to the second central axis C2 may be referred to as the turn portion 421.
- the turn portion connected to the turn portion 421 may be referred to as the turn portion 422.
- the multiple turn portions 42n of the fourth planar coil element 42 are composed of four turn portions 421 to 424. Below, when describing matters common to each of the multiple turn portions 42n, they will basically be referred to as the turn portion 42n.
- the number of turns of the third planar coil element 41 and the number of turns of the fourth planar coil element 42 are the same. However, the number of turns of the third planar coil element 41 and the number of turns of the fourth planar coil element 42 may be different from each other.
- the total number of turns of the second coil 40 is the sum of the number of turns of the planar coil elements 41 and 42 included in the second coil 40. Therefore, in the illustrated example, the total number of turns of the second coil 40 is 8.
- the turn portions 41n, 42n go around in a rectangular shape.
- the turn portions 41n, 42n may also go around in a circular shape.
- connection wiring portion 44 shown in FIG. 2 is a conductor and electrically connects the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 in series.
- the connection wiring portion 44 shown in the figure is formed integrally with the turn portion 421 of the fourth planar coil element 42, as an example.
- the connection wiring portion 44 may be connected to the turn portion 421 by ultrasonic connection or the like.
- the radially outer end (the end farther from the second central axis C2) of the turn portion 414 of the plurality of turn portions 41n of the third planar coil element 41 that is the furthest from the second central axis C2 is connected to the third connection terminal 73.
- the radially outer end of the turn portion 424 of the plurality of turn portions 42n of the fourth planar coil element 42 that is the furthest from the second central axis C2 is connected to the fourth connection terminal 74.
- the third connection terminal 73 and the fourth connection terminal 74 can be used, for example, for connection to an electronic device.
- the connection between the third connection terminal 73 and the turn portion 414 and the connection between the fourth connection terminal 74 and the turn portion 424 may be performed by ultrasonic bonding.
- the connection method is not limited, and for example, a connection using a conductive adhesive may be adopted.
- the radial inward direction of the third planar coil element 41 means the direction approaching the second central axis C2 in the radial direction.
- the radial outward direction of the third planar coil element 41 means the direction moving away from the second central axis C2 in the radial direction.
- the radial inward direction of the fourth planar coil element 42 means the direction moving toward the second central axis C2 in the radial direction.
- the radial outward direction of the fourth planar coil element 42 (turn portion 42n) means the direction moving away from the second central axis C2 in the radial direction.
- the second central axis C2 of the third planar coil element 41 or the fourth planar coil element 42 is determined as follows. First, linear virtual turn portions similar in shape to the innermost turn portion 411 or 421 are drawn in sequence from the radially inner end of the innermost turn portion 411 or 421 to form a spiral shape radially inward. Drawing is continued until a virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm is drawn. Then, a line that passes through the radially inner region of the virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm in a direction perpendicular to the circumferential and radial directions of the spiral shape is determined as the second central axis C2 of the planar coil element 41 or 42.
- any one of the multiple turn portions 41n of the third planar coil element 41 and any one of the multiple turn portions 42n of the fourth planar coil element 42 partially overlap in the direction along the second central axis C2.
- the part of the turn portion 41n of the third planar coil element 41 and the part of the turn portion 42n of the fourth planar coil element 42 that overlap in the direction along the second central axis C2 extend parallel to each other with their respective winding directions aligned.
- the state in which the winding directions are aligned means that, when viewed in the axial direction of the planar coil elements 41 and 42, the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 do not intersect but overlap a certain distance on the same line.
- the length of a portion of the turn portion 41n of the third planar coil element 41 and the length of a portion of the turn portion 42n of the fourth planar coil element 42, which overlap and extend parallel to each other as described above, may be 1/2 or more, or 3/4 or more, of their respective total lengths.
- the inventors have found that the greater the proportion of overlap between the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 while extending parallel to each other, the more eddy current loss can be suppressed.
- the radially inner end of the turn portion 411 closest to the second central axis C2 is electrically connected to the fourth planar coil element 42. More specifically, the radially inner end of the turn portion 411 is connected to the inner end of the turn portion 421 in the fourth planar coil element 42 via the connection wiring portion 44.
- the direction in which the third planar coil element 41 goes around from the end not connected to the fourth planar coil element 42 (the radially outer end of the turn portion 414) to the end connected to the fourth planar coil element 42 is the same as the direction in which the fourth planar coil element 42 goes around from the end connected to the third planar coil element 41 to the end not connected to the third planar coil element 41 (the radially outer end of the turn portion 424). This suppresses an increase in electrical resistance.
- the thicknesses T41, T42 of the planar coil elements 41, 42 of the second coil 40 may be, for example, 0.1 mm or more and 2.0 mm or less. Therefore, the thicknesses T41, T42 may be 0.15 mm or more, 0.2 mm or more, 0.25 mm or more, 0.3 mm or more, 0.35 mm or more, 0.4 mm or more, 0.45 mm or more, 0.5 mm or more, 0.55 mm or more, or 0.6 mm or more. In addition, the thicknesses T41, T42 may be 1.75 mm or less, 1.5 mm or less, 1.25 mm or less, 1.0 mm or less, 0.75 mm or less, or 0.5 mm or less.
- the thickness T42 of the second shield side planar coil element (fourth planar coil element) 42 is greater than the thickness T41 of the other planar coil elements (third planar coil element) 41 of the second coil 40, but is not limited to this.
- the thickness T42 of the second shield side planar coil element 42 may be the same as the thickness T41 of the other planar coil elements 41 of the second coil 40, or may be smaller than the thickness T41 of the other planar coil elements 41 of the second coil 40.
- the thickness T42 of the second shield side planar coil element 42 may be greater or smaller than the thicknesses T11, T12 of the planar coil elements 11, 12 of the first coil 10, or may be the same as the thicknesses T11, T12 of the planar coil elements 11, 12 of the first coil 10. Therefore, the thickness T42 of the second shield side planar coil element 42 may be greater than or less than the thicknesses T11, T12, T41 of the other planar coil elements 11, 12, 41 of the first coil 10 and the second coil 40, or may be the same as the thicknesses T11, T12, T41 of the other planar coil elements 11, 12, 41.
- the line width of the planar coil elements 41, 42 (line width of the conductors 41E, 42E), i.e., the radial width (width in the radial direction) of each turn portion 41n, 42n, is not particularly limited.
- the radial width of the turn portions 41n, 42n may be, for example, 2 mm or more and 20 mm or less, 2 mm or more and 16 mm or less, 2 mm or more and 12 mm or less, or 2 mm or more and 8 mm or less.
- the number of turns of the second coil 40 is not particularly limited. The number of turns of the second coil 40 may be, for example, 2 to 15 or less, or 5 to 10 or less.
- the radius of the planar coil elements 41, 42 (the distance from the second central axis C2 to the part farthest in the radial direction) may be 80 mm or more, or may be 80 mm or more and 450 mm or less.
- the aspect ratio of the planar coil elements 41, 42 (conductors 41E, 42E) having a rectangular cross-sectional shape is determined by dividing the line width (radial width of the turn portions 41n, 42n) of the planar coil elements 41, 42 (conductors 41E, 42E) by the thickness of the planar coil elements 41, 42 (conductors 41E, 42E).
- the aspect ratio of the planar coil elements 41, 42 (conductors 41E, 42E) may be 2 or more and 12 or less, or may be 3 or more and 10 or less.
- planar coil elements 41 and 42 are formed by punching a metal plate into a spiral shape.
- the planar coil elements 41 and 42 can also be formed by etching a metal foil into a spiral shape.
- the gap between the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 may be 0.5 mm or more and 2 mm or less.
- the gap is not particularly limited, but if the gap is too small, insulation breakdown is likely to occur between the planar coil elements 41 and 42. If the gap is too large, the thinning of the transformer 1 is hindered.
- the second magnetic shield member 50 is a flat sheet-like member.
- the second magnetic shield member 50 is disposed facing the fourth surface 40b of the second coil 40.
- the second magnetic shield member 50 is provided to suppress magnetic transmission and/or leakage magnetic field.
- the second magnetic shield member 50 has an inner surface 50a facing the second coil 40 and an outer surface 50b opposite to the inner surface 50a.
- the second magnetic shield member 50 is separate from the second coil 40 and the second magnetic layer 60.
- the second magnetic shield member 50 being separate from the second coil 40 and the second magnetic layer 60 means that the second magnetic shield member 50 is not integrated with the second coil 40 and the second magnetic layer 60.
- the second magnetic shield member 50 may be joined to the second magnetic layer 60 via an adhesive layer or the like.
- the second magnetic shield member 50 is formed to a size that encompasses the second coil 40 when viewed in the first direction D1.
- the second magnetic shield member 50 overlaps the second coil 40 and the second magnetic layer 60, and is in direct contact with the second magnetic layer 60.
- the second magnetic shield member 50 in this embodiment is magnetic and contains a magnetic material or is made of a magnetic material. As described above, in the first coil component 2, a magnetic field is generated when a current is supplied to the first coil 10. The magnetic field generated in the first coil component 2 is generated so as to spread in all directions relative to the first central axis C1. At this time, the second magnetic shield member 50 is magnetic, and can orient the spreading magnetic flux lines toward the first central axis C1.
- the transformer 1 can be incorporated into an electronic device, and if the magnetic field generated by the transformer 1 flows to other components of the electronic device, it may have an adverse effect on those components. In such a case, the second magnetic shield member 50 can suppress leakage magnetic fields that do not contribute to the generation of current.
- the second magnetic shield member 50 preferably includes a soft magnetic material or a nanocrystalline magnetic material. More specifically, the second magnetic shield member 50 includes ferrite, preferably soft ferrite. The second magnetic shield member 50 may include flat ferrite. More specifically, the second magnetic shield member 50 may be configured by arranging a plurality of flat ferrite plates in a sheet shape.
- the relative permeability of the second magnetic shield member 50 may be 500 or more, or 1000 or more.
- the relative permeability of the second magnetic shield member 50 may be 500 or more and 3000 or less, or 1000 or more and 3000 or less.
- the thickness of the second magnetic shield member 50 may be, for example, 0.5 mm or more and 5 mm or less.
- the distance between the outer periphery of the second magnetic shield member 50 and the outer periphery of the second coil 40 may be 0.5 mm or more and 10 mm or less.
- the distance between the second magnetic shield member 50 and the second coil 40 i.e., the distance between the inner surface 50a of the second magnetic shield member 50 and the fourth surface 40b of the second coil 40
- the second core member 68 is disposed on the inner surface 50a of the second magnetic shield member 50.
- the second core member 68 extends along the first direction D1 within a region surrounded by the innermost turn portions 411, 421 of the second coil 40.
- the second core member 68 penetrates the second magnetic layer 60.
- the second core member 68 preferably includes a soft magnetic material or a nanocrystalline magnetic material. More specifically, the second core member 68 includes a ferrite, preferably a soft ferrite.
- the relative permeability of the second core member 68 may be 500 or more, or 1000 or more.
- the relative permeability of the second core member 68 may be 500 or more and 3000 or less, or 1000 or more and 3000 or less.
- the presence of the second core member 68 improves the flow of magnetic flux within the transformer 1.
- the second magnetic layer 60 has magnetic properties. As shown in Fig. 4, at least a portion of the second magnetic layer 60 is disposed between the second coil 40 and the second magnetic shield member 50, and covers the fourth surface 40b of the second coil 40.
- the second magnetic layer 60 has a seventh surface 60a facing the first coil component 2, and an eighth surface 60b opposite to the seventh surface 60a.
- the second coil 40 is embedded in the second magnetic layer 60.
- the second magnetic layer 60 holds the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42 together. More specifically, the second magnetic layer 60 covers the fourth surface 40b of the second coil 40 and fills the gap between the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42. The second magnetic layer 60 fills the gap between the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42, thereby covering the surface of the third planar coil element 41 facing the fourth planar coil element 42. The second magnetic layer 60 does not cover the third surface 40a of the second coil 40.
- the second magnetic layer 60 has a third portion 61 and a fourth portion 62.
- the third portion 61 and the fourth portion 62 are formed integrally without any seams.
- the third portion 61 and the fourth portion 62 are formed to a size sufficient to encompass the entire second coil 40 when viewed in the first direction D1.
- the fourth portion 62 covers the fourth surface 40b of the second coil 40.
- the fourth portion 62 forms the eighth surface 60b of the second magnetic layer 60.
- the fourth portion 62 contacts the second magnetic shield member 50.
- the fourth portion 62 also covers the side surface of the fourth planar coil element 42.
- the third portion 61 is interposed between the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42. That is, the third portion 61 fills the gap between the third planar coil element 41 and the fourth planar coil element 42.
- the third portion 61 also covers the side surface of the third planar coil element 41.
- the third portion 61 forms the seventh surface 60a of the second magnetic layer 60. In the illustrated example, the seventh surface 60a and the third surface 40a of the second coil 40 are flush with each other.
- a gap is formed between the second magnetic layer 60 and the first magnetic layer 30.
- a layer of air is interposed between the second magnetic layer 60 and the first magnetic layer 30.
- other layers may be disposed between the second magnetic layer 60 and the first magnetic layer 30.
- an additional magnetic layer may be disposed between the second magnetic layer 60 and the first magnetic layer 30.
- the additional magnetic layer may be formed integrally with the first magnetic layer 30 and the second magnetic layer 60.
- the second magnetic layer 60 is magnetic as a whole. That is, the third portion 61 and the fourth portion 62 are each magnetic.
- the second magnetic layer 60 suppresses eddy current loss and leakage flux through magnetism, and increases the coupling coefficient, thereby improving coil performance.
- the relative permeability of the second magnetic layer 60 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the second magnetic layer 60 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the second magnetic layer 60 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the second magnetic layer 60 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the second magnetic layer 60 may be 200 or less.
- the second wall portion 65 protrudes from the seventh surface 60a of the second magnetic layer 60 in the direction opposite to the first direction D1.
- the second wall portion 65 has a spiral shape when viewed in the first direction D1, and extends along the third planar coil element 41.
- the second wall portion 65 is seamlessly and integrally formed with the second magnetic layer 60.
- the second wall portion 65 is also magnetic.
- the second coil component 3 has the second wall portion 65, which can effectively improve the coil performance.
- the relative permeability of the second wall portion 65 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the second wall portion 65 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the second wall portion 65 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the second wall portion 65 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the second wall portion 65 may be 200 or less.
- the height of the second wall portion 65 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more, or 1.0 mm or more.
- the height of the second wall portion 65 the more effectively the proximity effect between the adjacent turn portions 41n or 42n of the second coil 40 can be suppressed, and the more effectively the increase in the resistance of the second coil 40 can be suppressed.
- the greater the height of the second wall portion 65 the more likely the second wall portion 65 is to be damaged starting from its base. Therefore, the height of the second wall portion 65 may be, for example, 10 mm or less. Note that the second coil component 3 does not have to have the second wall portion 65.
- the second magnetic layer 60 and the second wall portion 65 may be formed of the same or similar material as the first magnetic layer 30 and the first wall portion 35.
- the thickness T11 of the first shield-side planar coil element 11 may be the same as the thicknesses T12, T41, T42 of the other planar coil elements 12, 41, 42 of the first coil 10 and the second coil 40. Also, the thickness T11 of the first shield-side planar coil element 11 may be larger or smaller than the thicknesses T12, T41, T42 of the other planar coil elements 12, 41, 42 of the first coil 10 and the second coil 40. Also, the thickness T42 of the second shield-side planar coil element 42 may be the same as the thicknesses T11, T12, T41 of the other planar coil elements 11, 12, 41 of the first coil 10 and the second coil 40. Also, the thickness T42 of the second shield-side planar coil element 42 may be larger or smaller than the thicknesses T11, T12, T41 of the other planar coil elements 11, 12, 41 of the first coil 10 and the second coil 40.
- the present inventor has found the following. That is, in this case, regardless of the frequency of the AC current supplied to the first coil 10, the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 increases.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is less than 0.15 mm.
- the present inventor has found the following. That is, in this case, regardless of the frequency of the AC current supplied to the first coil 10, the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil elements 42 increases.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil elements 42 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil elements 42 is less than 0.15 mm.
- the inventors have found the following when the distance between the second surface 10b of the first coil 10 and the third surface 40a of the second coil 40 is greater than 10 mm and the frequency of the AC current supplied to the first coil 10 is greater than 1 MHz. That is, in this case, the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 increases.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is less than 0.15 mm.
- the inventors have found the following when the distance between the second surface 10b of the first coil 10 and the third surface 40a of the second coil 40 is greater than 10 mm and the frequency of the AC current supplied to the first coil 10 is greater than 1 MHz. That is, in this case, the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil elements 42 increases.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil elements 42 is 0.15 mm or greater tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil elements 42 is less than 0.15 mm.
- the inventors have found the following.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield-side planar coil element 11 is greater than or equal to 0.15 mm and less than or equal to 0.25 mm tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield-side planar coil element 11 is less than 0.15 mm or greater than 0.25 mm.
- the inventors have found the following.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield-side planar coil element 42 is greater than or equal to 0.15 mm and less than or equal to 0.25 mm tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield-side planar coil element 42 is less than 0.15 mm or greater than 0.25 mm.
- the inventors have confirmed through experiments and simulations that these tendencies occur under conditions that assume at least the radial widths (2 mm to 20 mm) of the turn portions 11n, 12n, 41n, and 42n exemplified above and the number of turns (2 to 12) of the first coil 10 and the second coil 40.
- the present disclosure is not limited to the conditions exemplified in the embodiments. In other words, these tendencies can occur without being limited by dimensions other than the thickness of the planar coil element or the number of turns of each coil 10, 40.
- Fig. 5 is a perspective view of the transformer 100 according to the second embodiment.
- Fig. 6 is an exploded perspective view of the transformer 100 shown in Fig. 5.
- Fig. 7 is a cross-sectional view of the transformer 100 shown in Fig. 5.
- Components in the second embodiment that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.
- the transformer 100 has a first coil 10, a second coil 140, a magnetic shielding member 20, and a magnetic layer 130.
- the first coil 10 and the second coil 140 are not electrically connected to each other.
- the magnetic shielding member 20, the first coil 10, and the second coil 140 are stacked in this order in the first direction D1.
- the transformer 100 further includes a wall portion 135 and a core member 138.
- the frequency of the AC current supplied to the first coil 10 of the transformer 100 according to the second embodiment described below is not particularly limited.
- the first coil 10 may be supplied with an AC current of 10 kHz or more.
- the first coil 10 may be supplied with an AC current of 75 kHz to 100 kHz or less, or an AC current of 79 kHz to 90 kHz or less, or an AC current of 85 kHz.
- the first coil 10 may also be supplied with an AC current of 80 kHz to 500 kHz or less.
- the first coil 10 may also be supplied with an AC current of 1 MHz or less, or an AC current of more than 1 MHz.
- the second coil 140 is made of a conductive material.
- the second coil 140 may be made of copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy.
- the second coil 140 is disposed opposite the second surface 10b of the first coil 10.
- the second coil 140 has a third surface 140a facing the first coil 10 and a fourth surface 140b opposite the third surface 140a.
- the second coil 140 overlaps the first coil 10 with a gap therebetween.
- the second coil 140 is spaced apart from the first coil 10 in the first direction D1.
- the distance between the second coil 140 and the first coil 10 i.e., the distance between the third surface 140a of the second coil 140 and the second surface 10b of the first coil 10) is not particularly limited, but may be 0.5 mm or more and 10 mm or less. If the gap is too small, insulation breakdown is more likely to occur between the coils 10 and 140. Also, if the gap is too large, the thinning of the transformer is impaired.
- the second coil 140 includes at least one planar coil element.
- the second coil 140 includes a third planar coil element 141.
- the second coil 140 may include multiple planar coil elements, similar to the second coil 40 of the first embodiment.
- the third planar coil element 141 has a spiral shape.
- the third planar coil element 141 is formed in a spiral shape around a second central axis C2 extending along the first direction D1, as shown in Figures 5 and 6.
- the third planar coil element 141 is plate-shaped. As shown in FIG. 7, the cross-sectional shape of the third planar coil element 141 in a direction perpendicular to the direction in which the third planar coil element 141 winds around in a spiral shape is rectangular.
- One surface of the third planar coil element 141 forms the third surface 140a of the second coil 140.
- the other surface of the third planar coil element 141 forms the fourth surface 140b of the second coil 140.
- the third planar coil element 141 has a conductor 141E having a spiral shape formed by a plurality of turn portions 141n.
- the plurality of turn portions 141n of the third planar coil element 141 are arranged in a direction perpendicular to the second central axis C2. More specifically, the plurality of turn portions 141n are connected so as to gradually move away from the second central axis C2 toward the radially outward direction of a circle centered on the second central axis C2. This gives the third planar coil element 141 a spiral shape.
- the turn portion 141n is basically a linear conductor portion that does not form a ring but goes around the second central axis C2 360 degrees. In the case of a planar coil element, both ends of the turn portion 141n are offset in the radial direction. In a case of multiple turn portions 141n, the radially outer end of one turn portion 141n is connected to the radially inner end of another turn portion 141n, and the other turn portions 141n extend away from the second central axis C2.
- the turn portion 141n of the third planar coil element 141 that is closest to the second central axis C2 is also referred to as the turn portion 1411.
- the turn portion connected to the turn portion 1411 is also referred to as the turn portion 1412.
- the turn portions 141n of the third planar coil element 141 are composed of five turn portions 1411 to 1415. In the following, when describing matters common to each of the turn portions 141n, they are basically referred to as the turn portion 141n.
- the number of turns of the third planar coil element 141 is 5.
- the total number of turns of the second coil 140 is the sum of the number of turns of the planar coil elements 141 included in the second coil 140. Therefore, in the illustrated example, the total number of turns of the second coil 140 is 5.
- the turn portion 141n goes around in a rectangular shape.
- the turn portion 141n may also go around in a circular shape.
- the radially inner end (the end closest to the second central axis C2) of the turn portion 1411 closest to the second central axis C2 of the third planar coil element 141 is connected to the third connection terminal 73.
- the radially outer end (the end away from the second central axis C2) of the turn portion 1415, which is the furthest from the second central axis C2 among the multiple turn portions 141n of the third planar coil element 141, is connected to the third connection terminal 73.
- the second central axis C2 of the third planar coil element 141 may be determined in a manner similar to that for the first central axis C1 of the third planar coil element 41 of the first embodiment.
- any one of the multiple turn portions 141n of the third planar coil element 141 partially overlaps any one of the multiple turn portions 11n, 12n of the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 in the direction along the central axes C1, C2.
- the part of the turn portion 141n of the third planar coil element 141 and the part of the multiple turn portions 11n, 12n of the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 that overlap in the direction along the central axes C1, C2 extend parallel to each other with their respective winding directions aligned.
- the state where the winding directions are aligned means that, when viewed in the axial direction of the planar coil elements 11, 12, and 141, the third planar coil element 141 does not intersect with the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12, but overlaps by a certain distance on the same line.
- the length of a portion of the turn portion 141n of the third planar coil element 141 and the length of a portion of the multiple turn portions 11n, 12n of the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12, which overlap and extend parallel to each other as described above, may be 1/2 or more, or 3/4 or more, of the respective total lengths.
- the present inventors have found that the greater the proportion of overlap between the third planar coil element 141 and the first and second planar coil elements 11 and 12 extending parallel to each other, the more eddy current loss can be suppressed.
- the thickness T141 of the planar coil element 141 of the second coil 140 may be, for example, 0.1 mm or more and 2.0 mm or less. Therefore, the thickness T141 may be 0.15 mm or more, 0.2 mm or more, 0.25 mm or more, 0.3 mm or more, 0.35 mm or more, 0.4 mm or more, 0.45 mm or more, 0.5 mm or more, 0.55 mm or more, or 0.6 mm or more. In addition, the thickness T141 may be 1.75 mm or less, 1.5 mm or less, 1.25 mm or less, 1.0 mm or less, 0.75 mm or less, or 0.5 mm or less.
- the thickness T141 of the planar coil element 141 of the second coil 140 is smaller than the thickness T11 of the first shield side planar coil element (first planar coil element) 11, but is not limited to this.
- the thickness T141 of the planar coil element 141 of the second coil 140 may be the same as the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11, or may be larger than the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11.
- the line width of the third planar coil element 141 (line width of the conductor 141E), i.e., the radial width (width in the radial direction) of each turn portion 141n, is not particularly limited.
- the radial width of the turn portion 141n may be, for example, 2 mm or more and 20 mm or less, 2 mm or more and 16 mm or less, 2 mm or more and 12 mm or less, or 2 mm or more and 8 mm or less.
- the number of turns of the second coil 140 is not particularly limited. The number of turns of the second coil 140 may be, for example, 2 to 15 or less, or 5 to 10 or less.
- the radius of the planar coil element 141 (the distance from the second central axis C2 to the part farthest in the radial direction) may be 80 mm or more, or may be 80 mm or more and 450 mm or less.
- the aspect ratio of the planar coil element 141 (conductor 141E) having a rectangular cross-sectional shape is determined by dividing the line width (radial width of the turn portion 141n) of the planar coil element 141 (conductor 141E) by the thickness of the planar coil element 141 (conductor 141E).
- the aspect ratio of the planar coil element 141 (conductor 141E) may be 2 or more and 12 or less, or may be 3 or more and 10 or less.
- planar coil element 141 is formed by punching a metal plate into a spiral shape.
- the planar coil element 141 can also be formed by etching a metal foil into a spiral shape.
- the fourth surface 140b of the second coil 140 does not face the magnetic shielding member.
- the transformer 100 does not have a magnetic shielding member that faces the fourth surface 140b of the second coil 140.
- the core member 138 is disposed on the inner surface 20b of the first magnetic shield member 20.
- the core member 138 extends along the first direction D1 within a region surrounded by the innermost turn portions 111, 121, and 1411 of the coils 10 and 140.
- the core member 138 penetrates the magnetic layer 130. The presence of the core member 138 improves the passage of magnetic flux within the transformer 100.
- the core member 138 preferably comprises a soft magnetic material or a nanocrystalline magnetic material. More specifically, the core member 138 comprises a ferrite, preferably a soft ferrite.
- the relative magnetic permeability of the core member 138 may be 500 or more, or 1000 or more.
- the relative magnetic permeability of the core member 138 may be 500 or more and 3000 or less, or 1000 or more and 3000 or less.
- the magnetic layer 130 is disposed between the first coil 10 and the magnetic shield member 20 and covers the first surface 10a of the first coil 10.
- the magnetic layer 130 has a fifth surface 130a facing the magnetic shield member 20 and a sixth surface 130b opposite to the fifth surface 130a.
- the first coil 10 is embedded in the magnetic layer 130.
- the magnetic layer 130 holds the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12 together. More specifically, the magnetic layer 130 covers the first surface 10a of the first coil 10.
- the magnetic layer 130 fills the gap between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12. In other words, at least a portion of the magnetic layer 130 is disposed between the first coil 10 and the second coil 140.
- the magnetic layer 130 fills the gap between the first planar coil element 11 and the second planar coil element 12, thereby covering the surface of the second planar coil element 12 facing the first planar coil element 11.
- the second coil 140 is embedded in the magnetic layer 130.
- the magnetic layer 130 holds the first coil 10 and the second coil 140 together. More specifically, the magnetic layer 130 fills the gap between the second planar coil element 12 and the third planar coil element 141. By filling the gap between the second planar coil element 12 and the third planar coil element 141, the magnetic layer 130 covers the surface of the third planar coil element 141 that faces the first coil 10. The magnetic layer 130 does not cover the fourth surface 140b of the second coil 140.
- the magnetic layer 130 has a first portion 31, a second portion 32, and a third portion 133.
- the first portion 31, the second portion 32, and the third portion 133 are formed integrally without any seams.
- the first portion 31, the second portion 32, and the third portion 133 are formed to a size sufficient to encompass the entire first coil 10 when viewed in the first direction D1.
- the third portion 133 is interposed between the first coil 10 and the second coil 140. That is, the third portion 133 fills the gap between the first coil 10 and the second coil 140.
- the third portion 133 also covers the side surface of the third planar coil element 141.
- the third portion 133 forms the sixth surface 130b of the magnetic layer 30. In the illustrated example, the sixth surface 130b and the fourth surface 140b of the second coil 140 are flush with each other.
- the magnetic layer 130 as a whole is magnetic.
- the relative permeability of the magnetic layer 130 is preferably 2.0 or more, similar to the first magnetic layer 30 of the first embodiment, and may be 2.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the magnetic layer 130 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the magnetic layer 130 may be 200 or less.
- the wall portion 135 protrudes in the first direction D1 from the sixth surface 130b of the magnetic layer 130.
- the wall portion 135 has a spiral shape when viewed in the first direction D1, and extends along the third planar coil element 141.
- the wall portion 135 is seamlessly and integrally formed with the magnetic layer 130.
- the wall portion 135 is magnetic.
- the relative permeability of the wall portion 135 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 10.0 or less, similar to the first wall portion 35 of the first embodiment.
- the relative permeability of the wall portion 135 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
- the relative permeability of the wall portion 135 may be 200 or less.
- the height of the wall portion 135 is not particularly limited, similar to the first wall portion 35 of the first embodiment, and may be, for example, 0.5 mm or more, or 1.0 mm or more.
- the magnetic layer 130 and wall portion 135 in this embodiment may be formed of the same or similar material as the first magnetic layer 30 and first wall portion 35 in the first embodiment.
- the thickness T11 of the first shield-side planar coil element 11 may be the same as the thicknesses T12, T141 of the other planar coil elements 12, 141 of the first coil 10 and the second coil 140.
- the thickness of the first shield-side planar coil element 11 may be greater or smaller than the thicknesses T12, T141 of the other planar coil elements 12, 141 of the first coil 10 and the second coil 140.
- the inventors when an AC current of 75 kHz or more and 100 kHz or less is supplied to the first coil 10, the inventors have found the following. That is, in this case, the Q value of the transformer 100 in which the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11 is greater than the thicknesses T12, T141 of the other planar coil elements 12, 141 of the first coil 10 and the second coil 140 tends to be higher than the Q value of the transformer 100 in which the thickness T11 of the first shield side planar coil element 11 is the same as or smaller than the thicknesses T12, T141 of the other planar coil elements 12, 141 of the first coil 10 and the second coil 140.
- Performance evaluation simulation of transformer 1 >> The results of performance evaluation of the transformer 1 according to the first embodiment will be described below.
- the thickness of each planar coil element included in the transformer 1 and the frequency of the AC current supplied to the first coil 10 were changed to various values, and the Q value was calculated. Specifically, the Q value was calculated from a simulation. The simulation was performed using Femtet (registered trademark) manufactured by Murata Software Co., Ltd.
- the common conditions in the first simulation are as follows.
- the distance between the first coil 10 and the second coil 40 is small, being 8.5 mm.
- the first coil 10 has a first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and a second planar coil element 12 .
- the second coil 40 has a third planar coil element 41 and a second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 .
- Each planar coil element is made of copper.
- the number of turns of each of the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second planar coil element 12 is 4.5. Therefore, the total number of turns of the first coil 10 is 9 (see FIG. 8 ).
- the number of turns of each of the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 and the third planar coil element 41 is 3.5. Therefore, the total number of turns of the second coil 40 is 7 (see FIG. 9 ).
- the relative magnetic permeability of the first magnetic shield member 20, the second magnetic shield member 50, the first core member 38 and the second core member 68 is all 3000.
- the first magnetic layer 30, the second magnetic layer 60, the first wall portion 35, and the second wall portion 65 all have a relative magnetic permeability of 5.0.
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50A.
- the frequencies of the high-frequency current supplied to the first coil 10 are 20 kHz, 40 kHz, 60 kHz, 80 kHz, 85 kHz, 100 kHz, 125 kHz, 150 kHz, 200 kHz, 400 kHz, 600 kHz, 800 kHz, 1 MHz, 6.78 MHz, and 13.56 MHz.
- the individual conditions for the thicknesses T11, T12, T41, and T42 of the planar coil elements 11, 12, 41, and 42 included in the coils 10 and 40 of the transformer 1 that is the subject of the first simulation are as follows.
- Condition 1 The thicknesses T11 and T42 of the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 are each 0.5 mm.
- the thicknesses T12 and T41 of the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 are each 0.1 mm (Cu0.5_0.1).
- Condition 2 The thicknesses T11 and T42 of the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 are each 0.5 mm.
- the thicknesses T12 and T41 of the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 are each 0.15 mm (Cu0.5_0.15).
- Condition 3 The thicknesses T11 and T42 of the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 are each 0.5 mm.
- the thicknesses T12 and T41 of the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 are each 0.25 mm (Cu0.5_0.25).
- the thicknesses T11 and T42 of the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 are each 0.5 mm.
- the thicknesses T12 and T41 of the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 are each 0.5 mm (Cu0.5_0.5).
- Figures 10 and 11 show the Q value of transformer 1 obtained by the first simulation.
- the line indicated by the symbol S1 shows the results for condition 1 (Cu0.5_0.1)
- the line indicated by the symbol S2 shows the results for condition 2 (Cu0.5_0.15)
- the line indicated by the symbol S3 shows the results for condition 3 (Cu0.5_0.25)
- the line indicated by the symbol S4 shows the results for condition 4 (Cu0.5_0.5).
- the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 increases, regardless of the frequency of the AC current supplied to the first coil 10. More specifically, it can be seen that the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is less than 0.15 mm. Also, it can be seen from FIGS.
- the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 increases, regardless of the frequency of the AC current supplied to the first coil 10. More specifically, it is understood that the Q value of a transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of a transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is less than 0.15 mm.
- the distance between the first coil 10 and the second coil 40 is large, being 16 mm.
- the other conditions of the second simulation are the same as those of the first simulation. Therefore, the conditions 1 to 4 of the second simulation are as follows: Condition 1: the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 each have a thickness of 0.5 mm.
- the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 each have a thickness of 0.1 mm (Cu0.5_0.1).
- Condition 2 the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 each have a thickness of 0.5 mm.
- the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 each have a thickness of 0.15 mm (Cu0.5_0.15).
- Condition 3 the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 each have a thickness of 0.5 mm.
- the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 each have a thickness of 0.25 mm (Cu0.5_0.25).
- the first shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and the second shield-side planar coil element (fourth planar coil element) 42 each have a thickness of 0.5 mm.
- the second planar coil element 12 and the third planar coil element 41 each have a thickness of 0.5 mm (Cu0.5_0.5).
- Figures 12 and 13 show the Q value of transformer 1 obtained by the second simulation.
- the line indicated by the symbol S1 shows the results for condition 1 (Cu0.5_0.1)
- the line indicated by the symbol S2 shows the results for condition 2 (Cu0.5_0.15)
- the line indicated by the symbol S3 shows the results for condition 3 (Cu0.5_0.25)
- the line indicated by the symbol S4 shows the results for condition 4 (Cu0.5_0.5).
- the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 increases. More specifically, it is understood that the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is less than 0.15 mm.
- the Q value of the transformer 1 tends to improve as the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 increases. More specifically, it is understood that the Q value of a transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is 0.15 mm or more tends to be higher than the Q value of a transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is less than 0.15 mm.
- the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is 0.15 mm or more and 0.25 mm or less tends to be higher than the Q value of the transformer 1 in which the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is less than 0.15 mm or more than 0.25 mm.
- Performance evaluation simulation of transformer 100 The results of performance evaluation of the transformer 100 according to the second embodiment will be described below.
- the Q value, loss, impedance, inductance, and coupling coefficient were calculated by simulation.
- the simulation was performed using Femtet (registered trademark) manufactured by Murata Software Co., Ltd.
- each planar coil element is made of copper.
- the first magnetic shield member 20, the second magnetic shield member 50, and the core member 138 all have a relative magnetic permeability of 3,000.
- the magnetic layer 130 and the wall portion 135 each have a relative magnetic permeability of 5.0.
- FIG. 14 shows a perspective view of the first coil 10 and second coil 140 of the transformer 100 under conditions 1 and 2.
- FIG. 15 shows a perspective view of the first coil 10 and second coil 140 of the transformer 100 under conditions 3 to 6.
- FIG. 16 shows a perspective view of the first coil 10 and second coil 140 of the transformer 100 under conditions 7 to 9.
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 25 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the first coil 10 has a shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and a second planar coil element 12.
- the number of turns of each of the shield-side planar coil element 11 and the second planar coil element 12 is 4.5. Therefore, the total number of turns of the first coil 10 is 9.
- Second coil 140 has third planar coil element 141.
- the number of turns in third planar coil element 141 is 5. Therefore, the total number of turns in second coil 140 is 5.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.5 mm. (Other conditions of condition 1) The thicknesses T12, T141 of the planar coil elements 12, 141 other than the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 are 0.25 mm. (Other conditions of condition 2) The thicknesses T12, T141 of the planar coil elements 12, 141 other than the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 are 0.5 mm.
- the first coil 10 has a shield-side planar coil element (first planar coil element) 11.
- the number of turns of the shield-side planar coil element 11 is 5. Therefore, the total number of turns of the first coil 10 is 5.
- Second coil 140 has third planar coil element 141 and fourth planar coil element 142.
- the number of turns of third planar coil element 141 and fourth planar coil element 142 is both 4.5. Therefore, the total number of turns of second coil 140 is 9.
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 25 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.5 mm.
- the thicknesses T141, T142 of the planar coil elements 141, 142 other than the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 are 0.25 mm. (Other conditions of condition 4)
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 25 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 50 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.5 mm.
- the thicknesses T141, T142 of the planar coil elements 141, 142 other than the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 are also 0.5 mm. (Other conditions of condition 5)
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 25 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.25 mm.
- the thicknesses T141, T142 of the planar coil elements 141, 142 other than the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 are also 0.25 mm.
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 25 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.25 mm.
- the thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.25 mm.
- the thickness T142 of the fourth planar coil element 142 is 0.5 mm.
- the first coil 10 has a shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 and a second planar coil element 12.
- the number of turns of each of the shield-side planar coil element 11 and the second planar coil element 12 is 4.5. Therefore, the total number of turns of the first coil 10 is 9.
- Second coil 140 has third planar coil element 141 and fourth planar coil element 142.
- the number of turns of third planar coil element 141 and fourth planar coil element 142 is both 4.5. Therefore, the total number of turns of second coil 140 is 9.
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 25 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 50 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.5 mm.
- the thicknesses T12, T141, and T142 of the other planar coil elements 12, 141, and 142 are all 0.25 mm. (Other conditions of Condition 8)
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 25 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 50 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.5 mm.
- the thicknesses T12, T141 of the second planar coil element 12 and the third planar coil element 141 are both 0.25 mm.
- the thickness T142 of the fourth planar coil element 142 is 0.5 mm. (Other conditions of Condition 9)
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 25 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- the thicknesses T11, T12, T141, and T142 of the planar coil elements 11, 12, 141, and 142 are all 0.5 mm.
- Figure 17 shows the Q value, loss, impedance, inductance, and coupling coefficient of the transformer 100 obtained by the third simulation.
- the Q value of the transformer 100 in which the thickness T11 of the shield side planar coil element 11 is greater than any of the thicknesses T12, T141, and T142 of the other planar coil elements 12, 141, and 142 tends to be higher than the Q value of the transformer 100 in which the thickness T11 of the shield side planar coil element 11 is the same as any of the thicknesses T12, T141, and T142 of the other planar coil elements 12, 141, and 142 or is smaller than any of the thicknesses T12, T141, and T142 of the other planar coil elements 12, 141, and 142.
- Fig. 18 shows a perspective view of the first coil 10 and the second coil 140 of the transformer 100 that is the subject of the fourth simulation.
- the common conditions in the fourth simulation are as follows.
- the first coil 10 has a shield-side planar coil element (first planar coil element) 11.
- the number of turns of the shield-side planar coil element 11 is 5. Therefore, the total number of turns of the first coil 10 is 5.
- the thickness T11 of the shield-side planar coil element (first planar coil element) 11 is 0.5 mm.
- Second coil 140 has third planar coil element 141.
- the number of turns in third planar coil element 141 is 5. Therefore, the total number of turns in second coil 140 is 5.
- the input current value of the high frequency current supplied to the first coil 10 is 50 A, and the frequency is 85 kHz.
- a high-frequency current of 25 A is input as a current value flowing through the second coil 140 by electromagnetic induction.
- Each planar coil element is made of copper.
- the first magnetic shield member 20, the second magnetic shield member 50, and the core member 138 all have a relative magnetic permeability of 3,000.
- the magnetic layer 130 and the wall portion 135 each have a relative magnetic permeability of 5.0.
- the individual conditions regarding the thickness of the planar coil elements included in each of the coils 10 and 140 of the transformer 100 that is the subject of the fourth simulation are as follows.
- Condition 1 The thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.1 mm.
- Condition 2 The thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.15 mm.
- Condition 3 The thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.2 mm.
- Condition 4 The thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.25 mm.
- Condition 5 The thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.35 mm.
- Condition 6 The thickness T141 of the third planar coil element 141 is 0.5 mm, that is, the same as the thickness T11 of the shield-side planar coil element 11.
- Figure 19 shows the Q value, loss, impedance, inductance, and coupling coefficient of the transformer 100 obtained by the fourth simulation.
- the Q value of the transformer 100 in which the thickness T11 of the shield side planar coil element 11 is greater than the thickness T141 of the other planar coil elements 141 tends to be higher compared to the Q value of the transformer 100 in which the thickness T11 of the shield side planar coil element 11 is the same as the thickness T141 of the other planar coil elements 141.
- the transformer 1 includes a first magnetic shield member 20, a first coil 10, a first magnetic layer 30, a second coil 40, a second magnetic shield member 50, and a second magnetic layer 60.
- the first magnetic shield member 20 is a flat plate as a whole.
- the first coil 10 is arranged opposite the first magnetic shield member 20.
- the first coil 10 has a first surface 10a facing the first magnetic shield member 20 and a second surface 10b opposite the first surface 10a. At least a portion of the first magnetic layer 30 covers the first surface 10a of the first coil 10.
- the first magnetic layer 30 is magnetic.
- the second coil 40 is arranged opposite the second surface 10b of the first coil 10.
- the second coil 40 has a third surface 40a facing the first coil 10 and a fourth surface 40b opposite the third surface 40a.
- the second magnetic shield member 50 is disposed facing the fourth surface 40b of the second coil 40.
- the second magnetic shield member 50 is generally a flat plate. At least a portion of the second magnetic layer 60 covers the fourth surface 40b of the second coil 40.
- the second magnetic layer 60 has magnetic properties. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the distance between the second surface 10b and the third surface 40a is 10 mm or less.
- the first coil 10 has a plurality of planar coil elements 11, 12.
- the first coil 10 includes a first shield side planar coil element 11 that forms the first surface 10a.
- the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the second coil 40 has a plurality of planar coil elements 41, 42.
- the second coil 40 includes a second shield side planar coil element 42 that forms the fourth surface 40b.
- the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is 0.15 mm or more. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the distance between the second surface 10b and the third surface 40a is greater than 10 mm.
- the first coil 10 has a plurality of planar coil elements 11, 12.
- the first coil 10 includes a first shield side planar coil element 11 that forms the first surface 10a.
- the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more.
- An AC current of greater than 1 MHz is supplied to the first coil 10. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the second coil 40 has a plurality of planar coil elements 41, 42.
- the second coil 40 has a second shield side planar coil element 42 that forms the fourth surface 40b.
- the thickness T42 of the second shield side planar coil element 42 is greater than the thickness T41 of the other planar coil elements 41 of the second coil 40.
- the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is 0.15 mm or greater.
- An AC current of greater than 1 MHz is supplied to the first coil 10. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the first coil 10 has a plurality of planar coil elements 11, 12.
- the first coil 10 includes a first shield side planar coil element 11 that forms the first surface 10a.
- the thickness T12 of the planar coil elements 12 of the first coil 10 other than the first shield side planar coil element 11 is 0.15 mm or more and 0.25 mm or less.
- An AC current of 80 kHz or more and less than 500 kHz is supplied to the first coil 10. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the second coil 40 has a plurality of planar coil elements 41, 42.
- the second coil 40 includes a second shield side planar coil element 42 that forms the fourth surface 40b.
- the thickness T41 of the planar coil elements 41 of the second coil 40 other than the second shield side planar coil element 42 is 0.15 mm or more and 0.25 mm or less.
- An AC current of 80 kHz or more and less than 500 kHz is supplied to the first coil 10. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the first coil 10 is embedded in the first magnetic layer 30.
- the second coil 40 is embedded in the second magnetic layer 60.
- the first magnetic layer 30 includes a resin and magnetic particles held in the resin.
- the second magnetic layer 60 includes a resin and magnetic particles held in the resin.
- the relative permeability of the first magnetic layer 30 is 5 or more.
- the relative permeability of the second magnetic layer 60 is 5 or more.
- the thickness of the first magnetic shield member 20 is 0.5 mm or more and 5 mm or less. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the thickness of the second magnetic shield member 50 is 0.5 mm or more and 5 mm or less. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the first magnetic shield member 20 contains ferrite.
- the second magnetic shield member 50 contains ferrite.
- the relative permeability of the first magnetic shield member 20 is 500 or more.
- the relative permeability of the second magnetic shield member 50 is 500 or more.
- the first magnetic shield member 20 has an inner surface 20b facing the first coil 10 and an outer surface 20a opposite the inner surface 20b.
- the distance between the inner surface 20b of the first magnetic shield member 20 and the first surface 10a of the first coil 10 is 0.5 mm or more and 2 mm or less. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the second magnetic shield member 50 has an inner surface 50a facing the second coil 40 and an outer surface 50b opposite the inner surface 50a.
- the distance between the inner surface 50a of the second magnetic shield member 50 and the fourth surface 50b of the second coil 40 is 0.5 mm or more and 2 mm or less. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the transformer 100 includes a magnetic shield member 20, a first coil 10, a second coil 140, and a magnetic layer 130.
- the magnetic shield member 20 is generally flat.
- the first coil 10 is disposed opposite the magnetic shield member 20.
- the first coil 10 has a first surface 10a facing the magnetic shield member 20 and a second surface 10b opposite the first surface 10a.
- the second coil 140 is disposed opposite the second surface 10b of the first coil 10.
- At least a portion of the magnetic layer 130 covers the first surface 10a of the first coil 10. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the first coil 10 and the second coil 140 each have at least one planar coil element 11, 12, 141.
- the first coil 10 has a shield side planar coil element 11 that forms the first surface 10a.
- the thickness of the shield side planar coil element 11 is greater than the thickness of the planar coil elements 12, 141 other than the shield side planar coil element 11 among the planar coil elements 11, 12, 141 of the first coil 10 and the second coil 140. In this case, the performance of the transformer 1 can be improved.
- the second coil 140 has a third surface 140a facing the first coil 10, and a fourth surface 140b opposite the third surface 140a.
- the distance between the second surface of the first coil and the third surface of the second coil is 0.5 mm or more and 10 mm or less. In this case, the transformer 1 can be effectively made smaller and thinner.
- the first coil 10 is embedded in the magnetic layer 130.
- At least a portion of the magnetic layer 130 is disposed between the first coil 10 and the second coil 140.
- the first coil 10 and the second coil 140 are embedded in the magnetic layer 130.
- the magnetic layer 130 includes a resin and magnetic particles held in the resin.
- the relative permeability of the magnetic layer 130 is 5 or more.
- the thickness of the magnetic shield member 20 is 0.5 mm or more and 5 mm or less. In this case, the transformer 100 can be effectively made smaller and thinner.
- the magnetic shield member 20 contains ferrite.
- the relative permeability of the magnetic shielding member 20 is 500 or more.
- the magnetic shield member 20 has an inner surface 20b facing the first coil 10 and an outer surface 20a opposite the inner surface 20b.
- the distance between the inner surface 20b of the magnetic shield member 20 and the first surface 10a of the first coil 10 is 0.5 mm or more and 2 mm or less. In this case, the transformer 100 can be effectively made smaller and thinner.
- the first coil 10 and the second coil 40, 140 each have at least one planar coil element 11, 12, 41, 42, 141.
- the thickness of the planar coil elements 11, 12, 41, 42, 141 is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less. In this case, the transformer 100 can be effectively made smaller and thinner.
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Abstract
トランス(1)は、第1磁気シールド部材(20)と、第1コイル(10)と、第1磁性層(30)と、第2コイル(40)と、第2磁気シールド部材(50)と、第2磁性層(60)とを備える。第1磁気シールド部材(20)は、全体として平板である。第1コイル(10)は、第1磁気シールド部材(20)の側を向く第1面(10a)及び第1面(10a)とは反対側の第2面(10b)とを有する。第1磁性層(30)の少なくとも一部は、第1コイル(10)の第1面(10a)を覆う。第2コイル(40)は、第1コイル(10)の第2面(10b)に対向して配置される。第2コイル(40)は、第1コイル(10)の側を向く第3面(40a)及び第3面(40a)とは反対側の第4面(40b)とを有する。第2磁気シールド部材(50)は、第2コイル(40)の第4面(40b)に対向して配置される。第2磁気シールド部材(50)は、全体として平板である。第2磁性層(60)の少なくとも一部は、第2コイル(40)の第4面(40b)を覆う。
Description
本開示は、トランスに関する。
近年、種々の電子機器の電源回路に、電圧を変圧するトランスが用いられている。JP2000-068133Aに開示されているように、一般に、トランスは、電磁鋼板やフェライト材で形成されたコアに一次側コイルと二次側コイルを巻き付けることで構成される。一次側コイルに励磁電流を流すことで、コアの内部に磁界が生じ、電磁誘導作用によって二次側コイルに電圧が誘導される。
ここで、トランスのコアは、厚みがあり、立体的な形状を有する。例えば、EEコアやEERは、E字形状に形成され、3つの脚部を有する。コアは、磁気飽和を抑制するため、大きな容積を有することが好ましい。このため、トランスは、嵩高になる傾向にある。
その一方で、電子機器の小型化が望まれている。このため、電子機器に組み込まれる部品の小型化が望まれている。電子機器に組み込まれる部品の中でもトランスを小型化、薄型化することで、電子機器の寸法を大幅に低減させることができるものと期待される。
本開示の実施形態は、トランスを小型化、薄型化することを目的とする。
本開示の一実施形態によるトランスは、全体として平板な第1磁気シールド部材と、前記第1磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記第1磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する第1磁性層と、前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルであって、前記第1コイルの側を向く第3面及び前記第3面とは反対側の第4面とを有する第2コイルと、前記第2コイルの第4面に対向して配置され、全体として平板な第2磁気シールド部材と、少なくとも一部が前記第2コイルの前記第4面を覆う、磁性を有する第2磁性層と、を備える。
あるいは、本開示の一実施形態によるトランスは、全体として平板な磁気シールド部材と、前記磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルと、少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する磁性層と、を備える。
本開示の実施形態によれば、トランスを小型化、薄型化することができる。
本開示の一実施の形態は、以下の[1]~[36]に関連する。
[1]
全体として平板な第1磁気シールド部材と、
前記第1磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記第1磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、
少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する第1磁性層と、
前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルであって、前記第1コイルの側を向く第3面及び前記第3面とは反対側の第4面とを有する第2コイルと、
前記第2コイルの第4面に対向して配置され、全体として平板な第2磁気シールド部材と、
少なくとも一部が前記第2コイルの前記第4面を覆う、磁性を有する第2磁性層と、
を備える、トランス。
全体として平板な第1磁気シールド部材と、
前記第1磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記第1磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、
少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する第1磁性層と、
前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルであって、前記第1コイルの側を向く第3面及び前記第3面とは反対側の第4面とを有する第2コイルと、
前記第2コイルの第4面に対向して配置され、全体として平板な第2磁気シールド部材と、
少なくとも一部が前記第2コイルの前記第4面を覆う、磁性を有する第2磁性層と、
を備える、トランス。
[2]
前記第2面と前記第3面との距離が10mm以下である、[1]に記載のトランス。
前記第2面と前記第3面との距離が10mm以下である、[1]に記載のトランス。
[3]
前記第1コイルは複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上である、[2]に記載のトランス。
前記第1コイルは複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上である、[2]に記載のトランス。
[4]
前記第2コイルは複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を含み、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上である、[2]に記載のトランス。
前記第2コイルは複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を含み、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上である、[2]に記載のトランス。
[5]
前記第2面と前記第3面との距離が10mmより大きい、[1]~[4]のいずれかに記載のトランス。
前記第2面と前記第3面との距離が10mmより大きい、[1]~[4]のいずれかに記載のトランス。
[6]
前記第1コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上であり、
前記第1コイルに1MHzより大きい交流電流が供給される、[5]に記載のトランス。
前記第1コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上であり、
前記第1コイルに1MHzより大きい交流電流が供給される、[5]に記載のトランス。
[7]
前記第2コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を有し、
前記第2シールド側平面コイル要素の厚さが、前記第2コイルの他の平面コイル要素の厚さよりも大きく、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上であり、
前記第1コイルに1MHzより大きい交流電流が供給される、[5]又は[6]に記載のトランス。
前記第2コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を有し、
前記第2シールド側平面コイル要素の厚さが、前記第2コイルの他の平面コイル要素の厚さよりも大きく、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上であり、
前記第1コイルに1MHzより大きい交流電流が供給される、[5]又は[6]に記載のトランス。
[8]
前記第1コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上0.25mm以下であり、
前記第1コイルに80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される、[5]に記載のトランス。
前記第1コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上0.25mm以下であり、
前記第1コイルに80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される、[5]に記載のトランス。
[9]
前記第2コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を含み、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上0.25mm以下であり、
前記第1コイルに80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される、[5]又は[8]に記載のトランス。
前記第2コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を含み、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上0.25mm以下であり、
前記第1コイルに80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される、[5]又は[8]に記載のトランス。
[10]
前記第1コイルは、前記第1磁性層に埋設されている、[1]~[9]のいずれかに記載のトランス。
前記第1コイルは、前記第1磁性層に埋設されている、[1]~[9]のいずれかに記載のトランス。
[11]
前記第2コイルは、前記第2磁性層に埋設されている、[1]~[10]のいずれかに記載のトランス。
前記第2コイルは、前記第2磁性層に埋設されている、[1]~[10]のいずれかに記載のトランス。
[12]
前記第1磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、[1]~[11]のいずれかに記載のトランス。
前記第1磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、[1]~[11]のいずれかに記載のトランス。
[13]
前記第2磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、[1]~[12]のいずれかに記載のトランス。
前記第2磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、[1]~[12]のいずれかに記載のトランス。
[14]
前記第1磁性層の比透磁率は、5以上である、[1]~[13]のいずれかに記載のトランス。
前記第1磁性層の比透磁率は、5以上である、[1]~[13]のいずれかに記載のトランス。
[15]
前記第2磁性層の比透磁率は、5以上である、[1]~[14]のいずれかに記載のトランス。
前記第2磁性層の比透磁率は、5以上である、[1]~[14]のいずれかに記載のトランス。
[16]
前記第1磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、[1]~[15]のいずれかに記載のトランス。
前記第1磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、[1]~[15]のいずれかに記載のトランス。
[17]
前記第2磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、[1]~[16]のいずれかに記載のトランス。
前記第2磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、[1]~[16]のいずれかに記載のトランス。
[18]
前記第1磁気シールド部材は、フェライトを含む、[1]~[17]のいずれかに記載のトランス。
前記第1磁気シールド部材は、フェライトを含む、[1]~[17]のいずれかに記載のトランス。
[19]
前記第2磁気シールド部材は、フェライトを含む、[1]~[18]のいずれかに記載のトランス。
前記第2磁気シールド部材は、フェライトを含む、[1]~[18]のいずれかに記載のトランス。
[20]
前記第1磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、[1]~[19]のいずれかに記載のトランス。
前記第1磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、[1]~[19]のいずれかに記載のトランス。
[21]
前記第2磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、[1]~[20]のいずれかに記載のトランス。
前記第2磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、[1]~[20]のいずれかに記載のトランス。
[22]
前記第1磁気シールド部材は、前記第1コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記第1磁気シールド部材の前記内側面と前記第1コイルの前記第1面との距離が0.5mm以上2mm以下である、[1]~[21]のいずれかに記載のトランス。
前記第1磁気シールド部材は、前記第1コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記第1磁気シールド部材の前記内側面と前記第1コイルの前記第1面との距離が0.5mm以上2mm以下である、[1]~[21]のいずれかに記載のトランス。
[23]
前記第2磁気シールド部材は、前記第2コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記第2磁気シールド部材の前記内側面と前記第2コイルの前記第4面との距離が0.5mm以上2mm以下である、[1]~[22]のいずれかに記載のトランス。
前記第2磁気シールド部材は、前記第2コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記第2磁気シールド部材の前記内側面と前記第2コイルの前記第4面との距離が0.5mm以上2mm以下である、[1]~[22]のいずれかに記載のトランス。
[24]
全体として平板な磁気シールド部材と、
前記磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、
前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルと、
少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する磁性層と、
を備える、トランス。
全体として平板な磁気シールド部材と、
前記磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、
前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルと、
少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する磁性層と、
を備える、トランス。
[25]
前記第1コイル及び前記第2コイルは、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成するシールド側平面コイル要素を有し、
前記シールド側平面コイル要素の厚さが、前記第1コイル及び前記第2コイルの平面コイル要素のうち前記シールド側平面コイル要素以外の平面コイル要素の厚さよりも大きい、[24]に記載のトランス。
前記第1コイル及び前記第2コイルは、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成するシールド側平面コイル要素を有し、
前記シールド側平面コイル要素の厚さが、前記第1コイル及び前記第2コイルの平面コイル要素のうち前記シールド側平面コイル要素以外の平面コイル要素の厚さよりも大きい、[24]に記載のトランス。
[26]
前記第2コイルは、前記第1コイルの側を向く第3面と、前記第3面とは反対側の第4面と、を有し、
前記第1コイルの前記第2面と前記第2コイルの前記第3面との距離が0.5mm以上10mm以下である、[24]又は[25]に記載のトランス。
前記第2コイルは、前記第1コイルの側を向く第3面と、前記第3面とは反対側の第4面と、を有し、
前記第1コイルの前記第2面と前記第2コイルの前記第3面との距離が0.5mm以上10mm以下である、[24]又は[25]に記載のトランス。
[27]
前記第1コイルは、前記磁性層に埋設されている、[24]~[26]のいずれかに記載のトランス。
前記第1コイルは、前記磁性層に埋設されている、[24]~[26]のいずれかに記載のトランス。
[28]
前記磁性層の少なくとも一部は、前記第1コイルと前記第2コイルとの間に配置されている、[24]~[28]のいずれかに記載のトランス。
前記磁性層の少なくとも一部は、前記第1コイルと前記第2コイルとの間に配置されている、[24]~[28]のいずれかに記載のトランス。
[29]
前記第1コイル及び前記第2コイルは、前記磁性層に埋設されている、[24]~[28]のいずれかに記載のトランス。
前記第1コイル及び前記第2コイルは、前記磁性層に埋設されている、[24]~[28]のいずれかに記載のトランス。
[30]
前記磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、[24]~[29]のいずれかに記載のトランス。
前記磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、[24]~[29]のいずれかに記載のトランス。
[31]
前記磁性層の比透磁率は、5以上である、[24]~[30]のいずれかに記載のトランス。
前記磁性層の比透磁率は、5以上である、[24]~[30]のいずれかに記載のトランス。
[32]
前記磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、[24]~[31]のいずれかに記載のトランス。
前記磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、[24]~[31]のいずれかに記載のトランス。
[33]
前記磁気シールド部材は、フェライトを含む、[24]~[32]のいずれかに記載のトランス。
前記磁気シールド部材は、フェライトを含む、[24]~[32]のいずれかに記載のトランス。
[34]
前記磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、[24]~[33]のいずれかに記載のトランス。
前記磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、[24]~[33]のいずれかに記載のトランス。
[35]
前記磁気シールド部材は、前記第1コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記磁気シールド部材の前記内側面と前記第1コイルの前記第1面との距離が0.5mm以上2mm以下である、[24]~[34]のいずれかに記載のトランス。
前記磁気シールド部材は、前記第1コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記磁気シールド部材の前記内側面と前記第1コイルの前記第1面との距離が0.5mm以上2mm以下である、[24]~[34]のいずれかに記載のトランス。
[36]
前記第1コイル及び前記第2コイルは、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素を有し、
前記平面コイル要素の厚さが0.1mm以上2.0mm以下である、[1]~[35]のいずれかに記載のトランス。
前記第1コイル及び前記第2コイルは、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素を有し、
前記平面コイル要素の厚さが0.1mm以上2.0mm以下である、[1]~[35]のいずれかに記載のトランス。
以下、図面を参照して各実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」などの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば「シート」は、フィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
<<第1実施形態>>
図1は、第1実施形態に係るトランス1の斜視図である。図2は、図1に示すトランス1の第1コイル部品2の分解斜視図である。図3は、図1に示すトランス1の第2コイル部品3の分解斜視図である。図4は、図1に示すトランス1の部分断面図である。
図1は、第1実施形態に係るトランス1の斜視図である。図2は、図1に示すトランス1の第1コイル部品2の分解斜視図である。図3は、図1に示すトランス1の第2コイル部品3の分解斜視図である。図4は、図1に示すトランス1の部分断面図である。
トランス1は、第1コイル部品2と第2コイル部品3とを含む。第1コイル部品2と第2コイル部品3とは、互いに電気的に接続されていない。第1コイル部品2と第2コイル部品3とは、互いに対面している。以下では、第1コイル部品2から第2コイル部品3に向かう方向を、第1方向D1と称する。
第1コイル部品2は、図2に示すように、第1コイル10と、第1磁気シールド部材20と、第1磁性層30と、を有する。第1磁気シールド部材20と第1コイル10とは、第1方向D1にこの順で重なっている。図示された例では、第1コイル部品2は、さらに第1壁部35及び第1芯部材38を含む。第1コイル10は、交流電源に接続される。第1コイル10に交流電流を供給すると、第1コイル10に磁束が発生する。
第2コイル部品3は、図3に示すように、第2コイル40と、第2磁気シールド部材50と、第2磁性層60と、を有する。第2コイル40と第2磁気シールド部材50とは、第1方向D1にこの順で重なっている。図示された例では、第2コイル部品3は、さらに第2壁部65及び第2芯部材68を含む。第2コイル40は、第1コイル10と電気的に接続されていない。第2コイル40は、電子機器に接続される。第1コイル10に磁束が発生すると、第2コイル40に電圧が誘導される。
以下で説明する第1実施形態に係るトランス1の第1コイル10に供給される交流電流の周波数は、特に限られない。第1コイル10には、10kHz以上の交流電流が供給されてよい。したがって、第1コイル10には、75kHz以上100kHz以下の交流電流、又は79kHz以上90kHz以下の交流電流、又は85kHzの交流電流が供給されてよい。また、第1コイル10には、80kHz以上500kHz以下の交流電流が供給されてよい。また、第1コイル10には、1MHz以下の交流電流が供給されてもよいし、1MHzより大きい交流電流が供給されてもよい。
以下、各コイル部品2,3を構成する各要素について、詳述する。
<第1コイル部品>
(第1コイル)
第1コイル10は、導電材料から形成される。例えば、第1コイル10は、銅、銅合金、アルミ、又はアルミニウム合金から形成されてよい。第1コイル10は、第1磁気シールド部材20と対向して配置される。図4に示すように、第1コイル10は、第1磁気シールド部材20の側を向く第1面10aと、第1面10aとは反対側の第2面10bとを有する。
(第1コイル)
第1コイル10は、導電材料から形成される。例えば、第1コイル10は、銅、銅合金、アルミ、又はアルミニウム合金から形成されてよい。第1コイル10は、第1磁気シールド部材20と対向して配置される。図4に示すように、第1コイル10は、第1磁気シールド部材20の側を向く第1面10aと、第1面10aとは反対側の第2面10bとを有する。
第1コイル10は、少なくとも1つの平面コイル要素を含む。第1コイル10に含まれる平面コイル要素の数は、特に限られない。第1コイル10は単一の平面コイル要素を有していてもよいし、2以上の平面コイル要素を有していてもよい。図示された例では、第1コイル10は、第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12を含む。図示された例では、第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12は、同じ材料から形成されているが、これに限られない。第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12は、異なる材料で形成されてもよい。
第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12は、第1方向D1にこの順で重なっている。第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12は、第1方向D1に沿って、互いから離間している。
各平面コイル要素11,12は、渦巻形状である。図示された例では、第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12は、それぞれ、図2に示すように、第1方向D1に沿って延びる第1中心軸線C1の周りで渦巻形状に形成されている。以下、平面コイル要素11,12の軸方向と言う場合、その方向は、第1中心軸線C1上を延びる方向又は第1中心軸線C1に平行な方向を意味する。また、第1中心軸線C1に直交する方向を平面コイル要素11,12の径方向と言う。なお、第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12は、共通の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されていなくてもよい。言い換えると、第1平面コイル要素11の中心軸線と第2平面コイル要素12の中心軸線とは、互いに一致していてもよいし、一致していなくてもよい。第1平面コイル要素11の中心軸線と第2平面コイル要素12の中心軸線とは、互いに平行であればよい。
各平面コイル要素11,12は、板状である。図4に示すように、各平面コイル要素11,12が渦巻形状に周回する方向に直交する方向での当該平面コイル要素11,12の断面形状は、矩形状である。
第1平面コイル要素11は、第1磁気シールド部材20に対向して配置される。第1平面コイル要素11は、第1コイル10の第1面10aを形成する。第2平面コイル要素12は、第1コイル10の第2面10bを形成する。第2平面コイル要素12は、第1平面コイル要素11と第2コイル部品3との間に配置される。以下では、第1平面コイル要素11を「第1シールド側平面コイル要素11」とも称する。
第1平面コイル要素11は、複数のターン部11nにより渦巻形状をなす導電体11Eを有する。第1平面コイル要素11の複数のターン部11nは、第1中心軸線C1に直交する方向に配列される。詳しくは、複数のターン部11nは、第1中心軸線C1を中心とする円の径方向の外方に向かって、第1中心軸線C1から次第に離れるように接続される。これにより、第1平面コイル要素11は、渦巻形状をなす。
同様に、第2平面コイル要素12は、複数のターン部12nにより渦巻形状をなす導電体12Eを有する。第2平面コイル要素12の複数のターン部12nは、第1中心軸線C1に直交する方向に配列される。詳しくは、複数のターン部12nは、第1中心軸線C1を中心とする円の径方向の外方に向かって、第1中心軸線C1から次第に離れるように接続される。これにより、第2平面コイル要素12は、渦巻形状をなす。
ターン部11n,12nは、基本的には線状の導体部分が環状をなさずに第1中心軸線C1の周りを360度周回する形状である。平面コイル要素の場合、ターン部11n,12nの両端部は、径方向にずれる。複数のターン部11n,12nでは、或るターン部11n,12nの径方向の外方の端部に他のターン部11n,12nの径方向の内方の端部が接続し、他のターン部11n,12nが第1中心軸線C1から離れるように延びていく。
以下では、第1平面コイル要素11の複数のターン部11nのうちの第1中心軸線C1に最も近いものを、ターン部111とも称する。また、ターン部111に接続するターン部を、ターン部112とも称する。本実施形態では、第1平面コイル要素11の複数のターン部11nが、5個のターン部111~115で構成される。以下において複数のターン部11nのそれぞれに共通となる事項を説明する際には、基本的に、ターン部11nと称す。
また、以下では、第2平面コイル要素12の複数のターン部12nのうちの第1中心軸線C1に最も近いものを、ターン部121とも称する。また、ターン部121に接続するターン部を、ターン部122とも称する。本実施形態では、第2平面コイル要素12の複数のターン部12nが、5個のターン部121~125で構成される。以下において複数のターン部12nのそれぞれに共通となる事項を説明する際には、基本的に、ターン部12nと称す。
図示された例では、第1平面コイル要素11のターン数と第2平面コイル要素12のターン数は、互いに同じである。しかしながら、第1平面コイル要素11のターン数と第2平面コイル要素12のターン数は、互いに異なってもよい。第1コイル10の総ターン数は、第1コイル10に含まれる平面コイル要素11,12のターン数の和である。したがって、図示された例では、第1コイル10の総ターン数は、10である。
本実施形態では、ターン部11n,12nは矩形状をなすように周回する。ただし、ターン部11n,12nは、円形をなすように周回する形状でもよい。なお、本開示で言う渦巻形状とは、螺旋状に巻いた平面曲線の形を意味する。ここで言う平面曲線には、図示のような折れ線状に曲がりつつ繰り返し周回する平面パターンも含む。また、言い換えると、渦巻形状とは、旋回するにつれて中心から遠ざかる(あるいは旋回するにつれて中心に近づく)平面曲線の形を意味する。
第1平面コイル要素11の第1中心軸線C1に最も近いターン部111の径方向の内方の端部(第1中心軸線C1に近い端部)は、第2平面コイル要素12の第1中心軸線C1に最も近いターン部121の径方向の内方の端部(第1中心軸線C1に近い端部)と電気的に接続される。図2に示す接続配線部14は導電体であり、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12とを、電気的に直列に接続する。図示の接続配線部14は、一例として第2平面コイル要素12のターン部121と一体に形成されている。接続配線部14は、ターン部121に超音波接続などにより接続されてもよい。
また、第1平面コイル要素11の複数のターン部11nのうちの第1中心軸線C1から最も離れるターン部115の径方向の外方の端部(第1中心軸線C1から離れる方の端部)は、第1接続端子71と接続している。第2平面コイル要素12の複数のターン部12nのうちの第1中心軸線C1から最も離れるターン部125の径方向の外方の端部は、第2接続端子72と接続している。第1接続端子71及び第2接続端子72は、例えば交流電源との接続に用いられ得る。第1接続端子71とターン部115との接続及び第2接続端子72とターン部125との接続は、超音波接合で行われてもよい。ただし、その接続手法は限られず、例えば導電性接着剤による接続が採用されてもよい。
ここで、第1平面コイル要素11(ターン部11n)の径方向の内方とは、当該径方向において第1中心軸線C1に近づく方向を意味する。また、第1平面コイル要素11(ターン部11n)の径方向の外方とは、当該径方向において第1中心軸線C1から離れる方向を意味する。また、第2平面コイル要素12(ターン部12n)の径方向の内方とは、当該径方向において第1中心軸線C1に近づく方向を意味する。また、第2平面コイル要素12(ターン部12n)の径方向の外方とは、当該径方向において第1中心軸線C1から離れる方向を意味する。
なお、第1平面コイル要素11又は第2平面コイル要素12の第1中心軸線C1は、本実施形態では次のようにして定められる。まず、最内周のターン部111又は121の径方向の内方の端部から最内周のターン部111又は121と相似の形状の線状の仮想ターン部を径方向の内方に渦巻形状をなすように順次描画していく。そして、直径1cm内に収まる仮想ターン部が描画できるまで描画を継続する。そして、直径1cm内に収まる仮想ターン部の径方向の内方の領域を、渦巻形状の周方向及び径方向に直交する方向に通過する線が、平面コイル要素11又は12の第1中心軸線C1として定められる。
図4に示すように、本実施形態では、第1平面コイル要素11の複数のターン部11nのいずれかと、第2平面コイル要素12の複数のターン部12nのいずれかとが、第1中心軸線C1に沿った方向で部分的に重なっている。そして、第1中心軸線C1に沿った方向で重なる第1平面コイル要素11のターン部11nの一部と第2平面コイル要素12のターン部12nの一部とは、それぞれが周回する方向が沿う状態で互いに平行に延びる。周回する方向が沿う状態とは、平面コイル要素11,12の軸方向に見て、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12とが、交差するのではなく、同一線上で一定距離重なる状態を意味する。
以上のように互いに重なり且つ互いに平行に延びる第1平面コイル要素11のターン部11nの一部の長さと第2平面コイル要素12のターン部12nの一部の長さは、それぞれの全長の1/2以上でもよく、3/4以上でもよい。本件発明者は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12とが互い平行に延びつつ重なる割合が多いほど、渦電流損失が抑制され得ることを知見している。
また、上述したように第1中心軸線C1に最も近いターン部111の径方向の内方の端部は、第2平面コイル要素12と電気的に接続される。詳しくは、ターン部111の径方向の内方の端部は、第2平面コイル要素12におけるターン部121の内方の端部に接続配線部14を介して接続される。ここで、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12とが接続された際、第1平面コイル要素11がその第2平面コイル要素12に接続されない端部(ターン部115の径方向の外方の端部)から第2平面コイル要素12に接続される端部まで周回する方向は、第2平面コイル要素12がその第1平面コイル要素11に接続される端部から第1平面コイル要素11に接続されない端部(ターン部125の径方向の外方の端部)まで周回する方向と同じになる。これにより、電気抵抗が増大することが抑制される。
第1コイル部品2の平面コイル要素11,12の厚さ(導電体11E,12Eの厚さ)T11,T12は、例えば0.1mm以上2.0mm以下でよい。したがって、厚さT11,T12は、0.15mm以上でもよく、0.2mm以上でもよく、0.25mm以上でもよく、0.3mm以上でもよく、0.35mm以上でもよく、0.4mm以上でもよく、0.45mm以上でもよく、0.5mm以上でもよく、0.55mm以上でもよく、0.6mm以上でもよい。また、厚さT11,T12は、1.75mm以下でもよく、1.5mm以下でもよく、1.25mm以下でもよく、1.0mm以下でもよく、0.75mm以下でもよく、0.5mm以下でもよい。
図示された例では、第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、第1コイル10の他の平面コイル要素(第2平面コイル要素)12の厚さT12よりも大きいが、これに限られない。第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10の他の平面コイル要素12の厚さT12と同じであってもよいし、第1コイル10の他の平面コイル要素12の厚さT12よりも小さくてもよい。また、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、後述する第2コイル40の平面コイル要素41,42の厚さT41,T42よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、第2コイル40の平面コイル要素41,42の厚さT41,T42と同じであってもよい。したがって、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素12,41,42の厚さT12,T41,T42よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、上記他の平面コイル要素12,41,42の厚さT12,T41,T42と同じであってもよい。
また、平面コイル要素11,12の線幅(導電体11E,12Eの線幅)、すなわち各ターン部11n,12nの径方向幅(径方向での幅)は、特に限られない。ターン部11n,12nの径方向幅は、例えば、2mm以上20mm以下でもよく、2mm以上16mm以下、2mm以上12mm以下、2mm以上8mm以下でもよい。また、第1コイル10のターン数は、特に限られない。第1コイル10のターン数は、例えば、2以上15以下でもよく、5以上10以下でもよい。
また、平面コイル要素11,12の半径(第1中心軸線C1から径方向で最も離れた部分までの距離)は80mm以上でもよく、80mm以上450mm以下でもよい。また、断面形状が矩形となる平面コイル要素11,12(導電体11E、12E)のアスペクト比は、当該平面コイル要素11,12(導電体11E,12E)の線幅(ターン部11n,12nの径方向幅)を当該平面コイル要素11,12(導電体11E,12E)の厚さで割ることにより定められる。平面コイル要素11,12(導電体11E,12E)のアスペクト比は、2以上12以下でもよいし、3以上10以下でもよい。
このような平面コイル要素11,12は、一例として金属板から渦巻形状に打ち抜かれて形成される。ただし、平面コイル要素11,12は、金属箔を渦巻形状にエッチングすることでも形成され得る。
また、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間の隙間は、0.5mm以上2mm以下でもよい。隙間は特に限られるものではないが、隙間が小さすぎると、平面コイル要素11,12間で絶縁破壊が起こりやすくなる。また、隙間が大きくなり過ぎると、トランス1の薄型化が損なわれる。
(第1磁気シールド部材)
第1磁気シールド部材20は、平板なシート状の部材である。第1磁気シールド部材20は、第1コイル10の第1面10aに対向して配置される。第1磁気シールド部材20は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられる。第1磁気シールド部材20は、第1コイル10の側を向く内側面20bと、内側面20bとは反対側の外側面20aとを有する。
第1磁気シールド部材20は、平板なシート状の部材である。第1磁気シールド部材20は、第1コイル10の第1面10aに対向して配置される。第1磁気シールド部材20は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられる。第1磁気シールド部材20は、第1コイル10の側を向く内側面20bと、内側面20bとは反対側の外側面20aとを有する。
第1磁気シールド部材20は、第1コイル10及び第1磁性層30とは別体である。第1磁気シールド部材20が、第1コイル10及び第1磁性層30と別体であるとは、第1磁気シールド部材20が、第1コイル10及び第1磁性層30と一体化されていないことを意味する。ただし、第1磁気シールド部材20は、第1磁性層30と接着層などを介して接合されてもよい。第1磁気シールド部材20は、第1方向D1に見て、第1コイル10を包含する大きさに形成されている。第1磁気シールド部材20は、第1コイル10及び第1磁性層30と重なり、このうちの第1磁性層30と直接的に接する。
本実施形態における第1磁気シールド部材20は磁性を有し、磁性体を含む又は磁性体でなる。第1コイル部品2では、第1コイル10に電流が供給された際に磁界が生じる。第1コイル部品2で生じる磁界は、第1中心軸線C1に対して全方向に広がるように生じる。この際、第1磁気シールド部材20は磁性を有することで、広がろうとする磁束線を第1中心軸線C1側に配向できる。また、トランス1は電子機器に組み込まれ得るが、トランス1で生じる磁界が当該電子機器の他の部品に流れると、当該部品に悪影響が生じる場合がある。このような場合に、第1磁気シールド部材20は、電流の発生に寄与しない漏れ磁界を抑制できる。
第1磁気シールド部材20は、好ましくは軟磁性体又はナノ結晶磁性体を含む。より具体的には、第1磁気シールド部材20はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。第1磁気シールド部材20は、平板なフェライトを含んでよい。より詳しくは、第1磁気シールド部材20は、複数の平板なフェライトをシート状に配列して構成されてよい。
第1磁気シールド部材20の比透磁率は、500以上でもよく、1000以上でもよい。第1磁気シールド部材20の比透磁率は、500以上3000以下でもよいし、1000以上3000以下でもよい。なお、本明細書における比透磁率は、周波数85kHzで、環境温度23度で測定した際の値である。
第1磁気シールド部材20の厚さは、例えば0.5mm以上5mm以下でよい。第1方向D1に見て、第1磁気シールド部材20の外周縁と第1コイル10の外周縁との距離は、0.5mm以上10mm以下でよい。また、第1磁気シールド部材20と第1コイル10との距離(すなわち、第1磁気シールド部材20の内側面20bと第1コイル10の第1面10aとの距離)は、例えば0.5mm以上2mm以下であってよい。
(第1芯部材)
第1芯部材38は、第1磁気シールド部材20の内側面20b上に配置される。第1芯部材38は、第1コイル10の最も内方のターン部111,121によって囲まれる領域内を、第1方向D1に沿って延びている。第1芯部材38は、第1磁性層30を貫通している。
第1芯部材38は、第1磁気シールド部材20の内側面20b上に配置される。第1芯部材38は、第1コイル10の最も内方のターン部111,121によって囲まれる領域内を、第1方向D1に沿って延びている。第1芯部材38は、第1磁性層30を貫通している。
第1芯部材38は、好ましくは軟磁性体又はナノ結晶磁性体を含む。より具体的には、第1芯部材38はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。
第1芯部材38の比透磁率は、500以上でもよく、1000以上でもよい。第1芯部材38の比透磁率は、500以上3000以下でもよいし、1000以上3000以下でもよい。第1芯部材38が存在することでトランス1内の磁束の通りが良くなる。
(第1磁性層及び第1壁部)
第1磁性層30は磁性を有する。図4に示すように、第1磁性層30の少なくとも一部は、第1コイル10と第1磁気シールド部材20との間に配置され、第1コイル10の第1面10aを覆う。第1磁性層30は、第1磁気シールド部材20の側を向く第5面30aと、第5面30aとは反対側の第6面30bとを有する。
第1磁性層30は磁性を有する。図4に示すように、第1磁性層30の少なくとも一部は、第1コイル10と第1磁気シールド部材20との間に配置され、第1コイル10の第1面10aを覆う。第1磁性層30は、第1磁気シールド部材20の側を向く第5面30aと、第5面30aとは反対側の第6面30bとを有する。
図示された例では、第1コイル10は第1磁性層30に埋設されている。また、図示された例では、第1磁性層30は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12とを一体的に保持する。より具体的には、第1磁性層30は、第1コイル10の第1面10aを覆い、且つ、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間の隙間を充填している。第1磁性層30は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間の隙間を充填することで、第2平面コイル要素12の第1平面コイル要素11に対向する面を覆う。第1磁性層30は、第1コイル10の第2面10bを覆っていない。
図3に示すように、第1磁性層30は、第1部分31と、第2部分32とを有する。第1部分31と第2部分32とは、つなぎ目無く一体的に形成される。第1部分31及び第2部分32は、第1方向D1に見て、第1コイル10の全体を包含する大きさに形成されている。
第1部分31は、第1コイル10の第1面10aを覆う。第1部分31は、第1磁性層30の第5面30aを形成する。第1部分31は、第1磁気シールド部材20と接する。第1部分31は、また、第1平面コイル要素11の側面を覆う。
第2部分32は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間に介在する。すなわち、第2部分32は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間の隙間を充填する。第2部分32は、また、第2平面コイル要素12の側面を覆う。第2部分32は、第1磁性層30の第6面30bを形成する。図示された例では、第6面30bと第1コイル10の第2面10bとは、面一になっている。
第1磁性層30は全体として磁性を有する。すなわち、第1部分31及び第2部分32は、それぞれ磁性を有する。第1磁性層30は、磁性により渦電流損失や漏れ磁束を抑制したり、結合係数を高くしたりすることにより、コイル性能の向上を図る。第1磁性層30の比透磁率は、2.0以上であることが好ましく、2.0以上10.0以下でもよい。第1磁性層30の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上10.0以下でもよい。第1磁性層30の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると第1磁性層30の柔軟性や強度が不所望に損なわれる場合がある。したがって、第1磁性層30の比透磁率は200以下でもよい。
第1壁部35は、第1磁性層30の第6面30bから第1方向D1に突出する。第1壁部35は、第1方向D1に見て螺旋形状であり、第2平面コイル要素12に沿って延びている。本実施形態では、第1壁部35は、第1磁性層30とつなぎ目無く一体的に形成される。
また、第1壁部35は、磁性を有する。第1コイル部品2は第1壁部35を備えることにより、コイル性能を効果的に向上できる。第1壁部35の比透磁率は、2.0以上であることが好ましく、2.0以上10.0以下でもよい。第1壁部35の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上10.0以下でもよい。第1壁部35の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると第1壁部35の柔軟性や強度が不所望に損なわれる場合がある。したがって、第1壁部35の比透磁率は200以下でもよい。第1壁部35の高さは特に限られるものではないが、例えば0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよい。第1壁部35の高さが大きい程、第1コイル10の隣り合うターン部11n又は12n間の近接効果を効果的に抑制して、第1コイル10の抵抗の増大を効果的に抑制することができる。一方で、第1壁部35の高さが大きい程、第1壁部35は根元を起点として破損しやすくなる傾向がある。そこで、第1壁部35の高さは、例えば10mm以下にしてもよい。なお、第1コイル部品2は第1壁部35を有さなくてもよい。
本実施形態における第1磁性層30及び第1壁部35は、一例として、樹脂と、磁性体で構成される複数又は無数の磁性体粒子と、を含む。磁性体粒子は、保持材料としての樹脂に保持される。
磁性体粒子は、フェライト特に軟磁性材料のフェライト、ナノ結晶磁性体、ケイ素鋼、電磁軟鉄、及びアモルファス金属のうちのいずれか又は二種以上から形成されてもよい。保持材料としての樹脂は、ガラス繊維強化ポリアミドでもよい。すなわち、当該樹脂は、熱可塑性樹脂(熱可塑性材料)としてのポリアミドと、ガラス繊維とを含む材料から形成されてもよい。ただし、第1磁性層30及び第1壁部35の形成材料は特に限られるものではない。
<第2コイル部品>
(第2コイル)
第2コイル40は、導電材料から形成される。例えば、第2コイル40は、銅、銅合金、アルミ、又はアルミニウム合金から形成されてよい。第2コイル40は、第2磁気シールド部材50と対向して配置される。第2コイル40は、第1コイル10の側を向く第3面40aと、第3面40aとは反対側の第4面40bとを有する。
(第2コイル)
第2コイル40は、導電材料から形成される。例えば、第2コイル40は、銅、銅合金、アルミ、又はアルミニウム合金から形成されてよい。第2コイル40は、第2磁気シールド部材50と対向して配置される。第2コイル40は、第1コイル10の側を向く第3面40aと、第3面40aとは反対側の第4面40bとを有する。
第2コイル40は、第1コイル10と隙間を空けて重なっている。言い換えると、第2コイル40は、第1コイル10から第1方向D1に離間している。第2コイル40と第1コイル10との距離(すなわち、第2コイル40の第3面40aと第1コイル10の第2面10bとの距離)は、特に限られないが、例えば0.5mm以上30mm以下でもよい。隙間が小さすぎると、コイル10,40間で絶縁破壊が起こりやすくなる。また、隙間が大きくなり過ぎると、トランス1の薄型化が損なわれる。
第2コイル40は、少なくとも1つの平面コイル要素を含む。第2コイル40に含まれる平面コイル要素の数は、特に限られない。第2コイル40は単一の平面コイル要素を有していてもよいし、2以上の平面コイル要素を有していてもよい。図示された例では、第2コイル40は、第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42を含む。図示された例では、第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42は、同じ材料から形成されているが、これに限られない。第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42は、異なる材料で形成されてもよい。
第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42は、第1方向D1に、この順で重なっている。第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42は、第1方向D1に沿って、互いから離間している。
各平面コイル要素41,42は、渦巻形状である。図示された例では、第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42は、それぞれ、図3に示すように、第1方向D1に沿って延びる第2中心軸線C2の周りで渦巻形状に形成されている。以下、平面コイル要素41,42の軸方向と言う場合、その方向は、第2中心軸線C2上を延びる方向又は第2中心軸線C2に平行な方向を意味する。また、第2中心軸線C2に直交する方向を、平面コイル要素41,42の径方向と言う。なお、第3平面コイル要素41及び第4平面コイル要素42は、共通の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されていなくてもよい。言い換えると、第3平面コイル要素41の中心軸線と第4平面コイル要素42の中心軸線とは、互いに一致していてもよいし、一致していなくてもよい。第3平面コイル要素41の中心軸線と第4平面コイル要素42の中心軸線とは、互いに平行であればよい。また、第2中心軸線C2は、第1中心軸線C1と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。第2中心軸線C2は、第1中心軸線C2と平行であればよい。
各平面コイル要素41,42は、板状である。図4に示すように、各平面コイル要素41,42が渦巻形状に周回する方向に直交する方向での当該平面コイル要素41,42の断面形状は、矩形状である。
第3平面コイル要素41は、第1コイル10に対向して配置される。第3平面コイル要素41は、第2コイル40の第3面40aを形成する。第4平面コイル要素42は、第2コイル40の第4面40bを形成する。第4平面コイル要素42は、第2磁気シールド部材50に対向して配置される。以下では、第4平面コイル要素42を「第2シールド側平面コイル要素42」とも称する。
第3平面コイル要素41は、複数のターン部41nにより渦巻形状をなす導電体41Eを有する。第3平面コイル要素41の複数のターン部41nは、第2中心軸線C2に直交する方向に配列される。詳しくは、複数のターン部41nは、第2中心軸線C2を中心とする円の径方向の外方に向かって、第2中心軸線C2から次第に離れるように接続される。これにより、第3平面コイル要素41は、渦巻形状をなす。
同様に、第4平面コイル要素42は、複数のターン部42nにより渦巻形状をなす導電体42Eを有する。第4平面コイル要素42の複数のターン部42nは、第2中心軸線C2に直交する方向に配列される。詳しくは、複数のターン部42nは、第2中心軸線C2を中心とする円の径方向の外方に向かって、第2中心軸線C2から次第に離れるように接続される。これにより、第4平面コイル要素42は、渦巻形状をなす。
ターン部41n,42nは、基本的には線状の導体部分が環状をなさずに第2中心軸線C2の周りを360度周回する形状である。平面コイル要素の場合、ターン部41n,42nの両端部は、径方向にずれる。複数のターン部41n,42nでは、或るターン部41n,42nの径方向の外方の端部に他のターン部41n,42nの径方向の内方の端部が接続し、他のターン部41n,42nが第2中心軸線C2から離れるように延びていく。
以下では、第3平面コイル要素41の複数のターン部41nのうちの第2中心軸線C2に最も近いものを、ターン部411と称す場合がある。また、ターン部411に接続するターン部を、ターン部412と称す場合がある。本実施形態では、第3平面コイル要素41の複数のターン部41nが、4個のターン部411~414で構成される。以下において複数のターン部41nのそれぞれに共通となる事項を説明する際には、基本的に、ターン部41nと称す。
また、以下では、第4平面コイル要素42の複数のターン部42nのうちの第2中心軸線C2に最も近いものを、ターン部421と称す場合がある。また、ターン部421に接続するターン部を、ターン部422と称す場合がある。本実施形態では、第4平面コイル要素42の複数のターン部42nが、4個のターン部421~424で構成される。以下において複数のターン部42nのそれぞれに共通となる事項を説明する際には、基本的に、ターン部42nと称す。
図示された例では、第3平面コイル要素41のターン数と第4平面コイル要素42のターン数は、互いに同じである。しかしながら、第3平面コイル要素41のターン数と第4平面コイル要素42のターン数は、互いに異なってもよい。第2コイル40の総ターン数は、第2コイル40に含まれる平面コイル要素41,42のターン数の和である。したがって、図示された例では、第2コイル40の総ターン数は、8である。
本実施形態では、ターン部41n,42nは矩形状をなすように周回する。ただし、ターン部41n,42nは、円形をなすように周回する形状でもよい。
第3平面コイル要素41の第2中心軸線C2に最も近いターン部411の径方向の内方の端部(第2中心軸線C2に近い端部)は、第4平面コイル要素42の第2中心軸線C2に最も近いターン部421の径方向の内方の端部(第2中心軸線C2に近い端部)と電気的に接続される。図2に示す接続配線部44は導電体であり、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42とを、電気的に直列に接続する。図示の接続配線部44は、一例として第4平面コイル要素42のターン部421と一体に形成されている。接続配線部44は、ターン部421に超音波接続などにより接続されてもよい。
また、第3平面コイル要素41の複数のターン部41nのうちの第2中心軸線C2から最も離れるターン部414の径方向の外方の端部(第2中心軸線C2から離れる方の端部)は、第3接続端子73と接続している。第4平面コイル要素42の複数のターン部42nのうちの第2中心軸線C2から最も離れるターン部424の径方向の外方の端部は、第4接続端子74と接続している。第3接続端子73及び第4接続端子74は、例えば電子機器との接続に用いられ得る。第3接続端子73とターン部414との接続及び第4接続端子74とターン部424との接続は、超音波接合で行われてもよい。ただし、その接続手法は限られず、例えば導電性接着剤による接続が採用されてもよい。
ここで、第3平面コイル要素41(ターン部41n)の径方向の内方とは、当該径方向において第2中心軸線C2に近づく方向を意味する。また、第3平面コイル要素41(ターン部41n)の径方向の外方とは、当該径方向において第2中心軸線C2から離れる方向を意味する。また、第4平面コイル要素42(ターン部42n)の径方向の内方とは、当該径方向において第2中心軸線C2に近づく方向を意味する。また、第4平面コイル要素42(ターン部42n)の径方向の外方とは、当該径方向において第2中心軸線C2から離れる方向を意味する。
なお、第3平面コイル要素41又は第4平面コイル要素42の第2中心軸線C2は、本実施形態では次のようにして定められる。まず、最内周のターン部411又は421の径方向の内方の端部から最内周のターン部411又は421と相似の形状の線状の仮想ターン部を径方向の内方に渦巻形状をなすように順次描画していく。そして、直径1cm内に収まる仮想ターン部が描画できるまで描画を継続する。そして、直径1cm内に収まる仮想ターン部の径方向の内方の領域を、渦巻形状の周方向及び径方向に直交する方向に通過する線が、平面コイル要素41又は42の第2中心軸線C2として定められる。
図4に示すように、本実施形態では、第3平面コイル要素41の複数のターン部41nのいずれかと、第4平面コイル要素42の複数のターン部42nのいずれかとが、第2中心軸線C2に沿った方向で部分的に重なっている。そして、第2中心軸線C2に沿った方向で重なる第3平面コイル要素41のターン部41nの一部と第4平面コイル要素42のターン部42nの一部とは、それぞれが周回する方向が沿う状態で互いに平行に延びる。周回する方向が沿う状態とは、平面コイル要素41,42の軸方向に見て、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42とが、交差するのではなく、同一線上で一定距離重なる状態を意味する。
以上のように互いに重なり且つ互いに平行に延びる第3平面コイル要素41のターン部41nの一部の長さと第4平面コイル要素42のターン部42nの一部の長さは、それぞれの全長の1/2以上でもよく、3/4以上でもよい。本件発明者は、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42とが互い平行に延びつつ重なる割合が多いほど、渦電流損失が抑制され得ることを知見している。
また、上述したように第2中心軸線C2に最も近いターン部411の径方向の内方の端部は、第4平面コイル要素42と電気的に接続される。詳しくは、ターン部411の径方向の内方の端部は、第4平面コイル要素42におけるターン部421の内方の端部に接続配線部44を介して接続される。ここで、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42とが接続された際、第3平面コイル要素41がその第4平面コイル要素42に接続されない端部(ターン部414の径方向の外方の端部)から第4平面コイル要素42に接続される端部まで周回する方向は、第4平面コイル要素42がその第3平面コイル要素41に接続される端部から第3平面コイル要素41に接続されない端部(ターン部424の径方向の外方の端部)まで周回する方向と同じになる。これにより、電気抵抗が増大することが抑制される。
第2コイル40の平面コイル要素41,42の厚さ(導電体41E,42Eの厚さ)T41,T42は、例えば0.1mm以上2.0mm以下でよい。したがって、厚さT41,T42は、0.15mm以上でもよく、0.2mm以上でもよく、0.25mm以上でもよく、0.3mm以上でもよく、0.35mm以上でもよく、0.4mm以上でもよく、0.45mm以上でもよく、0.5mm以上でもよく、0.55mm以上でもよく、0.6mm以上でもよい。また、厚さT41,T42は、1.75mm以下でもよく、1.5mm以下でもよく、1.25mm以下でもよく、1.0mm以下でもよく、0.75mm以下でもよく、0.5mm以下でもよい。
図示された例では、第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT42は、第2コイル40の他の平面コイル要素(第3平面コイル要素)41の厚さT41よりも大きいが、これに限られない。第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第2コイル40の他の平面コイル要素41の厚さT41と同じであってもよいし、第2コイル40の他の平面コイル要素41の厚さT41よりも小さくてもよい。また、第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第1コイル10の平面コイル要素11,12の厚さT11,T12より大きくてもよいし、小さくてもよいし、第1コイル10の平面コイル要素11,12の厚さT11,T12と同じであってもよい。したがって、第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素11,12,41の厚さT11,T12,T41よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、上記他の平面コイル要素11,12,41の厚さT11,T12,T41と同じであってもよい。
また、平面コイル要素41,42の線幅(導電体41E,42Eの線幅)、すなわち各ターン部41n,42nの径方向幅(径方向での幅)は、特に限られない。ターン部41n,42nの径方向幅は、例えば、2mm以上20mm以下でもよく、2mm以上16mm以下、2mm以上12mm以下、2mm以上8mm以下でもよい。また、第2コイル40のターン数は、特に限られない。第2コイル40のターン数は、例えば、2以上15以下でもよく、5以上10以下でもよい。
また、平面コイル要素41,42の半径(第2中心軸線C2から径方向で最も離れた部分までの距離)は80mm以上でもよく、80mm以上450mm以下でもよい。また、断面形状が矩形となる平面コイル要素41,42(導電体41E,42E)のアスペクト比は、当該平面コイル要素41,42の(導電体41E,42E)の線幅(ターン部41n,42nの径方向幅)を当該平面コイル要素41,42(導電体41E,42E)の厚さで割ることにより定められる。平面コイル要素41,42(導電体41E,42E)のアスペクト比は、2以上12以下でもよいし、3以上10以下でもよい。
このような平面コイル要素41,42は、一例として金属板から渦巻形状に打ち抜かれて形成される。ただし、平面コイル要素41,42は、金属箔を渦巻形状にエッチングすることでも形成され得る。
また、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42との間の隙間は、0.5mm以上2mm以下でもよい。隙間は特に限られるものではないが、隙間が小さすぎると、平面コイル要素41,42間で絶縁破壊が起こりやすくなる。また、隙間が大きくなり過ぎると、トランス1の薄型化が損なわれる。
(第2磁気シールド部材)
第2磁気シールド部材50は、平板なシート状の部材である。第2磁気シールド部材50は、第2コイル40の第4面40bに対向して配置される。第2磁気シールド部材50は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられる。第2磁気シールド部材50は、第2コイル40の側を向く内側面50aと、内側面50aとは反対側の外側面50bとを有する。
第2磁気シールド部材50は、平板なシート状の部材である。第2磁気シールド部材50は、第2コイル40の第4面40bに対向して配置される。第2磁気シールド部材50は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられる。第2磁気シールド部材50は、第2コイル40の側を向く内側面50aと、内側面50aとは反対側の外側面50bとを有する。
第2磁気シールド部材50は、第2コイル40及び第2磁性層60とは別体である。第2磁気シールド部材50が、第2コイル40及び第2磁性層60と別体であるとは、第2磁気シールド部材50が、第2コイル40及び第2磁性層60と一体化されていないことを意味する。ただし、第2磁気シールド部材50は、第2磁性層60と接着層などを介して接合されてもよい。第2磁気シールド部材50は、第1方向D1に見て、第2コイル40を包含する大きさに形成されている。第2磁気シールド部材50は、第2コイル40及び第2磁性層60と重なり、このうちの第2磁性層60と直接的に接する。
本実施形態における第2磁気シールド部材50は磁性を有し、磁性体を含む又は磁性体でなる。上述したように、第1コイル部品2では、第1コイル10に電流が供給された際に磁界が生じる。第1コイル部品2で生じる磁界は、第1中心軸線C1に対して全方向に広がるように生じる。この際、第2磁気シールド部材50は磁性を有することで、広がろうとする磁束線を第1中心軸線C1側に配向できる。また、トランス1は電子機器に組み込まれ得るが、トランス1で生じる磁界が当該電子機器の他の部品に流れると、当該部品に悪影響が生じる場合がある。このような場合に、第2磁気シールド部材50は、電流の発生に寄与しない漏れ磁界を抑制できる。
第2磁気シールド部材50は、好ましくは軟磁性体又はナノ結晶磁性体を含む。より具体的には、第2磁気シールド部材50はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。第2磁気シールド部材50が、平板なフェライトを含んでよい。より詳しくは、第2磁気シールド部材50は、複数の平板なフェライトをシート状に配列して構成されてよい。
第2磁気シールド部材50の比透磁率は、500以上でもよく、1000以上でもよい。第2磁気シールド部材50の比透磁率は、500以上3000以下でもよいし、1000以上3000以下でもよい。
第2磁気シールド部材50の厚さは、例えば0.5mm以上5mm以下でよい。第1方向D1に見て、第2磁気シールド部材50の外周縁と第2コイル40の外周縁との距離は、0.5mm以上10mm以下でよい。また、第2磁気シールド部材50と第2コイル40との距離(すなわち、第2磁気シールド部材50の内側面50aと第2コイル40の第4面40bとの距離)は、例えば0.5mm以上2mm以下であってよい。
(第2芯部材)
第2芯部材68は、第2磁気シールド部材50の内側面50a上に配置される。第2芯部材68は、第2コイル40の最も内方のターン部411,421によって囲まれる領域内を、第1方向D1に沿って延びている。第2芯部材68は、第2磁性層60を貫通している。
第2芯部材68は、第2磁気シールド部材50の内側面50a上に配置される。第2芯部材68は、第2コイル40の最も内方のターン部411,421によって囲まれる領域内を、第1方向D1に沿って延びている。第2芯部材68は、第2磁性層60を貫通している。
第2芯部材68は、好ましくは軟磁性体又はナノ結晶磁性体を含む。より具体的には、第2芯部材68はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。
第2芯部材68の比透磁率は、500以上でもよく、1000以上でもよい。第2芯部材68の比透磁率は、500以上3000以下でもよいし、1000以上3000以下でもよい。第2芯部材68が存在することでトランス1内の磁束の通りが良くなる。
(第2磁性層及び第2壁部)
第2磁性層60は磁性を有する。図4に示すように、第2磁性層60の少なくとも一部は、第2コイル40と第2磁気シールド部材50との間に配置され、第2コイル40の第4面40bを覆う。第2磁性層60は、第1コイル部品2の側を向く第7面60aと、第7面60aとは反対側の第8面60bとを有する。
第2磁性層60は磁性を有する。図4に示すように、第2磁性層60の少なくとも一部は、第2コイル40と第2磁気シールド部材50との間に配置され、第2コイル40の第4面40bを覆う。第2磁性層60は、第1コイル部品2の側を向く第7面60aと、第7面60aとは反対側の第8面60bとを有する。
図示された例では、第2コイル40は第2磁性層60に埋設されている。また、図示された例では、第2磁性層60は、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42とを一体的に保持する。より具体的には、第2磁性層60は、第2コイル40の第4面40bを覆い、且つ、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42との間の隙間を充填している。第2磁性層60は、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42との間の隙間を充填することで、第3平面コイル要素41の第4平面コイル要素42に対向する面を覆う。第2磁性層60は、第2コイル40の第3面40aを覆っていない。
図3に示すように、第2磁性層60は、第3部分61と、第4部分62とを有する。第3部分61と第4部分62とは、つなぎ目無く一体的に形成される。第3部分61及び第4部分62は、第1方向D1に見て、第2コイル40の全体を包含する大きさに形成されている。
第4部分62は、第2コイル40の第4面40bを覆う。第4部分62は、第2磁性層60の第8面60bを形成する。第4部分62は、第2磁気シールド部材50と接する。第4部分62は、また、第4平面コイル要素42の側面を覆う。
第3部分61は、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42との間に介在する。すなわち、第3部分61は、第3平面コイル要素41と第4平面コイル要素42との間の隙間を充填する。第3部分61は、また、第3平面コイル要素41の側面を覆う。第3部分61は、第2磁性層60の第7面60aを形成する。図示された例では、第7面60aと第2コイル40の第3面40aとは、面一になっている。
図示された例では、第2磁性層60と第1磁性層30との間には、隙間が形成されている。図示された例では、第2磁性層60と第1磁性層30との間には、空気の層が介在している。もちろん、第2磁性層60と第1磁性層30との間に、他の層が配置されていてもよい。例えば、第2磁性層60と第1磁性層30との間に追加の磁性層が配置されていてもよい。この場合、追加の磁性層は、第1磁性層30及び第2磁性層60と一体に形成されていてもよい。
第2磁性層60は全体として磁性を有する。すなわち、第3部分61及び第4部分62は、それぞれ磁性を有する。第2磁性層60は、磁性により渦電流損失や漏れ磁束を抑制したり、結合係数を高くしたりすることにより、コイル性能の向上を図る。第2磁性層60の比透磁率は、2.0以上であることが好ましく、2.0以上10.0以下でもよい。第2磁性層60の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上10.0以下でもよい。第2磁性層60の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると第2磁性層60の柔軟性や強度が不所望に損なわれる場合がある。したがって、第2磁性層60の比透磁率は200以下でもよい。
第2壁部65は、第2磁性層60の第7面60aから第1方向D1と反対方向に突出する。第2壁部65は、第1方向D1に見て螺旋形状であり、第3平面コイル要素41に沿って延びている。本実施形態では、第2壁部65は、第2磁性層60とつなぎ目無く一体的に形成される。
また、第2壁部65は、磁性を有する。第2コイル部品3は第2壁部65を備えることにより、コイル性能を効果的に向上できる。第2壁部65の比透磁率は、2.0以上であることが好ましく、2.0以上10.0以下でもよい。第2壁部65の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上10.0以下でもよい。第2壁部65の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると第2壁部65の柔軟性や強度が不所望に損なわれる場合がある。したがって、第2壁部65の比透磁率は200以下でもよい。第2壁部65の高さは特に限られるものではないが、例えば0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよい。第2壁部65の高さが大きい程、第2コイル40の隣り合うターン部41n又は42n間の近接効果を効果的に抑制して、第2コイル40の抵抗の増大を効果的に抑制することができる。一方で、第2壁部65の高さが大きい程、第2壁部65は根元を起点として破損しやすくなる傾向がある。そこで、第2壁部65の高さは、例えば10mm以下にしてもよい。なお、第2コイル部品3は第2壁部65を有さなくてもよい。
本実施形態における第2磁性層60及び第2壁部65は、第1磁性層30及び第1壁部35と同じ又は同様の材料で形成されてよい。
<コイルの距離とコイル要素の厚さ>
上述したように、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素12,41,42の厚さT12,T41,T42と同じであってもよいし。また、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素12,41,42の厚さT12,T41,T42より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素11,12,41の厚さT11,T12,T41と同じであってもよい。また、第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素11,12,41の厚さT11,T12,T41より大きくてもよいし、小さくてもよい。
上述したように、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素12,41,42の厚さT12,T41,T42と同じであってもよいし。また、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素12,41,42の厚さT12,T41,T42より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素11,12,41の厚さT11,T12,T41と同じであってもよい。また、第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42は、第1コイル10及び第2コイル40の他の平面コイル要素11,12,41の厚さT11,T12,T41より大きくてもよいし、小さくてもよい。
ただし、第1コイル10の第2面10bと第2コイル40の第3面40aとの距離が10mm以下の場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第1コイル10に供給される交流電流の周波数によらず、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にある。より具体的には、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にある。
同様に、第1コイル10の第2面10bと第2コイル40の第3面40aとの距離が10mm以下の場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第1コイル10に供給される交流電流の周波数によらず、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にある。より具体的には、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にある。
また、第1コイル10の第2面10bと第2コイル40の第3面40aとの距離が10mmより大きく、且つ、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が1MHzより大きい場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にある。より具体的には、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にある。
同様に、第1コイル10の第2面10bと第2コイル40の第3面40aとの距離が10mmより大きく、且つ、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が1MHzより大きい場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にある。より具体的には、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にある。
また、第1コイル10の第2面10bと第2コイル40の第3面40aとの距離が10mmより大きく、且つ、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が80kHz以上500kHz未満である場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm以上0.25mm以下であるトランス1のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm未満又は0.25mm超であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にある。
同様に、第1コイル10の第2面10bと第2コイル40の第3面40aとの距離が10mmより大きく、且つ、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が80kHz以上500kHz未満である場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm以上0.25mm以下であるトランス1のQ値は、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm未満又は0.25mm超であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にある。
なお、これらの傾向は、少なくとも、以上に例示したターン部11n,12n,41n,42nの径方向幅(2mm~20mm)及び第1コイル10、第2コイル40のターン数(2~12)などを前提とする条件において生じることを本件発明者は実験やシミュレーションを通して確認している。ただし、本開示は、実施形態で例示される条件に限られない。すなわち、これらの傾向は、平面コイル要素の厚さ以外の寸法や、各コイル10,40のターン数などに限られずに生じ得る。
<<第2実施形態>>
次に、図5乃至図7を参照して、第2実施形態に係るトランス100について説明する。図5は、第2実施形態に係るトランス100の斜視図である。図6は、図5に示すトランス100の分解斜視図である。図7は、図5に示すトランス100の断面図である。第2実施形態における構成部分のうちの第1実施形態の構成部分と同じものには同一の符号が付され、重複する説明は省略する。
次に、図5乃至図7を参照して、第2実施形態に係るトランス100について説明する。図5は、第2実施形態に係るトランス100の斜視図である。図6は、図5に示すトランス100の分解斜視図である。図7は、図5に示すトランス100の断面図である。第2実施形態における構成部分のうちの第1実施形態の構成部分と同じものには同一の符号が付され、重複する説明は省略する。
トランス100は、第1コイル10と、第2コイル140と、磁気シールド部材20と、磁性層130と、を有する。第1コイル10と第2コイル140とは、互いに電気的に接続されていない。磁気シールド部材20と第1コイル10と第2コイル140とは、第1方向D1にこの順で重なっている。図示された例では、トランス100は、さらに壁部135及び芯部材138を含む。
以下で説明する第2実施形態に係るトランス100の第1コイル10に供給される交流電流の周波数は、特に限られない。第1コイル10には、10kHz以上の交流電流が供給されてよい。したがって、第1コイル10には、75kHz以上100kHz以下の交流電流、又は79kHz以上90kHz以下の交流電流、又は85kHzの交流電流が供給されてよい。また、第1コイル10には、80kHz以上500kHz以下の交流電流が供給されてよい。また、第1コイル10には、1MHz以下の交流電流が供給されてもよいし、1MHzより大きい交流電流が供給されてもよい。
(第2コイル)
第2コイル140は、導電材料から形成される。例えば、第2コイル140は、銅、銅合金、アルミ、又はアルミニウム合金から形成されてよい。第2コイル140は、第1コイル10の第2面10bと対向して配置される。第2コイル140は、第1コイル10の側を向く第3面140aと、第3面140aとは反対側の第4面140bとを有する。
第2コイル140は、導電材料から形成される。例えば、第2コイル140は、銅、銅合金、アルミ、又はアルミニウム合金から形成されてよい。第2コイル140は、第1コイル10の第2面10bと対向して配置される。第2コイル140は、第1コイル10の側を向く第3面140aと、第3面140aとは反対側の第4面140bとを有する。
第2コイル140は、第1コイル10と隙間を空けて重なっている。言い換えると、第2コイル140は、第1コイル10から第1方向D1に離間している。第2コイル140と第1コイル10との距離(すなわち、第2コイル140の第3面140aと第1コイル10の第2面10bとの距離)は、特に限られないが、0.5mm以上10mm以下でもよい。隙間が小さすぎると、コイル10,140間で絶縁破壊が起こりやすくなる。また、隙間が大きくなり過ぎると、トランスの薄型化が損なわれる。
第2コイル140は、少なくとも1つの平面コイル要素を含む。図示された例では、第2コイル140は、第3平面コイル要素141を含む。もちろん、第2コイル140は、第1実施形態の第2コイル40と同様に、複数の平面コイル要素を含んでもよい。
第3平面コイル要素141は、渦巻形状である。図示された例では、第3平面コイル要素141は、図5及び図6に示すように、第1方向D1に沿って延びる第2中心軸線C2の周りで渦巻形状に形成されている。
第3平面コイル要素141は、板状である。図7に示すように、第3平面コイル要素141が渦巻形状に周回する方向に直交する方向での第3平面コイル要素141の断面形状は、矩形状である。
第3平面コイル要素141の一方の面は、第2コイル140の第3面140aを形成する。また、第3平面コイル要素141の他方の面は、第2コイル140の第4面140bを形成する。
第3平面コイル要素141は、複数のターン部141nにより渦巻形状をなす導電体141Eを有する。第3平面コイル要素141の複数のターン部141nは、第2中心軸線C2に直交する方向に配列される。詳しくは、複数のターン部141nは、第2中心軸線C2を中心とする円の径方向の外方に向かって、第2中心軸線C2から次第に離れるように接続される。これにより、第3平面コイル要素141は、渦巻形状をなす。
ターン部141nは、基本的には線状の導体部分が環状をなさずに第2中心軸線C2の周りを360度周回する形状である。平面コイル要素の場合、ターン部141nの両端部は、径方向にずれる。複数のターン部141nでは、或るターン部141nの径方向の外方の端部に他のターン部141nの径方向の内方の端部が接続し、他のターン部141nが第2中心軸線C2から離れるように延びていく。
以下では、第3平面コイル要素141の複数のターン部141nのうちの第2中心軸線C2に最も近いものを、ターン部1411とも称する。また、ターン部1411に接続するターン部を、ターン部1412とも称する。本実施形態では、第3平面コイル要素141の複数のターン部141nが、5個のターン部1411~1415で構成される。以下において複数のターン部141nのそれぞれに共通となる事項を説明する際には、基本的に、ターン部141nと称す。
図示された例では、第3平面コイル要素141のターン数は5である。第2コイル140の総ターン数は、第2コイル140に含まれる平面コイル要素141のターン数の和である。したがって、図示された例では、第2コイル140の総ターン数は、5である。
本実施形態では、ターン部141nは矩形状をなすように周回する。ただし、ターン部141nは、円形をなすように周回する形状でもよい。
第3平面コイル要素141の第2中心軸線C2に最も近いターン部1411の径方向の内方の端部(第2中心軸線C2に近い端部)は、第3接続端子73と接続している。また、第3平面コイル要素141の複数のターン部141nのうちの第2中心軸線C2から最も離れるターン部1415の径方向の外方の端部(第2中心軸線C2から離れる方の端部)は、第3接続端子73と接続している。
なお、第3平面コイル要素141の第2中心軸線C2は、第1実施形態の第3平面コイル要素41の第1中心軸線C1と同様の方法により定められてよい。
図7に示すように、本実施形態では、第3平面コイル要素141の複数のターン部141nのいずれかと、第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12の複数のターン部11n,12nのいずれかとが、中心軸線C1,C2に沿った方向で部分的に重なっている。そして、中心軸線C1,C2に沿った方向で重なる第3平面コイル要素141のターン部141nの一部と第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12の複数のターン部11n,12nの一部とは、それぞれが周回する方向が沿う状態で互いに平行に延びる。周回する方向が沿う状態とは、平面コイル要素11,12,141の軸方向に見て、第3平面コイル要素141と第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12とが、交差するのではなく、同一線上で一定距離重なる状態を意味する。
以上のように互いに重なり且つ互いに平行に延びる第3平面コイル要素141のターン部141nの一部の長さと第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12の複数のターン部11n,12nの一部の長さは、それぞれの全長の1/2以上でもよく、3/4以上でもよい。本件発明者は、第3平面コイル要素141と第1平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12とが互い平行に延びつつ重なる割合が多いほど、渦電流損失が抑制され得ることを知見している。
第2コイル140の平面コイル要素141の厚さ(導電体141Eの厚さ)T141は、例えば0.1mm以上2.0mm以下でよい。したがって、厚さT141は、0.15mm以上でもよく、0.2mm以上でもよく、0.25mm以上でもよく、0.3mm以上でもよく、0.35mm以上でもよく、0.4mm以上でもよく、0.45mm以上でもよく、0.5mm以上でもよく、0.55mm以上でもよく、0.6mm以上でもよい。また、厚さT141は、1.75mm以下でもよく、1.5mm以下でもよく、1.25mm以下でもよく、1.0mm以下でもよく、0.75mm以下でもよく、0.5mm以下でもよい。
図示された例では、第2コイル140の平面コイル要素141の厚さT141は、第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11よりも小さいが、これに限られない。第2コイル140の平面コイル要素141の厚さT141は、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11と同じであってもよいし、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11よりも大きくてもよい。
また、第3平面コイル要素141の線幅(導電体141Eの線幅)、すなわち各ターン部141nの径方向幅(径方向での幅)は、特に限られない。ターン部141nの径方向幅は、例えば、2mm以上20mm以下でもよく、2mm以上16mm以下、2mm以上12mm以下、2mm以上8mm以下でもよい。また、第2コイル140のターン数は、特に限られない。第2コイル140のターン数は、例えば、2以上15以下でもよく、5以上10以下でもよい。
また、平面コイル要素141の半径(第2中心軸線C2から径方向で最も離れた部分までの距離)は80mm以上でもよく、80mm以上450mm以下でもよい。また、断面形状が矩形となる平面コイル要素141(導電体141E)のアスペクト比は、当該平面コイル要素141の(導電体141E)の線幅(ターン部141nの径方向幅)を当該平面コイル要素141(導電体141E)の厚さで割ることにより定められる。平面コイル要素141(導電体141E)のアスペクト比は、2以上12以下でもよいし、3以上10以下でもよい。
このような平面コイル要素141は、一例として金属板から渦巻形状に打ち抜かれて形成される。ただし、平面コイル要素141は、金属箔を渦巻形状にエッチングすることでも形成され得る。
なお、第2コイル140の第4面140bは、磁気シールド部材に対向していない。言い換えると、トランス100は、第2コイル140の第4面140bと対向する磁気シールド部材を備えていない。
(芯部材)
芯部材138は、第1磁気シールド部材20の内側面20b上に配置される。芯部材138は、コイル10,140の最も内方のターン部111,121,1411によって囲まれる領域内を、第1方向D1に沿って延びている。芯部材138は、磁性層130を貫通している。芯部材138が存在することでトランス100内の磁束の通りが良くなる。
芯部材138は、第1磁気シールド部材20の内側面20b上に配置される。芯部材138は、コイル10,140の最も内方のターン部111,121,1411によって囲まれる領域内を、第1方向D1に沿って延びている。芯部材138は、磁性層130を貫通している。芯部材138が存在することでトランス100内の磁束の通りが良くなる。
芯部材138は、好ましくは軟磁性体又はナノ結晶磁性体を含む。より具体的には、芯部材138はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。
芯部材138の比透磁率は、500以上でもよく、1000以上でもよい。芯部材138の比透磁率は、500以上3000以下でもよいし、1000以上3000以下でもよい。
(磁性層及び壁部)
磁性層130は磁性を有する。図7に示すように、磁性層130の少なくとも一部は、第1コイル10と磁気シールド部材20との間に配置され、第1コイル10の第1面10aを覆う。磁性層130は、磁気シールド部材20の側を向く第5面130aと、第5面130aとは反対側の第6面130bとを有する。
磁性層130は磁性を有する。図7に示すように、磁性層130の少なくとも一部は、第1コイル10と磁気シールド部材20との間に配置され、第1コイル10の第1面10aを覆う。磁性層130は、磁気シールド部材20の側を向く第5面130aと、第5面130aとは反対側の第6面130bとを有する。
図示された例では、第1コイル10は磁性層130に埋設されている。また、図示された例では、磁性層130は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12とを一体的に保持する。より具体的には、磁性層130は、第1コイル10の第1面10aを覆っている。また、磁性層130は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間の隙間を充填している。言い換えると、磁性層130の少なくとも一部は、第1コイル10と第2コイル140との間に配置されている。磁性層130は、第1平面コイル要素11と第2平面コイル要素12との間の隙間を充填することで、第2平面コイル要素12の第1平面コイル要素11に対向する面を覆う。
図示された例では、第2コイル140は磁性層130に埋設されている。また、図示された例では、磁性層130は、第1コイル10と第2コイル140とを一体的に保持する。より具体的には、磁性層130は、第2平面コイル要素12と第3平面コイル要素141との間の隙間を充填している。磁性層130は、第2平面コイル要素12と第3平面コイル要素141との間の隙間を充填することで、第3平面コイル要素141の第1コイル10に対向する面を覆う。磁性層130は、第2コイル140の第4面140bを覆っていない。
図3に示すように、磁性層130は、第1部分31と、第2部分32、第3部分133とを有する。第1部分31と第2部分32と第3部分133とは、つなぎ目無く一体的に形成される。第1部分31、第2部分32及び第3部分133は、第1方向D1に見て、第1コイル10の全体を包含する大きさに形成されている。
第3部分133は、第1コイル10と第2コイル140との間に介在する。すなわち、第3部分133は、第1コイル10と第2コイル140との間の隙間を充填する。第3部分133は、また、第3平面コイル要素141の側面を覆う。第3部分133は、磁性層30の第6面130bを形成する。図示された例では、第6面130bと第2コイル140の第4面140bとは、面一になっている。
磁性層130は全体として磁性を有する。磁性層130の比透磁率は、第1実施形態の第1磁性層30と同様に、2.0以上であることが好ましく、2.0以上10.0以下でもよい。磁性層130の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上10.0以下でもよい。磁性層130の比透磁率は200以下でもよい。
壁部135は、磁性層130の第6面130bから第1方向D1に突出する。壁部135は、第1方向D1に見て螺旋形状であり、第3平面コイル要素141に沿って延びている。本実施形態では、壁部135は、磁性層130とつなぎ目無く一体的に形成される。
また、壁部135は、磁性を有する。壁部135の比透磁率は、第1実施形態の第1壁部35と同様に、2.0以上であることが好ましく、2.0以上10.0以下でもよい。壁部135の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上10.0以下でもよい。壁部135の比透磁率は200以下でもよい。壁部135の高さは、第1実施形態の第1壁部35と同様に、特に限られるものではないが、例えば0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよい。壁部135の高さが大きい程、コイル10,140の隣り合うターン部11n、12n又は141n間の近接効果を効果的に抑制して、コイル10,140の抵抗の増大を効果的に抑制することができる。一方で、壁部135の高さが大きい程、壁部135は根元を起点として破損しやすくなる傾向がある。そこで、壁部135の高さは、例えば10mm以下にしてもよい。壁部135の高さは、10mm以下でもよい。なお、トランス100は壁部135を有さなくてもよい。
本実施形態における磁性層130及び壁部135は、第1実施形態の第1磁性層30及び第1壁部35と同じ又は同様の材料で形成されてよい。
<コイル要素の厚さ>
上述したように、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル140の他の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141と同じであってもよい。また、第1シールド側平面コイル要素11の厚さは、第1コイル10及び第2コイル140の他の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141より大きくてもよいし、小さくてもよい。
上述したように、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11は、第1コイル10及び第2コイル140の他の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141と同じであってもよい。また、第1シールド側平面コイル要素11の厚さは、第1コイル10及び第2コイル140の他の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141より大きくてもよいし、小さくてもよい。
ただし、第1コイル10に75kHz以上100kHz以下の交流電流を供給する場合について、本件発明者は次のような知見を得ている。すなわち、この場合、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11が第1コイル10及び第2コイル140の他の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141よりも大きいトランス100のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11の厚さT11が第1コイル10及び第2コイル140の他の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141と同じ又は厚さT12,T141よりも小さいトランス100のQ値と比較して、高い傾向にある。
<<トランス1の性能評価シミュレーション>>
以下、第1実施形態にかかるトランス1の性能評価の結果について説明する。以下に説明する性能評価では、トランス1に含まれる各平面コイル要素の厚さ及び第1コイル10に供給する交流電流の周波数を種々の値に変更して、Q値を計算した。具体的には、シミュレーションからQ値を計算した。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
以下、第1実施形態にかかるトランス1の性能評価の結果について説明する。以下に説明する性能評価では、トランス1に含まれる各平面コイル要素の厚さ及び第1コイル10に供給する交流電流の周波数を種々の値に変更して、Q値を計算した。具体的には、シミュレーションからQ値を計算した。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
<第1のシミュレーション>
第1のシミュレーションにおける共通する条件は、以下の通りである。
・第1コイル10と第2コイル40との距離は小さく、8.5mmである。
・第1コイル10は、第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12を有する。
・第2コイル40は第3平面コイル要素41及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42を有する。
・各平面コイル要素は、銅で形成されている。
・第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は9である(図8参照)。
・第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42及び第3平面コイル要素41のターン数は、いずれも3.5である。したがって、第2コイル40の総ターン数は7である(図9参照)。
・第1磁気シールド部材20、第2磁気シールド部材50、第1芯部材38及び第2芯部材68の比透磁率は、いずれも3000である。
・第1磁性層30、第2磁性層60、第1壁部35及び第2壁部65の比透磁率は、いずれも5.0である。
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は、50Aである。
・第1コイル10に供給する高周波電流の周波数は、20kHz、40kHz、60kHz、80kHz、85kHz、100kHz、125kHz、150kHz、200kHz、400kHz、600kHz、800kHz、1MHz、6.78MHz、13.56MHkである。
第1のシミュレーションにおける共通する条件は、以下の通りである。
・第1コイル10と第2コイル40との距離は小さく、8.5mmである。
・第1コイル10は、第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12を有する。
・第2コイル40は第3平面コイル要素41及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42を有する。
・各平面コイル要素は、銅で形成されている。
・第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は9である(図8参照)。
・第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42及び第3平面コイル要素41のターン数は、いずれも3.5である。したがって、第2コイル40の総ターン数は7である(図9参照)。
・第1磁気シールド部材20、第2磁気シールド部材50、第1芯部材38及び第2芯部材68の比透磁率は、いずれも3000である。
・第1磁性層30、第2磁性層60、第1壁部35及び第2壁部65の比透磁率は、いずれも5.0である。
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は、50Aである。
・第1コイル10に供給する高周波電流の周波数は、20kHz、40kHz、60kHz、80kHz、85kHz、100kHz、125kHz、150kHz、200kHz、400kHz、600kHz、800kHz、1MHz、6.78MHz、13.56MHkである。
第1のシミュレーションの対象のトランス1の各コイル10,40に含まれる平面コイル要素11,12,41,42の厚さT11,T12,T41,T42に関する個別の条件は、以下の通りである。
・条件1:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.1mmである(Cu0.5_0.1)。
・条件2:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.15mmである(Cu0.5_0.15)。
・条件3:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.25mmである(Cu0.5_0.25)。
・条件4:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.5mmである(Cu0.5_0.5)。
・条件1:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.1mmである(Cu0.5_0.1)。
・条件2:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.15mmである(Cu0.5_0.15)。
・条件3:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.25mmである(Cu0.5_0.25)。
・条件4:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さT11,T42は、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さT12,T41は、それぞれ、0.5mmである(Cu0.5_0.5)。
図10及び図11に、第1のシミュレーションにより得られたトランス1のQ値を示す。図11における、符号S1で示す線は、条件1(Cu0.5_0.1)の結果、符号S2で示す線は、条件2(Cu0.5_0.15)の結果、符号S3で示す線は、条件3(Cu0.5_0.25)の結果、符号S4で示す線は、条件4(Cu0.5_0.5)の結果を示す。
図10及び図11から、第1のシミュレーションでは、第1コイル10に供給される交流電流の周波数によらず、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にあることが理解される。より具体的には、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。また、図10及び図11から、第1のシミュレーションでは、第1コイル10に供給される交流電流の周波数によらず、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にあることが理解される。より具体的には、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。
<第2のシミュレーション>
第2のシミュレーションでは、第1コイル10と第2コイル40との距離が大きく、16mmである。第2のシミュレーションのその他の条件は、第1のシミュレーションの条件と同じである。したがって、第2のシミュレーションの条件1~4は、以下の通りである。
・条件1:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.1mmである(Cu0.5_0.1)。
・条件2:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.15mmである(Cu0.5_0.15)。
・条件3:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.25mmである(Cu0.5_0.25)。
・条件4:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.5mmである(Cu0.5_0.5)。
第2のシミュレーションでは、第1コイル10と第2コイル40との距離が大きく、16mmである。第2のシミュレーションのその他の条件は、第1のシミュレーションの条件と同じである。したがって、第2のシミュレーションの条件1~4は、以下の通りである。
・条件1:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.1mmである(Cu0.5_0.1)。
・条件2:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.15mmである(Cu0.5_0.15)。
・条件3:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.25mmである(Cu0.5_0.25)。
・条件4:第1シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2シールド側平面コイル要素(第4平面コイル要素)42の厚さは、それぞれ、0.5mmである。第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素41の厚さは、それぞれ、0.5mmである(Cu0.5_0.5)。
図12及び図13に、第2のシミュレーションにより得られたトランス1のQ値を示す。図13における、符号S1で示す線は、条件1(Cu0.5_0.1)の結果、符号S2で示す線は、条件2(Cu0.5_0.15)の結果、符号S3で示す線は、条件3(Cu0.5_0.25)の結果、符号S4で示す線は、条件4(Cu0.5_0.5)の結果を示す。
図12及び図13から、第2のシミュレーションでは、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が1MHzより大きい場合、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にあることが理解される。より具体的には、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。また、図12及び図13から、第2のシミュレーションでは、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が1MHzより大きい場合、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が大きいほど、トランス1のQ値が向上する傾向にあることが理解される。より具体的には、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm以上であるトランス1のQ値は、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm未満であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。
また、図12及び図13から、第2のシミュレーションでは、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が80kHz以上500kHz未満である場合、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm以上0.25mm以下であるトランス1のQ値は、第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が0.15mm未満又は0.25mm超であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。また、図12及び図13から、第2のシミュレーションでは、第1コイル10に供給される交流電流の周波数が80kHz以上500kHz未満である場合、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm以上0.25mm以下であるトランス1のQ値は、第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が0.15mm未満又は0.25mm超であるトランス1のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。
<<トランス100の性能評価シミュレーション>>
以下、第2実施形態にかかるトランス100の性能評価の結果について説明する。以下に説明する性能評価では、シミュレーションからQ値、損失、インピーダンス、インダクタンス及び結合係数を計算した。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
以下、第2実施形態にかかるトランス100の性能評価の結果について説明する。以下に説明する性能評価では、シミュレーションからQ値、損失、インピーダンス、インダクタンス及び結合係数を計算した。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
<第3のシミュレーション>
第3のシミュレーションでは、トランス100に含まれる平面コイル要素の厚さ及び数、コイル10,140の総ターン数を種々の値に変更して、Q値等を計算した。
第3のシミュレーションにおける共通する条件は、以下の通りである。
・各平面コイル要素は、銅で形成されている。
・第1磁気シールド部材20、第2磁気シールド部材50、芯部材138の比透磁率は、いずれも3000である。
・磁性層130及び壁部135の比透磁率は、いずれも5.0である。
第3のシミュレーションでは、トランス100に含まれる平面コイル要素の厚さ及び数、コイル10,140の総ターン数を種々の値に変更して、Q値等を計算した。
第3のシミュレーションにおける共通する条件は、以下の通りである。
・各平面コイル要素は、銅で形成されている。
・第1磁気シールド部材20、第2磁気シールド部材50、芯部材138の比透磁率は、いずれも3000である。
・磁性層130及び壁部135の比透磁率は、いずれも5.0である。
シミュレーションの対象のトランス100の各コイル10,40に含まれる平面コイル要素の厚さ及び数、コイル10,40の総ターン数等に関する個別の条件は、以下の通りである。なお、図14は、条件1~2のトランス100の第1コイル10及び第2コイル140の斜視図を示す。また、図15は、条件3~6のトランス100の第1コイル10及び第2コイル140の斜視図を示す。また、図16は、条件7~9のトランス100の第1コイル10及び第2コイル140の斜視図を示す。
((条件1~2))
(条件1~2に共通の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12を有する。シールド側平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は9である。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141を有する。第3平面コイル要素141のターン数は、5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は5である。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
(条件1のその他の条件)
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141は、0.25mmである。
(条件2のその他の条件)
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141は、0.5mmである。
(条件1~2に共通の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12を有する。シールド側平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は9である。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141を有する。第3平面コイル要素141のターン数は、5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は5である。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
(条件1のその他の条件)
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141は、0.25mmである。
(条件2のその他の条件)
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素12,141の厚さT12,T141は、0.5mmである。
((条件3~6))
(条件3~6に共通の条件)
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11を有する。シールド側平面コイル要素11のターン数は、5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は5である。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142を有する。第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は9である。
(条件3のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素141,142の厚さT141,T142は、0.25mmである。
(条件4のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は25Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、50Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素141,142の厚さT141,T142も、0.5mmである。
(条件5のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.25mmである。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素141,142の厚さT141,T142も、0.25mmである。
(条件6のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.25mmである。
・第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.25mmである。
・第4平面コイル要素142の厚さT142は、0.5mmである。
(条件3~6に共通の条件)
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11を有する。シールド側平面コイル要素11のターン数は、5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は5である。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142を有する。第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は9である。
(条件3のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素141,142の厚さT141,T142は、0.25mmである。
(条件4のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は25Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、50Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素141,142の厚さT141,T142も、0.5mmである。
(条件5のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.25mmである。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11以外の平面コイル要素141,142の厚さT141,T142も、0.25mmである。
(条件6のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.25mmである。
・第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.25mmである。
・第4平面コイル要素142の厚さT142は、0.5mmである。
((条件7~9))
(条件7~9に共通の条件)
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12を有する。シールド側平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は9である。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142を有する。第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は9である。
(条件7のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は25Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、50Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・その他の平面コイル要素12,141,142の厚さT12,T141,T142は、いずれも0.25mmである。
(条件8のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は25Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、50Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素141の厚さT12,T141は、いずれも0.25mmである。
・第4平面コイル要素142の厚さT142は、0.5mmである。
(条件9のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・平面コイル要素11,12,141,142の厚さT11,T12,T141,T142は、いずれも0.5mmである。
(条件7~9に共通の条件)
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11及び第2平面コイル要素12を有する。シールド側平面コイル要素11及び第2平面コイル要素12のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は9である。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142を有する。第3平面コイル要素141及び第4平面コイル要素142のターン数は、いずれも4.5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は9である。
(条件7のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は25Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、50Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・その他の平面コイル要素12,141,142の厚さT12,T141,T142は、いずれも0.25mmである。
(条件8のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は25Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、50Aが入力される。
・シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・第2平面コイル要素12及び第3平面コイル要素141の厚さT12,T141は、いずれも0.25mmである。
・第4平面コイル要素142の厚さT142は、0.5mmである。
(条件9のその他の条件)
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・平面コイル要素11,12,141,142の厚さT11,T12,T141,T142は、いずれも0.5mmである。
図17に、第3のシミュレーションにより得られたトランス100のQ値、損失、インピーダンス、インダクタンス及び結合係数を示す。図17から理解されるように、シールド側平面コイル要素11の厚さT11がその他の平面コイル要素12,141,142の厚さT12,T141,T142のいずれよりも大きいトランス100のQ値は、シールド側平面コイル要素11の厚さT11がその他の平面コイル要素12,141,142の厚さT12,T141,T142のいずれかと同じ又はその他の平面コイル要素12,141,142の厚さT12,T141,T142のいずれかよりも小さいトランス100のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。
<第4のシミュレーション>
第4のシミュレーションでは、トランス100に含まれる平面コイル要素の厚さのみを種々の値に変更して、Q値等を計算した。図18は、第4のシミュレーションの対象のトランス100の第1コイル10及び第2コイル140の斜視図を示す。
第4のシミュレーションにおける共通する条件は、以下の通りである。
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11を有する。シールド側平面コイル要素11のターン数は、5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は5である。
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141を有する。第3平面コイル要素141のターン数は、5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は5である。
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・各平面コイル要素は、銅で形成されている。
・第1磁気シールド部材20、第2磁気シールド部材50、芯部材138の比透磁率は、いずれも3000である。
・磁性層130及び壁部135の比透磁率は、いずれも5.0である。
第4のシミュレーションでは、トランス100に含まれる平面コイル要素の厚さのみを種々の値に変更して、Q値等を計算した。図18は、第4のシミュレーションの対象のトランス100の第1コイル10及び第2コイル140の斜視図を示す。
第4のシミュレーションにおける共通する条件は、以下の通りである。
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11を有する。シールド側平面コイル要素11のターン数は、5である。したがって、第1コイル10の総ターン数は5である。
・第1コイル10は、シールド側平面コイル要素(第1平面コイル要素)11の厚さT11は、0.5mmである。
・第2コイル140は、第3平面コイル要素141を有する。第3平面コイル要素141のターン数は、5である。したがって、第2コイル140の総ターン数は5である。
・第1コイル10に供給する高周波電流の電流値の入力値は50Aであり、周波数は85kHzである。
・電磁誘導により第2コイル140に流れる高周波電流の電流値として、25Aが入力される。
・各平面コイル要素は、銅で形成されている。
・第1磁気シールド部材20、第2磁気シールド部材50、芯部材138の比透磁率は、いずれも3000である。
・磁性層130及び壁部135の比透磁率は、いずれも5.0である。
第4のシミュレーションの対象のトランス100の各コイル10,140に含まれる平面コイル要素の厚さに関する個別の条件は、以下の通りである。
・条件1:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.1mmである。
・条件2:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.15mmである。
・条件3:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.2mmである。
・条件4:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.25mmである。
・条件5:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.35mmである。
・条件6:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.5mmである。すなわち、シールド側平面コイル要素11の厚さT11と同じである。
・条件1:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.1mmである。
・条件2:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.15mmである。
・条件3:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.2mmである。
・条件4:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.25mmである。
・条件5:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.35mmである。
・条件6:第3平面コイル要素141の厚さT141は、0.5mmである。すなわち、シールド側平面コイル要素11の厚さT11と同じである。
図19に、第4のシミュレーションにより得られたトランス100のQ値、損失、インピーダンス、インダクタンス及び結合係数を示す。図19から理解されるように、シールド側平面コイル要素11の厚さT11がその他の平面コイル要素141の厚さT141よりも大きいトランス100のQ値は、シールド側平面コイル要素11の厚さT11がその他の平面コイル要素141の厚さT141と同じトランス100のQ値と比較して、高い傾向にあることが理解される。
以上に説明してきた第1実施形態によるトランス1は、第1磁気シールド部材20と、第1コイル10と、第1磁性層30と、第2コイル40と、第2磁気シールド部材50と、第2磁性層60とを備える。第1磁気シールド部材20は、全体として平板である。第1コイル10は、第1磁気シールド部材20と対向して配置される。第1コイル10は、第1磁気シールド部材20の側を向く第1面10a及び第1面10aとは反対側の第2面10bとを有する。第1磁性層30の少なくとも一部は、第1コイル10の第1面10aを覆う。第1磁性層30は、磁性を有する。第2コイル40は、第1コイル10の第2面10bに対向して配置される。第2コイル40は、第1コイル10の側を向く第3面40a及び第3面40aとは反対側の第4面40bとを有する。第2磁気シールド部材50は、第2コイル40の第4面40bに対向して配置される。第2磁気シールド部材50は、全体として平板である。第2磁性層60の少なくとも一部は、第2コイル40の第4面40bを覆う。第2磁性層60は、磁性を有する。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第1実施形態によるトランス1において、第2面10bと第3面40aとの距離が10mm以下である。
第1実施形態によるトランス1において、第1コイル10は複数の平面コイル要素11、12を有する。第1コイル10は、第1面10aを形成する第1シールド側平面コイル要素11を含む。第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が、0.15mm以上である。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
第1実施形態によるトランス1において、第2コイル40は複数の平面コイル要素41、42を有する。第2コイル40は、第4面40bを形成する第2シールド側平面コイル要素42を含む。第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が、0.15mm以上である。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
あるいは、第1実施形態によるトランス1において、第2面10bと第3面40aとの距離が10mmより大きい。
第1実施形態によるトランス1において、第1コイル10は、複数の平面コイル要素11,12を有する。第1コイル10は、第1面10aを形成する第1シールド側平面コイル要素11を含む。第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が、0.15mm以上である。第1コイル10に1MHzより大きい交流電流が供給される。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
第1実施形態によるトランス1において、第2コイル40は、複数の平面コイル要素41,42を有する。第2コイル40は、第4面40bを形成する第2シールド側平面コイル要素42を有する。第2シールド側平面コイル要素42の厚さT42が、第2コイル40の他の平面コイル要素41の厚さT41よりも大きい。第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が、0.15mm以上である。第1コイル10に1MHzより大きい交流電流が供給される。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
第1実施形態によるトランス1において、第1コイル10は、複数の平面コイル要素11,12を有する。第1コイル10は、第1面10aを形成する第1シールド側平面コイル要素11を含む。第1シールド側平面コイル要素11以外の第1コイル10の平面コイル要素12の厚さT12が、0.15mm以上0.25mm以下である。第1コイル10に80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
第1実施形態によるトランス1において、第2コイル40は、複数の平面コイル要素41,42を有する。第2コイル40は、第4面40bを形成する第2シールド側平面コイル要素42を含む。第2シールド側平面コイル要素42以外の第2コイル40の平面コイル要素41の厚さT41が、0.15mm以上0.25mm以下である。第1コイル10に80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
第1実施形態によるトランス1において、第1コイル10は、第1磁性層30に埋設されている。
第1実施形態によるトランス1において、第2コイル40は、第2磁性層60に埋設されている。
第1実施形態によるトランス1において、第1磁性層30は、樹脂と、樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む。
第1実施形態によるトランス1において、第2磁性層60は、樹脂と、樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む。
第1実施形態によるトランス1において、第1磁性層30の比透磁率は、5以上である。
第1実施形態によるトランス1において、第2磁性層60の比透磁率は、5以上である。
第1実施形態によるトランス1において、第1磁気シールド部材20の厚さが0.5mm以上5mm以下である。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第1実施形態によるトランス1において、第2磁気シールド部材50の厚さが0.5mm以上5mm以下である。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第1実施形態によるトランス1において、第1磁気シールド部材20は、フェライトを含む。
第1実施形態によるトランス1において、第2磁気シールド部材50は、フェライトを含む。
第1実施形態によるトランス1において、第1磁気シールド部材20の比透磁率は、500以上である。
第1実施形態によるトランス1において、第2磁気シールド部材50の比透磁率は、500以上である。
第1実施形態によるトランス1において、第1磁気シールド部材20は、第1コイル10の側を向く内側面20bと、内側面20bとは反対側の外側面20aと、を有する。第1磁気シールド部材20の内側面20bと第1コイル10の第1面10aとの距離が0.5mm以上2mm以下である。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第1実施形態によるトランス1において、第2磁気シールド部材50は、第2コイル40の側を向く内側面50aと、内側面50aとは反対側の外側面50bと、を有する。第2磁気シールド部材50の内側面50aと第2コイル40の第4面50bとの距離が0.5mm以上2mm以下である。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第2実施形態によるトランス100は、磁気シールド部材20と、第1コイル10と、第2コイル140と、磁性層130と、を含む。磁気シールド部材20は、全体として平板である。第1コイル10は、磁気シールド部材20と対向して配置される。第1コイル10は、磁気シールド部材20の側を向く第1面10a及び第1面10aとは反対側の第2面10bとを有する。第2コイル140は、第1コイル10の第2面10bに対向して配置される。磁性層130の少なくとも一部は、第1コイル10の第1面10aを覆う。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第2実施形態によるトランス100において、第1コイル10及び第2コイル140は、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素11,12,141を有する。第1コイル10は、第1面10aを形成するシールド側平面コイル要素11を有する。シールド側平面コイル要素11の厚さが、第1コイル10及び第2コイル140の平面コイル要素11,12,141のうちシールド側平面コイル要素11以外の平面コイル要素12,141の厚さよりも大きい。この場合、トランス1の性能を向上させることができる。
第2実施形態によるトランス100において、第2コイル140は、第1コイル10の側を向く第3面140aと、第3面140aとは反対側の第4面140bと、を有する。第1コイルの前記第2面と前記第2コイルの前記第3面との距離が0.5mm以上10mm以下である。この場合、トランス1を効果的に小型化、薄型化することができる。
第2実施形態によるトランス100において、第1コイル10は、磁性層130に埋設されている。
第2実施形態によるトランス100において、磁性層130の少なくとも一部は、第1コイル10と第2コイル140との間に配置されている。
第2実施形態によるトランス100において、第1コイル10及び第2コイル140は、磁性層130に埋設されている。
第2実施形態によるトランス100において、磁性層130は、樹脂と、樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む。
第2実施形態によるトランス100において、磁性層130の比透磁率は、5以上である。
第2実施形態によるトランス100において、磁気シールド部材20の厚さが0.5mm以上5mm以下である。この場合、トランス100を効果的に小型化、薄型化することができる。
第2実施形態によるトランス100において、磁気シールド部材20は、フェライトを含む。
第2実施形態によるトランス100において、磁気シールド部材20の比透磁率は、500以上である。
第2実施形態によるトランス100において、磁気シールド部材20は、第1コイル10の側を向く内側面20bと、内側面20bとは反対側の外側面20aと、を有する。磁気シールド部材20の内側面20bと第1コイル10の第1面10aとの距離が0.5mm以上2mm以下である。この場合、トランス100を効果的に小型化、薄型化することができる。
第1実施形態及び第2実施形態によるトランス1,100において、第1コイル10及び第2コイル40,140は、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素11,12,41,42,141を有する。平面コイル要素11,12,41,42,141の厚さが0.1mm以上2.0mm以下である。この場合、トランス100を効果的に小型化、薄型化することができる。
なお、以上において上述した実施形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
1,100:トランス、2:第1コイル部品、3:第2コイル部品、10:第1コイル、11:第1平面コイル要素(シールド側平面コイル要素)、11n:ターン部、12:第2平面コイル要素、12n:ターン部、20:磁気シールド部材(第1磁気シールド部材)、30:第1磁性層、35:第1壁部、38:第1芯部材、40,140:第2コイル、41,141:第3平面コイル要素、42:第2平面コイル要素、50:第2磁気シールド部材、60:第2磁性層、65:第2壁部、68:第2芯部材、130:磁性層、138:芯部材
Claims (36)
- 全体として平板な第1磁気シールド部材と、
前記第1磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記第1磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、
少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する第1磁性層と、
前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルであって、前記第1コイルの側を向く第3面及び前記第3面とは反対側の第4面とを有する第2コイルと、
前記第2コイルの第4面に対向して配置され、全体として平板な第2磁気シールド部材と、
少なくとも一部が前記第2コイルの前記第4面を覆う、磁性を有する第2磁性層と、
を備える、トランス。 - 前記第2面と前記第3面との距離が10mm以下である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1コイルは複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上である、請求項2に記載のトランス。 - 前記第2コイルは複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を含み、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上である、請求項2に記載のトランス。 - 前記第2面と前記第3面との距離が10mmより大きい、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上であり、
前記第1コイルに1MHzより大きい交流電流が供給される、請求項5に記載のトランス。 - 前記第2コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を有し、
前記第2シールド側平面コイル要素の厚さが、前記第2コイルの他の平面コイル要素の厚さよりも大きく、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上であり、
前記第1コイルに1MHzより大きい交流電流が供給される、請求項5に記載のトランス。 - 前記第1コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成する第1シールド側平面コイル要素を含み、
前記第1シールド側平面コイル要素以外の前記第1コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上0.25mm以下であり、
前記第1コイルに80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される、請求項5に記載のトランス。 - 前記第2コイルは、複数の平面コイル要素を有し、
前記第2コイルは、前記第4面を形成する第2シールド側平面コイル要素を含み、
前記第2シールド側平面コイル要素以外の前記第2コイルの平面コイル要素の厚さが、0.15mm以上0.25mm以下であり、
前記第1コイルに80kHz以上500kHz未満の交流電流が供給される、請求項5に記載のトランス。 - 前記第1コイルは、前記第1磁性層に埋設されている、請求項1に記載のトランス。
- 前記第2コイルは、前記第2磁性層に埋設されている、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、請求項1に記載のトランス。
- 前記第2磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1磁性層の比透磁率は、5以上である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第2磁性層の比透磁率は、5以上である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第2磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1磁気シールド部材は、フェライトを含む、請求項1に記載のトランス。
- 前記第2磁気シールド部材は、フェライトを含む、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第2磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、請求項1に記載のトランス。
- 前記第1磁気シールド部材は、前記第1コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記第1磁気シールド部材の前記内側面と前記第1コイルの前記第1面との距離が0.5mm以上2mm以下である、請求項1に記載のトランス。 - 前記第2磁気シールド部材は、前記第2コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記第2磁気シールド部材の前記内側面と前記第2コイルの前記第4面との距離が0.5mm以上2mm以下である、請求項1に記載のトランス。 - 全体として平板な磁気シールド部材と、
前記磁気シールド部材と対向して配置された第1コイルであって、前記磁気シールド部材の側を向く第1面及び前記第1面とは反対側の第2面とを有する第1コイルと、
前記第1コイルの前記第2面に対向して配置された第2コイルと、
少なくとも一部が前記第1コイルの前記第1面を覆う、磁性を有する磁性層と、
を備える、トランス。 - 前記第1コイル及び前記第2コイルは、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素を有し、
前記第1コイルは、前記第1面を形成するシールド側平面コイル要素を有し、
前記シールド側平面コイル要素の厚さが、前記第1コイル及び前記第2コイルの平面コイル要素のうち前記シールド側平面コイル要素以外の平面コイル要素の厚さよりも大きい、請求項24に記載のトランス。 - 前記第2コイルは、前記第1コイルの側を向く第3面と、前記第3面とは反対側の第4面と、を有し、
前記第1コイルの前記第2面と前記第2コイルの前記第3面との距離が0.5mm以上10mm以下である、請求項24に記載のトランス。 - 前記第1コイルは、前記磁性層に埋設されている、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁性層の少なくとも一部は、前記第1コイルと前記第2コイルとの間に配置されている、請求項24に記載のトランス。
- 前記第1コイル及び前記第2コイルは、前記磁性層に埋設されている、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁性層は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子と、を含む、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁性層の比透磁率は、5以上である、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁気シールド部材の厚さが0.5mm以上5mm以下である、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁気シールド部材は、フェライトを含む、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁気シールド部材の比透磁率は、500以上である、請求項24に記載のトランス。
- 前記磁気シールド部材は、前記第1コイルの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側の外側面と、を有し、
前記磁気シールド部材の前記内側面と前記第1コイルの前記第1面との距離が0.5mm以上2mm以下である、請求項24に記載のトランス。 - 前記第1コイル及び前記第2コイルは、それぞれ、少なくとも1つの平面コイル要素を有し、
前記平面コイル要素の厚さが0.1mm以上2.0mm以下である、請求項1又は24に記載のトランス。
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