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特開2022-36035磁気変圧器およびインダクタ用の調整可能スペーサ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022036035

(43)【公開日】2022-03-04

(54)【発明の名称】磁気変圧器およびインダクタ用の調整可能スペーサ

(51)【国際特許分類】

H01F 27/26 20060101AFI20220225BHJP

H01F 30/10 20060101ALI20220225BHJP

H01F 37/00 20060101ALI20220225BHJP

H01F 27/24 20060101ALI20220225BHJP

H02M 3/00 20060101ALI20220225BHJP

【ＦＩ】

H01F27/26 160

H01F30/10 A

H01F30/10 C

H01F37/00 M

H01F30/10 M

H01F27/24 K

H02M3/00 Z

H01F30/10 G

H01F37/00 G

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021132719

(22)【出願日】2021-08-17

(31)【優先権主張番号】16/999,729

(32)【優先日】2020-08-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】521227078

【氏名又は名称】アステックインターナショナルリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バウイ，ポール，レナン

(72)【発明者】

【氏名】サクイラ，エイルウィン，ジョンゲラルド

(72)【発明者】

【氏名】アベラ，ジョヴェン

【テーマコード（参考）】

5H730

【Ｆターム（参考）】

5H730AS01

5H730BB21

5H730ZZ16

5H730ZZ17

(57)【要約】（修正有）

【課題】磁気変圧器およびインダクタ用の調整可能スペーサ、スイッチモード電源及び電気部品の隣接する巻線間の空間を調整する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの入力及び少なくとも１つの出力を含むスイッチモード電源において、入力電圧、電流を出力電圧又は電流に変換するために、少なくとも１つの入力と少なくとも１つの出力との間に結合された電源回路を含む。電源回路は、巻線１０２と、巻線の間に配置された調整可能スペーサ１０６と、巻線を磁気的に結合するコア１０４と、を有する変圧器１００を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの入力と、
少なくとも１つの出力と、
入力電圧または電流を出力電圧または電流に変換するために、前記少なくとも１つの入力と前記少なくとも１つの出力との間に結合された電源回路と、
を備えるスイッチモード電源であって、
前記電源回路が、巻線と、該巻線の間に配置された調整可能スペーサと、前記巻線を磁気的に結合するコアとを有する電気部品を含み、
前記調整可能スペーサが、調整可能な厚さを有する、
スイッチモード電源。

【請求項2】

前記調整可能スペーサが前記厚さを調整するように構成された一対のねじ山を含む、請求項１に記載の電源。

【請求項3】

前記調整可能スペーサが複数のノッチを含む、請求項１または２に記載の電源。

【請求項4】

前記調整可能スペーサが少なくとも１つのばねを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源。

【請求項5】

前記少なくとも１つのばねが片持ちばねである、請求項４に記載の電源。

【請求項6】

前記調整可能スペーサが複数の段差を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の電源。

【請求項7】

前記調整可能スペーサに結合されたケーブルタイをさらに備え、該ケーブルタイが前記調整可能スペーサの厚さを調整するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の電源。

【請求項8】

前記調整可能スペーサに結合された少なくとも１つのくさびピンをさらに備え、該少なくとも１つのくさびピンが前記調整可能スペーサの厚さを調整するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の電源。

【請求項9】

前記調整可能スペーサが第１のセグメントと第２のセグメントとを含み、前記第１のセグメントが前記第２のセグメントと同じである、請求項１から８のいずれか一項に記載の電源。

【請求項10】

前記電気部品がインダクタである、請求項１から９のいずれか一項に記載の電源。

【請求項11】

前記電気部品が変圧器である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電源。

【請求項12】

第１の巻線と、第２の巻線と、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間に配置され、第１の係合構造を有する第１のディスクと、前記第１の係合構造と嵌合するように構成された第２の係合構造を有する第２のディスクとを備える調整可能スペーサと、前記第１の巻線と前記第２の巻線とを磁気的に結合するコアとを備える電気部品の隣接する巻線間の空間を調整する方法であって、
前記第１の係合機構と前記第２の係合機構との回転係合を変更するために、前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して回転させること、を含み、
第１の回転係合における前記第１のディスクと前記第２のディスクとの間の第１の空間が、第２の回転係合における前記第１のディスクと前記第２のディスクとの間の第２の空間とは異なる、電気部品の隣接する巻線間の空間を調整する方法。

【請求項13】

前記第１の係合構造がねじ構造を備え、
前記第２の係合構造が、前記第１の係合構造のねじ構造と嵌合するように構成されたねじ構造を備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して回転させることが、
前記第１のディスクの表面と前記第２のディスクの表面との間の空間を前記第１の空間から前記第２の空間に増加させるために、前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して第１の回転方向に回転させることと、
前記第１のディスクの表面と前記第２のディスクの表面との間の空間を前記第２の空間から前記第１の空間に減少させるために、前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して第２の回転方向に回転させることと、
を含む、請求項１２または１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の係合構造が複数の凸状段差を備え、
前記第２の係合構造が、前記複数の凸状段差と嵌合するように構成された複数の凹状段差を備え、該複数の凹状段差が、
第１の深さを有する第１の組の凹状段差と、
前記第１の深さとは異なる第２の深さを有する第２の組の凹状段差と、
を備え、
前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して回転させることが、
前記第１のディスクの表面を前記第１の空間によって前記第２のディスクの表面から分離するために、前記複数の凸状段差を前記第１の組の凹状段差内に配置するように前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して回転させることと、
前記第１のディスクの表面を前記第２の空間によって前記第２のディスクの表面から分離するために、前記複数の凸状段差を前記第２の組の凹状段差内に配置するように前記第１のディスクを前記第２のディスクに対して回転させることと、
を含む、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、調整可能スペーサ、特に、磁気変圧器およびインダクタ用の調整可能スペーサに関する。

【背景技術】

【0002】

このセクションは、必ずしも従来技術ではない本開示に関連する背景情報を提供する。

【0003】

変圧器やインダクタなどの電気部品は、スイッチモード電源に一般的に使用されており、通常、様々な種類のワイヤやコイルからなる巻線を有している。電気部品内の巻線間の間隔は、例えば、巻線を機械的に分離および／または支持する１つまたは複数のスペーサによって引き起こされることが多い。

【発明の概要】

【0004】

このセクションは、本開示の一般的な概要を提供し、その全範囲またはその特徴のすべての包括的な開示ではない。

【0005】

本開示の一態様によれば、スイッチモード電源は、少なくとも１つの入力（１４０６）および少なくとも１つの出力（１４０８）を含む。電源はまた、入力電圧または電流を出力電圧または電流に変換するために、少なくとも１つの入力（１４０６）と少なくとも１つの出力（１４０８）との間に結合された電源回路を含む。電源回路は、巻線と、巻線の間に配置された調整可能スペーサと、巻線を磁気的に結合するコアとを有する電気部品を含む。さらに、調整可能スペーサは、調整可能な厚さを含む。

【0006】

本開示の別の態様によれば、変圧器は、１つまたは複数の一次巻線と、１つまたは複数の二次巻線と、１つまたは複数の一次巻線および１つまたは複数の二次巻線を磁気的に結合するコアとを含む。変圧器はまた、１つまたは複数の一次巻線と１つまたは複数の二次巻線との間に配置された調整可能な厚さを有するスペーサを含む。

【0007】

本開示のさらなる態様によれば、電気部品は、磁気コアと、磁気コアに磁気的に結合された少なくとも１つの巻線と、第１のセグメントおよび第２のセグメントを含むスペーサとを含む。スペーサはまた、第１のセグメントおよび第２のセグメントに結合され、スペーサの厚さを調整するように構成された調整機構を含む。

【0008】

さらなる態様および適用可能な領域は、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。本開示の様々な態様は、個別に、または１つもしくは複数の他の態様と組み合わせて実施することができることを理解されたい。本明細書の説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図していないことも理解されたい。

【0009】

本明細書で説明される図面は、すべての可能な実施態様ではなく選択された実施形態の例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】例示的な変圧器の分解図である。

【図2A】図１の変圧器の上面図である。

【図2B】図１の変圧器の上面図である。

【図3】図１の変圧器に含まれる調整可能スペーサの斜視図である。

【図4】別の例示的な調整可能スペーサの斜視図である。

【図5】別の例示的な調整可能スペーサの斜視図である。

【図6A】別の例示的な調整可能スペーサの斜視図である。

【図6B】図６Ａの調整可能スペーサの上面図である。

【図7】図６Ａの調整可能スペーサを含む変圧器の分解図である。

【図8A】図７の変圧器の斜視図である。

【図8B】図７の変圧器の斜視図である。

【図9】図７の変圧器の断面図である。

【図10A】別の例示的な調整可能スペーサの斜視図である。

【図10B】図１０Ａの調整可能スペーサの上面図である。

【図11】図１０Ａの調整可能スペーサを含む変圧器の分解図である。

【図12A】図１１の変圧器の斜視図である。

【図12B】図１１の変圧器の斜視図である。

【図13】図１１の変圧器の断面図である。

【図14】図１の変圧器を含むスイッチモード電源（ＳＭＰＳ）のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

対応する参照番号は、図面のいくつかの図を通して対応する部分または特徴を示す。

【0012】

ここで、添付の図面を参照して、例示的な実施形態をより完全に説明する。

【0013】

例示的な実施形態は、本開示が徹底的であり、当業者に範囲を十分に伝えるように提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素、装置、および方法の例など、多数の特定の詳細が記載される。特定の詳細を採用する必要がないこと、例示的な実施形態を多くの異なる形態で具体化することができること、およびいずれも本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造、および周知の技術は詳細には説明されない。

【0014】

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形、および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形も含むことが意図され得る。「含む」、および「有する」という用語は包括的であり、したがって、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。本明細書に記載された方法ステップ、プロセス、および動作は、実行の順序として具体的に特定されない限り、必ずしも説明または図示された特定の順序でそれらの実行を必要とすると解釈されるべきではない。追加のまたは代替のステップが使用されてもよいことも理解されたい。

【0015】

第１、第２、第３などの用語は、様々な要素、構成要素、領域、層および／または部分を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素、構成要素、領域、層および／または部分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層または部分を別の領域、層または部分と区別するためにのみ使用され得る。本明細書で使用される場合、「第１」、「第２」などの用語および他の数値用語は、文脈によって明確に示されない限り、配列または順序を意味しない。したがって、以下で説明する第１の要素、構成要素、領域、層または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層または部分と呼ぶことができる。

【0016】

「内側」、「外側」、「真下」、「下」、「下方」、「上」、「上方」などの空間的に相対的な用語は、本明細書では、図に示すように、１つの要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明するための記述を容易にするために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示されている向きに加えて、使用中または動作中の装置の異なる向きを包含することが意図され得る。例えば、図中の装置がひっくり返された場合、他の要素または特徴の「下」または「真下」と記載された要素は、他の要素または特徴の「上」に向く。したがって、例示的な用語「下」は、上および下の両方の向きを包含することができる。装置は、他の向きに向けられ（９０度または他の向きに回転され）てもよく、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。

【0017】

本開示の一例示的実施形態による変圧器が図１に示されており、全体として参照番号１００で示されている。変圧器１００は、複数の巻線１０２（例えば、一次巻線および二次巻線）と、巻線１０２を磁気的に結合するコア１０４とを含む。変圧器１００はまた、巻線１０２を機械的に分離および支持する役割を果たす、調整可能な厚さを有する調整可能スペーサ１０６を含む。

【0018】

調整可能スペーサ１０６は、調整可能スペーサ１０６の厚さを厚さの範囲（調整機構１０８などによって制限される）内で調整することを可能にする調整機構１０８を含む。調整可能スペーサ１０６の厚さを調整することができるので、調整可能スペーサ１０６は、同じコアサイズであるが、異なる空隙サイズ、巻線（例えば、巻線１０２）の構成、巻線（例えば、巻線１０２）の数、材料公差などを有する様々な電気部品（例えば、変圧器、インダクタなど）での使用に適している。特に、特定のコアサイズの電気部品には、１つのスペーサ（例えば、調整可能スペーサ１０６）が含まれてもよく、各部品は、所望の厚さを達成するために複数のスペーサまたは複数の異なる厚さのスペーサを使用するのではなく、１つの異なる厚さのスペーサを必要とする。理解されるように、調整可能な厚さを有するスペーサは、調整可能スペーサ１０６が異なる電気部品に必要な厚さの範囲に対応するので、ある部品番号をコアサイズファミリー（例えば、所与のコアサイズの電気部品）と共に使用することを可能にする。さらに、調整可能スペーサ１０６は、異なるサイズおよび／または形状のコアと共に使用するためのサイズおよび形状にすることができる。

【0019】

いくつかの実施形態では、調整可能スペーサ１０６の厚さを調整することに加えて、調整機構１０８はまた、調整可能スペーサ１０６を第１のセグメント１１０と第２のセグメント１１２とに分離して、第１のセグメント１１０を第２のセグメント１１２に着脱可能に結合することを可能にする。ディスク１１０および１１２は、本明細書ではディスクとも呼ばれる。図１の分解図に示すように、調整可能スペーサ１０６の第１のディスク１１０は、調整可能スペーサ１０６の第２のディスク１１２から取り外される。いくつかの実施形態では、第１のディスク１１０および第２のディスク１１２は、厚さを調整するように他方に対して移動することができ、分離することができない。

【0020】

図１に示すように、調整可能スペーサ１０６は、変圧器１００内の巻線１０２の間に配置される。図示の実施形態では、調整可能スペーサ１０６は、変圧器１００内の中央に配置される。そうすることによって、調整可能スペーサ１０６は、巻線１０２を変圧器１００の空隙から離して配置することができる。このようにして、変圧器１００に関連するフリンジ磁束を（例えば、所与の厚さのスペーサを含む変圧器などと比較して）低減することができる。

【0021】

例示的な実施形態では、調整機構１０８は、ねじ式調整機構であり、整合する一対のねじ山（すなわち、ねじ山１１４およびねじ山１１６）を含む。ねじ山１１４は、調整可能スペーサ１０６の第１のディスク１１０に含まれ、ねじ山１１６は、第２のディスク１１２に含まれる。図示のように、一対のねじ山１１４、１１６は、整合する一対のねじ山（例えば、ねじ山１１４は雌ねじであり、ねじ山１１６は雄ねじである）であり、それにより、調整可能スペーサ１０６のディスク１１０、１１２は、互いに螺合および／または螺合解除され得る。調整可能スペーサ１０６を螺合および／または螺合解除することにより、以下でより詳細に説明するように、調整可能スペーサ１０６の厚さを変更することができる。例示的な実施形態は、ねじ山を含むねじ式調整機構を示しているが、調整可能スペーサ１０６の厚さを変更するための他のタイプの調整機構（例えば、ばね、段差、くさびなどを含む調整機構）が考えられる。

【0022】

調整可能スペーサ１０６はまた、第１のディスク１１０上の表面１１８と、第２のディスク１１２上の表面１２０とを含む。表面１１８および１２０は、ほぼ平面であり、巻線１０２と接合することができる。特に、調整可能スペーサ１０６が所望の厚さに調整されると、表面１１８および表面１２０の両方が巻線１０２に接触することができる。表面１１８、１２０と巻線１０２との接触により、調整可能スペーサ１０６は、変圧器１００内の構成要素のコンパクトさを確保し、巻線を変圧器１００の空隙から離して配置することによってフリンジ磁束を低減するように、変圧器１００内に巻線１０２を固定することが可能である。

【0023】

図２Ａ～図２Ｂは、第１の厚さおよび第２の厚さに調整された調整可能スペーサ１０６を示す。図２Ａに示すように、調整可能スペーサ１０６は完全に閉じた状態にある。完全に閉じた状態において、調整可能スペーサ１０６は、第１のディスク１１０のねじ山１１４が第２のディスク１１２のねじ山１１６と完全に係合するような最も狭い厚さにある。図示の実施形態では、完全に閉じた状態では、調整可能スペーサ１０６の第１のディスク１１０のみが巻線１０２と接触している（例えば、ディスク１１０、１１２の両方が巻線１０２と接触しているのではない）。調整可能スペーサ１０６のディスクの一方（例えば、第１のディスク１１０または第２のディスク１１２のいずれか）のみが巻線１０２と接触しているとき、巻線１０２はコア１０４に対して移動することができる。

【0024】

巻線１０２を変圧器１００内に固定する（および巻線１０２および／またはコア１０４の損傷を防止する）ために、調整可能スペーサ１０６の厚さを変更または調整することができる。特に、調整可能スペーサ１０６は、矢印１２２で示すように、ディスク１１０に対して第２のディスク１１２を回転させることによって増加した厚さに調整することができる。第２のディスク１１２が回転されると、第２のディスク１１２は、ねじ山１１４および１１６の構成に基づいて、変圧器１００の中心軸１２４に沿って外側に移動する。第２のディスク１１２の回転後、第１のディスク１１０のねじ山１１４は、第２のディスク１１２のねじ山１１６と部分的に係合し、それにより、調整可能スペーサ１０６は部分的に開いた状態にある。部分的に開いた状態では、図２Ｂに示すように、両方のディスク１１０、１１２が、表面１１８および表面１２０を介して巻線１０２と接触している。調整可能スペーサ１０６の両方のディスクが巻線１０２と係合すると、巻線１０２は、変圧器１００の構成要素の所望の間隔および配置（例えば、構成要素のコンパクトさ、巻線を空隙から離して配置することなど）を維持するように固定される。

【0025】

調整可能スペーサ１０６はまた、調整可能スペーサ１０６の中心を通る開口部１２６を含む。開口部１２６は、コア１０４（例えば、コア１０４のポスト）が調整可能スペーサ１０６を通過することを可能にする。図示の実施形態では、ねじ山１１４および１１６は、一般に、開口部１２６の周りに配置される（例えば、ねじ山１１６は、開口部１２６を画定するシャフト上に配置される）。

【0026】

図３に最もよく示されているように、調整可能スペーサ１０６は、表面１１８、１２０の縁部に複数のノッチ１２８を任意選択的に含む。ノッチ１２８は、例えば、第２のディスク１１２に対する第１のディスク１１０の回転中に（例えば、調整可能スペーサ１０６の厚さを調整する間）、調整可能スペーサ１０６の把持を容易にする。ノッチ１２８は、丸みを帯びた形状、角張った形状など、または調整可能スペーサ１０６を把持および／または回転させる能力を高める任意の他の形状であってもよい。

【0027】

図４は、少なくとも１つのばね４３０を有するばね式調整機構を含む調整可能スペーサ４０６の別の実施形態を示す。調整可能スペーサ１０６と同様に、調整可能スペーサ４０６は、例えば、変圧器１００に含まれる巻線１０２を分離および／またはそれらの間に空間を設けるための、変圧器１００を含む電気部品（例えば、変圧器、インダクタなど）での使用に適している。調整可能スペーサ４０６は、第１のセグメントまたはディスク４１０と、第２のセグメントまたはディスク４１２とを含む。図示の実施形態では、調整可能スペーサ４０６は、２つのばね４３０を含み、一方のばね４３０は第１のディスク４１０上に配置され、他方のばね４３０は第２のディスク４１２上に配置される。各セグメントは単一のばねを含むものとして示されているが、調整可能スペーサ４０６の各セグメントは、より多いまたはより少ない数のばねを含むことができる。ばね４３０は、調整可能スペーサ４０６を（例えば、ディスク４１０がディスク４１２に平行であるような）均一な厚さに付勢するために、調整可能スペーサ４０６の周りに等間隔に配置される。図示のように、ばね４３０は片持ちばねであるが、他のタイプのばね（例えば、コイルばねなど）が調整可能スペーサ４０６のばね式調整機構内に含めるのに適している場合もある。

【0028】

調整可能スペーサ４０６はまた、第１のディスク４１０と第２のディスク４１２とを位置合わせするためのピン４３２および対応する穴４３４を含む。特に、第１のディスク４１０は、第２のディスク４１２の穴４３４ａに受け入れられるピン４３２ａと、第２のディスク４１２の穴４３４ｂに受け入れられるピン４３２ｂとを含む。第２のディスク４１２も同様に、第１のディスク４１０の穴４３４ｃに受け入れられるピン（図示せず）と、第１のディスク４１０の穴４３４ｄに受け入れられるピン（図示せず）とを含む。各セグメントは２つのピンを含むが、調整可能スペーサ４０６の各セグメントには、より多いまたはより少ない数のピン（および対応する穴）が含まれてもよい。図４に示すように、各ディスク４１０、４１２は、調整可能スペーサ４０６の第１のディスク４１０が調整可能スペーサ４０６の第２のディスク４１２と同一であるように、ばね４３０、ピン４３２、および穴４３４の同じ構成を含む。理解されるように、調整可能スペーサ４０６の第１のディスク４１０および第２のディスク４１２に同じ構成を実装することにより、製造が簡素化される。

【0029】

ばね４３０を含むことにより、調整可能スペーサ４０６は、最大の（例えば、最も広い）厚さに付勢される。調整可能スペーサ４０６の厚さを減少させるために、調整可能スペーサ４０６は所望に応じて圧縮される。特に、変圧器（例えば、変圧器１００）に含まれる場合、巻線１０２は、調整可能スペーサ４０６のばね４３０を圧縮する。調整可能スペーサ４０６のばね４３０の圧縮は、変圧器１００の巻線領域内の利用可能な空間（例えば、コア１０４によって画定される領域内など）に少なくとも部分的に基づく。これに関連して、ばね４３０を含むことにより、（例えば、フリンジ磁束を低減するなどのために）巻線１０２が空隙から離れて配置されるように、変圧器１００の巻線１０２をコア１０４に向かって付勢する。さらに、調整可能スペーサ４０６は、調整可能スペーサ４０６が圧縮されたときにピン４３２が巻線１０２と干渉しないことを保証するために複数のストッパ４３６をさらに含む（例えば、ストッパ４３６は、ピン４３２がディスク４１０、４１２を完全に通過するのを防止する）。理解され得るように、ばね４３０が片持ちばねである実施形態では、調整可能スペーサ４０６は、ばね４３０が所望に応じて屈曲および圧縮することを可能にする材料（例えば、プラスチックなど）で形成される。

【0030】

図５は、少なくとも１つの凸状段差５３８および少なくとも１つの凹状段差５４０を有する段差型調整機構を含む調整可能スペーサ５０６の別の実施形態を示す。調整可能スペーサ１０６と同様に、調整可能スペーサ５０６は、例えば、変圧器１００に含まれる巻線１０２を分離および／またはそれらの間に空間を設けるための、変圧器１００を含む電気部品（例えば、変圧器、インダクタなど）での使用に適している。調整可能スペーサ５０６は、第１のセグメントまたはディスク５１０と、第２のセグメントまたはディスク５１２とを含む。図示の実施形態に示すように、第１のディスク５１０は、第１のディスク５１０の周りに等間隔で配置された複数の凸状段差５３８を含む。特に、第１のディスク５１０は、第１のディスク５１０の外縁に配置された４個の凸状段差５３８を含むが、より多いまたはより少ない数の段差５３８が含まれてもよい。第２のディスク５１２は、第１のディスク５１０の凸状段差５３８を受けるように構成された様々な深さの複数の対応する凹状段差５４０を含む。特に、第２のディスク５１２は、第１の深さの一組の凹状段差５４０ａと、第２の深さの一組の凹状段差５４０ｂと、第３の深さの一組の凹状段差５４０ｃとを含む。各組の凹状段差５４０（例えば、第１の深さの凹状段差５４０ａ）は、第１のディスク５１０の凸状段差５３８の数に対応する数の段差を含み、それにより、第１のディスク５１０の凸状段差５３８の各々は、所与の時点で第２のディスク５１２のただ一組の凹状段差５４０内に受け入れられ（例えば、第１の深さの凹状段差５４０ａ内に受け入れられ）得る。例示的な実施形態では、様々な深さの３組の凹状段差５４０のみが示されているが、調整可能スペーサ５０６の異なる範囲の厚さを提供するために、より多いまたはより少ない数の組が含まれてもよい。

【0031】

図示の実施形態では、第１のディスク５１０の凸状段差５３８は、第１の組の凹状段差５４０ａと位置合わせされている。凸状段差５３８を凹状段差５４０ａに挿入することによって第１のディスク５１０が第２のディスク５１２に結合されるとき、調整可能スペーサ５０６の厚さは（例えば、凹状段差５４０ａの深さに基づいて）最も薄い厚さとなる。調整可能スペーサ５０６の厚さを調整（例えば、増加）するために、第１のディスク５１０は、凸状段差５３８が第２のディスク５１２の、凹状段差５４０ａよりも小さい深さを有する凹状段差５４０ｂに整列して挿入されるように回転されてもよい。このように、凸状段差５３８が第２のディスク５１２の凹状段差５４０ｂに挿入される際に、凹状段差５４０ｂの深さが凹状段差５４０ａの深さよりも浅いため、調整可能スペーサ５０６の厚さが大きくなる。第１のディスク５１０の凸状段差５３８が第２のディスク５１２の凹状段差５４０ｃに挿入されるとき、これらの凹状段差が最も小さい深さを有するため、調整可能スペーサ５０６は最大の厚さとなる。あるいは、所与の高さの一組の凸状段差と様々な深さの複数組の凹状段差とを含むのではなく、調整可能スペーサ５０６は、代替的に、様々な高さの複数組の凸状段差と所与の深さの一組の凹状段差とを含んでもよい。調整可能スペーサ１０６のねじ式調整機構１０８および調整可能スペーサ４０６のばね式調整機構が両方とも調整可能スペーサの厚さの範囲に沿った連続的な遷移を提供するのと比較して、調整可能スペーサ５０６の調整機構は、代わりに、調整可能スペーサの一連の階段状または段階的な厚さ（例えば、３つの異なる厚さ）を提供する。

【0032】

図６Ａ～図６Ｂは、ケーブルタイ６４２などの締結具を含むくさび式調整機構を含む調整可能スペーサ６０６の別の実施形態を示す。調整可能スペーサ１０６、４０６および５０６と同様に、調整可能スペーサ６０６は、例えば、変圧器１００に含まれる巻線１０２を分離および／またはそれらの間に空間を設けるための、変圧器１００を含む電気部品（例えば、変圧器、インダクタなど）での使用に適している。調整可能スペーサ６０６は、各々が中央開口部６２６を画定する第１のセグメントまたはディスク６１０および第２のセグメントまたはディスク６１２を含む。第１のディスク６１０は開口部６２６にリップ６４４を含み、第２のディスク６１２も開口部６２６にリップ６４６を含む。図示の実施形態では、第１のディスク６１０は、リップ６４４から第１のディスク６１０の外縁に向かって下方に傾斜する傾斜面６４８を含む。第２のディスク６１２もまた、リップ６４６から第２のディスク６１２の外縁に向かって下方に傾斜する傾斜面６５０を含む。図示の実施形態では、ディスク６１０および６１２の両方は、調整可能スペーサ６０６の第１のディスク６１０が調整可能スペーサ６０６の第２のディスク６１２と同一であるように、リップ６４４、６４６および傾斜面６４８、６５０の同じ構成を有する。理解され得るように、調整可能スペーサ６０６の第１のディスク６１０および第２のディスク６１２に同じ構成を実装することにより、製造が簡素化される。調整可能スペーサ６０６は、ケーブルタイ６４２をさらに含む。ケーブルタイ６４２は、一般に、ループを形成するためにケーブルタイ６４２の端部６５４を受け入れて固定するためのスロット６５２を含む一体型の自己ロック締結具である。

【0033】

図６Ｂに最もよく示されているように、調整可能スペーサ６０６が組み立てられると、ケーブルタイ６４２は、第１のディスク６１０および第２のディスク６１２に結合される。特に、ケーブルタイ６４２の端部６５４は、スロット６５２を通って挿入され、第１のディスク６１０の傾斜面６４８および第２のディスク６１２の傾斜面６５０と接触する所望のサイズのループを形成する。調整可能スペーサ６０６の厚さＤ１を調整するために、ケーブルタイ６４２のループは、スロット６５２を通して端部６５４を引っ張ることによって調整される（例えば、締め付けられる）ことが可能である。特に、調整可能スペーサ６０６の厚さＤ１を増加させるために、ケーブルタイ６４２が締め付けられ、その結果、より小さなループが生じ、これがくさび状に傾斜面６４８、６５０を押して第１のディスク６１０を第２のディスク６１２から離れるように移動させる。最も広い厚さ（例えば、ケーブルタイ６４２の最もきついループ）では、リップ６４４、６４６はケーブルタイ６４２を捕捉し、ケーブルタイ６４２のさらなる締め付けを防止する。調整可能スペーサ６０６の厚さＤ１は、ケーブルタイ６４２の幅Ｄ２を変更することによってさらに調整することができる。調整可能スペーサ１０６のねじ式調整機構１０８および調整可能スペーサ４０６のばね式調整機構と同様に、調整可能スペーサ６０６のくさび式調整機構は、（例えば、ケーブルタイ６４２が締め付けられると）調整可能スペーサ６０６の厚さの範囲に沿って連続的な遷移を提供する。

【0034】

本開示の別の例示的な実施形態による変圧器の分解図が図７に示されており、全体として参照番号７００で示されている。変圧器７００は、変圧器１００と同様である。しかしながら、調整可能スペーサ１０６を含む代わりに、変圧器７００は調整可能スペーサ６０６を含む。変圧器１００と同様に、変圧器７００は、複数の巻線７０２（例えば、一次巻線および二次巻線）と、巻線７０２を磁気的に結合するコア７０４とを含む。上述したように、変圧器７００はまた、巻線７０２を機械的に分離して支持する役割を果たす調整可能な厚さＤ１を有する調整可能スペーサ６０６を含む。図７に示すように、調整可能スペーサ６０６は、変圧器７００の巻線領域内の巻線７０２の間に配置される。図示の実施形態では、調整可能スペーサ６０６は、変圧器７００内の中央に配置される。そうすることによって、調整可能スペーサ６０６は、巻線７０２を変圧器７００の空隙から離して配置することができる。このようにして、変圧器７００に関連するフリンジ磁束を（例えば、所与の厚さのスペーサを含む変圧器などと比較して）低減することができる。

【0035】

図８Ａ～図８Ｂは、変圧器７００の組立てを示す。特に、図８Ａは、調整可能スペーサ６０６の厚さを調整する前の、組み立てられた状態の変圧器７００を示す。特に、巻線７０２、コア７０４、ディスク６１０、ケーブルタイ６４２、およびディスク６１２は整列され組み立てられているが、ケーブルタイ６４２の端部６５２はまだスロット６５２に挿入されていない。（例えば、フリンジ磁束などを低減するために）巻線７０２が変圧器７００の空隙から離れて配置されることを確実にするために、ケーブルタイ６４２は、スロット６５２を通して端部６５４を引っ張ることによって締め付けられる。図８Ｂに示すように、ケーブルタイ６４２が必要に応じて締め付けられた後に、端部６５４をケーブルタイ６４２から取り外す（例えば、切断する）ことができる。

【0036】

図９は、変圧器７００の断面図を示す。上述したように、調整可能スペーサ６０６の厚さＤ１は、ケーブルタイ６４２を（例えば、スロット６５２を通して端部６５４を引っ張ることによって）締め付けることによって調整される。特に、ケーブルタイ６４２が締め付けられると、ケーブルタイ６４２はくさび形ディスク６１０、６１２を押し、これは矢印９００で示すようにディスク６１０、６１２を巻線７０２に向かって押す。このようにして、巻線７０２は、変圧器７００の空隙から離れて配置され、ケーブルタイ６４２が自己ロックされる（例えば、緩みが抑制される）ような位置に固定されまたは取り付けられる。

【0037】

図１０Ａ～図１０Ｂは、少なくとも１つのくさびピン１０５６を含むくさび式調整機構を含む調整可能スペーサ１００６の別の実施形態を示す。調整可能スペーサ１０６、４０６、５０６および６０６と同様に、調整可能スペーサ１００６は、例えば、変圧器１００に含まれる巻線１０２を分離および／またはそれらの間に空間を設けるための、変圧器１００を含む電気部品（例えば、変圧器、インダクタなど）での使用に適している。調整可能なスペーサ１００６は、各々が中央開口部１０２６を画定する第１のセグメントまたはディスク１０１０および第２のセグメントまたはディスク１０１２を含む。くさび形ディスク６１０、６１２と同様に、第１のディスク１０１０は開口部１０２６にリップ１０４４を含み、第２のディスク１０１２も開口部１０２６にリップ１０４６を含む。図示の実施形態では、第１のディスク１０１０は、リップ１０４４から第１のディスク１０１０の外縁に向かって下方に傾斜する傾斜面１０４８を含む。第２のディスク１０１２もまた、リップ１０４６から第２のディスク１０１２の外縁に向かって下方に傾斜する傾斜面１０５０を含む。調整可能スペーサ１００６は、少なくとも１つのくさびピン１０５６をさらに含む。特に、調整可能スペーサ１００６は、第１のディスク１０１０の傾斜面１０４８および第２のディスク１０１２の傾斜面１０５０に対応する傾斜面１０５８を含む２つのくさびピン１０５６を含む。

【0038】

図１０Ｂを参照すると、調整可能スペーサ１００６が組み立てられると、くさびピン１０５６は第１のディスク１０１０および第２のディスク１０１２に結合される。特に、くさびピン１０５６は、第１のディスク１０１０と第２のディスク１０１２との間に挿入される、すなわち「くさび状に押し込まれる」。くさびピン１０５６の傾斜面１０５８により、調整可能スペーサ１００６の厚さＤ１は、くさびピン１０５６の侵入量（例えば、くさびピン１０５６がディスク１０１０、１０１２の間に挿入される深さ）に基づいて調整することができる。特に、くさびピン１０５６が第１のディスク１０１０と第２のディスク１０１２との間に挿入されると、くさびピン１０５６の傾斜面１０５８は傾斜面１０４８、１０５０と相互作用して、第１のディスク１０１０を第２のディスク１０１２から引き離す。調整可能スペーサ６０６と同様に、調整可能スペーサ１００６が最も広い厚さ（例えば、くさびピン１０５６による最大の侵入）にあるとき、リップ１０４４、１０４６は、くさびピン１０５６を捕捉し、くさびピン１０５６のさらなる侵入を防止する。調整可能スペーサ１００６の厚さＤ１は、くさびピン１０５６の幅Ｄ２を変更することによってさらに調整することができる。調整可能スペーサ１０６のねじ式調整機構１０８および調整可能スペーサ４０６のばね式調整機構と同様に、調整可能スペーサ１００６のくさび式調整機構は、（例えば、くさびピン１０５６が挿入されると）調整可能スペーサ１００６の厚さの範囲に沿って連続的な遷移を提供する。さらに、調整機構１００６には２つのくさびピン１０５６が含まれているが、他の実施形態では、より多いまたはより少ない数のくさびピン１０５６が適切であり得る。

【0039】

本開示の別の例示的な実施形態による変圧器の分解図が図１１に示されており、全体として参照番号１１００で示されている。変圧器１１００は、変圧器１００と同様である。しかしながら、調整可能スペーサ１０６を含む代わりに、変圧器１１００は調整可能スペーサ１００６を含む。変圧器１００と同様に、変圧器１１００は、複数の巻線１１０２（例えば、一次巻線および二次巻線）と、巻線１１０２を磁気的に結合するコア１１０４とを含む。上述したように、変圧器１１００はまた、巻線１１０２を機械的に分離して支持する役割を果たす調整可能な厚さＤ１を有する調整可能スペーサ１００６を含む。図１１に示すように、調整可能スペーサ１００６は、変圧器１１００の巻線領域内の巻線１１０２の間に配置される。図示の実施形態では、調整可能スペーサ１００６は、変圧器１１００内の中央に配置される。そうすることによって、調整可能スペーサ１００６は、巻線１１０２を変圧器１１００の空隙から離して配置することができる。このようにして、変圧器１１００に関連するフリンジ磁束を（例えば、所与の厚さのスペーサを含む変圧器などと比較して）低減することができる。

【0040】

図１２Ａ～図１２Ｂは、変圧器１１００の組立てを示す。特に、図１２Ａは、調整可能スペーサ１００６の厚さを調整する前の、組み立てられた状態の変圧器１１００を示す。特に、巻線１１０２、コア１１０４、ディスク１０１０、およびディスク１０１２は整列され組み立てられているが、くさびピン１０５６はまだディスク１０１０、１０１２の間に挿入されていない。（例えば、フリンジ磁束などを低減するために）巻線１１０２が変圧器１１００の空隙から離れて配置されることを確実にするために、くさびピン１０５６は、矢印１２００で示すように、ディスク１０１０とディスク１０１２との間に挿入される。挿入前に、リップ１０４４および１０４６はディスク１０１０、１０１２の外縁間の小さな間隔を維持して、くさびピン１０５６の先端が小さな間隔に挿入され得るようにする。図１２Ｂに示すように、くさびピン１０５６が所望の深さ（例えば、くさびピン１０５６の所望の侵入量）まで挿入された後、変圧器１１００の組立てが完了する。

【0041】

図１３は、変圧器１１００の断面図を示す。上述したように、調整可能スペーサ１００６の厚さＤ１は、ディスク１０１０、１０１２間のくさびピン１０５６の侵入量によって調整される。特に、くさびピン１０５６が挿入されると、くさびピン１０５６の傾斜面１０５８がディスク１０１０、１０１２の傾斜面１０４８、１０５０を押して、矢印１３００で示すように、ディスク１０１０、１０１２を巻線１１０２に向かって調整する。このようにして、巻線１１０２は、変圧器１１００の空隙から離れて配置される。

【0042】

上述したように、変圧器１００、７００、および１１００は、電源などの任意の適切な回路トポロジを有する回路基板での使用に適している。いくつかの実施形態では、変圧器１００、７００、１１００のうちの１つまたは複数は、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ）で使用される。図１４は、変圧器１００を含む本開示の一例示的実施形態によるＳＭＰＳ１４００を示す。いくつかの実施形態では、ＳＭＰＳ１４００は、変圧器７００および／または変圧器１１００を含む。図１４に示すように、ＳＭＰＳ１４００は、電源回路１４０２および制御回路１４０４を含む。電源回路１４０２は、入力電圧Ｖｉｎを受け取るための入力１４０６と、出力電圧Ｖｏｕｔを提供するための出力１４０８とを含む。図１４に示すように、制御回路１４０４は、出力電圧Ｖｏｕｔを調整するために電源回路１４０２に結合される。あるいは、制御回路１４０４は、入力電圧Ｖｉｎを調整するために電源回路１４０２に結合される。制御回路１４０４は、制御信号１４１０を生成するように構成される。ＳＭＰＳ１４００に含まれる構成要素は例示的なものにすぎず、変圧器１００（あるいは、変圧器７００、変圧器１１００など）は、任意の他の適切なＳＭＰＳトポロジを含む他の回路トポロジでの使用が考えられる。

【0043】

本明細書に記載の例示的な実施形態は、変圧器またはインダクタなどの電気部品内の調整可能スペーサの使用を容易にすることができ、所与の厚さのスペーサ（例えば、ＰＣＢスペーサ）の使用を超える利点を提供する。例えば、調整可能スペーサは、同じコアサイズであるが異なる空隙を有する複数の電気部品で単一の調整可能スペーサを使用できるように、厚さの範囲内で調整可能である。調整可能スペーサの厚さを再画定する能力は、様々な材料公差に適合するように電気部品内の材料のコンパクトさを保証する。調整可能スペーサはまた、安定した漏れインダクタンスを正確に可能にする。さらに、電気部品内の巻線を空隙から遠ざけることによって、フリンジ磁束を低減することができる。

【0044】

実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提供されている。網羅的であること、または本開示を限定することを意図するものではない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されず、適用可能な場合には交換可能であり、具体的に図示または説明されていなくても、選択された実施形態で使用することができる。これはまた、多くの方法で変形されてもよい。そのような変形は、本開示からの逸脱と見なされるべきではなく、すべてのそのような変更は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。

【図1】