特許 7542599 トランス・インダクタ複合デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-22

(45)【発行日】2024-08-30

(54)【発明の名称】トランス・インダクタ複合デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20240823BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20240823BHJP

   H01F 27/32 20060101ALI20240823BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20240823BHJP

   H01F 27/00 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 E

H01F30/10 U

H01F30/10 M

H01F27/24 E

H01F27/32 150

H01F27/28 K

H01F27/00 R

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022501170

(86)(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-26

(86)【国際出願番号】 US2020036567

(87)【国際公開番号】W WO2021011113

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2023-05-19

(31)【優先権主張番号】62/873,468

(32)【優先日】2019-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/661,408

(32)【優先日】2019-10-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】522010440

【氏名又は名称】ビシェイ デール エレクトロニクス，エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＶＩＳＨＡＹ ＤＡＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】１１２２ ２３ｒｄ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，Ｎｅｂｒａｓｋａ ６８６０１ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001438

【氏名又は名称】弁理士法人 丸山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】エブナー，ジェイソン

(72)【発明者】

【氏名】フォーリー，マシュー

【審査官】後藤 嘉宏

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録特許第１０－１７６２５５９（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２００３－１２４０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１５３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４８５３６６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６５４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５２５９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

Ｈ０１Ｆ ２７／２４

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トランス・インダクタ複合デバイスにおいて、
中央コア脚部と、前記中央コア脚部から離れて配置された外側コア脚部とを有するコアと、
前記中央コア脚部の周りに配置された内側ボビンと、
前記内側ボビン及び前記中央コア脚部の周りに配置される外側ボビンであって、前記外側コア脚部の周りに配置される第１のオブロング状部分を有する上側部分と、前記外側コア脚部の周りに配置される第２のオブロング状部分を有する下側部分と、前記内側ボビン及び前記中央コア脚部の周りに配置される中央部分とを有する外側ボビンと、
前記内側ボビンに巻かれた第１の巻線と、
前記外側ボビンの周りに巻かれた第２の巻線であって、前記第１のオブロング状部分の周りに巻かれた第１の部分と、前記中央部分の周りに巻かれた第２の部分と、前記第２のオブロング状部分の周りに巻かれた第３の部分とを有する第２の巻線と、を備えるトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項2】

前記外側ボビンの上側部分は、その上側部分の第１の下端に沿って配置された第１のフランジを含んでおり、前記外側ボビンの下側部分は、その下側部分の第１の上端に沿って配置された第２のフランジを含んでいる、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項3】

前記外側ボビンの上側部分は、その上側部分の第２の上端に沿って配置された第３のフランジを含んでおり、前記外側ボビンの下側部分は、その下側部分の第２の下端に沿って配置された第４のフランジを含んでいる、請求項２に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項4】

前記外側ボビンの中央部分は、前記内側ボビンに当たって、前記内側ボビンが前記外側ボビン内の所定の箇所を超えて垂直に一方向に動くことを防止するように構成された１又は複数の突起を含む、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項5】

前記外側ボビンは少なくとも１つの第１のロック機構を含んでおり、前記内側ボビンは少なくとも１つの第２のロック機構を含んでおり、前記少なくとも１つの第１のロック機構は、前記少なくとも１つの第２のロック機構と相互作用して前記内側ボビンと前記外側ボビンとが互いに対して回転することが防止するように構成されている、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項6】

前記少なくとも１つの第１のロック機構はポスト及びノッチの一方を含んでおり、前記少なくとも１つの第２のロック機構は、ポスト及びノッチの他方を含んでいる、請求項５に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項7】

前記中央コア脚部はほぼ円柱状の形状を有する、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項8】

前記中央コア脚部はほぼオブロング状の形状を有する、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項9】

前記外側コア脚部はアール付き外面を含む、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項10】

前記外側コア脚部はほぼ三日月状の形状を有する、請求項９に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項11】

前記コアは上側コア及び下側コアを含む、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項12】

前記上側コアは、前記上側コアの上端に沿って形成された少なくとも１つの第１の凹部を含んでおり、前記下側コアは、前記下側コアの下端に沿って形成された少なくとも１つの第２の凹部を含んでおり、前記少なくとも１つの第１及び第２の凹部は、前記上側コアと前記下側コアとを一緒に留めるために使用されるストラップ又はクリップを受けるように構成されている、請求項１１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項13】

前記外側コア脚部及び／又は前記中央コア脚部は空所を含んでいる、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項14】

前記内側ボビンは、前記第１の巻線の引き出しを可能にするように構成された少なくとも１つのノッチを含む、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項15】

前記内側ボビンは、前記内側ボビンの外周の少なくとも一部に形成された少なくとも１つのリッジを含む、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項16】

前記第１の巻線はトランスの第１の巻線を形成し、前記第２の巻線はトランスの第２の巻線とインダクタの巻線とを形成する、請求項１に記載のトランス・インダクタ複合デバイス。

【請求項17】

ボビンであって、
第１の開口が形成された内側部分と、
前記内側部分から延びており、上側開口が形成されている第１のオブロング状部分を有する上側部分と、
前記内側部分から延びており、下側開口が形成されている第２のオブロング状部分を有する下側部分と、
を備えており、
前記上側部分は前記ボビンの高さの半分以下まで延びており、前記下側部分は前記ボビンの高さの半分以下まで延びている、ボビン。

【請求項18】

トランス・インダクタ複合デバイスを組み立てる方法であって、
内側ボビンを巻く工程と、
外側ボビンを巻く工程であって、前記外側ボビンを巻く工程は、
前記外側ボビンの第１の部分を、前記外側ボビンの内側部分及び第１のオブロング状部分周りで巻く工程と、
前記外側ボビンの中央部分を前記外側ボビンの内側部分周りで巻く工程と、
前記内側ボビンを前記外側ボビンにスライドさせる工程と、
前記内側ボビン及び前記外側ボビンを、コアの中央コア脚部及び外側コア脚部でスライドさせる工程と、
前記コアの上側部分と下側部分とを連結する工程と、
を含む方法。

【請求項19】

前記外側ボビンを巻く工程は、
前記外側ボビンの第２の部分を、前記外側ボビンの前記内側部分と第２のオブロング状部分との周りで巻く工程を更に含んでおり、
前記外側ボビンの中央部分は、前記外側ボビンの前記第１の部分と前記第２の部分の間に配置されている、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

＜関連出願との相互参照＞
本願は、２０１９年７月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／８７３，４６８号及び２０１９年１０月２３日に出願された米国非仮特許出願第１６／６６１，４０８号の利益を主張し、それら両方は参照により本明細書の一部となる。

【0002】

本概念は、概して電気部品に関しており、より具体的には、インダクタやトランスなどの磁気デバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

共振コンバータは、電力変換など様々な用途に使用されている。例えば、共振コンバータは、自動車充電用途に一般的に使われている。共振コンバータはまた、代替エネルギー、軍事や工業用途のような様々な産業で採用されている。

【0004】

共振コンバータは通常、インダクタを含む共振タンク回路に電気的に結合されたトランス巻線を含んでいる。一部の用途では、より大きな共振インダクタンスが必要とされている。

【0005】

商業用途では、共振タンク回路のトランスとインダクタとは別々のデバイスであって、トランス及びインダクタの電気的特性を容易に選択することができる。しかしながら、別々のデバイスであると、複合デバイスに比べて設置面積が大きくなる。更に、個々のデバイスは、部品や製造工程を共有していない。トランス・インダクタ複合デバイスは、設置面積及び製造コストの削減をもたらす可能性があるだろう。しかしながら、適切な電気的特性を維持すると共に製造が容易であるトランス・インダクタ複合デバイスを実現することは困難である。

【0006】

トランス・インダクタ複合デバイスには改善の余地がある。

【発明の概要】

【0007】

開示される概念の一態様によれば、トランス・インダクタ複合デバイスは、中央コア脚部と中央コア脚部から離れて配置された外側コア脚部とを有するコア、中央コア脚部の周りに配置された内側ボビン、内側ボビン及び中央コア脚部の周りに配置され、外側コア脚部の周りに配置された第１のオブロング状部分を有する上側部分と、外側コア脚部の周りに配置された第２のオブロング状部分を有する下側部分と、内側ボビン及び中央コア脚部の周りに配置された中央部分とを有する外側ボビン、内側ボビンの周りに巻かれた第１の巻線、及び、外側ボビンの周りに巻かれた第２の巻線を備えており、第２の巻線は、第１のオブロング状部分の周りに巻かれた第１の部分と、中央部分の周りに巻かれた第２の部分と、第２のオブロング状部分の周りに巻かれた第３の部分とを有している。

【0008】

開示される概念の一態様によれば、コアは、中央コア脚部と、中央コア脚部から離れて配置された外側コア脚部とを備えており、外側コア脚部はアール付き外面を有する。

【0009】

開示される概念の一態様によれば、ボビンは、第１の開口が形成された内側部分と、内側部分から延びており、上側部分開口が形成された第１のオブロング（oblong）状部を有する上側部分と、内側部分から延びており、下側部分開口が形成された第２のオブロング状部分を有する下側部分とを備えており、上側部分はボビンの半分以下の高さを延びており、下側部分はボビンの半分以下の高さを延びている。

【0010】

開示される概念の一態様によれば、トランス・インダクタ複合デバイスを組み立てる方法は、内側ボビンを巻く工程と、外側ボビンを巻く工程とを含んでおり、外側ボビンを巻く工程は、外側ボビンの内側部分及び第１のオブロング状部分の周りで外側ボビンの第１の部分を巻く工程と、外側ボビンの内側部分の周りで外側ボビンの中央部分を巻く工程と、内側ボビンを外側ボビンの中にスライドさせる工程と、内側及び外側ボビンをコアの中央コア脚部及び外側コア脚部でスライドさせる工程と、コアの上側部分と下側部分とを連結する工程とを含むことを含む。

【図面の簡単な説明】

【0011】

開示される概念は、添付図面と併せて読むことで、好適な実施形態に関する以下の説明から十分に理解することができる。

【0012】

【図1】図１は、開示された概念の例示的な実施形態に基づくインダクタ・トランス複合デバイスの分解図である。

【図2A】図２Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づくインダクタ・トランス複合デバイスの平面図である。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａのインダクタ・トランスデバイスの側断面図である。

【図3A】図３Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく上側コア又は下側コアの等角図である。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａの上側コア又は下側コアの底面図である。

【図3C】図３Ｃは、図３Ａの上側コア又は下側コアの側面図である。

【図4A】図４Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく内側ボビンの等角図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａの内側ボビンの平面図である。

【図4C】図４Ｃは、図４Ａの内側ボビンの側面図である。

【図4D】図４Ｄは、図４Ａの内側ボビンの別の側面図である。

【図5A】図５Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく外側ボビンの等角図である。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａの外側ボビンの平面図である。

【図5C】図５Ｃは、図５Ａの外側ボビンの側面図である。

【図5D】図５Ｄは、図５Ａの外側ボビンの背面図である。

【図6】図６は、開示された概念の例示的な実施形態に基づく、外側ボビン内に入れ子にされた内側ボビンの断面図である。

【図7】図７は、開示された概念の例示的な実施形態に基づくトランス・インダクタ複合デバイスの組立て方法のフローチャートである。

【図8A】図８Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく上側コア又は下側コアの等角図である。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａの上側コア又は下側コアの平面図である。

【図9A】図９Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく内側ボビンの等角図である。

【図9B】図９Ｂは、図９Ａの内側ボビンの平面図である。

【図10A】図１０Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく外側ボビンの等角図である。

【図10B】図１０Ｂは、図１０Ａの外側ボビンの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本明細書で使用される方向表現、例えば、時計回り、反時計回り、左、右、上、下、上方、下方、及びその派生語は、図示される要素の向きに関連しており、請求項に明示されない限り請求項を限定するものではない。

【0014】

本明細書では、「幾つかの」という用語は、１又はそれを超える整数（即ち、複数）を意味する。

【0015】

図１は、開示された概念の例示的な実施形態に基づくトランス・インダクタ複合デバイス１００の分解組立図である。図２Ａは、組み立てられたトランス・インダクタ複合デバイス１００の平面図であり、図２Ｂは、組み立てられたトランス・インダクタ複合デバイス１００の断面図である。

【0016】

トランス・インダクタ複合デバイス１００は、コア１０，１１と、内側ボビン２０と、外側ボビン３０とを含む。内側ボビン２０は第１の巻線４０で巻かれており、外側ボビン３０は第２の巻線５０で巻かれている。第１の巻線４０はトランスの第１の巻線を形成し、第２の巻線５０はトランスの第２の巻線とインダクタの巻線とを形成している。その結果、トランス・インダクタ複合デバイス１００は、トランスとインダクタとを含む。

【0017】

コア１０，１１は、上側コア１０と下側コア１１とから形成されている。上側コア１０と下側コア１１とは、同様な形状を有していてよい。しかしながら、上側コア１０及び下側コア１１は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、異なる形状を有してよいことは理解されるであろう。幾つかの例示的な実施形態では、コア１０，１１は、ＰＱコアをベースにしてよい。しかしながら、コア１０，１１は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、他の種類のコアをベースとしてよい。幾つかの例示的な実施形態では、コア１０，１１はフェライトで構成されてよいが、開示された概念の範囲から逸脱することなく、他の適切な材料が用いられてよい。

【0018】

図３Ａは、上側コア１０の等角図であり、図３Ｂは、上側コア１０の底面図であり、図３Ｃは、上側コア１０の側面図である。上述したように、下側コア１１は上側コア１０と同一又は類似の形状を有していてよく、故に、図３Ａ－Ｃの図は、或いは下側コア１１を表してもよい。上側コア１０は、中央コア脚部１２と外側コア脚部１３とを含む。中央コア脚部１２と外側コア脚部１３は離間して配置されている。中央コア脚部１２は、円柱状の形状を有しており（但し、開示された概念の範囲から逸脱することなく、他の形状を有してもよい）、外側コア脚部１３は、アール付き（radiused）外面（例えば、限定されることなく、図３Ａの非限定的な例示的実施形態に示されるような半月形又は三日月形）を有する。アール付き外面を有する外側コア脚部１３は、外側コア脚部１３の一例に過ぎないことは理解されるであろう。外側コア脚部１３は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、アール付き外面を有さない形状など、他の形状を有してよい。その中央コア脚部１２は、下側コア１１の対応する中央コア脚部１２と整列するように延びる。幾つかの例示的な実施形態における外側コア脚部１３は、中央コア脚部１２よりも短い。幾つかの例示的な実施形態では、コア１０，１１が組み合わせられている場合に、上側コア１０の外側コア脚部１３と下側コア１１の外側コア脚部１３との間に空所が存在してもよい。例えば、図２Ｂは、外側コア脚部１３の間の空所を説明する図である。しかしながら、開示された概念の例示的な実施形態において、開示された概念の範囲から逸脱することなく、外側コア脚部１３間の空所、中央コア脚部１２間の空所、又はそれら両方が存在してよく、或いは、どちらも存在しなくてよいことは理解されるであろう。

【0019】

中央コア脚部１２の円柱形状により、ターンの平均長さを低減することができる。外側コア脚部１３は中央コア脚部１２から離れて配置されており、外側コア脚部１３の周りに延びる第２の巻線５０の部分はオブロング状（oblong）の形態であって、第２の巻線５０に使用されるワイヤに出っ張り（jogs）が外部から必要とされず、ワイヤは滑らかさを維持できる。

【0020】

内側ボビン２０は、中央コア脚部１２を囲むように構成されている。外側ボビン３０は、中央コア脚部１２を囲むように構成されているが、例えば図２Ｂに示すように、外側コア脚部１３の周囲にも延びるように構成されている。内側ボビン２０の直径は外側ボビン３０の直径よりも小さく、トランス・インダクタ複合デバイス１００を組み立てると、内側ボビン２０は外側ボビン３０の内側に入れ子になる。

【0021】

図４Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく内側ボビン２０の等角図である。図４Ｂは内側ボビン２０の平面図であり、図４Ｃは内側ボビン２０の側面図であり、図４Ｄは内側ボビン２０の別の側面図である。幾つかの例示的な実施形態では、内側ボビン２０はプラスチック材料で構成されてよく、これにより、第１の巻線４０がコア１０，１１から絶縁されて、外被ワイヤを使用する必要がない。内側ボビン２０は、中央中空開口２１を有するほぼ円柱状の形状を有する（しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく他の形状を有してよい）。中央中空開口２１の直径は中央コア脚部１２の直径より僅かに大きく、内側ボビン２０は中央コア脚部１２をスライドすることができる。

【0022】

内側ボビン２０は、その両端に配置されたフランジ２５を含んでいる。それらフランジ２５は、第１の巻線４０をコア１０，１１から絶縁する。フランジ２５には、第１の巻線４０に使用されるワイヤの引き出しを可能とするノッチ２４が形成されている。例えば、ワイヤは、ノッチ２４の１つを通り、続いてコア１０，１１に形成された対応するノッチ１５を通り、続いて外部回路に接続されてよい。

【0023】

幾つかの例示的な実施形態では、内側ボビン２０はまた、内側ボビン２０の中央部分に形成されたリッジ２２を含む。リッジ２２は、第１の巻線４０を中央コア脚部１２の中央部分から離す。幾つかの例示的な実施形態では、中央コア脚部１２は空所を有しており、リッジ２２は、第１の巻線４０をその空所から離れて配置するために使用されて、フリンジング磁束からの渦電流が最小限にされる。リッジは、内側ボビン２０の円周の一部のみの周りに延びてもよく、又は、幾つかの例示的な実施形態では、内側ボビン２０の全円周の周りに延びてもよい。例えば、リッジ２２は、ノッチ２４の領域には延在しなくてよく、第１の巻線４０のワイヤがノッチ２４を通って引き出される経路が確保される。しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく、リッジ２２を省略することができることは理解されよう。例えば、中央コア脚部１２が空所を有しない幾つかの例示的な実施形態では、リッジ２２は省略されてよい。

【0024】

内側ボビン２０のフランジ２５は、ロックノッチ２３を更に含んでよい。ロックノッチ２３は、外側ボビン３０のポスト６０（図６に示す）に対応してよい。例えば、ロックノッチ２３が外側ボビン３０のポスト６０に嵌まり、内側ボビン２０が外側ボビン３０に対して回転しないように固定されるので、糊などの接着剤は不要である。しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく、糊又は他の接着剤が依然として採用されてよいことは理解されるであろう。幾つかの例示的な実施形態では、ノッチ２４は内側ボビン２０の中心に向かう方向に延設されており、一方、ロックノッチ２３はフランジ２５の円周に沿った方向に延設されている。しかしながら、ノッチ２４及びロックノッチ２３の形状は、開示された概念の範囲から逸脱することなく変更されてよいことは理解されるであろう。ロックノッチ２３は雌の特徴であり、ポスト６０のような対応する雄の特徴を受け取ることを意味する。しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく、ロックノッチ２３をポストなどの雄の特徴に置き換えてよく、また、ポスト６０をノッチなどの雌の特徴に置き換えてよい。

【0025】

図５Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく外側ボビン３０の等角図である。図５Ｂは、外側ボビン３０の平面図であり、図５Ｃは、外側ボビン３０の側面図であり、図５Ｄは、外側ボビン３０の背面図である。外側ボビン３０は、内側ボビン２０と同様に、第２の巻線５０をコア１０，１１から絶縁するとともに第１の巻線４０からも絶縁する樹脂材料で構成されてよい。外側ボビン３０は、上側部分、下側部分、及び中央部分を含む３つの部分形状を有する。外側ボビン３０は、外側ボビン３０の上側部分、下側部分、及び中央部分に共通する円柱状の中央中空開口３１（しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく他の形状を有してよい）を含んでいる。中央中空開口３１の直径は、内側ボビン２０のフランジ２５の直径よりも僅かに大きく、内側ボビン２０を外側ボビン３０内に入れ子にできる。外側ボビン３０はまた、その両端に形成されており、コア１０，１１及び巻線４０から第２の巻線５０を絶縁するフランジ３６を含む。巻線４０又は５０に外被ワイヤを使用してもよいが、内側巻線と外側巻線５０の間に外側ボビン３０があるため、電圧絶縁のために外被ワイヤを使用する必要がない。

【0026】

外側ボビン３０の上側部分は、オブロング形状を有している。上側部分は、外側コア脚部１３の形状に対応したオブロング状部分３２を含む。オブロング状部分３２は、外側ボビン３０の中央中空開口３１から離れるように延びている。オブロング状部分３２には、外側中空開口３４が形成されている。外側中空開口３４は、外側コア脚部１３の形状に対応した形状を有している。幾つかの例示的な実施形態では、外側コア脚部１３及び外側中空開口３４は、両方とも半月状の形状を有する。外側中空開口３４は外側コア脚部１３よりも僅かに大きくなっており、外側中空開口３４は外側コア脚部１３をスライドできる。オブロング状部分３２は、その上端及び下端においてフランジ３６，３７によって仕切られており、これにより、第２の巻線５０をコア１０，１１から絶縁し、第２の巻線５０を外側コア脚部１３の空所から離して配置して、フリンジング磁束からの渦電流を最小限にすることができる。オブロング状部分３２の高さは、例えば図２Ｂに示すように、外側コア脚部１３の上側部分の高さ以下であって、第２の巻線５０が外側コア脚部１３の空所にわたって延びることが制限されている。

【0027】

外側ボビン３０の下側部分は、外側ボビン３０の上側部分と実質的に同じである。例えば、外側ボビン３０の下側部分は、オブロング状部分３３及び外側中空開口３５を含んでおり、それらは、外側ボビン３０の上側部分におけるオブロング状部分３２及び外側中空開口３４と実質的に同じ形状である。

【0028】

外側ボビン３０の中央部分は、外側ボビン３０の上側部分と下側部分との間に位置しており、オブロング状部分を含んでいない。むしろ、中央部分は、中央中空開口３１を含む外側ボビン３０の円柱部のみを含む。

【0029】

なお、第２の巻線５０は、連続した１本のワイヤから構成されてよい。例えば、第２の巻線５０は、外側ボビン３０の上側部分の円柱部及びオブロング状部分３２の両方に、ワイヤが何ターンか巻き付けられることによって形成されてよい。第２の巻線５０では続いて、外側ボビン３０の中央部分の円柱部だけにワイヤの一部が何ターンか巻き付けられる。続いて、第２の巻線５０では、外側ボビン３０の下側部分の円柱部及びオブロング状部分３３の両方にワイヤの一部が何ターンか巻き付けられて、トランス巻線及びインダクタ巻線の両方に必要なターンを完了する。しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく、外側ボビン３０の下側部分周りの巻線から始めて外側ボビン３０の上側部分周りの巻線で終わることによって、巻線の順序が逆にされてよいことは理解されるであろう。第２の巻線５０は、トランスの一方の巻線とインダクタの巻線とを形成する。例えば、外側ボビン３０の上側部分及び下側部分の巻線はインダクタの巻線を形成し、外側ボビン３０の上側部分、下側部分及び中央部分の巻線はトランスの一方の巻線を形成する。内側ボビン２０の周りの第１の巻線４０は、トランスの他方の巻線を形成する。このように、第１及び第２の巻線４０，５０により、トランス・インダクタ複合デバイス１００は、トランス及びインダクタの両方の機能を提供する。外側コア脚部１３の周りにオブロング状に巻くことで共振インダクタンスがより大きくなり、これは共振コンバータ用途に有用である。幾つかの例示的な実施形態において、第２の巻線５０は、外側ボビン３０の中央部分と、外側ボビン３０の上側部分及び下側部分のうちの一方のみに巻かれるだけであってよい。より大きな共振インダクタンスを必要としない用途では、外側ボビン３０の中央部分と外側ボビン３０の上下の一方のみとに第２の巻線５０を巻けば、十分な共振インダクタンスを得ることができる。

【0030】

外側ボビン３０は、１又は複数のノッチ３８を更に含んでよい。また、１又は複数のノッチ３８は、フランジ３６に形成され、第２の巻線５０を形成するワイヤを引き出すことができる。

【0031】

図６は、外側ボビン３０内に入れ子状に配置された内側ボビン２０の断面図である。図６に示すように、外側ボビン３０は、外側ボビン３０の中央中空開口３１に延びる１又は複数の突起６１を更に含んでよい。１又は複数の突起は、内側ボビン２０が外側ボビン３０内に入れ子になっている場合に、その上下動を止める上下動止めとして機能することができる。例えば、内側ボビン２０が外側ボビン３０の上方から外側ボビン３０に挿入されると、内側ボビン２０のフランジ２５が１又は複数の突起６１に突き当たって外側ボビン３０を通った更なる上下動が止められるまで、内側ボビン２０は外側ボビン３０内にスライドし、これによって、内側ボビン２０と外側ボビン３０が上下方向に揃えられて、内側ボビン２０が外側ボビン３０からスライドすることが防止される。

【0032】

図７は、開示された概念の例示的な実施形態に基づくトランス・インダクタ複合デバイスを組み立てる方法のフローチャートである。図７の方法は、例えば図２Ａ及び図２Ｂに示されたトランス・インダクタ複合デバイス１００を組み立てるために使用されてよい。本方法は、本明細書に開示された例示的な実施形態に関して説明されるが、しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく、本明細書に明示的に開示されていないトランス・インダクタ複合デバイスの他の変形例に適用できることは理解されるであろう。

【0033】

この方法は、１０１にて内側ボビン２０が巻かれて始まる。方法では、続いて、１０２にて外側ボビン３０の上側部分が巻かれる。この方法では続いて、１０４にて外側ボビン３０の中央部分が巻かれ、１０６へと続いて、外側ボビン３０の下側部分が巻かれる。本明細書で説明するように、上側部分及び下側部分の周囲に巻くことは、円柱部の周囲だけでなく、オブロング状部分３２，３３の周囲にそれぞれ巻くことも含んでおり、中央部分の周囲に巻くことは円柱部の周囲だけに巻くことを含む。また、開示された概念の範囲から逸脱することなく、工程１０２乃至１０６は任意の順序で実行されてよく、及び／又は、これらの工程の１又は複数がこれらの工程の他の１又は複数と同時に実行しされてよいことは理解されるであろう。また、幾つかの例示的な実施形態では、開示された概念の範囲から逸脱することなく、工程１０２又は１０６を省略することができることは理解されるであろう。例えば、より大きな共振インダクタンスを必要としない用途では、外側ボビン３０の上側部分及び下側部分の一方のみに巻き付けることで、十分なインダクタンスを得ることができる。加えて、内側ボビン２０は、第１の巻線４０が完了した後且つ第２の巻線５０が外側ボビン３０に巻かれる前に、外側ボビン３０の内側に入れ子状に配置されてよい。

【0034】

この方法は１０８へと続いて、内側ボビン２０を外側ボビン３０にスライドさせる。本明細書で説明されているように、ロックノッチ２３及びポスト６０などのロック機構が使用されて、内側ボビン２０が外側ボビン３０に対して所定位置に揃えられてロックされてよい。内側ボビン２０が外側ボビン３０にスライドされると、方法は１１０へと続き、連結された内側及び外側ボビン２０，３０がコア１０，１１の中央及び外側コア脚部１２，１３にスライドされる。次に、方法は１１２に続き、上側及び下側コア部分１０，１１が連結されて、巻かれた内側及び外側ボビン２０，３０が中央及び外側コア脚部１２，１３の周りのコア１０，１１内に配置されたコア１０，１１が形成される。その結果は、図２Ａ及び図２Ｂに示すトランス・インダクタ複合デバイス１００になる。

【0035】

本方法の工程の順序は、開示された概念の範囲から逸脱することなく変更することができることは理解されるであろう。また、開示された概念の範囲から逸脱することなく、例えば限定ではなく、ワイヤを引き出すなどの追加の工程を方法に採用することができることは理解されるであろう。

【0036】

例示的な実施形態は、内側ボビン２０に巻かれた単一の巻線及び外側ボビン３０の周りに巻かれた単一の巻線に関して説明されたが、開示された概念の範囲から逸脱することなく、複数の巻線を内側及び／又は外側ボビン２０，３０の周りに巻くことができることは理解されるであろう。また、開示された概念の範囲から逸脱することなく、第１及び第２の巻線４０，５０が、又は、内側及び／又は外側ボビン２０，３０の周りに巻かれている他の巻線が複数の箇所で打ち付けられて（tapped）よいことは理解されるであろう。

【0037】

図８Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく上側コア２１０の等角図であり、図８Ｂは上側コア２１０の平面図である。開示された概念の範囲から逸脱することなく、上側コア２１０が下側コアであってよいことは理解されるであろう。また、例えば図２Ｂに示すように上側及び下側コア１０，１１が結合されているように、上側コア２１０は、上側コア２１０と同一又は類似の下側コアと結合されてもよいことは理解されるであろう。

【0038】

上側コア２１０は、中央コア脚部２１２と外側コア脚部２１３とを含む。中央コア脚部２１２と外側コア脚部２１３は、互いに離間して配置されている。中央コア脚部２１２はオブロング形状を有しており、外側コア脚部２１３はアール付き外面（例えば、限定するものではないが、図８Ａの非限定的な例示的実施形態に示すような半月状）を有している。上側コア２１０が下側コアと結合される場合、上側コア２１０の外側コア脚部２１３と下側コアの対応する外側コア脚部２１３との間に空所が存在してよい。同様に、上側コア２１０の中央コア脚部２１２と下側コアの対応する中央コア脚部との間に空所があってよい。

【0039】

上側コア２１０は、図３Ａ－Ｃに関して上述した上側コア１０と幾分似ている。しかしながら、上側コア２１０の中央コア脚部２１２は、円柱形状ではなくオブロング形状である。更に、幾つかの例示的な実施形態では、上側コア２１０の高さは、上側コア１０よりも小さくてよい。上側コア２１０はまた、上側コア２１０の縁部から中央コア脚部２１２及び外側コア脚部２１３に夫々延びる傾き面を含んでいる。傾き面は空きを形成して、中央コア脚部２１２と外側コア脚部２１３の周りの巻線からワイヤを簡単に引き出すことを可能とする。更に、上側コア２１０は、その外縁に沿って形成された凹部２１６を含む（図８Ａでは、遠い外縁に沿って形成された凹部２１６は隠れている）。凹部２１６は、上側コア２１０を対応する下側コアと連結するための取付機構（例えば、限定されないが、クリップ、ストラップなど）を受け入れるのに適してよい。

【0040】

上側コア２１０は、開示された概念の範囲から逸脱することなく上側又は下側コア１０，１１の特徴を含むように変更されてよく、同様に、上側又は下側コア１０，１１は、開示された概念の範囲から逸脱することなく上側コア２１０の特徴を含むように変更されてよいことは理解されるであろう。

【0041】

図９Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく内側ボビン２２０の等角図であり、図９Ｂは、内側ボビン２２０の平面図である。幾つかの例示的な実施形態では、内側ボビン２２０はプラスチック材料で構成されてよく、これにより巻線がコアから絶縁されて、外被ワイヤを使用する必要性がなくなる。内側ボビン２２０は、中央中空開口２２１を有するほぼオブロング形状を有する。中央中空開口２２１の直径は上側コア２１０の中央コア脚部２１２の直径より僅かに大きく、内側ボビン２２０は中央コア脚部２１２をスライドできる。

【0042】

内側ボビン２２０はその両端に位置するフランジ２２５を含むが、開示された概念の幾つかの例示的な実施形態では、フランジ２２５を省略できることは理解されるであろう。フランジ２２５は巻線とコアを絶縁する。幾つかの例示的な実施形態において、内側ボビン２２０はまた、内側ボビン２２０の中央部分に形成されたリッジ２２２を含む。リッジ２２２は、中央コア脚部２１２の中央部分から巻線を離間させる。幾つかの例示的な実施形態では、中央コア脚部２１２は空所を有しており、リッジ２２２はその空所から離れて巻線を配置するために使用されて、フリンジング磁束からの渦電流が最小限にされる。リッジは内側ボビン２２０の外周の一部のみに延びていてよく、これによって、巻線のワイヤを引き出すための経路を確保することができる。しかしながら、開示された概念の範囲から逸脱することなく、リッジ２２２を省略できることは理解されるであろう。例えば、中央コア脚部２１２が空所を有しない幾つかの例示的な実施形態では、リッジ２２２は省略されてよい。

【0043】

内側ボビン２２０は、図４Ａ－Ｄに関して上述した内側ボビン２０と同様であってよい。しかしながら、内側ボビン２２０は、円柱形状の中央中空開口２１ではなく、オブロング形状の中央中空開口２２１を含む。オブロング形状の中央中空開口２２１は、内側ボビン２２０が中央コア脚部２１２をスライドできるように、上側コア２１０の中央コア脚部２１２の形状に対応してよい。内側ボビン２２０は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、ノッチ２４、ロックノッチ２３、又は内側ボビン２０の他の任意の特徴のような特徴を含むように変更されてよいことは理解されるであろう。同様に、内側ボビン２０は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、内側ボビン２２０の特徴を含むように変更されてよいことは理解されるであろう。

【0044】

図１０Ａは、開示された概念の例示的な実施形態に基づく外側ボビン２３０の等角図であり、図１０Ｂは外側ボビン２３０の平面図である。外側ボビン２３０は、内側ボビン２２０と同様に、その対応する巻線をコアから絶縁するとともに内側ボビン２２０に対応する巻線から絶縁するプラスチック材料で構成されてよい。外側ボビン２３０は、上側部分、下側部分、及び中央部分を含む３つの部分形状を有する。外側ボビン２３０は、外側ボビン２３０の上側部分、下側部分、及び中央部分に共通するオブロング形状の中央中空開口２３１を含む。中央中空開口２３１の直径は、内側ボビン２２０のフランジ２２５の直径よりも僅かに大きく、内側ボビン２２０を外側ボビン２３０内に入れ子にできる。外側ボビン２３０はまた、その両端に形成されたフランジ２３６を含んでおり、これらフランジ２３６は、外側ボビン２３０に対応する巻線をコアと内側ボビン２２０に対応する巻線とから絶縁する。外側ボビン２３０を使用することで、電圧絶縁のための外被ワイヤが不要になる。

【0045】

外側ボビン２３０の上側部分はオブロング形状を有する。上側部分は、外側コア脚部２１３の形状に対応するオブロング状部分を含む。オブロング状部分は、外側ボビン２３０の中央中空開口２３１から離れるように延びる。オブロング状部分には、外側中空開口２３４が形成されている。外側中空開口２３４は、外側コア脚部２１３の形状に対応した形状を有している。幾つかの例示的な実施形態において、外側コア脚部２１３及び外側中空開口２３４は、両方とも半月状の形状を有する。外側中空開口２３４は外側コア脚部２１３より僅かに大きくなっており、外側中空開口２３４は外側コア脚部２１３をスライドできる。オブロング状部分は、その上端及び下端においてフランジ２３６，２３７によって仕切られており、これにより、外側ボビン２３０に対応する巻線をコアから絶縁し、巻線を外側コア脚部２１３の空所から離して配置して、フリンジング磁束からの渦電流を最小限にすることができる。オブロング状部分の高さは、外側コア脚部２１３の上側部分の高さ以下であって、巻線が外側コア脚部２１３の空所にわたって延びることが制限されている。

【0046】

外側ボビン２３０の下側部分は、外側ボビン２３０の上側部分と実質的に同じである。例えば、外側ボビン３０の下側部分は、オブロング状部分及び外側中空開口を含んでおり、それらは、外側ボビン２３０の上側部分におけるオブロング状部分及び外側中空開口２３４と実質的に同じ形状である。

【0047】

外側ボビン２３０の上側部分と下側部分の間に位置する外側ボビン２３０の中央部分には、オブロング状部分が含まれない。むしろ、中央部分は、オブロング形状の中央中空開口２３１を含む外側ボビン２３０のオブロング形状部分のみを含む。

【0048】

外側ボビン２３０は、図５Ａ－Ｄに関して上述した外側ボビン３０と同様であってよい。しかしながら、外側ボビン２３０は、円柱形状の中央中空開口３１ではなくて、オブロング形状の中央中空開口２３１を含んでいる。オブロング形状の中央中空開口２３１は、外側ボビン２３０が中央コア脚部２１２をスライドできるように、上側コア２１０の中央コア脚部２１２の形状に対応してよい。外側ボビン２３０は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、外側ボビン３０の特徴を含むように変更されてよいことは理解されるであろう。同様に、外側ボビン３０は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、外側ボビン２３０の特徴を含むように変更されてよいことは理解されるであろう。

【0049】

上側コア２１０は、同一又は類似の下側コアと組み合わされて、図１、図２Ａ及び図２Ｂに関して上述した、上側及び下側コア１０，１１から形成されるコア１０，１１と同様のコアを形成してよい。内側ボビン２２０及び外側ボビン２３０は、コア１０，１１、内側ボビン２０、外側ボビン３０、第１の巻線４０、及び第２の巻線５０が図１、図２Ａ及図２Ｂに関して上述したトランス・インダクタ複合デバイス１００を形成する手法と同様にして、上側コア２１０及び対応する下側コアを用いて、対応する第１及び第２の巻線と共にトランス・インダクタ複合デバイスを形成するために採用されてよい。例えば、巻線は内側及び外側ボビン２２０，２３０の周りに作られてよく、内側ボビン２２０は外側ボビン２３０内に入れ子にされてよく、内側ボビン２２０は中央コア脚部２１２でスライドしてよく、外側ボビン２３０は、図１のトランス・インダクタ複合デバイス１００の組み立て手法と同様に内側及び外側コア脚部２１２，２１３でスライドしてよい。

【0050】

中央コア脚部１２，２１２の円柱形状及びオブロング形状は、中央コア脚部として採用され得る形状の非限定的な例であることは、当業者には理解されるであろう。開示された概念の範囲から逸脱することなく、他の形状を採用することができることは理解されるであろう。また、内側ボビン及び外側ボビンの開口の対応形状は、開示された概念の範囲から逸脱することなく、任意の形状の中央コア脚部に対応するように変更されてよいことは理解されるであろう。

【0051】

開示された概念の具体的な実施形態が詳細に説明されたが、本開示の全体的な教示に照らしてそれらの詳細に対する様々な修正及び代替がなされ得ることは当業者には理解されるであろう。従って、開示された特定の構成は、例示であることのみを意図されており、添付の特許請求の範囲及びその任意の且つ全ての均等物の全範囲として与えられる開示された概念の範囲に対する限定ではない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】