CN105074846B - 电抗器 - Google Patents
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Abstract
由本说明书公开的电抗器2配备有彼此平行布置的两个线圈3、粘附到两个线圈以覆盖线圈的树脂覆盖物41和柱构件13。树脂覆盖物41使线圈的在与公切面KL接触的一侧上的侧面暴露。柱构件13平行于线圈3布置在被公切面KL和各自线圈3的侧面包围的空间中。柱构件13在其与公切面KL相对的侧上被暴露，且在其另一侧上与各自线圈3接触。此外，柱构件13具有沟槽13a，该沟槽13a具有在公切面KL的另一侧上的开口且沿线圈轴线延伸。沟槽的宽度在开口处窄且向沟槽的底部变宽。沟槽的内部填充有树脂覆盖物41的树脂。
Description
技术领域
本发明涉及电抗器。电抗器是利用线圈的被动元件，且也可以称为“感应器”。
背景技术
电抗器配备有作为磁体的芯和围绕芯缠绕的线圈。在一些情况中，电抗器设计为具有保持线圈的缠线架。在许多情况中，电抗器经常覆盖有树脂，以用于隔离的目的或防止与其它装置的物理接触(例如，日本专利申请特开No.2011-249427(JP-2011-249427A)、日本专利申请特开No.2009-246222(JP-2009-246222A)和日本实用新型申请特开No.05-066950(JP-05-066950U))。
在包括混合动力车辆的电动车辆中的每个电动车辆的马达驱动系统中，电抗器可使用在电压转换器等的电路中。用于电动车辆的电抗器允许大电流流过，且因此生成大量的热。期望用于有效地冷却电抗器的技术。在日本专利申请特开No.2011-249427(JP-2011-249427A)和日本专利申请特开No.2009-246222(JP-2009-246222A)中的每个中，公开了具有围绕环形芯的平行区域分别缠绕的线圈的电抗器，所述电抗器作为适合于电动车辆的电抗器。作为针对热的测量值，在日本专利申请特开No.2011-249427(JP-2011-249427A)的技术中，芯和线圈全部覆盖有树脂，但线圈部分地暴露，且散热器板在线圈的暴露的部分处靠着线圈放置。在日本专利申请特开No.2009-246222(JP-2009-246222A)的技术中，当从线圈的轴向方向观察时，两个线圈大约一半覆盖有树脂，使得通过线圈的两个轴线的平面作为边界，以确保强度，且另外的一半被暴露，以促进在暴露的区域中的散热。
发明内容
在日本专利申请特开No.2011-249427(JP-2011-249427A)和日本专利申请特开No.2009-246222(JP-2009-246222A)的技术中的每个中，线圈覆盖有树脂，但被部分地暴露出来。为解释起见，覆盖了线圈的树脂部件称为树脂覆盖物。在许多情况中，树脂覆盖物根据注塑方法制成，以保护线圈且维持线圈的形状。更具体地，线圈和芯的组件被放入到模具中，且注入熔融树脂。模具由金属制成。另一方面，线圈具有缠绕在其上的绕组。因此，线圈的轮廓不具有高精度，且可能在金属模具和线圈之间形成间隙。如果间隙形成在模具和线圈之间的接触区域中，则熔融树脂泄漏，使得线圈的固有地被暴露的区域的面积可能变小。特别地，在其中两个线圈彼此平行布置且线圈在与公切面接触的一侧上的侧面暴露的情况中，树脂可能从相邻的线圈之间漏出到固有地被暴露的区域。这是因为难于适当地将模具靠着相邻的线圈放置且严密地封闭如下边界，该边界限定了在两个相邻的线圈之间的填充有树脂的空间(即，腔)。
由本说明书公开的技术提供了一种电抗器，其中适当地确保覆盖了线圈的树脂覆盖物的暴露了线圈的区域。
由本说明书公开的电抗器配备有树脂覆盖物，该树脂覆盖物粘附到两个线圈，以覆盖线圈。树脂覆盖物使各自线圈的在与公切面接触的一侧上的侧面暴露。在由本说明书公开的技术中，在被公切面和各自线圈的侧面包围的空间中在与树脂覆盖物和被固有地暴露的侧面之间的边界等价的区域中将柱构件与注塑的树脂分开地提前布置。柱构件在与公切面相对的侧上被暴露且在另一侧上与各自线圈接触。柱构件作为模具的替代防止在注塑期间熔融树脂沿线圈的侧面漏出。此外，柱构件设置有沟槽，所述沟槽具有在公切面的另一侧上的开口且沿线圈的轴线延伸，使得在注塑期间柱构件粘附到线圈的侧面。沟槽的宽度从开口向沟槽的底部变宽。在注塑期间，沟槽的内部填充有树脂覆盖物的树脂，但熔融树脂在沟槽的内侧施加了压力，使得将沟槽的侧壁向外压。该压力用作导致沟槽的侧壁的外侧分别粘附到线圈的侧面的力。因此，柱构件良好地粘附到线圈的侧面，且防止熔融树脂从线圈的侧面和柱构件之间泄漏。顺便提及的是，优选地使柱构件由树脂制成而非由金属制成，以良好地粘附到线圈的侧面。此外，为使得在注塑期间熔融树脂容易流入到沟槽中，适当的是被设置成通过模具腔面的浇口(用于熔融树脂的树脂注射孔)向沟槽取向。在完成的电抗器中，浇口痕迹在柱构件的沟槽的开口取向的方向上定位。
顺便提及的是，树脂覆盖物使各自线圈的在与公切面接触的一侧上的侧面暴露出来。然而，可以暴露线圈的其它区域。由本发明所公开的技术的细节和另外的改进将在如下的“具体实施方式”中描述。
附图说明
将在下文中参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术和工业重要性，在附图中类似的附图标记指示了类似的元件，且其中：
图1是根据本发明的实施例的电抗器的分解透视图；
图2是电抗器的透视图；
图3是沿图2的线III-III截取的横截面视图；并且
图4是由图3的虚线IV所包围的区域的放大视图。
具体实施方式
将参考附图描述根据本发明的实施例的电抗器。图1是示出了在注塑前(在树脂模制物模制在线圈的表面的部分上之前)的电抗器2的分解透视图。图2是示出了在注塑之后的电抗器2、即完成的电抗器2的透视图。电抗器2例如使用在将电池电压升高到适合于驱动电动车辆中的马达的电压的变换器中。电抗器2设计为用于大电流，具有等于或大于100(A)的可允许的电流值，且使用矩形线作为线圈的绕组。矩形线是具有矩形横截面的导线且具有小的电阻。在电抗器2中，矩形线缠绕为使其宽面在线圈的纵向方向上取向。换言之，矩形线被缠绕为使其窄面在线圈的径向方向上取向。这样的绕组模式称为扁带绕组或纵向绕组。
参考图1的分解视图，将概述电抗器2的总体结构。电抗器2配备有作为其主要部件的：双筒线圈3，所述双筒线圈3彼此电串联且物理上布置为使得线圈的线圈轴线彼此平行地延伸；缠线架10(10a和10b)，该缠线架10(10a和10b)插入通过线圈3；和环形芯30，环形芯30分别在缠线架10的管内侧穿过。顺便提及的是，其中线圈轴线延伸的方向等价于其中图中的X轴延伸的方向。此外，应注意到在图1中，图的右侧和左侧为容易理解起见从不同的观察角度描绘(见图中的两个坐标系)。
环形芯30由一对U形芯31a和31b和两个I形芯32构成。通过将涂覆有绝缘材料的铁磁粒子与树脂烧结在一起得到这两种芯。所述一对U形芯31a和31b布置为使其端面彼此面对。I形芯32布置在所述一对U形芯31a和31b的端面之间。彼此平行地布置的两个I形芯32构成了环形芯中的平行区域。间隔板33分别布置在U形芯31a和31b的端面和I形芯32之间。间隔板33由陶瓷制成。
缠线架10在线圈轴线的方向上分为两个部分，即第一部分10a和第二部分10b。第一部分10a具有如下结构：其中两个管部分12固定到凸缘19以根据双筒线圈3彼此平行。通过将矩形线缠绕为大体矩形形状而形成线圈3，且管部分12也为大体矩形。凸缘19限定了线圈缠绕范围的一端。
第二部分10b等价于另一个凸缘。因此，第二部分10b可以在下文的描述中称为凸缘10b。凸缘10b设置有配合孔18a，在所述配合孔18a中分别配合了从第一部分10a的凸缘19延伸的两个管部分12。柱构件13从凸缘19平行于管部分12延伸。凸缘10b设置有配合孔18b，在所述配合孔18b中配合了柱构件13的末端。柱构件13和配合孔18b将在下文中描述。
通过将矩形线缠绕为大体矩形形状来形成线圈3，且管部分12也具有大体四棱柱的形状。双筒线圈3分别穿过两个管部分12，且I形芯32和间隔板33分别插入到管部分12中。然后，当第二部分10b配合到管部分12的末端时，完成了缠线架10，且完成了具有彼此平行的且在缠线架的两个凸缘19a和10b之间缠绕的双筒线圈3的单元。当从缠线架的两侧分别将U形芯31a和31b插入时，完成了除树脂覆盖物之外的电抗器2的组装。在电抗器2的组装中，线圈3分别围绕环形芯30的平行区域缠绕。此外，所述一对凸缘19a和10b限定了线圈的缠绕范围。
顺便提及的是，缠线架的管部分12大体上具有以上所述的四棱柱的形状。凸形条部15分别设置在管部分12的每个管部分的四个侧面上。脊部15的顶面分别抵接在线圈3的内面上。在其中线圈3分别穿过芯30的阶段，在脊部15旁侧分别产生了间隙。然而，在树脂覆盖物(将在下文中描述)的注塑期间，所述间隙填充有树脂覆盖物的树脂。
凸缘19作为凸缘中的一个而设置有狭缝11，线圈3的引导部分3a分别穿过狭缝11。引导部分3a分别穿过狭缝11，但小板4分别布置在狭缝11和引导部分3a之间。小板4设置有孔，引导部分3a分别穿过所述孔。围绕小板4分别设置了台阶，且这些台阶区域分别接合在狭缝11中设置的台阶。小板4分别由跨越台阶的小直径部分和大直径部分构成。大直径部分分别与线圈3相对，且小直径部分分别位于线圈3的另一侧上。小板4的孔定尺寸为分别紧密地配合到引导部分3a。引导部分3a的周边分别被小板4密封。此外，小板4的大直径部分分别从线圈侧抵接在狭缝11的周缘上，因此分别将狭缝封闭。如将在后文中描述，线圈3由树脂在所述一对凸缘19和10b之间模制。然而，当电抗器2在注塑前被放入到模具中以在所述一对凸缘19和10b之间注射树脂时，小板4分别防止树脂在狭缝11和引导部分3a之间泄漏。
图2是示出了在注塑之后的电抗器2、即完成的电抗器2的透视图。线圈3由树脂在所述一对凸缘19和10b之间模制(覆盖有树脂)。覆盖了线圈3的树脂覆盖物由附图标记41指示。然而，树脂覆盖物41具有上方的窗45，且线圈3从所述窗分别被部分地暴露。此外，线圈3的下侧也从树脂覆盖物41被暴露。线圈具有大体矩形的横截面，且线圈的下侧的被暴露的区域是两个线圈的矩形侧面中的在相同的方向上取向的矩形侧面。换言之，这些面是各自线圈的在与公切面接触的一侧上的侧面。
浇口痕迹由附图标记44指示。浇口痕迹等价于树脂注射孔，当电抗器在注塑前被放置在模具中时所述注射孔设置为通过模具的腔面。
树脂覆盖物41覆盖了在线圈侧面上的凸缘19的厚度的多达大约一半。如上所述，形成为通过凸缘19的用于拉出引导部分的狭缝11分别被小板4密封。因此，树脂不从狭缝11和引导部分3a之间泄漏。
在电抗器2中，在凸缘19(第二部分10b)外侧(在线圈3的另一侧上)U形芯31a和31b也覆盖有树脂。覆盖了芯的树脂覆盖物由附图标记42指示。树脂覆盖物42具有用于将电抗器2固定到壳体的固定肋部43。树脂覆盖物42也通过注塑来制造。
将描述在图1中示出的柱构件13和与其配合的配合孔18b。图3示出了沿图2的线III-III的横截面。柱构件13从作为凸缘中的一个的凸缘19沿线圈3的轴线延伸。柱构件13的末端配合到另一个凸缘10b的配合孔18b(见图1)。柱构件13由与缠线架10相同的树脂制成。如在图3中所示，柱构件13位于由与两个线圈3的侧面接触的公切面KL和两个线圈3的侧面所包围的空间中，且平行于线圈3延伸。柱构件13在填充了两个线圈3之间的间隙的树脂覆盖物41的端部处嵌入。此外，柱构件13配备有沟槽13a，所述沟槽13a平行于线圈3延伸且在与公切面KL相反的取向上敞开。沟槽13a的内部填充有树脂覆盖物41的树脂，且沟槽13a的侧壁的外侧分别抵接在线圈3的侧面上。该柱构件13封闭了相邻的线圈3之间的间隙，以防止在树脂覆盖物41的注塑期间熔融树脂在两个线圈3之间漏出到线圈的下面侧。
图4是示出了由图3中的参考符号IV指示的范围的放大的视图。图4示出了如何注塑树脂覆盖物41，且也描绘了模具81。
在图4的横截面中，即在垂直于线圈轴线的横截面中，柱构件13的沟槽13a的宽度从开口13b向沟槽的底部变宽。在图4中，沟槽13a的开口的宽度W1小于沟槽13a的底部的宽度W2。
将描述柱构件13的优点。在模具81和线圈3之间存在间隙Sp，但柱构件13沿线圈3的侧面且沿线圈的轴线封闭了相邻的线圈3之间的间隙的下端。如由图3中的树脂覆盖物41的浇口痕迹44指示，在模具中树脂注射孔向柱构件13的沟槽13a的开口13b敞开。因此，如由图4的箭头A所指示，熔融树脂从上方向下流动通过相邻的线圈3之间的间隙(向沟槽13a的开口13b流动)，且在沟槽13a内侧将压力施加到沟槽的侧壁。然后，如由图4的箭头B所指示，沟槽13a的两个侧壁分别被压靠相邻的线圈3。这导致线圈3的侧面粘附到柱构件13，且防止树脂泄漏到间隙Sp。即，预定为被暴露的线圈3的下面3b被适当地暴露。顺便提及的是，在完成的产品中，柱构件13的沟槽13a被填充有构成树脂覆盖物41的树脂。
柱构件13从作为缠线架10的凸缘中的一个的凸缘19延伸且与另一个凸缘(第二部分10b)的配合孔18b接合。因此，柱构件13在其两端处被支撑，且因此也能够很好地耐受在注塑期间的树脂的压力。顺便提及的是，柱构件13的底面(与图3中的公切面KL相对的面)与模具81接触，且因此也被模具81支撑。
将陈述关于本发明的实施例中描述的技术的留意点。树脂的柱构件13比封闭了相邻的线圈3之间的间隙的金属模具更有效地密封了线圈之间的间隙。这是由于如下的原因。线圈是绕组的组件且其轮廓不具有高精度，且因此可能在金属模具中在其间形成间隙。作为对比，树脂的柱构件13比金属更具有柔性且因此能够根据线圈的轮廓的变动而柔性地变形。因此，在柱构件13和线圈之间不太可能形成间隙。
此外，线圈的绕组可配备有绝缘涂层。然而，如果这样的线圈牢固地抵接在金属模具上，则绝缘涂层可能被损坏。树脂的柱构件13也在如下方面是有利的，即存在损坏绝缘涂层的低可能性。
在其中实际上安装了电抗器2的情况中，散热器板或冷却器布置在与图4的模具81等价的区域中。散热器板或冷却器与线圈直接接触且冷却线圈。柱构件13适当地确保了线圈的下面3b的被暴露的区域和线圈的周边的被暴露的区域。在根据本发明的该实施例的电抗器2中，防止树脂覆盖物意外地缩窄被暴露的区域，使得不损害线圈的散热性能。顺便提及的是，“线圈的下面”是为解释方便的称呼，且线圈的被暴露的侧面不应限制于下面。
线圈不绝对要求大体上具有四棱柱的形状。线圈的与冷却器接触的面可以是平的，且线圈的其它区域可以是完全地或部分地弯曲的。
虽然上文已详细描述本发明的具体示例，但其仅是示例且不意图于限制权利要求。在权利要求中阐述的技术包含以上例示的具体示例的多种修改和变化。在本说明书或附图中描述的技术元件技术上单独使用或以多种组合使用，且不应限制于在提交申请时的权利要求中阐述的组合。此外，在本说明书或附图中例示的技术可以同时实现多个目的，且技术上通过实现这些目的中一个而本身是有意义的。
Claims (4)
1.一种电抗器(2)，其特征在于包括：
两个线圈(3)，所述两个线圈(3)被布置成彼此平行；
树脂覆盖物(41)，所述树脂覆盖物(41)粘附到所述两个线圈以覆盖所述线圈，所述树脂覆盖物被构造成使各自线圈的在与公切面(KL)接触的一侧上的侧面暴露出来；和
柱构件(13)，所述柱构件平行于线圈轴线地布置在由所述公切面和各自线圈的侧面包围的空间中，所述柱构件在所述柱构件的与所述公切面相对的一侧上暴露出来，
所述柱构件具有沟槽(13a)，所述沟槽具有在所述柱构件的与所述公切面相反的另一侧上的开口且沿所述线圈轴线延伸，且所述沟槽(13a)的侧壁的外侧分别抵接在所述线圈(3)的侧面上，所述沟槽的宽度从所述开口朝向所述沟槽的底部变宽，并且所述沟槽的内部填充有所述树脂覆盖物的树脂。
2.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于：
所述柱构件由树脂制成。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于：
所述树脂覆盖物通过注塑制成。
4.根据权利要求3所述的电抗器，其特征在于：
在所述树脂覆盖物注塑期间的浇口痕迹(44)在所述柱构件的所述开口取向的方向上定位。
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