CN107077960A - 电抗器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在经由接合层向载置板固定组合体时,能够不保持组合体而进行制作的电抗器。是具备线圈、磁芯、绝缘夹设构件、金属制的载置板、接合层的电抗器。所述绝缘夹设构件具备内侧夹设部、第一端面夹设部、第二端面夹设部。所述绝缘夹设构件通过将包括具有所述第一端面夹设部的分割片和具有所述第二端面夹设部的分割片的多个分割片组合而成,各分割片分别具备相互卡合的卡合部,所述第一端面夹设部和所述第二端面夹设部具备使所述线圈从所述载置板分离的脚片。
Description
技术领域
本发明涉及搭载在混合动力机动车等电动车辆上的车载用DC-DC转换器或电力转换装置的构成部件等所利用的电抗器。
背景技术
电抗器或电动机这样的具备线圈和磁芯的磁性部件利用于各种领域,该线圈具有卷绕绕组而成的卷绕部,该磁芯的一部分插通于该卷绕部的内部。作为这样的磁性部件,例如专利文献1公开了载置于混合动力机动车这样的电动车辆的转换器的电路部件所利用的电抗器。
在专利文献1公开了将组合体收纳于壳体而成的电抗器,该组合体将线圈、磁芯、确保上述线圈与磁芯之间的绝缘的绝缘体(绝缘夹设构件)组合而成。在该专利文献1中公开有为了使在组合体产生的热量高效地向外部逃散而使壳体的底面即设置面部(载置板)为金属。此外,在该专利文献1的电抗器中,公开有为了使热量从组合体容易向壳体逃散而在壳体的设置面部(载置板)形成散热层的情况。
上述散热层可以由陶瓷的烧结板或环氧系的粘结剂等构成。尤其是通过树脂等的粘结剂等来形成散热层,由此能够将组合体牢固地固定于设置面部(载置板),能够提高组合体的线圈与散热层的紧贴性,使组合体的热量高效地向壳体的设置面部逃散。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-243943号公报
发明内容
发明要解决的课题
在通过树脂等粘结剂等构成散热层,即利用散热层作为将组合体与载置板接合的接合层的情况下,存在以下所示的问题。
无论是构成组合体的线圈还是磁芯其主成分都是金属,因此组合体非常重。因此,在接合层未固化的情况下,将高重量的组合体载置于载置板的接合层上时,组合体可能会沉入未固化的接合层,而组合体的线圈与载置板接触。为了避免该接触,在接合层固化之前的期间,需要预先对组合体进行保持。
本发明鉴于上述情况而作出,其目的之一在于提供一种电抗器,其经由接合层而向载置板固定组合体时,能够不保持组合体而进行制作。
用于解决课题的方案
本发明的一方式的电抗器具备:线圈,具有卷绕部;磁芯,一部分配置在所述卷绕部的内部;绝缘夹设构件,确保所述线圈与所述磁芯之间的绝缘;金属制的载置板,载置将所述线圈、所述磁芯、所述绝缘夹设构件组合而成的组合体;及接合层,将所述组合体固定于所述载置板。所述绝缘夹设构件具备:内侧夹设部,夹设在所述卷绕部的内表面与所述磁芯之间;第一端面夹设部,夹设在所述卷绕部的轴向的一端面与所述磁芯之间;及第二端面夹设部,夹设在所述卷绕部的轴向的另一端面与所述磁芯之间。在该电抗器中,所述绝缘夹设构件通过将包括具有所述第一端面夹设部的分割片和具有所述第二端面夹设部的分割片的多个分割片组合而成,各分割片分别具备相互卡合的卡合部,所述第一端面夹设部和所述第二端面夹设部具备使所述线圈从所述载置板分离的脚片。
发明效果
上述电抗器在经由接合层向载置板固定组合体时,能够不保持组合体而进行制作。
附图说明
图1是实施方式1的电抗器的上方立体图。
图2是实施方式1的电抗器的下方立体图。
图3是实施方式1的电抗器的概略侧视图。
图4是实施方式1的电抗器具备的组合体的分解立体图。
图5是实施方式1的电抗器具备的绝缘夹设构件的立体图。
图6是表示在有底筒状的壳体收纳组合体的步骤的说明图。
图7是表示侧壁部和底板部向分体的壳体收纳组合体的步骤的说明图。
图8是实施方式3所示的绝缘夹设构件的概略立体图。
图9是实施方式4所示的绝缘夹设构件的概略立体图。
具体实施方式
·本发明的实施方式的说明
首先,列举本发明的实施方式进行说明。
<1>实施方式的电抗器具备:线圈,具有卷绕部;磁芯,一部分配置在所述卷绕部的内部;绝缘夹设构件,确保所述线圈与所述磁芯之间的绝缘;金属制的载置板,载置将所述线圈、所述磁芯、所述绝缘夹设构件组合而成的组合体;及接合层,将所述组合体固定于所述载置板。所述绝缘夹设构件具备:内侧夹设部,夹设在所述卷绕部的内表面与所述磁芯之间;第一端面夹设部,夹设在所述卷绕部的轴向的一端面与所述磁芯之间;及第二端面夹设部,夹设在所述卷绕部的轴向的另一端面与所述磁芯之间。在该电抗器中,所述绝缘夹设构件通过将包括具有所述第一端面夹设部的分割片和具有所述第二端面夹设部的分割片的多个分割片组合而成,各分割片分别具备相互卡合的卡合部,所述第一端面夹设部和所述第二端面夹设部具备使所述线圈从所述载置板分离的脚片。
根据上述电抗器,在经由接合层向载置板上固定组合体时,能够不保持组合体而进行制作。这是因为在绝缘夹设构件具备的端面夹设部设置了脚片的缘故。而且,在各分割片分别设置使两分割片卡合的卡合部也是在经由接合层向载置板固定组合体时能够不保持组合体而进行制作的要因之一。这是因为,通过各分割片经由相互的卡合部进行卡合而组合体能够自行竖立,因此载置在载置板上的组合体不会分解,能维持载置板与组合体的线圈的分离状态。
<2>作为实施方式的电抗器,可以列举如下的方式:所述脚片埋设于所述接合层。
通过将脚片埋设于接合层,能够使组合体与载置板的固定牢固。这是因为,埋设于接合层的脚片起到锚定物的功能的缘故。通过在脚片的前端形成倒钩(Barb),也能够提高脚片的作为锚定物的功能。
<3>作为实施方式的电抗器,可以列举如下的方式:具备:壳体,收纳所述组合体;及浇注树脂,填充于所述壳体,所述壳体的底部兼用作所述载置板。
通过具备壳体和浇注树脂,能够可靠地保护组合体的构成构件免于受到外部环境的影响。如果利用导热率优异的材质作为壳体和浇注树脂的材质,则也能够提高电抗器的散热性。而且,在该结构中,在由脚片分离的线圈与载置板的间隙配置浇注树脂。该位置的浇注树脂具有使线圈与载置板的绝缘更可靠的功能。
<4>作为实施方式的电抗器,可以列举如下的方式:所述第一端面夹设部及所述第二端面夹设部中的至少一方具备配置在相互分离的位置上的多个所述脚片。
通过在相互分离的位置形成脚片,在设有未固化的接合层的载置板上载置组合体时,能够使过剩的接合层从分离的脚片之间逃散。其结果是,能够避免因过剩的接合层而组合体在载置板上成为倾斜的状态的情况。
<5>作为实施方式的电抗器,可以列举如下的方式:所述绝缘夹设构件通过将具有所述第一端面夹设部的第一分割片与所述绝缘夹设构件中的由所述第一分割片以外的部分构成的第二分割片组合而成。
通过使绝缘夹设构件的分割数为2个,能够成为组装容易且生产率优异的电抗器。
<6>作为绝缘夹设构件的分割数为2个的实施方式的电抗器,可以列举如下的方式:所述线圈具有并列配置的一对所述卷绕部,所述绝缘夹设构件通过将U字型的所述第一分割片与板状的所述第二分割片组合而成,该U字型的所述第一分割片由所述第一端面夹设部及与一对所述卷绕部的每个卷绕部对应的一对所述内侧夹设部构成,该板状的所述第二分割片由所述第二端面夹设部构成,且与U字型的所述第一分割片组合。
如果是将U字型的第一分割片与板状的第二分割片组合的结构,则能够容易地进行组合体的制作。
<7>作为绝缘夹设构件的分割数为2个的实施方式的电抗器,可以列举如下的方式:所述线圈具有并列配置的一对所述卷绕部,所述绝缘夹设构件通过将L字型的所述第一分割片与L字型的所述第二分割片组合而成,该L字型的所述第一分割片由所述第一端面夹设部及与一方的所述卷绕部对应的所述内侧夹设部构成,该L字型的所述第二分割片由所述第二端面夹设部及与另一方的所述卷绕部对应的所述内侧夹设部构成,且与L字型的所述第一分割片组合。
如果是将L字型的第一分割片与第二分割片组合的结构,则能够容易地进行组合体的制作。尤其是在该结构的情况下,也可以使第一分割片与第二分割片为相同形状,这种情况下,能够使制作分割片的金属模为一个。
·本发明的实施方式的详情
以下,基于附图来说明本发明的电抗器的实施方式。图中的相同标号表示相同名称物。需要说明的是,本发明没有限定为实施方式所示的结构,由权利要求书公开,且包括与权利要求书等同的意思及范围内的全部的变更。
<实施方式1>
《整体结构》
参照图1~5,说明实施方式1的电抗器1α。图1是电抗器1α的上方立体图,图2是电抗器1α的下方立体图,图3是电抗器1α的概略侧视图,图4是电抗器1α具备的组合体1的分解立体图,图5是组合体1的构成构件之一的绝缘夹设构件4的立体图。在此,在图3中,简化电抗器1α的各结构,绝缘夹设构件4的一部分即脚片45比实际显示得大。
图1~3所示的本实施方式的电抗器1α与以往的电抗器同样,具备将线圈2、磁芯3、绝缘夹设构件4组合而成的组合体1载置在载置板9上的结构。在组合体1与载置板9之间,如图3所示,形成将两者1、9接合的接合层8(在图1、2中省略接合层)。该实施方式的电抗器1α的与以往的电抗器的主要差异点是,如图3所示,通过绝缘夹设构件4使组合体1的线圈2成为从载置板9分离的状态。以下,详细说明电抗器1α具备的各结构。
《组合体》
在组合体1的说明中,主要参照图4的分解立体图。组合体1通过将线圈2、磁芯3、绝缘夹设构件4机械性地组合来构成。
[线圈]
本实施方式的线圈2具备一对卷绕部2A、2B和将两卷绕部2A、2B连结的连结部2R。各卷绕部2A、2B相互以相同的匝数、相同的卷绕方向形成为中空筒状,以各轴方向成为平行的方式并列。而且,连结部2R是将两卷绕部2A、2B连结的呈U字状弯折的部分。该线圈2也可以将没有接合部的一根绕组呈螺旋状地卷绕而形成,也可以通过不同的绕组制作各卷绕部2A、2B,并通过焊接或压焊等将各卷绕部2A、2B的绕组的端部彼此接合来形成。
本实施方式的各卷绕部2A、2B形成为方筒状。方筒状的卷绕部2A、2B是其端面形状为四边形形状(包括正方形形状)的将角修圆的形状的卷绕部。当然,卷绕部2A、2B也可以形成为圆筒状。圆筒状的卷绕部是指其端面形状为闭曲面形状(椭圆形状或正圆形状、跑道形状等)的卷绕部。
包含卷绕部2A、2B的线圈2可以通过在由铜、铝、镁或其合金这样的导电性材料构成的扁线或圆线等导体的外周具备由绝缘性材料构成的绝缘包覆的包覆线来构成。在本实施方式中,导体由铜制的扁线构成,绝缘包覆将漆皮(代表性地为聚酰胺酰亚胺)构成的包覆扁线进行扁立绕法卷绕,由此形成各卷绕部2A、2B。
线圈2的两端部2a、2b从卷绕部2A、2B拉伸,与未图示的端子构件连接。经由该端子构件,将向线圈2进行电力供给的电源等外部装置连接。
[磁芯]
本实施方式的磁芯3通过将一对内侧芯构件31、31与一对外侧芯构件32、32组合而构成。
[[内侧芯构件]]
内侧芯构件31是在收纳于后述的绝缘夹设构件4的内侧夹设部42A(42B)的内部的状态下配置于线圈2的卷绕部2A(2B)的内部的大致长方体状的芯片。内侧芯构件31的轴向长度比卷绕部2A(2B)的轴向长度短。
内侧芯构件31是将包含磁性材料的大致长方体状的芯片31m与导磁率比芯片31m低的间隙材料31g交替连结而成的层叠柱状体。在层叠柱状体的两端部配置间隙材料31g。此外,内侧芯构件31也可以由一根柱状的芯片构成。在构成这样的内侧芯构件31的芯片31m中,可以利用使用了以铁等的铁属金属或其合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)等为代表的软磁性粉末的压粉成形体或由包含软磁性粉末的树脂构成的复合材料、将具有绝缘被膜的磁性薄板(例如,电磁钢板)层叠多个而成的层叠体等。而且,间隙材料31g可以利用氧化铝等非磁性材料。此外,间隙材料31g也可以通过后述的形成绝缘夹设构件4的树脂来形成。
[[外侧芯构件]]
外侧芯构件32是形成为大致U字状的芯片。外侧芯构件32的一部分(U字的两叉的前端部分)配置在绝缘夹设构件4的内侧夹设部42A、42B的内部即线圈2的卷绕部2A、2B的内部,除此以外的部分未被卷绕部2A、2B覆盖,配置在从卷绕部2A、2B突出的位置。从卷绕部2A、2B露出的外侧芯构件32的U字的后端部(两叉的前端部的相反侧)中的卷绕部2A、2B的并列方向上的中央部比其他的部分突出。其结果是,其中央部的厚度与两叉的前端部的厚度变得均匀(磁路截面积变得均匀)。而且,外侧芯构件32的从卷绕部2A、2B露出的部分向配置载置板9(参照图1、2)的一侧突出,该突出部分的载置板9侧的面与线圈2的卷绕部2A、2B的载置板9侧的面对齐。但是,如图3所示,从载置板9侧观察时,突出部分的载置板9侧的面成为比后述的绝缘夹设构件4的脚片45高的位置。
上述外侧芯构件32可以与内侧芯构件31的芯片31m同样地由压粉成形体或复合材料、磁性薄板的层叠体等构成。外侧芯构件32与芯片31m可以为相同结构,也可以为不同结构。作为后者的例子,可列举例如通过压粉成形体构成内侧芯构件31并通过复合材料构成外侧芯构件32的情况等。
[绝缘夹设构件]
在绝缘夹设构件4的说明中,主要参照图5(根据需要也一并参照图1~4)。图5的下图所示的绝缘夹设构件4具备一对内侧夹设部42A、42B、第一端面夹设部41A、第二端面夹设部41B,如图4所示,起到确保线圈2与磁芯3之间的绝缘的功能。内侧夹设部42A(42B)夹设在卷绕部2A(2B)的内表面与磁芯3中的配置于卷绕部2A、2B的内部的部分之间。如图4所示,第一端面夹设部41A夹设在卷绕部2A、2B的轴向的一端面与磁芯3中的从卷绕部2A、2B露出的部分之间。而且,第二端面夹设部41B夹设在卷绕部2A、2B的轴向的另一端面与磁芯3中的从卷绕部2A、2B露出的部分之间。
本实施方式的绝缘夹设构件4通过将图5的上图所示的第一分割片4A与第二分割片4B组合而构成。将两分割片4A、4B组合而成的绝缘夹设构件4除了确保上述的绝缘之外,如图3所示,还起到保持使组合体1的线圈2从载置板9分离的状态的功能,准确而言,起到保持使线圈2的卷绕部2A(2B)从载置板9分离的状态的功能。
[[第一分割片]]
如图5的上图所示,第一分割片4A具备第一端面夹设部41A与一对内侧夹设部42A、42B成为一体的结构。
在第一端面夹设部41A形成有将内侧芯构件31、31(参照图4)及外侧芯构件32的U字状的端部向内侧夹设部42A、42B内引导的一对插入孔41h、41h。而且,在第一端面夹设部41A中的设置内侧夹设部42A、42B的一侧的面上形成有分隔部41d。在将绝缘夹设构件4组装于线圈2时,分隔部41d夹设在卷绕部2A、2B之间,保持两卷绕部2A、2B的分离状态(也一并参照图2)。通过该分离,能够可靠地确保两卷绕部2A、2B间的绝缘。
此外,第一端面夹设部41A在其下端面(图3所示的载置板9侧的端面)具备一对脚片45、45。各脚片45、45分别设置在第一端面夹设部41A的宽度方向的左端侧及右端侧。如图2的圆圈放大图及图3所示,在线圈2安装有绝缘夹设构件4时,上述脚片45、45比线圈2的卷绕部2A、2B的载置板9侧的面突出。因此,如图3所示,在将组合体1载置于载置板9上时,脚片45、45与载置板9抵接,卷绕部2A、2B成为从载置板9分离的状态。
另一方面,如图4所示,第一分割片4A具备的内侧夹设部42A(42B)由对内侧芯构件31的周面的角部进行支承的四个支承件构成。各支承件的截面成为大致圆弧状,容易支承内侧芯构件31的周面的角部。在此,内侧夹设部42A(42B)没有限定为由图示的四个支承件构成的结构,也可以形成为筒状。
构成内侧夹设部42A(42B)的各支承件如图5所示,具备使第一分割片4A与后述的第二分割片4B机械性地卡合的卡合部43。卡合部43设置在支承件中的与第一端面夹设部41A相反的一侧的端部。本例的卡合部43通过将支承件的端部切缺成凹状而形成。
[[第二分割片]]
第二分割片4B由绝缘夹设构件4中的第二端面夹设部41B构成。第二分割片4B与第一分割片4A同样地具备并列的一对插入孔41h、41h、分隔部41d、一对脚片45、45。
第二分割片4B还具备与第一分割片4A的凹状的卡合部43对应的凸状的卡合部44。凸状的卡合部44在各插入孔41h的四个角的位置各设置一个,即,在第二分割片4B合计设置八个。如图5的下图所示,通过使该第二分割片4B的凸状的卡合部44嵌入上述的第一分割片4A的凹状的卡合部43,能够制作出将两分割片4A、4B机械地连结而成的绝缘夹设构件4。
[[绝缘夹设构件的构成材料]]
以上说明的绝缘夹设构件4(第一分割片4A、第二分割片4B)的构成材料中,可以利用例如聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6、尼龙66这样的聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂等热塑性树脂。此外,也可以利用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等热固性树脂。也可以使上述树脂含有陶瓷填料,而使绝缘夹设构件4提高导热性。作为陶瓷填料,可以利用例如氧化铝或二氧化硅等的非磁性粉末。
《载置板》
如图3所示,载置板9是将电抗器1α固定于冷却基体等设置对象时的作为底座发挥功能的构件。因此,载置板9要求机械强度优异。而且,载置板9要求在电抗器1α的使用时使在组合体1产生的热量向设置对象逃散的功能。因此,载置板9除了要求机械强度之外,还要求散热性优异。为了满足这样的要求,载置板9由金属构成。例如,作为载置板9的构成材料,可以利用铝或其合金、镁或其合金。上述的金属(合金)具有机械强度和导热性优异,且轻量、非磁性这样的优点。
《接合层》
接合层8形成在组合体1与载置板9之间,具有使两者1、9接合的功能。而且,接合层8也具有在电抗器1α的使用时将在组合体1产生的热量向载置板9传导的功能。
接合层8只要具备与组合体1中的至少线圈2的下表面(与载置板9相对的面)对应的大小即可。在本例中,具备与组合体1的下表面大致对应的大小,成为在接合层8埋设有脚片45的状态。
接合层8的构成材料具有绝缘性。可列举例如环氧树脂、硅酮树脂、不饱和聚酯等热固性树脂、或PPS树脂、液晶聚合物(LCP)等热塑性树脂。可以通过使上述绝缘性树脂含有上述的陶瓷填料等,来使接合层8的散热性提高。接合层8的导热率优选为例如0.1W/m·K以上,更优选为1W/m·K以上,特别优选为2W/m·K以上。
接合层8可以通过在载置板9上涂布绝缘性树脂(也可以是含陶瓷填料的树脂)来形成,也可以通过在载置板9上粘贴绝缘性树脂的片材来形成。如果使用片状的结构作为接合层8,则在载置板9上容易形成接合层8,因此优选。
《电抗器的制作步骤》
说明具备以上说明的结构的电抗器1α的制作步骤。
[组合体的制作]
首先,如图4所示,准备线圈2、内侧芯构件31、31、外侧芯构件32、32、第一分割片4A、第二分割片4B。接下来,向第一分割片4A的内侧夹设部42A、42B的内部插入内侧芯构件31、31,将该内侧夹设部42A、42B向线圈2的卷绕部2A、2B的内部插入。然后,使第二分割片4B的凸状的卡合部44与第一分割片4A的凹状的卡合部43卡合,将两分割片4A、4B机械性地连结。两卡合部43、44根据需要也可以通过粘结剂进行粘结。
接下来,将外侧芯构件32、32的U字状端部向分割片4A、4B的插入孔41h插入,完成组合体1。此时,可以将外侧芯构件32与内侧芯片31、31通过粘结剂进行粘结。
[组合体向载置板的载置]
接下来,如图3所示,在载置板9的上表面形成接合层8,在接合层8固化之前在该接合层8上载置组合体1。此时,组合体1的绝缘夹设构件4具备的脚片45与载置板9抵碰,在组合体1的线圈2从载置板9分离的状态下,在载置板9上载置组合体1。
在此,如图4所示,在本例的各分割片4A、4B设置的一对脚片45、45沿着分割片4A、4B的宽度方向分离,因此在一对脚片45、45之间形成间隙。如图3所示,在载置板9上载置有组合体1时,该间隙作为构成接合层8的未固化的树脂的逃散通道发挥功能。因此,即使载置板9上的未固化的树脂增多,也难以产生组合体1在载置板9上倾斜配置这样的不良情况。
最后,能够使接合层8固化而完成电抗器1α。在此,在本例中,通过脚片45、45机械性地使载置板9与线圈2的卷绕部2A、2B分离,因此在接合层8固化之前的期间,不需要保持组合体1。而且,载置板9与线圈2的卷绕部2A、2B的分离距离根据脚片45的突出量来决定,因此能够将载置板9与线圈2之间的绝缘性固定成规定值,能够抑制批量引起的绝缘性的变动。
《变形实施方式1-1》
脚片45的个数、位置只要能够在载置板9上使组合体1稳定即可,没有特别限定。例如,使用图5进行说明的话,可以列举相对于具有两个脚片45的第一分割片4A而使第二分割片4B的脚片45为一个的结构,即通过三个脚片45支承组合体1的结构。这种情况下,设于第二分割片4B的脚片45设置在第二分割片4B的宽度方向(插入孔41h、41h的并列方向)的中间部分,由此能够使载置板9(参照图1~3)上的组合体1的稳定性提高。例如,也可以将分隔部41d向组合体1的下方延长而利用作为脚片。需要说明的是,也可以使第一分割片4A的脚片45的个数为一个并使第二分割片4B的脚片45的个数为两个。
另外,也可以使设于第一分割片4A及第二分割片4B的脚片45的个数为各一个。这种情况下,优选扩宽脚片45的宽度(插入孔41h、41h的并列方向)而使载置板9(参照图1~3)上的组合体1的稳定性提高。此外,也可以使设于各分割片4A、4B的脚片45的个数为三个以上。
<实施方式2>
在实施方式2中,基于图6来说明将组合体1收纳于壳体5的电抗器1β。组合体1的结构与实施方式1相同,因此省略组合体1的详细的说明。
图6所示的壳体5是具备底板部51和侧壁部52的有底筒状的构件。底板部51兼用作载置组合体1的载置板。在该壳体5的内部填充未图示的浇注树脂,向壳体5内埋设组合体1。在壳体5可以设置用于将电抗器1β向冷却基体等设置对象进行固定的固定部。
为了制作该实施方式2的电抗器1β,在壳体5的底板部51上形成了接合层(未图示)之后,在接合层固化之前,从壳体5的上端开口部插入组合体1。当使组合体1收纳于壳体5时,组合体1的脚片45与底板部51抵碰,组合体1的线圈2在从底板部51分离的状态下被保持。
在壳体5内收纳组合体1且接合层固化之后,将未图示的浇注树脂填充到壳体5内。此时,调整浇注树脂的量,以免组合体1的线圈2的端部2a、2b被浇注树脂覆盖。作为浇注树脂,可以利用例如环氧树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等。而且,也可以使上述的树脂含有陶瓷填料,来使浇注树脂的散热性提高。
最后,使浇注树脂固化,完成电抗器1β。在使用该电抗器1β的情况下,将外部设备与在壳体5内的从浇注树脂露出的线圈2的端部2a、2b连接。
以上说明的电抗器1β通过壳体5和浇注树脂,能够物理性地保护组合体1以免受到外部环境的影响。而且,通过浇注树脂,将组合体1牢固地固定在壳体5内,因此能够抑制电抗器1β的使用时的振动。
《变形实施方式2-1》
在变形实施方式2中,基于图7来说明具备将分开准备的底板部51与侧壁部52组合而成的壳体5的电抗器1γ。
在分开准备底板部51和侧壁部52的情况下,能够通过不同的材料构成底板部51和侧壁部52。例如,可以使底板部51为金属(例如,铝或铝合金等),并通过树脂构成侧壁部52。这种情况下,能够实现包含壳体5的电抗器1γ的轻量化。
为了制作该实施方式3的电抗器1γ,在壳体5的底板部51上形成了接合层(未图示)之后,在接合层固化之前,在接合层上载置组合体1。接下来,使侧壁部52从组合体1的上方覆盖,使底板部51与侧壁部52接合。覆盖侧壁部52的时机可以是接合层的固化前,也可以是固化后。而且,底板部51与侧壁部52的接合可以通过粘结剂进行,也可以通过螺纹紧固等机械性的手段进行。
在壳体5完成之后,通过向壳体5内填充浇注树脂而完成电抗器1γ。在填充浇注树脂时,先确认接合层完全固化的情况。
根据以上说明的电抗器1γ,容易将壳体5内的组合体1配置在规定位置。这是因为在底板部51(载置板)上配置组合体1时,在底板部51未形成侧壁部52的缘故。
《变形实施方式2-2》
此外,作为收纳组合体的壳体,也可以利用转换器壳体。在利用转换器壳体的情况下,也在转换器壳体的底板部(载置板)中的载置组合体1的位置形成接合层,在接合层固化之前在该接合层上载置组合体。
<实施方式3>
在实施方式3中,基于图8来说明由分割状态与实施方式1不同的第一分割片4C和第二分割片4D构成的绝缘夹设构件4。
第一分割片4C(第二分割片4D)具备第一端面夹设部41A(第二端面夹设部41B)和一个内侧夹设部42A(内侧夹设部42B)。如果使第一分割片4C沿水平方向旋转180°,则成为第二分割片4D。即,第一分割片4C与第二分割片4D具备相同形状。
由于实施方式3的分割片4C、4D具备相同形状,因此可以通过一个金属模进行制作。因此,具备实施方式3的绝缘夹设构件4的电抗器的生产率优异。
<实施方式4>
在上述实施方式中,说明了绝缘夹设构件4的分割数为2个的例子,但是该绝缘夹设构件4的分割数也可以为3个以上。在本实施方式中,基于图9来说明绝缘夹设构件4的分割数为4个的例子。
在设定绝缘夹设构件4的分割数为4个的情况下,例如,可以通过将由第一端面夹设部41A构成的分割片4W、由第二端面夹设部41B构成的分割片4X、由内侧夹设部42A构成的分割片4Y、及由内侧夹设部42B构成的分割片4Z组合来形成绝缘夹设构件4。
在上述结构中,在各分割片4Y、4Z的分割片4W侧的端部设置4个凹状的卡合部43,并且在分割片4W的分割片4Y(4Z)侧的面上设置与两分割片4Y、4Z的各卡合部43对应的8个凸状的卡合部44。而且,在各分割片4Y、4Z的分割片4X侧的端部设置4个凹状的卡合部43,并且在分割片4X的分割片4Y(4Z)侧的面上设置与两分割片4Y、4Z的各卡合部43对应的8个凸状的卡合部44。其结果是,能避免将分割片4W、4X、4Y、4Z组合而成的绝缘夹设构件4发生分解。
以上说明的实施方式的电抗器能够良好地利用于通电条件为例如100A~1000A左右的最大电流(直流)、100V~1000V左右的平均电压、5kHz~100kHz左右的使用频率的用途,代表性的是电动机动车或混合动力机动车等的车载用电力转换装置的构成部件。在该用途中,可期待良好地利用于满足在直流通电为0A时的电感为10μH以上且2mH以下,并且最大电流通电时的电感为0A时的电感的10%以上的情况。
产业上的可利用性
本发明的电抗器能够利用于混合动力机动车、电动机动车、燃料电池机动车这样的电动车辆上搭载的双向DC-DC转换器等电力转换装置的构成部件。
标号说明
1α、1β、1γ 电抗器
1 组合体
2 线圈
2A、2B 卷绕部 2R 连结部 2a、2b 端部
3 磁芯
31 内侧芯构件 32 外侧芯构件
31m 芯片 31g 间隙材料
4 绝缘夹设构件
4A、4C 第一分割片 4B、4D 第二分割片
4W、4X、4Y、4Z 分割片
41A 第一端面夹设部 41B 第二端面夹设部
42A、42B 内侧夹设部
41d 分隔部 41h 插入孔
43 凹状的卡合部 44 凸状的卡合部 45 脚片
5 壳体
51 底板部(载置板) 52 侧壁部
8 接合层
9 载置板
Claims (7)
1.一种电抗器,具备:线圈,具有卷绕部;磁芯,一部分配置在所述卷绕部的内部;绝缘夹设构件,确保所述线圈与所述磁芯之间的绝缘;金属制的载置板,载置将所述线圈、所述磁芯、所述绝缘夹设构件组合而成的组合体;及接合层,将所述组合体固定于所述载置板,所述绝缘夹设构件具备:内侧夹设部,夹设在所述卷绕部的内表面与所述磁芯之间;第一端面夹设部,夹设在所述卷绕部的轴向的一端面与所述磁芯之间;及第二端面夹设部,夹设在所述卷绕部的轴向的另一端面与所述磁芯之间,其中,
所述绝缘夹设构件通过将包括具有所述第一端面夹设部的分割片和具有所述第二端面夹设部的分割片的多个分割片组合而成,
各分割片分别具备相互卡合的卡合部,
所述第一端面夹设部和所述第二端面夹设部具备使所述线圈从所述载置板分离的脚片。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述脚片埋设于所述接合层。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述电抗器具备:
壳体,收纳所述组合体;及
浇注树脂,填充于所述壳体,
所述壳体的底部兼用作所述载置板。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电抗器,其中,
所述第一端面夹设部及所述第二端面夹设部中的至少一方具备配置在相互分离的位置上的多个所述脚片。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电抗器,其中,
所述绝缘夹设构件通过将具有所述第一端面夹设部的第一分割片与所述绝缘夹设构件中的由所述第一分割片以外的部分构成的第二分割片组合而成。
6.根据权利要求5所述的电抗器,其中,
所述线圈具有并列配置的一对所述卷绕部,
所述绝缘夹设构件通过将U字型的所述第一分割片与板状的所述第二分割片组合而成,
该U字型的所述第一分割片由所述第一端面夹设部及与一对所述卷绕部的每个卷绕部对应的一对所述内侧夹设部构成,
该板状的所述第二分割片由所述第二端面夹设部构成,且与U字型的所述第一分割片组合。
7.根据权利要求5所述的电抗器,其中,
所述线圈具有并列配置的一对所述卷绕部,
所述绝缘夹设构件通过将L字型的所述第一分割片与L字型的所述第二分割片组合而成,
该L字型的所述第一分割片由所述第一端面夹设部及与一方的所述卷绕部对应的所述内侧夹设部构成,
该L字型的所述第二分割片由所述第二端面夹设部及与另一方的所述卷绕部对应的所述内侧夹设部构成,且与L字型的所述第一分割片组合。
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