CN109416976B - 电抗器及电抗器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
电抗器具备:线圈,具有并列的一对卷绕部;磁性芯,具有内侧芯部及外侧芯部;及壳体,收纳所述线圈与所述磁性芯的组合体,所述壳体具备:载置所述组合体的底板部及具有与所述外侧芯部的外周面相对的部分的侧壁部,所述磁性芯由包含软磁性粉末和树脂的复合材料构成,并在所述外侧芯部的位置处与所述底板部的上表面和所述侧壁部的内周面接合,所述侧壁部具备切口部,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面向所述壳体的外方露出。
Description
技术领域
本发明涉及电抗器及电抗器的制造方法。
本申请主张基于2016年7月22日的日本国申请的特愿2016-144591的优先权,并援引所述日本国申请记载的全部的记载内容。
背景技术
专利文献1公开了一种电抗器,具备具有并列的一对卷绕部的线圈和形成闭磁路的磁性芯,利用于混合动力汽车的转换器的结构元件等。磁性芯可以分为配置于卷绕部的内部的内侧芯部和配置于卷绕部的外部的外侧芯部。上述线圈与磁性芯的组合体收纳于壳体的内部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-128084号公报
发明内容
本公开的电抗器具备:线圈,具有并列的一对卷绕部;磁性芯,具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部及从所述卷绕部露出的外侧芯部;及壳体,收纳所述线圈与所述磁性芯的组合体,所述壳体具备:载置所述组合体的底板部及具有与所述外侧芯部的外周面相对的部分的侧壁部,所述磁性芯由包含软磁性粉末和树脂的复合材料构成,并在所述外侧芯部的位置处与所述底板部的上表面和所述侧壁部的内周面接合,所述侧壁部具备切口部,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面向所述壳体的外方露出。
本公开的电抗器的制造方法中,所述电抗器将线圈与磁性芯的组合体收纳于壳体,该线圈具有并列的一对卷绕部,该磁性芯具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部及从所述卷绕部露出的外侧芯部,所述电抗器的制造方法包括:壳体准备工序,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,准备具备侧壁部的壳体作为收纳所述线圈的所述壳体,该侧壁部设有切口部,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面露出;配置工序,将所述线圈收纳于所述壳体的内部;及填充工序,向所述线圈的所述卷绕部的端面与所述壳体之间填充包含软磁性粉末和树脂的复合材料,形成由所述复合材料构成的所述磁性芯。
附图说明
图1是实施方式1的电抗器的立体图。
图2是从图1的相反侧观察的实施方式1的电抗器的立体图。
图3是实施方式1的电抗器的局部分解立体图。
图4是实施方式2的电抗器的立体图。
图5是从图4的相反侧观察的实施方式2的电抗器的立体图。
图6是实施方式2的电抗器的局部分解立体图。
图7是实施方式3的电抗器具备的壳体的概略立体图。
具体实施方式
[本公开要解决的课题]
在具备壳体的电抗器中,研讨了通过包含软磁性粉末和树脂的复合材料来构成磁性芯的情况。在这种情况下,通过收纳组合体的壳体能够物理性地保护复合材料的磁性芯。然而,由于通过壳体将组合体的整周包围,有时会妨碍从组合体向外部的散热。
因此,本公开目的之一在于提供一种具备对磁性芯进行保护的壳体且散热性优异的电抗器。而且,本公开目的之一在于提供一种能够制作具备对磁性芯进行保护的壳体且散热性优异的电抗器的电抗器的制造方法。
[本公开的效果]
本公开的电抗器具备对磁性芯进行保护的壳体且散热性优异。
本公开的电抗器的制造方法能够制作具备对磁性芯进行保护的壳体且散热性优异的本公开的电抗器。
[本申请发明的实施方式的说明]
首先,列举本申请发明的实施形态进行说明。
<1>实施方式的电抗器具备:线圈,具有并列的一对卷绕部;磁性芯,具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部及从所述卷绕部露出的外侧芯部;及壳体,收纳所述线圈与所述磁性芯的组合体,所述壳体具备:载置所述组合体的底板部及具有与所述外侧芯部的外周面相对的部分的侧壁部,所述磁性芯由包含软磁性粉末和树脂的复合材料构成,并在所述外侧芯部的位置处与所述底板部的上表面和所述侧壁部的内周面接合,所述侧壁部具备切口部,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面向所述壳体的外方露出。
在实施方式的电抗器中,通过设置具有与磁性芯的外侧芯部相对的部分的侧壁部,能够物理性地保护由复合材料构成的外侧芯部。而且,通过使线圈的一方的卷绕部的外侧面和另一方的卷绕部的外侧面中的至少一个外侧面从壳体露出,从线圈向壳体的外部容易放出热量,因此实施方式的电抗器的散热性优异。在使至少一方的卷绕部的外侧面从壳体露出的结构中,也具有能够节约壳体的结构材料的优点。
另外,在实施方式的电抗器中,磁性芯与底板部和侧壁部接合,因此从磁性芯向壳体容易传播热量,经由该壳体向壳体的外部容易放出热量,因此实施方式的电抗器的散热性优异。
<2>作为实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述侧壁部具备:一对芯相对部,与所述外侧芯部的外周面相对;一方的所述切口部,使一方的所述卷绕部的所述外侧面向所述壳体的外方露出;及另一方的所述切口部,使另一方的所述卷绕部的所述外侧面向所述壳体的外方露出。
通过设为两卷绕部的外侧面从壳体露出的上述结构,能够提高电抗器的散热性。
<3>作为实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述侧壁部具备:一对芯相对部,与所述外侧芯部的外周面相对;线圈相对部,将一对所述芯相对部连结,并与一方的所述卷绕部的所述外侧面或另一方的所述卷绕部的所述外侧面相对;及所述切口部,使由所述线圈相对部覆盖的所述卷绕部的相反侧的所述卷绕部的所述外侧面向所述壳体的外方露出,所述电抗器具备夹设于所述线圈相对部与所述卷绕部之间的散热材料。
通过设为上述结构,能够提高电抗器的散热性,并且与两卷绕部的外侧面露出的结构相比能够提高电抗器的设置的自由度。这是因为,在壳体的侧壁部具备线圈相对部的结构中,不仅是底板部、芯相对部,而且线圈相对部也可以作为向设置对象的安装部。
另外,通过在线圈相对部与线圈的侧面之间配置散热材料,能够提高经由线圈相对部的散热性。特别是将线圈相对部作为向设置对象的安装部的情况下,通过上述散热材料能够促进经由线圈相对部的向设置对象的散热。作为散热材料,能够利用例如热传导性优异的散热油脂。
<4>作为实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述电抗器具备夹设于所述卷绕部的端面与所述外侧芯部之间的一对端面夹设部件,所述侧壁部的内周面与所述端面夹设部件的处于所述并列方向上的外侧面的至少一部分抵接。
通过设置端面夹设部件,能够可靠地确保外侧芯部与卷绕部的绝缘。而且,通过使端面夹设部件的外侧面的至少一部分与壳体的侧壁部的内周面抵接,在制造电抗器时将复合材料向壳体填充之际,能够抑制复合材料从端面夹设部件与侧壁部的间隙泄漏。
<5>作为具备一对端面夹设部件的实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述端面夹设部件在所述卷绕部的处于并列方向上的外侧面中的所述卷绕部侧的位置具备向所述并列方向的外侧突出的突出部,在将构成所述卷绕部的绕组的端部所配置的一侧设为绕组端部侧、将连结一对所述卷绕部的连结部所配置的一侧设为连结部侧时,所述连结部侧的所述端面夹设部件具备的所述突出部成为随着朝向所述突出部的突出方向的前端而朝向所述绕组端部侧倾斜的尖细形状。
连结部侧的端面夹设部件具备的突出部是在制造电抗器时将复合材料向壳体内填充之际被按压的部分。经由突出部将连结部侧的端面夹设部件向绕组端部侧按压,由此绕组端部侧的端面夹设部件触抵于壳体,将线圈的绕组的端部高精度地配置于壳体的预定的位置。由于在绕组的端部连接有外部设备的端子,因此如果在壳体的预定位置配置绕组的端部,则绕组的端部与外部设备的端子的连接变得容易。另一方面,绕组端部侧的端面夹设部件的突出部是成为向壳体的触抵的部分。
<6>作为实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述线圈具备由绝缘性树脂构成的线圈模制部,所述线圈模制部具备:匝包覆部,使所述卷绕部的各匝一体化;及端面包覆部,夹设于所述卷绕部的端面与所述外侧芯部之间。
通过线圈模制部的匝包覆部使线圈的各匝一体化,由此在制造电抗器之际向卷绕部的内部填充了复合材料时,能够抑制复合材料从卷绕部的匝间泄漏。而且,通过线圈模制部的端面包覆部能够确保卷绕部的端面与外侧芯部之间的绝缘。此外,通过设为所述侧壁部的内周面与线圈模制部的端面包覆部的处于所述并列方向的外侧面的至少一部分抵接的结构,在制造电抗器时将复合材料向壳体填充之际,能够抑制复合材料从端面包覆部与侧壁部的间隙泄漏。
<7>作为实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述侧壁部具备与所述外侧芯部的外周面相对的一对芯相对部,所述芯相对部具备通过所述芯相对部的内周面的所述底板部侧的一部分向远离所述外侧芯部的一侧凹陷而形成的防脱凹部,所述外侧芯部的一部分进入到所述防脱凹部。
通过外侧芯部的一部分进入到防脱凹部并与防脱凹部卡合,能够有效地抑制组合体从壳体脱落。
<8>作为实施方式的电抗器,可列举如下的方式,所述电抗器在所述外侧芯部具备间隔部。
实施方式的电抗器如后述的实施方式的电抗器的制造方法所示,通过在壳体的内部配置了线圈之后向壳体的内部填充复合材料来制造。因此,在线圈的卷绕部的内部配置的内侧芯部的位置难以设置间隔部。这是因为,在复合材料填充时即使在卷绕部的内部配置成为间隔部的部件,由于卷绕部的干扰也难以将该部件固定于预定位置,由于复合材料的填充压力而该部件的位置发生变化。相对于此,如果为线圈的外侧的位置,则没有由于线圈的干扰而难以固定成为间隔部的部件这样的问题,能够在磁性芯形成预定的间隔部。通过在磁性芯形成间隔部,容易调整磁性芯的磁特性。
<9>实施方式的电抗器的制造方法中,所述电抗器将线圈与磁性芯的组合体收纳于壳体,该线圈具有并列的一对卷绕部,该磁性芯具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部及从所述卷绕部露出的外侧芯部,所述电抗器的制造方法包括:壳体准备工序,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,准备具备侧壁部的壳体作为收纳所述线圈的所述壳体,该侧壁部设有切口部,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面露出;配置工序,将所述线圈收纳于所述壳体的内部;及填充工序,向所述线圈的所述卷绕部的端面与所述壳体之间填充包含软磁性粉末和树脂的复合材料,形成由所述复合材料构成的所述磁性芯。
根据上述电抗器的制造方法,仅通过在壳体内配置线圈并向壳体内填充复合材料,就能够制造实施方式的电抗器。
<10>作为实施方式的电抗器的制造方法,可列举如下的方式,在所述配置工序中,在使端面夹设部件与所述线圈的端面抵接的状态下,将所述线圈收纳于所述壳体,利用所述端面夹设部件对所述壳体具备的所述切口部的缘部进行密封。
通过使用端面夹设部件对壳体的切口部的缘部进行密封,即使没有利用模具等覆盖切口部,在填充工序中也能够抑制树脂从切口部泄漏。
[本申请发明的实施方式的详情]
以下,基于附图,说明本申请发明的电抗器的实施方式。图中的同一附图标记表示同一名称物。需要说明的是,本申请发明没有限定为实施方式所示的结构,而是由权利要求书公开,并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>
在实施方式1中,基于图1~图3来说明电抗器1的结构。图1所示的电抗器1具备:将线圈2、磁性芯3、端面夹设部件4A、4B组合的组合体10;及收纳组合体10的壳体6。作为该电抗器1的特征之一,可列举壳体对组合体10的收纳状态。以下,详细说明电抗器1具备的各结构,接下来,说明该电抗器1的制造方法。
《组合体》
[线圈]
如图3所示,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在绕组2w呈螺旋状地卷绕的部分,相互以相同的匝数、相同的卷绕方向形成为中空筒状,并以各轴方向成为平行的方式并列。在本例中,通过一根绕组2w来制造线圈2,但也可以通过将由不同的绕组制作的卷绕部2A、2B连结来制造线圈2。
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(包含正方形状)的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。圆筒状的卷绕部是其端面形状为闭曲面形状(椭圆形状、正圆形状、跑道形状等)的卷绕部。
包含卷绕部2A、2B的线圈2可以通过在铜、铝、镁或者其合金这样的导电性材料构成的扁线、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构成。在本实施方式中,通过将导体由铜制的扁线(绕组2w)构成且绝缘包覆由漆包线(代表性地为聚酰胺酰亚胺)构成的包覆扁线进行扁立卷绕,来形成各卷绕部2A、2B。
线圈2的两端部2a、2b从卷绕部2A、2B延长,连接于未图示的端子部件。在两端部2a、2b,漆包线等绝缘包覆被剥落。经由该端子部件连接有向线圈2进行电力供给的电源等外部装置。
线圈2的卷绕部2A、2B优选通过树脂进行一体化。在本例的情况下,线圈2的卷绕部2A、2B分别通过一体化树脂而单独地一体化。本例的一体化树脂通过使在绕组2w的外周(漆包线等绝缘包覆的更外周)形成的热粘接树脂的包覆层热粘接而构成,非常薄。因此,成为即使卷绕部2A、2B的各匝通过一体化树脂进行一体化而从外观上也能分辨卷绕部2A、2B的匝的形状、匝的边界的状态。作为一体化树脂的材质,也可以利用例如环氧树脂、硅酮树脂、不饱和聚酯等热固化性树脂。
[磁性芯]
如图1、2所示,磁性芯3可以分为配置于卷绕部2A、2B的外侧的外侧芯部32和配置于卷绕部2A、2B的内部的内侧芯部。在本例中,外侧芯部32与内侧芯部一体地相连。
磁性芯3由包含软磁性粉末和树脂的复合材料构成。软磁性粉末是由铁等铁族金属、其合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)等构成的磁性粒子的集合体。如后述的电抗器的制造方法所示,该磁性芯3通过在壳体6收纳了线圈2之后向壳体6的内部填充复合材料来形成。因此,磁性芯3的外侧芯部32接合于壳体6的内周面。
[端面夹设部件]
如图3所示,端面夹设部件4A、4B是确保卷绕部2A、2B的端面与外侧芯部32(参照图1、2)之间的绝缘的部件。端面夹设部件4A、4B可以由例如聚苯硫醚(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(ABS)树脂等热塑性树脂构成。此外,可以通过不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等热固化性树脂等来形成端面夹设部件4A、4B。可以使上述树脂含有陶瓷填料而提高端面夹设部件4A、4B的散热性。作为陶瓷填料,可以利用例如氧化铝、二氧化硅等非磁性粉末。
处于卷绕部2A、2B的配置端部2a、2b一侧(绕组端部侧)的端面夹设部件4A和处于配置连结部2R一侧(连结部侧)的端面夹设部件4B为具有同样的功能的结构。在图3中,对于即使大小、形状等稍有不同但是具有同样的功能的结构标注同一附图标记。
端面夹设部件4A、4B由矩形框部40和与卷绕部2A、2B的端面接触的B字状板材即端面接触部41构成。端面夹设部件4B的矩形框部40与端面夹设部件4A的矩形框部40相比沿卷绕部2A、2B的轴向变长。端面夹设部件4B的矩形框部40变长是为了在后述的电抗器的制造方法中抑制复合材料从端面夹设部件4B的外侧面400(处于卷绕部2A、2B的并列方向的面)的位置泄漏。
在端面接触部41的线圈2侧的面上形成有收纳卷绕部2A、2B的轴向端部的两个匝收纳部41s(特别是参照端面夹设部件4A)。匝收纳部41s是沿着卷绕部2A、2B的轴向端面的形状的凹陷,为了使该端面整体与端面夹设部件4A、4B进行面接触而形成。通过匝收纳部41s使卷绕部2A、2B的轴向端面与端面夹设部件4A、4B进行面接触,由此能够抑制从接触部分的树脂泄漏。
具有贯通孔41h的筒状部41c在端面接触部41设置一对。筒状部41c插入于卷绕部2A、2B的内部。贯通孔41h在后述的电抗器的制造方法中成为用于向卷绕部2A、2B的内部填充复合材料的入口。而且,筒状部41c插入于卷绕部2A、2B的内部,具有决定端面夹设部件4A、4B相对于卷绕部2A、2B的位置并抑制填充于卷绕部2A、2B的复合材料从卷绕部2A、2B的端面泄漏的功能。
端面夹设部件4A、4B在处于卷绕部2A、2B的并列方向的外侧面400中的卷绕部2A、2B侧的位置具备向卷绕部2A、2B的并列方向的外侧突出的一对突出部42。在此,端面夹设部件4A的突出部42朝向突出方向的前端而形成为均匀的厚度,但是端面夹设部件4B的突出部42成为随着朝向突出方向的前端而朝向绕组端部侧(纸面左斜上侧)倾斜的尖细形状。端面夹设部件4B的突出部42成为这样的形状的理由在后述的电抗器的制造方法的说明时进行叙述。
《壳体》
如图3所示,壳体6由底板部60和侧壁部61构成。底板部60与侧壁部61可以一体形成,也可以将分别准备的底板部60与侧壁部61连结。作为壳体6的材料,可以利用例如铝、其合金、镁、其合金等非磁性金属、或者树脂等。只要使底板部60与侧壁部61为分体即可,也可以使两者60、61的材料不同。例如,可列举使底板部60为非磁性金属、使侧壁为树脂的情况,或者设为相反的情况。
[底板部]
本例的底板部60具备:载置卷绕部2A、2B的线圈载置部60b;及比线圈载置部60b高且与外侧芯部32(图1、2)的底面接触的芯接触部60s。线圈载置部60b与后述的侧壁部61的连结部61C成为一体,芯接触部60s与后述的侧壁部61的芯相对部61A、61B成为一体。
[侧壁部]
本例的侧壁部61包括与外侧芯部32(图1、2)的外周面相对的一对芯相对部61A、61B和将上述芯相对部61A、61B连结的连结部61C。连结部61C为了将芯相对部61A、61B连结来提高侧壁部61的刚性,其高度仅为覆盖卷绕部2A、2B的下方侧的弯曲角部的程度。因此,如图1、2所示,卷绕部2A的并列方向的外侧面及卷绕部2B的并列方向的外侧面向壳体6的外部露出。即,本例的壳体6的侧壁部61通过将与卷绕部2A、2B的并列方向的外侧面对应的部分切除而形成,也可以改称为具备使该外侧面向壳体6的外方露出的切口部61E的形状。
如图3所示,芯相对部61A、61B在俯视观察时形成为大致C字状。具体而言,芯相对部61A、61B通过将覆盖外侧芯部32(图1、2)的端面(线圈2的相反侧的端面)的端面罩部61e与覆盖外侧芯部32的侧面的一对侧罩部61s连结成C字状而形成。侧罩部61s的外表面与卷绕部2A、2B的外侧面大致对齐。侧罩部61s具备通过线圈2侧的缘部附近的厚度变薄而形成的薄壁部600,如图1、2所示,该薄壁部600覆盖端面夹设部件4A、4B的外侧面400。通过延长薄壁部600与外侧面400的重叠长,而在后述的电抗器的制造方法中,能够抑制复合材料从端面夹设部件4A、4B与侧壁部61的芯相对部61A、61B的间隙泄漏。
《电抗器的效果》
在本例的电抗器1中,通过壳体6的侧壁部61的芯相对部61A、61B能够物理性地保护磁性芯3的外侧芯部32。而且,通过使卷绕部2A、2B的外侧面从壳体6的侧壁部61露出,而从线圈2向壳体6的外部容易放出热量,能够进一步提高电抗器1的散热性。
《用途》
本例的电抗器1能够利用于在混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车这样的电动车辆搭载的双方向DC-DC转换器等电力转换装置的结构部件。
电抗器1能够在浸渍于液体冷却介质的状态下使用。液体冷却介质没有特别限定,但是在混合动力汽车中利用电抗器1的情况线下,可以利用ATF(Automatic TransmissionFluid:自动变速箱油)等作为液体冷却介质。此外,也可以利用Fluorinert(注册商标)等氟系非活性液体、HCFC-123、HFC-134a等弗利昂系冷却介质、甲醇、乙醇等醇系冷却介质、丙酮等酮系冷却介质等作为液体冷却介质。
《电抗器的制造方法》
接下来,说明用于制造实施方式1的电抗器1的电抗器的制造方法的一例。电抗器的制造方法大致具备如下的工序。在电抗器的制造方法的说明中,主要参照图3。
·线圈制作工序
·一体化工序
·壳体准备工序
·配置工序
·填充工序
·固化工序
[线圈制作工序]
在该工序中,准备绕组2w,通过将绕组2w的一部分卷绕来制作线圈2。绕组2w的卷绕可以利用公知的绕组机。在绕组2w的外周可以形成将卷绕部2A、2B的各匝进行一体化的作为一体化树脂的热粘接树脂的包覆层。包覆层的厚度可以适当选择。如果未设置一体化树脂,则只要使用不具有包覆层的绕组2w即可,也不需要如下的一体化工序。
[一体化工序]
在该工序中,将通过线圈制作工序制作的线圈2中的卷绕部2A、2B通过一体化树脂进行一体化。在绕组2w的外周形成热粘接树脂的包覆层的情况下,通过对线圈2进行热处理,能够形成一体化树脂。相对于此,在绕组2w的外周未形成包覆层的情况下,可以在线圈2的卷绕部2A、2B的外周、内周涂布树脂,通过使树脂固化而形成一体化树脂。
[壳体准备工序]
在该工序中,作为收纳线圈2的壳体6,如图3所示,准备具备侧壁部61的壳体6,该壳体6设有切口部61E,该切口部61E使一方的卷绕部2A的并列方向的外侧面及另一方的卷绕部2B的并列方向的外侧面露出。需要说明的是,壳体准备工序也可以在线圈制作工序、一体化工序之前进行。
[配置工序]
在该工序中,在壳体6的内部配置线圈2。在本例中,将在线圈2组装有端面夹设部件4A、4B的第一组装物从壳体6的上方插入到壳体6内。端面夹设部件4A、4B的外侧面400由芯相对部61A、61B的薄壁部600覆盖(一并参照图1、2)。并且,在芯相对部61A(61B)的内周面与端面夹设部件4A(4B)之间形成空间。而且,卷绕部2A的外侧面从一方的切口部61E露出,卷绕部2B的外侧面从另一方的切口部61E露出。在此,可以在线圈载置部60b与第一组装物之间配置未图示的散热材料。作为散热材料,可以利用例如散热油脂、发泡性的散热片等。
[填充工序]
在填充工序中,从形成于芯相对部61A(61B)的内周面与端面夹设部件4A(4B)之间的空间的上方填充复合材料。填充到壳体6内的复合材料积存于芯相对部61A(61B)与端面夹设部件4A(4B)之间,并且从端面夹设部件4A、4B的贯通孔41h也向卷绕部2A、2B的内部流入。由于芯相对部61A(61B)的薄壁部600覆盖端面夹设部件4A(4B)的外侧面400,因此能抑制复合材料从端面夹设部件4A(4B)的外侧面400的位置向壳体6的外侧泄漏。
在复合材料的填充时,向端面夹设部件4B的突出部42的锥面与壳体6的芯相对部61B的侧罩部61s的缘部之间插入夹具,将端面夹设部件4B向绕组端部侧按压。在此,端面夹设部件4B的矩形框部40稍长地形成,因此即使将端面夹设部件4B向绕组端部侧按压,也能充分地确保外侧面400与薄壁部600的重叠长。通过将该端面夹设部件4B向绕组端部侧按压,能够抑制由于复合材料的填充压力而线圈2在壳体6内移动的情况,能够抑制复合材料从壳体6泄漏。而且,通过将端面夹设部件4B向绕组端部侧按压,能准确地决定线圈2的端部2a、2b相对于壳体6的位置,因此在将电抗器1配置于车辆内的预定位置时,容易将电抗器1连接于其他的部件。
[固化工序]
在固化工序中,通过热处理等使复合材料固化。固化后的复合材料中的处于卷绕部2A、2B的内部的是内侧芯部,处于卷绕部2A、2B的外侧的是外侧芯部32。
<实施方式2>
在实施方式2中,基于图4~图6,说明卷绕部的仅一方从壳体6露出的电抗器1。对于具有与实施方式1同样的功能的结构,标注与实施方式1相同的附图标记,省略其说明。
《壳体》
实施方式2的壳体6与实施方式1的壳体6相比侧壁部61的结构不同。本例的壳体6的侧壁部61除了芯相对部61A、61B、卷绕部2B侧的连结部61C之外,还具备线圈相对部61D。线圈相对部61D是与卷绕部2A的外侧面相对的部件。即,本例的壳体6的侧壁部61以包围组合体10的外周面中的除了卷绕部2B的外侧面之外的三方的方式构成,在切口部61E的位置,卷绕部2B的外侧面向壳体6的外部露出。当然,也可以是以卷绕部2A的外侧面向壳体6的外部露出的方式,将线圈相对部61D设置在卷绕部2B侧。
《线圈》
本例的电抗器1取代端面夹设部件而在线圈2设有线圈模制部5,这一点也与实施方式1不同。线圈模制部5由绝缘性树脂构成,可以利用例如与实施方式1的构成端面夹设部件的材料同样的材料。在线圈模制部5,可以与端面夹设部件同样地含有填料。
线圈模制部5具备:将卷绕部2A、2B的各匝进行一体化的匝包覆部50;及夹设于卷绕部2A、2B的端面与外侧芯部32之间的端面包覆部51。此外,线圈模制部5具备将卷绕部2A、2B的连结部(未图示)覆盖的连结部包覆部52。
方筒状的线圈2的卷绕部2A、2B分为通过将绕组2w弯曲而形成的四个角部与未将绕组2w弯曲的平坦部。本例的匝包覆部50通过将卷绕部2A、2B的四个角部覆盖而将卷绕部2A、2B的各匝进行一体化。匝包覆部50未覆盖卷绕部2A、2B的平坦部,因此从卷绕部2A、2B的外侧面的散热不会受到匝包覆部50的阻碍。
如图6所示,端面包覆部51以将卷绕部2A的匝包覆部50与卷绕部2B的匝包覆部50连结的方式设置。在端面包覆部51设有与卷绕部2A、2B的内部连通的一对贯通孔51h、51h。该贯通孔51h具有与实施方式1的端面夹设部件4A、4B的贯通孔41h同样的功能、即在电抗器制造时向卷绕部2A、2B的内部引导复合材料的功能。
端面包覆部51形成为沿卷绕部2A、2B的轴向朝向远离线圈2的一侧突出的框状。该框状的端面包覆部51的外侧面(卷绕部2A、2B的并列方向的面)510与壳体6的芯相对部61A、61B的薄壁部600抵接。外侧面510具有与实施方式1的端面夹设部件4A、4B的外侧面400同样的功能、即壳体6中的线圈2的定位及抑制电抗器1的制作时的复合材料的泄漏的功能。
端面包覆部51还具备设置在一对贯通孔51h、51h之间的间隔部51g。间隔部51g是朝向卷绕部2A、2B的轴向上的远离线圈2的一侧突出的板状部件。如图4、5所示,间隔部51g沿卷绕部2A、2B的并列方向将外侧芯部32分割,在外侧芯部32的位置形成间隔。通过调整间隔部51g的厚度,能够调整磁性芯3的磁特性。在此,间隔部51g并未限定为将外侧芯部32物理性地完全分割成两部分的结构,只要是能够对外侧芯部32的磁路进行分割的结构即可。即,在外侧芯部32的对磁路没有影响的部位,可以没有间隔部51g。例如,间隔部51g即使是未到达卷绕部2A、2B的轴向上的外侧芯部32的端面的长度,只要在成为磁路的部分夹设间隔部51g即可。
《电抗器的效果》
通过设为实施方式2的结构,能够提高电抗器1的散热性,并且与线圈2的两侧面露出的结构相比能够提高电抗器1的设置的自由度。这是因为,在壳体6的侧壁部61具备线圈相对部61D的结构中,不仅是底板部60、芯相对部61A、61B,而且线圈相对部61D也可以作为向设置对象的安装部。
《电抗器的制造方法》
为了制造实施方式2的电抗器1,如图6所示,准备具有线圈模制部5的线圈2和壳体6。并且,向壳体6的内部插入线圈2(配置工序)。此时,优选在线圈相对部61D的内周面配置散热材料7,并且在线圈载置部60b也配置散热材料70。通过设置散热材料7、70,能够促进从线圈2向壳体6的散热。作为散热材料7、70,可以利用例如散热油脂、发泡性的散热片等。
通过向壳体6插入线圈2而在芯相对部61A(61B)的内周面与端面包覆部51之间形成空间。从该空间的上方填充复合材料(填充工序)。从该空间填充到壳体6内的复合材料积存于芯相对部61A(61B)与端面包覆部51之间而形成外侧芯部32(图4、5),并经由贯通孔51h向卷绕部2A、2B的内部流入而形成内侧芯部。在此,由于芯相对部61A(61B)的薄壁部600覆盖端面包覆部51的外侧面510,因此能抑制复合材料从端面包覆部51的外侧面510的位置向壳体6的外侧泄漏。
<实施方式3>
如实施方式1、2所示,本公开的磁性芯3通过向壳体6内填充复合材料而构成。即,通过将磁性芯3的外侧芯部32接合于侧壁部61的内周面(芯相对部61A、61B的内周面),能抑制组合体10从壳体6脱落。为了更有效地抑制组合体10从壳体6脱落而优选在壳体6设置成为防脱的结构。基于图7,说明该成为防脱的结构的具体例。
图7是在实施方式3中使用的壳体6的概略立体图。图7的壳体6与实施方式1的图3的壳体6几乎相同,但是在芯相对部61A的内周面具备防脱凹部61d这一点与实施方式1的壳体6不同。需要说明的是,虽然处于附图上观察不到的位置,但是在芯相对部61B的内周面也设有与芯相对部61A同样的防脱凹部61d。
防脱凹部61d通过芯相对部61A的端面罩部61e的内周面中的底板部60侧的一部分向远离外侧芯部32(参照图1)的一侧凹陷而形成。如果向这样的具有防脱凹部61d的壳体6的内部填充复合材料,则外侧芯部32的一部分进入到防脱凹部61d,外侧芯部32卡挂于防脱凹部61d。通过该卡挂,能够抑制组合体10从壳体6脱落。
与图7不同,防脱凹部61d也可以设置于侧罩部61s的位置。而且,防脱凹部61d也可以适用于实施方式2的壳体6。
附图标记说明
1电抗器
10组合体
2线圈 2w绕组
2A、2B卷绕部 2R连结部 2a、2b端部
3磁性芯 32外侧芯部
4A、4B端面夹设部件
40矩形框部 41端面接触部 42突出部 400外侧面
41c筒状部 41h贯通孔 41s匝收纳部
5线圈模制部
50匝包覆部 51端面包覆部 52连结部包覆部
51g间隔部 51h贯通孔 510外侧面
6壳体 60底板部 61侧壁部
61A、61B芯相对部 61C连结部 61D线圈相对部
61E切口部
60b线圈载置部 60s芯接触部 600薄壁部
61d防脱凹部 61e端面罩部 61s侧罩部
7、70散热材料。
Claims (8)
1.一种电抗器,具备:
线圈,具有并列的一对卷绕部;
磁性芯,具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部及从所述卷绕部露出的外侧芯部;及
壳体,收纳所述线圈与所述磁性芯的组合体,
所述壳体具备:载置所述组合体的底板部及具有与所述外侧芯部的外周面相对的部分的侧壁部,
所述磁性芯由包含软磁性粉末和树脂的复合材料构成,并在所述外侧芯部的位置处与所述底板部的上表面和所述侧壁部的内周面接合,
所述侧壁部具备切口部,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面向所述壳体的外方露出,
所述电抗器具备夹设于所述卷绕部的端面与所述外侧芯部之间的一对端面夹设部件,
所述侧壁部的内周面与所述端面夹设部件的处于所述并列方向上的外侧面的至少一部分抵接,
所述端面夹设部件在所述卷绕部的处于并列方向上的外侧面中的所述卷绕部侧的位置具备向所述并列方向的外侧突出的突出部,
在将构成所述卷绕部的绕组的端部所配置的一侧设为绕组端部侧、将连结一对所述卷绕部的连结部所配置的一侧设为连结部侧时,所述连结部侧的所述端面夹设部件具备的所述突出部成为随着朝向所述突出部的突出方向的前端而朝向所述绕组端部侧倾斜的尖细形状。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述侧壁部具备:
一对芯相对部,与所述外侧芯部的外周面相对;
一方的所述切口部,使一方的所述卷绕部的所述外侧面向所述壳体的外方露出;及
另一方的所述切口部,使另一方的所述卷绕部的所述外侧面向所述壳体的外方露出。
3.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述侧壁部具备:
一对芯相对部,与所述外侧芯部的外周面相对;
线圈相对部,将一对所述芯相对部连结,并与一方的所述卷绕部的所述外侧面或另一方的所述卷绕部的所述外侧面相对;及
所述切口部,使由所述线圈相对部覆盖的所述卷绕部的相反侧的所述卷绕部的所述外侧面向所述壳体的外方露出,
所述电抗器具备夹设于所述线圈相对部与所述卷绕部之间的散热材料。
4.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述侧壁部具备与所述外侧芯部的外周面相对的一对芯相对部,
所述芯相对部具备通过所述芯相对部的内周面的所述底板部侧的一部分向远离所述外侧芯部的一侧凹陷而形成的防脱凹部,
所述外侧芯部的一部分进入到所述防脱凹部。
5.根据权利要求2所述的电抗器,其中,
所述芯相对部具备通过所述芯相对部的内周面的所述底板部侧的一部分向远离所述外侧芯部的一侧凹陷而形成的防脱凹部,
所述外侧芯部的一部分进入到所述防脱凹部。
6.根据权利要求3所述的电抗器,其中,
所述芯相对部具备通过所述芯相对部的内周面的所述底板部侧的一部分向远离所述外侧芯部的一侧凹陷而形成的防脱凹部,
所述外侧芯部的一部分进入到所述防脱凹部。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电抗器,其中,
所述电抗器在所述外侧芯部具备间隔部。
8.一种电抗器的制造方法,所述电抗器将线圈与磁性芯的组合体收纳于壳体,该线圈具有并列的一对卷绕部,该磁性芯具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部及从所述卷绕部露出的外侧芯部,
所述电抗器的制造方法包括:
壳体准备工序,在以所述卷绕部并列的方向为并列方向时,准备具备侧壁部的壳体作为收纳所述线圈的所述壳体,该侧壁部设有切口部,该切口部使一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面和另一方的所述卷绕部的所述并列方向的外侧面中的至少一个外侧面露出;
配置工序,将所述线圈收纳于所述壳体的内部;及
填充工序,向所述线圈的所述卷绕部的端面与所述壳体之间填充包含软磁性粉末和树脂的复合材料,形成由所述复合材料构成的所述磁性芯,
在所述配置工序中,在使端面夹设部件与所述线圈的端面抵接的状态下,将所述线圈收纳于所述壳体,使所述侧壁部的内周面与所述端面夹设部件的处于所述并列方向上的外侧面的至少一部分抵接,利用所述端面夹设部件对所述壳体具备的所述切口部的缘部进行密封,
所述端面夹设部件在所述卷绕部的处于并列方向上的外侧面中的所述卷绕部侧的位置具备向所述并列方向的外侧突出的突出部,
在将构成所述卷绕部的绕组的端部所配置的一侧设为绕组端部侧、将连结一对所述卷绕部的连结部所配置的一侧设为连结部侧时,所述连结部侧的所述端面夹设部件具备的所述突出部成为随着朝向所述突出部的突出方向的前端而朝向所述绕组端部侧倾斜的尖细形状,
在所述填充工序中,将所述连结部侧的所述端面夹设部件向所述绕组端部侧按压而填充所述复合材料。
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