CN109564815B - 电抗器 - Google Patents
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Abstract
一种电抗器,具备线圈和通过线圈的励磁而形成闭合磁路的环状的磁芯,其中,所述电抗器具备:多个分割电抗器,通过并排配置构成所述电抗器;及保持构件,将所述多个分割电抗器保持成以规定的间隔排列的状态,所述各分割电抗器具备:线圈单元,通过卷绕的绕线构成所述线圈的一部分;及芯单元,从所述线圈单元的一端穿到另一端而构成所述磁芯的一部分,所述芯单元具有:内侧芯部,插通于所述线圈单元内;及外侧芯部,从所述线圈单元的两端突出并沿与所述内侧芯部交叉的方向延伸。
Description
技术领域
本发明涉及一种电抗器。
本申请主张基于2016年7月26日的日本国申请的特愿2016-146690的优先权,援引所述日本国申请中记载的全部记载内容。
背景技术
进行电压的升压动作和降压动作的电路的构件之一具有电抗器。例如,专利文献1的电抗器具备具有一对线圈元件(线圈单元)的线圈和具有一对U字的分割芯片的磁芯(说明书0045,图3)。一对分割芯片彼此的接合部位配置在线圈内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2014-146656号公报
发明内容
本发明的电抗器,具备线圈和通过线圈的励磁而形成闭合磁路的环状的磁芯,其中,
所述电抗器具备:
多个分割电抗器,通过并排配置构成所述电抗器;及
保持构件,将所述多个分割电抗器保持成以规定的间隔排列的状态,
所述各分割电抗器具备:
线圈单元,通过卷绕的绕线构成所述线圈的一部分;及
芯单元,从所述线圈单元的一端穿到另一端而构成所述磁芯的一部分,
所述芯单元具有:
内侧芯部,插通于所述线圈单元内;及
外侧芯部,从所述线圈单元的两端突出并沿与所述内侧芯部交叉的方向延伸。
附图说明
图1是示出实施方式1的电抗器的概略结构的整体立体图。
图2是示出实施方式1的电抗器具备的磁芯的俯视图。
图3是示出实施方式2的电抗器的概略结构的俯视图。
图4是示出实施方式3的电抗器的概略结构的俯视图。
图5是示出实施方式4的电抗器的概略结构的俯视图。
图6是示出实施方式6的电抗器的概略结构的整体立体图。
图7是示出实施方式6的电抗器的包覆芯单元的俯视图。
具体实施方式
[本发明要解决的技术问题]
易于调整为期望的电感的电抗器受到期待。在将线圈和两分割芯片组合时,分割芯片彼此的对位在线圈内进行,因此难以准确地将分割芯片彼此对位。因此,分割芯片彼此可能偏离适当的位置,有时不能获得期望的电感。尤其是,在分割芯片彼此之间设置气隙的情况下,将两分割芯片彼此对位为适当的间隔是非常困难的。
因此,目的之一在于提供能够容易地调整电感的电抗器。
[本发明的效果]
本发明的电抗器能够容易地调整电感。
《本发明的实施方式的说明》
首先列举说明本发明的实施方式。
(1)本发明的一个方式的电抗器,具备线圈和通过线圈的励磁而形成闭合磁路的环状的磁芯,其中,
所述电抗器具备:
多个分割电抗器,通过并排配置构成所述电抗器;及
保持构件,将所述多个分割电抗器保持成以规定的间隔排列的状态,
所述各分割电抗器具备:
线圈单元,通过卷绕的绕线构成所述线圈的一部分;及
芯单元,从所述线圈单元的一端穿到另一端而构成所述磁芯的一部分,
所述芯单元具有:
内侧芯部,插通于所述线圈单元内;及
外侧芯部,从所述线圈单元的两端突出并沿与所述内侧芯部交叉的方向延伸。
根据上述结构,仅通过调整多个分割电抗器彼此的间隔,就能够通过保持构件保持该间隔,因此能够容易地调整电感。
(2)作为上述电抗器的一个方式列举如下的方式,即,所述保持构件具备设置于所述各分割电抗器而将所述各芯单元并排地固定于安装对象的安装部。
根据上述结构,仅通过将分割电抗器固定于安装对象,就决定多个分割电抗器的安装间隔。只要预先设置与各安装部对应的安装座(例如螺栓孔)即可,使得能够将分割电抗器适当地安装在安装对象的规定位置上。因此,仅通过调整安装位置,就能够容易地调整为期望的电感。另外,仅通过调整安装位置,就能够调整电感,因此容易地获得各种磁特性的电抗器。而且,在由分割电抗器的安装间隔构成间隙的情况下,仅通过调整安装部的位置,就能够在不变更分割电抗器的任何结构的情况下调整间隙。
(3)作为所述保持构件具备所述安装部的上述电抗器的一个方式列举如下的方式,即,所述各分割电抗器具有壳体,该壳体收纳具有所述线圈单元和所述芯单元的组合体,所述壳体具有所述安装部。
根据上述结构,能够保护免受外部环境(粉尘、腐蚀等),并且能够机械地保护。
(4)作为上述电抗器的一个方式列举如下的方式,即,在相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部的彼此相对的面上具有通过卡定而抑制彼此的相对错位的卡定部。
根据上述结构,因为易于抑制分割电抗器彼此的相对错位,因此易于维持期望的电感。关于相对错位后面详细叙述。
(5)作为上述电抗器地一个方式列举如下的方式,即,所述电抗器具备设置于相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部彼此之间的间隙。
根据上述结构,通过调整分割电抗器彼此的安装间隔,能够调整间隙的大小,易于调整电感。
(6)作为上述电抗器的一个方式列举如下的方式,即,相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部彼此接触,在相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部彼此之间未设置间隙。
根据上述结构,不存在间隙,能够使电抗器小型化。
《本发明的实施方式的详细说明》
下面,一边参照附图一边说明本发明的实施方式的详细内容。图中的同一标号表示同一名称物。
《实施方式1》
〔电抗器〕
参照图1、图2,说明实施方式1的电抗器1A。电抗器1A具备线圈2和通过线圈2的励磁而形成闭合磁路的环状的磁芯3。该电抗器1A的特征之一在于,具备通过并排配置构成电抗器1A的多个分割电抗器10A和将多个分割电抗器10A保持成以规定的间隔排列的状态的保持构件。各分割电抗器10A具有构成线圈2的一部分的线圈单元20和构成磁芯3的一部分的芯单元30α。在此,电抗器1A以具备2个相同的分割电抗器10A的方式为例进行说明。首先,说明电抗器1A的整体结构,然后,说明电抗器1A的各结构的详细内容。在下面的说明中,为了便于说明,以安装对象侧(固定侧)作为下侧,将其相反侧(相对侧)作为上侧。作为安装对象能够列举冷却基座等。
〔整体结构〕
电抗器1A具备一对分割电抗器10A和保持构件(在此为安装部33)。各分割电抗器10A具备相邻的两个线圈单元20中的一个和相邻的两个芯单元30α中的一个。即,线圈2具有两个线圈单元20,磁芯3具有两个芯单元30α。两个线圈单元20经由连结构件2r电连结。在两个芯单元30α彼此之间可以形成间隙3g,也可以不形成间隙3g。在此,具有间隙(气隙)3g,但是在没有间隙3g的情况下,芯单元30α中的外侧芯部32α(后述)的相对面彼此直接接触。对于间隙3g,在后面叙述。
〔主要的特征部分及相关部分的结构〕
[分割电抗器]
如上所述,各分割电抗器10A具有一个线圈单元20和一个芯单元30α。
(线圈单元)
就线圈单元20而言,通过卷绕的绕线2w构成线圈2的一部分。线圈单元20是将绕线2w卷绕为螺旋状而成的中空的筒状体。绕线2w是具备矩形线的导体(铜等)和覆盖该导体的外周的绝缘包覆层(聚酰胺酰亚胺等)的包覆矩形线(所谓的磁漆线)。线圈单元20是沿着边缘卷绕该包覆矩形线而成的扁立缠绕线圈(Edge wise coil)。线圈单元20的端面形状为将矩形框的角部形成为圆角的形状。
将线圈单元20中的绕线2w的两端部2e在线圈单元20的轴向的两端向上方拉出。线圈单元20中的轴向的一端侧(图1的纸面左侧)的端部2e在其顶端的绝缘包覆层被剥离而露出的导体上连接端子构件(省略图示)。线圈2经由该端子构件连接有向线圈2进行电力供给的电源等外部装置(省略图示)。另一方面,线圈单元20中的轴向的另一端侧(图1的纸面右侧)的端部2e在其顶端的绝缘包覆层被剥离而露出的导体上连接有连结构件2r。通过熔接或压力接触进行该连接。连结构件2r例如由与绕线2w相同的构件构成。
绕线2w能够利用具有由热熔接树脂构成的热熔接层的绕线。在该情况下,在适当卷绕绕线2w后,在适当的时期进行加热使热熔接层溶融,通过热熔接树脂将相邻的匝彼此接合。该线圈单元由于在匝间存在热熔接树脂部,因此匝彼此实质上并未错开,线圈单元难以变形。构成热熔接层的热熔接树脂例如能够列举环氧树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂等热硬化树脂。
(芯单元)
芯单元30α从线圈单元20的一端穿到另一端而构成磁芯3的一部分。芯单元30α具备一个内侧芯部31α和一对外侧芯部32α。在此,该内侧芯部31α和一对外侧芯部32α由作为各芯的构成材料的软磁性复合材料一体地成型。该芯单元30α由各芯的构成材料与线圈单元20形成为一体。
〈内侧芯部〉
内侧芯部31α插通于线圈单元20内。优选内侧芯部31α的形状形成为与线圈单元20的内周形状相配合的形状。在此,内侧芯部31α的形状是在线圈单元20的轴向的大致全长上具有长度的长方体状,将内侧芯部31α的角部形成圆角,来沿着形成圆角的线圈单元20的内周面。
〈外侧芯部〉
外侧芯部32α从线圈单元20的两端突出,沿着与内侧芯部31α交叉的方向延伸。外侧芯部32α可以延伸为与线圈单元20的侧面处于一个面,也可以延伸为比线圈单元20的侧面更突出。如后述的实施方式2那样,在具备壳体4的情况下,列举与线圈单元20的侧面处于一个面。外侧芯部32α的形状形成为长方体状。外侧芯部32α的高度及宽度比内侧芯部31α更大,既可以与线圈单元20的高度及宽度相等,也可以比线圈单元20的高度及宽度更大。外侧芯部32α的高度指沿着上下方向的长度,外侧芯部32α的宽度指沿着分割电抗器10A的排列方向的长度。优选外侧芯部32α的下表面与线圈单元20的下表面处于同一面。
〈构成材料〉
构成各芯部31α、32α的软磁性复合材料包括软磁性粉末和树脂。构成软磁性粉末的粒子能够列举由纯铁等铁族金属、铁基合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)等软磁性金属构成的金属粒子、在金属粒子的外周具备由磷酸盐等构成的绝缘包覆层的包覆粒子、由铁素体等非金属材料构成的粒子等。
软磁性复合材料中的软磁性粉末的含有量列举30体积%以上80体积%以下。上述含有量越多,能够期待饱和磁通密度越高、散热性越高,下限能够为50体积%以上,进而为55体积%以上、60体积%以上。若上述含有量小到某一程度,则在将软磁性复合材料的原料(原料混合物)向成型模填充时,流动性优异而易于向成型模填充,能够期待制造性的提高,能够将上限形成为75体积%以下,进而为70体积%以下。
软磁性粉末的平均粒径例如列举1μm以上1000μm以下,进而为10μm以上500μm以下。该平均粒径获取由SEM(扫描型电子显微镜)形成的截面图像,并使用市售的图像分析软件进行分析。此时,将当量圆直径设为软磁性粒子的粒径。当量圆直径是指确定粒子的轮廓并具有与被该轮廓包围的面积S相同的面积的圆的直径。即,用当量圆直径=2×{上述轮廓内的面积S/π}1/2表示。
软磁性复合材料中的树脂例如列举环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等热硬化树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酰胺(PA)树脂(例如,尼龙6、尼龙66、尼龙9T等)、液晶聚合物(LCP)、聚酰亚胺树脂、氟类树脂等热塑性树脂、常温硬化树脂、低温硬化树脂等。另外,能够利用在不饱和聚酯树脂中混合有碳酸钙和/或玻璃纤维的BMC(Bulk moldingcompound:块状模塑料)、可铣式硅橡胶、可铣式聚氨酯橡胶等。
软磁性复合材料不仅含有软磁性粉末及树脂,还能够含有由钒土、二氧化硅等陶瓷的非磁性材料构成的填料粉末。在此情况下,例如散热性高。软磁性复合材料中的填料粉末的含有量列举0.2质量%以上20质量%以下,进一步为0.3质量%以上15质量%以下、0.5质量%以上10质量%以下。
[保持构件]
保持构件将多个分割电抗器10A保持成以规定的间隔排列的状态。作为保持构件,例如列举设置于各分割电抗器10A的安装部33(图1~图3:实施方式1、2)、43(图4、图5:实施方式3、4)、53(图6、图7:实施方式6)、至少将相邻的分割电抗器10A的外侧芯部32α彼此总括包覆的树脂包裹部(省略图示:实施方式7)、将至少一个分割电抗器10A(外侧芯部32α)的上表面向下表面侧按压的支承部(省略图示:实施方式8)等。在此,由安装部33构成保持构件。
(安装部)
安装部33将芯单元30α固定于安装对象。在此,安装部33设置为从外侧芯部32α局部地突出的法兰状。安装部33的形成部位能够按照分割电抗器10A的安装对象的安装部位的位置适当选择。如果安装部33与安装对象接触,则易于抑制因用于将分割电抗器10A安装在安装对象上的螺栓等联接安装构件(省略图示)引起的蠕变变形。这是因为安装部33也被冷却基座等安装对象直接冷却。在该情况下,在安装部33上可以不设置受联接连接构件产生的联接力的套环。在此,安装部33的形成部位为两外侧芯部32α的外端面的下部中央。该安装部33由外侧芯部32α的构成材料与外侧芯部32α一体地形成。在该安装部33上形成有供联接构件插通的插通孔34。
(分割电抗器的制造)
能够通过向配置于规定形状的成型模的线圈单元20的内外填充软磁性复合材料的原料,成型一体成型体的芯单元30α,来制造分割电抗器10A。此时,如上所示,在线圈单元20具有热熔接层的情况下,匝间的缝隙被填埋,因此在向线圈单元20的内部填充上述原料的情况下,能够防止填充材料从匝间泄漏。在此,使线圈单元20的外周面从芯单元30α露出,但也可以利用芯单元30α的构成材料覆盖线圈单元20的外周面。
[间隙]
分割电抗器10A的外侧芯部32α彼此之间的间隙3g除了如图1所示形成为气隙之外,还能够具备由相对导磁率比软磁性复合材料更低的材料构成的间隙构件(未图示)。间隙构件的构成材料例如列举钒土等陶瓷、树脂(例如,PPS树脂)等非磁性材料、包括软磁性粉末和树脂的复合材料、各种橡胶等弹性材料等。间隙构件除了插入配置于外侧芯部32α间的缝隙,也能够在外侧芯部32α(芯单元30α)的成型时一体成型。
〔作用效果〕
根据实施方式1的电抗器1A,能够容易地调整为期望的电感。这是因为只要调整分割电抗器10A的安装位置即可。如果预先设置与各安装部33对应的安装座(螺栓孔)以能够将分割电抗器10A适当地安装在安装对象的规定位置,则仅通过将分割电抗器10A的安装部33固定在安装对象上,就决定多个分割电抗器10A的安装间隔。因此,即使在设置气隙的情况下,也能够容易地调整为期望的电感。另外,由于仅通过调整安装位置就能够调整电感,因此能够获得各种磁特性的电抗器1A。
《实施方式2》
参照图3,说明实施方式2的电抗器1B。该电抗器1B与实施方式1的电抗器1A的不同点在于,分割电抗器10B的外侧芯部32α具备相互卡定的卡定部35。下面,以不同点为中心进行说明,针对同样的结构及同样的效果,省略说明。这一点在后述的实施方式3~实施方式6中也同样。在图3中,为了便于说明,省略示出线圈单元20的两端部2e及连结构件2r(参照图1)(在后述的图4、图5中也同样)。
(卡定部)
卡定部35抑制相邻的分割电抗器10B的彼此的相对错位。相对错位是指例如列举线圈单元20的轴向错开、上下方向的错开、排列方向的错开、旋转方向的错开等。在此所说的旋转方向指,经过分割电抗器10B的重心,以与安装对象(或分割电抗器10B的安装对象侧的面)正交的轴作为旋转轴的运动。具备该卡定部35,从而在安装分割电抗器10B时,易于进行彼此的对位,还易于抑制之后的彼此的错位。由此,能够维持期望的电感。由外侧芯部32α的构成材料在相邻的外侧芯部32α彼此相对的面上与外侧芯部32α一体地形成卡定部35。
卡定部35只要具有相互嵌合的凹凸即可,例如列举具备多个梳齿35a。梳齿35a的数量和梳齿35a的排列方向能够适当选择。梳齿35a的排列方向可以如本例那样为沿着线圈单元20的轴向的方向,也可以为沿着线圈单元20的上下方向的方向。卡定部35可以具备沿着线圈单元20的轴向的梳齿和沿着线圈单元20的上下方向的梳齿。例如,外侧芯部32α的上述相对面上的上半部分的梳齿35a的排列方向可以为沿着线圈单元20的轴向的方向,下半部分的梳齿35a的排列方向可以为沿着线圈单元20的上下方向的方向。梳齿35a的形状例如列举矩形状和L字状等。梳齿35a的形成区域列举外侧芯部32α的上述相对面的上下方向的全长区域。
在此,梳齿35a的数量为两个,梳齿35a的排列方向为沿着线圈单元20的轴向的方向。梳齿35a的形状为从其根部朝向顶端侧厚度一样的矩形状。梳齿35a的形成区域为外侧芯部32α的上下方向的全长。
〔作用效果〕
根据实施方式2的电抗器1B,具备卡定部35,从而能够抑制相邻的分割电抗器10B的相对错位,因此易于维持期望的电感。
《实施方式3》
参照图4,说明实施方式3的电抗器1C。该电抗器1C与实施方式1的电抗器1A的不同点在于:各分割电抗器10C具备将具有一个线圈单元20和一个芯单元30α的组合体11收纳于内部的壳体4;安装部43(保持构件)不形成在外侧芯部32α上,而形成在壳体4上。
[分割电抗器]
(壳体)
壳体4在内部收纳有具有一个线圈单元20和一个芯单元30α的组合体11。通过将组合体11收纳于壳体4,能够保护组合体11免受外部环境(粉尘、腐蚀等)且机械地保护组合体11,并且能够使组合体11的热散发。壳体4具备载置组合体11的底板部(省略图示)和将组合体11的周围的至少一部分包围的侧壁部42。
底板部是矩形平板状,将其下表面安装于冷却基座等安装对象(省略图示)。侧壁部42是竖立设置于底板部的周缘整周的大致矩形框状。底板部和侧壁部42一体成型。该侧壁部42中的夹在相邻的组合体11彼此之间而相互相对的侧壁部42发挥作为相邻的组合体11(外侧芯部32α)彼此的间隙的功能。在此,夹在相邻的组合体11彼此之间而相互相对的侧壁部42彼此直接接触。
壳体4和组合体11例如能够通过芯单元30α的构成材料中包括的树脂固定。通过使用在实施方式1的分割电抗器的制造方法中,成型模使用壳体4,向该壳体4内固定组合体11。
壳体4的材质列举非磁性金属和非金属材料。作为非磁性金属列举铝及其合金、镁及其合金、铜及其合金、银及其合金、铁和奥氏体类不锈钢等。因为上述的非磁性金属的导热率比较高,因此能够将整体利用于散热路径上,能够使在组合体11上产生的热高效地散发至安装对象(例如,冷却基座),提高电抗器1C的散热性。作为非金属材料列举聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚氨酯树脂,聚苯硫醚(PPS)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等树脂。这些非金属材料因为通常大多电绝缘性优异,因此提高线圈单元20与壳体4之间的绝缘性。这些非金属材料比上述的金属材料更轻,能够使分割电抗器10C的质量轻。若形成为在上述树脂中混合有后述的由陶瓷构成的填料的方式,则提高散热性。在由树脂形成壳体4的情况下,优选利用注射成型。
[保持构件]
(安装部)
安装部43与壳体4的侧壁部42一体地形成。该形成例如列举通过压铸与壳体4的其他部分铸造为一体。通过将壳体4安装于安装对象,芯单元30α固定于安装对象。安装部43设置为从壳体4的侧壁部42的外周面局部地突出的法兰状。安装部43的形成部位为侧壁部42的外周面的位于线圈单元20的轴线上的下部中央。在安装部43上形成有供联接连接构件(省略图示)插通的插通孔44。
〔作用效果〕
根据实施方式3的电抗器1C,由于在壳体4上具备安装部43,因此即使是具备壳体4的电抗器1C,也仅通过调整壳体4的安装位置就能够容易地调整为期望的电感。
《实施方式4》
参照图5,说明实施方式4的电抗器1D。该电抗器1D具备壳体4这一点与实施方式3的电抗器1C相同,但形成有壳体4的侧壁部42的与相邻的分割电抗器10D相对的一侧开口的开口部45这一点与实施方式3的电抗器1C不同。
侧壁部42为“]”状,覆盖两外侧芯部32α的外端面和组合体11的上述相对侧的相反侧的侧面。如图5所示,相邻的分割电抗器10D的外侧芯部32α彼此之间形成为气隙3g,除此之外,能够使相邻的分割电抗器10D的外侧芯部32α彼此之间隔着与壳体4不同的材质的间隙构件,或者使相邻的分割电抗器10D的外侧芯部32α彼此之间不经由间隙3g相互直接接触。该分割电抗器10D的制造列举在壳体4的开口部45配置模具的内壁,以免芯单元30α的构成材料从壳体4泄漏。
〔作用效果〕
根据实施方式4的电抗器1D,能够通过仅调整两分割电抗器10D的间隔,就容易调整间隙的间隔。另外,与实施方式3的电抗器1C比较,能够使壳体4的质量轻形成开口部45而减少的质量,及使壳体4的构成材料减少形成开口部45而减少的材料。
《实施方式5》
作为实施方式5的电抗器虽然省略图示,但是在分割电抗器具备壳体4(参照图4)的情况下,能够形成为具备形成在相邻的分割电抗器的壳体4的相互相对面并相互卡定的卡定部的方式。卡定部例如能够形成为与上述的实施方式2同样的结构。卡定部的形成部位能够适当选择。例如,如实施方式4的壳体那样,在壳体4的上述相对侧形成开口部45的情况下(参照图5),卡定部列举形成在壳体的侧壁部的形成开口部的相对端面。
《实施方式6》
参照图6、图7,说明实施方式6的电抗器1E。该电抗器1E与实施方式1的电抗器1A的不同点在于,具备包覆芯单元30β,该包覆芯单元30β具有将分割电抗器10E分割的多个芯片和包覆这些芯片的树脂包覆部5;及安装部53(保持构件)不形成在外侧芯片32β上而形成于树脂包覆部5。
[包覆芯单元]
包覆芯单元30β具备一个内侧芯片31β(内侧芯部)、一对外侧芯片32β(外侧芯部)和包覆这些芯片31β、32β的树脂包覆部5。
内侧芯片31β由多个柱状的分割芯片31m、介于各分割芯片31m之间的间隙31g和介于分割芯片31m与一对外侧芯片32β之间的间隙31g构成。外侧芯片32β与内侧芯片31β独立地构成。分割芯片31m及外侧芯片32β的形状是将角部形成为圆角的长方体状。分割芯片31m及外侧芯片32β由对上述的软磁性粉末或还具备绝缘包覆层的包覆粉末进行压缩成型而形成的压粉成型体构成。
各芯片间的间隙31g可以由在实施方式1中说明的间隙构件形成,也可以通过后述的树脂包覆部5形成。在此,各芯片间的间隙31g由钒土等间隙构件构成。
(树脂包覆部)
树脂包覆部5具有如下等多种功能,即,包覆内侧芯片31β及外侧芯片32β;形成内侧芯片31β(使多个分割芯片31m彼此接合);使内侧芯片31β和外侧芯片32β接合;形成分割芯片31m彼此之间的间隙31g和分割芯片31m与外侧芯片32β之间的间隙31g;使包覆芯单元30β和线圈单元20一体化。
树脂包覆部5具有包覆内侧芯片31β的内侧包覆部51和覆盖各外侧芯片32β的外侧包覆部52。内侧包覆部51和外侧包覆部52一体地形成。内侧包覆部51覆盖内侧芯片31β的除了内侧芯片31β的轴向两端以外的其他的全部区域,与线圈单元20的内周面和内侧芯片31β的外周面这两者接触。外侧包覆部52覆盖各外侧芯片32β的除了各外侧芯片32β的与内侧芯片31β相对的位置以外的其他全部区域,与线圈单元20的两端面接触。通过上述的接触,线圈单元20和两芯片31β、32β形成一体。相邻的外侧芯片32β彼此之间的外侧包覆部52发挥作为间隙的功能。在此,相邻的外侧芯片32β彼此之间的外侧包覆部52彼此直接接触。即,在相邻的外侧芯片32β彼此之间存在双层的外侧包覆部52,在该双层的外侧包覆部52之间形成有边界面。此外,该树脂包覆部5不包覆线圈单元20的外周面,该外周面露出,但是也可以包覆该外周面。即,树脂包覆部5可以包覆线圈单元20的整个区域。
树脂包覆部5的材质例如列举热塑性树脂、热硬化树脂等。热塑性树脂列举PPS树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6、尼龙66、尼龙10T、尼龙9T、尼龙6T等聚酰胺(PA)树脂、PBT树脂、ABS树脂等。热硬化树脂列举不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等。
树脂包覆部5的形成通过利用注射成型、铸塑成型等适当的树脂成型法来容易地进行。具体地说,使线圈单元20和各芯片31β、32β组合并收纳于规定的成型模,填充树脂包覆部5的构成材料并使其固化,从而进行树脂包覆部5的形成。
[保持构件]
(安装部)
安装部53由树脂包覆部5的构成材料与树脂包覆部5一体形成。通过将该安装部53安装于安装对象,包覆芯单元30β固定在安装对象上。安装部53以在线圈单元20的轴向上从外侧包覆部52的外端面伸出的方式设置为法兰状。安装部53的形成部位为外侧包覆部52的下部中央。如上所述,如果安装部53面对安装对象,则易于抑制由联接构件引起的蠕变变形,因此可以不在该安装部53上设置套环,但是如本例那样通过埋设套环55更易于抑制蠕变变形。在套环55上形成有联接构件的插通孔54。
(其他)
在由树脂包覆部5的一部分形成间隙31g的情况下,优选包覆芯单元30β由绝缘材料构成,具有介于线圈单元20与各芯片31m、32β之间的分隔构件(省略图示)。分隔构件的材质能够利用与树脂包覆部5同样的材质。作为分隔构件列举具备介于线圈单元20与外侧芯片32β之间的端面分隔构件和介于线圈单元20与分割芯片31m之间的内侧分隔构件。
端面分隔构件例如列举由沿着线圈单元20的端面的矩形框状体构成。该端面分隔构件具有嵌入外侧芯片32β的凹部和将外侧芯片32β与分割芯片31m之间保持为规定的间隔的凸状的间隔保持部。通过该凹部,易于覆盖各外侧芯片32β的除了外侧芯片32β上的与内侧芯片31β相对的部位以外的全部区域。通过该间隔保持部,维持外侧芯片32β与分割芯片31m之间的间隔,通过将树脂包覆部5的一部分填充至外侧芯片32β与分割芯片31m之间,在外侧芯片32β与分割芯片31m之间形成由树脂包覆部5构成的间隙31g。
内侧分隔构件例如列举由多个分割片构成。该分割片配置为在排列的分割芯片31m彼此之间横跨。分割片的形状列举“]”状或U字状。在该分割片的内侧面具有将分割芯片31m彼此的间隔保持为规定的间隔的凸状的间隔保持部。通过该间隔保持部,维持分割芯片31m彼此之间的间隔,通过将树脂包覆部5的一部分填充至分割芯片31m之间,能够在分割芯片31m彼此之间形成由树脂包覆部5构成的间隙31g。
〔作用效果〕
根据实施方式6的电抗器1E,由于在树脂包覆部5上具备安装部53,因此即使是具备树脂包覆部5的电抗器1E,也能够仅通过调整安装部53的安装位置,就容易地调整为期望的电感。
《实施方式7》
实施方式7的电抗器虽然省略图示,但是保持构件的结构与实施方式1的电抗器1A不同。具体地说,保持构件由将相邻的分割电抗器10A(图1)的至少外侧芯部32α彼此总括包覆的树脂包裹部构成。此时,在相邻的外侧芯部32α的相对面彼此直接接触的状态下通过树脂包裹部将相邻的外侧芯部32α彼此包覆的情况下,在外侧芯部32α彼此之间不存在树脂包裹部的一部分。另一方面,在相邻的外侧芯部32α的相对面彼此不直接接触而在彼此之间具有间隙3g(图1、图2)的状态下通过树脂包裹部将相邻的外侧芯部32α彼此包覆的情况下,在相邻的外侧芯部32α之间具有对相邻的外侧芯部32α彼此进行覆盖的单一的树脂包裹部的一部分。因此,在相邻的外侧芯部32α彼此之间未形成上述地实施方式6的电抗器1E(图6、图7)那样的树脂包覆部彼此的边界面。即,树脂包裹部中的外侧芯部32α彼此之间和覆盖各外侧芯部32α的外周面的部分一连串地形成。
树脂包裹部的材质能够利用与上述的实施方式6的树脂包覆部5(参照图6)同样的树脂。通过在成型模内将相邻的外侧芯部32α彼此之间的间隔配置为特定的间隔,填充树脂包裹部的构成材料并使其固化,由此形成该树脂包裹部。由此,能够形成通过包覆包括部将外侧芯部彼此之间隔保持为特定的间隔的电抗器。
树脂包裹部不仅可以一连串地覆盖相邻的外侧芯部32α彼此,还能够一连串地覆盖与该外侧芯部32α分别相连的内侧芯部31α,进而可以一连串地覆盖配置在该内侧芯部31α各自的外周的线圈单元20。即,树脂包裹部既可以总括(一连串)地覆盖相邻的芯单元30α彼此,也可以总括(一连串)地覆盖相邻的线圈单元20和相邻的芯单元30α。树脂包裹部可以具有由实施方式6那样的树脂包覆部5的一部分构成的安装部53。
《实施方式8》
实施方式8的电抗器虽然省略图示,但是保持构件的结构与实施方式1的电抗器不同。具体地说,保持构件至少由将各分割电抗器10A(外侧芯部32α)的上表面朝向下表面侧按压的支承部构成。支承部的按压,可以通过将相邻的分割电抗器10A作为整体的共用的支承部进行,也可以对于各分割电抗器10A来说相互独立的各个支承部进行。在使用共用的支承部的情况下,例如列举:支承部的数量为2个,各支承部设置为横跨外侧芯部32α彼此,使得与相邻的外侧芯部32α的两个上表面接触,将两端固定于安装对象。在使用各个支承部的情况下,例如列举:支承部的数量为4个,各支承部按压各分割电抗器10A中的两外侧芯部32α的各外侧芯部32α。在该情况下,列举配置为各支承部的一端与外侧芯部32α的上表面接触,另一端固定于安装对象。支承部能够利用按照外侧芯部的上表面与安装对象的高度差适当弯曲的平板。另外,在使用共用的支承部的情况下,支承部能够利用使与外侧芯部32α的上表面接触的部位向下侧返回的板簧。支承部的材质列举与上述的实施方式3的壳体4(参照图4)同样的金属。
[用途]
上述的电抗器能够适用于安装在混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等车辆上的车载用变矩器(代表性地为DC-DC变矩器)、空调机的变矩器等各种变矩器、电力变换装置的构成构件。
本发明并不限于上述的例示,由权利要求书表示,意图包括与权利要求书等同的意思及权利要求书范围内的全部变更。
标号说明
1A、1B、1C、1D、1E 电抗器
10A、10B、10C、10D、10E 分割电抗器
11 组合体
2 线圈
20 线圈单元
2r 连结构件
2w 绕线 2e 端部
3 磁芯
30α 芯单元 30β 包覆芯单元
3g 间隙(气隙)
31α 内侧芯部
31β 内侧芯片
31m 分割芯片 31g 间隙
32α 外侧芯部
32β 外侧芯片
33 安装部 34 插通孔
35 卡定部 35a 梳齿
4 壳体
42 侧壁部 43 安装部 44 插通孔 45 开口部
5 树脂包覆部
51 内侧包覆部 52 外侧包覆部 53 安装部 54 插通孔
55 套环
Claims (6)
1.一种电抗器,具备线圈和通过线圈的励磁而形成闭合磁路的环状的磁芯,其中,
所述电抗器具备:
多个分割电抗器,通过并排配置而构成所述电抗器;及
保持构件,将所述多个分割电抗器保持成以规定的间隔排列的状态,
各所述分割电抗器具备:
线圈单元,通过卷绕的绕线构成所述线圈的一部分;及
芯单元,从所述线圈单元的一端穿到另一端而构成所述磁芯的一部分,
各所述芯单元具有:
一个内侧芯部,插通于所述线圈单元内;及
一对外侧芯部,从所述线圈单元的两端突出并沿与所述内侧芯部交叉的方向延伸,
各所述芯单元中的所述一个内侧芯部和所述一对外侧芯部一体地成型,
相邻的所述外侧芯部彼此之间具有间隙,该间隙形成为气隙或者具备间隙构件,
所述保持构件具备支承部,该支承部将至少一个所述分割电抗器的所述外侧芯部的上表面朝向下表面侧按压。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述各分割电抗器具有壳体,该壳体收纳具有所述线圈单元和所述芯单元的组合体。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
在相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部的彼此相对的面上具有通过卡定而抑制彼此的相对错位的卡定部。
4.一种电抗器,具备线圈和通过线圈的励磁而形成闭合磁路的环状的磁芯,其中,
所述电抗器具备:
多个分割电抗器,通过并排配置而构成所述电抗器;及
保持构件,将所述多个分割电抗器保持成以规定的间隔排列的状态,
所述各分割电抗器具备:
线圈单元,通过卷绕的绕线构成所述线圈的一部分;及
芯单元,从所述线圈单元的一端穿到另一端而构成所述磁芯的一部分,
所述芯单元具有:
内侧芯部,插通于所述线圈单元内;及
外侧芯部,从所述线圈单元的两端突出并沿与所述内侧芯部交叉的方向延伸,并且,
在相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部的彼此相对的面上具有通过卡定而抑制彼此的相对错位的卡定部,
所述保持构件具备支承部,该支承部将至少一个所述分割电抗器的所述外侧芯部的上表面朝向下表面侧按压。
5.根据权利要求4所述的电抗器,其中,
所述电抗器具备设置于相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部彼此之间的间隙。
6.根据权利要求4所述的电抗器,其中,
相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部彼此接触,在相邻的所述分割电抗器的所述外侧芯部彼此之间未设置间隙。
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