CN109791832B - 线圈、磁性芯及电抗器 - Google Patents

线圈、磁性芯及电抗器 Download PDF

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Abstract

一种线圈，具备卷绕绕组而成的筒状的卷绕部，所述卷绕部具备向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个线圈凹部。

Description

线圈、磁性芯及电抗器
技术领域
本发明涉及线圈、磁性芯及电抗器。
本申请主张基于2016年09月21日的日本申请“特愿2016－184615”的优先权，援引上述日本申请所记载的全部记载内容。
背景技术
作为进行电压的升压动作、降压动作的电路的元件之一，存在电抗器。在专利文献1的图4、图5中，作为车载转换器用的电抗器，公开了如下电抗器，该电抗器具备具有将绕组螺旋状地卷绕而成的一个矩形筒状的卷绕部的线圈及将一对E字形的分割芯组合而成的磁性芯。该磁性芯具备配置于卷绕部的内周的中腿(内侧芯部31)、配置于卷绕部的外周并夹持中腿的一对侧腿及夹持中腿和两侧腿并将它们连结的两个连结部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－122760号公报
发明内容
本公开的线圈具备卷绕绕组而成的筒状的卷绕部，所述卷绕部具备向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个线圈凹部。
本公开的磁性芯具备：中腿部，配置于线圈的卷绕部的内周；两个侧腿部，配置于所述卷绕部的外周并夹持所述中腿部；及两个连结部，夹持所述中腿部和两侧腿部并将所述中腿部和两侧腿部连结，所述中腿部包括没有被所述两个侧腿部夹持的伸出部位，并且具备向所述中腿部的内部而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个芯凹部，各侧腿部具备向各芯凹部突出、并与所述各芯凹部之间设置预定的间隙而配置的凸面。
本公开的电抗器具备：上述本公开的线圈；及上述本公开的磁性芯，各线圈凹部配置于所述中腿部的各芯凹部与所述各侧腿部的凸面之间，所述卷绕部的除所述线圈凹部以外的部位没有被所述磁性芯覆盖而露出。
附图说明
图1是示出实施方式1的电抗器的概略立体图。
图2是以图1所示的(II)－(II)切断线切断实施方式1的电抗器而得到的剖视图。
图3是示出实施方式1的线圈的概略立体图。
图4是示出实施方式1的磁性芯的分解立体图。
图5是示出实施方式1的电抗器收纳于壳体的状态的横截面图。
图6是示出实施方式2的电抗器的横截面图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
期望一种设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器。另外，期望能够构筑这样的电抗器的线圈及磁性芯。
在专利文献1的图4中，示出以线圈的卷绕部的轴向与安装电抗器的设置对象的放置面平行的方式将电抗器设置于设置对象的方式(下面有时称为横放方式)。在横放方式中，与以卷绕部的轴向与设置对象的放置面正交的方式设置电抗器的情况相比，特别是在卷绕部的匝数多的情况等下，也能够使电抗器的从放置面起的高度(下面有时称为设置高度)变低。另外，在专利文献1的图4中，不用磁性芯覆盖卷绕部的外周面的位于设置对象侧的下表面及处于其相对位置的上表面而使其露出，使卷绕部的下表面接近于设置对象的放置面。通过这样，容易将线圈的热传递给设置对象，而且还容易从卷绕部的上表面消散到周围环境，散热性优良。
但是，对于专利文献1的图4所示的电抗器，如果谋求进一步的低矮化，则如下所述，损失有可能增大。如果为了使设置高度变低，将卷绕部的端面形状变更成横长的长方形形状，并且与该横长的卷绕部的形状对应地，将中腿变更成横长的长方形形状，则中腿与侧腿的中心间的距离远离。其结果，在横长的卷绕部处，没有被夹在中腿与侧腿之间、且没有被磁性芯覆盖的部位的长度变长，在这样的部位，泄漏磁通容易发生交链。由于泄漏磁通的交链，可能导致产生于线圈的涡电流损失的增大。
对于上述横长的卷绕部，例如如果用中腿与侧腿夹持卷绕部的长边部，并使卷绕部的短边部露出，则容易降低磁通向上述卷绕部的交链，使损失的增大降低。但是，由于使侧腿介于卷绕部的长边部与设置对象的放置面之间，所以，导致设置高度增大与侧腿的厚度相应的量，而且还导致从线圈向设置对象的散热性的降低。
因此，将提供一种设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器作为目的之一。另外，将提供能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等的线圈及磁性芯作为其他目的之一。
[本公开的效果]
上述本公开的线圈及上述本公开的磁性芯能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等。上述本公开的电抗器的设置高度低、损失低并且散热性也优良。
[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方式来说明。
(1)本公开的一个方式涉及一种线圈，具备卷绕绕组而成的筒状的卷绕部，所述卷绕部具备向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个线圈凹部。
根据上述线圈，能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等。详细情况如下所述。
上述线圈能够将卷绕部的线圈凹部利用为磁性芯的配置部位。如果将磁性芯(特别是后述(5)的磁性芯等)组装到上述线圈，并将磁性芯的一部分配置于线圈凹部，则通过线圈凹部与磁性芯的一部分的重叠配置，能够使包括上述线圈和磁性芯的组合物的大小变小。因此，通过利用上述线圈，优选通过设为横放方式，从而能够构筑设置高度低的电抗器等。
关于上述线圈，如果将卷绕部的线圈凹部设为磁性芯的配置部位，并将卷绕部的除线圈凹部以外的部位设为没有被磁性芯覆盖的露出部位，则能够使该露出部位的至少一部分接近于设置对象的放置面或暴露于周围环境中。因此，通过利用上述线圈，从而能够构筑散热性优良的电抗器等。
关于上述线圈，能够将卷绕部的线圈凹部设为磁性芯的配置部位，使线圈凹部夹在磁性芯的配置于卷绕部内的部位与配置于线圈凹部的部位之间。因此，即使卷绕部的端面形状是横长的，线圈凹部较长，也容易降低由于泄漏磁通的交链引起的损失。因此，通过利用上述线圈，从而能够构筑低损失的电抗器等。
(2)作为上述线圈的一个例子，可列举如下方式：内包所述卷绕部的端面的长方形的长边与短边之比在1.5以上。
上述方式可以说是偏平的线圈，能够设置成横长的。因此，上述方式能够构筑设置高度更低的电抗器等。
(3)作为上述线圈的一个例子，可列举如下方式：所述两个线圈凹部相对配置。
在上述方式中，例如能够设为线圈凹部相面对的对称形状，与非对称的情况相比，容易形成线圈，而且容易使磁通均衡地流到磁性芯。因此，上述方式能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等，而且能够构筑制造性优良、电磁平衡也优良的电抗器等。
(4)作为上述线圈的一个例子，可列举如下方式：具备覆盖所述卷绕部的外周的至少一部分的树脂模塑部。
上述方式能够提高与磁性芯、周围元件等之间的绝缘性。因此，上述方式能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等，而且绝缘性也优良。
(5)本公开的一个方式涉及一种磁性芯，具备：中腿部，配置于线圈的卷绕部的内周；两个侧腿部，配置于所述卷绕部的外周并夹持所述中腿部；及两个连结部，夹持所述中腿部和两侧腿部并将所述中腿部和两侧腿部连结，所述中腿部包括没有被所述两个侧腿部夹持的伸出部位，并且具备向所述中腿部的内部而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个芯凹部，各侧腿部具备向各芯凹部突出、并与所述各芯凹部之间设置预定的间隙而配置的凸面。
根据上述磁性芯，能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等。详细情况如下所述。
上述磁性芯能够将中腿部的芯凹部与侧腿部的凸面之间的间隙利用为线圈的卷绕部的配置部位。如果将线圈(特别是上述(1)的线圈等)组装到上述磁性芯，将中腿部插通配置于卷绕部内，并且将卷绕部的一部分配置于上述间隙，则通过磁性芯的一部分与卷绕部的一部分的重叠配置，能够使包括上述磁性芯和线圈的组合物的大小变小。因此，通过利用上述磁性芯，优选通过设为设置成中腿部的轴向与设置对象的放置面平行的方式(相当于横放方式)，从而能够构筑设置高度低的电抗器等。
上述磁性芯如果将中腿部的芯凹部与侧腿部的凸面之间的间隙设为卷绕部的一部分的配置部位，以围绕中腿部的伸出部位的方式配置卷绕部的其他部分，则能够将该卷绕部的其他部分设为没有被磁性芯覆盖的露出部位。能够使该露出部位的至少一部分接近于设置对象的放置面或暴露于周围环境中。因此，通过利用上述磁性芯，从而能够构筑散热性优良的电抗器等。
上述磁性芯虽然包括在中腿部凹陷的部分，但具备伸出部位，所以，能够确保预定的磁路面积。另外，以填埋中腿部的各芯凹部的方式设置各侧腿部，包括中腿部与侧腿部接近的部分，所以，能够降低泄漏磁通。因此，即使在磁性芯的横截面(后述)处的外形是横长的情况下，如果将卷绕部的一部分配置于中腿部的芯凹部与侧腿部的凸面之间的间隙，则也能够降低由于泄漏磁通的交链引起的损失，能够构筑低损失的电抗器等。
(6)作为上述磁性芯的一个例子，可列举如下方式：内包以与所述中腿部的轴向正交的平面将所述磁性芯切断所得的横截面的长方形的长边与短边之比在1.5以上。
上述方式可以说是偏平的磁性芯，能够设置成横长的。因此，上述方式能够构筑设置高度更低的电抗器等。
(7)作为上述磁性芯的一个例子，可列举如下方式：所述两个芯凹部相对配置，并且所述两个凸面相对配置。
上述方式例如能够设为芯凹部相面对、在其外侧凸面相面对的对称形状，与非对称的情况相比，容易形成磁性芯，而且容易使磁通均衡地通过。因此，上述方式能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等，而且能够构筑制造性优良、电磁平衡也优良的电抗器等。
(8)作为上述磁性芯的一个例子，可列举如下方式：具备包括磁性粉末和树脂的复合材料的成形体及包括磁性粉末的压粉成形体中的至少一方。
上述方式能够设为由复合材料的成形体构成的一体成形物、由复合材料的成形体和压粉成形体中的至少一方构成的多个分割芯片的组合物，材料的选择的自由度高。
(9)作为上述磁性芯的一个例子，可列举如下方式：将一对分割芯片组合而构成，各分割芯片具备：一方的所述连结部；及从所述连结部竖立设置而形成所述中腿部的一部分的中腿片和形成所述各侧腿部的一部分的两个侧腿片。
上述方式容易与线圈组装，组装元件件数也少。因此，上述方式能够构筑设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器等，而且容易制造电抗器等。
(10)本公开的一个方式涉及一种电抗器，具备上述(1)～(4)中任一项所述的线圈及上述(5)～(9)中任一项所述的磁性芯，各线圈凹部配置于所述中腿部的各芯凹部与所述各侧腿部的凸面之间，所述卷绕部的除所述线圈凹部以外的部位没有被所述磁性芯覆盖而露出。
上述电抗器具备：具备线圈凹部这样的特定的形状的线圈；及在中腿部具备芯凹部并且在侧腿部具备凸面这样的特定的形状的磁性芯，各线圈凹部配置于中腿部的芯凹部与侧腿部的凸面之间。通过线圈凹部与中腿部及侧腿部的重叠配置，能够使上述电抗器的大小变小。另外，上述电抗器将卷绕部的一部分(主要是线圈凹部)设为被磁性芯覆盖的部位，将卷绕部的其他部分(主要是线圈凹部以外的部分)设为没有被磁性芯覆盖的露出部位。因此，如上所述，即使在卷绕部、磁性芯具有横长的外观的情况下，也能够降低泄漏磁通及由此引起的损失，而且能够使线圈的热高效地消散。因此，上述电抗器优选设为横放方式，从而能够使设置高度变低，而且损失低、散热性也优良。
(11)作为上述电抗器的一个例子，可列举如下方式：所述侧腿部具备与所述卷绕部的从所述磁性芯露出的露出部位的一部分平齐的面。
上述方式可以说是卷绕部的从磁性芯凸出的部位少、并且更加小型的电抗器，容易使设置高度进一步变低。另外，上述方式如果将卷绕部的平齐的面用作散热面，则散热性更优良。
[本申请发明的实施方式的详细情况]
下面，参照附图，具体说明本申请发明的实施方式。图中的相同附图标记表示相同名称物。下面，关于附图所示的电抗器、线圈、磁性芯，说明将其下表面设为配置于设置对象的放置面的设置面的情况。另外，在以下说明中，在将电抗器等设置于设置对象的状态下，有时将沿着线圈的卷绕部的轴向的方向称为长度方向，将作为与卷绕部的轴向正交的方向的、与设置对象的放置面平行的方向称为宽度方向，将与放置面正交的方向称为高度方向。
[实施方式1]
参照图1至图5，说明实施方式1的电抗器1A、线圈2A、磁性芯3A。图2、图5是用与线圈2A的轴向正交的平面切断电抗器1A而得到的横截面图。
(电抗器)
＜概要＞
如图1所示，实施方式1的电抗器1A具备：具备卷绕绕组2w而成的一个筒状的卷绕部20的线圈2A；及配置于线圈2A的内外的磁性芯3A。如图2所示，磁性芯3A具备：配置于线圈2A的卷绕部20的内周的中腿部31、配置于卷绕部20的外周并夹持中腿部31的两个侧腿部32、33；及夹持中腿部31和两侧腿部32、33并将这些中腿部31和侧腿部32、33连结的两个连结部34、35(图1、图4)。直截了当地说，磁性芯3A是使一对E字形的分割芯变形而成的组合物(图4)。该例的电抗器1A在设置成卷绕部20的轴向(或中腿部31的轴向)与转换器壳体等设置对象(未图示)的放置面平行的横放方式中使用。
如图3所示，实施方式1的电抗器1A具备实施方式1的线圈2A，该线圈2A是筒状的卷绕部20的一部分向内侧凹陷的特定的形状。另外，实施方式1的电抗器1A具备实施方式1的磁性芯3A，该磁性芯3A如图2所示，在中腿部31处具备没有被侧腿部32、33夹持的部位(伸出部位31p)，并且如图4所示，是中腿部31的一部分向内侧凹陷、且侧腿部32、33向中腿部31的凹陷部突出这样的特定的形状。进一步地，实施方式1的电抗器1A如图2所示，将卷绕部20的上述凹陷部分(线圈凹部22、23)设为被中腿部31的凹陷部分(芯凹部312、313)与侧腿部32、33的突出部分(凸面320、330)夹持并且被磁性芯3A覆盖的部位，将卷绕部20的除凹陷部分以外的部位设为没有被磁性芯3A覆盖的露出部位。下面，针对每个结构要素进行详细说明。
(线圈)
＜概要＞
如图3所示，实施方式1的线圈2A具备螺旋状地卷绕1根绕组2w而成的筒状的卷绕部20。卷绕部20具备向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个线圈凹部22、23。在该例子中，两个线圈凹部22、23相对配置。在图2、图3中，示出线圈凹部22的凹陷方向向下、线圈凹部23的凹陷方向向上、在卷绕部20的宽度方向(在图2中是左右方向)的相同位置处向完全相反的方向凹陷的情况。
该例的卷绕部20具有内包于横长的长方体那样的横长的外观。该卷绕部20是横长的长方体状的筒体的长边侧的区域分别向内侧凹陷、宽度方向的中央部变细、并且随着远离该宽度方向的中央部而高度变大的带状的筒体。在将磁性芯3A组装到线圈2A的情况下，将内侧空间设为中腿部31的配置部位，将各线圈凹部22、23设为各侧腿部32、33的配置部位，从而线圈凹部22、23由中腿部31与侧腿部32、33夹持，线圈凹部22、23以外的部位从磁性芯3A露出。
＜绕组＞
该例的绕组2w是具备由铜等构成的导体线及由覆盖导体线的外周的聚酰胺酰亚胺等绝缘材料构成的绝缘包覆部的包覆线，是横截面形状为长方形形状的扁线。该例的卷绕部20是扁绕线圈。能够将绕组2w设为圆线等各种形状的线材。如果如本例那样设为扁线的扁绕线圈，则与圆线线圈相比，提高占空系数并且容易小型化(特别是容易缩短长度)，而且如图3所示，容易将卷绕部20的外周面设为平滑的面。例如，线圈凹部22、23由圆弧状面形成，在设置状态下位于下方的设置面235、235、位于上方且与设置面235相对的相对面225、225及位于宽度方向的两侧的侧面由平坦的平面形成(参照图2)。
将与卷绕部20连续地配置于卷绕部20的各端面侧的绕组2w的各端部利用为与电源等外部装置连接的连接部。在图3中，例示出将绕组2w的各端部以远离卷绕部20的方式拉出到上方的情况，但拉出方向、拉出长度等能够适当变更。
＜线圈凹部＞
该例的线圈凹部22、23均是圆弧状(图2)，但能够适当变更。如果如本例那样是圆弧状，则能够减少卷绕部20的有棱角的部分，容易制造线圈2A。另外，与卷绕部20对应地，磁性芯3A也期待能够减少有棱角的部分、不易产生裂纹等并且组装可操作性优良。
该例的线圈凹部22、23如图2所示是相同形状、相同大小，使宽度方向的形成位置相等，将高度方向的形成位置以高度方向的中心线LH为中心设为对称位置。因此，卷绕部20的端面形状及横截面形状是以宽度方向的中心线LW为中心的对称形状，并且，是以高度方向的中心线LH为中心的对称形状。能够使线圈凹部22、23的形状、大小(弯曲半径、向卷绕部20的内侧的突出高度等)、形成位置等不同，将卷绕部20的端面形状及横截面形状设为非线对称的形状(参照后述的实施方式2)。如果如本例那样是线对称形状，则与非线对称的情况相比，容易形成线圈2A，而且容易使磁通均衡地流到磁性芯3A。各线圈凹部22、23的大小、线圈凹部22、23之间的间隔等能够适当选择。在本例中，示出如下情况：线圈凹部22、23的内周面彼此不接触，在卷绕部20的宽度方向的中央部处具有预定的间隙H2(在这里，设为线圈凹部22、23之间的最短距离)，从中央部朝宽度方向的两侧而卷绕部20的内周面的相对区域间的间隔大。线圈凹部22、23的开口宽度W22、W23能够设为卷绕部20的宽度W2的20％以上且90％以下左右，线圈凹部22、23的最大深度H22、H23能够设为卷绕部20的高度H的10％以上且低于50％左右。
＜纵横比＞
定量地说，横长的卷绕部20在设想内包卷绕部20的端面的长方形的情况下，该假想的长方形的长边与短边之比(在这里，相当于宽度W2/高度H)超过1。特别是，如果上述比是1.5以上，则电抗器1A的设置高度容易相对地变小。上述比越大，则越容易低矮化，优选为1.8以上，进一步优选为2.0以上(在本例子中是2.0以上)。如果上述比过大，则导致线圈2A的制造性的降低等，所以，如果考虑制造性，则能够将上述比设为4.0以下左右。如果短边的长度(高度H)的绝对值小，则能够使设置高度进一步变小。
＜制造方法＞
作为具备线圈凹部22、23的线圈2A的制造方法，例如可列举螺旋状地卷绕绕组2w而形成具备线圈凹部22、23的筒体的方法、在螺旋状地卷绕绕组2w而形成例如四角管体、圆筒体之后按压筒体的预定的位置等而形成线圈凹部22、23的方法等。
＜其他结构＞
线圈2A能够具备覆盖卷绕部20的外周的至少一部分的树脂模塑部6。在图3中，用假想线(双点划线)表示覆盖卷绕部20的内外的实质整体的树脂模塑部6，但也能够设为不覆盖卷绕部20的内周面和外周面及端面的至少一部分而使其露出的方式。例如，如果使卷绕部20的从磁性芯3A露出的露出部位还从树脂模塑部6露出，则容易提高散热性。或者，如果用树脂模塑部6覆盖例如卷绕部20的内周面的至少一部分及卷绕部20的端面的至少一部分，则能够提高线圈2A与磁性芯3A之间的电绝缘性。即使在不具备树脂模塑部6的情况下，如果作为绕组2w而利用上述包覆线，则也能够提高线圈2A与磁性芯3A之间的电绝缘性。
树脂模塑部6的构成材料例如可列举热塑性树脂、热固化性树脂等绝缘性树脂。热塑性树脂例如可列举聚苯硫醚(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。热固化性树脂例如可列举不饱和聚酯纤维树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等。在绝缘性树脂中能够含有氧化铝、二氧化硅等非磁性且非金属粉末。在该情况下，能够提高散热性、电绝缘性等。
(磁性芯)
＜概要＞
关于实施方式1的磁性芯3A，如图4所示，使中腿部31介于侧腿部32、33之间，它们在按侧腿部32、中腿部31、侧腿部33这样的顺序叠合的状态下，夹在相对配置的两个连结部34、35之间。中腿部31具备向其内部而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个芯凹部312、313，各侧腿部32、33具备向各芯凹部312、313突出、并在与各芯凹部312、313之间设置预定的间隙而配置的凸面320、330。在该例子中，如图2所示，两个芯凹部312、313相对配置，并且，两个凸面320、330相对配置。在图2中，示出如下情况：芯凹部312的凹陷方向及凸面320的突出方向向下，芯凹部313的凹陷方向及凸面330的突出方向向上，在磁性芯3A的横截面处的宽度方向的相同位置处，芯凹部312、313向完全相反的方向凹陷，凸面320、330突出。此外，该例的磁性芯3A具有内包于横长的长方体那样的横长的外观(图1)。
中腿部31包括被两个侧腿部32、33夹持的中介部位31d及没有被两个侧腿部32、33夹持的伸出部位31p。包括伸出部位31p这点是和中腿的宽度与侧腿的宽度等同或在其以下的以往的E字形的磁性芯的不同点之一。在图2中，为了容易知道伸出部位31p，附加交叉阴影线而示出。
磁性芯3A将芯凹部312与凸面320之间的间隙设为线圈凹部22的配置部位，将芯凹部313与凸面330之间的间隙设为线圈凹部23的配置部位，将中腿部31的伸出部位31p设为卷绕部20的除线圈凹部22、23以外的部位的配置部位。通过这样，如果组装线圈2A与磁性芯3A，则线圈凹部22、23被磁性芯3A覆盖，线圈凹部22、23以外的部位从磁性芯3A露出(图1、图2)。
＜构成材料＞
磁性芯3A能够具备包括磁性粉末与树脂的复合材料的成形体。磁性粉末的粒子可列举由软磁性金属、软磁性非金属构成的粒子、在软磁性金属粒子的外周具备由磷酸盐等构成的绝缘包覆部的包覆粒子等。软磁性金属可列举纯铁等铁族金属、铁基合金(Fe－Si合金、Fe－Ni合金等)等，软磁性非金属可列举铁素体等。
复合材料中的磁性粉末的含量可列举30体积％以上且80体积％以下，树脂的含量可列举10体积％以上且70体积％以下。根据提高饱和磁通密度、散热性的观点，能够将磁性粉末的含量设为50体积％以上、进一步地设为55体积％以上、60体积％以上。根据提高制造过程中的流动性的观点，能够将磁性粉末的含量设为75体积％以下、进一步地设为70体积％以下，能够将树脂的含量设为超过30体积％。
复合材料中的树脂可列举在上述树脂模塑部6的项中说明的热固化性树脂、热塑性树脂，此外还可列举常温固化性树脂、低温固化性树脂等。还能够利用将碳酸钙、玻璃纤维混合于不饱和聚酯纤维而得到的BMC(Bulk molding compound：团状模塑料)、混炼型硅橡胶、混炼型聚氨酯橡胶等。
除磁性粉末及树脂之外，还能够设为含有氧化铝、二氧化硅等非磁性且非金属粉末的复合材料。非磁性且非金属粉末的含量可列举0.2质量％以上且20质量％以下，进一步地可列举0.3质量％以上且15质量％以下、0.5质量％以上且10质量％以下。
复合材料的成形体能够通过注塑成形、铸造成形等适当的成形方法来制造。例如，如果将线圈2A收纳到成形模或壳体4(图5)、并将流动状态的复合材料填充到线圈2A的内外，则能够制造一体成形而成的磁性芯3A。如果利用适当的形状的成形模，则能够制造由复合材料的成形体构成的分割芯片。复合材料的成形体即使是复杂的形状，也能够容易地成形，制造性优良。
或者，磁性芯3A能够具备包括磁性粉末的压粉成形体。典型地，压粉成形体可列举将包括磁性粉末与粘合剂的混合粉末按预定的形状进行压缩成形而成的压粉成形体、在成形后进一步地实施热处理而成的压粉成形体。粘合剂能够利用树脂等，其含量可列举30体积％以下左右。如果实施热处理，则粘合剂消失，或成为热变性物。通过利用适当的形状的成形模，从而能够制造由压粉成形体构成的分割芯片。压粉成形体与复合材料的成形体相比能够提高磁性粉末的含量，容易构筑饱和磁通密度高的磁性芯等。
或者，磁性芯3A能够具备将硅钢板等软磁性板层叠而成的层叠体、铁素体芯等烧结体等。
磁性芯3A能够具备空隙材料、空气空隙。空隙材料可列举由氧化铝等非磁性材料构成的空隙材料、由磁性材料与非磁性材料的混合物构成且相对导磁率低于分割芯片等成形体的空隙材料等。在磁性芯3A包括复合材料的成形体等而不易发生磁饱和的情况下，能够省略空隙材料、空气空隙这样的磁空隙，或使磁空隙减小。在该情况下，容易降低由于磁空隙部分处的泄漏磁通引起的损失，能够将线圈2A与磁性芯3A接近配置，容易设为更小型。
＜成形状态＞
磁性芯3A能够设为一体成形物。在该情况下，如果如上所述设为复合材料的成形体，则能够容易地制造。另外，在该情况下，如果设为具备树脂模塑部6的线圈2A等，则容易维持线圈2A的形状。图4类似于以与中腿部31的轴向正交的平面切断作为一体成形物的磁性芯3A、并分离地配置切断片的状态。
或者，磁性芯3A能够设为将多个分割芯片组合而成的组合物。分割数量、各分割芯片的形状、构成材料等能够适当选择。图4示出将一对分割芯片3a、3b组合而构成的方式。一方的分割芯片3a具备：一方的连结部34；及从连结部34竖立设置而形成中腿部31的一部分的中腿片31a和形成各侧腿部32、33的一部分的两个侧腿片32a、33a。另一方的分割芯片3b具备：另一方的连结部35；及从连结部35竖立设置而形成中腿部31的其他部分的中腿片31b和形成各侧腿部32、33的其他部分的两个侧腿片32b、33b。如图4所示，如果将分割芯片3a、3b设为相同形状、相同大小且对称形状，则制造性优良。另外，如果设为一对分割芯片3a、3b的组合物，则组装工序少，电抗器1A的装配可操作性优良。磁性芯3A能够利用包括由不同的材料构成的分割芯片的方式(例如，包括由复合材料的成形体构成的分割芯片及由压粉成形体构成的分割芯片的方式等)、全部的分割芯片由相同的材料构成的方式中的任一方式。
＜中腿部、侧腿部、连结部＞
如图4所示，该例的中腿部31是横长的长方体的长边侧的区域分别向内侧凹陷、随着远离宽度方向的中央部而高度变大的带状的柱状体。凹陷部分是芯凹部312、313。中腿部31具备形成芯凹部312、313的圆弧状的面及配置于宽度方向的两侧且由长方形形状的平面构成的侧面。各圆弧状的面是相同形状、相同大小。
该例的侧腿部32、33是相同形状、相同大小，是具有沿着芯凹部312、313的圆弧状的凸面320、330、并且具有圆顶状的端面及横截面的柱状体。配置于设置对象侧的侧腿部33具有由长方形形状的平面构成的设置面335(图2)。配置于与设置对象分离的一侧的侧腿部32具有与设置面335相对配置、并且由长方形形状的平面构成的相对面325。
该例的连结部34、35是相同形状、相同大小的薄的长方体，具有与中腿部31的宽度W3(图2)相同的宽度、与卷绕部20的高度H(图2)相同的高度。连结部34、35的侧面与中腿部31的侧面设置成平齐(图4)。连结部34、35的设置面(在图2、图4中是下表面)与侧腿部33的设置面335(图2)设置成平齐。连结部34、35的与设置面相对配置的相对面(在图2、图4中是上表面)设置成与侧腿部32的相对面325(图2)平齐。即，如果从中腿部31的轴向观察磁性芯3A，则中腿部31及侧腿部32、33设置成不从连结部34、35凸出(图1)。
该例的磁性芯3A的横截面形状(各分割芯片3a、3b的端面形状也一样)如图2所示，是以宽度方向的中心线LW为中心的对称形状，并且是以高度方向的中心线LH为中心的对称形状。
＜芯凹部、凸面＞
该例的芯凹部312、313及凸面320、330是圆弧状，但能够适当变更。典型地，芯凹部312、313及凸面320、330的形状、大小设为组装到磁性芯3A的线圈2A的形状，特别设为与线圈凹部22、23相应的形状、大小。在将磁性芯3A设为一体成形物的情况下，如果按照线圈2A制造磁性芯3A，则能够设为具备与线圈凹部22、23相应的芯凹部312、313及凸面320、330的磁性芯3A。在将磁性芯3A设为多个分割芯片的组合物的情况下，最好以在芯凹部312与凸面320之间、芯凹部313与凸面330之间形成能够收纳线圈凹部22、23的大小的间隙(例如，比绕组2w的宽度稍大的间隙)的方式来调整中腿部31及侧腿部32、33的形状、大小、配置位置等。在设为分割芯片的组合物的情况下，如果如本例那样芯凹部312、313及凸面320、330是圆弧状，则期待能够减少有棱角的部分，在与线圈2A组装时不易产生裂纹等，组装可操作性优良。
＜中介部位、伸出部位＞
该例的中腿部31如图2所示，其宽度W3比侧腿部32、33的宽度长。中腿部31的宽度方向的中央部(中介部位31d)被在图2中位于上下的侧腿部32、33夹持。中腿部31的宽度方向的两端部(伸出部位31p)没有被侧腿部32、33夹持，相比侧腿部32、33在宽度方向上突出。这里的中介部位31d设为在向与侧腿部32的相对面325(或侧腿部33的设置面335)正交的方向投影的情况下与中腿部31的两侧腿部32、33重叠的部位，将不重叠的部位设为伸出部位31p。该例的中介部位31d是与侧腿部32、33的相对面325、设置面335正交、并且由通过侧腿部32、33的宽度方向的各端部的直线(在图2中用双点划线表示)夹持的区域。中介部位31d、伸出部位31p的宽度方向的形成长度能够适当选择。中介部位31d的上述形成长度越大，则越容易降低由于泄漏磁通引起的损失的增大。伸出部位31p的上述形成部位越大，则使卷绕部20的沿着伸出部位31p配置的区域越大，越容易确保露出部位，越容易提高散热性。中介部位31d的上述形成长度例如能够设为中腿部31的宽度W3的1％以上且80％以下左右，伸出部位31p的上述形成长度(两处的合计长度)例如能够设为中腿部31的宽度W3的20％以上且80％以下左右。
＜纵横比＞
定量地说，横长的磁性芯3A在设想内包以与中腿部31的轴向正交的面切断磁性芯3A而得到的横截面的长方形的情况下，该假想的长方形的长边与短边之比(在这里，相当于宽度W3/高度H)超过1。特别是，如果上述比是1.5以上，则电抗器1A的设置高度容易相对地变小。上述比越大，则越容易低矮化，优选为1.6以上、进一步优选为1.8以上(在本例子中是1.8以上)。如果上述比过大，则导致磁性芯3A的制造性的降低等，所以，如果考虑制造性，则能够将上述比设为4.0以下左右。如果短边的长度(高度H)的绝对值小，则能够使设置高度进一步变小。
(电抗器)
实施方式1的电抗器1A具备上述实施方式1的线圈2A及实施方式1的磁性芯3A。特别是，关于实施方式1的电抗器1A，线圈2A的卷绕部20的各线圈凹部22、23分别配置于在中腿部31的各芯凹部312、313与各侧腿部32、33的凸面320、330之间设置的圆弧状的间隙(图2)，线圈凹部22、23以外的部位没有被磁性芯3A覆盖而露出(图1)。
在如该例那样具有横长的外观、并且线圈凹部22、23较长的情况下，通过被中腿部31与侧腿部32、33夹持，从而来自卷绕部20的磁通容易通过磁性芯3A，容易降低在卷绕部20处发生交链的磁通。
卷绕部20的从磁性芯3A露出的露出部位是围绕中腿部31的伸出部位31p的部位，包括设置面235、相对面225及侧面，能够将这些面用作向外部的散热面。例如，在将冷却机构接近配置于卷绕部20的侧面的情况下，能够将侧面利用为散热面。
该例的侧腿部32、33具备与卷绕部20的从磁性芯3A露出的露出部位的一部分平齐的面。具体来说，侧腿部33的设置面335与卷绕部20的设置面235平齐。因此，电抗器1A的设置面由卷绕部20及磁性芯3A的侧腿部33和连结部34、35构成。例如，当将电抗器1A设置于具备冷却机构的设置对象的放置面时，能够将卷绕部20的设置面235作为散热面，散热到设置对象。在该例子中，侧腿部32的相对面325与卷绕部20的相对面225也平齐。因此，电抗器1A如图1所示，在整体上具有偏平的长方体状的外观。
此外，如图5所示，电抗器1A能够具备收纳包括线圈2A与磁性芯3A的组合物的壳体4。壳体4可列举具备支撑电抗器1A的设置面的底部40及从底部40竖立设置的壁部41的箱体。壳体4的形状、大小如果是对应于组合物的形状、大小，则即使具备壳体4，也容易小型化。壳体4的构成材料如果设为铝、铝合金等金属，则能够期待能够将壳体4利用为散热路径、强度优良并且容易实现机械性保护等效果。在图5中，示出组合物的设置面接近于壳体4的内底面、组合物的侧面(在这里是卷绕部20的侧面)接近于壳体4的内壁面那样的形状、大小的金属制的壳体4。通过将组合物与金属制的壳体4接近配置，从而将线圈2A的热高效地传递到壳体4。
另外，如图5所示，电抗器1A能够在包括线圈2A和磁性芯3A的组合物与壳体4的内底面之间具备散热层9。散热层9由散热性优良的材料构成，提高从线圈2A向壳体4的导热性。具体的材料可列举包括散热性优良的填充物(氧化铝等非磁性且非金属粉末)和树脂的材料，也可以利用片等。如果散热层9包括粘接剂，则通过散热层9，能够将组合物固定到壳体4。还能够省略壳体4及散热层9中的至少一方。
(用途)
实施方式1的电抗器1A能够利用为搭载于混合动力汽车、插电式混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等车辆的车载用转换器(典型地，DC－DC转换器)、空调机的转换器等各种转换器、电力变换装置的结构元件。特别是，实施方式1的电抗器1A是大电流用途(100A以上、进一步地150A以上)，在要求散热性优良、而且期望低矮化的情况下，能够适当地利用。实施方式1的线圈2A、实施方式1的磁性芯3A能够利用为电抗器1A等结构要素。
(主要效果)
实施方式1的电抗器1A具有横长的外观，在设为横放方式的情况下能够使设置高度变低。特别是，实施方式1的电抗器1A具备：具备线圈凹部22、23的实施方式1的线圈2A及具备芯凹部312、313和凸面320、330的实施方式1的磁性芯3A，从而根据以下的理由(1)至(3)，设置高度更低，而且低损失且散热性也优良。
(1)将卷绕部20的线圈凹部22、23配置于磁性芯3A的中腿部31的芯凹部312、313与侧腿部32、33的凸面320、330之间，当在高度方向上观察时，将卷绕部20的一部分与磁性芯3A的一部分重叠配置，从而实现低矮化。
(2)在磁性芯3A的中腿部31处具备伸出部位31p，将卷绕部20的围绕伸出部位31p的部位设为没有被磁性芯3A覆盖的露出部位，能够将该露出部位利用为线圈2A的散热部位。
(3)磁性芯3A的中腿部31包括伸出部位31p和中介部位31d，所以，能够确保磁路面积，并且能够降低泄漏磁通。其结果，能够降低在卷绕部20处发生交链的磁通。
此外，该例的电抗器1A起到以下的效果。
(a)卷绕部20的露出部位的一部分与侧腿部32、33的一部分平齐，所以，能够容易使高度H变小，使设置高度进一步变低。
(b)卷绕部20的露出部位包括设置面235、相对面225、侧面这三个方向的面，所以，能够将各面设为散热面，进一步提高散热性。
(c)线圈2A是线圈凹部22、23相对配置的对称形状，磁性芯3A是芯凹部312、313及凸面320、330相对配置的对称形状，所以，线圈2A、磁性芯3A的制造性优良，而且电磁平衡也优良。
[实施方式2]
参照图6，说明实施方式2的电抗器1B。图6是以与线圈2B的轴向正交的平面切断电抗器1B而得到的横截面图。
实施方式2的电抗器1B的基本结构与实施方式1的电抗器1A相同。即，电抗器1B具有横长的外观，如果设为横放方式，则能够使设置高度变低。电抗器1B具备：在卷绕部20处具备线圈凹部22、23的实施方式2的线圈2B；及在中腿部31处具备芯凹部312、313并且在侧腿部32、33处具备凸面320、330的实施方式2的磁性芯3B。实施方式2的电抗器1B与实施方式1的主要不同点在于，线圈凹部22、23相互在卷绕部20的宽度方向上偏移地配置，与卷绕部20的形状对应地，芯凹部312、313及凸面320、330也在卷绕部20的宽度方向上偏移地配置。下面，详细说明该不同点，省略与实施方式1重复的结构及效果等的详细说明。
在实施方式2的线圈2B中，线圈凹部22位于卷绕部20的宽度方向的一侧附近(在图6中，左侧附近)，线圈凹部23位于另一侧附近(在图6中，右侧附近)。换言之，两线圈凹部22、23大致位于对角上。因此，虽然线圈凹部22、23的一部分相对，但其他部分不相对。在图6中，示出如下情况：线圈凹部22的凹陷方向向下，线圈凹部23的凹陷方向向上，在向卷绕部20的宽度方向的左右偏移后的位置处，向完全相反的方向凹陷。
线圈凹部22、23的形成位置在宽度方向上偏移，从而线圈2B的设置面235及相对面225与实施方式1的线圈2A相比，容易具有大的面积。在这里，在实施方式1的线圈2A中，如图2所示，在线圈凹部22、23的两侧具备较小的设置面235、235及相对面225、225。与此相对地，在实施方式2的线圈2B中，如图6所示，设置面235及相对面225分别由一个连续的面构成，所以，能够确保大的面积。根据这点，能够期待散热性的进一步的提高。
在实施方式2的磁性芯3B中，芯凹部312位于中腿部31的宽度方向的一侧附近(在图6中是左侧附近)，侧腿部32的凸面320也位于与芯凹部312的位置对应的位置。芯凹部313位于中腿部31的宽度方向的另一侧附近(在图6中是右侧附近)，侧腿部33的凸面330也位于与芯凹部313的位置对应的位置。两芯凹部312、313大致位于对角上，相对应地，两凸面320、330也大致位于对角上。因此，虽然芯凹部312、313的一部分相对，但其他部分不相对。虽然两凸面320、330的一部分相对，但其他部分不相对。在图6中，示出如下情况：芯凹部312的凹陷方向及凸面320的突出方向向下，芯凹部313的凹陷方向及凸面330的突出方向向上，在向磁性芯3B的横截面的宽度方向的左右偏移后的位置处，芯凹部312、313向完全相反的方向凹陷，凸面320、330突出。此外，侧腿部33的设置面335与卷绕部20的设置面235平齐，侧腿部32的相对面325与卷绕部20的相对面225平齐。
在图6中，为了容易知道伸出部位31p，附加交叉阴影线而示出。芯凹部312、313的形成位置在宽度方向上偏移，从而中腿部31的被两个侧腿部32、33夹持的中介部位31d的宽度与实施方式1的磁性芯3A相比较小，中腿部31中的没有被两个侧腿部32、33夹持的伸出部位31p、31p与实施方式1的磁性芯3A相比较大。因此，容易将配置成围绕伸出部位31p的卷绕部20的露出部位确保得较大，能够提高散热性。
实施方式2的电抗器1B与实施方式1同样地，具备：具备线圈凹部22、23的实施方式2的线圈2B；及具备芯凹部312、313和凸面320、330的实施方式2的磁性芯3B，所以，设置高度低，损失低并且散热性也优良。特别是，实施方式2的电抗器1B如上所述，容易将卷绕部20的露出部位确保得较大，所以，散热性更优良。
[变形例]
针对上述实施方式1、2，能够进行以下的至少一种变更、追加。
(1)具备温度传感器、电流传感器、电压传感器、磁通传感器等测定电抗器的物理量的传感器(未图示)。
(2)在卷绕部20的露出部位(例如，卷绕部20的侧面等)具备散热板。
(3)代替树脂模塑部6，具备绕线管等绝缘中介部件。
(4)代替树脂模塑部6，或除具备树脂模塑部6之外，还具备将构成卷绕部20的相邻的匝彼此接合的热熔接树脂部(未图示)。
(5)在壳体4内具备对包括线圈2A与磁性芯3A的组合物进行密封的密封树脂。
本发明不限定于这些示例，通过权利要求书来表示，旨在包括与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。
例如，能够设为横放方式以外的设置方式。例如，可列举卷绕部20的轴向与设置对象的设置面正交的设置方式、从图2所示的状态向右方或左方旋转90°而卷绕部20的短边侧的侧面成为设置面的设置方式等。这些方式能够得到低损失的电抗器等。另外，这些方式根据冷却机构的配置状态等，期待散热性也优良。
[附记]
作为设置高度低、损失低并且散热性也优良的电抗器，例如能够设为以下的结构。
[附记1]
一种电抗器，具备：线圈，具备卷绕绕组而成的筒状的卷绕部；及磁性芯，具备配置于所述卷绕部的内周的中腿部、配置于所述卷绕部的外周并夹持所述中腿部的两个侧腿部及夹持所述中腿部和两侧腿部并将所述中腿部和两侧腿部连结的两个连结部，所述卷绕部具备：两个线圈凹部，向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置，被所述中腿部与所述侧腿部夹持；及露出部位，没有被所述磁性芯覆盖而露出，所述中腿部具备：伸出部位，没有被所述两个侧腿部夹持；及两个芯凹部，沿着所述线圈凹部地设置，向所述中腿部的内部凹陷，各侧腿部具备向各芯凹部突出、并且与所述芯凹部一起夹持线圈凹部的凸面。
附图标记说明
1A、1B 电抗器
2A、2B 线圈
20卷绕部 22、23线圈凹部 225相对面 235设置面
2w绕组
3A、3B 磁性芯
31中腿部 31d中介部位 31p伸出部位
312、313芯凹部
32、33侧腿部 320、330凸面 325相对面(平齐的面)
335设置面(平齐的面)
34、35连结部
3a、3b分割芯片 31a、31b中腿片
32a、32b、33a、33b侧腿片
4壳体
40底部 41壁部
6树脂模塑部
9散热层

Claims (21)

1.一种线圈，
具备卷绕绕组而成的筒状的卷绕部，
所述卷绕部具备向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个线圈凹部，
所述绕组具备由扁线构成的导体线，
所述卷绕部的设置面及该设置面的相对面以及位于所述卷绕部的宽度方向的两侧的侧面包括由平坦的平面构成的部分。
2.一种磁性芯，具备：
中腿部，配置于线圈的卷绕部的内周；
两个侧腿部，配置于所述卷绕部的外周并夹持所述中腿部；及
两个连结部，夹持所述中腿部和两侧腿部并将所述中腿部和两侧腿部连结，
所述中腿部包括没有被所述两个侧腿部夹持的伸出部位，并且具备向所述中腿部的内部而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个芯凹部，
各侧腿部具备向各芯凹部突出、并与所述各芯凹部之间设置预定的间隙而配置的凸面。
3.根据权利要求2所述的磁性芯，其中，
内包以与所述中腿部的轴向正交的平面将所述磁性芯切断所得的横截面的长方形的长边与短边之比在1.5以上。
4.根据权利要求2所述的磁性芯，其中，
所述两个芯凹部相对配置，并且所述两个凸面相对配置。
5.根据权利要求3所述的磁性芯，其中，
所述两个芯凹部相对配置，并且所述两个凸面相对配置。
6.根据权利要求2所述的磁性芯，其中，
所述磁性芯具备包括磁性粉末和树脂的复合材料的成形体及包括磁性粉末的压粉成形体中的至少一方。
7.根据权利要求3所述的磁性芯，其中，
所述磁性芯具备包括磁性粉末和树脂的复合材料的成形体及包括磁性粉末的压粉成形体中的至少一方。
8.根据权利要求4所述的磁性芯，其中，
所述磁性芯具备包括磁性粉末和树脂的复合材料的成形体及包括磁性粉末的压粉成形体中的至少一方。
9.根据权利要求5所述的磁性芯，其中，
所述磁性芯具备包括磁性粉末和树脂的复合材料的成形体及包括磁性粉末的压粉成形体中的至少一方。
10.根据权利要求2～9中任一项所述的磁性芯，其中，
将一对分割芯片组合而构成，
各分割芯片具备：一方的所述连结部；及从所述连结部竖立设置而形成所述中腿部的一部分的中腿片和形成所述各侧腿部的一部分的两个侧腿片。
11.一种电抗器，具备：
线圈，具备卷绕绕组而成的筒状的卷绕部，所述卷绕部具备向由该卷绕部的内周面包围的内侧空间而以凹陷方向互为反向的方式设置的两个线圈凹部；及
权利要求2～10中任一项所述的磁性芯，
各线圈凹部配置于所述中腿部的各芯凹部与所述各侧腿部的凸面之间，
所述卷绕部的除所述线圈凹部以外的部位没有被所述磁性芯覆盖而露出。
12.根据权利要求11所述的电抗器，其中，
所述侧腿部具备与所述卷绕部的从所述磁性芯露出的露出部位的一部分平齐的面。
13.根据权利要求11所述的电抗器，其中，
内包所述卷绕部的端面的长方形的长边与短边之比在1.5以上。
14.根据权利要求12所述的电抗器，其中，
内包所述卷绕部的端面的长方形的长边与短边之比在1.5以上。
15.根据权利要求11所述的电抗器，其中，
所述两个线圈凹部相对配置。
16.根据权利要求12所述的电抗器，其中，
所述两个线圈凹部相对配置。
17.根据权利要求13所述的电抗器，其中，
所述两个线圈凹部相对配置。
18.根据权利要求14所述的电抗器，其中，
所述两个线圈凹部相对配置。
19.根据权利要求11～18中任一项所述的电抗器，其中，
所述电抗器具备覆盖所述卷绕部的外周的至少一部分的树脂模塑部。
20.根据权利要求11～18中任一项所述的电抗器，其中，
所述绕组具备由扁线构成的导体线，
所述卷绕部的设置面及该设置面的相对面以及位于所述卷绕部的宽度方向的两侧的侧面包括由平坦的平面构成的部分。
21.根据权利要求19所述的电抗器，其中，
所述绕组具备由扁线构成的导体线，
所述卷绕部的设置面及该设置面的相对面以及位于所述卷绕部的宽度方向的两侧的侧面包括由平坦的平面构成的部分。
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