CN109961941B - 电抗器 - Google Patents

Abstract

一种电抗器，具备：绕线管，该绕线管具有筒状形状，卷绕有线圈；和芯，该芯插通于所述绕线管。所述芯具有四棱柱形状，并且包括顶端面和与所述顶端面正交的一对侧面，所述侧面为芯中的互为相反的面。所述绕线管，在与所述芯的所述侧面中的各侧面相对的所述绕线管的内表面，具有在所述绕线管的筒部的轴线方向上延伸并且与所述芯接触的凸条。

Description

电抗器

技术领域

本发明涉及电抗器(reactor)。电抗器是指包括线圈的被动元件(无源元件)，也有时称为“电感器(inductor)”。

背景技术

电抗器具备筒状的绕线管、卷绕于绕线管的线圈、以及插通于绕线管的芯。在日本特开2016-082047中，公开了这样的电抗器的一例。

发明内容

若芯的顶端面与侧面的交界带棱角，则在将芯向绕线管插通时芯的边缘(顶端面与侧面的交界)会与绕线管接触，而边缘有可能会缺损。典型地，若从磁性体的压粉烧结块对芯进行起模，则芯的顶端面与侧面正交，在顶端面与侧面的交界形成边缘。利用压粉烧结制作出的芯容易缺损，尤其是边缘容易缺损。本发明提供在将芯向绕线管插通时芯的边缘难以缺损的构造的电抗器。

本发明的技术方案的电抗器具备：绕线管，该绕线管具有筒状形状，卷绕有线圈；和芯，该芯插通于所述绕线管。所述芯具有四棱柱形状，并且包括顶端面和与所述顶端面正交的一对侧面。所述侧面为所述芯中的互为相反的面。所述绕线管，在与所述芯的所述侧面中的各侧面相对的所述绕线管的内表面，具有在所述绕线管的筒部的轴线方向上延伸并且与所述芯接触的凸条。在该电抗器中，凸条抵接于芯，与芯的所述侧面中的各侧面相对的绕线管的内表面在凸条之外不与芯接触。由此，芯的边缘(顶端面与侧面的交界)变得难以碰到绕线管的内表面，芯的边缘变得难以缺损。此外，芯的插通于绕线管的部位形成四棱柱形状即可。

在上述技术方案中，也可以是，所述各凸条的高度在朝向所述筒部的开口的方向上变低。在绕线管的筒部的开口附近，在芯与各凸条之间能够确保间隙，因此能够将芯顺畅地向绕线管插入。

在上述技术方案中，也可以是，所述芯具有第1芯部分和第2芯部分这至少2个芯部分，所述第1芯部分的顶端与所述第2芯部分的顶端在所述绕线管的内侧相对，所述绕线管，针对所述第1芯部分和所述第2芯部分中的各芯部分具有所述凸条。

本说明书所公开的技术的详情和进一步的改良在以下的“具体实施方式”中进行说明。

附图说明

以下将参照附图来说明本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，其中同样的附图标记表示同样的部件，并且其中：

图1是实施例的电抗器的立体图。

图2是电抗器的分解立体图。

图3是将绕线管的一部分放大了的立体图。

图4是以图3的单点划线IV切断了的绕线管的立体剖视图。

图5是以图1的单点划线V-V线切断了的电抗器的剖视图。

图6是第1变形例的电抗器的剖视图。

图7是第2变形例的电抗器的剖视图。

图8是成形第3变形例的绕线管的模具的剖视图。

图9是成形第3变形例的绕线管的模具的剖视图(注塑成型后)。

图10是打开了的状态的模具的剖视图。

具体实施方式

以后，参照附图对实施例的电抗器2进行说明。图1是电抗器2的立体图。电抗器2例如用于构成为在电动车的驱动系统中使蓄电池的电压升压的电压转换器。电动汽车的行驶用马达能够输出数十千瓦的动力，从蓄电池流动的电流为数十安培。由于在电抗器2中流动那样的大电流，所以内部电阻小的扁平线作为绕组而使用。此外，以下，为了便于说明，将图中表示的坐标系的Z轴的正方向定义为“上”方向，将Z轴的负方向定义为“下”方向。

在电抗器2中，在树脂制的绕线管20插通有磁性体的芯30，并且作为由扁平线形成的扁立线圈的线圈3a、3b安装于绕线管20。有时线圈3a、3b和芯30由树脂罩覆盖，但在本实施例中不提及树脂罩。

图2是电抗器2的分解立体图。芯包括一对U字型的芯部分30a、30b，将它们相对地配置，将形成环状的芯的U字型的芯部分30a、30b一并统称为芯30。

芯部分30b通过如下那样的方法来制作：将磁性体的粒子与树脂混合并进行压缩烧结，制造出压粉磁性体的块，之后，对压粉磁性体的块进行起模而获得芯部分30b。将冲压块(英文：punch block)压靠于与芯部分30b的上表面304相当的、压粉磁性体的块的面，冲成芯部分30b的形状。此外，上表面304为“侧面”的一例。因此，顶端面305与上表面304呈直角地相交，并且，顶端面305与下表面309也呈直角地相交。此外，下表面309为“侧面”的一例。在顶端面305与上表面304的交界形成边缘302，并且在顶端面305与下表面309的交界也形成边缘302。顶端面305与侧面的交界成为弯曲面301。省略了芯部分30a的各部分的附图标记的图示。芯部分30a也利用与芯部分30b相同的方法来制造，在顶端面305与上表面304(下表面309)的交界形成边缘302。

线圈3a、3b是将1根扁平线卷绕得到的，在电学角度，为1个线圈3。以下有时将线圈3a、3b统称为线圈3。

绕线管20由方筒状的一对筒部23和一对凸缘21、25构成。筒部23和凸缘21、25均为树脂制。所述筒部23与凸缘25为一体。所述筒部23以平行的方式连结于凸缘25。在凸缘25，设置有使线圈3的引线部3c通过的缝隙25a。在所述线圈3a、3b配置到筒部23之后，将凸缘21连结于筒部23的顶端。

U字状的芯部分30a的腿部被分别从凸缘21侧向绕线管20的筒部23插入。在间隔件31被分别从凸缘25侧插入到筒部23之后，U字状的芯部分30b的腿部被分别从凸缘25侧向绕线管20的筒部23插通。芯部分30a的顶端面305在筒部23的内部隔着间隔件31而与芯部分30b的顶端面305相对。绕线管20的各筒部23的内侧处的芯30的部位的形状为四棱柱状。

图3是将绕线管20的一部分放大了的立体图。图3是连结到凸缘25的筒部23的立体图。图3为安装由图2所示的凸缘21之前的绕线管20。图中的X方向与筒部23的轴线的方向相当。

在作为筒部23的内表面的、筒部23的底面231设置有凸条41a。凸条41a沿着筒部23的轴线(X方向)延伸。凸条41a在朝向筒部23的开口236a的方向上高度变低。虽然在图3中隐藏而看不到，但也在作为筒部23的内表面的、筒部23的上表面233设置有具有与设置于底面231的凸条41a同样的形状的凸条41a。作为筒部23的内表面的各侧面232以筒部23的轴线方向上的中央部分朝向另一方的侧面232突出的方式弯曲。

将由图3的单点划线IV切断了的绕线管20的立体图示于图4。在筒部23的轴线方向(X方向)上的底面231的中央设置有壁234。在上表面233的中央，也设置有具有与设置于底面231的壁234同样的形状的壁234。另外，在轴线方向上的各侧面232的中央设置有凸部235。在筒部23的轴向上的中央，通过壁234和凸部235而使筒部23的内侧截面积变窄。由图2所示的间隔件31嵌合于由壁234和凸部235划定出的空间。

各侧面232以随着朝向轴线方向上的筒部23的中央延伸而接近另一方的侧面232的方式弯曲。因此，各侧面232具有弯曲面235a。弯曲面235a、和芯部分30a、30b的侧面与顶端面305的交界的弯曲面301相对。

如前所述，在底面231，设置有在轴线方向上延伸的凸条41a。凸条41a在轴线方向上延伸至筒部23的中央附近的位置。凸条41a在朝向开口236a的方向上高度变低。在筒部23的开口236b侧，在底面231设置有凸条41b。凸条41b也在轴线方向(X方向)上延伸，并在朝向开口236b的方向上高度变低。虽然在图4中没有出现，但在上表面233，以与设置于底面231的凸条41a、41b中的各凸条相对的方式，设置有具有与设置于底面231的凸条41a、41b同样的形状的凸条41a、41b。

图5为沿着图1的单点划线V-V的截面。图5的截面示出了通过凸条41b(参照图4)的截面。在图5中，将芯部分30a、30b利用假想线描绘出来。

如前所述，在底面231的壁234与上表面233的壁234之间夹着间隔件31。在相对的底面231与上表面233的各面设置有凸条41a。在上述凸条41a之间，夹着芯部分30a。凸条41a与芯部分30a接触。如前所述，在芯部分30a中，上表面304与顶端面305正交，在上表面304与顶端面305的交界形成有边缘302。同样地，在芯部分30a中，下表面309与顶端面305正交，在下表面309与顶端面305之间形成有边缘302。在将芯部分30a从筒部23的开口236a侧插入时，若边缘302与筒部23的内表面接触，则边缘302有可能会缺损。芯部分30a由将磁性体的粒子与树脂混合并进行了压缩烧结而得到的压粉磁性体制作出，尤其是边缘302容易缺损。筒部23在其内表面的相对的底面231与上表面233的各面具备在筒部23的轴线方向上延伸的凸条41a，芯部分30a与2个凸条41a这双方接触。芯部分30a除了凸条41a之外不与筒部23接触。在将芯部分30a向开口236a插入时，芯部分30a的上表面304和下表面309被凸条41a引导，可防止边缘302与筒部23接触而缺损的情形。

对于芯部分30b，也在筒部23的上表面233和底面231的各面设置有凸条41b。凸条41b也在筒部23的轴线方向上延伸，并在朝向开口236b的方向上其高度变低。2个凸条41b这双方与芯部分30b接触。芯部分30b除了凸条41b之外不与筒部23接触。在将芯部分30b向开口236b插入时，芯部分30b的上表面304和下表面309被凸条41b引导。由此，可防止顶端面305与上表面304以及顶端面305与下表面309的交界的边缘302因与筒部23的内表面的接触而缺损的情形。

各凸条41a在朝向开口236a的方向上高度变低。在开口236a的附近，在芯部分30a与凸条41a之间可确保间隙，因此容易将芯部分30a向筒部23插入。随着芯部分30a向筒部23的里头移动而芯部分30a与凸条41a之间的间隙变小，最终芯部分30a与凸条41a接触。通过使各凸条41a的高度在朝向开口236a的方向上变低，芯部分30a被顺畅地向凸条41a引导，因此即使与凸条41a接触，边缘302也变得难以缺损。凸条41b与芯部分30b的关系也和凸条41a与芯部分30a的关系同样，芯部分30b的边缘302也变得难以缺损。

图6为第1变形例的电抗器2a的剖视图。图6的剖视图与图5的剖视图相对应。电抗器2a在绕线管20a的筒部23a的相对的底面231和上表面233，具备凸条141a、141b。凸条141a、141b在筒部23a的轴线方向(图中的X方向)上延伸。在2个凸条141a之间夹着芯部分30a，在2个凸条141b之间夹着芯部分30b。

在所述实施例的电抗器2中，凸条41a、41b在朝向筒部23的开口236a、236b的方向上高度变低，但在第1变形例的电抗器2a中，凸条141a、141b的高度为恒定。虽然优选如实施例的电抗器2的凸条41a、41b那样随着朝向开口而高度变低，但即使是第1变形例的电抗器2a，也起到芯部分30a、30b的边缘302变得难以缺损这一效果。

图7为第2变形例的电抗器2b的剖视图。图7的剖视图与图5的剖视图相对应。电抗器2b在绕线管20b的筒部23b的相对的底面231和上表面233，具备凸条241a、241b。凸条241a、241b在筒部23a的轴线方向(图中的X方向)上延伸。在2个凸条241a之间夹着芯部分30a，在2个凸条241b之间夹着芯部分30b。

在第2变形例的电抗器2b中，凸条241a、241b的高度大致遍及全长为恒定，但在靠近开口236a、236b的一端进行了倒角，而形成有斜面244。凸条241a在靠近开口236a的端部，具有高度在朝向开口236a的方向上变低的斜面244。凸条241b也同样地，在靠近开口236b的端部，具有高度在朝向开口236b的方向上变低的斜面244。第2变形例的电抗器2b也能够起到芯部分30a、30b的边缘302变得难以缺损这一效果。

参照图8～图10，关于第3变形例的绕线管20c，包括其制造方法地进行说明。图8为用于对绕线管20c进行注塑成形的模具50的剖视图。图9为向模具50的腔55进行了注塑成形的绕线管20c的剖视图。图10为打开了的模具50和绕线管20c的剖视图。此外，在图8～图10中，示出了尚未安装应设置于图中左侧的凸缘的绕线管20c。如前所述，左侧的凸缘(图2的凸缘21)在之后的工序中安装于绕线管20c。

如图4所示那样，在所述实施例的绕线管20中，开口236a侧的凸条41a和开口236b侧的凸条41b在筒部23的轴线方向(X方向)上没有呈一条直线地排列。在第3变形例的绕线管20c中，如图10所示那样，图中左侧的开口侧的凸条341a、和图中右侧的开口侧的凸条341b呈一条直线地排列。在该情况下，对于用于形成筒部的内侧的空间的模具50而言，凸条341a与凸条341b之间的绕线管20c的部分会成为底切(英文：undercut)。模具50构成为防止凸条341a与凸条341b之间的底切的形成。

图8为模具50的剖视图。模具50具备左模51和右模52。左模51具备防止在绕线管20c形成底切的滑模53a、53b。模具50的腔55形成绕线管20c的形状。

如图9所示，向腔55注射熔融树脂，形成绕线管20c。若熔融树脂凝固，则使滑模53a向上方移动，并且使滑模53b向下方移动(图10)。滑模53a、53b贯通绕线管20c的筒部23c，滑模53a、53b脱离后的区域成为筒部23c的上侧面以及下侧面处的贯通孔239。在作为产品的绕线管20c中，在绕线管20c的上表面以及下表面设置有贯通孔239，贯通孔239在绕线管20c的轴线方向(X方向)上，与凸条341a、341b的靠近绕线管中央的一端相邻地设置。

如上所述，绕线管20c通过树脂的注塑成形而制作。在针对被从绕线管的各侧向绕线管插通的2个芯部分的各芯部分而在绕线管设置有凸条的情况下，有时，对于对绕线管进行注塑成形的模具而言，凸条之间的、绕线管的部分会成为底切(绕线管20c)。在绕线管20c的轴线方向上，与凸条341a、341b的靠近绕线管中央的一端相邻地设置的贯通孔239成为供用于消除底切的滑模53a、53b插通的部位。

对于实施例中说明了的技术相关的注意点进行叙述。实施例的电抗器具有环状的芯，在该芯的2处安装有绕线管的筒部和线圈。本说明书所公开的技术也能够适用于由单纯的四棱柱形状的芯、具有1个筒部的绕线管、以及1个线圈形成的电抗器。

以上，对本发明的具体例详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书。在权利要求书所记载的技术中，包括对以上例示出的具体例进行的各种各样的变形、变更。本说明书或附图中说明了的技术要素是通过单独或各种组合来发挥技术上的有用性的要素，不限定于申请时权利要求记载的组合。另外，本说明书或附图中例示出的技术能够同时达到多个目的，达成其中一个目的本身就具有技术上的有用性。

Claims (3)

1.一种电抗器，其特征在于，具备：

绕线管，该绕线管具有筒状形状，卷绕有线圈；和

芯，该芯插通所述绕线管，

所述芯具有四棱柱形状，并且包括顶端面和与所述顶端面正交的一对侧面，所述侧面为芯中的互为相反的面，

所述绕线管，在与所述芯的所述侧面中的各侧面相对的所述绕线管的内表面，具有在所述绕线管的筒部的轴线方向上延伸并且与所述芯接触的凸条。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，

各所述凸条的高度在朝向所述筒部的开口的方向上变低。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，

所述芯至少具有第1芯部分和第2芯部分这两个芯部分，

所述第1芯部分的顶端与所述第2芯部分的顶端在所述绕线管的内侧相对，

所述绕线管，针对所述第1芯部分和所述第2芯部分中的各芯部分具有所述凸条。

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