CN110326069B - 电抗器 - Google Patents
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Abstract
一种电抗器,具备:线圈,具有卷绕部;磁芯,具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部;及内侧夹设构件,确保所述卷绕部与所述内侧芯部之间的绝缘,其中,所述内侧夹设构件具备:薄壁部,由于所述内侧夹设构件的内周面侧凹陷而厚度变薄;及厚壁部,厚度比所述薄壁部厚,所述内侧芯部在与所述内侧夹设构件相对的外周面具备芯侧凸部,该芯侧凸部具有沿着所述薄壁部的内周面形状的形状,所述薄壁部的厚度为0.2mm以上且1.0mm以下,所述厚壁部的厚度为1.1mm以上且2.5mm以下,所述内侧芯部与所述内侧夹设构件实质上紧贴,在所述内侧夹设构件与所述卷绕部之间的至少一部分具有间隙。
Description
技术领域
本发明涉及电抗器。
本申请主张基于2017年2月28日提出的日本国申请的特愿2017-035999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
例如专利文献1、2公开了在混合动力汽车等电动车辆的转换器中利用的作为磁性零件的电抗器。专利文献1、2的电抗器具备:具有一对卷绕部的线圈;一部分配置于卷绕部的内部的磁芯;及确保线圈与磁芯之间的绝缘的线轴(绝缘夹设构件)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-253289号公报
专利文献2:日本特开2013-4531号公报
发明内容
本公开的电抗器具备:
线圈,具有卷绕部;
磁芯,具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部;及
内侧夹设构件,确保所述卷绕部与所述内侧芯部之间的绝缘,
其中,
所述内侧夹设构件具备:薄壁部,由于所述内侧夹设构件的内周面侧凹陷而厚度变薄;及厚壁部,厚度比所述薄壁部厚,
所述内侧芯部在与所述内侧夹设构件相对的外周面具备芯侧凸部,该芯侧凸部具有沿着所述薄壁部的内周面形状的形状,
所述薄壁部的厚度为0.2mm以上且1.0mm以下,所述厚壁部的厚度为1.1mm以上且2.5mm以下,
所述内侧芯部与所述内侧夹设构件实质上紧贴,
在所述内侧夹设构件与所述卷绕部之间的至少一部分具有间隙。
附图说明
图1是实施方式1所示的具备具有一对卷绕部的线圈的电抗器的概略立体图。
图2是实施方式1所示的电抗器的组合体的分解立体图。
图3是图1的III-III剖视图及其局部放大图。
图4是表示具备与图3不同的夹设侧凹部的内侧夹设构件与在其内外配置的内侧芯部及卷绕部的位置关系的局部放大图。
图5是实施方式1所示的内侧芯部的概略立体图。
图6是与图5不同的内侧芯部的概略立体图。
具体实施方式
[本公开要解决的课题]
伴随着近年来的电动车辆的发展而要求电抗器的性能的提高。例如,要求通过提高电抗器的散热性而抑制由于热量充满于电抗器引起的电抗器的磁特性的变化。而且,电抗器要求小型且磁特性优异的情况。为了满足这样的要求,进行电抗器的结构的再研讨。
因此,本公开的目的之一在于提供散热性优异的电抗器。而且,本公开的目的之一在于提供小型且磁特性优异的电抗器。
[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方式进行说明。
内侧夹设构件多通过注塑成形而形成。注塑成形品的尺寸在内侧夹设构件的厚度变薄时容易变动。因此,以往,将内侧夹设构件的厚度设为一定以上(例如2.5mm以上),或者如专利文献1、2记载那样在内侧夹设构件设置肋等而提高内侧夹设构件的尺寸精度。然而,在这样的结构中,卷绕部与内侧芯部的距离增大。因此,从内侧芯部向卷绕部的散热性存在制约,在使卷绕部的截面积恒定的情况下,无法将配置在卷绕部的内部的内侧芯部的磁路截面积增大为一定以上。本申请发明者们鉴于这些点,完成了以下所示的实施方式的电抗器。
<1>实施方式的电抗器具备:
线圈,具有卷绕部;
磁芯,具有配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部;及
内侧夹设构件,确保所述卷绕部与所述内侧芯部之间的绝缘,
其中,
所述内侧夹设构件具备:薄壁部,由于所述内侧夹设构件的内周面侧凹陷而厚度变薄;及厚壁部,厚度比所述薄壁部厚,
所述内侧芯部在与所述内侧夹设构件相对的外周面具备芯侧凸部,该芯侧凸部具有沿着所述薄壁部的内周面形状的形状,
所述薄壁部的厚度为0.2mm以上且1.0mm以下,所述厚壁部的厚度为1.1mm以上且2.5mm以下,
所述内侧芯部与所述内侧夹设构件实质上紧贴,
在所述内侧夹设构件与所述卷绕部之间的至少一部分具有间隙。
在通过向模具内注入树脂的注塑成形来制造内侧夹设构件的情况下,向模具的间隙宽的部位注入的树脂成为厚壁部,向模具的间隙窄的部位注入的树脂成为薄壁部。模具的间隙宽的部分起到使树脂快速地遍布模具的间隙整体的功能。因此,既具备厚度比以往薄的薄壁部也具备厚度为规定厚度以上的厚壁部的内侧夹设构件容易按照设计尺寸那样制造。为了使内侧夹设构件实质上紧贴于内侧芯部的外周而在内侧芯部模制树脂或者向内侧夹设构件压入内侧芯部。无论在何种情况下,内侧夹设构件都能够按照设计尺寸那样制造,由此能够成为使内侧夹设构件实质上紧贴于内侧芯部的外周的状态。在此,无论是在内侧芯部模制树脂的情况,还是向内侧夹设构件压入内侧芯部的情况,都存在有在内侧芯部与内侧夹设构件的界面的一部分形成隔离部位的情况。因此,即使在上述界面的一部分存在隔离部位,只要隔离部位占界面整体的总面积小(例如,只要为40%以下或20%以下),就可看作内侧芯部与内侧夹设构件实质上紧贴。
当上述内侧夹设构件的尺寸的变动小时,即使以内侧夹设构件与卷绕部之间的间隙减小的方式设计内侧夹设构件,也能够抑制无法向卷绕部插入内侧夹设构件这样的不良情况。
由于能够减小上述间隙,从而能够减小从内侧芯部至卷绕部的距离,能够提高从内侧芯部向卷绕部的散热性。而且,由于内侧芯部与内侧夹设构件实质上紧贴,因此两者之间的导热性良好,能够提高从内侧芯部向卷绕部的散热性。特别是在实施方式的电抗器中,在薄壁部的凹部(以下,有时称为夹设侧凹部)配置内侧芯部的芯侧凸部,因此从芯侧凸部至卷绕部的散热距离短,其结果是,能够提高电抗器的散热性。
另外,由于能够减小上述间隙,从而不用增大卷绕部而能够增大卷绕部内的内侧芯部的磁路截面积。特别是在实施方式的电抗器中,由于在内侧夹设构件的夹设侧凹部配置内侧芯部的芯侧凸部而内侧芯部的磁路截面积增大。因此,不用改变卷绕部的大小,与使用了不具有夹设侧凹部的以往的内侧夹设构件的电抗器相比能够增大内侧芯部的磁路截面积。
此外,实施方式的结构具有利用与内侧芯部的外周紧贴的内侧夹设构件容易抑制内侧芯部的磁致伸缩振动这样的优点。
<2>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举所述内侧夹设构件由在所述内侧芯部的外部模制形成的树脂构成的方式。
在将内侧芯部配置于模具内并在内侧芯部的外部模制树脂而形成内侧夹设构件的情况下,向内侧芯部的外周面与模具的内周面的间隙宽的部位注入的树脂成为厚壁部,向模具的间隙窄的部位注入的树脂成为薄壁部。通过对内侧芯部进行树脂模制来形成内侧夹设构件,由此能够使内侧芯部与内侧夹设构件可靠地紧贴。而且,能够将内侧芯部和内侧夹设构件一体处理,因此能够提高电抗器的生产性。
<3>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举所述薄壁部的厚度与所述厚壁部的厚度之差为0.2mm以上的方式。
通过将薄壁部与厚壁部之差设为0.2mm以上,能够更充分地确保向与薄壁部对应的模具的狭小部位的树脂的填充性,并能够减小内侧夹设构件的尺寸的变动。
<4>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举所述薄壁部的厚度为0.2mm以上且0.7mm以下,所述厚壁部的厚度为1.1mm以上且2.0mm以下的方式。
通过将薄壁部的厚度设为上述范围,能够充分缩短卷绕部与内侧芯部的芯侧凸部之间的距离,能够进一步提高电抗器的散热性。而且,通过将厚壁部的厚度设为上述范围,能够更进一步减小内侧夹设构件的尺寸的变动。
<5>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举所述厚壁部和所述薄壁部沿所述内侧夹设构件的周向分散地存在多个的方式。
在制造具备上述结构的内侧夹设构件的模具中,在注入树脂时,树脂容易遍布模具的间隙整体,容易制造出尺寸的变动小的内侧夹设构件。即,具备上述结构的内侧夹设构件是其尺寸的变动小的内侧夹设构件,能够提高电抗器的散热性和磁特性。特别是如果成为沿着模具中的注入树脂的间隙的周向交替地排列有间隙窄的部分和间隙宽的部分的状态,则树脂更容易遍布模具的间隙整体。如果是这样的模具,则能够高尺寸精度地制造出厚壁部和薄壁部沿着内侧夹设构件的周向交替排列的内侧夹设构件。
<6>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举至少一部分的所述厚壁部到达所述内侧夹设构件的在所述卷绕部的轴向上的端面的方式。
在利用注塑成形来制造内侧夹设构件的情况下,多从模具中的成为内侧夹设构件的端面的位置注入树脂。这种情况下,内侧夹设构件的端面成为树脂的入口,因此如果与厚壁部对应的大的间隙处于该树脂的入口,则内侧夹设构件的成形性提高。在此,在制造具备到达内侧夹设构件的端面的厚壁部的内侧夹设构件的情况下,在树脂的入口形成与厚壁部对应的间隙变宽的部分。因此,上述结构的内侧夹设构件的成形性优异,即使薄壁部的厚度薄也能够高精度地制造。
<7>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举所述内侧夹设构件的外周面是沿着所述卷绕部的内周面的形状的方式。
如果内侧夹设构件的外周面是沿着卷绕部的内周面形状的形状,则内侧夹设构件与卷绕部之间的间隙几乎消失,容易减小内侧夹设构件的外周面与卷绕部的内周面之间的间隙。其结果是,容易提高电抗器的散热性和磁特性。
<8>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举所述内侧夹设构件的厚度从所述薄壁部朝向所述厚壁部逐渐增加的方式。
通过设为内侧夹设构件的厚度从薄壁部朝向厚壁部逐渐增加的方式,能够提高内侧夹设构件的成形性。在厚度从薄壁部朝向厚壁部逐渐增加的结构中,可列举例如从薄壁部朝向厚壁部由曲面构成,或者由倾斜面构成的情况。通过上述结构而内侧夹设构件的成形性提高是因为,在注塑成形内侧夹设构件时,向模具中的成为厚壁部的部分注入的树脂容易朝向成为薄壁部的部分流入的缘故。
<9>作为实施方式的电抗器的一方式,
可列举在所述内侧夹设构件与所述卷绕部之间形成的所述间隙超过0mm且为0.3mm以下的方式。
如果上述间隙超过0mm且为0.3mm以下,则能够进一步提高电抗器的散热性和磁特性。
[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。图中的同一标号表示同一名称物。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,由权利要求书公开,意图包括与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。
<实施方式1>
《整体结构》
图1所示的电抗器1具备将线圈2、磁芯3、绝缘夹设构件4组合而成的组合体10。作为该电抗器1的特征之一,可以列举绝缘夹设构件4的一部分(后述的图2、3的内侧夹设构件41)的形状与以往不同的情况。首先,基于图1、2而简单地说明了电抗器1的各结构之后,参照图3~5,详细说明内侧夹设构件41的形状、内侧夹设构件41与在其内外配置的磁芯3及卷绕部2A、2B的关系。
《线圈》
本实施方式的线圈2具备并列的一对卷绕部2A、2B和将两卷绕部2A、2B连结的连结部2R。线圈2的两端部2a、2b从卷绕部2A、2B被引出,与未图示的端子构件连接。经由该端子构件,在线圈2连接进行电力供给的电源等外部装置。本例的线圈2具备的各卷绕部2A、2B相互以相同的匝数、相同的卷绕方向形成为大致方筒状,以各轴方向成为平行的方式并列。在各卷绕部2A、2B中,匝数或绕组的截面积也可以不同。而且,本例的连结部2R通过将各卷绕部2A、2B的绕组的端部彼此利用焊接或压接等进行接合而形成。该线圈2也可以将没有接合部的一根绕组卷绕成螺旋状而形成。
包含卷绕部2A、2B的线圈2可以利用包覆线构成,该包覆线在由铜或铝、镁或其合金这样的导电性材料构成的扁线或圆线等的导体的外周具备由绝缘性材料构成的绝缘包覆。在本实施方式中,导体由铜制的扁线构成,绝缘包覆将由瓷漆(代表性地为聚酰胺酰亚胺)构成的包覆扁线形成为扁立卷绕,由此形成各卷绕部2A、2B。
《磁芯》
如图2所示,本例的磁芯3可以分为内侧芯部31、31和外侧芯部32、32。内侧芯部31是在线圈2的卷绕部2A、2B的内部配置的部分,在本例中处于后述的内侧夹设构件41的内部,在图2中处于看不见的位置。本例的内侧芯部31通过将分割成两部分的结构组合而构成。在此,内侧芯部31是指磁芯3中的沿着线圈2的卷绕部2A、2B的轴向的部分。例如,从卷绕部2A、2B的内部向端面的外侧突出的部分也是内侧芯部31的一部分。该内侧芯部31的整体的概略形状是与卷绕部2A(2B)的内部形状对应的形状,在本例的情况下为大致长方体状。
在本例的内侧芯部31的外周面形成有凹凸形状。该内侧芯部31的外周面的凹凸形状对应于后述的内侧夹设构件41的内周面形状。关于该凹凸形状的详细结构,参照图3~图6,在后文进行说明。
外侧芯部32是在卷绕部2A、2B的外部配置的部分,具备将一对内侧芯部31、31的端部连结的形状。本例的各外侧芯部32形成为长方体状。该外侧芯部32的下表面与线圈2的卷绕部2A、2B的下表面大致齐平(参照图1)。当然,两下表面也可以不齐平。
两芯部31、32可以由包含软磁性粉末和树脂的复合材料的成形体构成。软磁性粉末是由铁等铁族金属或其合金(Fe-Si合金、Fe-Si-Al合金、Fe-Ni合金等)等构成的磁性粒子的集合体。在磁性粒子的表面也可以形成由磷酸盐等构成的绝缘包覆。而且,作为树脂,可以利用例如环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等热固化性树脂、或聚苯硫醚(PPS)树脂、尼龙6、尼龙66这样的聚酰胺(PA)树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂等热塑性树脂等。
在将复合材料设为100%时,复合材料中的软磁性粉末的含量可列举50体积%以上且80体积%以下。通过使磁性体粉末为50体积%以上而磁性成分的比例充分高,因此容易提高饱和磁通密度。当磁性体粉末为80体积%以下时,能够形成为磁性体粉末与树脂的混合物的流动性高且成形性优异的复合材料。磁性体粉末的含量的下限可列举60体积%以上。而且,磁性体粉末的含量的上限可列举75体积%以下,进而70体积%以下。
与本例不同,两芯部31、32也可以由对于包含软磁性粉末的原料粉末进行加压成形而形成的压粉成形体构成。软磁性粉末可以利用与复合材料的成形体能够使用的软磁性粉末相同的粉末。也可以将内侧芯部31和外侧芯部32中的一方设为复合材料的成形体,将另一方设为压粉成形体。
《绝缘夹设构件》
绝缘夹设构件4是确保线圈2与磁芯3之间的绝缘的构件,由夹设在卷绕部2A、2B的内周面与内侧芯部31的外周面之间的内侧夹设构件41、41和夹设在卷绕部2A、2B的端面与外侧芯部32之间的端面夹设构件42构成。在本例中,绝缘夹设构件4以与内侧芯部31一体化的一对模制芯构件5A、5B的方式使用。本例的模制芯构件5A、5B可以设为同一形状,也可以在处于配置卷绕部2A、2B的端部2a、2b一侧的模制芯构件5A和处于配置连结部2R一侧的模制芯构件5B中为不同的形状。
模制芯构件5A、5B是一对内侧芯部31、将各内侧芯部31的外周覆盖的一对内侧夹设构件41、41、框状的端面夹设构件42成为一体的大致π字状的构件。在将内侧芯部31配置在模具内并通过向模具内注入树脂而形成内侧夹设构件41和端面夹设构件42的模制芯构件5A、5B的制造中,从模具的内周面使内侧芯部31分离,使用决定内侧芯部31在模具内的位置的定位构件。因此,在模制芯构件5A、5B中,成为定位构件埋设于内侧夹设构件41的状态,即定位构件构成内侧夹设构件41的一部分的状态。鉴于这一点,定位构件优选由绝缘性树脂构成。更优选的是,为了使内侧夹设构件41的热膨胀系数一致而利用相同种类的绝缘性树脂构成包含定位构件的内侧夹设构件41整体。
在端面夹设构件42的线圈2侧的面上形成有将卷绕部2A、2B的轴向端部收纳的两个匝收纳部42s(特别是参照模制芯构件5B)。匝收纳部42s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构件42进行面接触而形成。而且,在端面夹设构件42的线圈2侧的面上设有分隔部42d,该分隔部42d配置于卷绕部2A、2B之间并使卷绕部2A、2B隔离。
在此,在本例的模制芯构件5A、5B中,内侧夹设构件41、41与端面夹设构件42一体成形,模制芯构件5A的双点划线所示的部分是内侧夹设构件41、41。
具备上述结构的绝缘夹设构件4可以由例如PPS树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6或尼龙66这样的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,可以利用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等热固化性树脂等来形成绝缘夹设构件4。可以使上述树脂含有陶瓷填料,来提高绝缘夹设构件4的散热性。作为陶瓷填料,例如,可以利用氧化铝或二氧化硅等的非磁性粉末。
《其他结构》
本例的电抗器1为无壳的结构,但是也可以设为在壳体的内部配置有组合体10的结构。
《内侧夹设构件与内侧芯部及卷绕部的关系》
图3是与图1的卷绕部2A、2B的轴向正交的III-III剖视图。在该图3中,省略连结部2R的图示。而且,在图3中,夸张地表示各构件的形状、间隙。
如图3的圆形包围放大图所示,内侧夹设构件41在其内周面410形成有多个夹设侧凹部411。内侧夹设构件41具备:薄壁部41a,由于夹设侧凹部411而内周面410凹陷从而厚度变薄;及厚壁部41b,厚度比薄壁部41a厚。
与夹设侧凹部411的延伸方向(图3的纸面进深方向,与卷绕部2A、2B的轴向相同)正交的截面中的夹设侧凹部411的内周面形状没有特别限定。例如,可以如图3所示将夹设侧凹部411的内周面形状设为半圆弧状,也可以如图4所示设为大致矩形形状。此外,夹设侧凹部411的内周面形状也可以设为V槽形状或燕尾槽形状。
薄壁部41a的厚度t1设为0.2mm以上且1.0mm以下,厚壁部41b的厚度t2设为1.1mm以上且2.5mm以下。在此,如图3、4所示,薄壁部41a的厚度t1是与夹设侧凹部411的最深的位置对应的部分的厚度,即薄壁部41a的最小厚度。薄壁部41a的厚度t1与以往的均匀的厚度的内侧夹设构件的厚度(例如,2.5mm)相比明显薄。而且,厚壁部41b的厚度t2是夹设侧凹部411不存在的部分的最大厚度。
在内侧芯部31的外周利用注塑成形来制造具备上述结构的内侧夹设构件41的情况下,向注塑成形的模具与内侧芯部31之间的间隙(以下,模具的间隙)宽的部位注入的树脂成为厚壁部41b,向模具的间隙窄的部位注入的树脂成为薄壁部41a。模具的间隙宽的部分发挥使树脂快速地遍及模具的间隙整体的作用。因此,既具备厚度比以往薄的薄壁部41a也具备厚度为规定厚度以上的厚壁部41b的内侧夹设构件41容易按照设计尺寸那样制造,能够成为内侧夹设构件41实质上紧贴于内侧芯部31的外周整体的状态。当内侧夹设构件41的尺寸的变动小时,能够以使内侧夹设构件41与卷绕部2A、2B之间的外侧间隙c2减小的方式设计内侧夹设构件41。即使外侧间隙c2减小,由于内侧夹设构件41的尺寸精度高,因此无法向卷绕部2A、2B插入内侧夹设构件41这样的不良情况也难以产生。
考虑到内侧夹设构件41的成形性,多个夹设侧凹部411优选沿内侧夹设构件41的内周面410的周向分散地存在。换言之,该结构是厚壁部41b与薄壁部41a沿着内侧夹设构件41的周向分散地存在多个的结构。在制造该内侧夹设构件41的模具中,成为沿着模具的注入树脂的间隙的周向交替地排列有间隙窄的部分和间隙宽的部分的状态。如果是这样的模具,则在注入树脂时,树脂容易遍布模具的间隙整体,容易制造尺寸的变动小的内侧夹设构件41。特别是如本例那样,如果是薄壁部41a和厚壁部41b沿着内侧夹设构件41的轴向的结构,则成形时的向模具内的树脂的填充更容易。
另外,考虑到内侧夹设构件41的成形性,优选至少一部分的厚壁部41b到达内侧夹设构件41的在卷绕部2A、2B的轴向上的端面。优选全部的厚壁部41b到达图2所示的内侧夹设构件41的端面。在利用注塑成形来制造内侧夹设构件41的情况下,多从模具中的成为内侧夹设构件41的端面的位置注入树脂。这种情况下,如果成为树脂的入口的位置的模具的间隙大,则内侧夹设构件41的成形性提高。即,具备到达内侧夹设构件41的端面的厚壁部41b的内侧夹设构件41的成形性优异,即使薄壁部41a的厚度减薄,也能够高精度地制造。
另一方面,在上述内侧夹设构件41的内部配置的内侧芯部31具备在其外周面(芯外周面319)上形成的芯侧凸部311(一并参照图5)。在本例中,在内侧芯部31模制内侧夹设构件41,因此在内侧夹设构件41的内周面410形成的夹设侧凹部411形成为与芯侧凸部311对应的形状。如已述那样,形成夹设侧凹部411的内侧夹设构件41的薄壁部41a比以往的厚度均匀的内侧夹设构件薄。因此,具备在夹设侧凹部411配置的芯侧凸部311的内侧芯部31的磁路截面积可靠地比以往的内侧芯部增大芯侧凸部311的量。
内侧夹设构件41的外周面419优选设为沿着卷绕部2A、2B的内周面形状的形状。由此,容易减小内侧夹设构件41的外周面419与卷绕部2A、2B的线圈内周面210之间的外侧间隙c2。具体而言,容易将外侧间隙c2形成为超过0mm且0.3mm以下。由于能够减小外侧间隙c2,从而能够减小从内侧芯部31至卷绕部2A、2B的距离,能够提高从内侧芯部31向卷绕部2A、2B的散热性,并能够增大内侧芯部31的磁路截面积。考虑到内侧夹设构件41向卷绕部2A、2B的内部的插入的容易度、从内侧芯部31向卷绕部2A、2B的散热性的提高效果、及内侧芯部31的磁路截面积的增加效果,外侧间隙c2优选设为0.2mm以下,进而设为0.1mm以下。
[更优选的结构]
关于与厚壁部41b对应的模具的间隙宽的部分,考虑到使内侧夹设构件41的成形性良好的情况,优选将薄壁部41a的厚度t1与厚壁部41b的厚度t2之差(厚度t2-厚度t1)设为0.2mm以上。在利用具体的数值来规定薄壁部41a和厚壁部41b时,优选薄壁部41a的厚度t1为0.2mm以上且0.7mm以下,厚壁部41b的厚度t2为1.1mm以上且2.0mm以下,更优选薄壁部41a的厚度t1为0.2mm以上且0.5mm以下,厚壁部41b的厚度t2为1.1mm以上且2.0mm以下。
通过设为内侧夹设构件41的厚度从薄壁部41a朝向厚壁部41b逐渐增加的方式,能够提高内侧夹设构件41的成形性。这是因为,在注塑成形内侧夹设构件41时,向模具中的成为厚壁部41b的部分注入的树脂容易流入成为薄壁部41a的部分。作为上述方式的具体例,例如图3、4所示,可列举将薄壁部41a的宽度方向缘部(厚壁部41b所在的方向的缘部)设为向内侧夹设构件41的外方侧凹陷的带有圆角的形状。此外,也优选将厚壁部41b的宽度方向缘部(薄壁部41a所在的方向的缘部)设为向内侧夹设构件41的外方侧凸出的带有圆角的形状。上述宽度方向缘部可以设为圆弧状,这种情况下,圆弧的曲率半径可以设为0.05mm以上且20mm以下,进而设为0.1mm以上且10mm以下。当圆弧的曲率半径较大时,如图3所示,薄壁部41a的宽度方向缘部与厚壁部41b的宽度方向缘部相连,内侧夹设构件41的内周面410成为波形形状。如果圆弧的曲率半径较小,则如图4所示,内侧夹设构件41的内周面410成为角修圆的矩形槽状的夹设侧凹部411排列的形状。此外,也可以设为角修圆的V字槽状的夹设侧凹部411排列的形状。
在内侧芯部31的外周模制内侧夹设构件41的结构中,如图5所示,内侧芯部31优选设为具备在芯外周面319形成的多个芯侧凸部311的方式。图5的芯侧凸部311形成为沿着内侧芯部31的轴向的突条,各芯侧凸部311沿芯外周面319的周向隔开规定的间隔地配置。如果是这样的内侧芯部31,则在从内侧芯部31的端面侧模制树脂时,树脂容易遍及芯外周面319整体。这是因为,在芯侧凸部311之间形成的槽部使内侧芯部31的轴向上的树脂的移动顺畅,树脂从槽部的位置也向芯侧凸部311的外周遍布的缘故。在使用了该内侧芯部31的情况下,内侧夹设构件41的夹设侧凹部411成为从内侧夹设构件41的轴向(与卷绕部2A、2B的轴向相同)上的一端侧的端面扩及至另一端侧的端面的形状。
也可以设为图6所示那样的具备与内侧芯部31对应的内周面的内侧夹设构件。图6的内侧芯部31具备内侧芯部31的轴向的一端侧的芯侧凸部311与另一端侧的芯侧凸部311沿内侧芯部31的周向偏离的结构。在从该内侧芯部31的两端面侧注入树脂的情况下,出于与图5的结构同样的理由,在内侧芯部31的芯外周面319整体容易遍布树脂。此外,也可以将芯侧凸部311进一步沿内侧芯部31的轴向延长,使沿一端侧的周向相邻的芯侧凸部311之间的槽与沿另一端侧的周向相邻的芯侧凸部311之间的槽啮合。
《电抗器的制造方法》
实施方式1的电抗器1通过单独地制造线圈2、模制芯构件5A、5B及外侧芯部32、32并组合而能够制造。具体而言,向线圈2的卷绕部2A、2B的内部插入模制芯构件5A、5B的内侧夹设构件41、41,并在模制芯构件5A、5B的端面夹设构件42的外侧配置外侧芯部32、32。外侧芯部32通过粘结剂等而能够与端面夹设构件42接合。
<变形例1-1>
磁芯3与绝缘夹设构件4的分割状态并非限定为实施方式1的例示。例如,也可以使用将约一半的长度的一对内侧芯部31和一个外侧芯部32利用绝缘夹设构件4的材料来模制的大致π字状的一对模制芯构件。而且,也可以使用将遍及卷绕部2A(2B)的全长的一个内侧芯部31和一个外侧芯部32利用绝缘夹设构件4的材料来模制的大致L字状的一对模制芯构件。此外,也可以准备将遍及卷绕部2A(2B)的全长的内侧芯部31利用内侧夹设构件41来模制的两个构件,向其组合两个外侧芯部32来构成磁芯3和绝缘夹设构件4。
<变形例1-2>
与实施方式1的模制芯构件不同,也可以使用如下的压入芯构件:在利用注塑成形而形成了内侧夹设构件41之后,向该内侧夹设构件41压入内侧芯部31。如果是向内侧夹设构件41压入内侧芯部31的结构,则能够使内侧芯部31与内侧夹设构件41之间的间隙为大致0mm,即,可以设为内侧芯部31与内侧夹设构件41实质上紧贴的状态。这样,能够从后方朝向内侧夹设构件41压入内侧芯部31是因为如下缘故:由于内侧夹设构件41由薄壁部41a和厚壁部41b构成,因此能够尺寸精度良好地制造内侧夹设构件41。
<实施方式2>
在实施方式1中,说明了线圈2具备一对卷绕部2A、2B的方式。相对于此,在具备具有一个卷绕部的线圈的电抗器中,也可以采用与实施方式1同样的结构。
在利用具有一个卷绕部的线圈的情况下,磁芯可以将俯视观察时的形状为大致E字状的两个模制芯构件组合而构成。这种情况下,模制芯构件的E字的正中央的突出部向卷绕部的内部插入而形成内侧芯部。而且,在模制芯构件的E字的正中央的突出部以外的部分形成外侧芯部。不言自明的是,磁芯、绝缘夹设构件的分割状态没有限定为E字型。
<用途>
实施方式的电抗器能够利用于在混合动力汽车或电动汽车、燃料电池汽车这样的电动车辆上搭载的双方向DC-DC转换器等电力转换装置。
标号说明
1 电抗器
10 组合体
2 线圈
2A、2B 卷绕部 2R 连结部 2a、2b 端部
210 线圈内周面
3 磁芯
31 内侧芯部 32 外侧芯部 311 芯侧凸部
319 芯外周面
4 绝缘夹设构件
41 内侧夹设构件
410 内周面 411 夹设侧凹部 419 外周面
41a 薄壁部 41b 厚壁部
42 端面夹设构件 42d 分隔部 42s 匝收纳部
5A、5B 模制芯构件
c2 外侧间隙。
Claims (6)
1.一种电抗器,具备:
线圈,具有卷绕部;
磁性芯,具有在所述卷绕部的内部配置的内侧芯部;及
内侧夹设构件,确保所述卷绕部与所述内侧芯部之间的绝缘,其中,
所述内侧夹设构件具备由于其内周面侧凹陷而厚度变薄的薄壁部和厚度比所述薄壁部厚的厚壁部,
所述内侧芯部在与所述内侧夹设构件相对的外周面具备芯侧凸部,该芯侧凸部具有沿着所述薄壁部的内周面形状的形状,
所述薄壁部的厚度为0.2mm以上且1.0mm以下,所述厚壁部的厚度为1.1mm以上且2.5mm以下,
所述内侧芯部与所述内侧夹设构件实质上紧贴,
在所述内侧夹设构件与所述卷绕部之间的至少一部分具有间隙,所述间隙超过0mm且为0.3mm以下,
至少一部分的所述厚壁部到达所述卷绕部的轴向上的所述内侧夹设构件的端面,
所述内侧夹设构件的外周面是沿着所述卷绕部的内周面的形状。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述内侧夹设构件由在所述内侧芯部的外部模制的树脂构成。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述薄壁部的厚度与所述厚壁部的厚度之差为0.2mm以上。
4.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述薄壁部的厚度为0.2mm以上且0.7mm以下,所述厚壁部的厚度为1.1mm以上且2.0mm以下。
5.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述厚壁部和所述薄壁部沿所述内侧夹设构件的周向分散地存在多个。
6.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
从所述薄壁部朝向所述厚壁部而所述内侧夹设构件的厚度逐渐增加。
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