CN111316389B - 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,配置于所述卷绕部的内部和外部,并形成闭合磁路;以及树脂模制部,包括介于所述卷绕部与所述磁芯之间的内侧树脂部,并且不覆盖所述卷绕部的外周面,所述磁芯具备:内磁芯块,具有规定的磁路截面积,并配置在所述卷绕部内;以及外磁芯块,包括小面积部和大面积部,所述小面积部包括连接面,所述连接面与所述内磁芯块的端面连接,并具有比所述端面的面积小的面积,所述大面积部具有比所述内磁芯块的端面的面积大的磁路截面积,并从所述卷绕部露出,所述外磁芯块具有比所述内磁芯块的相对磁导率大的相对磁导率,所述树脂模制部包括厚壁部,该厚壁部覆盖所述内磁芯块的端面与所述小面积部的连接面之间的连接部位,并且比覆盖所述内磁芯块的外周的部位的厚度厚。

Description

电抗器
技术领域
本公开涉及电抗器。
本申请要求基于2017年11月21日的日本申请的特愿2017-223948的优先权,并引用所述日本申请所记载的所有记载内容。
背景技术
专利文献1公开了一种用于车载变换器等的电抗器,其具备线圈、磁芯和树脂模制部。线圈具备一对卷绕部。磁芯具备:配置在卷绕部内的多个内磁芯块;以及配置在卷绕部外的两个外磁芯块,这些磁芯块被组装成环状。树脂模制部覆盖磁芯的外周,不覆盖线圈而使线圈露出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-135334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,配置于所述卷绕部的内部和外部,并形成闭合磁路;以及
树脂模制部,包括介于所述卷绕部与所述磁芯之间的内侧树脂部,并且不覆盖所述卷绕部的外周面,
所述磁芯具备:
内磁芯块,具有规定的磁路截面积,并配置在所述卷绕部内;以及
外磁芯块,包括小面积部和大面积部,所述小面积部包括连接面,所述连接面与所述内磁芯块的端面连接,并具有比所述端面的面积小的面积,所述大面积部具有比所述内磁芯块的端面的面积大的磁路截面积,并从所述卷绕部露出,
所述外磁芯块具有比所述内磁芯块的相对磁导率大的相对磁导率,
所述树脂模制部包括厚壁部,该厚壁部覆盖所述内磁芯块的端面与所述小面积部的连接面之间的连接部位,并且比覆盖所述内磁芯块的外周的部位的厚度厚。
附图说明
图1是表示实施方式1的电抗器的概略俯视图。
图2A是表示实施方式1的电抗器的概略侧视图。
图2B是图2A的电抗器的局部放大概略侧视图。
图3是实施方式1的电抗器所具备的内磁芯块及外磁芯块的概略立体图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
期望在强度优异的基础上,还易于形成树脂模制部的电抗器。
如专利文献1所述,在通过树脂模制部将具备内磁芯块和外磁芯块的磁芯保持为一体的情况下,尤其期望提高内磁芯块与外磁芯块的连接强度,从而作为磁芯中的一体物的强度优异。例如,如果增厚树脂模制部的整体厚度,则能够提高上述连接强度,但会导致电抗器的大型化。
另外,专利文献1所述的各外磁芯块是与内磁芯块的端面连接的内端面为一样的平面的柱状体,并且外磁芯块的下表面突出到比内磁芯块的下表面靠下方。由于外磁芯块具有这样的突出部分,从而难以形成使线圈露出并且覆盖磁芯的外周的树脂模制部。这是因为,难以将作为树脂模制部的原料的流动状态的树脂(以下,有时称为模制原料)导入到卷绕部与内磁芯块之间的筒状的间隙(以下,有时称为筒状间隙)。
详细而言,在组装内磁芯块与具有上述突出部分的外磁芯块时,外磁芯块被配置成堵塞由卷绕部的内周缘和内磁芯块的端面的周缘形成的开口部的至少一部分。当上述开口部被外磁芯块堵塞时,向筒状间隙导入模制原料的导入口的开口面积变小,从而难以将模制原料导入到筒状间隙。特别是在为了形成为更小型的电抗器,而使筒状间隙更狭窄的情况下等,更难以填充模制原料。因此,期望即使筒状间隙更狭窄也易于填充模制原料的结构。
因此,本公开的目的之一在于,提供一种电抗器,其在强度优异的基础上,还易于形成树脂模制部。
[本公开的效果]
本公开的电抗器在强度优异的基础上,还易于形成树脂模制部。
[本公开的实施方式的说明]
首先列出本公开的实施方式来进行说明。
(1)本公开的实施方式所涉及的电抗器具备:
线圈,具有卷绕部;
磁芯,配置于所述卷绕部的内部和外部,并形成闭合磁路;以及
树脂模制部,包括介于所述卷绕部与所述磁芯之间的内侧树脂部,并且不覆盖所述卷绕部的外周面,
所述磁芯具备:
内磁芯块,具有规定的磁路截面积,并配置在所述卷绕部内;以及
外磁芯块,包括小面积部和大面积部,所述小面积部包括连接面,所述连接面与所述内磁芯块的端面连接,并具有比所述端面的面积小的面积,所述大面积部具有比所述内磁芯块的端面的面积大的磁路截面积,并从所述卷绕部露出,
所述外磁芯块具有比所述内磁芯块的相对磁导率大的相对磁导率,
所述树脂模制部包括厚壁部,该厚壁部覆盖所述内磁芯块的端面与所述小面积部的连接面之间的连接部位,并且比覆盖所述内磁芯块的外周的部位的厚度厚。
上述电抗器具备树脂模制部,该树脂模制部在使卷绕部露出的状态下覆盖内磁芯块的至少一部分。因此,在通过内侧树脂部提高卷绕部与内磁芯块之间的绝缘性的基础上,还利用液体制冷剂等冷却介质来冷却电抗器的情况下,使卷绕部与冷却介质直接接触,从而散热性优异。上述电抗器所具备的外磁芯块具备与内磁芯块相比磁路截面积较大的大面积部。因此,与外磁芯块整体具有与小面积部相同的磁路截面积的情况相比,易于从大面积部散热,或者大面积部易于与上述的冷却介质接触。因此,上述电抗器的散热性更优异。在由于具有大面积部从而表面积更大的情况下,上述电抗器的散热性更优异。
特别地,上述电抗器在树脂模制部中的覆盖内磁芯块与外磁芯块之间的连接部位的位置具有厚壁部。该厚壁部比树脂模制部中的覆盖内磁芯块的部位(主要是内侧树脂部)厚,因此不易破裂,有助于提高内磁芯块与外磁芯块的连接强度。因此,上述电抗器中,对于由树脂模制部保持为一体的磁芯,能够提高作为一体物的强度,从而强度优异。在厚壁部沿小面积部的周向连续而设置成环状的情况下,强度更优异。另外,由于上述电抗器局部地具有厚壁部,所以与树脂模制部整体较厚的情况相比为小型,但强度优异。
而且,上述电抗器的外磁芯块虽然具备大面积部,但在卷绕部与内磁芯块之间的筒状间隙的开口部附近具备小面积部。因此,易于经过上述开口部附近将模制原料导入到筒状间隙。小面积部在其外周面具有与内磁芯块的外周面不齐平的台阶部分。因此,当沿卷绕部的轴向观察上述电抗器时,卷绕部的内周缘与小面积部中的上述台阶部分的周缘之间的间隔比卷绕部的内周面与内磁芯块的外周面之间的筒状间隙大。能够将这种小面积部的周围的空间用作向筒状间隙导入模制原料的导入空间。如果小面积部的外周面的整周与内磁芯块的外周面不齐平,则能够在小面积部的整周上形成导入空间,从而更易于导入模制原料。即使在使筒状间隙更狭窄的情况下等,由于能够在上述开口部附近形成上述导入空间,所以也易于导入模制原料。因此,上述电抗器易于将模制原料填充到卷绕部与内磁芯块之间的筒状间隙,从而易于形成树脂模制部。
此外,上述电抗器的外磁芯块的相对磁导率高于内磁芯块的相对磁导率。因此,即使外磁芯块中的形成与内磁芯块连接的连接部位的小面积部的连接面小于内磁芯块的端面,也能够降低两磁芯块间的漏磁通。因此,上述电抗器能够减少由上述漏磁通引起的损耗的增大,从而也是低损耗的。
(2)作为上述电抗器的一例,可举出如下方式:
所述内磁芯块由包含磁性粉末和树脂的复合材料的成型体构成,
所述连接面的面积为由所述内磁芯块的端面的面积与所述磁性粉末的填充率的乘积求得的值以上。
复合材料的成型体的相对磁导率的大小根据磁性粉末的填充率的多少而变化。因此,上述方式中的上述乘积值可以说是内磁芯块的有效磁路面积。外磁芯块的连接面的面积具有内磁芯块的有效磁路面积以上的面积。因此,虽然上述方式的外磁芯块的连接面比内磁芯块的端面小,但能够更可靠地降低两磁芯块间的漏磁通。特别地,如果磁性粉末的填充率少,内磁芯块的相对磁导率减小到一定程度(参照后述的(4)),则能够形成为不具有磁隙的磁芯。在无磁隙结构的磁芯中,由于实质上不产生由磁隙引起的漏磁通,所以能够使筒状间隙更小。在该情况下,能够进一步降低基于由磁隙引起的漏磁通的损耗,或者由于筒状间隙较小从而能够形成为更小型。即使在筒状间隙较小的情况下,也能够如上述那样形成导入空间,因此易于将模制原料导入到筒状间隙,从而易于形成树脂模制部。
(3)作为上述电抗器的一例,可举出如下方式:
所述内磁芯块具备在其外周面和所述端面开口的导入槽。
上述方式的导入槽通过在内磁芯块的端面中的与小面积部之间形成上述台阶部分的区域开口,从而形成与上述导入空间和筒状间隙这两者连通的空间。如果小面积部的外周面的整周与内磁芯块的外周面不齐平,则导入槽在内磁芯块的端面中的任意区域开口,从而形成与上述导入空间和筒状间隙这两者连通的空间。具备这样的导入槽的上述方式更易于从导入空间经由导入槽向筒状间隙导入模制原料,从而更易于形成树脂模制部。另外,树脂模制部中的覆盖内磁芯块的导入槽的部位的厚度比覆盖内磁芯块的导入槽的形成区域以外的区域的部位的厚度厚,且与厚壁部连续地设置。因此,上述方式中,在内磁芯块与外磁芯块之间的连接部位附近,在树脂模制部中较多地配置有局部较厚的部分,从而进一步提高了连接强度,强度更优异。内磁芯块如果是复合材料的成型体,则即使是具备导入槽这样的凹凸形状,也能够容易且高精度地成型,从而内磁芯块的制造性也优异。
(4)作为上述电抗器的一例,可举出如下方式:
所述内磁芯块的相对磁导率为5以上且50以下,
所述外磁芯块的相对磁导率为所述内磁芯块的相对磁导率的2倍以上。
上述方式中,外磁芯块的相对磁导率与内磁芯块的相对磁导率之差较大。因此,能够更可靠地降低两磁芯块间的漏磁通。通过上述差,能够实质上消除上述漏磁通。另外,上述方式中,内磁芯块的相对磁导率较低。因此,能够形成为无磁隙结构的磁芯。因此,上述方式能够如在上述的(2)中所说明的那样,进一步降低由漏磁通引起的损耗,或者形成为更小型,并且易于形成树脂模制部。
(5)作为上述(4)的电抗器的一例,可举出如下方式:
所述外磁芯块的相对磁导率为50以上且500以下。
上述方式除了上述的(4)之外,外磁芯块的相对磁导率还满足上述特定的范围。因此,易于增大外磁芯块的相对磁导率与内磁芯块的相对磁导率之差。如果上述差较大(例如为100以上),则即便使小面积部更细,也能够降低两磁芯块间的漏磁通。如果小面积部更细,则上述导入空间变得更大,因此易于将模制原料导入到筒状间隙,从而更易于形成树脂模制部。
(6)作为上述电抗器的一例,可举出如下方式:
所述小面积部从所述卷绕部露出。
上述方式中,与小面积部的至少一部分配置在卷绕部内的情况相比,易于降低由漏磁通引起的铜损等损耗。
[本公开的实施方式的详细内容]
以下,参照附图具体说明本公开的实施方式。图中的同一标号表示同一名称物。
[实施方式1]
参照图1~图3对实施方式1的电抗器1进行说明。
在以下的说明中,将电抗器1中的与设置对象接触的设置侧作为下侧,并将其相对侧作为上侧而进行说明。图2A例示了纸面的下侧为电抗器1的设置侧的情况。图2A表示将卷绕部2a用与其轴向平行的平面切断的纵截面,且表示使内侧树脂部61露出的状态。另外,图2B将图2A的单点划线圆内放大表示。在图2B中,放大表示内磁芯块31与外磁芯块32之间的连接部位附近,并且用双点划线假想地表示树脂模制部6、中介部件5。
<概要>
如图1所示,实施方式1的电抗器1具备线圈2、形成闭合磁路的磁芯3及树脂模制部6。在该例中,线圈2具有一对卷绕部2a、2b。各卷绕部2a、2b以各轴平行的方式横向排列配置。磁芯3具备:配置在卷绕部2a、2b内的内磁芯块31、31;以及包括从卷绕部2a、2b露出的部分(大面积部322、322)的两个外磁芯块32、32。树脂模制部6包括分别介于卷绕部2a、2b与磁芯3(在此为内磁芯块31、31)之间的内侧树脂部61、61。树脂模制部6不覆盖各卷绕部2a、2b的外周面而使之露出。配置于卷绕部2a、2b的内部和外部的磁芯3将外磁芯块32、32配置成夹着沿卷绕部2a、2b横向排列的内磁芯块31、31,从而组装成环状。这种电抗器1代表性地安装于变换器壳体等设置对象(未图示)而使用。
特别地,在实施方式1的电抗器1中,作为外磁芯块32中的与内磁芯块31连接的连接部位,包括相对较细的部分(小面积部321)。树脂模制部6包括厚壁部63,该厚壁部63覆盖内磁芯块31与局部较细的小面积部321之间的连接部位的外周。由于外磁芯块32的小面积部321局部较细,从而在形成树脂模制部6之前,如图2B放大所示,在两磁芯块31、32的连接部位处的小面积部321的外周形成比卷绕部2a(或2b)与内磁芯块31之间的筒状间隙g31大的空间(导入空间g321)。而且,外磁芯块32具有比内磁芯块31的相对磁导率大的相对磁导率。这样的电抗器1易于经过导入空间g321将模制原料导入到筒状间隙g31,从而易于形成树脂模制部6。另外,这样的电抗器1通过壁厚部63而使两磁芯块31、32的连接强度优异。而且,这样的电抗器1能够降低两磁芯块31、32间的漏磁通。
以下,对每个结构要素进行详细说明。
〈线圈〉
该例的线圈2具备绕组以螺旋状卷绕而成的筒状的卷绕部2a、2b。作为具备横向排列的一对卷绕部2a、2b的线圈2,可举出以下的方式。
(α)具备卷绕部2a、2b和连结部的方式,卷绕部2a、2b由一条连续的绕组形成,连结部由架设于卷绕部2a、2b之间的绕组的一部分构成,并连结卷绕部2a、2b。
(β)具备卷绕部2a、2b和接合部的方式,卷绕部2a、2b由独立的两条绕组分别形成,接合部是从卷绕部2a、2b引出的绕组的两端部中的一个端部彼此通过焊接或压接等接合而成的。
任一方式中,从各卷绕部2a、2b引出的绕组的端部(在(β)中为另一个端部)均用作与电源等外部装置连接的连接部位。
绕组可举出包覆线,该包覆线具备:由铜等构成的导体线;以及由聚酰胺酰亚胺等树脂构成,并覆盖导体线的外周的绝缘包覆层。该例的卷绕部2a、2b是将由包覆扁线构成的绕组进行扁立缠绕而形成的矩形筒状的扁立线圈。该例的卷绕部2a、2b使形状、卷绕方向、匝数等规格相同。绕组和卷绕部2a、2b的形状、大小等可以适当选择。例如,可举出将绕组设为包覆圆线,或将卷绕部2a、2b的形状设成圆筒状、椭圆状或跑道状等不具有角部的筒状。另外,也可以使各卷绕部2a、2b的规格不同。
在实施方式1的电抗器1中,卷绕部2a、2b的外周面整体不被树脂模制部6覆盖而露出。另一方面,在卷绕部2a、2b内夹有作为树脂模制部6的一部分的内侧树脂部61,卷绕部2a、2b的内周面被树脂模制部6覆盖。
〈磁芯30〉
《概要》
该例的磁芯3在上述内磁芯块31、31及外磁芯块32、32被组装成环状的状态下,其外周被树脂模制部6覆盖。磁芯3通过树脂模制部6而保持为一体。该例的磁芯3为在磁芯块间实质上不包含磁隙的无磁隙结构。
在实施方式1的电抗器1中,外磁芯块32的磁路截面积在其全长上并不一样,而是部分地不同。具体而言,外磁芯块32具有小面积部321和大面积部322。如图3所示,小面积部321具有与内磁芯块31的端面31e连接的连接面321e。该连接面321e的面积S321(在此也相当于磁路截面积)比内磁芯块31的端面31e的面积S31(在此也相当于磁路截面积)小(也参照图1、图2A)。大面积部322具有比内磁芯块31的端面31e的面积S31大的磁路截面积S32。外磁芯块32的两部321、322形成为一体而具有台阶形状。在该例中,小面积部321配置成在内磁芯块31的轴上排列,大面积部件322不与内磁芯块31连接,而连结横向排列的两个小面积部321、321(图1)。
在将线圈2和磁芯3组装在一起的状态下,内磁芯块31、31配置在卷绕部2a、2b内,外磁芯块32、32的大面积部322、322从卷绕部2a、2b露出。在该例中,外磁芯块32的小面积部321从卷绕部2a、2b露出,以从卷绕部2a、2b的端面突出的状态配置(图2A)。在该组装状态下,如图2B所示,通过内磁芯块31的端面31e、小面积部321的外周面和大面积部322的内端面32e而形成槽。在该例中,沿着小面积部321的外周形成连续的环状的槽。将该环状的槽作为树脂模制部6的厚壁部63的形成部位。
以下,依次对内磁芯块31、外磁芯块32进行说明。
《内磁芯块》
在该例中,磁芯3中配置在卷绕部2a内的部分和配置在卷绕部2b内的部分均主要由一个柱状的内磁芯块31构成(图1)。一个内磁芯块31中的一个端面31e与一个外磁芯块32的连接面321e接合,另一个端面31e与另一个外磁芯块32的连接面321e接合(图2A)。另外,在该例中,在两磁芯块31、32彼此的接缝部位配置有后述的中介部件5。
该例的内磁芯块31、31均具有相同的形状和相同的大小。如图3所示,内磁芯块31为长方体状。内磁芯块31的形状可以适当变更。例如,可列举出将内磁芯块31形成为圆柱状、六棱柱等多棱柱状等。在形成为棱柱等的情况下,可列举出对内磁芯块31的角部进行了C倒角或如图3所示那样进行了R倒角的形状。通过使角部圆滑,在不易破损而强度优异的基础上,还能够实现轻量化、与内侧树脂部61的接触面积的增大。
该例的内磁芯块31除了导入槽315(详细后述)的形成区域之外,在其全长上具有规定的磁路截面积S31。因此,磁芯3能够充分地确保具有磁路截面积S31的部分,从而具有规定的磁特性。在图3中,假想地表示内磁芯块31的磁路截面积S31和外磁芯块32的小面积部321的面积S321、大面积部322的磁路截面积S32
《外磁芯块》
在该例中,磁芯3中配置在卷绕部2a外的部分和配置在卷绕部2b外的部分均主要由一个柱状的外磁芯块32构成(图1)。
该例的外磁芯块32、32均为相同的形状、相同的大小。如图3所示,外磁芯块32为在相对较大的长方体的一个面排列配置有两个相对较小且较薄的长方体这样的形状,俯视时为U字状(图1)。具体而言,一个外磁芯块32具备长方体状的大面积部322和长方体状(板状)的小面积部321、321。小面积部321、321从大面积部322中的与卷绕部2b、2b的端面相对配置的平坦的内端面32e朝向卷绕部2b、2b侧突出。一个外磁芯块32中的各小面积部321、321与内端面32e中的配置沿着卷绕部2a、2b排列的内磁芯块31、31的端面31e、31e的部位对应地设置。
该例的小面积部321包括与内磁芯块31的端面31e连接的连接面321e,是在其全长上具有一样的磁路截面积S321的柱状体。连接面321e的面积S321比内磁芯块31的端面31e的面积S31小(S321<S31)。由于两面积S321、S31的不同,从而两者的轮廓尺寸也不同。将形成于由于该尺寸差而产生的台阶部分的空间(导入空间g321)用作在形成树脂模制部6时,向卷绕部2a、2b与内磁芯块31、31之间的筒状间隙g31引导模制原料的引导部位。并且,将导入空间g321用于厚壁部63的形成部位(图2B)。
通过调整上述台阶部分的大小,能够调整成型原料向筒状间隙g31的导入容易性、厚壁部63的大小。例如,上述台阶部分的台阶高度越大,或者上述台阶部分的宽度越大,越能够增大导入空间g321,从而能够提高导入容易性,或者使壁厚部63变厚或变宽。另外,根据小面积部321的外形、小面积部321相对于大面积部322的内端面32e的形成位置等,上述台阶部分的形成长度不同,导入空间g321、厚壁部63的周长也不同。例如,在将小面积部321的形成位置调整成小面积部321的外周面的一部分与内磁芯块31的外周面齐平的情况下,仅在小面积部321的外周面的一部分设置台阶。若如该例那样形成为小面积部321与内磁芯块31同轴排列的相似形状,则在小面积部321的整周上设置台阶。其结果,将一样的厚度的导入空间g321、厚壁部63设置成环状。在具备更厚、更宽的环状的厚壁部63时,能够进一步提高两磁芯块31、32的连接强度,从而是优选的。另外,台阶高度设为与卷绕部2a、2b的轴向正交的方向上的大小。台阶部分的宽度为沿着卷绕部2a、2b的轴向的大小。上述宽度在此相当于小面积部321的从大面积部322的内端面32e突出的突出高度。
关于上述台阶部分的大小,小面积部321的磁路截面积S321越小,越能够增大台阶高度。或者,小面积部321的突出高度越大,越能够扩大台阶部分的宽度。但是,若磁路截面积S321过小,或者突出高度过大,则磁芯3中的具有比磁路截面积S31小的磁路截面积S321的部分的比例变多,所以可能容易磁饱和,或者来自小面积部321的漏磁通变多。若考虑到导入容易性、连接强度、磁饱和或漏磁通等磁特性等,可举出将小面积部321的磁路截面积S321设为内磁芯块31的磁路截面积S31的60%以上且小于100%,甚至设为65%以上且98%以下、70%以上且95%以下的程度的情况。或者,可举出将台阶高度设为0.1mm以上且2mm以下,甚至设为0.5mm以上且1.5mm以下、1.2mm以下的程度的情况。另外,可举出将台阶部分的宽度(突出高度)设为卷绕部2a、2b的长度的1%以上且35%以下,甚至设为5%以上且20%以下、15%以下的程度的情况。
在将线圈2和磁芯3组装在一起的状态下,该例的小面积部321、321从卷绕部2a、2b露出。即,该例的外磁芯块32的整体从卷绕部2a、2b露出。另外,也可以调整内磁芯块31的长度、小面积部321的长度,而将小面积部321、321的至少一部分配置在卷绕部2a、2b内。
该例的小面积部321形成为长方体状,但可以适当变更。例如,可列举出将小面积部321形成为圆柱状、六棱柱等多棱柱状等。在如该例那样,小面积部321在其整个长度上具有一样的面积S321,并具有与内磁芯块31的端面31e相似的形状的连接面321e时,如上所述能够形成环状的导入空间g321,从而为优选。
大面积部322为具有比内磁芯块31的磁路截面积S31大的磁路截面积S32的柱状体(S31<S32)。即,磁芯3的面积满足S321<S31<S32。另外,外磁芯块32如果具有小面积部321和大面积部322,则能够包含具有磁路截面积S31的部分。
《组装状态》
将内磁芯块31的端面31e与外磁芯块32的小面积部321的连接面321e连接,在组装了磁芯3的状态下从外磁芯块32的外端面32o(图1)沿卷绕部2a、2b的轴向观察时(进行主视时),两内磁芯块31、31的端面31e、31e均与外磁芯块32重叠从而是看不到的。这是因为,该例的外磁芯块32的内端面32e的面积比内磁芯块31的端面31e的总面积(2×S31)大,并且组装成外磁芯块32的外周面(在图1中为上下的面)与两内磁芯块31、31的外周面齐平。
但是,在形成树脂模制部6之前,能够在外磁芯块32的小面积部321的外周形成比筒状间隙g31大的导入空间g321。在该例中,由于小面积部321、321从卷绕部2a、2b露出,所以能够将导入空间g321形成在卷绕部2a、2b的端面与外磁芯块32的大面积部322的内端面321e之间(图2B)。因此,在从外磁芯块32的外端面32o(图1)侧供给模制原料时,能够经过大面积部322的外周面将模制原料导入到导入空间g321。而且,能够经过导入空间g321将模制原料导入到筒状间隙g31。在该例中,能够从小面积部321的外周的整周将模制原料导入到筒状间隙g31。另外,如果在外磁芯块32中,成型为使小面积部321的外周面的整周不与内磁芯块31的外周面齐平,并且小面积部321的外周面的一部分与大面积部322的外周面的一部分齐平(在图2B中为使大面积部322的上表面向下方下降的状态),则更易于使模制原料从外磁芯块32流入到导入空间g312
除了具备外磁芯块32的小面积部321之外,还可以使内磁芯块31具备导入槽315。导入槽315在内磁芯块31的端面31e中的与小面积部321之间形成台阶部分的区域和外周面开口,而形成与导入空间g321和筒状间隙g31这两者连通的空间。因此,在形成使线圈2露出并且覆盖磁芯3的树脂模制部6时,如果从外磁芯块32侧向线圈2侧供给模制原料,则能够容易地从导入空间g321经由导入槽315向筒状间隙g31导入模制原料(也参照图2B)。而且,树脂模制部6中的覆盖导入槽315的部位形成得比覆盖内磁芯块31中的导入槽315的形成区域以外的区域的部位的厚度t61厚,并且与厚壁部63连续。因此,树脂模制部6在两磁芯块31、32的连接部位附近具有更多的局部较厚的部位,从而能够进一步提高两磁芯块31、32的连接强度。
导入槽315的形状(开口形状、截面形状等)、大小(深度、开口宽度、长度(沿着内磁芯块31的轴向的大小)等)、个数、形成位置等可以适当选择。导入槽315越大或个数越多,越能够提高模制原料的导入容易性、连接强度。但是,若导入槽315过大或个数过多,则具有磁路截面积S31的部分的比例变少,可能易于磁饱和,或者来自导入槽315附近的漏磁通变多。在考虑到导入容易性、连接强度、磁饱和或漏磁通等磁特性等时,可举出将导入槽315的大小调整为在内磁芯块31中导入槽315的形成区域的磁路截面积满足S321以上且S31以下。导入槽315的长度例如可以举出线圈2的5匝以下的长度,甚至为2匝以下的长度的程度。若如该例那样,小面积部321的外周面的整周与内磁芯块31的外周面不齐平,则能够使导入槽315在内磁芯块31的端面31e的任意位置开口,从而形成位置的自由度较大。
导入槽315的开口部优选设置在内磁芯块31的外周面中的从相邻的内磁芯块31、31彼此相对的区域(以下称为内侧区域)离开的区域。上述内侧区域与配置于相邻的内磁芯块31、31中的相互远离的一侧的区域相比,易于通过磁通。这是因为,若具备在这样的内侧区域开口的导入槽315,则会导致来自导入槽315附近的漏磁通的增大。
在该例中,例示了在一个内磁芯块31的各端部,具备在除了与上述内侧区域相当的面(在图1中为相邻的内磁芯块31、31中相对配置的面,在图3中为纸面近前侧的面)之外的3个面(在图2A中为上下面以及纸面近前侧的面)分别开口的导入槽315的情况。即,一个内磁芯块31的两端部合计具备6个导入槽315。例示了各导入槽315为相同形状、相同大小,开口形状为长方形状,并具备与内磁芯块31的外周面大致平行的槽底面以及与该槽底面交叉并从槽底面到上述外周面的倾斜面的情况。倾斜面以随着远离端面31e而使槽深度变浅的方式倾斜。因此,倾斜面有助于使模制原料更易于从导入槽315流到筒状间隙g31
该例的外磁芯块32、32为相同的形状、相同的大小。因此,能够用相同的模具制造外磁芯块32、32。另外,在形成树脂模制部6时,易于进行条件的调整等。从这些方面出发,制造性优异。此外,可以使各外磁芯块32、32的小面积部321的形状、大小不同,或者针对一个外磁芯块32使小面积部321、321的形状、大小不同。例如,可举出仅在一个外磁芯块32具备小面积部321、321,在另一个外磁芯块32不具备小面积部321的方式。
《特性》
外磁芯块32的相对磁导率大于内磁芯块31的相对磁导率。因此,即使外磁芯块32中的形成与内磁芯块31连接的连接部位的小面积部321的面积S321小于内磁芯块31的磁路截面积S31,也能够降低两磁芯块31、32间的漏磁通。具有这样的相对磁导率不同的磁芯块31、32的电抗器1能够降低由上述漏磁通引起的损耗,从而是低损耗的。
此处的相对磁导率以如下方式求得。制作由与各磁芯块31、32相同的组成构成的环状的测定试样(外径34mm、内径20mm、厚度5mm),在测定试样实施一次侧300匝、二次侧20匝的绕组,并在H=0(Oe)~100(Oe)的范围内测定B-H初始磁化曲线。求出所得到的B-H初始磁化曲线的B/H的最大值,并将该最大值设为相对磁导率。这里的磁化曲线是所谓的直流磁化曲线。
外磁芯块32的相对磁导率大于内磁芯块31的相对磁导率,且两相对磁导率之差越大,特别是在外磁芯块32的相对磁导率为内磁芯块31的相对磁导率的2倍以上时,越能够更可靠地降低两磁芯块31、32间的漏磁通。在上述差更大的情况下,例如外磁芯块32的相对磁导率为内磁芯块31的相对磁导率的2.5倍以上、甚至为3倍以上、5倍以上、10倍以上时,更易于进一步降低上述漏磁通,优选地,能够实质上消除上述漏磁通。
内磁芯块31的相对磁导率可举出例如5以上且50以下。内磁芯块31的相对磁导率可以进一步低至10以上且45以下,甚至低至40以下、35以下、30以下。具备这种低磁导率的内磁芯块31的磁芯3由于不易磁饱和,所以能够形成为不具有磁隙的无磁隙结构。在无磁隙结构的磁芯3中,实质上不产生由磁隙引起的漏磁通。因此,易于减小筒状间隙g31,能够形成为更小型的电抗器1。即使筒状间隙g31较小,也能够如上述那样形成导入空间g321,因此易于将模制原料导入到筒状间隙g31,从而易于形成树脂模制部6。
外磁芯块32的相对磁导率可举出例如50以上且500以下。外磁芯块32的相对磁导率可以高至80以上、甚至高至100以上(内磁芯块31的相对磁导率为50时的2倍以上)、150以上、180以上。这样的高磁导率的外磁芯块32易于增大与内磁芯块31的相对磁导率的差。例如,可以将外磁芯块32的相对磁导率设为内磁芯块31的相对磁导率的2倍以上。因此,即便使外磁芯块32的小面积部321更小(更细),也能够降低两磁芯块31、32间的漏磁通。另外,如果小面积部321更细,则能够使导入空间g321更大,所以更易于将模制原料导入到筒状间隙g31
《材质》
构成磁芯3的内磁芯块31、外磁芯块32可举出含有软磁性材料的成型体。软磁性材料可举出例如铁或铁合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)这样的软磁性金属等。作为磁芯块的具体例,可举出由包含磁性粉末和树脂的复合材料的成型体构成的树脂磁芯块、由对磁性粉末进行压缩成型所得的压粉成型体构成的压粉磁芯块、由软磁性材料的烧结体构成的铁氧体磁芯块、由层叠电磁钢板这样的软磁性金属板所得的层叠体构成的钢板磁芯块等。磁性粉末可举出由软磁性材料构成的粉末、还具备绝缘包覆层的包覆粉末。磁芯3例如在采用包含选自上述树脂磁芯块、压粉磁芯块、铁氧体磁芯块及钢板磁芯块中的多种磁芯块的混合方式时,能够容易地包含相对磁导率不同的内磁芯块31及外磁芯块32。另外,磁芯3可举出采用仅具备树脂磁芯块作为磁芯块的方式。在树脂磁芯块中,根据磁性粉末的组成、含量的多少,能够容易地使相对磁导率不同。为了使内磁芯块31和外磁芯块32具有规定的相对磁导率,调整磁性粉末的组成、含量为宜。
构成树脂磁芯块的上述复合材料中的磁性粉末的含量可举出30体积%以上且80体积%以下。上述复合材料中的树脂的含量可举出10体积%且70体积%以下。从提高饱和磁通密度和散热性的观点出发,可以将磁性粉末的含量设为50体积%以上,甚至设为55体积%以上、60体积%以上。从提高制造过程中的流动性的观点出发,可以将磁性粉末的含量设为75体积%以下,甚至设为70体积%以下,并将树脂的含量设为超过30体积%。
上述复合材料中的树脂可举出热固性树脂、热塑性树脂、常温固化树脂、低温固化树脂等。热固性树脂例如可举出不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等。热塑性树脂可举出聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6或尼龙66这样的聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等。此外,也可以使用在不饱和聚酯中混合有碳酸钙、玻璃纤维的BMC(Bulk moldingcompound:团状模塑料)、混炼型硅橡胶、混炼型聚氨酯橡胶等。
上述复合材料若除了磁性粉末及树脂以外,还含有氧化铝或二氧化硅等非磁性且非金属粉末(填料),则可进一步提高散热性。非磁性和非金属粉末的含量可举出0.2质量%以上且20质量%以下,甚至为0.3质量%以上且15质量%以下、0.5质量%以上且10质量%以下。
上述复合材料的成型体可通过注塑成型或浇注成型等适当的成型方法制造。如果在制造过程中将磁性粉末的填充率调整得较低,则树脂磁芯块易于减小相对磁导率。例如,树脂磁芯块的相对磁导率可举出5以上且50以下。
上述压粉成型体代表性地可举出将含有磁性粉末和粘结剂的混合粉末压缩成型为规定的形状,再在成型后实施热处理所得的成型体。粘结剂可以使用树脂等。粘结剂的含量可举出30体积%以下的程度。在实施热处理时,粘结剂消失,或者成为热改性物。压粉成型体比复合材料的成型体更容易提高磁性粉末的含量(例如,超过80体积%,甚至为85体积%以上),从而容易得到饱和磁通密度和相对磁导率更高的磁芯块。例如,压粉磁芯块的相对磁导率可举出50以上且500以下。
该例的内磁芯块31为树脂磁芯块。该例的外磁芯块32为压粉磁芯块。另外,该例的内磁芯块31的相对磁导率为5以上且50以下。该例的外磁芯块32的相对磁导率为50以上且500以下。另外,该例的外磁芯块32的相对磁导率为内磁芯块31的相对磁导率的2倍以上。
在将内磁芯块31设为树脂磁芯块的情况下,可举出外磁芯块32中的小面积部321的连接面321e的面积S321为由内磁芯块31的端面31e的面积S31与内磁芯块31的磁性粉末的填充率α的乘积(S31×α)求得的值以上。在此,在内磁芯块31为树脂磁芯块的情况下,存在于内磁芯块31的端面31e的磁性粉末实质上作为磁路发挥作用。即,可以将端面31e的面积S31视为表观磁路面积,将上述乘积值(S31×α)视为有效磁路面积。如果小面积部321的连接面321e的面积S321为上述乘积值(S31×α)以上,则连接面321e具有内磁芯块31的有效磁路面积以上的面积。因此,能够形成为可更可靠地降低两磁芯块31、32之间的漏磁通,并且具有规定特性的电抗器1。本例的面积S321为上述乘积值(S31×α)以上。
就树脂磁芯块中的磁性粉末的填充率α(%)而言,可举出简单地利用树脂磁芯块的截面中的磁性粉末的总面积比例的情况。总面积比例例如以如下方式求得。对树脂磁芯块的截面进行显微镜观察,提取该截面的面积S或规定大小的视场面积S中的磁性粉末,并求取磁性粉末的总面积Sp。将(Sp/S)×100(%)设为总面积比例。严格地说,可举出除去树脂磁芯块的树脂等而提取磁性粉末,并根据树脂磁芯块的体积V和所提取的磁性粉末的体积Vp求得填充率α=(Vp/V)×100(%)的方式。
〈中介部件〉
该例的电抗器1还具备介于线圈2与磁芯3之间的中介部件5。中介部件5代表性地由绝缘材料制成,并且作为线圈2和磁芯3之间的绝缘部件发挥作用。另外,中介部件5作为内磁芯块31、外磁芯块32相对于卷绕部2a、2b的定位部件等发挥作用。该例的中介部件5是配置内磁芯块31与外磁芯块32之间的接缝部位及其附近的长方形的框状的部件。在形成树脂模制部6时,这样的中介部件5也作为形成模制原料的流路的部件发挥作用。
中介部件5例如可举出具有以下的贯通孔、支承部、线圈槽部和磁芯槽部的部件(作为类似形状,参照专利文献1的外侧中介部52)。贯通孔从中介部件5中的配置外磁芯块32的一侧(以下称为外磁芯侧)贯通到配置卷绕部2a、2b的一侧(以下称为线圈侧),并供内磁芯块31、31插通。在该例中,外磁芯块32的小面积部321也插通贯通孔,内磁芯块31的端面31e与小面积部321的连接面321e在贯通孔内连接。支承部从形成贯通孔的内周面部分地突出并支承内磁芯块31的一部分(在本例中为4个角部)。线圈槽部设置于中介部件5的线圈侧,供各卷绕部2a、2b的端面及其附近嵌入。磁芯槽部设置于中介部件5的外磁芯侧,供外磁芯块32的内端面32e及其附近嵌入。
在卷绕部2a、2b嵌入到线圈槽部,内磁芯块31、31插通到各贯通孔,并且端面31e、31e与嵌入到磁芯槽部中的外磁芯块32的小面积部321的连接面321e抵接的状态下,调整中介部件5的形状、大小,以设置模制原料的流路。为了设置模制原料的流路,例如可举出在各内磁芯块31、31中的未被支承部支承的部位、外磁芯块32的小面积部321与贯通孔的内周面之间、外磁芯块32的大面积部322与磁芯槽部之间等设置间隙。另外,该模制原料的流路设置成使模制原料不会漏出到卷绕部2a、2b的外周面。中介部件5只要具有上述功能,就能够适当选择形状、大小等,可以参照公知的结构。
在该例中,通过用支承部来支承内磁芯块31的一部分,并且用线圈槽部的内表面来支承卷绕部2a、2b,从而以在卷绕部2a(或2b)与内磁芯块31之间形成筒状间隙g31的方式设置有贯通孔、线圈槽部。另外,通过用磁芯槽部的槽底面来支承外磁芯块32的内端面32e的一部分,从而在从内端面32e突出的小面积部321的外周面与贯通孔的内周面的一部分之间形成导入空间g321,并且设置有贯通孔、磁芯槽部,以在大面积部322的外周面与磁芯槽部的内周面之间形成间隙。在具备这样的贯通孔、线圈槽部、磁芯槽部的中介部件5、线圈2和磁芯3组装在一起的状态下,设置有从上述外磁芯块32的周围的间隙经由导入空间g312与筒状间隙g31连通的空间。将该连通空间用于模制原料的流路。
中介部件5的构成材料可列举各种树脂这样的绝缘材料。例如,可举出在构成树脂磁芯块的复合材料的项目中所说明的各种热塑性树脂、热固性树脂等。中介部件5能够通过注塑成型等公知的成型方法制造出。
<树脂模制部>
《概要》
树脂模制部6通过覆盖形成磁芯3的至少一个磁芯块的外周,从而具有保护磁芯块免受外部环境影响,或者机械保护磁芯块,或者提高磁芯块与线圈2、周围部件之间的绝缘性的功能。并且,树脂模制部6通过不覆盖卷绕部2a、2b的外周而使之露出,从而例如使卷绕部2a、2b与液体制冷剂等冷却介质直接接触,由此提高散热性。
树脂模制部6除了覆盖内磁芯块31、31中的收纳在卷绕部2a、2b内的部分的外周的内侧树脂部61、61以外,还具备覆盖内磁芯块31与外磁芯块32之间的连接部位的厚壁部63。该例的树脂模制部6还具有覆盖外磁芯块32、32的外周的外侧树脂部62、62。该例的树脂模制部6是内侧树脂部61、厚壁部63和外侧树脂部62连续形成的一体物。另外,该例的树脂模制部6将磁芯3与中介部件5的组合物保持为一体。
以下,依次对内侧树脂部61、外侧树脂部62、厚壁部63进行说明。
《内侧树脂部》
该例的内侧树脂部61是在卷绕部2a(或2b)的内周面与内磁芯块31的外周面之间的筒状间隙g31(在此为方形筒状的空间)填充树脂模制部6的构成树脂而成的筒状体。在该例中,除了覆盖内磁芯块31的导入槽315的部分之外,在内侧树脂部61的全长上具有大致一样的厚度t61(图1)。若如本例那样形成为无磁隙结构的磁芯3,则能够减小筒状间隙g31,从而能够对应于筒状间隙g31的大小而使内侧树脂部61的厚度t61变薄(图2B)。内侧树脂部61的厚度t61可以适当选择。内侧树脂部61的厚度t61例如可举出0.1mm以上且4mm以下,进一步为0.3mm以上且3mm以下,甚至为2.5mm以下、2mm以下、1.5mm以下的程度。内侧树脂部61中的覆盖导入槽315的部分的厚度除了上述厚度t61之外,还厚出与导入槽315的深度对应的量。
《外侧树脂部》
该例的外侧树脂部62除了外磁芯块32的外周面中的与内磁芯块31、31连接的小面积部321及其附近之外,实质上沿着外磁芯块32覆盖整个外磁芯块32,并具有大致一样的厚度。外侧树脂部62中的外磁芯块32的覆盖区域、厚度等可以适当选择。外侧树脂部62的厚度例如既可以与内侧树脂部61的厚度t61相等,也可以不同。
《厚壁部》
该例的厚壁部63介于内侧树脂部61与外侧树脂部62之间,并覆盖包括内磁芯块31的端面31e与外磁芯块32的小面积部321的连接面321e之间的抵接部分在内的两磁芯块31、32的连接部位。厚壁部63是在外磁芯块32的小面积部321与内磁芯块31的端面31e之间的台阶部分填充树脂模制部6的构成树脂而成的。因此,厚壁部63的厚度t63比覆盖内磁芯块31的部位的厚度(在此为内侧树脂部61的厚度t61)厚出与上述台阶高度对应的量(图1)。厚壁部63的厚度t63越厚,越易于提高两磁芯块31、32的连接强度,对于通过树脂模制部6保持为一体的磁芯3,易于提高作为一体物的强度。厚壁部63的厚度t63相当于内侧树脂部61的厚度t61与上述台阶高度的合计值,所以通过使上述厚度t61及上述台阶高度中的至少一方更大,能够进行加厚,从而能够进一步提高上述连接强度。内侧树脂部61的厚度t61越厚,越易于得到保护磁芯块免受外部环境影响、机械保护、确保绝缘性等效果,但会导致树脂模制部6的重量增大或大型化,进而导致电抗器1的重量的增大或大型化。上述台阶高度越大,越可能导致上述磁特性的降低等。因此,上述厚度t61、t63可举出考虑重量、尺寸、磁特性、强度等来进行选择。
《构成材料》
就树脂模制部6的构成材料而言,可举出各种树脂,例如PPS树脂、PTFE树脂、LCP、PA树脂、PBT树脂等热塑性树脂。如果将上述构成材料设为在这些树脂中含有导热性优异的上述填料等的复合树脂,则能够形成为散热性优异的树脂模制部6。如果将树脂模制部6的构成树脂与中介部件5的构成树脂设为相同的树脂,则在两者的接合性优异的基础上,两者的热膨胀系数还相同,所以能够抑制由热应力引起的剥离、破裂等。树脂模制部6的成型可以利用注塑成型等。
《电抗器的制造方法》
实施方式1的电抗器1例如可以通过如下方式制造,即,将线圈2、形成磁芯3的磁芯块(在此为两个内磁芯块31、31和两个外磁芯块32、32)和中介部件5组装在一起,将该组合物收纳于树脂模制部6的成型模具(未图示),并通过模制原料覆盖磁芯块。
在该例中,通过在中介部件5的线圈侧配置卷绕部2a、2b,或者在各贯通孔插通内磁芯块31、31、小面积部321,或者在外磁芯侧配置外磁芯块32、32,从而容易地组装出上述的组合物。形成树脂模制部6之前的上述组合物如上所述,设置有从外磁芯块32侧连通到卷绕部2a、2b内的空间,能够将该空间适当地用作模制原料的流路。
将上述的组合物收纳于成型模具,并填充模制原料。可以利用从一个外磁芯块32朝向另一个外磁芯块32的单方向的填充,或者从各外磁芯块32、32朝向卷绕部2a、2b内的双方向的填充。在任一种填充方法中,均将外磁芯块32的外端面32o作为模制原料的填充开始位置,并经过外磁芯块32从卷绕部2a、2b的各端部填充模制原料。模制原料经过外磁芯块32的外周面流到导入空间g321,而且经过导入空间g321流入到筒状间隙g31。在任一种填充方法中,若均如本例那样,两外磁芯块32、32具备小面积部321、321,则电抗器1的制造性优异。这是因为,在易于组装磁芯3的基础上,还易于通过导入空间g321进行脱气等,从而更易于导入模制原料。在进行单方向的填充时,仅在一个外磁芯块32具备小面积部321、321,能够将该外磁芯块32的外端面32o配置于填充开始位置。在进行单方向的填充的情况下,也可以在两个外磁芯块32、32分别设置小面积部321、321。
《用途》
实施方式1的电抗器1可用于进行电压的升压动作或降压动作的电路的部件,例如各种变换器、电力变换装置的构成部件等。作为变换器的一例,可举出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变换器(代表性的是DC-DC变换器)、空调机的变换器等。
《效果》
实施方式1的电抗器1在树脂模制部6中的覆盖内磁芯块31与外磁芯块32之间的连接部位的位置具备厚壁部63。厚壁部63比树脂模制部6中的覆盖内磁芯块31的内侧树脂部61的厚度t61厚而不易破裂。具有这样的厚壁部63的实施方式1的电抗器1中,对于由树脂模制部6保持为一体的磁芯3,能够提高作为一体物的强度,从而强度优异。即使磁芯块31、32彼此不通过粘接剂连接,由于具备厚壁部63,也能够将磁芯3牢固地保持为一体。该例的树脂模制部6包括内侧树脂部61和外侧树脂部62,由于两者连续而形成为一体,所以磁芯3也能够通过树脂模制部6来提高作为一体物的刚性。另外,电抗器1由于在树脂模制部6局部地具备厚壁部63,所以与树脂模制部6的整体厚度较厚的情况相比为小型,但强度优异。
并且,实施方式1的电抗器1的外磁芯块32包括具有比内磁芯块31的磁路截面积S31大的磁路截面积S32的大面积部322,但在与内磁芯块31连接的连接部位包括具有比磁路截面积S31小的磁路截面积S321的小面积部321。由于通过该小面积部321能够在筒状间隙g31的开口部附近形成导入空间g321,所以实施方式1的电抗器1能够经过导入空间g321容易地将模制原料导入到筒状间隙g31,从而易于形成树脂模制部6。
并且,实施方式1的电抗器1的外磁芯块32的相对磁导率高于内磁芯块31的相对磁导率。因此,即使内磁芯块31中的形成与外磁芯块32连接的连接部位的小面积部321比内磁芯块31细,也能够降低两磁芯块31、32间的漏磁通。因此,实施方式1的电抗器1能够减少由上述漏磁通引起的损耗的增大,从而是低损耗的。
另外,实施方式1的电抗器1通过内侧树脂部61、61而提高了卷绕部2a、2b与内磁芯块31、31之间的绝缘性。而且,电抗器1中,卷绕部2a、2b不被树脂模制部6覆盖而露出,能够与例如液体制冷剂等冷却介质直接接触,从而散热性优异。特别地,电抗器1中,由于外磁芯块32具备大面积部322,所以与外磁芯块具有一样的磁路截面积S321的情况相比,易于从大面积部322散热,或者大面积部322易于与上述冷却介质接触,因此散热性优异。在由于具备大面积部322,从而与具有一样的磁路截面积S31的外磁芯块相比表面积较大的情况下,散热性更优异。
该例的电抗器1还起到如下效果。
(1)在进一步提高两磁芯块31、32的连接强度的基础上,还更易于将模制原料导入到筒状间隙g31
这是因为厚壁部63及导入空间g321沿着外磁芯块32的小面积部321的外周设置成环状。
并且是因为在内磁芯块31具有多个导入槽315。该例的树脂模制部6具备多个与厚壁部63连续并覆盖导入槽315的厚的树脂部分。
而且是因为形成导入槽315的内周面包括向筒状间隙g31侧引导模制原料的倾斜面。
(2)能够形成为更低损耗的电抗器1。
将内磁芯块31设为相对磁导率为5以上且50以下的复合材料的成型体,将外磁芯块32设为相对磁导率为50以上且500以下,是内磁芯块31的相对磁导率的2倍以上的压粉成型体。因此,能够形成为无磁隙结构的磁芯3,实质上不会产生由磁隙引起的损耗。
这是因为,外磁芯块32的小面积部321从卷绕部2a(或2b)露出,能够减少由来自小面积部321的漏磁通引起的损耗。
(3)能够形成为更小型的电抗器1。
这是因为,由于是无磁隙结构,能够减小筒状间隙g31,从而能够使内侧树脂部61的厚度t61变薄。
这是因为,通过将内磁芯块31设为复合材料的成型体,将外磁芯块32设为压粉成型体,与形成为复合材料的成型体的磁芯的情况相比,易于使磁芯3小型化。
另外,即使筒状间隙g31较小,如上所述,也能够在小面积部321的周围形成导入空间g321,因此易于将模制原料导入到筒状间隙g31,从而易于形成树脂模制部6。
(4)通过将内磁芯块31设为复合材料的成型体,由于含有树脂,所以耐腐蚀性也优异。另外,即使是具备导入槽315这样的凹凸形状,也能够容易且高精度地成型,从而内磁芯块31的制造性优异。
(5)通过将外磁芯块32形成为压粉成型体,并用外侧树脂部62覆盖外磁芯块32的实质整体,从而耐腐蚀性优异。
(6)由于形成磁芯3的磁芯块的个数少,从而组装的部件数量少(在该例中,线圈2、磁芯块、中介部件5合计为7个),所以组装作业性优异。
(7)由于形成磁芯3的磁芯块的个数少,从而磁芯块彼此的接合部位少,因此强度优异。
本公开并不限定于这些例示,而是由权利要求书示出,并旨在包括与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更。
例如,对于上述的实施方式1,能够进行以下的(a)~(d)中的至少一个变更。
(a)具备自粘型的线圈。
在该情况下,使用具备热粘层的绕组,在形成卷绕部2a、2b之后,进行加热而使热粘层熔融、固化,由此,通过热粘层将相邻的匝接合在一起。这样,在组装线圈2和磁芯3时等,能够使卷绕部2a、2b保形,作业性优异。
(b)具备多个内磁芯块,并且具备介于内磁芯块之间的间隙部。
(c)对小面积部321的连接面321e相对于内磁芯块31的端面31e的配置位置、小面积部321的外形、大小进行变更,而将厚壁部63形成为C字状而不是环状,或者在内磁芯块31的周向上分离地排列多个厚壁部63。
在这些情况下,在两磁芯块31、32的连接部位也具备厚壁部63。因此,与没有厚壁部63的情况相比,两磁芯块31、32的连接强度优异,并且易于将小面积部321的磁路截面积S321确保得较大。在具备多个厚壁部63的情况下,例如可以举出将小面积部321设为呈齿轮形状的柱状体等。
(d)具备以下的至少一种:
(d1)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);
(d2)安装于线圈2的外周面的至少一部分的散热板(例如金属板等);
(d3)介于电抗器的设置面与设置对象或(d2)的散热板之间的接合层(例如粘接剂层。优选为绝缘性优异的接合层);以及
(d4)一体成型于外侧树脂部62,用于将电抗器固定于设置对象的安装部。
标号说明
1 电抗器
2 线圈
2a、2b 卷绕部
3 磁芯
31 内磁芯块
31e 端面
315 导入槽
32 外磁芯块
321 小面积部
322 大面积部
32e 内端面
321e 连接面
32o 外端面
5 中介部件
6 树脂模制部
61 内侧树脂部
62 外侧树脂部
63 厚壁部

Claims (6)

1.一种电抗器,具备:
线圈,具有卷绕部;
磁芯,配置于所述卷绕部的内部和外部,并形成闭合磁路;以及
树脂模制部,包括介于所述卷绕部与所述磁芯之间的内侧树脂部,并且不覆盖所述卷绕部的外周面,
所述磁芯具备:
内磁芯块,具有规定的磁路截面积,并配置在所述卷绕部内;以及
外磁芯块,包括小面积部和大面积部,所述小面积部包括连接面,所述连接面与所述内磁芯块的端面连接,并具有比所述端面的面积小的面积,所述大面积部具有比所述内磁芯块的端面的面积大的磁路截面积,并从所述卷绕部露出,所述小面积部的至少一部分从所述卷绕部露出,
所述外磁芯块具有比所述内磁芯块的相对磁导率大的相对磁导率,
所述树脂模制部包括厚壁部,该厚壁部覆盖所述内磁芯块的端面与所述小面积部的连接面之间的连接部位,并且比覆盖所述内磁芯块的外周的部位的厚度厚。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述内磁芯块由包含磁性粉末和树脂的复合材料的成型体构成,
所述连接面的面积为由所述内磁芯块的端面的面积与所述磁性粉末的填充率的乘积求得的值以上。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述内磁芯块具有在其外周面和所述端面开口的导入槽。
4.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述内磁芯块的相对磁导率为5以上且50以下,
所述外磁芯块的相对磁导率为所述内磁芯块的相对磁导率的2倍以上。
5.根据权利要求4所述的电抗器,其中,
所述外磁芯块的相对磁导率为50以上且500以下。
6.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述小面积部从所述卷绕部露出。
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