CN112041950B - 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，具有配置在所述卷绕部的内部的内侧芯部及配置在所述卷绕部的外部的外侧芯部，其中，所述内侧芯部是非分割结构的一体物，具备沿着与所述卷绕部的轴向正交的方向贯通的芯贯通孔，所述芯贯通孔的一方的开口和另一方的开口都由所述卷绕部闭塞。

Description

电抗器
技术领域
本公开涉及电抗器。
本申请主张基于2018年3月20日的日本国申请的特愿2018-052985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公开了一种电抗器，具备线圈和形成闭磁路的磁芯，该线圈具有卷绕绕组而成的卷绕部，所述电抗器在混合动力汽车的转换器的构成部件等中利用。该电抗器的磁芯能够分为在卷绕部的内部配置的内侧芯部和在卷绕部的外部配置的外侧芯部。
在先技术文献
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，具有配置在所述卷绕部的内部的内侧芯部及配置在所述卷绕部的外部的外侧芯部，其中，
所述内侧芯部是非分割结构的一体物，具备沿着与所述卷绕部的轴向正交的方向贯通的芯贯通孔，
所述芯贯通孔的一方的开口和另一方的开口都由所述卷绕部闭塞。
附图说明
图1是实施方式1的电抗器的立体图。
图2是图1的电抗器的概略侧视图。
图3是从上方俯视观察图1的电抗器具备的磁芯而得到的俯视图。
图4是具备与图3不同形状的芯贯通孔的内侧芯部的概略俯视图。
图5是具备与图3、4不同形状的芯贯通孔的内侧芯部的概略俯视图。
图6是图1的电抗器具备的夹设构件的概略主视图。
图7是表示在图6的夹设构件组合有内侧芯部和外侧芯部的状态的图。
图8是说明实施方式1的电抗器的制造方法的说明图。
具体实施方式
[本公开要解决的课题]
以往的电抗器在生产性的点上存在改善的余地。在大电流用途的电抗器中，为了抑制磁芯的磁饱和而利用多个分割片构成内侧芯部，在各分割片之间形成间隔。因此，构成内侧芯部的部件个数增多，不仅会花费准备多个部件的劳力和时间、管理这些部件的劳力和时间，而且内侧芯部的组装烦杂，电抗器的生产性不好。
本公开鉴于上述情况而作出，其目的之一在于提供一种生产性优异且难以磁饱和的电抗器。
[本公开的效果]
本公开的电抗器是生产性优异且难以磁饱和的电抗器。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方式进行说明。
<1>实施方式的电抗器具备：
线圈，具有卷绕部；
磁芯，具有配置在所述卷绕部的内部的内侧芯部及配置在所述卷绕部的外部的外侧芯部，其中，
所述内侧芯部是非分割结构的一体物，具备沿着与所述卷绕部的轴向正交的方向贯通的芯贯通孔，
所述芯贯通孔的一方的开口和另一方的开口都由所述卷绕部闭塞。
通过将内侧芯部设为非分割结构的一体物，仅通过将内侧芯部与外侧芯部组合就能够构成磁芯，能够提高电抗器的生产性。而且，通过在内侧芯部设置沿着与线圈的卷绕部的轴向正交的方向贯通的芯贯通孔，能够将该芯贯通孔作为间隔的替代。其结果是，通过使用具有作为间隔发挥作用的芯贯通孔的内侧芯部，能够抑制磁芯整体的相对磁导率变得过高的情况，能够成为难以磁饱和的电抗器。
<2>作为实施方式的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述芯贯通孔沿着所述芯贯通孔的轴向具备同样的内周面形状，
所述芯贯通孔的沿着与所述卷绕部的轴向和所述芯贯通孔的轴向这两方正交的芯宽度方向的最大宽度为所述内侧芯部的沿着所述芯宽度方向的宽度的0.1倍以上且0.7倍以下。
通过将上述倍率设为0.1倍以上，能够使芯贯通孔作为间隔而充分地发挥作用。而且，通过将上述倍率设为0.7倍以下，即使设置芯贯通孔也能够充分地确保内侧芯部的强度。
<3>作为上述<2>的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述芯贯通孔的所述内周面形状为沿着所述芯宽度方向延伸的长孔形状。
通过将芯贯通孔的内周面形状设为在芯宽度方向上长的长孔形状，与将芯贯通孔的内周面形状设为正圆形状或者设为在卷绕部的轴向上长的长孔形状相比，能够提高芯贯通孔的作为间隔的功能。
<4>作为上述<3>的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述芯贯通孔的所述内周面形状中的所述芯宽度方向的中间部具有狭窄的形状。
通过将芯贯通孔的中间部设为狭窄的形状，在使电抗器动作时，磁通的一部分容易通过芯贯通孔的狭窄部位。其结果是，能够抑制避开芯贯通孔而通过内侧芯部的实体部分的磁通变得过多的情况，能够抑制该实体部分发生磁饱和的情况。
<5>作为实施方式的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述电抗器具备填充于所述卷绕部与所述内侧芯部之间的内侧树脂部，
所述内侧树脂部进入到所述芯贯通孔。
通过形成内侧树脂部，能够确保卷绕部与内侧芯部的绝缘，并使两者的结合牢固。而且，通过内侧树脂部进入芯贯通孔，能够使卷绕部与内侧芯部的结合更加牢固。
<6>作为上述<5>的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述电抗器具备将所述外侧芯部的至少一部分覆盖并与所述内侧树脂部连结的外侧树脂部。
通过形成外侧树脂部，能够保护外侧芯部免于遭受外部环境的影响。而且，通过外侧树脂部与内侧树脂部连结，能够将外侧芯部、内侧芯部、卷绕部这三者牢固地结合。
<7>作为实施方式的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述内侧芯部的相对磁导率为5以上且50以下，
所述外侧芯部的相对磁导率为50以上且500以下，并且比所述内侧芯部的相对磁导率高。
通过使外侧芯部的相对磁导率比内侧芯部的相对磁导率高，能够减少两芯部间的漏磁通。特别是通过增大两芯部的相对磁导率之差，能够更可靠地减少两芯部间的漏磁通。通过上述差，能够实质上消除上述漏磁通。而且，在上述方式中，内侧芯部的相对磁导率低，因此能够抑制磁芯整体的相对磁导率变得过高的情况。
<8>作为上述<7>的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述内侧芯部由包含软磁性粉末和树脂的复合材料的成形体构成。
复合材料的成形体通过调整软磁性粉末的量而容易减小其相对磁导率。因此，如果是复合材料的成形体，则容易制造相对磁导率满足上述<7>的范围的内侧芯部。
<9>作为上述<7>或<8>的电抗器的一方式，可列举如下的方式：
所述外侧芯部由软磁性粉末的压粉成形体构成。
如果是压粉成形体，则能够高精度地制造外侧芯部。而且，如果是致密地包含软磁性粉末的压粉成形体，则容易制造出相对磁导率满足上述<7>的范围的外侧芯部。
<10>作为上述<7>～<9>中任一电抗器的一方式，可列举如下的方式：
在从上方俯视观察所述磁芯的所述磁芯的俯视图中，在规定了由所述内侧芯部的中心轴线和通过所述外侧芯部的重心并描绘与所述外侧芯部的外侧轮廓线相似的形状而与所述中心轴线连结的相似线构成的环状的假想磁路时，
所述中心轴线的长度在所述假想磁路的长度中占据的比例为50％以下。
如已述那样，通过使内侧芯部的相对磁导率比外侧芯部的相对磁导率低，能够抑制磁芯整体的相对磁导率变得过高的情况，得到抑制磁芯的磁饱和的效果。然而，在规定了模拟了作为磁通的主要的通路的磁路的假想磁路时，如果在该假想磁路的长度中占据的内侧芯部的中心轴线的长度(与内侧芯部的轴向长度相同)短，则上述磁饱和的抑制效果有限。特别是使用了不具有作为间隔发挥作用的芯贯通孔的内侧芯部的以往的磁芯的情况下，如果内侧芯部的中心轴线的长度在假想磁路的长度中占据的比例为50％以下，则无法充分地得到磁饱和的抑制效果。相对于此，如果是使用了具有作为间隔发挥作用的芯贯通孔的内侧芯部的实施方式的磁芯，则即使内侧芯部的中心轴线的长度在假想磁路的长度中占据的比例为50％以下，也能够充分地得到磁饱和的抑制效果。
[本公开的实施方式的详情]
以下，基于附图，说明本公开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，本发明并非限定为实施方式所示的结构，由权利要求书公开，并意图包含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>
在实施方式1中，基于图1～图8，说明电抗器1的结构。图1所示的电抗器1将线圈2、磁芯3、夹设构件4组合而构成。电抗器1还具备：内侧树脂部5(参照图2)，配置在线圈2具备的卷绕部2A、2B的内部，将构成磁芯3的一部分的内侧芯部31覆盖；及外侧树脂部6，将构成磁芯3的一部分的外侧芯部32覆盖。作为该电抗器1的特征之一，可列举在内侧芯部31形成有芯贯通孔31h的情况。以下，详细说明电抗器1具备的各结构，并且关于芯贯通孔31h的形状、位置、其功能等，设置项目进行详细叙述。
《线圈》
如图1所示，本实施方式的线圈2具备一对卷绕部2A、2B、及将两卷绕部2A、2B连结的连结部2R。各卷绕部2A、2B相互以相同匝数、相同卷绕方向形成为中空筒状，并以各轴方向成为平行的方式并列。在本例中，利用一根绕组制造线圈2，但也可以通过将由不同的绕组制造出的卷绕部2A、2B连结来制造线圈2。上述卷绕部2A、2B的相邻的匝之间的间隙大致均等。即，卷绕部2A、2B具备恒定的线圈间距，没有线圈间距局部性地变宽的部分，因此能够容易地制造。匝之间的间隙优选实质上成为0。
在此，以线圈2为基准来规定电抗器1的方向。首先，将沿着线圈2的卷绕部2A、2B的轴向的方向设为X方向。将与该X方向正交并沿着卷绕部2A、2B的并列方向的方向设为Y方向。并且，将与X方向和Y方向这两方交叉的方向设为Z方向。
本实施方式的各卷绕部2A、2B形成为方筒状。方筒状的卷绕部2A、2B是指其端面形状为将四边形形状(包括正方形形状)的角修圆后的形状的卷绕部。当然，卷绕部2A、2B也可以形成为圆筒状。圆筒状的卷绕部是其端面形状为闭曲面形状(椭圆形状或正圆形状、跑道形状等)的卷绕部。
包含卷绕部2A、2B的线圈2可以通过包覆线构成，该包覆线在由铜、铝、镁或其合金这样的导电性材料构成的扁线或圆线等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，通过将导体由铜制的扁线(绕组)构成且绝缘包覆由瓷漆(代表地为聚酰胺酰亚胺)构成的包覆扁线进行扁立卷绕来形成各卷绕部2A、2B。
线圈2的两端部2a、2b从卷绕部2A、2B延伸而与未图示的端子构件连接。在两端部2a、2b，将瓷漆等绝缘包覆剥落。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。
《磁芯》
如图1、2所示，磁芯3具备：在卷绕部2A、2B的各自的内部配置的内侧芯部31、31；及与内侧芯部31、31形成闭磁路的外侧芯部32、32。
[内侧芯部]
内侧芯部31是磁芯3中的沿着线圈2的卷绕部2A、2B的轴向(X方向)的部分。在本例中，如图2所示，磁芯3中的沿着卷绕部2A、2B的轴向的部分的两端部从卷绕部2A、2B的端面突出(参照内侧芯部31的端面31e的位置)。该突出的部分也是内侧芯部31的一部分。
内侧芯部31的形状只要是沿着卷绕部2A(2B)的内部形状的形状即可，没有特别限定。本例的内侧芯部31为大致长方体状。而且，本例的内侧芯部31是非分割结构的一体物，具备芯贯通孔31h。
[[芯贯通孔]]
芯贯通孔31h是沿着与卷绕部2A、2B的轴向(X方向)正交的电抗器1的高度方向(Z方向)将内侧芯部31贯通的孔，作为内侧芯部31的间隔发挥作用。芯贯通孔31h只要是沿着与X方向正交的YZ平面延伸的孔即可，例如也可以设为沿着卷绕部2A、2B的并列方向(Y方向)将内侧芯部31贯通的孔。芯贯通孔31h优选沿其轴向(Z方向)具备同样的内周面形状，由此，能够使芯贯通孔31h的作为间隔的功能稳定。
在本例中，将一个芯贯通孔31h设置在内侧芯部31的轴向的中央位置，但是芯贯通孔31h的数目没有特别限定。可以在一个内侧芯部31上设置多个芯贯通孔31h，但是如果芯贯通孔31h过多，则内侧芯部31的强度、磁特性可能会下降。鉴于这一点，如果将多个芯贯通孔31h设置于内侧芯部31，则可列举例如在内侧芯部31的轴向的一端侧的端面31e附近和另一端侧的端面31e的附近设置各一个芯贯通孔31h的情况。只要内侧芯部31的强度、磁特性不会产生问题，芯贯通孔31h就可以自由设置。例如，多个芯贯通孔31h也可以在从X方向观察时相互交叉地配置。
芯贯通孔31h的一方的开口和另一方的开口都由卷绕部2A、2B闭塞。这是指在从卷绕部2A、2B的外周沿着芯贯通孔31h的各开口的轴向观察芯贯通孔31h的各开口时，卷绕部2A、2B的匝与上述开口的面积重叠50％以上的状态。重叠面积越大越优选，可以设为例如60％以上，进而70％以上。重叠面积大是指卷绕部2A、2B的匝之间的间隙小，在X方向上能够实现电抗器1的小型化，如后所述向卷绕部2A、2B的内部填充树脂时，能够抑制树脂向卷绕部2A、2B的外部的泄漏。从抑制树脂泄漏的观点出发，上述重叠面积优选为90％以上，进而为95％以上。芯贯通孔31h由卷绕部2A、2B覆盖，从而能够抑制漏磁通产生的损失。
芯贯通孔31h的内周面形状(与开口部的形状相同)优选设为如图3所示沿芯宽度方向(Y方向)延伸的长孔形状。通过芯贯通孔31h的内周面形状沿芯宽度方向变长，从而能够提高芯贯通孔31h的作为间隔的功能。作为长孔形状，可以列举矩形形状、椭圆形状、或者图3所示那样的由沿芯宽度方向延伸的一对直线部、将两直线部的一端彼此连结的圆弧部、将两直线部的另一端彼此连结的圆弧部构成的跑道形状等。特别是如果为跑道形状的芯贯通孔31h，则绕过芯贯通孔31h的磁通的流动变得顺畅，能够成为磁特性优异的内侧芯部31。
芯贯通孔31h的沿芯宽度方向(Y方向)的最大宽度LW1优选为沿芯宽度方向的内侧芯部31的宽度LW的0.1倍以上且0.7倍以下。通过使上述倍率成为0.1倍以上，能够使芯贯通孔31h作为间隔而充分地发挥作用。而且，通过使上述倍率成为0.7倍以下，即使设置芯贯通孔31h，也能够充分地确保处于其宽度方向的外侧的内侧芯部31的实体部分31R的宽度，因此能够充分地确保内侧芯部31的机械性强度。更优选的倍率为0.2倍以上且0.6倍以下，进一步优选的倍率为0.3倍以上且0.5倍以下。在此，在芯贯通孔31h是轴向沿Y方向延伸的孔的情况下，Z方向成为芯宽度方向。
芯贯通孔31h的沿卷绕部2A、2B的轴向(X方向)的最大宽度LW2没有特别限定。芯贯通孔31h的X方向的最大宽度LW2可以根据芯贯通孔31h要求的作为间隔的功能为何种程度而适当选择。在此，本例的芯贯通孔31h的一方的开口和另一方的开口都需要由卷绕部2A、2B闭塞。为此，例如，可列举将卷绕部2A、2B的相邻的匝之间的间隙(或线圈间距)设为芯贯通孔31h的X方向的最大宽度LW2的10％以下(或10％以下)，进而为5％以下(或5％以下)。
除了将芯贯通孔31h设为长孔形状之外，也可以如图4、5所示，将芯贯通孔31h的内周面形状中的芯宽度方向(Y方向)的中间部310设为狭窄的形状。通过芯贯通孔31h的中间部310具有狭窄的形状，使电抗器1(图1)动作时的磁通的一部分容易通过芯贯通孔31h的狭窄部位(中间部310)。其结果是，能够抑制避开芯贯通孔31h而通过内侧芯部31的实体部分31R的磁通变得过多的情况，能够抑制该实体部分31R的磁饱和。此外，如图5所示，芯贯通孔31h的内周面形状中的X方向的中间部311也可以设为狭窄的形状。如果是这样的形状，则在中间部311的位置处实体部分31R变大，因此容易抑制实体部分31R的磁饱和。
[外侧芯部]
图1所示的外侧芯部32是磁芯3中的配置在卷绕部2A、2B的外部的部分。外侧芯部32的形状只要是将一对内侧芯部31、31的端部连结的形状即可，没有特别限定。本例的外侧芯部32为大致长方体状。如图2所示，该外侧芯部32具有与线圈2的卷绕部2A、2B的端面相对的线圈相对面32e、与线圈相对面32e相反的一侧的外方面32o、周面32s。如图2、3所示，外侧芯部32的线圈相对面32e与内侧芯部31的端面31e接触，或者经由粘接剂而实质性地接触。
[磁特性/材质等]
优选内侧芯部31的相对磁导率为5以上且50以下，外侧芯部32的相对磁导率为50以上且500以下，并且比内侧芯部31的相对磁导率高。内侧芯部31的相对磁导率进而可以为10以上且45以下，15以上且40以下，20以上且35以下。另一方面，外侧芯部32的相对磁导率进而可以为80以上，100以上，150以上，180以上。通过使外侧芯部32的相对磁导率比内侧芯部31的相对磁导率高，能够减少两芯部31、32之间的漏磁通。特别是通过增大两芯部31、32的相对磁导率之差，例如使外侧芯部32的相对磁导率为内侧芯部31的相对磁导率的2倍以上，能够实质上消除两芯部31、32之间的漏磁通。而且，在上述方式中，内侧芯部31的相对磁导率比外侧芯部32的相对磁导率低，因此能够抑制磁芯3整体的相对磁导率变得过高的情况，能够成为无间隔结构的磁芯3。
内侧芯部31和外侧芯部32可以通过对包含软磁性粉末的原料粉末进行加压成形而成的压粉成形体、或者使软磁性粉末与未固化的树脂的混合体固化后的复合材料的成形体构成。压粉成形体的软磁性粉末是由铁等铁族金属或其合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)等构成的软磁性粒子的集合体。在软磁性粒子的表面也可以形成由磷酸盐等构成的绝缘包覆。原料粉末可以包含润滑材料等。
复合材料的软磁性粉末可以使用与在压粉成形体中能够使用的材料相同的材料。另一方面，作为复合材料包含的树脂，可列举热固化性树脂、热塑性树脂、常温固化性树脂、低温固化性树脂等。热固化性树脂可列举例如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂等。热塑性树脂可列举聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6或尼龙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。此外，不饱和聚酯也可以利用混合有碳酸钙、玻璃纤维的BMC(Bulk molding compound：：团状模塑料)、混炼型硅橡胶、混炼型聚氨酯橡胶等。上述的复合材料除了软磁性粉末及树脂之外还含有氧化铝、二氧化硅等非磁性且非金属粉末(填料)时，能进一步提高散热性。非磁性且非金属粉末的含量可列举为0.2质量％以上且20质量％以下，进而0.3质量％以上且15质量％以下，0.5质量％以上且10质量％以下。
复合材料中的软磁性粉末的含量可列举为30体积％以上且80体积％以下。从饱和磁通密度、散热性的提高的观点出发，软磁性粉末的含量进而可以为50体积％以上，60体积％以上，70体积％以上。从制造过程中的流动性的提高的观点出发，优选将软磁性粉末的含量设为75体积％以下。在复合材料的成形体中，如果将软磁性粉末的填充率调整得较低，则容易减小其相对磁导率。因此，复合材料的成形体适合于相对磁导率满足5以上且50以下的内侧芯部31的制造。在本例中，利用复合材料的成形体构成内侧芯部31，将其相对磁导率设为20。
压粉成形体与复合材料的成形体相比容易提高软磁性粉末的含量(例如超过80体积％，进而为85体积％以上)，容易得到饱和磁通密度、相对磁导率更高的芯片。因此，压粉成形体适合于相对磁导率为50以上且500以下的外侧芯部32的制造。在本例中，利用压粉成形体构成外侧芯部32，将其相对磁导率设为200。
[内侧芯部与外侧芯部的比率]
通过在内侧芯部31形成芯贯通孔31h，能够使内侧芯部31的轴向长度(中心轴线31L的长度)在图3的双点划线所示的假想磁路的长度中占据的比例成为50％以下。假想磁路概略性地表示磁通的主要的通路，在从上方俯视观察磁芯3的磁芯3的俯视图中，将内侧芯部31的中心轴线31L与外侧芯部32的相似线32L连结成环状。中心轴线31L是通过内侧芯部31的宽度方向的中央并沿着内侧芯部31的轴向延伸的线。另一方面，相似线32L是通过俯视图中的外侧芯部32的重心(参照图3的叉标记)并描绘与外侧芯部32的外侧轮廓线相似的形状而与中心轴线31L连结的线。上述重心不是质量重心而是俯视图中的外侧芯部32的平面面积的重心。外侧轮廓线是外侧芯部32的轮廓线中的除了与内侧芯部31相对的线之外的部分。实际的磁路成为相似线32L的角部弯曲的跑道那样的形状，但是可认为其实际的磁路的长度与假想磁路的长度没有太大的差别。因此，规定中心轴线31L在假想磁路的长度中占据的比例的情况等同于规定内侧芯部31的轴向长度在磁路的长度中占据的比例。在本例的情况下，将内侧芯部31的中心轴线31L的长度(轴向长度)设为LC、将相似线32L的长度设为Ld时，内侧芯部31的中心轴线31L的长度在假想磁路的长度中占据的比例由{(2×LC)/(2×Ld+2×LC)}×100表示。
通过缩短在假想磁路的长度中占据的内侧芯部31的轴向长度LC，能够实现电抗器1的小型化。相反地，难以得到如下效果：通过使内侧芯部31的相对磁导率比外侧芯部32的相对磁导率降低而得到的磁芯3的磁饱和的抑制效果。特别是在使用了不具有作为间隔发挥作用的芯贯通孔的内侧芯部的以往的磁芯的情况下，如果上述比例为50％以下，则无法充分得到磁饱和的抑制效果。相对于此，如果是使用了具有作为间隔发挥作用的芯贯通孔31h的内侧芯部31的本例的磁芯3，则即使上述比例为50％以下，进而为40％以下，也能够充分得到磁饱和的抑制效果。另一方面，如果上述比例过低，则即使在内侧芯部31具有芯贯通孔31h也难以得到磁饱和的抑制效果，因此上述比例优选设为30％以上。
《夹设构件》
图1所示的本例的电抗器1还具备夹设在线圈2与磁芯3之间的夹设构件4。夹设构件4代表性地由绝缘材料构成，作为线圈2与磁芯3之间的绝缘构件、或者内侧芯部31、外侧芯部32相对于卷绕部2A、2B的定位构件发挥作用。该例的夹设构件4为长方形的框状构件，也作为形成向卷绕部2A、2B填充的树脂的流路的构件发挥作用。夹设构件4并非必须，但是通过使用夹设构件4，能够容易地进行上述的绝缘的确保、定位。
以下，参照图6、7，说明本例的夹设构件4。图6是从配置外侧芯部32(图1)的一面侧观察夹设构件4而得到的主视图，配置卷绕部2A、2B(图1)的另一面侧为纸面里侧，看不见。图7是表示在图6的夹设构件4组装有内侧芯部31、31和一方的外侧芯部32的状态的图。
如图6所示，夹设构件4具备一对贯通孔41h、41h、设置于各贯通孔41h的多个支承部41、线圈收纳部(未图示)、芯收纳部42。贯通孔41h沿夹设构件4的厚度方向贯通，在贯通孔41h如图7所示插通有内侧芯部31。形成贯通孔41h、41h的内周面与卷绕部2A、2B(图1)的内周面实质上一致。支承部41局部性地从贯通孔41h的内周面突出而对内侧芯部31的四个角部进行支承。线圈收纳部设置在附图上看不见的夹设构件4的另一面侧，供各卷绕部2A、2B(图1)的端面及其附近嵌入。芯收纳部42通过夹设构件4的一面侧的一部分沿厚度方向凹陷而形成，供外侧芯部32的线圈相对面32e及其附近嵌入(一并参照图2)。向夹设构件4的贯通孔41h嵌入的内侧芯部31的端面31e(图7)从芯收纳部42的底面突出(也参照后述的图8)。因此，嵌入于芯收纳部42的外侧芯部32从芯收纳部42的底部分离。通过该外侧芯部32与芯收纳部42的底部分离而形成的间隙如后所述成为树脂的流路。
在本例的夹设构件4中，如图7所示，在卷绕部2A、2B嵌入于线圈收纳部且内侧芯部31、31插通于各贯通孔41h、41h的状态下，形成与卷绕部2A、2B和内侧芯部31之间的间隙连通的四个树脂填充孔h1、h2、h3、h4。更具体而言，在内侧芯部31的端面31e的上端缘与贯通孔41h(图6)的内周面之间形成树脂填充孔h1，在上述端面31e的外侧缘与贯通孔41h的内周面之间形成树脂填充孔h2。而且，在上述端面31e的内侧缘与贯通孔41h的内周面之间形成树脂填充孔h3，在上述端面31e的下侧缘与贯通孔41h的内周面之间形成树脂填充孔h4。树脂填充孔h1、h2未由外侧芯部32覆盖，但是树脂填充孔h3、h4由外侧芯部32覆盖。
夹设构件4例如可以通过聚苯硫醚(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，可以通过不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂等热固化性树脂等形成夹设构件4。也可以使这些树脂中含有陶瓷填料来提高夹设构件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非磁性粉末。
《内侧树脂部》
如图2所示，内侧树脂部5配置在卷绕部2A(在未图示的卷绕部2B中也同样)的内部，将卷绕部2A的内周面与内侧芯部31的外周面接合。通过形成内侧树脂部5，能够确保卷绕部2A、2B与内侧芯部31的绝缘，并使两者的结合牢固。内侧树脂部5未跨越卷绕部2A的内周面与外周面之间而留在卷绕部2A的内部。即，如图1所示，卷绕部2A、2B的外周面未由树脂覆盖而向外部露出。
内侧树脂部5向卷绕部2A、2B的内部填充时，进入内侧芯部31的芯贯通孔31h。进入到芯贯通孔31h的内侧树脂部5成为锚，能够使卷绕部2A、2B与内侧芯部31的结合更加牢固。
内侧树脂部5例如可以利用环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂等热固化性树脂、PPS树脂、PA树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂等热塑性树脂、常温固化性树脂、或低温固化性树脂。也可以使这些树脂含有氧化铝或二氧化硅等陶瓷填料来提高内侧树脂部5的散热性。
《外侧树脂部》
如图1、2所示，外侧树脂部6以覆盖外侧芯部32中的从夹设构件4露出的外周面整体的方式配置，将外侧芯部32固定于夹设构件4，并保护外侧芯部32免于受到外部环境的影响。本例的外侧树脂部6与内侧树脂部5连结。即，外侧树脂部6与内侧树脂部5是利用相同树脂一次形成的结构。通过外侧树脂部6与内侧树脂部5连结，能够将外侧芯部32、内侧芯部31、卷绕部2A、2B这三者牢固地结合。
本例的外侧树脂部6设置在夹设构件4中的配置外侧芯部32的一侧，未扩及到卷绕部2A、2B的外周面。鉴于进行外侧芯部32的固定和保护这样的外侧树脂部6的功能，外侧树脂部6的形成范围为图示的程度是充分的，在能够降低树脂的使用量的点上可以说优选。当然，与图示的例子不同，外侧树脂部6也可以扩及到卷绕部2A、2B侧。
《使用形态》
本例的电抗器1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向DC-DC转换器等电力转换装置的构成构件。本例的电抗器1能够以浸渍于液体制冷剂的状态使用。液体制冷剂没有特别限定，但是在混合动力汽车中利用电抗器1的情况下，可以利用ATF(Automatic Transmission Fluid：自动变速箱油)等作为液体制冷剂。此外，也可以利用氟化液Fluorinert(注册商标)等氟系非活性液体、HCFC-123或HFC-134a等氟利昂系制冷剂、甲醇或乙醇等醇系制冷剂、丙酮等酮系制冷剂等作为液体制冷剂。在本例的电抗器1中，由于向卷绕部2A、2B的外部露出，因此在利用液体制冷剂等冷却介质对电抗器1进行冷却的情况下，由于使卷绕部2A、2B与冷却介质直接接触，因此本例的电抗器1在散热性上优异。
《效果》
在本例的电抗器1中，内侧芯部31为非分割结构的一体物，因此与将多个分割片组合而成的方式相比，能够容易地制造磁芯3。如果为本例，则仅通过将一对内侧芯部31与一对外侧芯部32组合就能够制造磁芯3，因此能够提高包含磁芯3的制造在内的电抗器1的生产性。
另外，在本例的内侧芯部31形成有作为间隔发挥作用的芯贯通孔31h，因此能够抑制包含该内侧芯部31在内的磁芯3整体的相对磁导率变得过高的情况。其结果是，在电抗器1的大电流下的使用中，磁芯3难以磁饱和。
《电抗器的制造方法》
接下来，说明用于制造实施方式1的电抗器1的电抗器的制造方法的一例。电抗器的制造方法大致具备如下的工序。
·线圈制造工序
·组装工序
·填充工序
·固化工序
[线圈制造工序]
在该工序中，准备绕组，通过卷绕绕组的一部分来制造线圈2。绕组的卷绕可以利用公知的绕线机。也可以在绕组的表面形成热粘接树脂层，卷绕绕组而形成了卷绕部2A、2B之后，对线圈2进行热处理。在该情况下，能够将卷绕部2A、2B的各匝进行一体化，容易进行后述的填充工序。
[组装工序]
在该工序中，将线圈2、磁芯3、夹设构件4组合。例如，制造在卷绕部2A、2B的内部配置内侧芯部31并使一对夹设构件4、4分别与卷绕部2A、2B的轴向的一端侧端面和另一端侧端面抵接的第一组合物。并且，制造利用一对外侧芯部32将该第一组合物夹入而成的第二组合物。内侧芯部31的端面31e与外侧芯部32的线圈相对面32e之间可以通过粘接剂等接合。在本例中，内侧芯部31为非分割结构的一体物，因此该组装工序能够简单地进行。
在此，如图7所示，在从外侧芯部32的外方侧观察第二组合物时，在外侧芯部32的侧缘和上缘形成有用于向卷绕部2A、2B的内部填充树脂的树脂填充孔h1、h2。而且，虽然由外侧芯部32覆盖，但是在内侧芯部31的内侧缘、下侧缘也形成有树脂填充孔h3、h4。
[填充工序]
在填充工序中，向第二组合物中的卷绕部2A、2B的内部填充树脂。在本例中，如图8所示，将第二组合物配置在模具7内，进行向模具7内注入树脂的注塑成形。
树脂的注入从模具7的两个树脂注入孔70进行。树脂注入孔70设置在与外侧芯部32的外方面32o对应的位置，树脂的注入从各外侧芯部32的外方侧(外方面32o侧)进行。填充于模具7内的树脂将外侧芯部32的外周覆盖，并在外侧芯部32的外周面蔓延，经由图7的树脂填充孔h1、h2向卷绕部2A、2B的内部流入。而且，将外侧芯部32覆盖的树脂流入到外侧芯部32的线圈相对面32e(图2等)与夹设构件4的芯收纳部42的底部之间的间隙，从该间隙进而经由图7的树脂填充孔h3、h4向卷绕部2A、2B的内部流入。流入到卷绕部2A、2B的树脂也向芯贯通孔31h流入，将芯贯通孔31h填埋。
[固化工序]
在固化工序中，通过热处理等使树脂固化。固化的树脂中的处于卷绕部2A、2B的内部的树脂如图2所示成为内侧树脂部5，将外侧芯部32覆盖的树脂成为外侧树脂部6。
[效果]
根据以上说明的电抗器的制造方法，能够制造出图1所示的电抗器1。在该电抗器1中，通过树脂向卷绕部2A、2B的流入，能将充分的树脂填充到卷绕部2A、2B的内部，在卷绕部2A、2B的内部形成的内侧树脂部5难以形成大的空隙。
另外，在本例的电抗器的制造方法中，将内侧树脂部5与外侧树脂部6一体形成，填充工序和固化工序各一次即可，因此能够生产性良好地制造电抗器1。
<实施方式2>
可以将实施方式1的电抗器1收纳于箱体，并通过灌注树脂埋设于箱体内。例如，将通过实施方式1的电抗器的制造方法的组装工序制造的第二组合物收纳于箱体内，向箱体内填充灌注树脂。在该情况下，将外侧芯部32的外周覆盖的灌注树脂成为外侧树脂部6。而且，流入到卷绕部2A、2B内的灌注树脂成为内侧树脂部5。
<实施方式3>
实施方式1、2中的内侧树脂部5和外侧树脂部6可以去除。例如，也可以制造线圈2、磁芯3、夹设构件4的第一组合物，通过将该第一组合物利用绑带等进行一体化来完成电抗器1。当将本例的电抗器1浸渍于液体制冷剂时，液体制冷剂从卷绕部2A、2B的匝之间的间隙浸入到卷绕部2A、2B的内部而将内侧芯部31冷却。在该情况下，芯贯通孔31h不仅作为间隔发挥作用，而且也作为制冷剂的通路发挥作用，能够有效地对内侧芯部31进行冷却。
标号说明
1 电抗器
2 线圈
2A、2B 卷绕部 2R 连结部 2a、2b 端部
3 磁芯
31 内侧芯部 31e 端面 31h 芯贯通孔
310、311 中间部 31L 中心轴线 31R 实体部分
32 外侧芯部
32e 线圈相对面 32o 外方面 32s 周面 32L 相似线
4 夹设构件
41 支承部 41h 贯通孔 42 芯收纳部
5 内侧树脂部
6 外侧树脂部
7 模具 70 树脂注入孔
h1、h2、h3、h4 树脂填充孔。

Claims (9)

1.一种电抗器，具备：
线圈，具有卷绕部；
磁芯，具有配置在所述卷绕部的内部的内侧芯部及配置在所述卷绕部的外部的外侧芯部，
其中，
所述内侧芯部是非分割结构的一体物，具备沿着与所述卷绕部的轴向正交的方向贯通的芯贯通孔，
所述芯贯通孔的一方的开口和另一方的开口都由所述卷绕部闭塞，
所述芯贯通孔沿着所述芯贯通孔的轴向具备同样的内周面形状，
所述芯贯通孔的沿着与所述卷绕部的轴向和所述芯贯通孔的轴向这两方正交的芯宽度方向的最大宽度为所述内侧芯部的沿着所述芯宽度方向的宽度的0.1倍以上且0.7倍以下，
所述内周面形状为沿着所述芯宽度方向延伸的长孔形状，
所述内周面形状中的所述芯宽度方向的中间部具有狭窄的形状。
2.根据权利要求1所述的电抗器，其中，
所述电抗器具备填充于所述卷绕部与所述内侧芯部之间的内侧树脂部，
所述内侧树脂部进入到所述芯贯通孔。
3.根据权利要求2所述的电抗器，其中，
所述电抗器具备将所述外侧芯部的至少一部分覆盖并与所述内侧树脂部连结的外侧树脂部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电抗器，其中，
所述内侧芯部的相对磁导率为5以上且50以下，
所述外侧芯部的相对磁导率为50以上且500以下，并且比所述内侧芯部的相对磁导率高。
5.根据权利要求4所述的电抗器，其中，
所述内侧芯部由包含软磁性粉末和树脂的复合材料的成形体构成。
6.根据权利要求4所述的电抗器，其中，
所述外侧芯部由软磁性粉末的压粉成形体构成。
7.根据权利要求5所述的电抗器，其中，
所述外侧芯部由软磁性粉末的压粉成形体构成。
8.根据权利要求4所述的电抗器，其中，
在从上方俯视观察所述磁芯的所述磁芯的俯视图中，在规定了由所述内侧芯部的中心轴线和通过所述外侧芯部的重心并描绘与所述外侧芯部的外侧轮廓线相似的形状而与所述中心轴线连结的相似线构成的环状的假想磁路时，
所述中心轴线的长度在所述假想磁路的长度中占据的比例为50％以下。
9.根据权利要求5～7中任一项所述的电抗器，其中，
在从上方俯视观察所述磁芯的所述磁芯的俯视图中，在规定了由所述内侧芯部的中心轴线和通过所述外侧芯部的重心并描绘与所述外侧芯部的外侧轮廓线相似的形状而与所述中心轴线连结的相似线构成的环状的假想磁路时，
所述中心轴线的长度在所述假想磁路的长度中占据的比例为50％以下。
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