CN112789699A - 电抗器 - Google Patents

Abstract

一种电抗器，具备：具有并列的第一卷绕部和第二卷绕部的线圈及形成环状的闭合磁路的磁芯，上述磁芯具有：配置于上述第一卷绕部和上述第二卷绕部各自的内部的内侧芯部及与上述内侧芯部形成环状的磁路的外侧芯部，上述外侧芯部具备：与上述线圈相向的内侧面及设于上述内侧面且朝向上述第一卷绕部与上述第二卷绕部之间突出的内侧突出部。

Description

电抗器

技术领域

本公开涉及一种电抗器。

本申请主张基于2018年10月25日的日本申请的日本特愿2018-200774的优先权，并引用上述日本申请所记载的全部记载内容。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了一种电抗器，具备：线圈，具有卷绕绕组线而成的一对卷绕部；及磁芯，形成闭合磁路，该电抗器被利用于混合动力汽车的转换器的构成元件等。电抗器所具备的磁芯能够分为配置于各卷绕部的内部的内侧芯部和配置于卷绕部的外部的外侧芯部。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2014-003125号公报

发明内容

本公开的电抗器具备：具有并列的第一卷绕部和第二卷绕部的线圈及形成环状的闭合磁路的磁芯，

上述磁芯具有：配置于上述第一卷绕部和上述第二卷绕部各自的内部的内侧芯部及与上述内侧芯部形成环状的磁路的外侧芯部，

上述外侧芯部具备：

与上述线圈相向的内侧面；及

设于上述内侧面且朝向上述第一卷绕部与上述第二卷绕部之间突出的内侧突出部。

附图说明

图1是实施方式1的电抗器的概略立体图。

图2是图1的电抗器的概略水平剖视图。

图3是对图1的电抗器所具备的第一外侧芯部从其外侧面侧进行观察的概略立体图。

图4是对图1的电抗器所具备的第一外侧芯部从其内侧面侧进行观察的概略立体图。

图5是图1的电抗器所具备的第一外侧芯部和第一保持部件的概略图。

图6是具备不同于图5的结构的第一外侧芯部和第一保持部件的概略图。

图7是说明图1的电抗器的制造方法的一个例子的说明图。

具体实施方式

·本公开所要解决的课题

在具备并列的一对卷绕部的电抗器中，在一对卷绕部的间隔较窄的情况下等，有时磁通从一个内侧芯部不经由外侧芯部地向另一个内侧芯部泄漏。在该情况下，漏磁通透过卷绕部等而电抗器的磁特性有可能下降。若为了解决该问题点而扩大一对卷绕部的间隔或者为了弥补电抗器的磁特性的下降而增大线圈或磁芯，则会导致电抗器大型化。

本公开的目的之一在于提供一种能够在不使电抗器大型化的情况下改善电抗器的磁特性的电抗器。

·本公开的效果

根据本公开的结构，能够在不使电抗器大型化的情况下改善电抗器的磁特性。

·本公开的实施方式的说明

首先，列记本公开的实施方式并进行说明。

＜1＞实施方式所涉及的电抗器具备：具有并列的第一卷绕部和第二卷绕部的线圈及形成环状的闭合磁路的磁芯，

上述磁芯具有：配置于上述第一卷绕部和上述第二卷绕部各自的内部的内侧芯部及与上述内侧芯部形成环状的磁路的外侧芯部，

上述外侧芯部具备：

与上述线圈相向的内侧面；及

设于上述内侧面且朝向上述第一卷绕部与上述第二卷绕部之间突出的内侧突出部。

通过在外侧芯部设置内侧突出部，能够抑制不经过外侧芯部而到达一对内侧芯部之间的漏磁通透过卷绕部。这样的漏磁通易于产生于内侧芯部与外侧芯部的接缝附近。更具体而言，从一个内侧芯部朝向外侧芯部的磁通的一部分未朝向外侧芯部而是朝向另一个内侧芯部泄漏。此时，若在外侧芯部存在有磁性体的内侧突出部，则漏磁通易于朝向内侧突出部。由于通过将漏磁通向内侧突出部引导而能够抑制漏磁通透过卷绕部，因此能够抑制电抗器的磁特性的下降。

通过设置上述内侧突出部，能够在不扩大一对卷绕部的间隔和不使磁芯大型化的情况下改善电抗器的磁特性。另外，由于上述内侧突出部朝向第一卷绕部与第二卷绕部之间突出，因此即使在外侧芯部设置内侧突出部，电抗器的外形也不会变大。因此，根据上述电抗器的结构，能够在不使电抗器大型化的情况下改善电抗器的磁特性。

＜2＞作为实施方式所涉及的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述内侧突出部从上述内侧面起的突出长度是0.1mm且以上2.0mm以下。

若内侧突出部的突出长度为0.1mm以上，则能够充分地发挥内侧突出部的功能。另外，若内侧突出部的突出长度为2.0mm以下，则内侧突出部不会妨碍其他部件(例如卷绕部)的配置。

＜3＞作为实施方式所涉及的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述电抗器具有沿着上述第一卷绕部和上述第二卷绕部的轴向的X轴方向、沿着上述第一卷绕部与上述第二卷绕部的并列方向的Y轴方向及与上述X轴方向和上述Y轴方向这两者正交的Z轴方向，

上述内侧突出部是沿着上述Z轴方向延伸的突条，

上述内侧突出部的上述Z轴方向上的长度为上述内侧芯部的上述Z轴方向上的长度以上。

根据上述结构，无论在Z轴方向上的哪个位置产生有漏磁通，都能够抑制该漏磁通朝向卷绕部。

＜4＞作为上述＜3＞的电抗器的一个方式，能够列举有，

与上述Z轴方向正交的截面中的上述内侧突出部为上述内侧面一侧变宽的山型。

根据上述结构，易于朝向第一卷绕部与第二卷绕部之间配置内侧突出部。其理由在于，由于内侧突出部的前端变细，因此内侧突出部不容易妨碍接近外侧芯部的部件的配置。

＜5＞作为实施方式所涉及的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述内侧突出部与除了上述内侧突出部以外的上述外侧芯部的主体部是分体的。

通过使内侧突出部与主体部分体，能够直接应用以往的外侧芯部。在该情况下，通过在以往的外侧芯部的内侧面的预定位置配置内侧突出部，能够获得设置内侧突出部所带来的效果。

＜6＞作为上述＜5＞的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述电抗器具备夹设于上述线圈的端面与上述外侧芯部之间并对上述线圈和上述外侧芯部进行保持的保持部件，

与上述主体部分体的上述内侧突出部被一体地保持于上述保持部件。

由于通过使内侧突出部与保持部件一体化而无需单独地处理与主体部分体的内侧突出部，因此能够抑制内侧突出部的损伤。

＜7＞作为实施方式所涉及的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述内侧芯部的相对磁导率为5以上且50以下，

上述外侧芯部的相对磁导率大于上述内侧芯部的相对磁导率。

通过使外侧芯部的相对磁导率大于内侧芯部的相对磁导率，能够减少两芯部之间的漏磁通。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之间的漏磁通。通过上述差，能够将上述漏磁通减少很多。另外，在上述方式中，由于内侧芯部的相对磁导率较低，因此能够抑制磁芯整体的相对磁导率变得过高，能够形成无间隙构造的磁芯。

＜8＞作为上述＜7＞的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述外侧芯部的相对磁导率为50以上且500以下。

通过将外侧芯部的相对磁导率设为上述范围，能够形成小型且不容易磁饱和的电抗器。

＜9＞作为上述＜7＞或＜8＞的电抗器的一个方式，能够列举有，

上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易于减小其相对磁导率。因此，若是复合材料的成形体，则易于制作相对磁导率满足上述＜7＞的范围的内侧芯部。

＜10＞作为上述＜7＞～＜9＞中任一项所述的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述外侧芯部由软磁性粉末的压粉成形体构成。

若是压粉成形体，则能够高精度地制作外侧芯部。另外，若是致密地包含软磁性粉末的压粉成形体，则易于制作相对磁导率满足上述＜7＞的条件、或者上述＜8＞的范围的外侧芯部。

＜11＞作为上述＜7＞～＜9＞中任一项所述的电抗器的一个方式，能够列举有，

上述外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。

若是复合材料，即使是具备内侧突出部的复杂形状的外侧芯部也能够容易地制作。

·本公开的实施例的详细内容

以下，基于附图对本公开的电抗器的实施方式进行说明。图中的同一附图标记表示同一名称物。另外，本发明不限定于实施方式所示的结构，而是由权利要求书示出，意在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7对电抗器1的结构进行说明。图1所示的电抗器1是通过组合线圈2、磁芯3及保持部件4C、4D而构成的。电抗器1还具备：内侧树脂部5(参照图2)，配置于线圈2所具备的第一卷绕部2A和第二卷绕部2B的内部；及外侧树脂部6，覆盖构成磁芯3的外侧芯部3C、3D(参照图2)的至少一部分。作为该电抗器1的特征之一，可列举在外侧芯部3C形成有内侧突出部31。以下，对电抗器1所具备的各结构进行详细说明。

《线圈》

如图1所示，本实施方式的线圈2具备：并列的第一卷绕部2A和第二卷绕部2B、及连结两卷绕部2A、2B的连结部2R。各卷绕部2A、2B以彼此相同的匝数、相同的卷绕方向形成为中空筒状，并以各轴方向平行的方式并列。在本例中，利用一根绕组线2w制造线圈2。

与本例不同，第一卷绕部2A与第二卷绕部2B既可以匝数不同，也可以大小不同。另外，也可以连结通过不同的绕组线2w制作的卷绕部2A、2B来制造线圈2。

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是指使其端面形状为将四方形状(包括正方形状)的角变圆的形状的卷绕部。当然，卷绕部2A、2B也可以形成为圆筒状。圆筒状的卷绕部是指其端面形状为闭合曲面形状(椭圆形状、正圆形状、跑道形状等)的卷绕部。

包含卷绕部2A、2B的线圈2能够由包覆线构成，该包覆线在由铜、铝、镁或者其合金这样的导电性材料构成的扁平线、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，绕组线2w是导体由铜制的扁平线构成、且绝缘包覆由瓷漆(代表性地为聚酰胺酰亚胺)构成的包覆扁平线。通过对该包覆扁平线进行扁立卷绕而形成各卷绕部2A、2B。

线圈2具备与未图示的端子部件连接的第一绕组端部2a和第二绕组端部2b。第一绕组端部2a在第一卷绕部2A的轴向上的一端侧(连结部2R的相反侧)从第一卷绕部2A被拉出。第二绕组端部2b在第二卷绕部2B的轴向上的一端侧从第二卷绕部2B被拉出。在绕组端部2a、2b，瓷漆等绝缘包覆被剥离。经由与绕组端部2a、2b连接的端子部件而连接有对线圈2进行电力供给的电源等外部装置。

在此，以线圈2为基准规定电抗器1中的方向。首先，将沿着线圈2的卷绕部2A、2B的轴向的方向设为X轴方向。将与该X轴方向正交且沿着卷绕部2A、2B的并列方向的方向设为Y轴方向。并且，将与X轴方向和Y轴方向这两方交叉的方向设为Z轴方向。此外，规定以下所示的方向。

·X1方向…X轴方向中的、朝向绕组端部2a、2b的方向

·X2方向…X轴方向中的、朝向连结部2R的方向

·Y1方向…Y轴方向中的、朝向第一卷绕部2A的方向

·Y2方向…Y轴方向中的、朝向第二卷绕部2B的方向

·Z1方向…Z轴方向中的、朝向配置连结部2R的一侧的方向

·Z2方向…Z轴方向中的、朝向Z1方向的反向的方向

《磁芯》

如图2所示，磁芯3具备：第一内侧芯部3A、第二内侧芯部3B、第一外侧芯部3C及第二外侧芯部3D。第一内侧芯部3A配置于第一卷绕部2A的内部。第二内侧芯部3B配置于第二卷绕部2B的内部。第一外侧芯部3C连接第一内侧芯部3A的一端(X1方向上的端部)与第二内侧芯部3B的一端。第二外侧芯部3D连接第一内侧芯部3A的另一端(X2方向上的端部)与第二内侧芯部3B的另一端。通过将这些芯部3A、3B、3C、3D连接成环状而形成闭合磁路。

[内侧芯部]

内侧芯部3A(3B)是沿着线圈2的卷绕部2A(2B)的轴向、即X轴方向的部分。在本例中，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3A、3B的端面300的位置)。该突出的部分也是内侧芯部3A、3B的一部分。

内侧芯部3A(3B)的形状只要是沿着卷绕部2A(2B)的内部形状的形状即可，不作特别限定。本例的内侧芯部3A(3B)为大致长方体状。内侧芯部3A(3B)也可以设为连结多个分割芯与间隙板而成的结构，但是若如本例那样设为一个部件，则电抗器1的组装变得容易，因此是优选的。

[外侧芯部]

外侧芯部3C(3D)是磁芯3中的、配置于卷绕部2A、2B的外部的部分。外侧芯部3C(3D)的形状只要是连接一对内侧芯部3A(3B)的端部的形状即可，不作特别限定。本例的外侧芯部3C(3D)为大致长方体状(参照图3、图4)。

第一外侧芯部3C具有与线圈2的卷绕部2A、2B的端面相向的内侧面310(在本例中称为第一内侧面)和与第一内侧面310相反侧的外侧面319(在本例中称为第一外侧面)。另外，第二外侧芯部3D具有与线圈2的卷绕部2A、2B的端面相向的内侧面320(在本例中称为第二内侧面)和与第二内侧面320相反侧的外侧面329(在本例中称为第二外侧面)。如图2所示，第一内侧面310(第二内侧面320)与内侧芯部3A、3B的端面300接触、或者经由粘接剂而实质上接触。

本例的第一外侧芯部3C具备成为磁路的主要通道的主体部30和设于该主体部30的内侧突出部31及外侧突出部39。另一方面，本例的第二外侧芯部3D既不具有内侧突出部31也不具有外侧突出部39。与本例不同，第二外侧芯部3D也可以具备内侧突出部31。

[[内侧突出部]]

如图2所示，内侧突出部31设于第一外侧芯部3C的第一内侧面310，并朝向第一卷绕部2A与第二卷绕部2B之间突出。也就是说，内侧突出部31朝向X2方向突出。本例的内侧突出部31一体地设于主体部30。

通过在第一外侧芯部3C设置内侧突出部31，能够抑制不经过第一外侧芯部3C而到达两内侧芯部3A、3B之间的漏磁通透过卷绕部2A、2B。例如，在产生有从第一内侧芯部3A不经由第一外侧芯部3C而朝向第二内侧芯部3B的漏磁通的情况下，能够使该漏磁通朝向内侧突出部31。其理由在于，磁通要通过相对磁导率较高的部分。其结果是，能够抑制漏磁通透过卷绕部2B，因此能够抑制电抗器1的磁特性的下降。

内侧突出部31朝向两卷绕部2A、2B突出，但是不具有夹设于两卷绕部2A、2B之间的程度的大小。优选内侧突出部31从第一内侧面310起的突出长度为0.1mm以上且2.0mm以下，若内侧突出部31的突出长度为0.1mm以上，则能够充分地获得上述内侧突出部31的效果。另外，若内侧突出部31的突出长度为2.0mm以下，则内侧突出部31不会妨碍其他部件(例如卷绕部2A、2B)的配置。更加优选的是，内侧突出部31的突出长度为1.0mm以上且2.0mm以下。

如图4所示，本例的内侧突出部31是沿着Z轴方向延伸的突条。该内侧突出部31的Z轴方向上的长度优选为内侧芯部3A、3B(图2)的Z轴方向上的长度以上。也就是说，内侧突出部31的Z1方向上的端部优选位于与内侧芯部3A、3B(图2)的Z1方向上的端部相同的位置、或者比内侧芯部3A、3B的Z1方向上的端部靠Z1方向侧的位置。相同地，内侧突出部31的Z2方向上的端部优选位于与内侧芯部3A、3B的Z2方向上的端部相同的位置、或者比内侧芯部3A、3B的Z2方向上的端部靠Z2方向侧的位置。通过设为这样的结构，无论在Z轴方向上的哪个位置产生有漏磁通，都能够将该漏磁通向内侧突出部31引导。在本例中，内侧突出部31的Z1方向上的端面与第一外侧芯部3C的Z1方向上的端面处于同一平面，内侧突出部31的Z2方向上的端面与第一外侧芯部3C的Z2方向上的端面处于同一平面。

与Z轴方向正交的内侧突出部31的截面形状不作特别限定。例如，可列举将该截面设为宽度从内侧突出部31的根部侧(X1方向侧)至前端侧(X2方向侧)相同的矩形。在本例中，将该截面设为内侧面侧(根部侧)变宽的山型。截面山型的内侧突出部31易于朝着两卷绕部2A、2B之间配置。其理由在于，由于内侧突出部31的前端变细，因此内侧突出部31不容易妨碍接近第一外侧芯部3C的部件的配置。

在此，内侧突出部31也可以与主体部30分体。例如，也可以将与主体部30分开制作而成的内侧突出部31粘接于主体部30的第一内侧面310。此外，也可以在后述的第一保持部件4C(图1、图2)一体地成形内侧突出部31。在该情况下，内侧突出部31与第一内侧面310接触、或者稍微分离。关于将内侧突出部31与第一保持部件4C一体化的结构，在第一保持部件4C的说明中详细叙述。

[[外侧突出部]]

外侧突出部39从第一外侧面319突出。外侧突出部39一体地设于主体部30。外侧突出部39的X1方向上的端面形成为平坦面。该平坦面与后述的外侧树脂部6的表面处于同一平面，且从外侧树脂部6向外部露出。因为外侧突出部39不从外侧树脂部6突出，所以在使用电抗器1时，不容易损伤到外侧突出部39。

通过外侧突出部39，能够增大第一外侧芯部3C的磁路截面积。因此，磁芯3的磁特性提高。另外，通过使外侧突出部39从外侧树脂部6露出，而磁芯3的散热性、即电抗器1的散热性提高。

外侧突出部39比第一外侧面319的外周轮廓线小。因此，在从第一外侧面319侧观察外侧突出部39时，外侧突出部39的外周轮廓线处于第一外侧面319的轮廓线的内侧(特别是参照图3)。因此，如图1所示，覆盖第一外侧芯部3C的外侧树脂部6成为既不在Y轴方向上也不在Z轴方向上断开而相连的状态。外侧树脂部6具有与后述的内侧树脂部5一起将构成电抗器1的各部件一体化的作用。只要覆盖第一外侧芯部3C的第一外侧面319的外侧树脂部6既不在Y轴方向上也不在Z轴方向上断开而相连，就能够通过外侧树脂部6可靠地固定第一外侧芯部3C。

外侧突出部39从第一外侧面319起的突出长度优选为0.1mm以上且2.0mm以下。由于外侧突出部39的端面与外侧树脂部6的表面处于同一平面，因此可以认为外侧突出部39的突出高度与覆盖第一外侧面319的外侧树脂部6的厚度相等。也就是说，外侧突出部39的突出长度为0.1mm以上是指覆盖第一外侧面319的外侧树脂部6的厚度为0.1mm以上。如上所述，覆盖第一外侧面319的外侧树脂部6既不在Y轴方向上也不在Z轴方向上断开。因此，若外侧树脂部6的厚度为0.1mm以上，则能够充分地获得可靠地固定第一外侧芯部3C这样的外侧树脂部6的效果。另一方面，若外侧突出部39的突出长度为2.0mm以下，则磁芯3的X轴方向上的长度不会过长。因此，能够抑制电抗器1不必要地大型化。更加优选的是，外侧突出部39的突出长度为1.0mm以上且2.0mm以下。

具备上述外侧突出部39的电抗器1以外侧突出部39的端面为基准而设于设置对象，从而易于与外部设备连接。因为外侧突出部39设于靠近绕组端部2a、2b的第一外侧芯部3C，所以即使在电抗器1的各部件存在有尺寸误差，也易于高精度地确定从外侧突出部39的端面至绕组端部2a、2b的距离。另外，因为外侧突出部39的端面从外侧树脂部6露出，所以外侧树脂部6的厚度的偏差也不会使上述距离的精度降低。因此，只要以外侧突出部39的端面为基准将电抗器1设于设置对象的预定位置，就能够在设置对象中的所期望的位置高精度地配置电抗器1的绕组端部2a、2b。其结果是，易于连接设于设置对象的外部设备与电抗器1的绕组端部2a、2b。

[磁特性、材质等]

优选的是，内侧芯部3A、3B的相对磁导率为5以上且50以下，且外侧芯部3C、3D的相对磁导率大于内侧芯部3A、3B的相对磁导率。能够将内侧芯部3A、3B的相对磁导率进一步设为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，优选的是，外侧芯部3C、3D的相对磁导率为50以上且500以下。能够将外侧芯部3C、3D的相对磁导率设为80以上、100以上、150以上、180以上。通过使外侧芯部3C、3D的相对磁导率大于内侧芯部3A、3B的相对磁导率，能够减少内侧芯部3A、3B与第一外侧芯部3C之间、及内侧芯部3A、3B与第二外侧芯部3D之间的漏磁通。特别是通过增大内侧芯部3A、3B与外侧芯部3C、3D的相对磁导率之差，例如将外侧芯部3C、3D的相对磁导率设为内侧芯部3A、3B的相对磁导率的2倍以上，而能够进一步减少漏磁通。另外，由于内侧芯部3A、3B的相对磁导率低于外侧芯部3C、3D的相对磁导率，因此能够抑制磁芯3整体的相对磁导率变得过高。其结果是，能够形成无间隙构造的磁芯3。

内侧芯部3A、3B和外侧芯部3C、3D能够由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、或者软磁性粉末与树脂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。也可以在软磁性粒子的表面形成由磷酸盐等构成的绝缘包覆。在原料粉末中也可以含有润滑材料等。

复合材料的成形体能够通过将软磁性粉末和未固化的树脂的混合物填充到模具中并使树脂固化来制造。在复合材料的软磁性粉末中能够使用与能够在压粉成形体中使用的材料相同的材料。另一方面，作为在复合材料中含有的树脂，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、聚氨酯树脂及有机硅树脂。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、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，也能够应用在不饱和聚酯中混合有碳酸钙、玻璃纤维而成的BMC(Bulk molding compound：团状模塑料)、混炼型硅橡胶、混炼型聚氨酯橡胶等。若上述复合材料除了软磁性粉末及树脂以外，还含有氧化铝、二氧化硅等非磁性且非金属粉末(填料)，则能够进一步提高散热性。非磁性且非金属粉末的含有量可列举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有量可列举30体积％以上且80体积％以下。从饱和磁通密度和散热性的提高的观点出发，能够将磁性粉末的含有量进一步设为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，优选将磁性粉末的含有量设为75体积％以下。在复合材料的成形体中，若将软磁性粉末的填充率调整得较低，则易于减小其相对磁导率。因此，复合材料的成形体适合于制作满足相对磁导率为5以上且50以下的内侧芯部3A、3B。在本例中，由复合材料的形成体构成内侧芯部3A、3B，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，易于提高软磁性粉末的含有量(例如超过80体积％，进一步为85体积％以上)，易于获得饱和磁通密度、相对磁导率更高的芯片。因此，压粉成形体适合于制作相对磁导率为50以上且500以下的外侧芯部3C、3D。在本例中，由压粉成形体构成外侧芯部3C、3D，并将其相对磁导率设为200。当然，外侧芯部3C、3D也可以由复合材料的成形体构成。若为复合材料的成形体，则能够容易地制作具有内侧突出部31和外侧突出部39的复杂形状的第一外侧芯部3C。

《保持部件》

图1所示的本例的电抗器1还具备第一保持部件4C和第二保持部件4D。如图2所示，第一保持部件4C是夹设于线圈2的卷绕部2A、2B的X1方向上的端面与磁芯3的第一外侧芯部3C的第一内侧面310之间并保持它们的部件。第二保持部件4D是夹设于线圈2的卷绕部2A、2B的X2方向上的端面与磁芯3的第二外侧芯部3D的第二内侧面320之间并保持它们的部件。保持部件4C、4D代表性地由聚苯硫醚树脂等绝缘材料构成。保持部件4C、4D作为线圈2与磁芯3之间的绝缘部件和内侧芯部3A、3B、外侧芯部3C、3D相对于卷绕部2A、2B的定位部件发挥作用。

以下，参照图5对保持部件4C、4D的一个例子进行说明。在图5中，对第一保持部件4C的结构进行说明。在图5中，示出了在Z轴方向上的中央切断第一保持部件4C的状态。第一外侧芯部3C以未切断的状态被示出。

如图5所示，第一保持部件4C具备：一对贯通孔40、40、一对线圈收纳部41、41、芯收纳部42及分隔部43。贯通孔40在第一保持部件4C的厚度方向上贯通。如图2所示，在贯通孔40中插通内侧芯部3A、3B。线圈收纳部41形成于第一保持部件4C的X2方向侧的面。在线圈收纳部41中嵌入各卷绕部2A、2B(图1)的端面及其附近。芯收纳部42是形成于第一保持部件4C的X1方向侧的面的凹陷。在芯收纳部42中嵌入第一外侧芯部3C的第一内侧面310及其附近(一并参照图2)。分隔部43夹设于第一卷绕部2A与第二卷绕部2B之间。通过分隔部43，确保两卷绕部2A、2B之间的绝缘。这些结构也设置于第二保持部件4D。如图1所示，第二保持部件4D还具备收纳线圈2的连结部2R的切缺部45。

第一保持部件4C还具备突起收纳部44。突起收纳部44设于与第一外侧芯部3C的内侧突出部31对应的位置。突起收纳部44的内周面形状具备与内侧突出部31的外周面形状对应的形状。因此，如粗线箭头所示，在将第一外侧芯部3C嵌入到第一保持部件4C时，内侧突出部31被收纳于突起收纳部44。其结果是，第一外侧芯部3C相对于第一保持部件4C被定位，因此内侧突出部31相对于卷绕部2A、2B配置于适当的位置。

如图6所示，也能够将预先由复合材料成形的内侧突出部31与第一保持部件4C一体化。在图6所示的例子中，在第一保持部件4C嵌入成形有内侧突出部31。若是图6的结构，则在将第一外侧芯部3C嵌入第一保持部件4C时，能够抑制内侧突出部31损伤。在将第一外侧芯部3C嵌入到第一保持部件4C时，内侧突出部31与第一内侧面310接触、或者稍微分离。即使内侧突出部31与第一内侧面310分离，也能够将内侧突出部31视为第一外侧芯部3C的一部分。

《内侧树脂部》

如图2所示，内侧树脂部5配置于卷绕部2A、2B的内部。位于第一卷绕部2A的内部的内侧树脂部5接合第一卷绕部2A的内周面与第一内侧芯部3A的外周面。位于第二卷绕部2B的内部的内侧树脂部5接合第二卷绕部2B的内周面与第二内侧芯部3B的外周面。内侧树脂部5不跨越卷绕部2A(2B)的内周面与外周面之间而停留在卷绕部2A(2B)的内部。也就是说，如图1所示，卷绕部2A、2B的外周面未被树脂覆盖而向外部露出。

内侧树脂部5能够利用例如环氧树脂、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、或者低温固化性树脂。也可以使这些树脂中含有氧化铝、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、图2所示，外侧树脂部6以覆盖外侧芯部3C(3D)中的从保持部件4C(4D)露出的部分的方式配置。通过外侧树脂部6，外侧芯部3C(3D)被固定于保持部件4C(4D)，并且外侧芯部3C、3D被保护以免受外部环境的影响。本例的外侧树脂部6与内侧树脂部5相连。也就是说，外侧树脂部6和内侧树脂部5由相同的树脂一次形成。通过两树脂部5、6，线圈2、磁芯3及保持部件4C、4D被一体化。因此，本例的电抗器1能够以图1所示的状态搭载于车辆等。

本例的外侧树脂部6仅设于保持部件4C(4D)中的配置外侧芯部3C(3D)的一侧，未到达卷绕部2A、2B的外周面。鉴于进行外侧芯部3C、3D的固定和保护这样的外侧树脂部6的功能，外侧树脂部6的形成范围在图示的程度上是充分的。通过限定外侧树脂部6的形成范围，具有能够减少树脂的使用量这样的优点、能够通过外侧树脂部6来抑制电抗器1不必要地大型化这样的优点。

外侧突出部39的X1方向上的端面从覆盖第一外侧芯部3C的外周的外侧树脂部6露出。外侧突出部39的X1方向上的端面与外侧树脂部6的X1方向上的端面处于同一平面。该外侧树脂部6以包围外侧突出部39的方式覆盖第一外侧面319整体。因为外侧树脂部6既不在Y轴方向上也不在Z轴方向上断开，所以基于外侧树脂部6的第一外侧芯部3C的固定强度提高。

在覆盖第二外侧芯部3D的外周的外侧树脂部6形成有浇口痕60和孔部61。他们是外侧树脂部6和内侧树脂部5通过树脂成形而形成的残留。浇口痕60由图7所示的树脂成形的模具7的树脂填充孔70(浇口)形成。孔部61由决定图7的模具7内的磁芯3的位置的支撑件71形成。

《使用方式》

本例的电抗器1能够应用于在混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车这样的电动车辆中搭载的双向DC-DC转换器等电力转换装置的构成部件。本例的电抗器1能够在浸渍于液体制冷剂的状态下使用。液体制冷剂不作特别限定，但是在混合动力汽车中应用电抗器1的情况下，能够将ATF(Automatic Transmission Fluid：自动变速箱油)等用作液体制冷剂。此外，也可以将Fluorinert(注册商标)等氟类惰性液体、HCFC-123、HFC-134a等氟利昂类制冷剂、甲醇、酒精等醇类制冷剂、丙酮等酮类制冷剂等用作液体制冷剂。在本例的电抗器1中，由于卷绕部2A、2B向外部露出，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，使卷绕部2A、2B与冷却介质直接接触，因此本例的电抗器1的散热性优异。

本例的电抗器1能够将Z2方向上的面设为设置面。电抗器1中的设置面是指与冷却基座等设置对象接触的面。此外，能够将电抗器1中的Y1方向上的面、Y2方向上的面、X1方向上的面、或者X2方向上的面设为与设置对象接触的设置面。

《效果》

根据本例的电抗器1的结构，能够在不使电抗器1大型化的情况下改善电抗器1的磁特性。如已叙述的那样，电抗器1所具备的内侧突出部31使漏磁通远离卷绕部2A、2B而改善电抗器1的磁特性。该内侧突出部31以朝向第一卷绕部2A与第二卷绕部2B之间突出的方式设置。因此，即使在第一外侧芯部3C设置内侧突出部31，电抗器1的外形也不会变大。因此，根据本例的电抗器1的结构，能够在不使电抗器大型化的情况下改善电抗器的磁特性。

《电抗器的制造方法》

接着，基于图7对用于制造实施方式1所涉及的电抗器1的电抗器的制造方法的一个例子进行说明。电抗器的制造方法大致具备以下的工序。

·组合线圈2、磁芯3及保持部件4C、4D的工序(工序I)

·向卷绕部的内部填充树脂的工序(工序II)

·使树脂固化的工序(工序III)

[工序I]

在该工序中，组合线圈2、磁芯3及保持部件4C、4D。例如，在卷绕部2A、2B的内部配置内侧芯部3A、3B，制作使一对保持部件4C、4D分别与卷绕部2A、2B的一端面和另一端面抵接而成的第一组合物。并且，制作由一对外侧芯部3C、3D夹持该第一组合物而成的第二组合物。内侧芯部3A、3B的端面300与第一外侧芯部3C的第一内侧面310之间、及内侧芯部3A、3B的端面300与第二外侧芯部3D的第二内侧面320之间能够由粘接剂等接合。

[工序II]

在工序II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，将第二组合物配置于模具7内，进行向模具7内注入树脂的注射成形。模具7内的第二组合物被向X1方向按压。具体而言，第二外侧芯部3D的第二外侧面329被支撑件71、71按压。其结果是，第二组合物的外侧突出部39的端面与模具7的内周面抵接。

从模具7的两个树脂填充孔70进行树脂的注入。树脂填充孔70设于与第二外侧芯部3D的第二外侧面329对应的位置。经由树脂填充孔70而填充到模具7内的树脂覆盖第二外侧芯部3D的整个外周，并且经由第二保持部件4D的贯通孔40而流入卷绕部2A、2B的内部。流入到卷绕部2A、2B的内部的树脂经由第一保持部件4C的贯通孔40而到达第一外侧芯部3C。此时，由于第一外侧芯部3C的外侧突出部39的端面与模具7的内周面接触，因此该端面不被树脂覆盖而向外部露出。

[工序III]

在工序III中，通过热处理等使树脂固化。固化的树脂中的、位于卷绕部2A、2B的内部的树脂如图2所示那样成为内侧树脂部5，覆盖外侧芯部3C、3D的树脂成为外侧树脂部6。内侧树脂部5与外侧树脂部6在保持部件4C、4D的内部相连。

[效果]

根据以上说明的电抗器的制造方法，能够制造图1所示的电抗器1。另外，在本例的电抗器的制造方法中，一体地形成内侧树脂部5和外侧树脂部6，填充树脂的工序和使树脂固化的工序各执行一次即可，因此能够生产率良好地制造电抗器1。

另外，根据本例的电抗器的制造方法，能够高精度地决定电抗器1中的绕组端部2a、2b(图1)的位置。如图7所示，使外侧突出部39的端面与模具7的内周面抵接而形成树脂部5、6。因此，将外侧突出部39的端面作为设置的基准，高精度地决定绕组端部2a、2b的位置。只要以外侧突出部39的端面为基准将电抗器1设置于设置对象，就能够在设置对象中的所期望的位置高精度地配置绕组端部2a、2b。其结果是，易于对该绕组端部2a、2b与外部设备进行连接。

《试验例》

对于具有实施方式1所示的内侧突出部31的电抗器1和不具有内侧突出部31的参考品的电抗器，通过模拟来测定电感和合计损耗。将两电抗器的内侧芯部3A、3B的相对磁导率设为20，将外侧芯部3C、3D的相对磁导率设为200。另外，将实施方式1的电抗器1的内侧突出部31的突出长度设为1.2mm。在电感及合计损耗的模拟中，使用市售的软件(例如，株式会社JSOL制JMAG-Designer)。

通过模拟求出在各试样的电抗器中流过100A或者200A以下的电流时的电感(μH)。将其结果如下进行列记。

·实施方式1的电抗器…86μH(100A)、45.6μH(200A)

·参考品的电抗器…85.5μH(100A)、45.3μH(200A)

如上所述，无论是在100A的通电条件下，还是在200A的通电条件下，实施方式1的电抗器1的电感都大于参考品的电抗器的电感。该电感的上升率在100A的通电条件下为0.6％，在200A的通电条件下为0.7％。即，可知存在有如下的倾向：通电电流越大，实施方式1的电抗器1的电感与参考品的电抗器的电感之差越大。

通过模拟求出以直流电流50A、输入电压300V、输出电压300V、频率20kHz驱动各试样的电抗器时的直流铜损、铁损、交流铜损。设为对这些直流铜损、铁损、交流铜损进行合计而得到的合计损耗(W)。将其结果如下进行列记。

·实施方式1的电抗器…83.9W

·参考品的电抗器…84.9W

如上所述，实施方式1的电抗器1的合计损耗比参考品的电抗器的损耗低。该损耗的减少率为大致1.2％。

根据上述模拟的结果可知，即使是极小的内侧突出部31，对于改善电抗器1的磁特性也是有效的。

附图标记说明

1、电抗器；2、线圈；2w、绕组线；2A、第一卷绕部；2B、第二卷绕部；2R、连结部2a、第一绕组端部；2b、第二绕组端部；3、磁芯；3A、第一内侧芯部；3B、第二内侧芯部；3C、第一外侧芯部；3D、第二外侧芯部；30、主体部；31、内侧突出部；39、外侧突出部；300、端面；310、第一内侧面；319、第一外侧面；320、第二内侧面；329第二外侧面；4C、第一保持部件；4D、第二保持部件；40、贯通孔；41、线圈收纳部；42、芯收纳部；43、分隔部；44、突起收纳部；45、切缺部；5、内侧树脂部；6、外侧树脂部；60、浇口痕；61、孔部；7、模具；70、树脂填充孔；71、支撑件。

Claims (11)

1.一种电抗器，具备：具有并列的第一卷绕部和第二卷绕部的线圈及形成环状的闭合磁路的磁芯，

所述磁芯具有：配置于所述第一卷绕部和所述第二卷绕部各自的内部的内侧芯部及与所述内侧芯部形成环状的磁路的外侧芯部，

所述外侧芯部具备：

与所述线圈相向的内侧面；及

设于所述内侧面且朝向所述第一卷绕部与所述第二卷绕部之间突出的内侧突出部。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其中，

所述内侧突出部从所述内侧面起的突出长度为0.1mm以上且2.0mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中，

所述电抗器具有沿着所述第一卷绕部和所述第二卷绕部的轴向的X轴方向、沿着所述第一卷绕部与所述第二卷绕部的并列方向的Y轴方向及与所述X轴方向和所述Y轴方向这两者正交的Z轴方向，

所述内侧突出部是沿着所述Z轴方向延伸的突条，

所述内侧突出部的所述Z轴方向上的长度为所述内侧芯部的所述Z轴方向上的长度以上。

4.根据权利要求3所述的电抗器，其中，

与所述Z轴方向正交的截面中的所述内侧突出部为所述内侧面一侧变宽的山型。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电抗器，其中，

所述内侧突出部与除了所述内侧突出部以外的所述外侧芯部的主体部是分体的。

6.根据权利要求5所述的电抗器，其中，

所述电抗器具备夹设于所述线圈的端面与所述外侧芯部之间并对所述线圈和所述外侧芯部进行保持的保持部件，

与所述主体部分体的所述内侧突出部被一体地保持于所述保持部件。

7.根据权利要求1～6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大于所述内侧芯部的相对磁导率。

8.根据权利要求7所述的电抗器，其中，

所述外侧芯部的相对磁导率为50以上且500以下。

9.根据权利要求7或8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。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的电抗器，其中，

所述外侧芯部由软磁性粉末的压粉成形体构成。

11.根据权利要求7～9中任一项所述的电抗器，其中，

所述外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。

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