CN116157880A - 电抗器、转换器以及电力变换装置 - Google Patents

电抗器、转换器以及电力变换装置 Download PDF

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舌间诚二
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

一种电抗器,具备线圈和磁芯,所述磁芯具有由以磁性材料为主要成分的材料构成的第一面、和与所述第一面面对的第二面,所述第一面具有第一区域,所述第一区域具有仿照所述第二面的表面特性的表面特性。

Description

电抗器、转换器以及电力变换装置
技术领域
本公开涉及电抗器、转换器以及电力变换装置。
本申请基于2020年8月19日在日本申请的特愿2020-138584主张优先权,并援用所述日本申请记载的全部记载内容。
背景技术
专利文献1的电抗器具备线圈和磁芯。线圈具有一对线圈元件。磁芯通过将多个分割芯片组合而构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-146656号公报
发明内容
本公开的电抗器,
具备线圈和磁芯,
所述磁芯具有:
第一面,由以磁性材料为主要成分的材料构成;和
第二面,与所述第一面面对,
所述第一面具有第一区域,所述第一区域具有仿照所述第二面的表面特性的表面特性。
本公开的转换器具备本公开的电抗器。
本公开的电力变换装置具备本公开的转换器。
附图说明
图1是示出实施方式1的电抗器整体的概要的立体图。
图2是示出实施方式1的电抗器整体的概要的俯视图。
图3是示出由图2所示的虚线圆包围的区域的概要的放大图。
图4是示出由图2所示的虚线圆包围的区域的另一例的概要的放大图。
图5是示出由图2所示的单点划线圆包围的区域的概要的放大图。
图6是说明制造实施方式1的电抗器的电抗器的制造方法的说明图。
图7是说明制造实施方式1的电抗器的电抗器的制造方法的另一例的说明图。
图8是示出实施方式2的电抗器整体的概要的俯视图。
图9是示出实施方式3的电抗器整体的概要的俯视图。
图10是示出实施方式4的电抗器整体的概要的俯视图。
图11是示出实施方式5的电抗器整体的概要的俯视图。
图12是示出由图11所示的虚线圆包围的区域的概要的放大图。
图13是示出由图11所示的虚线圆包围的区域的另一例的概要的放大图。
图14是示出实施方式6的电抗器整体的概要的俯视图。
图15是示出实施方式7的电抗器整体的概要的俯视图。
图16是示出实施方式8的电抗器整体的概要的俯视图。
图17是示出实施方式9的电抗器整体的概要的俯视图。
图18是示出实施方式10的电抗器整体的概要的俯视图。
图19是示意性示出混合动力汽车的电源系统的构成图。
图20是示出具备转换器的电力变换装置的一例的概要的电路图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
在将多个芯片组合时,由于芯片的尺寸公差,有可能芯片彼此不会精度良好地组合,而在芯片彼此之间设置不需要的间隔。由于该不需要的间隔,有时得不到期望的电感。
本公开将提供容易得到期望的电感电抗器作为目的之一。另外,本公开将提供具备上述电抗器的转换器作为另外的目的之一。进一步地,本公开将提供具备上述转换器的电力变换装置作为其他目的之一。
[本公开的效果]
本公开的电抗器容易得到期望的电感。
本公开的转换器及本公开的电力变换装置的生产率优良。
《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)本公开的一方式的电抗器,
具备线圈和磁芯,
所述磁芯具有:
第一面,由以磁性材料为主要成分的材料构成;和
第二面,与所述第一面面对,
所述第一面具有第一区域,所述第一区域具有仿照所述第二面的表面特性的表面特性。
上述电抗器容易得到期望的电感。第一区域在详细后述的电抗器的制造过程中按如下形成。将第一面和第二面设为接触的状态。磁芯被朝向第一面和第二面相互接近的方向按压。通过该按压,第一面中的与第二面的接触部位变形。通过该变形,形成第一区域。通过第一面的变形,容易吸收磁芯的构成构件的尺寸公差。通过该尺寸公差的吸收,磁芯的构成构件容易精度良好地组合,在磁芯的构成构件彼此之间不易设置不需要的间隔。
(2)作为上述电抗器的一方式,可列举如下,
所述第一面具有与所述第二面之间隔开间隔地配置的非接触区域。
上述电抗器因为能通过非接触区域在第一面与第二面之间设置空隙,所以容易调整电感。
(3)作为上述电抗器的一方式,可列举如下,
所述第一面具有接触区域,所述接触区域不具有仿照所述第二面的表面特性的表面特性且与所述第二面接触。
上述电抗器与第一面不具有接触区域的情况比较,通过接触区域能增大第一面和第二面的接触面积。因此,上述电抗器容易提高第一面与第二面之间的导热性。因此,上述电抗器容易提高磁芯的导热性。
(4)作为上述电抗器的一方式,可列举如下,
所述第二面
由以磁性材料为主要成分的材料构成,
具有第二区域,所述第二区域具有仿照所述第一面的表面特性的表面特性。
上述电抗器通过第二面具有第二区域,从而更进一步容易得到期望的电感。第二区域通过第二面中的与第一面的接触区域在电抗器的制造过程中被上述按压变形而形成。通过第二面的上述变形,更进一步容易吸收磁芯的尺寸公差。因此,磁芯的构成构件更进一步容易精度良好地组合,在磁芯的构成构件彼此之间更进一步不易设置不需要的间隔。
(5)作为上述(4)的电抗器的一方式,可列举如下,
所述线圈具有一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是将第一芯片和第二芯片在所述卷绕部的轴方向组合的组合体,
所述第一芯片的形状是E字状,
所述第二芯片的形状是E字状、T字状、I字状或者U字状,
所述第一面设置于所述第一芯片,
所述第二面设置于所述第二芯片。
上述电抗器无论第一芯片和第二芯片的组合是E-E、E-T、E-I、或者E-U的哪种组合,都容易得到期望的电感。其理由如下。通过第一芯片的第一面和第二芯片的第二面,容易吸收第一芯片和第二芯片的尺寸公差。因此,第一芯片和第二芯片容易精度良好地组合。因此,在第一芯片与第二芯片之间不易设置不需要的间隔。另外,上述电抗器通过将第一芯片和第二芯片沿着卷绕部的轴方向与卷绕部组合而能构建,因此制造作业性优良。
(6)作为上述(4)的电抗器的一方式,可列举如下,
所述线圈具有两个筒状的卷绕部,
两个所述卷绕部以轴方向平行的方式并列,
所述磁芯是将第一芯片和第二芯片在所述卷绕部的轴方向组合的组合体,
所述第一芯片的形状是U字状,
所述第二芯片的形状是U字状或者I字状,
所述第一面设置于所述第一芯片,
所述第二面设置于所述第二芯片。
上述电抗器无论第一芯片和第二芯片的组合是U-U或者U-I的哪种组合,都容易得到期望的电感。另外,上述电抗器的制造作业性优良。
(7)作为上述电抗器的一方式,可列举如下,
所述第二面
由以非磁性材料为主要成分的材料构成,
具有第二区域,所述第二区域具有仿照所述第一面的表面特性的表面特性。
上述电抗器容易得到期望的电感。其理由如下。即使第二面由以非磁性材料为主要成分的材料构成,也能在电抗器的制造过程中通过上述按压而在第一面设置第一区域。而且,能在第二面设置第二区域。
(8)作为上述(7)的电抗器的一方式,可列举如下,
所述线圈具有一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是以从所述卷绕部的轴方向的两侧夹着间隔件的方式将第一芯片和第二芯片组合的组合体,
所述第一芯片的形状是E字状,
所述第二芯片的形状是E字状、T字状、I字状或者U字状,
所述第一面设置于所述第一芯片和所述第二芯片的至少一方,
所述第二面设置于所述间隔件中的面向所述第一面的面。
上述电抗器即使第一芯片和第二芯片的组合是E-E、E-T、E-I或者E-U的任一组合,且使间隔件介于第一芯片与第二芯片之间,也容易得到期望的电感。另外,上述电抗器通过将第一芯片和第二芯片以夹着间隔件的方式沿着卷绕部的轴方向与卷绕部组合而能构建,因此制造作业性优良。
(9)作为上述(7)的电抗器的一方式,可列举如下,
所述线圈具有两个筒状的卷绕部,
两个所述卷绕部以轴方向平行的方式并列,
所述磁芯是以从所述卷绕部的轴方向的两侧夹着间隔件的方式将第一芯片和第二芯片组合的组合体,
所述第一芯片的形状是U字状,
所述第二芯片的形状是U字状或者I字状,
所述第一面设置于所述第一芯片和所述第二芯片的至少一方,
所述第二面设置于所述间隔件中的面向所述第一面的面。
上述电抗器即使第一芯片和第二芯片的组合是U-U或者E-I的任一组合,且使间隔件介于第一芯片与第二芯片之间,也容易得到期望的电感。另外,上述电抗器的制造作业性优良。
(10)作为上述(5)、上述(6)、上述(8)、上述(9)中的任一个电抗器的一方式,可列举如下,
所述第一芯片及所述第二芯片各自具有相互面对的第三面及第四面,
所述第三面和所述第四面具有不具有仿照相互的表面特性的表面特性且接触的区域。
上述电抗器因为能增大第一芯片和第二芯片的接触面积,所以容易提高第一芯片与第二芯片之间的导热性,进而容易提高磁芯的导热性。
(11)作为上述(5)、上述(6)、上述(8)至上述(10)中的任一个电抗器的一方式,可列举如下,
所述第一芯片由在树脂中分散有软磁性粉末的复合材料的成形体构成,
所述第二芯片由包含软磁性粉末的压粉成形体构成。
上述电抗器通过第一芯部和第二芯部由不同的材料构成,从而与磁芯由单一材料构成的情况比较,不仅容易调整电感,而且容易调整散热性。
(12)作为上述(4)的电抗器的一方式,可列举如下,
所述线圈具有至少一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是将三个以上芯片组合的组合物。
上述电抗器即使磁芯是三个以上芯片的组合,也容易得到期望的电感。
(13)作为上述(7)的电抗器的一方式,可列举如下,
所述线圈具有至少一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是将三个以上芯片和介于相邻的所述芯片彼此之间中的至少一个之间的间隔件组合的组合体,
所述第一面设置于夹着所述间隔件的所述芯片的至少一方,
所述第二面设置于所述间隔件中的面向所述第一面的面。
上述电抗器即使磁芯是三个以上芯片和间隔件的组合,也容易得到期望的电感。
(14)作为上述电抗器的一方式,可列举如下,
具备模制树脂部,所述模制树脂部覆盖所述磁芯的至少一部分。
上述电抗器能从外部环境保护磁芯。而且,上述电抗器当模制树脂部介于线圈与磁芯之间时,容易确保线圈和磁芯的绝缘。上述电抗器当模制树脂部横跨多个芯片彼此之间、或者线圈与磁芯之间而存在时,容易将芯片彼此、或者线圈和磁芯相互定位。
(15)本公开的一方式的转换器,
具备上述(1)至上述(14)中的任一个所述的电抗器。
上述转换器因为具备容易将磁芯精度良好地组合的上述电抗器,所以生产率优良。
(16)本公开的一方式的电力变换装置,
具备上述(15)的转换器。
上述电力变换装置因为具备上述转换器,所以生产率优良。
《本公开的实施方式的详情》
以下参照附图说明本公开的实施方式的详情。图中的相同附图标记表示相同名称物。
《实施方式1》
〔电抗器〕
参照图1至图7说明实施方式1的电抗器1。如图1、图2所示,电抗器1具备线圈2和磁芯3。本例的电抗器1的特征之一在于磁芯3具有图3或者图4所示的特定的第一面35和第二面36的方面。以下,详细说明各结构。
[线圈]
线圈2具有至少一个卷绕部。在本例中参照的图1、图2、在实施方式2至实施方式5中参照的图8至图11示出线圈2具有一个卷绕部21的例子。在实施方式6至实施方式10中参照的图14至图18示出线圈2具有两个卷绕部21、22的例子。说明便利起见,图2、图8至图11以及图14至图18用双点划线示出线圈2。
本例的电抗器1通过卷绕部21的数量是一个,从而与将两个卷绕部21、22在与卷绕部21、22的轴方向正交的方向并列的实施方式6至实施方式10的电抗器1比较,在卷绕部设为相同截面积且相同匝数的情况下,能缩短沿着后述的第二方向D2的长度。
卷绕部21的形状既可以是矩形筒状,也可以是圆筒状。矩形除了长方形之外还包括正方形。如图1所示,本例的卷绕部21的形状是矩形筒状。即,卷绕部21的端面形状是矩形框状。通过卷绕部21的形状是矩形筒状,从而与卷绕部是相同截面积的圆筒状的情况比较,容易增大卷绕部21和设置对象的接触面积。因此,电抗器1容易借助卷绕部21向设置对象散热。而且,卷绕部21容易稳定地设置于设置对象。卷绕部21的角部圆滑化。
本例的卷绕部21通过将没有接合部的一根绕线卷绕成螺旋状而构成。绕线能利用公知的绕线。本例的绕线使用包覆扁平线。包覆扁平线的导体线由铜制的扁平线构成。包覆扁平线的绝缘包覆部由瓷漆构成。卷绕部21由将包覆扁平线扁立绕得到的扁立线圈构成。
卷绕部21的第一端部21a及第二端部21b在本例中分别在卷绕部21的轴方向的一端侧及另一端侧向卷绕部21的外周侧延长。卷绕部21的第一端部21a及第二端部21b省略图示,但是绝缘包覆部被剥离而露出导体线。露出的导体线在本例中向后述的模制树脂部4的外侧引出,连接端子构件。端子构件的图示省略。在线圈2借助该端子构件连接外部装置。外部装置的图示省略。外部装置可列举向线圈2进行电力供给的电源等。
[磁芯]
磁芯3的结构能根据卷绕部21的数量适当选择。如在本例中参照的图1、图2、在实施方式2至实施方式5中参照的图8至图11所示,在线圈2具有一个卷绕部21的情况下,可列举磁芯3具有中间芯片31、第一侧芯片321、第二侧芯片322、第一端芯片33f以及第二端芯片33s。如在实施方式6至实施方式10中参照的图14至图18所示,在线圈2具有两个卷绕部21、22的情况下,可列举磁芯3具有第一中间芯片311、第二中间芯片312、第一端芯片33f以及第二端芯片33s。
如图1、图2等所示,在线圈2具有一个卷绕部21的情况下,在磁芯3中,将沿着卷绕部21的轴方向的方向设为第一方向D1,将中间芯片31、第一侧芯片321以及第二侧芯片322的并列方向设为第二方向D2,将与第一方向D1和第二方向D2两方正交的方向设为第三方向D3。如图14至图18所示,线圈2具有两个卷绕部21、22的情况下的第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3将后述。
(中间芯片)
中间芯片31具有配置于卷绕部21的内部的部分。中间芯片31的形状可列举是与卷绕部21的内周形状对应的形状,在本例中,如图1所示,是四棱柱状。中间芯片31的角部也可以以沿着卷绕部21的角部的内周面的方式圆滑化。
中间芯片31例如也可以列举如图1、图2所示的本例、图8所示的实施方式2等那样由第一中间芯部31f和第二中间芯部31s两个芯部构成的情况。另外,中间芯片31可列举如图9、图10所示的实施方式3、实施方式4那样由一个芯部构成的情况。
如图2所示,中间芯片31的沿着第一方向D1的长度比卷绕部21的沿着轴方向的长度长。与本例不同,中间芯片31的沿着第一方向D1的长度也可以与卷绕部21的沿着轴方向的长度相等。中间芯片31的沿着第一方向D1的长度是后述的第一中间芯部31f的长度L1f和第二中间芯部31s的长度L1 s的合计长度(L1 f+L1s)。中间芯片31的沿着第一方向D1的长度在介设后述的间隔件3g的情况下包括间隔件3g的沿着第一方向D1的长度Lg。关于其他的芯片、芯部的长度也是同样的意义。
中间芯片31的沿着第一方向D1的长度在本例中与第一侧芯片321的沿着第一方向D1的长度和第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度相等。第一侧芯片321的沿着第一方向D1的长度和第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度将后述。
(第一侧芯片·第二侧芯片)
如图1、图2所示,第一侧芯片321和第二侧芯片322以夹着中间芯片31的方式相互面对地配置。第一侧芯片321和第二侧芯片322配置于卷绕部21的外周。第一侧芯片321的形状和第二侧芯片322的形状为相同形状,为薄的棱柱状。
第一侧芯片321例如可列举如图1、图2所示的本例、图9所示的实施方式3等那样由一个芯部构成的情况。另外,第一侧芯片321可列举如图8、图10所示的实施方式2、如实施方式4那样由第一侧芯部321f和第一侧芯部321s两个芯部构成的情况。同样,第二侧芯片322例如可列举如本例、实施方式3等那样由一个芯部构成的情况。另外,第二侧芯片322可列举如实施方式2、实施方式4那样由第二侧芯部322f和第二侧芯部322s两个芯部构成的情况。
第一侧芯片321的沿着第一方向D1的长度L21和第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度L22如图2所示彼此相同,且比卷绕部21的沿着轴方向的长度长。与本例不同,上述长度L21和上述长度L22也可以与卷绕部21的沿着轴方向的长度相等。第一侧芯片321的沿着第二方向D2的长度和第二侧芯片322的沿着第二方向D2的长度彼此相同。第一侧芯片321的沿着第二方向D2的长度和第二侧芯片322的沿着第二方向D2的长度的合计长度在本例中相当于中间芯片31的沿着第二方向D2的长度。第一侧芯片321的沿着第三方向D3的长度和第二侧芯片322的沿着第三方向D3的长度彼此相同,且与中间芯片31的沿着第三方向D3的长度相同。即,在本例中,第一侧芯片321的截面积和第二侧芯片322的截面积的合计截面积与中间芯片31的截面积相同。第一侧芯片321的沿着第三方向D3的长度和第二侧芯片322的沿着第三方向D3的长度比卷绕部21的沿着第三方向D3的长度短。第一侧芯片321的沿着第三方向D3的长度和第二侧芯片322的沿着第三方向D3的长度也可以比中间芯片31的沿着第三方向D3的长度长。第一侧芯片321的沿着第三方向D3的长度和第二侧芯片322的沿着第三方向D3的长度也可以与卷绕部21的沿着第三方向D3的长度相同。第一侧芯片321的沿着第三方向D3的长度和第二侧芯片322的沿着第三方向D3的长度也可以比卷绕部21的沿着第三方向D3的长度长。
(第一端芯片·第二端芯片)
第一端芯片33f面向卷绕部21的一个端面。第二端芯片33s面向卷绕部21的另一个端面。面向是指芯片和卷绕部21的端面相互面对。如图1、图2所示,第一端芯片33f的形状和第二端芯片33s的形状是薄的棱柱状。
第一端芯片33f的沿着第一方向D1的长度和第二端芯片33s的沿着第一方向D1的长度也可以相等。第二端芯片33s的沿着第一方向D1的长度也可以比第一端芯片33f的沿着第一方向D1的长度短。如图2所示,第一端芯片33f的沿着第二方向D2的长度和第二端芯片33s的沿着第二方向D2的长度彼此相同,且比卷绕部21的沿着第二方向D2的长度长。如图1所示,第一端芯片33f的沿着第三方向D3的长度和第二端芯片33s的沿着第三方向D3的长度彼此相同,且比卷绕部21的沿着第三方向D3的长度短。第一端芯片33f的沿着第三方向D3的长度和第二端芯片33s的沿着第三方向D3的长度也可以比卷绕部21的沿着第三方向D3的长度长。第一端芯片33f的沿着第三方向D3的长度和第二端芯片33s的沿着第三方向D3的长度也可以与卷绕部21的沿着第三方向D3的长度相同。
(组合)
磁芯3通过将两个以上芯片组合而构成。在本例中参照的图1、图2、在实施方式2至实施方式5中参照的图8至图11、以及在实施方式6至实施方式8中参照的图14至图16示出磁芯3具备第一芯片3f和第二芯片3s两个芯片的例子。在实施方式9、实施方式10中参照的图17、图18示出磁芯3具备三个以上芯片的例子。
本例的磁芯3是将详细后述的第一芯片3f和第二芯片3s两个芯片在卷绕部21的轴方向组合的组合体。第一芯片3f和第二芯片3s的组合通过适当选择第一芯片3f的形状和第二芯片3s的形状而能设为各种组合。第一芯片3f的形状和第二芯片3s的形状虽然可以对称,但是优选相互不对称。对称是指形状及尺寸相同。不对称是指形状不同。通过不对称,从而第一芯片3f的形状和第二芯片3s的形状的选项扩大。在本例中,第一芯片3f的形状和第二芯片3s的形状不对称。
第一芯片3f和第二芯片3s的组合在本例中是E-T型。上述组合也可以是如实施方式2的E-E型、如实施方式3的E-I型、或者如实施方式4的E-U型。这些组合更进一步容易调整电抗器1的电感和散热性。另外,电抗器1因为通过将第一芯片3f和第二芯片3s相对于卷绕部21沿着卷绕部21的轴方向组合而能构建,所以制造作业性优良。
(第一面·第二面)
磁芯3具有第一面35和第二面36。第一面35和第二面36相互面对。第一面35由以磁性材料为主要成分的材料构成。第二面36既可以由以磁性材料为主要成分的材料构成,也可以由以非磁性材料为主要成分的材料构成。在本例中参照的图3和图4示出第一面35及第二面36由以磁性材料为主要成分的材料构成的例子。在实施方式5中参照的图12和图13示出第一面35由以磁性材料为主要成分的材料构成,且第二面36由以非磁性材料为主要成分的材料构成的例子。说明便利起见,图3、图4、图12以及图13将第一面35及第二面36夸张地示出。第一面35和第二面36由以磁性材料为主要成分的材料构成是指具有第一面35的构件和具有第二面36的构件由以磁性材料为主要成分的材料构成。第二面36由以非磁性材料为主要成分的材料构成是指具有第二面36的构件由以非磁性材料为主要成分的材料构成。以磁性材料为主要成分的材料是指磁性材料的含量为20体积%以上。以非磁性材料为主要成分的材料是指非磁性材料的含量超过80体积%。
第一面35设置于芯片。具有第一面35的芯片由以磁性材料为主要成分的材料构成。第二面36可列举如下情况:如图3和图4所示的本例那样设置于芯片的情况;和与本例不同,如图12和图13所示的后述的实施方式5那样设置于间隔件3g的情况。在第二面36设置于芯片的情况下,具有第二面36的芯片由以磁性材料为主要成分的材料构成。在第二面36设置于间隔件3g的情况下,具有第二面36的间隔件3g由以非磁性材料为主要成分的材料构成。芯片及间隔件3g的具体的构成材料将后述。
第一面35具有第一区域351。第二面36具有第二区域361。第一区域351具有仿照第二面36的表面特性的表面特性。同样,第二区域361具有仿照第一面35的表面特性的表面特性。
第一区域351具有仿照第二面36的表面特性的表面特性是指具有模仿第二面36的表面特性的表面特性、具有按照第二面36的表面特性的表面特性、具有与第二面36的表面特性对应的表面特性、以及具有转印第二面36的表面特性的表面特性中的至少一个。同样,第二区域361具有仿照第一面35的表面特性的表面特性是指满足具有模仿第一面35的表面特性的表面特性、具有按照第一面35的表面特性的表面特性、具有与第一面35的表面特性对应的表面特性、以及具有转印第一面35的表面特性的表面特性中的至少一个。在微观地观看第一区域351和第二区域361时,第一区域351的表面的凹和第二区域361的表面的凸嵌合,第一区域351的表面的凸和第二区域361的表面的凹嵌合。第一区域351和第二区域361既可以在表面的凸与凹之间不设置间隙地紧贴,也可以在表面的凸与凹之间设置有略微间隙。说明便利起见,图3和图4将第一区域351和第二区域361在相互之间隔开间隔地示出,但是实际上第一区域351和第二区域361相互紧贴。第一区域351和第二区域361也有时具有彼此相同的表面粗糙度。
第一区域351和第二区域361在详细后述的电抗器1的制造过程中通过第一芯片3f和第二芯片3s的相互面对的面彼此相互推挤而形成。即,在电抗器1的制造过程中,设置于第一芯片3f的第一区域351通过被转印第二芯片3s的表面特性而形成。另外,在电抗器1的制造过程中,设置于第二芯片3s的第二区域361通过被转印第一芯片3f的表面特性而形成。
第一区域351和第二区域361有助于第一面35和第二面36的定位。因此,第一区域351和第二区域361有助于第一芯片3f和第二芯片3s的定位。而且,第一区域351和第二区域361也有助于吸收第一芯片3f和第二芯片3s的尺寸公差。因此,能抑制在第一芯片3f与第二芯片3s之间设置不需要的间隔。
第一面35也可以进一步具有图3所示的非接触区域352及图4所示的接触区域353的至少一方区域。第二面36也可以进一步具有图3所示的非接触区域362及图4所示的接触区域363的至少一方区域。
非接触区域352是不与第二面36接触、且在第一面35与第二面36之间隔开间隔地配置的区域。同样,非接触区域362是不与第一面35接触、且在第一面35与第二面36之间隔开间隔地配置的区域。通过非接触区域352和非接触区域362,能在第一面35与第二面36之间设置空隙,因此电抗器1容易调整电感。
如图3所示,在第一面35具有非接触区域352且第二面36具有非接触区域362的情况下,在第一面35的非接触区域352与第二面36的非接触区域362之间设置有间隔。上述间隔作为磁芯3的空隙发挥作用。在上述间隔中既可以介设间隔件3g,也可以不夹设间隔件3g而设置有气隙。夹于上述间隔的间隔件3g例如可列举通过被填充后述的模制树脂部4的构成材料而形成。如图4所示,在第一面35具有接触区域353的情况下,第二面36也具有接触区域363。在接触区域353与接触区域363之间不设置间隔。
接触区域353是不具有仿照第二面36的表面特性的表面特性且与第二面36接触的区域。同样,接触区域363是不具有仿照第一面35的表面特性的表面特性且与第二面36接触的区域。在微观地观看该接触区域353和接触区域363时,接触区域353和接触区域363并不是紧贴,而是相互的凹凸不对应,凸彼此面对的部位和凹彼此面对的部位存在得较多。该凸彼此之间、凹彼此之间隔开间隔。说明便利起见,图4将接触区域353和接触区域363在相互之间隔开间隔地示出,但是实际上接触区域353和接触区域363相互接触。通过接触区域353和接触区域363,与第一面35和第二面36不具有接触区域353和接触区域363的情况比较,第一面35和第二面36的接触面积变大。因此,第一面35与第二面36之间的导热性容易变高,进而磁芯3的导热性容易变高。
第一面35和第二面36的对既可以是一组,也可以是两组以上。在本例中,第一面35和第二面36的对是一组。
本例的第一面35设置于详细后述的第一芯片3f的第一中间芯部31f。本例的第二面36设置于详细后述的第二芯片3s的第二中间芯部31s。
(第三面·第四面)
如图5所示,磁芯3也可以进一步具有第三面37和第四面38。第三面37和第四面38相互面对。第三面37和第四面38与第一面35和第二面36不同,不具有仿照相互的表面特性的表面特性。第三面37和第四面38具有接触区域373、383及非接触区域的至少一方。接触区域373、383是不具有仿照相互的表面特性的表面特性且相互接触的区域。非接触区域是相互隔开间隔地配置的区域。说明便利起见,图5将接触区域373和接触区域383在相互之间隔开间隔地示出,但是实际上接触区域373和接触区域383相互接触。通过接触区域373和接触区域383,第一芯片3f和第二芯片3s的接触面积变大。因此,第一芯片3f与第二芯片3s之间的导热性容易变高,进而磁芯3的导热性容易变高。
本例的磁芯3具有第三面37和第四面38。第三面37和第四面38的对既可以是一组,也可以是两组以上。在本例中,第三面37和第四面38的对是两组。
本例的第三面37设置于详细后述的第一芯片3f的第一侧芯片321和第二侧芯片322。本例的第四面38设置于详细后述的第二芯片3s的第二端芯片33s。
(第一芯片·第二芯片)
第一芯片3f的形状在本例中是E字状。第一芯片3f是第一端芯片33f、第一中间芯部31f、第一侧芯片321以及第二侧芯片322为一体的成形体。第一端芯片33f连接第一中间芯部31f、第一侧芯片321以及第二侧芯片322。第一侧芯片321和第二侧芯片322设置于第一端芯片33f的两端。第一中间芯部31f设置于第一端芯片33f的中央。
第二芯片3s的形状在本例中是T字状。第二芯片3s是第二端芯片33s和第二中间芯部31s为一体的成形体。第二中间芯部31s设置于第二端芯片33s的中央。
在本例中,如图2所示,第二中间芯部31s的沿着第一方向D1的长度L1 s比第一中间芯部31f的沿着第一方向D1的长度L1 f短。与本例不同,上述长度L1 f和上述长度L1 s也可以相同。
第一中间芯部31f的端面和第二中间芯部31s的端面相互面对。第二端芯片33s的内端面具有与第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面各自面对的区域。
在本例中,如图3或者图4所示,第一中间芯部31f的端面由第一面35构成,第二中间芯部31s的端面由第二面36构成。如图5所示,第一侧芯片321的端面由第三面37构成。如图5所示,第二端芯片33s的内端面中与第一侧芯片321的端面面对的部位不具有第二面,而具有第四面38。另外,第二侧芯片322的端面由与图5所示的第一侧芯片321的第三面37同样的第三面构成。第二端芯片33s的内端面中与第二侧芯片322的端面面对的部位不具有第二面,由与图5所示的第二端芯片33s的第四面38同样的第四面构成。
与本例不同,各端面也可以是以下方式。第一中间芯部31f的端面、第一侧芯片321的端面以及第二侧芯片322的端面由第一面35构成。第二中间芯部31s的端面由第二面36构成,第二端芯片33s的内端面具有两个第二面36。或者,各端面也可以是以下方式。第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面由第一面35构成。第二端芯片33s的内端面具有两个第二面36。第一中间芯部31f的端面由第三面37构成。第二中间芯部31s的端面由第四面38构成。
如图3所示,本例的第一面35具有第一区域351和非接触区域352。本例的第一区域351在第一面35中的第二方向D2的中央遍及第三方向D3的实质上全长而设置。本例的第一区域351是凸状。该第一区域351的顶端例如构成为平面状。本例的第一面35的非接触区域352在第一面35中的第一区域351的第二方向D2的两侧遍及第三方向D3的实质上全长而设置。本例的第一面35的非接触区域352例如构成为圆弧面状。
如图3所示,本例的第二面36具有第二区域361和非接触区域362。本例的第二区域361与第一区域351紧贴。本例的第二区域361在第二面36中的第二方向D2的中央遍及第三方向D3的实质上全长而设置。本例的第二区域361是凹状。该第二区域361的底面例如构成为平面状。本例的第二面36的非接触区域362在第二面36中的第二区域361的第二方向D2的两侧遍及第三方向D3的实质上全长而设置。本例的第二面36的非接触区域362例如构成为平面状。
或者,如图4所示,本例的第一面35具有第一区域351和接触区域353。图4的第一区域351与上述的图3的第一区域351同样。接触区域353例如构成为平面状。如图4所示,本例的第二面36具有第二区域361和接触区域363。图4所示的第二区域361与上述的图3的第二区域361同样。接触区域363例如构成为平面状。
此外,也可以为,第一面35具有第一区域351、非接触区域352(图3)以及接触区域353(图4),且第二面36具有第二区域361、非接触区域362(图3)以及接触区域363(图4)。
如图5所示,在本例中,第三面37实质上由接触区域373构成,第四面38实质上由接触区域383构成。接触区域373遍及第三面37的实质上整个区域而设置,接触区域383遍及第四面38的实质上整个区域而设置。第三面37由平面构成。第四面38由平面构成。
(材质)
第一芯片3f和第二芯片3s由成形体构成。作为成形体,可列举压粉成形体、复合材料的成形体中的任一种。构成第一芯片3f和第二芯片3s的成形体由相互不同的材质构成。相互不同的材质包括各芯片的各个构成要素的材质不同的情况不用说,也包括即使各个构成要素的材质相同,但多个构成要素的含量不同的情况。例如,即使第一芯片3f和第二芯片3s由压粉成形体构成,但是当构成压粉成形体的软磁性粉末的材质、含量不同时,也设为由相互不同的材质构成。另外,即使第一芯片3f和第二芯片3s由复合材料的成形体构成,但是当构成复合材料的软磁性粉末和树脂的至少一方的材质不同时,或者当虽然软磁性粉末和树脂的材质相同但是软磁性粉末及树脂的含量不同时,也设为由相互不同的材质构成。
压粉成形体通过对软磁性粉末进行压缩成形而构成。压粉成形体与复合材料比较,能提高在芯片占据的软磁性粉末的比例。因此,压粉成形体容易提高磁特性。作为磁特性,可列举饱和磁通密度、相对磁导率。另外,压粉成形体与复合材料的成形体比较,树脂量少且软磁性粉末量多,因此散热性优良。在将压粉成形体设为100体积%时,压粉成形体中的磁性粉末的含量例如可列举85体积%以上且99.99体积%以下。
复合材料通过在树脂中分散软磁性粉末而构成。复合材料通过将在未固化的树脂中分散有软磁性粉末的流动性的原料填充到模具并使树脂固化而得到。复合材料能容易调整树脂中的软磁性粉末的含量。因此,复合材料容易调整磁特性。而且,复合材料与压粉成形体比较,即使是复杂的形状也容易形成。在将复合材料设为100体积%时,复合材料的成形体中的软磁性粉末的含量例如可列举20体积%以上且80体积%以下。在将复合材料设为100体积%时,复合材料的成形体中的树脂的含量例如可列举20体积%以上且80体积%以下。
构成软磁性粉末的粒子可列举软磁性金属粒子、在软磁性金属粒子的外周具备绝缘包覆部的包覆粒子、软磁性非金属粒子等。软磁性金属可列举纯铁、铁基合金等。作为铁基合金,例如可列举Fe-Si合金、Fe-Ni合金等。绝缘包覆部可列举磷酸盐等。软磁性非金属可列举铁氧体等。
复合材料的树脂例如可列举热固性树脂、热塑性树脂。热固性树脂例如可列举环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂等。热塑性树脂例如可列举聚苯硫醚树脂、聚酰胺树脂、液晶聚合物、聚酰亚胺树脂、氟树脂等。作为聚酰胺树脂,例如可列举尼龙6、尼龙66、尼龙9T等。
这些树脂也可以含有陶瓷填料。陶瓷填料例如可列举氧化铝、二氧化硅等。含有这些陶瓷填料的树脂的散热性及电绝缘性优良。
将压粉成形体中或复合材料的成形体中的软磁性粉末的含量视为与成形体的截面中的软磁性粉末的面积比例等价。成形体中的软磁性粉末的含量按如下求出。用SEM(扫描型电子显微镜)观察成形体的截面,取得观察图像。SEM的倍率设为200倍以上且500倍以下。观察图像的取得数量设为10个以上。总截面积设为0.1cm2以上。既可以对每一截面取得一个观察图像,也可以对每一截面取得多个观察图像。对取得的各观察图像进行图像处理,提取粒子的轮廓。作为图像处理,例如可列举二值化处理。在各观察图像中算出软磁性粒子的面积比例,求出该面积比例的平均值。将该平均值视为软磁性粉末的含量。
在本例中,第一芯片3f由复合材料的成形体构成,第二芯片3s由压粉成形体构成。通过第一芯片3f由复合材料的成形体构成,第二芯片3s由压粉成形体构成,从而与磁芯3由单一材料构成的情况比较,不仅容易调整电感,而且容易调整散热性。
(相对磁导率、饱和磁通密度、铁损、热导率)
磁芯3优选满足“第一芯片3f的相对磁导率<第二芯片3s的相对磁导率”的关系。通过满足该相对磁导率的大小关系,从而容易调整电感。另外,容易抑制来自第一芯片3f与第二芯片3s之间的漏磁通。因此,容易降低由于漏磁通侵入线圈2而在线圈2产生的涡流损耗。而且,容易抑制漏磁通给电抗器1的周边机器带来影响等的问题。在满足上述相对磁导率的大小关系的基础上,第一芯片3f的相对磁导率优选50以下,第二芯片3s的相对磁导率优选50以上。其理由是因为容易进行电感的调整。第一芯片3f的相对磁导率进一步优选45以下,特别优选40以下。第一芯片3f的相对磁导率例如可列举5以上。第二芯片3s的相对磁导率进一步优选100以上,特别优选150以上。第二芯片3s的相对磁导率例如可列举500以下。第一芯片3f和第二芯片3s优选满足“第一芯片3f的饱和磁通密度<第二芯片3s的饱和磁通密度”的关系。
磁芯3优选满足“第一芯片3f的铁损<第二芯片3s的铁损”和“第一芯片3f的热导率<第二芯片3s的热导率”的关系。通过满足该铁损的大小关系和热导率的大小关系,从而电抗器1的温度不易上升。其理由是因为:第二芯片3s虽然铁损大且容易发热,但是热导率大且散热性高,第一芯片3f虽然热导率小且散热性低,但是铁损小且不易发热。第一芯片3f的热导率例如优选1W/m·K以上,进一步优选2W/m·K以上,特别优选3W/m·K以上。第一芯片3f的热导率在实用上例如可列举5W/m·K以下。第二芯片3s的热导率例如优选5W/m·K以上,进一步优选10W/m·K以上,特别优选15W/m·K以上。第二芯片3s的热导率在实用上例如可列举20W/m·K以下。
相对磁导率按如下求出。从第一芯片3f和第二芯片3s分别切出环状的测量试样。对上述各个测量试样施加初级侧为300匝、次级侧为20匝的绕线。在H=0(Oe)以上100(Oe)以下的范围测量B-H初始磁化曲线,求出该B-H初始磁化曲线的斜率的最大值,将该最大值设为相对磁导率。此外,此处的磁化曲线是所谓的直流磁化曲线。饱和磁通密度使用上述各个测量试样按如下求出。针对上述各个测量试样通过电磁铁施加795.8kA/m的磁场,设为使其充分磁饱和时的磁通密度。铁损使用上述各个测量试样按如下求出。使用BH曲线描绘器测量激励磁通密度Bm:1kG(=0.1T)、测量频率:10kHz的铁损(W/m 3)。热导率通过利用温度梯度法或激光闪光法针对第一芯片3f和第二芯片3s各自进行测量而求出。
[模制树脂部]
电抗器1优选如图1所示进一步具有模制树脂部4。说明便利起见,图2省略模制树脂部。模制树脂部4覆盖磁芯3的至少一部分。该模制树脂部4容易从外部环境保护磁芯3。模制树脂部4既可以覆盖磁芯3的外周,而不覆盖线圈2的外周,也可以覆盖磁芯3的外周和线圈2的外周两方。当模制树脂部4介于线圈2与磁芯3之间时,则容易确保线圈2和磁芯3的绝缘。当模制树脂部4横跨多个芯片彼此之间、或者线圈2与磁芯3而存在时,则容易将芯片彼此、或者线圈2和磁芯3相互定位或者固定。
本例的模制树脂部4覆盖线圈2和磁芯3的组合体的外周。通过模制树脂部4,上述组合体被从外部环境保护。而且,通过模制树脂部4,线圈2和磁芯3一体化。
本例的模制树脂部4介于图1所示的线圈2与磁芯3之间、和图3所示的第一中间芯部31f的第一面35的非接触区域352与第二中间芯部31s的第二面36的非接触区域362之间。介于第一面35的非接触区域352与第二面36的非接触区域362之间的模制树脂部4构成间隔件3g。在图4所示的第一中间芯部31f的第一面35的接触区域353与第二中间芯部31s的第二面36的接触区域363之间没有介设模制树脂部4。在图5所示的第一芯片3f的第三面37与第二芯片3s的第四面38之间没有介设模制树脂部4。与本例不同,在第三面37和第四面38各自具有非接触区域的情况下,模制树脂部4有时也介于第三面37的非接触区域与第四面38的非接触区域之间。介于第三面37的非接触区域与第四面38的非接触区域之间的模制树脂部4也构成间隔件。
模制树脂部4的树脂例如可列举与上述的复合材料的树脂同样的树脂。模制树脂部4的树脂与复合材料同样,也可以含有陶瓷填料。
[其他]
电抗器1虽然省略图示,但是也可以具备外壳、粘接层以及保持构件中的至少一个。外壳在内部收纳线圈2和磁芯3的组合体。外壳内的上述组合体也可以被封闭树脂部埋设。粘接层将上述组合体固定于载置面,将上述组合体固定于外壳的内底面,将上述外壳固定于载置面等。保持构件介于线圈2与磁芯3之间,确保线圈2与磁芯3之间的绝缘。
[制造方法]
参照图6、图7说明制造电抗器1的电抗器的制造方法。电抗器的制造方法具备制作将磁芯3组合于线圈2的组合体的工序。制作该组合体的工序包括以下过程A和过程B。
在过程A中,使磁芯3的一部分插通到线圈2的内部,使第一芯片3f的一部分和第二芯片3s的一部分接触。图6和图7示出第一芯片3f的一部分和第二芯片3s的一部分接触前的状态。
在过程B中,在第一芯片3f的一部分和第二芯片3s的一部分接触的状态下,将第一芯片3f和第二芯片3s朝向相互接近的方向按压。
(过程A)
使第一中间芯部31f和第二中间芯部31s插通到卷绕部21的内部。使第一中间芯部31f的端面、第一侧芯片321的端面以及第二侧芯片322的至少一个端面的一部分与第二中间芯部31s的端面及第二端芯片33s的内端面的至少一个端面的一部分接触。在本例中,在卷绕部21的内部使第一芯片3f的第一中间芯部31f的端面的一部分和第二芯片3s的第二中间芯部31s的端面的一部分接触。
<第一芯片>
在接触前的第一芯片3f中,第一中间芯部31f的端面具有朝向第二中间芯部31s侧突出的凸面。另外,第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面由平面构成。
凸面的数量既可以如本例那样为一个,也可以与本例不同为多个。一个凸面既可以如图6所示遍及第一中间芯部31f的端面的整个区域而设置,也可以如图7所示仅设置于第一中间芯部31f的端面的一部分。说明便利起见,图6和图7将凸面夸张地示出。在图6中,第一中间芯部31f的端面的整个区域由凸面构成。在仅端面的一部分设置凸面的情况下,第一中间芯部31f的端面例如可列举由一个凸面和至少一个平面构成。在图7中,第一中间芯部31f的端面由设置于第二方向D2的中央的一个凸面和设置于凸面的第二方向D2的两侧的合计两个平面构成。
凸面的形状既可以如图6、图7所示为圆弧状,也可以与本例不同为球状。圆弧状的凸面也可以如本例那样构成为圆弧的弦沿着第一中间芯部31f的端面的第二方向D2。圆弧状的凸面也可以与本例不同,构成为圆弧的弦沿着第一中间芯部31f的端面的第三方向D3。
凸面既可以与第一芯片3f的制作一起形成,也可以通过针对制作的第一芯片3f另外实施机械加工而制作。
<第二芯片>
本例的第二中间芯部31s的端面由平面构成。也可以与本例不同,第二中间芯部31s的端面与第一中间芯部31f的端面同样,具有朝向第一中间芯部31f侧突出的凸面。第二端芯片33s的内端面由平面构成。
第一中间芯部31f、第二中间芯部31s、第一侧芯片321以及第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度在经过后述的过程B后适当调整为满足以下必要条件(a)及必要条件(b)。
(a)变为第一侧芯片321的端面和第二端芯片33s的内端面接触的状态。
(b)变为第二侧芯片322的端面和第二端芯片33s的内端面接触的状态。
通过该长度的调整,在经过后述的过程B后能制造电抗器1。即,在第一中间芯部31f的端面设置第一面35。在第二中间芯部31s的端面设置第二面36。在第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面设置第三面37。并且,在第二端芯片33s的内端面设置两个第四面38。
例如,第一中间芯部31f的沿着第一方向D1的长度和第二中间芯部31s的沿着第一方向D1的长度的合计长度可列举比第一侧芯片321的沿着第一方向D1的长度及第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度各自长。通过满足该长度的关系,从而在第一中间芯部31f的端面的一部分和第二中间芯部31s的端面的一部分接触的状态下,第一侧芯片321的端面和第二端芯片33s的内端面不接触,且第二侧芯片322的端面和第二端芯片33s的内端面不接触。即,在第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间、和第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间设置有间隔。
也可以与本例不同,第一中间芯部31f、第二中间芯部31s、第一侧芯片321以及第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度在经过后述的过程B后适当调整为满足以下必要条件(a)及必要条件(b)。
(a)变为在第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间设置有间隔的状态。
(b)变为在第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间设置有间隔的状态。
通过该长度的调整,在经过后述的过程B后,能制造在第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间、和第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间设置有空隙的电抗器。
(过程B)
第一芯片3f和第二芯片3s的按压方法不作特别限定。例如,在如本例的电抗器1那样具备模制树脂部4的情况下,也可以利用在模制树脂部4成形时所填充的模制树脂部4的构成材料的流动来按压第一芯片3f和第二芯片3s。在将模制树脂部4成形的模具内,配置第一中间芯部31f和第二中间芯部31s在卷绕部21内接触的状态的线圈2和磁芯3。从第一端芯片33f的外侧和第二端芯片33s的外侧填充模制树脂部4的构成材料。
或者,也可以将紧固带配置于磁芯3的外周,利用紧固带的紧固力按压第一芯片3f和第二芯片3s。也可以在该按压后将模制树脂部4成形。
通过该按压,第一中间芯部31f中的凸面的至少一部分和第二中间芯部31s中的平面的至少一部分变形。通过凸面的变形,在第一中间芯部31f的端面形成第一区域351,第一区域351通过被转印第二中间芯部31s的平面的表面特性而具有仿照第二中间芯部31s的平面的表面特性的表面特性。通过平面的变形,在第二中间芯部31s的端面形成第二区域361,第二区域361通过被转印第一中间芯部31f的凸面的表面特性而具有仿照第一中间芯部31f的凸面的表面特性的表面特性。在第一中间芯部31f的端面进一步形成图3所示的非接触区域352及图4所示的接触区域353的至少一方区域。在第二中间芯部32s的端面进一步形成图3所示的非接触区域362及图4所示的接触区域363的至少一方区域。例如,在使用具有图6的凸面的第一芯片3f的情况下,在第一中间芯部31f的端面形成图3所示的非接触区域352,在第二中间芯部31s的端面形成图3所示的非接触区域362。例如,在使用具有图7所示的凸面的第二芯片3s的情况下,在第一中间芯部31f的端面形成图4所示的接触区域353,在第二中间芯部31s的端面形成图4所示的接触区域363。
伴随上述变形,第一侧芯片321的端面和第二端芯片33s的内端面接触,第二侧芯片322的端面和第二端芯片33s的内端面接触。因此,在第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面设置第三面37,在第二端芯片33s的内端面设置两个第四面38。
〔作用效果〕
本例的电抗器1容易得到期望的电感。本例的电抗器1通过上述的电抗器的制造方法制造。即,通过上述的按压,第一中间芯部31f的端面和第二中间芯部31s的端面的相互的接触部位变形。通过该变形,第一中间芯部31f的端面由具有第一区域351的第一面35构成。另外,通过该变形,第二中间芯部31s的端面由具有第二区域361的第二面36构成。通过该变形,可吸收第一侧芯片321和第二侧芯片322的尺寸公差。因此,第一侧芯片321的端面和第二端芯片33s的内端面精度良好地组合,第二侧芯片322的端面和第二端芯片33s的内端面精度良好地组合。即,在第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间、和第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间不易设置不需要的间隔。
《实施方式2》
〔电抗器〕
主要参照图8说明实施方式2的电抗器1。本例的电抗器1的、第一芯片3f和第二芯片3s的组合是E-E型的方面与实施方式1的电抗器1不同。以下说明以与实施方式1的不同点为中心进行。也有时省略与实施方式1同样的结构的说明。关于该说明的方法,后述的实施方式3至实施方式6也是同样。说明便利起见,图8省略模制树脂部。关于模制树脂部的图示的省略,在后述的实施方式3至实施方式5中分别参照的图9至图11、在实施方式6至实施方式10中分别参照的图14至图18也是同样。
[磁芯]
(第一芯片·第二芯片)
第一芯片3f的形状是E字状。第一芯片3f是第一端芯片33f、第一中间芯部31f、第一侧芯部321f以及第二侧芯部322f为一体的成形体。第一端芯片33f连接第一中间芯部31f、第一侧芯部321f以及第二侧芯部322f。第一侧芯部321f和第二侧芯部322f设置于第一端芯片33f的两端。第一中间芯部31f设置于第一端芯片33f的中央。
第一中间芯部31f的沿着第一方向D1的长度L1 f、第一侧芯部321f的沿着第一方向D1的长度L21 f以及第二侧芯部322f的沿着第一方向D1的长度L22f相同。与本例不同,上述长度L1 f、上述长度L21 f以及上述长度L22f也可以不相同。例如,上述长度L1 f也可以比上述长度L21 f和上述长度L22f长。
第二芯片3s的形状是E字状。第二芯片3s是第二端芯片33s、第二中间芯部31s、第一侧芯部321s以及第二侧芯部322s为一体的成形体。第二端芯片33s连接第二中间芯部31s、第一侧芯部321s以及第二侧芯部322s。第一侧芯部321s和第二侧芯部322s设置于第二端芯片33s的两端。第二中间芯部31s设置于第二端芯片33s的中央。
第二中间芯部31s的沿着第一方向D1的长度L1 s、第一侧芯部321s的沿着第一方向D1的长度L21 s以及第二侧芯部322s的沿着第一方向D1的长度L22s相同。与本例不同,上述长度L1 s、上述长度L21 s以及上述长度L22s也可以不相同。例如,上述长度L1 s也可以比上述长度L21 s和上述长度L22s短。
上述长度L1 s比上述长度L1 f短。上述长度L21 s比上述长度L21 f短。上述长度L22s比上述长度L22f短。
与本例不同,上述长度L1 f和上述长度L1 s也可以相同。上述长度L21 f和上述长度L21 s也可以相同。上述长度L22f和上述长度L22s也可以相同。
第一中间芯部31f的端面和第二中间芯部32f的端面相互面对。第一侧芯部321f的端面和第一侧芯部321s的端面相互面对。第二侧芯部322f的端面和第二侧芯部322s的端面相互面对。
第一中间芯部31f的端面、第一侧芯部321f的端面以及第二侧芯部322f的端面的至少一个端面可列举由第一面35构成。第二中间芯部31s的端面、第一侧芯部321s的端面以及第二侧芯部322s的端面中与第一面35面对的端面可列举由第二面36构成。
本例中的各端面的方式如下。第一中间芯部31f的端面由与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的第一面构成。第二中间芯部31s的端面由与图3或者图4所示的第二面36同样的第二面构成。第一侧芯部321f的端面及第二侧芯部322f的端面由与在实施方式1中说明的图5所示的第三面37同样的第三面构成。第一侧芯部321s的端面及第二侧芯部322s的端面由与图5所示的第四面38同样的第四面构成。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使第一芯片3f和第二芯片3s的组合是E-E型,也与实施方式1的电抗器1同样,容易得到期望的电感。是因为:与实施方式1的电抗器1同样,本例的电抗器1在电抗器的制造过程中吸收第一侧芯片321和第二侧芯片322的尺寸公差。因此,第一侧芯部321f的端面和第一侧芯部321s的端面精度良好地组合,第二侧芯部322f的端面和第二侧芯部322s的端面精度良好地组合。即,在第一侧芯部321f的端面与第一侧芯部321s的端面之间、和第二侧芯部322f的端面与第二侧芯部322s的端面之间不易设置不需要的间隔。
《实施方式3》
〔电抗器〕
主要参照图9说明实施方式3的电抗器1。本例的电抗器1的、第一芯片3f和第二芯片3s的组合是E-I型的方面与实施方式1的电抗器1不同。
[磁芯]
(第一芯片·第二芯片)
第一芯片3f的形状是E字状。第一芯片3f是第一端芯片33f、中间芯片31、第一侧芯片321以及第二侧芯片322为一体的成形体。中间芯片31的沿着第一方向D1的长度L1、第一侧芯片321的沿着第一方向D1的长度L21以及第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度L22相同。第二芯片3s的形状是I字状。第二芯片3s由第二端芯片33s构成。第二端芯片33s的内端面具有与中间芯片31的端面、第一侧芯片321的端面以及第二侧芯片322的端面各自面对的区域。
中间芯片31的端面、第一侧芯片321的端面以及第二侧芯片322的端面的至少一个端面可列举由第一面35构成。第二端芯片33s的内端面中与第一面35面对的部位可列举由第二面36构成。
本例中的各端面的方式如下。中间芯片31的端面由与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的第一面构成。第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面由与在实施方式1中说明的图5所示的第三面37同样的第三面构成。第二端芯片33s的内端面具有与图3或者图4所示的第二面36同样的一个第二面和与图5所示的第四面38同样的两个第四面。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使第一芯片3f和第二芯片3s的组合是E-I型,也与实施方式1的电抗器1同样,容易得到期望的电感。是因为:与实施方式1的电抗器1同样,本例的电抗器1在电抗器的制造过程中可吸收第一侧芯片321和第二侧芯片322的尺寸公差。因此,第一侧芯片321的端面和第二端芯片33s的内端面精度良好地组合,第二侧芯片322的端面和第二端芯片33s的内端面精度良好地组合。即,在第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间、和第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间不易设置不需要的间隔。
《实施方式4》
〔电抗器〕
主要参照图10说明实施方式4的电抗器1。本例的电抗器1的、第一芯片3f和第二芯片3s的组合是E-U型的方面与实施方式1的电抗器1不同。
[磁芯]
(第一芯片·第二芯片)
第一芯片3f的形状是E字状。第一芯片3f是第一端芯片33f、中间芯片31、第一侧芯部321f以及第二侧芯部322f为一体的成形体。第一侧芯部321f的沿着第一方向D1的长度L21f和第二侧芯部322f的沿着第一方向D1的长度L22f相同,比中间芯片31的沿着第一方向D1的长度L1短。
第二芯片3s的形状是U字状。第二芯片3s是第二端芯片33s、第一侧芯部321s以及第二侧芯部322s为一体的成形体。第一侧芯部321s的沿着第一方向D1的长度L21 s和第二侧芯部322s的沿着第一方向D1的长度L22s相同。
上述长度L21 s比上述长度L21 f短。上述长度L22s比上述长度L22f短。
与本例不同,上述长度L21 f和上述长度L21 s也可以相同。另外,上述长度L22f和上述长度L22s也可以相同。
第二端芯片33s的内端面具有与中间芯片31的端面面对的区域。第一侧芯部321f的端面和第一侧芯部321s的端面相互面对。第二侧芯部322f的端面和第二侧芯部322s的端面相互面对。
中间芯片31的端面、第一侧芯部321f的端面以及第二侧芯部322f的端面的至少一个端面可列举由第一面35构成。第二端芯片33s的内端面、第一侧芯部321s的端面以及第二侧芯部322s的端面中与第一面35面对的部位可列举由第二面36构成。
本例中的各端面的方式如下。中间芯片31的端面由与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的第一面构成。第二端芯片33s的内端面具有与图3或者图4所示的第二面36同样的第二面。第一侧芯部321f的端面及第二侧芯部322f的端面由与在实施方式1中说明的图5所示的第三面37同样的第三面构成。第一侧芯部321s的端面及第二侧芯部322s的端面由与图5所示的第四面38同样的第四面构成。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使第一芯片3f和第二芯片3s的组合是E-U型,也与实施方式1的电抗器1同样,容易得到期望的电感。是因为:与实施方式1的电抗器1同样,本例的电抗器1在电抗器的制造过程中可吸收第一侧芯片321和第二侧芯片322的尺寸公差。因此,第一侧芯部321f的端面和第一侧芯部321s的端面精度良好地组合,第二侧芯部322f的端面和第二侧芯部322s的端面精度良好地组合。即,在第一侧芯部321f的端面与第一侧芯部321s的端面之间、和第二侧芯部322f的端面与第二侧芯部322s的端面之间不易设置不需要的间隔。
《实施方式5》
〔电抗器〕
主要参照图11至图13说明实施方式5的电抗器1。本例的电抗器1的、具有介于第一芯片3f与第二芯片3s之间的间隔件3g的方面与实施方式1的电抗器1不同。即,本例的磁芯3是以从卷绕部21的轴方向的两侧夹着间隔件3g的方式将第一芯片3f和第二芯片3s组合的组合体。
[磁芯]
(间隔件)
间隔件3g由以非磁性材料为主要成分的材料构成。以非磁性材料为主要成分是指在将间隔件3g设为100体积%时,非磁性材料的含量超过80体积%。非磁性材料例如可列举陶瓷或者树脂。作为陶瓷,例如与上述的陶瓷填料同样,可列举氧化铝、二氧化硅等。树脂可列举与上述的复合材料的树脂同样的热固性树脂、热塑性树脂。树脂也可以被填充上述的陶瓷填料。在将间隔件3g设为100质量%时,包含于树脂的陶瓷填料的含量可列举0.2质量%以上且20质量%以下。间隔件3g能使用公知的间隔件。
间隔件3g的配置部位可列举第一中间芯部31f的端面与第二中间芯部31s的端面之间、第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间、以及第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间的至少一个之间。间隔件3g的配置部位在本例中仅是第一中间芯部31f的端面与第二中间芯部31s的端面之间。在第一侧芯片321的端面与第二端芯片33s的内端面之间、和第二侧芯片322的端面与第二端芯片33s的内端面之间没有介设间隔件3g。间隔件3g具有面向第一中间芯部31f的端面的第一端面及面向第二中间芯部31s的端面的第二端面。第二端芯片33s的内端面具有与第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面各自面对的区域。
第一中间芯部31f的端面及第二中间芯部31s的端面由第一面35构成。间隔件3g的上述第一端面和上述第二端面由第二面36构成。构成第一中间芯部31f的端面的第一面35和构成第二中间芯部31s的端面的第一面35例如如图12或者图13所示具有第一区域351和非接触区域352。构成间隔件3g的上述第一端面的第二面36及构成上述第二端面的第二面36例如可列举图12、图13所示具有第二区域361和非接触区域362。此外,图示省略,但是各第一面35既可以具有第一区域和接触区域,也可以具有第一区域、非接触区域以及接触区域。各第二面36既可以具有第二区域和接触区域,也可以具有第二区域、非接触区域以及接触区域。第一中间芯部31f的第一面35、第二中间芯部31s的第一面35以及间隔件3g的两方第二面36在电抗器1的制造过程中能按如下形成。设为在第一中间芯部31f的端面与第二中间芯部31s的端面之间夹着间隔件3g的状态。在该状态下,将第一芯片3f和第二芯片3s朝向相互接近侧按压。
<作为间隔件的主要成分的非磁性材料是陶瓷的情况>
第一中间芯部31f中的第一区域351和第二中间芯部31s中的第一区域351均例如可列举如图12所示构成为平面状。间隔件3g的上述第一端面中的第二区域361及非接触区域362例如可列举如图12所示构成为平面状。另外,间隔件3g的上述第二端面中的第二区域361及非接触区域362例如可列举如图12所示构成为平面状。作为主要成分的非磁性材料是陶瓷的间隔件3g在电抗器1的制造过程中不易被按压变形。因此,间隔件3g的上述第一端面和上述第二端面在电抗器的制造前后容易维持形状。即,在电抗器1的制造过程中,在第一芯片3f和第二芯片3s各自被转印间隔件3g的表面特性。
在本例中,第一中间芯部31f中的第一区域351和第二中间芯部31s中的第一区域351容易变成不同的结构。另外,间隔件3g的上述第一端面中的第二区域361和上述第二端面中的第二区域361容易变成不同的结构。例如,如图12所示,第二中间芯部31s中的第一区域351的沿着第二方向D2的长度容易比第一中间芯部31f中的第一区域351的沿着第二方向D2的长度变短。另外,间隔件3g的上述第二端面中的第二区域361的沿着第二方向D2的长度容易比上述第一端面中的第二区域361的沿着第二方向D2的长度变短。
其理由是因为:在本例中,第一中间芯部31f和第二中间芯部31s由不同的材质构成。第二中间芯部31s与第一中间芯部31f相比,软磁性粉末的含量多且硬。因此,第二中间芯部31s的端面与第一中间芯部31f的端面相比,在电抗器的制造过程中不易被按压变形。因此,第二中间芯部31s的端面与第一中间芯部31f的端面相比,在电抗器的制造前后容易维持形状。
<作为间隔件的主要成分的非磁性材料是树脂的情况>
第一中间芯部31f中的第一区域351例如可列举如图13所示构成为与在实施方式1中说明的图3、图4所示的第一区域351同样的凸状。另外,第二中间芯部31s中的第一区域351例如可列举如图13所示构成为与在实施方式1中说明的图3、图4所示的第一区域351同样的凸状。第一中间芯部31f中的凸状的第一区域351的顶端和第二中间芯部31s中的凸状的第一区域351的顶端均例如构成为平面状。间隔件3g的上述第一端面中的第二区域361和上述第二端面中的第二区域361均例如可列举如图13所示构成为与图3、图4所示的第二区域361同样的凹状。上述第一端面中的凹状的第二区域361的底面和上述第二端面中的凹状的第二区域361的底面均例如构成为平面状。作为主要成分的非磁性材料是树脂的间隔件3g在电抗器1的制造过程中容易被按压变形。因此,间隔件3g的上述第一端面和上述第二端面在电抗器1的制造前后不易维持形状。即,在电抗器1的制造过程中,第一芯片3f和间隔件3g容易相互转印表面特性,第二芯片3s和间隔件3g容易相互转印表面特性。
在本例中,第一中间芯部31f中的凸状的第一区域351和第二中间芯部31s中的凸状的第一区域351容易变成相互不同的结构。另外,间隔件3g的上述第一端面中的凹状的第二区域361和上述第二端面中的凹状的第二区域361容易变成相互不同的结构。例如,如图13所示,第二中间芯部31s中的第一区域351的突出量容易比第一中间芯部31f中的第一区域351的突出量变大。而且,第二中间芯部31s中的第一区域351的平面的沿着第二方向D2的长度容易比第一中间芯部31f中的第一区域351的平面的沿着第二方向D2的长度变短。另外,如图13所示,间隔件3g的上述第二端面中的第二区域361的深度容易比上述第一端面中的第二区域361的深度变深。而且,上述第二端面中的第二区域361的底面的沿着第二方向D2的长度容易比上述第一端面中的第二区域361的底面的沿着第二方向D2的长度变短。其理由是因为:如上所述,第一中间芯部31f和第二中间芯部31s由不同的材质构成。
当然,即使如本例那样,第一中间芯部31f和第二中间芯部31s由不同的材质构成,第一中间芯部31f中的第一区域351和第二中间芯部31s中的第一区域351也有时成为彼此相同的结构。另外,间隔件3g的上述第一端面中的第二区域361和上述第二端面中的第二区域361也有时成为彼此相同的结构。
与本例不同,在第一中间芯部31f和第二中间芯部31s由相同的材质构成的情况下,第一中间芯部31f中的第一区域351和第二中间芯部31s中的第一区域351虽然容易变成彼此相同的结构,但是也有时变成彼此不同的结构。另外,间隔件3g的上述第一端面中的第二区域361和上述第二端面中的第二区域361虽然容易变成相同的结构,但是也有时变成彼此不同的结构。
如图5所示,第一侧芯片321的端面及第二侧芯片322的端面由第三面37构成。第二端芯片33s的内端面不具有第二面,而具有第四面38。本例的第三面37与在实施方式1中说明的第三面37同样。本例的第四面38与在实施方式1中说明的第四面38同样。
[制造方法]
本例的电抗器1能经由与上述的电抗器的制造方法同样的工序制造。在本例中,以下必要条件(1)和必要条件(2)与上述的电抗器的制造方法不同。
(1)在过程A中,使另外准备的间隔件3g介于第一芯片3f与第二芯片3s的预定的间隔。具体地说,由第一中间芯部31f的端面和第二中间芯部31s的端面夹着间隔件3g。
(2)在接触前的第二芯片3s中,虽然省略图示,但是第二中间芯部31s的端面具备与在实施方式1中参照图6或者图7说明的第一中间芯部31f的凸面同样的凸面。
在本例中,第一中间芯部31f、第二中间芯部31s、间隔件3g、第一侧芯片321以及第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度在经过上述的过程B后适当调整满足以下必要条件(a)及必要条件(b)。
(a)变为第一侧芯片321的端面和第二端芯片33s的内端面接触的状态。
(b)变为第二侧芯片322的端面和第二端芯片33s的内端面接触的状态。
例如,第一中间芯部31f的沿着第一方向D1的长度、第二中间芯部31s的沿着第一方向D1的长度以及间隔件3g的沿着第一方向D1的长度的合计长度可列举比第一侧芯片321的沿着第一方向D1的长度及第二侧芯片322的沿着第一方向D1的长度各自长。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使使间隔件3g介于E字状的第一芯片3f的第一中间芯部31f与T字状的第二芯片3s的第二中间芯部31s之间,也与实施方式1的电抗器1同样,容易得到期望的电感。
《实施方式6》
〔电抗器〕
主要参照图14说明实施方式6的电抗器1。本例的电抗器1的、线圈2具有两个卷绕部21、22的方面和第一芯片3f和第二芯片3s的组合是U-U型的方面与实施方式1的电抗器1不同。
[线圈]
线圈2具有两个矩形筒状的卷绕部21、22。本例的电抗器1通过具有两个卷绕部21、22,从而与实施方式1的具有一个卷绕部21的电抗器1比较,在将卷绕部设为相同截面积且相同匝数的情况下,能缩短卷绕部21、22的沿着轴方向的长度。各卷绕部21、22在本例中通过将各自分开的绕线卷绕成螺旋状而构成。各绕线如上所述。
两个卷绕部21、22例如能按如下电连接。如本例那样,将与两个卷绕部21、22独立的连结构件23与两个卷绕部21、22中的绕线的导体连接。连结构件23例如用与绕线相同的构件构成。或者,将两个卷绕部21、22中的绕线的导体彼此直接连接。在将导体彼此直接连接的情况下,可列举使一方卷绕部21中的绕线的端部侧弯曲,并向另一方卷绕部22中的绕线的端部侧延长。导体和连结构件23的连接或导体彼此的连接能用焊接或压接进行。与本例不同,两个卷绕部21、22也可以通过将没有接合部的一根绕线卷绕成螺旋状而构成。在该情况下,两个卷绕部21、22借助在线圈2的轴方向的一端侧将绕线的一部分弯折成U字状而构成的连接部电连接。
卷绕部21、22的第一端部21a、22a在露出的导体线连接上述的外部装置。卷绕部21、22的第二端部21b、22b在露出的导体线连接上述的连结构件23。
[磁芯]
磁芯3具有第一中间芯片311、第二中间芯片312、第一端芯片33f以及第二端芯片33s。在磁芯3中,将沿着卷绕部21、22的轴方向的方向设为第一方向D1,将第一中间芯片311和第二中间芯片312的并列方向设为第二方向D2,将与第一方向D1和第二方向D2两方正交的方向正交的方向设为第三方向D3。
(第一中间芯片·第二中间芯片)
第一中间芯片311具有配置于卷绕部21的内部的部分。第二中间芯片312具有配置于卷绕部22的内部的部分。第一中间芯片311及第二中间芯片312的形状是与卷绕部21及卷绕部22的内周形状对应的形状,在本例中是四棱柱状。
第一中间芯片311可列举如本例等那样由第一中间芯部311f和第一中间芯部311s两个芯部构成的情况。另外,第一中间芯片311可列举如图17所示的实施方式9等那样由一个芯部构成的情况。第二中间芯片312可列举如本例等那样由第二中间芯部312f和第二中间芯部312s两个芯部构成的情况。另外,第二中间芯片312可列举如实施方式9那样由一个芯部构成的情况。
第一中间芯片311的沿着第一方向D1的长度和第二中间芯片312的沿着第一方向D1的长度彼此相同。第一中间芯片311的沿着第一方向D1的长度和第二中间芯片312的沿着第一方向D1的长度与卷绕部21、22的沿着轴方向的长度相等。第一中间芯片311的沿着第一方向D1的长度和第二中间芯片312的沿着第一方向D1的长度在介设后述的间隔件3g的情况下,包括间隔件3g的沿着第一方向D1的长度Lg。第一中间芯片311的沿着第一方向D1的长度是第一中间芯部311f的长度L11 f和第一中间芯部311s的长度L11 s的合计长度(L11 f+L11s)。第二中间芯片312的沿着第一方向D1的长度是第二中间芯部312f的长度L12f和第二中间芯部312s的长度L12s的合计长度(L12f+L12s)。第一中间芯片311的沿着第二方向D2的长度和第二中间芯片312的沿着第二方向D2的长度彼此相同。第一中间芯片311的沿着第三方向D3的长度和第二中间芯片312的沿着第三方向D3的长度彼此相同。
(第一端芯片·第二端芯片)
第一端芯片33f面向卷绕部21中的一个端部和卷绕部22中的一个端部两方。第二端芯片33s面向卷绕部21中的另一个端部和卷绕部22中的另一个端部两方。
第一端芯片33f的沿着第三方向D3的长度和第二端芯片33s的沿着第三方向D3的长度彼此相同。第一端芯片33f的沿着第三方向D3的长度和第二端芯片33s的沿着第三方向D3的长度与第一中间芯片311的沿着第三方向D3的长度和第二中间芯片312的沿着第三方向D3的长度相同。第一端芯片33f的沿着第三方向D3的长度和第二端芯片33s的沿着第三方向D3的长度比第一中间芯片311的沿着第三方向D3的长度和第二中间芯片312的沿着第三方向D3的长度长。
(组合)
磁芯3是将第一芯片3f和第二芯片3s两个芯片在卷绕部21的轴方向组合的组合体。第一芯片3f的形状和第二芯片3s的形状如上所述也可以对称,但是优选相互不对称。在本例中,第一芯片3f的形状和第二芯片3s的形状不对称。第一芯片3f和第二芯片3s的组合在本例中设为U-U型。上述组合也可以设为如实施方式7的U-I型。这些组合更进一步容易调整电感和散热性。另外,电抗器1通过将第一芯片3f和第二芯片3s沿着卷绕部21、22的轴方向与卷绕部21、22组合而能构建,因此制造作业性优良。
(第一芯片·第二芯片)
第一芯片3f的形状是U字状。第一芯片3f是第一端芯片33f、第一中间芯部311f以及第二中间芯部312f为一体的成形体。第一芯片3f与实施方式1同样由复合材料的成形体构成。第一端芯片33f连接第一中间芯部311f和第二中间芯部312f。第一中间芯部311f和第二中间芯部312f设置于第一端芯片33f的两端。上述长度L11 f和上述长度L12f彼此相同。
第二芯片3s的形状是U字状。第二芯片3s是第二端芯片33s、第一中间芯部311s以及第二中间芯部312s为一体的成形体。第二芯片3s与实施方式1同样由压粉成形体构成。第二端芯片33s连接第一中间芯部311s和第二中间芯部312s。第一中间芯部311s和第二中间芯部312s设置于第二端芯片33s的两端。上述长度L11 s和上述长度L12s彼此相同。
上述长度L11 s和上述长度L12s比上述长度L11 f和上述长度L12f短。与本例不同,上述长度L11 s、上述长度L12s、上述长度L11 f以及上述长度L12f也可以相同。
第一中间芯部311f的端面和第一中间芯部311s的端面相互面对。第二中间芯部312f的端面和第二中间芯部312s的端面相互面对。
第一中间芯部311f的端面及第二中间芯部312f的端面的至少一方端面可列举由第一面35构成。第一中间芯部311s的端面及第二中间芯部312s的端面中与第一面35面对的端面可列举由第二面36构成。
本例中的各端面的方式如下。第一中间芯部311f的端面及第二中间芯部312f的端面由与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的第一面构成。第一中间芯部311s的端面及第二中间芯部312s的端面由与图3或者图4所示的第二面36同样的第二面构成。本例的磁芯3不具有第三面和第四面。
与本例不同,磁芯3也可以如下所示具有第三面和第四面。第一中间芯部311f的端面及第二中间芯部312f的端面的一方端面由第一面35构成,另一方端面由第三面构成。第一中间芯部311s的端面及第二中间芯部312s的端面中、与第一面35面对的端面由第二面36构成,与第三面面对的端面由第四面构成。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使第一芯片3f和第二芯片3s的组合是U-U型,也与实施方式1的电抗器1同样,容易得到期望的电感。是因为:与实施方式1的电抗器1同样,本例的电抗器1在电抗器的制造过程中可吸收第一中间芯片311和第二中间芯片312的尺寸公差。因此,第一中间芯部311f的端面和第一中间芯部311s的端面精度良好地组合,第二中间芯部312f的端面和第二中间芯部312s的端面精度良好地组合。即,在第一中间芯部311f的端面与第一中间芯部311s的端面之间、和第二中间芯部312f的端面与第二中间芯部312s的端面之间不易设置不需要的间隔。
《实施方式7》
〔电抗器〕
主要参照图15说明实施方式7的电抗器1。本例的电抗器1的、第一芯片3f和第二芯片3s的组合是U-I型的方面与实施方式6不同。以下说明以与实施方式6的不同点为中心进行。也有时省略与实施方式6同样的结构的说明。关于该说明的方法,后述的实施方式8和实施方式9也是同样。
[磁芯]
(第一芯片·第二芯片)
第一芯片3f的形状是U字状。第一芯片3f是第一端芯片33f、第一中间芯片311以及第二中间芯片312为一体的成形体。第一中间芯片311的沿着第一方向D1的长度L11和第二中间芯片312的沿着第一方向D1的长度L12相同。第二芯片3s的形状是I字状。第二芯片3s由第二端芯片33s构成。第二端芯片33s的内端面具有与第一中间芯片311的端面及第二中间芯片312的端面各自面对的区域。
第一中间芯部311f的端面及第二中间芯部312f的端面的至少一方的端面可列举由第一面35构成。第二端芯片33s的内端面中与第一面35面对的部位可列举由第二面36构成。
本例中的各端面的方式如下。第一中间芯片311的端面及第二中间芯片312的端面由与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的第一面构成。第二端芯片33s的内端面具有与图3或者图4所示的第二面36同样的两个第二面。本例的磁芯3不具有第三面和第四面。
与本例不同,磁芯3也可以如下所示具有第三面和第四面。第一中间芯片311的端面及第二中间芯片312的端面的一方端面由第一面35构成,另一方端面由第三面构成。第二端芯片33s的内端面中与第一面35面对的部位由第二面36构成,与第三面面对的部位由第四面构成。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使第一芯片3f和第二芯片3s的组合是U-I型,也与实施方式6的电抗器1同样,容易得到期望的电感。是因为:与实施方式1的电抗器1同样,本例的电抗器1在电抗器的制造过程中可吸收第一中间芯片311和第二中间芯片312的尺寸公差。因此,第一中间芯片311的端面及第二中间芯片312的端面和第二端芯片33s的内端面精度良好地组合。即,在第一中间芯片311的端面及第二中间芯片312的端面与第二端芯片33s的内端面之间不易设置不需要的间隔。
《实施方式8》
〔电抗器〕
主要参照图16说明实施方式8的电抗器1。本例的电抗器1的、具有介于第一芯片3f与第二芯片3s之间的间隔件3g的方面与实施方式6的电抗器1不同。本例的间隔件3g的构成材料与实施方式5的间隔件3g同样。
[磁芯]
(间隔件)
间隔件3g的配置部位在本例中可列举第一芯片3f的第一中间芯部311f与第二芯片3s的第一中间芯部311s之间、及第一芯片3f的第二中间芯部312f与第二芯片3s的第二中间芯部312s之间的至少一个之间。本例的间隔件3g的配置部位是上述的两个之间的两方。
第一中间芯部311f的端面及第二中间芯部312f的端面由与在实施方式5中说明的图12或者图13的左图所示的第一面35同样的第一面构成。第一中间芯部311s的端面及第二中间芯部312s的端面由与图12或者图13的右图所示的第一面35同样的第一面构成。在第一中间芯部311f与第一中间芯部311s之间的间隔件3g中,第一中间芯部311f侧的第一端面由与图12或者图13的左图所示的第二面36同样的第二面构成。在第一中间芯部311f与第一中间芯部311s之间的间隔件3g中,第一中间芯部311s侧的第二端面由与图12或者图13的右图所示的第二面36同样的第二面构成。在第二中间芯部312f与第二中间芯部312s之间的间隔件3g中,第二中间芯部312f侧的第一端面由与图12或者图13的左图所示的第二面36同样的第二面构成。在第二中间芯部312f与第二中间芯部312s之间的间隔件3g中,第二中间芯部312s侧的第二端面由与图12或者图13的右图所示的第二面36同样的第二面构成。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使使间隔件3g介于U字状的第一芯片3f的第一中间芯部311f及第二中间芯部312f各自与U字状的第二芯片3s的第一中间芯部311s及第二中间芯部312s各自之间,也与实施方式6的电抗器1同样,容易得到期望的电感。
《实施方式9》
〔电抗器〕
主要参照图17说明实施方式9的电抗器1。本例的电抗器1的、磁芯3是将I字状的四个芯片组合的组合体的方面与实施方式6的电抗器1不同。
[磁芯]
磁芯3由第一中间芯片311、第二中间芯片312、第一端芯片33f以及第二端芯片33s各自独立的成形体构成。在本例中,第一中间芯片311和第二中间芯片312由复合材料的成形体构成,第一端芯片33f和第二端芯片33s由压粉成形体构成。与本例不同,也可以为,第一中间芯片311和第二中间芯片312由压粉成形体构成,且第一端芯片33f和第二端芯片33s由复合材料的成形体构成。
第一端芯片33f的内端面具有与第一中间芯片311的一个端面及第二中间芯片312的一个端面各自面对的区域。第二端芯片33s的内端面具有与第一中间芯片311的另一个端面及第二中间芯片312的另一个端面各自面对的区域。
第一中间芯片311的一个端面及另一个端面和第二中间芯片312的一个端面及另一个端面由与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的第一面构成。第一端芯片33f的内端面和第二端芯片33s的内端面分别具有与图3或者图4所示的第二面36同样的两个第二面。
或者,第一端芯片33f的内端面和第二端芯片33s的内端面分别具有与在实施方式1中说明的图3或者图4所示的第一面35同样的两个第一面。第一中间芯片311的一个端面及另一个端面和第二中间芯片312的一个端面及另一个端面由与图3或者图4所示的第二面36同样的第二面构成。
无论是哪种情况,本例的磁芯3都不具有第三面和第四面。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使磁芯3是将四个芯片组合的组合体,也与实施方式6的电抗器1同样,容易得到期望的电感。
《实施方式10》
〔电抗器〕
主要参照图18说明实施方式10的电抗器1。本例的电抗器1的、磁芯3具有介于相邻的芯片彼此之间中的至少一个之间的间隔件3g的方面与实施方式9的电抗器1不同。以下说明以与实施方式9的不同点为中心进行。也有时省略与实施方式9同样的结构的说明。本例的间隔件3g的构成材料与实施方式5的间隔件3g同样。
[磁芯]
(间隔件)
间隔件3g的配置部位可列举第一中间芯片311与第一端芯片33f之间、第一中间芯片311与第二端芯片33s之间、第二中间芯片312与第一端芯片33f之间、以及第二中间芯片312与第二端芯片33s之间的至少一个之间。间隔件3g的配置部位在本例中是上述的四个之间的全部。
第一中间芯片311的一个端面及另一个端面和第二中间芯片312的一个端面及另一个端面由与在实施方式5中说明的图12或者图13的左图所示的第一面35同样的第一面构成。第一端芯片33f的内端面和第二端芯片33s的内端面分别具有与图12或者图13的右图所示的第一面35同样的两个第一面。各间隔件3g中的中间芯片侧的第一端面由与图12或者图13的左图所示的第二面36同样的第二面构成。各间隔件3g中的端芯片侧的第二端面由与图12或者图13的右图所示的第二面36同样的第二面构成。
〔作用效果〕
本例的电抗器1即使磁芯3是将四个芯片组合的组合体,且使间隔件3g介于相邻的芯片彼此之间的全部,也与实施方式6的电抗器1同样,容易得到期望的电感。
《实施方式11》
〔转换器·电力变换装置〕
实施方式1至实施方式10的电抗器1能利用于满足以下通电条件的用途。作为通电条件,例如可列举最大直流电流为100A以上且1000A以下程度、平均电压为100V以上且1000V以下程度、使用频率为5kHz以上且100kHz以下程度。实施方式1的电抗器1等代表性地能利用于载置于电动汽车、混合动力汽车等车辆等的转换器的构成部件、具备该转换器的电力变换装置的构成部件。
混合动力汽车、电动汽车等车辆1200如图19所示具备主电池1210、与主电池1210连接的电力变换装置1100、以及由来自主电池1210的供给电力驱动而利用于行驶的电动机1220。电动机1220代表性地是三相交流电动机,在行驶时驱动车轮1250,在再生时作为发电机发挥作用。在混合动力汽车的情况下,车辆1200取代电动机1220而具备发动机1300。图19中作为车辆1200的充电部位示出插座,但是能设为具备插头的方式。
电力变换装置1100具有与主电池1210连接的转换器1110、和与转换器1110连接并进行直流和交流的相互变换的逆变器1120。该例所示的转换器1110在车辆1200行驶时将200V以上且300V以下程度的主电池1210的输入电压升压到400V以上且700V以下程度并向逆变器1120供电。转换器1110在再生时将从电动机1220经由逆变器1120输出的输入电压降压到适合主电池1210的直流电压,使其向主电池1210充电。输入电压是直流电压。逆变器1120在车辆1200行驶时将由转换器1110升压的直流变换为预定的交流并向电动机1220供电,在再生时,将来自电动机1220的交流输出变换成直流并向转换器1110输出。
转换器1110如图20所示具备多个开关元件1111、控制开关元件1111的动作的驱动电路1112、以及电抗器1115,通过接通/切断的反复而进行输入电压的变换。输入电压的变换在此是进行升降压。开关元件1111利用电场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等功率器件。电抗器1115具有如下功能:利用要妨碍将要流过电路的电流的变化的线圈性质,在通过开关动作将要增减电流时,使其变化平滑。电抗器1115具备实施方式1的电抗器1等。通过具备容易将构成磁芯3的多个芯片精度良好地组合的电抗器1等,能期待电力变换装置1100、转换器1110的生产率的提高。
车辆1200除了转换器1110之外,还具备与主电池1210连接的供电装置用转换器1150、与成为辅机类1240的电力源的副电池1230和主电池1210连接并将主电池1210的高压变换成低压的辅机电源用转换器1160。转换器1110代表性地进行DC-DC变换,但是供电装置用转换器1150、辅机电源用转换器1160进行AC-DC变换。供电装置用转换器1150中也有进行DC-DC变换的转换器。供电装置用转换器1150、辅机电源用转换器1160的电抗器具备与实施方式1的电抗器1等同样的结构,能利用适当变更大小、形状等的电抗器。另外,进行输入电力的变换的转换器、且仅进行升压的转换器或仅进行降压的转换器也能利用实施方式1的电抗器1等。
本发明并不限定于这些例示,而通过权利要求书示出,意图包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。
例如,在实施方式1的电抗器中,第一芯片和第二芯片的组合也可以设为F-F型、F-L型或者U-T型。
(F-F型)
第一芯片是第一端芯片、中间芯片的一部分以及第一侧芯片的全部为一体的成形体。第二芯片是第二端芯片、中间芯片的剩余部以及第二侧芯片的全部为一体的成形体。第一芯片的第一端芯片33f的内端面、作为中间芯片的一部分的第一中间芯部的端面、以及第一侧芯片的端面的至少一个端面由第一面构成。第二端芯片的内端面、作为中间芯片的剩余部的第二中间芯部的端面、以及第二侧芯片的端面中与第一面面对的部位由第二面构成。
(F-L型)
第一芯片是第一端芯片、中间芯片的全部以及第一侧芯片的全部为一体的成形体。第二芯片是第二端芯片和第二侧芯片的全部为一体的成形体。第一端芯片的内端面、中间芯片的端面以及第一侧芯片的端面的至少一个端面由第一面构成。第二端芯片的内端面及第二侧芯片的端面中与第一面面对的部位由第二面构成。
(U-T型)
第一芯片是第一端芯片、第一侧芯片的全部以及第二侧芯片的全部为一体的成形体。第二芯片是第二端芯片和中间芯片的全部为一体的成形体。第一端芯片的内端面、第一侧芯片的端面以及第二侧芯片的端面的至少一个端面由第一面构成。第二端芯片的内端面及中间芯片的端面中与第一面面对的部位由第二面构成。
在实施方式6的电抗器中,第一芯片和第二芯片的组合也可以设为J-L型、J-J型或者L-L型。
(J-L型)
第一芯片是第一端芯片、第一中间芯片的全部以及第二中间芯片的一部分为一体的成形体。第二芯片是第二端芯片和第二中间芯片的剩余部为一体的成形体。第一中间芯片的端面及作为第二中间芯片的一部分的第二中间芯部的端面的至少一个端面由第一面构成。第二端芯片的内端面及作为第二中间芯片的剩余部的第二中间芯部的端面中与第一面面对的部位由第二面构成。
(J-J型)
第一芯片是第一端芯片、第一中间芯片的一部分以及第二中间芯片的一部分为一体的成形体。第一芯片中的第一中间芯片的一部分和第二中间芯片的一部分的沿着上述第一方向的长度彼此不同。第二芯片是第二端芯片、第一中间芯片的剩余部以及第二中间芯片的剩余部为一体的成形体。作为第一中间芯片的一部分的第一中间芯部的端面及作为第二中间芯片的一部分的第二中间芯部的端面的至少一个端面由第一面构成。作为第一中间芯片的剩余部的第一中间芯部的端面及作为第二中间芯片的剩余部的第二中间芯部的端面中与第一面面对的部位由第二面构成。
(L-L型)
第一芯片是第一端芯片和第一中间芯片的全部为一体的成形体。第二芯片是第二端芯片和第二中间芯片的全部为一体的成形体。第一端芯片的内端面及第一中间芯片的端面的至少一个端面由第一面构成。第二端芯片的内端面及第二中间芯片的端面中与第一面面对的部位由第二面构成。
附图标记说明
1电抗器
2线圈 21、22卷绕部
21a、22a第一端部 21b、22b第二端部
23连结构件
3磁芯 3f第一芯片 3s第二芯片
31中间芯片
31f第一中间芯部 31s第二中间芯部
311第一中间芯片
311f第一中间芯部 311s第一中间芯部
312第二中间芯片
312f第二中间芯部 312s第二中间芯部
321第一侧芯片
321f第一侧芯部 321s第一侧芯部
322第二侧芯片
322f第二侧芯部 322s第二侧芯部
33f第一端芯片 33s第二端芯片
3g 间隔件
35 第一面
351第一区域 352非接触区域 353接触区域
36第二面
361第二区域 362非接触区域 363接触区域
37第三面 373接触区域
38第四面 383接触区域
4模制树脂部
D1第一方向 D2第二方向 D3第三方向
L1、L1f、L1s长度
L11、L11f、L11s长度
L12、L12f、L12s长度
L21、L21f、L21s长度
L22、L22f、L22s长度
Lg长度
1100电力变换装置 1110转换器
1111开关元件 1112驱动电路
1115电抗器 1120逆变器
1150 供电装置用转换器
1160 辅机电源用转换器
1200车辆 1210主电池
1220电动机 1230副电池
1240辅机类 1250车轮 1300发动机

Claims (16)

1.一种电抗器,具备线圈和磁芯,
所述磁芯具有:
第一面,由以磁性材料为主要成分的材料构成;和
第二面,与所述第一面面对,
所述第一面具有第一区域,所述第一区域具有仿照所述第二面的表面特性的表面特性。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,所述第一面具有与所述第二面之间隔开间隔地配置的非接触区域。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电抗器,其中,所述第一面具有接触区域,所述接触区域不具有仿照所述第二面的表面特性的表面特性且与所述第二面接触。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的电抗器,其中,
所述第二面
由以磁性材料为主要成分的材料构成,
具有第二区域,所述第二区域具有仿照所述第一面的表面特性的表面特性。
5.根据权利要求4所述的电抗器,其中,所述线圈具有一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是将第一芯片和第二芯片在所述卷绕部的轴方向组合的组合体,
所述第一芯片的形状是E字状,
所述第二芯片的形状是E字状、T字状、I字状或者U字状,
所述第一面设置于所述第一芯片,
所述第二面设置于所述第二芯片。
6.根据权利要求4所述的电抗器,其中,所述线圈具有两个筒状的卷绕部,
两个所述卷绕部以轴方向平行的方式并列,
所述磁芯是将第一芯片和第二芯片在所述卷绕部的轴方向组合的组合体,
所述第一芯片的形状是U字状,
所述第二芯片的形状是U字状或者I字状,
所述第一面设置于所述第一芯片,
所述第二面设置于所述第二芯片。
7.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的电抗器,其中,
所述第二面
由以非磁性材料为主要成分的材料构成,
具有第二区域,所述第二区域具有仿照所述第一面的表面特性的表面特性。
8.根据权利要求7所述的电抗器,其中,所述线圈具有一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是以从所述卷绕部的轴方向的两侧夹着间隔件的方式将第一芯片和第二芯片组合的组合体,
所述第一芯片的形状是E字状,
所述第二芯片的形状是E字状、T字状、I字状或者U字状,
所述第一面设置于所述第一芯片和所述第二芯片的至少一方,
所述第二面设置于所述间隔件中的面向所述第一面的面。
9.根据权利要求7所述的电抗器,其中,所述线圈具有两个筒状的卷绕部,
两个所述卷绕部以轴方向平行的方式并列,
所述磁芯是以从所述卷绕部的轴方向的两侧夹着间隔件的方式将第一芯片和第二芯片组合的组合体,
所述第一芯片的形状是U字状,
所述第二芯片的形状是U字状或者I字状,
所述第一面设置于所述第一芯片和所述第二芯片的至少一方,
所述第二面设置于所述间隔件中的面向所述第一面的面。
10.根据权利要求5、权利要求6、权利要求8、权利要求9中的任一项所述的电抗器,其中,所述第一芯片及所述第二芯片各自具有相互面对的第三面及第四面,
所述第三面和所述第四面具有不具有仿照相互的表面特性的表面特性且接触的区域。
11.根据权利要求5、权利要求6、权利要求8至权利要求10中的任一项所述的电抗器,其中,所述第一芯片由在树脂中分散有软磁性粉末的复合材料的成形体构成,
所述第二芯片由包含软磁性粉末的压粉成形体构成。
12.根据权利要求4所述的电抗器,其中,所述线圈具有至少一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是将三个以上芯片组合的组合物。
13.根据权利要求7所述的电抗器,其中,所述线圈具有至少一个筒状的卷绕部,
所述磁芯是将三个以上芯片和介于相邻的所述芯片彼此之间中的至少一个之间的间隔件组合的组合体,
所述第一面设置于夹着所述间隔件的所述芯片的至少一方,
所述第二面设置于所述间隔件中的面向所述第一面的面。
14.根据权利要求1至权利要求13中的任一项所述的电抗器,其中,所述电抗器具备模制树脂部,所述模制树脂部覆盖所述磁芯的至少一部分。
15.一种转换器,具备权利要求1至权利要求14中的任一项所述的电抗器。
16.一种电力变换装置,具备权利要求15所述的转换器。
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