DE112012005935T5

DE112012005935T5 - Drossel, Kernteil für Drossel, Wandler und Energiewandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE112012005935T5
Application number: DE112012005935.2T
Authority: DE
Inventors: c/o Sumitomo Wiring Systems Ltd. Ido Junji; c/o Osaka Works of Sumitomo Ele Ito Atsushi; c/o Osaka Works of Sumitomo Yamamoto Shinichiro
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-12-24
Also published as: CN104303246B; JP5957950B2; CN104303246A; JP2013175566A; US20150043262A1; US9793041B2; WO2013125102A1

Abstract

Eine Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Spule 2 und einen magnetischen Kern 3, wo die Spule 2 angeordnet ist. In der Drossel 1 umfasst ein Kernteil 4A (4B) einen gestapelten säulenförmigen Körper mit einer Vielzahl von Kernstücken 31m und einer Vielzahl von Spaltelementen 31g, die gestapelt sind, und ein Beschichtungsharz 5A (5B), in dem ein Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA (51oB) zum Beschichten einer äußeren Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers, um das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g ganzheitlich zusammenzuhalten, und ein Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA zum Beschichten einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ganzheitlich ausgeformt sind, wobei dieses als ein Teil des magnetischen Kerns 3, genauer gesagt einem inneren Kern 31, verwendet wird. Ein Herstellungsfehler des Kernstücks 31m oder des Spaltelementes 31g wird durch den Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA absorbiert. Im Ergebnis kann das Kernteil 4A (4B) mit hoher Genauigkeit ausgeformt werden und ein äußerer Kern 32 gut zusammengebaut werden. Dementsprechend weist die Drossel 1 eine gute Zusammenbaubarkeit auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drossel, die beispielsweise für eine Komponente einer Energiewandlungseinrichtung, wie einem In-Fahrzeug Gleichstrom-zu-Gleichstrom Wandler (DC-DC), der an einem Fahrzeug, wie einem elektrischen Hybridfahrzeug, angebracht ist, verwendet wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Kernteil für eine Drossel, welches für eine Komponente der Drossel verwendet wird, einen Wandler mit der Drossel und eine Energiewandlungseinrichtung mit dem Wandler. Die vorliegende Erfindung bezieht sich genauer gesagt auf ein Kernteil für eine Drossel mit einer hohen Abmessungsgenauigkeit und eine Drossel mit einer guten Zusammenbaubarkeit, welche das Kernteil verwendet.
STAND DER TECHNIK
Eine Drossel ist ein Bauteil in einem Netzwerk, welches eine Herauf- und Herabtransformation einer Spannung ausführt. Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 eine Drossel, welche für einen Wandler verwendet wird, der an einem Fahrzeug, wie einem elektrischen Hybridfahrzeug, angebracht ist, wobei die Drossel eine Spule mit einem Spulenelementpaar, das Seite-an-Seite angeordnet ist, einen magnetischen Kern, der durch ein Paar von inneren Kernen (Zwischenkernen) in Form eines Ringes, wo die Spulenelemente entsprechend angeordnet sind, ausgeformt ist, und ein Paar von äußeren Kernen (Endkernen), wo die Spule nicht angeordnet ist, und einen zylindrischer Spulenkörper sowie einen rahmenförmiger Spulenkörper aufweist, die zwischen der Spule und dem magnetischen Kern vorgesehen sind und deren Isolationseigenschaft verbessern.
Wie in Patentliteratur 1 beschrieben, gibt es hier eine Ausgestaltung, bei welcher der innere Kern durch ein gestapeltes Stahlblech, das durch Stapeln eines dünnen Blechs, wie eines Siliziumstahlblechs, erhalten wird, oder einen Stapel, der durch abwechselndes Stapeln eines Kernstücks, das durch einen magnetischen Pulverkern ausgebildet ist, und eines plattenförmigen Spaltelements aus Keramik oder dergleichen, ausgebildet wird, und der äußere Kern durch das Kernstück ausgeformt wird. Der zylindrische Spulenkörper ist zwischen dem inneren Kern, welcher durch den Stapel und das Spulenelement ausgebildet ist, und der rahmenförmige Spulenkörper zwischen einer Endfläche des Spulenelements und einer inneren Endfläche, welche auf der inneren Kernseite des äußeren Kerns angeordnet ist, vorgesehen (Patentliteratur 1).
Die Drossel mit dieser Struktur wird in folgender Art und Weise zusammengebaut.

(1) Das Kernstück und das Spaltelement werden gestapelt, um den inneren Kern auszubilden.
(2) Der zylindrische Spulenkörper wird auf einem äußeren Umfang des inneren Kerns angeordnet.
(3) Zwei innere Kerne umfassend den zylindrischen Spulenkörper werden hergestellt und in die Spulenelemente entsprechend eingeführt.
(4) Das Kernstück, welches den rahmenförmigen Spulenkörper und den äußere Kern ausgestaltet, wird so angeordnet, dass dieses die zwei inneren Kerne, welche auf den Spulenelementen angeordnet sind, dazwischen aufnimmt, sodass die zwei inneren Kerne Seite-an-Seite angeordnet sind, wobei der innere Kern und der äußere Kern geeignet verklebt werden.

LITERATURLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010-263075

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Es wird angestrebt, die Zusammenbaubarkeit einer Drossel zu verbessern.
In dem Fall, bei dem die Vielzahl von Kernstücken und die Spaltelemente verbunden werden, um den magnetischen Kern auszubilden, wie oben beschrieben, kann eine Länge des inneren Kerns aufgrund von Herstellungsfehlern des inneren Kernstücks oder des Spaltelements variieren. Wenn diese Variation groß ist, wird beispielsweise ein Spalt zwischen einem Kern des Paars von inneren Kernen, welche Seite-an-Seite angeordnet sind, und dem äußeren Kern erzeugt, oder der äußere Kern wird geneigt angeordnet, wenn der andere innere Kern und der äußere Kern miteinander verbunden werden. In dem Fall, bei dem der innere Kern und der äußere Kern nicht fachgerecht miteinander gekoppelt werden, besteht die Gefahr, dass die Drossel nicht die angestrebte Induktivität mit hoher Genauigkeit aufweist.
Dabei ist es beispielsweise möglich, den Spalt aufzufüllen oder die Neigung durch Anpassen einer Klebstoffdicke zu korrigieren. In diesem Fall wird jedoch eine Applikationsmenge des Klebstoffs zwischen den inneren Kernen, welche Seite-an-Seite angeordnet sind, variieren. Folglich wird die Zusammenbaubarkeit verschlechtert.
Auf der anderen Seite gibt es Ansätze, die Abmessungsgenauigkeit des Kernstücks oder des Spaltelements zu verbessern. In dem Fall, bei dem das Spaltelement jedoch aus einem bearbeitungsresistenten Material mit einer hohen Härte, wie beispielsweise Aluminiumoxid, ausgebildet ist, ist es schwierig, dieses zu bearbeiten. Dabei ist es genauer gesagt erforderlich, ein Plattenelement derart zu bearbeiten, dass dieses eine gleichförmige Dicke über eine gesamte Fläche aufweist. Aus diesem Grund wird es erschwert, das Plattenelement zu bearbeiten. Damit ist eine Maßnahme zum Verbessern der Abmessungsgenauigkeit begrenzt. Folglich ist es erforderlich, die Korrektur mit Klebstoff oder dergleichen, wie weiter oben beschrieben, auszuführen. Im Ergebnis wird es angestrebt, die Zusammenbaubarkeit zu verbessern.
In dem Fall, bei dem die Drossel eine Vielzahl von Spaltelementen aufweist, addieren sich die Herstellungsfehler unter der Annahme, dass alle Spaltelemente aus dem bearbeitungsresistenten Material, welches weiter oben beschrieben wurde, ausgebildet sind. Folglich tritt schnell eine große Variation auf, sodass eine vergrößerte Korrekturarbeit erforderlich ist. Wenn die Anzahl von Spaltelementen darüber hinaus vergrößert wird, erhöht sich die Anzahl von Teilen und die Anzahl von Schritten. Im Ergebnis wird die Zusammenbaubarkeit verschlechtert.
Wenn der magnetische Kern, der zylindrische Spulenkörper und dergleichen separate Elemente sind, wie weiter oben beschrieben, erhöht sich die Anzahl von Teilen und die Anzahl von Schritten, sodass sich die Zusammenbaubarkeit verschlechtert.
Aus diesem Grund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spule mit einer guten Zusammenbaubarkeit bereitzustellen. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kernteil für eine Spule bereitzustellen, welches eine hohe Abmessungsgenauigkeit aufweist und dazu beitragen kann, die Zusammenbaubarkeit der Spule zu verbessern. Ferner ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wandler, welcher eine Drossel mit einer guten Zusammenbaubarkeit aufweist, und eine Energiewandlungseinrichtung mit dem Wandler bereitzustellen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung löst die Probleme, indem ein Körper erhalten wird, bei dem ein äußerer Umfang eines Stapels, welcher durch ein Kernstück und ein Spaltelement ausgebildet ist, mit Harz beschichtet wird und das Harz dazu gebracht wird, zumindest in einem Teil von Endflächen oder beiden Endflächen des Stapels vorhanden zu sein, wobei das Harz durch die Harzbeschichtung auf dem äußeren Umfang in ein ganzheitliches Produkt ausgebildet wird.
Eine Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine zylindrische Spule und einen magnetischen Kern, wo die Spule angeordnet ist, und den folgenden gestapelten säulenförmigen Körper, welcher einen Abschnitt ausgestaltet, der auf einer Innenseite der Spule in dem magnetischen Kern angeordnet ist, und das folgende Beschichtungsharz zum Beschichten von mindestens einem Teil einer Fläche des gestapelten säulenförmigen Körpers. In dem gestapelten säulenförmigen Körper sind eine Vielzahl von Kernstücken, welche aus einem magnetischen Material ausgebildet sind, und zumindest ein Spaltelement, welches aus einem Material mit einer geringeren magnetischen Permeabilität als jener des Kernstücks ausgebildet ist, gestapelt. In dem Beschichtungsharz sind ein Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt zum Beschichten von mindestens einem Teil einer äußeren Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers, um das Kernstück und das Spaltelement ganzheitlich beieinander zu halten, und ein Endflächenbeschichtungsabschnitt zum Beschichten von mindestens einem Teil einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ganzheitlich ausgeformt.
Als eine Komponente des magnetischen Kerns, welcher in der Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, ist es möglich, bevorzugt ein Kernteil für die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwenden, welches den gestapelten säulenförmigen Körper und das Beschichtungsharz aufweist. Das Kernteil für die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung wird für den magnetischen Kern verwendet, wo die zylindrische Spule angeordnet ist, und umfasst den gestapelten säulenförmigen Körper, in dem die Vielzahl von Kernstücken und zumindest ein Spaltelement gestapelt sind, und das Beschichtungsharz mit dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt und dem Endflächenbeschichtungsabschnitt, welche ganzheitlich ausgeformt sind.
In der vorliegenden Erfindung ist ein Teil des magnetischen Kerns (typischerweise ein innerer Kern, welcher auf der Innenseite der Spule angeordnet ist) durch den gestapelten säulenförmigen Körper der Vielzahl von Kernstücken und dem Spaltelement ausgebildet, wobei dieser ein ganzheitliches Produkt (typischerweise das Kernstück gemäß der vorliegenden Erfindung) darstellt, welches durch Verflechtung durch den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt erhalten wird. Daher kann das ganzheitliche Produkt beispielsweise einfach in der Baugruppe von Spule und magnetischem Kern gehandhabt werden. Der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt ist zwischen der Spule und dem magnetischen Kern vorgesehen und kann als ein Isoliermaterial zwischen diesen fungieren. In der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, den zylindrischen Spulenkörper und den Anordnungsschritt auszulassen.
In der vorliegenden Erfindung ist ferner zumindest eine Endfläche des ganzheitlichen Produkts im Allgemeinen mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt aus Harz, welches eine geringere magnetische Permeabilität als jene des Kernstücks, das den magnetischen Kern ausgestaltet, aufweist, versehen. Aus diesem Grund kann der Endflächenbeschichtungsabschnitt für einen magnetischen Spalt verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung kann daher die Anzahl von Spaltelementen und die Anzahl von Schichtungsschritten verringert werden.
Indem eine Metallform zum Ausformen des Beschichtungsharzes verwendet wird, um eine Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnitts, welcher an der Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers vorgesehen ist, durch die Metallform festzulegen, ist es möglich, das ganzheitliche Produkt mit hoher Genauigkeit auszuformen. Genauer gesagt wird die Metallform so angepasst, dass diese die Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnitts reguliert und ein Herstellungsfehler des Kernstücks oder des Spaltelements, welche den gestapelten säulenförmigen Körper ausbilden, in Abhängigkeit der Dicke absorbiert werden kann. Im Ergebnis ist es möglich, ein ganzheitliches Produkt mit einer hohen Abmessungsgenauigkeit herzustellen. Indem das ganzheitliche Produkt mit der hohen Abmessungsgenauigkeit verwendet wird, ist es möglich, den magnetischen Kern gut auszugestalten, wobei es nicht erforderlich ist, eine Korrekturarbeit, wie beispielsweise das lokale dicke Applizieren von Klebstoff, auszuführen. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine Weiterverarbeitung durchzuführen, um die Abmessungsgenauigkeit in dem Spaltelement, welches mit dem Kernstück zu stapeln ist, zu erhöhen. Im Ergebnis ist es möglich, einen Freiheitsgrad in dem Spaltelement, welches verwendet werden kann, zu erhöhen.
Aufgrund des Vorausgehenden weist die Drossel der vorliegenden Erfindung eine geringe Teilanzahl und Schritte sowie eine gute Zusammenbaubarkeit auf. Das Kernteil für die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Abmessungsgenauigkeit auf. Aus diesem Grund ist es möglich, zur Verbesserung der Zusammenbaubarkeit der Drossel beizutragen.
Als ein Aspekt der Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen Beispiele eine Ausgestaltung, bei welcher die Spule ein Spulenelementpaar aufweist, der magnetische Kern ein Paar von inneren Kernen, welche auf einer Innenseite der Spulenelemente entsprechend angeordnet sind und durch den gestapelten säulenförmigen Körper ausgebildet sind, und ein Paar von äußeren Kernen aufweist, in welchen die Spulenelemente nicht angeordnet sind, die jedoch angeordnet sind, beide inneren Kerne Seite-an-Seite dazwischen aufzunehmen. In dieser Ausgestaltung umfasst das Beschichtungsharz den Umfangs flächenbeschichtungsabschnitt und den Endflächenbeschichtungsabschnitt, welche den gestapelten säulenförmigen Körper beschichten, der einen des Paars von inneren Kernelementen ausbildet, und den folgenden rahmenförmigen Abschnitt. Der rahmenförmige Abschnitt ist zwischen einer Endfläche des Spulenelements und einer inneren Endfläche, die auf der inneren Kernseite in dem äußeren Kern angeordnet ist, vorgesehen und ganzheitlich mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt ausgeformt. In einer Ausgestaltung eines Kernteils für eine Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Spule ferner ein Spulenelementpaar, wobei der gestapelte säulenförmige Körper auf einer Innenseite von einem des Paares von Spulenelementen angeordnet ist. Beispiele umfassen eine Ausgestaltung, in welcher das Beschichtungsharz den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt und den Endflächenbeschichtungsabschnitt, welche den gestapelten säulenförmigen Körper beschichten, und den folgenden rahmenförmigen Abschnitt aufweist. Der rahmenförmige Abschnitt ist zwischen einem Abschnitt, wo beide der Spulenelemente nicht in dem magnetischen Kern angeordnet sind, und den Endflächen von beiden Spulenelementen vorgesehen, wobei dieser ganzheitlich mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt ausgeformt ist.
Mit dieser Ausgestaltung werden der Abschnitt, wo beide der Spulenelemente in dem magnetischen Kern angeordnet sind, genauer gesagt der innere Kern, durch das Beschichtungsharz integriert, und ferner der rahmenförmige Abschnitt, welcher zwischen dem Abschnitt, wo die Spule nicht angeordnet ist, genauer gesagt dem äußeren Kern, und die Endflächen von beiden der Spulenelemente ebenfalls integriert. Im Ergebnis ist die Anzahl von Teilen gering und die Anzahl von Drosselzusammenbauschritten kann verringert werden. Aus diesem Grund weist die Drossel gemäß der oberen Ausgestaltung eine gute Zusammenbaubarkeit auf, wobei das Kernteil der Drossel gemäß der oberen Ausgestaltung zur Verbesserung der Zusammenbaubarkeit der Drossel beitragen kann. In dieser Ausgestaltung ist ferner der rahmenförmige Abschnitt vorgesehen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Isolationsleistung zwischen dem Abschnitt, wo die Spule nicht angeordnet ist, genauer gesagt dem äußeren Kern, und den beiden Spulenelementen zu verbessern.
Beispiele einer Ausgestaltung, welche den rahmenförmigen Abschnitt umfassen, umfassen eine Ausgestaltung, bei welcher der Endflächenbeschichtungsabschnitt lediglich einen Teil einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beschichtet und der andere Abschnitt der einen Endfläche von dem Beschichtungsharz freigelegt ist, wobei der rahmenförmige Abschnitt den Endflächenbeschichtungsabschnitt und das folgende Durchgangsloch aufweist. Der andere des Paars von inneren Kernen wird in das Durchgangsloch eingeführt oder ein weiterer gestapelter säulenförmiger Körper, welcher auf der Innenseite des anderen Spulenelements in dem Paar von Spulenelementen angeordnet ist, wird darin eingeführt.
Mit dieser Ausgestaltung wird das Durchgangsloch vorgesehen, in welches der separate innere Kern (gestapelter säulenförmiger Körper) von dem inneren Kern (gestapelter säulenförmiger Körper), welcher mit dem rahmenförmigen Abschnitt integriert ist, eingeführt. Aus diesem Grund ist es möglich, den separaten inneren Kern (gestapelter säulenförmiger Körper) von dem inneren Kern (gestapelter säulenförmiger Körper), welcher mit dem rahmenförmigen Abschnitt integriert ist, einfach zu positionieren. Mit dieser Ausgestaltung ist es demnach möglich, zwei innere Kerne (gestapelte säulenförmige Körper) mit hoher Genauigkeit in Bezug auf jedes der Spulenelemente anzuordnen. Im Ergebnis kann eine gute Zusammenbaubarkeit erzielt werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ausgestaltung, bei welcher der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt einen Basisbeschichtungsabschnitt mit einer konischen Form mit einer geringen Dicke von einer Endflächenseite in Richtung der anderen Endflächenseite in dem gestapelten säulenförmigen Körper, welcher mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt versehen ist, und eine Rippe aufweist, welche von einer Fläche des Basisbeschichtungsabschnitts hervorsteht und sich in eine Axialrichtung des gestapelten säulenförmigen Körpers erstreckt. Eine Hervorstehhöhe der Rippe vergrößert sich von einer Endflächenseite in Richtung der anderen Endflächenseite in dem gestapelten säulenförmigen Körper, welcher mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt versehen ist.
Die Ausgestaltung kann hergestellt werden, indem eine zylindrische Metallform mit Boden zum Ausformen des Beschichtungsharzes verwendet wird, um das Kernstück oder das Spaltelement so aufzunehmen, dass eine Endseite des gestapelten säulenförmigen Körpers auf der Öffnungsseite der Metallform und die andere Endseite auf der Bodenflächenseite der Metallform angeordnet ist, um das Harz geeignet einzufüllen und auszuhärten. Indem dieses Herstellungsverfahren verwendet wird, wird eine dicke Seite in dem Basisbeschichtungsabschnitt auf der Öffnungsseite angeordnet. Aus diesem Grund kann ein Körper leicht herausgezogen werden, wodurch eine hohe Formfreigabe-Performance erzielt werden kann. In dieser Ausgestaltung wird in dem Fall, bei dem der gestapelte säulenförmige Körper beispielsweise als der innere Kern festgelegt wird, die Rippe so vorgesehen, dass eine Kontaktfläche mit der Spule klein und eine Einführbarkeit in die Spule gut ist. Im Ergebnis kann eine gute Zusammenbaubarkeit erzielt werden. Darüber hinaus kann die Spule durch die Rippe, welche sich in die Axialrichtung des gestapelten säulenförmigen Körpers erstreckt, gestützt und die Isolierung zwischen der Spule und dem inneren Kern mit dieser Ausgestaltung verbessert werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ausgestaltung, bei welcher das Spaltelement aus einer Mischung ausgebildet ist, welche magnetisches Pulver und ein nichtmagnetisches Material umfasst.
Mit dieser Ausgestaltung kann ein Streufluss, welcher in dem Spaltelementabschnitt auftreten kann, effektiver als mit einem Spaltelement verringert werden, welches aus einem Material ausgebildet ist, das kein magnetisches Pulver aufweist, sodass eine Drossel mit einem geringen Verlust erhalten werden kann.
Die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt als eine Komponente in einem Wandler verwendet werden. Ein Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Schaltelement, einen Treiberkreis, welcher einen Betrieb des Schaltelements steuert, und eine Drossel, welche einen Schaltbetrieb glättet, und dient zur Wandlung einer Eingangsspannung durch Betrieb des Schaltelements, wobei Beispiele eine Ausgestaltung aufweisen, in welcher die Drossel die Drossel der vorliegenden Erfindung ist. Der Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt in Komponenten einer Energiewandlungseinrichtung verwendet werden. Die Energiewandlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Wandler, welcher eine Eingangsspannung wandelt, einen Invertierer, welcher mit dem Wandler verbunden ist und eine Umwandlung zwischen Gleich-und-Wechselstrom durchführt, und dient dem Antreiben einer Last mit einer Energie, welche durch den Invertierer gewandelt wurde. Beispiele umfassen eine Ausgestaltung, bei welcher der Wandler der Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Da der Wandler und die Energiewandlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen, welche eine gute Zusammenbaubarkeit aufweist, weisen diese eine hohe Produktivität auf und können daher bevorzugt für In-Fahrzeugteile oder dergleichen verwendet werden.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine gute Zusammenbaubarkeit auf. Die Kernteile der Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung weisen eine hohe Abmessungsgenauigkeit auf und können dazu beitragen, die Zusammenbaubarkeit der Drossel zu verbessern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(A) ist eine grobe perspektivische Ansicht einer Drossel gemäß einer ersten Ausführungsform und 1(B) ist eine grobe perspektivische Ansicht eines Zustands, in welchem ein Paar von Kernteilen, die in der Drossel vorgesehen sind, verbunden sind.
2(A) ist eine grobe perspektivische Ansicht, welche eines der Kernteile zeigt, die in der Drossel gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, und 2(B) ist eine grobe perspektivische Ansicht, welche das andere Kernteil zeigt.
3 ist eine Schnittansicht entlang (III)-(III) des Kernteils, welches in 2(A) gezeigt ist.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Drossel gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine grobe Ausgestaltungsabbildung, welche schematisch ein Energiezuführsystem eines elektrischen Hybridfahrzeugs zeigt.
6 ist ein grobes Netzwerkdiagramm, welches ein Beispiel einer Energiewandlungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt, das einen Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Drossel gemäß der Ausführungsformen wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
[Erste Ausführungsform]
(Gesamtstruktur der Drossel)
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird eine Drossel 1 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Die Drossel 1 umfasst eine Spule 2 mit einem Spulenelementpaar 2a und 2b und einen magnetischen Kern 3, wo die Spule 2 angeordnet ist. Der magnetische Kern 3 ist ein ringförmiger Körper, der ein Paar von säulenförmigen inneren Kernen 31, welche entsprechend auf einer Innenseite der Spulenelementen 2a und 2b angeordnet sind, und ein Paar von säulenförmigen äußeren Kernen 32 aufweist, wo die Spulenelementen 2a und 2b nicht angeordnet sind, welche vorgesehen sind, um beide der inneren Kerne 31, welche Seite-an-Seite angeordnet sind, dazwischen aufzunehmen. Jeder der inneren Kerne 31 ist durch einen gestapelten säulenförmigen Körper ausgebildet, in welchem eine Vielzahl von Kernstücken 31m und eine Vielzahl von Spaltelementen 31g abwechselnd gestapelt sind (3).
Die Drossel 1 weist ein Merkmal auf, dass die Drossel 1 als Komponente des magnetischen Kerns 3 Körper aufweist, welche ganzheitlich durch Beschichten eines äußeren Umfangs des gestapelten säulenförmigen Körpers und eines Teils einer der Endflächen mit Harz ausgeformt werden, genauer gesagt die Kernteile 4A und 4B. Jede Struktur wird im Folgenden in genauerem Detail beschrieben.
(Spule)
Die Spule 2 umfasst ein Paar von Spulenelementen 2a und 2b, welche durch spiralförmiges Wickeln des Drahtes 2w, welcher ein einzelner kontinuierlicher Draht ohne Verbindungsabschnitt ist, ausgebildet werden, und einen Kopplungsabschnitt 2r, welcher beide Spulenelemente 2a und 2b miteinander koppelt. Die Spulenelemente 2a und 2b sind hohle zylindrische Körper mit der gleichen Anzahl von Spulenwicklungen und Seite-an-Seite (horizontal) so angeordnet, dass deren Axialrichtungen parallel zueinander sind, wobei ein Ende des Drahtes 2w auf einer der Endseiten der Spule 2 (einer linken Seite in 1(A)) angeordnet ist und der Draht 2w teilweise in eine U-ähnlichen Form an der anderen Endseite der Spule 2 (einer rechten Seite in 1(A)) gebogen ist, sodass ein Kopplungsabschnitt 2r ausgebildet wird. Bei dieser Ausgestaltung weisen beide der Spulenelemente 2a und 2b die gleiche Wicklungsrichtung auf.
Darüber hinaus ist es möglich, jedes Spulenelement durch separate Drähte auszubilden, wodurch eine Spule, in welcher die Enden der Drähte der entsprechenden Spulenelemente durch Schweiften, Löten, Druckverkleben oder dergleichen verbunden sind, ausgebildet wird.
Für den Draht 2w ist es möglich, bevorzugt einen beschichteten Draht mit einer Isolierbeschichtung aus einem Isoliermaterial auf dem äußeren Umfang eines Leiters, wie eines rechteckigen Drahtes oder eines kreisförmigen Drahtes aus einem leitfähigen Material, wie Kupfer, Aluminium oder einer Legierung davon, zu verwenden. Für diese Ausführungsform wird ein beschichteter rechteckiger Draht verwendet, bei welchem der Leiter aus einem rechteckigen Kupferdraht und die Isolierbeschichtung aus Emaille (typischerweise Polyamidimid) ausgebildet ist, wobei jedes der Spulenelemente 2a und 2b eine Hochkantspule ist, welche durch Hochkantwickeln des beschichteten rechteckigen Drahtes erhalten wird. Mit der Hochkantspule ist es leicht möglich, einen Raumfaktor zu erhöhen und eine Größe zu verringern. Obwohl eine Endflächenform von jedem der Spulenelemente 2a und 2b in dieser Ausführungsform zu einer Form festgelegt wird, welche durch Abrunden eines rechteckigen Eckabschnitts erhalten wird, ist es darüber hinaus möglich, die Endflächenform in eine kreisförmige Form oder dergleichen zu verändern.
Beide Enden des Drahts 2w, welche an einer Endseite der Spule 2 angeordnet sind, sind geeignet von windungsausbildungsabschnitten herausgezogen, wobei Anschlussstücke (nicht gezeigt) mit den Leiterabschnitten verbunden sind, welche durch Abpellen der Isolierschicht freigelegt sind. Eine externe Einrichtung (nicht gezeigt), wie eine Energiezufuhr zum Zuführen von Energie zu der Spule 2, ist durch die Anschlussstücke verbunden.
(Kernteil)
Die Drossel 1 umfasst Kernteile 4A und 4B, welche den inneren Kern 31 in einem Teil des magnetischen Kerns 3 ausgestalten, genauer gesagt Abschnitte, welche auf einer Innenseite der Spulenelemente 2a und 2b entsprechend angeordnet sind. Beide Kernteile 4A und 4B sind Elemente, welche die gleiche Form aufweisen. Aus diesem Grund wird die Beschreibung hauptsächlich hinsichtlich des Kernteils 4A als ein Beispiel gegeben. In den Zeichnungen weisen entsprechende Komponenten des Kernteils 4B, welche denen von Kernteil 4A entsprechen, die gleichen Bezugszeichen auf, wobei hier der Buchstabe B anstatt des Buchstaben A verwendet wird. Darüber hinaus wird ein Zustand, welcher in 2(B) gezeigt ist, hervorgebracht, wenn das Kernteil 4A, welches in 2(A) gezeigt ist, um 180° in einer Horizontalrichtung gedreht wird, und ein Zustand, welcher in 2(A) gezeigt ist, wird hervorgebracht, wenn das Kernteil 4B, welches in 2(B) gezeigt ist, um 180° in die Horizontalrichtung gedreht wird.
Das Kernteil 4A umfasst als Hauptkomponenten einen gestapelten säulenförmigen Körper, welcher durch eine Vielzahl von Kernteilen 31m und eine Vielzahl von Spaltelementen 31g ausgebildet ist, welche den inneren Kern 31 in dem magnetischen Kern 3 ausgestalten, und ein Beschichtungsharz 5A zum ganzheitlichen Zusammenhalten des gestapelten säulenförmigen Körpers. Das Kernteil 4A weist das Merkmal auf, dass dieses einen Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA zum Beschichten einer äußeren Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers und einen Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA zum Beschichten eines Teils einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers aufweist. Das Kernteil 4A ist ein Element, in welchem der gestapelte säulenförmige Körper, welcher den inneren Kern 31 ausgestaltet, ein zylindrischer Spulenhalter und ein rahmenförmiger Spulenhalter ganzheitlich ausgeformt sind, ein Endbeschichtungsabschnitt 51eA an einem der Öffnungsabschnitte, welche an dem rahmenförmigen Spulenhalter angeordnet sind, vorgesehen ist, und der andere Öffnungsabschnitt direkt als Durchgangsloch agiert (2(A)).
[Gestapelter säulenförmiger Körper (innerer Kern)]
Der gestapelte säulenförmige Körper ist ein gestapelter Körper, bei dem das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g abwechselnd angeordnet sind, wie in 3 gezeigt. Beispiele von jedem Kernstück 31m umfassen einen Körper, welcher weiches magnetisches Pulver, repräsentiert durch ein Eisengruppenmetall, wie Eisen, eine Legierung davon oder dergleichen, verwendet, und einen gestapelten Körper, indem eine Vielzahl von dünnen magnetischen Blechen mit Isolierbeschichtungen (beispielsweise elektromagnetische Stahlbleche repräsentiert durch Silizium-Stahlbleche) gestapelt sind, wobei ein gut bekanntes Element hier verwendet werden kann. Beispiele des Körpers umfassen ein Verbundmaterial, das durch Spritzgießen, Formgießen oder dergleichen über einen Mischkörper, welcher einen magnetischen Pulverkern, einen gesinterten Körper und weiches magnetisches Pulver aufweist, erhalten wird und Harz. Der Körper kann verschiedene dreidimensionale Formen aufweisen und weist einen hohen Freiheitsgrad in der Form auf. Der magnetische Pulverkern wird hergestellt, indem Pulver verwendet wird, das eine Isolierschicht (typischerweise eine Silikonschicht, Phosphat oder dergleichen) auf einer Oberfläche des weichen magnetischen Pulvers aufweist, und weist eine Ausgestaltung auf, bei welcher ein Isolator zwischen Partikeln des weichen magnetischen Pulvers vorhanden ist, wodurch ein Wirbelsturmverlust verringert werden kann. In dieser Ausführungsform ist jedes Kernstück ein magnetischer Pulverkern aus weichem magnetischem Pulver, welches Eisen umfasst, wie Eisen oder Stahl.
Das Spaltelement 31g ist aus einem Material mit einer geringeren magnetischen Permeabilität als jener des Kernstücks 31m ausgebildet und geeignet in dem ringförmigen magnetischen Kern 3 angeordnet, um die Induktivität anzupassen. Beispiele eines spezifischen Materials umfassen ein nicht magnetisches Material, wie Aluminiumoxid, Glasepoxidharz oder ungesättigten Polyester, eine Mischung aus einem nicht magnetischen Material, wie Polyphenylensulfidharz (PPS) oder Phenolharz und magnetischem Pulver (weiches magnetisches Pulver wie Eisenpulver) und dergleichen. Wenn ein Spaltelement aus der Mischung verwendet wird, kann ein Streuverlust eines Spaltabschnitts verringert werden und ein Verlust, welcher durch den Streuverlust hervorgerufen wird, verringert werden. Dieser Vorteil kann auf einfachere Weise erzielt werden, wenn die magnetische Permeabilität der Mischung (oder relative magnetische Permeabilität) höher ist. Wenn die magnetische Permeabilität besonders hoch ist, kann jedoch eine Flusssättigung auftreten. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, das Material oder den Inhalt des magnetischen Pulvers so anzupassen, dass die relative magnetische Permeabilität des Spaltelementes, welches aus der Mischung ausgestaltet ist, höher als 1,0 bis etwa 1,2 ist. Darüber hinaus weist die Mischung Harz auf und kann daher einfach in eine angestrebte Form unter Verwendung eines geeigneten Ausformverfahrens, wie Spritzgießen oder Formgießen, moduliert werden und ist darüber hinaus weicher als Keramik, wie Aluminiumoxid. Demnach kann eine Schneidbearbeitung oder dergleichen ebenfalls einfach ausgeführt werden, sodass ein Spaltelement mit einer hohen Abmessungsgenauigkeit erzielt werden kann. In dieser Ausführungsform ist das Spaltelement 31g durch eine Mischung (eine relative Permeabilität von etwa 1,15), welche PPS-Harz und Eisenpulver aufweist, ausgestaltet.
Die Form des Kernstücks 31m oder des Spaltelements 31g kann geeignet ausgewählt werden, sodass der gestapelte säulenförmige Körper eine angestrebte externe Form aufweist. In dieser Ausführungsform weist das Kernstück 31m eine rechteckige Quaderform (hier ist ein Eckabschnitt in Abhängigkeit der externen Form des Spulenelements abgerundet), das Spaltelement 31g eine Form einer rechteckigen Platte und der gestapelte säulenförmige Körper eine rechteckige Quaderform (hier ist ein Eckabschnitt abgerundet) auf, welcher durch Kombination dieser erhalten wird. Darüber hinaus kann der gestapelte säulenförmige Körper verschiedene Formen, wie eine Zylinderform, aufweisen.
In dieser Ausführungsform ist das Spaltelement 31g ein Plattenelement mit einer Form einer Stufe, indem ein äußerer Umfangskantenbereich (ein oberer Bereich und ein unterer Bereich in 3) wie ein Rahmen auf einer Fläche und einer Rückfläche, welche einander gegenüberliegen, wie in 3 gezeigt, geschnitten werden. Aus diesem Grund weist der äußere Umfangskantenabschnitt des Spaltelements 31g eine kleine Dicke und ein Mittelabschnitt davon eine große Dicke auf. Darüber hinaus ist eine Fläche des Mittelabschnitts auf der gegenüberliegenden Fläche und Rückfläche kleiner als jene der Endfläche des Kernstückes 31m, und eine Konturfläche, welche durch die äußere Umfangskante (eine Fläche eines Abschnittes, welcher den äußeren Umfangskantenbereich umfasst, der die kleine Dicke aufweist) umgeben ist, größer als jene des Mittelabschnitts und beinahe identisch zu einer Größe der Endfläche des Kernstücks 31m. Dementsprechend steht das Spaltelement 31g in dem gestapelten säulenförmigen Körper nicht wesentlich von dem äußeren Umfang des Kernstücks 31m hervor. Aufgrund dieser Form wird ein Spalt zwischen dem äußeren Umfangskantenbereich mit der kleinen Dicke und der Endfläche des Kernstücks 31m ausgebildet und mit Harz, welches das Beschichtungsharz 5A ausgestaltet, gefüllt, wenn das Spaltelement 31g zwischen den Kernstücken 31m angeordnet wird.
Die Form und Größe (die Dicke und Fläche) des Spaltelements 31g kann geeignet ausgewählt werden und ist nicht auf die oben beschriebene Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise ist es ebenfalls möglich, eine flache Platte mit keinem Hervorstehabschnitt und einer gleichförmigen Dicke zu verwenden, um eine maximale Fläche der flachen Platte kleiner als, identisch zu oder größer als jene der Endfläche des Kernstücks 31m zu machen. Darüber hinaus kann eine Planarform der flachen Platte eine andere Form als eine rechteckige Form, beispielsweise eine runde Form oder eine polygonale Form, sein. Wenn das Spaltelement 31g durch eine Mischung ausgebildet wird, kann ein geeignetes Ausformverfahren, wie weiter oben beschrieben, verwendet werden. Das Ausformen kann einfach in eine komplizierte Form erfolgen, wobei eine Form oder eine Abmessung durch Schneiden oder dergleichen nach dem Ausformen leicht angepasst werden kann. Wenn die Form der flachen Platte wie in dem Spaltelement 31g gemäß diesem Beispiel (umfassend den Fall bei dem eine partielle Dicke variiert wird) verwendet wird, ist es möglich, einfach das Stapeln auszuführen und eine gute Zusammenbaubarkeit zu erzielen.
Es ist möglich, die Anzahl von Kernstücken oder Spaltelementen geeignet auszuwählen, sodass die Drossel 1 eine angestrebte Induktivität aufweist. Darüber hinaus kann die Stapelungsreihenfolge des Kernstücks 31m und des Spaltelementes 31g geeignet ausgewählt werden, wobei beide Enden des gestapelten säulenförmigen Körpers das Kernstück 31m oder das Spaltelement 31g oder eines der Enden des gestapelten säulenförmigen Körpers das Kernstück 31m und das andere Ende des Spaltelement 31g, wie in diesem Beispiel, sein können. In dem Fall, bei dem zumindest eines der Enden des gestapelten säulenförmigen Körpers das Spaltelement 31g ist und ein Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA auf dem Spaltelement 31g vorgesehen ist, wird eine Spaltlänge an einer Endseite als eine Totaldicke des Spaltelements 31g und des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA erhalten. In dem Fall, bei welchem zumindest ein Ende des gestapelten säulenförmigen Körpers das Kernstück 31m ist und der Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA auf dem Kernstück 31m, wie in diesem Beispiel, vorgesehen ist, ist die Spaltlänge auf der einen Endseite identisch zu einer Dicke von lediglich dem Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA.
Das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g können mit einem Klebstoff oder dergleichen vereint werden. Als Klebstoff ist es möglich, einen geeigneten Klebstoff, wie beispielsweise einen Wärmeaushärtbaren, wie einen epoxidbasierten Klebstoff, einen Normaltemperaturaushärtbaren, wie ein zyanacrylatbasierten Klebstoff oder dergleichen, zu verwenden. In der vorliegenden Erfindung werden das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g ganzheitlich über das Beschichtungsharz 5A zusammengehalten. Aus diesem Grund kann der Klebstoff ausgelassen werden. Alternativ kann der Klebstoff als ein temporäres Befestigungselement verwendet werden, bis das Beschichtungsharz 5A ausgeformt ist. Durch Ausführen der temporären Befestigung ist es möglich, den gestapelten säulenförmigen Körper als ein integrales Produkt zu behandeln. Dementsprechend kann der gestapelte säulenförmige Körper einfach in einer Metallform aufgenommen werden, sodass eine gute Verarbeitbarkeit erzielt werden kann.
[Beschichtungsharz]
Das Beschichtungsharz 5A wird hauptsächlich unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. Das Beschichtungsharz 5A umfasst den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA zum Beschichten eines gesamten Umfangs über beinahe die gesamte Länge in einer Stapelungsrichtung davon und den Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA zum Beschichten eines Teils von einer der Endflächen des gestapelten säulenförmigen Körpers (des inneren Kerns 31) des Kernstücks 31m und des Spaltelements 31g, wie in 2(A) gezeigt, wobei beide der Beschichtungsabschnitte 51oA und 51eA ganzheitlich miteinander ausgeformt sind.
Der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA weist hauptsächlich die Funktion zum Befestigen und Integrieren von gegenseitigen Positionen des Kernstücks 31m und des Spaltelements 31g und eine Funktion zum Verbessern der Isoliereigenschaft des Spulenelements 2a (1(A)) und des inneren Kerns 31 auf. In diesem Beispiel ist, wie weiter oben beschrieben, das Spaltelement 31g so festgelegt, dass dieses eine spezifische Form aufzuweist, sodass eine Kontaktfläche des Kernstücks 31m, des Spaltelements 31g und des Beschichtungsharzes 5A ausreichend groß ist, und das Harz, welches das Beschichtungsharz 5A ausgestaltet, vollständig zwischen beiden vorgesehen ist, wie in 3 gezeigt. Dementsprechend können beide stabil zusammengehalten werden.
Wenn das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g ganzheitlich zusammengehalten werden können, kann ein Beschichtungsbereich des Umfangsflächenbeschichtungsabschnitts 51oA geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Ausgestaltung zu erhalten, bei welcher ein Teil der äußeren Umfangsfläche des Kernstücks 31m von dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA freigelegt ist. Wie in diesem Beispiel weist eine Ausgestaltung zum Wesentlichen Beschichten der gesamten äußeren Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers folgende Vorteile auf: (1) die Verbindungsfestigkeit des Kernstücks 31m und des Spaltelements 31g wird verstärkt, sodass beide voneinander nur schwer verrutschen, (2) die Isolierleistung zwischen der Spule 2 und dem gestapelten säulenförmigen Körper (hauptsächlich dem Kernstück 31m) wird verbessert, (3) die Formfreigabeleistung von einer Metallform ist hoch, und (4) der gestapelte säulenförmige Körper kann geschützt werden. In dieser Ausführungsform steht das Spaltelement 31g, welches die andere Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ausgestaltet, leicht von dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA hervor (3).
Die Dicke des Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA kann geeignet ausgewählt werden, wobei beispielsweise eine gleichförmige Dicke ganzheitlich erzielt werden kann. In dieser Ausführungsform umfasst der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA einen Bereich mit einer kleinen Dicke von einer Endflächenseite, welche mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA in dem gestapelten säulenförmigen Körper versehen ist, in Richtung der anderen Endflächenseite, von der das Spaltelement 31 freigelegt ist, und einen Bereich, welcher durchgehend mit diesem Bereich vorgesehen ist und eine gleichförmige Dicke bis zu der anderen Endfläche und eine kleine Dicke aufweist. Mit anderen Worten umfasst der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA einen Bereich mit einer konischen externen Form und einen flachen dünnen Bereich.
Der Bereich mit der konischen Form umfasst einen Basisbeschichtungsabschnitt 513, welcher eine konische externe Form ausbildet, und eine Rippe 515, welche von einer Fläche des Basisbeschichtungsabschnitts 513 hervorsteht und sich in eine axiale Richtung des gestapelten säulenförmigen Körpers erstreckt. Der Basisbeschichtungsabschnitt 513 weist eine Dicke auf, welche graduell von einer Endseite (einer linken Seite in 3) in Richtung der anderen Endseite (einer rechten Seite in 3) über die gesamte Länge davon, wie in 3 gezeigt, reduziert ist. Die Rippe 515 ist durchgehend auf einer geraden Linie über die gesamte Länge des Basisbeschichtungsabschnitts 513 vorgesehen, wobei eine Hervorstehhöhe von der Fläche des Basisbeschichtungsabschnitts 513 graduell von einer Endseite in Richtung der anderen Endseite erhöht ist. Eine Hervorstehhöhe von der Fläche (der äußeren Umfangsfläche) des gestapelten säulenförmigen Körpers (des Kernstücks 31m) in der Rippe 515 ist jedoch konstant. In einem Zustand, bei welchem das Spulenelement 2a durch die Rippe 515 gestützt wird, ist dementsprechend ein Abstand zwischen dem gestapelten säulenförmigen Körper (dem Kernstück 31m) und dem Spulenelement 2a gleichförmig über die gesamte Länge in einer Umfangsrichtung einer inneren Umfangsfläche des Spulenelementes 2a ausgebildet.
Es ist möglich, geeignet eine Schnittform der Rippe 513, die Anzahl von Rippen 513 und einen Ausbildungsbereich für den Basisbeschichtungsabschnitt 513 auszubilden. In dieser Ausführungsform weist die Rippe 513 einen rechteckigen Abschnitt und eine rechteckige quaderförmige Form auf, welche kontinuierlich über die gesamte Länge des Basisbeschichtungsabschnittes 513 vorgesehen ist. Die Vielzahl von Rippen 513, welche diese Form aufweisen, ist Seite-an-Seite auf der Fläche des Basisbeschichtungsabschnitts 513 angeordnet (2). In dieser Ausführungsform sind zwei Rippen 515 auf jeder der vier Flächen, welche den Basisbeschichtungsabschnitt 513, der die rechteckige Quaderform aufweist, ausbildet, vorgesehen, das heißt, dass insgesamt acht Rippen 515 vorgesehen sind. Mit dieser Ausgestaltung kann die Kontaktfläche mit der Spule 2 verringert werden, ist die Einführbarkeit in die Spule 2 gut, und kann darüber hinaus ein vorbestimmter Abstand zwischen der Spule 2 und dem gestapelten säulenförmigen Körper (insbesondere dem Kernstück 31m) sichergestellt werden, sodass deren Isolationsleistung erhöht werden kann. Anstatt der kontinuierlichen linearen Rippe 515 ist es beispielsweise möglich, eine Ausgestaltung, in welcher eine Vielzahl von unabhängigen Hervorstehungen linear angeordnet ist, eine Ausgestaltung, in welcher eine Vielzahl von diskontinuierlichen Hervorstehungen nicht linear, sondern verteilt angeordnet ist, oder dergleichen zu verwenden.
Der dünne Bereich fungiert als ein Eingriffsabschnitt 517, in welchen ein Eingriffsrohrabschnitt 53B (2(B)), welcher an einem anderen Kernteil 4B vorgesehen ist, der in einem Kernteil 4A anzubringen ist, einzupassen ist. Durch das Zusammensetzen des Eingriffsabschnitts 517 und der Eingriffsrohrabschnitte 53A und 53B, werden die Kernteile 4A und 4B mit hoher Genauigkeit zusammengebaut. In dieser Ausführungsform sind die gleichen Rippen wie die Rippe 515 auf äußeren Umfängen der Eingriffsrohrabschnitte 53A und 53B vorgesehen. Eine Dicke des Eingriffsabschnitts 517 ist so angepasst, dass die maximalen Hervorstehhöhen der Rippen in dem Eingriffsabschnitt 517 des Kernteils 4A und der Eingriffsrohrabschnitte 53B des Kernteils 4B identisch zueinander sind, wenn beide miteinander verbunden sind.
Der Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA ist an einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ausgebildet und fungiert als ein Spalt. In der vorliegenden Erfindung weist der Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA insbesondere eine integrale Struktur mit dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA auf. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA in Abhängig einer Metallform, die zum Ausformen des Beschichtungsharzes 5A verwendet wird, zu bestimmen, während das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g während des Ausformens verbunden werden. Selbst wenn das Kernstück 31m oder das Spaltelement 31g einen Herstellungsfehler aufweist, ist es daher möglich, den Herstellungsfehler zu absorbieren, wodurch das Kernteil 4A mit einer vorbestimmten Länge ausgeformt wird, indem die Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnittes 51eA beim Ausformen des Beschichtungsharzes 5A angepasst wird. Aus diesem Grund weist das Kernteil 4A eine hohe Abmessungsgenauigkeit auf und wird geeignet in den äußeren Kern 32 eingebaut (1(A)).
Eine Dicke t51e des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA kann geeignet ausgewählt werden. Der Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA fungiert als ein Spalt. Obwohl die Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA so festgelegt werden kann, dass diese im Wesentlichen identisch zu jener des Spaltelementes 31g ist, wird diese zu einem gewissen Grad daher erhöht. Beispielsweise ist es möglich, wenn die Dicke größer als 4 mm ist, einen großen Absorptionsbereich für Herstellungsfehler sicherzustellen. Wenn die Dicke jedoch besonders groß ist, wird ein Streuverlust eines Spaltes erhöht. Daher ist die Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA in einem Beispiel größer als 4 mm und annäherungsweise 6 mm oder weniger.
Eine Planarform des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA kann geeignet ausgewählt werden. In dieser Ausführungsform ist die Planarform rechteckig, wobei ein hohles Zylinderloch 510 in einer Mitte vorgesehen. Die Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers (hier des Kernstücks 31m, welches die Endfläche 31e des inneren Kerns 31 ausgestaltet) ist von dem hohlen Loch 510 freigelegt. Mit anderen Worten ist eine Bodenfläche des hohlen Loches 510 durch die Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ausgestaltet. Das hohle Loch 510 kann in einem Beispiel als ein Bereich zum Auffüllen eines Klebstoffs zum Verbinden der Endfläche 31g des inneren Kerns 31 mit dem äußeren Kern 32 verwendet werden (1(A)).
Die Form, Größe, Anzahl und Ausbildungsposition des hohlen Loches 510 kann geeignet ausgewählt werden. In dieser Ausführungsform ist eine Schnittfläche auf einer Öffnungsseite in einem hohlen Loch 510 verschieden von einer Schnittfläche auf der gestapelten säulenförmigen Körperseite, wobei ein Neigungsabschnitt 511 so vorgesehen ist, dass eine Schnittfläche graduell in Richtung der Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers in einem Bereich auf der gestapelten säulenförmigen Körperseite verringert wird. Obwohl der Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA eine Ausgestaltung annimmt, welche das einzelne hohle Loch 510 in der Mitte in dieser Ausgestaltung aufweist, ist es ebenfalls möglich, eine Ausgestaltung anzunehmen, welche eine Vielzahl von hohlen Löchern 510 aufweist, oder eine Ausgestaltung anzunehmen, welche kein hohles Loch 510 aufweist, wobei hier die gesamte Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beschichtet wird.
Das hohle Loch 510 wird durch ein Stützelement zum Stützen einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beim Ausformen des Beschichtungsabschnittes 5A, wie im Folgenden beschrieben, ausgebildet. Dementsprechend werden die Form, Größe und Anzahl der Stützelemente, welche im Folgenden beschrieben werden, geeignet so ausgewählt, dass das hohle Loch 510 die angestrebte Form, Größe und Anzahl aufweist.
In dieser Ausführungsform umfasst das Beschichtungsharz 5A ferner ganzheitlich einen rahmenförmigen Abschnitt 52A. Der rahmenförmige Abschnitt 52A ist zwischen den Endflächen der Spulenelemente 2a und 2b (1(A)) und einer inneren Endfläche 32e (4) des äußeren Kerns 32, welcher gegenüberliegend zu der Endfläche 31e des inneren Kerns 31 (dem gestapelten säulenförmigen Körper, welcher in den Spulenteilen 4A und 4B vorgesehen ist) in den Spulenelementen 2a und 2b entsprechend angeordnet ist, vorgesehen und weist hauptsächlich eine Funktion zum Verbessern der Isolationseigenschaften dieser beiden auf.
In dieser Ausführungsform weist der rahmenförmige Abschnitt 52A eine rechteckige Rahmenform auf, welche ähnlich zu äußeren Formen ist, die durch die Spulenelemente 2a und 2b, welche Seite-an-Seite vorgesehen sind, ausgebildet sind. Der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA ist gekoppelt und ferner der Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA integriert, wobei das hohle Loch 510 auf einer Fläche, welche auf der Spulenseite in dem rahmenförmigen Abschnitt 52A angeordnet ist, vorgesehen ist, das heißt auf einer Seite, wo das Spulenelement 2a angeordnet ist, und der Eingriffsrohrabschnitt 53A gekoppelt ist und ein Durchgangsloch 530, welches mit der Fläche und Rückfläche des rahmenförmigen Abschnitts 52A in Verbindung steht (der Fläche der Spulenseite 2 und der Fläche auf der äußeren Kernseite 32), an einer Seite vorgesehen ist, wo das Spulenelement 2b angeordnet ist.
Der Eingriffsabschnitt 517 (2(B)) in einem weiteren Kernteil 43 ist in das Durchgangsloch 530 eingepasst, um beide Kernteile 4A und 4B zueinander zu positionieren, wie in 1(B) gezeigt. Aus diesem Grund ist es möglich, den inneren Kern 31 (den gestapelten säulenförmigen Körper) in Bezug auf die Spulenelemente 2a und 2b geeignet anzuordnen, welche auf den äußeren Umfängen der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitte 51oA und 51oB entsprechend angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform wird eine Länge des Eingriffsrohrabschnitts 53A so festgelegt, dass diese im Wesentlichen identisch zu jener des Eingriffsabschnitts 517 ist. In der gleichen Art und Weise wie die Basisbeschichtungsfläche 513 des Umfangsflächenbeschichtungsabschnitts 51oA wird darüber hinaus der Eingriffsrohrabschnitt 53A durch ein Rohr ausgestaltet, welches eine konische Form mit einer Dicke aufweist, welche graduell von der rahmenförmigen Abschnittsseite 52A in Richtung der Umfangskante des Eingriffsrohrabschnitts 53A verringert ist, und umfasst eine Vielzahl von Rippen, welche von der konischen Fläche hervorstehen. Die Rippe, welche an dem Eingriffsrohrabschnitt 53A vorgesehen ist, weist ebenfalls eine Hervorstehhöhe auf, welche graduell in Richtung der rahmenförmigen Abschnittsseite 52A in der gleichen Art und Weise wie die Rippe 515 des Umfangsflächenbeschichtungsabschnittes 51oA verringert ist. Die Position und Hervorstehhöhe der Rippe des Eingriffsrohrabschnitts 53A und der konischen Fläche werden so angepasst, dass diese eine Kopplung zu der Rippe 515 aufweisen, welche auf dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oB eines anderen Kernteils 43 vorgesehen ist, wenn, wie in 1(B) gezeigt, beide Kernteile 4A und 4B zusammengebaut sind.
Darüber hinaus umfasst der rahmenförmige Abschnitt 52A integral eine Befestigung 54A, auf welcher der Kopplungsabschnitt 2r der Spule 2 angebracht ist, einen Positionierungsabschnitt 55A des äußeren Kerns 32, und eine Unterteilung 56A, welche zwischen den Spulenelementen 2a und 2b vorgesehen ist.
Die Befestigung 54A ist ein flaches plattenförmiges Element, welches von der Fläche, die auf der äußeren Kernseite 32 in dem rahmenförmigen Abschnitt 52A angeordnet ist, nach außen hervorsteht und angeordnet ist, einen Teil von einer Fläche (hier einer oberen Fläche) des äußeren Kerns 32, welcher mit dem Kernteil 4A, wie in 1(A) gezeigt, zusammengesetzt ist, zu bedecken. Eine der Befestigungen (hier eine Befestigung 54B) in zwei Kernteilen 4A und 4B, welche in der Drossel 1 vorgesehen sind, ist zwischen dem Kopplungsabschnitt 2r und einer der Flächen des äußeren Kerns 32 vorgesehen, um deren Isolationsleistung zu verbessern.
Der Positionierungsabschnitt 55A ist eine Element, welches von der Fläche, die auf der äußeren Kernseite 32 in dem rahmenförmigen Abschnitt 52A angeordnet ist, nach außen hervorsteht, und zum Positionieren des äußeren Kerns 32 verwendet wird. In dieser Ausführungsform ist der Positionierungsabschnitt 55A durch ein Paar von Streifenabschnitten zum dazwischen Anordnen einer Seitenfläche (hier einer Fläche, die mit einer oberen Fläche verbunden ist, wo die Befestigung 54A angebracht ist, und in einer Axialrichtung der Spule 2 angeordnet ist) des äußeren Kerns 32 ausgebildet. Der Streifenabschnitt ist kontinuierlich mit der Befestigung 54A vorgesehen. Dementsprechend ist eine U-förmige Hervorstehung auf der Fläche der äußeren Kernseite 32 in dem rahmenförmigen Abschnitt 52A vorgesehen, wobei ein Teil davon als Befestigung 54A und der andere Teil als Positionierungsabschnitt 55A fungiert. Eine Form des Positionierungsabschnitts 55A kann geeignet ausgewählt werden, wobei ein kleiner Vorsprung oder dergleichen hier verwendet werden kann.
Die Unterteilung 56A ist ein Element, welches von der Fläche, die auf der Spulenseite 2 in dem rahmenförmigen Abschnitt 52A angeordnet ist, nach innen hervorsteht (der Spulenseite 2) und zwischen den Spulenelementen 2a und 2b, welche mit den Kernteilen 4A und 4B zusammengesetzt sind, vorgesehen ist, wobei diese zum Halten von beiden Elementen 2a und 2b in einem nicht-Kontaktzustand fungiert. Es ist möglich, die Form oder Größe der Unterteilung 56A (eine Länge in die Axialrichtung der Spule, eine Länge in eine Orthogonalrichtung zu der Axialrichtung der Spule und einer Horizontalrichtung der Spulenelemente 2a und 2b oder dergleichen) geeignet auszuwählen. In dieser Ausführungsform wird die Unterteilung 56A festgelegt, ein Streifenkörper zu sein, welcher in der Axialrichtung der Spule 2 angeordnet ist und solch eine Größe aufweist, dass diese lediglich in einen Teil zwischen den Spulenelementen 2a und 2b angeordnet ist.
Das Kernteil 4A kann eine Ausgestaltung annehmen, in welcher zumindest einer aus Eingriffsabschnitt 53A, Befestigung 54A, Positionierungsabschnitt 55A und Unterteilung 56A ausgelassen wird. Indem beispielsweise alle umfasst sind, ist es möglich, die Zusammenbaubarkeit der Kernteile 4A und 4B, die Isolierleistung der Spule 2 und des magnetischen Kerns 3, die Isolierleistung zwischen den Spulenelementen 2a und 2b und die Zusammenbaubarkeit der Kernteile 4A und 4B und des äußeren Kerns 32 zu verbessern.
In dieser Ausführungsform weist darüber hinaus die Fläche, welche auf der Spulenseite 2 in dem rahmenförmigen Abschnitt 52A angeordnet ist, eine konische Form auf, welche den Endflächenformen der Spulenelemente 2a und 2b (einer Form, bei welcher eine Dicke in einer Umfangsrichtung des Umfangsflächenbeschichtungsabschnitts 51oA variiert wird) entspricht. Wenn die Spulenelemente 2a und 2b zwischen den rahmenförmigen Abschnitte 52A und 52B angeordnet werden, werden die Endflächen von beiden Elemente 2a und 2b dementsprechend entlang der Flächen an der Spulenseite 2 der rahmenförmigen Abschnitte 52A und 52B angeordnet, sodass ein Freiraum zwischen den Endflächen von beiden Elementen 2a und 2b und den Flächen an der Spulenseite 2 der rahmenförmigen Abschnitte 52A und 52B lediglich mit Schwierigkeiten erzeugt wird. Im Ergebnis kann eine Länge einer Kombination aus Spule 2 und Kernteilen 4A und 4B (hier einer Länge in die Axialrichtung der Spule 2 in der Kombination) verkürzt werden, sodass die Größe der Drossel 1 verringert werden kann.
Beispiele eines Materials des Beschichtungsharzes 5A umfassen thermoplastisches Harz, wie PPS-Harz, Polytetrafluorethylen-Harz (PTFE), flüssigen Kristallpolymer (LCP), Nylon 6, Nylon 66 oder Polybutylenterephthalat-Harz (PBT). In dieser Ausführungsform wird das Material des Beschichtungsharzes 5A festgelegt, PPS-Harz zu sein.
[Verfahren zum Herstellen des Kernteils]
Das Kernteil 4A mit dieser Struktur kann typischer Weise durch Umspritzen mit dem gestapelten säulenförmigen Körper als Kern ausgeformt werden. Genauer gesagt wird hier eine erste Metallform mit einer zylindrischen Bodenform und eine zweite Metallform mit einer flachen Plattenform verwendet, welche angeordnet ist, einen Öffnungsabschnitt der zylindrischen Metallbodenform beispielsweise zu schließen. In einem Zustand, in welchem der gestapelte säulenförmige Körper in der ersten Metallform, welche die zylindrische Bodenform aufweist, aufgenommen ist und beide Endflächen des gestapelten säulenförmigen Körpers durch die erste Metallform und die zweite Metallform gestützt sind, werden beide Metallformen mit dem ausgewählten Harz gefüllt, um beinahe eine gesamte Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers und einen Teil einer Endfläche so zu beschichten, dass das Kernteil 4A erhalten wird.
Es ist möglich, geeignet eine Aufnahmerichtung des gestapelten säulenförmigen Körpers in Bezug auf die erste Metallform, welche die zylindrische Bodenform aufweist, festzulegen. Typischerweise umfassen Beispiele eine Ausgestaltung, bei welcher der gestapelte säulenförmige Körper mit einer äußeren Umfangsfläche gegenüberliegend zu einer Bodenfläche der ersten Metallform angeordnet ist (welche von hieran als horizontalartige Aufnahmeausgestaltung gekennzeichnet wird), und eine Ausgestaltung, in welcher der gestapelte säulenförmige Körper mit einer Endfläche gegenüberliegend zu der Bodenflächen der ersten Metallform aufgenommen wird (welche von hieran als Vertikalaufnahmeausgestaltung gekennzeichnet wird). Die Vertikalaufnahmeausgestaltung weist folgende Vorteile auf:
(1) ein Stapelungszustand kann einfach aufrechterhalten werden, selbst wenn der gestapelte säulenförmige Körper (temporär) nicht mit einem Klebstoff integriert wird, (2) die Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers kann durch die Bodenfläche der ersten Metallform gestützt werden und eine Stützstruktur einfach erhalten werden, und (3) der Beschichtungsbereich in dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA kann auf einfache Weise vergrößert werden und der freigelegte Bereich des Kernstücks 31 verringert werden. In der Vertikalaufnahmeausgestaltung kann ferner in dem Fall, bei dem der Basisbeschichtungsabschnitt 513, welcher den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA ausgestaltet, die konische externe Form aufweist, und ferner die Rippe 515 vorgesehen ist, wie weiter oben beschrieben, einfach sichergestellt werden, dass das ausgeformte Kernteil 4A aus der Metallform herausgezogen werden kann, indem eine Metallform (mit einer geneigten Fläche oder einer Rille) verwendet wird, welche die konische Form oder die Rippe 515 ausformen kann.
In dem Fall, bei welchem die Vertikalaufnahmeausgestaltung verwendet wird, kann das Folgende als zweite Metallform verwendet werden, um eine Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beispielsweise zu stützen. Genauer gesagt wird hier eine Metallform verwendet, welche eine Rippe mit einer geeigneten Form (hier einer zylindrischen Form) zum Ausformen des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA oder einen stangenförmigen Körper mit einer geeigneten Form zum Ausformen des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA und eine plattenförmige Metallform mit einem Durchgangsloch, welches dazu in der Lage ist, den stangenförmigen Körper darin aufzunehmen und den stangenförmigen Körper, welcher in das Durchgangsloch eingeführt ist, vorwärts und rückwärts bewegbar zu halten, aufweist. In einer Ausgestaltung, bei welcher der vorwärts und rückwärts bewegbare stangenförmige Körper vorgesehen ist, ist es möglich, den stangenförmigen Körper in einem optionalen Zeitfenster herauszuziehen. Wenn beispielsweise der stangenförmige Körper herausgezogen wird, bevor das eingefüllte Harz vollständig ausgehärtet ist, kann ein Kernteil, welches die gesamte Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beschichtet, ausgebildet werden, oder eine Tiefe des hohlen Loches angepasst werden.
In dieser Ausführungsform werden die erste Metallform mit der zylindrischen Bodenform und die zweite Metallform mit der zylindrischen Hervorstehung verwendet, um die Kernteile 4A und 4B durch die Vertikalaufnahmeausgestaltung auszuformen. Die Bodenfläche der ersten Metallform bildet eine Stufenrille, welche dazu in der Lage ist, einen Teil eines Flächenseitenabschnittes zu halten, und einen äußeren Umfangskantenabschnitt in dem Spaltelement 31g aus, welches an der Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers angeordnet ist. Ein Abschnitt, welcher in die Stufenrille in dem Spaltelement 31g eingepasst ist, steht von dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA hervor, wie weiter oben beschrieben. Darüber hinaus wird ein Endflächenseitenbereich einer zylindrischen Hervorstehung, die in der zweiten Metallform vorgesehen ist, verwendet, wobei diese eine konische Form in Richtung der Endfläche aufweist, wodurch der geneigte Abschnitt 511 ausgeformt wird. Durch die konische Form kann die Hervorstehung einfach herausgezogen werden, wodurch eine hohe Formfreigabeleistung erzielt wird.
Als erstes werden das Spaltelement 31g und das Kernstück 31m abwechselnd in der ersten Metallform aufgenommen. Das integrierte Produkt, welches (temporär) mit dem Klebstoff oder dergleichen befestigt wird, kann, wie weiter oben beschrieben, aufgenommen werden. Anschließend wird die Hervorstehung der zweiten Metallform geeignet gegen das Kernstück 31m, welches auf der Öffnungsseite der ersten Metallform angeordnet ist, gedrückt, um das aufgenommene gestapelte Produkt zu stützen. Zu dieser Zeit wird die Position der Hervorstehung angepasst, sodass ein Abstand zwischen der Hervorstehung der zweiten Metallform und der Bodenfläche der ersten Metallform vorbestimmte Längen der Kernteile 4A und 4B aufweist. In dieser Ausführungsform ist ein Kern zum Ausbilden des Durchgangsloches 530 der Eingriffsrohrabschnitte 53A und 53B geeignet angeordnet. Angestrebtes Harz wird in einen Raum, welcher durch beide Metallformen in dem Stützzustand ausgebildet wird, eingefüllt, und geeignet ausgehärtet und aus der Metallform so herausgezogen, dass die Kernteile 4A und 4B ausgeformt werden können. Das hohle Loch 510, welches mit der externen Form der Hervorstehung der zweiten Metallform korrespondiert, wird an den Kernteilen 4A und 4B, welche so erhalten werden, ausgebildet.
(Äußerer Kern)
In dieser Ausführungsform ist der äußere Kern 32, welcher in die Kernteile 4A und 4B eingesetzt wird, ein säulenförmiger Körper, bei dem die innere Endfläche 32e, welche der Fläche der Spulenelemente 2a und 2b gegenüber zu liegen hat, durch eine gleichförmige Ebene ausgebildet ist, und zwei parallele Flächen, welche mit der inneren Endfläche 32e gekoppelt sind, eine Trapezform aufweisen (1(A) und 4). Obwohl eine schräge Seite des Trapezes eine gekrümmte Form in dieser Ausführungsform aufweist, kann die schräge Seite linear sein. In dieser Ausführungsform wird der äußere Kern 32 ferner festgelegt, ein magnetischer Pulverkern in der gleichen Art und Weise wie das Kernstück 31m zu sein.
Der ringförmige magnetische Kern 3 wird durch den inneren Kern 31 (den gestapelten säulenförmigen Körper), welcher in den Kernteilen 4A und 4B vorgesehen ist, und das Paar von äußeren Kernen 32 ausgebildet, wobei der magnetische Kern 3 einen geschlossenen magnetischen Kreis ausbildet, wenn die Spule 2 gespeist wird.
Darüber hinaus steht eine Fläche einer Befestigungsseite des äußeren Kerns 32 (die untere Fläche in 1(A)) von einer Fläche (der unteren Fläche in 1(A)) auf einer Befestigungsseite des inneren Kerns 31 (des gestapelten säulenförmigen Körpers) hervor und fluchtet mit einer Fläche (der unteren Fläche in 1(A)) auf der Befestigungsseite der Spule 2. Dementsprechend weist die Drossel 1 eine hohe Stabilität auf, da eine Befestigungsfläche durch beide Spulenelemente 2a und 2b und den äußeren Kern 32 ausgebildet wird und eine Befestigungsfläche demnach groß ist. Darüber hinaus ist der äußere Kern 32 ebenfalls ein magnetischer Pulverkern. Folglich kann ein Abschnitt, welcher von dem inneren Kern 31 in dem äußeren Kern 32 hervorsteht, für eine Passage eines magnetischen Flusses oder eines Wärmeabführpfades verwendet werden.
(Andere Komponenten)
Obwohl die Drossel 1 mit der oben beschriebenen Struktur in der beschriebenen Weise verwendet werden kann, kann diese ferner in einem zylindrischen Bodengehäuse (welches darüber hinaus eine Abdeckung aufweisen kann) aufgenommen werden, wobei ein Dichtungsharz in das Gehäuse gefüllt werden kann, oder die Fläche der Drossel 1 mit einem weiteren Harz (das von hieran als äußeres Harz bezeichnet wird) bedeckt wird. Die Drossel mit dem Gehäuse oder dem äußeren Harz kann die Spule 2 und den magnetischen Kern 3 mechanisch und von der Umgebung schützen und eine Handhabbarkeit oder dergleichen verbessern. Die Drossel mit dem Dichtungsharz oder dem äußeren Harz kann das hohle Loch 510, welches an dem Endflächenbeschichtungsabschnitt 51eA vorgesehen ist, dazu bringen, ein Füllraum für das Dichtungsharz oder das äußere Harz zu sein, wobei der innere Kern 31 und der äußere Kern 32 mittels des Harzes miteinander verbunden werden können.
Wenn das Gehäuse aus einem leichten Metall, wie Aluminium oder einer Legierung davon, Magnesium oder einer Legierung davon, ausgebildet wird, weist dieses eine hohe thermische Leitfähigkeit und ein leichtes Gewicht auf. Wenn hier ein Gehäuse verwendet wird, bei dem ein Bodenabschnitt und ein Seitenwandabschnitt, welcher von dem Bodenabschnitt hervorsteht, separate Elemente sind und verschiedene Materialarten für diese verwendet werden, genauer gesagt, wenn der Bodenabschnitt aus dem Metall, wie weiter oben beschrieben, und der Seitenwandabschnitt aus einem Harz, wie einem PPS-Harz, ausgebildet wird, weist der Bodenabschnitt, welcher mit der Spule 2 vorgesehen ist, eine hohe Wärmefreigabeleistung auf und kann ein reduziertes Gewicht aufweisen. Beispiele des Dichtungsharzes umfassen Epoxidharz, Urethanharz, Silikonharz und dergleichen. Indem als Dichtungsharz Harz mit einem Füllstoff aus mindestens einer Keramik ausgewählt aus Siliziumnitrit, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrit, Bornitrit, Mullit und Siliziumkarbid verwendet wird, kann eine hohe Isolierleistung erzielt werden und die Wärmefreigabeleistung verbessert werden.
Darüber hinaus können, wenn eine Ausgestaltung verwendet wird, bei welcher eine Wärmeabstrahlungsplatte aus Metall, welche weiter oben beschrieben wurde, verwendet wird, die Keramiken mit hoher thermischer Leitfähigkeit oder dergleichen über einen Klebstoff, einen Bolzen, äußeres Harz oder dergleichen fixiert werden, wodurch die Wärmefreigabeleistung verbessert werden kann.
(Verfahren zum Herstellen der Drossel)
Die Drossel 1 mit dieser Struktur kann beispielsweise gemäß einem Prozess zum Vorbereiten einer Spule, Vorbereiten eines Kernteils und Zusammenbauen hergestellt werden.
Genauer gesagt werden die Spule 2, das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g, welche den inneren Kern 31 (den gestapelten säulenförmigen Körper) ausgestalten, und das Kernstück zum Ausgestalten des äußeren Kerns 32 als erstes, wie weiter oben beschrieben, vorbereitet.
Wie weiter oben beschrieben, werden die Kernteile 4A und 4B durch Umspritzen ausgeformt. In dieser Ausführungsform weisen die Kernteile 4A und 4B die gleiche Form auf. Demnach können die Kernteile 4A und 4B durch eine einzelne Metallform hergestellt werden und weisen eine hohe Produktivität auf.
Anschließend werden die Spule 2, die Kernteile 4A und 4B und der äußere Kern 32 zusammengebaut. Wie in 4 gezeigt, wird der gestapelte säulenförmige Körper, welcher mit dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oA beschichtet ist, genauer gesagt der innere Kern 31, in das Spulenelement 2a in dem Kernteil 4A eingeführt und der gestapelte säulenförmige Körper, welcher mit dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt 51oB beschichtet ist, genauer gesagt der innere Kern 31, in das andere Spulenelement 2b in dem anderen Kernteil 4B eingeführt. Die Kernteile 4A und 4B umfassen die Eingriffsrohrabschnitte 53A und 53B und den Eingriffsabschnitt 517, sodass das Einpassen einfach mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann. In den Kernteilen 4A und 4B sind ferner die Flächen auf der Spulenseite 2 der rahmenförmigen Abschnitte 52A und 52B entlang der Endflächenformen der Spulenelemente 2a und 2b vorgesehen. Dementsprechend können die Spule 2 und die Kernteile 4A und 4B mit hoher Genauigkeit vereint werden.
Darüber hinaus wird der äußere Kern 32 angeordnet, um den rahmenförmigen Abschnitt 52A in dem Kernteil 4A und den rahmenförmigen Abschnitt 52B in dem anderen Kernteil 4B dazwischen aufzunehmen, wobei der innere Kern 31 und der äußere Kern 32 ausgestaltet sind, eine Ringform aufzuweisen. Demnach wird die Drossel 1 erhalten. Wie weiter oben beschrieben, kann ein Klebstoff oder dergleichen in das hohle Loch 510 des Endflächenbeschichtungsabschnitts 51eA des Kernteils 4A und das hohle Loch des Endflächenbeschichtungsabschnitts des Kernteils 4B eingeführt werden, und darüber hinaus ein Klebstoff oder dergleichen auf die Endfläche 31e des inneren Kerns 31, welcher von dem Durchgangsloch 530 der Kernteile 4A und 4B freigelegt ist, appliziert werden, um den inneren Kern 31 und den äußeren Kern 32 zu verbinden.
Mit der Ausgestaltung, welche das Gehäuse, das Dichtungsharz oder dergleichen, wie weiter oben beschrieben, umfasst, wird ferner das Aufnehmen in einem Gehäuse, das Auffüllen mit Dichtungsharz, das Ausbilden des äußeren Harz, das Verbinden einer Wärmeabstrahlungsplatte oder dergleichen ausgeführt.
(Verwendbarkeit)
Die Drossel 1 mit der Struktur kann bevorzugt unter elektrischen Anwendungsbedingungen verwendet werden, bei denen sich ein maximaler Strom (Gleichstrom) in einem Bereich von 100 bis 1000 A, eine Durchschnittsspannung in einem Bereich von 100 bis 1000 V, eine Verwendungsfrequenz in einem Bereich von 5 bis 100 kHz bewegt, wobei diese typischerweise als eine Komponente einer In-Fahrzeugenergiewandlungseinrichtung in einem Fahrzeug, wie einem elektrischen Fahrzeug, einem Hybridfahrzeug, oder dergleichen, verwendet wird.
(Effekt)
Selbst wenn das Kernstück 31m oder das Spaltelement 31g, welche einen Teil des magnetischen Kerns 3 (hier der innere Kern 31) ausgestalten, einen Herstellungsfehler aufweist, passt die Drossel 1 die Dicke des Endflächenbeschichtungsabschnitts in dem Beschichtungsharz 5A und 5B, welche in beiden Kernteilen 4A und 4B vorgesehen sind, beim Ausformen an, wodurch die Absorption von Herstellungsfehlern durch die Endflächenbeschichtungsabschnitte 51eA und 51eB ermöglicht wird. Dementsprechend weisen die Kernteile 4A und 4B, welche Komponenten der Drossel 1 sind, eine hohe Abmessungsgenauigkeit auf, da eine Länge in einer Stapelungsrichtung eines gestapelten Produktes, welches durch das Kernstück 31m und das Spaltelement 31g erhalten wird, durch die Metallform festgelegt wird. Aus diesem Grund wird der äußere Kern 32 in die Kernteile 4A und 4B geeignet eingesetzt, ohne dass zusätzliche Anpassungen der Dicke des Klebstoffes oder dergleichen erforderlich sind.
Darüber hinaus führt die Drossel 1 dazu, dass die Endflächenbeschichtungsabschnitte 51eA und 51eB, welche an beiden Kernteilen 4A und 4B vorgesehen sind, als Spalte fungieren, wodurch eine Verringerung in der Anzahl von Spaltelementen 31, welche zusätzlich vorzubereiten sind, ermöglicht wird, wodurch eine Reduktion der Anzahl von Schritten und eine Reduktion oder Auslassung von Verarbeitungen zum Verbessern der Abmessungsgenauigkeit in dem Spaltelement 31 erzielt wird.
Darüber hinaus kann die Drossel 1 das gestapelte Produkt des Kernstücks 31m und des Spaltelements 31g als ein integriertes Produkt, welches ganzheitlich durch die Umfangsflächenbeschichtungsabschnitte 51oA und 51oB zusammengehalten wird, behandeln, wodurch das Auslassen eines unabhängigen zylindrischen Spulenträgers und eine Reduktion in der Anzahl von Teilen und der Anzahl von Zusammenbauschritten ermöglicht werden.
Aus diesen Gründen weist die Drossel 1 eine gute Zusammenbaubarkeit auf. Durch Verwenden der Kernteile 4A und 4B wird darüber hinaus ermöglich, die Zusammenbaubarkeit der Drossel 1 zu verbessern.
Darüber hinaus erzeugt die Drossel 1 folgende Effekte.

(1) Der innere Kern 31 und der äußere Kern 32 werden geeignet verbunden, sodass eine angestrebte Induktivität mit hoher Genauigkeit erzielt werden kann.
(2) Die Isolierung zwischen der Spule 2 und dem magnetischen Kern 3 kann durch das Beschichtungsharz 5A und 5B verbessert werden.
(3) Die Kernteile 4A und 4B werden ganzheitlich mit den rahmenförmigen Abschnitten 52A und 52B vorgesehen. Dementsprechend kann die Anzahl der Teile und die Anzahl der Zusammenbauschritte ferner verringert werden, wodurch die Zusammenbaubarkeit gut ist.
(4) Die Kernteile 4A und 4B umfassen den Eingriffsabschnitt 517 und die Eingriffsrohrabschnitte 53A und 53B. Aus diesem Grund können beide Teile 4A und 4B einfach angeordnet werden, wodurch die Zusammenbaubarkeit gut ist.
(5) Die Kernteile 4A und 4B umfassen die Rippe 515 in den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitten 51oA und 51oB. Dementsprechend kann die Kontaktfläche der Spulenelemente 2A und 2B verringert werden und der innere Kern 31 (der gestapelte säulenförmige Körper) einfach in die Spulenelemente 2A und 2B eingeführt werden, wodurch die Zusammenbaubarkeit gut ist.
(6) Die Kernteile 4A und 4B umfassen die Positionierungsabschnitte 55A und 55B des äußeren Kerns 32 in dem rahmenförmigen Abschnitten 52A und 52B. Selbst wenn die innere Endfläche 32e, die eine Kopplungsfläche zu dem inneren Kern 31 ist, eine flache Form aufweist, kann der äußere Kern 32 daher leicht positioniert werden, wodurch eine gute Zusammenbaubarkeit erzielt wird.
(7) Da die Kernteile 4A und 4B die gleichen Formen aufweisen, ist die Produktivität hoch und diese können einfach behandelt werden.
(8) Indem das Material des Spaltelementes 31 festgelegt wird, eine Mischung aus magnetischem Pulver und einem nichtmagnetischen Material zu sein, ist es möglich, einen Verlust zu reduzieren, der durch einen Streufluss hervorgerufen wird und ferner das Spaltelement 31 in eine angestrebte Form einfach auszuformen, um eine hohe Produktivität des Spaltelementes 31 zu erzielen.
(9) Die Kernteile 4A und 4B weisen eine hohe Formfreigabeleistung auf, da die Umfangsflächenbeschichtungsabschnitte 51oA und 51oB hauptsächlich konische externe Formen aufweisen, wodurch die Produktivität hoch ist.

[Erste Variante]
Die Beschreibung wurde für die Ausgestaltung gegeben, bei welcher die Kernteile 4A und 4B der ersten Ausführungsform den dünnen Eingriffsabschnitt 517 in dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitten 51oA und 51oB und die Eingriffsrohrabschnitte 53A und 53B in den rahmenförmigen Abschnitten 52A und 52B aufweisen. Darüber hinaus können die Eingriffsabschnitte und die Eingriffsrohrabschnitte in dem Kernteil ausgelassen werden. Mit dieser Ausgestaltung kann, in der gleichen Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform, der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt eine konische Form mit einer Dicke aufweisen, welche über eine gesamte Länge davon variiert wird, oder ferner mit einer Rippe versehen sein, oder ferner eine flache Form mit einer gleichförmigen Dicke über die gesamte Länge davon aufweisen. Mit dieser Ausgestaltung wird der rahmenförmige Abschnitt mit dem Durchgangsloch versehen, in welches die andere Endseite des gestapelten säulenförmigen Körpers eingeführt werden kann. Mit dieser Ausgestaltung wird die Form des Kernteils vergleichsweise einfach, wobei die Form der Metallform vereinfacht wird.
[Zweite Variante]
Die Beschreibung wurde für eine Ausgestaltung gegeben, bei welcher jedes der Kernteile 4A und 4B der ersten Ausführungsform einen einzelnen gestapelten säulenförmigen Körper aufweist. Darüber hinaus kann das Kernteil zwei gestapelte säulenförmige Körper aufweisen. Beispiele des Kernteils umfassen eine Ausgestaltung, bei welcher zwei gestapelte säulenförmige Körper, die mit dem Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt beschichtet sind, ganzheitlich mit einem einzelnen rahmenförmigen Abschnitt gekoppelt sind und der Endflächenbeschichtungsabschnitt an einer Endfläche von jedem der gestapelten säulenförmigen Körper vorgesehen ist. Die zwei Endflächenbeschichtungsabschnitte werden zusammen ganzheitlich mit dem einzelnen rahmenförmigen Abschnitt ausgeformt.
Mit dieser Ausgestaltung kann, wenn hier zusätzlich das rahmenförmige Element, das zwischen dem äußeren Kern, der mit den anderen Endflächen von beiden der gestapelten säulenförmigen Körper in dem Kernteil gekoppelt ist, und der Endfläche der Spulenelements vorgesehen ist, vorbereitet wird, die Isolierleistung zwischen der Spule und dem magnetischen Kern verbessert werden. Es ist möglich, ein rahmenförmiges Element, welches zwei Durchgangslöcher aufweist, in die zwei gestapelte säulenförmige Körper entsprechend eingeführt werden können, und ferner ein rahmenförmiges Element mit zwei Eingriffsrohrabschnitten zu verwenden.
Mit dieser Ausgestaltung ist die Produktivität hoch, da das Spulenelement beispielsweise in die zwei gestapelten säulenförmigen Körper zur gleichen Zeit eingeführt werden kann, welche in dem Kernteil vorgesehen sind.
[Dritte Variante]
Die Beschreibung wurde für die Ausgestaltung gegeben, bei welcher die Teile 4A und 4B, die in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, die rahmenförmigen Abschnitte 52A und 52B ganzheitlich umfassen. Darüber hinaus kann der rahmenförmige Abschnitt in dem Kernteil ausgelassen werden. In dem Kernteil umfasst das Beschichtungsharz lediglich den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt und den Endflächenbeschichtungsabschnitt. Dementsprechend wird die Form vereinfacht und die Form der Metallform ebenfalls vereinfacht. Wenn der Eingriffsabschnitt in den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt ebenfalls ausgelassen wird, kann die Form weiter vereinfacht werden.
In dem Fall, bei dem eine Drossel beispielsweise eine Spule mit einem Paar von Spulenelementen aufweist, wird ein Paar von rahmenförmigen Elementen mit den zwei Durchgangslöchern und den zwei weiteren Eingriffsrohrabschnitten, welche in der zweiten Variante beschrieben wurden, zusätzlich vorbereitet und mit dem Kernteil gemäß der dritten Variante so zusammengesetzt, dass die Isolierleistung der Spule und des äußeren Kerns verbessert werden kann. In dem Fall, bei welchem eine Drossel beispielsweise eine einzelne Spule ist, wird ein ringförmiges Element mit einem Flansch, welches sich von der Umfangskante des Eingriffsrohrabschnitts nach außen erstreckt, vorbereitet und in das Kernteil gemäß der dritten Variante so eingesetzt, dass eine Isolierleistung eines Abschnittes, der an der Endflächenseite der Spule in dem magnetischen Kern angeordnet ist, und der Spule verbessert werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
Die Drossel gemäß einer der ersten Ausführungsform und der ersten bis dritten Varianten kann beispielsweise für eine Komponente eines Wandlers, der an einem Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist, oder eine Komponente einer Energiewandlungseinrichtung mit dem Wandler verwendet werden.
Beispielsweise umfasst, wie in 5 gezeigt, ein Fahrzeug 1200, welches ein elektrisches Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug ist, eine Hauptbatterie 1210, eine Energiewandlungseinrichtung 1100, welche mit der Hauptbatterie 1200 verbunden ist, und einen Motor (eine Last) 1220, welcher durch Energie angetrieben wird, die von der Hauptbatterie 1210 zugeführt wird und zum Reisen verwendet wird. Der Motor 1220 ist ein typischer drei-Phasen Wechselstrommotor und treibt Räder 1250 während des Fahrens an und fungiert als Generator während der Regeneration. Im Falle eines elektrischen Hybridfahrzeugs umfasst das Fahrzeug 1200 zusätzlich zu dem Motor 1220 eine Maschine. Obwohl 5 einen Einlass als einen Ladeabschnitt des Fahrzeugs 1200 darstellt, kann ein Stecker umfasst sein.
Die Energiewandlungseinrichtung 1100 umfasst einen Wandler 1110, welcher mit der Hauptbatterie 1210 verbunden ist, und einen Invertierer 1120, welcher mit dem Wandler 1110 verbunden ist und eine Wandlung zwischen Gleich- und Wechselstrom durchführt. Während des Fahrens des Fahrzeugs 1200 transformiert der Wandler 1110, welcher in diesem Beispiel beschrieben wird, eine Gleichstromspannung (Eingangsspannung) der Hauptbatterie 1210, welche sich in einem Bereich von 200 bis 300 V bewegt, auf ein Niveau in einem Bereich von 400 bis 700 V herauf, und führt diese Energie dem Invertierer 1120 zu. Während der Regeration stuft der Wandler 1110 die Gleichstromspannung (die Eingangsspannung) des Motors 1220 durch den Invertierer 1120 auf eine Gleichstromspannung herab, welche für die Hauptbatterie 1210 geeignet ist, und verwendet die Gleichstromspannung zum Laden der Hauptbatterie 1210. Während des Fahrens des Fahrzeugs 1200 wandelt der Invertierer 1120 den Gleichstrom, welcher durch den Wandler 1110 herauftransformiert wurde, in einen vorbestimmten Wechselstrom um und führt den Wechselstrom dem Motor 1220 zu. während der Regeneration wandelt der Invertierer 1120 den Wechselstrom, welcher von dem Motor 1220 ausgegeben wird, in Gleichstrom um und gibt den Gleichstrom an den Wandler 1110 aus.
Wie in 6 gezeigt, umfasst der Wandler 1110 eine Vielzahl von Schaltelementen 1111, einen Treiberkreis 1112, welcher den Betrieb der Schaltelemente 1111 steuert, und eine Drossel L. Der Wandler 1110 wandelt die Eingangsspannung (in dieser Situation Herauf- und Herabtransformationen) durch wiederholte ON und OFF-Betriebe (Schaltbetriebe). Die Schaltelemente 1111 verwenden jeweils ein Leistungsgerät, wie einen Feldeffekttransistor (FET), oder einen isolierten Gate-Bipolartransistor (IGBT). Die Drossel 1 verwendet eine Charakteristik einer Spule, welche einer Veränderung von Strom, der durch den Kreislauf fließt, entgegen wirkt, und weist folglich eine Funktion zum Glätten der Veränderung auf, wenn der Strom durch den Schaltbetreib erhöht oder verringert wird. Die Drossel L ist die Drossel gemäß einer von der ersten Ausführungsform und der ersten bis dritten Varianten. Da die Drossel 1 mit guter Zusammenbaubarkeit oder dergleichen umfasst ist, weisen die Energiewandlungseinrichtung 1100 und der Wandler 1110 eine hohe Produktivität auf.
Das Fahrzeug 1200 umfasst zusätzlich zu dem Wandler 1100 einen Zuführeinrichtungswandler 1150, welcher mit der Hauptbatterie 1210 verbunden ist, einen Hilfsenergiezuführwandler 1160, welcher mit einer Hilfsbatterie 1230 verbunden ist, die als eine Energiequelle einer Hilfseinrichtung 1240 und der Hauptbatterie 1210 fungiert, und eine Hochspannung der Hauptbatterie 1210 in eine Niederspannung umwandelt. Der Wandler 1110 führt typischerweise eine DC-DC Wandlung aus, wobei der Zuführeinrichtungswandler 1150 und der Hilfsenergiezuführwandler 1160 eine AC-DC Wandlung durchführen. Der Zuführeinrichtungswandler 1150 kann eine Art aufweisen, welche DC-DC Wandlungen durchführt. Der Zuführeinrichtungswandler 1150 und der Hilfsenergiezuführwandler 1160 können jeweils eine Struktur ähnlich zu der Drossel gemäß einer der ersten Ausführungsform und der ersten bis dritten Varianten aufweisen, wobei die Größe und Form der Drossel geeignet verändert werden können. Darüber hinaus kann die Drossel gemäß einer der ersten Ausführungsform und der ersten bis dritten Varianten für einen Wandler verwendet werden, welcher Wandlungen für die Eingangsenergie und lediglich Herauf- oder Herabtransformationen ausführt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann geeignet modifiziert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann das Kernteil der Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung die Komponente des äußeren Kerns, das heißt eines Abschnittes sein, wo die Spule nicht in dem magnetischen Kern angeordnet ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt als eine Komponente einer Energiewandlungseinrichtung, wie einem In-Fahrzeugwandler (typischerweise einem DC-DC Wandler), welcher in einem Fahrzeug, wie einem elektrischen Hybridfahrzeug, einem elektrischen Plug-in Hybridfahrzeug, einem elektrischen Fahrzeug oder einem Brennstoffzellenfahrzeug, angebracht ist, oder als ein Wandler einer Klimaanlage verwendet werden. Das Kernteil der Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise für die Komponente der Drossel verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: DROSSEL
2: SPULE
2a, 2b: SPULENELEMENT
2r: KOPPLUNGSABSCHNITT
2w: DRAHT
3: MAGNETISCHER KERN
31: INNERER KERN
31e: ENDFLÄCHE
31m: KERNSTÜCK
31g: SPALTELEMENT
32: ÄUSSERER KERN
32e: INNERE ENDFLÄCHE
4A, 4B: KERNTEIL
5A, 5B: BESCHICHTUNGSHARZ
51oA, 51oB: UMFANGSFLÄCHENBESCHICHTUNGSABSCHNITT
51eA: ENDBESCHICHTUNGSABSCHNITT
52A, 52B: RAHMENFÖRMIGER ABSCHNITT
53A, 53B: EINGRIFFSROHRABSCHNITT
54A, 54B: BEFESTIGUNG
55A, 55B: POSITIONIERUNGSABSCHNITT
56A, 56B: UNTERTEILUNG
510: HOHLES LOCH
511: GENEIGTER ABSCHNITT
513: BASISBESCHICHTUNGSABSCHNITT
515: RIPPE
517: EINGRIFFSABSCHNITT
530: DURCHGANGSLOCH
1100: ENERGIEWANDLUNGSEINRICHTUNG
1110: WANDLER
1111: SCHALTELEMENT
1112: TREIBERKREIS
L: DROSSEL
1120: INVERTIERER
1150: ZUFÜHREINRICHTUNGSWANDLER
1160: HILFSENERGIEZUFÜHRWANDLER
1200: FAHRZEUG
1210: HAUPTBATTERIE
1220: MOTOR
1230: HILFSBATTERIE
1240: HILFSEINRICHTUNG
1250: RAD

Claims

Drossel mit einer zylindrischen Spule und einem magnetischen Kern, wo die Spule angeordnet ist, wobei die Drossel aufweist: einen gestapelten säulenförmigen Körper, welcher einen Abschnitt ausgestaltet, der auf einer Innenseite der Spule in dem magnetischen Kern angeordnet ist, und in dem eine Vielzahl von Kernstücken aus einem magnetischen Material und mindestens ein Spaltelement aus einem Material mit einer geringeren magnetischen Permeabilität als jener des Kernstücks gestapelt sind; und ein Beschichtungsharz, in dem ein Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt zum Beschichten von mindestens einem Teil einer äußeren Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers, um das Kernstück und das Spaltelement ganzheitlich zusammenzuhalten, und ein Endflächenbeschichtungsabschnitt zum Beschichten von mindestens einem Teil einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ganzheitlich ausgeformt sind.
Drossel nach Anspruch 1, bei welcher die Spule ein Paar von Spulenelementen aufweist, der magnetische Kern ein Paar von inneren Kernen, welche entsprechend auf einer Innenseite der Spulenelemente angeordnet sind und durch den gestapelten säulenförmigen Körper ausgebildet sind, und ein Paar von äußeren Kernen aufweist, in denen die Spulenelemente nicht angeordnet sind, wobei diese angeordnet sind, beide der inneren Kerne, welche Seite-an-Seite angeordnet sind, dazwischen aufzunehmen, und das Beschichtungsharz den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt und den Endflächenbeschichtungsabschnitt, welche den gestapelten säulenförmigen Körper, der einen der inneren Kerne ausgestaltet, beschichten, und einen rahmenförmigen Abschnitt umfasst, welcher zwischen einer Endfläche des Spulenelements und einer inneren Endfläche vorgesehen ist, die auf der inneren Kernseite in dem äußeren Kern angeordnet und ganzheitlich mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt ausgeformt ist.
Drossel nach Anspruch 2, bei welcher der Endflächenbeschichtungsabschnitt lediglich einen Teil von einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beschichtet und der andere Abschnitt der einen Endfläche von dem Beschichtungsharz freigelegt ist, und der rahmenförmige Abschnitt den Endflächenbeschichtungsabschnitt und ein Durchgangsloch aufweist, in welches der andere des Paares von inneren Kernen eingeführt ist.
Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt einen Basisbeschichtungsabschnitt mit einer konischen Form mit einer kleinen Dicke von einer Endflächenseite in Richtung der andere Endflächenseite in dem gestapelten säulenförmigen Körper, der mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt versehen ist, und eine Rippe aufweist, welche von einer Fläche des Basisbeschichtungsabschnitts hervorsteht und sich in eine Axialrichtung des gestapelten säulenförmigen Körpers erstreckt, wobei sich eine Hervorstehhöhe der Rippe von der einen Endflächenseite in Richtung der anderen Endflächenseite in dem gestapelten säulenförmigen Körper, welcher mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt versehen ist, vergrößert.
Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Spaltelement aus einer Mischung ausgeformt ist, welche magnetisches Pulver und nicht-magnetisches Material aufweist.
Wandler mit: einem Schaltelement; einem Treiberkreis, welcher einen Betrieb des Schaltelements steuert; und einer Drossel, welche einen Schaltbetrieb glättet, wobei der Wandler eine Eingangsspannung durch den Betrieb des Schaltelements wandelt, und die Drossel die Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
Energiewandlungseinrichtung mit: einem Wandler, welcher eine Eingangsspannung wandelt; und einem Invertierer, welcher mit dem Wandler verbunden ist und eine Wandlung zwischen Gleich- und Wechselstrom durchführt, wobei die Energiewandlungseinrichtung eine Last mit einer Energie antreibt, welche durch den Invertierer gewandelt wurde, und der Wandler der Wandler nach Anspruch 6 ist.
Kernteil für eine Drossel, die für einen magnetischen Kern zu verwenden ist, wo eine zylindrische Spule angeordnet ist, wobei das Kernteil aufweist: einen gestapelten säulenförmigen Körper, in dem eine Vielzahl von Kernstücken aus einem magnetischen Material und mindestens ein Spaltelement aus einem Material mit einer geringeren magnetischen Permeabilität als jener des Kernstücks gestapelt sind; und ein Beschichtungsharz, in dem ein Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt zum Beschichten von mindestens einem Teil einer äußeren Umfangsfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers, um das Kernstück und das Spaltelement ganzheitlich zusammenzuhalten, und ein Endflächenbeschichtungsabschnitt zum Beschichten von mindestens einem Teil einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers ganzheitlich ausgeformt sind.
Kernteil für die Drossel nach Anspruch 8, bei welchem die Spule ein Paar von Spulenelementen aufweist, der gestapelte säulenförmige Körper auf einer Innenseite von einem des Paars von Spulenelementen angeordnet ist, und das Beschichtungsharz den Umfangsflächenbeschichtungsabschnitt und den Endflächenbeschichtungsabschnitt, welche den gestapelten säulenförmigen Körper beschichten, und einen rahmenförmigen Abschnitt umfasst, welcher zwischen einem Abschnitt, wo beide der Spulenelemente nicht in dem magnetischen Kern angeordnet sind, und Endflächen von beiden Spulenelemente angeordnet ist, wobei dieser ganzheitlich mit dem Endflächenbeschichtungsabschnitt ausgeformt ist.
Kernteil für die Drossel nach Anspruch 9, bei welchem der Endflächenbeschichtungsabschnitt lediglich einen Teil einer Endfläche des gestapelten säulenförmigen Körpers beschichtet und der andere Abschnitt der einen Endfläche von dem Beschichtungsharz freigelegt ist, und der rahmenförmige Abschnitt den Endflächenbeschichtungsabschnitt und ein Durchgangsloch aufweist, in welches ein weiterer gestapelter säulenförmiger Körper eingeführt ist, der auf einer Innenseite von dem anderen des Paars von Spulenelementen angeordnet ist.