TW201603062A

TW201603062A - 電子機器

Info

Publication number: TW201603062A
Application number: TW104111777A
Authority: TW
Inventors: 上松辰哉
Original assignee: 豐田自動織機股份有限公司
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-01-16
Also published as: JP5835396B2; JP2015204448A; WO2015159673A1

Abstract

電子機器具備：感應機器、殼體和間隔件。感應機器具有包含複數個腳部的芯體、及分別捲繞於腳部的複數個線圈。殼體收容感應機器，樹脂填充於殼體內。間隔件為樹脂製，且配置在相互於徑向相鄰的線圈彼此之間的間隙。

Description

電子機器

本發明係有關具備電抗器或變壓器等的感應機器和殼體之電子機器，該電抗器或變壓器等的感應機器具備包含複數個腳部的芯體、及分別捲繞於腳部的複數個線圈，該殼體的內部收容感應機器，且填充有樹脂。

例如，日本特開2007-243131號公報所記載的電子機器具備有電抗器或變壓器等的感應機器、和收容感應機器的金屬製殼體，該電抗器或變壓器等的感應機器具有包含複數個腳部的芯體、及分別捲繞於各腳部的複數個線圈。感應機器係藉由填充於殼體內的樹脂(裝填樹脂(potting resin))固定於殼體。藉由樹脂，確保各線圈和殼體的絕緣性，並使感應機器所發出的熱經由樹脂散熱到殼體，而能抑制感應機器的溫度上升。

分別捲繞於腳部的線圈在線圈的徑向相鄰時，相鄰的線圈彼此之間會形成間隙。由於填充於殼體內的樹脂會流入線圈間的間隙，所以間隙愈大，流入間隙之樹脂的量變愈多，依其程度填充於殼體內之樹脂的量會變多。

本發明之目的在於提供一種可減少填充於殼體內之樹脂的量之電子機器。

解決上述課題的電子機器具備：感應機器，其具有包含複數個腳部的芯體、及分別捲繞於前述腳部的複數個線圈；殼體，其收容前述感應機器；樹脂，其填充於前述殼體內；及樹脂製間隔件，其配置於相互在徑向相鄰的前述線圈彼此之間的間隙。

10‧‧‧電抗器裝置

11‧‧‧感應機器

12‧‧‧殼體

12a‧‧‧內周面

13‧‧‧間隙板

21‧‧‧第1芯體

21a、22a、41a、42a‧‧‧平板部

21b、22b‧‧‧第1腳部

21c、22c‧‧‧第2腳部

21d‧‧‧第1側面

21f‧‧‧第2側面

22‧‧‧第2芯體

29‧‧‧樹脂

31‧‧‧第1線圈

32‧‧‧第2線圈

33‧‧‧連結部

33a‧‧‧凹部

33k‧‧‧空間

41‧‧‧第1捲軸

41b、42b‧‧‧第1筒狀部

41c、42c‧‧‧第2筒狀部

42‧‧‧第2捲軸

51‧‧‧間隔件

51a‧‧‧下底部

51b‧‧‧上底部

51c‧‧‧彎曲部

51d‧‧‧延設部

圖1為顯示第1實施形態之電抗器裝置的分解斜視圖。

圖2為圖1之感應機器的縱剖面圖。

圖3為圖2之感應機器的分解斜視圖。

圖4為圖1之感應機器的平剖面圖。

圖5為包含圖2之感應機器的電子機器之縱剖面圖。

圖6為第2實施形態之感應機器的分解斜視圖。

圖7為第3實施形態之感應機器的分解斜視圖。

圖8為第4實施形態之感應機器的分解斜視圖。

[用以實施發明的形態]

以下，參照圖1~圖5，說明作為一種電子機器的電抗器裝置10之第1實施形態。

如圖1所示，電抗器裝置10具備有：感應機器11；以及收容感應機器11的殼體12。感應機器11 具有：兩個芯體、即第1芯體21及第2芯體22；和兩個線圈、即第1線圈31及第2線圈32。殼體12為有底橢圓筒狀且為金屬製(本實施形態中為鋁製)。感應機器11是以第1芯體21位於第2芯體22和殼體12的底部之間的方式收容於殼體12內。

如圖2及圖3所示，第1芯體21及第2芯體22為U型芯體。第1芯體21及第2芯體22為磁性體，且藉由鐵粉芯(dust core)形成。

第1芯體21具有：成大致矩形平板狀之平板部21a；和複數個腳部。複數個腳部係包含：從平板部21a的長邊方向的一端朝第2芯體22延伸的圓柱狀第1腳部21b；和從平板部21a的長邊方向的另一端朝第2芯體22延伸的圓柱狀第2腳部21c。

第1芯體21具有：位於平板部21a的長邊方向兩端之第1側面21d；和位於平板部21a的短邊方向兩端之第2側面21f。一對第2側面21f係沿著平板部21a的長邊方向相互平行地延伸。各第1側面21d係以與一對第2側面21f相連，且在平板部21a的長邊方向從一對第2側面21f逐漸分離的方式膨出。

第2芯體22包含：成大致矩形平板狀之平板部22a；和複數個腳部。複數個腳部係包含：從平板部22a的長邊方向的一端朝第1芯體21延伸的圓柱狀第1腳部22b；和從平板部22a的長邊方向的另一端朝第1芯體21延伸的圓柱狀第2腳部22c。

第2芯體22具有：位於平板部22a的長邊方向兩端之第1側面22d；和位於平板部22a的短邊方向兩端之第2側面22f。一對第2側面22f係沿著平板部22a的長邊方向相互平行地延伸。各第1側面22d係以與一對第2側面22f相連，且在平板部22a的長邊方向從一對第2側面22f逐漸分離的方式膨出。

第1芯體21與第2芯體22為相同形狀。並且，第1及第2芯體21、22係配置成使第1腳部21b、22b的延設方向的前端面彼此面對面，且使第2腳部21c、22c的延設方向的前端面彼此面對面。

間隙(gap)板13分別介於於第1腳部21b、22b的前端面之間、及第2腳部21c、22c的前端面之間。各間隙板13為非磁性體(例如陶瓷)，且形成外徑與第1腳部21b、22b及第2腳部21c、22c相同的圓板狀。間隙板13係在第1腳部21b、22b的前端面之間、及第2腳部21c、22c的前端面之間形成有間隙。

如圖2及圖3所示，在第1芯體21裝設有作為捲軸的第1捲軸41，同時在第2芯體22裝設有作為捲軸的第2捲軸42。第1捲軸41及第2捲軸42為樹脂製。本實施形態中，第1捲軸41及第2捲軸42係藉由聚伸苯硫樹脂(PPS樹脂)所形成。

第1捲軸41具有：平板部41a；自平板部41a突出的圓筒狀第1筒狀部41b；和自平板部41a突出的圓筒狀第2筒狀部41c。第1芯體21的第1腳部21b插入第1筒狀部41b的內部，第1芯體21的第2腳部21c插入第2筒狀部41c的內部。

第2捲軸42具有：平板部42a；自平板部 42a突出的圓筒狀第1筒狀部42b；和自平板部42a突出的圓筒狀第2筒狀部42c。第2芯體22的第1腳部22b插入第1筒狀部42b的內部，第2芯體22的第2腳部22c插入第2筒狀部的內部。

第1及第2捲軸41、42係以第1筒狀部41b、 42b之突出方向的前端部相互對向，且第2筒狀部41c、42c之突出方向的前端部相互對向的方式配置。第1捲軸41的平板部41a具有與第2捲軸42的平板部42a相同的外形。

第1線圈31為圓環狀，且繞著插通有第1 腳部21b、22b的第1筒狀部41b、42b捲繞。第2線圈32為圓環狀，且繞著插通有第2腳部21c、22c的第2筒狀部41c、42c捲繞。在本實施形態中，第1及第2線圈31、32係將一條導電板以邊對邊(edgewise)的方式彎曲而分別形成，第1線圈31的前端部藉由連結部33與第2線圈32的前端部連結。捲繞於第1腳部21b、22b(即，第1筒狀部41b、42b)的第1線圈31和捲繞於第2腳部21c、22c(即，第2筒狀部41c、42c)的第2線圈32係於徑向鄰接配置，於此等線圈31、32之間的間隙設有連結部33。第1線圈31之捲繞方向係與第2線圈32之捲繞方向不同。此外，亦可將一條導電板以邊對邊(edge-wise)的方式彎曲而一體形成第1及第2線圈31、32。

如圖3及圖4所示，俯視呈大致梯形的一對間隔件51係以從第1捲軸41的平板部41a朝平板部41a的厚度方向突出的方式，與第1捲軸41形成一體。各間隔件51配置在第1線圈31和第2線圈32之間的間隙。間隔件51為樹脂製。本實施形態中，間隔件51係藉由與第1及第2捲軸41、42相同的材料之聚伸苯硫樹脂(PPS樹脂)所形成。

各間隔件51具有：下底部51a，從延伸於平板部41a的長邊方向的側緣朝向與平板部41a的上面正交的方向即平板部41a的厚度方向延伸；和上底部51b，從平板部41a的上面的靠中央處延伸於平板部41a的厚度方向。又，各間隔件51具有一對彎曲部51c，其等係以從位於下底部51a的長邊方向的兩側緣至位於上底部51b的長邊方向的兩側緣為止彎曲成弧狀的方式分別延伸。彎曲部51c係沿著第1線圈31及第2線圈32的外周面分別延伸，而與第1線圈31及第2線圈32的外周面接觸。又，各間隔件51具有與下底部51a、上底部51b及一對彎曲部51c相連，同時沿著第2捲軸42的平板部42a延伸的延設部51d。各延設部51d係與第2捲軸42的平板部42a接觸。間隔件51的上底部51b彼此配置成相互對向，且在上底部51b彼此之間形成有配置連結部33的空間33k。

如圖1所示，殼體12具有沿著感應機器11 的外形形成的內周面12a。具體而言，殼體12的內周面12a係沿著第1及第2捲軸41、42的平板部41a、42a的外形而形成。

如圖5所示，感應機器11的一部分係由充填於殼體12內的樹脂29所覆蓋。樹脂29係由與第1捲軸41及第2捲軸42不同的樹脂(例如環氧樹脂)所構成。藉由樹脂29，得以確保各線圈31、32和殼體12的絕緣性。感應機器11係透過樹脂29與殼體12形成熱結合。然後，來自感應機器11的熱會透過樹脂29散熱到殼體12。

其次，說明本實施形態的作用。

捲繞於第1腳部21b、22b的第1線圈31、和捲繞於第2腳部21c、22c的第2線圈32係於徑向相鄰配置。各間隔件51係配置於第1線圈31和第2線圈32之間的間隙。藉此，不需要將填充於殼體12內的樹脂29，填充於相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙。其結果，與相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙沒有間隔件51的情況相比，填充於殼體12內的樹脂29的量變少。

第1線圈31的一部分及第2線圈32的一部分與一對間隔件51接觸，亦即，各間隔件51係與和該間隔件51相鄰的線圈31、32的一部分接觸，所以由第1及第2線圈31、32所發出的熱會透過各間隔件51傳送到第1芯體21。且，藉由使傳送到第1芯體21的熱散熱至殼體12，可抑制感應機器11的溫度上升。

上述實施形態中，可獲得以下的功效。

(1)在第1線圈31和第2線圈32之間的間隙配置有間隔件51。藉此，在將樹脂29填充於殼體12 內時，不需要將樹脂29填充於相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙。因此，與相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙沒有間隔件51的情況相比較，可減少填充於殼體12內之樹脂29的量。由於樹脂29的材料成本比間隔件51的材料成本高，所以藉由樹脂29的減量，可抑制材料成本。又，由於可縮短樹脂29填充至間隙的時間，所以可抑制製造成本。

(2)各間隔件51係與第1捲軸41形成一體。藉此，於將第1捲軸41模成形之際，由於可將各間隔件51與第1捲軸41同時成形，所以可容易製造電抗器裝置10。

(3)殼體12的內周面12a係沿著感應機器11 的外形而形成。藉此，可減少殼體12和感應機器11之間的間隙，進而可減少填充於殼體12內之樹脂29的量。

(4)根據本實施形態，在將樹脂29充填於殼體12內之際，不需要將樹脂29填充於相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙。因此，在樹脂29流入相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙之際，可抑制空氣被封閉於該間隙，而造成空氣以氣泡的形式殘留於相鄰的第1及第2線圈31、32之間。其結果，可抑制因殘留的氣泡而導致從感應機器11至殼體12的散熱不均。

(5)由於第1線圈31的一部分及第2線圈32 的一部分係與一對間隔件51接觸，所以可將從第1及第2線圈31、32發出的熱經由各間隔件51傳送至第1芯體21。且，藉由使傳送到第1芯體21的熱散熱至殼體12，可抑制感應機器11的溫度上升。

(6)由於可減少填充於殼體12內之樹脂29 的量，所以可縮短將樹脂29填充於殼體12內的時間，可縮短電抗器裝置10的製造時間。

此外，上述實施形態亦可變更如以下。

○如圖6的第2實施形態所示，一對間隔件51亦可以從第1芯體21朝其厚度方向突出的方式與第1芯體21形成一體。藉此，例如，藉由使用磁性粉末混合樹脂和樹脂2種材料，可將各間隔件51與第1芯體21同時成形，所以可容易製造電抗器裝置10。於此情況，在第1捲軸41的平板部41a，形成有順沿對應的間隔件51的外形之缺口部41k。

○如圖7的第3實施形態所示，亦可在相鄰的第1及第2線圈31、32之間，配置與第1捲軸41、第2捲軸42、第1芯體21及第2芯體22為不同個體的一對間隔件51。藉此，可使用與間隔件51為不同個體之既有的第1捲軸41、第2捲軸42、第1芯體21及第2芯體22。

○如圖8的第4實施形態所示，亦可在相鄰的第1及第2線圈31、32之間的間隙整體，配置與第1捲軸41、第2捲軸42、第1芯體21及第2芯體22為不同個體的一個間隔件51。於此情況，間隔件51亦可進一步具有下底部51a來取代上底部51b。此時，在間隔件51中，於與連結部33重疊的部分，必需形成有與連結部33對應之形狀的凹部33a。

○上述第1~第3實施形態的各形態中，間隔件51的數量亦可為兩個，只要有至少一個即可。

○上述各實施形態中，第1芯體21亦可為與第2芯體22不同的形狀。

○上述各實施形態中，第1線圈31及第2線圈32亦可為橢圓環狀或四角環狀。

○上述各實施形態中，感應機器11亦可為第1線圈31及第2線圈32捲繞於一個芯體而成的構成。

○上述各實施形態中，感應機器11亦可具有三個以上的芯體。

○上述各實施形態中，感應機器11亦可具有三個以上的線圈。

○上述各實施形態中，殼體12亦可為例如有底四角箱狀。

○上述各實施形態中，樹脂29亦可為胺基甲酸酯樹脂或矽氧烷樹脂。

○上述各實施形態中，第1捲軸41及第2捲軸42亦可藉由聚伸苯硫樹脂(PPS樹脂)以外的樹脂形成。

○上述各實施形態中，第1線圈31及第2線圈32亦可為捲繞圓形線材而成之構成。

○上述各實施形態中，樹脂29亦可覆蓋感應機器11全體。

○上述各實施形態中，感應機器11亦可為電抗器以外的機器(例如變壓器)。