TWI585792B - Reactor units and electrical and electronic equipment - Google Patents
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Description
本發明係關於一種反應器裝置及具備該反應器裝置之電氣電子機器。
油電混合動力車等之升壓電路、發電及變電設備中所使用之反應器裝置具備:反應器本體,其包含環狀之芯體及捲繞於芯體之線圈;殼體,其收容反應器本體;及密封材料,其填充於反應器本體與殼體之間(例如參照專利文獻1、專利文獻2)。
若反應器裝置於使用時被施加交流電流,則因芯體之磁致伸縮特性,芯體根據交流之電流變化而週期性地變形,而自反應器本體產生振動及熱。密封材料被要求可耐受來自該反應器本體之振動、或自反應器裝置所處之環境(例如汽車)施加於反應器裝置之振動,從而使反應器本體相對於殼體固定。
[專利文獻1]日本專利特開2012-142379號公報
[專利文獻2]日本專利特開2014-224189號公報
如專利文獻2所示,填充於反應器本體與殼體之間之密封材料係藉由如下方式而形成,即,於將反應器本體收容於殼體內之狀態下,
向反應器本體與殼體之間灌注(澆鑄)硬化性組合物,並使硬化性組合物硬化。就使反應器本體相對於殼體牢固地固定之觀點而言,較佳為使密封材料採用硬質者,具體而言為楊氏模數較高之材料。然而,可形成硬質之密封材料之硬化性組合物會因硬化時之體積收縮而對反應器本體之芯體施加較強之壓縮應力。若芯體受到較強之壓縮應力,則會對反應器本體之磁氣特性尤其是鐵損造成不良影響。該傾向於反應器本體具備壓粉芯之情形時較為顯著。
作為避免造成此種影響的方法之一,可考慮使用於硬化時不易對芯體施加壓縮應力之材料作為用以形成密封材料之硬化性組合物。然而,於該情形時,作為硬化物之密封材料成為軟質者(楊氏模數較低者),從而因來自反應器本體之振動或來自反應器裝置外之振動而使反應器本體自殼體脫落之危險性增高。
本發明鑒於該現狀,其目的在於提供一種可實現降低於使用中反應器本體自殼體脫落之問題發生之可能性、並且抑制反應器裝置之磁氣特性之降低的反應器裝置及具備該反應器裝置之電氣電子機器。
為解決上述問題而提供之本發明於一態樣中係一種反應器裝置,其特徵在於具備:反應器本體,其具備俯視呈環狀之芯體及捲繞於上述芯體之線圈;殼體,其收容上述反應器本體;及密封材料,其填充於上述反應器本體與上述殼體之間;且上述芯體包含壓粉芯,該壓粉芯具備對包含磁性粉末之材料進行加壓成形而形成之壓粉體;上述芯體具有:2個直線部,其等具有插入至上述線圈內之部分,且劃分形成直線狀之磁路;及2個彎折部,其等連設於上述直線部各自之端部,且劃分形成彎折之磁路;上述密封材料具備位於上述彎折部與上述殼體之間之第1密封材料、及位於上述直線部之至少一部分與上述殼體之間之第2密封材料;上述第1密封材料之楊氏模數低於上述第
2密封材料之楊氏模數。
於用以形成密封材料之硬化性組合物硬化收縮時反應器本體之芯體所受到之壓縮應力對反應器裝置之磁氣特性造成之影響之程度根據芯體之形狀而變化。於芯體之形狀為複雜之形狀之情形時,相較於芯體之形狀為棒狀等相對較為單純之形狀之情形時,存在對磁氣特性尤其是鐵損造成之影響之程度變大之傾向。
因此,於本發明中,將位於以劃分形成閉合之磁路之方式具有俯視時呈環狀之形狀之芯體與殼體之間之密封材料分為劃分形成直線狀之磁路之部分(直線部)之情形(第2密封材料)、及劃分形成非直線狀且彎折之磁路之部分(彎折部)之情形(第1密封材料),第2密封材料採用相對較為硬質(楊氏模數較高)之材料,第1密封材料採用相對較為軟質(楊氏模數較低)之材料。因第2密封材料包含硬質之材料,故可使反應器本體相對於殼體牢固地固定。雖用以形成第2密封材料之硬化性組合物因硬化收縮而對芯體施加較大之壓縮應力,但因藉由第2密封材料而固定之芯體之部分為直線部,故不易發生因該直線部所致之反應器裝置之磁氣特性之劣化。因相對較為軟質且硬化收縮之影響較小之第1密封材料位於芯體中具有相對較為複雜之形狀之彎折部與殼體之間,故不易發生因芯體之彎折部所致之反應器裝置之磁氣特性之劣化。其原因在於發現:當對直線部與彎折部施加相同之力時,應力對芯體造成之影響在彎折部非常大,從而彎折部之磁氣特性之劣化亦較大;且基於該見解,降低了施加於彎折部之應力之影響。因此,上述本發明之反應器裝置不易發生因提供密封材料之硬化性組合物之硬化收縮所致之反應器裝置之磁氣特性之劣化。
就操作性之容易度等而言,用以形成密封材料之硬化性組合物較佳為包含樹脂系材料。因此,上述第1密封材料及上述第2密封材料較佳為包含樹脂系材料。
上述第2密封材料亦可包含填充劑。如上所述,第2密封材料之楊氏模數較第1密封材料高,作為用以提高該楊氏模數之方法,使用基於無機系材料等之填充劑較為簡便。
上述第2密封材料之楊氏模數較佳為5GPa以上。藉由上述第2密封材料,可更穩定地實現使反應器本體相對於殼體而固定。
上述第1密封材料之楊氏模數較佳為50MPa以下。可減小對因自硬化性組合物形成第1密封材料時之硬化收縮而對彎折部賦予之壓縮應力之大小。
上述磁性粉末亦可包含選自由Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金及Co-Fe-Si-B系合金所組成之群之1種或2種以上之非晶質磁性材料之粉末。因非晶質磁性材料相對較為硬質,故於磁性粉末包含非晶質磁性材料之粉末之情形時,當對芯體賦予有外力時容易作為應變而蓄積。蓄積於芯體之應變容易對具備該芯體之反應器裝置之磁氣特性造成不良影響。然而,如上所述,於本發明之反應器裝置中,用以形成位於反應器本體與殼體之間之密封材料之硬化性組合物之硬化收縮不易產生反應器裝置之磁氣特性之劣化。因此,於本發明之反應器裝置中,即便於芯體中所含有之磁性粉末包含非晶質磁性材料之情形時亦不易產生磁氣特性之劣化。
上述非晶質磁性材料亦可包含Fe-P-C系合金。存在該材料之磁致伸縮常數相對較高之情形,但即便於此種情形時,本發明之反應器裝置亦不易產生磁氣特性之劣化。
上述壓粉體亦可含有使上述磁性粉末相對於上述壓粉體中含有之其他材料黏結之黏結成分。於具有黏結成分之情形時,壓粉體相對較容易保持形狀。又,亦存在黏結成分於磁性粉末間優先變形之情形,於該情形時,應變不易蓄積於磁性粉末。上述黏結成分較佳為包含基於樹脂材料之成分。
本發明作為另一態樣,提供一種安裝有上述本發明之反應器裝置之電氣電子機器。
根據本發明,提出一種反應器裝置,其可實現降低於使用中反應器本體自殼體脫落之問題發生之可能性,並且抑制反應器裝置之磁氣特性之降低。又,亦提供一種具備上述反應器裝置之電氣電子機器。
10‧‧‧芯體
11a‧‧‧彎折部
11b‧‧‧彎折部
12a‧‧‧直線部
12b‧‧‧直線部
15‧‧‧線圈
20‧‧‧反應器本體
30‧‧‧殼體
40‧‧‧密封材料
41a‧‧‧第1密封材料
41b‧‧‧第1密封材料
42‧‧‧第2密封材料
100‧‧‧反應器裝置
MP‧‧‧磁路
圖1係概念性地表示本發明之一實施形態之反應器裝置之形狀之立體圖。
圖2係概念性地表示本發明之一實施形態之反應器裝置所具備之芯體之形狀之俯視圖。
圖3係概念性地表示本發明之一實施形態之反應器裝置之形狀之俯視圖。
圖4係概念性地表示於實施例中為評價芯體所產生之應力對鐵損造成之影響而使用之試料之構成的圖。
圖5係表示芯體所產生之應力對鐵損造成之影響之評價結果之曲線圖。
圖6(a)、(b)係概念性地表示於實施例中實施之、評價對芯體賦予外力之形式給鐵損造成之影響之方法的圖。
圖7係表示對芯體賦予外力之形式給鐵損造成之影響之評價結果之曲線表。
以下,對本發明之實施形態詳細地進行說明。
圖1係概念性地表示本發明之一實施形態之反應器裝置之形狀之立體圖。如圖1所示,反應器裝置100具備:反應器本體20,其具備俯
視呈環狀之芯體10及捲繞於芯體10之線圈15;殼體30,其收容反應器本體20;及密封材料40,其填充於反應器本體20與殼體30之間。
芯體10包含壓粉芯,該壓粉芯具備對包含磁性粉末之材料進行加壓成形而形成之壓粉體。圖2係概念性地表示反應器裝置100所具備之芯體10之形狀之俯視圖。包含壓粉芯之芯體10於俯視時為環狀,且如圖2所示,劃分形成閉合之磁路MP。芯體10具有:2個直線部12a、12b,其等具有插入至線圈15內之部分,且劃分形成直線狀之磁路;及2個彎折部11a、11b,其等連設於直線部12a、12b各自之端部,且劃分形成彎折之磁路。圖2所示之芯體10包含一個壓粉體,但並不限定於此。亦可包含複數個壓粉體。作為此種例,可列舉直線部12a、12b及彎折部11a、11b分別包含個別之壓粉體,且整體上構成俯視呈環狀之芯體之情形。
構成壓粉體之磁性粉末之種類並無限定。構成磁性粉末之磁性材料大致分為結晶質磁性材料與非晶質磁性材料。
結晶質磁性材料只要滿足為結晶質(藉由通常之X射線繞射測定,可獲得具有明確至能夠特定出材料種類之程度之峰值的繞射光譜)、及為強磁性體尤其軟磁性體,則具體種類並無限定。作為結晶質磁性材料之具體例,可列舉Fe-Si-Cr系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-V系合金、Fe-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-Al系合金、羰基鐵及純鐵。上述結晶質磁性材料既可包含1種材料,亦可包含複數種材料。
非晶質磁性材料只要滿足為非晶質(藉由通常之X射線繞射測定,無法獲得具有明確至能夠特定出材料種類之之程度之峰值的繞射光譜)、及為強磁性體尤其軟磁性體,則具體種類並無限定。作為非晶質磁性材料之具體例,可列舉Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金及Co-Fe-Si-B系合金。上述非晶質磁性材料既可包含1種材料,亦可包含複
數種材料。
若對作為上述非晶質磁性材料之一例之Fe-P-C系合金具體表示出組成之例,則可列舉組成式表示為Fe100原子%-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit且0原子%≦a≦10原子%、0原子%≦b≦3原子%、0原子%≦c≦6原子%、6.8原子%≦x≦10.8原子%、2.2原子%≦y≦9.8原子%、0原子%≦z≦4.2原子%、0原子%≦t≦7原子%之Fe基非晶質合金。於上述組成式中,Ni、Sn、Cr、B及Si為任意添加元素。
於使用非晶質磁性材料之情形時,相較於使用結晶質磁性材料之情形,作為基本之傾向可減少反應器裝置之鐵損。另一方面,因包含磁致伸縮常數較結晶質磁性材料相對較大之材料,故於反應器裝置具備包含壓粉體之壓粉芯且該壓粉體包含非晶質磁性材料之磁性粉末之情形時,硬化性組合物之硬化收縮容易對反應器裝置之鐵損造成影響。即便於此種情形時,於本發明之一實施形態之反應器裝置100之情形時,因使用複數種硬化性組合物硬化而形成之密封材料40與芯體之形狀吻合地配置有該等密封材料,故硬化性組合物之硬化收縮不易對鐵損造成影響。
磁性粉末之形狀並無限定,既可為球狀,亦可為非球狀。於為非球狀之情形時,既可為鱗片狀、橢圓球狀、液滴狀、針狀等具有形狀各向異性之形狀,亦可為特殊之不具有形狀各向異性之不定形狀。作為不定形狀之粉體之例,可列舉複數個球狀之粉末相互接觸而結合,或以局部埋沒至其他粉末中之方式結合之情形。磁性粉末之形狀既可為於製造磁性粉末之階段獲得之形狀,亦可為藉由對製造出之磁性粉末進行二次加工而獲得之形狀。作為前者之形狀,例示球狀、橢圓球狀、液滴狀、針狀等,作為後者之形狀,例示鱗片狀。
磁性粉末之大小亦無限定。作為已進行過雷射繞射散射式粒徑分佈測定時之中徑D50,例示0.1μm以上100μm以上,存在較佳為1
μm以上50μm以下之情形。
壓粉體存在較佳為含有使磁性粉末相對於壓粉體中含有之其他材料黏結之黏結成分的情形。作為黏結成分,通常可使用絕緣性之材料。藉此,可提高作為壓粉體之絕緣性。作為該絕緣性之材料,可例示樹脂材料及樹脂材料之熱分解殘渣(於本說明書中,將該等統稱為「基於樹脂材料之成分」)等有機系材料、無機系材料等。就生產性之觀點等而言,黏結成分較佳為包含基於樹脂材料之成分。作為樹脂材料,可例示丙烯酸系樹脂、矽酮樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂等。包含無機系材料之黏結成分可例示水玻璃等玻璃系材料。黏結成分既可包含一種材料,亦可包含複數種材料。黏結成分亦可為有機系材料與無機系材料之混合體。
如上所述,壓粉體係藉由加壓成形而形成。該加壓成形之條件並無限定。根據用以形成壓粉體之材料之組成而適當設定。作為加壓力之具體例,可列舉0.1GPa以上10GPa以下。既可於加壓成形時進行加熱,亦可於常溫進行加壓。亦可將加壓成形後之成形體加熱。亦存在如下情形:藉由將成形體加熱而緩和於加壓成形時對磁性粉末施加之應變。加熱條件係根據成形體之組成而適當設定。作為加熱條件之具體例,可列舉於200℃至500℃之溫度下保持10分鐘至10小時。
線圈15係將包含經絕緣被覆之導體之捲線呈螺旋狀捲繞於直線部12a、12b各自之周圍而構成。導體可較佳地使用銅或銅合金等金屬材料,絕緣被覆可較佳地使用琺瑯等樹脂系材料。捲線之剖面形狀並無限定。可例示圓形、橢圓形、矩形等。既可遍及芯體10之直線部12a、12b整體而捲繞線圈15,亦可存在未捲繞線圈15之部分。
殼體30具有一面開口之容器狀之形狀,於其內部收容反應器本體20。亦可於殼體30之內部具有與反應器本體20之形狀吻合之凹凸構造,從而成為反應器本體20不易於殼體30內部移動之構成。殼體30之
開口之一面亦可被局部覆蓋。殼體30之構成材料並無限定。較佳為散熱性優異之材料,就該觀點而言,可較佳地使用鋁或鋁合金等金屬材料。
密封材料40係位於反應器本體20與殼體30之間而將反應器本體20固定於殼體30者。於本發明之一實施形態之反應器裝置100中,密封材料40具備位於彎折部11a、11b與殼體30之間之第1密封材料41a、41b、及位於直線部12a、12b之至少一部分與殼體30之間之第2密封材料42。而且,第1密封材料41a、41b之楊氏模數低於上述第2密封材料42之楊氏模數。再者,如圖3所示,於反應器裝置100中,第2密封材料42位於直線部12a、12b整體與殼體30之間。
如此,藉由使位於芯體之彎折部11a、11b周圍之密封材料(第1密封材料41a、41b)與位於直線部12a、12b周圍之密封材料(第2密封材料42)不同,可獲得如下之效果。
即,因彎折部11a、11b與直線部12a、12b不同而具有複雜之形狀,故於位於彎折部11a、11b周圍之硬化性組合物收縮時對彎折部11a、11b賦予之外力之朝向成為包含如剪切芯體之朝向之多方向。因此,即便對彎折部11a、11b賦予之外力較小,亦容易使具備芯體之反應器裝置之鐵損增加。
因此,對於位於彎折部11a、11b周圍之密封材料(第1密封材料41a、41b),相對較低地設定楊氏模數,從而於硬化收縮時不易對彎折部11a、11b賦予外力,藉此可抑制因第1密封材料41a、41b之硬化收縮而導致之反應器裝置100之鐵損之增加。
第1密封材料41a、41b之楊氏模數之具體數值並無限定。只要考慮彎折部11a、11b之形狀及組成、用以形成第1密封材料41a、41b之硬化性組合物之特性等,以可降低對反應器裝置100之鐵損造成之影響之方式適當設定即可。若進行不受限定之例示,則第1密封材料
41a、41b之楊氏模數較佳為設為100MPa以下,更佳為設為50MPa以下,尤佳為設為10MPa以下。就降低對反應器裝置100之鐵損造成之影響之觀點而言,不設定第1密封材料41a、41b之楊氏模數之下限。於第1密封材料41a、41b之楊氏模數過低之情形時,即便如下所述提高第2密封材料42之楊氏模數,有時亦會見到反應器本體20相對於殼體30之固定不穩定化之傾向。因此,第1密封材料41a、41b之楊氏模數存在較佳為設為0.1MPa以上之情形,且存在更佳為設為1MPa以上之情形。
位於直線部12a、12b周圍之硬化性組合物之硬化收縮不易對反應器裝置100之鐵損造成影響,因此藉由提高第2密封材料42之楊氏模數,可於該部分使反應器本體20相對於殼體30確實地固定。
第2密封材料42之楊氏模數之具體數值並無限定。只要考慮直線部11a、11b之形狀及組成、用以形成第2密封材料42之硬化性組合物之特性等,以可使反應器本體20相對於殼體30確實地固定之方式適當設定即可。若進行不受限定之例示,則第2密封材料42之楊氏模數較佳為設為1GPa以上,更佳為設為5GPa以上,尤佳為設為20GPa以上。第2密封材料42之楊氏模數之下限並無限定。於第2密封材料42之楊氏模數過高之情形時,有時會發現因反應器裝置100所產生之或被賦予之振動等而容易於第2密封材料42產生龜裂之傾向。因此,第2密封材料42之楊氏模數存在較佳為設為100GPa以下之情形,且存在更佳為設為70GPa以下之情形。
第1密封材料41a、41b之組成及第2密封材料42之組成只要分別滿足與上述楊氏模數相關之條件便無限定。就容易獲得性及高操作性之觀點而言,第1密封材料41a、41b及第2密封材料42較佳為包含樹脂系材料。於該情形時,用以形成任一密封材料之硬化性組合物均成為含有硬化性樹脂之材料。作為此種樹脂材料,可例示環氧樹脂、矽酮樹
脂、酚系樹脂、三聚氰胺樹脂等熱固性樹脂、及於聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)等具有耐熱性(軟化點較高)之熱塑性樹脂、聚酯(PE)等熱塑性樹脂中添加異氰酸酯系等交聯劑而提高了硬化性者等。又,硬化性組合物亦可含有包含氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、碳化矽等無機系材料之填充劑。藉由使此種填充劑之硬化性組合物之含量變化,可調整密封材料40之楊氏模數。
作為對第1密封材料41a、41b之組成不加以限定之具體例,可列舉使用為相對較為軟質之熱固性樹脂之矽酮樹脂作為硬化性樹脂之主成分,且使用氧化鋁作為填充劑之情形。作為對第2密封材料42之組成不加以限定之具體例,可列舉使用為相對較為硬質之熱固性樹脂之環氧樹脂作為硬化性樹脂之主成分,且使用氧化鋁作為填充劑之情形。
作為安裝有反應器裝置100之電氣電子機器,可例示組裝有反應器裝置100之轉換器。尤其是,於油電混合動力車或電動汽車中進行電壓之升降壓之轉換器為車載零件,故而一方面容易受到振動等外力,另一方面要求特別高之可靠性。本發明之一實施形態之反應器裝置100係用以形成密封材料40之硬化性組合物之硬化收縮不易對反應器裝置100之鐵損造成影響,於其內部,反應器本體20相對於殼體30牢固地固定。又,即便於對反應器裝置100賦予有外力之情形時,亦由於在外力容易對損失造成影響之彎折部11a、11b,位於其周圍之密封材料(第1密封材料41a、41b)之楊氏模數較低,故對反應器裝置100賦予之外力不易傳遞至彎折部11a、11b。因此,本發明之一實施形態之反應器裝置100可作為車載用途之轉換器而較佳地使用。
以下,藉由實施例等對本發明進而具體地進行說明,本發明之範圍並不限定於該等實施例等。
(1)Fe基非晶質合金粉末之製作
以形成Fe74.28原子%Cr1.56原子%P8.78原子%C2.62原子%B7.57原子%Si5.19原子%之組成之方式稱量原料,利用水霧法製作出非晶質磁性材料之粉末。使用日機裝公司製造之「麥奇克粒度分佈測定裝置MT3300EX」以體積分佈來測定所獲得之非晶質磁性材料之粉末之粒度分佈,體積基準之累積粒度分佈中之50%累積徑(第二中徑d2)D50為5~20μm。
(2)造粒粉之製作
將包含上述非晶質磁性材料之粉末之磁性粉末97.7質量份及包含丙烯酸系樹脂之絕緣性黏結材2.0質量份、潤滑劑0.3質量份混合於作為溶媒之水中,而獲得漿料。
將所獲得之漿料乾燥後進行粉碎,使用網眼為300μm之篩,獲得包含通過300μm篩孔之粉末之造粒粉。
(3)壓縮成形
將所獲得之造粒粉填充於模具,以面壓1.77GPa進行加壓成形,而獲得具有外徑20.7mm×內徑12.4mm×厚度6.8mm之圓環形狀之成形體。又,填充於另一模具,以面壓1.77GPa進行加壓成形,而獲得具有底面為10mm×10mm且高度為48mm之角柱形狀之成形體。
(4)熱處理
針對所獲得之成形體之各者,載置於氮氣流環境之爐內,將爐內溫度以10℃/分之升溫速度自室溫(23℃)加熱至370℃,並於該溫度保持1小時,其後,於爐內進行冷卻至室溫之熱處理。如此,獲得圓環狀之壓粉體及棒狀之壓粉體。
(試驗例1)鐵損Pcv之測定
如圖4所示,於包含以上述方式製作之圓環狀之壓粉體之環形芯體,於端面1處(測定方向為徑向)、側面2處(測定方向為厚度方向及圓周方向)共3處地方安裝應變計,基於來自該等應變計之信號而可測定
施加於環形芯體之應力。針對在該環形芯體分別1次側捲繞15次、2次側捲繞10次被覆銅線所得之環形線圈,與BH分析儀(岩崎通信機公司製造之「SY-8218」)連接,而可測定鐵損Pcv(單位:kW/m3)。於該狀態下,於將有效最大磁通密度Bm設定為100mT,並將測定頻率設定為100kHz之條件下,測定鐵損Pcv,作為鐵損之基準值Pcv0。
將環形線圈配置於可收容環形線圈之容器內,將包含環氧系樹脂之硬化性組合物(亦稱為「硬化性組合物I」)或包含矽酮系樹脂之硬化性組合物(亦稱為「硬化性組合物II」)注入至容器內,加熱容器整體而使樹脂硬化。於樹脂已硬化之狀態下,基於來自3處之應變計之信號,算出施加於環形芯體之平均應力。其結果,確認出根據樹脂之種類及壓粉體之粒徑分佈等而被賦予不同壓縮應力。作為基本之傾向,於硬化物之楊氏模數較低之硬化性組合物II之情形時,壓縮應力較低(作為應力值為負值且接近零),於硬化物之楊氏模數較高之硬化性組合物I之情形時,成為較高之壓縮應力(作為應力值為負值且遠離零)。又,於將有效最大磁通密度Bm設定為100mT,並將測定頻率設定為100kHz之條件下,測定環形線圈之鐵損Pcv。自所獲得之鐵損Pcv,求出相對於上述鐵損之基準值Pcv0之增加率。作為基本之傾向,於硬化物之楊氏模數較低之硬化性組合物II之情形時,鐵損Pcv之增加率較低,於硬化物之楊氏模數較高之硬化性組合物I之情形時,鐵損Pcv之增加率變高。
將線圈捲繞於包含上述棒狀之壓粉體之壓粉芯之側面,並且以將來自一端面之磁通導向另一端面之方式安裝鐵氧體磁軛,將所獲得之電感器與BH分析儀(岩崎通信機公司製造「SY-8218」)連接,而可測定鐵損Pcv(單位:kW/m3)。於該狀態下測定鐵損Pcv,作為鐵損之基準值Pcv0。
以可對壓粉芯之兩端面進行壓縮之方式將上述電感器安裝於拉
伸試驗機,一面使施加於壓粉芯之兩端面之壓縮力變化,一面測定鐵損Pcv。其結果,若施加於壓粉芯之兩端面之壓縮力變大,則鐵損之增加率亦變高。
將以上結果表示於圖5中。如圖5所示,針對圓環狀之壓粉芯之測定結果及針對棒狀之壓粉芯之測定結果均表示出若芯體所產生之壓縮應力增大、則鐵損之增加率變高之傾向,該等結果整體上可近似為大致線形(圖5虛線)。
(試驗例2)
與試驗例1同樣地,製作具備包含上述圓環狀之壓粉體之環形芯體之環形線圈,與BH分析儀(岩崎通信機公司製造之「SY-8218」)連接,可測定鐵損Pcv(單位:kW/m3)。於該狀態下,於將有效最大磁通密度Bm設定為100mT,並將測定頻率設定為100kHz之條件下,測定出鐵損Pcv,作為鐵損之基準值Pcv0。
如圖6之(a)或(b)所示,將環形線圈配置於拉伸試驗機,對於(a)以沿徑向賦予外力之方式配置之情形(圓環負載)及(b)以沿厚度方向賦予外力之方式配置之情形(端面負載)之各情形,一面施加外力,一面於上述條件(將有效最大磁通密度Bm設定為100mT,並將測定頻率設定為100kHz)下測定鐵損Pcv,並對鐵損之增加率根據所施加之外力如何變化進行測定。
其結果,如圖7所示,確認出外力對鐵損之增加率造成之影響在圓環負載時與端面負載之情形時相比大10倍左右。
由以上結果,確認出:於壓粉芯中,於具有如劃分形成直線狀之磁路之單純形狀之部分,外力之增加使鐵損增加之程度不大,但於具有如劃分形成彎曲之磁路之複雜形狀之部分,外力之增加容易使鐵損增大。因此,如本發明之反應器裝置般,藉由使位於反應器本體之密封材料之楊氏模數根據芯體之部分形狀而變化,可抑制因用以形成
密封材料之硬化性組合物之硬化收縮而導致反應器裝置之鐵損增加。
本發明之反應器裝置作為車載用途之轉換器之零件,可較佳地用作變壓器或扼流圏等電感器。
10‧‧‧芯體
15‧‧‧線圈
20‧‧‧反應器本體
30‧‧‧殼體
40‧‧‧密封材料
100‧‧‧反應器裝置
Claims (11)
- 一種反應器裝置,其特徵在於具備:反應器本體,其具備俯視呈環狀之芯體及捲繞於上述芯體之線圈;殼體,其收容上述反應器本體;及密封材料,其填充於上述反應器本體與上述殼體之間;且上述芯體包含壓粉芯,該壓粉芯具備對包含磁性粉末之材料進行加壓成形而形成之壓粉體;上述芯體具有:2個直線部,其等具有插入至上述線圈內之部分,且劃分形成直線狀之磁路;及2個彎折部,其等連設於上述直線部各自之端部,且劃分形成彎折之磁路;上述密封材料具備位於上述彎折部與上述殼體之間之第1密封材料、及位於上述直線部之至少一部分與上述殼體之間之第2密封材料;上述第1密封材料之楊氏模數為0.1MPa以上且100MPa以下,上述第2密封材料之楊氏模數為1GPa以上且100GPa以下。
- 如請求項1之反應器裝置,其中上述第1密封材料及上述第2密封材料包含樹脂系材料。
- 如請求項1或2之反應器裝置,其中上述第2密封材料包含填充劑。
- 如請求項1或2之反應器裝置,其中上述第1密封材料之楊氏模數為50MPa以下。
- 如請求項1或2之反應器裝置,其中上述第2密封材料之楊氏模數為5GPa以上。
- 如請求項1或2之反應器裝置,其中上述磁性粉末包含選自由Fe- Si-B系合金、Fe-P-C系合金及Co-Fe-Si-B系合金所組成之群之1種或2種以上之非晶質磁性材料之粉末。
- 如請求項6之反應器裝置,其中上述非晶質磁性材料包含Fe-P-C系合金。
- 如請求項1或2之反應器裝置,其中上述壓粉體含有使上述磁性粉末對上述壓粉體中含有之其他材料黏結之黏結成分。
- 如請求項8之反應器裝置,其中上述黏結成分包含基於樹脂材料之成分。
- 一種反應器裝置,其特徵在於具備:反應器本體,其具備俯視呈環狀之芯體及捲繞於上述芯體之線圈;殼體,其收容上述反應器本體;及密封材料,其填充於上述反應器本體與上述殼體之間;且上述芯體包含壓粉芯,該壓粉芯具備對包含磁性粉末之材料進行加壓成形而形成之壓粉體;上述芯體具有:2個直線部,其等具有插入至上述線圈內之部分,且劃分形成直線狀之磁路;及2個彎折部,其等連設於上述直線部各自之端部,且劃分形成彎折之磁路;上述密封材料具備位於上述彎折部與上述殼體之間之第1密封材料、及位於上述直線部之至少一部分與上述殼體之間之第2密封材料;上述第1密封材料之楊氏模數低於上述第2密封材料之楊氏模數;且上述第1密封材料係以矽酮系樹脂為主成分,上述第2密封材料係以環氧系樹脂為主成分。
- 一種電氣電子機器,其安裝有如請求項1至10中任一項之反應器裝置。
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