电抗器以及电抗器的制造方法转让专利

申请号 : CN201680034515.0

文献号 : CN107683514B

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相似专利:

发明人 : 舌间诚二加藤雅幸三崎贵史平林辰雄山本伸一郎大石明典

申请人 : 株式会社自动网络技术研究所住友电装株式会社住友电气工业株式会社

摘要 :

一种电抗器,具备:线圈,具有卷绕绕线而成的卷绕部;磁芯,通过配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部和配置于所述卷绕部的外部的外侧芯部形成闭合磁路;以及端面中介构件,介于所述卷绕部的轴向端面与所述外侧芯部之间,其中,具备填充于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧树脂部,所述端面中介构件具备线匝收纳部,该线匝收纳部收纳所述卷绕部的轴向端部的线匝的至少一部分。

权利要求 :

1.一种电抗器,具备:线圈,具有卷绕绕线而成的卷绕部;磁芯,通过配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部和配置于所述卷绕部的外部的外侧芯部形成闭合磁路;以及端面中介构件,介于所述卷绕部的轴向端面与所述外侧芯部之间,所述电抗器的特征在于,具备填充于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧树脂部,所述端面中介构件具备线匝收纳部,该线匝收纳部收纳所述卷绕部的轴向端部的线匝的至少一部分,且该线匝收纳部的内壁覆盖所述卷绕部的轴向端部的线匝的厚度方向的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,

所述线圈具备一体化树脂,该一体化树脂与所述内侧树脂部分开设置,将所述卷绕部的各线匝一体化。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,所述端面中介构件具有向所述卷绕部的内部填充构成所述内侧树脂部的树脂的树脂填充孔。

4.根据权利要求3所述的电抗器,其中,

具备将所述外侧芯部与所述端面中介构件一体化的外侧树脂部,所述外侧树脂部与所述内侧树脂部通过所述树脂填充孔相连。

5.根据权利要求4所述的电抗器,其中,

所述端面中介构件具有供所述外侧芯部嵌入的贯通孔,利用所述贯通孔与嵌入于该贯通孔的所述外侧芯部之间的间隙形成有所述树脂填充孔,利用进入到所述贯通孔的内部的所述内侧树脂部,在所述外侧芯部与所述内侧芯部之间形成有间隔物。

6.根据权利要求1所述的电抗器,其中,

所述内侧芯部由多个分割铁芯以及进入到各分割铁芯之间的所述内侧树脂部构成。

7.根据权利要求1所述的电抗器,其中,

所述内侧芯部具备多个分割铁芯,

所述电抗器具备介于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧中介构件,所述内侧中介构件具备以使各分割铁芯隔离的状态收纳各分割铁芯的收纳部。

8.根据权利要求1所述的电抗器,其中,

具备介于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧中介构件,所述内侧树脂部由与所述端面中介构件以及所述内侧中介构件中的至少一个相同的材料构成。

9.根据权利要求1所述的电抗器,其中,具备:内侧中介构件,介于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间;以及密封构件,介于所述端面中介构件的附近的、所述卷绕部的内周面与所述内侧中介构件的外周面之间。

10.一种电抗器的制造方法,制造具备线圈以及配置于所述线圈的内外而形成闭合磁路的磁芯的电抗器,所述电抗器的制造方法的特征在于,所述电抗器是权利要求1至9中的任一项所述的电抗器,所述电抗器的制造方法具备以下工序:

组装工序,将所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,将所述卷绕部的轴向端部收纳于所述端面中介构件的所述线匝收纳部;以及填充工序,将树脂填充到所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间。

11.根据权利要求10所述的电抗器的制造方法,其中,使用在表面具有热熔树脂的绕线来制作所述线圈,通过热处理使所述热熔树脂熔融而使所述卷绕部的各线匝一体化之后,进行所述填充工序。

12.根据权利要求10或11所述的电抗器的制造方法,其中,所述端面中介构件具有用于向所述卷绕部的内部填充所述树脂的树脂填充孔,在所述填充工序中,经由所述树脂填充孔将所述树脂填充到所述卷绕部的内部。

13.根据权利要求12所述的电抗器的制造方法,其中,在所述填充工序中,通过注塑成型进行所述树脂的填充。

说明书 :

电抗器以及电抗器的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电抗器以及电抗器的制造方法。
[0002] 本申请主张基于2015年7月24日的日本申请的特愿2015-146551的优先权,援引所述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

[0003] 专利文献1的电抗器具备具有卷绕部的线圈、形成闭合磁路的磁芯以及确保线圈与磁芯之间的绝缘的绝缘中介构件。磁芯具备配置于卷绕部的内部的内侧芯部以及配置于卷绕部的外部的外侧芯部。在专利文献1的电抗器中,通过将一对绕线管组合而构成绝缘中介构件。该绕线管能够分为介于卷绕部的内周面与内侧芯部之间的内侧中介构件以及介于卷绕部的轴向端面与外侧芯部之间的端面中介构件。另外,在专利文献1中,公开了一种将线圈、磁芯及绝缘中介构件组合之后将树脂填充于线圈的卷绕部的内部的电抗器。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2014-003125号公报

发明内容

[0007] 本公开的电抗器具备:线圈,具有卷绕绕线而成的卷绕部;磁芯,通过配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部和配置于所述卷绕部的外部的外侧芯部形成闭合磁路;以及端面中介构件,介于所述卷绕部的轴向端面与所述外侧芯部之间,其中,
[0008] 具备填充于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧树脂部,[0009] 所述端面中介构件具备线匝收纳部,该线匝收纳部收纳所述卷绕部的轴向端部的线匝的至少一部分。
[0010] 本公开的电抗器的制造方法,制造具备线圈以及配置于所述线圈的内外而形成闭合磁路的磁芯的电抗器,其中,
[0011] 所述电抗器是本公开的电抗器,
[0012] 所述电抗器的制造方法具备以下工序:
[0013] 组装工序,将所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,将所述卷绕部的轴向端部收纳于所述端面中介构件的所述线匝收纳部;以及
[0014] 填充工序,将树脂填充到所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间。

附图说明

[0015] 图1是实施方式1的电抗器的立体图。
[0016] 图2是电抗器所具备的组合体的纵剖视图。
[0017] 图3是除去树脂部的组合体的分解立体图。
[0018] 图4是电抗器所具备的端面中介构件的概略图。
[0019] 图5是电抗器所具备的内侧中介构件与分割铁芯的概略立体图。
[0020] 图6是形成树脂部之前的组合体的概略主视图。
[0021] 图7是组合体的端面中介构件附近的局部放大纵剖视图。

具体实施方式

[0022] [本公开所要解决的课题]
[0023] 在专利文献1的结构中,有时填充于卷绕部的内部的树脂容易从卷绕部的轴向端面与端面中介构件的间隙漏出到卷绕部的外部,无法将足够的树脂填充到卷绕部。填充于卷绕部的内部的树脂对卷绕部的内周面与内侧芯部的外周面之间进行填埋,从而能够将内侧芯部保持于卷绕部内。但是,如果向卷绕部的树脂的填充不充分,则在卷绕部的内部,内侧芯部容易松动,存在产生噪音或者内侧芯部接触到卷绕部的内周面的可能性。
[0024] 因此,本公开的目的在于,提供一种抑制树脂从端面中介构件与线圈的轴向端面之间泄漏的电抗器及其制造方法。
[0025] [本公开的效果]
[0026] 本公开的电抗器是抑制树脂从端面中介构件与卷绕部之间泄漏的电抗器。
[0027] 本公开的电抗器的制造方法能够制作本公开的电抗器。
[0028] [本发明的实施方式的说明]
[0029] 首先,列举本发明的实施方式进行说明。
[0030] <1>实施方式的电抗器具备:线圈,具有卷绕绕线而成的卷绕部;磁芯,通过配置于所述卷绕部的内部的内侧芯部和配置于所述卷绕部的外部的外侧芯部形成闭合磁路;以及端面中介构件,介于所述卷绕部的轴向端面与所述外侧芯部之间。该电抗器具备填充于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧树脂部,电抗器所具备的所述端面中介构件具备线匝收纳部,该线匝收纳部收纳所述卷绕部的轴向端部的线匝的至少一部分。
[0031] 通过将线匝收纳部形成于端面中介构件,能够使端面中介构件与卷绕部的轴向端面进行面接触,当在电抗器的制造过程中将树脂填充到卷绕部的内部时,能够抑制树脂从端面中介构件与卷绕部的接触部泄漏。另外,通过将卷绕部的轴向端部的线匝的至少一部分收纳于线匝收纳部,即用线匝收纳部的内壁覆盖轴向端部的线匝的厚度方向的至少一部分,从而与仅仅使端面中介构件与卷绕部的轴向端面进行面接触相比,能够抑制树脂从接触部泄漏。如上所述,通过使用具有线匝收纳部的端面中介构件,能够做成抑制树脂从端面中介构件与卷绕部之间泄漏的电抗器。在抑制树脂从端面中介构件与卷绕部之间泄漏的电抗器中,具备通过在其制造时将足够的树脂填充到卷绕部的内部而形成的内侧树脂部。只要是这样的内侧树脂部,就能够将内侧芯部保持于卷绕部的内部。
[0032] <2>作为实施方式的电抗器,能够列举如下方式:所述线圈具备一体化树脂,该一体化树脂与所述内侧树脂部分开设置,将所述卷绕部的各线匝一体化。
[0033] 上述电抗器的制作容易进行。在上述电抗器中,通过使各线匝一体化,从而卷绕部不易弯折,在制造电抗器时,容易将磁芯配置到卷绕部的内部。另外,通过使卷绕部的各线匝一体化,从而在各线匝间不易产生大的间隙,能够使得在制造电抗器时填充到卷绕部的内部的树脂不易从线匝间泄漏。其结果是,在卷绕部的内部不易形成大的空隙。还能够通过一体化树脂消除线匝间的空隙。
[0034] <3>作为实施方式的电抗器,能够列举如下方式:所述端面中介构件具有向所述卷绕部的内部填充构成所述内侧树脂部的树脂的树脂填充孔。
[0035] 通过将树脂填充孔形成于端面中介构件,从而在制造电抗器时,能够容易地将树脂填充到卷绕部的内部。另外,在从该树脂填充孔将树脂填充到卷绕部的内部时,利用通过一体化树脂固定的卷绕部,从而能够有效地抑制树脂从卷绕部的内部向外部泄漏。
[0036] <4>作为在所述端面中介构件处具备所述树脂填充孔的实施方式的电抗器,能够列举如下方式:具备将所述外侧芯部与所述端面中介构件一体化的外侧树脂部,所述外侧树脂部与所述内侧树脂部通过所述树脂填充孔相连。
[0037] 由于外侧树脂部与内侧树脂部通过树脂填充孔相连,因此,能够通过一次成型来形成两个树脂部。即,具备该结构的电抗器尽管除内侧树脂部之外还具备外侧树脂部,但仍能够通过一次树脂成型而得到,因此生产率优良。
[0038] <5>作为具有树脂填充孔的实施方式的电抗器,能够列举如下方式:所述端面中介构件具有供所述外侧芯部嵌入的贯通孔,利用所述贯通孔与嵌入于该贯通孔的所述外侧芯部之间的间隙形成有所述树脂填充孔,利用进入到所述贯通孔的内部的所述内侧树脂部,在所述外侧芯部与所述内侧芯部之间形成有间隔物。
[0039] 上述电抗器当在外侧芯部与内侧芯部之间形成间隔物时,无需另行准备氧化铝等间隔物材料就能够制造,生产率优良。
[0040] <6>作为实施方式的电抗器,能够列举如下方式:所述内侧芯部由多个分割铁芯以及进入到各分割铁芯之间的所述内侧树脂部构成。
[0041] 进入到各分割铁芯之间的内侧树脂部作为调整磁芯的磁特性的间隔物发挥功能。即,具备该结构的电抗器不需要用氧化铝等其他材料形成的间隔物材料,与不需要间隔物材料相应地,生产率优良。
[0042] <7>作为实施方式的电抗器,能够列举如下方式:所述内侧芯部具备多个分割铁芯,所述电抗器具备介于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧中介构件,所述内侧中介构件具备以使各分割铁芯隔离的状态收纳各分割铁芯的收纳部。
[0043] 通过使用内侧中介构件,从而当在电抗器的制造过程中将树脂填充到卷绕部时,能够使卷绕部与构成内侧芯部的分割铁芯可靠地隔离,能够可靠地确保卷绕部与内侧芯部之间的绝缘。另外,通过将收纳部设置于内侧中介构件,能够将构成内侧芯部的分割铁芯容易地配置于卷绕部的内部的规定位置。其结果是,能够生产率高地制造具备稳定的磁特性的电抗器。此外,通过使内侧树脂部填充于各分割铁芯间的间隙,能够容易地在分割铁芯间形成树脂间隔物。
[0044] <8>作为实施方式的电抗器,能够列举如下方式:具备介于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间的内侧中介构件,所述内侧树脂部由与所述端面中介构件以及所述内侧中介构件中的至少一个相同的材料构成。
[0045] 根据上述结构,能够使内侧树脂部与内侧中介构件(端面中介构件)的线膨胀系数相同。其结果是,在使用电抗器时,即使内侧树脂部与内侧中介构件(端面中介构件)发生热膨胀/收缩,在内侧树脂部也不易产生裂纹等。鉴于该效果,优选用相同的材料构成内侧树脂部、内侧中介构件以及端面中介构件。
[0046] <9>作为实施方式的电抗器,能够列举如下方式:具备:内侧中介构件,介于所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间;以及密封构件,介于所述端面中介构件的附近的、所述卷绕部的内周面与所述内侧中介构件的外周面之间。
[0047] 通过设置密封构件,从而在制造电抗器时,能够更有效地抑制树脂从端面中介构件与卷绕部的轴向端面之间泄漏。
[0048] <10>实施方式的电抗器的制造方法,制造具备线圈以及配置于所述线圈的内外而形成闭合磁路的磁芯的电抗器,其中,所述电抗器是上述实施方式的电抗器。该实施方式的电抗器的制造方法具备以下工序:组装工序,将所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,将所述卷绕部的轴向端部收纳于所述端面中介构件的所述线匝收纳部;以及填充工序,将树脂填充到所述卷绕部的内周面与所述内侧芯部的外周面之间。
[0049] 根据上述电抗器的制造方法,当将树脂填充到卷绕部的内周面与内侧芯部的外周面之间时,能够抑制树脂从端面中介构件与卷绕部的轴向端面之间泄漏。能够抑制树脂的泄漏是由于在端面中介构件形成有将收纳卷绕部的轴向端部的线匝收纳部。填充于卷绕部的内部的树脂成为将卷绕部的内周面与内侧芯部的外周面接合的内侧树脂部。其结果是,能够得到实施方式的电抗器。
[0050] <11>作为实施方式的电抗器的制造方法,能够列举如下方式:使用在表面具有热熔树脂的绕线来制作所述线圈,通过热处理使所述热熔树脂熔融而使所述卷绕部的各线匝一体化之后,进行所述填充工序。
[0051] 通过使用具有热熔树脂的绕线来制作线圈,从而仅通过对该线圈进行热处理,就能够形成使构成卷绕部的各线匝一体化的一体化树脂。另外,通过将树脂填充到通过一体化树脂固定的卷绕部的内部,能够抑制树脂从卷绕部的各线匝间泄漏,能够抑制在卷绕部的内部形成大的空隙。
[0052] <12>作为实施方式的电抗器的制造方法,能够列举如下方式:所述端面中介构件具有用于向所述卷绕部的内部填充所述树脂的树脂填充孔,在所述填充工序中,经由所述树脂填充孔将所述树脂填充到所述卷绕部的内部。
[0053] 通过经由形成于端面中介构件的树脂填充孔将树脂填充到卷绕部的内部,能够在卷绕部的内周面与内侧芯部的外周面之间充分地填充树脂。
[0054] <13>作为使用具有所述树脂填充孔的所述端面中介构件的实施方式的电抗器的制造方法,能够列举如下方式:在所述填充工序中,通过注塑成型进行所述树脂的填充。
[0055] 通过注塑成型一边施加压力一边将树脂填充到卷绕部内,从而能够使树脂充分地遍布于卷绕部与内侧芯部之间的狭窄的间隙。另外,通过从外侧芯部的外周侧进行树脂的填充,能够通过一次注塑成型来形成外侧树脂部和内侧树脂部双方。这是由于,覆盖外侧芯部的外周的树脂还经由树脂填充孔填充到卷绕部的内部。
[0056] [本发明的实施方式的详情]
[0057] 以下,根据附图说明本发明的电抗器的实施方式。图中的同一标号表示同一名称物。此外,本发明并非限定于实施方式所示的结构,而是通过权利要求书来表示,旨在包括与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。
[0058] <实施方式1>
[0059] 在实施方式1中,根据图1~图6,说明电抗器1的结构。图1所示的电抗器1具备将线圈2、磁芯3及绝缘中介构件4组合而成的组合体10以及载置组合体10的载置板9。组合体10还具备配置于线圈2的卷绕部2A、2B的内部的内侧树脂部5(参照图2)以及覆盖构成磁芯3的一部分的外侧芯部32的外侧树脂部6。以下,详细说明电抗器1所具备的各结构。
[0060] 《组合体》
[0061] [线圈]
[0062] 如图3所示,本实施方式的线圈2由一根绕线2w构成,具备一对卷绕部2A、2B以及连结两卷绕部2A、2B的连结部2R。各卷绕部2A、2B以彼此相同的匝数、相同的卷绕方向而形成为中空筒状,以各轴向平行的方式排列。也可以通过将由各自的绕线制作的卷绕部2A、2B连结来制造线圈2。
[0063] 本实施方式的各卷绕部2A、2B形成为方筒状。方筒状的卷绕部2A、2B是指其端面形状为使四边形状(包括正方形状)的角变圆而成的形状的卷绕部。当然,卷绕部2A、2B也可以形成为圆筒状。圆筒状的卷绕部是指其端面形状为闭合曲面形状(椭圆形状、正圆形状、跑道形状等)的卷绕部。
[0064] 包括卷绕部2A、2B的线圈2能够通过在由铜、铝、镁或者其合金等导电性材料构成的扁线、圆线等导体的外周设置由绝缘性材料构成的绝缘被覆层的被覆线而构成。在本实施方式中,通过对导体由铜制的扁线(绕线2w)构成且绝缘被覆层由瓷漆(代表性的是聚酰胺酰亚胺)构成的被覆扁线进行扁立绕法,形成各卷绕部2A、2B。
[0065] 将线圈2的两端部2a、2b从卷绕部2A、2B拉长而连接到未图示的端子构件。在两端部2a、2b处,将瓷漆等绝缘被覆层剥下。经由该端子构件,将进行电力供给的电源等外部装置连接到线圈2。
[0066] 具备上述结构的线圈2优选通过树脂而一体化。在本例的情况下,线圈2的卷绕部2A、2B分别通过一体化树脂20(参照图2)而单独地一体化。本例的一体化树脂20通过使形成于绕线2w的外周(相比瓷漆等绝缘被覆层更靠外的外周)的热熔树脂的被覆层熔接而构成,非常薄。因此,即使通过一体化树脂20使卷绕部2A、2B一体化,也是从外观能够知道卷绕部
2A、2B的线匝的形状、线匝的边界的状态。作为一体化树脂20的材质,能够列举通过热而熔接的树脂、例如环氧树脂、硅树脂、不饱和聚酯等热固化性树脂。
[0067] 在图2中,夸大地示出一体化树脂20,但实际上形成得非常薄。一体化树脂20使构成卷绕部2B(卷绕部2A也一样)的各线匝一体化,抑制卷绕部2B的轴向的伸缩。在本例中,使形成于绕线2w的热熔树脂熔接而形成一体化树脂20,因此,一体化树脂20也均匀地进入到各线匝间的间隙。线匝间的一体化树脂20的厚度t1是形成于卷绕前的绕线2w的表面的热熔树脂的厚度的约两倍,具体来说,可列举为20μm以上且2mm以下。通过使厚度t1变厚,能够使各线匝牢固地一体化,通过使厚度t1变薄,能够抑制卷绕部2B的轴向长度变得过长。
[0068] 卷绕部2B的外周面以及内周面处的一体化树脂20的厚度t2与形成于卷绕前的绕线2w的表面的热熔树脂的厚度大致相同,可列举为10μm以上且1mm以下。通过将卷绕部2B的内周面以及外周面处的一体化树脂20的厚度t2设为10μm以上,能够使各线匝牢固地一体化,以使得卷绕部2A、2B的各线匝不散开。另外,通过将上述厚度设为1mm以下,能够抑制由一体化树脂20导致的卷绕部2B的散热性降低。
[0069] 在这里,方筒状的线圈2的卷绕部2A、2B分为通过使绕线2w弯曲而形成的四个角部以及不使绕线2w弯曲的平坦部。在图1、2中,构成为在卷绕部2A、2B的角部以及平坦部都通过一体化树脂20使各线匝彼此一体化。与此相对地,也可以构成为仅在卷绕部2A、2B的一部分,例如角部通过一体化树脂20使各线匝彼此一体化。
[0070] 在通过对绕线2w进行扁立绕法而形成的卷绕部2A、2B的角部,弯曲的内侧(纸面上侧)容易比弯曲的外侧(纸面下侧)粗。当对这样的弯曲的内侧粗的卷绕部2A、2B进行热处理而使绕线2w表面的热熔树脂熔融时,在弯曲的内侧,能够通过一体化树脂20使各线匝一体化,在弯曲的外侧,能够使各线匝隔离。在该情况下,在卷绕部2A、2B的平坦部,虽然在绕线2w的外周存在热熔树脂,但各线匝之间不被一体化而隔离。如果该平坦部处的间隙充分小,则即使将树脂填充到卷绕部2A、2B的内部,该树脂也由于表面张力而无法通过平坦部的间隙。
[0071] [磁芯]
[0072] 磁芯3通过将多个分割铁芯31m、32m组合而构成,为了方便说明,能够分成内侧芯部31、31和外侧芯部32、32(一并参照图1、2)。
[0073] 如图2所示,内侧芯部31是配置于线圈2的卷绕部2B(卷绕部2A也一样)的内部的部分。在这里,内侧芯部31意味着磁芯3中的沿着线圈2的卷绕部2A、2B的轴向的部分。例如,在图2中,沿着卷绕部2A、2B的轴向的部分的端部虽然比卷绕部2A、2B的端面更向卷绕部2A、2B的外侧突出,但该突出的部分也是内侧芯部31的一部分。
[0074] 本例的内侧芯部31由三个分割铁芯31m、形成于各分割铁芯31m之间的间隔物31g以及形成于分割铁芯31m与后述的分割铁芯32m之间的间隔物32g构成。本例的间隔物31g、32g通过后述的内侧树脂部5形成。该内侧芯部31的形状是沿着卷绕部2A(2B)的内部形状的形状,在本例的情况下,是大致长方体形状。
[0075] 另一方面,外侧芯部32是配置于卷绕部2A、2B的外部的部分,具备连接一对内侧芯部31、31的端部的形状(参照图1)。本例的外侧芯部32由上表面和下表面为大致圆顶形状的柱状的分割铁芯32m构成。该外侧芯部32的下表面(分割铁芯32m的下表面)与线圈2的卷绕部2A、2B的下表面大致平齐(参照图2)。
[0076] 分割铁芯31m、32m是对包括软磁性粉末的原料粉末进行加压成型而成的压粉成型体。软磁性粉末是由铁等铁族金属、其合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)等构成的磁性粒子的集合体。在原料粉末中也可以含有润滑剂。也能够与本例不同地,分割铁芯31m、32m由包括软磁性粉末和树脂的复合材料的成型体构成。作为复合材料的软磁性粉末和树脂,能够利用与能够用于压粉成型体的软磁性粉末和树脂相同的物质。在磁性粒子的表面,也可以形成有由磷酸盐等构成的绝缘被覆层。此外,还能够由层叠钢板构成分割铁芯31m、32m。
[0077] [绝缘中介构件]
[0078] 如图2、3所示,绝缘中介构件4是确保线圈2与磁芯3之间的绝缘的构件,由端面中介构件4A、4B和内侧中介构件4C、4D构成。绝缘中介构件4例如能够由聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6、尼龙66这样的聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等热塑性树脂构成。此外,能够通过不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等热固化性树脂等形成绝缘中介构件4。也可以使上述树脂中含有陶瓷填充物来提高绝缘中介构件4的散热性。作为陶瓷填充物,例如能够利用氧化铝、二氧化硅等非磁性粉末。
[0079] [[端面中介构件]]
[0080] 在端面中介构件4A、4B的说明中,主要使用图3、4。图4的上部图是从线圈2侧观察图3的纸面左侧的端面中介构件4A的概略立体图,下部图是从分割铁芯32m侧观察该端面中介构件4A的概略立体图。在这里,图3的纸面右侧的端面中介构件4B与图4的端面中介构件4A相比,仅后述的线匝收纳部41的结构不同。因此,在这里,主要说明端面中介构件4A。
[0081] 在端面中介构件4A的线圈侧的面,形成有收纳卷绕部2A、2B的轴向端部的至少一部分的两个线匝收纳部41。线匝收纳部41是为了使卷绕部2A、2B的轴向端面整体与端面中介构件4A面接触而形成的。更具体来说,线匝收纳部41形成为包围后述的贯通孔42的周围的四边环状,从纸面右上侧的角部的位置(参照粗箭头)起,深度逆时针地缓缓变深。各线匝收纳部41中的右边部分到达端面中介构件4A的上端,将图3所示的线圈2的端部2a、2b向端面中介构件4A的上方侧引出。在这里,图3的纸面右侧的端面中介构件4B所具备的线匝收纳部41为能够收纳包括连结部2R在内的卷绕部2A、2B的端面的“8”字形状。
[0082] 通过线匝收纳部41使卷绕部2A、2B的轴向端面与端面中介构件4A面接触,从而能够抑制树脂从接触部分泄漏。除上述面接触之外,在线匝收纳部41处,还成为用端面中介构件4A覆盖卷绕部2A、2B的轴向端部的线匝的厚度方向的至少一部分的状态。具体来说,在纸面左侧的线匝收纳部41中的上边部分、右边部分以及下边部分,嵌入到线匝收纳部41的卷绕部2B的线匝的周面部分被端面中介构件4A覆盖(一并参照图2)。在纸面右侧的线匝收纳部41中的上边部分、左边部分以及下边部分,嵌入到线匝收纳部41的卷绕部2A的线匝的周面部分被端面中介构件4A覆盖。在被该端面中介构件4A、4B覆盖的部分,与其他部分相比,树脂更不易泄漏。如果从抑制树脂从卷绕部2A、2B与端面中介构件4A的接触部分泄漏的观点来看,则优选做成在整周上收纳卷绕部2A、2B的轴向端部的线匝的线匝收纳部41。
[0083] 端面中介构件4A除上述线匝收纳部41之外,还具备一对贯通孔42、42和嵌合部43(参照下部图)。贯通孔42是用于嵌入图3所示的内侧中介构件4C、4D与分割铁芯31m的组成物的孔。另一方面,嵌合部43是用于使作为外侧芯部32的分割铁芯32m嵌入的凹部。
[0084] 在上述贯通孔42的靠近中央的下部和靠近外侧的上方,形成有用于分隔上述组成物的分隔部44。通过分隔部44,组成物与分割铁芯32m不直接接触而隔离(一并参照图3)。
[0085] 在上述贯通孔42的靠近外侧的部分以及靠近上方的部分,向外侧凹陷。该凹陷的部分如图6所示,在将分割铁芯32m嵌入于端面中介构件4A的嵌合部时,在分割铁芯32m的侧缘以及上缘的位置形成树脂填充孔45。树脂填充孔45是从纸面近前侧的外侧芯部32(分割铁芯32m)侧向纸面里侧的卷绕部2A、2B的轴向端面侧而在端面中介构件4A的厚度方向上贯通的孔,在纸面里侧连通到卷绕部2A、2B的内周面与内侧芯部31(分割铁芯31m)的外周面之间的空间(一并参照图2)。
[0086] [[内侧中介构件]]
[0087] 在内侧中介构件4C、4D的说明中使用图5。内侧中介构件4C与内侧中介构件4D具备同一形状,如果使内侧中介构件4C在水平方向上旋转180°,则变成内侧中介构件4D。这些内侧中介构件4C、4D是其两端开口的笼状的构件。更具体来说,内侧中介构件4C、4D由方筒状地形成的一对筒部46、46以及连结两筒部46、46的多个桥形部47构成。在内侧中介构件4C、4D的上方侧的与其他内侧中介构件4C、4D相对的一侧,未设置有桥形部47,而形成有大的开口部。在桥形部47,形成有向内侧中介构件4C、4D的内侧突出的多个分隔部48,通过该分隔部48,内侧中介构件4C、4D的内部在其轴向上被划分成3份。划分而成的部分作为收纳分割铁芯31m的收纳部49而发挥功能。在本例子中,如图5的粗箭头所示,能够经由内侧中介构件
4C、4D的轴向的两端的开口部以及内侧中介构件4C、4D的上方的开口部将分割铁芯31m插入到各收纳部49。各分割铁芯31m通过分隔部48而相互隔离。
[0088] [内侧树脂部]
[0089] 如图2所示,内侧树脂部5配置于卷绕部2B(未图示的卷绕部2A也一样)的内部,将卷绕部2B的内周面与分割铁芯31m(内侧芯部31)的外周面接合。
[0090] 由于卷绕部2B通过一体化树脂20而一体化,因此,内侧树脂部5不跨越卷绕部2B的各线匝的内周面与外周面之间,而停留在卷绕部2B的内部。另外,该内侧树脂部5的一部分进入到分割铁芯31m与分割铁芯31m之间以及分割铁芯31m与分割铁芯32m之间,形成间隔物31g、32g。
[0091] 内侧树脂部5例如能够利用环氧树脂、苯酚树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等热固化性树脂、PPS树脂、PA树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂等热塑性树脂、常温固化性树脂或者低温固化性树脂。也可以使这些树脂含有氧化铝、二氧化硅等陶瓷填充物来提高内侧树脂部5的散热性。内侧树脂部5优选由与端面中介构件4A、4B以及内侧中介构件4C、4D相同的材料构成。通过由相同的材料构成三个构件,能够使三个构件的线膨胀系数相同,能够抑制伴随着热膨胀/收缩的各构件的损伤。
[0092] [外侧树脂部]
[0093] 如图1、2所示,外侧树脂部6配置成覆盖分割铁芯32m(外侧芯部32)的整个外周,将分割铁芯32m固定于端面中介构件4A、4B,并且保护分割铁芯32m免受外部环境的影响。在这里,分割铁芯32m的下表面也可以从外侧树脂部6露出。在该情况下,优选将分割铁芯32m的下方部分以与端面中介构件4A、4B的下表面大致平齐的方式延伸设置。通过使分割铁芯32m的下表面与后述的载置板9直接接触,或者使粘接剂、绝缘片介于载置板9与分割铁芯32m的下表面之间,能够提高包括分割铁芯32m的磁芯3的散热性。
[0094] 本例的外侧树脂部6设置于端面中介构件4A、4B的配置有分割铁芯32m的一侧,未到达卷绕部2A、2B的外周面。如果鉴于进行分割铁芯32m的固定和保护这样的外侧树脂部6的功能,则外侧树脂部6的形成范围按图示的程度是足够的,在能够降低树脂的使用量这一点上可以说是优选的。当然,也可以与图示的例子不同地,外侧树脂部6到达卷绕部2A、2B侧。
[0095] 如图2所示,本例的外侧树脂部6经由端面中介构件4A、4B的树脂填充孔45而与内侧树脂部5相连。即,外侧树脂部6与内侧树脂部5通过相同的树脂而一次性地形成。也能够与本例不同地,单独地形成外侧树脂部6和内侧树脂部5。
[0096] 外侧树脂部6能够由与可用于形成内侧树脂部5的树脂相同的树脂构成。在如本例那样外侧树脂部6与内侧树脂部5相连的情况下,两树脂部6、5由相同的树脂构成。
[0097] 此外,在外侧树脂部6形成有用于将组合体10固定于载置板9等的固定部60(参照图1)。例如,通过将由高刚性的金属、树脂构成的垫圈埋设于外侧树脂部6,能够形成用于将组合体10通过螺栓固定于载置板9的固定部60。
[0098] [密封构件]
[0099] 如图7的局部放大纵剖视图所示,也可以在端面中介构件4A的附近的、卷绕部2B(2A)的内周面与内侧中介构件4D的外周面之间设置密封构件7。通过设置密封构件7,在经由树脂填充孔45将树脂填充到卷绕部2B的内部时,该树脂不易到达卷绕部2B的轴向端面与端面中介构件4A的接触部分。因此,能够更有效地抑制树脂从卷绕部2B的轴向端面与端面中介构件4A之间泄漏。
[0100] 作为密封构件7,能够利用环状衬垫。在该情况下,最好在将环状衬垫安装到内侧中介构件4D的筒部46(参照图5)的外周之后,再将内侧中介构件4D与分割铁芯31m的组成物插入到卷绕部2B的内部。
[0101] 《载置板》
[0102] 如图1所示,本实施方式的电抗器1还具备载置组合体10的载置板9。在载置板9与组合体10之间,形成有使二者9、10接合的接合层8。载置板9优选由机械强度和导热性优良的材料构成,例如能够由铝、其合金构成。接合层8优选由绝缘性优良的材料构成,例如能够由环氧树脂、硅树脂、不饱和聚酯等热固化性树脂、PPS树脂、LCP等热塑性树脂构成。也可以通过使这些绝缘性树脂含有陶瓷填充物等来提高接合层8的散热性。
[0103] 上述组合体10也可以收纳于壳体。在该情况下,壳体的底面作为载置板9发挥功能。
[0104] 组合体10能够在浸渍于液体制冷剂的状态下使用。液体制冷剂没有特别限定,当在混合动力汽车中利用电抗器1的情况下,能够将ATF(Automatic Transmission Fluid,自动变速箱油)等用作液体制冷剂。此外,还能够将フロリナート(注册商标)等氟系惰性液体、HCFC-123、HFC-134a等氟利昂系制冷剂、甲醇、乙醇等乙醇系制冷剂、丙酮等酮系制冷剂等用作液体制冷剂。
[0105] 《效果》
[0106] 在本例的电抗器1中,通过形成于端面中介构件4A、4B的线匝收纳部41,抑制树脂从端面中介构件4A、4B与卷绕部2A、2B之间泄漏。因此,在抑制树脂从该部分泄漏的电抗器1中,具备通过在其制造时在卷绕部的内部填充足够的树脂而形成的内侧树脂部5。只要是这样的内侧树脂部5,则能够在卷绕部2A、2B的内部稳固地保持内侧芯部31、31。其结果是,能够抑制内侧芯部31、31在卷绕部2A、2B的内部发生松动,能够抑制噪音的产生、卷绕部2A、2B与内侧芯部31、31的接触。
[0107] 另外,在本例的电抗器1中,线圈2的卷绕部2A、2B的外周未通过树脂进行模塑,成为直接暴露于外部环境的状态,因此,本例的电抗器1成为散热性优良的电抗器1。如果设为将电抗器1的组合体10浸渍到液体制冷剂的状态,则能够进一步提高电抗器1的散热性。
[0108] 本例的电抗器1能够利用于搭载于混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车这样的电动车辆的双向DC-DC转换器等电力变换装置的结构构件。
[0109] 《电抗器的制造方法》
[0110] 接下来,说明用于制造实施方式1的电抗器1的电抗器的制造方法的一个例子。电抗器的制造方法大致具备以下工序。在电抗器的制造方法的说明中,主要参照图3,根据需要,参照图4、5。
[0111] ·线圈制作工序
[0112] ·一体化工序
[0113] ·组装工序
[0114] ·填充工序
[0115] ·固化工序
[0116] [线圈制作工序]
[0117] 在该工序中,准备绕线2w,卷绕绕线2w的一部分,从而制作线圈2。在绕线2w的卷绕中,能够利用公知的绕线机。在绕线2w的外周,能够形成作为参照图2说明的一体化树脂20的热熔树脂的被覆层。能够适当选择被覆层的厚度。
[0118] [一体化工序]
[0119] 在该工序中,用一体化树脂20(参照图2)使在线圈制作工序中制作的线圈2中的卷绕部2A、2B一体化。当在绕线2w的外周形成有热熔树脂的被覆层的情况下,通过对线圈2进行热处理,能够形成一体化树脂20。与此相对地,当在绕线2w的外周未形成有被覆层的情况下,可以通过将树脂涂敷到线圈2的卷绕部2A、2B的外周、内周并使树脂固化,来形成一体化树脂20。
[0120] 该一体化工序还能够在接下来说明的组装工序之后并且在填充工序之前进行。
[0121] [组装工序]
[0122] 在该工序中,将线圈2、构成磁芯3的分割铁芯31m、32m与绝缘中介构件4组合。例如,如图5所示,制作将分割铁芯31m配置于内侧中介构件4C、4D的各收纳部49而成的第一组成物,将该第一组成物配置于卷绕部2A、2B的内部(一并参照图3)。然后,使端面中介构件4A、4B抵接到卷绕部2A、2B的轴向的一端侧端面和另一端侧端面,并用一对分割铁芯32m夹入,制作将线圈2、分割铁芯31m、32m及绝缘中介构件4组合而成的第二组成物。
[0123] 在这里,如图6所示,在从分割铁芯32m的卷绕部2A、2B的轴向观察第二组成物时,在分割铁芯32m(外侧芯部32)的侧缘和上缘,形成有用于将树脂填充到卷绕部2A、2B的内部的树脂填充孔45。树脂填充孔45通过端面中介构件4A、4B的贯通孔42(参照图3)与嵌入于贯通孔42的外侧芯部32的间隙而形成。
[0124] [填充工序]
[0125] 在填充工序中,将树脂填充到第二组成物中的卷绕部2A、2B的内部。在本例子中,将第二组成物配置于模具内,进行将树脂注入到模具内的注塑成型。树脂的注入从任意一个分割铁芯32m的端面侧(线圈2的相反侧)进行。填充于模具内的树脂覆盖分割铁芯32m的外周,经由树脂填充孔45(图2、6)流入到卷绕部2A、2B的内部。此时,卷绕部2A、2B内的空气从另一个分割铁芯32m侧的树脂填充孔45排出到外部。
[0126] 如图2所示,填充于卷绕部2A、2B的内部的树脂不仅进入到卷绕部2B的内周面与分割铁芯31m的外周面之间,还进入到相邻的两个分割铁芯31m、31m之间以及分割铁芯31m与外侧芯部32(分割铁芯32m)之间,形成间隔物31g、32g。通过注塑成型施加压力而从树脂填充孔45填充到卷绕部2A、2B内的树脂充分地遍布于卷绕部2A、2B与内侧芯部31之间的狭窄的间隙,但几乎不泄漏到卷绕部2A、2B的外部。这是由于,如图2所示,卷绕部2B的轴向端面与端面中介构件4A、4B进行面接触,并且用一体化树脂20使卷绕部2B一体化。
[0127] 在这里,如在说明卷绕部2A、2B时叙述的那样,在利用在方筒状的卷绕部2A、2B的弯曲的角部使各线匝一体化且在平坦部形成有微小的间隙的线圈2的情况下,能够从一个分割铁芯32m的外侧和另一个分割铁芯32m的外侧双方填充树脂。在该情况下,从形成于平坦部的微小的间隙向卷绕部2A、2B的外部排气。树脂由于其粘度和表面张力,几乎不从平坦部的微小的间隙泄漏到卷绕部2A、2B的外侧。
[0128] [固化工序]
[0129] 在固化工序中,通过热处理等使树脂固化。如图2所示,固化后的树脂中的位于卷绕部2A、2B的内部的树脂成为内侧树脂部5,覆盖分割铁芯32m的树脂成为外侧树脂部6。
[0130] 根据以上说明的电抗器的制造方法,能够制造图1所示的电抗器1的组合体10。另外,由于一体地形成内侧树脂部5和外侧树脂部6,从而填充工序和固化工序各进行一次就行,因此能够生产率高地制造组合体10。完成的组合体10隔着接合层8固定于载置板9上即可。
[0131] <实施方式2>
[0132] 也可以将实施方式1的组合体10收纳于壳体并通过灌封树脂埋设于壳体内。例如,将在实施方式1的电抗器的制造方法的组装工序中制作的第二组成物收纳于壳体内,并将灌封树脂填充到壳体内。在该情况下,覆盖分割铁芯32m(外侧芯部32)的外周的灌封树脂成为外侧树脂部6。另外,经由树脂填充孔45(参照图2、6)浸入到卷绕部2A、2B内的灌封树脂成为内侧树脂部5。
[0133] 标号说明
[0134] 1 电抗器
[0135] 10 组合体
[0136] 2 线圈     2w 绕线
[0137] 2A、2B 卷绕部    2R连结部    2a、2b端部
[0138] 20 一体化树脂
[0139] 3 磁芯
[0140] 31 内侧芯部    32 外侧芯部
[0141] 31m、32m     分割铁芯    31g、32g 间隔物
[0142] 4 绝缘中介构件
[0143] 4A、4B 端面中介构件
[0144] 41 线匝收纳部   42贯通孔    43嵌合部    44分隔部
[0145] 45 树脂填充孔
[0146] 4C、4D 内侧中介构件
[0147] 46筒部     47桥形部    48分隔部    49收纳部
[0148] 5 内侧树脂部
[0149] 6 外侧树脂部    60固定部
[0150] 7 密封构件
[0151] 8 接合层
[0152] 9 载置板。