CN108447648B - 电抗器及其制造方法 - Google Patents

电抗器及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108447648B
CN108447648B CN201711102757.1A CN201711102757A CN108447648B CN 108447648 B CN108447648 B CN 108447648B CN 201711102757 A CN201711102757 A CN 201711102757A CN 108447648 B CN108447648 B CN 108447648B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
winding
leg portions
right leg
central
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711102757.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108447648A (zh
Inventor
山口乔之
內堀敏男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumida Group Co ltd
Original Assignee
Sumida Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumida Group Co ltd filed Critical Sumida Group Co ltd
Publication of CN108447648A publication Critical patent/CN108447648A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108447648B publication Critical patent/CN108447648B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/061—Winding flat conductive wires or sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/22—Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/045—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
    • H01F2017/046—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core helical coil made of flat wire, e.g. with smaller extension of wire cross section in the direction of the longitudinal axis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F2017/048—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明提供的电抗器及其制造方法，尤其在大容量用途中，即使谋求尺寸的小型化，也能够将所产生的热量有效地排出至零部件外部；本发明的电抗器具备：具有中央脚部(13A、13B)和配置在该中央脚部(13A、13B)两侧的左右脚部(11A、11B)、(12A、12B)的磁芯部(10)、将导线卷绕在中央脚部(13A、13B)的外周侧而形成的线圈部(20)、以及将线圈部(20)的热量排出至外部的导热片(30)；线圈部(20)是通过沿边卷绕方式将扁平线卷绕在所述中央脚部的外周侧而形成，并且，线圈部(20)被配设为使被卷绕的线圈部(20)的外周侧与导热片(30)抵接。

Description

电抗器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种作为电抗器等使用的线圈部件及该线圈部件的制造方法，详细而言，涉及一种能够实现小型化且适用于大电流用途的电抗器及其制造方法。
背景技术
电抗器等的线圈部件，通过在磁性体磁芯上卷绕绕组线圈，能够产生电感(inductance)。
近年来，尤其是车载用的电抗器对小型化的要求越来越高，与此同时，对于能够将所产生的热量有效地排出至零部件外部的结构，也在不断进行开发。
通常，电抗器采用如下结构：在线圈外壳的底面下方设置散热器(水冷式的情况下为水)，使上述产生的热量经由该散热器一边冷却一边排出至外部。
另外，为了提高上述散热效果，将卷绕在磁性体磁芯上的绕组线圈的外周部分按压在被粘贴于隔着外壳板材与散热器对置的位置处的散热片(以下，称为导热片)，使得对散热器的导热良好(参照下述专利文献1、2)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：JP特开2012-124401号公报
专利文献2：JP特开2015-188022号公报
发明内容
然而，作为电抗器，根据其使用用途的不同，已知有：从馈电***用的大容量的电抗器到通信设备部件用的电抗器等各种不同类型的电抗器，但是，尤其是大容量的电抗器，由于线圈的发热量大，因此，为了实现电抗器尺寸的小型化，期望出现散热效率进一步提高的技术。尤其是，例如，在利用多层的螺旋卷绕方式形成线圈的情况下，即使将位于最外周的导线抵接在导热片上，将线圈发热量很大的内周所产生的热量传递至导热片也需要较长时间，因而效率不佳。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种尤其是在大容量用途的情况下，即使谋求尺寸的小型化，也能够将所产生的热量有效地排放至零部件外部的电抗器及其制造方法。
为了解决上述课题，本发明涉及的电抗器及电抗器的制造方法具有以下特征。
本发明涉及的电抗器的特征在于，具备：具有中央脚部和配置在该中央脚部两侧的左右脚部的磁芯部、将导线卷绕于该中央脚部的外周侧而形成的线圈部、以及将该线圈部的热量排出至外部的导热片，所述线圈部是通过沿边卷绕方式将扁平线卷绕在所述中央脚部的外周侧而形成，并且，所述线圈部被配设为使被卷绕的所述线圈部的外周侧与所述导热片抵接。
另外，优选：所述线圈部的卷绕一圈的卷绕形状形成为：与所述导热片抵接侧的下底的长度为上底的长度的1.5倍以上的长度且内角中的最小角度为60度以上的角度的梯形。
另外，优选：所述线圈部的卷绕一圈的卷绕形状为四边形或五边形，与所述导热片抵接的边的长度为所有边中的最大长度，且内角中的最小角度为60度以上的角度。
另外，优选：所述中央脚部和所述左右脚部的、与该中央脚部的延伸方向垂直的截面形状形成为：所述中央脚部在所述脚部的排列方向上的左右宽度更大，与之相对，所述左右脚部在与所述脚部的排列方向垂直的上下方向上的长度更大，且所述中央脚部和所述左右脚部的所述截面形状的截面面积被设定为相近的值。
另外，优选构成为：在与包含所述中央脚部和所述左右脚部的平面垂直的方向即上下方向上，将包覆所述左右脚部的线圈骨架的高度设定为高于被卷绕在所述中央脚部上的线圈部的高度，由此，当向被该左右脚部的线圈骨架包围的空间内填充封固树脂时，该被填充的封固树脂不会溢出至外部，且能够包覆所述线圈部整体。
另外，本发明涉及的电抗器的制造方法的特征在于，包括：将具有中央脚部和配置于该中央脚部两侧的左右脚部的磁芯部配置成规定的磁路状；通过沿边卷绕方式将由扁平线构成的导线卷绕在所述中央脚部的外周侧，形成线圈部；将被卷绕的所述线圈部的外周侧部分的一部分抵接在向外部排出热量的导热片上。
在此，上述的“卷绕成沿边状”或“沿边卷绕”是指：将扁平线材的一侧边缘即短边作为内径面而沿纵向卷绕并层叠成板状。
(发明效果)
根据本发明的电抗器，卷绕在中央脚部的周围的线圈部使用扁平线，因而适合流通大容量电流。而且，通过沿边卷绕方式将该扁平线卷绕在中央脚部的周围，使得线圈部每被卷绕一圈时，同一扁平线材的一侧边缘和另一侧边缘分别成为线圈部的内周、外周，因此，能够从容易变高温的线圈内周部将热量迅速传递至抵接在线圈外周部的导热片上。
因此，即使在大容量用途的电抗器中谋求尺寸的小型化，也能够将所产生的热量有效地排出至零部件外部。
附图说明
图1是本发明一实施方式涉及的电抗器的磁芯部和线圈部的局部剖面立体图。
图2是图1的实施方式涉及的电抗器的磁芯部和线圈部的俯视图。
图3中的(A)是表示本发明的图1的实施方式涉及的电抗器的整体外观的立体图，(B)是表示拆卸线圈骨架和线圈部后的电抗器的内部的立体图。
图4是表示本发明的图1的实施方式涉及的电抗器的内部的剖面立体图。
图5是概念性地表示本发明的图1的实施方式涉及的电抗器的图。
图6是概念性地表示本发明的变更形状涉及的电抗器的图。
图7是概念性地表示现有技术1涉及的电抗器的图。
图8是概念性地表示现有技术2涉及的电抗器的图。
图9中的(A)是表示在进行实施例(梯形)与比较例(长方形)的散热比较时作为前提的实施例的形状的图，(B)是表示比较例的形状的图。
图10中的(A)是表示实施例(梯形)的温度分布的图，(B)是表示比较例(长方形)的温度分布的图。
(符号说明)
1…电抗器
10、10D、10E、110D、110E…磁芯部
10A、10B…部分磁芯
11A、11B、11F、12A、12B、12F、111F、112F…左右脚部
13A、13B、13F、113F…中央脚部
15A、15D…中央突出部
15B、15C…磁性芯片
15E…磁芯主体部
16A～16C…隔离件
20、20A、20B、20D、120A、120B、120D…线圈部
30、30A、30B、30F、130A、130B、130F…导热片
42A～42D…鼓出部
50…壳体
51A～51D…突出部
52A～52D…阶梯部
60A～60D…螺钉
70…中央孔
71…绝缘性树脂材料
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施方式涉及的电抗器(reactor)进行说明。
电抗器作为例如搭载在汽车上的各种设备的电路元件而使用，电抗器具有磁芯部和卷绕在该磁芯部上的线圈部，并且，通常构成为：磁芯部经由线圈骨架***通在线圈部周围，且这些部件收纳在壳体内并通过填料等被固定。
本实施方式的电抗器可以适当地使用于尺寸小但能处理大电流的情况中。
＜电抗器的主要构成＞
本实施方式的电抗器1具备卷绕在磁芯部10的中央脚部13A、13B周围的线圈部20，其中，磁芯部10是将大致呈E字状的部分磁芯(图1中仅图示一侧的部分磁芯)10A和与该部分磁芯10A对置的部分磁芯10B(参照图3中的(B))组合而成。
该中央脚部13A、13B的截面呈梯形，并且，卷绕在中央脚部13A、13B周围的线圈部20，是通过沿边卷绕(edge wise winding)方式将扁平线卷绕成梯形形状而形成。
由于线圈部20使用扁平线，因此能够应对相对较大的电流。
如图1中所示，线圈部20的截面形成为下底比上底长的梯形，构成下底的较大的外周面以大面积范围抵接在导热片30上(将导热片30侧的边或者面称为下底)。如此构成的电抗器通常是结构越小型化越难散热，但是，在本实施方式的电抗器中，由于采用沿边卷绕方式卷绕扁平线，因此，线圈部20每被卷绕一圈时，由同一扁平线材的一侧边缘和另一侧边缘分别形成线圈部20的内周和外周，由此，能够从容易变为高温的线圈内周部将热量迅速传递至抵接在线圈外周部的导热片30上。
导热片30隔着壳体50的底面壁部与未图示的散热器(水冷的情况下为水：以下相同)对置，传递至导热片30的热量从散热器排出至外部。
因此，即使在大容量用途的电抗器中谋求尺寸的小型化，也能够将所产生的热量有效地排出至零部件外部。
另外，部分磁芯10A、10B(以下，也将部分磁芯10A、10B统称为磁芯部10)的左右脚部11A、12A、11B、12B形成为上方的宽度大且随着朝向下方宽度变小，由此，能够与线圈部20的梯形外部形状相配合。由此，能够在容许线圈部20的梯形形状的同时，有效地提高电抗器的磁特性。
另外，如图2及图3中的(B)所示，中央脚部13A、13B构成为将磁性体部分与隔离件(spacer)部分(磁性体或者非磁性体)交替设置。即，磁性体部分包括部分磁芯10A的中央突出部15A、截面呈梯形的磁性芯片15B、15C、以及部分磁芯10B的中央突出部15D，并且，在以上四个磁性体部分之间夹入有作为非磁性体部分的第一隔离件16A、16C及第二隔离件16B。另外，隔离件16A～16C的梯形截面的大小形成为相较于磁性体部分的各个部分15A～15D的梯形截面小一圈的大小。
如上所述，中央脚部13A、13B由被分割成四个的磁性体部分和配置在这些磁性体部分之间的三个非磁性体部分构成，使得磁性体部分彼此之间的一个间隔变短，因而能够减少总的漏磁通量。
关于被分割的磁性体部分及位于其之间的非磁性体部分的数量，当然也可以设为上述以外的其他数量。
图3中的(A)是表示电抗器1的整体外观的图。其中，部分磁芯10A、10B由于被其他部件所包覆而外观上无法显示，因此，部分磁芯10A、10B由拆卸线圈骨架40A、40B和线圈部20后的图3中的(B)来表示。
即，各个部分磁芯10A、10B被用于保持各个部分磁芯10A、10B与线圈部20等之间的绝缘性的线圈骨架40A、40B包覆。另外，在包覆各个部分磁芯10A、10B的状态下，该线圈骨架40A、40B呈相互对接(磁芯脚部的顶端未被包覆)的状态，进而，在线圈骨架40A、40B的各个角部分处设置有向外鼓出的鼓出部42A～42D。
铝制的壳体50构成为能够收纳以如上所述的方式被组装的线圈骨架40A、40B整体。另外，在壳体50的各个角部处设置有向外侧突出的突出部51A～51D，由该突出部51A～51D收容线圈骨架40A、40B的鼓出部42A～42D。
如此，上述线圈骨架40A、40B的外侧面抵接在壳体50的内壁面上，线圈骨架40A、40B正好被收纳在壳体50的内部。
在该线圈骨架40A、40B的各个鼓出部42A～42D上穿设有未图示的透孔，螺钉60A～60D从这些透孔通过后旋入从壳体50的底部突起的阶梯部(52A～52D)的上面。即，通过旋入螺钉60A～60D，线圈骨架40A、40B整体朝向壳体50的底部被按压，使得作为包覆中央脚部13A、13B的部分的线圈骨架40A、40B的下端面将线圈部20的内周面向下方按压，从而线圈部20的下侧外周面被按压在导热片30的上面。
通过以下说明也可以明确上述的内容，即：在表示内部状态的图4中，包覆中央脚部13A的线圈骨架40A的下端面抵接在线圈部20的下底部分的内周部，而线圈骨架40A的上端面与线圈部20的上底部分的内周部是并未抵接，而是隔开间隙而对置。
由此，能够将线圈部20所产生的热量经由导热片30有效地排出至外部。
另外，导热片30隔着壳体50的底面壁部与未图示的散热器对置，传递至导热片30的热量从散热器排出至外部。
如此，能够将由磁芯部10、线圈部20以及线圈骨架40A、40B组装而成的构件呈一体地螺纹固定在壳体50内。另外，实际上，在各个部件彼此被定位的状态下，根据需要利用粘接剂相互进行粘接。另外，如后所述，通过在各个部件之间填充绝缘性粘接剂，固定各个部件之间的相对位置。
如上所述，在本实施方式中，向被线圈骨架40A、40B包围的中央孔70内填充硅酮类、聚氨酯类以及环氧类等的绝缘性树脂材料71。在初始状态下，由于如上所述的树脂具有流动性，因此能够渗入磁芯部10与线圈部20之间的间隙，提高上述两者间的绝缘性。另外，通过使用如上所述的绝缘性树脂材料71，即使在上述两者间的间隙微小的情况下也能够确保绝缘性，因此，能够缩小间隙，从而促进电抗器的小型化。
即，如图3中的(A)所示，本实施方式的电抗器1，在组装了线圈骨架40A、40B的状态下，形成有被线圈骨架40A、40B包围的中央孔70，该中央孔70内填充具有流动性的绝缘性树脂材料71(被填充至中央孔70的最上部)，从而使得包括线圈部20整体在内被重叠注塑(over moulding)。由此，绝缘性树脂材料71进入磁芯部10与线圈部20之间的间隙，从而能够确保两者的绝缘。
如此，优选构成为：将线圈骨架40A、40B的中央孔70开口部位置设定为高于线圈部20的上底的上面，由此当向被线圈骨架40A、40B包围的中央孔70填充绝缘性树脂材料71时，该被填充的绝缘性树脂材料71不会溢出至外部，且能够包覆整个线圈部20。
另外，该绝缘性树脂材料71作为保护层发挥作用，其能够防止各部件与电抗器外部的部件接触等时受到损伤这一事态的发生。
在本实施方式中，仅对被线圈骨架40A、40B包围的中央孔70填充绝缘性树脂材料71，因此，与利用绝缘性树脂材料71包覆该线圈骨架40A、40B的整个外周的情况相比，能够大幅减少绝缘性树脂材料71的填充量。另外，由于绝缘性树脂材料71的单价高，因此，根据本实施方式，能够大幅降低制造成本。
另外，即使利用绝缘性树脂材料71包覆线圈骨架40A、40B的整个外周，绝缘性及保护性的优点也不一定会提高，因此可以认为：即使仅对中央孔70填充绝缘性树脂材料71，也不会产生大问题。
上述磁芯部10由压粉磁芯形成，其中，该圧粉磁芯是通过将铁粉等强磁性材料碾成细微的粉末并在其表面包覆绝缘薄膜后进行压缩固定而成。作为上述强磁性材料可以举出例如纯铁、或者含有从Ni、Cu、Cr、Mo、Mn、C、Si、Al、P、B、N及Co元素中选择的一种以上的添加元素的铁合金。
另外，上述线圈部20是通过卷绕扁平线而形成，扁平线是如图1等所示的带状的扁平导线，其通常形成为例如厚度为0.5mm～6.0mm、宽度为1.0mm～16.0mm左右的形状。
另外，如图3中的(A)所示，为了包覆磁芯部10，线圈骨架40A、40B形成为分别比部分磁芯10A、10B大一圈的外形，并且，考虑到成形性、大量生产性、微细加工性、电绝缘性、价格低廉性以及机械强度等，使用例如PPS、尼龙66等的热塑性树脂，苯酚、不饱和聚酯等的热固性树脂等的绝缘性树脂而形成。
壳体50由铝形成，但也可以使用其他各种材料。
另外，如图4所示，对于从磁芯部10(由两个部分磁芯10A、10B组合而成)流通的磁通而言，若磁芯截面存在狭小的地方，则由于该部分而产生磁特性的劣化，因此，在本实施方式中，磁芯部的与磁通流动方向垂直的截面的面积为大致相同的值。即，在图示的部分磁芯10A中，与磁通的流动方向垂直的截面的面积，例如，左右脚部11A的前端面的面积与中央脚部13A的根部部分(中央突出部15A与磁芯主体部15E组合后的T字形的部分)的截面的面积形成为大致相等。
当然，也可以根据情况，将左右脚部11A的截面面积和中央脚部13A的截面面积中的任意一者设置为更大，例如，在以增大初始L値为目的的情况下，也可以增大左右脚部11A的截面面积。
另外，如图4所示，中央脚部13A和左右脚部11A、12A的、与该中央脚部13A的延伸方向垂直的截面形状被形成为：中央脚部13A在脚部排列方向上的左右宽度更大，与之相对，左右脚部11A、12A在与脚部排列方向垂直的上下方向上的长度更大，且两者的截面形状的截面面积被设定为相近的值。该情况下，也可以根据情况，将上述中的一个截面形状设定为大于上述中的另一个截面形状。
另外，如上所述，在本实施方式中，左右脚部11A的截面形状形成为独特的形状，中央脚部13A、13B的线圈部20的截面形状形成为梯形，因此，左右脚部11A构成为上方部分的宽度大且下方部分的宽度小，由此能够与线圈部20的外周部形状相配合。由此，能够在实现空间效率化的同时，实现磁特性的提高。
另外，在本实施方式中，如上所述，将中央脚部13A、13B形成为截面呈梯形，且将卷绕在该中央脚部13A、13B周围的线圈部20的形状形成为截面呈梯形。如此将线圈部20形成为截面呈梯形，是为了提高线圈部20的与导热片30抵接部分的长度相对于线圈部20整体长度的比例。也就是说，其理由在于：当设为截面呈梯形时下底比上底长，因此，若两侧边为相同长度，则与截面呈长方形的情况相比，线圈部20与导热片30抵接的比例提高，从而能够提高散热效果。
图5是表示在磁芯部10D和线圈部20A形成为截面呈梯形(如梯形般的形状)的情况下，线圈部20A的外周面抵接在与散热器80A接触的导热片30A上的状态的图。并且，图5中示出在线圈部20A的截面呈梯形的情况下，该线圈部20A的外周面与导热片30A的接触比例增大的状态。
基于上述观点可知，上底相对于下底越小则越能够提高散热效果。因此，当为上底缩小到极限大小的三角形截面时，能够进一步提高散热效果。
图6是概念性地表示本发明的变更形状涉及的电抗器的图，图6中示出在磁芯部10E和线圈部20B形成为截面呈三角形(如三角形般的形状)的情况下，线圈部20B的外周面抵接在与散热器80B接触的导热片30B上的状态。并且，图6中示出在将线圈部20B形成为截面呈三角形的情况下，该线圈部20B的外周面与导热片30B的接触比例进一步增大的状态。但是，在将线圈部20B形成为截面呈三角形的情况下，三角形的顶点处的内角为锐角，因而不易沿纵向折弯扁平线。尤其是，在内角远低于60度的情况下，折弯时扁平线有可能受到损伤，因此，必须注意使内角为60度以上的角度。
与之相对地，图7是概念性地表示现有技术1涉及的电抗器的图，图7中示出在磁芯部110D和线圈部120A形成为截面呈圆形(如圆形般的形状)的情况下，线圈部120A的外周面抵接在与散热器180A接触的导热片130A上的状态。并且，图7中示出在线圈部120A形成为截面呈圆形的情况下，该线圈部120A的外周面与导热片130A呈大致点接触(实际上是线接触)，从而散热性大幅降低的状态。
另外，图8是概念性地表示现有技术2涉及的电抗器的图，图8中示出在磁芯部110E和线圈部120B形成为截面呈正方形(如正方形般的形状)的情况下，线圈部120B的外周面抵接在与散热器180B接触的导热片130B上的状态。并且，图8中示出在线圈部120B形成为截面呈正方形的情况下，位于下侧的边与位于上侧的边等长，此时与如上述实施方式的线圈部20A形成为截面呈梯形的情况、或如上述变更形状的线圈部20B形成为截面呈三角形的情况相比，由于线圈部120B的外周面与导热片130B的接触比例缩小，因而散热性降低的状态。
另外，在本实施方式中，在制造电抗器1时，采用镶嵌成形的方法。
即，在形成磁芯部10后，如图3中的(A)所示，在将该磁芯部10和线圈部20收纳在壳体50内的状态下，将其放置在镶嵌成形机内，进而在向线圈骨架40A、40B的中央孔70内填充绝缘性树脂材料71后，在模具内进行一体成形处理。
由此，能够在确保绝缘性的同时，迅速且可靠地使电抗器1的整体一体化。
(变更形态)
本发明的线圈部件并不限于上述实施方式及上述变更形状，可以进行其他各种形态的变更。
例如，磁芯部或线圈部的截面形状，也不限于上述实施方式及上述变更形状，可以变更为其他各种形状或类型。例如，也可以取代上述的截面呈梯形的磁芯部或线圈部，而是使用截面呈五边形的磁芯部或线圈部。该情况下，顶点处的内角变大，在进行扁平线的折弯处理时，扁平线受损伤的可能性减小，但另一方面，也需要考虑到扁平线的折弯所需的工作量增加，从而制造效率降低的问题。
在将上述线圈部形成为截面呈梯形的情况下，从效率的观点考虑，优选下底的长度为上底的长度的1.5倍以上的长度且最小的内角为60度以上的角度。
另外，通常而言，在将上述线圈部的截面形状形成为梯形以外的其他四边形或五边形的情况下，从效率的观点考虑，优选与导热片抵接的边的长度为所有边中最大长度且最小的内角为60度以上的角度。
另外，在本实施方式的电抗器1中，将E字状的各个部分磁芯10A、10B所对应的脚部11A、11B、12A、12B、13A、13B以前端彼此对接的方式进行组合，但也可以对彼此的前端部分进行倒角加工以使其整体呈曲面状。通过形成为如上所述的曲面状，能够使该电抗器1的直流叠加特性良好。
以下，以与比较例相比较的方式，对本发明的实施例涉及的电抗器进行说明。
【实施例】
作为实施例，形成与实施方式相同的、图9中的(A)所示的截面呈梯形的磁芯部10F及线圈部20D，并将各个部件的导热率(W/m·K)设定为如表1所示，由此制作了实施例样本。与此同时，作为比较例，形成图9中的(B)所示的截面呈长方形的磁芯部110F及线圈部120D，并将各个部件的导热率(W/m·K)设定为如表1所示，由此制作了比较例样本。
另外，在实施例与比较例中，将中央脚部13F、113F和左右脚部11F、12F、111F、112F的截面面积设定为相同的面积。另外，在实施例和比较例中，都将磁芯部10F、110F与线圈部20D、120D之间的距离设定为2.3mm。其他部件的大小相同。另外，仅向实施方式中的中央孔70内填充了绝缘性树脂材料71。
实施例和比较例的环境温度都设定为85℃(无风时)。
对于如上所述制作而成的实施例样本和比较例样本，在上述条件下，进行对线圈部20D、120D流通在DC100A上叠加高频的脉动电流后的波形的电流时的模拟实验，导出从开始通电时起经过3000秒时的平均温度(各个部件内的平均温度)及最高温度(部件内温度最高部位的温度)，根据该导出温度来评价散热效果。
如表2所示，在实施例和比较例中，线圈部20D、120D的温度的平均值相差3.55℃。即，实施例中能够得到平均值优于比较例3.55℃的散热效果。在温度上升值的比较中，实施例中能够得到优于比较例7.6％的测量结果。
另外，如图10所示，关于温度分布，与比较例(图10中的(B))相比，实施例(图10中的(A))中得到的基于散热器(下方)的冷却效果更加有效。
【表1】
各部件的导热率
Figure BDA0001463676030000121
【表2】
Figure BDA0001463676030000122
平均：单件部件内的平均温度
最高：单件部件内温度最高部位的温度
温度：单位为℃

Claims (7)

1.一种电抗器，其特征在于，具备：
磁芯部，其具有中央脚部和配置在该中央脚部两侧的左右脚部；
线圈部，其是将导线卷绕于所述中央脚部的外周侧而形成；以及
导热片，其将所述线圈部的热量排出至外部，
所述线圈部是通过沿边卷绕方式将扁平线卷绕在所述中央脚部的外周侧而形成，并且，所述线圈部被配设为使被卷绕的所述线圈部的外周侧与所述导热片抵接；
所述线圈部的卷绕一圈的卷绕形状形成为：与所述导热片抵接的边的长度大于其他所有边的长度，且内角中的最小角为60度以上的角度；
所述左右脚部的前端面的面积与所述中央脚部的根部部分的截面的面积相同，并且所述前端面与磁通流动的方向垂直，所述根部部分为所述磁芯部的中央突出部与磁芯主体部组合后的T字形的一部分。
2.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，
所述线圈部的卷绕一圈的卷绕形状形成为：与所述导热片抵接侧的下底的长度为上底的长度的1.5倍以上的长度且内角中的最小角为60度以上的角度的梯形。
3.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，
所述线圈部的卷绕一圈的卷绕形状为四边形或五边形。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电抗器，其特征在于，
所述中央脚部和所述左右脚部的、与该中央脚部的延伸方向垂直的截面形状形成为：所述中央脚部在所述左右脚部的排列方向上的宽度大于每个所述左右脚部在所述左右脚部的排列方向上的宽度，并且所述左右脚部在与所述左右脚部的排列方向垂直的方向上的长度大于所述中央脚部在与所述左右脚部的排列方向垂直的方向上的长度。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电抗器，其特征在于，
在与包含所述中央脚部和所述左右脚部的平面垂直的方向即上下方向上，将包覆所述左右脚部的线圈骨架的高度设定为高于被卷绕在所述中央脚部上的线圈部的高度，由此，当向被该左右脚部的线圈骨架包围的空间内填充封固树脂时，被填充的封固树脂不会溢出至外部且能够包覆所述线圈部整体。
6.如权利要求4所述的电抗器，其特征在于，
在与包含所述中央脚部和所述左右脚部的平面垂直的方向即上下方向上，将包覆所述左右脚部的线圈骨架的高度设定为高于被卷绕在所述中央脚部上的线圈部的高度，由此，当向被该左右脚部的线圈骨架包围的空间内填充封固树脂时，被填充的封固树脂不会溢出至外部且能够包覆所述线圈部整体。
7.一种电抗器的制造方法，其特征在于，包括：
将具有中央脚部和配置于该中央脚部两侧的左右脚部的磁芯部配置成规定的磁路状；
通过沿边卷绕方式将由扁平线构成的导线卷绕在所述中央脚部的外周侧，形成线圈部；
将被卷绕的所述线圈部的外周侧部分的一部分抵接在向外部排出热量的导热片上；
所述线圈部的卷绕一圈的卷绕形状形成为：与所述导热片抵接的边的长度大于其他所有边的长度，且内角中的最小角为60度以上的角度；
所述左右脚部的前端面的面积与所述中央脚部的根部部分的截面的面积相同，并且所述前端面与磁通流动的方向垂直，所述根部部分为所述磁芯部的中央突出部与磁芯主体部组合后的T字形的一部分。
CN201711102757.1A 2017-02-16 2017-11-10 电抗器及其制造方法 Active CN108447648B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017027320A JP2018133500A (ja) 2017-02-16 2017-02-16 リアクトルおよびその製造方法
JP2017-027320 2017-02-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108447648A CN108447648A (zh) 2018-08-24
CN108447648B true CN108447648B (zh) 2021-07-20

Family

ID=60781669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711102757.1A Active CN108447648B (zh) 2017-02-16 2017-11-10 电抗器及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11183329B2 (zh)
EP (1) EP3364431B1 (zh)
JP (1) JP2018133500A (zh)
CN (1) CN108447648B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11404203B2 (en) * 2018-06-13 2022-08-02 General Electric Company Magnetic unit and an associated method thereof
EP3859946A4 (en) * 2018-09-25 2022-04-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. WINDING MOUNTING STRUCTURE, STATOR AND MOTOR
US11538615B2 (en) * 2018-09-25 2022-12-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Reactor and method of manufacturing the same
JP7098049B2 (ja) * 2019-03-19 2022-07-08 三菱電機株式会社 コイル装置および電力変換装置
JP6871293B2 (ja) * 2019-03-22 2021-05-12 株式会社タムラ製作所 リアクトル
JP7251377B2 (ja) * 2019-07-19 2023-04-04 スミダコーポレーション株式会社 磁気結合型リアクトル装置
JP7085658B1 (ja) 2021-01-27 2022-06-16 本田技研工業株式会社 多相リアクトル
JP2022116899A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 Tdk株式会社 コイル部品及びこれを備える携帯端末ホルダー

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352081A (en) * 1980-10-22 1982-09-28 Kijima Musen Kabushiki Kaisha Compact trans core
JP2016092313A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 三菱電機株式会社 磁気部品
CN105742007A (zh) * 2014-12-24 2016-07-06 丰田自动车株式会社 电抗器
CN105869828A (zh) * 2015-01-22 2016-08-17 台达电子工业股份有限公司 磁性元件
CN106415750A (zh) * 2014-06-24 2017-02-15 株式会社自动网络技术研究所 芯部件、电抗器及芯部件的制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3007125A (en) * 1958-02-20 1961-10-31 Gen Electric Inductive device
US3332049A (en) * 1965-11-30 1967-07-18 Tdk Electronics Co Ltd Magnetic core unit with shielded winding
JPH0521232A (ja) * 1991-07-15 1993-01-29 Sony Corp インダクタンス素子
US5210513A (en) * 1992-03-20 1993-05-11 General Motors Corporation Cooling of electromagnetic apparatus
US7932799B2 (en) * 2004-09-24 2011-04-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transformer
JP5212077B2 (ja) * 2008-12-17 2013-06-19 トヨタ自動車株式会社 電磁機器及びその冷却構造
CN102714091B (zh) * 2010-01-20 2015-05-20 住友电气工业株式会社 电抗器
US8570133B2 (en) * 2010-03-25 2013-10-29 Panasonic Corporation Transformer
JP5240246B2 (ja) * 2010-06-23 2013-07-17 トヨタ自動車株式会社 リアクトル
JP5867677B2 (ja) * 2010-07-13 2016-02-24 住友電気工業株式会社 リアクトル、コンバータ及び電力変換装置
JP2012039098A (ja) * 2010-07-13 2012-02-23 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル及びコイル部品
JP2012023267A (ja) * 2010-07-16 2012-02-02 Toyota Motor Corp リアクトル
JP5597106B2 (ja) * 2010-11-19 2014-10-01 住友電気工業株式会社 リアクトル
JP2012124401A (ja) 2010-12-10 2012-06-28 Toyota Motor Corp リアクトルとその製造方法
JPWO2013018381A1 (ja) * 2011-08-01 2015-03-05 住友電気工業株式会社 チョークコイル
JP6283976B2 (ja) * 2013-01-16 2018-02-28 日立金属株式会社 コモンモードチョーク
JP6288513B2 (ja) * 2013-12-26 2018-03-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
JP2015188022A (ja) 2014-03-27 2015-10-29 株式会社デンソー リアクトル放熱構造
CN106803455B (zh) * 2015-11-26 2019-07-26 乾坤科技股份有限公司 平面型电抗器
US10366817B2 (en) * 2017-05-02 2019-07-30 General Electric Company Apparatus and method for passive cooling of electronic devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352081A (en) * 1980-10-22 1982-09-28 Kijima Musen Kabushiki Kaisha Compact trans core
CN106415750A (zh) * 2014-06-24 2017-02-15 株式会社自动网络技术研究所 芯部件、电抗器及芯部件的制造方法
JP2016092313A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 三菱電機株式会社 磁気部品
CN105742007A (zh) * 2014-12-24 2016-07-06 丰田自动车株式会社 电抗器
CN105869828A (zh) * 2015-01-22 2016-08-17 台达电子工业股份有限公司 磁性元件

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018133500A (ja) 2018-08-23
US20180233281A1 (en) 2018-08-16
US11183329B2 (en) 2021-11-23
EP3364431B1 (en) 2020-06-17
EP3364431A3 (en) 2018-10-31
EP3364431A2 (en) 2018-08-22
CN108447648A (zh) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108447648B (zh) 电抗器及其制造方法
WO2011089941A1 (ja) リアクトル
JP6477429B2 (ja) コイル部品
JP2007059839A (ja) Ｌｃ複合部品
US9942987B2 (en) Coil component and board having the same
WO2016208441A1 (ja) リアクトル、及びリアクトルの製造方法
JP2023179644A (ja) フェライト磁心、並びにそれを用いたコイル部品及び電子部品
CN112771633B (zh) 电抗器
WO2015170566A1 (ja) 電子機器
JP7124429B2 (ja) コイル部品およびコイル装置
US20170040100A1 (en) Core piece and reactor
JP7255153B2 (ja) リアクトルおよびその製造方法
JP7110863B2 (ja) リアクトル
JP2021100098A (ja) インダクタ
CN110199365B (zh) 电抗器
US20140292457A1 (en) Reactor
JP7311010B2 (ja) フェライト磁心
JP7187905B2 (ja) フェライト磁心およびそれを用いたコイル部品
WO2019171940A1 (ja) リアクトル
WO2021100420A1 (ja) リアクトル
JP7089671B2 (ja) リアクトル
JP7418172B2 (ja) リアクトル
JP6598084B2 (ja) コイル、及びリアクトル
CN117854892A (zh) 板状线圈及线圈装置
JP2012015382A (ja) リアクトル

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 7th floor, East Building, Ginza, kdx, No.2, 7-fan-2, Jinchuan, Central District, Tokyo, Japan

Applicant after: Sumida Group Co.,Ltd.

Address before: Tokyo Capital of Japan

Applicant before: Sumida Group Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant