CN112470242A - 电抗器 - Google Patents
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Abstract
一种电抗器,具备:线圈,具有卷绕部;磁芯,具有内侧芯部和外侧芯部;及树脂模制部,覆盖所述磁芯的表面的至少一部分,所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,所述外侧芯部配置于所述卷绕部的外部,所述内侧芯部是非分割结构的一体物,所述内侧芯部在轴向的端部附近的表面具备沿着与轴向交叉的方向设置的槽部,所述树脂模制部具备:外侧树脂部,覆盖所述外侧芯部的表面的至少一部分;及内侧树脂部,覆盖所述内侧芯部的轴向的端部的表面,并且填充于所述槽部的内部,所述内侧树脂部与所述外侧树脂部连续。
Description
技术领域
本公开涉及电抗器。
本申请要求基于2018年8月9日的日本申请的特愿2018-150907的优先权,并引用所述日本申请所记载的所有记载内容。
背景技术
在专利文献1中公开了一种电抗器,其具备:线圈,具有卷绕绕组而成的卷绕部;及磁芯,形成闭合磁路,所述电抗器用于混合动力汽车的转换器的构成部件等。磁芯具备:配置在卷绕部内的多个内磁芯片;及配置在卷绕部外的外磁芯片。在该电抗器中,通过用树脂模制部覆盖磁芯的外周面,从而将内磁芯片和外磁芯片保持为一体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-135334号公报
发明内容
本公开的一个方式所涉及的电抗器具备:
线圈,具有卷绕部;
磁芯,具有内侧芯部和外侧芯部;及
树脂模制部,覆盖所述磁芯的表面的至少一部分,
所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,
所述外侧芯部配置于所述卷绕部的外部,
其中,
所述内侧芯部是非分割结构的一体物,
所述内侧芯部在轴向的端部附近的表面具备沿着与轴向交叉的方向设置的槽部,
所述树脂模制部具备:
外侧树脂部,覆盖所述外侧芯部的表面的至少一部分;及
内侧树脂部,覆盖所述内侧芯部的轴向的端部的表面,并且填充于所述槽部的内部,
所述内侧树脂部与所述外侧树脂部连续。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的电抗器的概略立体图。
图2是实施方式1所涉及的电抗器所具备的组合体的概略分解立体图。
图3是用图1所示的(III)-(III)线切断的概略纵剖视图。
图4是从外侧芯部侧观察实施方式1所涉及的电抗器所具备的组合体的概略主视图。
图5是表示实施方式2所涉及的电抗器所具备的内侧芯部的轴向的端部附近的概略立体图。
图6是表示实施方式3所涉及的电抗器所具备的内侧芯部的轴向的端部附近的概略立体图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
根据各磁芯片和树脂模制部的材质,存在不能充分获得磁芯片与树脂模制部之间的密合性,从而树脂模制部破裂或剥离,不能将磁芯片彼此保持为一体的可能。若增厚树脂模制部以避免这样的情况,则需要在卷绕部与内磁芯片之间确保大的间隙,致使电抗器大型化。
因此,本公开的目的之一在于,提供一种能够用树脂模制部将磁芯牢固地保持为一体且小型的电抗器。
[本公开的效果]
本公开的电抗器能够用树脂模制部将磁芯牢固地保持为一体,且小型。
[本公开的实施方式的说明]
首先列出本公开的实施方式来进行说明。
(1)本公开的一个方式所涉及的电抗器具备:
线圈,具有卷绕部;
线圈,具有卷绕部;
磁芯,具有内侧芯部和外侧芯部;及
树脂模制部,覆盖所述磁芯的表面的至少一部分,
所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,
所述外侧芯部配置于所述卷绕部的外部,
其中,
所述内侧芯部是非分割结构的一体物,
所述内侧芯部在轴向的端部附近的表面具备沿着与轴向交叉的方向设置的槽部,
所述树脂模制部具备:
外侧树脂部,覆盖所述外侧芯部的表面的至少一部分;及
内侧树脂部,覆盖所述内侧芯部的轴向的端部的表面,并且填充于所述槽部的内部,
所述内侧树脂部与所述外侧树脂部连续。
上述电抗器中,内侧芯部为非分割结构的一体物,且覆盖外侧芯部的表面的至少一部分的外侧树脂部与覆盖内侧芯部的轴向的端部的表面的内侧树脂部连续地设置。因此,能够将内侧芯部和外侧芯部用树脂模制部保持为一体。此时,内侧树脂部的一部分填充在形成于内侧芯部的槽部的内部。因此,能够形成槽部内的内侧树脂部相对于内侧芯部钩挂的嵌合结构。通过该嵌合结构,能够用树脂模制部将内侧芯部和外侧芯部牢固地保持为一体。另外,通过上述嵌合结构,不将树脂模制部增厚必要以上,就能够将磁芯牢固地保持为一体。因此,能够缩窄卷绕部与内侧芯部之间的间隔,由此能够形成为小型的电抗器。即使缩窄了卷绕部与内侧芯部之间的间隔,也能够可靠地将内侧树脂部的一部分填充于槽部。这是因为槽部设置于内侧芯部的轴向的端部附近。
(2)作为上述电抗器的一个方式,可举出:
所述电抗器具备保持构件,该保持构件保持所述卷绕部的轴向的端面和所述外侧芯部,
所述保持构件为具有供所述内侧芯部的轴向的端部***的贯通孔的框状体,
所述保持构件具备芯支承部,该芯支承部从所述贯通孔的内周面朝向所述内侧芯部的中央侧突出,
所述芯支承部以露出所述槽部的方式支承所述内侧芯部的轴向的端部的表面,
所述芯支承部具备从所述贯通孔的内周面通到所述槽部的缺口部。
上述电抗器通过具备保持构件,容易经由保持构件进行卷绕部与磁芯的相对定位。特别是,通过在保持构件具备芯支承部,更容易进行内侧芯部相对于卷绕部的定位。即使在保持构件具备芯支承部的情况下,通过在芯支承部具备缺口部,也容易将树脂填充到槽部内。这是因为,在外侧芯部的表面对树脂进行模制而形成外侧树脂部时,该树脂容易通过缺口部进入到卷绕部与内侧芯部之间。即,通过上述缺口部作为树脂的流路发挥功能,容易在槽部内填充有树脂的状态下形成内侧树脂部。
(3)作为上述电抗器的一个方式,可举出:
所述槽部具有位于所述内侧芯部的相对的表面的部分。
通过在内侧芯部的相对的表面设置有槽部,能够在内侧芯部的表面中的至少相对的表面的两处形成内侧树脂部相对于内侧芯部的嵌合结构。由于能够在内侧芯部的相对的表面形成上述嵌合结构,从而容易用树脂模制部将内侧芯部与外侧芯部稳定且牢固地保持为一体。
(4)作为上述电抗器的一个方式,可举出:
所述线圈具备并列的一对所述卷绕部,
所述内侧芯部具备配置于所述卷绕部各自的内部的一对所述内侧芯部,
所述槽部具有:
一端和另一端,位于所述内侧芯部的相对的表面;及
中间部,将所述一端与所述另一端相连,
所述中间部设置于所述内侧芯部的并列方向的外方侧的表面。
在具备配置于一对卷绕部各自的内部的一对内侧芯部的情况下,磁通容易通过内侧芯部的并列方向的内方侧的区域。因此,通过在内侧芯部的并列方向的外方侧的表面设置有槽部,不易阻碍磁通的通过,能够抑制磁特性的降低。槽部在内侧芯部的相对的表面具有一端及另一端,设置于内侧芯部的并列方向的外方侧的表面的中间部与一端及另一端连续地设置。通过具备这样的槽部,容易用树脂模制部将内侧芯部与外侧芯部稳定且牢固地保持为一体。
(5)作为上述电抗器的一个方式,可举出:
所述内侧芯部由在树脂中分散有软磁性粉末的复合材料的成形体构成。
通过内侧芯部由上述复合材料的成形体构成,容易在内侧芯部的表面形成槽部。
(6)作为上述电抗器的一个方式,可举出:
所述内侧芯部具备引导槽部,该引导槽部从轴向的端面朝向所述槽部设置。
通过在内侧芯部具备引导槽部,从而在外侧芯部的表面对树脂进行模制而形成外侧树脂部时,该树脂容易通过引导槽部流入到槽部,由此树脂容易填充到槽部内。树脂也填充在引导槽部内。通过在引导槽部内填充树脂,能够增大树脂模制部与内侧芯部的接触面积,由此容易牢固地保持树脂模制部和内侧芯部。由于能够牢固地保持树脂模制部和内侧芯部,从而能够经由树脂模制部将内侧芯部与外侧芯部更牢固地保持为一体。
[实施方式的详细内容]
下面,参照附图对本公开的实施方式所涉及的电抗器的具体例进行说明。图中的同一标号表示同一名称物。另外,本发明并不限于这些例示,而是由请求保护的范围示出,并旨在包括与请求保护的范围等同的含义和范围内的全部变更。
<实施方式1>
《概要》
基于图1~图4说明实施方式1所涉及的电抗器1。实施方式1所涉及的电抗器1具备:线圈2,具有卷绕部2c;磁芯3,配置在卷绕部2c的内外而形成闭合磁路;及树脂模制部5,覆盖磁芯3的表面的至少一部分。磁芯3具备:配置于卷绕部2c的内部的内侧芯部31;及配置于卷绕部2c的外部的外侧芯部32。本例的电抗器1还具备保持卷绕部2c和磁芯3的保持构件4。实施方式1所涉及的电抗器1的特征之一在于,内侧芯部31为非分割构造的一体物。另外,实施方式1所涉及的电抗器1的特征之一在于,在内侧芯部31的轴向的端部附近的表面具备槽部311,树脂模制部5的一部分填充于上述槽部311。
电抗器1例如设置于转换器壳体等设置对象(未图示)。在此,在电抗器1中,图1中的纸面下侧是面向设置对象的设置侧,将设置侧设为“下”,将其相反侧设为“上”,并将上下方向设为纵向(高度方向)。另外,将线圈2的卷绕部2c的并列方向设为横向(宽度方向),并将沿着卷绕部2c的轴向的方向设为长度方向。以下,对电抗器1的结构进行详细说明。
《线圈》
如图1及图2所示,线圈2具备:卷绕绕组而成的一对卷绕部2c;及将两个卷绕部2c的一个端部彼此接合而成的接合部2r。卷绕部2c将绕组以螺旋状卷绕而被形成为筒状。两个卷绕部21以彼此的轴向平行的方式横向排列(并列)配置。接合部2r的连接可以利用各种焊接、锡焊、钎焊等。两个卷绕部2c的另一个端部从卷绕部2c拉出,安装有端子配件(未图示),并与向线圈2进行电力供给的电源等外部装置(未图示)电连接。
卷绕部2c由包覆扁线(所谓的漆包线)构成,该包覆扁线具备由铜等构成的扁线的导体和覆盖导体的外周的由聚酰胺酰亚胺等构成的绝缘包覆层。在本例中,卷绕部2c均是将角部倒圆角所得的四方筒状的扁绕线圈。另外,卷绕部2c的形状、大小、卷绕方向、匝数均相同。线圈2是并排具备两个卷绕部2c的相同规格的线圈,能够利用公知的线圈。例如,既可以由一根连续的绕组形成,也可以通过焊接等将两个卷绕部2c的端部彼此接合。绕组、卷绕部2c的规格可以适当地变更,两个卷绕部2c的形状、大小、卷绕方向、匝数也可以不同。卷绕部2c也可以形成为圆筒状。所谓圆筒状的卷绕部,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。
《磁芯》
如图1及图2所示,磁芯3具备:配置于两个卷绕部2c各自的内部的一对内侧芯部31;及配置于卷绕部2c的外部的一对外侧芯部32。磁芯3将一对外侧芯部32配置成夹着分隔配置的一对内侧芯部,并使各内侧芯部31的端面31e与外侧芯部32的内端面32e接触而形成为环状。当线圈2被励磁时,在环状的磁芯3形成闭合磁路。
(内侧芯部)
内侧芯部31是磁芯3中的沿着卷绕部2c的轴向的部分。在本例中,磁芯3中的沿着卷绕部2c的轴向的部分的两端部从卷绕部2c的端面突出。该突出的部分也是内侧芯部31的一部分。从卷绕部2c突出的内侧芯部31的端部***到后述的保持构件4的贯通孔40(图2)。
内侧芯部31为非分割结构的一体物。由于内侧芯部31为非分割结构的一体物,从而在由填充到后述的槽部311内的内侧树脂部51形成了嵌合结构时,能够利用树脂模制部5将内侧芯部31与外侧芯部32牢固地保持为一体。内侧芯部31的形状只要是沿着卷绕部2c的内部形状的形状,就不被特别限定。如图2所示,本例的内侧芯部31为大致长方体状。
内侧芯部31在轴向的端部附近的表面具备沿着与轴向交叉的方向设置的槽部311。所谓内侧芯部31的轴向的端部附近,是指在将内侧芯部31的长度方向的全长设为L时,从内侧芯部31的端面31e到全长L的20%以下的范围。
槽部311设置于内侧芯部31的周向的至少一部分。在沿内侧芯部31的周向观察时,槽部311既可以连续地设置,也可以断续地设置。就槽部311而言,可举出在将内侧芯部31的周向的全长设为M时,沿着内侧芯部31的周向的长度(在断续地设置的情况下,为它们的合计长度)为全长M的40%以上,进一步为M的75%以上,特别是遍及全长M而设置。本例的槽部311沿着与内侧芯部31的轴向正交的方向、即沿着内侧芯部31的周向,遍及内侧芯部31的周向的全长而设置。
槽部311优选具有位于内侧芯部31的相对的表面的部分。在内侧芯部31如图2所示为大致长方体状的情况下,内侧芯部31具有相对的双平面。具体而言,内侧芯部31具有以上表面31u与下表面31d相对的第一双平面,并具有以外侧面31o与内侧面31i相对的第二双平面。此时,槽部311优选在第一双平面和第二双平面中的至少一个双平面中,设置于该相对的双平面各自的至少一部分。在该情况下,作为槽部的方式,例如可举出以下的5种方式。第一方式中,在上表面31u和下表面31d各自的至少一部分具备槽部,在外侧面31o和内侧面31i不具备槽部。第二方式中,在外侧面31o和内侧面31i各自的至少一部分具备槽部,在上表面31u和下表面32d不具备槽部。第三方式中,在上表面31u和下表面31d各自的至少一部分具备槽部,并且在将上表面31u与下表面31d相连的外侧面31o和内侧面31i中的一方与上述槽部连续或断续地具备槽部,在外侧面31o和内侧面31i中的另一方不具备槽部。第四方式中,在外侧面31o和内侧面31i各自的至少一部分具备槽部,并且在将外侧面31o与内侧面31i相连的上表面31u和下表面31d中的一方与上述槽部连续或断续地具备槽部,在上表面31u和下表面31d中的另一方不具备槽部。第五方式中,在上表面31u、下表面31d、外侧面31o、内侧面31i的全部面连续或断续地具备槽部。
另外,在内侧芯部31为大致圆柱状的情况下,槽部311优选设置于在径向上相对的位置。例如,可以具备多对设置于内侧芯部31的在径向上相对的位置的一对槽部,也可以具备如具有设置于内侧芯部31的在径向上相对的位置的部分这样的连续的一个槽部。换言之,该结构可以说是遍及内侧芯部31的周向的半周以上而设置有槽部的结构。
槽部311的深度可举出0.5mm以上且4mm以下。通过槽部311的深度为0.5mm以上,在槽部311的内部容易填充后述的树脂模制部5的一部分。填充到槽部311内的树脂模制部5(内侧树脂部51)成为相对于内侧芯部31钩挂的嵌合结构。因此,槽部311的深度较深时,更容易形成上述嵌合结构,可举出进一步为1mm以上,特别为2mm以上。另一方面,通过槽部311的深度为4mm以下,不易阻碍磁通的通过,容易抑制磁特性的降低。槽部311的深度可举出进一步为3mm以下,特别为2.5mm以下。
槽部311的截面形状只要是能够在槽部311的内部填充后述的树脂模制部5的一部分,并由该填充的树脂模制部5形成相对于内侧芯部31钩挂的嵌合结构的形状,就没有特别限定。槽部311的截面形状可举出矩形、V字状、半圆形、半椭圆形等。槽部311的截面形状可举出槽部311的两个内侧面中的位于外侧芯部32侧的内侧面为与内侧芯部31的端面31e平行的直线状。由此,容易形成对将内侧芯部31与外侧芯部32分离的力的抵抗力高的上述嵌合结构。在本例中,槽部311的截面形状为矩形。
内侧芯部31可举出由在树脂中分散有软磁性粉末的复合材料的成形体构成。通过内侧芯部31由上述复合材料的成形体构成,容易在内侧芯部31的表面形成槽部311。这是因为,在利用复合材料成形内侧芯部31时,也能够一并形成槽部311。内侧芯部31也可以由对软磁性粉末、或具备绝缘包覆层的包覆软磁性粉末等进行压缩成形所得的压粉成形体构成。
(复合材料)
复合材料的软磁性粉末是由铁等铁族金属或其合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)等构成的软磁性颗粒的集合体。也可以在软磁性颗粒的表面形成有由磷酸盐等构成的绝缘包覆层。另一方面,作为复合材料所含的树脂,可举出热固性树脂、热塑性树脂、常温固化性树脂、低温固化性树脂等。热固性树脂例如可举出不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等。热塑性树脂可举出聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6或尼龙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。此外,也可以使用在不饱和聚酯中混合有碳酸钙、玻璃纤维的BMC(Bulk molding compound:团状模塑料)、混炼型硅橡胶、混炼型聚氨酯橡胶等。上述复合材料若除了软磁性粉末及树脂以外,还含有氧化铝或二氧化硅等非磁性且非金属粉末(填料),则可进一步提高散热性。非磁性且非金属粉末的含量可举出0.2质量%以上且20质量%以下,进一步为0.3质量%以上且15质量%以下、0.5质量%以上且10质量%以下。
复合材料中的软磁性粉末的含量可举出30体积%以上且80体积%以下。从提高饱和磁通密度、散热性的观点出发,磁性粉末的含量可举出进一步为50体积%以上、60体积%以上、70体积%以上。从提高制造过程中的流动性的观点出发,优选将磁性粉末的含量设为75体积%以下。
在复合材料的成形体中,如果将磁性粉末的填充率调整得较低,则易于减小其相对磁导率。例如,可举出将复合材料的成形体的相对磁导率设为5以上且50以下。复合材料的相对磁导率可以进一步设为10以上且45以下、15以上且40以下、20以上且35以下。
(压粉成形体)
压粉成形体的软磁性粉末可以使用与复合材料的软磁性粉末相同的软磁性粉末。压粉成形体与复合材料的成形体相比,容易提高软磁性粉末的含量,从而容易增大饱和磁通密度、相对磁导率。压粉成形体中的软磁性粉末的含量可举出超过80体积%、进一步为85体积%以上。压粉成形体的相对磁导率可举出设为50以上且500以下。压粉成形体的相对磁导率可以进一步设为80以上、100以上、150以上、180以上。
〔外侧芯部〕
外侧芯部32是磁芯3中的配置于卷绕部2c的外部的部分。外侧芯部32的形状只要是将一对内侧芯部31的端部相连的形状,则不被特别限定。本例的外侧芯部32是其上表面32u和下表面32d为大致圆顶形状的块体。外侧芯部32具有上表面32u、下表面32d、内端面32e、外周面32o。内端面32e与内侧芯部31的端面31e接触。在外侧芯部32的内端面32e与内侧芯部31的端面31e之间既可以夹设有粘接剂,也可以没有粘接剂。本例的外侧芯部32是由压粉成形体构成的非分割结构的一体物。外侧芯部32既可以由与内侧芯部31同样的复合材料的成形体构成,也可以由压粉成形体构成。
另外,外侧芯部32也可以是具有配置于卷绕部2c的内部的部分的U字状。U字状的外侧芯部32具备:配置于卷绕部2c的外部并配置成跨越卷绕部2c之间的块体;及从该块体突出并分别配置于卷绕部2c的内部的一对突出部。突出部是配置于卷绕部2c的端面附近的程度的突出长度。这是因为,由于突出部短,从而容易将树脂引导至形成于内侧芯部31的槽部311。在U字状的外侧芯部32的情况下,突出部被***于后述的保持构件4的贯通孔40。
《保持构件》
保持构件4介于卷绕部2c的端面与外侧芯部32的内端面32e之间,是保持卷绕部2c的轴向的端面和外侧芯部32的构件(图3)。保持构件4代表性地由绝缘材料构成。保持构件4作为线圈2与磁芯3之间的绝缘构件发挥功能。另外,保持构件4作为内侧芯部31及外侧芯部32相对于卷绕部2c的定位构件发挥功能。在本例中,具备相同形状的两个保持构件4。
保持构件4具备一对贯通孔40、芯支承部41、线圈收纳部42及磁芯收纳部43。贯通孔40在保持构件4的厚度方向上贯通,并供内侧芯部31的端部***。芯支承部41从各贯通孔40的内周面朝向内侧芯部31的中央侧突出。芯支承部41以露出内侧芯部31所具备的槽部311的方式支承内侧芯部31的端部的表面。线圈收纳部42是形成为包围芯支承部41的环状的凹部,具有沿着卷绕部2c的端面的形状的深度。在该凹部嵌入卷绕部2c的端面及其附近。磁芯收纳部43通过保持构件4中的外侧芯部32侧的面的一部分在厚度方向上凹陷而形成,供外侧芯部32的内端面32e及其附近嵌入。嵌入到保持构件4的贯通孔40中的内侧芯部31的端面31e与磁芯收纳部43的底面大致齐平。因此,内侧芯部31的端面31e与外侧芯部32的内端面32e接触。
这里,本例的贯通孔40的四角(与芯支承部41成为一体的部分)形成为大致沿着内侧芯部31的端面31e的角部的形状。通过该贯通孔40的四角,在贯通孔40内支承内侧芯部31。该贯通孔40的除了四角之外的上缘部、下缘部及两侧缘部比内侧芯部31的端面31e的轮廓线更向外方侧扩展。因此,在将内侧芯部31***到贯通孔40中的状态下,在该扩展的部分的位置形成贯通保持构件4的间隙。磁芯收纳部43是具备包括上述一对贯通孔40的底面的浅底的凹部。当将外侧芯部32嵌入于磁芯收纳部43时,嵌入到磁芯收纳部43中的外侧芯部32的内端面32e与磁芯收纳部43的底面抵接而被支承。该底面是由被一对贯通孔40夹持的沿着高度方向的部分和在比贯通孔40靠下方侧沿着宽度方向的部分构成的倒T字状的面。如图4的概略主视图所示,该磁芯收纳部43成为大致沿着外侧芯部32的轮廓线的形状,但磁芯收纳部43的上缘部和侧缘部的上方侧的部分比上述轮廓线更向外方侧扩展。由于该向外方扩展的部分之外的部分沿着外侧芯部32的轮廓线,所以嵌入到磁芯收纳部43的外侧芯部32向左右方向(贯通孔40的并列方向)的移动被限制。
如图4所示,当将外侧芯部32嵌入于上述磁芯收纳部43时,在磁芯收纳部43的内壁面与外侧芯部32的外周面32o之间形成间隙(图4所示的阴影线部分)。该间隙与形成在贯通孔40的内周面和内侧芯部31的周面之间的间隙连通。因此,在外侧芯部32的表面(上表面32u、下表面32d及外周面32o)对树脂进行模制而形成外侧树脂部52时,该树脂流入到卷绕部2c与内侧芯部31之间。该流入到卷绕部2c与内侧芯部31之间的树脂形成覆盖内侧芯部31的表面(上表面31u、下表面32d、外侧面31o、内侧面31i)的内侧树脂部51。即,上述间隙作为将树脂引导到卷绕部2c与内侧芯部31之间的树脂填充孔发挥功能。
在本例子中,芯支承部41具备缺口部411,该缺口部411从贯通孔40的内周面的两侧缘部通到形成于内侧芯部31的槽部311。该缺口部411形成于与贯通孔40的内周面和内侧芯部31的周面之间的间隙相对应的部位。上述的磁芯收纳部43的内壁面与外侧芯部32的外周面32o之间的间隙、及贯通孔40的内周面与内侧芯部31的周面之间的间隙成为树脂的流路。通过该流路流入的树脂容易通过缺口部411进入到卷绕部2c与内侧芯部31之间,从而容易在槽部311内填充树脂。即,缺口部411作为将树脂引导到卷绕部2c与内侧芯部31之间树脂流路发挥功能。本例的缺口部411沿着贯通孔40的轴向形成。
保持构件4例如可以由聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6或尼龙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,可以由不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和硅树脂等热固性树脂形成保持构件4。也可以使这些树脂含有陶瓷填料,由此使保持构件4的散热性提高。作为陶瓷填料,例如可以利用氧化铝或二氧化硅等非磁性粉末。
《树脂模制部》
树脂模制部5覆盖磁芯3的表面的至少一部分,并将内侧芯部31和外侧芯部32保持为一体。树脂模制部5具备:外侧树脂部52,覆盖外侧芯部32的表面的至少一部分;及内侧树脂部51,覆盖内侧芯部31的轴向的端部的表面。外侧树脂部52与内侧树脂部51是连续的一体物。
在图3中,夸张地示出了卷绕部2c与内侧芯部31之间的间隙,但实际上该间隙非常狭窄,树脂难以进入该间隙。因此,树脂模制部5未到达内侧芯部31的轴向的中央部。鉴于将内侧芯部31和外侧芯部32保持为一体这样的树脂模制部5的功能,树脂模制部5的形成范围到内侧芯部31的端部附近就足够。另外,树脂模制部5也可以到达内侧芯部31的轴向的中央部。即,内侧树脂部51也可以遍及内侧芯部31的长度方向的全长而形成。
树脂模制部5通过将具备卷绕部2c、磁芯3和保持构件4的组合体10的外周用未固化的树脂进行模制而形成。未固化的树脂覆盖外侧芯部32的表面的至少一部分。通过该树脂固化,形成外侧树脂部52。本例的外侧树脂部52设置成覆盖外侧芯部32的除了内端面32e之外的表面(上表面32u、下表面32d及外周面32o)。外部树脂部52例如也可以设置成露出外侧芯部32的下表面32d。并且,在将外侧芯部32的表面用未固化的树脂进行模制时,未固化的树脂的一部分也进入到卷绕部2c与内侧芯部31之间的间隙,覆盖内侧芯部31的端部的表面。此时,未固化的树脂通过形成于保持构件4的芯支承部41的缺口部411流入到形成于内侧芯部31的槽部311,并填充于槽部311的内部。通过进入到卷绕部2c与内侧芯部31之间的树脂固化,形成内侧树脂部51。
槽部311内的内侧树脂部51成为相对于内侧芯部31钩挂的嵌合结构。通过该嵌合结构,内侧芯部31和外侧芯部32被树脂模制部5牢固地一体化。因此,不需要过度地增厚树脂模制部5的厚度。例如,树脂模制部5的厚度可以设为5mm以下,进一步设为3mm以下,特别设为2mm以下。另外,树脂模制部5的厚度可举出1mm以上。
树脂模制部5例如可以利用环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等热固性树脂,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、或低温固化性树脂。也可以使这些树脂含有氧化铝或二氧化硅等陶瓷填料,由此使树脂模制部5的散热性提高。
《使用方式》
本例的电抗器1可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构成部件。本例的电抗器1能够以浸渍于液体制冷剂的状态使用。液体制冷剂不被特别限定,在混合动力汽车中利用电抗器1的情况下,可以将ATF(Automatic Transmission Fluid:自动传动液)等用作液体制冷剂。此外,还可以将氟化液(注册商标)等氟系惰性液体、HCFC-123或HFC-134a等氟利昂系制冷剂、甲醇或醇等醇系制冷剂、丙酮等酮系制冷剂等用作液体制冷剂。
《效果》
在上述电抗器1中,槽部311内的内侧树脂部51成为相对于内侧芯部31钩挂的嵌合结构。通过该嵌合结构,能够用树脂模制部5将内侧芯部31和外侧芯部32牢固地保持为一体。另外,通过上述嵌合结构,不将树脂模制部5增厚必要以上,就能够将磁芯3牢固地保持为一体。因此,能够缩窄卷绕部2c与内侧芯部31之间的间隔,由此能够形成为小型的电抗器1。即使缩窄卷绕部2c与内侧芯部31之间的间隔,也由于槽部311设置于内侧芯部31的端部附近,因此能够可靠地将内侧树脂部51的一部分填充于槽部311。特别是,由于在保持构件4的芯支承部41具备缺口部411,因此容易将该缺口部411作为树脂流路来将树脂引导至槽部311。在本例的电抗器1中,遍及内侧芯部31的周向的全长而设置有槽部311。因此,通过上述嵌合结构,容易用树脂模制部5将内侧芯部31和外侧芯部32稳定且牢固地保持为一体。
<实施方式2>
基于图5说明实施方式2所涉及的电抗器。实施方式2所涉及的电抗器的槽部311的形成区域与实施方式1不同。图5仅图示了内侧芯部31的轴向的端部附近。槽部311的形成区域之外的结构与实施方式1相同,省略其说明。
本例的槽部311在内侧芯部31的上表面31u、下表面31d及外侧面31o连续地设置,在内侧面31i没有设置。即,槽部311具备位于内侧芯部31的上表面31u的一端、位于下表面31d的另一端、及将一端与另一端相连并位于外侧面31o的中间部。在本例中,槽部311的一端位于上表面31u的宽度方向的中央部分。另外,槽部311的另一端位于下表面31d的宽度方向的中央部分。
在具备配置于一对卷绕部2c各自的内部的一对内侧芯部31的情况下,磁通容易通过内侧芯部31中的卷绕部2c的并列方向的内方侧的区域。因此,在内侧芯部31的并列方向的内方侧的表面不设置槽部311更优。这里,所谓内侧芯部31的并列方向的内方侧,是指被并列的一对内侧芯部31(卷绕部2c)彼此夹持的一侧、即靠近并列的一对内侧芯部31(卷绕部2c)之间的中心线的一侧。另一方面,所谓内侧芯部31的并列方向的外方侧,是指与被并列的一对内侧芯部31(卷绕部2c)彼此夹持的一侧相反的一侧、即远离并列的一对内侧芯部31(卷绕部2c)之间的中心线的一侧。通过在内侧芯部31的并列方向的外方侧的表面设置槽部311,能够形成内侧树脂部51的嵌合结构,且不易阻碍磁通的通过。通过槽部311遍及内侧芯部31的上表面31u、外侧面31o及下表面31d而连续地设置,从而容易用树脂模制部5将内侧芯部31和外侧芯部32稳定且牢固地保持为一体。另外,槽部311也可以断续地设置于上表面31u、外侧面31o及下表面31d中的每一个。
<实施方式3>
基于图6说明实施方式3所涉及的电抗器。实施方式3所涉及的电抗器与实施方式1及实施方式2的不同之处在于,在内侧芯部31具备引导槽部312。图6仅图示了内侧芯部31的轴向的端部附近。另外,图6以与图5相同的方式图示了槽部311的形成区域。槽部311的形成区域也可以与实施方式1相同。引导槽部312之外的结构与实施方式1、实施方式2相同,省略其说明。
引导槽部312从内侧芯部31的端面31e(图2)朝向槽部311设置。在本例中,引导槽部312设置成沿着内侧芯部31的轴向将内侧芯部31的端面31e与槽部311相连。另外,引导槽部312设置在与形成于保持构件4的芯支承部41的缺口部411相对应的位置。引导槽部312的深度、截面形状既可以与槽部311相同,也可以不同。
通过在内侧芯部31具备引导槽部312,从而在外侧芯部32的表面对树脂进行模制而形成外侧树脂部52时,该树脂容易通过引导槽部312流入到槽部311,由此树脂容易填充到槽部311内。由于树脂也填充在引导槽部312内,因此能够增大树脂模制部5与内侧芯部31的接触面积。因此,容易牢固地保持树脂模制部5和内侧芯部31,并且容易经由树脂模制部5将内侧芯部31和外侧芯部32更牢固地保持为一体。
引导槽部312也可以设置成沿着与内侧芯部31的轴向交叉的方向将内侧芯部31的端面31e与槽部311相连。在该情况下,通过填充到引导槽部312内的树脂(内侧树脂部51),也能够形成可施加对将内侧芯部31与外侧芯部32分离的力的抵抗力的嵌合结构。
标号说明
1 电抗器
10 组合体
2 线圈、2c 卷绕部、2r 接合部
3 磁芯
31 内侧芯部
31e 端面、31u 上表面、31d 下表面、31o 外侧面、31i 内侧面
311 槽部
312 引导槽部
32 外侧芯部
32e 内端面、32o 外周面、32u 上表面、32d 下表面
4 保持构件
40 贯通孔
41 芯支承部、411 缺口部
42 线圈收纳部、43 磁芯收纳部
5 树脂模制部
51 内侧树脂部、52 外侧树脂部
Claims (6)
1.一种电抗器,具备:
线圈,具有卷绕部;
磁芯,具有内侧芯部和外侧芯部;及
树脂模制部,覆盖所述磁芯的表面的至少一部分,
所述内侧芯部配置于所述卷绕部的内部,
所述外侧芯部配置于所述卷绕部的外部,
其中,
所述内侧芯部是非分割结构的一体物,
所述内侧芯部在轴向的端部附近的表面具备沿着与轴向交叉的方向设置的槽部,
所述树脂模制部具备:
外侧树脂部,覆盖所述外侧芯部的表面的至少一部分;及
内侧树脂部,覆盖所述内侧芯部的轴向的端部的表面,并且填充于所述槽部的内部,
所述内侧树脂部与所述外侧树脂部连续。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述电抗器具备保持构件,该保持构件保持所述卷绕部的轴向的端面和所述外侧芯部,
所述保持构件为具有供所述内侧芯部的轴向的端部***的贯通孔的框状体,
所述保持构件具备芯支承部,该芯支承部从所述贯通孔的内周面朝向所述内侧芯部的中央侧突出,
所述芯支承部以露出所述槽部的方式支承所述内侧芯部的轴向的端部的表面,
所述芯支承部具备从所述贯通孔的内周面通到所述槽部的缺口部。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述槽部具有位于所述内侧芯部的相对的表面的部分。
4.根据权利要求3所述的电抗器,其中,
所述线圈具备并列的一对所述卷绕部,
所述内侧芯部具备配置于所述卷绕部各自的内部的一对所述内侧芯部,
所述槽部具有:
一端和另一端,位于所述内侧芯部的相对的表面;及
中间部,将所述一端与所述另一端相连,
所述中间部设置于所述内侧芯部的并列方向的外方侧的表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电抗器,其中,
所述内侧芯部由在树脂中分散有软磁性粉末的复合材料的成形体构成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电抗器,其中,
所述内侧芯部具备引导槽部,该引导槽部从轴向的端面朝向所述槽部设置。
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