電抗器、轉(zhuǎn)換器和功率轉(zhuǎn)換器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的電抗器(1A)包括：套筒狀線圈(2)；磁芯(3A)，其具有布置在線圈(2)內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部(31)以及布置在線圈(2)外側(cè)以與內(nèi)芯部(31)形成閉合磁路的外芯部(32A)。外芯部(32A)是磁性粉末和樹(shù)脂的混合物的成型部（硬化成型部），并且由能夠沿線圈(2)的徑向分開(kāi)的兩個(gè)徑向分割件(321)和(322)的組合構(gòu)成。由于外芯部(32A)由多個(gè)分割件構(gòu)成，所以能夠縮短每個(gè)分割件的制造時(shí)間，并且使電抗器(1A)具有優(yōu)良產(chǎn)率。當(dāng)硬化成型部用注射成型法形成時(shí)，具有更優(yōu)良的產(chǎn)率。由于徑向分割件(321)和(322)的接縫部分不中斷磁通，所以在分割件(321)和(322)之間不存在分割磁通的間隙。因此，電抗器(1A)還具有優(yōu)良磁特性。
【專利說(shuō)明】電抗器、轉(zhuǎn)換器和功率轉(zhuǎn)換器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用作諸如車載DC-DC轉(zhuǎn)換器等功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件的電抗器、包括所述電抗器的轉(zhuǎn)換器以及包括所述轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器件。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)良產(chǎn)率的電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器是執(zhí)行升壓或降壓操作的電路中的部件之一。例如，專利文獻(xiàn)I和2披露了一種用于安裝在諸如混合動(dòng)力車輛等車輛上的轉(zhuǎn)換器的電抗器。該電抗器包括一個(gè)套筒狀的線圈和磁芯。磁芯是所謂的桶型芯，包括設(shè)置在線圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)部以及基本上完全覆蓋線圈的相對(duì)兩端面和外周面以與內(nèi)部形成閉合磁路的外部。此外，專利文獻(xiàn)I和2披露了作為外部的構(gòu)成材料的硬化成型部，通過(guò)使具有流動(dòng)性的磁性粉末和樹(shù)脂的混合流體經(jīng)過(guò)成型處理并隨后允許樹(shù)脂固化而獲得該硬化成型部。
[0003]引用列表
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利N0.4692768
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本未審查專利公開(kāi)N0.2009-033051

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問(wèn)題
[0008]期望提高電抗器的產(chǎn)率。
[0009]如專利文獻(xiàn)I中所描述的，采用通過(guò)將混合物流體澆注到模具組件中來(lái)制造硬化成型部的方法，即所謂的鑄造成型法，能夠容易地成型出任何形狀的硬化成型部。然而，對(duì)于該示例，由于布置在線圈內(nèi)側(cè)和外側(cè)的磁芯是一個(gè)一體元件，所以將原材料澆注到模具組件且使混合物固化需要花費(fèi)時(shí)間。因此，產(chǎn)率較差。
[0010]如專利文獻(xiàn)2中所描述的，采用磁芯由一體組合的多個(gè)分割件制成的結(jié)構(gòu)，與磁芯為一個(gè)一體元件的情形相比，可以使分割件的尺寸均減小。此外，能夠同時(shí)制造多個(gè)分割件。因此，能夠縮短成型時(shí)間和固化時(shí)間等，并且因此能夠提高產(chǎn)率。然而，如專利文獻(xiàn)2中所描述的，在能夠?qū)⒎指罴鼐€圈的軸向分開(kāi)并且分割件的接縫部分與線圈軸線垂直地布置的方式中，在分割件之間不可避免地產(chǎn)生間隙。間隙以中斷磁通的方式存在。因此，對(duì)于該示例，能夠理解的是不可避免地介入了間隙。因此，該示例會(huì)導(dǎo)致磁特性變差，諸如產(chǎn)生漏磁通。
[0011]因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)良產(chǎn)率的電抗器。此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種包括該電抗器的轉(zhuǎn)換器以及包括該轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器件。
[0012]問(wèn)題的解決方案
[0013]在本發(fā)明中，在磁芯中，布置在線圈外側(cè)的部分是通過(guò)將多個(gè)分割件相組合而構(gòu)成的，每個(gè)分割件為硬化成型部，并且分割方向被設(shè)定成特定方向。這樣，實(shí)現(xiàn)了上述目的。[0014]本發(fā)明提供一種電抗器，包括:套筒狀的線圈；以及磁芯，其具有布置在所述線圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部以及布置在所述線圈外側(cè)的外芯部，所述外芯部與所述內(nèi)芯部形成閉合磁路。外芯部是通過(guò)將多個(gè)分割件相組合而構(gòu)成的，每個(gè)分割件均為磁性粉末和樹(shù)脂的混合物的成型部。外芯部包括能夠沿線圈的徑向分開(kāi)的至少兩個(gè)徑向分割件。
[0015]“線圈的徑向”是指穿過(guò)線圈端面中心(線圈的軸線上的點(diǎn))的任何直線方向。此外，“線圈外側(cè)”是指線圈的端面?zhèn)群途€圈的外周面?zhèn)戎械闹辽僖粋€(gè)。
[0016]對(duì)于本發(fā)明的電抗器，由于外芯部由多個(gè)分割件的組合制成，每個(gè)分割件均為混合物的成型部(硬化成型部)，與磁芯形成為一個(gè)一體元件的情形相比，能夠縮短磁芯的制造時(shí)間，并且具有優(yōu)良的產(chǎn)率。特別是，采用可以高速地將混合物填入模具組件中的制造方法，諸如注射成型法，能夠?qū)崿F(xiàn)制造時(shí)間的進(jìn)一步縮短，并且因此能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)率。
[0017]此外，在每個(gè)分割件的內(nèi)周形狀與線圈的外形匹配的示例中，能夠容易地進(jìn)行線圈和磁芯的定位，并且實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的組裝性。由于構(gòu)成外芯部的分割件均為硬化成型部，能夠成型出均具有與線圈的外形相符的內(nèi)周形狀的分割件。而且，由于這點(diǎn)，本發(fā)明的電抗器實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的產(chǎn)率。
[0018]此外，由于本發(fā)明的電抗器包括徑向分割件，所以能夠減少中斷磁通的任何間隙，或者基本不存在中斷磁通的任何間隙。因此，本發(fā)明的電抗器還具有優(yōu)良的磁特性。
[0019]作為本發(fā)明的電抗器的一種示例，磁性粉末應(yīng)當(dāng)滿足以下(I)至(3):
[0020](I)平均粒度為Ιμ--以上且200μπι以下；
[0021](2)圓度為1.0以 上且2.0以下；以及
[0022](3)各分割件中的所述磁性粉末的含量為30體積％ (體積百分比)以上且70體積％以下。
[0023]在前述示例中，各分割件中的磁性粉末具有特定的形狀和尺寸，并且磁性粉末的含量落在特定范圍之內(nèi)。通過(guò)使用滿足特定形狀和尺寸的磁性粉末作為原材料粉末且調(diào)節(jié)樹(shù)脂等使得磁性粉末的含量落在前述特定范圍之內(nèi)，能夠制造出這種分割件。利用該特定磁性粉末作為原材料粉末并且將磁性粉末的混合量設(shè)定成落在特定范圍之內(nèi)，在制造各分割件的過(guò)程中，當(dāng)采用諸如注射成型法、轉(zhuǎn)移成型法、MIM法(金屬注入成型)等在壓力下將原材料裝入模具組件中的成型法以及在壓力下將原材料裝入模具組件中且進(jìn)行成型的擠壓成型法時(shí)，原材料能夠充分地裝入模具組件中。這樣，能夠制造出具有優(yōu)良成型精度的分割件。此外，由于能夠適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)現(xiàn)優(yōu)良批量產(chǎn)率的成型法，所以還能夠通過(guò)上述示例來(lái)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
[0024]作為本發(fā)明的一個(gè)方案，包括數(shù)量為一的套筒狀的所述線圈，并且所述徑向分割件中的至少一個(gè)包括將所述線圈的端面部分地覆蓋的部分和將所述線圈的外周面部分地覆蓋的部分。
[0025]對(duì)于上述示例，與包括一對(duì)線圈元件的示例(專利文獻(xiàn)I的圖7)相比，能夠更容易實(shí)現(xiàn)尺寸的減小，并且上述示例優(yōu)選地用于諸如期望減小尺寸和重量的車載部件。此外，由于至少一個(gè)徑向分割件包括從線圈的一個(gè)端面延伸出以經(jīng)由線圈的外周面覆蓋線圈的另一端面的特定部分，即，具有Π形截面的部分，所以分割件不會(huì)中途中斷線圈所形成的磁通，而是允許磁通從線圈的一端面?zhèn)冉?jīng)由線圈的外周面?zhèn)却┬械搅硪欢嗣鎮(zhèn)?。因此，利用上述示例，獲得了優(yōu)良的磁特性。[0026]作為本發(fā)明的一個(gè)方案，分割件分別具有彼此接合的接合部。
[0027]在上述示例中，分割件能夠容易地相對(duì)于彼此定位，并且實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的組裝性。
[0028]本發(fā)明的電抗器能夠適當(dāng)?shù)赜米鬓D(zhuǎn)換器的構(gòu)成部件。本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器包括:開(kāi)關(guān)元件；驅(qū)動(dòng)電路，其控制開(kāi)關(guān)元件的操作；以及電抗器，其使開(kāi)關(guān)操作變得平穩(wěn)，其中，所述轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述開(kāi)關(guān)元件的操作對(duì)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且所述電抗器是本發(fā)明的電抗器。本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器能夠適當(dāng)?shù)赜米鞴β兽D(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件包括:轉(zhuǎn)換器，其對(duì)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換；以及逆變器，其與所述轉(zhuǎn)換器相連，并將直流電和交流電相互轉(zhuǎn)換，其中，所述功率轉(zhuǎn)換器件利用由所述逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)換而獲得的電力驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所述轉(zhuǎn)換器是本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器。
[0029]由于本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器和本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件包括本發(fā)明的電抗器，所以具有優(yōu)
良的產(chǎn)率。
[0030]本發(fā)明的有益效果
[0031]本發(fā)明的電抗器具有優(yōu)良的產(chǎn)率。由于本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器和本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件包括具有優(yōu)良產(chǎn)率的本發(fā)明的電抗器，所以具有優(yōu)良的產(chǎn)率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1中的(A)是根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器的示意性透視圖；圖1中的(B)是沿圖1中的(A)所示的線(B)-⑶截取的剖視圖；以及圖1中的(C)是沿圖1中的(A)所示的線(C)-(C)截取的剖視圖。
[0033]圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器的分解透視圖。
[0034]圖3是示出容納在外殼中的根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器的狀態(tài)的示意性透視圖。
[0035]圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器的示意性透視圖。
[0036]圖5是根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器的分解透視圖。
[0037]圖6是示出外芯部的一部分組裝到根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器所包括的線圈成型部中的狀態(tài)的示意性透視圖。
[0038]圖7是根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器的示意性透視圖。
[0039]圖8是根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器的分解透視圖。
[0040]圖9是示意性地示出混合動(dòng)力車輛的電源系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。
[0041]圖10是示出包括本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件的一個(gè)實(shí)例的示意性電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體說(shuō)明。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同名稱的元件。
[0043](第一實(shí)施例)
[0044]參考圖1和圖2，將對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA進(jìn)行說(shuō)明。電抗器IA代表性地用作安裝在安裝對(duì)象上的電路部件，安裝對(duì)象諸如為由金屬制成(代表性地由鋁制成)且包括循環(huán)路徑(未示出)的冷卻臺(tái)。電抗器IA包括:一個(gè)套筒狀的線圈2，其由纏繞導(dǎo)線2w而制成；以及磁芯3A，其布置在線圈2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以形成閉合磁路。磁芯3A包括布置在線圈2內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部31以及布置在線圈2外側(cè)的外芯部32A。電抗器IA的特征在于外芯部32A的形狀和材料。在下文中，將對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0045][線圈成型部]
[0046]電抗器IA包括線圈成型部2A。線圈成型部2A包括由絕緣樹(shù)脂制成的樹(shù)脂成型部20，樹(shù)脂成型部20保持線圈2的形狀并且一體地保持線圈2和內(nèi)芯部31。當(dāng)線圈成型部2A組裝到外芯部32A中時(shí)，線圈不會(huì)膨脹或壓縮，并且因此獲得優(yōu)良的可處置性。此外，在此處，利用樹(shù)脂成型部20來(lái)使線圈2和內(nèi)芯部31成一體。因此，關(guān)于線圈成型部2A，線圈2和內(nèi)芯部31能夠作為一個(gè)部件來(lái)處置。因此，利用電抗器1A，能夠?qū)崿F(xiàn)部件數(shù)量和組裝步驟的減少以及可組裝性的改進(jìn)。此外，因?yàn)榘?shù)脂成型部20，所以還能夠增強(qiáng)線圈2和磁芯3A之間的絕緣性。
[0047]〈線圈〉
[0048]線圈2是套筒狀元件，由螺旋地纏繞一根連續(xù)導(dǎo)線2w制成。作為導(dǎo)線2w，可優(yōu)選地使用包括由諸如銅、鋁或其合金等導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)體的涂層導(dǎo)線。導(dǎo)體的外周設(shè)有由絕緣材料制成的絕緣涂層。導(dǎo)體可以為各種形狀，諸如截面形狀為矩形的矩形導(dǎo)線、截面形狀為圓形的圓形導(dǎo)線、或截面形狀為多邊形、橢圓形等的異形導(dǎo)線。能夠適當(dāng)?shù)剡x擇導(dǎo)線2w的厚度(截面積)或匝數(shù)等。
[0049]線圈2的端面形狀可以為例如輪廓為曲線的形狀(線圈2的外周面由曲面形成)、諸如環(huán)狀形狀或橢圓環(huán)狀形狀(端面的中心是橢圓的中心)，輪廓為曲線和直線的組合的形狀(線圈2的外周面為曲面和平面)、諸如為倒圓四邊形框的倒圓形狀(端面的中心為對(duì)角線的交點(diǎn))、由半圓形和直線的組合形成的跑道形狀(端面的中心為由半圓的弧和直線形成的四邊形中的對(duì)角線的交點(diǎn))。當(dāng)線圈2的外周面的至少一部分為曲面時(shí)，能夠更容易纏繞導(dǎo)線2w，并且因此實(shí)現(xiàn)線圈的優(yōu)良的可制造性。當(dāng)線圈2的外周面的一部分由平面形成時(shí)，將平面布置成設(shè)于安裝對(duì)象側(cè)上的面或與安裝對(duì)象相接觸的面，能夠更易于增加與安裝對(duì)象相面對(duì)的面積，并且能夠提高散熱性能，或者能夠增強(qiáng)安裝狀態(tài)的穩(wěn)定性。
[0050]此處，線圈2是由以扁立(edgewise)方式纏繞的涂層矩形導(dǎo)線形成的扁立線圈。涂層矩形導(dǎo)線包括由銅制成的矩形導(dǎo)線，其截面形狀是矩形并且設(shè)有由釉質(zhì)(代表性地為聚酰胺-酰亞胺)制成的絕緣涂層。此外，線圈2的端面形狀(等同于沿著垂直于軸向的平面截取的線圈2的截面形狀(圖1中的(B)))是跑道形狀。此外，線圈2被布置成使得當(dāng)電抗器IA安裝在安裝對(duì)象上時(shí)軸向平行于安裝對(duì)象的表面(在下文中，該布置方式稱為水平布置方式)。
[0051]形成線圈2的導(dǎo)線2w具有適當(dāng)?shù)貜脑研纬刹糠掷龅睦霾糠?。如圖1中的(A)所示，導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部被拉出到外芯部32A的外側(cè)，每個(gè)端部都被剝除了絕緣涂層。利用諸如TIG焊接法、壓力固定法等焊接法將由諸如銅或鋁等導(dǎo)電材料制成的端子部件(未示出)連接至暴露的導(dǎo)體部分。通過(guò)端子部件來(lái)連接諸如將電力提供給線圈2的電源等外部裝置(未示出)。在圖1所示的實(shí)例中，雖然導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部是垂直于線圈2的軸向拉出的，但是可以適當(dāng)?shù)剡x擇相對(duì)兩端部的拉出方向。例如，導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部可以與線圈2的軸向平行地拉出?？商娲兀谙鄬?duì)兩端部之間，拉出方向或在線圈的軸向上的位置可以是不同的。
[0052]<樹(shù)脂成型部>[0053]作為構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂，優(yōu)選地使用具有耐熱性的絕緣材料，因此當(dāng)在電抗器IA工作期間達(dá)到線圈2或磁芯3A的最大溫度時(shí)樹(shù)脂不會(huì)軟化，并可以進(jìn)行轉(zhuǎn)移成型或注射成型。示例性的樹(shù)脂可以為諸如環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂，或諸如聚苯硫醚(PPS)樹(shù)脂和液晶聚合物(LCP)等熱塑性樹(shù)脂。此處，使用環(huán)氧樹(shù)脂。作為構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂，采用包含由從氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼和碳化硅中選擇的至少一種類型的陶瓷制成的填充劑的樹(shù)脂，能夠獲得具有優(yōu)良的散熱性能的電抗器。
[0054]能夠適當(dāng)?shù)剡x擇樹(shù)脂成型部20的厚度，從而滿足期望的絕緣特性，例如，大約
0.1mm至10mm。當(dāng)樹(shù)脂成型部20變薄時(shí)，能夠提高散熱性能(優(yōu)選地為0.1mm至3mm),并且當(dāng)樹(shù)脂成型部20變厚時(shí)，能夠提高線圈成型部2A的絕緣性能和強(qiáng)度。此處，如圖1中的(B)和圖1中的(C)所示，厚度基本上是均一的。
[0055]此處，如圖2所示，因?yàn)闃?shù)脂成型部20覆蓋除了導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部之外的線圈2的整個(gè)外表面，所以還能夠確保拉出部分和外芯部32A之間的絕緣性。另一方面，當(dāng)包括導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部在內(nèi)的拉出部分暴露到樹(shù)脂成型部之外時(shí)，樹(shù)脂成型部的外形被簡(jiǎn)化，并且因此更容易成型出線圈成型部。此外，能夠更容易減小線圈成型部的尺寸。在該示例中，關(guān)于可能與磁芯3A (外芯部32A)相接觸的導(dǎo)線2w的拉出部分中的任意部分，通過(guò)將諸如絕緣紙、絕緣帶(例如，聚酰亞胺帶)、絕緣膜(例如，聚酰亞胺膜)等絕緣部件布置到該部分上，通過(guò)使該部分經(jīng)過(guò)絕緣部件的浸涂，或通過(guò)利用絕緣管(熱收縮管、冷收縮管等)覆蓋該部分，能夠確保拉出部分和外芯部32A之間的絕緣性。還可以利用樹(shù)脂成型部20來(lái)覆蓋內(nèi)芯部31的端面31e中的至少一個(gè)。
[0056]為樹(shù)脂成型部20提供將線圈2保持為相對(duì)于自由長(zhǎng)度處于壓縮狀態(tài)的功能，能夠縮短線圈2的軸向長(zhǎng)度，并且能夠減小線圈成型部2A的尺寸。
[0057]電抗器IA還包括繞線筒21(圖1中的(C))。繞線筒21均為具有L形截面的環(huán)形部件，并且具有布置在內(nèi)芯部31的外周處的短套筒狀元件以及從套筒狀元件的周邊向外伸出的多個(gè)平板狀凸緣部分。繞線筒21是由諸如PPS樹(shù)脂、LCP、聚四氟乙烯(PTFE)樹(shù)脂等絕緣樹(shù)脂構(gòu)成，并且與樹(shù)脂成型部20 —起充當(dāng)用于增強(qiáng)線圈2和內(nèi)芯部31之間的絕緣性的絕緣部件。此外，繞線筒21充當(dāng)將內(nèi)芯部31相對(duì)于線圈2定位的定位部件以及線圈2的保持部件。此處，制備兩個(gè)繞線筒21，并且如圖1中的(C)所示，繞線筒21分別布置在內(nèi)芯部31的端面31e附近，并且每個(gè)繞線筒21的凸緣部分抵靠在線圈2的端面上。
[0058]<制造方法>
[0059]可以根據(jù)例如日本未審查的專利公報(bào)N0.2009-218293中所述的制造方法(需要注意，芯部應(yīng)該由內(nèi)芯部31來(lái)代替)來(lái)制造包括內(nèi)芯部31的線圈成型部2A。具體而言，準(zhǔn)備能夠打開(kāi)和關(guān)閉的模具組件，并且該模具組件包括一體地設(shè)置在模具組件內(nèi)側(cè)的保持桿或者能夠相對(duì)于模具組件前進(jìn)和后退的多個(gè)按壓桿。在將線圈2和內(nèi)芯部31設(shè)置在模具組件中之后，利用保持桿保持繞線筒21的凸緣部，或者利用按壓桿按壓凸緣部從而壓縮線圈2。在這種狀態(tài)下，將樹(shù)脂注入模具組件中，并使其固化。由于電抗器IA包括繞線筒21，所以可以在線圈2和內(nèi)芯部31之間確保預(yù)定間隔(該間隔對(duì)應(yīng)于繞線筒21的套筒狀元件的厚度)且保持該間隔的狀態(tài)下將線圈2和內(nèi)芯部31容納在模具組件中。因此，可以容易地將樹(shù)脂成型部20制造成具有均一的厚度，并且使線圈成型部2A具有優(yōu)良的可制造性。
[0060]需要注意，線圈成型部可以構(gòu)造成使得內(nèi)芯部31可以被分開(kāi)，S卩，線圈成型部可以由線圈和樹(shù)脂成型部構(gòu)成。這種線圈成型部具有由構(gòu)成樹(shù)脂成型部的樹(shù)脂所形成的中空孔，并且內(nèi)芯部插入和設(shè)置到該中空孔中。可以通過(guò)在模具組件中設(shè)置預(yù)定形狀的芯部代替內(nèi)芯部來(lái)制造這種線圈成型部。
[0061][磁芯]
[0062]如圖1所示，磁芯3A包括插入到線圈2中的柱形內(nèi)芯部31，以及設(shè)置成覆蓋線圈成型部2A的外周面和端面(內(nèi)芯部31的端面31e以及樹(shù)脂成型部20的端面)的外芯部32A，并且當(dāng)線圈2被激勵(lì)時(shí)形成閉合磁路。外芯部32A的最佳特征在于，其通過(guò)使多個(gè)分割件相組合而形成一體，每個(gè)分割件都是磁性粉末和樹(shù)脂的混合物的成型部(硬化成型部)，并且外芯部32A包括分割方向是線圈2的徑向的徑向分割件321和322。
[0063]〈內(nèi)芯部〉
[0064]內(nèi)芯部31是外形為與線圈2的內(nèi)周形狀相符的跑道形狀的柱形元件。此處，內(nèi)芯部31插入且布置到線圈2中，并且相對(duì)兩端面31e和附近的區(qū)域分別從線圈成型部2A的樹(shù)脂成型部20的端面略微伸出。在該狀態(tài)下，利用構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂將內(nèi)芯部31與線圈2保持為一體。
[0065]與外芯部32A類似，內(nèi)芯部31可以為硬化成型部。此處，內(nèi)芯部31的組分可以與外芯部32A的組分相同或不同?？商娲?，可通過(guò)完全不同于外芯部32A的構(gòu)成材料來(lái)構(gòu)成內(nèi)芯部31。通過(guò)由不同的材料來(lái)構(gòu)成，能夠部分地改變磁芯3A的磁特性。此處，內(nèi)芯部31完全由粉末磁芯構(gòu)成，并且在飽和磁通密度方面比外芯部32A高。外芯部32A在磁導(dǎo)率方面比內(nèi)芯部31低。
[0066]代表性地，通過(guò)以下步驟獲得粉末磁芯:對(duì)表面上設(shè)置有絕緣涂層的軟磁性粉末、或者由軟磁性粉末和適當(dāng)添加的粘結(jié)劑相混合的混合粉末進(jìn)行成型；然后在等于或低于絕緣涂層的耐熱溫度的溫度下烘烤軟磁性粉末或混合粉末。這里，使用設(shè)置有絕緣涂層的軟磁性粉末。
[0067]軟磁性粉末可以為諸如Fe、Co、Ni等鐵族金屬；主要成分為Fe的Fe基合金粉末，例如Fe-S1、Fe-N1、Fe-Al、Fe-Co、Fe-Cr、Fe-S1-Al等；稀土金屬粉末；以及鐵氧體粉末等。特別地，與利用鐵氧體相比，利用鐵基材料可以更容易獲得具有高飽和磁通密度的磁芯。形成在軟磁性粉末上的絕緣涂層可以為例如磷酸鹽化合物、硅化合物、鋯化合物、鋁化合物或硼化合物。當(dāng)提供絕緣涂層時(shí)，尤其當(dāng)構(gòu)成磁性粉末的磁性顆粒由金屬(例如，鐵族金屬或鐵基合金)制成時(shí)，能夠有效地降低渦流損耗。粘結(jié)劑可以為例如熱塑性樹(shù)脂、非熱塑性樹(shù)脂或者高級(jí)脂肪酸。粘結(jié)劑可以通過(guò)烘烤而消失或者可以變成諸如二氧化硅等絕緣物質(zhì)。在粉末磁芯中，諸如絕緣涂層等絕緣物質(zhì)存在于磁性顆粒之間，這樣，即使當(dāng)用高頻電力給線圈通電時(shí)，粉末磁芯也能由于磁性顆粒之間的絕緣性而降低渦流，并且能夠減少損耗。可以使用任何已知的粉末磁芯。使用高飽和磁通密度的軟磁性粉末、通過(guò)降低粘結(jié)劑的混合量而增大軟磁性材料的比例、或者增大成型壓力，可以獲得具有高飽和磁通密度的粉末磁芯 ο
[0068]這里，內(nèi)芯部31的飽和磁通密度是1.6Τ以上且為外芯部32Α的飽和磁通密度的1.2倍以上；內(nèi)芯部31的相對(duì)磁導(dǎo)率是100至500 ;并且整個(gè)磁芯3Α的相對(duì)磁導(dǎo)率是10至100。內(nèi)芯部31的飽和磁通密度優(yōu)選的是1.8Τ以上，更優(yōu)選的是2Τ以上。優(yōu)選的是，內(nèi)芯部31的飽和磁通密度是外芯部32Α的飽和磁通密度的1.5倍以上，更優(yōu)選的是1.8倍以上。使用以硅鋼板為代表的電磁鋼板的層壓產(chǎn)品代替粉末磁芯，可以更容易增大內(nèi)芯部的飽和磁通密度。
[0069]此外，這里，內(nèi)芯部31是沒(méi)有間隙部件或氣隙介入的實(shí)心部件。使由諸如氧化鋁板等非磁性材料制成的間隙部件或氣隙介入也是可行的。
[0070]可以適當(dāng)?shù)剡x擇線圈2中的內(nèi)芯部31的軸向長(zhǎng)度(下文中，簡(jiǎn)稱為長(zhǎng)度)和從線圈2的端面突出的突出長(zhǎng)度。這里，內(nèi)芯部31的端面31e分別從線圈2的端面突出，并且兩個(gè)端面31e的突出長(zhǎng)度是相同的(內(nèi)芯部31的長(zhǎng)度 > 線圈2的長(zhǎng)度)。另一方面，當(dāng)內(nèi)芯部31的端面31e和線圈2的端面齊平(內(nèi)芯部31的長(zhǎng)度=線圈2的長(zhǎng)度)時(shí)，或者當(dāng)內(nèi)芯部31的一個(gè)端面與線圈2的一個(gè)端面齊平而內(nèi)芯部31的另一個(gè)端面從線圈2的另一個(gè)端面突出(內(nèi)芯部31的長(zhǎng)度 > 線圈2的長(zhǎng)度，即，兩個(gè)端面的突出長(zhǎng)度不同)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)低損耗特性。在上述任何示例中，外芯部32A被包括進(jìn)來(lái)，使得當(dāng)線圈2被激勵(lì)時(shí)形成閉合磁路。[0071 ] 如上所述，由于電抗器IA處于水平布置方式，所以當(dāng)電抗器IA固定到安裝對(duì)象上時(shí)，內(nèi)芯部31設(shè)置成使得其軸向也平行于安裝對(duì)象的表面。
[0072]<外芯部>
[0073]外芯部32A是將能夠沿線圈2的徑向分開(kāi)的兩個(gè)徑向分割件321和322組合而成的。線圈成型部2A被容納在分割件321和322中。也就是說(shuō)，外芯部32A被布置在線圈2的端面?zhèn)群屯庵苊鎮(zhèn)?。此外，分割?21和322均為硬化成型部。首先，描述形狀。
[0074]此處，徑向分割件321和322是當(dāng)彼此組合時(shí)外形變成如圖1中的(A)所示的長(zhǎng)方體形狀的幾何體。外芯部32A可以為任意形狀，只要形成閉合磁路即可。外芯部還可以呈與線圈2的外形相似的形狀?？蛇x地，線圈2的一部分(此處為線圈成型部2A)可被暴露出來(lái)。
[0075]此外，在這里，徑向分割件321和322是通過(guò)沿著穿過(guò)線圈2軸線的平面切割長(zhǎng)方體形狀的外芯部32A而獲得的對(duì)分件。分割件321和322均為帶底的方形套筒狀元件，其水平截面如圖1中的(B)所示沿著垂直于線圈2軸向的平面截取并且其豎直截面如圖1中的(C)所示沿著平行于線圈2軸向的平面截取，水平截面和豎直截面均為Π形。當(dāng)電抗器IA安裝在安裝對(duì)象上時(shí)，分割件321和322的底面被布置成平行于安裝對(duì)象的表面。一個(gè)徑向分割件322的底面變成與安裝對(duì)象接觸的接觸面，僅分割件322與安裝對(duì)象相接觸。分割件321和322沿與安裝對(duì)象的表面垂直的方向分開(kāi)。
[0076]如圖2所示(在圖2中，僅示出了一個(gè)徑向分割件322的內(nèi)周面322i)，徑向分割件321和322中的每一個(gè)的內(nèi)周面被成型為與待容納的線圈成型部2A的外形相符的形狀。因此，分割件321和322中的每一個(gè)的內(nèi)周面由與線圈成型部2A的外周面的一部分(此處為圓周的一半)相接觸的面和與線圈成型部2A的端面(此處為內(nèi)芯部31的端面31e和樹(shù)脂成型部20的端面)的一部分(例如一半)相接觸的面構(gòu)成。對(duì)于線圈成型部2k,由于內(nèi)芯部31比樹(shù)脂成型部20的端面突出得更多，所以分割件321和322中的每一個(gè)的內(nèi)周面為凹凸形狀，使得突出的內(nèi)芯部31裝配到其中。以這種方式，分割件321和322各自包括將線圈成型部2A的外周面的一部分和線圈成型部2A的端面的一部分覆蓋的部分。
[0077]能夠適當(dāng)?shù)剡x擇徑向分割件321和322的厚度，只要確保預(yù)定的磁路區(qū)域即可。此處，如圖1中的(B)所示，線圈2的外周面的由平面構(gòu)成的部分，即當(dāng)電抗器IA安裝在安裝對(duì)象上時(shí)將安裝對(duì)象側(cè)的部分覆蓋的部分和位于相對(duì)側(cè)的部分的厚度小于將線圈2的外周面的由曲面構(gòu)成的部分覆蓋的部分的厚度。因此，當(dāng)電抗器IA安裝在安裝對(duì)象上時(shí)，如圖1中的(B)和圖1中的(C)所示，線圈2布置成緊密靠近安裝對(duì)象，并且線圈2和安裝對(duì)象之間的距離短。因此，電抗器IA能夠容易地將線圈2的熱量傳遞到安裝對(duì)象，并且因此具有優(yōu)良的散熱特性。
[0078]徑向分割件321和322中彼此相接觸的相對(duì)面321f和322f為平面。因?yàn)橄鄬?duì)面321f和322f為平面，所以分割件321和322均為簡(jiǎn)單的形狀并且因此容易成型。此外，因?yàn)橄鄬?duì)面321f和322f是平面，所以分割件321和322的接縫部分形成為如圖1中的(A)所示的直線。當(dāng)電抗器IA安裝在安裝對(duì)象上時(shí)，接縫部分布置成與安裝對(duì)象的表面平行。具體地說(shuō)，由于形成接縫部分的直線與位于穿過(guò)線圈2軸線的平面上的直線(平行于線圈2軸向的直線以及沿線圈2徑向的直線)平行，所以接縫部分布置成基本不中斷由線圈2形成的磁通。
[0079]此外，在該實(shí)例中所示出的徑向分割件321和322包括彼此接合的接合部(接合突出部33和接合孔34)。具體地，一個(gè)徑向分割件321包括從相對(duì)面32 If突出的接合突出部33，并且另一徑向分割件322包括位于相對(duì)面322f上的接合孔34。當(dāng)分割件321和322彼此組合時(shí)，接合突出部33裝配到接合孔34中，并且分割件321和322能夠在預(yù)定位置處適當(dāng)?shù)亟M合。此處，接合突出部33形成為圓筒狀元件，并且接合孔34形成為圓孔，如圖2所示，從而提供多個(gè)接合部(在四個(gè)部位處)。然而，可僅設(shè)置一個(gè)接合部。此外，還可適當(dāng)?shù)貙⑿螤顬楦淖兝忡R元件、四邊形孔等?？商娲?，分割件321和322的相對(duì)面可均形成為凹凸形狀，諸如波形或鋸齒形，以使分割件321和322的接縫部分的一部分變成彎曲或鋸齒形的。于是，該凹凸形狀部分能夠用作接合部。
[0080]一個(gè)徑向分割件321設(shè)置有導(dǎo)線孔32h，線圈2的導(dǎo)線2w的端部插入到導(dǎo)線孔32h中。導(dǎo)線孔32h的形狀和尺寸被調(diào)節(jié)以使得可以將導(dǎo)線2w的端部插入到徑向分割件321的與導(dǎo)線2w的端部的設(shè)置位置對(duì)應(yīng)的部分處。
[0081]接著，將對(duì)材料進(jìn)行描述。作為制造硬化成型部的方法，能夠采用注射成型法、轉(zhuǎn)移成型法、MIM法、鑄模成型法、使用磁性物質(zhì)粉末和固體樹(shù)脂粉末的擠壓成型法等。利用注射成型法，在預(yù)定壓力下將磁性物質(zhì)材料的粉末(即磁性粉末)和樹(shù)脂的混合物裝入模具組件中以進(jìn)行成型，然后使樹(shù)脂固化。同樣，利用轉(zhuǎn)移成型法和MIM法，在預(yù)定壓力下將原材料裝入模具組件中并進(jìn)行成型。利用鑄造成型法，在獲得磁性粉末和樹(shù)脂的混合物之后，在不施加壓力的情況下將混合物倒入模具組件中，并且進(jìn)行成型和固化。由于利用注射成型法、轉(zhuǎn)移成型法和MIM法在施加預(yù)定壓力的情況下可以將原材料混合物快速裝入模具組件中，所以這些方法具有優(yōu)良的生產(chǎn)率，并且特別適用于批量生產(chǎn)。通過(guò)在模具組件上設(shè)置孔用突出部或者通過(guò)將硬化成型部經(jīng)過(guò)切割加工，能夠形成導(dǎo)線孔32h。
[0082]在上述任一種成型方案中，作為磁性粉末,可以使用與上述用于內(nèi)芯部31的軟磁性粉末類似的磁性粉末。具體地說(shuō)，對(duì)于用于外芯部32A的軟磁性粉末，可以適當(dāng)?shù)厥褂弥T如純鐵粉末或鐵基合金粉末等鐵基材料。還可以使用經(jīng)過(guò)混合的不同材料的多種類型的磁性粉末。此外，可以使用如下的涂層粉末:其由表面設(shè)置有磷酸鹽等制成的絕緣涂層的金屬制磁性顆粒制成。在這種情形下，可以減少渦流損耗。作為磁性粉末，可以方便地使用平均粒度為Iym以上且1000 μ m以下或者進(jìn)一步地為I μ m以上且200 μ m以下的粉末。可以使用粒度不同的多種類型的粉末。在這種情形下，可以更容易地獲得具有高飽和磁通密度和低損耗的電抗器。
[0083]此外，在上述任一種成型方案中，可以使用諸如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂和不飽和聚酯等熱固性樹(shù)脂以及諸如PPS樹(shù)脂和聚酰亞胺樹(shù)脂等熱塑性樹(shù)脂作為充當(dāng)粘結(jié)劑的樹(shù)脂。利用環(huán)氧樹(shù)脂，可以獲得具有優(yōu)良強(qiáng)度的分割件。利用硅樹(shù)脂，由于其柔軟性，可以使分割件彼此更容易地結(jié)合。當(dāng)使用熱固性樹(shù)脂時(shí)，對(duì)成型部加熱使得樹(shù)脂熱固化。當(dāng)使用熱塑性樹(shù)脂時(shí)，在適當(dāng)?shù)臏囟仁箻?shù)脂固化?？梢允褂贸毓袒瘶?shù)脂或低溫固化樹(shù)脂用作充當(dāng)粘結(jié)劑的樹(shù)脂。在這種情形下，通過(guò)將成型部保持在從常溫到相對(duì)低溫的溫度范圍內(nèi)來(lái)使樹(shù)脂固化。關(guān)于硬化成型部，通過(guò)增加作為非磁性材料的樹(shù)脂，即使當(dāng)使用與用于構(gòu)成內(nèi)芯部31的粉末磁芯的粉末相同的軟磁性粉末時(shí)，也可以容易地形成在飽和磁通密度和磁導(dǎo)率方面比粉末磁芯低的芯部。
[0084]硬化成型部可以是磁性粉末和充當(dāng)粘結(jié)劑的樹(shù)脂的混合物，其中添加有諸如氧化鋁、二氧化硅、碳酸鈣和玻璃纖維等陶瓷制成的填充物。在這種示例下，例如，可以使用將碳酸鈣或玻璃纖維混合到不飽和聚酯中的諸如BMC等樹(shù)脂復(fù)合材料作為原材料。由于BMC具有優(yōu)良的注射成型性，所以可有助于提高生產(chǎn)率。通過(guò)混合與磁性粉末相比比重較小的填充物，可以抑制磁性粉末不均勻地分散，并且可以獲得磁性粉末均勻分散的成型部。此夕卜，當(dāng)填充物由具有優(yōu)良導(dǎo)熱率的材料制成時(shí)，可以有助于改善散熱性。此外，由于含有填充物，所以可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度等的提高。當(dāng)混合填充物時(shí)，如果硬化成型部是100質(zhì)量百分比，則填充物的含量可以是0.3質(zhì)量百分比以上且30質(zhì)量百分比以下，并且如果硬化成型部是100體積百分比，則磁性粉末和填充物的總含量可以為20體積百分比至70體積百分比。當(dāng)填充物比磁性粉末更細(xì)時(shí)，填充物可以更容易地混合在磁性顆粒之間。因此，可以使磁性粉末均勻地分散。此外，可以更容易抑制由于所含有的填充物導(dǎo)致磁性粉末的比例減少。
[0085]具體地說(shuō)，當(dāng)使用注射成型法時(shí)，優(yōu)選地使用如下混合物作為原材料:磁性粉末的平均粒度為Iym以上且200 μ m以下,優(yōu)選為Iym以上且100 μ m以下,并且圓度為1.0以上且2.0以下，優(yōu)選為1.0以上且1.5以下；并且構(gòu)成外芯部的分割元件的磁性粉末的含量為30質(zhì)量百分比以上且70質(zhì)量百分比以下，優(yōu)選為40質(zhì)量百分比以上且60質(zhì)量百分比以下。在這種情形下，即使當(dāng)分割件都具有復(fù)雜的形狀時(shí)，混合物也可以精確地裝入模具組件中，并且可以優(yōu)選地成型具有高成型精度的分割件。此外，利用注射成型法，可以減少間隙的數(shù)量或者可以減小間隙的尺寸。因此，可以抑制由大量間隙或大尺寸間隙引起的磁特性的劣化。當(dāng)使用含有滿足平均粒度和圓度落入上述具體范圍內(nèi)的條件的磁性粉末的原材料時(shí)，執(zhí)行注射成型時(shí)的成型壓力適當(dāng)?shù)貫镮OMPa至IOOMPa。
[0086]需要注意，利用上述包括注射成型在內(nèi)的任一種成型方案，在硬化成型部的制造過(guò)程中基本上不會(huì)出現(xiàn)磁性粉末的變形或減少，并且可以保持用作原材料的磁性粉末的形狀、尺寸和含量。也就是說(shuō)，硬化成型部中磁性粉末的形狀、尺寸和含量基本上與原材料的磁性粉末的形狀、尺寸和含量相同。
[0087]可以通過(guò)例如去除樹(shù)脂成分以提取磁性粉末，并且利用粒度分析儀分析獲得的磁性粉末的粒徑(粒度)來(lái)測(cè)量硬化成型部中磁性粉末的平均粒度?？梢允褂萌魏问袌?chǎng)上可買到的粒度分析儀。當(dāng)硬化成型部含有上述填充物時(shí)，應(yīng)該通過(guò)用X射線衍射、能量色散X射線光譜(EDX)等執(zhí)行成分分析來(lái)選擇顆粒。另一方面，當(dāng)填充物由非磁性材料制成時(shí)，應(yīng)該利用磁體選擇顆粒。[0088]圓度定義為:構(gòu)成磁性粉末的顆粒的最大直徑/等效圓直徑(equivalent circlediameter，或當(dāng)量圓直徑)。通過(guò)指定構(gòu)成磁性粉末的每個(gè)顆粒的輪廓來(lái)獲得等效圓直徑，以獲得面積與由輪廓所包圍的面積S相等的圓的直徑。也就是說(shuō)，等效圓直徑表示為:2\{輪廓中的面積3/31}1/2。此外，最大直徑是具有該輪廓的顆粒的最大長(zhǎng)度。可以利用由光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)獲得的硬化成型部的截面的觀察圖像測(cè)量面積S。應(yīng)該通過(guò)使所獲得的截面的觀察圖像經(jīng)過(guò)圖像處理(例如，二值化處理)等提取顆粒的輪廓來(lái)計(jì)算輪廓中的面積S?？梢酝ㄟ^(guò)從所提取的顆粒的輪廓提取顆粒的最大長(zhǎng)度來(lái)測(cè)量最大直徑。當(dāng)使用SEM時(shí)，測(cè)量條件可以如下:截面數(shù)量為50個(gè)以上(每個(gè)截面一個(gè)視場(chǎng));放大率為50倍至1000倍；每個(gè)視場(chǎng)所測(cè)量的顆粒的數(shù)量是10個(gè)以上；以及顆粒數(shù)量的總數(shù)為1000個(gè)以上。
[0089]此處，對(duì)于徑向分割件321和322，采用的磁性粉末是滿足平均粒度為54 μ m且圓度為1.9的純鐵粉末。磁性粉末(純鐵粉末)的含量為40質(zhì)量百分比，并且粘結(jié)劑用樹(shù)脂是硅樹(shù)脂。此外，分割件321和322均通過(guò)注射成型法來(lái)形成。
[0090]由于徑向分割件321和322均是獨(dú)立的部件，所以分割件321和322之間在構(gòu)成分割件321和322的磁性粉末的材料、平均粒度、圓度和含量，填充物的有無(wú)、材料和含量，粘結(jié)劑用樹(shù)脂的材料等方面可以不同。也就是說(shuō)，對(duì)于分割件321和322的每一個(gè)而言，磁特性可以改變。例如，當(dāng)設(shè)置在安裝對(duì)象側(cè)的徑向分割件322的磁性粉末或填充物的含量與一個(gè)徑向分割件321相比較大時(shí)，可以提高散熱性。特別地，如該實(shí)例中所示，利用水平布置方式，即使當(dāng)磁性粉末不均勻地設(shè)置在安裝對(duì)象側(cè)時(shí)也可以完全形成閉合磁路。此外，當(dāng)一個(gè)徑向分割件321的磁性粉末的量較少時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)外芯部的整體重量的減少。
[0091]這里，外芯部32A的相對(duì)磁導(dǎo)率是5至30，外芯部32A的飽和磁通密度是0.5T以上且小于內(nèi)芯部31的飽和磁通密度。此外，外芯部32A中沒(méi)有間隙部件或氣隙介入。由于外芯部32A的相對(duì)磁導(dǎo)率比內(nèi)芯部31的相對(duì)磁導(dǎo)率低，所以可以減少磁芯3A的漏磁通或者可以獲得無(wú)隙結(jié)構(gòu)的磁芯3A。例如，當(dāng)磁性粉末的混合量減少時(shí)，可以獲得相對(duì)磁導(dǎo)率低的硬化成型部。
[0092]通過(guò)制備芯部31和32A的樣件并且利用市場(chǎng)上可買到的B-H曲線跟蹤器或VSM(振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì))，能夠測(cè)量出內(nèi)芯部31和外芯部32A的飽和磁通密度或相對(duì)磁導(dǎo)率。
[0093][其它結(jié)構(gòu)]
[0094]<樹(shù)脂涂層>
[0095]雖然電抗器IA能夠按照原狀來(lái)使用，但是當(dāng)其外表面覆有樹(shù)脂時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外芯部32A的機(jī)械保護(hù)或保護(hù)外芯部32A不受外部環(huán)境的影響。作為這種樹(shù)脂，能夠使用環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、不飽和聚酯、聚氨酯樹(shù)脂、PPS樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)樹(shù)脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)樹(shù)脂等。與構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂類似，當(dāng)這種樹(shù)脂還包括上述填充劑時(shí)，能夠增強(qiáng)散熱性、強(qiáng)度等。
[0096]〈外殼〉
[0097]可替代地，如圖3所示，電抗器IA可被容納在外殼4中。在該示例中，利用外殼4，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外芯部32A的機(jī)械保護(hù)或保護(hù)外芯部32A不受環(huán)境的影響。使用由重量輕且具有優(yōu)良導(dǎo)熱率的材料(例如，鋁或其合金以及鎂或其合金)制成的外殼4，能夠獲得重量輕且具有優(yōu)良散熱性的電抗器。此時(shí)，外殼4用作散熱路徑。此外，當(dāng)外殼4由諸如上述金屬等導(dǎo)電材料制成時(shí)，外殼4能夠阻磁。因此，能夠有效地減少泄漏到外殼4外部的任何漏磁通。
[0098]在該實(shí)例中所示的外殼4是與外芯部32A的外形相符的有底方形套筒狀的元件，并且底部包括用于將外殼4固定到安裝對(duì)象的附接部41。附接部41被設(shè)置成從外殼4的外周面向外伸出，并且每個(gè)附接部都具有螺栓孔，螺栓(未示出)插入螺栓孔中。
[0099]外殼4的內(nèi)周面為與電抗器IA的外形相符的平坦形狀，并且外芯部32A的外表面與該內(nèi)周面接觸?？商娲?，例如，線圈成型部2A的一部分可暴露到外芯部的外側(cè)，并且在線圈成型部2A中，該暴露部分可與外殼4相接觸。當(dāng)線圈成型部2A與外殼4直接接觸時(shí)，構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂介于線圈2和外殼4之間，并且因此具有優(yōu)良的絕緣性能。當(dāng)線圈2按照原狀使用時(shí)或者當(dāng)線圈2的一部分不被樹(shù)脂成型部20覆蓋而是暴露出來(lái)時(shí)，通過(guò)在線圈2和外殼4之間置入諸如絕緣紙、絕緣片、絕緣帶和絕緣粘合劑等絕緣部件，能夠增強(qiáng)絕緣性。該絕緣部件的較小厚度(當(dāng)采用多層結(jié)構(gòu)時(shí)的總厚度)能夠增強(qiáng)散熱性，只要確保預(yù)定的絕緣性能即可，并且厚度可小于2mm,進(jìn)一步為1_以下，尤其是0.5mm以下。
[0100]在線圈成型部2A與外殼4相接觸的示例中，由于從線圈2到外殼4的距離變短，所以能夠增強(qiáng)散熱性。此外，當(dāng)電抗器(外芯部)的外表面由于線圈成型部2A的一部分被暴露而成凹凸形狀時(shí)，采用在外殼的內(nèi)底面處設(shè)置與該凹凸相符的凹凸部分的示例，能夠增大線圈成型部相對(duì)于外殼的接觸面積或外芯部相對(duì)于外殼的接觸面積，并且因此能夠進(jìn)一步增強(qiáng)散熱性。此外，能夠更易于將該電抗器相對(duì)于外殼定位。
[0101]當(dāng)線圈成型部2A不暴露出來(lái)時(shí)，外芯部32A的外表面的至少一部分可以為凹凸形狀(例如，設(shè)有突出部和孔)，并且與該凹凸相符的凹凸部分可設(shè)置到外殼4的內(nèi)周面。同樣，在該示例中，能夠容易地將電抗器相對(duì)于外殼4定位。
[0102]另外，利用諸如螺栓等固定部件將外芯部32A固定到外殼4。例如，外芯部32A可設(shè)有螺栓孔，將螺栓插入螺栓孔中，或者將螺栓與螺栓孔擰緊在一起?？商娲兀瑪Q緊螺栓的緊固部可與外芯部32A —體地設(shè)置。緊固部?jī)?yōu)選地由強(qiáng)度比構(gòu)成外芯部32A的硬化成型部大的材料(例如，金屬等)制成。
[0103]在包括有稍后將描述的蓋5的示例中，當(dāng)蓋5相對(duì)于外殼4或外芯部32A定位或固定時(shí)，同樣能夠采用前述結(jié)構(gòu)(凹凸部分、螺栓孔和緊固部)。
[0104]能夠通過(guò)鑄造或切割加工來(lái)容易地制造上述外殼4。
[0105]〈蓋〉
[0106]如圖3所示，此外，可以包括將外殼4的開(kāi)口部封閉起來(lái)的蓋5。與外殼4類似，蓋5也重量輕并且具有優(yōu)良的導(dǎo)熱率。利用非磁性且導(dǎo)電的材料構(gòu)成蓋5，能夠?qū)崿F(xiàn)重量減輕、散熱性改善以及通過(guò)阻磁抑制任何漏磁通。此外，當(dāng)蓋5固定到外殼4時(shí)，能夠優(yōu)選地防止電抗器IA脫離。此處，外殼4包括螺栓緊固部42，螺栓與螺栓緊固部42擰緊在一起，并且蓋5借助螺栓固定到外殼4。螺栓緊固部42的位置和數(shù)量不受特別限制。如圖3所示，當(dāng)螺栓的緊固對(duì)象是由金屬制成的外殼4時(shí)，與外芯部32A用作緊固對(duì)象的情形相比，能夠防止諸如由于緊固而導(dǎo)致的在外芯部32A處發(fā)生的斷裂等問(wèn)題?？商娲?，蓋5能夠借助粘合劑固定到外殼4、外芯部32A等。
[0107]蓋5預(yù)先設(shè)置有通孔51和切口部52，以使構(gòu)成線圈2的導(dǎo)線2w的端部能夠被拉出。雖然圖3示出了為導(dǎo)線2w的一端設(shè)置通孔51且為另一端設(shè)置切口部52的示例，但是可設(shè)置數(shù)量為兩個(gè)的通孔51，或者可設(shè)置數(shù)量為兩個(gè)的切口部52。采用通孔51，能夠更易于減小外芯部32A的暴露于到蓋5之外的面積。采用切口部52，能夠更易于附接蓋5。
[0108]另外，能夠包括諸如溫度傳感器和電流傳感器等物理量測(cè)量傳感器(未示出)。當(dāng)在該示例中包括蓋時(shí)，蓋設(shè)有用于將與傳感器連接的線路拉出的線路用孔(未示出)或線路用切口部(未示出)。
[0109]〈密封樹(shù)脂〉
[0110]另外，當(dāng)包括外殼4時(shí)，可以采用密封樹(shù)脂被裝入電抗器IA和外殼4之間的示例。密封樹(shù)脂可以為在前面的部分〈樹(shù)脂涂層 > 中所提到的各種樹(shù)脂中的任一種。甚至在不包括蓋5的示例中，密封樹(shù)脂也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外芯部32A(尤其是布置在外殼4的開(kāi)口側(cè)的徑向分割件321)的機(jī)械保護(hù)和保護(hù)外芯部32A不受外部環(huán)境的影響。此外，利用密封樹(shù)脂來(lái)增強(qiáng)電抗器IA和外殼4之間的粘合性?？商娲?，電抗器IA能夠借助粘合劑固定到外殼4上。
[0111]〈用途〉
[0112]具有上述結(jié)構(gòu)的電抗器IA適合用于如下通電條件下，例如:最大電流(直流)為約100A至1000A ;平均電壓為約100V至1000V ;以及工作頻率為約5kHz至IOOkHz。通常，電抗器IA可以適當(dāng)?shù)赜米麟妱?dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、燃料電池車輛等的車載功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。
[0113][用于制造電抗器的方法]
[0114]例如，電抗器IA可以按如下方式來(lái)制造。首先，如圖2所示，準(zhǔn)備線圈2和由粉末磁芯制成的內(nèi)芯部31。然后，制造線圈成型部2A,如上所述，在線圈成型部2A中，線圈2和內(nèi)芯部31被樹(shù)脂成型部20保持成一體。此外,利用注射成型法等制造構(gòu)成外芯部32A的徑向分割件321和322。
[0115]將線圈成型部2A容納在設(shè)置于安裝對(duì)象側(cè)的徑向分割件322中。由于徑向分割件322的內(nèi)周面322i與線圈成型部2A的外形相符，所以能夠容易地定位線圈成型部2A，并且進(jìn)而能夠保持線圈成型部2A。
[0116]從容納于徑向分割件322中的線圈成型部2A的上方，設(shè)置具有導(dǎo)線孔32h的一個(gè)徑向分割件321。此時(shí)，將導(dǎo)線2w的端部插入到導(dǎo)線孔32h中。采用接合部(接合突出部33 (圖1中的(B))和接合孔34)作為引導(dǎo)件，可以精確地將分割件321和322彼此組合。通過(guò)將線圈成型部2A與徑向分割件321和322彼此組裝到一起，形成外芯部32A。此外，用分割件321和322的內(nèi)周面的一部分覆蓋線圈成型部2A的端面，并且用分割件321和322的內(nèi)周面的另一部分覆蓋線圈成型部2A的外周面。也就是說(shuō)，內(nèi)芯部31的端面31e與分割件321和322的內(nèi)周面相接觸，并且形成磁芯3A。注意的是，分割件321和322的相對(duì)面321f (圖1中的(C))和322f可借助粘合劑彼此結(jié)合。此外，可使線圈成型部2A和內(nèi)芯部31中的僅一者借助粘合劑與外芯部32A結(jié)合。
[0117]通過(guò)形成磁芯3A，獲得電抗器1A。在包括外殼4的示例中，電抗器IA容納在外殼4中，并且在包括蓋5的示例中，還布置蓋5。
[0118][效果]
[0119]對(duì)于電抗器1A，由于外芯部32A是多個(gè)分割件的組合，所以能夠縮短每個(gè)分割件的制造時(shí)間。具體地說(shuō)，對(duì)于電抗器1A，由于分割件均為磁性粉末和樹(shù)脂的混合物的成型部(硬化成型部)并且利用特定規(guī)格的原材料通過(guò)注射成型法來(lái)制造，甚至能夠容易地成型出復(fù)雜形狀的分割件，并且能夠進(jìn)一步減少分割件的制造時(shí)間。此外，對(duì)于電抗器1A，由于使得分割件的數(shù)量最小化，即，為兩個(gè)，所以組合工作所需的時(shí)間也是短的。由于這幾點(diǎn)，電抗器IA具有優(yōu)良的產(chǎn)率。另外，預(yù)期電抗器IA適于批量生產(chǎn)。
[0120]此外，對(duì)于電抗器1A，利用徑向分割件321和322來(lái)構(gòu)成外芯部32A，其中分割方向是線圈2的徑向。具體地說(shuō)，這些分割件321和322被分割而使得接縫部分的一部分，特別是接縫部分的布置在線圈2的端面?zhèn)鹊牟糠盅鼐€圈2的徑向設(shè)置，而接縫部分的另一部分，特別是布置在線圈2的外周面?zhèn)鹊牟糠?，與線圈2的軸向平行地設(shè)置。因此，對(duì)于電抗器1A，在構(gòu)成外芯部32A的分割件之間不會(huì)出現(xiàn)中斷磁通的間隙，并且還具有優(yōu)良的磁特性。此外，由于分割件321和322均具有Π形截面，所以允許磁通從線圈的一個(gè)端面?zhèn)冉?jīng)由線圈的外周面?zhèn)鹊搅硪欢嗣鎮(zhèn)?。這還有助于獲得優(yōu)良的磁特性。
[0121]此外，對(duì)于電抗器1A，由于構(gòu)成外芯部32A的分割件均為硬化成型部，所以還獲得了以下效果:(1)能夠容易地改變分割件的磁性；以及(2)由于包括樹(shù)脂部件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線圈成型部2A和內(nèi)芯部31機(jī)械保護(hù)和保護(hù)線圈成型部2A和內(nèi)芯部31不受外部環(huán)境的影響。另外，由于外芯部32A由多個(gè)分割件制成，所以與外芯部32A為一個(gè)硬化成型部的情形相比，分割件的尺寸較小。這樣，磁性粉末的存在狀態(tài)(密度)將不易于變化。因此，能夠獲得均勻的磁特性。也是由于這點(diǎn)，電抗器IA具有優(yōu)良的磁特性。
[0122]另外，由于電抗器IA采用線圈成型部2A，所以線圈2能夠容易地處置，并且因此具有優(yōu)良的可組裝性。具體地說(shuō)，使用一體地保持內(nèi)芯部31的線圈成型部2A，能夠減少步驟和部件的數(shù)量，并且進(jìn)一步具有優(yōu)良的可組裝性。此外，由于構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂存在于線圈2與磁芯3A、外殼4等之間，所以電抗器IA還具有優(yōu)良的絕緣性能。具體地說(shuō)，對(duì)于電抗器1A，由于構(gòu)成線圈2的導(dǎo)線2w的拉出部分也被構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂覆蓋，所以能夠確保拉出部分和外芯部32A之間的絕緣性。
[0123]電抗器IA采用水平布置方式，由此，當(dāng)電抗器IA布置在安裝對(duì)象上時(shí)，線圈2和安裝對(duì)象之間的距離小。因此，電抗器IA具有優(yōu)良的散熱性。具體地說(shuō)，對(duì)于電抗器1A，還由于厚度小，外芯部32A在安裝對(duì)象側(cè)的區(qū)域具有優(yōu)良的散熱性。此外，對(duì)于電抗器1A，線圈2的端面形狀是跑道形狀，即，在線圈2的許多區(qū)域中從線圈2到安裝對(duì)象的距離短的形狀。還是由于這點(diǎn)，電抗器IA具有優(yōu)良的散熱性。
[0124]由于電抗器IA具有一個(gè)線圈2并且采用水平布置方式，所以不占據(jù)大的空間并且尺寸小。此外，還由于線圈2為空間因數(shù)大且尺寸能夠容易減小的扁立線圈，所以電抗器IA的尺寸小。此外，由于在獲得與由單一材料制成的磁芯生成的磁通相同的磁通時(shí)內(nèi)芯部31的飽和磁通密度比外芯部32A的飽和磁通密度高且飽和磁通密度整體均勻，所以能夠使內(nèi)芯部31的截面積(磁通通過(guò)的平面)變小。也是由于這點(diǎn)，電抗器IA的尺寸小。另外，對(duì)于電抗器1A，還通過(guò)消除任何間隙減小了尺寸。此外，能夠減少由于間隙造成的任何損耗。
[0125]對(duì)于電抗器1A，由于內(nèi)芯部31是粉末磁芯，所以還可以實(shí)現(xiàn)以下效果:(1)即使復(fù)雜的三維形狀也可以容易地形成，因此實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的產(chǎn)率；以及(2)可以容易地調(diào)整諸如飽和磁通密度等磁特性。
[0126](第二實(shí)施例)
[0127]在下文中，參考圖4至圖6，將對(duì)根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB進(jìn)行說(shuō)明。電抗器IB的基本結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器1A。與第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于，在構(gòu)成外芯部32B的兩個(gè)徑向分割件321和322中，一個(gè)徑向分割件321被進(jìn)一步分割，并且構(gòu)成線圈2的導(dǎo)線2w的一個(gè)端部被布置在不同的位置上。在下文中，將集中于這些區(qū)別進(jìn)行說(shuō)明，不對(duì)與第一實(shí)施例相似的結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0128]對(duì)于根據(jù)第一實(shí)施例的線圈2，導(dǎo)線2w的端部在線圈軸向上的布置位置彼此不同，并且端部分別布置在線圈2的兩端面?zhèn)?。?duì)于根據(jù)第二實(shí)施例的線圈2，線圈2w的一個(gè)端部朝另一個(gè)端部折回。導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部在線圈軸向上的設(shè)置位置彼此相同，并且相對(duì)兩端部在線圈2的一個(gè)端面周圍彼此并置。該折回部比線圈2的匝形成面突出得更多。因此，包括在根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB中的線圈成型部2B設(shè)置有如圖5所示的外伸部27，其中從線圈2的匝形成面伸出的部分被構(gòu)成樹(shù)脂成型部20的樹(shù)脂覆蓋。
[0129]如圖4所示，包括在電抗器IB中的外芯部32B是外形為與根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA的長(zhǎng)方體形類似的幾何體。外芯部32B包括沿線圈2的徑向分割的對(duì)分件，即，徑向分割件321和322。注意的是，如圖5所示，包括導(dǎo)線孔32h的徑向分割件321是由截面為Π形的Π形件321a和外形為L(zhǎng)形的L形件321b相組合而構(gòu)成的，線圈2的導(dǎo)線2w的端部通過(guò)導(dǎo)線孔32h拉出。也就是說(shuō)，電抗器IB中所包括的磁芯3B包括內(nèi)芯部31和由三個(gè)分割件構(gòu)成的外芯部32B。
[0130]Π形件321a具有通過(guò)在根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA中所包括的一個(gè)徑向分割件321中從豎直設(shè)置在底面(圖4和圖5中布置在頂部的面)處的側(cè)壁上切除包括一個(gè)角的L形部分所得到的形狀。L形件321b形成該切除部。Π形件321a和另一徑向分割件322包括將線圈2的端面的一部分(此處為一半)覆蓋的部分以及將線圈2的外周面的一部分(此處為圓周的一半)覆蓋的部分。
[0131]如圖5所示，L形件321b包括導(dǎo)線用突出部327，線圈成型部2B的外伸部27布置在該導(dǎo)線用突出部327上。由于導(dǎo)線用突出部327，磁性構(gòu)件(外芯部32B)也能夠位于外伸部27的下方，并且線圈成型部2B的基本上整個(gè)外表面能夠被外芯部32B覆蓋。此外，由于徑向分割件321被分割成Π形件321a和L形件321b，所以導(dǎo)線用突出部327能夠容易地布置在外伸部27的下方。
[0132]此處，如圖6所示，Π形件321a和L形件321b之間的接觸面以階梯方式設(shè)置。這些階梯式面，即，接合階梯部325a (圖5)和326b，充當(dāng)件321a和321b的接合部，并且能夠容易地將件321a和321b定位。當(dāng)件321a和321b彼此組合時(shí)，接縫部分的一部分，特別是布置在線圈2的端面?zhèn)鹊牟糠?，由于接合階梯部325a和326b而變?yōu)殡A梯式的，如圖4所示。能夠適當(dāng)?shù)剡x擇接合部的形狀。例如，能夠使用如上所述的根據(jù)第一實(shí)施例的接合突出部33和接合孔34。如在該實(shí)例中，當(dāng)接合部由平面形成時(shí)，能夠簡(jiǎn)化分割件的形狀，并且因此實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的成型性?？商娲?，可不包括接合部。
[0133]根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB以如下方式組裝。與第一實(shí)施例類似，將線圈成型部2B裝配到徑向分割件322上(參見(jiàn)圖5)。接著，將L形件321b組裝到其上(參見(jiàn)圖6)。將L形件321b鉤到線圈成型部2B上，并且利用徑向分割件322的相對(duì)面322f來(lái)保持。接著，與第一實(shí)施例類似，從線圈成型部2B的上方設(shè)置Π形件321a，并且將導(dǎo)線2w的相對(duì)兩端部插入到導(dǎo)線孔32h中(參見(jiàn)圖4)。
[0134]對(duì)于根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器1B，在構(gòu)成徑向分割件321的Π形件321a和L形件321h的接縫部分中，存在布置于線圈2的外周面?zhèn)鹊牟糠郑瑥亩袛嗔舜磐?。然而，與第一實(shí)施例類似，另一徑向分割件322基本上不中斷磁通。此外，與第一實(shí)施例類似，分割件321和322所形成的接縫部基本上不中斷磁通。因此，根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB僅涉及構(gòu)成外芯部32B的分割件之間的少量間隙會(huì)中斷磁通，并且因此具有優(yōu)良的磁特性。
[0135](第三實(shí)施例)
[0136]在下文中，參考圖7和圖8，將對(duì)根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC進(jìn)行說(shuō)明。電抗器IC的基本結(jié)構(gòu)類似于根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器1A。主要區(qū)別在于外芯部32C中所包括的徑向分割件323和324的形狀。下面，將對(duì)該區(qū)別進(jìn)行說(shuō)明，并且將不對(duì)與第一實(shí)施例相似的結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0137]如圖7所示，根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC中所包括的外芯部32C也是如下幾何體:其外形為長(zhǎng)方體形狀并且由通過(guò)沿著穿過(guò)線圈2軸線的平面切割該幾何體所獲得的對(duì)分件(即徑向分割件323和324)構(gòu)成。也就是說(shuō)，電抗器IC中所包括的磁芯3C包括內(nèi)芯部31和由兩個(gè)分割件323和324構(gòu)成的外芯部32C。注意，根據(jù)第三實(shí)施例的兩個(gè)分割件323和324與安裝對(duì)象相接觸，并且沿與安裝對(duì)象的平面平行的方向分開(kāi)。
[0138]如圖8所示，與第一實(shí)施例類似，徑向分割件323和324的內(nèi)周面形成為與所容納的線圈成型部2A的外形相符的形狀(圖8僅示出了一個(gè)徑向分割件323的內(nèi)周面323i)。分割件323和324均包括將線圈成型部2A的端面的一部分(此處為一半)覆蓋的部分和將線圈成型部2A的外周面的一部分(此處小于圓周的一半)覆蓋的部分。
[0139]彼此相接觸的徑向分割件323和324的相對(duì)面(圖8僅示出了一個(gè)徑向分割件323的相對(duì)面323f)為平面，并且分割件323和324的接縫部分由直線形成，如圖7所示。與根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA類似，由于形成接縫部分的直線變成位于穿過(guò)線圈2軸線的平面上的直線(直線與線圈2的軸向平行并且直線與線圈2的徑向平行)，所以基本上不中斷磁通。此外，當(dāng)電抗器IC布置在安裝對(duì)象上時(shí)，接縫部分包括與安裝對(duì)象的表面垂直地布置的區(qū)域以及與該表面平行布置的區(qū)域。
[0140]根據(jù)第三實(shí)施例，在線圈成型部2A的外周面中，安裝對(duì)象側(cè)的區(qū)域不被外芯部32C覆蓋而是暴露出來(lái)。因此，根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC的安裝側(cè)表面由構(gòu)成外芯部32C的徑向分割件323和324的外表面的一部分以及線圈成型部2A的外周面的一部分形成。外芯部覆蓋線圈成型部的整個(gè)外表面也是可能的，如第一實(shí)施例和第二實(shí)施例。
[0141]由于線圈成型部2A的外周面如上所述地部分地暴露出來(lái)，所以分割件的沿著與徑向分割件323和324的相對(duì)面和線圈2的軸向平行的平面截取的豎直截面是Π形，如圖8所示。此外，分割件323和324的沿著與線圈2的軸向垂直的平面截取的水平截面(未示出)是L形。
[0142]雖然根據(jù)第三實(shí)施例的徑向分割件323和324不具有接合部，但是它們可具有如結(jié)合第一實(shí)施例所描述的接合部。
[0143]根據(jù)第三實(shí)施例的徑向分割件323和324均具有導(dǎo)線切口部32η，線圈2的導(dǎo)線2w的每個(gè)端部裝配到導(dǎo)線切口部32η中。調(diào)整導(dǎo)線切口部32η的形狀和尺寸以使導(dǎo)線2w的端部能夠插入到與分割件323和324處的導(dǎo)線2w的端部的布置位置對(duì)應(yīng)的部分中。當(dāng)將分割件323和324組裝到線圈成型部2A上時(shí)，從設(shè)置在分割件323和324的相對(duì)面處的導(dǎo)線切口部32η的開(kāi)口部分插入導(dǎo)線2w的拉出部分。此時(shí)，導(dǎo)線切口部32η也充當(dāng)引導(dǎo)件。在線圈成型部2Α以及分割件323和324彼此組裝到一起之后，導(dǎo)線切口部32η的開(kāi)口部分可被作為分割件323和324構(gòu)成材料的磁性粉末和樹(shù)脂的混合物掩埋。因此，線圈成型部2A不暴露到開(kāi)口部分之外，而且，能夠增大磁路面積。
[0144]而且，在根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC中，在構(gòu)成外芯部32C的分割件之間基本不存在中斷磁通的間隙。因此，還具有優(yōu)良的磁特性。
[0145](變型例I)
[0146]在第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中，包括兩個(gè)徑向分割件。然而，可包括三個(gè)徑向分割件。在該示例中，包括均具有如第一實(shí)施例的Π形截面的兩個(gè)徑向分割件，以及置于這些徑向分割件之間的具有Π形截面的框狀件(例如，矩形框狀件)?？蛇x地，可包括數(shù)量為兩個(gè)的具有與第三實(shí)施例形狀相同的形狀的徑向分割件，并且包括介于這些徑向分割件之間的Π形框架件。以此方式，增加了徑向分割件的件的數(shù)量，減小了每個(gè)分割件的尺寸。因此，即使當(dāng)使用澆鑄法時(shí)，也能夠縮短制造時(shí)間。此外，當(dāng)件數(shù)多時(shí)，能夠逐步地改變分割件的磁特性。
[0147](變型例2)
[0148]在第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中，在徑向分割件的接縫部分中，布置在線圈的端面?zhèn)鹊牟糠盅刂L(zhǎng)軸(第一實(shí)施例和第二實(shí)施例)或者沿著短軸(第三實(shí)施例)布置。然而，該部分可以沿著徑向而不是長(zhǎng)軸和短軸布置。在該示例中，接縫部分的一部分，特別是線圈的端面?zhèn)鹊牟糠盅鼐€圈的徑向(而不是長(zhǎng)軸和短軸)來(lái)布置，并且接縫部分的另一部分，特別是布置在線圈的外周面上的部分，與線圈的軸向平行地布置，這與第一實(shí)施例至第三實(shí)施例類似。這樣，在外芯部中基本不會(huì)出現(xiàn)中斷磁通的間隙。當(dāng)電抗器布置在安裝對(duì)象上時(shí)，接縫部分的一部分被布置為穿過(guò)安裝對(duì)象的表面，而接縫部分的另一部分與安裝對(duì)象的表面平行地布置。
[0149](變型例3)
[0150]在第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中，采用了水平布置方式，其中線圈2的軸向與安裝對(duì)象的表面平行。然而，還可以采用如專利文獻(xiàn)2中所描述的示例，其中線圈被布置成線圈的軸向與安裝對(duì)象的表面垂直(本文稱為豎直布置方式)。豎直布置方式能夠減小安裝面積。而且，當(dāng)采用豎直布置方式時(shí)，線圈2的端面或線圈成型部的端面，或者內(nèi)芯部31的一個(gè)端面?zhèn)鹊膮^(qū)域能夠暴露到外芯部之外。
[0151](變型例4)
[0152]根據(jù)第一實(shí)施例至第三實(shí)施例，包括線圈成型部2A和2B。然而，線圈2能夠按照原狀來(lái)使用?？蛇x地，例如，通過(guò)應(yīng)用絕緣帶或者將絕緣紙或絕緣片布置在線圈2和內(nèi)芯部31的外表面上，可以使絕緣部件介于線圈2和磁芯3A和3B之間?？蛇x地，當(dāng)在內(nèi)芯部31的外周上設(shè)置由與構(gòu)成繞線筒21的構(gòu)成材料相同的絕緣材料制成的絕緣體時(shí)，能夠增強(qiáng)線圈2和內(nèi)芯部31之間的絕緣性。絕緣體可以為覆蓋內(nèi)芯部31的外周的套筒狀元件，或者可以包括套筒狀元件和從套筒狀元件的每個(gè)相對(duì)邊緣部分朝向外部突出的凸緣部分(例如，環(huán)形件)。當(dāng)套筒狀元件為能夠沿線圈2的徑向分割的分割件時(shí)，能夠容易地布置在內(nèi)芯部31的外周上。此外，套筒狀元件能夠用于將內(nèi)芯部31相對(duì)于線圈2定位。
[0153](變型例5)
[0154]根據(jù)第一實(shí)施例至第三實(shí)施例，包括一個(gè)套筒狀線圈。然而，可包括一對(duì)線圈元件。在該示例中包括:線圈，其包括彼此并置成各軸線相平行的一對(duì)套筒狀線圈元件；以及磁芯，其具有設(shè)置在線圈元件內(nèi)側(cè)的一對(duì)內(nèi)芯部和設(shè)置在線圈元件外側(cè)的外芯部。磁芯構(gòu)造為環(huán)形，其中外芯部被連接成連接在并置的內(nèi)芯部之間。在該示例中，例如，與第一實(shí)施例至第三實(shí)施例類似，外芯部能夠通過(guò)將Π形截面的一對(duì)分割件相組合而構(gòu)成。與第一實(shí)施例至第三實(shí)施例類似，具有Π形截面的分割件被構(gòu)造成布置在線圈的端面?zhèn)群屯庵苊鎮(zhèn)壬希⑶已鼐€圈元件的徑向分開(kāi)。可選地，例如，外芯部可以為多個(gè)分割件的組合，每個(gè)分割件為長(zhǎng)方體形狀的柱形元件或類似物。柱形分割件被布置成使得并置的內(nèi)芯部介于分割件之間。也就是說(shuō)，柱形分割件被布置在線圈元件的端面?zhèn)?，并且被布置成形成與內(nèi)芯部連接的閉合磁路。然后，柱形分割件均被構(gòu)造成沿線圈元件的徑向分開(kāi)。在任意一種示例中，可以如上所述地部分地改變外芯部的材料。
[0155](實(shí)施例1)
[0156]根據(jù)第一實(shí)施例至第三實(shí)施例和變型例I至5中任一個(gè)的電抗器可用作例如安裝在車輛等上的轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成部件或用作包括轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。
[0157]例如，如圖9所示，諸如混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛等車輛200包括主電池210、與主電池210連接的功率轉(zhuǎn)換器件100、以及受從主電池210供應(yīng)的電力驅(qū)動(dòng)而用于進(jìn)行行駛的電動(dòng)機(jī)(負(fù)載)220。電動(dòng)機(jī)220通常為三相交流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)220在行駛示例中驅(qū)動(dòng)車輪250并且在再生示例中用作發(fā)電機(jī)。當(dāng)車輛是混合動(dòng)力車輛時(shí)，車輛200除包括電動(dòng)機(jī)220外還包括發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管圖9示出了作為車輛200充電部的入口，但還可以包括插塞。
[0158]功率轉(zhuǎn)換器件100包括與主電池210連接的轉(zhuǎn)換器110以及與轉(zhuǎn)換器110連接以在直流電和交流電之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的逆變器120。當(dāng)車輛200處于行駛示例時(shí)，該實(shí)例所示的轉(zhuǎn)換器110將主電池210的大約200V至300V的直流電壓(輸入電壓)升壓至大約400V至700V，并且將增大的電力供應(yīng)至逆變器120。此外，在再生示例下，轉(zhuǎn)換器110將通過(guò)逆變器120從電動(dòng)機(jī)220輸出的直流電壓(輸入電壓)降壓至適于主電池210的直流電壓，從而利用該直流電壓對(duì)主電池210充電。當(dāng)車輛200處于行駛示例時(shí)，逆變器120將由轉(zhuǎn)換器110升壓后的直流電轉(zhuǎn)換成預(yù)定的交流電并且向電動(dòng)機(jī)220供應(yīng)交流電。在再生示例下，逆變器120將從電動(dòng)機(jī)220輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電并且將直流電輸出給轉(zhuǎn)換器110。
[0159]如圖7所示，轉(zhuǎn)換器110包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件111、用于控制開(kāi)關(guān)元件111的操作的驅(qū)動(dòng)電路112以及電抗器L。轉(zhuǎn)換器110通過(guò)反復(fù)執(zhí)行通/斷(開(kāi)關(guān)操作)來(lái)轉(zhuǎn)換輸入電壓(這里，為執(zhí)行升壓和降壓)。作為開(kāi)關(guān)元件111，使用諸如FET和IGBT等功率器件。電抗器L利用線圈對(duì)流過(guò)電路的電流變化施加干擾的特性，并且因此具有如下的功能:當(dāng)通過(guò)開(kāi)關(guān)操作使電流增加或減小時(shí)使得變化平滑。電抗器L為根據(jù)第一實(shí)施例至第三實(shí)施例和變型例I至5中任一個(gè)的電抗器。由于包括具有產(chǎn)率的電抗器，所以功率轉(zhuǎn)換器件100和轉(zhuǎn)換器110具有優(yōu)良的產(chǎn)率。
[0160]除了包括轉(zhuǎn)換器110之外，車輛200還包括與主電池210連接的供電裝置用轉(zhuǎn)換器150以及輔助電源用轉(zhuǎn)換器160，輔助電源用轉(zhuǎn)換器160與充當(dāng)輔助裝置240的電源的備用電池230連接并且還與主電池210連接，以將主電池210的高壓轉(zhuǎn)換成低壓。轉(zhuǎn)換器110通常執(zhí)行DC-DC轉(zhuǎn)換，而供電裝置用轉(zhuǎn)換器150和輔助電源用轉(zhuǎn)換器160執(zhí)行AC-DC轉(zhuǎn)換。一些類型的供電裝置用轉(zhuǎn)換器150執(zhí)行DC-DC轉(zhuǎn)換。供電裝置用轉(zhuǎn)換器150和輔助電源用轉(zhuǎn)換器160均可具有與根據(jù)第一實(shí)施例至第三實(shí)施例以及變型例I至5的電抗器的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)，并且可適當(dāng)?shù)馗淖冸娍蛊鞯某叽绾托螤?。此外，根?jù)上述第一實(shí)施例至第三實(shí)施例以及變型例I至5中任一個(gè)的電抗器可用作如下的轉(zhuǎn)換器:其執(zhí)行輸入功率的轉(zhuǎn)換并且僅執(zhí)行升壓或降壓。
[0161]需要注意，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且可在不偏離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改變之后實(shí)施本發(fā)明。
[0162]工業(yè)實(shí)用性
[0163]本發(fā)明的電抗器可適當(dāng)?shù)赜米鞲鞣N類型的任意一種電抗器(車載部件、發(fā)電設(shè)備和變電設(shè)備的部件等)。具體地說(shuō)，本發(fā)明的電抗器可用作安裝到例如混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、燃料電池車輛等車輛上的諸如DC-DC轉(zhuǎn)換器等功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器和本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件可以用在各種領(lǐng)域中，諸如車載裝置、發(fā)電設(shè)備和變電設(shè)備等。
[0164]附圖標(biāo)記列表
[0165]1A、1B、1C:電抗器
[0166]2A、2B:線圈成型部
[0167]2:線圈
[0168]2w:導(dǎo)線
[0169]20:樹(shù)脂成型部
[0170]21:繞線筒
[0171]27:外伸部
[0172]3A、3B、3C:磁芯
[0173]31:內(nèi)芯部
[0174]3Ie:端面
[0175]32A、32B、32C:外芯部
[0176]321、322、323、324:徑向分割件
[0177]321a:Π 形件
[0178]321b:L 形件
[0179]321f、322f、323f:相對(duì)面
[0180]3221、3231:內(nèi)周面
[0181]325a、326b:接合階梯部
[0182]327:導(dǎo)線用突出部
[0183]32h:導(dǎo)線孔
[0184]32η:導(dǎo)線切口部
[0185]33:接合突出部
[0186]34:接合孔
[0187]4:外殼
[0188]41:附接部
[0189]42:螺栓緊固部
[0190]5:蓋
[0191]51:通孔
[0192]52:切口部[0193]100:功率轉(zhuǎn)換器件
[0194]110:轉(zhuǎn)換器
[0195]111:開(kāi)關(guān)元件
[0196]112:驅(qū)動(dòng)電路
[0197]120:逆變器
[0198]150:供電裝置用轉(zhuǎn)換器
[0199]160:輔助電源用轉(zhuǎn)換器
[0200]200:車輛
[0201]210:主電池
[0202]220:電動(dòng)機(jī)
[0203]230:備用電池
[0204]240:輔助裝置
[0205]250:車輪
【權(quán)利要求】
1.一種電抗器,包括: 套筒狀的線圈；以及 磁芯，其具有布置在所述線圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部以及布置在所述線圈外側(cè)的外芯部，所述外芯部與所述內(nèi)芯部一起形成閉合磁路，其中， 所述外芯部是通過(guò)多個(gè)分割件相組合而構(gòu)成的，每個(gè)分割件均為磁性粉末和樹(shù)脂的混合物的成型部，并且 所述外芯部包括能夠沿所述線圈的徑向分開(kāi)的至少兩個(gè)徑向分割件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器，其中， 所述磁性粉末的平均粒徑為I μ m以上且200 μ m以下， 所述磁性粉末的圓度為1.0以上且2.0以下，并且 所述分割件中的所述磁性粉末的含量為30體積％以上且70體積％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電抗器，其中， 包括數(shù)量為一的套筒狀的所述線圈，并且 所述徑向分割件中的至少一個(gè)包括將所述線圈的端面部分地覆蓋的部分和將所述線圈的外周面部分地覆蓋的部分。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中， 所述分割件分別具有彼此接合的接合部。
5.一種轉(zhuǎn)換器，包括: 開(kāi)關(guān)元件； 驅(qū)動(dòng)電路，其控制所述開(kāi)關(guān)元件的操作；以及 電抗器，其使開(kāi)關(guān)操作變得平穩(wěn)，其中， 所述轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述開(kāi)關(guān)元件的操作對(duì)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且 所述電抗器是根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電抗器。
6.—種功率轉(zhuǎn)換器件,包括: 轉(zhuǎn)換器，其對(duì)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換；以及 逆變器，其與所述轉(zhuǎn)換器相連，并將直流電和交流電相互轉(zhuǎn)換，其中， 所述功率轉(zhuǎn)換器件利用由所述逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)換而獲得的電力驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并且 所述轉(zhuǎn)換器是根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號(hào)】H01F37/00GK103703525SQ201280035976
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月20日
【發(fā)明者】稻葉和宏 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社, 住友電裝株式會(huì)社, 株式會(huì)社自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所