電抗器的制造方法
【專利摘要】提供了一種其中簡化了鐵心和線圈之間的樹脂的適當裝填以及在生產過程中便于搬運線圈的電抗器。該電抗器包括：線圈(10)，其具有一對線圈元件(10A和10B)，各線圈元件由螺旋纏繞的導線制成，并且各線圈元件以并列狀態(tài)彼此耦接；內部鐵心部分(22)，其裝配到線圈元件(10A和10B)中以構成環(huán)形鐵心(20)的一部分；以及暴露鐵心部分(24)，其暴露在各線圈元件(10A和10B)外部并通過與各內部鐵心部分(22)連接在一起而形成環(huán)形鐵心(20)的其余部分。該電抗器包括外部樹脂部分，其覆蓋由線圈(10)和鐵心(20)組成的裝配制品(1A)的至少一部分。通過在每個暴露鐵心部分(24)中，在面對線圈端面的內端面(24f)和與該內端面(24f)連接的相鄰面(側面24s)的連接點上具備切削角部分(24g)便利了在線圈(10)和鐵心(20)之間裝填樹脂，以及防止了搬運過程中的損壞。
【專利說明】電抗器
[0001]本申請是基于2010年7月29日提交的、申請?zhí)枮?01080038425.1、發(fā)明創(chuàng)造名稱為“電抗器”的中國專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及電抗器。具體來說，本發(fā)明涉及包括了外部樹脂部分來覆蓋由鐵心(core)和線圈組成的裝配制品的外部的電抗器，該電抗器易于在外部樹脂部分成型時將構成該外部樹脂部分的樹脂裝填在鐵心和線圈之間。
【背景技術】
[0003]安裝在電動車、混合動力車之類的車輛中的電抗器包括鐵心和纏繞鐵心的線圈。典型的是，線圈由彼此以并列狀態(tài)耦接的一對線圈元件構成。鐵心構造成適合裝配到這些線圈元件中的環(huán)形形狀。
[0004]專利文獻I公開了這樣一種電抗器，其中未纏繞線圈的鐵心部分(即，暴露的鐵心部分)相比纏繞了線圈的鐵心部分(即，內部的鐵心部分)在上-下方向和左-右方向上都要凸出。利用該結構，使得由鐵心和線圈組成的裝配制品基本形成為矩形塊形狀，從而實現(xiàn)了電抗器的小型化。
[0005]另一方面，專利文獻2公開了這樣一種電抗器，其中由鐵心和線圈組成的裝配制品被樹脂覆蓋，從而實現(xiàn)了對裝配制品的機械保護。
[0006]引用列表
[0007][專利文獻]
[0008]專利文獻1:日本未審查專利公開N0.2004-327569(圖1)
[0009]專利文獻2:日本未審查專利公開N0.2007-180224(圖7)

【發(fā)明內容】

[0010]技術問題
[0011]然而，對于由鐵心和線圈組成的裝配制品用樹脂覆蓋其外周這種模式的電抗器而言，面臨著樹脂很難完全裝填在鐵心和線圈之間的問題。
[0012]為了實現(xiàn)電抗器的小型化，期望減小鐵心與線圈之間的間隙。然而，當該間隙很小時，又很難完全將樹脂裝填到鐵心和線圈之間。而且，通常，線圈以沿其軸向被壓縮的狀態(tài)布置在鐵心的外周，并且相鄰的線圈匝彼此非常接近以至于幾乎彼此接觸。因此，對于專利文獻2所公開的用樹脂覆蓋裝配制品外部的模式，很難將樹脂完全裝填進前述間隙或線圈匝之間的間隙。特別地，為了小型化的目的而使彼此相鄰的線圈元件之間的間隔相對縮窄會關系到裝填樹脂的難度問題。
[0013]另一方面，對于專利文獻I所公開的將樹脂裝填在裝配制品外部的情況，裝填樹脂的難度問題變得更為顯著。在專利文獻I的鐵心中，每個線圈端面面對每個暴露的鐵心部分，由此線圈端面與暴露的鐵心部分之間的間隙極窄。因此，樹脂很難通過該間隙被裝填在線圈和鐵心之間。這會導致在鐵心和線圈之間的樹脂中形成氣孔(voids)，從而樹脂無法對裝配制品進行機械或電氣方面的全面保護。
[0014]考慮上述問題提出本發(fā)明，其目的在于提供一種能夠使樹脂容易地裝填在鐵心和線圈之間的電抗器。
[0015]解決問題的方案
[0016]本發(fā)明所涉及的電抗器包括:
[0017]線圈，其由成對的線圈元件形成，各線圈元件由螺旋纏繞的導線制成，并且各線圈元件以并列狀態(tài)彼此耦接；
[0018]內部鐵心部分，其適合裝配到所述成對的線圈元件中以構成環(huán)形鐵心的一部分；以及
[0019]暴露鐵心部分，其暴露在各線圈元件外部以將各內部鐵心部分彼此耦接，以形成所述環(huán)形鐵心的其余部分。該電抗器包括外部樹脂部分，用以覆蓋由線圈和鐵心組成的裝配制品的至少一部分。該電抗器的特征在于，在暴露鐵心部分中，在面對線圈端面的內端面和與該內端面連續(xù)的相鄰面之間的接合部的至少一部分具備切削角部分。
[0020]切削角部分典型的是指由內端面和相鄰面形成的脊線的至少一部分被一個曲面或平面切削從而由該曲面或平面構成的部分。在內端面與相鄰面的具備切削角部分的接合部中，由于存在如上所述的構成切削角部分的曲面或平面，所以不存在由內端面和相鄰面形成的實際脊線。因此，內端面和相鄰面的接合部可能包括由切削角部分構成該接合部的模式、以及由切削角部分和內端面與相鄰面所形成的脊線共同構成該接合部的模式。
[0021]通過這種在每個暴露鐵心部分中在面對線圈端面的內端面和與該內端面連續(xù)的相鄰面之間的接合部的至少一部分具備切削角部分的結構，即使是在線圈端面與暴露鐵心部分的內端面之間的間隙很窄的情況下，或者是在線圈元件之間的間隔很窄的情況下，也能夠對構成外部樹脂部分的樹脂進行引導而使其通過該切削角部分進入鐵心和線圈之間。因此，通過上述結構，可以改善構成樹脂的裝填性能，并且可以盡可能地抑制在鐵心和線圈之間出現(xiàn)氣孔。而且，切削角部分還能夠對裝配電抗器時可能發(fā)生的暴露鐵心部分的損壞或者將要與暴露鐵心部分組合的其它部件的損壞進行抑制。在搬運暴露鐵心部分時，可能存在由操作者等搬運這些暴露鐵心部分或者使這些暴露鐵心部分與其它部件接觸的情況。這時，通過使每個暴露鐵心部分處具備切削角部分能夠防止角部被削去。而且，因為內端面與相鄰面之間的接合部由于切削角部分的存在而不再呈棱狀，所以即使在將暴露鐵心部分與線圈接觸時也易于防止線圈的絕緣涂層遭到破壞。
[0022]在本發(fā)明的一種模式的電抗器中，切削角部分可通過將內端面與相鄰面所形成的脊線進行倒圓來構成。
[0023]通過這種將內端面與相鄰面所形成的脊線進行倒圓來形成切削角部分的結構，能夠使該切削角部分的形狀沿由內端面與相鄰面所形成的虛脊線延伸并且有利于構成外部樹脂部分的樹脂流動。因此，能夠容易地將構成樹脂從切削角部分引入到鐵心和線圈之間的空隙。而且，當通過將內端面與相鄰面所形成的脊線進行倒圓來構成切削角部分時，由于以曲面構成切削角部分，所以更易于防止在裝配上述電抗器時造成暴露鐵心部分的損壞。
[0024]在本發(fā)明的一種模式的電抗器中，每個暴露鐵心部分中電抗器的安裝面和該安裝面的相反面中的至少一個，比每個內部鐵心部分中電抗器的安裝面和該安裝面的相反面更加凸出。
[0025]使用這種結構，通過使每個暴露鐵心部分的一個特定面(安裝面及其相反面，典型的是頂面和底面)在垂至于該特定面的方向上比內部鐵心部分更為凸出(這樣的鐵心被稱為3D鐵心)，從而可以減小暴露鐵心部分在線圈軸向上的長度(即，暴露鐵心部分的厚度)，并可以減小二維觀看時電抗器的投影面積。另外，每個暴露鐵心部分的特定面的這種凸出加寬了面對線圈端面的內端面的面積，從而線圈端面?zhèn)鹊蔫F心與線圈間的間隙將被密封。結果，更難使構成樹脂裝填進鐵心和線圈之間。進一步講，關于3D鐵心，就平滑裝填構成樹脂而言，在內端面與相鄰面的接合部具備切削角部分是特別有效的。
[0026]在本發(fā)明的一種模式的電抗器中，每個暴露鐵心部分的相鄰面可以是與內端面相鄰的側面。
[0027]使用該結構，使得從暴露鐵心部分的側面與線圈端面之間裝填構成樹脂變得更容易。特別是，在每個暴露鐵心部分由加壓粉末壓塊構成的情況下，沿內端面與側面所形成的脊線的方向能夠與從成型裝配件取出暴露鐵心部分的方向對準。通過這種沿脊線具備切削角部分的結構，形成在內端面和相鄰面之間的接合部不會變成銳角，并且能夠容易地從成型裝配件取出暴露鐵心部分。
[0028]在本發(fā)明的一種模式的電抗器中，每個暴露鐵心部分的相鄰面可以是與內端面相鄰的電抗器的安裝面和該安裝面的相反面中的至少一個，并且
[0029]可形成切削角部分以使其面對線圈端面中線圈元件的導線彼此并列緊鄰的部分。
[0030]使用該結構，使得從暴露鐵心部分的安裝面或該安裝面的相反面與線圈端面之間裝填構成樹脂變得更容易。特別是，即使使用了其中每個暴露鐵心部分的特定面(安裝面及其相反面，典型的是頂面和底面)與每個內部鐵心部分的特定面齊平的鐵心(這種鐵心被稱為平坦鐵心)，由于所形成的切削角部分面對線圈端面中線圈元件的導線彼此并列緊鄰的部分，所以能夠容易地將構成樹脂裝填在線圈元件之間。
[0031]平坦鐵心的一種變型例如是這樣一種模式，其中每個暴露鐵心部分的長度在平行于暴露鐵心部分的安裝面且垂直于線圈軸向的方向上增加。在這種情況下，類似于上述3D鐵心，由于面對線圈端面的暴露鐵心部分的內端面的面積變寬，所以內端面與線圈端面之間的間隙可被封閉。特別是，在將每個暴露鐵心部分形成為使得線圈的外周面與暴露鐵心部分的相鄰面(側面)彼此齊平的情況下，該間隙基本上被封閉。與此相對，如上所述，在內端面與相鄰面的接合部具備切削角部分能夠便于使構成外部樹脂部分的樹脂流進鐵心和線圈之間。然而，隨后將描述的是，優(yōu)選地具備切削角部分從而使得由該切削角部分引起的磁通量流的改變可被忽略。
[0032]如上所述，在暴露鐵心部分的內端面與相鄰面(即，側面、安裝面以及該安裝面的相反面)的接合部具備切削角部分的情況下，該切削角部分越大，從暴露鐵心部分和線圈之間引入構成樹脂就越容易。然而，當切削角部分過大時，線圈受激勵時在鐵心中所形成的磁路面積減小，并且在每個暴露鐵心部分和內部鐵心部分之間會發(fā)生漏磁通。因此可以將切削角部分的尺寸合理設置為使得磁路面積能得到完全保證，并且使漏磁通所導致的損失降到可接受范圍內。也就是說，優(yōu)選地具備切削角部分，以使得由該切削角部分引起的磁通量流的改變可被忽略。以此方式，即使在通過縮窄線圈的每個端面與每個暴露鐵心部分之間的間隙以及各線圈元件之間的間隔來實現(xiàn)小型化的情況下，也可以完全保證磁路面積且利于引入構成樹脂。
[0033]在本發(fā)明的一種模式的電抗器中，鐵心可以是加壓粉末壓塊。
[0034]使用該結構，由于鐵心是加壓粉末壓塊，所以即使鐵心具有復雜的形狀，例如包括切削角部分的鐵心或者上述3D鐵心，其也能夠容易地被構造。
[0035]在本發(fā)明的一種模式的電抗器中，暴露鐵心部分的內端面與線圈端面之間的間隔可以為0.5謹至4.Ctam。
[0036]使用該結構，在確保將構成外部樹脂部分的樹脂裝填在暴露鐵心部分的內端面與線圈端面之間的同時，還能夠抑制電抗器(鐵心)自身尺寸的增加。
[0037]本發(fā)明的一種模式的電抗器還可以包括保持線圈形狀的內部樹脂部分。在這種情況下，外部樹脂部分對提供有內部樹脂部分的由鐵心和線圈所組成的裝配制品的至少一部分進行覆蓋。
[0038]使用該結構，由于內部樹脂部分保持線圈的形狀，所以能夠將線圈作為一個不會膨脹或收縮的部件來進行操作。因此，能夠改善電抗器的可制造性。而且，由于線圈和鐵心具有被內部樹脂部分和外部樹脂部分雙重覆蓋的部分，所以完全能夠實現(xiàn)機械和電氣保護。另外，切削角部分的形成使得構成外部樹脂部分的樹脂能夠被確保裝填在暴露鐵心部分的內端面與鐵心端面?zhèn)鹊膬炔繕渲糠值谋砻嬷g。
[0039]本發(fā)明的一種模式的電抗器還可以包括容納裝配制品的外殼。
[0040]使用該結構，由于裝配制品被存放在外殼中，所以裝配制品本省能夠得到機械和電氣保護。而且，通過使用外殼由熱傳導性極佳的材料制成或者外殼具有很大表面積的模式(例如，具備散熱片的模式)，能夠通過外殼來改善裝配制品的散熱性能。另外，在將構成外部樹脂部分的樹脂裝填在裝配制品與外殼之間時，切削角部分使得在外殼與裝配制品之間形成樹脂流道變得容易。
[0041]本發(fā)明的有益效果
[0042]對于本發(fā)明的電抗器，構成外部樹脂部分的樹脂能夠被完全裝填在鐵心和線圈之間，并且能夠獲得這樣的電抗器:其中確保了用外部樹脂部分來覆蓋由鐵心和線圈組成的裝配制品。而且，還能夠抑制裝配電抗器時造成鐵心的損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例1的電抗器的透視圖。
[0044]圖2是圖1所示電抗器的底視圖。
[0045]圖3是構成圖1所示電抗器的裝配制品的分解透視圖。
[0046]圖4的(I)是用于圖1所示電抗器的鐵心的分解透視圖，圖4的(II)是構成鐵心的暴露鐵心部分的平面視圖。
[0047]圖5是示出電抗器的線圈被激勵時的磁通量流的示意圖；其中圖5的(I)是根據(jù)本發(fā)明實施例1的電抗器的示例，圖5的(II)是包括無切削角部分的鐵心的電抗器的示例。
[0048]圖6是示出根據(jù)實施例1的暴露鐵心部分的其它形式的透視圖，其中:圖6的(I)示出了在內端面的整個虛擬外周上都包括切削角部分的示例；圖6的(II)示出了在側面與內端面的接合部處、在內端面中并列布置線圈元件的面對部分處、以及在安裝面與內端面的接合部處包括切削角部分的示例；圖6的(III)示出了在側面與內端面的接合部處以及在安裝面與內端面的接合部的一部分處包括切削角部分的示例；圖6的(IV)示出了只在安裝面與內端面的接合部的側面上的部分處包括切削角部分的示例；圖6的(V)示出了只在安裝面與內端面的接合部的中央部分處包括切削角部分的示例；圖6的(VI)示出了在安裝面與內端面的接合部處包括切削角部分的示例；圖6的(VII)示出了只在側面與內端面的接合部的一部分處包括切削角部分的示例。
[0049]圖7示出了由包括在根據(jù)本發(fā)明實施例1的電抗器中的鐵心和線圈組成的裝配制品的變型，其中圖7的(I)是示意性正視圖，圖7的(II)是鐵心的分解透視圖。
[0050]圖8示出了用于本發(fā)明實施例2的電抗器的鐵心，其中:圖8的⑴是具有每個橫截面均為矩形的切削角部分的鐵心的局部透視圖；圖8的(II)是具有每個橫截面均為三角形的切削角部分的鐵心的局部透視圖；圖8的(III)是圖8的(I)和(II)所示的暴露鐵心部分的平面視圖。
[0051]圖9是示出根據(jù)實施例3的本發(fā)明的電抗器的示意性透視圖。
【具體實施方式】
[0052]以下將對本發(fā)明的各個實施例進行描述。
[0053](實施例1)
[0054]參考圖1至圖5，將描述根據(jù)本發(fā)明實施例1的電抗器。在圖中，用相同的參考標記表示相同的部件。
[0055][整體結構]
[0056]電抗器I通過以下方式構成:線圈成型制品1M(圖3)和裝配制品1A(圖3)都被外部樹脂部分40 (圖1)覆蓋，其中在線圈成型制品IM中用內部樹脂部分30 (圖3)將線圈10(圖3)和環(huán)形鐵心20的一部分(圖3)整體模制成型，并且裝配制品IA是該線圈成型制品IM和鐵心20的其余部分的裝配制品。鐵心20包括安裝在線圈10內的內部鐵心部分22(圖3和圖4)、以及與內部鐵心部分22的各個端面接合并被暴露在線圈10外部的暴露鐵心部分24(圖2至圖4)。另外，通過外部樹脂部分40來整體模制接線端配件50(圖1)，同時還形成了螺母適配孔43 (圖1)。使用安裝在螺母適配孔43中的螺母60(圖1)和接線端配件50來構成接線板。
[0057][安裝狀態(tài)、用途]
[0058]電抗器I可在如下導電條件下應用:例如,最大電流(DC)為大約100A至1000A ；平均電壓為大約100V至1000V ;工作頻率為5kHz至IOOkHz。典型的是，電抗器I適于被用作安裝在諸如電動車、混合動力車之類的車輛中的電力變換設備的組件。例如當電抗器I被用作混合動力車的DC-DC變換器的組件時，電抗器I的平坦底面作為安裝面(圖2中內部樹脂部分30的底面和暴露鐵心部分24的底面被暴露出來的面)被直接安裝在未示出的冷卻基座(固定對象)上。
[0059]如圖4所示，電抗器I最主要的特征在于，在每個暴露鐵心部分24中，由面對內部鐵心部分22的各個端面以及線圈的內端面24f和與內端面24f相鄰的側面24s形成的脊線被倒圓，從而形成切削角部分24g。以下將描述電抗器I及其組成部分，根據(jù)以下描述，當把電抗器I安裝在冷卻基座上時，安裝側為底側，安裝側的相反側為頂側。[0060][線圈成型制品]
[0061]如圖3所示，構成電抗器I的線圈成型制品IM包括線圈10、覆蓋線圈10外周大部分區(qū)域的內部樹脂部分30、以及隨后將要描述的內部鐵心部分22。
[0062]〈〈線圈》
[0063]線圈10包括一對由螺旋纏繞導線IOw形成的線圈元件IOA和10B。線圈元件IOA和IOB彼此匝數(shù)相同，每個線圈元件從軸向看都是基本上呈矩形的線圈(伸長的矩形，具有圓形角)，并且兩個線圈元件彼此橫向并列以使得它們各自的軸向相互平行。另外，線圈元件IOA和IOB由無接合部分的一根導線構成。具體來說，在線圈10的一端側，導線IOw的一端IOe和另一端IOe都向上引出。在線圈10的另一端側，線圈元件IOA和IOB通過耦接部IOr彼此耦接，該耦接部IOr是彎曲成U形的導線10w。該結構使得線圈元件IOA和IOB彼此纏繞方向相同。另外，在本實施例中，耦接部IOr向外凸出并高于線圈元件IOA和IOB頂部的線匝形成面IOf。隨后，線圈元件IOA和IOB的末端IOe被向上引出到線匝部分IOt (這里為線匝形成面IOf)的上方，并被連接到接線端配件50 (圖1)以向線圈元件IOA和IOB供電。
[0064]用作構成線圈元件IOA和IOB的導線IOw的是一種披覆矩形導線，它是一種披覆搪瓷(典型的是聚酰胺-酰亞胺)的銅制矩形導線。披覆矩形導線扁立纏繞以形成空心棱柱形線圈元件IOA和10B。另外，導線并不限于其導體是矩形導線的那些導線，其斷面可以是任何形狀，例如圓形、多邊形等。矩形導線比起圓形導線更容易形成具有較高占空系數(shù)的線圈。
[0065]〈〈內部樹脂部分》
[0066]在具有上述結構的線圈10的外周，形成內部樹脂部分30來將線圈10保持在壓縮狀態(tài)。內部樹脂部分30包括線阻覆蓋部分31和稱接部覆蓋部分33,其中線阻覆蓋部分31覆蓋線圈元件IOA和IOB的線匝部分IOt從而基本上與線圈元件IOA和IOB的外部形狀相符，稱接部覆蓋部分33覆蓋稱接部IOr的外周。線阻覆蓋部分31和稱接部覆蓋部分33被整體成型，并且線匝覆蓋部分31以基本上均勻的厚度來覆蓋線圈10。在本實施例中，雖然內部鐵心部分22與線圈10通過內部樹脂部分30被結合成整體，但在內部鐵心部分22與線圈10之間的內部樹脂部分30仍具有基本上均勻的厚度。應當注意的是，線圈元件IOA和IOB的角以及導線的末端IOe都被暴露在內部樹脂部分30之外。而且，線匝覆蓋部分31的主要功能是確保線圈元件IOA和IOB與內部鐵心部分22之間絕緣,并參考線圈元件IOA和IOB來定位內部鐵心部分22。另一方面，耦接部覆蓋部分33的功能是在電抗器I的外周形成外部樹脂部分40(圖1和圖2)的過程中對耦接部IOr進行機械保護。
[0067]另外，在內部樹脂部分30中于線圈元件IOA和IOB之間形成有用于容納未示出的溫度傳感器(例如熱敏電阻)的傳感器用孔41h(圖1)。
[0068]構成上述內部樹脂部分30的樹脂適當?shù)氖沁@樣一種材料，其具有足夠的耐熱性，從而即使是在對包括線圈成型制品IM的電抗器I進行操作時達到了線圈和磁鐵心的最大溫度的情況下也不會變軟，并且其能夠被用于傳遞成型、注射成型等。特別優(yōu)選的是表現(xiàn)出極佳絕緣性能的材料。具體來說，能夠適當?shù)厥褂弥T如環(huán)氧樹脂等之類的熱固樹脂、諸如聚苯硫醚(PPS)樹脂、液晶聚合物(LCP)等之類的熱塑樹脂。本文中描述的是使用環(huán)氧樹脂。另外，將從氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼和碳化硅中選出的至少一種陶瓷所制成的填充料與上述樹脂混合，能夠增強散熱性能。
[0069][鐵心]
[0070]鐵心20是在線圈10被激勵時形成環(huán)形磁路(閉合磁路)的環(huán)形元件。鐵心20包括一對分別安裝在線圈元件IOA和IOB內的內部鐵心部分22、以及一對暴露在線圈10外部的暴露鐵心部分24。
[0071]鐵心20的內部鐵心部分22的每一個都是大體為矩形平行六面體形狀的元件。如圖4所示，每個內部鐵心部分22都是由鐵心片22c和間隔元件22g組成的，其中每個鐵心片22c都是由諸如鐵、鋼等之類的軟磁材料制成的，每個間隔元件22g都是由磁導率低于鐵心片的材料制成的，即，典型的是諸如氧化鋁之類的非磁性材料。鐵心片22c和間隔元件22g交替布置并通過粘合劑接合。鐵芯片22c的每一個都可以是由多個電磁鋼板的疊層構成的層壓結構或者是軟磁粉的加壓粉末壓塊。本文中使用的是加壓粉末壓塊。間隔元件22g的每一個都是布置在鐵芯片22c之間用于調節(jié)電感的板狀元件。能夠對鐵芯片22c和間隔元件22g的數(shù)量進行適當選擇，來使電抗器I獲得期望的電感。而且，能夠對鐵芯片22c或間隔元件22g的形狀進行適當選擇。隨后，內部鐵心部分22的端面比內部樹脂部分30的端面略微凸出。
[0072]另一方面，暴露鐵心部分24的每一個都是由類似于鐵芯片22c的材料構成的塊元件。本文中所使用的暴露鐵心部分24具有大體呈不規(guī)則四邊形的橫截面，該暴露鐵心部分24由軟磁粉的加壓粉末壓塊制成，并包括:面對線圈成型制品IM的端面的內端面24f ;與內端面24f相反并出現(xiàn)在環(huán)形鐵心外側的外端面24b ;每一個都用來對內端面24f和外端面24b進行連接的相對側面24s ;在安裝電抗器I (圖1)時作為安裝面的基本呈不規(guī)則四邊形的面(底面24d(圖2));以及與該底面24d相反的對面(頂面24u)。
[0073]另外，在內端面24f與每個相對側面24s的接合部處具備切削角部分24g。在本實施例中，通過對內端面24f與每個相對側面24s所形成的脊線進行倒圓，來形成沿著暴露鐵心部分24的上-下方向具有一致曲率的切削角部分24g。而且，內端面24f和每個側面24s通過構成切削角部分24g的曲面接合。切削角部分24g優(yōu)選的是在使用具有曲面部分的成型組件對加壓粉末壓塊進行模制成型時通過該曲面部分對脊線進行倒圓來形成的。使用這樣的成型組件能夠通過成型組件的曲面部分來形成切削角部分24g?？蛇x的是，可以先形成具有未倒圓的脊線的加壓粉末壓塊，并以后續(xù)處理方式(ex-post manner)通過對脊線進行切割、磨削、研磨操作等來加工切削角部分24g。例如，在本實施例中，在由每個暴露鐵心部分24的內端面24f和側面24s形成的虛擬脊線的整個區(qū)域上具備切削角部分24g。然而，通過采用上述的適當工序(例如切割)，使得獲得以下的結構成為可能，即，只在內端面24f和每個側面24s的接合部的一部分具備切削角部分，并且還存在由內端面24f和每個側面24s所形成的脊線的一部分。另外，切削角部分24g的橫截面形狀并不限于弧形，而可以是斜切形，從而由內端面24f和每個側面24s所形成的脊線具有平坦表面。在這種情況下，切削角部分24g由平坦表面構成。優(yōu)選地，具備這樣的切削角部分24g，其使得暴露鐵心部分的橫截面積不會比內部鐵心部分的橫截面積小，并且由切削角部分引起的磁通量流的改變可被忽略。
[0074]本實施例的切削角部分24g的弧半徑被設置為3_。當弧半徑大約為大于等于1_且小于等于IOmm時，能夠防止由于切削角部分24g的形成而引起的磁路面積的過度減小。圖5示出了通過模擬線圈被激勵時的磁通量流而獲得的結果，其中細線表示磁通量。盡管圖5所示的電抗器僅僅示出了線圈元件之一及其周圍，但實際上還存在關于點劃線對稱的另一邊的結構。注意，在圖5中，沒有示出內部樹脂部分。另外，圖5所示的鐵芯片和間隔元件的數(shù)量僅僅是示例性的。
[0075]圖5的(II)中所示的電抗器1000類似于電抗器1，但缺少了切削角部分，該電抗器1000包括線圈100以及具有內部鐵心部分220和暴露鐵心部分240的鐵心200。如圖5的(II)所示，在電抗器1000中，盡管從布置了線圈100的內部鐵心部分220與未布置線圈100的暴露鐵心部分240之間的部分(從對應于每個間隔元件220g的部分)有少量磁通量泄漏，但由該泄漏所引起的損失在可接受的范圍內。另一方面，在具備切削角部分24g的電抗器I中，盡管同樣認為從布置了線圈10的內部鐵心部分22與未布置線圈10的暴露鐵心部分24之間的部分(從對應于每個間隔元件22g的部分)有少量磁通量泄漏，但認為其損失與電抗器1000的損失一樣小。因此，對于電抗器I而言，由于具備切削角部分24g,從而使得由磁通量泄漏所引起的損失可被基本忽略。還應當注意的是，如圖5的(I)所例示的那樣，通過使間隔元件22g也具備類似于切削角部分24g的切削角部分，可以獲得這樣的模式:其中內部鐵心部分22也具備其功能(隨后對該功能進行描述)類似于切削角部分24g的功能的切削角部分，并且基本上不會減小內部鐵心部分22的磁路面積。
[0076]如圖2所示，當通過組合線圈成型制品IM和暴露鐵心部分24來構成裝配制品IA(圖3)時，每個切削角部分24g(以及上述每個間隔元件的切削角部分)形成了位于暴露鐵心部分24的側面24s與線圈成型制品IM中的線匝覆蓋部分31的側面之間的凹槽(圖2)。該凹槽在外部樹脂部分40被模制成型在裝配制品IA外部之上時作為導槽，用來將構成外部樹脂部分40的樹脂引入暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈成型制品IM的端面之間。另外，在構成裝配制品IA時，切削角部分24g還用于在用操作器等搬運暴露鐵心部分24時防止每個暴露鐵心部分24的外周被削掉。隨后，將暴露鐵心部分24布置成連接在與一對并列的內部鐵心部分22的相對端之間，并通過粘合劑接合到內部鐵心部分22。通過將內部鐵心部分22與暴露鐵心部分24接合，形成閉環(huán)狀(環(huán)形)鐵心20(圖3)。在內部鐵心部分22(圖3)與暴露鐵心部分24彼此接合的狀態(tài)下，暴露鐵心部分24的側面比內部鐵心部分22的外側面向外凸出。因此，通過將線圈布置在內部鐵心部分22的外周上，線圈端面的幾乎整個外周都分別面對暴露鐵心部分的內端面24f。
[0077]另外，如圖3和圖4所示，各暴露鐵心部分24的高度(圖3和圖4中上-下方向的尺寸)彼此不同。布置在耦接部覆蓋部分33下方的一個暴露鐵心部分24(圖3所示右側的那個暴露鐵心部分24)的頂面和底面比內部鐵心部分22的頂面和底面向上和向下凸出，并且基本上與線匝覆蓋部分31的頂面和底面齊平。與此相反，布置在導線末端IOe側的另一個暴露鐵心部分24(圖3所示左側的那個暴露鐵心部分24)的底面24d(圖2)比內部鐵心部分22的底面向下凸出，從而基本上與線阻覆蓋部分31的底面齊平。暴露鐵心部分24的頂面24u基本上與內部鐵心部分22的頂面齊平，而低于線匝覆蓋部分31的頂面。另一方面，所述一個暴露鐵心部分24的厚度(即，線圈軸向上的尺寸)小于所述另一個暴露鐵心部分24的厚度。也就是說，盡管各暴露鐵心部分24彼此的高度和厚度各不相同，但它們能保證基本相同的體積。這使得各暴露鐵心部分24具有基本相同的磁特性。另外，線圈10的耦接部IOr的排布位置高于線匝形成面IOf (圖3)，使得可以將兩個暴露鐵心部分24中較薄的一個暴露鐵心部分24布置在耦接部覆蓋部分33的下方。因此，能夠實現(xiàn)電抗器投影面積的小型化。暴露鐵心部分24的頂面和底面優(yōu)選地至少與內部鐵心部分22的頂面和底面齊平。這是因為,例如,在暴露鐵心部分24的頂面24u低于內部鐵心部分22的頂面時，可能無法完全確保從內部鐵心部分22到暴露鐵心部分24的轉移過程中的磁路。
[0078]另外，在如圖2所示的電抗器I中，環(huán)形裝配狀態(tài)下的鐵心20的暴露鐵心部分24的底面24d被構成為與作為線圈成型制品IM安裝面的底面基本齊平。通過該結構，當把電抗器I固定到冷卻基座時，不僅內部樹脂部分30與冷卻基座接觸，而且暴露鐵心部分24也與冷卻基座接觸。因此，操作中由電抗器I產生的熱能夠被有效地擴散出去。
[0079]另外，優(yōu)選的是將每個暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈的每個端面之間的間隔設置為0.5mm至4.0mm0通過將所述間隔設置為0.5mm或更大,可使構成外部樹脂部分40的樹脂易于被裝填在暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈10(圖3)的端面之間。另外，通過將所述間隔設置為4.0mm或更小，能夠抑制鐵心20尺寸的增加。應當注意，在線圈10具備內部樹脂部分30的情況下，暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈10的端面之間的間隔就是暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈成型制品IM的端面之間的間隔。在本實施例中，將暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈成型制品IM的端面之間的間隔設置為0.5mm。
[0080][接線端配件和螺母]
[0081]將各接線端配件50 (圖1)分別連接到構成線圈的導線的末端IOe (圖3)。每個接線端配件50包括用于連接到任意外部裝置(例如電源)的連接面52、將被焊接到導線末端IOe的焊接面(未示出)、以及把連接面52和將被外部樹脂部分40覆蓋的焊接面結合在一起的內埋部分(未示出)。配件50大部分被埋入外部樹脂部分40中，只有連接面52暴露在隨后將對其進行描述的外部樹脂部分40的外部。兩個連接面52都被布置在兩個暴露鐵心部分24當中高度較低的那個暴露鐵心部分24(圖3)上，并且用外部樹脂部分40裝填暴露鐵心部分24(圖3)的頂面24u與連接面52之間的空隙，以構成接線板。由于接線端配件50被布置在高度較低的那個暴露鐵心部分24上，因此與將接線端配件設置在線圈上從而分開形成接線板的情況相比，可以減小包括接線端配件50的電抗器的高度。
[0082]在接線板中，將螺母60布置在每個連接面52(圖1)的下方。螺母60以鎖定狀態(tài)被容納在用隨后將對其進行描述的外部樹脂部分40模制成型的螺母適配孔43中。通過將六邊形螺母60裝入六邊形螺母適配孔43中來實現(xiàn)鎖定。隨后，布置連接面52以覆蓋螺母適配孔43的開口。
[0083]每個連接面52均具備內直徑小于螺母60的對角線尺寸的插入孔52h。因此，連接面52防止了螺母60從螺母適配孔43中脫落。當要使用電抗器時，提供在未示出的引線末端的接線端疊置在連接面52上，并且接線端和連接面52被螺釘(未示出)穿透，螺釘與螺母60旋緊。因此，從連接到引線基端的外部裝置(未示出)為線圈10(圖3)供電。在本實施例中，在將接線端和螺釘附接到接線板的狀態(tài)下，連接面52的高度被設置為使得螺釘?shù)捻斆娴陀陔娍蛊髦械淖罡呶恢茫簿褪钦f，在隨后將要描述的外部樹脂部分40中，在覆蓋線圈耦接部的耦接部覆蓋部分33與覆蓋導線末端IOe (圖3)和接線端配件50的焊接部的保護部分之間用平坦表面連接。因此，螺釘?shù)念^部不從電抗器I局部凸出。
[0084][外部樹脂部分]
[0085]如圖2所示，將外部樹脂部分40形成為暴露線圈成型制品IM的底面和暴露鐵心部分24的底面24d，從而如圖1所示，由線圈成型制品IM和暴露鐵心部分24組成的裝配制品1A(圖3)的大部分頂面和整個外側面都被覆蓋。將線圈成型制品IM的底面和暴露鐵心部分24的底面24d暴露在外部樹脂部分40之外能使電抗器I所產生的熱被有效地擴散到冷卻基座。而且，通過上述方式用外部樹脂部分40覆蓋裝配制品IA的頂面和外側面實現(xiàn)了對裝配制品IA的機械保護。
[0086]更具體的，如圖2所示，將外部樹脂部分40形成為使得暴露鐵心部分24的底面24d和線圈成型制品IM的底面(線匝覆蓋部分31)在電抗器I的安裝面?zhèn)缺┞?，并且如圖1所示，在電抗器I的頂側暴露耦接部覆蓋部分33的頂面。
[0087]另外，當二維觀察電抗器時，外部樹脂部分40包括比線圈成型制品IM和暴露鐵心部分24(圖3)所組成的裝配制品1A(圖3)的輪廓線向外凸出的凸緣部分42。在凸緣部分42處，形成有通孔42h，該通孔42h用于將電抗器I固定到冷卻基座的螺釘(未示出)。在本實施例中，通過對外部樹脂部分40進行夾物模壓來放置金屬套環(huán)42c，每個套環(huán)42c的內部被形成為通孔42h。金屬套環(huán)42c可由黃銅、鋼、不銹鋼等制成。通孔42h可由構成外部樹脂部分40的樹脂形成。
[0088]外部樹脂部分40在其頂面還包括保護部分，用于覆蓋線圈末端IOe (圖3)與接線端配件50之間的接合部。該保護部分被模制成型為大體呈矩形塊狀。另外，外部樹脂部分40的頂面被模制成型為與從內部樹脂部分30凸出的傳感器放置管的頂端齊平，從而構成了傳感器用孔41h。
[0089]外部樹脂部分40的側面被形成為從電抗器I的頂部到底部變寬的斜面。在通過使線圈成型制品IM和暴露鐵心部分24(圖3)所組成的裝配制品1A(圖3)上下倒置來對外部樹脂部分40進行模制成型的情況下，提供這樣的斜面便于將模制成型的電抗器從成型組件中移出，隨后將對此進行說明。
[0090]作為構成外部樹脂部分40的樹脂，可以采用不飽和聚酯。優(yōu)選使用不飽和聚酯是因為它不容易破裂且并不昂貴。另外，還可采用例如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、PPS樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂等來作為外部樹脂部分40。構成外部樹脂部分40的樹脂可以與構成內部樹脂部分30的樹脂相同或不同。另外，還可使構成外部樹脂部分40的樹脂包含由前述陶瓷制成的填充料，從而增強散熱性能。
[0091]〈電抗器的制造方法〉
[0092]前述電抗器I是通過以下概述步驟(I)至(3)制造的。
[0093](I)第一成型步驟，用于將內部樹脂部分模制成型在線圈和內部鐵心部分之上以獲得線圈成型制品。
[0094](2)裝配步驟，用于將線圈成型制品和暴露鐵心部分裝配成裝配制品。
[0095](3)第二成型步驟，用于將外部樹脂部分模制成型在裝配制品之上以獲得電抗器。
[0096](I)第一成型步驟
[0097]首先，纏繞一根導線IOw以形成線圈10，其中一對線圈元件IOA和IOB通過耦接部IOr (圖3)耦接。接下來，制備內部鐵心部分22，并將內部鐵心部分22插入線圈元件IOA和IOB內。接著，制備用來將內部樹脂部分30模制成型在組合后的線圈10和內部鐵心部分22的外周之上的成型組件，并將線圈10和內部鐵心部分22存放在該成型組件中。此處，在成型組件的內面用凸起部分(未示出)來支撐對應于線圈元件IOA和IOB的角的部分，從而在成型組件的除了對應于凸起部分的內面以外的內面與線圈10之間形成一定間隙。而且，內部鐵心部分22的端面被成型組件的凸起部分支撐，從而在內部鐵心部分22與線圈元件IOA和IOB之間也形成一定間隙。
[0098]成型步驟中所使用的成型組件由一對第一鑄模和第二鑄模構成。第一鑄模包括位于線圈10的一端側(始端和終端側)的端板。另一方面，第二鑄模包括位于線圈的另一端側(耦接部IOr側)的端板和覆蓋線圈10周圍的側壁。
[0099]而且，第一鑄模和第二鑄模具備多個桿形元件，其能夠通過驅動機構來推進到成型組件內部和從成型組件內部退出。這里，總共使用了八個桿形元件，來推動線圈元件IOA和IOB的實際角部分，從而壓縮線圈10。應當注意，由于難以用桿形元件推動耦接部10r，所以該耦接部IOr以下的部分被桿形元件推動。為了減小線圈10尚未披覆內部樹脂部分的部分，將桿形元件形成為盡可能的薄，同時還要保證用于壓縮線圈10所需的足夠強度和耐熱性。在將線圈10放置在成型組件中的階段，線圈10仍是未壓縮的，因此在每個相鄰線匝之間存在間隙。
[0100]接下來，使桿形元件推進到成型組件中以使線圈10被壓縮。這樣的壓縮使得線圈10的相鄰線匝彼此接觸，從而實際消除了每個線匝之間的間隙。而且，在成型組件中將傳感器放置管放置在壓縮狀態(tài)的線圈10中的指定位置處。
[0101]此后，從樹脂注入口將環(huán)氧樹脂注入到成型組件中。當注入的樹脂已經固化為能夠將線圈10保持在壓縮狀態(tài)的特定程度時，可將桿形元件從成型組件中退出來。
[0102]當樹脂已經固化，并且保持有壓縮狀態(tài)的線圈10和內部鐵心部分22的線圈成型制品IM被|旲制成型時，打開成型組件并從中取出線圈成型制品1M。
[0103]所獲得的線圈成型制品1M(圖3)在其被桿形元件推動的位置處未涂敷內部樹脂部分，因此線圈成型制品IM被模制成具有多個小孔的形狀?？捎煤线m的絕緣材料等來裝填這些小孔，或者也可以不去管這些小孔。應當注意，在線圈10未被壓縮而保留其自由長度的情況下，上述用桿形元件壓縮的步驟并非必須的。另外，除了在成型組件中使用桿形元件來壓縮線圈10以外，還可以使用適當?shù)膴A具(未示出)來將線圈10保持在壓縮狀態(tài)，并且可以通過將線圈10與該夾具一起存放在成型組件中來模制該線圈成型制品1M。
[0104](2)裝配步驟
[0105]首先，在制成的線圈成型制品IM的導線的每一端，分別焊接接線端配件50。在該焊接階段，與焊接面基本平行地布置接線端配件的連接面52，并且該連接面52在圖1的上-下方向上延伸。在將外部樹脂部分40模制成型之后，將連接面52彎曲大約90°從而突出于螺母60之上。
[0106]接著，各內部鐵心部分22的端面被夾在暴露鐵心部分24之間。因此，內部鐵心部分22與暴露鐵心部分24彼此接合以形成環(huán)形鐵心20。暴露鐵心部分24和內部鐵心部分22使用粘合劑彼此接合。
[0107](3)第二成型步驟
[0108]接下來，制備成型組件來將外部樹脂部分40形成在裝配步驟中所獲得的裝配制品IA的外周之上。成型組件包括頂部具有開口的容器形基底、以及關閉基底開口的蓋子。裝配制品IA以上下倒置的狀態(tài)被容納在基底內，例如以圖1所示的頂面朝下的狀態(tài)。
[0109]將基底的內底面形成為對圖1所示外部樹脂部分40的外部形狀進行成形，例如電抗器I的頂面?zhèn)鹊闹饕螤顬樵撏獠啃螤?。具體來說，在基底的內底面形成凹進部分?？蓪⒕€圈成型制品IM的耦接部覆蓋部分33裝入該凹進部分中。這樣裝入便于裝配制品IA在基底內定位。另外，還在基底的內底面形成用于模制圖1所示的螺母適配孔43的凸出部分和用于將接線端配件50的連接面52插入其中的狹縫。
[0110]在基底的內底面，總共形成三個排列在一條線上的樹脂注入口。在將裝配制品IA放置在基底中時,這三個口中處在中間位置的內側口在彼此并列的成對線圈元件IOA和IOB之間開口。內側口相反兩側上的另外兩個外側口相對于內側口在使得分別插入一個相應的暴露鐵心部分24的位置處開口。可在蓋子上提供這些樹脂注入口。
[0111]另一方面，朝向基底的蓋子面被形成為平面，從而可將電抗器的安裝面模制成平面。使用這種朝向基底的蓋子面為平面的結構，由于蓋子不具有在將樹脂注入到蓋子關閉的成型組件中時易于存留空氣的凸起和凹進部分，所以外部樹脂部分40產生缺陷的可能性較小。應當注意，假設在電抗器I的安裝面處未形成凸起和凹進部分，則能夠省去蓋子，并且僅僅將樹脂注入到基底中就足夠了。在這種情況下，注入樹脂的液位將形成安裝面。
[0112]當把裝配制品IA放置在成型組件中時，蓋子被置于基底的開口側。當關閉成型組件時，將作為外部樹脂部分40的不飽和聚酯從樹脂注入口注入到成型組件中。這里，暴露鐵心部分24的每個切削角部分24g都在線圈成型制品IM的端面與暴露鐵心部分24之間形成一個凹槽。因此，不飽和聚酯通過該凹槽容易地進入到暴露鐵心部分24的內端面24f與線圈成型制品IM的端面之間。從而，構成外部樹脂部分40的樹脂被完全裝填在線圈成型制品IM與暴露鐵心部分24之間，并且在外部樹脂部分40中沒有形成氣孔。另外，由于通過多個樹脂注入口從環(huán)形鐵心20的內側和外側注入樹脂，所以從鐵心內側向鐵心外側作用在鐵心上的壓力與從鐵心外側向鐵心內側作用在鐵心上的壓力相互抵消，因此，能夠快速地裝填樹脂而不會損壞鐵心20。在樹脂的注入壓力很高時這一效果尤為顯著。
[0113]當完成了對外部樹脂部分40的模制成型時，打開成型組件并從中取出電抗器I。此后，將螺母60裝入電抗器I的螺母適配孔43 (圖1)。隨后，接線端配件的連接面52被彎曲大約90°，以使連接面52突出于螺母60之上，以完成該電抗器I的制造。
[0114]如上所述，使用本發(fā)明的電抗器，能夠實現(xiàn)以下效果。
[0115]在暴露鐵心部分24的內端面24f與每個側面24s的接合部具備切削角部分24g，使得可以將構成外部樹脂部分40的樹脂通過該切削角部分24g完全裝填在暴露鐵心部分24與線圈成型制品IM的線匝覆蓋部分31的端面之間。具體來說，對于電抗器1，除了具備切削角部分24g，還將暴露鐵心部分24與線圈成型制品IM的端面之間的間隔設置為0.5_。這也使得構成外部樹脂部分40的樹脂得以被完全裝填。另外，由于電抗器I具有適當尺寸的切削角部分24g，所以盡管有少量的磁通泄漏，但由該磁通泄漏引起的損失能夠被抑制。具備這樣的切削角部分24g在通過縮窄例如線圈元件IOA和IOB之間的距離來實現(xiàn)小型化的同時還能夠實現(xiàn)電抗器I的多產量制造。
[0116]當對暴露鐵心部分24和線圈成型制品IM進行裝配時，即使是在通過操作器等來搬運暴露鐵心部分24的情況下，由于在內端面24f和相鄰面(這里是每個側面24s)所形成的每個虛擬脊線處具備切削角部分24g，所以內端面24f和側面24s的每一個接合部都不會變?yōu)槔鉅?。因此，能夠抑制對暴露鐵心部分24產生損壞。另外，即使在裝配時使暴露鐵心部分24與線圈10發(fā)生接觸的情況下，該切削角部分24g也能夠抑制對線圈10的絕緣涂層造成損壞的可能。
[0117]由于內部樹脂部分30保持線圈10不會發(fā)生膨脹或收縮，所以能夠解決由于線圈的膨脹和收縮而難于處理線圈的問題。
[0118]由于內部樹脂部分30還用于在線圈10與鐵心20之間進行絕緣，因此能夠省去在傳統(tǒng)電抗器中所使用的套筒形繞線器或框形繞線器。
[0119]由于在對內部樹脂部分30和外部樹脂部分40進行模制成型時還模制了傳感器用孔41h，所以無需在后續(xù)處理中形成傳感器用孔41h。因此，能夠高效地制造電抗器1，同時還避免了在后續(xù)處理中形成傳感器用孔的情況下可能對線圈10和鐵心20造成的損壞。
[0120]由于電抗器包括兩個樹脂部分，S卩，內部樹脂部分30和外部樹脂部分40這兩層，所以能夠容易地形成其線圈10和鐵心20受到機械保護和電保護的電抗器I。具體來說，由于內部樹脂部分30是由呈現(xiàn)高散熱性能的樹脂形成的，且外部樹脂部分40是由呈現(xiàn)高抗沖擊性的樹脂形成的，所以能夠獲得既表現(xiàn)出散熱性能又表現(xiàn)出機械強度的電抗器。具體來說，具備外部樹脂部分40實現(xiàn)了具有高機械強度的電抗器1，盡管其鐵心是由軟磁粉的加壓粉末壓塊構成的。
[0121]由于在外部樹脂部分40的凸緣部分42上通過模制形成了用于將電抗器I固定到冷卻基底的通孔42h，所以能夠通過簡單地將螺釘插入通孔42h來旋緊到冷卻基底中來安裝電抗器1，而無需再單獨制備除螺釘以外的用于緊固電抗器的任何構件。特別地，用于通孔的金屬套環(huán)42c的使用加固了通孔42h，并且抑制了不使用套環(huán)時通過擰緊螺釘而可能引起的凸緣部分42上裂縫的產生。
[0122]由于成對的暴露鐵心部分24的高度彼此不同；接線端配件50被布置在高度較低的那個暴露鐵心部分24上；并且暴露鐵心部分24和線圈成型制品IM通過外部樹脂部分40整體成型，所以包括了接線端配件50的電抗器I的高度將不會增加。
[0123]由于通過對外部樹脂部分40進行模制成型來整體形成接線端配件50，所以能夠在模制外部樹脂部分40的同時來構造接線板。因此，能夠省去用于將單獨制成的接線板固定到電抗器I的任何部件或工件。
[0124]由于線圈的耦接部IOr提高到了高于線匝形成面10f，從而可以在增加暴露鐵心部分24的高度的同時減小其厚度(線圈軸向上的長度)。因此，能夠減小電抗器I的投影面積。特別地，通過用軟磁粉的加壓粉末壓塊構成鐵心20，能夠容易地模制出其中暴露鐵心部分24和內部鐵心部分22的高度彼此不同的鐵心20。而且，由于暴露鐵心部分24的底面24d與線圈成型制品IM的底面和外部樹脂部分40的底面齊平，所以電抗器I的安裝面可被形成為平面，并且能夠確保具有固定對象的寬接觸面積。另外，還能夠實現(xiàn)有效的散熱。
[0125]由于通過模制外部樹脂部分40形成的不是螺母60本身，而是形成了螺母適配孔43，因此在模制外部樹脂部分40時不存在螺母60。從而，防止了構成外部樹脂部分40的樹脂進入螺母內。另一方面，由于將螺母60容納在螺母適配孔43中之后，接線端配件50的連接面52被彎曲為突出于螺母適配孔43的開口之上，因此能夠容易地防止螺母60脫落。
[0126](變型I)
[0127]在實施例1中，使用了其中通過內部樹脂部分30來將內部鐵心部分22與線圈10形成為整體的線圈成型制品1M。然而，可將內部樹脂部分形成為在每個線圈元件IOA和IOB中形成空洞。此時的模制成型步驟可通過以下方式實現(xiàn)，即，代替內部鐵心部分22通過將內鑄模插入到線圈10內，并且在已插入了內鑄模的線圈10被容納在成型組件中的情況下，注入構成內部樹脂部分的樹脂。
[0128](變型2)
[0129]在實施例1中，描述了在每個暴露鐵心部分24的內端面24f和側面24s的每個接合部處具備切削角部分24g的構造。然而,例如從圖6的(I)所示的暴露鐵心部分24 α中能夠看出，除了內端面24f和側面24s的接合部以外，還可在內端面24f和頂面及底面(頂面24u)的虛擬脊線的整個區(qū)域上具備切削角部分24g，也就是說，還可在內端面24f的虛擬外周的整個區(qū)域上具備切削角部分24g。通過采用加壓粉末壓塊作為鐵心能夠容易地模制出這樣的切削角部分24g。另外，能通過上述諸如切割、研磨操作等工序來形成切削角部分24g。在該模式中，切削角部分24g在線圈端面與暴露鐵心部分24 α的內端面24f之間的內端面24f的整個區(qū)域上提供了間隙。這進一步使得將構成外部樹脂部分的樹脂引入到線圈和鐵心之間變得更容易。另外，由于暴露鐵心部分24 α為線對稱形狀，因此圖6的(I)所示的頂面和底面的任意一個都能夠被用作安裝面，因此，其表現(xiàn)出極好的可裝配性。而且，由于暴露鐵心部分24α在其虛擬外周的整個外周都具有切削角部分24g，所以能夠在一定程度上解決增加或減小線圈端面尺寸的問題。因此，認為這樣的鐵心部分是多功能的。
[0130]可選的是，如從圖6的(II)所示的暴露鐵心部分24 β可以看出，能夠采用這樣的模式，其中除了內端面24f和側面24s的接合部以外，在內端面24f與頂面和底面之一(這里是與頂面24u相反的底面)所形成的虛擬脊線的整個區(qū)域上也具備切削角部分24g ;或者，其中在內端面24f的在裝配電抗器時成對線圈元件的導線彼此并列緊鄰的部分上也具備切削角部分24g。簡言之，可在內端面24f的中間部分上具備切削角部分24g。在圖6的
(II)所示的示例中，在內端面24f的上-下方向上的整個區(qū)域中具備截面為矩形的切削角部分24g，從而具備了“ [”形(方括號形)凹槽。然而，應當注意的是可以適當改變該凹槽的長度(見圖6的(V))。
[0131]可選的是，如從圖6的(III)所示的暴露鐵心部分24 Y可以看出，能夠采用這樣的模式，其中除了內端面24f和側面24s的接合部以外，僅在內端面24f與頂面和底面之一(這里是與頂面24u相反的底面)的接合部的一部分上具備切削角部分24g。在暴露鐵心部分24 Y中，內端面24f與底面的接合部是由切削角部分24g和內端面24f與底面所形成的脊線構成的。通過采用加壓粉末壓塊作為鐵心能夠容易地模制出這樣的切削角部分24g。
[0132]如實施例1以及圖6的⑴至(III)所示，除了在內端面24f的四個虛擬脊線中的幾個虛擬脊線上具備切削角部分24g的模式以外，還能夠采用僅在內端面24f的一個虛擬脊線上具備切削角部分24g的模式。例如，如從圖6的(IV)所示的暴露鐵心部分24 δ可以看出，能夠采用這樣的模式，其中僅在由內端面24f與頂面和底面之一(這里是與頂面24u相反的底面)所形成的虛擬脊線的一部分上具備切削角部分24g。具體來說，該暴露鐵心部分24 δ的模式是在接近側面24s的區(qū)域都具備切削角部分24g?？蛇x的是，如從圖6的(V)所示的暴露鐵心部分24 ε可以看出，能夠采用這樣的模式，其中僅在由內端面24f與頂面和底面之一(這里是底面24d)所形成的虛擬脊線的一部分上(這里是與線圈元件的導線彼此并列緊鄰的部分相面對的中間部分)具備切削角部分24g ;或者能夠采用這樣的模式，如從圖6的(VI)所示的暴露鐵心部分24ζ可以看出，其中在由內端面24f與頂面和底面之一(這里是底面24d)所形成的虛擬脊線的整個區(qū)域上具備切削角部分24g。應當注意，只有圖6的(V)和(VI)示出了暴露鐵心部分處在上下倒置的狀態(tài)，其中底面24d面朝上。
[0133]可選的是，除了如實施例1以及圖6的(I)至(III)所示在多個虛擬脊線的整個區(qū)域上具備切削角部分24g的那些模式以外，如從圖6的(VII)所示的暴露鐵心部分24 η可以看出，能夠采用這樣的模式，其中僅在多個虛擬脊線的每一個的一部分上具備切削角部分24g。該暴露鐵心部分24 η的模式是僅在頂面和底面之一(這里是與頂面24u相反的底面)上接近由內端面24f與側面24s所形成的虛擬脊線的區(qū)域上具備切削角部分24g。另外，能夠采用這樣的模式，其中在由內端面24f與至少一個側面24s所形成的虛擬脊線的一部分上以及在由內端面24f與頂面和底面的至少一個所形成的虛擬脊線的一部分上具備切削角部分24g。而且，盡管該暴露鐵心部分24 η的切削角部分24g彼此之間的形狀、尺寸和形成位置都相同，但切削角部分24g的形狀、尺寸和形成位置也可以互不相同。
[0134]在圖6的(II)至(VII)所示的模式中，在內端面24f的四個虛擬脊線當中的至少一個虛擬脊線的至少一部分上具備切削角部分24g可使該切削角部分24g位于例如形成外部樹脂部分時引入樹脂的一側上。這樣，樹脂被引入到線圈和鐵心之間將會變得容易。具體來說，在圖6的(II)和(III)所示的模式中，在內端面24f的四個虛擬脊線當中的幾個虛擬脊線上以及在至少一個虛擬脊線的整個區(qū)域上具備切削角部分24g能夠使樹脂通過極佳的方式被裝填。
[0135]而且，在圖6所示的模式中，特別地，認為在內端面24f與將成為安裝側的面(這里為底面24d)的接合部的至少一部分上具備切削角部分24g的模式與圖7所示電抗器I α的模式相比能夠提高樹脂的裝填性能，其中在圖7所示的電抗器I α中，每個暴露鐵心部分中將成為安裝側的面(即，底面24d)都比內部鐵心部分22中將成為安裝側的面要向外凸出。如圖7所示，在暴露鐵心部分朝著安裝側延伸的模式(即，圖7中暴露鐵心部分的頂面24u與內部鐵心部分22的頂面彼此齊平的模式)中，線圈10的端面與暴露鐵心部分的內端面24f之間的間隙趨于縮窄。而且，對于在使暴露鐵心部分的安裝面與外部樹脂部分的成型組件或外殼(隨后將對其進行描述)相接觸的狀態(tài)下來形成外部樹脂部分的情況而言，很難確保在由線圈和鐵心組成的裝配制品與成型組件或外殼之間有足夠的空隙，因此會很難裝填樹脂。相反，如從暴露鐵心部分24 α至24 η能夠看出，特別地，在將要成為安裝側的面與內端面24f的接合部上具備切削角部分24g能夠提高構成外部樹脂部分的樹脂的裝填性能。在如從圖6的(IV)、(V)和(VII)所示的暴露鐵心部分24 δ、24 ε和24 η能夠看出的情況中，僅在線圈端面很靠近暴露鐵心部分的內端面24f與相鄰面的接合部的部分附近具備切削角部分24g，從而能夠提高樹脂的裝填性能。
[0136]應當注意的是，在圖7中，盡管一個暴露鐵心部分是圖6的(IV)所示的暴露鐵心部分24 δ ,而另一暴露鐵心部分是圖6的(V)所示的暴露鐵心部分24 ε ,但這僅僅是示例。通常，使用的是彼此形狀相同的暴露鐵心部分。另外，圖6中示出的切削角部分24g與內端面24f、側面24s、頂面24u、底面24d之間的接合部中的每一個都可為棱狀。然而，當如圖6所示使它們呈曲面(圓形)時，能夠較好地防止鐵心被削掉，并能防止線圈損壞。另外，可以僅在內端面24f與頂面24u的接合部，或者在內端面24f與頂面24u的接合部以及在內端面24f與底面24d的接合部，具備圖6的(IV)至(VI)所示的切削角部分24g。
[0137](實施例2)[0138]接著，將參考圖8來描述根據(jù)實施例2的電抗器，其切削角部分不同于根據(jù)實施例1的電抗器的切削角部分。本實施例與實施例1的主要不同在于暴露鐵心部分的模式以及不存在內部樹脂部分。其余的結構與實施例1基本相同。因此，以下將主要描述這些不同。應當注意，在圖8中，暴露鐵心部分用實線示出，僅用虛線示出了內部鐵心部分22中的一個，而省略了另一個。另外，為了便于描述，夸大了切削角部分24g，其繪制尺寸要大于其實際尺寸。
[0139]盡管暴露鐵心部分24 Θ和24 t都具有類似于實施例1的不規(guī)則四邊形的橫截面形狀,但它們的高度都與內部鐵心部分22相同，并且暴露鐵心部分24 Θ和24 ?的頂面和底面(頂面24u)被構成為與內部鐵心部分22的頂面和底面齊平。也就是說，實施例2中示出的鐵心是平坦鐵心。另外，當內部鐵心部分22和暴露鐵心部分24 Θ或暴露鐵心部分24 ?被組合成環(huán)形鐵心時，該鐵心的外周面連續(xù)通過內部鐵心部分22和暴露鐵心部分24 Θ或暴露鐵心部分24 ?，并且暴露鐵心部分24 Θ的側面24s和每個暴露鐵心部分24 ι的側面24s將不會比內部鐵心部分22的側面向外延伸。也就是說，在分別將線圈元件放置在內部鐵心部分22的外側的情況下，在暴露鐵心部分24 Θ和24 ι的各內端面24f中，面對線圈端面的部分僅僅是與線圈元件的導線彼此并列緊鄰的部分(這里只有中間部分)相面對的區(qū)域。
[0140]在上述構成的暴露鐵心部分24 Θ和24 !中，在暴露鐵心部分的內端面24f與頂面和底面(頂面24u)的每個接合部上具備切削角部分24g。特別地，如圖8的(I)所示，在暴露鐵心部分24 Θ的左右方向(垂直于線圈軸向的水平方向)上的中央部分具備橫截面為矩形的切削角部分，從而得到切削角部分24g。在把線圈放置在內部鐵心部分22的外偵U、并使線圈元 件的導線彼此并列緊鄰的條件下，切削角部分24g的形成部分是面對線圈端面的部分。可選的是，如從圖8的(II)所示的暴露鐵心部分24 t能夠看出，可以在與暴露鐵心部分24 Θ相同的部分具備橫截面為三角形的切削角部分，從而得到其它結構的切削角部分24g。使用圖8所示的暴露鐵心部分24 Θ和24 ι，內端面24f與頂面和底面(頂面24u)的接合部由切削角部分24g與內端面24f所形成的脊線以及由頂面和底面(頂面24u)來構成。
[0141]為了構造具有這種鐵心的電抗器，首先，要將線圈放置在內部鐵心部分22的外偵U。接下來，將暴露鐵心部分24 Θ或暴露鐵心部分24 ι接合到內部鐵心部分22的兩個相對端面上。隨后，鐵心和線圈的裝配制品的外周用外部樹脂部分覆蓋。
[0142]根據(jù)本實施例，能夠從切削角部分將構成外部樹脂部分的樹脂引導到線圈端面處位于線圈元件之間的空隙。因此，與不存在切削角部分的情況相比，能夠更加可靠地將外部樹脂部分裝填在線圈與鐵心之間。應當注意，在本實施例中，也可包括內部樹脂部分。
[0143](實施例3)
[0144]接下來，將參考圖9描述本發(fā)明的一個實施例，在該實施例中使用了外殼。根據(jù)實施例3的電抗器I β與其它實施例的不同之處在于使用了外殼70而未使用內部樹脂部分。類似于實施例1，暴露鐵心部分24具備切削角部分。以下將主要描述那些不同之處。
[0145]電抗器1β中包括的外殼70是矩形的，其底部為容器形狀，并且頂部開口。外殼70由具有極佳熱傳導性的金屬材料(例如鋁合金)制成。在外殼70中，存放有鐵心20和線圈10的裝配制品。在根據(jù)本實施例的裝配制品中，未使用內部樹脂部分的線圈10與鐵心20組合，并且使用了繞線器80來代替內部樹脂部分。繞線器80由插入在線圈10與內部鐵心部分之間的套筒狀繞線器(未示出)和插入在暴露鐵心部分24與線圈端面之間的框架形繞線器80F構成。通過與套筒形繞線器進行組合，框架形繞線器80F確保了鐵心20與線圈10之間的絕緣，并且還有助于限定線圈10的軸向長度。
[0146]隨后，通過將裝配制品容納在外殼70內，并把將要作為外部樹脂部分40的封裝樹脂裝填到外殼與裝配制品之間，形成電抗器1β?？梢詢?yōu)選地使用環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂等作為所述樹脂。封裝樹脂對外殼70內的除了線圈10的導線IOw末端以外的裝配制品的其它組件進行密封。
[0147]使用本實施例的結構，當把封裝樹脂裝填到外殼70內時，在暴露鐵心部分24的內端面與側面的每個接合部上具備切削角部分使得能夠確保外殼70的內側面與每個切削角部分之間的間隔，并且能夠改善封裝樹脂在切削角部分周圍的樹脂流。另外，通過該切削角部分，能夠改善框架形繞線器80F與暴露鐵心部分24之間的樹脂流。因此，減少了封裝樹脂的裝填時間。另外，封裝樹脂被完全裝填在裝配制品周圍，并且能夠抑制樹脂內氣孔的產生。不用說，線圈10和鐵心20還受到外殼70和封裝樹脂的機械和電氣保護。
[0148](變型3)
[0149]在上述實施例中，已經描述了在鐵心的暴露鐵心部分具備切削角部分的結構。然而，還可以采用這樣的模式，其中不僅在暴露鐵心部分具備切削角部分，在被布置成與線圈和磁鐵心接觸的各種電抗器組件也具備類似的切削部分。也就是說，本發(fā)明的一個模式可以是這樣的模式，其中包括了被布置成與線圈和鐵心的至少一部分接觸的電抗器組件。該電抗器組件至少部分地由覆蓋了線圈和鐵心組成的裝配制品的外部樹脂部分所覆蓋。該電抗器組件在與線圈和鐵心的至少一個接觸的接觸面以及與該接觸面連續(xù)的相鄰面所構成的接合部的至少一部分中具備切削部分。
[0150]電抗器組件可以具有各種模式，例如用于提高電抗器的散熱性能的散熱元件、用于固定磁鐵心的固定元件、支撐鐵心和線圈的支撐元件、前述繞線器、以及包括在鐵心內的間隔元件。更具體的，電抗器組件可以是通過粘合劑或粘合帶之類的接合材料來與鐵心形成為整體的諸如間隔元件之類的任意元件，可以是通過螺釘之類的固定工具被固定到鐵心和外殼或是與鐵心和外殼形成為整體的任意元件，可以是通過構成外部樹脂部分的樹脂被固定到線圈、鐵心和外殼的諸如繞線器或前述支撐元件之類的任意元件，或者可以是與外殼整體模制成型的任意元件。構成電抗器組件的材料可以包括諸如金屬(無論是磁性的還是非磁性的)、陶瓷、耐熱樹脂等之類的各種材料。
[0151]在將電抗器組件布置成與鐵心和線圈接觸的情況下，不僅很難將樹脂裝填到鐵心和線圈之間的空隙中，而且還很難將樹脂裝填到鐵心或線圈與電抗器組件之間的空隙中。為了解決這一問題，通過在上述電抗器組件具備與暴露鐵心部分的切削角部分相類似的切削部分，將易于把樹脂裝填在鐵心或線圈與電抗器組件之間，并且能夠進一步提高樹脂的裝填性能。
[0152]應當注意，在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，能夠對上述各個實施例進行適當改變，本發(fā)明并不限于上述結構。
[0153]工業(yè)實用性
[0154]本發(fā)明的電抗器可被用作變換器等的組件。特別是，可將本發(fā)明的電抗器用作混合動力車或電動車的車用電抗器。
[0155]參考標記列表
[0156]1、1α、1β:電抗器
[0157]IM:線圈成型制品
[0158]IA:裝配制品
[0159]10:線圈
[0160]10Α、10Β:線圈元件
[0161]IOw:導線
[0162]IOe:末端(導線末端)
[0163]IOt:線匝部分
[0164]IOf:線匝形成面
[0165]IOr:耦接部
[0166]20:鐵心
[0167]22:內部鐵心部分
[0168]22c:鐵芯片
[0169]22g:間隔元件
[0170]24、24α、24β、24 Y、24 δ、24 ε、24 ζ、24 η、24 θ、24 ι:暴露鐵心部分
[0171]24f:內端面
[0172]24s:側面
[0173]24b:外端面
[0174]24u:頂面
[0175]24d:底面
[0176]24g:切削角部分
[0177]30:內部樹脂部分
[0178]31:線匝覆蓋部分
[0179]33:耦接部覆蓋部分
[0180]40:外部樹脂部分
[0181]41h:傳感器用孔
[0182]42:凸緣部分
[0183]42h:通孔
[0184]42c:金屬套環(huán)
[0185]43:螺母適配孔
[0186]50:接線端配件
[0187]52:連接面
[0188]52h:插入孔
[0189]60:螺母
[0190]70:外殼
[0191]80:繞線器
[0192]80F:框架形繞線器[0193]1000:電抗器
[0194]100:線圈
[0195]200:鐵心
[0196]220:內部鐵心部分
[0197]240:暴露鐵心部分
[0198]220g:間隔元件
【權利要求】
1.一種電抗器,包括: 線圈，其由成對的線圈元件形成，各線圈元件由螺旋纏繞的導線制成，并且各線圈元件以并列狀態(tài)彼此耦接； 內部鐵心部分，其裝配到所述成對的線圈元件中以構成環(huán)形鐵心的一部分； 暴露鐵心部分，其暴露在各所述線圈元件外部以將各所述內部鐵心部分彼此耦接，以形成所述環(huán)形鐵心的其余部分，其中 在每個所述暴露鐵心部分中，在面對所述線圈的端面的內端面和與所述內端面連續(xù)的相鄰面之間的接合部的至少一部分具備切削角部分，以及 通過對所述內端面與所述相鄰面所形成的脊線進行倒圓來構造所述切削角部分。
2.—種電抗器,包括: 線圈，其由成對的線圈元件形成，各線圈元件由螺旋纏繞的導線制成，并且各線圈元件以并列狀態(tài)彼此耦接； 內部鐵心部分，其裝配到所述成對的線圈元件中以構成環(huán)形鐵心的一部分； 暴露鐵心部分，其暴露在各所述線圈元件外部以將各所述內部鐵心部分彼此耦接，以形成所述環(huán)形鐵心的其余部分，其中 在每個所述暴露鐵心部分中，在面對所述線圈的端面的內端面和與所述內端面連續(xù)的相鄰面之間的接合部的至少一部分具備切削角部分，以及所述切削角部分被構造為具有平坦表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的電抗器，其中 所述切削角部分被構造為具有曲面，所述曲面的圓弧半徑為Imm以上且IOmm以下。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的電抗器，其中 所述切削角部分僅被提供給由所述內端面和所述相鄰面形成的脊線的一部分。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的電抗器，其中 每個所述暴露鐵心部分中所述電抗器的安裝面和該安裝面的相反面中的至少一個，t匕每個所述內部鐵心部分中所述電抗器的安裝面和該安裝面的相反面更加凸出。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的電抗器，其中 每個所述暴露鐵心部分的相鄰面是與所述內端面相鄰的側面。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的電抗器，其中 每個所述暴露鐵心部分的相鄰面是與所述內端面相鄰的電抗器的安裝面和該安裝面的相反面中的至少一個，并且 所述切削角部分形成為面對線圈端面中各線圈元件的導線彼此并列緊鄰的部分。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的電抗器，其中 所述暴露鐵心部分的內端面與所述線圈的端面之間的間隔為0.5mm至4.0mm。
【文檔編號】H01F17/04GK103971880SQ201410214961
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2010年7月29日 優(yōu)先權日:2009年8月31日
【發(fā)明者】吉川浩平, 山本伸一郎 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社