电抗器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电抗器，其包括磁芯（40）和线圈（30），其中所述线圈（30）的沿着卷绕轴线方向投影的投影形状是长方形，并且，所述线圈（30）被构造成被埋在所述磁芯（40）中，并且使所述线圈（30）的长方形的长边之一的外周侧从所述磁芯（40）暴露出来。
【专利说明】电抗器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电抗器。
【背景技术】
[0002]作为这种类型的电抗器，已经提出一种电抗器，该电抗器包括具有多个弯曲部和笔直部的线圈，在沿着卷绕轴线方向的投影中，弯曲部具有弯曲的投影形状并且笔直部具有线性形状。电抗器还包括线圈的一部分所埋入的磁芯，磁芯由构成磁通的磁路的磁粉混合树脂制成。线圈的弯曲部的至少某些部分被从磁芯暴露(例如，见日本专利申请公报N0.2010-283119A(JP2010-283119A))。在该电抗器中，在线圈中很可能具有高磁通密度的弯曲部的至少某些部分被从磁芯暴露出来。因此，磁通密度的非均匀性受到抑制。
【发明内容】
[0003]在JP2010-283119A中公开的电抗器中，因为很可能具有高磁通密度的部分从磁芯暴露出来，所以存在使电感减小的问题。为了能够更充分地冷却线圈在这种电抗器中作为另一个问题得到了描述。
[0004]根据本发明的电抗器提供如下结构，S卩，该结构实现了在确保用于线圈的冷却性能的同时的很小的电感减小。
[0005]根据本发明的一个方面的一种电抗器包括磁芯和线圈，其中线圈的沿着卷绕轴线方向的投影中的投影形状是长方形，并且线圈被构造成被埋在磁芯中，并且使线圈的长方形的长边之一的外周侧从磁芯暴露出来。
[0006]在根据本发明的这个方面的电抗器中，线圈被形成为使得所述长方形的长边之一的外周边从磁芯暴露出来。因此，能够更充分地冷却线圈(确保冷却性能)。与被形成为使得所述长方形的短边之一的外周侧从磁芯暴露出来的线圈相比较，能够防止磁路变长并抑制电感的减小。换言之，能够具有如下结构，该结构实现了在确保用于线圈的冷却性能的同时实现了很小的电感减小。
[0007]在根据本发明的该方面的电抗器中，线圈可以被构造为使得线圈的长方形的除了该长边之外的其余三条边的外周侧被埋在磁芯中。因此，减小磁芯的有效截面区域(磁通通过那里的截面区域)的减小受到抑制。
[0008]在根据本发明的这个方面的电抗器中，磁芯可以包括磁粉混合树脂。因此，获得了效果，诸如由于小的磁导率而使磁芯无间隙和由于磁粉混合树脂被紧密地粘附到整个线圈而增加磁芯的截面面积。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]以下将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的数字表示相同的元件，并且在附图中:
[0010]图1是概略地示出作为本发明的实例的电抗器的结构的结构视图；
[0011]图2是图1中所示的电抗器的沿着I1-1I表面截取的I1-1I视图；
[0012]图3是图1中所示的电抗器的沿着II1-1II表面截取的II1-1II视图；
[0013]图4是概略地示出根据第一比较例的电抗器的结构的结构视图；
[0014]图5是概略地示出根据第二比较例的电抗器的结构的结构视图；并且
[0015]图6是概略地示出根据第三比较例的电抗器的结构的结构视图。
【具体实施方式】
[0016]接着，通过使用实例来解释用于实施本发明的实施例。
[0017]图1是概略地示出作为本发明的实例的电抗器的结构的结构视图，图2是图1中所示的电抗器的沿着I1-1I表面截取的I1-1I视图，并且图3是图1中所示的电抗器的沿着II1-1II表面截取的II1-1II视图。图1对应于从图2中所示的电抗器的1-1表面看到的1-1视图和从图3中所示的电抗器的1-1表面看到的1-1视图。虽然图1到图3中的箭头示出磁通方向的一个实例，但是为了方便起见，图1中的箭头对应于在图2和图3中的线圈上侧上的磁通的箭头(指向线圈轴线中心的箭头)。
[0018]电抗器20被构造为升压转换器的使来自电池的电压升高并将该电压供应到马达侧的部分。电抗器20整体上以大体长方体形状形成，并包括容纳在壳体22中的线圈30和线圈30被埋在壳体22的内侧的磁芯40，如在图1到图3中所示。电抗器20 (特别是线圈30)通过与布置在壳体22的外侧上的冷却器(未示出)的冷却介质热交换而被冷却。
[0019]壳体22由例如铝形成，并包括长方形底部23和具有中空四棱柱形状且从底部的外周延伸到图2和图3中的上侧的侧表面部24。
[0020]通过将磁粉混合树脂填充且形成在壳体22中来构造磁芯40。例如,通过将磁粉诸如铁氧体粉末、铁粉末和硅铁合金粉末混合到树脂诸如热固性树脂和热塑性树脂中而制成磁粉混合树脂。通过使用如上的磁粉混合树脂，获得了如下效果，即，该效果诸如由于小的磁导率而使得磁芯40无间隙和由于磁粉混合树脂被紧密地粘附到整个线圈30而增加磁芯40的截面面积。
[0021]线圈30被构造为通过例如以绝缘材料诸如搪瓷涂覆铜导体形成的如下导线，且该线圈30被形成为大体螺旋形状。线圈30被形成为使得线圈30的沿着卷绕轴线方向的投影中的投影形状是长方形形状(线圈30整体上具有中空四棱柱形状)。线圈30被布置为使得线圈30的沿着卷绕轴线方向的投影中的长方形投影形状的长边之一的外周侧从磁芯40暴露出来，且线圈30与壳体22的侧表面部24的内周接触，并且其余三边的外周侧被磁芯40覆盖。线圈30被形成为具有沿着卷绕轴线方向的投影中的长方形投影形状(线圈30整体上具有中空四棱柱形状)的原因在于，与被形成为具有沿着卷绕轴线方向的投影中的圆形投影形状的线圈(线圈整体上具有中空圆形形状)相比较，空间被更有效地使用，并且从磁芯40暴露出来的表面成为更大的平面。线圈30当被通电时产生磁通(见图1到图3中的箭头)。
[0022]图4是概略地示出根据第一比较例的电抗器20B的结构的结构视图，图5是概略地示出根据第二比较例的电抗器20C的结构的结构视图，并且图6是概略地示出根据第三比较例的电抗器20D的结构的结构视图。在图4、图5和图6中，箭头示出磁通方向的实例。在图4中的第一比较例中，考虑了如下结构，其中线圈30B被完全地埋在磁芯40B中(在线圈30B中，沿着卷绕轴线方向的长方形投影形状的任意侧任意外周侧没有被从磁芯40B暴露出来，也不与壳体22B的侧表面部24B的内周接触)。在图5中的第二比较例中，考虑了如下结构，其中线圈30C被布置为使得沿着卷绕轴线方向的长方形投影形状的短边的外周侧被从磁芯40C暴露出来，并且与壳体22C的侧表面部24C的内周边接触。在图6中的第三比较例中，考虑了如下结构，其中线圈30D被布置为使得沿着卷绕轴线方向的长方形投影形状的两个长边这两者的外周侧均被从磁芯40D暴露出来，并且与壳体22D的侧表面部24D的内周边接触。图4、图5和图6中的箭头对应于图1中的箭头。
[0023]首先，图4中的第一比较例被与所述实例和图5中的第二比较例相比较。在图4中的第一比较例的情形中，因为线圈30B被完全地埋在磁芯40B中，所以存在以下问题，SP，在线圈30B和壳体22外侧的冷却器的冷却介质之间的热交换可稍微地不足(存在改进的空间)。在另一方面，在所述实例和图5中的第二比较例中，在线圈30和30C中，在沿着卷绕轴线方向的投影中的长方形投影形状的长边和短边的外周侧被从磁芯40、40C暴露出来，并且分别地与壳体22、22C的内周边接触。因此，在线圈30、30C与壳体22、22C外侧的冷却器的冷却介质之间分别地进行较充分地热交换是可能的，由此改进用于线圈30、30C的冷却性能。在所述实例中，与壳体22接触的区域大于第二比较例的区域。因此，用于线圈30的冷却性能被进一步改进。
[0024]接着，所述实例被与图5中的第二比较例相比较。通常，通过使用线圈的匝数N、磁芯的磁导率μ、磁芯的有效截面面积(磁通所通过的截面的面积)S和磁路的长度1，利用以下等式(I)获得电抗器的电感L。为了使在电抗器的设计中的浪费最小化，优选的是尽可能地减小磁路的长度I以增加电感L。以下是通过试验和分析发现的:在类似于图5中的第二比较例的结构的情形中，在所述长方形的短边当中的埋在磁芯40C中的短边的周围(由图5中的虚线包围的部分)，磁路变长。因此，磁芯40的有效截面面积减小，并且相对于图4中的第一比较例，电抗器20C的电感的减小程度是相对大的。同时，在如图1中的实例的结构的情形中，在所述长方形的长边当中的埋在磁芯40中的长边的周围(由图1中的虚线包围的部分)，磁路并不变得那么长。因此，磁芯40的有效截面面积得以确保，并且与第二比较例相比较，电抗器20的电感的减小程度相对于图4中的第一比较例被降低。
[0025][等式1]
【权利要求】
1.一种电抗器,包括: 磁芯(40);以及 线圈(30)，其中，所述线圈(30)的沿着卷绕轴线方向投影的投影形状是长方形，并且，所述线圈(30)被构造成被埋在所述磁芯(40)中，并且使所述线圈(30)的所述长方形的长边之一的外周侧从所述磁芯(40)暴露出来。
2.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述线圈(30)被构造成使得所述线圈(30)的所述长方形的除了所述长边之外的其余三边的外周侧被埋在所述磁芯(40 )中。
3.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述磁芯(40)包括磁性粉末混合树脂。
【文档编号】H01F27/30GK104078209SQ201410117199
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】篠原伸树, 延坂真央 申请人:丰田自动车株式会社