专利名称：低噪音电抗器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种装在一燃料电池动力车或混合动力车辆中的电抗器及其制造方法。本发明特别涉及一种其噪声受到抑制的低噪音电抗器及其制造方法。
背景技术：
一般来说，使用在一车辆如一燃料电池动力车或混合动力车辆中的电抗器由于其高电流和高电压规格会产生很大噪声。该噪声的主要部分为5kHz-20kHz的高频，因此需要抑制该电抗器的噪声。
构成该电抗器的芯体(铁芯)通常构作成多个用漆浸渍的层叠钢板互相直接或经间隙(气隙)垫片抵靠在一起并用粘结剂把层叠钢板的抵靠面固定在一起。噪声主要由芯体层叠钢板之间的电磁吸引造成的振动引起。
因此，为抑制噪声，必须解决由层叠钢板之间的电磁吸引造成的振动问题。
作为解决该振动问题的对策，例如在日本特开平08-111322中公开了一种技术。
在该专利公开的技术中，用粘结强度等于或大于100kgf/cm2、硬度Hv等于或大于50的粘结剂把层叠钢板的抵靠面粘牢在一起并把该芯体固定在一线圈上，从而降低噪声。
但是，燃料电池动力车或混合动力车辆的电抗器产生的噪声比普通电抗器大得多。因此，按照上述专利所述技术提高粘牢用漆浸渍的层叠钢板抵靠面的粘结剂的粘结强度并把芯体固定在线圈上不足以把噪声减小到所需大小。
在这里，粘结剂的粘结强度用来粘结金属之类是足够的，但用来粘结浸渍在层叠钢板上的漆是不够的。
待用粘结剂粘牢的层叠钢板的抵靠面上有漆。因此无法确保层叠钢板的抵靠面之间的粘结强度很高。从而很难有效抑制由层叠钢板之间电磁吸引造成的振动。
特别是在严酷的工作条件如装在车辆上或反复受到高电压和高电流致动的情况下，即使在装配时层叠钢板粘得很稳固，但随着时间的推移粘结强度减小，从而造成噪声变大。
发明内容
本发明的目的是提供一种装在一车辆中的低噪音电抗器及其制造方法，从而不断有效地抑制噪声，减小该电抗器的体积并提高该电抗器的大规模生产率。
本发明的第一方面涉及一种其芯体包括多个用漆浸渍的层叠钢板的低噪音电抗器，其中，这些层叠钢板具有互相直接或经(一或多个)间隙垫片抵靠在一起并用粘结剂粘接固定在一起的相应抵靠面。按照本发明第一方面，粘着在各层叠钢板的抵靠面上的漆被除去，然后粘结剂填充在层叠钢板的抵靠面之间或各层叠钢板与所述间隙垫片之间并硬化，从而构成低噪音电抗器。
这样，可用粘结剂把从其上除去浸渍清漆后露出的金属抵靠面互相牢牢粘在一起或与一或多个间隙垫片牢牢粘在一起。从而防止层叠钢板和间隙垫片受由磁路中磁通变动造成的吸引或磁致伸缩应力，从而防止振动或互相碰撞。从而降低芯体噪声。
还可防止由热循环和冲击造成的退化(劣化)，从而防止噪声随着时间推移变大。
在本发明第一方面中，优选地，所述粘结剂在所述层叠钢板的各抵靠面上的涂布面积等于或大于抵靠面总面积的80％。
因此，粘结剂几乎布满在抵靠面的整个面积上而留下很小空隙，从而粘结剂减轻和分散由磁通变动造成的吸引或磁致伸缩导致而作用在层叠钢板和间隙垫片上的应力，从而抑制振动。
本发明的第二方面涉及一种低噪音电抗器的芯体的制造方法，该芯体包括多个用漆浸渍的层叠钢板，其中，这些层叠钢板具有互相直接或经间隙垫片抵靠在一起并用粘结剂粘接固定在一起的相应抵靠面。按照本发明第二方面，在制造该芯体时，除去粘着在各层叠钢板的抵靠面上的漆，然后使粘结剂填充在层叠钢板抵靠面之间或各层叠钢板与所述间隙垫片之间并硬化。
这样，可用粘结剂把从其上除去浸渍清漆后露出的金属抵靠面互相牢牢粘在一起或与一或多个间隙垫片牢牢粘在一起。从而防止层叠钢板和间隙垫片受由磁路中磁通变动造成的吸引或磁致伸缩应力，从而防止振动或互相碰撞。从而降低芯体噪声。
还可防止由热循环和冲击造成的退化，从而防止噪声随着时间推移变大。
在本发明第二方面中，优选地，使一磨削部件抵靠所述层叠钢板的抵靠面并在与所述层叠钢板的层叠方向垂直的方向上移动，以除去所述抵靠面上的漆。
因此，磨削部件可只除去浸渍清漆而不伤及层叠钢板或在钢板之间造成短路，从而防止损耗和发热增加。
由于防止由钢板之间短路造成的损耗的增加，因此特别是在车辆中的燃料效率得到提高。
按照本发明，防止层叠钢板和间隙垫片振动或互相碰撞，从而可降低噪声。
还可防止由热循环和冲击造成的退化，从而防止噪声随着时间推移变大。
此外，在除去浸渍清漆时，防止由钢板之间短路造成的损耗的增加，因此特别是在车辆中的燃料效率得到提高。
图1为本发明一低噪音电抗器的一芯体的分解立体图；图2(a)为其抵靠面上浸渍有漆的一层叠钢板的侧视图，图2(b)为浸渍清漆已从其上除去的该层叠钢板的侧视图；图3为一除漆器的侧视剖面图；图4为该除漆器一夹持部的侧视剖面图；图5为一辊子元件的立体图，示出该辊子元件的转动方向和该层叠钢板的移动方向；图6为包括层叠钢板的芯体的侧视图，层叠钢板之间有互相抵靠面和间隙垫片，其中，其上的浸渍清漆除去的抵靠面和间隙垫片用粘结剂粘牢在一起；图7为层叠钢板的正视图，示出粘结剂在抵靠面上的涂布状况；图8为低噪音电抗器芯体第二实施例的剖视图；图9为第二实施例芯体中抵靠面与间隙垫片之间的粘结部的放大剖面图。
具体实施例方式
下面结合
本发明一实施例。
图1示出本发明一低噪音电抗器的一芯体1。该芯体1包括多个层叠钢板11，钢板上有经间隙垫片12互相抵靠的表面11a。
各层叠钢板11由多个基本U形钢板层(steel layer)层叠而成。层叠钢板11上浸渍有漆，从而钢板层由浸渍清漆互相粘接在一起。
也可用环氧系或丙烯酸系浸渍粘结剂取代浸渍清漆把钢板层互相粘在一起。
插入在层叠钢板11抵靠面11a之间的每个间隙垫片12可由非磁性绝缘件如陶瓷、玻璃、玻璃环氧基质等制成。
层叠钢板11的抵靠面11a与间隙垫片12用环氧系或丙烯酸系粘结剂互相粘牢。
优选地，粘接固定抵靠面11a与间隙垫片12的粘结剂的硬度为肖氏硬度(D级)值等于或大于80。
抵靠面11a之间也可不插入间隙垫片12而直接互相抵靠、粘接在一起。
芯体1的结构如上所述。如图2(a)所示，用漆浸渍的层叠钢板11的抵靠面11a上仍粘附有浸渍清漆15。
当粘接其上粘附有浸渍清漆15的抵靠面11a与间隙垫片12或互相粘结其上粘附有浸渍清漆15的抵靠面11a时，由于浸渍清漆15与粘结剂之间的粘结力低，因此其粘结强度也低。
因此，芯体受热循环作用或冲击时，抵靠面11a与间隙垫片12之间或抵靠面11a之间的粘结部恶化或被破坏，从而由电磁吸引造成的振动引起噪声。
因此，按照图2(b)所示本发明的低噪音电抗器，除去层叠钢板11抵靠面11a上的浸渍清漆15，使得抵靠面11a露出金属面后金属抵靠面11a与粘结剂化学粘结在一起，从而提高粘结强度。
下面说明除去层叠钢板11抵靠面11a上粘着的浸渍清漆的方法。
图3和4示出一除去抵靠面11a上粘着的浸渍清漆的除漆器21。
该除漆器21包括其外周面上有一用作一磨削部件的金属丝刷22a的一辊子元件22和一驱动该辊子元件22转动的电动机23。该转动金属丝刷22a接触一夹持器24上的层叠钢板11的抵靠面11a，从而除去抵靠面11a上粘着的浸渍清漆。
其硬度等于或小于层叠钢板11的硬度的该金属丝刷22a例如用硬度在黄铜与铁之间的金属丝制成。
辊子元件22在与层叠钢板11的层叠方向(图3中垂直方向)垂直的方向(图3中水平方向)上转动。因此，金属丝刷22a沿层叠钢板层接触层叠钢板11而除去浸渍清漆。
辊子元件22的转速例如设置为1000rpm-2000rpm。
由于如上构造金属丝刷22a和辊子元件22，因此可只选择除去浸渍清漆而不损伤层叠钢板11或在钢板之间造成短路，从而防止损耗和发热增加。
由于防止由钢板之间短路造成的损耗的增加，因此特别在车辆中的燃料效率提高。
如图5所示，除了辊子元件22在与层叠钢板11的层叠方向垂直的方向上转动，层叠钢板11置于其上的夹持器24可在与层叠钢板11的层叠方向垂直的方向上移动。
如图2(a)所示，层叠钢板11的钢板层之间有间隙(阶梯部)。沿钢板层移动金属丝刷22a便能有效在短时间内可靠地除去间隙中的浸渍清漆。
用卡盘25把层叠钢板11固定在夹持器24上。层叠钢板11置于其上的夹持器24一部分的一端24a和卡盘25的一端25a从层叠钢板11的抵靠面11a向金属丝刷22a分别伸出尺寸D1和D2。
由于夹持器24的该端24a和卡盘25的该端25a如上所述从抵靠面11a伸出，因此防止金属丝刷22a作用在抵靠面11a上的力在除去浸渍清漆时造成各钢板层剥落和层叠钢板11变形。
尺寸D1和D2例如设定为约0.1-0.5mm。
其抵靠面11a上的浸渍清漆如上所述被除去的多个层叠钢板11放置成抵靠面11a经间隙垫片12互相抵靠。然后，如图6所示，层叠钢板11的各抵靠面11a与各间隙垫片12之间填满粘结剂16后硬化，从而构成其抵靠面11a与间隙垫片12互相稳固粘结的芯体1。
粘结剂16把露出的金属抵靠面11a与间隙垫片12牢牢粘在一起。从而防止层叠钢板11和间隙垫片12受由磁路中磁通变动造成的吸引和磁致伸缩应力，从而防止振动或互相碰撞。从而降低芯体1的噪声。
还可防止由热循环和冲击造成的退化，从而防止噪声随着时间推移变大。
优选地，将粘结剂16施加在抵靠面11a上以涂布抵靠面11a总面积的80％或以上。此外，粘结剂16优选地涂布抵靠面11a的总面积。
其理由如下。
如粘结剂16不涂布抵靠面11a的总面积，在整个抵靠面11a与间隙垫片12之间就会生成其中没有涂布粘结剂16的空隙。然后，应力集中在存在空隙的钢板层上，造成该钢板层位移。因此该钢板层碰撞间隙垫片12，从而生成很大噪声。
但是，当粘结剂16布满在抵靠面11a的整个面积上而没有空隙时，粘结剂16减轻和分散由磁通变动造成的吸引或磁致伸缩导致而作用在层叠钢板11和间隙垫片12上的应力，从而抑制振动。
下面说明本发明电抗器的一芯体。
图8所示电抗器的芯体50包括多个经板状间隙垫片63互相抵靠的层叠钢板单元51。
每一层叠钢板单元51包括一由多个U形钢板层层叠而成的U形层叠钢板61和各由多个I形钢板层层叠而成的I形层叠钢板62。I形层叠钢板62经相应的板状间隙垫片63抵靠U形层叠钢板61。
上述除漆器21除去U形层叠钢板61的抵靠面61a和I形层叠钢板62的抵靠面62a上的浸渍清漆而露出其金属面。然后，上述粘结剂16把抵靠面61a粘接到间隙垫片63和以及把抵靠面62a粘接到间隙垫片63上。
树脂绕线管64套在U形层叠钢板61与I形层叠钢板62连接部的外周上。
树脂绕线管64与经间隙垫片63互相粘结后放置在一模制树脂绕线管64的模具中的U形层叠钢板61和I形层叠钢板62模制成一体。
然后，用粘结剂16粘接各层叠钢板单元51的抵靠面51a与间隙垫片63、从而互相粘接固定层叠钢板单元51，从而制成用作该电抗器的磁路的芯体50。
如图9所示，粘结剂16填满在U形层叠钢板61与间隙垫片63之间以及I形层叠钢板62与间隙垫片63之间。确保互相粘接的U形层叠钢板61和间隙垫片63以及互相粘接的I形层叠钢板62和间隙垫片63之间的距离为d。该距离d例如优选地设定为等于或小于1mm。
这样，由于在确保间隙垫片63与各层叠钢板61和62之间的距离为d的同时，粘结剂16把U形层叠钢板61和I形层叠钢板62粘接到间隙垫片63上，因此防止U形层叠钢板61、I形层叠钢板62和间隙垫片63发生位移和减轻作用在这些部件上的应力。因此抑制振动，从而减小噪声。
特别是，粘结剂16可在除去抵靠面61a和62a上的浸渍清漆后把它们牢牢粘接到间隙垫片63上。从而防止U形层叠钢板61、I形层叠钢板62和间隙垫片63受由磁路中磁通变动造成的吸引和磁致伸缩应力，从而防止振动或互相碰撞。从而降低芯体50的噪声。
还可防止由热循环和冲击造成的退化，从而防止噪声随着时间推移变大。
由于在各层叠钢板单元51中把树脂绕线管64与U形层叠钢板61、I形层叠钢板62和间隙垫片63的粘结部模制成一体，因此U形层叠钢板61、I形层叠钢板62与间隙垫片63固定的可靠性得到提高。
权利要求
1.一种低噪音电抗器，该低噪音电抗器的芯体包括多个用漆浸渍的层叠钢板，其中，所述层叠钢板具有互相直接抵靠或经间隙垫片抵靠在一起并用粘结剂粘接固定在一起的相应抵靠面，其特征在于，粘着在各层叠钢板的所述抵靠面上的漆被除去，然后所述粘结剂填充在所述层叠钢板的抵靠面之间或各层叠钢板与所述间隙垫片之间并硬化。
2.按权利要求1所述的低噪音电抗器，其特征在于，所述粘结剂在所述层叠钢板的各抵靠面上的涂布面积等于或大于抵靠面总面积的80％。
3.一低噪音电抗器的制造方法，该低噪音电抗器的芯体包括多个用漆浸渍的层叠钢板，其中，这些层叠钢板具有互相直接或经间隙垫片抵靠在一起并用粘结剂粘接固定在一起的相应抵靠面，其特征在于，在制造该芯体时，除去粘着在各层叠钢板的所述抵靠面上的漆，然后使所述粘结剂填充在所述层叠钢板的抵靠面之间或各层叠钢板与所述间隙垫片之间并硬化。
4.按权利要求3所述的低噪音电抗器的制造方法，其特征在于，使一磨削部件抵靠所述层叠钢板的抵靠面并在与所述层叠钢板的层叠方向垂直的方向上移动，以除去所述抵靠面上的漆。
全文摘要
在现有电抗器的芯体中，待用粘结剂粘接固定在一起的层叠钢板的抵靠面上粘着有漆。因此层叠钢板抵靠面之间无法确保粘结强度很高，因此很难有效抑制层叠钢板之间电磁吸引造成的振动。为解决这一问题，本发明提供一种其芯体(1)包括多个用漆(15)浸渍的层叠钢板(11)的低噪音电抗器，其中，这些层叠钢板(11)有互相直接或经一或多个间隙垫片(12)抵靠在一起后用粘结剂(16)粘接固定在一起的相应抵靠面(11a)，设置成除去粘着在各层叠钢板(11)的抵靠面(11a)上的漆(15)，然后粘结剂(16)填满在层叠钢板(11)的抵靠面(11a)之间或各层叠钢板(11)与间隙垫片(12)之间后硬化。
文档编号H01F41/00GK1783368SQ20041009668
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者村田高人 申请人:丰田自动车株式会社