電抗器的制造方法
【專利摘要】一種電抗器（10），具備：芯體（20），其具有設置間隙地配置的U字型塊狀芯子（21）以及I字型塊狀芯子（22）；線圈（51），其卷繞于芯體（20）的外周上；以及間隙板（31），其插入于U字型塊狀芯子（21）與I字型塊狀芯子（22）之間的間隙。間隙板（31）具有線圈保持部（33），該線圈保持部（33）朝向線圈（51）延伸設置，保持線圈（51）。通過該構成，能提供抑制線圈溫度上升的電抗器。
【專利說明】電抗器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明概括來說涉及電抗器，更加特定來說，涉及用于搭載于車輛、對車輛驅動用的電壓進行升壓、降壓的轉換器(inverter)的電抗器。
【背景技術】
[0002]關于以往的電抗器，例如，在日本特開2006-351920號公報中，公開了以如下內容為目的的電抗器(專利文獻I):即使在芯子上設置了用于構成間隙的貫通孔的情況下，也不會給芯子的剛性帶來壞影響，并且解決發(fā)熱集中的問題。在專利文獻I所公開的電抗器中，構成間隙的多個貫通孔形成于卷繞線圈的I型塊狀芯子。
[0003]另外，在日本特開2010-103307號公報中，公開了以如下內容為目的的電抗器(專利文獻2):謀求絕緣部與磁性芯子的接合容易性，盡可能地降低電抗器工作時的接合面溫度，并且，在從絕緣部與磁性芯子的接合加工時到電抗器工作時的整個期間、謀求確保初始的磁路長度以及感應性能。在專利文獻2所公開的電抗器中，多個磁性芯子經由絕緣部連接。絕緣部由非磁性的間隙板和設置于間隙板的兩側的非磁性的樹脂片構成。
[0004]另外，在日本特開2003-51414號公報中，公開了以在樹脂模塑成形時、將樹脂模塑密封電磁設備的空隙保持為恒定為目的的電磁設備(專利文獻3)。在專利文獻3所公開的電磁設備中，在作為能夠分割的鐵芯的層疊電磁鋼板的外周的一部分，安裝有形成了多個絕緣突起的絕緣材。在絕緣材的外周，以嵌入多個絕緣突起之間的方式安裝有由螺旋卷繞的鋼板構成的線圈。
[0005]另外，在日本特開2008-28313號公報中，公開了以通過充分傳導在線圈產生的熱量來提高從芯子向外殼等的散熱效果為目的的電抗器(專利文獻4)。在專利文獻4所公開的電抗器中，在環(huán)狀的芯子與設置于該芯子的外周上的線圈之間，設置有由金屬材料形成的線軸。在線軸的表面，設置有絕緣被膜層。
[0006]另外，在日本特開2002-217040號公報中，公開了以提高電抗器等靜電感應電氣設備中的鐵芯、特別是卷繞安裝線圈的鐵芯的冷卻效率，提供小型形狀的感應設備為目的的靜電感應電氣設備(專利文獻5)。在專利文獻5所公開的靜電感應電氣設備中，在外周卷繞有安裝線圈的鐵芯的兩外側面，設置有沿線圈的軸向具備多個散熱片的導熱板。
[0007]另外，在日本特開平11-288819號公報中，公開了以散熱效率非常高、維持同一性能且小型化為目的的變壓器以及電抗器(專利文獻6)。另外，在日本特開2009-33057號公報中，公開了以降低磁漏為目的的電抗器用芯子(專利文獻7 )。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2006-351920號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2010-103307號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2003-51414號公報
[0013]專利文獻4:日本特開2008-28313號公報[0014]專利文獻5:日本特開2002-217040號公報
[0015]專利文獻6:日本特開平11-288819號公報
[0016]專利文獻7:日本特開2009-33057號公報

【發(fā)明內容】

[0017]發(fā)明要解決的問題
[0018]近年來以不斷提升的節(jié)能/環(huán)境問題為背景,混合動力機動車(Hybrid Vehicle)和/或電動機動車(Electric Vehicle)大受矚目。例如,混合動力機動車,是除了以往的發(fā)動機之外，還以從直流電源供給電力的馬達為動力源的機動車。即，為如下的機動車:通過驅動發(fā)動機得到動力源，并且通過變換器將來自直流電源的直流電壓變換成交流電壓，通過該轉換后的交流電壓使馬達旋轉而得到動力源。
[0019]在混合動力機動車中，搭載有用于在直流電源以及變換器之間對直流電流進行升壓、降壓的轉換器。在轉換器中，使用了具備下述構件的電抗器:芯體，其具有設置間隙而配置的多個芯部；和線圈，其卷繞于芯體。在具備這樣的結構的電抗器中，若在芯部之間的間隙產生磁漏，則該磁漏在與線圈交鏈的部位產生渦電流，線圈局部發(fā)熱。在該情況下，線圈溫度上升，從而產生招致轉換器的性能下降的危險。
[0020]因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供抑制線圈的溫度上升的電抗器。
[0021 ] 用于解決問題的手段
[0022]根據本發(fā)明的電抗器具備:芯體，其具有設置間隙地配置的第I芯部以及第2芯部；線圈，其卷繞于芯體的外周上；以及第I間隔件，其插入于第I芯部與第2芯部之間的間隙。第I間隔件具有第I保持部，該第I保持部朝向線圈延伸設置，保持線圈。
[0023]根據這樣地構成的電抗器，在插入于第I芯部與第2芯部之間的間隙的第I間隔件，設置有保持線圈的第I保持部。因此，即使在由于在第I芯部以及第2芯部之間的間隙產生的磁漏而線圈局部發(fā)熱的情況下，該熱量也通過第I間隔件向芯體傳遞而散熱。由此，能夠抑制線圈的溫度上升。
[0024]另外，優(yōu)選，芯體還具有第3芯部，該第3芯部相對于第2芯部位于第I芯部的相反側，與第2芯部設置間隙地配置。電抗器還具備第2間隔件，該第2間隔件插入于第2芯部與第3芯部之間的間隙。第2間隔件具有第2保持部，該第2保持部朝向線圈延伸設置，保持線圈。線圈卷繞于第2芯部的外周上，夾持在第I保持部與第2保持部之間。
[0025]根據這樣地構成的電抗器，在線圈產生的熱量通過第I間隔件以及第2間隔件向芯體傳遞而散熱。因此，能夠進一步有效地抑制線圈的溫度上升。
[0026]另外，優(yōu)選，線圈以在第I芯部與第3芯部之間沿第2芯部延伸的方向壓縮變形的狀態(tài)，夾持于第I保持部與第2保持部之間。根據這樣地構成的電抗器，能夠通過第I保持部以及第2保持部，更加可靠地保持線圈。
[0027]另外，優(yōu)選，第I間隔件還具有定位部，該定位部朝向第I芯部以及第2芯部延伸設置，對第I芯部以及第2芯部的相對位置進行限制。根據這樣地構成的電抗器，通過在第I間隔件設置對第I芯部以及第2芯部的相對位置進行限制的定位部，能夠精度高地對第I芯部以及第2芯部進行定位。
[0028]另外，優(yōu)選，在第I芯部與第2芯部之間的間隙的外周上，不配置線圈，而配置第I保持部。根據這樣地構成的電抗器，與在第I芯部與第2芯部之間的間隙的外周上配置線圈的情況相比較，能夠降低與線圈交鏈的磁漏的量。由此，能夠抑制線圈的發(fā)熱。
[0029]另外，優(yōu)選，第I間隔件由非磁性材料一體地成形。根據這樣地構成的電抗器，能夠通過簡單的結構抑制線圈的溫度上升。
[0030]另外，優(yōu)選，芯體由壓粉磁芯形成。根據這樣地構成的電抗器，通過第I間隔件的、而不是由壓粉磁芯形成的低強度的芯體的形狀變更，抑制線圈的溫度上升。
[0031]發(fā)明效果
[0032]如以上所說明那樣，根據本發(fā)明，能夠提供抑制線圈的溫度上升的電抗器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是示意性地表示混合動力機動車的驅動單元的圖。
[0034]圖2是示出圖1中的P⑶的結構的電路圖。
[0035]圖3是示出構成圖2中的轉換器的電抗器的剖視圖。
[0036]圖4是示出設置于圖3中的電抗器的間隙板的立體圖。
[0037]圖5是示出設置于圖3中的電抗器的間隙板的另外的立體圖。
【具體實施方式】
[0038]參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在以下參照的附圖中，對于同一或者與其相當的構件，附上相同編號。
[0039]圖1是示意性表示混合動力機動車的驅動單元的圖。在本實施方式中,本發(fā)明的電抗器應用于搭載于作為車輛的混合動力機動車的轉換器。首先，對用于使混合動力機動車驅動的HV系統(tǒng)進行說明。
[0040]參照圖1，驅動單元I設置于以汽油發(fā)動機和/或柴油發(fā)動機等內燃機和能夠充放電的電池800為動力源的混合動力機動車。驅動單元I包括電動發(fā)電機100、殼體200、減速機構300、差動機構400、驅動軸承部900、和端子臺600而構成。
[0041]電動發(fā)電機100是具有作為電動機或者發(fā)電機的功能的旋轉電機。電動發(fā)電機100包括旋轉軸110、轉子130、和定子140。旋轉軸110經由軸承120能夠旋轉地安裝于殼體200。轉子130與旋轉軸110成為一體而旋轉。
[0042]從電動發(fā)電機100輸出的動力，從減速機構300經由差動機構400傳遞到驅動軸承部900。傳遞到驅動軸承部900的驅動力，經由驅動軸作為旋轉力傳遞到車輪，使車輛行駛。
[0043]另一方面，在混合動力機動車的再生制動時，車輪由于車體的慣性力而旋轉。通過來自車輪的旋轉力，經由驅動軸承部900、差動機構400以及減速機構300驅動電動發(fā)電機100。此時，電動發(fā)電機100作為發(fā)電機而工作。由電動發(fā)電機100發(fā)出的電力，經由P⑶(Power Control Unit) 700 供給到電池 800。
[0044]圖2是表示圖1中的P⑶的結構的電路圖。參照圖2，P⑶700包括轉換器710、變換器(inverter)720、控制裝置730、電容器C1、C2、和電源線PLl?PL3、輸出線740U、740V、740ffo
[0045]轉換器710經由電源線PL1、PL3與電池800連接。變換器720經由電源線PL2、PL3與轉換器710連接。變換器720經由輸出線740U、740V、740W與電動發(fā)電機100連接。電池800是直流電源，例如由鎳氫電池、鋰離子電池等2次電池形成。電池800將儲存的直流電力供給到轉換器710，或者通過從轉換器710接受的直流電力進行充電。
[0046]轉換器710包括由半導體模塊構成的上臂以及下臂、和電抗器L。上臂以及下臂串聯(lián)連接于電源線PL2、PL3之間。連接于電源線PL2的上臂由功率晶體管(IGBT JnsulatedGate Bipolar Transistor) Ql和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Ql的二極管Dl構成。連接于電源線PL3的下臂由功率晶體管Q2和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q2的二極管D2構成。電抗器L連接于電源線PLl與上臂以及下臂的連接點之間。
[0047]轉換器710使用電抗器L將從電池800接受的直流電壓升壓，將該升壓后的電壓供給到電源線PL2。轉換器710將從變換器720接受的直流電壓降壓，對電池800進行充電。
[0048]變換器720包括U相臂750U、V相臂750V、和W相臂750W。U相臂750U、V相臂750V以及W相臂750W，并聯(lián)連接于電源線PL2、PL3之間。U相臂750U、V相臂750V以及W相臂750W分別由通過半導體模塊構成的上臂以及下臂構成。各相臂的上臂以及下臂，串聯(lián)連接于電源線PL2、PL3之間。
[0049]U相臂750U的上臂由功率晶體管(IGBT) Q3、和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q3的二極管D3構成。U相臂750U的下臂由功率晶體管Q4、和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q4的二極管D4構成。V相臂750V的上臂由功率晶體管Q5、和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q5的二極管D5構成。V相臂750V的下臂由功率晶體管Q6、和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q6的二極管D6構成。W相臂750W的上臂由功率晶體管Q7、和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q7的二極管D7構成。W相臂750W的下臂由功率晶體管Q8、和反并聯(lián)地連接于功率晶體管Q8的二極管D8構成。各相臂的功率晶體管的連接點經由對應的輸出線740U、740V、740W連接于電動發(fā)電機100的對應的相的線圈的反中性點側。
[0050]另外，在圖中，示出了 U相臂750U?W相臂750W的上臂以及下臂分別由通過功率晶體管和二極管構成的I個半導體模塊構成的情況，但也可以由多個半導體模塊構成。
[0051]變換器720，基于來自控制裝置730的控制信號，將從電源線PL2接受的直流電壓變換成交流電壓而向電動發(fā)電機100輸出。變換器720將由電動發(fā)電機100發(fā)出的交流電壓整流為直流電壓而供給到電源線PL2。
[0052]電容器Cl連接于電源線PL1、PL3之間，使電源線PLl的電壓電平平滑化。電容器C2連接于電源線PL2、PL3之間，使電源線PL2的電壓電平平滑化。
[0053]控制裝置730，基于電動發(fā)電機100的轉矩指令值、各相電流值以及變換器720的輸入電壓，運算電動發(fā)電機100的各相線圈電壓?？刂蒲b置730，基于該運算結果，生成使功率晶體管Q3?Q8接通/斷開的PWM (Pulse Width Modulation)信號并將其向變換器720輸出。電動發(fā)電機100的各相電流值，通過組裝于構成變換器720的各臂的半導體模塊的電流傳感器而檢測。該電流傳感器配設于半導體模塊內，以使得S/N比提高?？刂蒲b置730，基于上述轉矩指令值以及馬達轉速運算用于使變換器720的輸入電壓為最合適的功率晶體管Q1、Q2的占空比。控制裝置730基于該結果而生成使功率晶體管Q1、Q2接通/斷開的PWM信號并將其向轉換器710輸出。
[0054]控制裝置730，為了將由電動發(fā)電機100發(fā)出的交流電壓變換成直流電壓而對電池800進行充電，控制轉換器710以及變換器720的功率晶體管Ql~Q8的開關動作。
[0055]接下來，對本實施方式的電抗器的構造進行說明。圖3是示出構成圖2中的轉換器的電抗器的剖視圖。
[0056]參照圖3，本實施方式中的電抗器10具有芯體20、線圈51、間隙板31以及間隙板41。電抗器10具有以中心線101為中心對稱的形狀，在圖中，示出相對于中心線101配置于一側的電抗器10的剖面形狀。
[0057]芯體20，作為整體，具有環(huán)狀延伸的形狀。芯體20具有直線部與彎曲部組合而得到的跑道形狀。在本實施方式中，芯體20由磁性粉末的壓粉體、即壓粉磁芯形成。芯體20也可以由電磁特性優(yōu)異的硅鋼板的層疊體形成。
[0058]芯體20收納于未圖不的外殼、例如招制的外殼的內部。在該外殼中，以覆蓋芯體20的整體的方式充填有灌封劑(樹脂)。灌封劑通過將低粘度的樹脂注入配置了芯體20、線圈51以及間隙板31、41的外殼內、在接下來的工序中使該樹脂熱固化而形成。
[0059]進一步具體地對芯體20的形狀進行說明，芯體20具有U字型塊狀芯子21、I字型塊狀芯子22、和U字型塊狀芯子23。I字型塊狀芯子22具有直線狀延伸的形狀。I字型塊狀芯子22具有沿箭頭102所示的一方向(與中心線101平行的方向)延伸的形狀。U字型塊狀芯子21以及U字型塊狀芯子23，包括彎曲狀延伸的部分而形成。U字型塊狀芯子21與U字型塊狀芯子23具有相同形狀。
[0060]U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22，在相互之間設置間隙地配置。U字型塊狀芯子21具有端面26，I字型塊狀芯子22具有隔著間隙而與端面26相對的端面27。I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23，在相互之間設置間隙地配置。U字型塊狀芯子23，相對于I字型塊狀芯子22配置于U字型塊狀芯子21的相反側。U字型塊狀芯子23具有端面29，I字型塊狀芯子22具有隔著間隙而與端面29相對的端面28。
[0061]U字型塊狀芯子21、I字型塊狀芯子22以及U字型塊狀芯子23，在互相相鄰地配置的塊狀芯子之間設置間隙地沿箭頭102所示的方向排列。
[0062]另外，在圖中，示出了在U字型塊狀芯子21與U字型塊狀芯子23之間配置I個I字型塊狀芯子22的結構，但是芯體20并不限于這樣的結構。芯子間的間隙厚度是用于滿足電抗器的電性能(電感值)的設計要件，怎樣分配必要的間隙厚度(2間隙、4間隙、6間隙…)，是考慮熱性能條件、制造制約、成本制約等而適當確定的。
[0063]線圈51卷繞于芯體20的外周上。線圈51卷繞于I字型塊狀芯子22的外周上。線圈51通過將長條的鋼板在I字型塊狀芯子22的外周上卷繞成螺旋狀而構成。線圈51一邊沿著I字型塊狀芯子22的外周轉彎一邊向箭頭102所示的方向延伸。線圈51，在從U字型塊狀芯子23接近U字型塊狀芯子21的方向的頂端具有一端52，在從U字型塊狀芯子21接近U字型塊狀芯子23的 方向的頂端具有另一端53。
[0064]在本實施方式中，線圈51在箭頭102所示的方向上配置于I字型塊狀芯子22的端面27與端面28之間。即，在U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙的外周上以及I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙的外周上，沒有配置線圈51。
[0065]若直流電流在線圈51中流動，則在I字型塊狀芯子22的內部產生磁通，該磁通在環(huán)狀的芯體20的內部循環(huán)。
[0066]圖4是示出設置于圖3中的電抗器的間隙板的立體圖。圖5是示出設置于圖3中的電抗器的間隙板的另外的立體圖。
[0067]參照圖3至圖5，間隙板31由非磁性材料形成。間隙板31，由具有不會由于由磁場變化產生的吸引力而位移的硬度的材料形成。間隙板31由具有高導熱性的材料形成。在本實施方式中，間隙板31由陶瓷材料形成。間隙板31，作為配置于U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙的間隔件而設置。間隙板31設置成與U字型塊狀芯子21、I字型塊狀芯子22、以及線圈51接觸。
[0068]若進一步具體地對間隙板31的形狀進行說明，則間隙板31具有板部32、線圈保持部33、芯子定位部36以及芯子定位部37。這些各部由非磁性材料一體地成形。
[0069]板部32具有板形狀。板部32，在俯視時，具有與U字型塊狀芯子21的端面26以及I字型塊狀芯子22的端面27相同的形狀(矩形形狀)。板部32配置于U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙。板部32的板厚具有用于滿足電抗器的電特性(電感值)的尺寸以及尺寸精度。
[0070]板部32，通過在固化時具有高硬度的粘著劑(未圖示)，接合于U字型塊狀芯子21的端面26以及I字型塊狀芯子22的端面27。
[0071]線圈保持部33，從板部32朝向線圈51延伸設置。線圈保持部33具有能夠保持線圈51的形狀。
[0072]更具體而言，線圈保持部33由凸緣部34以及爪部35構成。凸緣部34從板部32的外緣呈凸緣狀擴展而形成。凸緣部34與線圈51的一端52抵接。爪部35從凸緣部34的外緣向從U字型塊狀芯子21接近U字型塊狀芯子23的方向彎折。爪部35配置成包圍線圈51的外周。線圈51,通過嵌合于爪部35的內側而被保持。
[0073]此外，爪部35的形狀可以具有包圍線圈51的整周的筒形狀，也可以如圖4中所示，不具有完整的筒形狀。
[0074]芯子定位部36從板部32與凸緣部34的邊界位置向從U字型塊狀芯子21接近U字型塊狀芯子23的方向突出而形成。芯子定位部36被配置成包圍I字型塊狀芯子22的外周。芯子定位部37從板部32與凸緣部34的邊界位置向從U字型塊狀芯子23接近U字型塊狀芯子21的方向突出而形成。芯子定位部37配置成包圍U字型塊狀芯子21的外周。芯子定位部37隔著板部32以及凸緣部34而位于芯子定位部36的背側。
[0075]I字型塊狀芯子22嵌合于芯子定位部36的內側，U字型塊狀芯子21，嵌合于芯子定位部37的內側。通過這樣的結構，由芯子定位部36以及芯子定位部37對經由間隙板31連結的兩側的U字型塊狀芯子21以及I字型塊狀芯子22的相對的位置進行限制。
[0076]此外，只要能夠將U字型塊狀芯子21以及I字型塊狀芯子22定位于設計上的允許范圍內，這些塊狀芯子與芯子定位部36、37的嵌合也可以不是過盈配合的關系。
[0077]間隙板41具有與上述間隙板31基本上同樣的構造。以下，省略與間隙板31重復的說明、對間隙板41的構造進行說明，間隙板31作為配置于I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙的間隔件而設置。間隙板41設置成與I字型塊狀芯子22、U字型塊狀芯子23、以及線圈51接觸。
[0078]間隙板41與間隙板31的板部32相對應地具有板部42，與線圈保持部33相對應地具有線圈保持部43，分別與芯子定位部36以及芯子定位部37相對應地具有芯子定位部46以及芯子定位部47。[0079]板部42，在俯視時，具有與I字型塊狀芯子22的端面28以及U字型塊狀芯子23的端面29相同形狀。板部42配置于I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙。板部42通過在固化時具有高硬度的粘著劑，接合于I字型塊狀芯子22的端面28以及U字型塊狀芯子23的端面29。
[0080]線圈保持部43由凸緣部44以及爪部45構成。凸緣部44從板部42的外緣呈顎狀擴展而形成。凸緣部44與線圈51的另一端53抵接。爪部45從凸緣部44的外緣向從U字型塊狀芯子23接近U字型塊狀芯子21的方向彎折。爪部45配置成包圍線圈51的外周。線圈51通過嵌合于爪部45的內側而被保持。
[0081]通過這樣的結構，箭頭102所示的方向的正交平面內的線圈51的位置由爪部35以及爪部45固定，并且在箭頭102所示的方向上，線圈51夾持于線圈保持部33與線圈保持部43之間。
[0082]線圈保持部33與線圈保持部43之間的距離，為能夠對通過卷繞線后的彈簧力而線圈51要伸展的方向上的線圈51的運動進行限制的值以下，并且，為線圈不會因為車輛振動的影響而位移的值以下。線圈保持部33與線圈保持部43之間的距離為比使線圈51壓縮變形時的最小尺寸大的值。
[0083]芯子定位部46從板部42與凸緣部44的邊界位置向從U字型塊狀芯子23接近U字型塊狀芯子21的方向突出而形成。芯子定位部46配置成包圍I字型塊狀芯子22的外周。芯子定位部47從板部42與凸緣部44的邊界位置向從U字型塊狀芯子21接近U字型塊狀芯子23的方向突出而形成。芯子定位部47配置成包圍U字型塊狀芯子21的外周。芯子定位部47隔著板部42以及凸緣部44地位于芯子定位部46的背側。
[0084]I字型塊狀芯子22嵌合于芯子定位部46的內側，U字型塊狀芯子23嵌合于芯子定位部47的內側。通過這樣的構成，由芯子定位部46以及芯子定位部47對經由間隙板41連結的兩側的I字型塊狀芯子22以及U字型塊狀芯子23的相對的位置進行限制。
[0085]接下來，對由本實施方式中的電抗器10起到的作用效果進行說明。
[0086]在向線圈51供給電流時，伴隨著磁通在環(huán)狀的芯體20的內部循環(huán)，在U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙以及I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙產生磁漏。該磁漏在與線圈51交鏈的部位產生渦電流，線圈51局部發(fā)熱。
[0087]與此相對，在本實施方式中的電抗器10中，在插入于U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙的間隙板31，設置有用于保持線圈51的線圈保持部33，在插入于I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙的間隙板41，設置有用于保持線圈51的線圈保持部43。通過這樣的結構，在線圈51產生的熱量通過間隙板31以及間隙板41而傳遞到芯體20，經由與芯體20接觸的外殼高效地散熱。作為結果，能夠抑制線圈51的溫度上升。
[0088]在本實施方式中，芯體20由壓粉磁芯形成，為低強度，所以產生向芯體20施加形狀變更的情況下的制約。另外，作為抑制線圈51的溫度上升的對策，也考慮了對于芯體20的一部分使用相對磁導率不同的材料，但是存在制造成本增大這一問題。另一方面，在通過對插入于塊狀芯子間的間隙的間隙板31、41進行形狀變更而設置在線圈51產生的熱量的散熱路徑的情況下，能夠消除這樣的問題。另外，在本實施方式中，在U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙的外周上以及I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙的外周上，沒有配置線圈51，所以也可以得到使與線圈51交鏈的磁漏的量某種程度地降低這一效果。
[0089]在本實施方式中，對在收納芯體20的外殼中充填灌封劑的構造進行了說明，但是也可以考慮采用電抗器不使用灌封劑的構造的情況。在該情況下，在混合動力機動車的行駛時產生的振動傳遞到線圈51，產生線圈51振動這一問題。與此相對，在本實施方式中，線圈51由間隙板31以及間隙板41保持，所以能夠抑制線圈51振動。此時，通過在間隙板31以及間隙板41之間以壓縮變形的狀態(tài)配置線圈51，能夠更加可靠地防止線圈51的振動。
[0090]綜合地對以上說明的、本發(fā)明的實施方式中的電抗器的構造進行說明，本實施方式中的電抗器10具備:芯體20，其具有設置間隙地配置的作為第I芯部的U字型塊狀芯子21以及作為第2芯部的I字型塊狀芯子22 ;線圈51，其卷繞于芯體20的外周上；以及作為第I間隔件的間隙板31，其插入于U字型塊狀芯子21與I字型塊狀芯子22之間的間隙。間隙板31具有作為第I保持部的線圈保持部33，該線圈保持部33朝向線圈51延伸設置，保持線圈51。
[0091]芯體20還具有作為第3芯部的U字型塊狀芯子23，該U字型塊狀芯子23相對于I字型塊狀芯子22位于U字型塊狀芯子21的相反側，與I字型塊狀芯子22設置間隙地配置。電抗器10還具備作為第2間隔件的間隙板41，該間隙板41插入于I字型塊狀芯子22與U字型塊狀芯子23之間的間隙。間隙板41具有作為第2保持部的線圈保持部43，該線圈保持部43朝向線圈51延伸設置，保持線圈51。線圈51卷繞于I字型塊狀芯子22的外周上，夾持于線圈保持部33與線圈保持部43之間。
[0092]根據這樣地構成的、本發(fā)明的實施方式的電抗器10，通過在間隙板31、41設置用于保持線圈51的線圈保持部33、43，能夠抑制線圈51的溫度上升。由此，能夠使K:U700的工作點維持于最合適的區(qū)域的范圍擴大，結果，有助于混合動力機動車的行駛性、燃料經濟性。另外，能夠減小線圈51的剖面積而實現電抗器的小型化，或者減少散熱所需要的灌封劑的量。進而，通過抑制間隙板31、41與芯體20的接合部位的溫度上升，能夠提高芯體20的間隙部的可靠性(耐久性)。
[0093]另外，也能夠將本發(fā)明應用于搭載于以燃料電池和2次電池為動力源的燃料電池混合動力車(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)或者電動機動車(EV:Electric Vehicle)的電抗器。在本實施方式的混合動力機動車中，在燃料經濟性最合適的工作點驅動內燃機，相對于此，在燃料電池混合動力車中，在發(fā)電效率最合適的工作點驅動燃料電池。另外，關于2次電池的使用，在雙方的混合動力機動車中基本上不變。
[0094]應該認為，本次公開的實施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內容。本發(fā)明的范圍不是由上述說明而是由權利要求書示出的，包括與權利要求等同的意義以及范圍內的所有變更。
[0095]產業(yè)上的可利用性
[0096]本發(fā)明例如應用于在直流電源以及變換器之間對直流電流進行升壓、降壓的轉換器。
[0097]附圖標記說明
[0098]1:驅動單元，10:電抗器，20:芯體，21、23:U字型塊狀芯子，22:1字型塊狀芯子，26?29:端面，31、41:間隙板，32、42:板部，33、43:線圈保持部，34、44:凸緣部，35、45:爪部，36、37、46、47:芯子定位部，51:線圈，52:—端，53:另一端，100:電動發(fā)電機，110 --旋轉軸，120:軸承，130:轉子，140:定子，200:殼體，300:減速機構，400:差動機構，600 --端子臺，710:轉換器，720:變換器，730:控制裝置， 740U、740V、740W:輸出線，750U:U相臂，750V:V相臂，750W:W相臂，800:電池，900:驅動軸承部。
【權利要求】
1.一種電抗器,具備: 芯體(20)，其具有設置間隙地配置的第I芯部(21)和第2芯部(22)； 線圈(51)，其卷繞于所述芯體(20)的外周上；以及 第I間隔件(31)，其插入于所述第I芯部(21)與所述第2芯部(22)之間的間隙； 所述第I間隔件(31)具有第I保持部(33)，所述第I保持部(33)朝向所述線圈(51)延伸設置，并保持所述線圈(51)。
2.根據權利要求1所述的電抗器， 所述芯體(20)還具有第3芯部(23)，所述第3芯部(23)相對于所述第2芯部(22)位于所述第I芯部(21)的相反側，與所述第2芯部(22)設置間隙地配置， 還具備第2間隔件(41)，所述第2間隔件(41)插入于所述第2芯部(22)與所述第3芯部(23)之間的間隙， 所述第2間隔件(41)具有第2保持部(43)，所述第2保持部(43)朝向所述線圈(51)延伸設置，并保持所述線圈(51)， 所述線圈(51)卷繞于所述第2芯部(22)的外周上，并夾持在所述第I保持部(33)與所述第2保持部(43)之間。
3.根據權利要求2所述的電抗器， 所述線圈(51)以在所述第I芯部(21)與所述第3芯部(23)之間沿所述第2芯部(22)延伸的方向壓縮變形的狀態(tài)，夾持于所述第I保持部(33)與所述第2保持部(43)之間。
4.根據權利要求1所述的電抗器， 所述第I間隔件(31)還具有定位部(37、36)，所述定位部(37、36)朝向所述第I芯部(21)和所述第2芯部(23)延伸設置，并對所述第I芯部(21)和所述第2芯部(23)的相對位置進行限制。
5.根據權利要求1所述的電抗器， 在所述第I芯部(21)與所述第2芯部(22)之間的間隙的外周上，不配置所述線圈(51)，而配置所述第I保持部(33)。
6.根據權利要求1所述的電抗器， 所述第I間隔件(31)由非磁性材料一體地成形。
7.根據權利要求1所述的電抗器， 所述芯體(20)由壓粉磁芯形成。
【文檔編號】H01F37/00GK103688323SQ201180072403
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2011年7月20日 優(yōu)先權日:2011年7月20日
【發(fā)明者】村田高人, 桐山賢司, 山口純弘 申請人:豐田自動車株式會社