專利名稱：電抗器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電力變換器部件的電抗器，該電力變換器例如是安裝在混合動力車輛上的DC-DC變換器。
背景技術(shù)：
近年來，由于對環(huán)境問題的意識增強，采用電機作為除了發(fā)動機以外的動力源或代替發(fā)動機的混合動力車輛或電動車輛已變得日益常見。這些車輛包括電抗器，用于把來自DC電源的電壓升高至用于所述電機的驅(qū)動電壓。例如，如JP-A-2008-263062或JP-A-2010-245457中所述，電抗器具有纏繞在環(huán)形鐵芯周圍的線圈。電抗器包括開關(guān)電路，該開關(guān)電路通過重復開啟-關(guān)閉對線圈的電力供應而利用反電動勢取出高電壓。該環(huán)形鐵芯具有由磁性材料形成的多個鐵芯分段(core segments),并且,在這些鐵芯分段之間夾有非磁性的間隙板以在磁路中形成間隙。間隙距離限定了電抗器的電感，因而，必須以高精度設(shè)定此間隙距離。JP-A-2008-263062或JP-A-2010-245457中描述的電抗器具有通過用熱固性粘合劑粘結(jié)而固定的鐵芯分段和間隙板。該熱固性粘合劑具有高粘度。因此，大而厚的粘結(jié)層形成在這些鐵芯分段和間隙板之間并可以改變間隙距離。結(jié)果，難以精確準確控制粘結(jié)層的厚度，并影響以高精度設(shè)定電感的能力。由于粘結(jié)層的厚度變化而引起的尺寸誤差也可能使電抗器的組裝復雜化。必須用粘合性裝配夾具來保持這些鐵芯分段和間隙板，直至熱固性粘合劑固化。粘合劑在熱硬化槽內(nèi)的熱硬化需要一定時間。因此，必須制備多個粘合性固定夾具和熱硬化槽以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，并且在制造設(shè)施的成本及空間要求方面存在相應的增加。

鑒于上述情形，本發(fā)明的目的是提供一種具有新穎結(jié)構(gòu)的電抗器及制造電抗器的方法，該結(jié)構(gòu)允許以更高的精度和更低的成本來設(shè)定磁特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種電抗器，該電抗器具有環(huán)形鐵芯和纏繞在該環(huán)形鐵芯上的線圈，該環(huán)形鐵芯具有多個鐵芯分段以及介于這些鐵芯分段之間的間隙板。該環(huán)形鐵芯包括鐵芯成型構(gòu)件，通過用氰基丙烯酸酯基粘合劑將所述鐵芯分段和間隙板彼此粘結(jié)并利用熱塑性樹脂對所述鐵芯分段和間隙板進行嵌件成型，來一體地形成該鐵芯成型構(gòu)件。該環(huán)形鐵芯的鐵芯分段和間隙板通過氰基丙烯酸酯基瞬間粘合劑粘結(jié)到一起。該瞬間粘合劑具有低粘度且可以進入到這些鐵芯分段的表面與間隙板的表面之間的細小間隙內(nèi)。因此，這些鐵芯分段和間隙板能夠在實質(zhì)上未形成有粘合劑層的情況下粘結(jié)到一起。因此，不需要管理該粘合劑層的厚度，并且能夠以高精度設(shè)定該環(huán)形鐵芯中的間隙距離。因此，能夠以高精度設(shè)定該電抗器的磁特性。由于在鐵芯分段和間隙板之間沒有粘合劑層，這也提高了該環(huán)形鐵芯的尺寸精度，從而有利于組裝并提高了定位精度。
該瞬間粘合劑使得這些鐵芯分段和間隙板能夠在常溫環(huán)境下瞬間粘結(jié)。因此，能夠極其容易而快速地進行粘結(jié)操作，而無需熱硬化槽，也不需要用于熱硬化的時間。因此，降低了制造成本。粘結(jié)在一起的所述鐵芯分段和間隙板被嵌件成型，以將鐵芯成型構(gòu)件一體形成在熱塑性樹脂中。因此，包括鐵芯分段和間隙板的層疊結(jié)構(gòu)可以作為一個單元來處理，從而能夠容易地執(zhí)行該環(huán)形鐵芯的組裝。此外，用樹脂涂覆所述鐵芯分段和間隙板確保了這些鐵芯分段和間隙板的剛度和耐久性。該樹脂覆層還將鐵芯分段和間隙板牢牢固定在層疊狀態(tài)。因此，在這些鐵芯分段和間隙板的嵌件成型完成之前，本發(fā)明的氰基丙烯酸酯基粘合劑簡單地提供了一種臨時固定力。在該嵌件成型之后，不再需要粘合力。所述環(huán)形鐵芯優(yōu)選在兩個內(nèi)側(cè)鐵芯上纏繞有線圈，并且，其兩個外側(cè)鐵芯將這些內(nèi)側(cè)鐵芯的端部彼此聯(lián)接。每個內(nèi)側(cè)鐵芯限定了所述鐵芯成型構(gòu)件。構(gòu)成內(nèi)側(cè)鐵芯的所述鐵芯分段和間隙板可以作為其上將纏繞有線圈的鐵芯成型構(gòu)件而被一體地處理。因此，在組裝該電抗器時，可以容易地將這些內(nèi)側(cè)鐵芯插入到線圈中。而且，所述鐵芯分段、間隙板以及將這些鐵芯分段與線圈絕緣的線圈架都可以覆有樹月旨。因此，減少了部件數(shù)量，并且可以省略該線圈架的組裝操作。通過將一個內(nèi)側(cè)鐵芯與使外側(cè)鐵芯相對于內(nèi)側(cè)鐵芯定位的線圈架一體地形成，可以形成所述鐵芯成型構(gòu)件。因此，使用兩個相同的鐵芯成型構(gòu)件來形成該環(huán)形鐵芯。在此實施例中，利用覆蓋這些內(nèi)側(cè)鐵芯的鐵芯分段和間隙板的熱塑性樹脂，使得將外側(cè)鐵芯相對于內(nèi)側(cè)鐵芯定位的側(cè)面線圈架與該鐵芯成型構(gòu)件一體地形成。因此，減少了部件數(shù)量，并提高了組裝操作的效率。而且，所述鐵芯成型構(gòu)件彼此相同，因此僅需要一種成形模具來對這些鐵芯分段和間隙板進行嵌件成型。因此，降低了成形模具的成本，并且，各個部件的管理更容易。一個內(nèi)側(cè)鐵芯、 側(cè)面線圈架、以及由該側(cè)面線圈架定位的外側(cè)鐵芯可以一體地形成以形成所述鐵芯成型構(gòu)件。在此構(gòu)造中，該內(nèi)側(cè)鐵芯和外側(cè)鐵芯一體地形成為所述鐵芯成型構(gòu)件。因此，所述環(huán)形鐵芯可以僅由兩個鐵芯成型構(gòu)件形成，從而進一步減少了部件數(shù)量并提高了組裝操作的效率。另外，該內(nèi)側(cè)鐵芯和外側(cè)鐵芯覆有樹脂，從而實現(xiàn)了內(nèi)側(cè)鐵芯和外側(cè)鐵芯之間的、穩(wěn)定的固定力。一個外側(cè)鐵芯和兩個內(nèi)側(cè)鐵芯可以一體地形成以形成所述鐵芯成型構(gòu)件。然后，該鐵芯成型構(gòu)件和另一個外側(cè)鐵芯形成所述環(huán)形鐵芯。在此構(gòu)造中，該鐵芯成型構(gòu)件具有U形形狀，其包括與所述一個外側(cè)鐵芯聯(lián)接的兩個內(nèi)側(cè)鐵芯。因此，線圈可以一次性插入到這一對內(nèi)側(cè)鐵芯中，從而進一步提聞了組裝性能。本發(fā)明還涉及一種制造電抗器的方法，該電抗器包括環(huán)形鐵芯和纏繞在該環(huán)形鐵芯上的線圈，該環(huán)形鐵芯具有多個鐵芯分段和介于這些鐵芯分段之間的間隙板。該方法包括通過用氰基丙烯酸酯基粘合劑將鐵芯分段和間隙板彼此粘結(jié)，來一體地形成形成鐵芯成型構(gòu)件；以及用熱塑性樹脂進行嵌件成型。該方法還包括使用該鐵芯成型構(gòu)件來形成所述環(huán)形鐵芯。制造該電抗器的方法使用氰基丙烯酸酯基瞬間粘合劑將這些鐵芯分段和間隙板固定在層疊狀態(tài)，而無需形成粘結(jié)層。因此，不需要管理粘合劑層的厚度，并且能夠以高精度設(shè)定所述環(huán)形鐵芯中的間隙距離。因此，能夠以高精度設(shè)定該電抗器的磁特性。而且，提高了所述環(huán)形鐵芯的尺寸精度，從而有利于組裝，并提高了各個構(gòu)件(例如線圈)的定位精度。該瞬間粘合劑使得這些鐵芯分段和間隙板能夠在常溫環(huán)境下快速粘結(jié)。因此，能夠極其容易而快速地進行粘結(jié)，而不必像使用熱固性粘合劑的情況中那樣需要熱硬化槽或需要用于熱硬化的較長時間。因此，降低了該電抗器的制造成本。而且，通過用熱塑性樹脂對這些鐵芯分段和間隙板進行嵌件成型，確保了所述鐵芯分段和間隙板之間的較強固定力。因此，用氰基丙烯酸酯基粘合劑進行的粘結(jié)操作只是在這些鐵芯分段和間隙板的嵌件成型完成之前提供臨時的固定力，在該嵌件成型之后不需要粘合力。通過用熱塑性樹脂嵌件成型這些鐵芯分段和間隙板來形成所述鐵芯成型構(gòu)件，使得這些鐵芯分段和間隙板能夠在層疊狀態(tài)下作為一體成形品而被處理。因此，能夠容易地進行該環(huán)形鐵芯的組裝。本發(fā)明使得能夠在沒有中間粘結(jié)層的情況下將這些鐵芯分段和間隙板固定在層疊狀態(tài)。因此，能夠以較高精度設(shè)定該環(huán)形鐵芯中的間隙距離，從而能夠以較高精度設(shè)定該電抗器的磁特性。而且，不需要熱硬化槽和熱硬化處理，因而能夠以較低成本制造該電抗器。


圖1是本發(fā)明第一實施例的電抗器的俯視圖。圖2是沿圖1的線I1-1I截取的剖視圖。圖3是圖1所示的電抗器的分解透視圖。圖4是示出了鐵芯分段和間隙板的粘結(jié)狀態(tài)的說明性放大截面圖。圖5是圖1所示的鐵芯成型構(gòu)件的俯視圖。圖6是本發(fā)明第二實施例的電抗器的俯視圖。圖7是沿圖6的線VI1-VII截取的剖視圖。圖8是圖6所示的電抗器的分解透視圖。圖9是本發(fā)明第三實施例的電抗器的俯視圖。圖10是沿圖9的線X-X截取的剖視圖。圖11是圖9所示的電抗器的分解透視圖。圖12是第四實施例的電抗器的分解俯視圖。
具體實施例方式圖1至3示出了本發(fā)明第一實施例的電抗器10。該電抗器10包括線圈12和環(huán)形鐵芯14，線圈12纏繞在該環(huán)形鐵芯14上。在以下描述中，將把安裝該電抗器10時的安裝偵儀圖2中的下側(cè))定義為底部，并把其相反側(cè)定義為頂部。線圈12包括一對線圈元件18a、 18b,這一對線圈元件18a、18b是通過將一根無任何結(jié)合部的、連續(xù)的繞組線16以螺旋形狀纏繞而形成的；以及線圈聯(lián)接部20，該線圈聯(lián)接部20聯(lián)接所述線圈元件18a、18b。線圈元件18a、18b具有相同的匝數(shù)，并且，當沿軸向方向觀察時，它們具有大致矩形的形狀。線圈元件18a、18b并排布置以使它們的軸線相互平行，并且，繞組線16的位于線圈12 —端上的部分被彎曲成U形，以形成線圈聯(lián)接部20。在此構(gòu)造中，線圈元件18a、18b的纏繞方向是相同的。繞組線16具有在例如由銅或鋁制成的導電構(gòu)件的外周上形成的絕緣覆層。此處所用的繞組線16具有矩形銅制導電構(gòu)件以及由諸如聚酰胺酰-亞胺等的漆包材料(enamel)形成的絕緣覆層。該絕緣覆層的厚度優(yōu)選大于等于20 μ m但小于等于100 μ m,并且，該厚度越大，越能夠減少針孔(pinhole)，從而能夠提高電絕緣性。通過沿著邊緣纏繞上述具有覆層的矩形線，線圈元件18a、18b具有中空矩形的管狀形狀?？捎糜诖颂幍睦@組線16的示例包括具有各種橫截面形狀的繞組線，例如除了上述矩形形狀之外的圓形、橢圓形或多邊形。與使用具有圓形截面的圓形線時相比，矩形線能夠形成具有更高占空系數(shù)的線圈。這些線圈元件由單獨的繞組線制成，并且，各個線圈元件的繞組線16的接頭端通過焊接等方式結(jié)合，以形成一體式線圈。線圈12的繞組線16的兩個端部22a、22b從線圈12 —端(圖3中的近側(cè))處的線匝形成部分延伸并向上引出。由導電材料形成的端子固定件(未示出)連接到所引出的繞組線16的兩個端部22a、22b的、通過剝掉絕緣覆層而暴露的導體部分。該端子固定件將線圈12連接到外部裝置(未示出)，例如連接到向線圈12供電的電源。環(huán)形鐵芯14包括兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b，這兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b是通過在其上纏繞有各自的線圈元件18a、18b而形成的；以及兩個外側(cè)鐵芯26a、26b，這兩個外側(cè)鐵芯26a、26b上未纏繞有線圈12且從線圈12暴露。內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b具有大致平行六面體的形狀，而外側(cè)鐵芯26a、26b是具有梯形形狀的棱柱構(gòu)件，該梯形具有彎曲的斜邊。內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b處于彼此大致平行地間隔開的關(guān)系且位于外側(cè)鐵芯26a、26b之間，使得內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b的端面28、28接觸外側(cè)鐵芯26a、26b的內(nèi)端面30、30。因此，外側(cè)鐵芯26a、26b聯(lián)接這兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b以形成環(huán)狀。當線圈1 2被激勵時，環(huán)形鐵芯14的內(nèi)側(cè)鐵芯24a,24b和外側(cè)鐵芯26a、26b形成閉合磁路。內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b和外側(cè)鐵芯26a、26b由同一材料形成，并且,只要不必加以區(qū)分，它們在本文中將被總稱為內(nèi)側(cè)鐵芯24和外側(cè)鐵芯26。如圖2所示，內(nèi)側(cè)鐵芯24是通過將條形鐵芯分段32與間隙板34交替地層疊在一起而形成的層疊體。鐵芯分段32由磁性材料形成并具有大致平行六面體的形狀。間隙板34由非磁性材料形成。相比之下,外側(cè)鐵芯26是由磁性材料形成的鐵芯條?？梢允褂玫母鱾€鐵芯條的示例包括使用了磁性粉末的致密成形體(compact);以及，具有帶絕緣覆層的多個磁性薄板(例如，電磁鋼板)的層疊體。該致密成形體可以由諸如Fe、Co、Ni等的鐵族金屬，諸如Fe_S1、Fe-Ni> Fe-Al>Fe-Co> Fe-Cr> Fe-S1-Al等的鐵族合金形成,該致密成形體可以是壓縮粉末致密成形體，它使用了由諸如稀土金屬的軟磁性材料或無定形磁性材料形成的粉末；燒結(jié)體，它是通過壓制并然后燒結(jié)上述粉末而形成的；以及成型硬化體，它是通過將上述粉末與樹脂的混合物以注射成型或鑄塑成型等方式而獲得的。所述鐵芯條的示例包括鐵氧體鐵芯，它是金屬氧化物的燒結(jié)體。該致密成形體使得能夠容易地形成各種立體形狀的磁性鐵芯。所述壓縮粉末致密成形體優(yōu)選可以是由上述軟磁性材料形成的粉末，并且在其表面上具有絕緣覆層，在此情況下，可以通過成形該粉末并在不高于上述絕緣覆層的耐熱溫度的溫度下燒結(jié)該粉末來獲得所述壓縮粉末致密成形體。該絕緣覆層的典型示例包括由硅樹脂或磷酸酯形成的絕緣覆層。內(nèi)側(cè)鐵芯24的鐵芯分段32與外側(cè)鐵芯26可以由不同的材料制成。例如，內(nèi)側(cè)鐵芯24的鐵芯分段32可以是上述壓縮粉末致密成形體或?qū)盈B體，而外側(cè)鐵芯26可以是上述成型硬化體。在這種情況下，內(nèi)側(cè)鐵芯24的飽和磁通量密度可以容易地高于外側(cè)鐵芯26的飽和磁通量密度。這里，鐵芯分段32和外側(cè)鐵芯26是由鐵或含有鐵(例如鐵或鋼)的軟磁性粉末形成的壓縮粉末致密成形體。當沿層疊方向觀察時，間隙板34具有與鐵芯分段32大致相同的尺寸，并且，間隙板34布置在設(shè)于鐵芯分段32之間的間隙中，以調(diào)節(jié)電感。各個間隙分段由如下材料形成該材料具有比上述鐵芯分段32低的導磁率，并且通常是非磁性材料，例如氧化鋁、玻璃環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯。多個鐵芯分段32和多個間隙板34交替層疊在內(nèi)側(cè)鐵芯24中，從而這些間隙板34介于鐵芯分段32、32之間。如圖4所示，鐵芯分段32和間隙板34通過粘合劑36粘結(jié)在一起。粘合劑36是用作瞬間粘合劑的氰基丙烯酸酯基粘合劑。粘合劑36進入鐵芯分段32的表面37與間隙板34的表面39之間的微小間隙內(nèi)，以將鐵芯分段32和間隙板34粘結(jié)在一起。如圖2所示，通過嵌件成型，使彼此層疊的鐵芯分段32和間隙板34覆有熱塑性樹脂38，使得該熱塑性樹脂38在層疊方向(圖2中的橫向方向)的幾乎整個長度上以及它們的整個外周上延伸。因此， 該熱塑性樹脂38使鐵芯分段32和間隙板34固定地一體形成，從而內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b形成為鐵芯成型構(gòu)件。如圖5所示，在內(nèi)側(cè)鐵芯24的兩個端部40a、40b處設(shè)有間隙板34、34，并且這兩個間隙板34、34從熱塑性樹脂38略微向外突出。內(nèi)側(cè)鐵芯24的端部40a、40b略薄，以便插入并定位到側(cè)面線圈架44a、44b的管狀部46、46中。突脊42形成在熱塑性樹脂38的外周表面上并在內(nèi)側(cè)鐵芯24的縱向方向(圖5中的橫向方向)上延伸，以減小與線圈12的接觸面積，從而實現(xiàn)容易的插入?？梢允褂玫臒崴苄詷渲?8包括絕緣材料，例如聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂或液晶聚合物(LDP)?？筛鶕?jù)需要來選擇這些鐵芯分段32和間隙板34的數(shù)目，以實現(xiàn)電抗器10的所期望的電感。而且，可根據(jù)需要來選擇鐵芯分段32、外側(cè)鐵芯26及間隙板34的形狀。此外，如圖2中清楚可見，在環(huán)形鐵芯14中，外側(cè)鐵芯26a、26b比內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b更向下突出。因此，線圈12的下表面與外側(cè)鐵芯26a、26b的下表面彼此大致齊平。側(cè)面線圈架44a、44b分別設(shè)置在內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b和外側(cè)鐵芯26a、26b之間，以將外側(cè)鐵芯26相對于內(nèi)側(cè)鐵芯24定位，并且，側(cè)面線圈架44a、44b增強了線圈12和環(huán)形鐵芯14之間的絕緣性。這兩個側(cè)面線圈架44a、44b彼此相同。每個側(cè)面線圈架44均具有兩個管狀部46、46，該管狀部46被裝配在端部40a、40b中的任一個上以及內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b的外周上?？蚣?8與每個側(cè)面線圈架44 一體地形成并與線圈12的端面鄰接?？蚣?8具有平板形狀，并包括允許各個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b插入的兩個開口 50、50。管狀部46、46從開口 50、50突出。分隔壁52形成在該框架48的管狀部46、46之間并插入在線圈元件18a、18b之間，從而以非接觸方式保持這些線圈元件18a、18b。此外，凸緣54形成在框架48的上端表面上，以允許放置線圈聯(lián)接部20。凸緣54被構(gòu)造成使線圈聯(lián)接部20與外側(cè)鐵芯26之間絕緣?？蚣?8可由與內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b的熱塑性樹脂38相同的絕緣材料形成?？筛鶕?jù)如下方法來制造電抗器10。首先，形成兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24以作為鐵芯成型構(gòu)件。更具體地，將預定數(shù)目的鐵芯分段32和間隙板34彼此交替地層疊，并將諸如氰基丙烯酸酯基瞬間粘合劑的粘合劑36注入到鐵芯分段32與間隙板34的接觸表面之間，以便在層疊狀態(tài)下粘結(jié)這些鐵芯分段32和間隙板34。在層疊這些鐵芯分段32和間隙板34時，可以使用適當?shù)膴A具。然后，把通過粘合劑36固定的鐵芯分段32和間隙板34的層疊體作為嵌件放置在成形模具中，并將熱塑性樹脂材料填充在該成形模具中并使之固化。因此，鐵芯分段32和間隙板34通過熱塑性樹脂38而一體地形成，從而形成內(nèi)側(cè)鐵芯24以作為鐵芯成型構(gòu)件。對這兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b中的每一個均進行這些操作。然后，把內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b插入到各自的線圈元件18a、18b中。隨后，將側(cè)面線圈架44a、44b的管狀部46、46裝配在相應的內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b的端部40a、40b上，并將管狀部46、46插入到線圈元件18a、18b中。然后，通過粘結(jié)或裝配，將外側(cè)鐵芯26a、26b布置在側(cè)面線圈架44a、44b上，以形成其上纏繞有線圈12的環(huán)形鐵芯14，從而完成該電抗器10。內(nèi)側(cè)鐵芯24的端面28從框架48的開口 50暴露并接觸外側(cè)鐵芯26的內(nèi)端面30。同樣適用的是，把與側(cè)面線圈架44a、44b中的一個側(cè)面線圈架組裝在一起的內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b插入到線圈元件18a、18b中。構(gòu)成該電抗器的環(huán)形鐵芯14的鐵芯分段32和間隙板34通過諸如氰基丙烯酸酯基瞬間粘合劑的粘合劑36固定于層疊狀態(tài)。因此，可以在兩者之間實質(zhì)上沒有粘結(jié)層的情況下將鐵芯分段32和間隙板34層疊在一起。因此，不需要管理該粘合劑的厚度，并且能夠以高精度設(shè)定該環(huán)形鐵芯14中的間隙距離，從而能夠以高精度設(shè)定電抗器10的磁特性。另夕卜，所述瞬間粘合劑36使得鐵芯分段32和間隙板34能夠在常溫下瞬間粘結(jié)。因此，可以在沒有熱硬化槽的簡單設(shè)施中、短時間內(nèi)快速進行該粘結(jié)操作。因此，降低了電抗器10的制造成本。已經(jīng)通過粘合劑36層疊在一起的鐵芯分段32和間隙板34被用熱塑性樹脂38嵌件成型，從而形成內(nèi)側(cè) 鐵芯24以作為鐵芯成型構(gòu)件。因此，鐵芯分段32和間隙板34通過熱塑性樹脂38固定，并且能夠穩(wěn)定地保持該層疊狀態(tài)。此外，能夠一體地處理這些鐵芯分段32和間隙板34，從而提高了電抗器10的組裝操作的效率。環(huán)形鐵芯14的內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b在構(gòu)造上彼此相同。因此，可以用同一個成形模具來成型這些內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b，從而可以降低該成形模具的成本。另外，覆蓋鐵芯分段32和間隙板34的上述線圈架可以用熱塑性樹脂38構(gòu)成，以減少部件數(shù)量和組裝步驟的數(shù)量。圖6至圖8示出了本發(fā)明第二實施例的電抗器60。在以下描述中，與第一實施例中具有相同構(gòu)造的構(gòu)件和部件將由與第一實施例的附圖中相同的附圖標記表示，并將根據(jù)需要省略其描述。本實施例中的電抗器60包括鐵芯成型構(gòu)件62a、62b，該鐵芯成型構(gòu)件62a、62b由一體地形成在各自的內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b上的側(cè)面線圈架44a、44b中的一個側(cè)面線圈架形成。因此,一個內(nèi)側(cè)鐵芯24a —體地聯(lián)接到側(cè)面線圈架44a，并且，另一個內(nèi)側(cè)鐵芯24b —體地聯(lián)接到側(cè)面線圈架44b。鐵芯成型構(gòu)件62a、62b可以彼此相同。通過在如下的成形模具上設(shè)有與側(cè)面線圈架44相對應的成型腔體并用熱塑性樹脂38 —體地形成側(cè)面線圈架44，可以對上述鐵芯成型構(gòu)件62a、62b進行成型，該成形模具用于對通過粘合劑36粘結(jié)在一起的鐵芯分段32和間隙板34的層疊體進行嵌件成型，該熱塑性樹脂38用于在嵌件成型所述層疊體時涂覆這些鐵芯分段32與間隙板34的層疊體。然后，將一個鐵芯成型構(gòu)件62a的內(nèi)側(cè)鐵芯24a插入到一側(cè)的線圈元件18a中，同時將另一個鐵芯成型構(gòu)件62b的內(nèi)側(cè)鐵芯24b插入到另一個線圈元件18b中。將這兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b裝配到其另一方的側(cè)面線圈架44b、44a的管狀部46、46中并將外側(cè)鐵芯26a、26b分別組裝到側(cè)面線圈架44a、44b，從而形成環(huán)形鐵芯14。電抗器60的側(cè)面線圈架44與每個鐵芯成型構(gòu)件62a、62b中的內(nèi)側(cè)鐵芯24 —體地形成，以減少部件數(shù)量并提高組裝工作的效率。而且，鐵芯成型構(gòu)件62a、62b彼此相同，并且能夠以低成本、利用單個成形模具來制造出鐵芯成型構(gòu)件62a、62b。圖9至涂11示出了第三實施例的電抗器70。電抗器70包括鐵芯成型構(gòu)件72a、72b，該鐵芯成型構(gòu)件72a、72b由一體地形成在各自的內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b上的外側(cè)鐵芯26a、26b中的一個外側(cè)鐵芯形成，內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b被組裝到側(cè)面線圈架44a或44b而附加到所述側(cè)面線圈架44a和44b之一上。因此，外側(cè)鐵芯26也覆有熱塑性樹脂38，并且一體地聯(lián)接到鐵芯分段32與間隙板34的層疊體。因此，鐵芯成型構(gòu)件72a、72b可以彼此相同。通過在上述成形模具上設(shè)有與側(cè)面線圈架44相對應的成型腔體，并將通過粘合劑36粘結(jié)到一起的鐵芯分段32和間隙板34的層疊體與外側(cè)鐵芯26 —起放置于上述成形模具中，并且用熱塑性樹脂38嵌件成型該層疊體，可以形成鐵芯成型構(gòu)件72a、72b。然后，將一個鐵芯成型構(gòu)件72a的內(nèi)側(cè)鐵芯24a插入到一個線圈元件18a中，同時將另一個鐵芯成型構(gòu)件72b的內(nèi)側(cè)鐵芯24b插入到另一個線圈元件18b中，并將這兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b裝配到其另一方的側(cè)面線圈架44b、44a的管狀部46、46中，從而形成環(huán)形鐵芯14。外側(cè)鐵芯26、內(nèi)側(cè)鐵芯24和側(cè)面線圈架44 一體地成型在電抗器70的鐵芯成型構(gòu)件72a、72b中。因此，環(huán)形鐵芯14可以僅由鐵芯成型構(gòu)件72a、72b形成，以進一步減少部件數(shù)量并提高組裝操作的效率。而且，內(nèi)側(cè)鐵芯24和外側(cè)鐵芯26覆有熱塑性樹脂38并穩(wěn)定地固定在一起。圖12示出了本發(fā) 明第四實施例的電抗器80。電抗器80包括鐵芯成型構(gòu)件82，該鐵芯成型構(gòu)件82由一體地形成在外側(cè)鐵芯26a上的兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b和一個側(cè)面線圈架44a形成。因此，鐵芯成型構(gòu)件82具有U形形狀，其兩個內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b從外側(cè)鐵芯26a突出?？赏ㄟ^在上述成形模具上設(shè)有與側(cè)面線圈架44a相對應的成型腔體來形成鐵芯成型構(gòu)件82。然后，把已經(jīng)通過粘合劑36粘結(jié)在一起的、彼此層疊的鐵芯分段32及間隙板34與外側(cè)鐵芯26a —起置入上述成形模具中，并用熱塑性樹脂38對其嵌件成型。通過該嵌件成型，外側(cè)鐵芯26b與側(cè)面線圈架44b —體地形成。然后，將鐵芯成型構(gòu)件82的內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b分別插入到線圈元件18a、18b中，并將側(cè)面線圈架44b的管狀部46、46分別插入到線圈元件18a、18b中，從而由鐵芯成型構(gòu)件82和外側(cè)鐵芯26b形成環(huán)形鐵芯14。內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b與電抗器80的鐵芯成型構(gòu)件82 —體地形成。因此，內(nèi)側(cè)鐵芯24a,24b能夠同時插入到線圈元件18a、18b中，從而，組裝操作具有更高的效率。本發(fā)明不限于上文的詳細描述。例如，可以改變該鐵芯成型構(gòu)件的表面的具體形狀，并且可以省略突脊42。這些鐵芯分段和間隙板不必是矩形的，也可以采用圓形或多邊形形狀。可以采用各種形狀作為該鐵芯成型構(gòu)件的、與鐵芯分段及間隙板的形狀相對應的截面形狀。另外，在第四實施例(參見圖12)中，可以先成型由內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b和側(cè)面線圈架44a構(gòu)成 的一體成形品或側(cè)面線圈架44b，然后可以另外附接該外側(cè)鐵芯26a、26b。因此，在確保了成型便利性的同時，可以享有通過將一對內(nèi)側(cè)鐵芯24a、24b同時插入到線圈元件18a、18b中而實現(xiàn)的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種電抗器(10; 60; 70; 80)，其包括環(huán)形鐵芯(14)和纏繞在所述環(huán)形鐵芯(14)上的線圈(12)，所述環(huán)形鐵芯(14)具有多個鐵芯分段(32)以及介于所述多個鐵芯分段(32)之間的至少一個間隙板(34)，其中 所述環(huán)形鐵芯(14)包括至少一個鐵芯成型構(gòu)件，所述至少一個鐵芯成型構(gòu)件是通過如下方式而一體地形成的通過氰基丙烯酸酯基粘合劑(36)將所述鐵芯分段(32)和所述間隙板(34)彼此粘結(jié)，并利用熱塑性樹脂(38)對所述鐵芯分段(32)和所述間隙板(34)進行嵌件成型，以限定包圍所述鐵芯分段(32)及所述間隙板(34)的一部分的、由所述熱塑性樹脂(38)形成的一體基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器，其中，所述至少一個鐵芯成型構(gòu)件包括形成內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)的兩個鐵芯成型構(gòu)件，所述線圈(12)纏繞在所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)上，所述環(huán)形鐵芯(14)還包括將所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)的端部彼此聯(lián)接的兩個外側(cè)鐵芯(26a, 26b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電抗器，其中，所述鐵芯成型構(gòu)件彼此基本相同，并且每個所述鐵芯成型構(gòu)件還包括與所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)中的一個內(nèi)側(cè)鐵芯一體地形成的側(cè)面線圈架(44a, 44b),所述側(cè)面線圈架(44a, 44b)被構(gòu)造成用于將所述外側(cè)鐵芯(26a, 26b)相對于所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電抗器，其中，每個所述鐵芯成型構(gòu)件還包括與一個所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a, 24b)及一個所述側(cè)面線圈架(44a, 44b) —體地形成的一個外側(cè)鐵芯(26a, 26b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電抗器，其中，所述鐵芯成型構(gòu)件彼此相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器，其中，所述至少一個間隙板(34)包括多個間隙板(34)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器，其中，所述鐵芯成型構(gòu)件包括兩個內(nèi)側(cè)鐵芯(24a, 24b)，每個內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)均具有所述鐵芯分段(32)和所述間隙板(34)并且所述線圈(12)纏繞在所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)上，所述鐵芯成型構(gòu)件還具有將所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a, 24b)的第一端部彼此聯(lián)接的第一外側(cè)鐵芯(26a)，并且所述環(huán)形鐵芯(14)還包括將所述內(nèi)側(cè)鐵芯(24a，24b)的第二端部彼此聯(lián)接的第二外側(cè)鐵芯(26b)。
8.一種制造電抗器(10,60, 70,80)的方法，所述電抗器(10,60, 70,80)包括環(huán)形鐵芯(14),所述方法包括 利用氰基丙烯酸酯基粘合劑(36)把處于交替層疊陣列中的多個鐵芯分段(32)和至少一個間隙板(34)粘結(jié)在一起； 圍繞由所述多個鐵芯分段(32)和所述至少一個間隙板(34)構(gòu)成的所述層疊陣列的至少一部分，用熱塑性樹脂(38)進行成型，以形成至少一個鐵芯成型構(gòu)件； 將所述鐵芯成型構(gòu)件的至少一部分插入到線圈(12)中；以及 將所述鐵芯成型構(gòu)件與至少另一個鐵芯(24a，24b，26a，26b)組裝在一起，從而形成所述環(huán)形鐵芯(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，用所述熱塑性樹脂(38)進行成型的步驟包括對至少一個側(cè)面線圈架(44a, 44b)進行成型,所述至少一個側(cè)面線圈架(44a, 44b)被構(gòu)造成與至少一個外側(cè)鐵芯(26a，26b)相配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，用所述熱塑性樹脂(38)進行成型的步驟包括用所述熱塑性樹脂(38)至少部分圍繞外側(cè)鐵芯(26a，26b)進行成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電抗器及其制造方法，該電抗器(10)的環(huán)形鐵芯(14)具有兩個鐵芯成型構(gòu)件(24a,24b)，此鐵芯成型構(gòu)件(24a,24b)是通過用氰基丙烯酸酯基粘合劑(36)將鐵芯分段(32)和間隙板(34)彼此粘結(jié)并用熱塑性樹脂(38)對粘結(jié)在一起的鐵芯分段(32)和間隙板(34)進行嵌件成型而一體形成的。
文檔編號H01F41/00GK103050226SQ20121020122
公開日2013年4月17日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者俵秀男, 藪谷博美, 鬼塚孝浩, 大石明典 申請人:住友電裝株式會社