電抗器、電抗器用線圈部件、轉(zhuǎn)換器和功率轉(zhuǎn)換器件的制作方法
【專利摘要】該電抗器(1A)設(shè)置有套筒狀的線圈(2)、設(shè)置在套筒狀的線圈(2)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以形成閉合磁路的磁芯(3)、收納套筒狀的線圈(2)和磁芯(3)的外殼(4A)。磁芯(3)的至少一部分（在該情況中為設(shè)置在線圈(2)的外周側(cè)的外芯部(32)）由含有包含磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料形成。線圈(2)的外周的至少一部分被由絕緣樹脂形成的樹脂成型部(21)覆蓋，由此保持線圈(2)的形狀。構(gòu)成外殼(4A)的至少一部分并且由非磁性金屬材料形成的散熱臺部(5A)被樹脂成型部(21)的構(gòu)成樹脂保持為與線圈(2)成一體。由于散熱臺部(5A)，使得線圈(2)可以穩(wěn)定地設(shè)置在外殼中，且線圈(2)的熱量能夠有效地傳遞到安裝對象。因此，電抗器(1A)具有優(yōu)異的散熱特性。
【專利說明】電抗器、電抗器用線圈部件、轉(zhuǎn)換器和功率轉(zhuǎn)換器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用作安裝在諸如混合動(dòng)力車輛等車輛上的車載直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器或功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件的電抗器、電抗器用線圈部件、包括電抗器的轉(zhuǎn)換器以及包括轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器件。具體而言，本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)異的散熱特性的電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器是進(jìn)行升壓或降壓操作的電路的部件之一。例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種用于安裝在諸如混合動(dòng)力車輛等車輛上的轉(zhuǎn)換器的電抗器。該電抗器包括套筒狀的線圈、設(shè)置在線圈內(nèi)側(cè)和外側(cè)的磁芯、收納線圈和磁芯的有底筒狀外殼。專利文獻(xiàn)I公開了這樣一種模式:覆蓋線圈外周面和端面的磁芯部分由磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料制成。
[0003]用作車載部件的電抗器通常固定在諸如冷卻基座等安裝對象上，以便冷卻通電時(shí)發(fā)熱的線圈等。外殼由諸如鋁(參見專利文獻(xiàn)I的說明書的段落[0039]和其它段落)等表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)熱性的材料制成。外殼固定為其外底面與安裝對象接觸以便用作散熱路徑。
[0004]引文列表
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本未審查的專利申請公開N0.2011-124310
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]需要進(jìn)一步增強(qiáng)如下電抗器的散熱特性:磁芯的至少一部分由含有上述樹脂的復(fù)合材料制成。
[0009]包含在復(fù)合材料中的樹脂的導(dǎo)熱率通常小于形成外殼的金屬的導(dǎo)熱率，因此散熱特性差。因此，在通電時(shí)產(chǎn)生熱量的線圈的外周面和端面被復(fù)合材料覆蓋的模式中，線圈的熱量容易累積。在準(zhǔn)備由復(fù)合材料制成的成型體并且將成型體組裝在線圈上的情況下，線圈的外周面的一部分可以暴露在復(fù)合材料外。然而，由于成型體中的樹脂的存在，與基本上由金屬制成的磁芯(例如，電磁鋼板的層疊體)相比，成型體的散熱特性差。因此，在包括由復(fù)合材料制成的成型體的情況下還需要改善散熱特性。
[0010]為了改善散熱特性，例如，線圈可以被收納在外殼中，使得線圈的軸線變成與外殼的外底面(與諸如冷卻基座等安裝對象接觸)平行。對于這種收納模式(在下文中，稱為水平收納模式)而言，與線圈在外殼中被收納為使線圈的軸線變成與外殼的外底面垂直的模式(在下文中，該收納模式稱為豎直收納模式)相比，在線圈的外周面中與安裝對象相距較短的區(qū)域變大。因此，能夠增強(qiáng)散熱特性。
[0011]然而，當(dāng)線圈呈現(xiàn)諸如筒狀形狀等曲面時(shí)，盡管可以容易地形成線圈，但卻難以以穩(wěn)定的方式將線圈設(shè)置在外殼中，特別是在水平收納模式的情況下。當(dāng)以不穩(wěn)定的方式設(shè)置線圈時(shí)，可能無法充分實(shí)現(xiàn)散熱特性的改善。而且，在水平收納模式中，由于難以以穩(wěn)定的方式設(shè)置線圈，因此會(huì)引起電抗器的生產(chǎn)率的降低。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的散熱特性的電抗器。而且，本發(fā)明的另一目的在于提供一種電抗器用線圈部件，在使用電抗器用線圈部件的情況下，能夠獲得具有優(yōu)異散熱特性的電抗器。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種包括具有優(yōu)異散熱特性的電抗器在內(nèi)的轉(zhuǎn)換器和一種包括該轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器件。
[0013]技術(shù)方案
[0014]通過將形成外殼的一部分的部件用作散熱路徑并且使線圈被樹脂保持為一體，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述目的。
[0015]本發(fā)明的電抗器包括:套筒狀的線圈；磁芯，其設(shè)置在所述線圈的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，以形成閉合磁路；以及外殼，其收納所述線圈和所述磁芯。所述磁芯的至少一部分由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料形成。本發(fā)明的電抗器還包括:樹脂成型部，其由絕緣樹脂形成，并且所述樹脂成型部覆蓋所述線圈的外周的至少一部分，以保持所述線圈的形狀；以及散熱臺部，其由非磁性金屬材料形成，并且所述散熱臺部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體，以形成所述外殼的至少一部分。
[0016]在本發(fā)明中，“形成外殼的至少一部分的散熱臺部”指的是如下的外殼:外殼包括底部和設(shè)置為立在底部上的壁部，外殼滿足以下任一條件:底部與散熱臺部或壁部與散熱臺部彼此進(jìn)行面接觸；散熱臺部經(jīng)由諸如緊固部件(例如，粘合劑或螺栓)等固定部件固定在底部或壁部上；底部與散熱臺部或壁部與散熱臺部通過彼此接合來彼此固定在一起；以及散熱臺部本身構(gòu)成底部或壁部。
[0017]對于本發(fā)明的電抗器而言，(I)包括由通常表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)熱性的金屬材料制成的散熱臺部；(2)由于散熱臺部借助樹脂成型部與線圈結(jié)合成一體，因此線圈的熱量能夠容易地傳遞到散熱臺部；(3)由于散熱臺部形成外殼的一部分，因此傳遞到散熱臺部的熱量能夠有效地傳遞到安裝對象，外殼安裝至該安裝對象；以及(4)由于與線圈直接設(shè)置在外殼的底部上的情況相比線圈能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置在外殼中，因此線圈的熱量能夠有效地傳遞到安裝對象。因此，本發(fā)明的電抗器表現(xiàn)出了優(yōu)異的散熱特性。
[0018]而且，對于本發(fā)明的電抗器而言，由于樹脂成型部的存在:(1)能夠保持線圈的形狀，由此在組裝過程中線圈不會(huì)膨脹或收縮，因此能夠容易地處置線圈；以及(2)線圈和散熱臺部結(jié)合成一體，從而使組裝部件的數(shù)量少，并且能夠減少組裝步驟。而且，采用注塑成型等時(shí)，即使樹脂成型部具有復(fù)雜的形狀(即，覆蓋線圈的外周的至少一部分，并且與散熱臺部結(jié)合成一體)，也能夠容易地成型樹脂成型部。此外，通過將散熱臺部成形為適當(dāng)?shù)男螤?，能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置線圈，并且能夠保持該穩(wěn)定的方式。例如，在使用外殼作為模具組件并且利用鑄塑成型法形成復(fù)合材料的情況下，能夠在將作為復(fù)合材料的混合物填充到外殼中的同時(shí)防止線圈在外殼中的位置的移位。而且，由于在制造過程中散熱臺部與外殼分開制造，因此能夠容易地成型為任何形狀，例如成型為與線圈的形狀相符的形狀。因此，與在外殼的內(nèi)底面形成與線圈的形狀相符的配合凹槽的情況相比，本發(fā)明的電抗器能夠采用形狀更簡單的外殼，從而同樣表現(xiàn)出外殼的優(yōu)異的可制造性。因此，本發(fā)明的電抗器還表現(xiàn)出了優(yōu)異的生產(chǎn)率。
[0019]此外，由于樹脂成型部由絕緣樹脂制成，因此，借助設(shè)在線圈與磁芯之間的絕緣樹脂或設(shè)在線圈與散熱臺部之間的絕緣樹脂，能夠增強(qiáng)線圈與磁芯之間的絕緣性或線圈與散熱臺部之間的絕緣性。
[0020]作為本發(fā)明的電抗器的構(gòu)成部件，可以適當(dāng)使用本發(fā)明的下述電抗器用線圈部件。本發(fā)明的電抗器用線圈部件用作電抗器的構(gòu)成部件，所述電抗器包括套筒狀的線圈、設(shè)置在所述線圈的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以形成閉合磁路的磁芯以及收納所述線圈和所述磁芯的外殼。所述磁芯的至少一部分由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料形成。所述電抗器用線圈部件包括:套筒狀的線圈；樹脂成型部，其由絕緣樹脂形成，并且所述樹脂成型部覆蓋所述線圈的外周的至少一部分，以保持所述線圈的形狀；以及散熱臺部，其由磁性金屬材料形成，并且所述散熱臺部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體，以形成所述外殼的至少一部分。
[0021]如上所述，本發(fā)明的電抗器用線圈部件包括具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性的散熱臺部(線圈可以以穩(wěn)定的方式設(shè)置在散熱臺部上)。而且，線圈和散熱臺部借助樹脂成型部彼此結(jié)合成一體。在該結(jié)構(gòu)中，由于本發(fā)明的電抗器用線圈部件設(shè)置在電抗器用外殼中，因此能夠獲得具有優(yōu)異的散熱特性的電抗器。而且，如上所述，能夠容易地處置本發(fā)明的電抗器用線圈部件，并且還能夠容易地設(shè)置在電抗器用外殼中。因此，電抗器用線圈部件還能夠有助于提高具有優(yōu)異的散熱特性的電抗器的生產(chǎn)率。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的電抗器的一個(gè)方面，所述線圈包括并排設(shè)置的一對套筒狀的線圈元件，并且所述磁芯由所述復(fù)合材料形成。而且，作為本發(fā)明的電抗器用線圈部件的一種模式，所述磁芯可以用于由復(fù)合材料制成的電抗器，并且所述線圈包括并排設(shè)置的一對套筒狀的線圈元件。
[0023]在上述模式中，由于包括一對線圈元件，因此即使線匝的數(shù)量很大，也能夠縮短線圈沿軸向的長度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸的減小。而且，在前述模式中，盡管整個(gè)磁芯都由復(fù)合材料形成，但由于設(shè)置有散熱臺部，因此也能夠獲得優(yōu)異的散熱特性。而且，在上述模式中，通過改變磁性體粉末的類型或含量，能夠容易地制造各種磁特性的磁芯，并且在磁芯的形狀方面存在很大的靈活性。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的電抗器的一個(gè)方面，所述線圈只包括一個(gè)套筒狀的線圈元件，在所述磁芯中，設(shè)置在所述線圈元件的外周側(cè)的部分的至少一部分由所述復(fù)合材料形成，并且在所述線圈元件的外周上，所述復(fù)合材料所覆蓋的部分被形成所述樹脂成型部的樹脂覆蓋。而且，作為本發(fā)明的電抗器用線圈部件的一種模式，線圈可以包括一個(gè)套筒狀的線圈元件。在線圈元件的外周上，復(fù)合材料所覆蓋的部分被形成樹脂成型部的樹脂覆蓋。這種電抗器用線圈部件用于電抗器，其中，在磁芯中，設(shè)置在線圈元件的外周側(cè)處的部分的至少一部分由復(fù)合材料形成。
[0025]由于包括一個(gè)套筒狀的線圈元件，因此上述模式能夠提供小尺寸的電抗器。而且，在這種模式中，盡管線圈的外周的至少一部分被復(fù)合材料覆蓋，但由于設(shè)置有散熱臺部，因此也能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的散熱特性。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的電抗器和用于電抗器的線圈部件的一個(gè)方面，在所述散熱臺部中，所述樹脂成型部所覆蓋的區(qū)域的至少一部分被實(shí)施表面粗糙化處理。
[0027]借助表面粗糙化處理，能夠增大散熱臺部與形成樹脂成型部的樹脂之間的接觸面積，由此能夠增強(qiáng)大散熱臺部與形成樹脂成型部的樹脂之間的粘合性。因此，在這種模式中，線圈和散熱臺部經(jīng)由形成樹脂成型部的樹脂彼此牢固地結(jié)合在一起。因此，線圈的熱量能夠容易地傳遞到散熱臺部，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的散熱特性。而且，同樣由于表面粗糙化處理增大了散熱臺部本身的表面面積的事實(shí)，這種模式提供了優(yōu)異的散熱特性。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的電抗器和用于電抗器的線圈部件的一個(gè)方面，所述散熱臺部具有固定孔，所述固定孔螺固有用于將所述散熱臺部固定在所述外殼上的緊固部件。
[0029]在上述模式中，散熱臺部能夠可靠地固定在外殼上，并且線圈的穿過散熱臺部傳遞的熱量能夠有效地傳遞到外殼外側(cè)的安裝對象。因此，獲得了優(yōu)異的散熱特性。而且，在這種模式中，線圈在外殼中的位置在長時(shí)間內(nèi)都不會(huì)發(fā)生移位。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的電抗器和用于電抗器的線圈部件的一個(gè)方面，所述外殼和所述散熱臺部均包括彼此接合的接合部。
[0031]在上述模式中，無需使用諸如螺栓等任何緊固部件，便可將散熱臺部定位在外殼中。因此，實(shí)現(xiàn)了電抗器的優(yōu)異的生產(chǎn)率。而且，在上述模式中，線圈的穿過散熱臺部傳遞的熱量能夠有效地傳遞到外殼外側(cè)的安裝對象。因此，獲得了優(yōu)異的散熱特性。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的電抗器的一個(gè)方面，在所述外殼上形成有臺部凹槽，所述散熱臺部的至少一部分配合在所述臺部凹槽中。而且，作為本發(fā)明的電抗器用線圈部件的一種模式，散熱臺部的至少一部分配合到形成在外殼上的臺部凹槽中。
[0033]在上述模式中，由于散熱臺部的至少一部分配合在外殼中，因此如上所述，無需使用諸如螺栓等任何緊固部件便可定位散熱臺部。因此，表現(xiàn)出了電抗器的優(yōu)異的生產(chǎn)率，并且還獲得了優(yōu)異的散熱特性。而且，由于散熱臺部的形狀簡單，因此臺部凹槽的形狀同樣為簡單的形狀。因此，能夠容易地形成外殼。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的電抗器的一個(gè)方面，電抗器包括:蓋部，其覆蓋所述外殼的開口部；以及蓋側(cè)臺部，其由非磁性金屬材料形成，并且所述蓋側(cè)臺部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體，所述蓋部附接在所述蓋側(cè)臺部上。而且，作為本發(fā)明的電抗器用線圈部件的一種模式，還可以包括蓋側(cè)臺部。蓋側(cè)臺部可以由非磁性金屬材料制成，并且被形成樹脂成型部的樹脂保持為與線圈一體。覆蓋外殼的開口部的蓋部可以附接在蓋側(cè)臺部上。
[0035]在上述模式中，由于除了包括散熱臺部之外還包括蓋側(cè)臺部，因此蓋側(cè)臺部和蓋部也可以用作散熱路徑，由此獲得了更優(yōu)異的散熱特性。而且，由于外殼的開口部被蓋部覆蓋，因此能夠?qū)崿F(xiàn)外殼中的收納物應(yīng)對外部環(huán)境的保護(hù)和機(jī)械保護(hù)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的電抗器的一個(gè)方面，在所述磁芯中，設(shè)置在所述線圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體。而且，作為本發(fā)明的電抗器用線圈部件的一種模式，在包括在電抗器中的磁芯中，設(shè)置在線圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部被形成樹脂成型部的樹脂保持為與線圈一體。
[0037]在上述模式中，由于除了結(jié)合線圈之外，磁芯的一部分也被樹脂成型部結(jié)合成一體，因此實(shí)現(xiàn)了電抗器的優(yōu)異的可組裝性。
[0038]作為本發(fā)明的電抗器的一種模式，所述線圈可以被收納在所述外殼中使得所述線圈的軸線與所述外殼的外底面平行。而且，作為本發(fā)明的電抗器用線圈部件的一種模式，線圈可以借助樹脂成型部附接在散熱臺部上，使得在線圈收納在電抗器所包括的外殼中時(shí)，線圈的軸線與外殼的外底面平行。
[0039]在上述模式中，能夠構(gòu)造處于水平收納模式的電抗器。在線圈的外周面中，能夠充分而廣泛地固定與安裝對象相距短的區(qū)域。從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的散熱特性。而且，與豎直收納模式相比，更容易減小體積。因此，能夠容易地將線圈部件(為本發(fā)明的電抗器用線圈部件，其中，線圈和散熱部件通過樹脂成型部結(jié)合成一體)收納在外殼中。因此，表現(xiàn)出優(yōu)異的可組裝性。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的電抗器和用于電抗器的線圈部件的一個(gè)方面，所述散熱臺部包括與所述線圈的外周面相符的支撐面。
[0041]由于線圈的外周面的較寬區(qū)域設(shè)置為經(jīng)由支撐面緊靠散熱臺部，因此還能夠?qū)⒕€圈的熱量有效地傳遞到散熱臺部。因此，這種模式提供了優(yōu)異的散熱特性。而且，由于形成樹脂成型部的樹脂在線圈的外周面與散熱臺部的支撐面之間呈現(xiàn)出均一的厚度，因此這種模式還提供了優(yōu)異的絕緣性能。
[0042]本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器包括本發(fā)明的電抗器。本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件包括本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器。
[0043]本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器或本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件包括表現(xiàn)出了優(yōu)異的散熱特性的本發(fā)明的電抗器。因此，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器或本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器件具有優(yōu)異的散熱特性，并且可以用作車載部件，特別是轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成部件或者用作功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。
[0044]本發(fā)明的有益效果
[0045]本發(fā)明的電抗器具有優(yōu)異的散熱特性。使用本發(fā)明的電抗器用線圈部件，能夠獲得具有優(yōu)異的散熱特性的電抗器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1中的(A)是根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器的示意性透視圖；而圖1中的(B)是沿圖1中的(A)中的線B-B截取的截面圖。
[0047]圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器的分解透視圖。
[0048]圖3中的(A)是被包括在根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器中的線圈部件的樹脂成型部保持的構(gòu)成部件的示意性透視圖；而圖3中的(B)是內(nèi)芯部的示意性透視圖。
[0049]圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器的示意性透視圖。
[0050]圖5中的(A)是包括在根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器中的線圈部件的示意性透視圖；而圖5中的(B)是沿圖4中的(A)中的線B-B截取的截面圖。
[0051]圖6中的(A)是根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器的示意性透視圖；而圖6中的(B)是包括在電抗器中的線圈部件的示意性透視圖。
[0052]圖7是示出包括在根據(jù)第五實(shí)施例的電抗器中的線圈、內(nèi)芯部和散熱臺部的示意性透視圖。
[0053]圖8是示出包括在根據(jù)第五實(shí)施例的電抗器中的線圈、內(nèi)芯部和散熱臺部的示意性透視圖，示出線圈的端面形狀不相同的實(shí)例。
[0054]圖9是示意性示出混合動(dòng)力車輛的電源系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0055]圖10是示出包括本發(fā)明轉(zhuǎn)換器的本發(fā)明功率轉(zhuǎn)換器件的一個(gè)實(shí)例的示意性電路圖。
【具體實(shí)施方式】[0056]在下文中，將參考附圖對本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行具體的描述。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示具有相同名稱的元件。
[0057][第一實(shí)施例]
[0058]將參考圖1至圖3對根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA進(jìn)行描述。電抗器IA包括主要由一個(gè)套筒狀的線圈元件(其由螺旋地纏繞的導(dǎo)線2w制成)制成的線圈2以及設(shè)置在線圈2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以形成閉合磁路的磁芯3。線圈2和磁芯3收納在有底筒狀外殼4A中。通常使用具有安裝在諸如冷卻基座等安裝對象上的外殼4A的電抗器1A。磁芯3包括設(shè)置在線圈2中的柱狀內(nèi)芯部31和設(shè)置在線圈2的外周側(cè)的外芯部32。此處，外芯部32由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料制成。外殼4A為底部40與壁部41 一體成型的箱型元件。電抗器IA的特征在于線圈部件20A的設(shè)置，在線圈部件20A中，線圈2和散熱臺部5A (其固定在外殼4A上以形成外殼4A的底部40的一部分)被樹脂成型部21保持為一體。在下文中，將對每個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0059](線圈部件)
[0060]將參考圖2和圖3對線圈部件20A進(jìn)行描述。包括在根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA中的線圈部件20A包括線圈2、散熱臺部5A、構(gòu)成磁芯3的內(nèi)芯部31以及將上述元件保持為一體的樹脂成型部21。
[0061]〈線圈〉
[0062]線圈2包括由多個(gè)線匝(其通過螺旋地纏繞一根連續(xù)的導(dǎo)線2w而形成)構(gòu)成的線圈元件。導(dǎo)線2w優(yōu)選為包括由諸如銅、鋁及其合金等導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)體的涂層導(dǎo)線。導(dǎo)體的外周周圍設(shè)置有由絕緣材料(典型地為諸如聚酰胺-酰亞胺等釉質(zhì)材料)制成的絕緣涂層。導(dǎo)體可以具有各種形狀，例如截面形狀為矩形的矩形導(dǎo)線、截面形狀為圓形的圓形導(dǎo)線或者截面形狀為多邊形的變形導(dǎo)線。在本文中，線圈(線圈元件)2是通過以扁立(edgewise)的方式纏繞覆有涂層的矩形導(dǎo)線形成的扁立線圈，其中，導(dǎo)體是由銅制成的矩形導(dǎo)線，并且絕緣層由釉質(zhì)制成。扁立線圈能夠增大占空系數(shù)以形成緊湊的線圈，并且有助于減小電抗器的尺寸。
[0063]可以適當(dāng)選擇線圈(線圈元件)2的端面形狀。在本文中，端面為由直線和圓弧組合而成的跑道形狀，并且線圈2的外周面的至少一部分由平面形成。在本文中，根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA處于水平收納模式，在該模式中，線圈2被收納在外殼4A中，使得線圈2的軸線與由外殼4A中的平面形成的外底面40ο (圖1中的(B))平行。在水平收納模式中，由于線圈2的外周面的平面設(shè)置為與外殼4的外底面40ο平行，因此能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置線圈2，并且能夠增大從線圈2的外周面到外底面40ο相距較短的區(qū)域。因此，能夠增強(qiáng)散熱特性。因此，在水平收納模式中，優(yōu)選這樣的線圈:線圈的外周面的至少一部分由平面形成，例如，上述的跑道形狀。其它合適的形狀還可以包括例如，線圈的各個(gè)端面均為具有被倒圓的角部(參見圖7，將在下文中對其進(jìn)行描述)的多邊形(例如，矩形)。另一方面，當(dāng)線圈2的端面形狀基本上僅由曲線(例如圓形或橢圓形)形成時(shí)，即使導(dǎo)線是矩形導(dǎo)線，也能容易地纏繞導(dǎo)線，因而表現(xiàn)出線圈的優(yōu)異的可制造性。由于散熱臺部5Α的設(shè)置，因此即使使用圓筒狀的線圈，也能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置線圈。
[0064]在形成線圈2的導(dǎo)線2w方面，各端部側(cè)的區(qū)域從圖3所示的轉(zhuǎn)彎部適當(dāng)?shù)匾?，并且由諸如銅或鋁等導(dǎo)電材料制成的端子部件連接到導(dǎo)線2w。經(jīng)由端子部件給線圈2供電。在第一實(shí)施例中，在線圈2的一個(gè)端側(cè)沿徑向引出導(dǎo)線2w的一個(gè)端部側(cè)的區(qū)域。導(dǎo)線2w的另一端部側(cè)的區(qū)域朝線圈2的一個(gè)端側(cè)折回，并且同樣沿徑向引出(在圖3中，兩個(gè)相反端部均從導(dǎo)線2w向上引出)。這能夠?qū)崿F(xiàn)將導(dǎo)線2w的兩個(gè)相反端部設(shè)置在線圈2的一個(gè)端側(cè)處，并且能夠容易地進(jìn)行端子部件等的附接工作?？梢赃m當(dāng)選擇導(dǎo)線2w的兩個(gè)相反端部的引出方向。例如，導(dǎo)線2w的兩個(gè)相反端部能夠如第二實(shí)施例(稍后將對其進(jìn)行描述(圖5))所示那樣分別在線圈2的一個(gè)端側(cè)和另一端側(cè)處引出。需要注意的是，盡管導(dǎo)線2w的兩個(gè)相反端部通常露在外殼4A的外側(cè)，但也可以收納在外殼4A中。
[0065]在線圈2中，在某些情況下，與轉(zhuǎn)彎部相比，可以將高電壓施加在導(dǎo)線2w的從轉(zhuǎn)彎部延伸的引出部上。因此，當(dāng)絕緣物質(zhì)設(shè)置在與磁芯3 (外芯部32)接觸的導(dǎo)線2w的各引出部中的至少一部分上(圖1)時(shí)，能夠增強(qiáng)線圈2與磁芯3 (具體而言，外芯部32)之間的絕緣性。在本文中，如圖1和圖2所示，導(dǎo)線2w的引出部被樹脂成型部21覆蓋。在其它模式中，可以適當(dāng)纏繞絕緣紙、絕緣帶(例如，聚酰亞胺帶)或者絕緣膜(例如，聚酰亞胺膜)；或者可以設(shè)置絕緣管(熱縮管和冷縮管中的任何一種)。在導(dǎo)線2w的引出部未被樹脂成型部覆蓋的模式中，由于能夠簡化樹脂成型部的外部形狀，因此能夠容易地成型線圈部件。在導(dǎo)線2w的引出部被樹脂成型部覆蓋的模式中，由于無需單獨(dú)設(shè)置絕緣物質(zhì)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)步驟數(shù)量的減少。
[0066]〈內(nèi)芯部〉
[0067]如圖3中的(B)所示，插入并設(shè)置在線圈2內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部31是具有與線圈2的內(nèi)周形狀相符的外部形狀的柱狀元件。在本文中，內(nèi)芯部31由使用了軟磁性金屬粉末的粉末磁芯形成。稍后將給出內(nèi)芯部31的細(xì)節(jié)。
[0068]<散熱臺部>
[0069]散熱臺部5A設(shè)置為覆蓋線圈2的表面的一部分，并且利用樹脂成型部21 (圖2)保持這種布置狀態(tài)。在電抗器IA已經(jīng)組裝好的狀態(tài)下，散熱臺部5A固定在外殼4A的底部40 (圖1)上，并且形成外殼4A的一部分并支撐線圈2。此外，散熱臺部5A用作散熱路徑。
[0070]由于散熱臺部5A設(shè)置為緊靠線圈2，因此散熱臺部5A的材料應(yīng)當(dāng)為非磁性材料。而且，由于散熱臺部5A用作線圈2的散熱路徑，因此散熱臺部5A的材料應(yīng)當(dāng)為通常表現(xiàn)出優(yōu)異導(dǎo)熱性的金屬材料。散熱臺部5A的構(gòu)成材料可以包括例如鋁、鋁合金、鎂和鎂合金。在本文中，應(yīng)注意的是，由于非磁性金屬重量輕，因此它們適合作為需要重量輕的車載部件的構(gòu)成材料。由于散熱臺部5A由金屬制成，因此能夠通過鑄造、切削加工、塑性加工等容易地制造期望形狀的散熱臺部。在本文中，散熱臺部5A由招合金制成。
[0071]如圖3中的(A)所示，散熱臺部5A是四邊形的板狀部件，并且散熱臺部5A在線圈2的軸向上的長度與線圈2在軸向上的長度大致相同。沿線圈(線圈元件)2的外周面在線圈2的整個(gè)長度上設(shè)置散熱臺部5A。與線圈2的外周面相對的一個(gè)表面(即，支撐面50)的形狀與線圈2的外周面相符。支撐面50由曲面和平面形成，類似于跑道形狀的線圈2的外周面。支撐面50具有能夠覆蓋線圈2的外周面的一部分(在本文中為安裝側(cè)(圖3中的(A)的底側(cè))的區(qū)域)的區(qū)域。與支撐面50相反的表面(S卩，安裝面50d (圖1中的(B)中的底面))由平面形成，并且與由外殼4A的平面(圖1中的(B))形成的內(nèi)底面接觸。散熱臺部5A的端面50e均為]形，端面50e在中部的厚度比較小，并且朝兩個(gè)相反的邊緣側(cè)增加。側(cè)面50s均由矩形平面形成。[0072]散熱臺部5A的角部具有固定孔51，螺栓(緊固部件)100擰入固定孔51中，以將散熱臺部5A固定在外殼4A (圖1中的(B))上。如圖3中的(A)所示，固定孔51的形成部從側(cè)面50s突出?？梢赃m當(dāng)選擇固定孔51的數(shù)量，只要可以將散熱臺部5A固定或設(shè)置在外殼4A上即可。采用通過螺栓100實(shí)現(xiàn)的固定結(jié)構(gòu)，能夠充分保持線圈部件20A相對于外殼4A的位置。
[0073]散熱臺部可以不包括固定孔。例如，采用散熱臺部的安裝面設(shè)置為與外殼接觸的模式，便可以省去螺栓，以及可以減少部件件數(shù)并且實(shí)現(xiàn)緊固工作的消除。因此，表現(xiàn)出優(yōu)異的可組裝性?？蛇x地，采用通過粘合劑將散熱臺部固定在外殼上的模式，能夠獲得如下優(yōu)點(diǎn):(1)部件數(shù)量的減少；(2)散熱臺部與外殼之間的粘合性的提高；以及(3)線圈部件相對于外殼的布置狀態(tài)的保持。
[0074]可選地，散熱臺部和外殼可以均具有接合部。例如，與第二實(shí)施例(稍后將給出描述)一樣，外殼4B可以設(shè)置有臺部凹槽401 (圖5中的(B))，由此散熱臺部5B的至少一部分可以配合在臺部凹槽401中；外殼可以設(shè)置有突出部，由此散熱臺部可以設(shè)置有與突出部配合的通孔或凹部；外殼可以設(shè)置有凹部，由此散熱臺部可以設(shè)置有配合到凹部中的突出部；或者可以以組合的方式實(shí)施上述模式。而且，也可以組合使用上述粘合劑。在上述模式的任一模式中，能夠容易地相對于外殼定位線圈部件，并且能夠保持線圈部件的位置。外殼還可以設(shè)置有定位突出部，并且通過使散熱臺部的一部分與突出部接觸進(jìn)行定位。
[0075]由于基本上線圈2的整個(gè)外周都被樹脂成型部21 (將在下文中對其進(jìn)行描述)覆蓋，因此線圈2與散熱臺部5A之間設(shè)有形成樹脂成型部21的樹脂。因此，能夠增強(qiáng)線圈2與主要由金屬材料形成的散熱臺部5A之間的絕緣性。在本文中，由于散熱臺部5A的支撐面50與線圈2的外周面相符，因此形成樹脂成型部21的樹脂在線圈2與支撐面50 (圖1中的(B))之間呈現(xiàn)出均一的厚度。
[0076]當(dāng)散熱臺部5A的表面的至少一部分(特別是樹脂成型部21 (將在下文中對其進(jìn)行描述)所覆蓋的區(qū)域)被實(shí)施表面粗糙化處理時(shí)，能夠增強(qiáng)散熱臺部5A與形成樹脂成型部21的樹脂之間的粘合性，因而這是優(yōu)選的。具體而言，為了增強(qiáng)線圈2與散熱臺部5A之間的粘合性，散熱臺部5A中的將線圈2的外周面覆蓋的支撐面50的至少一部分優(yōu)選地被實(shí)施表面粗糙化處理。
[0077]表面粗糙化處理可以包括例如提供最大高度為Imm以下并且優(yōu)選地為0.5mm以下的小凹凸部的過程。具體而言，能夠采用用于增強(qiáng)金屬與樹脂之間的粘合性的已知方案，例如:(1)以鋁陽極氧化為代表的陽極氧化處理；(2)利用任何已知方案進(jìn)行針狀電鍍(acicular plating); (3)利用任何已知方案注入分子結(jié)化合物；(4)通過激光進(jìn)行微細(xì)凹槽的加工；(5)使用任何已知的特殊溶液進(jìn)行納米級的波紋成形(dimple formation) ； (6)蝕刻處理；(7)噴砂或拋丸處理；(8)銼磨處理；(9)利用氫氧化鈉進(jìn)行消光處理；以及(10)通過金屬絲刷進(jìn)行磨削處理。期望的是，這種表面粗糙化處理得到的表面面積的增加還能夠改善散熱特性。
[0078]而且，還可以通過使常用金屬經(jīng)過切削加工形成任何凹槽(第二實(shí)施例，將在下文中對其進(jìn)行描述)或孔，或者通過進(jìn)行鑄造、塑性加工等將表面成形為凹凸形狀來實(shí)現(xiàn)散熱臺部5A的表面面積的增加。因此，可以期望，通過增大散熱臺部5A與形成樹脂成型部21的樹脂之間的接觸面積能夠提高粘合性或散熱特性。[0079]在散熱臺部5A中，樹脂成型部21所覆蓋的區(qū)域越大，越能夠增強(qiáng)散熱臺部5A與樹脂成型部21之間的粘合性。結(jié)果是，樹脂成型部21牢固地保持線圈2以及散熱臺部5A。在本文中，除了安裝面50d (為相對于外殼4A的接觸面)之外，散熱臺部5A都被樹脂成型部21覆蓋。由于安裝面50d暴露在樹脂成型部21外，因此熱量容易從散熱臺部5A傳遞到外殼4A，從而獲得優(yōu)異的散熱特性。在其它可能的模式中，端面50e和側(cè)面50s中的一部分或每一個(gè)均可以暴露在樹脂成型部21夕卜。
[0080]<樹脂成型部>
[0081]樹脂成型部21覆蓋線圈2的表面的至少一部分并且將線圈2保持為特定形狀。由于樹脂成型部21，線圈2不會(huì)膨脹或收縮，因此在組裝過程中能夠容易地進(jìn)行處置。而且，在本文中，樹脂成型部21還起到將線圈2保持在壓縮狀態(tài)而非其自然長度的作用。因此，線圈2的長度比自然長度更短，從而使線圈2的尺寸變得較小。而且，由于樹脂成型部21由絕緣樹脂制成并且覆蓋線圈2的表面，因此樹脂成型部21還起到增強(qiáng)線圈2與周圍部件(磁芯3、散熱臺部5A等)之間的絕緣性的作用。而且，樹脂成型部21還用作將線圈2和散熱臺部5A保持為一體的部件。就根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA而言，樹脂成型部21還將線圈2、散熱臺部5A和內(nèi)芯部31保持為一體。因此，由于電抗器IA采用這種線圈部件20A，因此組裝部件的數(shù)量少并且表現(xiàn)出優(yōu)異的可組裝性。
[0082]在本文中，樹脂成型部21覆蓋由線圈2、插入并設(shè)置在線圈2內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部31以及設(shè)置為將線圈2的外周面的一部分覆蓋的散熱臺部5A組成的組裝體的除導(dǎo)線2w的與端子部件連接的兩個(gè)相反端部和散熱臺部5A的安裝面50d之外的區(qū)域。即，樹脂成型部21覆蓋:線圈2的導(dǎo)線2w的內(nèi)周面和外周面、一對端面以及引出部的一部分；內(nèi)芯部31的整個(gè)外周面；以及散熱臺部5A的支撐面50、側(cè)面50s和端面50e。
[0083]可以適當(dāng)選擇被樹脂成型部21覆蓋的區(qū)域。例如，線圈2的轉(zhuǎn)彎部的一部分可以不被樹脂成型部21覆蓋并且可以暴露在外。具體而言，即使形成樹脂成型部21的樹脂僅設(shè)在線圈2與散熱臺部5A之間，也能夠?qū)崿F(xiàn)線圈2的形狀的保持和線圈2與散熱臺部5A之間的絕緣性?？蛇x地，對于線圈2的外周而言，當(dāng)形成樹脂成型部21的樹脂至少覆蓋形成外芯部32的復(fù)合材料所覆蓋的部分時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)線圈2的形狀的保持和線圈2與磁芯3(外芯部32)之間的絕緣性。但在本實(shí)施例中，當(dāng)線圈2基本上被完全覆蓋時(shí)，形成樹脂成型部21的樹脂設(shè)在線圈2與磁芯3之間，并且設(shè)在線圈2與散熱臺部5A之間。因此，能夠增強(qiáng)線圈2與磁芯3之間的絕緣性和線圈2與散熱臺部5A之間的絕緣性。而且，樹脂成型部21所覆蓋的線圈2的區(qū)域越大，越容易保持線圈2的形狀。
[0084]盡管在本文中內(nèi)芯部31的兩個(gè)相反端面31e和兩個(gè)相反端面31e的附近區(qū)域未被樹脂成型部21覆蓋并且暴露在外側(cè)而與形成外芯部32 (將在下文中對其進(jìn)行描述)的復(fù)合材料接觸，但也可以采用至少一個(gè)端面31e被樹脂成型部21覆蓋的模式。此時(shí)，內(nèi)芯部31的端面31e上的樹脂能夠用作間隔。
[0085]可以適當(dāng)選擇樹脂成型部21的厚度,例如約為0.1mm至10mm。樹脂成型部21的厚度越大，越能增強(qiáng)絕緣性能；厚度越小，越能增強(qiáng)散熱特性，此外還能夠?qū)崿F(xiàn)線圈部件的尺寸的減小。當(dāng)采用小厚度時(shí)，厚度優(yōu)選地約為0.1mm至3mm，并且應(yīng)當(dāng)在滿足期望絕緣強(qiáng)度等的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇。而且，在整個(gè)覆蓋部分上，厚度可以是均一的，或者可以局部變化。例如，如圖1中的(B)所示，當(dāng)樹脂成型部21中的僅僅覆蓋散熱臺部5A的部分的厚度相對較小而覆蓋線圈2的部分的厚度相對較大時(shí)，能夠有效增強(qiáng)線圈2與磁芯3之間的絕緣性和線圈2與散熱臺部5A之間的絕緣性。在本文中，均一地設(shè)定樹脂成型部21中的覆蓋線圈2表面的部分的厚度，但也同樣均一地設(shè)定覆蓋散熱臺部5A的部分的厚度，盡管設(shè)定得厚度較小。因此，線圈部件20A的外部形狀與由線圈2、內(nèi)芯部31和散熱臺部5A組成的組裝體的形狀類似。需要注意的是，利用設(shè)在線圈2與內(nèi)芯部31之間的形成樹脂成型部21的樹脂使線圈2和內(nèi)芯部31同軸設(shè)置。
[0086]作為形成樹脂成型部21的絕緣樹脂，優(yōu)選使用的樹脂是具有絕緣特性和耐熱性的任何樹脂，絕緣特性使得線圈2與磁芯3之間以及線圈2與散熱臺部5A之間彼此能夠完全絕緣，耐熱性使得在電抗器IA工作期間達(dá)到最高溫度時(shí)樹脂不會(huì)軟化。而且，樹脂應(yīng)當(dāng)能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)移成型或注塑成型。例如，能夠適當(dāng)使用諸如環(huán)氧樹脂、硅樹脂、不飽和聚酯等熱固性樹脂或者諸如聚苯硫醚(PPS)樹脂、液晶聚合物(LCP)等熱塑性樹脂。當(dāng)將樹脂和填充物(由選自如下群組的至少一種類型的陶瓷制成，該群組包括氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼和碳化硅)的混合物用于樹脂成型部21時(shí)，能夠提高絕緣性能，并且還能夠改善散熱特性。具體而言，當(dāng)將導(dǎo)熱率為lW/m.K以上(進(jìn)一步為2W/m.K以上)的樹脂用于樹脂成型部21時(shí)，能夠獲得優(yōu)異的散熱特性，因而該導(dǎo)熱率的樹脂是優(yōu)選的。在本文中，對于樹脂成型部21而言，使用含有填充物的環(huán)氧樹脂(導(dǎo)熱率:2W/m.K)。
[0087]在制造線圈部件20A時(shí)，例如可以使用日本未審查的專利申請公開N0.2009-218293中公開的制造方法。線圈部件20A能夠利用諸如注塑成型、轉(zhuǎn)移成型、鑄塑成型等各種成型方法進(jìn)行制造。更具體地，通過將線圈2、內(nèi)芯部31和散熱臺部5A收納在模具組件中并且設(shè)置任何適當(dāng)?shù)闹尾考?，使得上述元件被期望厚度的樹脂覆蓋。因此，能夠?qū)渲尚筒?1成型并且能夠制造線圈部件20A。
[0088]在制造線圈部件20A時(shí)，設(shè)置用于保持線圈2與內(nèi)芯部31之間的間隔的間隔保持部件(未示出)，能夠更容易地簡化模具組件的結(jié)構(gòu)。間隔保持部件例如可以是:設(shè)置在內(nèi)芯部31的外周上的套筒狀部件(可以比較短，并且這種套筒狀形狀可以是由多個(gè)分割件組合形成的);具有L形截面并且包括上述套筒狀部件和從套筒狀部件的外周向外突出的一個(gè)或多個(gè)平板狀凸緣部的環(huán)形部件；設(shè)置在線圈2與內(nèi)芯部31之間的板部件；以及上述部件的組合。由于形成樹脂成型部21的樹脂將間隔保持部件與線圈2和其它部件結(jié)合成一體，因此當(dāng)樹脂成型部21由諸如上述PPS樹脂、LCP、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂等絕緣樹脂制成時(shí)，能夠增強(qiáng)線圈2與內(nèi)芯部31之間的絕緣性。當(dāng)采用上述套筒狀部件或環(huán)形部件時(shí)，通過部分地減小厚度或進(jìn)行切削來調(diào)節(jié)套筒狀部件或環(huán)形部件的形狀或厚度，使得形成樹脂成型部21的樹脂完全填充在線圈2與內(nèi)芯部31之間。
[0089](磁芯)
[0090]如上所述，磁芯3包括柱狀內(nèi)芯部31 (圖3中的(B))和設(shè)置在內(nèi)芯部31的端面31e中的至少一者(在本文中為兩個(gè)相反端面)與線圈2的外周側(cè)處的外芯部32 (圖1)。外芯部32基本上覆蓋線圈部件20A的外周面。當(dāng)線圈2通電時(shí)，磁芯3形成閉合磁路。
[0091]〈內(nèi)芯部〉
[0092]在本文中，由于內(nèi)芯部31比線圈2沿軸向的長度稍長，因此在內(nèi)芯部31插入并設(shè)置在線圈2中的狀態(tài)下，內(nèi)芯部31的兩個(gè)相反端面31e和附近的外周面從線圈2的端面略微突出(圖2)。樹脂成型部21保持這種狀態(tài)。可以適當(dāng)選擇內(nèi)芯部31從線圈2的各個(gè)端面突出的長度(在下文中，稱為突出長度)。在本文中，盡管每個(gè)突出長度是相等的，但每個(gè)突出長度也可以是不同的?？蛇x地，內(nèi)芯部的長度或內(nèi)芯部相對于線圈的布置位置能夠調(diào)節(jié)為使突出部僅存在于線圈2的端面中的一個(gè)端面處。當(dāng)內(nèi)芯部的長度等于或大于線圈的長度時(shí)，能夠允許線圈2所形成的磁通完全穿過內(nèi)芯部31。
[0093]盡管磁芯3可以整體上由相同材料制成，但在本文中，磁芯3的材料也可以局部不同。內(nèi)芯部31由粉末磁芯形成，而外芯部32由復(fù)合材料形成。
[0094]粉末磁芯通常通過在壓力作用下將原料粉末成型然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚矶瞥?。即使粉末磁芯為?fù)雜的三維形狀，也能夠相對容易地進(jìn)行成型。原料粉末可以包括涂層粉末，在涂層粉末中，由鐵基材料(鐵族金屬或鐵合金)或諸如稀土金屬等軟磁材料制成的金屬顆粒的表面設(shè)置有由硅樹脂或磷酸鹽、鐵氧體粉末、或適當(dāng)混合有諸如熱塑性樹脂等樹脂或諸如高級脂肪酸等添加劑(代表性地為通過熱處理進(jìn)行消散(vanish)或變成絕緣物質(zhì)的添加劑)的混合粉末制成的絕緣涂層。通過上述制造方法，能夠獲得如下的粉末磁芯:其中在軟磁性顆粒之間設(shè)有絕緣物質(zhì)。由于粉末磁芯表現(xiàn)出優(yōu)異的絕緣性能，因此能夠減小渦流損耗。而且，當(dāng)通過增加原料的軟磁性粉末或成型壓力來調(diào)節(jié)原料或制造條件時(shí)，粉末磁芯比形成外芯部32的復(fù)合材料更能增大飽和磁通密度?？梢圆捎靡阎姆勰┐判咀鳛樯鲜龇勰┐判尽?br> [0095]柱狀內(nèi)芯部31可以是使用期望形狀的模具組件而成型的一體元件或通過層疊均由粉末磁芯制成的多個(gè)芯件而形成的層疊體。層疊體能夠被粘合劑或粘合劑帶固定為一體元件。在本文中，內(nèi)芯部31是沒有內(nèi)置間隙部件或空氣間隙的實(shí)心元件。
[0096]<外芯部>
[0097]在本文中，外芯部32的形狀與由外殼4A的內(nèi)周面和收納在外殼4A中的線圈部件20A的外周面形成的空間相符。除了與外殼4A接觸的安裝面50d和導(dǎo)線2w的兩個(gè)相反端部之外，線圈部件20A都被外芯部32覆蓋。由于外芯部32的一部分設(shè)置為連接至內(nèi)芯部31的兩個(gè)相反端面31e，因此磁芯3形成閉合磁路。
[0098]形成外芯部32的復(fù)合材料通常能夠使用磁性體粉末和粉末狀固體樹脂等進(jìn)行注塑成型、轉(zhuǎn)移成型、M頂(金屬注塑成型)、鑄塑成型、加壓成型而制成。在注塑成型中，在將混合物填充到模具組件中的同時(shí)將預(yù)定的壓力施加至含有磁性體粉末和樹脂的混合物，由此將混合物成型。之后，使樹脂固化，從而獲得復(fù)合材料。在轉(zhuǎn)移成型和MIM中，同樣通過將原料填充到模具組件中來進(jìn)行成型。在鑄塑成型中，在不施加壓力的情況下將混合物倒入到模具組件或外殼4A中。然后，將混合物成型并固化，從而獲得復(fù)合材料。
[0099]當(dāng)使用模具組件單獨(dú)地形成復(fù)合材料時(shí)，用于填充原料所需的時(shí)間較短。因此，能夠大量生產(chǎn)復(fù)合材料，因而表現(xiàn)出優(yōu)異的生產(chǎn)率。在這種模式中，將成型體(為從模具組件中脫離出來的復(fù)合材料)組裝在線圈部件20A上并收納在外殼4A中。然后，通過將散熱臺部5A固定在外殼4A上來獲得電抗器1A。而且,在這種模式中，復(fù)合材料，或內(nèi)芯部31和外芯部32能夠利用粘合劑彼此結(jié)合在一起。而且，在這種模式中，粘合劑和密封樹脂(稍后將對其進(jìn)行描述)可以填充在外芯部32與外殼4A的壁部41之間，以改善外芯部32與外殼4A的壁部41之間的粘合性。在這種模式中，例如，通過生產(chǎn)均具有]形截面的多個(gè)復(fù)合材料并且將這些復(fù)合材料組合起來，能夠容易地覆蓋線圈部件20A。當(dāng)具有]形截面的復(fù)合材料的內(nèi)面形狀與線圈部件20A的外部形狀相符時(shí)，能夠充分確保磁路。當(dāng)復(fù)合材料的內(nèi)面形狀不完全與線圈部件20A的形狀相符時(shí)，復(fù)合材料的內(nèi)面形狀為與線圈部件20A的形狀粗略相符的簡單形狀(例如，由多種復(fù)合材料的組合形成的內(nèi)部空間為長方體形狀)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的優(yōu)異的成型性。
[0100]另一方面，當(dāng)使用外殼4A作為模具組件將原料直接填充到外殼4A中來形成復(fù)合材料時(shí)，獲得如下優(yōu)點(diǎn):(I)能夠省略磁芯3的上述成型步驟、組裝步驟和結(jié)合步驟；(2)即使線圈部件20A具有復(fù)雜的形狀，也能夠容易地成型具有與線圈部件20A相符的形狀的外芯部32 ; (3)能夠容易地使外殼4A和復(fù)合材料彼此進(jìn)行緊密的接觸。特別是，當(dāng)外殼4A的內(nèi)面同樣被實(shí)施與散熱臺部5A類似的表面粗糙化處理時(shí)，能夠增大外殼4A與外芯部32之間的接觸面積，由此能夠增強(qiáng)散熱特性；以及(4)在原料填充過程中收納物在外殼4A中的位置將不會(huì)容易地發(fā)生移位。
[0101]形成外芯部32的復(fù)合材料中的磁性體粉末可以具有與上述形成內(nèi)芯部31的軟磁性粉末相同的組分，或者具有不同的組分。在組分相同的情況下，由于復(fù)合材料含有作為非磁性材料的樹脂，因此與粉末磁芯相比具有更小的飽和磁通密度和相對磁導(dǎo)率。因此，在用復(fù)合材料形成外芯部32時(shí)，能夠?qū)⑼庑静?2的相對磁導(dǎo)率設(shè)定為比由粉末磁芯制成的內(nèi)芯部31的相對磁導(dǎo)率小。而且，由于內(nèi)芯部31為粉末磁芯，因此與設(shè)置在線圈2的外周周圍的復(fù)合材料相比，能夠容易地增大飽和磁通密度。
[0102]復(fù)合材料中的磁性體粉末可以由單一類型的粉末制成或由材料不同的多種類型的粉末制成。形成外芯部32的復(fù)合材料優(yōu)選地為諸如純鐵粉末等鐵基粉末。而且，當(dāng)復(fù)合材料為與粉末磁芯類似的涂層粉末時(shí)，能夠增強(qiáng)軟磁性顆粒之間的絕緣性，由此能夠減小渦流損耗。
[0103]復(fù)合材料中的磁性體粉末的平均粒徑可以為Ιμπι以上且1000 μ m以下，特別是10 μ m以上且500 μ m以下。而且，當(dāng)磁性體粉末包括粒徑不同的多種類型的粉末(粗粉末和細(xì)粉末)時(shí)，能夠容易地獲得高飽和磁通密度和低損耗的電抗器。需要注意的是，復(fù)合材料中的磁性體粉末與原料的粉末大致相同(保持一樣)。使用平均粒徑落在上述范圍內(nèi)的粉末作為原料，表現(xiàn)出了優(yōu)異的流動(dòng)性。因此，利用注塑成型等，能夠以高生產(chǎn)率制造復(fù)合材料。
[0104]當(dāng)復(fù)合材料為100%時(shí)，形成外芯部32的復(fù)合材料中的磁性體粉末的含量可以占40體積％ (體積百分比)以上且70體積％以下。由于磁性體粉末占40體積％以上，因此磁性成分的比例十分高，由此能夠更容易增強(qiáng)整個(gè)磁芯3的諸如飽和磁通密度等磁特性。當(dāng)磁性體粉末占70體積％以下時(shí)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的優(yōu)異的可制造性。
[0105]用作復(fù)合材料中的粘結(jié)劑的樹脂代表性地可以為諸如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂和聚氨酯樹脂等熱固性樹脂。其它實(shí)例可以包括諸如PPS樹脂、聚酰亞胺樹脂、氟樹脂和聚酰胺樹脂等熱塑性樹脂、室溫固化樹脂和低溫固化樹脂。
[0106]還能夠采用除含有磁性體粉末和樹脂之外還含有由諸如陶瓷等非磁性體(氧化鋁或二氧化硅)制成的粉末(填充物)的復(fù)合材料。填充物有助于改善散熱特性，并且抑制磁性體粉末的不均勻分布(實(shí)現(xiàn)均勻分布)。而且，當(dāng)填充物為細(xì)顆粒形式時(shí)，由于填充物設(shè)在磁性體顆粒之間，因此能夠抑制因所含有的填充物而造成的磁性體粉末的比例的降低。當(dāng)復(fù)合材料為100質(zhì)量％ (質(zhì)量百分比)時(shí)，填充物的含量應(yīng)當(dāng)為0.2質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下，進(jìn)一步為0.3質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下,特別是0.5質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下。因此，能夠充分獲得上述效果。[0107]在本文中，外芯部32由涂層粉末構(gòu)成的復(fù)合材料形成，在涂層粉末中，平均粒徑為75 μ m以下的鐵基材料(純鐵)的顆粒設(shè)置有環(huán)氧樹脂以及位于顆粒表面上的絕緣涂層(復(fù)合材料中的純鐵粉末的含量為40體積％)。而且，同樣在外芯部32中未設(shè)有間隙部件或空氣間隙。因此，磁芯3整體上都無間隙。由于沒有包括間隙，因此獲得了如下優(yōu)點(diǎn):(1)減小了尺寸；(2)降低了損耗；以及(3)在大電流通電時(shí)抑制了電感量的減小。需要注意的是，在磁芯3中，可以設(shè)有由非磁性材料制成的間隙部件(例如氧化鋁板)或空氣間隙。
[0108]外芯部32的形狀沒有特別限制，只要能夠形成閉合磁路便可。在本實(shí)施例中，當(dāng)線圈部件20A的整個(gè)外周基本上都被復(fù)合材料覆蓋時(shí)，復(fù)合材料(外芯部32)能夠強(qiáng)化線圈部件20A應(yīng)對外部環(huán)境的保護(hù)或強(qiáng)化線圈部件20A的機(jī)械保護(hù)。而且，由于線圈2和外芯部32都能夠與散熱臺部5A (圖1中的(B))接觸，因此來自外芯部32的熱量同樣能夠經(jīng)由散熱臺部5A傳遞到外殼4A外。
[0109]線圈部件20A可以局部暴露在復(fù)合材料外。例如，當(dāng)線圈2 (線圈部件20A)的外周面中的設(shè)置在外殼4A的開口側(cè)處的區(qū)域被露出時(shí)，預(yù)計(jì)到的是，能夠增強(qiáng)散熱特性。
[0110]〈磁特性〉
[0111]如上所述，由于磁芯3由不同的材料制成，因此磁芯3的磁特性局部不同。在本文中，內(nèi)芯部31的飽和磁通密度比外芯部32的飽和磁通密度高，而外芯部32的相對磁導(dǎo)率比內(nèi)芯部31的相對磁導(dǎo)率小。具體而言，由粉末磁芯制成的內(nèi)芯部31具有1.6T以上的飽和磁通密度，為外芯部32的飽和磁通密度的1.2倍以上。內(nèi)芯部31的相對磁導(dǎo)率為100以上且500以下。由復(fù)合材料制成的外芯部32具有0.6T以上的飽和磁通密度，該飽和磁通密度小于內(nèi)芯部31的飽和磁通密度。外芯部32的相對磁導(dǎo)率為5以上且50以下，優(yōu)選地為10以上且30以下。由內(nèi)芯部31和外芯部32組成的整個(gè)磁芯3的相對磁導(dǎo)率為10以上且100以下。在內(nèi)芯部的飽和磁通密度高的模式中，當(dāng)希望獲得與整體上具有均勻飽和磁通密度的磁芯的磁通量相同的磁通量時(shí)，可以減小內(nèi)芯部的截面面積。因此，這種模式有助于減小電抗器的尺寸。在這種模式中，內(nèi)芯部31的飽和磁通密度為1.8T以上，并且更優(yōu)選地為2T以上。優(yōu)選的是，內(nèi)芯部31的飽和磁通密度為外芯部32的飽和磁通密度的1.5倍，更優(yōu)選地為1.8倍以上。通過使用電磁鋼板(以硅鋼板為代表)的層疊體替代粉末磁芯，能夠更容易地增大內(nèi)芯部的飽和磁通密度。另一方面，當(dāng)外芯部32的相對磁導(dǎo)率設(shè)定為低于內(nèi)芯部31的相對磁導(dǎo)率時(shí)，能夠抑制磁飽和。因此，例如可以獲得無間隙結(jié)構(gòu)的磁芯3。采用無間隙結(jié)構(gòu)的磁芯3，能夠減少漏磁通。
[0112](外殼)
[0113]在本文中，將線圈部件20A和外芯部32 (磁芯3)的組裝體收納的外殼4A是如下的容器，在該容器中，板狀底部40 (圖1中的(B))和設(shè)置為立在底部40上的框狀壁部41一體成型，并且與底部40相反的一側(cè)是敞開的。底部40的外底面40ο由平面形成，并且在電抗器IA安裝在諸如冷卻基座等安裝對象上時(shí)，外底面40ο的至少一部分(在本文中為整個(gè)外底面)變?yōu)橥ㄟ^與安裝對象接觸而被冷卻的冷卻面。需要注意的是，允許外底面40ο局部地包括不與安裝對象接觸的區(qū)域(平面或曲面)。而且，盡管圖1示出了外底面40ο設(shè)置在底側(cè)的模式，但外底面40ο也可以設(shè)置在側(cè)面(圖1中的右側(cè)或左側(cè))或頂側(cè)。
[0114]在本文中，外殼4Α的底部40設(shè)置有被螺栓100插入的螺栓孔。通過將螺栓100擰入到設(shè)置在底部40中的線圈部件20Α的固定孔51和這些螺栓孔中，將線圈部件20Α固定在外殼4A上，并且使散熱臺部5A與底部40結(jié)合為一體。
[0115]在本文中，在外殼4A的形狀方面，盡管底部40由四邊形板形成并且壁部41為矩形框狀，但也可以根據(jù)收納物等的形狀適當(dāng)選擇該幾何形狀。也可以根據(jù)外殼4A中的收納物適當(dāng)選擇外殼4A的尺寸。而且，盡管底部40的外表面和內(nèi)表面(內(nèi)底面和外底面40ο)形成為平面，但這些表面也可以通過設(shè)置有如上所述的接合部等而均具有凹凸形狀。
[0116]外殼4Α保護(hù)收納物使之免受外部環(huán)境(灰塵或腐蝕)的影響并且提供機(jī)械保護(hù)。而且，為了將外殼4Α用作散熱路徑，外殼4Α的構(gòu)成材料優(yōu)選為導(dǎo)熱性優(yōu)異的材料，特別是導(dǎo)熱率比形成磁芯3的磁性體粉末的導(dǎo)熱率高的材料。而且，當(dāng)外殼由非磁性但導(dǎo)電的材料制成時(shí)，能夠防止漏磁通泄漏到外殼之外。因此，可以使用與散熱臺部5Α類似的非磁性的金屬材料(上述鋁等材料)作為形成外殼4Α的材料。形成外殼4Α的材料和形成散熱臺部5Α的材料可以是相同的或可以是不同的。在本文中，外殼4Α由鋁合金制成。
[0117]在通過使用外殼4Α作為模具組件進(jìn)行鑄塑成型來成型形成外芯部32的復(fù)合材料的情況下，通過采用在外殼4Α的內(nèi)面的至少一部分上設(shè)置優(yōu)選占50面積％ (面積百分比)(更優(yōu)選占80面積％以上)的微小凹凸面的方式，能夠增強(qiáng)復(fù)合材料與外殼4Α之間的粘合性，并且能夠改善散熱特性。在形成微小凹凸面時(shí)，可以采用上述表面粗糙化處理。
[0118]此外，外殼4Α包括用于將電抗器IA固定在安裝對象上的附接部400。附接部400是從底部40的外周朝壁部41的外側(cè)突出的突出件。突出件均設(shè)置有被諸如螺栓等緊固部件(未示出)插入的螺栓孔。在本文中，在四邊形外殼4Α中，各角部分別設(shè)置有附接部400。由于設(shè)置有附接部400，因此可以容易地將電抗器IA固定在安裝對象上。可以適當(dāng)選擇附接部400的附接位置、件數(shù)、形狀等。也可以省去附接部400。
[0119]而且，圖2所不的蓋部6Α設(shè)置為覆蓋外殼4Α的開口部。由于設(shè)置有蓋部6Α,因此能夠防止外殼4Α中的收納物脫落，從而保護(hù)收納物。此外，當(dāng)蓋部6Α由與外殼4Α的構(gòu)成材料類似的非磁性但導(dǎo)電的材料制成時(shí)，能夠防止漏磁通的發(fā)生。而且，當(dāng)蓋部6Α由諸如與外殼4Α類似的金屬材料等具有優(yōu)異導(dǎo)熱性的材料制成時(shí)，還能夠期望散熱特性的改善。
[0120]在本文中，蓋部6Α是與外殼4Α的開口部的形狀對應(yīng)的四邊形板部件，并且設(shè)置有分別被導(dǎo)線2w的端部插入的導(dǎo)線孔60。而且，在本文中，外殼4A的壁部41 一體地包括被用于固定蓋部6A的螺栓110擰入的蓋臺406。蓋部6A包括設(shè)置有被螺栓110插入的螺栓孔的突出件。在本文中，蓋臺406設(shè)置在形成壁部41的四個(gè)面的每一個(gè)面上，當(dāng)蓋部6A設(shè)置在外殼4A上時(shí)，蓋部6A的突出件設(shè)置在與蓋臺406的位置對應(yīng)的位置?？梢赃m當(dāng)選擇蓋臺406和突出件的形成位置或個(gè)數(shù)(圖4示出了設(shè)置有兩個(gè)蓋臺406的實(shí)例)。
[0121](用途)
[0122]在通電條件例如為下述條件時(shí)可以適當(dāng)使用具有上述結(jié)構(gòu)的電抗器IA:最大電流(直流電流)約為100A至1000A ;平均電壓約為100V至1000V ;以及工作頻率約為5kHz至100kHz。通常，電抗器IA可以適當(dāng)?shù)赜米麟妱?dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等的車載功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。
[0123](電抗器的尺寸)
[0124]當(dāng)用作車載部件時(shí)，包括外殼4A的電抗器IA優(yōu)選地具有約為0.2升(200cm3)至0.8升(800cm3)的容量。在本實(shí)施例中，容量約為540cm3。
[0125](電抗器的制造方法)[0126]例如，電抗器IA可以按如下步驟進(jìn)行制造。在本文中，首先，分別準(zhǔn)備好圖3所示的線圈2、內(nèi)芯部31和散熱臺部5，然后利用樹脂成型部21 (圖2)將上述部件一體成型，以獲得線圈部件20A (圖2)。
[0127]接下來，當(dāng)通過使用外殼4A作為模具組件進(jìn)行鑄塑成型來制造外芯部32時(shí)，如圖
2所示，將線圈部件20A收納在外殼4A中。然后，利用螺栓100 (圖1中的(B))將散熱臺部5A固定在外殼4A上?？梢詫⒄澈蟿┗驖櫥瑒┻m當(dāng)?shù)厥┘釉谏崤_部5A的安裝面50d或外殼4A的內(nèi)底面上(單獨(dú)制造復(fù)合材料的情況(將在下文中對其進(jìn)行描述)和下述實(shí)施例也同樣如此)。當(dāng)在散熱臺部5A與外殼4A之間設(shè)置潤滑劑等時(shí)，空氣難以設(shè)于散熱臺部5A與外殼4A之間并且散熱臺部5A與外殼4A彼此可以緊密接觸，由此可以增強(qiáng)散熱特性。然后，利用作為外芯部32原料的磁性體粉末和樹脂以及粘結(jié)劑或非磁性體粉末適當(dāng)?shù)刂瞥苫旌衔?。將混合物填充到用作模具組件的外殼4A中，之后使樹脂固化。此時(shí)，由于線圈部件20A借助螺栓100固定在外殼4A上，因此在樹脂固化之前，線圈部件20A在外殼4A中都不會(huì)移位。因此，能夠精確成型外芯部32。利用上述過程可以獲得不帶有蓋部6A的電抗器。需要注意的是，在圖2中未示出外芯部32。
[0128]另一方面，當(dāng)外芯部32是由單獨(dú)制造的復(fù)合材料制成的成型體時(shí)，準(zhǔn)備好預(yù)定形狀的復(fù)合材料(成型體)，以將復(fù)合材料組裝在線圈部件20A的外周上。由復(fù)合材料制成的成型體成型為使包括在線圈部件20A中的散熱臺部5A的安裝面50d暴露在外。然后，將所獲得的組合體收納在外殼4A中，并且利用螺栓100 (圖1中的(B))將散熱臺部5A固定在外殼4A上。利用上述過程可以獲得不帶有蓋部6A的電抗器。而且，當(dāng)不使用外殼4A作為模具組件而是使用由復(fù)合材料制成的成型體時(shí)，可以用密封樹脂填充外殼4A。借助密封樹月旨，均由復(fù)合材料制成的成型體可以彼此固定起來，或者成型體和線圈部件可以彼此固定起來。密封樹脂可以是諸如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂等絕緣樹脂。當(dāng)含有具有優(yōu)異絕緣性能或散熱特性的填充物的樹脂用作密封樹脂時(shí)，能夠改善線圈與外殼之間或磁芯與外殼之間的絕緣性以及散熱特性。根據(jù)密封樹脂材料或密封樹脂厚度，能夠有利地防止振動(dòng)或噪聲。
[0129]接下來，將蓋部6A設(shè)置在外殼4A的開口部并且緊固螺栓110，由此能夠獲得電抗器IA (圖1)。
[0130](效果)
[0131]在電抗器IA方面，由于線圈2和散熱臺部5A被樹脂成型部21保持為一體并且散熱臺部5A形成外殼4A的底部的一部分，因此線圈2能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置在外殼4A中。具體而言，即使像電抗器IA那樣處于水平收納模式，也能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置線圈2。于是，經(jīng)由散熱臺部5A，線圈2的熱量能夠有效地傳遞到安裝對象。因此，在電抗器IA方面，磁芯3的一部分(在本文中為外芯部32)由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料制成。盡管線圈2被該復(fù)合材料覆蓋，但也獲得了優(yōu)異的散熱特性。
[0132]具體而言，如上所述，由于根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA處于水平布置模式，因此從線圈2的外周面到安裝對象的距離短的區(qū)域是多的。而且，在電抗器IA方面，由于散熱臺部5A具有與線圈2的外周面相符的支撐面50，因此線圈2的熱量能夠較容易地傳遞到散熱臺部5A。而且，對于電抗器IA而言，由于散熱臺部5A借助諸如螺栓100等緊固部件牢固地固定在外殼4A上，因此線圈2的熱量經(jīng)由散熱臺部5A容易地傳遞到安裝對象。同樣由于這些方面的存在，電抗器IA具有優(yōu)異的散熱特性。
[0133]而且，由于散熱臺部5A由非磁性材料制成，因此即使散熱臺部5A設(shè)置為緊靠線圈2，散熱臺部5A對線圈2的磁性影響也非常小。而且，由于包括散熱臺部5A，因此能夠簡化外殼4A的形狀，由此能夠容易地成型外殼4A。此外，絕緣樹脂制成的樹脂成型部21確保了均主要由金屬制成的線圈2與散熱臺部5A之間的絕緣性。而且，由于電抗器IA包括作為構(gòu)成元件的線圈部件20A，因此能夠容易地處置線圈2。此外，組裝部件的數(shù)量少，因此表現(xiàn)出優(yōu)異的可組裝性。具體而言，對于電抗器IA而言，由于線圈部件20A同樣一體地保持磁芯3的一部分(內(nèi)芯部31)，因此也表現(xiàn)出了優(yōu)異的可組裝性。
[0134]此外，由于磁芯3的至少一部分(在本文中為外芯部32)為上述復(fù)合材料，因此獲得了如下效果。
[0135](I)能夠容易地形成外芯部32，即使外芯部32具有復(fù)雜的形狀也如此，即，覆蓋結(jié)合成一體的線圈2、內(nèi)芯部31和散熱臺部5A的線圈部件20A。
[0136](2)當(dāng)采用外殼4A用作模具組件進(jìn)行鑄塑成型時(shí)，由于磁芯3可以與外芯部32同時(shí)形成，因此所涉及的制造步驟的數(shù)量較少，由此表現(xiàn)出優(yōu)異的生產(chǎn)率。
[0137](3)內(nèi)芯部31和外芯部32能夠借助形成外芯部32的樹脂彼此結(jié)合在一起。而且，即使省略螺栓100，形成外芯部32的樹脂也能夠?qū)⒕€圈部件20A與外殼4A彼此結(jié)合在一起。
[0138](4)能夠容易地改變外芯部32的磁特性。
[0139](5)由于與材料僅為樹脂的情況相比，覆蓋線圈部件20A (線圈2)的外周的材料含有磁性體粉末，因此導(dǎo)熱率更高并且獲得了優(yōu)異的散熱特性。
[0140](6)由于形成外芯部32的材料含有樹脂，因此即使在不包括蓋部6A的模式中，也能夠?qū)崿F(xiàn)線圈部件20A對外部環(huán)境的保護(hù)和機(jī)械保護(hù)。
[0141][第二實(shí)施例]
[0142]將參考圖4和圖5對根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB進(jìn)行描述。根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB的基本結(jié)構(gòu)與根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA的基本結(jié)構(gòu)類似。有底筒狀外殼4B收納有線圈部件20B，在線圈部件20B中，主要由一個(gè)套筒狀的線圈元件構(gòu)成的線圈2、內(nèi)芯部31 (圖5)和散熱臺部5B (圖5)被樹脂成型部21保持為一體。線圈部件20B (線圈2)的外周側(cè)被由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料制成的外芯部32覆蓋。根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB與根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA的主要區(qū)別在于散熱臺部5B的形狀以及散熱臺部5B和外殼4B的布置狀態(tài)。在下文中，將主要對這些區(qū)別進(jìn)行描述，而不對與第一實(shí)施例類似的結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行描述。需要注意的是，圖5中的(B)僅示出外芯部32、外殼4B、散熱臺部5B的截面。
[0143]如圖5所示，散熱臺部5B是與根據(jù)第一實(shí)施例的散熱臺部5A類似的四邊形板狀部件，并且散熱臺部5B包括由與線圈2 (線圈元件)的外周面相符的曲面和平面形成的支撐面50以及由平面形成的安裝面50d (圖5中的(B)中的底面)。由于散熱臺部5B沒有任何固定孔51(圖1中的(B))，因此角部不突出，并且散熱臺部5B具有比散熱臺部5A更簡單的外形。具體而言，端面均為]形，而安裝面50d和側(cè)面50s均為矩形，端面、安裝面50d和側(cè)面50s均由平面形成。但是支撐面50包括設(shè)置為從一個(gè)端面到另一端面的線性樹脂凹槽52。在本文中，多個(gè)樹脂凹槽52從一個(gè)側(cè)面50s到另一側(cè)面50s設(shè)置為彼此平行，由此支撐面50為凹凸形狀。樹脂凹槽52能夠增加散熱臺部5B與形成樹脂成型部21的樹脂之間的接觸面積。結(jié)果是，線圈2和散熱臺部5B彼此能夠緊密接觸。如圖5中的(B)所示，樹脂凹槽52填充有形成樹脂成型部21的樹脂。在本文中，樹脂凹槽52通過切削加工形成?？梢赃m當(dāng)選擇樹脂凹槽52的形狀和數(shù)量。例如，樹脂凹槽52可以是網(wǎng)格狀的或曲線狀的，并且數(shù)量可以設(shè)置為一個(gè)。設(shè)置至少一個(gè)孔來替代樹脂凹槽52也可以實(shí)現(xiàn)類似的效果。
[0144]與根據(jù)第一實(shí)施例的外殼4A類似,外殼4B為底部40和壁部41被一體成型的長方體形狀的容器。具體而言，對于外殼4B而言，如圖5中的(B)所示，底部40包括四邊形臺部凹槽401，包括在線圈部件20B中的散熱臺部5B的端面和側(cè)面50s部分地配合到四邊形臺部凹槽401中。通過將散熱臺部5B部分地配合在臺部凹槽401中，線圈部件20B被定位在外殼4B中并且保持在這個(gè)位置。在本文中，臺部凹槽401設(shè)置為在散熱臺部5B配合到臺部凹槽401中時(shí)側(cè)面50s部分地暴露在臺部凹槽401外?？梢赃m當(dāng)改變臺部凹槽401的深度，例如，臺部凹槽401可以足夠深以使散熱臺部5B和線圈2的一部分配合在臺部凹槽401中。而且，在散熱臺部5B中，當(dāng)將要配合在臺部凹槽401中的區(qū)域(端面或側(cè)面50s)的一部分暴露在樹脂成型部21外以與臺部凹槽401接觸時(shí)，形成外殼4B的金屬與形成散熱臺部5B的金屬彼此直接接觸。因此，能夠增強(qiáng)散熱特性。
[0145]當(dāng)外殼4B用作模具組件并且利用鑄塑成型法形成外芯部32 (與第一實(shí)施例類似)時(shí)，將散熱臺部5B配合在外殼4B的臺部凹槽401中以定位在外殼4B中。在該狀態(tài)下，將外芯部32的原料混合物填充到外殼4B中，并且將樹脂固化。另一方面，當(dāng)外芯部32是由單獨(dú)制造的復(fù)合材料制成的成型體時(shí)，復(fù)合材料應(yīng)當(dāng)成型為在組裝復(fù)合材料(成型體)時(shí)使將要配合在臺部凹槽401中的散熱臺部5B的上述區(qū)域露出。
[0146]在根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB方面，由于覆蓋線圈2外周面的散熱臺部5B中的一部分為凹凸形狀，因此利用樹脂成型部21，線圈2與散熱臺部5B能夠彼此緊密接觸，由此線圈2的熱量能夠經(jīng)由散熱臺部5B有效地傳遞到安裝對象。而且，對于電抗器IB而言，由于散熱臺部5B配合在外殼4B的底部40中，由此散熱臺部5B與外殼4B結(jié)合成一體，因此能夠進(jìn)一步將線圈的熱量從散熱臺部5B有效地傳遞到外殼4B外。因此，電抗器IB具有更優(yōu)異的散熱特性。而且，對于電抗器IB而言，散熱臺部5B無需使用螺栓100 (圖1)便可定位在外殼4B中，由此表現(xiàn)出優(yōu)異的可組裝性。而且，由于散熱臺部5B的外形為簡單的形狀，因此臺部凹槽401的形狀同樣簡單。因此，與在外殼的底部形成符合線圈2外形的凹槽的情況相比，能夠更容易地形成臺部凹槽401。因此，對于電抗器IB而言，同樣表現(xiàn)出外殼4B的優(yōu)異的生產(chǎn)率。
[0147]此外，根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB同樣具有覆蓋外殼4B的開口部的四邊形板狀蓋部6B。蓋部6B與包括在根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA中的蓋部6A的區(qū)別在于設(shè)置導(dǎo)線切口 61來代替導(dǎo)線孔60 (圖2)。在這種方式下，還可以適當(dāng)改變蓋部6B的規(guī)格。
[0148][第三實(shí)施例]
[0149]將參考圖6對根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC進(jìn)行描述。根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC的基本結(jié)構(gòu)與根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA的基本結(jié)構(gòu)類似。有底筒狀外殼4C收納有線圈部件20C，在線圈部件20C中，主要由一個(gè)套筒狀的線圈元件構(gòu)成的線圈2、內(nèi)芯部31、散熱臺部5A被樹脂成型部21保持為一體。線圈部件20C (線圈2)的外周側(cè)被由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料制成的外芯部32覆蓋。而且，電抗器IC同樣包括覆蓋外殼4C的開口部的四邊形板狀蓋部6C。根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC與根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA的主要區(qū)別在于除了設(shè)置有散熱臺部5A之外還設(shè)置有蓋側(cè)臺部5C。在下文中，將主要對這個(gè)區(qū)別進(jìn)行描述，而不對與第一實(shí)施例類似的結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行描述。
[0150]蓋側(cè)臺部5C與在第一實(shí)施例的部分中所述的散熱臺部5A類似，區(qū)別僅在于布置位置。即，蓋側(cè)臺部5C同樣由非磁性金屬材料制成，并且包括與線圈2的外周面相符的支撐面。然后，相對于線圈2的軸線，將蓋側(cè)臺部5C設(shè)置為與散熱臺部5A相對。蓋側(cè)臺部5C被樹脂成型部21保持為與線圈2 —體。相應(yīng)地，樹脂成型部21將線圈2、散熱臺部5A、蓋側(cè)臺部5C和內(nèi)芯部31結(jié)合成一體，以形成包括在電抗器IC中的線圈部件20C。
[0151]當(dāng)線圈部件20C收納在外殼4C中時(shí)，樹脂成型部21將臺部5A、5C相對于線圈2的位置保持在線圈2的外周面中；散熱臺部5A設(shè)置在安裝側(cè)(圖6中的底側(cè));蓋側(cè)臺部5C設(shè)置在外殼4C的開口側(cè)(圖6中的頂側(cè));以及與蓋側(cè)臺部5C的支撐面相反的面(圖6中的(B)中的頂面)朝向上方。然后，對于電抗器IC而言，利用螺栓110將蓋部6C附接為接觸蓋側(cè)臺部5C的與支撐面相反的面。對于蓋側(cè)臺部5C而言，包括在散熱臺部5A中的固定孔51 (圖1中的(B))用作被螺栓110附接以固定蓋部6C的固定孔51C。
[0152]與包括在根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA中的蓋部6A類似，蓋部6C同樣包括被導(dǎo)線2w的端部插入的導(dǎo)線孔60。蓋部6C還包括被螺栓110插入的螺栓孔62。與包括在根據(jù)第一實(shí)施例的電抗器IA中的蓋部6A和包括在根據(jù)第二實(shí)施例的電抗器IB中的蓋部6B不同，由于蓋部6C包括螺栓孔62，因此無需帶有螺栓孔的突出件。因此，蓋部6C具有簡單的形狀。而且，對于電抗器IC而言，如上所述，由于蓋部6C附接在蓋側(cè)臺部5C上，因此外殼4C無需蓋臺406 (圖1 )，從而具有簡單的形狀。
[0153]除了包括散熱臺部5A之外，根據(jù)第三實(shí)施例的電抗器IC還包括由表現(xiàn)出優(yōu)異導(dǎo)熱性的材料制成的蓋側(cè)臺部5C。由于蓋部6C固定在蓋側(cè)臺部5C上，因此蓋側(cè)臺部5C和蓋部6C這二者都可以用作散熱路徑。因此線圈2的熱量能夠傳遞到外殼4C外。因此，電抗器IC能夠增強(qiáng)外殼4C的開口側(cè)處的區(qū)域的散熱特性，由此能夠?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)異的散熱特性。而且，由于電抗器IC包括作為構(gòu)成元件的線圈部件20C (其中，蓋側(cè)臺部5C同樣被樹脂成型部21保持為與線圈2 —體)，因此不會(huì)引起組裝部件數(shù)量的增加，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的可組裝性。而且，由于在線圈2與蓋側(cè)臺部5C之間設(shè)有形成樹脂成型部21的樹脂，因此同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的絕緣性能。
[0154]需要注意的是，在成型線圈部件20C時(shí)，將樹脂成型部21形成為使得散熱臺部5A的安裝面50d (圖1中的(B))以及蓋側(cè)臺部5C相對于蓋部6C的接觸面(與支撐面相反的面)暴露在樹脂成型部21外。而且，散熱臺部的有關(guān)事項(xiàng)(表面粗糙化處理、施加潤滑劑或粘合劑)也可以應(yīng)用于蓋側(cè)臺部5C。
[0155][第四實(shí)施例]
[0156]在第一實(shí)施例至第三實(shí)施例的部分中，已經(jīng)對如下模式進(jìn)行了描述:內(nèi)芯部31由粉末磁芯制成，以及外芯部32僅由復(fù)合材料制成。還能夠采用這樣的模式:內(nèi)芯部也由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料制成，即，整個(gè)磁芯由復(fù)合材料制成的模式。在這種情況下，例如，內(nèi)芯部和外芯部可以由相同的復(fù)合材料制成。在這種情況下，形成芯部的復(fù)合材料的磁性體粉末的含量可以為40體積％以上且70體積％以下；飽和磁通密度可以為0.6T以上；相對磁導(dǎo)率可以為5以上且50以下，優(yōu)選地為10以上且30以下；以及整個(gè)磁芯的相對磁導(dǎo)率可以為5以上且50以下。而且，在這種情況下，可以使用外殼作為模具組件將內(nèi)芯部和外芯部一體成型,或者內(nèi)芯部和外芯部均可以形成為由復(fù)合材料制成的成型體。
[0157]可選地，內(nèi)芯部和外芯部可以由不同的復(fù)合材料制成。對于這種結(jié)構(gòu)而言，例如，在使用相同的磁性體粉末時(shí)，可以僅通過改變磁性體粉末的含量來調(diào)節(jié)飽和磁通密度或相對磁導(dǎo)率。因此，還有利于容易地制造出任何期望特性的復(fù)合材料。在特定模式中，內(nèi)芯部和外芯部分別由材料或磁性體粉末含量不同的復(fù)合材料形成，并且像第一實(shí)施例至第三實(shí)施例那樣，內(nèi)芯部的飽和磁通密度較高，而外芯部的相對磁導(dǎo)率較低，或者相反，內(nèi)芯部的相對磁導(dǎo)率較低，而外芯部的飽和磁通密度較高。通過增大磁性體粉末的混合量，能夠容易地獲得具有高飽和磁通密度和高相對磁導(dǎo)率的復(fù)合材料。另一方面，通過減少上述混合量，能夠容易地獲得具有低飽和磁通密度和低相對磁導(dǎo)率的復(fù)合材料。還能夠預(yù)先用期望組分的原料單獨(dú)制備柱狀復(fù)合材料(成型體)，并且能夠?qū)⒅鶢顝?fù)合材料用作內(nèi)芯部和外芯部。形成內(nèi)芯部和外芯部中的每一個(gè)的復(fù)合材料可以具有如下特性:磁性體粉末的含量為40體積％以上且70體積％以下；飽和磁通密度為0.6T以上；相對磁導(dǎo)率可以為5以上且50以下；并且優(yōu)選地為10以上且30以下。磁芯的相對磁導(dǎo)率總體上可以為5以上且50以下。
[0158][第五實(shí)施例]
[0159]在第一實(shí)施例至第四實(shí)施例的部分中，已經(jīng)對包括一個(gè)線圈元件的模式進(jìn)行了描述。在其它可能的模式中，如圖7和圖8所示的線圈2D和線圈2E，可以包括通過螺旋地纏繞的導(dǎo)線2w制成的一對線圈元件2a、2b。線圈2D與線圈2E之間的主要區(qū)別在于端面形狀。圖7所示的線圈2D的線圈元件2a、2b的端面形狀為角部被倒圓的四邊形。與第一實(shí)施例一樣，圖8所示的線圈2E的線圈元件2a、2b的端面形狀為跑道形狀。
[0160]包括在圖7和圖8分別所不的線圈2D和線圈2E中的每一者中的一對線圈兀件2a、2b并排設(shè)置(平行)為線圈元件2a、2b的軸線彼此平行。線圈元件2a、2b借助由折回的導(dǎo)線2w的一部分形成的連結(jié)部2r彼此連接。還能夠采用這樣的模式:線圈元件2a、2b由不同的導(dǎo)線制成，并且分別形成線圈元件2a、2b的導(dǎo)線的一個(gè)端部利用諸如TIG焊接等焊接、壓力固定、錫焊等方法進(jìn)行結(jié)合。在其它可能的模式中，一個(gè)端部經(jīng)由單獨(dú)制備的連接部件彼此結(jié)合。然后，例如在水平收納模式中，形成這樣的線圈部件:散熱臺部或5E被樹脂成型部(未示出)保持為一體，并排設(shè)置的線圈元件2a、2b中每一者的安裝側(cè)表面可以設(shè)置在散熱臺部或5E上。散熱臺部5D、5E均可以為具有E形端部并且包括與線圈元件2a、2b的外周面相符的支撐面50a、50b的部件。在本文中，盡管示出了設(shè)置一個(gè)散熱臺部或5E用于一對線圈元件2a、2b的模式，但還能夠采用設(shè)置有兩個(gè)散熱臺部的模式，S卩，設(shè)置具有支撐面50a的散熱臺部和具有支撐面50b的散熱臺部。當(dāng)包括一對線圈元件2a、2b時(shí)，在采用水平收納模式的情況下，表現(xiàn)出了優(yōu)異的散熱特性。此外，線圈部件能夠以穩(wěn)定的方式設(shè)置在外殼中而不會(huì)受到連結(jié)部2r的阻礙。
[0161]在同樣包括兩個(gè)線圈元件2a、2b的情況下，能夠采用這樣的模式:與第一實(shí)施例一樣，內(nèi)芯部由粉末磁芯形成，以及外芯部由復(fù)合材料形成。在這種情況下，如圖7和圖8所示，準(zhǔn)備好分別插入和設(shè)置在線圈元件2a、2b中的一對內(nèi)芯部31a、31b。而且，在這種情況下，與第一實(shí)施例一樣，可以通過使用外殼作為模具組件將外芯部成型?？蛇x地，可以組裝由成型為任何適當(dāng)形狀(例如，長方體形狀)的復(fù)合材料制成的成型體作為外芯部。在其它可能的模式中，在同樣包括兩個(gè)線圈元件2a、2b的情況下，可以與第三實(shí)施例一樣包括蓋側(cè)臺部。與散熱臺部5D、5E類似，當(dāng)蓋側(cè)臺部具有與線圈元件2a、2b的外周面相符的支撐面時(shí)，可以構(gòu)造表現(xiàn)出更優(yōu)異的散熱特性的電抗器。
[0162][第六實(shí)施例]
[0163]在同樣包括兩個(gè)線圈元件2a、2b的情況下，與第四實(shí)施例一樣，磁芯可以全部由復(fù)合材料制成。在這種情況下設(shè)置在線圈元件2a、2b中的內(nèi)芯部可以均為由復(fù)合材料制成的成型體，而設(shè)置在線圈元件2a、2b外側(cè)的外芯部可以與第一實(shí)施例一樣使用外殼作為模具組件成型?？蛇x地，內(nèi)芯部和外芯部可以均為由復(fù)合材料制成的成型體。內(nèi)芯部和外芯部可以由相同的復(fù)合材料制成。在這種情況下，形成芯部的復(fù)合材料的磁性體粉末的含量可以為40體積％以上且70體積％以下；飽和磁通密度可以為0.6T以上；相對磁導(dǎo)率可以為5以上且50以下，優(yōu)選地為10以上且30以下。磁芯的相對磁導(dǎo)率總體上可以為5以上且50以下。而且，在這種情況下，當(dāng)使用外殼作為模具組件一體成型內(nèi)芯部和外芯部這二者時(shí)，可以省去組裝工作。
[0164]可選地，內(nèi)芯部和外芯部可以由不同的復(fù)合材料制成。對于這種結(jié)構(gòu)而言，例如，在使用相同的磁性體粉末時(shí)，可以僅通過改變磁性體粉末的含量來調(diào)節(jié)飽和磁通密度或相對磁導(dǎo)率。因此，還有利于容易地制造出任何期望特性的復(fù)合材料。通過調(diào)節(jié)磁性體粉末的材料或含量，例如能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)芯部的飽和磁通密度較高而外芯部的相對磁導(dǎo)率較低的模式，或者能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)芯部的相對磁導(dǎo)率較低而外芯部的飽和磁通密度較高的模式。形成內(nèi)芯部和外芯部中的每一者的復(fù)合材料可以具有如下性能:磁性體粉末的含量為40體積％以上且70體積％以下；飽和磁通密度可以為0.6T以上；相對磁導(dǎo)率可以為5以上且50以下，優(yōu)選地為10以上且30以下。磁芯的相對磁導(dǎo)率總體上可以為5以上且50以下。在這種情況下，當(dāng)內(nèi)芯部和外芯部均為由復(fù)合材料制成的成型體時(shí)，表現(xiàn)出了優(yōu)異的可制造性。
[0165][變型例I]
[0166]在第一實(shí)施例的部分中，盡管已經(jīng)對水平收納模式進(jìn)行了描述，但在第一實(shí)施例至第六實(shí)施例中均可以采用豎直收納模式。對于豎直收納模式而言，能夠更容易減少相對于安裝對象的接觸面積，并且能夠?qū)崿F(xiàn)安裝面積尺寸的減小。
[0167]對于豎直收納模式而言，例如，能夠形成下述模式的磁芯。內(nèi)芯部的一個(gè)端面從線圈的將與外殼的內(nèi)底面接觸的一個(gè)端面突出。內(nèi)芯部的從線圈突出的一個(gè)端面?zhèn)鹊耐庵苊婧蛢?nèi)芯部的另一端面與形成外芯部的復(fù)合材料接觸。例如，與第一實(shí)施例一樣，散熱臺部為具有與線圈的外周面相符的支撐面的板狀部件，并且板狀部件的與支撐面相反的面可以用作與外殼的壁部接觸的接觸面。散熱臺部的端面可以用作將與外殼的內(nèi)底面接觸的安裝面。而且，與第三實(shí)施例一樣，可以包括一對這樣的散熱臺部并且設(shè)置為線圈設(shè)在這些散熱臺部之間。然后，各個(gè)散熱臺部的壁部的接觸面可以與四邊形外殼的相對壁部接觸。在其它可能的模式中，散熱臺部例如可以為桿狀、板狀或L形，并且可以僅設(shè)置在線圈的一個(gè)端面?zhèn)取Ｔ谶@種情況下，可以適當(dāng)選擇散熱臺部的形狀和個(gè)數(shù)以及樹脂成型部的形狀，使得磁通量能夠在內(nèi)芯部與外芯部之間完全通過。
[0168][變型例2]
[0169]在第一實(shí)施例的部分中，已經(jīng)對同樣結(jié)合有內(nèi)芯部31的線圈部件進(jìn)行了描述。另一方面，第一實(shí)施例至第六實(shí)施例均可以采用線圈部件沒有內(nèi)芯部31、31a或31b的模式。即，線圈和散熱臺部可以被樹脂成型部保持，并且線圈部件可以具有用于插入并設(shè)置內(nèi)芯部31、31a或31b的中空孔。在制造線圈部件時(shí)，可以使用芯部替代上述內(nèi)芯部31。而且，通過調(diào)節(jié)設(shè)置在線圈2 (線圈元件)的內(nèi)側(cè)的樹脂的厚度來形成中空孔，這樣樹脂可以用于定位內(nèi)芯部31、31a或31b。
[0170][第七實(shí)施例]
[0171]根據(jù)第一實(shí)施例至第六實(shí)施例和變型例1、2中的任一個(gè)的電抗器例如可以用作安裝在車輛等上的轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成部件或者用作包括轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。
[0172]例如，如圖9所示，諸如混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛等車輛1200包括主電池1210、與主電池210連接的功率轉(zhuǎn)換器件1100以及受從主電池1210供給來的用于驅(qū)動(dòng)行駛的功率驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)(負(fù)載)1220。電動(dòng)機(jī)1220代表性地為三相交流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)1220在行駛模式中驅(qū)動(dòng)車輪1250并且在再生模式中用作發(fā)電機(jī)。當(dāng)車輛為混合動(dòng)力車輛時(shí)，車輛1200除了包括電動(dòng)機(jī)1220之外還包括發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管圖9示出了作為車輛1200的充電部的入口，但還可以包括插塞。
[0173]功率轉(zhuǎn)換器件1100包括與主電池1210連接以對輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器1110以及與轉(zhuǎn)換器1110連接以在直流和交流之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的逆變器1120。當(dāng)車輛1200處于行駛模式時(shí)，本實(shí)例中的轉(zhuǎn)換器1110將主電池1210的直流電壓(輸入電壓)從大約200V至300V升壓到大約400V至700V，并且將升壓后的功率供給到逆變器1120。而且，在再生模式中，轉(zhuǎn)換器1110將通過逆變器1120從電動(dòng)機(jī)1220輸出的直流電壓(輸入電壓)降壓至適于主電池1210的直流電壓，使得該直流電壓用于對主電池1210進(jìn)行充電。當(dāng)車輛1200處于行駛模式時(shí)，逆變器1120將由轉(zhuǎn)換器1110升壓后的直流轉(zhuǎn)換成預(yù)定的交流，并且將轉(zhuǎn)換的功率供給到電動(dòng)機(jī)1220，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1220。在再生模式中，逆變器1120將從電動(dòng)機(jī)1220輸出的交流轉(zhuǎn)換成直流并且將直流輸出給轉(zhuǎn)換器1110。
[0174]如圖10所示，轉(zhuǎn)換器1110包括多個(gè)開關(guān)元件1111、用于控制開關(guān)元件1111的操作的驅(qū)動(dòng)電路1112、以及電抗器L。轉(zhuǎn)換器1110通過反復(fù)執(zhí)行通斷(開關(guān)操作)來對輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換(在該情況下，執(zhí)行升壓和降壓)?？梢允褂弥T如FET和IGBT等功率器件作為開關(guān)元件1111。電抗器L利用線圈對流過電路的電流變化施加干擾的特性，并且因此具有如下的功能:當(dāng)通過開關(guān)操作使電流增加或減小時(shí)使得變化平滑。電抗器L為根據(jù)第一實(shí)施例至第六實(shí)施例和變型例1、2中任一個(gè)的電抗器。由于包括具有優(yōu)異的散熱特性的電抗器，因此功率轉(zhuǎn)換器件1100和轉(zhuǎn)換器1110同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的散熱特性。
[0175]除了包括轉(zhuǎn)換器1110之外，車輛1200還包括與主電池1210連接的供電裝置用轉(zhuǎn)換器1150以及輔助電源用轉(zhuǎn)換器1160，輔助電源用轉(zhuǎn)換器1160與用作輔助裝置1240的電源的備用電池1230連接并且還與主電池210連接，以將主電池1210的高壓轉(zhuǎn)換成低壓。轉(zhuǎn)換器1110通常進(jìn)行直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換，而供電裝置用轉(zhuǎn)換器1150和輔助電源用轉(zhuǎn)換器1160進(jìn)行交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換。一些類型的供電裝置用轉(zhuǎn)換器1150進(jìn)行直流-直流轉(zhuǎn)換。供電裝置用轉(zhuǎn)換器1150和輔助電源用轉(zhuǎn)換器1160均可具有與根據(jù)第一實(shí)施例至第六實(shí)施例和變型例1、2的電抗器類似的結(jié)構(gòu)，并且可適當(dāng)改變電抗器的尺寸和形狀。而且，根據(jù)上述第一實(shí)施例至第六實(shí)施例和變型例1、2中任一個(gè)的電抗器可用作如下的轉(zhuǎn)換器:進(jìn)行輸入功率的轉(zhuǎn)換并且僅進(jìn)行升壓或降壓。
[0176]需要注意的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)作出適當(dāng)?shù)匦薷膩磉M(jìn)行實(shí)踐。
[0177]例如，可以采用在線圈與散熱臺部之間除了設(shè)有形成樹脂成型部的樹脂之外還設(shè)有密封樹脂的模式，或者可以采用線圈和散熱臺部被密封樹脂結(jié)合成一體的模式。在這些模式中，由于至少存在于線圈與散熱臺部之間的密封樹脂能夠保持線圈與散熱臺部之間的相對位置，因此線圈的熱量能夠以優(yōu)異的方式傳遞到散熱臺部。而且，散熱臺部被實(shí)施表面粗糙化處理，從而可以增大密封樹脂與散熱臺部之間的接觸面積，并且可以進(jìn)一步增強(qiáng)散熱特性。在其它可能的模式中，當(dāng)磁芯為由復(fù)合材料或粉末磁芯形成的成型體時(shí)，能夠容易地將磁芯組裝在線圈上。因此，可以省去樹脂成型部，并且線圈、磁芯和散熱臺部可以借助粘合劑彼此固定在一起，或者可以被收納在外殼中然后利用上述密封樹脂等進(jìn)行固定。
[0178]工業(yè)實(shí)用性
[0179]本發(fā)明的電抗器能夠用作諸如安裝在車輛(例如混合動(dòng)力車輛、插電式混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)汽車、燃料電池汽車)上的直流-直流轉(zhuǎn)換器、空調(diào)轉(zhuǎn)換器等功率轉(zhuǎn)換器件的構(gòu)成部件。本發(fā)明的電抗器用線圈部件可以用作用于功率轉(zhuǎn)換器件的電抗器的構(gòu)成部件。
[0180]附圖標(biāo)記列表
[0181]1A、1B、1C:電抗器
[0182]2、2D、2E:線圈
[0183]2w:導(dǎo)線
[0184]2a、2b:線圈元件
[0185]2r:連結(jié)部
[0186]20A、20B、20C:線圈部件
[0187]21:樹脂成型部
[0188]3:磁芯
[0189]31、31a、31b:內(nèi)芯部
[0190]3Ie:端面
[0191]32:外芯部
[0192]4A、4B、4C:外殼
[0193]40:底部
[0194]40ο:外底面
[0195]41:壁部
[0196]400:附接部
[0197]401:臺部凹槽
[0198]406:蓋臺
[0199]5Α、5Β、?、5Ε:散熱臺部
[0200]5C:蓋側(cè)臺部
[0201]50、50a、50b:支撐面
[0202]50d:安裝面
[0203]50s:側(cè)面
[0204]50e:端面
[0205]51、51C:固定孔[0206]52:樹脂凹槽
[0207]6A、6B、6C:蓋部
[0208]60:導(dǎo)線孔
[0209]61:導(dǎo)線切口
[0210]62:螺栓孔
[0211]100、110:螺栓
[0212]1100:功率轉(zhuǎn)換器件
[0213]1110:轉(zhuǎn)換器
[0214]1111:開關(guān)元件
[0215]1112:驅(qū)動(dòng)電路
[0216]L:電抗器
[0217]1120:逆變器
[0218]1150:供電裝置用轉(zhuǎn)換器
[0219]1160:輔助電源用轉(zhuǎn)換器
[0220]1200:車輛
[0221]1210:主電池
[0222]1220:電動(dòng)機(jī)
[0223]1230:備用電池
[0224]1240:輔助裝置
[0225]1250:車輪
【權(quán)利要求】
1.一種電抗器,包括: 套筒狀的線圈； 磁芯，其設(shè)置在所述線圈的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，以形成閉合磁路；以及 外殼，其收納所述線圈和所述磁芯，其中 所述磁芯的至少一部分由含有磁性體粉末和樹脂的復(fù)合材料形成，所述電抗器還包括: 樹脂成型部，其由絕緣樹脂形成，并且所述樹脂成型部覆蓋所述線圈的外周的至少一部分，以保持所述線圈的形狀；以及 散熱臺部，其由非磁性金屬材料形成，并且所述散熱臺部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體，以形成所述外殼的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器，其中， 所述線圈包括并排設(shè)置的一對套筒狀的線圈元件，并且 所述磁芯由所述復(fù)合材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器，其中， 所述線圈只包括一個(gè)套筒狀的線圈元件， 在所述磁芯中，設(shè)置在所述線圈元件的外周側(cè)的部分的至少一部分由所述復(fù)合材料形成，并且 在所述線圈元件的外周上，所述復(fù)合材料所覆蓋的部分被形成所述樹脂成型部的樹脂覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中， 在所述散熱臺部中，所述樹脂成型部所覆蓋的區(qū)域的至少一部分被實(shí)施表面粗糙化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中， 所述散熱臺部具有固定孔，所述固定孔螺固有用于將所述散熱臺部固定在所述外殼上的緊固部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中， 所述外殼和所述散熱臺部均包括彼此接合的接合部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電抗器，其中， 在所述外殼上形成有臺部凹槽，所述散熱臺部的至少一部分配合在所述臺部凹槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電抗器，還包括: 蓋部，其覆蓋所述外殼的開口部；以及 蓋側(cè)臺部，其由非磁性金屬材料形成，并且所述蓋側(cè)臺部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體，所述蓋部附接在所述蓋側(cè)臺部上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中， 在所述磁芯中，設(shè)置在所述線圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)芯部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中， 所述線圈被收納在所述外殼中使得所述線圈的軸線與所述外殼的外底面平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電抗器，其中，所述散熱臺部包括與所述線圈的外周面相符的支撐面。
12.—種轉(zhuǎn)換器，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電抗器。
13.一種功率轉(zhuǎn)換器件，其包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)換器。
14.一種用于電抗器的電抗器用線圈部件，所述電抗器包括套筒狀的線圈、設(shè)置在所述線圈的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以形成閉合磁路的磁芯以及收納所述線圈和所述磁芯的外殼，所述電抗器用線圈部件包括: 套筒狀的線圈； 樹脂成型部，其由絕緣樹脂形成，并且所述樹脂成型部覆蓋所述線圈的外周的至少一部分，以保持所述線圈的形狀；以及 散熱臺部，其由非磁性金屬材料形成，并且所述散熱臺部被形成所述樹脂成型部的樹脂保持為與所述線圈一體，以形成所述外殼的至少一部分，其中， 所述磁芯的至少一部分由含有磁性`體粉末和樹脂的復(fù)合材料形成。
【文檔編號】H01F37/00GK103858187SQ201280049695
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】稻葉和宏 申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社, 住友電裝株式會(huì)社, 株式會(huì)社自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所