電抗器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電抗器（2），其包括環(huán)形芯（30）、骨架（10）、兩個線圈（3）。骨架（10）包括第一部件（10a）和第二部件（10b），第一部件（10a）包括兩個第一筒部（12a）和第一凸緣（19a），第二部件（10b）包括兩個第二筒部（12b）和第二凸緣（19b）。第一筒部（12a）的每一個基端被聯(lián)接到第一凸緣（19a），并且第二筒部（12b）的每一個基端被聯(lián)接到第二凸緣（19b）。每一個第一筒部（12a）包括從第一筒部（12a）的遠(yuǎn)端延伸并且配合到第二筒部（12b）的遠(yuǎn)端中的舌部（13）。該兩個線圈（3）中的每一個圍繞骨架（10）的第一筒部（12a）中的對應(yīng)的一個和第二筒部（12b）中的對應(yīng)的一個纏繞。
【專利說明】電抗器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電抗器。電抗器是使用線圈的無源元件并且還被稱作“電感器”。【背景技術(shù)】
[0002]可以在包括混合動力車輛的電動車輛的馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)中的電路諸如電壓轉(zhuǎn)換器中使用電抗器。電抗器包括線圈、纏繞有線圈的骨架和插入在骨架中的芯。日本專利申請公報 N0.2008-078219 (JP2008-078219A)和日本專利申請公報 N0.2006-351662(JP2006-351662A)公開了被用于電動車輛的典型的電抗器。那些電抗器的通常形式如下。電抗器構(gòu)造有具有相互平行地延伸的部分的環(huán)形芯、包圍芯的平行部分的兩個骨架，和圍繞骨架的分別的筒部纏繞的線圈。這里，環(huán)形芯包括被布置成端面彼此面對的一對U形芯和被布置在彼此面對的該對U形芯的端面之間并且容納在骨架的筒部中的I形芯。隔板被布置在U形芯和I形芯的端面之間。芯由金屬軟磁粉、磁鋼板、鐵氧體等形成。骨架經(jīng)常由樹脂制成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于組裝效率，骨架優(yōu)選地包括沿著線圈軸向方向延伸的第一筒部和第二筒部。在另一方面，要求精確地組裝構(gòu)件從而增強電抗器的性能。本發(fā)明提供一種電抗器，該電抗器采用包括沿著線圈軸向方向相互分離的第一部件和第二部件的骨架并且構(gòu)件能夠被精確地組裝。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種電抗器具有環(huán)形芯，該環(huán)形芯具有相互平行地延伸的部分。相應(yīng)地，骨架包括第一部件和第二部件。第一部件包括兩個第一筒部和第一凸緣。第二部件包括兩個第二筒部和第二凸緣。第一筒部之一和第二筒部之一每一個覆蓋芯的平行部分中的對應(yīng)的一個。第一筒部的每一個基端被聯(lián)接到第一凸緣。第二筒部的每一個基端被聯(lián)接到第二凸緣。凸緣是覆蓋圍繞芯纏繞的線圈的端部的部分。線圈圍繞骨架的第一筒部中的對應(yīng)的一個和第二筒部中的對應(yīng)的一個中的每一個纏繞。在根據(jù)本發(fā)明的一個方面的電抗器中，骨架包括第一部件和第二部件，并且在第二部件的第二筒部的遠(yuǎn)端上裝配的舌部從第一部件的第一筒部的遠(yuǎn)端伸出。第一部件的舌部在其上配合的凹部被設(shè)置在第二部件的第二筒部的內(nèi)側(cè)表面上。第一筒部的軸線或者第二筒部的軸線對應(yīng)于線圈軸線。此外，“舌部”是從第一筒部的遠(yuǎn)端伸出的板部分。
[0005]在該電抗器中，骨架包括通過舌部和凹部裝配到一起的兩個部件。相應(yīng)地，該兩個部件能夠被精確地組合。
[0006]環(huán)形芯也可以是多個部件。典型地，環(huán)形芯可以是被布置成使得端面彼此面對的一對U形芯和位于該一對U形芯的端面之間并且容納在骨架的第一筒部和第二筒部中的I形芯。隔板可以被布置在U形芯和I形芯的端面之間。隔板是例如由陶瓷形成的絕緣體。在其中環(huán)形芯包括I形芯和該一對U形芯的情形中，沿著線圈軸向方向(第一筒部的軸向方向或者第二筒部的軸向方向)限定I形芯的位置的凸起可以被設(shè)置在骨架的第一筒部和第二筒部的內(nèi)周邊上。每一個隔板可以被布置在凸起的內(nèi)側(cè)表面上。換言之，凸起限制I形芯在沿著軸向方向的一個方向上的運動。在第一和第二筒部的內(nèi)側(cè)表面上的凸起精確地限定是I形芯和隔板的兩個構(gòu)件的位置。
[0007]此外，在根據(jù)本發(fā)明的一個方面的電抗器中，限定線圈從第一筒部和第二筒部的軸線沿著徑向方向的位置的突起可以在骨架的第一和第二筒部的外側(cè)表面上沿著第一筒部和第二筒部的軸向方向延伸。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的電抗器的骨架包括第一部件和第二部件。相應(yīng)地，這些部件的組合精度能夠得以改進(jìn)，并且骨架的形狀對于芯、隔板和進(jìn)一步線圈的高度精確定位作出貢獻(xiàn)。
[0009]在本發(fā)明的一個方面的電抗器中，至少線圈的一些部分和骨架的至少一個部分可以被注射成型樹脂覆蓋。
[0010]將在以下“【具體實施方式】”中描述本發(fā)明的一個方面的技術(shù)細(xì)節(jié)和進(jìn)一步的改進(jìn)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]將在下面參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中類似的數(shù)字表示類似的元件，并且其中:
[0012]圖1是一個實施例的電抗器的分解透視圖；
[0013]圖2是電抗器(除了樹脂蓋)的透視圖；
[0014]圖3是沿著圖2中的線II1-1II截取的截面視圖；
[0015]圖4是沿著圖2中的線IV-1V截取的截面視圖；并且
[0016]圖5是電抗器(包括樹脂蓋)的透視圖。
【具體實施方式】
[0017]將參考附圖描述一個實施例的電抗器。圖1是在樹脂成型之前電抗器2的分解透視圖，并且圖2是在樹脂成型之前電抗器2的透視圖。例如，電抗器2被用于將電池電壓增加至用于電動車輛中的馬達(dá)驅(qū)動的適當(dāng)電壓的轉(zhuǎn)換器。這種電抗器2具有100[A]或者更高的容許電流值，被用于高電流應(yīng)用，并且使用繞線圈纏繞的扁線。扁線具有矩形截面和低的電阻。扁線纏繞成在電抗器中在它的較寬表面指向線圈縱向方向。換言之，較窄表面指向線圈徑向方向。這種繞組被稱作“扁繞繞組”或者“縱向繞組”。
[0018]將概述電抗器2的結(jié)構(gòu)。電抗器2包括串聯(lián)電連接并且物理地布置成軸線相互平行的兩個線圈3、在線圈3中插入的骨架10，和穿過骨架10的管子的內(nèi)側(cè)的芯30。
[0019]環(huán)形芯30形成有一對U形芯31a、31b和I形芯32。每一個芯由利用絕緣材料涂覆并且利用樹脂烘焙的鐵氧體顆粒形成。該一對U形芯31a、31b被布置成使得端面彼此面對。I形芯32被布置在該一對U形芯31a、31b之間。平行地布置的該兩個I形芯32構(gòu)成環(huán)形芯中的平行部分。隔板33被布置在U形芯31a、31b和I形芯32的端面之間。隔板33由陶瓷形成。
[0020]骨架10包括兩個部件，諸如第一部件IOa和第二部件10b。第一部件IOa具有如下結(jié)構(gòu)，其中兩個第一筒部12a的基端被與兩個線圈3平行地聯(lián)接到第一凸緣19a。第二部件IOb具有如下結(jié)構(gòu)，其中兩個第二筒部12b的基端被與該兩個線圈3平行地聯(lián)接到第二凸緣19a。凸緣19a限定線圈纏繞范圍的一端并且凸緣19b限定線圈纏繞范圍的另一端。線圈3具有其中以大致矩形纏繞扁線的形狀，并且第一筒部12a和第二筒部也具有大致矩形的。兩個舌部13從第一部件IOa的第一筒部12a的遠(yuǎn)端延伸。舌部13配合在于第二部件IOb的每一個第二筒部12b的遠(yuǎn)端處設(shè)置在第二筒部12b的內(nèi)側(cè)表面上的凹部14上。圖1利用附圖標(biāo)記13 (舌部)和附圖標(biāo)記14 (凹部)示出平行的第一筒部12a和平行的第二筒部12b的前筒部并且沒有示出在更深一側(cè)上的舌部和凹部的附圖標(biāo)記。
[0021]舌部13從第一筒部12a的矩形截面的彼此面對的兩側(cè)延伸。當(dāng)舌部13配合在凹部14上時，第一部件IOa和第二部件IOb被精確地組合到一起。S卩，舌部13和凹部14精確地定位構(gòu)成骨架10的第一部件IOa和第二部件10b。
[0022]在電抗器2的組裝步驟中，在第一部件IOa和第二部件IOb被組合到一起之前，第一筒部12a和第二筒部12b插入在線圈3中，并且I形芯32和隔板33被布置在第一筒部12a和第二筒部12b中。當(dāng)?shù)谝徊考蘒Oa和第二部件IOb被與在其間置入的線圈3組合在一起并且骨架10由此得以組裝時，第一凸緣19a和第二凸緣19b限定線圈纏繞范圍。換言之，第一凸緣19a和第二凸緣19b分別地覆蓋線圈3的端面。該一對U形芯31a、31b分別地從骨架10的兩側(cè)插入在第一筒部12a和第二筒部12b中。
[0023]線圈3的引導(dǎo)部分3a穿過的狹縫11被設(shè)置在第一部件IOa的第一凸緣19a中。引導(dǎo)部分3a穿過狹縫11，并且小板4被布置在狹縫11和引導(dǎo)部分3a之間。小板4具有引導(dǎo)部分3a穿過的孔。臺階被設(shè)置在小板4的周邊上，并且這個臺階部分與設(shè)置在狹縫11上的臺階接合。小板4越過臺階地形成有小直徑部分和大直徑部分。大直徑部分面對線圈3，并且小直徑部分位于線圈3的相對側(cè)上。小板4的孔的尺寸允許在引導(dǎo)部分3a上緊配合，并且小板4密封引導(dǎo)部分3a的周邊。小板4的大直徑部分從線圈側(cè)鄰靠狹縫11的周邊邊緣以關(guān)閉狹縫。如在以下描述地，線圈3在第一凸緣19a和第二凸緣19b之間利用樹脂成型。當(dāng)在圖2所示樹脂成型之前的電抗器2被置于模具中并且樹脂被注射到第一凸緣19a和第二凸緣19b之間的空間時，小板4防止樹脂從在狹縫11和引導(dǎo)部分3a之間的空間泄漏。
[0024]將參考圖3和4描述在環(huán)形芯30和骨架10之間的關(guān)系。圖3示出沿著圖2中的線II1-1II截取的截面，并且圖4示出沿著圖2中的線IV-1V截取的截面。
[0025]凸起16被設(shè)置在第一筒部12a和第二筒部12b的內(nèi)側(cè)表面上。凸起16被圍繞第一筒部12a的整個內(nèi)周邊和第二筒部12b的整個內(nèi)周邊設(shè)置。凸起16限定沿著第一或者第二筒部的軸向方向(線圈軸向方向)被從第一筒部12a的遠(yuǎn)端側(cè)或者從第二筒部12b的遠(yuǎn)端側(cè)插入的I形芯32的位置。凸起16限定沿著第一筒部12a (第二筒部12b)的軸向方向被從第一凸緣19a (第二凸緣19b)插入的U形芯31a (U形芯31b)的位置。如上所述，在第一筒部12a中和在第二筒部12b中的凸起16分別地限定沿著第一筒部12a和沿著第二筒部12b的軸向方向的I形芯32和U形芯31a、31b的位置。
[0026]隔板33被布置在U形芯31a (U形芯3Ib)和I形芯32的端面之間。如圖3具體地所示，隔板33被布置在圍繞第一筒部12a的整個內(nèi)周邊并且圍繞第二筒部12b的整個內(nèi)周邊設(shè)置的凸起16的內(nèi)側(cè)表面上。
[0027]圖3示出如下狀態(tài)，其中從骨架的第一部件IOa的第一筒部12a的遠(yuǎn)端延伸的舌部13配合在設(shè)置在第二部件IOb的第二筒部12b的遠(yuǎn)端處的內(nèi)側(cè)表面上的凹部14上。舌部13被設(shè)置在該單一的第一筒部12a的矩形截面的、彼此面對的兩側(cè)上。相應(yīng)地，當(dāng)舌部13配合在凹部14上時，第一部件IOa和第二部件IOb的相對位置被精確地限定。
[0028]如在圖4中所示，第一筒部12a和第二筒部中的每一個在矩形截面的外周邊的每一側(cè)上具有突起15。突起15沿著筒部的軸向方向延伸(見圖1)。此外，如圖4具體地所示，突起15被設(shè)置在第一筒部12a和第二筒部12b的外周邊的四個側(cè)中的每一側(cè)上，并且突起15的頂點表面接觸線圈3的內(nèi)表面。突起15限定線圈從第一筒部12a和第二筒部12b的軸線沿著徑向方向(與線圈軸線正交的方向)的位置。當(dāng)通過注射成型形成覆蓋線圈3的樹脂模具40a (以下描述)時，由圖4中的參考符號SP表示的空間被樹脂填充。
[0029]圖5是在樹脂成型之后的電抗器2，即，最終電抗器的透視圖。線圈3在第一凸緣19a和第二凸緣19b之間利用樹脂成型。參考符號40a表示覆蓋線圈3的樹脂模具。然而，樹脂模具40a在它的上部中具有窗口，通過該窗口部分地暴露線圈3。此外，線圈3的下側(cè)通過樹脂模具40a暴露。附圖標(biāo)記42表示門標(biāo)記。當(dāng)在樹脂成型之前將電抗器置于模具中時，門標(biāo)記對應(yīng)于設(shè)置在模具的模腔表面中的樹脂注射孔。
[0030]樹脂模具40a在線圈側(cè)上覆蓋第一凸緣19a的大致一半的厚度。如上所述，用于拉出在第一凸緣19a中形成的引導(dǎo)部分的狹縫11被小板4密封，并且由此防止樹脂從在狹縫11和引導(dǎo)部分3a之間的空間泄漏。
[0031]在電抗器2中，U形芯31a、31b還在第一凸緣19a (第二凸緣19b)的外側(cè)表面(線圈3的相對側(cè))上被樹脂覆蓋。參考符號40b表示覆蓋芯的樹脂模具。樹脂模具40b具有用于將電抗器2固定到外罩的固定肋條43。通過注射成型制造樹脂模具40b。
[0032]如上所述，在電抗器2中，骨架10包括第一部件IOa和第二部件10b。舌部13從第一部件IOa的第一筒部12a的遠(yuǎn)端延伸并且配合在第二部件IOb的第二筒部12b的遠(yuǎn)端的內(nèi)側(cè)表面上的凹部14上。相應(yīng)地，第一部件IOa和第二部件IOb被精確地定位。此外，圍繞第一筒部12a的內(nèi)側(cè)表面上的整個內(nèi)周邊并且圍繞第二筒部12b的內(nèi)側(cè)表面上的整個內(nèi)周邊設(shè)置凸起16，并且凸起16限定I形芯32和U形芯31a、31b沿著筒部的軸向方向的位置。另外，沿著筒部的軸向方向延伸的突起15被設(shè)置在第一筒部12a和第二筒部12b的外側(cè)表面上，并且突起15限定線圈3從第一筒部12a和第二筒部12b的軸線沿著徑向方向的位置。如上所述，電抗器2的骨架10被分裂成能夠精確地組合到一起的兩個構(gòu)件(10a、10b)并且包括精確地限定其它構(gòu)件(U形芯、I形芯、線圈)的位置的凸起16和突起15。
[0033]將描述關(guān)于在該實施例中描述的技術(shù)需要指出的要點。在該實施例的電抗器2中，舌部13從第一筒部12a的矩形截面的彼此面對的兩側(cè)延伸。舌部13可以從第一筒部12a的矩形截面的三個側(cè)或者四個側(cè)延伸。此外，第一筒部12a或者第二筒部12b的截面優(yōu)選地是矩形的，但是可以是橢圓形或者圓形的。該實施例的電抗器2的骨架10包括兩個部件(第一部件10a、第二部件10b)。然而，骨架的部件的數(shù)目可以是三個或者更多。例如，第一凸緣19a (第二凸緣19b)可以是能夠從第一筒部12a (第二筒部12b)分裂的。
[0034]雖然已經(jīng)描述了示例性實施例，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于示例性實施例或者構(gòu)造。相反，本發(fā)明旨在涵蓋各種修改和等價布置。另外，雖然以示例性的各種組合和構(gòu)造示出了示例性實施例的各種元件，但是包括更多、更少或者僅僅單一元件的其它組合和構(gòu)造也是位于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的。
【權(quán)利要求】
1.一種電抗器(2),包括: 環(huán)形芯(30)，所述環(huán)形芯(30)包括彼此平行地延伸的部分； 骨架(10)，所述骨架(10)包括第一部件(IOa)和第二部件(10b)，所述第一部件(IOa)包括第一凸緣(19a)和兩個第一筒部(12a)，所述第二部件(IOb)包括第二凸緣(19b)和兩個第二筒部(12b)，所述第一筒部(12a)中的一個第一筒部和所述第二筒部(12b)中的一個第二筒部每個均覆蓋所述環(huán)形芯(30)的平行部分中的對應(yīng)的一個部分，所述第一筒部(12a)的基端中的每一個基端均被聯(lián)接到所述第一凸緣(19a)，所述第二筒部(12b)的基端中的每一個基端均被聯(lián)接到所述第二凸緣(1%)，并且所述第一筒部(12a)中的每一個第一筒部均包括舌部(13)，所述舌部(13)從所述第一筒部(12a)的遠(yuǎn)端伸出并且配合到所述第二筒部(12b)的遠(yuǎn)端中；和 兩個線圈(3)，每一個線圈均被纏繞在所述骨架(10)的所述第一筒部(12a)中的對應(yīng)的一個第一筒部和所述第二筒部(12b)中的對應(yīng)的一個第二筒部上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電抗器(2)，進(jìn)一步包括: 隔板(33)， 其中: 所述環(huán)形芯(30)包括一對U形芯(31a、31b)和I形芯(32);所述一對U形芯(31a、31b)被以端面彼此面對的方式布置；所述I形芯(32)位于所述一對U形芯(31a、31b)的所述端面之間，并且被容納在所述骨架(10)的所述第一筒部(12a)和所述第二筒部(12b)中； 所述骨架(10)包括用于定位所述I形芯(32)的凸起(16);所述凸起(16)被設(shè)置在所述骨架(10)的所述第一筒部(12a)和所述第二筒部(12b)的內(nèi)周上；并且，所述隔板(33)中的每一個隔板均被布置在所述第一筒部(12a)和所述第二筒部(12b)中的對應(yīng)的一個筒部中的所述凸起(16)的內(nèi)側(cè)表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電抗器(2)， 其中，所述骨架(10)包括在所述第一筒部(12a)和所述第二筒部(12b)的外側(cè)表面上的突起(15)，所述突起(15)限定所述線圈(3)從所述第一筒部(12a)和所述第二筒部(12b)的軸線在徑向方向上的位置，并且，所述突起(15)在所述第一筒部(12a)和所述第二筒部(12b)的軸向方向上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項所述的電抗器(2)， 其中，所述線圈(3)的至少一些部分和所述骨架(10)的至少一部分被注射成型樹脂覆至JHL ο
【文檔編號】H01F27/24GK103971881SQ201410042420
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月4日
【發(fā)明者】宮本真吾 申請人:豐田自動車株式會社