电抗器制造技术

本申请目的在于提供能够维持性能的同时相对于现有的电抗器实现电抗器整体小型化的电抗器。因此，本发明专利技术的一个实施方式包括并排配置的电气上串联连接的两个线圈，并通过树脂对两个线圈模制各线圈的径外侧而一体化形成的模制线圈和两个U字型形状的铁芯，作为核心，针对各个铁芯分别将位于铁芯的两侧的铁芯插入部从线圈一侧向线圈轴心方向插入各线圈内并使其相对，隔着间隔体连接成轨道形状的电抗器，其特征在于，模制线圈形成为大致六面形状，铁芯包括在各线圈的外部连接被插入各线圈内的铁芯插入部的两侧的铁芯线圈外部，由将具有磁性的金属粉末混入粘合剂树脂而得到的含磁性金属树脂组成的含磁性金属树脂层形成在铁芯线圈外部的外表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电抗器。更详细地说涉及到并排配置两个线圈，并将两个U字型形状的铁芯分别从线圈两侧向线圈轴心方向插入各线圈内并使它们相对，连接成轨道形状的电抗器。
技术介绍
一直以来，在混合动力汽车的驱动控制系统等中，为了提升系统的电压而搭载有例如专利文献I中公开的电抗器。图11是说明专利文献I中公开的电抗器的说明图。 如图11所示，专利文献I的电抗器110包括线圈120和铁芯130，当线圈120中流过的电流的状态变化时，在铁芯130中生成的磁路中，电感随着磁通量密度的变化而变化从而产生电动势。这里，使用图12至图14详细说明如例示的专利文献I的电抗器110这样的现有的电抗器的结构。图12是将现有的电抗器的结构作为一个例子示出的说明图。图13是简略地示出图12所示的电抗器的关键部分的图，是从图12中C侧观察所看到的平面图。图14是从图12中的D侧观察所看到的侧视图。如图12至图14所示，电抗器210并排配置电气上串联连接的两个线圈221、221，将两个U字型形状的铁芯230、230分别从线圈221两端向线圈轴心方向(图12中的右上-左下方向)插入各线圈221内并使它们相对，隔着间隔体235连接成轨道形状。在卷绕的线圈221、221径内，铁芯230两侧的铁芯插入部230A、230A与线圈221保持一定的间隙的同时被沿着线圈221插入，但是在位于线圈221的线圈轴心方向两侧的线圈末端(图13中，上下两侧，图14中，左右两侧)处，在线圈轴心方向上线圈221和铁芯230不相对。在电抗器210中，铁芯230和薄板一体成形，使该薄板的一部分弯曲变形而形成支板225，恰好设置在各线圈221的线圈末端两端附近的4个位置。向该支板225的插入孔225H插入螺栓，将电抗器210载置到未图示的框体上并通过螺栓连接固定在框体上。现有技术文献专利文献I :日本专利文献特开2007-180225号公报。
技术实现思路
但是，在如专利文献I中那样的现有的电抗器中，存在以下的两个问题。(I)铁芯大型化的问题(2)小型化的铁芯成形困难的问题由于以下的理由产生上述问题。(I)铁芯大型化的问题图15是示意性地示出现有的电抗器的磁路中的磁通路径的图，且是说明磁通路径和磁性饱和的关系的说明图。在电抗器中，除在位于被卷绕的线圈的径内侧铁芯主体、以及线圈和铁芯的间隙生成磁场之外，在线圈的线圈末端附近，在线圈周边覆盖延伸至在线圈轴心方向上与线圈邻接的部分的范围也生成磁场。另一方面，在电抗器的特性上，如果流过线圈的电流增加，那么磁通量密度也增力口，当磁场变为一定强度时，发生磁性饱和。通常，磁通量密度伴随着电流值的增加，如参照的图15所示，从磁力线的路径MR短的磁通路径(最粗的箭头)向变长的磁通路径(最细的箭头)逐渐充满达到饱和。在现有的电抗器210的铁芯230中，被插入线圈221径内的铁芯插入部230A、以及在线圈221外侧连接铁芯插入部230A、230A的彼此的铁芯线圈外部230B位于磁场中，被用作磁路。 但是，在该铁芯230中，如图13以及图14所示，在线圈轴心方向上与线圈221、221的线圈末端邻接的位置上不存在铁芯线圈外部230B。本来，在线圈221的线圈末端附近，在线圈轴心方向与线圈221，221邻接的部分(以下简称为“线圈末端邻接部”)E的磁场也属于能够作为磁路利用的范围，但是如图14以及图15所示，线圈末端邻接部E成为了无效空间。一旦上述的线圈末端邻接部E成为无效空间，那么在电抗器运转时，在磁路上比磁通路径更长的部分变得更少，因此即使增加流过线圈的电流，也会在低的电流值就发生磁性饱和，不能升压到期望的电压值。为了避免该现象，如图15所示，电抗器210在U字型形状的铁芯230中，通过进一步增长其周长(全长)，进一步增大截面积从而增大铁芯230整体的体积来确保磁通路径MR变得更长的长路径Rm，使得在发生磁性饱和之前，能够升压至期望的电压值。但是，由于电抗器210将两个U字型形状的铁芯230、230隔着间隔体235连接成轨道形状而形成，因此当一个铁芯230被大型化时，电抗器210整体变大，在空间等上存在问题。(2)小型化的铁芯的成形困难的问题铁芯大致分为堆积多个薄钢板形成的层积钢板型铁芯和压缩具有磁性的金属粉末结为一体而形成的压粉铁芯。为了解决前述的⑴问题，本申请人在层积钢板型铁芯的情况和压粉铁芯的情况这两种情况下研究了对将成为无效空间的线圈末端邻接部E也用作磁路，使铁芯230整体更加小型化的问题。图16是示出针对在压粉铁芯的情况下研究的参考例涉及的电抗器的铁芯的立体图。首先，说明研究的铁芯的形状。如参照的图13以及图14所示，铁芯230、230被形成为U字型形状，其两侧的铁芯插入部230A、230A被插入线圈221、221内。如图16所示，当将线圈221外侧与成为无效空间的线圈末端邻接部E相当的部分作为铁芯线圈332的外部的一部分时，需要铁芯插入部331的基准面P1、P2和铁芯线圈外部332的基准面Q1、Q2之间产生高度差R1、R2的三维形状的铁芯330。但是，当铁芯是层积钢板型铁芯时，通过现有的层积钢板型铁芯的成形中所使用的通常的设备，如参照的图16所示，堆积多个薄钢板而形成上述三维形状的铁芯330在技术上是困难的。另外，假定使用特殊的专用设备能够形成上述那样的三维形状的层积钢板型铁芯330，成本也相当高，因此，实现也同样将线圈末端邻接部作为磁路的一部分的堆积钢板铁芯是非常困难的。另一方面，压粉铁芯的成本比层积钢板型铁芯低，大量用于铁芯。因此，对于压粉铁芯也研究了通过与现有的压粉铁芯的成形方法同样的、有某种程度的自由度的锁模而进行的成形方法来形成在铁芯插入部331和铁芯线圈外部332之间具有高度差R1、R2的三维形状的铁芯330。S卩，如图16所示，研究的铁芯330包括分别被从线圈两侧向线圈轴心方向插入两个线圈内的铁芯插入部331、331、以及在线圈一侧连接铁芯插入部331、331的彼此，并也被配置在线圈末端邻接部(参照图14中的E部)处的铁芯线圈外部332。该铁芯330的整体通过压粉一体地成形。但是，试着对成形的铁芯330进行研究可知，铁芯线圈外部332之中，特别是角部 332C达不到期望的机械强度，使用进行通常的压粉铁芯的成形的成形设备，通过压粉来形成铁芯330是困难的。作为其中一个理由，可以考虑到是由于在成形时，锁模产生的按压力对被锁模的压粉不能均匀地传递到角部332C，在角部332C处金属粉末彼此没有被足够的结合力紧固。因此，对使用特殊的成形设备来形成铁芯330使得角部332C的机械强度能够满足期望的强度也进行了研究，但是结果可知通过压粉成形的铁芯330成本变高。如前所述，在现有的电抗器中，在层积钢板型铁芯的情况和压粉铁芯的情况这两种情况下研究了对将成为无效空间的线圈末端邻接部也用作磁路，使铁芯230整体更加小型化的问题。但是，无论在哪种铁芯的情况下都存在以下问题，如参照的图16所示，形成在铁芯插入部331的基准面P1、P2和铁芯线圈外部332的基准面Q1、Q2之间具有高度差R1、R2的三维形状的铁芯330在技术上是困难的。本专利技术是为了解决上述问题点而作出的，其目的是能够提供维持性能的同时相对于现有的电抗器实现电抗器整体小型化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：横田修司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：