电抗器以及制造该电抗器的方法技术

本发明专利技术公开一种电抗器（1α），包括：一个线圈（2）；磁芯（3），线圈（2）设置在磁芯（3）上；以及壳体（4），其容纳线圈（2）和磁芯（3）的组装件（10）。磁芯（3）具有插入线圈（2）中的内侧芯部（31）以及设置在线圈（2）的外周上的连接芯部（32）。连接芯部（32）由磁性粉末和树脂的混合物构成。线圈（2）被连接芯部（32）覆盖，并被密封地封入壳体（4）。电抗器（1α）的从壳体（4）的开口露出的最上部区域设置有由导电非磁性粉末和树脂构成的磁屏蔽层（5），导电非磁性粉末具有比磁芯粉末的小的比重，从而可以减少泄漏至外部的磁通量，并可以提供小型电抗器。向壳体（4）中填充磁性粉末、非磁性粉末和树脂的混合物来制造电抗器（1α），其中，在树脂硬化之前，非磁性粉末浮至壳体（4）的开口侧，而磁性粉末沉至壳体（4）的底侧。因此，可以减少泄漏至外部的磁通量，并可以提供制造小型电抗器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用作例如车载DC-DC转换器等功率转换装置的部件的。更具体地说，本专利技术涉及如下电抗器该电抗器可以减少泄漏至外部的磁通量并具有小尺寸。
技术介绍
现有如下的电抗器，其用作用于逐步升压和逐步降压操作的电路部件之一。在已采用的典型形式的电抗器中，例如，在装载在例如混合动力车等车辆上的电抗器中，在具有环形形状(例如，O形)的磁芯的相应部分周围并排地设置有一对线圈，这对线圈通过缠绕导线来形成。 专利文献(PTL) I公开了一种电抗器，该电抗器包括一个线圈以及所谓的桶型芯部(即，具有E-E状横截面的磁芯)，该芯部包括内侧芯部，其设置在线圈内侧；以及外侧芯部，其设置成覆盖线圈的大致整个外周。桶型芯部具有小尺寸，并适于作为装载在安装空间小的车辆上的部件。具体地说，PTL I中公开的电抗器可以以如下的方式制造成较小的尺寸通过将内侧芯部的饱和磁通密度设置成高于外侧芯部的饱和磁通密度从而减小了内侧磁芯的截面面积，通过将外侧芯部的导磁率设置成低于内侧芯部的导磁率从而省去了间隙部件，或者通过设计成不使用壳体的结构形式。此外，PTL I公开了磁性粉末和树脂的混合物(在下文中称为“磁性混合物”)作为外侧芯部的构成材料。〈引用列表〉专利文献PTL I :日本未审查的专利申请公开No. 2009-033051 ο
技术实现思路
〈技术问题〉然而，现有技术的电抗器伴随有磁通量泄漏至外部的风险。当不使用壳体并且磁芯的暴露在外部的部分中的导磁率低时，由于磁芯的暴露部分与外部(通常是大气)之间的导磁率的微小差异，磁通量容易泄漏至外部。具体地说，当外侧磁芯由上述磁性混合物制成时，因为导磁率倾向于随着磁性材料中的树脂含量的增加而降低，所以磁通量更容易泄漏至外部。在图5所示的电抗器100中，例如，通过将磁芯130和线圈120所组成的组装件110容纳在由非磁性材料(例如，铝)制成的壳体140中，可以减少漏磁通量；磁芯130包括内侧磁芯131和外侧磁芯132。然而，即使在这种情况下，仍然难以减少经由壳体140的开口泄漏至壳体140外部的磁通量。例如，通过增大壳体140 (如图5中的点划线所示)而增大从线圈120的端面到壳体140的开口的距离L，也就是通过使外侧磁芯132的靠近壳体140的开口侧附近的厚度增加,可以减少泄漏至壳体140外部的磁通量。然而,这种结构增加了电抗器的高度并导致电抗器的尺寸增大。因此，本专利技术的一个目的是提供如下电抗器该电抗器较不容易导致磁通量泄漏至外部并具有小尺寸。本专利技术的另一个目的是提供能够制造如下电抗器的电抗器制造方法该电抗器较不容易导致磁通量泄漏至外部并具有小尺寸。〈技术方案〉在图5所示的电抗器100中，可以想到，例如，用由非磁性材料制成的盖部件覆盖壳体140的开口。然而，在这种情况下，除了盖部件之外，还需要螺钉等用来将盖部件固定到壳体上。这不仅增加了部件的数量，而且增加了组装步骤的数量，且需要对壳体钻孔、设置盖部件、以及设置并固定螺钉等，因而降低了电抗器的生产率。此外，如果盖部件与磁芯之间产生间隙，则存在磁通量可能经由该间隙而泄漏的风险。例如，可以通过用上述磁性混合物形成外侧磁芯并在树脂硬化之前将盖部件的一部分埋入磁性混合物的树脂中，来防止产生间隙。具体地说，在这种情况下，通过使盖部件形成为具有呈凹凸状的外形，可以增大盖部件与磁性混合物之间的接触面积，从而更难以产生间隙。此外，通过将盖部件埋在磁性混合物中，可以省去例如螺钉等固定部件。然而，仍然额外地需要盖部件。 鉴于上述情况，本专利技术利用包括磁屏蔽层的电抗器实现了上述目的；磁屏蔽层可以在制造磁芯的同时形成在磁芯的最外表面部分，而不用另外准备独立于壳体的盖部件并将盖部件安装到壳体上。根据本专利技术的电抗器包括一个线圈，所述线圈通过缠绕导线而形成；磁芯，所述线圈设置在所述磁芯上；以及壳体，其具有开口并容纳所述线圈和所述磁芯的组装件。所述线圈被封入所述壳体中而处于密封状态，同时所述线圈的外周的至少一部分被所述磁芯覆盖。所述磁芯的位于与所述壳体的开口接近的一侧的区域由磁性粉末和树脂的混合物制成。另外，所述电抗器包括由非磁性粉末和树脂制成的磁屏蔽层，磁屏蔽层设置在从所述壳体的开口露出的最外表面区域中以覆盖所述磁芯的开口侧区域，所述非磁性粉末具有比所述磁性粉末的比重小的比重并具有导电性。例如，根据本专利技术的如下任意一种制造方法，可以容易地制造根据本专利技术的电抗器。根据本专利技术的第一种电抗器制造方法涉及通过将一个线圈和磁芯的组装件容纳在具有开口的壳体中来制造电抗器的方法，所述线圈通过缠绕导线而形成，并且所述线圈设置在所述磁芯上。所述方法包括如下的容纳步骤、填充步骤以及硬化步骤。(I)容纳步骤将所述线圈容纳在所述壳体中。(2)填充步骤向所述壳体中填充磁性粉末、非磁性粉末和树脂的混合物，以覆盖所述线圈的外周，其中，所述非磁性粉末具有比所述磁性粉末小的比重并具有导电性。(3)硬化步骤在达到如下状态之后使所述树脂硬化由于所述磁性粉末与所述非磁性粉末之间的比重差异而使所述非磁性粉末浮至所述壳体的开口侧并且所述磁性粉末沉至所述壳体的底侧的状态。根据本专利技术的电抗器制造方法的另一个实例实施为如下的根据本专利技术的电抗器制造方法。根据本专利技术的第二种电抗器制造方法涉及通过将一个线圈和磁芯的组装件容纳在具有开口的壳体中来制造电抗器的方法，其中，所述线圈通过缠绕导线而形成，所述线圈设置在所述磁芯上。所述方法包括如下的容纳步骤、磁性混合物填充步骤以及非磁性混合物填充步骤。(I)容纳步骤将所述线圈容纳在所述壳体中。(2)磁性混合物填充步骤向所述壳体中填充磁性粉末和树脂的混合物，以覆盖所述线圈的外周。(3)非磁性混合物填充步骤在所述磁性粉末和树脂的混合物上方填充非磁性粉末和树脂的混合物并使所述树脂硬化，所述非磁性粉末具有比所述磁性粉末小的比重并具有导电性。尽管根据本专利技术的电抗器具有如下结构该结构包括覆盖线圈外周的磁芯以及具有开口的壳体，但在从壳体的开口露出的最外表面区域中，电抗器由于包括基本上由非磁性材料制成的磁屏蔽层而可以有效地减少磁通量泄漏至壳体的外部。具体地说，在根据本专利技术的电抗器中，由于采用非磁性粉末和典型地构成磁芯一部分的树脂而使磁屏蔽层与磁芯形成一体，所以与使用独立的盖部件的结构相比，可以避免增加包括如螺钉等固定部件在内的部件数量以及包括将盖部件附接到壳体上在内的步骤的数量，因而确保了较高的生产率。此外，本专利技术的电抗器典型地形成如下状态在磁性粉末和树脂的混合物(在下文中称为“磁性混合物”)(该混合物构成磁芯)中，用非磁性粉末代替从壳体的开口露出的最外表面区域中的磁性粉末。因此，电抗器具有比将独立的盖部件附接到壳体上时的尺寸小的 尺寸。另外，根据本专利技术的电抗器的尺寸保持得较小，这是因为该电抗器是包括仅一个线圈的桶型电抗器。利用根据本专利技术的制造方法，由于可以在形成磁性混合物的同时形成磁屏蔽层，所以不需要形成盖部件并将盖部件组装到壳体上的步骤，因而与包括独立的盖部件的构造相比，可以以较高的生产率来制造该电抗器。具体地说，利用根据本专利技术的第一种制造方法，当形成磁性混合物并形成磁屏蔽层时，只需要一个混合物填充步骤，从而减少了步骤的数量并确保了电抗器的较高生产率。具体地说，利用根据本专利技术的第二种制造方法，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.16 JP 2010-1371161.一种电抗器，包括一个线圈，所述线圈通过缠绕导线而形成；磁芯，所述线圈设置在所述磁芯上；以及壳体，其具有开口并容纳所述线圈和所述磁芯的组装件， 其中，所述线圈被封入所述壳体中而处于密封状态，同时所述线圈的外周的至少一部分被所述磁芯覆盖， 所述磁芯的位于与所述壳体的开口接近的一侧的区域由磁性粉末和树脂的混合物制成，并且 在从所述壳体的开口露出的最外表面区域中设置有由非磁性粉末和树脂制成的磁屏蔽层以覆盖所述磁芯的开口侧区域，所述非磁性粉末具有比所述磁性粉末的比重小的比重并具有导电性。2.根据权利要求I所述的电抗器，其中， 所述磁芯包括内侧芯部，其插入所述线圈中；以及连接芯部，其覆盖所述线圈的外周并由所述混合物制成， 所述混合物中的树脂使所述内侧芯部和所述连接芯部彼此成为一体， 所述内侧芯部具有比所述连接芯部的饱和磁通密度高的饱和磁通密度，并且 所述连接芯部具有比所述内侧芯部的导磁率低的导磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶和宏，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：