电抗器制造技术

本发明专利技术的电抗器(1)包括：组合体(10)，其设置有线圈(2)和布置线圈(2)的磁芯(3)；以及收纳组合体(10)的壳体(4)。壳体(4)包括：底板部(40)，电抗器(1)安装在固定对象中时，将底板部(40)固定至该固定对象；侧壁部(41)，其安装至底板部(40)以围住组合体(10)；以及散热层(42)，其形成于底板部(40)的内面，以介于底板部(40)与线圈(2)之间。底板部(40)由铝制成，而侧壁部(41)由绝缘树脂制成。散热层(42)由导热率高并且呈现极佳绝缘特性的粘合剂制成。由于底板部(40)构造为与侧壁部(41)分开的部件，能容易地形成散热层(42)，此外，散热层(42)能由拥有极佳散热特性的材料制成。由于绝缘体(5)将线圈(2)均匀压贴散热层(42)，实现了更为优良的散热特性。

【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以及用于制造该电抗器的方法，这种电抗器用作功率变换装置(诸如安装在车辆如混合动力车中的车载直流-直流变换器)的组成部件。特别地，本专利技术涉及尺寸较小并且拥有极佳散热特性的电抗器。现有技术升压或降压电路的构成部件之一是电抗器。例如，专利文献I披露了一种电抗器，其在安装于车辆如混合动力车上的变换器中使用。该电抗器包括:线圈、布置线圈的环形磁芯、收纳由线圈和磁芯所组成组合体的壳体、以及填充壳体所用的密封树脂。一般而言，这样使用电抗器，将其固定至用于冷却线圈等(其在励磁时产生热量)的冷却基座。代表性的壳体是由铝制成的压铸制品。使用时将壳体固定至冷却基座，以作为散热路径，用于消散来自线圈等的热量。引用列表专利文献专利文献1:日本未经审查的专利公开N0.2010-050408
技术实现思路
技术问题近年来，对于混合动力车等的车载部件，期望进一步减小尺寸及重量。然而，用包括常规铝壳体的电抗器难以实现这种尺寸上的进一步减小。由于铝是一种导电材料，壳体必须至少与线圈电绝缘。据此，通常，在线圈与壳体的内面(底面和侧壁面)之间设置相对大的间隔，以保证电绝缘距离。就保证绝缘距离而言，难以减小尺寸。例如，可以通过取消壳体来实现电抗器尺寸的减小。然而，这将暴露线圈和磁芯。所以，不能保护线圈和磁芯使其免受外部环境诸如灰尘及腐蚀的影响，或者，不能提供机械保护诸如强度。此外，期望填充壳体所用的密封树脂具有极佳的散热特性。例如，通过采用包含有陶瓷制成填料的树脂作为密封树脂，能增强散热特性。然而，由于线圈和磁芯所构成组合体的外形为复杂形状，如果用含有填料的树脂填充壳体同时避免在组合体与壳体的内面之间产生间隙或空隙，这需要花费时间，导致电抗器生产率差。此外，尽管通过增加密封树脂中填料的含量能改善散热特性，但密封树脂变脆，因此容易因热冲击而损坏。据此，期望开发具有极佳散热特性而不使用含有填料的密封树脂的电抗器。据此，本专利技术的一个目的是提供一种拥有极佳散热特性同时尺寸较小的电抗器。此外，本专利技术的另一目的是提供该电抗器的制造方法。问题的解决方案本专利技术这样实现上述目的:将壳体构造为可分开式部件；在构成壳体内底面的部分处包括拥有极佳散热特性的散热层；以及，使线圈中布置于壳体内底面侧的面压贴散热层。根据本专利技术的电抗器包括组合体和收纳该组合体的壳体，该组合体包括螺旋状卷绕导线形成的线圈、以及布置有线圈的磁芯。该组合体包括使线圈与磁芯彼此绝缘的绝缘体。壳体包括:底板部，电抗器安装在固定对象中时，将该底板部固定至该固定对象；侧壁部，其由固定件固定至该底板部，并且该侧壁部围住该组合体；以及散热层，其形成于底板部的内面，以介于底板部与线圈之间。在导热率方面，底板部等于或高于侧壁部，散热层由导热率高于2W/m.Κ的绝缘材料构成。此外，绝缘体包括:安装面部，其介于线圈的内周面与磁芯之间；以及挤压机构，其将安装面部压贴线圈的内周面，以使线圈与散热层均匀接触。绝缘材料的“绝缘特性”指耐电压特性，具有此耐电压特性，能使线圈与底板部彼此电绝缘。作为用于制造本专利技术电抗器的方法，例如，下述用于制造本专利技术电抗器的方法是可用的。用于制造本专利技术电抗器的方法包括:通过将螺旋状卷绕导线制成的线圈与磁芯装配，制备由线圈和磁芯所组成的组合体；以及，将该组合体收纳在壳体中，该壳体包括底面部和设置成自底面部直立以围住该组合体的侧壁部。本方法进一步包括形成散热层的步骤、挤压线圈的步骤、以及装配壳体的步骤。形成散热层的步骤:在此步骤中，在壳体底板部的内面上，形成由导热率高于2W/m.K的绝缘材料制成的散热层。挤压线圈的步骤:在此步骤中，在线圈与磁芯之间布置绝缘体，用于使线圈与磁芯彼此绝缘，以及，促使绝缘体将线圈压贴散热层，使得线圈与散热层均匀接触。装配壳体的步骤:在此步骤中，由固定件将侧壁部安装至底板部，以形成壳体。应当注意到，挤压线圈的步骤和装配壳体的步骤是可互换的。采用本专利技术的电抗器，由于电抗器安装在固定对象上时，线圈中位于安装侧的面(下文称为线圈安装面)与散热层接触，来自线圈的热量能有效地传导至散热层。然后，经由散热层，能将热量释放至固定对象诸如冷却基座。因此，呈现极佳的散热特性。特别地，由于散热层由绝缘材料制成，即使底板部由导电材料制成，通过使线圈与散热层接触，也能保证线圈与底板部彼此绝缘。据此，散热层的厚度可以减小。就此而言，同样容易将线圈的热量释放至固定对象。因此，本专利技术的电抗器拥有极佳的散热特性。此外，由于底板部由导热率至少等于或高于侧壁部导热率的材料制成，来自线圈安装面的热量能有效地经由散热层释放。因此，本专利技术的电抗器拥有极佳的散热特性。特别地，由于底板部和侧壁部构造成分开的部件，二者可以由不用材料制成。例如，当底板部由导热率高于侧壁部导热率的材料制成时，能得到拥有更优异散热特性的电抗器。此外，采用本专利技术的电抗器和用于制造该电抗器的方法，借助于绝缘体将线圈压贴散热层，也就是，具体而言，借助于挤压机构，允许绝缘体的安装面部压贴线圈的内周面，使形成线圈安装面的那些匝对齐，因此，能使线圈安装面与散热层均匀接触。也就是，能充分保证线圈安装面与散热层之间的接触面积。同样如上所述，本专利技术的电抗器拥有极佳的散热特性。这里，作为形成线圈的导线，通常使用的是涂覆线材，其在导电材料制成的导体的外周面上设置有由绝缘材料制成的绝缘涂层。使用涂覆线材，例如，在比照线圈的内尺寸(内周尺寸)卷绕导线的情况下，线圈的外尺寸(外周尺寸)与作为尺寸误差的卷绕过程期间尺寸误差和导线尺寸误差(导体尺寸误差和绝缘涂层尺寸误差(最大为厚度的两倍))有关。特别地，当线圈的端面形状是四角形诸如矩形时，四角形的一侧的尺寸误差，在最大时，涉及卷绕过程期间的尺寸误差与等于导线尺寸误差两倍的误差之总和。线圈外尺寸的精确度易于因这些误差而降低。也就是，由平行多匝所形成的线圈的外周面趋于凹凸不平。因此，形成线圈安装面的那些匝会无法与散热层完全紧密接触。在使用导体是矩形线材的导线、并且由扁立卷绕形成矩形线圈的情况下，如果拐角部分由精确以直角(90° )弯曲的导线形成，则发生回弹。据此，以带有容差用于回弹的角度执行弯曲。然而，当匝数增加时，卷绕之后线圈的重量变大。因此，即使执行带有容差的这种弯曲，卷绕角度也因惯性而产生偏差。此外，在匝数增加的情况下，卷绕在供给导线的未卷绕线轴周围的导线卷绕量也增加。据此，取决于卷绕在未卷绕线轴周围的导线的位置，例如，在初始未卷绕状态与靠近终止状态之间，卷曲的状态不同，因此，卷绕角度变化。因为弯曲状态的偏差，当从例如线圈的端面观察矩形扁立线圈时，匝的拐角部分显现为如螺旋楼梯那样逐渐偏离。这种偏离也会导致线圈的外周面成为凸凹不平，而且，会无法使构成线圈安装面的那些匝与散热层完全紧密接触。在扁立线圈中拐角部分各以90°弯曲的情况下，对于各匝校正角度偏离极为困难，尤其是因为矩形导线是加工硬化的。然而，校正上述以螺旋楼梯方式偏离的形状以具有更小的偏离(例如，成为矩形管状件)是可能的。通过适当校正，能使所有匝对齐，并且，线圈中凹凸不平的外周面(特别是线圈安装面)能近似平滑面，或者，能大体平滑。通过使线圈安装面平滑，能增大与散热层的接触面积。适宜地，构成线圈安装面的所有匝都能可靠地与散热层接触。据本文档来自技高网...

【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：野村康，伊藤睦，大石明典，鬼塚孝浩，松谷佳昭，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：