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CN102971812B - 电抗器以及电抗器的制造方法 - Google Patents

电抗器以及电抗器的制造方法 Download PDF

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CN102971812B CN201080066157.4A CN201080066157A CN102971812B CN 102971812 B CN102971812 B CN 102971812B CN 201080066157 A CN201080066157 A CN 201080066157A CN 102971812 B CN102971812 B CN 102971812B
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Abstract

本申请的目的在于提供能够缩小外形、提高性能的电抗器以及电抗器的制造方法。因此，本发明的一个方式是一种电抗器，具有壳体、以及被配置在所述壳体的内部并以用树脂覆盖线圈的方式形成的筒状的线圈成形体，并且所述线圈成形体通过混入有铁粉的铁粉混入树脂被密封，所述电抗器的特征在于，具有：与所述壳体设置成一体的支柱；以及单个或多个环状铁芯部件；其中，所述环状铁芯部件以所述支柱被插入到该环状铁芯部件的内周面的内侧的方式被设置在所述支柱的外周面的外侧，所述线圈成形体以所述环状铁芯部件被插入到该线圈成形体的内周面的内侧的方式被设置所述环状铁芯部件的外周面的外侧，所述环状铁芯部件被所述铁粉混入树脂密封。

Description

电抗器以及电抗器的制造方法
技术领域
本发明涉及例如使用在马达驱动装置的升压电路中的电抗器以及电抗器的制造方法。
背景技术
已知有使用在电动汽车和混合动力车的马达驱动装置的升压电路中的电抗器。该电抗器利用感抗进行电的变压，并具有铁芯和线圈来构成。电抗器被组装到开关电路中来使用，通过重复接通、断开，使得在接通时蓄积在线圈中的能量在断开时产生反电动势来获取高电压。
这里，专利文献1公开了通过混入了铁粉的铁粉混入树脂来模制线圈而成的电抗器的技术。在该电抗器中，模制线圈的铁粉混入树脂具有铁芯的作用。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利文献特开2006-352021号公报。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1的技术中，铁粉混入树脂由于铁粉的含有率低，因此铁芯的透磁率低。因此，为了增大铁芯的截面积以得到必要的电感，需要增大铁粉混入树脂的体积。从而电抗器的外形变大。
另外，为了调整电感，可考虑调整线圈的卷绕数和铁粉混入树脂的体积大小等。但是，例如诸如在马达驱动装置的升压电路中的有受限的区域内设置电抗器的情况下等，对线圈的匝数和铁粉混入树脂的体积大小进行限制，有可能无法调整得到必要的电感。因此，无法稳定地得到与大的电流变化无关地电感的变化量充分小的特性、即在使用电流范围内电感为基本恒定的值(平坦)的直流重叠特性。因此，电抗器的性能低。
另外，铁粉混入树脂的材料費高，并且铁粉混入树脂的硬化时间长。因此，若要填充的铁粉混入树脂的量多，电抗器的制造成本就会变高。
另外，如专利文献1的技术那样，当在壳体的内部填充铁粉混入树脂时，如果没有用任何手段限制线圈，线圈容易从预定的位置脱离，电抗器的生产率降低。
因此，本发明就是为解决上述问题而作出的，其目的在于，提供一种能够缩小外形、提高性能的电抗器以及电抗器的制造方法。
用于解决问题的手段
为解决上述问题而作出的本发明的一个方式是一种电抗器，具有壳体、以及被配置在所述壳体的内部并以用树脂覆盖线圈的方式形成的筒状的线圈成形体，并且所述线圈成形体被混入有铁粉的铁粉混入树脂密封，所述电抗器的特征在于，具有：与所述壳体设置成一体的支柱；以及单个或多个环状铁芯部件；其中，所述环状铁芯部件以所述支柱被插入到该环状铁芯部件的内周面的内侧的方式被设置在所述支柱的外周面的外侧，所述线圈成形体以所述环状铁芯部件被插入到该线圈成形体的内周面的内侧的方式被设置所述环状铁芯部件的外周面的外侧，所述环状铁芯部件被所述铁粉混入树脂密封，具有呈开口的形状的线圈架，所述线圈架具有端面部和以从所述端面部的边缘立起的方式设置的侧壁，并且所述线圈架被设置成在所述线圈成形体的内周面的内侧覆盖所述环状铁芯部件，所述线圈架在开口侧的端部具有凸缘部，所述线圈成形体的轴向端面与所述凸缘部抵接。
根据该方式，由于除密封线圈成形体的铁粉混入树脂之外还具有环状铁芯部件，因此磁特性提高。因此，即使由铁粉混入树脂形成的树脂铁芯的体积小也能够得到大的电感。因此，能够缩小电抗器的外形。并且，通过在环状铁芯部件的内周面的内侧插入与壳体一体的支柱，能够在调整壳体与环状铁芯部件的径向的相对位置的同时，将环状铁芯部件容易地安装到壳体上，从而电抗器的生产率提高。
另外，环状铁芯部件被铁粉混入树脂密封，因此能够防止环状铁芯部件的生锈和破裂。
另外，由于能够将铁粉混入树脂的体积减少与环状铁芯部件的体积相应的量，因此能够缩短铁粉混入树脂的填充时间和硬化时间。另外，由于能够减少铁粉混入树脂的使用量，因此能够减少材料费。因此能够降低制造成本。
另外，由于线圈成形体的轴向端面与线圈架的凸缘部抵接，因此线圈架和线圈成形体的轴向的相对位置被确定。因此，在向壳体填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够将线圈成形体配置在预定位置。
另外，线圈成形体的自重经由线圈架作用于环状铁芯部件。因此，在向壳体填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够防止环状铁芯部件的浮动和错位，从而能够将环状铁芯部件配置在预定位置。
在上述的方式中，优选具有座部，所述座部被设置在所述支柱与所述壳体之间并且其直径小于所述支柱的直径，所述环状铁芯部件的轴向端面与所述座部抵接。
根据该方式，由于环状铁芯部件的轴向端面与座部抵接，因此壳体与环状铁芯的轴向的相对位置被确定。因此，能够不增加部件个数而将环状铁芯部件配置在预定位置。
在上述的方式中，优选如下：所述线圈架在所述端面部和所述侧壁的到少任一者上具有开口部。
根据该方式，当向壳体的内部填充铁粉混入树脂时，由于铁粉混入树脂从线圈架的开口部流向线圈架的内周面的内侧，因此能够向环状铁芯部件的周围可靠地填充铁粉混入树脂。
并且，在相邻的环状铁芯部件之间设置有非磁性的间隔板的情况下，通过从线圈架的开口部流向线圈架的内周面的内侧的铁粉混入树脂，能够提高环状铁芯部件与间隔板的粘接力。
在上述的方式中，优选具有非磁性的环状的间隔板，所述间隔板被设置在所述多个环状铁芯部件中相邻的所述环状铁芯部件之间。
根据该方式，由于能够通过调整间隔板的厚度和数目来调整电感，因此能够容易地获得在使用电流范围内电感为基本恒定的值(平坦)的直流重叠特性，从而电抗器的性能提高。
在上述的方式中，优选如下：所述间隔板包括在该间隔板的轴向端面上从内周面形成至外周面的槽。
根据该方式，填充到壳体内部的铁粉混入树脂经由槽流入到环状铁芯部件与间隔板之间，因此能够提高环状铁芯部件与间隔板的粘接力。
为解决上述问题而作出的本发明的另一方式是一种电抗器的制造方法，其中，所述电抗器具有壳体、以及被配置在所述壳体的内部并以用树脂覆盖线圈的方式形成的筒状的线圈成形体，并且所述线圈成形体被混入有铁粉的铁粉混入树脂密封，所述电抗器的制造方法的特征在于，所述电抗器具有与所述壳体设置成一体的支柱、以及单个或多个环状铁芯部件，将所述环状铁芯部件以所述支柱被插入到该环状铁芯部件的内周面的内侧的方式设置在所述支柱的外周面的外侧，通过呈开口的形状的线圈架在所述线圈成形体的内周面的内侧覆盖所述环状铁芯部件，所述线圈架具有端面部和以从所述端面部的边缘立起的方式设置的侧壁，将所述线圈成形体以所述线圈架被插入到该线圈成形体的内周面的内侧的方式设置在所述线圈架的外周面的外侧，将所述线圈成形体的轴向端面抵接到设置在所述线圈架的开口侧的端部上的凸缘部，通过所述铁粉混入树脂密封所述环状铁芯部件。
根据该方式，通过在环状铁芯部件的内周面的内侧插入与壳体一体的支柱，能够在调整壳体与环状铁芯部件的径向的相对位置的同时，将环状铁芯部件容易地安装到壳体上，从而电抗器的生产率提高。
另外，由于将线圈成形体的轴向的端面与线圈架的凸缘部抵接，因此线圈架和线圈成形体的轴向的相对位置被确定。因此，在向壳体填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够将线圈成形体配置在预定位置。
另外，线圈成形体的自重经由线圈架作用于环状铁芯部件。因此，在向壳体填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够防止环状铁芯部件的浮动和错位，从而能够将环状铁芯部件配置在预定位置。
在上述的方式中，优选如下：将所述环状铁芯部件的轴向端面抵接到座部，所述座部被设置在所述支柱与所述壳体之间并且其直径大于所述支柱的直径。
根据该方式，由于将环状铁芯部件的轴向的端面抵接到座部，因此壳体与环状铁芯的轴向的相对位置被确定。因此，能够不增加部件个数而将环状铁芯部件配置在预定位置。
在上述的方式中，优选如下：所述线圈架在所述端面部和所述侧壁中的至少任一者上具有开口部。
根据该方式，当向壳体的内部填充铁粉混入树脂时，由于铁粉混入树脂从线圈架的开口部流向线圈架的内周面的内侧，因此能够向环状铁芯部件的周围可靠地填充铁粉混入树脂。
并且，在相邻的环状铁芯部件之间设置有非磁性的间隔板的情况下，通过从线圈架的开口部流向线圈架的内周面的内侧的铁粉混入树脂，能够提高环状铁芯部件与间隔板的粘接力。
在上述的方式中，优选如下：将非磁性的环状的间隔板设置在所述多个环状铁芯部件中相邻的所述环状铁芯部件之间。
根据该方式，由于能够通过调整间隔板的厚度和数目来调整电感，因此能够容易地获得在使用电流范围内电感为基本恒定的值(平坦)的直流重叠特性，从而电抗器的性能提高。
在上述的方式中，优选如下：所述间隔板包括在该间隔板的轴向端面上从内周面形成到外周面的槽。
根据该方式，填充到壳体内部的铁粉混入树脂经由槽流入到环状铁芯部件与间隔板之间，因此能够提高环状铁芯部件与间隔板的粘接力。
发明效果
根据本发明涉及的电抗器以及电抗器的制造方法，能够缩小外形、提高性能。
附图说明
图1是概略地示出包括本实施方式涉及的电抗器的驱动控制系统的构造的一个例子的图；
图2是示出图1中的PCU的主要部分的电路图；
图3是实施例1、2的电抗器的外观立体图；
图4是图3的A-A截面图；
图5是示出在实施例1中将构成电抗器的各部件组装到壳体中的情形的图；
图6是示出在将构成电抗器的各部件组装到壳体后、填充铁粉混入树脂前的情形的图；
图7是示出改变了压粉铁芯部件数目和间隔板数目的例子的图；
图8是示出在实施例2中将构成电抗器的各部件组装到壳体中的情形的图。
具体实施方式
以下，参考附图对将本发明具体化的方式进行详细说明。
本实施方式涉及的电抗器在混合动力汽车的驱动控制系统中以从电池的电压值升压至被施加给电动发电机的电压值的目的而搭载。
因此，首先对驱动控制系统的构成进行说明，然后对实施方式涉及的电抗器进行说明。
首先，使用图1和图2对驱动控制系统进行说明。
图1是概略地示出包括本实施方式涉及的电抗器的驱动控制系统的构造的一个例子的图。图2是示出图1中PCU的主要部分的电路图。
如图1所示，驱动控制系统1由PCU10(PowerControlUnit，电力控制单元)、电动发电机12、电池14、端子台16、外壳18、减速机构20、差速机构22、以及驱动轴支承部24等构成。
如图2所示，PCU10包括转换器46、逆变器48、控制装置50、电容C1、C2、以及输出线52U、52V、52W。
转换器46连接在电池14和逆变器48之间，与逆变器48并联电连接。逆变器48经由输出线52U、52V、52W与电动发电机12连接。
电池14例如是镍氢电池、锂离子电池等二次电池，其将直流电流提供应转换器46，并通过从转换器46流出的直流电流进行充电。
转换器46包括功率晶体管Q1、Q2、二极管D1、D2、以及后面详细叙述的电抗器101。功率晶体管Q1、Q2串联连接在电源线PL2、PL3之间，将控制装置50的控制信号提供应基极。二极管D1、D2被连接在功率晶体管Q1、Q2的集电极-发射极之间，以使电流从各个功率晶体管Q1、Q2的发射极侧向集电极侧流入。
电抗器101被配置成其一端连接在与电池14的正极连接的电源线PL1上，另一端连接在功率晶体管Q1、Q2的连接点上。
转换器46通过电抗器101对电池14的直流电压进行升压，并将升压后的直流电压供应到电源线PL2。另外，转换器46将从逆变器48接收的直流电压降压后对电池14进行充电。
逆变器48包括U相臂54U、V相臂54V、以及W相臂54W。各相臂54U、54V、54W并联连接在电源线PL2、PL3之间。U相臂54U由串联连接的功率晶体管Q3、Q4构成，V相臂54V由串联连接的功率晶体管Q5、Q6构成，W相臂54W由串联连接的功率晶体管Q7、Q8构成。二极管D3～D8分别连接在功率晶体管Q3～Q8的集电极-发射极之间，以使电流分别从功率晶体管Q3～Q8的发射极侧流向集电极侧。在各相臂54U、54V、54W中，各功率晶体管Q3～Q8的连接点经由输出线52U、52V、52W分别连接在电动发电机12的各U相、V相、W相的与中性点相反的一侧。
该逆变器48基于控制装置50的控制信号将流经电源线PL2的直流电流转换为交流电流后输出给电动发电机12。另外，逆变器48对由电动发电机12产生的交流电流进行整流来转换为直流电流，并将转换后的直流电流供应给电源线PL2。
电容C1被连接在电源线PL1、PL3之间，对电源线PL1上的电压电平进行平滑化。另外，电容C2被连接在电源线PL2、PL3之间，对电源线PL2上的电压电平进行平滑化。
控制装置50基于电动发电机12的转子的旋转角度、马达转矩指令值、电动发电机12的U相、V相以及W相的电流值、逆变器48的输入电压，来计算电动发电机12的U相、V相以及W相的线圈电压。另外，控制装置50基于该运算结果来生成将功率晶体管Q3～Q8接通/断开的PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)，并将其输出给逆变器48。
另外，为了使逆变器48的输入电压最佳，控制装置50基于上述的马达转矩指令值以及马达转速来计算功率晶体管Q1、Q2的占空比，基于该运算结果来生成执行功率晶体管Q1、Q2的接通/断开的PWM信号，并将其输出到转换器46。
并且，为了将在电动发电机12中产生的交流电流转换为直流电流来对电池14进行充电，控制装置50在转换器46以及逆变器48中控制功率晶体管Q1～Q8的开关动作。
在具有上述构成的PCU10中，转换器46基于控制装置50的控制信号使电池14的电压升压，并将升压后的电压施加到电源线PL2上。电容C1将施加在电源线PL2上的电压平滑化，逆变器48将通过电容C1平滑了的直流电压转换为交流电压后输出到电动发电机12。
另一方面，逆变器48将通过电动发电机12的再生而产生的交流电压转换为直流电压，并将其输出给电源线PL2。电容C2将施加在电源线PL2上的电压平滑化，转换器46对通过电容C2平滑了的直流电压降压来后电池14进行充电。
〔实施例1〕
接着，对本实施方式涉及的电抗器进行说明。
电抗器的构造的说明
图3是实施例1的电抗器101的外观立体图。图4是图3的A-A截面图。图5是示出将构成本实施例的电抗器101的各部件组装到壳体110的情形的图。此外，在以下的说明中，“径向”表示图4中的X方向，“轴向”表示图4中的Y方向。
后述的实施例2的电抗器102的外观如图3所示，与本实施例的电抗器101的外观相同。如图3和图4所示，本实施例的电抗器101具有壳体110、压粉铁芯部件112、间隔板114、线圈架116、线圈成形体118、树脂铁芯120等。
壳体110是铸造品，其材质是铝。如图5所示，壳体110被形成为开口的箱形，并具有圆形的底面部122以及以从该底面部122的边缘立起的方式设置的侧壁124。并且，在底面部122的内表面123的中央部分经由座部128设置有支柱126。支柱126可以是实心圆筒状，也可以是中空圆筒状。如此，支柱126与壳体110被一体形成，在支柱126的根部设置有座部128。并且，座部128的设置有支柱126的那侧的表面、即上表面130的直径被形成得比支柱126的直径大。并且，如图4所示，压粉铁芯部件112A的轴向的下侧(壳体110的底面部122侧)的端面129与座部128抵接。
压粉铁芯部件112是对磁性粉末高密度地加压成形而成的压粉磁心(HDMC)，被形成为圆形的环状。压粉铁芯部件112在其内周面131的径向的内侧具有轴向贯通的通孔132。并且，压粉铁芯部件112以使支柱126插入到通孔132中的方式被设置在支柱126的外周面133的径向的外侧。另外，压粉铁芯部件112被形成树脂铁芯120的铁粉混入树脂密封。在本实施例中，压粉铁芯部件112设置有四个，图中示出为压粉铁芯部件112A～D。并且，相邻的压粉铁芯部件112通过在它们之间夹着间隔板114，而被设置为在轴向上彼此保持预定间隔。压粉铁芯部件112A～D是本发明的“环状铁芯部件”的一个例子。
间隔板114是由非磁性材料形成的板，被形成为圆形的环状。间隔板114在其内周面135的径向的内侧形成有轴向贯通的通孔134。间隔板114的材质例如可考虑氧化铝陶瓷等。在本实施例中，间隔板114设置有三个，图中示出为间隔板114A、114B、114C。此外，通过调整间隔板114A～C的厚度，能够调整电抗器101的电感。另外，能够通过压粉铁芯部件112的数目和间隔板114的数目来调整电抗器101的电感。
并且，压粉铁芯部件112和间隔板114沿轴向交替地设置在支柱126的外周面133的径向外侧，以使与壳体110一体的支柱126被插入到压粉铁芯部件112A～D的通孔132和间隔板114A～C的通孔134中。具体地，从壳体110的底面部122侧依次设置了压粉铁芯部件112A、间隔板114A、压粉铁芯部件112B、间隔板114B、压粉铁芯部件112C、间隔板114C、压粉铁芯部件112D。此外，处于最靠近壳体110的底面部122的位置的压粉铁芯部件112A被配置在座部128的上表面130。如此，隔着间隔板114A～C而层叠了多个压粉铁芯部件112A～D的筒状的中芯部136被配置在座部128的上表面130上。
线圈架116被形成为开口的箱形状，并具有圆形的端面部138以及以从该端面部138的边缘立起的方式设置(在图4中以向下方延伸的方式设置)的侧壁140。并且，线圈架116在开口侧的端部具有被形成为圆环状的凸缘部142。并且，线圈成形体118的轴向的端面141与凸缘部142抵接。线圈架116的材质是具有耐热性的树脂，优选电绝缘性高的材料，例如可考虑聚苯硫醚树脂(PPS)等。
线圈架116在线圈成形体118的内周面160的径向的内侧以从压粉铁芯部件112D的轴向上的上侧的端面144侧覆盖中芯部136的方式设置。并且，线圈架116的端面部138的内侧的表面146与中芯部136中的处于最上方的压粉铁芯部件112D的端面144抵接。另外，线圈架116的内周面148的直径被形成得比压粉铁芯部件112A～D的直径大。由此，在线圈架116的内周面148和压粉铁芯部件112A～D的外周面150之间设置有间隙，该间隙中填充有铁粉混入树脂。
线圈成形体118形成为圆筒形状，并包括扁立线圈152以及树脂膜154。扁立线圈152除成为电极端子的端部156和端部158之外的部分被树脂膜154覆盖。由此，扁立线圈152除了端部156和端部158之外的部分与外部绝缘。此外，作为形成树脂膜154的树脂，优选耐热性高的热硬化性的树脂，例如可考虑环氧树脂等。由形成树脂铁芯120的铁粉混入树脂密封线圈成形体118。这样的线圈成形体118以使压粉铁芯部件112A～D插入到内周面160的径向的内侧的方式被设置在压粉铁芯部件112A～D的外周面150的径向外侧。
线圈成形体118以在内周面160的径向的内侧插入线圈架116的方式安装在线圈架116上。由此，确定线圈架116和线圈成形体118的径向的相对位置。并且，在支柱126的引导下，容易将压粉铁芯部件112A～D、线圈架116以及线圈成形体118配置在同轴上。这里，将压粉铁芯部件112A～D、线圈架116以及线圈成形体118同轴配置是指将压粉铁芯部件112A～D的中心轴、线圈架116的中心轴以及线圈成形体118的中心轴配置在相同位置上。
树脂铁芯120是由填充在壳体110内的铁粉混入树脂硬化而形成的，其密封压粉铁芯部件112A～D、间隔板114A～C、线圈架116以及线圈成形体118。并且，树脂铁芯120还形成于被设置在线圈架116的内周面148和压粉铁芯部件112A～D的外周面150之间的间隙中。作为铁粉混入树脂，优选具有耐热性高的热硬化性、并且热传到性高的树脂，例如可考虑混合有铁粉的环氧树脂等。
根据本实施例的电抗器101，包括：通过向壳体110的内部填充铁粉混入树脂而形成的树脂铁芯120、以及在中芯部136具有高透磁率的压粉铁芯部件112A～D。因此，本实施例的电抗器101在维持具有高的外形设计自由度的树脂铁芯120的特征的同时提高了磁特性，因此即使树脂铁芯120的体积小也能够得到大的电感。从而，本实施例的电抗器101能够缩小其外形。
并且，通过向压粉铁芯部件112A～D的通孔132和间隔板114A～C的通孔134插入支柱126，能够在调整壳体110与压粉铁芯部件112A～D的径向的相对位置、以及调整壳体110与间隔板114A～C的径向的相对位置的同时，容易地将压粉铁芯部件112A～D和间隔板114A～C安装到壳体110中，从而电抗器101的生产率提高。
另外，由于用坚固的树脂铁芯120密封压粉铁芯部件112A～D，因此能够防止压粉铁芯部件112A～D的生锈和破裂。
另外，由于树脂铁芯120的体积能够减少与压粉铁芯部件112A～D的体积相当的量，因此能够缩短形成树脂铁芯120的铁粉混入树脂的填充时间和硬化时间。另外，由于能够减少铁粉混入树脂的使用量，因此能够减少材料费。因此能够降低制造成本。
另外，压粉铁芯部件112A的端面129与座部128抵接，并在压粉铁芯部件112A之上配置有压粉铁芯部件112B～D和间隔板114A～C，因此确定壳体110和压粉铁芯部件112A～D以及间隔板114A～C之间的轴向的相对位置。因此，不增加部品个数就能够将压粉铁芯部件112A～D配置在预定位置上。
并且，线圈架116的端面部138的内侧的表面146与中芯部136的处于最上方的压粉铁芯部件112D的端面144抵接，因此确定压粉铁芯部件112A～D、间隔板114A～C、以及线圈架116之间的轴向的相对位置。因此，能够将线圈架116配置在预定位置上。
并且，由于线圈成形体118的端面141与线圈架116的凸缘部142抵接，因此确定线圈架116和线圈成形体118的轴向的相对位置。因此，在向壳体110填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够将线圈成形体118配置在预定位置上。
另外，线圈成形体118的自重经由线圈架116作用于压粉铁芯部件112A～D。因此，在向壳体110填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够防止压粉铁芯部件112A～D浮动或错位，能够将压粉铁芯部件112A～D配置在预定位置上。
另外，由于非磁性的间隔板114设置在相邻的压粉铁芯部件112之间，因此能够保持相邻的压粉铁芯部件112之间的间隔。因此，能够抑制向线圈施加大电流时磁通量密度的饱和，因此提高磁性能。
另外，通过调整压粉铁芯部件112和间隔板114的厚度或数量能够容易地调整电感，因此能够稳定地获得在使用电流范围内电感为基本恒定的值(平坦)的直流重叠特性，电抗器101的性能提高。
电抗器的制造方法的说明
如前所述，图5是示出将构成本实施例的构成电抗器101的各部件组装到壳体110的情形的图。图6是示出在将构成本实施例的电抗器101的各部件组装到壳体110之后、填充铁粉混入树脂之前的情形的图。
本实施例的电抗器101如下制造。首先，如图5所示，向压粉铁芯部件112A～D的通孔132和间隔板114A～C的通孔134中插入与壳体110一体的支柱126，并交替地配置压粉铁芯部件112A～D和间隔板114A～C。具体地，从壳体110的底面部122侧依次配置压粉铁芯部件112A、间隔板114A、压粉铁芯部件112B、间隔板114B、压粉铁芯部件112C、间隔板114C、压粉铁芯部件112D。
由此，形成夹着间隔板114A～C而层叠多个压粉铁芯部件112A～D的筒状的中芯部136。此时，将中芯部136配置在座部128的上表面130。详细来说，将构成中芯部136的压粉铁芯部件112A～D中的最接近壳体110的底面部122而配置的压粉铁芯部件112A配置在座部128的上表面130，使座部128的上表面130与压粉铁芯部件112A的端面144抵接。此外，最接近壳体110的底面部122而配置的压粉铁芯部件112A的内周面131的内径被形成为比座部128的上表面130的外径小。由此，能够可靠地将压粉铁芯部件112A配置在座部128的上表面130。
通过如此将构成中芯部136的压粉铁芯部件112A～D中的、最接近壳体110的底面部122而配置的压粉铁芯部件112A配置在座部128的上表面130，确定壳体110与构成中芯部136的压粉铁芯部件112A～D和间隔板114A～C之间的轴向的相对位置。另外，能够在支柱126的外周面133和压粉铁芯部件112A～D的内周面131之间的间隙大小的范围内对壳体110和压粉铁芯部件112A～D的径向的相对位置进行调整，从而能够将压粉铁芯部件112A～D配置在预定位置上。另外，能够在支柱126的外周面133和间隔板114A～C的内周面135之间的间隙大小的范围内对壳体110和间隔板114A～C的径向的相对位置进行调整，从而能够将间隔板114A～C配置在预定位置上。如此，通过利用与壳体110一体的支柱126和座部128，不增加部件个数就能够将压粉铁芯部件112A～D和间隔板114A～C配置在预定位置。
接着，如图5所示，盖上线圈架116以覆盖中芯部136。此时，将线圈架116的端面部138的内侧的表面146抵接到中芯部136的处于最上方的压粉铁芯部件112D的端面144。另外，在线圈架116的内周面148与压粉铁芯部件112A～D的外周面150之间设置有间隙。
接着，以在线圈成形体118的内周面160的径向的内侧插入线圈架116的方式，在线圈架116的外周面149的径向的外侧配置线圈成形体118。此时，使线圈成形体118的端面141与线圈架116的凸缘部142抵接。
接着，向壳体110的内部填充熔融状态的铁粉混入树脂，将壳体110设置到没有图示的加热炉中，以预定温度加热预定时间，由此使铁粉混入树脂固化来形成树脂铁芯120。由此，中芯部136、线圈架116以及线圈成形体118被树脂铁芯120密封。
通过以上，制造电抗器101。
根据本实施例的电抗器101的制造方法，通过向压粉铁芯部件112A～D的通孔132和间隔板114A～C的通孔134中插入支柱126，能够在调整壳体110和压粉铁芯部件112A～D的径向的相对位置、以及调整壳体110和间隔板114A～C的径向的相对位置的同时，容易地将压粉铁芯部件112A～D和间隔板114A～C安装到壳体110中，从而电抗器101的生产率提高。
另外，由于将压粉铁芯部件112A的端面129抵接到座部128，并在压粉铁芯部件112A的上方配置压粉铁芯部件112B～D，因此确定壳体110和压粉铁芯112A～D的轴向的相对位置。因此，不增加部件个数就能够将压粉铁芯部件112A～D配置在预定位置。
并且，由于使线圈架116的端面部138的内侧的表面146与中芯部136的处于最上方的压粉铁芯部件112D的端面144抵接，因此确定压粉铁芯部件112A～D和间隔板114A～C以及线圈架116之间的轴向的相对位置。因此，能够将线圈架116配置在预定位置。
并且，由于使线圈成形体118的端面141与线圈架116的凸缘部142抵接，因此确定线圈架116和线圈成形体118的轴向的相对位置。因此，在向壳体110填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够将线圈成形体118配置在预定位置。
另外，线圈成形体118的自重经由线圈架116作用于压粉铁芯部件112A～D。因此，在向壳体110填充铁粉混入树脂而该铁粉混入树脂硬化之前的期间，能够防止压粉铁芯部件112A～D的浮动或错位，从而能够将压粉铁芯部件112A～D配置在预定位置。
另外，由于将非磁性的环状的间隔板114设置在多个压粉铁芯部件112中的相邻的压粉铁芯部件112之间，因此能够通过调整间隔板114的厚度或数目来调整电感，从而能够稳定地获得如在使用电流范围内电感为基本恒定的值(平坦)的直流重叠特性。因此，电抗器101的性能提高。
另外，在向壳体110的内部配置各部件之后填充的熔融状态的铁粉混入树脂还兼具作为各部件的粘接剂的作用，因此能够省略通过粘接材料将压粉铁芯部件112A～D与间隔板114A～C粘接的工序。
压粉铁芯部件112的数目和间隔板114的数目不特别限定，如图7所示，可考虑设置两个压粉铁芯部件112、一个间隔板114的实施例。
〔实施例2〕
图8是示出将构成实施例2的电抗器102的各部件组装到壳体110的情形的图。实施例2的电抗器102的外观如上述的图3所示，与实施例1的外观相同。另外，在图8中，为了便于说明，省略示出压粉铁芯部件112。另外，在以下的说明中，对与实施例1同等的构成要素标注相同的符号并省略说明，以不同点为中心进行说明。
实施例2的电抗器102的与实施例1的电抗器101的不同点在于：在线圈架116的轴向的端面部138具有开口部162，在侧壁140具有开口部164。在图8所示的例子中，开口部162在端面部138的中央部被形成为圆形，并且开口部164沿着端面部138的外周被形成在四处，但开口部162和开口部164的位置和形状不限定于图8所示的例子。另外，也可考虑仅在端面部138或侧壁140的任一者上具有开口部的例子。
根据实施例2的电抗器102，当在向壳体110的内部配置各部件之后填充熔融状态的铁粉混入树脂时，从开口部162和开口部164向线圈架116的内周面148的径向的内侧供应铁粉混入树脂。并且，通过使流入的铁粉混入树脂固化，能够可靠地粘结压粉铁芯部件112与间隔板114。
另外，如图8所示，间隔板114具有在轴向的端面159上呈放射状从内周面166的位置形成到外周面168的位置的槽170。因此，流入到线圈架116的内周面148的径向内侧的铁粉混入树脂经由槽170可靠地流入到压粉铁芯部件112和间隔板114之间。并且，通过使经由槽170流入到压粉铁芯部件112和间隔板114之间的铁粉混入树脂固化，能够提高压粉铁芯部件112与间隔板114之间的粘接力。
上述的实施方式仅仅是例示，不对本发明进行任何限定，本发明当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改进、变形。
在上述的实施例中例举了设置多个压粉铁芯部件112的例子，但也能应用于仅设置一个压粉铁芯部件112的电抗器。
符号说明
1驱动控制系统
10PCU
12电动发电机
14电池
101电抗器
102电抗器
110壳体
112压粉铁芯部件
114间隔板
116线圈架
118线圈成形体
120树脂铁芯
126支柱
128座部
136中芯部
142凸缘部
162开口部
164开口部
170槽

Claims (10)

1.一种电抗器，具有壳体、以及被配置在所述壳体的内部并以用树脂覆盖线圈的方式形成的筒状的线圈成形体，并且所述线圈成形体通过铁粉混入树脂被密封，所述铁粉混入树脂是混入有铁粉的树脂，所述电抗器的特征在于，具有：
与所述壳体设置成一体的支柱；以及
单个或多个环状铁芯部件；
其中，所述环状铁芯部件以所述支柱被插入到该环状铁芯部件的内周面的内侧的方式被设置在所述支柱的外周面的外侧，
所述线圈成形体以所述环状铁芯部件被插入到该线圈成形体的内周面的内侧的方式被设置所述环状铁芯部件的外周面的外侧，
所述环状铁芯部件通过所述铁粉混入树脂被密封，
所述电抗器具有呈开口的形状的线圈架，所述线圈架具有端面部和以从所述端面部的边缘立起的方式设置的侧壁，
所述线圈架以覆盖所述环状铁芯部件的方式设置在所述线圈成形体的内周面的内侧，
所述线圈架在开口侧的端部具有凸缘部，
所述线圈成形体的轴向端面与所述凸缘部抵接。
2.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，
具有座部，所述座部被设置在所述支柱与所述壳体之间并且其直径大于所述支柱的直径，
所述环状铁芯部件的轴向端面与所述座部抵接。
3.如权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，
所述线圈架在所述端面部和所述侧壁中的至少任一者上具有开口部。
4.如权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，
具有非磁性的环状的间隔板，
所述间隔板被设置在所述多个环状铁芯部件中相邻的所述环状铁芯部件之间。
5.如权利要求4所述的电抗器，其特征在于，所述间隔板包括在该间隔板的轴向端面上从内周面形成至外周面的槽。
6.一种电抗器的制造方法，其中，所述电抗器具有壳体、以及被配置在所述壳体的内部并以用树脂覆盖线圈的方式形成的筒状的线圈成形体，并且所述线圈成形体通过铁粉混入树脂被密封，所述铁粉混入树脂是混入有铁粉的树脂，所述电抗器的制造方法的特征在于，
所述电抗器具有与所述壳体设置成一体的支柱、以及单个或多个环状铁芯部件，
将所述环状铁芯部件以所述支柱被插入到该环状铁芯部件的内周面的内侧的方式设置在所述支柱的外周面的外侧，
通过呈开口的形状的线圈架在所述线圈成形体的内周面的内侧覆盖所述环状铁芯部件，所述线圈架具有端面部和以从所述端面部的边缘立起的方式设置的侧壁，
将所述线圈成形体以所述线圈架被插入到该线圈成形体的内周面的内侧的方式设置在所述线圈架的外周面的外侧，
将所述线圈成形体的轴向端面抵接到设置在所述线圈架的开口侧的端部上的凸缘部，
通过所述铁粉混入树脂密封所述环状铁芯部件。
7.如权利要求6所述的电抗器的制造方法，其特征在于，
将所述环状铁芯部件的轴向端面抵接到座部，所述座部被设置在所述支柱与所述壳体之间并且其直径大于所述支柱的直径。
8.如权利要求6或7所述的电抗器的制造方法，其特征在于，所述线圈架在所述端面部和所述侧壁中的至少任一者上具有开口部。
9.如权利要求6或7所述的电抗器的制造方法，其特征在于，将非磁性的环状的间隔板设置在所述多个环状铁芯部件中相邻的所述环状铁芯部件之间。
10.如权利要求9所述的电抗器的制造方法，其特征在于，所述间隔板包括在该间隔板的轴向端面上从内周面形成至外周面的槽。
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