[发明专利]包覆线圈成型体的制造方法及包覆线圈成型体

说明书

技术领域

本发明涉及一种包覆线圈成型体的制造方法及包覆线圈成型体，该制造方法为，利用电绝缘性树脂以从外侧整体地包入的状态包覆导体线圈，成为该导体线圈埋入含有软磁性粉末的铁心内部的状态，与铁心一起构成线圈复合成型体。

背景技术

作为这种线圈复合成型体的代表性例子，存在作为电感部件的电抗器。

在混合动力汽车或燃料电池汽车、电动汽车等中，在电池与向电动机供给交流电力的逆变器之间设置升压电路，在该升压电路中使用作为电感部件的电抗器（扼流线圈）。

例如，在混合动力车辆中，电池电压最大为300V左右，另一方面，必须向电动机施加600V左右的高电压，以获得较大输出。为此，作为升压电路用的部件而使用电抗器。

该电抗器另外也被广泛用于太阳能发电的升压电路等中。

目前，这种电抗器通常使用在铁心周围卷绕导体线圈（以下有时简称为线圈）的形式，上述铁心配置为使一对U字状的铁心片在各个端面之间产生规定的间隙而构成。

但是，在这种形式的电抗器的情况下，因为处于线圈向外部露出的状态，所以会伴随线圈励磁而发生线圈振动，其会造成噪音，另外，必须高精度地设定铁心片之间的间隙的尺寸，除此之外，还存在需要铁心与线圈的组装工序等问题，因此，提出下述形式的电抗器，其通过由软磁性粉末和树脂的混合材料构成的成型体（软磁性树脂成型体）构成铁心，并将线圈以埋入状态包含在该铁心内部而成为一体。

例如，在下述专利文献1、专利文献2中公示了这种形式的电抗器及其制造方法。

上述专利文献1、专利文献2中示出的电抗器的制造方法为，在将线圈放置在外壳或容器内部的状态下，将在热硬化性树脂液中以分散状态混合有软磁性粉末的材料注入外壳或容器内部，然后将其加热至规定温度，并经过规定时间，使树脂液硬化反应，因此在成型铁心的同时使其与线圈一体化。

在按照上述方式制得的电抗器的情况下，可以防止伴随线圈振动而产生噪音，另外，不需要在铁心片与铁心片之间高精度地设定间隙（已在成型体铁心的软磁性粉末与软磁性粉末之间形成微小的间隙），此外，除了不需要铁心与线圈的组装工序之外，还具有可以利用铁心（软磁性树脂成型体）从外侧保护线圈等优点。

但是，在按照上述方式将线圈设置在容器内的状态下，在向其中注射以分散状态混合有软磁性粉末的热硬化性树脂液时，会发生下述损伤的问题，即，如图10的示意图所示，软磁性粉末14（作为软磁性粉末14可以使用硬质金属铁粉等）由于此时的注射压力或流动压力而与线圈10的线材11表面的绝缘膜12剧烈碰撞或发生摩擦（在电抗器铁心的情况下，通常含有大约50至70体积%的铁粉等软磁性粉末），由此而使线圈10表面的绝缘膜12破损等。

通常，作为线圈10，使用将预先在外表面附着形成绝缘膜12的线材11卷绕而成的带绝缘膜的结构，该绝缘膜12通常通过下述方式获得，即，将绝缘性树脂（例如，聚酰胺-酰亚胺）溶解在溶剂中制成规定粘性的液体（清漆），将其涂敷到形成线圈10的线材11的全部外表面，然后，使其干燥及硬化反应而形成覆膜，但该绝缘膜12是膜厚为25μm左右很薄的结构，在注塑成型时，会因铁粉等软磁性粉末14与这种绝缘膜12剧烈碰撞或发生摩擦而使绝缘膜12损伤。

因而，如果如上所述绝缘膜12受到损伤，则线圈10的绝缘性能降低，电抗器中的耐电压（绝缘破坏电压）特性降低。

除此之外，在容器内设置线圈，注入软磁性粉末与热硬化树脂液的混合材料时，还会发生由于该注射压力或流动压力而使线圈变形的问题。

线圈本身是像手风琴那样容易拉长变形或扭转变形的结构，在将软磁性粉末与热硬化性树脂液的混合材料注射到容器内时，会由于注射压力或流动压力而容易地使线圈变形。

并且，如果如上所述线圈变形，则可能损害其作为电抗器的性能。

而且，由于热硬化性树脂硬化时的硬化收缩，会对绝缘膜施加应力，这时由于该应力也会发生使绝缘膜损伤的问题。

作为电抗器的制造方法，另外考虑下述方法，即，将线圈预先设置在成型腔室内，将软磁性粉末与热可塑性树脂的混合材料注射到腔室内，从而注塑成型铁心，并以将线圈埋入其内部的状态一体化。

特别地，在通过上述注塑成型而成型铁心的情况下，会产生下述问题，即，在强大的注射压力及流动压力下线圈更加容易变形，并且，软磁性粉末与线圈的绝缘膜12剧烈碰撞或发生摩擦，更加容易损伤绝缘膜。

另外，在通过注塑成型而成型铁心的情况下，由于成型时的热胀冷缩而在绝缘膜上施加热应力，从而会产生由于该热应力而使绝缘膜损伤的难题。