[发明专利]电抗器

说明书

技术领域

本发明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，本发明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1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No.2010-050408

发明内容

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，本发明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，本发明的另一目的是提供该电抗器的制造方法。

问题的解决方案

本发明这样实现上述目的：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。

根据本发明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·K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。

作为用于制造本发明电抗器的方法，例如，下述用于制造本发明电抗器的方法是可用的。用于制造本发明电抗器的方法包括：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。