专利名称：电抗器及制造该电抗器的方法
技术领域：
本发明涉及用作例如车载DC-DC转换器等功率转换装置的部件的电抗器以及制造该电抗器的方法。更具体地说，本发明涉及如下电抗器:该电抗器的部件数量较少，结构简单且使用不容易劣化的磁芯。
背景技术：
电抗器是用于执行升压或降压操作的电路的部件之一。这种电抗器被用在安装于诸如混合动力汽车等车辆上的转换器中。例如在专利文献I中描述了这种电抗器的结构。专利文献I中描述的电抗器包括线圈和磁芯，该磁芯为具有E-E状横截面的所谓的桶型芯部。磁芯包括内芯部、外芯部和芯连接部。内芯部布置在线圈内周。外芯部布置在线圈外。芯连接部覆盖线圈的端部并且将内芯部和外芯部彼此相连。内芯部由压制体形成。外芯部和芯连接部由树脂和磁性粉末制成的成型硬化体形成。成型硬化体可以利用注射成型法或铸塑成型法以如下方式来获得:将软磁性粉末(例如铁粉)和粘结剂树脂(例如环氧树脂)彼此混合以制成混合流体，并将该混合流体倾注到模具中以便进行成型和固化。〈引用列表〉专利文献PTLl:日本未审查的专利申请公开N0.2009-033051 ο
发明内容
上述电抗器的外周表面由成型硬化体中包含的铁粉和树脂形成。因此，磁芯的磁特性可能由于铁粉与空气接触所导致的一部分铁粉被腐蚀而劣化。这里，当将线圈和磁芯的组装件容纳在外壳中以防止外芯部和芯连接部与空气接触时，认为可以避免铁粉的腐蚀。然而，由于这种外壳通常具有开口部，所以在开口部处需要用于铁粉的防腐蚀措施。尽管用由与外壳材料相同的材料形成的盖体等覆盖开口部被认为是这样的防腐蚀措施，但是使用盖体会导致部件数量增多。此外，即使当在外壳上设置盖体时，完全防止开口部处的铁粉接触空气也是非常困难的。其原因在于设计出可以无间隙地密封外壳的开口部的盖体而不允许在盖体和磁芯之间形成空隙是非常困难的。鉴于以上情形提出本发明。本发明的一个目的在于提供一种部件数量少、结构简单且使用不易劣化的磁芯的电抗器。本发明的另一目的在于提供一种可以以良好产率制造根据本发明上述电抗器的电抗器制造方法。解决方案通过提供表面层而不是通过准备与独立于外壳的盖体对应的独立覆盖部件并将该覆盖部件附接至外壳来实现本发明的上述目的，该表面层可以在制造磁芯时与磁芯的形成同时地形成在磁芯的表面上并且包含与磁芯的树脂相似的树脂。根据本发明的电抗器，包括:线圈，其通过缠绕导线而形成；磁芯，其布置在所述线圈内侧和外侧并且形成闭合磁路；以及外壳，其具有开口部和与所述开口部相对的底面，容纳有所述线圈和所述磁芯的组装件。在该电抗器中，所述磁芯的至少外壳开口部侧由含有磁性粉末和树脂的成型硬化体形成。此外，在该电抗器中，在所述磁芯的位于所述外壳开口部侧的表面上设置有表面层，所述表面层防止所述磁性粉末生锈。所述表面层具有树脂部，所述树脂部由与所述磁芯中包含的树脂类似的树脂形成。所述树脂部以不存在界面的方式与所述磁芯中包含的树脂相连续地形成。根据本发明的电抗器在磁芯的位于外壳开口部侧的表面上包括防止磁性粉末生锈的表面层。因此，可以防止磁性粉末由于与空气接触而生锈。因为表面层以不存在界面的方式与磁芯相连续地形成，因此当表面层暴露于电抗器的操作产生的热循环时表面层不容易分离。此外，与设置有对应于盖体的独立覆盖部件等的情况不同，几乎没有空气留在覆盖部件和磁芯之间。因此，尽管根据本发明的电抗器包括具有开口部的外壳并且具有用磁芯覆盖线圈的外周的结构，磁性粉末也不容易受腐蚀且电抗器的磁特性不容易劣化。此外，以不存在界面的方式与磁芯相连续地形成的表面层对应于所谓的防止磁芯接触空气的密封部件。因此，无需使用独立覆盖部件，相应地可以减少部件数量。作为本发明的一种形式，所述树脂部由所述磁芯中包含的树脂的一部分形成。根据上述结构，无需单独准备除了成型硬化体中所要包含的用于形成树脂部的树脂之外的树脂。此外，表面层和磁芯可以更紧密地彼此接触。这有利于表面层和磁芯彼此之间以不存在界面的方式相连续地形成。作为本发明的一种形式，所述表面层由不含有所述磁性粉末的树脂部形成。根据上述结构，表面层不含有磁性粉末。因此，基本上可以避免磁性粉末与空气的接触。作为本发明的一种形式，所述成型硬化体覆盖所述线圈的外周的至少一部分，所述成型硬化体中包含的所述磁性粉末在所述外壳开口部侧稀疏地分布并且在外壳底面侧浓密地分布。根据上述结构，磁性粉末在外壳开口部侧稀疏地分布并且在外壳底面侧浓密地分布。因此，该树脂趋于聚集在外壳开口部侧。也就是说，表面层所含磁性粉末的量减少，相反，表面层所含树脂的量增大。这有利于形成包含较少量磁性粉末的表面层。此外，具有高导热率的磁性粉末趋于聚集在外壳底面侧。因此，当将外壳的底面安装在电抗器的安装表面侧上时，容易将在外壳底面侧上设置例如冷却基座等冷却装置时线圈所产生的热量消散掉。作为本发明的一种形式，所述磁芯具有内芯部和芯连接部，所述内芯部插入并穿过所述线圈，所述芯连接部由所述成型硬化体形成，并且覆盖所述线圈的外周。所述内芯部和所述芯连接部借助所述成型硬化体中包含的树脂而彼此成一体。根据上述结构，内芯部和芯连接部借助成型硬化体的树脂而彼此成一体。因此，由于不使用粘接剂，所以没有粘合步骤，并且可以在形成芯连接部的同时形成磁芯。此外，可以在形成芯连接部的同时形成表面层。因此，可以同时形成芯连接部、磁芯和表面层，从而改善制造电抗器的产率。在根据本发明的第一制造电抗器的方法中，所述电抗器通过将线圈和磁芯的组装件放置在外壳中来制造，所述线圈通过缠绕导线而形成且布置在所述磁芯中，所述外壳具有开口部和与所述开口部相对的底面。所述方法包括如下步骤:放置步骤:将所述线圈放置在所述外壳中。填充步骤:在执行所述放置步骤之后，用含有磁性粉末和树脂的混合物填充所述外壳，所述磁性粉末和所述树脂形成所述磁芯而覆盖所述线圈的外周。静置步骤:在执行所述填充步骤之后，静置所述混合物从而使得所述磁性粉末利用所述磁性粉末和所述树脂之间的比重差沉积在外壳底面侧，从而在所述混合物的表面部分上形成表面层，所述表面层中所述磁性粉末的含量小于所述混合物的更靠近内部的部分中所述磁性粉末的含量。固化步骤:在执行所述静置步骤之后，使所述树脂固化。根据上述方法，静置步骤使得磁性粉末由于磁性粉末与树脂之间的比重差沉积在外壳底面侧。因此，磁性粉末中要包含的树脂趋于聚集在外壳开口部侧，因此可以在混合物的表面部上形成如下表面层:表面层中所述磁性粉末的含量小于所述混合物的更靠近内部的部分中所述磁性粉末的含量。在接下来的固化步骤中，可以同时形成磁芯和表面层。于是，磁芯和表面层可以以不存在界面的方式相连续地形成。相应地，可以制造如下的电抗器:其磁芯包含不容易受腐蚀的磁性粉末而且该电抗器不容易因磁性粉末的腐蚀而劣化。此外，根据本方法，为了形成磁芯和表面层，在用混合物一次填充外壳之后，无需填充附加部件来形成表面层的步骤。此外，由于无需准备或设置独立覆盖部件，因此，可以以良好的产率制造电抗器。在根据本发明的第二制造电抗器的方法中，所述电抗器通过将线圈和磁芯的组装件放置在外壳中来制造，所述线圈通过缠绕导线而形成且布置在所述磁芯中，所述外壳具有开口部和与所述开口部相对的底面。所述方法包括如下步骤:放置步骤:将所述线圈放置在所述外壳中。填充步骤:在执行所述放置步骤之后，用含有磁性粉末和树脂的混合物填充所述外壳，所述磁性粉末和所述树脂形成所述磁芯而覆盖所述线圈的外周。再填充步骤；在执行所述填充步骤之后且在所述混合物中包含的树脂固化之前，用不含磁性粉末的树脂再填充所述外壳，所述不含磁性粉末的树脂的成分与所述混合物中包含的树脂的成分相似。固化步骤:在执行所述静置步骤之后，使所述树脂固化。根据上述方法，在执行填充步骤之后且在所述混合物固化之前，在再填充步骤中用不含磁性粉末的树脂再填充外壳，不含磁性粉末的树脂的成分与所述混合物中包含的树脂的成分相似。因此，可以更可靠地在较短的时间内形成无磁性粉末的表面层。因为在填充步骤中填充到外壳中的树脂和在再填充步骤中填充到外壳中的树脂同时固化，所以磁芯和表面层是同时形成的。于是，磁芯和表面层可以以不存在界面的方式相连续地形成并且没有空气留在磁芯和表面层之间。相应地，可以制造如下的电抗器:其磁芯包含不容易受到腐蚀的磁性粉末，且该电抗器不容易因磁性粉末的腐蚀而劣化。此外，根据该方法，由于无需准备或提供独立覆盖部件，所以可以以良好的产率制造电抗器。作为本发明的一种形式，所述磁芯具有由压制体形成的内芯部以及由所述混合物形成的芯连接部。在执行所述填充步骤之前将所述内芯部放置在所述线圈中，然后在所述填充步骤中，用所述混合物填充所述外壳以便覆盖所述线圈和所述内芯部的组合体的外周。根据上述结构，为了使内芯部和芯连接部彼此相连，两个部分可以借助混合物中包含的树脂而彼此成一体。因此，无需使用粘接剂，并且不执行粘合步骤。此外，可以在形成芯连接部的同时形成表面层。当内芯部由压制体形成时，可以减少在电抗器中出现的涡流损耗。其原因如下:因为通常通过对磁性粉末上涂覆有绝缘膜的涂层磁性粉末进行压缩和成型而形成压制体，所以磁性粉末的颗粒彼此绝缘。这些损耗的减少尤其有利于向线圈供应高频电力的情况。本发明的有益效果根据本发明的电抗器包括设在磁芯的位于外壳开口部侧的表面上的表面层。这可以防止磁性粉末生锈。此外，由于表面层以不存在界面的方式与磁芯相连续地形成，所以当表面层暴露于由于电抗器的操作而产生的热循环时表面层不分离。此外，与设置对应于盖体的独立覆盖部件等的情况不同，空气不残留在覆盖部件和磁芯之间。因此，磁芯不容易劣化，因而磁特性不容易劣化。在根据本发明的制造电抗器的方法中，在形成磁芯的同时，可以在磁芯的位于外壳开口部侧形成表面层。表面层具有树脂部，该树脂部与磁芯的树脂类似并且该树脂部中磁性粉末的含量小于相对于表面层更靠近内部的部分中磁性粉末的含量。相应地，无需准备或提供独立覆盖部件。结果，可以以使用更少部件的简单结构制造电抗器并且电抗器的磁芯的磁特性不劣化。因为也可以简化电抗器的制造过程，所以可以以良好的产率制造电抗器。
图1A是示出根据第一实施例的电抗器的外形的透视图。图1B是沿着图1A中的线B-B截取的电抗器的剖视图。图2是说明根据第一实施例的电抗器的部件的整体分解图。图3是根据第二实施例的电抗器的整体剖视图。图4 是沿着线圈的轴向截取的根据第一变型例的电抗器的剖视图。图5是根据第一变型例的电抗器中设置的线圈成型产品的整体透视图。附图标记列表I α、I β、I Y 电抗器10组装件2线圈2w导线3 磁芯31内芯部 32芯连接部4 外壳40底面 41侧壁 42引导突出部 43定位部44安装部 44h螺栓孔5表面层6线圈成型产品60内树脂部
具体实施例方式下文将参照附图详细地描述本发明的实施例。这里，将参考图1A、图1B和图2描述电抗器，然后将描述制造电抗器的方法。附图中相同的附图标记表示名称相同的部件。〈〈第一实施例》<电抗器>如图1A和图1B所示，电抗器Ia是所谓的桶型电抗器，包括:线圈2和磁芯3。线圈2通过缠绕导线2w而形成。线圈2布置在磁芯3中。电抗器I α还包括外壳4,外壳4容纳线圈2和磁芯3所形成的组装件10。磁芯3包括内芯部31和芯连接部32。内芯部31插入并穿过线圈2。芯连接部32布置在线圈2的外周上并连接至内芯部31。芯部31和32二者形成闭合磁路。芯连接部32由包含磁性粉末和树脂的成型硬化体制成。线圈2被封入外壳4中且大致整个外周被芯连接部32覆盖。在磁芯3的位于外壳4的开口部侧的表面设置有表面层5。下面将详细地描述各个部件。[线圈]线圈2是通过以螺旋的形状缠绕一根连续的导线而形成的圆筒状部件。导线2w优选的是如下的涂层导线:其包括如铜或铝等导电材料制成的导体，该导体外周被电绝缘材料所形成的绝缘涂层覆盖。这里，采用带涂层的矩形导线，该导线的导体是矩形铜线且该导线的绝缘涂层由釉质(典型的是聚酰胺酰亚胺)形成。绝缘涂层的厚度优选的是20 μ m至IOOym0当绝缘涂层厚度增大时，可以减少气孔形成并且可以增强绝缘性能。线圈2通过以扁立方式缠绕带涂层的矩形导线而形成。通过将线圈形成为圆筒形，即使在扁立地缠绕导线2w时，也可相对较容易地形成线圈。除了矩形形状外，导线2w还可以使用具有例如圆形形状和多边形形状等多种横截面形状的导体。虽然在本实例中用单根导线形成单个线圈2，但也可以以如下方式形成线圈:将一对螺旋体彼此并行地布置，并使单根导线的一部分弯曲来形成连接部。形成线圈2的导线2w的两个端部从线匝穿过芯连接部32适当地延伸至表面层5之外，并且导线2w的导体部分，即被剥除一部分绝缘涂层而露出的导体部分连接至由例如铜或铝等导电材料形成的端子部件(未示出)。经由这些端子部件连接例如向线圈2供应电力的电源单元等外部装置(未示出)。导线2w的导体部分可以利用例如钨极惰性气体保护(TIG)焊接等焊接法、压接法或其它技术连接至端子部件。这里，尽管导线2w的两端与线圈2的轴向平行地延伸，但也可以适当地选择导线2w的端部的延伸方向。在本实例中，当将电抗器Ia安装到目标对象上时，线圈2容纳在外壳4中，使得线圈2的轴向与外壳4的底面40垂直地相交(在下文中将这种布置形式称为“纵型布置”)。[磁芯]磁芯3包括内芯部31和芯连接部32。圆柱状内芯部31插入并穿过线圈2。芯连接部32形成为覆盖线圈和内芯部31的组合体的外周。磁芯3是所谓的桶型芯，并且在沿着线圈2的轴向截取的截面中，具有通过组合两个E而形成的E-E形状。在电抗器Ia中，内芯部31和芯连接部32可以由相同的材料或不同的材料形成。特别地，内芯部31和芯连接部32优选地由不同的材料形成使得内芯部31和连接芯部32具有不同的磁特性。具体地说，内芯部31的饱和磁通密度优选地比芯连接部32的饱和磁通密度高，并且芯连接部32的导磁率优选地比内芯部31的导磁率低。{内芯部}内芯部31具有与线圈2的内周表面的形状相符的圆柱状外形。可以适当地选择内芯部31在线圈2的轴向上的长度(在下文中简称为“长度”)。在本实例中，内芯部31的长度稍长于线圈2的长度，内芯部31的端面和端面附近的区域从线圈2的端面伸出。可选地，内芯部31的长度可以等于或稍短于线圈2的长度。当内芯部31的长度长于线圈2的长度时，允许线圈2所产生的磁通量充分地通过内芯部31。内芯部31从线圈2伸出的长度也是可以适当选择的。如同本实例中的情况，内芯部31从线圈2的一个端面伸出的长度可以大于内芯部31从线圈2的另一端面伸出的长度。可选地，内芯部31可以从线圈2的两个端面伸出相同的长度。具体地说，在上述纵型布置中，当如同本实例的情况内芯部31在外壳4中布置成内芯部31的从线圈2的一个端面伸出的一个端面与外壳4的底面40接触时，内芯部31可以稳定地布置在外壳4中，从而有助于芯连接部32的形成。这种内芯部31可以由软磁性粉末(其颗粒具有绝缘膜)所形成的压制体(compact)、通过叠置具有绝缘膜的多个磁性钢板而形成的层叠钢板、或含有磁性粉末和树脂的混合物所形成的成型硬化体制成。(压制体)典型地，通过对软磁性粉末(其颗粒表面上具有绝缘膜)或者包括适当混合到软磁性粉末中的粘结剂的混合粉末进行成型，然后在等于或低于绝缘膜耐热温度的温度烘烤该成型的结构，来获得压制体。压制体可以容易地成型为三维体。例如，可以容易地形成外形与线圈的内周表面的形状相符的内芯部。此外，由于压制体具有位于磁性粉末的颗粒之间的绝缘材料，所以磁性粉末的颗粒是彼此绝缘的。这允许降低涡流损耗，即使在线圈受到高频电力激励的情况下，仍然可以减小涡流损耗。上述软磁性粉末除了可以使用如Fe、Co或Ni等铁族金属粉末之外，还可以使用例如Fe-S1、Fe-N1、Fe-Al、Fe-Co、Fe-Cr或Fe-S1-Al合金等铁基合金粉末，稀土金属粉末，或铁氧体粉末等等。具体地说，使用铁基合金粉末与使用例如铁氧体等磁性材料的情况相比允许容易地获得具有高饱和磁通密度的压制体。形成在软磁性粉末的颗粒上的绝缘膜的材料的实例包括磷酸盐化合物、硅化合物、锆化合物、铝化合物、和硼化合物。粘结剂的实例包括热塑性树脂、非热塑性树脂和高级脂肪酸。可以使粘结剂通过上述烘烤处理消失或者变成绝缘材料，例如二氧化硅。可以利用已知的压制体。通过调节软磁性粉末的材料、软磁性粉末与粘结剂进行混合的混合比、各种膜的量等，可以改变压制体的饱和磁通密度。通过采用具有高饱和磁通密度的软磁性粉末，或通过减少混合的粘结剂的量而增大软磁性材料的混合比，可以获得具有高饱和磁通密度的压制体。另外，通过改变成型压力，具体地，通过升高成型压力，饱和磁通密度也趋于增大。可以选择软磁性粉末的材料，调节成型压力等，以便获得期望的饱和磁通密度。(层叠钢板)层叠钢板由如下层叠结构形成:多个具有绝缘膜的磁性钢板彼此叠置在一起。对内芯部使用磁性钢板有助于例如获得饱和磁通密度比使用压制体情况下的饱和磁通密度闻的磁芯。(成型硬化体)
成型硬化体由包含磁性粉末和树脂的混合物形成。通常，这种成型硬化体可以利用注射成型法或铸塑成型法来形成。在注射成型法中，将由磁性材料和具有流动性的树脂形成的磁性粉末相互混合。在施加预定压力的情况下将混合物注入模具中以进行成型，然后使树脂固化。在铸塑成型法中，获得与注射成型法所使用的混合物相似的混合物。然后，在不施加压力的情况下将混合物注入模具中以进行成型和固化。在上述任一种成型技术中，可以使用任何与上述软磁性粉末相似的磁性粉末。具体地说，可以优选地将由例如纯铁粉末或铁基合金粉末等铁基材料制成的粉末用作软磁性粉末。因为铁基材料的饱和磁通密度和导磁率比例如铁氧体等其它材料的饱和磁通密度和导磁率高，所以即使当树脂的含量比率高时，仍然可以获得具有一定水平的饱和磁通密度和导磁率的芯部。可选地，还可以使用如下涂层粉末:在由软磁性材料制成的颗粒的表面上具有由磷酸铁或类似物质制成的膜。这些磁性粉末在平均粒径为Iym至1000 μπι，特别为IOym至500μπ ，更特别为30μπ 至150ym时是容易使用的。在上述任一种成型技术中，用作粘结剂的树脂优选地为热固性树脂，例如，环氧树月旨、酚醛树脂或硅树脂。在使用热固性树脂的情况下，加热成型体使树脂热固化。粘结剂可以由常温固化树脂或冷固化树脂形成。在这种情况下，将成型体静置在常温下或较低温度的环境下，来使树脂固化。与压制体或磁性钢板相比，成型硬化体含有较大量的非磁性树脂。除了混合磁性粉末和用作粘结剂的树脂之外，还可将由例如氧化铝或硅石等陶瓷制成的填充物混合到成型硬化体的材料中。通过添加比重比磁性粉末的比重小的上述填充物，可以抑制磁性粉末的不均匀聚集，从而可以容易地获得如下芯连接部:在整个芯连接部中磁性粉末均匀地散布。此外，当上述填充物由具有良好导热率的材料形成时，填充物可以有助于改善散热特性。当将上述填充物混合到材料中时，如果假定芯连接部的比率为100体积％ (体积百分比)，则磁性粉末和填充物的总含量比率为20体积％至70体积％。可以通过改变磁性粉末与用作粘结剂的树脂之间的混合比来调节成型硬化体的导磁率和饱和磁通密度。例 如，通过降低磁性粉末含量来获得具有低导磁率的成型硬化体。例如，当内芯部由成型硬化体形成时，内芯部由种类与芯连接部的材料种类相同的材料形成。在该情况下，可以由相同的材料形成整个磁芯，相应地，可以同时形成内芯部和芯连接部。也就是说，两个芯部可以彼此成一体。代替同时形成这两个芯部，可以首先形成内芯部。在该情况下，可以适当地选择导磁率和饱和磁通密度，相应地，两种材料的磁特性可以彼此不同。因此，例如，内芯部的饱和磁通密度可以设定为比芯连接部的饱和磁通密度高，并且芯连接部的导磁率可以设定为比内芯部的导磁率低。这里，所使用的内芯部31由上述压制体形成。尽管该内芯部31形成为不带有间隙部件或空气间隙的实心体，但也可以在内芯部31中适当设置或形成间隙部件或空气间隙。例如，内芯部31可以包括通过利用粘接剂进行粘结而彼此成一体的多个独立件。{芯连接部}芯连接部32与内芯部31—起形成闭合磁路。此外，芯连接部32将线圈2和内芯部31的组合体的外周覆盖，并且还用作将线圈2和内芯部31封入外壳4中的密封部件。芯连接部32的材料由如上所述包含磁性粉末和树脂的成型硬化体制成。也就是说，这里的成型硬化体可以由与以上在内芯部31的描述中提到的成型硬化体的材料相同的磁性粉末和树脂形成。在电抗器Ia中，包含磁性粉末和树脂的成型硬化体从底面40延伸到外壳的开口侧。芯连接部32由该成型硬化体形成。芯连接部32中包含的磁性粉末可以均匀地散布在从外壳4的开口侧到底面40的区域。可选地，磁性粉末可以在外壳4的开口部侧稀疏地分布并且在外壳4的底面40侧浓密地分布。在该情况下，具有高导热率的磁性粉末倾向于聚集在外壳的底面侧。因此，在外壳的底面位于电抗器的安装表面侧的情况下，当在外壳的底面侧设置例如冷却基座等冷却装置时，线圈所产生的热量容易消散。此夕卜，该芯连接部32和上述内芯部31借助芯连接部32中包含的树脂彼此相结合而不需要在芯连接部32和内芯部31之间施加粘接剂。因此，磁芯3是在整个磁芯3中均没有使用粘接剂或间隙部件的整体式部件。在本实例中，芯连接部32由成型硬化体制成，该成型硬化体由环氧树脂和平均粒径在75 μ m以下的铁基材料所制成的设置有绝缘膜的涂层粉末的混合物形成。在这里描述的结构中，芯连接部32覆盖线圈2和内芯部31的组合体的大致整个外周。然而，线圈2的一部分不一定被磁芯3覆盖(然而，被外壳覆盖)，只要线圈2的布置在外壳4开口部侧的区域的至少上部被磁芯3覆盖即可。如本实例的情况，通过利用不同的材料形成芯部31和32两者，例如对内芯部31利用压制体并且对芯连接部32利用成型硬化体，内芯部31的饱和磁通密度可以高于芯连接部32的饱和磁通密度，并且芯连接部32的导磁率可以低于内芯部31的导磁率。也就是说，在内芯部31具有较高饱和磁通密度的情况下，为了获得预定磁通量，可以使内芯部的截面相对于例如以如下方式构造的电抗器减小:整个磁芯由单种材料形成，因而内芯部和芯连接部具有相同的饱和磁通密度。因此，可以减小设置在内芯部的外周上的线圈的外径，并且可以进一步减小电抗器的尺寸。此外，因为可以减小线圈的外径，所以可以减小形成线圈的导线的长度，从而可以减小线圈的电阻。因此，可以减小损耗。考虑到线圈的尺寸和损耗的减小，当内芯部31的饱和磁通密度变得大于芯连接部的饱和磁通密度时，内芯部的饱和磁通密度变得更为优选。内芯部的饱和磁通密度没有上限。通过使芯连接部的导磁率变得低于内芯部的导磁率，可以充分满足特定电感。〈〈磁特性》内芯部31的饱和磁通密度优选地等于或大于1.6T，更优选地，等于或大于1.8T，更优选地，等于或大于2T。此外，内芯部31的饱和磁通密度优选地等于或大于芯连接部32的饱和磁通密度的1.2倍，更优选地，等于或大于芯连接部32的饱和磁通密度的1.5倍，更优选地，等于或大于芯连接部32的饱和磁通密度的1.8倍。当内芯部31的饱和磁通密度相对于芯连接部32的饱和磁通密度足够高时，可以减小内芯部31的截面面积。内芯部31的相对导磁率优选地为50至1000，更优选地为约100至500。芯连接部32的饱和磁通密度优选地是等于或大于0.5T且小于内芯部的饱和磁通密度。此外，芯连接部32的相对导磁率优选地是5至50，更优选地是5至30。在芯连接部32的相对于导磁率满足上述范围时，可以防止整个磁芯3的平均导磁率变得太大，并相应地可以实现例如无间隙结构。这里，内芯部31的饱和磁通密度为1.8T，内芯部31的相对导磁率为250 ;芯连接部32的饱和磁通密度为1T，芯连接部32的相对导磁率为10。可以调整内芯部31和芯连接部32的材料从而获得期望的饱和磁通密度和相对导磁率。
[外壳]将线圈2和磁芯3的组装件10容纳的外壳4是矩形箱体并且包括底面40和侧壁41。当电抗器Ia布置在目标对象(未示出)上时底面40到达电抗器I a的安装侧。侧壁41竖立在底面40上。外壳4在与底面40相反的一侧敞开。可以适当地选择外壳4的形状和尺寸。例如，外壳4可以具有与上述组装件10的形状相符的筒形形状。外壳4优选地由例如铝、铝合金、镁或镁合金等导电的非磁性材料形成。由导电的非磁性材料形成的外壳可以有效地防止磁通量泄漏到外壳之外。此外，对于期望重量降低的机动车部件，优选地使用由例如铝、镁、或者镁或铝的合金等轻质金属形成的强度比树脂的强度大但重量轻的外壳。这里，外壳4由铝形成。除了上述描述之外，在本实例中使用的外壳4具有引导突出部42、定位部43和线圈支撑部(未示出)。设置在侧壁41的内周表面上的引导突出部42抑制线圈2的旋转并且在插入线圈2时用作引导部。定位部43在外壳4的内周表面的角部突出并且用于将导线2w的端部定位。线圈支撑部在外壳4的内周表面中从底面40突出，支撑线圈2并且使线圈2相对于外壳4的高度定位。通过使用具有引导突出部42、定位部43和线圈支撑部的外壳4，可以精确地将线圈2放置在外壳4中的期望位置，因此，可以精确地将内芯部31相对于线圈2定位。可以省去引导突出部42等。可选地，在外壳中准备并布置独立部件以便用于例如将线圈2定位。具体地说，当这些独立部件由与芯连接部32的材料相似的材料所制成的成型硬化体形成时，可以在形成芯连接部32的同时容易地将独立部件形成一体，并且可以将独立部件用作磁路。另外，外壳4具有安装部44，安装部44具有螺栓孔44h。安装部44用于借助螺栓将电抗器I a紧固到目标对象(未示出)。采用安装部44，可以容易地用螺栓将电抗器Ia紧固到目标对象上。[表面层]表面层5设置在磁芯3的位于外壳4开口部侧的表面上，防止磁芯3中包含的磁性粉末生锈。如下面将要描述，表面层5的厚度等于或大于磁性粉末的平均粒径并且表面层5不包含磁性粉末或包含少量磁性粉末。表面层5具有由与磁芯3包含的树脂相似的树脂所形成的树脂部，并且以不存在界面的方式与磁芯3相连续地形成。这里，防止生锈指的是树脂部覆盖磁性粉末的程度使得磁芯的磁特性基本上不劣化。也就是说，尽管最优选的是磁性粉末的所有颗粒均被树脂部覆盖而不暴露于外部空气，但是微量(约几个颗粒)磁性粉末暴露于外部空气等是允许的。表面层5以不形成界面的方式与磁芯3相连续地形成指的是如下结构:表面层的树脂部的至少一部分(该部分即发生固化反应的部分)以及磁芯中包含的树脂的至少一部分(该部分即发生固化反应的部分)彼此重叠，从而两种树脂彼此结合。也就是说，两个构件彼此紧密接触地成一体。尤其优选的是两个构件之间不形成边界。如上所述，表面层5的材料具有与磁芯3包含的树脂相同的树脂所制成的树脂部就足够了。具体地说，如同本实例的情况，因为如上所述表面层5容易形成为以不形成界面方式与磁芯3相连续地形成，所以表面层5更优选地由磁芯3的树脂的一部分形成，也就是说，磁芯3的树脂在表面层5和磁芯3之间共享。更优选的是表面层5不包含上述磁性粉末。这里，相似树脂除了指组分与磁芯3的树脂的组分完全相同的树脂之外，还可以指例如如下树脂:其基础树脂与磁芯3中包含的树脂的基础树脂相同但组分与磁芯3中包含的树脂的组分不同。这种树脂的具体实例包括环氧树脂。
如上所述，表面层5的厚度只要足以防止磁性粉末生锈就够了。具体地说，假定表面层5的厚度为自磁芯的位于开口部侧的表面算起等于或大于磁性粉末的平均粒径的深度，且为如下区域的深度:在该区域中，每预定视场面积包括10个以下(包括O个)磁性粉末颗粒。通过利用显微镜观察表面层5的纵截面并且通过利用下述方法对在从磁芯的位于开口部侧的表面到等于或大于磁性粉末平均粒径的预定深度处的区域的截面中露出的磁性粉末的颗粒数进行计数来获得磁性粉末的颗粒数。更具体地说，一个检查视场定义为:“磁性粉末的平均粒径的10倍”X“磁性粉末的平均粒径的10倍”。定义沿截面的宽度方向(与深度方向垂直的方向)彼此间隔开的三个以上视场。在每个视场中对磁性粉末的颗粒数进行计数，并且计算数量的均值。假定均值数为视场所限定的深度区域中的磁性粉末的颗粒数。在以上检查中，随着视场数量增加，均值可能理论上趋于接近预定值。因此，优选的是，接近计算得到的均值的上述数量是检查视场所限定的深度区域中的磁性粉末的颗粒数。接下来，使上述检查视场以合适的间隔沿截面的深度方向偏移，反复执行相似的检查，并且获得相似地由检查视场限定的深度区域中的磁性粉末的颗粒数。预定深度区域的检查视场和下一深度区域的检查视场可以是彼此相邻的或彼此部分重叠的。反复执行该检查直到上述均值超过10为止。将均值等于或小于10的检查视场的深度确定为表面层5的厚度。为了执行上述检查，磁性粉末和树脂部的区域可以利用计算机从纵截面的图像来识别出，并被进行自动测量，或者根据需要，可以对纵截面的原图像进行例如二值化等图像处理。因为本实例所使用的磁性粉末具有75 μ m的平均粒径，因此可以利用750 μ m2的检查视场从磁芯的表面沿深度方向获得磁性粉末的颗粒数。当在磁芯截面的宽度方向上的视场数量设定为3的情况下执行上述检查时，获得的表面层5的厚度为约2mm。该表面层5的典型厚度为约0.1至5.0_。通过将表面层5的厚度设定为该值，在表面层5不具有过大厚度时，可以容易地防止磁芯发生劣化。上述表面层5可以利用下述制造方法来形成。(其它构件)为了进一步改善线圈与磁芯3之间的绝缘性以及线圈2(具体地说为导线2w的端部侧)与表面层5之间的绝缘性，优选地在线圈2的与磁芯3或表面层5接触的部分中设置绝缘材料。设置绝缘材料的步骤包括例如在线圈2的内周表面和外周表面上贴附绝缘带或设置绝缘纸或绝缘片以及在形成线圈2的导线2w的一部分上设置绝缘管。可以在内芯部31的外周上设置由绝缘材料形成的绕线管(未示出)。绕线管可以具有将内芯部31的外周覆盖的圆筒体。使用具有环形凸缘部的绕线管能够改善线圈2的端面与芯连接部32之间的绝缘性，该环形凸缘部从圆筒体的两个端缘向外延伸。绕线管优选地由例如聚苯硫醚(PPS)树脂、液晶聚合物(LCP)或聚四氟乙烯(PTFE树脂)等绝缘树脂形成。[电抗器的尺寸]当包括外壳4的电抗器Ia具有约0.2升(200cm3)至0.8升(800cm3)的容量时，可以优选地将电抗器I a用作车载部件(这里电抗器I a的容量为280cm3)。[用途]电抗器I a可以优选地用于如下通电条件:例如，最大电流(直流)为约100A至1000A，平均电压为约100V至1000V，操作频率为约5kHz至100kHz。这种用途的典型实例包括在安装于电动车、混合动力车等上的车载功率转换装置中使用的部件。
<电抗器制造方法(I) >可以通过以如下方式顺序地执行例如放置步骤、填充步骤、静置步骤和固化步骤来制造上述电抗器Iα。这些步骤如下所述。[放置步骤]在放置步骤中，将线圈2放置在外壳4中。如同本实例的情况，当内芯部31由压制体或磁性钢板形成时，在下一步骤，即填充步骤之前，例如在该放置步骤期间制造出线圈2和内芯部31的组合体。该组合体通过准备线圈2和内芯部31且如图2所示使内芯部31插入并穿过线圈2来制造。可以以任意步骤制造该组合体，只要该组合体在执行下一填充步骤之前制造出即可。此外，如上所述，可以在线圈2和内芯部31之间适当地设置绝缘材料。将上述组合体放置在外壳4中。当将组合体放置在外壳4中时，使用设置在外壳4中的上述引导突出部42等能将组合体精确地放置在外壳4中的特定位置。相比之下，当内芯部31与芯连接部32相似地由成型硬化体形成时，在该放置步骤中将线圈2放置在外壳4中。[填充步骤]在填充步骤中，在将上述组合体放置在外壳4中之后，用含有磁性粉末和树脂的混合物填充外壳4,磁性粉末和树脂将被包含在磁芯3中。在本实例中,外壳4被磁芯3的芯连接部32所要包含的磁性粉末以及芯连接部32和表面层5所要包含的树脂的混合物填充。通过执行该步骤，使组合体的外侧被混合物覆盖。通过将磁性粉末和树脂的混合物(固化前)中的磁性粉末和树脂的含量分别设定为约20体积％至60体积％和40体积％至80体积％来形成芯连接部32和表面层5，芯连接部32的相对导磁率如上所述为5至50。这里使用的树脂优选地具有这样的粘度:使得磁性粉末趋于聚集在外壳的底面侧而树脂趋于聚集在外壳的开口侧，这是因为当使用这种树脂时，容易在较短时间内形成表面层5并且容易形成基本上没有磁性粉末的表面层5。在本实例中，准备40体积％的磷酸盐涂层纯铁粉末作为磁性粉末、60体积％的双酚A型环氧树脂作为树脂、和酸酐作为用于该树脂的固化剂，并将其进行混合以形成混合物，用该混合物填充外壳4。如同本实例的情况，当芯连接部32中包含的树脂和表面层5中包含的树脂相似时，容易使芯连接部32和表面层5彼此紧密接触。这里，尽管使用酸酐作为用于双酚A型环氧树脂的固化剂，但也可以根据要使用的树脂类型适当地选择固化剂。[静置步骤]在用磁性粉末和树脂的混合物填充外壳4之后执行静置步骤，而不是立即固化树月旨。在静置步骤中，在维持树脂不固化的温度下将混合物静置在恒温浴中直到磁性粉末沉积在外壳4的底面侧，并且由于磁性粉末和树脂之间的比重差，在所述混合物的表面部分上形成表面层，表面层中磁性粉末的含量小于相对于表面层更靠近内部的部分中磁性粉末的含量。更具体地说，静置混合物直到形成表面层5为止，表面层5基本上不具有磁性粉末。在本实例中，通过将混合物静置约20至30分钟来形成厚度约2mm的表面层5。可以根据要使用的树脂和要形成的表面层的期望厚度来适当地选择混合物的静置时间。尤其优选地，静置混合物直到表面层变得基本上不具有磁性粉末为止。然而，当如同本实例中采用纵型布置时，需要磁性粉末散布为覆盖线圈2的端面和外周，从而形成足够的磁路。
通过例如在树脂透明时透过外壳4的开口部视觉查看粉末的颜色，来掌握磁性粉末和树脂分离的状态。可以在执行该视觉查看步骤的同时调节混合物的静置时间。磁性粉末和树脂分离所耗费的时间可能根据磁性粉末和要使用的树脂而改变。因此，通过制出由多种材料形成的测试件并预先针对每种材料获得混合物的静置时间，从而允许以后根据材料适当地选择混合物的静置时间，可以以良好的产率制造电抗器。当利用透明外壳制出测试件时，可以透过上述外壳的开口部视觉查看混合物的表面，此外，可以容易地从外壳4的外侧视觉查看混合物。[固化步骤]在上述静置步骤之后执行固化步骤。在固化步骤中，在形成如上所述的表面层5的情况下将树脂固化。在该固化步骤中，可以根据要固化的树脂类型适当选择温度和时间。在本实例中，使混合物在保持为约80°C的温度下静置约两个小时，在约120°C的温度下静置约两个小时，然后在约150°C的温度下静置约四个小时以使树脂固化并获得电抗器I α。[其它步骤]作为其它步骤，在填充步骤中用磁性粉末和树脂的混合物填充外壳4之后，并且在执行静置步骤之前，可以执行空气净化步骤作为脱气处理以便消除混合物中的空隙。因为可以消除混合物中的空隙，所以优选执行空气净化步骤，从而容易地获得芯连接部32的期望磁特性。<电抗器制造方法(I I) >可选地，可以以例如如下方式制造电抗器Ia。本方法与上述制造方法(I)之间的差异在于，在本方法中，不执行上述制造方法(I)中执行的静置步骤，而是包括再填充步骤。在填充步骤之后执行的再填充步骤中，在填充步骤中被填充到外壳4中的混合物固化之前，用不含磁性粉末的树脂再填充外壳4，该树脂的成分与磁芯中包含的树脂的成分相似。也就是说，在本实例中，通过顺序地执行放置步骤、填充步骤、再填充步骤和固化步骤来制造电抗器。这里，将描述制造方法(I)和制造方法(II)之间的差异，即再填充步骤。[再填充步骤]在再填充步骤中，为了形成表面层5，在执行填充步骤之后，在磁性粉末和树脂的混合物(该混合物是在填充步骤中填充到外壳4中的混合物)固化之前，用不含磁性粉末的树脂再填充外壳4，该树脂的成分与混合物中包含的树脂的成分相似。这里，表面层5中所要包含的树脂与用于芯连接部32的树脂相同。这有利于当树脂稍后在固化步骤中固化时表面层5和芯连接部32以不存在界面的方式相连续地形成。此外，表面层5中所要包含的树脂可以是通过混合与用于芯连接部32的树脂相同的树脂以及附加颗粒而制成的混合树月旨。当将具有高导热率的例如陶瓷颗粒用作附加颗粒时，可以改善表面层5的散热特性。在本制造方法中，由于无需在静置步骤中将磁性粉末和树脂彼此分离来形成表面层5，因此可以不受粘度限制地选择各种树脂。也就是说，芯连接部32所要包含的树脂和表面层5所要包含的树脂可以彼此不同或可以包含不同的添加剂，例如添加到树脂中的固化齐U。例如，芯连接部32所要包含的磁性混合物中包含的树脂的粘度和表面层5所要包含的树脂的粘度可以彼此不同。如同本实例的情况，当分离地形成表面层5和芯连接部32时，因为无需静置步骤，所以可以增大芯连接部32中包含的树脂的粘度。因此，不容易出现磁性粉末沉积在底面侧且树脂趋于聚集在外壳的开口侧的情况，相应地，容易获得磁性粉末均匀分布的芯连接部32，从而有利于形成足够的磁路。此外，在再填充步骤中再填充到外壳4中的树脂不容易与芯连接部32中包含的树脂混合。因此，容易形成几乎无磁性粉末的表面层5。在再填充步骤中，如上所述，用不含磁性粉末的树脂再填充外壳。于是可以更可靠地在更短时间内形成几乎无磁性粉末的表面层5。此外，在填充步骤中填充到外壳4中的树脂和在再填充步骤中再填充到外壳4中的树脂在固化步骤中同时固化。因此，可以同时形成表面层5和磁芯3，并且表面层5和磁芯3可以以不存在界面的方式相连续地形成。[其它步骤]同样在本制造方法中，作为其它步骤，可以执行通过清除空气进行的脱气处理以便消除混合物和表面层5中的气孔，或者消除形成在混合物和表面层5之间的气孔。可以在填充步骤和再填充步骤之间以及再填充步骤与固化步骤之间执行该脱气处理，或者仅仅在再填充步骤与固化步骤之间执行该脱气处理。前一种情况是优选的，因为这样容易充分消除混合物和表面层5中的气孔以及形成在混合物和表面层5之间的气孔。后一种情况是优选的，因为这样脱气步骤较少而减少了工作量。在制造方法(I)或制造方法(II)中，可以在树脂固化之后获得电抗器I α。在该电抗器I α中，将线圈2的外周覆盖的部分基本上由磁性粉末和树脂形成，并且从外壳4的开口部露出的表面起具有一定厚度的区域基本上由树脂(与芯连接部中包含的树脂相同的树脂)形成。[有益操作效果]根据上述实施例获得以下有益效果。(I)通过在磁芯的位于外壳开口部侧的表面上设置具有树脂部的表面层，不容易使磁性粉末与空气进行接触，由此可以防止磁性粉末受腐蚀，其中树脂部由与磁芯中包含的树脂相似的树脂制成。由于可以在形成磁芯的同时形成表面层，所以磁芯和表面层以不存在界面的方式相连续地形成。因此，即使当表面层暴露于由于电抗器的操作而发生的热循环时，表面层也不分离。因此，无需提供对应于盖体的独立覆盖部件。此外，与设置独立覆盖部件的情况不同，空气不残留在覆盖部件和磁芯之间。因此，可以抑制与空气接触引起的对磁芯的腐蚀，并且使磁芯的磁特性不容易劣化。(2)根据上述制造方法，可以在磁芯的位于外壳开口部侧的表面上形成具有树脂部的表面层，其中，树脂部由与磁芯中包含的树脂相似的树脂制成。该表面层和磁芯的树脂以不形成界面的方式相连续地形成。可以在形成磁芯的同时形成表面层。( 3)在根据制造方法(I)制造的电抗器中，磁芯形成为磁性粉末在外壳开口部侧稀疏地分布并且在外壳底面侧浓密地分布。因此，具有高导热率的磁性粉末趋于聚集在外壳底面侧。于是，当将外壳的底面安装在冷却装置上时，获得良好的散热特性。(4)在根据制造方法(II)制造的电抗器中，在执行填充步骤之后，且在固化上述混合物之前，在再填充步骤中用不含磁性粉末的树脂再填充外壳，该树脂的成分与混合物中包含的树脂的成分相似。因此，可以更可靠地在更短的时间内形成几乎无磁性粉末的表面层。(5)如上所述，磁芯可以具有如下的无粘接剂结构:不使用任何粘接剂制造磁芯。因为电抗器使用用于内芯部的压制体，所以可以容易地调节饱和磁通密度并且可以容易地形成复杂的三维形状。因此，可以以良好的产率制造电抗器。(6)因为内芯部的饱和磁通密度高于芯连接部的饱和磁通密度，所以为了获得与单种材料所形成的磁芯的磁通量相同的磁通量并且使整体具有均一的饱和磁通密度，可以减小内芯部的横截面面积(磁通量穿过的平面)。此外，在电抗器中，内芯部的饱和磁通密度高，芯连接部的导磁率低。因此，可以实现不使用间隙部件的无间隙结构。当电抗器具有无间隙结构时，可以将线圈和内芯部布置得彼此靠近。此外，当电抗器的内芯部的外形是与圆筒形线圈的内周表面的形状相符的圆柱形形状时，线圈和内芯部更容易布置得彼此靠近。因此，可以减小电抗器的尺寸。(7)此外，由于电抗器包括外壳，所以可以保护线圈和磁芯的组装件不受外部环境影响，也就是说，不受粉尘影响或腐蚀，并且可以在机械上受到保护。表面层还可以用作保护磁芯(芯连接部)和线圈不受外部环境影响的保护部件，并且用作机械保护部件。〈〈第二实施例》如图3所示，第一实施例和第二实施例之间的差异在于，线圈2和内芯部31被容纳在外壳4中，使得线圈2的轴向与外壳4的底面40平行(下面将该布置形式称为水平布置)。下面描述第一实施例和第二实施例之间的差异。本实例的电抗器I β的磁芯3包括内芯部31和芯连接部32。内芯部31插入并穿过线圈2使得其轴向与外壳4的底面40平行，从而内芯部31的方向与线圈2的方向一致。线圈2和内芯部31的组合体在外周被芯连接部32覆盖的情况下形成为一体，使得内芯部31的两个端面不与外壳的侧壁41相接触。尽管该组合体似乎悬浮在图3中的芯连接部32中，但该组合体实际上由外壳4使用线圈支撑部(未示出)来支撑。通过提供该线圈支撑部，容易设置线圈2和内芯部31。线圈支撑部可以形成为从外壳4的底面40向外壳4的开口侧突出，支撑线圈2或内芯部31，并且相对于外壳4将线圈2在高度方向上定位。可选地，线圈支撑部可以形成为从外壳4的侧面(该侧面垂直于图3的页面)之一向线圈2突出。线圈支撑部可以与外壳4形成一体或独立于外壳4形成。线圈支撑部的原材料可以与外壳4的材料相同或与外壳4的材料不同。对于前一种情况，还可以使线圈所产生的热量从支撑部消散掉。对于后一种情况，线圈支撑部可以由例如与芯连接部32的材料相同的材料所形成的成型硬化体制成且具有例如块体形状。如此，可以在形成芯连接部32时容易地使线圈支撑部与芯连接部32成一体，并且可以将线圈支撑部用作磁路。与第一实施例的电抗器I α相似，可以以上述制造方法(I)或(I I)容易地制造根据第二实施例的电抗器Iβ。[有益操作效果]根据上述实施例获得以下有益效果。(I)同样在本实例的水平布置中，通过类似地提供覆盖芯连接部的从外壳的开口侧露出的表面层，可以防止磁性粉末从芯连接部中包含的树脂露出且受腐蚀。(2)当以上述制造方法(I)制造电抗器时，芯连接部中包含的磁性粉末沉积在外壳的底面侧并且趋于聚集在外壳的底侧。当电抗器采用本实例的水平布置时，外壳的底面上的安装面积大于上述纵型布置中的安装面积。因此，通过在底面上提供冷却装置等，可以进一步改善散热特性。(3)由于电抗器采用水平布置，所以即使当芯连接部中包含的磁性粉末趋于聚集在外壳的底面侧时，磁性粉末也容易位于且覆盖线圈的端部和外周，因此，容易形成磁路。也就是说，即使当磁性粉末过多地聚集在外壳的底面上时，也可以形成磁路。因此，当磁性粉末过多地聚集在外壳的底面上时，容易形成几乎无磁性粉末的表面层。(第一变型例)如图4和图5所不,第一变型例与第一和第二实施例之间的差异在于,第一变型例包括如下的线圈成型产品6:其包括将线圈2的表面覆盖的内树脂部60作为保证线圈2和磁芯3之间的绝缘性的结构。下面将描述作为第一变型例与第一和第二实施例之间的差异的线圈成型产品6。除了线圈成型产品6之外，第一变型例的结构与第一和第二实施例的结构相同，因此将省略对相同结构的描述。[线圈成型产品]线圈成型产品6包括例如，线圈2、内芯部31和内树脂部60。内芯部31插入并穿过线圈2。内树脂部60覆盖线圈2的表面从而保持线圈2的形状并以一体的方式保持线圈2和内芯部3。可选地，线圈成型产品可以包括线圈和覆盖线圈的表面从而保持线圈的形状的内树脂部。内树脂部具有空腔，内芯部插入并穿过该空腔。在该结构中，内树脂部的布置在线圈内侧的树脂成分可以用作如下的定位部:当内树脂部的树脂成分的厚度被调节为使得内芯部布置在线圈中的合适位置并且空腔的形状与内芯部的外形相符时将内芯部定位。因此，可以容易地将内芯部插入并布置在线圈成型产品的线圈中的特定位置处。当线圈2的除了导线2w的两个端部之外的大致整个部分被内树脂部60覆盖时，内树脂部60被置于线圈2的大致整个周部和磁芯3之间。从而可以改善线圈2和磁芯3之间的绝缘性。可选地，线圈2的匝形成部分的一部分可以从内树脂部60露出。在该情况下，线圈成型产品6具有凹凸的外形，因此，增大了线圈成型产品6与芯连接部32的树脂相接触的面积。这使得线圈成型产品6和芯连接部32彼此更紧密地接触。当内树脂部60的外形的凹凸部形成为使得线圈2露出时，线圈2和磁芯3之间的绝缘性可以由设置在线圈2和磁芯之间的内树脂部60来改善，并且紧密接触状态良好。内树脂部60的厚度设定为例如约Imm至10mnin内树脂部60的树脂成分优选地由具有如下特征的绝缘材料形成:该材料的耐热程度使得当线圈2和磁芯3的温度因包括线圈成型产品6的电抗器IY的操作而达到最大值时，树脂成分不会软化。此外，该材料可以经受转移成型或注射成型。例如，优选地使用例如环氧树脂等热固性树脂或者例如PPS树脂或LCP等热塑性树脂。当成分树脂使用用于与填充物混合的混合物时，可以容易地使线圈产生的热量消散掉并且获得具有良好散热特性的电抗器，其中，填充物由选自如下群组的至少一种陶瓷形成，该群组包括氮化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硼和碳化硅。采用内树脂部，可以通过将线圈保持在从其自由长度受到压缩的状态下来适当地调节线圈成型产品6的线圈的长度。可以通过将线圈2和芯部、或线圈2和内芯部31放置在模具中，在适当地压缩线圈2的同时用内树脂部60所要包含的树脂填充模具，以及使树脂固化来制造上述线圈成型产品6。例如，可以使用在日本未审查的专利申请公开N0.2009-218293中描述的用于线圈成型产品的制造方法。[有益操作效果]
采用这种线圈成型产品，由于在组装电抗器时内树脂部更牢固地保持线圈的外形，可以改善线圈和磁芯之间的绝缘性，并且以良好的产率制造电抗器，因此容易处置线圈。具体地说，当使用通过用内树脂部使线圈和内芯部彼此成一体而形成的线圈成型产品时，因为线圈和内芯部不是分离的而是可以同时被放置在外壳中，所以容易处置线圈和内芯部。因此，能以良好的产率制造电抗器。具体地说，当使用内树脂部将线圈保持在压缩状态下的线圈成型产品时，可以缩短线圈的轴向长度。因此，可以进一步缩小电抗器的尺寸。可以在不脱离本发明主旨的情况下适当地对上述实施例进行变型，使得上述实施例不限于上述结构。工业实用性可以将根据本发明的电抗器用作例如装载在车辆(例如，混合动力车、电动车、或燃料电池车)上的双向DC-DC转换器等功率转换装置的部件。可以优选地采用根据本发明的电抗器制造方法来制造本发明的电抗器。
权利要求
1.一种电抗器,包括: 线圈，其通过缠绕导线而形成； 磁芯，其布置在所述线圈内侧和外侧并且形成闭合磁路；以及 外壳，其具有开口部和与所述开口部相对的底面，所述线圈和所述磁芯的组装件容纳在所述外壳中，其中， 所述磁芯的至少外壳开口部侧由含有磁性粉末和树脂的成型硬化体形成， 在所述磁芯的位于所述外壳开口部侧的表面上设置有表面层，所述表面层防止所述磁性粉末生锈， 所述表面层具有树脂部，所述树脂部由与所述磁芯中包含的树脂类似的树脂形成并且以不存在界面的方式与所述磁芯中包含的树脂相连续地形成。
2.根据权利要求1所述的电抗器，其中， 所述树脂部由所述磁芯中包含的树脂的一部分形成。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中， 所述表面层由不含有所述磁性粉末的树脂部形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电抗器，其中， 所述成型硬化体覆盖所 述线圈的外周的至少一部分， 所述成型硬化体中包含的所述磁性粉末在所述外壳开口部侧稀疏地分布并且在外壳底面侧浓密地分布。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电抗器，其中， 所述磁芯具有内芯部和芯连接部，所述内芯部插入并穿过所述线圈，所述芯连接部由所述成型硬化体形成，覆盖所述线圈的外周并且与所述内芯部相连， 所述内芯部和所述芯连接部借助所述成型硬化体中包含的树脂而彼此成一体。
6.一种制造电抗器的方法，所述电抗器通过将线圈和磁芯的组装件放置在外壳中来制造，所述线圈通过缠绕导线而形成且布置在所述磁芯中，所述外壳具有开口部和与所述开口部相对的底面，所述方法包括如下步骤: 放置步骤，将所述线圈放置在所述外壳中； 填充步骤，在执行所述放置步骤之后，用含有磁性粉末和树脂的混合物填充所述外壳，所述磁性粉末和所述树脂形成所述磁芯而覆盖所述线圈的外周； 静置步骤，在执行所述填充步骤之后，静置所述混合物从而使得所述磁性粉末利用所述磁性粉末和所述树脂之间的比重差沉积在外壳底面侧，从而在所述混合物的表面部分上形成表面层，所述表面层中所述磁性粉末的含量小于所述混合物的更靠近内部的部分中所述磁性粉末的含量；以及 固化步骤，在执行所述静置步骤之后，使所述树脂固化。
7.一种制造电抗器的方法，所述电抗器通过将线圈和磁芯的组装件放置在外壳中来制造，所述线圈通过缠绕导线而形成且布置在所述磁芯中，所述外壳具有开口部和与所述开口部相对的底面，所述方法包括如下步骤: 放置步骤，将所述线圈放置在所述外壳中； 填充步骤，在执行所述放置步骤之后，用含有磁性粉末和树脂的混合物填充所述外壳，所述磁性粉末和所述树脂形成所述磁芯而覆盖所述线圈的外周；再填充步骤，在执行所述填充步骤之后且在所述混合物中包含的树脂固化之前，用不含磁性粉末的树脂再填充所述外壳，所述不含磁性粉末的树脂的成分与所述混合物中包含的树脂的成分相似；以及 固化步骤，在执行所述再填充步骤之后，使所述树脂固化。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中， 所述磁芯具有由压制体形成的内芯部以及由所述混合物形成的芯连接部， 在执行所述填充步骤之前将所述内芯部放置在所述线圈中，然后在所述填充步骤中，用所述混合物填充所述 外壳以便覆盖所述线圈和所述内芯部的组合体的外周。
全文摘要
一种电抗器(1α)配有通过缠绕绕组线(2w)而构成的线圈(2)；布置在线圈(2)的内侧和外侧并且形成闭合磁路的磁芯(3)；以及具有开口部和与开口部相对的底面(40)且用于容纳线圈(2)和磁芯(3)的组装件的外壳(4)。磁芯(3)的至少外壳(4)开口部侧由包含磁性粉末和树脂的成型硬化体形成。磁芯(3)的位于外壳(4)开口部侧的表面配有用于防止磁性粉末生锈的表面层(5)。表面层(5)具有由与磁芯(3)的树脂相同的树脂制成的树脂部，并且该树脂部以不存在界面的方式与磁芯(3)的树脂相连续地形成。
文档编号H01F37/00GK103098153SQ201180044080
公开日2013年5月8日 申请日期2011年8月24日 优先权日2010年9月13日
发明者稻叶和宏 申请人:住友电气工业株式会社