电抗器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及电抗器。根据本发明的电抗器2包括线圈4；磁感元件7，其附接到线圈4的引线5a；磁屏蔽板6，其为磁感元件7屏蔽线圈4的磁场；以及壳体本体3，其中容纳磁屏蔽板6、磁感元件7和线圈4。在电抗器2中，在壳体中磁感元件7和线圈4被包含磁性材料的树脂12覆盖。
【专利说明】电抗器
【技术领域】
[0001]本发明涉及电抗器。电抗器是使用线圈的无源元件，并且还被称为“电感器”。
【背景技术】
[0002]电抗器用在包括混合动力车辆的电动车辆的电机驱动系统中的诸如电压转换器的电路中。再者，在一些电机驱动系统中测量流过电抗器的电流以精确地控制电流。例如，日本专利申请公布第2010-272771号(JP 2010-272771 A)和日本专利申请公布第2010-272772号(JP 2010-272772 A)公开了一种用于组合电抗器和电流传感器的技术。在任一文献中，电流传感器附接到绕磁性材料的核的线圈的引线，并且电流传感器连同核一起嵌入在覆盖线圈的一部分树脂中。
[0003]典型的电流传感器包括围绕作为电流测量对象的导体的磁性材料的环形核，以及置于核的一部分环中的磁感元件。上述电抗器均需要分别生产线圈的核和电流传感器的核并且之后将它们组装。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面提供了一种电抗器，其具有电流传感器，由于不需要分别生产线圈的核和电流传感器的核，因此该电流传感器是高度可制造的。根据本发明的一个方面的电抗器包括通过缠绕导线形成的线圈、附接到线圈的引线的磁感元件以及其中容纳磁感元件和线圈的壳体。壳体具有磁屏蔽板，引线延伸通过磁屏蔽板并且磁屏蔽板为磁感元件屏蔽线圈的磁场。在壳体中磁感元件和线圈被包含磁性材料的树脂覆盖。
[0005]在根据本发明的一个方面的电抗器中，壳体中的空间可以被包含磁性材料的树脂填充。
[0006]填充壳体中的空间的材料典型地是磁性粉末和在填充在壳体中之后固化的绝缘树脂的混合物。包含磁性材料的树脂在下文中被称为“含磁性材料的树脂”。
[0007]在上述电抗器中，填充壳体中的空间的一部分含磁性材料的树脂与磁感元件相结合构成了电流传感器，并且剩余的含磁性材料的树脂用作线圈的核。此外，由于上述电抗器具有磁屏蔽板，该磁屏蔽板为磁感元件和周围的含磁性材料的树脂屏蔽线圈的磁场，因此由磁感元件和周围的含磁性材料的树脂构成的电流传感器上的线圈的感生磁场效应可以被降低。由于线圈的核和电流传感器的核可以一体地制造，因此上述电抗器是高度可制造的。含磁性材料的树脂不一定必须完全覆盖磁感元件和线圈。一部分线圈和/或一部分磁感元件可以暴露。
[0008]根据本发明的一个方面的电抗器可以包括磁屏蔽板和线圈之间的隔离板。
[0009]在根据本发明的一个方面的电抗器中，包含磁性材料的树脂可以填充壳体中的空间。
[0010]在根据本发明的一个方面的电抗器中，磁屏蔽板可以与壳体一体地形成。
[0011]在根据本发明的一个方面的电抗器中，壳体可以由至少两部分制成，并且组合的至少两个部分限定封闭空间。
[0012]这两个部分典型地是其中容纳线圈的壳体本体以及封闭壳体本体的开口的盖。此夕卜，磁屏蔽板和壳体可以通过例如模压成型或注射成型一体地形成。磁屏蔽板由金属制成以阻挡磁场。再者，一部分壳体可以用作磁屏蔽板，在该情况下壳体也由金属制成。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下文将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0014]图1是根据一个实施例的电抗器的透视图；
[0015]图2是根据一个实施例的电抗器的分解透视图；
[0016]图3是根据一个实施例的电抗器(其盖被移除)的俯视图；
[0017]图4是沿图3的线IV-1V截取的剖面视图；
[0018]图5是根据另一实施例的电抗器的分解透视图；
[0019]图6是根据另一实施例的电抗器的俯视图；以及
[0020]图7是沿图6的线VI1-VII截取的剖面视图。
【具体实施方式】
[0021]以下参照附图对本发明的实施例进行描述。图1示出了根据一个实施例的电抗器的透视图。在图1中，电抗器的壳体中的盖和含磁性材料的树脂(包含磁性材料的树脂)未被示出，使得壳体中的结构易于理解。图2示出了电抗器的分解透视图。
[0022]如图1中所示，电抗器2具有线圈4和磁感元件7，线圈4和磁感元件7连同磁屏蔽板6 —起容纳在壳体本体3中。线圈4在两个末端处具有引线5a和5b，并且磁感元件7附接到引线之一(引线5a)。磁屏蔽板6附接到壳体本体3以围绕磁感元件7。磁屏蔽板6为磁感兀件7屏蔽线圈4的磁场。磁屏蔽板6通过模压加工与壳体本体3—体地形成。如图2中所示，磁屏蔽板6和壳体本体3具有切口 3a和3b，引线5a和5b分别延伸通过切口3a和3b。如图1中所示，当线圈4容纳在壳体本体3中时，在切口 3a和3b的顶部形成的间隙被在盖9的下表面上形成的凸起填充。壳体本体3和盖9形成电抗器2的壳体。换言之，电抗器2的壳体由两个部分，即容纳线圈4的壳体本体3和封闭壳体本体3的开口的盖9形成。
[0023]在图1和2中所示的电抗器2中，由磁屏蔽板6限定的小空间8在顶部开放。在将盖9置于壳体本体3的整个开口之上时，从上方覆盖小空间8的一部分盖9和小空间8被封闭。因此，在该实施例中，一部分盖9还用作磁屏蔽板。盖9具有孔9a。孔9a被形成用于允许信号线从磁感元件7延伸到壳体外部。
[0024]包括小空间8的壳体本体3中的空间填充有含磁性材料的树脂12 (参照图3和4)。如上文所述在图1和图2中未示出含磁性材料的树脂。含磁性材料的树脂是诸如铁氧体的磁性材料的粉末和绝缘树脂的粉末的混合物。最初粉状的含磁性材料的树脂在被填充在壳体本体3中之后，通过加热使其固化。其后，将盖9附接到壳体本体3，从而密封壳体中的空间。
[0025]图3示出了盖9被移除的电抗器2的俯视图，并且图4示出了沿图3的线IV-1V截取的剖面视图(尽管在图4中也示出了盖9 )。如图3和图4中所示，磁感元件7和围绕的含磁性材料的树脂12位于小空间8中，小空间8由磁屏蔽板6、壳体本体3的一部分内壁和盖9的一部分下表面限定，并且与其中容纳线圈4的空间完全隔离。在小空间8中的含磁性材料的树脂12中，在引线5a周围生成了由流过引线5a的电流感生的感生磁场。磁感元件7检测感生磁场。传感器控制器(未示出)基于磁感元件7测量的感生磁场的幅度确定流过引线5a的电流的幅度，换言之，流过电抗器2的电流的幅度。换言之，填充壳体本体3的一部分含磁性材料的树脂12与电抗器2中的磁感元件7相结合，构成了电流传感器。小空间8中的含磁性材料的树脂12用作电流传感器的核。
[0026]当电流流动时，线圈4也生成感生磁场。然而，由于磁感元件7和围绕的含磁性材料的树脂12被磁屏蔽板6 (包括一部分盖9和一部分壳体本体3)屏蔽线圈4的磁场，因此线圈4的磁场不会对磁感元件7施加显著的影响。换言之，由于电抗器2具有磁屏蔽板6，磁屏蔽板6为磁感元件7和围绕的含磁性材料的树脂12屏蔽线圈4的磁场，因此线圈4的感生磁场对由磁感元件7和围绕的含磁性材料的树脂12构成的电流传感器施加影响的可能性是低的。因此，磁感元件7可以精确地测量流过线圈4的电流。填充小空间8以外的空间的含磁性材料的树脂12用作线圈4中及其周围的核。
[0027]在电抗器2中，线圈4的核和电流传感器的核两者均由含磁性材料的树脂12制成,并且这些核通过加热已填充在壳体本体3中的含磁性材料的树脂来制成。由于线圈4的核和电流传感器的核不必分别生产并且组装在一起，而是可以一起形成，因此该实施例的电抗器2是高度可制造的。应注意，磁感元件7和线圈4不一定必须完全被含磁性材料的树脂12覆盖。一部分线圈4和/或一部分磁感元件7可以暴露。
[0028]作为阻挡磁场的部件的磁屏蔽板6由金属制成。当一部分壳体本体3和/或盖9旨在用作磁屏蔽板时，壳体本体3和/或盖9也由金属制成。磁屏蔽板6、壳体本体3和盖9优选地由铝制成。仅需能够阻挡磁场的磁屏蔽板6可以不是平板，而是可以是网状部件。当磁屏蔽板6由网状部件形成时，在壳体本体3填充有含磁性材料的树脂12的未固化的粉末时，小空间8可以容易地填充有该粉末。
[0029]描述电抗器2的另一实施例。图1至图4中的电抗器2的磁屏蔽板6和壳体本体3可以通过模压成型或注射成型一体地形成。磁屏蔽板6由金属制成以阻挡磁场。再者，一部分壳体本体3可以用作磁屏蔽板6、在该情况下壳体本体3也由金属制成。磁屏蔽板6通过例如模压加工由铝板与壳体本体3 —体地制成。磁屏蔽板6可以与壳体本体3分别形成。图5示出了根据另一实施例的电抗器2a的分解透视图。电抗器2a具有磁屏蔽板106，其具有带开放顶部的箱子的形状。箱形磁屏蔽板106具有在两个相对壁中的每个中的切口，并且线圈4的引线5a延伸通过切口。磁感元件7附接到箱形磁屏蔽板106中的小空间8中的引线5a。线圈4与磁屏蔽板106和磁感元件7 —起被置于壳体本体103中，并且线圈4周围的空间和磁屏蔽板106中的小空间8填充有含磁性材料的树脂。随后，通过加热使含磁性材料的树脂固化。换言之，形成线圈4的核和电流传感器的核。最后，当附接盖9时，获得了电抗器2a，其中线圈4和磁感元件7被嵌入在磁性材料(含磁性材料的树脂)中。
[0030]在另一实施例中，除了以上配置之外，电抗器2可以具有如图6和图7中所示的线圈4和磁屏蔽板6之间的隔离板13。图6是俯视图，并且图7是沿线VI1-VII截取的剖面视图。隔离板13可以与壳体本体3—体地形成。当隔离板13由金属制成时，隔离板13具有阻挡磁场的功能。因此，隔离板13可以进一步减少线圈4的磁场对由磁感元件7和围绕的含磁性材料的树脂12构成的电流传感器的影响。隔离板13和磁屏蔽板6之间的空间可以不填充含磁性材料的树脂12。当该空间未填充含磁性材料的树脂12时，在隔离板13和磁屏蔽板6之间形成空气层。空气层的形成可以进一步减少线圈4的磁场对电流传感器的影响。当形成空气层时，隔离板13可以由金属以外的材料制成。
[0031]描述关于这些实施例的注意之处。含磁性材料的树脂可以通过经由注射成型对磁性粉末和塑料树脂的混合物整形并且使整形的混合物固化而获得。
[0032]尽管前文详细描述了本发明的具体示例，但是这些示例仅用于说明的目的而非旨在限制权利要求的范围。权利要求中描述的技术包括以上说明的具体示例的各种改变和修改。本说明书或附图中描述的技术元素在单独使用时或者以各种组合使用时证明了技术效用，并且技术元素的组合不限于权利要求中描述的组合。本说明书或附图中描述的技术可以同时达成多个目的，并且达成目的之一本身就提供了技术效用。
【权利要求】
1.一种电抗器,其特征在于包括: 线圈(4)； 磁感元件(7)，其附接到所述线圈(4)的引线(5a、5b)； 磁屏蔽板(6)，其为所述磁感元件(7)屏蔽所述线圈(4)的磁场；以及 壳体(3，9)，其中容纳所述磁屏蔽板(6)、所述磁感元件(7)和所述线圈(4)， 其中在所述壳体(3，9)中所述磁感元件(7)和所述线圈(4)被包含磁性材料的树脂(12)覆盖。
2.根据权利要求1所述的电抗器，进一步包括所述磁屏蔽板(6)和所述线圈(4)之间的隔离板(13)。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，包含磁性材料的所述树脂(12)填充所述壳体(3，9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电抗器，其特征在于，所述磁屏蔽板(6)与所述壳体(3,9) —体地形成。
5.根据权利要求3或4所述的电抗器，其特征在于，所述壳体(3，9)由至少两部分制成，并且组合的所述至少两个部分限定封闭空间。
【文档编号】H01F27/02GK103680892SQ201310432110
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】渥美贵司 申请人:丰田自动车株式会社