电抗器的制作方法

本发明涉及一种电抗器。

本申请基于2016年1月22日的日本申请特愿2016-011112号主张优先权，并引用所述日本申请所记载的全部的记载内容。

背景技术：

在专利文献1中公开了一种电抗器，具备：组合体，由线圈以及磁芯组合而成，所述线圈具有一对卷绕部的线圈，所述磁芯的一部分被配置于卷绕部的内部；以及传感器(代表性为温度传感器)，取得与电抗器相关的物理量的信息，将该信息向外部设备输出。传感器具备检测物理量的传感器主体、从传感器主体延伸的布线部以及将传感器主体与外部设备电连接的连接器部。在专利文献1的电抗器中，利用传感器保持架而将传感器主体固定于一对卷绕部之间，并且将连接器部固定于收纳组合体的箱体。通过将连接器部固定于箱体，从而容易进行连接器部与外部设备的连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-128084号公报

技术实现要素：

本发明的一方式所涉及的电抗器具备：组合体，具有线圈和磁芯，该线圈具有并列的一对卷绕部；传感器，取得与电抗器相关的物理量的信息并将该信息向外部设备输出；以及传感器保持架，将所述传感器固定于所述组合体，其中，所述传感器具备：传感器主体，检测所述物理量；布线部，从所述传感器主体延伸；以及连接器部，被设于所述布线部的端部，所述传感器保持架具备：保持架主体，一部分被配置于所述一对卷绕部之间；主体保持部，被设于所述保持架主体中的、位于所述一对卷绕部之间的部分，并保持所述传感器主体；以及连接器保持部，被设于所述保持架主体中的、位于所述一对卷绕部的上方的部分，并保持所述连接器部。

附图说明

图1是实施方式1所示的电抗器的概略立体图。

图2是实施方式1所示的电抗器的分解立体图。

图3是实施方式1所示的电抗器的概略纵剖视图。

图4是表示实施方式1所示的电抗器所具备的传感器与传感器保持架的组装状态的说明图。

图5是图4的传感器的连接器部与传感器保持架的连接器保持部的局部放大图。

具体实施方式

本发明要解决的课题

伴随着近年来的电动车辆的开发，不断谋求电抗器的紧凑化。例如对省略电抗器专用的箱体并向对开关元件、逆变器进行收纳的转换器箱体中收纳组合体的结构等进行了研究。另外，不限于向转换器箱体中收纳组合体的结构，也考虑向电动车辆所具备的设备间的间隙配置组合体的结构。在上述那样的结构中，存在如下情况：在组合体的侧方(俯视观察组合体时的组合体的外侧)几乎没有连接器部的设置空间，从而无法固定连接器部。

对此，本发明的目的之一在于，提供一种即便在组合体的侧方几乎没有传感器的连接器部的设置空间的情况下也能够对连接器部进行固定的电抗器。

本发明的效果

本发明的电抗器即便在组合体的侧方几乎没有传感器的连接器部的设置空间的情况下也能够固定连接器部。

本申请发明的实施方式的说明

首先，列举说明本申请发明的实施方式。

本申请发明的发明人在深入研究上述课题的过程中，着眼于在组合体的上方处设置空间相对具有富余的情况较多这点。而且，想到将传感器主体与连接器部这两者固定于传感器保持架的结构，从而完成实施方式所涉及的电抗器。以下，规定实施方式所涉及的电抗器。

＜1＞实施方式的电抗器具备：

组合体，具有线圈以及磁芯，该线圈具有并列的一对卷绕部；传感器，取得与电抗器相关的物理量的信息而将该信息向外部设备输出；以及传感器保持架，将所述传感器固定于所述组合体，其中，所述传感器具备：传感器主体，检测所述物理量；布线部，从所述传感器主体延伸；以及连接器部，被设于所述布线部的端部，所述传感器保持架具备：保持架主体，一部分被配置于所述一对卷绕部之间；主体保持部，被设于所述保持架主体中的、位于所述一对卷绕部之间的部分，并保持所述传感器主体；以及连接器保持部，被设于所述保持架主体中的、位于所述一对卷绕部的上方的部分，并保持所述连接器部。

在实施方式的电抗器中，采用在一对卷绕部的上方保持连接器部的结构，因此在俯视观察组合体时，能够在组合体的外周轮廓线的内侧配置连接器部。即，即便在俯视观察组合体时在电抗器的外侧(组合体的侧方)没有连接器部的设置空间的情况下，也能够没有问题地将连接器部固定于组合体。

另外，根据实施方式的电抗器，能够缩短将传感器主体与连接器部相连的布线部，并且能够抑制布线部复杂地弯曲的情况。其结果是，能够减少传感器的测定噪声。

＜2＞作为实施方式的电抗器，

能够举出所述传感器是温度传感器的方式。

电抗器的组合体(尤其是线圈)在其使用时容易成为高温，当组合体温度过高时有可能使组合体受到损伤。对此，如上述结构所示那样，优选的是，在一对卷绕部之间配置温度传感器而监视组合体的温度，控制朝向组合体的通电量以使组合体不受损伤。

＜3＞作为实施方式的电抗器，

能够举出所述连接器保持部与所述连接器部分别具备彼此卡合的卡合构造。

通过设置彼此卡合的一对卡合构造，能够有效地防止安装于连接器保持部的连接器部脱落的情况。作为卡合构造而能够利用爪嵌合的结构。

＜4＞作为实施方式的电抗器，能够举出如下方式：具备使所述保持架主体中的位于所述一对卷绕部之间的部分粘结于所述卷绕部上的粘结构件。

通过设置粘结构件，能够固定一对卷绕部之间的传感器主体的位置。另外，通过设置粘结构件，能够固定卷绕部与传感器主体之间的距离，因此基于传感器的测定结果是稳定的。在此，传感器主体可以紧贴于卷绕部，也可以从卷绕部略微分离。

＜5＞作为实施方式的电抗器，具备防脱落部，该防脱落部被设于所述保持架主体中的位于所述一对卷绕部之间的部分，与所述组合体的一部分卡合，由此抑制所述传感器保持架从所述组合体脱落。

通过在传感器保持架的保持架主体上设置防脱落部，能够抑制传感器保持架从一对卷绕部之间脱落的情况。防脱落部例如能够形成为爪状。通过使该爪状的防脱落部与例如在组合体的磁芯中的外侧树脂模制部(在实施方式进行说明)上设置的台阶部卡合，能够抑制传感器保持架从组合体脱落的情况。

[本申请发明的实施方式的细节]

以下，基于附图对本申请发明的电抗器的实施方式进行说明。图中的同一附图标记表示同一名称物。此外，本申请发明并不限定于实施方式所示的结构，而是由发明要求保护的范围来表示，且意图包含与发明要求保护的范围等同的意思以及范围内的全部的变更。

＜实施方式1＞

《整体结构》

图1所示的电抗器1具备将具有线圈2与磁芯3的组合体10用接合层8固定在载置板9上的结构。本例的电抗器1还具备取得与电抗器1相关的物理量的信息而将该信息向外部设备输出的传感器4、以及将传感器4固定于组合体10的传感器保持架5。本例的电抗器1中的与以往的电抗器的主要不同点在于传感器保持架5的结构。以下，详细说明电抗器1的各结构。

《组合体》

在由线圈2与磁芯3机械组合而成的组合体10的说明中，主要参照图2的分解立体图。

[线圈]

本实施方式中的线圈2具备一对卷绕部2A、2B以及连结两卷绕部2A、2B的连结部2R。各卷绕部2A、2B彼此以相同的匝数、相同的卷绕方向形成为中空筒状，且以各轴向平行的方式并排。另外，连结部2R是将两卷绕部2A、2B相连的弯曲成U字状的部分。该线圈2可以通过将无接合部的一根绕线卷绕成螺旋状而形成，也可以通过利用单独的绕线来制作各卷绕部2A、2B并利用焊接或压接等方式将各卷绕部2A、2B的绕线的端部彼此进行接合而形成。

本实施方式的各卷绕部2A、2B形成为方筒状。方筒状的卷绕部2A、2B是指，其端面形状为四边形形状(包含正方形形状)的带有圆角的形状的卷绕部。当然，卷绕部2A、2B也可以形成为圆筒状。圆筒状的卷绕部是指，其端面形状为闭合曲面形状(椭圆形状或正圆形状、跑道形状等)的卷绕部。

包含卷绕部2A、2B的线圈2能够由覆线构成，该覆线在由铜或铝、镁或者其合金这样的导电性材料构成的扁平线或圆线等导体的外周具备由绝缘性材料构成的绝缘被覆。在本实施方式中，通过对导体由铜制的扁平线构成、绝缘被覆由漆包层(代表性的是聚酰胺酰亚胺)构成的被覆扁平线进行扁立缠绕，由此形成各卷绕部2A、2B。

线圈2的两端部2a、2b从卷绕部2A、2B被拉伸出，与未图示的端子构件连接。经由该端子构件，与向线圈2进行电力供给的电源等外部装置进行连接。

[磁芯]

磁芯3的结构并不特别限定。本例中的磁芯3由形成为柱状的一对第一分割芯体310、以及将这些第一分割芯体310、310的端面310e、310e相连的一对第二分割芯体320、320构成。这些第一分割芯体310、310与第二分割芯体320、320呈环状相连，由此形成磁芯3。此外，磁芯3的分割状态不限于图2的状态，例如也能够组合大致U字状的两个分割芯体而构成磁芯3。

[[第一分割芯体]]

本例的第一分割芯体310是具备在线圈2的卷绕部2A(2B)的内部配置的内侧芯体部31与被覆其外周的树脂模制部310m的构件。内侧芯体部31通过将多个芯体片31m与多个间隙件31g交替层叠而构成。芯体片31m能够通过对含有由铁等铁属金属或其合金(Fe-Si合金、Fe-Ni合金等)构成的软磁性粉末的原料粉末进行加压成形而成的压粉成形体而构成。换句话说，第一分割芯体310是利用树脂模制部310m将多个压粉成形体(芯体片31m)一体化而成的芯体元件。间隙件31g是用于调整内侧芯体部31的磁特性的构件，例如能够由氧化铝等构成。

作为构成上述树脂模制部310m的树脂，例如能够利用聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、液晶聚合物(LCP)、尼龙6、尼龙66等的聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等热塑性树脂。除此之外，作为树脂，也能够利用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等热固化性树脂。也可以使这些树脂中含有氧化铝或二氧化硅等陶瓷填料，而使树脂模制部310m的散热性提高。

在此，第一分割芯体310也能够由使软磁性粉末向树脂中分散而成的复合材料构成。作为复合材料的树脂，能够利用与上述树脂模制部310m所能够使用的树脂同样的树脂。

[[第二分割芯体]]

本例的第二分割芯体320是利用树脂模制部320m来被覆在卷绕部2A、2B的外侧配置的外侧芯体部32的外周而成的构件。外侧芯体部32由大致半圆柱状的压粉成形体即芯体片32m构成。作为构成树脂模制部320m的树脂，能够利用与第一分割芯体310的树脂模制部310m同样的树脂。

第二分割芯体320也能够由复合材料构成。在此，也能够将第一分割芯体310以及第二分割芯体320的一方设为复合材料，将另一方设为树脂模制后的压粉成形体。

[[关于芯体元件的其它结构]]

本例中的第一分割芯体310与第二分割芯体320通过在第一分割芯体310的轴向端部形成的薄壁部311与形成于第二分割芯体320的框部321的机械嵌合而进行连结。薄壁部311是通过与其它的部分相比使树脂模制部310m变薄来形成的部分，框部321是通过使树脂模制部320m呈筒状地突出而形成的部分。在框部321的内侧，外侧芯体部32没有被树脂模制部320m被覆而是露出。

在连结第一分割芯体310与第二分割芯体320的本例的结构中，第一分割芯体310的端面310e与第二分割芯体320的外侧芯体部32(芯体片32m)的端面32e接触。在端面310e与端面32e的接合中也可以使用粘结剂。在此，端面310e由对内侧芯体部31的端面进行被覆的树脂模制部310m构成。因此，在本例中，树脂模制部310m在内侧芯体部31的端面与外侧芯体部32的端面32e之间作为间隙件而发挥功能。

另外，在本例的第二分割芯体320中，形成有配置于一对卷绕部2A、2B之间的分隔部323。利用该分隔部323，能够确保两卷绕部2A、2B间的绝缘。分隔部323中的中央稍靠上方的部分比其它的部分突出，在该突出部与非突出部之间形成有台阶部323b。参照图3，在该台阶部323b，如后述那样供传感器保持架5卡合。

另外，本例的第二分割芯体320具备用于将组合体10固定于未图示的转换器箱体等的固定部324。固定部324在各第二分割芯体320的宽度方向(卷绕部2A、2B的并列方向)的一端侧与另一端侧分别各设置一个。在本例中，通过将由高刚性的金属或树脂构成的凸缘盘埋设于树脂模制部320m，由此形成有固定部324。

《传感器》

传感器4是取得与电抗器1相关的物理量的信息而将该信息向外部设备输出的构件。作为物理量，例如能够举出与通电相伴的电抗器1的温度、作为振动的程度的指标的加速度等。本例的传感器4是温度传感器。

如图4所示，传感器4具备具有实际检测温度的元件的传感器主体40、从传感器主体40伸出的布线部41、以及设于布线部41的端部的连接器部42。传感器4的传感器主体40为公知的结构，例如能够利用由树脂被覆元件的结构。

布线部41为公知的结构，例如能够利用由树脂被覆传送传感器主体40的测定结果的线材的结构。但是，本例的布线部41与以往结构的电抗器所使用的传感器的布线部相比而相当短。其理由在于，由于如后述那样在传感器保持架5上固定传感器主体40与连接器部42这两者，因此不需要使布线部41较长。

连接器部42是将传感器主体40与外部设备电连接的连接构件。本例的连接器部42具备与后述的传感器保持架5的连接器保持部52卡合的连接器侧卡合构造420。若基于图5而详细说明连接器侧卡合构造420的结构，则连接器侧卡合构造420如图5的左图所示，具备滑动导轨部421与爪部422。滑动导轨部421通过使连接器部42的外壳的两侧面向下方延伸、并使其延伸部的端部向内侧弯曲来形成。该滑动导轨部421的开口侧端部(纸面近前侧)的内侧形成为锥状。通过使从滑动导轨部421的里侧朝向开口侧伸出的棒状体的端部向纸面上方侧突出而形成爪部422。

《传感器保持架》

传感器保持架5如图4所示具备由PPS树脂等绝缘性材料构成的保持架主体50。传感器保持架5能够通过注射成形等形成。

在保持架主体50的中间部形成有通过使厚度局部变薄来形成的仅由矩形状的凹陷构成的主体保持部51。在主体保持部51嵌入传感器4的传感器主体40。主体保持部51的深度、宽度以及长度与传感器主体40的纸面进深方向的厚度、纸面上下方向的宽度以及长度几乎一致，在主体保持部51恰好收纳传感器主体40。当然，也可以不需要使传感器主体40的尺寸与主体保持部51的尺寸恰好一致，而例如使传感器主体40的厚度比主体保持部51的深度大。若采用该结构，则由于传感器主体40从保持架主体50突出，因此能够使传感器主体40与卷绕部2B(图1等)接触。

在保持架主体50的上端部形成有形成为导轨状的连接器保持部52。连接器保持部52具备与传感器4的连接器侧卡合构造420卡合的保持架侧卡合构造520。若基于图5而对保持架侧卡合构造520的结构进行详细说明，则如图5的左图所示，保持架侧卡合构造520具备沿保持架主体50的厚度方向突出的突出部521、以及供连接器侧卡合构造420的爪部422插通的孔部522。突出部521、521在连接器部42的嵌入侧与连结片523相连。上述这样的结构的连接器保持部52具备在俯视的情况下向与连接器部42相反一侧开口的凹型的面、从连接器部42的嵌入侧观察而包围孔部522的框型的面、以及从与连接器部42的嵌入侧相反的一侧观察而上方开口的凹型的面。当向该连接器保持部52滑动嵌入连接器部42时，如图5的右图所示，滑动导轨部421与突出部521卡合，并且爪部422插入孔部522而与连结片523卡合。其结果是，能够抑制安装于连接器保持部52的连接器部42脱落的情况。

如图4所示，保持架主体50中的比主体保持部51靠下方的部分形成为顶端的宽度变窄的板状，在该板状部的两侧形成有防脱落部53。防脱落部53由从保持架主体50的中央部向下方延伸的棒状体与棒状体的顶端部向与板状部分离的方向突出的爪状体构成。如图3的纵剖视图所示，在向组合体10上配置传感器保持架5时，防脱落部53的爪状体卡挂于第二分割芯体320的分隔部323的台阶部323b。其结果是，抑制传感器保持架5从组合体10脱落。

在保持架主体50的板状部形成有凹部54。凹部54也形成在板状部中的、朝向纸面里侧的面上。在这些凹部54配置粘结片(粘结构件)6。粘结片6用于将保持架主体50固定于卷绕部2A、2B(图1等)上。通过设置粘结片6，能够固定卷绕部2A、2B与传感器主体40之间的距离，因此能够使基于传感器4的测定结果稳定化。

粘结片6优选由发泡性树脂构成。粘结片6的厚度优选为大致凹部54的深度+1mm以下，尤其是优选为凹部54的深度以下。通过将粘结片6的厚度设为上述那样的厚度，容易向卷绕部2A、2B间插入保持架主体50。在向卷绕部2A、2B间插入保持架主体50之后，若使发泡性树脂发泡，则能够使保持架主体50粘结于卷绕部2A、2B。

当然，粘结片6并不限定于发泡性树脂，也可以是单纯的粘着性的片材。该情况下，可以将与凹部54的深度相比而更厚的粘结片6粘贴于凹部54，扩宽卷绕部2A、2B的间隔，在向卷绕部2A、2B之间夹入保持架主体50的状态下缩窄卷绕部2A、2B的间隔。除此之外，也可以构成为在保持架主体50的板状部上不形成凹部54的情况下向板状部粘贴粘着性的片材、或者涂敷粘结剂(粘结构件)。该情况下，也可以向扩大了间隔的卷绕部2A、2B之间夹入保持架主体50。

《其它的结构》

本实施方式1的电抗器1如图1所示，具备载置板9或接合层8等。

[载置板]

载置板9是作为将电抗器1固定于冷却基座等设置对象时的台座而发挥功能的构件。因此，谋求使载置板9的机械强度优异。另外，在载置板9中，谋求使在电抗器1的使用时由组合体10产生的热量向设置对象逸出的作用。因此，对于载置板9，不仅谋求机械强度，而且谋求散热性优异。为了响应上述这样的要求，载置板9由金属构成。例如，作为载置板9的构成材料，能够利用铝或其合金、镁或其合金。这些金属(合金)具有机械强度与热传导性优异、并且轻型且为非磁性这样的优点。

[接合层]

在上述载置板9与组合体10之间形成有使两者9、10接合的接合层8。该接合层8还具有将在电抗器1的使用时由组合体10产生的热量向载置板9传导的功能。

接合层8的构成材料具有绝缘性。例如，举出环氧树脂、硅酮树脂、不饱和聚酯等热固化性树脂或PPS树脂、LCP等热塑性树脂。通过使这些绝缘性树脂含有上述的陶瓷填料等，从而也可以使接合层8的散热性提高。接合层8的热传导率例如优选为0.1W/m·K以上，进一步优选为1W/m·K以上，尤其优选为2W/m·K以上。

接合层8可以通过向载置板9上涂敷绝缘性树脂(也可以是含有陶瓷填料的树脂)来形成，也可以通过向载置板9上粘贴绝缘性树脂的片材来形成。当作为接合层8而使用片状的结构时，由于容易在载置板9上形成接合层8，因此是优选的。

《电抗器的效果》

在实施方式的电抗器1中，由于在一对卷绕部2A、2B的上方保持传感器4的连接器部42，由此在俯视观察组合体10时，能够在组合体10的外周轮廓线的内侧配置连接器部42。即，即便在俯视组合体10时在电抗器1的外侧(组合体10的侧方)没有连接器部42的设置空间，也能够没问题地将连接器部42固定于组合体10。

另外，根据实施方式的电抗器1，能够缩短将传感器主体40与连接器部42相连的布线部41，并且能够抑制布线部41复杂地弯曲的情况。其结果是，能够减少传感器4的测定噪声。

＜实施方式2＞

如实施方式1的说明已经描述的那样，电抗器所具备的磁芯的结构不限于实施方式1的结构。例如，也能够如专利文献1的电抗器那样使外周没有被树脂模制部被覆的芯体片进行组合而构成磁芯。该情况下，优选使用确保磁芯与线圈之间绝缘的绝缘介入构件。

绝缘介入构件被分为内部介入构件与端面介入构件。内部介入构件夹在线圈的内周面与磁芯之间，将线圈与磁芯之间绝缘。端面介入构件夹在线圈的端面与磁芯的外侧芯体部之间，将线圈与磁芯之间绝缘。

在具备组合上述的芯体片与绝缘介入构件而构成的磁芯的组合体中，也能够配置图4的传感器4与传感器保持架5的组件。在采用该结构的情况下，优选在端面夹持构件上设置与图2所示的分隔部323相同的分隔部。通过在端面夹持构件上设置分隔部，能够抑制传感器保持架5从组合体脱落的情况。

＜用途＞

本发明的电抗器能够应用于混合动力汽车或电动汽车、燃料电池汽车这样的电动车辆所搭载的双向DC-DC转换器等电力转换装置。

标号说明

1、电抗器；10、组合体；2、线圈；2A、2B、卷绕部；2R、连结部；2a、2b、端部；3、磁芯；310、第一分割芯体、310m、树脂模制部、310e、端面；311、薄壁部；31、内侧芯体部；31m、芯体片；31g、间隙件；320、第二分割芯体；320m、树脂模制部；321、框部；323、分隔部；323b、台阶部；324、固定部；32、外侧芯体部；32m、芯体片；32e、端面；4、传感器；40、传感器主体；41、布线部；42、连接器部；420、连接器侧卡合构造；421、滑动导轨部；422、爪部；5、传感器保持架；50、保持架主体；51、主体保持部；52、连接器保持部；53、防脱落部；54、凹部；520、保持架侧卡合构造；521、突出部；522、孔部；523、连结片；6、粘结片(粘结构件)；8、接合层；9、载置板。