專(zhuān)利名稱(chēng)：電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于電力變換器等中的電抗器。
背景技術(shù)：
作為用于車(chē)輛或者諸如DC-DC變換器等電力變換器中的電抗器，例如，如日本已公布的專(zhuān)利申請(qǐng)(Japanese Published Patent Application, JPA) 2010-199257 中所述，已知有各種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)。前面提到的電抗器提供螺管線(xiàn)圈(solenoid coil)和芯，該螺管線(xiàn)圈通過(guò)使電流流過(guò)它而產(chǎn)生磁場(chǎng)，該芯由含有磁性粉末的不傳導(dǎo)的環(huán)氧樹(shù)脂組成，其中該線(xiàn)圈嵌入在該芯中。特別地，在電抗器中，柱狀部件設(shè)置在芯的中心，用于在電流流過(guò)線(xiàn)圈時(shí)改善線(xiàn)圈和芯所產(chǎn)生的熱量的輻射?！ぴ陔娍蛊髦?，柱狀中心部件通過(guò)例如壓鑄法(die-casting)成型。然而，涂敷在模具表面上的例如硅的脫模劑常常殘留在通過(guò)壓鑄法成型的柱狀中心部件的表面上。因此，在柱狀中心部件嵌入于芯中的情況下，由于例如硅樹(shù)脂的脫模劑和用作芯的例如環(huán)氧樹(shù)脂的不傳導(dǎo)的樹(shù)脂之間的同質(zhì)性不夠，柱狀中心部件和芯之間的粘著常常不充分。如果柱狀中心部件和芯之間的粘著不充分，要擔(dān)心的是，熱量從芯向柱狀中心部件的輻射效率會(huì)降低。此外，在電抗器中，在工作時(shí)，相鄰導(dǎo)線(xiàn)之間會(huì)產(chǎn)生巨大的排斥力。由于排斥力隨著流經(jīng)線(xiàn)圈的電流而變化，因此，線(xiàn)圈可能會(huì)振動(dòng)。這個(gè)振動(dòng)傳到芯和柱狀中心部件，使得整個(gè)電抗器振動(dòng)。因此，如果柱狀中心部件與芯粘著不充分，則存在由于整個(gè)電抗器的剛性的降低而引起的電抗器的振動(dòng)變大的風(fēng)險(xiǎn)。這是無(wú)法接受的。

發(fā)明內(nèi)容
這樣，鑒于上述的狀況，需要提供一種電抗器使得能夠減小整個(gè)電抗器的振動(dòng)并提高由線(xiàn)圈和芯產(chǎn)生的熱量的輻射效率。提供了一種電抗器，所述電抗器包括外殼、螺管線(xiàn)圈、中心柱狀部件和芯。所述中心柱狀部件提供與所述外殼的夾層部接觸的第一表面，且所述芯由內(nèi)部含有磁性粉末的樹(shù)脂組成。所述線(xiàn)圈和所述中心柱狀部件固定在所述芯中。與所述芯接觸的第二表面的表面粗糙度(Rz2)大于所述第一表面的表面粗糙度(Rzl)。中心柱狀部件還提供有基礎(chǔ)表面，該基礎(chǔ)表面的表面粗糙度(Rz3)小于Rz2且大于Rzl。


在附圖中圖I示出了作為一示例性實(shí)施例的電抗器的外部視圖2示出了作為一示例性實(shí)施例的電抗器的剖面圖；圖3示出了中心柱狀部件的剖面圖；圖4示出了中心柱狀部件的正視圖；圖5示出了中心柱狀部件的頂視圖；
圖6示出了中心柱狀部件的底視圖；圖7示出了線(xiàn)圈和設(shè)置在用于芯的成型的模具中的中心柱狀部件之間的位置關(guān)系;圖8示出了在用于芯的成型的模具中填有樹(shù)脂的狀態(tài)；圖9示出了中間產(chǎn)品已從用于芯的成型的模具中取出的狀態(tài)；圖10示出了中間產(chǎn)品和蓋與殼體組裝在一起的工藝；以及圖11示出了螺釘被擰入殼體的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖I示出了電抗器I的外部視圖。電抗器I被幾乎為柱狀的外殼10所覆蓋。外殼10包括上部打開(kāi)的圓柱形殼體5和蓋6。蓋6通過(guò)螺釘11擰緊在殼體5上。圖2示出了作為一個(gè)示例性實(shí)施例的電抗器的剖面圖；電抗器I可用于例如在車(chē)輛中使用的直流-直流變換器的電力變換器。電抗器I包括螺管線(xiàn)圈2、芯3和中心柱狀部件4，螺管線(xiàn)圈2在有電流流過(guò)它時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，芯3形成線(xiàn)圈2所產(chǎn)生的磁通量的磁路，中心柱狀部件4通過(guò)將線(xiàn)圈2和芯3產(chǎn)生的熱量向外傳導(dǎo)使其輻射出去。這些部件均容置在殼體5中。線(xiàn)圈2包括螺管線(xiàn)圈(未詳細(xì)示出)。芯3包括含有鐵粉的環(huán)氧樹(shù)脂。鐵粉是眾所周知的磁性粉末，并且環(huán)氧樹(shù)脂是絕緣的。線(xiàn)圈2完全嵌入在芯3內(nèi)。殼體5具有與圓形邊緣齊平的底部51和圓柱形側(cè)部52。支柱53在殼體5的內(nèi)部沿著中心軸X向外形成在殼體5的底部51的中心?？?31形成在支柱53內(nèi)(見(jiàn)圖10)，也就是說(shuō)，支柱53沿著支柱53的中心軸X是中空的。螺釘11的螺絲攻形成在支柱53的內(nèi)孔531的表面(未詳細(xì)不出)。殼體5包括底部51、側(cè)部52和支柱53，該殼體5由鋁合金組成并且通過(guò)壓鑄法一體地成型。接下來(lái)，圖3示出了中心柱狀部件4的剖面圖。圖4示出了中心柱狀部件4的正視圖。圖5示出了中心柱狀部件4的頂視圖。圖6示出了中心柱狀部件4的底視圖。如圖3所示，固定孔41形成在中心柱狀部件4的下側(cè)內(nèi)用于固定在殼體5的支柱53上。此外，通孔42形成在中心柱狀部件4的上側(cè)內(nèi)用于讓螺釘11穿過(guò)它。固定孔41和通孔42沿著部件4的中心軸彼此連接，例如中心柱狀部件4沿著它的中心軸是中空的。如圖3和圖4所示，通過(guò)機(jī)械加工在中心柱狀部件4的上端面和下端面上分別形成平面401和402。更具體地說(shuō)，平面401形成在部件4的底部用于與殼體5的底部51相鄰接。另一個(gè)平面402形成在部件4的頂部用于與蓋6相鄰接。在本申請(qǐng)的權(quán)利要求中，平面401和402被定義為“第一表面”。平面401和402被形成使得中心柱狀部件4通過(guò)被殼體5和蓋6夾住而能夠固定到外殼10。如圖2所示，中心柱狀部件4和芯3以平面401和402暴露在芯3的外部的狀態(tài)安裝在殼體5中，并被固定在支柱53上。中心柱狀部件4由鋁合金組成，并通過(guò)壓鑄(die-casting)而成型。在中心柱狀部件4的芯接觸面403上實(shí)施噴砂處理(shot blasting)。芯接觸面403直接地與芯3(即樹(shù)脂)接觸。在本申請(qǐng)的權(quán)利要求中，芯接觸面403被定義為“第二表面”。在壓鑄之后中心柱狀部件5的內(nèi)表面404保持原樣。在中心柱狀部件4的內(nèi)表面404上既不實(shí)施噴砂處理也不實(shí)施機(jī)械加工。內(nèi)表面404的表面粗糙度(Rz2)小于芯接觸面403的表面粗糙度(Rz3)且大于平面401和402的表面粗糙度(Rzl)。例如，芯接觸面403的表面粗糙度(Rz2)可以是16微米或更大，平面401和402的表面粗糙度(Rzl)可以是6. 3微米或更小，且內(nèi)表面404的表面粗糙度(Rz3)可形成為
12.5微米。在本申請(qǐng)的權(quán)利要求中，柱狀部件4的內(nèi)表面404被定義為“基礎(chǔ)表面(basissurface)，，?！そ酉聛?lái)說(shuō)明示例性實(shí)施例的電抗器I的制造方法。在電抗器I的制造過(guò)程中，中心柱狀部件4由壓鑄法制造。接下來(lái)，對(duì)柱狀部件4的外表面上的芯接觸面403進(jìn)行噴砂處理，并對(duì)部件4的上端面和下端面進(jìn)行機(jī)械加工。從而使平面401和402成型。在中心柱狀部件4的內(nèi)表面404上既不實(shí)施噴砂處理也不實(shí)施機(jī)械加工。接下來(lái)說(shuō)明芯接觸面403的噴砂處理。首先將柱狀部件4放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上。接下來(lái)，在使轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，利用撓性噴嘴將噴砂處理介質(zhì)噴射到芯接觸面403上。然后，通過(guò)噴射空氣從柱狀部件4上去除細(xì)微顆粒。作為之前提到的介質(zhì)，可以使用具有硬度為2100-2300 (Hv)且顆粒直徑為180微米-200微米的磨料金剛砂。此外可以按照如下的工作條件來(lái)實(shí)施該工序。例如，轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速是36rpm，噴嘴的數(shù)量是3，噴嘴的起落振動(dòng)頻率是50Hz，噴射壓力是O. 3MPa以及噴射時(shí)間是15秒。接下來(lái)，如圖7所示，中心柱狀部件4固定到形狀與殼體5相同的芯成型模81中，然后將螺管線(xiàn)圈2也布置到芯成型模81中。接下來(lái)，如圖8所示，包含磁性粉末的液體樹(shù)脂30被填充到芯成型模81中。這時(shí)，線(xiàn)圈2被完全埋入液態(tài)樹(shù)脂30中。然后對(duì)樹(shù)脂30進(jìn)行熱處理。通過(guò)熱處理，短時(shí)間后，液態(tài)樹(shù)脂30會(huì)硬化，然后完成芯3的成型。接下來(lái)，如圖9所示，從芯成型模81中取出中間產(chǎn)品12。中間產(chǎn)品12包括芯3和中心柱狀部件4。芯3包括在其內(nèi)部的線(xiàn)圈2。接下來(lái)，如圖10所示，將中間產(chǎn)品12安置在殼體5內(nèi)。此時(shí)，中心柱狀部件4被安裝在支柱53上，并且平面401牢牢地接觸于殼體5的底部表面51上。接下來(lái)，殼體5的開(kāi)口部59被蓋6關(guān)閉。此時(shí)蓋6與柱狀部件4的平面402接觸。接下來(lái)，如圖11所示，利用螺釘11固定蓋6、中心柱狀部件和殼體5。更具體地說(shuō)，將螺釘11插入到蓋6的通孔61中，接著插入到中心柱狀部件4的通孔42中，以將中心柱狀部件4安裝在支柱53上。之后，將螺釘11擰入殼體5內(nèi)的支柱53的內(nèi)孔531中。按照這種方式，在平面401與底部51接觸以及另一個(gè)平面402與蓋6接觸的狀態(tài)下，柱狀部件4可以被殼體5的底部51和蓋6夾住并且固定住。因此，可以獲得圖2所示的電抗器I。如上所述，芯接觸面403的表面粗糙度(Rz2)大于在壓鑄之后保持原樣的內(nèi)表面404 (即基礎(chǔ)表面)的表面粗糙度(Rz3)。被外殼10夾住的平面401和402的表面粗糙度(Rzl)小于內(nèi)表面404的表面粗糙度(Rz3)。以下說(shuō)明本發(fā)明的該示例性電抗器的效果和優(yōu)點(diǎn)。在該示例性實(shí)施例的電抗器中，通過(guò)使芯接觸面403變粗糙并使它與芯3的接觸面積增加，提高了芯3和中心柱狀部件4的芯接觸面403的粘著。結(jié)果，可以提高電抗器的剛性和共振頻率。因此，在電抗器工作的時(shí)候，減少電抗器的振動(dòng)。此外，由于芯3和中心柱狀部件4的芯接觸面403之間的粘著被提高，因此，從芯3到部件4的熱傳導(dǎo)得以改善，即，電抗器的熱輻射性能得以提高。此外，通過(guò)使平面401和402光滑，能夠提高芯3和中心柱狀部件4的芯接觸面403之間的粘著。因此，可以利用殼體5和蓋6牢牢地夾住中心柱狀部件4。結(jié)果，能夠大大地提高電抗器的剛性和共振頻率，使得在電抗器工作時(shí)減少電抗器的振動(dòng)。此外，由于提高了平面(401、402)和外殼10 (殼體5和蓋6)之間的粘著，因此，改善了從中心柱狀部件4到殼體5和蓋6的熱傳導(dǎo)，即，大大改善了電抗器的熱輻射性能。 在前面提到的示例性實(shí)施例中，外殼10由殼體5和蓋6組成。殼體5設(shè)有開(kāi)口部59，用于將線(xiàn)圈2、芯3和中心柱狀部件4插入其中。因此，利用來(lái)自上下兩個(gè)方向的殼體5和蓋6，能夠夾住中心柱狀部件4，并且使它們牢牢地固定彼此。中心柱狀部件4的內(nèi)表面404在壓鑄之后保持原樣。因此，能夠很各易地制造中心柱狀部件4，在內(nèi)表面404的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)必要部分實(shí)施諸如噴砂處理和機(jī)械加工等必要工藝，該中心柱狀部件4提供了芯接觸面403和平面(401、402)。由于在芯接觸面403上實(shí)施了噴砂處理，因此，芯接觸面403的表面變得粗糙，從而使芯接觸面403的接觸面變大。在如前述的示例性實(shí)施例中通過(guò)壓鑄而成型中心柱狀部件4的情況下，可通過(guò)噴砂處理來(lái)除去殘留在中心柱狀部件4的芯接觸面403上的脫模劑，從而可以大大地提高芯接觸面403和芯3之間的粘著。由于通過(guò)機(jī)械加工使平面(401,402)變得更光滑，因此，可以提高平面(401,402)和外殼10(殼體5和蓋6)之間的粘著。在如前述的示例性實(shí)施例中通過(guò)壓鑄而成型中心柱狀部件4的情況下，通過(guò)機(jī)械加工能夠除去殘留在中心柱狀部件4的平面401和402上的脫模劑，從而可以大大地提高平面(401和402)和外殼10(殼體5和蓋6)之間的粘著。因此，本發(fā)明提出了一種能夠降低振動(dòng)并提高輻射性能的電抗器。在不脫離本發(fā)明的精神的基礎(chǔ)上可以用其他形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明。由于本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求而不是說(shuō)明書(shū)來(lái)定義，因此迄今描述過(guò)的實(shí)施例和變型例僅僅是說(shuō)明性的而不是限制性的。因此，所有落入權(quán)利要求的保護(hù)范圍或者該保護(hù)范圍的等同的變型均包含在所述權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電抗器,包括 (a)外殼； (b)螺管線(xiàn)圈； (C)中心柱狀部件，其中，所述中心柱狀部件提供與所述外殼的夾層部接觸的第一表面；以及 (d)芯，所述芯由包含磁性粉末的樹(shù)脂組成，其中所述線(xiàn)圈和所述中心柱狀部件固定在所述芯中； 其中，與所述芯接觸的第二表面的表面粗糙度Rz2大于所述第一表面的表面粗糙度Rzl，并且所述中心柱狀部件還提供有粗糙度Rz3小于Rz2且大于Rzl的基礎(chǔ)表面。
2.如權(quán)利要求I所述的電抗器，其中，所述外殼包括上部打開(kāi)的圓柱形殼體和用于關(guān)閉開(kāi)口部分的蓋，其中在所述圓柱形殼體的底部的中心沿著其中心軸X形成有支柱； 其中所述夾層部包括所述殼體的底部和所述蓋，所述第一表面對(duì)應(yīng)于所述中心柱狀部件的與所述蓋接觸的上表面和所述中心柱狀部件的與所述殼體的底部接觸的下表面二者，并且所述基礎(chǔ)表面對(duì)應(yīng)于所述中心柱狀部件的內(nèi)表面。
3.如權(quán)利要求2所述的電抗器，其中，所述第一表面是被實(shí)施機(jī)械加工的表面，所述第二表面是被實(shí)施噴砂處理的表面，且所述基礎(chǔ)表面是通過(guò)壓鑄而成型的鑄造表面。
4.如權(quán)利要求3所述的電抗器，其中，通過(guò)噴射磨料金剛砂來(lái)實(shí)施所述噴砂處理。
5.如權(quán)利要求3所述的電抗器，其中，所述第一表面的表面粗糙度Rzl為6.3微米或更小，且所述第二表面的表面粗糙度Rz2為16微米或更大。
6.如權(quán)利要求4所述的電抗器，其中，所述第一表面的表面粗糙度Rzl為6.3微米或更小，且所述第二表面的表面粗糙度Rz2為16微米或更大。
7.如權(quán)利要求I所述的電抗器，其中，所述第一表面是被實(shí)施機(jī)械加工的表面，所述第二表面是被實(shí)施噴砂處理的表面，且所述基礎(chǔ)表面是通過(guò)壓鑄而成型的鑄造表面。
8.如權(quán)利要求7所述的電抗器，其中，通過(guò)噴射磨料金剛砂來(lái)實(shí)施所述噴砂處理。
9.如權(quán)利要求8所述的電抗器，其中，所述第一表面的表面粗糙度Rzl為6.3微米或更小，且所述第二表面的表面粗糙度Rz2為16微米或更大。
10.如權(quán)利要求I所述的電抗器，其中，所述第一表面的表面粗糙度Rzl為6.3微米或更小，且所述第二表面的表面粗糙度Rz2為16微米或更大。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電抗器。所述電抗器包括外殼、螺管線(xiàn)圈、中心柱狀部件和芯。所述中心柱狀部件提供與所述外殼的夾層部接觸的第一表面，且所述芯由含有磁性粉末的樹(shù)脂組成。所述線(xiàn)圈和所述中心柱狀部件固定在所述芯中。與芯接觸的第二表面的表面粗糙度(Rz2)大于所述第一表面的表面粗糙度(Rz1)。中心柱狀部件還提供有表面粗糙度(Rz3)小于Rz2且大于Rz1的基礎(chǔ)表面。
文檔編號(hào)H01F27/30GK102903501SQ20121026519
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者小坂和廣, 田邊龍?zhí)? 吉永聰一, 山下政彥, 佐藤政吾, 龜田充俊, 武田次夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝, Nec東金株式會(huì)社