本发明专利技术公开了一种电抗器，设置有：线圈、芯体以及收纳线圈和芯体的壳体，所述芯体包括设置在线圈内部的内侧芯部、以及覆盖线圈外部的外侧芯部。外侧芯部由磁性材料和树脂的混合物形成。设置所述线圈使得该线圈的轴向大体上与壳体的底面平行。与所述外侧芯部的在沿壳体侧壁的方向上的磁性材料的密度差相比，所述外侧芯部的在线圈轴向上的磁性材料的密度差降低。因此，即使覆盖线圈外部的外侧芯部由磁性材料和树脂的混合物形成，也可以容易地获得期望的电感值，并且电抗器可以具有良好的散热性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于诸如车载直流-直流(DC-DC)转换器等电源转换器的部件的电抗器。
技术介绍
混合动力汽车、插电式混合动力汽车和电动汽车等均需要转换器，其用于在驱动移动电动机或对电池进行充电时进行升压操作和降压操作。甚至对于燃料电池汽车，燃料电池的输出也被升压。转换器的部件之一为电抗器。例如，电抗器具有其中一对线圈平行设置的形态，所述线圈的每一个都具有0型磁性芯体以及在磁性芯体的外周缠绕的导线。 专利文献I(PTLl)公开了一种电抗器，其包括具有E型截面的磁性芯体，该磁性芯体为所谓的壶形芯体(pot core)。所述磁性芯体包括插入一个线圈中的圆柱状内侧芯部，覆盖该线圈外周而设置的圆筒状外侧芯部，以及在该线圈的两个端面设置的一对圆盘状的连接芯部。在壶形芯体中，连接芯部将同心设置的内侧芯部和外侧芯部彼此连接，从而形成闭合磁路。PTLl还公开了一种小型电抗器，该小型电抗器可以通过提高内侧芯部的饱和磁通密度，使其高于外侧芯部和连接芯部的饱和磁通密度，从而使内侧芯部的截面面积减少而获得。引用列表专利文献PTLl :日本未经审查专利申请公开No. 2009-03305
技术实现思路
技术问题诸如车载部件等安装空间狭小的部件期望为小型的。PTLl公开了其中多个分割片通过粘合剂而结合从而一体化的磁性芯体。但是，考虑到进一步减小尺寸，甚至期望省略粘合剂。PTL I公开了这样一种构造，其中因为磁性芯体整体为粉末成形体，并且通过将线圈连同粉末材料一起设置在模型中而使磁性芯体成形，因此不需要粘合剂。但是，如果由粉末成形体形成了其中饱和磁通密度部分不同的磁性芯体，就需要根据磁性芯体的形状通过多步进行加压步骤。这样可能会导致生产性的降低。为了提供小型且生产性优异的电抗器，申请人和其他人提出用由磁性材料和树脂的混合物形成的露出芯部来覆盖线圈的外部。如果磁性芯体以这样的方式由磁性材料和树脂的混合物形成，则当磁性材料硬化时，所述混合物的密集度可能不同。可能难以使电感达到设计值。为了解决此问题，本专利技术提供了一种电抗器，即使在覆盖线圈外部的外侧芯部由磁性材料和树脂的混合物形成时，所述电抗器也可以容易地获得期望的电感值，并且具有良好的散热性。解决问题的方法
本专利技术所提供的电抗器包括线圈、芯体、以及收纳所述线圈和芯体的壳体，所述芯体包括设置在线圈内部的内侧芯部，以及部分或完全覆盖线圈外部的外侧芯部，外侧芯部由磁性材料和树脂的混合物形成。设置所述线圈使得该线圈的轴向大体上与壳体的底面平行。所述外侧芯部的在线圈轴向上的磁性材料的密集度差小于所述外侧芯部的在沿壳体侧壁的方向上的磁性材料的密集度差。关于该电抗器，设置所述线圈使得该线圈的轴向大体上与壳体的底面平行，并且外侧芯部的在线圈轴向上的磁性材料的密集度差小于外侧芯部的在沿壳体侧壁的方向上的磁性材料的密集度差。因此，磁性材料的在磁通方向上的 密集度差变小。磁性材料更多地分布在壳体的底面侧，并且在此区域以集中方式形成磁路。然而，对于电抗器整体，易于使电感达到设计值。此外，由于所述线圈被设置为使得该线圈的轴向大体上与壳体的底面平行并且线圈的端面朝向壳体的侧壁，因此线圈的外周面朝向壳体的底面。因此，与其中线圈被设置为使得线圈的端面朝向壳体的底面的情况相比，更容易从壳体底面散热。需要指出的是，磁性材料的密集度是表示分散在磁性材料和树脂的混合物中的磁性材料的分散密度(不是磁性材料的密度，而是磁性材料在混合物中所占的比率)的量。代表性的是利用混合物的密度来表示磁性材料的密集度。另外，磁性材料的密集度也可以用磁性材料与树脂的体积比来表示，或者用截面中磁性材料的面积比来表示。另外，壳体的底面是指，在对应于壳体底部的方向上，当磁性材料和树脂的混合物被填充并硬化时处于下侧的表面，并且侧壁是指以大体上垂直的方向竖直设置在底面上的面。当在沿着侧壁的方向上，磁性材料的底面侧的密集度与磁性材料的与底面相对的顶面侧的密集度相比时，以底面侧的密集度为基准，所述外侧芯部中磁性材料的密集度的差可以优选为大于0%且小于或等于45%。由于底面侧的密集度较高并且顶面侧的密集度较低，因此在内部产生的热量集中在底面侧，由此散热效率提高。为了提高散热性能，从获得有效的散热优点的角度考虑，密集度差可以优选为3%以上，更优选为5%以上。同时，当考虑如铁粉等磁性材料和树脂材料的重量差时，密集度差最大可以为大约75%。但是，如果密集度差为45%以上，作为具有低密集度的顶面侧的实质性磁性物质，外侧芯部的贡献太小，并且外侧芯部的尺寸太大以至于得不到作为电抗器整体所期望的电感。从这些角度考虑，密集度差优选为3%至45%的范围，更加优选为5%至20%的范围，进一步优选为10%至20%的范围。当以一个方向上的密集度的最大值为基准来确定外侧芯部中磁性材料的密集度差时，如果在沿壳体侧壁的方向上，密集度差为3%以上，并且如果设置线圈使得该线圈的轴向大体上与沿壳体侧壁的方向平行，则磁通方向的密集度差变为3%以上，并且可能难以获得期望的电感值。换句话说，通过设置线圈使得该线圈的轴向大体上与壳体的底面平行，磁通方向的密集度差容易得到抑制，并且可以获得期望的电感值。如果壳体的底面被构造为可以被强制冷却，则散热效率可以有效提高。强制冷却是指与壳体的自然空气冷却相比，通过使用(例如)水冷却装置或散热片而能够有效散热的各种手段。如果在壳体的底面提供能够进行强制冷却的结构，或者提供用于与额外设置的强制冷却装置进行热连接的结构(安装结构或安装面)，则可以获得由于磁性材料的密集度差而导致的效果。如果内侧芯部具有比外侧芯部的饱和磁通密度高的饱和磁通密度，则可以减小用于获得期望的电感的电抗器整体的尺寸。因此，内侧芯部可以优选由粉末成形体制成。在此情况下，由于粉末芯体具有高热密度，因此有效地为形成外侧芯体的磁性材料和树脂的混合物提供了密集度差，并且提高了对底面侧的冷却效率。在此意义上，底面可以称为能被强制冷却的冷却面。在这种电抗器中，壳体可以具有与线圈和内侧芯部中的至少一者的外部形状对应而形成的内壁面。在此情况下，可以增加内壁面的朝向线圈外表面的面积，结果能够进一步提闻散热性能。根据电抗器的一个方面，线圈的外周面的一部分从外侧芯部露出。由于线圈被设置为使得该线圈的端面朝向壳体的侧壁，因此即使线圈的外周面是部分露出的，外侧芯部的其他部分沿线圈的轴向也是连续的，从而能够确保磁路。在壳体的底面侧以集中方式形成了磁路。因此，例如，如果线圈的外周面在壳体的上侧露出，则对电感值的影响会特别小。因此，通过使线圈的外周面部分地露出，可以提高散热性能，同时实现期望的电感值。需要 指出的是，如果线圈的外周面在壳体上侧露出，则因为磁通可能会泄露到空气层中，因此优选设置由诸如金属等导电材料制成的盖子。在所述电抗器中，壳体可以具有支撑部，该支撑部通过支撑内侧芯部的从线圈突出的两个端部，从而支撑线圈和内侧芯部。利用支撑部，线圈可以容易地定位到壳体中，并且可以更容易地制造出获得期望的电感值的电抗器。另外，支持部可以确保壳体和线圈之间的绝缘。此外，支撑部使内侧芯部和壳体的底面在结构上是连续的。容易从内侧芯部向壳体底面散热。另外，本专利技术提供了一种制造电抗器的方法，包括收纳步骤，其中，准备包括线圈和插在该线圈中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶和宏，北岛未规，山本伸一郎，川口肇，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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