專利名稱：：電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種設(shè)置在電動車輛、混合動力車輛等中的電抗器。
背景技術(shù)：
：通常，在電力轉(zhuǎn)換回路中的電抗器中設(shè)置有電抗器芯，電抗器芯在平面圖中呈大致長環(huán)形，并且線圏形成在電抗器芯的兩個縱向部分中每一者周圍。處于此狀態(tài)下的電抗器容納在外殼中。電抗器芯包括局部芯。各局部芯由疊置體形成或由粉束磁心形成，該疊置體由多塊電磁鋼板形成。由非磁性材料形成的間隙板設(shè)置在局部芯之間。間隙板通過粘合劑固定到局部芯。因此，形成電抗器。散熱器i殳置在外殼的下表面(底面)上。此外，冷卻塊i殳置在外殼下方。冷卻劑或空氣供應(yīng)到冷卻塊中。通常，4吏用散熱器和冷卻塊將當(dāng)電流施加到線團時線圏或電抗器芯中產(chǎn)生的熱^^放到外部，同時線圏和電抗器被冷卻。形成樹脂模制體以密封外殼與容納于外殼中的電抗器芯之間的區(qū)域。因此，熱經(jīng)由該樹脂模制體從線圏或電抗器芯傳輸?shù)缴崞鳌，F(xiàn)有技術(shù)中制造電抗器的方法包括眾多工藝，例如，制造外殼的工藝，將包括線閨(或繞線管)的電抗器芯容納于外殼中而將散熱器布置在電抗器芯下方的工藝，在電抗器芯和散熱器收容于外殼中后在外殼中形成樹脂模制體的工藝，以及涂敷例如油脂到外殼底板的反面并且然后將冷卻塊裝配到該反面的工藝。因此，重要而且需要的是在混合動力車輛等的大,生產(chǎn)中提高電抗器的制造產(chǎn)量。大電流和大電壓通常施加到i殳置在電動車輛、混合動力車輛等中的電抗器。因此，電抗器的振動大，并且振動造成的噪音大。因此，迫切需要開發(fā)一種其中振動被有效抑制的電抗器，并提高制造產(chǎn)量和提高散熱性能。例如，日本專利申請公報No.2004-95570(JP-A-2004-95570)描述了一種電抗器裝置，該電抗器裝置被開發(fā)為提高散熱性能。在該電抗器裝置中，電抗器芯放置在用作散熱器的底座的保持部上，并且使用固定件將電抗器芯固定到底座。使用不飽和聚酯將處于此狀態(tài)下的電抗器芯和底座互相結(jié)合。因此，通it^制成型生產(chǎn)電抗器裝置。在上述電抗器裝置中，電抗器芯中產(chǎn)生的熱經(jīng)由保持部和樹脂模制體散到底座。然而，同樣在此電抗器裝置中，當(dāng)電抗器裝置操作時造成的振動未被有效抑制，與現(xiàn)有技術(shù)中其它電抗器裝置一樣。此外，難以通過簡化用于制造該電抗器裝置的工藝來提高電抗器裝置的制造產(chǎn)量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種具有散熱性能的電抗器，其中振動被抑制且其使得可提高制造產(chǎn)量。本發(fā)明的第一方面涉及一種電抗器。該電抗器包括冷卻塊；固定到冷卻塊的散熱底座；電抗器芯，其包括線團且其固定到散熱底座；以及樹脂模制體，其形成在散熱底座上以覆蓋電抗器芯。散熱底座由具有等于或高于0.1的預(yù)定對數(shù)衰減率以及等于或高于10W/mK的預(yù)定導(dǎo)熱率的金屬或合金形成。在才艮據(jù)第一方面的電抗器中，省略了為常規(guī)的電抗器的組成構(gòu)件的殼體。例如，冷卻塊和冷卻塊上的散熱底座一體地互相固定，并且包括線圏的電抗器芯放置在散熱底座上。然后，形成樹脂模制體以覆蓋電抗器芯。因此，生產(chǎn)出根據(jù)第一方面的電抗器。相應(yīng)地，與常規(guī)的電抗器相比可減少部件數(shù)目，并且可通過減少制造工藝的數(shù)目來提高制造產(chǎn)量。此外，電抗器芯直接放置于其上的散熱底座由既具有預(yù)定級別的散熱性能又具有預(yù)定級別的振動衰減性能的材料形成。在上述方面中，散熱底座可由鎂(Mg)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、鎂-鋯合金(Mg國Zr合金)、鋁-鋅合金(Al-Zn合金)、鎳-鈥合金(Ni國Ti合金)或錳-銅-鎳合金(Mn-Cu-Ni合金)形成。在上述方面中，液體冷卻劑或空氣可在冷卻塊中循環(huán)。在具有此構(gòu)造的情況下，可有效地冷卻散熱底座。本發(fā)明的第二方面涉及一種電抗器。該電抗器包括冷卻塊；固定到冷卻塊的散熱底座；電抗器芯，其包括線圏且其固定到散熱底座；以及樹脂模制體，其形成在散熱底座上以覆蓋電抗器芯。散熱底座由具有預(yù)定對數(shù)衰減率和預(yù)定導(dǎo)熱率的金屬或合金形成。散熱底座可由Mg、Ni、Fe、Mg-Zr合金、Al-Zn合金、Ni-Ti^r或Mn國Cu-Ni^ir形成。根據(jù)本發(fā)明的電抗器具有高散熱性能和高振動衰減性能。此外，根據(jù)本發(fā)明，可通過省略殼體來減少部件的數(shù)目并減小電抗器的尺寸和重量。因此，根據(jù)本發(fā)明的電抗器適合于在其中需要提供高性能、輕質(zhì)和小巧的裝置的最新式的混合動力車輛、電動車輛等中使用。本發(fā)明的上述和另外的特征和優(yōu)點將從以下參照附圖對示例實施方式的描述變得顯而易見，附圖中相同的標(biāo)號用來代表相同的元件，并且其中圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的電抗器的縱向剖視圖2是沿圖1中的線II-II截取的剖視圖3是示出與金屬/合金的對數(shù)衰減率和導(dǎo)熱率有關(guān)的檢驗結(jié)果的圖表；圖4是示意性地圖示與電抗器的振動有關(guān)的實驗的圖；圖5是示出在振動實驗中沿X方向的振動的測量結(jié)果的圖表；圖6是示出在振動實驗中沿Y方向的振動的測量結(jié)果的圖表；圖7是示出在振動實驗中沿Z方向的振動的測量結(jié)果的圖表；以及圖8是示出線團上部的溫度的測量結(jié)果的圖表。具體實施例方式在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的一個實施方式。圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的電抗器的縱向剖視圖。圖2是沿圖1中的線II-II截取的剖視圖。圖3是示出與金屬/合金的對數(shù)衰減率和導(dǎo)熱率有關(guān)的檢驗結(jié)果的圖表。圖4是示意性地示出與電抗器的振動有關(guān)的實驗的圖。圖5至圖7分別是示出在振動實驗中沿X方向的振動、沿Y方向的振動和沿Z方向的振動的測量結(jié)果的圖表。圖8是示出線圏上部的溫度的測量結(jié)果的圖表。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電抗器10的縱向剖視圖并且圖2是沿圖1中的線II-II截取的剖視圖。電抗器10包括冷卻塊1、散熱底座2、電抗器芯3和樹脂模制體4，冷卻塊l、散熱底座2、電抗器芯3和樹脂模制體4沿著從下方位置到上方位置的方向以所述的次序布置。冷卻劑W從散熱器等供應(yīng)到冷卻塊1。散熱底座2固定到冷卻塊1。電抗器芯3通過環(huán)氧樹脂粘合劑5固定到散熱底座2的上表面。線團6形成在電抗器芯3中。樹脂模制體4密封包括線圏6的電抗器芯3，以及散熱底座2的暴露上表面。電抗器芯可通過使用粘合劑將I形磁芯與U形磁芯結(jié)合而形成。而且，間隙板可用來形成氣隙，I形磁芯和U形磁芯各自可由通過疊置珪鋼板形成的疊置體形成。可替代地，I形磁芯和U形磁芯各自可由粉末磁芯形成，該粉束磁芯通過擠壓磁性粉末形成，磁性粉末通過使用樹脂粘結(jié)劑覆蓋軟磁性金屬粉末或軟磁性金屬氧化物粉末產(chǎn)生。如果使用磁性粉末形成磁芯，則可4吏用例如鐵粉末、鐵畫硅合條末、鐵-氮合金粉末、鐵畫鎳^#末、鐵國碳合金粉末、鐵-硼合M末、鐵-鈷合M末、鐵-磷合*末、鐵-鎳-鈷合*末或鐵-鋁-硅合金粉末。間隙板例如可由諸如氧化鋁(A1203)或氧化鋯(Zr02)之類的陶瓷形成。樹脂模制體4由環(huán)氧樹脂如聚氨酯樹脂等形成。冷卻塊l、散熱底座2和電抗器芯3—體地互相固定，并JL故置在模具(未示出)中。然后，將樹脂材料填充到模具中，并且執(zhí)行加壓成型。因此，形成圖l所示的樹脂模制體4。>^散熱器等供應(yīng)到冷卻塊1的冷卻劑W的溫度約為65n,因此比較高。然而，即使在此溫度，冷卻劑W的溫度也足夠冷以冷卻當(dāng)電抗器10工作時溫度至少在IOOX:的線圍6和緊密接觸線圏6的電抗器芯3。散熱底座2由既具有預(yù)定級別的振動衰減性能又具有預(yù)定級別的散熱性能的金屬材料或合金材料形成。在該實施方式中，與振動衰減性能相關(guān)的基準(zhǔn)為對數(shù)衰減率等于或高于0.1。將對數(shù)衰減率的基準(zhǔn)設(shè)定為滿足預(yù)定三維振動基準(zhǔn)，稍后有述。與散熱性能相關(guān)的另一個基準(zhǔn)為導(dǎo)熱率等于或高于10W/mK。導(dǎo)熱率的基準(zhǔn)設(shè)定為使得當(dāng)電抗器10工作時線團上部的溫度等于或低于預(yù)定溫度。在圖3中，以"實施例1到5"指示的各點表示滿足以上兩個基準(zhǔn)的金屬或合金。以"比較示例1到3"指示的各點表示不滿足基準(zhǔn)之一的金屬或合金。實施例1到5中的金屬A^分別為Mn-Cu-Ni^^、Mg-Zr合金、Mg、Ni和Fe。滿足兩個基準(zhǔn)的其它合金包括例如Al-Zn合金和Ni-TiM。比較示例1到3中的金屬分別為Pb、Ti和Al。未能滿足至少一個基準(zhǔn)的另一種金屬為Cu。相應(yīng)地，選擇Mn-Cu-Ni合金、Mg-Zr^t"、Al-Zn合金、M-Ti合金、Mg、Ni或Fe作為包括在根據(jù)該實施方式的電抗器lO中的散熱底座2的材料。如圖1所示，電抗器10不包括樹脂殼體。因此，與常規(guī)的電抗器相比，電抗器10的尺寸和重量得以減小。此外，電抗器芯固定到散熱底座，并且散熱底座由表現(xiàn)出必需的振動衰減性能和散熱性能的金屬或M形成。因此，電抗器10既具有振動衰減性能又具有散熱性能。如圖4所示，電源40連接到電抗器，并且電抗器工作。此時，使用加^JL傳感器20測量振動，并且使用熱電偶30測量線圏上部的溫度。針對其中散熱底座由在實施例1到5中指出的金屬或合金形成的電抗器10和其中散熱器由在比較示例1到3中指出的金屬形成的現(xiàn)有技術(shù)電抗器10，進(jìn)行實驗。如圖4所示，測量沿限定平面的X方向和Y方向各自的振動以及沿豎直的Z方向的振動的振動加速度(Ogal)。然后，判斷沿各方向的振動是否等于或低于基準(zhǔn)值。將線團上部的溫度的基準(zhǔn)值設(shè)為1301C，并且判斷線圏上部的溫U否等于或低于基準(zhǔn)值。振動加速度的基準(zhǔn)值和溫度的基準(zhǔn)值各自可適當(dāng)改變。圖5示出沿X方向測量到的振動。圖6示出沿Y方向測量到的振動。圖7示出沿Z方向測量到的振動。圖8示出在線閨上部測量到的溫度的測量結(jié)果。表l示出總的結(jié)果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>關(guān)于振動特性，圖5至圖7和表1示出包括由在實施例1到5中指出的金屬或合金形成的散熱底座的各電抗器10滿足所有振動基準(zhǔn)，并且電抗器10中的振動加速度最多為電抗器IO，的振動加速度的約25%，在比較示例2和3中電抗器IO，的散熱器由Ti和Al形成。關(guān)于線圏上部的溫度，圖8和表1示出包括由實施例1到5中的金屬或合金形成的散熱底座的各電抗器10滿足基準(zhǔn)，并且包括由在比較示例1到3中指出的金屬形成的散熱器的各電抗器IO，也滿足基準(zhǔn)。結(jié)果表明即使由在比較示例中指出的金屬材料形成的電抗器IO，的散熱器也充分提供了散熱性能。因此，i人為結(jié)果是恰當(dāng)?shù)摹嶒灲Y(jié)果表明，通過將電抗器芯放置和固定在由在實施例1到5之一中指出的金屬材料或合金材料形成的散熱底座上，可生產(chǎn)既具有高散熱性能又具有高振動衰減性能的電抗器。盡管已參照附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明的構(gòu)造不限于所描述的實施方式。在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，可作出設(shè)計變更等。權(quán)利要求1.一種電抗器，其特征在于包括冷卻塊；固定到所述冷卻塊的散熱底座；電抗器芯，其包括線圈且其固定到所述散熱底座；以及樹脂模制體，其形成在所述散熱底座上以覆蓋所述電抗器芯，其中所述散熱底座由具有等于或高于0.1的預(yù)定對數(shù)衰減率以及等于或高于10W/mK的預(yù)定導(dǎo)熱率的金屬或合金形成。2.如權(quán)利要求l所述的電抗器，其中，所述散熱底座由Mg、Ni、Fe、Mg-Zr合金、Al-Zn合金、Ni誦Ti^r或Mn國Cu-Ni合金形成。3.如權(quán)利要求1或2所述的電抗器，其中，使用硅粘合劑或環(huán)氧樹脂粘合劑將所述電抗器芯固定到所述散熱底座。4.如權(quán)利要求l至3中任一項所述的電抗器，其中，所述樹脂模制體由環(huán)氧樹脂或聚氨酯樹脂形成。5.—種電抗器，其特征在于包括冷卻塊；固定到所述冷卻塊的散熱底座；包括線圏的電抗器芯，其中所述電抗器芯固定到所述散熱底座；以及形成在所述散熱底座上的樹脂模制體，所述樹脂模制體覆蓋所述電抗器芯，其中所述散熱底座由具有預(yù)定對數(shù)衰減率和預(yù)定導(dǎo)熱率的Mg、Ni、Fe、Mg-Zr合金、Al國Zn合金、Ni誦Ti合金或Mn-Cu-Ni合金形成。全文摘要一種電抗器，包括冷卻塊；固定到冷卻塊的散熱底座；電抗器芯，其包括線圈且其固定到散熱底座；以及樹脂模制體，其形成在散熱底座上以覆蓋電抗器芯。散熱底座由具有預(yù)定對數(shù)衰減率和預(yù)定導(dǎo)熱率的金屬或合金形成。預(yù)定對數(shù)衰減率等于或高于0.1，并且預(yù)定導(dǎo)熱率等于或高于10W/mK。文檔編號H01F27/08GK101689420SQ200880016493公開日2010年3月31日申請日期2008年6月6日優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日發(fā)明者佐藤豐幸申請人:豐田自動車株式會社