專利名稱：電磁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如變壓器、扼流線圈或具有鐵心和線圈的反應(yīng)器的電磁裝置。
背景技術(shù)：
已知的電磁裝置的示例(例如變壓器、扼流線圈或具有鐵心和線圈的反應(yīng)器)是 用在電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)電路中的反應(yīng)器。該反應(yīng)器使用感抗來(lái)對(duì)電流變壓，并且形成為具有 鐵心和線圈。反應(yīng)器結(jié)合到開關(guān)電路中使用。通過重復(fù)地切換反應(yīng)器的開和關(guān)，反應(yīng)器在 開時(shí)產(chǎn)生存儲(chǔ)在線圈中的能量，并在關(guān)時(shí)產(chǎn)生作為反電動(dòng)勢(shì)(即，反EMF)的能量，從而允許 獲得高壓。為了抑制被供應(yīng)了大電流值的反應(yīng)器的產(chǎn)熱，必須冷卻反應(yīng)器。日本專利申請(qǐng)公 報(bào)No. 2005-286020 (JP-A-2005-286020)中描述了用于冷卻反應(yīng)器的技術(shù)的一個(gè)示例，其 中描述了反應(yīng)器的殼體部分與散熱器整體地形成的冷卻結(jié)構(gòu)。即，在用于將反應(yīng)器安裝到 安放了用于驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備的箱體的結(jié)構(gòu)中，在箱體的散熱器中形成使 冷卻劑通道之間相通的開口。包圍該開口的密封件設(shè)置在散熱器和反應(yīng)器之間。在開口被 反應(yīng)器的底面關(guān)閉并且反應(yīng)器的底部與冷卻劑接觸的狀態(tài)下，反應(yīng)器的殼體安裝到開口外 側(cè)的散熱器。用這種方式使反應(yīng)器的底部與冷卻劑接觸來(lái)冷卻反應(yīng)器。然而，根據(jù)JP-A-2005-286020中描述的冷卻結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器的鐵心和線圈經(jīng)由殼體 安裝到散熱器，從而冷卻是間接執(zhí)行的，并且從而可能不夠充分。并且，當(dāng)反應(yīng)器在混合動(dòng) 力系統(tǒng)中與升壓電路一起使用時(shí)，反應(yīng)器必須具有平的直流疊加特性。為了滿足該要求，反 應(yīng)器的線圈的溫度必須調(diào)節(jié)為使其不超過允許的溫度。典型地，監(jiān)控線圈的溫度，通過控制 線圈電流來(lái)防止線圈溫度升高。然而，監(jiān)控線圈的溫度需要溫度繼電器以及用于溫度監(jiān)控 的控制電路，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。并且，通過JP-A-2005-286020中描述的結(jié)構(gòu)，線圈被冷卻的區(qū)域相對(duì)很小或沒有。另一方面，日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2005-286020 (JP-A-2005-286020)中提出了一 種線圈元件，鐵心和線圈直接接觸冷卻裝置。然而，根據(jù)JP-A-2005-286020中描述的結(jié)構(gòu)， 需要柱狀物來(lái)將線圈連接到冷卻裝置，使冷卻裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提高冷卻能力的電磁裝置。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及電磁裝置，包括柱狀的中心鐵心；圍繞所述中心鐵心設(shè) 置的線圈；U形鐵心，其具有開口側(cè)并且覆蓋所述線圈的部分除外的所有外周面；頂部鐵 心，其覆蓋所述中心鐵心和所述線圈的在所述中心鐵心的豎直方向上的各自的一端；以及 底部鐵心，其覆蓋所述中心鐵心和所述線圈的在所述中心鐵心的豎直方向上的各自的另一 端部。位于所述U形鐵心的所述開口側(cè)的所述線圈的所述外周面的部分、所述U形鐵心的 開口端部分、所述頂部鐵心的一側(cè)部分以及所述底部鐵心的一側(cè)部分均鄰接冷卻部件。
根據(jù)該方面，位于所述U形鐵心的所述開口側(cè)的所述線圈的所述外周面的一部 分、所述U形鐵心的開口端部分、所述頂部鐵心的一側(cè)部分以及所述底部鐵心的一側(cè)部分 都鄰接冷卻部件，從而不僅U形鐵心、頂部鐵心和底部鐵心直接由靠近冷卻部件的部分冷 卻，而且線圈也直接由靠近冷卻部件的部分冷卻。并且，冷卻部件的結(jié)構(gòu)可以得到簡(jiǎn)化。并 且，頂部鐵心和底部鐵心鄰接冷卻部件，因此，線圈和U形鐵心也能直接被冷卻部件冷卻。 即，可以通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)更好地冷卻電磁裝置。在上述結(jié)構(gòu)中，所述線圈可以圍繞形成為多邊形柱狀的所述中心鐵心設(shè)置，并且 所述線圈的所述外周面的所述部分是形成為多邊形柱狀的所述中心鐵心的最大表面。在上述結(jié)構(gòu)中，所述中心鐵心可以形成為矩形柱狀，并且具有矩形的長(zhǎng)邊的表面 是所述線圈的所述外周面的所述部分。在上述結(jié)構(gòu)中，位于所述U形鐵心的所述開口側(cè)的所述線圈的所述外周面的所述 部分、所述U形鐵心的所述開口端部分、所述頂部鐵心的所述一側(cè)部分以及所述底部鐵心 的所述一側(cè)部分都鄰接所述冷卻部件的一個(gè)面。在上述結(jié)構(gòu)中，所述冷卻部件的所述一個(gè)面可以是平的表面。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電磁裝置可以由冷卻部件的一個(gè)面冷卻，從而允許冷卻部件以簡(jiǎn)單 的板狀的方式形成。在上述的方面中，切口可以設(shè)置在所述頂部鐵心的鄰接所述冷卻部件的所述一側(cè) 部分的中心，并且位于所述U形鐵心的所述開口的中心線上。并且，線圈端子可以設(shè)置在 所述線圈的一部分處，并且所述線圈端子可以通過所述切口沿所述中心鐵心的縱向向上延伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，鄰接所述冷卻部件的所述頂部鐵心并且位于所述U形鐵心的所述開 口的中心線上的所述一側(cè)部分的中心，與所述線圈的磁通變得稀疏的部分相對(duì)應(yīng)。因此，切 口形成在頂部鐵心中與線圈的磁通變得稀疏的部分相對(duì)應(yīng)的位置，并且所述線圈端子通過 所述切口從頂部鐵心向上突出，從而切口和線圈端子都不會(huì)很大地影響磁通。即，可以容易 地提供線圈端子，而不影響電磁裝置的性能或增大電磁裝置的尺寸。在上述的結(jié)構(gòu)中，凹入部分可以設(shè)置在鄰接頂部鐵心的所述切口的位置，并且位 于所述U形鐵心的所述開口的中心線上；并且固定部件可以設(shè)置在所述凹入部分中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，所述頂部鐵心與所述切口鄰接的部分與線圈的磁通變得稀疏的部分 (正如切口的部分)相對(duì)應(yīng)。因此，凹入部分形成在頂部鐵心中與線圈的磁通變得稀疏的部 分相對(duì)應(yīng)的位置，從而凹入部分不會(huì)對(duì)磁通影響太大。并且，固定部件放置在凹入部分中從 而不會(huì)突出。即，可以使用固定部件有效地固定電磁裝置，而不影響電磁裝置的性能或增大 電磁裝置的尺寸。在上述的結(jié)構(gòu)中，非磁性板可以內(nèi)成型在所述中心鐵心上，并且用于維持間隔寬 度的間隔板可設(shè)置在所述頂部鐵心和所述中心鐵心的縱向上的一端之間，并且用于維持間 隔寬度的間隔板可設(shè)置在所述底部鐵心和所述中心鐵心的縱向上的另一端之間。并且，設(shè) 置為與所述中心鐵心的縱向上的所述一端相對(duì)應(yīng)的一個(gè)所述間隔板可以與所述中心鐵心 一體地形成。此外，設(shè)置為與所述中心鐵心的縱向上的所述另一端相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)所述間 隔板可以與所述中心鐵心獨(dú)立地形成，以允許所述線圈插入到所述中心鐵心中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，間隔板設(shè)置為用于維持所述中心鐵心的上端和所述頂部鐵心之間以及所述中心鐵心的下端和所述底部鐵心之間的距離。這使得在頂部鐵心和中心鐵心、U形 鐵心、線圈之間以及底部鐵心和中心鐵心、U形鐵心、線圈之間維持固定的絕緣距離。此外， 設(shè)置為與中心鐵心的縱向上的一端相對(duì)應(yīng)的一個(gè)間隔板與中心鐵心一體地形成，因此部件 的數(shù)量相比間隔板與中心鐵心分別設(shè)置時(shí)減少。即，可以維持中心鐵心和頂部鐵心之間以 及中心鐵心和底部鐵心之間的間隔寬度，并且可以簡(jiǎn)化其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，提高可裝配性。在上述的結(jié)構(gòu)中，在所述間隔板的每個(gè)以及所述頂部鐵心和所述底部鐵心上可以 設(shè)置彼此以凹凸關(guān)系配合的配合部分。并且，所述頂部鐵心通過所述配合部分的配合而相 對(duì)于所述間隔板定位，并且所述底部鐵心通過所述配合部分的配合而相對(duì)于所述間隔板定 位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，所述頂部鐵心和所述底部鐵心通過所述配合部分的配合而定位在所 述間隔板上，因此不需要提供用于定位的單獨(dú)的組件。并且，配合部分以凹凸關(guān)系配合起 來(lái)，從而可以容易地形成。即，所述頂部鐵心和所述底部鐵心可以通過相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)定位 在所述間隔板上，并且能夠防止部件之間的振動(dòng)。
參照所附的附圖，由以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的前述和進(jìn)一步的目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中，相似的標(biāo)號(hào)用于代表相似的元件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示例實(shí)施例的反應(yīng)器的立體圖；圖2是反應(yīng)器的分解立體圖；圖3是沿示出反應(yīng)器的圖1中的平面III-III所取的截面圖；圖4是從前方觀察時(shí)圖3所示的矩形點(diǎn)劃線內(nèi)的部分的放大的截面圖；圖5是示出使用中的反應(yīng)器的縱向截面圖；圖6是示出使用中的反應(yīng)器移去頂部鐵心后的平面圖；圖7是示出從前方觀察時(shí)線圈的磁通分布的視圖；圖8是示出從側(cè)面觀察時(shí)線圈的磁通分布的視圖；圖9是示出移去頂部鐵心后的線圈的磁通分布的視圖；圖10是示出線圈的磁通分布的平面圖；圖11是反應(yīng)器所用于的混合動(dòng)力系統(tǒng)的電路圖；圖12是示出混合動(dòng)力系統(tǒng)中的反應(yīng)器的DC疊加特性(CAE計(jì)算值)的曲線；圖13是根據(jù)本發(fā)明第二示例實(shí)施例的反應(yīng)器的立體圖；圖14是反應(yīng)器的分解立體圖；圖15是移去線圈后的反應(yīng)器的部分分解立體圖；圖16是示出頂部鐵心的凹入部分和上間隙板的凸起部分之間的關(guān)系的視圖；圖17是示出底部鐵心的凹入部分和下間隙板的凸起部分之間的關(guān)系的視圖；并 且圖18是示出中心鐵心的凹入部分和下間隙板的凸起部分之間的關(guān)系的視圖。
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的電磁裝置實(shí)施為反應(yīng)器的第一示例實(shí)施例。圖1是反應(yīng)器1的立體圖。在該示例實(shí)施例中，圖1中的反應(yīng)器的右側(cè)是反應(yīng)器1的前側(cè)。圖2是反應(yīng)器1的分解立體圖。圖3是沿圖1中的平面III-III所取的反應(yīng)器 1的截面圖(即，縱向截面圖)。圖4是從前方觀察時(shí)圖3所示的以點(diǎn)劃線為輪廓的矩形區(qū) 域Ql內(nèi)的部分的放大的截面圖。圖5是示出使用中的反應(yīng)器的縱向截面圖，并且圖6是示 出使用中的反應(yīng)器1移去頂部鐵心5后的平面圖。如圖1至圖3中所示，該示例實(shí)施例中的反應(yīng)器具有柱狀的中心鐵心2、圍繞中心 鐵心2配置的線圈3、具有開口側(cè)并覆蓋線圈3的除一個(gè)部分外的所有外圍側(cè)的U形鐵心 4、覆蓋中心鐵心2和線圈3的上端的頂部鐵心5，以及覆蓋中心鐵心2和線圈3的下端的底 部鐵心6。非磁性板7配置在頂部鐵心5和中心鐵心2、線圈3的上端之間，并且非磁性板 8配置在底部鐵心6和中心鐵心2、線圈3的下端之間。這里，位于U形鐵心4的開口側(cè)的 線圈3的外周面的部分(即，前表面3a)、U形鐵心4的開口端部分(即，開口端表面4a)、 頂部鐵心5的一個(gè)側(cè)部(即，前側(cè)表面5a)，以及底部鐵心6的一個(gè)側(cè)部(即，前側(cè)表面6a) 彼此平齊，并且如圖5和圖6所示，跨越小間隙靠近冷卻部件9的平坦的側(cè)面9a。在該示例實(shí)施例中，反應(yīng)器1例如可以用于混合動(dòng)力車輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)。上述 的冷卻部件9與反應(yīng)器1分開設(shè)置，用于冷卻反應(yīng)器1和反應(yīng)器1周圍的電氣設(shè)備。冷卻 劑從其中流過的冷卻劑通道9b形成在冷卻部件9內(nèi)部。中心鐵心2由矩形柱狀的粉末磁鐵鐵心或鐵素體等形成。如圖6所示，中心鐵心2 在平面視圖中是矩形的，長(zhǎng)邊配置為平行于反應(yīng)器1的前側(cè)和后側(cè)。為了獲得平的疊加特 性，在中心鐵心2的中間部分以相等的距離間隔內(nèi)成型(in-molded)多個(gè)非磁性板10。這 些非磁性板10產(chǎn)生多個(gè)磁隙。線圈3圍繞中心鐵心2設(shè)置以將其包圍。如圖6所示，線圈3的形狀與中心鐵心2 的形狀匹配，從上面觀察大體上為矩形，長(zhǎng)邊配置為平行于反應(yīng)器1的前側(cè)和后側(cè)。線圈3 是扁立線圈，其中預(yù)定寬度的材料帶(例如，矩形或扁平的卷繞線圈)垂直地反復(fù)纏繞。線 圈3的高度略小于中心鐵心2的高度。形成線圈3的材料帶的一個(gè)端部3b被彎曲，從而在線圈3的前部的上表面上的中 心處垂直地豎立。形成線圈3的材料帶的另一個(gè)端部3c被彎曲，從而其從線圈3的前部的 下表面沿著側(cè)面并隨后沿著上表面向上延伸到上表面上的中心處，在這里向上彎曲，從而 平行于端部3b垂直地豎立。一個(gè)端部3b和另一個(gè)端部3c組成線圈端子11。這樣，反應(yīng)器 1的線圈端子11從鄰接冷卻部件9的線圈的前部處的上端的中心向上延伸。如圖6所示，從上方觀察時(shí)，U形鐵心4形成為U形，并且由粉末磁鐵鐵心或鐵素 體等制成。U形鐵心4覆蓋線圈3的三個(gè)相鄰側(cè)(左側(cè)、右側(cè)和后側(cè))，使線圈3的前表面 3a打開。U形鐵心4的高度與中心鐵心2的高度相等。頂部鐵心5和底部鐵心6具有預(yù)定 的厚度，具有相同的形狀，彼此垂直對(duì)稱地布置。頂部鐵心5和底部鐵心6的外部形狀大體 上與U形鐵心4的外部形狀相同。非磁性板7插在頂部鐵心5和中心鐵心2、U形鐵心4的上端之間，從而將頂部鐵 心5與中心鐵心2、U形鐵心4隔開，使得可以獲得平的疊加特性。類似地，非磁性板8插在 底部鐵心6和中心鐵心2、U形鐵心4的下端之間，從而將底部鐵心6與中心鐵心2、U形鐵 心4隔開，使得可以獲得平的疊加特性。非磁性板7和8的外部形狀大體上分別與頂部鐵心5和底部鐵心6的外部形狀一致。這里，如圖5和圖6所示，中心鐵心2的中心軸Ll從反應(yīng)器1的中心軸L2向前偏 移。相應(yīng)地，線圈3從反應(yīng)器1的中心向冷卻部件9的一側(cè)9a偏移。 如圖1至圖3所示，切口 5b沿著U形鐵心4中的開口的中心線形成在頂部鐵心5 的前側(cè)的中心，并且切口 7b同樣沿著U形鐵心4中的開口的中心線形成在上側(cè)非磁性板7 的前側(cè)的中心。線圈端子11通過切口 7b和5b從頂部鐵心5向上突出。并且，在頂部鐵心 5中鄰接切口 5b的位置沿著U形鐵心4中的開口的中心線形成凹入部分5c。能夠相當(dāng)于 本發(fā)明的固定件的板簧12設(shè)置在該凹入部分5c中。板簧12形成為彎曲成大致的U形并 整體地容納在凹入部分5c中。底部鐵心6和下部非磁性板8類似于頂部鐵心5和上部非 磁性板7形成。與頂部鐵心5和上部非磁性板7對(duì)應(yīng)的底部鐵心6和下部非磁性板8的附 圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)。然而，在底部鐵心6的凹入部分6c中沒有設(shè)置板簧12。如圖5所示，反應(yīng)器1設(shè)置為鄰接逆變器箱體21上的冷卻部件9，并且通過由蓋 板22從上方按壓而被保持在位置上。在該示例實(shí)施例中，通過用螺栓等將蓋板22緊固到 逆變器箱體21，從上方和下方將反應(yīng)器1夾在中間。由此，反應(yīng)器被固定到逆變器箱體21， 同時(shí)板簧12產(chǎn)生壓力。在該示例實(shí)施例中，凹入部分5c和6c以及切口 5b和6b如上所述朝向頂部鐵心 5和底部鐵心6的前方形成，但是這不影響反應(yīng)器1的性能，原因是線圈3的磁通的疏密分 布的關(guān)系。圖7是示出從反應(yīng)器1的前方觀察時(shí)線圈3的磁通分布的視圖。圖8是示出從 反應(yīng)器1的側(cè)面觀察時(shí)線圈3的磁通分布的視圖。圖9是示出移去反應(yīng)器1的頂部鐵心5 后的線圈3的磁通分布的視圖。圖10是示出從反應(yīng)器1的上方觀察時(shí)線圈3的磁通分布 的視圖。如圖7至圖9中的加粗的箭頭所示，在反應(yīng)器1中，線圈3的磁通從中心鐵心2順 序流到頂部鐵心5、U形鐵心4和底部鐵心6，然后再次回到中心鐵心2。在這種情況下，U 形鐵心4在冷卻部件9所位于的一側(cè)上開口，S卩，在前側(cè)上，因此磁通分布時(shí)避免了 U形鐵 心4的前側(cè)。并且，磁通的本質(zhì)是取最短的磁路，因此磁通沿中心鐵心2的外周部分分布， 產(chǎn)生了磁通集中在頂部鐵心5和底部鐵心6處的部分。相應(yīng)地，如圖10所示，在反應(yīng)器1 的開口處的中心線Cl上朝向頂部鐵心5的前側(cè)產(chǎn)生具有極少磁通的稀疏磁通區(qū)域Mf。稀 疏磁通區(qū)域Mf還在頂部鐵心5的周邊產(chǎn)生。底部鐵心6也是同樣的。因此，在該示例實(shí)施 例中，切口 5b和6b以及凹入部分5c和6c在與反應(yīng)器的稀疏磁通區(qū)域Mf相對(duì)應(yīng)的位置分 別形成在頂部鐵心5和底部鐵心6中，因此這些切口 5b和6b以及凹入部分5c和6c對(duì)磁 通的影響非常小。根據(jù)上述的該示例實(shí)施例的反應(yīng)器1，位于U形鐵心4的前側(cè)的線圈的前表面3a、 U形鐵心4的開口端表面4a、頂部鐵心5的前側(cè)表面5a以及底部鐵心6的前側(cè)表面6a都 鄰接冷卻部件9的一個(gè)側(cè)面9a。因此，不僅從冷卻部件9附近的部分直接冷卻U形鐵心4、 頂部鐵心5和底部鐵心6，而且還從冷卻部件9附近的部分直接冷卻線圈3。因此，可以提 高冷卻反應(yīng)器的能力。具體地，能夠通過直接冷卻線圈3提高冷卻能力。并且，線圈3、U形 鐵心4、頂部鐵心5和底部鐵心6都被冷卻部件9的一個(gè)側(cè)面9a冷卻，冷卻部件9可以以簡(jiǎn) 單的板狀的(placoid)方式形成。并且，根據(jù)該示例實(shí)施例中的反應(yīng)器，從上方觀察是矩形形狀的線圈3的長(zhǎng)邊中 的一個(gè)鄰接冷卻部件9。因此，相比線圈3的短邊中的一個(gè)鄰接冷卻部件9，能夠增大線圈3的面對(duì)冷卻部件9的面積，從而使線圈3更容易冷卻。這里，相關(guān)技術(shù)JP-A-2005-286020需要包括溫度繼電器和控制電路等的額外的 結(jié)構(gòu)，用于監(jiān)控溫度以防止反應(yīng)器的線圈溫度升高。然而根據(jù)該示例實(shí)施例，可以省略這樣 的額外的結(jié)構(gòu)。此外，可以僅通過反應(yīng)器1本身的結(jié)構(gòu)有效地冷卻反應(yīng)器1。相應(yīng)地，能夠 通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提高冷卻反應(yīng)器1的能力。相關(guān)技術(shù)JP-A-2002-252122需要柱狀物來(lái)將線圈連接到冷卻裝置，使冷卻裝置 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。根據(jù)該示例實(shí)施例，不僅線圈3和U形鐵心4，而且頂部鐵心5和底部鐵心 6也被形成為簡(jiǎn)單的板狀的冷卻部件9冷卻。
根據(jù)該示例實(shí)施例的反應(yīng)器1，非磁性板7配置在頂部鐵心5和中心鐵心2、線圈 3的上端之間，并且非磁性板8配置在底部鐵心6和中心鐵心2、線圈3的下端之間。相應(yīng) 地，能在頂部鐵心5和中心鐵心2、線圈3的上端之間以及底部鐵心6和中心鐵心2、線圈3 的下端之間確保固定寬度的間隙。因此，可以在頂部鐵心5和中心鐵心2、U形鐵心4、線圈 3之間以及底部鐵心6和中心鐵心2、U形鐵心4、線圈3之間確保固定的絕緣距離。根據(jù)該示例實(shí)施例的反應(yīng)器1，U形鐵心4的開口的中心線上，與冷卻部件9鄰接 的頂部鐵心5的前側(cè)部分的中心與線圈3的磁通變稀疏的部分相對(duì)應(yīng)。因此，切口 5b形成 在頂部鐵心5中與線圈3的磁通變稀疏的部分相對(duì)應(yīng)的位置，并且線圈端子11通過切口 5b 從頂部鐵心5向上突出，因此切口 5b和線圈端子11都對(duì)磁通影響不大。由此，可以容易地 提供線圈端子11，而不影響反應(yīng)器1的性能或增大反應(yīng)器1的尺寸。根據(jù)該示例實(shí)施例的反應(yīng)器1，鄰接切口 5b的頂部鐵心5的部分與線圈3的磁通 變得稀疏的部分(正如切口 5b的部分)相對(duì)應(yīng)。因此，凹入部分5c形成在頂部鐵心5中 的與磁通變得稀疏的位置相對(duì)應(yīng)，從而凹入部分5c對(duì)磁通的影響將不大。并且，固定板簧 12安放在凹入部分5c中，從而不會(huì)突出。此外，反應(yīng)器1通過來(lái)自板簧12的壓力固定到逆 變器箱體21。因此，反應(yīng)器1能夠使用板簧12有效地固定到逆變器箱體21，而不影響反應(yīng) 器1的性能或增大反應(yīng)器1的尺寸。圖11是本示例實(shí)施例的反應(yīng)器1所用于的混合動(dòng)力系統(tǒng)的電路圖。該系統(tǒng)包括 一對(duì)發(fā)電機(jī)31和32，控制給發(fā)電機(jī)31和32的電能的一對(duì)逆變器33和34，將電流提供到 逆變器33和34的DC/DC轉(zhuǎn)換器35，以及包含電池36的電源電路37。逆變器33和34由 多個(gè)晶體管形成。該示例實(shí)施例的反應(yīng)器1連接在一對(duì)晶體管38、38和DC/DC轉(zhuǎn)換器35 中的電容器40之間。在該混合動(dòng)力系統(tǒng)中，反應(yīng)器1用于升高(即，增大)電源電路37的 電壓，并將其提供到逆變器33和34。圖12是示出上述的混合動(dòng)力系統(tǒng)中的反應(yīng)器的DC疊加特性(CAE計(jì)算值)的曲 線。從曲線明顯得出，反應(yīng)器1的冷卻能力很好，如上所述，從而能獲得非常好的平的疊加 特性。接下來(lái)，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的電磁裝置實(shí)施為反應(yīng)器的第二示例實(shí)施 例。同時(shí)，在以下的描述中，與第一示例實(shí)施例的組成元件等同的第二示例實(shí)施例的組成元 件將以相同的標(biāo)記號(hào)表示，并且對(duì)這些元件的描述將省略。以下的描述將主要集中在第二 示例實(shí)施例與上述第一示例實(shí)施例的不同點(diǎn)上。圖13是根據(jù)第二示例實(shí)施例的反應(yīng)器41的立體圖。在該示例實(shí)施例中，圖13中 的反應(yīng)器41的靠近的一側(cè)是反應(yīng)器41的前側(cè)。圖14是反應(yīng)器41的分解立體圖，并且圖15是移去線圈3后的反應(yīng)器41的部分分解立體圖。該示例實(shí)施例與第一示例實(shí)施例的不 同在于提供了用于將組成元件2、4至6等相對(duì)于彼此定位的結(jié)構(gòu)。S卩，如圖13至圖15中所示，該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41使得多個(gè)非磁性板10內(nèi)成 型在中心鐵心2上，并且有用于維持頂部鐵心5和中心鐵心2的上端之間的間隙寬度的間 隙板42以及用于維持底部鐵心6和中心鐵心2的下端之間的間隙寬度的間隙板43。設(shè)置 為與中心鐵心2的上端相對(duì)應(yīng)的上間隙板與中心鐵心2整體地形成。設(shè)置為與下端相對(duì)應(yīng) 的下間隙板43可以與中心鐵心2分離，以使線圈3能插入中心鐵心2。S卩，在第一示例實(shí) 施例中，由分離的組件形成的非磁性板7設(shè)置在中心鐵心2的上端和頂部鐵心5之間，并且 同樣由分離的組件形成的非磁性板8設(shè)置在中心鐵心2的下端和底部鐵心6之間。然而， 在該示例實(shí)施例中，省去了非磁性板7和8。替代的是，與中心鐵心2 —體設(shè)置的上間隙板 42和能與中心鐵心2分離的下間隙板43。上間隙板42和下間隙板43各個(gè)都可以通過將 充填材料加入如PPS(聚苯硫醚)的樹脂中來(lái)形成。
此外，當(dāng)從上方觀察時(shí)，在U形鐵心4、頂部鐵心5和底部鐵心6的形狀方面，該示 例實(shí)施例的反應(yīng)器41與上述的第一示例實(shí)施例不同。即，在該示例實(shí)施例中，U形鐵心4的 轉(zhuǎn)角部分形成直角。當(dāng)從上方觀察時(shí)，頂部鐵心5和底部鐵心6的形狀大體上為矩形，并且 與U形鐵心4的形狀匹配。并且，上間隙板42和下間隙板43的形狀大體上為矩形，并且與 頂部鐵心5和底部鐵心6的形狀匹配。以凹凸關(guān)系與間隙板42、43和頂部鐵心5、底部鐵心6配合起來(lái)的多個(gè)配合部分 44設(shè)置在該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41上。這些配合部分44配合起來(lái)，從而使頂部鐵心5相 對(duì)于間隙板42定位并使底部鐵心6相對(duì)于間隙板43定位。S卩，向上突出的凸起部分42a 在上間隙板42的上表面的四個(gè)轉(zhuǎn)角的每個(gè)處一體地形成，同時(shí)與凸起部分42a相對(duì)應(yīng)的多 個(gè)凹入部分5d在頂部鐵心5的下表面的四個(gè)轉(zhuǎn)角的每個(gè)處形成。凸起部分42a和凹入部 分5d共同形成配合部分44。圖16是示出凸起部分42a和凹入部分5d之間的關(guān)系的視圖。圖16中明顯示出， 凹入部分5d的深度Dl略大于凸起部分42a的高度，從而凸起部分42a完全配合在凹入部 分5d內(nèi)。并且，向下突出的凸起部分43a在下間隙板43的下表面的四個(gè)轉(zhuǎn)角的每個(gè)處一 體地形成。與凸起部分43a相對(duì)應(yīng)的凹入部分6d在底部鐵心6的上表面的四個(gè)轉(zhuǎn)角的每 個(gè)處形成。圖17是示出凸起部分43a和凹入部分6d之間的關(guān)系的視圖。圖17中明顯示 出，凹入部分6d的深度D2略大于凸起部分43a的高度，從而凸起部分43a完全配合在凹入 部分6d內(nèi)。并且，在該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41中，向下突出的三個(gè)突出條42b在上間隙板42 的下表面的左側(cè)、右側(cè)以及后側(cè)的位置一體地形成。類似地，向上突出的三個(gè)突出條43b在 下間隙板43的上表面的左側(cè)、右側(cè)以及后側(cè)的位置一體地形成。這些突出條42b和43b配 合到線圈3和U形鐵心4之間的間隙中，從而維持線圈3和U形鐵心4之間的固定的絕緣 距離。這些突出條42b和43b還確定了頂部鐵心5和底部鐵心6相對(duì)于中心鐵心2和U形 鐵心的相對(duì)位置。此外，如圖14和15所示，在該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41中，向上突出的四個(gè)凸起部 分43c在下間隙板43的上表面的中心部分上一體地形成。并且，與這些凸起部分43c配合 的凹入部分2a與凸起部分43c相對(duì)應(yīng)地形成在中心鐵心2的下端的中心部分的四側(cè)。圖18是示出凸起部分43c和凹入部分2a之間的關(guān)系的視圖。圖18明顯示出，凹入部分2a的 深度D3略大于凸起部分43c的高度H3，從而凸起部分43c完全配合在凹入部分2a內(nèi)。 根據(jù)上述的第二示例實(shí)施例的反應(yīng)器41，基本上可以獲得與第一示例實(shí)施例的反 應(yīng)器相同的效果。此外，根據(jù)第二示例實(shí)施例的反應(yīng)器41，間隙板42、43配置為用于維持中 心鐵心2的上端和頂部鐵心5之間以及中心鐵心2的下端和底部鐵心6之間的間隙寬度。 這可以在頂部鐵心5和中心鐵心2、U形鐵心4、線圈3之間以及底部鐵心6和中心鐵心2、 U形鐵心4、線圈3之間維持固定的絕緣距離。此外，設(shè)置為與中心鐵心2的上端相對(duì)應(yīng)的 上間隙板42與中心鐵心2 —體地形成，從而相比當(dāng)間隙板42獨(dú)立于中心鐵心2設(shè)置時(shí)部 件的數(shù)量減少。因此，可以在中心鐵心2和頂部鐵心5以及中心鐵心2和底部鐵心6之間 維持間隙寬度，并且可以簡(jiǎn)化其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，提高了可裝配性。根據(jù)該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41，頂部鐵心5和底部鐵心6通過配合部分44的配合 分別位于間隙板42和43上，從而不需要提供用于定位的獨(dú)立的組件。并且，配合部分44具 有以凹凸形的關(guān)系配合起來(lái)的凹入部分5d、6d和凸起部分42a、43b，并且從而能夠容易地 形成在間隙板42、43以及頂部鐵心5和底部鐵心6上。因此，頂部鐵心5和底部鐵心6能 夠通過相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分別在間隙板42和43上定位，并且能夠防止部件5、6、42和43之 間的振動(dòng)。根據(jù)該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41，分別設(shè)置在間隙板42和43上的突出條42b和43b 可以在線圈3和U形鐵心4之間維持固定的絕緣距離，從而使中心鐵心2、U形鐵心4、頂部 鐵心5和底部鐵心6相對(duì)彼此定位。因此，頂部鐵心5和底部鐵心6能夠通過相對(duì)簡(jiǎn)單的 結(jié)構(gòu)分別相對(duì)于間隙板42和43定位，并且能夠防止部件5、6、42和43之間的振動(dòng)。并且，根據(jù)該示例實(shí)施例的反應(yīng)器41，中心鐵心2通過設(shè)置在下間隙板43上的凸 起部分43c和設(shè)置在中心鐵心2上的凹入部分2a在下間隙板43上定位。因此，中心鐵心2 能夠通過相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)相對(duì)于下間隙板43定位，并且能夠防止部件2和43之間的振動(dòng)。同時(shí)，本發(fā)明不限于上述示例實(shí)施例。即，如下所述，只要不背離本發(fā)明的范圍，可 以適當(dāng)?shù)匦薷牟糠纸Y(jié)構(gòu)。(1)在上述的第一示例實(shí)施例中，通過在中心鐵心2的中間的部分以相等的距離 間隔設(shè)置多個(gè)非磁性板10來(lái)形成多個(gè)磁隙，用以獲得平的疊加特性。相比之下，通過由較 低磁導(dǎo)率的材料形成整個(gè)中心鐵心，可以省去磁隙。(2)在上述的示例實(shí)施例中，本發(fā)明的電磁裝置實(shí)施為反應(yīng)器1和41。然而，電磁 裝置或者也可以實(shí)施為扼流線圈或變壓器。盡管參照示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，然而應(yīng)理解本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例和 結(jié)構(gòu)。相反地，本發(fā)明旨在含蓋各種修改和等同的配置。此外，盡管所公開的發(fā)明的各種元 件以各種示例組合和配置示出，然而包括更多、更少或僅包括一個(gè)元件的其它組合和配置 也在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電磁裝置，包括柱狀的中心鐵心；圍繞所述中心鐵心設(shè)置的線圈；U形鐵心，其具有開口側(cè)并且覆蓋所述線圈的部分除外的所有外周面；頂部鐵心，其覆蓋所述中心鐵心和所述線圈的在所述中心鐵心的豎直方向上的各自的一端；以及底部鐵心，其覆蓋所述中心鐵心和所述線圈的在所述中心鐵心的豎直方向上的各自的另一端，特征在于所述線圈的位于所述U形鐵心的所述開口側(cè)的外周面的部分、所述U形鐵心的開口端部分、所述頂部鐵心的一側(cè)部分以及所述底部鐵心的一側(cè)部分鄰接冷卻部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁裝置，其中，所述線圈圍繞形成為多邊形柱狀的所述中 心鐵心設(shè)置，并且所述線圈的外周面的所述部分是形成為多邊形柱狀的所述中心鐵心的最 大表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁裝置，其中，所述中心鐵心形成為矩形柱狀，并且具有矩 形的長(zhǎng)邊的表面是所述線圈的外周面的所述部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電磁裝置，其中，位于所述U形鐵心的所述開口 側(cè)的所述線圈的外周面的所述部分、所述U形鐵心的所述開口端部分、所述頂部鐵心的所 述一側(cè)部分以及所述底部鐵心的所述一側(cè)部分鄰接所述冷卻部件的一個(gè)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁裝置，其中，所述冷卻部件的所述一個(gè)面是平的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電磁裝置，其中切口設(shè)置在所述頂部鐵心的鄰接所述冷卻部件的所述一側(cè)部分的中心，并且位于所述 U形鐵心的開口的中心線上，線圈端子設(shè)置在所述線圈的一部分處；并且所述線圈端子通過所述切口沿所述中心鐵心的縱向向上延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁裝置，其中凹入部分設(shè)置在鄰接所述頂部鐵心的所述切口的位置，并且位于所述U形鐵心的所述 開口的中心線上；并且固定部件設(shè)置在所述凹入部分中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電磁裝置，其中非磁性板內(nèi)成型到所述中心鐵心上，并且用于維持間隔寬度的間隔板設(shè)置在所述頂部 鐵心和所述中心鐵心的在縱向上的一端之間，并且用于維持間隔寬度的間隔板設(shè)置在所述 底部鐵心和所述中心鐵心的在縱向上的另一端之間；對(duì)應(yīng)于所述中心鐵心的在縱向上的所述一端設(shè)置的一個(gè)所述間隔板與所述中心鐵心 一體地形成；并且對(duì)應(yīng)于所述中心鐵心的在縱向上的所述另一端設(shè)置的另一個(gè)所述間隔板與所述中心 鐵心分別地形成，以允許所述線圈插入到所述中心鐵心中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁裝置，其中在所述間隔板的每個(gè)以及所述頂部鐵心和所述底部鐵心上設(shè)置彼此以凹凸關(guān)系配合 的配合部分；并且所述頂部鐵心通過所述配合部分的配合而相對(duì)于所述間隔板定位，并且所述底部鐵心 通過所述配合部分的配合而相對(duì)于所述間隔板定位。
全文摘要
反應(yīng)器(1)包括中心鐵心(2)、圍繞中心鐵心(2)設(shè)置的線圈(3)、具有開口側(cè)并覆蓋所述線圈的部分除外的所有外周面的U形鐵心(4)、覆蓋中心鐵心(2)和線圈(3)的上端的頂部鐵心(5)，以及覆蓋中心鐵心(2)和線圈(3)的下端的底部鐵心(6)。在反應(yīng)器(1)中，位于U形鐵心(4)的開口側(cè)的線圈(3)的外周面的部分(3a)、U形鐵心(4)的開口端部分(4a)、頂部鐵心(5)的一側(cè)部分(5a)以及底部鐵心(6)的一側(cè)部分(6a)鄰接冷卻部件(9)。
文檔編號(hào)H01F27/22GK101816051SQ200980100606
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者杉山昌揮, 橫田修司 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社