[发明专利]电抗装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用于电力转换器的电抗装置，特别地，涉及一种通过使定位变得容易、提高模塑树脂的浇注流动性来实现降低偏差、缩短作业时间及降低成本的适用于车载用途等的电抗装置。

背景技术

目前，使用电抗装置作为电力转换器的一部分，例如，作为能量蓄积/释放元件使用在直流/直流电压转换器的电路零件中。该电抗装置采用以下结构：当电力转换器动作时，若对电抗装置的线圈通电，则会产生热量，为了使该热量释放至外部，使热量传递至在该电抗装置与收容电抗器的壳体之间所形成的封闭用模塑树脂，此外，还通过散热板朝外部散热。

作为将该电抗装置应用于装设在汽车的电动传动系统的电力转换器的例子，例如存在专利文献1所示的电抗器。

在专利文献1的电抗器中，在壳体内收容有电抗器主体，并填充有环氧树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等绝缘性的模塑树脂，从而利用模塑树脂来确保电抗器的线圈与壳体之间、线圈与铁心之间的绝缘性，对于因电抗器主体所产生的热量而使温度上升的情况，欲通过提高散热性来控制温度上升的程度。

专利文献1：日本专利特开2009-99596号公报(第3页段落0009～0010、图3)

在车载用的电抗器的情况下，其能进行配置的空间和与重量相关的条件严格，因此，小型、轻量特别重要。由此，与其它用途的电抗器相比，该电抗器设计成具有更高的电力密度、更高的电流密度。

然而，若形成更高的电力密度，则即便小型，也不会降低电抗器主体所产生的损耗，并具有电抗器内部的温度上升变大的倾向。

在此，线圈的电线导体使用在铜线的表层覆盖有聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等绝缘性的高分子材料的搪瓷线。若线圈变为高温，则覆盖到铜线的表面的高分子材料的分子链被分解开而使搪瓷覆盖物的绝缘性变差，导致线圈卷绕部的卷绕圈间的电流通路短路，从而不能保证期望的电感特性而是降低了电感特性。另外，还产生以下技术问题：失去了周边的构件与线圈之间应有的绝缘耐性，从而引起漏电流的增加、绝缘破坏等故障，进而使确保期望的耐用期间变得困难。

在电抗装置适用于被装设在汽车的电力转换器的情况下，电抗装置及收容电力转换器的筐体被金属制的紧固构件牢固地固定在车体上。另一方面，在对线圈通电的电系统是50V以上的电压的情况下，可考虑使该电系统与车体之间具有电绝缘性，以避免汽车的乘员和维修人员容易地触碰而受到触电的伤害。即，需使铁心及壳体与电抗器的线圈电绝缘，该绝缘性未被确保即是电抗装置的故障。

另外，与上述确保电绝缘不同，存在以下问题：在高温下，对应于铜的温度系数，电线导体的电阻增加，线圈部分的焦耳损耗增大，从而使电抗器的效率降低。

因此，在被浇注到壳体内的模塑树脂中混入具有绝缘性且热传导率比基材的树脂的热传导率高的氧化铝(Al₂O₃)、氢氧化铝(Al(OH)₃)等作为填料材，从而能确保线圈与铁心、线圈与壳体间的绝缘性，并能对经由模塑树脂到达壳体外的通路的热传递进行改良，以提高散热性。

然而，在上述现有的电抗装置中，在壳体内紧密地配置有电抗器主体的铁心、线圈，因此，存在模塑树脂不能稳定地填充，容易产生绝缘不良、各产品的散热性存在偏差这样的问题。此外，还存在填充模塑树脂所需的时间变长、制造成本升高这样的问题。

即，当使填料材与模塑树脂混合时，改良了热传导性，但另一方面，模塑树脂的粘度增加，不易浸透电抗器主体。

藉此，在小型的电抗装置中，缩短主要的发热部位即线圈的卷绕部与壳体的距离以提高散热性是较为理想的，但可能因粘度而使模塑树脂不能充分浸透该部位，从而不能确保与期望的耐用期间相应的绝缘性。

另外，在将电抗器本体收容到壳体中时，若没有可靠地进行定位，则每个产品个体的线圈的卷绕部与壳体的间隔可能会产生偏差，因此，很难使模塑树脂稳定地浸透来抑制绝缘性的偏差和散热性的偏差。

在模塑树脂的填充工序中，在对模塑树脂自身、电抗器主体、壳体进行加热，使模塑树脂的粘度没有达到规定值以良好地保持模塑树脂朝电抗器的浸透的同时，需将填充树脂的工作作业区域设定为接近真空状态的低气压环境以除去混入模塑树脂的气泡。