电抗器

摘要

本发明提供一种电抗器。电抗器的芯主体具有由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯、与多个外周部铁芯部分相结合的至少三个铁芯以及卷绕于至少三个铁芯的线圈。电抗器具有：端子部和基座，其以夹持芯主体的方式紧固于芯主体；第一抵接构件，其安装于基座，并在基座与芯主体之间与至少三个铁芯的一端抵接；以及第二抵接构件，其安装于端子部，并在芯主体与端子部之间与所述至少三个铁芯的另一端抵接。

权利要求

1.一种电抗器，其中，

该电抗器具备芯主体，

该芯主体具有由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯、配置于该外周部铁芯的内侧并与所述多个外周部铁芯部分相结合的至少三个铁芯以及卷绕于所述至少三个铁芯的线圈，在所述至少三个铁芯中的一个铁芯和与该一个铁芯相邻的另一铁芯之间在所述芯主体的中心形成有能够磁连结的间隙，该电抗器还具备：

端子部和基座，其以夹持所述芯主体的方式紧固于该芯主体；

第一抵接构件，其安装于所述基座，并在所述基座与所述芯主体之间与所述至少三个铁芯的一端抵接，以及第二抵接构件，其安装于所述端子部，并在所述芯主体与所述端子部之间与所述至少三个铁芯的另一端抵接，所述第一抵接构件抵接于所述芯主体的一侧的端面的中心，所述第二抵接构件抵接于所述芯主体的另一侧的端面的中心，所述第一抵接构件的端面和所述第二抵接构件的端面具有至少局部包含所述间隙的形状和面积。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其中，在所述第一抵接构件和所述第二抵接构件中的至少一个抵接构件的端面形成有凸部，该凸部与所述间隙至少局部地卡合。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中，所述第一抵接构件和所述第二抵接构件构成为能够相对于所述端子部和所述基座装拆。

4.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中，所述第一抵接构件和所述第二抵接构件由非磁性材料形成。

5.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中，由所述至少三个铁芯以及卷绕于所述至少三个铁芯的线圈构成至少三个铁芯线圈，所述至少三个铁芯线圈的数量为3的倍数。

6.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中，由所述至少三个铁芯以及卷绕于所述至少三个铁芯的线圈构成至少三个铁芯线圈，所述至少三个铁芯线圈的数量为4以上的偶数。

7.根据权利要求1所述的电抗器，其中，所述第一抵接构件一体地形成于所述基座的上表面，并且所述第二抵接构件一体地形成于所述端子部的下表面。

说明书

电抗器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有端子部和基座的电抗器。

背景技术

[0002] 电抗器具有多个铁芯线圈，各铁芯线圈具有铁芯和卷绕于该铁芯的线圈。而且，在多个铁芯之间形成有规定的间隙。例如参照日本特开2000－77242号公报和日本特开2008－210998号公报。

发明内容

[0003] 然而，也存在一种在由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯的内侧配置有多个铁芯线圈的电抗器。在这样的电抗器中，各铁芯与外周部铁芯部分分别一体地构成。而且，在电抗器的中心，在彼此相邻的铁芯之间形成有规定的间隙。在这样的情况下，为了牢固地保持外周部铁芯，考虑有以下的方案：在电抗器的中心形成通孔，并使杆在通孔内穿过，利用弹簧金属片等将杆的两端固定于电抗器的端面。

[0004] 然而，由于间隙位于电抗器的中心，因此，由于形成通孔，因而间隙长度减小与其相应的量。而且，由于在通孔中存在磁通不通过的部分，因此，若间隙减小，则无法确保已假定的电感。因此，为了确保必要的间隙长度，需要增大铁芯的宽度并将间隙向半径方向外侧延伸，其结果，存在铁芯和外周部铁芯大型化的问题。

[0005] 由此，期望不使铁芯和外周部铁芯大型化就能够牢固地保持多个铁芯的电抗器。

[0006] 根据本发明的第一方案，提供一种电抗器，其中，该电抗器具备芯主体，该芯主体具有由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯、与所述多个外周部铁芯部分相结合的至少三个铁芯以及卷绕于所述至少三个铁芯的线圈，在所述至少三个铁芯中的一个铁芯和与该一个铁芯相邻的另一铁芯之间形成有能够磁连结的间隙，该电抗器还具备：端子部和基座，其以夹持所述芯主体的方式紧固于该芯主体；第一抵接构件，其安装于所述基座，并在所述基座与所述芯主体之间与所述至少三个铁芯的一端抵接；以及第二抵接构件，其安装于所述端子部，并在所述芯主体与所述端子部之间与所述至少三个铁芯的另一端抵接。

[0007] 在第二方案中，根据第一方案，在所述第一抵接构件和所述第二抵接构件中的至少一个抵接构件的端面形成有凸部，该凸部与所述间隙至少局部地卡合。

[0008] 在第三方案中，根据第一方案或第二方案，所述第一抵接构件和所述第二抵接构件构成为能够相对于所述端子部和所述基座装拆。

[0009] 在第四方案中，根据第一方案～第三方案中的任一方案，所述第一抵接构件和所述第二抵接构件由非磁性材料形成。

[0010] 在第五方案中，根据第一方案～第四方案中的任一方案，所述至少三个铁芯线圈的数量为3的倍数。

[0011] 在第六方案中，根据第一方案～第四方案中的任一方案，所述至少三个铁芯线圈的数量为4以上的偶数。

[0012] 在第一方案中，由于抵接构件抵接于芯主体的两端面的中心，因此，能够牢固地保持多个铁芯。而且，由于不需要为了保持多个铁芯而在芯主体的中心形成通孔，因此，也不需要为了确保间隙长度而增大铁芯的宽度。因而，不使铁芯和外周部铁芯大型化就能够牢固地保持多个铁芯。

[0013] 在第二方案中，由于凸部与间隙卡合，因此，能够更加牢固地固定铁芯。而且，能够防止异物侵入间隙，并且，能够保持间隙的尺寸。

[0014] 在第三方案中，能够将抵接构件安装于现有的电抗器内。

[0015] 在第四方案中，非磁性材料例如优选为铝、SUS、树脂等，由此，能够避免磁场通过抵接构件。

[0016] 在第五方案中，能够将电抗器作为三相电抗器使用。

[0017] 在第六方案中，能够将电抗器作为单相电抗器使用。

[0018] 根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，能够进一步明确本发明的这些目的、特征以及优点和其他的目的、特征以及优点。

附图说明

[0019] 图1A是第一实施方式的电抗器的分解立体图。

[0020] 图1B是图1A所示的电抗器的立体图。

[0021] 图2是第一实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。

[0022] 图3是第一实施方式的电抗器的局部立体图。

[0023] 图4是另一电抗器的芯主体的剖视图。

[0024] 图5是在另一实施方式的电抗器中使用的抵接构件的立体图。

[0025] 图6是第二实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。

[0026] 图7是在第二实施方式的电抗器中使用的抵接构件的立体图。

具体实施方式

[0027] 以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对相同的构件标注了相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。

[0028] 在以下的说明中，主要以三相电抗器为例进行说明，但本发明的应用并不限定于三相电抗器，也能够广泛应用于利用各相求得一定的电感的多相电抗器。另外，本发明所涉及的电抗器并不限定于在工业用机器人、机床中的逆变器的初级侧和次级侧设置的电抗器，也能够应用于各种各样的设备。

[0029] 图1A是第一实施方式的电抗器的分解立体图，图1B是图1A所示的电抗器的立体图。如图1A和图1B所示，电抗器6主要包括芯主体5、安装于芯主体5的一端的基座60、安装于芯主体5的另一端的环状的端板81以及安装于端板81的端子部65。换言之，芯主体5在轴向两端部被基座60和端板81以及端子部65夹持。另外，端子部65可以在其下表面具有与端板81相同的形状的凸部(未图示)，在该情况下，可以省略端板81。

[0030] 在基座60设有环状的突出部61，该突出部61具有与芯主体5的端面相对应的外形。在突出部61沿周向等间隔地形成有贯穿基座60的通孔60a～60c。端板81也具有相同的外形，在端板81沿周向等间隔地形成有通孔81a～81c。基座60的突出部61的高度以及端板81的高度设为比自芯主体5的端部突出的线圈51～53的突出高度略长的高度。

[0031] 端子部65具有多个、例如六个端子。这些多个端子分别连接于自线圈51～53延伸的多个引线。另外，在端子部65沿周向等间隔地形成有通孔65a～65c。

[0032] 图2是第一实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。如图2所示，电抗器6的芯主体5具有环状的外周部铁芯20和配置于外周部铁芯20的内侧的三个铁芯线圈31～33。在图1中，在大致六边形的外周部铁芯20的内侧配置有铁芯线圈31～33。这些铁芯线圈31～33沿芯主体5的周向以等间隔配置。

[0033] 另外，外周部铁芯20还可以是其他的旋转对称形状，例如也可以是圆形。在这样的情况下，设为与端子部65、端板81以及基座60相对应的形状。而且，铁芯线圈的数量为3的倍数即可，在该情况下，能够将电抗器6作为三相电抗器使用。

[0034] 从图中可知，铁芯线圈31具有沿外周部铁芯20的半径方向延伸的铁芯41和卷绕于该铁芯的线圈51，铁芯线圈32具有沿外周部铁芯20的半径方向延伸的铁芯42和卷绕于该铁芯的线圈52，铁芯线圈33具有沿外周部铁芯20的半径方向延伸的铁芯43和卷绕于该铁芯的线圈53。

[0035] 外周部铁芯20由沿周向被分割为多个、例如三个外周部铁芯部分24～26构成。外周部铁芯部分24与铁芯41一体地构成，外周部铁芯部分25与铁芯42一体地构成，外周部铁芯部分26与铁芯43一体地构成。外周部铁芯部分24～26以及铁芯41～43通过层叠多个铁板、碳钢板、电磁钢板而形成、或由压粉铁芯形成。在这样地由多个外周部铁芯部分24～26构成外周部铁芯20的情况下，即使在外周部铁芯20大型的情况下，也能够容易地制造这样的外周部铁芯20。另外，也可以是，铁芯41～43的数量与外周部铁芯部分24～26的数量未必一致。而且，在外周部铁芯部分24形成有通孔29a，在外周部铁芯部分25形成有通孔29b，在外周部铁芯部分26形成有通孔29c。

[0036] 线圈51配置于在外周部铁芯部分24与铁芯41之间形成的线圈空间51a，线圈52配置于在外周部铁芯部分25与铁芯42之间形成的线圈空间52a，线圈53配置于在外周部铁芯部分26与铁芯43之间形成的线圈空间53a。在线圈空间51a中，线圈51的内周面和外周面与线圈空间51a的内壁相邻，在线圈空间52a中，线圈52的内周面和外周面与线圈空间52a的内壁相邻，在线圈空间53a中，线圈53的内周面和外周面与线圈空间53a的内壁相邻。

[0037] 另外，铁芯41～43的各自的半径方向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在附图中，铁芯41～43的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收敛，其顶端角度约为120度。而且，铁芯41～43的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～103相互分开。

[0038] 换言之，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、103与相邻的两个铁芯42、43的各自的半径方向内侧端部相互分开。对于其他的铁芯42、43也相同。另外，将间隙101～103的尺寸设为彼此相等。

[0039] 这样，在图1所示的结构中，由于不需要位于芯主体5的中心部的中心部铁芯，因此，能够轻量且简单地构成芯主体5。而且，由于三个铁芯线圈31～33被外周部铁芯20包围起来，因此，从线圈51～53产生的磁场也不会泄漏到外周部铁芯20的外部。而且，由于能够以任意的厚度且以低成本设置间隙101～103，因此，相比于以往构造的电抗器，在设计方面是有利的。

[0040] 而且，在本发明的芯主体5中，与以往构造的电抗器相比，相间的磁路长度之差减少。因此，在本发明中，还能够减轻由磁路长度之差引起的电感的失衡。

[0041] 再次参照图1A，在基座60的顶面的中心以朝向芯主体5延伸的方式设有第一抵接构件71。第一抵接构件71为筒状、例如为圆筒形，其一面设于基座60的中心。同样地，在端子部65的底面的中心以朝向芯主体5延伸的方式设有第二抵接构件72。

[0042] 这些第一抵接构件71和第二抵接构件72优选由非磁性材料、例如铝、SUS、树脂等构成，由此，能够避免磁场通过抵接构件71、72。

[0043] 图3是第一实施方式的电抗器的局部立体图。为了容易理解，图3中省略了对芯主体5、抵接构件71、72以外的构件的图示。典型的抵接构件71、72的端面具有至少局部包含间隙101～103的形状和面积。优选的是，在圆周上包含间隙101～103的半径方向外侧端部的圆形是抵接构件71、72的端面的最大面积。在该情况下，能够使抵接构件71、72轻量、且避免抵接构件71、72干涉线圈51～53。

[0044] 首先，如上所述地在基座60和端子部65设置抵接构件71、72。然后，使基座60和端子部65分别沿箭头方向朝向芯主体5移动。然后，如图3的虚线A所示，在抵接构件71、72的端面到达芯主体5的端面的中心时，铁芯41～43成为位于抵接构件71、72之间。接着，使螺钉99a～99c(参照图1A)穿过基座60的通孔60a～60b、芯主体5的通孔29a～29c、端板81的通孔
81a～81c以及端子部65的通孔65a～65c并螺纹结合。由此，在铁芯41～43被抵接构件71、72在轴向上夹入的状态下，铁芯41～43的两端部彼此被牢固地保持。

[0045] 另外，图4是另一电抗器的芯主体的剖视图。图4所示的另一电抗器的芯主体5’为与参照图2说明的芯主体5大致相同的结构。在芯主体5’的中心形成有沿轴向延伸的通孔100。而且，在通孔插入有棒状构件99。棒状构件99的两端部利用固定用弹簧金属片(未图示)固定于芯主体5的两端部，其结果，铁芯41～43的两端部被相互固定。

[0046] 在图4中，由于仅利用单一的棒状构件99固定铁芯41～43的两端部，因此，需要使通孔100的尺寸较大。其结果，图4所示的间隙101～103的长度L0短于图2所示的间隙101～103的长度L1。因此，为了确保已被假定的电感，需要增大铁芯41～43的宽度，并需要将图4所示的间隙101～103的长度增大到长度L1。

[0047] 相对于此，在本发明中，由于设于基座60的抵接构件71和设于端子部65的抵接构件72抵接于芯主体5的两端面的中心，因此，能够牢固地保持多个铁芯41～43。而且，由于不需要为了保持铁芯41～43而在芯主体5的中心形成通孔，因此，不需要为了确保间隙长度而增大铁芯41～43的宽度。因而，不使铁芯41～43和外周部铁芯20大型化就能够牢固地保持多个铁芯41～43。换言之，抵接构件71、72被确定尺寸为，在组装了电抗器6时能够牢固地保持铁芯41～43。

[0048] 而且，抵接构件71、72还可以分别一体地形成于基座60的上表面和端子部65的下表面。或者，抵接构件71、72也可以形成为能够相对于基座60的上表面和端子部65的下表面装拆。在该情况下，能够将抵接构件71、72分别安装于现有的电抗器6的基座60与芯主体5之间以及芯主体5与端子部65之间。

[0049] 此外，图5是在其他的实施方式的电抗器中使用的抵接构件的立体图。在抵接构件71的一面设有大致Y字形状的凸部75。图5所示的凸部75由与间隙101～103的数量相同的数量的隆起部76a～76c构成。这些隆起部76a～76c以与间隙101～103相对应的方式沿周向等间隔地配置。包含隆起部76a～76c在内的凸部75构成为能够与间隙101～103至少局部地卡合。另外，在抵接构件72的端面也可以设有相同的凸部75。不过，仅在一个抵接构件71设置凸部75即可满足。

[0050] 在使用具有凸部75的抵接构件71、72将铁芯41～43的两端部相互固定的情况下，由于凸部75与间隙101～103卡合，因此，能够更加牢固地固定铁芯41～43。而且，在电抗器5的驱动时，铁芯41～43不进行振动，因而，能够抑制噪音的产生。因此，凸部75以与间隙101～103至少局部卡合的方式形成即可满足，例如，凸部75还可以仅具有两个隆起部76a、76b。

[0051] 而且，在具有图5所示那样的凸部75的情况下，由于凸部75作为盖发挥功能，因此，能够防止异物侵入间隙101～103。而且，凸部75能够起到保持间隙101～103的尺寸的作用。

[0052] 另外，还可以在图2所示的芯主体5以外的芯主体安装上述的抵接构件71、72。例如，图6是第二实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。图6所示的芯主体5具有大致八边形的外周部铁芯20和配置于外周部铁芯20的内侧的、与上述相同的四个铁芯线圈31～34。这些铁芯线圈31～34沿芯主体5的周向以等间隔配置。而且，铁芯的数量优选为4以上的偶数，由此，能够将具有芯主体5的电抗器作为单相电抗器使用。

[0053] 从图中可知，外周部铁芯20由沿周向被分割的四个外周部铁芯部分24～27构成。铁芯线圈31具有沿半径方向延伸的铁芯41和卷绕于该铁芯41的线圈51，铁芯线圈32具有沿半径方向延伸的铁芯42和卷绕于该铁芯42的线圈52，铁芯线圈33具有沿半径方向延伸的铁芯43和卷绕于该铁芯43的线圈53，铁芯线圈34具有沿半径方向延伸的铁芯44和卷绕于该铁芯44的线圈54。而且，铁芯41的半径方向外侧端部与外周部铁芯部分24一体地形成，铁芯42的半径方向外侧端部与外周部铁芯部分25一体地形成，铁芯43的半径方向外侧端部与外周部铁芯部分26一体地形成，铁芯44的半径方向外侧端部与外周部铁芯部分27一体地形成。
另外，也可以是，铁芯41～44的数量未必与外周部铁芯部分24～27的数量一致。图2所示的芯主体5也同样。

[0054] 而且，铁芯41～44的各自的半径方向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在图6中，铁芯41～44的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收敛，其顶端角度约为90度。而且，铁芯41～44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～104相互分开。

[0055] 图6中用虚线表示了抵接构件71。抵接构件71为具有至少局部地包含间隙101～104的形状和面积的圆形，抵接构件72(未图示)也为相同的形状。根据与上述相同的理由，优选的是，在圆周上包含间隙101～104的半径方向外侧端部的圆形是抵接构件71、72的端面的最大面积。在芯主体5在轴向上被夹入抵接构件71、72之间时，铁芯41～44的两端部被相互固定。

[0056] 图7是在第二实施方式的电抗器中使用的抵接构件的立体图。在抵接构件71的一面设有大致X字形状的凸部75。图7所示的凸部75具有构成为能够与间隙101～104卡合的、与上述相同的隆起部76a～76d。在使用具有这样的凸部75的抵接构件71、72的情况下，由于凸部75与间隙101～104卡合，因此，能够更加牢固地固定铁芯41～44。因此，能够获得与上述相同的效果。

[0057] 使用典型的实施方式说明了本发明，但本领域技术人员能够理解的是，只要不偏离本发明的范围，就能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。