电抗器的制作方法

本发明涉及一种具备铁芯和线圈的电抗器。

背景技术：

电抗器包含多个铁芯线圈，各铁芯线圈包含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号公报以及日本特开2008－210998号公报。

另外，还存在有在环状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，存在外周部铁芯以能够分割的方式由多个外周部铁芯部分构成、各铁芯与外周部铁芯部分分别一体地构成的情况。

技术实现要素：

发明要解决的问题

在这样的电抗器中，芯主体的轴向上的线圈具有自芯主体的端面突出的突出部分。而且，在芯主体配置于环状的基座与端板之间的情况下，存在线圈的突出部分穿过基座和/或端板而与异物等产生干涉并损伤的问题。

由此，期望一种能够防止线圈损伤的电抗器。

用于解决问题的方案

根据本发明的第一技术方案，提供一种电抗器，其中，该电抗器具备芯主体，该芯主体包含外周部铁芯、以与该外周部铁芯的内表面接触、或与该内表面结合的方式配置的至少三个铁芯以及卷绕于所述至少三个铁芯的至少三个线圈，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个铁芯之间形成有能够磁连结的间隙，该电抗器还具备保护部，该保护部至少局部地保护所述至少三个线圈的自所述芯主体的至少一侧的端面突出的突出部分。

根据第二技术方案，在第一方案的基础上，所述保护部包含分别保护所述至少三个线圈的突出部分的至少三个保护构件。

根据第三技术方案，在第二方案的基础上，所述至少三个保护构件均包含至少局部地覆盖所述突出部分的覆盖构件和插入于所述突出部分与所述至少一侧的端面之间的插入构件。

根据第四技术方案，在第二方案或第三方案的基础上，所述至少三个保护构件均包含在所述电抗器的中心互相抵接的抵接构件。

根据第五技术方案，在第一方案～第四方案的任一方案的基础上，该电抗器具备以夹持所述芯主体的方式紧固于该芯主体的端子台和基座，所述保护部配置于所述端子台与芯主体之间以及所述芯主体与所述基座之间中的至少一者。

根据第六技术方案，在第一方案～第五方案的任一方案的基础上，所述保护部由非磁性材料形成。

根据第七技术方案，在第一方案～第六方案的任一方案的基础上，所述至少三个铁芯的数量为3的倍数。

根据第八技术方案，在第一方案～第六方案的任一方案的基础上，所述至少三个铁芯的数量为4以上的偶数。

发明的效果

在第一技术方案中，由于线圈的突出部分被保护部保护，因此，能够防止线圈损伤。

在第二技术方案中，能够分别单独地保护至少三个线圈。

在第三技术方案中，由于线圈的突出部分被夹在覆盖构件与插入构件之间，因此，特别是在电抗器通电时能够抑制线圈在电抗器的轴向上振动。

在第四技术方案中，由于保护构件的抵接构件互相抵接，因此，特别是在电抗器通电时能够抑制线圈在电抗器的半径方向上振动。

在第五技术方案中，在端子台与芯主体之间以及芯主体与基座之间这两者配置保护部的情况下，能够保护电抗器的线圈的轴向上的两端部。

在第六技术方案中，能够避免磁场穿过保护部。

在第七技术方案中，能够将电抗器作为三相电抗器使用。

在第八技术方案中，能够将电抗器作为单相电抗器使用。

附图说明

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、特征及优点和其他的目的、特征及优点。

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。

图2是第一实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。

图3是第一实施方式的电抗器的芯主体的立体图。

图4a是保护构件的第一立体图。

图4b是保护构件的第二立体图。

图4c是保护构件的第三立体图。

图5是芯主体的另一立体图。

图6是一个铁芯和一个线圈的立体图。

图7是第二实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。

图8是第二实施方式的电抗器的端面图。

具体实施方式

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

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，能够广泛应用于各相上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，能够应用于各种各样的设备。

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的端子台65。换言之，芯主体5在轴向两端部被基座60和端板81以及端子台65夹持。另外，端子台65还可以在其下表面具有与端板81相同的形状的凸部(未图示)，该情况下，可以省略端板81。

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。突出部61在周向上以等间隔形成有贯穿基座60的贯通孔60a～60c。端板81也具有相同的外形，端板81在周向上以等间隔形成有贯通孔81a～81c。如下所述，基座60的突出部61的高度和端板81的高度设为大于线圈51～53的自芯主体5的端部突出的突出高度。

端子台65包含多个、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。而且，端子台65在周向上以等间隔形成有贯通孔65a～65c。

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包含环状的外周部铁芯20、以及配置于外周部铁芯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在芯主体5的周向上以等间隔配置。

另外，外周部铁芯20还可以是其他的旋转对称形状，例如圆形。这样的情况下，设为与端子台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，该情况下，能够将电抗器6作为三相电抗器使用。

由附图可知，铁芯线圈31～33均包含沿外周部铁芯20的半径方向延伸的铁芯41～43和卷绕于该铁芯的线圈51～53。

外周部铁芯20由在周向上被分割的多个、例如三个外周部铁芯部分24～26构成。外周部铁芯部分24～26分别与铁芯41～43一体地构成。外周部铁芯部分24～26和铁芯41～43通过层叠多个铁板、碳钢板、电磁钢板而成，或由压粉铁芯形成。这样，在外周部铁芯20由多个外周部铁芯部分24～26构成的情况下，即使在外周部铁芯20较大型的情况下，也能够容易地制造这样的外周部铁芯20。另外，铁芯41～43的数量可以不必与外周部铁芯部分24～26的数量一致。而且，在外周部铁芯部分24～26形成有贯通孔29a～29c。

线圈51～53配置于在外周部铁芯部分24～26与铁芯41～43之间形成的线圈空间51a～53a(在后述的第二实施方式中为“线圈空间51a～54a”)。在线圈空间51a～53a中，线圈51～53的内周面和外周面与线圈空间51a～53a的内壁相邻。

而且，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，其顶端角度为大约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互相分开。

换言之，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、102与相邻的两个铁芯42、43的各自的半径方向内侧端部互相分开。其他的铁芯42、43也相同。另外，间隙101～103的尺寸设为互相相等的尺寸。

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，由线圈51～53产生的磁场也不会向外周部铁芯20的外部泄漏。而且，由于能够以任意的宽度且低成本设置间隙101～103，因此，相比于以往结构的电抗器，在设计方面有利。

而且，在本发明的芯主体5中，相比于以往构造的电抗器，相间的磁路长度之差较少。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。

图3是第一实施方式的电抗器的芯主体的立体图。图3是从基座60侧观察芯主体5得到的图。如图3所示，在芯主体5配置有至少局部地保护三个线圈51～53的突出部分51a～53a的保护部70。图3所示的保护部70特别是覆盖并保护三个线圈51～53的突出部分51a～53a中的、位于距离芯主体5最远方的位置的最远方部分。

保护部70既可以是单一构件，或者，也可以由用于保护各个线圈51～53的多个保护构件71～73构成。而且，保护部70优选由硬质的非磁性材料、例如铝、sus、树脂形成。在该情况下，能够在电抗器6通电时避免磁场穿过保护部70。

图4a至图4c是保护构件的立体图。在图4a～图4c中示出了保护构件73，但其他的保护构件71、72也为大致相同的结构。如这些附图所示，保护构件73包含至少局部地覆盖线圈53的突出部分53a的覆盖构件73a和插入于突出部分53a与芯主体5的端面之间的插入构件73b。

覆盖构件73a和插入构件73b朝向芯主体5的半径方向外侧互相平行地延伸。而且，覆盖构件73a与插入构件73b之间的间隙73d为与线圈53的突出部分53a的一部分相对应的形状。这些覆盖构件73a、插入构件73b的半径方向内侧端部连结于连结构件73e，并以悬臂的方式被支承。

覆盖构件73a优选至少覆盖线圈53的突出部分53a的最远方部分。该情况下，在将安装了保护构件73和/或其他的保护构件71、72的芯主体5载置于地面等时，能够避免线圈53和/或其他的线圈51、52损伤。当然，覆盖构件73a还可以是覆盖线圈53的突出部分53a整体的结构。

而且，保护构件73包含位于比覆盖构件73a和插入构件73b靠芯主体5的半径方向内侧的位置的抵接构件73c。抵接构件73c的顶端收敛并形成规定角度。规定角度为360°除以铁芯41～43的数量得到的值，铁芯41～43的顶端角度例如等于120°。构成抵接构件73c的顶端的两个面为后述的抵接面93a、93b。

其他的保护构件71、72也相同，包含覆盖构件71a、72a、插入构件71b、72b、抵接构件71c、72c、间隙71d、72d、以及连结构件71e、72e。而且，抵接构件71c、72c分别具有抵接面91a、91b、92a、92b。

图5是芯主体的其他的立体图。如图5所示，准备在铁芯41～43安装线圈51～53而成的芯主体5。然后，将某一保护构件73的插入构件73b插入于线圈53的突出部分53a与芯主体5之间，由此，将保护构件73安装于线圈53。接着，将其他的保护构件71、72同样地依次安装于线圈51、52，由此，如图3所示，将保护部70配置于芯主体5。

或者，还可以在与外周部铁芯部分26一体的铁芯43安装了线圈53之后，将保护构件73安装于线圈53。然后，在安装有线圈51、52的铁芯41、42同样地安装保护构件71、72，然后，组装铁芯41～43并构成芯主体5。该情况下，在将保护构件71～73安装于线圈51～53时，能够避免保护构件71～73干涉其他的保护构件而难以安装。

另外，图6是一个铁芯和一个线圈的立体图。在图6中，作为一个例子，示出了与外周部铁芯部分26一体的铁芯43，在铁芯43安装有线圈53。如图6所示，线圈53的内周面比铁芯43的外表面大。因而，如箭头a1所示在铁芯43与线圈53之间存在轴向上的晃动，如箭头a2所示存在半径方向上的晃动以及如箭头a3所示存在周向上的晃动。

如上所述，由于保护构件73的间隙73d为与线圈53的突出部分53a的一部分相对应的形状，因此，覆盖构件73a的与线圈53相邻的面和插入构件73b的与线圈53相邻的面这两者为自水平面朝向铅垂面弯曲的弯曲面。由于线圈51被保持在这些弯曲面之间，因此，即使在电抗器6通电时，也能够防止线圈53在电抗器6的轴向(a1方向)以及周向(a3方向)上移动。

而且，线圈53被夹在外周部铁芯部分26的内表面与保护构件73的连结构件73e的表面之间。因此，即使在电抗器6通电时，也能够防止线圈53在电抗器6的半径方向(a2方向)上移动。

而且，由图1a可知，将多个轴部、例如螺钉99a～99c穿过基座60的贯通孔60a～60c、芯主体5的贯通孔29a～29c、端板81的贯通孔81a～81c以及端子台65的贯通孔65a～65c。然后，将基座60、芯主体5、端板81以及端子台65彼此螺纹结合。基座60的突出部61的高度和端板81的高度优选大于突出部分51a～53a的突出高度与覆盖构件71a～73a的厚度的合计。该情况下，能够避免保护部70干涉基座60的下表面等。

再次参照图3，全部的保护构件71～73分别安装于线圈51～53并构成了保护部70。而且，保护构件71～73的抵接构件71c～73c互相抵接。具体而言，例如，抵接构件73c的两个抵接面93a、93b分别与抵接构件72c的抵接面92b以及抵接构件71c的抵接面91a分别抵接。其他的抵接构件71c、72c也相同。

在第一实施方式中，保护构件71～73的抵接构件71c～73c互相抵接，其结果，保护构件71～73分别在半径方向外侧被按压。由此，线圈51～53在保护构件71～73的连结构件71e～73e与外周部铁芯部分24～26的内表面之间被按压，因此，能够进一步牢固地固定线圈51～53。

图7是第二实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。图7所示的芯主体5包含大致八边形状的外周部铁芯20、以及配置于外周部铁芯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在芯主体5的周向上以等间隔配置。而且，铁芯的数量优选为4以上的偶数，由此，能够将具备芯主体5的电抗器作为单相电抗器使用。

由附图可知，外周部铁芯20由在周向上被分割的四个外周部铁芯部分24～27构成。铁芯线圈31～34均包含沿半径方向延伸的铁芯41～44和卷绕于该铁芯的线圈51～54。而且，铁芯41～44的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯部分21～24分别一体地形成。另外，铁芯41～44的数量可以不必与外周部铁芯部分24～27的数量一致。图3所示的芯主体5也相同。

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7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，其顶端角度大约为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互相分开。

而且，图8是第二实施方式的电抗器的端面图。图8是从端子台65侧观察芯主体5得到的图。图8所示的保护部70由与上述相同的保护构件71～74构成。第二实施方式的保护构件71～74除抵接构件71c～74c的顶端角度以外，为与上述的第一实施方式的保护构件71～73大致相同的结构。可明确的是，该情况下也能够获得与上述大致相同的效果。而且，还可以将保护部70配置于芯主体5的靠基座60侧的端面和靠端子台65侧的端面这两个端面，该情况下，能够保护电抗器的轴向上的线圈的两端部。

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。