电抗器、电动机驱动装置、功率调节器以及设备的制作方法

本实用新型涉及包括铁芯部和线圈的电抗器、电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

背景技术：

通常，电抗器具有多个铁芯和卷绕于这些铁芯的多个线圈。在这样的电抗器中存在有如下的问题：磁通泄漏，贯穿相邻的线圈，从而在线圈内产生涡流，其结果，线圈的温度上升。

因此，在日本特开2009-49082号公报中，公开了“电抗器30的电抗器外壳32的内部与电抗器侧循环通路64连通。在电抗器外壳32的内部收纳有构成电抗器30的芯体34和线圈36，制冷剂66在该收纳空间的剩余部分循环穿过”。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

然而，在日本特开2009-49082号公报所公开的电抗器中，为了使制冷剂循环而需要电抗器外壳，其结果，使结构大型化。

因此，期望提供一种不会使结构大型化、且能够避免线圈的温度上升的电抗器、及包括这样的电抗器的电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

用于解决问题的方案

根据本公开的第一技术方案，提供一种电抗器，该电抗器具备：外周部铁芯；以及至少三个铁芯线圈，其与所述外周部铁芯的内表面连接或与该内表面结合，所述至少三个铁芯线圈分别由铁芯和卷绕于该铁芯的线圈构成，在各所述线圈与所述外周部铁芯之间形成有间隙。

根据第二技术方案，在第一技术方案的基础上，此外，在所述至少三个铁芯线圈中的一个铁芯线圈和与该一个铁芯线圈相邻的铁芯线圈之间形成有能够磁连结的间隙。

根据第三技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述至少三个铁芯线圈的个数为3的倍数。

根据第四技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述至少三个铁芯线圈的个数为4以上的偶数。

根据第五技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述外周部铁芯的内表面形成有缺口，所述间隙包含所述线圈的端面与所述外周部铁芯的内表面之间的第一间隙和所述线圈的周面与所述外周部铁芯的所述缺口之间的第二间隙。

根据第六技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述间隙包含在相邻的两个所述铁芯与所述外周部铁芯之间形成的第三间隙。

根据第七技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述电抗器的一端配置有冷却风扇。

根据第八技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述电抗器的两端分别配置形成有贯通孔的端板，使制冷剂自一侧的端板的贯通孔经过所述间隙与另一侧的端板的贯通孔连通。

根据第九技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述电抗器的两端分别配置有端板，在所述电抗器的所述间隙填充有制冷剂。

根据第十技术方案，提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置包含第一～第九技术方案中任一项所述的电抗器。

根据第十一技术方案，提供一种具备电动机驱动装置的设备，该设备具备第十技术方案的电动机驱动装置。

根据第十二技术方案，提供一种功率调节器，该功率调节器具备第一～第九技术方案中任一项所述的电抗器。

根据第十三技术方案，提供一种具备功率调节器的设备，该设备具备第十二技术方案的功率调节器。

实用新型的效果

在第一技术方案中，由于在各个线圈与外周部铁芯之间形成有间隙，因此，能够提高冷却效果，能够避免线圈的温度上升。此外，由于不需要电抗器外壳和制冷剂用的冷却装置，因此，能够使电抗器小型化，而且，能够降低制造费用。

在第二技术方案中，由于在外周部铁芯内部形成有间隙，因此，能够进一步提高冷却效果。

在第三技术方案中，能够将电抗器作为三相电抗器使用。

在第四技术方案中，能够将电抗器作为单相电抗器使用。

在第五技术方案中，由于在外周部铁芯形成有缺口，因此，能够使电抗器轻量。而且，利用缺口，能够容易地在线圈的端面侧和周面侧形成间隙。

在第六技术方案中，利用第三间隙能够进一步提高冷却效果。

在第七技术方案中，由于来自冷却风扇的气流在电抗器的间隙中沿着轴向流动，因此，能够进一步提高冷却效果。

在第八技术方案中，通过仅在电抗器的两端安装形成有贯通孔的端板，使制冷剂容易在电抗器内流通。由于仅安装端板，因此，相比于使用电抗器外壳的情况，能够使电抗器小型化。

在第九技术方案中，由于存在有外周部铁芯，因此，仅通过在电抗器的两端配置端板，能够将制冷剂封入于电抗器内。由于仅配置端板，因此，相比于使用电抗器外壳的情况，能够使电抗器小型化。

在第十～第十三技术方案中，能够容易地提供具备电抗器的电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

附图说明

根据附图所示的本实用新型的典型的实施方式的详细的说明，能够进一步明确本实用新型的这些目的、特征以及优点及其他的目的、特征以及优点。

图1是基于第一实施方式的电抗器的立体图。

图2是图1所示的电抗器的端视图。

图3是图2所示的电抗器的局部放大图。

图4是基于第二实施方式的电抗器的端视图。

图5A是基于第三实施方式的电抗器的立体图。

图5B是基于第三实施方式的电抗器的另一立体图。

图6A是基于第四实施方式的电抗器的分解立体图。

图6B是基于第四实施方式的电抗器的侧视图。

图7A是基于第五实施方式的电抗器的分解立体图。

图7B是基于第五实施方式的电抗器的侧视图。

图8是表示包含电抗器的设备的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。在以下的附图中对相同的构件标注相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。

图1是基于第一实施方式的电抗器的立体图。此外，图2是图1所示的电抗器的端视图。如图1和图2所示，电抗器5包含剖面呈六边形状的外周部铁芯20和与外周部铁芯20的内表面连接或结合的至少三个铁芯线圈31～33。而且，铁芯的个数优选为3的倍数，由此，能够将电抗器5作为三相电抗器使用。另外，外周部铁芯20也可以是圆形或其他的多边形形状。

铁芯线圈31～33分别包含有铁芯41～43和卷绕于铁芯41～43的线圈 51～53。另外，外周部铁芯20和铁芯41～43通过层叠多个铁板、碳钢板、电磁钢板、或由压粉铁芯制作而成。

由图2可知，铁芯41～43互相为大致相同的尺寸，在外周部铁芯20的周向上以大致相等间隔配置。在图2中，铁芯41～43的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20连接。

此外，铁芯41～43的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收缩，其顶端角度约为120度。并且，铁芯41～44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～103互相分开。

换言之，在第一实施方式中，铁芯41的半径方向内侧端部与相邻的两个铁芯42、43的各自的半径方向内侧端部隔着间隙101、103互相分开。其他的铁芯42～43也相同。另外，理想的是，间隙101～103的尺寸互相相等，但也可以不相等。而且，在后述的实施方式中，存在省略对间隙101～103等的表述以及对铁芯线圈31～33等的表述的情况。

这样，在第一实施方式中，将铁芯线圈31～33配置于外周部铁芯20的内侧。换言之，铁芯线圈31～33被外周部铁芯20包围起来。因此，能够降低来自线圈51～53的磁通泄漏到外周部铁芯20的外部的情况。

此外，在铁芯线圈31的半径方向外侧端部的两侧，在外周部铁芯20的内表面形成有大致三角形状的缺口60。缺口60沿着自外周部铁芯20的内表面朝向外面的方向形成。因此，相比于以往技术的情况，具备形成有这样的缺口 60的外周部铁芯20的电抗器5变得轻量。

图3是图2所示的电抗器的局部放大图。图3所示，缺口60包含相对于外周部铁芯20的内表面向半径方向外侧凹陷的第一部分61和相对于第一部分 61垂直的第二部分62。缺口60的第一部分61与线圈51的端面相面对，第二部分62与线圈51的周面相面对。

并且，在与缺口60相对应的位置，在外周部铁芯20与线圈51之间形成有间隙70。间隙70包含在缺口60的第一部分61与线圈51的端面之间形成的第一间隙71和在缺口60的第二部分62与线圈51的周面之间形成的第二间隙72。换言之，利用简单的缺口60能够容易地形成第一间隙71和第二间隙72。此外，间隙70包含在相邻的两个铁芯41、42与外周部铁芯20之间形成的第三间隙 73。严格而言，第三间隙73是由相邻的两个铁芯41、42、外周部铁芯20以及线圈51、52围成的区域。利用这样的第三间隙73能够进一步提高冷却效果。另外，由于其他的铁芯42、43也形成有相同的缺口60和间隙70，因此，对于铁芯42、43的缺口60和间隙70省略说明。

这样，在第一实施方式中，由于在各个线圈51～53与外周部铁芯20之间形成有间隙70，因此，能够提高冷却效果，能够避免线圈51～53的温度上升。此外，由于在电抗器5的中心形成有间隙101～103，因此，能够进一步提高冷却效果。

因而，电抗器5能够去除电抗器外壳和制冷剂用的冷却装置，能够使电抗器5小型化，而且，能够降低制造费用。此外，由于在外周部铁芯20形成有缺口60，因此，还能够使电抗器5轻量。

图4是基于第二实施方式的电抗器的端视图。图4所示的电抗器5包含外周部铁芯20和与外周部铁芯20互相磁连结的四个铁芯线圈31～34。而且，铁芯的个数优选为4以上的偶数，由此，能够将电抗器5作为单相电抗器使用。

在图4中，在八边形状的外周部铁芯20的内侧配置有铁芯线圈31～34。另外，外周部铁芯20还可以是圆形。这些铁芯线圈31～34在电抗器5的周向上以大致等间隔配置。

由附图可知，各个铁芯线圈31～34包含沿着半径方向延伸的铁芯41～44 和卷绕于该铁芯的线圈51～54。铁芯41～44的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20连接、或与外周部铁芯20一体形成。

此外，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4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。并且，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。

换言之，在第二实施方式中，铁芯41的半径方向内侧端部与相邻的两个铁芯42、44的各自的半径方向内侧端部隔着间隙101、104互相分开。其他的铁芯42～44也相同。另外，间隙101～104的尺寸设为互相大致相等的尺寸。

因而，成为在电抗器5的中心形成由间隙101～104形成的单一的大致X 字形状的间隙。这些间隙101～104也在电抗器5的周向上以等间隔配置。在第二实施方式中，由于四个铁芯线圈31～34也被外周部铁芯20包围，因此，由线圈51～54产生的磁场不会泄漏到外周部铁芯20的外部。

此外，与第一实施方式相同，在铁芯线圈31～34的半径方向外侧端部的两侧，外周部铁芯20的内表面形成有大致三角形状的缺口60。缺口60包含相对于外周部铁芯20的内表面向半径方向外侧凹陷的第一部分61和相对于第一部分61大致垂直的第二部分62。

并且，在与缺口60相对应的位置，在外周部铁芯20与线圈51～54之间形成有间隙70。与参照图3所说明的相同，在第二实施方式中，间隙70也设为包含在缺口60的第一部分61与线圈51～54的端面之间形成的第一间隙71和在缺口60的第二部分62与线圈51～54的周面之间形成的第二间隙72。因而，可明确的是，在图4所示的单相电抗器5的情况下也能够获得与第一实施方式相同的效果。

以下所说明的电抗器5设为可以是三相电抗器和单相电抗器中的任一者。图5A和图5B是基于第三实施方式的电抗器的立体图。在图5A中，以电抗器5的轴向成为水平方向的方式配置。在图5B中，以电抗器5的轴向成为铅垂方向的方式配置。如这些附图所示，在电抗器5的端部安装有冷却风扇6。冷却风扇6设为被未图示的电动机驱动。

在冷却风扇6被驱动时，来自冷却风扇6的气流经过电抗器5的间隙70和/ 或间隙101～104沿着电抗器5的轴向流动。因此，能够进一步提高电抗器5的线圈51～54的冷却效果。

图6A是基于第四实施方式的电抗器的分解立体图，图6B是基于第四实施方式的电抗器的侧视图。如这些附图所示，在电抗器5的两端分别配置有端板81、82。端板81、82作为将电抗器5的端部密封封闭的盖部发挥作用。另外，端板81、82既可以由与外周部铁芯20等相同的材料形成，也可以由其他的材料、例如树脂形成。

在端板81、82分别形成有贯通孔85、86。并且，一侧的端板81的贯通孔 85设为与自未图示的冷却装置延伸的制冷剂用管路连接。在利用端板81、82 封闭了电抗器5的两端的状态下，一侧的端板81的贯通孔85和另一侧的端板82的贯通孔86经过电抗器5的间隙70和/或间隙101～104互相连通。

在经过管路向一侧的端板81的贯通孔85供给被冷却装置冷却后的制冷剂时，制冷剂经过贯通孔85到达电抗器5。接着，制冷剂经过电抗器5的间隙 70和/或间隙101～104沿着电抗器5的轴向前进，到达另一侧的端板82的贯通孔86并自另一侧的端板82被排出。

该情况下，通过将形成有贯通孔85、86的端板81、82配置于电抗器5的两端，而使制冷剂容易在电抗器5内流通。因而，能够进一步提高冷却效果。此外，由于仅配置端板81、82，因此，相比于使用电抗器外壳的情况，能够减小电抗器5的尺寸，特别是减小电抗器5的直径。

此外，图7A是基于第五实施方式的电抗器的分解立体图，图7B是基于第五实施方式的电抗器的侧视图。如这些附图所示，在电抗器5的两端分别配置有与上述相同的端板81、82。但是，在第五实施方式的端板81、82未形成有贯通孔。由于电抗器5包含有外周部铁芯20，因此，在利用端板81、82 封闭电抗器5的两端时，电抗器5的内部成为完全被密封。

在第五实施方式中，将一侧的端板81安装于电抗器5的一侧的端部。接着，自电抗器5的另一侧的端部向间隙70和/或间隙101～104填充制冷剂。在填充了期望量的制冷剂之后，利用另一侧的端板82封闭电抗器5的另一侧的端部。

这样，在第五实施方式中，仅通过在电抗器5的两端配置安装端板81、 82，就能够容易地将制冷剂封入在电抗器5内。而且，由于仅配置端板81、 82，因此，相比于使用电抗器外壳的情况，能够减小电抗器5的尺寸，特别是能够减小电抗器5的直径。

图8是表示包含电抗器的设备的图。在图8中，电抗器5在电动机驱动装置或功率调节器中被使用。并且，设备包含这样的电动机驱动装置或功率调节器。

在这样的情况下，可明确的是，能够容易地提供包含电抗器5的电动机驱动装置、功率调节器、设备等。而且，将上述的实施方式的多个适当组合的情况也包含在本实用新型的范围内。

本实用新型的技术方案

根据第一技术方案，提供一种电抗器，其中，该电抗器具备：外周部铁芯(20)；以及至少三个铁芯线圈(31～33)，其与所述外周部铁芯的内表面连接、或与该内表面结合，所述至少三个铁芯线圈分别由铁芯(41～43)和卷绕于该铁芯的线圈(51～53)构成，在各所述线圈与所述外周部铁芯之间形成有间隙(70)。

根据第二技术方案，在第一技术方案的基础上，此外，在所述至少三个铁芯线圈中的一个铁芯线圈和与该一个铁芯线圈相邻的铁芯线圈之间形成有能够磁连结的间隙(101～103)。

根据第三技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述至少三个铁芯线圈的个数为3的倍数。

根据第四技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述至少三个铁芯线圈的个数为4以上的偶数。

根据第五技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述外周部铁芯的内表面形成有缺口(60)，所述间隙包含所述线圈的端面与所述外周部铁芯的内表面之间的第一间隙(71)和所述线圈的周面与所述外周部铁芯的所述缺口之间的第二间隙(72)。

根据第六技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述间隙包含在相邻的两个所述铁芯与所述外周部铁芯之间形成的第三间隙(73)。

根据第七技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述电抗器的一端配置有冷却风扇(6)。

根据第八技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述电抗器的两端分别安装形成有贯通孔(85、86)的端板(81、82)，使制冷剂自一侧的端板的贯通孔经过所述间隙与另一侧的端板的贯通孔连通。

根据第九技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，在所述电抗器的两端分别配置有端板(81、82)，在所述电抗器的所述间隙填充有制冷剂。

根据第十技术方案，提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置包含第一～第九技术方案中任一项所述的电抗器。

根据第十一技术方案，提供一种设备，该设备具备第十技术方案的电动机驱动装置。

根据第十二技术方案，提供一种功率调节器，该功率调节器具备第一～第九技术方案中任一项所述的电抗器。

根据第十三技术方案，提供一种设备，该设备具备第十二技术方案的功率调节器。

技术方案的效果

在第一技术方案中，由于在各个线圈与外周部铁芯之间形成有间隙，因此，能够提高冷却效果，能够避免线圈的温度上升。此外，由于不需要电抗器外壳和制冷剂用的冷却装置，因此，能够使电抗器小型化，而且，能够降低制造费用。

在第二技术方案中，由于在外周部铁芯内部形成有间隙，因此，能够进一步提高冷却效果。

在第三技术方案中，能够将电抗器作为三相电抗器使用。

在第四技术方案中，能够将电抗器作为单相电抗器使用。

在第五技术方案中，由于在外周部铁芯形成有缺口，因此，能够使电抗器轻量。而且，利用缺口，能够容易地在线圈的端面侧和周面侧形成间隙。

在第六技术方案中，利用第三间隙能够进一步提高冷却效果。

在第七技术方案中，由于来自冷却风扇的气流在电抗器的间隙中沿着轴向流动，因此，能够进一步提高冷却效果。

在第八技术方案中，通过仅在电抗器的两端安装形成有贯通孔的端板，使制冷剂容易在电抗器内流通。由于仅安装端板，因此，相比于使用电抗器外壳的情况，能够使电抗器小型化。

在第九技术方案中，由于存在有外周部铁芯，因此，仅通过在电抗器的两端配置端板，能够将制冷剂封入于电抗器内。由于仅配置端板，因此，相比于使用电抗器外壳的情况，能够使电抗器小型化。

在第十～第十三技术方案中，能够容易地提供具备电抗器的电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

使用典型的实施方式说明了本实用新型，但对本领域技术人员而言能够理解的是，只要不偏离本实用新型的范围，就能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。