本发明涉及一种单相电抗器的构造。
背景技术：
以往，在日本特开2000-77242号公报和日本特开2008-210998号公报所公开的那样的单相电抗器中，存在以下问题：磁通从间隙附近泄漏并贯穿绕线，使绕线内产生涡流，其结果，绕线的温度上升。因此，在以往，不将绕线配置于间隙附近，或者使绕线远离间隙附近。
图14A是现有技术中的单相电抗器的截面图。如图14A所示，单相电抗器100包括大致E字形状的第一铁芯150和大致E字形状的第二铁芯160，该第一铁芯150包括两个第一外侧腿部151、152以及配置于这些第一外侧腿部151、152之间的第一中央腿部153，该第二铁芯160包括两个第二外侧腿部161、162以及配置于这些第二外侧腿部161、162之间的第二中央腿部163。
并且，线圈171、172分别卷绕于第一中央腿部153和第二中央腿部163。如图所示，第一铁芯150的两个第一外侧腿部151、152与第二铁芯160的两个第二外侧腿部161、162彼此连接。而且，第一中央腿部153与第二中央腿部163彼此面对，在它们之间形成有间隙G。
技术实现要素：
图14B是图14A所示的单相电抗器的局部放大图。图14B中箭头A1所示的磁通在间隙G附近从第二中央腿部163泄漏并到达第一中央腿部153。与此相对，箭头A2～A4所示的磁通从第二中央腿部163到达第二外侧腿部162，而不从第二中央腿部163到达第一中央腿部153。这种磁通A2～A4通过线圈172，因此在线圈中产生涡流损耗。
图14C是通过仿真来表示图14A所示的单相电抗器的磁通的图。第一外侧腿部151、152与第二外侧腿部161、162之间的连接部分同间隙G的位置对应。
并且，第一外侧腿部151、152与第一中央腿部153彼此平行，第二外侧腿部161、162与第二中央腿部163也彼此平行。因此，如图14C所示，从间隙G附近泄漏的磁通容易被辐射到第一外侧腿部151、152与第二外侧腿部161、162之间的连接部分。
图14D是表示图14A所示的单相电抗器的磁通的其它图。如图14D所示，从间隙G附近泄漏的磁通容易贯穿线圈171、172并流入到相邻的外侧腿部。因此，即使使线圈171、172远离间隙G附近，减少线圈内的涡流损耗的效果也是有限的。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够减少从间隙或间隙附近泄漏的磁通所引起的线圈的涡流损耗的单相电抗器。
为了达到前述的目的，根据第一发明，提供一种单相电抗器，该单相电抗器具备外周部铁芯以及与所述外周部铁芯的内表面接触或者与该内表面结合的至少四个铁芯线圈，所述至少四个铁芯线圈分别包括铁芯以及卷绕于该铁芯的线圈，在所述至少四个铁芯线圈中的彼此相邻的两个铁芯线圈之间形成有能够磁耦合的间隙。
在第一发明中，能够磁耦合的间隙被配置于单相电抗器的中心附近。而且，隔着间隙相邻的铁芯所形成的角小于180度。因此，从铁芯泄漏的磁通容易进入相邻的最近的其它铁芯，与现有技术的情况相比，能够减少贯穿线圈的泄漏磁通。并且，能够将线圈配置于远离间隙附近的位置，因此能够减少从间隙附近泄漏的磁通中的贯穿绕线的泄漏磁通的比例。其结果，能够减少线圈内部的涡流损耗。
通过附图所示的本发明的典型实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点会变得更明确。
附图说明
图1A是基于本发明的第一实施方式的单相电抗器的截面图。
图1B是图1A所示的单相电抗器的局部放大图。
图1C是表示图1A所示的单相电抗器的磁通的图。
图1D是表示图1A所示的单相电抗器的磁通的其它图。
图2是表示电流与时间之间的关系的图。
图3是基于本发明的第二实施方式的单相电抗器的截面图。
图4是基于本发明的第三实施方式的单相电抗器的截面图。
图5A是基于本发明的第四实施方式的单相电抗器的截面图。
图5B是基于本发明的第四实施方式的其它单相电抗器的截面图。
图6是基于本发明的第五实施方式的其它单相电抗器的截面图。
图7是基于本发明的第六实施方式的单相电抗器的截面图。
图8是基于本发明的第七实施方式的单相电抗器的截面图。
图9是基于本发明的第八实施方式的单相电抗器的截面图。
图10是基于本发明的第九实施方式的单相电抗器的截面图。
图11是基于本发明的第十实施方式的单相电抗器的截面图。
图12是基于本发明的第十一实施方式的单相电抗器的截面图。
图13是表示包括本发明的单相电抗器的机械或装置的图。
图14A是现有技术中的单相电抗器的截面图。
图14B是图14A所示的单相电抗器的局部放大图。
图14C是表示图14A所示的单相电抗器的磁通的图。
图14D是表示图14A所示的单相电抗器的磁通的其它图。
图15是基于本发明的第十二实施方式的单相电抗器的截面图。
图16是基于本发明的第十二实施方式的其它单相电抗器的截面图。
图17A是基于本发明的第十三实施方式的单相电抗器的截面图。
图17B是基于本发明的第十三实施方式的其它单相电抗器的截面图。
图18是基于本发明的第十四实施方式的单相电抗器的截面图。
图19是基于本发明的第十五实施方式的单相电抗器的截面图。
图20是基于本发明的第十五实施方式的其它单相电抗器的截面图。
图21是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图22是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图23是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图24是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图25是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图26是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图27是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图28是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图29是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图30是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图31是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图32是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图33是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图34是本发明的另外的单相电抗器的截面图。
图35是表示现有技术中的单相电抗器的略图。
图36是表示如图1A所示的单相电抗器的略图。
图37是基于本发明的另外的实施方式的单相电抗器的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明实施方式。在下面的附图中，对相同的构件标注相同的参照标记。对这些附图适当变更了比例尺以易于理解。
图1A是基于本发明的第一实施方式的单相电抗器的截面图。并且，图1B是图1A所示的单相电抗器的局部放大图。图1C和图1D是表示图1A所示的单相电抗器的磁通的图。
如图1A所示，单相电抗器5包括外周部铁芯20以及与外周部铁芯20彼此磁耦合的四个铁芯线圈31～34。在图1A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。此外，外周部铁芯20也可以是圆形或其它多边形形状。这些铁芯线圈31～34沿单相电抗器5的周向等间隔地进行配置。此外，铁芯线圈只要沿周向进行配置即可，未必需要等间隔。
根据附图可知，各个铁芯线圈31～34包括沿径向延伸的铁芯41～44以及卷绕于该铁芯的线圈51～54。铁芯41～44各自的径向外侧端部与外周部铁芯20接触或者与外周部铁芯20形成为一体。
并且，铁芯41～44各自的径向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在图1A等中，铁芯41～44各自的径向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收敛，其顶端角度为约90度。此外，各个顶端角度与90度相比越大或越小，则间隙的面积越扩大，越容易在更少的电流下磁通饱和。而且，铁芯41～44的径向内侧端部隔着能够磁耦合的间隙101～104彼此分离。
换言之，在第一实施方式中，铁芯41的径向内侧端部隔着间隙101、104来与相邻的两个铁芯42、44各自的径向内侧端部彼此分离。其它铁芯42～44也同样。此外，理想的是，间隙101～104的尺寸彼此相等，但是也可以不相等。另外，在后述的实施方式中，有时省略间隙101～104的标记和铁芯线圈31～34等的标记。
因而，如图1A所示，在单相电抗器5的中心形成由间隙101～104构成的大致X字形状的单一的间隙。这些间隙101～104也沿单相电抗器5的周向等间隔地进行配置。
这样，在本发明中，不需要位于单相电抗器5的中心部的中心部铁芯，因此能够轻量且简易地构成单相电抗器5。并且，四个铁芯线圈31～34被外周部铁芯20包围，因此从线圈51～54产生的磁场也不会泄漏到外周部铁芯20的外部。另外，能够以低成本将间隙101～104设置为任意的厚度，因此与以往构造的电抗器相比在设计上有利。
另外，图1B中箭头B1、B2所示的磁通在间隙103附近从铁芯43泄漏并到达其它铁芯44。与此相对，箭头B3所示的磁通从铁芯43通过线圈53、54，因此在线圈53、54中产生涡流损耗。
在本发明中，将四个铁芯41～44沿周向等间隔地进行配置。因此，隔着间隙101～104中的各间隙相邻的两个铁芯的中心线所形成的角为90度。
与此相对，在现有技术中，如图14A等所示，两个铁芯的角度为180度。也就是说，在本发明中，相邻的两个铁芯的中心线所形成的角小于180度。因此，与现有技术的情况相比，在本发明中泄漏的磁通难以从间隙附近扩散，且容易进入相邻的最近的铁芯。
此外，图1C是通过仿真来表示图1A所示的单相电抗器的磁通的图。在图1C中，距离间隙101～104越远，则泄漏磁通密度越低。另外，在图1C中，使磁通如图1A那样流动，因此在中央部，磁通相互排斥，中央部的磁通密度最小。
而且，图1C的空白部分是从间隙101～104泄漏的磁通为0.03T以上的部分。这在图14C中也是同样的。将图1C与图14C进行比较可知，本发明图1C的线圈的空白部分比图14C所示的线圈的空白部分小。换言之，在本发明中，贯穿线圈的磁通密度低的部位的比例多，因此与现有技术的情况相比能够减少贯穿线圈的泄漏磁通。
并且，根据图1A和图1D可知，线圈51～54配置于外周部铁芯20的内表面附近。也就是说，本发明中的线圈51～54位于远离间隙101～104的位置。因而，根据图1D可知，从间隙101～104附近泄漏的磁通中的贯穿线圈51～54的泄漏磁通的比例变小。可知，其结果，能够减少线圈内部的涡流损耗。
并且，在本发明中，优选的是，通过使铁芯41～44的截面积变大来使间隙101～104的厚度变小。由此，从间隙附近泄漏的磁通减少，能够将线圈51～54的匝数也减少，因此能够进一步减少贯穿线圈51～54内的磁通。
另外，在图1A中，以使来自相向地配置的铁芯线圈31、33的组的磁通朝向单相电抗器5的中心流动、并且来自相向地配置的其它铁芯线圈32、34的组的磁通从中心向径向外侧流动的方式卷绕线圈51～54。然而，也可以是，以使从全部铁芯线圈31～34产生的磁通均去向单相电抗器5的中心的方式卷绕线圈51～54。在该情况下，能够将磁通相互抵消。
另外，图2是表示电流与时间之间的关系的图。图2的横轴表示时间，纵轴表示将利用二极管对三相交流电流进行全波整流后得到的电流向单相电抗器5的线圈流通时的电流。这种电流呈现如图2所示的行为。各仿真示出了输入图2的电流时的结果。
图3是基于本发明的第二实施方式的单相电抗器的截面图。在图3中，铁芯41～44分别在径向内侧端部的附近具备沿顺时针方向延伸的大致扇形的突起41p～44p。这些突起41p～44p在图1中彼此相邻的线圈的端面之间的区域中延伸。这些突起41p～44p所面对的其它铁芯41～44的顶端面的形状也构成为与突起41p～44p对应。
这些突起41p～44p与相邻的铁芯41～44之间的距离与图1的情况相同。另外，在图3中，铁芯41～44的形状也彼此相同。此外，突起41p～44p也可以沿逆时针的方向延伸。
在这种情况下，与图1的情况相比，间隙101～104的宽度(径向距离)变大。因此，可知能够提高电感。此外，在图3所示的实施方式中，铁芯41～44的形状彼此相同，但是它们也可以彼此不同。并且，间隙101～104也可以不是直线状而是曲线状。这种情况也包含在本发明的范围内。此外，在后述的其它实施方式中也同样。
图4是基于本发明的第三实施方式的单相电抗器的截面图。图4所示的单相电抗器5包括外周部铁芯20以及与外周部铁芯20彼此磁耦合的与前述同样的铁芯线圈31～36。铁芯线圈31～36分别包括沿径向延伸的铁芯41～46以及卷绕于该铁芯的线圈51～56。
图4所示的单相电抗器5的铁芯41～46各自的径向内侧端部的顶端角度为约60度。而且，铁芯41～46的径向内侧端部隔着能够磁耦合的间隙101～106彼此分离。这样，单相电抗器5也可以包括6以上的偶数的数量的铁芯线圈31～36。
在第三实施方式中，也能够得到与前述大致同样的效果，这是显而易见的。并且，在第三实施方式中，使铁芯线圈31～36的数量为6以上的偶数，因此针对一个相存在多个铁芯线圈。而且，通过将多个铁芯线圈彼此并联连接，能够减少各个铁芯线圈的线圈截面积。另外，通过将多个铁芯线圈彼此串联连接，能够使电感增加。
图5A是基于本发明的第四实施方式的单相电抗器的截面图。图5A所示的单相电抗器5中的铁芯线圈31～34的沿径向延伸的铁芯41～44分别包括位于径向内侧的第一铁芯部分41a～44a、位于径向外侧的第三铁芯部分41c～44c以及位于第一铁芯部分41a～44a与第三铁芯部分41c～44c之间的第二铁芯部分41b～44b。
在这些第一铁芯部分41a～44a与第二铁芯部分41b～44b之间形成有能够磁耦合的第一铁芯部分间隙111a～114a。同样地，在第二铁芯部分41b～44b与第三铁芯部分41c～44c之间形成有能够磁耦合的第二铁芯部分间隙111b～114b。并且，单相电抗器5包括卷绕于第二铁芯部分41b～44b和第三铁芯部分41c～44c的共用的线圈51～54。此外，也可以是，线圈51～54也卷绕于第一铁芯部分41a～44a。
在这种情况下，对于一个铁芯、例如铁芯41而言，原本仅是间隙101的间隙被分割为间隙101、第一铁芯部分间隙111a以及第二铁芯部分间隙111b，因此每一个间隙的厚度变小。该情况下的间隙的厚度是指将间隙分割后所得的间隙101、第一铁芯部分41a与第二铁芯部分41b之间的距离、以及第二铁芯部分41b与第三铁芯部分41c之间的距离。
在第四实施方式中，每一处的间隙的厚度变小，因此从间隙泄漏的磁通也变少。另外，铁芯41～44由第一铁芯部分41a～44a、第二铁芯部分41b～44b以及第三铁芯部分41c～44c构成，因此能够容易地组装单相电抗器5。因而，在图5A所示的实施方式中不需要对外周部铁芯20进行分割。此外，当然，铁芯41～44也可以分别由配置为一列的两个以上的铁芯部分构成。
并且，图5B是基于本发明的第四实施方式的其它单相电抗器的截面图。在图5B中，在图1A的间隙101～104的区域配置有追加铁芯41d～44d。追加铁芯41d～44d的截面为扇形。此外，追加铁芯41d～44d的截面也可以是等腰三角形。
铁芯41～44的径向内侧端部由两个顶端面构成。如图5B所示，追加铁芯41d～44d的两个平坦面各自与相邻的铁芯的顶端面彼此平行。而且，在追加铁芯41d～44d的平坦面与铁芯41～44的顶端面之间形成有能够磁耦合的间隙101a～104a、101b～104b。此外，在图5B中，铁芯41～44的两个顶端面所形成的角度小于60度，这是显而易见的。
图5B中的间隙的数量为八个，是图1A所示的情况下的间隙的数量的2倍。因而，能够使每一处的间隙的厚度、也就是说追加铁芯41d～44d的平坦面与铁芯41～44的顶端面之间的距离减半，因此能够使泄漏磁通减少。
图6是基于本发明的第五实施方式的单相电抗器的截面图。图6所示的单相电抗器5的铁芯线圈31～34包括沿径向延伸的铁芯41～44以及卷绕于该铁芯的线圈51～54。与前述的实施方式同样地，铁芯41～44各自的径向内侧端部隔着间隙101～104彼此相邻。
在第五实施方式中，在铁芯41～44的径向外侧端部与外周部铁芯20之间分别形成有能够磁耦合的外周部铁芯间隙111c～114c。在单相电抗器5动作时，在铁芯线圈31～34中产生热。在第五实施方式中，形成有外周部铁芯间隙111c～114c，因此具有从铁芯线圈31～34产生的热难以传递到外周部铁芯20的效果。
图7是基于本发明的第六实施方式的单相电抗器的截面图。图7所示的单相电抗器5的铁芯线圈31～34与参照图1进行了说明的铁芯线圈大致相同。在第六实施方式中，外周部铁芯20由多个、例如四个外周部铁芯部分21～24构成。在图7中，外周部铁芯部分21与铁芯41接触或构成为一体。同样地，外周部铁芯部分22～24分别与铁芯42～44接触或构成为一体。在图7所示的实施方式中，即使在外周部铁芯20大型的情况下，也能够容易地制造这种外周部铁芯20。
图8是基于本发明的第七实施方式的单相电抗器的截面图。在第七实施方式中，在外周部铁芯部分21与外周部铁芯部分22之间形成有能够磁耦合的外周部铁芯部分间隙61。同样地，在外周部铁芯部分22与外周部铁芯部分23之间、外周部铁芯部分23与外周部铁芯部分24之间以及外周部铁芯部分24与外周部铁芯部分21之间，分别形成有能够磁耦合的外周部铁芯部分间隙62～64。
换言之，外周部铁芯部分21～24分别以彼此隔着外周部铁芯部分间隙61～64的方式进行配置。在这种情况下，能够通过调整外周部铁芯部分21～24的长度来调整外周部铁芯部分间隙61～64。可知，其结果，能够调整单相电抗器5的电感失衡。
图8所示的单相电抗器5仅在具有外周部铁芯部分间隙61～64这方面与图7所示的单相电抗器5不同。换言之，在第六实施方式中，在相邻的外周部铁芯部分21～24之间未形成外周部铁芯部分间隙61～64。在图7和图8所示的实施方式中，即使在外周部铁芯20大型的情况下，也能够容易地制造这种外周部铁芯20。
图9是基于本发明的第八实施方式的单相电抗器的截面图。图9所示的单相电抗器5与图1A所示的单相电抗器5大致相同，因此省略详细的说明。然而，在图9中，铁芯线圈31、34的线圈51、54的截面积比铁芯线圈32、33的线圈52、53的截面积大。并且，铁芯线圈31、34的铁芯41、44比铁芯线圈32、33的铁芯42、43窄。此外，间隙101～104的尺寸彼此相等。
换言之，如图9中双点划线所示，单相电抗器5包括由两个铁芯线圈31、34构成的第一组以及由其它两个铁芯线圈32、33构成的第二组。第一组和第二组分别包括四个铁芯线圈31～34中的彼此相邻的两个铁芯线圈。在图9所示的单相电抗器5中，在第一组与第二组之间，铁芯的尺寸以及线圈的截面积和匝数彼此不同。此外，也可以使单相电抗器5的第一组中的间隙的尺寸与第二组中的间隙的尺寸不同。
因此，在图9所示的实施方式中，在一个单相电抗器5内实质上包含特性不同的两个电抗器。因而，能够减少用于设置特性不同的两个电抗器的设置空间。另外，可知能够通过将两个电抗器彼此串联或并联地连接来调整电感值。
并且，图10是基于本发明的第九实施方式的单相电抗器的截面图。图10所示的单相电抗器5与图4所示的单相电抗器5大致相同。然而，图10所示的单相电抗器5的铁芯41、42比其它铁芯45、46宽，铁芯45、46比其它铁芯43、44宽。并且，卷绕于铁芯41、42的线圈51、52的截面积比卷绕于其它铁芯45、46的线圈55、56的截面积小，线圈55、56的截面积比卷绕于其它铁芯43、44的线圈53、54的截面积小。
因而，如图10中双点划线所示，单相电抗器5包括由两个铁芯线圈31、32构成的第一组、由其它两个铁芯线圈33、34构成的第二组以及由另外的铁芯线圈35、36构成的第三组。第一组～第三组分别包括六个铁芯线圈31～36中的彼此相邻的两个铁芯线圈。
在图10所示的单相电抗器5中，在第一组～第三组之间，铁芯的尺寸以及线圈的截面积和匝数彼此不同。此外，也可以使单相电抗器5的第一组中的间隙的尺寸与其它组中的间隙的尺寸不同。由于是这种结构，因此可知能够得到与图9所示的情况同样的效果。另外，也可以是，在一个单相电抗器5内包含特性不同或特性相同的四个以上的电抗器、也就是说四个以上的前述的组。在该情况下也能够得到同样的效果，这是显而易见的。
图11是基于本发明的第十实施方式的单相电抗器的截面图。图11所示的单相电抗器5与参照图1A进行了说明的单相电抗器5大致相同，因此省略再次的说明。如图11所示，在单相电抗器5的间隙101～104中填充有树脂制的间隙件71。
在该情况下，能够通过只是将树脂填充到间隙101～104中并使其固化来制作间隙件71。因此，能够容易地制作间隙件71。此外，也可以是，预先制作与图11所示的间隙件71同样的大致X字形状或L字形状或板状的间隙件71，将该间隙件71插入到间隙101～104来代替填充树脂。在这种情况下，间隙件71抑制与间隙101～104接触的铁芯的振动，因此能够减少从铁芯产生的噪音。关于图5A所示的铁芯部分间隙和图8所示的外周部铁芯间隙，也能够同样地通过填充树脂来容易地制作间隙件，能够得到同样的效果，这是显而易见的。
并且，图12是基于本发明的第十一实施方式的单相电抗器的截面图。图12所示的单相电抗器5与参照图1A进行了说明的单相电抗器5大致相同，因此省略再次的说明。如图12所示，单相电抗器5的外周部铁芯20的内部被树脂制的绝缘件72所填充。
在该情况下，也能够通过只是将树脂填充到外周部铁芯20的内部并使其固化来容易地制作绝缘件72。在这种情况下，绝缘件72抑制铁芯线圈31～34、外周部铁芯20的振动，由此能够减少所产生的噪音。并且，在图12所示的实施方式中，也能够促进铁芯线圈31～34与外周部铁芯20之间的温度平衡。
另外，图15和图16是基于本发明的第十二实施方式的单相电抗器的截面图。在这些附图中，示出了大致正方形的单相电抗器5。如图所示，彼此相向的铁芯42、44为与前述同样的形状。
与此相对，在彼此相向的其它铁芯41、43的顶端，设置有比铁芯41、43的主要部分宽的宽部41e、43e。这些宽部41e、43e的形状相当于菱形的一部分。但是，宽部41e、43e也可以是其它形状。
如图所示，在铁芯41、43的宽部41e、43e与铁芯42、44之间形成有能够磁耦合的间隙101～104。而且，图15所示的间隙101～104的总长与同形状的不具有宽部的其它电抗器的间隙的总长相比长。因而，在使间隙的总长变长的情况下，能够提高电感。
另外，在图16所示的单相电抗器5中，彼此相向的铁芯41、43整体都比彼此相向的其它铁芯42、44宽。因此，在图16中，彼此相向的铁芯41、43的顶端变得平坦，在铁芯41、43之间形成有追加间隙105。
因此，图16所示的电抗器5的间隙101～104和追加间隙105的总长与铁芯41、43的宽度等于铁芯42、44的宽度的情况下的电抗器5的间隙的总长相比长。同样地，在该情况下能够提高电感。
并且，图17A和图17B是基于本发明的第十三实施方式的单相电抗器的截面图。图17A和图17B所示的电抗器5与图15所示的电抗器5大致相同。
但是，在图17A中，宽部41e、43e分别能够从铁芯41、43的主要部分分离。此外，宽部41e、43e与铁芯41、43的主要部分彼此抵接，在它们之间未形成间隙。
在这种情况下，能够在卸下宽部41e、43e的状态下将线圈51、53卷绕于铁芯41、43的主要部分。并且，如通常那样将线圈52、54卷绕于铁芯42、44。之后，从上方插入宽部41e、43e，由此能够制作如图15所示的电抗器5。
在未卸下宽部41e、43e的状态下将线圈卷绕于铁芯41、43上是困难的。因此，可知在图17A所示的结构中能够容易地进行电抗器5的组装。
同样地，在图17B中，铁芯41、43本身能够从外周部铁芯20分离。铁芯41、43与外周部铁芯20彼此抵接，在它们之间未形成间隙。
在该情况下，将铁芯41、43从电抗器5卸下，将线圈51、53卷绕于铁芯41、43的基端部分。并且，如通常那样将线圈52、54卷绕于铁芯42、44。之后，将带线圈51、53的铁芯41、43从上方插入，由此能够制作如图15所示的电抗器5。在该情况下，也同样能够容易地组装电抗器5，这是显而易见的。
并且，图18是基于本发明的第十四实施方式的单相电抗器的截面图。图18是与图1同样的附图。然而，在图18中，图1所示的线圈52、54被去除。因而，在图18中，带线圈51、53的铁芯41、43与无线圈的铁芯42、44交替地进行配置。
同样地，也可以是，在前述的其它电抗器5中也从一部分铁芯去除线圈。但是，在该情况下，带线圈的铁芯与无线圈的铁芯未必需要交替地进行配置。这种结构也包含在本发明的范围内，能够得到与前述大致同样的效果，这是显而易见的。
并且，图19和图20是基于本发明的第十五实施方式的单相电抗器的截面图。在图19所示的电抗器5中，带由菱形的一部分构成的宽部41e、43e的铁芯41、43彼此相向。在这些铁芯41、43上分别卷绕有线圈51、53。而且，铁芯41、43未被分割，是单一构件。
其它铁芯42、44分别由U字形状部分42h、44h以及容纳于U字形状部分42h、44h的容纳部分42g、44g构成。此外，在铁芯41、43的宽部41e、43e的边与铁芯42、44之间形成有能够磁耦合的间隙。在图19中，带宽部41e、43e的铁芯41、43与其它铁芯42、44交替地进行配置。
图20所示的电抗器5与图19所示的电抗器大致相同。然而，图20所示的铁芯42、44的形状与图19所示的铁芯42、44的形状不同。图20所示的铁芯42、44由中央部分42i、44i以及与中央部分的两侧面结合的侧方部分42j、42k、44j、44k构成。
如图19和图20所示，也可以是，电抗器5呈线对称，带宽部41e、43e的铁芯41、43与其它形状的铁芯42、44交替地进行配置。并且也可以是，线圈也卷绕于铁芯42、44。或者也可以是，线圈仅卷绕于铁芯42、44，去除线圈51、53。并且，也可以如前所述那样，一部分铁芯42、44能够分割为多个构件。这种情况也包含在本发明的范围内。
另外，图21是本发明的其它单相电抗器的截面图。如图21所示，单相电抗器5包括外周部铁芯20以及与外周部铁芯20彼此磁耦合的四个铁芯线圈31～34。并且，在单相电抗器5的中心处配置有正方形的中心部铁芯80。此外，中心部铁芯80不需要是正方形，优选呈线对称或旋转对称。另外，铁芯线圈只要沿周向进行配置即可，未必需要等间隔。
根据附图可知，各个铁芯线圈31～34包括沿径向延伸的铁芯41～44以及卷绕于该铁芯的线圈51～54。铁芯41～44各自的径向外侧端部与外周部铁芯20接触或与外周部铁芯20形成为一体。
并且，铁芯41～44各自的径向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在图21中，铁芯41～44各自的径向内侧端部是平坦的。而且，铁芯41～44的径向内侧端部隔着能够磁耦合的间隙101～104来与中心部铁芯80相邻。此外，间隙101～104的尺寸彼此相等。
在该情况下，四个铁芯线圈31～34被外周部铁芯20包围，因此从线圈51～54产生的磁场不会泄漏到外周部铁芯20的外部。另外，包括中心部铁芯80的后述的电抗器具有与不具备中心部铁芯80的前述的电抗器大致同样的效果。
并且，图21所示的电抗器和后述的其它实施例的电抗器具有能够通过变更中心部铁芯80的尺寸来调整电感的效果。也就是说，能够以低成本将间隙101～104设置为任意的厚度，因此与以往构造的电抗器相比在设计上有利。
并且，图22是本发明的另外的单相电抗器的截面图。在下面的实施例中，也能够得到与图21所示的电抗器5大致同样的效果。图22所示的单相电抗器5的铁芯41～44的径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。
另外，在单相电抗器5的中心配置有中心部铁芯80。如图所示，中心部铁芯80为具备四个延长部81～84的大致X字形状。并且，铁芯41～44分别在径向内侧端部的附近具备沿顺时针方向延伸的大致扇形的突起41p～44p。这些突起41p～44p在图1中彼此相邻的线圈的端面之间的区域中延伸。这些突起41p～44p所面对的其它铁芯41～44的顶端面的形状也构成为与突起41p～44p对应。此外，突起41p～44p也可以沿逆时针的方向延伸。
而且，延长部81～84各自的两侧面与铁芯41～44的径向内侧端部相邻。而且，在中心部铁芯80的延长部81～84的两侧面与铁芯41～44之间形成有能够磁耦合的间隙。因而，间隙的总长变长，其结果，能够提高电感。
图23是本发明的另外的单相电抗器的截面图。铁芯41～44的径向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收敛，其顶端角度为约90度。但是，如图所示，铁芯41、43比其它铁芯42、44宽。
并且，图23所示的电抗器5包括具备四个延长部81～84的大致X字形状的中心部铁芯80。以使铁芯41～44的径向内侧端部容纳于相邻的两个延长部81～84之间的方式形成中心部铁芯80。而且，在中心部铁芯80的延长部81～84的两侧面与铁芯41～44之间形成有能够磁耦合的间隙。因此，可知能够得到与前述同样的效果。
并且，图24是本发明的另外的单相电抗器的截面图。图24所示的单相电抗器5包括外周部铁芯20、大致六边形状的中心部铁芯80以及与前述同样的铁芯线圈31～36。铁芯线圈31～36分别包括沿径向延伸的铁芯41～46以及卷绕于该铁芯的线圈51～56。
图24所示的单相电抗器5的铁芯41～46各自的径向内侧端部是平坦的。而且，铁芯41～46的径向内侧端部隔着能够磁耦合的间隙101～106来与中心部铁芯80相邻。这样，单相电抗器5也可以包括6以上的偶数的数量的铁芯线圈31～36。
图25是本发明的另外的单相电抗器的截面图。图25所示的单相电抗器5中的铁芯线圈31～34的沿径向延伸的铁芯41～44分别包括位于径向内侧的第一铁芯部分41c～44c以及位于径向外侧的第三铁芯部分41b～44b。
在中心部铁芯80与第三铁芯部分41b～44b之间形成有能够磁耦合的铁芯部分间隙111a～114a。并且，在第一铁芯部分41c～44c与第三铁芯部分41b～44b之间形成有能够磁耦合的铁芯部分间隙111b～114b。
在这种情况下，针对一个铁芯、例如铁芯41形成第一铁芯部分间隙111a和第二铁芯部分间隙111b，因此每一个间隙的厚度变小。由于间隙的厚度变小，因此从间隙泄漏的磁通也变少。另外，铁芯41～44由多个铁芯部分构成，因此能够容易地组装单相电抗器5。此外，当然，铁芯41～44也可以分别由配置为一列的三个以上的铁芯部分构成。
图26是本发明的另外的单相电抗器的截面图。在图26中，在彼此相邻的两个铁芯41～44之间配置有追加铁芯41d～44d。追加铁芯41d～44d的截面为扇形的一部分。此外，追加铁芯41d～44d的截面也可以是等腰三角形。
铁芯41～44的径向内侧端部包括两个顶端面以及两个顶端面之间的平坦面。如图26所示，追加铁芯41d～44d的两个平坦面各自与相邻的铁芯的顶端面彼此平行。在追加铁芯41d～44d的平坦面与铁芯41～44的顶端面之间形成有能够磁耦合的间隙101a～104a、101b～104b。并且，在铁芯41～44的平坦面与中心部铁芯80之间也形成有能够磁耦合的间隙101～104。并且，在追加铁芯41d～44d的顶端与中心部铁芯80之间也形成有能够磁耦合的间隙(未标记)。
在图26中，间隙总长增加，因此能够使电感变大。并且，在该情况下，能够使每一处间隙的厚度变小，因此能够进一步减少泄漏磁通。
并且，图27是本发明的另外的单相电抗器的截面图。在图27所示的单相电抗器5中，在铁芯41～44的径向外侧端部与外周部铁芯20之间分别形成有能够磁耦合的外周部铁芯间隙111c～114c。在单相电抗器5动作时，在铁芯线圈31～34中产生热。在本实施方式中，形成有外周部铁芯间隙111c～114c，因此具有从铁芯线圈31～34产生的热难以传递到外周部铁芯20的效果。
图28是基于本发明的第六实施方式的单相电抗器的截面图。在图28所示的单相电抗器5中，外周部铁芯20由多个、例如四个外周部铁芯部分21～24构成。在图28中，外周部铁芯部分21与铁芯41接触或构成为一体。同样地，外周部铁芯部分22～24分别与铁芯42～44接触或构成为一体。在图28所示的实施方式中，即使在外周部铁芯20大型的情况下，也能够容易地制造这种外周部铁芯20。
图29是本发明的其它单相电抗器的截面图。在图29所示的电抗器5中，外周部铁芯部分21～24分别隔着外周部铁芯部分间隙61～64进行配置。在这种情况下，能够通过调整外周部铁芯部分21～24的长度来调整外周部铁芯部分间隙61～64。可知，其结果，能够调整单相电抗器5的电感失衡。
图29所示的单相电抗器5仅在具有外周部铁芯部分间隙61～64这方面与图28所示的单相电抗器5不同。在图28和图29所示的实施方式中，即使在外周部铁芯20大型的情况下，也能够容易地制造这种外周部铁芯20。
图30是本发明的另外的单相电抗器的截面图。在图30所示的单相电抗器5中，铁芯线圈31、34的线圈51、54的截面积比铁芯线圈32、33的线圈52、53的截面积大。并且，铁芯线圈31、34的铁芯41、44比铁芯线圈32、33的铁芯42、43窄。此外，间隙101～104的尺寸彼此相等。
换言之，如图30中双点划线所示，单相电抗器5包括由两个铁芯线圈31、34构成的第一组以及由其它两个铁芯线圈32、33构成的第二组。第一组和第二组分别包括四个铁芯线圈31～34中的彼此相邻的两个铁芯线圈。在图30所示的单相电抗器5中，在第一组与第二组之间，铁芯的尺寸以及线圈的截面积和匝数彼此不同。此外，也可以使单相电抗器5的第一组中的间隙的尺寸与第二组中的间隙的尺寸不同。
因而，在一个单相电抗器5内实质上包含特性不同的两个电抗器。因而，能够减少用于设置特性不同的两个电抗器的设置空间。另外，可知能够通过将两个电抗器彼此串联或并联地连接来调整电感值。
并且，图31是本发明的另外的单相电抗器的截面图。图31所示的单相电抗器5的铁芯41、42比其它铁芯45、46宽，铁芯45、46比其它铁芯43、44宽。并且，卷绕于铁芯41、42的线圈51、52的截面积比卷绕于其它铁芯45、46的线圈55、56的截面积小，线圈55、56的截面积比卷绕于其它铁芯43、44的线圈53、54的截面积小。
因而，如图31中双点划线所示，单相电抗器5包括由两个铁芯线圈31、32构成的第一组、由其它两个铁芯线圈33、34构成的第二组以及由另外的铁芯线圈35、36构成的第三组。第一组～第三组分别包括六个铁芯线圈31～36中的彼此相邻的两个铁芯线圈。
在图31所示的单相电抗器5中，在第一组～第三组之间，铁芯的尺寸以及线圈的截面积和匝数彼此不同。此外，也可以使单相电抗器5的第一组中的间隙的尺寸与其它组中的间隙的尺寸不同。由于是这种结构，因此可知能够得到与图30所示的情况同样的效果。另外，也可以在一个单相电抗器5内包含特性不同或特性相同的四个以上的电抗器、也就是说四个以上的前述的组。在该情况下也能够得到同样的效果，这是显而易见的。
另外，图32和图33是本发明的另外的单相电抗器的截面图。在这些附图中，示出了大致正方形的单相电抗器5。如图所示，彼此相向的铁芯42、44为与前述同样的形状。
与此相对，在彼此相向的其它铁芯41、43的顶端，设置有比铁芯41、43的主要部分宽的宽部41e、43e。这些宽部41e、43e的形状相当于菱形的一部分。但是，宽部41e、43e也可以是其它形状。
在铁芯41、43的宽部41e、43e与铁芯42、44之间形成有能够磁耦合的间隙101～104。并且，在铁芯41、43的宽部41e、43e与中心部铁芯80之间、以及铁芯42、44与中心部铁芯80之间也形成有能够磁耦合的间隙121a～124a。图32所示的间隙101～104和间隙121a～124a的总长与同形状的不具有宽部的其它电抗器的间隙的总长相比长。
另外，在图33所示的单相电抗器5中，彼此相向的铁芯41、43整体都比彼此相向的其它铁芯42、44宽。而且，在图33中的电抗器5的彼此相向的铁芯41、43的平坦面形成有凹部，在这些凹部配置有中心部铁芯80。因此，在中心部铁芯80与铁芯41、43之间形成有矩形的追加间隙105。
因此，图33所示的电抗器5的间隙101～104和追加间隙105的总长与铁芯41、43的宽度等于铁芯42、44的宽度的情况下的电抗器5的间隙的总长相比长。如图32和图34所示，在使间隙的总长变大的情况下，能够提高电感。
此外，也可以在具备中心部铁芯80的电抗器5中配置参照图11和图12进行了说明的间隙件71、72。
并且，图34是本发明的另外的单相电抗器的截面图。图34是与图21同样的附图。然而，在图34中，图21所示的线圈52、54被去除。因而，在图34中，带线圈51、53的铁芯41、43与无线圈的铁芯42、44交替地进行配置。
同样地，也可以是，在前述的其它电抗器5中，也从一部分铁芯去除线圈。但是，在该情况下，带线圈的铁芯与无线圈的铁芯未必需要交替地进行配置。这种结构也包含在本发明的范围内，能够得到与前述大致同样的效果，这是显而易见的。
另外，图35是表示现有技术中的单相电抗器的略图。在图35所示的单相电抗器100中，在大致C字形状的两个铁芯150、160之间配置有线圈171、172。因此，线圈171、172彼此平行地进行配置。
在图35中，当磁通如宽箭头所示那样流过相邻的两个线圈时，线圈的外侧的磁通如窄箭头所示那样彼此抵消地进行作用。由此，存在以下倾向：磁阻增加，因此图35所示的单相电抗器100的电感值大于理论值。
图36是表示如图1A所示的单相电抗器的略图。在该情况下，相邻的两个线圈、例如线圈52、53彼此不平行，而是形成约90°的角度。因此，即使磁通如宽箭头所示那样流过相邻的两个线圈，线圈的外侧的磁通也如窄箭头所示那样不会彼此抵消。因而，在本发明的单相电抗器5中磁阻不增加。因此，本发明中的单相电抗器5的电感值与理论值大致相同。相邻的两个线圈所形成的角越大，则这种电感值与理论值越接近，这是显而易见的。
当在相邻的两个线圈之间配置铁芯时，电感值进一步与理论值接近。因此，优选的是，在图36所示的区域A等配置追加的铁芯。在此，图37是基于本发明的另外的实施方式的单相电抗器的截面图。在图37中，在与图36的区域A对应的场所配置有截面为等腰三角形的追加铁芯45。如图所示，追加铁芯45的截面的夹着顶角的边与线圈51、54的厚度大致相等。换言之，在图36的铁芯线圈的配置中，在相邻的铁芯线圈的外侧的最近处配置铁芯，由此在相邻的铁芯线圈的外侧流动的磁通不相互阻碍，能够进行使相邻的两个铁芯线圈如同一个铁芯线圈那样的磁通的增减。此时，与图35的铁芯线圈的配置相比，电流波形一个周期中的各相的电感的变动平缓，因此能够减少铁芯材料的磁滞损耗。
在图37中，线圈51、54与外周部铁芯20的内表面接触。因此，线圈51、54被铁芯41、44、外周部铁芯20以及追加铁芯45包围。换言之，线圈51、54的截面中的三边与铁芯41、44、外周部铁芯20以及追加铁芯45接触。可知，在这种情况下，前述的效果高。此外，也可以是，在图37所示的单相电抗器5中，在线圈51～54之间的至少两个区域配置有追加铁芯45。追加铁芯45也可以与外周部铁芯20成一体。
图13是表示包括本发明的单相电抗器的机械或装置的图。在图13中，单相电抗器5被使用于电动机驱动装置。而且，机械或装置包含这种电动机驱动装置。
另外，根据图13可知，单相电抗器5也可以包含于用于利用太阳能发电等来从直流变换为交流的整流装置。而且，这种整流装置也可以配备于充电装置、例如汽车用的充电装置。可知，在这种情况下，能够容易地提供包括单相电抗器5的电动机驱动装置、整流装置、机械、充电装置等。另外，将前述的实施方式中的几个实施方式适当组合是包含在本发明的范围内的。
公开的内容
根据第一方式，提供一种单相电抗器，该单相电抗器具备外周部铁芯以及与所述外周部铁芯的内表面接触或者与该内表面结合的至少四个铁芯线圈，所述至少四个铁芯线圈分别包括铁芯以及卷绕于该铁芯的线圈，在所述至少四个铁芯线圈中的彼此相邻的两个铁芯线圈之间形成有能够磁耦合的间隙。
根据第二方式，在第一方式中，所述至少四个铁芯线圈的数量为6以上的偶数。
根据第三方式，在第一方式或第二方式中，所述至少四个铁芯线圈的所述铁芯由多个铁芯部分构成。
根据第四方式，在第三方式中，在所述多个铁芯部分之间形成有能够磁耦合的铁芯部分间隙。
根据第五方式，在第一方式至第四方式中的任一个方式中，在所述至少四个铁芯线圈的所述铁芯与所述外周部铁芯之间形成有能够磁耦合的外周部铁芯间隙。
根据第六方式，在第一方式至第五方式中的任一个方式中，所述外周部铁芯由多个外周部铁芯部分构成。
根据第七方式，在第六方式中，在所述多个外周部铁芯部分中的彼此相邻的外周部铁芯部分之间形成有外周部铁芯部分间隙。
根据第八方式，在第一方式至第七方式中的任一个方式中，所述单相电抗器包括由至少两个铁芯线圈构成的第一组以及由其它至少两个铁芯线圈构成的第二组。
根据第九方式，在第八方式中，所述单相电抗器具有3组以上的由至少两个铁芯线圈构成的组。
根据第十方式，在第一方式至第九方式中的任一个方式中，在所述单相电抗器的所述间隙、所述铁芯部分间隙以及所述外周部铁芯间隙中的至少一个，插入有或填充有非磁性材料的间隙件或绝缘纸或树脂。
根据第十一方式，在第一方式至第九方式中的任一个方式中，在所述单相电抗器的所述外周部铁芯的内侧，填充有非磁性材料的间隙件或绝缘件或树脂。
根据第十二方式，提供一种具备第一方式至第十一方式中的任一个方式的单相电抗器的电动机驱动装置。
根据第十三方式，提供一种具备第一方式至第十一方式中的任一个方式的单相电抗器的机械。
根据第十四方式，提供一种具备第一方式至第十一方式中的任一个方式的单相电抗器的整流装置。
根据第十五方式，提供一种具备第十四方式的整流装置的充电装置。
方式的效果
在第一方式中，能够磁耦合的间隙被配置于单相电抗器的中心附近。而且，隔着间隙相邻的铁芯所形成的角小于180度。因此，从铁芯泄漏的磁通容易进入相邻的最近的其它铁芯，与现有技术的情况相比，能够减少贯穿线圈的泄漏磁通。并且，能够将线圈配置于远离间隙附近的位置，因此能够减少从间隙附近泄漏的磁通中的贯穿绕线的泄漏磁通的比例。其结果，能够减少线圈内部的涡流损耗。
在第二方式中，使铁芯线圈的数量为6以上的偶数，因此针对一个相存在多个铁芯线圈。而且，通过将多个铁芯线圈彼此并联连接，能够减少各个铁芯线圈的线圈截面积。另外，能够通过将多个铁芯线圈彼此串联连接或并联连接来调整电感。
在第三方式中，铁芯由多个铁芯部分构成，因此能够使电抗器的组装容易。
在第四方式中，形成有铁芯线圈之间的间隙以及多个铁芯部分之间的铁芯部分间隙这两方，因此能够使每一处的间隙的尺寸变小。这样一来，能够使从间隙泄漏的磁通变少，因此能够减少因泄漏磁通引起的线圈内的涡流损耗。
在第五方式中，在外周部铁芯与铁芯线圈之间形成有外周部铁芯间隙，因此从铁芯线圈产生的热难以传递到外周部铁芯。
在第六方式中，将外周部铁芯分割为多个，因此即使在外周部铁芯大型的情况下，也能够容易地制造外周部铁芯。
在第七方式中，能够通过调整外周部铁芯部分间隙来容易地调整电感失衡。
在第八方式中，在一个单相电抗器内包含两个单相电抗器，因此在需要两个单相电抗器的情况下能够减少设置空间。另外，能够通过将这些单相电抗器彼此并联或串联地连接来调整电感值。
在第九方式中，在一个单相电抗器内包含三个以上的单相电抗器，因此在需要设置三个以上的单相电抗器的情况下能够减少设置空间。另外，能够通过将三个以上的单相电抗器彼此并联或串联地连接来调整电感值。
在第十方式中，能够抑制与间隙接触的铁芯的振动并且减少从铁芯产生的噪音。
在第十一方式中，能够促进铁芯线圈与外周部铁芯之间的温度平衡并且减少从铁芯线圈、外周部铁芯产生的噪音。
在第十二方式和第十三方式中，能够容易地提供包括单相电抗器的电动机驱动装置以及包括单相电抗器的机械。
在第十四方式和第十五方式中，能够容易地提供整流装置以及包括所述整流装置的充电装置，该整流装置的特征在于，单相电抗器被设置为整流装置的交流侧的交流电抗器、直流侧的平滑电抗器、或构成LC滤波器的电抗器中的至少一个电抗器。
使用典型的实施方式说明了本发明，但是本领域技术人员应该能够理解，能够不脱离本发明的范围地进行前述的变更以及各种其它变更、省略、追加。