本发明涉及一种由第一铁芯块和第二铁芯块构成的铁芯。
背景技术：
在以往技术的铁芯中，在第一铁芯块和第二铁芯块之间配置有间隙材料(例如参照日本特开昭59-15363号公报、日本特开昭59-19457号公报以及日本特开平2-15301号公报)。
技术实现要素：
间隙材料通常由树脂材料制成，因此，间隙材料的尺寸公差比较大，为±0.1mm左右。与此相对，在第一铁芯块和第二铁芯块之间的间隙为1mm～2mm左右的情况下，间隙材料的尺寸公差对含有铁芯的电抗器等的电感施加的影响较大。
此外，间隙材料大多利用粘接剂、带固定于铁芯块。也就是说，间隙材料并不是直接地牢固地固定于铁芯块，这成为噪声、振动的原因。并且，在因利用螺栓等固定间隙材料而在铁芯形成贯通孔的情况下，存在铁损增加的问题。
因此，期望提供一种不会增加噪声、振动以及铁损而能够减小对电感施加的影响的铁芯。
根据本公开的第一技术方案中，提供一种铁芯，该铁芯具有：第一铁芯块和第二铁芯块，所述第一铁芯块和所述第二铁芯块空开间隙地互相配置；以及紧固件，其配置在所述间隙，将所述第一铁芯块和所述第二铁芯块互相紧固，该紧固件由非磁性体构成。
根据第二技术方案，在第一技术方案中，在所述第一铁芯块和所述第二铁芯块中的至少一者形成有与所述紧固件相对应的凹部。
根据第三技术方案，在第一个或第二技术方案中，面对所述间隙的所述第一铁芯块的一部分和所述第二铁芯块的一部分中的至少一者包括用于扩张所述一部分的所述间隙的间隙扩张部分。
根据第四技术方案，在第一～第三技术方案中的任一个技术方案中包括用于防止所述紧固件在所述间隙内旋转的旋转防止部。
根据第五技术方案，在第一～第四技术方案中的任一个技术方案中，多个所述第二铁芯块配置在环状的所述第一铁芯块的内侧，在所述多个第二铁芯块分别卷绕有线圈。
根据第六技术方案，在第五技术方案中，卷绕有所述线圈的所述多个第二铁芯块的数量是3的倍数。
根据第七技术方案，在第五技术方案中，卷绕有所述线圈的所述多个第二铁芯块的数量是4以上的偶数。
在第一技术方案中，由于使用紧固件将第一铁芯块和第二铁芯块互相紧固，因此不会增加噪声、振动以及铁损。此外，由于不必对铁芯块实施特别的机械加工，因此也没有对电感的影响。
在第二技术方案中，能够不考虑间隙的尺寸地使用所期望的尺寸的紧固件。此外，凹部是与紧固件相对应的最小的形状，因此能够减小对电感的影响。
在配置紧固件的情况下，与铁芯块的流经主磁通的面积(截面积)相比较，间隙的面积减小。在第三技术方案中，通过设置间隙扩张部分，能够将减小了的间隙的面积填补。
在第四技术方案中，利用旋转防止部防止紧固件旋转。因此能够防止紧固件松动。旋转防止部例如优选为突起，旋转防止部也可以包括用于容纳这样的突起的凹部。此外，旋转防止部也可以设于紧固件，此外，也可以设于第一铁芯块和第二铁芯块。
在第五技术方案中，能够在电抗器中使用铁芯。
在第六技术方案中，能够在三相电抗器中使用铁芯。
在第七技术方案中，能够在单相电抗器中使用铁芯。
从附图所示的本发明的典型的实施方式的详细的说明中能够进一步明确本发明的这些目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点。
附图说明
图1是含有基于第一实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。
图2a是第一实施方式的紧固件及其周围的局部放大侧剖视图。
图2b是沿图2a的线a-a的剖视图。
图2c是表示紧固件的一例的图。
图2d是表示紧固件的其他的例子的图。
图2e是表示紧固件的又一个其他的例子的图。
图3是第二实施方式的铁芯块的剖视图。
图4a是用于说明以往技术的铁芯块的俯视图。
图4b是第三实施方式的铁芯块的俯视图。
图4c是用于说明以往技术的其他的铁芯块的俯视图。
图4d是第三实施方式的其他的铁芯块的俯视图。
图5a是第四实施方式的铁芯块的剖视图。
图5b是第四实施方式的铁芯块的其他的剖视图。
图6是含有铁芯的其他的电抗器的剖视图。
图7是含有铁芯的又一个其他的电抗器的剖视图。
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，对相同的构件标注相同的参照附图标记。为了易于理解，将这些附图的比例尺进行了适当变更。
图1是含有基于第一实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。如图1所示，电抗器5包括截面呈六边形的外周部铁芯20以及与外周部铁芯20的内表面相接触或者与外周部铁芯20的内表面相结合的、至少三个铁芯线圈31～铁芯线圈33。另外，外周部铁芯20也可以是圆形或者其他的多边形形状。
铁芯线圈31～铁芯线圈33分别包括铁芯41～铁芯43以及卷绕于铁芯41～铁芯43的线圈51～线圈53。另外，外周部铁芯20和铁芯41～铁芯43通过将多个铁板、碳钢板、电磁钢板、非晶形层叠而制成，或者由压粉铁芯、铁氧体这样的磁性材料制成。铁芯线圈31～铁芯线圈33的数量也可以是3的倍数，在这样的情况下，能够在三相电抗器中使用铁芯20和铁芯41～铁芯43的组。
并且，铁芯41～铁芯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，其顶端角度大约为120度。并且，铁芯41～铁芯43的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101a～间隙103a互相分离。换言之，在第一实施方式中，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101a、间隙103a与相邻的两个铁芯42、铁芯43的各自的半径方向内侧端部互相分离。其他的铁芯42～铁芯43也同样。
并且，铁芯41～铁芯43是彼此相同的尺寸，等间隔地配置在外周部铁芯20的周向上。在图1中，在铁芯41～铁芯43的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20之间形成有能够磁连结的间隙101b～间隙103b。
另外，理想的是，间隙101a～间隙103a的尺寸彼此相等，但也可以不相等。间隙101b～间隙103b也同样。此外，在后述的实施方式中，有时省略间隙101a～间隙103a等的标记以及铁芯线圈31～铁芯线圈34等的标记。
这样，在第一实施方式中，将铁芯线圈31～铁芯线圈33配置在外周部铁芯20的内侧。换言之，铁芯线圈31～铁芯线圈33被外周部铁芯20包围。因此，能够减少来自线圈51～线圈53的磁通向外周部铁芯20的外部的泄漏。
并且，在铁芯41～铁芯43和外周部铁芯20之间配置有紧固件61～紧固件63。紧固件61～紧固件63的中心位于间隙101b～间隙103b。这些紧固件61～紧固件63起到将铁芯41～铁芯43分别与外周部铁芯20互相紧固的作用。
并且，在电抗器5的中心配置有紧固件60。紧固件60的中心位于间隙101a～间隙103a的交点。紧固件60起到将铁芯41～铁芯43互相紧固的作用。紧固件由非磁性材料、例如sus、铝等制成。
图2a是第一实施方式的紧固件及其周围的局部放大侧剖视图，图2b是沿图2a的线a-a的剖视图。在这些附图中，第一铁芯块b1和第二铁芯块b2利用紧固件65互相紧固。紧固件65是紧固件60、紧固件61～紧固件63(64)的代表例。此外，间隙100是间隙101a～间隙103a(104a)、间隙101b～间隙103b(104b)的代表例。在图2b中示出了相当于第一铁芯块b1和第二铁芯块b2之间的距离的间隙100的间隙长度g。
在紧固件65为紧固件61～紧固件63的情况下，第一铁芯块b1与外周部铁芯20相对应，并且第二铁芯块b2与铁芯41～铁芯43相对应。此外，在紧固件65为紧固件60的情况下，第一铁芯块b1和第二铁芯块b2与铁芯41～铁芯43相对应。
并且，图2c是表示图2a所示的紧固件的一例的图。图2c所示的紧固件65由螺栓71和螺母72构成。并且，参照图2a和图2b可知，轴部71a比第一铁芯块b1、第二铁芯块b2的厚度长，螺栓71的轴部71a的截面呈正六边形。另外，轴部71a的截面也可以是多边形或圆形。此外，螺栓71的头部的直径和螺母72的直径大于间隙长度g。
在这样的情况下，在将螺栓71的轴部71a插入到间隙100之后，在与螺栓71的头部相反的一侧使螺母72螺纹结合。由此，第一铁芯块b1和第二铁芯块b2利用紧固件65互相牢固地紧固。由图2b可知，以使轴部71a的截面的最大旋转半径成为间隙长度g的一半以上的方式来决定轴部71a的尺寸。
因而，若第一铁芯块b1和第二铁芯块b2利用紧固件65互相紧固，则螺栓71不在间隙100内旋转。也就是说，即使在具有包括第一铁芯块b1和第二铁芯块b2的铁芯的装置、例如电抗器5驱动的情况下，也不会从第一铁芯块b1和第二铁芯块b2产生噪声和振动。此外，由于不必在第一铁芯块b1和第二铁芯块b2形成贯通孔等，因此也不会增加铁损。
并且，由非磁性材料制成的紧固件65将第一铁芯块b1和第二铁芯块b2牢固地紧固，因此，不必使用由树脂材料等构成的间隙材料。因此，间隙100的间隙长度g以对铁芯块b1等和紧固件65进行机械加工时的加工精度、例如±0.02mm左右的尺寸公差来规定。并且，也不必对铁芯块b1、铁芯块b2实施特别的机械加工。因而，也能够排除对电抗器5的电感的影响。
此外，在紧固件65包括螺钉、螺栓等情况下，与使用粘接剂的情况相比较，能够更加长期地紧固铁芯块b1、铁芯块b2。并且，由非磁性材料构成的螺栓等较少地阻碍在铁芯流动的磁通，因此，能够避免包括铁芯块b1、铁芯块b2的铁芯大型化。
并且，图2d和图2e是表示紧固件的其他的例子的图。图2d所示的紧固件65由在两端面具有内侧螺纹牙部的杆74以及两个螺钉73构成。图2e所示的紧固件65由具有从两端面突出的螺纹牙部的杆74以及两个螺母72构成。杆74的截面与螺栓71的轴部71a的截面相同。在该情况下，紧固件65也由前述的非磁性材料制成。因而可知能够得到与前述相同的效果。
图3是第二实施方式的铁芯块的俯视图，其是与图2b相同的图。在图3中，在铁芯块b1和第二铁芯块b2的面对间隙100的面形成有与紧固件65相对应的形状的凹部75。凹部75的截面也可以是除了半圆之外的其他的形状，此外，凹部75也可以仅形成于铁芯块b1和第二铁芯块b2中的一者的面。
作为紧固件65的已有的螺栓71的尺寸有可能存在不适合间隙长度g的情况。例如能够作为紧固件65使用的已有的螺栓71的最大旋转半径大于间隙长度g的一半的情况等。在这样的情况下，在铁芯块b1和第二铁芯块b2中的至少一者形成凹部75，由此，能够将已有的螺栓71配置在所期望的间隙长度g的间隙100。
换言之，能够不考虑间隙100的间隙长度g地使用所期望的尺寸的紧固件65。此外，凹部75优选为与紧固件65相对应的最小的形状，其结果是，能够减小对电感的影响。
图4a是用于说明以往技术的铁芯块的俯视图。图4a的粗线表示用于形成间隙100的第一铁芯块b1和第二铁芯块b2的面。在电抗器5驱动时，主磁通穿过第一铁芯块b1和第二铁芯块b2的由粗线表示的面。但是，当在间隙100配置紧固件65(在图4a中未示出)时，间隙100减小与紧固件65相应的量，因而，与铁芯块b1、铁芯块b2流经主磁通的面积(截面积)相比，间隙100的面积(截面积)减小。
在此，图4b是第三实施方式的铁芯块的俯视图。在图4b中，在第一铁芯块b1和第二铁芯块b2的两侧面设有间隙扩张部分81。间隙扩张部分81设于第一铁芯块b1和第二铁芯块b2的与形成间隙100的面相邻的面。间隙扩张部分81起到扩张铁芯块b1、铁芯块b2的一部分的间隙100的作用。间隙扩张部分81优选地与第一铁芯块b1和第二铁芯块b2一体地形成。
在图4b中，间隙100由配置于间隙100的紧固件65分割为第一间隙部分100a和第二间隙部分100b。以使第一间隙部分100a的尺寸l1和第二间隙部分100b的尺寸l2的总和等于间隙100的尺寸l0(宽度)的方式来决定间隙扩张部分81的尺寸。图4b所示的间隙扩张部分81的尺寸彼此相等。
换言之，设于第一铁芯块b1等的两侧面的间隙扩张部分81的最大距离大致等于第一间隙部分100a的尺寸l1、第二间隙部分100b的尺寸l2以及螺栓71的轴部71a的直径的总和。并且，只要第一间隙部分100a的尺寸l1和第二间隙部分100b的尺寸l2的总和等于间隙100的尺寸l0，则也可以是，间隙扩张部分81在铁芯块的一面侧的尺寸与在另一面侧的尺寸不同。
在间隙扩张部分81这样地存在的情况下，能够填补因配置紧固件65而减少了的间隙100的面积。其结果是，在电抗器5中能够避免电特性变化。并且，为了获得所期望的电特性，也可以变更间隙扩张部分81的尺寸。
并且，图4c是用于说明以往技术的其他的铁芯块的俯视图，图4d是第三实施方式的其他的铁芯块的俯视图。在这些附图中，第一铁芯块b1小于第二铁芯块b2。
在这种情况下，如图4d所示，使较小的第一铁芯块b1的一部分突出，使较大的第二铁芯块b2的一部分与第一铁芯块b1相应地凹陷。在图4d中，在第一铁芯块b1设有梯形突出部82，在第二铁芯块b2形成有梯形凹部83。这些梯形突出部82和梯形凹部83是间隙扩张部分81的一种方式。另外，也可以形成其他的形状的突出部82和凹部83。
如图4d所示，以这样的方式决定突出部82的尺寸，即，紧固件65配置在间隙100之后的突出部82的各部的尺寸l3～l6的总和等于图4c所示的第一铁芯块b1的面对间隙100的面的尺寸l0。同样地，以这样的方式决定凹部83的尺寸，即，紧固件65配置在间隙100之后的凹部83的各部的尺寸l7～l10的总和等于图4c所示的第二铁芯块b2的面对间隙100的面的一部分的尺寸l0。在这样的情况下也能够得到与前述相同的效果，这是显而易见的。
并且，图5a是第四实施方式的铁芯块的剖视图，其是与图2b相同的图。为了易于理解，从图5a和后述的图5b省略螺母72的图示。此外，在这些附图中，作为紧固件65的螺栓71的截面是圆形，其直径大致等于间隙长度g。
在图5a中，在螺栓71的轴部71a设有作为旋转防止部的突起76。由于存在该突起76，因此，一旦紧固件65将第一铁芯块b1和第二铁芯块b2紧固，则紧固件65的螺栓71不会旋转。因此，能够防止紧固件65松动。
图5b是第四实施方式的铁芯块的其他的剖视图，其是与图5a相同的图。在图5b中，除了设于螺栓71的轴部71a的突起76之外，还在第二铁芯块b2形成有用于容纳突起76的容纳部77、例如凹部。在图5b中，突起76和容纳部77这两者发挥作为旋转防止部的功能。在该情况下设为，以突起76容纳于容纳部77的朝向将螺栓71配置于间隙100。在这种情况下也可知，紧固件65的螺栓71不会旋转，从而能够获得与前述相同的效果。
另外，虽未图示，但也可以在轴部71a形成容纳部77，且在第二铁芯块b2设置突起76。此外，设有多个旋转防止部的情况也包含于第四实施方式。
此外，图6是含有铁芯的其他的电抗器的剖视图。图6所示的电抗器5主要包括外周部铁芯20以及配置在外周部铁芯20的内侧的中心部铁芯10。中心部铁芯10包括在周向上等间隔地配置的三个延长部11～13。延长部11～延长部13是中心部铁芯10的一部分。在图6中，延长部11～延长部13以及卷绕于延长部11～延长部13的线圈51～线圈53构成了铁芯线圈31～铁芯线圈33。
并且，在延长部11～延长部13和外周部铁芯20之间配置有紧固件61～紧固件63。紧固件61～紧固件63的中心位于能够磁连结的间隙101b～间隙103b。这些紧固件61～紧固件63起到将延长部11～延长部13分别与外周部铁芯20互相紧固的作用。
并且，图7是含有铁芯的又一个其他的电抗器的剖视图。图7所示的电抗器5包括大致八边形的外周部铁芯20以及配置在外周部铁芯20的内侧的、与前述相同的四个铁芯线圈31～铁芯线圈34。这些铁芯线圈31～铁芯线圈34在电抗器5的周向上等间隔地配置。此外，铁芯的数量优选为4以上的偶数，由此，能够将电抗器5作为单相电抗器使用。
由附图可知，各个铁芯线圈31～铁芯线圈34包括在半径方向上延伸的铁芯41～铁芯44以及卷绕于该铁芯的线圈51～线圈54。在铁芯41～铁芯44的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20之间形成有能够磁连结的间隙101b～间隙104b。
并且，铁芯41～铁芯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～铁芯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。并且，铁芯41～铁芯44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101a～间隙104a互相分离。
并且，在铁芯41～铁芯44与外周部铁芯20之间配置有紧固件61～紧固件64。紧固件61～紧固件64的中心位于能够磁连结的间隙101b～间隙104b。这些紧固件61～紧固件64起到将铁芯41～铁芯44分别与外周部铁芯20互相紧固的作用。并且，在电抗器5的中心配置有紧固件60。紧固件60的中心位于间隙101a～间隙104a的交点。紧固件60起到将铁芯41～铁芯44互相紧固的作用。在图6和图7所示的实施方式中也能够获得与前述相同的效果，这是显而易见的。
此外，在图1等中说明了电抗器5，但具有相同的结构的变压器也包含于本公开的内容。并且，适当地将前述的实施方式中的几个进行组合也包含于本公开的内容。
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，能够不脱离本发明的范围地进行前述的变更以及多种其他的变更、省略、追加。