CN103426618B - 电抗器 - Google Patents

Abstract

一种电抗器，能够简单地进行与线圈连接的引出线的固定，能够容易地实施组装作业，线圈端部的绝缘性也优异。铁轭部（12a、12b）和安装有线圈（30）的脚部（11a、11b）组成框状。在脚部的两端安装有树脂制的线圈骨架（20），线圈骨架具备内筒（20a）、外筒（20b）及使内筒和外筒一体化的端面板（20c）。脚部的端部插入内筒的内侧，线圈安装到内筒的外侧，由端面板覆盖线圈的端面并由外筒覆盖线圈的端部外周。在线圈骨架一体形成有朝向铁轭部侧突出的保持部（20j、20k），使该保持部与铁轭部的外周接触，以进行铁轭部和线圈骨架的定位。在线圈骨架一体形成有引出线固定部（20d），引出线固定部具有供与线圈的绕线连接的引出线（31a、31b）嵌入的凹部（20e、20f）。

Description

电抗器

技术领域

本发明涉及磁性铁芯和将线圈缠绕于该磁性铁芯而形成的电抗器，特别涉及能够实现组装时的作业性和绝缘性能的提高的技术。

背景技术

在磁性铁芯的左右的脚部缠绕线圈而成的电抗器也称为铁芯线圈，与不具有铁芯的空芯的电抗器(空心线圈)相比具有较高的电感。因此，一直以来在滤波器、升压扼流圈或改善功率因数等用途中广泛地使用。

作为具有这样的磁性铁芯的电抗器存在各种公知技术，其中之一是如下述专利文献1所记载的技术。如图13所示，在该电抗器中，前后的铁轭100和左右的脚部101构成为方形的框状，并在左右的脚部101的外周分别配置有线圈102。

在该现有技术中，在前后的铁轭100和左右的脚部101之间设有用于确保绝缘的线圈骨架103。在该线圈骨架103设有供左右的脚部101的端部贯通的两个开口部104。在该线圈骨架103设有螺纹孔105，线圈102的端部102a和引出线侧的端子106螺纹固定于该螺纹孔105。

专利文献1：日本特开2010-251417号公报

在如上所述的现有技术中，将线圈102的端部102a和引出线的端子106螺纹固定于线圈骨架103，因此引出线的固定麻烦。并且，在现有技术中，将引出线的端子106仅螺纹固定于一方的线圈骨架103，因此线圈102和引出线的连接方向受到限制。

现有技术需要将左右的脚部101分别插入到设于一个线圈骨架103的两个开口部104，在将线圈骨架103配置在铁轭100和脚部101之间时，在线圈骨架103和脚部101之间、或者在线圈骨架103和铁轭100之间容易引起位置偏移。特别地，在现有技术中，安装于左右的脚部101的左右的线圈102由一根绕线构成，但是在左右的线圈为由单独的绕线形成的不同部件的情况下，就要将两个线圈102设置到一个线圈骨架103，线圈的定位困难。

在现有技术中，线圈骨架103是夹在铁轭100和脚部101之间的板状的部件，因此线圈102的端部外周露出，并且决定线圈骨架103的绝缘性能的沿面距离短，难以提高线圈102端部的绝缘性能。

发明内容

本发明是为解决上述现有技术的问题点而提出的。即，本发明的目的在于提供一种电抗器，其能够简单地进行与线圈连接的引出线的固定，并且能够容易地实施组装作业，而且线圈端部的绝缘性也优异。

本发明的电抗器具有如下特征。

(1)铁轭部和安装有线圈的脚部组成框状。

(2)在脚部的两端安装有树脂制的线圈骨架，所述线圈骨架具备内筒、外筒、以及使内筒和外筒一体化的端面板。

(3)将脚部的端部插入所述内筒的内侧，将线圈安装到内筒的外侧，由端面板覆盖线圈的端面并由外筒覆盖线圈的端部外周。

(4)在线圈骨架一体地形成有朝向铁轭部侧突出的保持部，使该保持部与铁轭部外周接触，以进行铁轭部和线圈骨架的定位。

(5)在所述线圈骨架一体地形成有引出线固定部，所述引出线固定部具有供与线圈的绕线连接的引出线嵌入的凹部。

在本发明中，在对置的铁轭部的外侧分别配置有支架，通过这两个支架从外侧夹持铁轭部、脚部及线圈骨架，通过对两个支架进行螺纹固定，能够制作出收纳于壳体的电抗器。在所述引出线的固定部可以设置盖，该盖用于保持嵌入于所述凹部内的引出线。

在本发明中，也可以在两根脚部之间，以与脚部平行的方式设置连接铁轭部的中央磁脚。在该情况下，能够形成铁轭部分割在中央磁脚的两侧的形状。

在本发明中，将引出线嵌入设于线圈骨架的凹部内，因此不需要线圈骨架和引出线的螺旋夹。在本发明中，使设于线圈骨架的保持部和铁轭部外周接触，能够进行铁轭部和线圈骨架的定位，因此提高了各部件的装配精度。在本发明中，线圈的端部被线圈骨架覆盖，通过设置外筒来延长线圈骨架的沿面距离，因此提高了线圈端部的绝缘性能。

附图说明

图1是从导线的引出方向观察第一实施方式的电抗器的立体图。

图2是从与图1相反的方向观察第一实施方式的电抗器的立体图。

图3是第一实施方式的电抗器的分解立体图。

图4是从铁芯的铁轭部侧观察第一实施方式的电抗器中的线圈骨架的立体图。

图5是从铁芯的脚部侧观察第一实施方式的电抗器中的线圈骨架的立体图。

图6是第一实施方式的电抗器中的壳体的立体图。

图7是从导线的引出方向观察第二实施方式的电抗器的立体图。

图8是从与图7相反的方向观察第二实施方式的电抗器的立体图。

图9是第二实施方式的电抗器的分解立体图。

图10是从铁芯的铁轭部侧观察第二实施方式的电抗器中的线圈骨架的立体图。

图11是从铁芯的脚部侧观察第二实施方式的电抗器中的线圈骨架的立体图。

图12是第二实施方式的电抗器中的壳体的立体图。

图13是示出现有技术的电抗器的一个例子的分解立体图。

标号说明

10：铁芯

11a、11b：脚部

12a、12b：铁轭部

13：铁芯件

14：间隔件

15：绝缘件

16：凹部

20：线圈骨架

20a：内筒

20b：外筒

20c：端面板

20d：引出线的固定部

20e、20f：凹部

20g：盖

20j：第一保持部

20k：第二保持部

30：线圈

31a、31b：引出线

32：连接件

33：绝缘部件

40：壳体

41a、41b：支架

42：保持板

42a：螺纹孔

42b：螺钉

42c：绝缘纸

43：支承板

44a、44b：螺纹孔

45：螺钉

46：绝缘件。

具体实施方式

[1.第一实施方式]

[1-1.结构]

如图1至图6所示，本实施方式的电抗器基本由方形的框状铁芯10、四个线圈骨架20、线圈30和壳体40构成，所述四个线圈骨架20分别安装在该铁芯10的脚部11a、11b的两端，所述线圈30缠绕在该线圈骨架20的外周，所述壳体40配置在所述铁芯、线圈骨架及线圈的外侧。

线圈骨架20由树脂材料的一体成型品构成。作为树脂材料，使用在电抗器的使用温度下耐热性、耐候性优异的树脂材料。例如，环氧树脂、聚苯硫醚等。壳体40由铝或铝合金这样的非磁性材料且为散热性优异的材料构成。

铁芯10由一对脚部11a、11b和一对铁轭部12a、12b组成方形的框状，所述一对脚部11a、11b保持预定的间隔且平行地配置，所述一对铁轭部12a、12b配置在一对脚部11a、11b的两端部。各脚部11a、11b是如下所述结构：以夹着用于形成间隙的间隔件14的方式同轴配置三个圆柱状的铁芯件13，并在铁芯件13的外周呈筒状地配置绝缘件15。

各铁轭部12a、12b是将方形的块状铁芯件的四角斜着切除而形成的八边形的部件。在各铁轭部12a、12b的与所述脚部11a、11b的接合面设有用于配置圆柱状的脚部11a、11b的端部的圆形凹部16。在该凹部16的底面和脚部11a、11b的端面之间也配置有间隔件14。

在各脚部11a、11b的两端分别安装有线圈骨架20。该线圈骨架20的结构如图4及图5的放大图所示。线圈骨架20具备与相当于线圈30的缠绕厚度的尺寸对应地分离配置的内筒20a和外筒20b、以及连接内筒20a和外筒20b的环状的端面板20c。端面板20c一体地形成在内筒20a和外筒20b的铁轭部侧。即，将圆柱状的脚部11a、11b插入线圈骨架20的内筒20a的内侧，将内筒20a的外侧插入线圈30的内侧。通过环状的端面板20c覆盖线圈30的端面，通过外筒20b覆盖线圈30的端部外表面。

在线圈骨架20一体设有引出线的固定部20d。该引出线的固定部20d用于固定从线圈30伸出的一对引出线31a、31b。引出线的固定部20d是与线圈骨架20的外筒20b一体设置的平坦的部件，在引出线的固定部20d的表面设有用于嵌入引出线的一对凹部20e、20f。这些凹部20e、20f在引出线嵌入到凹部内的状态下，由与线圈骨架20分体的盖20g覆盖。为了固定盖20g，在引出线的固定部20d设有一对钩状的卡定部20h。在盖20g设有与该卡定部20h卡合的凹部20i。

在线圈骨架20的铁轭部侧的部分设有用于相对于铁芯10准确地对线圈骨架20进行定位的两个部件。首先，在引出线的固定部20d的下表面，与八边形的铁轭部12a、12b的外周面的角的形状对应地，从环状的端面板20c的表面朝向铁轭部侧突出形成有屋顶形的第一保持部20j。在线圈骨架20的与引出线的固定部20d相反一侧，从环状的端面板20c的表面朝向铁轭部侧突出形成有与铁轭部12a、12b的外周面接触的第二保持部20k。

线圈30安装在铁芯10的脚部11a、11b。即，线圈骨架20分别配置在线圈30的两端，线圈骨架20的内筒20a插入线圈30的内侧的开口部内，缠有绝缘件15的圆柱状的脚部11a、11b插入内筒20a的内侧。利用连接件32，将引出线31a、31b分别连接到线圈30的缠绕开始端部和缠绕结束端部。通过管状的绝缘部件33覆盖连接件32。

壳体40由从外侧夹持铁芯10、线圈骨架20及线圈30的一对支架41a、41b构成。如图6所示，将引出线引出的一侧的支架41a与未引出引出线的一侧的支架41b相比，高度较低。在各支架设有两个保持板42和两个支承板43，所述保持板42从外侧保持铁轭部12a、12b的短边侧，所述支承板43从下方(没有线圈30的引出线的一侧)支承铁轭部12a、12b的长边侧。

在各支架设有供螺钉45贯穿插入的螺纹孔44a、44b，所述螺钉45用于在支架从外侧夹持铁芯10、线圈骨架20及线圈30的状态下，将支架彼此固定。支架41a侧的螺纹孔44a为了供螺钉45a贯穿插入，形成比螺钉45的外径大的开口部。支架41b侧的螺纹孔44b以能够紧固螺钉45的末端的方式在内周形成有内螺纹。

在本实施方式中，该螺纹孔44a、44b分别设在支架的中央部的上下，贯穿插入于所述螺纹孔44a、44b的螺钉45配置在形成于两个线圈30之间的间隙中。在螺钉45的外周嵌入有管状的绝缘件46，确保了与线圈30的绝缘。在本实施方式中，为了确保与引出线的绝缘，仅在上方的螺钉45设置绝缘件46，但也可以在上下的螺钉45这两者都设置绝缘件46。

在未引出引出线的一侧的支架41b设有安装板47a、47b，该安装板47a、47b基于用于将电抗器固定到其他的部件等目的而使用。该安装板47a、47b设在支架41b的不存在两个保持板42的部分。在安装板47a、47b设有供安装用螺钉(未图示)插入的螺纹孔48a或者缺口48b。

[1-2.作用]

在组装具有这样的结构的本实施方式的电抗器中，以夹着间隔件14的方式同轴配置圆柱状的铁芯件13，并在铁芯件13的外周呈筒状地配置绝缘件15，由此形成左右的脚部11a、11b。另一方面，对于缠绕的线圈30，利用连接件32及绝缘部件33将引出线连接到绕线端部。

在与引出线连接的线圈30的两端分别安装线圈骨架20。即，通过将线圈骨架20的内筒20a插入线圈30的内侧，从而利用线圈骨架20的端面板20c覆盖线圈30的端面，并且利用外筒20b覆盖线圈30的端部外周。在该情况下，对于固定引出线侧的线圈骨架20，将引出线31a、31b嵌入到形成于线圈骨架20的凹部20e、20f内，并从其上覆上盖20g。通过将设于线圈骨架20的卡定部20h勾挂在盖20g的凹部20i，从而将盖20g固定于线圈骨架20。

在该状态下，将由绝缘件15绝缘的脚部11a、11b插入到两端的线圈骨架20及线圈30的内侧，并使脚部11a、11b的端部从线圈骨架20的端面板20c的表面突出。以该突出的脚部11a、11b的端部进入铁轭部12a、12b的凹部16的方式，使铁轭部12a、12b的内表面与线圈骨架20的端面板20c的表面重叠。于是，铁轭部12a、12b的上方的角部嵌入到形成于左右的线圈骨架20的第一保持部20j，同时，铁轭部12a、12b的下部由设于线圈骨架20的第二保持部20k支承。其结果为：进行了铁轭部12a、12b和线圈骨架20的定位、以及嵌入到线圈骨架20的内侧的脚部和铁轭部12a、12b的定位，由于线圈骨架20及脚部不能以其轴线为中心转动，所以也进行了组装成框状的铁轭部12a、12b和脚部的定位。

按照上述方式，完成由铁轭部12a、12b和脚部构成的框状的铁芯10、安装于脚部11a、11b的线圈骨架20、以及线圈30的组装，然后，从铁轭部12a、12b的外侧覆盖构成壳体40的支架41a、41b。接着，利用支架41a、41b的螺纹孔44a、44b紧固嵌入有绝缘件46的螺钉45，由此从外侧固定铁芯10、线圈骨架20及线圈30。设于支架41a、41b的保持板42从外侧卡合于铁轭部12a、12b的侧面，由此，防止与支架41a、41b的位置偏移。

[1-3.效果]

本实施方式的电抗器取得如下效果。

(1)在线圈骨架20设有用于固定引出线31a、31b的凹部20e、20f，因此能够容易且准确地进行引出线31a、31b的定位。特别地，在本实施方式中，在凹部20e、20f设置盖20g，防止引出线31a、31b从凹部脱落，因此不仅提高组装时的便利性，还消除了在使用电抗器时因振动等而使引出线31a、31b从凹部20e、20f脱落的风险。另外，用于固定引出线31a、31b的凹部20e、20f一体设置于线圈骨架20，因此不需要在壳体40或其他部件设置引出线的固定构件，使电抗器的结构简单化。

(2)将线圈骨架20形成为由内筒20a、外筒20b及端面板20c构成的U字形的剖面结构，在内筒20a的内周保持脚部11a、11b，在内筒20a的外周保持线圈30，因此能够准确地进行脚部11a、11b和线圈30的定位。另外，线圈30的端部被由内筒20a、外筒20b及端面板20c构成的U字形的剖面结构覆盖，因此延长了作为绝缘部件的线圈骨架的沿面距离，并且线圈骨架还作为屏蔽件而发挥作用，能够提高线圈30的端部的绝缘特性。

(3)铁轭部12a、12b的上方的角部嵌入到形成于左右的线圈骨架20的第一保持部20j，同时，铁轭部12a、12b的下部由设于线圈骨架20的第二保持部20k支承。其结果为：能够准确地进行铁轭部12a、12b和线圈骨架10的定位、以及嵌入到线圈骨架的内侧的脚部和铁轭部12a、12b的定位，组装操作也容易。

(4)通过与脚部平行地配置的两根螺钉45对构成壳体的两个支架进行固定，但是其中，对于靠近引出线侧的螺钉45，在其外周设有绝缘件46，因此能够确保螺钉45及电连接于该螺钉45的支架41a、41b与线圈30及其引出线31a、31b之间的绝缘。

[2.第二实施方式]

[2-1.结构]

使用图6至图12，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的基本结构与第一实施方式相同，因此仅对不同的部分进行说明，并省略相同的部分。

第二实施方式为如下所述结构：在两根脚部11a、11b之间，与脚部11a、11b平行地设置与铁轭部12a、12b连接的中央磁脚11c，所述铁轭部12a、12b分割在中央磁脚11c的两侧。在中央磁脚11c的外周设有各筒状的绝缘件15c，通过该绝缘件15c确保与两侧的线圈30的绝缘。

对于紧固两个支架41a、41b的螺钉45，在所述第一实施方式中仅在引出线侧的螺钉45设置绝缘件46，但是在第二实施方式中，为了确保螺钉45与中央磁脚11c的绝缘，在两根螺钉45分别设有绝缘件46。

在设于两个支架41a、41b并从外侧保持铁轭部12a、12b的短边侧的两个保持板42，设有形成有内螺纹的螺纹孔42a，在该螺纹孔42a中插入有螺钉42b。螺钉42b的末端隔着配设在支架41a、41b和铁轭部12a、12b的端面之间的绝缘纸42c，按压铁轭部12a、12b的端面，因此能够拧紧固定分割成两个的铁轭部12a、12b和夹在它们中间的中央磁脚11c。

而且，在第二实施方式中，在将引出线引出的一侧的支架41b的与引出线侧相反的一侧的边缘，设有朝向电抗器内侧弯曲的保护板49，通过该保护板49覆盖壳体40内部的线圈骨架20和线圈30。

[2-2.作用·效果]

具有如上所述结构的第二实施方式的电抗器也可以与第一实施方式同样地进行组装。其结果为，在第二实施方式中也同样地发挥出在所述第一实施方式中所记载的如下等效果：

(1)凹部20e、20f对引出线31a、31b的固定；

(2)由线圈骨架20带来的线圈30的端部的绝缘性能的提高；

(3)线圈骨架的保持部对铁轭部12a、12b的定位。

除此之外，通过设于支架41a、41b的螺钉42b，还具有能够牢固地固定分割的铁轭部12a、12b及中央磁脚11c的效果。并且，由于在支架41b设有保护板49，因此具有防止线圈骨架20和线圈30接触外部的部件而损伤的优点，以及能够利用保护板部分将电抗器固定到盖的部件的优点。

[3.其他实施方式]

本发明不限于上述实施方式，还包含如下所述的其他的实施方式。

(1)在本说明书中，为了容易理解上下的铁轭部、左右的脚部这些部件相互的位置关系而使它们处于便于安装的方向，并不是限定各部件的配置方向。在实际的磁性铁芯和电抗器的使用时，当然可以配置在各种方向。

(2)作为构成磁性铁芯的材料，可以使用铁氧体和铁氧体、铁氧体和铁硅铝或FeSi系的磁粉芯、磁粉芯和磁粉芯的组合，通过对这些材料和间隙尺寸进行调整，能够取得具有各种电抗特性的电抗器。

(3)对于脚部11a、11b，除了将多根柱状的铁芯件同轴地配置之外，在中央部不需要间隙的情况下，也可使用一根柱状的铁芯件。

(4)在图示的实施方式中，通过与脚部平行地配置的两根螺钉45来固定构成壳体的两个支架，但是该螺钉45的位置不必一定配置在两个线圈30之间，也可与脚部平行地设置在线圈30的外侧。另外，螺钉45的根数不限于两根，也可比两根多，也可通过钩等连结两个支架的一部分，并通过一根螺钉紧固其相反侧。

(5)在第二实施方式中，在与脚部平行地设置连接铁轭部12a、12b的中央磁脚时，铁轭部12a、12b分割在中央磁脚的两侧，但也可使用如下结构：铁轭部12a、12b如第一实施方式那样作为一个部件，中央磁脚与安装有线圈30的脚部11a、11b同样地，磁脚的端部与铁轭部12a、12b的表面接触。在该情况下，也可以在铁轭部12a、12b的表面设置凹部，将中央磁脚11c的端部配置于该凹部。

(6)在图示的实施方式中，线圈30的四个线圈骨架为同一形状，但在预先决定了引出线方向的情况等下，也可只对在该部分使用的线圈骨架使用具有引出线的固定部的线圈骨架，而其他的线圈骨架使用没有引出线的固定部的线圈骨架。

(7)在图示的实施方式中，设于脚部的两端的线圈骨架为四个，并在两侧的脚部分别配置线圈骨架，但也可与现有技术同样地，通过使同一铁轭部侧的两个线圈骨架呈眼镜状地一体化，而使用两个线圈骨架来构成电抗器。

(8)在图示的实施方式中，将夹持铁芯和线圈骨架的左右的支架形成为与引出线的引出方向对应的不同形状，但也可使用同一形状的支架。

Claims (11)

1.一种电抗器，其特征在于，

安装有线圈的脚部和配置于脚部的两端部的一对铁轭部组成框状，

在脚部的两端安装有树脂制的线圈骨架，所述线圈骨架具备内筒、外筒、以及使内筒和外筒一体化的端面板，

脚部的端部插入所述内筒的内侧，线圈安装到内筒的外侧，由端面板覆盖线圈的端面并由外筒覆盖线圈的端部外周，

在所述线圈骨架一体地形成有朝向铁轭部侧突出的保持部，该保持部与铁轭部外周接触，以进行铁轭部和线圈骨架的定位，

在所述线圈骨架一体地形成有引出线固定部，所述引出线固定部具有供与线圈的绕线连接的引出线嵌入的凹部，

所述保持部是形状与所述铁轭部的外周面的角的形状对应的第一保持部和与所述铁轭部的外周面接触的第二保持部，所述第二保持部设于与所述第一保持部相反的一侧。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，

在脚部之间，以与脚部平行的方式设置有连接所述一对铁轭部的中央磁脚，所述一对铁轭部分别分割在中央磁脚的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，

在各脚部的两端设有线圈骨架，所述线圈骨架在每个脚部相互分离。

4.根据权利要求2所述的电抗器，其特征在于，

在所述一对铁轭部的外侧分别配置有支架，通过这两个支架夹持铁轭部、脚部及线圈骨架，并利用与脚部平行地配置的螺钉来固定两个支架。

5.根据权利要求4所述的电抗器，其特征在于，

在所述螺钉的外周设有绝缘件。

6.根据权利要求4所述的电抗器，其特征在于，

在所述支架设有从铁轭部的外侧进行保持的保持板。

7.根据权利要求6所述的电抗器，其特征在于，

在所述保持板设有固定支架和铁轭部的螺钉。

8.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，

在所述引出线的固定部设有盖，该盖用于保持嵌入于所述凹部内的引出线。

9.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，

所述脚部是以夹着间隔件的方式同轴配置多根柱状的铁芯件而成的带有间隙的铁芯。

10.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，

所述第一保持部形成于所述引出线固定部的下表面。

11.根据权利要求7所述的电抗器，其特征在于，

利用设于所述保持板的所述螺钉按压所述分割的铁轭部的端面，从而将所述分割的铁轭部和夹在它们中间的所述中央磁脚拧紧固定。