CN108630405A

CN108630405A - 铁芯

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Publication number: CN108630405A
Application number: CN201810230074.2A
Authority: CN
Inventors: 白水雅朋
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-10-09
Anticipated expiration: 2038-03-20
Also published as: CN208126993U; JP6490129B2; CN108630405B; JP2018157151A; US20180277295A1; DE102018002070A1

Abstract

铁芯(1)包括第一铁芯块(20)和第二铁芯块(41～44)。第一铁芯块和第二铁芯块分别包括能够互相嵌合的凹部(71～74)和凸部(61～64)。多个第二铁芯块配置在环状的第一铁芯块的内侧，在多个第二铁芯块分别卷绕有线圈(51～54)。

Description

铁芯

技术领域

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

在以往技术中，在使两个铁芯块相邻而构成铁芯的情况下，有时利用粘接剂来固定这些铁芯块，有时通过螺钉紧固来固定这些铁芯块。或者有时也在两个铁芯块之间插入间隙材料，并利用粘接剂来固定这些铁芯块(例如参照日本特开2010-118496号公报)。

发明内容

但是，铁芯块的热膨胀系数与粘接剂、螺钉等的热膨胀系数不同。因此，有时由于长时间的使用而导致两个铁芯块之间的固定部位劣化。在该情况下，会从铁芯的两个铁芯块产生振动、噪声。

因此，期望提供一种即使在长时间使用的情况下也不会产生振动、噪声的铁芯。

用于解决问题的方案

根据本公开的第一技术方案，提供一种铁芯，该铁芯包括第一铁芯块和第二铁芯块，该第一铁芯块和第二铁芯块分别包括能够互相嵌合的凹部和凸部。

根据第二技术方案，在第一技术方案中，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。

根据第三技术方案，在第二技术方案中，所述第一铁芯块和所述第二铁芯块是构成环状的外周部铁芯的多个外周部铁芯部分。

根据第四技术方案，在第二或第三技术方案中，与所述凹部和所述凸部相邻地形成有贯通孔。

根据第五技术方案，在第二技术方案中，卷绕有所述线圈的所述多个第二铁芯块的数量为3的倍数。

根据第六技术方案，在第二技术方案中，卷绕有所述线圈的所述多个第二铁芯块的数量为4以上的偶数。

发明的效果

在第一技术方案中，第一铁芯块和第二铁芯块利用凹部和凸部互相嵌合，因此不必使用粘接剂、螺钉等。也就是说，能够排除具有不同的热膨胀系数的构件。因此，即使在长时间使用的情况下，两个铁芯块之间的固定部位也不会劣化，能够防止产生振动、噪声。

在第二技术方案中，能够在电抗器中使用铁芯组装体。

在第三技术方案中，即使在外周部铁芯为大型的情况下，也能够容易地制造外周部铁芯。

在第四技术方案中，通过在贯通孔中插入螺栓或杆等，能够在凹部或凸部附近将第一铁芯块在层叠方向(轴线方向)上牢固地固定。

在第五技术方案中，能够在三相电抗器中使用铁芯组装体。

在第六技术方案中，能够在单相电抗器中使用铁芯组装体。

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1A是含有基于第一实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。

图1B是图1A所示的电抗器的立体图。

图2是含有基于第二实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。

图3是含有基于第三实施方式的铁芯的电抗器的俯视图。

图4是含有基于第四实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。

图5是含有基于第五实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。

图6是含有基于第六实施方式的铁芯的三相电抗器的剖视图。

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1A是含有基于第一实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。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5包括截面为六边形的环状的外周部铁芯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也可以是圆形或其他的多边形形状。

铁芯线圈31～铁芯线圈33分别包括在半径方向上延伸的铁芯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、铁氧体等磁性材料制成。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由外周部铁芯20和铁芯41～铁芯43构成的铁芯组装体。

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101～间隙103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101、间隙103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互相是相同的尺寸，等间隔地配置在外周部铁芯20的周向上。

另外，理想的是，间隙101～间隙103的尺寸彼此相等，但也可以不相等。此外，在后述的实施方式中，有时省略间隙101～间隙103等的标记以及铁芯线圈31～铁芯线圈33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围绕。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的半径方向外侧端部分别一体地设有凸部61～凸部63。凸部61～凸部63优选具有收缩部分，该收缩部分具有比该凸部61～凸部63的基端的宽度和末端的宽度小的宽度。后述的其他的凸部也同样。并且，在外周部铁芯20形成有能够供凸部61～凸部63嵌合的凹部71～凹部73。这些凹部71～凹部73和凸部61～凸部63在层叠方向上延伸地形成。在图1A所示的结构中，优选的是，外周部铁芯20是将多个无方向性电磁钢板层叠而形成的单一构件，并且，各个铁芯41～铁芯43通过将多个方向性电磁钢板层叠而形成。

在图1A所示的结构中，首先准备外周部铁芯20，接着，分别在铁芯41～铁芯43卷绕线圈51～线圈53。然后，使带线圈51的铁芯41的凸部61在层叠方向上嵌合于外周部铁芯20的凹部71，从而安装于外周部铁芯20。然后，将带线圈52的铁芯42和带线圈53的铁芯43同样地按顺序安装于外周部铁芯20。由此制成具有图1A所示的、由铁芯41～铁芯43和外周部铁芯20构成的铁芯组装体的电抗器5。

在该情况下，外周部铁芯20(第一铁芯块)和铁芯41～铁芯43(第二铁芯块)利用凹部71～凹部73和凸部61～凸部63互相嵌合，因此不必使用粘接剂、螺钉等。也就是说，能够排除具有不同的热膨胀系数的构件。因此，即使在长时间使用的情况下，也能够防止从外周部铁芯20和铁芯41～铁芯43产生振动、噪声。

并且，在图1A所示的结构中，由于外周部铁芯20是单一构件，因此，不必紧固外周部铁芯20的外周部，此外，在组装后，间隙101～间隙103也不会发生变化。另外，也可以在外周部铁芯20形成凸部，在铁芯41～铁芯44设置能够与凸部嵌合的凹部。在后述的实施方式中也同样。

此外，如图1A所示，在外周部铁芯20形成有贯通孔91～贯通孔93。贯通孔91～贯通孔93形成于与铁芯41～铁芯43相对应的位置，也就是说，形成于与凹部71～凹部73和凸部61～凸部63相邻的位置。

在这些贯通孔91～贯通孔93(94)中插入有螺栓或杆(未图示)等。由此，能够在凹部71～凹部73和凸部61～凸部63附近将外周部铁芯20(第一铁芯块)在层叠方向(轴线方向)上牢固地固定。这在如下情况下尤为有利，即，如图1A所示，在外周部铁芯20形成凹部71～凹部73，外周部铁芯20的半径方向厚度局部地变小。

图2是含有基于第二实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。在图2中，外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23互相连结而构成环状的外周部铁芯20。换言之，外周部铁芯20由多个、例如三个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23构成。

铁芯41～铁芯43分别配置在与外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23的中心相对应的位置。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23的周向上的一个端部，分别一体地设有凸部21a～凸部23a。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23的另一个端部分别形成有能够与凸部21a～凸部23a嵌合的凹部21b～凹部23b。在图2和后述的实施方式的结构中，优选的是，各个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23以及各个铁芯41～铁芯43通过将多个方向性电磁钢板层叠而形成。或者也可以只在铁芯41～铁芯43的基端附近使用多个无方向性电磁钢板。

在图2所示的结构中，使外周部铁芯部分21的凸部21a在层叠方向上嵌合于外周部铁芯部分22的凹部22b。同样地，使外周部铁芯部分22的凸部22a在层叠方向上嵌合于外周部铁芯部分23的凹部23b，并且，使外周部铁芯部分23的凸部23a在层叠方向上嵌合于外周部铁芯部分21的凹部21b。由此组装外周部铁芯20。然后，像前述那样，按顺序将带线圈51～线圈53的铁芯41～铁芯43安装于外周部铁芯20，从而组装电抗器5。

在这样的情况下也能够得到与前述大致相同的效果。并且，在第二实施方式中，由于外周部铁芯20由多个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23构成，因此，即使在外周部铁芯20为大型的情况下，也能够容易地制造外周部铁芯20。此外，由于使用凸部21a～凸部23a和凹部21b～凹部23b来组装外周部铁芯20，因此，也能够防止外周部铁芯20的外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23在组装之后互相错位。另外，在将外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23(28)彼此间互相组装时，各个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23(28)能够作为第一铁芯块和第二铁芯块。

图3是含有基于第三实施方式的铁芯的电抗器的俯视图。在图3中，外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分26互相连结而构成环状的外周部铁芯20。换言之，外周部铁芯20由多个、例如六个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分26构成。

铁芯41～铁芯43分别配置在与外周部铁芯部分21、外周部铁芯部分23、外周部铁芯部分25的中心相对应的位置。并且，未卡合于铁芯41～铁芯43的外周部铁芯部分22、外周部铁芯部分24、外周部铁芯部分26相对于外周部铁芯部分21、外周部铁芯部分23、外周部铁芯部分25交替地配置。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分26的周向上的一个端部分别一体地设有凸部21a～凸部26a。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分26的另一个端部分别形成有能够与凸部21a～凸部26a嵌合的凹部21b～凹部26b。

图3所示的电抗器5的组装方法与前述相同，因此省略其说明。在该情况下也能够得到与前述相同的效果。并且，第三实施方式的外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分26的尺寸小于第二实施方式的外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分23的尺寸。因此，各个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分26轻量化，因此也变得容易处理。因而可知，在第三实施方式中，能够容易地组装更加大型的外周部铁芯20。

图4是含有基于第四实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。图4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41～铁芯44的数量优选为4以上的偶数，由此，能够将这样的电抗器5作为单相电抗器使用，该电抗器5具有由外周部铁芯20和铁芯41～铁芯44构成的铁芯组装体。

此外，在图4中，外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分24互相连结而构成环状的外周部铁芯20。换言之，外周部铁芯20由多个、例如四个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分24构成。

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。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4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101～间隙104互相分离。

并且，与前述同样地，在铁芯41～铁芯44的半径方向外侧端部分别一体地设有凸部61～凸部64，在外周部铁芯20形成有能够与凸部61～凸部64嵌合的凹部71～凹部74。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分24的周向上的一个端部分别一体地设有凸部21a～凸部24a。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分24的另一个端部分别形成有能够与凸部21a～凸部24a嵌合的凹部21b～凹部24b。

并且，图5是含有基于第五实施方式的铁芯的电抗器的剖视图。在图5中，外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分28互相连结而构成环状的外周部铁芯20。换言之，外周部铁芯20由多个、例如八个外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分28构成。

铁芯41～铁芯44分别配置在与外周部铁芯部分21、外周部铁芯部分23、外周部铁芯部分25、外周部铁芯部分27的中心相对应的位置。并且，未卡合于铁芯41～铁芯44的外周部铁芯部分22、外周部铁芯部分24、外周部铁芯部分26、外周部铁芯部分28相对于外周部铁芯部分21、外周部铁芯部分23、外周部铁芯部分25、外周部铁芯部分27交替地配置。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分28的周向上的一个端部分别一体地设有凸部21a～凸部28a。并且，在外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分28的另一个端部分别形成有能够与凸部21a～凸部28a嵌合的凹部21b～凹部28b。

图4和图5所示的电抗器5的组装方法与前述相同，因此省略其说明。在该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6是含有基于第六实施方式的铁芯的三相电抗器的剖视图。如图6所示，三相电抗器5’包括：大致字母E字形状的第一铁芯150，其包括多个、例如三个第一腿部151～第一腿部153和与这些第一腿部151～第一腿部153相连结的第一支承部155；以及大致字母E字形状的第二铁芯160，其包括多个、例如三个第二腿部161～第二腿部163和与这些第二腿部161～第二腿部163相连结的第二支承部165。第一铁芯150和第二铁芯160构成铁芯组装体1’。

第一铁芯150的第一腿部151～第一腿部153与第二铁芯160的第二腿部161～第二腿部163互相隔着间隙而相对地配置。也可以在该间隙配置间隙材料。并且，线圈171在间隙附近卷绕于第一腿部151和第二腿部161。线圈172、线圈173也同样地卷绕。

并且，在第一腿部151～第一腿部153的外侧端部分别一体地设有凸部151a～凸部153a。并且，在第一支承部155形成有能够与凸部151a～凸部153a嵌合的凹部156～凹部158。同样地，在第二腿部161～第二腿部163的外侧端部分别一体地设有凸部161a～凸部163a。并且，在第二支承部165形成有能够与凸部161a～凸部163a嵌合的凹部166～凹部168。另外，优选的是，第一支承部155和第二支承部165通过将多个无方向性电磁钢板层叠而制成，并且，第一腿部151～第一腿部153以及第二腿部161～第二腿部163通过将多个方向性电磁钢板层叠而制成。

在该情况下也是，第一支承部155和第二支承部165(第一铁芯块)以及第一腿部151～第一腿部153和第二腿部161～第二腿部163(第二铁芯块)利用凹部156～凹部158、凹部166～凹部168以及凸部151a～凸部153a、凸部161a～凸部163a而互相嵌合。因而可知，能够同样地防止产生振动、噪声。

此外，在图1A等中说明了电抗器5，但具有相同的结构的变圧器也包含于本公开的内容。并且，本公开的内容也包括适当地将前述的实施方式中的几个进行组合。

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。

Claims

1.一种铁芯，其中，

该铁芯包括第一铁芯块和第二铁芯块，

该第一铁芯块和第二铁芯块分别包括能够互相嵌合的凹部和凸部。

2.根据权利要求1所述的铁芯，其中，

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，在多个所述第二铁芯块分别卷绕有线圈。

3.根据权利要求1所述的铁芯，其中，

所述第一铁芯块和所述第二铁芯块是构成环状的外周部铁芯的多个外周部铁芯部分。

4.根据权利要求2或3所述的铁芯，其中，

与所述凹部和所述凸部相邻地形成有贯通孔。

5.根据权利要求2所述的铁芯，其中，

卷绕有所述线圈的多个所述第二铁芯块的数量为3的倍数。

6.根据权利要求2所述的铁芯，其中，

卷绕有所述线圈的多个所述第二铁芯块的数量为4以上的偶数。