DE102017120137B4

DE102017120137B4 - Drosselspule mit einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte

Info

Publication number: DE102017120137B4
Application number: DE102017120137.8A
Authority: DE
Inventors: Takuya Maeda; Masatomo SHIROUZU; Takafumi KAJIYA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2037-09-02
Also published as: US10580565B2; CN107808731B; JP6474469B2; CN207800272U; JP2018198303A; CN107808731A; DE102017120137A1; US20180068776A1

Abstract

Drosselspule (6), umfassendeinen Kernhauptkörper (5),eine erste Endplatte (81) und eine zweite Endplatte (82), die diesen Kernhauptkörper (5) an beiden Seiten einklemmen und binden, und mehrere Schaftabschnitte (85a bis 85c), die in der Nähe des Außenrandbereichs des Kernhauptkörpers (5) angeordnet sind und durch die erste Endplatte (81) und die zweite Endplatte (82) gehalten werden, wobei der Kernhauptkörper (5)einen Außenumfangs-Eisenkern (20),wenigstens drei Eisenkerne (41 bis 43), die mit der Innenfläche des Außenumfangs-Eisenkerns (20) in Berührung stehen oder mit dieser Innenfläche verbunden sind, undSpulen (51 bis 53), die um die wenigstens drei Eisenkerne (41 bis 43) gewickelt sind,umfasst, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten Eisenkernen (41, 42, 43) der wenigstens drei Eisenkerne (41 bis 43) oder den wenigstens drei Eisenkernen (41 bis 43) und einem in der Mitte des Kernhauptkörpers (5) angeordneten mittleren Eisenkern (10) magnetisch koppelbare Spalte (101 bis 103) gebildet sind, unddie mehreren Schaftabschnitte (85a bis 85c) durch das Innere des Außenumfangs-Eisenkerns (20) verlaufen.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drosselspule. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Drosselspule, bei der ein Kernhauptkörper zwischen einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte gehalten wird.
2. Beschreibung des Stands der Technik
8 ist eine Schrägansicht einer wie in der JP 2000 - 77 242 A und der - JP 2008 - 210 998 A offenbarten Drosselspule nach der herkömmlichen Technik. Wie in 8 gezeigt umfasst eine Drosselspule 100 einen ungefähr E-förmigen ersten Eisenkern 150, der zwei erste äußere Schenkelabschnitte 151, 152 und einen zwischen diesen ersten äußeren Schenkelabschnitten 151, 152 angeordneten ersten mittleren Schenkelabschnitt 153 umfasst, und einen ungefähr E-förmigen zweiten Eisenkern 160, der zwei zweite äußere Schenkelabschnitte 161, 162 und einen zwischen diesen zweiten äußeren Schenkelabschnitten 161, 162 angeordneten zweiten mittleren Schenkelabschnitt 163 umfasst. Der erste Eisenkern 150 und der zweite Eisenkern 160 sind durch Aufeinanderschichten mehrerer Magnetstahlplatten aufgebaut. In 8 ist die Schichtungsrichtung der Magnetstahlplatten durch einen Pfeil gezeigt.
Außerdem ist eine Spule 171 um den ersten äußeren Schenkelabschnitt 151 und den zweiten äußeren Schenkelabschnitt 161 gewickelt. Ebenso ist eine Spule 172 um den ersten äußeren Schenkelabschnitt 152 und den zweiten äußeren Schenkelabschnitt 162 gewickelt und eine Spule 173 um den ersten mittleren Schenkelabschnitt 153 und den zweiten mittleren Schenkelabschnitt 163 gewickelt.
9 ist eine Ansicht, die den ersten Eisenkern und den zweiten Eisenkern der in 8 gezeigten Drosselspule zeigt. In 9 wurde zum Zwecke der Klarheit auf eine Darstellung der Spulen verzichtet. Wie in 9 gezeigt, liegen die beiden ersten äußeren Schenkelabschnitte 151, 152 des ersten Eisenkerns 150 und die beiden zweiten äußeren Schenkelabschnitte 161, 162 des zweiten Eisenkerns 160 einander gegenüber. Außerdem liegen einander der erste mittlere Schenkelabschnitt 153 und der zweite mittlere Schenkelabschnitt 163 gegenüber. Zwischen diesen Schenkelabschnitten ist ein Spalt G gebildet.
US 2015 / 0 179 330 A1 , WO 2010 / 119 324 A2 , JP S61 - 224 306 A JP S61 - 224 306 A und US 2012 / 0 106 210 A1 offenbaren jeweils Drosselspulen mit radial ausgerichteten Eisenkernen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Um die Drosselspule 100 zu bilden, ist es nötig, den ersten Eisenkern 150 und den zweiten Eisenkern 160 miteinander zu verbinden. Da der erste Eisenkern 150 und der zweite Eisenkern 160 durch Aufeinanderschichten mehrerer Magnetstahlplatten gebildet sind, kann es vorkommen, dass zur Zeit des Betriebs der Drosselspule Geräusche oder Schwingungen entstehen. Auch diesbezüglich ist es erwünscht, den ersten Eisenkern 150 und den zweiten Eisenkern 160 miteinander zu verbinden.
Doch da die Bildung des Spalts G erforderlich ist, können der erste Eisenkern 150 und der zweite Eisenkern 160 nicht direkt verbunden werden. Daher ist es nötig, den ersten Eisenkern 150 und den zweiten Eisenkern 160 unter Bewahrung des Spalts G zu verbinden.
10 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Spalts G. In 10 sind die äußeren Schenkelabschnitte 151 und 161 durch Verbindungsplatten 181, 182 miteinander verbunden. Dies gilt auch für die anderen Schenkelabschnitte. Doch in diesem Fall wird der Aufbau der Drosselspule 100 kompliziert. Als Folge besteht das Problem, dass es schwierig ist, die Spaltlänge, die die Induktivität beeinflusst, zu regulieren. Außerdem tritt bei einer Herstellung der Verbindungsplatten 181, 182 aus einem magnetischen Material ein magnetischer Streufluss auf, was ungünstig ist.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts dieser Umstände und hat die Aufgabe, eine Drosselspule bereitzustellen, die einen Kernhauptkörper passend halten kann, ohne dass es zum Auftreten eines magnetischen Streuflusses kommt.
Zur Erfüllung der oben genannten Aufgabe wird eine Drosselspule bereitgestellt, die mit einem Kernhauptkörper, einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte, die diesen Kernhauptkörper an beiden Seiten einklemmen und binden, und mehreren Schaftabschnitten, die in der Nähe des Außenrandbereichs des Kernhauptkörpers oder außerhalb des Kernhauptkörpers angeordnet sind und durch die erste Endplatte und die zweite Endplatte gehalten werden, versehen ist.
Der Querschnitt der Schaftabschnitte kann vieleckig sein.
Die Schaftabschnitte können massiv sein.
Alternativ können die Schaftabschnitte hohl sein.
Erfindungsgemäß umfasst der Kernhauptkörper bei einem aus dem ersten bis vierten Gesichtspunkt einen Außenumfangs-Eisenkern, wenigstens drei Eisenkerne, die mit der Innenfläche des Außenumfangs-Eisenkerns in Berührung stehen oder mit dieser Innenfläche verbunden sind, und Spulen, die um die wenigstens drei Eisenkerne gewickelt sind, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten Eisenkernen der wenigstens drei Eisenkerne oder den wenigstens drei Eisenkernen und einem in der Mitte des Kernhauptkörpers angeordneten mittleren Eisenkern magnetisch koppelbare Spalte gebildet sind, und die mehreren Schaftabschnitte durch das Innere des Außenumfangs-Eisenkerns verlaufen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in wenigstens einer aus der erste Endplatte und der zweiten Endplatte Öffnungen gebildet und springen die Spulen durch die Öffnungen der wenigstens einen aus der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte über die wenigstens eine aus der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte hinaus nach außen vor.
Ferner kann wenigstens eines aus den Schaftabschnitten, der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte aus einem nichtmagnetischen Material gebildet sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die erste Endplatte und die zweite Endplatte entlang des gesamten Randbereichs des Außenumfangs-Eisenkerns mit dem Außenumfangs-Eisenkern in Kontakt.
Diese Aufgabe, Merkmale und Vorteile sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, klar werden.
Figurenliste

1 ist eine zerlegte Schrägansicht einer Drosselspule auf Basis der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schrägansicht der in 1 gezeigten Drosselspule.
3 ist eine erste Schnittansicht des Kernhauptkörpers.
4 ist eine zweite Schnittansicht des Kernhauptkörpers.
5 ist eine dritte Schnittansicht des Kernhauptkörpers, der von der Erfindung abweicht.
6 ist eine Schrägansicht, die einen Teil einer Drosselspule auf Basis einer von der vorliegenden Erfindung abweichenden Ausführungsform zeigt.
7A ist eine Draufsicht auf eine andere von der vorliegenden Erfindung abweichende Drosselspule.
7B ist eine Seitenansicht der in 7A gezeigten Drosselspule.
8 ist eine Schrägansicht einer Drosselspule nach der herkömmlichen Technik.
9 ist eine Ansicht, die den ersten Eisenkern und den zweiten Eisenkern der in 8 gezeigten Drosselspule zeigt.
10 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Spalts.
11A ist eine Draufsicht auf eine Endplatte einer Drosselspule auf Basis einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
11B ist eine Draufsicht auf eine Drosselspule auf Basis einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
11C ist eine Schrägansicht eines Schaftabschnitts, der bei der in 11B gezeigten Drosselspule angewendet wird.

Ausführliche Erklärung
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Erleichterung des Verständnisses ist der Maßstab dieser Zeichnungen passend verändert.
In der folgenden Beschreibung erfolgt die Erklärung mit einer Dreiphasen-Drosselspule als Beispiel, doch ist die Verwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Dreiphasen-Drosselspule beschränkt, sondern sie kann breit auf Mehrphasen-Drosselspulen, bei denen bei den einzelnen Phasen eine konstante Induktivität verlangt wird, angewendet werden. Die Drosselspule der vorliegenden Erfindung ist auch nicht auf eine Ausführung, die an der primären Seite und der sekundären Seite des Inverters bei einem Industrieroboter oder einer Werkzeugmaschine ausgebildet wird, beschränkt, sondern kann bei verschiedensten Geräten angewendet werden.
1 ist eine zerlegte Schrägansicht einer Drosselspule auf Basis der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Schrägansicht der in 1 gezeigten Drosselspule. Die in 1 und 2 gezeigte Drosselspule 6 umfasst hauptsächlich einen Kernhauptkörper 5 und eine erste Endplatte 81 und eine zweite Endplatte 82, die den Kernhauptkörper 5 an beiden Seiten einklemmen und binden. Die erste Endplatte 81 und die zweite Endplatte 82 stehen entlang des gesamten Randbereichs eines später beschriebenen Außenumfangs-Eisenkerns 20 des Kernhauptkörpers 5 mit dem Außenumfangs-Eisenkern 20 in Kontakt.
Die erste Endplatte 81 und die zweite Endplatte sind vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material wie zum Beispiel Aluminium, SUS, Harz oder dergleichen gebildet.
3 ist eine erste Schnittansicht des Kernhauptkörpers. Wie in 3 gezeigt umfasst der Kernhauptkörper 5 den Außenumfangs-Eisenkern 20 und an dem Außenumfangs-Eisenkern 20 drei Eisenkernspulen 31 bis 33, die untereinander magnetisch gekoppelt sind. In 3 sind die Eisenkernspulen 31 bis 33 an der Innenseite des ungefähr sechseckigen Außenumfangs-Eisenkerns 20 angeordnet. Diese Eisenkernspulen 31 bis 33 sind in der Umfangsrichtung des Kernhauptkörpers 5 in gleichen Abständen angeordnet.
Der Außenumfangs-Eisenkern 20 kann auch eine andere rotationssymmetrische Form wie zum Beispiel eine runde Form aufweisen. In einem solchen Fall werden die erste Endplatte 81 und die zweite Endplatte 82 in einer Form ausgeführt, die jener des Außenumfangs-Eisenkerns 20 entspricht. Die Anzahl der Eisenkernspulen kann ein Vielfaches von drei betragen.
Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, umfassen die einzelnen Eisenkernspulen 31 bis 33 einen in der radialen Richtung des Außenumfangs-Eisenkerns 20 verlaufenden Eisenkern 41 bis 43 und eine um diesen Eisenkern gewickelte Spule 51 bis 53. Das jeweilige äußere Ende in der radialen Richtung der Eisenkerne 41 bis 43 steht mit dem Außenumfangs-Eisenkern 20 in Kontakt oder ist einstückig mit dem Außenumfangs-Eisenkern 20 ausgeführt.
In 3 ist der Außenumfangs-Eisenkern 20 durch mehrere, zum Beispiel drei, in der Umfangsrichtung gleich beabstandete Außenumfangs-Eisenkernteile 24 bis 26 aufgebaut. Die Außenumfangs-Eisenkernteile 24 bis 26 sind jeweils einstückig mit den Eisenkernen 41 bis 43 ausgeführt. Wenn der Außenumfangs-Eisenkern 20 so aus mehreren Außenumfangs-Eisenkernteilen 24 bis 26 aufgebaut wird, kann der Außenumfangs-Eisenkern 20 auch dann leicht hergestellt werden, wenn der Außenumfangs-Eisenkern 20 großformatig ist.
Außerdem befinden sich die jeweiligen inneren Enden in der radialen Richtung der Eisenkerne 41 bis 43 in der Nähe der Mitte des Außenumfangs-Eisenkerns 20. In der Zeichnung laufen die jeweiligen inneren Enden in der radialen Richtung der Eisenkerne 41 bis 43 zu der Mitte des Außenumfangs-Eisenkerns 20 hin zusammen, wobei ihre Endflächenwinkel ungefähr 120 Grad betragen. Die inneren Enden in der radialen Richtung der Eisenkerne 41 bis 43 sind voneinander über magnetisch koppelbare Spalte 101 bis 103 getrennt.
Mit anderen Worten ist das innere Ende in der radialen Richtung des Eisenkerns 41 von den jeweiligen inneren Enden in der radialen Richtung der benachbarten beiden Eisenkerne 42 und 43 über Spalte 101 und 102 getrennt. Dies gilt auch für die anderen Eisenkerne 42 und 43. Die Abmessungen der Spalte 101 bis 103 sind untereinander gleich.
Da somit bei der vorliegenden Erfindung kein mittlerer Eisenkern, der in dem Mittelbereich des Kernhauptkörpers 5 positioniert ist, erforderlich ist, kann der Kernhauptkörper 5 leichtgewichtig und einfach aufgebaut werden. Da außerdem die drei Eisenkernspulen 31 bis 33 von dem Außenumfangs-Eisenkern 20 umgeben sind, streuen die durch die Spulen 51 bis 53 erzeugten Magnetfelder nicht nach außerhalb des Außenumfangs-Eisenkerns 20. Da die Spalte 101 bis 103 bei geringen Kosten in einer beliebigen Dicke ausgeführt werden können, bestehen verglichen mit Drosselspulen mit dem herkömmlichen Aufbau Vorteile, was das Design betrifft.
Ferner wird bei dem Kernhauptkörper 5 der vorliegenden Erfindung der Unterschied der Magnetpfadlänge zwischen den Phasen im Vergleich zu der Drosselspule mit dem herkömmlichen Aufbau gering. Daher kann bei der vorliegenden Erfindung auch das durch den Unterschied der Magnetpfadlänge verursachte Ungleichgewicht der Induktivität verringert werden. Da es ferner nicht nötig ist, die Verbindungsplatten des Stands der Technik zu verwenden, ist auch die Re- gulierung der Spaltlänge leicht.
Der Aufbau des Kernhauptkörpers 5 ist nicht auf den in 3 gezeigten beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst auch Kernhauptkörper 5 mit anderen Aufbauten, bei denen mehrere Eisenkernspulen von einem Außenumfangs-Eisenkern 20 umgeben sind.
Zum Beispiel ist auch ein wie in 4 gezeigter Kernhauptkörper 5 möglich. Der in 4 gezeigte Kernhauptkörper 5 umfasst einen runden mittleren Eisenkern 10, einen den mittleren Eisenkern 10 umgebenden Außenumfangs-Eisenkern 20 und drei Eisenkernspulen 31 bis 33. Diese Eisenkernspulen 31 bis 33 sind in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet. In 4 ist der mittlere Eisenkern 10 in der Mitte des ringförmigen Außenumfangs-Eisenkerns 20 angeordnet. Zwischen den inneren Enden in der radialen Richtung der Eisenkerne 41 bis 43 und dem mittleren Eisenkern 10 sind magnetisch koppelbare Spalte 101 bis 103 gebildet.
Der mittlere Eisenkern 10, der Außenumfangs-Eisenkern 20 und die Eisenkerne 41 bis 43 sind durch Aufeinanderschichten von mehreren Stahlplatten, Kohlenstoffstahlplatten oder Elektromagnetstahlplatten oder aus einem gepressten Pulverkern hergestellt. Der Außenumfangs-Eisenkern 20 kann einstückig ausgeführt sein, aber der Außenumfangs-Eisenkern 20 kann auch in mehrere kleine Stücke unterteilt sein.
Die Eisenkerne 41 bis 43 verlaufen bis in die Nähe der äußeren Umfangsfläche des mittleren Eisenkerns 10. Außerdem sind auf diese als Verbindung dienenden Eisenkerne 31 bis 33 Spulen 51 bis 53 gewickelt.
Bei dem in 4 gezeigten Kernhauptkörper 5 ist in der Mitte des Außenumfangs-Eisenkerns 20 der mittlere Eisenkern 10 angeordnet und sind die Eisenkerne 41 bis 43 in der Umfangsrichtung in untereinander gleichen Abständen angeordnet. Folglich erreichen bei dem in 4 gezeigten Kernhauptkörper 5 auch die Spulen 51 bis 53 an den Eisenkernen 41 bis 43 und die Spalte in der Umfangsrichtung untereinander gleiche Abstände und der Kernhauptkörper 5 erhält selbst einen rotationssymmetrischen Aufbau.
Daher konzentrieren sich die magnetischen Flüsse des Kernhauptkörpers 5 typischerweise in seiner Mitte und es ergibt sich bei einem Dreiphasen-Wechselstrom bei einer Addition der magnetischen Flüsse in der Mitte des Kernhauptkörpers 5 null. Folglich verschwindet bei dem in 4 gezeigten Aufbau der Unterschied in der Magnetpfadlänge zwischen den einzelnen Phasen und kann das durch den Unterschied in der Magnetpfadlänge verursachte Ungleichgewicht der Induktivität beseitigt werden. Da ferner auch das von den Spulen entstehende Ungleichgewicht der magnetischen Flüsse beseitigt werden kann, kann das durch das Ungleichgewicht der magnetischen Flüsse verursachte Ungleichgewicht der Induktivität beseitigt werden.
Ferner können bei dem in 4 gezeigten Aufbau die Stahlplatten unter Verwendung einer Form mit einer hohen Genauigkeit gestanzt werden und durch Verstemmen oder dergleichen mit einer hohen Genauigkeit aufeinandergeschichtet werden, und können daher der mittlere Eisenkern 10, der Außenumfangs-Eisenkern 20 und die Eisenkerne 41 bis 43 mit einer hohen Präzision hergestellt werden. Als Folge können der mittlere Eisenkern 10, der Außenumfangs-Eisenkern 20 und die Eisenkerne 41 bis 43 mit einer hohen Genauigkeit zusammengesetzt werden und kann die Regulierung der Abmessungen der Spalte hochpräzise vorgenommen werden.
Mit anderen Worten können bei dem in 4 gezeigten Aufbau an den Eisenkernen 41 bis 43 zwischen dem mittleren Eisenkern 10 und dem Außenumfangs-Eisenkern 20 Spalte mit beliebigen Abmessungen mit einer hohen Genauigkeit gebildet werden. Folglich wird bei dem in 4 gezeigten Aufbau der Freiheitsgrad im Hinblick auf das Design erhöht und als Folge auch die Genauigkeit der Induktivität erhöht.
Außerdem sind bei dem in 4 gezeigten Aufbau die Eisenkerne 41 bis 43, die die Spulen 51 bis 53 und die Spalte umfassen, von dem Außenumfangs-Eisenkern 20 umgeben. Daher kommt es bei dem in 4 gezeigten Aufbau nicht zu einem Streuen der Magnetfelder und der magnetischen Flüsse nach außerhalb des Außenumfangs-Eisenkerns 20 und kann das Frequenzrauschen stark verringert werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst auch Drosselspulen mit Kernhauptkörpern mit anderen Aufbauten, die mit einem mittleren Eisenkern 10 versehen sind.
Außerdem sind, abweichend von der Erfindung, auch Kernhauptkörper 5 möglich, bei denen der Kernhauptkörper 5 einen wie in 5 gezeigten Querschnitt aufweist. In 5 umfasst der Kernhauptkörper 5 einen runden mittleren Eisenkern 10. Ferner sind um den mittleren Eisenkern 10 schleifenförmige Eisenkerne 1 bis 3 in gleichen Abständen angeordnet. Wie aus 5 erkennbar ist, entsprechen diese Eisenkerne 1 bis 3 einem Teil eines Kreises oder einer Ellipse oder einer Schleife. Außerdem ist um jeden Eisenkern 1 bis 3 jeweils eine Spule 51 bis 53 gewickelt.
Wie in 5 gezeigt sind die Eisenkerne 1 bis 3 in Bezug auf den mittleren Eisenkern 10 so angeordnet, dass die jeweiligen Magnetpfade MP1, MP2 und MP3 eine Schleifenform erreichen. Zwischen der Außenseite des mittleren Eisenkerns 10 und den beiden Enden der jeweiligen Eisenkerne 1 bis 3 sind jeweils Spalte 101 bis 103 ausgebildet.
Bei einer Betrachtung als Magnetkreis wird dann, wenn die Spalte 101 bis 103 ausgebildet sind, normalerweise der magnetische Widerstand der Spalte 101 bis 103 zu dem dominanten Faktor, was die Induktivität der Drosselspule betrifft, und wird der Wert der Induktivität durch die Spalte 101 bis 103 bestimmt. Im Allgemeinen wird der Wert der Induktivität bis zu einem hohen Strom konstant. Wenn die Spalte 101 bis 103 klein sind oder auf null gebracht sind, wird der magnetische Widerstand der Eisen- oder Magnetstahlplatten, die den Eisenkern bilden, zu dem dominanten Faktor, was die Induktivität betrifft, wobei im Allgemeinen die Zeit eines niedrigen Stroms zum Hauptobjekt wird. Außerdem werden sich auch die Abmessungen stark unterscheiden.
Die Form der Schleifen der Eisenkerne 1 bis 3 ist gleich, und die Abstände zwischen zwei benachbarten Magnetkernen (1 und 2, 2 und 3, 3 und 1) sind gleich. Das heißt, die drei Eisenkerne 1 bis 3 sind in Bezug auf die Mitte des mittleren Eisenkerns 10 rotationssymmetrisch um den mittleren Eisenkern 10 angeordnet. Was die Drosselspule betrifft, braucht die Form der Schleifen der Eisenkerne 1 bis 3 von dem Gesichtspunkt der Bereitstellung der Induktivität her nicht gleich zu sein und es besteht physikalisch auch bei einer nicht rotationssymmetrischen Anordnung kein Problem. Selbstverständlich stellt es physikalisch auch kein Problem dar, wenn die Größe der Spalte 101 bis 103 nicht gleich ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 und 2 sind in der Nähe des Rands der ersten Endplatte 81 mehrere Durchgangsöffnungen 84a bis 84c in gleichen Abständen gebildet. Mehrere Schaftabschnitte 85a bis 85c verlaufen durch die Durchgangsöffnungen 84a bis 84c der ersten Endplatte 81. Die mehreren Schaftabschnitte 85a bis 85c können auch durch Schrauben 91a bis 91c festgeschraubt sein. Die Schaftabschnitte 85a bis 85c sind vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material wie zum Beispiel Aluminium, SUS, Harz oder dergleichen gebildet. Die Länge der Schaftabschnitte 85a bis 85c beträgt vorzugsweise wenigstens die Länge in der Achsenrichtung des Kernhauptkörpers 5. Außerdem sind in der Mitte der Innenfläche der zweiten Endplatte 82 Durchgangsöffnungen oder Vertiefungen 86a bis 86c gebildet, die die Spitzenenden der Schaftabschnitte 85a bis 85c aufnehmen.
Außerdem sind wie in 1, 3 und 4 gezeigt in dem Außenumfangs-Eisenkern 20 an Stellen, die den Durchgangsöffnungen 84a bis 84c der ersten Endplatte 81 entsprechen, Durchgangsöffnungen 87a bis 87c gebildet. Diese Durchgangsöffnungen 87a bis 87c sind an Stellen des Außenumfangs-Eisenkerns 20, die den Eisenkernspulen 31 bis 33 entsprechen, gebildet.
Folglich werden die Schaftabschnitte 85a bis 85c beim Zusammensetzen der Drosselspule 6 durch die Durchgangsöffnungen 84a bis 84c der ersten Endplatte 81 und die Durchgangsöffnungen 87a bis 87c des Außenumfangs-Eisenkerns 20 geführt und in den Vertiefungen 86a bis 86c der zweiten Endplatte 82 aufgenommen. Daher wird der Kernhauptkörper 5 über die Schaftabschnitte 85a bis 85c fest zwischen der ersten Endplatte 81 und der zweiten Endplatte 82 gehalten. Folglich kann die Entstehung von Geräuschen oder Schwingungen zur Zeit des Betriebs der Drosselspule 10 unterdrückt werden. Die Spitzenenden der Schaftabschnitte 85a bis 85c und die zweite Endplatte 82 können auch durch Schrauben 92a bis 92c oder dergleichen gekoppelt werden, wobei man verstehen wird, dass Geräusche oder Schwingungen in einem solchen Fall noch stärker unterdrückt werden.
Die Schaftabschnitte 85a bis 85c sind an von der Mitte des Kernhauptkörpers 5 entfernten Positionen angeordnet, und die Schaftabschnitte 85 sind aus einem nichtmagnetischen Material gebildet. Folglich kommt es beim Betrieb der Drosselspule 6 nicht zu einer Beeinflussung der Magnetfelder durch die Schaftabschnitte 85a bis 85c. Da es außerdem bei der vorliegenden Erfindung nicht nötig ist, die bei dem Stand der Technik erklärten Verbindungsplatten zu verwenden, wird es möglich, die Regulierung der Spaltlänge leicht vorzunehmen.
Die Schaftabschnitte 85a bis 85c können massiv sein, aber auch hohl sein. Wenn die Schaftabschnitte 85a bis 85c massiv sind, kann der Kernhauptkörper 5 fest gehalten werden. Andererseits wird man verstehen, dass die Drosselspule 6 als Ganzes leichtgewichtig ausgeführt werden kann, wenn die Schaftabschnitte 85a bis 85c hohl sind.
Wenn sie über den in 5 gezeigten Kernhauptkörper 5 zwischen der ersten Endplatte 81 und der zweiten Endplatte 82 angeordnet werden, ist es günstig, wenn die Schaftabschnitte 85a bis 85c durch den Innenraum der Eisenkerne 1 bis 3 verlaufen. Es wird klar sein, dass auch in diesem Fall im Allgemeinen die gleiche Wirkung erhalten wird.
6 ist eine Schrägansicht, die einen Teil einer Drosselspule auf Basis einer von der vorliegenden Erfindung abweichenden Ausführungsform zeigt. Der in 6 gezeigte Kernhauptkörper 5 umfasst einen mittleren Eisenkern 10, einen runden Außenumfangs-Eisenkern 20 und Eisenkerne 41 bis 43. Zum Zwecke der Erleichterung des Verständnisses sind in 6 die Spulen 51 bis 53 nicht dargestellt.
Außerdem ist der Kernhauptkörper 5 in ein röhrenförmiges Gehäuse 29 mit einer dem Außenumfangs-Eisenkern 20 entsprechenden Form eingesetzt. Vorzugsweise ist zwischen dem Kernhauptkörper 5 und dem Gehäuse 29 ein bestimmter Zwischenraum vorhanden. Das Gehäuse 29 ist vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material wie zum Beispiel Aluminium, SUS, Harz oder dergleichen gebildet. Wie in der Zeichnung dargestellt sind in der Endfläche des Gehäuses 29 mehrere in der Achsenrichtung verlaufende Durchgangsöffnungen 88 gebildet. Wenn ein Kernhauptkörper 5 mit einem sechseckigen Querschnitt verwendet wird, wird das Gehäuse 29 so ausgeführt, dass es einen dem Kernhauptkörper 5 entsprechend festgelegten gleichartigen Querschnitt aufweist.
Wie in 6 gezeigt, sind in dem Gehäuse 29 mehrere Durchgangsöffnungen 88 gebildet. Durch das Einsetzen mehrerer Schaftabschnitte 85a bis 85c der ersten Endplatte 81 in diese Durchgangsöffnungen 88 können der Kernhauptkörper 5 und das Gehäuse 29 zwischen der ersten Endplatte 81 und der zweiten Endplatte 82 gehalten werden. In diesem Fall weisen die erste Endplatte 81 und die zweite Endplatte 82 die gleiche Form wie die Endflächen des Gehäuses 29 auf und es werden an der ersten Endplatte 81 den Durchgangsöffnungen 88 des Gehäuses 29 entsprechende Schaftabschnitte 85 ausgebildet. Dies gilt auch für die in der zweiten Endplatte 82 ausgebildeten Vertiefungen 86.
Man wird verstehen, dass der Kernhauptkörper 5 im Inneren des Gehäuses 29 auch in diesem Fall fest zwischen der ersten Endplatte 81 und der zweiten Endplatte 82 gehalten werden kann. Wenn der im Inneren des Gehäuses 29 angeordnete Kernhauptkörper 5 ein Kernhauptkörper 5 ist, der einen wie in 3 und 4 gezeigten Außenumfangs-Eisenkern 20 aufweist, ist es nicht nötig, die Durchgangsöffnungen 87a bis 87c in dem Außenumfangs-Eisenkern 20 auszubilden. Folglich wird eine Abnahme der Stärke des Kernhauptkörpers 5 vermieden.
Ferner kann durch die Verwendung des Gehäuses 29 ein Kernhauptkörper 5, der keinen Außenumfangs-Eisenkern 20 aufweist, wie etwa der in 5 gezeigte Kernhauptkörper 5 fest gehalten werden. Folglich ist der in 6 gezeigte Aufbau im Fall eines Kernhauptkörpers 5 ohne Außenumfangs-Eisenkern besonders nützlich.
7A ist eine Draufsicht auf eine andere, von der Erfindung abweichende Drosselspule. Bei der in 7A gezeigten Ausführungsform umfasst die erste Endplatte 81 mehrere zu ihrer Mitte verlaufende Fortsätze 82a bis 82c. Zwischen den zueinander benachbarten Fortsätzen 82a bis 82c sind Öffnungen 81a bis 81c gebildet. Die mehreren Spulen 51 bis 53 sind jeweils in Bereich der Öffnungen 81a bis 81c positioniert.
7B ist eine Seitenansicht der in 7A gezeigten Drosselspule. Wie aus 7A und 7B erkennbar ist, springt ein Teil der Spulen 51 bis 53 durch die jeweilige Öffnung 81a bis 81c von der Außenfläche der ersten Endplatte 81 vor, wenn die Drosselspule 6 zusammengesetzt ist. Man wird verstehen, dass in einem solchen Fall die Wärme, die während des Betriebs der Drosselspule 6 von den Spulen 51 bis 53 entsteht, gekühlt werden kann. Es ist auch ein Aufbau möglich, bei dem in der zweiten Endplatte 82 gleichartige Öffnungen gebildet sind und ein Teil der Spulen von der Außenfläche der zweiten Endplatte 82 vorspringt.
11A ist eine Draufsicht auf eine Endplatte einer Drosselspule auf Basis einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und 11B ist eine Draufsicht auf eine Drosselspule auf Basis einer anderen Ausführungsform. In 11A ist die erste Endplatte 81 gezeigt, und auch in 11B wird ein gleichartiger Aufbau betrachtet. Die Durchgangsöffnungen 84a bis 84c der ersten Endplatte 81 bei der anderen Ausführungsform sind vieleckig wie zum Beispiel sechseckig. Auch die in dem Außenumfangs-Eisenkern 20 gebildeten Durchgangsöffnungen 87a bis 87c weisen eine den Durchgangsöffnungen 84a bis 84c der ersten Endplatte 81 entsprechende vieleckige Form auf.
11C ist eine Schrägansicht eines Schaftabschnitts usw., der bei der in 11B gezeigten Drosselspule angewendet wird. In 11C ist der Schaftabschnitt 85a gezeigt, doch weisen auch die anderen Schaftabschnitte 85b und 85c den gleichen Aufbau auf. Der Querschnitt des Schaftabschnitts 85a ist den Durchgangsöffnungen 84a bis 84c der ersten Endplatte 81 entsprechend vieleckig geformt.
Wie unter Bezugnahme auf 1 erkennbar ist, werden die Schaftabschnitte 85a bis 85c mit dem vieleckigen Querschnitt in die erste Endplatte 81, den Kernhauptkörper 5 und die zweite Endplatte 82 eingesetzt. Dann werden die beiden Enden der Schaftabschnitte 85a bis 85c wie oben beschrieben durch Schrauben 91a bis 91c und Schrauben 92a bis 92c festgeschraubt. Da die Schaftabschnitte 85a bis 85c in diesem Fall vieleckig sind, drehen sich die Schaftabschnitte 85a bis 85c beim Festschrauben nicht. Folglich kann der Kernhauptkörper 5 noch fester gehalten werden. Außerdem wird auch eine Automatisierung des Herstellungsprozesses leicht.
Resultat der Gesichtspunkte
Da bei der Erfindung mehrere Schaftabschnitte mit der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte gekoppelt sind, kann die Drosselspule passend gehalten werden. Da die Schaftabschnitte von der Mitte der Drosselspule entfernt sind, kann verhindert werden, dass die Magnetfelder durch die Schaftabschnitte beeinflusst werden. Da es nicht nötig ist, Verbindungsplatten zu verwenden, ist auch die Regulierung der Spaltlänge einfach.
Durch den vieleckigen Querschnitt der Schaftabschnitte wird verhindert, dass sich die Schaftabschnitte drehen, und wird die Automatisierung der Herstellung erleichtert.
Durch massive Schaftabschnitte kann der Kernhauptkörper fest gehalten werden.
Durch hohle Schaftabschnitte kann die Drosselspule als Ganzes leichtgewichtig ausgeführt werden.
Indem die Spulen von dem Außenumfangs-Eisenkern umgeben sind, kann verhindert werden, dass ein magnetischer Streufluss auftritt. Wenn kein mittlerer Eisenkern erforderlich ist, kann der Kernhauptkörper leichtgewichtig ausgeführt werden.
Indem die Spulen über wenigstens eine aus der ersten Endplatte und der zweiten Endplatte hinaus nach außen vorspringen, kann die Kühlwirkung der Spulen erhöht werden.
Das Material, das die Schaftabschnitte, die erste Endplatte und die zweite Endplatte bildet, ist vorzugsweise ein nichtmagnetisches Material wie zum Beispiel Aluminium, SUS, Harz oder dergleichen, wodurch verhindert werden kann, dass die Magnetfelder die Schaftabschnitte, die erste Endplatte und die zweite Endplatte passieren.
Wenn die erste Endplatte und die zweite Endplatte entlang des gesamten Randbereichs des Außenumfangs-Eisenkerns mit dem Außenumfangs-Eisenkern in Kontakt stehen, kann der Kernhauptkörper fest gehalten werden.

Claims

Drosselspule (6), umfassend einen Kernhauptkörper (5), eine erste Endplatte (81) und eine zweite Endplatte (82), die diesen Kernhauptkörper (5) an beiden Seiten einklemmen und binden, und mehrere Schaftabschnitte (85a bis 85c), die in der Nähe des Außenrandbereichs des Kernhauptkörpers (5) angeordnet sind und durch die erste Endplatte (81) und die zweite Endplatte (82) gehalten werden, wobei der Kernhauptkörper (5) einen Außenumfangs-Eisenkern (20), wenigstens drei Eisenkerne (41 bis 43), die mit der Innenfläche des Außenumfangs-Eisenkerns (20) in Berührung stehen oder mit dieser Innenfläche verbunden sind, und Spulen (51 bis 53), die um die wenigstens drei Eisenkerne (41 bis 43) gewickelt sind, umfasst, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten Eisenkernen (41, 42, 43) der wenigstens drei Eisenkerne (41 bis 43) oder den wenigstens drei Eisenkernen (41 bis 43) und einem in der Mitte des Kernhauptkörpers (5) angeordneten mittleren Eisenkern (10) magnetisch koppelbare Spalte (101 bis 103) gebildet sind, und die mehreren Schaftabschnitte (85a bis 85c) durch das Innere des Außenumfangs-Eisenkerns (20) verlaufen.
Drosselspule (6) nach Anspruch 1, wobei in wenigstens einer aus der ersten Endplatte (81) und der zweiten Endplatte (82) Öffnungen (81a bis 81c) gebildet sind, und die Spulen (51 bis 53) durch die Öffnungen (81a bis 81c) der wenigstens einen aus der ersten Endplatte (81) und der zweiten Endplatte (82) über die wenigstens eine aus der ersten Endplatte (81) und der zweiten Endplatte (82) hinaus nach außen vorspringen.
Drosselspule (6) nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eines aus den Schaftabschnitten (85a bis 85c), der ersten Endplatte (81) und der zweiten Endplatte (82) aus einem nichtmagnetischen Material gebildet ist.
Drosselspule (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Endplatte (81) und die zweite Endplatte (82) entlang des gesamten Randbereichs des Außenumfangs-Eisenkerns (20) mit dem Außenumfangs-Eisenkern (20) in Kontakt stehen.