一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

电抗器的制作方法

2022-06-08 18:08:46 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种具有铁心和线圈的电抗器。


背景技术:

2.电抗器具有线圈和铁心。为谋求线圈与铁心的电绝缘,通常以树脂构件包覆铁心,所缠绕的线圈从树脂构件上安装于铁心。所述电抗器是将电能转换为磁能而加以积蓄及释放的无源元件。
3.这样的电抗器被用于多种多样的用途。作为代表性的电抗器,有混合动力汽车或电动汽车的驱动系统等的车载用升压电路中安装的升压电抗器、串联于电动机电路而限制短路时的电流的串联电抗器、使并联电路间的电流分担变得稳定的并联电抗器、限制短路时的电流而保护与其连接的机械的限流电抗器、串联于电动机电路而限制起动电流的起动电抗器、并联于输电线路而补偿进相无功功率或抑制异常电压的分路电抗器、连接于中性点与大地之间而用于限制电力系统的接地故障时流通的接地故障电流的中性点电抗器、自动消灭三相电力系统的单线接地时产生的电弧的消弧电抗器等。
4.电子零件、电气零件的集成化在发展,从而要求这些零件的小型轻量化。当然,不能牺牲零件性能来换取小型轻量化。因此,提出有一种将环状铁心中磁通几乎不通过的部分削减掉的电抗器(例如参照专利文献1)。
5.所述电抗器的环状铁心平行配置两根缠绕部,利用一对非缠绕部将两根缠绕部的端面以完全挡住的方式予以包夹而成为一个环形状。磁通几乎不通过非缠绕部中远离缠绕部的两个角落。因此,在缠绕部的端面不露出的范围内将非缠绕部中远离缠绕部的两个角落铲除。由于被铲除的部位是磁通几乎不通过的部位,因此电抗器的性能也不易下降。
6.[现有技术文献]
[0007]
[专利文献]
[0008]
[专利文献1]日本专利第4751266号公报


技术实现要素:

[0009]
[发明所要解决的问题]
[0010]
近年来,电子零件的集成化进一步发展,从而要求电子零件、电气零件进一步小型轻量化。希望将电抗器进一步小型轻量化,以在电抗器内更大地形成更多空余位置而能在所述空余位置配置电抗器的结构要素或外部零件的结构要素。
[0011]
本发明是为了解决上文所述那样的问题而成,其目的在于提供一种小型轻量化的电抗器。
[0012]
[解决问题的技术手段]
[0013]
本发明的电抗器是一种具有环状铁心和线圈的电抗器,其中,所述环状铁心具有:两根以上的腿部,供安装所述线圈而产生磁通;一对磁轭部,分开配置于所述腿部的两端面侧,与所述腿部一起形成闭合磁路;以及凹部,形成于所述环状铁心的四个角落;且配置于
最外侧的两根所述腿部的所述端面的一部分露出至所述凹部。
[0014]
也可为,所述磁轭部具有所述环状铁心中的内周面,所述磁轭部在所述内周面与所述腿部连接,露出至所述凹部的所述腿部的所述端面上的区域与所述磁轭部的内周面处于大致同一平面。
[0015]
也可为,所述磁轭部沿着所述腿部所排列的方向的全长比配置于最外侧的两根腿部的其中一者的所述端面的最外端起到另一者的所述端面的最外端为止的距离短,所述配置于最外侧的两根腿部的所述端面的一部分从所述磁轭部超出,所述凹部由所述磁轭部的端面和所述配置于最外侧的两根腿部的所述端面中从所述磁轭部超出的区域划定而成。
[0016]
也可具有接合层,所述接合层由粘接剂形成,将所述配置于最外侧的两根腿部的所述端面与所述磁轭部接合。
[0017]
也可为,所述配置于最外侧的两根腿部的所述端面的5%以上且30%以下的区域从所述磁轭部露出。
[0018]
也可为,流通200安培以上的电流,所述配置于最外侧的两根腿部的所述端面的60%以上且75%以下的区域从所述磁轭部露出。或者也可为,流通250安培以上的电流,所述配置于最外侧的两根腿部的所述端面的45%以上且75%以下的区域从所述磁轭部露出。
[0019]
[发明的效果]
[0020]
根据本发明,形成大电流区域内对电感值的影响少的凹部,因此能将电抗器小型化及轻量化而不降低电抗器的性能。
附图说明
[0021]
图1为表示第一实施方式的电抗器的主结构的平面图。
[0022]
图2为表示第一实施方式的环状铁心的结构的平面图。
[0023]
图3为表示第一实施方式的电抗器的整体结构的平面图。
[0024]
图4的(a)及图4的(b)为通过模拟来观测第一实施方式的电抗器和比较对象的电抗器的外部的磁通分布状态的图。
[0025]
图5为表示第二实施方式的环状铁心的结构的平面图。
[0026]
图6为表示第一实施方式的电抗器和第二实施方式的电抗器的电流与电感值的关系的图表。
[0027]
[符号的说明]
[0028]
1:电抗器
[0029]
1a:电抗器本体
[0030]
2:线圈
[0031]
3:环状铁心
[0032]
31:第一腿部
[0033]
31a:端面
[0034]
31b:外侧面
[0035]
31c:露出区域
[0036]
31d:接合区域
[0037]
31e:内侧面
[0038]
32:第二腿部
[0039]
32a:端面
[0040]
32b:外侧面
[0041]
32c:露出区域
[0042]
32d:接合区域
[0043]
32e:内侧面
[0044]
33:磁轭部
[0045]
33a:内周面
[0046]
33b:端面
[0047]
34:接合层
[0048]
35a:凹部
[0049]
35b:凹部
[0050]
36:u字状块
[0051]
36a:腿部
[0052]
36b:腿部
[0053]
37:腿部块
[0054]
4:铁心包覆树脂
[0055]
5:紧固部
具体实施方式
[0056]
以下,参照附图,对本发明的实施方式的电抗器进行说明。各附图中,为了易于理解,有时强调表示厚度、尺寸、位置关系、比率或形状等,本发明并不限定于这些强调。
[0057]
(第一实施方式)
[0058]
图1表示电抗器的主结构。如图1所示,第一实施方式的电抗器1包括两个线圈2和一个环状铁心3。两个线圈2安装在环状铁心3上。线圈2中流通电流,流通有电流的线圈2按匝数产生磁通,环状铁心3成为按照比真空高的磁导率使磁通穿过的闭合磁路。即,所述电抗器1是将电能转换为磁能而加以积蓄及释放的无源元件。
[0059]
线圈2是由铜线等导电线形成的筒状缠绕体。线圈2是通过在沿绕轴每缠绕一匝便将缠绕位置错开的情况下呈螺旋状缠绕导电线而形成。两个线圈2通过母线等而并联或串联。
[0060]
环状铁心3为压粉磁心、铁氧体磁心、金属复合物铁心或层叠钢板等磁性体。压粉磁心是将磁性粉末压紧并对所得压粉成型体进行退火而成。磁性粉末以铁为主成分,可列举纯铁粉、以铁为主成分的坡莫合金(fe-ni合金)、含si铁合金(fe-si合金)、铁硅铝合金(fe-si-al合金)、非晶合金、纳米晶体合金粉末、或者这两种以上的粉末的混合粉等。金属复合物铁心是将磁性粉末与树脂加以混练、成型而形成的铁心。
[0061]
图2为表示第一实施方式的环状铁心3的详细结构的平面图。如图2所示,环状铁心3包括第一腿部31、第二腿部32及一对磁轭部33。通过组合第一腿部31、第二腿部32及一对磁轭部33来形成一个环形状的闭合磁路。第一腿部31和第二腿部32嵌入在线圈2中(参照图1),是产生磁通的磁通产生部。磁轭部33是利用磁通将第一腿部31与第二腿部32耦合的连
结部。
[0062]
第一腿部31、第二腿部32及一对磁轭部33由呈直线状延伸的四棱柱形状的i字铁心形成。第一腿部31及第二腿部32也可在中途夹有间隙。在夹有间隙的情况下,第一腿部31及第二腿部32是多个短i字铁心相连而成,间隙介于短i字铁心之间。间隙是磁导率远低于环状铁心3的磁性间隙,例如为陶瓷等板状的间隔件或气隙。
[0063]
第一腿部31与第二腿部32平行配置。以下,将第一腿部31和第二腿部32所延伸的方向称为纵轴方向。一对磁轭部33平行配置,沿第一腿部31和第二腿部32所排列的横轴方向延伸。横轴方向与纵轴方向正交。一对磁轭部33以从两端部侧包夹第一腿部31和第二腿部32的方式分开配置。然后,在磁轭部33的环状上,第一腿部31的端面31a对接接合于内周面33a。将第二腿部32的端面32a对接接合于磁轭部33的内周面33a。
[0064]
由此,环状铁心3形成闭合的环形状。再者,第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a是构成第一腿部31和第二腿部32的六个面中与纵轴方向正交地扩展的面。磁轭部33的内周面33a是与第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a相向的面。
[0065]
第一腿部31与磁轭部33由粘接剂接合,第二腿部32与磁轭部33由粘接剂接合。因此,由粘接剂形成的接合层34介于第一腿部31与磁轭部33之间以及第二腿部32与磁轭部33之间。接合层34作为与膜厚相应的气隙发挥功能。
[0066]
此处,磁轭部33的全长ly设定得比第一腿部31与第二腿部32的距离da短。磁轭部33的全长ly是沿着横轴方向的长度。第一腿部31与第二腿部32的距离da是沿着横轴方向的距离,是包含第一腿部31的整个端面31a和第二腿部32的整个端面32a而从第一腿部31的端面31a的远端起到第二腿部32的端面32a的远端为止的分隔距离。
[0067]
因此,第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a被分为从磁轭部33超出而露出的露出区域31c、露出区域32c和经由接合层34与磁轭部33的内周面33a接合的接合区域31d、接合区域32d。磁轭部33的端面33b处于相较于第一腿部31的外侧面31b和第二腿部32的外侧面32b而凹陷的位置。磁轭部33的端面33b是与横轴方向正交地扩展的面,外侧面31b和外侧面32b是沿纵轴方向扩展且远离环状铁心3的中心的面。
[0068]
即,环状铁心3上,在所述环状铁心3的四个角落形成有凹部35a。4个凹部35a中的其中两个由第一腿部31的端面31a上的露出区域31c和磁轭部33的端面33b划定而成。4个凹部35a中的另外两个由第二腿部32的端面32a上的露出区域32c和磁轭部33的端面33b划定而成。
[0069]
并且,第一腿部31的端面31a的露出区域31c与磁轭部33的内周面33a若除开接合层34则排列于同一平面,第二腿部32的端面32a的露出区域32c与磁轭部33的内周面33a若除开接合层34则排列于同一平面。换句话说,可供在端面31a和端面32a附近产生的磁通通过的磁路不在环状铁心3内。
[0070]
此处,露出区域31c、露出区域32c的横宽方向的宽度相对于端面31a、端面32a的横轴方向的宽度的比例优选为5%以上且30%以下。若为此范围,则即便与不形成凹部35a的情况相比,在整个电流范围内也无电感值的下降,或者即便有下降也是在100a以下的范围内控制在5%以内。
[0071]
另外,在对电抗器1流通200a以上的电流的情况下,露出区域31c、露出区域32c的横宽方向的宽度相对于端面31a、端面32a的横轴方向的宽度的比例也可为60%以上且75%
以下。若为此范围,则与不形成凹部35a的情况相比,流通200a以上的电流时的电感值提高。在对电抗器1流通250a以上的电流的情况下,露出区域31c、露出区域32c的横宽方向的宽度相对于端面31a、端面32a的横轴方向的宽度的比例也可为45%以上且75%以下。若为此范围,则与不形成凹部35a的情况相比,流通250a以上的电流时的电感值提高。但即便不在此范围内,也能获得与不形成凹部35a的情况相比都不逊色的电感值。
[0072]
图3为表示电抗器1的整体结构的平面图。电抗器1还包括铁心包覆树脂4。铁心包覆树脂4包覆环状铁心3。线圈2从所述铁心包覆树脂4上嵌入,与环状铁心3电绝缘。
[0073]
铁心包覆树脂4是保持一定形状的成型品,具备绝缘性及耐热性。例如,铁心包覆树脂4使用环氧树脂、不饱和聚酯系树脂、氨基甲酸乙酯树脂、团状模塑料(bulk molding compound,bmc)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide,pps)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate,pbt)或者它们的复合物作为材质。
[0074]
所述铁心包覆树脂4上形成有紧固部5,所述紧固部5用于对包含线圈2、环状铁心3及铁心包覆树脂4而构成的电抗器本体1a进行固定。电抗器本体1a使用所述紧固部5例如与收容所述电抗器本体1a的浴槽形状的金属盒相紧固。紧固部5具有螺孔,与金属盒等支承体侧的螺孔对位而插通螺栓。形成于环状铁心3的四个角落的凹部35a内设置的例如为所述紧固部5。
[0075]
在这样的电抗器1中,凹部35a使第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a的一部分露出。第一腿部31和第二腿部32是缠绕有线圈2的磁通产生部。并且,第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a没有或者几乎未确保到线圈2的端部的距离。
[0076]
另外,第一腿部31的端面31a的露出区域31c与磁轭部33的内周面33a若除开接合层34则排列于同一平面,第二腿部32的端面32a的露出区域32c与磁轭部33的内周面33a若除开接合层34则排列于同一平面。换句话说,可供在端面31a和端面32a附近产生的磁通通过的磁路不在环状铁心3内。
[0077]
因而,在第一腿部31的露出区域31c和第二腿部32的露出区域32c的附近产生的磁通以接近直角的角度与线圈2的轴斜交而无法到达接合区域31d、接合区域32d,从第一腿部31的露出区域31c和第二腿部32的露出区域32c向外部泄露至凹部35a内,之后进入磁轭部33的端面33b。
[0078]
第一腿部31的露出区域31c的旁边为接合区域31d,第二腿部32的露出区域32c的旁边为接合区域32d,这些接合区域31d、接合区域32d与磁轭部33接合。但所述接合区域31d、接合区域32d内存在接合层34。接合层34的磁阻高。因而,通过接合区域31d、接合区域32d的磁通被抑制。因此,更多的磁通从第一腿部31的露出区域31c和第二腿部32的露出区域32c向外部泄露,之后进入磁轭部33的端面33b。
[0079]
如此一来,形成为第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a的一部分露出的凹部35a作为气隙发挥功能。因此,所述凹部35a成为在电抗器1内设置紧固部5等的空余位置而不会在大电流区域内对电感值产生较大影响。
[0080]
此处,图4的(a)是通过模拟来观测所述电抗器1的外部的磁通分布状态的图,图4的(b)是通过模拟来观测比较对象的外部的磁通分布状态的图。比较对象在环状铁心3的角落具有凹部35a。但比较对象的凹部35a的纵轴方向的深度比磁轭部33的纵轴方向的长度浅。即,凹部35a是仅在磁轭部33的四个角落中与电抗器1的角落相对应的两个部位打出缺
口而成,第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a未露出至凹部35a。
[0081]
图中,被圆圈围住的部分为凹部35a。如对图4的(a)及图4的(b)进行比较所知,可确认所述电抗器1中磁通从凹部35a漏出。另一方面,可确认比较对象的电抗器中磁通几乎未从凹部35a漏出。即,可确认形成为第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a的一部分露出的凹部35a作为气隙发挥功能。于是,得知所述凹部35a成为在电抗器1内设置紧固部5等的空余位置而不会在大电流区域内对电感值产生较大影响。
[0082]
接着,将第一实施方式的电抗器1中的电流与电感值的关系示于下表1。准备露出区域31c、露出区域32c的比例为5%的实施例1、露出区域31c、露出区域32c的比例为15%的实施例2、露出区域31c、露出区域32c的比例为30%的实施例3、露出区域31c、露出区域32c的比例为45%的实施例4、露出区域31c、露出区域32c的比例为60%的实施例5及露出区域31c、露出区域32c的比例为75%的实施例6的电抗器1、以及露出区域31c、露出区域32c的比例为0%的比较例1及露出区域31c、露出区域32c的比例为100%的比较例2的电抗器。对这些实施例1至实施例6的电抗器1以及比较例1及比较例2的电抗器流通到250a为止的各电流,并测量电感值。再者,实施例1至实施例6的电抗器1以及比较例1及比较例2的电抗器具有横轴方向的全宽为13.5mm的端面31a、端面31b。
[0083]
(表1)
[0084][0085]
上表1中,所谓露出区域31c、露出区域32c的比例,是露出区域31c、露出区域32c的横宽方向的宽度相对于端面31a、端面32a的横轴方向的宽度的比例。露出区域31c与露出区域32c的比例相同。所谓露出区域31c、露出区域32c的比例为0%,是未形成凹部35a的状态,所谓露出区域31c、露出区域32c的比例为100%,是仅第一腿部31的角与磁轭部33的角相接触的状态以及仅第二腿部32的角与磁轭部33的角相接触的状态。
[0086]
另外,根据表1的各数值来计算实施例1至实施例6的各电感值相对于比较例1的各电感值的下降比例,并示于下表2。表2中,正值表示低于比较例1的电感值,负值表示高于比较例1的电感值。
[0087]
(表2)
[0088][0089]
如上表1及表2所示,与露出区域31c、露出区域32c的比例为0%的比较例1相比,露出区域31c、露出区域32c的比例为5~75%的实施例1至实施例6中初始电感值低。初始电感值是没有直流电流的重叠的情况下的值。初始电感值下降的原因在于,在成为磁路而供磁通通过的部位存在凹部35a。露出区域31c、露出区域32c的比例越大,初始电感值越是下降。其原因在于,成为磁路而供磁通通过的较大部位被铲除。
[0090]
不过,可确认如下事实:露出区域31c、露出区域32c的比例为5~30%的实施例1至实施例3即便与露出区域31c、露出区域32c的比例为0%的比较例1相比,在包括直流电流的重叠为零在内的整个电流范围内也无电感值的下降,或者即便有下降也在100a以下的范围内控制在5%以内。
[0091]
在对电抗器1流通150a的电流的情况下,可确认如下事实:不仅是实施例1至实施例3,即便是露出区域31c、露出区域32c的比例为45%以上的实施例4至实施例6的电抗器1包括在内,相对于比较例1的电抗器而言,也将电感值的差缩小到了一位数的比例。并且,在对电抗器1流通200a以上的电流的情况下,可确认如下事实:实施例1至实施例6的电抗器1的电感值与比较例1的电抗器的电感值几乎相同或超过。
[0092]
即,形成为第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a的一部分露出的凹部35a作为气隙发挥功能,可确认大电流区域内对电感值的影响少。因而,只要以作为磁通产生部的第一腿部31的端面31a和第二腿部32的端面32a的一部分露出的方式形成凹部35a,就能取较大的空余位置而不会在大电流区域内损害电抗器1的性能,从而能达成电抗器1的进一步的小型化及轻量化。
[0093]
而且,在对电抗器1流通200a以上的电流的情况下,可确认如下事实:露出区域31c、露出区域32c的比例为60%以上且75%以下的实施例5及实施例6的电抗器1的电感值超过了比较例1的电抗器的电感值。另外,在对电抗器1流通250a以上的电流的情况下,可确认如下事实:露出区域31c、露出区域32c的比例为45%以上且75%以下的实施例4至实施例6的电抗器1的电感值超过了比较例1的电抗器的电感值。这表示,凹部35a的形成使得电抗器1的性能根据凹部35a的形成范围和大电流的区域而提高。
[0094]
确认到如下事实:露出区域31c、露出区域32c的比例为100%的比较例2与实施例1至实施例6相比,在大电流区域内的电感值方面也不逊色,但初始电感值与实施例1至实施例6相比出现较大下降。
[0095]
再者,在如此形成的电抗器1中,环状铁心3由磁轭部33、第一腿部31及第二腿部32等四棱柱状的i字铁心形成,因此生产率高,从而还能谋求电抗器1的成本降低。
[0096]
(第二实施方式)
[0097]
图5为表示第二实施方式的环状铁心3的详细结构的平面图。如图5所示,环状铁心3包括一对u字状块36和两根腿部块37。u字状块36中,腿部36a、腿部36b从磁轭部33的内周面33a的两端突出,从而具有u字形状。以腿部36a彼此及腿部块36b彼此相向的方式使一对u字状块36面对面,且使腿部块37介于腿部36a之间及腿部36b之间。由此,环状铁心3具有一个环形状的闭合磁路。
[0098]
线圈2的端部盖到u字状块36的腿部36a及腿部36b上。因而,u字状块36的腿部36a为磁通产生部的一部分,担负第一腿部31的端部侧,u字状块36的腿部36b为磁通产生部的一部分,担负第二腿部32的端部侧。
[0099]
u字状块36上,将两个角落铲除而形成有凹部35b。凹部35b到达磁轭部33与腿部36a的交界b、磁轭部33与腿部36b的交界b。即,腿部36a的端面31a和腿部36b的端面32a具有露出至凹部35b的露出区域31c和露出区域32c。并且,腿部36a的端面31a的露出区域31c与磁轭部33的内周面33a排列于同一平面,腿部36b的端面32a的露出区域32c与磁轭部33的内周面33a排列于同一平面。换句话说,可供在端面31a和端面32a附近产生的磁通通过的磁路
不在环状铁心3内。
[0100]
另外,凹部35b未到达腿部36a的内侧面31e延长而成的平面和腿部36b的内侧面32e延长而成的平面。再者,内侧面31e和内侧面32e是与外侧面31b和外侧面32b相反的面。
[0101]
在所述第二实施方式的电抗器1中,腿部36a与磁轭部33无接缝地相连,在露出区域31c的旁边无接合层34。另外,所述电抗器1中,腿部36b与磁轭部33无接缝地相连,在露出区域32c的旁边无接合层34。
[0102]
但在所述电抗器1中,凹部35b也使作为磁通产生部的端部的腿部36a的端面31a和腿部36b的端面32a露出。并且,腿部36a的端面31a的露出区域31c与磁轭部33的内周面33a排列于同一平面,腿部36b的端面32a的露出区域32c与磁轭部33的内周面33a排列于同一平面。
[0103]
因而,在露出区域31c和露出区域32c的附近产生的磁通以接近直角的角度与线圈2的轴斜交而无法在环状铁心3内到达磁轭部33,从第一腿部31的露出区域31c和第二腿部32的露出区域32c向外部泄露至凹部35b内,之后进入磁轭部33的端面33b。
[0104]
如此一来,在所述电抗器1中,凹部35b也作为气隙发挥功能。因此,凹部35b成为在电抗器1内设置紧固部5等的空余位置而在大电流区域内对电感值的影响少、不会降低电抗器1的性能。
[0105]
此处,准备在u字状块36上形成有凹部35b、露出区域31c、露出区域32c为各比例的实施例7至实施例11的电抗器1。在实施例7至实施例11的电抗器1中,磁轭部33与腿部36a以及磁轭部33与腿部36b无接缝地连成一体。即,实施例7至实施例11的电抗器1为第二实施方式的电抗器1。另外,准备通过u字状块36来形成环状铁心3但露出区域31c、露出区域32c的比例为0%和100%的比较例3和比较例4的电抗器。
[0106]
对实施例7至实施例11的电抗器1以及比较例3及比较例4的电抗器流通到250a为止的各电流,并测量电感值。其结果示于下表3。
[0107]
(表3)
[0108][0109]
另外,根据表3的各数值来计算实施例7至实施例11的各电感值相对于比较例3的各电感值的下降比例,并示于下表4。表4中,正值表示低于比较例1的电感值,负值表示高于比较例1的电感值。
[0110]
(表4)
[0111]
[0112]
如上表3及表4所示,与露出区域31c、露出区域32c的比例为0%的比较例3相比,露出区域31c、露出区域32c的比例为15~75%的实施例7至实施例11中初始电感值低。不过,可确认如下事实:露出区域31c、露出区域32c的比例为30%以下的实施例7及实施例8即便与露出区域31c、露出区域32c的比例为0%的比较例3相比,在包括直流电流的重叠为零在内的整个电流范围内也无电感值的下降,或者即便有下降也在100a以下的范围内控制在4%以内。
[0113]
在对电抗器1流通200a的电流的情况下,可确认如下事实:不仅是实施例7及实施例8,即便是露出区域31c、露出区域32c的比例为45%以上的实施例9至实施例11的电抗器1包括在内,相对于比较例3的电抗器而言,也将电感值的差缩小到了一位数的比例。并且,在对电抗器1流通250a以上的电流的情况下,可确认如下事实:实施例7至实施例11的电抗器1的电感值与比较例3的电抗器的电感值几乎相同或超过。
[0114]
而且,在对电抗器1流通250a以上的电流的情况下,可确认如下事实:露出区域31c、露出区域32c的比例为60%以上且75%以下的实施例10及实施例11的电抗器1的电感值超过了比较例3的电抗器的电感值。即,表示在实施方式2的电抗器1中,凹部35b的形成也使得电抗器1的性能根据凹部35b的形成范围和大电流的区域而提高。
[0115]
如此,即便使作为磁通产生部的端部的u字状块36的腿部36a、腿部36b露出至凹部35b,也不会在大电流区域内损害电抗器1的电感值,而且能将凹部35b取得较大,因此能达成电抗器1的小型化及轻量化。
[0116]
此处,准备露出区域31c、露出区域32c的比例为45%的实施例4及实施例9的电抗器1。实施例4的电抗器1为第一实施方式的电抗器1,在端面31a、端面32a的露出区域31c、露出区域32c的旁边配置有成为磁阻的接合层34。实施例9的电抗器1为第二实施方式的电抗器1,在端面31a、端面32a的露出区域31c、露出区域32c的旁边无成为磁阻的接合层34。
[0117]
以15a的递增量对这些实施例4及实施例9的电抗器1流通从0a起到285a为止的各电流,并测量电感值。将通过测量得到的实施例4及实施例9的电抗器1的电流与电感值的关系示于下表5。另外,将下表5的结果示于图6的图表中。
[0118]
(表5)
[0119][0120]
如上表5及图6所示,对初始电感值以及电流为105a为止的电感值进行比较,实施例4的电抗器1不如实施例9的电抗器1。然而,在电流为120a以上的范围内,实施例4的电抗器1的电感值超过了实施例9的电抗器1的电感值。
[0121]
再者,对露出区域31c、露出区域32c的比例为15%的实施例2及实施例7的电抗器1进行比较,实施例2的电抗器1在240a时电感值与实施例7相同,在255a以上时电感值超过实施例7。对露出区域31c、露出区域32c的比例为30%的实施例3及实施例8的电抗器1进行比较,实施例3的电抗器1在210a时电感值与实施例8相同,在225a以上时电感值超过实施例8。
[0122]
对露出区域31c、露出区域32c的比例为60%的实施例5及实施例10的电抗器1进行比较,实施例5的电抗器1在105a以上时电感值超过实施例10。对露出区域31c、露出区域32c的比例为75%的实施例6及实施例11的电抗器1进行比较,实施例6的电抗器1在75a以上时电感值超过实施例11。
[0123]
由此,确认到如下事实:当在端面31a、端面32a的露出区域31c、露出区域32c的旁边配置成为磁阻的接合层34时,更多的磁通从第一腿部31的露出区域31c和第二腿部32的露出区域32c向外部泄露,之后进入磁轭部33的端面33b。因此,所述凹部35a成为在电抗器1内设置紧固部5等的空间而不会在大电流区域内进一步影响电感值。
[0124]
(作用效果)
[0125]
如上所述,各实施方式的电抗器1具有环状铁心3和线圈2。环状铁心3具有供安装线圈2而产生磁通的第一腿部31及第二腿部32或者u字状块36的腿部36a及腿部36b等腿部。另外,环状铁心3具有分开配置在这些腿部的两端面侧而与腿部一起形成闭合磁路的一对
磁轭部33。在所述环状铁心3的四个角落形成有凹部35a或凹部35b,磁通产生部或作为磁通产生部的端部的腿部的端面31a、端面32a的一部分露出至凹部35a、凹部35b。由此,大电流区域内凹部35a、凹部35b对电感值的影响减少,所以能将电抗器1小型化及轻量化而不会降低电抗器1的性能。
[0126]
另外,磁轭部33具有环状铁心3上的内周面33a,磁轭部33在所述内周面33a与腿部连接,露出至凹部35a或凹部35b的腿部的端面31a、端面32a上的露出区域31c、露出区域32c与磁轭部33的内周面33a处于大致同一平面。由此,可供在端面31a和端面32a附近产生的磁通通过的磁路不在环状铁心3内,在端面31a、端面32a附近产生的磁通不得不从凹部35a、凹部35b暂时向外部泄露。因而,凹部35a、凹部35b有效率地作为气隙发挥功能。
[0127]
典型而言,这样的电抗器1使沿着腿部所排列的方向的磁轭部33的全长ly比包含配置于最外侧的两根腿部的整个端面31a、端面31b而从所述两根腿部的其中一者的端面31a的端起到另一者的端面32a的端为止的距离短即可。于是,配置于最外侧的两根腿部使端面31a、端面32a的一部分从磁轭部33超出。
[0128]
如此一来,凹部35a、凹部35b由磁轭部33的端面33b和配置于最外侧的两根腿部的端面31a、端面32a中从磁轭部33超出的露出区域31c、露出区域32c划定而成。并且,露出至凹部35a或凹部35b的腿部的端面31a、端面32a上的露出区域31c、露出区域32c除开接合层34而与磁轭部33的内周面33a成大致同一平面。
[0129]
在如此形成的电抗器1中,环状铁心3由磁轭部33、第一腿部31及第二腿部32等四棱柱状的i字铁心形成,因此生产率高,从而还能谋求电抗器1的成本降低。
[0130]
再者,在各实施方式中,以具有两根腿部的环状铁心3为例进行了说明,但并不限于此,也可为具有三根以上的腿部的环状铁心3。例如也可为平行配置一根中腿和两根外腿合计三根腿部、两个环形状相连而成的θ形状的环状铁心3。在所述θ形状的环状铁心3中,以使两根外腿的端面31a、端面32a从磁轭部33露出的方式形成凹部35a或凹部35b。也可为具有四根以上的腿部的环状铁心3,以使位于最外侧的两根腿部的端面31a、端面32a从磁轭部33露出的方式形成凹部35a或凹部35b即可。
[0131]
另外,在凹部35a或35b内配置有用于将包含环状铁心3和线圈2的电抗器本体1a与其他部位相紧固的紧固部5。由此,电抗器1体型变小。也可在凹部35a或35b内配置电抗器1的其他构造零件、电抗器1以外的外部的电子零件、电子电路、机械要素、其他各种构造物的零件,并不限于紧固部5。
[0132]
另外,具有由粘接剂形成、将配置于最外侧的两根腿部的端面31a、端面32a与磁轭部33接合的接合层34。由此,更多的磁通从端面31a、端面32a漏出,可提高凹部35a的作为气隙的功能。因而,大电流区域内的凹部35a对电感值的影响进一步减少。
[0133]
另外,配置于最外侧的两根腿部的端面31a、端面32a的5%以上且30%以下的区域从磁轭部33露出。在此情况下,即便与不形成凹部35a或凹部35b的情况相比,在整个电流范围内也不会损害电感值。而且,可以在凹部35a或凹部35b内配置电抗器1的其他构造零件、电抗器1以外的外部的电子零件、电子电路、机械要素、其他各种构造物的零件,并不限于紧固部5,可达成电抗器1的小型化及轻量化。
[0134]
另外,配置于最外侧的两根腿部的端面31a、端面32a的60%以上且75%以下的区域从磁轭部33露出。由此,在流通200安培以上的电流的情况下,凹部35a反而能提高电抗器
1的电感值,同时还能实现电抗器1的小型化及轻量化。
[0135]
另外,配置于最外侧的两根腿部的端面31a、端面32a的45%以上且75%以下的区域从磁轭部33露出。由此,在流通250安培以上的电流的情况下,凹部35a反而能提高电抗器1的电感值,同时还能实现电抗器1的小型化及轻量化。
[0136]
再者,本发明并不限定于所述实施方式,还包含下文所示的其他实施方式。另外,本发明还包含将所述实施方式及下文所述的其他实施方式的全部或任一者组合而成的形态。进而,这些实施方式可在不脱离发明范围的范围内进行各种省略、替换、变更,其变形也包含在本发明中。
再多了解一些

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