本發(fā)明涉及電抗器及其制造方法。
背景技術(shù):
電抗器通常具有如下結(jié)構(gòu),即:呈“口”字型地配置有柱狀磁芯,并且具有以將并列配置的一對磁芯外周包圍的方式卷繞導(dǎo)線而形成的繞組部(線圈)。另外,為了確保磁芯與繞組部之間絕緣,通常在將磁芯插入筒狀的線圈骨架之后,在線圈骨架的外周面上卷繞繞線。
另外,也提出了一種不使用線圈骨架而隔著絕緣片在磁芯上卷繞繞線的技術(shù)。例如,專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù),即:在由磁性鋼板層壓而成的長尺狀磁芯上卷繞絕緣片并利用膠帶臨時固定,然后在臨時固定后的部件上卷繞導(dǎo)線而形成繞組部。
【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
【專利文獻(xiàn)】
專利文獻(xiàn)1:日本公報(bào)、特開2006-13294號
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
但是,在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中,使用絕緣片來確保磁芯與繞組部之間絕緣,但是,由于繞組部僅設(shè)置在磁芯的軸向中央部,因而使得電抗器大型化。另外,在設(shè)有繞組部的一對磁芯(第一磁芯)的兩端側(cè)的外周面之間還配置有另一磁芯(第二磁芯)。因此,組裝電抗器時必須使第一磁芯與第二磁芯的位置對準(zhǔn),從而導(dǎo)致組裝過程變得繁雜。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的,其課題在于提供一種易于組裝和小型化的電抗器及其制造方法。
上述課題通過以下的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。即,
本發(fā)明的電抗器的特征在于至少具備:一對磁性單元,其包括:(a)四角柱狀的第一磁芯、(b)至少將第一磁芯的四個外周面全部覆蓋的絕緣片、以及(c)通過卷繞導(dǎo)線而形成且呈四角筒狀的繞組部,覆蓋有絕緣片的第一磁芯配置在該繞組部的內(nèi)周部中,并且,一對磁性單元并列配置;和四角柱狀的第二磁芯,其以四個外周面中的任意一個外周面與構(gòu)成并列配置的一對磁性單元的各個第一磁芯的端面相對的方式配置在各個第一磁芯的至少一端側(cè);并且,構(gòu)成一個磁性單元的第一磁芯的四個外周面中的任意一個外周面和構(gòu)成另一個磁性單元的第一磁芯的四個外周面中的任意一個外周面構(gòu)成以相互平行的狀態(tài)相對的對置外周面;進(jìn)而,絕緣片被設(shè)置為:(i)與第一磁芯的四個外周面中除了對置外周面之外的其他三個外周面平行,且延伸至第一磁芯的軸向兩端外側(cè)的位置處,(ii)從對置外周面?zhèn)缺环鄢蓪⒌谝淮判镜膬蓚€端面的至少一部分覆蓋的狀態(tài)。
本發(fā)明的電抗器的一實(shí)施方式中,優(yōu)選第二磁芯分別配置在構(gòu)成并列配置的一對磁性單元的第一磁芯的一端側(cè)和另一端側(cè)。
本發(fā)明的電抗器的其他實(shí)施方式中,優(yōu)選至少包括一對磁性單元和第二磁芯的電抗器主體的整個外表面被清漆層覆蓋。
本發(fā)明的電抗器的其他實(shí)施方式中,優(yōu)選呈平面狀展開的狀態(tài)下的絕緣片是一張方形的薄片。
本發(fā)明的電抗器的其他實(shí)施方式中,優(yōu)選在第二磁芯上,以至少將第二磁芯的四個外周面中的、(i)與第一磁芯的端面相對的外周面和(ii)與第一磁芯的端面相對的外周面的周向兩側(cè)的外周面中靠近第一磁芯側(cè)的區(qū)域覆蓋的方式設(shè)有絕緣片。
本發(fā)明的電抗器的其他實(shí)施方式中,優(yōu)選覆蓋第一磁芯的端面的絕緣片與覆蓋第二磁芯的與第一磁芯的端面相對的外周面的絕緣片相接觸。
本發(fā)明的電抗器的其他實(shí)施方式中,優(yōu)選覆蓋第二磁芯的與第一磁芯的端面相對的外周面的絕緣片的總厚度,大于覆蓋第一磁芯的端面的絕緣片的總厚度。
本發(fā)明的電抗器的其他實(shí)施方式中,優(yōu)選在第一磁芯的端面?zhèn)群偷诙判镜呐c第一磁芯的端面相對的外周面?zhèn)戎g配置有絕緣部件。
本發(fā)明的電抗器的制造方法的特征在于,包括:
卷繞工序:將寬度大于四角柱狀的第一磁芯的軸向長度的絕緣片,以該絕緣片的寬度方向兩端位于第一磁芯的軸向兩端外側(cè)的位置處,且將第一磁芯的四個外周面全部覆蓋的狀態(tài)卷繞在第一磁芯上;
翻折工序:將以完全覆蓋第一磁芯的四個外周面的狀態(tài)進(jìn)行卷繞的絕緣片的下述部分,即位于第一磁芯的軸向兩端外側(cè)的部分中的、位于四個外周面的任意一個外周面的軸向兩端外側(cè)的部分,翻折成與第一磁芯的兩個端面接觸的狀態(tài);
磁性單元制造工序:通過將覆蓋有絕緣片的第一磁芯,以第一磁芯的兩端部與繞組部的兩端部大致一致的方式插入繞組部的內(nèi)周部中,從而制成一對磁性單元,其中,該繞組部通過卷繞導(dǎo)線而形成且呈四角筒狀,并且,繞組部的軸向長度與第一磁芯的軸向長度大致相同;
磁性單元配置工序:將一對磁性單元并列配置為:構(gòu)成一個磁性單元的第一磁芯的、成為朝向第一磁芯的兩個端面翻折絕緣片的起點(diǎn)的外周面與構(gòu)成另一個磁性單元的第一磁芯的、成為朝向第一磁芯的兩個端面翻折絕緣片的起點(diǎn)的外周面以相互平行的狀態(tài)相對;以及
第二磁芯配置工序:將四角柱狀的第二磁芯以四個外周面中的任意一個外周面與構(gòu)成并列配置的一對磁性單元的各個第一磁芯的端面相對的方式配置在各個第一磁芯的至少一端側(cè)。
(發(fā)明效果)
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種易于組裝和小型化的電抗器及其制造方法。
附圖說明
圖1是表示本實(shí)施方式的電抗器的主要部分的一例的分解立體圖。
圖2是詳細(xì)表示構(gòu)成圖1所示電抗器的主要部分的第一四角柱狀部件和絕緣片的立體圖。
圖3是表示構(gòu)成圖1所示電抗器的主要部分的第二四角柱狀部件的外周面被絕緣片覆蓋的狀態(tài)的一例的立體圖。
圖4是表示本實(shí)施方式的電抗器的一例的立體圖。
圖5是說明本實(shí)施方式的電抗器的制造方法中的一個過程的立體圖,其中,(A)是表示卷繞工序中使用的第一磁芯的立體圖,(B)是表示在第一磁芯上卷繞絕緣片期間的狀態(tài)的立體圖,(C)是表示在第一磁芯的四個外周面上全部卷繞絕緣片之后的狀態(tài)的立體圖。
圖6是表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的電抗器的主要部分的一例的分解立體圖。
圖7是詳細(xì)表示構(gòu)成圖6所示電抗器的主要部分的繞組部和絕緣片的立體圖。
圖8是詳細(xì)表示構(gòu)成圖6所示電抗器的主要部分的第一磁芯的立體圖。
(符號說明)
10、12 主要部分
20 電抗器
30 電抗器主體
100 磁性單元
110 第一磁芯
110S、110S2、110S3、110S4 外周面
110S1 外周面(對置外周面)
110T 端面
120 絕緣片
120C 襟部
120F1 翻折部
120F2 區(qū)域
130 繞組部
130T 端面
140 第二磁芯
140S、140S1、140S2、140S3、140S4 外周面
150 絕緣部件
160 絕緣片
170 固定部件
172 基座
174 固定板
174S 內(nèi)表面
176 螺釘
200 磁性單元
210 第一磁芯
210S、210S1、210S2、210S3、210S4 外周面
210T 端面
220 絕緣片
230 繞組部
230S 內(nèi)周面
230S1、230S3 第一內(nèi)周面
230S2、240S4 第二內(nèi)周面
230T 端面
230TS 區(qū)域
240 第二磁芯
240S、240S1、240S2、240S3、240S4 外周面
250 絕緣部件
280 間隔件
具體實(shí)施方式
圖1是表示本實(shí)施方式的電抗器的主要部分的一例的分解立體圖。在圖1及以下所述的各圖中,圖中所示的X方向、Y方向以及Z方向?yàn)橄嗷ゴ怪钡姆较颉?/p>
本實(shí)施方式的電抗器的主要部分10包括一對磁性單元100和四角柱狀的第二磁芯140,在圖1所示的例子中,電抗器的主要部分10包括一對磁性單元100、一對第二磁芯140以及一對絕緣部件150。另外,各個磁性單元100包括:(a)四角柱狀的第一磁芯110、(b)至少將第一磁芯110的四個外周面全部覆蓋的絕緣片120、以及(c)通過卷繞導(dǎo)線而形成且呈四角筒狀的繞組部130,其中,覆蓋有絕緣片120的第一磁芯110配置在繞組部130的內(nèi)周部中。并且,該一對磁性單元100在X方向上相互分離一定距離以防各個磁性單元100的繞組部130彼此接觸,并且,該一對磁性單元100以各個第一磁芯110的軸向相互平行的方式并列配置。此外,該軸向是與Y方向平行的方向。
另外,第二磁芯140以其四個外周面140S中的任意一個外周面140S1(140S)與構(gòu)成并列配置的一對磁性單元100的各個第一磁芯110的端面110T相對的方式,配置在各個第一磁芯110的一端側(cè)和另一端側(cè)。該情況下,第二磁芯140以與第一磁芯110的端面110T和繞組部130的端面130T絕緣的狀態(tài)配置。另外,在圖1所示的例子中,在構(gòu)成一對磁性單元100的各個第一磁芯110的一端側(cè)和另一端側(cè)分別配置有一個第二磁芯140,即共計(jì)配置有兩個第二磁芯140,但是,也可以僅在構(gòu)成一對磁性單元100的各個第一磁芯110的一端側(cè)配置一個第二磁芯140。
進(jìn)而,在圖1所示的例子中,在構(gòu)成一對磁性單元100的各個第一磁芯110的端面110T側(cè)和第二磁芯140的與第一磁芯的端面110T相對的外周面140S1側(cè)之間配置有絕緣部件150。此外,在第二磁芯140上,以將第二磁芯140的四個外周面140S幾乎全部覆蓋的方式卷繞有絕緣片160。因此,通過絕緣片160和絕緣部件150而可靠地使第二磁芯140與第一磁芯110絕緣,并且也可靠地使第二磁芯140與繞組部130絕緣。另外,在使用絕緣部件150的情況下,通常通過適當(dāng)?shù)剡x擇絕緣部件150的厚度而調(diào)整第一磁芯110與第二磁芯140之間的距離(間隙尺寸),由此能夠?qū)﹄娍蛊魉蟮碾姎馓匦赃M(jìn)行調(diào)整(電感值L與飽和電流值Isat的平衡調(diào)整)。
但是,使第二磁芯140與第一磁芯110和繞組部130絕緣的絕緣體并不局限于絕緣片120、絕緣片160以及絕緣部件150的組合,能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。例如,在僅使用絕緣片120和絕緣片160便可使第二磁芯140與第一磁芯110和繞組部130之間充分絕緣,且能夠確保電氣特性的調(diào)整所需的期望間隙尺寸的情況下,也可以省略絕緣部件150,作為主要的絕緣體和形成所期望的間隙尺寸的形成用部件而使用絕緣片120和絕緣片160。
接著,根據(jù)圖2對圖1所示電抗器中的第一磁芯110和絕緣片120進(jìn)行詳細(xì)說明。首先,第一磁芯110具有四個外周面110S。在此,構(gòu)成一個磁性單元100的第一磁芯110的四個外周面110S中的任意一個外周面110S1(110S)、和構(gòu)成另一個磁性單元100的第一磁芯110的四個外周面110S中的任意一個外周面110S1構(gòu)成以相互平行的狀態(tài)相對的對置外周面。
該情況下,覆蓋四個外周面110S的絕緣片120進(jìn)而被設(shè)置為:(i)與第一磁芯110的四個外周面110S中除了對置外周面110S1以外的其他三個外周面110S2(110S)、110S3(110S)、110S4(110S)平行,且延伸至第一磁芯110的軸向兩端外側(cè)(Y方向的兩側(cè))的位置處,(ii)從對置外周面110S1側(cè)被翻折成將第一磁芯110的兩個端面110T的至少一部分覆蓋的狀態(tài)。
因此,在將如圖2所示呈卷繞有絕緣片120的狀態(tài)的第一磁芯110插入四角筒狀的繞組部130中組裝磁性單元100時,也可以采用軸向長度與第一磁芯110的軸向長度相同或大致相同的繞組部130。這是因?yàn)椋杭词故褂眠@樣的繞組部130,不僅可以確保繞組部130的端部附近與第一磁芯110的四個外周面110S的端部附近絕緣,而且還可以確保確保繞組部130的端部附近與第一磁芯110的端面110T之間絕緣。因此,本實(shí)施方式的電抗器無需為了可靠地確保繞組部130與第一磁芯110的端面110T絕緣而使用軸向長度遠(yuǎn)小于第一磁芯110的軸向長度的繞組部130,在使用軸向長度相同的繞組部130的情況下,容易進(jìn)一步使電抗器小型化。
此外,在組裝電抗器時,可以將第二磁芯140(以及根據(jù)需要使用的絕緣部件150)插入配置在由絕緣片120與端面110T圍成的空間X內(nèi),其中,此處所說的絕緣片120具體是指:被設(shè)置為與第一磁芯110的三個外周面110S2、110S3、110S4平行且延伸至第一磁芯110的軸向兩端外側(cè)的位置處的絕緣片(以下,有時將延伸至第一磁芯110的軸向兩端外側(cè)的位置處的絕緣片120稱為“襟部120C”)。因此,在組裝電抗器時,能夠簡單容易地將第二磁芯140和絕緣部件150安裝在并列配置的一對磁性單元100中,且不會產(chǎn)生錯位。而且,在安裝后,襟部120C可以防止第二磁芯140或絕緣部件150發(fā)生錯位。因此,電抗器的組裝變得容易。
在此,第二磁芯140的外周面140S1的高度(Z方向長度)和絕緣部件150的高度(Z方向長度)沒有特別限制,但是,從如上所述使組裝變得容易以及更加可靠地防止錯位的觀點(diǎn)出發(fā),通常使其與第一磁芯的高度(Z方向長度)大致相同。另外,第二磁芯140的外周面140S1的寬度(X方向長度)和絕緣部件150的寬度(X方向長度)也沒有特別限制,但是,從同樣的觀點(diǎn)出發(fā),使其與一個磁性單元100的襟部120C與另一個磁性單元100的襟部120C之間的最大距離(襟部120C中與外周面110S3平行的絕緣片120之間的距離)大致相同。
第一磁芯110的兩個端面110T只要被從對置外周面110S1側(cè)翻折成將該端面110T的至少一部分覆蓋的狀態(tài)的絕緣片120(以下,有時將覆蓋端面110T的絕緣片120稱為“翻折部120F1”)覆蓋即可。但是,也可以利用翻折部120F1將整個端面110T全部覆蓋。另外,襟部120C的高度A1、A2(Y方向長度)沒有特別限制,可以與配置在空間X內(nèi)的第二磁芯140的厚度(其中,在進(jìn)一步使用絕緣部件150的情況下,該厚度是指第二磁芯140的厚度與絕緣部件150的厚度之和)相同,也可以大于第二磁芯140的厚度。另外,在襟部120C的高度A1、A2大于第二磁芯140的厚度的情況下,優(yōu)選將襟部120C的前端部以將第二磁芯140的外周面140S3覆蓋的方式進(jìn)行翻折。
另外,在本實(shí)施方式的電抗器中,取代通常通過模壓成形進(jìn)行制造的線圈骨架而使用絕緣片120,該絕緣片120可以適當(dāng)?shù)乩檬袌龀鍪鄣耐ㄓ闷贰R虼?,制造電抗器時可以不使用高成本的模具,從而能夠降低電抗器的成本。另外,在所制造的電抗器是需求量少的特別訂制品的情況下,也容易大幅降低成本,因而在成本方面也支持多品種少批量的生產(chǎn)。
關(guān)于將絕緣片120呈平面狀展開時的絕緣片120的平面形狀等,只要能夠如圖2所示將第一磁芯110的四個外周面110S全部和兩個端面110T的至少一部分覆蓋,且能夠形成襟部120C即可,并無特別限定。但是,從簡化電抗器的制造過程的觀點(diǎn)出發(fā),一個第一磁芯110中所使用的絕緣片120在呈平面狀展開的狀態(tài)下成為一張方形薄片為最佳。
在組裝電抗器時,可以在第一磁芯110上卷繞一層絕緣片120,也可以卷繞多層絕緣片120,例如兩層、三層等。但是,從容易形成覆蓋端面110T的翻折部120F1的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選卷繞一層或者兩層,更優(yōu)選卷繞一層。
另外,在圖1所示的例子中,在第二磁芯140上,以將第二磁芯140的四個外周面140S幾乎全部覆蓋的方式卷繞有絕緣片160。但是,在使用絕緣片160的情況下,如圖3所示,絕緣片160只要至少將四個外周面140S中的下述(i)和(ii)所示部分覆蓋即可,即:(i)與第一磁芯110的端面110T相對的外周面140S1,(ii)與第一磁芯110的端面110T相對的外周面140S1兩側(cè)的外周面140S2(140)、140S4(140)中靠近第一磁芯110側(cè)的區(qū)域。通過采用圖3所示的結(jié)構(gòu),能夠使周向上的絕緣更加可靠。
另外,在第二磁芯140的軸向(與X方向平行的方向)上,可以按照下述a)~d)的方式設(shè)置絕緣片160,即:a)如圖1和圖3所示,除了軸向兩端附近部分之外,幾乎將整個外周面140S全部覆蓋;b)覆蓋率低于圖1和圖3,僅將外周面140S的中央部附近部分覆蓋;c)與圖1、圖3相比覆蓋率進(jìn)一步增大,將外周面140S的軸向兩端附近部分也可靠地覆蓋;d)使絕緣片160從外周面140S的軸向兩端朝向外側(cè)突出。但是,在按照d)使絕緣片160從外周面140S的軸向兩端朝向外側(cè)突出的方式設(shè)置絕緣片160的情況下,將從外周面140S的軸向兩端突出的絕緣片160,以將第二磁芯140的兩個端面140T覆蓋的方式朝向端面140T進(jìn)行翻折。另外,從使第二磁芯140的軸向上的絕緣更加可靠這一觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選采用上述a)、c)或者d)所示的方式。
另外,在本實(shí)施方式的電抗器中,如上所述,當(dāng)絕緣片120和絕緣片160的總厚度為足以確保充分絕緣和所期望的間隙尺寸的厚度時,也可以從圖1所示的主要部分10中省略絕緣部件150。該情況下,當(dāng)使用絕緣片160時,覆蓋第一磁芯110的端面110T的絕緣片120(翻折部120F1)與覆蓋第二磁芯140的與第一磁芯110的端面110T相對的外周面140S1的絕緣片160相接觸。因此,第一磁芯110與第二磁芯140通過配置在這兩個部件之間的絕緣片120和絕緣片160而被絕緣。在絕緣片120和絕緣片160的厚度大,僅通過該絕緣片120、160便可確保充分絕緣和所期望的間隙尺寸時,可以適當(dāng)?shù)厥÷越^緣部件150。
另外,在絕緣片120與絕緣片160在第一磁芯110和第二磁芯140之間相接觸的情況中,優(yōu)選覆蓋第二磁芯140的與第一磁芯110的端面110T相對的外周面140S1的絕緣片160的總厚度大于翻折部120F1的總厚度。從單純確保第一磁芯110與第二磁芯140之間絕緣的觀點(diǎn)出發(fā),只要絕緣片160的總厚度與翻折部120F1的總厚度之合計(jì)厚度較大,則翻折部120F1的總厚度(或者絕緣片160的總厚度)在合計(jì)厚度中所占的比例并無特別限定。但是,翻折部120F1通過在組裝磁性單元100時將從第一磁芯110的軸向兩端側(cè)突出的絕緣片120朝向端面110T進(jìn)行翻折而形成。因此,從易于形成翻折部120F1的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選使翻折部120F1的厚度適度較小??紤]到這一觀點(diǎn),為了確保第一磁芯110與第二磁芯140之間絕緣,優(yōu)選使翻折部120F1的總厚度在合計(jì)厚度中所占的比例較小,換而言之,優(yōu)選絕緣片160的總厚度大于翻折部120F1的總厚度。
另外,所謂的“翻折部120F1的總厚度”,在對置外周面110S1上覆蓋有一層絕緣片120時為一層絕緣片120的厚度,在對置外周面110S1上通過卷繞多圈而層疊覆蓋有兩層以上的絕緣片120時為一層絕緣片120的厚度乘以層疊數(shù)所得的值。另外,所謂的“絕緣片160的總厚度”,在外周面140S1上覆蓋有一層絕緣片160時為一層絕緣片160的厚度,在外周面140S1上通過卷繞多圈而層疊覆蓋有兩層以上的絕緣片160時為一層絕緣片160的厚度乘以層疊數(shù)所得的值。
絕緣片120、160只要是由公知的絕緣性材料制成的薄片,便可無特別限制地進(jìn)行利用,通常優(yōu)選使用市場出售的絕緣片。作為這樣的絕緣片,例如可以舉出:芳族聚酰胺薄片、聚酯薄片等的各種樹脂薄片;由主要成分包含絕緣性纖維的絕緣性基材制成的薄片;以及由兩種以上的絕緣片層疊而成的復(fù)合薄片等,也可以在絕緣片120、160的單面、或者雙面的一部分或整個雙面上設(shè)有粘合層。另外,作為主要成分包含絕緣性纖維的絕緣性基材,可以代表性地舉出主要成分包含紙漿纖維的紙基材。絕緣片120、160的厚度可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇,通常優(yōu)選在0.02mm~0.5mm的范圍內(nèi)根據(jù)所制作的電抗器的要求規(guī)格適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。另外,在使用絕緣片160的情況下,絕緣片120和絕緣片160可以使用同樣的絕緣片,也可以使用不同的絕緣片。而且,絕緣部件150也可以使用由與絕緣片120、160相同的絕緣性材料制成的部件。
與絕緣片120、160同樣地,絕緣部件150也可以是柔性的片狀部件,但是,通常優(yōu)選具有適度剛性的板狀部件。另外,絕緣部件150的厚度沒有特別限制,通常優(yōu)選為0.1mm~3mm左右。關(guān)于絕緣部件150的平面形狀,只要是在組裝電抗器時將絕緣部件150插入配置在空間X內(nèi)之后絕緣部件150不易發(fā)生錯位的形狀,便無特別限制,通常選擇長方形。
另外,第一磁芯110和第二磁芯140可以適當(dāng)使用例如將多張平面形狀呈長方形的磁性鋼板加以層疊而形成的磁性部件等。繞組部130只要呈四角筒狀即可,對于導(dǎo)線的粗細(xì)、形狀以及卷繞方式?jīng)]有特別限制,并不限定于如圖1所示將扁平線(導(dǎo)線)進(jìn)行扁繞(edgewise winding)而形成的繞組部。
另外,本實(shí)施方式的電抗器除了圖1所示的主要部分10之外,通常還具有用于固定磁性單元100、第二磁芯140等的固定部件。圖4是表示本實(shí)施方式的電抗器的整體外觀的立體圖,且是表示將圖1所示電抗器的主要部分10安裝固定到固定部件170之后的狀態(tài)的一例的圖。在圖4所示的本實(shí)施方式的電抗器20中,包括并列配置的一對磁性單元100、和收容配置在一對磁性單元100兩端側(cè)的襟部120C內(nèi)的第二磁芯140和絕緣部件150的主要部分10,配置在具備基座172和兩張固定板174的固定部件170的基座172上。固定部件170設(shè)有兩張固定板174,該兩張固定板174從XY平面上的平面形狀呈方形的基座172的Y方向兩端側(cè)的端部朝向Z方向上方延伸。并且,通過利用基座172支持兩個磁性單元100,并使兩張固定板174的內(nèi)表面174S與構(gòu)成電抗器20的主要部分10的第二磁芯140的外周面140S3側(cè)接觸,從而將主要部分10夾持固定在兩張固定板174之間。另外,為了將主要部分10可靠地固定在固定部件170上,而在固定板174的寬度方向(X方向)中央部的上端側(cè)附近位置處設(shè)有螺紋孔(圖4中未圖示),并各個固定板174的螺紋孔中插入螺釘176,并利用螺母(圖4中未圖示)將螺釘?shù)那岸思右怨潭ā?/p>
另外,本實(shí)施方式的電抗器20,通常利用清漆層(圖4中未圖示)將至少具有一對磁性單元100和第二磁芯140的電抗器主體30的整個外表面覆蓋。另外,“電抗器主體”是指構(gòu)成具備清漆層的電抗器20的部件中除了清漆層以外的其他所有部件。在如上所述電抗器主體至少具有一對磁性單元100和第二磁芯140的情況下,可以根據(jù)電抗器20的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)置其他的部件。例如,通過對圖4所示的電抗器主體30浸漬清漆,從而能夠得到形成有清漆層的電抗器20。
已知在為了形成清漆層而對電抗器主體30浸漬清漆的情況下,能夠減少磁滯伸縮振動而引起的噪音。然而,在本實(shí)施方式的電抗器20具有清漆層的情況下,在進(jìn)行浸漬清漆時,在第一磁芯110與絕緣片120之間等位置處產(chǎn)生清漆積存,因此可以得到進(jìn)一步降低噪音的效果。該效果在進(jìn)一步使用絕緣片160、或者將絕緣片120、160卷繞多圈時能夠進(jìn)一步增大。另外,從促進(jìn)浸漬清漆時產(chǎn)生清漆積存的觀點(diǎn)出發(fā),絕緣片120、160也可以使用主要成分包含絕緣性纖維的絕緣片(其中,例如FRP(Fiber Reinforced Plastics、纖維增強(qiáng)塑料)薄片等絕緣性纖維間不存在清漆可滲透的間隙的絕緣片除外)。這是因?yàn)椋涸诮n清漆時,清漆也可以滲透至絕緣片的絕緣性纖維間,因而能夠進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)生清漆積存。
接著,關(guān)于本實(shí)施方式的電抗器20的制造方法,只要是能夠制造電抗器20的方法,便無特別限制,通常至少包括以下所說明的卷繞工序、翻折工序、磁性單元制造工序、磁性單元配置工序以及第二磁芯配置工序。
(1)卷繞工序
在卷繞工序中,如圖5中的(A)~(C)所示,將寬度W2大于四角柱狀的第一磁芯110的軸向長度W1的絕緣片120,以其寬度方向兩端位于第一磁芯110的軸向兩端外側(cè)的位置處的狀態(tài)卷繞在第一磁芯110上,從而將第一磁芯110的四個外周面110S全部覆蓋。為了將絕緣片120固定在外周面110S上,可以適當(dāng)?shù)厥褂谜辰觿?、膠帶。另外,也可以預(yù)先在絕緣片120的與外周面110S相對的面上設(shè)置粘合層。
另外,在圖5所示的例子中,相對于一個第一磁芯110而使用一張方形的絕緣片120,該絕緣片120在與其寬度方向(與Y方向平行的方向)垂直的長度方向上的長度稍大于第一磁芯110的周向長度。另外,絕緣片120的長度方向上的長度只要大于等于第一磁芯110的周向長度即可,可根據(jù)絕緣片120的卷繞圈數(shù)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
寬度W2只要大于軸向長度W1即可,可以選擇能夠確保第一磁芯110的軸向一端側(cè)的翻折部120F1的翻折長度(相當(dāng)于高度A1的長度)、第一磁芯110的軸向另一端側(cè)的翻折部120F1的翻折長度(相當(dāng)于高度A2的長度)、第一磁芯110的軸向一端側(cè)的襟部120C的高度A1、以及第一磁芯110的軸向另一端側(cè)的襟部120C的高度A2(圖2、圖5中的(C))具有適當(dāng)?shù)闹档膶挾?。在此,在圖2和圖5的(C)中,A1+A2=W2-W1。另外,高度A1與高度A2也可以為不同的值,但通常為相同的值。另外,為了進(jìn)一步確保第一磁芯110的端面110T與繞組部130之間絕緣,優(yōu)選高度A1、A2為與位于對置外周面110S1的周向兩側(cè)的外周面110S2、110S4的周向長度L的0.25倍以上,更優(yōu)選為0.5倍以上。另外,由此,襟部120C的高度A1、A2也容易得到適于支撐收容配置在空間X內(nèi)的第二磁芯140等的高度。
(2)翻折工序
在翻折工序中,將以完全覆蓋第一磁芯110的四個外周面110S的方式卷繞的絕緣片120中位于第一磁芯110的軸向兩端外側(cè)的部分(圖5的(C)中的符號A1、A2所表示的范圍)中的、位于四個外周面110S的任意一個外周面110S(成為對置外周面110S1的面)的兩端(軸向兩端)外側(cè)的部分(圖5的(C)中所示的區(qū)域120F2),翻折成與第一磁芯110的兩個端面110T接觸的狀態(tài)。由此,如圖2所示,形成與區(qū)域120F2對應(yīng)的翻折部120F1和襟部120C。另外,從容易實(shí)施翻折工序的觀點(diǎn)出發(fā),也可以預(yù)先在絕緣片120上設(shè)置被印刷或繪制成相當(dāng)于折線的線條的標(biāo)記線、或者折線等。
(3)磁性單元制造工序
在磁性單元制造工序中,將如圖2所示覆蓋有絕緣片120的第一磁芯110,以第一磁芯110的兩端部與繞組部130的兩端部大致一致的方式插入繞組部130的內(nèi)周部中,其中,該繞組部130通過卷繞導(dǎo)線而形成且呈四角筒狀,并且,該繞組部130的軸向長度與第一磁芯的軸向長度W1大致相同。由此,制成圖1的中央部所示的一對(兩個)磁性單元100。
(4)磁性單元配置工序
在磁性單元配置工序中,使構(gòu)成一個磁性單元100的第一磁芯110的、作為朝向第一磁芯110的兩個端面110T翻折絕緣片120的起點(diǎn)的外周面110S(對置外周面110S1)與構(gòu)成另一個磁性單元100的第一磁芯110的、作為朝向第一磁芯110的兩個端面110T翻折絕緣片120的起點(diǎn)的外周面(對置外周面110S1)以相互平行的狀態(tài)相對。由此,如圖1的中央部所示那樣并列配置一對磁性單元100。
(5)第二磁芯配置工序
在第二磁芯配置工序中,在構(gòu)成并列配置的一對磁性單元100的各個第一磁芯110的至少一端側(cè)配置四角柱狀的第二磁芯140,且將第二磁芯140配置為其四個外周面140S中的任意一個外周面140S1與各個第一磁芯110的端面110T相對。此時,以與第一磁芯110的端面110T和繞組部130的端面130T絕緣的狀態(tài)配置第二磁芯140。由此,制成本實(shí)施方式的電抗器20的主要部分10。
另外,在圖1所示的例子中,首先,以將長方形的絕緣部件150的兩端插入各磁性單元100的襟部120C內(nèi),且與各個第一磁芯110的端部110T相對的方式配置絕緣部件150。接著,以四個外周面140S中的任意一個外周面140S1與各個第一磁芯110的端面110T相對的方式配置第二磁芯140,該第二磁芯140以將四個外周面140S覆蓋的方式卷繞有絕緣片160。
(6)其他工序
在實(shí)施第二磁芯配置工序之后,也可以根據(jù)需要進(jìn)一步實(shí)施其他工序。另外,通常在實(shí)施第二磁芯配置工序之后,將電抗器的主要部分10安裝到固定部件170上,從而制成電抗器主體30,然后,通過將電抗器主體30浸在充滿清漆的涂敷槽內(nèi)等方法,形成將電抗器主體30的整個外表面覆蓋的清漆層。另外,在形成清漆層時,清漆也滲透到電抗器主體30的內(nèi)部。然后,將電抗器主體30從涂敷槽中拉出并使清漆固化,從而能夠得到本實(shí)施方式的電抗器20。
接著,作為參考例而對另一實(shí)施方式的電抗器做以下說明。圖6是表示另一實(shí)施方式的電抗器的主要部分的一例的分解立體圖。圖7是表示構(gòu)成圖6所示電抗器的主要部分的各部件中卷繞有絕緣片的繞組部的立體圖,圖8是表示構(gòu)成圖6所示電抗器的主要部分的各部件中的第一磁芯的立體圖。
另一實(shí)施方式的電抗器的主要部分12包括一對磁性單元200和四角柱狀的第二磁芯240,在圖6所示的例子中,電抗器的主要部分12包括一對磁性單元200、一對第二磁芯240以及一對絕緣部件250。并且,該一對磁性單元200在X方向上相互分離一定距離以防各個磁性單元200的繞組部230彼此接觸,并且,該一對磁性單元200以各個磁性單元200的軸向相互平行的方式并列配置。此外,該軸向是與Y方向平行的方向。
另外,磁性單元200包括:(a)繞組部230、(b)絕緣片220、(c)四角柱狀的第一磁芯210、以及(d)由絕緣材料形成的間隔件(spacer)280。
在此,繞組部230是通過卷繞導(dǎo)線而形成的筒狀部件。另外,繞組部230的內(nèi)周面230S包括:由隔著中心軸(與Y方向平行的軸)相互平行的平坦面形成的一對第一內(nèi)周面230S1、230S3、以及在內(nèi)周方向上設(shè)置在一對第一內(nèi)周面230S1、230S3之間的一對第二內(nèi)周面230S2、230S4。另外,在圖6所示的例子中,繞組部230呈四角筒狀,且第二內(nèi)周面230S2、230S4也由平坦面構(gòu)成。
絕緣片220至少將繞組部230的第一內(nèi)周面230S1、230S3、以及繞組部的端面230T中與第一內(nèi)周面230S1、230S3相鄰的區(qū)域230TS覆蓋。另外,在圖6所示的例子中,絕緣片220以將第一內(nèi)周面230S1、230S3的相反側(cè)的外周面也覆蓋的方式卷繞在繞組部230上。
第一磁芯210配置在繞組部230的內(nèi)周部,其四個外周面210S中的一對相互平行的外周面210S1、210S3分別與覆蓋繞組部230的第一內(nèi)周面230S1、230S3的絕緣片220接觸。另外,在外周面210S2與繞組部230的第二內(nèi)周面230S2之間,以軸向與第一磁芯210的軸向平行的方式配置有棒狀的間隔件280。同樣地,在外周面210S4與第二內(nèi)周面230S4之間也配置有棒狀的間隔件280。因此,通過該兩根間隔件280而將第一磁芯210穩(wěn)定地固定在繞組部230內(nèi),從而第一磁芯210不會在軸向上產(chǎn)生偏移。另外,第一磁芯210與繞組部230之間通過絕緣片220和間隔件280而相互被絕緣。另外,從確保絕緣的觀點(diǎn)出發(fā),所使用的第一磁芯210的高度H(外周面210S1、210S3在周向上的長度)必須小于絕緣片220的寬度W3(Z方向上的長度),從使絕緣更加可靠等的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選高度H為寬度W3的0.9倍以下程度。
另外,在繞組部230中,不僅第一內(nèi)周面230S1、230S3被絕緣片220覆蓋,而且端面230T中與該第一內(nèi)周面230S1、230S3相鄰的區(qū)域230TS也被絕緣片220覆蓋。因此,如圖6所示,即使繞組部230的軸向長度與第一磁芯210的軸向長度相同,且將第一磁芯210以繞組部230的兩個端面230T與第一磁芯210的兩個端面210T大致位于同一平面上的方式配置在繞組部230內(nèi),也能夠確保繞組部230的端面230T附近部位與第一磁芯210的端面210T附近部位之間絕緣。因此,可以使用軸向長度與第一磁芯210的軸向長度相同的繞組部230,從而容易使電抗器小型化。
另外,第二磁芯240以其四個外周面240S中的任意一個外周面240S1(240S)與構(gòu)成并列配置的一對磁性單元200的各個第一磁芯210的端面210T相對的方式配置在各個第一磁芯210的一端側(cè)和另一端側(cè)。該情況下,第二磁芯240以與第一磁芯210的端面210T和繞組部230的端面230T之間絕緣的狀態(tài)配置。另外,在圖6所示的例子中,在構(gòu)成一對磁性單元200的各個第一磁芯210的一端側(cè)和另一端側(cè)分別配置有一個第二磁芯240,但是,也可以僅在構(gòu)成一對磁性單元200的各個第一磁芯210的一端側(cè)配置一個第二磁芯240。
進(jìn)而,在圖6所示的例子中,在構(gòu)成一對磁性單元200的各個第一磁芯210的端面210T側(cè)與第二磁芯240的與第一磁芯的端面210T相對的外周面240S1側(cè)之間配置有絕緣部件250。因此,通過絕緣片220和絕緣部件250而可靠地使第二磁芯240與第一磁芯210絕緣,并且也可靠地使第二磁芯140與繞組部230絕緣。
但是,使第二磁芯240與第一磁芯210和繞組部230絕緣的絕緣體并不僅限于絕緣片220與絕緣部件250的組合,可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。例如,也可以在省略絕緣部件250的基礎(chǔ)上,與圖3所示的情況同樣地將絕緣片設(shè)置為:至少將第二磁芯240的四個外周面240S中的、(i)與第一磁芯210的端面210T相對的外周面240S1、和(ii)與第一磁芯210的端面210T相對的外周面240S1兩側(cè)的外周面240S2、240S4中靠近第一磁芯210側(cè)的區(qū)域覆蓋,以確保第一磁芯210的端面210T與第二磁芯240的外周面240S1之間絕緣。
另外,與圖4所示的本實(shí)施方式的電抗器20同樣地,圖6所示的電抗器的主要部分12通常被安裝固定在固定部件170上而形成電抗器主體,并使該電抗器主體浸漬清漆,從而在電抗器主體的外表面上形成清漆層。另外,關(guān)于構(gòu)成電抗器的主要部分12的各部件的材料,可以適當(dāng)?shù)乩门c本實(shí)施方式的電抗器20相同的材料。
與圖1等所示的本實(shí)施方式的電抗器20相比,圖6等所示的另一實(shí)施方式的電抗器還需要間隔件280這一新部件。在為了確保第一磁芯210與繞組部230之間絕緣而使用間隔件280的情況下,與此相應(yīng)地,繞組部230的繞線長度變長,并且產(chǎn)品高度(Z方向高度)也變高。但是,能夠在第一磁芯210的軸向(Y方向)上使電抗器進(jìn)一步小型化。另外,通過間隔件280而在繞組部230與第一磁芯210之間形成軸向貫通的空隙,因此,在浸漬清漆時,清漆從該空隙中進(jìn)入,從而能夠更加高效地在電抗器的主要部分12的各部間隙中形成清漆積存。因此,能夠得到進(jìn)一步降低噪音的效果。