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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024171663
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H01F 37/00 20060101AFI20241205BHJP
H01F 27/24 20060101ALI20241205BHJP
H02M 3/155 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
H01F37/00 A
H01F37/00 T
H01F27/24 H
H01F37/00 M
H02M3/155 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023088799
(22)【出願日】2023-05-30
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100147
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116366
【弁理士】
【氏名又は名称】二島 英明
(72)【発明者】
【氏名】高井 良典
(72)【発明者】
【氏名】名田 將人
(72)【発明者】
【氏名】山本 伸一郎
【テーマコード（参考）】
5H730
【Ｆターム（参考）】
5H730AS04
5H730AS05
5H730AS08
5H730AS13
5H730AS17
5H730BB13
5H730BB14
5H730BB57
5H730DD03
5H730DD04
5H730DD16
5H730FG01
5H730ZZ17
(57)【要約】
【課題】磁性コアにギャップ板が設けられていても、磁性コアの機械的強度を確保することができるリアクトルを提供する。
【解決手段】コイルと、前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、前記内側コア部は、前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている、リアクトル。
【選択図】図３
【解決手段】コイルと、前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、前記内側コア部は、前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている、リアクトル。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コイルと、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、
前記内側コア部は、
前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、
前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、
前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、
前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている、
リアクトル。
前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、
前記内側コア部は、
前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、
前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、
前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、
前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている、
リアクトル。
【請求項2】
前記ギャップ板は、前記第一コア部と接する第一面と前記第二コア部と接する第二面との間を貫通する貫通孔を有し、
前記連結コア部は、前記貫通孔に設けられた第一連結コア部を含む、請求項１に記載のリアクトル。
前記連結コア部は、前記貫通孔に設けられた第一連結コア部を含む、請求項１に記載のリアクトル。
【請求項3】
前記内側コア部を前記Ｘ方向から見たとき、前記ギャップ板の輪郭面積が前記第一コア部および前記第二コア部の各々の輪郭面積よりも小さく、
前記連結コア部は、前記ギャップ板の外周面よりも外側に設けられた第二連結コア部を含む、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
前記連結コア部は、前記ギャップ板の外周面よりも外側に設けられた第二連結コア部を含む、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項4】
さらに、前記コイルの少なくとも一方の端部に配置されたスペーサを備え、
前記スペーサは、前記ギャップ板を支持する支持部を有する、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
前記スペーサは、前記ギャップ板を支持する支持部を有する、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項5】
前記ギャップ板は、
前記第一コア部と接する第一面と、
前記第二コア部と接する第二面と、
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部と、を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有する、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
前記第一コア部と接する第一面と、
前記第二コア部と接する第二面と、
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部と、を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有する、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項6】
前記ギャップ板は、前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有し、
前記ギャップ板を前記Ｘ方向から見たとき、前記頭部が前記貫通孔と重なる位置に設けられている、請求項２に記載のリアクトル。
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有し、
前記ギャップ板を前記Ｘ方向から見たとき、前記頭部が前記貫通孔と重なる位置に設けられている、請求項２に記載のリアクトル。
【請求項7】
前記連結コア部の断面積が１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下である、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項8】
前記ギャップ板の厚さが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項9】
前記外側コア部は、前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部と一体成形されている、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項10】
前記磁性コアを前記Ｘ方向から見たとき、前記磁性コアの縦方向の寸法が横方向の寸法の１／３以下である、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項11】
前記磁性コアの縦方向の寸法が２０ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項12】
請求項１または請求項２に記載のリアクトルを備える、
コンバータ。
コンバータ。
【請求項13】
請求項１２に記載のコンバータを備える、
電力変換装置。
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、リアクトル、コンバータ、および電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１および特許文献２は、コイルと磁性コアとを備えるリアクトルを開示する。特許文献１のリアクトルにおいて、磁性コアは、複数の磁性体と、磁性体間に挿入されるギャップ材とを備える。ギャップ材は板状である。磁性体とギャップ材とは接着されている。特許文献２のリアクトルにおいて、磁性コアは、コイル内に配置された内コア片と、コイル外に配置された外コア片とを含み、磁性コアを覆う樹脂モールド部によって一体化されている。この磁性コアは、複数の内コア片を備え、隣り合う内コア片間にギャップ部を有する。特許文献２の一例では、隣り合う内コア片間に配置された内側分割片の内側壁部がギャップ部として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－２９４８３０号公報
【特許文献2】特開２０１８－１４８０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１および特許文献２の技術のように、ギャップ部を備える磁性コアは、複数のコア片とギャップ板とが組み合わされることで構成されている。ギャップ板はコア片の間に配置される。ギャップ板を挟んで隣り合う２つのコア片は、ギャップ板によって分断されている。つまり、隣り合うコア片は、互いにつながった一体物ではなく、独立した部材である。
【0005】
従来の磁性コアでは、コア片とギャップ板との接合箇所の機械的強度を確保しにくい。磁性コアが振動、衝撃または繰り返し応力を受けると、コア片がギャップ板から分離するおそれがある。コア片がギャップ板から分離すると、磁性コアが分解されてしまう。例えば、コイル内に配置された内側コア部にギャップ板が設けられている場合、コア片がギャップ板から分離すると、コイルから内側コア部が抜け落ちる可能性がある。したがって、ギャップ板が配置された磁性コアの機械的強度を向上することが望まれる。
【0006】
本開示は、磁性コアにギャップ板が設けられていても、磁性コアの機械的強度を確保することができるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のリアクトルは、
コイルと、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、
前記内側コア部は、
前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、
前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、
前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、
前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている。
コイルと、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、
前記内側コア部は、
前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、
前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、
前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、
前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている。
【発明の効果】
【0008】
本開示のリアクトルは、磁性コアにギャップ板が設けられていても、磁性コアの機械的強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0011】
（１）本開示のリアクトルは、
コイルと、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、
前記内側コア部は、
前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、
前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、
前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、
前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている。
コイルと、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と前記コイルの外側に配置された外側コア部とを有する磁性コアと、を備え、
前記内側コア部は、
前記コイルの軸に沿うＸ方向に並んで配置された第一コア部と第二コア部と、
前記第一コア部と前記第二コア部との間に配置されたギャップ板と、
前記第一コア部と前記第二コア部とをつなぐ連結コア部と、を有し、
前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部とは、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料によって一体成形されている。
【0012】
本開示のリアクトルは、内側コア部にギャップ板が設けられている。内側コア部は、ギャップ板を挟んで隣り合う第一コア部と第二コア部とが連結コア部によってつながった一体物である。よって、第一コア部と第二コア部とは、ギャップ板を挟んで分断されていない。第一コア部と第二コア部とが連結コア部によってつながっていることで、第一コア部と第二コア部とが分離しにくい。ギャップ板に対する第一コア部および第二コア部の接合強度が高いことから、内側コア部の機械的強度が向上する。したがって、内側コア部にギャップ板が設けられていても、磁性コアの機械的強度を確保することができる。
【0013】
また、本開示のリアクトルによれば、第一コア部と第二コア部とをギャップ板に接着したり、樹脂モールド部によって一体化したりする必要がない。したがって、リアクトルの生産性が高い。
【0014】
（２）上記（１）に記載のリアクトルにおいて、
前記ギャップ板は、前記第一コア部と接する第一面と前記第二コア部と接する第二面との間を貫通する貫通孔を有し、
前記連結コア部は、前記貫通孔に設けられた第一連結コア部を含んでもよい。
前記ギャップ板は、前記第一コア部と接する第一面と前記第二コア部と接する第二面との間を貫通する貫通孔を有し、
前記連結コア部は、前記貫通孔に設けられた第一連結コア部を含んでもよい。
【0015】
上記（２）の構成では、ギャップ板の貫通孔に設けられた第一連結コア部によって、第一コア部と第二コア部とがつながっている。内側コア部に磁束が流れたとき、連結コア部を通る磁束が第一連結コア部に集中して流れることで、ギャップ板から外側へ漏れる磁束を抑制しやすい。
【0016】
（３）上記（１）または（２）に記載のリアクトルにおいて、
前記内側コア部を前記Ｘ方向から見たとき、前記ギャップ板の輪郭面積が前記第一コア部および前記第二コア部の各々の輪郭面積よりも小さく、
前記連結コア部は、前記ギャップ板の外周面よりも外側に設けられた第二連結コア部を含んでもよい。
前記内側コア部を前記Ｘ方向から見たとき、前記ギャップ板の輪郭面積が前記第一コア部および前記第二コア部の各々の輪郭面積よりも小さく、
前記連結コア部は、前記ギャップ板の外周面よりも外側に設けられた第二連結コア部を含んでもよい。
【0017】
上記（３）の構成では、ギャップ板の外側に設けられた第二連結コア部によって、第一コア部と第二コア部とがつながっている。内側コア部に磁束が流れたとき、連結コア部を通る磁束が第二連結コア部に集中して流れることで、ギャップ板から外側へ漏れる磁束を抑制しやすい。
【0018】
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
さらに、前記コイルの少なくとも一方の端部に配置されたスペーサを備え、
前記スペーサは、前記ギャップ板を支持する支持部を有してもよい。
さらに、前記コイルの少なくとも一方の端部に配置されたスペーサを備え、
前記スペーサは、前記ギャップ板を支持する支持部を有してもよい。
【0019】
上記（４）の構成によれば、ギャップ板を内側コア部の所定の位置に配置しやすい。
【0020】
（５）上記（１）から（４）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記ギャップ板は、
前記第一コア部と接する第一面と、
前記第二コア部と接する第二面と、
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部と、を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有してもよい。
前記ギャップ板は、
前記第一コア部と接する第一面と、
前記第二コア部と接する第二面と、
前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部と、を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有してもよい。
【0021】
上記（５）の構成によれば、フック部が第一コア部および第二コア部の少なくとも一方に引っかかることで、少なくとも一方のコア部がギャップ板から分離しにくい。第一コア部および第二コア部の少なくとも一方とギャップ板との接合強度が高くなる。
【0022】
（６）上記（２）に記載のリアクトルにおいて、
前記ギャップ板は、前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有し、
前記ギャップ板を前記Ｘ方向から見たとき、前記頭部が前記貫通孔と重なる位置に設けられていてもよい。
前記ギャップ板は、前記第一面と前記第二面の少なくとも一方の面に設けられたフック部を有し、
前記フック部は、
前記ギャップ板の少なくとも一方の面から前記Ｘ方向に突出する軸部と、
前記軸部の先端から前記Ｘ方向と交差する方向に張り出す頭部と、を有し、
前記ギャップ板を前記Ｘ方向から見たとき、前記頭部が前記貫通孔と重なる位置に設けられていてもよい。
【0023】
上記（６）の構成によれば、フック部の頭部が貫通孔と重なる位置に設けられていることで、第一コア部と第二コア部との間の磁気抵抗を調整しやすい。
【0024】
（７）上記（１）から（６）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記連結コア部の断面積が１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下であってもよい。
前記連結コア部の断面積が１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下であってもよい。
【0025】
連結コア部の断面積が１ｍｍ２以上であることで、ギャップ板に対する第一コア部および第二コア部の接合強度を高めることができる。連結コア部の断面積が２０ｍｍ２以下であることで、連結コア部を通る磁束が少なくなるため、磁性コアの磁気特性を調整しやすい。
【0026】
（８）上記（１）から（７）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記ギャップ板の厚さが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であってもよい。
前記ギャップ板の厚さが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であってもよい。
【0027】
上記（８）の構成によれば、磁性コアの磁気特性を調整しやすい。
【0028】
（９）上記（１）から（８）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記外側コア部は、前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部と一体成形されていてもよい。
前記外側コア部は、前記第一コア部と前記第二コア部と前記連結コア部と一体成形されていてもよい。
【0029】
上記（９）の構成によれば、内側コア部と外側コア部とを接着したり、樹脂モールド部によって一体化したりする必要がない。したがって、リアクトルの生産性が高い。
【0030】
（１０）上記（１）から（９）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記磁性コアを前記Ｘ方向から見たとき、前記磁性コアの縦方向の寸法が横方向の寸法の１／３以下であってもよい。
前記磁性コアを前記Ｘ方向から見たとき、前記磁性コアの縦方向の寸法が横方向の寸法の１／３以下であってもよい。
【0031】
上記（１０）の構成によれば、リアクトルが薄型である。
【0032】
（１１）上記（１）から（１０）のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記磁性コアの縦方向の寸法が２０ｍｍ以下であってもよい。
前記磁性コアの縦方向の寸法が２０ｍｍ以下であってもよい。
【0033】
上記（１１）の構成によれば、リアクトルが薄型である。
【0034】
（１２）本開示のコンバータは、
上記（１）から（１１）のいずれか１つに記載のリアクトルを備える。
上記（１）から（１１）のいずれか１つに記載のリアクトルを備える。
【0035】
本開示のリアクトルは、磁性コアの機械的強度が高い。したがって、本開示のコンバータは安定して動作する。
【0036】
（１３）本開示の電力変換装置は、
上記（１２）に記載のコンバータを備える。
上記（１２）に記載のコンバータを備える。
【0037】
本開示の電力変換装置は、本開示のコンバータを備えることから、安定して動作する。
【0038】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
本開示の実施形態の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
【0039】
＜リアクトル＞
図１から図１０を参照して、実施形態に係るリアクトル１を説明する。リアクトル１は、図１および図２に示すように、コイル２と磁性コア３とを備える。磁性コア３は、内側コア部３０と外側コア部３５とを有する。内側コア部３０は、図３に示すように、第一コア部３１および第二コア部３２と、ギャップ板４とを含む。ギャップ板４は、第一コア部３１と第二コア部３２との間に配置されている。
図１から図１０を参照して、実施形態に係るリアクトル１を説明する。リアクトル１は、図１および図２に示すように、コイル２と磁性コア３とを備える。磁性コア３は、内側コア部３０と外側コア部３５とを有する。内側コア部３０は、図３に示すように、第一コア部３１および第二コア部３２と、ギャップ板４とを含む。ギャップ板４は、第一コア部３１と第二コア部３２との間に配置されている。
【0040】
実施形態のリアクトル１の特徴の一つは、図３および図４に示すように、内側コア部３０が連結コア部３３を有する点にある。ギャップ板４を挟んで隣り合う第一コア部３１と第二コア部３２とは、連結コア部３３によって一連につながっている。第一コア部３１と第二コア部３２と連結コア部３３とは、後述する複合材料によって一体成形されている。以下、リアクトル１の各構成要素について詳しく説明する。
【0041】
以下の説明では、リアクトル１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を次のように定義する。Ｘ方向は、コイル２の軸に沿う方向である。具体的には、コイル２の軸線をＸ軸とし、コイル２の第一端部２ａから第二端部２ｂに向かう方向がＸ方向である。コイル２の側面と直交する線をＹ軸とし、コイル２の第一の側面から第二の側面に向かう方向がＹ方向である。Ｘ軸とＹ軸とは直交する。Ｙ方向はＸ方向と直交する。Ｙ方向は横方向である。Ｘ軸およびＹ軸と直交する線をＺ軸とし、コイル２の下面から上面に向かう方向をＺ方向とする。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向の双方と直交する。Ｚ方向は縦方向である。
【0042】
（コイル）
図１、図２および図１０を主に参照して、コイル２の構成を説明する。コイル２は、図１および図２に示すように、巻回部２０を有する。コイル２は、巻線によって形成されている。巻回部２０は、巻線が螺旋状に巻回されて構成されている。巻回部２０の軸に沿う方向はＸ方向と一致する。巻線は、例えば、導体線と、導体線を覆う絶縁被覆とを有する被覆平角線である。導体線は、例えば、銅製の平角線からなる。絶縁被覆は、例えばエナメルからなる。本例のコイル２は、被覆平角線が螺旋状に巻回されたエッジワイズコイルである。
図１、図２および図１０を主に参照して、コイル２の構成を説明する。コイル２は、図１および図２に示すように、巻回部２０を有する。コイル２は、巻線によって形成されている。巻回部２０は、巻線が螺旋状に巻回されて構成されている。巻回部２０の軸に沿う方向はＸ方向と一致する。巻線は、例えば、導体線と、導体線を覆う絶縁被覆とを有する被覆平角線である。導体線は、例えば、銅製の平角線からなる。絶縁被覆は、例えばエナメルからなる。本例のコイル２は、被覆平角線が螺旋状に巻回されたエッジワイズコイルである。
【0043】
本例では、巻回部２０の数が２つである。本例のコイル２は、第一巻回部２０ａと第二巻回部２０ｂとを有する。第一巻回部２０ａと第二巻回部２０ｂとは、Ｙ方向に間隔をあけて並列に配置されている。第一巻回部２０ａの軸に沿う方向と第二巻回部２０ｂの軸に沿う方向は実質的に平行である。第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂの各々のＸ方向の寸法は実質的に同じである。
【0044】
巻回部２０は、図１０に示すように、筒状の形状を有する。本例の巻回部２０の形状は角筒状である。具体的には、巻回部２０の形状が矩形筒状である。矩形筒状とは、巻回部２０の端面の輪郭形状が矩形状であることをいう。ここでいう端面とは、巻回部２０をＸ方向から見た端部の面である。巻回部２０の角部は丸められていてもよい。本例の巻回部２０の端面は、一対の直線状の長辺と、一対の円弧状の短辺とを有する矩形状である。上記長辺はＹ軸に沿って延びる。上記短辺はＺ軸に沿って延びる。第一巻回部２０ａの形状と第二巻回部２０ｂの形状は実質的に同じである。
【0045】
コイル２は、端末部２１を有する。本例では、コイル２の第一端部２ａから端末部２１が引き出されている。端末部２１は、コイル２の上側に位置する。本例のコイル２は、第一端末部２１ａと第二端末部２１ｂとを有する。第一端末部２１ａは、第一巻回部２０ａからＸ軸に沿って引き出されている。第二端末部２１ｂは、第二巻回部２０ｂからＸ軸に沿って引き出されている。端末部２１が引き出される方向はＸ方向とは反対方向である。端末部２１は、図示しないバスバーに接続される。バスバーは、コイル２と図示しない電源とをつなぐ。
【0046】
本例のコイル２は、図１０に示すように、第二端部２ｂにおいて、第一巻回部２０ａと第二巻回部２０ｂとをつなぐ連結部２２を有する。連結部２２は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂのそれぞれの第二端部２ｂにおけるターン同士をつなぐＺ字状に折り曲げられた部位である。連結部２２は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂを構成する巻線の一部によって形成されている。本例では、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂは、それぞれ別々の巻線を巻回して構成されている。第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂを構成するそれぞれの巻線同士は、連結部２２の途中に設けられた接合部２３によって一連に接続されている。接合部２３は、第一巻回部２０ａを構成する巻線と第二巻回部２０ｂを構成する巻線とを接合した箇所である。本例の接合部２３は、第一巻回部２０ａを構成する巻線と第二巻回部２０ｂを構成する巻線との端面同士を突き合わせて冷間圧接することにより構成されている。コイル２は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂの大半をそれぞれ形成しておき、巻線同士を冷間圧接した後、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂの残りを形成することで得ることができる。本例とは異なり、コイル２は１つの巻線によって形成されていてもよい。この場合、第一巻回部２０ａ、連結部２２および第二巻回部２０ｂが一連の巻線によって構成されており、連結部２２に接合部２３は存在しない。
【0047】
（磁性コア）
図２および図３を主に参照して、磁性コア３の構成を説明する。磁性コア３には、コイル２が配置される。磁性コア３は、内側コア部３０と外側コア部３５とを有する。磁性コア３は、内側コア部３０と外側コア部３５とで閉磁路を形成する。本例の磁性コア３は、図３に示すように、平面視においてＯ字状の形状を有する。コイル２が通電されると、磁性コア３の内部に磁束が流れ、磁性コア３に閉磁路が形成される。
図２および図３を主に参照して、磁性コア３の構成を説明する。磁性コア３には、コイル２が配置される。磁性コア３は、内側コア部３０と外側コア部３５とを有する。磁性コア３は、内側コア部３０と外側コア部３５とで閉磁路を形成する。本例の磁性コア３は、図３に示すように、平面視においてＯ字状の形状を有する。コイル２が通電されると、磁性コア３の内部に磁束が流れ、磁性コア３に閉磁路が形成される。
【0048】
（内側コア部）
内側コア部３０は、図３に示すように、図２に示すコイル２内に配置された部分である。内側コア部３０はＸ軸に沿って延びる。内側コア部３０の端部はコイル２の端部から突出していてもよい。この突出する部分も内側コア部３０の一部である。つまり、内側コア部３０のＸ方向の寸法は、コイル２のＸ方向の寸法よりも長くてもよい。
内側コア部３０は、図３に示すように、図２に示すコイル２内に配置された部分である。内側コア部３０はＸ軸に沿って延びる。内側コア部３０の端部はコイル２の端部から突出していてもよい。この突出する部分も内側コア部３０の一部である。つまり、内側コア部３０のＸ方向の寸法は、コイル２のＸ方向の寸法よりも長くてもよい。
【0049】
内側コア部３０の数は、巻回部２０の数と同じである。本例では、内側コア部３０の数が２つである。本例の磁性コア３は、第一内側コア部３０ａと第二内側コア部３０ｂとを有する。第一内側コア部３０ａは第一巻回部２０ａの内側に配置される。第二内側コア部３０ｂは第二巻回部２０ｂの内側に配置される。第一内側コア部３０ａと第二内側コア部３０ｂとは、Ｘ軸に概ね平行に並んでおり、かつ、Ｙ方向に間隔をあけて並列に配置されている。第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの各々のＸ方向の寸法は実質的に同じである。
【0050】
内側コア部３０の形状は、コイル２、即ち巻回部２０の内側形状に概ね対応した形状である。本例の内側コア部３０は角柱状であり、Ｘ方向と直交する内側コア部３０の断面は矩形状である。第一内側コア部３０ａの形状と第二内側コア部３０ｂの形状は実質的に同じである。内側コア部３０の外周面は、コイル２、即ち巻回部２０の内周面と接している。これにより、内側コア部３０の磁路断面積を確保しやすい。
【0051】
〈第一コア部・第二コア部〉
本例の内側コア部３０は、図３に示すように、第一コア部３１と第二コア部３２とを有する。第一コア部３１と第二コア部３２とは、Ｘ方向に並んで配置されている。第一コア部３１および第二コア部３２の各々の断面の形状および断面積は実質的に同じである。ここでいう断面とは、Ｘ方向と直交する断面である。本例では、第一コア部３１および第二コア部３２の各々の断面は矩形状である。
本例の内側コア部３０は、図３に示すように、第一コア部３１と第二コア部３２とを有する。第一コア部３１と第二コア部３２とは、Ｘ方向に並んで配置されている。第一コア部３１および第二コア部３２の各々の断面の形状および断面積は実質的に同じである。ここでいう断面とは、Ｘ方向と直交する断面である。本例では、第一コア部３１および第二コア部３２の各々の断面は矩形状である。
【0052】
本例では、内側コア部３０の第一端部は、後述する第一エンドコア部３５ａと接続されている。内側コア部３０の第二端部は、後述する第二エンドコア部３５ｂと接続されている。内側コア部３０の第一端部は、第一コア部３１が位置する端部である。内側コア部３０の第二端部は、第二コア部３２が位置する端部である。
【0053】
第一コア部３１と第二コア部３２との間には、後述するギャップ板４が配置されている。つまり、第一コア部３１と第二コア部３２とは、ギャップ板４を挟んで互いに向かい合う。
第一コア部３１および第二コア部３２は、ギャップ板４の第一面４１および第二面４２とそれぞれ接している。さらに、第一コア部３１と第二コア部３２とは、図４に示す連結コア部３３によって一連につながっている。
第一コア部３１および第二コア部３２は、ギャップ板４の第一面４１および第二面４２とそれぞれ接している。さらに、第一コア部３１と第二コア部３２とは、図４に示す連結コア部３３によって一連につながっている。
【0054】
〈ギャップ板〉
ギャップ板４は、磁性コア３の磁気特性を調整する部材である。ギャップ板４は、第一コア部３１と第二コア部３２との間の磁気抵抗を大きくして、内側コア部３０の内部に流れる磁束量を調整する。内側コア部３０にギャップ板４が設けられていることで、例えば、内側コア部３０の磁気飽和を抑制したり、磁性コア３のインダクタンスを高めたりすることができる。ギャップ板４は、第一コア部３１と接する第一面４１と、第二コア部３２と接する第二面４２とを有する。本例のギャップ板４は、内側コア部３０の中間部に設けられている。
ギャップ板４は、磁性コア３の磁気特性を調整する部材である。ギャップ板４は、第一コア部３１と第二コア部３２との間の磁気抵抗を大きくして、内側コア部３０の内部に流れる磁束量を調整する。内側コア部３０にギャップ板４が設けられていることで、例えば、内側コア部３０の磁気飽和を抑制したり、磁性コア３のインダクタンスを高めたりすることができる。ギャップ板４は、第一コア部３１と接する第一面４１と、第二コア部３２と接する第二面４２とを有する。本例のギャップ板４は、内側コア部３０の中間部に設けられている。
【0055】
図４から図７を主に参照して、ギャップ板４の構成を説明する。本例のギャップ板４は、図４に示すように、図３に示す第一面４１と第二面４２との間を貫通する貫通孔４３を有する。貫通孔４３はギャップ板４をＸ方向に貫通している。ギャップ板４が貫通孔４３を有する場合、図４に示すように、連結コア部３３は、後述する第一連結コア部３３１を有する。貫通孔４３の断面積は、連結コア部３３の断面積が所定の値となるように適宜選択することができる。貫通孔４３の断面積は、例えば１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下である。ここでいう断面積とは、Ｘ方向と直交する断面の面積である。貫通孔４３の数が複数である場合、貫通孔４３の断面積は、全ての貫通孔４３の断面積の合計である。貫通孔４３が２つである場合、２つの貫通孔４３の断面積の合計が例えば１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下である。貫通孔４３の断面積は、さらに２ｍｍ２以上１５ｍｍ２以下、３ｍｍ２以上１０ｍｍ２以下であってもよい。
【0056】
貫通孔４３の断面の形状は多角形状でもよいし、円形状でもよい。多角形状は、例えば、三角形または四角形である。本例の貫通孔４３の断面は矩形状である。貫通孔４３の数は１つでもよいし、複数でもよい。本例の貫通孔４３の数は２つである。本例では、２つの貫通孔４３がＹ方向に間隔をあけて並んでいる。貫通孔４３の位置は適宜選択することができる。
【0057】
ギャップ板４の輪郭形状は、図３に示す第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭形状と同じであってもよいし、異なってもよい。内側コア部３０をＸ方向から見たとき、ギャップ板４の輪郭形状は、第一コア部３１および第二コア部３２からはみ出さない形状である。本例のギャップ板４の輪郭形状は、図４に示すように矩形状であり、第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭形状と実質的に同じである。また、図４に示す本例のギャップ板４の輪郭面積は、第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭面積と実質的に同じである。輪郭形状とは、内側コア部３０をＸ方向から見たときの各部材の外周の輪郭形状のことであり、輪郭面積とは、輪郭形状の面積のことである。
【0058】
本実施形態とは異なり、ギャップ板４の輪郭面積は、第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭面積よりも小さくてもよい。ギャップ板４の輪郭面積が第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭面積よりも小さい場合、図５に例示するように、連結コア部３３は後述する第二連結コア部３３２を有する。図５は、図３の切断線ＩＶ－ＩＶと共通の線で切断した断面を示す。図５では、分かりやすくするため、第二連結コア部３３２を誇張して示している。図５に示すギャップ板４は、輪郭形状が矩形状であり、かつ、輪郭面積が第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭面積よりも若干小さい。ギャップ板４の輪郭面積は、連結コア部３３の断面積が所定の値となるように適宜選択することができる。第一コア部３１または第二コア部３２の輪郭面積とギャップ板４の輪郭面積との差は、例えば１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下である。上記輪郭面積の差は、さらに２ｍｍ２以上１５ｍｍ２以下、３ｍｍ２以上１０ｍｍ２以下であってもよい。図５では、上記輪郭面積の差を誇張して示しているため、上記輪郭面積の差が貫通孔４３の断面積よりも大きく図示されている。図４に示す本例のギャップ板４の場合、ギャップ板４の輪郭形状が第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭形状と同じであり、上記輪郭面積の差は実質的にゼロである。
【0059】
ギャップ板４の外周面に、第一面４１から第二面４２まで延びる溝が形成されていてもよい。ギャップ板４の外周面に上記溝を有する場合、ギャップ板４の輪郭面積が小さくなる。
【0060】
図５に示すギャップ板４は、貫通孔４３を有すると共に、ギャップ板４の輪郭面積が第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭面積よりも小さい。ギャップ板４が貫通孔４３を有する場合、ギャップ板４の輪郭形状および輪郭面積は第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭形状および輪郭面積と同じであってもよい。この場合、連結コア部３３は、後述する第二連結コア部３３２を含まない。ギャップ板４の輪郭面積が第一コア部３１および第二コア部３２の各々の輪郭面積よりも小さい場合、ギャップ板４は貫通孔４３を有していなくてもよい。この場合、連結コア部３３は、後述する第一連結コア部３３１を含まない。
【0061】
ギャップ板４の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。ギャップ板４の厚さは、ギャップ板４のＸ方向の寸法である。つまり、ギャップ板４の厚さは、第一面４１との第二面４２との間の距離である。ギャップ板４の厚さが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることで、磁性コア３の磁気特性を調整しやすい。ギャップ板４の厚さが０．５ｍｍ以上であれば、ギャップ板４の機械的強度を確保しやすい。ギャップ板４の厚さが３ｍｍ以下であれば、ギャップ板４からの漏れ磁束を低減しやすい。ギャップ板４の厚さは、さらに１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、１ｍｍ以上２ｍｍ以下であってもよい。
【0062】
ギャップ板４は、例えば樹脂またはセラミックスなどの非磁性材料によって形成されている。ギャップ板４を構成する樹脂は熱可塑性樹脂でもよいし、熱硬化性樹脂でもよい。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、またはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂である。ポリアミド樹脂は、例えば、ナイロン６、ナイロン６６またはナイロン９Ｔである。熱硬化性樹脂は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、またはシリコーン樹脂である。本例のギャップ板４は樹脂によって形成されている。
【0063】
〈フック部〉
ギャップ板４は、図６に示すように、フック部４５を有してもよい。フック部４５は、第一面４１と第二面４２の少なくとも一方の面に設けられている。本例では、１つのフック部４５が第二面４２に設けられている。本例のフック部４５は、ギャップ板４に一体成形されている。つまり、ギャップ板４とフック部４５とは一体物である。フック部４５は、軸部４５１と頭部４５２とを有する。本例のフック部４５は、平面視においてＴ字状の形状を有する。
ギャップ板４は、図６に示すように、フック部４５を有してもよい。フック部４５は、第一面４１と第二面４２の少なくとも一方の面に設けられている。本例では、１つのフック部４５が第二面４２に設けられている。本例のフック部４５は、ギャップ板４に一体成形されている。つまり、ギャップ板４とフック部４５とは一体物である。フック部４５は、軸部４５１と頭部４５２とを有する。本例のフック部４５は、平面視においてＴ字状の形状を有する。
【0064】
軸部４５１は、ギャップ板４の少なくとも一方の面からＸ軸に沿って突出する。本例では、軸部４５１は、第二面４２からＸ方向に突出している。軸部４５１の形状は角柱状でもよいし、円柱状でもよい。本例の軸部４５１は角柱状であり、軸部４５１の断面は矩形状である。本例では、軸部４５１が２つの貫通孔４３の間に位置する。軸部４５１の位置は適宜選択することができる。
【0065】
頭部４５２は、軸部４５１の先端からＸ方向と交差する方向に張り出す。本例では、頭部４５２は、軸部４５１からＸ方向と直交する方向に張り出している。具体的には、頭部４５２は、軸部４５１からＹ軸に沿って突出している。本例の頭部４５２の形状は角柱状である。頭部４５２は、軸部４５１からＺ軸に沿って突出していてもよいし、軸部４５１の全周から突出していてもよい。頭部４５２が軸部４５１よりも張り出していれば、頭部４５２の形状はいずれの形状でもよい。頭部４５２の形状は、例えば、角錐状、円錐状、円柱状または半球状でもよい。
【0066】
本例では、ギャップ板４をＸ方向から見たとき、図７に示すように、頭部４５２が貫通孔４３と重なる位置に設けられている。頭部４５２が貫通孔４３と重なる位置に設けられていることで、後述する第一連結コア部３３１をＸ軸に沿って通過する磁束の流れが頭部４５２によって妨げられる。第一連結コア部３３１を通る磁束の流れが頭部４５２によって妨げられるため、第一コア部３１と第二コア部３２との間の磁気抵抗を調整しやすい。
【0067】
フック部４５が第二面４２に設けられている場合、図３に示すように、フック部４５は第二コア部３２に埋め込まれる。フック部４５が第二コア部３２に引っかかることによって、第二コア部３２がギャップ板４から分離しにくい。ギャップ板４に対する第二コア部３２の接合強度が高くなる。本実施形態とは異なり、フック部４５は第一面４１に設けられていてもよい。フック部４５が第一面４１に設けられている場合、フック部４５は第一コア部３１に埋め込まれる。この場合、フック部４５が第一コア部３１に引っかかることによって、第一コア部３１がギャップ板４から分離しにくくなるため、ギャップ板４に対する第一コア部３１の接合強度が高くなる。フック部４５は第一面４１と第二面４２の両方に設けられていてもよい。フック部４５が第一面４１および第二面４２にそれぞれ設けられている場合、第一コア部３１と第二コア部３２とがギャップ板４から分離しにくくなるため、ギャップ板４に対する第一コア部３１および第二コア部３２の接合強度が高くなる。
【0068】
フック部４５の数は１つでもよいし、複数でもよい。フック部４５は、第二面４２に２つ以上設けられていてもよいし、第一面４１に２つ以上設けられていてもよいし、第一面４１および第二面４２にそれぞれ１つ以上設けられていてもよい。フック部４５の位置はいずれの位置でもよい。
【0069】
〈連結コア部〉
連結コア部３３は、第一コア部３１と第二コア部３２とをつなぐ部分である。ギャップ板４を挟んで隣り合う第一コア部３１と第二コア部３２とは、連結コア部３３によってつながった一体物である。つまり、第一コア部３１と第二コア部３２とは、ギャップ板４を挟んで分断されていない。第一コア部３１と第二コア部３２とが連結コア部３３によってつながっていることで、第一コア部３１と第二コア部３２とが分離しにくい。ギャップ板４に対する第一コア部３１および第二コア部３２の接合強度が高いことから、内側コア部３０の機械的強度が向上する。したがって、内側コア部３０が高い機械的強度を有することで、磁性コア３の機械的強度を確保することができる。
連結コア部３３は、第一コア部３１と第二コア部３２とをつなぐ部分である。ギャップ板４を挟んで隣り合う第一コア部３１と第二コア部３２とは、連結コア部３３によってつながった一体物である。つまり、第一コア部３１と第二コア部３２とは、ギャップ板４を挟んで分断されていない。第一コア部３１と第二コア部３２とが連結コア部３３によってつながっていることで、第一コア部３１と第二コア部３２とが分離しにくい。ギャップ板４に対する第一コア部３１および第二コア部３２の接合強度が高いことから、内側コア部３０の機械的強度が向上する。したがって、内側コア部３０が高い機械的強度を有することで、磁性コア３の機械的強度を確保することができる。
【0070】
主に図４および図５を参照して、連結コア部３３の構成を説明する。連結コア部３３は、第一連結コア部３３１および第二連結コア部３３２の少なくとも一方を含む。連結コア部３３は、第一連結コア部３３１および第二連結コア部３３２のいずれか一方を含んでいればよい。本例の連結コア部３３は、図４に示すように、第一連結コア部３３１のみを有し、第二連結コア部３３２を含まない。連結コア部３３は、図５に示すように、第一連結コア部３３１および第二連結コア部３３２の両方を有してもよい。図４および図５に示す第一連結コア部３３１は、ギャップ板４の貫通孔４３に設けられている。図５に示す第二連結コア部３３２は、ギャップ板４の外周面よりも外側に設けられている。第二連結コア部３３２は、コイル２、即ち巻回部２０の内周面とギャップ板４の外周面との間に配置される。
【0071】
連結コア部３３の断面積は、例えば１ｍｍ２以上２０ｍｍ２以下である。ここでいう連結コア部３３の断面積は、１つの内側コア部３０における連結コア部３３の断面積である。連結コア部３３の断面積が１ｍｍ２以上であることで、上記接合強度を高めることができ、内側コア部３０の機械的強度を確保しやすい。連結コア部３３の断面積が２０ｍｍ２以下であることで、連結コア部３３を通る磁束を少なくすることができ、磁性コア３の磁気特性を調整しやすい。連結コア部３３の断面積が小さいほど、ギャップ板４の断面積が増加することになるため、ギャップ板４による磁気特性を調整する効果が得られやすい。連結コア部３３の断面積が２０ｍｍ２以下であれば、例えば、内側コア部３０の磁気飽和を抑制したり、磁性コア３のインダクタンスを高めたりすることができる。連結コア部３３の断面積は、さらに２ｍｍ２以上１５ｍｍ２以下、３ｍｍ２以上１０ｍｍ２以下であってもよい。
【0072】
連結コア部３３の断面積は、第一連結コア部３３１の断面積と第二連結コア部３３２の断面積との合計である。連結コア部３３が第一連結コア部３３１または第二連結コア部３３２のいずれかを有する場合、第一連結コア部３３１の断面積、または第二連結コア部３３２の断面積のいずれかが、上記した連結コア部３３の断面積の範囲を満たす。連結コア部３３が第一連結コア部３３１および第二連結コア部３３２の両方を有する場合、第一連結コア部３３１の断面積と第二連結コア部３３２の断面積との合計が、上記した連結コア部３３の断面積の範囲を満たす。第一連結コア部３３１の断面積は、貫通孔４３の断面積に実質的に等しい。第二連結コア部３３２の断面積は、第一コア部３１または第二コア部３２の輪郭面積とギャップ板４の輪郭面積との差に実質的に等しい。図４に示す本例のギャップ板４の場合、連結コア部３３の断面積が第一連結コア部３３１の断面積と同じである。図４に示すギャップ板４の場合、上記輪郭面積の差は実質的にゼロである。つまり、本例では、第二連結コア部３３２の断面積は実質的にゼロである。
【0073】
連結コア部３３が第一連結コア部３３１を有する場合、連結コア部３３を通る磁束は、ギャップ板４の貫通孔４３に設けられた第一連結コア部３３１に集中して流れる。そのため、ギャップ板４から外側へ漏れる磁束を抑制しやすい。第一連結コア部３３１の断面積が１ｍｍ２以上であれば、ギャップ板４からの漏れ磁束を低減しやすい。
【0074】
連結コア部３３が第二連結コア部３３２を有する場合、連結コア部３３を通る磁束は、ギャップ板４の外側に設けられた第二連結コア部３３２に集中して流れる。そのため、ギャップ板４から外側へ漏れる磁束を抑制しやすい。第二連結コア部３３２の断面積が１ｍｍ２以上であれば、ギャップ板４からの漏れ磁束を低減しやすい。ギャップ板４の外周面に上記溝を有する場合、この溝内に第二連結コア部３３２が入り込むことで、第二連結コア部３３２の断面積が増える。
【0075】
〈複合材料〉
第一コア部３１と第二コア部３２と連結コア部３３とは、複合材料によって一体成形されている。つまり、第一コア部３１と第二コア部３２と連結コア部３３とは、同一の複合材料によって形成された一体物である。複合材料の成形体は、樹脂中に軟磁性粉末が分散された構造を有する。複合材料の成形体は、未固化の樹脂と軟磁性粉末とが混合された複合材料の原料を金型に注入し、樹脂を固化させたものである。複合材料における軟磁性粉末の含有量は、複合材料全体を１００体積％としたとき、例えば３０体積％以上８０体積％以下である。複合材料における軟磁性粉末の含有量は、さらに５０体積％以上、６０体積％以上、または７０体積％以上でもよい。
第一コア部３１と第二コア部３２と連結コア部３３とは、複合材料によって一体成形されている。つまり、第一コア部３１と第二コア部３２と連結コア部３３とは、同一の複合材料によって形成された一体物である。複合材料の成形体は、樹脂中に軟磁性粉末が分散された構造を有する。複合材料の成形体は、未固化の樹脂と軟磁性粉末とが混合された複合材料の原料を金型に注入し、樹脂を固化させたものである。複合材料における軟磁性粉末の含有量は、複合材料全体を１００体積％としたとき、例えば３０体積％以上８０体積％以下である。複合材料における軟磁性粉末の含有量は、さらに５０体積％以上、６０体積％以上、または７０体積％以上でもよい。
【0076】
軟磁性粉末を構成する粒子は、軟磁性金属の粒子、軟磁性金属の粒子の外周に絶縁被覆を備える被覆粒子、および軟磁性非金属の粒子からなる群より選択される少なくとも一種である。軟磁性金属は、例えば、純鉄または鉄合金である。鉄合金は、例えば、Ｆｅ（鉄）－Ｓｉ（シリコン）合金またはＦｅ－Ｎｉ（ニッケル）合金である。絶縁被覆は、例えばリン酸塩である。軟磁性非金属は、例えばフェライトである。
【0077】
複合材料を構成する樹脂は熱可塑性樹脂でもよいし、熱硬化性樹脂でもよい。熱可塑性樹脂は、例えば、ＰＰＳ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ、ＰＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、またはＡＢＳ樹脂である。熱硬化性樹脂は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、またはシリコーン樹脂である。その他、複合材料を構成する樹脂は、例えば、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ミラブル型シリコーンゴム、またはミラブル型ウレタンゴムでもよい。ＢＭＣは、例えば、不飽和ポリエステルと、炭酸カルシウムまたはガラス繊維とが混合されたものである。
【0078】
（外側コア部）
外側コア部３５は、図２に示すように、コイル２の外に配置された部分である。外側コア部３５は、図３に示す内側コア部３０と接続されることで閉磁路を形成する。本例の外側コア部３５は、第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂである。第一エンドコア部３５ａは、内側コア部３０の第一端部、即ち第一コア部３１と接続される。第二エンドコア部３５ｂは、内側コア部３０の第二端部、即ち第二コア部３２と接続される。
外側コア部３５は、図２に示すように、コイル２の外に配置された部分である。外側コア部３５は、図３に示す内側コア部３０と接続されることで閉磁路を形成する。本例の外側コア部３５は、第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂである。第一エンドコア部３５ａは、内側コア部３０の第一端部、即ち第一コア部３１と接続される。第二エンドコア部３５ｂは、内側コア部３０の第二端部、即ち第二コア部３２と接続される。
【0079】
第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂは、コイル２の両端部にそれぞれ向かい合うように配置されている。第一エンドコア部３５ａは、コイル２の第一端部２ａと向かい合う。第二エンドコア部３５ｂは、コイル２の第二端部２ｂと向かい合う。第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂはそれぞれ、Ｙ軸に沿って延びる。図３に示すように、第一エンドコア部３５ａは、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの各々の第一端部と接続されている。第一エンドコア部３５ａは、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの第一端部同士をつなぐ。第二エンドコア部３５ｂは、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの各々の第二端部と接続されている。第二エンドコア部３５ｂは、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの第二端部同士をつなぐ。第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂとは、Ｙ軸に概ね平行に並んでおり、かつ、Ｘ方向に間隔をあけて並列に配置されている。
【0080】
第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂのそれぞれの形状は、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの端部同士をつなぐ形状であれば、いずれの形状でもよい。本例の第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂは角柱状であり、Ｙ方向と直交する第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂの各々の断面は矩形状である。第一エンドコア部３５ａの形状と第二エンドコア部３５ｂの形状は実質的に同じである。
【0081】
本例の第一エンドコア部３５ａは、図１に示すように、コイル２の端末部２１が配置される凹部３７を有する。端末部２１が凹部３７内に配置されることで、端末部２１が第一エンドコア部３５ａと干渉しない。本例では、２つの凹部３７が第一エンドコア部３５ａの上面に設けられている。２つの凹部３７の位置は、第一端末部２１ａおよび第二端末部２１ｂの位置にそれぞれ対応している。
【0082】
外側コア部３５、即ち第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂは、磁性材料によって形成されている。外側コア部３５は、例えば、上述した複合材料の成形体である。外側コア部３５は、圧粉成形体の少なくとも一部を複合材料で覆った被覆成形体でもよい。第一エンドコア部３５ａが被覆成形体であれば、凹部３７を容易に成形することができる。
【0083】
圧粉成形体は、軟磁性粉末を含む原料粉末を圧縮成形したものである。圧粉成形体は、複合材料の成形体に比較して軟磁性粉末の含有量が多い。そのため、圧粉成形体は、複合材料の成形体に比較して、例えば、比透磁率および飽和磁束密度が高い。圧粉成形体は、例えば、バインダ樹脂および成形助剤の少なくとも一つを含有してもよい。圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、圧粉成形体全体を１００体積％とするとき、例えば８０体積％超９９．９９体積％以下である。圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、さらに８５体積％以上９９体積％以下でもよい。
【0084】
本例の外側コア部３５、即ち第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂは複合材料の成形体である。本例では、外側コア部３５が第一コア部３１と第二コア部３２と連結コア部３３と一体成形されている。つまり、第一エンドコア部３５ａおよび第二エンドコア部３５ｂと、第一コア部３１、第二コア部３２および連結コア部３３とは、同一の複合材料によって形成された一体物である。内側コア部３０と外側コア部３５とが一体物であることから、従来のように、内側コア部３０と外側コア部３５とを接着したり、樹脂モールド部によって一体化したりする必要がない。
【0085】
（スペーサ）
本例のリアクトル１は、図１から図３に示すように、スペーサ５を備えてもよい。スペーサ５は、コイル２の少なくとも一方の端部に配置される。スペーサ５は、磁性コア３に対してコイル２を位置決めする部材である。スペーサ５は樹脂によって形成されている。スペーサ５を構成する樹脂は、ギャップ板４を構成する樹脂として説明した上述の樹脂を用いることができる。スペーサ５を構成する樹脂は、ギャップ板４を構成する樹脂と同じでもよいし、異なってもよい。
本例のリアクトル１は、図１から図３に示すように、スペーサ５を備えてもよい。スペーサ５は、コイル２の少なくとも一方の端部に配置される。スペーサ５は、磁性コア３に対してコイル２を位置決めする部材である。スペーサ５は樹脂によって形成されている。スペーサ５を構成する樹脂は、ギャップ板４を構成する樹脂として説明した上述の樹脂を用いることができる。スペーサ５を構成する樹脂は、ギャップ板４を構成する樹脂と同じでもよいし、異なってもよい。
【0086】
本例では、コイル２の両端部にスペーサ５がそれぞれ配置されている。本例のリアクトル１は、第一スペーサ５ａと第二スペーサ５ｂとを備える。第一スペーサ５ａは、コイル２の第一端部２ａに配置される。第二スペーサ５ｂは、コイル２の第二端部２ｂに配置される。図６、図８および図９を参照して、スペーサ５の構成を説明する。以下の説明では、コイル２および磁性コア３の各構成については図１から図３を適宜参照するものとする。ギャップ板４の構成については、図６および図７を適宜参照するものとする。
【0087】
〈第一スペーサ〉
図６および図８を主に参照して、第一スペーサ５ａの構成を説明する。第一スペーサ５ａは、コイル２の第一端部２ａの面と接する枠状の形状を有する。本例の第一スペーサ５ａは、概ね矩形枠状である。コイル２の第一端部２ａと向かい合う第一スペーサ５ａの面は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂのそれぞれの端面と接する。第一スペーサ５ａの上面および下面は、コイル２の上面および下面とそれぞれ実質的に面一である。
図６および図８を主に参照して、第一スペーサ５ａの構成を説明する。第一スペーサ５ａは、コイル２の第一端部２ａの面と接する枠状の形状を有する。本例の第一スペーサ５ａは、概ね矩形枠状である。コイル２の第一端部２ａと向かい合う第一スペーサ５ａの面は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂのそれぞれの端面と接する。第一スペーサ５ａの上面および下面は、コイル２の上面および下面とそれぞれ実質的に面一である。
【0088】
第一スペーサ５ａは、内側コア部３０の第一端部が配置される開口部５２ａを有する。本例では、開口部５２ａの数が２つである。２つの開口部５２ａ内に、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの各々の第一端部が配置される。開口部５２ａの形状は矩形状である。
【0089】
本例の第一スペーサ５ａは、図８に示すように、凹部５７を有する。凹部５７には、コイル２の端末部２１が配置される。端末部２１が凹部５７内に配置されることで、端末部２１が第一スペーサ５ａと干渉しない。本例では、２つの凹部５７が第一スペーサ５ａの上面に設けられている。２つの凹部５７の位置は、第一端末部２１ａおよび第二端末部２１ｂの位置にそれぞれ対応している。
【0090】
第一スペーサ５ａは、第一巻回部２０ａと第二巻回部２０ｂとの間に配置される仕切り部５５ａを有してもよい。仕切り部５５ａは、コイル２の第一端部２ａと向かい合う第一スペーサ５ａの面から突出する。仕切り部５５ａが突出する方向はＸ方向である。仕切り部５５ａは、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂの互いに向かい合う側面の間に挟まれる。仕切り部５５ａは、コイル２の第一端部２ａに近い領域に設けられている。仕切り部５５ａのＸ方向の寸法は、巻回部２０のＸ方向の寸法の半分未満である。
【0091】
〈支持部〉
さらに、本例の第一スペーサ５ａは、ギャップ板４を支持する支持部５４を有する。支持部５４は、コイル２の第一端部２ａと向かい合う第一スペーサ５ａの面からギャップ板４までＸ方向に延びる。支持部５４の先端はギャップ板４の第一面４１に接続されている。本例では、２つの支持部５４によってギャップ板４が第一スペーサ５ａに支持されている。各支持部５４は、巻回部２０の側面の内面に接する。Ｘ方向と直交する支持部５４の断面は、図７に示すように、巻回部２０の側面の内面に対応したＣ字状である。支持部５４は、巻回部２０の内周面と内側コア部３０の外周面との間に配置される。内側コア部３０の外周面のうち、支持部５４が配置された部分は、巻回部２０の内周面と接していない。第一スペーサ５ａが支持部５４を有することで、巻回部２０内にギャップ板４を位置決めすることができる。また、支持部５４は、第一スペーサ５ａに巻回部２０を位置決めする機能を有する。
さらに、本例の第一スペーサ５ａは、ギャップ板４を支持する支持部５４を有する。支持部５４は、コイル２の第一端部２ａと向かい合う第一スペーサ５ａの面からギャップ板４までＸ方向に延びる。支持部５４の先端はギャップ板４の第一面４１に接続されている。本例では、２つの支持部５４によってギャップ板４が第一スペーサ５ａに支持されている。各支持部５４は、巻回部２０の側面の内面に接する。Ｘ方向と直交する支持部５４の断面は、図７に示すように、巻回部２０の側面の内面に対応したＣ字状である。支持部５４は、巻回部２０の内周面と内側コア部３０の外周面との間に配置される。内側コア部３０の外周面のうち、支持部５４が配置された部分は、巻回部２０の内周面と接していない。第一スペーサ５ａが支持部５４を有することで、巻回部２０内にギャップ板４を位置決めすることができる。また、支持部５４は、第一スペーサ５ａに巻回部２０を位置決めする機能を有する。
【0092】
本例では、支持部５４および仕切り部５５ａが第一スペーサ５ａに一体成形されている。さらに、ギャップ板４が支持部５４に一体成形されている。つまり、ギャップ板４と第一スペーサ５ａとは、同一の樹脂によって形成された一体物である。
【0093】
〈第二スペーサ〉
図６および図９を主に参照して、第二スペーサ５ｂの構成を説明する。第二スペーサ５ｂは、コイル２の第二端部２ｂの面と接する枠状の形状を有する。本例の第二スペーサ５ｂは、概ね矩形枠状である。コイル２の第二端部２ｂと向かい合う第二スペーサ５ｂの面は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂのそれぞれの端面と接する。第二スペーサ５ｂの上面および下面は、コイル２の上面および下面とそれぞれ実質的に面一である。
図６および図９を主に参照して、第二スペーサ５ｂの構成を説明する。第二スペーサ５ｂは、コイル２の第二端部２ｂの面と接する枠状の形状を有する。本例の第二スペーサ５ｂは、概ね矩形枠状である。コイル２の第二端部２ｂと向かい合う第二スペーサ５ｂの面は、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂのそれぞれの端面と接する。第二スペーサ５ｂの上面および下面は、コイル２の上面および下面とそれぞれ実質的に面一である。
【0094】
第二スペーサ５ｂは、内側コア部３０の第二端部が配置される開口部５２ｂを有する。本例では、開口部５２ｂの数が２つである。２つの開口部５２ｂ内に、第一内側コア部３０ａおよび第二内側コア部３０ｂの各々の第二端部が配置される。開口部５２ｂの形状は矩形状である。
【0095】
第二スペーサ５ｂは、第一巻回部２０ａと第二巻回部２０ｂとの間に配置される仕切り部５５ｂを有してもよい。仕切り部５５ｂは、コイル２の第二端部２ｂと向かい合う第二スペーサ５ｂの面から突出する。仕切り部５５ｂが突出する方向はＸ方向とは反対方向である。仕切り部５５ｂは、第一巻回部２０ａおよび第二巻回部２０ｂの互いに向かい合う側面の間に挟まれる。仕切り部５５ｂは、コイル２の第二端部２ｂに近い領域に設けられている。仕切り部５５ｂのＸ方向の寸法は、巻回部２０のＸ方向の寸法の半分未満である。仕切り部５５ｂの上端は、図１０に示すコイル２の連結部２２を通すために、コイル２の上面よりも低くなっている。
【0096】
〈突起部〉
さらに、第二スペーサ５ｂは、コイル２の第二端部２ｂと向かい合う面から突出する突起部５３を有してもよい。突起部５３が突出する方向はＸ方向とは反対方向である。突起部５３は、巻回部２０の側面の内面に接する。１つの巻回部２０に対する突起部５３の数は２つである。突起部５３は、巻回部２０の内周面と内側コア部３０の外周面との間に配置される。内側コア部３０の外周面のうち、突起部５３が配置された部分は、巻回部２０の内周面と接していない。突起部５３は、第二スペーサ５ｂに巻回部２０を位置決めする機能を有する。本例では、Ｘ方向と直交する突起部５３の断面は、巻回部２０の側面の内面に対応したＣ字状である。突起部５３のＸ方向の寸法は、支持部５４のＸ方向の寸法よりも短い。
さらに、第二スペーサ５ｂは、コイル２の第二端部２ｂと向かい合う面から突出する突起部５３を有してもよい。突起部５３が突出する方向はＸ方向とは反対方向である。突起部５３は、巻回部２０の側面の内面に接する。１つの巻回部２０に対する突起部５３の数は２つである。突起部５３は、巻回部２０の内周面と内側コア部３０の外周面との間に配置される。内側コア部３０の外周面のうち、突起部５３が配置された部分は、巻回部２０の内周面と接していない。突起部５３は、第二スペーサ５ｂに巻回部２０を位置決めする機能を有する。本例では、Ｘ方向と直交する突起部５３の断面は、巻回部２０の側面の内面に対応したＣ字状である。突起部５３のＸ方向の寸法は、支持部５４のＸ方向の寸法よりも短い。
【0097】
本例では、突起部５３および仕切り部５５ｂが第二スペーサ５ｂに一体成形されている。
【0098】
本実施形態とは異なり、支持部５４は第二スペーサ５ｂに設けられていてもよい。この場合、第一スペーサ５ａは、支持部５４に代えて突起部５３を有してもよい。
【0099】
図１に示す実施形態のリアクトル１は薄型である。薄型とは、縦方向の寸法が横方向の寸法よりも小さいことをいう。本例では、磁性コア３をＸ方向から見たとき、磁性コア３の縦方向の寸法Ｈが横方向の寸法Ｗの１／３以下である。以下、縦方向の寸法Ｈと横方向の寸法Ｗとの比を縦横比Ｈ／Ｗという。縦方向はＺ方向である。縦方向の寸法Ｈとは、Ｘ方向から見たときの磁性コア３の外周の輪郭形状を包絡する最小の長方形における短辺の長さのことである。縦方向の寸法Ｈは厚さを意味する。横方向はＹ方向である。横方向の寸法Ｗとは、Ｘ方向から見たときの磁性コア３の外周の輪郭形状を包絡する最小の長方形における長辺の長さのことである。横方向の寸法Ｗは幅を意味する。縦横比Ｈ／Ｗは、さらに１／４以下、１／５以下、１／６以下でもよい。
【0100】
磁性コア３の縦方向の寸法Ｈは、例えば２０ｍｍ以下である。本例では、コイル２の縦方向の寸法が、磁性コア３の縦方向の寸法Ｈと実質的に同じである。磁性コア３の縦方向の寸法Ｈは、さらに１０ｍｍ以下であってもよい。
【0101】
〈リアクトルの製造方法〉
実施形態のリアクトル１は、以下に示すリアクトルの製造方法によって製造することができる。リアクトルの製造方法は、下記の工程Ａと工程Ｂとを備える。
Ａ．コイル２にスペーサ５を組み付ける工程。
Ｂ．コイル２にスペーサ５が組み付けられた状態で、内側コア部３０および外側コア部３５を複合材料によって成形する工程。
実施形態のリアクトル１は、以下に示すリアクトルの製造方法によって製造することができる。リアクトルの製造方法は、下記の工程Ａと工程Ｂとを備える。
Ａ．コイル２にスペーサ５を組み付ける工程。
Ｂ．コイル２にスペーサ５が組み付けられた状態で、内側コア部３０および外側コア部３５を複合材料によって成形する工程。
【0102】
（工程Ａ）
コイル２にスペーサ５を組み付けることで、スペーサ５がコイル２に組み付けられたコイルアセンブリが得られる。コイル２に対するスペーサ５の組み付けは、次のように行う。コイル２の第一端部２ａから巻回部２０内に第一スペーサ５ａの支持部５４とギャップ板４を挿入して、第一端部２ａに第一スペーサ５ａを取り付ける。第一端部２ａに第一スペーサ５ａが取り付けられることで、巻回部２０内にギャップ板４が配置されると共に、支持部５４によってギャップ板４が位置決めされる。また、支持部５４が巻回部２０の内周面に接することで、第一端部２ａに対して第一スペーサ５ａが位置決めされる。コイル２の第二端部２ｂから巻回部２０内に第二スペーサ５ｂの突起部５３を挿入して、第二端部２ｂに第二スペーサ５ｂを取り付ける。突起部５３が巻回部２０の内周面に接することで、第二端部２ｂに対して第二スペーサ５ｂが位置決めされる。
コイル２にスペーサ５を組み付けることで、スペーサ５がコイル２に組み付けられたコイルアセンブリが得られる。コイル２に対するスペーサ５の組み付けは、次のように行う。コイル２の第一端部２ａから巻回部２０内に第一スペーサ５ａの支持部５４とギャップ板４を挿入して、第一端部２ａに第一スペーサ５ａを取り付ける。第一端部２ａに第一スペーサ５ａが取り付けられることで、巻回部２０内にギャップ板４が配置されると共に、支持部５４によってギャップ板４が位置決めされる。また、支持部５４が巻回部２０の内周面に接することで、第一端部２ａに対して第一スペーサ５ａが位置決めされる。コイル２の第二端部２ｂから巻回部２０内に第二スペーサ５ｂの突起部５３を挿入して、第二端部２ｂに第二スペーサ５ｂを取り付ける。突起部５３が巻回部２０の内周面に接することで、第二端部２ｂに対して第二スペーサ５ｂが位置決めされる。
【0103】
（工程Ｂ）
コイル２にスペーサ５を組み付けた後、内側コア部３０および外側コア部３５をコイルアセンブリに対して成形することで磁性コア３を形成する。内側コア部３０および外側コア部３５の成形は、次のように行う。コイルアセンブリを金型に入れ、金型内に複合材料の原料を注入する。金型は、外側コア部３５を成形するキャビティを有する。金型内には、コイルアセンブリを位置決めするピンが設けられている。複合材料の原料は、コイル２内と上記キャビティに導入される。複合材料の原料は、コイル２の第一端部２ａから第二端部２ｂに向けて原料が流れるように導入してもよいし、第一端部２ａから第二端部２ｂに向けて原料が流れるように導入してもよい。上記キャビティは、巻回部２０内と連通しており、上記キャビティから巻回部２０内に原料が導入される。巻回部２０内に導入された原料は、ギャップ板４の貫通孔４３を通って、巻回部２０内に充填される。ギャップ板４の外周面と巻回部２０の内周面との間の隙間がある場合は、その隙間を通って、原料が巻回部２０内に充填される。巻回部２０内と上記キャビティに複合材料の原料を充填した後、複合材料を構成する樹脂を固化させることで、内側コア部３０と外側コア部３５とを一体成形する。
コイル２にスペーサ５を組み付けた後、内側コア部３０および外側コア部３５をコイルアセンブリに対して成形することで磁性コア３を形成する。内側コア部３０および外側コア部３５の成形は、次のように行う。コイルアセンブリを金型に入れ、金型内に複合材料の原料を注入する。金型は、外側コア部３５を成形するキャビティを有する。金型内には、コイルアセンブリを位置決めするピンが設けられている。複合材料の原料は、コイル２内と上記キャビティに導入される。複合材料の原料は、コイル２の第一端部２ａから第二端部２ｂに向けて原料が流れるように導入してもよいし、第一端部２ａから第二端部２ｂに向けて原料が流れるように導入してもよい。上記キャビティは、巻回部２０内と連通しており、上記キャビティから巻回部２０内に原料が導入される。巻回部２０内に導入された原料は、ギャップ板４の貫通孔４３を通って、巻回部２０内に充填される。ギャップ板４の外周面と巻回部２０の内周面との間の隙間がある場合は、その隙間を通って、原料が巻回部２０内に充填される。巻回部２０内と上記キャビティに複合材料の原料を充填した後、複合材料を構成する樹脂を固化させることで、内側コア部３０と外側コア部３５とを一体成形する。
【0104】
＜コンバータ・電力変換装置＞
実施形態のリアクトル１は、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件は、例えば、最大直流電流が１００Ａ以上１０００Ａ以下程度であり、平均電圧が１００Ｖ以上１０００Ｖ以下程度であり、使用周波数が５ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度である。実施形態のリアクトル１は、代表的には電気自動車およびハイブリッド自動車などの車両に搭載されるコンバータの構成部品、およびこのコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用できる。
実施形態のリアクトル１は、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件は、例えば、最大直流電流が１００Ａ以上１０００Ａ以下程度であり、平均電圧が１００Ｖ以上１０００Ｖ以下程度であり、使用周波数が５ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度である。実施形態のリアクトル１は、代表的には電気自動車およびハイブリッド自動車などの車両に搭載されるコンバータの構成部品、およびこのコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用できる。
【0105】
ハイブリッド自動車および電気自動車などの車両１２００は、図１１に示すようにメインバッテリ１２１０と、メインバッテリ１２１０に接続される電力変換装置１１００と、メインバッテリ１２１０からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ１２２０とを備える。モータ１２２０は、代表的には、３相交流モータである。モータ１２２０は、走行時、車輪１２５０を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両１２００は、モータ１２２０に加えてエンジン１３００を備える。図１１では、車両１２００の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態とすることができる。
【0106】
電力変換装置１１００は、メインバッテリ１２１０に接続されるコンバータ１１１０と、コンバータ１１１０に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ１１２０とを有する。この例に示すコンバータ１１１０は、車両１２００の走行時、２００Ｖ以上３００Ｖ以下程度のメインバッテリ１２１０の入力電圧を４００Ｖ以上７００Ｖ以下程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。コンバータ１１１０は、回生時、モータ１２２０からインバータ１１２０を介して出力される入力電圧をメインバッテリ１２１０に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ１２１０に充電させている。入力電圧は、直流電圧である。インバータ１１２０は、車両１２００の走行時、コンバータ１１１０で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ１２２０に給電し、回生時、モータ１２２０からの交流出力を直流に変換してコンバータ１１１０に出力している。
【0107】
コンバータ１１１０は、図１２に示すように複数のスイッチング素子１１１１と、スイッチング素子１１１１の動作を制御する駆動回路１１１２と、リアクトル１１１５とを備え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しにより入力電圧の変換を行う。入力電圧の変換とは、ここでは昇降圧を行う。スイッチング素子１１１１には、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどのパワーデバイスが利用される。リアクトル１１１５は、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。リアクトル１１１５として、実施形態のリアクトル１を備える。
【0108】
車両１２００は、コンバータ１１１０の他、メインバッテリ１２１０に接続された給電装置用コンバータ１１５０や、補機類１２４０の電力源となるサブバッテリ１２３０とメインバッテリ１２１０とに接続され、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ１１６０を備える。コンバータ１１１０は、代表的には、ＤＣ－ＤＣ変換を行うが、給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０は、ＡＣ－ＤＣ変換を行う。給電装置用コンバータ１１５０のなかには、ＤＣ－ＤＣ変換を行うものもある。給電装置用コンバータ１１５０および補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、実施形態のリアクトル１と同様の構成を備え、適宜、大きさまたは形状などを変更したリアクトルを利用できる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータまたは降圧のみを行うコンバータに、実施形態のリアクトル１を利用することもできる。
【0109】
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0110】
巻回部２０の数は１つでもよい。磁性コア３の形状は、Ｏ字状ではなく、θ字状であってもよい。θ字状の磁性コアは、１つのミドルコア部、２つのサイドコア部、および２つのエンドコア部を備える。ミドルコア部は、コイルの内側に配置される。サイドコア部の各々は、コイルの外側でミドルコア部と並列される。つまり、ミドルコア部は２つのサイドコア部の間に挟まれるように配置される。２つのエンドコア部の１つは、並列されたミドルコア部およびサイドコア部の第一端部同士をつなぐ。残る１つのエンドコア部は、並列されたミドルコア部およびサイドコア部の第二端部同士をつなぐ。換言すれば、θ字状の磁性コアは、２つのＥ型のコア片を一体に組み合わせたような形状である。これらミドルコア部、サイドコア部およびエンドコア部は、いずれも複合材料の成形体で一体に成形されている。θ字状の磁性コアは、ミドルコア部が内側コア部、サイドコア部およびエンドコア部が外側コア部に相当する。
【符号の説明】
【0111】
１ リアクトル
２ コイル
２ａ 第一端部、２ｂ 第二端部
２０ 巻回部
２０ａ 第一巻回部、２０ｂ 第二巻回部
２１ 端末部
２１ａ 第一端末部、２１ｂ 第二端末部
２２ 連結部
２３ 接合部
３ 磁性コア
３０ 内側コア部
３０ａ 第一内側コア部、３０ｂ 第二内側コア部
３１ 第一コア部、３２ 第二コア部
３３ 連結コア部
３３１ 第一連結コア部、３３２ 第二連結コア部
３５ 外側コア部
３５ａ 第一エンドコア部、３５ｂ 第二エンドコア部
３７ 凹部
４ ギャップ板
４１ 第一面、４２ 第二面
４３ 貫通孔
４５ フック部
４５１ 軸部、４５２ 頭部
５ スペーサ
５ａ 第一スペーサ、５ｂ 第二スペーサ
５２ａ、５２ｂ 開口部
５３ 突起部
５４ 支持部
５５ａ、５５ｂ 仕切り部
５７ 凹部
Ｈ 縦方向の寸法
Ｗ 横方向の寸法
１１００ 電力変換装置、１１１０ コンバータ
１１１１ スイッチング素子、１１１２ 駆動回路
１１１５ リアクトル、１１２０ インバータ
１１５０ 給電装置用コンバータ、１１６０ 補機電源用コンバータ
１２００ 車両
１２１０ メインバッテリ、１２２０ モータ
１２３０ サブバッテリ、１２４０ 補機類、１２５０ 車輪、１３００ エンジン
２ コイル
２ａ 第一端部、２ｂ 第二端部
２０ 巻回部
２０ａ 第一巻回部、２０ｂ 第二巻回部
２１ 端末部
２１ａ 第一端末部、２１ｂ 第二端末部
２２ 連結部
２３ 接合部
３ 磁性コア
３０ 内側コア部
３０ａ 第一内側コア部、３０ｂ 第二内側コア部
３１ 第一コア部、３２ 第二コア部
３３ 連結コア部
３３１ 第一連結コア部、３３２ 第二連結コア部
３５ 外側コア部
３５ａ 第一エンドコア部、３５ｂ 第二エンドコア部
３７ 凹部
４ ギャップ板
４１ 第一面、４２ 第二面
４３ 貫通孔
４５ フック部
４５１ 軸部、４５２ 頭部
５ スペーサ
５ａ 第一スペーサ、５ｂ 第二スペーサ
５２ａ、５２ｂ 開口部
５３ 突起部
５４ 支持部
５５ａ、５５ｂ 仕切り部
５７ 凹部
Ｈ 縦方向の寸法
Ｗ 横方向の寸法
１１００ 電力変換装置、１１１０ コンバータ
１１１１ スイッチング素子、１１１２ 駆動回路
１１１５ リアクトル、１１２０ インバータ
１１５０ 給電装置用コンバータ、１１６０ 補機電源用コンバータ
１２００ 車両
１２１０ メインバッテリ、１２２０ モータ
１２３０ サブバッテリ、１２４０ 補機類、１２５０ 車輪、１３００ エンジン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】