特許 7566245 リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-04

(45)【発行日】2024-10-15

(54)【発明の名称】リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 37/00 20060101AFI20241007BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20241007BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20241007BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20241007BHJP

【ＦＩ】

H01F37/00 M

H01F37/00 A

H01F27/24 K

H01F27/24 J

H01F27/255

H02M3/155 Y

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021159002

(22)【出願日】2021-09-29

(65)【公開番号】P2023049329

(43)【公開日】2023-04-10

【審査請求日】2024-01-30

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【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】稲葉 和宏

(72)【発明者】

【氏名】村下 将也

【審査官】古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１４１１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１７２４０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－５３４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３３０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９４４２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ １７／００－２１／１２

Ｈ０１Ｆ ２７／００

Ｈ０１Ｆ ２７／０２

Ｈ０１Ｆ ２７／０６

Ｈ０１Ｆ ２７／０８

Ｈ０１Ｆ ２７／２３－２７／３０

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ２７／３６

Ｈ０１Ｆ ２７／４２－３８／１２

Ｈ０１Ｆ ３８／１６

Ｈ０１Ｆ ３８／４２

Ｈ０２Ｍ ３／００－ ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻回部を有するコイルと、ミドルコア部を有する磁性コアとを備え、
前記巻回部は、前記ミドルコア部に配置され、
前記ミドルコア部は、前記巻回部の軸方向に分割された第一ミドルコア部と第二ミドルコア部とを有し、
前記第一ミドルコア部の比透磁率が前記第二ミドルコア部の比透磁率よりも小さく、
前記巻回部における前記軸方向の中心位置は、前記ミドルコア部における前記軸方向の中心位置よりも第一ミドルコア部側に位置する、
リアクトル。

【請求項2】

前記第二ミドルコア部の比透磁率と前記第一ミドルコア部の比透磁率との差が５０以上である、請求項１に記載のリアクトル。

【請求項3】

前記巻回部の前記中心位置と前記ミドルコア部の前記中心位置との距離が、前記巻回部における前記軸方向の長さの１％以上である、請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。

【請求項4】

前記距離が１．０ｍｍ以上である、請求項３に記載のリアクトル。

【請求項5】

前記第一ミドルコア部の比透磁率が５以上５０以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。

【請求項6】

前記第二ミドルコア部の比透磁率が５０以上５００以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。

【請求項7】

前記第一ミドルコア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料の成形体で構成され、
前記第二ミドルコア部は、軟磁性粉末を含む原料粉末の圧粉成形体で構成されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。

【請求項8】

前記ミドルコア部は、前記第一ミドルコア部と前記第二ミドルコア部との間にギャップ部を有し、
前記ギャップ部は、前記巻回部の内側に位置する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。

【請求項9】

前記磁性コアは、第一コアと第二コアとで構成され、
前記第一コアは、前記第一ミドルコア部を有し、
前記第二コアは、前記第二ミドルコア部を有する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のリアクトルを備える、
コンバータ。

【請求項11】

請求項１０に記載のコンバータを備える、
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、及び電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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にリアクトルがある。特許文献１は、コイルと、２つのコア片を組み合わせたコアとを備えるリアクトルを開示する。各コア片は、コイルの内側に配置されるコイル配置部と、コイルの外側に配置される露出部とを備える。コイル配置部と露出部とは一体に成形されている。両コア片は、各コア片のコイル配置部の端面同士が向かい合うように組み合わされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－２３９１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リアクトルの損失を低減することが求められている。

【0005】

本開示は、損失が小さいリアクトルを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、上記リアクトルを備えるコンバータを提供することを別の目的の一つとする。更に、本開示は、上記コンバータを備える電力変換装置を提供することを他の目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のリアクトルは、
巻回部を有するコイルと、ミドルコア部を有する磁性コアとを備え、
前記巻回部は、前記ミドルコア部に配置され、
前記ミドルコア部は、前記巻回部の軸方向に分割された第一ミドルコア部と第二ミドルコア部とを有し、
前記第一ミドルコア部の比透磁率が前記第二ミドルコア部の比透磁率よりも小さく、
前記巻回部における前記軸方向の中心位置は、前記ミドルコア部における前記軸方向の中心位置よりも第一ミドルコア部側に位置する。

【0007】

本開示のコンバータは、本開示のリアクトルを備える。

【0008】

本開示の電力変換装置は、本開示のコンバータを備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示のリアクトルは、損失を小さくすることができる。また、本開示のコンバータ及び電力変換装置は、損失が小さいリアクトルを備える。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態１に係るリアクトルを示す概略斜視図である。

【図2】図２は、実施形態１に係るリアクトルを示す概略平面図である。

【図3】図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】図４は、実施形態２に係るリアクトルを示す概略平面図である。

【図5】図５は、実施形態３に係るリアクトルを示す概略平面図である。

【図6】図６は、ハイブリッド自動車の電源系統を模式的に示す構成図である。

【図7】図７は、コンバータを備える電力変換装置の一例の概略を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［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。

【0012】

（１）本開示の実施形態に係るリアクトルは、
巻回部を有するコイルと、ミドルコア部を有する磁性コアとを備え、
前記巻回部は、前記ミドルコア部に配置され、
前記ミドルコア部は、前記巻回部の軸方向に分割された第一ミドルコア部と第二ミドルコア部とを有し、
前記第一ミドルコア部の比透磁率が前記第二ミドルコア部の比透磁率よりも小さく、
前記巻回部における前記軸方向の中心位置は、前記ミドルコア部における前記軸方向の中心位置よりも第一ミドルコア部側に位置する。

【0013】

本開示のリアクトルは、巻回部の上記中心位置がミドルコア部の上記中心位置と同じ位置である場合に比較して、損失を小さくすることができる。その理由は、巻回部の上記中心位置がミドルコア部の上記中心位置よりも第一ミドルコア部側に位置することで、巻回部の内側に配置される第一ミドルコア部の割合が増えるからである。つまり、巻回部から露出する第一ミドルコア部の割合が減る。第一ミドルコア部の比透磁率が第二ミドルコア部の比透磁率よりも小さいため、第一ミドルコア部では第二ミドルコア部に比べて漏れ磁束が発生し易い。本開示のリアクトルでは、巻回部から露出する第一ミドルコア部の割合が減るため、第一ミドルコア部での漏れ磁束が減少する。したがって、本開示のリアクトルは、第一ミドルコア部での漏れ磁束に起因する損失を低減できる。

【0014】

（２）本開示のリアクトルの一形態として、
前記第二ミドルコア部の比透磁率と前記第一ミドルコア部の比透磁率との差が５０以上であることでもよい。

【0015】

上記の形態は、損失の低減を図り易い。

【0016】

（３）本開示のリアクトルの一形態として、
前記巻回部の前記中心位置と前記ミドルコア部の前記中心位置との距離が、前記巻回部における前記軸方向の長さの１％以上であることでもよい。

【0017】

上記の形態は、損失の低減を図り易い。

【0018】

（４）上記（３）に記載のリアクトルの一形態として、
前記距離が１．０ｍｍ以上であることでもよい。

【0019】

上記の形態は、損失を効果的に低減することができる。

【0020】

（５）本開示のリアクトルの一形態として、
前記第一ミドルコア部の比透磁率が５以上５０以下であることでもよい。

【0021】

上記の形態は、所定のインダクタンスを得易い。

【0022】

（６）本開示のリアクトルの一形態として、
前記第二ミドルコア部の比透磁率が５０以上５００以下であることでもよい。

【0023】

上記の形態は、所定のインダクタンスを得易い。

【0024】

（７）本開示のリアクトルの一形態として、
前記第一ミドルコア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散された複合材料の成形体で構成され、
前記第二ミドルコア部は、軟磁性粉末を含む原料粉末の圧粉成形体で構成されていることでもよい。

【0025】

一般的に、複合材料の成形体の比透磁率は、圧粉成形体の比透磁率に比較して小さい。上記の形態は、第一ミドルコア部が複合材料の成形体で構成され、第二ミドルコア部が圧粉成形体で構成されていることで、第一ミドルコア部の比透磁率が第二ミドルコア部の比透磁率よりも小さくなるように磁性コアを構成できる。

【0026】

（８）本開示のリアクトルの一形態として、
前記ミドルコア部は、前記第一ミドルコア部と前記第二ミドルコア部との間にギャップ部を有し、
前記ギャップ部は、前記巻回部の内側に位置することでもよい。

【0027】

上記の形態は、ギャップ部からの漏れ磁束に起因する損失を低減することができる。その理由は、ギャップ部が巻回部の内側に位置することで、ギャップ部が巻回部の外側に位置する場合に比較して、ギャップ部からの漏れ磁束が減少するからである。

【0028】

（９）本開示のリアクトルの一形態として、
前記磁性コアは、第一コアと第二コアとで構成され、
前記第一コアは、前記第一ミドルコア部を有し、
前記第二コアは、前記第二ミドルコア部を有することでもよい。

【0029】

上記の形態は、磁性コアの組立作業性に優れる。

【0030】

（１０）本開示の実施形態に係るコンバータは、
上記（１）から（９）のいずれか１つに記載のリアクトルを備える。

【0031】

本開示のコンバータは、本開示のリアクトルを備えることから、損失が小さい。

【0032】

（１１）本開示の実施形態に係る電力変換装置は、
上記（１０）に記載のコンバータを備える。

【0033】

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、損失が小さい。

【0034】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、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。

【0035】

［実施形態１］
〔リアクトル〕
図１から図３を参照して、実施形態１のリアクトル１ａを説明する。リアクトル１ａは、コイル２と磁性コア３とを備える。コイル２は巻回部２０を有する。磁性コア３は、ミドルコア部３１を有する。巻回部２０はミドルコア部３１に配置される。ミドルコア部３１は、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとを有する。

【0036】

実施形態１のリアクトル１ａの特徴の一つは、以下の要件（ａ）、（ｂ）を満たす点にある。
（ａ）第一ミドルコア部３１ａの比透磁率が第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率よりも小さい。
（ｂ）図２に示すように、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置する。
リアクトル１ａは、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１と同じ位置である場合に比較して、損失を小さくすることができる。以下、リアクトル１ａの構成を詳細に説明する。

【0037】

＜コイル＞
コイル２は、図１、図２に示すように、１つの巻回部２０を有する。巻回部２０は、巻線が螺旋状に巻回された部分である。巻線は公知の巻線を利用できる。巻線は、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。導体線は銅製の平角線である。絶縁被覆はエナメルからなる。本実施形態では、コイル２は被覆平角線をエッジワイズ巻きすることによって形成されたエッジワイズコイルである。

【0038】

巻回部２０の形状は筒状である。巻回部２０の形状は多角筒状でもよいし、円筒状でもよい。多角筒状とは、巻回部２０の軸方向から見た端面の輪郭形状が、多角形状であるものをいう。多角形状としては、例えば、四角形状、六角形状、八角形状などがある。四角形状には、矩形状が含まれる。矩形状には、正方形状が含まれる。円筒状とは、上記端面の輪郭形状が、円形状であるものをいう。円形状には、真円形状のみならず、楕円形状も含まれる。本実施形態では、巻回部２０の形状が矩形筒状である。

【0039】

コイル２は端末部２１を有する。端末部２１は、巻回部２０の両端部から巻線が引き出された部分である。端末部２１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、巻回部２０の一方の端部から巻回部２０の外周側に引き出されている。第二端末部２１ｂは、巻回部２０の他方の端部から巻回部２０の外周側に引き出されている。第一端末部２１ａ及び第二端末部２１ｂでは、絶縁被覆が剥がされて導体線が露出している。第一端末部２１ａ及び第二端末部２１ｂには、例えば、図示しないバスバが接続される。コイル２は、バスバを介して図示しない外部機器と接続される。外部機器は、コイル２に電力を供給する電源などである。

【0040】

図２に示す巻回部２０の長さＬ２０は、特に限定されないが、例えば１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下、更に２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ここでいう長さは、巻回部２０の軸方向に沿った長さをいう。巻回部２０の長さＬ２０は、巻線の厚さやターン数によって変わる。ターン数は、例えば１０ターン以上６０ターン以下、更に２０ターン以上５０ターン以下である。

【0041】

＜磁性コア＞
磁性コア３は、図１、図２に示すように、ミドルコア部３１と、サイドコア部３３と、エンドコア部３５とを有する。磁性コア３は、平面視において全体としてθ状に構成される。本実施形態では、磁性コア３は、第一コア３ａと第二コア３ｂとを備える。磁性コア３は、第一コア３ａと第二コア３ｂとが組み合わされて構成される。第一コア３ａと第二コア３ｂとは、巻回部２０の軸方向に組み合わされる。図２では、ミドルコア部３１とエンドコア部３５との境界、及びサイドコア部３３とエンドコア部３５との境界を二点鎖線で示している。第一コア３ａと第二コア３ｂについては後述する。

【0042】

以下の説明では、巻回部２０の軸方向に沿った方向をＸ方向とする。ミドルコア部３１とサイドコア部３３とが並列される方向をＹ方向とする。Ｙ方向はＸ方向に直交する。Ｘ方向とＹ方向の双方に直交する方向をＺ方向とする。Ｚ方向において、コイル２の端末部２１が位置する側を上側、その反対側を下側とする。上記した平面視とは、リアクトル１ａを上側、即ちＺ方向から見た状態のことをいう。

【0043】

磁性コア３の形状は、図２に示すようにＺ方向から見て、θ状である。コイル２を通電すると、磁性コア３にはθ状の閉磁路が形成される。この閉磁路は、コイル２によって発生した磁束が、ミドルコア部３１から、一方のエンドコア部３５、各サイドコア部３３、他方のエンドコア部３５を通り、ミドルコア部３１に戻る閉磁路である。

【0044】

（ミドルコア部）
ミドルコア部３１は、巻回部２０の内側に配置される部分を有する。ミドルコア部３１は、磁性コア３のうち、第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂとの間に挟まれる部分である。第一エンドコア部３５ａ及び第二エンドコア部３５ｂについては後述する。ミドルコア部３１の数は１つである。ミドルコア部３１はＸ方向に沿って延びている。ミドルコア部３１の軸方向は巻回部２０の軸方向と一致する。本実施形態では、ミドルコア部３１の両端部が巻回部２０の両端面から突出している。この突出する部分もミドルコア部３１の一部である。

【0045】

ミドルコア部３１の形状は、巻回部２０の内側形状に対応した形状であれば特に限定されない。本実施形態では、ミドルコア部３１の形状は略直方体状である。Ｘ方向から見て、ミドルコア部３１の外周面の角部は、巻回部２０の内周面に沿うように丸められていてもよい。

【0046】

ミドルコア部３１は、Ｘ方向に分割されており、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとを有する。第一ミドルコア部３１ａの端面と第二ミドルコア部３１ｂの端面とは、Ｘ方向に向かい合う。第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとの境界は巻回部２０の内側に位置する。第一ミドルコア部３１ａは、第一コア３ａが配置されるＸ方向の一方側に位置する。Ｘ方向の一方側は、図２では紙面左側である。第二ミドルコア部３１ｂは、第二コア３ｂが配置されるＸ方向の他方側に位置する。Ｘ方向の他方側は、図２では紙面右側である。

【0047】

図２に示すミドルコア部３１の長さＬ３１は巻回部２０の長さＬ２０よりも長い。ミドルコア部３１の長さＬ３１はＸ方向に沿った長さである。ミドルコア部３１の長さＬ３１は、第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂとの互いに向かい合う面間の距離と同等である。ミドルコア部３１の長さＬ３１は、例えば、巻回部２０の長さＬ２０の１０５％以上１２０％以下である。長さＬ３１は、長さＬ２０の１０５％以上１１５％以下、更に１０５％以上１１０％以下でもよい。また、長さＬ３１と長さＬ２０との差は、例えば１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。つまり、ミドルコア部３１の長さＬ３１は、巻回部２０の長さＬ２０よりも１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下長い。長さＬ３１と長さＬ２０との差は、１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、更に２．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下でもよい。

【0048】

第一ミドルコア部３１ａ及び第二ミドルコア部３１ｂの各々の長さは、適宜設定すればよい。ここでいう長さは、Ｘ方向に沿った長さをいう。本実施形態では、第一ミドルコア部３１ａの長さＬ１ａと第二ミドルコア部３１ｂの長さＬ１ｂとが異なる。長さＬ１ａがＬ１ｂよりも長い。本実施形態とは異なり、長さＬ１ａが長さＬ１ｂよりも短くてもよいし、長さＬ１ａと長さＬ１ｂとが同じであってもよい。

【0049】

本実施形態では、ミドルコア部３１がギャップ部３ｇを有する。ギャップ部３ｇは、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとの間に設けられている。ギャップ部３ｇは、巻回部２０の内側に位置する。ギャップ部３ｇが巻回部２０の内側に位置することで、ギャップ部３ｇが巻回部２０の外側に位置する場合に比較して、ギャップ部３ｇからの漏れ磁束が減少する。そのため、ギャップ部３ｇからの漏れ磁束に起因する損失を低減することができる。ギャップ部３ｇのＸ方向に沿った長さＬｇは、所定のインダクタンスが得られるように適宜設定すればよい。ギャップ部３ｇの長さＬｇは、例えば０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。ギャップ部３ｇは、エアギャップでもよい。ギャップ部３ｇには、樹脂やセラミックスなどの非磁性体が配置されていてもよい。ミドルコア部３１がギャップ部３ｇを有する場合、ミドルコア部３１の長さＬ３１はギャップ部３ｇの長さＬｇを含む。ミドルコア部３１の長さＬ３１は、第一ミドルコア部３１ａの長さＬ１ａと、第二ミドルコア部３１ｂの長さＬ１ｂと、ギャップ部３ｇの長さＬｇとを合計した長さである。本実施形態とは異なり、ギャップ部３ｇはなくてもよい。この場合、第一ミドルコア部３１ａの端面と第二ミドルコア部３１ｂの端面とは互いに接触しており、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとの間に実質的に隙間がない。

【0050】

（エンドコア部）
エンドコア部３５は、巻回部２０の外側に配置される部分である。エンドコア部３５は第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂとを有する。エンドコア部３５の数は２つである。２つのエンドコア部３５は、Ｘ方向に間隔をあけて配置されている。第一エンドコア部３５ａはＸ方向の一方側に位置する。第一エンドコア部３５ａは、巻回部２０の一方の端面と向かい合う。第一エンドコア部３５ａには、ミドルコア部３１におけるＸ方向の一方側の端部、具体的には第一ミドルコア部３１ａの端部が接続される。第二エンドコア部３５ｂはＸ方向の他方側に位置する。第二エンドコア部３５ｂは、巻回部２０の他方の端面と向かい合う。第二エンドコア部３５ｂには、ミドルコア部３１におけるＸ方向の他方側の端部、具体的には第二ミドルコア部３１ｂの端部が接続される。

【0051】

第一エンドコア部３５ａ及び第二エンドコア部３５ｂの各々の形状は、所定の磁路が形成される形状であれば特に限定されない。本実施形態では、第一エンドコア部３５ａ及び第二エンドコア部３５ｂの各々の形状は略直方体状である。

【0052】

（サイドコア部）
サイドコア部３３は、巻回部２０の外側に配置される部分である。サイドコア部３３の数は２つである。サイドコア部３３の各々はＸ方向に延びている。サイドコア部３３の各々の軸方向は、ミドルコア部３１の軸方向と平行である。２つのサイドコア部３３は、Ｙ方向に間隔をあけて配置されている。２つのサイドコア部３３は、ミドルコア部３１を挟んで、並べられている。つまり、２つのサイドコア部３３の間に、ミドルコア部３１が配置されている。一方のサイドコア部３３は、Ｙ方向の一方側に位置する。一方のサイドコア部３３は、巻回部２０の外周面のうち、Ｙ方向の一方側の側面と向かい合う。Ｙ方向の一方側は、図２では紙面上側である。他方のサイドコア部３３は、Ｙ方向の他方側に位置する。他方のサイドコア部３３は、巻回部２０の外周面のうち、Ｙ方向の他方側の側面と向かい合う。Ｙ方向の他方側は、図２では紙面下側である。サイドコア部３３におけるＸ方向の一方側の端部は、第一エンドコア部３５ａに接続される。サイドコア部３３におけるＸ方向の他方側の端部は、第二エンドコア部３５ｂに接続される。サイドコア部３３の各々の断面積は、同じであってもよいし、異なってもよい。本実施形態では、２つのサイドコア部３３の断面積は同じである。また、本実施形態では、２つのサイドコア部３３の合計の断面積は、ミドルコア部３１の断面積と同等である。ここでいう断面積は、Ｘ方向に直交する断面での面積をいう。

【0053】

サイドコア部３３の各々は、第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂとをつなぐ長さを有していればよい。サイドコア部３３の形状は特に限定されない。本実施形態では、サイドコア部３３の各々の形状は略直方体状である。

【0054】

〈第一コア・第二コア〉
第一コア３ａは、第一ミドルコア部３１ａを有する。第二コア３ｂは、第二ミドルコア部３１ｂを有する。第一コア３ａ及び第二コア３ｂの各々の形状は、種々の組み合わせから選択できる。本実施形態では、図１、図２に示すように、磁性コア３は、Ｅ字状の第一コア３ａと、Ｔ字状の第二コア３ｂとを組み合わせたＥ－Ｔ型である。

【0055】

〈第一コア〉
本実施形態では、第一コア３ａは、第一ミドルコア部３１ａと、第一エンドコア部３５ａと、２つのサイドコア部３３とを有する。第一ミドルコア部３１ａと、第一エンドコア部３５ａと、２つのサイドコア部３３とは一体に成形されている。第一コア３ａは一体の成形体であるので、第一コア３ａを構成する各コア部は同じ材質である。即ち、第一コア３ａを構成する各コア部の磁気特性及び機械的特性は実質的に同じである。第一ミドルコア部３１ａは、第一エンドコア部３５ａにおけるＹ方向の中間部から第二ミドルコア部３１ｂに向かってＸ方向に延びている。サイドコア部３３の各々は、第一エンドコア部３５ａのＹ方向の両端部から第二エンドコア部３５ｂに向かってＸ方向に延びている。第一コア３ａの形状は、Ｚ方向から見て、Ｅ字状である。

【0056】

〈第二コア〉
本実施形態では、第二コア３ｂは、第二ミドルコア部３１ｂと、第二エンドコア部３５ｂとを有する。第二ミドルコア部３１ｂと、第二エンドコア部３５ｂとは一体に成形されている。第二コア３ｂは一体の成形体であるので、第二コア３ｂを構成する各コア部は同じ材質である。即ち、第二コア３ｂを構成する各コア部の磁気特性及び機械的特性は実質的に同じである。第二ミドルコア部３１ｂは、第二エンドコア部３５ｂにおけるＹ方向の中間部から第一ミドルコア部３１ａに向かってＸ方向に延びている。第二コア３ｂの形状は、Ｚ方向から見て、Ｔ字状である。

【0057】

本実施形態では、磁性コア３は、第一コア３ａと第二コア３ｂといった２つのピースで構成されている。つまり、磁性コア３の分割数が２である。磁性コア３の分割数や磁性コア３を分割する位置は特に限定されない。磁性コア３は、３つ以上のピースで構成されていてもよい。例えば、第一エンドコア部３５ａ、第二エンドコア部３５ｂ、第一ミドルコア部３１ａ、第二ミドルコア部３１ｂ、及び２つのサイドコア部３３のそれぞれを個別に構成し、これらを組み合わせて磁性コア３を構成してもよい。本実施形態のように、磁性コア３が第一コア３ａと第二コア３ｂとで構成されている場合、組み合わせるコア片の数が２つしかないので、磁性コア３の組み立てが容易である。

【0058】

（第一ミドルコア部の比透磁率と第二ミドルコア部の比透磁率との関係）
第一コア３ａの比透磁率が第二コア３ｂの比透磁率よりも小さい。つまり、ミドルコア部３１において、第一ミドルコア部３１ａの比透磁率が第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率よりも小さい。第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率と第一ミドルコア部３１ａの比透磁率との差は、例えば５０以上であることが好ましい。上記比透磁率の差の上限は、実用上、例えば５００程度である。上記比透磁率の差は、５０以上５００以下、更に１００以上４００以下でもよい。

【0059】

第一コア３ａ及び第二コア３ｂの各々の比透磁率は、上記関係を満たした上で、所定のインダクタンスが得られるように適宜設定すればよい。第一ミドルコア部３１ａの比透磁率は、例えば５以上５０以下である。第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率は、例えば５０以上５００以下である。第一コア３ａの比透磁率が５以上５０以下の範囲内で、かつ、第二コア３ｂの比透磁率が５０以上５００以下の範囲内であれば、所定のインダクタンスを得易い。第一ミドルコア部３１ａの比透磁率は、１０以上４５以下、更に１５以上４０以下でもよい。第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率は、１００以上５００以下が好ましい。第二ミドルコア部３１ｂは、１００以上４５０以下、更に１５０以上４００以下でもよい。

【0060】

比透磁率は、次のようにして求めることができる。第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂのそれぞれからリング状の測定試料を切り出す。各々の測定試料に、一次側：３００巻き、二次側：２０巻きの巻線を施す。Ｂ－Ｈ初磁化曲線をＨ＝０（Ｏｅ）以上１００（Ｏｅ）以下の範囲で測定し、このＢ－Ｈ初磁化曲線のＢ／Ｈの最大値を求める。この最大値を比透磁率とする。ここでいう磁化曲線とは、いわゆる直流磁化曲線のことである。

【0061】

（ミドルコア部の材質）
第一ミドルコア部３１ａ及び第二ミドルコア部３１ｂは、軟磁性材料の成形体で構成されている。成形体としては、例えば、圧粉成形体、複合材料の成形体などが挙げられる。第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとは、互いに異なる材質の成形体で構成されている。互いに異なる材質とは、第一ミドルコア部３１ａ及び第二ミドルコア部３１ｂを構成する各々の成形体において、個々の構成要素の材質が異なる場合は勿論、個々の構成要素の材質が同じであっても、構成要素の含有量が異なる場合も含む。例えば、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとが圧粉成形体で構成されていても、圧粉成形体を構成する軟磁性粉末の材質及び含有量の少なくとも１つが異なれば、互いに異なる材質である。また、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとが複合材料の成形体で構成されていても、複合材料を構成する軟磁性粉末の材質及び含有量の少なくとも１つが異なれば、互いに異なる材質である。

【0062】

圧粉成形体は、軟磁性粉末を含む原料粉末を圧縮成形してなる。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磁気特性が高い。磁気特性としては、比透磁率や飽和磁束密度が挙げられる。圧粉成形体は、バインダ樹脂や成形助剤などを含有してもよい。圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、圧粉成形体を１００体積％とするとき、例えば８５体積％以上９９．９９体積％以下である。

【0063】

複合材料の成形体は、樹脂中に軟磁性粉末が分散されてなる。複合材料の成形体は、未固化の樹脂中に軟磁性粉末を分散させた流動性の素材を金型に充填し、樹脂を固化させることで得られる。複合材料の成形体は、軟磁性粉末の含有量を容易に調整できる。そのため、複合材料の成形体は、磁気特性を調整し易い。複合材料の成形体における軟磁性粉末の含有量は、複合材料の成形体を１００体積％とするとき、例えば２０体積％以上８０体積％以下である。

【0064】

軟磁性粉末を構成する粒子は、軟磁性金属の粒子や、軟磁性金属の粒子の外周に絶縁被覆を備える被覆粒子、軟磁性非金属の粒子などが挙げられる。軟磁性金属は、純鉄や鉄基合金などが挙げられる。鉄基合金としては、例えば、Ｆｅ（鉄）－Ｓｉ（シリコン）合金、Ｆｅ－Ｎｉ（ニッケル）合金などが挙げられる。絶縁被覆は、リン酸塩などが挙げられる。軟磁性非金属は、フェライトなどが挙げられる。

【0065】

複合材料の成形体の樹脂は、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよい。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、シリコーン樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、液晶ポリマー、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂などが挙げられる。ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン９Ｔなどが挙げられる。その他、複合材料の成形体の樹脂には、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたＢＭＣ（Ｂｕｌｋ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴムなども利用できる。

【0066】

複合材料の成形体は、軟磁性粉末及び樹脂に加えて、フィラーを含有していてもよい。フィラーは、例えば、アルミナ、シリカなどのセラミックスフィラーが挙げられる。複合材料の成形体がフィラーを含有することで、放熱性を高めることができる。フィラーの含有量は、複合材料の成形体を１００体積％とするとき、例えば０．２体積％以上２０体積％以下、更に０．３体積％以上１５体積％以下、０．５体積％以上１０体積％以下が挙げられる。

【0067】

圧粉成形体や複合材料の成形体における軟磁性粉末の含有量は、成形体の断面における軟磁性粉末の面積割合と等価とみなす。軟磁性粉末の含有量は、次のようにして求める。成形体の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して観察画像を取得する。ＳＥＭの倍率は、例えば２００倍以上５００倍以下とする。観察画像の取得数は、１０個以上とする。観察画像の総面積は０．１ｃｍ^２以上とする。一断面につき一つの観察画像を取得してもよいし、一断面につき複数の観察画像を取得してもよい。取得した各観察画像を画像処理して軟磁性粉末の粒子の輪郭を抽出する。画像処理としては、例えば二値化処理が挙げられる。各観察画像において軟磁性粉末の粒子の全面積を算出し、各観察画像に占める軟磁性粉末の粒子の面積割合を求める。全ての観察画像における面積割合の平均値を軟磁性粉末の含有量とみなす。

【0068】

本実施形態では、第一ミドルコア部３１ａを有する第一コア３ａが複合材料の成形体である。第二ミドルコア部３１ｂを有する第二コア３ｂが圧粉成形体である。第一コア３ａが複合材料の成形体で構成され、第二コア３ｂが圧粉成形体で構成されていることで、磁性コア３全体の磁気特性を調整できる。また、第一ミドルコア部３１ａが複合材料の成形体で構成され、第二ミドルコア部３１ｂが圧粉成形体で構成されていると、第一ミドルコア部３１ａ及び第二ミドルコア部３１ｂの各々の比透磁率が上記関係を満たし易い。本実施形態では、第一ミドルコア部３１ａの比透磁率が２０以上３０以下程度である。第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率が１５０以上２５０以下程度である。第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率と第一ミドルコア部３１ａの比透磁率との差が１２０以上２３０以下程度である。

【0069】

（ミドルコア部における巻回部の位置）
図２に示すように、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置する。つまり、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一コア３ａに寄っている。ここで、巻回部２０の中心位置Ｃ２０は、巻回部２０におけるＸ方向の中心であり、巻回部２０の長さＬ２０を二等分する位置である。ミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１は、ミドルコア部３１におけるＸ方向の中心であり、ミドルコア部３１の長さＬ３１を二等分する位置である。また、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置するとは、巻回部２０の中心位置Ｃ２０とミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１との距離Ｄが誤差範囲よりも大きいことをいう。距離Ｄは、中心位置Ｃ３１から中心位置Ｃ２０までのＸ方向の距離のことである。距離Ｄが巻回部２０の長さＬ２０の１％未満である範囲は誤差範囲とみなす。距離Ｄは、例えば、巻回部２０の長さＬ２０の１％以上であることが好ましい。距離Ｄの上限は、ミドルコア部３１の長さＬ３１と巻回部２０の長さＬ２０との差の半分である。距離Ｄは、巻回部２０の長さＬ２０の１％以上１５％以下、更に１．５％以上１０％以下でもよい。距離Ｄの具体的な数値は、例えば０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、更に１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。距離Ｄは、特に１．０ｍｍ以上であることが好ましい。

【0070】

＜その他＞
リアクトル１ａは、その他の構成として、樹脂モールド部材４、及び保持部材５を備える。図１では、樹脂モールド部材４は二点鎖線で示している。図２では、樹脂モールド部材４は省略している。図１、図２では、保持部材５は省略している。図３は、磁性コア３のＺ方向の中間位置において、Ｚ方向に直交する平面で切断したリアクトル１ａの断面を示している。

【0071】

（樹脂モールド部材）
樹脂モールド部材４は、磁性コア３の外周面の少なくとも一部を覆う。樹脂モールド部材４は、組み合わされた第一コア３ａと第二コア３ｂとを一体化する。また、樹脂モールド部材４は、コイル２と磁性コア３とを一体化する。本実施形態では、樹脂モールド部材４が、図３に示すように、巻回部２０の内周面とミドルコア部３１との間にも充填されている。そのため、樹脂モールド部材４によって、磁性コア３に対してコイル２が位置決めされた状態で保持される。また、樹脂モールド部材４によって、コイル２と磁性コア３との間の電気的絶縁を確保できる。樹脂モールド部材４を構成する樹脂としては、例えば、上述した複合材料の成形体の樹脂と同様の樹脂を用いることができる。樹脂モールド部材４は、巻回部２０を外周面を覆っていてもよい。樹脂モールド部材４は、巻回部２０の上側及び下側の少なくとも一方の面が露出するように形成されていてもよい。

【0072】

本実施形態では、樹脂モールド部材４の樹脂が、巻回部２０の内周面とミドルコア部３１との間を通って、ギャップ部３ｇにも充填されている。ギャップ部３ｇは、樹脂モールド部材４の樹脂によって構成されている。

【0073】

（保持部材）
保持部材５は、コイル２と磁性コア３との間に配置される。保持部材５は、コイル２と磁性コア３との相対的な位置を決める。また、保持部材５によって、コイル２と磁性コア３との間の電気的絶縁を確保できる。本実施形態では、保持部材５は、第一保持部材５ａと第二保持部材５ｂとを有する。第一保持部材５ａは、巻回部２０の一方の端面と向かい合う環状の部材である。第一保持部材５ａは、巻回部２０の一方の端面と、第一エンドコア部３５ａとの間に配置される。第二保持部材５ｂは、巻回部２０の他方の端面と向かい合う環状の部材である。第二保持部材５ｂは、巻回部２０の他方の端面と、第二エンドコア部３５ｂとの間に配置される。保持部材５を構成する樹脂としては、例えば、上述した複合材料の成形体の樹脂と同様の樹脂を用いることができる。

【0074】

第一保持部材５ａの厚さと第二保持部材５ｂの厚さは、同じであってもよいし、異なってもよい。例えば、第二保持部材５ｂの厚さが第一保持部材５ａの厚さよりも厚くてもよい。第一保持部材５ａの厚さは、巻回部２０の一方の端面と向かい合う面と、第一エンドコア部３５ａと向かい合うの面との距離である。第二保持部材５ｂの厚さは、巻回部２０の他方の端面と向かい合う面と、第二エンドコア部３５ｂと向かい合う面との距離である。上述した樹脂モールド部材４を備えない場合は、第二保持部材５ｂが第一保持部材５ａよりも厚くなるように構成するとよい。第二保持部材５ｂが第一保持部材５ａよりも厚くなるようにすることで、上述した樹脂モールド部材４がなくても、Ｘ方向において、巻回部２０をミドルコア部３１に対して位置決めできる。

【0075】

〔実施形態１の作用効果〕
実施形態１のリアクトル１ａは、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１と同じ位置である基準リアクトルに比較して、損失を小さくすることができる。その理由は、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置することで、巻回部２０の内側に配置される第一ミドルコア部３１ａの割合が増えるからである。巻回部２０から露出する第一ミドルコア部３１ａの割合が減るため、比透磁率が低い第一ミドルコア部３１ａでの漏れ磁束が減少する。したがって、リアクトル１ａは第一ミドルコア部３１ａでの漏れ磁束に起因する損失を低減できる。

【0076】

リアクトル１ａは、巻回部２０の位置を第一コア３ａ側にずらすことのみによって、基準リアクトルよりも損失が低下する。損失が低下するため、リアクトル１ａは、発熱による温度上昇を抑制できる。

【0077】

第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率と第一ミドルコア部３１ａの比透磁率との差が５０以上であると、損失の低減を図り易い。また、巻回部２０の中心位置Ｃ２０とミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１との距離Ｄが、巻回部２０の長さＬ２０の１％以上である場合、損失の低減を図り易い。特に、距離Ｄが１．０ｍｍ以上であると、損失を効果的に低減することができる。

【0078】

［実施形態２］
図４を参照して、実施形態２のリアクトル１ｂを説明する。実施形態２のリアクトル１ｂは、磁性コア３がＥ－Ｅ型である点が、実施形態１のリアクトル１ａと相違する。以下の説明は、実施形態１との相違点を中心に行う。実施形態１と同様の構成は、同じ符号を付して説明を省略する。図４では、実施形態１で説明した樹脂モールド部材４及び保持部材５は省略している。

【0079】

＜磁性コア＞
磁性コア３は、実施形態１と同様に、第一コア３ａと第二コア３ｂとがＸ方向に組み合わされることで構成される。磁性コア３の形状は、図４に示すようにＺ方向から見て、θ状である。図４中、二点鎖線は、ミドルコア部３１とエンドコア部３５との境界、及びサイドコア部３３とエンドコア部３５との境界を示している。

【0080】

実施形態２では、２つのサイドコア部３３の各々がＸ方向に分割されている。サイドコア部３３は、第一サイドコア部３３ａと第二サイドコア部３３ｂとを有する。第一サイドコア部３３ａはＸ方向の一方側に位置する。第一サイドコア部３３ａの端部は第一エンドコア部３５ａに接続される。第二サイドコア部３３ｂはＸ方向の他方側に位置する。第二サイドコア部３３ｂの端部は第二エンドコア部３５ｂに接続される。

【0081】

第一サイドコア部３３ａの端面と第二サイドコア部３３ｂの端面とは互いに接触している。第一サイドコア部３３ａ及び第二サイドコア部３３ｂの各々の長さは、適宜設定すればよい。ここでいう長さは、Ｘ方向に沿った長さをいう。図４では、第一サイドコア部３３ａが第二サイドコア部３３ｂよりも長い。第一サイドコア部３３ａは第二サイドコア部３３ｂよりも短くてもよい。第一サイドコア部３３ａの長さと第二サイドコア部３３ｂの長さとが同じであってもよい。

【0082】

第一コア３ａは、第一ミドルコア部３１ａと、第一エンドコア部３５ａと、２つの第一サイドコア部３３ａとを有する。第一ミドルコア部３１ａと、第一エンドコア部３５ａと、２つの第一サイドコア部３３ａとは一体に成形されている。第一サイドコア部３３ａの各々は、第一エンドコア部３５ａのＹ方向の両端部から第二サイドコア部３３ｂに向かってＸ方向に延びている。第一コア３ａの形状は、Ｚ方向から見て、Ｅ字状である。

【0083】

第二コア３ｂは、第二ミドルコア部３１ｂと、第二エンドコア部３５ｂと、２つの第二サイドコア部３３ｂとを有する。第二ミドルコア部３１ｂと、第二エンドコア部３５ｂと、２つの第二サイドコア部３３ｂとは一体に成形されている。第二サイドコア部３３ｂの各々は、第二エンドコア部３５ｂのＹ方向の両端部から第一サイドコア部３３ａに向かってＸ方向に延びている。第二コア３ｂの形状は、Ｚ方向から見て、Ｅ字状である。

【0084】

第一コア３ａの比透磁率と第二コア３ｂの比透磁率との関係は、実施形態１と同様である。つまり、第一ミドルコア部３１ａの比透磁率が第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率よりも小さい。また、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置する点も、実施形態１と同様である。

【0085】

〔実施形態２の作用効果〕
実施形態２のリアクトル１ｂは、実施形態１のリアクトル１ａと同様に、損失を小さくすることができる。

【0086】

［実施形態３］
図５を参照して、実施形態３のリアクトル１ｃを説明する。実施形態３のリアクトル１ｃは、コイル２が２つの巻回部２０を有する点と、磁性コア３がＵ―Ｕ型である点が、実施形態１のリアクトル１ａと相違する。以下の説明は、実施形態１との相違点を中心に行う。実施形態１と同様の構成は、同じ符号を付して説明を省略する。図５では、実施形態１で説明した樹脂モールド部材４及び保持部材５は省略している。

【0087】

＜コイル＞
コイル２は、２つの巻回部２０を有する。２つの巻回部２０は、互いの軸方向が平行するように並列に配置されている。巻回部２０の各々の形状は矩形筒状である。巻回部２０の各々の長さＬ２０は同じである。巻回部２０の各々は同じターン数である。

【0088】

図５に示す２つの巻回部２０は、別々の巻線線を螺旋状に巻回して構成されている。図５では、巻回部２０の各々の他方の端部から引き出された第二端末部２１ｂ同士が連結部材２３を介して電気的に接続されている。連結部材２３は、例えば、巻線と同一部材で構成されている。巻回部２０の各々の一方の端部から引き出された第一端末部２１ａには、図示しないバスバが接続される。２つの巻回部２０は、１本の連続する巻線で構成されていてもよい。この場合、一方の巻回部２０を一方の端部側から形成した後、巻回部２０の他方の端部側で巻線をＵ字状に屈曲させて折り返し、他方の巻回部２０を他方の端部側から形成することが挙げられる。

【0089】

＜磁性コア＞
磁性コア３は、実施形態１と同様に、第一コア３ａと第二コア３ｂとがＸ方向に組み合わされることで構成される。磁性コア３の形状は、図５に示すようにＺ方向から見て、Ｏ状である。実施形態３では、磁性コア３は、２つのミドルコア部３１と、２つのエンドコア部３５とを有する。２つのミドルコア部３１が並列される方向をＹ方向とする。図５中、二点鎖線は、ミドルコア部３１とエンドコア部３５との境界を示している。

【0090】

２つのミドルコア部３１の各々はＸ方向に延びている。２つのミドルコア部３１は、互いの軸方向が平行するように並列に配置されている。ミドルコア部３１の各々は、２つの巻回部２０の内側にそれぞれ配置される部分を有する。ミドルコア部３１の各々の形状は略直方体状である。ミドルコア部３１の各々は、Ｘ方向に分割されており、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとを有する。第一ミドルコア部３１ａの各々はＸ方向の一方側に位置する。第二ミドルコア部３１ｂの各々はＸ方向の他方側に位置する。

【0091】

２つのミドルコア部３１の長さＬ３１は同じである。ミドルコア部３１の長さＬ３１は巻回部２０の長さＬ２０よりも長い。図５では、第一ミドルコア部３１ａの各々の長さＬ１ａが第二ミドルコア部３１ｂの各々の長さＬ１ｂよりも長い。また、ミドルコア部３１の各々はギャップ部３ｇを有する。ギャップ部３ｇは、第一ミドルコア部３１ａと第二ミドルコア部３１ｂとの間に設けられている。

【0092】

エンドコア部３５は第一エンドコア部３５ａと第二エンドコア部３５ｂとを有する。第一エンドコア部３５ａは、Ｘ方向の一方側に位置し、巻回部２０の各々の一方の端面と向かい合う。第一エンドコア部３５ａには、第一ミドルコア部３１ａの各々の端部が接続される。つまり、第一エンドコア部３５ａは、第一ミドルコア部３１ａの端部同士をつなぐ。第二エンドコア部３５ｂは、Ｘ方向の他方側に位置し、巻回部２０の各々の他方の端面と向かい合う。第二エンドコア部３５ｂには、第二ミドルコア部３１ｂの各々の端部が接続される。つまり、第二エンドコア部３５ｂは、第二ミドルコア部３１ｂの端部同士をつなぐ。第一エンドコア部３５ａ及び第二エンドコア部３５ｂの各々の形状は略直方体状である。

【0093】

第一コア３ａは、２つのミドルコア部３１の各々の第一ミドルコア部３１ａと、第一エンドコア部３５ａとを有する。２つの第一ミドルコア部３１ａと、第一エンドコア部３５ａとは一体に成形されている。第一ミドルコア部３１ａの各々は、第一エンドコア部３５ａのＹ方向の両端部から第二ミドルコア部３１ｂの各々に向かってＸ方向に延びている。第一コア３ａの形状は、Ｚ方向から見て、Ｕ字状である。

【0094】

第二コア３ｂは、２つのミドルコア部３１の各々の第二ミドルコア部３１ｂと、第二エンドコア部３５ｂとを有する。２つの第二ミドルコア部３１ｂと、第二エンドコア部３５ｂとは一体に成形されている。第二ミドルコア部３１ｂの各々は、第二エンドコア部３５ｂのＹ方向の両端部から第一ミドルコア部３１ａの各々に向かってＸ方向に延びている。第二コア３ｂの形状は、Ｚ方向から見て、Ｕ字状である。

【0095】

第一コア３ａの比透磁率と第二コア３ｂの比透磁率との関係は、実施形態１と同様である。つまり、第一ミドルコア部３１ａの比透磁率が第二ミドルコア部３１ｂの比透磁率よりも小さい。また、巻回部２０の各々の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の各々の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置する点も、実施形態１と同様である。

【0096】

〔実施形態３の作用効果〕
実施形態３のリアクトル１ｃは、実施形態１のリアクトル１ａと同様に、損失を小さくすることができる。

【0097】

［実施形態４］
〔コンバータ・電力変換装置〕
実施形態１から実施形態３のリアクトルは、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件としては、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以下程度であることが挙げられる。実施形態１から実施形態３のリアクトル１ａ、１ｂ、１ｃは、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車両などに搭載されるコンバータの構成部品や、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。

【0098】

ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両１２００は、図６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相交流モータであり、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６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。

【0099】

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。

【0100】

コンバータ１１１０は、図７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１から実施形態３のいずれかのリアクトルを備える。損失が小さいリアクトルを備えることで、電力変換装置１１００及びコンバータ１１１０の損失を低減できる。

【0101】

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や補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、実施形態１から実施形態３のいずれかのリアクトルと同様の構成を備え、適宜、大きさ又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又は降圧のみを行うコンバータに、実施形態１から実施形態３のいずれかのリアクトルを利用することもできる。

【0102】

＜試験例１＞
実施形態１のリアクトル１ａと同様の構成のリアクトルについて、損失を評価した。

【0103】

試験例１では、試料Ｎｏ．１－１と試料Ｎｏ．１０について、損失をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）により解析した。試料Ｎｏ．１－１は、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１よりも第一ミドルコア部３１ａ側に位置する。試料Ｎｏ．１０は、試料Ｎｏ．１－１と異なり、巻回部２０の中心位置Ｃ２０がミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１と同じ位置である。試験例１で用いたリアクトルの試料の構成は以下のように設定した。

【0104】

（コイル）
巻回部２０の長さＬ２０：３８ｍｍ
ターン数：３０ターン

【0105】

（磁性コア）
ミドルコア部３１の長さＬ３１：４３ｍｍ
第一ミドルコア部３１ａの長さＬ１ａ：３２ｍｍ
第二ミドルコア部３１ｂの長さＬ１ｂ：１０ｍｍ
ギャップ部３ｇの長さＬｇ：１ｍｍ
第一コア３ａの比透磁率：２５
第二コア３ｂの比透磁率：２００
第一コア３ａの材質：複合材料の成形体
第二コア３ｂの材質：圧粉成形体

【0106】

試料Ｎｏ．１－１では、巻回部２０の中心位置Ｃ２０とミドルコア部３１の中心位置Ｃ３１との距離Ｄを１．０ｍｍに設定した。つまり、試料Ｎｏ．１－１での距離Ｄは、巻回部２０の長さＬ２０の２．６％である。試料Ｎｏ．１０では、距離Ｄがゼロである。

【0107】

各試料のリアクトルを駆動したときの損失を求めた。損失の解析には、市販の電磁界解析ソフトウェアである株式会社ＪＳＯＬ製のＪＭＡＧ－Ｄｅｓｉｇｎｅｒ１９．０を使用した。直流電流０Ａ、入力電圧３００Ｖ、出力電圧６００Ｖ、周波数２０ｋＨｚの条件で駆動したときの総損失を解析した。総損失には、磁性コアの鉄損、及びコイルでの損失などが含まれる。各試料の損失を表１に示す。表１には、試料Ｎｏ．１－１の損失を、試料Ｎｏ．１０の損失を１００としたパーセントで示す。また、表１に、試料Ｎｏ．１０の損失を基準として、試料Ｎｏ．１－１の損失の低下率を示す。低下率は、試料Ｎｏ．１－１の損失から試料Ｎｏ．１０の損失を引いた値を試料Ｎｏ．１０の損失で割った割合である。

【0108】

【表1】

【0109】

表１に示すように、試料Ｎｏ．１－１のリアクトルは、試料Ｎｏ．１０のリアクトルに比較して、損失が低下している。

【符号の説明】

【0110】

１ａ、１ｂ、１ｃ リアクトル
２ コイル
２０ 巻回部
２１ 端末部、２１ａ 第一端末部、２１ｂ 第二端末部
２３ 連結部材
３ 磁性コア
３ａ 第一コア、３ｂ 第二コア
３１ ミドルコア部
３１ａ 第一ミドルコア部、３１ｂ 第二ミドルコア部
３３ サイドコア部
３３ａ 第一サイドコア部、３３ｂ 第二サイドコア部
３５ エンドコア部
３５ａ 第一エンドコア部、３５ｂ 第二エンドコア部
３ｇ ギャップ部
４ 樹脂モールド部材
５ 保持部材
５ａ 第一保持部材、５ｂ 第二保持部材
Ｃ２０、Ｃ３１ 中心位置
Ｄ 距離
Ｌ２０、Ｌ３１、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌｇ 長さ
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】