JP2017163068A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】複数部材の公差の積み重ねによる影響のないリアクトルを提供する。【解決手段】コア１０と、コア１０の一部に巻回されるコイル５と、を備え、コア１０は、一方向に延びるコイル５外部の外脚部１０Ａと、外脚部１０Ａと平行して設けられたコイル５内部の中脚部１０Ｂと、外脚部１０Ａ及び中脚部１０Ｂを繋ぐ継脚部１０Ｃとを有し、外脚部１０Ａは、複数のコア部材１１が突き合わされて構成され、中脚部１０Ｂは、コア部材１１、１２と、コア部材１１、１２間のギャップとから構成され、ギャップの少なくとも１つがエアギャップ１４である。【選択図】図３

Description

本発明は、コアと、コアの一部に巻回されたコイルとを有するリアクトルに関する。

リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等をはじめ、種々の用途で使用されている。例えば、車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルとして、コアの周囲に配置した樹脂製のボビンにコイルを巻回したものが多く用いられる。

コアは、複数のコア部材で構成されており、磁気飽和を回避するために、コア部材の接合部間にスペーサを配置することにより、閉磁路中にギャップを設けている。従来からこのギャップは閉磁路中に一つ設けられる。

特開２０１２−２５３０６８号公報

リアクトルへの要求として、大電流でのインダクタンスを確保したいという要求がある。一つのギャップで大電流でのインダクタンス確保のためには、ギャップを厚くする必要がある。しかし、ギャップを厚くすると、漏れ磁束が大きくなり、損失が大きくなってしまう。そこで、一つ一つのギャップの厚みは大きくせず、ギャップの合計厚みを厚くする方法が採用される場合がある。すなわち、複数のギャップを設けることでギャップの合計厚みを厚くする場合がある。

しかし、ギャップを複数設ける場合、ギャップはコア部材間に形成されるため、コアを複数のコア部材から構成する必要がある。この場合、次のような問題が生じ得る。すなわち、各コア部材や各スペーサには各個体間で公差のバラツキがある。コアがこのような複数部材で構成されることから、複数のコア部材、スペーサを接合して所定形状のコアを形成する際に、公差が積み上がることとなる。そのため、接合すべき箇所でコア部材同士が開き、磁路へ悪影響を及ぼす場合がある。例えば、コイル外部における接合すべき箇所ではギャップが生じ、当該ギャップから漏れ磁束が発生し、損失が大きくなってしまう。そのため、各部材の寸法公差を厳密に管理することが必要となるが、各部材の個体差をなくすことは製造上非常に困難であるという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数部材の公差の積み重ねによる影響のないリアクトルを提供することにある。

本発明のリアクトルは、次の構成を有することを特徴とする。
（１）コアと、前記コアの一部に巻回されるコイルと、を備える。
（２）前記コアは、一方向に延びる前記コイル外部の外脚部と、前記外脚部と平行して設けられた前記コイル内部の中脚部と、前記外脚部及び前記中脚部を繋ぐ継脚部とを有する。
（３）前記外脚部は、複数のコア部材が突き合わされて構成されている。
（４）前記中脚部は、コア部材と、コア部材間のギャップとから構成され、前記ギャップの少なくとも１つがエアギャップである。

本発明のリアクトルは、次の構成を有していても良い。
（５）前記エアギャップは、前記中脚部の中央に設けられている。
（６）前記コアは、一対のＪ字型コアと、Ｉ字型コアと、前記ギャップを形成するスペーサとを含み構成され、前記外脚部は、前記Ｊ字型コアの長辺部分同士が突き合わせされて構成され、前記継脚部は、前記Ｊ字型コアの折り返し部分で構成され、前記中脚部は、前記Ｊ字型コアの短辺部分と、前記Ｉ字型コアと、前記スペーサと、前記エアギャップとから構成されている。

（７）前記コアの周囲を被覆する樹脂部材を備え、前記樹脂部材は、前記中脚部の周囲を被覆する中脚被覆部を有し、前記中脚被覆部は、対向配置された一対の筒体からなり、前記筒体は、前記エアギャップを形成するコア部材の周囲を被覆するとともに、当該コア部材の前記エアギャップを形成する端面を露出させ、前記一対の筒体の対向する端部間が離間して設けられている。
（８）前記コアは、前記樹脂部材の内側と固定されており、前記中脚被覆部のうち、対向する前記筒体の何れかの端部には、他方の前記筒体の端部に向いた突起が設けられている。

（９）前記樹脂部材は、前記コアを設置対象に対して固定するための固定部を備え、前記固定部は、前記外脚部側ではなく前記中脚部側に設けられている。
（１０）前記設置対象が放熱性を有するケースであり、前記ケースに収容され、前記固定部を介して前記ケースに固定されている。
（１１）前記コアは、閉磁路を形成し、前記閉磁路が前記ケースの底面に対して垂直になるように前記ケースに固定されている。
（１２）前記固定部は、ネジ締結により前記ケースに固定する。
（１３）前記ケースには充填材が充填され、前記エアギャップには、前記充填材が充填されている。
（１４）前記コアは、閉磁路を形成し、前記閉磁路が前記設置対象に対して垂直になるように前記設置対象に固定されている。

（１５）前記外脚部は、前記中脚部より細い。
（１６）前記コア及び前記樹脂部材を有する一対のコアモジュールが、前記継脚部の背面側に押圧面を備える。

本発明によれば、複数部材の公差の積み重ねによる影響のないリアクトルを得ることができる。

第１の実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施形態に係るリアクトルの製造方法を説明するための図であり、コアモジュールを示す図である。 第１の実施形態に係るリアクトルの製造方法を説明するための図であり、一組のコアモジュールによりリアクトルを組み立てる様子を示す模式図である。 他の実施形態に係るコアを示す図である。 他の実施形態に係るコアを示す図である。 他の実施形態に係るリアクトルを説明するための図である。 従来のリアクトルの配置と、当該リアクトルの冷却との関係を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態のリアクトルについて説明する。

［１．第１の実施形態］
［１−１．概略構成］
図１は、本実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図であり、図２は、その分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。但し、図１では、ケース４を図示していない。

リアクトルは、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換して蓄積及び放出する電磁気部品であり、電圧の昇降圧等に使用される。本実施形態のリアクトルは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のリアクトルである。リアクトルは、これら自動車に搭載される昇圧回路の主要部品である。

図１及び図２に示すように、リアクトルは、磁性体を含み構成されるコア１０と、コア１０の一部の外周に装着された一つのコイル５と、コア１０の外周を覆い、コア１０とコイル５とを絶縁する樹脂部材２０とを有する。本リアクトルは、ここでは、ケース４に収容される。ケース４は、例えばアルミニウム合金等、熱伝導性が高く軽量な金属で構成されており、放熱性を有する。ここでは不図示であるが、ケース４内にリアクトルを収容し、ケース４との隙間に充填材を充填し、固化させてもよい。

［１−２．詳細構成］
本実施形態のリアクトルの各部の詳細構成について、図１〜図３を用いて説明する。なお、本明細書において、図１に示すｚ軸方向を「上」側、その逆方向を「下」側とする。各部材の構成を説明するのに、「下」は「底」とも称する。ｚ軸方向は、リアクトルの上下方向であり、リアクトルの高さ方向である。

（コア）
図２及び図３に示すように、コア１０は、全体として扁平で概略環状の形状を有する。具体的には、コア１０は、一方向に延びるコイル５外部の外脚部１０Ａと、外脚部１０Ａと平行して設けられたコイル５内部の中脚部１０Ｂと、外脚部１０Ａ及び中脚部１０Ｂと直交し、外脚部１０Ａと中脚部１０Ｂとを繋ぐ一対の継脚部１０Ｃとを有し、環状形状を構成する。

コア１０のうち、中脚部１０Ｂはコイル５が巻回されているため、磁束が発生する部位である。継脚部１０Ｃ及び外脚部１０Ａは、コイル５が巻回されておらず、中脚部１０Ｂで発生した磁束が通過するヨーク部である。コア１０内には、中脚部１０Ｂで発生した磁束がヨーク部となる継脚部１０Ｃ及び外脚部１０Ａを通過することで、環状の閉磁路が形成される。コア１０は、この閉磁路がケース４の底面に対して垂直（縦）になるように配置されている。すなわち、コア１０の環状をなす孔を貫く軸がケース４の底面と平行になるように配置される。なお、外脚部１０Ａは、中脚部１０Ｂより細い。すなわち、外脚部１０Ａのｚ軸方向の寸法が、中脚部１０Ｂのｚ軸方向の寸法より小さい。

コア１０は、磁性体を含み構成される。コア１０は、図２及び図３に示すように、複数のコア部材１１、１２と、複数のスペーサ１３と、を含み構成され、コア部材１１、１２間にスペーサ１３を配置して接着剤によって概略環状になるように接続されている。

コア部材１１、１２は、圧粉磁心、フェライトコア、又は積層鋼板などの磁性体からなる。ここでは、コア部材１１、１２は圧粉磁心である。コア部材１１は、Ｊ字型コア１１であり、その形状から明らかなように長辺部分と折り返し部分と短辺部分とからなる。コア部材１２は、Ｉ字型コア１２である。Ｉ字型コア１２は、概略直方体形状である。

図３に示すように、外脚部１０Ａは、一対のＪ字型コア１１が突き合わされて構成される。すなわち、Ｊ字型コア１１の長辺部分同士が突き合わされて構成される。この突き合わされる端面間に接着剤を介在させて当該長辺部分を接合しても良い。継脚部１０Ｃは、Ｊ字型コア１１の折り返し部分で構成される。

中脚部１０Ｂは、複数のコア部材１１、１２と、ギャップとから構成され、当該ギャップの少なくとも一つがエアギャップ１４である。本実施形態では、中脚部１０Ｂは、Ｊ字型コア１１の短辺部分と、２つのＩ字型コア１２と、２つのスペーサ１３と、エアギャップ１４とから構成されている。すなわち、中脚部１０Ｂは、Ｊ字型コア１１の短辺部分、スペーサ１３及びＩ字型コア１２を一つのブロックとして、当該ブロックを一組備える。当該ブロックの外脚部１０Ａの延び方向の長さは、外脚部１０Ａの半分を構成するＪ字型コア１１の長辺部分の長さより短い。中脚部１０Ｂは、エアギャップ１４を除いた外脚部１０Ａの延び方向の長さが、外脚部１０Ａよりも短い。

スペーサ１３は、板状のギャップスペーサであり、コア部材間のギャップを形成する。ここでは、スペーサ１３は、Ｊ字型コア１１の短辺部分とＩ字型コア１２との間に形成されるギャップに配置されており、接着剤によってスペーサ１３の両側のコア部材１１、１２の接続面と接着固定される。スペーサ１３は、コア部材１１、１２間に所定幅の磁気的なギャップを与え、リアクトルのインダクタンス低下を防止する。スペーサ１３の材料としては、非磁性体、セラミック、非金属、樹脂、炭素繊維、若しくはこれら二種以上の合成材又はギャップ紙を用いることができる。

エアギャップ１４は、コア部材の端面が離間して形成され、当該端面間の距離が変わりうる可変ギャップである。ここでは、エアギャップ１４は、Ｉ字型コア１２の端面間の隙間である。本実施形態では、エアギャップ１４は、中脚部１０Ｂの中央に設けられている。エアギャップ１４は空隙のままとしても良いが、エアギャップ１４は、リアクトルの組立時において複数部材の寸法公差の積み上げを吸収するという機能を発揮するものであるため、リアクトルの組立後は、当該リアクトルをケース４に収容し、ケース４に充填材を充填することで、エアギャップ１４に充填材を充填し、固化させても良い。

なお、本実施形態で中脚部１０Ｂは、Ｉ字型コア１２、スペーサ１３をそれぞれ２つとしたが、それぞれ１つであっても、３つ以上であっても良い。エアギャップ１４の配置も中脚部１０Ｂの中央に限られない。

（樹脂部材）
樹脂部材２０は、コア１０の外周を樹脂により被覆している部材である。従って、樹脂部材２０は、コア１０の形状に倣って概略環状に形成されている。

樹脂部材２０を構成する樹脂の種類としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等が挙げられる。

図２に示すように、本実施形態では、樹脂部材２０は、二分割されて構成されており、それぞれ略Ｕ字形状の樹脂体２１及び樹脂体２２を有する。すなわち、樹脂部材２０は、略Ｕ字形状の樹脂体２１と、略Ｕ字形状の樹脂体２２とを別々に成形しておき、互いの一方の端部を向かい合わせることで構成される。樹脂体２１と樹脂体２２とを別々に成形するのは、内部に中脚部１０Ｂを構成するＩ字型コア１２、スペーサ１３を収容するため、及び、コイル５を樹脂体２１、２２のＵ字の脚の部分にはめ込んで樹脂部材２０にコイル５を装着するためである。

樹脂体２１は、筒体２１ａ、２１ｂと、これらの筒体２１ａ、２１ｂを繋ぐ連結部２１ｃと、固定部３１と、を有する。樹脂体２２は、筒体２２ａ、２２ｂと、これらの筒体２２ａ、２２ｂを繋ぐ連結部２２ｃと、固定部３１と、を有する。

樹脂体２１、２２は、本実施形態では、樹脂により一体成形された部材である。すなわち、樹脂体２１を構成する筒体２１ａ、２１ｂ、連結部２１ｃ、及び固定部３１は継ぎ目なく一続きに構成されている。樹脂体２２を構成する筒体２２ａ、２２ｂ、連結部２２ｃ、及び固定部３１も同様に、継ぎ目なく一続きに構成されている。

筒体２１ａ、２２ａは、外脚部１０Ａの周囲を覆う外脚被覆部であり、モールド成形法により内部にＪ字型コア１１の長辺部分が埋め込まれている。Ｊ字型コア１１の周面は筒体２１ａ、２２ａの内周面と密着し、固定されている。筒体２１ａ、２２ａは、その端部が平面であり、Ｊ字型コア１１の長辺部分の端面と同一平面に設けられ、互いに対向する筒体２１ａ、２２ａの端部が突き合わされている。当該端部は接着剤を介して接着されていても良い。

筒体２１ｂ、２２ｂは、中脚部１０ｂの周囲を覆う中脚被覆部であり、コイル５が装着される部分である。筒体２１ｂ、２２ｂは、エアギャップ１４を形成するＩ字型コア１２の周囲を被覆するとともに、Ｉ字型コア１２のエアギャップ１４を形成する端面を露出させている。筒体２１ｂ、２２ｂの対向する端部は、平面である。筒体２１ｂ、２２ｂの対向する端部間は離間している。Ｉ字型コア１２、スペーサ１３の配置方法は、筒体２１ｂ、２２ｂの開口からスペーサ１３、Ｉ字型コア１２が挿入して配置しても良いし、予めＪ字型コア１１と接着剤を介してスペーサ１３、Ｉ字型コア１２を接着して略Ｕ字型コアを構成しておき、当該Ｕ字型コアをモールド成形法により樹脂で被覆するようにして配置しても良い。

連結部２１ｃ、２２ｃは、継脚部１０Ｃの周囲を覆う継脚被覆部である。連結部２１ｃ、２２ｃは、継脚部１０Ｃの背面、すなわち、Ｊ字型コア１１の折り返し部分の外面が露出する開口部が設けられている。

固定部３１は、本リアクトル又はコア１０を設置対象となるケース４に固定するための部位である。固定部３１には、ネジ挿入穴が設けられ、この穴に不図示の金属製の円筒形状のカラーが埋め込まれている。ネジ挿入穴にネジ３２が挿入され、ネジ締結されることで、リアクトルがケース４に固定される。

固定部３１は、外脚部１０Ａ側ではなく中脚部１０Ｂ側に設けられている。すなわち、樹脂部材２０の下側に設けられている。ここでは、２つの固定部３１は、リアクトルの対角線上、かつ、連結部２１ｃ、２２ｃの脇に設けられている。固定部３１の数は特に限定されない。例えば、樹脂部材２０の下側の四隅に４つ設けても良い。

（コイル）
コイル５は、絶縁被覆を有する導線である。本実施形態では、コイル５は、平角線のエッジワイズコイルであり、エナメルなどの絶縁被覆した１本の銅線によって構成されている。但し、コイル５の線材や巻き方は平角線のエッジワイズコイルに限定されず、他の形態であっても良い。

コイル５は、その空芯部に中脚部１０Ｂの周囲を囲うように、中脚被覆部の外周に装着されている。コイル５の両端部は、リアクトル外部に引き出され、外部電源などの外部機器の配線と電気的に接続される。外部電源から電力供給されると、コイル５に電流が流れてコイル５を突き抜ける磁束が発生し、コア１０内に閉磁路が形成される。

（ケース）
ケース４は、リアクトル本体１を収容する収容部材である。ケース４は、例えばアルミニウム合金等、熱伝導性が高く軽量な金属で構成されており、放熱性を有する。

本実施形態では、ケース４は、上面に開口を備えた略直方体形状であり、主として底面とその底面の縁から立ち上がる側壁とで構成され、底面と側壁とで囲われ、リアクトル本体１を収容するスペースを有する。

ケース４の収容スペースは、リアクトルの大きさより若干大きい。そのため、ケース４にリアクトル本体１を収容すると、ケース４の側壁内面とリアクトルの側面との間には隙間が形成される。

リアクトルとケース４との隙間には、充填材が充填及び固化されてなる充填成形部（不図示）を設けても良い。充填成形部の形状は、上面部分がリアクトルの形状に倣った形状であり、下面部分がケース４の底面の形状に倣った形状である。充填材には、リアクトルの放熱性能の確保及びリアクトルからケース４への振動伝搬の軽減のため、比較的柔らかく熱伝導性の高い樹脂が適している。また、充填材は絶縁性を有することが好ましい。

充填成形部の形成方法としては、ケース４にリアクトルを収容した後に、充填材を充填、固化しても良いし、予めケース４に充填材を充填しておき、その後、リアクトル本体１を収容し、充填材を固化させても良い。

なお、ケース４の収容スペースを形成する底面には、固定部３１に差し込んだネジ３２が挿入されるネジ穴が設けられている。ケース４の側壁には、ケース４に収容されたリアクトルの設置対象となるベースにネジ締結等により固定されるネジ孔が設けられている。

［１−３．リアクトルの製造方法］
本実施形態のリアクトルの製造方法について、図４及び図５を用いて説明する。なお、以下に示す製造方法は一例であり、これに限定されない。

（１）一対のコアモジュール１、２の作製
まず、図４に示すように、Ｊ字型コア１１、Ｉ字型コア１２、スペーサ１３及び樹脂体２１を備えたコアモジュール１と、Ｊ字型コア１１、Ｉ字型コア１２、スペーサ１３及び樹脂体２２を備えたコアモジュール２とを作製する。コアモジュール１、２は略Ｕ字形状であり同じ形状であるので、以下では、コアモジュール１の作製について説明する。

具体的には、Ｊ字型コア１１をインサート品として所定の金型内にセットし、金型内に樹脂を充填し、固化させることで、内部にＪ字型コア１１が埋め込まれた樹脂体２１を作製する。このとき、Ｊ字型コア１１の長辺部分の端面は筒体２１ａの開口部から露出し、当該端面と筒体２１ａの端部とは面一である。次に、筒体２１ｂの内部に、筒体２１ｂの開口部からスペーサ１３及びＩ字型コア１２を挿入し、接着剤により固定する。すなわち、Ｊ字型コア１１、スペーサ１３、Ｉ字型コア１２が一体化する。このとき、Ｉ字型コア１２の端面は筒体２１ｂの開口部から露出し、筒体２１ｂの端部より若干突出している。また、中脚部１０Ｂを構成するＪ字型コア１１の短辺部分とスペーサ１３とＩ字型コア１２の長さは、外脚部１０Ａを構成する長さより短い。

なお、Ｊ字型コア１１、スペーサ１３、Ｉ字型コア１２を一体化させてから当該成形体をモールド成形するようにしても良い。

（２）コイル５の装着とコアモジュール１、２の突き合わせ
一対のコアモジュール１、２を作製後、Ｊ字型コア１１の端面及び筒体２１ａの端部に接着剤を塗布するとともに、コイル５をコアモジュール１、２の筒体２１ｂ、２２ｂに嵌め込む。そして、図５に示すように、各モジュール１、２を近づける方向に押圧し、Ｊ字型コア１１の端面を突き合わせて接合することで、外脚部１０Ａを構成する。この押圧は、コアモジュール１、２の継脚部１０Ｃの背面側に設けられた押圧面Ｓを押圧する。この押圧面Ｓは、外脚部１０Ａの延び方向と直交する平面であり、特に外脚部１０Ａの延び方向と交差する領域である。ここでは、押圧面Ｓは、連結部２１ｃ、２２ｃ及び継脚部１０Ｃの外面で構成されている。

このように押圧され、Ｊ字型コア１１の端面が接合された状態では、中脚部１０Ｂを構成する各部材の長さが外脚部１０Ａより短いため、Ｉ字型コア１２同士は接合されず、Ｉ字型コア１２の端面は互いに離間する。すなわち、エアギャップ１４が形成される。

このようにして、リアクトルを作製し、必要に応じてケース４に収容する。

［１−４．作用・効果］
（１）本実施形態のリアクトルは、コア１０と、コア１０の一部に巻回されるコイル５と、を備え、コア１０は、一方向に延びるコイル５外部の外脚部１０Ａと、外脚部１０Ａと平行して設けられたコイル５内部の中脚部１０Ｂと、外脚部１０Ａ及び中脚部１０Ｂを繋ぐ継脚部１０Ｃとを有し、外脚部１０Ａは、複数のコア部材１１が突き合わされて構成され、中脚部１０Ｂは、コア部材１１、１２と、コア部材１１、１２間のギャップとから構成され、ギャップの少なくとも１つがエアギャップ１４とした。

これにより、複数の部材からコア１０を構成する場合であっても、複数部材の公差の積み重ねをエアギャップ１４で吸収できるので、コイル５の外部に位置する外脚部１０Ａにギャップが生じることなく、公差の積み重ねによる影響のないリアクトルを得ることができる。

具体的には、コア１０は、一対のＪ字型コア１１と、Ｉ字型コア１２と、ギャップを形成するスペーサ１３とを含み構成され、外脚部１０Ａは、Ｊ字型コア１１の長辺部分同士が突き合わせされて構成され、継脚部１０Ｃは、Ｊ字型コア１１の折り返し部分で構成され、中脚部１０Ｂは、Ｊ字型コア１１の短辺部分と、Ｉ字型コア１２と、スペーサ１３と、エアギャップ１４とから構成するようにした。

これにより、小型化したリアクトルを得ることができる。本発明によれば、後述する図６に示すように、一対のＥ字型コア１５、Ｉ字型コア１２、スペーサ１３、及びエアギャップ１４によってコア１０を構成し、中央の中脚部１０Ｂにコイル５を装着することも可能であるが、コイル５が、コイル５の全周、すなわち内周及び外周並びに両端部においてコア１０によって囲われるため、これら全てについて絶縁確保の観点からコア１０とコイル５のクリアランスを設ける必要がある。これに対して、本実施形態によれば、外脚部１０Ａは一つしかないので、クリアランスを設ける箇所を少なくでき、小型化することができる。

（２）エアギャップ１４は、中脚部１０Ｂの中央に設けるようにした。これにより、磁束の形状が対称となるので、偏りのない磁気特性を得ることができる。

（３）コア１０の周囲を被覆する樹脂部材２０を備え、樹脂部材２０は、中脚部１０Ｂの周囲を被覆する中脚被覆部を有し、中脚被覆部は、対向配置された一対の筒体２１ｂ、２２ｂからなり、筒体２１ｂ、２２ｂは、エアギャップ１４を形成するコア部材１１、１２の周囲を被覆するとともに、当該コア部材１２のエアギャップ１４を形成する端面を露出させ、一対の筒体２１ｂ、２２ｂの対向する端部間を離間して設けるようにした。

これにより、筒体２１ｂ、２２ｂの端部間を介してエアギャップ１４を形成するコア部材１２の端面間に充填材や接着剤を介在させることができる。つまり、エアギャップ１４はリアクトルの組立時に複数部材の公差の積み重ねを吸収するために使用し、その後必要に応じて当該コア部材１２間の隙間を埋めることで、磁気吸引力による騒音の発生を防止することができる。

（４）樹脂部材２０は、コア１０を設置対象に対して固定するための固定部３１を備え、固定部３１は、外脚部１０Ａ側ではなく中脚部１０Ｂ側に設けるようにした。これにより、中脚部１０Ｂのコア部材１１、１２に磁気吸引力が働いたとしても、固定部３１が設置対象に固定されることで、磁気吸引力の影響を抑えることができる。

（５）設置対象が放熱性を有するケース４であり、ケース４に収容され、固定部３１を介してケース４に固定するようにした。これにより、リアクトルの熱をケース４に逃がすことができ、放熱性を向上させることができる。

（６）コア１０は、閉磁路を形成し、本リアクトルを閉磁路がケース４の底面に対して垂直になるようにケース４に固定するようにした。これにより、コア１０の幅方向を長くしてもコア１０の磁路長が長くなってインダクタンスが低下することはなく、放熱性を更に向上させることができる。

すなわち、図９に示すように、一対のＵ字型コアを突き合わせて環状コア１１０を構成してなる従来のリアクトルを、環状コア１１０に巻回された２つのコイル１０５が接するように冷却面ＣＳに対して配置する場合、コアの幅方向（ｘ方向）の長さを大きくすると冷却面ＣＳに対する接触面積は大きくなり放熱性を向上させることができる。しかし、磁路長とインダクタンスが反比例の関係にあることから、環状コア１１０内の磁路長が長くなり、得られるインダクタンスが低下する。これに対し、本実施形態によれば、閉磁路が冷却部材ともなるケース４に対して垂直になるようにコア１０を配置しているので、コア１０の幅方向の長さを大きくしても、磁路長を変えずに、すなわちインダクタンスを低下させずにケース４底面に対する接触面積を大きくできるので放熱性を更に向上させることができるというメリットのみを享受することができる。

（７）固定部３１は、ネジ締結によりケース４に固定するようにした。このようにネジ締結により固定する場合、その締結力によりリアクトル全体に応力が加わり変形する場合があるが、エアギャップ１４が設けられた状態で固定されるので、中脚部１０Ｂに自由端が存在するため、締結力によってリアクトル全体に加わる応力を緩和することができ、耐久性に優れたリアクトルを得ることができる。

（８）ケース４には充填材が充填され、エアギャップ１４には、充填材を充填するようにした。これにより、中脚部１０Ｂのコア部材１１、１２に磁気吸引力が働いたとしても、充填材により当該コア部材１１、１２が磁気吸引力により移動する余地をなくすことができる。そのため、コア部材１２同士が衝突し合うこともないので、騒音の発生を抑制することができる。

（９）外脚部１０Ａは、中脚部１０Ｂより細くした。これにより、リアクトルを小型化することができる。なお、コア１０内部を通過する磁束は、コア１０内部の内側を通過する傾向にあるため、リアクトルの磁気特性にはほとんど影響しない。

（１０）コア１０及び樹脂部材２０を有する一対のコアモジュール１、２が、継脚部１０Ｃの背面側に押圧面Ｓを備えるようにした。これにより、外脚部１０Ａを構成するＪ字型コア１１の長辺部分同士を確実に突き合わせ、外脚部１０Ａにギャップが生じないようにすることができる。

［２．他の実施形態］
本発明は、第１の実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、第１の実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。

（１）第１の実施形態では、コア１０をコア部材としてＪ字型コア１１、Ｉ字型コア１２により構成したが、コア部材の形状はこれらに限定されない。環状形状を構成できるのであれば、Ｅ字型コア、Ｃ字型コア、Ｔ字型コア、円柱コアなどを用いても良い。例えば、図６に示すように、一対のＥ字型コア１５を突き合わせることで構成しても良い。具体的に説明すると、Ｅ字型コア１５は、一対の外脚１５ａ、外脚１５ａ間の中脚１５ｂ、外脚１５ａ及び中脚１５ｂを繋ぐ継脚１５ｃとからなる。Ｅ字型コア１５の外脚１５ａ同士を突き合わせ、一方のＥ字型コア１５の中脚１５ｂにスペーサ１３を介してＩ字型コア１２を接続し、これらと他方のＥ字型コア１５の中脚１５ｂとを非接合としてエアギャップ１４を形成しても良い。Ｅ字型コア１５の中脚１５ｂが中脚部１０Ｂを構成する。Ｅ字型コアの外脚が外脚部１０Ａを構成する。このように、コア１０は、コイル５が巻回される中脚部１０Ｂに対して複数の外脚部１０Ａを有していても良い。

図７に示すように、コア１０は、一対のＣ字型コア１６、Ｉ字型コア１７、Ｉ字型コア１２、スペーサ１３、及びエアギャップ１４から構成しても良い。２つのＣ字型コア１６の一端部、Ｉ字型コア１７が突き合わされることで外脚部１０Ａを構成し、２つのＣ字型コア１６の一端部、Ｉ字型コア１２、スペーサ１３及びエアギャップ１４とから中脚部１０Ｂを構成する。Ｃ字型コア１６の両端部を繋ぐ部分が継脚部１０Ｃを構成する。なお、Ｃ字型コア１６、Ｉ字型コア１７は、他のＪ字型コア１１、Ｉ字型コア１２と形状のみ異なり、構成材料はこれらと同じである。

また、複数の外脚部１０Ａを有するコア１０の他の例としては、正三角形の頂点の位置に外脚部１０Ａを３本配置し、当該正三角形の中心位置に中脚部１０ｂを配置するようにしても良い。なお、継脚部１０Ｃは、当該正三角形の中心と各頂点とを結ぶように外脚部１０Ａと中脚部１０Ｂとを繋ぐ。

（２）第１の実施形態では、コア１０にエアギャップ１４が１つ設けられていたが、２つ以上設けるようにしても良い。例えば、中脚部１０Ｂの中央のエアギャップ１４だけでなく、筒体２１ｂ、２２ｂの大きさをその内周とＩ字型コア１２の外周が接する程度に略同一とし、筒体２１ｂ、２２ｂにＩ字型コア１２を圧入することでＪ字型コア１１の短辺部分とＩ字型コア１２との間にエアギャップ１４を形成するようにしても良い。これに限定されず、他の方法により２以上のエアギャップ１４を設けても良い。

（３）第１の実施形態では、コイル５を一つの例で説明したが、コイル５を複数設けても良い。

（４）第１の実施形態では、筒体２１ｂ、２２ｂの端部とＩ字型コア１２の端面とが面一としたが、図８に示すように、筒体２１ｂ又は筒体２２ｂのいずれかの端部に、他方の筒体２１ｂ又は筒体２２ｂの端部に向いた突起２３を設けても良い。これにより、騒音の発生を防止することができる。すなわち、中脚部１０Ｂのエアギャップ１４を構成するＩ字型コア１２は、樹脂部材２０の内周と固定されたＪ字型コア１１と一体化されているため、コイル５内部に磁束が発生するとＮ極とＳ極となり磁気吸引力により変位しようとする。そのため、エアギャップ１４が縮まり当該Ｉ字型コア１２同士が衝突する可能性があるが、筒体２１ｂ又は筒体２２ｂの端部に突起２３を設けることで、突起２３が他方の筒体２１ｂ又は筒体２２ｂの端部と当接することになるので、突起２３が支えとなり、Ｉ字型コア１２同士の衝突を防止することができる。その結果、騒音の発生を抑制することができる。

（５）第１の実施形態では、筒体２１ａ、２２ａの端部に、他方の筒体２１ａ、２２ａに向けて延びるツメと、当該ツメが嵌合するツメ穴を設け、位置合わせするようにしても良い。

（６）第１の実施形態では、本リアクトルの使用態様として、本リアクトルをケース４に収容し、充填材を充填させることで、エアギャップ１４に充填材を充填し、固化させる態様を示したが、次のように使用しても良い。すなわち、本リアクトル組立後に、エアギャップ１４を形成するＩ字型コア１２の端面間隔と合う厚みのスペーサ１３を、エアギャップ１４に挿入し、介在させるようにしても良いし、接着剤を介在させるようにしても良い。

（７）第１の実施形態では、リアクトルの設置対象をケースとしたが、これに限定されない。冷却プレート、ＰＣＵケース、電圧制御ユニットのケース、ミッションケース、又はヒートシンクなどの金属製の放熱部材であっても良い。本リアクトルは、コアの形成する閉磁路がこれらの設置対象に対して垂直になるように設置対象に固定されても良い。

１、２ コアモジュール
１０ コア
１０Ａ 外脚部
１０Ｂ 中脚部
１０Ｃ 継脚部
１１ Ｊ字型コア
１２ Ｉ字型コア
１３ スペーサ
１４ エアギャップ
１５ Ｅ字型コア
１５ａ 外脚
１５ｂ 中脚
１５ｃ 継脚
１６ Ｃ字型コア
１７ Ｉ字型コア
２０ 樹脂部材
２１ 樹脂体
２１ａ、２１ｂ 筒体
２１ｃ 連結部
２２ 樹脂体
２２ａ、２２ｂ 筒体
２２ｃ 連結部
２３ 突起
３１ 固定部
３２ ネジ
４ ケース
５ コイル
Ｓ 押圧面

Claims (13)

1. コアと、
   前記コアの一部に巻回されるコイルと、
   を備え、
   前記コアは、一方向に延びる前記コイル外部の外脚部と、前記外脚部と平行して設けられた前記コイル内部の中脚部と、前記外脚部及び前記中脚部を繋ぐ継脚部とを有し、
   前記外脚部は、複数のコア部材が突き合わされて構成され、
   前記中脚部は、コア部材と、コア部材間のギャップとから構成され、前記ギャップの少なくとも１つがエアギャップであること、
   を特徴とするリアクトル。
2. 前記エアギャップは、前記中脚部の中央に設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記コアは、一対のＪ字型コアと、Ｉ字型コアと、前記ギャップを形成するスペーサとを含み構成され、
   前記外脚部は、前記Ｊ字型コアの長辺部分同士が突き合わせされて構成され、
   前記継脚部は、前記Ｊ字型コアの折り返し部分で構成され、
   前記中脚部は、前記Ｊ字型コアの短辺部分と、前記Ｉ字型コアと、前記スペーサと、前記エアギャップとから構成されていること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記コアの周囲を被覆する樹脂部材を備え、
   前記樹脂部材は、前記中脚部の周囲を被覆する中脚被覆部を有し、
   前記中脚被覆部は、対向配置された一対の筒体からなり、
   前記筒体は、前記エアギャップを形成するコア部材の周囲を被覆するとともに、当該コア部材の前記エアギャップを形成する端面を露出させ、前記一対の筒体の対向する端部間が離間して設けられていること、
   を特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のリアクトル。
5. 前記コアは、前記樹脂部材の内側と固定されており、
   前記中脚被覆部のうち、対向する前記筒体の何れかの端部には、他方の前記筒体の端部に向いた突起が設けられていること、
   を特徴とする請求項４に記載のリアクトル。
6. 前記樹脂部材は、前記コアを設置対象に対して固定するための固定部を備え、
   前記固定部は、前記外脚部側ではなく前記中脚部側に設けられていること、
   を特徴とする請求項４又は請求項５に記載のリアクトル。
7. 前記設置対象が放熱性を有するケースであり、
   前記ケースに収容され、前記固定部を介して前記ケースに固定されていること、
   を特徴とする請求項６に記載のリアクトル。
8. 前記コアは、閉磁路を形成し、
   前記閉磁路が前記ケースの底面に対して垂直になるように前記ケースに固定されていること、
   を特徴とする請求項７に記載のリアクトル。
9. 前記固定部は、ネジ締結により前記ケースに固定すること、
   を特徴とする請求項６〜請求項８の何れか１項に記載のリアクトル。
10. 前記ケースには充填材が充填され、
    前記エアギャップには、前記充填材が充填されたこと、
    を特徴とする請求項７〜請求項９の何れか１項に記載のリアクトル。
11. 前記コアは、閉磁路を形成し、
    前記閉磁路が前記設置対象に対して垂直になるように前記設置対象に固定されていること、
    を特徴とする請求項６に記載のリアクトル。
12. 前記外脚部は、前記中脚部より細いこと、
    を特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載のリアクトル。
13. 前記コア及び前記樹脂部材を有する一対のコアモジュールが、前記継脚部の背面側に押圧面を備えること、
    を特徴とする請求項４〜請求項１２の何れか１項に記載のリアクトル。

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