JP6318874B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、磁性コアとコイルとを備えてなるリアクトルに関する。

例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等においては、電気モータを駆動制御するための大容量のインバータ装置を有したパワーコントロールユニットと称される駆動装置が搭載される。このパワーコントロールユニットには、バッテリの直流電圧（例えば２０１．６Ｖ）を高電圧（例えば最大６５０Ｖ）に昇圧する昇圧コンバータが設けられ、昇圧された直流高電圧をインバータ装置に供給するようになっている。前記昇圧コンバータは、リアクトルと、２個のスイッチング素子（ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ）とを備えて構成されている。

この種のリアクトルとしては、特許文献１に示されるものが知られている。即ち、図１１に示すように、リアクトル本体１は、磁性コア２と、この磁性コア２に巻装されたコイル３を備え、アルミニウムなどの金属からなる枠状のケース４内に収容される。このとき、前記磁性コア２は、２本の内側コア部とそれらを連結するヨーク部とからロ字状に構成され、内側コア部に夫々コイル３、３が巻装され、それらコイル３、３が直列に接続されている。そして、前記ケース４の底面にはアルミ製の放熱板５が設けられ、リアクトル本体１は、放熱板５の上面に樹脂製の接合層６を介して接合されている。前記接合層６は、リアクトル本体１と放熱板５との絶縁を確保しつつ熱伝導性を高めるためのフィラーを含んだ放熱樹脂から構成される。

特開２０１３−３０７２１号公報

上記従来構成のものでは、リアクトル本体１のうち放熱板５に近い部分では冷却性を確保できるが、放熱板５やケース４から離れた部分、つまりリアクトル本体１の上面側部分や磁性コア２の内部においては、放熱性に劣る。この理由は、コイル３を構成する銅やアルミの熱伝導率は比較的高い（約２００Ｗ／ｍＫ以上）が、磁性コア２は、鉄系合金やアモルファス、フェライト等からなり、熱伝導率は悪い（約１〜５０Ｗ／ｍＫ）からである。上記磁性コア２は、高さ(厚さ)方向の寸法Ｈが比較的大きく（数ｃｍ以上）、放熱板５からの距離が遠い事情があり、磁性コア２からの放熱性が悪く、磁性コア２の鉄損等による発熱により、温度の異常上昇を招き、例えば磁性コア２が耐熱を越えて破損してしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、磁性コアとコイルとを備えるものにあって、比較的小形に済ませながらも、放熱性を良好とすることができるリアクトルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１のリアクトルは、磁性コア（１３）とコイル（１４〜１７）とを備えるものにおいて、前記コイル（１４〜１７）は、複数個が互いに隣接しながら配置され、それらが相互間で電気的に接続されていると共に、前記複数個のコイル（１４〜１７）のうち、前記磁性コア（１３）の端部を磁束が鎖交しないコイル（１５、１６）に関しては、その内側部分に、少なくとも２つ以上の閉磁路（Ｆ１〜Ｆ３）を形成するための磁路が通っており、前記複数個のコイル（１４〜１７）のうち、前記磁性コア（１３）の端部を磁束が鎖交するコイル（１４、１７）の断面積は、それ以外のコイル（１５、１６）の断面積よりも小さいところに特徴を有する。

上記構成のリアクトルによれば、磁性コア（１３）を薄形化することができる。これにより、放熱面に対して磁性コア（１３）の厚みを小さくでき、磁性コア（１３）からの放熱性、ひいては全体の放熱性を高めることができる。

本発明の第１の実施例を示すもので、リアクトルの要部構成を概略的に示す斜視図 コイルの部分的な斜視図 第２の実施例を示すもので、リアクトルの要部構成を概略的に示す斜視図 第３の実施例を示すもので、リアクトルの要部構成を概略的に示す斜視図 第４の実施例を示すもので、リアクトルの各コイルの結線状態を概略的に示す斜視図 第５の実施例を示すもので、リアクトル本体の模式的な斜視図 リアクトル本体の製造方法を説明するための図 第６の実施例を示すもので、リアクトル本体の概略的な正面図 第７の実施例を示すもので、リアクトル本体の模式的な斜視図 第８の実施例を示すもので、リアクトル本体の概略的な正面図 従来例を示すもので、リアクトルの分解斜視図 参考例を示すもので、リアクトルの要部構成を概略的に示す斜視図

（１）第１の実施例
以下、本発明を具体化した第１の実施例について、図１及び図２並びに図１２を参照しながら説明する。尚、以下に述べる各実施例は、本発明をハイブリッド自動車等のパワーコントロールユニットなどの非絶縁型の昇圧コンバータに用いられるリアクトルに適用したものである。以下、この実施例の説明において、向き（方向）を言う場合には、コイルの長手方向（巻回隙間の延びる方向）を前後方向、コイルの並び方向を横（左右）方向、磁性コアの厚み方向（巻回隙間の貫通方向）を上下方向とする。

図１は、本実施例に係るリアクトルの本体１１の構成を概略的に示しており、リアクトルは、ケース（底板部のみ図示）内にリアクトル本体１１を収容して構成されている。このとき、ケースの底板部は放熱板１２とされており、例えばアルミ等の金属からなる矩形薄板状をなしている。前記リアクトル本体１１は、例えば鉄系合金やアモルファス等からなる磁性コア１３と、複数個この場合４個のコイル１４〜１７とを備えている。４個のコイルを区別する場合には、図で左から順に第１〜第４のコイル１４〜１７と称する。

前記磁性コア１３は、上下（厚み）方向に薄形、つまり放熱板１２の前後左右方向に扁平なやや横長な矩形板状をなし、３個の巻回隙間１８を有している。それら巻回隙間１８は、前後方向に延び、上下（厚み）方向に貫通するように設けられている。これにて、磁性コア１３は、前後方向に延び、前記各コイル１４〜１７が夫々巻装される４個の脚部１３ａ〜１３ｄを備えると共に、それらを前後の辺部でつなぐヨーク部１３ｅ、１３ｆを一体に有した形態とされている。

そのうち端部脚部１３ａ、１３ｄが、磁性コア１３の図で左右の端部に位置し、それらの間に中間脚部１３ｂ、１３ｃが設けられる。このとき、本実施例では、端部脚部１３ａ、１３ｄ（第１及び第４のコイル１４及び１７）の断面積は、それ以外の中間脚部１３ｂ、１３ｃ（第２及び第３のコイル１５及び１６）の断面積よりも小さい。図１では端部脚部１３ａ、１３ｄの断面積は中間脚部１３ｂ、１３ｃの半分として図示している。尚、詳しく図示はしないが、磁性コア１３は、例えば、型などで成形した磁性コアにコイル１４〜１７を巻いてもよいし、櫛歯状（いわゆるＥ形状）のものと、直線状（Ｉ形状）のものとを、コイル１４〜１７の装着後に結合させて構成してもよい。

さて、前記磁性コア１３の４個の脚部１３ａ〜１３ｄに、夫々第１〜第４のコイル１４〜１７が巻装されるのであるが、各コイル１４〜１７は、磁性コア１３の図で上面の左奥（後部）を巻始めとして手前側に向けて巻回され、この場合、全て同等の巻数となるように設けられている。４個のコイル１４〜１７は、それらコイル１４〜１７の径方向である横方向に並んで（互いに隣接しながら）配置されている。このとき、本実施例では、図２に示すように、各コイル１４〜１７として、好適にはフラットワイズコイルが採用されている。尚、互いに隣接して配置される２つのコイル１４〜１７は、それらコイル１４〜１７の長手方向が互いに直角とならないことは勿論である。

また、図１に示すように、第１のコイル１４の巻終り端部（図で前端）と第２のコイル１５の巻終り端部とが接続され、第２コイル１５の巻始め端部（図で後端）と第３のコイル１６の巻始め端部とが接続され、第３のコイル１６の巻終り端部（図で前端）と第４のコイル１７の巻終り端部とが接続される。これにて、４個のコイル１４〜１７は、互いに隣接しながら相互間で電気的に直列に接続され、第１のコイル１４の巻始め端部と、第４のコイル１７の巻始め端部とから、一対の端子が引出される。

上記コイル１４〜１７（一対の端子間）に直流電流が通電されると、各コイル１４〜１７には、図１に矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。このとき、互いに隣接して配置されたコイル１４〜１７においては、各隣接部分において、同方向に電流が流れる。具体的には、左側の巻回隙間１８においては、第１のコイル１４の右側面と第２のコイル１５の左側面とが隣接するが、その部分では、第１のコイル１４及び第２のコイル１５の双方とも、上から下方向に電流が流れている。

中央の巻回隙間１８においては、第２のコイル１５の右側面と第３のコイル１６の左側面とが隣接するが、その部分では、第２のコイル１５及び第３のコイル１６の双方とも、下から上方向に電流が流れている。右側の巻回隙間１８においては、第３のコイル１６の右側面と第４のコイル１７の左側面とが隣接するが、その部分では、第３のコイル１６及び第４のコイル１７の双方とも、上から下方向に電流が流れている。

このようなコイル１４〜１７に対する通電により、磁性コア１３内には磁束が発生するが、磁性コア１３においては、図１に示すように、３つの閉磁路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が発生する。この場合、中央部に配置される第２、第３のコイル１５、１６については、その内側部分に、２つの閉磁路を形成する２つの磁路が通っている。つまり、第２のコイル１５の内側の中間脚部１３ｂ部分には、閉磁路Ｆ１、Ｆ２を形成する２つの磁路が通っており、第３のコイル１６の内側の中間脚部１３ｃ部分には、閉磁路Ｆ２、Ｆ３を形成する２つの磁路が通っている。

更に、磁性コア１３の端部を磁束が鎖交するように設けられた第１、第４のコイル１４、１７に関しては、その内側に、１個の閉磁路を形成する磁路が通っている。つまり、第１のコイル１４の内側の端部脚部１３ａ部分には、閉磁路Ｆ１を形成する１つの磁路が通っており、第４のコイル１７の内側の端部脚部１３ｄ部分には、閉磁路Ｆ３を形成する１つの磁路が通っている。

そして、上記のように構成されたリアクトル本体１１は、ケース内に組込まれるのであるが、放熱板１２の前後左右方向に偏平、即ち図で水平方向に偏平に広がり、熱伝導性を高めるためのフィラー入りの絶縁樹脂（図示せず）を介して、放熱板１２の上面に密着固定される。この場合、絶縁樹脂層は、数ｍｍ以下の薄い層とされる。尚、図１では、放熱板１２は片面側に配置されているが、リアクトル本体１１の図で上下両面側に放熱板が配置されていても良い。また、放熱板１２の冷却方式としては、空冷或いは水冷のいずれであっても良い。

上記構成を備える本実施例のリアクトルにおいては、リアクトル本体１１の駆動時に発生した損失による発熱が、放熱板１２を通して放熱される。このとき、リアクトル本体１１の全体形状が、放熱板１２の前後左右方向に偏平、即ち図で水平方向に偏平に広がり、厚み方向に薄形とされているので、放熱板１２（冷却面）及びその冷却面に対してリアクトル本体１１が接触する面積を大きくして、放熱性を良好とすることができる。これと共に、リアクトル本体１１（磁性コア１３）内部から放熱板１２までの距離が短く、内部の熱を放熱板１２から放熱しやすくしている。特に本実施例では、コイル１４〜１７として、フラットワイズコイルを採用したので、コイル１４〜１７の巻回厚みを小さくして、磁性コア１３から放熱板１２までの距離をより一層短くすることができ、放熱性により優れたものとすることができる。

ところで、従来技術で説明したような、ロ字状の磁性コアにコイルを巻装したリアクトルにおいて、磁性コアを薄形化しつつ本実施例のリアクトル本体１１と同等の磁気回路を構成しようとすると、図１２に示す参考例の構成のリアクトル本体１０１が考えらえる。このリアクトル本体１０１は、薄形の磁性コア１０２に、直列接続されたコイル１０３、１０３を巻装した単位リアクトル１０４を、放熱板１０５上に３つ並べて直列に接続したものとして構成される。

しかし、この参考例のリアクトル本体１０１では、全体で６個のコイル１０３の全体の高さ方向のコイル長さが、本実施例（４個のコイル１４〜１７）よりも大きくなり、その分銅損が大きくなる。また、このリアクトル本体１０１では、本実施例のリアクトル本体１１に比べて大形となることは勿論である。これに対し、本実施例のリアクトル本体１１では、参考例のリアクトル本体１０１と同等のインダクタンス（必要なインダクタンス）を確保しながら、磁性コア１３を薄形化することができ、発熱を抑制することができると共に、全体の大きさを小型化することができる。

尚、本実施例では、第１、第４のコイル１４、１７を同一のものとして構成でき、また第２、第３のコイル１５、１６も同一のものとして構成できるので、予め製造されたそれらコイル１４〜１７を磁性コアに対して組付け、磁性コア同士とコイル同士を接着し、その後、電気的接続を行えば良く、製造性にも優れたものとすることができるメリットを得ることができる。また、図１の第１から第４のコイル１４〜１７は全て同じ巻数で図示しているが、巻数が異なっていても良い。

また、本実施例では、リアクトルを薄形にして重心を低くすることができ、車両に搭載した場合の振動に対して強いものとすることができる。更には、図示はしないが、他の電子部品（たとえが平滑コンデンサ）と組合せて、１枚の放熱板１２により同時に冷却する構成とすることも可能であり、また、リアクトル上面にも放熱板を設けた両面冷却構成で冷却しても良い。

（２）第２〜第４の実施例
図３は、本発明の第２の実施例に係るリアクトルの概略構成を示している。尚、以下に述べる各実施例の説明では、上記第１の実施例（さらには先に述べた実施例）と同一部分については、同一符号を付して詳しい説明を省略し、先の実施例と相違する点を中心に説明する。

第２の実施例のリアクトル本体２１は、１つの磁性コア２２に複数個のコイルを備えるのであるが、この場合図で左から順に第１〜第６の６個のコイル２３〜２８が設けられる。前記磁性コア２２は、上下（厚み）方向に薄形、つまり底部に配置される放熱板２９の前後左右方向に扁平に広がる横長な矩形板状をなしていると共に、前後方向に延び厚み方向に貫通する５個の巻回隙間１８を横に並んで有している。これにて、磁性コア２２は、前後方向に延び、前記各コイル２３〜２８が夫々巻装される６個の脚部２２ａ〜２２ｆを備えると共に、それらを前後の辺部でつなぐヨーク部２２ｇ、２２ｈを一体に有した形態とされている。

この場合も、上記第１の実施例と同様に、磁性コア２２の図で左右の端部に位置する端部脚部２２ａ、２２ｆの断面積が、各中間脚部１３ｂ〜１３ｅの断面積よりも小さく（図３の図示では半分に）構成されている。第１〜第６のコイル２３〜２８は、やはりフラットワイズコイルからなり、各脚部２２ａ〜２２ｆに対し、上面の左奥（後部）を巻始めとして手前側に向けて同等の巻数となるように巻回されている。６個のコイル２３〜２８は、互いに隣接しながら相互間で電気的に直列に接続され、第１のコイル２３の巻始め端部と、第６のコイル２８の巻始め端部とから、一対の端子が引出される。

また、一対の端子間に直流電流が通電されると、各コイル２３〜２８には、図３に矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。このとき、互いに隣接して配置されたコイル１４〜１７においては、各隣接部分において、同方向に電流が流れる。これにて、磁性コア２２内には、５つの閉磁路Ｆ１〜Ｆ５が発生する。中央部に配置される第２〜第５のコイル２４〜２７については、夫々、その内側部分（各中間脚部１３ｂ〜１３ｅ）には、２つの閉磁路を形成する２つの磁路が通っている。そして、上記のように構成されたリアクトル本体２１は、熱伝導性を高めるためのフィラー入りの絶縁樹脂（図示せず）を介して、放熱板２９の上面に密着固定される。

このような第２の実施例のリアクトルにおいても、上記第１の実施例と同様に、磁性コア２２とコイル２３〜２８とを備えるものにあって、比較的小形（薄形）に済ませながらも、放熱性を良好とすることができる等の優れた作用・効果を得ることができる。また、第１の実施例のリアクトルに比較して、全体形状を平面方向に大きくしながら、コイル２３〜２８の個数を増加したことにより、巻数を増やすことができ、同様の冷却性能を確保しながら、インダクタンスを増加させることができる。

図４は、本発明の第３の実施例に係るリアクトルの本体３１の構成を示している。このリアクトル本体３１が上記第１の実施例の磁性コア１３のリアクトル本体１１と異なるところは、端部脚部１３ａ、１３ｄにコイルを巻装しない点にある。即ち、リアクトル本体３１は、上記第１の実施例と同等の磁性コア１３のうち、中間脚部１３ｂに第１のコイル３２が巻装され、中間脚部１３ｃに第２のコイル３３が巻装されている。

このとき、各コイル３２、３３は、フラットワイズコイルからなり、磁性コア１３の図で上面の左奥（後部）を巻始めとして手前側に向けて巻回され、この場合、同等の巻数となるように設けられている。２個のコイル３２、３３は、それらコイル３２、３３の径方向である横方向に並んで（互いに隣接しながら）配置されている。ここでは、第１のコイル３２の巻始め端部（図で後端）と第２のコイル３３の巻始め端部とが直列接続され、第１のコイル３２の巻終り端部（図で前端）と、第２のコイル３３の巻終り端部とから、一対の端子が引出される。

上記コイル３２、３３（一対の端子間）に直流電流が通電されると、各コイル３２、３３には、図に矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。これにて、磁性コア１３内には磁束が発生するが、磁性コア１３においては、３つの閉磁路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が発生する。また、この実施例でも、上記リアクトル本体３１は、放熱板１２の前後左右方向に偏平、即ち図で水平方向に偏平に広がり、熱伝導性を高めるためのフィラー入りの絶縁樹脂（図示せず）を介して、放熱板１２の上面に密着固定される。

このような第３の実施例のリアクトルにおいても、上記第１の実施例と同様に、磁性コア１３とコイル３２、３３とを備えるものにあって、比較的小形（薄形）に済ませながらも、放熱性を良好とすることができる等の優れた作用・効果を得ることができる。また、磁性コア１３の端部（端部脚部１３ａ、１３ｄ）にコイルが巻装されていないので、発生する磁界が磁性コア近傍に留まり、コイルからの漏れ磁束が外部に悪影響を与えるといったことを効果的に防止することができる。

図５は、本発明の第４の実施例に係るリアクトルの本体４１の構成を示している。この図５では、リアクトル本体４１を立てた状態で（コイルの軸方向を上下方向として）示している。この第４の実施例のリアクトル本体４１は、磁性コア１３に、第１〜第４の４個のコイル４２〜４５を巻装して構成されるのであるが、その際の、４個のコイル４２〜４５の結線状態が、上記第１の実施例等と異なっている。即ち、第１のコイル４２は、磁性コア１３の端部脚部１３ａに、図で前面の左上部を巻始めとして下方に向けて巻回され、第２のコイル４３は、中間脚部１３ｂに対し、第１のコイル４２とは逆に、図で前面の右上部を巻始めとして下方に向けて逆向きに巻回される。

第３のコイル４４は、中間脚部１３ｃに対し、図で前面の左上部を巻始めとして下方に向けて巻回され、第４のコイル４５は、磁性コア１３の端部脚部１３ｄに、図で前面の右上部を巻始めとして下方に向けて逆向きに巻回される。更に、第１のコイル４２の巻終り端部と、第４のコイル４５の巻始め端部とが、直列に接続される。そして、図で上側に位置する一方（＋）の端子４６が、第１のコイル４２の巻始め端部、第２のコイル４３の巻始め端部、第３のコイル４４の巻始め端部に接続され、他方（−）の端子４７が、第２のコイル４３の巻終り端部、第３のコイル４４の巻終り端部、第４のコイル４５の巻終り端部に接続されている。

これにて、２個の端子４６、４７間に、第１のコイル４２と第４のコイル４５とを直列接続したもの、第２のコイル４３、第３のコイル４４の３つが並列接続される。この場合も、一対の端子４６、４７間に直流電流が通電されると、各コイル４２〜４５には、図に矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。これにて、磁性コア１３内には磁束が発生するが、磁性コア１３においては、３つの閉磁路が発生する。また、この実施例でも、上記リアクトル本体４１は、図示しない放熱板を介して冷却される。

このような第４の実施例でも、上記第１の実施例等と同様に、比較的小形（図で前後に薄形）に済ませながらも、放熱性を良好とすることができる等の優れた作用・効果を得ることができる。そして、この実施例では、全てのコイルを直列に接続する場合に比べて、低インダクタンス、大電流用のリアクトルになる。従って、大電流用のリアクトルを設計する場合にこの接続方法が有効である。

また、本実施例では、磁性コア１３のうち、端部脚部１３ａ、１３ｄに夫々形成される磁気経路は１本であり、中間脚部１３ｂ、１３ｃに夫々形成される磁気経路は２本である。そのため、第１のコイル４２と第４のコイル４５とを直列接続し、第２のコイル４３及び第３のコイル４４と並列接続することにより、全ての脚部１３ａ〜１３ｄを通過する磁束密度を均一化することができ、特定の一部の脚部１３ａ〜１３ｄが少ない電流量で磁気飽和する問題がなくなり、直流重畳特性をより一層向上させることができる。

（３）第５の実施例
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第５の実施例について述べる。尚、以下の実施例では、コイルの軸方向（長手方向）を上下方向として説明する。この第５の実施例に係るリアクトルの本体５１は、全体として矩形ブロック状をなす磁性コア５２内に、複数個例えば第１〜第４の４個のコイル５３〜５６を埋没状に備えて構成され、熱伝導性（放熱性）の良好なケース（図示せず）内に収容される。このとき、磁性コア５２は、例えば磁性粉末（鉄系合金やアモルファス等）に、磁性粉末を固めるために、熱伝導性を高めるためのフィラーを含んだ放熱樹脂を混合・分散させた流動性を有するものが用いられ、コイル５３〜５６の収容後に加熱により硬化される。

前記各コイル５３〜５６は、素線を、中空状の円筒状に巻回すると共に、絶縁樹脂でモールドして構成される。この場合、４個のコイル５３〜５６は、同等の巻数を有しているが、図６に示すように、第１、第４のコイル５３、５６の直径寸法よりも、第２、第３のコイル５４、５５の直径寸法が大きく構成されている。これら４個のコイル５３〜５６は、軸方向（長手方向）を図で上下方向として横に並んだ形態に配置され、第１の実施例と同様に、４個のコイル５３〜５６が電気的に直列に接続される。

リアクトル本体５１を製造するにあたっては、図７に示すように、矩形箱状の成形型５７内に、磁性コア５２を構成するための流動性を有する混合粉体を収容し、結線及び絶縁の処理を行った４個のコイル５３〜５６を、混合粉体内に埋没するように収容する。その後、加熱処理により混合粉体を硬化させることにより、磁性コア５２を構成する。これにより、４個の各コイル５３〜５６の全周を覆うように、磁性コア５２が設けられる。

このリアクトル本体５１においては、一対の端子間に直流電流が通電されると、各コイル５３〜５６には、図６に矢印Ｃで示す方向に電流が流れ、隣り合うコイル５３〜５６の隣接部分においては、同方向（前から後ろ、或いは後ろから前）に電流が流れる。磁性コア５２内においては、３つの閉磁路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が生ずる。このとき、第２のコイル５４の内周部分では、閉磁路Ｆ１、Ｆ２を形成する２つの磁路が通っており、第３のコイル５５の内周部分では、閉磁路Ｆ２、Ｆ３を形成する２つの磁路が通っている。

このような第５の実施例のリアクトルにおいても、リアクトル本体５１全体（磁性コア５２）が、図で前後方向に薄形となり、比較的小形（薄形）に済ませながらも、ケースの前面或いは後面からの放熱性を良好とすることができる等の優れた作用・効果を得ることができる。

（４）第６〜第８の実施例
図８は、本発明の第６の実施例に係るリアクトルの本体６１の構成を概略的に示している。このリアクトル本体６１は、磁性コア６２に、第１〜第８の８個のコイル６３〜７０を備えて構成される。それら第１〜第８のコイル６３〜７０は、コイル６３〜７０の長手方向である縦方向（図で上下方向）に２列で、横方向に４個が並んで配置される。言い替えれば、上記第１の実施例のような、横方向に４個のコイルが並ぶリアクトルが上下２段に設けられている。

この場合、磁性コア６２は、横に３個が並んだ巻回隙間１８が、縦に２段で、合計６個の巻回隙間１８が設けられている。これにより、磁性コア６２は、上段端部脚部６２ａ、６２ｄ、上段中間脚部６２ｂ、６２ｃ、下段端部脚部６２ｅ、６２ｈ、下段中間脚部６２ｆ、６２ｇ、上部ヨーク部６２ｉ、下部ヨーク部６２ｊ、中間ヨーク部６２ｋを一体的に有した構成とされている。中間ヨーク部６２ｋは、上段側と下段側とで共有された形態となる。端部脚部６２ａ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｈは、中間脚部６２ｂ、６２ｃ、６２ｆ、６２ｇと比べて断面積が小さく、図８では半分に記載されている。

このとき、第１〜第８のコイル６３〜７０は、夫々脚部６２ａ〜６２ｈに対し、全て同じ方向、つまり前面側左上から下方に向けて同じ巻数で巻回されている。そして、第１のコイル６３の巻終り端部（下端部）と第２のコイル６４の巻終り端部とが接続され、第２のコイル６４の巻始め端部（上端部）と第３のコイル６５の巻始め端部とが接続され、第３のコイル６５の巻終り端部と第４のコイル６６の巻終り端部とが接続されている。更に、第４のコイル６６の巻始め端部と第５のコイル６７の巻始め端部とが接続され、第５のコイル６７の巻終り端部と第６のコイル６８の巻終り端部とが接続され、第６のコイル６８巻始め端部と第７のコイル６９の巻始め端部とが接続され、第７のコイル６９の巻終り端部と第８のコイル７０の巻終り端部とが接続されている。第１のコイル６３の巻始め端部と、第８のコイル７０の巻始め端部とが夫々端子に接続されている。

これにて、第１〜第８のコイル６３〜７０は、電気的に直列に接続され、一対の端子間に直流電流が通電されると、各コイル６３〜７０には、図８に矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。このとき、互いに隣接して配置されたコイル６３〜７０においては、各隣接部分において、同方向（前から後ろ、或いは後ろから前）に電流が流れる。磁性コア６２においては、６つの閉磁路Ｆ１〜Ｆ６が発生する。中間脚部６２ｂ、６２ｃ、６２ｆ、６２ｇにおいては、それぞれ２つの閉磁路Ｆ１〜Ｆ６を形成する２つの磁路が通っている。端部脚部６２ａ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｈには、１つの磁路が通っている。

そしてこのとき、縦方向に列をなす上下のコイル６３〜７０においては、磁束の向きが同方向になるように構成されており、そのため、中間ヨーク部６２ｋにおいては、上下段のコイル６３〜７０が発生する磁界の向きが逆方向となり、互いに打消し合う向きとなっている。つまり中間ヨーク部６２ｋにおいては、閉磁路Ｆ１と閉磁路Ｆ６との磁束の向きが逆になり、閉磁路Ｆ２と閉磁路Ｆ５との磁束の向きが逆になり、閉磁路Ｆ３と閉磁路Ｆ４との磁束の向きが逆になる。

このような第６の実施例のリアクトル本体６１によれば、複数個のコイル６３〜７０を横に並べるだけでなく、縦にも並べるように配置することによって、インダクタンスを大きくしながら、コイル６３〜７０を効率的に配置することができ、全体が一方向に長くなる（大型化する）ことを防止できる。図示はしないが、リアクトル本体６１の前後面に放熱板を配置することにより、冷却効果を高いものとすることができる。そして、特に本実施例では、中間ヨーク部６２ｋにおける磁界の向きを、互いに打消し合う向きとしたので、この部分での磁性コアの磁気飽和を抑制し、中間ヨーク部６２ｋの断面積を小さくすることができる。

図９は、本発明の第７の実施例に係るリアクトル本体７１の構成を概略的に示している。このリアクトル本体７１は、磁性コア７２内に、やはり上下２段、横４列に並んで、第１〜第８の８個のコイル７３〜８０を埋没状に備えて構成されている。前記磁性コア７２は、全体として、前後方向に薄形の矩形ブロック状をなしている。この場合、この磁性コア７２は、上記第５の実施例の磁性コア５２（図６，７参照）と同様に、成形型（ケース）内に、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した流動性を有する混合粉体を収容し、内部にコイル７３〜８０を配置した上で、硬化されることにより得られる。

そして、前記第１〜第８のコイル７３〜８０は、やはり上記第５の実施例と同様に、素線を巻回して円筒状に整形し、絶縁樹脂でモールドしたものが用いられ、上記第６の実施例と同様に結線（直列接続）された上で、磁性コア５２内に、上下２列で、４個方向に４つが並んで埋没状に収容される。このとき、第１、第４、第５、第８のコイル７３、７６、７７、８０の直径寸法よりも、第２、第３、第６、第７のコイル７４、７５、７８、７９の直径寸法が大きく構成されている。このリアクトル本体７１においては、一対の端子間に直流電流が通電されると、各コイル７３〜８０には、矢印Ｃで示す方向に電流が流れ、磁性コア７２内においては、６つの閉磁路Ｆ１〜Ｆ６が生ずる。

従って、この第７の実施例においても、上記第６の実施例と同様に、前後方向に比較的小形（薄形）に済ませながらも、前面或いは後面からの放熱性を良好とすることができると共に、中間ヨークに該当する部分での磁性コア７２の磁気飽和を抑制できる。

図１０は、本発明の第８の実施例に係るリアクトルの本体８１の構成を示しており、上記第６の実施例のリアクトル本体６１（図８参照）と異なる点について述べる。この第８の実施例のリアクトル本体８１においては、１つの磁性コア８２に、上段の第１リアクトル部８１ａと、下段の第２リアクトル部８１ｂとの異なる２つのリアクトルを形成するようにしている。

また、磁性コア８２の構成についても、共に櫛歯状（Ｅ形状）をなし上下対称に設けられる上部分割コア部８３及び下部分割コア部８４と、それらの中間に配置され、上下のリアクトル部８１ａ、８１ｂで共用される１本の横長な棒状（Ｉ形状）の中間ヨーク部（梁部）８５とから構成される。本実施例では、そのうち中間ヨーク部８５については、上部分割コア部８３及び下部分割コア部８４と異なる材質からなり、他の部分よりも高透磁率の材料から構成されている。

上段の第１リアクトル部８１ａは、上部分割コア部８３の４つの脚部に、夫々第１〜第４のコイル８６〜８９が巻装されて構成されている。この場合、第１〜第４のコイル８６〜８９は、上記第１の実施例のコイル１４〜１７と同様に、好適にはフラットワイズコイルからなり、同方向に同等の巻数となるように設けられ、それらコイル８６〜８９が電気的に直列に接続されている。これにて、一対の端子間に直流電流が通電されると、各コイル８６〜８９には、矢印Ｃで示す方向に電流が流れ、３つの閉磁路Ｆ１〜Ｆ３が発生する。

また、下段の第２リアクトル部８１ｂについても、第１リアクトル部８１ａと同様に、下部分割コア部８４の４つの脚部に、夫々第５〜第８のコイル９０〜９３が巻装され、それらが電気的に直列に接続されて構成されている。第５〜第８のコイル９０〜９３の一対の端子間に直流電流が通電されると、各コイル９０〜９３には、矢印Ｃで示す方向に電流が流れ、３つの閉磁路Ｆ４〜Ｆ６が発生する。

本実施例では、中間ヨーク部８５における閉磁路Ｆ１〜Ｆ６の磁界の向きを、互いに打消し合う向きとし、この部分での磁性コアの磁気飽和を抑制するのに加え、中間ヨーク部８５を高透磁率の材料から構成しているので、中間ヨーク部８５の磁気抵抗を下げることができる。そのため、リアクトル８１ａで発生した磁界がリアクトル８１ｂに与える影響が小さくなる（リアクトル８１ｂで発生した磁界がリアクトル８１ａに与える影響も小さくなる）。

このような第８の実施例においても、前後方向に比較的小形（薄形）に済ませながらも、前面或いは後面からの放熱性を良好とすることができると共に、中間ヨーク８５部分での磁性コア８２の磁気飽和を抑制し、リアクトル８１ａとリアクトル８２ｂの磁気結合を緩和することができる。そして、第１リアクトル部８１ａ及び第２リアクトル部８１ｂの２つのリアクトルを、１つのリアクトル本体８１に構成することができるので、小型化、低コスト化等を図ることができる。尚、前記磁性コア８２に代えて、上記第６の実施例の磁性コア６２を用いても良い。

（５）他の実施例
図示は省略するが、本発明は、上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば以下のような拡張、変更が可能である。即ち、上記第１の実施例等では、コイルをフラットワイズコイルから構成したが、それに限らず、エッジワイズコイルや通常の丸線などであっても良い。また、複数のコイルを直列接続するものに限らず、一部を直列に接続し一部を並列に接続するといった各種の組合せも可能である。磁性コアについては、ギャップを設けるものであっても良い。コイルを磁性コア内に埋没させて設ける場合、コイルを円筒状でなく角筒状に構成しても良い。また、第１の実施例では、４個の脚部１３ａ〜１３ｄ全てにコイルを巻装しているが、本発明では、図４に示す第３の実施例のように、端部に位置する脚部１３ａ、１３ｄにコイルを巻装しなくても、偏平リアクトルを構成することができる。

上記各実施例では、本発明をハイブリッド車用のパワーコントロールユニットの昇圧コンバータに適用するようにしたが、充電器のＰＦＣ回路や非絶縁型の降圧コンバータ、平滑チョークなど各種の用途にも適用することができる。本発明は、「リアクトル」という名称であるが、この「リアクトル」には、インダクタも含まれることは勿論である。その他、各部の材質、コイルや磁性コアの脚部の個数や配置、コイルの巻数や脚部の断面積（コイルの内径）等についても、種々の変形が可能であり、更には、コイルは脚部にはコイルが巻装されていない空きがあっても良いなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

図面中、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１，８１はリアクトル本体、１２、２９は放熱板、１３、２２、５２、６２、７２、８２は磁性コア、１４〜１７、２３〜２８、３２、３３、４２〜４５、５３〜５６、６３〜７０、７３〜８０、８６〜９３はコイル、１８は巻回隙間、Ｆ１〜Ｆ６は閉磁路を示す。

Claims (11)

1. 磁性コア（１３）とコイル（１４〜１７）とを備えてなるリアクトルにおいて、
   前記コイル（１４〜１７）は、複数個が互いに隣接しながら配置され、それらが相互間で電気的に接続されていると共に、
   前記複数個のコイル（１４〜１７）のうち、前記磁性コア（１３）の端部を磁束が鎖交しないコイル（１５、１６）に関しては、その内側部分に、少なくとも２つ以上の閉磁路（Ｆ１〜Ｆ３）を形成するための磁路が通っており、
   前記複数個のコイル（１４〜１７）のうち、前記磁性コア（１３）の端部を磁束が鎖交するコイル（１４、１７）の断面積は、それ以外のコイル（１５、１６）の断面積よりも小さいことを特徴とするリアクトル。
2. 互いに隣接して配置された２つの前記コイル（１４〜１７）においては、その隣接部分において、同方向に電流が流れるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のリアクトル。
3. 前記複数個のコイル（１４〜１７）は電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリアクトル。
4. 前記互いに隣接して配置された２つの前記コイル（１４〜１７）は、それらコイル（１４〜１７）の長手方向が互いに直角とならないように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のリアクトル。
5. 前記複数個のコイル（１４〜１７）は、それらコイル（１４〜１７）の径方向である横方向に並んで配置される、或いは、長手方向である縦方向に列をなした複数のものが横方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項４記載のリアクトル。
6. 前記複数個のコイル（６３〜７０）は、長手方向である縦方向に列をなした複数のものが横方向に並列に配置されており、
   縦方向に列をなす複数のコイル（６３〜７０）においては、磁束の向きが同方向になるように構成されていることを特徴とする請求項５記載のリアクトル。
7. 前記コイル（５３〜６０）は、前記磁性コア（５２）内に埋没した形態に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のリアクトル。
8. 前記複数個のコイル（１４〜１７）は全て同等の巻数であり、前記磁性コア（１３）の端部を磁束が鎖交するコイル（１４、１７）の断面積は、それ以外のコイル（１５、１６）の断面積の半分であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のリアクトル。
9. 前記磁性コア（１３）に前記複数個のコイル（１４〜１７）を設けたリアクトル本体（１１）と、このリアクトル本体（１１）の駆動時に発生する熱を放熱する放熱板（１２）とを備えるものであって、
   前記リアクトル本体（１１）の体格は、前記放熱板（１２）の前後左右方向に偏平に広がるように構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のリアクトル。
10. 前記放熱板（１２）は、前記リアクトル本体（１１）の片面側又は両面側に配置されていることを特徴とする請求項９記載のリアクトル。
11. 前記コイル（１４〜１７）は、フラットワイズコイルからなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のリアクトル。

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