JP2019087649A

JP2019087649A - リアクトル

Info

Publication number: JP2019087649A
Application number: JP2017215076A
Authority: JP
Inventors: 浩太郎鈴木; Kotaro Suzuki; 勉 ▲濱▼田; Tsutomu Hamada
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: JP6914171B2

Abstract

【課題】漏れ磁束の拡がりを低減することのできるリアクトルを提供する。【解決手段】巻軸が平行になるように並列配置され、磁場の向きが対向するように磁束を発生させる複数のコイル５ａ、５ｂと、コイル５ａ、５ｂが装着される環状のコア１０と、を備える。コア１０は、並列配置されコイル５ａ、５ｂが装着される複数の脚部１１と、コイル５ａ、５ｂの一端側の脚部１１の一端を繋ぐ連結部１２と、コイル５ａ、５ｂの他端側の脚部１１の他端を繋ぐ連結部１３と、を有し、連結部１２は、脚部１１と交差するように脚部１１の並び方向に延び、連結部１３は、コイル５ａ、５ｂの他端側で折れ曲がり、コイル５ａ、５ｂの一端側に延びてなる折れ曲がり部１３１と、折れ曲がり部１３１の先に設けられ、コイル５ａ、５ｂの一端側において連結部１２に隣接配置された隣接部１３２と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、リアクトルに関する。

リアクトルは、種々の電気機器に用いられ、コアと、コアの周囲に巻かれてなる一対のコイルとを有するリアクトル本体と、リアクトル本体を収容するケースとを備える。このようなリアクトルとして、磁気結合型リアクトルが知られている。

磁気結合型リアクトルは、一対のコイルにより磁場の向きが対向するように磁束を発生させることでコアが磁気飽和しにくくし、かつ、漏れインダクタンスを利用してリップルを抑制することで小型化を可能とするリアクトルである。

特開２０１６− ６６７４４号公報

磁気結合型リアクトルは、上記のような利点を有する反面、磁場の向きが対向するように磁束を発生させるため、コア内を通る磁束の通り道がなくなった磁束が外部に漏れ出すことで漏れ磁束が発生する。この漏れ磁束が周囲に拡がることで、リアクトルの周辺に設置される機器やセンサ類等の部品の誤動作を招来することから、リアクトルから離して周辺機器、部品を配置することになり、結果的に装置や機器の大型化に繋がっていた。

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、その目的は漏れ磁束の拡がりを低減することのできる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、巻軸が平行になるように並列配置され、磁場の向きが対向するように磁束を発生させる複数の第１のコイルと、前記第１のコイルが装着される環状のコアと、を備え、前記コアは、並列配置され前記第１のコイルが装着される複数の脚部と、前記第１のコイルの一端側の前記脚部の一端を繋ぐ第１の連結部と、前記第１のコイルの他端側の前記脚部の他端を繋ぐ第２の連結部と、を有し、前記第１の連結部は、前記脚部と交差するように前記脚部の並び方向に延び、前記第２の連結部は、前記第１のコイルの他端側で折れ曲がり、前記第１のコイルの一端側に延びてなる折れ曲がり部と、前記折れ曲がり部の先に設けられ、前記第１のコイルの一端側において前記第１の連結部に隣接配置された隣接部と、を有すること、を特徴とする。

前記折れ曲がり部は、前記第１のコイルの一端側に延び、前記脚部と並列に設けられた延在部を有し、前記延在部には、前記第１のコイルと直列に磁気結合する第２のコイルが装着され、前記第１のコイル及び前記第２のコイルがエッジワイズコイルとしても良い。

前記折れ曲がり部が前記脚部の他端を起点として二股に分かれて設けるようにしても良い。

前記第１のコイル及び前記コアを有するリアクトル本体を収容するケースを備え、前記ケースには、前記リアクトル本体が、前記第１の連結部及び前記隣接部が配置されている前記第１のコイルの一端側を前記ケースの底面部に向けて収容されるようにしても良い。

前記コイルは、エッジワイズコイルとしても良い。

本発明によれば、漏れ磁束の拡がりを低減することのできる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正面側斜視図である。第１の実施形態に係るリアクトルの背面側斜視図である。第１の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。第１の実施形態に係るリアクトルの正面側斜視図であり、コイルへの通電により発生する磁束を示す模式図である。第１の実施形態に係るリアクトルの右側面図であり、コイルへの通電により発生する磁束を示す模式図である。第１の実施形態に係るリアクトルの背面側斜視図であり、コイルへの通電により発生する磁束を示す模式図である。第２の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。第２の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。第３の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。第３の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。第３の実施形態に係るコアの斜視図である。実施例に係るリアクトルの斜視図である。比較例に係るリアクトルの斜視図である。漏れ磁束及びリップルの評価点を示す実施例に係るリアクトルの平面図である。漏れ磁束及びリップルの評価点の高さを示す実施例に係るリアクトルの側面図である。漏れ磁束及びリップルの評価点を示す比較例に係るリアクトルの平面図である。漏れ磁束及びリップルの評価点の高さを示す比較例に係るリアクトルの側面図である。

［１．第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本実施形態のリアクトルについて説明する。本リアクトルは、電気回路における電圧を制御するための磁気結合型リアクトルであり、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車などの車載用リアクトルとして用いることができる。

［１−１．構成］
図１は、第１の実施形態に係るリアクトルの正面側斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るリアクトルの背面側斜視図である。図３は、第１の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。

本明細書において、図面に示す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。ｙ軸方向の逆方向を「正面」側、ｙ軸方向を「背面」側とする。「正面」や「背面」、「上」や「下」とは、リアクトルの各構成の位置関係をいうものであり、リアクトルが設置対象の実機に搭載された際の位置関係や方向を指すものではない。ｚ軸方向を高さ方向と称する場合もある。

図１〜図３に示すように、本リアクトルは、コア１０と複数のコイル５ａ、５ｂとを備える。コア１０は、圧粉磁心、フェライト磁心又は積層鋼板などの磁性体により環状に構成されている。コア１０は、その内部がコイル５ａ、５ｂにより発生した磁束の通り道となって磁気回路を形成する。

コア１０は、コイル５ａ、５ｂが装着される複数（ここでは２本）の脚部１１と、脚部１１の一端を繋ぐ連結部１２と、脚部１１の他端を繋ぐ連結部１３と、を有する。２本の脚部１１は、柱形状であり、ここでは高さ方向に延びるようにｘ軸方向に並列に配置されている。一方の脚部１１にはコイル５ａが装着され、他方の脚部１１にはコイル５ｂが装着される。

連結部１２は、柱形状であり、脚部１１と交差するように脚部１１の並び方向に延びて配置されている。ここでは、連結部１２は、ｘ軸方向に延びるように配置されており、脚部１１の一端である下端同士を繋ぐ。従って、連結部１２はコイル５ａ、５ｂの下端側に位置している。

連結部１３は、２本の脚部１１の他端である上端を繋いでおり、脚部１１の上端側で折れ曲がり、脚部１１の下端側に延びてなる一対の折れ曲がり部１３１と、折れ曲がり部１３１の先に設けられ、脚部１１の下端側において連結部１２に隣接配置された隣接部１３２とを有する。

折れ曲がり部１３１は、コイル５ａ、５ｂの上端側から下端側へ折り返されてなる部位であり、ここではＪ字形状を成す。折れ曲がり部１３１は、その一端が脚部１１の上端と繋がり、脚部１１の同方向に上方に延びて途中でＹ軸方向に延びるように折れ曲がり、さらに途中で下方に折れ曲がって、他端が隣接部１３２と繋がっている。なお、折れ曲がり部１３１はコイル５ａ、５ｂの上端側から下端側へ折り返されていれば良く、Ｌ字形状やＵ字形状であっても良い。折れ曲がり部１３１は、脚部１１の上端側で折れ曲がった先に、脚部１１の下端側に延びる延在部１３１ａを有している。延在部１３１ａは、脚部１１と並列に設けられ、コイル５ａ、５ｂの外側部に沿って延び、隣接部１３２に接続されている。隣接部１３２は、例えば柱形状であり、一対の折れ曲がり部１３１を繋ぐ。隣接部１３２は、連結部１３における磁路長の中間部分を含む部位である。隣接部１３２は、連結部１２と並列かつ平行に延びて設けられている。

本実施形態のコア１０は、図３に示すように、２つのＵ字型コア１０ａと、２本のＩ字型コア１０ｂにより構成されている。すなわち、２つのＵ字型コア１０ａは、Ｕ字の両脚端部を下側に向けてＵ字の両脚がｚ軸方向に延び、かつ、Ｕ字の両脚がｙ軸方向に並ぶようにして、ｘ軸方向に並列配置されている。２本のＩ字型コア１０ｂは、ｘ軸方向に延び、ｙ軸方向に並列配置されており、一方がＵ字型コア１０ａの片脚同士を接続し、他方がＵ字型コア１０ａの他方の片脚同士を接続している。

このコア１０において、脚部１１は、各Ｕ字型コア１０ａの正面側の片脚であり、連結部１２は、正面側のＩ字型コア１０ｂである。連結部１３は、Ｕ字型コア１０ａのターン部分とＵ字型コア１０ａの残りの（ここでは背面側）片脚と背面側のＩ字型コア１０ｂで構成される。具体的には、Ｕ字型コア１０ａのターン部分とＵ字型コア１０ａの背面側の片脚とで折れ曲がり部１３１が構成され、延在部１３１ａがＵ字型コア１０ａの背面側の片脚で構成されている。また、背面側のＩ字型コア１０ｂで隣接部１３２が構成されている。

コイル５ａ、５ｂは、絶縁被覆を有する導線が巻軸周りに巻回されて構成されており、ここでは平角線のエッジワイズコイルである。但し、その線材や巻き方は特に限定されず、他の形態であっても良い。

コイル５ａ、５ｂは、巻軸が平行になるように並列配置されている。ここでは、脚部１１が高さ方向に延びているので、コイル５ａ、５ｂの巻軸が高さ方向に延び、コイル５ａ、５ｂはｘ軸方向に並列配置されている。なお、コア１０の周囲に樹脂部材が被覆されていても良く、この場合、脚部１１とコイル５ａ、５ｂとの間に樹脂部材が介在する。

コイル５ａ、５ｂは、通電により磁束を発生させる。発生した磁束はコイル５ａ、５ｂの一端部から流出し、コイル５ａ、５ｂの外側側部を通って、コイル５ａ、５ｂの他端部に流入し、閉磁路を形成する。

コイル５ａ、５ｂは、例えば、両端部が外部に引き出され、一端部は導電部材であるバスバーを介して不図示の外部電源と接続され、他端部は外部の電気機器と接続される。コイル５ａ、５ｂは、外部電源からの通電により磁場の向きが対向するように磁束を発生させる。なお、ここでいう磁束とは、磁力線の束をいう。コイル５ａ、５ｂに流す電流は交流電流であり、コイル５ａ、５ｂ間で位相がずれており、コイル５ａ、５ｂが発生させる磁束は、反発し合う。

［１−２．作用］
図４〜図６を用いて、磁束の流れを模式的に示しつつ、本実施形態のリアクトルの作用を説明する。図４は、本実施形態に係るリアクトルの正面側斜視図であり、コイル５ａ、５ｂへの通電により発生する磁束を示す模式図である。図５は、本実施形態に係るリアクトルの右側面図であり、コイル５ａ、５ｂへの通電により発生する磁束を示す模式図である。図６は、本実施形態に係るリアクトルの背面側斜視図であり、コイル５ａ、５ｂへの通電により発生する磁束を示す模式図である。図４〜図６に示した太線の矢印及び太い点線の矢印が磁束を示している。

図４〜図６に示すように、コイル５ａ、５ｂから発生した磁束は、コア１０の内部を通り道としてコア１０の内部に磁気回路を形成する。コア１０の外部に漏れ出た磁束が漏れ磁束となる。

コイル５ａ、５ｂに位相の異なる交流電流を流すと、図４〜図６中の矢印で示すように、コイル５ａ、５ｂに磁場の向きが対向するように磁束が発生し、連結部１２又は隣接部１３２で反発し合う。その結果、連結部１２又は隣接部１３２の外部に磁束が漏れることで漏れ磁束が発生する。コイル５ａ、５ｂに流す電流が交流であるため、漏れ磁束は連結部１２又は隣接部１３２で交互に発生する。

すなわち、コイル５ａ、５ｂに下向きに磁束が発生すると、図４の太線の矢印で示すように、磁束は脚部１１内部を通って連結部１２内部で反発し合い、漏れ磁束が発生する。ここで、コイル５ａ、５ｂの一端部から流出した磁束は、コイル５ａ、５ｂの他端部へ戻り、閉ループを形成するが、その際なるべく最短経路で又は磁気抵抗が低い部分を通って他端部へ戻る。そのため、漏れ磁束は、連結部１２の上方及び背面側に発生する。連結部１２の上方への漏れ磁束は、コイル５ａ、５ｂの間を経由してコイル５ａ、５ｂの上端側へ戻る。コイル５ａ、５ｂ間を通るのが最短経路になるからである。また、連結部１２の背面側の漏れ磁束は、図５及び図６の太線の矢印で示すように、隣接部１３２、延在部１３１ａ、折れ曲がり部１３１を介して、コイル５ａ、５ｂの上端へ戻る。連結部１２周囲において、比較的磁気抵抗が低い隣接部１３２が隣接配置されており、隣接部１３２を通過しやすいからである。さらに、隣接部１３２からは脚部１１の上端まで折れ曲がり部１３１によって磁気抵抗が低い経路が形成されているからである。

一方、コイル５ａ、５ｂに上向きに磁束が発生すると、図６の太い点線の矢印で示すように、磁束は脚部１１内部を通って、折れ曲がり部１３１を介して隣接部１３２の内部で反発し合い、隣接部１３２の外部に漏れ出る。この漏れ磁束は、図５の太い点線の矢印で示すように連結部１２の方向に発生し、連結部１２を介してコイル５ａ、５ｂの下端側へ戻る。隣接部１３２の周囲に比較的磁気抵抗が低い連結部１２が隣接配置され、連結部１２が脚部１１の下端と繋がっているからである。

このように、本実施形態では、磁束が漏れる箇所は連結部１２及び隣接部１３２となり、これらがコイル５ａ、５ｂの下端側に集められている。そのため、連結部１２、隣接部１３２の何れか一方で発生した漏れ磁束は、他方に漏れ磁束が流れることとなり、コイル５ａ、５ｂの下端側を除いたリアクトル周囲への拡がりを抑制することができる。

［１−３．効果］
（１）本実施形態のリアクトルは、巻軸が平行になるように並列配置され、磁場の向きが対向するように磁束を発生させる複数のコイル５ａ、５ｂと、コイル５ａ、５ｂが装着される環状のコア１０と、を備える。コア１０は、並列配置されコイル５ａ、５ｂが装着される複数の脚部１１と、コイル５ａ、５ｂの一端側の脚部１１の一端を繋ぐ連結部１２と、コイル５ａ、５ｂの他端側の脚部１１の他端を繋ぐ連結部１３と、を有し、連結部１２は、脚部１１と交差するように脚部１１の並び方向に延び、連結部１３は、コイル５ａ、５ｂの他端側で折れ曲がり、コイル５ａ、５ｂの一端側に延びてなる折れ曲がり部１３１と、折れ曲がり部１３１の先に設けられ、コイル５ａ、５ｂの一端側において連結部１２に隣接配置された隣接部１３２と、を有するようにした。

これにより、磁束が漏れる箇所が連結部１２及び隣接部１３２となり、コイル５ａ、５ｂの一端側に磁束が漏れる方向を一方向に集めることができる。また、コイル５ａ、５ｂから発生した磁束は、脚部１１、連結部１２、折れ曲がり部１３１、及び隣接部１３２の内部を通るので、磁束が漏れる箇所を除いた外部に漏れ拡がるのを抑制することができる。そのため、リアクトルから離して周辺機器、部品を配置する必要がなくなり、装置や機器の小型化を図ることができる。その結果として、リアクトルが設置される周囲のレイアウトの自由度を高めることができる。

（２）コイル５ａ、５ｂは、エッジワイズコイルとした。これにより、コイル５ａ、５ｂの巻数が多くなったとしても、巻軸方向と垂直な面で小型化を図ることができる。例えば、仮にコイル５ａ、５ｂが導線を内側から外側に積層するように巻くアルファ巻で構成する場合、コイル５ａ、５ｂの巻数が多くなると巻軸方向と直交する方向に大きくなるため、巻軸方向と垂直な面において大型化してしまう。これに対し、コイル５ａ、５ｂがエッジワイズコイルである場合、コイル５ａ、５ｂの巻数が多くなっても巻軸方向に大きくなるだけであり、巻軸方向と垂直な面の広がりに影響はない。そのため、連結部１２と隣接部１３２の距離を近づけて配置することができる。その結果、連結部１２、隣接部１３２の一方から漏れ出た磁束を効率的に他方の連結部１２、隣接部１３２によって捕捉することができ、漏れ磁束の拡がりを効果的に抑制することができる。

［２．第２の実施形態］
［２−１．構成］
第２の実施形態に係るリアクトルを図７および図８を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図７は、第２の実施形態に係るリアクトルの斜視図であり、図８は、その分解斜視図である。図７および図８に示すように、本実施形態のリアクトルは、コイル５ｃ、５ｄと、コア１０及びコイル５ａ〜５ｄを有するリアクトル本体を収容するケース４を更に備える。

コイル５ｃ、５ｄはコイル５ａ、５ｂと基本構成は同じであり、ここではエッジワイズコイルである。コイル５ｃ、５ｄは、延在部１３１ａに装着されている。コイル５ｃは、コイル５ａと直列接続されている。コイル５ｄは、コイル５ｂと直列接続されている。具体的にはコイル５ｃはコイル５ａと連結され、コイル５ｄはコイル５ｂと連結されている。すなわち、コイル５ｃの上端側から折れ曲がり部１３１を介してコイル５ａの上端側に磁束が流れ、又は、コイル５ａの上端側から折れ曲がり部１３１を介してコイル５ｃの上端側に磁束が流れる。また、コイル５ｄの上端側から折れ曲がり部１３１を介してコイル５ｂの上端側に磁束が流れ、又は、コイル５ｂの上端側から折れ曲がり部１３１を介してコイル５ｄの上端側に磁束が流れる。

ケース４は、上面が開口した内部が中空の略直方体形状を有している。すなわち、ケース４は、底面部４１と、底面部４１の周縁から上方に立ち上がる壁部４２とを有する。ここでは、底面部４１は略四角形状であり、ケース４は、壁部４２によって四方が囲われ、リアクトル本体の収容空間を形成する。

ケース４は、ここでは金属製である。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金など、磁気シールド効果が得られるものであれば良い。アルミニウム合金など熱伝導性が高く軽量な金属が好ましい。

ケース４内には、充填材が充填及び固化されていても良い。すなわち、ケース４とリアクトル本体との隙間に充填材が固化してなる充填成形部が設けられていても良い。充填材には、リアクトル本体の放熱性能の確保及びリアクトル本体からケース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。

［２−２．作用・効果］
（１）本実施形態のリアクトルは、折れ曲がり部１３１が、コイル５ａ、５ｂの一端側に延び、脚部１１と並列に設けられた延在部１３１ａを有し、延在部１３１ａには、コイル５ａ、５ｂと直列に磁気結合するコイル５ｃ、５ｄが装着され、コイル５ａ、５ｂ及びコイル５ｃ、５ｄをエッジワイズコイルとした。

これにより、小型化及びインダクタンスの向上を図ることができる。インダクタンスＬは、コイル５ａ、５ｂの巻数Ｎの２乗に比例することから、インダクタンス向上を図るためにはコイル５ａ、５ｂの巻数を増大させれば良いが、単に巻数を増大させたのでは脚部１１が延びる方向に大型化してしまう。ここではコイル５ａ、５ｂの巻軸を高さ方向に配置しているので背が高くなり、上方に配置される他の機器や器具と物理的に干渉する虞がある。本実施形態では、延在部１３１ａを脚部１１と並列に設けるとともに、コイル５ａ〜５ｄをエッジワイズコイルとし、延在部１３１ａに装着したコイル５ｃ、５ｄをコイル５ａ、５ｂと直列に接続するようにしたので、低背化及びインダクタンスの向上を図ることができる。

（２）コイル５ａ、５ｂ及びコア１０を有するリアクトル本体を収容するケース４を備え、ケース４には、リアクトル本体が、連結部１２及び隣接部１３２が配置されているコイル５ａ、５ｂの一端側をケース４の底面部４１に向けて収容されるようにした。

これにより、磁束が漏れる箇所となり得る連結部１２及び隣接部１３２の周囲がケース４により塞がれているので、外部への磁束の漏れを更に抑制することができる。

［３．第３の実施形態］
［３−１．構成］
第３の実施形態に係るリアクトルを図９〜図１１を用いて説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図９は、第３の実施形態に係るリアクトルの斜視図であり、図１０は、その分解斜視図である。図１１は、第３の実施形態に係るコアの斜視図である。図９〜図１１に示すように、本実施形態のリアクトルは、コア１０の構成が異なっており、コア１０及びコイル５ａ、５ｂを有するリアクトル本体を収容するケース４を備えている。ケース４については、第２の実施形態と同じ構成であるので説明は省略する。また、第２の実施形態と同様に、ケース４とリアクトル本体との隙間に設けられる充填成形部を設けるようにしても良い。

本実施形態のコア１０は、折れ曲がり部１３１が脚部１１の上端を起点として二股に分かれて設けられている。ここでは、連結部１２の延び方向と直交する方向（ｙ軸方向）に二股に分かれており、Ｕ字形状を成している。換言すれば、コア１０は、一対の連結部１３を有し、一方の連結部１３は正面側に設けられ、他方の連結部１３は背面側に設けられる。

正面側の連結部１３は、左右の折れ曲がり部１３１を有し、各折れ曲がり部１３１は、その一端が脚部１１の上端と繋がり、当該箇所から正面側に延び、途中で下方側に折れ曲がった形状を有する。また、背面側の連結部１３も同様に左右の折れ曲がり部１３１を有し、各折れ曲がり部１３１は、その一端が脚部１１の上端と繋がり、当該箇所から背面側に延び、途中で下方側に折れ曲がった形状を有する。したがって、正面側及び背面側の折れ曲がり部１３１は全体としてＵ字形状を成す。

更に、正面側及び背面側の連結部１３は、隣接部１３２を有し、隣接部１３２は、連結部１２の両脇に連結部１２と並列に隣接配置され、各側の折れ曲がり部１３１と接続されている。

具体的には本実施形態のコア１０は、２つのＥ字型コア１０ｃと、３本のＩ字型コア１０ｄ、１０ｅによって構成されている。すなわち、２つのＥ字型コア１０ｃは、Ｅ字の３本の脚を下側に向けて各脚がｚ軸方向に延び、かつ、Ｅ字の各脚がｙ軸方向に並ぶようにして、ｘ軸方向に並列配置されている。２本のＩ字型コア１０ｅは、Ｉ字型コア１０ｄより細い。３本のＩ字型コア１０ｄ、１０ｅは、ｘ軸方向に延び、Ｉ字型コア１０ｄを中央にしてｙ軸方向に並列配置されている。Ｉ字型コア１０ｄがＥ字型コア１０ｃの中央の中脚同士を接続し、Ｉ字型コア１０ｅがＥ字型コア１０ｃの外脚同士と接続している。

このコア１０において、脚部１１は、Ｅ字型コア１０ｃの中央の中脚であり、連結部１２は、中央のＩ字型コア１０ｄである。連結部１３は、Ｅ字型コア１０ｃの３本の脚を繋ぐ継板部と、Ｅ字型コア１０ｃの外脚とによって構成されている。延在部１３１ａは、Ｅ字型コア１０ｃの外脚によって構成されている。

折れ曲がり部１３１の磁路方向に垂直な断面（ここではｘｚ平面）の面積、延在部１３１ａの磁路方向に垂直な断面（ここではｘｙ平面）の面積、及び、隣接部１３２の磁路方向に垂直な断面（ここではｙｚ平面）の面積は、脚部１１の磁路方向に垂直な断面（ここではｘｙ平面）の面積の概略半分である。概略半分とは、半分であっても良いし、半分より若干小さくても良いし、若干大きくても良い。

［３−２．作用・効果］
本実施形態のリアクトルは、折れ曲がり部１３１を脚部１１の他端を起点として二股に分かれて設けるようにした。これにより、小型化したリアクトルを得ることができる。すなわち、折れ曲がり部１３１が二股に分かれているので、磁束が通過する磁路の断面積としては二股に分けない場合と比べて半分にできる結果、コア１０の大きさを抑えることができる。本実施形態では折れ曲がり部１３１がコイル５ａ、５ｂの上端上方に位置しており、折れ曲がり部１３１の磁路方向と直交する断面積を半分にできる分、高さ方向の大きさを抑えることができる。その結果、低背化したリアクトルを得ることができる。

［４．実施例］
本発明の実施例を、図１２〜図１７及び表１、表２を参照して以下に説明する。サンプルとなるリアクトルは実施例と比較例の２つである。

（サンプル）
実施例は、図１２に示すように第３の実施形態のリアクトルと同じ形状とした。但し、ケース４は省略した。実施例のサンプルは下記のように設定した。なお、ｘ軸方向の大きさＬｘは、コイル５ａ、５ｂの最外側面間の距離である。
・ｘ、ｙ、ｚ軸方向の大きさＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚ：Ｌｘ＝１１４．２ｍｍ、Ｌｙ＝７３．４ｍｍ、Ｌｚ＝８５．４８ｍｍ（Ｌｘは図１４参照。Ｌｙ、Ｌｚは図１２参照。）
・脚部１１のｘｙ平面の断面積：８１６ｍｍ^２
・連結部１２のｙｚ平面の断面積：４９４ｍｍ^２
・折れ曲がり部１３１のｘｚ平面の断面積：３４７ｍｍ^２
・隣接部１３２のｙｚ平面の断面積：２１６ｍｍ^２

比較例は、図１３に示すように、２つのＵ字型コアＣの両端を突き合わせて環状コアを形成し、Ｕ字型コアＣの脚部にコイル５ａ、５ｂが装着されてなる。環状コアのうち、コイル５ａ、５ｂが装着されている直線部分が脚部であり、コイル５ａ、５ｂから露出している部分がヨーク部Ｙである。比較例のサンプルは下記のように設定した。
・ｘ、ｙ、ｚ軸方向の大きさＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚ：Ｌｘ＝９０．６ｍｍ、Ｌｙ＝１１６．２ｍｍ、Ｌｚ＝４３．５ｍｍ
・Ｕ字型コアＣの脚部、ヨーク部の断面積：６２５ｍｍ^２、５００ｍｍ^２

なお、実施例及び比較例では、ｘｙ平面を水平面とし、ｚ軸方向を高さ方向としており、実施例及び比較例は、ｚ軸負方向側をリアクトルの設置面に設置するサンプルとした。

（評価）
実施例と比較例において、各評価点における漏れ磁束の平均（ｍＴ）とリップル（ｍＴ）で評価した。これらの評価結果は、下記の解析条件においてコンピュータで行ったシミュレーション結果である。漏れ磁束の平均（ｍＴ）は、算出された漏れ磁束の交流電流１周期当たりの平均である。具体的には、１周期における漏れ磁束の最大値と最小値との和を２で除して求めたものである。リップルは、この漏れ磁束の平均を中心とした揺らぎであり、１周期の最大値と最小値の差（ピークｔｏピーク）である。

実施例の評価点は、図１４及び図１５に示すように、ｘｙ平面の評価点１〜１５を、ｚ軸方向において高さが上から順に「上」、「中」、「下」の高さにおいてそれぞれ設定した。「上」はリアクトル上面から１０ｍｍ離れた高さであり、「下」はリアクトル底面から１０ｍｍ離れた高さである。「中」はコイル５ａ、５ｂの中央の高さである。評価点１〜５、６、１０、１１〜１５はリアクトルから１０ｍｍ離れたポイントである。評価点７〜９は、リアクトルのｙ軸方向中央のｘ軸上のポイントである。評価点１，６，１１、評価点２，７，１２、評価点３，８，１３、評価点４，９，１４、評価点５，１０，１５はそれぞれｘ軸方向に離れたｙ軸上のポイントである。評価点１，２間、４，５間は３７．６５ｍｍ、評価点２，３間、３，４間は、２９．４５ｍｍ、評価点５，１０間、１０，１５間は、４６．７ｍｍとした。

比較例の評価点は、図１６及び図１７に示すように、ｘｙ平面の評価点１〜１５を、ｚ軸方向において高さが上から順に「上」、「中」、「下」の高さにおいてそれぞれ設定した。「上」はリアクトル上面から１０ｍｍ離れた高さであり、「下」はリアクトル底面から１０ｍｍ離れた高さである。「中」はコイル５ａ、５ｂの中央の高さである。評価点１〜３、４、６、７、９、１０、１２、１３〜１５はリアクトルから１０ｍｍ離れたポイントである。評価点５，８，１１は、リアクトルのｘ軸方向中央のｙ軸上のポイントである。評価点１〜３、評価点４〜６、評価点７〜９、評価点１０〜１２、評価点１３〜１５はそれぞれｙ軸方向に離れたｘ軸上のポイントである。評価点１，４，７，１０，１３、評価点２，５，８，１１，１４、評価点３，６，９，１２，１５は、ｘ軸方向に離れたｙ軸上のポイントである。評価点１，４間、１０，１３間は２０ｍｍ、評価点４，７間、７，１０間は、４８．１４ｍｍ、評価点１，２間、２，３間は、５５．３ｍｍである。

（解析条件）
・コイル５ａ、５ｂに流した電流の振幅、位相差、周波数：２０Ａ、１８０°、３０ｋＨｚ
・コイル５ａ、５ｂの巻数：２３ターン
・コイル５ａ、５ｂの肉厚、幅：１．７ｍｍ、８．０ｍｍ
・コアの材質：純鉄系ダストコア

実施例の評価結果を表１に示す。比較例の評価結果を表２に示す。なお、実施例で高さ「中」の評価点７〜９、比較例で高さ「中」の評価点５、８、１１は、コア内の磁束、又はリアクトル外部に漏れない磁束であるため、数値は表示していない。

表２に示すように、比較例では、各評価点の漏れ磁束（平均）は、８．７ｍＴ〜３５．３ｍＴ程度の範囲である。大半の評価点で１０ｍＴを超えており、漏れ磁束は１０のオーダーになっている。

また、コイル５ａ、５ｂの一端側では、高さ「中」の評価点２で漏れ磁束が３５．３ｍＴと最大となり、その周囲（例えば、評価点２の「上」や「下」、「中」の評価点４、６、「上」、「下」の評価点５）において、漏れ磁束が２０ｍＴ前後となっており、最大点から周囲に漏れ磁束が拡がっていることが分かる。コイル５ａ、５ｂの他端側では、高さ「中」の評価点１４で漏れ磁束が３５．１ｍＴと最大となり、その周囲（例えば、評価点１４の「上」や「下」、「中」の評価点１０、１２、「上」、「下」の評価点１１）において、漏れ磁束が２０ｍＴ前後となっており、最大点から周囲に漏れ磁束が拡がっていることが分かる。このように比較例では水平方向にも高さ方向にも磁束が漏れ拡がる。

一方、表１に示すように、実施例では、各評価点の漏れ磁束（平均）は、３．８ｍＴ〜４１．０ｍＴ程度の範囲である。大半の評価点で１０ｍＴを下回っており、漏れ磁束は１のオーダーであり、比較例より１桁小さくなっている。

また、「下」の評価点７〜９で漏れ磁束が４０ｍＴ前後で最大となり、その他の評価点１〜５、１１〜１５では漏れ磁束が１０ｍＴ未満になっており、磁束が漏れる箇所がコイル５ａ、５ｂの下端側に集中していることが分かる。このように、実施例では、磁束が漏れる箇所をコイル５ａ、５ｂの下端側に集めることができるとともに、それ以外の箇所への磁束の漏れ拡がりが抑制できることが分かる。

［４．他の実施形態］
本発明は、上記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、上記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）上記実施形態では、コイルの数を２つ又は４つとしたが、磁場の向きが対向するように磁束を発生させるのであれば、コイル５ａ、５ｂは少なくとも一対あれば良い。すなわち、コイルの数は２以上あれば良く、例えば、６つ、８つであっても良い。また、第２の実施形態ではリアクトルはコイル５ａ〜５ｄを有するが、コイルの数は３つでも良い。例えば、コイル５ｃ、５ｄの何れかを省略する。

（２）コア１０の具体的な構成は、第１乃至第３の実施形態に限定されない。例えば、第１の実施形態では、コア１０を２つのＵ字型コア１０ａと２本のＩ字型コア１０ｂとで構成したが、Ｉ字型コアのみで構成するようにしても良い。このようにコア１０は、複数の脚部１１と、コイル５ａ、５ｂの一端側の脚部１１の一端を繋ぐ連結部１２と、コイル５ａ、５ｂの他端側の脚部１１の他端を繋ぐ連結部１３と、を有する環状コアであれば、Ｉ字型コア、Ｕ字型コア、Ｅ字型コア、Ｃ字型コア、Ｊ字型コアなど任意の形状の部分コアを組み合わせて構成しても良い。

（３）上記の実施形態では、連結部１２と隣接部１３２は平行に隣接配置するようにしたが、隣接しているのであれば、平行でなくても良い。例えば、連結部１２に対して隣接部１３２が斜交するようにしても良い。

（４）上記の実施形態では、連結部１２と隣接部１３２は柱形状としたが、これに限定されない。連結部１２は脚部１１の端部同士を繋ぎ、隣接部１３２は折り返し部１３１の端部同士を繋いでいれば良く、Ｕ字形状やＣ字形状であっても良い。例えば、連結部１２と隣接部１３２をＵ字形状とする場合、Ｕ字の湾曲部分を互いに向けて配置すると良い。磁束が漏れる箇所をより近接して配置することになり、一方からの漏れ磁束を他方が捕捉しやすく、漏れ磁束の拡がりを抑制できるからである。

１０コア
１０ａＵ字型コア
１０ｂＩ字型コア
１０ｃＥ字型コア
１０ｄ、１０ｅＩ字型コア
１１脚部
１２、１３連結部
１３１折れ曲がり部
１３１ａ延在部
１３２隣接部
４ケース
４１底面部
４２壁部
５ａ、５ｂコイル
５ｃ、５ｄコイル

Claims

巻軸が平行になるように並列配置され、磁場の向きが対向するように磁束を発生させる複数の第１のコイルと、
前記第１のコイルが装着される環状のコアと、
を備え、
前記コアは、
並列配置され前記第１のコイルが装着される複数の脚部と、
前記第１のコイルの一端側の前記脚部の一端を繋ぐ第１の連結部と、
前記第１のコイルの他端側の前記脚部の他端を繋ぐ第２の連結部と、
を有し、
前記第１の連結部は、前記脚部と交差するように前記脚部の並び方向に延び、
前記第２の連結部は、
前記第１のコイルの他端側で折れ曲がり、前記第１のコイルの一端側に延びてなる折れ曲がり部と、
前記折れ曲がり部の先に設けられ、前記第１のコイルの一端側において前記第１の連結部に隣接配置された隣接部と、
を有すること、
を特徴とするリアクトル。
前記折れ曲がり部は、前記第１のコイルの一端側に延び、前記脚部と並列に設けられた延在部を有し、
前記延在部には、前記第１のコイルと直列に磁気結合する第２のコイルが装着され、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルがエッジワイズコイルであること、
を特徴とする請求項１記載のリアクトル。
前記折れ曲がり部が前記脚部の他端を起点として二股に分かれて設けられていること、
を特徴とする請求項１記載のリアクトル。
前記第１のコイル及び前記コアを有するリアクトル本体を収容するケースを備え、
前記ケースには、
前記リアクトル本体が、前記第１の連結部及び前記隣接部が配置されている前記第１のコイルの一端側を前記ケースの底面部に向けて収容されていること、
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のリアクトル。
前記コイルは、エッジワイズコイルであること、
を特徴とする請求項１記載のリアクトル。