JP2013016691A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】リアクトルにおいて、大型化を防止しつつ、コイルの占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することである。
【解決手段】リアクトル２０は、コア２２と、互いに径方向にずれて配置され、互いに接続された内周側、外周側両コイル要素２４，２６とを含む。内周側、外周側各コイル要素２４，２６は内側、外側各コイル４０，４２により構成する。内側コイル４０の電気抵抗率ρ１を外側コイル４２の電気抵抗率ρ２以上とし、内側コイル４０の巻回数ｎ１を外側コイル４２の巻回数ｎ２よりも小さくする。内側コイル４０の断面積Ｓ１を外側コイル４２の断面積Ｓ２よりも小さくし、内側コイル４０の断面の縦長さに対する横長さの比であるアスペクト比Ａ１を、外側コイル４２の断面のアスペクト比Ａ２よりも小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コアと、コアの周囲に、互いに径方向に離れて配置される外周側コイル要素及び内周側コイル要素とを備えるリアクトルに関する。

従来から、エンジンと走行用モータとを搭載し、エンジン及び走行用モータの一方または両方を主駆動源として使用するハイブリッド車両（ＨＶ）や、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車両等において電池電圧と、走行用モータに接続されたインバータの駆動電圧との最適化を図るために、昇圧コンバータ等の電圧変換器が使用されている。

このような電圧変換器は、コアと、そのコアの周囲に巻装されたコイルとを含むリアクトルを備えている。また、コアは、複数の磁性体により構成し、複数の磁性体の一部をギャップ板と呼ばれるスペーサや空間（ギャップ）を介して対向させることが考えられている。この場合、コアを流れる磁束は、スペーサやギャップを通過せず、これらの周囲に漏れ出る漏れ磁束が生じる可能性がある。この場合、漏れ磁束が周囲に配置されたコイルを通過すると渦電流の発生による渦電流損が生じる可能性がある。

これに対して、特許文献１には、複数の磁性を有するＵ型コア材と複数の磁性を有するＩ型コア材とを組み合わせることにより環状に構成されるリアクトルコアであって、隣接するコア材の間に非磁性のギャップ板を配置するリアクトルコアが記載されている。また、図９に示すように各Ｉ型コア材１０と２のギャップ板１２とが接着層１４を介して固定されており、各Ｉ型コア材１０とギャップ板１２との周囲に、コイル１６が図示しないボビンに巻装されるように配置されている。また、２のギャップ板１２の外周に漏れ磁束の引き寄せ伝達手段である、強磁性体の無端状突起１８が形成されている。これにより、ギャップ板１２を挟むＩ型コア材１０からの漏れ磁束ｆが無端状突起１８により引き寄せられ、漏れ磁束とコイル１６との鎖交面積を効果的に低減することができるとされている。

また、特許文献２には、コアのギャップ周縁部に生じる漏れ磁束を減少させることを目的として考えられたリアクトルであって、磁性体の複数のコアブロックをスペーサを介して組み付けることにより構成される環状コアと、環状コアの外周に設けられたコイルとを備え、スペーサは、２以上の非磁性体層の間に磁性体を設けることにより構成されているリアクトルが記載されている。

また、特許文献３には、コアのエアギャップ近傍に発生する漏れ磁束によるコイルの渦電流損を低減することを目的として考えられたリアクトルであって、コアは、２の磁性体の中央磁脚をエアギャップを介して接続することにより構成され、１の端子の側から接続された銅材を中央磁脚に巻きつけるコイルを備え、銅材は、２分割した分割銅板に空間幅を設けた分割点を備え、エアギャップ近傍に分割点を配置したリアクトルが記載されている。

また、コアとコイルとの間の距離を十分に確保し、磁束の距離減衰を利用することにより、コアからコイル側に生じた漏れ磁束による渦電流損の低減を図ることも考えられている。

特開２００９−３２９２２号公報 特開２００８−４１８７８号公報 特開２００８−２１０９９８号公報

ただし、上記のように、漏れ磁束によりコイルに発生する渦電流損を低減すべく、コアとコイルとの間の距離を十分に確保する場合、デッドスペースが大きくなり、リアクトル全体が大型化したり、リアクトル全体でのコイルの占有率である占積率が低下する可能性がある。このため、リアクトルの大型化を防止しつつ、コイルの占積率を高くし、かつ、渦電流損を低減できる有効な手段の実現が望まれている。

これに対して、特許文献１や特許文献２に記載された構成によれば、無端状突起１８（図９）やスペーサの磁性体層を、磁気シールドとして用いて、渦電流損の低減を図れる可能性がないとはいえないが、直流磁束が大きな高負荷条件で役割を果たさない。これは、渦電流損で問題になるのは交流磁束のみであるが、磁気シールドは直流磁束も引き寄せ対策してしまう特徴があり、直流磁束の多い条件では磁気シールドが磁気飽和を起こして役割を果たさなくなるためである。また、磁気シールドは磁束のシャントとして作用するので、直流磁束が少ない条件では、磁気シールドの比透磁率の大きさに応じてリアクトルのインダクタンスは大きくなるが、直流磁束が多くなると磁気シールドの磁気飽和により、インダクタンスは小さくなる。このインダクタンスの非線形性をなくすためには、磁気シールドを十分大きくする必要があるが、体格増、コストアップのため、適当ではない。

また、渦電流損を低減すべく、特許文献３のように、分割銅板の間の空間領域を、コアの中央磁脚のエアギャップ近傍に配置する場合も、リアクトル全体に対するコイルの占積率が低下する可能性がある。

本発明の目的は、リアクトルにおいて、大型化を防止しつつ、コイルの占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することである。

本発明に係るリアクトルは、コアと、前記コアの少なくとも一部の周囲に、互いに径方向の異なる位置に配置され、互いに接続される外周側コイル要素及び内周側コイル要素とを備えるリアクトルであって、前記内周側コイル要素は、１の内側コイル、または互いに径方向の異なる位置に配置され互いに接続される複数の内側コイルにより構成され、前記外周側コイル要素は、１の外側コイル、または互いに径方向の異なる位置に配置され互いに接続される複数の外側コイルにより構成され、（１）前記内側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ１は、前記外側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ２以上であり、かつ、（２）前記内側コイルの巻回数ｎ１は、前記外側コイルの巻回数ｎ２よりも小さく、かつ、（３）前記内側コイルの周方向に対し直交する平面での断面の断面積Ｓ１は、前記外側コイルの周方向に対し直交する平面での断面の断面積Ｓ２よりも小さく、かつ、（４）前記内側コイルの前記断面の縦長さに対する横長さの比であるアスペクト比Ａ１は、前記外側コイルの前記断面の縦長さに対する横長さの比であるアスペクト比Ａ２よりも小さいことを特徴とするリアクトルである。なお、断面の「縦長さ」とは、断面においての、コイルの軸方向と平行な方向の長さをいい、断面の「横長さ」とは、断面においての、縦長さ方向に対し直交する方向の長さをいう（本明細書全体及び特許請求の範囲で同じとする。）。

また、本発明に係るリアクトルにおいて、好ましくは、前記内側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ１は、前記外側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ２よりも大きい。

また、本発明に係るリアクトルにおいて、好ましくは、前記内側コイルはアルミニウム線により構成され、前記外側コイルは銅線により構成される。

また、本発明に係るリアクトルにおいて、好ましくは、前記内側コイルは、フラットワイズコイルまたはシート状導体を螺旋状に形成した螺旋シートコイルにより構成される。

また、本発明に係るリアクトルにおいて、好ましくは、前記内周側コイル要素を構成する内側コイルの数は、前記外周側コイル要素を構成する外側コイルの数以下とし、かつ、内側コイルはフラットワイズコイルまたはシート状導体を螺旋状に形成した螺旋シートコイルにより構成され、外側コイルはエッジワイズコイルにより構成される。

また、本発明に係るリアクトルにおいて、好ましくは、前記内周側コイル要素は１の内側コイルにより構成され、前記外周側コイル要素は１の外側コイルにより構成され、前記外側コイルは、前記内側コイルと巻き方向を逆にして接続されている。

本発明のリアクトルによれば、コアに近い内側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ１は、コアから遠い外側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ２以上となり、かつ、内側コイルの断面積Ｓ１は外側コイルの断面積Ｓ２よりも小さく、かつ、内側コイルの断面のアスペクト比Ａ１は、外側コイルの断面のアスペクト比Ａ２よりも小さいので、コアからの漏れ磁束によりコイルに発生する渦電流損を小さくできる。しかも、内周側コイル要素は外周側コイル要素よりも径方向内側に位置し、しかも、内側コイルの巻回数ｎ１は外側コイルの巻回数ｎ２よりも小さくなるので、内周側コイル要素の電流経路の長さは、外周側コイル要素の電流経路の長さよりも小さくなる。このため、内側コイルの電気抵抗率ρ１は、外側コイルの電気抵抗率ρ２よりも大きくなる場合でも、外周側コイル要素及び内周側コイル要素全体での電気抵抗が過度に高くなることを防止できる。また、外側コイルの巻回数ｎ２を大きくできるので、内側、外側両コイル全体でのターン数、すなわち巻回数が過度に小さくなることを防止できる。しかも、上記の特許文献１，２のように、磁気シールドとして機能する部分で磁束を引き寄せることを行う必要がないので、電流負荷に対する初期インダクタンスの過度な非線形性を防止できる。また、渦電流損低減のためにコアとコイルとの間に大きな空間を設ける必要がないので、リアクトル全体でのコイルの占積率の向上を図れる。この結果、本発明のリアクトルによれば、大型化を防止しつつ、コイルの占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することができる。

本発明の実施の形態に係るリアクトルの１例の概略断面図である。 図１のリアクトルを構成する内側コイルを示す斜視図である。 図１のリアクトルを構成する外側コイルを示す斜視図である。 （ａ）は図１から内側コイルの１ターンの断面を取り出して示す図であり、（ｂ）は図１から外側コイルの１ターンの断面を取り出して示す図である。 図４（ａ）（ｂ）において、コイルに片側から漏れ磁束が鎖交すると仮定した場合の様子を示す図である。 図１のリアクトルにおいて、外周側コイル要素を構成する外側コイルの数を多くした例を示す、図１のＡ部拡大対応図である。 本発明の実施の形態に係るリアクトルの別例の第１例の概略断面図である。 本発明の実施の形態に係るリアクトルの別例の第２例の概略断面図である。 従来構造の１例のリアクトルにおいて、２のＩ型コア材同士の間に無端状突起が形成されている構成を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態のリアクトルを、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態のリアクトルは、例えばハイブリッド車両や、電気自動車、燃料電池車両等の電動車両の電気回路を構成する昇圧コンバータや昇降圧コンバータ等の電圧変換器に組み込んで使用できる。ただし、リアクトルは、このような使用形態で使用するものに限定せず、種々の電気回路に組み込んで使用できる。

図１から図５は、本発明の実施の形態の１例を示している。図１に示すように、リアクトル２０は、コア２２と、コア２２の一部に巻装するように配置された内周側コイル要素２４及び外周側コイル要素２６とを備える。

コア２２は、それぞれ磁性材により造られた２のＥコア材２８を含む。各Ｅコア材２８は、Ｉ字形の基部３０から直交する方向に形成された平行な３本の脚部要素３２，３４を含む、断面Ｅ形に形成されている。コア２２は、各Ｅコア材２８の各脚部要素３２，３４を互いに向き合うように組み合わせることにより構成され、両側の端脚部３６と、端脚部３６同士の間の中央脚部３８とを含んでいる。図示の例では、３本の脚部要素３２，３４の中央の脚部要素３４の先端を空間ギャップＧを介して対向させることにより、中央脚部３８が構成されている。このようなコア２２は、例えば、鉄を基材とする磁性粉末を加圧成形することにより造られるダストコアにより構成されたり、鉄やケイ素鋼やアモルファス材等で造られる複数枚の磁性板の積層体により構成されることができる。

また、中央脚部３８の空間ギャップＧを含む部分の周囲で互いに径方向の離れた位置に、内周側コイル要素２４と、外周側コイル要素２６とをそれぞれ配置している。内周側コイル要素２４は、１の内側コイル４０により構成され、外周側コイル要素２６は、１の外側コイル４２により構成されている。このような内周側コイル要素２４は内側コイル４０を１レア有し、外周側コイル要素２６は外側コイル４２を１レア有する。この場合、「レア」とは、同じ種類のコイルを径方向に配置している数をいう。そして内側コイル４０及び外側コイル４２の軸方向一端に位置する電流経路の一端同士を電気的に直列に接続している。また、図１で「ｉｎ」と示されている内側コイル４０の電流経路の他端側と、図１で「ｏｕｔ」と示されている外側コイル４２の電流経路の他端側とにそれぞれ図示しない外部端子を接続可能としている。

次に、内側コイル４０及び外側コイル４２の構成及び互いの関係を詳しく説明する。内側コイル４０及び外側コイル４２は、次の（ａ）から（ｄ）の条件のすべてを満たすように構成する。
（ａ）内側コイル４０を構成する導体線の電気抵抗率をρ１とし、外側コイル４２を構成する導体線の電気抵抗率をρ２とした場合に、ρ１はρ２以上とする（ρ１≧ρ２）。
（ｂ）内側コイル４０の巻回数をｎ１とし、外側コイル４２の巻回数をｎ２とした場合に、ｎ１はｎ２よりも小さくする（ｎ１＜ｎ２）。
（ｃ）内側コイル４０の周方向に対し直交する平面での断面の断面積をＳ１とし、外側コイル４２の周方向に対し直交する平面での断面の断面積をＳ２とした場合に、Ｓ１はＳ２よりも小さくする（Ｓ１＜Ｓ２）。
（ｄ）内側コイル４０の上記断面の縦長さＬａ１に対する横長さＬａ２の比（Ｌａ２／Ｌａ１）（図４（ａ））であるアスペクト比をＡ１とし、外側コイル４２の上記断面の縦長さＬｂ１に対する横長さＬｂ２の比（Ｌｂ２／Ｌｂ１）（図４（ｂ））であるアスペクト比をＡ２とした場合に、Ａ１はＡ２よりも小さくする（Ａ１＜Ａ２）。

特に、本実施の形態では、
（ａ２）内側コイル４０の導体線の電気抵抗率ρ１は、外側コイル４２の導体線の電気抵抗率ρ２よりも大きくしている（ρ１＞ρ２）。このために、特に、内側コイル４０の導体線はアルミニウム線により構成し、外側コイル４２の導体線は、銅線により構成している。ただし、内側コイル４０及び外側コイル４２の導体線の構成は、これに限定するものではなく、上記の（ａ）の条件、より好ましくは、（ａ２）の条件を満たすものであれば、種々の構成を採用できる。

また、上記の（ｂ）（ｄ）の条件を満たすために、本実施の形態では、図２に示すように、内側コイル４０をフラットワイズコイルにより構成するとともに、図３に示すように、外側コイル４２をエッジワイズにより構成している。すなわち、図２のフラットワイズコイルである内側コイル４０は、断面の軸方向（図２のＰ１方向）に平行な方向の幅寸法である縦長さＬａ１に比べて、断面の縦長さ方向に対し直交する方向の厚さ寸法である横長さＬａ２が小さくなっている。

また、図３のエッジワイズコイルである外側コイル４２は、断面の軸方向（図３のＰ２方向）に平行な方向の厚さ寸法である縦長さＬｂ１に比べて、断面の縦長さ方向に対し直交する方向の幅寸法である横長さＬｂ２が大きくなっている。また、内側、外側各コイル４０，４２は、導体線の周囲を絶縁被膜により被覆することで構成されている。

各コイル４０，４２が上記のように構成されるので、図４（ａ）に示すように、内側コイル４０の周方向に対し直交する平面での断面を見た場合に、縦長さ、すなわち軸方向（図４の上下方向）と平行な方向の幅寸法をＬａ１とし、横長さ、すなわち縦長さ方向に対し直交する方向の厚さ寸法をＬａ２とした場合に、この部分での断面積Ｓ１はＬａ１×Ｌａ２となる。これに対して、図４（ｂ）に示すように、内側コイル４０の周方向に対し直交する平面での断面を見た場合に、縦長さ、すなわち軸方向（図４の上下方向）と平行な方向の幅寸法をＬｂ１とし、横長さ、すなわち縦長さ方向に対し直交する方向の厚さ寸法をＬｂ２とした場合に、この部分での断面積Ｓ２はＬｂ１×Ｌｂ２となる。

また、図１に示すように、外側コイル４２は、内側コイル４０に対し巻き方向を逆にすることで互いの極性を逆にして、内側コイル４０に直列に接続している。このような内側コイル４０は、コア２２の両側の２の端脚部３６同士の間で、中央脚部３８の空間ギャップＧを含む部分の周囲に巻装するように配置され、外側コイル４２は、内側コイル４０の外側に配置するように、中央脚部３８のギャップＧを含む部分の周囲に巻装するように配置されている。なお、内側、外側各コイル４０，４２は、図示しない非磁性材製のボビンにより支持することができる。

このようなリアクトル２０によれば、上記の（ａ）から（ｄ）の条件を満たすようにしているので、大型化を防止しつつ、リアクトル２０全体での内側コイル４０及び外側コイル４２の占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することができる。すなわち、コア２２に近い内側コイル４０を構成する導体線の電気抵抗率ρ１は、コア２２から遠い外側コイル４２を構成する導体線の電気抵抗率ρ２以上となり（ρ１≧ρ２）、かつ、図４（ａ）の内側コイル４０の断面積Ｓ１は図４（ｂ）の外側コイル４２の断面積Ｓ２よりも小さく（Ｓ１＜Ｓ２）なる。また、内側コイル４０の断面のアスペクト比Ａ１は、外側コイル４２の断面のアスペクト比Ａ２よりも小さい（Ａ１＜Ａ２）。このため、例えばコア２２の空間ギャップＧ近傍から、図１に矢印αで示すような流れの漏れ磁束が発生する等で、コア２２から漏れ磁束が発生した場合でも、この漏れ磁束により内側コイル４０及び外側コイル４２の全体に発生する渦電流損を小さくできる。なお、図１でコア２２内に示す矢印βは、図１の「ｉｎ」側から電流を入力し、「ｏｕｔ」側から電流を出力した場合にコア２２内で生じる磁束の流れ方向を示している。

また、本実施形態では、内側コイル４０の導体線はアルミニウム線により構成されるので、コア２２からの漏れ磁束により発生する渦電流損をより小さくできる。この理由は、ある物体で生じる電気抵抗率ρと渦電流損Ｗｅとの関係は、次の（１）式で表されるからである。
Ｗｅ∝（２πｆ²Ｂ²）／ρ ・・・（１）

ここで、ｆは磁束密度の周波数で、Ｂは最大磁束密度である。したがって、電気抵抗率ρが大きくなるほど、渦電流損Ｗｅは小さくなる。このため、アルミニウム線により構成することで電気抵抗率ρ１が大きくなる内側コイル４０の場合、渦電流損Ｗｅをより小さくできる。ただし、本実施の形態は、電気抵抗率ρ１を電気抵抗率ρ２よりも大きくする場合に限定するものではなく、互いの電気抵抗率ρ１、ρ２を等しくする、例えば、同じ材料（例えば同じ銅線）により内側コイル４０及び外側コイル４２を構成することもできる。

また、内側コイル４０により構成される内周側コイル要素２４は、外側コイル４２により構成される外周側コイル要素２６よりも径方向内側に位置し、しかも、内側コイル４０の巻回数ｎ１は外側コイル４２の巻回数ｎ２よりも小さくする（ｎ１＜ｎ２）ので、内周側コイル要素２４の電流経路の長さ、すなわちコイル長は、外周側コイル要素２６のコイル長よりも小さくなる。このため、本実施の形態のように、内側コイル４０の電気抵抗率ρ１が外側コイル４２の電気抵抗率ρ２よりも大きくなる場合でも、外側コイル４２及び内側コイル４０全体での電気抵抗が過度に高くなることを防止できる。また、外側コイル４２の巻回数ｎ２を大きくできるので、内側、外側両コイル４０，４２全体でのターン数、すなわち巻回数が過度に小さくなることを防止できる。

しかも、上記の特許文献１，２のように、磁気シールドとして機能する部分で磁束を引き寄せることを行う必要がないので、電流負荷に対する初期インダクタンスの過度な非線形性を防止できる。なお、ここでいう「非線形性」とは、電流負荷に対するインダクタンスの特性が一定定数から外れることを意味する。また、渦電流損低減のためにコア２２と内側コイル４０との間に大きな空間を設ける必要がないので、リアクトル２０全体での内側コイル４０及び外側コイル４２の占積率の向上を図れる。この結果、本実施形態のリアクトル２０によれば、大型化を防止しつつ、内側コイル４０及び外側コイル４２の占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することができる。

また、内側コイル４０は、フラットワイズコイルにより構成されるので、内側コイル４０の断面の鎖交磁束量を低減できる。すなわち、図５は、図４（ａ）（ｂ）において、コイルに片側から漏れ磁束が鎖交すると仮定した場合の様子を示す図である。図５において、（ａ）は、図４（ａ）の内側コイル４０の１ターン分の周方向に対し直交する平面での断面に対応し、（ｂ）は、図４（ｂ）の外側コイル４２の１ターン分の周方向に対し直交する平面での断面に対応する。図５の矢印αで示すように、コア２２（図１）側である、内側コイル４０及び外側コイル４２の片側（図５（ａ）（ｂ）の右側）から漏れ磁束が、各コイル４０，４２に鎖交すると仮定した場合、漏れ磁束のｙ方向成分の変化が各コイル４０，４２の渦電流損に大きく影響する。また、本実施の形態のように図５（ａ）のコア２２に近い内側コイル４０をフラットワイズコイルにより構成する場合には、ｙ方向に対し直交する断面（図５（ａ）のＴａ）の断面積が、図５（ｂ）のエッジワイズコイルにより構成する外側コイル４２のｙ方向に対し直交する断面（図５（ｂ）のＴｂ）の断面積の場合に比べて小さくなる。このため、図５（ａ）のフラットワイズコイルにより構成する内側コイル４０では、コイル断面の鎖交磁束量を低減でき、渦電流損をより小さくできる。

また、内側コイル４０をフラットワイズにより構成することで、内側コイル４０を上記のようにアルミニウム線のように高い電気抵抗率を有する材料により構成する場合でも、内側コイル４０の実質的な巻き周長が短くなり、かつ、巻回数が少なくなるため、電流経路長さを小さくでき、全体の電気抵抗損の増加を抑えやすくなる。また、コイルに流す電流が小さい低負荷領域では、電気抵抗損よりも渦電流損の問題が全体の損失に対して大きくなるので、内側コイル４０の全体の直流抵抗が大きくなっても、低負荷領域では電気抵抗損及び渦電流損を含む全体での損失を小さくしやすくなる。また、内側コイル４０をアルミニウム線により構成する場合には、リアクトル２０全体での軽量化や低コスト化を図りやすくなる。

なお、本実施の形態では、外側コイル４２をエッジワイズコイルにより構成しているが、上記の（ａ）から（ｄ）の条件が満たされるのであれば、外側コイル４２をエッジワイズコイル以外、例えば、フラットワイズコイルにより構成することもできる。また、内側コイル４０は、薄板のシート状導体を螺旋状に形成した螺旋シートコイルにより構成することもできる。この場合も、内側コイル４０をフラットワイズコイルにより構成する場合と同様の効果を得られる。また、上記の（ａ）から（ｄ）の条件が満たされるのであれば、内側コイル４０をフラットワイズコイル以外により構成することもできる。

また、図１に示すように、外側コイル４２は、内側コイル４０に対し巻き方向を逆にすることで互いの極性を逆にして、内側コイル４０に直列に接続している。このため、内側コイル４０及び外側コイル４２に、同じ側である片側端面側（図１の上端面側）でそれぞれ外部端子を接続できるとともに、内側コイル４０及び外側コイル４２同士を、同じ側である他側端面側（図１の下端面側）で接続できるので、各コイル４０，４２に対する結線作業を容易に行える。

なお、図１では、中央脚部３８を構成する２の中央の脚部要素３４同士の間に空間ギャップＧを設けているが、この空間ギャップＧ部分に非磁性材のギャップ板や、非磁性の充填材（例えばエポキシ樹脂）を設けることもできる。なお、本実施の形態のリアクトル２０は、例えば、コア２２での空間ギャップＧやギャップ板、充填材をなくすギャップレス構造を、低透磁率コア材を使用して実現する場合に、漏れ磁束による渦電流損に対する対策を採りやすくなる面から有効である。また、図１では、コア２２を２のＥコア材２８を組み合わせることにより構成しているが、単一の１のコア材、例えば１のダストコアまたは１の積層体等により構成することもできる。

図６は、図１のリアクトル２０において、外周側コイル要素２６を構成する外側コイル４２の数を多くした例を示す、図１のＡ部拡大対応図である。上記の図１から図５に示した実施形態において、図６のように、外周側コイル要素２６は、互いに径方向の異なる位置に配置された複数（例えば３個）の外側コイル４２により構成することもできる。複数の外側コイル４２は、図示しない接続部で互いに電気的に直列に接続されている。そして最も内周側の１の外側コイル４２の一端に内周側コイル要素２４である内側コイル４０の一端を電気的に直列に接続している。この構成の場合も、上記の図１から図５の実施形態と同様に、内周側コイル要素２４を構成する内側コイル４０の数は、外周側コイル要素２６を構成する外側コイル４２の数以下となっている。このため、内側コイル４０及び外側コイル４２の全体の電気抵抗率が過度に上昇することを抑制しつつ、全体のコイルのターン数、すなわち巻回数を多くしてリアクトル２０の性能向上を図りやすくなる。この場合、複数の外側コイル４２で径方向内側から径方向外側に向かって配置される順に、交互に巻き方向を異ならせることで、リアクトル２０のインダクタンスを大きくしつつ、コイル同士や、コイルと外部端子との結線作業の容易化を図れる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図５の実施形態と同様である。

なお、外周側コイル要素２６及び内周側コイル要素２４を構成するコイルの数の組み合わせは、図１から図６の例に限定するものではなく、例えば、内周側コイル要素２４を構成する内側コイル４０の数である内側レア数を、外周側コイル要素２６を構成する外側コイル４２の数である外側レア数以下とするのであれば、種々の数の組み合わせを採用できる。

なお、上記の実施形態では、コア２２を断面Ｅ形の２のＥコア材２８（図１）の組み合わせにより構成する場合に本発明を適用した場合を説明した。ただし、本発明はこの構成に限定するものではなく、例えば断面Ｕ形の２のＵコア材を互いに向き合うようにつき合わせてコアを構成する場合や、複数のＵコア材に断面Ｉ形の複数のＩコア材を組み合わせてコアを構成する場合でも、本発明を適用できる。図７は、Ｕコア材とＩコア材とによりコアが構成されている、本発明の実施の形態に係るリアクトルの別例の第１例の概略断面図を示している。本実施の形態のリアクトル２０ａの場合、コア２２ａは、それぞれ磁性材である、２のＵコア材４４及び２のＩコア材４６を、複数のギャップ板４８のそれぞれを介して互いに結合することにより構成されている。また、各Ｉコア材４６の周囲でギャップ板４８の周囲を含む部分のそれぞれに、内周側コイル要素２４と、その外側の外周側コイル要素２６とを配置し、両コイル要素２４，２６同士を接続している。このような構成の場合も、上記の実施形態と同様に、リアクトル２０ａの大型化を防止しつつ、リアクトル２０ａ全体での内側コイル４０及び外側コイル４２の占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することができる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図５の実施形態と同様である。

また、図８は、本発明の実施の形態に係るリアクトルの別例の第２例の概略断面図である。本実施の形態のリアクトル２０ｂの場合、コア２２は、上記の図１から図５の実施形態と同様の形状に形成されている。特に、本実施の形態では、コア２２において、中央脚部３８の周囲と、コア２２の両側の端脚部３６の周囲との、図８で一点鎖線Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３で示す部分に、図１で示した実施形態と同様の、内周側コイル要素２４（図１）と、その外側の外周側コイル要素２６（図１）とを配置している。図８では、内周側コイル要素２４及び外周側コイル要素２６の図示を省略している。このような構成でも、上記の実施形態と同様に、リアクトル２０ｂの大型化を防止しつつ、リアクトル２０ｂ全体での内側コイル４０及び外側コイル４２（図１参照）の占積率を高くし、かつ、渦電流損を有効に低減することができる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図５の実施形態と同様である。なお、上記の図７、図８の実施形態において、内周側コイル要素２４を構成する内側コイル４０の数である内側レア数を、外周側コイル要素２６を構成する外側コイル４２の数である外側レア数以下とするのであれば種々の数の組み合わせを採用できることは、上記で説明したのと同様である。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施し得ることは勿論である。

１０ Ｉ型コア材、１２ ギャップ板、１４ 接着層、１６ コイル、１８ 無端状突起、２０，２０ａ，２０ｂ リアクトル、２２，２２ａ コア、２４ 内周側コイル要素、２６ 外周側コイル要素、２８ Ｅコア材、３０ 基部、３２，３４ 脚部要素、３６ 端脚部、３８ 中央脚部、４０ 内側コイル、４２ 外側コイル、４４ Ｕコア材、４６ Ｉコア材、４８ ギャップ板。

Claims (6)

1. コアと、前記コアの少なくとも一部の周囲に、互いに径方向の異なる位置に配置され、互いに接続される外周側コイル要素及び内周側コイル要素とを備えるリアクトルであって、
   前記内周側コイル要素は、１の内側コイル、または互いに径方向の異なる位置に配置され互いに接続される複数の内側コイルにより構成され、
   前記外周側コイル要素は、１の外側コイル、または互いに径方向の異なる位置に配置され互いに接続される複数の外側コイルにより構成され、
   （１）前記内側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ１は、前記外側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ２以上であり、かつ、
   （２）前記内側コイルの巻回数ｎ１は、前記外側コイルの巻回数ｎ２よりも小さく、かつ、
   （３）前記内側コイルの周方向に対し直交する平面での断面の断面積Ｓ１は、前記外側コイルの周方向に対し直交する平面での断面の断面積Ｓ２よりも小さく、かつ、
   （４）前記内側コイルの前記断面の縦長さに対する横長さの比であるアスペクト比Ａ１は、前記外側コイルの前記断面の縦長さに対する横長さの比であるアスペクト比Ａ２よりも小さいことを特徴とするリアクトル。
2. 請求項１に記載のリアクトルにおいて、
   前記内側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ１は、前記外側コイルを構成する導体線の電気抵抗率ρ２よりも大きいことを特徴とするリアクトル。
3. 請求項２に記載のリアクトルにおいて、
   前記内側コイルはアルミニウム線により構成され、前記外側コイルは銅線により構成されることを特徴とするリアクトル。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１に記載のリアクトルにおいて、
   前記内側コイルは、フラットワイズコイルまたはシート状導体を螺旋状に形成した螺旋シートコイルにより構成されることを特徴とするリアクトル。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１に記載のリアクトルにおいて、
   前記内周側コイル要素を構成する内側コイルの数は、前記外周側コイル要素を構成する外側コイルの数以下とし、かつ、内側コイルはフラットワイズコイルまたはシート状導体を螺旋状に形成した螺旋シートコイルにより構成され、外側コイルはエッジワイズコイルにより構成されることを特徴とするリアクトル。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１に記載のリアクトルにおいて、
   前記内周側コイル要素は１の内側コイルにより構成され、
   前記外周側コイル要素は１の外側コイルにより構成され、
   前記外側コイルは、前記内側コイルと巻き方向を逆にして接続されていることを特徴とするリアクトル。

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