JP2015126145A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】優れた放熱性を備えるリアクトルを提供する。
【解決手段】巻線を螺旋状に巻回して構成されるコイルとコアとを組み合わせた組合体を備えるリアクトルであって、前記コアが、前記コイルの内側に配置される内側コア部を備え、前記内側コア部が、前記組合体を冷却するための流体冷媒を前記内側コア部の内部に導入するための導入口と前記導入口から導入された流体冷媒を排出するための排出口とを有する冷媒路を備え、前記コイルは、隣り合うターン間が局所的に広い隙間を有し、前記隙間を前記導入口および排出口の少なくとも一方と重なる位置に有するリアクトル。
【選択図】図１

Description

本発明は、リアクトルに関する。特に、優れた放熱性を備えるリアクトルに関する。

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において電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つにリアクトルがある。このようなリアクトルは大電流で使用され、その使用時における通電によって発熱する。その発熱によってリアクトルの温度が高くなりすぎると、リアクトルの動作が不安定となるという問題がある。そのため、リアクトルを液体冷媒の循環路に浸漬することで冷却することが提案されている。

液体冷媒の流通路に浸漬されるリアクトルとして、例えば特許文献１に記載のリアクトルが提案されている。このリアクトルは、巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内外に配置されて閉磁路を形成するコアとの組合体である。コアは、コイルの内部に配置される内側コア部と、コイルから露出する露出コア部とを備える。このリアクトルは、液体冷媒が流通される収納部を備える冷却ベースに固定される。そして、収納部に液体冷媒が流通されることでリアクトルが浸漬状態となり、リアクトルが冷却される。また、特許文献１に開示されているリアクトルでは、組合体の全周を実質的に覆う樹脂被覆部を備えており、この樹脂被覆部によって、リアクトルが液体冷媒に浸漬された状態であってもリアクトルのコアに含まれる鉄系材料（軟磁性粉末）が液体冷媒によって腐食されることを防止している。

特開２０１１−０４９４９４号公報

近年のハイブリッド自動車や電気自動車の急速な発展に伴い、リアクトルに通電される電流量も上昇の一途となっており、ひいてはリアクトルの発熱量もさらに上昇している。よって、優れた放熱性を備えるリアクトルが求められている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、優れた放熱性を備え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、巻線を螺旋状に巻回して構成されるコイルとコアとを組み合わせた組合体を備える。前記コアは、前記コイルの内側に配置される内側コア部を備える。前記内側コア部は、前記組合体を冷却するための流体冷媒を前記内側コア部の内部に導入するための導入口と前記導入口から導入された流体冷媒を排出するための排出口とを有する冷媒路を備える。前記コイルは、隣り合うターン間が局所的に広い隙間を有し、前記隙間を前記導入口および前記排出口の少なくとも一方と重なる位置に有する。

本発明のリアクトルは、上記の構成を備えることで、流体冷媒を内側コア部の内部にも流通させることができる。よって、優れた放熱性を備えるリアクトルとすることができる。

実施形態１に係るリアクトルの概略斜視図である。 実施形態１に係るリアクトルの概略分解斜視図である。 実施形態１に係るリアクトルを示し、図１における（ＩＶ）−（ＩＶ）断面図である。 リード角を説明するための概略図である。図面上段はコイルの軸方向を上下方向とした概略図を、図面下段は、巻線が斜辺となる三角形を表す概略図である。 実施形態２に係るリアクトルが備える内側コア部の概略斜視図である。 実施形態２に係るリアクトルを示し、図１における（ＩＶ）−（ＩＶ）断面図である。 実施形態３に係るリアクトルを示し、図１における（ＩＶ）−（ＩＶ）断面図である。 実施形態４に係るリアクトルを示す概略側面図である。 実施形態５に係るリアクトルを示す概略側面図である。 ハイブリッド自動車の電源系統を模式的に示す概略構成図である。 コンバータを備える電力変換装置の一例を示す概略回路である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）実施形態のリアクトルは、巻線を螺旋状に巻回して構成されるコイルとコアとを組み合わせた組合体を備える。前記コアは、前記コイルの内側に配置される内側コア部を備える。前記内側コア部は、前記組合体を冷却するための流体冷媒を前記内側コア部の内部に導入するための導入口と前記導入口から導入された流体冷媒を排出するための排出口とを有する冷媒路を備える。前記コイルは、隣り合うターン間が局所的に広い隙間を有し、前記隙間を前記導入口および前記排出口の少なくとも一方と重なる位置に有する。

上記構成を備えることで、内側コア部の内部を流体冷媒により直接的に冷却することができる。よって、本実施形態のリアクトルは優れた放熱性を備える。ここで、流体冷媒とは、流動性を有する冷媒のことであり、気体冷媒、液体冷媒、及び気液混合冷媒又は固液混合冷媒を含む。具体例としては、空気および冷却油等が挙げられる。

（２）実施形態のリアクトルとして、前記隙間が前記導入口および前記排出口と重なる形態が挙げられる。

上記構成によれば、導入口および排出口の両方を内側コア部におけるコイルの内周面側に設けた場合であっても、導入口および排出口がコイルのターンの間隔が狭い部分により実質的に塞がれたようになるおそれがない。よって、流体冷媒の流通がスムーズになるので、本実施形態のリアクトルは優れた放熱性を備える。

（３）実施形態のリアクトルとして、前記冷媒路が、前記内側コア部を貫通する貫通孔である形態が挙げられる。

内側コア部を貫通する貫通孔は、内側コア部を成形する際に同時に形成したり、成形した内側コア部に孔あけ加工を行ったりすることで、所望の箇所に所望の形状の貫通孔を容易に形成することができる。よって、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。

（４）実施形態のリアクトルとして、前記内側コア部が磁性材料を含む内側コア片と、前記内側コア片よりも低い透磁率の固体材料から構成され、前記内側コア部に局所的に設けられるギャップ部とを備え、前記冷媒路が前記ギャップ部に設けられる形態が挙げられる。

ギャップ部に冷媒路を設けることで、冷媒路がリアクトルの磁気特性に与える影響を制御しやすい。よって、本実施形態のリアクトルは、リアクトルに所望の磁気特性（インダクタンス値等）を与えるための設計を行いやすいと期待される。

（５）実施形態のリアクトルとして、前記内側コア部が磁性材料を含む複数の内側コア片を備え、前記複数の内側コア片は前記コイル内で隙間をあけて配置され、前記内側コア片間の隙間が前記冷媒路である形態が挙げられる。

内側コア部には、インダクタンスを調整したり磁気飽和を防止したりするための隙間が局所的に設けられる場合がある。この隙間を冷媒路とすることで、内側コア部に貫通孔等を形成しなくてもよい。よって、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。

（６）実施形態のリアクトルとして、前記コイルの軸方向と直交する平面に対する前記巻線の角度をリード角とするとき、前記隙間を形成する巻線が、局所的にリード角が大きい大傾斜部を有し、前記大傾斜部が、前記導入口および前記排出口の少なくとも一方からずれた位置に配置される形態が挙げられる。

上記構成によれば、大傾斜部により導入口や排出口が実質的に塞がれたようになるおそれがなく、流体冷媒の導入や排出がスムーズに行える。よって、本実施形態のリアクトルは優れた放熱性を備える。リード角については、後述する実施形態１で詳細に説明する。

（７）上記（６）の実施形態として、前記大傾斜部が、一ターンの一部に形成されている形態が挙げられる。

上記構成を備えることで、隣り合うターンのうち、大傾斜部の各端部につながる巻線で形成されるターン同士の隙間（後述する隙間Ｇ_ｍａｘ）を、大傾斜部とその大傾斜部に隣り合うターンとの隙間よりも大きくすることができる。この隙間Ｇ_ｍａｘに導入口及び排出口を対応させることで、コイルの軸方向に対して垂直に冷媒路を設けたとしても、導入口と排出口とが大傾斜部を構成する巻線により実質的に塞がれることを防ぐことができる。よって、本実施形態のリアクトルはさらに放熱性に優れる。また、上記の構成によれば、コイルのターン数を一定とすれば、大傾斜部が一ターン以上に亘って形成されている場合に比べてコイル全長を短くできる。これは、大傾斜部を一ターン以上に亘って形成し、かつ大傾斜部のターン間を上記隙間Ｇ_ｍａｘと同等とした場合、コイル周方向の全周に亘って隙間Ｇ_ｍａｘ相当の隙間が螺旋状に形成されることになり、コイルの全長が長くなるからである。これに対して、大傾斜部が一ターンの一部にしか形成されていなければ、大傾斜部とその大傾斜部に隣り合うターンとの隙間は隙間Ｇ_ｍａｘよりも小さな隙間とすることができるため、コイル全長を短くできる。よって、従来のコイルと同等の磁気特性（磁場強度等）を備える設計としても、コイルの大型化、ひいてはリアクトルの大型化を抑制できると期待される。

（８）実施形態のリアクトルとして、前記流体冷媒が液体冷媒であり、前記組合体を収納すると共に、前記液体冷媒が供給及び排出される冷却ケースを有する形態が挙げられる。

液体冷媒が供給及び排出される冷却ケースに組合体が収納されることで、組合体の外周面と内側コア部とを冷却することができる。よって、上記構成によれば、リアクトルの放熱性をさらに高めることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態の詳細を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの実施形態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及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。また、以下の説明では、リアクトルを設置対象に設置したときに設置側を下側、その対向側（反対側）を上側として説明する。

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
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。図１および図２に示すように、実施形態１のリアクトル１Ａは、巻線２ｗを螺旋状に巻回して構成されるコイル素子２ａ，２ｂを備えるコイル２と、一対の内側コア片３１ａ，３１ｂ（内側コア部３１）および一対の外側コア片３２ａ（外側コア部３２）を環状に連結させることで構成されるコア３とを組み合わせた組合体１０である。このリアクトル１Ａは、流体冷媒が流通されて使用され、その主な特徴部分は、（１）コア３が備える内側コア部３１（内側コア片３１ａ）に、冷媒路３５（貫通孔３５ａ）が設けられている点、（２）コイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）が、隣り合うターン間が局所的に広い隙間Ｇ（以下、単に隙間Ｇという）を有する点、（３）隙間Ｇが、冷媒路３５（貫通孔３５ａ）の有する導入口３５ｉおよび排出口３５ｏ（図３を参照）と重なる点にある。以下、リアクトル１Ａ（組合体１０）が備える各構成を詳細に説明する。

〔組合体〕
（コイル）
図１および図２に示すように、コイル２は、一対のコイル素子２ａ，２ｂと、両コイル素子２ａ，２ｂを連結する連結部２ｒとを備える。ここでは、コイル２は、接合部の無い一本の巻線２ｗを螺旋状に巻回して形成しているが、各コイル素子２ａ，２ｂを別々の巻線２ｗにより作製し、各コイル素子２ａ，２ｂの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成しても良い。各コイル素子２ａ，２ｂは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で中空筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列されている。連結部２ｒは、両コイル素子２ａ，２ｂを繋ぐＵ字状に屈曲された部分である。コイル２の両端部２ｅは、ターン形成部分から引き延ばされて、端子部材（図示せず）に接続される。この端子部材を介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置（図示せず）が接続される。そして、コイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）は、小ピッチ部２Ｓと大傾斜部２Ｌとを有する。

（小ピッチ部）
小ピッチ部２Ｓは、コイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）のうち、実質的に一様なピッチを有する複数のターンから構成される領域であり、その一様なピッチにより形成されるターン間の隙間Ｇｓを後述する大傾斜部２Ｌにより形成される隙間Ｇよりも小さな値とした領域である。通常、小ピッチ部２Ｓは、各コイル素子２ａ，２ｂのうち、実質的に一様なリード角を有する複数のターンから構成される。リード角とは、コイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）の軸方向と直交する平面に対する巻線２ｗの角度をいう。実質的に一様なリード角とは、小コイル部２Ｓを形成する各ターンのリード角の差が２０％以下であることをいう。

リード角について図４を用いて詳細に説明する。ここでは、コイルの軸方向を図面上下方向とし、下から上へ左回りに巻回された一様なピッチＨの円筒状のコイルを例とする。コイルの軸方向と直交する平面（底面）における巻線の起点を点ａ、点ａから巻線を１ターン分巻回したときにコイル軸方向に位置する点を点ｃ、点ｃとコイルの底面で垂直に対向する点を点ｂ、コイルの直径をｄとする。点ａおよび点ｃは、それぞれ巻線の一ターンの起点と終点であり、点ｂと点ａとは重複する個所である。以上のように規定し、線分ａｂ（πｄ）、線分ａｃ、および線分ｂｃ（ピッチＨ）で構成される領域（図面上段のハッチング部分）を平面上に展開すると、図面下段のように線分ａｃを斜辺とする直角三角形が得られる。リード角θは、上述したようにコイルの軸方向と直交する平面に対する巻線の角度をいうので、角ｂａｃとなる。よって、ｔａｎθ＝Ｈ／πｄで表される。後述する大傾斜部２Ｌのリード角は、上記の点ａ，点ｃを大傾斜部２Ｌを構成する巻線上にとることで求めることができる。

（大傾斜部）
大傾斜部２Ｌは、隣り合うターン間が局所的に広い隙間Ｇを形成するためのコイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）の一部であり、巻線２ｗのうち、リード角が小ピッチ部２Ｓのリード角よりも局所的に大きい箇所である（図１、図３を参照）。大傾斜部２Ｌとしては、（１）一様なリード角で構成され、かつ、このリード角が小ピッチ部２Ｓのリード角よりも大きい１つ以上のターンにより形成される場合、（２）一ターンの一部にのみ大傾斜部２Ｌが形成されている場合、（３）小ピッチ部のみからなる複数のコイルの巻線の端部同士を接合する接合部材により形成される場合（後述）等が挙げられる。本実施形態では、大傾斜部２Ｌは、上記（２）である。

局所的な隙間Ｇは、内側コア部３１（内側コア片３１ａ）に設けられた冷媒路３５（貫通孔３５ａ）の導入口３５ｉおよび排出口３５ｏの少なくとも一方と重なる位置に設けられる（図３を参照）。隙間Ｇの配置場所や数は、冷媒路３５（貫通孔３５ａ）の位置や数による。本実施形態では、冷媒路３５は各内側コア部３１の中央付近に一つずつ設けられている。よって、隙間Ｇは、冷媒路３５の導入口３５ｉおよび排出口３５ｏと重なるように、小ピッチ部２Ｓに挟まれるようにしてコイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）の中央付近に設けられている。特に、本実施形態では、隙間Ｇのコイル２の軸方向の長さ（以下、単に隙間Ｇの長さという）が実質的に最大の隙間Ｇ_ｍａｘを導入口３５ｉおよび排出口３５ｏの両方と重ねている。このようにすることで、導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）から内側コア部３１の内部により多くの流体冷媒を導入（排出）でき、内側コア部３１の冷却効率に優れると期待されるからである。

本実施形態では、大傾斜部２Ｌが一ターンの一部に形成されている。より詳細には、本実施形態では、大傾斜部２Ｌを構成する巻線２ｗを内側コア部３１の側面に配置することで隙間Ｇ_ｍａｘを導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）に位置させている（図１のハッチングを参照）。上記構成を備えることで、各コイル素子２ａ，２ｂの軸方向と並列方向との双方に直交する方向（上下方向）に冷媒路３５を設けたとしても、導入口３５ｉと排出口３５ｏとが実質的に大傾斜部２Ｌで塞がれることを防ぐことができる。特に、隙間Ｇ_ｍａｘが各コイル素子２ａ，２ｂの径方向の対向位置に形成されているように大傾斜部２Ｌを設けることが好ましい。換言すれば、大傾斜部２Ｌが各コイル素子２ａ，２ｂの周方向の半周未満、より好ましくは１／３周以下に亘って形成されていることが好ましい。これにより、内側コア部３１の対向位置に配される導入口３５ｉと排出口３５ｏとの双方に隙間Ｇ_ｍａｘを重ねることが容易にできる。

隣り合うターン間が局所的に広い隙間Ｇを有するコイル２の他の構成としては、隙間Ｇがコイルの両端に位置し、その間に小ピッチ部２Ｓが挟まれる構成が挙げられる。この構成を備えるリアクトルは、内側コア部３１の両端に導入口３５ｉおよび排出口３５ｏの少なくとも一方を備える構成である。また、隙間Ｇがコイル２の一端のみにあり、残部はすべて小ピッチ部２Ｓである構成などをとりうる。この構成を備えるリアクトルは、内側コア部３１の一端に導入口３５ｉおよび排出口３５ｏの少なくとも一方を備える構成である。

隙間Ｇの長さは、導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）と重なる長さであればよい。ここで、隙間Ｇと導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）とが重なるとは、隙間Ｇを形成して隣り合うターン同士の少なくとも一方が導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）の一部または全部と重なることをいう。したがって、導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）は、その一部が大傾斜部２Ｌや大傾斜部２Ｌの両端部につながって、隙間Ｇ_ｍａｘを形成するターンの巻線２ｗと重なってもよい。このような状態であっても、導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）から内側コア部３１の内部に一定量の流体冷媒が導入（排出）され、内側コア部３１を冷却できるからである。もちろん、大傾斜部２Ｌなどの巻線２ｗが導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）と完全に重ならなければ、流体冷媒の流れがよりスムーズになると期待される。

（その他）
コイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）の全長に対する大傾斜部２Ｌの各コイル素子２ａ，２ｂの軸方向の長さの割合（大ピッチ比）は１０％以下が好ましい。この割合を１０％以下とすることで、ターン数が減少することによる磁場強度の低下や、リアクトルの大型化等を防ぐことができると期待されるからである。より好ましくは５％以下とすると良い。本実施形態では、この割合を１０％以下としている。

（材料・形状等）
コイル２は、銅やアルミニウム、マグネシウム、あるいはその合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線を好適に利用できる。本実施形態では、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリアミドイミド）からなる被覆平角線を利用し、各コイル素子２ａ，２ｂは、この被覆平角線をエッジワイズ巻きにしたエッジワイズコイルである。エッジワイズコイルは、被覆平角線と同じ断面積の丸線を用いたコイルよりも密巻できるので、隙間Ｇを複数形成したり、隙間Ｇ_ｍａｘの長さが長かったりしても、所定のターン数を確保したり、コイル２の大型化を抑制できると期待される。また、各コイル素子２ａ，２ｂの端面形状を長方形の角部を丸めた形状としているが、端面形状は、円形状など適宜変更することができる。もちろん、丸線を用いてコイル２を形成してもよい。

（コイルの製造方法）
隙間Ｇを備えるコイルは、例えば、以下のようにして製造することができる。
（１）コイルを製造（巻回）する際に、隣り合うターン間が局所的に広い隙間を設けるように巻回する。
（２）全長が一様なリード角を有し、かつそのリード角が小ピッチ部のリード角に相当するコイルを製造し、その後、隙間を設けたい箇所のターン間を広げることで大傾斜部を形成する。
（３）コイルの全長が一様なリード角を有し、かつそのリード角が大傾斜部のリード角に相当するコイルを製造し、その後、コイルのうち大傾斜部を設けたい箇所以外の領域を軸方向に圧縮してリード角を狭めることで小ピッチ部を形成する。
（４）小ピッチ部のみからなる複数のコイルを用意し、これら複数のコイルをコイルの軸方向に離間して配置し、各コイルの巻線の端部同士を接合部材により接合することで、この接合部材を大傾斜部とする。接合部材は、コイルの軸方向に対して小ピッチ部のリード角より大きい角度で傾いて配置されていてもよいし、コイルの軸方向に沿って配置されていてもよい。いずれの場合も、小ピッチ部のリード角よりも大きなリード角となるからである。接合部材がコイルの軸方向に沿って配置されている場合は、いわばリード角が９０°の場合に相当する。接合部材は巻線とは独立した部材として用意するが、接合後は巻線と一連となるため巻線の一部とみなす。接合部材の接合は、溶接や圧着などにより行えばよい。この場合、大傾斜部は、一対の小ピッチ部に挟まれた領域となる。また、接合部材を導入口や排出口からずれた位置に配置すると、接合部材により導入口や排出口が塞がらないので好ましい。

（コア）
コア３は、一対の内側コア片３１ａ，３１ｂの端面３１ａｅ，３１ｂｅと、一対の外側コア片３２ａの端面３２ａｅとを環状に連結させることで構成され、コイル２を励磁したときに閉磁路を形成する（特に図２を参照）。一対の内側コア片３１ａ，３１ｂは、それぞれが各コイル素子２ａ，２ｂの内側に配置され、一対の内側コア部３１を形成する。内側コア片３１ａ，３１ｂ（内側コア部３１）は、それぞれ各コイル素子２ａ，２ｂに挿通可能な大きさの四角柱状体であり、後述する冷媒路３５となる貫通孔３５ａを備える。一方、一対の外側コア片３２ａは、コイル２の両端面を挟むように配置され、一対の外側コア部３２を形成する。外側コア片３２ａ（外側コア部３２）は、上下面の形状が略台形状の柱状体でありその端面３２ａｅが内側コア片３１ａ，３１ｂの端面３１ａｅ，３１ｂｅと連結される。

（冷媒路）
冷媒路３５は、内側コア部３１の内部に流体冷媒を通すための流路である。内側コア部３１が冷媒路３５を備えることで、冷媒路３５を流れる流体冷媒により内側コア部３１の内部を冷却することができるので、リアクトル１Ａは放熱性に優れる。図３に示すように、冷媒路３５は導入口３５ｉと排出口３５ｏとを備える。導入口３５ｉは、組合体１０が備える内側コア部３１（内側コア片３１ａ，３１ｂ）の内部に流体冷媒が導入される領域である。排出口３５ｏは、導入口３５ｉから導入された流体冷媒が内側コア部３１（内側コア片３１ａ，３１ｂ）から排出される領域である。本実施形態では、上述したように内側コア部３１は内側コア片３１ａ，３１ｂにより形成されるので、冷媒路３５は内側コア片３１ａ，３１ｂにそれぞれ設けられた貫通孔３５ａである。冷媒路３５（貫通孔３５ａ）は、内側コア部３１の上面に導入口３５ｉを、内側コア部３１の下面に排出口３５ｏをそれぞれ有する。

冷媒路３５は、上述したように導入口３５ｉおよび排出口３５ｏの少なくとも一方が隙間Ｇと重なるように設けられる。このようにすることで、上述したように、冷媒路３５への流体冷媒の導入（排出）が妨げられず、流体冷媒の流通がスムーズになるので、放熱性に優れたリアクトルとすることができる。

本実施形態では、冷媒路３５（貫通孔３５ａ）は、リアクトル１Ａの上方から下方へ垂直に伸びる円筒形状としている。貫通孔３５ａの配置は上記の形態に限られず、例えば以下のように形成することができる。
（１）内側コア部３１の上面から下面へ斜めに伸びるように冷媒路３５を設けてもよい。この場合、内側コア部３１の上面から下面に垂直に冷媒路３５を設けた場合と比べて冷媒路３５の長さが長くなり、より放熱性に優れると期待される。
（２）内側コア部３１の上面から側面（特に組合体１０の外周面側の側面）へＬ字状に伸びるように設けてもよい。内側コア部３１の上面から側面へＬ字状に伸びるように冷媒路３５を設けた場合も、内側コア部３１の上面から側面へ直線的に伸びるように冷媒路３５を形成した場合と比べて冷媒路３５の長さが長くなり、より放熱性に優れると期待される。

（３）内側コア部３１の外周面から外側コア部３２の外周面に繋がる一連の冷媒路を設けてもよい。この一連の冷媒路では、内側コア部３１が備える排出口３５ｏまたは導入口３５ｉの一方を隙間Ｇと重なる位置に有し、他方が外側コア部３２（外側コア片３２ａ）との接合面に設けられる。そして、外側コア部３２は、内側コア部３１との接合面に設けられた排出口３５ｏ（導入口３５ｉ）と繋がる導入口（排出口）と、外側コア部３２の外周面に設けられた排出口（導入口）とを有することで、一連の冷媒路が形成される。一連の冷媒路では、内側コア部３１が備える導入口３５ｉ（排出口３５ｏ）と、リアクトル１Ａが設置される設置対象との間に十分な隙間がなくとも、流体冷媒の流通をスムーズに行うことができたり、外側コア部３２（外側コア片３２ａ）の内部の冷却も行えたりすると期待される。

上述のように、冷媒路３５はコア３の任意の箇所に任意の数を設けることができる。この際、リアクトル１Ａの熱分布を考慮して冷媒路３５の大きさ、数、および配置等を検討することが好ましい。具体的には、リアクトル１Ａの熱分布を考慮して、温度が高い箇所に集中的に設けたり、冷媒路３５の数や大きさを多く（広く）したりすると、放熱性に優れるものと期待される。

一方、冷媒路３５の数や大きさを多く（広く）したり、複数の冷媒路３５をコイルの軸方向に離間して配置したりする場合、以下の点を考慮することが好ましい。
（１）コイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）の全長を一定とすると、大傾斜部２Ｌが少ないほど、隙間Ｇ_ｍａｘの長さが短いほど、コイル２のターン数を多くできる。ターン数を増加させれば、磁場強度を向上できる。
（２）コイル２のターン数を一定とすると、大傾斜部２Ｌが少ないほど、或いは隙間Ｇ_ｍａｘの長さが短いほど、コイル２の全長を短小化できる。コイルの短小化は、リアクトルの小型化に寄与する。
（３）冷媒路３５の数や断面積が小さいほど磁路面積を広く確保できるが、冷媒路３５の数や断面積が大きいほどコアの冷却効果は高い。

以上の点から、本実施形態では、各内側コア部３１の中央付近に一つの冷媒路３５（貫通孔３５ａ）を設けている。リアクトル１Ａの中央部分、特に中央上方が最も温度が高いこと、およびこの程度の大きさや数の冷媒路３５や大ピッチ比のコイル２であれば、十分な磁路面積とターン数とを確保でき、リアクトルを必要以上に大型化しなくてよいと期待されるからである。

他にも、本実施形態のリアクトル１Ａの備える一対の冷媒路３５（貫通孔３５ａ）のそれぞれを、コイル素子２ａ，２ｂが隣接する方向に寄せて設けてもよい。上述のように、リアクトル１Ａの中央部分、特に中央上方が最も温度が高いので、さらに優れた放熱性を備えると期待されるからである。また、貫通孔３５ａの形状は円筒形状に限られず、直方体形状等の他の形状としてもよい。

（材料・製造方法等）
コア３は、鉄などの鉄族金属やその合金、鉄を含む酸化物などに代表される軟磁性粉末を用いた成形体や、絶縁被膜を有する磁性薄板（例えば、ケイ素鋼板に代表される電磁鋼板）を複数積層した積層板体が挙げられる。上記成形体は、圧粉成形体、焼結体、磁性粉末と樹脂とを含む混合体を射出成形や注型成形などした複合材料などが挙げられる。ここでは、コア３（内側コア片３１ａ，３１ｂ、外側コア片３２ａ）はいずれも、鉄や鋼などの鉄を含有する軟磁性金属粉末の圧粉成形体としている。

本実施形態では、コア３を構成する内側コア片３１ａ，３１ｂおよび外側コア片３２ａは、一様な材質から構成された同一の仕様（圧粉成形体）のものとしている。他にも、内側コア部３１と外側コア部３２とで磁気特性や仕様を異ならせてもよい。例えば、圧粉成形体と複合材料とを組み合わせた形態、材質や軟磁性粉末の混合量などが異なる複合材料同士を組み合わせた形態などとすることができる。

冷媒路３５（貫通孔３５ａ）は、上述した内側コア片３１ａ，３１ｂの成形の際に同時に形成したり、成形した内側コア片３１ａ，３１ｂにドリル等で孔あけ加工を行ったりすることで形成することができる。このようにすれば、所望の箇所に所望の形状の貫通孔３５ａを容易に形成することができる。

〔その他の構成〕
リアクトル１Ａの構成は、上記の構成に限られない。例えば、以下のような構成が挙げられる。
（１）コイル２とコア３との間には、コイル２とコア３とを絶縁するためのボビンを設けてもよい。この場合、ボビンが導入口３５ｉや排出口３５ｏを塞がないように、導入口３５ｉや排出口３５ｏと重ならないような形状としたり、導入口３５ｉや排出口３５ｏと重なる部分には開口部を設けたりしておくことが望ましい。

（２）コア３は樹脂等により被覆したモールドコアとしてもよい。モールドコアは、被覆体からコア３とコイル２（コイル素子２ａ，２ｂ）との絶縁を確保するボビンの役割を果たすと共に、コア３の防錆層としての役割を果たす。この際、冷媒路３５が樹脂により埋まらないように留意する。

（３）内側コア部３１を複数のコア片が接合された形態としてもよい。この際、コア片の接合面に溝を形成することで貫通孔３５ａを形成してもよい。

≪使用方法≫
リアクトル１Ａは、流体冷媒が流通されて使用される。流体冷媒とは、流動性を有する冷媒のことであり、気体冷媒、液体冷媒、及び気液混合冷媒又は固液混合冷媒を含む。具体例としては、空気および冷却油等が挙げられる。例えば、リアクトル１Ａは、リアクトル１Ａを強制冷却するための液体冷媒が供給及び排出される場所に設置されて使用される。使用方法の詳細については、後述する実施形態４および実施形態５で説明する。

≪作用効果≫
以上により説明した本実施形態のリアクトル１Ａは、以下の効果を奏する。
（１）内側コア部３１（内側コア片３１ａ）が冷媒路３５（貫通孔３５ａ）を備えることにより、優れた放熱性を備える。
（２）導入口３５ｉおよび排出口３５ｏの両方が隙間Ｇ_ｍａｘと重なるように設けられることで、流体冷媒の流れがスムーズになり、さらに放熱性に優れる。
（３）冷媒路３５を貫通孔３５ａとすることで、生産性に優れる。
（４）大傾斜部２Ｌを一ターンの一部にのみ形成することで、隙間Ｇ_ｍａｘを巻線２ｗの周回方向の広い範囲にわたって形成し易い。それにより、大傾斜部２Ｌが一ターン以上に亘って形成されている場合に比べて、導入口３５ｉや排出口３５ｏに隙間Ｇ_ｍａｘを重ね易くでき、かつコイル２の（コイル素子２ａ，２ｂ）の全長を短くできる。

＜実施形態２＞
≪全体構成≫
図５および図６を参照して、実施形態２のリアクトル１Ｂを説明する。リアクトル１Ｂは実施形態１のリアクトル１Ａと同様の組合体であり、その主たる特徴とするところは、（１）コア３が備える内側コア部３１の一方が複数の内側コア片３１ａと、ギャップ３１ｇとを備える点、（２）ギャップ３１ｇに冷媒路３５となる溝部３５ｂが設けられている点、にある。その他の点は実施形態１に係るリアクトル１Ａと同様であるので詳細な説明を省略し、内側コア部の構成について詳細に説明する。

（内側コア部）
図５に示すように、リアクトル１Ｂが備える内側コア部３１の一方は、磁性材料を含む一対の内側コア片３１ａと、内側コア片３１ａよりも低い透磁率の固体材料から構成され、内側コア部３１に局所的に設けられるギャップ３１ｇとを備える。ギャップ部３１ｇの両端面は、隣り合う内側コア片３１ａの端面３１ａｅと接合され、内側コア片３１ａの外側コア部３２（外側コア片３２ａ）側の端面３１ａは、外側コア片３２ａの端面と接合される（図６を参照）。これに対し、他方のコイル素子内に配される他方の内側コア部（実施形態１におけるコイル素子２ｂに配置される内側コア部３１）は、一つの内側コア片で構成される。

（内側コア片）
内側コア片３１ａは、磁性材料を含む材料から構成されるコア片であり、内側コア部３１の主要な部分を占める矩形状のコア片である。内側コア片３１ａは、実施形態１で説明したコア３と同様の材料、および製造方法により製造することができる。

（ギャップ部）
ギャップ部３１ｇは、リアクトルのインダクタンスを調整するために内側コア部３１に局所的に設けられ、内側コア片３１ａよりも低い透磁率の固体材料で構成される。ここでは、ギャップ部３１ｇは、コイル素子２ａ，２ｂの端面形状が、内側コア片３１ａのコイル２の軸方向の断面と同一の形状であり、内側コア部３１の軸方向のほぼ中間に１つだけ設けられている。ギャップ部３１ｇのコイル２の軸方向の長さや数は、所望の磁気特性（インダクタンス値等）により調整すればよい。

ギャップ部３１ｇを構成する固体材料としては、アルミナや不飽和ポリエステルなどの非磁性材料、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などの樹脂と磁性粉末（例えば、鉄粉などの軟磁性粉末）とを含む混合体を射出成形や注型成形などした複合材料などが挙げられる。ギャップ材３１ｇと内側コア片３１ａや外側コア片３２ａとの双方を複合材料とする場合、ギャップ材３１ｇの混合体は樹脂に対する磁性粉末の含有量を内側コア片３１ａよりも低くすることで、内側コア片３１ａよりも低透磁率にできる。また、ギャップ部３１ｇは、公知の方法により製造することができる。

（冷媒路）
本実施形態の冷媒路３５はギャップ部３１ｇの上方から下方へ形成された溝部３５ｂである。そして、図６に示すように、この冷媒路３５が備える導入口３５ｉが隙間Ｇ_ｍａｘと重なるように設けられることで、冷媒路３５への流体冷媒の導入が妨げられず、放熱性に優れたリアクトルとすることができる。

溝部３５ｂは、ギャップ部３１ｇを製造する際にあわせて成形したり、ギャップ部３１ｇに対して切削加工を行ったりすることにより形成することができる。本実施形態では、ギャップ部３１ｇを製造する際に、内側コア片３１ａと連結される端面に矩形状の溝を合わせて成形し、ギャップ部３１ｇと内側コア片３１ａと接合した際に内側コア部３１に冷媒路３５が形成される形態としている。

（その他）
ギャップ部が備える冷媒路の構成は、上記の構成に限られない。例えば、溝部を備えないギャップ部と内側コア片とを接合し、その後、孔あけ加工等により、冷媒路（貫通孔）を形成してもよい。この場合、貫通孔は、ギャップ部にのみ設けてもよいし、ギャップ部と内側コア片とにまたがるように設けてもよい。

≪作用効果≫
以上により説明した本実施形態のリアクトル１Ｂは、以下の効果を奏する。
（１）内側コア部３１が冷媒路３５を備えることにより、優れた放熱性を備える。
（２）ギャップ部３１ｇに冷媒路３５を設けることで、リアクトルに所望の磁気特性等を与えるための設計を行いやすいと期待される。
（３）ギャップ部３１ｇの製造と共に溝部３５ｂを形成する場合、後加工により溝部３５ｂを形成する必要がなく、リアクトル１Ｂの生産性に優れると期待される。

＜実施形態３＞
≪全体構成≫
図７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も一対の内側コア部３１を有するコア３と一対のコイル素子２ａ，２ｂを有するコイル２との組合体１０である。その主たる特徴とするところは、（１）コア３が、略Ｃ字状のコアであり、一方の内側コア部３１の途中に隙間３５ｃが形成されている点、（２）その隙間３５ｃが冷媒路３５である点にある。その他の点は実施形態１に係るリアクトル１Ａと同様であるので、詳細な説明を省略する。

（内側コア部）
図７に示すように、コイル素子２ａ内に配される一方の内側コア部３１は、一対の内側コア片３１ａと、これら両内側コア片３１ａ間に形成される隙間３５ｃとで構成される。この隙間３５ｃが冷媒路３５となる。一対の内側コア片３１ａの隙間３５ｃを形成しない側の端面は、それぞれ外側コア片３２ａに接合されている。これに対し、他方のコイル素子内に配される他方の内側コア部（実施形態１におけるコイル素子２ｂに配置される内側コア片３１ｂ）は、一つの内側コア片で構成される。その内側コア片３１ｂの両端面３１ｂｅは外側コア片３２ａ（外側コア部３２）に固定されている（貫通孔を有しない以外は実施形態１と同様）。これにより、コア３は略Ｃ字状のコアとなる。ここでは、流体冷媒が上側から下側へ主として流通するものとし、隙間３５ｃの上部を導入口３５ｉ、下部を排出口３５ｏとする。そして、これら導入口３５ｉおよび排出口３５ｏが隙間Ｇ_ｍａｘと重なるように設けられることで、冷媒路３５への流体冷媒の導入が妨げられず、放熱性に優れたリアクトルとすることができる。

このような隙間３５ｃは、リアクトル１Ｃのインダクタンスを調整するために設けられるいわゆるエアギャップである。この隙間３５ｃを冷媒路３５とすることで、内側コア部３１に上述した貫通孔３５ａ等を形成しなくてもよい。

また、本実施形態では、隙間３５ｃの全域が隙間Ｇと重なるように形成されている。したがって、流体冷媒の主たる流通方向（リアクトルの収納空間に形成された冷媒の供給口と排出口の位置関係から内側コア部の周囲に生じる冷媒の主要な流れの方向）が図７における紙面手前側から紙面奥側となるような場合であっても、冷媒路３５（隙間３５ｃ）に流体冷媒を十分に流通させることができる。この場合、実質的には、隙間３５ｃにおける紙面手前側が導入口３５ｉ、紙面奥側が排出口３５ｏとなる。

本実施形態で用いる内側コア部３１は隙間３５ｃを備えるが、さらに実施形態１で示した貫通孔３５ａを、隙間の形成されない他方の内側コア部３１に形成してもよい。その他、実施形態２で示した固体材料のギャップ部３１ｇを本実施形態の内側コア部３１に用いてもよい。例えば、隙間の形成されない他方の内側コア片３１ｂにギャップ部３１ｇを介在させたり、隙間３５ｃの形成された一方の内側コア片３１ａにおいて、内側コア片３１ａにギャップ部３１ｇを介在させたりすればよい。

≪作用効果≫
以上により説明した本実施形態のリアクトル１Ｃは、以下の効果を奏する。
（１）内側コア部３１が冷媒路３５（隙間３５ｃ）を備えることにより、優れた放熱性を備える。
（２）隙間３５ｃを冷媒路３５とすることで、リアクトルの磁気特性を制御しやすいと期待される。
（３）隙間３５ｃを形成する内側コア片３１ａの端面の面積が上記の貫通孔よりも大きいことで、さらに放熱性に優れると期待される。
（４）いわゆるエアギャップである隙間３５ｃを冷媒路３５とすることで、生産性に優れる。
（５）隙間３５ｃの全域が隙間Ｇと重なることで、流体冷媒の多様な流通方向に対応できる。

＜実施形態４＞
≪全体構成≫
図８を参照して、実施形態４のリアクトル１Ｄを説明する。実施形態４のリアクトル１Ｄの主たる特徴とするところは、（１）流体冷媒５が液体冷媒５Ｌである点、（２）組合体１０を収納すると共に、液体冷媒５Ｌが供給及び排出される冷却ケース４を有する点にある。その他の点は実施形態１〜３に係るリアクトル１Ａ〜１Ｃと同様であるので、詳細な説明を省略する。また、冷却ケース４において、リアクトル１Ｄと接する面を設置面４１という。また、図８では、説明の便宜上、冷却ケース４の側壁の一部を省略して図示している。

［組合体］
本実施形態のリアクトル１Ｄが備える組合体１０には、上記の実施形態１〜３に示した組合体を用いることができる。ここでは、一例として、実施形態１に記載した組合体１０（リアクトル１Ａ）を用いている。組合体１０が備えるコイル２の両端部２ｅは、ターン形成部分から引き延ばされて後述する冷却ケース４の外部に突出し、冷却ケース４の外部で端子部材６に接続される。この端子部材６を介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置（図示せず）が接続される。また、組合体１０の下面（外側コア部３２の下面、およびコイル２の下面）は面一になっており、組合体１０の下面は接着剤等により設置面４１に固定される。

［冷却ケース］
冷却ケース４には、組合体１０が収納される箱状体である。本実施形態では、底面（設置面４１）、上面、上下・左右の各側面を備える直方体状の冷却ケースとしている。この冷却ケース４は、液体冷媒５Ｌが供給される導入口４ｉと液体冷媒５Ｌが排出される排出口４ｏとを備える。ここでは、冷却ケース４の上面に導入口４ｉを、コイル２の軸方向にほぼ直交する側面の一つに排出口４ｏを設けている。そして、組合体１０が収納された冷却ケース４内に導入口４ｉおよび排出口４ｏを通じて液体冷媒５Ｌが供給及び排出されることで、冷却ケース４内で組合体１０が浸漬されると共に、冷媒路３５（貫通孔３５ａ）に液体冷媒５Ｌを流通させることができる。これにより、本実施形態のリアクトル１Ｄは、組合体１０の外周面と内側コア部３１の内部との両方を液体冷媒５Ｌにより強制冷却することができる。

冷却ケース４には、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金といった金属、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ウレタン樹脂、ＰＰＳ樹脂、アクリル‐ブタジエン‐スチレン（ＡＢＳ）樹脂などが利用できる。樹脂を用いる場合、放熱性を高める観点から、アルミナやシリカなどの熱伝導性に優れるセラミックスのフィラーを混合してもよい。

冷媒路３５の導入口３５ｉや排出口３５ｏを設置面４１と対向するように設けた場合、導入口３５ｉや排出口３５ｏと設置面４１との間には、一定の距離を設けることが好ましい。導入口３５ｉや排出口３５ｏと設置面４１との間に一定の距離を設けることで、液体冷媒５Ｌの流通がスムーズになり、さらに放熱性に優れるものと期待されるからである。特に、コイル２を構成する巻線２ｗとして、幅や直径が小さいものを用いた場合には、導入口３５ｉや排出口３５ｏと設置面４１との距離が短くなり、液体冷媒５Ｌの流通がスムーズとならない場合がある。そのため、内側コア部３１の下面と冷却ケース４の設置面４１との間には、一定の距離を設けることが好ましいと考えられる。冷却ケース４が備える他の面（側面や上面）と対向するように導入口３５ｉや排出口３５ｏを設けた場合にも同様のことがいえる。本段落の記載は、液体冷媒以外の他の冷媒を設ける場合、および冷却ケースを備えない場合に関しても同様である。

導入口３５ｉや排出口３５ｏと設置面４１との間に一定の距離を設けるためには、上記構成以外にも、例えば、以下の構成を採用しうる。
（１）設置面４１の排出口３５ｏ（導入口３５ｉ）と対向する部分およびその周辺に窪みや溝等を設ける。このような構成とするには、あらかじめ冷却ケース４に窪みや溝等を形成しておけばよい。
（２）外側コア部３１ａを設置面４１の方向に延長し、外側コア片３１ａの下面がコイル２の下面よりも突出した構成とする。このような構成とするには、外側コア片３１ａを上記した構成となるように成形したり、外側コア片３１ａの下面にコア片や放熱板などの部材を連結したりすればよい。

導入口３５ｉは、冷却ケース４内における液体冷媒５Ｌの導入方向や主たる流通方向に対向するように設けられることが好ましい。導入口３５ｉから流入する液体冷媒５Ｌがスムーズに導入されると期待されるからである。もちろん、導入方向や主たる流通方向と導入口３５ｉが厳密に対向していなくてもよい。例えば、導入口３５ｉに向かって液体冷媒５Ｌが斜め方向から流入するように設けられてもよい。このような場合であっても、一定量の液体冷媒５Ｌが流入するので、内側コア部３１の放熱性を高めることができるからである。本実施形態では、液体冷媒５Ｌの導入方向が上側から下側であるので、導入口３５ｉがこの導入方向に対向するように、導入口３５ｉを内側コア部３１（内側コア片３１ａ）の上面に形成している。本段落の記載は、液体冷媒以外の他の冷媒を設ける場合、および冷却ケースを備えない場合に関しても同様である。

［その他］
液体冷媒５Ｌは、リアクトル１Ｄの使用時の最高到達温度によって形態が変化しないもの（気化しないもの）が好適に利用できる。具体的には、オートマチックトランスミッションの潤滑油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）、フロリナート（登録商標）などのフッ素系不活性液体、ＨＣＦＣ−１２３やＨＦＣ−１３４ａなどのフロン系冷媒、メタノールやアルコールなどのアルコール系冷媒、アセトンなどのケトン系冷媒などが挙げられる。リアクトル１Ｄがハイブリッド自動車などに搭載される車載用部品の用途では、例えば上記ＡＴＦを流用することができ、液体冷媒５Ｌを別途用意しなくてもよい。

≪作用効果≫
以上により説明した本実施形態のリアクトル１Ｄは、冷却ケース４を備えることにより、以下の効果を備える。
（１）組合体１０の外周面と内側コア部３１の内部とを熱伝導率の高い液体冷媒５Ｌにより冷却でき、かつ、内側コア部３１が冷媒路３５を備えることにより、優れた放熱性を備える。
（２）導入口３５ｉが液体冷媒５Ｌの導入方向と対向することで、液体冷媒５Ｌがスムーズに導入され、優れた放熱性を備えると期待される。
（３）リアクトルの設置対象が備える既存の液体を液体冷媒５Ｌとし、かつ、この既存の液体が供給及び排出される場所に冷却ケース４を設置すれば、設置対象が備える既存の液体を液体冷媒５Ｌとして利用することができる。よって、既存の液体とは別に液体冷媒を用意する必要がなく、生産性に優れるものと期待される。

＜実施形態５＞
≪全体構成≫
図９を参照して、実施形態５のリアクトル１Ｅを説明する。実施形態５のリアクトル１Ｅの主たる特徴とするところは、（１）組合体１０が貫通孔７１とボルト孔７２とを備える固定板７に固定されている点、（２）冷却ケース４の設置面４１から上方に迫り出すボス４２を設けている点、（３）固定板７がボス４２にボルトＢで固定されている点にある。その他の点は実施形態４に係るリアクトル１Ｄと同様であるので、詳細な説明を省略する。

［固定板］
固定板７は、板状の部材であり、その上面が組合体１０の下面と固定される。ここでは、組合体１０は矩形の固定板７に、接着剤で固定されている。固定板７は、貫通孔７１とボルト孔７２とを備える。貫通孔７１は、内側コア部３１が備える排出口３５ｏと対向する（重なる）位置に設けられている。貫通孔７１の大きさは、排出口３５ｏの大きさ（径）よりも大きくなっていることが好ましい。排出口３５ｏと貫通孔７１とは、液体冷媒５Ｌの流通をスムーズに行うという点で完全に重なることが好ましいが、若干ずれていても構わない。ボルト孔７２は、後述するボス４２と対向する（重なる）ように固定板７の四隅に設けられている。

固定板７の材質には、上述した冷却ケース４と同様の素材を用いることができる。また、その形状や大きさは、組合体１０との固定を十分に行える形状や大きさであればよい。貫通孔７１およびボルト孔７２は、例えば固定板７を所定形状に打ち抜く際に合わせて孔あけ加工することで形成できる。

［ボス］
ボス４２は、冷却ケース４の設置面４１から上側に迫り出すように形成される筒状の台座である。このボス４２には雌ねじが形成され、その雌ねじに固定板７が備えるボルト孔７２が対向される。雌ねじに位置合わせしたボルト孔７２にボルトＢを貫通し、そのボルトＢを雌ねじにねじ込むことで、固定板７がボスに固定される。これにより、固定板７の下方に液体冷媒の流通空間を形成できる。

≪作用効果≫
以上により説明した本実施形態のリアクトル１Ｅは、固定板７を備える組合体１０が冷却ケース４に設けられたボス４２上に固定されることで、以下の効果を備える。
（１）ボス４２を介して固定板７に固定された組合体１０が冷却ケース４に固定されることで、固定板７の下方に液体冷媒５Ｌの流通空間が確保でき、固定板７側からも効果的に組合体１０を冷却できる。
（２）排出口３５ｏを貫通孔７１に対向させることで、排出口３５ｏから排出された液体冷媒５Ｌを、貫通孔７１を介して固定板７の下方の流通空間にスムーズに排出できる。それにより、内側コア部３１の効果的な冷却が期待できる。

＜その他＞
図１０および図１１を参照し、実施形態に係るリアクトルを備えるコンバータおよびこのコンバータを備える電力変換装置について説明する。

実施形態１〜４に示したリアクトルは、通電条件が、例えば、最大電流（直流）：１００Ａ〜１０００Ａ程度、平均電圧：１００Ｖ〜１０００Ｖ程度、使用周波数：５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度である用途、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することができる。この用途では、直流通電が０Ａのときのインダクタンスが、１０μＨ以上２ｍＨ以下、最大電流通電時のインダクタンスが、０Ａのときのインダクタンスの１０％以上を満たすものが好適に利用できると期待される。

例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両１２００は、図１０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（負荷）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に加えてエンジンを備える。なお、図１０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しても良い。

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〜３００Ｖ程度のメインバッテリ１２１０の直流電圧（入力電圧）を４００Ｖ〜７００Ｖ程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。また、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直流電圧（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。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。

コンバータ１１１０は、図１１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Ｌとを備え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し（スイッチング動作）により入力電圧の変換（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（ＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワーデバイスが利用される。リアクトルＬ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。

ここで、上記車両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、上記実施形態のリアクトルなどと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用することができる。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や降圧のみを行うコンバータに、上記実施形態のリアクトルなどと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルなどを利用することもできる。以上説明したコンバータ及び電力変換装置は、放熱性に優れる本実施形態のリアクトルを備えるため、放熱性に優れる。

一対のコイル素子を備える上記の各実施形態のみならず、いわゆるポットタイプやトロイダル型といったコイル素子が単一のリアクトルに冷媒路および隣り合うターン間が局所的に広い隙間を設けたものも本発明に含まれる。

本発明のリアクトルは、放熱性に優れる。よって、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった車両に搭載される双方向ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ リアクトル
１０ 組合体
２ コイル
２ａ，２ｂ コイル素子 ２ｒ 連結部
２ｅ 端部 ２ｗ 巻線
２Ｌ 大傾斜部 ２Ｓ 小ピッチ部
Ｇ（Ｇ_ｍａｘ） 隙間
３ コア
３１ 内側コア部
３１ａ，３１ｂ 内側コア片
３１ａｅ，３１ｂｅ 端面
３１ｇ ギャップ部
３５ 冷媒路
３５ａ 貫通孔 ３５ｂ 溝部 ３５ｃ 隙間
３５ｉ 導入口 ３５ｏ 排出口
３２ 外側コア部
３２ａ 外側コア片
３２ａｅ 端面
４ 冷却ケース
４１ 設置面 ４２ ボス
４ｉ 導入口 ４ｏ 排出口
５ 流体冷媒 ５Ｌ 液体冷媒
６ 端子部材
７ 固定板
７１ 貫通孔 ７２ ボルト孔
Ｂ ボルト
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
Ｌ 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
ａ，ｂ，ｃ 点 ｄ 直径 Ｈ ピッチ θ リード角

Claims (8)

1. 巻線を螺旋状に巻回して構成されるコイルとコアとを組み合わせた組合体を備えるリアクトルであって、
   前記コアが、前記コイルの内側に配置される内側コア部を備え、
   前記内側コア部が、前記組合体を冷却するための流体冷媒を前記内側コア部の内部に導入するための導入口と前記導入口から導入された流体冷媒を排出するための排出口とを有する冷媒路を備え、
   前記コイルは、隣り合うターン間が局所的に広い隙間を有し、
   前記隙間を前記導入口および前記排出口の少なくとも一方と重なる位置に有するリアクトル。
2. 前記隙間が、前記導入口および前記排出口と重なる請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記冷媒路が、前記内側コア部を貫通する貫通孔である請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記内側コア部が磁性材料を含む内側コア片と、前記内側コア片よりも低い透磁率の固体材料から構成され、前記内側コア部に局所的に設けられるギャップ部とを備え、
   前記冷媒路が前記ギャップ部に設けられる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記内側コア部が磁性材料を含む複数の内側コア片を備え、
   前記複数の内側コア片は前記コイル内で隙間をあけて配置され、
   前記内側コア片間の隙間が前記冷媒路である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 前記コイルの軸方向と直交する平面に対する前記巻線の角度をリード角とするとき、
   前記隙間を形成する巻線が、局所的にリード角が大きい大傾斜部を有し、
   前記大傾斜部が、前記導入口および前記排出口の少なくとも一方からずれた位置に配置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記大傾斜部が、一ターンの一部に形成されている請求項６に記載のリアクトル。
8. 前記流体冷媒が液体冷媒であり、
   前記組合体を収納すると共に、前記液体冷媒が供給及び排出される冷却ケースを有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。

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