JP4654317B1 - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】騒音、加工コスト及び渦電流損を抑制しつつ、大きなインダクタンスが広い電流範囲で安定して発生するリアクトルを提供する。
【解決手段】本発明にかかるリアクトルＤ１では、空芯コイルを構成する導体部材の厚みｔに対する導体部材の幅Ｗの比ｔ／Ｗを１以下、より好ましくは１／１０以下とし、空芯コイル１の最内周位置における、第１コア部材３の内壁面と第２コア部材４の内壁面との間隔Ｌ１と、空芯コイル１の最外周位置における、第１コア部材３の内壁面と第２コア部材４の内壁面との間隔Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を平均値Ｌ３で除算した値（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ３の絶対値を１／５０以下に設定し、空芯コイル１における軸芯Ｏから空芯コイル１の外周面までの半径Ｒと空芯コイル１（導体部材）の幅Ｗとの比Ｒ／Ｗを２≦Ｒ／Ｗ≦４とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電気回路や電子回路等に好適に用いられるリアクトルに関する。

巻き線を利用した受動素子であるリアクトルは、例えば、力率改善回路における高調波電流の防止、電流型インバータやチョッパ制御における電流脈動の平滑化およびコンバータにおける直流電圧の昇圧等の様々な電気回路や電子回路等に用いられている。この種のリアクトルに関する技術文献として、例えば、特許文献１ないし特許文献４がある。

特許文献１には、コイルと、該コイルの内側および外周に充填された磁性粉末混合樹脂からなるコアと、前記コイルとコアとを収容するケースとを有し、該ケースの内壁面に突起部が形成されたリアクトルが開示されている。

特許文献２には、小型化および低損失化を目的として、コイルを巻回したボビンの中空孔に組み込まれ、コイルの取付け巻回軸となっている棒状の一対の軟磁性合金圧粉コアと、前記一対の軟磁性合金圧粉コアにおける各両端に組み合わされ、前記一対の軟磁性合金圧粉コアとで四辺形の複合コアを形成する板状の一対のソフトフェライトコアとを備えたリアクトルが記載されている。また、下記特許文献２に開示されているリアクトルでは、０Ａ時に約２ｍＨのインダクタンスとなるように、軟磁性合金圧粉コアとソフトフェライトコアとの対向部分にギャップが設けられている。

ところが、このようなギャップをコア部材に設けると、一般に、騒音や漏れ磁束の問題が生じてしまう。また、コア部材に設けるギャップは、その寸法精度がリアクトルのインダクタンス特性に影響するため、精度よく前記ギャップを形成する必要があり、そのため、リアクトルの加工コストが高くなるという不都合も生じてしまう。前記騒音対策としては、ギャップ部分にセラミック素材を用いることが挙げられるが、このような騒音対策ではリアクトルの加工コストが高くなるという問題がある。

一方、特許文献３および特許文献４には、空芯型のコイルを利用したリアクトルが提案されている。すなわち、特許文献３には、各コイルターンが複数の帯状単位導体を互いに重ねて成り、該コイルターンのリアクトルの半径方向における厚さが軸方向における幅よりも小さい空芯リアクトルが開示されている。

また、特許文献４には、磁気シールド鉄心で包囲された状態で、絶縁筒の周囲に巻回された複数の円板巻線が巻線軸方向に多段に積み重ねられて各円板巻線が互いに接続されて成るリアクトルが開示されている。

特開２００８−４２０９４号公報 特開２００７−１２８９５１号公報 特開昭５０−２７９４９号公報 特開昭５１−４２９５６号公報

これら特許文献３および特許文献４に記載されている空芯型のリアクトルであれば、特許文献２のように構造が複雑ではなく、また、比較的広い電流範囲で安定したインダクタンス特性が得られる。

しかしながら、単純な空芯型のリアクトルでは、そもそもインダクタンスが低くなって所望の特性が得られにくい。また、コイル形状などによっては渦電流損が高くなるという問題もある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、騒音、加工コストおよび渦電流損を抑制しつつ、大きなインダクタンスが広い電流範囲で安定して発生するリアクトルを提供することを目的とする。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるリアクトルは、軸方向の長さＷに対する径方向の長さｔの比ｔ／Ｗが１以下となる形状を持った長尺の導体部材を巻回して成る空芯コイルと、前記空芯コイルの各両端部および外周部を覆うコア部とを備え、前記コア部における前記空芯コイルの一方端部に対向するコア部一方面と、前記コア部における前記空芯コイルの他方端部に対向するコア部他方面とを少なくともコイル端部を覆う領域において平行とし、且つ、前記コア部一方面に対し、前記空芯コイルを構成する導体部材の軸方向面が垂直とし、前記空芯コイルの導体部材における前記軸方向の長さＷに対する前記空芯コイルにおける中心から外周までの半径Ｒとの比Ｒ／Ｗを２〜４であることを特徴とする。このような構成のリアクトルは、騒音、加工コストおよび渦電流損を抑制しつつ、大きなインダクタンスが広い電流範囲で安定して発生することができる。

そして、上述のリアクトルにおいて、さらに、前記コア部の各部位のうち前記空芯コイルの空芯部に面する部位に、前記空芯コイル側に突起部が上面側、底面側共に形成され、該突起部は、前記空芯コイルの空芯部の半径をＲｓ、突起部のコイル端部に対向するコア面からの高さをａ、突起部底面の半径をＡとしたとき、
０＜ａ≦Ｗ/３、且つ、Ｒｓ＞√（Ａ^２+（Ｗ/２）^２）
を満足するように形成されることを特徴とする。この構成によって、リアクトルのインダクタンスを更に向上させることができる。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記比ｔ／Ｗは、１／１０以下であることを特徴とする。あるいは、前記長さｔは、当該リアクトルの駆動周波数に対する表皮厚み以下であることを特徴とする。これらの構成によれば、リアクトルの渦電流損の発生を大幅に低減することができる。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記空芯コイルの内周端における、前記コア部一方面と前記コア部他方面との面間隔Ｌ１と、前記空芯コイルの外周端における、前記コア部一方面と前記コア部他方面との面間隔Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を平均面間隔Ｌ０で除算した値を平行度と定義した場合に、前記平行は、平行度（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ０の絶対値が１／５０以下であることを特徴とする。この構成によれば、空芯コイルの内部を通る磁束線を軸方向に平行にすることができ、空芯コイル内を通る磁束線の方向と前記導体部材の前記断面とを略平行とすることができる。よって、空芯コイルの内部を通る磁束線が軸方向に平行でないことにより渦電流損が増大してインダクタンスが小さくなるのを防止又は抑制することができる。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記長尺の導体部材は、導体層と絶縁層とをその厚み方向に積層してなるものであり、該積層された長尺の導体部材の長手方向における端部は、前記コア部の外部、すなわち磁束線の存在しない場所において、隣り合う導体層同士を絶縁層を挟むことなく接合したものであることを特徴とする。この構成によれば、電流が流れる方向での導体の断面積を確保し、空芯コイルの電気抵抗の増加を抑制することができる。

また、他の一態様では、上述のリアクトルにおいて、前記積層された長尺の導体部材は、接合するにあたって、各導体層自体、あるいは各導体層からそれぞれ別々に口出しされたリード線が、前記コア部の外部に設けられたインダクタコアに互いに逆相になる様に経由されてから接合されているものであることを特徴とする。この構成によれば、効果的に渦電流を抑制することができる。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記空芯コイルは、前記長尺の導体部材を絶縁材料で絶縁被覆するとともに前記長尺の導体部材を巻回して成る単層コイルを基本単位とした場合に、３個の前記単層コイルを厚み方向に積層して成るものであって、前記３個の前記単層コイルの巻き始めのそれぞれは、電流線路の第１端子として互いに独立しているとともに、前記３個の前記単層コイルの巻き終わりのそれぞれは、電流線路の第２端子として互いに独立していることを特徴とする。この構成によれば、１個分のコイルスペースで３相分のコイルを収容することができるので、同じ電力容量の従来型の三相リアクトルの体格に較べて、その体格を小さくすることができる。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記コア部における前記空芯コイルの一方端部とこの空芯コイルの一方端部に対向するコア部一方面との間および前記コア部における前記空芯コイルの他方端部とこの空芯コイルの他方端部に対向するコア部他方面との間に少なくとも配置される絶縁部材をさらに備えることを特徴とする。この構成によれば、空芯コイルとコア部との間における絶縁耐力がより向上し得る。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記コア部は、複数のコア部材を備えて構成され、前記コア部を取り付けるための取り付け部材に、前記コア部を固定する固定部材と、前記複数のコア部材を前記コア部とするために前記複数のコア部材を締結する締結部材とをさらに備え、前記コア部における前記固定部材の第１配設位置と前記締結部材の第２配置位置とは、互いに異なることを特徴とする。この構成によれば、固定部材の配設位置と締結部材の配設位置とを個別に設けたので、締結部材で複数のコア部材を締結した後に、このように構成されたコア部を固定部材で取り付け部材に固定することができる。このため、リアクトルの組み立てや取り付けの生産性が向上し得る。

また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記コア部は、磁気的に等方性を有するものであって軟磁性体粉末を成形したものであることを特徴とする。あるいは、前記コア部は、磁気的に等方性を有するフェライトコアであることを特徴とする。これらの構成によれば、前記コア部について、所望の磁気特性が比較的容易に得られると共に、比較的容易に所望の形状に成形され得る。

本発明によれば、騒音、加工コストおよび渦電流損を抑制しつつ、大きなインダクタンスが広い電流範囲で安定して発生するリアクトルを実現することができる。

本発明に係るリアクトルの第１の実施形態を示す図である。 第１の実施形態のリアクトルにおけるコア部材の他の形態を示す斜視図である。 鉄粉を含む磁性体における密度別の磁束密度−比透磁率特性を示す図である。 第１の実施形態に係るリアクトルの作製工程を説明するための図である。 リアクトルの構成と磁束線との関係を示す図であり、（ａ）は、外部に空芯コイルが露出したリアクトル（比較例１）の構成図（ｂ）は、本実施形態に係るリアクトルの構成図、（ｃ）は、空芯コイルがコア部により覆われ且つ空芯部に磁性体を備えたリアクトル（比較例２）の構成図、（ｄ）は、比較例１に係るリアクトルの磁束線図、（ｅ）は、本実施形態に係るリアクトルの磁束線図、（ｆ）は、比較例２に係るリアクトルの磁束線図を示す。 本実施形態および比較例１，２に係るリアクトルにおいて、０〜２００（Ａ）までの範囲で電流を変化させたときのインダクタンスの変化の実験結果を示す図である。 エッジワイズ巻線構造を示す断面図である。 リアクトルにおける周波数ｆと損失との関係をコイルの巻線構造別（フラットワイズ巻線構造およびエッジワイズ巻線構造）に示した図である。 導体部材およびコイルの断面形状を示す図であり、（ａ）は、幅Ｗが厚みｔ以下の矩形断面を有する導体部材で構成されたコイルを示す図、（ｂ）は、幅Ｗが前記厚みｔより長い矩形断面を有する導体部材で構成されたコイルを示す図である。 平行度の算出方法の説明図である。 平行度が−１／１０ときの磁束線図である。 平行度が１／１０ときの磁束線図である。 平行度が１／１００のときの磁束線図である。 軸芯側に突起部Ｈが存在している場合の磁力線図の一例である。 比Ｒ／Ｗを「１０」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「５」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「３．３」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「２．５」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「２」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「１．７」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「１．４」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「１．３」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「１．１」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを「１」に設定した場合の磁束線図である。 比Ｒ／Ｗを横軸とし、安定度Ｉおよびインダクタンスを縦軸として、比Ｒ／Ｗの変化に対する安定度Ｉの変化を表すグラフ（グラフＷ）と、前記比Ｒ／Ｗの変化に対する前記最大インダクタンスＬｍａｘ，最小インダクタンスＬｍｉｎ，平均インダクタンスＬａｖの変化を表すグラフとを示す図である。 軸芯側に形成される突起部の概略図である。 軸芯側に突起部Ｈが存在している場合の磁力線図の別の一例である。 軸芯側に突起部Ｈが存在している場合の磁力線図の別の一例である。 軸芯側に突起部Ｈが存在している場合の磁力線図の別の一例である。 軸芯側に突起部Ｈが存在している場合の磁力線図の別の一例である。 電流を横軸とし、インダクタンス変化（％）を縦軸として、突起部高さａを変化させた場合のインダクタンス変化の状況を示すグラフを示す図である。 空芯部にコア部の上面および下面から突出する長尺状の導体をリアクトルに設ける場合の該リアクトルの作製方法を示す図である。 コア部の変形形態を示す図である。 他の形態にかかるリアクトルの構成を示す一部透過斜視図である。 図３４に示すリアクトルにおける磁束密度をベクトルで示す図である。 図３４に示すリアクトルにおけるインダクタンス特性を示す図である。 絶縁耐性用の絶縁部材をさらに備えたリアクトルの一部の構成を示す図である。 図３７（Ａ）に示す構成のリアクトルにおいて、絶縁部材の材料別およびその厚さ（μｍ）別に対する絶縁耐圧（２．０ｋＶ）の結果を示す図である。 コア部の他の変形形態を示す図である。 ヒートシンクをさらに備えた第１態様のリアクトルの構成を示す図である。 ヒートシンクをさらに備えた第２態様のリアクトルの構成を示す図である。 ヒートシンクをさらに備えた第３態様のリアクトルの構成を示す図である。 ヒートシンクをさらに備えた図４０〜図４２に示す態様に対する比較態様のリアクトルの構成を示す図である。 固定部材および締結部材をさらに備えたリアクトルの構成を示す図である。 固定部材および締結部材をさらに備えたリアクトルの構成を示す図である。 空芯部に円筒形状又は中実円柱形状の導体を設置する場合の、該導体の態様を示す図である。 空芯コイルを構成するリボン状の導体部材の変形形態を示す図である。 コア部の外部にインダクタコアを設けた場合であって、導体が２層の場合の構造の一例を示す図である。 コア部の外部にインダクタコアを設けた場合であって、導体が３層の場合の構造の一例を示す図である。 コア部の外部にインダクタコアを設けた場合であって、導体が４層の場合の構造の一例を示す図である。 空芯コイルに、積層した３個の単相コイルを用いた場合におけるリアクトルの構造を示す横断面図である。 冷却パイプを備えたリアクトルの構成を示す図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。

本発明に係るリアクトルの実施形態について説明する。図１は、本発明に係るリアクトルの第１の実施形態を示す図であり、軸芯Ｏを含む平面で切断した断面図である。図２は、第１の実施形態のリアクトルにおけるコア部材の他の形態を示す斜視図である。

図１に示すように、リアクトルＤ１は、後述するフラットワイズ巻線構造を有する空芯コイル１と、該空芯コイル１を覆うコア部２とを備えて構成されている。なお、説明の都合上、コア部２から説明を行う。

コア部２は、磁気的に（例えば透磁率が）等方性を有し、同一の構成を有する第１および第２コア部材３，４を備える。第１および第２コア部材３，４は、それぞれ、例えば円板形状を有する円板部３ａ，４ａの板面に、該円板部３ａ，４ａと同径の外周面を有する円筒部３ｂ，４ｂが連続して成る。コア部２は、このような構成を有する第１および第２コア部材３，４が互いに前記各円筒部３ｂ，４ｂの端面同士で重ね合わせられることにより空芯コイル１を内部に収容するための空間を備えたものである。

なお、第１および第２コア部３，４は、前記互いに重ね合わされる円筒部３ｂ，４ｂの各端面に位置決めを行うための凸部３ｃ，４ｃが設けられ、この凸部３ｃ，４ｃに応じた凹部３ｄ，４ｄが設けられてもよい。例えば、図２に示すように、第１および第２コア部３，４における円筒部３ｂ，４ｂの各端面には、略円柱形状の第１および第２凸部３ｃ−１，３ｃ−２；４ｃ−１，４ｃ−２が１８０゜の間隔（互いに対向する位置）で設けられ、このような略円柱形状の第１および第２凸部３ｃ−１，３ｃ−２；４ｃ−１，４ｃ−２がはまり込むような略円柱形状の第１および第２凹部３ｄ−１，３ｄ−２；４ｄ−１，４ｄ−２が１８０゜の間隔（互いに対向する位置）で設けられている。そして、これら第１および第２凸部３ｃ−１，３ｃ−２；４ｃ−１，４ｃ−２ならびに第１および第２凹部３ｄ−１，３ｄ−２；４ｄ−１，４ｄ−２は、それぞれ、９０゜間隔で設けられている。なお、図２に示す例では、第１および第２コア部３，４は、互いに同形上であり、図２には、後述の突起部を備えた第１および第２コア部３，４の一方が示されている。このような位置決めの凸部３ｃ，４ｃを円筒部３ｂ，４ｂの各端面にさらに備えることによって第１および第２コア部材３，４をより確実に突き合わせることができる。

第１および第２コア部材３，４は、所定の磁気特性を有する。第１および第２コア部材３，４は、低コストの観点から、同一材料であることが好ましい。ここで、第１および第２コア部材３，４は、所望の磁気特性（比較的高い透磁率）の実現容易性および所望の形状の成形容易性の観点から、軟磁性体粉末を成形したものであることが好ましい。

この軟磁性粉末は、強磁性の金属粉末であり、より具体的には、例えば、純鉄粉、鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）およびアモルファス粉末、さらには、表面にリン酸系化成皮膜などの電気絶縁皮膜が形成された鉄粉等が挙げられる。これら軟磁性粉末は、例えば、アトマイズ法等によって製造することができる。また、一般に、透磁率が同一である場合に飽和磁束密度が大きいので、軟磁性粉末は、例えば上記純鉄粉、鉄基合金粉末およびアモルファス粉末等の金属材料であることが好ましい。

このような第１および第２コア部材３，４は、例えば、公知の常套手段を用いることによって、軟磁性粉末を圧粉成形した所定の密度の部材であり、この部材は、例えば、図３に示す磁束密度−比透磁率特性を有している。図３は、鉄粉を含む磁性体における密度別の磁束密度−比透磁率特性を示す図である。図３の横軸は、磁束密度（Ｔ）であり、その縦軸は、比透磁率である。

図３に示すように、密度約６ｇ／ｃｃ以上の部材（密度約５．９９ｇ／ｃｃ（□）、密度約６．５ｇ／ｃｃ（×）、密度約７ｇ／ｃｃ（△）、密度約７．５ｇ／ｃｃ（◆））では、磁束密度−比透磁率特性は、比較的高い初期比透磁率から、磁束密度が増加すると比透磁率が徐々に増加してピーク（最大値）となり、その後、磁束密度の増加に従って徐々に比透磁率が減少して行くプロファイルである。

例えば、密度約７ｇ／ｃｃの部材では、磁束密度−比透磁率特性は、約１２０の初期比透磁率から、磁束密度が増加すると、磁束密度が０．３５Ｔで比透磁率が約２００まで急激に増加し、その後、磁束密度の増加に従って徐々に比透磁率が減少して行くプロファイルである。図３に示す例では、比透磁率が、初期比透磁率から磁束密度の増加に従って再び初期比透磁率となる磁束密度は、約１Ｔである。

また、密度約５．９９ｇ／ｃｃの部材、密度約６．５ｇ／ｃｃの部材および密度約７．５ｇ／ｃｃの部材における初期比透磁率は、それぞれ、約７０、約９０および約１６０である。このように初期透磁率が約５０〜２５０の材料は、この例では、約７０〜約１６０の材料は、略同様に、磁束密度−比透磁率特性がプロファイルとなり、比較的高い比透磁率の材料である。

図１に戻り、空芯コイル１は、中心（軸芯Ｏ上）に所定の径を有する円柱状の空芯部Ｓ１を設けて、所定の厚みを有するリボン状の導体部材がその幅方向を軸芯方向に略一致させた態様で所定回数だけ巻き回されて成るものであり、前記コア部２の内部空間（第１および第２コア部材３，４の内壁面によって形成された空間）に設置されている。

このような構成のリアクトルＤ１は、例えば、次の工程によって作製可能である。図４は、第１の実施形態に係るリアクトルの作製工程を説明するための図である。

まず、図４（ａ）に示す所定の厚みを有するリボン状の導体部材を、図４（ｂ）に示すように、中心（軸芯）から所定の径だけ離間した位置から所定回数だけ巻き回す。これにより、中心に所定の径を有する円柱状の空芯部Ｓ１を備えたパンケーキ構造の空芯コイル１が形成される。

次に、図４（ｃ）に示すように、第１および第２コア部材３，４を、空芯コイル１を挟み込むように各円筒部３ｂ，４ｂの端面同士で重ね合わせる。これにより、図４（ｄ）に示すような例えば円板状のリアクトルＤ１が生成される。

このような構成を有するリアクトルＤ１にあっては、前記コア部２を持たないで空芯コイル１が外部に露出したリアクトル（比較例１という）や、空芯コイル１が前記コア部２により覆われ且つ軸芯Ｏ上（図１，図４に示す空芯部Ｓ１）に磁性体を備えたリアクトル（比較例２という）に対して次のような利点を有する。

図５は、リアクトルの構成と磁束線との関係を示す図である。図５（ａ）は、前記比較例１に係るリアクトルの構成を示す断面図、図５（ｂ）は、本実施形態に係るリアクトルＤ１の構成を示す断面図、図５（ｃ）は、比較例２に係るリアクトルの構成を示す断面図を示す。また、図５（ｄ）は、比較例１に係るリアクトルの磁束線図、図５（ｅ）は、本実施形態に係るリアクトルＤ１の磁束線図、図５（ｆ）は、比較例２に係るリアクトルの磁束線図を示す。なお、図面の視認性を考慮して、図５（ｄ）〜（ｆ）においては、隣接する巻線間の境界線の記載を省略している。

また、図６は、本実施形態および比較例１，２に係るリアクトルにおいて、０〜２００（Ａ）までの範囲で電流を変化させたときのインダクタンスの変化についての実験結果を示す図であり、グラフＡが比較例１に係るリアクトルのインダクタンスの変化を示すグラフ、グラフＢが本実施形態に係るリアクトルＤ１のインダクタンスの変化を示すグラフ、そして、グラフＣが比較例２に係るリアクトルのインダクタンスの変化を示すグラフである。

図６のグラフＡを参照すると、比較例１に係るリアクトルにおいては、前記電流の全範囲において略一定のインダクタンスが安定的に得られる。しかし、図５（ｄ）に示すように、このリアクトルでは、空芯コイル内の磁束線が軸方向に平行にならないため、渦電流損が大きくなる。そのため、図６のグラフＡで示されるように、インダクタンスが絶対的に小さい。また、図５（ｄ）に示すように、リアクトルから外部に漏出する磁束線が非常に多い。

また、比較例２に係るリアクトルにおいては、図５（ｆ）に示すように、前記コア部２の存在によってリアクトルから磁束線が外部に漏出するのを防止又は抑制することができるとともに、図６のグラフＣに示すように、電流が比較的小さい０（Ａ）〜約３０（Ａ）の範囲において大きなインダクタンスが得られる。しかし、電流がこの範囲より大きくなると、磁性体が磁気飽和して、急激にインダクタンスが低下する。このようにインダクタンスの変化が大きいと、わずかな誤差によってインダクタンス特性が比較的大きく変化することとなるため、当該リアクトルを搭載するインバータの制御性が悪くなる。

これに対し、本実施形態に係るリアクトルＤ１においては、比較例２と同様に前記コア部２の存在によって比較例２に係るリアクトルと同等程度にリアクトルＤ１から磁束線が外部に漏出するのを防止又は抑制することができる上、図６のグラフＢに示すように、前記電流の全範囲において、安定したインダクタンス特性が得られ、且つ、そのインダクタンスが前記比較例１に対して大きいという利点を有する。

次に、本実施形態のように、導体部材が径方向に重なるように巻回されたフラットワイズ巻線構造を有するリアクトルＤ１が、導体部材が軸方向に重なるように巻回されたエッジワイズ巻線構造を有するリアクトル（図７参照）に対する利点について述べる。図７は、エッジワイズ巻線構造を示す断面図である。また、図８は、リアクトルにおける周波数ｆと損失との関係を空芯コイルの巻線構造別（フラットワイズ巻線構造およびエッジワイズ巻線構造）に示した図であり、横軸は周波数ｆを示し、縦軸は損失を示す。図９は、導体部材およびコイルの断面形状を示す図である。

一般的に、空芯コイルに通電すると、空芯コイルは、導体から構成されているので、磁力線に垂直な面（直交面）に渦電流が発生し、それによって損失（ロス）が発生する。この渦電流の大きさは、磁束密度が同一である場合には、磁束線と交差する面積、すなわち、磁力線に垂直な連続する面の面積に比例する。空芯コイル内では軸方向に沿っているので、渦電流は、空芯コイルを構成する導体の、軸方向に直交する径方向の面の面積に比例することになる。

このため、エッジワイズ巻線構造では、図７に示すように、前記導体部材は、径方向の面積が大きく、渦電流を生じやすく、電気抵抗によって生じる損失よりも渦電流によって生じる損失の方が支配的となる。したがって、エッジワイズ巻線構造では、図８に示すように、損失が、通電電流の周波数に依存して周波数の増加に伴い増大し、比較的小さな電気抵抗によって初期損失が比較的小さくなる。

一方、本実施形態に係るリアクトルＤ１で採用されているフラットワイズ巻線構造では、図１に示すように、前記導体部材は、径方向の面積が小さく、渦電流を生じ難い一方で、軸方向の面積が大きい。したがって、フラットワイズ巻線構造では、渦電流が殆ど生じず、図８に示すように、損失は、通電電流の周波数によらず略一定であり、比較的小さな電気抵抗によって初期損失も比較的小さくなる。

さらに、図７の矢印Ｐに示すように、エッジワイズ巻線構造では、前記導体部材が軸方向に重ねられた構造であるが、図１に示すように、フラットワイズ巻線構造では、前記導体部材は、その幅方向が軸方向に略一致し、連続しているため、フラットワイズ巻線構造は、エッジワイズ巻線構造よりも効果的に熱伝導する。よって、前記損失および熱伝導の点でフラットワイズ巻線構造の方が前記エッジワイズ巻線構造よりも優れている。

さらに、本実施形態では、前記フラットワイズ巻線構造において、図９（ａ）に示すように、前記空芯コイル１を構成する導体部材の幅Ｗが、該導体部材の径方向の長さ（以下、厚みという）ｔ以下の矩形断面を有する導体部材でリアクトルを構成している。換言すると、本実施形態では、前記導体部材の幅Ｗに対する前記導体部材の厚みｔの比ｔ／Ｗが１以下となる矩形断面を有する導体部材でリアクトルを構成している。

これにより、図９（ｂ）に示すように、前記厚みｔの方が前記幅Ｗより長い矩形断面を有する導体部材で構成されたリアクトルに比して、径方向の面積が小さくなる。その結果、前記損失の点でフラットワイズ巻線構造の方が前記エッジワイズ巻線構造よりも優れている理由と同様の理由により、渦電流損を小さくすることができる。そして、特に、前記導体部材の厚みｔに対する幅Ｗの比ｔ／Ｗを１／１０以下とすると、渦電流損の発生を大幅に低減することができる。

ところで、このように導体部材の断面形状に係る条件を設定しても、空芯コイル１の上下両端面にそれぞれ対向する、第１コア部材３の内壁面（以下、上壁面という）と第２コア部材４の内壁面（以下、下壁面という）とを少なくともコイル端部を覆う領域において平行とし、且つ、該上壁面（下壁面）と空芯コイル１の導体部材の軸方向の面とを垂直にしておかないと、空芯コイル１の内部を通る磁束線が軸方向に平行にならない。そこで、本実施形態では、以下に説明するような平行度を設定し、第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面とを平行とみなせる平行度に設定するようにしている。

図１０は、平行度の算出方法の説明図である。図１０に示すように、第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面との間隔のうち最も内周側の位置（以下、最内周位置という）における間隔をＬ１、最も外周側の位置（以下、最外周位置という）における間隔をＬ２、最内周位置から最外周位置までの各間隔の平均値をＬ３とする。なお、前記平均値Ｌ３は、前記最内周位置１と前記最外周位置１との間を所定間隔で刻む複数の位置における各間隔の平均値である。

このとき、空芯コイル１の最内周位置における、第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面との間隔Ｌ１と、空芯コイル１の最外周位置における、第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面との間隔Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を平均値Ｌ３で除算して得られる値（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ３を前記平行度として設定する。

図１１は、前記平行度が−１／１０ときの磁束線図であり、図１２は、前記平行度が１／１０ときの磁束線図であり、そして、図１３は、前記平行度が１／１００のときの磁束線図である。図１３に示すように、前記平行度が１／１００のときには、空芯コイル１の内部を通る磁束線（点線で示す部分の磁束線）が軸方向に平行になる。一方、図１１、図１２の矢印Ｑ１，Ｑ２に示すように、前記平行度が−１／１０，１／１０のときには、空芯コイル１の内部を通る磁束線が軸方向に平行にならない。空芯コイル１の内部を通る磁束線が平行にならないと、前述したように、渦電流損が大きくなり、そのインダクタンスが絶対的に小さくなる。

そこで、本発明者は、平行度を種々変えつつ磁束線の分布を検証した。その結果、空芯コイル１の内部を通る磁束線を平行にするためには、前記平行度の絶対値を１／５０以下に設定する必要があるとの知見を得た。

なお、図１４に示すように、空芯コイル１の軸芯Ｏ側に突起部Ｈが存在している場合にも、その形状によっては、近傍の磁束線が軸方向に平行にならないことがあるので、本実施形態では、突起部Ｈが形成されないように空芯コイル１を生成している。許容される突起部形状などについては後述するが、空芯コイル１の内部を通る磁束線が平行となる条件を満足するためには、少なくともコイル端部を覆う領域において第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面とを平行にする必要がある。

さらに、本発明者は、空芯コイル１の軸芯Ｏから該空芯コイル１の外周面までの半径Ｒ（図１参照）と空芯コイル１を構成する導体部材における前記幅Ｗとの比Ｒ／Ｗに着目し、この比Ｒ／Ｗを変化させたときの磁束線分布の態様についてシミュレーション実験を行った。

図１５〜図２４は、リアクトルＤ１の全体体積、前記導体部材の矩形断面の断面積、空芯コイル１の巻数をそれぞれ一定にして、前記比Ｒ／Ｗを「１０」，「５」，「３．３」，「２．５」，「２」，「１．７」，「１．４」，「１．３」，「１．１」，「１」にそれぞれ設定した場合の磁束線図である。図１５〜図２４においては、隣接する巻線間の境界線の記載を省略している。

これらの磁束線図から判るように、前記比Ｒ／Ｗを５以上に設定した場合（図１５、図１６に示す場合）では、コア部２の外部に磁束が漏れており、周辺機器に影響を及ぼす虞があるため実用上問題がある。また、前記比Ｒ／Ｗを１．３以下に設定した場合（図２２〜図２４に示す場合）では、空芯コイル１の内部を通る磁束線が軸方向に対して平行にならないため、渦電流損が大きくなり、効率が低下する虞がある。

一方、リアクトルＤ１を搭載するインバータが良好な制御性を有するためには、電流の変化に対するインダクタンスの変化が少なく且つ安定していることが必要である。

ここで、本実施形態では、このインダクタンスの安定性を表す指標として、
安定度Ｉ（％）＝｛（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Ｌａｖ｝×１００ ・・・（１）
を設定する。

なお、この算出式（１）において、Ｌｍｉｎは、前記インバータに供給し得る電流の範囲（以下、使用範囲という）のうち最小の電流におけるインダクタンス（以下、最小インダクタンスという）であり、Ｌｍａｘは、前記使用範囲のうち最大の電流におけるインダクタンス（以下、最大インダクタンスという）であり、Ｌａｖは、前記使用範囲における各電流値に対応する各インダクタンスの平均値（以下、平均インダクタンスという）である。前記算出式（１）によれば、安定度Ｉの値が小さいほど、インダクタンスの安定性が高い。

そして、本発明者は、この安定度Ｉと前記比Ｒ／Ｗとの関係について検討した。図２５は、比Ｒ／Ｗを横軸とし、前記安定度Ｉを縦軸として、前記比Ｒ／Ｗの変化に対する前記安定度Ｉの変化を表すグラフＫを示している。なお、この図２５には、各リアクトルのインダクタンスを別の縦軸で表し、前記比Ｒ／Ｗの変化に対する前記最大インダクタンスＬｍａｘ，最小インダクタンスＬｍｉｎ，平均インダクタンスＬａｖの変化を表すグラフも示している。

図２５に示すように、最大インダクタンスＬｍｉｎは、前記比Ｒ／Ｗに略比例して増大し、最小インダクタンスは、前記比Ｒ／Ｗが約６のときに最大をとる山形波形を有するように変化し、平均インダクタンスは、前記比Ｒ／Ｗが約８のときに最大をとる山形波形を有するように変化する結果、安定度Ｉは、その増加率については前記比Ｒ／Ｗの値に応じて異なるものの、総じて前記比Ｒ／Ｗが大きくなるに伴って増大するという実験結果を得た。

インバータに良好な制御性能をもたせるためには、前記安定度Ｉを１０％以下に抑えることが必要である。したがって、図２５を参照すると、前記比Ｒ／Ｗは、
Ｒ／Ｗ≦４ ・・・（２）
に設定することが必要である。

また、本実施形態に係るリアクトルの利用用途として、例えば、電鉄車両、電気自動車、ハイブリッド自動車、無停電電源、太陽光発電など産業用インバータ用、或いは、エアコン、冷蔵庫、洗濯機などの大出力家電用インバータ用としての利用用途を想定した場合には、これらの利用用途では取り扱う電力が大きいため、前記利用用途に使用されるリアクトルには大きなインダクタンスが要求され、少なくとも１００μＨ以上のインダクタンスが必要である。したがって、図２５を参照すると、前記比Ｒ／Ｗは、
Ｒ／Ｗ≧２ ・・・（３）
に設定することが必要である。

本発明者は、前記式（２），（３）に基づき、前記比Ｒ／Ｗの条件として、
２≦Ｒ／Ｗ≦４ ・・・（４）
を見出した。

以上のように、本実施形態に係るリアクトルＤ１は、
（１）前記空芯コイルを構成する導体部材の厚みｔに対する導体部材の幅Ｗの比ｔ／Ｗを１以下とする点、
（２）空芯コイル１の上下両端面に対向する、第１コア部材３の内壁面（前記上壁面）と第２コア部材４の内壁面（前記下壁面）とを平行とみなせる平行度に設定する点、
（３）空芯コイル１における軸芯Ｏから空芯コイル１の外周面までの半径Ｒと空芯コイル１（導体部材）の幅Ｗとの比Ｒ／Ｗを２≦Ｒ／Ｗ≦４とする点
を具備することで、騒音、加工コストおよび渦電流損を抑制しつつ、大きなインダクタンスを広い電流範囲で安定して発生させることができる。

また、
（４）前記コア部の各部位のうち前記空芯コイルの空芯部に面する部位に、前記空芯コイル側に突起部を上面側、底面側共に形成し、前記空芯コイルの空芯部の半径をＲｓ、突起部のコイル端部に対向するコア面からの高さをａ、突起部底面の半径をＡとしたとき、
０＜ａ≦Ｗ/３、且つ、Ｒｓ＞√（Ａ^２+（Ｗ/２）^２）
を満足するように前記突起部を形成するとインダクタンスを更に向上させることができる。

このように空芯部分のコア部に突起を設けることで、磁束が空気部分（すなわち、磁束にとって大きな抵抗となる部分）を通過する箇所が狭くなり、磁束の流れが良くなって、インダクタンスが増加するのである。

ただし、このような突起が存在すると、突起付近では磁束線が歪曲することとなる。前記したように、たとえば、図１４に示すような突起部の形状によっては、空芯コイル１の一部において、内部を通る磁束線が軸方向に平行にならないこととなり、損失の増加を招く可能性がある。そのため、突起部を設けるにあたっては、空芯コイル１の内部を通る磁束線が軸方向で平行となるのを妨げないように、突起部の形状、空芯コイル１の配置を調整する必要がある。図２６は、軸芯側に形成される突起部の概略図である。本発明者の検討の結果、図２６に示すように、前記空芯コイルにおける空芯部の半径をＲｓ、コイル端部に対向するコア面からの突起部の高さをａ、突起部底面の半径をＡとしたとき、
０＜ａ≦Ｗ/３、且つ、Ｒｓ＞√（Ａ^２+（Ｗ/２）^２）
を満足するように前記突起部を形成すると、空芯コイル１の内部を通る磁束線が軸方向で平行となるのを妨げることなく、磁束の流れが良くなって、インダクタンスが増加することを見出した。

図２７〜図３０に、前記Ｒｓ，ａ，Ａを変化させた際の磁束線図を示す。図２７に示す例は、前記０＜ａ≦Ｗ/３の条件は、満足するものの、Ｒｓ＞√（Ａ^２+（Ｗ/２）^２）の条件を満足していない例であり、空芯コイル１の一部（矢印Ｑで示す部分）において、内部を通る磁束線が軸方向に平行になっていない。しかし、図２８〜図３０に示す例では、前記０＜ａ≦Ｗ/３、且つ、Ｒｓ＞√（Ａ^２+（Ｗ/２）^２）の関係を満足しているので、空芯コイル１の内部を通る磁束線は軸方向で平行となっている一方、突起部周辺での磁束線密度が高くなって、インダクタンス向上が図れることがわかる。図２８〜図３０は、図２７に示す空芯コイルに対し、コア部２の形状は同一とし、矢印Ｘ１〜Ｘ３に示すように、突起部の形状を変えたものである。

また、図３１に電流を横軸とし、インダクタンス変化（％）を縦軸として、前記突起部高さａを変化させた場合のインダクタンス変化の状況を示すグラフを示している。図３１から分かるように、前記ａがＷ/３を超えると、電流の増加に伴うインダクタンスの変化の変化率が１０％を超えるようになって、安定度が悪くなっている。

さらに、
（５）前記比ｔ／Ｗを１／１０以下とする点
を具備することで、さらに渦電流損の発生を低減することができる。

また、
（６）導体部材の厚みｔを、導体表面から、角周波数、透磁率および電気伝導率で定まる厚みδ（以下、表皮厚みという）以下とすることも渦電流損の低減に有効である。

すなわち、空芯コイル１に流れる電流は、導体部材の内部までは流れず、表皮厚みδまでの範囲でしか流れず、導体断面全体に一様に電流が流れない。この表皮厚みδは、
δ=（２／ωμσ）^１／２（ω：各周波数、μ：透磁率、σ：電気伝導率）
で表される。

ここで、導体部材の厚みを前記表皮厚みδより厚くすると、導体部材内部に発生する渦電流損が増加することになる。そこで、本実施形態のリアクトルＤ１において、導体部材の厚みｔをδ以下に設定すると渦電流損が減少できる。

（７）空芯コイル１の最内周位置における、第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面との間隔Ｌ１と、空芯コイル１の最外周位置における、第１コア部材３の前記上壁面と第２コア部材４の前記下壁面との間隔Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を平均値Ｌ３で除算して得られる値（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ３の絶対値を１／５０以下に設定する点
を具備することで、空芯コイルの内部を通る磁束線が軸方向に平行でないことにより渦電流損が増大してインダクタンスが小さくなるのを防止又は抑制することができる。

なお、本件は、前記実施形態に代えてまたは前記実施形態に加えて、次の様な形態も含むものである。

［１］図３２は、空芯部にコア部の上面および下面から突出する長尺状の導体をリアクトルに設ける場合の該リアクトルの作製方法を示す図である。図３２（ｄ）に示すように、前記コア部２の空芯部Ｓ１に対応する部位に、該空芯部Ｓ１と同径の穴Ｈを形成し、この穴Ｈを介してコア部２を貫通する長尺状のコイルの口出しリードとなる導体を設置してもよい。なお、図３２（ｂ）では、円筒形状の導体を示しているが、円筒形状でも中実円柱形状でも同様のインダクタンス特性が得られる。

ただし、前記導体を円筒形状にすると、中空内に水や空気を流通させてリアクトルを強制冷却できるため、前記導体を円筒形状にする方が中実円柱形状にするよりも高い冷却性能をリアクトルに持たせることができる。

また、該導体が前記第１および第２コア部材３，４の上下面からそれぞれ突出することでリアクトルＤ１の放熱性能を向上させることができる。

このような構成を有するリアクトルは、例えば、次の工程によって作製可能である。まず、図３２（ｃ）に示すように、所定の厚みを有するリボン状の導体部材（図３２（ａ））の端部を、前記円筒形状の導体（図３２（ｂ））の周面適所に接合した上で、図３２（ｄ）に示すように、該導体部材を所定回数だけ巻き回す。これにより、パンケーキ構造の空芯コイル１を有するユニットが形成される。

次に、図３２（ｄ）に示すように、このユニットの上下でそれぞれ突出している部位を、第１および第２コア部材３，４に形成された穴Ｈに貫通させた上で、第１および第２コア部材３，４を、空芯コイル１を挟むように各円筒部の端面同士で重ね合わせる。これにより、図３２（ｅ）に示すような上下面に突出部を有する例えば円板状のリアクトルが生成される。

このように、前記リボン状の導体部材の端部を、前記コア部２を貫通する長尺状の導体の周面適所に接合して前記長尺状の導体と前記リボン状の導体部材とを電気的に接続し、前記長尺状の導体の周りにリボン状の導体部材を所定回数だけ巻き回して空芯コイル１を作成することで、空芯コイル１に設置すべき電極のうちの一方の電極としての機能と、空芯コイル１を作製する（リボン状の導体部材を巻きまわす）際のベース材としての機能とを前記長尺状の導体に兼ね備えることができる。

なお、前記長尺状の導体を熱伝導性の高い金属で構成すると、リアクトル内部の熱の放熱性を向上させることができる。

［２］前記変形形態［１］のように、前記空芯部Ｓ１に円筒形状の導体を設置する場合に、該導体の厚みを、リアクトルＤ１の駆動周波数に対する表皮厚みδ=（２／ωμσ）^１／２の２倍以上とすると、該導体の表皮効果（交流磁束の遮蔽効果）により、空芯コイル１の周縁部における磁束線が強制的に垂直配向され、円筒内部に交流磁束線が入り込まないようにすることができる。そのため、固定用のボルト等を、リアクトル特性に影響を与えることなく、該円筒を貫通して挿入することができるなど、導体の直径に制限が課されず、リアクトルＤ１の形状や実装形態の自由度を大きくすることができる。

また、前記導体により、高調波成分がより効率的に発熱するため、フィルタ機能を付与することもできる。

［３］前記コア部２は、前記第１の実施形態のように、第１および第２コア部材３，４で作成されるものの他、例えば、図３３（ａ），（ｂ）に示すように、空芯コイル１の外径より導体部材の厚みｔ以上大きな径を有する円板形状をもつコア部材２０，２１と、該コア部材２０，２１と同径の円柱状外周面を有する円筒状のコア部材２２とを備え、コア部材２２の各端部に前記コア部材２０，２１を接着した構造としてもよい。図３３は、コア部の変形形態を示す図である。図３３（ａ）は、本実施形態に係るリアクトルにおけるコア部の組立斜視図であり、図３３（ｂ）は、本実施形態に係るリアクトルを、軸芯Ｏを含む平面で切断した断面図である。

なお、上述のリアクトルＤ１では、コイル１およびコア部２が外形円柱状の形状を基本形状としているが、これに限定されるものではなく、多角柱形状の形状を基本形状としてもよい。前記多角柱形状は、例えば、四角柱形状、六角柱形状および八角柱形状等である。また、円柱形状および多角柱形状の各形状を基本形状としてもよい。例えば、コイルが円柱形状の形状とされ、コア部が多角柱形状の形状とされてよく、また例えば、コイルが多角柱形状の形状とされ、コア部が円柱形状の形状とされてよい。ここでは、一例として、四角柱形状の形状を基本形状とするリアクトルＤ２について説明する。

図３４は、他の形態にかかるリアクトルの構成を示す一部透過斜視図である。図３４では、コア部の略半分を透過させて内部のコイルの構成が見えるように記載されている。図３５は、図３４に示すリアクトルにおける磁束密度をベクトルで示す図である。図３５には、コア部を二分するようにその略中央で軸芯を含む平面で切断した場合におけるその断面図が示されている。図３６は、図３４に示すリアクトルにおけるインダクタンス特性を示す図である。図３６の横軸は、電流（Ａ）であり、その縦軸は、インダクタンス（μＬ）である。

この四角柱形状の形状を基本形状とするリアクトルＤ２は、図３４に示すように、フラットワイズ巻線構造を有する空芯コイル６と、該空芯コイル６を覆うコア部７とを備えて構成されている。

コア部７は、コア部２と同様に、磁気的に（例えば透磁率が）等方性を有し、同一の構成を有する第１および第２コア部材８，９を備える。第１および第２コア部材８，９は、それぞれ、例えば四角形状（矩形状）を有する角板部８ａ，９ａの板面に、該角板部８ａ，９ａの四辺から成る四角形の大きさと同じ大きさ外周を有する断面四角形の筒部８ｂ，９ｂが連続して成る。コア部７は、このような構成を有する第１および第２コア部材８，９が互いに前記各筒部８ｂ，９ｂの端面同士で重ね合わせられることにより空芯コイル６を内部に収容するための空間を備えたものである。

そして、空芯コイル６は、中心（軸芯Ｏ上）に所定の大きさの四角形を有する四角柱状の空芯部Ｓ２を設けて、所定の厚みを有するリボン状の導体部材がその幅方向を軸芯方向に略一致させた態様でその外形が四角柱状となるように所定回数だけ巻き回されて成るものであり、前記コア部７の内部空間（第１および第２コア部材８，９の内壁面によって形成された空間）に設置されている。

このような構成な構成によっても、図３５に示すように、空芯コイル６内の磁束線が軸方向に略平行となり、図１に示すリアクトルＤ１と同様な作用効果を有する。しかも、このような構成のリアクトルＤ２は、図３６から分かるように、そのインダクタンスが図１に示すリアクトルＤ１のインダクタンスよりも大きい。なお、このような構成のリアクトルＤ２のインダクタンス特性は、図３６に示すように、図１に示すリアクトルＤ１のインダクタンス特性と同様のプロファイルであり、そのインダクタンスは、通電電流の変化に対し、比較的電流値の小さい範囲（図３６では約８０Ａ以下の範囲）では略一定であり、その範囲を越えると通電電流の増加に伴って徐々に減少している。

ここで、図３６では、４０Ａでのインダクタンスが略同じになる条件で図１に示す構成のリアクトルＤ１と図３４に示す構成のリアクトルＤ２とを比較している。

［４］前記変形形態［３］に係るコア部や前記第１の実施形態に係るコア部の内部に形成される空間（空芯コイル１を内蔵するための空間）には、低透磁性の磁性体を充填してもよい。

［５］空芯コイル１，６の上端面とそれに対向するコア部２，７の内壁面との間や、コイル１，６の下端面とそれに対向するコア部２，７との間に、例えばＢＮ（チッ化ボロン）セラミック等の絶縁材を充填してもよい。絶縁材としては、例えば絶縁性および良熱伝導性の樹脂シートが想定され、その厚みは、１ｍｍ以下が好ましい。なお、前記絶縁材料は、コンパウンドが充填されて成るものでもよい。

この絶縁材により、空芯コイル１によって軸方向（上下方向）の熱伝導性が良くなるとともに、空芯コイル１に発生するジュール熱を前記絶縁材を介してコア部２，７に熱伝導させることができ、効率良く外部に廃熱することが可能となる。また、このため、外部から、より具体的にはコア部２を冷却することによって、リアクトルＤ１，Ｄ２の内部が高熱になるのを防止することができる。

［６］図３７は、絶縁耐性用の絶縁部材をさらに備えたリアクトルの一部の構成を示す図である。図３７は、前記絶縁部材にかかるリアクトルの部分を示している。図３７（Ａ）は、第１態様の絶縁部材を示し、図３７（Ｂ）は、第２態様の絶縁部材を示し、そして、図３７（Ｃ）は、第３態様の絶縁部材を示す。図３８は、図３７（Ａ）に示す構成のリアクトルにおいて、絶縁部材の材料別およびその厚さ（μｍ）別に対する絶縁耐圧（２．０ｋＶ）の結果を示す図である。

上述の実施形態のリアクトルＤ１，Ｄ２において、コイル１，６とコア部２，７との間における絶縁耐性をより向上させるために、コア部２，７における空芯コイル１，６の一方端部とこの空芯コイル１，６の一方端部に対向するコア部一方面との間およびコア部２，７における空芯コイル１，６の他方端部とこの空芯コイル１，６の他方端部に対向するコア部他方面との間に少なくとも配置される絶縁部材ＩＳをさらに備えて、リアクトルＤ１，Ｄ２が構成されてもよい。

このような絶縁部材ＩＳは、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性を有した樹脂である。絶縁部材ＩＳは、このような樹脂のシートであり、例えば、図３７（Ａ）に示すように、コア部２における空芯コイル１の一方端部とこの空芯コイル１の一方端部に対向するコア部一方面との間およびコア部２における空芯コイル１の他方端部とこの空芯コイル１の他方端部に対向するコア部他方面との間に配置されるシート状の絶縁部材ＩＳ１−１，ＩＳ１−２であってよく、また例えば、図３７（Ｂ）に示すように、空芯コイル１の内側面の一部分および外側面の一部分をそれぞれ覆うとともにコア部２における空芯コイル１の一方端部とこの空芯コイル１の一方端部に対向するコア部一方面との間に配置されるシート状の絶縁部材ＩＳ２−１、ならびに、空芯コイル１の内側面の一部分および外側面の一部分をそれぞれ覆うとともにコア部２における空芯コイル１の他方端部とこの空芯コイル１の他方端部に対向するコア部他方面との間に配置されるシート状の絶縁部材ＩＳ２−２であってよく、また例えば、図３７（Ｃ）に示すように、空芯コイル１を内包するように、空芯コイル１の内側面の全部を覆い、空芯コイル１の外側面の全部を覆い、そして、コア部２における空芯コイル１，６の一方端部とこの空芯コイル１，６の一方端部に対向するコア部一方面との間およびコア部２，７における空芯コイル１，６の他方端部とこの空芯コイル１，６の他方端部に対向するコア部他方面との間にそれじれ配置される絶縁部材ＩＳ３であってよい。なお、上述では、リアクトルＤ１の場合について説明したが、リアクトルＤ２の場合も同様に説明することができる。

このような構成の絶縁部材ＩＳをさらに備えることによって、リアクトルＤ１，Ｄ２は、空芯コイル１，６とコア部２，７との間における絶縁耐力をより向上することができる。

ここで、図３７（Ａ）に示す第１態様の絶縁部材ＩＳ１をさらに備えたリアクトルＤ１について、その絶縁耐圧が図３８に示されている。図３８には、絶縁部材ＩＳ１としてカプトンシート（ポリイミド）が用いられ、その厚さが２５μｍ、５０μｍおよび１００μｍの各場合について電圧２．０ｋＶを印加した場合における絶縁耐圧の結果、絶縁部材ＩＳ１としてＰＥＮシートが用いられ、その厚さが７５μｍおよび１２５μｍの各場合について電圧２．０ｋＶを印加した場合における絶縁耐圧の結果、絶縁部材ＩＳ１としてＰＰＳが用いられ、その厚さが１００μｍの場合について電圧２．０ｋＶを印加した場合における絶縁耐圧の結果、および、絶縁部材ＩＳ１としてノーメックスが用いられ、その厚さが１００μｍの場合について電圧２．０ｋＶを印加した場合における絶縁耐圧の結果がそれぞれ示されている。図３８から分かるように、絶縁部材ＩＳ１としてカプトンシート（ポリイミド）を用い、その厚さを１００μｍとした場合、絶縁部材ＩＳ１としてＰＥＮシートを用い、その厚さを１２５μｍとした場合、絶縁部材ＩＳ１としてＰＰＳを用い、その厚さを１００μｍとした場合、および、絶縁部材ＩＳ１としてノーメックスを用い、その厚さを１００μｍとした場合では、空芯コイル１とコア部２との間で良好な絶縁が得られている。したがって、絶縁部材ＩＳは、１００μｍ以上であることが好ましい。

［７］図３９は、コア部２の変形形態を示す平面図である。図３９に示すように、コア部２の上面に、軸芯Ｏ近傍から外周側に向けて放射状に複数の凹溝Ｙを設け、その凹溝Ｙに沿って空気や冷却水などの冷却媒体を流通させることによってコア部２を強制冷却させるようにすると、リアクトルＤ１の放熱性能を向上することができる。

［８］図４０は、ヒートシンクをさらに備えた第１態様のリアクトルの構成を示す図である。図４１は、ヒートシンクをさらに備えた第２態様のリアクトルの構成を示す図である。図４２は、ヒートシンクをさらに備えた第３態様のリアクトルの構成を示す図である。これら図４０〜図４２において、（Ａ）は、全体構成を示し、（Ｂ）は、コア部内の伝熱部材の部分を示している。図４３は、ヒートシンクをさらに備えた比較態様のリアクトルの構成を示す図である。

上述の実施形態のリアクトルＤ１，Ｄ２において、リアクトルＤ１，Ｄ２で生じた熱をリアクトルＤ１，Ｄ２外へ放熱させるためのいわゆるヒートシンクＨＳをさらに備えてもよい。この場合において、コイル１，６における巻き回された導体部材間を絶縁するために用いられる絶縁材の絶縁性を維持するために、コイル１，６の熱をコア部２，７へ伝導する伝熱部材がコイル１，６とコア部２，７との間に設けられることが好ましい。

このようなヒートシンクＨＳをさらに備えたリアクトルＤ１，Ｄ２は、図４０〜図４２に示すように、ヒートシンクＨＳ上に伝熱部材ＰＧ１を介して固定される。そして、ヒートシンクＨＳをさらに備えたリアクトルＤ１は、例えば、第１態様では、図４０に示すように、コア部２における空芯コイル１の一方端部とこの空芯コイル１の一方端部に対向するコア部一方面との間に伝熱部材ＰＧ２をさらに備えて構成されてよく、また例えば、第２態様では、図４１に示すように、コア部２における空芯コイル１の一方端部とこの空芯コイル１の一方端部に対向するコア部一方面との間に伝熱部材ＰＧ２をさらに備えるとともに、コア部２における空芯コイル１の他方端部とこの空芯コイル１の他方端部に対向するコア部他方面との間に伝熱部材ＰＧ３をさらに備えて構成されてよく、また例えば、コア部２の内部空間略全体に亘って（もちろんコイル１の部分を除く）伝熱部材ＰＧ４をさらに備えて構成されてよい。なお、図４０〜図４２に示すリアクトルＤ１は、上述の絶縁部材ＩＳをさらに備えている。伝熱部材ＰＧ（ＰＧ１〜ＰＧ４）は、コイル１，６の熱をコア部２，７に伝導するための部材であり、比較的高い熱伝達係数を有する材料であることが好ましく、そして、コイル１，６とコア部２，７とを密着させることが好ましい。伝熱部材ＰＧは、例えば、伝熱グリス等である。また、上述では、リアクトルＤ１の場合について説明したが、リアクトルＤ２の場合も同様に説明することができる。

このような構成のヒートシンクＳＨをさらに備えるリアクトルＤ１，Ｄ２では、リアクトルＤ１，Ｄ２の空芯コイル１，６で発生した熱を、コア部２，７を介してヒートシンクＨＳに伝導し、ヒートシンクＨＳから効率よく放熱することができ、リアクトルＤ１，Ｄ２の温度上昇を低減することができる。そして、図４０〜図４２に示すように空芯コイル１，６とコア部２，７との間に伝熱部材ＧＰをさらに備えることによって、リアクトルＤ１，Ｄ２の空芯コイル１，６で発生した熱を、コア部２，７を介してヒートシンクＨＳにより効率よく伝導することができ、ヒートシンクＨＳから放熱することができる。このため、コイル１，６における巻き回された導体部材間を絶縁するために用いられる絶縁材の絶縁性の低下（劣化）を防ぎ、前記絶縁材の絶縁性を維持することが可能となる。

ここで、コイル１，６における巻き回された導体部材間の絶縁や前記絶縁部材ＩＳとしてポリイミドやＰＥＮ等の樹脂材料を用いた場合では、比較形態として図４３に示すヒートシンクＳＨをさらに備えるが、空芯コイル１，６とコア部２，７との間に伝熱部材ＧＰを備えない場合では、リアクトルＤ１，Ｄ２の温度がこれら樹脂の耐熱温度を超えてしまうが、図４０〜図４２に示すヒートシンクＳＨおよび空芯コイル１，６とコア部２，７との間に伝熱部材ＧＰを備える場合では、リアクトルＤ１，Ｄ２の温度は、高くても１４０℃程度で略定常状態（熱平衡状態）となり、これら樹脂の耐熱温度以下であった。伝熱部材ＰＧの熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、１．０Ｗ／ｍＫ以上であることがより好ましい。

［９］図４４および図４５は、固定部材および締結部材をさらに備えたリアクトルの構成を示す図である。図４４（Ａ）および図４５（Ａ）は、上面図を示し、図４４（Ｂ）は、図４４（Ａ）に示すＡ１切断線における断面図を示し、そして、図４５（Ｂ）は、図４５（Ａ）に示すＡ２切断線における断面図を示す。なお、図４４および図４５は、１つのリアクトルについて示している。

上述の実施形態のリアクトルＤ１，Ｄ２において、コア部２，７は、複数のコア部材を備えて構成され、コア部２，７を取り付けるための取り付け部材に、コア部２，７を固定する固定部材と、複数のコア部材をコア部２，７とするために複数のコア部材を締結する締結部材とをさらに備え、コア部２，７における前記固定部材の第１配設位置と前記締結部材の第２配置位置とは、互いに異なように、リアクトルＤ１，Ｄ２が構成されてもよい。このような構成のリアクトルＤ１，Ｄ２では、固定部材の配設位置と締結部材の配設位置とを個別に設けたので、締結部材で複数のコア部材を締結した後に、このように構成されたコア部を固定部材で取り付け部材に固定することができる。このため、リアクトルの組み立てや取り付けの生産性が向上し得る。

このような固定部材は、例えば、ボルトであり、締結部材は、例えば、ボルトとナットである。取り付け部材は、例えば、基板や、上述のヒートシンクＨＳや、該リアクトルＤ１，Ｄ２を用いる製品の筐体等である。

このような固定部材および締結部材をさらに備えたリアクトルＤ１，Ｄ２は、例えば、図４４および図４５に示すように、フラットワイズ巻線構造を有する空芯コイル５１と、該空芯コイル５１を覆うコア部５２とを備えて構成されるリアクトルＤ３である。

コア部５２は、コア部２と同様に、磁気的に（例えば透磁率が）等方性を有し、同一の構成を有する第１および第２コア部材５３，５４を備える。第１および第２コア部材５３，５４は、それぞれ、例えば六角形状を有する六角板部５３ａ，５４ａの板面に、該六角板部５３ａ，５４ａの六辺から成る六角形の大きさと同じ大きさ外周を有する断面六角形の筒部５３ｂ，５４ｂが連続して成る。コア部５２は、このような構成を有する第１および第２コア部材５３，５４が互いに前記各筒部５３ｂ，５４ｂの端面同士で重ね合わせられることにより空芯コイル５１を内部に収容するための空間を備えたものである。

空芯コイル５１は、空芯コイル１と同様に、中心（軸芯Ｏ上）に所定の径を有する円柱状の空芯部を設けて、所定の厚みを有するリボン状の導体部材がその幅方向を軸芯方向に略一致させた態様で所定回数だけ巻き回されて成るものであり、前記コア部５２の内部空間（第１および第２コア部材５３，５４の内壁面によって形成された空間）に設置されている。

そして、このリアクトルＤ３における第１およびコア部材５３，５４には、軸芯Ｏ方向に沿って形成された、締結部材５５（５５−１〜５５−３）および固定部材５６（５６−１〜５６−３）のそれぞれを挿通するための貫通孔がそれぞれ設けられている。これら貫通孔は、前記六角形の第１および第２コア部材５３，５４における角内側（頂点内側）に形成されており、締結部材５５用の貫通孔と固定部材５６用の貫通孔とは、交互に設けられている。すなわち、隣接する２つの貫通孔と軸芯Ｏとの成す角は、図４４および図４５に示す例では六角形であることから６０゜であり、締結部材５５用の貫通孔のみに着目すれば、隣接する２つの締結部材５５用の貫通孔と軸芯Ｏとの成す角は、この例では１２０゜であり、そして、固定部材５６用の貫通孔のみに着目すれば、隣接する２つの固定部材５６用の貫通孔と軸芯Ｏとの成す角は、この例では１２０゜である。このように締結部材用の前記貫通孔と固定部材用の前記貫通孔とは、互いに異なる位置に形成されており、コア部２，７における固定部材５６の第１配設位置と締結部材５５の第２配置位置とは、互いに異なっている。そして、締結部材５５は、さらに、第１および第２コア部材５３、５４の中心位置（軸芯Ｏの位置）にも締結部材５５−４用の貫通孔が設けられる。このような構成のリアクトルＤ３では、第１および第２コア部材５３、５４を互いに当接させ、締結部材用の前記貫通孔に締結部材５５（５５−１〜５５−４）のボルトを挿通させ、そして、前記ボルトおよびナットで第１および第２コア部材５３，５４が互いに締め付けられる。

なお、上述の伝熱部材ＰＧが用いられ、この伝熱部材ＰＧが硬化性樹脂である場合には、この締結された状態で、伝熱部材ＰＧが硬化されることが好ましい。

一方、取り付け部材、図４４および図４５に示す例では、ヒートシンクＨＳには、固定部材５６（５６−１〜５６−３）を固着させるための凹部が形成されている。より具体的には、固定部材５６にかかるボルトの一方端部に形成された雄ねじと螺着するために、凹部の内周側面には、雌ねじが形成されている。そして、固定部材用の前記貫通孔に固定部材５６のボルトを挿通させ、前記凹部に螺着させて、リアクトルＤ３がヒートシンクＨＳに固定されて取り付けられる。

このような構成のリアクトルＤ３では、上述したように、リアクトルの組み立てや取り付けの生産性が向上し得る。より具体的には、例えば、第１および第２コア部材を互いに密着させた状態でコア部として固定する方法には、クランプで密着固定する方法や、ボルトとナットとで密着固定する方法が考えられる。取り付け部材にリアクトルを固定する際には、このクランプを外してリアクトルを取り付け部材に固定する必要があるため、組み立ての生産性が低くなる。また、ボルトとナットとで密着固定する場合には、一旦組立のために締結されたナットを外して取り付け部材にボルトで固定することになるため、取り付けの生産性が低くなる。一方、上述の方法では、固定部材５６の第１配設位置と締結部材５５の第２配置位置とは、互いに異なるので、第１および第２コア部材の締結とリアクトルの固定とを個別に行うことができるので、リアクトルの組み立てや取り付けの生産性が向上し得る。

さらに、このような構成のリアクトルＤ３では、締結部材用の前記貫通孔は、これらを結ぶと、例えば、これらの中心を結ぶと、これらの中心を各頂点とする三角形、例えば正三角形を形成し、これら３点で第１および第２コア部材５３，５４は、締結部材５５によって締結されるから、安定的に締結することができる。そして、残余の、固定部材用の前記貫通孔は、同様に、これらを結ぶと、三角形、例えば正三角形を形成し、これら３点でコア部材５２は、取り付け部材（ヒートシンクＨＳ）に固定部材５６によって固定されるから、安定的に固定することもできる。

［８］図４６は、空芯部Ｓ１に円筒形状又は中実円柱形状の導体を設置する場合の該導体の外観斜視図である。図４６に示すように、空芯部Ｓ１に円筒形状又は中実円柱形状の導体を設置する場合、該導体に、軸方向に延びるスリットＺを形成すると、リアクトルＤ１のインダクタンスの増大に寄与することができる。

［９］前記コア部２を、磁気的に等方性を有するフェライトコアで構成してもよい。ただし、漏れ磁束が無いように空芯コイルを磁性体で囲む場合、電磁鋼板のような積層コアでは、必ず磁束線が平面を貫通するため、コア部に生じる渦電流損が大きくなる。磁束密度が高い方が漏れ磁束を抑制でき且つ小型化できるため、ソフトフェライトよりも鉄系軟磁性粉末の圧粉コアが好ましい。

［１０］絶縁された複数の細い導体素線を集めて撚合わせたリッツ線によって空芯コイル１を構成してもよい。

［１１］空芯コイル１を構成する前記リボン状の導体部材は、均一な材質からなるものの他、図４７（ａ），（ｂ）に示すように、導体層と絶縁層とをその厚み方向に積層してなる導体部材も採用可能である。図４７（ａ）は、本実施形態に係るリボン状の導体部材の外観斜視図であり、図４７（ｂ）は、図４７（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

すなわち、渦電流の大きさは、磁束密度が同一である場合には、磁力線に垂直な連続する面（一続きの面）の面積に比例する。本実施形態では、磁力線に垂直に交差する導体部材の面が不連続部分を構成する絶縁層により分割され、均一な材質からなるリボン状の導体部材で空芯コイル１を構成した場合（図４７（ｃ）参照）に比して磁力線に垂直に交差する連続面の面積が小さくなるから、渦電流を小さくすることができる。

なお、このような複合（積層）線材を１本の導体として機能させるためには、コア部の外部、すなわち磁束線の存在しない場所において、図４７（ａ）の矢印Ｘで示すように、リボン状の導体部材の長手方向における端部においては、隣り合う導体層同士を絶縁層を挟むことなく接合する構成とする必要がある。このようにすることで、複合（積層）線材を１本の導体として機能させることができ、電流が流れる方向での導体の断面積を確保し、空芯コイル１の電気抵抗の増加を抑制することができる。

また、渦電流は、磁場中では線材の表裏で逆方向に流れ、磁場が減少するにつれて徐々に導体内をリターンするし、磁場の交差状況が変化するところで突然に導体内をリターンする。そのため、コイル中心付近や、円筒パイプを設ける場合には、該円筒パイプ部付近において発熱が顕著となる傾向がある。コア部の外部において、リボン状の導体部材の長手方向における端部を接合する構成によれば、コアから離れた場所で渦電流のリターンを生じさせることが出来て、コイル内部の発熱を防止することもできる。

[１２]前記リボン状の導体部材を導体層と絶縁層とをその厚み方向に積層して用いる場合に、各導体層自体、あるいは各導体層からそれぞれ別々に口出しされたリード線を、前記コア部の外部に設けられたインダクタコア１００に互いに逆相になる様に経由してから接合する様にすると、更に効果的に渦電流を抑制することができる。

たとえば、導体層が２層の場合の例である図４８に示すように、コア部２の外部にインダクタコア部１００を設けて、前記各導体層をそれぞれ流れる電流を互いに逆相になるように各導体層の一方端からインダクタコア部１００を経由させると、設けられたインダクタコア部１００は、逆位相の渦電流にのみ大きな抵抗として働いて、その電流を抑制するが、同位相で流れてくる駆動電流に対しては何ら影響を与えない。したがって効果的に渦電流のみを低減し、全体の損失を低減させることができる。なお、図４８は、導体層が２層の場合の例であるが、図４９は、導体層が３層の場合の外部インダクタコア部１００の状態を示す概略図であり、図５０は、導体層が４層の場合の外部インダクタコア部１００の状態を示す概略図である。

図４９に示すように、導体層が３層の場合には、インダクタコア部１００を２つ設け、一方のインダクタコア部１００により、第１導体層を流れる電流と第２導体層を流れる電流とを互いに逆相とし、また、第３導体層を流れる電流と前記一方のインダクタコア部１００を経由した第２導体層を流れる電流とを他方のインダクタコア部１００により互いに逆相としたのち、各インダクタコア部１００を流れた電流を合流させている。

図５０に示すように、導体層が４層の場合には、インダクタコア部１００を３つ設け、第１のインダクタコア部１００により、第１導体層を流れる電流と第２導体層を流れる電流とを互いに逆相としたのちそれらの電流を合流させるとともに、第２のインダクタコア部１００により、第３導体層を流れる電流と第４導体層を流れる電流とを互いに逆相としたのちそれらの電流を合流させ、さらに、それぞれ合流されてなる前記２つの電流を第３のインダクタコア部１００により互いに逆相としたのち合流させている。

ちなみに、導体層が単層でその厚みを０．６ｍｍとし、コイル巻き数を３２巻として構成された図１のようなリアクトルを基本とし、導体層を厚さ０．３ｍｍの導体２層で構成し、コア部の外部において、各導体の端部を接合した構成のもの（複層リアクトル１）、および、導体層を厚さ０．３ｍｍの導体２層で構成し、各導体層から夫々別々に口出しされたリード線を、前記コア部の外部に設けられたインダクタコアに互いに逆相になる様に経由してから接合した構成のもの（複層リアクトル２）の渦電流損がどの程度変化するか調べてみた（ＬＣＲメータを用いて、１０ｋＨｚのときの抵抗値で測定した）。

その結果、複層リアクトル１で渦電流損は単層（基本）の場合の約５６％に、複層リアクトル２での渦電流損は単層（基本）の場合の約３２％に、それぞれ低減できていた。

［１３］一般に、リアクトルは、変圧器として用いることが可能であり、例えば、特開２００１−３４５２２４号公報に開示の三相変圧器がある。この３相変圧器は、ケーブル巻き線型であって、この三相変圧器には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相に対応する３個の鉄心の上部と下部とに鉄心ヨークがあって、磁気回路が形成されている。このような鉄心が漢字の“日”の字の形に組み合わされることによって、磁力線の導線が構成されている。このような構成の三相変圧器（リアクトル）は、電力伝送系統の途中に置かれ、電圧の安定化に供されている。また、近年のインバータ技術の進歩により、メンテナンスフリーの観点から、交流電動機が工場やハイブリッド自動車や電気自動車等に配置されるようになってきている。このような場合に、例えばインバータから３本の三相交流の動力電線が交流電動機へ向かうことになるが、力率改善のために、通常、インバータと電動機との間に、三相変圧器（リアクトル）が直列に接続される。

近年のハイブリッド自動車等の動力源は、永久磁石を内蔵する同期交流電動機が主流である。この電動機には、乗り心地を向上する観点から、回転の滑らかさが要求される。永久磁石型同期交流電動機は、例えば、回転子側の磁極数が４で固定子側の磁極数が６である組合せ（４対６）を基本とする場合に、８対１２や１６対２４の組合せが現実的に用いられており、極数の増加に従ってトルク変動、いわゆるコギングトルクが緩和され、振動発生が抑えられて乗り心地の向上に繋がっている。

ところで、上述のように、回転子と固定子との磁極数が異なるため、回転子の回転に伴って、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の励磁コイルインダクタンスが非対称に変化し、その結果、インバータから印加される三相交流電圧波形に歪みが生じることによって理想とする正弦波波形と成らないため、トルク変動が起きてしまう。そのため、ハイブリッド自動車等に車載される車載インバータと電動機との間に三相リアクトルを挿入することによって、非線形インダクタンスに起因する不要な電圧波形、すなわち、高調波電圧成分を吸収して緩和する対策が有効である。

しかしながら、上述の従来の三相変圧器は、その形状特性から比較的体格が大きく、搭載スペースに限りがある自動車へ搭載する際に不都合である。

そこで、図５１に示すように、上述の空芯コイル１は、前記長尺の導体部材を絶縁材料で絶縁被覆するとともに前記長尺の導体部材を巻回して成る単層コイルを基本単位とした場合に、３個の前記単層コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗを厚み方向に積層して成る３層空芯コイル１１であって、これら３個の単層コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗの巻き始めのそれぞれは、互いに電流線路の第１端子１１ａｕ，１１ａｖ，１１ａｗとして独立しているとともに、これら３個の単層コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗの巻き終わりのそれぞれは、互いに電流線路の第２端子１１ｂｕ，１１ｂｖ，１１ｂｗとして独立している。

すなわち、３個の単相コイルのうちの第１単層コイル１１ｕは、例えば、３相交流のＵ相用のコイルであり、フィルム状の電気絶縁層で絶縁被覆された長尺の導体部材が中心から渦巻き状に巻き回され、例えば仕様等に応じた所定のインダクタンスにて巻きが終了する。その巻き始めの一方端は、電流線路の第１端子１１ａｕであって、コア部２の軸心に穿設された孔から外部へ引き出される。そして、その巻き終わりの他方端は、電流線路の第２端子１１ｂｕであって、コア部２の円筒部３ｂ（４ｂ）に穿設された孔から外部へ引き出される。

３個の単相コイルのうちの第２単層コイル１１ｖは、例えば、３相交流のＶ相用のコイルであり、フィルム状の電気絶縁層で絶縁被覆された長尺の導体部材が中心から渦巻き状に巻き回され、例えば仕様等に応じた所定のインダクタンスにて巻きが終了する。その巻き始めの一方端は、電流線路の第１端子１１ａｖであって、コア部２の軸心に穿設された孔から外部へ引き出される。そして、その巻き終わりの他方端は、電流線路の第２端子１１ｂｖであって、コア部２の円筒部３ｂ（４ｂ）に穿設された孔から外部へ引き出される。

同様に、３個の単相コイルのうちの第３単層コイル１１ｗは、例えば、３相交流のＷ相用のコイルであり、フィルム状の電気絶縁層で絶縁被覆された長尺の導体部材が中心から渦巻き状に巻き回され、例えば仕様等に応じた所定のインダクタンスにて巻きが終了する。その巻き始めの一方端は、電流線路の第１端子１１ａｗであって、コア部２の軸心に穿設された孔から外部へ引き出される。そして、その巻き終わりの他方端は、電流線路の第２端子１１ｂｗであって、コア部２の円筒部３ｂ（４ｂ）に穿設された孔から外部へ引き出される。

そして、これら３個の単相コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗは、前記電気絶縁フィルムで電気的に絶縁されつつ厚み方向に積層され、コア部２内に緊結に固定される。前記長尺の導体部材の断面は、積層し易いように、平角形状であることが好ましい。

これら積層された３個の単相コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗは、電気的には絶縁され、導通しないが、積層による近接効果で磁気的には相互結合しており、従来の三相リアクトルのように磁気回路を形成している。

このように構成することによって、１個分のコイルスペースで３相分のコイルを収容することができるので、同じ電力容量の従来型の三相リアクトルの体格に較べて、その体格を小さくすることができる。このような構成のリアクトルＤ１は、特に、搭載スペースの限られた電気自動車、ハイブリッド自動車、電車およびバス等の移動体（車両）に搭載される場合に好適である。また、このような構成のリアクトルＤ１は、インバータから交流電動機への動力線において、インバータからの高調波歪電圧（いわゆるリップル）を吸収し、平滑化することができ、この結果、正弦波波形に近づけることができる。このことにより、前記高調波を電動機へ出力することが無くなり、リップル電圧、サージ電圧の発生を抑制でき、異常電流による機器の損傷を防ぐことができる。ひいては、インバータ出力素子の耐電圧を下げることができ、より安価な部品（素子）を使うことが可能となる。さらに、交流電動機で発生する逆起電力に起因する異常な逆電圧が、インバータに逆流することを途中で吸収し、インバータ出力素子の損傷も防ぐことが可能となる。また、このような構成のリアクトルＤ１は、電気絶縁フィルムとともに３相分のコイルが緊結に固定されるので、構造体として高い剛性を備えており、交流電流の印加によって生じる磁気力収縮振動を抑制することもできる。

ここで、このような構成のリアクトル（三相リアクトル）Ｄにおいて、図５２に示すように、コア部２の空芯部Ｓ１に対応する部位に、この空芯部Ｓ１と略同径の穴Ｈを形成し、この穴Ｈを介してコア部２を貫通する冷却パイプＰＹを設置してもよい。冷却パイプＰＹには、例えば、空気等の気体や水等の液体等の流体が流通される。上述の３単相コイル積層型空芯コイル１１の中心部分は、図５１に示す構成ではコア部２の中央にあるため、通電による電流ジュール熱が容易に廃熱されずに籠もってしまうが、このように構成することによって、前記電流ジュール熱を冷却パイプＰＹを流通する流体によって外部へ導き、廃熱することが可能となる。なお、冷却パイプＰＹが導電性を持つ場合では、例えば単層コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗの巻き始め部分等の単層コイル１１ｕ，１１ｖ，１１ｗと接触し得る冷却パイプＰＹの部位に、電気絶縁フィルム等の絶縁部材が用いられる。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

１，６ 空芯コイル
２，７ コア部
３，４，８，９ 第１，第２コア部材
３ａ，４ａ，８ａ，９ａ 円板部
３ｂ，４ｂ，８ｂ，９ｂ 円筒部
３ｃ，４ｃ 凸部
３ｄ，４ｄ 凹部
２０〜２２ コア部材
Ｄ１，Ｄ２ リアクトル
Ｓ１，Ｓ２ 空芯部
Ｙ 凹溝
Ｚ スリット

Claims (11)

1. 軸方向の長さＷに対する径方向の長さｔの比ｔ／Ｗが１以下となる形状を持った長尺の導体部材を巻回して成る空芯コイルと、
   前記空芯コイルの各両端部及び外周部を覆うコア部とを備え、
   前記コア部における前記空芯コイルの一方端部に対向するコア部一方面と、前記コア部における前記空芯コイルの他方端部に対向するコア部他方面とは、少なくともコイル端部を覆う領域において平行であり、且つ、前記コア部一方面に対し、前記空芯コイルを構成する導体部材の軸方向面が垂直であり、
   前記空芯コイルの導体部材における前記軸方向の長さＷに対する前記空芯コイルにおける中心から外周までの半径Ｒとの比Ｒ／Ｗは、２〜４であり、
   前記コア部の各部位のうち前記空芯コイルの空芯部に面する部位には、前記空芯コイル側に突起部が上面側、底面側共に形成され、該突起部は、前記空芯コイルの空芯部の半径をＲｓ、突起部のコイル端部に対向するコア面からの高さをａ、突起部底面の半径をＡとしたとき、
   ０＜ａ≦Ｗ/３、且つ、Ｒｓ＞√（Ａ^２+（Ｗ/２）^２）
   を満足するように形成されていること
   を特徴とするリアクトル。
2. 前記比ｔ／Ｗは、１／１０以下であること
   を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記長さｔは、当該リアクトルの駆動周波数に対する表皮厚み以下であること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記空芯コイルの内周端における、前記コア部一方面と前記コア部他方面との面間隔Ｌ１と、前記空芯コイルの外周端における、前記コア部一方面と前記コア部他方面との面間隔Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を平均面間隔Ｌ０で除算した値を平行度と定義した場合に、
   前記平行は、平行度（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ０の絶対値が１／５０以下であること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記長尺の導体部材は、導体層と絶縁層とをその厚み方向に積層してなるものであり、該長尺の導体部材の長手方向における端部は、前記コア部の外部において、隣り合う導体層同士を絶縁層を挟むことなく接合したものであること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 前記長尺の導体部材は、各導体層自体が、あるいは各導体層から夫々別々に口出しされたリード線が、前記コア部の外部に設けられたインダクタコアに互いに逆相になる様に経由されてから接合されているものであること
   を特徴とする請求項５に記載のリアクトル。
7. 前記空芯コイルは、前記長尺の導体部材を絶縁材料で絶縁被覆するとともに前記長尺の導体部材を巻回して成る単層コイルを基本単位とした場合に、３個の前記単層コイルを厚み方向に積層して成るものであって、
   前記３個の前記単層コイルの巻き始めのそれぞれは、電流線路の第１端子として互いに独立しているとともに、前記３個の前記単層コイルの巻き終わりのそれぞれは、電流線路の第２端子として互いに独立していること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
8. 前記コア部における前記空芯コイルの一方端部とこの空芯コイルの一方端部に対向するコア部一方面との間および前記コア部における前記空芯コイルの他方端部とこの空芯コイルの他方端部に対向するコア部他方面との間に少なくとも配置される絶縁部材をさらに備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
9. 前記コア部は、複数のコア部材を備えて構成され、
   前記コア部を取り付けるための取り付け部材に、前記コア部を固定する固定部材と、
   前記複数のコア部材を前記コア部とするために前記複数のコア部材を締結する締結部材とをさらに備え、
   前記コア部における前記固定部材の第１配設位置と前記締結部材の第２配置位置とは、互いに異なること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のリアクトル。
10. 前記コア部は、磁気的に等方性を有するものであって軟磁性体粉末を成形したものであること
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のリアクトル。
11. 前記コア部は、磁気的に等方性を有するフェライトコアであること
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のリアクトル。