JP6490355B2 - リアクトル部品及びリアクトル - Google Patents

Description

本発明は、リアクトル部品の構成部品であるコアを小型化しながらも高電流値の直流重畳特性を向上させ、且つ、リアクトル部品全体としての小型化・軽量化・低コスト化が可能なリアクトル部品及びリアクトルに関する。

リアクトルは、多種多様の用途に使用されている。代表的なリアクトルとして、電動機回路に直列に接続し短絡時の電流を制限する直列リアクトル、並列回路間の電流分担を安定させる並列リアクトル、短絡時の電流を制限しこれに接続される機械を保護する限流リアクトル、電動機回路に直列に接続して始動電流を制限する始動リアクトル、送電線路に並列接続されて進相無効電力の補償や異常電圧を抑制する分路リアクトル、中性点と大地間に接続して電力系統の地絡事故時に流れる地絡電流を制限する為に使用する中性点リアクトル、三相電力系統の１線地絡時に発生するアークを自動的に消滅させる消弧リアクトルなどがある。

リアクトルを含めたトランスやチョークコイル等の電気部品は、使用される電気回路等との関係上、電気的な所定の仕様を満足することを要求される。特に、リアクトルが高電流回路の昇圧リアクトル等に使用される場合等には、高電流値の直流重畳特性がその仕様を満足することが重要視される。

リアクトルは、リアクトル部品と、リアクトル部品を収容するケースとを備える。リアクトル部品は、コアと、コアの周囲に被覆された樹脂成形品と、コアに樹脂成形品を介して巻回されたコイルとを備える。

図１０は、従来のリアクトル部品のコアを示す斜視図である。図１０に示すように、従来のコア１０９は、例えば、数個の磁性体のブロック１０３ａ及び１０３ｂと各ブロック間に磁気ギャップとして挿入されるシート材１０６から形成されている。このコア１０９の形状は、全体として環状形状になっており、磁性体のブロック１０３ｂから成る直線部は２ヶ所あり、各直線部に樹脂成形品（図示せず）の巻枠部を介してコイル（図示せず）が巻回され、所定の電気特性が得られる。磁性体のブロック１０３ａは各直線部と結合し、このコア１０９を環状形状にしている。

このような従来の環状形状のコア１０９は、磁束が漏れないようにするため、磁路に対し均一なコア断面積を有するように構成することが理想的である。例えば、図１０に示すコア１０９では、磁性体のブロック１０３ａの高さＨ１と磁性体のブロック１０３ｂの高さＨ２が同一の寸法に形成されると共に磁性体のブロック１０３ａの幅Ｗ１と磁性体のブロック１０３ｂの幅Ｗ２も同一の寸法に形成されていた。従って、巻線が巻回される巻回部を構成する磁性体のブロック１０３ｂと巻線が巻回されない非巻回部を構成する磁性体のブロック１０３ａが共に磁路と直交する方向の断面積が同じになるようなコア形状を構成していた。

図１１に示すような概略θ形状のコア１１１の場合も同様に、磁束漏れがないように、磁路に対し均一なコア断面積を有するように構成することが理想的である。すなわち、図１１に示すような概略θ形状のコア１１１は、中央に位置する中脚部１１１ｃにコイル（不図示）が巻回されており、中脚部１１１ｃで発生した磁束は、２方向に分かれて左右の２つの閉磁路を形成する。このような概略θ形状のコア１１１であっても、各閉磁路において、巻回部となる中脚部１１１ｃのコア断面積の半分の面積と、非巻回部となる外脚部１１１ｂ及び背面部１１１ａのコア断面積とを等しくしていた。換言すると、各部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの高さを同じにし、かつ、各部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの磁路と直交する幅方向の長さＷ３、Ｗ４、Ｗ５を同じにしていた。

特開２００３−１２４０３９号公報

従来のリアクトル部品では、コアが閉磁路において均一なコア断面積を有する形状で構成されていたため、コアの形状が大きくなり、リアクトル全体が大型化および重量化していた。また、リアクトルの構成部品であるコアは、構成部品の中で最も高価な材料であるため、リアクトル全体のコストが高くなってしまっていた。

また、閉磁路において均一なコア断面積とするという関係上、客先が求めるコアの形状を実現しようとするとコアの形状が大きくならざるを得ず、リアクトル全体の大型化、重量及びコスト増大という問題を招いていた。

一方、コアの形状を小型化すると高電流値の直流重畳特性を得られず、高電流値の直流重畳特性の向上とコア形状の小型化との両立を図ることができなかった。

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、コア形状を小型化しながらも高電流値の直流重畳特性を向上させ、且つ、リアクトル全体としての小型化、軽量化、及び低コスト化を可能とするリアクトル部品及びリアクトルを提供することにある。

本発明のリアクトル部品は、巻線と、磁性体のコアと、を備えるリアクトル部品であって、次の構成を有することを特徴とする。
（１）前記コアは、中央に配置され前記巻線が巻回される中脚部と、前記中脚部の両側に並行に配置された一対の外脚部と、前記中脚部及び一対の前記外脚部の端部を繋ぐ一対の背面部とを有する。
（２）前記中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積に対して、前記外脚部の磁路と直交する断面積及び前記背面部の磁路と直交する断面積がそれぞれ小さいこと。
（３）前記中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積に対する前記背面部の磁路と直交する断面積の比率と、前記中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積に対する前記外脚部の磁路と直交する断面積の比率との平均値が、０．４〜０．７であること。

本発明のリアクトル部品において、次の構成を有していても良い。
（４）前記背面部の磁路と直交する断面積に対する前記外脚部の磁路と直交する断面積の比率が、０．９〜１．４であること。
（５）前記コアは、圧粉磁心であること。

また、上記（１）〜（３）、並びに上記（４）、（５）の少なくとも何れかを有するリアクトルであって、次の構成を有していても良い。
（６）前記リアクトル部品は、磁気シールド収容体に収容されていること。
（７）前記リアクトル部品と前記磁気シールド収容体との間隙に熱伝導性を有する充填材が充填されていること。

本発明によれば、コア形状の小型化しながらも高電流値の直流重畳特性を向上させ、且つ、リアクトル全体としての小型化、軽量化、及び低コスト化を可能とするリアクトル部品及び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全体構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るリアクトル部品のコアの構成を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ断面斜視図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 断面積比率Ｄａｖｇとリアクトル体積比率の関係を示すグラフである。 異なる断面積比率Ｄａｖｇのサンプルに対し、直流電流を印加した場合のインダクタンス値を示すグラフである。 断面積比率Ｄとリアクトル体積比率の関係を示すグラフである。 異なる断面積比率Ｄのサンプルに対し、直流電流を印加した場合のインダクタンス値を示すグラフである。 第１の実施形態の変形例に係るリアクトル部品のコアの構成を示す平面図である。 従来のリアクトル部品のコアの構成を示す斜視図である。 従来のリアクトル部品のコアの構成を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態のリアクトル部品及びリアクトルについて説明する。

［第１の実施形態］
［１−１．構成］
図１は、本実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図、図２はそのリアクトル部品のコアの構成を示す平面図である。リアクトルは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される車載用のリアクトルとして用いることができる。

リアクトルは、リアクトル部品１０と、ケース２０とを備え、リアクトル部品１０が、熱伝導性が高く軽量な金属で形成された略直方体の収容スペースを有するケース２０内に固定される。ケース２０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等により形成されており、後述するようにリアクトル部品１０から発生する磁気をシールドする。リアクトル部品１０とケース２０との間隙には充填材（不図示）が充填・固化されている。充填材には、リアクトルの放熱性能の確保のため、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱伝導性の高い樹脂が適している。充填材は、熱伝導性の高い樹脂であれば複数種類混合したものを用いても良い。また、充填材は、放熱性を向上させる観点から真空中で撹拌脱泡したものを用いると良い。

リアクトル部品１０は、磁性体のコア１１と、コイル１２とを備える。磁性体のコア１１は、圧粉磁心やフェライト磁心、ケイ素鋼板などを用いることができる。特に、圧粉磁心は、高い飽和磁束密度を持つため、直流重畳特性に優れている。ケイ素鋼板を用いる場合は、図９に示すように一対のＥ型コアの各脚部を突き合わせてコア１１を形成するときに中脚部間にギャップＧを設けることで直流重畳特性が向上する。

図２に示すように、本実施形態のコア１１は、一対のＥ型コアの３つの脚部を突き合わせた形状であり、中央に配置された中脚部１１ｃと、中脚部１１ｃの両脇に空間を介して中脚部１１ｃと並行に配置された一対の外脚部１１ｂと、中脚部１１ｃ及び外脚部１１ｂの端部を繋ぐ一対の背面部１１ａとを有している。なお、本実施形態では特に設けていないが、コアの突き合わせ部分にスペーサや接着剤を介してコア１１を形成しても良い。また、コア１１の周囲には、樹脂で形成された樹脂成形品（不図示）が設けられている。

中脚部１１ｃには、その周囲に位置する樹脂成形品の巻枠部を介して巻線であるコイル１２が巻回されており、中脚部１１ｃは巻回部となる。一方、外脚部１１ｂと背面部１１ａにはコイル１２は巻回されておらず、これら外脚部１１ｂ及び背面部１１ａは非巻回部となる。すなわち、コア１１にコイル１２が巻回されるのは、中脚部１１ｃだけである。

コイル１２は、例えばエナメル被覆した銅線である。本実施形態では平角線のエッジワイズコイルを用いているが、絶縁被膜を有する導線であれば良い。コイル１２の両端部は外部から電力供給されるように外部電源（不図示）と接続される。コイル１２に電流が流れると、図２に示すように、中央の中脚部１１ｃで磁束が発生し、中脚部１１ｃから磁束は２方向に分かれてそれぞれ背面部１１ａ、外脚部１１ｂ、背面部１１ａ、中脚部１１ｃの順で磁束が流れる。中脚部１１ｃは磁束が発生する部分であり、背面部１１ａ、外脚部１１ｂは、単なる磁路となる。このように、本実施形態のコア１１には、２つの閉磁路が形成される。

本実施形態のコア１１は、中脚部１１ｃの磁路と直交する断面積の半分の面積に対して、外脚部１１ｂの磁路と直交する断面積、及び、背面部１１ａの磁路と直交する断面積がそれぞれ小さくなるように構成されている。中脚部１１ｃで磁束が発生すると、背面部１１ａ及び外脚部１１ｂが磁路となって、発生した磁束はこれらの背面部１１ａ、外脚部１１ｂの内側を通過しやすい。そのため、外脚部１１ｂ及び背面部１１ａの外側の部分及び角の部分は、磁束がほとんど通らない箇所であるため、コア１１が削減されている。なお、以下では、磁路と直交する中脚部１１ｃ、外脚部１１ｂ及び背面部１１ａの断面積を単に断面積という場合がある。

巻回部と非巻回部の断面積の比について説明する。図３は、図２のＡ−Ａ断面斜視図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ断面斜視図である。図３及び図４に示すように、巻回部である中脚部１１ｃの断面積の半分の面積をＡｃとし、非巻回部である背面部１１ａの断面積をＡａ、外脚部１１ｂの断面積をＡｂとする。中脚部１１ｃの断面積の半分の面積Ａｃに対する背面部１１ａの断面積Ａａの比率Ｄａ（＝Ａａ／Ａｃ）と、中脚部１１ｃの断面積の半分の面積Ａｃに対する外脚部１１ｂの断面積Ａｂの比率Ｄｂ（＝Ａｂ／Ａｃ）との平均値Ｄａｖｇ（＝（Ｄａ＋Ｄｂ）／２）は、０．４〜０．７であることが好ましい。

Ｄａｖｇをこの範囲とすることにより、リアクトル体積を７５．８％〜８２．７％にすることができる。換言すると、リアクトル体積を１７．３％〜２４．２％削減することができる。この範囲を超えると小型化のメリットが小さくなるため、軽量化及び低コスト化のメリットも小さくなり、好ましくない。

背面部１１ａの磁路と直交する断面積Ａａに対する外脚部１１ｂの磁路と直交する断面積Ａｂの比率Ｄ＝Ａｂ／Ａａは、０．９〜１．４であることが好ましい。この範囲にすることで、リアクトル体積は比較的一定にすることができるが、この範囲を超えると、すなわち比率Ｄが０．９未満若しくは１．４超となると、リアクトルの体積は急激に増加する傾向にあるため好ましくない。

［１−２．実施例］
本発明の実施例を、図５〜図８並びに表１、２を参照して以下に説明する。以下、圧粉磁心により構成されるリアクトル部品について、（ａ）断面積比率Ｄａｖｇとリアクトル体積の関係、（ｂ）断面積比率Ｄとリアクトル体積の関係の観点から、具体的なサンプルデータを示しつつ説明する。

なお、下記の実施例は、下記の条件(a)〜(e)及び下記表１、並びに下記の条件(a)、(b’)、(c)〜(e)及び下記表２により得られるリアクトル部品を想定したコンピュータによるシミュレーション結果である。

［リアクトル部品（圧粉磁心）］
（ａ）断面積比率Ｄａｖｇとリアクトル体積の関係
（ａ−１）解析対象としたサンプル
下記の条件(a)〜(e)を満たす下で、下記表１に示す断面積比率Ｄａｖｇの異なる１５個のコア１１に対し、その各コア１１の中脚部１１ｃに、平角線ｔ１．６×ｗ５．０の巻線を１０ターン施したリアクトル部品をそれぞれ解析対象とした。
(a) 中脚部１１ｃの断面積の半分の面積Ａｃに対して、背面部１１ａ及び外脚部１１ｂの断面積Ａａ、Ａｂがそれぞれ小さい。
(b) 背面部１１ａの断面積Ａａと外脚部１１ｂの断面積Ａｂが等しい。
(c) 高電流時のインダクタンスＬが一定である（代表値：電流６０Ａ、周波数１０ｋＨｚの下でＬ＝３７μＨ）。
(d) コア１１の素材は、直流最大透磁率８０の純鉄系圧粉磁心とした。
(e) 中脚部１１ｃにギャップは設けていない。
なお、各サンプルは断面積比率Ｄ＝１．０とした。上記(c)の周波数１０ｋＨｚは、解析対象とするサンプルを昇圧回路に用いた場合の、当該昇圧回路のスイッチング動作の周波数である。

（ａ−２）解析項目、及び解析結果
上記（ａ−１）の対象とする１５個のサンプルについて、リアクトル実体積、及びインダクタンス値（Ｌ値）を解析した。その結果を表１、図５及び図６に示す。リアクトル実体積は、コア１１と巻線（コイル１２）の合計体積である。

表１及び図５の「リアクトル体積比率」は、Ｄａｖｇが１．０のとき、すなわち中脚部１１ｃの断面積の半分の面積Ａｃと、背面部１１ａの断面積Ａａと、外脚部１１ｂの断面積Ａｂとがそれぞれ同じときのリアクトル実体積で、各リアクトル実体積を除し、１００をかけて算出した。なお、Ｄａｖｇ＝１．０は、従来のリアクトル部品のコアの構成として磁束漏れが生じないＡｃ＝Ａａ＝Ａｂとなる理想的な構成である。

図５は、上記の条件(a)〜(e)を満たす下で、断面積比率Ｄａｖｇを横軸とし、リアクトル体積比率を縦軸として、断面積比率Ｄａｖｇを変化させて得られた表１のリアクトル体積比率をプロットしたグラフである。

図５に示すように、Ｄａｖｇを１．０から小さくするにつれてリアクトル体積は小さくなり、Ｄａｖｇ＝０．４５付近を境に上昇し、リアクトル体積は大きくなる。リアクトルを小型化する観点からＤａｖｇが０．４〜０．７であることが好ましい。Ｄａｖｇをこの範囲とすることにより、リアクトル体積を７５．８％〜８２．７％にすることができる。換言すると、リアクトル体積を１７．３％〜２４．２％削減することができる。この範囲を超えると小型化のメリットが小さくなるため、軽量化及び低コスト化のメリットも小さくなり、好ましくない。

図５に示すように、Ｄａｖｇ＝１．０以外ではリアクトル体積を小さくできるが、断面積比率Ｄａｖｇは０．４〜０．７であることが好ましい。この数値範囲は、体積変化が概ね線形で無くなる点を境界としている。これは、リアクトル体積が線形で変化する箇所では、比較的リアクトル体積が大きくなり、また、リアクトル体積の変化幅も大きくなるからである。リアクトル体積の変化幅の大きいリアクトル体積が線形で変化する箇所でリアクトルを設計するには厳密性を要する。一方、上記数値範囲内ではリアクトル体積の変化幅が比較的小さいので、厳密な設計を要することもなく、しかも小型化することができる。

図６は、表１の実施例３、５、７及び比較例１、８のサンプルに対し、直流電流を印加した場合のインダクタンス値を示すグラフである。図６に示すように、実施例３、５、７は、上記条件(c)を満たすようにしているので、６０Ａ近傍の高電流側においても、Ｌ値が３０μＨ以上と高いＬ値が確保できていることが確認できる。これは比較例１、８も同様であるが、実施例３、５、７の方が小型化できる利点がある。また、０Ａ近傍の低電流側においては、実施例３、５、７は５０μＨ程度の高いＬ値が得られることが分かる。

図６に示すように、６０Ａ以上の範囲で実施例も比較例も同等に高いＬ値が得られる。一方、０Ａ〜６０Ａの範囲で、比較例１、８（Ｄａｖｇ＝１．０、０．３）に比べ、実施例３、５、７（Ｄａｖｇ＝０．６、０．５、０．４）の方が、インダクタンス値が高い傾向にある。特に、実施例７でインダクタンス値が高くなる傾向が顕著である。

（ｂ）断面積比率Ｄとリアクトル体積の関係
（ｂ−１）解析対象としたサンプル
上記の条件(a)、(c)〜(e)及び下記条件(b’)を満たす下で、下記表２に示す断面積比率Ｄの異なる１５個のコア１１に対し、その各コア１１の中脚部１１ｃに、平角線ｔ１．６×ｗ５．０の巻線を１０ターン施したリアクトル部品をそれぞれ解析対象とした。
(b’) 背面部１１ａの断面積Ａａと外脚部１１ｂの断面積Ａｂの比率Ｄ（＝Ｄｂ／Ｄａ）が異なるものとする。
なお、各サンプルは断面積比率Ｄａｖｇ＝０．５とした。上記(c)の周波数１０ｋＨｚは、解析対象とするサンプルを昇圧回路に用いた場合の、当該昇圧回路のスイッチング動作の周波数である。

（ｂ−２）解析項目、及び解析結果
上記（ｂ−１）の対象とする１５個のサンプルについて、リアクトル実体積、及びインダクタンス値（Ｌ値）を解析した。その結果を表２、図７及び図８に示す。リアクトル実体積は、コア１１と巻線（コイル１２）の合計体積である。

表２及び図７の「リアクトル体積比率」は、すなわち中脚部１１ｃの断面積の半分の面積Ａｃと、背面部１１ａの断面積Ａａと、外脚部１１ｂの断面積Ａｂとがそれぞれ同じときのリアクトル実体積で、各リアクトル実体積を除し、１００をかけて算出した。

図７は、上記の条件(a)及び(c)〜(e)を満たす下で、背面部１１ａの断面積Ａａと外脚部１１ｂの断面積Ａｂとの比率Ｄ（＝Ａｂ／Ａａ）を横軸とし、リアクトル体積比率を縦軸として、上記(b’)に示すように、比率Ｄを変化させて得られた表２のリアクトル体積比率をプロットしたグラフである。

すなわち、背面部１１ａの断面積Ａａと外脚部１１ｂの断面積Ａｂを等しくする条件(b)は課さずに、これらの断面積Ａａ、Ａｂの比率Ｄを変化させた結果である。比率Ｄの変化においては、背面部１１ａの断面積Ａａを小さくする場合、図３に示すように、背面部１１ａの磁路と直交する断面の幅Ｗａを狭くする一方、断面積Ａａが小さくなる範囲で高さＨａを大きくする。外脚部１１ｂについても同様に、断面積Ａｂを小さくする場合、図３に示すように、外脚部１１ｂの磁路と直交する断面の幅Ｗｂを狭くする一方、断面積Ａｂが小さくなる範囲で高さＨｂを大きくする。なお、本実施形態では、中脚部１１ｃ、外脚部１１ｂ、背面部１１ａの高さは等しくしている（Ｈａ＝Ｈｂ＝Ｈｃ）。

このように、背面部１１ａと外脚部１１ｂとの断面積比率Ｄを変化させる理由は、リアクトルの寸法バランスをユーザーの仕様に合わせて設計するためである。つまり、ユーザーの取付箇所に合わせて一方の長さを小さく、他方の長さを大きくしても良いなどの条件が付加された場合であっても、断面積比率Ｄを変化させることでその要求に応えることができる。

図７に示すように、背面部１１ａの断面積Ａａに対する外脚部１１ｂのコア断面積Ａｂの比率Ｄは、０．９〜１．４とすることが好ましい。この範囲にすることで、リアクトル体積は比較的一定にすることができるが、この範囲を超えると、すなわち比率Ｄが０．９未満若しくは１．４超となると、リアクトルの体積は急激に増加する傾向にあるため好ましくない。

図８は、表２の実施例５、１１、１０、８及び比較例１１、１２のサンプルに対し、直流電流を印加した場合のインダクタンス値を示すグラフである。図８に示すように、実施例５、１１、１０、８は、上記条件(c)を満たすようにしているので、６０Ａ近傍の高電流側においても、Ｌ値が３０μＨ以上と高いＬ値が確保できていることが確認できる。これは比較例１１、１２も同様であるが、実施例５、１１、１０、８の方が小型化できる利点がある。また、低電流側においては、実施例５、１１、１０、８は５０μＨ超の高いＬ値が得られることが分かる。

図８に示すように、０Ａ〜６０Ａの範囲で、比較例１１、１２（Ｄａｖｇ＝１．６、１．５）に比べ、実施例５、１１、１０、８（Ｄａｖｇ＝１．０、１．２、１．３、１．４）の方が、インダクタンス値が低い傾向にあるものの、６０Ａ以上の範囲で比較例１１、１２よりインダクタンス値が高い傾向にあることが分かる。

［１−３．作用効果］
（１）本実施形態のリアクトル部品１０は、中脚部１１ｃの磁路と直交する断面積の半分の面積に対して、外脚部１１ｂの磁路と直交する断面積及び背面部１１ａの磁路と直交する断面積をそれぞれ小さくした。すなわち、従来のリアクトル部品のコアの設計においては、閉磁路におけるコア断面積がどの部分でも等しくなるように磁路を設計していたが、本実施形態のリアクトル部品１０のコア１１では、磁束がほとんど通らず磁気特性に影響のない部分を削減するようにし、中脚部１１ｃの断面積に対して外脚部１１ｂ及び背面部１１ａの断面積をそれぞれ小さくした。これにより、コア形状を小型化しながらも高電流値の直流重畳特性を向上させ、且つ、リアクトル全体としての小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができる。

（２）本実施形態では、背面部１１ａの磁路と直交する断面積に対する外脚部１１ｂの磁路と直交する断面積の比率が、０．９〜１．４となるようにした。従来のリアクトル部品の環状コアの設計においては、非巻回部の断面積は一定にされていたため、コア形状に制約がありリアクトル製品の設計が柔軟に行えず、必要な磁気特性（インダクタンスなど）が得られないという問題があった。また、所望のリアクトル製品の設計に合わせてコア形状を設計すると、コア形状が大型化し、リアクトル全体の大型化、重量及びコスト増大という問題を招いていた。しかし、本実施形態によれば、背面部１１ａと外脚部１１ｂの断面積の比率Ｄを変化させることができる。すなわち、背面部１１ａの幅Ｗａを外脚部１１ｂの幅Ｗｂより小さくしなければならない状況や、逆に外脚部１１ｂの幅Ｗｂを背面部１１ａの幅Ｗａより小さくしなければならない状況など、限られたスペースでリアクトル部品１０を収めなければならないような製品設計の条件が厳しい場合でも、必要なインダクタンス特性を得つつ、コア形状を小型化することができる。

（３）中脚部１１ｃの磁路と直交する断面積の半分の面積Ａｃに対する背面部１１ａの磁路と直交する断面積Ａａの比率と、中脚部１１ｃの磁路と直交する断面積の半分の面積Ａｃに対する外脚部１１ｂの磁路と直交する断面積Ａｂの比率との平均値Ｄａｖｇが、０．４〜０．７となるようにした。これにより、コア形状を小型化しながらも高電流値の直流重畳特性を向上させ、且つ、リアクトル全体としての小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができる。

（４）コアを圧粉磁心とすることにより、高電流値の直流重畳特性を向上させることができる。

（５）本実施形態のリアクトル部品１０は、磁気シールド効果を有するケース２０に収容するようにした。すなわち、本実施形態では、中脚部１１ｃの断面積の半分の面積に対して外脚部１１ｂ、背面部１１ａの断面積を小さくするようにしたため、外脚部１１ｂ、背面部１１ａの周囲では漏れ磁束が大きくなる傾向にある。そのため、リアクトル部品１０の周囲に電子部品があるような環境下でリアクトル部品１０を使用する場合は、ケース２０を例えばアルミニウム製のケース２０にリアクトル部品１０を収容することで磁気シールド効果を得ることができる。また、コア１１よりも軽い材質のケース２０を使用することにより、軽量化することができる。

（６）リアクトル部品１０とケース２０との間隙に熱伝導性を有する充填材を充填するようにした。これにより、リアクトル部品１０で発生した熱を、ケース２０を介して効率良く放熱することができるため、リアクトル全体としてより小型化できる。すなわち、リアクトルの熱は、コア１１とコイル１２の損失に比例し、損失はリアクトルの体格が大きくなると小さくなる。従って、リアクトルの熱を下げるためには、リアクトルの体格を大きくする必要がある。しかし、本実施形態によれば、体格を大きくしなくても、充填材によりケース２０を介して放熱効率を向上させているので、必要な放熱特性を得ることができる。従って、リアクトル全体としてより小型化することができる。放熱効率を向上させる観点から、充填材は脱泡したものを用いると良い。

［他の実施形態］
本発明は、第１の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。

（１）第１の実施形態のコア１１は、一対のＥ型コアを突き合わせることにより形成したが、これに限定されない。例えば、Ｅ型コアとＩ型コアとで形成しても良い。すなわち、Ｅ型コアの３つの脚部をＩ型コアに接続し、Ｅ型コアの中央の脚部を中脚部とし、両脇の脚部を外脚部とし、他の部分及びＩ型コアを背面部とするようにしても良い。この場合でも中脚部をコイルが巻回された巻回部することで、２つの閉磁路を形成することができる。また、一対の平行なＩ型コアと、これと直交するように平行に３つ並んだＩ型コアとによって、２つの閉磁路を形成するようにしても良い。また、４辺を有する四角形状のコアを２つ隣接させてθ形状のコアを形成し、互いの１辺同士が接する箇所を中脚部としてコイルを巻回して２つの閉磁路を形成するようにしても良い。

（２）第１の実施形態では、リアクトル部品１０をケース２０に収容したが、磁束漏れが大きくなる箇所に限定して磁気遮蔽する部材をコア１１の周囲に配置するようにしても良い。これにより、磁気シールド効果を得るための部材が部分的な配置で済むため、より軽量化したリアクトルを得ることができる。また、この部分的な配置とケース２０とを併用して磁気シールド効果を得るようにしても良い。

（３）第１の実施形態では特に言及していないが、リアクトル部品１０には、サーミスタなどの温度センサを接続可能なコネクタや、コイル端部に接続するバスバーの端子台等の各種部品を含めても良い。また、ケース２０にはリアクトルを固定するためのボルト締結穴等を設けても良い。

（４）第１の実施形態では、コア１１が圧粉磁心の場合はギャップを設けていないが、コア１１を形成する際にギャップを設けるようにしても良い。例えば、一対のＥ型コアでコア１１を形成する場合、各Ｅ型コアの３つの脚部同士の間にギャップを設けるようにしても良い。

（５）本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。以上の実施形態は例として提示したものであって、その他の様々な形態で実施されることが可能である。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る。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲、要旨、その均等の範囲に含まれる。

１０ リアクトル部品
１１ コア
１１ａ 背面部
１１ｂ 外脚部
１１ｃ 中脚部
１２ コイル
Ａａ 背面部の磁路と直交する断面積
Ａｂ 外脚部の磁路と直交する断面積
Ａｃ 中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積
Ｗａ 背面部の磁路と直交する断面の幅
Ｗｂ 外脚部の磁路と直交する断面の幅
Ｗｃ 中脚部の磁路と直交する断面の幅の半分の幅
Ｈａ 背面部の磁路と直交する断面の高さ
Ｈｂ 外脚部の磁路と直交する断面の高さ
Ｈｃ 中脚部の磁路と直交する断面の高さ
Ｇ ギャップ
１０３ａ 磁性体のブロック
１０３ｂ 磁性体のブロック
１０６ シート材
１０９ コア
１１１ コア
１１１ａ 背面部
１１１ｂ 外脚部
１１１ｃ 中脚部
Ｗ３ 背面部の磁路と直交する断面の幅
Ｗ４ 外脚部の磁路と直交する断面の幅
Ｗ５ 中脚部の磁路と直交する断面の幅の半分の幅

Claims (5)

1. 巻線と、磁性体のコアと、を備えるリアクトル部品であって、
   前記コアは、中央に配置され前記巻線が巻回される中脚部と、前記中脚部の両側に並行に配置された一対の外脚部と、前記中脚部及び一対の前記外脚部の端部を繋ぐ一対の背面部とを有し、
   前記中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積に対して、前記外脚部の磁路と直交する断面積及び前記背面部の磁路と直交する断面積がそれぞれ小さく、
   前記中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積に対する前記背面部の磁路と直交する断面積の比率と、前記中脚部の磁路と直交する断面積の半分の面積に対する前記外脚部の磁路と直交する断面積の比率との平均値が、０．４〜０．７であること、
   を特徴とするリアクトル部品。
2. 前記背面部の磁路と直交する断面積に対する前記外脚部の磁路と直交する断面積の比率が、０．９〜１．４であることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル部品。
3. 前記コアは、圧粉磁心であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリアクトル部品。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の前記リアクトル部品が、磁気シールド収容体に収容されていることを特徴とするリアクトル。
5. 前記リアクトル部品と前記磁気シールド収容体との間隙に熱伝導性を有する充填材が充填されていることを特徴とする請求項４に記載のリアクトル。