JP6656594B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルに関する。

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。例えば特許文献１、２には、コイルと、コイルが配置される磁性コアとを備えるリアクトルが開示されている。

特開２０１１−１１９６６４号公報 特開２００９−２４６２２２号公報

リアクトル駆動時の騒音を低減することが望まれている。

リアクトルは、コイルに所定周波数の電流を通電して励磁することにより駆動する。リアクトルを駆動した際に、磁性コアに磁束が発生することによって磁歪や電磁吸引力により振動し、騒音が発生することがある。

そこで、本開示では、駆動時の騒音を抑制できるリアクトルを提供することを目的の一つとする。

本開示に係るリアクトルは、
一対の巻回部を有するコイルと環状の磁性コアとを備え、
前記磁性コアは、前記巻回部のそれぞれの内側に配置される一対の内側コア部、および前記巻回部の軸方向の一端の外側と他端の外側のそれぞれに配置される一対の外側コア部を有するリアクトルであって、
前記一対の巻回部の間に配置され、前記一対の外側コア部のそれぞれの内端面に連結される非磁性の補強部材を備え、
前記補強部材の軸剛性が２×１０^７Ｎ／ｍ以上である。
ここで、前記軸剛性は、前記巻回部の軸方向に直交する前記補強部材の断面積と前記補強部材のヤング率との積を、前記補強部材の長さで除した値である。

上記リアクトルは、駆動時の騒音を抑制できるリアクトルである。

実施形態に係るリアクトルの概略斜視図である。 実施形態に係るリアクトルの概略上面図である。 実施形態に係るリアクトルの磁性コアと補強部材の上面図である。 実施形態に係るリアクトルの磁性コアの側面図である。 磁性コアの固有振動数に及ぼす磁性コアの軸剛性の影響を示すグラフである。

本発明者らは、リアクトルの駆動周波数と磁性コアの固有振動数との関係に着目し、リアクトルの振動特性に及ぼす駆動周波数の影響について検討した。ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載される電力変換装置に利用されているリアクトルでは、コイルに通電する電流の駆動周波数が５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの範囲内、特に５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ程度である。この駆動周波数に磁性コアの固有振動数が近い場合、共振が起き、騒音が大きくなる。特に、駆動周波数が可聴域（一般に２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の範囲にある場合は、騒音の問題が顕在化する。

本発明者らは上記の知見に基づいて、磁性コアの固有振動数と駆動周波数との共振を回避するには、磁性コアの固有振動数を高くすることが重要であるとの認識の下、本発明の実施形態に係るリアクトルを完成するに至った。

最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。

［本発明の実施形態の説明］
＜１＞本発明の一態様に係るリアクトルは、
一対の巻回部を有するコイルと環状の磁性コアとを備え、
前記磁性コアは、前記巻回部のそれぞれの内側に配置される一対の内側コア部、および前記巻回部の軸方向の一端の外側と他端の外側のそれぞれに配置される一対の外側コア部を有するリアクトルであって、
前記一対の巻回部の間に配置され、前記一対の外側コア部のそれぞれの内端面に連結される非磁性の補強部材を備え、
前記補強部材の軸剛性が２×１０^７Ｎ／ｍ以上である。
ここで、前記軸剛性は、前記巻回部の軸方向に直交する前記補強部材の断面積と前記補強部材のヤング率との積を、前記補強部材の長さで除した値である。

上記軸剛性を式で表せば、次のようになる。
・軸剛性＝（補強部材の断面積）×（補強部材のヤング率）÷（補強部材の長さ）

上記構成に示すように、一対の外側コア部の両内端面に補強部材を連結すると共に、補強部材の軸剛性を所定値以上とすることで、巻回部の軸方向に磁性コアが伸縮し難くできる。その結果、リアクトルの磁性コアの固有振動数を、リアクトルの駆動周波数（５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚ、特に５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）に共振し難い高さとすることができる。共振し難い磁性コアを備えるリアクトルとすることで、リアクトルの駆動時の騒音を抑制できる。

ここで、部材の固有振動数は、その部材のバネ定数を質量で割った値のルートに比例する。補強部材の軸剛性が低い場合、磁性コアの固有振動数に及ぼす補強部材の質量の影響が大きくなり、磁性コアの固有振動数は低周波側にシフトする恐れがある。そのため、補強部材の軸剛性が２×１０^７Ｎ／ｍを下回ると、補強部材を配置する意義が低下してしまうため、当該軸剛性を２×１０^７Ｎ／ｍとすることには意味がある。

磁性コアの固有振動数が駆動周波数（例えば５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）よりも高いことで、振動による騒音を抑制できる。特に、磁性コアの固有振動数が駆動周波数よりも１０％以上高いことがより好ましく、例えば駆動周波数が１０ｋＨｚの場合は固有振動数が１１ｋＨｚ以上であることが挙げられる。この場合、磁性コアの固有振動数が駆動周波数よりも十分高くなるため、振動による騒音を大幅に抑制できる。

＜２＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記補強部材のヤング率が１５ＧＰａ以上である形態を挙げることができる。

本実施形態のリアクトルでは、一対の巻回部の間の位置に補強部材を配置している。そのため、断面積の大きな補強部材、即ち広幅の補強部材を配置すると、リアクトルが大型化してしまう。これに対して、補強部材のヤング率を高くすることで、補強部材の断面積を大きくすることなく補強部材の軸剛性を高めることができる。特に、補強部材のヤング率を２０ＧＰａ以上とすることで、補強部材の幅を小さくしても、補強部材の軸剛性を２×１０^７Ｎ／ｍ以上とし易く、リアクトルの大型化を抑制することができる。

＜３＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記補強部材の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である形態を挙げることができる。

一対の巻回部の間には熱が籠もり易く、当該部分に熱が籠もるとリアクトルの磁気特性が変化する恐れがある。これに対して、一対の巻回部の間に配置される補強部材の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、当該部分に熱が籠もり難く、リアクトルの磁気特性を安定させることができる。

＜４＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記補強部材は金属で構成される形態を挙げることができる。

補強部材を構成する金属としては、例えばアルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金を挙げることができる。これらの金属は、高ヤング率で非磁性であるため、補強部材として好適である。

＜５＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記一対の巻回部を、前記補強部材ごとモールドするモールド樹脂部を備える形態を挙げることができる。

モールド樹脂部によって、補強部材をしっかりとリアクトルに固定することができるので、磁性コアの固有振動数をさらに高めることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るリアクトルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示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およ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。

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１〜４を参照して、実施形態１のリアクトル１を説明する。図１，２に示す実施形態１のリアクトル１は、一対の巻回部２Ａ，２Ｂを有するコイル２と、環状の磁性コア３と、を備える。このリアクトル１の特徴の一つとして、一対の巻回部２Ａ，２Ｂの間に配置される補強部材４を備えることを挙げることができる。以下、実施形態１に係るリアクトルの構成について詳しく説明する。

≪コイル≫
コイル２は、巻線２ｗを巻回してなる一対の巻回部２Ａ，２Ｂ、および両巻回部２Ａ，２Ｂを繋ぐ連結部２Ｒを備える。巻回部２Ａ，２Ｂは巻線２ｗを螺旋状に巻回して筒状に形成され、両巻回部２Ａ，２Ｂは互いの軸方向が平行するように横並び（並列）に配置されている。本例では巻回部２Ａ，２Ｂの巻数と断面積、巻線２ｗの断面積は同じであるが、各巻回部２Ａ，２Ｂで巻数や巻線２ｗの断面積が異なっても良い。また、本例では、一本の巻線２ｗでコイル２を製造しているが、別々の巻線２ｗにより作製した巻回部２Ａ，２Ｂを連結することでコイル２を製造しても構わない。

本実施形態の各巻回部２Ａ，２Ｂは角筒状に形成されている。角筒状の巻回部２Ａ，２Ｂとは、その端面形状が四角形状（正方形状を含む）の角を丸めた形状の巻回部のことである。もちろん、巻回部２Ａ，２Ｂは円筒状に形成しても構わない。円筒状の巻回部とは、その端面形状が閉曲面形状（楕円形状や真円形状、レーストラック形状など）の巻回部のことである。

巻回部２Ａ，２Ｂを含むコイル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によって構成することができる。本実施形態では、導体が銅製の平角線（巻線２ｗ）からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリイミド系樹脂）からなる被覆平角線をエッジワイズ巻きにすることで、各巻回部２Ａ，２Ｂを形成している。

コイル２の両端部２ａ，２ｂは、巻回部２Ａ，２Ｂから引き延ばされて、図示しない端子部材に接続される。両端部２ａ，２ｂではエナメルなどの絶縁被覆は剥がされている。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が接続される。

≪磁性コア≫
磁性コア３の構成は、環状の閉磁路を形成できる構成であれば特に限定されず、公知の構成を利用することができる。磁性コア３は、便宜上、一対の内側コア部３１，３１と、一対の外側コア部３２，３２と、に分けることができる。

内側コア部３１は、主にコイル２の巻回部２Ａ，２Ｂのそれぞれの内部に配置される部分である。ここで、内側コア部３１とは、磁性コア３のうち、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分を意味する。例えば、本例では、内側コア部３１のうち、軸方向端部が巻回部２Ａ，２Ｂの端面から外側に突出している。図１，２に示す二点鎖線は、仮想的な内側コア部３１と外側コア部３２との境界である。

一方、外側コア部３２は、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に配置される部分であって、一対の内側コア部３１，３１の端部を繋ぐ形状を備える。本例の外側コア部３２の上面および下面はそれぞれ、内側コア部３１の上面および下面と平坦に繋がっている。本例と異なり、外側コア部３２の上面（下面）は、内側コア部３１の上面（下面）よりも上方（下方）に突出していても構わない。

磁性コア３は、複数のコア片を繋ぎ合わせて構成することができる。どのような形状のコア片を幾つ繋ぎ合わせるかは適宜選択することができる。本例では、図３，４に示すように、概略Ｕ字型の二つのコア片３２ｍと、直方体状の六つのコア片３１ｍと、をギャップ材３１ｇを介して繋ぎ合わせることで磁性コア３を形成している。この例では、一対のコア片３２ｍのＵ字の突出部分と、三つのコア片３１ｍと、四つのギャップ材３１ｇと、で一つの内側コア部３１が形成される。また、コア片３２ｍのＵ字の根元部分で一つの外側コア部３２が形成される。

コア片３１ｍ，３２ｍは、同じ材料で構成されていても良いし、別々の材料で構成されていても良い。前者の例として、例えば、全てのコア片３１ｍ，３２ｍを圧粉成形体や複合材料で構成することが挙げられる。後者の例として、例えば、コア片３１ｍを圧粉成形体で、コア片３２ｍを複合材料で構成することが挙げられる。ギャップ材３１ｇとしては、アルミナなどの非磁性材料からなる板材を利用できる。但し、ギャップ材３１ｇは無くても構わない。

複合材料は、軟磁性粉末と樹脂とを含む磁性体である。軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金など）などで構成される磁性粒子の集合体である。磁性粒子の表面にはリン酸塩などの絶縁被膜が形成されていても良い。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ナイロン６、ナイロン６６といったＰＡ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂などを利用できる。複合材料にはフィラーなどが含有されていても良い。フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー、あるいはアラミド繊維やカーボンファイバー、グラスファイバーなどの各種ファイバー、その他、マイカ、ガラスフレークなどが利用できる。

複合材料における軟磁性粉末の含有量は、複合材料を１００％とするとき、５０体積％以上８０体積％以下が挙げられる。磁性体粉末が５０体積％以上であることで、磁性成分の割合が十分に高いため、飽和磁束密度を高め易い。磁性体粉末が８０体積％以下であると、磁性体粉末と樹脂との混合物の流動性が高く、成形性に優れた複合材料とすることができる。磁性体粉末の含有量の下限は、６０体積％以上とすることが挙げられる。また、磁性体粉末の含有量の上限は、７５体積％以下、更に７０体積％以下とすることが挙げられる。

複合材料に対し、圧粉成形体は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる磁性体である。磁性粒子の表面にはリン酸塩などの絶縁被膜が形成されていても良い。原料粉末には、バインダなどの樹脂が含まれていても良いし、フィラーなどが含まれていても良い。

≪補強部材≫
補強部材４は、一対の巻回部２Ａ，２Ｂの間に配置され、一対の外側コア部３２，３２のそれぞれの内端面（内側コア部３１側の面）に接着剤などで連結される部材である。その他、補強部材４と外側コア部３２とは凹凸などの機械的な係合で連結しても構わない。補強部材４は、環状の磁性コア３における一方の外側コア部３２の内端面と、他方の外側コア部３２の内端面とを繋ぐように配置されることで、磁性コア３を環の内側から支持し、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向への磁性コア３の伸縮を抑制する。補強部材４によって磁性コア３の伸縮が抑制されることで、磁性コア３の固有振動数を高めることができる。その結果、磁性コア３がリアクトル１の駆動周波数に共振することを抑制できる。

補強部材４は、磁性コア３とは別に用意された部材である。そのため、補強部材４の配置時には、巻回部２Ａ，２Ｂの絶縁被覆を損傷しないように巻回部２Ａ，２Ｂの間に配置することが好ましい。例えば、巻回部２Ａ，２Ｂの間を拡げて、その拡げた部分に補強部材４を挟み込んでから、巻回部２Ａ，２Ｂに磁性コア３を組付ける。巻回部２Ａ，２Ｂに挟み込む補強部材４の両端面に接着剤を塗布しておけば、磁性コア３の外側コア部３２の内端面に補強部材４を連結することができる。接着剤としては、硬化したときの硬度が高く、伸びが少ない接着剤を利用することが好ましい。例えば、エポキシ系接着剤やセラミック系接着剤などを利用することができる。このような接着剤を利用することで、磁性コア３が巻回部２Ａ，２Ｂの長さ方向に伸張しようとしたときに、補強部材４がその伸縮を効果的に抑制することができる。

補強部材４は、非磁性で、かつ後述する補強部材４の軸剛性が２×１０^７Ｎ／ｍ以上とすることができる材料で構成する。例えば、補強部材４は、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金などの非磁性金属で構成することができる。その他、補強部材４は、セラミックスや高ヤング率の樹脂、繊維強化プラスチックなどで構成することもできる。

補強部材４は、その軸剛性が２×１０^７Ｎ／ｍ以上である。軸剛性は、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に直交する補強部材４の断面積（ｍｍ^２）と、補強部材４のヤング率（ＭＰａ）との積を、補強部材４の長さ（ｍｍ）で除することで求めることができる。補強部材４の軸剛性が高くなるほど、磁性コア３の固有振動数が高くなる傾向にあり、磁性コア３の固有振動数をリアクトル１の駆動周波数からの乖離量を大きくすることができる。例えば、リアクトル１の駆動振動数に対する磁性コア３の固有振動数が１％超乖離することが好ましく、２．５％超乖離することがより好ましい。乖離量が大きくなると、リアクトル１の駆動周波数に磁性コア３が共振することを抑制できる。これらの観点から、補強部材４の軸剛性は、４×１０^７Ｎ／ｍ以上とすることが好ましく、４×１０^８Ｎ／ｍ以上とすることがより好ましい。

補強部材４は、一対の巻回部２Ａ，２Ｂの間の狭い隙間に配置されるため、補強部材４の断面積を大きくすることが難しい。当該断面積を大きくするには、補強部材４の高さ（図１の紙面上下方向であって、リアクトル１の高さ方向における補強部材４の長さ）を大きくするか、補強部材４の幅（図２の紙面上下方向であって、巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向における補強部材４の長さ）を大きくする必要がある。ここで、補強部材４の幅を大きくすると、巻回部２Ａ，２Ｂの間の距離が大きくなり、リアクトル１の大型化を招く恐れがある。リアクトル１の大型化を抑制しつつ、補強部材４の断面積を所定値以上確保するには、幅が小さいが高さが高い平板状の補強部材４とすることが好ましい。

補強部材４の幅は１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが好ましい。幅の上限は３ｍｍ以下とすることがより好ましく、最も好ましくは２ｍｍ以下である。一方、補強部材４の高さは、巻回部２Ａ，２Ｂの大きさによって適宜選択すれば良く、リアクトル１の設置の邪魔とならない範囲で、できるだけ大きくすることが好ましい。例えば、巻回部２Ａ，２Ｂを側面視したときに、補強部材４が巻回部２Ａ，２Ｂの上端面および下端面から食み出さない範囲で、補強部材４の高さを最大とすることが挙げられる。

上述したように、補強部材４の断面積を大きくし難いため、補強部材４の軸剛性を高めるには、ヤング率の高い材料で補強部材４を構成することが好適である。補強部材４のヤング率は、１５ＧＰａ以上とすることが好ましく、２０ＧＰａ以上とすることがより好ましい。特に、補強部材４のヤング率を２０ＧＰａ以上とすることで、補強部材４の軸剛性を２×１０^７Ｎ／ｍ以上とし易い。２０ＧＰａ以上のヤング率を有する補強部材４の材料として、上述したアルミニウムなどの金属を挙げることができる。アルミニウムなどの金属は、その熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、リアクトル１の放熱性を向上させる点でも補強部材４の材料として好ましい。

ここで、代表的な補強部材４の材質のヤング率を示す。例えば、アルミニウムやその合金のヤング率は７０〜７５ＧＰａ前後、マグネシウム合金のヤング率は４５ＧＰａ前後、アルミナのヤング率は４００ＧＰａ前後である。

≪効果≫
補強部材４を備えるリアクトル１は、振動による騒音が小さいリアクトル１である。それは、補強部材４によって磁性コア３の固有振動数が高められ、リアクトル１の駆動周波数から乖離するからである。

≪用途≫
実施形態１のリアクトル１は、例えば、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ（代表的にはＤＣ−ＤＣコンバータ）や、空調機のコンバータなど種々のコンバータ、並びに電力変換装置の構成部品に好適に利用可能である。

≪その他の構成≫
実施形態のリアクトル１は、以下の構成を備えていても良い。

（１）コイル２と磁性コア３との間に介在される介在部材（図示せず）を備えていても良い。介在部材は、電気絶縁材料で形成され、コイル２と磁性コア３との間の電気的絶縁を確保する。

上記介在部材としては、例えば、巻回部２Ａ，２Ｂの内周面と内側コア部３１の外周面との間に介在される内側介在部材（図示せず）や、巻回部２Ａ，２Ｂの端面と外側コア部３２の内端面との間に介在される外側介在部材（図示せず）が挙げられる。これら介在部材の形成材料としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、液晶ポリマー、ナイロン６やナイロン６６といったポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂などの熱可塑性樹脂を利用できる。

（２）コイル２と磁性コア３との組合体を収納するケース（図示せず）を備えてもよい。これにより、組合体を外部環境（粉塵や腐食など）から保護したり、機械的に保護できる。金属製のケースであれば、その全体を放熱経路に利用できるので、コイル２や磁性コア３に発生した熱を外部の設置対象に効率よく放熱でき、放熱性が向上する。

また、組合体をケースに収納する場合は、ケース内の組合体を封止する封止樹脂を備えてもよい。これにより、組合体の電気的・機械的保護、外部環境からの保護などを図ることができる。封止樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＰＰＳ樹脂などが利用できる。放熱性を高める観点から、封止樹脂にアルミナやシリカなどの熱伝導率の高いセラミックフィラーを混合してもよい。

（３）巻回部２Ａ，２Ｂを、補強部材４ごとモールドするモールド樹脂部５（図２の二点鎖線参照）を備えていても良い。モールド樹脂部５を形成することで、補強部材４をしっかりとリアクトル１に固定することができ、より一層、磁性コア３の固有振動数を高めることができる。また、モールド樹脂部５は、コイル２と共に磁性コア３をモールドする構成であっても構わない。この場合、ケースを使用することなく、コイルと磁性コアの組合体を電気的・機械的に外部環境から保護することができる。モールド樹脂部は、例えば、エポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＡ樹脂などで形成することが挙げられる。

＜試験例１＞
実施形態で説明した補強部材４を備えるリアクトル１の振動特性を試験により評価した。具体的には、補強部材４を設けていない磁性コア３（試料Ｎｏ．１００）と、ヤング率を変化させた補強部材４を設けた複数の磁性コア３（試料Ｎｏ．１〜１０）の振動特性を比較した。振動特性の評価は、構造解析ソフトウェアを用いたＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析により行い、磁性コアの固有振動数を求めた。ＣＡＥ解析用のメッシュはヘキサ（六面体）メッシュで作成した。試験例１では、構造解析ソフトフェアにＭＳＣ Ｎａｓｔｒａｎ（エムエスシーソフトウェア株式会社製）を使用して固有値解析及び周波数応答解析を行い、磁性コアの固有振動数として、Ｘ方向（長さ方向）に伸縮する振動モードの固有振動数を求めた。

≪磁性コアの設定≫
磁性コア３の各部の寸法（ｍｍ）は、次の通りとした（図３，４参照）。
磁性コア３の長さ（ａ）：８２．５
磁性コア３の幅（ｂ）：７０．５
内側コア部３１の幅（ｃ）：２２．５
外側コア部３２の厚さ（ｄ）：１８．０
外側コア部３２の高さ（ｅ）：４２．０

磁性コア３を構成する材料及びその特性は、次のように設定した。
コア片３１ｍ，３２ｍ：圧粉成形体を想定し、ヤング率は３８５００ＭＰａ、ポアソン比は０．２５、密度は７２００ｋｇ／ｍ^３と設定した。
ギャップ材３１ｇ：セラミックスを想定し、ヤング率は３２００００ＭＰａ、ポアソン比は０．２３、密度は３７００ｋｇ／ｍ^３と設定した。

≪補強部材の設定≫
補強部材４は次のように設定した。
補強部材４の寸法は、厚みが２ｍｍ、高さは４２ｍｍ、長さは４６．５ｍｍ（即ち図３におけるａ−２ｄ）で固定した。また、補強部材４のヤング率は、５０００ＭＰａ（５ＧＰａ）〜１００００００ＭＰａ（１０００ＧＰａ）の範囲で変化させた。因みに、アルミニウムやその合金のヤング率は７０〜７５ＧＰａ前後、マグネシウム合金のヤング率は４５ＧＰａ前後、アルミナのヤング率は４００ＧＰａ前後である。その他、ヤング率が１０００ＧＰａ前後の材料として、ダイヤモンド焼結体などを挙げることができる。補強部材４のポアソン比と密度はそれぞれ、０．３と２７００ｋｇ／ｍ^３で固定した。

以上の条件でＣＡＥ解析により、補強部材４を備えない基準モデル（試料Ｎｏ．１００）と、補強部材４のヤング率を変化させたときの各モデル（試料Ｎｏ．１〜１０）の固有振動数を求めた。その結果を表１および図５に示す。表１には、補強部材４の寸法、ヤング率などの物理特性、解析結果などを併せて示す。表１の乖離率（％）は、基準モデルの固有振動数に対して各試料の固有振動数の増加量を百分率で表したものである。また、表１の評価Ｃは、乖離率１％以下で、騒音の低減効果が不十分であることを示し、評価Ｂは、乖離率が１％超２．５％以下で、一定程度の騒音の低減効果が見込めることを示し、評価Ａは、乖離率が２．５％超で、十分な騒音の低減効果が見込めることを示している。また、図５における横軸は補強部材４のヤング率、縦軸は固有振動数（Ｈｚ）を示す。図５の横軸は対数表示である。

表１、図５に示す結果から、補強部材４のヤング率を大きくする、即ち補強部材４の軸剛性を大きくすることで、磁性コア３の固有振動数を高くできることが分かった。特に、補強部材４のヤング率が１５ＧＰａで軸剛性が２．７×１０^７Ｎ／ｍ以上（２×１０^７Ｎ／ｍ以上）となる試料Ｎｏ．３で、磁性コア３の固有振動数が基準モデルに比べて１．８％（１％超）高くなり、一定の騒音の低減効果を見込めることが明らかになった。また、補強部材４の軸剛性が９×１０^７Ｎ／ｍ以上（４×１０^７Ｎ／ｍ以上）となる試料Ｎｏ．５で、磁性コア３の固有振動数が基準モデルに比べて６％（２．５％超）高くなり、十分な騒音の低減効果を見込めることが明らかになった。さらに、補強部材４の軸剛性が９×１０^８Ｎ／ｍ以上（４×１０^８Ｎ／ｍ以上）となる試料Ｎｏ．９で、磁性コア３の固有振動数が基準モデルに比べて２２％以上も高くなった。

１ リアクトル
２ コイル
２Ａ，２Ｂ 巻回部 ２ａ，２ｂ 端部 ２ｗ 巻線 ２Ｒ 連結部
３ 磁性コア ３１ 内側コア部 ３２ 外側コア部
３１ｍ，３２ｍ コア片 ３１ｇ ギャップ材
４ 補強部材
５ モールド樹脂部

Claims (5)

1. 一対の巻回部を有するコイルと環状の磁性コアとを備え、
   前記磁性コアは、前記巻回部のそれぞれの内側に配置される一対の内側コア部、および前記巻回部の軸方向の一端の外側と他端の外側のそれぞれに配置される一対の外側コア部を有するリアクトルであって、
   前記一対の巻回部の間に配置され、前記一対の外側コア部のそれぞれの内端面に連結される非磁性の補強部材を備え、
   前記補強部材の軸剛性が２×１０^７Ｎ／ｍ以上であるリアクトル。
   ここで、前記軸剛性は、前記巻回部の軸方向に直交する前記補強部材の断面積と前記補強部材のヤング率との積を、前記補強部材の長さで除した値である。
2. 前記補強部材のヤング率が１５ＧＰａ以上である請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記補強部材の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記補強部材は金属で構成される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記一対の巻回部を、前記補強部材ごとモールドするモールド樹脂部を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。

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