JP6733557B2 - リアクトル鉄心およびリアクトル鉄心の設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、リアクトル鉄心およびリアクトル鉄心の設計方法に関し、特に、ギャップ付きのリアクトルに用いて好適なものである。

リアクトルは電力系統や電源回路などで用いられる電磁機器であり、鉄心とコイルとを有する。リアクトルは、鉄心とコイルとの組み合わせで得られるリアクタンスの効果を利用して電力系統や電源回路などの特性を調整するものである。インダクタンスを適当な値に調整したり、鉄心の磁気飽和特性を緩和したりするために、リアクトルでは、磁気回路内にギャップを設ける場合がある。この場合、リアクトルの鉄心を複数のブロック鉄心を用いて構成する。相互に隣り合う２つのブロック鉄心の間にギャップが形成されるように各ブロック鉄心を配置することにより、磁気回路内にギャップが設けられる。尚、ギャップは、何も挿入されず空隙となる場合の他、非磁性且つ絶縁性の材料が配置される場合がある。

ギャップが設けられた鉄心では、特許文献１で説明されているようにフリンジング現象が発生し、鉄心の鉄損が増加する。図９は、フリンジング現象の一例を説明する図である。フリンジング現象とは、図９で例示するように鉄心９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃ内を流れていた磁束９２０ａ〜９２０ｉが、ギャップ部分９３０ａ、９３０ｂでは鉄心９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃの外周以上に外側に膨らみ、鉄心９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃの外周面９４０ａ〜９４０ｆから出入りする現象である。これは、透磁率の低いギャップ部分９３０ａ、９３０ｂでは磁気エネルギーを低下させるために磁束密度を低下させる現象が発生するために生じる現象である。

電磁鋼板が積層された鉄心では、外層部に位置する鋼板の表面でフリンジング磁束が出入りすることになるが、電磁鋼板の表面は、端面と異なり導電面積が大きいために大きなうず電流が発生し、それによって鉄損が増大する。この鉄損の増加を防止する方策として、特許文献１に記載のラジアル鉄心がある。ラジアル鉄心は、多数の小片の電磁鋼板を、相互に隣り合う電磁鋼板の板面が相互に対向するようにして鉄心の中心軸から放射状に配置することにより構成される。この構造では、電磁鋼板の板面は鉄心の外周面に対してほぼ垂直に配置されるため、フリンジング磁束は面積の小さい端面から出入りすることとなり、うず電流損は増大しない。しかしながら、特許文献１では、ラジアル鉄心では鉄心内に占める電磁鋼板の面積率、すなわち占積率が低下すると言う欠点を指摘している。そこで、特許文献１では、第１の方向に積層された複数の電磁鋼板の最外層の表面のそれぞれに、第１の方向に対し９０°の角度を有する第２の方向に積層された複数の電磁鋼板を配置する。特許文献１では、この構造を採用することにより、ラジアル鉄心と同様に、電磁鋼板の板面は鉄心の外周面に対してほぼ垂直に配置されるため、ラジアル鉄心と同様のうず電流損の低減効果が得られると共に、電磁鋼板の積層方向が２方向であるため、占積率も高められるとしている。

特開平３−１６５５０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、鉄心の形状に合うように、第１の方向および第２の方向に積層される各電磁鋼板の長さを決定する。このため、鉄心の製作過程で、第２の方向に積層される電磁鋼板として、多数の長さの電磁鋼板を用意する必要があり、且つ、これらの電磁鋼板を所定の鉄心形状が得られるように定められた順番で並べる作業も必要である。このため、鉄心の製造に手間がかかり製造コストが高くなる。

本発明はこの問題点を解決しようとするものであり、フリンジング磁束によるうず電流の増加、鉄心を構成する鋼板の占積率の低下、製造作業の増加、および製造コストの増加を抑制することができるリアクトル鉄心を提供することを目的とするものである。

本発明のリアクトル鉄心の第１の例は、複数の構成体を有するリアクトル鉄心であって、前記複数の構成体のうち少なくとも２つの構成体は、間隔を有した状態で配置され、前記間隔は、前記リアクトル鉄心のギャップであり、前記複数の構成体のうち、少なくとも１つの構成体は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有し、前記第１の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、前記第２の部分および前記第３の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向と、前記第１の部分を構成する磁性体板が積み重ねられた方向とに垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち一方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち他方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面として、正方形または長方形の断面を有し、前記構成体は、２つの継鉄心と、前記２つの継鉄心の間に配置される少なくとも２つのブロック鉄心とを有し、前記少なくとも２つのブロック鉄心は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有し、前記第１の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、前記第２の部分の、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、前記第３の部分の、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、前記２つの継鉄心は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有することを特徴とする。
本発明のリアクトル鉄心の第２の例は、複数の構成体を有するリアクトル鉄心であって、前記複数の構成体のうち少なくとも２つの構成体は、間隔を有した状態で配置され、前記間隔は、前記リアクトル鉄心のギャップであり、前記複数の構成体のうち、少なくとも１つの構成体は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有し、前記第１の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、前記第２の部分および前記第３の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向と、前記第１の部分を構成する磁性体板が積み重ねられた方向とに垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち一方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち他方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面として、正方形または長方形の断面を有し、前記構成体は、２つの継鉄心と、前記２つの継鉄心の間に配置される少なくとも２つのブロック鉄心とを有し、前記少なくとも２つのブロック鉄心は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有し、前記第１の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、前記第２の部分の、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、前記第３の部分の、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体の、前記第２の部分および前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ１［ｍｍ］、当該構成体の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ２［ｍｍ］、前記第２の部分および前記第３の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられている方向の長さをＤ３［ｍｍ］、前記リアクトル鉄心の最大磁束密度をＢｍ［Ｔ］として、以下の式（Ａ）〜式（Ｃ）を満たすことを特徴とする。

本発明のリアクトル鉄心の設計方法は、前記リアクトル鉄心の設計方法であって、前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体の、前記第２の部分および前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ１［ｍｍ］、当該構成体の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ２［ｍｍ］、前記第２の部分および前記第３の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられている方向の長さをＤ３［ｍｍ］、前記リアクトル鉄心の最大磁束密度をＢｍ［Ｔ］として、以下の式（Ａ）〜式（Ｃ）を満たすように、前記Ｄ３を決定することを特徴とする。

本発明によれば、フリンジング磁束によるうず電流の増加、鉄心を構成する鋼板の占積率の低下、製造作業の増加、および製造コストの増加を抑制することができるリアクトル鉄心を提供する。

リアクトル鉄心の構成の第１の例を示す図である。 ブロック鉄心の構成の一例を示す図である。 リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向で相互に隣り合う２つのブロック鉄心を示す図である。 ブロック鉄心に対して出入りするフリンジング磁束の一例を概念的に説明する図である。 電磁鋼板の磁束密度と透磁率との関係の一例を示す図である。 リアクトル鉄心の構成の第２の例を示す図である。 リアクトル鉄心の構成の第３の例を示す図である。 コの字状の電磁鋼板の一例を示す図である。 フリンジング現象の一例を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、各図では、説明の都合上、説明に必要な部分のみを必要に応じて簡略化して示す。また、各図におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸は、各図における方向を示すものである。

（第１の実施形態）
図１は、リアクトル鉄心の構成の一例を示す図である。本実施形態では、リアクトル鉄心が、いわゆる積鉄心である場合を例に挙げて説明する。
図１において、リアクトル鉄心１００は、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆと、継鉄心１２０ａ、１２０ｂとを有する。
６つのブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆは、同じ構成を有する。２つの継鉄心１２０ａ、１２０ｂは、同じ構成を有する。ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｃは、リアクトル鉄心１００の２つの脚部の一方の脚部を構成し、ブロック鉄心１１０ｄ〜１１０ｆは、他方の脚部を構成する。継鉄心１２０ａ、１２０ｂは、ブロック鉄心１１０ｄ〜１１０ｆを間に挟んで相互に対向する位置に配置され、ブロック鉄心１１０ｄ〜１１０ｆと磁気的に結合される。図１に示す例では、継鉄心１２０ａと、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｄとは、間隔を有した状態で配置される。継鉄心１２０ｂと、ブロック鉄心１１０ｃ、１１０ｆも、間隔を有した状態で配置される。また、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｃのうち、相互に隣り合う２つのブロック鉄心、および、ブロック鉄心１１０ｄ〜１１０ｆのうち、相互に隣り合う２つのブロック鉄心も、間隔を有した状態で配置される。これら間隔を有する部分が、リアクトル鉄心１００のギャップ１３０ａ〜１３０ｈになる。ギャップ１３０ａ〜１３０ｈには、何も配置しなくても（即ちギャップ１３０ａ〜１３０ｈは空隙であっても）、非磁性且つ絶縁性の材料が配置されていてもよい。

リアクトル鉄心１００には、不図示の巻線（コイル）が巻き回される。一般に、リアクトルでは、この巻線内にギャップが配置される。本実施形態でも、巻線内にギャップ１３０ａ〜１３０ｈが配置されるものとする。巻線に交流電流が流れることにより、リアクトル鉄心１００には、その周方向に流れる磁束が発生する（即ち、継鉄心１２０ａ→ブロック鉄心１１０ａ→ブロック鉄心１１０ｂ→ブロック鉄心１１０ｃ→継鉄心１２０ｂ→ブロック鉄心１１０ｆ→ブロック鉄心１１０ｅ→ブロック鉄心１１０ｄ→継鉄心１２０ａの順に流れる磁束と、継鉄心１２０ａ→ブロック鉄心１１０ｄ→ブロック鉄心１１０ｅ→ブロック鉄心１１０ｆ→継鉄心１２０ｂ→ブロック鉄心１１０ｃ→ブロック鉄心１１０ｂ→ブロック鉄心１１０ａ→継鉄心１２０ｂの順に流れる磁束が発生する）。

継鉄心１２０ａ、１２０ｂは、同じ大きさおよび形状を有する長方形の電磁鋼板を同一の方向（図１のＺ軸方向）に積層することにより構成される。図１に示す例では、長方形の電磁鋼板の長辺に沿う方向がＹ軸方向と平行になるように、長方形の電磁鋼板がＺ軸方向に積層されたものを、継鉄心１２０ａ、１２０ｂとして示す。
図２は、ブロック鉄心１１０ａの構成の一例を示す図である。ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆは、同じものである。従って、ここでは、ブロック鉄心１１０ａについて説明し、その他の第１のブロック鉄心１１０ｂ〜１１０ｆの詳細な説明を省略する。
ブロック鉄心１１０ａは、第１の部分２１０ａと、第２の部分２２０ａと、第３の部分２３０ａとを有する。

第１の部分２１０ａは、形状および大きさが同じである複数の電磁鋼板を積層することにより構成される。本実施形態では、これら複数の電磁鋼板の板面の形状が長方形である場合を例に挙げて説明する。尚、これら複数の電磁鋼板は、例えば、打ち抜き加工により形成される。製造上の誤差（公差）の範囲内であれば、複数の電磁鋼板の形状および大きさは同じであるものとする。このことは、第２の部分２２０ａ、第３の部分２３０ａ、および前述した継鉄心１２０ａ、１２０ｂや、その他の寸法についても同じである。第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板は、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向（図２ではＸ軸方向）に垂直な方向（図２ではＺ軸方向）に積層される。図１に示すように、本実施形態では、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板と、継鉄心１２０ａ、１２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向が同じ（図１ではＺ軸方向）である。尚、主磁束とは、リアクトル鉄心１００の磁気回路における磁束（リアクトル鉄心１００内を流れる磁束のうちフリンジング磁束以外の磁束）に対応するものである。

第２の部分２２０ａは、形状および大きさが同じである複数の電磁鋼板を積層することにより構成される。本実施形態では、これら複数の電磁鋼板の板面の形状が長方形である場合を例に挙げて説明する。第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板は、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向（図２ではＸ軸方向）と、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板が積層される方向（図２ではＺ軸方向）とに垂直な方向（図２ではＹ軸方向）に積層される。

第３の部分２３０ａは、形状および大きさが同じである複数の電磁鋼板を積層することにより構成される。本実施形態では、これら複数の電磁鋼板の板面の形状が長方形である場合を例に挙げて説明する。第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板は、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向（図２ではＸ軸方向）と、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板が積層される方向（図２ではＺ軸方向）とに垂直な方向（図２ではＹ軸方向）に積層される。

また、本実施形態では、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板と、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の形状および大きさは同じである。また、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板と、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の板面の大きさは、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の板面の大きさを下回る。具体的に本実施形態では、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板の長辺の長さと、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の長辺の長さとが、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の短辺の長さと同じになるようにしている。

第２の部分２２０ａは、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板の板厚部分が、第１の部分２１０ａの表面を構成する２つの電磁鋼板の板面のうち、一方の板面と対向するように配置される。第３の部分２３０ａは、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の板厚部分が、第１の部分２１０ａの表面を構成する２つの電磁鋼板の板面のうち、他方の板面と当接するように配置される。図２に示す例では、第２の部分２２０ａは、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板の板厚部分が、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板のうち、Ｚ軸方向の正の方向側の端に位置する電磁鋼板の板面と当接するように配置される。また、第３の部分２３０ａは、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の板厚部分が、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板のうち、Ｚ軸方向の負の方向側の端に位置する電磁鋼板の板面と当接するように配置される。図２に示すように本実施形態では、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板の積み厚（図２では第２の部分２２０ａのＹ軸方向の長さ）および第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の積み厚（図２では第３の部分２３０ａのＹ軸方向の長さ）が、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の長辺の長さと同じになるようにしている。

図３は、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向で相互に隣り合う２つのブロック鉄心１１０ａ、１１０ｂを示す図である。図３を参照しながら、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｈに発生するフリンジング磁束について説明する。
第１の部分２１０ａ、２１０ｂでのフリンジング磁束の出入りは、電磁鋼板の板厚部分が露出している面３１０ａ、３１０ｂ（および面３１０ａ、３１０ｂの反対側の面）で発生するため、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｂに発生するうず電流損は抑制される。また、第２の部分２２０ａ、２２０ｂおよび第３の部分２３０ａ、２３０ｂでのフリンジング磁束の出入りは、電磁鋼板の板厚部分が露出している面３２０ａ、３２０ｂ（および面３２０ａ、３２０ｂの反対側の面）と、電磁鋼板の板面部分が露出している面３３０ａ〜３３０ｄ（および３３０ａ〜３３０ｄの反対側の面）で発生することになる。よって電磁鋼板の板面部分が露出している面３３０ａ〜３３０ｄ（および３３０ａ〜３３０ｄの反対側の面）では、ある程度のうず電流損が発生することとなる。しかしながら、前述したように、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板と、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の板面の大きさは、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の板面の大きさを下回る。よって、電磁鋼板の板面部分が露出している面３３０ａ〜３３０ｄ（および３３０ａ〜３３０ｄの反対側の面）の部分の面積は限られる。このため、第２の部分２２０ａ、２２０ｂおよび第３の部分２３０ａ、２３０ｂに過大なうず電流損が発生することを抑制することができる。

次に、ブロック鉄心１１０ａの寸法の一例を説明する。ここでも、ブロック鉄心１１０ａについて説明し、その他の第１のブロック鉄心１１０ｂ〜１１０ｆの詳細な説明を省略する。また、図２に示すように、ブロック鉄心１１０ａの、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図２ではＹ軸方向）の長さをＤ１［ｍｍ］とする。ブロック鉄心１１０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図２ではＺ軸方向）の長さをＤ２［ｍｍ］とする。第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図２ではＺ軸方向）の長さをＤ３［ｍｍ］とする。以下の説明では、ブロック鉄心１１０ａの、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さＤ１を、必要に応じて、ブロック鉄心１１０ａのＹ軸方向の長さＤ１または単に長さＤ１と称する。また、ブロック鉄心１１０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さＤ２を、必要に応じて、ブロック鉄心１１０ａのＺ軸方向の長さＤ２または単に長さＤ２と称する。また、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さＤ３を、必要に応じて、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａのＺ軸方向の長さＤ３または単に長さＤ３と称する。

前述したように、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａでは、電磁鋼板の板面部分が露出している面３３０ａ、３３０ｂに、フリンジング磁束が出入りする。このため、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａのＺ軸方向の長さＤ３の値を減少させて、フリンジング磁束が出入りする部分の表面積を縮小することで、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａに発生するうず電流損の増加を抑制することができる。

しかしながら、前述したように、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａでは、電磁鋼板の板厚部分が露出している面３２０ａ、３３０ｃで、図４に示すように、フリンジング磁束４１０ａ〜４１０ｄが出入りする（尚、図４に示す第１の部分２１０ａ、第２の部分２２０ａ、および第３の部分２３０ａの領域は、図２のＡ−Ａ断面の領域である）。第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａのＺ軸方向の長さＤ３を減少させると、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａの磁束密度が増すこととなり、その結果、第１の部分２１０ａにまで進入するフリンジング磁束４１０ｂ、４１０ｃが発生あるいは増加することとなる。第１の部分２１０ａは、このフリンジング磁束４１０ｂ、４１０ｃを電磁鋼板の表面で受けることになるため、第１の部分２１０ａに過大なうず電流が発生する。その結果、ブロック鉄心１１０ａの鉄損が増加する。即ち、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａのＺ軸方向の長さＤ３を決定する際には、互いに矛盾する要因を考慮する必要がある。

そこで、本発明者らは、図３に示すブロック鉄心１１０ａ、１１０ｂを励磁した場合の、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｂの内外を一定の領域毎に区切り、各領域の磁束密度をパーミアンス法により計算し、計算した磁束密度と、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｂを構成する電磁鋼板の鉄損特性とから鉄損を種々の条件で計算した。尚、鉄損特性とは、励磁周波数および磁束密度と鉄損との関係を示すものであり、電磁鋼板の製造メーカ等により予め求められているものである。その結果、本発明者らは、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａのＺ軸方向の長さＤ３をブロック鉄心１１０ａのＺ軸方向の長さＤ２で除した値（＝Ｄ３／Ｄ２）は、ブロック鉄心１１０ａのＹ軸方向の長さＤ１をブロック鉄心１１０ａのＺ軸方向の長さＤ２で除した値（＝Ｄ１／Ｄ２）の変化に伴って変化し、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａのＺ軸方向の長さＤ３には、ブロック鉄心１１０ａの鉄損が低い値になる範囲があることを見出した。そして、本発明者らは、Ｄ１／Ｄ２を変数に含む様々な数式で、Ｄ３／Ｄ２の上下限値の式を構築した結果、Ｄ３／Ｄ２の上下限値を以下の式（１）〜式（３）のように定めることにより、ブロック鉄心１１０ａの鉄損を低くすることができることを見出した。

式（１）及び式（３）において、Ｂｍは、リアクトル鉄心１００における最大磁束密度［Ｔ］である。最大磁束密度をＢｍは、リアクトル鉄心１００における最大磁束密度であり、リアクトルの設計仕様として予め決められるものである。尚、電磁鋼板の材質・大きさ、励磁条件（波形、周波数）などに関わらず、式（１）を満たせば、ブロック鉄心１１０ａの鉄損を低くすることができることを確認している。例えば、電磁鋼板として方向性電磁鋼板、励磁周波数として５０［Ｈｚ］〜４００［Ｈｚ］、励磁電圧の波形として正弦波を採用することができる。また、前述したように、一般に、リアクトルでは、巻線内にギャップが配置される。この場合、ギャップ長による影響を無視して長さＤ３の上下限値を規定することができる。

Ｄ３／Ｄ２が式（１）の下限値を下回ると、長さＤ３が短くなり過ぎ、図４に示したように、第１の部分２１０ａに進入するフリンジング磁束４１０ｂ、４１０ｃの発生または増加により、第１の部分２１０ａに発生するうず電流が増加し、ブロック鉄心１１０ａの鉄損が増加する。一方、Ｄ３／Ｄ２が式（１）の上限値を上回ると、長さＤ３が長くなり過ぎ、電磁鋼板の板面部分が露出している面３３０ａ、３３０ｂが大きくなる。このため、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａに発生するうず電流が増加し、ブロック鉄心１１０ａの鉄損が増加する。

また、式（１）では、リアクトル鉄心１００の磁束密度に応じた透磁率の変化も考慮している。即ち、電磁鋼板の透磁率は図５で示すように、磁束密度がある値を超えると低下が著しくなる。この現象のリアクトル鉄心１００への影響を考える。リアクトル鉄心１００の設計時に設定した最大磁束密度Ｂｍが高いと、フリンジング磁束の発生量が多くなる。このため、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａでは、フリンジング磁束の進入によって更に高磁束密度となり、それによって透磁率が低下する。これにより、図４に示す第１の部分２１０ａに進入するフリンジング磁束４１０ｂ、４１０ｃが更に増加し、第１の部分２１０ａにおけるうず電流損が更に増加する。式（１）では、最大磁束密度Ｂｍによりこの効果も考慮される。

式（１）に示すように、長さＤ３の決定には、長さＤ１、Ｄ２および最大磁束密度Ｂｍを決定する必要がある。長さＤ１、Ｄ２は、リアクトルの設計仕様によって予め決められる。一般的に機器は小型化が望まれる場合が多く、その条件を考慮して初期設計段階で長さＤ１、Ｄ２が決められる。また、リアクトルは他の機器の中に組み込まれる場合がある。そのような場合には収納されるスペースに合わせて長さＤ１、Ｄ２が決められる。
ただし、Ｄ１／Ｄ２が、式（２）の範囲でない場合、即ち、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｈの、主磁束に垂直な方向の断面（Ｙ−Ｚ断面）が余りに扁平な形状である場合、式（１）を満たす長さＤ３が、リアクトル鉄心の製造に資する値にならない場合がある。そこで、本実施形態では、式（２）を満足するようにする。

また、前述したように、リアクトル鉄心１００の最大磁束密度Ｂｍについても初期設計段階で決められるが、装置の小型化や低損失の要求に応じて長さＤ１、Ｄ２や巻線の巻数等の仕様と共に決定される。ここで、最大磁束密度Ｂｍが式（３）の範囲でない場合（即ち、最大磁束密度Ｂｍが１．８［Ｔ］を上回る場合）、リアクトル鉄心１００における磁束密度が最大磁束密度Ｂｍ付近になると、電磁鋼板の透磁率の低下が著しくなるため、リアクトル鉄心１００としての機能を十分に果たすことができず、前述したフリンジング磁束の増大に伴う渦電流損の増加の効果を最大磁束密度Ｂｍにより適切に表現することができなくなる虞がある。そこで、本実施形態では、式（３）を満足するようにする。
以上の初期設計で長さＤ１、Ｄ２および最大磁束密度Ｂｍが決定された後、それらの数値を式（１）に代入して長さＤ３の範囲を求め、求めた範囲内で長さＤ３を決めることとなる。長さＤ３の範囲の計算は、設計者が行ってもよいし、例えば、以下のようにしてもよい。まず、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、および各種のハードウェアを有する情報処理装置に、式（１）の計算を行うプログラムを設定する。そして、情報処理装置は、長さＤ１、Ｄ２および最大磁束密度Ｂｍを設計者によるユーザインターフェースの操作などに基づいて入力し、式（１）の計算を行うことにより、長さＤ３の範囲を計算し、コンピュータディスプレイに表示する。設計者は、長さＤ３の範囲から、装置のサイズに基づく制約などを考慮して、長さＤ３を決定することができる。尚、リアクトル鉄心１００のその他の寸法は、リアクタンスの仕様（サイズやインダクタンスなど）に応じて決定することができる。

＜実施例＞
次に、実施例を説明する。本実施例では、図１に示したリアクトル鉄心１００に対し、２つの脚部に配置されるブロック鉄心の数をそれぞれ１つにしたものをリアクトル鉄心として用いた。第１の部分２１０ａ、第２の部分２２０ａ、および第３の部分２３０ａに用いる電磁鋼板を、３０Ｐ１００の方向性電磁鋼板とした。長さＤ１を１００［ｍｍ］、長さＤ２を８０［ｍｍ］、最大磁束密度Ｂｍを１．７［Ｔ］とした。リアクトル鉄心の２つの脚部に、ブロック鉄心と継鉄心との間のギャップを覆うように巻線を巻き回した。また、リアクトルの巻線の巻回数を７０［回］とした。この巻線に、周波数が５０［Ｈｚ］の正弦波の励磁電圧を印加した場合のリアクトル鉄心の全体の鉄損を、デジタルパワーメータにより測定した。このような鉄心の測定を、長さＤ３を変更して行った。その結果を表１に示す。

表１に示すように、式（１）を満たすように長さＤ３を決めると、リアクトル鉄心の鉄損が低い値の範囲になり、式（１）を満たさないと、リアクトル鉄心の鉄損がその範囲を外れて大きくなることが分かる。ＪＩＳ Ｃ２５５３（２０１２年）「方向性電磁鋼帯」では、鉄損で０．０５［Ｗ／ｋｇ］刻みで、方向性電磁鋼板の品質を分けるグレードが定められる。３０Ｐ１００の方向性電磁鋼板は、１．００［Ｗ／ｋｇ］の鉄損を持つ。従って、鉄損が５［％］以上増加することは、方向性電磁鋼板の品質に変化が生じることに対応する。表１に示すように、式（１）を満たすときのリアクトル鉄心の鉄損は６３［Ｗ］であるのに対し、式（１）を満たさないときのリアクトル鉄心の鉄損は最低でも６６［Ｗ］である。このように、式（１）を満たさない場合、式（１）を満たす場合よりも５［％］以上、リアクトル鉄心の鉄損が増加し、リアクトル鉄心の性能が低下することが分かる。

＜まとめ＞
以上のように本実施形態では、第１の部分２２０ａ、第２の部分２２０ｂ、および第３の部分２３０ｂは、同じ大きさおよび形状の電磁鋼板を積層して構成される。第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板は、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向（図２ではＸ軸方向）に垂直な方向（図２ではＺ軸方向）に積層される。第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板は、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向と、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板が積層される方向（図２ではＺ軸方向）とに垂直な方向（図２ではＹ軸方向）に積層される。第２の部分２２０ａ、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板は、それぞれ、それらの板厚部分が、第１の部分２１０ａの表面を構成する２つの電磁鋼板の板面の一方、他方の板面と対向するように配置される。本実施形態では、以上のようにして、第１の部分２２０ａ、第２の部分２２０ｂ、および第３の部分２３０ｂの、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面を長方形とする。従って、フリンジング磁束が進入する領域として、ブロック鉄心１１０ａを構成する電磁鋼板の板面の領域を小さくすることができる。また、第１の部分２１０ａ、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する際に、電磁鋼板を同じ位置に積層すればよいので、電磁鋼板を隙間なく配置することができると共にリアクトル鉄心１００の製造が容易となる。また、ブロック鉄心１１０ａを構成するための電磁鋼板の形状を最大で３種類とすることができる。よって、電磁鋼板の切断を効率化できる。以上により、フリンジング磁束によるうず電流の増加、鉄心を構成する鋼板の占積率の低下、製造作業の増加、および製造コストの増加を抑制することができるリアクトル鉄心を提供することができる。

＜変形例＞
［変形例１］
本実施形態では、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の板面の形状が長方形であり、第１の部分２１０ａの形状が直方体である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第１の部分２１０ａの形状は、直方体に限定されない。例えば、第１の部分２１０ａの板面を構成する複数の電磁鋼板の形状を正方形とし、第１の部分２１０ａの形状を立方体としてもよい。この場合、第１の部分２１０ａの、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面は正方形になる。これらの点は、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａの形状についても同じである。

また、本実施形態では、第１の部分２１０ａ、第２の部分２２０ａ、および第３の部分２３０ａを構成する複数の板面の形状が長方形であり、第１の部分２１０ａを構成する電磁鋼板の短辺に沿う方向が、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向と平行になり、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する電磁鋼板の長辺に沿う方向が、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向と平行になる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、長方形の電磁鋼板の向きは、これらに限定されない。例えば、第１の部分２１０ａを構成する電磁鋼板の長辺に沿う方向が、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向と平行になり、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する電磁鋼板の短辺に沿う方向が、リアクトル鉄心１００に流れる主磁束の方向と平行になるようにしてもよい。

［変形例２］
本実施形態では、第１の部分２１０ａ、第２の部分２２０ａ、および第３の部分２３０ａの、電磁鋼板が積層される方向に垂直な方向に沿って切った各断面（第１の部分２１０ａではＸ−Ｙ断面、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａではＸ−Ｚ断面）を構成する電磁鋼板が、長方形の１枚の電磁鋼板である場合を例に挙げて説明した。このようにすれば、製造コストをより一層低減することができるので好ましい。しかしながら、第１の部分２１０ａ、第２の部分２２０ａ、および第３の部分２３０ａの、電磁鋼板が積層される方向に垂直な方向に沿って切った各断面の形状および大きさを同じにする場合に、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、複数の電磁鋼板（例えば２枚の同一の直角三角形の電磁鋼板）を組み合わせて、本実施形態で説明した長方形の電磁鋼板を構成し、このような長方形に組み合わせた電磁鋼板を複数組用意し、それら複数組の電磁鋼板を積層させてもよい。

［変形例３］
本実施形態では、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板と、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の形状および大きさが同じである場合を例に挙げて説明した。このようにすれば、製造コストをより一層低減することができるので好ましい。しかしながら、第２の部分２２０ａを構成する複数の電磁鋼板と、第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の形状および大きさを異ならせてもよい。第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さＤ３が、第２の部分２２０ａと第３の部分２３０ａとで異なる場合、それぞれの長さ（第２の部分２２０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さと、第３の部分２３０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さ）が、それぞれ式（１）を満たすようにすればよい。このように、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向の長さＤ３が、第２の部分２２０ａと第３の部分２３０ａとで異なるようにした場合でも、本実施形態のブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆと同様に、全てのブロック鉄心の形状および大きさが同じになるようにするのが好ましい。

［変形例４］
本実施形態では、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向と、継鉄心１２０ａ、１２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向とが同じ（図１ではＺ軸方向）である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これらの積層方向は同じでなくてもよい。例えば、図１に示す状態のブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆを、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの重心を通り、且つ、Ｘ軸と平行な方向の軸を回動軸として同じ角度だけ同じ方向に回動させた状態としてもよい。例えば、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向と、継鉄心１２０ａ、１２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向とのなす角（即ち、前述した回動の角度）が９０［°］となるようにしてもよい。尚、この場合、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向と、継鉄心１２０ａ、１２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向とは同じになる。

［変形例５］
本実施形態では、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図２ではＹ軸方向）に沿ってブロック鉄心１１０ａを切った各断面（即ち、ブロック鉄心１１０ａのＹ−Ｚ断面）の形状が、長方形である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、この断面の形状は長方形に限定されない。例えば、この断面の形状は、正方形であってもよい。

［変形例６］
本実施形態では、式（１）を満たすように長さＤ３を決定する場合を例に挙げて説明した。このようにすれば、電磁鋼板の板面部分が露出している面３３０ａ〜３３０ｄ（および３３０ａ〜３３０ｄの反対側の面）で発生するうず電流によるうず電流損を最小化することができ、リアクトル鉄心１００の鉄損をより低減することができるので好ましい。しかしながら、必ずしも式（１）を満たすようにする必要はない。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、継鉄心１２０ａ、１２０ｂをいわゆる積鉄心とする場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、継鉄心を巻鉄心とする場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは継鉄心の構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

図６は、リアクトル鉄心の構成の一例を示す図である。
図６において、リアクトル鉄心６００は、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆと、継鉄心６１０ａ、６１０ｂとを有する。
継鉄心６１０ａ、６１０ｂは、同じ構成を有する。継鉄心６１０ａ、６１０ｂは、例えば、電磁鋼帯を必要な鉄心厚になるまで軸芯に巻き取ってレーストラック状の巻鉄心を製造する。巻鉄心の両側の半円弧状の部分が残るように巻鉄心を切断し、これら２つの半円弧状の部分を継鉄心６１０ａ、６１０ｂとする。このように継鉄心６１０ａ、６１０ｂは、例えば、いわゆるカットコアにより実現できる。継鉄心６１０ａ、６１０ｂの電磁鋼板の積厚（巻厚）方向の長さは、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの、第２の部分２２０ａおよび第３の部分２３０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図６ではＹ軸方向）の長さと同じになるようにする。また、継鉄心６１０ａ、６１０ｂの巻幅方向（図６ではＺ軸方向）の長さは、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図６ではＺ軸方向）の長さと同じになるようにする。継鉄心６１０ａ、６１０ｂの巻幅方向とは、継鉄心６１０ａ、６１０ｂを構成する電磁鋼板の積厚（巻厚）方向と、リアクトル鉄心６００に流れる主磁束の方向とに垂直な方向である。継鉄心１２０ａ、１２０ｂは、それらの先端面が、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｆと間隔を有して相互に対向するように、ブロック鉄心１１０ｄ〜１１０ｆを間に挟んで相互に対向する位置に配置される。
以上のようにしても第１の実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。また、本実施形態においても第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。第１、２の実施形態では、継鉄心１２０ａ、１２０ｂ、６１０ａ、６１０ｂを、いわゆる積鉄心または巻鉄心とする場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、継鉄心についても、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆと同様に、第１の部分、第２の部分、および第３の部分を有するようにする。このように本実施形態と第１、第２の実施形態とは継鉄心の構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１、第２の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

図７は、リアクトル鉄心の構成の一例を示す図である。
図７において、リアクトル鉄心７００は、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆと、継鉄心７１０ａ、７１０ｂとを有する。
継鉄心７１０ａ、７１０ｂは同じ構成を有する。継鉄心７１０ａ、７１０ｂは、それぞれ、第１の部分７２０ａ、７２０ｂと、第２の部分７３０ａ、７３０ｂと、第３の部分７４０ａ、７４０ｂとを有する。

第１の部分７２０ａ、７２０ｂは、同じ構成を有する。第１の部分７２０ａ、７２０ｂは、大きさが同じであるコの字状の複数の電磁鋼板を積層することにより構成される。図８は、コの字状の電磁鋼板の一例を示す図である。図８に示すように、本実施形態では、等脚台形状の電磁鋼板８１０と、下底の一端側の角度が直角であり他端側の底角が鋭角である台形状の電磁鋼板８２０ａ、８２０ｂとを組み合わせてコの字状の電磁鋼板を構成する。尚、電磁鋼板８２０ａ、８２０ｂは、同じ構成を有する。また、このようにせずに、１枚の電磁鋼板でコの字状の電磁鋼板を構成してもよい。

第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図７ではＺ軸方向）の長さは、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図７ではＺ軸方向）の長さと同じである。

第２の部分７３０ａ、７３０ｂは、第２の実施形態で説明した継鉄心６１０ａ、６１０ｂの巻幅方向（図７ではＺ軸方向）の長さを、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの第２の部分２２０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図７ではＺ軸方向）の長さと同じにしたものである。尚、第２の部分２２０ａは、図２に示されている。

第３の部分７４０ａ、７４０ｂは、第２の実施形態で説明した継鉄心６１０ａ、６１０ｂの巻幅方向（図７ではＺ軸方向）の長さを、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆの第３の部分２３０ａの、第１の部分２１０ａを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図７ではＺ軸方向）の長さと同じにしたものである。尚、第３の部分２３０ａは、図２に示されている。

第２の部分７３０ａ、７３０ｂは、第２の部分７３０ａ、７３０ｂを構成する電磁鋼帯の板厚部分が、第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板のうち、一方の端に位置する電磁鋼板の板面と対向するように配置される。第３の部分７４０ａ、７４０ｂは、第３の部分７４０ａ、７４０ｂを構成する電磁鋼帯の板厚部分が、第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板のうち、他方の端に位置する電磁鋼板の板面と対向するように配置される。図７に示す例では、第２の部分７３０ａ、７３０ｂは、第２の部分７３０ａ、７３０ｂを構成する電磁鋼帯の板厚部分が、第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板のうち、Ｚ軸方向の正の方向側の端に位置する電磁鋼板の板面と当接するように配置される。第３の部分７４０ａ、７４０ｂは、第３の部分７４０ａ、７４０ｂを構成する電磁鋼帯の板厚部分が、第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板のうち、Ｚ軸方向の負の方向側の端に位置する電磁鋼板の板面と当接するように配置される。

第１の部分７２０ａ、７２０ｂの先端面は、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｃ、１１０ｆの第１の部分２１０ａと間隔を有して相互に対向する。第２の部分７３０ａ、７３０ｂの先端面は、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｃ、１１０ｆの第２の部分２２０ａと間隔を有して相互に対向する。第３の部分７４０ａ、７４０ｂの先端面は、ブロック鉄心１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｃ、１１０ｆの第２の部分２２０ａと間隔を有して相互に対向する。継鉄心７１０ａ、７１０ｂは、このような状態で、ブロック鉄心１１０ｄ〜１１０ｆを間に挟んで相互に対向する位置に配置される。

継鉄心７１０ａ、７１０ｂにおいても、第１の実施形態で示した式（１）を満たすようにすることができる。この場合、継鉄心７１０ａ、７１０ｂの、第２の部分７３０ａ、７３０ｂおよび第３の部分７４０ａ、７４０ｂを構成する複数の電磁鋼板の重ねられている方向（図７ではＹ軸方向）の長さをＤ１［ｍｍ］とする。継鉄心７１０ａ、７１０ｂの、第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図７ではＺ軸方向）の長さをＤ２［ｍｍ］とする。第２の部分７３０ａ、７３０ｂおよび第３の部分７４０ａ、７４０ｂの、第１の部分７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の電磁鋼板の積層方向（図７ではＺ軸方向）の長さをＤ３［ｍｍ］とする。

以上のようにすれば、第１の実施形態で説明した効果に加え、継鉄心７１０ａ、７１０ｂで発生するうず電流も抑制することができ、リアクトル鉄心７００の鉄損をより一層低減させることができる。また、本実施形態では、継鉄心７１０ａ、７１０ｂの第２の部分７３０ａ、７３０ｂおよび第３の部分７４０ａ、７４０ｂは、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆとは異なり、電磁鋼板の形状および大きさは同じではない。しかしながら、第２の部分７３０ａ、７３０ｂおよび第３の部分７４０ａ、７４０ｂの、リアクトル鉄心７００に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面は、第１の部分７２０ａ、７２０ｂと同様に長方形になるので、例えば、いわゆるカットコアを製造すればよく、製造コストの増加にはならない。尚、このことは、第２の部分７３０ａ、７３０ｂおよび第３の部分７４０ａ、７４０ｂの、リアクトル鉄心７００に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面を正方形にしても同じである。また、本実施形態においても第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。

（その他の実施形態）
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

（請求項との関係）
以下に、請求項の記載と実施形態の記載との対応関係の一例を説明する。尚、請求項の記載が実施形態の記載に限定されないことは、変形例などにおいて説明した通りである。
＜請求項１＞
積層体は、例えば、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆ、継鉄心１２０ａ〜１２０ｂ、６１０ａ〜６１０ｂ、７１０ａ〜７１０ｂに対応する。第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有する構成体は、例えば、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆ、継鉄心７１０ａ〜７１０ｂに対応する。
リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向は、例えば、図１、図６および図７に示す例では、リアクトル鉄心１００、６００、７００の周方向（例えば、継鉄心１２０ａ→ブロック鉄心１１０ａ→ブロック鉄心１１０ｂ→ブロック鉄心１１０ｃ→継鉄心１２０ｂ→ブロック鉄心１１０ｆ→ブロック鉄心１１０ｅ→ブロック鉄心１１０ｄ→継鉄心１２０ａの経路の方向）に対応する。
前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向は、例えば、図１、図６、および図７に示す例では、Ｚ軸方向に対応する。
前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向と、前記第１の部分を構成する磁性体板が積み重ねられた方向とに垂直な方向は、例えば、図１、図６および図７に示す例では、前述したリアクトル鉄心１００、６００、７００の周方向とＺ軸方向とに垂直な方向に対応する。図１、図６および図７に示す例において、ブロック鉄心１１０ａ〜１１０ｆについてのこの方向は、Ｙ軸方向に対応する。
前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち一方の端に位置する磁性体板は、例えば、図１、図６および図７に示す例では、第１の部分２１０ａ、７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の磁性体板のうちＺ軸方向の正の方向の端に位置する電磁鋼板に対応する。
前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち他方の端に位置する磁性体板は、例えば、図２に示す例では、第１の部分２１０ａ、７２０ａ、７２０ｂを構成する複数の磁性体板のうちＺ軸方向の負の方向の端に位置する電磁鋼板に対応する。
＜請求項２＞
前記第１の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面が、同じ大きさおよび同じ形状を有することは、例えば、図２において、第１の部分２１０ａのＸ−Ｙ断面が同一の長方形であることに対応する（変形例２も参照）。
前記第２の部分の、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面が、同じ大きさおよび同じ形状を有することは、例えば、図２において、第２の部分２２０ａのＸ−Ｚ断面が同一の長方形であることに対応する（変形例２も参照）。
前記第３の部分の、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面が、同じ大きさおよび同じ形状を有することは、例えば、図２において、第２の部分２３０ａのＸ−Ｚ断面が同一の長方形であることに対応する（変形例２も参照）。

１００、６００、７００：リアクトル鉄心、１１０ａ〜１１０ｆ：ブロック鉄心、１２０ａ〜１２０ｂ、６１０ａ〜６１０ｂ、７１０ａ〜７１０ｂ：継鉄心、２１０ａ〜２１０ｂ：ブロック鉄心の第１の部分、２２０ａ〜２２０ｂ：ブロック鉄心の第２の部分、２３０ａ〜２３０ｂ：ブロック鉄心の第３の部分、７２０ａ〜７２０ｂ：継鉄心の第１の部分、７３０ａ〜７３０ｂ：継鉄心の第２の部分、７４０ａ〜７４０ｂ：継鉄心の第３の部分

Claims (9)

1. 複数の構成体を有するリアクトル鉄心であって、
   前記複数の構成体のうち少なくとも２つの構成体は、間隔を有した状態で配置され、
   前記間隔は、前記リアクトル鉄心のギャップであり、
   前記複数の構成体のうち、少なくとも１つの構成体は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有し、
   前記第１の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、
   前記第２の部分および前記第３の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向と、前記第１の部分を構成する磁性体板が積み重ねられた方向とに垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、
   前記第２の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち一方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、
   前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち他方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、
   前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面として、正方形または長方形の断面を有し、
   前記構成体は、２つの継鉄心と、前記２つの継鉄心の間に配置される少なくとも２つのブロック鉄心とを有し、
   前記少なくとも２つのブロック鉄心は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有し、
   前記第１の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記第２の部分の、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記第３の部分の、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記２つの継鉄心は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有することを特徴とするリアクトル鉄心。
2. 前記２つの継鉄心の前記第２の部分および前記第３の部分は、巻鉄心を用いて構成されることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル鉄心。
3. 前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体の、前記第２の部分および前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ１［ｍｍ］、当該構成体の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ２［ｍｍ］、前記第２の部分および前記第３の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられている方向の長さをＤ３［ｍｍ］、前記リアクトル鉄心の最大磁束密度をＢｍ［Ｔ］として、以下の式（Ａ）〜式（Ｃ）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のリアクトル鉄心。
   

   
4. 複数の構成体を有するリアクトル鉄心であって、
   前記複数の構成体のうち少なくとも２つの構成体は、間隔を有した状態で配置され、
   前記間隔は、前記リアクトル鉄心のギャップであり、
   前記複数の構成体のうち、少なくとも１つの構成体は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有し、
   前記第１の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、
   前記第２の部分および前記第３の部分は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向と、前記第１の部分を構成する磁性体板が積み重ねられた方向とに垂直な方向に重ねられた複数の磁性体板を有し、
   前記第２の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち一方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、
   前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の板厚部分と、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板のうち他方の端に位置する磁性体板の板面部分とが相互に対向し、
   前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体は、前記リアクトル鉄心に流れる主磁束の方向に対して垂直な方向の断面として、正方形または長方形の断面を有し、
   前記構成体は、２つの継鉄心と、前記２つの継鉄心の間に配置される少なくとも２つのブロック鉄心とを有し、
   前記少なくとも２つのブロック鉄心は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有し、
   前記第１の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記第２の部分の、前記第２の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記第３の部分の、前記第３の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられた方向に垂直な方向に沿って切った各断面は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体の、前記第２の部分および前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ１［ｍｍ］、当該構成体の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ２［ｍｍ］、前記第２の部分および前記第３の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられている方向の長さをＤ３［ｍｍ］、前記リアクトル鉄心の最大磁束密度をＢｍ［Ｔ］として、以下の式（Ａ）〜式（Ｃ）を満たすことを特徴とするリアクトル鉄心。
   

   
5. 前記少なくとも２つのブロック鉄心の前記第１の部分を構成する複数の磁性体板は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記少なくとも２つのブロック鉄心の前記第２の部分を構成する複数の磁性体板は、同じ大きさおよび同じ形状を有し、
   前記少なくとも２つのブロック鉄心の前記第３の部分を構成する複数の磁性体板は、同じ大きさおよび同じ形状を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のリアクトル鉄心。
6. 前記少なくとも２つのブロック鉄心の前記第２の部分および前記第３の部分は、同じ大きさおよび同じ形状を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のリアクトル鉄心。
7. 前記少なくとも２つのブロック鉄心の形状および大きさは、同じであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のリアクトル鉄心。
8. 前記少なくとも２つのブロック鉄心の形状は、直方体または立方体であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のリアクトル鉄心。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載のリアクトル鉄心の設計方法であって、
   前記第１の部分、前記第２の部分、および前記第３の部分を有する前記構成体の、前記第２の部分および前記第３の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ１［ｍｍ］、当該構成体の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板の重ねられている方向の長さをＤ２［ｍｍ］、前記第２の部分および前記第３の部分の、前記第１の部分を構成する複数の磁性体板が重ねられている方向の長さをＤ３［ｍｍ］、前記リアクトル鉄心の最大磁束密度をＢｍ［Ｔ］として、以下の式（Ａ）〜式（Ｃ）を満たすように、前記Ｄ３を決定することを特徴とするリアクトル鉄心の設計方法。
   

   

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