JP7191535B2 - リアクトルコア、リアクトル及びリアクトルコアの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルコア、リアクトル及びリアクトルコアの製造方法に関する。

特許文献１には、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車に搭載されるリアクトルが記載されている。このリアクトルのリアクトルコアは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなるＩ型コアと、同じく軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる端部コアとから形成されている。

特開２０１６－１３１２００号公報

特許文献１に記載のリアクトルコアは、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車に用いるため、大量生産を前提とした設計になっている。このようにリアクトルコアを大量生産する場合、一つのリアクトルコアを構成するコア部品数を減らして工数を低減することが望まれる。
特許文献１の内側コア部と外側コア部とは、それぞれ異なる金型で加圧成形される。そのため、大量生産ではない場合、金型を複数種類用意することによるコストの比率が大きくなり生産性が低下する場合がある。
また、建設機械で用いられ大電流で使用されるリアクトルコアのように、大型のリアクトルコアを生産する場合、リアクトルコアを構成するコア部品である圧粉磁心が大型化してしまう。このように圧粉磁心が大型化した場合、圧粉磁心を加圧成形すること自体が困難になる可能性がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、生産性が低下することを抑制しつつ容易に成形することができるリアクトルコア、リアクトル及びリアクトルコアの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るリアクトルコアは、複数の第一圧粉磁心を有し、前記第一圧粉磁心が第一方向に並べて配置され、前記第一方向の両側にそれぞれ第一端面及び第二端面を有した複数の内側コア部と、前記第一圧粉磁心と外形寸法が対応する第二圧粉磁心を有し、前記第一方向と交差する第二方向で隣り合う前記第一端面の間、及び前記第二方向で隣り合う前記第二端面の間に渡ってそれぞれ配置された一対の外側コア部と、を備え、前記第一圧粉磁心は、前記第一方向に長い直方体状をなし、前記第二圧粉磁心は、前記第二方向に長い直方体状をなし、前記第一圧粉磁心は、前記第一方向に垂直な断面形状が、第二方向に長い長方形状をなし、前記第二圧粉磁心は、前記第二方向に垂直な断面形状が、第一方向及び第二方向と交差する第三方向に長い長方形状をなす。

上記態様のリアクトルコアによれば、生産性が低下することを抑制しつつ容易に成形することができる。

本発明の一実施形態に係る昇圧回路の回路図である。 本発明の一実施形態に係るリアクトルの平面図である。 本発明の一実施形態に係るリアクトルコアの平面図である。 上記リアクトルコアを第二方向から見た側面図である。 本発明の一実施形態に係る第一圧粉磁心を第三方向から見た平面図である。 上記第一圧粉磁心を第二方向から見た側面図である。 図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の一実施形態に係る第二圧粉磁心を第三方向から見た平面図である。 上記第二圧粉磁心を第二方向から見た側面図である。 図８のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。 上記リアクトルコアに装着されたコイルの平面図である。 上記リアクトルコアに装着されたコイルを第二方向から見た側面図である。 本発明の一実施形態に係るリアクトルコアの製造方法及びリアクトルの製造方法のフローチャートである。 上記コイルに内側コア部を挿入する直前の状態を示す斜視図である。 上記内側コア部の第二端部に外側コア部を固定する直前の状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る金型内にコイル及びリアクトルコアを載置した状態を示す断面図である。 上記金型内に射出成型により絶縁材を充填した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図１～図１７を参照して詳細に説明する。
＜昇圧回路＞
図１に示すように、本実施形態のリアクトル１０は、昇圧回路１００の一部を構成する。昇圧回路１００は、チョッパ式の昇圧回路であり、リアクトル１０と、コンデンサ１１と、ＩＧＢＴ等のパワー半導体１２とを備えている。本実施形態の昇圧回路１００は、ハイブリッド油圧ショベル等に搭載された電動機を駆動するインバーターに内蔵されて、キャパシタ等の端子電圧Ｖ１をインバーターで必要な電圧Ｖ２まで昇圧する。なお、図１中、符号「１３」は、還流ダイオードである。

＜リアクトル＞
図２に示すように、リアクトル１０は、リアクトルコア２０と、コイル３０と、絶縁材４０と、を備えている。本実施形態のリアクトル１０は、ハイブリッド油圧ショベル等に用いるリアクトルであるため、自動車等の車両に用いるリアクトルと比較して大電流が流れる。そのため、本実施形態のリアクトル１０は、自動車等の車両に用いるリアクトルと比較して大型である。

＜リアクトルコア＞
図３、図４に示すように、リアクトルコア２０は、二つの内側コア部２１と、二つの外側コア部２２とを備えている。以下の説明においては、第一方向を「Ｄｘ」、第一方向と交差する第二方向を「Ｄｙ」とする。第一方向Ｄｘ及び第二方向Ｄｙに交差する第三方向を「Ｄｚ」とする。

二つの内側コア部２１は、第一方向Ｄｘに延びている。内側コア部２１は、第一方向Ｄｘの両側に第一端面２１ｔａと第二端面２１ｔｂとを備えている。二つの内側コア部２１は、第一方向Ｄｘと交差する第二方向Ｄｙに互いに間隔をあけて配置されている。二つの外側コア部２２は、第二方向Ｄｙに延び、第一方向Ｄｘに互いに間隔をあけて配置されている。外側コア部２２は、第二方向Ｄｙで隣り合う第一端面２１ｔａの間に渡って配置されるとともに、第二方向Ｄｙで隣り合う第二端面２１ｔｂの間に渡って配置されている。
リアクトルコア２０は、これら二つの内側コア部２１と二つの外側コア部２２とによって環状を成している。

内側コア部２１は、複数の第一圧粉磁心２３と、複数のギャップ材２４とを有している。図３に示す内側コア部２１は、内側コア部２１一つ当たり、三つの第一圧粉磁心２３と、四つのギャップ材２４とを有している。

複数の第一圧粉磁心２３は、第一方向Ｄｘに並べて配置されている。第一圧粉磁心２３は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形して形成されている。複数の第一圧粉磁心２３は、同一の型材、又は同一形状の複数の型材を用いてそれぞれ形成されている。原料粉末に含まれる軟磁性粉末としては、例えば、軟磁性材料である様々な合金や純鉄等の粉末を用いることができる。

図５から図７に示すように、第一圧粉磁心２３は、実質的に直方体をなしている。第一圧粉磁心２３は、第一方向Ｄｘに長い直方体をなしている。第一圧粉磁心２３は、六つの平面である第一平面２３ａから第六平面２３ｆを有している。第一平面２３ａと第二平面２３ｂとは、実質的に平行に形成されて第三方向Ｄｚと垂直な方向に広がる。第三平面２３ｃと第四平面２３ｄとは、互いに平行に形成されて第二方向Ｄｙと垂直な方向に広がる。第五平面２３ｅと第六平面２３ｆとは、互いに平行に形成されて第一方向Ｄｘと垂直な方向に広がる。第五平面２３ｅと第六平面２３ｆとは、第一方向Ｄｘにおける第一圧粉磁心２３の二つの端面２３ｔを構成する。

第一方向Ｄｘ方向に延びる第一圧粉磁心２３の四つの角部２３ｇ，２３ｈ，２３ｉ，２３ｊは、それぞれ面取りの如く外側に凸となる曲面状に形成されている。そのため、第一圧粉磁心２３の第一方向Ｄｘに垂直な断面形状（図７参照）は、第五平面２３ｅ及び第六平面２３ｆと同じ、四つの角部が面取りの如く円弧状に形成された長方形をなしている。図５、図６に示すように、第一圧粉磁心２３の外形寸法は、第一方向Ｄｘの長さを「Ｘ」、第二方向Ｄｙの長さを「Ｙ」、第三方向Ｄｚの長さを「Ｚ」とすると、Ｚ＜Ｙ＜Ｘの関係になっている。

図４に示すように、一つの内側コア部２１において、第一方向Ｄｘで並んで配置された三つの第一圧粉磁心２３は、それぞれの第一平面２３ａが面一に配置されるとともに、それぞれの第二平面２３ｂが面一に配置されている。同様に、図３に示すように、一つの内側コア部２１において、第一方向Ｄｘで並んで配置された三つの第一圧粉磁心２３は、それぞれの第三平面２３ｃが面一に配置されるとともに、第四平面２３ｄが面一に配置されている。

図３、図４に示すように、第一方向Ｄｘで隣り合う第一圧粉磁心２３の第五平面２３ｅと第六平面２３ｆとの間にはギャップ材２４が配置されている。第五平面２３ｅとギャップ材２４、及び、第六平面２３ｆとギャップ材２４は、それぞれ接着等により固定されている。ギャップ材２４は、第一方向Ｄｘで隣り合う第一圧粉磁心２３の間に所定の間隙を形成するスペーサである。ギャップ材２４は、例えば、セラミックス、酸化アルミニウム（アルミナ）、合成樹脂等、絶縁性や耐熱性等に優れた非磁性材料で形成されている。ギャップ材２４は、平板状に形成されるとともに、平面視において、第一圧粉磁心２３の端面２３ｔである第五平面２３ｅ及び第六平面２３ｆの形状と同一か又は僅かに小さい外形を有している。

本実施形態で例示するリアクトルコア２０は、内側コア部２１の第二端面２１ｔｂである第五平面２３ｅと外側コア部２２との間、及び、内側コア部２１の第一端面２１ｔａである第六平面２３ｆと外側コア部２２との間に、それぞれギャップ材２４が配置されている。

ギャップ材２４により形成されるリアクトルコア２０の総ギャップ長は、例えば、リアクトルコア２０の飽和電流値、コイル３０に流す電流の最大値等の条件に応じて算出できる。総ギャップ長が一定の場合、ギャップ材２４の設置枚数が多いほど、ギャップ材２４一枚当たりの厚さが小さくなる。

外側コア部２２は、第二圧粉磁心２６を有している。図３に示す外側コア部２２は、二つの第二圧粉磁心２６を有している。これら二つの第二圧粉磁心２６は、第二方向Ｄｙに並べて配置されている。第二方向Ｄｙで隣り合う第二圧粉磁心２６同士は、接着等により固定されている。これら第二方向Ｄｙで隣り合う第二圧粉磁心２６の間に、上述したギャップ材２４に相当するものは配置されていない。本実施形態では、第一方向Ｄｘに並べて配置される第一圧粉磁心２３の個数（三個）が、第二方向Ｄｙに並べて配置される第二圧粉磁心２６の個数（二個）よりも多い。

図３、図４に示すように、第二圧粉磁心２６は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形して形成されている。複数の第二圧粉磁心２６は、第一圧粉磁心２３を形成する型材と同一の型材、又は、第一圧粉磁心２３を形成する型材と同一形状の別の型材を用いてそれぞれ形成されている。第二圧粉磁心２６は、第一圧粉磁心２３と配置される向きが異なるだけであり、第一圧粉磁心２３と外形寸法が対応している。言い換えれば、第二圧粉磁心２６は、第一圧粉磁心２３と実質的に同一形状をなしている。本実施形態の第二圧粉磁心２６を形成する原料粉末は、第一圧粉磁心２３を形成する原料粉末と同じ種類の原料粉末を用いているが、異なる原料粉末を用いてもよい。

図８から図１０に示すように、第二圧粉磁心２６は、第一圧粉磁心２３と同様に、実質的に直方体をなしている。第二圧粉磁心２６は、第二方向Ｄｙに長い直方体をなしている。第二圧粉磁心２６は、六つの平面である第一平面２６ａから第六平面２６ｆを有している。第一平面２６ａと第二平面２６ｂとは、互いに平行に形成されて第三方向Ｄｚと垂直な方向に広がる。第三平面２６ｃと第四平面２６ｄとは、互いに平行に形成されて第二方向Ｄｙと垂直な方向に広がる。第五平面２６ｅと第六平面２６ｆとは、互いに平行に形成されて第一方向Ｄｘと垂直な方向に広がる。第三平面２６ｃと第四平面２６ｄとは、第二方向Ｄｙにおける第二圧粉磁心２６の二つの端面２６ｔを構成する。

第二方向Ｄｙに延びる第二圧粉磁心２６の四つの角部２６ｇ，２６ｈ，２６ｉ，２６ｊは、それぞれ面取りの如く外側に凸となる曲面状に形成されている。そのため、第二圧粉磁心２６の第二方向Ｄｙに垂直な断面形状（図１０参照）は、第三平面２６ｃ及び第四平面２６ｄと同じ、四つの角部が面取りの如く円弧状に形成された長方形をなしている。

図３に示すように、平行に配置された二つの内側コア部２１の第三平面２３ｃのうち、第二方向Ｄｙで外側に配置された第三平面２３ｃと、外側コア部２２の一方の端面２６ｔとが面一に配置されている。平行に配置された二つの内側コア部２１の第四平面２３ｄのうち、第二方向Ｄｙで外側に配置された第四平面２３ｄと、外側コア部２２の他方の端面２６ｔとが面一に配置されている。図４に示すように、第三方向Ｄｚにおける内側コア部２１の中心位置Ｃ１と外側コア部２２の中心位置Ｃ２とは、一致している。

＜コイル＞
図１１、図１２に示すように、コイル３０は、銅線等の線材をソレノイド状に巻回して形成されている。コイル３０は、平行に並んで形成された二つの筒状部３０ａ，３０ｂを備えている。これら筒状部３０ａ，３０ｂは、電気的に直列接続され、平行配置された二つの内側コア部２１にそれぞれ装着される。筒状部３０ａ，３０ｂの軸線Ｏａ，Ｏｂは、それぞれ第一方向Ｄｘに延びている。コイル３０の引き出し線３０ｃ，３０ｄは、何れも第一方向Ｄｘにおける一方側に配置されている。筒状部３０ａ，３０ｂの間を渡る線材３０ｅは、第一方向Ｄｘで引き出し線３０ｃ，３０ｄとは反対側に配置されている。これら二つの筒状部３０ａ，３０ｂは、内側コア部２１をそれぞれ挿入することで、内側コア部２１周りに巻回された状態となる。二つの筒状部３０ａ，３０ｂを構成する線材は、コイル３０に通電された際に環状に形成されたリアクトルコア２０内部の磁力線の向きが同一方向となる向きで巻回されている。

図１２に示すように、第三方向Ｄｚにおけるコイル３０の外形寸法Ｌｃｚは、第三方向Ｄｚにおける外側コア部２２の外形寸法Ｌｚに対応した寸法（言い換えれば、実質的に同一の寸法）とされている。第三方向Ｄｚが上下方向となるようにコイル３０を平面上に載置すると、第三方向Ｄｚにおけるコイル３０の中心Ｏｃと、第三方向Ｄｚにおける内側コア部２１の中心位置Ｃ１と、第三方向Ｄｚにおける外側コア部２２の中心位置Ｃ２とが、実質的に同一平面上に配置される。筒状部３０ａと筒状部３０ａの内側に配置される内側コア部２１との間、及び、筒状部３０ｂと筒状部３０ｂの内側に配置される内側コア部２１との間には、それぞれ内側コア部２１周りの全周に隙間Ｃｒが形成されている。

＜絶縁材＞
図２に示す絶縁材４０は、リアクトルコア２０とコイル３０との間を電気的に絶縁する。絶縁材４０としては、絶縁性や耐熱性に優れた合成樹脂を用いることができる。この絶縁材４０の厚さや材質は、必要となる絶縁性能や耐熱性能に応じて選定すればよい。本実施形態の絶縁材４０は、リアクトルコア２０の全体を覆うように形成されている。

＜リアクトルの構造条件＞
図１１に示すように、第一方向Ｄｘにおける絶縁材４０を除いたリアクトル１０（以下、単にリアクトル１０と称する）の寸法（長さ）を「Ｌｘ」、第二方向Ｄｙにおけるリアクトル１０の寸法（幅）を「Ｌｙ」とする。図１２に示すように、第三方向Ｄｚにおけるリアクトル１０の寸法（高さ又は厚さ）を「Ｌｚ」とする。ギャップ材２４による総ギャップ長を「ｔ１」（図示せず）、コイル３０と内側コア部２１との絶縁距離である隙間Ｃｒの大きさと、コイル３０の線材の線径との和を「ｔ２」（図示せず）、第一方向Ｄｘにおけるコイル３０の長さＬｃｘと、コイル３０と外側コア部２２との距離である絶縁距離ｒｄの和（ｒｄ×２）と、の和を「ｔ３」（図示せず）とする。さらに、第一圧粉磁心２３の寸法を上述した図５から図７に示す「Ｘ」，「Ｙ」，「Ｚ」とすると、リアクトル１０の構造条件は、以下の式で表すことができる。
Ｌｘ＝２Ｚ＋３Ｘ＋ｔ１／２
Ｌｙ＝２Ｘ＋２ｔ２
Ｌｚ＝Ｙ＝Ｚ＋２ｔ２

二つの内側コア部２１に巻回されたコイル３０の筒状部３０ａ，３０ｂ同士が干渉しない条件は、以下の式で表すことができる。
２Ｘ＞２Ｙ＋２ｔ２

第一方向Ｄｘにおける内側コア部２１の長さ条件は、以下の式で表すことができる。
３Ｘ＋ｔ１／２＞ｔ３

＜リアクトルコアの製造方法、リアクトルの製造方法＞
次に、図１３から図１７を参照しながらリアクトルコアの製造方法について説明する。
まず、同一の型材、又は、同一形状の複数の型材（何れも図示せず）を用いて、同一の軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形して、複数の第一圧粉磁心２３、及び、複数の第二圧粉磁心２６を形成する（ステップＳ０１；成形工程）。上記型材によって成形された全ての圧粉磁心は、実質的に同一形状（外形寸法が対応する）となっている。そのため、型材によって成形された直後の圧粉磁心は、コア部品として第一圧粉磁心２３と第二圧粉磁心２６とに区別されない場合がある。本実施形態では、型材によって成形された直後の圧粉磁心が第一圧粉磁心２３と第二圧粉磁心２６とに区別されずに管理・保管されている。

同一の型材や同一形状の型材を用いたとしても、第一圧粉磁心２３と第二圧粉磁心２６とには、微小な形状の違いが生じる場合がある。上記「実質的に同一形状」、「外形寸法が対応する」とは、このような微小な形状の違いが生じている場合も同一形状とみなすことを意味している。

次に、上記圧粉磁心を組み合わせてリアクトルコア２０を組み立てる（ステップＳ０２；組立工程）。
具体的には、まず、上記型材により成形した圧粉磁心を第一圧粉磁心２３として用いて、二つの内側コア部２１を組み立てる。この際、第一圧粉磁心２３の間にギャップ材２４を挟み込んで接着等により固定する。同様に、上記型材により成形した圧粉磁心を第二圧粉磁心２６として用いて、外側コア部２２を組み立てる。この際、第二方向Ｄｙで対向配置される二つの第二圧粉磁心２６の端面２６ｔの間にはギャップ材２４を挟まずに、これら二つの端面２６ｔを接着等により直接固定する。

次いで、二つの内側コア部２１と二つの外側コア部２２とによりリアクトルコア２０を組み立てる。このリアクトルコア２０の組立途中で、コイル３０を装着する。図１４、図１５に示すように、本実施形態では、二つの内側コア部２１の第二端面２１ｔｂを一つの外側コア部２２に接着等により固定してＵ字状のコア部品Ｃｐを形成する。図１５に示すように、Ｕ字状に形成されたコア部品Ｃｐの内側コア部２１をそれぞれコイル３０の二つの筒状部３０ａ，３０ｂに挿入する。その後、二つの内側コア部２１の開放されている側の第一端面２１ｔａに、もう一つの外側コア部２２の第五平面２６ｅ又は第六平面２６ｆを接着等により固定する。

これら内側コア部２１と外側コア部２２とを固定することで、コイル３０が装着された二つの内側コア部２１と二つの外側コア部２２とにより環状に形成されたリアクトルコア２０が完成する。本実施形態で説明したコイル３０の装着手順は一例であって、上記手順に限られない。

次に、絶縁材４０を、リアクトルコア２０とコイル３０との間に充填する。
具体的には、図１６、図１７に示すように、第三方向Ｄｚが上下を向くようにリアクトルコア２０及びコイル３０を射出成型用の金型Ｍｄ内に設置する。この金型Ｍｄ内部の底面ＢＳは、コイル３０を下方から支持する第一支持部ＢＳ１と、リアクトルコア２０の外側コア部２２を下方から支持する第二支持面ＢＳ２と、を備えている。これら第一支持面ＢＳ１と、第二支持面ＢＳ２とは、第三方向Ｄｚにおける位置が実質的に同一の平面をなしている。本実施形態における金型Ｍｄの底面ＢＳは、第一支持面ＢＳ１と第二支持面ＢＳ２とを含む実質的に連続する水平面とされている。

リアクトルコア２０及びコイル３０を底面ＢＳ上に設置することで、外側コア部２２の下方を向く面（言い換えれば、第二圧粉磁心２６の第一平面２６ａ又は第二平面２６ｂ）の位置とコイル３０の下縁との位置が第三方向Ｄｚで実質的に同一位置に配置される。そのため、上述したように、コイル３０の中心Ｏｃと、内側コア部２１の中心位置Ｃ１と、外側コア部２２の中心位置Ｃ２とが、実質的に同一平面上に配置される。このように中心Ｏｃ，Ｃ１，Ｃ２が実質的に同一平面上に配置されることで、筒状部３０ａと内側コア部２１との間の隙間Ｃｒ（図１２参照）が内側コア部２１の中心位置Ｃ１を基準にして第三方向Ｄｚで対称に形成される。

次に、金型Ｍｄを閉じて、金型Ｍｄ内に加熱溶融させた絶縁材４０の材料を射出し、少なくともリアクトルコア２０とコイル３０との隙間Ｃｒに絶縁材４０の材料を充填させる（ステップＳ０３；射出成型工程）。
本実施形態の絶縁材４０は、リアクトルコア２０の外面を全て覆うように形成される。図２、図１６、図１７に示すように、本実施形態の絶縁材４０は、第三方向Ｄｚから見た四隅に、取付孔形成部４１を有している。これら取付孔形成部４１は、リアクトル１０をインバーター等のケースに固定したり、ヒートシンクを取り付けたりするための取付孔ｈを有している。

図１６、図１７において、符号「５１ａ」は、コイル３０が金型Ｍｄ内で動かないように押さえる押さえ部材である。この押さえ部材５１ａは、コイル３０を上方から押さえている。符号「５１ｂ」は、リアクトルコア２０が金型Ｍｄ内で動かないように押さえる押さえ部材である。これら押さえ部材５１ｂは、外側コア部２２を上方から抑えている。符号「５２」は、取付孔ｈを形成するためのカラーである。このカラー５２は、例えば、円筒状に形成されて、射出成型後に除去される。カラー５２が除去されることで、取付孔形成部４１に、第三方向Ｄｚに貫通する取付孔ｈが形成される。

符号「５３」は、カラー押えである。カラー押え５３は、カラー５２を下方から支持している。符号「５４」は、コイル３０の引き出し線３０ｃ，３０ｄを逃がすための溝である。本実施形態では溝５４は、底面ＢＳに形成されている。射出成型を行う際、この溝５４に、引出線３０ｃ，３０ｄが挿入される。なお、押さえ部材５１ａ，５１ｂ、カラー５２、及び、カラー押え５３は、上記形状や配置に限られない。押さえ部材５１ａ，５１ｂ、カラー５２、及び、カラー押え５３は、リアクトル１０の仕様や金型Ｍｄの形状等の種々条件に応じて決定すればよい。

次に、絶縁材４０を冷却、固化させ（ステップＳ０４；冷却固化工程）、金型Ｍｄを開放してリアクトル１０を取り出す（ステップＳ０５；離形工程）。

＜作用効果＞
以上のように、本実施形態のリアクトルコア２０では、複数の第一圧粉磁心２３を第一方向Ｄｘに並べて内側コア部２１を形成し、第一圧粉磁心２３と外形寸法が対応する第二圧粉磁心２６によって外側コア部２２を形成している。この場合、第一圧粉磁心２３と第二圧粉磁心２６とを、それぞれ同一型材、又は同一形状の型材によって加圧成形することができため。型材の種類が増加することによるコスト増加で生産性が低下することを抑制できる。さらに、本実施形態のリアクトルコア２０では、三つの第一圧粉磁心２３で内側コア部２１を形成し、二つの第二圧粉磁心２６で外側コア部２２を形成している。そのため、リアクトルコア２０を構成するコア部品が大型化することを抑制でき、専用の大型プレス装置などを用いずに容易に成形することができる。

本実施形態の内側コア部２１では、第一方向Ｄｘで隣り合う第一圧粉磁心２３の間に、それぞれギャップ材２４を備えている。そのため、リアクトルコア２０の複数箇所に間隙を設けることができる。この場合、リアクトルコア２０に必要な総ギャップ長を、複数箇所に分散させることができるため、間隙を一カ所にだけ設ける場合と比較して、漏れ磁束を低減してリアクトル１０の性能向上を図ることができる。

本実施形態の第一圧粉磁心２３は、第一方向Ｄｘに長い直方体状をなしている。第二圧粉磁心２６は、第二方向Ｄｙに長い直方体状をなしている。そのため、第一圧粉磁心２３と第二圧粉磁心２６との形状を単純な形状にすることができる。第一圧粉磁心２３と第二圧粉磁心２６とは、直方体状をなすことで、平面である第一圧粉磁心２３の端面２３ｔを、平面である第二圧粉磁心２６の第五平面２６ｅ又は第六平面２６ｆに対向配置できる。そのため、環状に形成されるリアクトルコア２０の磁路の断面積が小さくなることを抑制できる。

本実施形態における第一方向Ｄｘに垂直な第一圧粉磁心２３の断面形状は、第二方向Ｄｙに長い長方形状をなしている。そのため、第一圧粉磁心２３の第一方向Ｄｘに垂直な断面形状が例えば正方形などの場合と比較して、磁路の断面積を変えずに、第三方向Ｄｚにおける内側コア部２１の寸法を低減できる。
本実施形態における第二方向Ｄｙに垂直な第二圧粉磁心２６の断面形状は、第三方向Ｄｚに長い長方形状をなしている。そのため、第二圧粉磁心２６の第二方向Ｄｙに垂直な断面形状が正方形などの場合と比較して、磁路の断面積を変えずに、第一方向Ｄｘにおける外側コア部２２の寸法を低減できる。
したがって、リアクトルコア２０の第一方向Ｄｘの寸法及び第三方向Ｄｚの寸法を低減して、リアクトル１０を小型化できる。

本実施形態では、第三方向Ｄｚにおける第一圧粉磁心２３の中心位置Ｃ１と、第二圧粉磁心２６の中心位置Ｃ２とが一致している。第三方向Ｄｚにおける外側コア部２２の寸法は、内側コア部２１の寸法よりも大きいため、第三方向Ｄｚにおける内側コア部２１の両側に、外側コア部２２の第三平面２６ｃ及び第四平面２６ｄよりも第三方向Ｄｚに凹んだコイル３０の配置スペースを形成できる。

本実施形態のリアクトルコア２０において、第一方向Ｄｘに並べて配置される第一圧粉磁心２３の個数は、第二方向Ｄｙに並べて配置される第二圧粉磁心２６の個数よりも多くなっている。そのため、第一方向Ｄｘの寸法よりも第二方向Ｄｙの寸法が小さいリアクトルコア２０を容易に形成することができる。

本実施形態のリアクトル１０において、第三方向Ｄｚにおけるコイル３０の外形寸法Ｌｃｚは、第三方向Ｄｚにおける外側コア部２２の外形寸法Ｌｚに対応した寸法とされている。このようにすることで、第三方向Ｄｚで外側コア部２２の端面２２ｔとコイル３０の外周面との位置を一致させると、第三方向Ｄｚにおける内側コア部２１の中心位置Ｃ１の位置とコイル３０の中心Ｏｃの位置とを一致させることができる。そのため、第三方向Ｄｚを上下方向にしてリアクトルコア２０とコイル３０とを同一平面上に載置することで、内側コア部２１とコイル３０との間の隙間Ｃｒを、内側コア部２１の中心位置Ｃ１を基準にして第三方向Ｄｚで対称に形成することができる。

本実施形態のリアクトルコア２０の製造方法では、成型工程において、複数の圧粉磁心を同一の型材、又は、同一形状の複数の型材を用いて形成し、組立工程において、それぞれ外形寸法が対応する複数の圧粉磁心を組み合わせてリアクトルコア２０を組み立てている。そのため、それぞれ外形寸法が対応する実質的に同一形状の圧粉磁心を第一圧粉磁心２３及び第二圧粉磁心２６として用いて、リアクトルコア２０の内側コア部２１と外側コア部２２とをそれぞれ形成することができる。これにより、異なる種類の型材を用意する必要がなく、型材の種類が増加することがない。そのため、リアクトルコア２０を構成するコア部品が大型化することを抑制できる。したがって、生産性が低下することを抑制できるとともに、容易に成形することができる。

本実施形態のリアクトル１０の製造方法では、第三方向Ｄｚが上下を向くようにリアクトルコア２０及びコイル３０を金型内に設置して、少なくともリアクトルコア２０とコイル３０との間に、射出成形により絶縁材４０を充填している。これにより、リアクトルコア２０を組み立てた後であっても、リアクトルコア２０とコイル３０との間に絶縁材４０を容易に充填させることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態では、本発明をハイブリッド油圧ショベルの昇圧回路１００に適用した例について説明したが、他の昇圧回路に適用してもよい。
実施形態のリアクトルコア２０は、二つの内側コア部２１を有するものとしたが、三つ以上の内側コア部２１を有するようにしても良い。

第二方向Ｄｙにおいて、平行に配置された二つの内側コア部２１の外側に配置される第三平面２３ｃと外側コア部２２の一方の端面２６ｔとが面一に配置されていた。第二方向Ｄｙにおいて、平行に配置された二つの内側コア部２１の外側に配置される第四平面２３ｄと外側コア部２２の他方の端面２６ｔとが面一に配置されていた。しかし、これら第三平面２３ｃと一方の端面２６ｔ、及び、第四平面２３ｄと他方の端面２６ｔは、それぞれ面一に配置されていなくても良い。

実施形態の絶縁材４０は、射出成形によりコイル３０とリアクトルコア２０との間に合成樹脂を充填することで形成していた。しかし、絶縁材４０は、射出成形で形成したものに限られず、例えば、内側コア部２１の外周面を覆うように形成されたボビン等を用いることもできる。

実施形態の第二圧粉磁心２６に形成されている面取りの如く外側に凸となる曲面は、必要に応じて設ければ良く、省略しても良い。

１０…リアクトル １１…コンデンサ １２…パワー半導体 ２０…リアクトルコア ２１…内側コア部 ２１ｔａ…第一端面 ２１ｔｂ…第二端面 ２２…外側コア部 ２２ｔ…端面 ２３…第一圧粉磁心 ２３ａ…第一平面 ２３ｂ…第二平面 ２３ｃ…第三平面 ２３ｄ…第四平面 ２３ｅ…第五平面 ２３ｆ…第六平面 ２３ｔ…端面 ２３ｇ，２３ｈ，２３ｉ，２３ｊ…角部 ２４…ギャップ材 ２６…第二圧粉磁心 ２６ａ…第一平面 ２６ｂ…第二平面 ２６ｃ…第三平面 ２６ｄ…第四平面 ２６ｅ…第五平面 ２６ｆ…第六平面 ２６ｔ…端面 ２６ｇ，２６ｈ，２６ｉ，２６ｊ…角部 ３０…コイル ３０ａ，３０ｂ…筒状部 ３０ｃ，３０ｄ…引き出し線 ４０…絶縁材 ４１…取付孔形成部 １００…昇圧回路 ｈ…取付孔 Ｍｄ…金型

Claims (6)

1. 複数の第一圧粉磁心を有し、前記第一圧粉磁心が第一方向に並べて配置され、前記第一方向の両側にそれぞれ第一端面及び第二端面を有した複数の内側コア部と、
   前記第一圧粉磁心と外形寸法が対応する第二圧粉磁心を有し、前記第一方向と交差する第二方向で隣り合う前記第一端面の間、及び前記第二方向で隣り合う前記第二端面の間に渡ってそれぞれ配置された二つの外側コア部と、を備え、
   前記第一圧粉磁心は、前記第一方向に長い直方体状をなし、
   前記第二圧粉磁心は、前記第二方向に長い直方体状をなし、
   前記第一圧粉磁心は、
   前記第一方向に垂直な断面形状が、第二方向に長い長方形状をなし、
   前記第二圧粉磁心は、
   前記第二方向に垂直な断面形状が、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向に長い長方形状をなす
   リアクトルコア。
2. 少なくとも前記第一方向で隣り合う前記第一圧粉磁心の間の複数箇所に配置されて、前記第一方向で隣り合う前記第一圧粉磁心の間に隙間を形成するギャップ材を備える請求項１に記載のリアクトルコア。
3. 前記第三方向における前記第一圧粉磁心の中心位置と、前記第二圧粉磁心の中心位置とが一致している請求項１又は２に記載のリアクトルコア。
4. 前記第一方向に並べて配置される前記第一圧粉磁心の個数は、
   前記第二方向に並べて配置される前記第二圧粉磁心の個数よりも多い請求項１から３の何れか一項に記載のリアクトルコア。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のリアクトルコアと、
   前記リアクトルコアの前記内側コア部周りに筒状に巻回されたコイルと、
   を備えるリアクトル。
6. 前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向における前記コイルの外形寸法は、前記第三方向における前記外側コア部の外形寸法に対応した寸法とされている請求項５に記載のリアクトル。

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