WO2020080075A1 - リアクトル - Google Patents

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WO2020080075A1
WO2020080075A1 PCT/JP2019/038408 JP2019038408W WO2020080075A1 WO 2020080075 A1 WO2020080075 A1 WO 2020080075A1 JP 2019038408 W JP2019038408 W JP 2019038408W WO 2020080075 A1 WO2020080075 A1 WO 2020080075A1
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core
piece
composite material
magnetic
molded body
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和宏 稲葉
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • HELECTRICITY
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    • H01F27/324Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
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    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder

Definitions

  • Patent Document 1 discloses, as a reactor used in an in-vehicle converter or the like, a reactor including a coil having a pair of winding portions, a magnetic core having a plurality of core pieces that are annularly combined, and a resin mold portion.
  • the plurality of core pieces include a plurality of inner core pieces arranged inside each winding portion and two outer core pieces arranged outside the winding portion.
  • the resin mold portion covers the outer circumference of the magnetic core. In the resin mold portion, a part of the portion existing inside the winding portion is interposed between the adjacent inner core pieces to form a resin gap portion.
  • the reactor of the present disclosure is A coil having a winding portion, A magnetic core disposed inside the winding portion and outside the winding portion,
  • the magnetic core is configured by combining a plurality of core pieces, Among the plurality of core pieces, at least one core piece is a first core piece including a molded body of a composite material containing magnetic powder and a resin, and a non-magnetic member, The non-magnetic member is Is integrally held in the molded body of the composite material, A base portion arranged along the outer peripheral surface of the molded body of the composite material; A projecting piece standing upright from the base, The protruding piece is The first core piece is inserted inside a portion of the composite material molded body that is disposed inside the winding portion so as to intersect with the axial direction of the first core piece.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a reactor of the first embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic perspective view showing a first core piece included in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 2B is a schematic plan view showing the first core piece provided in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 2C is a schematic front view showing the first core piece provided in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 2D is a schematic side view of the first core piece included in the reactor of the first embodiment as seen from the axial direction of the first core piece.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the reactor of the second embodiment.
  • an object of the present disclosure is to provide a reactor that is hard to undergo magnetic saturation and is excellent in manufacturability.
  • the reactor of the present disclosure is less likely to undergo magnetic saturation and has excellent manufacturability.
  • a reactor according to one aspect of the present disclosure is A coil having a winding portion, A magnetic core disposed inside the winding portion and outside the winding portion,
  • the magnetic core is configured by combining a plurality of core pieces, Among the plurality of core pieces, at least one core piece is a first core piece including a molded body of a composite material containing magnetic powder and a resin, and a non-magnetic member, The non-magnetic member is Is integrally held in the molded body of the composite material, A base portion arranged along the outer peripheral surface of the molded body of the composite material; A projecting piece standing upright from the base, The protruding piece is The first core piece is inserted inside a portion of the composite material molded body that is disposed inside the winding portion so as to intersect with the axial direction of the first core piece.
  • the reactor of the present disclosure is less likely to undergo magnetic saturation as described below and has excellent manufacturability.
  • the first core piece is arranged such that the axial direction of the first core piece is along the axial direction of the winding portion, that is, the magnetic flux direction of the coil.
  • the protruding pieces of the non-magnetic member in the first core piece are arranged so as to intersect with the magnetic flux direction.
  • the protruding piece of such a non-magnetic member can be used as a magnetic gap. Therefore, the reactor of the present disclosure is less likely to undergo magnetic saturation even when the current value used is large. As a result, the reactor of the present disclosure can maintain a predetermined inductance even when the used current value is large.
  • the axial direction of the first core piece typically corresponds to the longitudinal direction of the first core piece.
  • the first core piece is mainly composed of a composite material molded body.
  • a molded body of a composite material contains a large amount of resin, which is typically a non-magnetic material, as compared with a laminated body of electromagnetic steel sheets, a powder compact or a dust core.
  • the molded body of the composite material contains, for example, 10% by volume or more of resin. Since the resin in the composite material functions as a magnetic gap, the reactor of the present disclosure is unlikely to be magnetically saturated.
  • the reactor of the present disclosure includes the non-magnetic member that functions as a magnetic gap in the first core piece itself. Since the molded body of the composite material forming the first core piece and the non-magnetic member are integrated, the above-mentioned member for holding the interval between the adjacent core pieces, the gap plate, etc. can be omitted. It is not necessary to combine a member or a gap plate that holds the above-mentioned interval with the core piece. No solidifying time is required for the adhesive that joins the core piece and the gap plate. For these reasons, the reactor of the present disclosure is excellent in manufacturability because the assembling time is shortened. Furthermore, the first core piece is mainly composed of a molded body of a composite material.
  • the molded body of the composite material can be formed by injection molding or the like, and at the same time, the molded body of the composite material and the non-magnetic member can be integrated.
  • the reactor of the present disclosure is excellent in manufacturability also because the first core piece can be easily molded.
  • the non-magnetic member including the base portion and the protruding piece is the first core in which the protruding piece is arranged at a predetermined position of the molded body of the composite material as compared with a flat plate material such as a general-purpose gap plate.
  • the piece can be molded accurately.
  • the base portion can be used for positioning the protruding piece with respect to the molding die and for holding the protruding piece in the molding die. For example, if a groove or the like for disposing the base portion is provided at a predetermined position of the molding die, even if the projecting piece is pressed by the fluid, which is the raw material of the molded body of the composite material, the displacement is unlikely to occur.
  • the first core piece is excellent in manufacturability because the member supporting the non-magnetic member at a predetermined position in the molding die can be omitted or can be easily configured. Further, the non-magnetic member including the base portion and the protruding piece is less likely to be deformed or broken even when the protruding piece is pressed by the fluid as compared with the above-mentioned flat plate material. Also from this, the first core piece is accurately molded. From these things as well, the reactor of the present disclosure is excellent in manufacturability.
  • the reactor of the present disclosure has a low loss and a small size because the first core piece is mainly composed of a molded body of a composite material. More specifically, the molded body of the composite material is less likely to be magnetically saturated as compared with the laminated body of electromagnetic steel sheets or the powder compact as described above. Therefore, the thickness of the protruding piece of the non-magnetic member can be reduced. Since the thickness of the protruding piece is thin to some extent, the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece is arranged in the first core piece is reduced. Even if the wound portion and the first core piece are brought close to each other, the loss due to the leakage magnetic flux, for example, copper loss is reduced.
  • the reactor of the present disclosure has low loss. Since the composite material contains a resin and has excellent electric insulation, eddy current loss is reduced. As a result, the AC loss such as iron loss can be reduced, and thus the reactor of the present disclosure has low loss.
  • the reactor of the present disclosure is small in that the space between the winding portion and the first core piece can be reduced. Since the electrical insulation is excellent as described above, the distance between the winding portion and the first core piece can be reduced. In addition, the thickness of the protrusion piece here is the maximum length along the axial direction of the first core piece.
  • An example is a form in which a gate mark is provided on the tip end side of the protruding piece on the outer peripheral surface of the molded body of the composite material.
  • the above-described form facilitates accurate molding of the first core piece as described below, and is superior in manufacturability.
  • the above-mentioned form can be typically manufactured by introducing the above-mentioned fluid from the tip side of the protruding piece of the non-magnetic member toward the base side in the manufacturing process of the first core piece.
  • the introduction direction of the fluid can be a direction along the protruding direction of the protruding piece. Since the introduction direction of the fluid is along the projecting direction, it is easy to prevent the projecting piece from being pressed by the fluid and being displaced, tilted, deformed, or broken.
  • the protruding direction of the protruding piece is equal to the inserting direction of the composite material into the molded body in the protruding piece.
  • the protruding length from the base portion of the protruding piece is more than 1/2 of the length along the direction orthogonal to the axial direction of the first core piece,
  • the form in which the maximum length of the protruding piece along the axial direction is less than 2 mm can be mentioned.
  • the protruding piece of the non-magnetic member in the above form functions well as a magnetic gap. Therefore, the above-mentioned form is hard to be magnetically saturated. Further, the maximum length of the protruding piece in the axial direction of the first core piece, that is, the thickness is less than 2 mm, which is thin. Therefore, the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece is arranged in the first core piece is reduced. Such a form has a low loss and a small size as described above.
  • the protruding direction of the protruding piece may be a direction along the long side of the virtual rectangle.
  • the protruding length of the protruding piece can be easily increased compared to the case where the protruding direction of the protruding piece of the non-magnetic member is the direction along the short side of the virtual rectangle.
  • the coil includes two winding parts arranged side by side,
  • the magnetic core includes the first core piece including the protruding piece arranged inside each of the two winding portions,
  • Each of the first core pieces may have a configuration in which the bases face each other and the projecting pieces are separated from each other.
  • the projecting piece of the non-magnetic member in the above-described embodiment functions better as a magnetic gap, as compared with the case where the first core pieces are arranged so that the projecting pieces face each other and the bases are separated from each other. Therefore, the above-mentioned form is hard to be magnetically saturated.
  • the core pieces which have the parts arranged inside each winding part, are mainly formed of a composite material. Therefore, the core piece can be easily formed by injection molding or the like. Furthermore, the core pieces having the same composition, the same shape, and the same size can be used. That is, the plurality of core pieces can be manufactured using one molding die, the same raw material, and the same manufacturing conditions. From these things, the said form is more excellent in manufacturability.
  • each winding portion is mainly formed of the composite material molded body, even if each winding portion and each core piece are brought close to each other as described above, the above-mentioned form is low. It is a loss. Further, the above-described arrangement allows the above-described form to be a small reactor.
  • the relative permeability of the molded body of the composite material is 5 or more and 50 or less
  • the form in which the relative magnetic permeability of the second core piece arranged on the outside of the wound portion is at least twice the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material can be mentioned.
  • the above embodiment has a large inductance and is easily miniaturized as compared with the case where the relative permeability of the molded body of the composite material is the same as the relative permeability of the second core piece of 5 to 50. .
  • the relative permeability of the composite material molded body is relatively low.
  • a form including such a molded body of a low magnetic permeability composite material is hard to be magnetically saturated. Since it is difficult for magnetic saturation, the thickness of the protruding piece of the non-magnetic member can be reduced. If the thickness of the protruding piece is thin, the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece is arranged in the first core piece is reduced. Moreover, even if the winding portion and the first core piece are brought close to each other as described above, the loss is reduced. Such a form has a low loss and a small size as described above.
  • the above-mentioned form can reduce the leakage magnetic flux between the second core piece and the first core piece.
  • the loss due to the leakage magnetic flux can be reduced and the loss is low.
  • the second core piece may have a relative magnetic permeability of 50 or more and 500 or less.
  • the said form is easy to reduce the leakage magnetic flux between a 2nd core piece and a 1st core piece, and is a low loss.
  • An example is a mode in which a resin mold portion covering at least a part of the magnetic core is provided.
  • the above-mentioned form includes a plurality of core pieces, but the resin mold portion can hold the plurality of core pieces. Since the resin mold portion enhances the strength of the magnetic core as an integral body, the above-described form is also excellent in strength. Further, in the above-mentioned embodiment, the resin mold portion can improve the electrical insulation between the coil and the magnetic core, protect from the external environment, mechanically protect and the like.
  • FIG. 1 is a plan view of the reactor 1 of the first embodiment as viewed from a direction orthogonal to both the axial direction of the winding portions 2a and 2b of the coil 2 and the direction in which the two winding portions 2a and 2b are arranged.
  • the axial direction corresponds to the lateral direction of the paper surface of FIG.
  • the direction in which the winding portions 2a and 2b are arranged corresponds to the vertical direction on the paper surface of FIG.
  • the orthogonal direction corresponds to the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the reactor 1 of the first embodiment includes a coil 2 having a winding portion, and a magnetic core 3 arranged inside the winding portion and outside the winding portion.
  • the coil 2 of this example has two winding portions 2a and 2b arranged side by side. Each winding part 2a, 2b is arrange
  • the magnetic core 3 is configured by combining a plurality of core pieces.
  • the magnetic core 3 of this example includes a first core piece 31 including a portion arranged inside the two winding portions 2a and 2b, and a second core arranged outside the winding portions 2a and 2b. And a piece 32.
  • the magnetic core 3 is configured by assembling these core pieces 31 and 32 in an annular shape.
  • the two core pieces 31 are arranged so that each axial direction is along the axial direction of the winding portions 2a and 2b.
  • Two core pieces 32 are arranged so as to sandwich both core pieces 31.
  • Such reactor 1 is typically used by being attached to an installation target (not shown) such as a converter case.
  • the reactor 1 of the first embodiment includes the first core piece 31 as a core piece forming the magnetic core 3.
  • the first core piece 31 includes a molded body 30 of composite material and the non-magnetic member 7.
  • at least one core piece among the plurality of core pieces is the first core piece 31.
  • the composite material compact 30 includes magnetic powder and resin.
  • the non-magnetic member 7 is integrally held by the composite material molded body 30.
  • the non-magnetic member 7 also includes a base 70 and a protruding piece 71.
  • the base portion 70 is arranged along the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material.
  • the protruding piece 71 is erected from the base 70.
  • the projecting piece 71 is inserted into a portion of the composite material molded body 30 that is arranged inside the winding portions 2a and 2b. Further, the protruding piece 71 is arranged on the molded body 30 of the composite material so as to intersect with the axial direction of the first core piece 31.
  • the first core piece 31 is arranged such that the axial direction of the first core piece 31 is along the axial direction of the winding portions 2a and 2b, that is, the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the protruding pieces 71 of the non-magnetic member 7 are arranged so as to intersect with the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the protruding piece 71 of this example is arranged so as to be orthogonal to the magnetic flux direction of the coil 2.
  • Such a protruding piece 71 functions as a magnetic gap and contributes to making the reactor 1 less likely to be magnetically saturated.
  • the non-magnetic member 7 is integrated with the molded body 30 of the composite material to form the first core piece 31, which contributes to the reduction of the number of assembly parts of the reactor 1.
  • the axial direction of the first core piece 31 here corresponds to the longitudinal direction of the core piece 31.
  • the coil 2 of this example includes cylindrical winding portions 2a and 2b formed by spirally winding a winding wire (not shown).
  • the following form is mentioned as coil 2 provided with two winding parts 2a and 2b arranged in a line next to each other.
  • the coil 2 includes winding portions 2a and 2b each formed by two independent windings, and a connecting portion (not shown).
  • the connecting portion is configured by connecting one of the two ends of the winding drawn from the winding portions 2a and 2b to each other.
  • the coil 2 includes winding portions 2a and 2b formed by one continuous winding wire and a connecting portion (not shown).
  • the connecting portion is composed of a part of the winding wire passed between the winding portions 2a and 2b, and connects the winding portions 2a and 2b.
  • connection part of (i) includes a form in which the ends of the winding are directly connected and a form in which the ends are indirectly connected. Welding or crimping can be used for the direct connection. For the indirect connection, a suitable metal fitting or the like attached to the end of the winding can be used.
  • the winding includes a covered wire that includes a conductor wire and an insulating coating that covers the outer circumference of the conductor wire.
  • a resin such as polyamide-imide can be used.
  • Specific examples of the coated wire include a coated rectangular wire having a rectangular cross section and a coated round wire having a circular cross section.
  • An edgewise coil is a specific example of the winding portions 2a and 2b made of a rectangular wire.
  • the winding portions 2a and 2b in this example are square tube-shaped edgewise coils. Further, in this example, the specifications of the shape, the winding direction, and the number of turns of the winding portions 2a and 2b are the same. The shapes and sizes of the windings and the winding portions 2a and 2b can be changed as appropriate. For example, the winding portions 2a and 2b may have a cylindrical shape or the like. Alternatively, for example, the specifications of the winding portions 2a and 2b may be different.
  • the magnetic core 3 of this example constitutes a closed magnetic circuit by annularly combining a total of four core pieces of the two core pieces 31 and the two core pieces 32 as described above.
  • each of the first core pieces 31 is mainly composed of the molded body 30 of the composite material, and the non-magnetic member 7 is included in a portion of the molded body 30 of the composite material that is arranged inside the winding portions 2a and 2b.
  • each second core piece 32 is arranged outside the winding portions 2a and 2b and does not include the non-magnetic member 7.
  • the core piece 31 arranged mainly inside the winding portions 2a and 2b and the core piece 32 arranged outside the winding portions 2a and 2b are independent core pieces.
  • the degree of freedom of the constituent material of the core piece, particularly the first core piece 31, of the constituent material of the molded body 30 of the composite material is increased.
  • the constituent material of the core piece 31 inside the coil 2 is different from the constituent material of the core piece 32 outside the coil 2.
  • the constituent materials of both core pieces 31 are the same.
  • the number of core pieces arranged inside one winding part 2a or 2b is one. Therefore, the number of parts to be assembled in the magnetic core 3 and thus the reactor 1 is small.
  • the constituent material and the number of core pieces can be appropriately changed.
  • the two core pieces 31 have the same shape and the same size.
  • Each core piece 31 has an elongated rectangular parallelepiped shape, and is arranged such that the longitudinal direction is along the axial direction of the winding portions 2a and 2b as described above.
  • the outer peripheral shape of each core piece 31 is substantially similar to the inner peripheral shape of the wound portions 2a and 2b.
  • the shape of the end surfaces 311 and 312 of each core piece 31 is a rectangular shape, and the length of the short side is smaller than the length of the long side (FIG. 2D).
  • the shape and size of each core piece 31 depend on the shape and size of the composite material molded body 30 that is the main body, and are substantially the same.
  • the molded body 30 of the composite material of this example is in the shape of an elongated rectangular parallelepiped as described above, and the outer peripheral surface includes two end surfaces 311 and 312 and four peripheral surfaces 313 to 316 (FIG. 2A).
  • the first core piece 31 or the molded body 30 of the composite material of the directions orthogonal to the axial direction, here the longitudinal direction, the direction passing through the opposing peripheral surfaces 313, 315 is referred to as the height direction.
  • the direction penetrating the opposing peripheral surfaces 314, 316 is called the width direction.
  • the two core pieces 32 have the same shape and the same size.
  • Each core piece 32 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the surface of each core piece 32 to which the two core pieces 31 are connected has an area larger than the total area of the two end surfaces 311 and 312.
  • the sizes of the core pieces 31 and 32 are adjusted according to the constituent material and the size of the protruding piece 71 of the non-magnetic member 7 so that the reactor 1 satisfies predetermined magnetic characteristics.
  • the shape and size of the core pieces 31 and 32 can be changed as appropriate.
  • the shape of the first core piece 31 may be cylindrical, polygonal, or the like.
  • the shape of the second core piece 32 may be a columnar body having a dome-shaped surface or a trapezoidal surface disclosed in Patent Document 1.
  • at least a part of the corner of the core piece may be chamfered or chamfered. The chamfered corners are hard to chip, and the core piece has excellent mechanical strength. Note that the R-chamfered corners may refer to the second core piece 32.
  • the first core piece 31 includes at least one non-magnetic member 7.
  • the non-magnetic member 7 is a molded body made of a non-magnetic material, and includes a base 70 and a protruding piece 71.
  • the non-magnetic member 7 of this example is an integral body in which the base portion 70 and the protruding piece 71 are integrally molded.
  • the base 70 is typically made of a flat plate material as shown in FIG. 2A, and is arranged along the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material. That is, the base portion 70 is arranged so as to be substantially parallel to the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material. At least a part of the surface of the base portion 70, typically the entire one surface, is exposed from the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material. The surface facing the exposed surface is in contact with or embedded in the molded body 30 of the composite material (FIG. 2B). Hereinafter, the exposed surface will be referred to as an outer surface 7o. The surface facing the outer side surface 7o is referred to as the inner side surface 7i.
  • the base portion 70 functions as a member that supports the protruding piece 71 at a predetermined position of the composite material molded body 30.
  • the base 70 of the present example has a rectangular planar shape and is made of a flat plate material having a uniform thickness.
  • the protruding piece 71 is typically made of a flat plate material as shown in FIG. 2A and is inserted into the molded body 30 of the composite material. In this example, the entire protruding piece 71 is embedded in the molded body 30 of the composite material except for the side surface of the protruding piece 71 (see also FIG. 2D). The side surface of the protruding piece 71 is exposed on the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material. In addition, a region near the periphery including the side surface of the protruding piece 71 may be exposed from the outer peripheral surface of the molded body 30 of composite material, or the entire protruding piece 71 may be embedded in the molded body 30 of composite material.
  • the projecting piece 71 of this example has a rectangular planar shape and is made of a flat plate material having a uniform thickness.
  • the protruding piece 71 has a predetermined angle with respect to the inner side surface 7i of the base portion 70 and protrudes from the inner side surface 7i.
  • the protruding piece 71 is provided so as to be orthogonal to the inner side surface 7i (FIG. 2B).
  • the angle of the protruding piece 71 with respect to the inner side surface 7i is 90 °. Therefore, the non-magnetic member 7 of this example is a T-shaped member (FIGS. 2A and 2B).
  • the above angle will be referred to as a tilt angle ⁇ (FIG. 2B).
  • a base 70 made of a rectangular flat plate material is arranged along one surface of the outer peripheral surface of the composite material molded body 30 having a rectangular parallelepiped shape, here, the peripheral surface 313.
  • the width of the flat plate material forming the base portion 70 is substantially equal to the width of the molded body 30 of the composite material.
  • the width of the base 70 is a length along the width direction of the molded body 30 of the composite material.
  • the projecting piece 71 projects perpendicularly from the central portion of the inner side surface 7i of the base portion 70 in the longitudinal direction.
  • the length direction is a direction parallel to the direction along the axial direction of the first core piece 31, and is the left-right direction on the paper surface in FIG. 2B. Since such a T-shaped non-magnetic member 7 has a simple shape, it can be easily molded and has excellent manufacturability.
  • the shape of the non-magnetic member 7 can be changed as appropriate.
  • the shape of the non-magnetic member 7 can be easily adjusted by, for example, adjusting the shapes of the members forming the base portion 70 and the protruding pieces 71, the number of the protruding pieces 71 in one base portion 70, the inclination angle ⁇ of the protruding pieces 71, and the like. Can be changed.
  • the planar shape of the base 70 may be circular, elliptical, polygonal, or the like.
  • the base portion 70 may have a curved surface shape according to the outer peripheral shape of the molded body 30 of the composite material.
  • the base portion 70 of this example is configured by a flat plate material corresponding to the peripheral surface 313 of the composite material molded body 30.
  • the base portion 70 is formed by an arc-shaped plate material. Should be configured.
  • the base portion 70 may be configured by a bent member arranged over a plurality of peripheral surfaces of the outer peripheral surface of the polygonal column. Examples of the bent member include a plurality of flat plate members connected at an angle corresponding to the inner angle of the adjacent peripheral surfaces of the outer peripheral surfaces of the polygonal column.
  • the planar shape of the protruding piece 71 may be a U shape, or a shape in which a semicircle is added to a rectangle, so to speak.
  • the peripheral edge of the protruding piece 71 may be a curved edge such as a wavy shape or a jagged shape instead of the linear edge.
  • the protruding piece 71 may be formed of a curved plate material such as a corrugated plate.
  • the protruding piece 71 may be formed of a member having a different thickness, instead of the flat plate material having a uniform thickness.
  • the member having a different thickness is, for example, a member having a continuous or stepwise different thickness from the connection side with the base portion 70 of the protruding piece 71, that is, from the root side to the tip side, a member having a groove or a through hole, and the like. Is mentioned.
  • the protruding piece 71 is composed of a member having a different shape such as a plate material having a curved edge, a curved plate material, or a member having a different thickness
  • the contact area of the protruding piece 71 with the molded body 30 of the composite material is increased. Is increased. Therefore, the non-magnetic member 7 is firmly held by the molded body 30 of the composite material.
  • the inclination angle ⁇ is calculated as follows, for example.
  • the smallest rectangular parallelepiped that contains a member of irregular shape is taken.
  • one surface is formed along the protruding direction of the protruding piece 71.
  • An angle between the inner surface 7i of the base 70 and one surface of the rectangular parallelepiped is defined as an inclination angle ⁇ .
  • the surface of the region embedded in the molded body 30 of the composite material may be rough on at least one of the inner surface 7i of the base 70 and the protruding piece 71.
  • the surface roughness Ra is 25 ⁇ m or more
  • the contact area of the inner surface 7i and the protruding piece 71 with the molded body 30 of the composite material is smaller than that when the surface roughness Ra is less than 6.3 ⁇ m and smooth. Will be increased. Therefore, the non-magnetic member 7 is firmly held by the molded body 30 of the composite material.
  • the surface roughness Ra may be measured with a commercially available surface roughness measuring machine.
  • one base 70 may include a plurality of protruding pieces 71.
  • the contact area of the non-magnetic member 7 with the molded body 30 of the composite material is increased. Therefore, the non-magnetic member 7 is firmly held by the molded body 30 of the composite material.
  • one base portion 70 may include a plurality of protruding pieces 71 that are spaced apart in the length direction of the base portion 70. In this case, the length of the base portion 70 may be longer.
  • one base portion 70 may include a plurality of narrow-width protruding pieces 71 that are spaced apart in the width direction of the base portion 70.
  • the width of each protruding piece 71 may be selected according to the width of the base portion 70 and the number of protruding pieces 71.
  • the non-magnetic member 7 is likely to have a simple shape and also be easily downsized. Therefore, the non-magnetic member 7 has excellent manufacturability and is easy to handle.
  • the inclination state of the projecting piece 71 with respect to the base 70 is adjusted so that the projecting direction of the projecting piece 71 intersects the axial direction of the first core piece 31 and thus the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the inner side surface 7i of the base 70 is arranged along the axial direction of the first core piece 31, and the inclination angle ⁇ of the protruding piece 71 is the axial direction of the first core piece 31. Substantially corresponds to the intersection angle with respect to.
  • the projecting direction of the projecting piece 71 is a direction inclined by the tilt angle ⁇ with respect to the inner side surface 7i of the base portion 70.
  • the protruding direction of the protruding piece 71 may be a direction intersecting the axial direction of the first core piece 31, that is, a direction intersecting the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the inclination angle ⁇ or the intersection angle may be appropriately selected from more than 0 ° and less than 180 °.
  • the inclination angle ⁇ is 90 ° as described above, and the projecting direction of the projecting piece 71 in this example is a direction orthogonal to the magnetic flux direction as shown in FIGS. 1 and 2B.
  • the projecting piece 71 may intersect with the inner side surface 7i of the base portion 70 in a non-orthogonal manner, and the projecting direction of the projecting piece 71 may intersect with the axial direction of the first core piece 31 in a non-orthogonal manner.
  • the modification A described later may be referred to.
  • the projecting direction of the projecting piece 71 is assumed to be a minimum rectangle that includes the outer shape of a cross section obtained by cutting the molded body 30 of the composite material with a plane orthogonal to the axial direction of the first core piece 31, and the length of this virtual rectangle.
  • An example is a form that is along the side.
  • the molded body 30 of the composite material of this example has a rectangular parallelepiped shape. Therefore, the cross-sectional shape of the composite material molded body 30 cut along a plane orthogonal to the axial direction of the first core piece 31 is rectangular.
  • the outer shape of the composite material molded body 30 may be used as it is for the virtual rectangle.
  • the molded body 30 of the composite material is, for example, an elliptic cylinder or a columnar body whose end surface shape is a racetrack shape
  • the above-mentioned cross section is taken.
  • the outer shape of the cross section for example, an ellipse, a race track, etc.
  • the smallest rectangle including the outer shape of this cross section may be virtually set.
  • the protruding length of the protruding piece 71 is longer than when it is along the short side direction of the virtual rectangle. It is easy to become. In other words, the insertion depth of the protruding piece 71 in the molded body 30 of the composite material is likely to be deep. The deeper the protruding piece 71 is inserted into the molded body 30 of composite material, the more easily the molded body 30 of composite material is magnetically separated by the protruding piece 71. Such a projecting piece 71 easily functions as a magnetic gap, and the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated.
  • the protruding length L 7 of the protruding piece 71 from the base portion 70 is the maximum length along the protruding direction of the protruding piece 71.
  • the protrusion length L 7 is the maximum length along the direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31.
  • the thickness t 7 (FIGS. 2B and 2C) of the protruding piece 71 which will be described later, is the maximum length of the protruding piece 71 along the axial direction of the first core piece 31.
  • the width w 7 (FIG. 2D) of the protruding piece 71 described later is the maximum length along the direction orthogonal to both the axial direction and the protruding direction of the first core piece 31.
  • the size of the non-magnetic member 7, in particular, the thickness t 7 , the projection length L 7 , the width w 7, etc. of the protruding piece 71 can be appropriately selected within a range in which the reactor 1 satisfies predetermined magnetic characteristics.
  • the reactor 1 having a large volume of the protruding piece 71 is hard to be magnetically saturated.
  • the smaller the thickness t 7 the more easily the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece 71 is arranged in the first core piece 31 is reduced.
  • the smaller the protruding length L 7 is, the more easily the leakage flux is reduced. From this point, even if the winding portions 2a, 2b and the first core piece 31 are brought close to each other, the loss due to the leakage magnetic flux, for example, the copper loss is reduced. Further, due to the above-mentioned close arrangement, the reactor 1 is likely to be small. Therefore, the reactor 1 has a low loss and a small size.
  • the reactor 1 has excellent manufacturability.
  • the reactor 1 has a low loss and a small size as described above.
  • the thickness t 7 may be 1.5 mm or less, 1.0 mm or less, and 0.8 mm or less.
  • the reactor 1 is hard to be magnetically saturated.
  • the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated.
  • the side surface of the protruding piece 71 is substantially flush with the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material, which is the peripheral surfaces 314 and 316 in this example. Therefore, in the manufacturing process, the first core piece 31 can be easily removed from the molding die, and the first core piece 31 has excellent manufacturability.
  • the width w 7 may be larger than the width of the molded body 30 of the composite material. Width w 7 may be, for example, the extent 1.0 times greater than 1.2 times the width of the shaped body 30 of the composite material.
  • a region near the peripheral edge of the protruding piece 71 projects from the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material, in this example, at least one of the peripheral surfaces 314 and 316. Depending on the amount of protrusion of the region near the peripheral edge, this region can be used for maintaining the gap between the wound portions 2a and 2b and the molded body 30 of the composite material.
  • the width w 7 may be smaller than the width of the molded body 30 of the composite material.
  • the entire protruding piece 71 is embedded in the molded body 30 of composite material.
  • the first core piece 31 can be easily removed from the molding die, and the first core piece 31 has excellent manufacturability.
  • the protrusion length L 7 is more than 1 ⁇ 2 of the length along the direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31.
  • the length of the first core piece 31 along the direction orthogonal to the axial direction corresponds to the length along the above-described height direction, and will be referred to as the height h 3 below.
  • the height h 3 corresponds to the distance between the peripheral surfaces 313 and 315 that are arranged to face each other. Further, the height h 3 corresponds to the length along the long side direction of the rectangular end faces 311 and 312 as shown in FIG. 2D.
  • the protrusion length L 7 of this example is more than 1 ⁇ 2 of the height h 3 of the first core piece 31.
  • the protrusion length L 7 is more than 1/2 of the height h 3 of the first core piece 31, that is, more than 50% of the height h 3 , the protrusion piece 71 functions well as a magnetic gap. Therefore, the reactor 1 is hard to be magnetically saturated. The longer the protrusion length L 7 , the larger the magnetic gap can be secured, and the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated.
  • the protrusion length L 7 may be 55% or more, and further 60% or more of the height h 3 of the core piece 31.
  • the molded body 30 of the composite material and the non-magnetic member 7 are integrated. You can maintain a good condition. This is because the molded body 30 of the composite material includes a portion that covers the tip of the protruding piece 71 and can be prevented from being divided into two by the protruding piece 71. As the protrusion length L 7 is smaller, more portions can be secured to cover the tip of the protrusion piece 71 in the molded body 30 of composite material, and the strength of the core piece 31 can be easily increased.
  • the protrusion length L 7 may be 98% or less, more preferably 95% or less, and 90% or less of the height h 3 of the core piece 31.
  • the size, for example, the thickness, length, and width of the base portion 70 can be appropriately selected within a range in which the protruding piece 71 can be appropriately supported, particularly in the manufacturing process of the molded body 30 of the composite material.
  • the thickness of the base portion 70 is about the same as the thickness t 7 of the protruding piece 71, but may be thinner or thicker than the thickness t 7 .
  • the thinner the base portion 70 the more easily the non-magnetic member 7 becomes lighter.
  • the thicker the base 70 is the easier it is to ensure a large insertion depth of the base 70 into the groove of the molding die in the manufacturing process of the first core piece 31.
  • the deeper the insertion depth the easier the stable support of the protruding piece 71 in the mold. As a result, the moldability and manufacturability of the first core piece 31 are improved.
  • the thickness of the portion of the base portion 70 exposed from the molded body 30 of the composite material is likely to be large.
  • the exposed portion can be used to maintain the gap between the wound portions 2a and 2b and the molded body 30 of the composite material.
  • a region inside the base portion 70 in the thickness direction of the base portion 70 including the inner side surface 7i is embedded in the molded body 30 of the composite material.
  • the outer surface 7o or the inner surface 7i of the base portion 70 may be flush with the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material.
  • the length of the base portion 70 is sufficiently larger than the thickness t 7 of the protruding piece 71.
  • the length of the base portion 70 here is the maximum length along the axial direction of the first core piece 31.
  • the length of the base portion 70 is 5 times or more the thickness t 7 and is long. Since the length of the base portion 70 is long, it is easy to secure a large insertion area of the base portion 70 into the groove of the molding die in the manufacturing process of the first core piece 31. The larger the insertion area, the easier the stable support of the protruding piece 71 in the mold. As a result, the moldability and manufacturability of the first core piece 31 are improved.
  • the length of the base portion 70 may be such that the end portion of the base portion 70 is exposed from the winding portion 2a or 2b. The shorter the length of the base portion 70, the more easily the non-magnetic member 7 becomes lighter. The length of the base portion 70 may be about 2 times or more and 20 times or less of the thickness t 7 .
  • the width of the base portion 70 is approximately the same as the width w 7 of the protruding piece 71, but may be thinner or wider than the width w 7 .
  • the width of the base portion 70 here is the maximum length along the width direction of the first core piece 31. The narrower the width of the base portion 70, the more easily the non-magnetic member 7 becomes lighter. The wider the width of the base 70, the larger the insertion area of the base 70 is likely to be secured. As a result, the moldability and manufacturability of the first core piece 31 are improved as described above.
  • the first core piece 31 shown in FIG. 1 includes one non-magnetic member 7 having one protruding piece 71.
  • the first core piece 31 may include a plurality of non-magnetic members 7 (not shown).
  • the protruding pieces 71 of each non-magnetic member 7 are provided at different positions in the axial direction of the first core piece 31 and are different from the molded body 30 of the composite material. They are inserted in the same direction or different directions.
  • the following (1) shows an example of a form in which the plurality of protruding pieces 71 are inserted in the same direction, that is, the protruding direction is the same.
  • An example of a mode in which the insertion direction of the plurality of projecting pieces 71, so to speak, is different is shown in (2) below.
  • Each non-magnetic member 7 illustrated below is a T-shaped member as in this example.
  • the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material on which the base portion 70 of each non-magnetic member 7 is arranged is one selected from the peripheral surfaces 313 to 316.
  • the bases 70 of all the non-magnetic members 7 are arranged on the peripheral surface 313.
  • the protruding piece 71 of each non-magnetic member 7 protrudes from the peripheral surface 313 to the peripheral surface 315.
  • the tip of each protruding piece 71 is located on the peripheral surface 315 side.
  • the outer peripheral surface of the composite material molded body 30 on which the base portion 70 of each non-magnetic member 7 is arranged is two or more selected from the peripheral surfaces 313 to 316.
  • the protruding piece 71 of each non-magnetic member 7 protrudes from the peripheral surface on which the base portion 70 is arranged toward the peripheral surface facing the peripheral surface.
  • the tip of each protruding piece 71 is located on the opposing peripheral surface side.
  • the projecting pieces 71 are arranged such that the tip ends of the projecting pieces 71 face each other at different positions in the axial direction of the molded body 30 of the composite material, or the projecting pieces 71 intersect.
  • a member that supports the non-magnetic member 7 at a predetermined position of the molding die is used if necessary.
  • each non-magnetic member 7 may be the same or may be different.
  • the first core piece 31 can be said to be a simple shape and easy to mold.
  • the thickness t 7 of each protruding piece 71 is smaller than that in the case where only one non-magnetic member 7 is provided. be able to. The reason for this is that the thickness of the protruding piece 71 when only one non-magnetic member 7 is provided can be divided by the plurality of protruding pieces 71. Therefore, when one first core piece 31 has a plurality of non-magnetic members 7, the leakage magnetic flux from the location where each non-magnetic member 7 is arranged and the loss due to the leakage magnetic flux are easily reduced.
  • the nonmagnetic member 7 is provided at an arbitrary position in the axial direction of the composite material molded body 30.
  • the formation position of the non-magnetic member 7 in the first core piece 31 is the axial center of the first core piece 31.
  • Such a first core piece 31 has a symmetrical shape about a line segment that bisects the first core piece 31 in the axial direction.
  • first core piece 31 When one first core piece 31 is provided with a plurality of projecting pieces 71 such as having a plurality of non-magnetic members 7, the spacing between the projecting pieces 71 adjacent in the axial direction of the first core piece 31 is wide to some extent. When provided, the strength of the first core piece 31 is likely to be increased. The reason for this is that it is easy to reduce the decrease in strength due to the molding of the composite material 30 being divided by the plurality of projecting pieces 71, and it is easy to increase the strength of the first core piece 31 as an integrated body. is there.
  • the interval between the adjacent protruding pieces 71 depends on the number of the non-magnetic members 7 and the size of the base portion 70, but is, for example, 10% or more of the length of the first core piece 31, that of the first core piece 31. It is less than 50% of the length.
  • the interval may be, for example, the length of the first core piece 31 / (the number of the protruding pieces 71 arranged in the axial direction + 1).
  • the first core piece 31 typically has a gate mark 75 shown in FIGS. 2B to 2D on the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material.
  • the gate mark 75 is a flow filled in the gate that introduces the fluid of the raw material into the cavity of the molding die when the molded body 30 of the composite material is molded by injection molding or the like in the manufacturing process of the first core piece 31. Remains of an animal. Illustration of the gate is omitted.
  • the gate mark 75 is provided on the molded body 30 of the composite material corresponding to the installation position of the gate in the cavity. Therefore, the position of the gate mark 75 in the molded body 30 of the composite material can be changed by adjusting the position of the gate in the cavity.
  • FIGS. 2B and 2D show the gate trace 75 in an exaggerated manner for easy understanding.
  • FIG. 2C shows the gate mark 75 as a thick circle.
  • the shape and size of the gate mark 75 differ depending on the gate used. Examples of the gate include a pin gate and a fan gate.
  • the shapes and sizes of the gate marks 75 in FIGS. 2B to 2D are examples.
  • the gate mark 75 As an example of the arrangement position of the gate mark 75, there is a form having the gate mark 75 on the tip side of the protruding piece 71 on the outer peripheral surface of the composite material molded body 30 as shown in this example. Specifically, an imaginary extension is formed by extending the protruding piece 71 along the protruding direction.
  • the first core piece 31 has a gate mark 75 at an intersection position with the virtual extension on the outer peripheral surface of the molded body 30 of the composite material.
  • the first core piece 31 as described above typically moves the fluid, which is the raw material of the molded body 30 of the composite material, from the tip end side of the protruding piece 71 toward the base portion 70 side, that is, the root side. It can be manufactured by introducing it.
  • the reactor 1 has excellent manufacturability.
  • the location of the gate mark 75 can be changed appropriately. Depending on the size of the protruding piece 71 of the non-magnetic member 7, the inclination angle ⁇ , etc., the position of the gate mark 75 may be displaced from the above-mentioned intersection point position on the outer peripheral surface of the composite material molded body 30.
  • the coil 2 includes two winding portions 2a and 2b, and the first core piece 31 including the protruding pieces 71 of the non-magnetic member 7 arranged inside the winding portions 2a and 2b, respectively. Equipped with.
  • the orientation of the base portion 70 and the orientation of the protruding piece 71 in each first core piece 31 can be appropriately selected.
  • the first core pieces 31 may be arranged such that the bases 70 face each other and the projecting pieces 71 separate from each other.
  • this form is referred to as an inward form.
  • the first core pieces 31 may be arranged such that the protruding pieces 71 face each other and the base portions 70 are separated from each other.
  • this form will be referred to as the outward form.
  • the outward form will be described later as a second embodiment.
  • the protruding piece 71 of the first core piece 31 mainly arranged in the one winding portion 2a and the protruding piece 71 of the first core piece 31 mainly arranged in the other winding portion 2b are It may be arranged so as to intersect, for example, orthogonally.
  • this form is referred to as a crossing form.
  • the base portion 70 is arranged on the peripheral surface 313, and the protruding piece 71 is arranged from the peripheral surface 313 toward the opposing peripheral surface 315.
  • the base portion 70 is arranged on the peripheral surface 314, and the protruding piece 71 is arranged from the peripheral surface 314 toward the opposing peripheral surface 316. That is, the non-magnetic member 7 is arranged such that the base 70 in each core piece 31 is displaced by 90 °.
  • the magnetic flux more easily passes through the region on the inner circumference side of the ring than the region on the outer circumference side of the ring.
  • the projecting pieces 71 surely exist in the region on the inner peripheral side where the magnetic flux easily passes through. Therefore, the inner shape functions better as a magnetic gap and is less likely to be magnetically saturated, as compared with the outer shape and the cross shape.
  • the non-magnetic member 7 having the above-described inward shape is formed. At least one of the non-magnetic member 7 having an outward shape and the non-magnetic member 7 having an intersecting shape.
  • the non-magnetic material forming the non-magnetic member 7 is preferably a non-metal. The reason is that loss such as eddy current loss can be reduced and the reactor 1 with low loss can be obtained.
  • Examples of nonmagnetic nonmetallic materials include various resins and ceramics.
  • the constituent material of the non-magnetic member 7 is a resin
  • a resin having heat resistance that does not deform or melt even if it comes into contact with a fluid that is a raw material of the molded body 30 of the composite material in the manufacturing process is preferable.
  • a resin having a heat distortion temperature of 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher can be used.
  • thermoplastic resins examples include thermoplastic resins and thermosetting resins.
  • thermoplastic resin examples include polyphenylene sulfide (PPS) resin and the like.
  • thermosetting resins examples include unsaturated polyester resins, silicone resins, polyimide resins, polyamideimide resins, and the like. If the constituent material of the non-magnetic member 7 is resin, the non-magnetic member 7 can be easily molded as compared with the case of using ceramics. Such a non-magnetic member 7 has excellent manufacturability.
  • Alumina and the like can be cited as an example of ceramics. If the constituent material of the non-magnetic member 7 is ceramics, the non-magnetic member 7 has excellent rigidity and strength. Therefore, in the manufacturing process of the first core piece 31, it is easy to prevent the protruding piece 71 from being displaced by the above-mentioned fluid and displaced, tilted, deformed, or broken.
  • Examples of the plurality of core pieces forming the magnetic core 3 include a molded body mainly composed of a soft magnetic material.
  • Examples of the soft magnetic material include metals such as iron and iron alloys such as Fe—Si alloys and Fe—Ni alloys, nonmetals such as ferrites, and the like.
  • Examples of the molded body include a molded body of a composite material, a compacted body, a laminated body of plate materials made of a soft magnetic material, and a sintered body.
  • the molded body of the composite material contains magnetic powder and resin. Details of the molded body of the composite material will be described later. Details of the powder compact will be described later.
  • the laminated body of the plate materials is typically one in which plate materials such as electromagnetic steel plates are laminated.
  • the sintered body is typically a ferrite core or the like. It is possible to use any of the forms in which the constituent materials of all the core pieces are the same, the forms in which all the core materials are different, and the form in which a core piece having the same constituent material is partially included as in the present example. However, among the plurality of core pieces constituting the magnetic core 3, the first core piece 31 including the non-magnetic member 7 is assumed to be a molded body of a composite material.
  • the content of the magnetic powder in the composite material is, for example, 30% by volume or more and 80% by volume or less.
  • the content of the resin in the composite material is, for example, 10% by volume or more and 70% by volume or less.
  • the higher the content of the magnetic powder and the lower the content of the resin the more easily the saturation magnetic flux density and the relative permeability are increased, and the heat dissipation is enhanced.
  • the content of the magnetic powder may be 50% by volume or more, more preferably 55% by volume or more, and 60% by volume or more when the saturation magnetic flux density, the relative magnetic permeability, and the heat dissipation are desired to be improved.
  • the composite material has excellent fluidity.
  • the content of the magnetic powder may be 75% by volume or less, further 70% by volume or less.
  • the resin content may be more than 30% by volume.
  • the saturation magnetic flux density and the relative magnetic permeability can be easily changed not only by the content of the magnetic powder and the content of the resin as described above but also by the composition of the magnetic powder.
  • the composition of the magnetic powder, the content of the magnetic powder, the content of the resin, and the like may be adjusted so that the reactor 1 has a predetermined magnetic characteristic, for example, a predetermined inductance.
  • the resin in the composite material in the molded body of the composite material may be a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a room temperature curable resin, a low temperature curable resin, or the like.
  • thermosetting resins include unsaturated polyester resins, epoxy resins, urethane resins, and silicone resins.
  • the thermoplastic resin include PPS resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, liquid crystal polymer (LCP), polyamide (PA) resin such as nylon 6 and nylon 66, polybutylene terephthalate (PBT) resin, acrylonitrile butadiene styrene. (ABS) resin and the like.
  • BMC Bulk molding compound in which calcium carbonate or glass fiber is mixed with unsaturated polyester, millable silicone rubber, millable urethane rubber, etc. can also be used.
  • the molded body of the composite material may contain a powder made of a non-magnetic material in addition to the magnetic powder and the resin.
  • non-magnetic materials include ceramics such as alumina and silica, and various metals.
  • the molded body of the composite material contains the powder made of the non-magnetic material to enhance the heat dissipation.
  • a powder made of a non-metal and non-magnetic material such as ceramics is preferable because it has excellent electric insulation.
  • the content of the powder made of a non-magnetic material is, for example, 0.2% by mass or more and 20% by mass or less. The content may be 0.3% by mass or more and 15% by mass or less, or 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
  • a composite material molded body can be manufactured by an appropriate molding method such as injection molding or cast molding.
  • a raw material containing a magnetic powder and a resin is prepared, and a raw material in a fluid state, that is, a fluid is filled in a molding die and then solidified.
  • a magnetic powder powder made of the above-mentioned soft magnetic material, powder having a coating layer made of an insulating material or the like on the surface of powder particles, and the like can be used.
  • the first core piece 31 provided with the non-magnetic member 7 as described above, it is possible to use a molding die in which a groove for supporting the molded body 30 of the composite material is provided in the cavity. A member that supports the non-magnetic member 7 may be attached to the molding die if necessary.
  • the powder compact is typically formed by compressing and molding a mixed powder containing the above magnetic powder and a binder into a predetermined shape, and then subjecting it to heat treatment.
  • a resin or the like can be used as the binder.
  • the content of the binder is about 30% by volume or less.
  • the binder disappears or becomes a heat-modified product. Therefore, the powder compact has a higher content ratio of the magnetic powder than the composite compact.
  • the content ratio of the magnetic powder in the green compact is more than 80% by volume, and further more than 85% by volume. Since the content ratio of the magnetic powder is high, the green compact tends to have higher saturation magnetic flux density and relative permeability than the green compact of the composite material containing the resin.
  • the relative permeability of the molded body 30 of the composite material in the first core piece 31 is, for example, 5 or more and 50 or less.
  • the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material may be 10 or more and 45 or less, 40 or less, 35 or less, and 30 or less.
  • the reactor 1 including the magnetic core 3 including the molded body 30 of such a low magnetic permeability composite material is unlikely to be magnetically saturated. Therefore, the thickness t 7 of the protruding piece 71 of the non-magnetic member 7 can be reduced. If the thickness t 7 of the protruding piece 71 is thin, the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece 71 is arranged is reduced. As a result, the reactor 1 has a low loss and a small size as described above.
  • the relative magnetic permeability of the second core piece 32 arranged outside the wound portions 2a and 2b is preferably larger than the relative magnetic permeability of the above-mentioned composite material molded body 30.
  • One of the reasons for this is that the leakage flux between the first core piece 31 and the second core piece 32 can be reduced. As a result, the loss due to the leakage magnetic flux is reduced, and the reactor 1 has low loss.
  • the relative permeability of the molded body 30 of the composite material is, for example, 5 to 50, and the relative permeability of the second core piece 32 is equal to the relative permeability of the molded body 30 of the composite material. Then, the reactor 1 has a large inductance and is easily miniaturized.
  • the relative magnetic permeability of the second core piece 32 is at least twice the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material, the leakage magnetic flux between the first core piece 31 and the second core piece 32 becomes large. More surely reduced. The larger the difference between the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material and the relative magnetic permeability of the second core piece 32, the more easily the leakage magnetic flux is reduced.
  • the relative permeability of the second core piece 32 is 2.5 times or more, further 3 times or more, 5 times or more, 10 times or more of the relative permeability of the molded body 30 of the composite material. Good.
  • the relative permeability of the second core piece 32 is, for example, 50 or more and 500 or less.
  • the relative magnetic permeability of the second core piece 32 may be 80 or more, 100 or more, 150 or more, 180 or more.
  • the core piece 32 having such a high magnetic permeability can easily increase the difference from the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material. For example, when the relative magnetic permeability of the composite material molded body 30 is 50 and the relative magnetic permeability of the second core piece 32 is 100 or more, it is twice or more that of the composite material molded body 30.
  • the reactor 1 Since the difference in the relative magnetic permeability is large, the leakage magnetic flux between the first core piece 31 and the second core piece 32 is more likely to be reduced as described above, and the reactor 1 is more likely to have a lower loss. Further, the larger the relative magnetic permeability of the second core piece 32, the smaller the second core piece 32 can be made compared to the first core piece 31. From this point, the reactor 1 tends to be more compact.
  • the relative magnetic permeability here is calculated as follows.
  • a ring-shaped sample having the same composition as the composite material molded body 30 and the second core piece 32 provided in the first core piece 31 is prepared.
  • the ring-shaped sample has an outer diameter of 34 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 5 mm.
  • the maximum value of B / H of the obtained BH initial magnetization curve is determined. This maximum value is the relative magnetic permeability.
  • the magnetization curve here is a so-called DC magnetization curve.
  • the ring-shaped sample used for measuring the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material does not have the non-magnetic member 7.
  • Each of the first core pieces 31 of this example is mainly composed of a molded body 30 of composite material.
  • the second core piece 32 of this example is made of a powder compact.
  • the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material is 5 or more and 50 or less.
  • the relative magnetic permeability of the second core piece 32 is 50 or more and 500 or less, and is twice or more the relative magnetic permeability of the molded body 30 of the composite material.
  • the composite material molded bodies 30 provided in the respective first core pieces 31 have the same composition. Therefore, the relative magnetic permeability of the molded body 30 of both composite materials is substantially equal.
  • the composition of the molded body 30 of the composite material included in each first core piece 31 may be different.
  • the reactor 1 may include a holding member 5 interposed between the coil 2 and the magnetic core 3.
  • FIG. 1 virtually shows the holding member 5 by a chain double-dashed line.
  • the holding member 5 is typically made of an electric insulating material and contributes to improvement of electric insulation between the coil 2 and the magnetic core 3.
  • the holding member 5 holds the winding portions 2a and 2b and the core pieces 31 and 32, and is used for positioning the core pieces 31 and 32 with respect to the winding portions 2a and 2b.
  • the holding member 5 typically holds the core piece 31 so that a predetermined gap is provided between the winding portions 2a and 2b.
  • the holding member 5 also contributes to securing the flow path in the manufacturing process of the resin mold portion 6.
  • the holding member 5 illustrated in FIG. 1 is a rectangular frame-shaped member that is arranged in the contact portion between the end of the first core piece 31 and the second core piece 32 and in the vicinity thereof.
  • the holding member 5 may include the following through hole, a supporting piece, a groove portion on the coil side, and a groove portion on the core side. Details of the holding member 5 are not shown.
  • the outer interposed portion 52 of Patent Document 1 refers to the outer interposed portion 52 of Patent Document 1.
  • the side of the holding member 5 on which the second core piece 32 is arranged is referred to as the core side.
  • the side of the holding member 5 on which the winding portions 2a and 2b are arranged is called the coil side.
  • the through hole penetrates from the core side of the holding member 5 to the coil side of the holding member 5, and the first core piece 31 is inserted.
  • the support piece partially protrudes from the inner peripheral surface forming the through hole and supports a part of the outer peripheral surface of the first core piece 31, for example, a corner portion.
  • a gap corresponding to the thickness of the support piece is provided between the winding portions 2a and 2b and the first core piece 31.
  • the groove portion on the coil side is provided on the coil side of the holding member 5, and the end surfaces of the winding portions 2a and 2b and the vicinity thereof are fitted.
  • the groove portion on the core side is provided on the core side of the holding member 5, and the contact surface of the second core piece 32 with the first core piece 31 and the vicinity thereof are fitted.
  • the holding member 5 can have a known structure.
  • the holding member 5 may be a member independent of the frame-shaped member described above, and may include a member arranged between the winding portions 2a and 2b and the core piece 31.
  • the inner intervening portion 51 of Patent Document 1 refers to the inner intervening portion 51 of Patent Document 1.
  • the holding member 5 may be made of an electrically insulating material such as resin.
  • resin refer to the section of the molded body of the composite material described above.
  • a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or the like can be given.
  • the holding member 5 can be manufactured by a known molding method such as injection molding.
  • the reactor 1 may include a resin mold portion 6 that covers at least a part of the magnetic core 3.
  • FIG. 1 virtually shows the resin mold portion 6 by a chain double-dashed line.
  • the resin mold part 6 covers at least a part of the magnetic core 3 to protect the magnetic core 3 from the external environment, mechanically protects the magnetic core 3 from the external environment, and electrically connects the magnetic core 3 to the coil 2 and surrounding components. It has the function of improving insulation.
  • the resin mold portion 6 covers the magnetic core 3 as shown in FIG. 1 and exposes the outer circumferences of the winding portions 2a and 2b without covering them, the reactor 1 also has excellent heat dissipation. This is because the winding portions 2a and 2b can directly contact a cooling medium such as a liquid refrigerant.
  • the resin mold portion 6 there is a form including an inner resin portion 61 and an outer resin portion 62 as shown in FIG.
  • the inner resin portion 61 exists inside the winding portions 2a and 2b and covers at least a part of the first core piece 31.
  • the outer resin portion 62 exists outside the winding portions 2a and 2b and covers at least a part of the second core piece 32.
  • the resin mold portion 6 is an integrally molded product in which the inner resin portion 61 and the outer resin portion 62 are continuous, and it is mentioned that the core pieces 31 and 32 constituting the magnetic core 3 are integrally held.
  • the coating range and thickness of the inner resin portion 61 and the outer resin portion 62 can be appropriately selected.
  • the resin mold portion 6 may cover the entire outer peripheral surface of the magnetic core 3.
  • the outer resin portion 62 may expose a part of the second core piece 32 without covering it.
  • the resin mold portion 6 may have a substantially uniform thickness or may have a locally different thickness.
  • the resin mold portion 6 may be one in which the inner resin portion 61 covers only the connection portion of the first core piece 31 with the second core piece 32 and the vicinity thereof.
  • the resin mold portion 6 may not include the inner resin portion 61 and may substantially cover only the second core piece 32.
  • thermoplastic resin examples include PPS resin, PTFE resin, LCP, PA resin, PBT resin and the like.
  • the constituent material may contain a powder having excellent thermal conductivity, or a powder made of the above-mentioned non-magnetic material.
  • the resin mold portion 6 containing the powder has excellent heat dissipation.
  • the constituent resin of the resin mold portion 6 and the constituent resin of the holding member 5 are the same resin, the bondability between them is excellent. Further, since the thermal expansion coefficients of both are the same, peeling, cracking, etc. of the resin mold portion 6 due to thermal stress are suppressed.
  • injection molding or the like can be used for molding the resin mold portion 6, injection molding or the like can be used.
  • the reactor 1 of the first embodiment can be manufactured, for example, by preparing the core pieces 31 and 32 and assembling the core pieces 31 and 32 with the coil 2.
  • the holding member 5 is assembled appropriately.
  • the assembly of the coil 2 the magnetic core 3 and the holding member 5 is housed in a molding die of the resin mold portion 6, and the magnetic core 3 is covered with the resin in a fluid state.
  • the first core piece 31 including the molded body 30 of the composite material and the non-magnetic member 7 uses a molding die or the like having a groove for supporting the base portion 70 of the non-magnetic member 7 in the cavity as described above, It may be manufactured by injection molding or the like.
  • the non-magnetic member 7 may be prepared by separately manufacturing one having a predetermined shape and size.
  • the first core pieces 31 have the same shape and the same size.
  • the composite material molded body 30 has the same shape, the same size, and the same composition.
  • the non-magnetic member 7 has the same shape, the same size, and the same constituent material. Therefore, a plurality of first core pieces 31 can be manufactured by sharing one molding die. Further, the plurality of first core pieces 31 can be manufactured under the same raw material and under the same manufacturing conditions.
  • a one-way filling method in which a resin in a fluid state is introduced from one core piece 32 toward the other core piece 32 can be used.
  • a bidirectional filling method in which the resin in a fluid state is introduced from each of the two core pieces 32 toward the inside of the winding portions 2a and 2b can be used.
  • the reactor 1 of the first embodiment can be used as a component of a circuit that performs a voltage boosting operation or a voltage dropping operation, such as a component of various converters or power conversion devices.
  • the converter include an on-vehicle converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, a fuel cell vehicle, typically a DC-DC converter, an air conditioner converter, and the like.
  • the protruding piece 71 of the non-magnetic member 7 included in the first core piece 31 can be used as a magnetic gap. Since the first core piece 31 is mainly composed of the composite material molded body 30 and the resin in the composite material functions as a magnetic gap, magnetic saturation is difficult. Therefore, the reactor 1 is hard to be magnetically saturated even when the used current value is large.
  • the molded body 30 of the composite material forming the first core piece 31 and the non-magnetic member 7 are integrated. Therefore, a member for holding the interval between the adjacent core pieces, a gap plate, etc. are not required, the number of assembly parts is small, and the reactor 1 is easy to assemble. It is not necessary to bond the core piece and the gap plate with an adhesive, and the solidifying time of the adhesive can be omitted. Therefore, the reactor 1 has excellent manufacturability.
  • the non-magnetic member 7 can be integrated at the same time when the composite material molded body 30 is molded by injection molding or the like. Further, since the non-magnetic member 7 includes the base portion 70 and the protruding piece 71, the non-magnetic member 7 is easily supported at a predetermined position in the molding die, and a separate supporting member or the like is unnecessary. Further, such a non-magnetic member 7 can easily prevent displacement, deformation, breakage, etc. of the protruding piece 71 even when pressed by a fluid as a raw material of the molded body 30 of the composite material. From these things, the 1st core piece 31 is shape
  • the reactor 1 of Embodiment 1 has the following effects.
  • the first core piece 31 mainly composed of the molded body 30 of the composite material is less likely to be magnetically saturated as compared with the laminated body of electromagnetic steel sheets and the powder compact. From this point, the thickness t 7 of the protruding piece 71 of the non-magnetic member 7 can be reduced. Since the thickness t 7 of the protruding piece 71 is thin, the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece 71 is arranged is reduced. Even if the winding portions 2a and 2b and the first core piece 31 are brought close to each other, the loss due to the leakage magnetic flux, for example, copper loss is reduced.
  • the reactor 1 Since the first core piece 31 contains the resin and is excellent in electrical insulation, the wound portions 2a and 2b and the first core piece 31 can be brought close to each other. Due to the above-mentioned proximity arrangement, the reactor 1 tends to be small. Therefore, the reactor 1 has a low loss and a small size.
  • the molded body 30 of the composite material contains the resin, the molded body 30 has excellent electrical insulation properties, so that the eddy current loss is reduced.
  • the reactor 1 has low loss because AC loss such as iron loss can be reduced.
  • the reactor 1 of this example has the following effects.
  • the core pieces each having a portion arranged inside each of the winding portions 2a and 2b are the first core pieces 31 and mainly include the molded body 30 of the composite material. Since the plurality of core pieces can be easily formed by injection molding or the like, the reactor 1 is excellent in manufacturability. Further, if the core piece having the portion arranged inside each of the winding portions 2a and 2b is the first core piece 31, the leakage magnetic flux from the arrangement portion of the projecting piece 71 of the non-magnetic member 7 as described above. Will be reduced. Therefore, the reactor 1 has a smaller loss and a smaller size.
  • each first core piece 31 arranged mainly on the winding portions 2a and 2b is the above-mentioned inward form.
  • the projecting pieces 71 of both the first core pieces 31 are arranged so as to be orthogonal to the magnetic flux direction in a region on the inner peripheral side where the magnetic flux easily passes through the annular magnetic core 3. Therefore, magnetic saturation is reduced more reliably, and the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated.
  • the reactor 1 according to the second embodiment will be described mainly with reference to FIG. 3.
  • the basic configuration of the reactor 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the main difference between the second embodiment and the first embodiment is the arrangement state of the non-magnetic member 7 in each of the first core pieces 31 that is mainly arranged inside the winding portions 2a and 2b.
  • the reactor 1 of the second embodiment has the above-described outward shape.
  • this difference will be described in detail, and a detailed description of the configuration and the effects overlapping with those of the first embodiment will be omitted.
  • the coil 2 includes two winding portions 2a and 2b, and the magnetic core 3 includes the protruding pieces 71 of the non-magnetic member 7 arranged inside the winding portions 2a and 2b, respectively.
  • a first core piece 31 is provided.
  • the first core pieces 31 are arranged such that the protruding pieces 71 face each other and the base portions 70 separate from each other.
  • FIG. 3 shows that the non-magnetic member 7 arranged in the one winding portion 2a has the base portion 70 located on the lower side of the drawing and the non-magnetic member 7 arranged in the other winding portion 2b has the base portion 70. A case where it is located on the upper side of the paper is illustrated.
  • the reactor 1 of the second embodiment may be attached to the installation target such that the lower side of the paper of FIG. 3 is closer to the installation target (not shown) and the upper side of the paper is the side away from the installation target, for example.
  • the protruding piece 71 is closer to the side closer to the installation target.
  • the protruding piece 71 is installed away from the installation target.
  • the reactor 1 in the outward shape has excellent heat dissipation when the projecting piece 71 of the non-magnetic member 7 is brought closer to the side closer to the installation target.
  • the one winding portion 2a easily generates heat due to the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece 71 provided on the first core piece 31 on the winding portion 2a side is arranged.
  • the projecting piece 71 is close to the region on the side closer to the installation target in the winding portion 2a, here, the region on the lower side of the paper surface of FIG.
  • this area is referred to as an installation side area.
  • the installation side region of the one winding part 2a is cooled by the installation target, the first core piece 31 and the one winding part 2a can efficiently transfer heat to the installation target.
  • the coil 2 and the magnetic core 3 are arranged so that the winding portions 2a and 2b and the first core piece 31 are coaxial with each other.
  • the first core piece 31 may be eccentric so that the axis of the first core piece 31 on the winding section 2a side approaches the installation target with respect to the axis of the one winding section 2a.
  • the projecting piece 71 provided on the first core piece 31 on the winding portion 2a side approaches the installation side region of the one winding portion 2a. Therefore, the first core piece 31 and the one winding portion 2a can efficiently transfer heat to the installation target.
  • the other winding portion 2b is likely to generate heat due to the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece 71 provided on the first core piece 31 on the winding portion 2b side is arranged.
  • the protruding piece 71 is close to the side of the other winding portion 2b away from the installation target, here, the region on the upper side of the paper surface of FIG.
  • the side of the other winding part 2b away from the installation target is closer to the external environment than the winding part 2a, and is easily cooled from the external environment. If a cooling mechanism (not shown) is arranged close to the winding portion 2b, the first core piece 31 and the other winding portion 2b can efficiently transfer heat to this cooling mechanism.
  • the reactor 1 is excellent in heat dissipation. Even when the other winding part 2b and the first core piece 31 are eccentric as described above, the first core piece 31 and the other winding part 2b efficiently transfer heat to the external environment and the cooling mechanism. it can.
  • All the core pieces constituting the magnetic core are mainly formed of a composite material.
  • magnetic saturation is less likely to occur, for example, as compared with the first embodiment including a composite material compact and a powder compact. Therefore, the thickness of the protruding piece of the non-magnetic member can be reduced.
  • This reactor has low loss because the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece is arranged is reduced.
  • each core piece also has excellent electrical insulation, and eddy current loss is reduced. This reactor also has low loss because AC loss such as iron loss is reduced.
  • Modification C The number of core pieces constituting the magnetic core is 2, 3, or 5 or more. As the number of core pieces is smaller, the number of reactor assembly parts is reduced, and the manufacturability of the reactor is improved. When the number of core pieces is large, the degree of freedom of the constituent material of each core piece is increased as described in the first embodiment, and it is easy to adjust the magnetic characteristics and the like.
  • the number of core pieces is two, for example, a form including two U-shaped core pieces, a form including two L-shaped core pieces, a U-shaped core piece and an I-shaped core piece And the like can be used.
  • the core piece including the molded body of the composite material and the non-magnetic member is included, and the projecting piece of the non-magnetic member is provided in a portion of the core piece that is arranged in the winding portion.
  • the first core piece including the molded body of the composite material and the non-magnetic member is a core piece having a portion arranged inside one of the winding portions.
  • the core piece having the portion arranged inside the other winding portion is other than the first core piece.
  • the core pieces other than the first core piece may be a powder compact or the like.
  • Modification E The outer peripheral shape of the core piece including the portion arranged in the winding portion is dissimilar to the inner peripheral shape of the winding portion. In this form, it is easy to secure a wide space between the winding portion and the core piece. Therefore, in the non-magnetic member, the loss due to the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece is arranged, for example, copper loss is reduced.
  • the reactor includes at least one of the following. Illustration is omitted in both cases.
  • the (F-1) reactor includes sensors such as a temperature sensor, a current sensor, a voltage sensor, and a magnetic flux sensor for measuring the physical quantity of the reactor.
  • the reactor includes a heat dissipation plate attached to at least a part of the outer peripheral surface of the winding portion of the coil.
  • the heat radiating plate include a metal plate and a plate material made of a non-metal inorganic material having excellent thermal conductivity.
  • the heat dissipation plate is provided on the winding portion where the first core piece including the non-magnetic member is arranged, because the reactor is excellent in heat dissipation. The reason for this is that the winding portion where the first core piece having the non-magnetic member is arranged as described above is likely to generate heat due to the leakage magnetic flux from the location where the protruding piece is arranged in the non-magnetic member. is there.
  • a heat radiating plate may be provided on the winding portion where the first core piece is not arranged.
  • the reactor includes a bonding layer interposed between the installation surface of the reactor and the installation target or the above-mentioned heat dissipation plate.
  • An example of the bonding layer is an adhesive layer. It is preferable to use an adhesive having excellent electric insulation because the adhesive layer enhances the insulation between the winding portion and the heat dissipation plate even if the heat dissipation plate is a metal plate.
  • the reactor is integrally molded with the outer resin portion and includes a mounting portion for fixing the reactor to the installation target.

Abstract

巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内側と前記巻回部の外側とに配置される磁性コアとを備え、前記磁性コアは、複数のコア片を組み合わせて構成され、前記複数のコア片のうち、少なくとも一つのコア片は、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体と、非磁性部材とを備える第一のコア片であり、前記非磁性部材は、前記複合材料の成形体に一体に保持されており、前記複合材料の成形体の外周面に沿って配置される基部と、前記基部から立設される突出片とを備え、前記突出片は、前記第一のコア片の軸方向に交差するように、前記複合材料の成形体における前記巻回部の内側に配置される箇所の内部に挿入される、リアクトル。

Description

リアクトル
 本開示は、リアクトルに関する。
 本出願は、2018年10月18日付の日本国出願の特願2018-197055に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
 特許文献1は、車載コンバータ等に用いられるリアクトルとして、一対の巻回部を備えるコイルと、環状に組み合わせられる複数のコア片を有する磁性コアと、樹脂モールド部とを備えるものを開示する。上記複数のコア片は、各巻回部の内側にそれぞれ配置される複数の内コア片と、巻回部の外側に配置される二つの外コア片とを備える。上記樹脂モールド部は、磁性コアの外周を覆う。上記樹脂モールド部のうち、巻回部の内側に存在する箇所の一部は、隣り合う内コア片間に介在されて樹脂ギャップ部を構成する。
特開2017-135334号公報
 本開示のリアクトルは、
 巻回部を有するコイルと、
 前記巻回部の内側と前記巻回部の外側とに配置される磁性コアとを備え、
 前記磁性コアは、複数のコア片を組み合わせて構成され、
 前記複数のコア片のうち、少なくとも一つのコア片は、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体と、非磁性部材とを備える第一のコア片であり、
 前記非磁性部材は、
  前記複合材料の成形体に一体に保持されており、
  前記複合材料の成形体の外周面に沿って配置される基部と、
  前記基部から立設される突出片とを備え、
 前記突出片は、
  前記第一のコア片の軸方向に交差するように、前記複合材料の成形体における前記巻回部の内側に配置される箇所の内部に挿入される。
図1は、実施形態1のリアクトルを示す概略平面図である。 図2Aは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片を示す概略斜視図である。 図2Bは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片を示す概略平面図である。 図2Cは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片を示す概略正面図である。 図2Dは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片を、第一のコア片の軸方向からみた概略側面図である。 図3は、実施形態2のリアクトルを示す概略平面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
 磁気飽和し難く、製造性にも優れるリアクトルが望まれている。
 上述のようにコア片間に樹脂ギャップ部を備えれば、使用電流値が大きい場合でもリアクトルが磁気飽和し難い。しかし、樹脂ギャップ部を形成するためには、隣り合うコア片の間隔を所定の大きさに支持する部材、特許文献1では内側介在部51とコア片とを組み合わせる必要がある。そのため、組立時間が長くなり、リアクトルの製造性が低下する。
 上述の樹脂ギャップ部に代えて、アルミナ板といったギャップ板を備える場合は、特許文献1の明細書[0019]に記載されるようにコア片とギャップ板とを接着剤で接合する。この場合、接着剤の固化時間が必要であることで、リアクトルの製造性が低下する。
 そこで、本開示は、磁気飽和し難く、製造性にも優れるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
[本開示の効果]
 本開示のリアクトルは、磁気飽和し難く、製造性にも優れる。
[本開示の実施形態の説明]
 最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の一態様に係るリアクトルは、
 巻回部を有するコイルと、
 前記巻回部の内側と前記巻回部の外側とに配置される磁性コアとを備え、
 前記磁性コアは、複数のコア片を組み合わせて構成され、
 前記複数のコア片のうち、少なくとも一つのコア片は、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体と、非磁性部材とを備える第一のコア片であり、
 前記非磁性部材は、
  前記複合材料の成形体に一体に保持されており、
  前記複合材料の成形体の外周面に沿って配置される基部と、
  前記基部から立設される突出片とを備え、
 前記突出片は、
  前記第一のコア片の軸方向に交差するように、前記複合材料の成形体における前記巻回部の内側に配置される箇所の内部に挿入される。
 本開示のリアクトルは、以下に説明するように磁気飽和し難く、製造性にも優れる。
(磁気特性)
 本開示のリアクトルにおいて第一のコア片は、第一のコア片の軸方向が巻回部の軸方向、即ちコイルの磁束方向に沿うように配置される。その結果、第一のコア片における非磁性部材の突出片は、上記磁束方向に交差するように配置される。このような非磁性部材の突出片は、磁気ギャップとして利用できる。従って、本開示のリアクトルは、使用電流値が大きい場合でも磁気飽和し難い。ひいては、本開示のリアクトルは、使用電流値が大きい場合でも、所定のインダクタンスを維持できる。なお、上記第一のコア片の軸方向は、代表的には第一のコア片の長手方向に相当する。
 第一のコア片は複合材料の成形体を主体とする。複合材料の成形体は、電磁鋼板の積層体や圧粉成形体又は圧粉磁心に比較して、代表的には非磁性材料である樹脂を多く含む。複合材料の成形体は、樹脂を例えば10体積%以上含む。複合材料中の樹脂が磁気ギャップとして機能することからも、本開示のリアクトルは磁気飽和し難い。
(製造性)
 本開示のリアクトルは、第一のコア片自体に磁気ギャップとして機能する非磁性部材を備える。第一のコア片を構成する複合材料の成形体と非磁性部材とが一体物であるため、上述の隣り合うコア片の間隔を保持する部材やギャップ板等を省略することができる。上記間隔を保持する部材やギャップ板と、コア片とを組み合わせる必要も無い。コア片とギャップ板とを接合する接着剤の固化時間も不要である。これらのことから、組立時間が短縮されるため、本開示のリアクトルは製造性に優れる。更に、第一のコア片は複合材料の成形体を主体とする。そのため、第一のコア片の製造過程では、複合材料の成形体を射出成形等で形成すると同時に、複合材料の成形体と非磁性部材とを一体化することができる。第一のコア片を容易に成形できることからも、本開示のリアクトルは製造性に優れる。
 加えて、基部と突出片とを備える非磁性部材は、例えば汎用のギャップ板のような平板材に比較して、複合材料の成形体の所定の位置に突出片が配置された第一のコア片を精度よく成形できる。この理由は、成形型に対する突出片の位置決めや、成形型内での突出片の保持に基部を利用できるからである。例えば、成形型の所定の位置に基部を配置する溝等を設けておけば、突出片が複合材料の成形体の原料である流動物に押圧されても、位置ずれし難い。成形型内の所定の位置に非磁性部材を支持する部材を省略できる又は簡素な構成にし易いことから、第一のコア片は製造性に優れる。更に、基部と突出片とを備える非磁性部材は、上述の平板材に比較して、突出片が上記流動物に押圧されても変形したり、折損したりし難い。このことからも、第一のコア片は精度よく成形される。これらのことからも、本開示のリアクトルは製造性に優れる。
 その他、本開示のリアクトルは、第一のコア片が複合材料の成形体を主体とするため、低損失で小型である。詳しくは、複合材料の成形体は、上述のように電磁鋼板の積層体や圧粉成形体に比較して磁気飽和し難い。そのため、非磁性部材の突出片の厚さを薄くすることができる。上記突出片の厚さがある程度薄いことで、第一のコア片における突出片の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。巻回部と第一のコア片とを近接させても、上記漏れ磁束に起因する損失、例えば銅損が低減される。この点から、本開示のリアクトルは低損失である。複合材料が樹脂を含み、電気絶縁性に優れるため、渦電流損が低減される。その結果、鉄損といった交流損失を低減できることからも、本開示のリアクトルは低損失である。
 更に、巻回部と第一のコア片との間隔を小さくできる点で、本開示のリアクトルは小型である。上述のように電気絶縁性に優れることからも、巻回部と第一のコア片との間隔を小さくすることができる。なお、ここでの突出片の厚さとは、第一のコア片の軸方向に沿った最大長さである。
(2)本開示のリアクトルの一例として、
 前記複合材料の成形体の外周面における前記突出片の先端側にゲート痕を有する形態が挙げられる。
 上記形態は、以下に説明するように第一のコア片を精度よく成形し易く、製造性により優れる。上記形態は、代表的には、第一のコア片の製造過程で、上述の流動物を非磁性部材の突出片の先端側から基部側に向って導入することで製造できる。いわば、上記流動物の導入方向を突出片の突出方向に沿った方向とすることができる。上記流動物の導入方向が上記突出方向に沿っていることで、突出片が上記流動物に押圧されて位置ずれしたり、倒れたり、変形したり、折損したりすることを防止し易い。なお、突出片の突出方向は、突出片における複合材料の成形体への挿入方向に等しい。
(3)本開示のリアクトルの一例として、
 前記突出片における前記基部からの突出長さは、前記第一のコア片の軸方向に直交する方向に沿った長さの1/2超であり、
 前記突出片における前記軸方向に沿った最大長さは、2mm未満である形態が挙げられる。
 上記形態における非磁性部材の突出片は、磁気ギャップとして良好に機能する。従って、上記形態は、磁気飽和し難い。また、上記突出片における第一のコア片の軸方向に沿った最大長さ、即ち厚さが2mm未満であり、薄い。そのため、第一のコア片における突出片の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。このような形態は、上述のように低損失で、小型である。
(4)本開示のリアクトルの一例として、
 前記複合材料の成形体を前記第一のコア片の軸方向に直交する平面で切断した断面の外形を内包する最小の長方形を仮想し、
 前記突出片の突出方向は、仮想の前記長方形の長辺に沿った方向である形態が挙げられる。
 上記形態は、非磁性部材の突出片の突出方向が上記仮想の長方形の短辺に沿った方向である場合に比較して、突出片の突出長さを長くし易い。突出片の突出長さが長いほど、突出片は、磁気ギャップとして良好に機能する。そのため、上記形態は、より磁気飽和し難い。
(5)本開示のリアクトルの一例として、
 前記コイルは、隣り合って並ぶ二つの前記巻回部を備え、
 前記磁性コアは、二つの前記巻回部の内側にそれぞれ配置される前記突出片を含む前記第一のコア片を備え、
 前記第一のコア片のそれぞれは、前記基部が向かい合うと共に、前記突出片が離反するように配置される形態が挙げられる。
 上記形態における非磁性部材の突出片は、突出片が向かい合うと共に基部が離反するように各第一のコア片が配置される場合に比較して、磁気ギャップとして良好に機能する。そのため、上記形態は、より磁気飽和し難い。
 また、各巻回部の内側に配置される箇所を有するコア片はいずれも複合材料の成形体を主体とする。そのため、上記コア片は射出成形等で容易に形成できる。更に、各上記コア片は、同一組成、同一形状、同一の大きさのものを利用できる。つまり、複数の上記コア片を一つの成形型、同じ原料、同じ製造条件を用いて製造することができる。これらのことから、上記形態は、製造性により優れる。
 更に、各巻回部の内側に配置される箇所を有するコア片が複合材料の成形体を主体とするため、上述のように各巻回部と各コア片とを近接させても、上記形態は低損失である。また、上記の近接配置によって、上記形態は小型なリアクトルにできる。
(6)本開示のリアクトルの一例として、
 前記複合材料の成形体の比透磁率は、5以上50以下であり、
 前記巻回部の外側に配置される第二のコア片の比透磁率は、前記複合材料の成形体の比透磁率の2倍以上である形態が挙げられる。
 上記形態は、複合材料の成形体の比透磁率と第二のコア片の比透磁率とが5~50であって同じである場合に比較して、大きなインダクタンスを有しつつ、小型にし易い。
 また、複合材料の成形体の比透磁率が比較的低い。このような低透磁率の複合材料の成形体を含む形態は、磁気飽和し難い。磁気飽和し難いため、非磁性部材の突出片の厚さを薄くすることができる。突出片の厚さが薄ければ、第一のコア片における突出片の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。また、上述のように巻回部と第一のコア片とを近接させても、損失が低減される。このような形態は、上述のように低損失で、小型である。
 更に、上記形態は、第二のコア片と第一のコア片との間での漏れ磁束を低減できる。このような形態は、上記漏れ磁束に起因する損失を低減でき、低損失である。
(7)上記(6)のリアクトルの一例として、
 前記第二のコア片の比透磁率は、50以上500以下である形態が挙げられる。
 上記形態は、第二のコア片と第一のコア片との比透磁率の差を大きく確保し易い。そのため、上記形態は、第二のコア片と第一のコア片との間での漏れ磁束をより低減し易く、より低損失である。
(8)上記のリアクトルの一例として、
 前記磁性コアの少なくとも一部を覆う樹脂モールド部を備える形態が挙げられる。
 上記形態は、複数のコア片を備えるものの、樹脂モールド部によって複数のコア片を保持できる。樹脂モールド部によって、磁性コアの一体物としての強度が高められるため、上記形態は、強度にも優れる。また、上記形態は、樹脂モールド部によって、コイルと磁性コアとの間の電気絶縁性の向上、外部環境からの保護、機械的保護等を図れる。
[本開示の実施形態の詳細]
 以下、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
[実施形態1]
 図1,図2A~図2Dを参照して、実施形態1のリアクトル1を説明する。
 図1は、実施形態1のリアクトル1を、コイル2の巻回部2a,2bの軸方向と二つの巻回部2a,2bが並ぶ方向との双方に直交する方向からみた平面図である。ここでは、上記軸方向は、図1の紙面左右方向に相当する。上記巻回部2a,2bが並ぶ方向は、図1の紙面上下方向に相当する。上記直交する方向は、図1の紙面垂直方向に相当する。
〈概要〉
 実施形態1のリアクトル1は、図1に示すように、巻回部を有するコイル2と、巻回部の内側と巻回部の外側とに配置される磁性コア3とを備える。本例のコイル2は隣り合って並ぶ二つの巻回部2a,2bを有する。各巻回部2a,2bは、各軸が平行するように配置される。磁性コア3は、複数のコア片を組み合わせて構成される。本例の磁性コア3は、二つの巻回部2a,2bの内側にそれぞれ配置される箇所を含む第一のコア片31と、巻回部2a,2bの外側に配置される第二のコア片32とを備える。磁性コア3は、これらコア片31,32が環状に組み付けられて構成される。二つのコア片31は、各軸方向が巻回部2a,2bの軸方向に沿うように配置される。二つのコア片32が両コア片31を挟むように配置される。このようなリアクトル1は、代表的には、コンバータケース等といった図示しない設置対象に取り付けられて使用される。
 特に、実施形態1のリアクトル1は、磁性コア3を構成するコア片として第一のコア片31を含む。第一のコア片31は、複合材料の成形体30と非磁性部材7とを備える。詳しくは、複数のコア片のうち、少なくとも一つのコア片は第一のコア片31である。複合材料の成形体30は、磁性粉末と樹脂とを含む。非磁性部材7は、複合材料の成形体30に一体に保持される。また、非磁性部材7は、基部70と、突出片71とを備える。基部70は、複合材料の成形体30の外周面に沿って配置される。突出片71は、基部70から立設される。この突出片71は、複合材料の成形体30における巻回部2a,2bの内側に配置される箇所の内部に挿入される。更に、突出片71は、第一のコア片31の軸方向に交差するように、複合材料の成形体30に配置される。
 第一のコア片31は、第一のコア片31の軸方向が巻回部2a,2bの軸方向、即ちコイル2の磁束方向に沿うように配置される。その結果、非磁性部材7の突出片71は、コイル2の磁束方向に交差するように配置される。本例の突出片71は、コイル2の磁束方向に直交するように配置される。このような突出片71は、磁気ギャップとして機能し、リアクトル1を磁気飽和し難くすることに寄与する。また、非磁性部材7は、複合材料の成形体30に一体化されて第一のコア片31を構成しており、リアクトル1の組立部品点数の削減に寄与する。なお、ここでの第一のコア片31の軸方向は、コア片31の長手方向に相当する。
 以下、構成要素ごとに詳細に説明する。
〈コイル〉
 本例のコイル2は、図示しない巻線が螺旋状に巻回されてなる筒状の巻回部2a,2bを備える。隣り合って並ぶ二つの巻回部2a,2bを備えるコイル2として、以下の形態が挙げられる。
(i)コイル2は、独立した2本の巻線によってそれぞれ形成される巻回部2a,2bと、図示しない接続部とを備える。接続部は、巻回部2a,2bから引き出される巻線の両端部のうち、一方の端部同士が接続されて構成される。
(ii)コイル2は、1本の連続する巻線から形成される巻回部2a,2bと、図示しない連結部とを備える。連結部は、巻回部2a,2b間に渡される巻線の一部から構成され、巻回部2a,2bを連結する。
 (ii)では各巻回部2a,2bから引き出される巻線の端部、(i)では接続部に用いられていない他方の端部は、電源等の外部装置が接続される箇所として利用される。(i)の接続部は、巻線の端部同士が直接接続される形態と、間接接続される形態とが挙げられる。直接接続には、溶接や圧着等が利用できる。間接接続には、巻線の端部に取り付けられる適宜な金具等が利用できる。
 巻線は、導体線と、導体線の外周を覆う絶縁被覆とを備える被覆線が挙げられる。導体線の構成材料は、銅等が挙げられる。絶縁被覆の構成材料は、ポリアミドイミド等の樹脂が挙げられる。被覆線の具体例として、断面形状が長方形である被覆平角線、断面形状が円形である被覆丸線が挙げられる。平角線からなる巻回部2a,2bの具体例として、エッジワイズコイルが挙げられる。
 本例の巻回部2a,2bは、四角筒状のエッジワイズコイルである。また、本例では、巻回部2a,2bの形状・巻回方向・ターン数等の仕様が等しい。巻線や巻回部2a,2bの形状、大きさ等は適宜変更できる。例えば、巻回部2a,2bの形状は円筒状等でもよい。又は、例えば、各巻回部2a,2bの仕様が異なってもよい。
〈磁性コア〉
《概要》
 本例の磁性コア3は、上述のように二つのコア片31と、二つのコア片32との合計四つのコア片を環状に組み合わせて閉磁路を構成する。本例では、各第一のコア片31は複合材料の成形体30を主体とし、複合材料の成形体30において巻回部2a,2bの内側に配置される箇所に非磁性部材7を含む。また、本例では、各第二のコア片32は、巻回部2a,2bの外側に配置され、非磁性部材7を備えていない。主として巻回部2a,2bの内側に配置されるコア片31と、巻回部2a,2bの外側に配置されるコア片32とが独立したコア片である。この場合、コア片の構成材料、特に第一のコア片31では複合材料の成形体30の構成材料の自由度が高められる。本例では、コイル2内のコア片31の構成材料とコイル2外のコア片32の構成材料とが異なる。両コア片31の構成材料は等しい。また、一つの巻回部2a又は2bの内側に配置されるコア片の個数が一つである。そのため、磁性コア3、ひいてはリアクトル1の組付部品点数が少ない。コア片の構成材料、個数は適宜変更できる。
《コア片の形状、大きさ》
 本例では、二つのコア片31は、同一形状、同一の大きさである。各コア片31は細長い直方体状であり、上述のように長手方向が巻回部2a,2bの軸方向に沿うように配置される。各コア片31の外周形状は、巻回部2a,2bの内周形状に概ね相似である。各コア片31の端面311,312の形状は、長方形状であり、短辺長さ<長辺長さである(図2D)。各コア片31の形状、大きさは、主体である複合材料の成形体30の形状、大きさに依存し、概ね同様である。本例の複合材料の成形体30は、上述のように細長い直方体状であり、外周面は、二つの端面311,312と、四つの周面313~316とを含む(図2A)。以下、第一のコア片31又は複合材料の成形体30において、軸方向、ここでは長手方向に直交する方向のうち、対向する周面313,315を貫通する方向を高さ方向と呼ぶ。また、上記軸方向に直交する方向のうち、対向する周面314,316を貫通する方向を幅方向と呼ぶ。
 本例では、二つのコア片32は、同一形状、同一の大きさである。各コア片32は、直方体状である。各コア片32において二つのコア片31が接続される面は、二つの端面311,312の合計面積よりも大きな面積を有する。
 コア片31,32の大きさは、リアクトル1が所定の磁気特性を満たすように、構成材料や非磁性部材7の突出片71の大きさ等に応じて調整される。
 なお、コア片31,32の形状、大きさ等は適宜変更できる。例えば、第一のコア片31の形状は、円柱状、多角柱状等でもよい。又は、例えば、第二のコア片32の形状は、特許文献1に示されるドーム状の面又は台形状の面を有する柱状体でもよい。その他、例えば、コア片の角部の少なくとも一部は、C面取り又はR面取りされていてもよい。面取りされた角部は欠け難く、コア片は機械的強度に優れる。なお、R面取りされた角部は、第二のコア片32を参照するとよい。
《非磁性部材》
≪概要≫
 以下、主に図2A~図2Dを参照して、非磁性部材7を説明する。
 第一のコア片31は、少なくとも一つの非磁性部材7を備える。非磁性部材7は、非磁性材料からなる成形体であり、基部70と、突出片71とを備える。本例の非磁性部材7は、基部70と突出片71とが一体に成形された一体物である。
 基部70は、代表的には図2Aに示すように平板材から構成されて、複合材料の成形体30の外周面に沿って配置される。即ち、基部70は、複合材料の成形体30の外周面に実質的に平行するように配置される。基部70の表面の少なくとも一部、代表的には一面全体が複合材料の成形体30の外周面から露出される。上記の露出される面に対向する面は、複合材料の成形体30に接する又は埋設される(図2B)。以下、上記露出される面を外側面7oと呼ぶ。外側面7oに対向する面を内側面7iと呼ぶ。基部70は、複合材料の成形体30の所定の位置に突出片71を支持する部材として機能する。本例の基部70は、平面形状が長方形であり、一様な厚さを有する平板材から構成される。
 突出片71は、代表的には図2Aに示すように平板材から構成されて、複合材料の成形体30内に挿入される。本例では、突出片71の側面を除いて、突出片71の全体が複合材料の成形体30に埋設される(図2Dも参照)。突出片71の側面は、複合材料の成形体30の外周面に露出される。その他、突出片71の側面を含む周縁近くの領域が複合材料の成形体30の外周面から露出されてもよいし、突出片71の全体が複合材料の成形体30に埋設されてもよい。本例の突出片71は、平面形状が長方形であり、一様な厚さを有する平板材から構成される。
 また、突出片71は、基部70の内側面7iに対して所定の角度を有して、内側面7iから突出する。本例では、突出片71は内側面7iに直交するように設けられる(図2B)。突出片71における内側面7iに対する角度は90°である。従って、本例の非磁性部材7は、T字状の部材である(図2A,図2B)。以下、上記角度を傾斜角度θ(図2B)と呼ぶ。
 本例では、直方体状である複合材料の成形体30の外周面の一面、ここでは周面313に沿って、長方形の平板材からなる基部70が配置される。基部70を構成する平板材の幅は、複合材料の成形体30の幅に実質的に等しい。基部70の幅とは、複合材料の成形体30の幅方向に沿った長さとする。突出片71は、基部70の内側面7iにおける長さ方向の中央部から直交するように突出する。上記長さ方向は、ここでは第一のコア片31の軸方向に沿った方向に平行な方向であり、図2Bでは紙面左右方向である。このようなT字状の非磁性部材7は、単純な形状であるため容易に成形でき、製造性に優れる。
≪形状≫
 非磁性部材7の形状は適宜変更できる。非磁性部材7の形状は、例えば、基部70や突出片71を構成する部材の形状、一つの基部70における突出片71の個数、突出片71の傾斜角度θ等を調整することで、容易に変更できる。
 例えば、基部70の平面形状は、円形状、楕円状、多角形状等でもよい。また、基部70は、複合材料の成形体30の外周形状に応じて曲面形状としてもよい。本例の基部70は複合材料の成形体30の周面313に対応して平坦な板材によって構成されるが、例えば複合材料の成形体30が円柱状であれば、円弧状の板材によって基部70を構成するとよい。又は、例えば複合材料の成形体30が多角柱状であれば、多角柱の外周面のうち、複数の周面にわたって配置される屈曲形状の部材によって基部70を構成してもよい。上記屈曲形状の部材として、例えば、複数の平板材が上記多角柱の外周面のうち、隣り合う周面の内角に対応した角度で接続されたもの等が挙げられる。
 例えば、突出片71の平面形状は、U字状、いわば長方形に半円を付加したような形状等でもよい。又は、例えば、突出片71の周縁は、直線状の縁に代えて、波状やギザギザ状といった曲線状の縁でもよい。又は、例えば、突出片71は、波付き板といった曲線形状の板材から構成されてもよい。又は、例えば、突出片71は、一様な厚さの平板材に代えて、厚さが異なる部材から構成されてもよい。上記厚さが異なる部材は、例えば、突出片71において基部70との接続側、つまり根元側から先端側に向って連続的又は段階的に厚さが異なる部材、溝又は貫通孔を有する部材等が挙げられる。突出片71が、上述の曲線状の縁を有する板材や曲線形状の板材、厚さが異なる部材といった異形状の部材によって構成されると、突出片71における複合材料の成形体30との接触面積が増大される。そのため、非磁性部材7が複合材料の成形体30に強固に保持される。
 なお、突出片71が異形状の部材によって構成される場合、傾斜角度θは例えば以下のように求める。異形状の部材を内包する最小の直方体をとる。上記直方体のうち、突出片71の突出方向に沿った一面をとる。基部70の内側面7iに対する上記直方体の一面との角度を傾斜角度θとする。
 その他、基部70の内側面7i及び突出片71の少なくとも一方において、複合材料の成形体30に埋設される領域の表面が荒れていてもよい。例えば、表面粗さRaが25μm以上であれば、表面粗さRaが6.3μm未満の平滑な場合に比較して、内側面7iや突出片71における複合材料の成形体30との接触面積が増大される。そのため、非磁性部材7が複合材料の成形体30に強固に保持される。表面粗さRaは市販の表面粗さ測定機で測定するとよい。
 一つの基部70に対する突出片71の個数は適宜変更できる。例えば、一つの基部70が複数の突出片71を備えてもよい。一つの基部70が複数の突出片71を備えると、非磁性部材7における複合材料の成形体30との接触面積が増大される。そのため、非磁性部材7が複合材料の成形体30に強固に保持される。例えば、一つの基部70は、基部70の長さ方向に離間して複数の突出片71を備えてもよい。この場合、基部70の長さがより長くてもよい。又は、一つの基部70は、基部70の幅方向に離間して複数の細幅の突出片71を備えてもよい。この場合の各突出片71の幅は、基部70の幅及び突出片71の個数に応じて選択するとよい。一方、本例のように一つの基部70が一つの突出片71を備えると、非磁性部材7が単純な形状になり易い上に小型になり易い。そのため、非磁性部材7は、製造性に優れる上に取り扱い易い。
 突出片71の突出方向が第一のコア片31の軸方向に交差する方向、ひいてはコイル2の磁束方向に交差する方向となるように、基部70に対する突出片71の傾斜状態が調整される。代表的には、本例のように基部70の内側面7iは第一のコア片31の軸方向に沿って配置されて、突出片71の傾斜角度θは第一のコア片31の軸方向に対する交差角度に実質的に相当する。この場合、突出片71の突出方向は、基部70の内側面7iに対して傾斜角度θ傾いた方向である。
 突出片71の突出方向は、第一のコア片31の軸方向に交差する方向、即ちコイル2の磁束方向に交差する方向であればよい。定量的には、傾斜角度θ、又は交差角度は、0°超180°未満から適宜選択すればよい。特に、突出片71の突出方向は、コイル2の磁束方向に直交する方向に近いほど、つまり傾斜角度θは90°に近いほど、突出片71が磁気ギャップとして良好に機能して、リアクトル1は磁気飽和し難い。本例では、上述のように傾斜角度θが90°であり、本例の突出片71の突出方向は、図1,図2Bに示すように上記磁束方向に直交する方向である。突出片71を基部70の内側面7iに対して非直交に交差させて、突出片71の突出方向が第一のコア片31の軸方向に非直交に交差する方向でもよい。この傾斜角度θ≠90°である形態は、後述の変形例Aを参照するとよい。
 突出片71の突出方向は、複合材料の成形体30を第一のコア片31の軸方向に直交する平面で切断した断面の外形を内包する最小の長方形を仮想し、この仮想の長方形の長辺に沿った方向である形態が挙げられる。本例の複合材料の成形体30は直方体状である。そのため、第一のコア片31の軸方向に直交する平面で切断した複合材料の成形体30の断面形状は長方形である。この場合、上記仮想の長方形は、複合材料の成形体30の外形をそのまま利用するとよい。複合材料の成形体30が例えば楕円柱や、端面形状がレーストラック状である柱状体等であれば、上述の断面をとる。そして、断面の外形、例えば楕円、レーストラック等に対して、この断面の外形を内包する最小の長方形を仮想的にとればよい。
 突出片71の突出方向が上述の仮想の長方形の長辺方向に沿っている場合は、上記仮想の長方形の短辺方向に沿っている場合に比較して、突出片71の突出長さが長くなり易い。いわば、複合材料の成形体30における突出片71の挿入深さが深くなり易い。突出片71が複合材料の成形体30に深く挿入されるほど、複合材料の成形体30は、突出片71によって磁気的に分断された状態になり易い。このような突出片71は、磁気ギャップとして機能し易く、リアクトル1が磁気飽和し難い。
 ここでの突出片71における基部70からの突出長さL(図2B,図2D)とは、突出片71の突出方向に沿った最大長さである。本例では、突出長さLは、第一のコア片31の軸方向に直交する方向に沿った最大長さである。なお、後述する突出片71の厚さt(図2B,図2C)とは、突出片71における第一のコア片31の軸方向に沿った最大長さである。後述する突出片71の幅w(図2D)とは、第一のコア片31の軸方向及び突出方向の双方に直交する方向に沿った最大長さである。
≪大きさ≫
 非磁性部材7の大きさ、特に突出片71の厚さt、突出長さL、幅w等は、リアクトル1が所定の磁気特性を満たす範囲で適宜選択できる。
 厚さt、突出長さL、幅wが大きいほど、突出片71の体積が大きく確保され易い。突出片71の体積が大きいリアクトル1は磁気飽和し難い。
 一方、厚さtが小さいほど、第一のコア片31における突出片71の配置箇所からの漏れ磁束が低減され易い。本例のように突出片71の側面が複合材料の成形体30の外周面に露出される場合には突出長さLも小さいほど、上記漏れ磁束が低減され易い。この点から、巻回部2a,2bと第一のコア片31とを近接させても、上記漏れ磁束に起因する損失、例えば銅損が低減される。また、上述の近接配置により、リアクトル1は小型になり易い。従って、リアクトル1は低損失で小型である。更に、幅w,突出長さLが小さいほど、第一のコア片31の製造過程で、複合材料の成形体30の原料である流動物に押圧されても、突出片71が位置ずれしたり、変形したり、折損したりし難い。従って、第一のコア片31が精度よく成形されるため、リアクトル1は製造性に優れる。
 磁性コア3の大きさ等にもよるが、厚さtが例えば2mm未満であると、磁気飽和を低減しつつ、第一のコア片31における突出片71の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。ひいては、リアクトル1は上述のように低損失で小型である。損失の低減を望む場合等では、厚さtは1.5mm以下、更に1.0mm以下、0.8mm以下でもよい。厚さtが例えば0.5mm以上であると、リアクトル1が磁気飽和し難い。
 幅wは、図2Dに例示するように複合材料の成形体30の幅に等しいと、リアクトル1が磁気飽和し難い。また、突出片71の側面が複合材料の成形体30の外周面、本例では周面314,316に実質的に面一になる。そのため、製造過程で、第一のコア片31を成形型から抜き取り易く、第一のコア片31は製造性に優れる。幅wは複合材料の成形体30の幅よりも大きくてもよい。幅wは、例えば、複合材料の成形体30の幅の1.0倍超1.2倍以下程度でもよい。この場合、突出片71の周縁近くの領域は、複合材料の成形体30の外周面、本例では周面314,316の少なくとも一方から突出する。上記周縁近くの領域の突出量によっては、この領域を巻回部2a,2bと複合材料の成形体30との間隔保持に利用することができる。又は、幅wは複合材料の成形体30の幅よりも小さくてもよい。この場合、突出片71の全体が複合材料の成形体30に埋設される。この場合も第一のコア片31を成形型から抜き取り易く、第一のコア片31は製造性に優れる。
 突出長さLは、第一のコア片31の軸方向に直交する方向に沿った長さの1/2超であることが挙げられる。本例では、第一のコア片31の軸方向に直交する方向に沿った長さは上述の高さ方向に沿った長さに相当し、以下高さhと呼ぶ。高さhは、対向配置される周面313,315間の距離に相当する。また、高さhは、図2Dに示すように長方形状の端面311,312の長辺方向に沿った長さに相当する。本例の突出長さLは、第一のコア片31の高さhの1/2超である。
 突出長さLが第一のコア片31の高さhの1/2超、つまり高さhの50%超であれば、突出片71が磁気ギャップとして良好に機能する。そのため、リアクトル1は磁気飽和し難い。突出長さLが長いほど、磁気ギャップを大きく確保できて、リアクトル1が磁気飽和し難い。磁気飽和の低減を望む場合等では、突出長さLはコア片31の高さhの55%以上、更に60%以上でもよい。
 突出長さLが第一のコア片31の高さhの1未満、つまり高さhの100%未満であれば、複合材料の成形体30と非磁性部材7とが一体化された状態を維持することができる。この理由は、複合材料の成形体30が突出片71の先端を覆う箇所を含み、突出片71によって二つに分断されることを防止できるからである。突出長さLが小さいほど、複合材料の成形体30における突出片71の先端を覆う箇所を多く確保でき、コア片31の強度が高められ易い。また、上述のように突出片71の側面が複合材料の成形体30の外周面から露出される場合には、突出長さLが小さいほど、上述のように漏れ磁束が低減されて、リアクトル1は低損失で小型になり易い。強度の向上、損失の低減、小型化を望む場合等では、突出長さLはコア片31の高さhの98%以下、更に95%以下、90%以下でもよい。
 基部70の大きさ、例えば厚さ、長さ、幅は、特に複合材料の成形体30の製造過程で突出片71を適切に支持可能な範囲で適宜選択できる。
 本例では、基部70の厚さは、突出片71の厚さtと同等程度であるが、厚さtよりも薄くてもよいし、厚くてもよい。基部70の厚さが薄いほど、非磁性部材7は軽量になり易い。基部70の厚さが厚いほど、第一のコア片31の製造過程で、上述の成形型の溝に対する基部70の挿入深さが大きく確保され易い。上記挿入深さが深いほど、成形型内で突出片71が安定して支持され易い。ひいては、第一のコア片31の成形性、製造性が高められる。また、基部70が肉厚であれば、基部70における複合材料の成形体30から露出される箇所の厚さが大きくなり易い。この露出箇所の厚さによっては、上記露出箇所を巻回部2a,2bと複合材料の成形体30との間隔保持に利用することができる。
 なお、基部70において、上述の第一のコア片31の製造過程で成形型の溝に挿入された箇所は、複合材料の成形体30から露出される。本例では、外側面7oを含めて、基部70における基部70の厚さ方向の外側の領域は、上記の露出箇所に相当する。内側面7iを含めて、基部70において基部70の厚さ方向の内側の領域は、複合材料の成形体30に埋設される。なお、基部70の外側面7o又は内側面7iは複合材料の成形体30の外周面に面一でもよい。
 本例では、基部70の長さが突出片71の厚さtよりも十分に大きい。ここでの基部70の長さは、第一のコア片31の軸方向に沿った最大長さである。定量的には、基部70の長さは、厚さtの5倍以上であり、長い。基部70の長さが長いことで、第一のコア片31の製造過程で、上述の成形型の溝に対する基部70の挿入面積が大きく確保され易い。上記挿入面積が大きいほど、成形型内で突出片71が安定して支持され易い。ひいては、第一のコア片31の成形性、製造性が高められる。基部70の長さは、基部70の端部が巻回部2a又は2bから露出される長さでもよい。基部70の長さが短いほど、非磁性部材7は軽量になり易い。基部70の長さは、厚さtの2倍以上20倍以下程度でもよい。
 本例では、基部70の幅が突出片71の幅wと同等程度であるが、幅wよりも細くてもよいし、広くてもよい。ここでの基部70の幅は、第一のコア片31の幅方向に沿った最大長さである。基部70の幅が狭いほど、非磁性部材7は軽量になり易い。基部70の幅が広いほど、上述の基部70の挿入面積が大きく確保され易い。ひいては、上述のように第一のコア片31の成形性、製造性が高められる。
≪個数≫
 図1に示す第一のコア片31は、一つの突出片71を有する一つの非磁性部材7を備える。第一のコア片31は、図示しない複数の非磁性部材7を備えてもよい。リアクトル1が複数の非磁性部材7を備える場合、各非磁性部材7の突出片71は、第一のコア片31の軸方向の異なる位置に設けられて、複合材料の成形体30に対して同じ向き、又は異なる向きに挿入される。複数の突出片71の挿入方向、いわば突出方向が同じ形態の一例を以下の(1)に示す。複数の突出片71の挿入方向、いわば突出方向が異なる形態の一例を以下の(2)に示す。以下の例示の各非磁性部材7は、本例のようなT字状の部材とする。
 (1)各非磁性部材7の基部70が配置される複合材料の成形体30の外周面は、周面313~316から選択される一つである。例えば、全ての非磁性部材7の基部70が周面313に配置される。各非磁性部材7の突出片71は、周面313から周面315に突出する。各突出片71の先端は、周面315側に位置する。
 (2)各非磁性部材7の基部70が配置される複合材料の成形体30の外周面は、周面313~316から選択される二つ以上である。各非磁性部材7の突出片71は、基部70が配置された周面から、その周面に対向する周面に向かって突出する。各突出片71の先端は、対向する周面側に位置する。各突出片71は、複合材料の成形体30の軸方向の異なる位置で、各突出片71の先端部が向かい合うように配置される、又は突出片71が交差するように配置される。この形態の製造過程では、必要に応じて、成形型の所定の位置に非磁性部材7を支持する部材が用いられる。
 一つの第一のコア片31が複数の非磁性部材7を備える場合、各非磁性部材7の形状、大きさは等しくすることもできるし、異ならせることもできる。非磁性部材7の形状、大きさが等しい場合、第一のコア片31は単純な形状といえ、成形し易い。また、例えば、一つの第一のコア片31が複数の非磁性部材7を備える場合、非磁性部材7を一つのみ備える場合に比較して、各突出片71の厚さtを薄くすることができる。この理由は、非磁性部材7を一つのみ備える場合の突出片71の厚さを複数の突出片71で分割できるからである。そのため、一つの第一のコア片31が複数の非磁性部材7を有すると、各非磁性部材7の配置箇所からの漏れ磁束、及びこの漏れ磁束に起因する損失が低減され易い。
≪形成位置≫
 非磁性部材7は、複合材料の成形体30の軸方向の任意の位置に設けられる。本例では、第一のコア片31における非磁性部材7の形成位置は、第一のコア片31の軸方向の中心である。このような第一のコア片31は、第一のコア片31の軸方向に二等分する線分を軸として、対称形状である。
 一つの第一のコア片31が複数の非磁性部材7を備える等して、複数の突出片71を備える場合、第一のコア片31の軸方向に隣り合う突出片71の間隔がある程度広く設けられると、第一のコア片31の強度が高められ易い。この理由は、複数の突出片71によって、複合材料の成形体30が分断されることに起因する強度の低下を低減し易く、第一のコア片31の一体物としての強度を高め易いからである。隣り合う突出片71の間隔は、非磁性部材7の個数や基部70の大きさ等にもよるが、例えば、第一のコア片31の長さの10%以上、第一のコア片31の長さの50%未満が挙げられる。上記間隔は、例えば、第一のコア片31の長さ/(上記軸方向に並ぶ突出片71の個数+1)としてもよい。
≪ゲート痕≫
 その他、第一のコア片31は、代表的には、複合材料の成形体30の外周面に、図2B~図2Dに示すゲート痕75を有する。ゲート痕75は、第一のコア片31の製造過程で、複合材料の成形体30を射出成形等で成形する場合、成形型のキャビティ内に原料の流動物を導入するゲートに充填された流動物の残存物である。ゲートの図示は省略する。ゲート痕75は、上記キャビティ内におけるゲートの設置位置に対応して、複合材料の成形体30に設けられる。そのため、複合材料の成形体30におけるゲート痕75の位置は、キャビティ内におけるゲートの配置位置を調整することで変更できる。
 なお、図2B,図2Dは、分かり易いようにゲート痕75を誇張して示す。図2Cは、ゲート痕75を太線の円形で示す。ゲート痕75の形状、大きさは、用いるゲートによって異なる。ゲートは、例えば、ピンゲート、ファンゲート等が挙げられる。図2B~図2Dのゲート痕75の形状、大きさは例示である。
 ゲート痕75の配置位置の一例として、本例に示すように複合材料の成形体30の外周面における突出片71の先端側にゲート痕75を有する形態が挙げられる。詳しくは、突出片71をその突出方向に沿って延長させた仮想の延長部をとる。第一のコア片31は、複合材料の成形体30の外周面における上記仮想の延長部との交点位置にゲート痕75を有する。このような第一のコア片31は、代表的には、製造過程で、複合材料の成形体30の原料である流動物を突出片71の先端側から基部70側、即ち根元側に向って導入することで製造できる。上記流動物の導入方向を突出片71の突出方向に沿った方向とすることで、突出片71が上記流動物に押圧されて位置ずれしたり、倒れたり、変形したり、折損したりすることを防止し易い。そのため、複合材料の成形体30の所定の位置に突出片71が挿入された第一のコア片31が精度よく成形され易い。ひいては、リアクトル1は製造性に優れる。
 ゲート痕75の配置位置は適宜変更できる。非磁性部材7の突出片71の大きさや傾斜角度θ等によっては、ゲート痕75の配置位置は複合材料の成形体30の外周面における上述の交点位置からずれた位置でもよい。
≪巻回部に対する第一コア片の配置状態≫
 本例のリアクトル1は、コイル2が二つの巻回部2a,2bを備え、巻回部2a,2bの内側にそれぞれ配置される非磁性部材7の突出片71を含む第一のコア片31を備える。この場合、各第一のコア片31における基部70の向き、突出片71の向きは適宜選択できる。図1に示すように、各第一のコア片31は、基部70が向かい合うと共に、突出片71が離反するように配置される形態でもよい。以下、この形態を内寄り形態と呼ぶ。又は、各第一のコア片31は、突出片71が向かい合うと共に、基部70が離反するように配置される形態でもよい。以下、この形態を外寄り形態と呼ぶ。外寄り形態は、実施形態2として後述する。
 又は、主として一方の巻回部2a内に配置される第一のコア片31の突出片71と、主として他方の巻回部2b内に配置される第一のコア片31の突出片71とが交差するように、例えば直交するように配置される形態でもよい。以下、この形態を交差形態と呼ぶ。交差形態の一例として、以下が挙げられる。一方の第一のコア片31では、基部70が周面313に配置され、突出片71が周面313から対向する周面315に向かって配置される。他方の第一のコア片31では、基部70が周面314に配置され、突出片71が周面314から対向する周面316に向かって配置される。即ち、各コア片31における基部70の配置位置が90°ずれた位置となるように非磁性部材7が配置される。
 ここで、図1に示すような環状の磁性コア3では、環の内周側の領域が環の外周側の領域に比較して磁束が密に通過し易い。基部70が向かい合い、突出片71が離反する内寄り形態は、磁束が密に通過し易い内周側の領域に突出片71が確実に存在する。そのため、内寄り形態は、外寄り形態や交差形態に比較して、磁気ギャップとして良好に機能し、磁気飽和し難い。
 なお、二つの巻回部2a,2bのうち、少なくとも一方の内側に主として配置される第一のコア片31が複数の非磁性部材7を有する場合、上述の内寄り形態をなす非磁性部材7、外寄り形態をなす非磁性部材7、及び交差形態をなす非磁性部材7の少なくとも一つを含む。
≪構成材料≫
 非磁性部材7を構成する非磁性材料は、非金属であることが好ましい。この理由は、渦電流損等の損失を低減でき、低損失なリアクトル1にできるからである。非磁性の非金属材料の一例として、各種の樹脂、セラミックス等が挙げられる。非磁性部材7の構成材料が樹脂である場合、製造過程で、複合材料の成形体30の原料である流動物に接しても変形したり、溶解したりしない程度の耐熱性を有する樹脂が好ましい。例えば、熱変形温度が200℃以上、好ましくは250℃以上の樹脂が挙げられる。
 具体的な樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂の一例として、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂の一例として、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。非磁性部材7の構成材料が樹脂であれば、セラミックスである場合と比較して、非磁性部材7を容易に成形し易い。このような非磁性部材7は製造性に優れる。
 セラミックスの一例として、アルミナ等が挙げられる。非磁性部材7の構成材料がセラミックスであれば、非磁性部材7は剛性、強度に優れる。そのため、第一のコア片31の製造過程で、突出片71が上述の流動物に押圧されて位置ずれしたり、倒れたり、変形したり、折損したりすることを防止し易い。
《コア片の構成材料》
 磁性コア3を構成する複数のコア片は、軟磁性材料を主体とする成形体等が挙げられる。軟磁性材料は、鉄や鉄合金、例えばFe-Si合金、Fe-Ni合金等といった金属、フェライト等の非金属等が挙げられる。上記成形体は、複合材料の成形体、圧粉成形体、軟磁性材料からなる板材の積層体、焼結体等が挙げられる。複合材料の成形体は、磁性粉末と樹脂とを含む。複合材料の成形体の詳細は後述する。圧粉成形体の詳細は後述する。板材の積層体は、代表的には電磁鋼板等の板材が積層されたものが挙げられる。焼結体は、代表的には、フェライトコア等が挙げられる。全てのコア片の構成材料が等しい形態、全て異なる形態、本例のように構成材料が同じであるコア片を一部に含む形態のいずれも利用できる。但し、磁性コア3を構成する複数のコア片のうち、非磁性部材7を備える第一のコア片31は、複合材料の成形体からなるものとする。
≪複合材料の成形体≫
 複合材料の成形体において、複合材料中の磁性粉末の含有量は、例えば、30体積%以上80体積%以下が挙げられる。複合材料中の樹脂の含有量は、例えば10体積%以上70体積%以下が挙げられる。磁性粉末の含有量が多く、樹脂の含有量が少ないほど、飽和磁束密度や比透磁率が高められたり、放熱性が高められたりし易い。飽和磁束密度や比透磁率の向上、放熱性の向上を望む場合等では、磁性粉末の含有量は50体積%以上、更に55体積%以上、60体積%以上でもよい。磁性粉末の含有量が少なく、樹脂の含有量が多いほど、電気絶縁性が高められて渦電流損失が低減され易い。製造過程では、複合材料が流動性に優れる。損失の低減、流動性の向上を望む場合等では、磁性粉末の含有量は75体積%以下、更に70体積%以下でもよい。又は樹脂の含有量は30体積%超でもよい。
 複合材料の成形体は、上述のように磁性粉末の含有量や樹脂の含有量の多寡だけでなく、磁性粉末の組成によっても、飽和磁束密度や比透磁率を容易に異ならせられる。リアクトル1が所定の磁気特性、例えば所定のインダクタンスを有するように、上記磁性粉末の組成や磁性粉末の含有量、樹脂の含有量等を調整するとよい。
 複合材料の成形体において複合材料中の樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂の一例として、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂の一例として、PPS樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、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レート(PBT)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂等が挙げられる。その他、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたBMC(Bulk molding compound)、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴム等も利用できる。
 複合材料の成形体は、磁性粉末及び樹脂に加えて、非磁性材料からなる粉末を含有してもよい。非磁性材料として、アルミナやシリカ等のセラミックス、各種の金属等が挙げられる。複合材料の成形体は、非磁性材料からなる粉末を含有することで、放熱性を高められる。また、セラミックスといった非金属かつ非磁性材料からなる粉末は、電気絶縁性にも優れて好ましい。非磁性材料からなる粉末の含有量は、例えば、0.2質量%以上20質量%以下が挙げられる。上記含有量は、更に0.3質量%以上15質量%以下、0.5質量%以上10質量%以下としてもよい。
 複合材料の成形体は、射出成形や注型成形等の適宜な成形方法によって製造できる。代表的には、磁性粉末と樹脂とを含む原料を用意し、流動状態の原料、即ち流動物を成形型に充填した後、固化することが挙げられる。磁性粉末には、上述の軟磁性材料からなる粉末や、粉末粒子の表面に絶縁材料等からなる被覆層を備える粉末等が利用できる。
 特に、非磁性部材7を備える第一のコア片31は、上述のように成形型として、キャビティ内に複合材料の成形体30を支持する溝が設けられたものを利用することが挙げられる。必要に応じて、非磁性部材7を支持する部材が成形型に取り付けられてもよい。
≪圧粉成形体≫
 圧粉成形体は、代表的には、上述の磁性粉末とバインダーとを含む混合粉末を所定の形状に圧縮成形した後、熱処理を施したものが挙げられる。バインダーは樹脂等を利用できる。バインダーの含有量は30体積%以下程度が挙げられる。熱処理を施すと、バインダーが消失したり、熱変性物になったりする。そのため、圧粉成形体は、複合材料の成形体よりも磁性粉末の含有割合を高め易い。例えば、圧粉成形体における磁性粉末の含有割合は80体積%超、更に85体積%以上が挙げられる。磁性粉末の含有割合が多いことで、圧粉成形体は、樹脂を含有する複合材料の成形体よりも飽和磁束密度や比透磁率が高い傾向にある。
《磁気特性》
 第一のコア片31において複合材料の成形体30の比透磁率は、例えば5以上50以下であることが挙げられる。複合材料の成形体30の比透磁率は、10以上45以下、更に40以下、35以下、30以下とより低くしてもよい。このような低透磁率の複合材料の成形体30を含む磁性コア3を備えるリアクトル1は、磁気飽和し難い。そのため、非磁性部材7の突出片71の厚さtを薄くすることができる。突出片71の厚さtが薄ければ、突出片71の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。ひいては、リアクトル1は上述のように低損失で小型である。
 巻回部2a,2bの外側に配置される第二のコア片32の比透磁率は、上述の複合材料の成形体30の比透磁率よりも大きいことが好ましい。この理由の一つは、第一のコア片31と第二のコア片32間での漏れ磁束を低減できるからである。ひいては、上記漏れ磁束に起因する損失が低減され、リアクトル1は低損失である。別の理由は、複合材料の成形体30の比透磁率が例えば5~50であり、第二のコア片32の比透磁率が上記複合材料の成形体30の比透磁率に等しい場合に比較して、リアクトル1は大きなインダクタンスを有しつつ、小型になり易いからである。
 特に、第二のコア片32の比透磁率が複合材料の成形体30の比透磁率の2倍以上であると、第一のコア片31と第二のコア片32間での漏れ磁束がより確実に低減される。複合材料の成形体30の比透磁率と第二のコア片32の比透磁率との差が大きいほど、上記漏れ磁束が低減され易い。損失の低減を望む場合等では、第二のコア片32の比透磁率は複合材料の成形体30の比透磁率の2.5倍以上、更に3倍以上、5倍以上、10倍以上でもよい。
 第二のコア片32の比透磁率は、例えば50以上500以下であることが挙げられる。第二のコア片32の比透磁率は、80以上、更に100以上、150以上、180以上とより高くしてもよい。このような高透磁率のコア片32は、複合材料の成形体30の比透磁率との差をより大きくし易い。例えば複合材料の成形体30の比透磁率が50である場合、第二のコア片32の比透磁率が100以上であれば、複合材料の成形体30の2倍以上である。上記比透磁率の差が大きいことで、上述のように第一のコア片31と第二のコア片32間での漏れ磁束がより低減され易く、リアクトル1はより低損失になり易い。また、第二のコア片32の比透磁率が大きいほど、第二のコア片32を第一のコア片31に比較して小さくすることができる。この点から、リアクトル1はより小型になり易い。
 ここでの比透磁率は以下のように求める。
 第一のコア片31に備えられる複合材料の成形体30,第二のコア片32と同様の組成からなるリング状の試料を作製する。リング状の試料の大きさは、外径34mm、内径20mm、厚さ5mmである。
 上記リング状の試料に一次側:300巻きの巻線、二次側:20巻きの巻線を施し、B-H初磁化曲線をH=0(Oe)~100(Oe)の範囲で測定する。
 得られたB-H初磁化曲線のB/Hの最大値を求める。この最大値を比透磁率とする。ここでの磁化曲線とは、いわゆる直流磁化曲線である。
 複合材料の成形体30の比透磁率の測定に用いるリング状の試料は、非磁性部材7が無いものとする。
 本例の各第一のコア片31は複合材料の成形体30を主体とする。本例の第二のコア片32は圧粉成形体からなる。複合材料の成形体30の比透磁率は5以上50以下である。第二のコア片32の比透磁率は、50以上500以下であり、かつ複合材料の成形体30の比透磁率の2倍以上である。
 なお、本例では、各第一のコア片31に備えられる複合材料の成形体30は同一組成である。そのため、両複合材料の成形体30の比透磁率は実質的に等しい。各第一のコア片31に備えられる複合材料の成形体30の組成が異なってもよい。
〈保持部材〉
 その他、リアクトル1は、コイル2と磁性コア3との間に介在される保持部材5を備えてもよい。図1は、保持部材5を二点鎖線で仮想的に示す。
 保持部材5は代表的には電気絶縁材から構成されて、コイル2と磁性コア3との間の電気絶縁性の向上に寄与する。また、保持部材5は、巻回部2a,2b及びコア片31,32を保持して、巻回部2a,2bに対するコア片31,32の位置決めに利用される。保持部材5は、代表的には、巻回部2a,2bに対して所定の隙間を設けるようにコア片31を保持する。リアクトル1が後述する樹脂モールド部6を備える場合、上記隙間は流動状態の樹脂の流路に利用できる。従って、保持部材5は、樹脂モールド部6の製造過程で上記流路を確保することにも寄与する。
 図1に例示する保持部材5は、第一のコア片31の端部と第二のコア片32との接触箇所及びその近傍に配置される長方形の枠状の部材である。例えば、保持部材5は、以下の貫通孔と、支持片と、コイル側の溝部と、コア側の溝部とを備えるものが挙げられる。保持部材5の詳細は図示しない。類似の形状として特許文献1の外側介在部52を参照するとよい。以下、保持部材5において第二のコア片32が配置される側をコア側と呼ぶ。保持部材5において巻回部2a,2bが配置される側をコイル側と呼ぶ。
 貫通孔は、保持部材5のコア側から保持部材5のコイル側に貫通し、第一のコア片31が挿通される。支持片は、貫通孔を形成する内周面から部分的に突出して第一のコア片31の外周面の一部、例えば角部を支持する。第一のコア片31が支持片に保持されると、巻回部2a,2bと第一のコア片31との間には、支持片の厚さに応じた隙間が設けられる。コイル側の溝部は、保持部材5のコイル側に設けられ、各巻回部2a,2bの端面及びその近傍が嵌め込まれる。コア側の溝部は、保持部材5のコア側に設けられ、第二のコア片32における第一のコア片31との接触面及びその近傍が嵌め込まれる。
 保持部材5は、上述の機能を有すれば、形状や大きさ等を適宜変更できる。また、保持部材5は、公知の構成を利用できる。例えば、保持部材5は、上述の枠状の部材とは独立した部材であって、巻回部2a,2bとコア片31との間に配置される部材を含んでもよい。類似の形状として特許文献1の内側介在部51を参照するとよい。
 保持部材5の構成材料は、樹脂といった電気絶縁材料が挙げられる。樹脂の具体例は、上述の複合材料の成形体の項を参照するとよい。代表的には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。保持部材5は、射出成形等の公知の成形方法によって製造できる。
〈樹脂モールド部〉
 その他、リアクトル1は、磁性コア3の少なくとも一部を覆う樹脂モールド部6を備えてもよい。図1は、樹脂モールド部6を二点鎖線で仮想的に示す。
 樹脂モールド部6は、磁性コア3の少なくとも一部を覆うことで、磁性コア3を外部環境から保護したり、機械的に保護したり、磁性コア3とコイル2や周囲部品との間の電気絶縁性を高めたりする機能を有する。樹脂モールド部6は、図1に例示するように磁性コア3を覆い、巻回部2a,2bの外周を覆わず露出させると、リアクトル1は放熱性にも優れる。この理由は、巻回部2a,2bが液体冷媒等の冷却媒体に直接接触できるためである。
 樹脂モールド部6の一例として、図1に示すように内側樹脂部61と外側樹脂部62とを備える形態が挙げられる。内側樹脂部61は、巻回部2a,2bの内側に存在し、第一のコア片31の少なくとも一部を覆う。外側樹脂部62は、巻回部2a,2bの外側に存在し、第二のコア片32の少なくとも一部を覆う。また、樹脂モールド部6は、内側樹脂部61と外側樹脂部62とが連続する一体成形物であり、磁性コア3を構成するコア片31,32を一体に保持することが挙げられる。樹脂モールド部6によって磁性コア3を構成するコア片31,32が一体に保持されることで、磁性コア3の一体物としての剛性が高められ、リアクトル1は強度に優れる。
 内側樹脂部61,外側樹脂部62の被覆範囲、厚さ等は適宜選択できる。例えば、樹脂モールド部6は磁性コア3の外周面の全面を覆ってもよい。又は、例えば、外側樹脂部62は第二のコア片32の一部を覆わずに露出させてもよい。又は、例えば、樹脂モールド部6は、概ね一様な厚さでもよいし、局所的に厚さが異なっていてもよい。その他、樹脂モールド部6は、内側樹脂部61が第一のコア片31における第二のコア片32との連結箇所及びその近傍のみを覆うものであってもよい。又は、樹脂モールド部6は、内側樹脂部61を備えておらず、実質的に第二のコア片32のみを覆うものであってもよい。
 樹脂モールド部6の構成材料は、各種の樹脂が挙げられる。例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂の一例として、PPS樹脂、PTFE樹脂、LCP、PA樹脂、PBT樹脂等が挙げられる。上記構成材料は、樹脂に加えて、熱伝導性に優れる粉末、上述の非磁性材料からなる粉末を含有してもよい。上記粉末を含む樹脂モールド部6は、放熱性に優れる。その他、樹脂モールド部6の構成樹脂と保持部材5の構成樹脂とが同じ樹脂であれば、両者の接合性に優れる。また、両者の熱膨張係数が同じであるため、熱応力による樹脂モールド部6の剥離や割れ等が抑制される。樹脂モールド部6の成形には、射出成形等が利用できる。
〈リアクトルの製造方法〉
 実施形態1のリアクトル1は、例えば、コア片31,32を用意して、コイル2と組み付けることで製造できる。適宜、保持部材5が組み付けられる。樹脂モールド部6を備えるリアクトル1は、コイル2と磁性コア3と保持部材5とを組み付けたものを樹脂モールド部6の成形金型に収納し、流動状態の樹脂によって磁性コア3を被覆することで製造できる。成形金型の図示は省略する。
 複合材料の成形体30と非磁性部材7とを備える第一のコア片31は、上述のようにキャビティ内に非磁性部材7の基部70を支持する溝を備える成形型等を利用して、射出成形等で製造するとよい。非磁性部材7は、所定の形状、大きさのものを別途製造して用意すればよい。成形型の溝に基部70を配置することで、キャビティ内に突出片71が立設した状態が維持される。この立設状態で、上述のように突出片71の先端側等から、複合材料の成形体30の原料である流動物を導入するとよい。本例では、各第一のコア片31は同一形状、同一の大きさである。複合材料の成形体30は同一の形状、同一の大きさ、同一の組成である。非磁性部材7は同一の形状、同一の大きさ、同一の構成材料である。そのため、一つの成形型を共用して、複数の第一のコア片31を製造することができる。また、複数の第一のコア片31を同じ原料、同じ製造条件で製造することができる。
 樹脂モールド部6の製造では、流動状態の樹脂を一方のコア片32から他方のコア片32に向かうように導入する一方向の充填方法が利用できる。又は流動状態の樹脂を二つのコア片32のそれぞれから巻回部2a,2b内に向かうように導入する二方向の充填方法が利用できる。
〈用途〉
 実施形態1のリアクトル1は、電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品、例えば種々のコンバータや電力変換装置の構成部品等に利用できる。コンバータの一例として、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、燃料電池自動車等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等が挙げられる。
〈主要な効果〉
 実施形態1のリアクトル1は、第一のコア片31に備えられる非磁性部材7の突出片71を磁気ギャップとして利用できる。第一のコア片31が複合材料の成形体30を主体とし、複合材料中の樹脂が磁気ギャップとして機能することからも、磁気飽和し難い。従って、リアクトル1は、使用電流値が大きい場合でも磁気飽和し難い。
 また、実施形態1のリアクトル1は、第一のコア片31を構成する複合材料の成形体30と非磁性部材7とが一体物である。そのため、隣り合うコア片の間隔を保持する部材やギャップ板等が不要であり、組立部品点数が少なく、リアクトル1は組み立て易い。コア片とギャップ板とを接着剤で接合しなくてよく、接着剤の固化時間も省略できる。従って、リアクトル1は、製造性に優れる。
 第一のコア片31が複合材料の成形体30を主体とすることで、複合材料の成形体30を射出成形等で成形する際に非磁性部材7を同時に一体化できる。また、非磁性部材7は基部70と突出片71とを備えることで、成形型内の所定の位置に非磁性部材7が支持され易く、別途、支持部材等が不要である。また、このような非磁性部材7は、複合材料の成形体30の原料となる流動物に押圧されても、突出片71の位置ずれや変形、折損等を防止し易い。これらのことから、第一のコア片31は、容易に、かつ精度よく成形される。このことからも、リアクトル1は、製造性に優れる。
 更に、実施形態1のリアクトル1は、以下の効果を奏する。
(a)非磁性部材7の突出片71が巻回部2a,2bの内側に配置される。そのため、突出片71が巻回部2a,2bの外側に配置される場合に比較して、突出片71の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。従って、リアクトル1は、所定のインダクタンスを良好に確保できる。
(b)複合材料の成形体30を主体とする第一のコア片31は、電磁鋼板の積層体や圧粉成形体に比較して磁気飽和し難い。この点から、非磁性部材7の突出片71の厚さtを薄くすることができる。突出片71の厚さtが薄いことで、突出片71の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。巻回部2a,2bと第一のコア片31とを近接させても、上記漏れ磁束に起因する損失、例えば銅損が低減される。第一のコア片31が樹脂を含むことで電気絶縁性に優れることからも、巻回部2a,2bと第一のコア片31とを近接させることができる。上述の近接配置によって、リアクトル1は小型になり易い。従って、リアクトル1は、低損失で、小型である。
(c)複合材料の成形体30は、樹脂を含むことで、電気絶縁性に優れるため、渦電流損失が低減される。鉄損といった交流損失を低減できる点から、リアクトル1は、低損失である。
 更に、本例のリアクトル1は、以下の効果を奏する。
 各巻回部2a,2bの内側に配置される箇所を有するコア片がいずれも第一のコア片31であり、複合材料の成形体30を主体とする。複数のコア片を射出成形等で容易に形成できることからも、リアクトル1は製造性に優れる。また、各巻回部2a,2bの内側に配置される箇所を有するコア片が第一のコア片31であれば、上述のように非磁性部材7の突出片71の配置箇所からの漏れ磁束が低減される。そのため、リアクトル1はより低損失で小型である。
 主として巻回部2a,2bに配置される各第一のコア片31の配置形態が上述の内寄り形態である。環状の磁性コア3において磁束が密に通過し易い内周側の領域に、両第一のコア片31の突出片71が磁束方向に直交するように配置される。そのため、磁気飽和がより確実に低減されて、リアクトル1は磁気飽和し難い。
[実施形態2]
 以下、主に図3を参照して、実施形態2のリアクトル1を説明する。
 実施形態2のリアクトル1の基本的構成は、実施形態1と同様である。実施形態2における実施形態1との主な相違点は、主として各巻回部2a,2bの内側に配置される各第一のコア片31における非磁性部材7の配置状態にある。実施形態2のリアクトル1は、上述の外寄り形態である。以下、この相違点を詳細に説明し、実施形態1と重複する構成及び効果は詳細な説明を省略する。
 実施形態2のリアクトル1では、コイル2が二つの巻回部2a,2bを備え、磁性コア3は、巻回部2a,2bの内側にそれぞれ配置される非磁性部材7の突出片71を含む第一のコア片31を備える。各第一のコア片31は、突出片71が向かい合い、基部70が離反するように配置される。図3は、一方の巻回部2a内に配置される非磁性部材7について、基部70が紙面下側に位置し、他方の巻回部2b内に配置される非磁性部材7について基部70が紙面上側に位置する場合を例示する。
 実施形態2のリアクトル1は、例えば、図3の紙面下側が図示しない設置対象に近い側となり、紙面上側が設置対象から離れる側となるように設置対象に取り付けられることが挙げられる。この場合、設置対象に近い側である一方の巻回部2a内の非磁性部材7において、突出片71は、設置対象に近い側に寄っているといえる。また、設置対象から離れる側である他方の巻回部2b内の非磁性部材7において、突出片71は、設置対象から離れるように設置されるといえる。
《主要な効果》
 外寄り形態のリアクトル1は、以下に説明するように、設置対象に近い側に非磁性部材7の突出片71が寄せられた状態であると、放熱性に優れる。
 一方の巻回部2aは、巻回部2a側の第一のコア片31に備えられる突出片71の配置箇所からの漏れ磁束に起因して発熱し易い。しかし、この突出片71は、巻回部2aにおいて設置対象に近い側の領域、ここでは図3の紙面下側の領域に近い。以下、この領域を設置側の領域と呼ぶ。一方の巻回部2aにおける設置側の領域が設置対象によって冷却されると、第一のコア片31及び一方の巻回部2aは、上記設置対象に効率よく伝熱できる。本例では、各巻回部2a,2bと第一のコア片31とが同軸となるようにコイル2と磁性コア3とが配置される。一方の巻回部2aの軸に対して、巻回部2a側の第一のコア片31の軸が設置対象に近づくように第一のコア片31が偏心されてもよい。この場合、巻回部2a側の第一のコア片31に備えられる突出片71は、一方の巻回部2aにおける設置側の領域に近づく。そのため、第一のコア片31及び一方の巻回部2aは、上記設置対象に効率よく伝熱できる。
 他方の巻回部2bは、巻回部2b側の第一のコア片31に備えられる突出片71の配置箇所からの漏れ磁束に起因して発熱し易い。しかし、この突出片71は、他方の巻回部2bにおいて設置対象から離れる側、ここでは図3の紙面上側の領域に近い。他方の巻回部2bにおいて設置対象から離れる側は、巻回部2aに比較して外部環境に近く、外部環境から冷却され易い。図示しない冷却機構が巻回部2bに近接配置されていれば、第一のコア片31及び他方の巻回部2bは、この冷却機構に効率よく伝熱できる。この点からも、リアクトル1は放熱性に優れる。上述のように他方の巻回部2bと第一のコア片31とが偏心された場合でも、第一のコア片31及び他方の巻回部2bは、外部環境や冷却機構に効率よく伝熱できる。
 本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 例えば、上述の実施形態1,2に対して、以下の少なくとも一つの変更が可能である。
(変形例A)非磁性部材の突出片が第一のコア片の軸方向に対して非直交に交差する。
 この場合、突出片における突出方向に沿った長さが長くなり易い。そのため、突出片における複合材料の成形体との接触面積が増大される。従って、非磁性部材は、複合材料の成形体に強固に保持される。
(変形例B)磁性コアを構成するコア片が全て複合材料の成形体を主体とする。
 この形態は、例えば、複合材料の成形体と圧粉成形体とを備える実施形態1に比較して、磁気飽和し難い。そのため、非磁性部材の突出片の厚さを薄くすることができる。突出片の配置箇所からの漏れ磁束が低減されることで、このリアクトルは低損失である。また、各コア片が電気絶縁性にも優れ、渦電流損が低減される。鉄損といった交流損失が低減されることからも、このリアクトルは低損失である。
(変形例C)磁性コアを構成するコア片の個数が2個、3個、又は5個以上である。
 コア片の個数が少ないほど、リアクトルの組立部品点数が削減され、リアクトルの製造性が向上する。コア片の個数が多いと、実施形態1で説明したように各コア片の構成材料の自由度が高められ、磁気特性等の調整が行い易い。
 コア片の個数が2個の場合、例えば、U字状のコア片を二つ備える形態、L字状のコア片を二つ備える形態、U字状のコア片とI字状のコア片とを備える形態等が利用できる。いずれの形態も、複合材料の成形体と非磁性部材とを備えるコア片を含み、このコア片において巻回部内に配置される箇所に非磁性部材の突出片を備えるとよい。
(変形例D)コイルが二つの巻回部を備える場合、一方の巻回部の内側に配置される箇所を有するコア片が複合材料の成形体と非磁性部材とを備える第一のコア片であり、他方の巻回部の内側に配置される箇所を有するコア片が第一のコア片以外である。
 例えば、第一のコア片以外のコア片は圧粉成形体等でもよい。
(変形例E)巻回部内に配置される箇所を含むコア片の外周形状が巻回部の内周形状に非相似である。
 この形態は、巻回部とコア片との間隔を広く確保し易い。そのため、非磁性部材において突出片の配置箇所からの漏れ磁束に起因する損失、例えば銅損が低減される。
(変形例F)リアクトルが以下の少なくとも一つを備える。いずれも図示を省略する。
(F-1)リアクトルは、温度センサ、電流センサ、電圧センサ、磁束センサ等のリアクトルの物理量を測定するセンサを備える。
(F-2)リアクトルは、コイルの巻回部の外周面の少なくとも一部に取り付けられる放熱板を備える。
 放熱板は、例えば金属板、熱伝導性に優れる非金属無機材料からなる板材等が挙げられれる。特に非磁性部材を備える第一のコア片が配置される巻回部に放熱板が設けられると、リアクトルが放熱性に優れて好ましい。この理由は、上述のように非磁性部材を有する第一のコア片が配置される巻回部は、非磁性部材における突出片の配置箇所からの漏れ磁束に起因して、発熱し易いからである。第一のコア片が配置されない巻回部に放熱板が設けられてもよい。
(F-3)リアクトルは、リアクトルの設置面と設置対象、又は上記の放熱板との間に介在される接合層を備える。
 接合層は、例えば接着剤層が挙げられる。電気絶縁性に優れる接着剤とすると、放熱板が金属板であっても、接着剤層によって巻回部と放熱板との間の絶縁性が高められて好ましい。
(F-4)リアクトルは、外側樹脂部に一体に成形され、リアクトルを設置対象に固定するための取付部を備える。
 1 リアクトル
 2 コイル
  2a,2b 巻回部
 3 磁性コア
  30 複合材料の成形体、31 第一のコア片、32 第二のコア片
  311,312 端面、313,314,315,316 周面
 5 保持部材
 6 樹脂モールド部
  61 内側樹脂部、62 外側樹脂部
 7 非磁性部材
  70 基部、7o 外側面、7i 内側面、71 突出片、75 ゲート痕
 L 突出長さ、t 厚さ、w 幅、h 高さ

Claims (8)

  1.  巻回部を有するコイルと、
     前記巻回部の内側と前記巻回部の外側とに配置される磁性コアとを備え、
     前記磁性コアは、複数のコア片を組み合わせて構成され、
     前記複数のコア片のうち、少なくとも一つのコア片は、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体と、非磁性部材とを備える第一のコア片であり、
     前記非磁性部材は、
      前記複合材料の成形体に一体に保持されており、
      前記複合材料の成形体の外周面に沿って配置される基部と、
      前記基部から立設される突出片とを備え、
     前記突出片は、
      前記第一のコア片の軸方向に交差するように、前記複合材料の成形体における前記巻回部の内側に配置される箇所の内部に挿入される、
    リアクトル。
  2.  前記複合材料の成形体の外周面における前記突出片の先端側にゲート痕を有する請求項1に記載のリアクトル。
  3.  前記突出片における前記基部からの突出長さは、前記第一のコア片の軸方向に直交する方向に沿った長さの1/2超であり、
     前記突出片における前記軸方向に沿った最大長さは、2mm未満である請求項1又は請求項2に記載のリアクトル。
  4.  前記複合材料の成形体を前記第一のコア片の軸方向に直交する平面で切断した断面の外形を内包する最小の長方形を仮想し、
     前記突出片の突出方向は、仮想の前記長方形の長辺に沿った方向である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のリアクトル。
  5.  前記コイルは、隣り合って並ぶ二つの前記巻回部を備え、
     前記磁性コアは、二つの前記巻回部の内側にそれぞれ配置される前記突出片を含む前記第一のコア片を備え、
     前記第一のコア片のそれぞれは、前記基部が向かい合うと共に、前記突出片が離反するように配置される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のリアクトル。
  6.  前記複合材料の成形体の比透磁率は、5以上50以下であり、
     前記巻回部の外側に配置される第二のコア片の比透磁率は、前記複合材料の成形体の比透磁率の2倍以上である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のリアクトル。
  7.  前記第二のコア片の比透磁率は、50以上500以下である請求項6に記載のリアクトル。
  8.  前記磁性コアの少なくとも一部を覆う樹脂モールド部を備える請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のリアクトル。
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