WO2020080080A1 - リアクトル - Google Patents

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WO2020080080A1
WO2020080080A1 PCT/JP2019/038559 JP2019038559W WO2020080080A1 WO 2020080080 A1 WO2020080080 A1 WO 2020080080A1 JP 2019038559 W JP2019038559 W JP 2019038559W WO 2020080080 A1 WO2020080080 A1 WO 2020080080A1
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core
slit portion
reactor
slit
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PCT/JP2019/038559
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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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Publication date
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    • H01F27/2823Wires
    • H01F2027/2842Wire coils wound in conical zigzag to reduce voltage between winding turns

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, Of the plurality of core pieces, at least one core piece is a first core piece made of a molded body of a composite material containing magnetic powder and a resin,
  • the first core piece includes a slit portion at a position arranged inside the winding portion, The depth direction of the slit portion is along a direction intersecting the axial direction of the first core piece,
  • the slit portion is provided so as to open on one side in the depth direction on the outer peripheral surface of the first core piece and close the other side.
  • 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. 3A is a schematic plan view showing another example of the first core piece included in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3B is a schematic plan view showing still another example of the first core piece included in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing another example of the first core piece included in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3B is a schematic plan view showing still another example of the first core piece included in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3C is a schematic plan view showing still another example of the first core piece provided in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3D is a schematic plan view showing still another example of the first core piece included in the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the reactor of the second embodiment.
  • the resin gap is provided between the core pieces as described above, it is difficult for the reactor to be magnetically saturated even when the operating current value is large.
  • a member that supports the interval between the adjacent core pieces to a predetermined size in Patent Document 1, the inner interposition portion 51 is required. Therefore, the number of parts is large. Since the number of parts is large, the assembly time becomes long and the manufacturability of the reactor is deteriorated.
  • 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, Of the plurality of core pieces, at least one core piece is a first core piece made of a molded body of a composite material containing magnetic powder and a resin,
  • the first core piece includes a slit portion at a position arranged inside the winding portion, The depth direction of the slit portion is along a direction intersecting the axial direction of the first core piece,
  • the slit portion is provided so as to open on one side in the depth direction on the outer peripheral surface of the first core piece and close the other side.
  • 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 slit portion of the first core piece is arranged so as to intersect with the magnetic flux direction.
  • Such a slit portion 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 depth direction of the slit portion here is typically from the opening provided on the outer peripheral surface of the first core piece to the bottom of the slit portion toward the inside of the first core piece. Is the direction along the straight line that takes the longest distance of. Details will be described later. Further, the axial direction of the first core piece typically corresponds to the longitudinal direction of the first core piece.
  • the first core piece is 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 slit portion that functions as a magnetic gap in the first core piece itself. Since the first core piece and the magnetic gap are integrally formed, the above-mentioned member for holding the interval between the adjacent core pieces, the gap plate, and the like can be omitted.
  • the reactor of the present disclosure is excellent in manufacturability because not only the number of parts can be reduced but also the solidification time of the adhesive for joining the core piece and the gap plate is unnecessary.
  • the first core piece having the slit portion is a molded body of a composite material, it can be easily formed by injection molding or the like. Also from this point, the reactor of the present disclosure is excellent in manufacturability.
  • the magnetic gap formed by the slit portion may be an air gap.
  • the reactor of the present disclosure has a low loss and a small size because the first core piece is 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 slit portion can be reduced. Since the thickness of the slit portion is thin to some extent, the leakage magnetic flux from the slit portion 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. From this point, the reactor of the present disclosure has low loss. Since the composite material contains a resin and has excellent electrical insulation, eddy current loss is reduced.
  • the reactor of the present disclosure Since the AC loss such as iron loss is reduced, the reactor of the present disclosure has low loss. Further, the reactor of the present disclosure is compact 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 tends to be small.
  • the thickness of the slit portion here is the maximum length along the axial direction of the first core piece.
  • the first core piece has the slit portion, it has excellent strength.
  • the reason for this is that the first core piece can easily secure a large volume in the region on the side where the slit portion is closed, and can easily increase the mechanical strength.
  • the size of the depth of the slit portion along the direction orthogonal to the axial direction is 1/3 or more and 1/2 or less of the length of the first core piece along the direction orthogonal to the axial direction. There is a certain form.
  • the slit part in the above-mentioned form works well as a magnetic gap. Therefore, the above-mentioned form is hard to be magnetically saturated. Moreover, the slit part in the said form is not too deep. Therefore, the first core piece has excellent moldability. In addition, it is easy to secure a large volume in the region of the first core piece on the side where the slit portion is closed. Therefore, the above-mentioned form is excellent not only in manufacturability but also in strength.
  • the said 1st core piece has the form provided with the some said slit part.
  • each slit portion opens in the same direction or different directions at different positions in the axial direction of the first core piece. That is, each slit portion is provided on the outer peripheral surface of the first core piece such that both slit portions do not open in the depth direction. In such a form, magnetic saturation is less likely to occur as compared with the case where the slit portion is provided so as to open in both the depth directions.
  • the plurality of slit portions are provided, it is easy to reduce the thickness of each slit portion.
  • Such a form has low loss even when the wound portion and the first core piece are brought close to each other as described above.
  • the said form is small size by the above-mentioned proximity arrangement.
  • each slit portion has a plurality of slit portions, the formation position of each slit portion is displaced in the axial direction of the first core piece. Therefore, the volume of the region on the side where each slit portion is closed in the first core piece is likely to be large to some extent. Such a form is also excellent in strength as described above.
  • the depth direction of the slit part may be a direction along the short side of the virtual rectangle.
  • the slit portion is easier to mold than the case where the depth direction of the slit portion is along the long side of the virtual rectangle. Therefore, the above form is more excellent in manufacturability.
  • the coil includes two winding parts arranged side by side,
  • the magnetic core is One of the first core piece including the slit portion arranged inside the one winding portion,
  • An example is a configuration including a second core piece that includes a portion disposed inside the other winding portion, is made of the composite material molded body, and is not provided with the slit portion.
  • the first core piece having the slit portion, and the one winding portion on which the first core piece is arranged are arranged on the side closer to the cooling mechanism, so that the heat radiation is performed as described below. Also excellent in sex.
  • the first core piece and the second core piece have substantially the same specifications such as the composition of the composite material and the shape and size of the core piece, except for the presence or absence of the slit portion.
  • one winding part where the first core piece having the slit part is arranged is more likely to generate heat than the other winding part where the second core piece having no slit part is arranged. .
  • the reason for this is that one winding portion is likely to cause copper loss due to the leakage magnetic flux from the slit portion.
  • the first core piece and the one winding part that are relatively hot are arranged on the side close to the cooling mechanism, and the second core piece and the other winding part that are relatively hard to heat are from the cooling mechanism. By being arranged on the far side, the first core piece and one winding part can efficiently dissipate heat to the cooling mechanism.
  • the cooling mechanism may be incorporated in the reactor installation target.
  • both the first core piece and the second core piece are molded bodies of composite material, and can be easily formed by injection molding or the like. Therefore, the above form is more excellent in manufacturability.
  • both the first core piece and the second core piece are molded bodies of the composite material, even if the winding parts and the core pieces are brought close to each other as described above, this form has low loss. . Further, due to the above-mentioned close arrangement, this form can be made into a small reactor.
  • the length of the opening edge along the circumferential direction of the first core piece in the slit portion may be 1/3 or more and 1/2 or less of the circumferential length of the first core piece.
  • the slit part in the above-mentioned form has a large opening.
  • Such a first core piece is excellent in moldability because the mold material for molding the slit portion can be easily extracted during the manufacturing process. Therefore, the above form is more excellent in manufacturability.
  • the slit portion in the above embodiment is not too large, and it is easy to secure a large volume in the region of the first core piece on the side where the slit portion is closed. Therefore, the above form is also excellent in strength.
  • the relative permeability of the molded body of the composite material is 5 or more and 50 or less
  • the relative magnetic permeability of the third core piece arranged on the outer side of the wound portion is at least twice the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material.
  • the above embodiment has a large inductance and is easily miniaturized as compared with a case where the relative permeability of the molded body of the composite material is the same as the relative permeability of the third core piece of 5 to 50.
  • the molded body of the composite material here constitutes the first core piece, and in the form (5) above, constitutes the first core piece and the second core piece.
  • 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 slit portion can be reduced. If the thickness of the slit portion is thin, the leakage magnetic flux from the slit portion is reduced. Moreover, even if the winding portion and the first core piece or the second 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 leakage magnetic flux between the third core piece and the first core piece or the second core piece is reduced.
  • Such a form has a low loss because the loss due to the above-mentioned leakage magnetic flux is reduced.
  • the third core piece may have a relative magnetic permeability of 50 or more and 500 or less.
  • 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 the present example includes a first core piece 31a including a portion disposed inside one winding portion 2a and a second core including a portion disposed inside the other winding portion 2b.
  • a piece 31b and a third core piece 32 arranged outside the winding portions 2a and 2b are provided.
  • the magnetic core 3 is constructed by assembling these core pieces 31a, 31b, 32 in an annular shape.
  • the core pieces 31a and 31b are arranged so that the respective axial directions are along the axial directions of the winding portions 2a and 2b.
  • Two core pieces 32 are arranged so as to sandwich both core pieces 31a and 31b.
  • 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 31a provided with the slit portion 7 as the core piece forming the magnetic core 3.
  • the first core piece 31a is a molded body containing resin.
  • at least one core piece among the plurality of core pieces is the first core piece 31a made of a molded body of a composite material containing magnetic powder and resin.
  • the first core piece 31a is provided with the slit portion 7 at a position arranged inside the winding portion 2a.
  • the depth direction of the slit portion 7 is along a direction intersecting the axial direction of the first core piece 31a.
  • the slit portion 7 is provided on the outer peripheral surface of the first core piece 31a so as to open in one of the depth directions and close the other.
  • the depth direction of the slit portion 7 is typically the bottom of the slit portion 7 from the opening of the slit portion 7 provided in the first core piece 31a toward the inside of the first core piece 31a. In the case of 1, the direction is along a straight line having the longest distance to the inner bottom surface 70.
  • the depth direction of the slit portion 7 is along the creeping direction of the inner wall surface 71.
  • the depth direction of the slit portion 7 is a direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a.
  • the axial direction corresponds to the left-right direction on the paper surface in FIG.
  • the orthogonal direction corresponds to the vertical direction on the paper surface of FIG.
  • the first core piece 31a of this example has a rectangular parallelepiped shape (FIG. 2A). Therefore, the outer peripheral surface of the first core piece 31a includes two end surfaces 311 and 312 and four peripheral surfaces 313 to 316.
  • the slit portion 7 of the present example is provided so as to open on the peripheral surface 314 located on one side in the depth direction on the outer peripheral surface of the first core piece 31a and close the peripheral surface 316 located on the other side in the depth direction. ing. That is, the slit portion 7 is provided so as to have an opening on one peripheral surface 314 and not have an opening on the other peripheral surface 316 with respect to the opposing peripheral surfaces 314 and 316.
  • the depth direction of the slit portion 7 is as follows. A cross section of the first core piece 31a taken along a plane orthogonal to its axial direction is taken. The smallest rectangle that contains the outline of this cross section is assumed. The slit portion 7 is projected on this virtual rectangle. In the projected image of the slit portion 7, the direction along the short side direction of the rectangle or the long side direction of the rectangle is the depth direction of the slit portion 7.
  • the slit portion 7 is provided at a corner of the rectangular parallelepiped first core piece 31a, and the slit portion 7 is arranged in an L shape.
  • the slit portion 7 may be composed of two inner bottom surfaces and two wall surfaces.
  • the first core piece 31a is arranged such that the axial direction of the first core piece 31a is along the axial direction of the winding portion 2a, that is, the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the slit portion 7 is arranged so as to intersect with the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the slit portion 7 of this example is arranged so as to be orthogonal to the magnetic flux direction of the coil 2.
  • Such a slit portion 7 functions as a magnetic gap and contributes to making the reactor 1 less likely to be magnetically saturated.
  • the slit portion 7 is integrated with the first core piece 31a, which contributes to reduction of the number of parts of the reactor 1.
  • the axial direction of the first core piece 31a here corresponds to the longitudinal direction of the core piece 31a.
  • 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 the present example forms a closed magnetic circuit by annularly combining a total of four core pieces including the core pieces 31a and 31b and the two core pieces 32 as described above.
  • the 1st core piece 31a of this example contains the slit part 7 arrange
  • the second core piece 31b of this example includes a portion arranged inside the other winding portion 2b, and the slit portion 7 is not provided.
  • the two third core pieces 32 are arranged outside the winding portions 2a and 2b, respectively, and the slit portion 7 is not provided.
  • core pieces 31a and 31b arranged inside the winding portions 2a and 2b and core pieces 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 is increased.
  • the constituent materials of the core pieces 31 a and 31 b inside the coil 2 are different from the constituent materials of the core piece 32 outside the coil 2.
  • the constituent materials of the core pieces 31a and 31b are the same.
  • the number of core pieces arranged inside one winding part 2a or 2b is one. Therefore, the number of parts of the magnetic core 3, and eventually the reactor 1, is small.
  • the constituent material and the number of core pieces can be appropriately changed.
  • Modifications E and G described later for example.
  • Each of the core pieces 31a, 31b, 32 of this example has a rectangular parallelepiped shape.
  • the core pieces 31a and 31b of this example have substantially the same shape and substantially the same size except for the presence or absence of the slit portion 7.
  • Each of the core pieces 31a, 31b has an elongated rectangular parallelepiped shape, and is arranged such that the longitudinal direction is along the axial direction of the winding portions 2a, 2b as described above.
  • the outer peripheral shape of each core piece 31a, 31b is substantially similar to the inner peripheral shape of the wound portions 2a, 2b.
  • the end faces 311 and 312 of the core pieces 31a and 31b have a rectangular shape, and the short side length is smaller than the long side length (FIG.
  • the two core pieces 32 have the same shape and the same size.
  • the surface of each core piece 32 to which the core pieces 31a and 31b are connected has an area larger than the total area of the two end surfaces 311 and 312.
  • the sizes of the core pieces 31a, 31b, 32 are adjusted according to the constituent material, the size of the slit portion 7, etc. so that the reactor 1 satisfies predetermined magnetic characteristics.
  • the shape, size, etc. of the core pieces 31a, 31b, 32 can be changed as appropriate.
  • the shape of the core pieces 31a and 31b may be cylindrical, polygonal, or the like.
  • the shape of the third core piece 32 may be a columnar body having a dome-shaped surface or a trapezoidal surface described 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 third core piece 32.
  • the first core piece 31a includes at least one slit portion 7.
  • the slit portion 7 is provided on the first core piece 31a such that the slit portion 7 opens on one side in the depth direction of the first core piece 31a and closes on the other side.
  • Such a slit portion 7 opens in a part of the outer peripheral surface of the first core piece 31a.
  • the slit portion 7 is a recess that does not penetrate the first core piece 31a.
  • the slit portion 7 typically has a thin plate-shaped internal space (FIG. 2A). As shown in FIGS.
  • each slit portion 7 is formed on the outer peripheral surface of the core pieces 31B to 31D. It is provided so that both sides in the depth direction do not open.
  • the slit portion 7 in this example is formed by two inner wall surfaces 71 facing each other and an inner bottom surface 70 connecting both inner wall surfaces 71 (FIG. 1 and the like).
  • Each inner wall surface 71 is provided so as to be orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a.
  • the inner bottom surface 70 is provided so as to be parallel to the axial direction of the first core piece 31a.
  • the slit portion 7 opens on the peripheral surface 314 located on one side of the slit portion 7 in the depth direction of the outer peripheral surface of the first core piece 31 a.
  • the peripheral surface 316 located on the other side of the slit portion 7 in the depth direction is closed.
  • the peripheral surface 316 of this example does not have a concave portion, and the entire peripheral surface 316 is composed of a uniform flat surface.
  • the slit portion 7 of the present example also opens in a part of the peripheral surfaces 313, 315 connected to the peripheral surface 314. Specifically, the slit portion 7 of this example is provided so as to penetrate the peripheral surfaces 313 and 315 and open continuously to the three peripheral surfaces 313 to 315. The remaining one peripheral surface 316 is closed. Since the slit portion 7 is continuous in the circumferential direction of the first core piece 31a and opens over the plurality of circumferential surfaces 313 to 315, the length of the opening edge is relatively long. See also the section on the length of the opening edge described later.
  • the first core piece 31a having such a slit portion 7 has excellent moldability. The reason for this is that it is easy to pull out the mold material for molding the slit portion 7 in the molding process of the first core piece 31a.
  • the shape of the inner wall surface 71 is a straight line that connects the gate-shaped opening edge along the three peripheral surfaces 313 to 315 of the first core piece 31a and both ends of the opening edge. It is a rectangular shape drawn with. If the shape of the inner wall surface 71 is a shape drawn by an opening edge and a straight line connecting both ends of the opening edge, the slit portion 7 can be said to be a simple shape. Therefore, the first core piece 31a having the slit portion 7 has excellent formability.
  • the inner bottom surface 70 also has a rectangular shape, and the internal space of the slit portion 7 has a rectangular parallelepiped shape. From this point as well, the slit portion 7 has a simple shape, and the first core piece 31a has excellent moldability.
  • the shapes of the inner wall surface 71 and the inner bottom surface 70 can be changed as appropriate.
  • the inner wall surface 71 may have a shape drawn by a curved line connecting the opening edge and both ends of the opening edge, and the inner bottom surface 70 may have a curved shape such as a curved surface.
  • the inner bottom surface 70 may be omitted.
  • the edges of the two inner wall surfaces 71 on the bottom side are connected and the shape of the opening edges of the peripheral surfaces 313, 315 is triangular.
  • the internal space of the slit portion 7 has a triangular prism shape.
  • the inner wall surface 71 is substantially orthogonal to the outer peripheral surface of the first core piece 31a, here the peripheral surface 314. Therefore, the angle of intersection of the inner wall surface 71 with the outer peripheral surface, here the peripheral surface 314, is 90 °.
  • the intersecting state of the inner wall surface 71 with respect to the outer peripheral surface of the first core piece 31a for example, the above-described intersecting angle can be appropriately changed.
  • the intersection angle may be appropriately selected from more than 0 ° and less than 180 °.
  • the inner wall surface 71 may intersect the outer peripheral surface of the first core piece 31a in a non-orthogonal manner. For a configuration that intersects non-orthogonally, it is preferable to refer to Modification D described later, that is, the slit portion 7A provided in the first core piece 31A shown in FIG.
  • the depth direction of the slit portion 7 may be a direction intersecting the axial direction of the first core piece 31a, that is, a direction intersecting the magnetic flux direction of the coil 2.
  • the depth direction of the slit portion 7 in this example is a direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a, that is, a direction orthogonal to the magnetic flux direction (FIGS. 1 and 2B).
  • the depth direction of the slit portion 7 is a direction along the short side of the virtual rectangle, which is a virtual minimum rectangle including the outer shape of the cross section of the first core piece 31a taken along a plane orthogonal to its axial direction.
  • the first core piece 31a in this example has a rectangular parallelepiped shape. Therefore, the cross-sectional shape taken along a plane orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a is rectangular.
  • the virtual rectangle may use the outer shape of the first core piece 31a as it is. If the first core piece 31a 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. Then, with respect to 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 first core piece 31a When the depth direction of the slit portion 7 is along the short side direction of the virtual rectangle, the first core piece 31a is formed as compared with the case where it is along the long side direction of the virtual rectangle. And the first core piece 31a is easy to manufacture. As a result, the reactor 1 has excellent manufacturability. This is because even if the depth d 7 (FIGS. 2B and 2D) of the slit portion 7 is relatively large, the above-mentioned mold material can be easily extracted. If the first core piece 31a has a simple shape such as the rectangular parallelepiped shown in this example, or another ellipsoid, the first core piece 31a has better moldability and is easier to manufacture.
  • the depth d 7 of the slit portion 7 here is the maximum length along the depth direction.
  • the depth d 7 is the maximum length along the direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a.
  • the thickness t 7 (FIGS. 2B and 2C) of the slit portion 7 described below is the maximum length along the axial direction of the first core piece 31a.
  • the height h 7 (FIGS. 2C and 2D) of the slit portion 7 described later is the maximum length along the direction orthogonal to both the axial direction and the depth direction of the first core piece 31a.
  • the size of the slit portion 7, for example, the thickness t 7 , the depth d 7 , the height h 7 , the length of the opening edge, and the like can be appropriately selected within a range in which the reactor 1 satisfies predetermined magnetic characteristics.
  • the reactor 1 having a large internal volume of the slit portion 7 is hard to be magnetically saturated. Further, as the thickness t 7 is larger, the above-mentioned mold material can be easily extracted, and the first core piece 31a is excellent in moldability.
  • the reactor 1 has a low loss and a small size.
  • the reactor 1 since the volume of the region of the first core piece 31a on the side where the slit portion 7 is closed is large, it is easy to increase the mechanical strength of the first core piece 31a. As a result, the reactor 1 has high strength. Furthermore, the smaller the depth d 7 and the height h 7 are, the easier it is to remove the above-mentioned mold material, and the first core piece 31a is excellent in moldability.
  • the thickness t 7 is, for example, 1 mm or more, the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated and the moldability of the first core piece 31a is also excellent.
  • the thickness t 7 may be 1.5 mm or more and 2 mm or more.
  • the thickness t 7 is, for example, 3 mm or less, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 is easily reduced.
  • the depth d 7 refer to the length L 7 described later.
  • the height h 7 is equal to the height of the first core piece 31a as illustrated in FIG. 2C, the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated and the moldability of the first core piece 31a is excellent.
  • the height of the first core piece 31a is the distance between the peripheral surfaces 313 and 315 that are arranged to face each other here.
  • a length L 7 (FIGS. 2B and 2D) along the direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a at the depth d 7 of the slit portion 7 is orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a. It is 1 ⁇ 3 or more and 1 ⁇ 2 or less of the length L 3 (FIGS. 2B and 2D) along the direction.
  • the length L 7 of the slit portion 7 corresponds to the depth d 7 if the depth direction of the slit portion 7 is a direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a as in this example.
  • the length L 7 is such that the depth d 7 of the slit portion 7 is in a plane orthogonal to the axial direction, here the magnetic flux direction. It corresponds to the projected length.
  • the length L 3 of the first core piece 31a corresponds to the distance between the circumferential surfaces 314 and 316 that are arranged to face each other. Further, in this example, the length L 3 of the first core piece 31a corresponds to the length along the short side direction of the rectangular end surfaces 311 and 312.
  • the length L 7 of the slit portion 7 in this example is 1/3 or more and 1/2 or less of the length L 3 of the first core piece 31a.
  • the reactor 1 is hard to be magnetically saturated. As the length L 7 of the slit portion 7 is long, it can secure a large magnetic gap, the reactor 1 is hard to magnetically saturate. When it is desired to reduce the magnetic saturation, the length L 7 of the slit portion 7 may be 35% or more, further 40% or more of the length L 3 of the core piece 31a.
  • the reactor 1 has excellent manufacturability. Further, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 is easily reduced. From this, the reactor 1 has a low loss and a small size as described above. Further, since the slit portion 7 is not too deep, it is easy to secure a large volume in the region of the first core piece 31a on the side where the slit portion 7 is closed.
  • the reactor 1 has high strength as described above.
  • the length L 7 of the slit portion 7 is short, easily obtained these effects.
  • the length L 7 of the slit portion 7 may be 48% or less, further 45% or less, of the length L 3 of the core piece 31a.
  • the length of the opening edge of the slit portion 7 along the circumferential direction of the first core piece 31a is, for example, 1/3 or more and 1/2 or less of the circumferential length of the first core piece 31a.
  • the length of the opening edge in this example is 1/3 or more and 1/2 or less of the circumferential length of the first core piece 31a.
  • the circumferential length of the first core piece 31a here is measured along the opening edge of the slit portion 7.
  • the circumferential length of the first core piece 31a is a value obtained by summing the lengths of the four circumferential surfaces 313 to 316 along the direction orthogonal to the axial direction of the first core piece 31a.
  • the perimeter in this example is equal to 2 ⁇ (h 7 + L 3 ).
  • the slit portion 7 has a large opening.
  • the slit portion 7 is likely to have a large opening which is continuous with the three peripheral surfaces 313 to 315 as in this example. Since the opening is large, even if the internal space of the slit portion 7 is large, it is easy to pull out the mold material that forms the slit portion 7. Therefore, the first core piece 31a has excellent moldability. As a result, the reactor 1 has excellent manufacturability. If the internal space of the slit portion 7 is large, the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated.
  • the length of the opening edge of the slit portion 7 may be 35% or more, further 40% or more of the circumferential length of the core piece 31a.
  • the reactor 1 has high strength as described above. The shorter the length of the opening edge, the easier it is to obtain the above effects. When the strength is desired to be improved, the length of the opening edge may be 48% or less, further 45% or less of the circumferential length of the core piece 31a.
  • the area of the inner wall surface 71 forming the slit portion 7 the following can be mentioned.
  • a cross section of the first core piece 31a taken along a plane orthogonal to its axial direction is taken.
  • the smallest rectangle that contains the outline of this cross section is assumed.
  • the area when the inner wall surface 71 is projected on the virtual rectangle is 1/3 or more and 1/2 or less of the area of the outer shape of the cross section.
  • the area when the inner wall surface 71 is projected on a virtual rectangle is referred to as a projected area.
  • the area of the inner wall surface 71 is equal to the projected area.
  • the slit portion 7 functions well as a magnetic gap. . Therefore, the reactor 1 is hard to be magnetically saturated. The larger the projected area of the slit portion 7, the less likely the reactor 1 is magnetically saturated. When it is desired to reduce magnetic saturation, the projected area of the slit portion 7 may be 35% or more, further 40% or more of the area of the outer shape of the cross section.
  • the reactor 1 has excellent manufacturability. Further, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 is easily reduced. From this, the reactor 1 has a low loss and a small size as described above.
  • the reactor 1 has high strength as described above.
  • the projected area of the slit portion 7 may be 48% or less, further 45% or less of the area of the outer shape of the cross section.
  • the first core piece 31 a shown in FIG. 1 includes one slit portion 7.
  • the first core pieces 31B to 31D shown in FIGS. 3B to 3D each include a plurality of slit portions 7.
  • the slits 7 are provided at different axial positions of the first core pieces 31B to 31D and open in the same direction or different directions.
  • each slit part 7 is provided in the outer peripheral surface of the 1st core piece 31a so that both the depth direction of each slit part 7 may not open.
  • the first core piece 31B shown in FIG. 3B includes two slit portions 7 that are displaced in the axial direction of the first core piece 31B.
  • Each slit part 7 opens in the same direction. Specifically, each slit portion 7 is opened on the peripheral surface 314 and is not opened on the peripheral surface 316. Of the outer peripheral surface of the first core piece 31B, the portion of the outer peripheral surface 316 located on the other side in the depth direction of both slit portions 7 is closed.
  • the first core piece 31C shown in FIG. 3C includes two slit portions 7 that are displaced in the axial direction of the first core piece 31C.
  • each slit portion 7 opens in a different direction.
  • one slit portion 7, that is, the slit portion 7 on the left side of the paper in FIG. 3C is open on the peripheral surface 314 and is not opened on the peripheral surface 316.
  • a portion located on the other side in the depth direction of one slit portion 7, that is, a portion on the left side in FIG. 3C is closed.
  • the first core piece 31C is open on the peripheral surface 316 and is not opened on the peripheral surface 314.
  • a portion located on the other side in the depth direction of the other slit portion 7, that is, a portion on the right side in FIG. 3C is closed.
  • the first core piece 31C includes the two slit portions 7 that are displaced in the axial direction and open in opposite directions.
  • the first core piece 31D shown in FIG. 3D includes three slit portions 7 that are displaced in the axial direction of the first core piece 31D.
  • the two slit portions 7 open in the same direction, and the remaining one slit portion 7 opens in a different direction.
  • the two slit portions 7 are open on the peripheral surface 314 and are not opened on the peripheral surface 316.
  • a portion located on the other side in the depth direction of the two slit portions 7, that is, a portion on the left side and a portion on the right side in FIG. 3D are closed.
  • the remaining one slit portion 7 is open on the peripheral surface 316 and is not opened on the peripheral surface 314.
  • a portion located on the other side in the depth direction of the remaining one slit portion 7, that is, a portion near the center in FIG. 3D is closed.
  • the first core piece 31D includes a set of two slit portions 7 that are displaced in the axial direction and open in opposite directions.
  • each slit portion 7 is opened only on one side in the depth direction of each slit portion 7 on the outer peripheral surface of the first core piece as described above. , So that they are not opened. Therefore, the reactor 1 is less likely to be magnetically saturated as compared with the case where the slit portion is provided so as to open in both depth directions. Also, when one of the first core piece comprises a plurality of slits 7, it is possible to reduce the thickness t 7 of the slit portion 7. If the thickness t 7 is thin, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 is reduced. As a result, the reactor 1 has a low loss and a small size as described above. Further, if the thickness t 7 is thin, it is easy to secure a large volume to some extent in the region of the first core pieces 31B to 31D on the side where the slits 7 are closed. From this, the reactor 1 has high strength as described above.
  • All of the slits 7 shown in FIGS. 3A to 3D penetrate through the peripheral surfaces 313 and 315 arranged opposite to each other, and open to the peripheral surface 314 or the peripheral surface 316. Further, the depth direction of each slit portion 7 is a direction orthogonal to the axial direction of the first core pieces 31A to 31D.
  • each slit portion 7 can be the same or different.
  • the first core pieces 31B to 31D have a simple shape. However, it has excellent moldability. Further, as compared with the case where the locally large slit portion 7 is provided, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 and the loss due to this leakage magnetic flux are easily reduced.
  • the slit portion 7 is provided at an arbitrary position in the axial direction of the first core piece 31a.
  • the formation position of the slit portion 7 in the first core piece 31a is the axial center of the first core piece 31a.
  • Such a first core piece 31a has a symmetrical shape about a line segment that bisects the first core piece 31a in the axial direction. The point that the shape is symmetrical is the same for the first core pieces 31A, 31B, and 31D shown in FIGS. 3A, 3B, and 3D.
  • the strength of the core piece is likely to be increased if the interval between the adjacent slit portions 7 is widened to some extent. . This is because it is easy to secure a large volume in the region of the first core pieces 31B to 31D on the side where the slit portion 7 is closed.
  • the interval between the adjacent slit portions 7 depends on the number of the slit portions 7, but is, for example, 10% or more of the length of the first core piece and less than 50% of the length of the first core piece.
  • the interval may be, for example, the length of the first core piece / (the number of slit portions + 1).
  • 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.
  • the first core piece 31a including the slit portion 7 and the like are made of a molded body of a composite material.
  • the second core piece 31b mainly arranged in the other winding portion 2b is also made of a composite material molded body.
  • 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 content of the magnetic powder is smaller and the content of the resin is larger, the electric insulation is enhanced and the eddy current loss is easily reduced.
  • 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 polyphenylene sulfide (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 etc. are mentioned.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • LCP liquid crystal polymer
  • PA polyamide
  • PCBT polybutylene terephthalate
  • ABS butadiene-styrene
  • 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. Typically, a raw material containing magnetic powder and a resin is prepared, and the raw material in a fluid state is filled in a molding die and then solidified.
  • the 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 pieces 31a, 31A to 31D provided with the slit part 7 it is possible to use a mold in which a mold material for molding the slit part 7 is arranged in the cavity.
  • the mold material may be, for example, a flat plate-like protruding piece that is erected from the inner surface of the cavity.
  • 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 magnetic permeability of the molded body of the composite material is, for example, 5 or more and 50 or less.
  • the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material may be lower than 10 or more and 45 or less, further 40 or less, 35 or less, 30 or less.
  • the reactor 1 including the core piece composed of the molded body of the composite material having such low magnetic permeability, specifically, the magnetic core 3 including the core pieces 31a and 31b is hard to be magnetically saturated. Therefore, it is possible to reduce the thickness t 7 of the slit portion 7. If the thickness t 7 of the slit portion 7 is thin, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 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 third 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.
  • One of the reasons for this is that the leakage magnetic flux between the core pieces 31a and 31b and the third core piece 32 is reduced. As a result, the loss due to the leakage magnetic flux is reduced, and the reactor 1 has low loss.
  • Another reason is that the relative permeability of the molded body of the composite material is, for example, 5 to 50, and the relative permeability of the third core piece 32 is equal to the relative permeability of the molded body of the composite material. This is because the reactor 1 has a large inductance and is easily miniaturized.
  • the relative magnetic permeability of the third core piece 32 is twice or more the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material, the leakage magnetic flux between the core pieces 31a and 31b and the third core piece 32 is more reliable. Is reduced to.
  • the relative magnetic permeability of the third core piece 32 may be 2.5 times or more, further 3 times or more, 5 times or more, 10 times or more of the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material. .
  • the relative permeability of the third core piece 32 is, for example, 50 or more and 500 or less.
  • the relative permeability of the third core piece 32 may be higher than 80, more preferably 100, 150, 180.
  • the core piece 32 having such a high magnetic permeability can easily increase the difference from the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material. For example, when the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material is 50 and the relative magnetic permeability of the third core piece 32 is 100 or more, the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material is twice or more.
  • the reactor 1 Since the difference in the relative magnetic permeability is large, the leakage magnetic flux between the core pieces 31a and 31b and the third core piece 32 is more easily reduced as described above, and the reactor 1 has a lower loss. Further, the larger the relative magnetic permeability of the third core piece 32, the smaller the third core piece 32 can be made compared to the core pieces 31a and 31b. From this point, the reactor 1 is smaller.
  • the relative magnetic permeability here is calculated as follows.
  • a ring-shaped sample having the same composition as that of the core piece 32 and the molded body of the composite material, here the core pieces 31a and 31b are formed.
  • 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 each of the core pieces 31 a and 31 b does not have the slit portion 7.
  • the first core piece 31a and the second core piece 31b in this example are formed of a composite material. Further, the third core piece 32 of this example is formed of a powder compact.
  • the relative magnetic permeability of each core piece 31a, 31b is 5 or more and 50 or less.
  • the relative magnetic permeability of the third core piece 32 is 50 or more and 500 or less, and is twice or more the relative magnetic permeability of the core pieces 31a and 31b.
  • the first core piece 31a and the second core piece 31b in this example are formed of a composite material molded body having the same composition except for the presence of the slit portion 7 as described above. Therefore, the relative magnetic permeability of both core pieces 31a and 31b is substantially equal.
  • the composition of the composite material forming each core piece 31a, 31b 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, 2b and the core pieces 31a, 31b, 32 and is used for positioning the core pieces 31a, 31b, 32 with respect to the winding portions 2a, 2b.
  • the holding member 5 typically holds the core pieces 31a and 31b so as to provide a predetermined gap with respect to the winding portions 2a and 2b.
  • the reactor 1 includes a resin mold portion 6 described later, the gap can be used as a flow path for the resin in a fluid state. Therefore, 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 at the contact points between the ends of the core pieces 31a and 31b and the third 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 third 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 core pieces 31a and 31b are inserted therethrough.
  • 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 core pieces 31a and 31b, for example, a corner portion.
  • a gap is provided between the winding portions 2a, 2b and the core pieces 31a, 31b according to the thickness of the support pieces.
  • 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 third core piece 32 with the core pieces 31a and 31b 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 pieces 31a and 31b.
  • 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 core pieces 31a and 31b.
  • the outer resin portion 62 exists outside the winding portions 2a and 2b and covers at least a part of the third core piece 32.
  • the resin mold part 6 is an integrally molded product in which the inner resin part 61 and the outer resin part 62 are continuous, and it may be mentioned that the core pieces 31a, 31b, 32 forming the magnetic core 3 are integrally held.
  • the resin mold portion 6 integrally holds the core pieces 31a, 31b, 32 forming the magnetic core 3, whereby the rigidity of the magnetic core 3 as an integral body is increased, and the reactor 1 is excellent in strength.
  • the resin mold portion 6 does not include the inner resin portion 61 and is substantially Alternatively, it may cover only the third core piece 32.
  • the inner resin portion 61 is provided, a part of the inner resin portion 61 is filled in the internal space of the slit portion 7 and functions as a resin gap.
  • the slit portion 7 functions as an air gap.
  • 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 third 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 core pieces 31a and 31b with the core piece 32 and the vicinity thereof.
  • the resin mold portion 6 may not include the inner resin portion 61 and substantially cover only the 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 by, for example, preparing the core pieces 31a, 31b, 32 and assembling it 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 core piece 31a made of a molded body of the composite material may be manufactured by injection molding or the like using a molding die including a molding material for molding the slit portion 7 in the cavity as described above.
  • 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 slit portion 7 provided in the first core piece 31a can be used as a magnetic gap. Since the first core piece 31a is formed of a composite material molded body and the resin in the composite material functions as a magnetic gap, magnetic saturation is unlikely to occur. Therefore, the reactor 1 is hard to be magnetically saturated even when the used current value is large.
  • the slit portion 7 is formed integrally with the first core piece 31a. Therefore, a gap plate or the like is unnecessary and the number of parts is small, so that the reactor 1 can be easily assembled. 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. Since the first core piece 31a is made of a molded body of a composite material, even if it has the slit portion 7, it can be easily molded by injection molding or the like. Also from this, the reactor 1 is excellent in manufacturability.
  • the reactor 1 of Embodiment 1 has the following effects.
  • the first core piece 31a made of a molded body of the composite material is less likely to undergo magnetic saturation as compared with a laminated body of electromagnetic steel sheets or a powder compact. From this point, the thickness t 7 of the slit portion 7 can be reduced. Since the thickness t 7 of the slit portion 7 is thin, the leakage magnetic flux from the slit portion 7 is reduced. Even if the wound portion 2a and the first core piece 31a are brought close to each other, the loss due to the leakage magnetic flux, for example, copper loss is reduced. Since the first core piece 31a includes the resin and has excellent electric insulation, the wound portion 2a and the first core piece 31a 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 first core piece 31a made of the molded body of the composite material contains the resin, the first core piece 31a 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 first core piece 31a is excellent in mechanical strength because it is easy to secure a large volume in the region on the side where the slit portion 7 is closed.
  • the reactor 1 including such a first core piece 31a is also excellent in strength.
  • FIG. 4 shows a cross section of the case 4 taken along a plane parallel to the depth direction of the case 4 so that the inside of the case 4 can be easily understood. Further, FIG. 4 shows a cross section of the coil 2 taken along a plane parallel to the axial direction of the winding portions 2a and 2b.
  • the basic configuration of the reactor 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the reactor 1 of the second embodiment includes a coil 2 having winding portions 2a and 2b, and a magnetic core 3 having core pieces 31a, 31b and 32.
  • the first core piece 31a mainly housed in the one winding portion 2a is made of a composite material molded body.
  • the first core piece 31a is provided with the slit portion 7 at a position arranged inside the winding portion 2a.
  • the second core piece 31b mainly housed in the other winding portion 2b is also made of a composite material molded body.
  • the second core piece 31b does not have the slit portion 7.
  • the composition and the like of the composite material in the core pieces 31a and 31b are substantially the same.
  • the reactor 1 of the second embodiment is provided with the case 4 that houses the assembly including the coil 2 and the magnetic core 3.
  • the case 4 will be described in detail, and the detailed description of the configurations and effects overlapping with those of the first embodiment will be omitted.
  • the case 4 is preferably made of metal.
  • the reason for this is that metal has a higher thermal conductivity than resin, so that the metal case 4 can be used as a heat dissipation path for the above-mentioned assembly.
  • Specific examples of the metal include aluminum and aluminum alloys.
  • the case 4 of the present example is a box body including a flat plate-shaped bottom portion 40 and a wall portion 41 standing upright from the bottom portion 40.
  • the inner wall surface 41i of the wall portion 41 is inclined non-orthogonally with respect to the bottom portion 40.
  • the inner wall surface 41i is inclined with respect to the bottom portion 40 so that the opening width increases from the bottom portion 40 side toward the opening side.
  • the opening width is a length along the left-right direction of the paper surface of FIG. 4 here.
  • the case 4 is excellent in manufacturability because the inner wall surface 41i is inclined as described above. The reason is that the case 4 can be easily removed from the mold when the case 4 is manufactured by a casting method or the like.
  • the wall portion 41 may be provided so that the inner wall surface 41i of the wall portion 41 is orthogonal to the bottom portion 40.
  • the assembly including the coil 2 and the magnetic core 3 is housed in the case 4 as follows.
  • the first core piece 31a having the slit portion 7 and the one winding portion 2a on which the first core piece 31a is arranged are located on the side close to the bottom portion 40 of the case 4.
  • the second core piece 31b having no slit portion 7 and the other winding portion 2b on which the second core piece 31b is arranged are located on the side close to the opening of the case 4.
  • the bottom portion 40 of the case 4 is placed on an installation target having a built-in cooling mechanism.
  • the first core piece 31a having the slit portion 7 and the one winding portion 2a are arranged on the side closer to the installation target.
  • the second core piece 31b having no slit portion 7 and the other winding portion 2b are arranged on the side away from the installation target, here on the opening side of the case 4. Illustration of the cooling mechanism and the installation target is omitted.
  • the reactor 1 of the second embodiment has excellent heat dissipation, as described below.
  • the one winding portion 2a on which the first core piece 31a having the slit portion 7 is arranged is compared with the other winding portion 2b on which the second core piece 31b having no slit portion 7 is arranged. It is easy to generate heat due to the leakage magnetic flux from the slit portion 7.
  • the case 4 particularly the bottom 40 is cooled by the installation target, the first core piece 31a and the one winding part 2a can efficiently transfer heat to the installation target via the bottom 40 of the case 4.
  • each of the core pieces including the portion arranged in each winding part has the slit part.
  • This form can increase the number of slit portions. Therefore, the thickness of the slit portion provided in each core piece can be reduced. Since the thickness of the slit portion is small, the leakage magnetic flux from the slit portion is reduced. As a result, this reactor has a low loss and a small size as described above. Further, the core piece mainly arranged in the winding portion can be molded by one molding die. Therefore, a plurality of types of molding dies are unnecessary, and the manufacturing cost is reduced.
  • the first core piece has a shape other than a rectangular parallelepiped.
  • the first core piece may be a cylinder or an elliptic cylinder.
  • the shape of the portion along the circumferential direction of the first core piece at the opening edge of the slit portion is typically an arc shape or an elliptic arc shape.
  • the shape of the inner wall surface forming the slit portion may be a curved shape drawn by the above-mentioned arcuate or elliptic arcuate opening edge and a chord or a straight line connecting both ends of the opening edge.
  • the depth direction of the slit portion is preferably a direction along the short side of this rectangle taking a virtual rectangle in cross section as described above.
  • the first core piece has a rectangular parallelepiped shape, and the slit portion is open only on one of the four peripheral surfaces, and the remaining three peripheral surfaces are closed.
  • the slit portion is favorably used as a magnetic gap. Function.
  • the slit portion 7 is continuous with the three peripheral surfaces 313 to 315 among the four peripheral surfaces 313 to 316.
  • the inner wall surface forming the slit portion intersects the outer peripheral surface of the first core piece in a non-orthogonal manner. Modification D will be described with reference to FIG. 3A.
  • the first core piece 31A shown in FIG. 3A includes an inner wall surface 71 and an inner bottom surface 70 that form the slit portion 7A.
  • Each inner wall surface 71 intersects with the outer peripheral surface of the first core piece 31A, here the peripheral surface 314, in a non-orthogonal manner.
  • FIG. 3A illustrates a case where the intersecting angle of the inner wall surface 71 with respect to the peripheral surface 314 is more than 90 °.
  • Each inner wall surface 71 is inclined from the inner bottom surface 70 side toward the opening side of the slit portion 7A so that the interval between the inner wall surfaces 71 facing each other becomes wide.
  • the inner bottom surface 70 is arranged along the axial direction of the first core piece 31A. Therefore, the opening shape of the peripheral surface 313 in the slit portion 7A is trapezoidal.
  • the molding of the slit portion 7A it is possible to use a pillar-shaped molding material having a trapezoidal end surface.
  • the mold material having such a specific shape is easy to pull out from the slit portion 7 after molding the first core piece 31A. Therefore, in this form, the first core piece 31A is easily molded, and is excellent in manufacturability.
  • All the core pieces constituting the magnetic core are formed of a molded body 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 slit portion can be reduced.
  • This reactor has low loss because the leakage magnetic flux from the slit portion is reduced.
  • each core piece is also excellent in electrical insulation and eddy current loss is reduced. This form also has low loss because AC loss such as iron loss is reduced.
  • the number of core pieces constituting the magnetic core is 2, 3, or 5 or more. The smaller the number of core pieces, the more the number of parts of the reactor 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.
  • a form including two U-shaped core pieces for example, 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.
  • a core piece made of a composite material molded body is included, and a slit portion may be provided at a position of the core piece arranged in the winding portion.
  • the second core piece is other than the molded body of the composite material.
  • the second core piece may be a powder compact or the like.
  • Modification H 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, loss due to leakage magnetic flux from the slit portion, for example, copper loss is reduced.
  • the reactor includes at least one of the following. Illustration is omitted in both cases.
  • the (I-1) reactor includes sensors such as a temperature sensor, a current sensor, a voltage sensor, and a magnetic flux sensor that measure a 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 reactor is excellent in heat dissipation when the heat dissipation plate is provided on the winding part where the first core piece having the slit part is arranged.
  • the reason for this is that one winding part in which the first core piece having the slit part is arranged as described above is compared with the other winding part in which the second core piece having no slit part is arranged. And it is easy to generate heat.
  • 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 reactor installation surface and the installation target, the inner bottom surface of the case 4 (see FIG. 4), or the 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 formed with the outer resin portion and has a mounting portion for fixing the reactor to an installation target.

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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からなる第一のコア片であり、前記第一のコア片は、前記巻回部の内側に配置される箇所にスリット部を備え、前記スリット部の深さ方向は、前記第一のコア片の軸方向に交差する方向に沿っており、前記スリット部は、前記第一のコア片の外周面における前記深さ方向の一方に開口し、他方が閉じるように設けられる、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19日付の日本国出願の特願2018-197995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からなる第一のコア片であり、
 前記第一のコア片は、前記巻回部の内側に配置される箇所にスリット部を備え、
 前記スリット部の深さ方向は、前記第一のコア片の軸方向に交差する方向に沿っており、
 前記スリット部は、前記第一のコア片の外周面における前記深さ方向の一方に開口し、他方が閉じるように設けられる。
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3Aは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片の別例を示す概略平面図である。 図3Bは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片の更に別例を示す概略平面図である。 図3Cは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片の更に別例を示す概略平面図である。 図3Dは、実施形態1のリアクトルに備えられる第一のコア片の更に別例を示す概略平面図である。 図4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が必要である。そのため、部品点数が多い。部品点数が多いことで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も部品点数が多い。また、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場合には、接着剤の固化時間も必要である。これらのことから、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からなる第一のコア片であり、
 前記第一のコア片は、前記巻回部の内側に配置される箇所にスリット部を備え、
 前記スリット部の深さ方向は、前記第一のコア片の軸方向に交差する方向に沿っており、
 前記スリット部は、前記第一のコア片の外周面における前記深さ方向の一方に開口し、他方が閉じるように設けられる。
 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、第一のコア片のスリット部は、上記磁束方向に交差するように配置される。このようなスリット部は、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、ここでのスリット部の深さ方向とは、代表的には、第一のコア片の外周面に設けられた開口部から、第一のコア片の内部に向かってスリット部の底部までの最長距離をとる直線に沿った方向である。詳細は、後述する。また、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、複合材料の成形体である。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スリット部を備える。第一のコア片と磁気ギャップとが一体の成形物であるため、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。部品点数を削減できることに加えて、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とからも、本開示のリアクトルは製造性に優れる。更に、スリット部を有する第一のコア片は、複合材料の成形体であるため、射出成形等で容易に形成できる。この点からも、本開示のリアクトルは製造性に優れる。なお、スリット部がつくる磁気ギャップはエアギャップでもよい。
 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であるため、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、スリット部の厚さを薄くすることができる。スリット部の厚さがある程度薄いことで、スリット部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、渦電流損失が低減される。鉄損といった交流損失が低減されることからも、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が小さくなり易い。なお、ここでのスリット部の厚さとは、第一のコア片の軸方向に沿った最大長さである。
 更に、本開示のリアクトルは、第一のコア片がスリット部を有するものの、強度にも優れる。この理由は、第一のコア片は、スリット部が閉じた側の領域の体積をある程度大きく確保し易く、機械的強度を高め易いからである。
(2)本開示のリアクトルの一例として、
 前記スリット部の深さにおける前記軸方向に直交する方向に沿った大きさは、前記第一のコア片における前記軸方向に直交する方向に沿った長さの1/3以上1/2以下である形態が挙げられる。
 上記形態におけるスリット部は、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、上記形態におけるスリット部が深過ぎない。そのため、第一のコア片は成形性に優れる。また、第一のコア片におけるスリット部が閉じた側の領域の体積が大きく確保され易い。従って、上記形態は、製造性に優れる上に強度にも優れる。
(3)本開示のリアクトルの一例として、
 前記第一のコア片は、複数の前記スリット部を備える形態が挙げられる。
 上記形態において各スリット部は、第一のコア片の軸方向の異なる位置で、同じ向き又は異なる向きに開口する。つまり、各スリット部は、第一のコア片の外周面において、各スリット部の深さ方向の双方が開口しないように設けられる。このような形態は、上述の深さ方向の双方に開口するようにスリット部が設けられる場合に比較して、磁気飽和し難い。
 また、上記形態は、複数のスリット部を備えるため、各スリット部の厚さを薄くし易い。このような形態は、上述のように巻回部と第一のコア片とを近接させても、低損失である。また、上記形態は、上述の近接配置によって小型である。
 更に、上記形態は、複数のスリット部を備えるものの、各スリット部の形成位置が第一のコア片の軸方向にずれている。そのため、第一のコア片における各スリット部が閉じた側の領域の体積がある程度大きく確保され易い。このような形態は、上述のように強度にも優れる。
(4)本開示のリアクトルの一例として、
 前記第一のコア片を前記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、
 前記スリット部の深さ方向は、仮想の前記長方形の短辺に沿った方向である形態が挙げられる。
 上記形態は、スリット部の深さ方向が上記仮想の長方形の長辺に沿った方向である場合に比較して、スリット部を成形し易い。そのため、上記形態は、製造性により優れる。
(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、
  一方の前記巻回部の内側に配置される前記スリット部を含む前記第一のコア片と、
  他方の前記巻回部の内側に配置される箇所を含み、前記複合材料の成形体からなり、前記スリット部が設けられていない第二のコア片とを備える形態が挙げられる。
 上記形態は、スリット部を有する第一のコア片、及び第一のコア片が配置される一方の巻回部が冷却機構に近い側に配置されることで、以下に説明するように、放熱性にも優れる。ここで、例えば、第一のコア片と第二のコア片とはスリット部の有無を除いて、複合材料の組成やコア片の形状、大きさ等の仕様が実質的に等しいとする。この場合、スリット部を有する第一のコア片が配置される一方の巻回部は、スリット部を有さない第二のコア片が配置される他方の巻回部に比較して発熱し易い。この理由は、一方の巻回部は、スリット部からの漏れ磁束によって銅損が生じ易いからである。相対的に高温になり易い第一のコア片及び一方の巻回部が冷却機構に近い側に配置され、相対的に高温になり難い第二のコア片及び他方の巻回部が冷却機構から遠い側に配置されることで、第一のコア片及び一方の巻回部は、冷却機構に効率よく放熱できる。なお、冷却機構は、リアクトルの設置対象に内蔵されていてもよい。
 また、第一のコア片及び第二のコア片の双方が複合材料の成形体であり、射出成形等で容易に形成できる。そのため、上記形態は、製造性により優れる。
 更に、第一のコア片及び第二のコア片の双方が複合材料の成形体であるため、上述のように各巻回部と各コア片とを近接させても、この形態は低損失である。また、上記の近接配置によって、この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、
 前記スリット部における前記第一のコア片の周方向に沿った開口縁の長さは、前記第一のコア片の周長の1/3以上1/2以下である形態が挙げられる。
 上記形態におけるスリット部は、大きな開口部を有するといえる。このような第一のコア片は、製造過程でスリット部を成形する型材を抜き取り易いため、成形性に優れる。従って、上記形態は、製造性により優れる。また、上記形態におけるスリット部が大き過ぎず、第一のコア片におけるスリット部が閉じた側の領域の体積が大きく確保され易い。従って、上記形態は、強度にも優れる。
(7)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三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三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。ここでの複合材料の成形体は、第一のコア片を構成するものであり、上記(5)の形態では第一のコア片及び第二のコア片を構成するものである。
 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、スリット部の厚さを薄くすることができる。スリット部の厚さが薄ければ、スリット部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又は第二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、第三のコア片と、第一のコア片又は第二のコア片との間での漏れ磁束が低減される。このような形態は、上述の漏れ磁束に起因する損失が低減されるため、低損失である。
(8)上記(7)のリアクトルの一例として、
 前記第三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、第三のコア片と、第一のコア片又は第二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、第三のコア片と第一のコア片又は第二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。
(9)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3D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、一方の巻回部2aの内側に配置される箇所を含む第一のコア片31aと、他方の巻回部2bの内側に配置される箇所を含む第二のコア片31bと、巻回部2a,2bの外側に配置される第三のコア片32とを備える。磁性コア3は、これらコア片31a,31b,32が環状に組み付けられて構成される。コア片31a,31b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31a,31b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では、磁性コア3を構成するコア片として、スリット部7が設けられた第一のコア片31aを含む。また、第一のコア片31aは、樹脂を含む成形体とする。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、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体からなる第一のコア片31aである。第一のコア片31aは、巻回部2aの内側に配置される箇所にスリット部7を備える。スリット部7の深さ方向は、第一のコア片31aの軸方向に交差する方向に沿っている。スリット部7は、第一のコア片31aの外周面において深さ方向の一方に開口し、他方が閉じるように設けられる。
 スリット部7の深さ方向とは、代表的には、第一のコア片31aに設けられたスリット部7の開口部から第一のコア片31aの内部に向かってスリット部7の底部、図1では内底面70までの最長距離をとる直線に沿った方向である。本例のようにスリット部7が一つの内底面70と、平行に配置される二つの内壁面71とで構成される場合、スリット部7の深さ方向は、内壁面71の沿面方向に沿った方向である。本例では、スリット部7の深さ方向は、第一のコア片31aの軸方向に直交する方向である。上記軸方向は図1では紙面左右方向に相当する。上記直交する方向は図1では紙面上下方向に相当する。
 また、本例の第一のコア片31aは直方体状である(図2A)。そのため、第一のコア片31aの外周面は、二つの端面311,312と、四つの周面313~316とを含む。本例のスリット部7は、第一のコア片31aの外周面において深さ方向の一方に位置する周面314に開口し、深さ方向の他方に位置する周面316が閉じるように設けられている。つまり、スリット部7は、対向する周面314,316に対して、一方の周面314に開口部を有し、他方の周面316に開口部を有さないように設けられている。
 なお、図示を省略するが、スリット部7を構成する内周面が複数の内底面を有する場合、スリット部7の深さ方向とは、以下とする。第一のコア片31aをその軸方向に直交する平面で切断した断面をとる。この断面の外形を内包する最小の長方形を仮想する。この仮想の長方形にスリット部7を投影する。そして、スリット部7の投影像において、上記長方形の短辺方向、又は上記長方形の長辺方向に沿った方向をスリット部7の深さ方向とする。なお、上記内周面が複数の内底面を有する場合は、例えば直方体状の第一のコア片31aの角部にスリット部7が設けられており、スリット部7がL字状に配置された二つの内底面と、二つの壁面とで構成される場合等が挙げられる。
 第一のコア片31aは、第一のコア片31aの軸方向が巻回部2a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、スリット部7は、コイル2の磁束方向に交差するように配置される。本例のスリット部7は、コイル2の磁束方向に直交するように配置される。このようなスリット部7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、スリット部7は、第一のコア片31aに一体化されており、リアクトル1の部品点数の削減に寄与する。なお、ここでの第一のコア片31aの軸方向は、コア片31a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、上述のようにコア片31a,31b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。本例の第一のコア片31aは、一方の巻回部2aの内側に配置されるスリット部7を含む。本例の第二のコア片31bは、他方の巻回部2bの内側に配置される箇所を含み、スリット部7が設けられていない。本例では、二つの第三のコア片32はそれぞれ、巻回部2a,2bの外側に配置され、スリット部7が設けられていない。主として巻回部2a,2bの内側に配置されるコア片31a,31b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、コア片の構成材料の自由度が高められる。本例では、コイル2内のコア片31a,31b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。コア片31a,31b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。変更した構成については、例えば後述の変形例E,Gを参照するとよい。
《コア片の形状、大きさ》
 本例のコア片31a,31b,32はいずれも、直方体状である。本例のコア片31a,31bは、スリット部7の有無を除いて、概ね同一形状、概ね同一の大きさである。各コア片31a,31b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31a,31b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31a,31b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)。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においてコア片31a,31b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31a,31b,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、構成材料やスリット部7の大きさ等に応じて調整される。
 なお、コア片31a,31b,32の形状、大きさ等は適宜変更できる。例えば、コア片31a,31bの形状は、円柱状、多角柱状等でもよい。又は、例えば、第三のコア片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、第三のコア片32を参照するとよい。
《スリット部》
 以下、主に図2A~図2D,図3A~図3Dを参照して、スリット部7を説明する。
 第一のコア片31aは、少なくとも一つのスリット部7を備える。スリット部7は、第一のコア片31aの外周面においてスリット部7の深さ方向の一方に開口し、他方が閉じるように第一のコア片31aに設けられる。このようなスリット部7は、第一のコア片31aの外周面の一部に開口する。また、スリット部7は、第一のコア片31aを貫通しない凹部である。スリット部7は、代表的には薄い板状の内部空間を有する(図2A)。図3B~図3Dに示すように、第一のコア片31B~31Dが複数のスリット部7を備える場合には、各スリット部7は、コア片31B~31Dの外周面において各スリット部7の深さ方向の双方が開口しないように設けられる。
≪基本構成≫
 本例のスリット部7は、対向する二つの内壁面71と、両内壁面71をつなぐ内底面70とで形成される(図1等)。各内壁面71は、第一のコア片31aの軸方向に直交するように設けられる。内底面70は、第一のコア片31aの軸方向に平行するように設けられる。このスリット部7は、第一のコア片31aの外周面のうち、スリット部7の深さ方向の一方に位置する周面314に開口する。スリット部7の深さ方向の他方に位置する周面316は閉じている。即ち、本例の周面316は、凹部を有しておらず、周面316の全体が一様な平面から構成される。更に、本例のスリット部7は、周面314につながる周面313,315の一部にも開口する。詳しくは、本例のスリット部7は、周面313,315を貫通すると共に、三つの周面313~315に連続して開口するように設けられる。残る一つの周面316は閉じている。スリット部7が第一のコア片31aの周方向に連続し、複数の周面313~315にわたって開口することで、開口縁の長さが比較的長い。後述の開口縁の長さの項も参照するとよい。このようなスリット部7を有する第一のコア片31aは成形性に優れる。この理由は、第一のコア片31aの成形過程で、スリット部7を成形する型材を抜き取り易いからである。
 本例では、内壁面71の形状は、図2Dに示すように、第一のコア片31aの三つの周面313~315に沿った門型の開口縁と、開口縁の両端部を結ぶ直線とで描かれる長方形状である。内壁面71の形状が開口縁と、開口縁の両端部を結ぶ直線とで描かれる形状であれば、スリット部7は単純な形状といえる。そのため、スリット部7を有する第一のコア片31aは成形性に優れる。本例では、内底面70の形状も長方形状であり、スリット部7の内部空間が直方体状である。この点からも、スリット部7は単純な形状であり、第一のコア片31aは成形性に優れる。
 内壁面71,内底面70の形状は適宜変更できる。例えば、内壁面71を、開口縁と、開口縁の両端を結ぶ曲線で描かれる形状とし、内底面70は湾曲面等の曲線形状でもよい。又は、例えば、内底面70は省略されてもよい。この場合、二つの内壁面71における底部側の縁がつながり、周面313,315の開口縁の形状が三角形状であることが挙げられる。この場合、スリット部7の内部空間は三角柱状である。
 本例では、内壁面71は、第一のコア片31aの外周面、ここでは周面314に実質的に直交する。そのため、内壁面71における上記外周面、ここでは周面314に対する交差角度は90°である。内壁面71における第一のコア片31aの外周面に対する交差状態、例えば上記交差角度は適宜変更できる。上記交差角度は、0°超180°未満から適宜選択すればよい。例えば、内壁面71は、第一のコア片31aの外周面に対して非直交に交差していてもよい。非直交に交差する構成は、後述の変形例D、即ち図3Aに示す第一のコア片31Aに備えられるスリット部7Aを参照するとよい。
≪深さ方向≫
 スリット部7の深さ方向は、第一のコア片31a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。特に、スリット部7の深さ方向は、コイル2の磁束方向に直交する方向に近いほど、磁気ギャップとして良好に機能する。本例のスリット部7の深さ方向は、第一のコア片31aの軸方向に直交する方向、即ち上記磁束方向に直交する方向である(図1,図2B)。
 スリット部7の深さ方向は、第一のコア片31aをそ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短辺に沿った方向である形態が挙げられる。本例の第一のコア片31aは直方体状である。そのため、第一のコア片31aの軸方向に直交する平面で切断した断面形状は長方形である。この場合、上記仮想の長方形は、第一のコア片31aの外形をそのまま利用するとよい。第一のコア片31a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。
 スリット部7の深さ方向が上述の仮想の長方形の短辺方向に沿っている場合は、上記仮想の長方形の長辺方向に沿っている場合に比較して、第一のコア片31aが成形性に優れ、第一のコア片31aを製造し易い。ひいては、リアクトル1が製造性に優れる。この理由は、スリット部7の深さd(図2B,図2D)を比較的大きくしても、上述の型材を抜き取り易いからである。第一のコア片31aが本例に示す直方体、その他楕円体といった単純な形状であれば、第一のコア片31aはより成形性に優れ、より製造し易い。
 ここでのスリット部7の深さdとは、深さ方向に沿った最大長さである。本例では、深さdは、第一のコア片31aの軸方向に直交する方向に沿った最大長さである。なお、後述するスリット部7の厚さt(図2B,図2C)とは、第一のコア片31aの軸方向に沿った最大長さである。また、後述するスリット部7の高さh(図2C,図2D)とは、第一のコア片31aの軸方向及び深さ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≫
 スリット部7の大きさ、例えば厚さt、深さd、高さh、開口縁の長さ等は、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、深さd、高さhが大きいほど、スリット部7の内部体積が大きく確保され易い。スリット部7の内部体積が大きいリアクトル1は磁気飽和し難い。また、厚さtが大きいほど、上述の型材を抜き取り易く、第一のコア片31aは成形性に優れる。
 一方、厚さt、高さhが小さいほど、スリット部7からの漏れ磁束が低減され易い。本例のようにスリット部7が貫通する場合には深さd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と第一のコア片31a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が小型になり易い。従って、リアクトル1は低損失で小型である。加えて、第一のコア片31aにおけるスリット部7が閉じた側の領域の体積が大きく確保され易いため、第一のコア片31aの機械的強度が高められ易い。その結果、リアクトル1は高強度である。更に、深さd、高さhが小さいほど、上述の型材を抜き取り易く、第一のコア片31aは成形性に優れる。
 磁性コア3の大きさ等にもよるが、厚さtが例えば1mm以上であると、リアクトル1は磁気飽和し難い上に第一のコア片31aの成形性にも優れる。磁気飽和の低減、製造性の向上を望む場合等では、厚さtは1.5mm以上、2mm以上でもよい。厚さtが例えば3mm以下であると、スリット部7からの漏れ磁束が低減され易い。深さdの詳細は後述の長さLを参照するとよい。高さhは、図2Cに例示するように第一のコア片31aの高さに等しいと、リアクトル1は磁気飽和し難い上に第一のコア片31aの成形性にも優れる。上記第一のコア片31aの高さは、ここでは対向配置される周面313,315間の距離である。
 スリット部7の大きさの一例として、以下が挙げられる。スリット部7の深さdにおける第一のコア片31aの軸方向に直交する方向に沿った長さL(図2B,図2D)が、第一のコア片31aにおける軸方向に直交する方向に沿った長さL(図2B,図2D)の1/3以上1/2以下である。スリット部7の長さLは、本例のようにスリット部7の深さ方向が第一のコア片31aの軸方向に直交する方向であれば、深さdに相当する。スリット部7の深さ方向が上記軸方向に非直交に交差する方向であれば、長さLは、スリット部7の深さdを上記軸方向、ここでは磁束方向に直交する平面に投影した長さに相当する。本例では、第一のコア片31aの長さLは、対向配置される周面314,316間の距離に相当する。更に、本例では第一のコア片31aの長さLは、長方形状の端面311,312の短辺方向に沿った長さに相当する。本例のスリット部7の長さLは、第一のコア片31aの長さLの1/3以上1/2以下である。
 スリット部7の長さLが第一のコア片31aの長さLの1/3以上、即ち長さLの33%以上であれば、スリット部7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。スリット部7の長さ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は磁気飽和し難い。磁気飽和の低減を望む場合等では、スリット部7の長さLはコア片31aの長さLの35%以上、更に40%以上でもよい。
 スリット部7の長さLが第一のコア片31aの長さLの1/2以下、即ち長さLの50%以下であれば、スリット部7が深過ぎない。そのため、上述の型材を抜き取り易く、第一のコア片31aは成形性に優れる。ひいては、リアクトル1は製造性に優れる。また、スリット部7からの漏れ磁束が低減され易い。このことから、リアクトル1は上述のように低損失で小型である。また、スリット部7が深過ぎないことで、第一のコア片31aにおけるスリット部7が閉じた側の領域の体積が大きく確保され易い。このことから、リアクトル1は上述のように高強度である。スリット部7の長さLが短いほど、これらの効果を得易い。製造性の向上、損失の低減、小型化、強度の向上を望む場合等では、スリット部7の長さLはコア片31aの長さLの48%以下、更に45%以下でもよい。
 スリット部7における第一のコア片31aの周方向に沿った開口縁の長さは、例えば、第一のコア片31aの周長の1/3以上1/2以下であることが挙げられる。本例の開口縁の長さは、第一のコア片31aの周長の1/3以上1/2以下である。ここでの第一のコア片31aの周長は、スリット部7の開口縁に沿って測定する。本例では、第一のコア片31aの周長は、四つの周面313~316において第一のコア片31aの軸方向に直交する方向に沿った長さを合計した値である。本例の周長は、2×(h+L)に等しい。
 スリット部7の開口縁の長さが第一のコア片31aの周長の1/3以上、即ち周長の33%以上であれば、スリット部7は大きな開口部を有するといえる。例えば、スリット部7は、本例のように三つの周面313~315に連続するような大きな開口部を有し易い。開口部が大きいことで、スリット部7の内部空間が大きい場合でも、スリット部7を成形する型材を抜き取り易い。そのため、第一のコア片31aは成形性に優れる。ひいては、リアクトル1は製造性に優れる。また、スリット部7の内部空間が大きければ、リアクトル1はより磁気飽和し難い。開口縁の長さが長いほど、上述の効果を得易い。製造性の向上、磁気飽和の低減を望む場合等では、スリット部7の開口縁の長さはコア片31aの周長の35%以上、更に40%以上でもよい。
 スリット部7の開口縁の長さが第一のコア片31aの周長の1/2以下、即ち周長の50%以下であれば、スリット部7が大き過ぎず、第一のコア片31aにおけるスリット部7が閉じた側の領域の体積が大きく確保され易い。このことから、リアクトル1は上述のように高強度である。開口縁の長さが短いほど、上述の効果を得易い。強度の向上を望む場合等では、開口縁の長さはコア片31aの周長の48%以下、更に45%以下でもよい。
 その他、スリット部7を構成する内壁面71の面積について、以下を満たすことが挙げられる。第一のコア片31aをその軸方向に直交する平面で切断した断面をとる。この断面の外形を内包する最小の長方形を仮想する。上記仮想の長方形に内壁面71を投影したときの面積が上記断面の外形の面積の1/3以上1/2以下であることが挙げられる。以下、内壁面71を仮想の長方形に投影したときの面積を投影面積と呼ぶ。本例では、内壁面71の面積と投影面積とが等しい。
 内壁面71の投影面積が上記断面における第一のコア片31aの外形の面積の1/3以上、即ち上記外形の面積の33%以上であれば、スリット部7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。スリット部7の投影面積が大きいほど、リアクトル1は磁気飽和し難い。磁気飽和の低減を望む場合等では、スリット部7の投影面積は上記断面の外形の面積の35%以上、更に40%以上でもよい。
 一方、スリット部7の投影面積が上記断面における第一のコア片31aの外形の面積の1/2以下、即ち上記断面の外形の面積の50%以下であれば、スリット部7が深過ぎない。そのため、上述の型材を抜き取り易く、第一のコア片31aは成形性に優れる。ひいては、リアクトル1は製造性に優れる。また、スリット部7からの漏れ磁束が低減され易い。このことから、リアクトル1は上述のように低損失で小型である。また、スリット部7が深過ぎないことで、第一のコア片31aにおけるスリット部7が閉じた側の領域の体積が大きく確保され易い。このことから、リアクトル1は上述のように高強度である。スリット部7の投影面積が小さいほど、これらの効果を得易い。製造性の向上、損失の低減、小型化、強度の向上を望む場合等では、スリット部7の投影面積は上記断面の外形の面積の48%以下、更に45%以下でもよい。
≪個数≫
 図1に示す第一のコア片31aは、一つのスリット部7を備える。図3B~図3Dに示す第一のコア片31B~31Dはそれぞれ、複数のスリット部7を備える。リアクトル1が複数のスリット部7を備える場合、各スリット部7は、第一のコア片31B~31Dの軸方向の異なる位置に設けられて、同じ向き、又は異なる向きに開口する。また、各スリット部7は、第一のコア片31aの外周面において、各スリット部7の深さ方向の双方が開口しないように設けられる。
 例えば、図3Bに示す第一のコア片31Bは、第一のコア片31Bの軸方向にずれて、二つのスリット部7を備える。各スリット部7は、同じ向きに開口する。詳しくは、各スリット部7は、周面314に開口し、周面316に開口しない。第一のコア片31Bの外周面のうち、周面316において、両スリット部7の深さ方向の他方に位置する箇所は閉じている。
 例えば、図3Cに示す第一のコア片31Cは、第一のコア片31Cの軸方向にずれて、二つのスリット部7を備える。但し、各スリット部7は、異なる向きに開口する。詳しくは、一方のスリット部7、図3Cでは紙面左側のスリット部7は、周面314に開口し、周面316に開口しない。第一のコア片31Cの外周面のうち、周面316において、一方のスリット部7の深さ方向の他方に位置する箇所、図3Cでは左寄りの箇所は閉じている。他方のスリット部7、図3Cでは紙面右側のスリット部7は、周面316に開口し、周面314に開口しない。第一のコア片31Cの外周面のうち、周面314において、他方のスリット部7の深さ方向の他方に位置する箇所、図3Cでは右寄りの箇所は閉じている。このように第一のコア片31Cは、上記軸方向にずれて、逆向きに開口する二つのスリット部7を備える。
 例えば、図3Dに示す第一のコア片31Dは、第一のコア片31Dの軸方向にずれて、三つのスリット部7を備える。本例では、二つのスリット部7は、同じ向きに開口し、残り一つのスリット部7は、異なる向きに開口する。詳しくは、二つのスリット部7は、周面314に開口し、周面316に開口しない。第一のコア片31Dの外周面のうち、周面316において、上記二つのスリット部7の深さ方向の他方に位置する箇所、図3Dでは左寄りの箇所及び右寄りの箇所は閉じている。残り一つのスリット部7は、周面316に開口し、周面314に開口しない。第一のコア片31Dの外周面のうち、周面314において、上記残り一つのスリット部7の深さ方向の他方に位置する箇所、図3Dでは中央近くの箇所は閉じている。このように第一のコア片31Dは、上記軸方向にずれて、逆向きに開口する二つのスリット部7の組を含む。
 一つの第一のコア片が複数のスリット部7を備える場合、各スリット部7は、上述のように第一のコア片の外周面において各スリット部7の深さ方向の一方にのみ開口し、双方が開口しないように設けられる。そのため、リアクトル1は、深さ方向の双方に開口するようにスリット部が設けられる場合に比較して、磁気飽和し難い。また、一つの第一のコア片が複数のスリット部7を備える場合、各スリット部7の厚さtを薄くすることができる。厚さtが薄ければ、スリット部7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。また、厚さtが薄ければ、第一のコア片31B~31Dにおける各スリット部7が閉じた側の領域の体積がある程度大きく確保され易い。このことから、リアクトル1は上述のように高強度である。
 なお、図3A~図3Dに示すスリット部7はいずれも、対向配置される周面313,315を貫通し、周面314又は周面316に開口する。また、各スリット部7の深さ方向は、第一のコア片31A~31Dの軸方向に直交する方向である。
 リアクトル1が複数のスリット部7を備える場合、各スリット部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。図3B~図3Dに例示するように、一つの第一のコア片31B~31Dに設けられる複数のスリット部7の形状、大きさが等しい場合、第一のコア片31B~31Dは単純な形状といえ、成形性に優れる。また、局所的に大きなスリット部7を有する場合に比較して、スリット部7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≫
 スリット部7は、第一のコア片31aの軸方向の任意の位置に設けられる。第一のコア片31aにおけるスリット部7の形成位置は、第一のコア片31aの軸方向の中心である。このような第一のコア片31aは、第一のコア片31aの軸方向に二等分する線分を軸として、対称形状である。対称形状である点は、図3A,図3B,図3Dに示す第一のコア片31A,31B,31Dについても同様である。
 一つの第一のコア片が複数のスリット部7を備える場合、図3B~図3Dに例示するように、隣り合うスリット部7の間隔がある程度広く設けられると、コア片の強度が高められ易い。この理由は、第一のコア片31B~31Dにおけるスリット部7が閉じた側の領域の体積を大きく確保し易いからである。隣り合うスリット部7の間隔は、スリット部7の個数にもよるが、例えば、第一のコア片の長さの10%以上、第一のコア片の長さの50%未満が挙げられる。上記間隔は、例えば、第一のコア片の長さ/(スリット部の個数+1)としてもよい。
《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、スリット部7を備える第一のコア片31a等は、複合材料の成形体からなるものとする。本例では、主として他方の巻回部2b内に配置される第二のコア片31bも複合材料の成形体からなる。
≪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、電気絶縁性を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、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(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、スリット部7を備える第一のコア片31a,31A~31Dは、成形型として、キャビティ内に、スリット部7を成形する型材が配置されたものを利用することが挙げられる。型材は、例えば、キャビティの内面から立設される平板状の突出片等が挙げられる。
≪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》
 複合材料の成形体の比透磁率は、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から構成されるコア片、具体的にはコア片31a,31b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、スリット部7の厚さtを薄くすることができる。スリット部7の厚さtが薄ければ、スリット部7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三のコア片32の比透磁率は、上述の複合材料の成形体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、コア片31a,31bと第三のコア片32間での漏れ磁束が低減されるからである。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、複合材料の成形体の比透磁率が例えば5~50であり、第三のコア片32の比透磁率が上記複合材料の成形体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、第三のコア片32の比透磁率が複合材料の成形体の比透磁率の2倍以上であると、コア片31a,31bと第三のコア片32間での漏れ磁束がより確実に低減される。複合材料の成形体の比透磁率と第三のコア片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、第三のコア片32の比透磁率は複合材料の成形体の比透磁率の2.5倍以上、更に3倍以上、5倍以上、10倍以上でもよい。
 第三のコア片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。第三のコア片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の比透磁率が50である場合、第三のコア片32の比透磁率が100以上であれば、複合材料の成形体の比透磁率の2倍以上である。上記比透磁率の差が大きいことで、上述のようにコア片31a,31bと第三のコア片32間での漏れ磁束がより低減され易く、リアクトル1はより低損失である。また、第三のコア片32の比透磁率が大きいほど、第三のコア片32をコア片31a,31b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はより小型である。
 ここでの比透磁率は以下のように求める。
 複合材料の成形体、ここではコア片31a,31bを構成するものとコア片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。
 各コア片31a,31bの比透磁率の測定に用いるリング状の試料は、スリット部7が無いものとする。
 本例の第一のコア片31a及び第二のコア片31bは複合材料の成形体からなる。また、本例の第三のコア片32は圧粉成形体からなる。各コア片31a,31bの比透磁率は5以上50以下である。第三のコア片32の比透磁率は、50以上500以下であり、かつコア片31a,31bの比透磁率の2倍以上である。
 なお、本例の第一のコア片31a,第二のコア片31bは、上述のようにスリット部7の有無を除いて、同一の組成の複合材料の成形体からなる。そのため、両コア片31a,31bの比透磁率は実質的に等しい。各コア片31a,31bを構成する複合材料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31a,31b,32を保持して、巻回部2a,2bに対するコア片31a,31b,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31a,31b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、コア片31a,31bの端部と第三のコア片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において第三のコア片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、コア片31a,31b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コア片31a,31bの外周面の一部、例えば角部を支持する。コア片31a,31bが支持片に保持されると、巻回部2a,2bとコア片31a,31b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、第三のコア片32におけるコア片31a,31b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31a,31b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、コア片31a,31b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、第三のコア片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31a,31b,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31a,31b,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。
 その他、保持部材5が巻回部2a,2bとコア片31a,31bとの間に配置される部材を含む場合等では、樹脂モールド部6は、内側樹脂部61を備えておらず、実質的に第三のコア片32のみを覆うものであってもよい。内側樹脂部61を備える場合、内側樹脂部61の一部は、スリット部7の内部空間に充填されて樹脂ギャップとして機能する。内側樹脂部61を備えていない場合、スリット部7はエアギャップとして機能する。
 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は第三のコア片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がコア片31a,31bにおけるコア片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31a,31b,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。
 複合材料の成形体からなるコア片31aは、上述のようにキャビティ内にスリット部7を成形する型材を備える成形型を利用して、射出成形等で製造するとよい。
 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31aに備えられるスリット部7を磁気ギャップとして利用できる。第一のコア片31aが複合材料の成形体から構成され、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、スリット部7が第一のコア片31aに一体に成形されている。そのため、ギャップ板等が不要であり、部品点数が少ないことで、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31aが複合材料の成形体から構成されるため、スリット部7を有していても射出成形等で容易に成形できる。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)スリット部7が巻回部2aの内側に配置される。そのため、スリット部7が巻回部2aの外側に配置される場合に比較して、スリット部7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)複合材料の成形体からなる第一のコア片31a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、スリット部7の厚さtを薄くすることができる。スリット部7の厚さtが薄いことで、スリット部7からの漏れ磁束が低減される。巻回部2aと第一のコア片31a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31a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と第一のコア片31a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)複合材料の成形体からなる第一のコア片31a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。
(d)第一のコア片31aは、スリット部7が閉じた側の領域の体積をある程度大きく確保し易いため、機械的強度に優れる。このような第一のコア片31aを含むリアクトル1は、強度にも優れる。
[実施形態2]
 以下、主に図4を参照して、実施形態2のリアクトル1を説明する。
 図4は、ケース4の内部が分かり易いように、ケース4については、ケース4の深さ方向に平行な平面で切断した断面を示す。また、図4は、コイル2については、巻回部2a,2bの軸方向に平行な平面で切断した断面を示す。
 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。概略を述べると、実施形態2のリアクトル1は、巻回部2a,2bを有するコイル2と、コア片31a,31b,32を有する磁性コア3とを備える。主として一方の巻回部2a内に収納される第一のコア片31aは、複合材料の成形体からなる。第一のコア片31aは巻回部2a内に配置される箇所にスリット部7を備える。本例では、主として他方の巻回部2b内に収納される第二のコア片31bも複合材料の成形体からなる。第二のコア片31bはスリット部7を有さない。コア片31a,31bにおける複合材料の組成等は実質的に等しい。
 特に、実施形態2のリアクトル1は、コイル2と磁性コア3とを含む組物を収納するケース4を備える点が実施形態1との相違点の一つである。以下、ケース4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。
 ケース4の構成材料は、金属であることが好ましい。この理由は、金属は樹脂よりも熱伝導性に優れるため、金属製のケース4は、上記組物の放熱経路として利用できるからである。金属の具体例として、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。
 ケース4の形状、大きさは、上述の組物を収納可能であれば、特に問わない。本例のケース4は、図4に示すように平板状の底部40と、底部40から立設する壁部41とを備える箱体である。また、本例では、壁部41の内壁面41iは、底部40に対して非直交に傾斜する。詳しくは、内壁面41iは、底部40側から開口側に向って開口幅が大きくなるように底部40に対して傾斜する。上記開口幅は、ここでは図4の紙面左右方向に沿った長さである。内壁面41iが上述のように傾斜することで、ケース4は製造性に優れる。この理由は、ケース4を鋳造法等で製造する場合にケース4を鋳型から抜き取り易いからである。壁部41の内壁面41iが底部40に対して直交するように壁部41が設けられてもよい。
 コイル2と磁性コア3とを含む組物は、以下のようにケース4内に収納される。スリット部7を有する第一のコア片31a及び第一のコア片31aが配置される一方の巻回部2aがケース4の底部40に近い側に位置する。かつ、スリット部7を有さない第二のコア片31b及び第二のコア片31bが配置される他方の巻回部2bがケース4の開口部に近い側に位置する。そして、本例では、ケース4の底部40は、冷却機構を内蔵する設置対象に載置される。その結果、スリット部7を有する第一のコア片31a及び一方の巻回部2aは、上記設置対象に近い側に配置される。また、スリット部7を有さない第二のコア片31b及び他方の巻回部2bは、上記設置対象から離れる側、ここではケース4の開口側に配置される。なお、冷却機構及び設置対象の図示は省略する。
《主要な効果》
 実施形態2のリアクトル1は、以下に説明するように放熱性に優れる。スリット部7を有する第一のコア片31aが配置される一方の巻回部2aは、スリット部7を有さない第二のコア片31bが配置される他方の巻回部2bに比較して、スリット部7からの漏れ磁束に起因して発熱し易い。しかし、ケース4、特に底部40が設置対象によって冷却されると、第一のコア片31a及び一方の巻回部2aは、ケース4の底部40を介して上記設置対象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)コイルが二つの巻回部を備える場合に、各巻回部内に配置される箇所を含むコア片がいずれもスリット部を備える。
 この形態は、スリット部の個数を多くできる。そのため、各コア片に備えられるスリット部の厚さを小さくすることができる。スリット部の厚さが小さいことで、スリット部からの漏れ磁束が低減される。ひいては、このリアクトルは上述のように低損失で小型である。また、主として巻回部内に配置されるコア片を一つの成形型によって成形することができる。そのため、複数種の成形型が不要であり、製造コストが低減される。
(変形例B)第一のコア片が直方体以外の形状である。
 例えば、第一のコア片は円柱体や楕円柱体でもよい。この場合、スリット部の開口縁において第一のコア片の周方向に沿った部分の形状は、代表的には円弧状や楕円弧状である。スリット部を構成する内壁面の形状は、上述の円弧状や楕円弧状の開口縁と、開口縁の両端をつなぐ弦や直線とで描かれる湾曲形状が挙げられる。また、この形態は、例えば、スリット部における第一のコア片の周方向に沿った開口縁の長さが第一のコア片の周長の1/3以上1/2以下を満たせば、上述のように磁気飽和し難い上に、型材を抜き取り易く、製造性にも優れる。特に、第一のコア片が楕円柱体である場合、スリット部の深さ方向は、上述のように断面について仮想の長方形をとり、この長方形の短辺に沿った方向であることが好ましい。
(変形例C)第一のコア片が直方体状であり、スリット部は、四つの周面のうち、一つの周面にのみ開口し、残り三つの周面が閉じている。
 この形態では、スリット部における上述の開口縁の長さがある程度長ければ、例えば、上述のように第一のコア片の周長の1/3以上であれば、スリット部が磁気ギャップとして良好に機能する。但し、実施形態1で説明したスリット部7のように、直方体状の第一のコア片31aにおいて、四つの周面313~316のうち、三つの周面313~315に連続してスリット部7が開口すると、スリット部7を成形する型材が抜き取り易い。このような第一のコア片31aは製造性に優れる。
(変形例D)スリット部を構成する内壁面が第一のコア片の外周面に対して非直交に交差する。
 図3Aを参照して、変形例Dを説明する。
 図3Aに示す第一のコア片31Aは、スリット部7Aを構成する内壁面71と内底面70とを備える。各内壁面71は、第一のコア片31Aの外周面、ここでは周面314に非直交に交差する。図3Aでは、内壁面71における周面314に対する交差角度が90°超である場合を例示する。各内壁面71は、内底面70側からスリット部7Aの開口側に向かって、向かい合う内壁面71の間隔が広くなるように傾斜する。内底面70は、第一のコア片31Aの軸方向に沿って配置される。そのため、スリット部7Aにおける周面313の開口形状は台形状である。
 スリット部7Aの成形には、端面形状が台形状である柱状体の型材を利用できる。このような特定の形状の型材は、第一のコア片31Aを成形後、スリット部7から抜き取り易い。従って、この形態は、第一のコア片31Aを成形し易く、製造性により優れる。
(変形例E)磁性コアを構成するコア片が全て複合材料の成形体からなる。
 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、スリット部の厚さを薄くすることができる。スリット部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、渦電流損失が低減される。鉄損といった交流損失が低減されることからも、この形態は低損失である。
(変形例F)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、複合材料の成形体からなるコア片を含み、このコア片において巻回部内に配置される箇所にスリット部を備えるとよい。
(変形例G)第二のコア片は複合材料の成形体以外である。
 例えば、第二のコア片は圧粉成形体等でもよい。
(変形例H)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、スリット部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I)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。
(I-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。
(I-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。特にスリット部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、上述のようにスリット部を有する第一のコア片が配置される一方の巻回部は、スリット部を有しない第二のコア片が配置される他方の巻回部に比較して、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。
(I-3)リアクトルは、リアクトルの設置面と設置対象、又は上述のケース4の内底面(図4参照)、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。
(I-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
  31a,31A,31B,31C,31D 第一のコア片
  31b 第二のコア片、32 第三のコア片
  311,312 端面、313,314,315,316 周面
 4 ケース
  40 底部、41 壁部、41i 内壁面
 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
 7,7A スリット部
  70 内底面、71 内壁面
 d 深さ、t 厚さ、h 高さ、L,L 長さ

Claims (9)

  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からなる第一のコア片であり、
     前記第一のコア片は、前記巻回部の内側に配置される箇所にスリット部を備え、
     前記スリット部の深さ方向は、前記第一のコア片の軸方向に交差する方向に沿っており、
     前記スリット部は、前記第一のコア片の外周面における前記深さ方向の一方に開口し、他方が閉じるように設けられる、
    リアクトル。
  2.  前記スリット部の深さにおける前記軸方向に直交する方向に沿った大きさは、前記第一のコア片における前記軸方向に直交する方向に沿った長さの1/3以上1/2以下である請求項1に記載のリアクトル。
  3.  前記第一のコア片は、複数の前記スリット部を備える請求項1又は請求項2に記載のリアクトル。
  4.  前記第一のコア片を前記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、
     前記スリット部の深さ方向は、仮想の前記長方形の短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、
      一方の前記巻回部の内側に配置される前記スリット部を含む前記第一のコア片と、
      他方の前記巻回部の内側に配置される箇所を含み、前記複合材料の成形体からなり、前記スリット部が設けられていない第二のコア片とを備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のリアクトル。
  6.  前記スリット部における前記第一のコア片の周方向に沿った開口縁の長さは、前記第一のコア片の周長の1/3以上1/2以下である請求項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三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6のいずれか1項に記載のリアクトル。
  8.  前記第三のコア片の比透磁率は、50以上500以下である請求項7に記載のリアクトル。
  9.  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8のいずれか1項に記載のリアクトル。
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