WO2021117436A1

WO2021117436A1 - リアクトル

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Publication number: WO2021117436A1
Application number: PCT/JP2020/042959
Authority: WO
Inventors: 哲也金川; 好子坂野
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2021-06-17
Also published as: JPWO2021117436A1; CN114730660A; JP7296047B2

Abstract

筒状に形成されたコイル導体１と、磁性体材料を含有した磁心コア２とを備え、コイル導体１及び磁心コア２ケースに収容されている。コイル導体１は、導線６が巻回されたコイル部７と、該コイル部７の表面を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部８とを有し、第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上には、第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部１０ａ、１０ｂが形成されている。突起部１０ａは、コイル部７の巻線軸９に対し、矢印Ｐで示す中心方向に形成され、突起部１０ｂは、コイル部７の巻線軸９に対し、矢印Ｑで示す遠心方向に形成されている。これにより渦電流の発生を抑制し低磁気損失で大きな磁束密度を有し、インダクタンスの大きな小型で高性能のリアクトルを実現する。

Description

リアクトル

　本発明は、リアクトルに関し、より詳しくは導線が巻回された筒状のコイル導体と磁性体材料を含有した磁心コアとを備え、これらがケースに収容されたリアクトルに関する。

　リアクトルはインダクタンスを利用した受動素子であり、近年、回路素子の一要素として様々な電子機器に搭載されている。

　例えば、電気自動車やハイブリッド自動車、燃料電池自動車等の車両に搭載されるインバータには、バッテリ電圧を昇圧又は降圧させるコンバータが組み込まれており、リアクトルはコンバータの基幹部品として使用されている。この種のリアクトルについては、従来より、盛んに研究・開発が行われている。

　例えば、特許文献１には、図３１に示すように、筒状のコイル１０１と、前記コイル１０１の内外に配置されて閉磁路を形成するコア１０２（内側コア１０２ａ及び外側コア１０２ｂ）と、前記コイル１０１と磁心コア１０２を収納するケース１０３とを有し、磁心コア１０２の少なくとも一部は、磁性体粉末と樹脂とを含む複合材料から構成され、前記コイル１０１の表面を覆って、その形状を保持する樹脂モールド部１０４と、樹脂モールド部１０４を介してコイル１０１と一体に保持され、ケース１０３の少なくとも一部を構成する非磁性金属材料からなる放熱台部１０５とを備えたリアクトルが提案されている。

　特許文献１では、ケース１０３に放熱台部１０５を固定させると共に、樹脂モールド部１０４を介してコイル１０１と放熱台部１０５とを一体化させることにより、コイル１０１で発生した熱を放熱台部１０５に伝搬させて放熱させ、これにより放熱性を確保しようとしている。

特開２０１３－９３５４８号公報（請求項１、段落[００１１]～［００１３］、［００４０］、図１等）

　しかしながら、特許文献１では、大部分の磁束はコア１０２内を通過するが、一部の磁束はコア１０２から漏れて漏れ磁束となり、該漏れ磁束がコイル１０１やケース１０３と鎖交し、該コイル１０１やケース１０３で渦電流が発生する。

　図３２は、図３１のａ－ａ矢視断面図であり、図３３は、図３１のｂ－ｂ矢視断面図である。

　特許文献１では、通電時にコア１０２からの漏れ磁束が生じると、該漏れ磁束は、図３２の矢印ｃに示すように、樹脂モールド部１０４やコイル１０１の端縁を通過することから、漏れ磁束は、端縁部ｄでコイル１０１と鎖交し、この鎖交が原因でコイル１０１の端縁近傍で渦電流が発生するおそれがある。

　また、前記漏れ磁束は、図３３の矢印ｅに示すように、コイル１０１の端縁部ｆから金属製のケース１０３に入射するおそれがある。この場合、漏れ磁束は、図中、ｇに示すように、ケース１０３に入射して該ケース０３と鎖交し、上述と同様、ケース１０３に渦電流が発生するおそれがある。

　そして、コイル１０１の端縁部やケース１０３で発生する渦電流は、渦電流損となって温度上昇を招いたり、磁気損失の増大などの磁気特性の劣化を招くおそれがある。

　本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、渦電流の発生を抑制し低磁気損失で大きな磁束密度を有し、インダクタンスの大きな小型で高性能のリアクトルを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために本発明に係るリアクトルは、筒状に形成されたコイル導体と、磁性体材料を含有した磁心コアとを備え、前記コイル導体及び前記磁心コアがケースに収容されたリアクトルであって、前記コイル導体は、導線が巻回されたコイル部と、該コイル部の表面を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部とを有し、前記第１の非磁性体部の表面であって前記コイル部の端縁上には、第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部が形成されていることを特徴としている。

　このように第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部が、第１の非磁性体部の表面であって前記コイル部の端縁上に形成されているので、磁心コアはコイル部の近くには存在せず、磁心コアからの漏れ磁束は突起部を通過することから、コイル部を通過したりケースに入射する漏れ磁束を低減することができる。したがって、コイル部やケースと漏れ磁束とが鎖交するのを低減することができ、これによりコイル部の端縁部やケース近傍での渦電流の発生を抑制することができ、渦電流損を低減できることから、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記突起部が、前記コイル部の巻線軸に対し中心方向及び遠心方向に形成されているのが好ましい。

　この場合は、磁心コアからの漏れ磁束は、コイル部の巻線軸に対し中心方向及び遠心方向に形成された突起部を通過することから、コイル部やケースと漏れ磁束との鎖交を効果的に低減することができ、これにより渦電流が発生するのを抑制できる。

　また、本発明のリアクトルは、前記突起部が、前記コイル部の巻線軸に対し平行方向に複数形成されているにも好ましい。

　この場合は、磁心コアからの漏れ磁束は、コイル部の巻線軸に対し平行方向に形成された突起部を通過することから、上述と同様、コイル部やケースと漏れ磁束との鎖交を効果的に低減することができ、これにより渦電流が発生するのを抑制できる。

　さらに、本発明のリアクトルは、前記複数の突起部が一体化され、曲面状に形成されているのも好ましい。

　この場合は、磁心コアと突起部との界面が磁束の流れに沿ったものとなることから、漏れ磁束とコイル部との鎖交を低減しつつ、より大きなインダクタンスを有するリアクトルの実現が可能となる。

　また、本発明のリアクトルは、前記コイル導体が、前記コイル部の巻線軸が水平面に対し平行となるように前記ケースに収容されているのが好ましく、また、前記コイル部の巻線軸が鉛直方向となるように前記ケースに収容されているのも好ましい。

　このようにケース内のコイル導体の配置状態の如何に拘わらず、漏れ磁束のコイル部やケースへの入射を低減することができ、したがって漏れ磁束とコイル部及びケースとの間で生じる鎖交を低減することができ、渦電流損を効果的に抑制することができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記導線は平角線で形成されると共に、前記コイル導体はエッジワイズ巻き又はフラットワイズ巻きとされるのが好ましい。

　このように導線を平角線で形成することにより丸線に比べて占積率を大きくすることができ、より小型で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きなリアクトルを得ることができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記突起部が、前記ケースと接触しているのが好ましい。

　このように突起部をケースと接触させることにより、コイル導体で発生した熱は突起部を介してケースに伝搬されて放熱されることから、漏れ磁束とコイル部やケースとの鎖交を低減しつつ放熱性を確保することができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記第２の非磁性系樹脂材料で形成された第２の非磁性体部が、前記突起部を内包し、かつ前記ケースの少なくとも一面全域と接触しているのも好ましく、この場合、前記一面は、前記ケースの底面部又は側面部であるのが好ましい。

　このように第２の非磁性部が、突起部を内包し、かつ前記ケースの少なくとも一面全域（好ましくは底面部又は側面部の全域）と接触することにより、ケースの上記一面には磁心コアが存在せず、漏れ磁束を低減することができ、ケースで発生する渦電流も小さくなり、渦電流損の発生を抑制することができる。そして、第２の非磁性体部がケースの少なくとも一面で直接接触しているので、コイル導体からケースへの熱伝導を促進することができ、放熱性が向上し、リアクトルの温度上昇を抑制することができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記コイル導体を形成する前記導線間に前記第１の非磁性樹脂材料が充填されているのが好ましい。

　この場合は、導線で発生した熱を更に効率よく放熱させることができ、リアクトルの温度上昇をより効果的に抑制することができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記第１及び第２の非磁性系樹脂材料は、フィラー成分を含有し、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上であるのが好ましい。

　このように熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導率を有する第１及び第２の非磁性系樹脂材料を使用することにより、より良好な放熱性を確保することができる。

　さらに、本発明のリアクトルは、前記非磁性体部を形成する非磁性系樹脂材料と前記突起部を形成する非磁性系樹脂材料とは同一材料であるのが好ましい。

　これにより非磁性体部と突起部とを一体的にモールド成形することが容易に可能となり、生産性の良好なリアクトルを得ることができる。

　また、本発明のリアクトルは、前記磁心コアは樹脂材料を含有しているのが好ましい。

　また、本発明のリアクトルは、前記磁性体材料が、軟磁性金属材料及びフェライト材料のうちのいずれかであるのが好ましい。

　本発明のリアクトルによれば、筒状に形成されたコイル導体と、磁性体材料を含有した磁心コアとを備え、前記コイル導体及び前記磁心コアがケースに収容されたリアクトルであって、前記コイル導体は、導線が巻回されたコイル部と、該コイル部の表面を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部とを有し、前記第１の非磁性体部の表面であって前記コイル部の端縁上には、第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部が形成されているので、磁心コアはコイル部の近くには存在せず、磁心コアからの漏れ磁束は突起部を通過することから、コイル部を通過したりケースに入射する漏れ磁束を低減することができる。したがって、コイル部やケースと漏れ磁束との鎖交を低減することができ、これによりコイル部の端縁部やケース近傍での渦電流の発生を抑制することができ、渦電流損を低減できることから、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

本発明に係るリアクトルの一実施の形態（第１の実施の形態）を模式的に示す平面断面図である。図１のＡ－Ａ矢視断面図である。図１のＢ－Ｂ矢視断面図である。図１のＣ－Ｃ矢視断面図である。第１の実施の形態の第１の変形例を示す要部断面図である。第１の実施の形態の第２の変形例を示す要部断面図である。図６のＤ部拡大断面図である。第１の実施の形態の第３の変形例を示す要部断面図である。第１の実施の形態の第４の変形例を示す要部断面図である。本発明に係るリアクトルの第２の実施の形態を模式的に示す平面断面図である。図１０のＥ－Ｅ矢視断面図である。第２の実施の形態の第１の変形例を示す要部断面図である。第２の実施の形態の第２の変形例を示す要部断面図である。図１３のＦ部拡大断面図である。第２の実施の形態の第３の変形例を示す要部断面図である。第２の実施の形態の第４の変形例を示す要部断面図である。本発明に係るリアクトルの第３の実施の形態を模式的に示す平面断面図である。図１７のＧ－Ｇ矢視断面図である。第３の実施の形態の第１の変形例を示す要部断面図である。第３の実施の形態の第２の変形例を示す要部断面図である。図２０のＨ部拡大断面図である。第３の実施の形態の第３の変形例を示す要部断面図である。第３の実施の形態の第４の変形例を示す要部断面図である。本発明に係るリアクトルの第４の実施の形態を模式的に示す平面断面図である。図２４のＩ－Ｉ矢視断面図である。本発明に係るリアクトルの第５の実施の形態を模式的に示す平面断面図である。図２６のＪ－Ｊ矢視断面図である。第５の実施の形態の変形例を示す要部断面図である。本発明に係るリアクトルの第６の実施の形態を模式的に示す平面断面図である。図２９のＫ－Ｋ矢視断面図である。特許文献１に記載されたリアクトルの要部断面図である。図３１のａ－ａ矢視断面図である。図３１のｂ－ｂ矢視断面図である。

　次に、本発明の実施の形態を詳説する。

（第１の実施の形態）
　図１は本発明に係るリアクトルの一実施の形態（第１の実施の形態）を模式的に示す平面断面図であり、図２は図１のＡ－Ａ矢視断面図、図３は図１のＢ－Ｂ矢視断面図、図４は図１のＣ－Ｃ矢視断面図である。尚、図１では、後述する突起部を省略して図示している。

　本リアクトルは、図１に示すように、筒状のコイル導体１と、磁性体材料を含有した磁心コア２とを備え、これらコイル導体１及び磁心コア２がケース３に収容されている。尚、通常は、コイル導体１の上面には外部端子接続用の引出線が形成されているが、本実施の形態では、説明の都合上、引出線を省略している。

　ケース３は、方形箱状に形成されており、底面部４と該底面部４に連接された４個の側面部、すなわち第１～第４の側面部５ａ～５ｄを有している。

　また、コイル導体１は、筒状となるように導線６が巻回されたコイル部７と、該コイル部７の表面を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部８とを有している。本第１の実施の形態では、コイル導体１は、図２に示すように、コイル部７の巻線軸９が水平面（底面部４）と平行となるようにケース３に収容されている。

　第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上には、図２及び図３に示すように、第２の非磁性体材料からからなる突起部１０ａ、１０ｂが形成されている。

　本第１の実施の形態では、突起部１０ａは、コイル部７の巻線軸９に対し、図２の矢印Ｐで示す中心方向に形成され、突起部１０ｂは、コイル部７の巻線軸９に対し、矢印Ｑで示す遠心方向に形成されている。

　突起部１０ａ、１０ｂは突起状に形成されていればよく、突起部１０ａ、１０ｂの中心方向又は遠心方向の長さｔは、特に限定されるものではないが、磁心コア２からの漏れ磁束がコイル部７と鎖交するのを効果的に抑制するためには、例えば１．５ｍｍ以上に形成するのが好ましい。

　そして、第１の非磁性体部８は、図４に示すように、筒状のコイル部７を外装するように、前記第１の非磁性系樹脂材料でモールド成形されている。モールド成形の方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、射出成形法やトランスファー成形法を使用することができる。また、第１の非磁性体部８の厚みは特に限定されるものではなく、例えば０．１～３ｍｍ程度に調整される。

　第１の非磁性系樹脂材料及び第２の非磁性系樹脂材料は、同一の材料を使用してもよいし、異なる材料を使用することもできる。これら第１及び第２の非磁性系樹脂材料の材料種としては、その範疇に属するものであれば特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフェニレンスルフィド等を使用することができる。

　また、第１及び第２の非磁性系樹脂材料中には高熱伝導率を有するアルミナ等のフィラー成分を所定量含有させるのも好ましい。すなわち、アルミナに代表される熱伝導率の高いフィラー成分を非磁性系樹脂材料中に含有させ、第１の非磁性体部８や突起部１０ａ、１０ｂの熱伝導率を例えば５Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導率とすることにより、コイル導体１で発生する熱をケース３に効率良く伝搬させることができ、良好な放熱性を確保することができる。

　尚、導線６は、本第１の実施の形態では、断面が扁平状の被覆平角線で形成されている。導線６は、具体的には、芯材がＣｕ、Ａｌ或いはこれらの合金類等の金属材料で形成されると共に、該芯材がポリアミドイミドなどのエナメル材料等、絶縁材料で被覆されている。コイル部７は、内周面の隅部及び外周面の角部がＲ（アール）状（曲面状）に形成されている。

　磁心コア２に使用される磁性体粉末としては、軟磁性金属材料やフェライト材料を使用することができる。軟磁性金属材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金等の各種結晶質の合金粉末材料や、Ｆｅを主成分とした軟磁性特性に優れた非晶質材料、或いは非晶質相とナノ結晶相とが混在したナノ結晶金属材料を使用することができる。この軟磁性金属材料を使用する場合は、絶縁性を確保する観点から金属粉末の表面にリン酸塩やシリコーン樹脂等の絶縁性材料からなる塗布層を形成するのが好ましい。

　また、フェライト材料についても、特に限定されるものではなく、Ｎｉ系、Ｃｕ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ系、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｚｎ系等の各種フェライト材料を使用することができる。

　尚、磁心コア２には、通常、結合剤としてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料が、例えば体積比率で４０vol％以下の割合で含有されている。

　このように本第１の実施の形態のリアクトルでは、コイル導体１は、導線６が巻回されたコイル部７と、該コイル部７の表面を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部８とを有し、第１の非磁性体部８及びコイル部７がケース３に収容されると共に、第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上には、巻線軸９に対し中心方向及び遠心方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部１０ａ、１０ｂが形成されているので、磁心コア２はコイル部７の近くには存在せず、磁心コア２からの漏れ磁束は図２の矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に示すように突起部１０ａ、１０ｂ中を通過する。したがって、漏れ磁束がコイル部７を通過したりケース３に入射するのを低減することができることから、磁心コア２からの漏れ磁束がコイル部７やケース３と鎖交するのを抑制することができ、鎖交に起因した渦電流の発生を抑制することができる。そして、このように渦電流損を低減することができることから、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　次に、第１の非磁性体部８及び突起部１０ａ、１０ｂを同一の非磁性系樹脂材料を使用した場合について、上記リアクトルの製造方法を詳述する。

　まず、導線６として断面が扁平状の被覆平角線を用意し、内周面の隅部及び外周面の角部がＲ（アール）形状（曲面状）となるように導線６を筒状に巻回し、コイル導体１を作製する。

　次に、磁性体粉末と樹脂材料とが所定比率に配合されたコア材料を用意する。次いで、第１の非磁性体部８及び突起部１０ａ、１０ｂが所定位置に形成されるような金型を用意する。そして、金型内にコイル導体１を配した後、該金型のキャビティに非磁性系樹脂材料を供給し、該キャビティに非磁性系樹脂材料を充填し、加圧・加熱して硬化させ、成形体を作製する。その後、金型から成形体を取り出し、端縁上に突起部１０ａ、１０ｂが形成されかつ第１の非磁性体部８で外装されたコイル導体１を作製する。

　次に、底面部４及び第１～第４の側面部５ａ～５ｄを有するケース３を用意する。そして、コア材料をケース３に充填すると共に、コイル部７の巻線軸９が水平面と平行となるようにコイル導体１をケース３に配し、加圧・加熱させて硬化させ、これにより第１の実施の形態のリアクトルが作製される。

　尚、上記実施の形態では、第１の非磁性系樹脂材料と第２の非磁性系樹脂材料について同一の材料を使用し、第１の非磁性体部８と突起部１０ａ、１０ｂとを一体的にモールド成形しているが、第１の非磁性体部８と突起部１０ａ、１０ｂとを別工程で作製してもよい。この場合は、まず、コイル部７の表面を第１の非磁性系樹脂材料でモールド成形してコイル部７を第１の非磁性体部８で外装する。次いで、第２の非磁性体樹脂材料を使用して突起部材を作製し、第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上に突起部材を接着剤等で接合し、これにより突起部１０ａ、１０ｂを形成することができる。この場合、例えば第１の非磁性系樹脂材料と第２の非磁性系樹脂材料とでフィラー成分の含有量を異ならせてもよい。

　図５は、第１の実施の形態の第１の変形例を示す要部断面図である。

　この第１の変形例では、突起部１２ａ、１２ｂがコイル部７の巻線軸９と平行方向に形成されている。それ以外は上記第１の実施の形態と同様である。

　すなわち、本第１の変形例では、第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上には、巻線軸９に対し平行方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部１２ａ、１２ｂが形成されている。したがって、上記第１の実施の形態と同様、磁心コア２からの漏れ磁束は、コイル部７と鎖交することなく矢印Ｕ方向及び矢印Ｖ方向に示すように突起部１２ａ、１２ｂ中を通過することから、漏れ磁束がコイル部７を通過したりケース３に入射するのを低減することができ、鎖交に起因した渦電流の発生を抑制することができる。したがって、上記第１の実施の形態と同様、渦電流損を低減することができ、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　尚、この第１の変形例のコイル導体１も上記実施の形態と同様、コイル部７が外装されるように非磁性系樹脂材料を使用してモールド成形し、これにより第１の非磁性体部８及び突起部１２ａ、１２ｂを作製し、或いはコイル部７が外装されるように上記モールド成形により第１の非磁性体部８を作製した後、突起部１２ａ、１２ｂを第１の非磁性体部８の端縁上に接合することにより、作製することができる。

　図６は、第１の実施の形態の第２の変形例を示す要部断面図であり、図７は、図６のＤ部拡大断面図である。

　この第２の変形例では、突起部１４は、図６に示すように、第１の変形例（図５）において対向している突起部１２ａと突起部１２ｂとが接合され、一体化されている。さらに、突起部１４の外表面は、図７に示すように、磁束の向きに沿うように曲面状に形成されている。

　本第２の変形例においても、第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上には、巻線軸９に対し平行方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部１４が形成されている。したがって、上記第１の変形例と同様、磁心コア２からの漏れ磁束は矢印Ｗ方向及び矢印Ｚ方向に示すようにコイル部７と鎖交することなく突起部１４中を通過することから、渦電流の発生を抑制することができる。しかも、本第２変形例では、磁心コア２と突起部１４との界面が磁束の向きに沿っていることから、コイル部７に入射する磁束を低減しつつ、大きな磁束密度を得ることができ、インダクタンスの大きなリアクトルを得ることができる。

　図８は、第１の実施の形態の第３の変形例を示す要部断面図である。

　この第３の変形例では、上記第２の変形例に加え、前記突起部１４の一部を覆うような形態で第２の非磁性系樹脂材料で第２の非磁性体部１５を形成し、かつ該第２の非磁性体部１５がケース３の底面部４と接触している。このように第２の非磁性系樹脂材料からなる第２の非磁性体部１５が前記突起部１４の一部を内包すると共にケース３の底面部４と接触することにより、上記第２の変形例（図６及び図７参照）で得られる効果に加え、コイル導体１で発生した熱を、第２の非磁性体部１５を介してケース３に伝搬することができ、これにより放熱性を確保することができる。

　尚、この第３の変形例は、第２の非磁性体部１５、突起部１４、及びコイル導体１を一体的にモールド成形することにより容易に作製することができる。

　図９は、第１の実施の形態の第４の変形例を示す要部断面図である。

　この第４の変形例では、導線６と導線６との間隙に第１の非磁性系樹脂材料が充填され、これにより第１の非磁性体部１５が形成されている。すなわち、この第４の変形例は、コイル導体１７が、導線６間に間隙が形成されるように導線６が筒状に巻回されたコイル部１６と、前記間隙に充填されかつコイル部１６を外装した第１の非磁性系樹脂材料からなる第１の非磁性体部１５とで形成されている。

　この第４の変形例では、上記第２の変形例（図６及び図７参照）で得られる効果に加え、第１の非磁性体部１５、特に前記間隙に充填された第１の非磁性系樹脂材料の放熱作用により、温度上昇をより効果的に抑制することが可能となる。

　本第４の変形例は、導線６間に間隙が生じるように導線６を筒状に巻回する以外は、上記第２の変形例と同様にして製造することができる。

　尚、本第４の変形例では、絶縁材料である第１の非磁性系樹脂材料が導線６間に充填されていることから、芯材の表面を被覆する絶縁材料を省略することが可能となる。

　このように本第１の実施の形態では、第１の非磁性体部８の表面であってコイル部７の端縁上に突起部が形成されているのであれば、突起部がコイル部７の巻線軸９に対し中心方向、遠心方向、又は平行方向のいずれにおいても、上述した作用効果を奏することができ、所期の課題を解決することができる。また、第３及び第４の変形例のような形態とすることにより、上記効果に加えて良好な放熱性を確保することが可能となる。

（第２の実施の形態）
　図１０は、本発明に係るリアクトルの第２の実施の形態を模式的に示す平面断面図であり、図１１は、図１０のＥ－Ｅ矢視断面図である。

　この第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様、図１０に示すように、筒状のコイル導体１８と、磁性体材料を含有した磁心コア２とを備え、これらコイル導体１８及び磁心コア２が底面部４と第１～第４の側面部５ａ～５ｄを有する箱状のケース３に収容されている。また、コイル導体１８は、図１１に示すように、導線１９が巻回されたコイル部２０と、該コイル部２０を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部２１とを有している。

　本第２の実施の形態では、導線１９は、扁平状の被覆平角線で形成されているが、コイル部２０は、被覆平角線の巻き方向が断面の長辺側を曲げたエッジワイズ巻きとされている。また、コイル導体１８は、コイル部２０の巻線軸２２が底面部４に対し鉛直方向となるようにケース３に収容されている。

　そして、本第２の実施の形態においても、第１の非磁性体部２１の表面であってコイル部２０の端縁上には、第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部２３ａ、２３ｂが形成されている。すなわち、突起部２３ａは、コイル部２０の巻線軸２２に対し、矢印Ｐで示す中心方向に形成され、突起部２３ｂは、コイル部２０の巻線軸２２に対し、矢印Ｑで示す遠心方向に形成されている。

　このように本第２の実施の形態のリアクトルにおいても、第１の実施の形態と同様、第１の非磁性体部２１の表面であってコイル部２０の端縁上には、巻線軸２２に対し中心方向及び遠心方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部２３ａ、２３ｂが形成されているので、磁心コア２はコイル部２０の近くには存在せず、磁心コア２からの漏れ磁束は図１１の矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に示すように突起部２３ａ、２３ｂ中を通過する。したがって、漏れ磁束がコイル部２０を通過したりケース３に入射するのを低減することができることから、磁心コア２からの漏れ磁束がコイル部２０やケース３と鎖交するのを抑制することができ、鎖交に起因した渦電流の発生を抑制することができる。そしてこれにより渦電流損を低減することができ、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　図１２は第２の実施の形態の第１の変形例を示す要部断面図である。

　この第１の変形例では、突起部２４ａ、２４ｂがコイル部２０の巻線軸２２と平行方向に形成されている。

　すなわち、本第１の変形例においても、第１の非磁性体部２１の表面であってコイル部２０の端縁上には、巻線軸２２に対し平行方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部２４ａ、２４ｂが形成されている。したがって、磁心コア２からの漏れ磁束はコイル部２０と鎖交することなく矢印Ｕ方向及び矢印Ｖ方向に示すように突起部２４ａ、２４ｂ中を通過することから、漏れ磁束がコイル部２０を通過したりケース３に入射するのを低減することができ、鎖交に起因した渦電流の発生を抑制することができる。そしてこれにより、上記実施の形態と同様、渦電流損を低減することができ、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　図１３は第２の実施の形態の第２の変形例を示す要部断面図であり、図１４は図１３のＦ部拡大断面図である。

　この第２の変形例では、突起部２５は、図１３に示すように、上記第１の変形例（図１２参照）において対向している前記突起部２４ａと突起部２４ｂとが接合され、一体化されている。そして、突起部２５の外表面は、図１４に示すように、磁束の向きに沿うように曲面状に形成されている。

　本第２の変形例においても、磁心コア２からの漏れ磁束は図１３の矢印Ｗ方向及び矢印Ｚ方向に示すようにコイル部２０と鎖交することなく突起部２５中を通過することから、渦電流の発生を抑制することができる。しかも、磁心コア２と突起部２５との界面が磁束の向きに沿っていることから、コイル部２０に入射する磁束を低減しつつ、大きな磁束密度を得ることができ、大きなインダクタンスを有するリアクトルを得ることができる。

　図１５は、第２の実施の形態の第３の変形例を示す要部断面図である。

　この第３の変形例では、上記第２の変形例（図１３参照）に示した突起部２５がケース３の第１及び第２の側面部５ａ、５ｂと接触し、かつ第１の非磁性体部２１も前記第１及び第２の側面部５ａ、５ｂと接触している。

　したがって、この第３の変形例では、上記第２の変形例（図１３参照）で得られる効果に加え、コイル部２０で発生した熱が、第１の非磁性体部２１及び突起部２５を介してケース３に伝搬され、これにより放熱性を確保することができる。

　図１６は、第２の実施の形態の第４の変形例を示す要部断面図である。

　この第４の変形例では、導線１９と導線１９との間隙に第１の非磁性系樹脂材料が充填され、これにより第１の非磁性体部２７が形成されている。すなわち、この第４の変形例は、コイル導体１９が、導線１９間に間隙が形成されるように導線１９が筒状に巻回されたコイル部２８と、前記間隙に充填されかつコイル部２８を外装する第１の非磁性系樹脂材料からなる第１の非磁性体部２７とで形成されている。

　これにより上記第２の変形例（図１３参照）で得られる効果に加え、第１の非磁性系樹脂材料の放熱効果により、温度上昇を効果的に抑制することが可能である。

（第３の実施の形態）
　図１７は、本発明に係るリアクトルの第３の実施の形態を模式的に示す平面図であり、図１８は、図１７のＧ－Ｇ矢視断面図である。

　この第３の実施の形態は、第１及び第２の実施の形態と同様、図１７に示すように、筒状のコイル導体３０と、磁性体材料を含有した磁心コア２とを備え、これらコイル導体３０及び磁心コア２が底面部４と第１～第４の側面部５ａ～５ｄを有する箱状のケース３に収容されている。また、コイル導体３０も、図１８に示すように、導線３１が巻回されたコイル部３２と、該コイル部３２を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部３３とを有している。

　本第３の実施の形態では、導線３１は、扁平状の被覆平角線で形成されているが、コイル部３２が、被覆平角線の巻き方向が断面の短辺側を曲げたフラットワイズ巻きとされており、コイル導体３０は、コイル部３２の巻線軸３４が底面部４に対し鉛直方向となるようにケース３に収容されている。

　そして、本第３の実施の形態においても、第１の非磁性体部３３の表面であってコイル部３２の端縁上には、第２の非磁性体材料からからなる突起部３５ａ、３５ｂが形成されている。すなわち、突起部３５ａは、コイル部３２の巻線軸３４に対し、矢印Ｐで示す中心方向に形成され、突起部３５ｂは、コイル部３２の巻線軸３４に対し、矢印Ｑで示す遠心方向に形成されている。

　このように本第３の実施の形態のリアクトルにおいても、第１及び第２の実施の形態と同様、第１の非磁性体部３３の表面であってコイル部３２の端縁上には、巻線軸３４に対し中心方向及び遠心方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部３５ａ、３５が形成されているので、磁心コア２からの漏れ磁束はコイル部３２と鎖交することなく図１８の矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に示すように突起部３５ａ、３５ｂ中を通過する。したがって漏れ磁束がコイル部３２を通過したりケース３に入射するのを低減することができ、鎖交に起因した渦電流の発生を抑制することができる。すなわち、渦電流損を低減することができ、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　図１９は第３の実施の形態の第１の変形例を示す要部断面図である。

　この第１の変形例では、突起部３６ａ、３６ｂがコイル部３２の巻線軸３４と平行方向に形成されている。

　すなわち、本第１の変形例においても、第１の非磁性体部３３の表面であってコイル部３２の端縁上には、巻線軸３４に対し平行方向に第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部３６ａ、３６ｂが形成されている。したがって、磁心コア２からの漏れ磁束はコイル部３２と鎖交することなく図１９の矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に示すように突起部３６ａ、３６ｂ中を通過することから、漏れ磁束がコイル部３２を通過したりケース３に入射するのを低減することができ、鎖交に起因した渦電流の発生を抑制することができる。したがって、上記第１の実施の形態と同様、渦電流損を低減することができ、低磁気損失で大きな磁束密度を有するインダクタンスの大きな高性能のリアクトルを得ることができる。

　図２０は第３の実施の形態の第２の変形例を示す要部断面図であり、図２１は図２０のＨ部拡大断面図である。

　この第２の変形例では、図２０に示すように、突起部３７は、上記第１の変形例（図１９参照）において対向している突起部３６ａと突起部３６ｂとが接合され、一体化されている。そして、突起部３７の外表面は、図２１に示すように、磁束の向きに沿うように曲面状に形成されている。

　すなわち、本第２の変形例では、図６及び図７や図１３及び図１４で示した変形例と同様、磁心コア２からの漏れ磁束はコイル部３２と鎖交することなく図２０の矢印Ｗ方向及び矢印Ｚ方向に示すように突起部３７中を通過し、かつ磁心コア２と突起部３７との界面が磁束の向きに沿っていることから、コイル部３２に入射する磁束を低減しつつ、大きな磁束密度を得ることができ、大きなインダクタンスを有するリアクトルを得ることができる。

　図２２は、第３の実施の形態の第３の変形例を示す要部断面図である。

　この第３の変形例では、一方の突起部３７がケース３の底面部４と接触している。したがって、この第３の変形例では、上記第２の変形例（図２０参照）で得られる効果に加え、コイル部３２で発生した熱が、前記一方の突起部３７を介してケース３に伝搬され、これにより放熱性を確保することができる。

　図２３は、第３の実施の形態の第４の変形例を示す要部断面図である。

　この第４の変形例では、導線３１と導線３１との間に間隙に第１の非磁性系樹脂材料が充填され、これにより第１の非磁性体部３９が形成されている。すなわち、この第４の変形例は、コイル導体４１が、導線３１間に間隙が形成されるように導線３１が筒状に巻回されたコイル部４０と、前記間隙に充填されかつコイル部４０を外装する第１の非磁性系樹脂材料からなる第１の非磁性体部３９とで形成されている。

　これにより上記第２の変形例（図２０参照）で得られる効果に加え、第１の非磁性系樹脂材料の放熱効果により、温度上昇を効果的に抑制することが可能である。

　そして、このように本発明は、第１乃至第３の実施の形態に示したように、第１の非磁性体部の表面であってコイル部の端縁上に突起部を形成することにより、コイル導体をコイル部の巻線軸が水平面と平行方向となるように配したり鉛直方向となるように配した場合であっても、導線の巻き方向に依存することもなく、漏れ磁束がコイル部やケースに入射するのを低減することができ、渦電流が発生するのを抑制でき、渦電流損に起因する磁気損失を抑制でき、所望の磁束密度を有するインダクタンスの大きなリアクトルを得ることができる。更に加えて突起部をケースに接触させたり、導線間の間隙に非磁性体材料を介在させることにより、良好な放熱性を確保することが可能となる。

（第４の実施の形態）
　図２４は、本発明に係るリアクトルの第４の実施の形態を模式的に示す平面断面図であり、図２５は図２４のＩ－Ｉ矢視断面図である。

　この第４の実施の形態は、上述した第１の実施の形態の第２の変形例（図６参照）において、図２５に示すように、突起部１４の一部を覆うような形態で第２の非磁性体部４２が形成され、かつ第２の非磁性体部４２がケース３の一面全域と接触している。

　すなわち、本第４の実施の形態では、巻線軸９よりも底面部４側に位置する突起部１４を覆いかつ該底面部４の全域と接触するような形態で第２の非磁性体部４２が形成されている。そして、これによりケース３の近傍には磁束の通過に影響を与えるような磁心コア５０が存在しないことから、漏れ磁束自体が低減され、ケース３に発生する渦電流を小さくすることができ、これにより渦電流損に起因した磁気損失を抑制することができ、磁束密度が大きく、大きなインダクタンスを有するリアクトルを得ることができる。

　しかも、第２の非磁性体部４２はケース３の底面部４全域と接触していることから、コイル部７からの熱伝達を促進することができ、良好な放熱性を得ることができ、リアクトルの温度上昇を抑制することができる。

（第５の実施の形態）
　図２６は、本発明に係るリアクトルの第５の実施の形態を模式的に示す平面断面図であり、図２７は図２６のＪ－Ｊ矢視断面図である。

　この第５の実施の形態は、図２６に示すように、上述した第２の実施の形態の第２の変形例（図１３参照）において、第２の非磁性体部４３ａ、４３ｂが突起部２５を覆うような形態で形成され、かつ少なくともケース３の一面全域と接触している。

　すなわち、本第５の実施の形態では、図２７に示すように、第２の非磁性体部４３ａ、４３ｂが、突起部２５を覆いかつ第１及び第２の側面部５ａ、５ｂ全域、及び第３及び第４の側面部５ｃ、５ｄ更には底面部４の一部に接するような形態で形成され、第２の非磁性体部４３ａ、４３ｂ間に磁心コア４４が存在している。そして、これによりケース３の近傍には磁束の通過に影響を与えるような磁心コア４４が存在せず、したがって漏れ磁束自体が低減されることから、ケース３に発生する渦電流を小さくすることができ、渦電流損に起因した磁気損失を抑制することができ、磁束密度が大きく、大きなインダクタンスを有するリアクトルを得ることができる。

　しかも、第２の非磁性体部４３ａ、４３ｂはケース３の第１及び第２の側面部５ａ、５ｂ全域更には第３及び第４の側面部５ｃ、５ｄと接触していることから、コイル部２０からの熱伝達を効果的に促進することができ、良好な放熱性を得ることができ、リアクトルの温度上昇を抑制することができる。

　図２８は、第５の実施の形態の変形例を示す要部断面図である。

　上記第５の実施の形態では、第２の非磁性体部４３ａ、４３ｂが、第３及び第４の側面部５ｃ、５ｄの一部にも接しているが、この変形例では、第２の非磁性体部５１ａ、５１ｂと磁心コア５２との境界がテーパ状に形成され、前記第２の非磁性体部５１ａ、５１ｂは第１及び第２の側面部５ａ、５ｂの全域と接触している。この変形例においても、上記第５の実施の形態と同様、大きなインダクタンスを有するリアクトルを得ることができ、また、第２の非磁性体部５１ａ、５１ｂは、第３及び第４の側面部５ｃ、５ｄと接触していないものの第１及び第２の側面部５ａ、５ｂ全域と接触していることから、コイル部２０からの熱伝達を十分に促進することができ、良好な放熱性を確保することが可能である。

（第６の実施の形態）　
　図２９は、本発明に係るリアクトルの第６の実施の形態を模式的に示す平面断面図であり、図３０は図２９のＫ－Ｋ矢視断面図である。

　この第６の実施の形態は、上述した第３の実施の形態の第２の変形例（図２０参照）において、第２の非磁性体部４５ａ、４５ｂが突起部３７を覆うような形態で形成され、かつケース３の一面全域と接触している。

　すなわち、本第６の実施の形態では、第２の非磁性体部４５ａ、４５ｂが、突起部３７を覆いかつ第１及び第２の側面部５ａ、５ｂ全域、及び第３及び第４の側面部５ｃ、５ｄ更には底面部４の一部に接するような形態で形成され、第２の非磁性体部４５ａ、４５ｂ間に磁心コア４６が存在している。そして、これによりケース３の近傍には磁束の通過に影響を与えるような磁心コア４６が存在せず、したがって漏れ磁束自体が低減され、ケース３に発生する渦電流を小さくすることができることから、渦電流損に起因した磁気損失を抑制することができ、磁束密度が大きく、大きなインダクタンスを有するリアクトルを得ることができる。

　しかも、第２の非磁性体部４５ａ、４５ｂはケース３の第１及び第２の側面部５ａ、５ｂ全域及び底面部４の一部と接触していることから、コイル部３２からの熱伝達を効果的に促進することができ、良好な放熱性を得ることができ、リアクトルの温度上昇を抑制することができる。

　この第６の実施の形態についても、上述した図２８のような変形例が可能であるのはいうまでもない。

　尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では種々の変形例を例示したが、これら各実施の形態は相互に単一の一般的発明概念を形成するように連関した技術的関係を有するものであり、本発明の要旨を逸脱するものではない。

　また、上記各実施の形態では導線６、１９、３１を被覆平角線で形成しているが、丸線やコ字状の箔状導体を使用してもよい。箔状導体を使用する場合は、箔状導体が互いに重なり合うように巻回した後、重なり合っている箔状導体の角部同士を圧着して一体化したり、或いはビアを介して各箔状導体を積層し、これにより箔状導体同士を電気的に接続して一体化することにより、筒状のコイル導体を作製することができる。

　また、コイル部は、筒状であれば円筒状、角筒状、楕円筒状等でもよく、またケース３についても方形箱状でなくても円形箱状であってもよい。

　渦電流損を抑制でき放熱性が良好でより一層の小型化が可能なリアクトルを実現することができる。

１、１７、１８、３０、４１　コイル導体
２、４４、４６　５０、５２　磁心コア
３　ケース　
４　底面部
５ａ～５ｄ　第１～第４の側面部（側面部）
６、１９、３１　導線
７、１６、２０、２８、３２、４０　コイル部
８、１５、２１、２７、３３、３９　第１の非磁性体部
９、２２、３４　巻線軸
１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、１４、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５、３５ａ、３５ｂ、３７　突起部
１５、３８、４２、４３ａ、４３ｂ、４５ａ、４５ｂ、５１ａ、５１ｂ　第２の非磁性体部

Claims

　筒状に形成されたコイル導体と、磁性体材料を含有した磁心コアとを備え、前記コイル導体及び前記磁心コアがケースに収容されたリアクトルであって、
　前記コイル導体は、導線が巻回されたコイル部と、該コイル部の表面を被覆する第１の非磁性系樹脂材料で形成された第１の非磁性体部とを有し、
　前記第１の非磁性体部の表面であって前記コイル部の端縁上には、第２の非磁性系樹脂材料からなる突起部が形成されていることを特徴とするリアクトル。
　前記突起部は、前記コイル部の巻線軸に対し中心方向及び遠心方向に形成されていること特徴とする請求項１記載のリアクトル。
　前記突起部は、前記コイル部の巻線軸に対し平行方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のリアクトル。
　前記複数の突起部が一体化され、曲面状に形成されていることを特徴とする請求項３記載のリアクトル。
　前記コイル導体は、前記コイル部の巻線軸が水平面に対し平行となるように前記ケースに収容されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリアクトル。
　前記コイル導体は、前記コイル部の巻線軸が鉛直方向となるように前記ケースに収容されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のリアクトル。
　前記導線は平角線で形成されると共に、前記コイル導体はエッジワイズ巻きとされていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のリアクトル。
　前記導線は平角線で形成されると共に、前記コイル導体はフラットワイズ巻きとされていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のリアクトル。
　前記突起部が、前記ケースと接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のリアクトル。
　前記第２の非磁性系樹脂材料で形成された第２の非磁性体部が、前記突起部を内包し、かつ前記ケースの少なくとも一面全域と接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のリアクトル。
　前記一面は、前記ケースの底面部であることを特徴とする請求項１０記載のリアクトル。
　前記一面は、前記ケースの側面部であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のリアクトル。
　前記コイル導体を形成する前記導線間には前記第１の非磁性樹脂材料が充填されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のリアクトル。
　前記第１及び第２の非磁性系樹脂材料は、フィラー成分を含有し、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のリアクトル。
　前記第１の非磁性系樹脂材料と前記第２の非磁性系樹脂材料とは同一材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のリアクトル。
　前記磁心コアは樹脂材料を含有していることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のリアクトル。
　前記磁性体材料は、軟磁性金属材料及びフェライト材料のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のリアクトル。