WO2022196366A1 - リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置 - Google Patents

リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置 Download PDF

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WO2022196366A1
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core
core portion
reactor
split
magnetic
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将也 村下
尚稔 古川
浩平 吉川
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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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    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Definitions

  • the present disclosure relates to reactors, converters, and power converters.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-045709 dated March 19, 2021, and incorporates all the descriptions described in the Japanese application.
  • a reactor is a component of the converter that is installed in hybrid vehicles.
  • the reactor described in Patent Literature 1 includes an assembly in which a coil and a magnetic core are combined, and a resin molded portion that covers at least part of the assembly.
  • the coil has a winding portion formed by winding a wire.
  • a part of the resin mold portion is arranged in a gap between the split cores arranged inside the winding portion to form a resin gap portion.
  • FIGS. 5 to 8 of Patent Document 2 disclose a reactor having one winding portion.
  • the magnetic core of this reactor has a substantially "8" shape.
  • the magnetic core includes a middle core portion arranged inside the winding portion, two side core portions arranged outside the outer peripheral surface of the winding portion, and two end core portions arranged on the end surface of the winding portion. classified into
  • a reactor of the present disclosure includes a coil having a first winding portion and a magnetic core, and the magnetic core includes a middle core portion disposed inside the first winding portion, a first end core portion facing one end surface; a second end core portion facing a second end surface of the first winding portion; a first side core portion connecting the end core portion and the second end core portion; and a second side core portion disposed outside the second side surface of the first winding portion and connecting the first end core portion and the second end core portion. a side core portion, and a resin mold portion that integrates the coil and the magnetic core.
  • the magnetic core includes a first split core including the first end core portion and a second split core including at least part of the middle core portion.
  • the first split core has a first end surface facing the inner space of the first winding portion, and a through hole penetrating from the outer surface of the first end core portion toward the first end surface.
  • the second split core has a second end surface facing the first end surface with a gap therebetween. A portion of the resin mold portion is arranged between the through hole and the gap.
  • the converter of the present disclosure includes the reactor of the present disclosure.
  • the power conversion device of the present disclosure includes the converter of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a reactor according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic top view of the reactor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic front view of a magnetic core provided in the reactor of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a partially enlarged perspective view showing the vicinity of the second end surface of the magnetic core provided in the reactor according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic partial top view of a magnetic core provided in a reactor according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic top view of a magnetic core provided in a reactor according to Embodiment 3.
  • FIG. 7 is a schematic top view of a magnetic core provided in a reactor according to Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a reactor according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic top view of the reactor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic front view of a magnetic core provided in the reactor of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a schematic top view of a magnetic core provided in a reactor according to Embodiment 5.
  • FIG. FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a power supply system of a hybrid vehicle.
  • FIG. 10 is a schematic circuit diagram of an example of a power conversion device including a converter.
  • One of the purposes of the present disclosure is to provide a reactor that has a simple configuration and is excellent in heat dissipation.
  • Another object of the present disclosure is to provide a converter and a power converter that have a simple configuration and a reactor that is excellent in heat dissipation.
  • the reactor of the present disclosure has a simple configuration and is excellent in heat dissipation.
  • the performance is less likely to deteriorate due to heat generation due to energization.
  • reactors having the following three configurations as reactors having simple configurations.
  • the magnetic core is a roughly "8"-shaped magnetic core obtained by combining a first split core and a second split core.
  • the resin in the reactor having the above configuration, it is difficult for the resin to sufficiently spread through the gap arranged at the position of the middle core portion. If the gap is insufficiently filled with the resin, an air pocket in which the resin does not exist is formed in the gap. Since the air pocket inhibits heat conduction between the first split core and the second split core, the heat dissipation of the reactor is lowered.
  • the present inventors completed the reactor according to the present disclosure in consideration of such problems. First, the embodiments of the present disclosure are listed and described.
  • a reactor includes a coil having a first winding portion and a magnetic core, and the magnetic core includes a middle core portion disposed inside the first winding portion, A first end core portion facing a first end surface of the winding portion, a second end core portion facing a second end surface of the first winding portion, and arranged outside the first side surface of the first winding portion , a first side core portion connecting the first end core portion and the second end core portion; and a second side core portion that connects the coil and the magnetic core together.
  • the magnetic core includes a first split core including the first end core portion and a second split core including at least part of the middle core portion.
  • the first split core has a first end surface facing the inner space of the first winding portion, and a through hole penetrating from the outer surface of the first end core portion toward the first end surface.
  • the second split core has a second end surface facing the first end surface with a gap therebetween. A portion of the resin mold portion is arranged between the through hole and the gap.
  • the reactor of form ⁇ 1> above has a simple configuration.
  • the magnetic core of the reactor configured as described above is composed of a first split core and a second split core. Therefore, this reactor is manufactured by assembling the first split core and the second split core to the coil, and integrating the coil and the magnetic core with resin.
  • the resin that integrates the coil and the magnetic core becomes a resin mold portion by solidifying.
  • the reactor having the above configuration has a simple configuration and is excellent in productivity.
  • the reactor of form ⁇ 1> above has excellent heat dissipation.
  • part of the resin that integrates the coil and the magnetic core flows into the through hole of the first end core portion.
  • the through hole penetrates from the outer surface of the first end core portion toward the first end surface. Therefore, a sufficient amount of resin is easily filled into the gap between the first end surface and the second end surface through the through hole.
  • the resin placed in the gap is solidified to form a resin gap. Air pockets are less likely to form in resin gaps formed by a sufficient amount of resin.
  • the resin gap with few air pockets improves heat conduction between the first split core and the second split core. Therefore, the heat dissipation of the reactor is improved.
  • the resin when the resin is molded, the resin flows into the through holes, and the surface pressure acting on the outer surface of the first end core portion is reduced. Therefore, even if the mold pressure is high, the first end core portion is less likely to be damaged. When the pressure is high, the resin tends to spread sufficiently not only in the gap between the first end face and the second end face but also in the gap between the middle core portion and the first winding portion.
  • the reactor having the above configuration is lighter than a reactor having no through hole in the first split core.
  • the positions where the through holes are provided are locations where the magnetic flux of the magnetic core is difficult to pass through. Therefore, the deterioration of the magnetic properties of the reactor due to the through holes is limited.
  • the axis of the through hole may be along the axial direction of the middle core portion, and the through hole may include the axis of the middle core portion.
  • the through-holes are arranged at positions including the axis of the middle core portion, the through-holes are less likely to degrade the magnetic properties of the magnetic core.
  • S1/S2 is 0.02 or more and 0.15 or less
  • S1 is the area of the cross section of the through hole
  • S2 is the contour line of the cross section of the middle core portion. It may be the inner area.
  • the weight of the reactor is reduced without greatly deteriorating the magnetic properties of the reactor.
  • the second end face may include an annular rib provided along an outer peripheral edge of the second end face.
  • the first split core has a substantially T-shape composed of the first end core portion and at least a part of the middle core portion
  • the second split core is It may have a substantially E-shape composed of the second end core portion, the remainder of the middle core portion, the first side core portion, and the second side core portion.
  • each split core has a simple shape, so it is easy to manufacture the split cores. Therefore, the reactor of form ⁇ 5> is excellent in productivity including cost.
  • the first split core may be a powder compact containing soft magnetic powder.
  • the powder compact has excellent magnetic properties such as magnetic permeability.
  • the second split core may be a compact made of a composite material containing a resin and soft magnetic powder dispersed in the resin.
  • the magnetic properties of the composite material compact can be easily adjusted by adjusting the content of the soft magnetic powder. For example, by adjusting the magnetic properties of the entire magnetic core using a second split core made of a composite material, a magnetic core that is less likely to be magnetically saturated can be obtained.
  • a converter according to an embodiment includes the reactor according to any one of the above modes ⁇ 1> to ⁇ 7>.
  • the above converter includes the reactor of the embodiment with excellent heat dissipation.
  • the reactor of the embodiment which is excellent in heat dissipation, the magnetic properties are less likely to be degraded by the heat generated by energization. Therefore, in the converter described above, deterioration of the performance of the converter due to energization is unlikely to occur.
  • a power converter according to an embodiment includes the converter of form ⁇ 8>.
  • a reactor 1 of this example shown in FIGS. 1 and 2 is configured by combining a coil 2 and a magnetic core 3 .
  • One of the characteristics of this reactor 1 is that a through hole 4 is provided in a part of the magnetic core 3 .
  • Each configuration provided in the reactor 1 will be described in detail below.
  • the coil 2 has one first winding portion 21 .
  • the first winding portion 21 is configured by spirally winding a single winding without a joint portion. A known winding can be used for the winding.
  • the winding wire of this embodiment uses a covered rectangular wire.
  • the conductor wire of the coated rectangular wire is composed of a copper rectangular wire.
  • the insulating coating of the coated rectangular wire is made of enamel.
  • the first winding portion 21 is composed of an edgewise coil obtained by edgewise winding a coated rectangular wire.
  • the shape of the first winding portion 21 is a rectangular cylinder. That is, the end face shape of the first winding portion 21 of this example is a rectangular frame shape. The corners of the first winding portion 21 in this example are rounded. Since the shape of the first winding part 21 is rectangular cylindrical, the contact area between the first winding part 21 and the installation target is larger than when the winding part is cylindrical with the same cross-sectional area. easy to become Therefore, the reactor 1 easily dissipates heat to the installation target via the first winding portion 21 . Moreover, it is easy to stably install the first winding portion 21 on the installation target.
  • the ends 2a and 2b of the first winding portion 21 are extended toward the outer peripheral side of the first winding portion 21 at one end side and the other end side of the first winding portion 21 in the axial direction, respectively.
  • the insulating coating is peeled off to expose the conductor wire.
  • a terminal member (not shown) is connected to the exposed conductor wire.
  • An external device is connected to the coil 2 through this terminal member. Illustration of the external device is omitted.
  • the external device is, for example, a power source that supplies power to the coil 2 .
  • the magnetic core 3 includes a middle core portion 30, a first end core portion 31, a second end core portion 32, a first side core portion 33, and a second side core portion 34, as shown in FIG. In FIG. 2, the boundaries of the respective core portions 30, 31, 32, 33, 34 are indicated by two-dot chain lines.
  • the middle core portion 30 is a portion of the magnetic core 3 that has a portion arranged inside the first winding portion 21 .
  • the first end core portion 31 is a portion of the magnetic core 3 facing the first end surface 211 of the first winding portion 21 .
  • the second end core portion 32 is a portion of the magnetic core 3 facing the second end surface 212 of the first winding portion 21 .
  • the first side core portion 33 is a portion of the magnetic core 3 that is arranged outside the first side surface 213 of the first winding portion 21 .
  • the second side core portion 34 is a portion of the magnetic core 3 that is arranged outside the second side surface 214 of the first winding portion 21 .
  • the middle core portion 30, the first end core portion 31, the first side core portion 33, and the second end core portion 32 form an annular closed magnetic circuit indicated by a thick dashed line.
  • an annular closed magnetic circuit indicated by a thick broken line is formed in the middle core portion 30, the first end core portion 31, the second side core portion 34, and the second end core portion 32.
  • the direction in the reactor 1 is defined with the magnetic core 3 as a reference.
  • the direction along the axial direction of the middle core portion 30 is the X direction.
  • the direction orthogonal to the X direction and in which the middle core portion 30, the first side core portion 33, and the second side core portion 34 are arranged in parallel is the Y direction.
  • a direction intersecting both the X direction and the Y direction is the Z direction (FIG. 1).
  • the middle core portion 30, which is part of the magnetic core 3, is arranged inside the first winding portion 21 as shown in FIG. Therefore, the middle core portion 30 extends along the axial direction of the first winding portion 21 .
  • both end portions of the portion of the magnetic core 3 along the axial direction of the first winding portion 21 protrude from the first end surface 211 and the second end surface 212 of the first winding portion 21, respectively.
  • the projecting portion is also part of the middle core portion 30 .
  • the shape of the middle core portion 30 is not particularly limited as long as it conforms to the internal shape of the first winding portion 21 .
  • the middle core portion 30 of this example has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the first end core portion 31 and the second end core portion 32 are larger than the width of the first winding portion 21 in the Y direction. That is, the first end core portion 31 protrudes outward in the Y direction from the first end face 211 of the first winding portion 21 . The second end core portion 32 protrudes outward in the Y direction from the second end face 212 of the first winding portion 21 .
  • the shapes of the first end core portion 31 and the second end core portion 32 are not particularly limited as long as they are shapes in which a sufficient magnetic path is formed inside each of the end core portions 31 and 32 .
  • the first end core portion 31 and the second end core portion 32 of this example are substantially rectangular parallelepiped.
  • two corners far from the side core portions 33 and 34 may be rounded. Rounding the two corners reduces the weight of the end cores 31 and 32 .
  • the two corners are places where magnetic flux is difficult to pass. Therefore, even if the two corners are rounded, the magnetic properties of the reactor 1 are unlikely to deteriorate.
  • the first end core portion 31 of this example includes a through hole 4 provided on the outer surface 310 .
  • the outer surface 310 is one of the two surfaces of the first end core portion 31 facing in the X direction that is located away from the coil 2 .
  • the through hole 4 reduces the weight of the first end core portion 31 . Details of the through hole 4 will be described later.
  • the first side core portion 33 connects the first end core portion 31 and the second end core portion 32 outside the first side surface 213 of the first winding portion 21 .
  • the axial direction of the first side core portion 33 is parallel to the axial direction of the middle core portion 30 .
  • the first side surface 213 is a surface of the first winding portion 21 facing in the Y direction.
  • the second side core portion 34 connects the first end core portion 31 and the second end core portion 32 outside the second side surface 214 of the first winding portion 21 .
  • the second side surface 214 is a surface of the first winding portion 21 facing in the Y direction and facing in the opposite direction to the first side surface 213 .
  • the axial direction of the second side core portion 34 is parallel to the axial direction of the middle core portion 30 .
  • the axis of the middle core portion 30, the axis of the first side core portion 33, and the axis of the second side core portion 34 are arranged on the XY plane.
  • the X-direction length L of the magnetic core 3 is, for example, 30 mm or more and 150 mm or less
  • the Y-direction width W of the magnetic core 3 is, for example, 30 mm or more and 150 mm or less
  • the Z-direction length is
  • the height H (FIG. 1) is, for example, 15 mm or more and 75 mm or less.
  • the length T0 of the middle core portion 30 in the Y direction is, for example, 10 mm or more and 50 mm or less.
  • the X-direction length T1 of the first end core portion 31 and the X-direction length T2 of the second end core portion 32 are, for example, 5 mm or more and 40 mm or less.
  • the length T3 of the first side core portion 33 in the Y direction and the length T4 of the second side core portion 34 in the Y direction are, for example, 5 mm or more and 40 mm or less. These lengths are related to the magnetic path cross-sectional area of the magnetic core 3 .
  • the magnetic core 3 is formed by combining a first split core 3A and a second split core 3B.
  • the first split core 3 ⁇ /b>A of this example is composed of a first end core portion 31 and part of the middle core portion 30 .
  • the shape of the first split core 3A viewed from the Z direction is substantially T-shaped.
  • the first split core 3A has a first end surface 3a facing the internal space of the first winding portion 21 .
  • the first end surface 3a is parallel to the YZ plane.
  • the second split core 3B of this example is composed of a second end core portion 32, a first side core portion 33, a second side core portion 34, and part of the middle core portion 30.
  • the shape of the second split core 3B as viewed in the Z direction is substantially E-shaped.
  • the second split core 3B has a second end surface 3b facing the internal space of the first winding portion 21 .
  • the second end surface 3b faces the first end surface 3a.
  • the second end surface 3b is parallel to the YZ plane.
  • a gap 3g is formed between the first end face 3a and the second end face 3b.
  • a part of the resin mold portion 5, which will be described later, is arranged in the gap 3g.
  • a part of the resin mold portion 5 arranged in the gap 3g functions as a resin gap.
  • the first split core 3A and the second split core 3B are preferably compacted bodies obtained by pressure-molding raw material powder containing soft magnetic powder, or molded bodies of a composite material of soft magnetic powder and resin. .
  • the first split core 3A and the second split core 3B may be powder compacts, or the first split core 3A and the second split core 3B may be compacts of a composite material.
  • one of the first split core 3A and the second split core 3B may be a powder compact, and the other may be a composite material compact.
  • Such a magnetic core 3 is difficult to be magnetically saturated. It is preferable that the first split core 3A provided with a through-hole 4, which will be described later, is made of a powder compact, and the second split core 3B is made of a composite material compact.
  • the soft magnetic powder of the powder compact is an aggregate of soft magnetic particles composed of an iron group metal such as iron, or an iron alloy such as an Fe (iron)-Si (silicon) alloy or an Fe-Ni (nickel) alloy. is the body.
  • An insulating coating made of phosphate or the like may be formed on the surface of the soft magnetic particles.
  • the raw material powder may contain a lubricant or the like.
  • a composite material compact can be manufactured by filling a mold with a mixture of soft magnetic powder and unsolidified resin and solidifying the resin.
  • the soft magnetic powder of the composite material can be the same as that used in the powder compact.
  • resins contained in composite materials include thermosetting resins, thermoplastic resins, room-temperature-setting resins, and low-temperature-setting resins.
  • Thermosetting resins are, for example, unsaturated polyester resins, epoxy resins, urethane resins, and silicone resins.
  • Thermoplastic resins include, for example, 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 It is a butadiene-styrene (ABS) resin.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • LCP liquid crystal polymer
  • PA polyamide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • ABS butadiene-styrene
  • BMC bulk molding compound in which calcium carbonate or glass fiber is mixed with unsaturated polyester, millable type silicone rubber, millable type urethane rubber, or the like can also be used.
  • the composite material described above may contain non-metallic powder in addition to soft magnetic powder and resin.
  • the non-metallic powder improves the heat dissipation of the molded composite material.
  • Non-metallic powders are, for example, ceramic fillers such as alumina or silica. Ceramic fillers are also non-magnetic materials.
  • the content of the non-metallic powder is 0.2% by mass or more and 20% by mass or less, further 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.
  • the content of the soft magnetic powder in the composite material is, for example, 30% by volume or more and 80% by volume or less. From the viewpoint of improving the saturation magnetic flux density and heat dissipation, the content of the soft magnetic powder may be 50% by volume or more, 60% by volume or more, or 70% by volume or more. From the viewpoint of improving the fluidity in the manufacturing process, it is preferable to set the content of the soft magnetic powder to 75% by volume or less.
  • the composite material compact if the filling rate of the soft magnetic powder is adjusted to be low, the relative magnetic permeability can be easily reduced.
  • the relative magnetic permeability of the compact of composite material is, for example, 5 or more and 50 or less. Further, the relative magnetic permeability of the composite material compact may be 10 or more and 45 or less, 15 or more and 40 or less, or 20 or more and 35 or less.
  • the entire second split core 3B is made of a molded composite material.
  • a powder compact can easily increase the content of soft magnetic powder compared to a composite material compact.
  • the soft magnetic powder content in the powder compact is more than 80% by volume, and more than 85% by volume.
  • a split core made of a compacted body tends to have a high saturation magnetic flux density and high relative magnetic permeability.
  • the relative magnetic permeability of the powder compact is, for example, 50 or more and 500 or less.
  • the relative magnetic permeability of the compact may be 80 or more, 100 or more, 150 or more, or 180 or more.
  • the entire first split core 3A including the through holes 4 is made of a compacted body.
  • the first split core 3A has a through hole 4. As shown in FIG.
  • the through hole 4 penetrates from the outer surface 310 toward the first end surface 3a.
  • the through-hole 4 is a path for resin forming a resin mold portion 5, which will be described later.
  • the opening of the through hole 4 in the outer surface 310 is preferably arranged inside the outer peripheral contour line of the middle core portion 30 when viewed from the X direction, as shown in FIG.
  • the axis of the through hole 4 is preferably along the X direction. Moreover, it is preferable that the through-hole 4 includes the axis of the middle core portion 30 .
  • the axis includes the area center of gravity of the YZ cross section of the middle core portion 30 .
  • the two closed magnetic paths formed in the magnetic core 3 of this example extend in the Y direction away from the axis of the middle core portion 30 (see FIG. 2). Therefore, it is difficult for magnetic flux to pass through the position of the through hole 4 in the first split core 3A. Therefore, even if the through holes 4 are provided in the first split core 3A, the magnetic properties of the reactor 1 are unlikely to deteriorate.
  • the cross-sectional shape of the through hole 4 is not particularly limited.
  • the cross section of the through hole 4 is a cross section orthogonal to the extending direction of the through hole 4 .
  • the cross section of the through hole 4 is the YZ cross section of the through hole 4 .
  • the cross-sectional shape of the through hole 4 in this example is a perfect circle.
  • the cross-sectional shape may be an ellipse, a polygonal shape including a rectangle, or an irregular shape such as a star.
  • the cross-sectional area of the through-hole 4 preferably satisfies the following formula (1).
  • S1 is the cross-sectional area of the through hole 4 .
  • S2 is the area inside the contour line of the cross section of the middle core portion 30 .
  • Formula (1) ...0.02 ⁇ S1/S2 ⁇ 0.15
  • the resin forming the resin mold portion 5 (FIGS. 1 and 2) easily flows through the through holes 4 . Moreover, the weight of the first split core 3A is reduced, and the weight of the reactor is reduced. If S1/S2 is 0.15 or less, deterioration in the magnetic properties of the magnetic core 3 due to the provision of the through holes 4 is suppressed.
  • the lower limit of S1/S2 is preferably 0.03, more preferably 0.04.
  • the upper limit of S1/S2 is preferably 0.14, more preferably 0.12.
  • a preferable range of S1/S2 is 0.04 or more and 0.12 or less.
  • the absolute value of the cross-sectional area of the through hole 4 is preferably 40 mm 2 or more. In this case, regardless of the type of resin forming the resin mold portion 5, the flowability of the resin in the through hole 4 is sufficiently ensured.
  • the resin mold part 5 integrates the coil 2 and the magnetic core 3 as shown in FIGS.
  • the resin mold portion 5 may cover the entire assembly of the coil 2 and the magnetic core 3, or may cover only a part of the assembly. In the latter case, the resin molded portion 5 covers at least the through hole 4 on the outer surface 310 . If at least a portion of the outer peripheral surface of the first winding portion 21 is exposed from the resin mold portion 5, heat dissipation from the coil 2 is facilitated.
  • the resin molded portion 5 is formed by, for example, placing a set of the coil 2 and the magnetic core 3 in a mold and molding it with resin. Part of the resin enters the gap 3g through the through hole 4. As shown in FIG.
  • the resin mold portion 5 is formed by solidifying the resin. A part of the resin mold portion 5 is arranged between the through hole 4 and the gap 3g. A part of the resin mold portion 5 arranged in the gap 3g functions as a resin gap.
  • a portion of the resin molded portion 5 of this example is also arranged between the inner peripheral surface of the first winding portion 21 and the outer periphery of the middle core portion 30 .
  • a portion of the resin mold portion 5 arranged at this position firmly integrates the first winding portion 21 and the middle core portion 30 .
  • the same resin that can be used for the resin contained in the composite material can be used for the resin forming the resin mold portion 5 .
  • the resin forming the resin mold portion 5 include PBT resin. These resins may contain a ceramic filler such as alumina.
  • the second split core 3B may also be provided with a through-hole 40 .
  • the through hole 40 penetrates from the outer surface 320 of the second split core 3B to the second end surface 3b.
  • the volume of through-holes 40 is preferably the same as the volume of through-holes 4 of first split core 3A. If the volume of the through-hole 4 and the volume of the through-hole 40 are the same, the resin flowing through the through-hole 4 and the resin flowing through the through-hole 40 tend to reach the gap 3g almost at the same time.
  • the reactor 1 may further include at least one of a case, an adhesive layer, and a holding member.
  • the case is a member that accommodates the assembly of the coil 2 and the magnetic core 3 inside.
  • the assembly housed in the case may be embedded in the sealing resin portion.
  • the adhesive layer fixes the assembly to the mounting surface, the assembly to the inner bottom surface of the case, the case to the mounting surface, and the like.
  • the holding member is a member that is arranged between the coil 2 and the magnetic core 3 and defines the relative positions of the coil 2 and the magnetic core 3 .
  • the holding member is made of insulating resin and ensures insulation between the coil 2 and the magnetic core 3 .
  • the reactor 1 of this example is excellent in productivity.
  • the number of parts constituting the reactor 1 is small. Further, only by molding the combination of the coil 2 and the magnetic core 3 with resin, the coil 2 and the magnetic core 3 are integrated and a resin gap is formed in the magnetic core 3 . Therefore, the reactor 1 of this example is excellent in productivity.
  • the reactor 1 of this example is excellent in heat dissipation.
  • part of the resin that integrates the coil 2 and the magnetic core 3 flows into the through hole 4 of the first end core portion 31 .
  • the through hole 4 penetrates from the outer surface 310 of the first end core portion 31 toward the first end surface 3a. Therefore, a sufficient amount of resin is easily filled into the gap 3g between the first end surface 3a and the second end surface 3b through the through hole 4.
  • the resin placed in the gap 3g is solidified to form a resin gap. Air pockets are less likely to form in resin gaps formed by a sufficient amount of resin.
  • the resin gap with few air pockets improves heat conduction between the first split core 3A and the second split core 3B. Therefore, the heat dissipation of the reactor 1 is improved.
  • the reactor 1 of this example having the through holes 4 is lighter than a conventional reactor having no through holes 4 .
  • the substantial portion of the first end core portion 31 is reduced by providing the through holes 4 in the first split core 3A. Therefore, the weight of the reactor 1 is reduced.
  • the productivity of the magnetic core 3 including the cost, that is, the productivity of the reactor 1 is improved.
  • the reactor 1 of this example has magnetic properties equivalent to those of a reactor without the through hole 4 .
  • the through hole 4 is provided in the middle portion of the outer surface 310 of the first end core portion 31 in the Y direction. This intermediate portion is a portion through which magnetic flux is difficult to pass. Therefore, deterioration of the magnetic properties of the reactor 1 due to the provision of the through hole 4 in the magnetic core 3 is suppressed.
  • the resin when the resin is molded, the resin flows into the through hole 4 and the surface pressure acting on the outer surface 310 of the first end core portion 31 is reduced. Therefore, even if the mold pressure is high, the first end core portion 31 is less likely to be damaged. When the pressure is high, the resin tends to spread sufficiently not only in the gap 3g between the first end face 3a and the second end face 3b but also in the gap between the middle core portion 30 and the first winding portion 21.
  • a reactor 1 according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.
  • the reactor 1 of the second embodiment differs from the reactor 1 of the first embodiment in the configuration of the second end face 3b.
  • the configuration of the reactor 1 of this example other than the configuration of the second end face 3b is the same as that of the reactor 1 of the first embodiment.
  • the second end surface 3b of the second split core 3B of this example has an annular rib 3r provided along its outer peripheral edge.
  • the rib 3r of this example has a rectangular annular shape.
  • the rib 3r may have a shape without a break in the circumferential direction, or may have a shape with a break.
  • the outer peripheral surface of the rib 3r of this example is flush with the outer peripheral surface of the middle core portion 30.
  • the inner peripheral surface of the rib 3r is inclined toward the axis of the middle core portion 30 toward the second end surface 3b.
  • the resin that has entered the gap 3g from the through-hole 4 during fabrication of the reactor 1 tends to remain at the position of the gap 3g. Therefore, air pockets are less likely to form in the resin gap.
  • FIG. 6 shows only the magnetic core 3 provided in the reactor 1.
  • the reactor 1 of the third embodiment differs from the reactors 1 of the first and second embodiments in the division state of the magnetic core 3 .
  • the configuration of the reactor 1 of this example is the same as that of the reactors 1 of the first and second embodiments, except for the divided state of the magnetic core 3 .
  • the first split core 3A of this example is composed of the first end core portion 31. As shown in FIG. A through hole 4 is provided in the first end core portion 31 .
  • the first split core 3A viewed from the Z direction has an approximately I shape.
  • the first split core 3A is preferably made of a powder compact.
  • the second split core 3B of this example is composed of a middle core portion 30, a second end core portion 32, a first side core portion 33, and a second side core portion .
  • the second split core 3B viewed from the Z direction has a substantially E shape.
  • the second split core 3B is preferably made of a molded composite material.
  • FIG. 7 shows only the magnetic core 3 provided in the reactor 1.
  • the reactor 1 of the fourth embodiment differs from the reactors 1 of the first and second embodiments in the division state of the magnetic core 3 .
  • the configuration of the reactor 1 of this example is the same as that of the reactors 1 of the first and second embodiments, except for the divided state of the magnetic core 3 .
  • the first split core 3A of this example is composed of a first end core portion 31, a portion of the middle core portion 30, a portion of the first side core portion 33, and a portion of the second side core portion .
  • a through hole 4 is provided in the first end core portion 31 .
  • the first split core 3A viewed from the Z direction has an approximately E shape.
  • the first split core 3A is preferably made of a powder compact.
  • the second split core 3B of this example is composed of a second end core portion 32, a portion of the middle core portion 30, a portion of the first side core portion 33, and a portion of the second side core portion .
  • the second split core 3B viewed from the Z direction has a substantially E shape.
  • the middle core portion 30, the first side core portion 33, and the second side core portion 34 of the second split core 3B are longer than the middle core portion 30, the first side core portion 33, and the second side core portion 34 of the first split core 3A, respectively.
  • the second split core 3B is preferably made of a molded composite material.
  • FIG. 8 shows only the magnetic core 3 provided in the reactor 1.
  • the reactor 1 of the fifth embodiment differs from the reactors 1 of the first and second embodiments in the division state of the magnetic core 3 .
  • the configuration of the reactor 1 of this example is the same as that of the reactors 1 of the first and second embodiments, except for the divided state of the magnetic core 3 .
  • the first split core 3A of this example is composed of a first end core portion 31, a portion of the middle core portion 30, and a second side core portion .
  • a through hole 4 is provided in the first end core portion 31 .
  • the first split core 3A viewed from the Z direction is substantially F-shaped.
  • the first split core 3A is preferably made of a powder compact.
  • the second split core 3B of this example is composed of a second end core portion 32, a portion of the middle core portion 30, and a first side core portion 33.
  • the second split core 3B viewed from the Z direction has a substantially F shape.
  • the middle core portion 30 of the second split core 3B is longer than the middle core portion 30 of the first split core 3A.
  • the second split core 3B is preferably made of a molded composite material.
  • the reactor 1 according to the embodiment can be used for applications that satisfy the following energization conditions.
  • Current conditions include, for example, a maximum DC current of approximately 100 A to 1000 A, an average voltage of approximately 100 V to 1000 V, and a working frequency of approximately 5 kHz to 100 kHz.
  • a reactor 1 according to an embodiment is typically used as a component of a converter installed in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, or as a component of a power converter including this converter.
  • a vehicle 1200 such as a hybrid vehicle or an electric vehicle is driven by a main battery 1210, a power conversion device 1100 connected to the main battery 1210, and power supplied from the main battery 1210 as shown in FIG. and a motor 1220 that Motor 1220 is typically a three-phase AC motor, drives wheels 1250 during running, and functions as a generator during regeneration.
  • vehicle 1200 includes engine 1300 in addition to motor 1220 .
  • FIG. 9 shows an inlet as the charging point of vehicle 1200, it may be provided with a plug.
  • a power conversion device 1100 has a converter 1110 connected to a main battery 1210, and an inverter 1120 connected to the converter 1110 for mutual conversion between direct current and alternating current.
  • Converter 1110 shown in this example boosts the input voltage of main battery 1210 from approximately 200 V to 300 V to approximately 400 V to 700 V and supplies power to inverter 1120 when vehicle 1200 is running.
  • converter 1110 steps down the input voltage output from motor 1220 via inverter 1120 to a DC voltage suitable for main battery 1210 to charge main battery 1210 .
  • the input voltage is a DC voltage.
  • Inverter 1120 converts the direct current boosted by converter 1110 into a predetermined alternating current and supplies power to motor 1220 when vehicle 1200 is running, and converts the alternating current output from motor 1220 into direct current during regeneration and outputs the direct current to converter 1110. is doing.
  • the converter 1110 includes a plurality of switching elements 1111, a drive circuit 1112 that controls the operation of the switching elements 1111, and a reactor 1115, as shown in FIG. 10, and converts the input voltage by repeating ON/OFF. Conversion of the input voltage means stepping up and down in this case.
  • a power device such as a field effect transistor or an insulated gate bipolar transistor is used for the switching element 1111 .
  • the reactor 1115 has a function of smoothing the change when the current increases or decreases due to the switching operation by using the property of the coil that prevents the change of the current to flow in the circuit.
  • the reactor 1 according to the embodiment is provided as the reactor 1115 .
  • vehicle 1200 is connected to power feed device converter 1150 connected to main battery 1210, sub-battery 1230 serving as a power source for auxiliary equipment 1240, and main battery 1210 to supply the high voltage of main battery 1210.
  • An accessory power supply converter 1160 for converting to low voltage is provided.
  • Converter 1110 typically performs DC-DC conversion, but power supply device converter 1150 and auxiliary power supply converter 1160 perform AC-DC conversion. Some power supply converters 1150 perform DC-DC conversion.
  • a reactor having the same configuration as the reactor 1 according to the embodiment and the like, and having its size and shape changed as appropriate, can be used as the reactor of the power supply device converter 1150 and the auxiliary power converter 1160 . Further, the reactor 1 according to the embodiment can also be used for a converter that converts input power and that only boosts or only steps down.
  • Test Example 1 the effect of through-hole 4 on the inductance and total loss of reactor 1 was investigated. Specifically, sample no. 1 reactor and a sample No. 1 having a through hole 4; 2 to sample no. 6 reactor 1 was analyzed. Sample no. 1 reactor and sample No. 2 to sample no. 6 differs from reactor 1 only in the presence or absence of through hole 4 . Moreover, sample no. 2 to sample no. 6 reactor is different only in the cross-sectional area of the through-hole 4 .
  • the magnetic core of each sample is composed of the T-shaped first split core and the E-shaped second split core shown in the first embodiment.
  • the commercially available software JMAG-Designer 19.0 (manufactured by JSOL Co., Ltd.) was used to simulate the inductance and total loss of each sample.
  • the inductance ( ⁇ H) when the current was passed through the coil 2 was obtained.
  • the current was varied from 0A to 300A.
  • Table 1 shows the inductance when the current values are 0A, 100A, 200A and 300A.
  • the inductance is the sample No. at 0A. It is expressed as a percentage with 1 inductance being 100%.
  • the total loss (W) was obtained based on the magnetic flux density distribution and current density distribution when driven at a DC current of 0 A, an input voltage of 200 V, an output voltage of 400 V, and a frequency of 20 kHz.
  • the total loss in this example includes iron loss of the magnetic core 3, coil loss, and the like. Table 1 shows the results. Total loss is sample no. It is expressed as a percentage of the total loss of 1 being 100%.
  • Table 1 also shows the weight reduction ratio (%) of the magnetic core 3 due to the provision of the through holes 4 .
  • the weight reduction rate is the sample No. It is shown as a percentage with the mass of 1 being 100%.
  • the base model sample No. 1 As shown in Table 1, the base model sample No. 1, the larger the cross-sectional area of the through hole 4, the lower the inductance of the reactor 1, and the total loss tends to increase. That is, there is a trade-off relationship between the weight reduction of the reactor 1 and the magnetic properties of the reactor 1 .
  • the through hole 4 since the through hole 4 is located in the intermediate portion of the outer surface 310 of the first end core portion 31, the decrease in inductance and the increase in the total loss are insignificant.
  • the rate of decrease in inductance and the rate of increase in total loss due to the provision of the through holes 4 are preferably 1% or less. From this point of view, S1/S2 is preferably about 0.02 or more and 0.14 or less.

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Abstract

第一巻回部を有するコイルと磁性コアとを備え、前記磁性コアはミドルコア部と、第一エンドコア部と、第二エンドコア部と、第一サイドコア部と、第二サイドコア部とを備えるリアクトルであって、前記コイルと前記磁性コアとを一体化する樹脂モールド部を備える。前記磁性コアは、前記第一エンドコア部を含む第一分割コアと、前記ミドルコア部の少なくとも一部を含む第二分割コアとを備える。前記第一分割コアは、前記第一巻回部の内部空間に向く第一端面と、前記第一エンドコア部の外方面から前記第一端面に向かって貫通する貫通孔とを備える。前記第二分割コアは、前記第一端面と隙間を空けて向き合う第二端面を備える。前記樹脂モールド部の一部は、前記貫通孔と前記隙間とに配置されている。

Description

リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
　本開示は、リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置に関する。
　本出願は、２０２１年３月１９日付の日本国出願の特願２０２１－０４５７０９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。
　ハイブリッド自動車などに備わるコンバータの構成部品にリアクトルがある。例えば、特許文献１に記載されるリアクトルは、コイルと磁性コアとを組み合わせた組合体と、組合体の少なくとも一部を覆う樹脂モールド部とを備える。コイルは、巻線を巻回してなる巻回部を備える。このリアクトルでは、樹脂モールド部の一部が、巻回部の内部に配置される分割コア間の隙間に配置され、樹脂ギャップ部を構成している。
　例えば、特許文献２の図５から図８には、巻回部の数が一つであるリアクトルが開示されている。このリアクトルの磁性コアは概略『８』の字形状となっている。この磁性コアは、巻回部の内部に配置されるミドルコア部と、巻回部の外周面の外側に配置される二つのサイドコア部と、巻回部の端面に配置される二つのエンドコア部とに区分される。
特開２０１７－１３５３３４号公報 特開２０１６－２０１５０９号公報
　本開示のリアクトルは、第一巻回部を有するコイルと磁性コアとを備え、前記磁性コアは、前記第一巻回部の内部に配置されるミドルコア部と、前記第一巻回部の第一の端面に臨む第一エンドコア部と、前記第一巻回部の第二の端面に臨む第二エンドコア部と、前記第一巻回部の第一の側面の外側に配置され、前記第一エンドコア部と前記第二エンドコア部とをつなぐ第一サイドコア部と、前記第一巻回部の第二の側面の外側に配置され、前記第一エンドコア部と前記第二エンドコア部とをつなぐ第二サイドコア部とを備えるリアクトルであって、前記コイルと前記磁性コアとを一体化する樹脂モールド部を備える。前記磁性コアは、前記第一エンドコア部を含む第一分割コアと、前記ミドルコア部の少なくとも一部を含む第二分割コアとを備える。前記第一分割コアは、前記第一巻回部の内部空間に向く第一端面と、前記第一エンドコア部の外方面から前記第一端面に向かって貫通する貫通孔とを備える。前記第二分割コアは、前記第一端面と隙間を空けて向き合う第二端面を備える。前記樹脂モールド部の一部は、前記貫通孔と前記隙間とに配置されている。
　本開示のコンバータは、本開示のリアクトルを備える。
　本開示の電力変換装置は、本開示のコンバータを備える。
図１は、実施形態１に係るリアクトルの概略斜視図である。 図２は、実施形態１に係るリアクトルの概略上面図である。 図３は、図１のリアクトルに備わる磁性コアの概略正面図である。 図４は、実施形態２に係るリアクトルに備わる磁性コアの第二端面の近傍を示す部分拡大斜視図である。 図５は、実施形態２に係るリアクトルに備わる磁性コアの概略部分上面図である。 図６は、実施形態３に係るリアクトルに備わる磁性コアの概略上面図である。 図７は、実施形態４に係るリアクトルに備わる磁性コアの概略上面図である。 図８は、実施形態５に係るリアクトルに備わる磁性コアの概略上面図である。 図９は、ハイブリッド自動車の電源系統を模式的に示す構成図である。 図１０は、コンバータを備える電力変換装置の一例の概略を示す回路図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　ハイブリッド自動車などの電動車両の発達に伴い、生産性に優れる簡易な構成を有するリアクトルが求められている。また、リアクトルに通電される電流が大きくなる傾向にあるため、簡易な構成でありながら放熱性に優れるリアクトルが求められている。
　本開示は、簡易な構成でありながら放熱性に優れるリアクトルを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、簡易な構成でありながら放熱性に優れるリアクトルを備えるコンバータ、及び電力変換装置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、簡易な構成でありながら放熱性に優れる。また、本開示のコンバータ及び電力変換装置では、通電に伴う発熱によってその性能が低下し難い。
［本開示の実施形態の説明］
　本発明者らは、簡易な構成を備えるリアクトルとして、以下の三つの構成を備えるリアクトルを検討した。
・磁性コアが、第一分割コアと第二分割コアとを組み合わせた概略『８』の字型の磁性コアである構成。
・上記磁性コアのミドルコア部の位置において、第一分割コアと第二分割コアとの間に隙間が形成される構成。
・磁性コアとコイルとの組合体が樹脂によってモールドされ、その樹脂の一部が上記隙間に配置される構成。
　しかし、上記構成を備えるリアクトルでは、ミドルコア部の位置に配置される上記隙間に樹脂が十分に行き渡り難い。当該隙間への樹脂の充填が不十分であると、上記隙間において樹脂が存在しないエアポケットが形成される。エアポケットは、第一分割コアと第二分割コアとの間の熱伝導を阻害するので、リアクトルの放熱性が低下する。本発明者らは、このような問題点を踏まえて、本開示に係るリアクトルを完成させた。最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
＜１＞実施形態に係るリアクトルは、第一巻回部を有するコイルと磁性コアとを備え、前記磁性コアは、前記第一巻回部の内部に配置されるミドルコア部と、前記第一巻回部の第一の端面に臨む第一エンドコア部と、前記第一巻回部の第二の端面に臨む第二エンドコア部と、前記第一巻回部の第一の側面の外側に配置され、前記第一エンドコア部と前記第二エンドコア部とをつなぐ第一サイドコア部と、前記第一巻回部の第二の側面の外側に配置され、前記第一エンドコア部と前記第二エンドコア部とをつなぐ第二サイドコア部とを備えるリアクトルであって、前記コイルと前記磁性コアとを一体化する樹脂モールド部を備える。前記磁性コアは、前記第一エンドコア部を含む第一分割コアと、前記ミドルコア部の少なくとも一部を含む第二分割コアとを備える。前記第一分割コアは、前記第一巻回部の内部空間に向く第一端面と、前記第一エンドコア部の外方面から前記第一端面に向かって貫通する貫通孔とを備える。前記第二分割コアは、前記第一端面と隙間を空けて向き合う第二端面を備える。前記樹脂モールド部の一部は、前記貫通孔と前記隙間とに配置されている。
　上記形態＜１＞のリアクトルは簡素な構成を備える。上記構成のリアクトルの磁性コアは、第一分割コアと第二分割コアとで構成されている。そのため、このリアクトルは、コイルに対して第一分割コアと第二分割コアとを組み付けて、コイルと磁性コアとを樹脂によって一体化することで作製される。コイルと磁性コアとを一体化する樹脂は、固化することで樹脂モールド部になる。このように、上記構成のリアクトルは簡素な構成を備え、生産性に優れる。
　上記形態＜１＞のリアクトルは放熱性に優れる。リアクトルが作製される際、コイルと磁性コアとを一体化する樹脂の一部は、第一エンドコア部の貫通孔に流れ込む。貫通孔は第一エンドコア部の外方面から第一端面に向かって貫通している。そのため、貫通孔を介して十分な量の樹脂が第一端面と第二端面との隙間に充填され易い。上記隙間に配置された樹脂は固化して樹脂ギャップになる。十分な量の樹脂によって形成される樹脂ギャップには、エアポケットが出来難い。エアポケットが少ない樹脂ギャップによって第一分割コアと第二分割コアとの間の熱伝導が良好になる。従って、リアクトルの放熱性が向上する。
　上記構成では、樹脂をモールドする際、樹脂が貫通孔に流れ込んで、第一エンドコア部の外方面に作用する面圧が低下する。従って、モールドの圧力が大きくても、第一エンドコア部が損傷し難い。圧力が高いと、第一端面と第二端面との隙間だけでなく、ミドルコア部と第一巻回部との隙間にも十分に樹脂が行き渡り易い。
　第一分割コアに貫通孔が設けられることで第一分割コアの実体部分が減る。従って、上記構成のリアクトルは、第一分割コアに貫通孔を有さないリアクトルに比べて軽量である。ここで、後述する実施形態において詳述するように、貫通孔が設けられる位置が、磁性コアの磁束が通り難い箇所である。従って、貫通孔によるリアクトルの磁気特性の低下は限定的である。
＜２＞実施形態に係るリアクトルにおいて、前記貫通孔の軸線は、前記ミドルコア部の軸方向に沿っており、前記貫通孔は、前記ミドルコア部の軸心を含んでいても良い。
　貫通孔がミドルコア部の軸心を含む位置に配置されていることで、貫通孔が磁性コアの磁気特性を低下させ難い。
＜３＞実施形態に係るリアクトルにおいて、Ｓ１／Ｓ２が０.０２以上０．１５以下であり、Ｓ１は前記貫通孔の横断面の面積であり、Ｓ２は前記ミドルコア部の横断面の輪郭線の内側の面積であっても良い。
　上記形態＜３＞の構成によれば、リアクトルの磁気特性が大きく低下することなく、リアクトルの重量が低減される。
＜４＞実施形態に係るリアクトルにおいて、前記第二端面は、前記第二端面の外周縁部に沿って設けられた環状のリブを備えていても良い。
　第二端面が環状のリブを備えることで、リアクトルの作製時に貫通孔から隙間に浸入した樹脂が隙間の位置に留まり易い。従って、上記形態＜４＞の構成では、樹脂ギャップにエアポケットができ難い。
＜５＞実施形態に係るリアクトルにおいて、前記第一分割コアは、前記第一エンドコア部と、前記ミドルコア部の少なくとも一部とで構成される概略Ｔ字形状を備え、前記第二分割コアは、前記第二エンドコア部と、前記ミドルコア部の残部と、前記第一サイドコア部と、前記第二サイドコア部とで構成される概略Ｅ字形状を備えていても良い。
　上記形態＜５＞の構成では、各分割コアが単純な形状であるので、分割コアの作製が容易である。従って、上記形態＜５＞のリアクトルは、コストを含めた生産性に優れる。
＜６＞実施形態に係るリアクトルにおいて、前記第一分割コアは、軟磁性粉末を含む圧粉成形体であっても良い。
　圧粉成形体は透磁率などの磁気特性に優れる。圧粉成形体によって第一分割コアを形成することで、貫通孔による第一分割コアの磁気特性の低下を補える。従って、貫通孔を有する第一分割コアであっても磁気特性に優れるリアクトルを作製できる。
＜７＞実施形態に係るリアクトルにおいて、前記第二分割コアは、樹脂と、前記樹脂中に分散した軟磁性粉末とを含む複合材料の成形体であっても良い。
　複合材料の成形体は、軟磁性粉末の含有量によってその磁気特性を調整し易い。例えば、複合材料の第二分割コアを用いて磁性コア全体の磁気特性を調整することで、磁気飽和し難い磁性コアとできる。
＜８＞実施形態に係るコンバータは、上記形態＜１＞から形態＜７＞のいずれかのリアクトルを備える。
　上記コンバータは、放熱性に優れる実施形態のリアクトルを備える。放熱性に優れる実施形態のリアクトルでは、通電に伴う発熱によって磁気特性が低下し難い。従って、上記コンバータでは、通電に伴うコンバータの性能低下が生じ難い。
＜９＞実施形態に係る電力変換装置は、上記形態＜８＞のコンバータを備える。
　上記電力変換装置では、通電に伴う電力変換装置の性能低下が生じ難い。なぜなら、電力変換装置に備わる実施形態のリアクトルが放熱性に優れるからである。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示のリアクトルの実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
＜実施形態１＞
　図１，２に示される本例のリアクトル１は、コイル２と磁性コア３とを組み合わせて構成される。このリアクトル１の特徴の一つとして、磁性コア３の一部に貫通孔４が設けられていることが挙げられる。以下、リアクトル１に備わる各構成を詳細に説明する。
　≪コイル≫
　コイル２は、一つの第一巻回部２１を有する。第一巻回部２１は、接合部の無い１本の巻線を螺旋状に巻回して構成される。巻線は、公知の巻線を利用できる。本形態の巻線は、被覆平角線を用いている。被覆平角線の導体線は、銅製の平角線で構成されている。被覆平角線の絶縁被覆は、エナメルからなる。第一巻回部２１は、被覆平角線をエッジワイズ巻きしたエッジワイズコイルで構成されている。
　第一巻回部２１の形状は矩形筒状である。即ち、本例の第一巻回部２１の端面形状は矩形枠状である。本例の第一巻回部２１の角部は丸められている。第一巻回部２１の形状が矩形筒状であることで、巻回部が同じ断面積の円筒状である場合に比較して、第一巻回部２１と設置対象との接触面積が大きくなり易い。そのため、リアクトル１は、第一巻回部２１を介して設置対象に放熱し易い。その上、第一巻回部２１を設置対象に安定して設置し易い。
　第一巻回部２１の端部２ａ及び端部２ｂはそれぞれ、第一巻回部２１の軸方向の一端側及び他端側において、第一巻回部２１の外周側へ引き伸ばされている。第一巻回部２１の端部２ａ及び端部２ｂでは絶縁被覆が剥がされて導体線が露出している。露出した導体線には、図示しない端子部材が接続される。コイル２にはこの端子部材を介して外部装置が接続される。外部装置の図示は省略する。外部装置は、例えばコイル２に電力供給を行なう電源などである。
　≪磁性コア≫
　磁性コア３は、図２に示すように、ミドルコア部３０と、第一エンドコア部３１と、第二エンドコア部３２と、第一サイドコア部３３と、第二サイドコア部３４とを備える。図２では各コア部３０，３１，３２，３３，３４の境界が二点鎖線で示されている。ミドルコア部３０は、磁性コア３のうち、第一巻回部２１の内部に配置される部分を有する部位である。第一エンドコア部３１は、磁性コア３のうち、第一巻回部２１の第一の端面２１１に臨む部分である。第二エンドコア部３２は、磁性コア３のうち、第一巻回部２１の第二の端面２１２に臨む部分である。第一サイドコア部３３は、磁性コア３のうち、第一巻回部２１の第一の側面２１３の外側に配置される部分である。第二サイドコア部３４は、磁性コア３のうち、第一巻回部２１の第二の側面２１４の外側に配置される部分である。
　この磁性コア３では、ミドルコア部３０、第一エンドコア部３１、第一サイドコア部３３、及び第二エンドコア部３２に、太破線で示される環状の閉磁路が形成される。また、ミドルコア部３０、第一エンドコア部３１、第二サイドコア部３４、及び第二エンドコア部３２に、太破線で示される環状の閉磁路が形成される。
　ここで、磁性コア３を基準にしてリアクトル１における方向を規定する。まず、ミドルコア部３０の軸方向に沿った方向がＸ方向である。そのＸ方向に直交し、ミドルコア部３０と第一サイドコア部３３と第二サイドコア部３４とが並列される方向がＹ方向である。そして、Ｘ方向とＹ方向の両方に交差する方向がＺ方向（図１）である。
　　［ミドルコア部］
　磁性コア３の一部であるミドルコア部３０は、図２に示されるように、第一巻回部２１の内部に配置される。従って、ミドルコア部３０は、第一巻回部２１の軸方向に沿って延びる。本例では、磁性コア３のうち、第一巻回部２１の軸方向に沿った部分の両端部がそれぞれ、第一巻回部２１の第一の端面２１１及び第二の端面２１２から突出している。その突出する部分もミドルコア部３０の一部である。
　ミドルコア部３０の形状は、第一巻回部２１の内部形状に沿った形状であれば特に限定されない。本例のミドルコア部３０は、略直方体状である。
　　［第一エンドコア部・第二エンドコア部］
　第一エンドコア部３１及び第二エンドコア部３２は、第一巻回部２１のＹ方向の幅よりも大きい。即ち、第一エンドコア部３１は、第一巻回部２１の第一の端面２１１よりもＹ方向の外側に張り出している。第二エンドコア部３２は、第一巻回部２１の第二の端面２１２よりもＹ方向の外側に張り出している。
　第一エンドコア部３１と第二エンドコア部３２の形状は、各エンドコア部３１，３２の内部に十分な磁路が形成される形状であれば特に限定されない。本例の第一エンドコア部３１及び第二エンドコア部３２は略直方体状である。Ｚ方向から見た第一エンドコア部３１及び第二エンドコア部３２の４つの角部のうち、両サイドコア部３３，３４から遠い位置にある２つの角部は、丸みを有していも良い。上記２つの角部が丸みを有していると、エンドコア部３１，３２の重量が削減される。上記２つの角部は、磁束が通り難い箇所である。従って、上記２つの角部が丸められていても、リアクトル１の磁気特性は低下し難い。
　本例の第一エンドコア部３１は、外方面３１０に設けられる貫通孔４を備える。外方面３１０は、第一エンドコア部３１におけるＸ方向を向く二つの面のうち、コイル２から離れた位置にある面である。この貫通孔４によって第一エンドコア部３１の重量が低減される。貫通孔４の詳細については後述する。
　　［第一サイドコア部・第二サイドコア部］
　第一サイドコア部３３は、第一巻回部２１の第一の側面２１３の外側において、第一エンドコア部３１と第二エンドコア部３２とをつなぐ。第一サイドコア部３３の軸方向は、ミドルコア部３０の軸方向に平行となっている。第一の側面２１３は、第一巻回部２１におけるＹ方向に向く面である。
　第二サイドコア部３４は、第一巻回部２１の第二の側面２１４の外側において、第一エンドコア部３１と第二エンドコア部３２とをつなぐ。第二の側面２１４は、第一巻回部２１におけるＹ方向に向く面であって、第一の側面２１３の反対方向に向いた面である。第二サイドコア部３４の軸方向は、ミドルコア部３０の軸方向に平行となっている。本例では、ミドルコア部３０の軸線と、第一サイドコア部３３の軸線と、第二サイドコア部３４の軸線とは、ＸＹ平面上に配置されている。
　　［サイズ］
　本例のリアクトル１が車載用である場合、磁性コア３のＸ方向の長さＬは、例えば３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、磁性コア３のＹ方向の幅Ｗは、例えば３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、Ｚ方向の高さＨ（図１）は、例えば１５ｍｍ以上７５ｍｍ以下である。
　ミドルコア部３０のＹ方向の長さＴ０は、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。第一エンドコア部３１のＸ方向の長さＴ１、及び第二エンドコア部３２のＸ方向の長さＴ２は、例えば５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。また、第一サイドコア部３３のＹ方向の長さＴ３、及び第二サイドコア部３４のＹ方向の長さＴ４は、例えば５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。これらの長さは、磁性コア３の磁路断面積の大きさに関わる。
　　［分割形態］
　磁性コア３は、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂとを組み合わせてなる。本例の第一分割コア３Ａは、第一エンドコア部３１と、ミドルコア部３０の一部とで構成されている。Ｚ方向から見た第一分割コア３Ａの形状は、略Ｔ字形状である。第一分割コア３Ａは、第一巻回部２１の内部空間に向く第一端面３ａを備える。第一端面３ａはＹ－Ｚ平面に平行である。
　本例の第二分割コア３Ｂは、第二エンドコア部３２と、第一サイドコア部３３と、第二サイドコア部３４と、ミドルコア部３０の一部とで構成されている。Ｚ方向から見た第二分割コア３Ｂの形状は、略Ｅ字形状である。第二分割コア３Ｂは、第一巻回部２１の内部空間に向く第二端面３ｂを備える。第二端面３ｂは第一端面３ａに向き合う。第二端面３ｂはＹ－Ｚ平面に平行である。
　第一端面３ａと第二端面３ｂとの間には隙間３ｇが形成されている。この隙間３ｇには、後述する樹脂モールド部５の一部が配置されている。隙間３ｇに配置される樹脂モールド部５の一部は、樹脂ギャップとして機能する。
　　［磁気特性・材質など］
　第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体、又は軟磁性粉末と樹脂との複合材料の成形体であることが好ましい。第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂが圧粉成形体であっても良いし、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂが複合材料の成形体であっても良い。また、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂの一方が圧粉成形体で、他方が複合材料の成形体であっても良い。このような磁性コア３は磁気飽和し難い。後述する貫通孔４が設けられる第一分割コア３Ａが圧粉成形体で構成され、第二分割コア３Ｂが複合材料の成形体で構成されることが好ましい。
　圧粉成形体の軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属、又はＦｅ（鉄）－Ｓｉ（シリコン）合金、Ｆｅ－Ｎｉ（ニッケル）合金などの鉄合金などで構成される軟磁性粒子の集合体である。軟磁性粒子の表面には、リン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。原料粉末には潤滑材などが含まれていてもかまわない。
　複合材料の成形体は、軟磁性粉末と未固化の樹脂との混合物を金型に充填し、樹脂を固化させることで製造できる。複合材料の軟磁性粉末には、圧粉成形体で使用できるものと同じものを使用できる。一方、複合材料に含まれる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、及び低温硬化性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂である。熱可塑性樹脂は、例えば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）樹脂である。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。
　上述の複合材料は、軟磁性粉末及び樹脂に加えて、非金属粉末を含有していても良い。非金属粉末は複合材料の成形体の放熱性を向上させる。非金属粉末は、例えばアルミナ又はシリカなどのセラミックスフィラーである。セラミックスフィラーは非磁性材料でもある。非金属粉末の含有量は、０．２質量％以上２０質量％以下、更に０．３質量％以上１５質量％以下、０．５質量％以上１０質量％以下が挙げられる。
　複合材料中の軟磁性粉末の含有量は、例えば３０体積％以上８０体積％以下でである。飽和磁束密度や放熱性の向上の観点から、軟磁性粉末の含有量は更に、５０体積％以上、６０体積％以上、７０体積％以上でも良い。製造過程での流動性の向上の観点から、軟磁性粉末の含有量を７５体積％以下とすることが好ましい。複合材料の成形体では、軟磁性粉末の充填率を低く調整すれば、その比透磁率を小さくし易い。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。複合材料の成形体の比透磁率は、更に１０以上４５以下、１５以上４０以下、２０以上３５以下であっても良い。本例では、第二分割コア３Ｂ全体が複合材料の成形体によって構成されている。
　圧粉成形体は、複合材料の成形体よりも軟磁性粉末の含有量を高め易い。例えば、圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、８０体積％超、更に８５体積％以上である。圧粉成形体からなる分割コアは、飽和磁束密度、及び比透磁率が高い分割コアとなり易い。圧粉成形体の比透磁率は、例えば５０以上５００以下である。圧粉成形体の比透磁率は、８０以上、１００以上、１５０以上、１８０以上であっても良い。本例では、貫通孔４を含む第一分割コア３Ａ全体が圧粉成形体によって構成されている。
　≪貫通孔≫
　第一分割コア３Ａは貫通孔４を備える。貫通孔４は、外方面３１０から第一端面３ａに向かって貫通する。貫通孔４は、後述する樹脂モールド部５を構成する樹脂の通り道である。外方面３１０における貫通孔４の開口は、図３に示されるように、Ｘ方向から見てミドルコア部３０の外周輪郭線の内側に配置されることが好ましい。
　貫通孔４の軸線はＸ方向に沿っていることが好ましい。また、貫通孔４は、ミドルコア部３０の軸線を含むことが好ましい。軸線は、ミドルコア部３０のＹ－Ｚ断面の面積重心を含む。本例の磁性コア３に形成される二つの閉磁路は、ミドルコア部３０の軸線からＹ方向に離れる方向に向かっている（図２参照）。そのため、第一分割コア３Ａにおける貫通孔４の位置には磁束が通り難い。従って、第一分割コア３Ａに貫通孔４が設けられていても、リアクトル１の磁気特性が低下し難い。
　貫通孔４の横断面の形状は特に限定されない。貫通孔４の横断面とは、貫通孔４の延伸方向に直交する断面である。本例の場合、貫通孔４の横断面は、貫通孔４のＹ－Ｚ断面である。本例の貫通孔４の横断面の形状は真円形である。当該断面形状は、楕円形であっても良いし、矩形を含む多角形状であっても良いし、星形などの異形であっても良い。
　貫通孔４の横断面の面積は以下の式（１）を満たすことが好ましい。Ｓ１は、貫通孔４の横断面の面積である。Ｓ２は、ミドルコア部３０の横断面の輪郭線の内側の面積である。
　式（１）…０．０２≦Ｓ１／Ｓ２≦０．１５
　Ｓ１／Ｓ２が０．０２以上であれば、樹脂モールド部５（図１，２）を構成する樹脂が貫通孔４を流れ易い。また、第一分割コア３Ａの重量が削減され、リアクトルが軽量化される。Ｓ１／Ｓ２が０．１５以下であれば、貫通孔４を設けたことによる磁性コア３の磁気特性の低下が抑制される。Ｓ１／Ｓ２の下限値は０．０３であることが好ましく、０．０４であることがより好ましい。Ｓ１／Ｓ２の上限値は０．１４であることが好ましく、０．１２であることがより好ましい。好ましいＳ１／Ｓ２の範囲は０．０４以上０．１２以下である。
　貫通孔４の横断面の面積は絶対値で４０ｍｍ２以上であることが好ましい。この場合、樹脂モールド部５を構成する樹脂の種類によらず、貫通孔４における樹脂の流通性が十分に確保される。
　≪樹脂モールド部≫
　樹脂モールド部５は、図１，２に示されるように、コイル２と磁性コア３とを一体化する。樹脂モールド部５は、コイル２と磁性コア３の組物の全体を覆っていても良いし、組物の一部のみを覆っていても良い。後者の場合、樹脂モールド部５は少なくとも外方面３１０における貫通孔４を覆っている。第一巻回部２１の外周面の少なくとも一部が樹脂モールド部５から露出していれば、コイル２からの放熱が促進され易い。
　樹脂モールド部５は、例えばコイル２と磁性コア３の組物を金型内に配置し、樹脂によってモールドすることで形成される。樹脂の一部は、貫通孔４を介して隙間３ｇに入り込む。樹脂が固化することで樹脂モールド部５が形成される。樹脂モールド部５の一部は、貫通孔４と隙間３ｇとに配置される。隙間３ｇに配置された樹脂モールド部５の一部は樹脂ギャップとして機能する。
　本例の樹脂モールド部５の一部は、第一巻回部２１の内周面とミドルコア部３０の外周との間にも配置されている。この位置に配置される樹脂モールド部５の一部は、第一巻回部２１とミドルコア部３０とを強固に一体化する。
　樹脂モールド部５を構成する樹脂には、複合材料に含まれる樹脂に使用できるものと同じものを使用できる。樹脂モールド部５を構成する樹脂として、例えばＰＢＴ樹脂などが挙げられる。これらの樹脂にアルミナなどのセラミックスフィラーが含有されていても良い。
　≪その他≫
　図２に二点鎖線で示されるように、第二分割コア３Ｂにも貫通孔４０が設けられていても良い。貫通孔４０は、第二分割コア３Ｂの外方面３２０から第二端面３ｂに貫通する。この場合、貫通孔４０の体積は、第一分割コア３Ａの貫通孔４の体積と同じであることが好ましい。貫通孔４の体積と貫通孔４０の体積が同じであれば、貫通孔４を流れる樹脂と貫通孔４０を流れる樹脂とがほぼ同時期に隙間３ｇに到達し易い。
　リアクトル１は、更にケース、接着層、及び保持部材の少なくとも一つを備えていてもよい。ケースは、コイル２と磁性コア３との組合体を内部に収納する部材である。ケースに収納された組合体は、封止樹脂部により埋設されていてもよい。接着層は、上記組合体を載置面、上記組合体をケースの内底面、上記ケースを載置面などに固定するものである。保持部材は、コイル２と磁性コア３との間に配置され、コイル２と磁性コア３との相対的な位置を規定する部材である。保持部材は、絶縁性樹脂によって構成されており、コイル２と磁性コア３との間の絶縁を確保する。
　≪まとめ≫
　本例のリアクトル１は生産性に優れる。
　本例のリアクトル１では、リアクトル１を構成する部品点数が少ない。また、コイル２と磁性コア３との組物を樹脂によってモールドするだけで、コイル２と磁性コア３とが一体化されると共に、磁性コア３に樹脂ギャップが形成される。従って、本例のリアクトル１は生産性に優れる。
　本例のリアクトル１は放熱性に優れる。
　本例のリアクトル１が作製される際、コイル２と磁性コア３とを一体化する樹脂の一部は、第一エンドコア部３１の貫通孔４に流れ込む。貫通孔４は第一エンドコア部３１の外方面３１０から第一端面３ａに向かって貫通している。そのため、貫通孔４を介して十分な量の樹脂が第一端面３ａと第二端面３ｂとの隙間３ｇに充填され易い。隙間３ｇに配置された樹脂は固化して樹脂ギャップになる。十分な量の樹脂によって形成される樹脂ギャップには、エアポケットが出来難い。エアポケットが少ない樹脂ギャップによって第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂとの間の熱伝導が良好になる。従って、リアクトル１の放熱性が向上する。
　貫通孔４を有する本例のリアクトル１は、貫通孔４を有さない従来のリアクトルに比べて軽量である。
　本例のリアクトル１では、第一分割コア３Ａに貫通孔４が設けられることで、第一エンドコア部３１の実体部分が減る。従って、リアクトル１が軽量化される。また、第一エンドコア部３１の実体部分が減少するので、コストを含めた磁性コア３の生産性、即ちリアクトル１の生産性が向上する。
　本例のリアクトル１は、貫通孔４を有さないリアクトルと同等程度の磁気特性を有する。
　本例のリアクトル１では、第一エンドコア部３１の外方面３１０におけるＹ方向の中間部に貫通孔４が設けられている。この中間部は、磁束が通り難い箇所である。従って、磁性コア３に貫通孔４を設けたことによるリアクトル１の磁気特性の低下が抑制される。
　本例のリアクトル１では、樹脂をモールドする際、樹脂が貫通孔４に流れ込んで、第一エンドコア部３１に外方面３１０に作用する面圧が低下する。従って、モールドの圧力が大きくても、第一エンドコア部３１が損傷し難い。圧力が高いと、第一端面３ａと第二端面３ｂとの隙間３ｇだけでなく、ミドルコア部３０と第一巻回部２１との隙間にも十分に樹脂が行き渡り易い。
＜実施形態２＞
　実施形態２に係るリアクトル１を図４，５に基づいて説明する。実施形態２のリアクトル１と実施形態１のリアクトル１とは、第二端面３ｂの構成が異なる。本例のリアクトル１における第二端面３ｂの構成以外の構成は、実施形態１のリアクトル１と同じである。
　図４，５に示されるように、本例の第二分割コア３Ｂの第二端面３ｂは、その外周縁部に沿って設けられた環状のリブ３ｒを備える。本例のリブ３ｒは矩形環状である。リブ３ｒは、周方向に切れ目がない形態であっても良いし、切れ目が有る形態であっても良い。
　本例のリブ３ｒの外周面は、ミドルコア部３０の外周面と面一になっている。リブ３ｒの内周面は、第二端面３ｂに向かうに従ってミドルコア部３０の軸線側に傾斜している。
　第二端面３ｂが環状のリブ３ｒを備えることで、リアクトル１の作製時に貫通孔４から隙間３ｇに浸入した樹脂が隙間３ｇの位置に留まり易い。従って、樹脂ギャップにエアポケットができ難い。
＜実施形態３＞
　実施形態３に係るリアクトル１を図６に基づいて説明する。図６には、リアクトル１に備わる磁性コア３のみが示されている。実施形態３のリアクトル１と実施形態１，２のリアクトル１とは、磁性コア３の分割状態が異なる。本例のリアクトル１における磁性コア３の分割状態以外の構成は、実施形態１，２のリアクトル１と同じである。
　本例の第一分割コア３Ａは、第一エンドコア部３１によって構成される。第一エンドコア部３１には貫通孔４が設けられている。Ｚ方向から見た第一分割コア３Ａは概略Ｉ字型である。第一分割コア３Ａは圧粉成形体によって構成されることが好ましい。
　本例の第二分割コア３Ｂは、ミドルコア部３０、第二エンドコア部３２，第一サイドコア部３３、及び第二サイドコア部３４によって構成される。Ｚ方向から見た第二分割コア３Ｂは概略Ｅ字型である。第二分割コア３Ｂは複合材料の成形体によって構成されることが好ましい。
　本例のリアクトル１によっても、実施形態１のリアクトル１と同様の効果が得られる。
＜実施形態４＞
　実施形態４に係るリアクトル１を図７に基づいて説明する。図７には、リアクトル１に備わる磁性コア３のみが示されている。実施形態４のリアクトル１と実施形態１，２のリアクトル１とは、磁性コア３の分割状態が異なる。本例のリアクトル１における磁性コア３の分割状態以外の構成は、実施形態１，２のリアクトル１と同じである。
　本例の第一分割コア３Ａは、第一エンドコア部３１と、ミドルコア部３０の一部と、第一サイドコア部３３の一部と、第二サイドコア部３４の一部とで構成される。第一エンドコア部３１には貫通孔４が設けられている。Ｚ方向から見た第一分割コア３Ａは概略Ｅ字型である。第一分割コア３Ａは圧粉成形体によって構成されることが好ましい。
　本例の第二分割コア３Ｂは、第二エンドコア部３２と、ミドルコア部３０の一部と、第一サイドコア部３３の一部と、第二サイドコア部３４の一部とで構成される。Ｚ方向から見た第二分割コア３Ｂは概略Ｅ字型である。第二分割コア３Ｂのミドルコア部３０、第一サイドコア部３３、及び第二サイドコア部３４はそれぞれ、第一分割コア３Ａのミドルコア部３０、第一サイドコア部３３、及び第二サイドコア部３４よりも長い。第二分割コア３Ｂは複合材料の成形体によって構成されることが好ましい。
　本例のリアクトル１によっても、実施形態１のリアクトル１と同様の効果が得られる。
＜実施形態５＞
　実施形態５に係るリアクトル１を図８に基づいて説明する。図８には、リアクトル１に備わる磁性コア３のみが示されている。実施形態５のリアクトル１と実施形態１，２のリアクトル１とは、磁性コア３の分割状態が異なる。本例のリアクトル１における磁性コア３の分割状態以外の構成は、実施形態１，２のリアクトル１と同じである。
　本例の第一分割コア３Ａは、第一エンドコア部３１と、ミドルコア部３０の一部と、第二サイドコア部３４とで構成される。第一エンドコア部３１には貫通孔４が設けられている。Ｚ方向から見た第一分割コア３Ａは概略Ｆ字型である。第一分割コア３Ａは圧粉成形体によって構成されることが好ましい。
　本例の第二分割コア３Ｂは、第二エンドコア部３２と、ミドルコア部３０の一部と、第一サイドコア部３３とで構成される。Ｚ方向から見た第二分割コア３Ｂは概略Ｆ字型である。第二分割コア３Ｂのミドルコア部３０は、第一分割コア３Ａのミドルコア部３０よりも長い。第二分割コア３Ｂは複合材料の成形体によって構成されることが好ましい。
　本例のリアクトル１によっても、実施形態１のリアクトル１と同様の効果が得られる。
＜実施形態６＞
　≪コンバータ・電力変換装置≫
　実施形態に係るリアクトル１は、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件としては、例えば、最大直流電流が１００Ａ以上１０００Ａ以下程度であり、平均電圧が１００Ｖ以上１０００Ｖ以下程度であり、使用周波数が５ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度であることが挙げられる。実施形態に係るリアクトル１は、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車両などに載置されるコンバータの構成部品、又はこのコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用される。
　ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両１２００は、図９に示すようにメインバッテリ１２１０と、メインバッテリ１２１０に接続される電力変換装置１１００と、メインバッテリ１２１０からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ１２２０とを備える。モータ１２２０は、代表的には、３相交流モータであり、走行時、車輪１２５０を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両１２００は、モータ１２２０に加えてエンジン１３００を備える。図９では、車両１２００の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態とすることができる。
　電力変換装置１１００は、メインバッテリ１２１０に接続されるコンバータ１１１０と、コンバータ１１１０に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ１１２０とを有する。この例に示すコンバータ１１１０は、車両１２００の走行時、２００Ｖ以上３００Ｖ以下程度のメインバッテリ１２１０の入力電圧を４００Ｖ以上７００Ｖ以下程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。コンバータ１１１０は、回生時、モータ１２２０からインバータ１１２０を介して出力される入力電圧をメインバッテリ１２１０に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ１２１０に充電させている。入力電圧は、直流電圧である。インバータ１１２０は、車両１２００の走行時、コンバータ１１１０で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ１２２０に給電し、回生時、モータ１２２０からの交流出力を直流に変換してコンバータ１１１０に出力している。
　コンバータ１１１０は、図１０に示すように複数のスイッチング素子１１１１と、スイッチング素子１１１１の動作を制御する駆動回路１１１２と、リアクトル１１１５とを備え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しにより入力電圧の変換を行う。入力電圧の変換とは、ここでは昇降圧を行う。スイッチング素子１１１１には、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどのパワーデバイスが利用される。リアクトル１１１５は、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。リアクトル１１１５として、実施形態に係るリアクトル１を備える。
　車両１２００は、コンバータ１１１０の他、メインバッテリ１２１０に接続された給電装置用コンバータ１１５０や、補機類１２４０の電力源となるサブバッテリ１２３０とメインバッテリ１２１０とに接続され、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ１１６０を備える。コンバータ１１１０は、代表的には、ＤＣ－ＤＣ変換を行うが、給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０は、ＡＣ－ＤＣ変換を行う。給電装置用コンバータ１１５０のなかには、ＤＣ－ＤＣ変換を行うものもある。給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、実施形態に係るリアクトル１などと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用できる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、実施形態に係るリアクトル１などを利用することもできる。
　放熱性に優れる実施形態のリアクトル１を備えるコンバータ１１１０及び電力変換装置１１００では、通電に伴う性能低下が生じ難い。
＜試験＞
　≪試験例１≫
　試験例１では、リアクトル１のインダクタンスと全損失に及ぼす貫通孔４の影響を調べた。具体的には、貫通孔４を有さない試料Ｎｏ．１のリアクトルと、貫通孔４を有する試料Ｎｏ．２から試料Ｎｏ．６のリアクトル１の解析を行った。試料Ｎｏ．１のリアクトルと、試料Ｎｏ．２から試料Ｎｏ．６のリアクトル１との相違点は貫通孔４の有無のみである。また、試料Ｎｏ．２から試料Ｎｏ．６のリアクトルの相違点は、貫通孔４の断面積のみである。各試料の磁性コアは、実施形態１に示されるＴ字形の第一分割コアとＥ字型の第二分割コアとで構成される。
　　［試料Ｎｏ．１］
・第一分割コア３Ａ…圧粉成形体
・第二分割コア３Ｂ…複合材料の成形体
・貫通孔４…なし
　　［試料Ｎｏ．２］
・貫通孔４の直径…５ｍｍ
・Ｓ１／Ｓ２…０．０２
　　Ｓ１＝貫通孔４の横断面の面積、Ｓ２＝ミドルコア部３０の横断面の輪郭線の内側の面積
　　［試料Ｎｏ．３］
・貫通孔４の直径…７．５ｍｍ
・Ｓ１／Ｓ２…０．０４
　　［試料Ｎｏ．４］
・貫通孔４の直径…１０ｍｍ
・Ｓ１／Ｓ２…０．０９
　　［試料Ｎｏ．５］
・貫通孔４の直径…１２．５ｍｍ
・Ｓ１／Ｓ２…０．１４
　　［試料Ｎｏ．６］
・貫通孔４の直径…１５ｍｍ
・Ｓ１／Ｓ２…０．２
　各試料のインダクタンス及び全損失のシミュレーションには、市販のソフトウェアであるＪＭＡＧ－Ｄｅｓｉｇｎｅｒ１９．０（株式会社ＪＳＯＬ製）を用いた。インダクタンスの解析では、電流をコイル２に流したときのインダクタンス（μＨ）を求めた。電流は０Ａから３００Ａの範囲で変化させた。電流値が０Ａ、１００Ａ、２００Ａ、及び３００Ａのときのインダクタンスを表１に示す。インダクタンスは、０Ａ時の試料Ｎｏ．１のインダクタンスを１００％としたパーセンテージで示される。
　また、全損失の解析では、直流電流０Ａ、入力電圧２００Ｖ、出力電圧４００Ｖ、周波数２０ｋＨｚで駆動したときの磁束密度分布および電流密度分布に基づいて全損失（Ｗ）を求めた。本例の全損失には、磁性コア３の鉄損、及びコイル損失などが含まれる。その結果を表１に示す。全損失は、試料Ｎｏ．１の全損失を１００％としたパーセンテージで示される。
　表１には、貫通孔４を設けたことによる磁性コア３の重量削減割合（％）を合わせて示す。重量削減割合は、試料Ｎｏ．１の質量を１００％としたパーセンテージで示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、ベースモデルである試料Ｎｏ．１のリアクトルに比べて、貫通孔４の横断面の面積が大きくなるほど、リアクトル１のインダクタンスが低下し、全損失が増加する傾向にあった。つまり、リアクトル１の軽量化と、リアクトル１の磁気特性とはトレードオフの関係にある。しかし、貫通孔４が、第一エンドコア部３１の外方面３１０における中間部にあることで、インダクタンスの低下と全損失の増加は微々たるものであった。ここで、リアクトル１の磁気特性を維持するという観点から、貫通孔４を設けたことによるインダクタンスの低下率、及び全損失の上昇率は、１％以下であることが好ましい。この観点からすると、Ｓ１／Ｓ２は０．０２以上０．１４以下程度であることが好ましい。
１　リアクトル
２　コイル
　２１　第一巻回部、２ａ，２ｂ　端部
　２１１　第一の端面、２１２　第二の端面
　２１３　第一の側面、２１４　第二の側面
３　磁性コア
　３ａ　第一端面、３ｂ　第二端面、３ｇ　隙間、３ｒ　リブ
　３Ａ　第一分割コア、３Ｂ　第二分割コア
　３０　ミドルコア部、３１　第一エンドコア部、３２　第二エンドコア部
　３３　第一サイドコア部、３４　第二サイドコア部
　３１０，３２０　外方面
４，４０　貫通孔
５　樹脂モールド部
１１００　電力変換装置
　１１１０　コンバータ、１１１１　スイッチング素子、１１１２　駆動回路
　１１１５　リアクトル、　１１２０　インバータ
　１１５０　給電装置用コンバータ、１１６０　補機電源用コンバータ
１２００　車両
　１２１０　メインバッテリ、１２２０　モータ、１２３０　サブバッテリ
　１２４０　補機類、１２５０　車輪
１３００　エンジン
Ｈ　高さ
Ｌ，Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４　長さ
Ｗ　幅

Claims (9)

  1. 　第一巻回部を有するコイルと磁性コアとを備え、
    　前記磁性コアは、
    　　前記第一巻回部の内部に配置されるミドルコア部と、
    　　前記第一巻回部の第一の端面に臨む第一エンドコア部と、
    　　前記第一巻回部の第二の端面に臨む第二エンドコア部と、
    　　前記第一巻回部の第一の側面の外側に配置され、前記第一エンドコア部と前記第二エンドコア部とをつなぐ第一サイドコア部と、
    　　前記第一巻回部の第二の側面の外側に配置され、前記第一エンドコア部と前記第二エンドコア部とをつなぐ第二サイドコア部とを備えるリアクトルであって、
    　前記コイルと前記磁性コアとを一体化する樹脂モールド部を備え、
    　前記磁性コアは、前記第一エンドコア部を含む第一分割コアと、前記ミドルコア部の少なくとも一部を含む第二分割コアとを備え、
    　　前記第一分割コアは、
    　　　前記第一巻回部の内部空間に向く第一端面と、
    　　　前記第一エンドコア部の外方面から前記第一端面に向かって貫通する貫通孔とを備え、
    　　前記第二分割コアは、
    　　　前記第一端面と隙間を空けて向き合う第二端面を備え、
    　前記樹脂モールド部の一部は、前記貫通孔と前記隙間とに配置されている、
    リアクトル。
  2. 　前記貫通孔の軸線は、前記ミドルコア部の軸方向に沿っており、
    　前記貫通孔は、前記ミドルコア部の軸心を含む請求項１に記載のリアクトル。
  3. 　Ｓ１／Ｓ２が０.０２以上０．１５以下であり、
    　Ｓ１は前記貫通孔の横断面の面積であり、
    　Ｓ２は前記ミドルコア部の横断面の輪郭線の内側の面積である請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
  4. 　前記第二端面は、前記第二端面の外周縁部に沿って設けられた環状のリブを備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
  5. 　前記第一分割コアは、前記第一エンドコア部と、前記ミドルコア部の少なくとも一部とで構成される概略Ｔ字形状を備え、
    　前記第二分割コアは、前記第二エンドコア部と、前記ミドルコア部の残部と、前記第一サイドコア部と、前記第二サイドコア部とで構成される概略Ｅ字形状を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
  6. 　前記第一分割コアは、軟磁性粉末を含む圧粉成形体である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
  7. 　前記第二分割コアは、樹脂と、前記樹脂中に分散した軟磁性粉末とを含む複合材料の成形体である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトルを備える、
    コンバータ。
  9. 　請求項８に記載のコンバータを備える、
    電力変換装置。
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