WO2023248775A1 - リアクトル、分割片、コンバータ、及び電力変換装置 - Google Patents

リアクトル、分割片、コンバータ、及び電力変換装置 Download PDF

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WO2023248775A1
WO2023248775A1 PCT/JP2023/020878 JP2023020878W WO2023248775A1 WO 2023248775 A1 WO2023248775 A1 WO 2023248775A1 JP 2023020878 W JP2023020878 W JP 2023020878W WO 2023248775 A1 WO2023248775 A1 WO 2023248775A1
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core
blind hole
reactor
core piece
piece
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PCT/JP2023/020878
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將人 名田
和嗣 草別
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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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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Definitions

  • the present disclosure relates to a reactor, a dividing piece, a converter, and a power conversion device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-100681 filed on June 22, 2022, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • a reactor is a component of the converter installed in hybrid vehicles.
  • the reactors described in Patent Document 1 and Patent Document 2 include a coil and a magnetic core.
  • the coil includes a winding portion formed by winding a winding wire.
  • the number of winding parts may be one or more.
  • the magnetic core is constructed by combining multiple divided pieces.
  • the divided pieces are, for example, compacts formed by pressure-molding soft magnetic powder, or compacts made of a composite material in which soft magnetic powder is dispersed in a resin.
  • a molded body of a composite material can easily achieve desired magnetic properties by changing the mixing ratio of soft magnetic powder and resin.
  • the reactor of the present disclosure is A reactor comprising a coil having a winding portion and a magnetic core,
  • the magnetic core has a plurality of divided pieces including a first core piece,
  • the first core piece is made of a composite material including a resin and soft magnetic powder dispersed in the resin, a first portion extending in a direction perpendicular to the axial direction of the winding portion and disposed at a position facing an end surface of the winding portion; a second portion extending in the axial direction from the first portion;
  • the first portion has an outer surface facing in the same direction as the end surface,
  • the first core piece further includes a blind hole extending from the outer surface to the interior of the second portion.
  • Parts of the present disclosure include: A divided piece that constitutes a part of the magnetic core provided in the reactor, It is composed of a composite material containing a resin and soft magnetic powder dispersed in the resin, The first part and a second portion extending in a direction perpendicular to the stretching direction of the first portion; the first portion has an outer surface facing away from the second portion; Furthermore, a blind hole extending from the outer surface to the interior of the second portion is provided.
  • 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 described in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic top view of the magnetic core described in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the composite material described in Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the first core piece described in Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a first core piece described in Modification 1, in which a core material is arranged in a blind hole.
  • FIG. 6 is a schematic top view of the magnetic core described in Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a schematic top view of the magnetic core described in Embodiment 3.
  • FIG. 8 is a schematic top view of the magnetic core described in Embodiment 4.
  • FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a power supply system of a hybrid vehicle.
  • FIG. 10 is a circuit diagram schematically showing an example of a power conversion device including a converter.
  • the divided pieces made of molded bodies of composite materials are produced, for example, by injection molding, in which soft magnetic powder is mixed with thermoplastic resin or thermosetting resin, and the mixture is injected into a mold. In this case, by cooling or heating the mold, the resin solidifies and the divided pieces are completed.
  • the outer portions of the divided pieces that come into contact with the mold tend to solidify faster than the inner portions of the divided pieces. Therefore, the outer portion that has shrunk due to solidification pulls the inner portion outward, and a shrinkage cavity is likely to be formed inside the divided piece.
  • the formation position and size of the shrinkage cavities tend to be irregular, and depending on the formation position and size of the shrinkage cavities, there is a possibility that the magnetic properties of the divided pieces may become unstable.
  • One of the objects of the present disclosure is to provide a reactor including a magnetic core with stable magnetic properties. Moreover, one of the objects of the present disclosure is to provide a divided piece having stable magnetic properties. Furthermore, one of the objects of the present disclosure is to provide a converter including a reactor and a power conversion device.
  • the reactor and division piece of the present disclosure have stable magnetic properties. Further, the converter and power conversion device of the present disclosure operate stably.
  • the reactor according to the embodiment is A reactor comprising a coil having a winding portion and a magnetic core,
  • the magnetic core has a plurality of divided pieces including a first core piece,
  • the first core piece is made of a composite material including a resin and soft magnetic powder dispersed in the resin, a first portion extending in a direction perpendicular to the axial direction of the winding portion and disposed at a position facing an end surface of the winding portion; a second portion extending in the axial direction from the first portion;
  • the first portion has an outer surface facing in the same direction as the end surface,
  • the first core piece further includes a blind hole extending from the outer surface to the interior of the second portion.
  • the reactor has stable magnetic properties.
  • the reactor includes a first core piece having a blind hole.
  • a core for forming a blind hole is placed inside the first core piece.
  • the resin constituting the first core piece can be easily solidified uniformly as a whole, and shrinkage from the inside to the outside can be easily suppressed. Therefore, shrinkage cavities are difficult to form inside the first core piece.
  • the first core piece having the blind hole has stable magnetic properties
  • the reactor including this first core piece also has stable magnetic properties.
  • the deterioration of the magnetic properties of the magnetic core due to the blind hole is limited. This is because the extending direction of the blind hole is generally along the direction of the magnetic flux, as will be explained in the embodiment described later.
  • the blind hole reduces the substantial portion of the first core piece. Therefore, the reactor configured as described above is lighter than a reactor that does not have a blind hole in the first core piece.
  • the axis of the blind hole is along the extending direction of the second portion,
  • the blind hole may include an axis of the second portion.
  • the blind hole is arranged at the center of the cross section perpendicular to the stretching direction of the second portion.
  • the blind hole is arranged at a position that includes the axis of the second portion, the blind hole is unlikely to deteriorate the magnetic properties of the magnetic core.
  • the maximum length between the inner surface of the blind hole and the outer surface of the second portion may be 15 mm or less.
  • Shrinkage cavities are difficult to form in the first core piece having the above configuration.
  • the ratio S1/S0 of the area S0 inside the outer peripheral contour of the second portion and the area S1 of the blind hole is 0.02 or more and 0.15 or less. It's okay.
  • ratio S1/S0 is 0.02 or more, shrinkage cavities are unlikely to form in the second core portion. If the ratio S1/S0 is 0.15 or less, the magnetic properties and strength of the second core portion are unlikely to deteriorate.
  • the first core piece further has an E-shape including a third core part and a fourth core part extending in a direction parallel to the stretching direction of the second part, The second portion may be placed between the third core portion and the fourth core portion.
  • the E-shape is a shape that includes a base and three legs extending in a direction perpendicular to the extending direction of the base.
  • the middle leg is generally the thickest. If the thickest intermediate leg is the second portion having a blind hole, shrinkage cavities are less likely to form in the intermediate leg. In the first place, shrinkage cavities are difficult to form in the thinner part than the middle leg. Therefore, the E-shaped first core piece has almost no shrinkage cavities.
  • the first core piece may have a T-shape including the first portion and the second portion.
  • the second portion is generally the thickest. If there is a blind hole in the second part, which is the thickest part, it will be difficult for a shrinkage cavity to form in the second part. In the first part, which is thinner than the second part, shrinkage cavities are difficult to form. Therefore, the T-shaped first core piece has almost no shrinkage cavities.
  • the plurality of divided pieces may include a second core piece made of a powder compact containing soft magnetic powder.
  • Powder compacts have excellent magnetic properties such as magnetic permeability. If the first core piece is a molded body of a composite material and the second core piece is a compacted body, the magnetic properties of the entire magnetic core can be easily adjusted. Such a magnetic core is difficult to magnetically saturate.
  • the first core piece may include a rod-shaped core material disposed in the blind hole.
  • the core material improves the magnetic properties of the first core piece.
  • the sprue formed when molding the first core piece is used as the core material, waste of material will be reduced.
  • the divided piece according to the embodiment is A divided piece that constitutes a part of the magnetic core provided in the reactor, It is composed of a composite material containing a resin and soft magnetic powder dispersed in the resin, The first part and a second portion extending in a direction perpendicular to the stretching direction of the first portion; the first portion has an outer surface facing away from the second portion; Furthermore, a blind hole extending from the outer surface to the interior of the second portion is provided.
  • the divided pieces have stable magnetic properties.
  • a core for forming a blind hole is placed inside the divided piece.
  • the resin forming the divided piece can be easily solidified uniformly as a whole, and shrinkage from the inside to the outside can be easily suppressed. Therefore, shrinkage cavities are less likely to form inside the divided pieces. Further, even if a shrinkage cavity is formed inside the divided piece, the position and size of the cavity are very limited. Therefore, the split pieces with blind holes have stable magnetic properties.
  • the above divided pieces have excellent strength. This is because the blind holes make it difficult for shrinkage cavities to form inside the divided pieces.
  • the blind hole reduces the substantial part of the split piece. Therefore, the divided pieces are lightweight.
  • the converter according to the embodiment includes the reactor described in any one of ⁇ 1> to ⁇ 8> above.
  • the converter includes an embodiment of a reactor with stable magnetic properties. Therefore, the converter operates stably.
  • the power conversion device includes the converter described in ⁇ 10> above.
  • the above power conversion device includes a converter that exhibits stable performance. Therefore, the power conversion device operates stably.
  • the reactor 1 of this example shown in FIG. 1 is constructed by combining a coil 2 and a magnetic core 3.
  • One of the features of this reactor 1 is that a blind hole 4 is provided in a part of the magnetic core 3.
  • a blind hole 4 is provided in a part of the magnetic core 3.
  • the coil 2 has at least one winding 21 .
  • the number of winding portions 21 in this example is one.
  • the winding portion 21 is configured by winding a winding wire in a spiral shape.
  • a known winding wire can be used as the winding wire.
  • the winding of this embodiment is a covered rectangular wire made of a conductor wire having an insulating coating.
  • the conductor wire is made of, for example, a rectangular wire made of copper.
  • the insulating coating consists of enamel, for example.
  • the winding portion 21 of this example is an edgewise coil formed by edgewise winding a coated rectangular wire.
  • the shape of the winding portion 21 is a rectangular cylinder. That is, the end face shape of the winding portion 21 in this example is a rectangular frame shape. The corners of the winding portion 21 in this example are rounded. Since the winding part 21 has a rectangular cylindrical shape, the contact area between the winding part 21 and the installation target tends to be larger than when the winding part 21 has a cylindrical shape with the same cross-sectional area. Therefore, the reactor 1 easily radiates heat to the installation target via the winding portion 21. Further, the installation state of the winding portion 21 relative to the installation target is easily stabilized.
  • the end portion 2a and the end portion 2b of the winding portion 21 are each stretched toward the outer circumferential side of the winding portion 21.
  • the insulation coating is peeled off at the ends 2a and 2b of the winding portion 21, and the conductor wires are exposed.
  • a terminal member (not shown) is connected to the exposed conductor wire.
  • An external device is connected to the coil 2 via this terminal member. Illustrations of external devices are 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 section 30, a first end core section 31, a second end core section 32, a first side core section 33, and a second side core section 34.
  • the magnetic core 3 of this example has an "8" shape in which two ring shapes are connected. In FIG. 2, illustration of the coil 2 is omitted. In FIG. 2, the boundaries of each core portion are indicated by two-dot chain lines.
  • the middle core portion 30 has a portion disposed inside the winding portion 21 .
  • the first end core portion 31 faces the first end surface 211 (see FIG. 1) of the winding portion 21.
  • the second end core portion 32 faces the second end surface 212 (see FIG. 1) of the winding portion 21.
  • the first side core portion 33 is arranged outside the first side surface, which is one of the four outer circumferential surfaces of the rectangular tube-shaped winding portion 21 .
  • the second side core portion 34 is arranged outside the second side surface of the winding portion 21 .
  • the second side is the opposite side to the first side.
  • an annular closed magnetic path indicated by a thick broken line is formed in the middle core part 30, first end core part 31, first side core part 33, and second end core part 32. Further, an annular closed magnetic path indicated by a thick broken line is formed in the middle core part 30, the first end core part 31, the second side core part 34, and the second end core part 32.
  • the direction in the reactor 1 is defined based on the magnetic core 3.
  • the direction along the axial direction of the middle core portion 30 is the X direction.
  • the direction that is orthogonal to the X direction and in which the middle core section 30, first side core section 33, and second side core section 34 are arranged in parallel is the Y direction.
  • the direction perpendicular to both the X direction and the Y direction is the Z direction (FIG. 1).
  • the axial direction of a member includes a direction along the axis of the member from one end of the member to the other end, and a direction opposite to that direction.
  • the middle core section 30 At least a portion of the middle core section 30 is arranged inside the winding section 21. Therefore, the middle core portion 30 extends along the axial direction of the winding portion 21. In this example, both ends of the portion of the magnetic core 3 along the axial direction of the winding section 21 protrude from the first end surface 211 and the second end surface 212 of the winding section 21, respectively. The protruding portion is also part of the middle core portion 30.
  • the shape of the middle core part 30 is not particularly limited as long as it follows the internal shape of the winding part 21.
  • the middle core portion 30 of this example has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the first end core part 31 and the second end core part 32 extend in the Y direction perpendicular to the axial direction of the winding part 21 and are larger than the width of the winding part 21 in the Y direction. That is, the first end core portion 31 protrudes outward in the Y direction from the first end surface 211 of the winding portion 21 .
  • the second end core portion 32 protrudes outward in the Y direction from the second end surface 212 of the winding portion 21 .
  • the shapes of the first end core part 31 and the second end core part 32 are not particularly limited as long as a sufficient magnetic path is formed inside each end core part 31, 32.
  • the first end core portion 31 and the second end core portion 32 of this example have a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • two corners located far from both side core sections 33 and 34 may be rounded.
  • the weight of the end core parts 31 and 32 is reduced.
  • the above two corners are places where it is difficult for magnetic flux to pass through. Therefore, even if the two corners are rounded, the magnetic properties of the reactor 1 are unlikely to deteriorate.
  • a blind hole 4 is opened in the outer surface 310 of the first end core portion 31 in this example.
  • Outer surface 310 is a surface located away from coil 2 of the two surfaces of first end core portion 31 facing in the X direction. That is, the outer surface 310 is a surface of the first end core section 31 that is disposed on the opposite side of the surface facing the first end surface 211 of the winding section 21 . The outer surface 310 faces in the same direction as the first end surface 211 of the winding portion 21 . Details of the blind hole 4 will be described later.
  • the first side core section 33 connects the first end core section 31 and the second end core section 32 on the outside of the first side surface of the winding section 21 .
  • the axial direction of the first side core section 33 is parallel to the axial direction of the middle core section 30.
  • the first side surface is a surface of the winding portion 21 facing in the Y direction.
  • the second side core part 34 connects the first end core part 31 and the second end core part 32 on the outside of the second side surface of the winding part 21.
  • the second side surface is a surface of the winding portion 21 facing in the Y direction, and is a surface facing in the opposite direction to the first side surface.
  • the axial direction of the second side core section 34 is parallel to the axial direction of the middle core section 30.
  • the axis of the middle core section 30, the axis of the first side core section 33, and the axis of the second side core section 34 are arranged on the XY plane.
  • the length L of the magnetic core 3 in the X direction is, for example, 30 mm or more and 150 mm or less
  • the width W of the magnetic core 3 in the Y direction is, for example, 30 mm or more and 150 mm or less
  • Z The height H in the direction 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 length T1 of the first end core portion 31 in the X direction and the length T2 of the second end core portion 32 in the X direction 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 size of the magnetic path cross-sectional area of the magnetic core 3.
  • the middle core part 30 is the thickest.
  • “thick” means that the width of each part is large when the annular shape of the magnetic core 3 is viewed from above. In this example, “thick” means that the width of each part is large when the magnetic core 3 is viewed in plan from the Z direction.
  • the width of the middle core portion 30 in this example is the length T0.
  • the width of the first end core portion 31 and the width of the second end core portion 32 are length T1 and length T2, respectively.
  • the width of the first side core portion 33 and the width of the second side core portion 34 are length T3 and length T4, respectively.
  • the magnetic core 3 is formed by combining a plurality of divided pieces 3A and 3B. Although the number of divided pieces 3A and 3B in this example is two, it may be three or more.
  • the divided piece 3A is a first core piece 5 made of a molded body of a composite material, which will be described later.
  • the first core piece 5 includes a blind hole 4, which will be described later.
  • the divided piece 3B is a second core piece 6 made of a powder compact, which will be described later.
  • the first core piece 5 of this example includes a first portion 51, a second portion 52, a third portion 53, and a fourth portion 54.
  • the first portion 51 corresponds to the first end core portion 31 .
  • the second portion 52 corresponds to a part of the middle core section 30.
  • the third portion 53 corresponds to the first side core portion 33.
  • the fourth portion 54 corresponds to the second side core portion 34.
  • the second portion 52 is arranged between the third portion 53 and the fourth portion 54. Spaces are provided between the second portion 52 and the third portion 53 and between the second portion 52 and the fourth portion 54.
  • the shape of the first core piece 5 seen from the Z direction is approximately E-shaped.
  • the first core piece 5 includes a first end surface 3 a disposed in the internal space of the winding portion 21 .
  • the first end surface 3a is an end surface of the second portion 52 and is parallel to the YZ plane.
  • the second core piece 6 of this example constitutes the portion of the magnetic core 3 excluding the first core piece 5.
  • the second core piece 6 is composed of a second end core section 32 and a part of the middle core section 30.
  • the shape of the second core piece 6 viewed from the Z direction is approximately T-shaped.
  • the second core piece 6 includes a second end surface 3b arranged in the internal space of the 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 surface 3a and the second end surface 3b. This gap 3g functions as a magnetic gap.
  • the first core piece 5 is a molded body of composite material.
  • Composite material 9 includes solidified resin 90 and soft magnetic powder 91 dispersed in resin 90, as shown in the schematic diagram of FIG.
  • the soft magnetic powder 91 is an aggregate of soft magnetic particles made of an iron group metal such as iron, or an iron alloy such as a Fe (iron)-Si (silicon) alloy or a Fe-Ni (nickel) alloy.
  • An insulating coating made of phosphate or the like may be formed on the surface of the soft magnetic particles.
  • the resin 90 is, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • thermosetting resins include unsaturated polyester resins, epoxy resins, urethane resins, and silicone resins.
  • thermoplastic resins 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 resin, etc. It is a butadiene styrene (ABS) resin.
  • the resin 90 may be BMC (bulk molding compound) in which unsaturated polyester is mixed with calcium carbonate or glass fiber, millable silicone rubber, or millable urethane rubber.
  • the composite material 9 may contain nonmetallic powder in addition to the resin 90 and the soft magnetic powder 91.
  • the non-metallic powder improves the heat dissipation properties of the molded body of the composite material 9.
  • Non-metallic powders are, for example, ceramic fillers such as alumina or silica. Ceramic fillers are also non-magnetic materials.
  • the content of the nonmetallic powder is, for example, 0.2 mass% or more and 20 mass% or less, further 0.3 mass% or more and 15 mass% or less, and 0.5 mass% or more and 10 mass% or less.
  • the content of the soft magnetic powder 91 in the composite material 9 is, for example, 30 volume % or more and 80 volume % or less. From the viewpoint of improving saturation magnetic flux density and heat dissipation, the content of the soft magnetic powder 91 may further be 50 volume % or more, 60 volume % or more, or 70 volume % or more. From the viewpoint of improving fluidity during the manufacturing process, the content of the soft magnetic powder 91 may be 75% by volume or less. The smaller the content of the soft magnetic powder 91 is, the smaller the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material 9 tends to be. The relative magnetic permeability of the molded body of the composite material 9 is, for example, 5 or more and 50 or less. The relative magnetic permeability of the molded body of the composite material 9 may further be 10 or more and 45 or less, 15 or more and 40 or less, or 20 or more and 35 or less.
  • the first core piece 5 of the composite material 9 is manufactured by resin molding by filling a mold with a mixture of unsolidified resin 90 and soft magnetic powder 91 and solidifying the resin 90.
  • FIG. 4 shows a resin-molded first core piece 5.
  • the first core piece 5 includes a gate, a runner, and a sprue.
  • the gate is connected to the first core piece 5. After resin molding of the first core piece 5, the gate is separated.
  • the composition of the gate, runner, and sprue is the same as that of the body of the first core piece 5.
  • the second core piece 6 shown in FIG. 2 is a compacted powder body produced by pressure-molding raw material powder containing soft magnetic powder.
  • This soft magnetic powder is not particularly limited as long as it can be used as the soft magnetic powder 91 of the composite material 9.
  • the raw material powder may contain a lubricant. It is easier to increase the content of soft magnetic powder in the compacted body than in the compacted body of the composite material 9.
  • the content of soft magnetic powder in the compact is more than 80% by volume, more preferably 85% by volume or more.
  • Powder compacts tend to have high saturation magnetic flux density and 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 powder compact may be 80 or more, 100 or more, 150 or more, or 180 or more.
  • the magnetic core 3 which includes the first core piece 5 made of a molded body of a composite material and the second core piece 6 made of a compacted powder body, is difficult to be magnetically saturated.
  • the first core piece 5 is provided with a blind hole 4 .
  • the blind hole 4 is a hole having a bottom surface 4b.
  • the blind hole 4 extends from the outer surface 310 into the second portion 52 . That is, the bottom surface 4b is arranged inside the second portion 52.
  • the opening 4h of the blind hole 4 in the outer surface 310 is arranged inside the outer peripheral contour of the middle core part 30 when viewed from the X direction.
  • the blind hole 4 suppresses the formation of shrinkage cavities inside the first core piece 5.
  • a core for forming the blind hole 4 is placed inside the first core piece 5 .
  • the resin constituting the first core piece 5 tends to solidify uniformly as a whole, and shrinkage from the inside to the outside is easily suppressed. Therefore, shrinkage cavities are difficult to form inside the first core piece 5. Further, even if a shrinkage cavity is formed inside the first core piece 5, the position and size of the cavity are very limited.
  • the first core piece 5 is designed to achieve the desired magnetic properties with the blind hole 4 included.
  • the first core piece 5 with few shrinkage cavities, which are irregular voids, has stable magnetic properties.
  • the axis of the blind hole 4 in this example extends along the extending direction of the second portion 52, that is, the X direction. That is, the axis of the blind hole 4 is along the direction of the magnetic flux in the second portion 52 and does not intersect with the direction of the magnetic flux. Therefore, the blind hole 4 hardly deteriorates the magnetic properties of the first core piece 5.
  • the axis of the blind hole 4 includes the axis of the second portion 52, that is, the axis of the middle core portion 30.
  • the axis of the middle core section 30 is a straight line passing through the area center of gravity of the YZ cross section of the middle core section 30.
  • the magnetic flux from the middle core section 30 toward the first end core section 31 is divided into the magnetic flux toward the first side core section 33 and the magnetic flux toward the second side core section 34 . Therefore, it is difficult for magnetic flux to pass near the axis of the middle core portion 30, that is, near the axis of the second portion 52 of the first core piece 5.
  • the portion of the first end core portion 31 where the blind hole 4 is provided that is, the portion of the first portion 51 where the blind hole 4 is provided, is also a portion through which magnetic flux is difficult to pass. Therefore, the blind hole 4 provided in the first core piece 5 does not easily deteriorate the magnetic properties of the first core piece 5.
  • the cross-sectional shape of the blind hole 4 is not particularly limited.
  • the cross section of the blind hole 4 is a cross section perpendicular to the extending direction of the blind hole 4.
  • the cross section of the blind hole 4 is the YZ cross section of the blind hole 4.
  • the cross-sectional shape of the blind hole 4 in this example is a perfect circle.
  • the cross-sectional shape may be an ellipse, a polygon including a rectangle, or an irregular shape such as a star.
  • the cross section of the blind hole 4 may be constant over the entire length of the blind hole 4, or may become smaller toward the bottom surface 4b. If the blind hole 4 has a tapered shape, the core can be easily removed from the first core piece 5 when the first core piece 5 is resin-molded.
  • the maximum length between the inner surface 40 of the blind hole 4 and the outer surface 520 of the second portion 52 is, for example, 15 mm or less.
  • the inner surface 40 also includes a bottom surface 4b.
  • the maximum length in this specification refers to the length between the inner surface 40 and the outer surface 520 in a cross section perpendicular to the axis of the blind hole 4, and the length between the bottom surface 4b and the first end surface 3a in a longitudinal section along the axis of the blind hole 4.
  • the maximum length of In this example, it is the length between the inner surface 40 in the cross section and the corner of the second portion 52 having a rectangular cross section. If this maximum length is 15 mm or less, shrinkage cavities are unlikely to be formed in the first core piece 5 when resin molding the first core piece 5. The smaller the maximum length, the more difficult it is to form a shrinkage cavity.
  • the maximum length may be, for example, 10 mm or less, or 5 mm or less.
  • the ratio S1/S0 of the area S0 inside the outer peripheral contour of the cross section of the second portion 52 and the area S1 of the cross section of the blind hole 4 is, for example, 0. 02 or more and 0.15 or less. If the ratio S1/S0 is 0.02 or more, shrinkage cavities are unlikely to be formed in the first core piece 5. If the ratio S1/S0 is 0.15 or less, the magnetic properties and strength of the first core piece 5 are unlikely to deteriorate.
  • the ratio S1/S0 may be 0.04 or more and 0.12 or less, or 0.05 or more and 0.1 or less.
  • the reactor 1 of this example may include a resin mold part that integrates the coil 2 and the magnetic core 3.
  • the resin mold part may cover the entire braid of the coil 2 and the magnetic core 3, or may cover only a part of the braid.
  • the resin constituting the resin mold part is, for example, PBT resin. These resins may contain ceramic fillers such as alumina.
  • the reactor 1 of this example has stable magnetic properties.
  • the reactor 1 of this example includes a magnetic core 3 including a first core piece 5. Since the first core piece 5 has almost no shrinkage cavities, it has stable magnetic properties. Therefore, the reactor 1 including the first core piece 5 also has stable magnetic properties.
  • the reactor 1 of this example is lightweight.
  • the blind hole 4 reduces the substantial portion of the first core piece 5. Therefore, the reactor 1 of this example is lighter than a conventional reactor that does not have the blind hole 4.
  • the reactor 1 of this example has magnetic properties comparable to those of a reactor without the blind hole 4.
  • the blind hole 4 provided in the first core piece 5 is provided in a portion of the first core piece 5 through which magnetic flux is difficult to pass. Therefore, deterioration of the magnetic properties of the reactor 1 due to the provision of the blind hole 4 in the magnetic core 3 is suppressed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the first core piece 5 taken along the XY plane including the position of the blind hole 4.
  • a rod-shaped core material 8 may be placed in the blind hole 4 of the first core piece 5.
  • Core material 8 is a magnetic material.
  • the core material 8 may be a molded body of a composite material or a compacted body.
  • the core material 8 in this example is made of a sprue cut to a predetermined size.
  • the core material 8 Although it is difficult for magnetic flux to pass through the position of the blind hole 4, if the core material 8 is placed in the blind hole 4, the core material 8 functions as a magnetic path. Therefore, the magnetic properties of the first core piece 5 are improved by the core material 8.
  • the outer shape of the core material 8 does not need to completely match the inner shape of the blind hole 4. It may be smaller than the blind hole 4, and there may be a gap between the core material 8 and the inner surface 40 of the blind hole 4. For example, the tip of the core material 8 and the bottom surface 4b may be separated. The gap may be filled with adhesive or the like.
  • the core material 8 in this example is made of sprue. By using the waste sprue as the core material 8, material waste is reduced.
  • the coil 2 may have two winding parts 21.
  • one winding part 21 may be arranged on the first side core part 33, and the other winding part 21 may be arranged on the second side core part 34.
  • the two winding portions 21 are each connected to an independent power source.
  • the winding portion 21 is not arranged in the middle core portion 30, and the first end surface 3a and the second end surface 3b shown in FIG. 2 are in contact with each other.
  • FIG. 6 A reactor 1 according to a second embodiment will be described based on FIG. 6.
  • the reactor 1 of the second embodiment and the reactor 1 of the first embodiment differ in the divided state of the magnetic core 3.
  • the structure of the reactor 1 of this example other than the divided state of the magnetic core 3 is the same as that of the reactor 1 of the first embodiment. This point also applies to Embodiments 3 and 4, which will be described later.
  • the first core piece 5 is composed of a first end core part 31 and a part of the middle core part 30.
  • the first core piece 5 when viewed from the Z direction has a roughly T-shape.
  • the first core piece 5 is a molded body of composite material and is provided with a blind hole 4 .
  • the second core piece 6 is composed of a second end core part 32, a part of the middle core part 30, a first side core part 33, and a second side core part 34.
  • the second core piece 6 when viewed from the Z direction has a roughly E-shape.
  • the second core piece 6 is a powder compact.
  • the reactor 1 of this example also provides the same effects as the reactor 1 of the first embodiment.
  • the magnetic core 3 can also be composed of the E-shaped first core piece 5 described in the first embodiment and the T-shaped first core piece 5 described in the second embodiment. In this case, the entire magnetic core 3 is made of a composite material.
  • the first core piece 5 of this example includes a first end core section 31, a part of the middle core section 30, and a second side core section 34.
  • the first core piece 5 when viewed from the Z direction has a roughly F-shape.
  • the first core piece 5 is a molded body of composite material and is provided with a blind hole 4 .
  • the second core piece 6 is composed of a second end core part 32, a part of the middle core part 30, and a first side core part 33.
  • the second core piece 6 when viewed from the Z direction has a roughly F-shape.
  • the second core piece 6 is a powder compact.
  • the outline shape of the second core piece 6 viewed from the Z direction may be the same as that of the first core piece 5, or may be different.
  • the magnetic core 3 may be composed of two first core pieces 5 that are approximately F-shaped.
  • the first core piece 5 of this example includes a first end core section 31, a part of the middle core part 30, a part of the first side core part 33, and a part of the second side core part 34.
  • the first core piece 5 when viewed from the Z direction has a roughly E-shape.
  • the first core piece 5 is a molded body of composite material and is provided with a blind hole 4 .
  • the second core piece 6 is composed of a second end core part 32, a part of the middle core part 30, a part of the first side core part 33, and a part of the second side core part 34.
  • the second core piece 6 when viewed from the Z direction has a roughly E-shape.
  • the second core piece 6 is a powder compact.
  • the outline shape of the second core piece 6 viewed from the Z direction may be the same as that of the first core piece 5, or may be different.
  • the magnetic core 3 may be composed of two first core pieces 5 that are approximately E-shaped.
  • the reactor 1 according to the embodiment described above can be used in applications that satisfy the following energization conditions.
  • the energization conditions include, for example, a maximum direct current of about 100 A or more and 1000 A or less, an average voltage of about 100 V or more and 1000 V or less, and a working frequency of about 5 kHz or more and 100 kHz or less.
  • the reactor 1 according to the 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 conversion device 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, and is used for driving.
  • a motor 1220 is provided.
  • Motor 1220 is typically a three-phase AC motor, drives wheels 1250 during travel, and functions as a generator during regeneration.
  • vehicle 1200 includes an engine 1300 in addition to a motor 1220.
  • the charging location of vehicle 1200 is an inlet, but it may also be equipped with a plug.
  • the power converter 1100 includes a converter 1110 connected to a main battery 1210, and an inverter 1120 connected to the converter 1110 to perform mutual conversion between DC and AC.
  • Converter 1110 shown in this example boosts the input voltage of main battery 1210, which is approximately 200 V or more and 300 V or less, to approximately 400 V or more and 700 V or less, and supplies power to inverter 1120 when vehicle 1200 is running.
  • the converter 1110 steps down the input voltage output from the motor 1220 via the inverter 1120 to a DC voltage suitable for the main battery 1210, and charges the main battery 1210.
  • the input voltage is a DC voltage.
  • the inverter 1120 converts the DC boosted by the converter 1110 into a predetermined AC power and supplies the power to the motor 1220. During regeneration, the inverter 1120 converts the AC output from the motor 1220 into DC and outputs the DC output to the converter 1110. are 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, and converts the input voltage by repeatedly turning ON/OFF. Input voltage conversion here means step-up and step-down.
  • a power device such as a field effect transistor or an insulated gate bipolar transistor is used.
  • the reactor 1115 utilizes the property of a coil to prevent changes in the current flowing through the circuit, and has the function of smoothing out changes when the current attempts to increase or decrease due to switching operations.
  • the reactor 1115 the reactor 1 according to the embodiment is provided.
  • the vehicle 1200 is connected to a power feeding device converter 1150 connected to the main battery 1210, a sub-battery 1230 that serves as a power source for the auxiliary equipment 1240, and the main battery 1210. It includes an auxiliary power supply converter 1160 that converts the voltage to low voltage.
  • 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 device converters 1150 perform DC-DC conversion.
  • the reactors of the power supply device converter 1150 and the auxiliary power supply converter 1160 can be provided with the same configuration as the reactor 1 according to the embodiment, and can be used with reactors whose size, shape, etc. are changed as appropriate.
  • the reactor 1 according to the embodiment can also be used in a converter that converts input power, such as a converter that only steps up the voltage or a converter that only steps down the voltage.
  • the converter 1110 and the power conversion device 1100 that include the reactor 1 of the embodiment having stable magnetic characteristics operate stably.

Landscapes

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Abstract

巻回部を有するコイルと磁性コアとを備えるリアクトルであって、前記磁性コアは、第一コア片を含む複数の分割片を有し、第一コア片は、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によって構成されている。前記第一コア片は、前記巻回部の軸線方向に直交する方向に延び、前記巻回部の端面に臨む位置に配置されている第一部分と、前記第一部分から前記軸線方向に延びる第二部分と、を備え、前記第一部分は、前記端面と同じ方向を向く外方面を備える。前記第一コア片はさらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える。

Description

リアクトル、分割片、コンバータ、及び電力変換装置
　本開示は、リアクトル、分割片、コンバータ、および電力変換装置に関する。
　本出願は、２０２２年６月２２日付の日本国出願の特願２０２２－１００６８１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および特許文献２に記載されるリアクトルは、コイルと磁性コアとを備える。コイルは、巻線を巻回してなる巻回部を備える。巻回部の数は一つでも良いし複数でも良い。
　磁性コアは複数の分割片を組み合わせることで構成されている。分割片は例えば、軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉成形体、または軟磁性粉末が樹脂中に分散した複合材料の成形体である。複合材料の成形体は、軟磁性粉末と樹脂との混合比率を変化させることで、所望の磁気特性を達成し易い。
特開２０１７－１３５３３４号公報 特開２０１６－２０１５０９号公報
　本開示のリアクトルは、
　巻回部を有するコイルと磁性コアとを備えるリアクトルであって、
　前記磁性コアは、第一コア片を含む複数の分割片を有し、
　前記第一コア片は、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によって構成されており、
　　前記巻回部の軸線方向に直交する方向に延び、前記巻回部の端面に臨む位置に配置されている第一部分と、
　　前記第一部分から前記軸線方向に延びる第二部分と、を備え、
　　　前記第一部分は、前記端面と同じ方向を向く外方面を備え、
　前記第一コア片はさらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える。
　本開示の分割片は、
　リアクトルに備わる磁性コアの一部を構成する分割片であって、
　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によって構成されており、
　第一部分と、
　前記第一部分の延伸方向に直交する方向に延びる第二部分と、を備え、
　　前記第一部分は、前記第二部分の反対側を向く外方面を備え、
　さらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える。
　本開示のコンバーターは、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ーを備える。
図１は、実施形態１に記載されるリアクトルの概略斜視図である。 図２は、実施形態１に記載される磁性コアの概略上面図である。 図３は、実施形態１に記載される複合材料の模式図である。 図４は、実施形態１に記載される第一コア片の概略斜視図である。 図５は、変形例１に記載される第一コア片であって、止まり穴にコア材が配置された第一コア片の概略断面図である。 図６は、実施形態２に記載される磁性コアの概略上面図である。 図７は、実施形態３に記載される磁性コアの概略上面図である。 図８は、実施形態４に記載され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］
　複合材料の成形体からなる分割片は、例えば熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に軟磁性粉末を混合し、その混合物を金型内に射出する射出成形によって作製される。この場合、金型が冷却または加熱されることで、樹脂が固化し、分割片が完成する。しかし、この樹脂の固化の際、金型に接触する分割片の外方側の部分が、分割片の内方側の部分に比べて早く固化し易い。そのため、固化に伴い収縮した外方側の部分が、内方側の部分を外方に引っ張り、分割片の内部に引け巣（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｃａｖｉｔｙ）が形成され易い。引け巣の形成位置および大きさは不規則となり易く、引け巣の形成位置および大きさによって、分割片の磁気特性が不安定になる恐れがある。
　本開示は、安定した磁気特性を有する磁性コアを備え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、安定した磁気特性を有する分割片を提供することを目的の一つとする。さらに、本開示は、リアクトルを備えるコンバータ、およ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および分割片は、安定した磁気特性を備える。また、本開示のコンバーターおよび電力変換装置は、安定して動作する。
［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＞実施形態に係るリアクトルは、
　巻回部を有するコイルと磁性コアとを備えるリアクトルであって、
　前記磁性コアは、第一コア片を含む複数の分割片を有し、
　前記第一コア片は、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によって構成されており、
　　前記巻回部の軸線方向に直交する方向に延び、前記巻回部の端面に臨む位置に配置されている第一部分と、
　　前記第一部分から前記軸線方向に延びる第二部分と、を備え、
　　　前記第一部分は、前記端面と同じ方向を向く外方面を備え、
　前記第一コア片はさらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える。
　上記リアクトルは、安定した磁気特性を備える。
　上記リアクトルは止まり穴を有する第一コア片を備える。この第一コア片を作製する場合、止まり穴を形成するための中子が第一コア片の内部に配置される。第一コア片の内部に中子が配置されることによって、第一コア片を構成する樹脂が全体的に均一に固化し易く、内側から外側に向かう収縮を抑制し易い。そのため、第一コア片の内部に引け巣ができ難い。また、第一コア片の内部に引け巣ができたとしても、その形成位置および大きさが非常に限定される。従って、止まり穴を有する第一コア片は安定した磁気特性を備え、この第一コア片を備えるリアクトルも安定した磁気特性を備える。
　ここで、止まり穴による磁性コアの磁気特性の低下は限定的である。なぜなら、後述する実施形態において説明するように、止まり穴の延伸方向がおおむね磁束の方向に沿っているからである。
　止まり穴によって第一コア片の実体部分が減る。従って、上記構成のリアクトルは、第一コア片に止まり穴を有さないリアクトルに比べて軽量である。
＜２＞上記＜１＞に記載されるリアクトルにおいて、
　前記止まり穴の軸線は、前記第二部分の延伸方向に沿っており、
　前記止まり穴は、前記第二部分の軸線を含んでいても良い。
　上記形態では、第二部分の延伸方向に直交する断面における中心部分に止まり穴が配置されている。このような第一コア片では、止まり穴の内面から第二部分の外面までの距離が極端に長くなる箇所が存在しない。従って、上記形態の第一コア片には引け巣ができ難い。また、止まり穴が第二部分の軸線を含む位置に配置されていることで、止まり穴が磁性コアの磁気特性を低下させ難い。
＜３＞上記＜１＞または＜２＞に記載されるリアクトルにおいて、
　前記止まり穴の内面と前記第二部分の外面との最大長さが１５ｍｍ以下であっても良い。
　上記構成を備える第一コア片には引け巣ができ難い。
＜４＞上記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載されるリアクトルにおいて、
　前記第二部分の軸線方向に直交する横断面において、前記第二部分の外周輪郭の内側の面積Ｓ０と、前記止まり穴の面積Ｓ１との比Ｓ１／Ｓ０が０．０２以上０．１５以下であっても良い。
　比Ｓ１／Ｓ０が０．０２以上であれば第二コア部分に引け巣ができ難い。比Ｓ１／Ｓ０が０．１５以下であれば第二コア部の磁気特性および強度が低下し難い。
＜５＞上記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載されるリアクトルにおいて、
　前記第一コア片はさらに、前記第二部分の延伸方向に平行な方向に延びる第三コア部および第四コア部を備えるＥ字形状を備え、
　前記第二部分は、前記第三コア部と前記第四コア部に挟まれた位置に配置されていても良い。
　Ｅ字形状とは、基部と、基部の延伸方向に直交する方向に延びる３つの脚部とを備える形状である。Ｅ字形状の第一コア片では、一般に中間の脚部が最も太い。その最も太い中間の脚部が止まり穴を有する第二部分であれば、中間の脚部に引け巣ができ難い。中間の脚部よりも細い部分にはそもそも引け巣ができ難い。従って、Ｅ字形状の第一コア片は引け巣をほとんど有さない。
＜６＞上記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載されるリアクトルにおいて、
　前記第一コア片は、前記第一部分と前記第二部分とで構成されるＴ字形状を備えていても良い。
　Ｔ字形状の第一コア片では、一般に第二部分が最も太い。その最も太い第二部分に止まり穴があれば、第二部分に引け巣ができ難い。第二部分よりも細い第一部分にはそもそも引け巣ができ難い。従って、Ｔ字形状の第一コア片は引け巣をほとんど有さない。
＜７＞上記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載されるリアクトルにおいて、
　前記複数の分割片は、軟磁性粉末を含む圧粉成形体によって構成された第二コア片を備えていても良い。
　圧粉成形体は透磁率などの磁気特性に優れる。第一コア片が複合材料の成形体で、第二コア片が圧粉成形体であれば、磁性コア全体の磁気特性の調整が容易になる。このような磁性コアは磁気飽和し難い。
＜８＞上記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載されるリアクトルにおいて、
　前記第一コア片は、前記止まり穴に配置された棒状のコア材を備えていても良い。
　コア材は第一コア片の磁気特性を向上させる。ここで、第一コア片を成形する際に形成されるスプルーをコア材として利用すれば、材料の無駄が低減される。
＜９＞実施形態に係る分割片は、
　リアクトルに備わる磁性コアの一部を構成する分割片であって、
　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によって構成されており、
　第一部分と、
　前記第一部分の延伸方向に直交する方向に延びる第二部分と、を備え、
　　前記第一部分は、前記第二部分の反対側を向く外方面を備え、
　さらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える。
　上記分割片は、安定した磁気特性を備える。
　上記分割片を作製する場合、止まり穴を形成するための中子が分割片の内部に配置される。分割片の内部に中子が配置されることによって、分割片を構成する樹脂が全体的に均一に固化し易く、内側から外側に向かう収縮が抑制され易い。従って、分割片の内部に引け巣ができ難い。また、分割片の内部に引け巣ができたとしても、その形成位置および大きさが非常に限定される。従って、止まり穴を有する分割片は安定した磁気特性を備える。
　上記分割片は強度に優れる。なぜなら、止まり穴によって分割片の内部に引け巣ができ難いからである。
　止まり穴によって分割片の実体部分が減る。従って、上記分割片は軽量である。
＜１０＞実施形態に係るコンバータは、上記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載されるリアクトルを備える。
　上記コンバータは、安定した磁気特性を備える実施形態のリアクトルを備える。従って、上記コンバータは、安定して動作する。
＜１１＞実施形態に係る電力変換装置は、上記＜１０＞に記載されるコンバータを備える。
　上記電力変換装置は、安定した性能を発揮するコンバータを備える。従って、上記電力変換装置は、安定して動作する。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示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の特徴の一つは、磁性コア３の一部に止まり穴４が設けられていることである。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、少なくとも一つの巻回部２１を有する。本例の巻回部２１の数は一つである。巻回部２１は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、絶縁被覆を有する導体線からなる被覆平角線である。導体線は例えば、銅製の平角線で構成されている。絶縁被覆は例えば、エナメルからなる。本例の巻回部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ある。
　巻回部２１の形状は矩形筒状である。即ち、本例の巻回部２１の端面形状は矩形枠状である。本例の巻回部２１の角部は丸められている。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、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、巻回部２１を介して設置対象に放熱し易い。また、設置対象に対する巻回部２１の設置状態が安定し易い。
　巻回部２１の端部２ａおよび端部２ｂはそれぞれ、巻回部２１の外周側へ引き伸ばされている。巻回部２１の端部２ａおよび端部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である。
　≪磁性コア≫
　磁性コア３は、図２に示されるように、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。本例の磁性コア３は、二つの環形状がつながった『８』の字形状である。図２では、コイル２の図示が省略されている。図２では、各コア部の境界が二点鎖線で示されている。ミドルコア部３０は、巻回部２１の内部に配置される部分を有する。第一エンドコア部３１は、巻回部２１の第一の端面２１１（図１参照）に臨む。第二エンドコア部３２は、巻回部２１の第二の端面２１２（図１参照）に臨む。第一サイドコア部３３は、角筒状の巻回部２１に備わる４つの外周面のうちの一つである第一の側面の外側に配置される。第二サイドコア部３４は、巻回部２１の第二の側面の外側に配置される。第二の側面は、第一の側面の反対側の面である。
　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、およ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、およ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の軸線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方向の両方に直交する方向がＺ方向（図１）である。本明細書において、部材の軸線方向には、部材の軸線に沿って、部材の一方の端部から他方の端部に向かう方向、およびその方向と反対向きの方向が含まれる。
　　［ミドルコア部］
　ミドルコア部３０の少なくとも一部は、巻回部２１の内部に配置される。従って、ミドルコア部３０は、巻回部２１の軸線方向に沿って延びる。本例では、磁性コア３のうち、巻回部２１の軸線方向に沿った部分の両端部がそれぞれ、巻回部２１の第一の端面２１１および第二の端面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、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および第二エンドコア部３２は、巻回部２１の軸線方向に直交するＹ方向に延びており、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、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、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およ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およ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の外方面３１０には止まり穴４が開口している。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。つまり、外方面３１０は、第一エンドコア部３１のうち、巻回部２１の第一の端面２１１に向き合う面の反対側に配置される面である。外方面３１０は、巻回部２１の第一の端面２１１と同じ方向を向いている。止まり穴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、巻回部２１の第一の側面の外側において、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の軸線方向は、ミドルコア部３０の軸線方向に平行となっている。第一の側面は、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、巻回部２１の第二の側面の外側において、第一エンドコア部３１と第二エンドコア部３２とをつなぐ。第二の側面は、巻回部２１におけるＹ方向に向く面であって、第一の側面の反対方向に向いた面である。第二サイドコア部３４の軸線方向は、ミドルコア部３０の軸線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］
　図１に示されるリアクトル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、およ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、およ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。
　ミドルコア部３０が最も太い。本明細書における『太い』とは、磁性コア３の環形状を平面視したときに各部の幅が大きいことを意味する。本例では、磁性コア３をＺ方向から平面視したときの各部の幅が大きいことを『太い』という。本例におけるミドルコア部３０の幅は、長さＴ０である。第一エンドコア部３１の幅、および第二エンドコア部３２の幅はそれぞれ、長さＴ１および長さＴ２である。第一サイドコア部３３の幅、および第二サイドコア部３４の幅はそれぞれ、長さＴ３および長さＴ４である。
　　［分割形態］
　磁性コア３は、複数の分割片３Ａ，３Ｂを組み合わせてなる。本例の分割片３Ａ，３Ｂの数は２であるが、３以上でも良い。分割片３Ａは、後述する複合材料の成形体からなる第一コア片５である。第一コア片５は、後述する止まり穴４を備える。分割片３Ｂは、後述する圧粉成形体からなる第二コア片６である。
　本例の第一コア片５は、第一部分５１と第二部分５２と第三部分５３と第四部分５４とを備える。第一部分５１は第一エンドコア部３１に対応する。第二部分５２はミドルコア部３０の一部に対応する。第三部分５３は第一サイドコア部３３に対応する。第四部分５４は第二サイドコア部３４に対応する。第二部分５２は、第三部分５３と第四部分５４との間に配置されている。第二部分５２と第三部分５３との間、および第二部分５２と第四部分５４との間には間隔が設けられている。Ｚ方向から見た第一コア片５の形状は、略Ｅ字形状である。第一コア片５は、巻回部２１の内部空間に配置された第一端面３ａを備える。第一端面３ａは、第二部分５２の端面であって、Ｙ－Ｚ平面に平行である。
　本例の第二コア片６は、磁性コア３における第一コア片５を除く部分を構成する。具体的には、第二コア片６は、第二エンドコア部３２とミドルコア部３０の一部とで構成されている。Ｚ方向から見た第二コア片６の形状は、略Ｔ字形状である。第二コア片６は、巻回部２１の内部空間に配置された第二端面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は磁気ギャップとして機能する。
　　［磁気特性・材質など］
　第一コア片５は、複合材料の成形体である。複合材料９は、図３の模式図に示されるように、固化した樹脂９０と、樹脂９０中に分散した軟磁性粉末９１とを含む。軟磁性粉末９１は、鉄などの鉄族金属、または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。
　樹脂９０は例えば、熱硬化性樹脂、または熱可塑性樹脂である。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、樹脂９０は、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でも良い。
　複合材料９は、樹脂９０および軟磁性粉末９１の他に、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９の成形体の放熱性を向上させる。非金属粉末は例えば、アルミナまた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例えば、０．２質量％以上２０質量％以下、さらに０．３質量％以上１５質量％以下、０．５質量％以上１０質量％以下である。
　複合材料９中の軟磁性粉末９１の含有量は例えば、３０体積％以上８０体積％以下である。飽和磁束密度や放熱性の向上の観点から、軟磁性粉末９１の含有量はさらに、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９１の含有量は７５体積％以下でも良い。軟磁性粉末９１の含有量が小さくなるほど、複合材料９の成形体の比透磁率は小さくなり易い。複合材料９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９の成形体の比透磁率は、さらに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。
　複合材料９の第一コア片５は、未固化の樹脂９０と軟磁性粉末９１との混合物を金型に充填し、樹脂９０を固化させる樹脂成形によって製造される。図４には、樹脂成形された第一コア片５が示されている。第一コア片５は、ゲートとランナーとスプルーとを備える。ゲートは第一コア片５につながっている。第一コア片５の樹脂成形後、ゲートは切り離される。ゲート、ランナー、およびスプルーの組成は、第一コア片５の本体の組成と同じである。
　図２に示される第二コア片６は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形することによって作製された圧粉成形体である。この軟磁性粉末は、複合材料９の軟磁性粉末９１に利用できるものであれば特に限定されない。原料粉末には潤滑剤が含まれていても良い。圧粉成形体は、複合材料９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、さらに８５体積％以上である。圧粉成形体は、高い飽和磁束密度、および比透磁率を有する傾向にある。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。
　複合材料の成形体からなる第一コア片５と、圧粉成形体からなる第二コア片６とを備える磁性コア３は磁気飽和し難い。
　≪止まり穴≫
　第一コア片５は止まり穴４を備える。止まり穴４は、底面４ｂを有する穴である。止まり穴４は、外方面３１０から第二部分５２に至る。つまり、底面４ｂは第二部分５２の内部に配置されている。外方面３１０における止まり穴４の開口部４ｈは、Ｘ方向から見てミドルコア部３０の外周輪郭の内側に配置されている。
　止まり穴４は、第一コア片５の内部に引け巣が形成されることを抑制する。第一コア片５が樹脂成形される際、止まり穴４を形成するための中子が第一コア片５の内部に配置される。第一コア片５の内部に中子が配置されることによって、第一コア片５を構成する樹脂が全体的に均一に固化し易く、内側から外側に向かう収縮が抑制され易い。そのため、第一コア片５の内部に引け巣ができ難い。また、第一コア片５の内部に引け巣ができたとしても、その形成位置および大きさが非常に限定される。第一コア片５は、止まり穴４を含んだ状態で所望の磁気特性を達成するように設計されている。イレギュラーな空隙である引け巣が少ない第一コア片５は安定した磁気特性を備える。
　本例の止まり穴４の軸線は、第二部分５２の延伸方向、即ちＸ方向に沿って延びている。つまり、止まり穴４の軸線は、第二部分５２における磁束の方向に沿っており、磁束の方向に交差していない。従って、止まり穴４は第一コア片５の磁気特性を低下させ難い。
　止まり穴４の軸線は、第二部分５２の軸線、即ちミドルコア部３０の軸線を含んでいる。ミドルコア部３０の軸線は、ミドルコア部３０のＹ－Ｚ断面の面積重心を通る直線である。本例の磁性コア３では、ミドルコア部３０から第一エンドコア部３１に向かう磁束が、第一サイドコア部３３に向かう磁束と、第二サイドコア部３４に向かう磁束とに分かれる。そのため、ミドルコア部３０の軸線付近、即ち第一コア片５の第二部分５２の軸線付近には磁束が通り難い。また、第一エンドコア部３１における止まり穴４が設けられる部分、即ち第一部分５１における止まり穴４が設けられる部分も、磁束が通り難い部分である。従って、第一コア片５に備わる止まり穴４は、第一コア片５の磁気特性を低下させ難い。
　止まり穴４の横断面の形状は特に限定されない。止まり穴４の横断面とは、止まり穴４の延伸方向に直交する断面である。本例の場合、止まり穴４の横断面は、止まり穴４のＹ－Ｚ断面である。本例の止まり穴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。
　止まり穴４の横断面は、止まり穴４の全長にわたって一定でも良いし、底面４ｂに向かうに従って小さくなっても良い。先細り形状の止まり穴４であれば、第一コア片５を樹脂成形する際、第一コア片５から中子を抜き易い。
　止まり穴４の内面４０と第二部分５２の外面５２０との最大長さは例えば１５ｍｍ以下である。内面４０には底面４ｂも含まれる。本明細書における最大長さは、止まり穴４の軸線に直交する横断面における内面４０と外面５２０との長さ、および止まり穴４の軸線に沿った縦断面における底面４ｂと第一端面３ａとの長さのうち、最大のものをいう。本例では、横断面における内面４０と、矩形断面を有する第二部分５２の角部との間の長さである。この最大長さが１５ｍｍ以下あれば、第一コア片５を樹脂成形する際、第一コア片５に引け巣ができ難い。最大長さが小さくなるほど、引け巣ができ難い。最大長さは例えば、１０ｍｍ以下でも良いし、５ｍｍ以下でも良い。
　第二部分５２の軸線方向におけるどの位置においても、第二部分５２の横断面の外周輪郭の内側の面積Ｓ０と、止まり穴４の横断面の面積Ｓ１との比Ｓ１／Ｓ０は例えば、０．０２以上０．１５以下である。比Ｓ１／Ｓ０が０．０２以上であれば、第一コア片５に引け巣ができ難い。比Ｓ１／Ｓ０が０．１５以下であれば、第一コア片５の磁気特性および強度が低下し難い。比Ｓ１／Ｓ０は０．０４以上０．１２以下でも良いし、０．０５以上０．１以下でも良い。
　≪その他≫
　本例のリアクトル１は、コイル２と磁性コア３とを一体化する樹脂モールド部を備えていても良い。樹脂モールド部は、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。樹脂モールド部を構成する樹脂は例えばＰＢＴ樹脂である。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。
　≪まとめ≫
　本例のリアクトル１は安定した磁気特性を備える。
　本例のリアクトル１は、第一コア片５を含む磁性コア３を備える。第一コア片５は、引け巣をほとんど有さないため、安定した磁気特性を備える。従って、第一コア片５を備えるリアクトル１も、安定した磁気特性を備える。
　本例のリアクトル１は軽量である。
　止まり穴４によって第一コア片５の実体部分が減る。従って、本例のリアクトル１は、止まり穴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は、止まり穴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。
　第一コア片５に設けられる止まり穴４は、第一コア片５における磁束が通り難い部分に設けられている。従って、磁性コア３に止まり穴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。
　≪変形例１≫
　図５は、第一コア片５を止まり穴４の位置を含むＸ－Ｙ平面で切断した断面図である。図５に示されるように、第一コア片５の止まり穴４に棒状のコア材８が配置されていても良い。コア材８は磁性体である。コア材８は複合材料の成形体でも良いし、圧粉成形体でも良い。本例のコア材８は、所定の大きさにカットされたスプルーによって構成されている。
　止まり穴４の位置には磁束が通り難いものの、止まり穴４にコア材８が配置されていれば、コア材８は磁路として機能する。従って、コア材８によって第一コア片５の磁気特性が向上する。
　コア材８の外形は、止まり穴４の内形に完全に一致している必要はない。止まり穴４よりも小さくても良く、コア材８と止まり穴４の内面４０との間に隙間があっても良い。例えば、コア材８の先端と、底面４ｂとが離れていても良い。隙間は接着剤などで埋められていても良い。
　本例のコア材８はスプルーによって構成されている。廃棄物であるスプルーがコア材８として利用されることで材料の無駄が低減される。
　≪変形例２≫
　図１に示されるリアクトル１とは異なり、コイル２は二つの巻回部２１を有していても良い。この場合、一方の巻回部２１は第一サイドコア部３３に配置され、他方の巻回部２１は第二サイドコア部３４に配置されても良い。この構成では、二つの巻回部２１はそれぞれ独立した電源につながっている。この構成では、ミドルコア部３０には巻回部２１は配置されておらず、図２に示される第一端面３ａと第二端面３ｂとが接している。
＜実施形態２＞
　実施形態２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２のリアクトル１と実施形態１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のリアクトル１と同じである。この点は、後述する実施形態３，４においても同様である。
　第一コア片５は、第一エンドコア部３１と、ミドルコア部３０の一部とによって構成されている。Ｚ方向から見た第一コア片５は概略Ｔ字形状である。第一コア片５は複合材料の成形体であって、止まり穴４を備える。
　第二コア片６は、第二エンドコア部３２、ミドルコア部３０の一部、第一サイドコア部３３、および第二サイドコア部３４によって構成される。Ｚ方向から見た第二コア片６は概略Ｅ字形状である。第二コア片６は圧粉成形体である。
　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１に記載されるＥ字形状の第一コア片５と、実施形態２に記載されるＴ字形状の第一コア片５とで磁性コア３を構成することもできる。この場合、磁性コア３全体が複合材料によって構成される。
＜実施形態３＞
　実施形態３に係るリアクトル１を図７に基づいて説明する。本例の第一コア片５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。Ｚ方向から見た第一コア片５は概略Ｆ字形状である。第一コア片５は複合材料の成形体であって、止まり穴４を備える。
　第二コア片６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方向から見た第二コア片６は概略Ｆ字形状である。第二コア片６は圧粉成形体である。Ｚ方向から見た第二コア片６の輪郭形状は、第一コア片５と同じであっても良いし、異なっていても良い。
　本例とは異なり、磁性コア３は、概略Ｆ字形状の二つの第一コア片５によって構成されていても良い。
＜実施形態４＞
　実施形態４に係るリアクトル１を図８に基づいて説明する。本例の第一コア片５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の一部とによって構成されている。Ｚ方向から見た第一コア片５は概略Ｅ字形状である。第一コア片５は複合材料の成形体であって、止まり穴４を備える。
　第二コア片６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の一部とによって構成されている。Ｚ方向から見た第二コア片６は概略Ｅ字形状である。第二コア片６は圧粉成形体である。Ｚ方向から見た第二コア片６の輪郭形状は、第一コア片５と同じであっても良いし、異なっていても良い。
　本例とは異なり、磁性コア３は、概略Ｅ字形状の二つの第一コア片５によって構成されていても良い。
＜実施形態５＞
　≪コンバータ・電力変換装置≫
　上記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。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、また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の充電箇所はインレットであるが、プラグを備える形態でも良い。
　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。
　安定した磁気特性を有する実施形態のリアクトル１を備えるコンバータ１１１０および電力変換装置１１００は、安定して動作する。
１　リアクトル
２　コイル
　２１　巻回部、２ａ，２ｂ　端部
　２１１　第一の端面、２１２　第二の端面
３　磁性コア
　３ａ　第一端面、３ｂ　第二端面、３ｇ　隙間
　３Ａ，３Ｂ　分割片
　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　外方面
４　止まり穴
　４ｂ　底面、４ｈ　開口部
　４０　内面
５　第一コア片
　５１　第一部分、５２　第二部分、５３　第三部分、５４　第四部分
　５２０　外面
６　第二コア片
８　コア材
９　複合材料
　９０　樹脂、９１　軟磁性粉末
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 (11)

  1. 　巻回部を有するコイルと磁性コアとを備えるリアクトルであって、
    　前記磁性コアは、第一コア片を含む複数の分割片を有し、
    　前記第一コア片は、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によって構成されており、
    　　前記巻回部の軸線方向に直交する方向に延び、前記巻回部の端面に臨む位置に配置されている第一部分と、
    　　前記第一部分から前記軸線方向に延びる第二部分と、を備え、
    　　　前記第一部分は、前記端面と同じ方向を向く外方面を備え、
    　前記第一コア片はさらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える、
    リアクトル。
  2. 　前記止まり穴の軸線は、前記第二部分の延伸方向に沿っており、
    　前記止まり穴は、前記第二部分の軸線を含む、請求項１に記載のリアクトル。
  3. 　前記止まり穴の内面と前記第二部分の外面との最大長さが１５ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
  4. 　前記第二部分の軸線方向に直交する横断面において、前記第二部分の外周輪郭の内側の面積Ｓ０と、前記止まり穴の面積Ｓ１との比Ｓ１／Ｓ０が０．０２以上０．１５以下である、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. 　前記第一コア片はさらに、前記第二部分の延伸方向に平行な方向に延びる第三コア部および第四コア部を備えるＥ字形状を備え、
    　前記第二部分は、前記第三コア部と前記第四コア部に挟まれた位置に配置されている、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. 　前記第一コア片は、前記第一部分と前記第二部分とで構成されるＴ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。
  7. 　前記複数の分割片は、軟磁性粉末を含む圧粉成形体によって構成された第二コア片を備える、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. 　前記第一コア片は、前記止まり穴に配置された棒状のコア材を備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
  9. 　リアクトルに備わる磁性コアの一部を構成する分割片であって、
    　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によって構成されており、
    　第一部分と、
    　前記第一部分の延伸方向に直交する方向に延びる第二部分と、を備え、
    　　前記第一部分は、前記第二部分の反対側を向く外方面を備え、
    　さらに、前記外方面から前記第二部分の内部に至る止まり穴を備える、
    分割片。
  10. 　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を備える、
    コンバータ。
  11. 　請求項１０に記載のコンバータを備える、
    電力変換装置。
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WO2017204227A1 (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル、およびリアクトルの製造方法
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