WO2024005095A1 - リアクトル、磁性コア、コンバータ、および電力変換装置 - Google Patents

リアクトル、磁性コア、コンバータ、および電力変換装置 Download PDF

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WO2024005095A1
WO2024005095A1 PCT/JP2023/024029 JP2023024029W WO2024005095A1 WO 2024005095 A1 WO2024005095 A1 WO 2024005095A1 JP 2023024029 W JP2023024029 W JP 2023024029W WO 2024005095 A1 WO2024005095 A1 WO 2024005095A1
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winding
core
core portion
reactor
groove
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PCT/JP2023/024029
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亨 清水
和嗣 草別
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • 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
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00

Definitions

  • the present disclosure relates to a reactor, a magnetic core, a converter, and a power conversion device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-105129 filed on June 29, 2022, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • the reactor of Patent Document 1 includes a coil and a magnetic core.
  • the coil has a pair of winding parts formed by spirally winding a winding wire.
  • the shape of each winding portion is a rectangular tube.
  • the magnetic core has a pair of inner core parts and a pair of outer core parts. Each inner core portion is disposed inside each winding portion. Each inner core portion has a prismatic shape. Each outer core portion is disposed outside both winding portions.
  • the reactor of the present disclosure is a magnetic core having a core portion configured in a prismatic shape; a coil having a first winding part arranged on the outer periphery of the core part, and a second winding part arranged on the outer periphery of the first winding part,
  • the first winding portion is composed of a first winding wire spirally wound along the outer peripheral surface of the core portion
  • the second winding part is composed of a second winding wire wound along the outer peripheral surface of the first winding part
  • the first winding and the second winding are a series of windings,
  • the number of turns of the first winding part is less than the number of turns of the second winding part
  • the outer peripheral surface of the core portion includes a first plane having a plurality of grooves arranged in a direction along the axis of the core portion, A portion of the first winding in each turn of the first winding portion is arranged in each of the plurality of grooves.
  • the magnetic core of the present disclosure includes: It has a prismatic core,
  • the outer circumferential surface of the core portion includes a first plane having a plurality of grooves arranged in a direction along the axis of the core portion.
  • 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 showing a reactor of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III--III in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view of area A in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view showing another example of the groove and the first winding in the reactor of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is an enlarged view showing another example of the groove and the first winding in the reactor of Embodiment 1.
  • FIG. 7 is an enlarged view showing the groove and the first winding in the reactor of the second embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing the groove and the first winding in the reactor of Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a reactor of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III--III in FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged view showing the groove and the first winding in the reactor of Embodiment 4.
  • FIG. 10 is an enlarged view showing the groove and the first winding in the reactor of Embodiment 5.
  • FIG. 11 is an enlarged view showing another example of the groove and the first winding in the reactor of Embodiment 5.
  • FIG. 12 is a configuration diagram schematically showing a power supply system of a hybrid vehicle.
  • FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a power conversion device including a converter.
  • the reactor of Patent Document 1 is manufactured as follows. Prepare a pair of winding parts. Insert each inner core portion inside each winding portion. Both inner core parts and both outer core parts are fixed. In order to insert each inner core part inside each winding part, a gap is provided between the inner peripheral surface of each winding part and the outer peripheral surface of each inner core part. The gap makes it difficult to improve the heat dissipation of the inner core.
  • each winding part has a two-layer structure, an inner layer and an outer layer, instead of having a single layer structure.
  • a reactor having a two-layer structure is larger than a reactor having a single-layer structure.
  • the cross-sectional area of the inner core portion is the area of a cross section perpendicular to the direction along the axis of the inner core portion.
  • the outer diameter of the winding part is constant, a reactor with a two-layer winding part has a smaller cross-sectional area of the inner core than a reactor with a single-layer winding part, so the magnetic path area is reduced.
  • One of the objects of the present disclosure is to provide a reactor that can easily improve heat dissipation performance and can easily suppress increase in size and reduction in magnetic path area while increasing the number of turns.
  • One of the objects of the present disclosure is to provide a magnetic core that can easily improve heat dissipation and construct a reactor that can easily suppress increase in size and reduction in magnetic path area while increasing the number of turns.
  • One of the objects of the present disclosure is to provide a converter including the above reactor and a power conversion device including the converter.
  • the reactor of the present disclosure can easily improve heat dissipation, and can also easily suppress increase in size and reduction in magnetic path area while increasing the number of turns.
  • the magnetic core of the present disclosure can easily improve heat dissipation, and can also easily construct a reactor that can easily suppress increase in size and reduction in magnetic path area while increasing the number of turns.
  • the converter of the present disclosure and the power converter of the present disclosure have excellent heat dissipation without increasing in size.
  • a reactor includes: a magnetic core having a core portion configured in a prismatic shape; a coil having a first winding part arranged on the outer periphery of the core part, and a second winding part arranged on the outer periphery of the first winding part,
  • the first winding portion is composed of a first winding wire spirally wound along the outer peripheral surface of the core portion
  • the second winding part is composed of a second winding wire wound along the outer peripheral surface of the first winding part
  • the first winding and the second winding are a series of windings,
  • the number of turns of the first winding part is less than the number of turns of the second winding part
  • the outer peripheral surface of the core portion includes a first plane having a plurality of grooves arranged in a direction along the axis of the core portion, A portion of the first winding in each turn of the first winding portion is arranged in each of the plurality of grooves.
  • the configuration (1) above can easily improve heat dissipation compared to conventional reactors.
  • the first winding part is along the outer peripheral surface of the core part, and a part of the first winding wire in each turn of the first winding part is formed in a plurality of grooves provided in the core part. are located in each of the That is, the configuration (1) above facilitates increasing the contact area between the first winding and the core portion.
  • a gap is provided between the inner circumferential surface of the winding portion and the outer circumferential surface of the core portion. That is, in the conventional reactor, the winding portion and the core portion are not in contact with each other. Therefore, the configuration (1) above can easily transmit the heat of the coil to the core compared to the conventional reactor.
  • the configuration (1) above the number of turns can be increased because the coil has the first winding part. Therefore, the configuration (1) above has excellent inductance.
  • a part of the first winding in each turn of the first winding part is arranged in each of a plurality of grooves provided in the core part, so when no groove is provided. Compared to , it is difficult to increase the size.
  • the configuration (1) above reduces the magnetic path area because the cross-sectional area of the core portion is reduced only by the amount corresponding to the cross-sectional area of the groove portion. Easy to suppress.
  • the configuration (1) above is easy to manufacture. This is because the first winding portion can be produced by winding the first winding wire along the outer peripheral surface of the core portion while following the groove portion. That is, when manufacturing the first winding part, the groove part can be used as a guide for the first winding wire.
  • the outer circumferential surface of the core portion has a spiral groove coaxially provided with the core portion, Each of the plurality of groove portions constitutes a part of the spiral groove, The first winding in all turns of the first winding portion may be arranged in the helical groove.
  • the configuration (2) above makes it easy to increase the contact area between the first winding and the core, so it is easy to transfer the heat of the first winding to the core. Therefore, the configuration (2) above can easily improve heat dissipation.
  • the depth of each of the plurality of grooves may be the same as the length along the depth direction in the cross section of the first winding.
  • the configuration (3) above can easily transmit the heat of the first winding to the core compared to the configuration (4) described below.
  • the reason for this is that the contact area between the first winding and the core portion in the configuration (3) above tends to be larger than in the configuration (4) described later.
  • the heat of the second winding is also easily transferred to the core section, compared to the configuration (4) described later.
  • the reason is as follows. In the configuration (3) above, the first winding arranged in the groove does not protrude from the groove. On the other hand, in the configuration (4) described later, a part of the first winding arranged in the groove protrudes from the groove.
  • the contact area between the second winding and the ridge of the core portion in the configuration (3) above tends to be larger than in the configuration (4) described later.
  • the ridge is a portion of the outer circumferential surface of the core between adjacent grooves in the direction along the axis. Therefore, the configuration (3) above is excellent in heat dissipation because the heat of the first winding and the second winding can be easily transferred to the core portion.
  • the depth of each of the plurality of groove portions may be smaller than the length along the depth direction in the cross section of the first winding.
  • the configuration (4) above is easier to manufacture compared to the configuration (3) above.
  • the reason is that when winding the second winding in the manufacturing process, in the configuration (4) above, it is easy to use the step between the portion of the first winding protruding from the groove and the ridge as a guide.
  • the depth of each of the plurality of grooves may be greater than the length along the depth direction in the cross section of the first winding.
  • the configuration (5) above similar to the configuration (3) above, can more easily transmit the heat of the first winding and the second winding to the core compared to the configuration (4) above. Therefore, the configuration (5) above has excellent heat dissipation.
  • the first winding wire and the second winding wire are flat wires
  • the cross-sectional shape of each of the plurality of grooves cut along the axis of the core portion may be rectangular.
  • the configuration (6) above makes it easy to arrange the first winding in the groove, so it is easy to bring the first winding and the groove into contact. Therefore, the configuration (6) above easily transfers the heat of the first winding to the core portion.
  • the first winding portion and the second winding portion may be formed by winding the rectangular wire flatwise.
  • the configuration (7) above makes it easier to bend the rectangular wire compared to the configuration (8) described later, so it is easier to manufacture the first winding part and the second winding part.
  • the first winding portion and the second winding portion may be formed by edgewise winding the flat wire.
  • the configuration (8) above When the length of the winding part in the direction along the axis is constant, the configuration (8) above has a smaller number of turns in the first winding part and the second winding part compared to the configuration (7) above. Easy to increase. When the number of turns of the first winding part and the second winding part is constant, the configuration of (8) above is more effective than the configuration of (7) above. It is easy to shorten the length in the direction along the axis. Therefore, the configuration (8) above is easier to downsize than the configuration (7) above.
  • the core portion has a quadrangular prism shape
  • the first winding portion and the second winding portion may have a rectangular cylindrical shape.
  • the configuration (9) above is easy to manufacture because it is easy to wind the first winding along the outer peripheral surface of the core part during the manufacturing process.
  • the configuration (9) above can easily increase the contact area between the second winding part and the object to which the reactor is installed, compared to the case where the second winding part has a circular cylindrical shape with the same cross-sectional area. Therefore, the configuration (9) above easily transfers the heat of the second winding portion to the installation target. Moreover, the configuration (9) above makes it easy to stably install the second winding portion as an installation target.
  • the core portion is A core body mainly made of magnetic material, an insulating part provided along the outer peripheral surface of the core main body part, The plurality of groove portions may be provided in the insulating portion.
  • the insulation between the core body and the coil can be easily enhanced by the insulating part, compared to the case where the core part does not include an insulating part and is composed only of the core body part.
  • a magnetic core according to an embodiment of the present disclosure includes: It has a prismatic core, The outer circumferential surface of the core portion includes a first plane having a plurality of grooves arranged in a direction along the axis of the core portion.
  • the configuration (11) above can easily improve heat dissipation, and can also construct a reactor that can increase the number of turns while easily suppressing increase in size and reduction in magnetic path area. easy.
  • the outer circumferential surface of the core portion has a spiral groove coaxially provided with the core portion, Each of the plurality of groove portions may constitute a part of the spiral groove.
  • the configuration (12) above makes it easy to construct a reactor that can easily improve heat dissipation for the reason explained in the configuration (2) above.
  • a converter according to an embodiment of the present disclosure includes: A reactor according to any one of (1) to (10) above is provided.
  • the converter includes the reactor, it has excellent heat dissipation without increasing in size.
  • a power conversion device includes: The above converter (13) is provided.
  • the power conversion device includes the converter, it has excellent heat dissipation without increasing in size.
  • the reactor 1 includes a coil 2 and a magnetic core 3. As shown in FIG. 2, the magnetic core 3 has a core portion 30. As shown in FIG. The core portion 30 has a prismatic shape.
  • the coil 2 has a first winding part 2i and a second winding part 2e.
  • the first winding portion 2i is arranged on the outer periphery of the core portion 30.
  • the second winding part 2e is arranged on the outer periphery of the first winding part 2i.
  • One of the features of the reactor 1 of this embodiment is that it satisfies the following requirements (A) to (C). (A) As shown in FIG.
  • the outer peripheral surface of the core portion 30 includes a first plane 35.
  • the first plane 35 has a plurality of grooves 36 arranged in a direction along the axis of the core portion 30 .
  • the first winding portion 2i is composed of a first winding 21.
  • the first winding 21 is spirally wound along the outer peripheral surface of the core portion 30 .
  • C As shown in FIGS. 3 and 4, a portion of the first winding 21 in each turn of the first winding portion 2i is arranged in each of the plurality of grooves 36.
  • the magnetic core 3 of this embodiment shown in FIG. 2 includes a first middle core part 31f, a second middle core part 31s, a first end core part 33f, and a second end core part 33s.
  • the core section 30 of this embodiment constitutes each of a first middle core section 31f and a second middle core section 31s.
  • each of the core portions 30 of this embodiment that is, the first middle core portion 31f and the second middle core portion 31s, does not include an insulating portion 30b, which will be described later with reference to FIGS. 10 and 11.
  • a core main body portion 30a mainly made of magnetic material.
  • the core body portion 30a is made of a molded body or a laminate, which will be described later.
  • Each of the first end core part 33f and the second end core part 33s is formed of a molded body or a laminate that is independent of the first middle core part 31f and the second middle core part 31s.
  • the first middle core part 31f, the second middle core part 31s, the first end core part 33f, and the second end core part 33s are combined in an annular shape.
  • the first end surface of the first middle core section 31f and the inner end surface of the first end core section 33f face each other.
  • the second end surface of the first middle core section 31f and the inner end surface of the second end core section 33s face each other.
  • the first end surface of the second middle core section 31s and the inner end surface of the first end core section 33f face each other.
  • the second end surface of the second middle core section 31s and the inner end surface of the first end core section 33f face each other.
  • a gap material which will be described later, may be placed between the end core portion 33s and the second end core portion 33s.
  • the configurations of the first middle core section 31f and the second middle core section 31s are the same.
  • the configurations of the first end core portion 33f and the second end core portion 33s are the same. The following description will be made with reference to the first middle core section 31f and the first end core section 33f.
  • the first middle core portion 31f has a prismatic shape.
  • the first middle core portion 31f of this embodiment has a quadrangular prism shape.
  • the four corners of the square prism are rounded. That is, the outer circumferential surface of the first middle core portion 31f, excluding the first end surface and the second end surface, is composed of four planes and four corners.
  • the first plane 35 is the first plane 35 described above.
  • one plane may be the first plane 35 and the remaining three planes may be the second planes.
  • the second plane is a flat surface in which, unlike the first plane 35, the groove portion 36 is not provided.
  • the first plane 35 may be the plane facing the installation target of the reactor 1 among the four planes.
  • two of the four planes may be the first plane 35, and the remaining two planes may be the second plane.
  • the first plane 35 and the second plane may be arranged alternately in the direction around the axis of the first middle core portion 31f. That is, the first planes 35 may be provided at positions facing each other.
  • all four planes may be the first plane 35. In this embodiment, all four planes are the first plane 35.
  • the outer peripheral surface of the first middle core part 31f of this embodiment has one spiral groove 37 provided coaxially with the first middle core part 31f.
  • each of the four corners also has a plurality of grooves 36 lined up in the direction along the axis.
  • Each of the plurality of grooves 36 provided on each first plane 35 and each of the plurality of grooves 36 provided at each corner constitute a part of the spiral groove 37.
  • Adjacent first planes 35 and corner grooves 36 are continuous. Focusing only on the first plane 35 or the corners, the grooves 36 are independent of each other, so the number of grooves 36 is plural. If we pay attention to the entire circumference of the outer peripheral surface of the first middle core portion 31f, the number of spiral grooves 37 is one because the spiral grooves 37 are a series.
  • the spiral groove 37 of this embodiment is shifted by 1/4 pitch every 1/4 turn.
  • each groove portion 36 cut along the axis can be appropriately selected depending on the cross-sectional shape of the first winding 21.
  • the cross-sectional shape of this embodiment is rectangular.
  • each groove portion 36 is substantially the same as the width of the first winding 21, which is a flat wire in this embodiment.
  • the width of the groove 36 is the length along the direction perpendicular to both the direction in which the groove 36 extends and the depth direction of the groove 36. Since the width of each groove portion 36 is substantially the same as the width of the first winding wire 21, the contact area between the first winding wire 21 arranged in each groove portion 36 and the first middle core portion 31f tends to be large. Therefore, the heat of the first winding 21 is easily transferred to the first middle core portion 31f. Therefore, the reactor 1 has excellent heat dissipation properties.
  • the depth of each groove 36 is the length along the depth direction in the cross section along the axis of the first winding 21, that is, the length of the first winding 21, which is a covered rectangular wire in this embodiment.
  • the thickness may be the same as the thickness of one winding 21.
  • the depth of each groove 36 may be smaller than the thickness of the first winding 21, as shown in FIG.
  • the depth of each groove 36 may be greater than the thickness of the first winding 21, as shown in FIG.
  • the contact area between the first winding 21 and the first middle core portion 31f in the examples shown in FIGS. 4 and 6 tends to be larger than that in the example shown in FIG. 5. Therefore, in the examples shown in FIGS. 4 and 6, the heat of the first winding 21 is more easily transmitted to the first middle core portion 31f than in the example shown in FIG. 5.
  • the first winding 21 disposed in the groove 36 does not protrude from the groove 36.
  • a part of the first winding 21 disposed in the groove 36 protrudes from the groove 36. Therefore, the contact area between the second winding 22 and the ridge 38 of the first middle core portion 31f in the examples shown in FIGS.
  • the ridge portion 38 is a portion of the outer peripheral surface of the first middle core portion 31f between the groove portions 36 of adjacent turns in the direction along the axis of the spiral groove 37. Therefore, in the example shown in FIGS. 4 and 6, the heat of the second winding 22 is also more easily transmitted to the first middle core portion 31f compared to the example shown in FIG. 5. Furthermore, in the examples shown in FIGS. 4 and 6, compared to the example shown in FIG. 5, it is easier to make the outer circumferential surface of the second winding portion 2e flush. Therefore, in the examples shown in FIGS. 4 and 6, compared to the example shown in FIG.
  • FIG. 5 it is easier to bring the outer circumferential surface of the second winding portion 2e into surface contact with the installation target.
  • An example of an installation target is a cooling base or the inner surface of a case. Therefore, the examples shown in FIGS. 4 and 6 can more easily transmit the heat of the second winding 22 to the installation target than the example shown in FIG. 5.
  • the portion of the first winding 21 protruding from the groove 36 and the ridge 38 are It is easy to use the steps as a guide. Therefore, the example shown in FIG. 5 is easier to manufacture than the examples shown in FIGS. 4 and 6.
  • the distance between the groove portions 36 of adjacent turns in the direction along the axis in the spiral groove 37 can be selected as appropriate.
  • the interval between the grooves 36 is the shortest distance between the openings of the grooves 36.
  • the distance between the grooves 36 may be the same as the length of the grooves 36 along the axis, or may be smaller or larger than the length of the grooves 36 along the axis.
  • the smaller the interval between the grooves 36 the greater the number of turns in the first winding portion 2i.
  • the larger the interval between the grooves 36 the fewer turns the first winding portion 2i has. Therefore, the magnetic path area is easily ensured.
  • the number of turns of the second winding portion 2e that contacts the ridge portion 38 of the first middle core portion 31f tends to increase. Therefore, the heat of the second winding 22 is easily transferred to the first middle core portion 31f.
  • the shape of the first end core portion 33f is columnar.
  • the shape of the first end core portion 33f of this embodiment is a columnar shape having a substantially dome-shaped upper surface and a lower surface.
  • the first middle core portion 31f and the first end core portion 33f are composed of a molded body, a powder molded body, or a laminate of a composite material.
  • a molded body of a composite material is a molded body in which soft magnetic powder is dispersed in a resin.
  • a molded body of a composite material is obtained by filling a mold with a fluid material in which soft magnetic powder is dispersed in an unsolidified resin, and then solidifying the resin.
  • a composite material molded body in which a plurality of grooves 36 or spiral grooves 37 are formed can be produced by transferring a mold.
  • the content of soft magnetic powder in the resin can be easily adjusted. Therefore, it is easy to adjust the magnetic properties of the molded body of the composite material.
  • a molded body of a composite material can be formed into a complex shape more easily than a compacted body.
  • An example of the content of the soft magnetic powder in the molded body of the composite material is 20 volume % or more and 80 volume % or less.
  • An example of the resin content in the molded body of the composite material is 20% by volume or more and 80% by volume or less. These contents are values when the molded body of the composite material is 100% by volume.
  • a powder compact is a compact formed by compression molding soft magnetic powder.
  • the powder compact is obtained by filling a cavity with soft magnetic powder and pressing the soft magnetic powder in the cavity with a punch.
  • a powder compact provided with a plurality of grooves 36 can be produced by transfer using at least one of a cavity and a punch.
  • the powder compact can have a higher proportion of the soft magnetic powder in the core portion 30 than the composite material compact. Therefore, the powder compact easily improves magnetic properties.
  • the magnetic properties include relative magnetic permeability and saturation magnetic flux density.
  • the powder compact contains a larger amount of soft magnetic powder than the composite material compact, it has excellent heat dissipation properties.
  • An example of the content of magnetic powder in the powder compact is 85% by volume or more and 99% by volume or less. This content is a value when the powder compact is 100% by volume.
  • the particles constituting the soft magnetic powder are soft magnetic metal particles, coated particles, soft magnetic nonmetal particles, and the like.
  • the coated particle may include a soft magnetic metal particle and an insulating coating provided around the outer periphery of the soft magnetic metal particle.
  • the soft magnetic metal is pure iron or an iron-based alloy.
  • An example of an iron-based alloy is a Fe (iron)-Si (silicon) alloy or a Fe-Ni (nickel) alloy.
  • An example of an insulating coating is phosphate.
  • An example of a soft magnetic nonmetal is ferrite.
  • thermosetting resin is epoxy resins, phenolic resins, silicone resins, or urethane resins.
  • thermoplastic resins are polyphenylene sulfide resins, polyamide resins, liquid crystal polymers, polyimide resins, or fluororesins.
  • An example of a polyamide resin is nylon 6, nylon 66, or nylon 9T.
  • the molded body of the composite material may contain a filler.
  • a filler is alumina or silica. Fillers contribute to improving heat dissipation and electrical insulation.
  • the content of the soft magnetic powder in the molded body of the composite material and the content of the soft magnetic powder in the compacted body are considered to be equivalent to the area ratio of the soft magnetic powder in the cross section of the molded body.
  • the content of soft magnetic powder in the compact is determined as follows. A cross section of the molded body is observed with a SEM (scanning electron microscope) to obtain an observed image.
  • the cross section of the molded body is an arbitrary cross section.
  • the magnification of SEM shall be 200 times or more and 500 times or less.
  • the number of observation images to be acquired is 10 or more.
  • the total area of all observed images shall be 0.1 cm 2 or more.
  • One observation image may be acquired for each cross section, or a plurality of observation images may be acquired for each cross section.
  • Each acquired observation image is processed to extract the outline of the particle.
  • the image processing is, for example, binarization processing.
  • the area ratio of soft magnetic particles is calculated in each observed image, and the average value of the area ratio is determined.
  • the average value is regarded as the content of soft magnetic powder.
  • the laminate is made by laminating multiple magnetic thin plates.
  • the magnetic thin plate has an insulating coating.
  • the magnetic thin plate is, for example, an electromagnetic steel plate.
  • a laminate having a plurality of grooves 36 or spiral grooves 37 can be produced by laminating a plurality of magnetic thin plates having different areas in a direction along the thickness of the magnetic thin plates.
  • the first middle core part 31f, the second middle core part 31s, the first end core part 33f, and the second end core part 33s of this embodiment are made of a molded body of a composite material.
  • the gap material is made of a material having a relative magnetic permeability lower than that of the first middle core part 31f, the second middle core part 31s, the first end core part 33f, and the second end core part 33s.
  • An example of the constituent material of the gap material is the above-mentioned ceramic or resin.
  • the coil 2 of this embodiment shown in FIG. 2 includes a first coil 2f and a second coil 2s.
  • the first coil 2f and the second coil 2s may or may not be connected to each other.
  • the first winding part 2i and the second winding part 2e are provided in each of the first coil 2f and the second coil 2s.
  • the first winding portion 2i of the first coil 2f is arranged on the outer periphery of the first middle core portion 31f.
  • the second winding portion 2e of the first coil 2f is arranged on the outer periphery of the first winding portion 2i of the first coil 2f.
  • FIG. 2 shows the second winding portion 2e of the first coil 2f with a chain double-dashed line.
  • the first winding portion 2i of the second coil 2s is arranged on the outer periphery of the second middle core portion 31s.
  • the second winding part 2e of the second coil 2s is arranged on the outer periphery of the first winding part 2i of the second coil 2s.
  • the number of turns increases because the first coil 2f and the second coil 2s have the first winding portion 2i. Therefore, the reactor 1 has excellent inductance.
  • the configurations of the first winding part 2i and the second winding part 2e of the first coil 2f and the first winding part 2i and the second winding part 2e of the second coil 2s are the same. The following description will be made with reference to the first winding part 2i and the second winding part 2e of the first coil 2f.
  • the first winding portion 2i has a square cylindrical shape. The corners of the first winding portion 2i are rounded.
  • the first winding portion 2i is made up of a first winding 21.
  • the first winding 21 is spirally wound along the outer peripheral surface of the first middle core portion 31f.
  • the square cylindrical first winding part 2i is easy to manufacture because the first winding 21 can be easily wound along the outer peripheral surface of the first middle core part 31f during the manufacturing process.
  • the locus of the first winding 21 in each turn is along each groove 36 .
  • the first winding 21 is arranged in the helical groove 37. Therefore, the heat of the first winding 21 is easily transferred to the first middle core portion 31f. Therefore, the reactor 1 has excellent heat dissipation properties.
  • the number of turns of the first winding portion 2i and the number of turns of the spiral groove 37 are the same.
  • the number of turns of the first winding part 2i is smaller than the number of turns of the second winding part 2e. Since the number of turns of the first winding portion 2i is small, the number of turns of the spiral groove 37 is small. Therefore, reduction in magnetic path area can be suppressed.
  • the pitch of the first winding portion 2i can be selected as appropriate. Pitch is the spacing between turns along the width of the first winding 21. The pitch may be the same as the width of the first winding 21, or may be smaller or larger than the width of the first winding 21.
  • the shape of the second winding portion 2e is a square tube.
  • the corners of the second winding portion 2e are rounded. Since the second winding part 2e has a rectangular cylindrical shape, the second winding part 2e and the installation target are more similar to each other than when the second winding part 2e has a circular cylindrical shape with the same cross-sectional area. Easy to increase contact area. Therefore, the heat of the second winding portion 2e is easily transferred to the installation target. Moreover, it is easy to stably install the second winding portion 2e on the installation target.
  • the second winding portion 2e is composed of a second winding 22.
  • the second winding 22 is wound along the outer peripheral surfaces of the first winding portion 2i and the first middle core portion 31f.
  • the second winding 22 is a series of windings with the first winding 21 . That is, the second winding 22 is a single winding without a joint with the first winding 21. Substantially no gap is formed between the turns of the second winding portion 2e. Adjacent turns of the second winding portion 2e are in contact with each other. Since the number of turns of the second winding part 2e is greater than the number of turns of the first winding part 2i, a part of the second winding part 2e can be brought into contact with the ridge part 38 of the first middle core part 31f. Therefore, the heat of the second winding portion 2e is also easily transferred to the first middle core portion 31f.
  • the first winding 21 and the second winding 22 of this embodiment are covered rectangular wires. Since the covered rectangular wire is easily disposed in the groove 36, the first winding 21 and the groove 36 can be easily brought into contact with each other. Therefore, the heat of the first winding 21 is easily transferred to the first middle core portion 31f.
  • the conductor wire of the covered rectangular wire is made of copper rectangular wire.
  • the insulation coating of the coated rectangular wire is made of enamel.
  • the first winding portion 2i and the second winding portion 2e are formed by flatwise winding a coated rectangular wire. The first winding part 2i and the second winding part 2e that are wound flatwise are easier to bend the covered rectangular wire than the first winding part 2i and the second winding part 2e that are winding edgewise. Easy to create.
  • the first winding portion 2i is produced by winding the first winding 21 along the spiral groove 37 of the first middle core portion 31f.
  • the second winding part 2e is produced by winding the second winding 22 along the outer peripheral surfaces of the first middle core part 31f and the first winding part 2i.
  • the first winding 21 is wound from the first end to the second end of the first middle core portion 31f.
  • the second winding 22 is wound from the second end toward the first end.
  • the first winding 21 and the second winding 22 are connected at the second end.
  • Embodiments 2 to 6 which are different from Embodiment 1, will be described.
  • the description of the second to sixth embodiments will focus on the differences from the first embodiment. Descriptions of configurations similar to those in Embodiment 1 may be omitted.
  • the first winding part 2i and the second winding part 2e may be configured by edgewise winding a covered rectangular wire.
  • the first winding part 2i and the second winding part 2e wound edgewise are flatwise wound. It is easier to increase the number of turns compared to the first winding part 2i and the second winding part 2e.
  • the width of each groove portion 36 is the same as the thickness of the first winding 21.
  • the depth of each groove portion 36 is the same as the width of the first winding 21. Note that the depth of each groove portion 36 may be smaller or larger than the width of the first winding 21.
  • each groove 36 has a U-shaped outline, and the first winding 21 and the second winding 22 may be round wires.
  • the width and depth of each groove portion 36 are similar to the diameter of the first winding 21.
  • each groove 36 has a V-shaped outline, and the first winding 21 and the second winding 22 may be round wires.
  • the opening width of each groove 36 is larger than the diameter of the first winding 21
  • the depth of each groove 36 is larger than the diameter of the first winding 21 .
  • the core section 30 may include a core body section 30a and an insulating section 30b provided along the outer peripheral surface of the core body section 30a. good.
  • the insulating portion 30b tends to increase the insulation between the core body portion 30a and the coil 2.
  • the core body portion 30a is made of the above-mentioned molded body or laminate.
  • the insulating portion 30b is made of, for example, the same resin as the resin of the composite material molded body described above.
  • the core body portion 30a and the insulating portion 30b of this embodiment are integrated. Unlike this embodiment, the core body portion 30a and the insulating portion 30b may be independent from each other.
  • the core body portion 30a of this embodiment has a quadrangular prism shape.
  • the outer circumferential surface of the core body portion 30a is composed of four planes and four corners.
  • At least one of the four planes of the core body 30a may have a plurality of grooves 318 lined up in the direction along the axis of the core body 30a.
  • a plane facing the plane on which the plurality of grooves 318 are provided among the four planes of the core body portion 30a may also have a plurality of grooves 318.
  • the remaining two planes of the core body portion 30a may also have a plurality of grooves 318.
  • the four corners of the core body portion 30a may also have a plurality of grooves 318.
  • the outer peripheral surface of the core body portion 30a may have one spiral groove 319 provided coaxially with the core body portion 30a.
  • the insulating section 30b has a first plane 35 on which the plurality of grooves 36 described above are provided.
  • the first plane 35 of the insulating part 30b is provided so as to cover the plane in which the plurality of grooves 318 are provided among the four planes of the core body part 30a.
  • Each groove 36 runs along each groove 318.
  • the insulating portion 30b may be provided so as to cover the four corners of the core body portion 30a.
  • a portion of the insulating portion 30b that covers the corner of the core body 30a also has a plurality of grooves 36.
  • the grooves 36 at the corners of the insulating section 30b are aligned with the grooves 318 at the corners of the core body 30a.
  • the insulating portion 30b may be provided so as to cover the entire outer peripheral surface of the core body portion 30a.
  • the outer circumferential surface of the insulating portion 30b may have the one spiral groove 37 described above.
  • the spiral groove 37 is provided coaxially with the insulating portion 30b.
  • the spiral groove 37 of the insulating portion 30b is along the spiral groove 319 of the core body portion 30a.
  • a first plane 35 provided with a plurality of grooves 36 in the insulating part 30b is provided so as to cover the plane of the core body part 30a.
  • the outer peripheral surface of the insulating portion 30b may have one spiral groove 37.
  • the magnetic core may include a middle core part, a first side core part, a second side core part, a first end core part, and a second end core part.
  • the middle core part, the first side core part, and the second side core part are arranged side by side so that the directions along the respective axes are parallel to each other.
  • a middle core section is arranged between the first side core section and the second side core section.
  • the first side core portion is arranged to face the first end surface of the middle core portion, the first end surface of the first side core portion, and the first end surface of the second side core portion.
  • the second side core portion is disposed facing the second end surface of the middle core portion, the second end surface of the first side core portion, and the second end surface of the second side core portion.
  • the magnetic core is configured by, for example, a combination of an E-shaped first core piece and an I-shaped second core piece, or a combination of a U-shaped first core piece and a T-shaped second core piece.
  • the E-shaped first core piece is a molded body or a laminate in which a middle core part, a first side core part, a second side core part, and a first end core part are integrated.
  • the I-shaped second core piece is constituted by a second end core portion.
  • the U-shaped first core piece is a molded body or a laminate in which a first side core part, a second side core part, and a first end core part are integrated.
  • the T-shaped second core piece is a molded body or a laminate in which a middle core portion and a second end core portion are integrated.
  • the core portion 30 described in Embodiment 1 may constitute each of the first side core portion and the second side core portion.
  • the first coil 2f mentioned above may be arranged on the outer periphery of the first side core part
  • the second coil 2s mentioned above may be arranged on the outer periphery of the second side core part.
  • the first coil 2f and the second coil 2s may be independent from each other.
  • the reactor 1 of any one of Embodiments 1 to 6 can be used in applications that satisfy the following energization conditions.
  • the energization conditions are as follows.
  • the maximum direct current is, for example, about 100 A or more and 1000 A or less.
  • the average voltage is, for example, about 100V or more and 1000V or less.
  • the frequency used is, for example, about 5 kHz or more and 100 kHz or less.
  • the reactor 1 of any one of Embodiments 1 to 6 is typically a component of a converter installed in a vehicle 1200 such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a fuel cell vehicle, or a power converter equipped with this converter. Can be used as component parts of equipment.
  • the vehicle 1200 includes a main battery 1210, a power converter 1100 connected to the main battery 1210, and a motor 1220 that is driven by power supplied from the main battery 1210 and used for traveling.
  • Motor 1220 is typically a three-phase AC motor.
  • the motor 1220 drives the wheels 1250 during running, and functions as a generator during regeneration.
  • vehicle 1200 includes an engine 1300 in addition to a motor 1220.
  • an inlet is shown as a charging location of vehicle 1200, but the charging location may include a plug.
  • Power conversion device 1100 includes a converter 1110 and an inverter 1120.
  • Converter 1110 is connected to main battery 1210.
  • Inverter 1120 is connected to converter 1110.
  • Inverter 1120 performs mutual conversion between direct current and alternating current.
  • 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 alternating current and supplies power to the motor 1220. During regeneration, inverter 1120 converts the AC output from motor 1220 into DC and outputs it to converter 1110.
  • 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.
  • Converter 1110 converts the input voltage by repeating 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 1 of any one of Embodiments 1 to 6 is provided. Power conversion device 1100 and converter 1110 including reactor 1 can be expected to improve heat dissipation without increasing in size.
  • the vehicle 1200 includes a power supply device converter 1150 and an auxiliary power supply converter 1160.
  • Power supply device converter 1150 is connected to main battery 1210.
  • Auxiliary power supply converter 1160 is connected to sub-battery 1230 and main battery 1210, which serve as power sources for auxiliary equipment 1240.
  • Auxiliary power supply converter 1160 converts the high voltage of main battery 1210 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 feeding device converter 1150 and the auxiliary power source converter 1160 can be provided with the same configuration as the reactor 1 of any one of the first to sixth embodiments, and can be used with the reactor having its size, shape, etc. changed as appropriate. Further, the reactor 1 of any one of Embodiments 1 to 6 can be used in a converter that converts input power, such as a converter that only steps up or a converter that only steps down.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

角柱状に構成されたコア部を有する磁性コアと、コア部の外周に配置された第一巻回部、および第一巻回部の外周に配置された第二巻回部を有するコイルと、を備え、第一巻回部は、コア部の外周面に沿うように螺旋状に巻回された第一巻線で構成されており、第二巻回部は、第一巻回部の外周面に沿うように巻回された第二巻線で構成されており、第一巻線と第二巻線とは、一連の巻線であり、第一巻回部のターン数は、第二巻回部のターン数よりも少なく、コア部の外周面は、コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含み、第一巻回部の各ターンにおける第一巻線の一部が複数の溝部の各々に配置されている、リアクトル。

Description

リアクトル、磁性コア、コンバータ、および電力変換装置
　本開示は、リアクトル、磁性コア、コンバータ、および電力変換装置に関する。
　本出願は、２０２２年０６月２９日付の日本国出願の特願２０２２－１０５１２９に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１のリアクトルは、コイルと磁性コアとを備える。コイルは、巻線を螺旋状に巻回してなる一対の巻回部を有する。各巻回部の形状は角筒状である。磁性コアは、一対の内側コア部と一対の外側コア部とを有する。各内側コア部は、各巻回部の内部に配置されている。各内側コア部の形状は角柱状である。各外側コア部は、両巻回部の外部に配置されている。
特開２０１３－２１９３１８号公報
　本開示のリアクトルは、
　角柱状に構成されたコア部を有する磁性コアと、
　前記コア部の外周に配置された第一巻回部、および前記第一巻回部の外周に配置された第二巻回部を有するコイルと、を備え、
　前記第一巻回部は、前記コア部の外周面に沿うように螺旋状に巻回された第一巻線で構成されており、
　前記第二巻回部は、前記第一巻回部の外周面に沿うように巻回された第二巻線で構成されており、
　前記第一巻線と前記第二巻線とは、一連の巻線であり、
　前記第一巻回部のターン数は、前記第二巻回部のターン数よりも少なく、
　前記コア部の外周面は、前記コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含み、
　前記第一巻回部の各ターンにおける前記第一巻線の一部が前記複数の溝部の各々に配置されている。
　本開示の磁性コアは、
　角柱状のコア部を有し、
　前記コア部の外周面は、前記コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含む。
　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のリアクトルを示す概略斜視図である。 図２は、実施形態１のリアクトルを示す概略分解斜視図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 図４は、図３の領域Ａの拡大図である。 図５は、実施形態１のリアクトルにおける溝部および第一巻線の別の例を示す拡大図である。 図６は、実施形態１のリアクトルにおける溝部および第一巻線の他の例を示す拡大図である。 図７は、実施形態２のリアクトルにおける溝部および第一巻線を示す拡大図である。 図８は、実施形態３のリアクトルにおける溝部および第一巻線を示す拡大図である。 図９は、実施形態４のリアクトルにおける溝部および第一巻線を示す拡大図である。 図１０は、実施形態５のリアクトルにおける溝部および第一巻線を示す拡大図である。 図１１は、実施形態５のリアクトルにおける溝部および第一巻線の別の例を示す拡大図である。 図１２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１３は、コンバータを備える電力変換装置の一例を示す回路図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　放熱性を高め易い上に、ターン数を増加しつつリアクトルの大型化および磁路面積の低減を抑制することが望まれている。
　特許文献１のリアクトルは、次のようにして製造される。一対の巻回部を用意する。各巻回部の内部に各内側コア部を挿入する。両内側コア部と両外側コア部とを固定する。各巻回部の内部に各内側コア部を挿入するため、各巻回部の内周面と各内側コア部の外周面との間には隙間が設けられている。隙間が設けられていることで、内側コア部の放熱性を向上することが難しい。
　ターン数の増加には、各巻回部を一層構造とするのではなく内側と外側の二層構造とすることが考えられる。内側コア部の横断面積が一定の場合、二層構造の巻回部を備えるリアクトルは、一層構造の巻回部を備えるリアクトルに比較して大型化する。内側コア部の横断面積とは、内側コア部の軸に沿った方向に直交する断面の面積である。巻回部の外径が一定の場合、二層構造の巻回部を備えるリアクトルは、一層構造の巻回部を備えるリアクトルに比較して、内側コア部の横断面積が小さくなるため磁路面積が低減する。
　本開示は、放熱性を高め易い上に、ターン数を増加しつつ大型化および磁路面積の低減を抑制し易いリアクトルを提供することを目的の一つとする。本開示は、放熱性を高め易い上に、ターン数を増加しつつ大型化および磁路面積の低減を抑制し易いリアクトルを構築できる磁性コアを提供することを目的の一つとする。本開示は、上記リアクトルを備えるコンバータ、および上記コンバータを備える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、放熱性を高め易い上に、ターン数を増加しつつ大型化および磁路面積の低減を抑制し易い。本開示の磁性コアは、放熱性を高め易い上に、ターン数を増加しつつ大型化および磁路面積の低減を抑制し易いリアクトルを構築し易い。本開示のコンバータおよび本開示の電力変換装置は、大型化することなく放熱性に優れる。
　《本開示の実施形態の説明》
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　（１）本開示の一形態に係るリアクトルは、
　角柱状に構成されたコア部を有する磁性コアと、
　前記コア部の外周に配置された第一巻回部、および前記第一巻回部の外周に配置された第二巻回部を有するコイルと、を備え、
　前記第一巻回部は、前記コア部の外周面に沿うように螺旋状に巻回された第一巻線で構成されており、
　前記第二巻回部は、前記第一巻回部の外周面に沿うように巻回された第二巻線で構成されており、
　前記第一巻線と前記第二巻線とは、一連の巻線であり、
　前記第一巻回部のターン数は、前記第二巻回部のターン数よりも少なく、
　前記コア部の外周面は、前記コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含み、
　前記第一巻回部の各ターンにおける前記第一巻線の一部が前記複数の溝部の各々に配置されている。
　上記（１）の構成は、従来のリアクトルに比較して、放熱性を高め易い。上記（１）の構成は、第一巻回部がコア部の外周面に沿っていて、第一巻回部の各ターンにおける第一巻線の一部がコア部に設けられた複数の溝部の各々に配置されている。即ち、上記（１）の構成は、第一巻線とコア部との接触面積を大きくし易い。一方、従来のリアクトルは、巻回部の内周面とコア部の外周面との間に隙間が設けられている。即ち、従来のリアクトルは、巻回部とコア部とが接触していない。そのため、上記（１）の構成は、従来のリアクトルに比較して、コイルの熱をコア部に伝え易い。
　上記（１）の構成は、コイルが第一巻回部を有することでターン数を増加できる。そのため、上記（１）の構成は、インダクタンスに優れる。
　上記（１）の構成は、第一巻回部の各ターンにおける第一巻線の一部がコア部に設けられた複数の溝部の各々に配置されているため、溝部が設けられていない場合に比較して、大型化し難い。第二巻回部の外径が一定の場合、上記（１）の構成は、コア部の横断面積が減少する量が溝部の断面積に相当する分のみであるため、磁路面積の低減を抑制し易い。
　上記（１）の構成は、製造し易い。第一巻線を溝部に沿わせながらコア部の外周面に沿って巻回させることで第一巻回部を作製できるからである。即ち、第一巻回部を作製する際、溝部を第一巻線のガイドとすることができるからである。
　（２）上記（１）のリアクトルにおいて、
　前記コア部の外周面は、前記コア部と同軸状に設けられた螺旋溝を有し、
　前記複数の溝部の各々は、前記螺旋溝の一部を構成しており、
　前記第一巻回部の全てのターンにおける前記第一巻線が前記螺旋溝に配置されていてもよい。
　上記（２）の構成は、第一巻線とコア部との接触面積を大きくし易いため第一巻線の熱をコア部に伝え易い。よって、上記（２）の構成は、放熱性を高め易い。
　（３）上記（１）または上記（２）のリアクトルにおいて、
　前記複数の溝部の各々の深さは、前記第一巻線の断面における前記深さの方向に沿った長さと同じでもよい。
　上記（３）の構成は、後述の（４）の構成に比較して、第一巻線の熱をコア部に伝え易い。その理由は、上記（３）の構成における第一巻線とコア部との接触面積が後述の（４）の構成に比較して大きくなり易いからである。また、上記（３）の構成は、後述の（４）の構成に比較して、第二巻線の熱もコア部に伝え易い。その理由は次の通りである。上記（３）の構成では、溝部に配置された第一巻線は溝部から突出しない。一方、後述の（４）の構成では、溝部に配置された第一巻線の一部が溝部から突出している。そのため、上記（３）の構成における第二巻線とコア部の畝部との接触面積が、後述の（４）の構成に比較して、大きくなり易い。上記畝部とは、コア部の外周面のうち上記軸に沿った方向に隣り合う溝部同士の間の部分である。よって、上記（３）の構成は、第一巻線および第二巻線の熱をコア部に伝え易いので、放熱性に優れる。
　（４）上記（１）また上記（２）のリアクトルにおいて、
　前記複数の溝部の各々の深さは、前記第一巻線の断面における前記深さの方向に沿った長さよりも小さくてもよい。
　上記（４）の構成は、上記（３）の構成に比較して、製造し易い。その理由は、製造過程において第二巻線を巻回する際、上記（４）の構成では第一巻線における溝部から突出した部分と上記畝部との段差をガイドにし易いからである。
　（５）上記（１）または上記（２）のリアクトルにおいて、
　前記複数の溝部の各々の深さは、前記第一巻線の断面における前記深さの方向に沿った長さよりも大きくてもよい。
　上記（５）の構成は、上記（３）の構成と同様、上記（４）の構成に比較して、第一巻線および第二巻線の熱をコア部に伝え易い。そのため、上記（５）の構成は、放熱性に優れる。
　（６）上記（１）から上記（５）のいずれかのリアクトルにおいて、
　前記第一巻線および前記第二巻線は平角線であり、
　前記コア部の軸に沿って切断した前記複数の溝部の各々の断面形状は矩形状であってもよい。
　上記（６）の構成は、第一巻線を溝部に配置し易いため、第一巻線と溝部とを接触させ易い。そのため、上記（６）の構成は、第一巻線の熱をコア部に伝え易い。
　（７）上記（６）のリアクトルにおいて、
　前記第一巻回部および前記第二巻回部は、前記平角線がフラットワイズ巻きされてなっていてもよい。
　上記（７）の構成は、後述の（８）の構成に比較して、平角線を曲げ易いため、第一巻回部および第二巻回部を作製し易い。
　（８）上記（６）のリアクトルにおいて、
　前記第一巻回部および前記第二巻回部は、前記平角線がエッジワイズ巻きされてなっていてもよい。
　巻回部の軸に沿った方向の長さが一定の場合、上記（８）の構成は、上記（７）の構成に比較して、第一巻回部および第二巻回部のターン数を多くし易い。第一巻回部および第二巻回部のターン数が一定の場合、上記（８）の構成は、上記（７）の構成に比較して、第一巻回部および第二巻回部の軸に沿った方向の長さを短くし易い。そのため、上記（８）の構成は、上記（７）の構成に比較して、小型化し易い。
　（９）上記（１）から上記（８）のいずれかのリアクトルにおいて、
　前記コア部は四角柱状であり、
　前記第一巻回部および前記第二巻回部は四角筒状であってもよい。
　上記（９）の構成は、製造過程で第一巻線をコア部の外周面に沿って巻回し易いため、製造し易い。上記（９）の構成は、第二巻回部が同じ断面積の円形筒状である場合に比較して、第二巻回部とリアクトルの設置対象との接触面積を大きくし易い。そのため、上記（９）の構成は、第二巻回部の熱を設置対象に伝え易い。その上、上記（９）の構成は、第二巻回部を設置対象に安定して設置し易い。
　（１０）上記（１）から上記（９）のいずれかのリアクトルにおいて、
　前記コア部は、
　　磁性材料を主体とするコア本体部と、
　　前記コア本体部の外周面に沿って設けられた絶縁部と、を備え、
　前記複数の溝部は前記絶縁部に設けられていてもよい。
　上記（１０）の構成は、コア部が絶縁部を備えずコア本体部のみで構成されている場合に比較して、絶縁部によってコア本体部とコイルとの間の絶縁性を高め易い。
　（１１）本開示の一形態に係る磁性コアは、
　角柱状のコア部を有し、
　前記コア部の外周面は、前記コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含む。
　上記（１１）の構成は、上記（１）の構成で説明した理由から、放熱性を高め易い上に、ターン数を増加しつつ大型化および磁路面積の低減を抑制し易いリアクトルを構築し易い。
　（１２）上記（１１）の磁性コアにおいて、
　前記コア部の外周面は、前記コア部と同軸状に設けられた螺旋溝を有し、
　前記複数の溝部の各々は、前記螺旋溝の一部を構成していてもよい。
　上記（１２）の構成は、上記（２）の構成で説明した理由から、放熱性を高め易いリアクトルを構築し易い。
　（１３）本開示の一形態に係るコンバータは、
　上記（１）から上記（１０）のいずれかのリアクトルを備える。
　上記コンバータは、上記リアクトルを備えるため、大型化することなく放熱性に優れる。
　（１４）本開示の一形態に係る電力変換装置は、
　上記（１３）のコンバータを備える。
　上記電力変換装置は、上記コンバータを備えるため、大型化することなく放熱性に優れる。
　《本開示の実施形態の詳細》
　本開示の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。各図面が示す部材の大きさ等は、説明を明確にする目的で表現されており、必ずしも実際の寸法関係等を表すものではない。
　《実施形態１》
　〔リアクトル〕
　図１から図６を参照して、実施形態１のリアクトル１を説明する。リアクトル１は、コイル２と磁性コア３とを備える。図２に示すように磁性コア３はコア部３０を有する。コア部３０の形状は角柱状である。コイル２は、第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅを有する。第一巻回部２ｉは、コア部３０の外周に配置されている。第二巻回部２ｅは、第一巻回部２ｉの外周に配置されている。本実施形態のリアクトル１の特徴の一つは、以下の要件（Ａ）から（Ｃ）を満たす点にある。
　（Ａ）図２に示すように、コア部３０の外周面は第一平面３５を含む。第一平面３５は、コア部３０の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部３６を有する。
　（Ｂ）第一巻回部２ｉは第一巻線２１で構成されている。第一巻線２１は、コア部３０の外周面に沿うように螺旋状に巻回されている。
　（Ｃ）図３および図４に示すように、第一巻回部２ｉの各ターンにおける第一巻線２１の一部が複数の溝部３６の各々に配置されている。
　　［磁性コア］
　図２に示す本実施形態の磁性コア３は、第一ミドルコア部３１ｆと第二ミドルコア部３１ｓと第一エンドコア部３３ｆと第二エンドコア部３３ｓとを備える。本実施形態のコア部３０は、第一ミドルコア部３１ｆおよび第二ミドルコア部３１ｓの各々を構成する。本実施形態のコア部３０、即ち第一ミドルコア部３１ｆおよび第二ミドルコア部３１ｓの各々は、実施形態５とは異なり、図１０、図１１を参照して後述する絶縁部３０ｂを備えておらず、磁性材料を主体とするコア本体部３０ａで構成されている。コア本体部３０ａは、後述する成形体または積層体で構成されている。第一エンドコア部３３ｆと第二エンドコア部３３ｓの各々は、第一ミドルコア部３１ｆおよび第二ミドルコア部３１ｓとは独立する成形体または積層体で構成されている。
　第一ミドルコア部３１ｆと第二ミドルコア部３１ｓと第一エンドコア部３３ｆと第二エンドコア部３３ｓとは環状に組み合わされている。第一ミドルコア部３１ｆの第一端面と第一エンドコア部３３ｆの内端面とが互いに向かい合っている。第一ミドルコア部３１ｆの第二端面と第二エンドコア部３３ｓの内端面とが互いに向かい合っている。第二ミドルコア部３１ｓの第一端面と第一エンドコア部３３ｆの内端面とが互いに向かい合っている。第二ミドルコア部３１ｓの第二端面と第一エンドコア部３３ｆの内端面とが互いに向かい合っている。第一ミドルコア部３１ｆと第一エンドコア部３３ｆとの間、第一ミドルコア部３１ｆと第二エンドコア部３３ｓとの間、第二ミドルコア部３１ｓと第一エンドコア部３３ｆとの間、第二ミドルコア部３１ｓと第二エンドコア部３３ｓとの間には、後述するギャップ材が配置されていてもよい。
　第一ミドルコア部３１ｆと第二ミドルコア部３１ｓの構成は同じである。第一エンドコア部３３ｆと第二エンドコア部３３ｓの構成は同じである。以下の説明は、代表して第一ミドルコア部３１ｆと第一エンドコア部３３ｆについて行う。
　第一ミドルコア部３１ｆの形状は角柱状である。本実施形態の第一ミドルコア部３１ｆの形状は四角柱状である。四角柱状の四つの角部は丸められている。即ち、第一ミドルコア部３１ｆの第一端面および第二端面を除く外周面は、四つの平面と四つの角部とで構成されている。
　図２に示すように、四つの平面のうち少なくとも一つの平面が上述した第一平面３５である。例えば、一つの平面が第一平面３５であり、残り三つの平面が第二平面であってもよい。第二平面とは、第一平面３５とは異なり、溝部３６が設けられていない平らな面である。この場合、四つの平面のうちリアクトル１の設置対象に向かい合う平面が第一平面３５であってもよい。例えば、四つの平面のうち二つの平面が第一平面３５であり、残り二つの平面が第二平面であってもよい。この場合、第一平面３５と第二平面とは第一ミドルコア部３１ｆの軸周りの方向に交互に並んでいてもよい。即ち、第一平面３５同士は、互いに向かい合う位置に設けられていてもよい。例えば、四つの平面の全てが第一平面３５であってもよい。本実施形態では四つの平面の全てが第一平面３５である。
　本実施形態の第一ミドルコア部３１ｆの外周面は、第一ミドルコア部３１ｆと同軸状に設けられた一つの螺旋溝３７を有する。本実施形態のように第一ミドルコア部３１ｆの外周面が螺旋溝３７を有する場合、四つの角部の各々も上記軸に沿った方向に並んだ複数の溝部３６を有する。各第一平面３５に設けられた複数の溝部３６の各々および各角部に設けられた複数の溝部３６の各々は、螺旋溝３７の一部を構成している。隣り合う第一平面３５と角部の溝部３６同士は連続している。第一平面３５または角部だけに着目すれば、溝部３６同士は互いに独立しているため、溝部３６の数は複数である。第一ミドルコア部３１ｆの外周面の全周に着目すれば、螺旋溝３７は一連であるため、螺旋溝３７の数は一つである。本実施形態の螺旋溝３７は１／４周ごとに１／４ピッチずれている。
　上記軸に沿って切断した各溝部３６の断面形状は、第一巻線２１の断面形状に応じて適宜選択できる。本実施形態の上記断面形状は矩形状である。
　各溝部３６の幅は、図３および図４に示すように、本実施形態では平角線である第一巻線２１の幅と実質的に同じである。溝部３６の幅は、溝部３６の延びる方向と溝部３６の深さの方向の両方に直交する方向に沿った長さである。各溝部３６の幅が第一巻線２１の幅と実質的に同じであることで、各溝部３６に配置された第一巻線２１と第一ミドルコア部３１ｆとの接触面積が大きくなり易い。そのため、第一巻線２１の熱が第一ミドルコア部３１ｆに伝わり易い。よって、リアクトル１は放熱性に優れる。
　各溝部３６の深さは、図４に示すように、第一巻線２１の上記軸に沿った断面における上記深さの方向に沿った長さ、即ち本実施形態では被覆平角線である第一巻線２１の厚さと同じであってもよい。各溝部３６の深さは、図５に示すように、第一巻線２１の厚さよりも小さくてもよい。各溝部３６の深さは、図６に示すように、第一巻線２１の厚さよりも大きくてもよい。
　図４および図６に示す例における第一巻線２１と第一ミドルコア部３１ｆとの接触面積は、図５に示す例に比較して大きくなり易い。そのため、図４および図６に示す例は、図５に示す例に比較して、第一巻線２１の熱を第一ミドルコア部３１ｆに伝え易い。図４および図６に示す例では、溝部３６に配置された第一巻線２１は溝部３６から突出しない。一方、図５に示す例では、溝部３６に配置された第一巻線２１の一部が溝部３６から突出している。そのため、図４および図６に示す例における第二巻線２２と第一ミドルコア部３１ｆの畝部３８との接触面積は、図５に示す例に比較して大きくなり易い。畝部３８は、第一ミドルコア部３１ｆの外周面のうち螺旋溝３７の上記軸に沿った方向に隣り合うターンの溝部３６同士の間の部分である。よって、図４および図６に示す例は、図５に示す例に比較して、第二巻線２２の熱も第一ミドルコア部３１ｆに伝え易い。また、図４および図６に示す例は、図５に示す例に比較して、第二巻回部２ｅの外周面を面一にし易い。そのため、図４および図６に示す例は、図５に示す例に比較して、第二巻回部２ｅの外周面と設置対象とを面接触させ易い。設置対象の一例は、冷却ベース、またはケースの内面である。よって、図４および図６に示す例は、図５に示す例に比較して、第二巻線２２の熱を設置対象にも伝え易い。図５に示す例では図４および図６に示す例に比較して、製造過程において第二巻線２２を巻回する際、第一巻線２１における溝部３６から突出した部分と畝部３８との段差をガイドにし易い。そのため、図５に示す例は図４および図６に示す例に比較して製造し易い。
　螺旋溝３７における上記軸に沿った方向に隣り合うターンの溝部３６同士の間隔は適宜選択できる。上記溝部３６同士の間隔は、上記溝部３６同士の開口の最短距離である。上記溝部３６同士の間隔は、上記軸に沿った溝部３６の長さと同じでもよいし、上記軸に沿った溝部３６の長さよりも小さくても大きくてもよい。上記溝部３６同士の間隔が小さいほど、第一巻回部２ｉのターン数が多くなる。上記溝部３６同士の間隔が大きいほど、第一巻回部２ｉのターン数が少なくなる。そのため、磁路面積が確保され易い。その上、第一ミドルコア部３１ｆの畝部３８に接触する第二巻回部２ｅのターン数が多くなり易い。そのため、第二巻線２２の熱が第一ミドルコア部３１ｆに伝わり易い。
　第一エンドコア部３３ｆの形状は柱状である。本実施形態の第一エンドコア部３３ｆの形状は略ドーム形状の上面と下面を有する柱状である。
　第一ミドルコア部３１ｆおよび第一エンドコア部３３ｆは、複合材料の成形体、圧粉成形体、または積層体で構成されている。
　複合材料の成形体は、樹脂中に軟磁性粉末が分散されてなる成形体である。複合材料の成形体は、未固化の樹脂中に軟磁性粉末を分散した流動性の素材を金型に充填し、樹脂を固化させることで得られる。複数の溝部３６または螺旋溝３７が形成された複合材料の成形体は金型の転写によって作製できる。複合材料の成形体は、樹脂中の軟磁性粉末の含有量を容易に調整できる。そのため、複合材料の成形体は、磁気特性を調整し易い。その上、複合材料の成形体は、圧粉成形体に比較して、複雑な形状でも形成し易い。複合材料の成形体中の軟磁性粉末の含有量の一例は、２０体積％以上８０体積％以下である。複合材料の成形体中の樹脂の含有量の一例は、２０体積％以上８０体積％以下である。これらの含有量は、複合材料の成形体が１００体積％である場合の値である。
　圧粉成形体は、軟磁性粉末を圧縮成形してなる成形体である。圧粉成形体は、軟磁性粉末をキャビティ内に充填し、パンチによってキャビティ内の軟磁性粉末を加圧することで得られる。複数の溝部３６が設けられた圧粉成形体は、キャビティおよびパンチの少なくとも一方による転写によって作製できる。圧粉成形体は、複合材料の成形体に比較して、コア部３０に占める軟磁性粉末の割合を高くできる。そのため、圧粉成形体は、磁気特性を高め易い。磁気特性としては、比透磁率や飽和磁束密度である。また、圧粉成形体は、複合材料の成形体に比較して、軟磁性粉末の量が多いため、放熱性に優れる。圧粉成形体中の磁性粉末の含有量の一例は、８５体積％以上９９体積％以下である。この含有量は、圧粉成形体が１００体積％である場合の値である。
　軟磁性粉末を構成する粒子は、軟磁性金属の粒子、被覆粒子、または軟磁性非金属の粒子などである。被覆粒子は、軟磁性金属の粒子と、軟磁性金属の粒子の外周に設けられている絶縁被覆とを備えていてもよい。軟磁性金属は、純鉄または鉄基合金などである。鉄基合金の一例は、Ｆｅ（鉄）－Ｓｉ（ケイ素）合金またはＦｅ－Ｎｉ（ニッケル）合金である。絶縁被覆の一例は、リン酸塩である。軟磁性非金属の一例は、フェライトである。
　複合材料の成形体の樹脂の一例は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂である。熱硬化性樹脂の一例は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、またはウレタン樹脂である。熱可塑性樹脂の一例は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂、またはフッ素樹脂である。ポリアミド樹脂の一例は、ナイロン６、ナイロン６６、またはナイロン９Ｔである。
　複合材料の成形体は、フィラーを含有していてもよい。フィラーの一例は、アルミナ、またはシリカである。フィラーは、放熱性および電気絶縁性の向上に寄与する。
　複合材料の成形体中における軟磁性粉末の含有量および圧粉成形体中における軟磁性粉末の含有量は、成形体の断面における軟磁性粉末の面積割合と等価とみなす。成形体中における軟磁性粉末の含有量は、次のようにして求める。成形体の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察して観察画像を取得する。成形体の断面は、任意の断面である。ＳＥＭの倍率は、２００倍以上５００倍以下とする。観察画像の取得数は、１０個以上とする。全観察画像の合計面積は、０．１ｃｍ２以上とする。一断面につき一つの観察画像を取得してもよいし、一断面につき複数の観察画像を取得してもよい。取得した各観察画像を画像処理して粒子の輪郭を抽出する。画像処理としては、例えば、二値化処理である。各観察画像において軟磁性粒子の面積割合を算出し、その面積割合の平均値を求める。その平均値を軟磁性粉末の含有量とみなす。
　積層体は、複数の磁性薄板を積層してなる。磁性薄板は、絶縁被膜を有する。磁性薄板としては、例えば、電磁鋼板である。複数の溝部３６または螺旋溝３７が設けられた積層体は、面積の異なる複数の磁性薄板を磁性薄板の厚さに沿った方向に積層することによって作製できる。
　本実施形態の第一ミドルコア部３１ｆ、第二ミドルコア部３１ｓ、第一エンドコア部３３ｆ、および第二エンドコア部３３ｓは複合材料の成形体で構成されている。
　　　（ギャップ材）
　ギャップ材は、第一ミドルコア部３１ｆ、第二ミドルコア部３１ｓ、第一エンドコア部３３ｆ、および第二エンドコア部３３ｓよりも比透磁率が小さい材料からなる部材で構成されている。ギャップ材の構成材料の一例は、上述したセラミックスまたは樹脂である。
　　［コイル］
　図２に示す本実施形態のコイル２は、第一コイル２ｆおよび第二コイル２ｓを有する。第一コイル２ｆと第二コイル２ｓとは互いにつながっていてもよいし、つながっていなくてもよい。第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅは、第一コイル２ｆおよび第二コイル２ｓの各々に備わる。第一コイル２ｆの第一巻回部２ｉは、第一ミドルコア部３１ｆの外周に配置されている。第一コイル２ｆの第二巻回部２ｅは、第一コイル２ｆの第一巻回部２ｉの外周に配置されている。図２は、説明の便宜上、第一コイル２ｆの第二巻回部２ｅを二点鎖線で示している。第二コイル２ｓの第一巻回部２ｉは、第二ミドルコア部３１ｓの外周に配置されている。第二コイル２ｓの第二巻回部２ｅは、第二コイル２ｓの第一巻回部２ｉの外周に配置されている。第一コイル２ｆおよび第二コイル２ｓが第一巻回部２ｉを有することでターン数が増加する。そのため、リアクトル１はインダクタンスに優れる。第一コイル２ｆの第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅと第二コイル２ｓの第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅの構成は同じである。以下の説明は、代表して第一コイル２ｆの第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅについて行う。
　第一巻回部２ｉの形状は四角筒状である。第一巻回部２ｉの角部は丸められている。第一巻回部２ｉは第一巻線２１で構成されている。第一巻線２１は、第一ミドルコア部３１ｆの外周面に沿うように螺旋状に巻回されている。四角筒状の第一巻回部２ｉは、製造過程で第一巻線２１を第一ミドルコア部３１ｆの外周面に沿って巻回し易いため、製造し易い。各ターンの第一巻線２１の軌跡は各溝部３６に沿っている。第一巻線２１は螺旋溝３７に配置されている。そのため、第一巻線２１の熱を第一ミドルコア部３１ｆに伝え易い。よって、リアクトル１は放熱性に優れる。第一巻回部２ｉのターン数と螺旋溝３７のターン数とは同じである。第一巻回部２ｉのターン数は、第二巻回部２ｅのターン数よりも少ない。第一巻回部２ｉのターン数が少ないことで、螺旋溝３７のターン数が少ない。そのため、磁路面積の減少を抑制できる。第一巻回部２ｉのピッチは適宜選択できる。ピッチは、第一巻線２１の幅に沿ったターン間の間隔である。ピッチは、第一巻線２１の幅と同じでもよいし、第一巻線２１の幅よりも小さくても大きくてもよい。
　第二巻回部２ｅの形状は四角筒状である。第二巻回部２ｅの角部は丸められている。第二巻回部２ｅの形状が四角筒状であることで、第二巻回部２ｅが同じ断面積の円形筒状である場合に比較して、第二巻回部２ｅと設置対象との接触面積を大きくし易い。そのため、第二巻回部２ｅの熱が設置対象に伝わり易い。その上、第二巻回部２ｅを設置対象に安定して設置し易い。第二巻回部２ｅは第二巻線２２で構成されている。第二巻線２２は、第一巻回部２ｉおよび第一ミドルコア部３１ｆの外周面に沿うように巻回されている。第二巻線２２は第一巻線２１と一連の巻線である。即ち、第二巻線２２は、第一巻線２１と接合部のない一本の巻線である。第二巻回部２ｅのターン間には実質的に隙間が形成されていない。第二巻回部２ｅの隣り合うターン同士は互いに接している。第二巻回部２ｅのターン数が第一巻回部２ｉのターン数よりも多いことで、第二巻回部２ｅの一部を第一ミドルコア部３１ｆの畝部３８に接触させられる。そのため、第二巻回部２ｅの熱も第一ミドルコア部３１ｆに伝わり易い。
　第一巻線２１および第二巻線２２は公知の巻線を利用できる。本実施形態の第一巻線２１および第二巻線２２は被覆平角線である。被覆平角線は、溝部３６に配置され易いため、第一巻線２１と溝部３６とを接触させ易い。そのため、第一巻線２１の熱が第一ミドルコア部３１ｆに伝わり易い。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２ｉおよび第二巻回部２ｅは、被覆平角線をフラットワイズ巻きされてなる。フラットワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅは、エッジワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅに比較して、被覆平角線を曲げ易いため作製され易い。
　第一巻回部２ｉは、第一巻線２１を第一ミドルコア部３１ｆの螺旋溝３７に沿わせながら巻回することで作製される。第二巻回部２ｅは、第二巻線２２を第一ミドルコア部３１ｆおよび第一巻回部２ｉの外周面に沿わせながら巻回することで作製される。第一巻線２１は、第一ミドルコア部３１ｆの第一の端部から第二の端部に向かって巻回される。第二巻線２２は、第二の端部から第一の端部に向かって巻回される。第一巻線２１と第二巻線２２とは、第二の端部においてつながっている。
　《その他の実施形態》
　実施形態１とは異なる実施形態２から実施形態６のリアクトルを説明する。実施形態２から実施形態６の説明は、実施形態１との相違点を中心に行う。実施形態１と同様の構成の説明は省略することもある。
　《実施形態２》
　図７に示すように、実施形態２のリアクトルとして、第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅは被覆平角線がエッジワイズ巻きされて構成されていてもよい。第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅの軸に沿った方向の長さが一定の場合、エッジワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅは、フラットワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅに比較して、ターン数を多くし易い。第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅのターン数が一定の場合、エッジワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅは、フラットワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅに比較して、軸に沿った方向の長さを短くし易い。そのため、エッジワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅは、フラットワイズ巻きされた第一巻回部２ｉおよび第二巻回部２ｅに比較して、小型化し易い。本実施形態では、各溝部３６の幅は、第一巻線２１の厚さと同様である。各溝部３６の深さは、第一巻線２１の幅と同じである。なお、各溝部３６の深さは、第一巻線２１の幅よりも小さくても大きくてもよい。
　《実施形態３》
　図８に示すように、実施形態３のリアクトルとして、各溝部３６の輪郭形状はＵ字状であり、第一巻線２１および第二巻線２２は丸線であってもよい。各溝部３６の幅および深さは、第一巻線２１の直径と同様である。
　《実施形態４》
　図９に示すように、実施形態４のリアクトルとして、各溝部３６の輪郭形状はＶ字状であり、第一巻線２１および第二巻線２２は丸線であってもよい。各溝部３６の開口幅は、第一巻線２１の直径よりも大きく、各溝部３６の深さは、第一巻線２１の直径よりも大きい。
　《実施形態５》
　図１０、図１１に示すように、実施形態５のリアクトルとして、コア部３０は、コア本体部３０ａと、コア本体部３０ａの外周面に沿って設けられた絶縁部３０ｂとを備えていてもよい。絶縁部３０ｂによって、コア本体部３０ａとコイル２との間の絶縁性が高くなり易い。コア本体部３０ａは、上述した成形体または積層体で構成されている。絶縁部３０ｂは、例えば上述した複合材料の成形体の樹脂と同様の樹脂で構成されている。本実施形態のコア本体部３０ａと絶縁部３０ｂとは一体化されている。本実施形態とは異なり、コア本体部３０ａと絶縁部３０ｂとは互いに独立していてもよい。
　本実施形態のコア本体部３０ａは四角柱状である。コア本体部３０ａの外周面は、四つの平面と四つの角部とで構成されている。
　図１０に示すように、コア本体部３０ａの四つの平面のうち少なくとも一つの平面は、コア本体部３０ａの軸に沿った方向に並んだ複数の溝部３１８を有していてもよい。図示を省略するものの、コア本体部３０ａの四つの平面のうち複数の溝部３１８が設けられた平面に対して向かい合う平面も複数の溝部３１８を有していてもよい。更に、コア本体部３０ａの残り二つの平面も複数の溝部３１８を有していても良い。更に、コア本体部３０ａの四つの角部も複数の溝部３１８を有していても良い。コア本体部３０ａの外周面は、コア本体部３０ａと同軸状に設けられた一つの螺旋溝３１９を有していてもよい。
　図１０に示すように、絶縁部３０ｂは、上述した複数の溝部３６が設けられた第一平面３５を有する。絶縁部３０ｂの第一平面３５は、コア本体部３０ａの四つの平面のうち複数の溝部３１８が設けれた平面を覆うように設けられている。各溝部３６は各溝部３１８に沿っている。絶縁部３０ｂは、図示を省略するものの、コア本体部３０ａの四つの角部を覆うように設けられていてもよい。コア本体部３０ａの角部にも複数の溝部３１８が設けられている場合、絶縁部３０ｂのうちコア本体部３０ａの角部を覆う箇所も複数の溝部３６を有している。絶縁部３０ｂの角部の各溝部３６はコア本体部３０ａの角部の各溝部３１８に沿っている。絶縁部３０ｂは、コア本体部３０ａの外周面の全周を覆うように設けられていてもよい。絶縁部３０ｂの外周面は、上述した一つの螺旋溝３７を有していてもよい。螺旋溝３７は、絶縁部３０ｂと同軸状に設けられている。絶縁部３０ｂの螺旋溝３７は、コア本体部３０ａの螺旋溝３１９に沿っている。
　図１０に示す例とは異なり、図１１に示すように、コア本体部３０ａの四つの平面および四つの角部はいずれも、複数の溝部３１８を有していなくてもよい。即ち、コア本体部３０ａは螺旋溝３１９を有していなくてもよい。絶縁部３０ｂにおける複数の溝部３６が設けられた第一平面３５はコア本体部３０ａの平面を覆うように設けられている。絶縁部３０ｂの外周面は一つの螺旋溝３７を有していてもよい。
　《実施形態６》
　図示は省略するものの、実施形態６のリアクトルとして、磁性コアは、ミドルコア部、第一サイドコア部、第二サイドコア部、第一エンドコア部、および第二エンドコア部を有していてもよい。ミドルコア部と第一サイドコア部と第二サイドコア部とは、互いの軸に沿った方向が平行となるように並べて配置されている。第一サイドコア部と第二サイドコア部との間にミドルコア部が配置されている。第一サイドコア部は、ミドルコア部の第一端面、第一サイドコア部の第一端面、および第二サイドコア部の第一端面に向かい合って配置されている。第二サイドコア部は、ミドルコア部の第二端面、第一サイドコア部の第二端面、および第二サイドコア部の第二端面に向かい合って配置されている。
　磁性コアは、例えば、Ｅ字状の第一コア片とＩ字状の第二コア片との組み合わせ、またはＵ字状の第一コア片とＴ字状の第二コア片との組み合わせによって構成できる。Ｅ字状の第一コア片は、ミドルコア部、第一サイドコア部、第二サイドコア部、および第一エンドコア部が一体の成形体または積層体である。Ｉ字状の第二コア片は、第二エンドコア部によって構成されている。Ｕ字状の第一コア片は、第一サイドコア部、第二サイドコア部、および第一エンドコア部が一体の成形体または積層体である。Ｔ字状の第二コア片は、ミドルコア部および第二エンドコア部が一体の成形体または積層体である。
　本実施形態では、実施形態１で説明したコア部３０が第一サイドコア部および第二サイドコア部の各々を構成していてもよい。上述した第一コイル２ｆは、第一サイドコア部の外周に配置され、上述した第二コイル２ｓは、第二サイドコア部の外周に配置されていてもよい。第一コイル２ｆおよび第二コイル２ｓは、互いに独立していてもよい。
　《実施形態７》
　〔コンバータ・電力変換装置〕
　実施形態１から実施形態６のいずれかのリアクトル１は、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件は次の通りである。最大直流電流は例えば１００Ａ以上１０００Ａ以下程度である。平均電圧は例えば１００Ｖ以上１０００Ｖ以下程度である。使用周波数は例えば５ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度である。実施形態１から実施形態６のいずれかのリアクトル１は、代表的には電気自動車、ハイブリッド自動車、または燃料電池自動車などの車両１２００に載置されるコンバータの構成部品や、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できる。
　車両１２００は、図１２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相交流モータである。モータ１２２０は、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１２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、コンバータ１１１０と、インバータ１１２０とを有する。コンバータ１１１０は、メインバッテリ１２１０に接続される。インバータ１１２０は、コンバータ１１１０に接続される。インバータ１１２０は、直流と交流との相互変換を行う。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に給電する。インバータ１１２０は、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１３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とを備える。コンバータ１１１０は、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１から実施形態６のいずれかのリアクトル１を備える。リアクトル１を備える電力変換装置１１００およびコンバータ１１１０は、大型化することなく放熱性の向上が期待できる。
　車両１２００は、コンバータ１１１０の他、給電装置用コンバータ１１５０と補機電源用コンバータ１１６０とを備える。給電装置用コンバータ１１５０は、メインバッテリ１２１０に接続されている。補機電源用コンバータ１１６０は、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とに接続されている。補機電源用コンバータ１１６０は、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する。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１から実施形態６のいずれかのリアクトル１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１から実施形態６のいずれかのリアクトル１などを利用することもできる。
　本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　リアクトル
　２　コイル、２ｆ　第一コイル、２ｓ　第二コイル
　２ｉ　第一巻回部、２ｅ　第二巻回部
　２１　第一巻線、２２　第二巻線
　３　磁性コア、３０　コア部
　３０ａ　コア本体部、３０ｂ　絶縁部
　３１ｆ　第一ミドルコア部、３１ｓ　第二ミドルコア部
　３１８　溝部、３１９　螺旋溝
　３３ｆ　第一エンドコア部、３３ｓ　第二エンドコア部
　３５　第一平面、３６　溝部、３７　螺旋溝、３８　畝部
　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

Claims (14)

  1. 　角柱状に構成されたコア部を有する磁性コアと、
    　前記コア部の外周に配置された第一巻回部、および前記第一巻回部の外周に配置された第二巻回部を有するコイルと、を備え、
    　前記第一巻回部は、前記コア部の外周面に沿うように螺旋状に巻回された第一巻線で構成されており、
    　前記第二巻回部は、前記第一巻回部の外周面に沿うように巻回された第二巻線で構成されており、
    　前記第一巻線と前記第二巻線とは、一連の巻線であり、
    　前記第一巻回部のターン数は、前記第二巻回部のターン数よりも少なく、
    　前記コア部の外周面は、前記コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含み、
    　前記第一巻回部の各ターンにおける前記第一巻線の一部が前記複数の溝部の各々に配置されている、
    リアクトル。
  2. 　前記コア部の外周面は、前記コア部と同軸状に設けられた螺旋溝を有し、
    　前記複数の溝部の各々は、前記螺旋溝の一部を構成しており、
    　前記第一巻回部の全てのターンにおける前記第一巻線が前記螺旋溝に配置されている、請求項１に記載のリアクトル。
  3. 　前記複数の溝部の各々の深さは、前記第一巻線の断面における前記深さの方向に沿った長さと同じである、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
  4. 　前記複数の溝部の各々の深さは、前記第一巻線の断面における前記深さの方向に沿った長さよりも小さい、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
  5. 　前記複数の溝部の各々の深さは、前記第一巻線の断面における前記深さの方向に沿った長さよりも大きい、請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
  6. 　前記第一巻線および前記第二巻線は平角線であり、
    　前記コア部の軸に沿って切断した前記複数の溝部の各々の断面形状は矩形状である、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. 　前記第一巻回部および前記第二巻回部は、前記平角線がフラットワイズ巻きされてなる、請求項６に記載のリアクトル。
  8. 　前記第一巻回部および前記第二巻回部は、前記平角線がエッジワイズ巻きされてなる、請求項６に記載のリアクトル。
  9. 　前記コア部は四角柱状であり、
    　前記第一巻回部および前記第二巻回部は四角筒状である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。
  10. 　前記コア部は、
    　　磁性材料を主体とするコア本体部と、
    　　前記コア本体部の外周面に沿って設けられた絶縁部と、を備え、
    　前記複数の溝部は前記絶縁部に設けられている、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のリアクトル。
  11. 　角柱状のコア部を有し、
    　前記コア部の外周面は、前記コア部の軸に沿った方向に並んだ複数の溝部を有する第一平面を含む、
    磁性コア。
  12. 　前記コア部の外周面は、前記コア部と同軸状に設けられた螺旋溝を有し、
    　前記複数の溝部の各々は、前記螺旋溝の一部を構成している、請求項１１に記載の磁性コア。
  13. 　請求項１から請求項１０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。
  14. 　請求項１３に記載のコンバータを備える、
    電力変換装置。
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