(57)【要約】【課題】小容積（小型）でありながらも、永久磁石の磁石長を長くすることが可能なリアクトルを提供する。【解決手段】Ｅ型の第１コア１０１と、脚部１１６の下端側から上端側途中まで巻回されるコイル１６と、脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂ間で且つコイル１６の上面側に配置され、脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂ間を磁気的に接続する第２コア１０２ａ、１０２ｂと、を有するリアクトル本体部１２を囲む仮想外接直方体１４内の空間中に、脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂの上端側に隣接して、且つコイル１６の上面側に配置され、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂを用いてコイル１６が発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生するバイアス磁束発生部２１、２２を備える。【選択図】図３
2010283283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部と、この胴部から上方に延びる少なくとも２つの脚部と、を有する第１コアと、
前記脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、
前記脚部間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記脚部間を磁気的に接続する第２コアと、
を有するリアクトル本体部と、
前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記脚部の上端側に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生するバイアス磁束発生部と、
を備えることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１記載のリアクトルにおいて、
前記リアクトル本体部は、
胴部と、この胴部から上方に延びる両外脚部と中脚部とを有するＥ型の第１コアと、
前記中脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、
一方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、一方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する一方の第２コアと、他方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、他方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する他方の第２コアと、
を有し、
前記バイアス磁束発生部は、第１及び第２バイアス磁束発生部から構成され、該第１及び第２バイアス磁束発生部は、
前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部と前記中脚部の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する
ことを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項２記載のリアクトルにおいて、
前記第１及び第２バイアス磁束発生部は、
それぞれ、前記両外脚部に磁気的に接続される両外側の第３コアと、この両外側の第３コアの内側に配置され前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第１及び第２磁石と、これら第１及び第２磁石間に配置される中央の第３コアと、を同軸上に配置した
構成にされていることを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項１記載のリアクトルにおいて、
前記リアクトル本体部は、
胴部と、この胴部から上方に延びる両外脚部とを有するＵ型の第１コアと、
前記両外脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、
前記両外脚部の内側面間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記両脚部を磁気的に接続する第２コアと、を有し、
前記バイアス磁束発生部は、
前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部のそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する
ことを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
請求項４記載のリアクトルにおいて、
前記バイアス磁束発生部は、
前記両外脚部の両外側面側に磁気的に接続され、かつコイルの上面に沿って配置される両第３コアと、この両第３コアの対向面両端間で、かつ前記コイルの上面に沿って配置され、それぞれ前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第１及び第２磁石と、
を有することを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力変換を行うスイッチング電源に用いて好適なリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＤＣ／ＤＣコンバータ等のスイッチング電源には、エネルギの蓄積と放出を繰り返すリアクトルが用いられている。
【０００３】
例えば、図１２に示すように、特許文献１に示されたリアクトル１は、胴部から上方に延びる中脚部に対して磁気的空隙４を形成するために長さが短くされた両外脚部を有するＥ型コア２とＩ型コア３とを一対の前記磁気的空隙４（該磁気的空隙４には絶縁体を配している。）を介して対向させ閉鎖磁気回路を構成したコア構造体５と、Ｅ型コア２の中脚部に巻回したコイル６と、前記コア構造体５の外側面側であって一対の磁気的空隙４の両外側面側にそれぞれ板状の永久磁石７及びコア８（バックヨーク）を有するバイアス磁束発生部９と、から構成されている。
【０００４】
永久磁石７は、板の長さ方向（図１２中、上下方向）及び板厚方向のおのおのに片側二極となるように着磁され、対向するもの同士が同極性になるように、Ｎ極とＳ極が入れ代わる中性線を磁気的空隙４の中心線と一致させて設けてある。
【０００５】
このように構成したリアクトル１では、永久磁石７が形成する破線で示すバイアス磁束φｍとコイル６が形成する実線で示す主磁束φｃが、Ｅ型コア２とＩ型コア３内で互いに逆向きに流れ、かつ永久磁石７が形成するバイアス磁束φｍが磁気的空隙４をバイパスしてコア８内を流れる。
【０００６】
このリアクトル１では、コイル６が形成する主磁束φｃが、永久磁石７内を通らないので永久磁石７が減磁することがなく、永久磁石７が形成するバイアス磁束φｍとコイル６が形成する磁束φｃが逆方向になり打ち消し合うのでコア構造体５の内部で磁束が減少する結果、バイアス磁束発生部９が存在しない場合に比べてコア構造体５（の断面積）を小さくすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３１６０４９号公報（［０００９］、［００１０］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記従来技術に係るリアクトル１を搭載しようとする装置のリアクトル搭載用スペースによっては、厚みの薄い永久磁石７を使用してリアクトル１の省スペース化（省容積化）を図る必要がある。
【０００９】
この場合、上記従来技術に係るリアクトル１では、コイル６が形成する主磁束φｃの一部が、Ｉ型コア３の外側面側から永久磁石７、コア８、及び永久磁石７を通じてＥ型コア２の両脚部に流れる磁路が形成されるので、主磁束φｃの一部が永久磁石７を通過することになり永久磁石７を減磁させてしまうという問題がある。
【００１０】
永久磁石７を減磁させないようにするためには、永久磁石７の磁気抵抗を高くすることが考えられるが、磁気抵抗を高くするためには、永久磁石７の板厚を厚くして磁石長を長くしなければならない。
【００１１】
しかしながら、上記従来技術に係る構造のリアクトル１では、永久磁石７の磁石長を長くすると、リアクトルが大型化してしまう（容積が大きくなってしまう）という問題が顕在化する。
【００１２】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、小容積（小型）でありながらも、永久磁石（なお、この明細書において、永久磁石を単に磁石ともいう。）の磁石長を長くすることが可能なリアクトルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。
【００１４】
この発明に係るリアクトルは、以下の特徴（１）〜（５）を備える。
【００１５】
（１）例えば、図３（図９）に示すように、胴部１１２（１１２Ａ）と、この胴部１１２（１１２Ａ）から上方に延びる少なくとも２つの脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂ（１１４Ａ、１１４Ｂ）と、を有する第１コア１０１（１０１Ａ）と、前記脚部１１６（１１４Ａ、１１４Ｂ）の下端側から上端側途中まで巻回されるコイル１６（１６Ａ、１６Ｂ）と、前記脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂ（１１４Ａ、１１４Ｂ）間で且つ前記コイル１６（１６Ａ、１６Ｂ）の上面側に配置され、前記脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂ（１１４Ａ、１１４Ｂ）間を磁気的に接続する第２コア１０２ａ、１０２ｂ（１０２Ａ）と、を有するリアクトル本体部１２（１２Ａ）と、前記リアクトル本体部１２（１２Ａ）を囲む仮想外接直方体１４（１４Ａ）内の空間中に、前記脚部１１４ａ、１１６、１１４ｂ（１１４Ａ、１１４Ｂ）の上端側に隣接して、且つ前記コイル１６（１６Ａ、１６Ｂ）の上面側に配置され、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂ（２０１Ａ、３０１Ａ）を用いて前記コイル１６（１６Ａ、１６Ｂ）が発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍを発生するバイアス磁束発生部２１、２２（２１Ａ）と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
この特徴（１）を備える発明によれば、第１コアと、該第１コアの脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、前記脚部間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記脚部間を磁気的に接続する第２コアと、を有するリアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記脚部の上端側に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生するバイアス磁束発生部を備えるように構成したので、リアクトルとして小容積（小型）でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。
【００１７】
（２）上記の特徴（１）を備えるリアクトルにおいて、例えば、図３に示すように、前記リアクトル本体部は、胴部と、この胴部から上方に延びる両外脚部と中脚部とを有するＥ型の第１コア１０１と、前記中脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、一方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、一方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する一方の第２コアと、他方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、他方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する他方の第２コアと、を有し、前記バイアス磁束発生部は、第１及び第２バイアス磁束発生部から構成され、該第１及び第２バイアス磁束発生部は、前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部と前記中脚部の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生することを特徴とする。
【００１８】
この特徴（２）を備える発明によれば、Ｅ型の第１コアと、該第１コアの中脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、一方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、一方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する一方の第２コアと、他方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、他方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する他方の第２コアと、を有するリアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部と前記中脚部の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第１及び第２バイアス磁束発生部を備えるように構成したので、リアクトルとして小容積（小型）でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。
【００１９】
（３）上記の特徴（２）を備える発明において、前記第１及び第２バイアス磁束発生部は、それぞれ、前記両外脚部に磁気的に接続される両外側の第３コアと、この両外側の第３コアの内側に配置され前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第１及び第２磁石と、これら第１及び第２磁石間に配置される中央の第３コアと、を同軸上に配置した構成にすることができる。
【００２０】
（４）上記の特徴（１）を備えるリアクトルにおいて、例えば、図９に示すように、前記リアクトル本体部は、胴部と、この胴部から上方に延びる両外脚部とを有するＵ型の第１コア１０１Ａと、前記両外脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、前記両外脚部の内側面間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記両脚部を磁気的に接続する第２コアと、を有し、前記バイアス磁束発生部は、前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部のそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生することを特徴とする。
【００２１】
この特徴（４）を備える発明によれば、Ｕ型の第１コアと、該第１コアの両外脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、前記両外脚部の内側面間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記両脚部を磁気的に接続する第２コアと、を有するリアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部のそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生するバイアス磁束発生部を備えるように構成したので、リアクトルとして小容積（小型）でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。
【００２２】
（５）上記の特徴（４）を備える発明において、前記バイアス磁束発生部は、前記両外脚部の両外側面側に磁気的に接続され、かつコイルの上面に沿って配置される両第３コアと、この両第３コアの対向面両端間で、かつ前記コイルの上面に沿って配置され、それぞれ前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第１及び第２磁石と、を有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に係るリアクトルによれば、リアクトルとして小容積（小型）でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１実施例に係る外鉄型のリアクトルの分解斜視図である。
【図２】外鉄型のリアクトルを構成するリアクトル本体部の斜視図である。
【図３】外鉄型のリアクトルの斜視図である。
【図４】図４Ａはリアクトルの平面図、図４Ｂは図４ＡにおけるリアクトルのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図、図４Ｃは図４ＡにおけるリアクトルのＩＶＣ−ＩＶＣ線断面図である。
【図５】コイルにより発生する主磁束の磁路の説明図である。
【図６】図６Ａはリアクトルの平面図に主磁束とバイアス磁束を描いた説明図、図６Ｂはリアクトルの断面図に主磁束とバイアス磁束を描いた説明図、図６Ｃはリアクトルの他の断面図に主磁束とバイアス磁束を描いた説明図である。
【図７】この発明の第２実施例に係る内鉄型のリアクトルの分解斜視図である。
【図８】内鉄型のリアクトルを構成するリアクトル本体部の斜視図である。
【図９】内鉄型のリアクトルの斜視図である。
【図１０】図１０Ａはリアクトルの平面図、図１０Ｂは図１０ＡにおけるリアクトルのＸＢ−ＸＢ線断面図、図１０Ｃは図１０ＡにおけるリアクトルのＸＣ−ＸＣ線断面図である。
【図１１】図１１Ａはリアクトルの平面図に主磁束とバイアス磁束を描いた説明図、図１１Ｂはリアクトルの断面図に主磁束とバイアス磁束を描いた説明図、図１１Ｃはリアクトルの他の断面図に主磁束とバイアス磁束を描いた説明図である。
【図１２】従来技術に係るリアクトルの主磁束とバイアス磁束の磁路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、外鉄型の第１実施例に係るリアクトル１０の分解斜視図、図２は、リアクトル１０を構成するリアクトル本体部１２の斜視図、図３は、リアクトル１０の斜視図である。
【００２７】
この第１実施例に係るリアクトル１０は、基本的には、図２に示すリアクトル本体部１２と、このリアクトル本体部１２に外接する２点鎖線で示す仮想外接直方体１４（図２、図３参照）の空間部内に配置される第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２（図１、図３参照）とから構成される。
【００２８】
リアクトル本体部１２は、Ｅ型の第１コア１０１と、後述する主磁束φｃを発生する角筒状のコイル１６と、Ｉ型の一方の第２コア１０２ａと、Ｉ型の他方の第２コア１０２ｂとから構成される。なお、各コアは、例えば、鋼板を積層して構成される。
【００２９】
Ｅ型の第１コア１０１は、胴部１１２と、この胴部１１２から上方に延びる両外脚部１１４ａ、１１４ｂと中脚部１１６とを有して構成される。
【００３０】
コイル１６は、中脚部１１６の下端側から中脚部１１６の上端側途中まで巻回されている。
【００３１】
図２に示すように、前記一方の第２コア１０２ａは、一方の外脚部１１４ａの内側面と中脚部１１６の対向面との間で且つコイル１６の上面側に配置され、一方の外脚部１１４ａと中脚部１１６とを磁気的空隙１２１、１２２を介して磁気的に接続する。
【００３２】
同様に、前記他方の第２コア１０２ｂは、他方の外脚部１１４ｂの内側面と中脚部１１６の対向面との間で且つコイル１６の上面側に配置され、他方の外脚部１１４ｂと中脚部１１６とを磁気的空隙１２３、１２４を介して磁気的に接続する。
【００３３】
ここで、コイル１６によりリアクトル本体部１２に形成される主磁束φｃについて説明する。
【００３４】
図４Ａはリアクトル１０の平面図、図４Ｂはリアクトル１０のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図、図４Ｃはリアクトル１０のＩＶＣ−ＩＶＣ線断面図である。
【００３５】
図５は、図４Ｂのリアクトル１０のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図に主磁束φｃを描いた説明図である。
【００３６】
この図５に示すように、主磁束φｃは、図５中、左側に描いた閉磁路（Ｅ型の第１コア１０１の胴部１１２から一方の外脚部１１４ａ、磁気的空隙１２１、一方の第２コア１０２ａ、磁気的空隙１２２、及び中脚部１１６を経て胴部１１２に戻る経路）と、右側に描いた閉磁路（Ｅ型の第１コア１０１の胴部１１２から他方の外脚部１１４ｂ、磁気的空隙１２４、他方の第２コア１０２ｂ、磁気的空隙１２３、及び中脚部１１６を経て胴部１１２に戻る経路）と、に形成される。
【００３７】
図５を参照して説明したように、コイル１６によりリアクトル１０に主磁束φｃが形成される。そして、この主磁束φｃにより形成される閉磁路中には、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂが存在しない。
【００３８】
次に、第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２は、図３に示すように、リアクトル本体部１２を囲む仮想外接直方体１４内の空間中に、両外脚部１１４ａ、１１４ｂと中脚部１１６のそれぞれの上端側の正面側と裏面側に隣接して、且つコイル１６の上面側にそれぞれ配置される。
【００３９】
第１バイアス磁束発生部２１は、両外脚部１１４ａ、１１４ｂに磁気的に接続される両外側のＩ型の第３コア１０３ａ、１０３ｂと、この両外側の第３コア１０３ａ、１０３ｂの内側に配置され、後述するように、コイル１６が発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍを発生するＩ型の第１及び第２磁石２０１ａ、２０１ｂと、これら第１及び第２磁石２０１ａ、２０１ｂ間に配置される中央のＩ型の第３コア１０３ｃと、を同軸上に配置した構成になっている。
【００４０】
同様に、第２バイアス磁束発生部２２は、両外脚部１１４ａ、１１４ｂに磁気的に接続される両外側のＩ型の第３コア２０３ａ、２０３ｂと、この両外側の第３コア２０３ａ、２０３ｂの内側に配置され、後述するように、コイル１６が発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍを発生するＩ型の第１及び第２磁石３０１ａ、３０１ｂと、これら第１及び第２磁石３０１ａ、３０１ｂ間に配置される中央のＩ型の第３コア２０３ｃと、を同軸上に配置した構成になっている。
【００４１】
ここで、第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２により形成されるバイアス磁束φｍ１（φｍ１ａ、φｍ１ｂ）、φｍ２（φｍ２ａ、φｍ２ｂ）について詳しく説明する。
【００４２】
理解の便宜のために、Ｅ型の第１コア１０１の胴部１１２と平行する方向をｘ方向（ｘ軸方向）、脚部１１４ａ、１１４ｂ、１１６と平行する方向をｚ方向（ｚ軸方向）、ｘｚ平面と直交する方向をｙ方向（ｙ軸方向）とする直交３軸座標系を設定する。
【００４３】
図６Ａは、リアクトル１０の平面図に、図６Ｂは、リアクトル１０のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図（ハッチングは省略）に、図６Ｃは、リアクトル１０のＩＶＣ−ＩＶＣ線断面図（ハッチングは省略）に、それぞれ、主磁束φｃと、第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２により形成されるバイアス磁束φｍ１（φｍ１ａ、φｍ１ｂ）、φｍ２（φｍ２ａ、φｍ２ｂ）を描いた模式的説明図である。
【００４４】
図６Ａに示すように、第１バイアス磁束発生部２１を構成する第１磁石２０１ａのＮ極から−ｘ方向に発生した点線で示すバイアス磁束φｍ１ａは、第３コア１０３ａに入り方向がｙ方向とされ第３コア１０３ａを通過して外脚部１１４ａに入り、外脚部１１４ａで−ｚ方向とされて、図６Ｂに示すように、外脚部１１４ａを通過して胴部１１２に入り、胴部１１２でｘ方向とされ、胴部１１２の中央部でｚ方向とされ胴部１１２の中央部から中脚部１１６に入り、中脚部１１６を通過して、図６Ａに示すように、方向が−ｙ方向にされて第３コア１０３ｃに入り、この第３コア１０３ｃで方向が−ｘ方向とされて第１磁石２０１ａのＳ極にもどるように流れる。
【００４５】
以下、他のバイアス磁束φｍ１ｂ、φｍ２ａ、及びφｍ２ｂは、同様に理解できるので簡単に説明すると、第１バイアス磁束発生部２１を構成する残りの第２磁石２０１ｂのＮ極からｘ方向に発生したバイアス磁束φｍ１ｂは、図６Ａ〜図６Ｃに示す経路を経て、第２磁石２０１ｂのＳ極にもどる。
【００４６】
同様に、第２バイアス磁束発生部２２を構成する第１磁石３０１ａのＮ極から−ｘ方向に発生した磁束φｍ２ａは、図６Ａ〜図６Ｃに示す経路を経て、第１磁石３０１ａのＳ極にもどり、また、第２バイアス磁束発生部２２を構成する残りの第２磁石３０１ｂのＮ極からｘ方向に発生した磁束φｍ２ｂは、図６Ａ〜図６Ｃに示す経路を経て、第２磁石３０１ｂのＳ極にもどる。
【００４７】
図６Ａ〜図６Ｃ中、主磁束φｃの流れる実線で示した経路は、図５を参照して説明した通りである。
【００４８】
図６Ａ〜図６Ｃから理解されるように、Ｅ型の第１コア１０１とＩ型の第２コア１０２ａ、１０２ｂ中を流れる主磁束φｃの流れに対し、これらＥ型の第１コア１０１とＩ型の第２コア１０２ａ、１０２ｂ中を流れるバイアス磁束φｍ１ａ、φｍ２ａ、φｍ１ｂ、φｍ２ｂの流れは、逆方向になっているので相殺する。この結果、第１コア１０１及び第２コア１０２ａ、１０２ｂ内部での磁束が飽和し難くなるのでリアクトル１０内の磁束密度が減少することから、コアの断面積を小さくでき、リアクトル１０の容積を小型化できる。
【００４９】
磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂは、Ｅ型の第１コア１０１とＩ型の第２コア１０２ａ、１０２ｂにより形成される窓外に設けているので、コイル１６の巻数を多くすることができ、インダクタンスを高くすることができる。
【００５０】
しかも、第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２を構成する磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂの中を主磁束φｃが流れない磁路構成となっているので、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂが減磁することもない。
【００５１】
その上、磁気的な空隙１２１、１２２、１２３、１２４のｘ方向の長さである磁気的空隙長に対して、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂのｘ方向の長さである磁石長が、磁気的空隙長＜＜磁石長の関係となる構成になっているので、磁気バイアス効果を高くすることができる。磁石長が長いので、磁気抵抗が高くなることから、主磁束φｃは、従来技術に比較して、より磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂの中を通り難い。
【００５２】
以上説明したように、第１実施例のリアクトル１０は、胴部１１２と、この胴部１１２から上方に延びる両外脚部１１４ａ、１１４ｂと中脚部１１６とを有するＥ型の第１コア１０１と、中脚部１１６の下端側から上端側途中まで巻回されるコイル１６と、一方の外脚部１１４ａの内側面と中脚部１１６の対向面との間で且つコイル１６の上面側に配置され、一方の外脚部１１４ａと中脚部１１６とを磁気的に接続するＩ型の一方の第２コア１０２ａと、他方の外脚部１１４ｂの内側面と中脚部１１６の対向面との間で且つコイル１６の上面側に配置され、他方の外脚部１１４ｂと中脚部１１６とを磁気的に接続するＩ型の他方の第２コア１０２ｂと、を有するリアクトル本体部１２と、リアクトル本体部１２を囲む仮想外接直方体１４内の空間中に、両外脚部１１４ａと中脚部１１６のそれぞれの上端側の正面側と裏面側に隣接して、且つコイル１６の上面側に配置される第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２と、を備える。
【００５３】
ここで、第１バイアス磁束発生部２１は、両外脚部１１４ａ、１１４ｂに磁気的に接続される両外側のＩ型の第３コア１０３ａ、１０３ｂと、この両外側の第３コア１０３ａ、１０３ｂの内側に配置されコイル１６が発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍ１（φｍ１ａ、φｍ１ｂ）を発生するＩ型の第１磁石２０１ａ、２０１ｂと、これら第１磁石２０１ａ、２０１ｂ間に配置される中央のＩ型の第３コア１０３ｃとを同軸上に配置した構成にされている。
【００５４】
同様に、第２バイアス磁束発生部２２は、両外脚部１１４ａ、１１４ｂに磁気的に接続される両外側のＩ型の第３コア２０３ａ、２０３ｂと、この両外側の第３コア２０３ａ、２０３ｂの内側に配置されコイル１６が発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍ２（φｍ２ａ、φｍ２ｂ）を発生するＩ型の第１及び第２磁石３０１ａ、３０１ｂと、これら第１及び第２磁石３０１ａ、３０１ｂ間に配置される中央のＩ型の第３コア２０３ｃとを同軸上に配置した構成にされている。
【００５５】
この第１実施例によるリアクトル１０によれば、リアクトル本体部１２を囲む仮想外接直方体１４内の空間中に、両外脚部１１４ａ、１１４ｂと中脚部１１６の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つコイル１６の上面側に、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂを用いてコイル１６が発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍ１（φｍ１ａ、φｍ１ｂ）、φｍ２（φｍ２ａ、φｍ２ｂ）を発生する第１及び第２バイアス磁束発生部２１、２２を備えるように構成したので、リアクトル１０として小容積（小型）でありながらも、磁石２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂの磁石長を長くすることができる。
【００５６】
換言すれば、仮想外接直方体１４が、リアクトル１０を収容するケースの大きさとなり、このケースにリアクトル本体部１２を収納した場合に形成されるデッドスペース（利用できていない空間）に、バイアス磁束発生部２１、２２を収納するようにしたので、磁石長を十分に確保しつつリアクトル１０のサイズの増加を防いだリアクトル１０を作成することができる。
【００５７】
図７は、Ｕ型の第１コア１０１Ａを用いた内鉄型の第２実施例に係るリアクトル１０Ａの分解斜視図、図８は、リアクトル１０Ａを構成するリアクトル本体部１２Ａの斜視図、図９は、リアクトル１０Ａの斜視図である。なお、第２実施例に係る内鉄型のリアクトル１０Ａの構成並びに作用は、上述した第１実施例に係る外鉄型のリアクトル１０の構成並びに作用と基本的には同様であるので以下簡潔に説明する。
【００５８】
第２実施例に係るリアクトル１０Ａは、基本的には、図８に示すリアクトル本体部１２Ａと、このリアクトル本体部１２Ａに外接する２点鎖線で示す仮想外接直方体１４Ａ（図８、図９参照）の空間部内に配置されるバイアス磁束発生部２１Ａ（図７、図９参照）とから構成される。
【００５９】
リアクトル本体部１２Ａは、図８に示すように、Ｕ型の第１コア１０１Ａと、後述する主磁束φｃを発生する角筒状のコイル１６Ａ、１６Ｂと、Ｉ型の第２コア１０２Ａとから構成される。なお、各コアは、例えば、鋼板を積層して構成される。
【００６０】
Ｕ型の第１コア１０１Ａは、胴部１１２Ａと、この胴部１１２Ａから上方に延びる両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂとを有して構成される。
【００６１】
コイル１６Ａ、１６Ｂは、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂの下端側から上端側途中まで巻回されている。
【００６２】
第２コア１０２Ａは、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂ間で且つコイル１６Ａ、１６Ｂの隣接部上面側に配置され、外脚部１１４Ａと外脚部１１４Ｂａとを磁気的空隙１２１Ａ、１２１Ｂを介して磁気的に接続する。
【００６３】
バイアス磁束発生部２１Ａは、リアクトル本体部１２Ａを囲む仮想外接直方体１４Ａ内の空間中に、４角形リング状の形状として配置され、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂの両外側面側に磁気的に接続され、且つコイル１６Ａ、１６Ｂの上面に延びて配置されるＩ型の両第３コア１０３Ａ、１０３Ｂと、この両第３コア１０３Ａ、１０３Ｂの対向面両端間で、且つコイル１６Ａ、１６Ｂの上面に沿って配置され、それぞれコイル１６Ａ、１６Ｂが発生する主磁束φｃに対して、後述するように、逆向きのバイアス磁束φｍ１、φｍ２を発生するＩ型の第１及び第２磁石２０１Ａ、３０１Ａと、を有する。
【００６４】
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、第２実施例のリアクトル１０Ａの構成をより明確にするために描いた図であり、図１０Ａはリアクトル１０Ａの平面図、図１０Ｂはリアクトル１０ＡのＸＢ−ＸＢ線断面図、図１０Ｃはリアクトル１０ＡのＸＣ−ＸＣ線断面図である。
【００６５】
次に、コイル１６Ａ、１６Ｂにより形成される主磁束φｃ、及びバイアス磁束発生部２１Ａにより形成されるバイアス磁束φｍ１、φｍ２について説明する。
【００６６】
この第２実施例においても、理解の便宜のために、Ｕ型の第１コア１０１Ａの胴部１１２Ａと平行する方向をｘ方向（ｘ軸方向）、脚部１１４Ａ、１１４Ｂと平行する方向をｚ方向（ｚ軸方向）、ｘｚ平面と直交する方向をｙ方向（ｙ軸方向）とする直交３軸座標系を設定する。
【００６７】
図１１Ａは、リアクトル１０Ａの平面図に、図１１Ｂは、リアクトル１０ＡのＸＢ−ＸＢ線断面図（ハッチングは省略）に、図１１Ｃは、リアクトル１０ＡのＸＣ−ＸＣ線断面図（ハッチングは省略）に、それぞれ、主磁束φｃと、バイアス磁束発生部２１Ａにより形成されるバイアス磁束φｍ１、φｍ２を描いた模式的説明図である。
【００６８】
実線で示す主磁束φｃは、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、Ｕ型の第１コア１０１Ａの胴部１１２Ａから一方の脚部１１４Ａ、磁気的空隙１２１Ａ、第２コア１０２Ａ、磁気的空隙１２１Ｂ、及び脚部１１４Ｂを経て胴部１１２Ａに戻る経路の閉磁路を形成する。
【００６９】
この場合、コイル１６Ａ、１６Ｂによりリアクトル１０Ａに主磁束φｃが形成される。そして、この主磁束φｃにより形成される閉磁路中には、磁石２０１Ａ及び３０１Ａが存在しない。
【００７０】
点線で示すバイアス磁束φｍ１、φｍ２中、バイアス磁束φｍ１は、図１１Ａに示すように、バイアス磁束発生部２１を構成する第１磁石２０１ＡのＮ極から−ｘ方向に発生する。−ｘ方向に発生したバイアス磁束φｍ１は、一方の第３コア１０３Ａに入り方向が−ｘ方向からｙ方向にされ、さらに第３コア１０３Ａの中間部で−ｘ方向とされ、再び脚部１１４Ａの上端部側に入り、脚部１１４Ａの上端部側で−ｚ方向とされて、図１１Ｂに示すように、脚部１１４Ａを通過して方向を胴部１１２Ａに入り方向がｘ方向とされて胴部１１２Ａを通過し脚部１１４Ｂに入り、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、脚部１１４Ｂでｙ方向とされて脚部１１４Ｂを通過し、脚部１１４Ｂの上端部側で、図１１Ａに示すように、ｘ方向とされて他方の第３コア１０３Ｂに入り方向が−ｙ方向とされて第３コア１０３Ｂを通過し、第１磁石２０１Ａにより−ｘ方向とされ、該第１磁石２０１ＡのＳ極にもどるように流れる。
【００７１】
他のバイアス磁束φｍ２は、同様に理解できるので簡単に説明すると、バイアス磁束発生部２１Ａを構成する残りの第２磁石３０１ＡのＮ極からｘ方向に発生したバイアス磁束φｍ２は、図１１Ａ〜図１１Ｃに示す経路を経て、第２磁石３０１ＡのＳ極にもどる。
【００７２】
図１１Ａ〜図１１Ｃから理解されるように、Ｕ型の第１コア１０１ＡとＩ型の第２コア１０２Ａ中を流れる主磁束φｃの流れに対し、Ｕ型の第１コア１０１Ａ中を流れるバイアス磁束φｍ１、φｍ２の流れは、逆方向になっているので相殺する。この結果、第１コア１０１Ａの磁束が飽和し難くなるのでリアクトル１０Ａ内の磁束密度が減少することから、コアの断面積を小さくでき、リアクトル１０Ａの容積を小型化できる。
【００７３】
第１及び第２磁石２０１Ａ、３０１Ａは、Ｕ型の第１コア１０１ＡとＩ型の第２コア１０２Ａにより形成される窓外に設けているので、コイル１６Ａ、１６Ｂの巻数を多くすることができ、インダクタンスを高くすることができる。
【００７４】
しかも、バイアス磁束発生部２１Ａを構成する第１及び第２磁石２０１Ａ、３０１Ａの中を主磁束φｃが流れない磁路構成となっているので、第１及び第２磁石２０１Ａ、３０１Ａが減磁することもない。
【００７５】
その上、磁気的な空隙１２１Ａ、１２１Ｂのｘ方向の長さである磁気的空隙長に対して、第１及び第２磁石２０１Ａ、３０１Ａのｘ方向の長さである磁石長が、磁気的空隙長＜＜磁石長の関係となる構成になっているので、磁気バイアス効果を高くすることができる。磁石長が長いので、磁気抵抗が高くなることから、主磁束φｃは、従来技術に比較して、より第１及び第２磁石２０１Ａ、３０１Ａの中を通り難い。
【００７６】
以上説明したように、第２実施例のリアクトル１０Ａは、胴部１１２Ａと、この胴部１１２Ａから上方に延びる両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂとを有するＵ型の第１コア１０１Ａと、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂの下端側から上端側途中まで巻回されるコイル１６Ａ、１６Ｂと、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂの内側面間で且つ前記コイル１６Ａ、１６Ｂの上面側に配置され、両脚部１１４Ａ、１１４Ｂを磁気的に接続するＩ型の第２コア１０２Ａと、を有するリアクトル本体部１２Ａと、リアクトル本体部１２Ａを囲む仮想外接直方体１４Ａ内の空間中に、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂのそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つコイル１６Ａ、１６Ｂの上面側に配置され、磁石２０１Ａ、３０１Ａを用いてコイル１６Ａ、１６Ｂが発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φ１ｍ、φ２ｍを発生するバイアス磁束発生部２１Ａと、を備える。
【００７７】
ここで、バイアス磁束発生部２１Ａは、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂの両外側面側に磁気的に接続され、且つコイル１６Ａ、１６Ｂの上面に沿って配置されるＩ型の両第３コア１０３Ａ、１０３Ｂと、この両第３コア１０３Ａ、１０３Ｂの対向面両端間で、且つコイル１６Ａ、１６Ｂの上面に沿って配置され、それぞれコイル１６Ａ、１６Ｂが発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φ１ｍ、φ２ｍを発生する構成にされている。
【００７８】
この第２実施例によるリアクトル１０Ａによれば、リアクトル本体部１２を囲む仮想外接直方体１４内の空間中に、両外脚部１１４Ａ、１１４Ｂのそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つコイル１６Ａ、１６Ｂの上面側に配置され、磁石２０１Ａ、３０１Ａを用いてコイル１６Ａ、１６Ｂが発生する主磁束φｃに対して逆向きのバイアス磁束φｍ１、φｍ２を発生するバイアス磁束発生部２１Ａを備えるように構成したので、リアクトル１０Ａとして小容積（小型）でありながらも、磁石２０１Ａ、３０１Ａの磁石長を長くすることができる。
【００７９】
換言すれば、仮想外接直方体１４Ａが、リアクトル１０Ａを収容するケースの大きさとなり、このケースにリアクトル本体部１２Ａを収納した場合に形成されるデッドスペース（利用できていない空間）に、バイアス磁束発生部２１Ａを収納するようにしたので、磁石長を十分に確保しつつリアクトル１０Ａのサイズの増加を防いだリアクトル１０Ａを作成することができる。
【００８０】
なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８１】
１０、１０Ａ…リアクトル              １２、１２Ａ…リアクトル本体部
１４、１４Ａ…仮想外接直方体          １６、１６Ａ、１６Ｂ…コイル
２１、２２、２１Ａ…バイアス磁束発生部
１０１、１０１Ａ…第１コア
１０２ａ、１０２ｂ、１０２Ａ…第２コア
１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、１０３Ａ、１０３Ｂ…第３コア
１１２、１１２Ａ…胴部
１１４ａ、１１４ｂ、１１６、１１４Ａ、１１４Ｂ…脚部
２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂ、２０１Ａ、３０１Ａ…磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010283283.tif 000011
【図１０】
2010283283.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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