(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の巻層と、
前記第１の巻層と同軸状となるように前記第１の巻層よりも外周側に配置された第２の巻層と、
前記第１の巻層と同軸状となるように前記第１の巻層と前記第２の巻層との間に配置された第３の巻層と、
前記第１の巻層の外周端部および前記第３の巻層の内周端部に接し、かつ周方向の一部に配置された第１のスペーサと、
前記第２の巻層の内周端部および前記第３の巻層の外周端部に接し、かつ周方向の一部に配置された第２のスペーサと、
前記第１の巻層の外周端部から前記第２の巻層の内周端部に亘って配置され、前記第３の巻層の軸方向端部よりも前記軸方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置された第３のスペーサとを備え、
前記第３の巻層の前記軸方向の長さは、前記第１の巻層および前記第２の巻層の各々の前記軸方向の長さよりも短く、
前記第３のスペーサは、前記第１の巻層の軸方向端部および前記第２の巻層の軸方向端部よりも前記軸方向の内側に配置されている、リアクトル。
【請求項２】
前記第１の巻層と同軸状となるように前記第１の巻層より内周側に配置された第４の巻層と、
前記第１の巻層と同軸状となるように前記第２の巻層よりも外周側に配置された第５の巻層と、
前記第４の巻層の外周端部から前記第５の巻層の内周端部に亘って配置され、前記第１の巻層の軸方向端部および前記第２の巻層の軸方向端部の各々よりも前記軸方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置された第４のスペーサとをさらに備え、
前記第４の巻層の前記軸方向の長さおよび前記第５の巻層の前記軸方向の長さは、前記第１の巻層および前記第２の巻層の各々の前記軸方向の長さよりも長く、
前記第４のスペーサは、前記第３のスペーサよりも前記軸方向の外側に配置されている、請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記第４のスペーサは、前記第４の巻層および前記第５の巻層に挟まれた空間から前記軸方向に突出している、請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記第４のスペーサは、前記第４の巻層の軸方向端部および前記第５の巻層の軸方向端部よりも前記軸方向の内側に配置されている、請求項２に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記第１の巻層と同軸状となるように前記第５の巻層の外周側に配置された第６の巻層と、
前記第１の巻層と同軸状となるように前記第６の巻層の外周側に配置された第７の巻層と、
前記第５の巻層の外周端部から前記第７の巻層の内周端部に亘って配置され、前記第６の巻層の軸方向端部よりも前記軸方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置された第５のスペーサとをさらに備え、
前記第７の巻層の前記軸方向の長さは、前記第５の巻層の前記軸方向の長さよりも短い、請求項２または３に記載のリアクトル。
【請求項６】
前記軸方向からみて、前記第３のスペーサは前記第１のスペーサおよび前記第２のスペーサの各々と重なるように配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項７】
径方向からみた断面視において、前記第１の巻層、前記第２の巻層および前記第３の巻層の少なくとも１つの巻層は、前記軸方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項８】
径方向からみた断面視において、前記第１の巻層および前記第２の巻層の各々は、前記軸方向に互いに間隔をあけて配置された前記複数の巻線部を含む、請求項７に記載のリアクトル。
【請求項９】
径方向からみた断面視において、前記第１の巻層、前記第２の巻層および前記第３の巻層の各々は、前記軸方向に互いに間隔をあけて配置された前記複数の巻線部を含む、請求項７に記載のリアクトル。
【請求項１０】
前記第３の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔は、前記第１の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔および前記第２の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔の各々よりも大きい、請求項９に記載のリアクトル。
【請求項１１】
前記第２の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔は、前記第３の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔よりも小さく、
前記第３の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔は、前記第１の巻層に含まれる前記複数の巻線部のうち互いに隣り合う巻線部の前記軸方向の間隔よりも小さい、請求項９に記載のリアクトル。
【請求項１２】
前記複数の巻線部は、前記軸方向の最端部に配置されている第１の巻線部と、前記第１の巻線部よりも前記軸方向の内側に配置されている第２の巻線部とを含み、
前記第１の巻線部の前記軸方向の長さは、前記第２の巻線部の前記軸方向の長さよりも長い、請求項７に記載のリアクトル。
【請求項１３】
径方向からみた断面視において、前記第３のスペーサは、前記第３の巻層の軸方向端部と隙間を隔てて配置されており、
前記第１の巻層の軸方向端部および前記第２の巻層の軸方向端部の各々は、前記第３のスペーサから露出している、請求項１に記載のリアクトル。
【請求項１４】
前記第３のスペーサは、径方向からみた断面視において、前記第３の巻層の一方の軸方向端部側に配置された一方側スペーサ部と、前記第３の巻層の他方の軸方向端部側に配置された他方側スペーサ部とを含む、請求項１に記載のリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、リアクトルに関し、特に、冷却性能を向上可能なリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の静止誘導電気機器として、同心円状に配置された複数の巻層を有する単巻変圧器が知られている。たとえば、特開昭５５−１３８８１６号公報（特許文献１）には、タップ巻線の中央に絶縁物が設置され、巻線どうしの絶縁距離を保つため軸長の異なる巻層を有する単巻変圧器が記載されている。また特開平５−３２６２９３号公報（特許文献２）には、１次コイルと２次コイルの間に絶縁材料からなる複数のスペーサ―を配置することで冷却ダクトが形成された変圧器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５５−１３８８１６号公報
【特許文献２】特開平５−３２６２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  特開平５−３２６２９３号公報に記載の変圧器において、低圧コイルを形成する一の巻層は、高圧コイルを形成する他の巻層に囲まれて形成されている。また巻層はたとえば銅線などの導電性材料を引っぱりながら巻回して形成される。それゆえ巻線には半径方向に沿って中心に向かう応力が加わっている。巻層は発熱体であるため、２つの発熱体同士が近接していると発熱密度が大きくなり、温度上昇しやすい。複数の巻層の中のある一つの巻層の軸方向の長さを短くすると、全体の発熱量が低下し、温度上昇の抑制を図ることができる。しかしながら、仮に外側の巻層の軸方向の長さが内側の巻層の軸方向の長さよりも長いと、リアクトルの径方向から見て巻層同士が重ならない位置において、外側の巻層が応力により内側の巻層の方に接近してくる。結果として、外側の巻層と内側の巻層との間に形成されていた冷却流路が維持できなくなり、冷却性能が低下してしまう。【０００５】  本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却性能を向上可能なリアクトルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るリアクトルは、第１の巻層と、第２の巻層と、第３の巻層と、第１のスペーサと、第２のスペーサと、第３のスペーサとを備える。第２の巻層は、第１の巻層と同軸状となるように第１の巻層よりも外周側に配置されている。第３の巻層は、第１の巻層と同軸状となるように第１の巻層と第２の巻層との間に配置されている。第１のスペーサは、第１の巻層の外周端部および第３の巻層の内周端部に接し、かつ周方向の一部に配置されている。第２のスペーサは、第２の巻層の内周端部および第３の巻層の外周端部に接し、かつ周方向の一部に配置されている。第３のスペーサは、第１の巻層の外周端部から第２の巻層の内周端部に亘って配置され、第３の巻層の軸方向端部よりも軸方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置されている。第３の巻層の軸方向の長さは、第１の巻層および第２の巻層の各々の軸方向の長さよりも短い。第３のスペーサは、第１の巻層の軸方向端部および第２の巻層の軸方向端部よりも軸方向の内側に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、冷却性能を向上可能なリアクトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るリアクトルの構造を説明するための斜視模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るリアクトルの構造を説明するための側面模式図である。
【図３】図２の領域ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。
【図４】図２の領域ＩＶ−ＩＶにおける断面模式図である。
【図５】図２の領域Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るリアクトルの第４のスペーサの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るリアクトルの第３のスペーサの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るリアクトルの第１のスペーサおよび第２のスペーサの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１２】巻層部とスペーサとの関係を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための側面模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係るリアクトルの構造を説明するための斜視模式図である。
【図２０】本発明の実施の形態７に係るリアクトルの構造を説明するための側面模式図である。
【図２１】図２０の領域ＸＸＩ−ＸＸＩにおける断面模式図である。
【図２２】図２０の領域ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける断面模式図である。
【図２３】本発明の実施の形態８に係るリアクトルの構造を説明するための斜視模式図である。
【図２４】本発明の実施の形態８に係るリアクトルの構造を説明するための側面模式図である。
【図２５】図２４の領域ＸＸＶ−ＸＸＶにおける断面模式図である。
【図２６】図２４の領域ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図である。
【図２７】図２４の領域ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図である。
【図２８】本発明の実施の形態９に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【図２９】本発明の実施の形態１０に係るリアクトルの構造を概略的に説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。実施の形態１．  図１〜図８を参照して、本発明の実施の形態１に係るリアクトルの構成について説明する。実施の形態１に係るリアクトルは、第１の巻層１と、第２の巻層２と、第３の巻層３と、第１のスペーサ１１ｂと、第２のスペーサ１１ｃと、第３のスペーサ１３とを主に有している。
【００１０】  図１および図２を参照して、第１の巻層１、第２の巻層２および第３の巻層３の各々は銅線などの巻線を軸Ｘの周りに巻回して形成されたものである。第２の巻層２は、第１の巻層１と同軸状となるように第１の巻層１よりも外周側に配置されている。第３の巻層３は、第１の巻層１と同軸状となるように第１の巻層１と第２の巻層２との間に配置されている。図２を参照して、第１の巻層１の直径は第３の巻層３の直径よりも小さく、第２の巻層２の直径は第３の巻層３の直径よりも大きい。
【００１１】  図３を参照して、第１のスペーサ１１ｂは、第１の巻層１の外周端部１ｏおよび第３の巻層３の内周端部３ｉに接して配置されている。同様に、第２のスペーサ１１ｃは、第２の巻層２の内周端部２ｉおよび第３の巻層３の外周端部３ｏに接して配置されている。第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃは、隣り合う巻層の間に配置されている隣接巻層間スペーサ１１である。第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの各々は、周方向の一部に配置されている。第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの各々は、周方向において等間隔に配置されていてもよい。たとえば、第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの各々は、周方向において６０°間隔で６つ配置されていてもよい。また第１のスペーサ１１ｂの周方向の位置（角度）は、第２のスペーサ１１ｃの周方向の位置（角度）と同じであることが好ましい。隣り合う２つの巻層および隣り合う２つのスペーサに囲まれた空間は、リアクトル１０を冷却するための冷媒が通過する冷却流路２１（図２参照）となる。
【００１２】  図１および図３を参照して、第３のスペーサ１３は、第１の巻層１の外周端部１ｏから第２の巻層２の内周端部２ｉに亘って配置され、かつ第３の巻層３の軸方向端部３ｔよりも軸方向の外側に配置されている。つまり、第３のスペーサ１３は、第３の巻層３を跨いで第１の巻層１の外周端部１ｏから第２の巻層２の内周端部２ｉに亘って配置されている。第３のスペーサ１３は、周方向の一部に配置されている。好ましくは、第３のスペーサ１３は、第３の巻層３の軸方向端部３ｔに接している。第３のスペーサ１３は、第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃと接していてもよい。
【００１３】  またリアクトル１０は、さらに第４の巻層４と、第５の巻層５と、第４のスペーサ１４とを有していてもよい。第４の巻層４は、第１の巻層１と同軸状となるように第１の巻層１より内周側に配置されている。第５の巻層５は、第１の巻層１と同軸状となるように第２の巻層２よりも外周側に配置されている。第４の巻層４と第１の巻層１との間にはスペーサ１１ａが設けられ、第５の巻層５と第２の巻層２との間にはスペーサ１１ｄが設けられている。第４のスペーサ１４は、第４の巻層４の外周端部４ｏから第５の巻層５の内周端部５ｉに亘って配置され、かつ第１の巻層１の軸方向端部１ｔおよび第２の巻層２の軸方向端部２ｔの各々よりも軸方向の外側に配置されている。つまり、第４のスペーサ１４は、第２の巻層２と、第３の巻層３と、第１の巻層１とを跨ぐように配置されている。第４のスペーサ１４は、周方向の一部に配置されている。第４のスペーサ１４は、第１の巻層１の軸方向端部１ｔと、第２の巻層２の軸方向端部２ｔと、第３のスペーサ１３とに接していてもよい。第４のスペーサ１４は、複数のスペーサ１１ａ、１１ｄの各々と接していてもよい。なお、第３のスペーサ１３と第４のスペーサ１４は、軸Ｘ方向から見て、複数の巻層のうち少なくとも１層を跨ぐように配置されたスペーサである。
【００１４】  図２、図３および図４を参照して、第１のスペーサ１１ｂと、第２のスペーサ１１ｃと、第３のスペーサ１３と、第４のスペーサ１４の各々は、軸Ｘを中心とした円の円周の一部に配置されている。それゆえ、図３に示す断面図においては、第１のスペーサ１１ｂと、第２のスペーサ１１ｃと、第３のスペーサ１３と、第４のスペーサ１４とが観察されるが、図４に示す断面図においては、いずれのスペーサも観察されない。好ましくは、第１のスペーサ１１ｂと、第２のスペーサ１１ｃと、第３のスペーサ１３とが、軸Ｘを中心とした円の円周における同じ位置（角度）に配置されている。言い換えれば、軸Ｘ方向からみて、第３のスペーサ１３は第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの各々と重なるように配置されている。さらに好ましくは、第１のスペーサ１１ｂと、第２のスペーサ１１ｃと、第３のスペーサ１３と、第４のスペーサ１４とが、軸Ｘを中心とした円の円周における同じ位置（角度）に配置されている。言い換えれば、軸Ｘ方向からみて、第４のスペーサ１４は、第１のスペーサ１１ｂ、第２のスペーサ１１ｃおよび第３のスペーサ１３の各々と重なるように配置されている。好ましくは、第３の巻層３の軸方向の長さＬ３は、第１の巻層１および第２の巻層２の各々の軸方向の長さＬ１よりも短い。また好ましくは、第１の巻層１および第２の巻層２の各々の軸方向の長さＬ１は、第４の巻層４および第５の巻層５の各々の軸方向の長さＬ５よりも短い。このように、リアクトル１０は、軸方向の長さの異なる複数の巻層が同心円状に配置されて形成されている。
【００１５】  図５を参照して、第４の巻層４は第１の巻層１と、第１の巻層１の端部において接続部２５ａを介して接続されている。また第１の巻層１は第３の巻層３と、第１の巻層１の端端部において接続部２５ｂを介して接続されている。さらに第３の巻層３は第２の巻層２と、第３の巻層３の端部において接続部２５ｃを介して接続されている。さらに第５の巻層５は第２の巻層２と、第２の巻層２の端部において接続部２５ｄを介して接続されている。これにより、本実施の形態１のリアクトル１０は、最内周に配置されている第４の巻層４から第１の巻層１と第３の巻層３と第２の巻層２を通って最外周に配置されている第５の巻層５まで電流が流れるように構成されている。
【００１６】  図６、図７および図８を参照して、第１のスペーサ１１ｂ、第２のスペーサ１１ｃ、第３のスペーサ１３および第４のスペーサ１４の形状について説明する。側面視において、第４のスペーサ１４の高さＨ１４は、第３のスペーサ１３の高さＨ１３より大きくてもよく、第４のスペーサ１４の幅Ｗ１４は、第３のスペーサ１３の幅Ｗ１３以上であってもよい。また側面視において、第３のスペーサ１３の高さＨ１３は、第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの高さＨ１１よりも大きくてもよく、第３のスペーサ１３の幅Ｗ１３は、第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの幅Ｗ１１よりも大きくてもよい。たとえば、第３のスペーサ１３の幅Ｗ１３は第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの幅Ｗ１１の２倍程度であってもよい。リアクトルの冷却能力を向上するためには、冷却媒体が流入する面積をできるだけ大きくすることが好ましい。そのためには、スペーサの幅は小さいことが望ましい。しかしながら、スペーサの幅を小さくすると、スペーサの強度が低くなるため、スペーサが冷却流路を保持することができなくなる恐れがある。そのため、スペーサの幅は、冷却流路を確保できる程度の強度を有する範囲において、可能な限り小さいことが好ましい。
【００１７】  なお、第１の巻層１、第２の巻層２、第３の巻層３、第４の巻層４および第５の巻層５などの巻層は、たとえば平角線、丸線、リッツ線などの細線構造を束ねた形状の銅線などの導線を同軸状に巻回することにより形成されている。また第１のスペーサ１１ｂ、第２のスペーサ１１ｃ、第３のスペーサ１３および第４のスペーサ１４などのスペーサは、たとえば絶縁体により形成されている。スペーサは、巻層と巻層との間に配置され、冷却流路を保持するための構造物である。そのため、スペーサは、半径方向内側にかかる巻層の応力に耐える必要がある。スペーサとしては、ガラスエポキシのような形状が変化しにくい材質を用いることが一般的である。巻層間を支える強度を満たすのであれば、スペーサとして、たとえばセラミックのような高熱伝導率を有する絶縁体を用いてもよく、たとえばガラスエポキシのような絶縁体に高熱伝導率を有する絶縁体シートを接触させたものを用いてもよい。スペーサとして、高熱伝導率を有する材料を用いることでリアクトルの冷却効率を向上させることができる。
【００１８】  次に、実施の形態１に係るリアクトルの作用効果について説明する。  実施の形態１に係るリアクトル１０によれば、第１の巻層１の外周端部１ｏから第２の巻層２の内周端部２ｉに亘って配置され、第３の巻層３の軸方向端部３ｔよりも軸方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置された第３のスペーサ１３を有している。第３のスペーサにより、第１の巻層１と第２の巻層２とが応力によって変形して、第１の巻層１と第２の巻層２との間に形成される冷却流路の面積が減少することを抑制することができる。結果として、冷却性能が向上したリアクトル１０が得られる。
【００１９】  また実施の形態１に係るリアクトル１０によれば、第３の巻層３の軸方向の長さＬ３は、第１の巻層１および第２の巻層２の各々の軸方向の長さＬ１よりも短い。これにより、リアクトルの発熱密度低下により温度上昇を低減することができる。結果として、冷却性能が向上したリアクトル１０が得られる。
【００２０】  さらに実施の形態１に係るリアクトル１０によれば、第４の巻層４の外周端部４ｏから第５の巻層５の内周端部５ｉに亘って配置され、第１の巻層１の軸方向端部１ｔおよび第２の巻層２の軸方向端部２ｔの各々よりも軸方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置された第４のスペーサ１４を有する。これにより、外周側に配置された第５の巻層５の軸方向の長さＬ５および内周側に配置された第４の巻層４の軸方向の長さＬ５の各々は、外周側と内周側とに挟まれた中央部に配置された第１の巻層１および第２の巻層２の各々の軸方向の長さＬ１よりも長くなる。複数の巻層を有するリアクトル１０において、外周側と内周側に挟まれた中央部において熱がこもりやすく温度上昇が大きくなる。実施の形態１に係るリアクトル１０によれば、中央側に配置された巻層の軸方向の長さは、外周側および内周側に配置された巻層の軸方向の長さよりも短いので、リアクトル１０の中央部における温度上昇を効率的に抑制することができる。
【００２１】  さらに実施の形態１に係るリアクトル１０によれば、軸方向からみて、第３のスペーサ１３は第１のスペーサ１１ｂおよび第２のスペーサ１１ｃの各々と重なるように配置されている。それゆえ、冷却媒体の流入面積を大きくすることができるので、リアクトル１０の冷却性能が向上する。実施の形態２．  図９を参照して、本発明の実施の形態２に係るリアクトル１０の構成について説明する。なお実施の形態２に係るリアクトル１０は、第４のスペーサ１４が第４の巻層４および第５の巻層５に囲まれた空間から軸方向に突出している点において実施の形態１に係るリアクトル１０と異なっており、他の点については実施の形態１に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。
【００２２】  図９に示すように、実施の形態２に係るリアクトルは、第３のスペーサ１３が、第４の巻層４および第５の巻層５の軸方向端部から、軸Ｘ方向に突出した形状となっている。軸Ｘ方向に突出した部分の軸方向の長さは、第４の巻層４および第５の巻層５に挟まれた部分の軸Ｘ方向の長さよりも短くてもよい。冷却方法が自冷である場合、冷却媒体は、リアクトル１０の外部から第４の巻層４の内部に対して軸Ｘ方向８に流入可能に構成されており、かつ軸Ｘ方向に垂直な方向９からも第４の巻層４の内部に流入可能に構成されている。
【００２３】  実施の形態２に係るリアクトル１０によれば、第４のスペーサ１４は、第４の巻層４および第５の巻層５に挟まれた空間から軸方向に突出している。そのため、冷却方向が自冷である場合、冷却媒体がリアクトル１０の外部から第４の巻層４の内部に対して軸Ｘ方向８および軸Ｘ方向に垂直な方向９から流入することができるため集風効果が向上する。結果として、リアクトル１０の冷却性能が向上する。実施の形態３．  図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態３に係るリアクトル１０の構成について説明する。なお実施の形態３に係るリアクトル１０は、同じ層における巻層部の間にスペーサを配置している点において実施の形態１に係るリアクトル１０と異なっており、他の点については実施の形態１に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。
【００２４】  図１０および図１１に示すように、たとえばリアクトル１０の内周側から外周側に数えてｎ−１層目（ｎを仮に２とすると第１層目）における第１の巻層１は、複数の巻層部１ａを含んでいる。複数の巻層部１ａの各々は、径方向（つまり軸Ｘ方向と垂直な方向）からみた断面視において、軸Ｘ方向に互いに隙間をあけて配置されている。隙間には同層間スペーサが設けられている。図１２を参照すると、複数の巻層部１ａの各々は、径方向から見た断面視で見ると、各巻層部１ａは同層間スペーサ１６によって隙間をあけて配置されている。しかしながら、巻層を構成する巻線は、軸Ｘ方向に同心円状に巻回されているため、各巻層部１ａは径方向の奥側に配置されている接続部２６によって電気的、物理的に繋がっている。
【００２５】  好ましくは、径方向からみた断面視において、第１の巻層１、第２の巻層２および第３の巻層３の少なくとも１つの巻層は、軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含む。さらに好ましくは、径方向からみた断面視において、第１の巻層１、第２の巻層２および第３の巻層３の全ての巻層は、軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含む。
【００２６】  仮にｎを２とすると、第３の巻層３に含まれる複数の巻線部３ａのうち互いに隣り合う巻線部３ａの軸Ｘ方向の間隔は、第１の巻層１に含まれる複数の巻層部１ａのうち互いに隣り合う巻層部１ａの軸Ｘ方向の間隔および第２の巻層２に含まれる複数の巻層部２ａのうち互いに隣り合う巻層部２ａの軸Ｘ方向の間隔の各々よりも大きい。
【００２７】  実施の形態３に係るリアクトル１０によれば、径方向からみた断面視において、第１の巻層１、第２の巻層２および第３の巻層３の各々の巻層は、軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含む。複数の巻層部の間に間隔を設けることにより、熱を逃がしやすくしてリアクトルの冷却性能を向上させることができる。
【００２８】  実施の形態３に係るリアクトル１０によれば、リアクトル１０の径方向の中心から数えて、ｎ−１層目における巻層の同層間スペーサ１７およびｎ＋１層目における巻層の同層間スペーサ１６の各々は、ｎ層目における巻層の同層間スペーサ１８より短い。つまり、内周側の巻層と外周側の巻層とに囲まれる中間巻層における同層間スペーサ１８は、内周側の巻層の同層間スペーサ１７および外周側の巻層の同層間スペーサよりも長くなっている。熱がこもりやすい中間巻層における同層間スペーサ１８を外周側の巻層の同層間スペーサ１７および内周側の巻層の同層間スペーサ１６よりも長くすることにより、中間巻層の発熱量を低減することにより、リアクトル１０の冷却性能を向上させることができる。実施の形態４．  図１３および図１４を参照して、本発明の実施の形態４に係るリアクトル１０の構成について説明する。なお実施の形態４に係るリアクトル１０は、軸Ｘ方向の最端部に配置されている第１の巻線部と、第１の巻線部よりも軸方向の内側に配置されている第２の巻線部とを有しており、第１の巻線部の軸方向の長さは、第２の巻線部の軸方向の長さよりも長い点において実施の形態３に係るリアクトル１０と異なっており、他の点については実施の形態３に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。
【００２９】  図１３および図１４に示すようには、実施の形態４に係るリアクトル１０のｎ−１層目の巻層は、軸Ｘ方向の最端部に配置されている第１の巻層部１ｂと、第１の巻層部１ｂよりも軸Ｘ方向の内側に配置されている第２の巻層部１ｃとを有している。同様に、ｎ層目の巻層は、軸Ｘ方向の最端部に配置されている第１の巻層部３ｂと、第１の巻層部３ｂよりも軸Ｘ方向の内側に配置されている第２の巻層部３ｃとを有しており、ｎ＋１層目の巻層は、軸Ｘ方向の最端部に配置されている第１の巻層部２ｂと、第１の巻層部２ｂよりも軸Ｘ方向の内側に配置されている第２の巻層部２ｃとを有している。第１の巻層部１ｂと第２の巻層部１ｃとの隙間には同層間スペーサ１６が設けられていてもよい。ｎ−１層目における同層間スペーサ１７の軸Ｘ方向の長さおよびｎ＋１層目における同層間スペーサ１６の軸Ｘ方向の長さの各々は、ｎ層目における同層間スペーサ１８の軸Ｘ方向の長さよりも短いことが好ましい。
【００３０】  実施の形態４に係るリアクトル１０によれば、第１の巻層部１ｂ、２ｂ、３ｂの軸Ｘ方向の長さは、第２の巻層部１ｃ、２ｃ、３ｃの軸方向の長さよりも長い。このように、巻層の軸方向の中心部における巻層部の軸方向の長さを低減させ、発熱密度を低下させることにより、リアクトル１０の温度上昇を抑制することができる。結果として、巻線の占積率を向上させながら、リアクトル１０の冷却性能を向上させることが出来る。実施の形態５．  図１５および図１６を参照して、本発明の実施の形態５に係るリアクトル１０の構成について説明する。なお実施の形態５に係るリアクトル１０は、ｎ層目の巻層において層間スペーサが配置されていない点において実施の形態３に係るリアクトル１０と異なっており、他の点については実施の形態３に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。
【００３１】  図１５および図１６に示すように、実施の形態５に係るリアクトル１０のｎ−１層目の巻層には複数の巻層部１ａを有し、複数の巻層部１ａの各々は、径方向の断面視において隙間をあけて配置されている。上記隙間には同層間スペーサ１６が設けられている。同様に、ｎ＋１層目の巻層も複数の巻層部２ａを有し、複数の巻層部２ａの各々は、径方向の断面視において隙間をあけて配置されている。上記隙間には同層間スペーサ１７が設けられている。内周側のｎ−１層目の巻層と、外周側のｎ＋１層目の巻層とに挟まれたｎ層目の巻層には、同層間スペーサは設けられていない。ｎを仮に２とすると、径方向からみた断面視において、第１の巻層１および第２の巻層２の各々は、軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含むが、第３の巻層３は軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含まない。つまり、第１の巻層１と、第２の巻層２とには、同層間スペーサが設けられているが、第３の巻層３には、同層間スペーサが設けられていない。
【００３２】  実施の形態５に係るリアクトル１０によれば、第１の巻層１および第２の巻層２の各々は、軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含むが、第３の巻層３は軸Ｘ方向に互いに間隔をあけて配置された複数の巻線部を含まない。このように、最も発熱量の大きい第３の巻層３に隣接する第１の巻層１および第２の巻層２の各々に巻線部の間隔を設けることによって、第３の巻層が発生する熱を両側から効率的に放熱することができる。結果として、リアクトル１０の冷却性能を向上することができる。実施の形態６．  図１７および図１８を参照して、本発明の実施の形態６に係るリアクトル１０の構成について説明する。なお実施の形態６に係るリアクトル１０は、外周側の巻層におけるスペーサの軸Ｘ方向の長さが、内周側の巻層におけるスペーサの軸Ｘ方向の長さよりも短い点において実施の形態３に係るリアクトル１０と異なっており、他の点については実施の形態３に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。
【００３３】  図１７および図１８に示すように、ｎ−１層目の巻層の同層間スペーサ１６の軸Ｘ方向の長さは、ｎ層目の巻層の同層間スペーサ１８の軸Ｘ方向の長さよりも長い。またｎ層目の巻層の同層間スペーサ１８の軸Ｘ方向の長さは、ｎ＋１層目の巻層の同層間スペーサ１７の軸Ｘ方向の長さよりも長い。仮にｎを２とすると、第２の巻層２に含まれる複数の巻層部２ａのうち互いに隣り合う巻層部２ａの軸Ｘ方向の間隔は、第３の巻層３に含まれる複数の巻線部３ａのうち互いに隣り合う巻線部３ａの軸Ｘ方向の間隔よりも小さく、第３の巻層３に含まれる複数の巻線部３ａのうち互いに隣り合う巻線部３ａの軸Ｘ方向の間隔は、第１の巻層１に含まれる複数の巻層部１ａのうち互いに隣り合う巻層部１ａの軸Ｘ方向の間隔よりも小さい。つまり、実施の形態６に係るリアクトル１０は、同心円状に直径の異なる複数の巻層を有するリアクトル１０において、内周側から外周側にいくにつれて、同層間スペーサの軸Ｘ方向の長さが短くなるように形成されている。言い換えれば、内周側から外周側にいくにつれて、同じ階層の巻層に対して密に巻線が巻かれており、各巻層が有する巻層部の数が多くなる。
【００３４】  実施の形態６に係るリアクトル１０によれば、第２の巻層２に含まれる複数の巻層部２ａのうち互いに隣り合う巻層部２ａの軸Ｘ方向の間隔は、第３の巻層３に含まれる複数の巻線部３ａのうち互いに隣り合う巻線部３ａの軸Ｘ方向の間隔よりも小さく、第３の巻層３に含まれる複数の巻線部３ａのうち互いに隣り合う巻線部３ａの軸Ｘ方向の間隔は、第１の巻層１に含まれる複数の巻層部１ａのうち互いに隣り合う巻層部１ａの軸Ｘ方向の間隔よりも小さい。これにより、リアクトルを構成する巻層のうち径方向内側に配置されている巻層の温度上昇を効率的に抑制することができる。更に、径方向外周側にいくにつれて巻線部の数が増える。それゆえ、リアクトル１０に必要なインダクタンスの確保しながら、リアクトル１０の冷却性能を向上させることが出来る。その結果、線材断面積の縮小を適用することで、リアクトル１０の小型化が可能である。実施の形態７．  図１９〜図２２を参照して、本発明の実施の形態７に係るリアクトル１０の構成について説明する。なお実施の形態７に係るリアクトル１０は、主に第６の巻層６と、第７の巻層７と、第５のスペーサ１５とを有している点において実施の形態１に係るリアクトル１０と異なっており、他の点については実施の形態１に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。
【００３５】  図１９、図２０および図２１を参照して、実施の形態７に係るリアクトル１０は、第１の巻層１と同軸状となるように第５の巻層５の外周側に配置された第６の巻層６と、第１の巻層１と同軸状となるように第６の巻層６の外周側に配置された第７の巻層７とを有している。実施の形態７に係るリアクトル１０は、さらに第５の巻層５の外周端部５ｏから第７の巻層７の内周端部７ｉに亘って配置され、第６の巻層６の軸方向端部６ｔよりも軸Ｘ方向の外側に配置され、かつ周方向の一部に配置された第５のスペーサ１５をさらに有する。つまり、第５のスペーサ１５は、第６の巻層６を跨いで配置されている。好ましくは、第５のスペーサ１５は、第６の巻層６の軸方向端部６ｔと接している。第７の巻層７の軸Ｘ方向の長さＬ７は、第５の巻層５の軸Ｘ方向の長さＬ５よりも短い。第５の巻層５と第６の巻層との間には、スペーサ１１ｅが配置されている。また第６の巻層６と第７の巻層７との間にはスペーサ１１ｆが配置されている。好ましくは、第５のスペーサ１５の周方向の位置（角度）は、第４のスペーサ１４、第３のスペーサ１３、第２のスペーサ１１ｃおよび第１のスペーサ１１ｂの少なくともいずれかの位置（角度）と同じである。より好ましくは、第５のスペーサ１５は周方向における位置（角度）、第４のスペーサ１４、第３のスペーサ１３、第２のスペーサ１１ｃおよび第１のスペーサ１１ｂの位置（角度）と同じである。
【００３６】  図２２を参照して、実施の形態７に係るリアクトル１０は、最外周の巻層の直径が第５の巻層５の直径と同じである最小巻層部２２と、最外周の巻層の直径が第７の巻層７の直径と同じである最大巻層部２３とを有している。つまり、リアクトル１０の最外周部において段差が形成されている。最大巻層部２３の軸Ｘ方向外側であって、かつ最小巻層部２２の径方向外周側には空間２４ａ〜２４ｄが形成されている。当該空間２４ａ〜２４ｄには、リアクトル１０以外の構造物を配置することが可能である。
【００３７】  従来のように、第１のスペーサ１１ｂや第２のスペーサ１１ｃのような隣接巻層間スペーサ１１のみを用いて、上記のような段差構造を有するリアクトル１０を製造した場合、当該リアクトル１０は、最大巻層部２３における温度上昇が大きくなるため、十分な冷却能力を得ることができなかった。そのため、上記のような段差構造を有し、かつリアクトル以外の構造物を配置する空間を有するリアクトル１０を得ることができなかった。
【００３８】  実施の形態７に係るリアクトル１０によれば、第７の巻層７の軸Ｘ方向の長さＬ７は、第５の巻層５の軸Ｘ方向の長さＬ５よりも短い。また最大巻層部２３において軸Ｘ方向の長さの異なる巻層同士を近接して巻回することで、放熱表面積を増加させるとともに、異なる巻層間同士の熱伝導による温度上昇を低減させることが期待できる。以上により、放熱性能を向上させ、かつリアクトル以外の構造物を配置可能な空間２４ａ〜２４ｄを有するリアクトル１０を得ることができる。実施の形態８．  図２３〜図２７を参照して、本発明の実施の形態８に係るリアクトル１０の構成について説明する。実施の形態８は本発明の最小構成となるリアクトル１０であり、巻層数は３層であり、第１の巻層１、第２の巻層２および第３の巻層３から成る。リアクトル１０の半径方向には、巻線材料による半径方向に沿って中心にかかる応力に加え、通電時にはさらに電磁力が印加される。特に大電流が流れるパワーエレクトロニクス用リアクトルでは電磁力による形状変化が懸念される。そのため、各巻層の間隔を均一に保持する必要がある。各巻層の間隔を均一に保持するためには、軸Ｘ方向から見て、第１のスペーサ１１ｂ、第２のスペーサ１１ｃおよび第３のスペーサ１３の各々は半径方向に放射状かつ対称に配置されることが望ましい。他の点については実施の形態１に係るリアクトル１０と同様である。そのため、同じまたは対応する部分については同じ符号を付し、同じ説明は繰り返さない。実施の形態９．  図２８を参照して、本発明の実施の形態９に係るリアクトル１０の構成について説明する。図２８は、図２５に対応する断面で実施の形態９に係るリアクトル１０を観察した断面図である。径方向からみた断面視において、第３のスペーサ１３は、第３の巻層３の軸方向端部３ｔと隙間を隔てて配置されている。つまり、第３のスペーサ１３は、第３の巻層３の軸方向端部３ｔと接触していない。第１の巻層１の軸方向端部１ｔおよび第２の巻層２の軸方向端部２ｔの各々は、第３のスペーサ１３から露出している。言い換えれば、第３のスペーサ１３は、第１の巻層１の軸方向端部１ｔおよび第２の巻層２の軸方向端部２ｔの各々とは接触していない。実施の形態９に係るリアクトル１０の第３のスペーサ１３は、第１の巻層１の軸方向端部１ｔ、第２の巻層２の軸方向端部２ｔおよび第３の巻層３の軸方向端部３ｔの各々と接触していない。そのため、実施の形態９に係るリアクトル１０によれば、第１の巻層１の軸方向端部１ｔ、第２の巻層２の軸方向端部２ｔおよび第３の巻層３の軸方向端部３ｔの各々を形成する表面に冷却媒体が接触するように冷却媒体を流すことができる。結果として、リアクトル１０の冷却性能が向上する。また、第３のスペーサ１３が複数存在する場合、複数の第３のスペーサ１３の中の任意の箇所における第３のスペーサ１３が、第１の巻層１の軸方向端部１ｔ、第２の巻層２の軸方向端部２ｔおよび第３の巻層の軸方向端部３ｔの各々と接触していなくてもよいし、全ての箇所における第３のスペーサ１３が、第１の巻層１の軸方向端部１ｔ、第２の巻層２の軸方向端部２ｔおよび第３の巻層の軸方向端部３ｔの各々と接触していなくてもよい。実施の形態１０．  ���２９を参照して、本発明の実施の形態の１０に係るリアクトル１０の構成について説明する。図２９は、図２５に対応する断面で実施の形態１０に係るリアクトル１０を観察した断面図である。本実施の形態１０に係るリアクトル１０の第３のスペーサ１３は、径方向からみた断面視において、第３の巻層３の一方の軸方向端部３ｔ側に配置された一方側スペーサ部３ａと、第３の巻層３の他方の軸方向端部３ｅ側に配置された他方側スペーサ部３ｂとを含んでいる。言い換えれば、実施の形態１の第３のスペーサ１３が、２箇所に設置された構成となっている。一方側スペーサ部３ａの軸方向に沿った長さは、他方側スペーサ部３ｂの軸方向に沿った長さと同じであってもよいし、異なっていてもよい。第３の巻層３の一方の軸方向端部３ｔ側に一方側スペーサ部３ａを配置し、かつ他方の軸方向端部３ｅ側に他方側スペーサ部３ｂを有する構成とすることにより、温度上昇が高い第３の巻層３の軸方向の長さを短軸化させたまま、リアクトル１０の形状を保持することができる。
【００３９】  今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【符号の説明】
【００４０】  １  第１の巻層、１ａ  巻層部、１ｂ，２ｂ，３ｂ  第１の巻層部、１ｃ，２ｃ，３ｃ  第２の巻層部、１ｏ，３ｏ，４ｏ，５ｏ  外周端部、１ｔ，２ｔ，３ｔ，３ｅ  軸方向端部、２  第２の巻層、２ｉ，３ｉ，５ｉ，７ｉ  内周端部、３  第３の巻層、３ａ  巻線部、４  第４の巻層、５  第５の巻層、６  第６の巻層、７  第７の巻層、１０  リアクトル、１１  隣接巻層間スペーサ、１１ａ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ  スペーサ、１１ｂ  第１のスペーサ、１１ｃ  第２のスペーサ、１３  第３のスペーサ、１３ａ  一方側スペーサ部、１３ｂ  他方側スペーサ部、１４  第４のスペーサ、１５  第５のスペーサ、１６，１７，１８  同層間スペーサ、２１  冷却流路、２２  最小巻層部、２３  最大巻層部、２４ａ〜２４ｄ  空間、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２６  接続部、Ｈ１１，Ｈ１３，Ｈ１４  高さ、Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７  長さ、Ｗ１１，Ｗ１３，Ｗ１４  幅、Ｘ  軸。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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