(57)【要約】【課題】大きなインダクタンスを持ち、且つ、大電流を流すことが可能な薄型のリアクトルを提供する。【解決手段】少なくとも磁性体を一部に用いて磁気抵抗回路を形成するリアクトル１において、前記リアクトル１のコア素子３に施す巻線２に流れる電流と鎖交する磁路を有する複数の前記コア素子を磁気回路的に並置する構成とするリアクトルとする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも磁性体を一部に用いて磁気抵抗回路を形成するリアクトルにおいて、巻線に流れる電流と鎖交する磁路を有する複数のコア素子を、磁気回路的に並置する構成とすることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルにおいて、前記コア素子に施した巻線で形成される磁気回路は、少なくとも他の１つ以上のコア素子との間で相互インダクタンスを形成することを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として電気自動車用、あるいはハイブリッド自動車等に好適な、大きなインダクタンスを持ち、且つ、大電流を流すことが可能なリアクトルに関し、昇圧チョッパー型電源回路用のリアクトル、あるいは電源と負荷装置の間に挿入され、電源から負荷装置へ伝播するノイズ、また負荷装置から電源へ伝播するノイズを低減するラインフィルタなどに用いられるリアクトルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のリアクトルの説明図である。図６に示すように、従来のリアクトル１０は、コア素子３０とコイル２０で構成されており、大きなインダクタンスを持ち、大電流を流すことが可能なトランス等に多く用いられている。図６に示す従来のリアクトルは、コア素子３０がＥ型コアを組み合わせて配置し、この中央脚部にコイル２０を巻き回したものである。
【０００３】
しかし、従来のリアクトルは、そのコア形状と中央脚部に巻き回された巻線が突出するため、薄型化が難しいという問題があった。
【０００４】
この問題を解決すべく、図４および図５に示すような、薄く偏平化したコア素子を用いたものが知られている（特開平７−３０２７１５号公報）。しかし、この場合、脚部の強度が弱く磁気回路の磁束が最短磁気経路側に密になるために、コア素子の磁気的に利用している体積の面で不利であり、薄型化の点でも不利である。
【０００５】
また、薄型コイル装置として、導線を巻回する以外にも渦巻状、又はつづら折れ状のシートコイルを磁性体板でサンドイッチ構造にしたマイクロ磁心（電気学会マグネティックス研究会資料　ＭＡＧ−８９−１６４）、また、磁性体シートにＵ字状の導体を印刷し、このＵ字状の向きを互い違いにして重ね合わせた後、全体を焼き固めた積層チップインダクタ（実開昭５７−１００２０９号公報）等があるが、薄膜化技術を用いて小型化を目的としているため、大きなインダクタンス値がとれず、大電流を流せない。また、積層チップインダクタの場合は、構造上、閉磁路になってしまうため、磁心が飽和してしまい、大電流を流せないという問題がある。
【０００６】
また、薄型のコイル装置として、複数の導電性繊維と複数の磁性繊維とを互い違いに編組した、に示すような分布定数型のインダクタ（実開昭６２−１４２８１５号公報），網状に編組したクロスインダクタ（日本応用磁気学会誌，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．２，１９８５，Ｐ２５５−２５８）　が知られている。
【０００７】
しかし、上述した複数の導電性繊維と複数の磁性繊維とを互い違いに又は網状に編組したコイル装置は、インダクタンスの微妙な調整は可能であるが、磁性体が金属の繊維であるため飽和しやすく、また、導線同士が磁性体を介してショートしやすいため、大電流を流すことができないという問題があった。
【０００８】
また、多連筒状コアおよびチョークコイル（特開２００１−２５７１２０号公報）があるが、軸方向に中空部を有する複数のコア素子を同軸状に並べた筒状コアを並列に３個以上並べ、通気孔を有する金属板に保持された多連筒状コアを構成するため、自己インダクタンスと相互インダクタンス及び巻線の直流抵抗を調整ができない。また、空隙の長さの調整を行う等の追加加工を行うことは、工業的に難しい。
【０００９】
珪素鋼板は、透磁率は大きいが、周波数特性が高周波領域まで伸びていないため、数１０ｋＨｚ以上の周波数帯域では使用できない。また、フェライトは、飽和磁束密度があまり大きくないため、直流重畳がある場合に磁気飽和し易いので、大電流用はコア断面積を大きくせざるを得ず、前記したように厚みを薄くすると、かなりの搭載基板面積を必要とする大型ラインフィルタにならざるを得なかった。
【００１０】
形状は、積層珪素鋼板の場合はＥＩコアやＣＣコアが、またフェライトコアの場合はリングコアなどのブロック状の閉磁路コアが用いられていた。　ラインフィルタ用チョークコイルは、直流重畳する場合も磁気飽和することなく要求される電力を伝送するために、コアの材質による所定の磁路断面積が必要であり、コア断面の厚みを薄くすると、それだけ横幅を広げる必要がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上、述べた各従来例の通り、大インダクタンス、大電流対応のＥ型コアを組み合わせてなる従来のリアクトルでは、脚部の強度が弱く磁気回路の磁束が最短磁気経路側に密になるために、コア素子体積的に不利で、工業的に難しくなり、薄型化ができず、また、薄型化に対応できるリアクトルでは、大インダクタンス、大電流に対応できないという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した問題に対処してなされたもので、大きなインダクタンスを持ち、且つ、大電流を流すことが可能な薄型のリアクトルを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも磁性体を一部に用いて磁気抵抗回路を形成するコア素子において、巻線に流れる電流と鎖交する磁路を有する複数の前記コア素子を磁気回路的に並置する構成とし、前記巻線の端末に所望のインダクタンスを得るリアクトルである。
【００１４】
また、本発明は、前記のコア素子に施した巻線で形成される磁気回路は、少なくとも他の１つ以上の前記コア素子との間で相互インダクタンスを形成するリアクトルである。
【００１５】
即ち、本発明のリアクトルは、コア素子のギャップ調整を行い、自己インダクタンスと相互インダクタンス及び巻線直流抵抗を調整が可能でトロイダルのケースでは隣り合う外周接点間隔において磁気抵抗回路のギャップ調整を行い、自己インダクタンスと相互インダクタンス及び巻線直流抵抗を調整が可能なリアクトルである。
【００１６】
本発明のリアクトルは、数珠状に巻き回された導線を有することを特徴とするものであり、１つの磁気回路として作用し端子の接続数の少なさにより信頼性を向上させる。
【００１７】
本発明のリアクトルは、実行断面積が配列数の総和で得られ、かつ実行磁路長を短く調整し、コア素子間のギャップ調整を行い、自己インダクタンスと相互インダクタンス及び巻線直流抵抗を調整が可能な配列リアクトルであり、また、導線断面積を水平方行に拡大調整できるため大電流を流すことを可能にする。
【００１８】
さらに、リアクトル全体を小型化に設計することにより、コア素子の磁気抵抗効率を向上させることができ、材料コストを削減できる。
【００１９】
【実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態によるリアクトルについて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるリアクトルの説明図である。実施の形態１のリアクトル１は、中空部４を複数有するコア素子３とコイル２で構成されており、コイル２は、中空部４ごとに巻かれており、その巻き方向は、磁束の方向となるように巻かれている。
【００２１】
次に、上述した構成の実施の形態１の作用を図１を参照して説明する。このコイル２に、磁束が矢印の方向となる直流を流したとする。左端の紙面表面には左から右への、紙面裏面には右から左への電流が流れることになり、その右隣の内部には、紙面表面に右から左向き、紙面裏面に左から右向きの電流が流れ、実質的に磁化方向は、このソレノイド巻したのと同等の、上から下向きとなる。以降、同様に、各々には上向きの磁化方向と下向きの磁化方向が交互に与えられることになる。
【００２２】
前述したような磁束の流れからいえば、両端に配置された外側には、内側の約半分の磁束しか流れないことになる。従って、両端に配置された外側の幅を内側の約半分程度にしても、特性上の影響は数パーセントであり、影響が少ない。
【００２３】
次に、実施の形態１のコイル２に、どの程度まで大きな電流を流すことができるかを確認するため、実施の形態のコイル２の直流重畳特性を評価した例を示す。
【００２４】
表１は、実施の形態１で使用したコイル２とほぼ同等の体積を持つ従来のリアクトル１０との概要を比較したものである。実施の形態１は、前述したような構成となっており、巻線を含めたリアクトル１としての全体の厚さは２０ｍｍとなっている。これに対し、図６の従来例は、Ｅ型コアの厚さが７１ｍｍで、ボビン及び巻線を含めた全体の厚さは９８ｍｍとなっている。以上の特性を持つ実施の形態１のリアクトル１と従来例のリアクトル１０の直流重畳特性を測定した結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１より、直流重畳特性から、実施の形態１のリアクトル１は、大きなインダクタンス値をもち、且つ、従来のリアクトル１０とほぼ同等の大電流を流すことが可能であることがわかる。
【００２７】
上述した実施の形態１のコア素子３によると、従来用いられてきたような横断面Ｅ型又はＵ型のコアを必要とせず、コア素子の製造を容易にすることができる。
【００２８】
また、磁性体の種類を選択して、直流重畳インダクタンス特性を大電流まで伸ばしたバイアス特性をもつコイル装置を提供することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２によるリアクトルの説明図である。また図３は、　図２の実施の形態２によるリアクトルの、コア素子の一部の拡大図である。
【００３０】
実施の形態２のリアクトルは、各コア素子３１，３２，３３，３４　の間に空隙を設けた構成である。トロイダルの隣り合う外周接点間隔において、磁気抵抗回路のギャップ調整を行う。この調整により、所定のインダクタンスを得ることができ、また、大電流を流すために適した薄型配列になっている。
【００３１】
実施の形態２によるリアクトルでは、空隙５ａ，５ｂを介在して、コア素子３１と３２間には、相互インダクタンスが作用し、コア素子単独の場合の、各インダクタンスを加算した値の、約１．５倍から２倍のインダクタンス値が得られる。
【００３２】
このように、単独では反磁界係数が大きい、コア素子については板状、又はギャップ間隔を組み合わせることにより、相互インダクタンスを生かし、磁束の飽和に強くて大電流を流すことが可能な、かつ外部への漏洩磁束が少ないリアクトルを提供することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、大きなインダクタンスを持ち、且つ、大電流を流すことが可能な薄型のリアクトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるリアクトルの説明図。
【図２】本発明の実施の形態２によるリアクトルの説明図。
【図３】図２の実施の形態２によるリアクトルの、コア素子の一部の拡大図。
【図４】従来のリアクトルの説明図。
【図５】従来のリアクトルの説明図。
【図６】従来のリアクトルの説明図。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１０　　リアクトル
２，２０，２１　　コイル
３，６，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ　　コア素子
３０，３１，３２，３３，３４　　コア素子
４　　中空部
５ａ，５ｂ　　空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004071958.tif 000007
【図５】
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【図６】
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