(57)【要約】【課題】コイルに鎖交する漏れ磁束を低減すること。【解決手段】第１脚部２１ｂの端面２１ｅには、第１ギャップ４１とコイル３０との間に介在される第１介在部２１ｆが突出されており、第２脚部２２ｂの端面２２ｅには、第２ギャップ４２とコイル３０との間に介在される第２介在部２２ｆが突出されている。第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２は、第１介在部２１ｆ及び第２介在部２２ｆに鎖交するため、第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２がコイル３０に鎖交し難くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路を形成する磁性コアと、前記磁性コアに捲回されるコイルとを備え、
前記磁性コアは、第１脚部を有する第１コアと、第２脚部を有する第２コアと、前記第１脚部の端面と前記第２脚部の端面との間に配置される第３コアとを含み、
前記第１脚部の端面と前記第３コアとの間に第１ギャップを有するとともに、前記第２脚部の端面と前記第３コアとの間に第２ギャップを有し、
前記第１脚部から前記第２脚部にかけて周囲に前記コイルが捲回されており、
前記第３コアにおける磁束が鎖交する断面の面積は、前記第１脚部及び前記第２脚部における磁束が鎖交する断面の面積よりも小さくなっている誘導機器であって、
前記第１脚部の端面には、前記第１ギャップと前記コイルとの間に介在される第１介在部が突出されていることを特徴とする誘導機器。
【請求項２】
前記第１介在部は、前記第３コアにおける前記第１脚部と対向する第１対向面側の外縁全周を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の誘導機器。
【請求項３】
前記第２脚部の端面には、前記第２ギャップと前記コイルとの間に介在される第２介在部が突出されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誘導機器。
【請求項４】
前記第２介在部は、前記第３コアにおける前記第２脚部と対向する第２対向面側の外縁全周を覆っていることを特徴とする請求項３に記載の誘導機器。
【請求項５】
前記第１ギャップのギャップ長と前記第２ギャップのギャップ長との合計よりも、前記第１介在部と前記第２介在部との間の距離のほうが長いことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の誘導機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性コアと、磁性コアに捲回されたコイルとを有する誘導機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルやトランス等の誘導機器は、磁性コアと、磁性コアに捲回されたコイルとを有する。一般的に、磁性コアに捲回されたコイルに流れる電流が大きくなり、コイルに流れる電流により発生する磁束が、磁性コアをなす磁性体の種類及び磁性コアの形状、大きさ等によって決まるある一定の量を越えると、磁性コアは磁気飽和し、リアクトルやトランスとしての性能が低下してしまう。そのため、磁性コアの磁束経路（磁路）中にギャップを設けることで、磁性コアが磁気飽和してしまうことを抑制している。
【０００３】
ところが、ギャップが存在すると、磁性コアからギャップの周囲に漏れ磁束が発生する。そして、コイルがギャップの周囲に捲回されており、漏れ磁束がギャップの周囲に捲回されたコイルに鎖交すると、コイルを鎖交する漏れ磁束によりコイル中に渦電流が発生するためジュール損が生じ、リアクトルやトランスとしての性能が低下してしまう。
【０００４】
そこで、図４に示すように、第１コア１０１の脚部の端面と第２コア１０２の脚部の端面との間に、第１コア１０１及び第２コア１０２の脚部における磁束Ｍ１００が鎖交する断面の面積よりも、磁束Ｍ１００が鎖交する断面の面積が小さい第３コア１０３を配置する。そして、第１コア１０１の脚部の端面と第３コア１０３との間に第１ギャップ１０４を形成するとともに、第２コア１０２の脚部の端面と第３コア１０３との間に第２ギャップ１０５を形成する。これによれば、第１コア１０１の脚部、第３コア１０３、及び第２コア１０２の脚部を流れる磁束Ｍ１００は、第３コア１０３で収束するように流れる。よって、第１ギャップ１０４及び第２ギャップ１０５の周囲にコイル１０６が配置されていても、第１ギャップ１０４及び第２ギャップ１０５の周囲では、コイル１０６に向けて漏れる漏れ磁束が生じ難くなる。その結果、コイル１０６に鎖交する漏れ磁束が低減される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７９１８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１コア１０１の脚部、第３コア１０３、及び第２コア１０２の脚部を流れる磁束Ｍ１００を、第３コア１０３で収束させたとしても、第１ギャップ１０４及び第２ギャップ１０５の周囲では漏れ磁束が未だ生じており、漏れ磁束がコイル１０６に鎖交する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コイルに鎖交する漏れ磁束を低減することができる誘導機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する誘導機器は、磁路を形成する磁性コアと、前記磁性コアに捲回されるコイルとを備え、前記磁性コアは、第１脚部を有する第１コアと、第２脚部を有する第２コアと、前記第１脚部の端面と前記第２脚部の端面との間に配置される第３コアとを含み、前記第１脚部の端面と前記第３コアとの間に第１ギャップを有するとともに、前記第２脚部の端面と前記第３コアとの間に第２ギャップを有し、前記第１脚部から前記第２脚部にかけて周囲に前記コイルが捲回されており、前記第３コアにおける磁束が鎖交する断面の面積は、前記第１脚部及び前記第２脚部における磁束が鎖交する断面の面積よりも小さくなっている誘導機器であって、前記第１脚部の端面には、前記第１ギャップと前記コイルとの間に介在される第１介在部が突出されている。
【０００９】
これによれば、第１ギャップの周囲で発生する漏れ磁束は、第１介在部に鎖交するため、第１ギャップの周囲で発生する漏れ磁束がコイルに鎖交し難くなる。したがって、コイルに鎖交する漏れ磁束を低減することができる。
【００１０】
上記誘導機器において、前記第１介在部は、前記第３コアにおける前記第１脚部と対向する第１対向面側の外縁全周を覆っていることが好ましい。これによれば、第１ギャップの周囲で発生する漏れ磁束がコイルにさらに鎖交し難くなる。したがって、コイルに鎖交する漏れ磁束をさらに低減し易くすることができる。
【００１１】
上記誘導機器において、前記第２脚部の端面には、前記第２ギャップと前記コイルとの間に介在される第２介在部が突出されていることが好ましい。
これによれば、第２ギャップの周囲で発生する漏れ磁束は、第２介在部に鎖交するため、第２ギャップの周囲で発生する漏れ磁束がコイルに鎖交し難くなる。したがって、コイルに鎖交する漏れ磁束を低減することができる。
【００１２】
上記誘導機器において、前記第２介在部は、前記第３コアにおける前記第２脚部と対向する第２対向面側の外縁全周を覆っていることが好ましい。これによれば、第２ギャップの周囲で発生する漏れ磁束がコイルにさらに鎖交し難くなる。したがって、コイルに鎖交する漏れ磁束をさらに低減し易くすることができる。
【００１３】
上記誘導機器において、前記第１ギャップのギャップ長と前記第２ギャップのギャップ長との合計よりも、前記第１介在部と前記第２介在部との間の距離のほうが長いことが好ましい。
【００１４】
第１ギャップのギャップ長とは、第１脚部の端面と第３コアとの間の距離である。また、第２ギャップのギャップ長とは、第２脚部の端面と第３コアとの間の距離である。これによれば、磁性コアを流れる磁束は、第１ギャップを介して第１脚部及び第３コアを流れるとともに、第２ギャップを介して第２脚部及び第３コアを流れる。よって、磁束が第１介在部と第２介在部との間を介して第１介在部及び第２介在部を流れることが抑制されるため、第１介在部と第２介在部との間の周囲に漏れ磁束が発生してしまうことを抑制することができ、コイルに鎖交する漏れ磁束を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、コイルに鎖交する漏れ磁束を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態における誘導機器を示す断面図。
【図２】ギャップ周辺を拡大して示す誘導機器の断面図。
【図３】第１脚部の一部、第２脚部の一部、及び第３コアを示す斜視図。
【図４】従来例におけるギャップ周辺を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、誘導機器を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。本実施形態の誘導機器は、車載用の電子機器であるリアクトル装置を構成している。
図１に示すように、誘導機器１１は、磁路を形成する磁性コア２０と、磁性コア２０に捲回されるコイル３０とを有する。磁性コア２０は、第１コア２１及び第２コア２２を有する。第１コア２１及び第２コア２２はＵ型コアである。第１コア２１及び第２コア２２は磁性体であるとともに、圧粉磁芯により形成されている。
【００１８】
第１コア２１は、略矩形平板状をなす平板部２１ａと、平板部２１ａの長手方向の両端から第２コア２２に向かって延びる円柱状の一対の第１脚部２１ｂとから形成されている。第２コア２２は、略矩形平板状をなす平板部２２ａと、平板部２２ａの長手方向の両端から第１コア２１に向かって延びる円柱状の一対の第２脚部２２ｂとから形成されている。第１コア２１及び第２コア２２は同一形状である。そして、第１コア２１及び第２コア２２は、一対の第１脚部２１ｂにおける延設方向の端面２１ｅと、一対の第２脚部２２ｂにおける延設方向の端面２２ｅがそれぞれ互いに対面するように配置されている。
【００１９】
コイル３０は、一対の第１脚部２１ｂ及び一対の第２脚部２２ｂの周囲にそれぞれ環状に捲回される二つのコイル要素３１を有する。よって、コイル３０は、第１脚部２１ｂから第２脚部２２ｂにかけて第１脚部２１ｂ及び第２脚部２２ｂの周囲に捲回されている。各コイル要素３１は、各コイル要素３１の捲回中心軸線Ｌが互いに平行に配置されて隣り合っている。各コイル要素３１は、一本の導電板をエッジワイズ曲げして形成されている。そして、各コイル要素３１が隣り合って形成される空隙３３に設けられる連結部３４によって、各コイル要素３１同士が連結されている。各コイル要素３１の捲回方向はそれぞれ異なっている。
【００２０】
さらに、磁性コア２０は、一対の第１脚部２１ｂの端面２１ｅと一対の第２脚部２２ｂの端面２２ｅとの間に配置される第３コア２３を有する。第３コア２３はＩ型コア（円柱状）である。第３コア２３は磁性体であるとともに、圧粉磁芯により形成されている。
【００２１】
図２に示すように、第３コア２３における磁束Ｍ１が鎖交する断面の面積は、第１脚部２１ｂ及び第２脚部２２ｂにおける磁束Ｍ１が鎖交する断面の面積よりも小さくなっている。すなわち、第１脚部２１ｂの径方向に沿った幅Ｈ１及び第２脚部２２ｂの径方向に沿った幅Ｈ２は、第３コア２３の径方向に沿った幅Ｈ３よりも大きくなっている。なお、第１脚部２１ｂの幅Ｈ１と第２脚部２２ｂの幅Ｈ２とは同じになっている。
【００２２】
一対の第１脚部２１ｂの端面２１ｅと各第３コア２３における第１脚部２１ｂと対向する第１対向面２３ａとの間には第１ギャップ４１がそれぞれ形成されている。また、一対の第２脚部２２ｂの端面２２ｅと各第３コア２３における第２脚部２２ｂと対向する第２対向面２３ｂとの間には第２ギャップ４２がそれぞれ形成されている。なお、第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２は、空気層であるエアギャップや、非磁性体（例えばセラミック）のギャップ板等である。
【００２３】
第１ギャップ４１のギャップ長Ｌ１と第２ギャップ４２のギャップ長Ｌ２とは同じ長さになっている。第１ギャップ４１のギャップ長Ｌ１とは、第１脚部２１ｂの端面２１ｅと第３コア２３の第１対向面２３ａとの間の距離である。また、第２ギャップ４２のギャップ長Ｌ２とは、第２脚部２２ｂの端面２２ｅと第３コア２３の第２対向面２３ｂとの間の距離である。
【００２４】
第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周、及び第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周には、面取り部２３ｒが形成されている。各面取り部２３ｒはアール形状である。
【００２５】
第１脚部２１ｂの端面２１ｅの外縁全周には、第１ギャップ４１とコイル３０との間に介在される第１介在部２１ｆが突出されている。第２脚部２２ｂの端面２２ｅの外縁全周には、第２ギャップ４２とコイル３０との間に介在される第２介在部２２ｆが突出されている。第１コア２１、第２コア２２及び第３コア２３は、第１ギャップ４１のギャップ長Ｌ１と第２ギャップ４２のギャップ長Ｌ２との合計よりも、第１介在部２１ｆと第２介在部２２ｆとの間の距離Ｌ３のほうが長くなるように配置されている。
【００２６】
図３に示すように、第１介在部２１ｆは、第１脚部２１ｂの端面２１ｅの外縁全周に亘って延びる円環状である。第２介在部２２ｆは、第２脚部２２ｂの端面２２ｅの外縁全周に亘って延びる円環状である。そして、第１介在部２１ｆは、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周（面取り部２３ｒ）と対向して、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周を覆っている。また、第２介在部２２ｆは、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周（面取り部２３ｒ）と対向して、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周を覆っている。
【００２７】
図２に示すように、第１介在部２１ｆの内周面２１ｒは、第１コア２１の端面２１ｅに連続するとともに弧状に湾曲している。第２介在部２２ｆの内周面２２ｒは、第２コア２２の端面２２ｅに連続するとともに弧状に湾曲している。第１介在部２１ｆの内周面２１ｒ及び第２介在部２２ｆの内周面２２ｒの曲率は、面取り部２３ｒの曲率と同じになっている。
【００２８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
第３コア２３における磁束Ｍ１が鎖交する断面の面積は、第１脚部２１ｂ及び第２脚部２２ｂにおける磁束Ｍ１が鎖交する断面の面積よりも小さくなっているため、磁性コア２０を流れる磁束Ｍ１において、第１脚部２１ｂ、第３コア２３、及び第２脚部２２ｂを流れる磁束Ｍ１は、第３コア２３で収束するように流れる。よって、第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２の周囲にコイル３０が配置されていても、第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２の周囲では、コイル３０に向けて漏れる漏れ磁束が生じ難くなる。その結果、コイル３０に鎖交する漏れ磁束が低減される。
【００２９】
さらに、磁性コア２０から第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２の周囲に漏れ磁束Ｍ２が発生しても、漏れ磁束Ｍ２は第１介在部２１ｆ及び第２介在部２２ｆに鎖交するため、第１ギャップ４１及び第２ギャップ４２の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２がコイル３０に鎖交し難くなる。
【００３０】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１脚部２１ｂの端面２１ｅには、第１ギャップ４１とコイル３０との間に介在される第１介在部２１ｆが突出されている。これによれば、第１ギャップ４１の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２は、第１介在部２１ｆに鎖交するため、第１ギャップ４１の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２がコイル３０に鎖交し難くなる。したがって、コイル３０に鎖交する漏れ磁束Ｍ２を低減することができる。
【００３１】
（２）第１介在部２１ｆは、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周を覆っている。これによれば、第１ギャップ４１の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２がコイル３０にさらに鎖交し難くなる。したがって、コイル３０に鎖交する漏れ磁束Ｍ２をさらに低減し易くすることができる。
【００３２】
（３）第２脚部２２ｂの端面２２ｅには、第２ギャップ４２とコイル３０との間に介在される第２介在部２２ｆが突出されている。これによれば、第２ギャップ４２の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２は、第２介在部２２ｆに鎖交するため、第２ギャップ４２の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２がコイル３０に鎖交し難くなる。したがって、コイル３０に鎖交する漏れ磁束Ｍ２を低減することができる。
【００３３】
（４）第２介在部２２ｆは、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周を覆っている。これによれば、第２ギャップ４２の周囲で発生する漏れ磁束Ｍ２がコイル３０にさらに鎖交し難くなる。したがって、コイル３０に鎖交する漏れ磁束Ｍ２をさらに低減し易くすることができる。
【００３４】
（５）第１ギャップ４１のギャップ長Ｌ１と第２ギャップ４２のギャップ長Ｌ２との合計よりも、第１介在部２１ｆと第２介在部２２ｆとの間の距離Ｌ３のほうが長い。これによれば、磁性コア２０を流れる磁束Ｍ１は、第１ギャップ４１を介して第１脚部２１ｂ及び第３コア２３を流れるとともに、第２ギャップ４２を介して第２脚部２２ｂ及び第３コア２３を流れる。よって、磁束Ｍ１が第１介在部２１ｆと第２介在部２２ｆとの間を介して第１介在部２１ｆ及び第２介在部２２ｆを流れることが抑制されるため、第１介在部２１ｆと第２介在部２２ｆとの間の周囲に漏れ磁束が発生してしまうことを抑制することができ、コイル３０に鎖交する漏れ磁束を低減することができる。
【００３５】
（６）第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周には、面取り部２３ｒが形成されている。これによれば、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周に面取り部２３ｒが形成されていない場合に比べると、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周に磁束が集中し難くなる。その結果、第１ギャップ４１の周囲に漏れ磁束Ｍ２が発生してしまうことを抑制することができる。
【００３６】
（７）第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周には、面取り部２３ｒが形成されている。これによれば、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周に面取り部２３ｒが形成されていない場合に比べると、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周に磁束が集中し難くなる。その結果、第２ギャップ４２の周囲に漏れ磁束Ｍ２が発生してしまうことを抑制することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、第２介在部２２ｆを削除してもよい。
○  実施形態において、第１介在部２１ｆは、第１脚部２１ｂの端面２１ｅの外縁全周に亘って延びていなくてもよい。したがって、第１介在部２１ｆが、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周を覆っていなくてもよく、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁の一部分を覆っていてもよい。
【００３８】
○  実施形態において、第２介在部２２ｆは、第２脚部２２ｂの端面２２ｅの外縁全周に亘って延びていなくてもよい。したがって、第２介在部２２ｆが、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周を覆っていなくてもよく、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁の一部分を覆っていてもよい。
【００３９】
○  実施形態において、第１ギャップ４１のギャップ長Ｌ１と第２ギャップ４２のギャップ長Ｌ２との合計と、第１介在部２１ｆと第２介在部２２ｆとの間の距離Ｌ３とが同じであってもよい。
【００４０】
○  実施形態において、第１介在部２１ｆの内周面２１ｒ及び第２介在部２２ｆの内周面２２ｒの曲率は、面取り部２３ｒの曲率と異なっていてもよい。
○  実施形態において、第１介在部２１ｆの内周面２１ｒは、第１コア２１の端面２１ｅに対して斜交する方向に直線状に延びるテーパ形状（Ｃ面取り形状）であってもよい。同様に、第２介在部２２ｆの内周面２２ｒは、第２コア２２の端面２２ｅに対して斜交する方向に直線状に延びるテーパ形状（Ｃ面取り形状）であってもよい。
【００４１】
○  実施形態において、第１介在部２１ｆの内周面２１ｒは、第１コア２１の端面２１ｅに対して直交する方向に延びていてもよい。同様に、第２介在部２２ｆの内周面２２ｒは、第２コア２２の端面２２ｅに対して直交する方向に延びていてもよい。
【００４２】
○  実施形態において、各面取り部２３ｒは直線状に延びるテーパ形状（Ｃ面取り形状）であってもよい。
○  実施形態において、第３コア２３における第１対向面２３ａ側の外縁全周に面取り部２３ｒが形成されていなくてもよい。また、第３コア２３における第２対向面２３ｂ側の外縁全周に面取り部２３ｒが形成されていなくてもよい。
【００４３】
○  実施形態において、第１コア２１及び第２コア２２は同一形状でなくてもよい。例えば、第１コア２１の第１脚部２１ｂの長さと、第２コア２２の第２脚部２２ｂの長さとが異なっていてもよい。また、例えば、第１脚部２１ｂの幅Ｈ１と第２脚部２２ｂの幅Ｈ２とが異なっていてもよい。
【００４４】
○  実施形態において、第１コア２１の材料及び第２コア２２の材料に対して第３コア２３の材料を違うものにしてもよい。
○  実施形態において、内周面２１ｒと面取り部２３ｒとの距離を端面２１ｅと第１対向面２３ａとの距離と同じにしてもよい。同様に、内周面２２ｒと面取り部２３ｒとの距離を端面２２ｅと第２対向面２３ｂとの距離と同じにしてもよい。
【００４５】
○  実施形態において、第１コア２１及び第２コア２２が、例えば、Ｅ型コアであってもよい。
○  実施形態において、誘導機器１１は、五つ以上のコアを有していてもよい。
【００４６】
○  実施形態において、誘導機器１１は、三つ以上のコイル要素を有していてもよい。
○  実施形態において、各コイル要素３１は、丸線を捲回したものであってもよい。
○  実施形態において、誘導機器１１を、リアクトル以外（例えばトランス）に適用してもよい。
【００４７】
○  実施形態において、リアクトル装置は、車載用以外のものであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記第３コアにおける前記第１対向面側の外縁全周に面取り部が形成されている。
【００４８】
（ロ）前記第３コアにおける前記第２対向面側の外縁全周に面取り部が形成されている。
【符号の説明】
【００４９】
１１…誘導機器、２０…磁性コア、２１…第１コア、２１ｂ…第１脚部、２１ｅ…端面、２１ｆ…第１介在部、２２…第２コア、２２ｂ…第２脚部、２２ｅ…端面、２２ｆ…第２介在部、２３…第３コア、２３ａ…第１対向面、２３ｂ…第２対向面、３０…コイル、４１…第１ギャップ、４２…第２ギャップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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