JPH03198312A - スウィンギングチョークコイル用鉄心およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アモルファス合金を使用したスウィンギング
チョークコイル用鉄心およびその製造方法に関する。

（従来の技術） モータを制御する場合のように、コイルに流れる電流値
が小さいときにそのインダクタンスをできるだけ高くし
、電流値が大きくなるとインダクタンスが低下して略一
定となるようなスウィンギングチョークコイルを製造す
る場合、従来は例えばトロイダル鉄心の磁路の一部に空
隙（エアギャップ）を設け、そこにフェライトやパーマ
ロイ等の高透磁率材料を挟み込んでいた。

この様な構成とすることにより、前記空隙部の周囲は透
磁率が低く、反対に空隙部に挟み込まれた材料の透磁率
は高いため、当初コイルにあまり電流が流れない状態の
ときは、高透磁率の空隙部分を磁束が通ってインダクタ
ンスが高く保たれ、電流が流れ始めると、この空隙部分
の高透磁率材料が飽和するから、次に空隙部の周囲の低
透磁率の部分を磁束が通るようになり、これによってい
わゆるコイルのスウィンギング特性を得ていた。

（発明が解決しようとする！ＩＩ！ｆｉ）しかしながら
、このような従来の手段によると、切断面がショートす
るおそれがあり、これが鉄損の増加につながるという課
題があった。

特に、高周波領域にて使用されるようなコイルにあって
は、鉄損の増加は致命的な欠点となっていた。

この発明は斯かる課題を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは、特に高周波領域におけ
る鉄損が少なく、また容易にインダクタンスのコントロ
ールを行うことのできるスウィンギングチョークコイル
用鉄心およびその製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は、アモルファス合
金を素材とする高透磁率鉄心と低透磁率鉄心とを組み合
わせたことを特徴とし、また、本発明はＣｏ系アモルフ
ァス合金を素材とする鉄心材と、Ｆｅ系アモルファス合
金を素材とし磁路の一部に空隙を設けた鉄心材と、Ｆｅ
系アモルファス合金を一定時間酸化焼鈍した鉄心材のい
ずれかの鉄心材を高透磁率鉄心として用い、またＦｅ系
アモルファス合金を素材とし磁路の一部に前記空隙より
も大きめの空隙を設けた鉄心材と、Ｆｅ系アモルファス
合金を前記よりも長い時間で酸化焼鈍した鉄心材のいず
れかの鉄心材を低透磁率鉄心として用い、 これら高透磁率鉄心材と低透磁率鉄心材とを組み合わせ
たことを特徴とする。

（作用） 前記構成により、本発明によれば、コイルにあまり大き
な電流が流れない状態のときは、高透磁率鉄心材を磁束
が通ってコイルのインダクタンスを高く保ち、電流が流
れ始めると前記高透磁率鉄心材が飽和するため、次に低
透磁率鉄心材を磁束が通るようになり、コイルのインダ
クタンスが低下すると共に、このときのインダクタンス
はコイルに流れる電流が増加したとしても略一定に保持
され、いわゆるコイルのスウィング特性が得られる。

なお、前記高透磁率鉄心は、Ｃｏ系アモルファス合金を
素材とするものを用いるか、またはＦｅ系アモルファス
合金を素材とし磁路の一部に空隙を設けるか、更にはＦ
ｅ系アモルファス合金を酸化焼鈍することによって得ら
れる。

また、低透磁率鉄心は、Ｆｅ系アモルファス合金を素材
とし磁路の一部に前記空隙よりも大きめの空隙を設ける
か、またはＦｅ系アモルファス合金を前記よりも長い時
間で酸化焼鈍することによって得られる。

（実施例） 以下、図面に基づき本発明の好ましい実施例を説明する
。

第１図（ａ）ｔ）（Ｃ）には本発明に係るスウィンギン
グチョークコイル用鉄心の各実施例が示されている。

本発明においては、アモルファス合金を素材とする高透
磁率鉄心と低透磁率鉄心とを組み合わせたことを特徴と
している。

すなわち、本実施例において、第１図（ａ）には、内側
にリング状の高透磁率鉄心１ａを配置し、その外側に低
透磁率鉄心１ｂを配置して成るスウインギングチョーク
コイル用鉄心が示されている。

また、第１図（ｂ）には、前記と反対に、外側に高透磁
率鉄心１ａを配置し、内側に低透磁率鉄心１ｂを配置し
た例が示されており、更に、第１図（Ｃ）には、下部に
高透磁率鉄心１ａを配置し、その上部に低透磁率鉄心材
１ｂを配置した例が示されている。

ここで、前記高透磁率鉄心１ａを得るためには、例えば
以下の３通りの手段が考えられる。

■　Ｃｏ系アモルファス合金を素材とした鉄心材を用い
る。

■　Ｆｅ系アモルファス合金を素材とし、磁路の一部に
狭い空隙を設け、そこにガラス繊維入りエポキシ板を挟
んだ鉄心材を用いる。■Ｆｅ系アモルファス合金を短い
時間で酸化焼鈍した鉄心材を用いる。

また、前記低透磁率鉄心ｉｂを得るためには、例えば以
下の２通りの手段が考えられる。

■　Ｆｅ系アモルファス合金を素材とし、磁路の一部に
前記■よりも幅広の空隙を設け、そこにガラス繊維入り
エポキシ板を挟んだ鉄心材を用いる。

■Ｆｅ系アモルファス合金を前記■よりも長い時間で酸
化焼鈍した鉄心材を用いる。

従って、高透磁率鉄心１ａと低透磁率鉄心ｔｂの組み合
わせは、前記■と■、■と■、■と■、■と■、■と■
、■と■の６通りあることになる。

次に、高透磁率鉄心と低透磁率鉄心を、第１図（ａ）の
ように配置して形成したトロイダル鉄心の特性について
説明する。

第２図（ａ）〜（ｄ）には、２種類の鉄心材を組み合わ
せる前の各鉄心材について、周波数４Ｋｌ（ｚで測定し
た場合のヒステリシスループが示されている。

すなわち、第２図（ａ）はＣｏ系アモルファス合金を素
材とした高透磁率鉄心１ａ（前記■の鉄心材）について
のヒステリシスループであり、第２図（ｂ）はＦｅ系ア
モルファス合金を長時間酸化焼鈍して成る低透磁率鉄心
１ｂ（前記■の鉄心材）についてのヒステリシスループ
である。

また、第２図（Ｃ）はＦｅ系アモルファス合金を短時間
で酸化焼鈍した高透磁率鉄心１ａ（前記■の鉄心材）に
ついてのヒステリシスループであり、第２図（ｄ）はＦ
ｅ系アモルファス合金を長時間で酸化焼鈍した低透磁率
鉄心１ｂ（前記■の鉄心材）についてのヒステリシスル
ープである。

これらの特性図で明らかな通り、いずれもヒステリシス
ループの囲む面積が小さいことから、これらは、ヒステ
リシス損が少ない特性を有していることがわかる。また
、第２図（ａ）（ｂ）の鉄心は高透磁率を有しながら、
更に第２図（ａ）（Ｃ）との鉄心は低透磁率を有しなが
ら、他の鉄心材量に比してＢＩｌ／Ｈ１１が略一定な恒
透磁率特性を備えた鉄心であることがわかる。

第３図には、前記鉄心材を組み合わせたスウィンギング
チラークコイル用のトロイダル鉄心を形成したときのヒ
ステリシスループが示されている。

すなわち、第３図（ａ）は前記の第２図（ａ）と第２図
（ｂ）の鉄心材を組み合わせて測定したときのヒステリ
シスループであり、第３図ら）は第２図（Ｃ）と第２図
（ｄ）の鉄心材を組み合わせて測定したときのヒステリ
シスループである。

このようにして形成したトロイダル鉄心によれば、コイ
ルにあまり大きな電流が流れない初期状態においては、
高透磁率鉄心材１ａを磁束が通ってコイルのインダクタ
ンスを高く保ち、電流が流れ始めると前記高透磁率鉄心
材１ａが飽和するため、次に低ｉ！ｉ磁率鉄心材１ｂを
磁束が通るようになり、コイルのインダクタンスが低下
すると共に、このときのインダクタンスはコイルに流れ
る電流が増加したとしても略一定に保持される。

第３図（ａ）　（ｂ）から明らかなように、磁界の強さ
Ｈ−が正負で増加していく過程で、ループの傾斜角が変
化していることがわかる。

第４図（ａ）（ｂ）には、それぞれ前に述べた第３図（
ａ）（ｂ）のトロイダル鉄心について測定した起磁力と
、ＡＬバリューとの関係が示されている。

第４図（ａ）で明らかな通り、起磁力が２０（Ａ・Ｔ）
程度のときはＡＬバｌＪ、−カ１．０　　（μＨ／Ｎ２
）を有しているが、起磁力が２０〜７０（Ａ−Ｔ）で急
にＡＬバリューが低下し、これ以上では起磁力が変化し
ても略フラットな特性（ＡＬバリューが０、ｌμＨ／Ｎ
’程度）を有している。

このことは第４図（ｂ）においても同様の傾向を示して
おり、いわゆるスウィング性を備えたものであり、組み
合わせる鉄心によって所望の特性を得るできる。

以上説明した通り、本実施例によれば、トロイダル鉄心
の素材にアモルファス合金を使用しているため、高周波
数ｗｔ域での鉄損が少なく、また磁路の一部に空隙部を
設け、そこに高透磁率材料を挟み込んだ鉄心に比べて、
洩れ磁束がなく、かつ鉄損が少ないという利点を有する
。更に、第１図（ａ）（ハ）タイプの鉄心において、外
側に酸化焼鈍を施した鉄心材を用いた場合、漏れ磁束を
防止することができる。

なお、本実施例においては、第１図（ａ）のタイプのト
ロイダル鉄心を例として説明したが、その特性は第１図
ら）や第１図（Ｃ）のタイプの場合も同様である。

（発明の効果） 本発明はアモルファス合金を素材とする高透磁率鉄心と
低透磁率鉄心とを組み合わせことにより、また、Ｃｏ系
アモルファス合金を素材とする鉄心材と、Ｆｅ系アモル
ファス合金を素材とし磁路の一部に空隙を設けた鉄心材
と、Ｆｅ系アモルファス合金を一定時間酸化焼鈍した鉄
心材のいずれかの鉄心材を高透磁率鉄心として用い、 また、Ｆｅ系アモルファス合金を素材とし磁路の一部に
前記空隙よりも大きめの空隙を設けた鉄心材と、Ｆｅ系
アモルファス合金を前記よりも長い時間で酸化焼鈍した
鉄心材のいずれかの鉄心材を低透磁率鉄心として用いる
ことにより、トロイダル鉄心の素材にアモルファス合金
を使用しているため、高周波領域での鉄損が少ないとい
う効果を有する。また、組み合わせる鉄心材の透磁率と
体積等を適宜選択して、インダクタンスを容易にコント
ロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ロ）（Ｃ）はスウィンギングコイル用鉄
心の実施例を示す図、第２図（ａ）（Ｃ）は高透磁率鉄
心材についてのヒステリシスループを示す図、第２図ル
）（ｄ）は低透磁率鉄心材についてのヒステリシスルー
プを示す図、第３図（ａ）（ｂ）は高透磁率鉄心材と低
透磁率鉄心材を組み合わせてできたトロイダル鉄心のヒ
ステリシスループを示す図、第４図（ａ）Φ）は第３図
（ａ）（ロ）の起磁力とＡＬバリューとの関係を示す図
である。 １ａ・・・・・高透磁率鉄心 ｌｂ・・・・・低透磁率鉄心 第１図 第３図（０） （ｂ） （Ｃ） Ｂｒｎ（ＫＧ＋ 第 ３ 図（ｂ） ８ｍ＋にＧ】 ＮＨＡ−Ｔ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アモルファス合金を素材として成る高透磁率鉄心
   と同じくアモルファス合金を素材として成る低透磁率鉄
   心とを組み合わせたことを特徴とするスウィンギングチ
   ョークコイル用鉄心。
2. （２）Ｃｏ系アモルファス合金を素材とする鉄心材と、
   Ｆｅ系アモルファス合金を素材とし磁路の一部に空隙を
   設けた鉄心材と、Ｆｅ系アモルファス合金を一定時間酸
   化焼鈍した鉄心材のいずれかの鉄心材を高透磁率鉄心と
   して用い、またＦｅ系アモルファス合金を素材とし磁路
   の一部に前記空隙よりも大きめの空隙を設けた鉄心材と
   、Ｆｅ系アモルファス合金を前記よりも長い時間で酸化
   焼鈍した鉄心材のいずれかの鉄心材を低透磁率鉄心とし
   て製造したことを特徴とするスウィンギングチョークコ
   イル用鉄心の製造方法。