JPH03280503A - 磁心 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、特に高周波（具体的には、５０ｋＨｚ以上）
における角形特性および磁気飽和特性に優れると同時に
低鉄損をも有し、高周波スイッチング電源に用いられる
可飽和リアクトル、半導体回路用リアクトルなどの磁性
部品に好適な磁心およびこの磁心の製造に用いる合金薄
帯に関する。

（従来技術） 近年、電子機器の小型軽量化、高性能化の要求に伴い、
重要な機能部品として用いられている磁性部品にも高性
能化が必要となってきている。特にＯＡ機器、通信機器
の電源として用いられるスイッチング電源においては、
小型軽量化の要請から高周波化が検討されている。した
がって、これら磁性部品に用いられる磁性材料にも優れ
た高周波磁気特性が要求されている。特に、零相変流器
等の電流センサ、ノイズフィルター等、多くの磁性部品
に対しては、透磁率の高い材料が有効である。

近年、磁気増幅器を組込んだスイッチング電源が、高信
頼性、高効率の観点から広く用いられている。

この磁気増幅器を構成する主要部は可飽和リアクトルで
あり、角形磁化特性に優れた磁心材料か必要とされてい
る。従来、このような磁心材料としてはＦｅ−Ｎｉ結晶
質合金からなるセンデルタ（商品名）が使用されてきた
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、センデルタは角形磁化特性には優れてい
るものの、２０ｋＨｚ以上の高周波においては保磁力が
大きくなり、うす電流損か増大して発熱し、使用不能と
なる。このため、磁気増幅器を組込んだスイッチング電
源のスイッチング周波数は２０ＫＨｚ以下に限られてい
た。

近年、スイッチング電源の小形化・軽量化に対する要望
とあいまって、スイッチング周波数をより高周波化する
ことか求められており、高周波における保磁力が小さく
、かつ角形特性及び熱安定性に優れた磁心材料としてア
モルファス合金が、検討され（特開昭６１−２２５８０
４号）でいる。

しかしながら、スイッチング電源の高効率化の要求に対
しては、さらなるアモルファス合金磁心の高性能化が必
須であり、特に５０ｋＨｚ以上の周波数で用いられる磁
気増幅器における角形比ならいびに磁気飽和特性（たと
えば飽和インダクタンスの低減）の−層の改善が望まれ
ていた。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、
特に高周波域における角形比が大きく、飽和インダクタ
ンスの小さい合金薄帯を用いた磁心を提供することを目
的とする。

（課題を解決するだめの手段） 発明の概要 本発明による磁心は、合金薄帯を巻回もしくは積層する
ことによって形成された高周波領域における角形特性に
優れた磁心であって、前記合金薄帯のロール面側の表面
の凹部の面積占有率を３０％以下にすることによって、
磁心の角形比を向上させたことを特徴とするものである
。

本発明者らは、合金薄帯のロール面側の表面の四部の面
積占有率を３０９６以下にすることにより、高周波域に
おける角形比が急激に向上すると共に飽和インダクタン
スを低減させることができる見出した。さらに本発明者
は、磁心を構成する合金薄帯のロール面側の表面凹部の
面積占有率を３０％以下にすると同時にフリー面側の表
面粗さ（Ｒｆ）を０．３９ｃｉ以下にすることによって
、磁心の特に高周波領域における角形特性を向上させる
ことができることを見出した。本発明は上記知見に基づ
いてなされたものである。

本発明によれば、周波数１００ｋＨｚで９８％以上、好
ましくは９８．　５９δ以上、さらに好ましくは９９９
０以上の角形比を何する磁心か提供される。さらに本発
明によれば、飽和磁気特性が５５０（Ｇ）以下、さらに
は、５００　（Ｇ）以下の磁心を提供することかできる
。ここで、飽和磁気特性は、通常、磁心形状、巻線数お
よび測定条件で異なる。本発明においては、評価基準と
して、■磁心形状を外径１５ｍｍ、内径１０ｍ＋＊、高
さ４．５ｍｎの磁心において、２巻線数１０ターン、■
測定条件として、周波数１００ｋＨｚで１６（Ｏｅ）磁
場を印加した際の磁束密度と残留磁束の差の値で表した
ものである。

発明の詳細な説明 最近、高周波で用いる磁心材料に使用される軟磁性合金
薄帯は、いわゆる溶湯急冷法によって製造される場合が
増えてきている。この方法は、石英などの耐熱容器中で
溶融させた所定組成の溶融合金を、ノズルから高速回転
する金属製の冷却ロールの回転面に射出して急冷するこ
とによってリボン状の薄帯を得るものである。しかしな
がら、このようにして製造される合金薄帯の表面（ロー
ル面、すなわち冷却ロールが接する面側）には、不可避
的に、薄帯の表面に微細な凹凸が形成されている。

本発明者らの研究によれば、合金薄帯のロール面側表面
に存在する凹部の面積占有率を３０％以下に、好ましく
は２５％以下に、さらに好ましくは２０％以下に厳格に
制限することにより、高周波域における角形比が急激に
向上するとともに飽和インダクタンスを低減させること
ができることを見出した。

すなわち、第１の態様に係る本発明の磁心は、合金溶湯
をノズルより冷却ロールの表面に射出し、急冷すること
によって合金薄帯が製造合金薄帯が製造されるものであ
って、前記冷却ロールと接触する側の合金薄帯表面に形
成された凹部の面積占有率が３０％以下であるような合
金薄帯によって形成されていることを特徴とするもので
ある。

通常、上記のような溶湯急冷法によって合金薄帯を製造
する場合においては、得られる合金薄帯の表面状態は、
冷却ロールの表面状態や溶融合金とロールとの間の濡れ
性に主として依存する。この場合の濡れ性は、また合金
の組成によっても影響を受ける。そして、合金薄帯の表
面に形成される凹部は、冷却ロールと溶融金属との間に
巻き込まれる気泡によって形成される。

後述する実施例の結果からも明らかなように、本発明に
よれば、この冷却ロールと接触する側の合金薄帯表面に
形成された凹部の面積占有率を３０％以下に制限するこ
とによって、磁心の角形比を著しく向上させることがで
きる。

上記のような角形比の向上効果は、特に、キュリー温度
が３００℃以下のアモルファス合金において顕著である
。その理由は熱処理により発生する誘導磁気異方性と表
面粗さに起因する形状磁気異方性の大きさの割合による
と推定される。すなわち、キュリー温度が３００℃以下
の比較的誘導磁気異方性の小さい合金て顕著である。

上記のように、薄帯表面に形成される四部の面積占有率
を３０９６以下に制限する方法としては、冷却ロールと
合金溶湯の濡れ性をよくすること、冷却速度の適正化が
挙げられる。そのための具体的な方法としては、鉄基ロ
ール（たとえば、３４５Ｃ，ハイス鋼）の使用、Ｃｕ基
合金（ＣｕＢｅＳＣｕＴｉなど）の場合においては、冷
却ロール内部から冷却する水の温度を３０〜６０℃にコ
ントロールする方法、あるいは合金溶湯の射出温度を１
３５０℃以上にする方法がある。

さらに好ましい方法としては、製造雰囲気を大気圧未満
の減圧下にすることによって、四部発生を低減すること
（たとえば１０％以下）が可能である。

また、本発明における「薄帯表面に形成される凹部の面
積占有率」の定義ならびに測定方法は以下の通りである
。

走査型電子顕微鏡を用いて２００倍の倍率でロール面の
写真をとる。この写真から視野長径（当該凹部を包みか
つ接する最小の円の直径）が１０μｍ以上の凹部を全て
ピックアップし画像処理装置（たとえば日本レギュレー
タに、に、製ＬＵＺＥＸ５００）によって、単位面積あ
たりの凹部か占める面積比を求める。この過程を少なく
とも１０回行ない、平均値を求め、二の平均値を「面積
占有率」とする。

次に、合金薄帯の表面粗さを制御する第２の態様につい
て説明する。

すなわち、本発明の第２の態様は、合金溶湯をノズルよ
り冷却ロールの表面に射出し、急冷することによって合
金薄帯が製造されるものであって、前記冷却ロールと接
触しない方の合金薄帯表面の表面粗さが、当該合金薄帯
の長手方向において、Ｒｆ≦０．３ （ただし、Ｒｆは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定された
基準長さ２．５鰭における十点平均粗さ、および合金薄
帯の重量より求めた平均板厚を、それぞれＲｚ％Ｔとし
たときに、下記の式％式％ によって求めた粗さを特徴付けるパラメータである。）
なる値を有する合金薄帯によって磁心を形成することを
特徴とするものである。このＲｆの値は、好ましくは、
０．２５以下、さらに好ましくは０．２２以下である。

通常、溶湯急冷法によって合金薄帯を製造する場合にお
いては、冷却ロールの表面状態、ノズルとロールとの間
に生じる溶湯だまり安定性などの条件によって、得られ
る合金薄帯の表面状態が影響を受ける。本発明者らの研
究によれば、特にフリー面（すなわち、冷却ロールと接
触しない側の薄帯表面）に生じやすい、薄帯長手方向に
周期性をもって現れる凹凸（いわゆるフィッシュスケー
ル）が、合金薄帯の高周波磁気特性、特に角形比に悪影
響を与えることを見出している。

すなわち、合金薄帯の長手方向の表面粗さを、上述した
規定にしたがって、Ｒｆ≦０．３、さらに好ましくは、
Ｒｆ≦０．２７に制限することによって、高周波領域に
おける角形比を著しく改善することができるとともに、
飽和インダクタンスを低減することができるう。

このような効果は、特にキュリー温度が３００℃以下の
アモルファス合金を材料として用いた場合に、顕著であ
る。その理由は薄帯ロール面について述べたのと同様に
、表面粗さに起因する形状異方性が関与しているものと
推定される。

上記のように表面粗さを制御するためには、冷却ロール
の材質、ロール表面温度、射出時の溶湯の温度などの製
造パラメータを適宜コントロールする必要がある。その
ためには、たとえば冷却速度やロール周速の調整、適正
化が必要である。具体的には、Ｃｕ基合金ロールを使用
し、ロール内部の水温を３０〜８０℃に設定する方法、
あるいはロール周速を２５ｍ／ｓ以上に設定する方法か
有効である。

次に、本発明の磁心に用いる合金材料について説明する
。

本発明においては、Ｃｏ基アモルファス合金やＦｅ基磁
性合金が用いられ得る。

ここでＣｏ基アモルファス合金の好ましい組成として は、一般式 ％式％） ただし　０．０２≦ａ≦０．０８ ０．３≦１≦０．８ ２６≦Ｘ≦３２ ■　（Ｃｏ　　　　ＦｅＭ）　　　　　（Ｓｉ　　　Ｂ
）１−ｂ−ｃ　　　　ｂ　　ｃ　　１００−ｙ　　　　
　１−ｍ　　ｍ　　ｙただし　ＭはＮｉ、Ｎｎのうち少
なくとも１種 ｂ≦０．１０ ０、０１≦ｅ≦０．１０ ０、３≦ｍ≦０．８ ２６≦ｙ≦３２ （Ｃ０１−ｄ−ｅＦｅｄＭ′ｅ）１ｏｏ−２（Ｓ１１−
ｎＢｎ）ｚただし　Ｍ′はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｒ
。

Ｎｂ５Ｎｏ、Ｈｆ５Ｔａ、Ｗ、がら 選ばれる少なくとも１種 ０．０３≦ｄ≦０．１０ ０．０１≦ｅ≦０．０６ ０．３≦ｎ≦０．８ ２２４≦ｚ≦３２ （Ｃ０１−ｆ−ｇ−ｈ　　Ｆｅ　ｆ　Ｍｇ　Ｍ′　ｈ　
）　１００−Ｗ（Ｓ　ｉｌ−、Ｂ　ｐ）　ｗ ただし　ＭはＮｉ、Ｍｎのうち少なくとも１種、 ｆ≦０．１０ ０．０１≦ｇＳ０．１０ ０．０１≦ｈ≦０．０８ ０．３≦ｐ≦０．５ ２４≦ｗ≦３０ のいずれかで表わされるが、いずれも飽和磁歪定数λＳ
は−Ｉ×１０　≦λｓ≦ｌＸ１Ｏ−６（ＩＩ’）範囲６ に入るＣｏ基アモルファス合金が好ましい。

本発明の磁心に用いるＣｏ基アモルファス合金は、上記
４つの一般式で表わされるが、ここで最も重要となるの
は、キュリー温度を３００℃以下に設定するための組成
設定であり、金属元素とメタロイド元素の原子比が主と
なる。一般式■〜■においてＸ５ＹｓＺを２６〜３２、
■および■においてＷを２４〜３０としたのはＸ５ＹＳ
Ｚが２６未満あるいはＷが２４未満では保磁力が大きく
、鉄損値が大きくなるとともに、熱安定性も悪くなり、
一方Ｘ５ＹｘＺが３２をあるいはＷが３０を超えるとキ
ュリー温度が低下して実用的でなくなるためである。

Ｆｅは磁歪を一１×１０〜＋１×１０−６に調整するた
めの元素であり、Ｎｉ、Ｍｎの添加量あるいは非磁性遷
移金属元素の添加量、およびＳｉ、Ｂ比の値に応じてＣ
ｏとの配合比を示すａ、ｂ。

ｄ、ｆをそれぞれ０．０２〜０．０８．０．１０以下、
０．０３〜０，１０．０．１０以下の範囲で規定すれば
、これが実現できる。

Ｍ（ＮｉあるいはＭｎから選ばれる少なくとも１種）お
よびＭ’　　（Ｍ’はＴ　Ｉ　ＳＶ　ｓ　Ｃｒ、Ｃｕ。

Ｚ　ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ５Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選ばれる少な
くとも１種）は、熱安定性をより改善させるのに有効な
元素であるが、その添加ｆｆ１ｃ％　ｈはそれぞれ０．
１０以下、０．０８以下であり、Ｃ１ｈが０．１０以上
０．０８以上では、キュリー温度が低下しすぎて好まし
くない。

Ｓｉ及びＢは合金を非晶質化するのに必須の成分である
が、特に低鉄損、高角形比及び高い熱安定性を有する磁
心を得るためには、ＳｉとＢとの配合比を示すｌ、ｍ、
ｎ又はｐを０．３〜０．５の範囲に規定し、Ｓｉリッチ
とすることが必要である。これはｌ、ｍ、ｎまたはｐが
０，３未満又は０．５を超える場合には、特に高角形比
を得るのが困難となり、また磁気特性の熱安定性がやや
悪くなるためである。

上記の■ないし■の合金組成の内でも、気泡の巻き込み
による凹部の低減化（本発明の第１の態様）という観点
からいえば、■と■の合金が最も好ましいものである。

さらに好ましくは、Ｍ′　として、Ｃ「、ＮｂまたはＭ
ｏを選択した場合である。これは、濡れ性の改善ならび
に粘性の低下が寄与しているものと考えられる。

以上の本発明の第１の態様、第２の態様のいずれも、形
状磁気異方性の効果は誘導磁気異方性の大きさの関係で
あられれる。従って、特に誘導磁気異方性の大きさが１
０４ｅｒｇ／ｃｃ以下の材料について、本発明は特に有
効となる。また、先に述べたように、本発明は特にキュ
リー温度３００℃以下のアモルファス合金において、そ
の効果が顕著であるが、一方、キュリー温度が１６０℃
以下のものにおいては、角形比、飽和インダクタンスが
十分良好なレベルに達しない。したかって、本発明にお
いては、キュリー温度範囲を１６０〜３００℃の範囲、
さらには１８０〜２８０℃の範囲が好ましく、さらに望
ましくは１９０〜２７０℃である。

なお、キュリー温度を３００℃以下にするのは熱安定性
向上の意味もある。一般にアモルファス合金は、所定組
成比の合金素材を溶融状態から１０４℃／秒以上の冷却
速度で急冷すること（液体急冷法）によって得られるこ
とが知られている。

本発明のアモルファス合金も、上記した常法によって容
易に製造できる。このアモルファス合金は、例えば単ロ
ール法によって製造された板状の薄帯として使用される
。この場合、厚みが２５μｍを超えると高周波における
鉄損か増大するので、薄帯の厚みを５〜２５μｍの範囲
に設定するのが好ましい。

本発明の磁心は、上記製造法により作製したアモルファ
ス合金を所定形状に巻回し、歪取り熱処理を行なうが、
その際の冷却速度は０．５〜５０”Ｃ／ｓｉｎ、程度で
良く、好ましくは１〜ｂ■ｉｎ、の範囲である。また、
さらにキュリー温度以下での磁場中において熱処理を加
えてもよい。

一方、本発明においては、Ｆｅ基超超微細結晶合金用い
ることもできる。この合金は、Ｆｅ−５ｉ−Ｂ系合金等
にＣｕとＮｂ、ＷＳＴａ、Ｚ　ｒ。

Ｂｆ、Ｔｉ、Ｍｏ等の１種とを添加し、−旦アモルファ
ス合金と同様の薄帯として形成した後、その結晶化温度
以上の温度域で熱処理することによって、微細な結晶粒
を析出させたものである。

本発明は、上記の様なＦｅ基超超微結晶合金ついても同
様に適用することができる。

上記のようなＦｅ基基磁磁性合金薄帯作製する際に用い
る合金組成としては、 一般式： ％式％ （１） （式中、ＥはＣｕおよびＡｕから選ばれた少なくとも１
種の元素を、ＧはＩＶａＶａ族元素ａ族元素、ＶＩ’ａ
族元素および希土類元素からなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素を、ＪはＭｎ、ＡＩ。

Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎおよび白金族元素からなる群か
ら選ばれた少なくともｌＦｉの元素を、２はＣ，Ｎおよ
びＰからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を表
し、ｅｓ　ｆｓ　ｇｓ　ｈ−１およびｊは、下記の式を
満足する数である。ただし、下記式中の全ての数字はａ
ｔ％を示す。

０．１≦ｅ≦８ ０．１≦ｆ≦１０ ０≦ｇ≦１０ １２≦ｈ≦２５ ３≦ｉ≦１２ ０≦ｊ≦１０ １５≦ｈ＋ｉ＋ｊ≦３０゜以下同じ。）で実質的に示さ
れるものが好ましく用いられる。

ここで、上記（１）式のＥ（ＣｕまたはＡｕ）は、耐食
性を高め、結晶粒の粗大化を防止するとともに、鉄損や
透磁率などの軟磁気特性を改善するのに有効な元素であ
る。特にｂｃｃ相の低温での析出に有効である。この量
かあまり少ないと上記したような効果か得られず、一方
、あまりに多いと逆に磁気特性が劣化するので好ましく
ない。

そのため、Ｅの含有量は、０，１〜８原子％の範囲が適
している。好ましい範囲は、０．１〜５原子％である。

Ｇ（ＩＶａＶａ族元素ａ族元素、ＶＩａ族元素および希
土類元素から選ばれた少なくとも１種の元素）は、結晶
粒径の均一化に有効であるとともに、磁歪および磁気異
方性を低減させ、軟磁気特性の改善および温度変化に対
する磁気特性の改善にを効元素であり、Ｅ（例えばＣｕ
）との複合添加によってｂｃｃ相をより広い温度範囲で
安定化させることができる。この量があまりに少ないと
上記効果が得られず、また、あまりに多いと製造過程に
おいて非結晶化がなされず、さらに飽和磁束密度が低く
なる。そのため、Ｇの含有量は、０．　１〜１０原子％
の範囲が適している。さらに好ましい範囲は、１〜８原
子％である。

なお、Ｅにおける各元素の効果は、上記効果とともに、
それぞれ、ＩＶａＶａ族元素適磁気特性を得るための熱
処理条件の拡大、Ｖａ族元素は耐脆化性の向上および切
断などの加工性の向上、ＶＩａ族元素は耐食性の向上お
よび表面性の向上に有効である。

この中で特に、Ｔａ５ＮｂＳＷ、およびＭｏは軟磁気特
性の改善、■は耐脆化性とともに表面性の向上効果が顕
著であり、この点て好ましいものである。

Ｊ　（Ｍｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎおよび白金族元素
から選ばれた少なくとも１種の元素）は、軟磁気特性の
改善あるいは耐食性の改善に白°効な元素である。しか
し、その量かあまりに多いと飽和磁束密度が低下するた
め、１０原子９６以下とする。この中で、特にＡ１は結
晶粒の微細化、磁気特性の改善およびｂｃｃ相の安定化
、Ｇｅはｂｃｃ相の安定化、白金族元素は耐食性の改善
に有効な元素である。

ＳｉおよびＢは、製造時における合金の非結晶化を助成
する元素であり、結晶化温度の改善ができ、磁気特性向
上のための熱処理に対して有効な元素である。特に、−
は微細結晶粒の主成分であるＦｅに固溶し、磁歪、磁気
異方性の低減化に寄与する。その量か１２原子％未満て
は軟磁気特性の改善が顕著ではなく、２５原子％を超え
ると超急冷効果か小さく、μｍレベルの比較的粗大な結
晶粒が析出して、良好な軟磁気特性は得られない。さら
にＳｉは規則格子の出現のために１２〜２２原子％が特
に好ましい。またＢは、３原子％未満では比較的粗大な
結晶粒が析出して良好な特性が得られず、１２原子％を
超えると熱処理によりＢ化合物が析出しやすくなり、軟
磁気特性を劣化させるので好ましくない。

また、他の非晶質化元素としてＺ　（Ｃ，Ｎ５Ｐ）を、
１０原子％以下の範囲で含んでいてもよい。

なお、ＳｉとＢおよび他の非晶質化元素との合計量は、
１５〜３０原子％の範囲が好ましく、またＳ　ｉ　／　
Ｂ≧１がすぐれた軟磁気特性を得るのに好ましい。

特に、Ｓｉ量を１３〜２１原子％にすることにより磁歪
λｓ＝０が得られ、樹脂モールドによる磁気特性の劣化
がなくなり、所期のすぐれた軟磁気特性を有効に発揮さ
せることか可能となる。

なお、上記Ｆｅ基基磁磁性合金おいて、０、Ｓなどの通
常のＦｅ系合金にも含まれているような不可避的な不純
物を微量含んでいても、本発明の効果を損なうものでは
ない。

（実施例） 以下に本発明の詳細な説明する。

実施例Ａ１及び比較例Ａ１ （Ｃｏ　０．９００　ＦｅＯ，０５ＮｂＯ，０５ＣｒＯ
，０２）７５（Ｓｉ０．５８Ｂ０．４４）２５ にて表されるアモルファス合金について、単ロール法に
より板厚１６μｍ１幅１０ｍｍの薄帯形状でロール面の
表面性の異なる長尺リボン試料ａ、ｂを作製した。

試料ａ、ｂについてロール面の気泡の巻き込みを写真に
より観察したところ、第１図および第２図に示すような
差異がみられた。割合は、試料ａは３８％（第１図）で
あり、試料すは２３９６（第２図）である。

凹部の面積占有率の測定は次の様にして行なった。まず
、走査型電子顕微鏡を用いて、薄帯のロール面につき、
倍率２００倍で写真をとった。この写真において視野０
．４５ｗＸ　Ｏ，５５ｍの範囲内で長径が１０μｍ以上
の凹部を抽出し、画像処理を行ない面積を求めた。これ
を全視野面積との比較で凹部の面積占有率を求めた。

得られた合金薄帯を巻回して外径１８ｍｍ、内径１２ｍ
■のトロイダルコアを成形した。次にこれをキュリー温
度以上、結晶化温度以下の適温温度で熱処理した後、４
℃／１ｎ、の速度で冷却した。

得られたコアに１次及び２次巻線を施し、１０ｅの外部
磁場を印加して交流磁化測定装置を用いて交流ヒステリ
シス曲線を測定し、角形比Ｂｒ／Ｂｌ（Ｂｒ：残留磁束
密度、Ｂｌ：１０ｅの磁場における磁束密度）を求めた
。１００ＫＨｚでの値は、第１図の材料を用いた磁心で
は９９．４％、第２図の材料では、９４．８％であり約
５％の差が生じた。

これらの磁心をスイッチング周波数１００ＫＨｚの電源
における可飽和リアクトルとして適用したところ、第１
図の薄帯を用いた本実施例の磁心では第２図の薄帯を用
いた比較磁心に比べ、出力制御不能範囲（デッドアング
ル）も小さく、効率も約２％向上した。

実施例Ａ２ 単ロール法により（ｃｏｏ、９０Ｆｅ０．０５Ｎ１ｎＯ
，０２Ｎｂｏ、ｏ３）７５Ｓ１１３Ｂ１２なる組成のア
モルファス合金を種々の表面性を持つように種々の作製
した。

これらの材料を実施例Ａ１と同様にして磁心とし、高周
波での角形比との関係を調べた。結果を第３図にまとめ
るが、面積占有率３０％を境として角形比が急激に劣化
することがわかる。

なお、以下の実施例、比較例においては、ロール面の四
部の面積占有率は、上記実施例Ａ１と同様にして測定し
た。

実施例Ｂ１及び比較例Ｂ２ 下記式、 （Ｃ００，９４ＦｅＯ，０５ＮｂＯ，０１）７１　（Ｓ
ｉＯ，６Ｂ０．４）２９にて表わされるアモルファス合
金について、単ロール法により板厚１６μｍ、幅ＩＣ）
ａｍの薄帯形状で表面性の異なる長尺リボン試料ａ、ｂ
を作製した。

試料ａＳｂについて表面粗さ計を用いて薄帯長手方向に
測定した結果をＲｆで表わすとそれぞれ０．１５．０．
３８である。これを巻回して外径１８龍、内径１２ｍｍ
のトロイダルコアを成形した。

次にこれをキニリー温度以上、結晶化温度以下の適温温
度で熱処理した後、４℃／１ｎ、の速度で冷却した。

得られたコアに１次及び２次巻線を施し、１０ｅの外部
磁場を印加して交流磁化測定装置を用いて交流ヒステリ
シス曲線を測定し、角形比Ｂｒ／Ｂｌ（Ｂｒ：残留磁束
密度、Ｂｌ：１０ｅの磁場における磁束密度）を求めた
。

５０ＫＨｚでの値は、Ｒｆ−０，１５の材料を用いた磁
心では９９．４％、Ｒｆ−０，３８では、９４．８％で
あり約５％の差が生じた。

これらの磁心をスイッチング周波数１００ＫＨｚの電源
における可飽和リアクトルとして適用したところ、 Ｒｆ−０，１５の薄帯を用いた本実施例の磁心ではＲｆ
−０，３８の薄帯を用いた比較磁心に比べ、出力制御不
能範囲（デッドアングル）も小さく、効率も約２％向上
した。

実施例Ｂ２ 単０−ル法ニヨリ（６００，９０Ｆｅ０．０５Ｍｎ０．
０２Ｎｂｏ、ｏ３）７１Ｓｉ１５Ｂ１４なる組成のアモ
ルファス合金を種々の表面性を持つように種々の作製し
た。

これらの材料を実施例Ｂ１と同様にして磁心とし、周波
数１００ｋＨｚでの角形比との関係を調べた。結果を第
４図にまとめるが、Ｒｆ−０，３から角形比が急激に劣
化することが明らかである。

実施例Ｃ１および比較例ＣＩ Ｆ　ｅ　７４ＣＬｌ　ｔ　Ｎ　ｂ　ａ　Ｓ　ｌ　ｔａＢ
　９なる合金組成のアモルファス合金を単ロール法によ
り、ロール面の凹部占有率が２２％と４０％である表面
性をもつ薄帯として作製した。これを、１８諺璽Ｘ１２
１１■Ｘ４．５ｍ＋＊のトロイダル状コアに成形した後
、５６０℃で１時間、Ｎ２雰囲気中で熱処理した。

このあと４００℃で２時間、５　（Ｏｅ）の条件で磁場
熱処理を行った。

実施例Ａ１と同様にして、１００ＫＨｚにおける角形比
を測定した。本発明の磁心は、角形比９８．７％であり
、比較例は９４．５％であった。

これらの磁心をスイッチング周波数１００ＫＨｚの電源
における可飽和リアクトルとして適用した結果、実施例
の磁心の場合、比較例の磁心に比べ、出力制御不能特性
（デッドアングル）が小さく、電源効率も約２％向上し
た。

実施例Ａ３および比較例Ａ３ （Ｃ００，９０ＦｅＯ，０５Ｍ００．０３ＣｒＯ，０２
）７５（−Ｏ，６Ｂｏ、４　）２５で表わされるアモル
ファス合金について、単ロール法により作製条件を変更
し、種々の板厚と表面性を持つ薄帯を作製した。

これらの薄帯を外径１８ＩＩ１ｍ１内径１２＋ａｍのト
ロイダル状コアに巻回し、４４０℃、３０分歪取り熱処
理した後、２００℃で２時間、５　（Ｏｅ）の条件下で
磁場熱処理を行った。得られたコアにつき、実施例Ａ１
と同様にして１００ＫＨｚでの角形比と、さらに１００
ＫＨｚ、２ＫＧでの鉄１ｍを評価した。なお、板厚ｔは
、重量法から平均板厚として求めた。この場合の平均板
厚ｔは、長さ１、幅Ｗ１重重量１密度ρとした場合にお
いて下記式のよって求めることができる。

を論Ａ／（＋＋ｗ＋ρ） 結果を表１に示すが、本発明の表面性をもった材料を用
いたコアは角形比にすぐれ、また鉄損も低いことがわか
る。

なお、表面粗さＲｆが０．　２のものと０．３８のもの
を種々の板厚について１００ＫＨｚの鉄損を測定したが
、第５図に示すように、鉄損に関しては表面性にかかわ
らず板厚の増加と共に単調に増加している。

／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 表 １ ２１゜ １８゜ ２８゜ ２８゜ ９９゜ ９６゜ ９９゜ ９７゜ ５０ ４０ ６０ ２０ 単０−″法′。より’　　（Ｃ００，９０ＦｅＯ，０５
ＣｒＯ，１ＮｂＯ，０２）７３（ＳｉＯ，５５Ｂ０．４
５）２７で表わされるアモルファス合金を２種類作製し
た。板厚は、１９μｍであり、幅は５ｍ＋ｓである。用
いたロールの材質およびロール冷却水の水温を変化させ
て、１種についてはロール面の凹部を２２％と３５９６
、フリー面側の表面粗さを０．２５および０．３５とし
た。これらの薄帯をフォトエツチングにより外径８ｍ＋
＊、内径６ｎｏｓのリング状コアに抜き、４３０℃、４
０分歪取り熱処理し、その後、２００℃で１時間、２（
Ｏｅ）の条件で磁場熱処理し、高さか５ｍｍになるよう
に積層して評任用磁心とした。

実施例Ａ１と同様にして、１００ｋＨｚでの角形比を測
定したところ、本発明の磁心は、９９．１％であり、比
較例の磁心においては９５．２％であった。

これらの磁心をスイッチング周波数２００ｋＨｚの電源
の可飽和リアクトルコアとして使用したところ、本発明
の磁心は比較例に比べて、出力制御特性にすぐれ、電源
効率も２．５％向上した。

単ロール法により、表２に記載した組成ならびに作製条
件によって、幅５ｍｍの薄帯を作製した。

なお、Ｃｏ基アモルファス合金については、キュリー温
度も測定した。

各々の薄帯を外径１５Ｗ、内径１０ｍｍ）ロイダル状磁
心に巻回した。得られたＣｏ基アモルファス磁心を、夫
々最適温度で３０分歪取り熱処理したのち、各々、キュ
リー温度の３０℃以下の温度で、２時間、１　（Ｏｅ）
の磁場を薄帯長手方向に印加して、磁場熱処理を行った
。また、Ｆｅ基合金については急冷状態でアモルファス
状態になっているため、それぞれの結晶化温度（示差走
査熱量計を用いて１０℃／分の昇温条件て＃ｊ定した値
）の５０℃上の温度１時間熱処理した後、４５０℃で１
時間、５（Ｏｅ）の磁場を薄帯長手方向に印加して磁場
熱処理を行った。熱処理はすべて窒素雰囲気中で行った
。

得られた磁心を実施例Ａ１と同様にして、１００ｋＨｚ
での角形比と、１００ｋＨｚ。

２ｋＨｚでの鉄損を評価した。結果を表２に示すが、本
発明の磁心においては、すぐれた角形比が得られている
二とが分かる。また、これらの例においては、飽和イン
ダクタンスに対応する値として磁束密度を求めた。この
磁束密度は、磁心の巻線数を１０ターンとして、周波数
１００ｋＨｚにおいて１６（Ｏｅ）の磁場を印加した条
件での磁束密度と残留磁束密度の差から求めた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高角形性を有した出力制御特性に極め
て優れた巻磁心を提供することができるので、磁気増幅
器、半導体回路用リアクトルなど特にスイッチング電源
の磁性部品として広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明における合金薄帯の表面状
態を示す走査型電子ｆＪ＠鏡写真であり、第３図は、合
金薄帯表面に形成された凹部の面積占有率と角形比との
関係を示すグラフであり、第４図は表面粗さと角形比と
の関係を示すグラフであり、第５図は、合金薄帯の板厚
と鉄損との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．合金薄帯を巻回もしくは積層してなる磁心であって
   、前記合金薄帯表面に形成された凹部の面積占有率が３
   ０％以下であるような表面粗さを有する合金薄帯によっ
   て形成されてなることを特徴とする磁心。 ２．前記合金薄帯が、Ｃｏ基アモルファス合金薄帯であ
   る、請求項１に記載の磁心。 ３．前記合金薄帯が、キュリー温度１６０〜３００℃の
   Ｃｏ基アモルファス合金からなる、請求項２に記載の磁
   心。 ４．角形比が、周波数５０ＫＨｚで９８％以上である、
   請求項１に記載の磁心。 ５．合金溶湯をノズルより冷却ロールの表面に射出し、
   急冷することによって合金薄帯が製造されるものであっ
   て、前記冷却ロールと接触しない方の合金薄帯表面の表
   面粗さが、当該合金薄帯の長手方向において、 Ｒｆ≦０．３ （ただし、Ｒｆは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定された
   基準長さ２．５ｍｍにおける十点平均粗さ、および合金
   薄帯の重量より求めた平均板厚を、それぞれＲｚ、Ｔと
   したときに、下記の式 Ｒｆ＝Ｒｚ／Ｔ によって求めた粗さを特徴付けるパラメータである。）
   なる値を有する合金薄帯によって磁心を形成することを
   特徴とする、請求項１に記載の磁心。 ６．前記合金薄帯が、Ｃｏ基アモルファス合金薄帯であ
   る、請求項５に記載の磁心。 ７．前記合金薄帯が、キュリー温度１６０〜３００℃の
   Ｃｏ基アモルファス合金からなる、請求項５に記載の磁
   心。 ８．角形比が、周波数５０ＫＨｚで９８％以上である、
   請求項５に記載の磁心。 ９．前記合金薄帯が、下記一般式で表わされる合金組成
   を有するＣｏ基アモルファス合金薄帯からなる、請求項
   １または５に記載の磁心。 （Ｃｏ＿１＿−＿ａＦｅ＿ａ）＿１＿０＿０＿−＿Ｘ（
   Ｓｉ＿１＿−＿ｌＢ＿ｌ）＿Ｘ（ただし、０．０２≦ａ
   ≦０．０８ ０．３≦ｌ≦０．８２ ２６≦Ｘ≦３２。） １０．前記合金薄帯が、下記一般式で表される合金組成
   を有するＣｏ基アモルファス合金薄帯からなる、請求項
   １または５に記載の磁心。 （Ｃｏ＿１＿−＿ｂ＿−＿ｃＦｅ＿ｂＭ＿ｃ）＿１＿０
   ＿０＿−＿ｙ（Ｓｉ＿１＿−＿ｍＢ＿ｍ）＿ｙ（ただし
   、ＭはＮｉ、Ｎｎのうちの少なくとも１種であり、 ｂ≦０．１０ ０．０１≦ｅ≦０．１０ ０．３≦ｍ≦０．８ ２６≦ｙ≦３２。） １１．前記合金薄帯が、下記一般式で表される合金組成
   を有するＣｏ基アモルファス合金薄帯からなる、請求項
   １または５に記載の磁心。 （Ｃｏ＿１＿−＿ｄ＿−＿ｅＦｅ＿ｄＭ’＿ｅ）＿１＿
   ０＿０＿−＿ｚ（Ｓｉ＿１＿−＿ｎＢ＿ｎ）＿ｚ（ただ
   し、Ｍ’はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｎｏ、
   Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、からなる群から選ばれる少なくとも１
   種であり、 ０．０３≦ｄ≦０．１０ ０．０１≦ｅ≦０．０６ ０．３≦ｎ≦０．８２ ２４≦ｚ≦３２。） １２．前記合金薄帯が、下記一般式で表される合金組成
   を有するＣｏ基アモルファス合金薄帯からなる、請求項
   １または５に記載の磁心。 （Ｃｏ＿１＿−＿ｆ＿−＿ｇ＿ｈＦｅ＿ｆＭ＿ｇＭ’＿
   ｈ）＿１＿０＿０＿−＿ｗ（Ｓｉ＿１＿−＿ｐＢ＿ｐ）
   ＿ｗ（ただし、ＭはＮｉ、Ｍｎのうちの少なくとも１種
   であり、 ｆ≦０．１０ ０．０１≦ｇ≦０．１０ ０．０１≦ｈ≦０．０８ ０．３≦ｐ≦０．５ ２４≦ｗ≦３０。） １３．前記合金薄帯が、下記一般式で表される合金組成
   を有するＦｅ基軟磁性合金薄帯からなる、請求項１また
   は５に記載の磁心。 Ｆｅ＿１＿０＿０＿−＿ｅ＿−＿ｆ＿−＿ｇ＿−＿ｈ＿
   −＿ｉ＿−＿ｊＥ＿ｅＧ＿ｆＪ＿ｇＳｉ＿ｈＢ＿ｉＺ＿
   ｊ（式中、ＥはＣｕおよびＡｕから選ばれた少なくとも
   １種の元素を、ＧはIVａ族元素、Ｖａ族元素、VI’ａ族
   元素および希土類元素からなる群から選ばれた少なくと
   も１種の元素を、ＪはＭｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、
   Ｓｎおよび白金族元素からなる群から選ばれた少なくと
   も１種の元素を、ＺはＣ、ＮおよびＰからなる群から選
   ばれた少なくとも１種の元素を表し、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、
   ｉおよびｊは、下記の式を満足する数である。ただし、
   下記式中の全ての数字はａｔ％を示す。 ０．１≦ｅ≦８ ０．１≦ｆ≦１０ ０≦ｇ≦１０ １２≦ｈ≦２５ ３≦ｉ≦１２ ０≦ｊ≦１０ １５≦ｈ＋１＋ｊ≦３０。） １４．冷却ロールと接触する側の合金薄帯表面に形成さ
   れた凹部の面積占有率が３０％以下であるような表面粗
   さを有することを特徴とする、合金薄帯。 １５．冷却ロールと接触しない方の合金薄帯表面の表面
   粗さが、当該合金薄帯の長手方向において、 Ｒｆ≦０．３ （ただし、Ｒｆは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定された
   基準長さ２．５ｍｍにおける十点平均粗さ、および合金
   薄帯の重量より求めた平均板厚を、それぞれＲｚ、Ｔと
   したときに、下記の式 Ｒｆ＝Ｒｚ／Ｔ によって求めた粗さを特徴付けるパラメータである。）
   なる値を有することを特徴とする、請求項１４に記載の
   合金薄帯。 １６．角形比が、周波数１００ｋＨｚで９６％以上であ
   ることを特徴とする、請求項１３に記載の磁心。