JPH04307909A - 磁心の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流重畳磁界に対して
透磁率が非直線となる特性を備えた磁心の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】通常の平滑チョークは低磁界から磁心が
飽和する磁界まで磁心材の透磁率が一定に近く、コイル
に流れる電流が小さくなってもインダクタンスの変化は
小さい。

【０００３】このためスイッチング電源の平滑用チョー
クとして用いた場合、負荷電流が小さい場合に出力電圧
の変動が生じ問題となっていた。このため、出力電圧の
変動を抑制する回路を付加する等して問題を解決してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記技術で
は、部品の増加によるコストの上昇および部品の増加に
よる電源の大型化等の問題が起こるので、コイルに流れ
る電流が小さい場合にインダクタンスが大きく、ある電
流以上から磁心が飽和するまでは透磁率の変化が小さい
Ｌ字状の非線形特性を有するコアを用いたチョークが必
要である。

【０００５】これを解決するために、コアのギャップ近
傍に透磁率の高い磁性体を配したものや、透磁率の高い
磁性体の磁路断面に部分的に切断を施したハーフギャッ
プタイプのチョーク用磁心の提案がなされている。

【０００６】しかし、これらの方法では磁心にギャップ
が存在するために、ギャップ部から磁束の漏洩があり、
電子機器等に使用した場合、ノイズ等の問題が生じる場
合があり、あまり好ましくない。

【０００７】また、可聴周波での負荷変動がある場合、
磁性体の磁歪によって磁心の伸縮が生じ、磁路中にギャ
ップがある場合は特にギャップ部での発音が著しいため
、磁心騒音が問題となるような用途には使用することが
できなかった。

【０００８】前記の問題を解決するために、Ｆｅ系非晶
質合金では、異なった温度で熱処理を行ったコアを組み
合わせ一つの磁心とすることにより、非直線特性を有す
るノンギャップタイプのチョークを得ることが可能であ
るが、熱処理工程が二系列必要であることと、二つのコ
アを一つの磁心に組み合わせる工程がさらに必要である
ことなど製造工程が複雑化するため、製造コストが高く
なるという難点があった。

【０００９】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、直流重畳磁界に対して透磁率特性
が非直線特性を有する磁心を、効率的かつ低コストにて
供給することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１のＦｅ系
非晶質合金からなる磁性リボンを巻回中に、この第１の
磁性リボンとは結晶化温度の異なる一種以上のＦｅ系非
晶質合金からなる第２の磁性リボンを挿入し、前記第１
および第２の磁性リボンを部分的に交互に重ね巻きして
磁心本体を得、その後、この磁心本体を熱処理する磁心
の製造方法を要旨とする。

【００１１】

【作用】本発明で使用するＦｅ系非晶質合金としては、
合金中のＦｅの含有量が５０原子％以上のものであり、
Ｆｅ−Ｂ，Ｆｅ−Ｂ−Ｃ，Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｂ−
Ｓｉ−Ｃ，Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｓ
ｉ，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ等のＦｅ系のものを例示でき
る。

【００１２】この中で特に好ましいＦｅ基アモルファス
金属としては、、ＦｅＸＳｉＹＢＺＭＷを例示できる。 ここでＸ＝５０〜８５、Ｙ＝５〜１５、Ｚ＝５〜２５（
Ｘ，Ｙ，Ｚいずれも原子％を表す）の範囲である。また
、ＭはＣｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｃｕ
，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃ，Ａｌ，Ｐ等の一種または二種以上の
組合せからなる金属で、Ｗ＝０〜５原子％のものを例示
できる。

【００１３】本発明において、結晶化温度とは、ＤＳＣ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃａ
ｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量測定）装置を用いて
結晶化ピーク温度を求める方法によって得られる結晶化
ピーク温度、特に第１結晶化ピーク温度をさす。

【００１４】したがって、本発明における結晶化温度と
は、ＤＳＣ測定で得られる結晶化ピーク温度、特に第１
結晶化ピーク温度をさす。

【００１５】また、熱処理に際して処理条件として湿潤
雰囲気としてもよい。この場合、磁心本体を２５℃換算
における単位水蒸気量が３〜６００ｇ／ｍ３、特に好ま
しくは２０〜２００ｇ／ｍ３の湿潤雰囲気中で熱処理す
ることが望ましい。

【００１６】なお、この熱処理雰囲気は、大気と同条件
であってもよいが、好ましくは窒素雰囲気等の不活性雰
囲気を用いることにより、アモルファスリボンの端部止
めに用いたカプトンテ−プの剥離等を防止することもで
きる。

【００１７】本発明において、Ｆｅ系非晶質磁性合金の
結晶化温度の差は５℃以上が好ましい。５℃以下の場合
には、十分なＬ字状の非線形重畳特性が得られず、出力
電圧の変動を抑制する効果が少ないためである。

【００１８】また、本発明によれば、第１の磁性リボン
の巻回中に、結晶化温度の異なる磁性リボンを挿入する
ことにより、第１の磁性リボンの終端をカプトンテープ
あるいは溶接等の接合手段を用いる必要がなく、簡便な
巻き取り装置によって磁心を製造することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を実験例に基づいて説明
する。

【００２０】なお、本実施例における磁心本体２では、
内側に結晶化ピーク温度の高いアモルファスリボンを巻
回し、外側に結晶化ピーク温度の低いアモルファスリボ
ンを巻回しているが、これを逆にして内側に結晶化ピー
ク温度の低いアモルファスリボン、外側に結晶化ピーク
温度の高いアモルファスリボンとしてもよい。

【００２１】ここで、結晶化ピーク温度とは、前述のＤ
ＳＣ測定において、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定し
た時に得られる結晶化の発熱ピークの頂点温度である。

【００２２】本実験例で用いられる第１リボン１ａと第
２リボン１ｂとはそれぞれ下記の特性を有している。 〔実験例１〕 １．第１リボン（１ａ） 組成（原子％）：Ｆｅ７７Ｃｒ２Ｓｉ５Ｂ１６結晶化第
一ピーク温度：５２１．８℃ 厚さ：１８μｍ 幅　　：１０ｍｍ ２．第２リボン（１ｂ） 組成（原子％）：Ｆｅ８１Ｓｉ３．５Ｂ１３．５Ｃ２結
晶化第一ピーク温度：４９６．９℃ 厚さ：２１μｍ 幅　　：１０ｍｍ 前記第１リボン１ａと第２リボン１ｂとを重量比１：２
の比率で巻回時に同心円状に巻回した。このときの両リ
ボンの巻き取り方法を示したのが図１である。同図では
、第１リボン１ａを供給する第１ロール３ａと、第２リ
ボン１ｂを供給する第２ロール３ｂとが配置されており
、それぞれリボン厚み測定器１１、テンション検出ロー
ル４およびカッター５ａ，５ｂおよびリボン送り出し装
置９を経て巻き心６にリボンを供給する構造となってい
る。

【００２３】なお、同図において、テンション検出器４
，リボン厚み測定器１１およびリボン送り出し装置９は
、図面の簡便のため、それぞれ一方のリボン供給系統の
みに配置しているが、両供給系統に共通して設けられて
いる。

【００２４】ここで、まず第２ロール３ｂより第２リボ
ン１ｂを繰り出し、その先端には図６に示すように、巻
き心６の外方に粘着面１０ａが位置するようカプトンテ
ープのテープ片１０を接着する。

【００２５】そして、巻き心６の周囲に第２リボン１ｂ
を巻回して巻き心６を矢印方向に１回転強だけ回転させ
る。これによって前記第２リボン１ｂが環状に固定され
る。

【００２６】次に、カッター５ｂによって、この第２リ
ボン１ｂを所定長さで切断する。そして、図７に示すよ
うに、前記第２リボン１ｂの巻回終端と巻回体との間に
第１リボン１ａの始端を挿入して、巻き心６の回転によ
ってこの第１リボン１ａの始端を第２リボン１ｂの終端
に巻き込んで第１リボン１ａの巻回を行う。

【００２７】前記第１リボン１ａを所定回数だけ巻回し
た状態でこの第１リボン１ａをカッター５ａによって切
断する。

【００２８】このように、端部をカプトンテープあるい
は溶接等で固定する必要がなく、低コストで磁心を得る
ことができる。

【００２９】しかも、本実施例のようにまず第２リボン
１ｂをカプトンテープのテープ片１０を用いて固定し、
これに巻き込むように第１リボン１ａ、そして再度第２
リボン１ｂを順次巻回することにより、テープ片１０に
よる固定が必要なのは磁心本体２の最内周と最外周の端
部のみとなる。本実施例では両端部が第２リボン１ｂで
構成されているため、カプトンテープのテープ片１０の
接着機構は第２リボン１ｂの供給側のみに設ければよく
、巻き取り装置の装置構成を簡略化できる。

【００３０】以上のような、第１の巻回体と第２の巻回
体との組み合わせによって図３に示すような磁心本体２
を得た。

【００３１】このような磁心本体２の外径は２５ｍｍ，
内径は１５ｍｍであった。次に、この磁心本体２を電気
炉において処理温度４３０℃において２時間焼鈍した。

【００３２】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図４に示す。 〔実験例２〕本実験例で用いられる第１リボン１ａと第
２リボン１ｂとはそれぞれ下記の特性を有している。 １．第１リボン（１ａ） 組成（原子％）：Ｆｅ７７Ｃｒ２Ｓｉ５Ｂ１６結晶化第
一ピーク温度：５２１．８℃ 厚さ：１８μｍ 幅　　：１０ｍｍ ２．第２リボン（１ｂ） 組成（原子％）：Ｆｅ８１Ｓｉ７Ｂ１２結晶化第一ピー
ク温度：５１１．１℃ 厚さ：２１μｍ 幅　　：１０ｍｍ 前記第１リボン１ａと第２リボン１ｂとを前記実験例１
で説明したのと同様の方法で組み合わせて、磁心本体２
を得た。

【００３３】このような磁心本体２の外径は２５ｍｍ，
内径は１５ｍｍであった。次に、この磁心本体２を電気
炉において処理温度４３０℃において２時間焼鈍した。

【００３４】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図５に示す。 〔比較例〕下記の単一のアモルファスリボンを巻回して
磁心本体を得た。 組成（原子％）：Ｆｅ８１Ｓｉ７Ｂ１２結晶化第一ピー
ク温度：５１１．１℃ 厚さ：２１μｍ 幅　　：１０ｍｍ この磁心本体２を電気炉において処理温度４５２℃にお
いて２時間焼鈍した。

【００３５】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図４に示す。以上の各実験例と比較例との対
比からも明かなように、結晶化温度差のある二種のアモ
ルファスリボンを同時に巻回し、同時に焼鈍することに
よって、コイルに流れる電流が小さい場合にインダクタ
ンスが大きく、ある電流以上から磁心が飽和するまでは
透磁率の変化が小さいＬ字特性を備えた磁心を得ること
ができる。

【００３６】なお、各実施例の磁心を示す図６では、結
晶化ピーク温度の高い第１リボン１ａを内側の第１巻回
体、結晶化ピーク温度の低い第２リボン１ｂを外側の第
２巻回体としたが、これを入れ換えて、第２リボン１ｂ
を第１巻回体、第１リボン１ａを第２巻回体として磁心
本体を形成してもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、第１の磁性リボンを巻
回中に、この第１の磁性リボンとは結晶化温度の異なる
一種以上のＦｅ系非晶質合金からなる第２の磁性リボン
を挿入し、部分的に前記第１および第２の磁性リボンが
交互に重ね巻きしてこれを一体として熱処理することに
より、Ｌ字状の非直線特性を有するノンギャップタイプ
のチョークコイルを効率的かつ低コストで得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において磁心を得るための磁
性コイルの巻き取り装置を示す概略説明図

【図２】実施
例において、磁性リボンの巻き取り状態を示す概念図

【図３】実施例における磁心本体の構造を示す説明図

【
図４】本発明の実施例における実験例１と比較例とにお
ける、磁心の直流重畳磁界に対する透磁率の変化を示す
グラフ図

【図５】本発明の実施例における実験例２における、磁
心の直流重畳磁界に対する透磁率の変化を示すグラフ図

【図６】本発明の実施例における磁性リボンの巻き始め
の状態を示す説明図

【図７】本発明の実施例における磁性リボンの巻き始め
の状態を示す説明図

【符号の説明】 １ａ・・第１リボン １ｂ・・第２リボン ２・・磁心本体 ３ａ・・第１ロール ３ｂ・・第２ロール ４ａ，４ｂ・・テンション検出ロール ５ａ，５ｂ・・カッター ６・・巻き心 ９・・リボン送り出し装置 １０・・テープ片（カプトンテープ） １０ａ・・粘着面 １１・・リボン厚み測定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１のＦｅ系非晶質合金からなる磁性
   リボンを巻回中に、この第１の磁性リボンとは結晶化温
   度の異なる一種以上のＦｅ系非晶質合金からなる第２の
   磁性リボンを挿入し、前記第１および第２の磁性リボン
   を部分的に交互に重ね巻きして磁心本体を得、その後、
   この磁心本体を熱処理する磁心の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記第１の磁性リボンと第２の磁性リ
   ボンとは結晶化温度が５℃以上の差があることを特徴と
   する請求項１記載の磁心の製造方法。