JPH0794340A - ノンギャップコアおよびその製造方法 - Google Patents
ノンギャップコアおよびその製造方法Info
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- JPH0794340A JPH0794340A JP23975993A JP23975993A JPH0794340A JP H0794340 A JPH0794340 A JP H0794340A JP 23975993 A JP23975993 A JP 23975993A JP 23975993 A JP23975993 A JP 23975993A JP H0794340 A JPH0794340 A JP H0794340A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
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- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気的なギャップを設けることなく、優れた
直流重畳特性が得られ、かつ低損失で小型化が可能なノ
ンギャップコアを提供する。 【構成】 Fe基結晶相とアモルファス相とを有すると共
に、Ｘ線回折パターンにおけるα-Fe(110)からのピーク
付近において、ピーク分離したα-Fe(110)ピークの面積
比が 10%〜 40%の範囲にあるFe基コアを具備するノンギ
ャップコアである。上記Fe基コアは、 10kHzにおける初
透磁率μi が 100〜 500の範囲にあり、かつ 10kHzでの
直流重畳特性において、初透磁率μi の 1/2の大きさの
透磁率となるときの磁場の強さをＨ(A/m) としたとき、
μi ＝ａ・Ｈ-1/2＋ｂ（ 41000≦ａ≦ 42000、-500≦ｂ
≦-400）の関係を満足する。
直流重畳特性が得られ、かつ低損失で小型化が可能なノ
ンギャップコアを提供する。 【構成】 Fe基結晶相とアモルファス相とを有すると共
に、Ｘ線回折パターンにおけるα-Fe(110)からのピーク
付近において、ピーク分離したα-Fe(110)ピークの面積
比が 10%〜 40%の範囲にあるFe基コアを具備するノンギ
ャップコアである。上記Fe基コアは、 10kHzにおける初
透磁率μi が 100〜 500の範囲にあり、かつ 10kHzでの
直流重畳特性において、初透磁率μi の 1/2の大きさの
透磁率となるときの磁場の強さをＨ(A/m) としたとき、
μi ＝ａ・Ｈ-1/2＋ｂ（ 41000≦ａ≦ 42000、-500≦ｂ
≦-400）の関係を満足する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁路に磁気的なギャッ
プを設けることなく、優れた直流重畳特性が得られるノ
ンギャップコアおよびその製造方法にに関する。
プを設けることなく、優れた直流重畳特性が得られるノ
ンギャップコアおよびその製造方法にに関する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチングレギュレータ等に使用され
るチョークコイルでは、従来、コア材料として、パーマ
ロイ、フェライト等の結晶質材料が主に用いられてき
た。しかし、パーマロイは比抵抗が小さいため、高周波
域での鉄損が大きいという欠点を有していた。また、フ
ェライトは高周波域での損失は小さいものの、磁束密度
がせいぜい 5000Gと小さく、インダクタンスを十分に高
くとることができず、コア形状を大きくし、かつコイル
巻線を多くしなければならないという難点を有してい
た。このため、製造コストが高くなると共に、電源等の
小型化要請に反するという問題を招いていた。
るチョークコイルでは、従来、コア材料として、パーマ
ロイ、フェライト等の結晶質材料が主に用いられてき
た。しかし、パーマロイは比抵抗が小さいため、高周波
域での鉄損が大きいという欠点を有していた。また、フ
ェライトは高周波域での損失は小さいものの、磁束密度
がせいぜい 5000Gと小さく、インダクタンスを十分に高
くとることができず、コア形状を大きくし、かつコイル
巻線を多くしなければならないという難点を有してい
た。このため、製造コストが高くなると共に、電源等の
小型化要請に反するという問題を招いていた。
【０００３】一方、Fe系アモルファス磁性合金、例えば
Fe-Si-B系アモルファス合金は、高透磁率、低保磁力等
の優れた軟磁気特性を示すことから注目を集め、コア材
料として一部実用化されている。ただし、Fe系アモルフ
ァス合金を用いたコアは、優れた直流重畳特性が要求さ
れるような用途、例えばチョークコイルとして使用する
場合には、低磁場で容易に飽和状態に達してしまうこと
から、磁気的なギャップを形成することにより、Ｂ−Ｈ
カーブの傾きを緩やかにしなければならない。このよう
に、Fe系アモルファスコアを用いたチョークコイルで
は、ギャップの形成に伴う、樹脂含浸、キュア、切断
（ギャップ形成）等の各工程が必要となり、コアの製造
工程が非常に複雑となると共に、製造コストが大幅に増
大してしまうという問題があった。また、ギャップの形
成に伴って生じる漏れ磁束は、周辺機器に対するノイズ
の発生原因ともなっている。
Fe-Si-B系アモルファス合金は、高透磁率、低保磁力等
の優れた軟磁気特性を示すことから注目を集め、コア材
料として一部実用化されている。ただし、Fe系アモルフ
ァス合金を用いたコアは、優れた直流重畳特性が要求さ
れるような用途、例えばチョークコイルとして使用する
場合には、低磁場で容易に飽和状態に達してしまうこと
から、磁気的なギャップを形成することにより、Ｂ−Ｈ
カーブの傾きを緩やかにしなければならない。このよう
に、Fe系アモルファスコアを用いたチョークコイルで
は、ギャップの形成に伴う、樹脂含浸、キュア、切断
（ギャップ形成）等の各工程が必要となり、コアの製造
工程が非常に複雑となると共に、製造コストが大幅に増
大してしまうという問題があった。また、ギャップの形
成に伴って生じる漏れ磁束は、周辺機器に対するノイズ
の発生原因ともなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、Fe系
アモルファスコアを用いたギャップ付チョークコイル
は、フェライトコアを用いたもの等に比べて、低損失で
小型化が可能で、かつ優れた直流重畳特性が得られるも
のの、ギャップの形成に伴って、製造工程が複雑とな
り、製造コストが増大すると共に、周辺機器のノイズ発
生原因ともなるというような問題を有していた。
アモルファスコアを用いたギャップ付チョークコイル
は、フェライトコアを用いたもの等に比べて、低損失で
小型化が可能で、かつ優れた直流重畳特性が得られるも
のの、ギャップの形成に伴って、製造工程が複雑とな
り、製造コストが増大すると共に、周辺機器のノイズ発
生原因ともなるというような問題を有していた。
【０００５】このようなことから、高飽和磁束密度およ
び低損失を満足し、かつ切断によるギャップを形成する
ことなく、優れた直流重畳特性が得られるチョークコイ
ル（ノンギャップコア）の出現が強く望まれていた。
び低損失を満足し、かつ切断によるギャップを形成する
ことなく、優れた直流重畳特性が得られるチョークコイ
ル（ノンギャップコア）の出現が強く望まれていた。
【０００６】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、切断等により磁気的なギャップを設
けることなく、優れた直流重畳特性が得られ、かつ低損
失で小型化が可能なノンギャップコアを提供することを
目的としており、またこのようなコアを再現性よく得る
ことを可能にしたノンギャップコアの製造方法を提供す
ることを目的としている。
になされたもので、切断等により磁気的なギャップを設
けることなく、優れた直流重畳特性が得られ、かつ低損
失で小型化が可能なノンギャップコアを提供することを
目的としており、またこのようなコアを再現性よく得る
ことを可能にしたノンギャップコアの製造方法を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用】本発明のノンギャ
ップコアは、Fe基結晶相とアモルファス相とを有すると
共に、Ｘ線回折パターンにおけるα-Fe(110)からのピー
ク付近において、ピーク分離したα-Fe(110)ピークの面
積比が 10%〜 40%の範囲にあるFe基コアを具備すること
を特徴としている。本発明で言うノンギャップコアと
は、磁路にギャップを有さない磁心を言う。
ップコアは、Fe基結晶相とアモルファス相とを有すると
共に、Ｘ線回折パターンにおけるα-Fe(110)からのピー
ク付近において、ピーク分離したα-Fe(110)ピークの面
積比が 10%〜 40%の範囲にあるFe基コアを具備すること
を特徴としている。本発明で言うノンギャップコアと
は、磁路にギャップを有さない磁心を言う。
【０００８】また、本発明のノンギャップコアの製造方
法は、Fe系アモルファス合金薄帯を用いて、ノンギャッ
プコアを製造するにあたり、熱処理温度をＴ（℃）、こ
の温度Ｔによる保持時間をｔ(hr)としたとき、 Ｔ＝ｄ＋ｃ・ logｔ ………(1) （式中、ｃは -42≦ｃ≦ -38を満足する数を、ｄは 450
≦ｄ≦ 470を満足する数を示す）の関係を満足させて、
前記Fe基アモルファス合金薄帯に熱処理を施すことを特
徴としている。
法は、Fe系アモルファス合金薄帯を用いて、ノンギャッ
プコアを製造するにあたり、熱処理温度をＴ（℃）、こ
の温度Ｔによる保持時間をｔ(hr)としたとき、 Ｔ＝ｄ＋ｃ・ logｔ ………(1) （式中、ｃは -42≦ｃ≦ -38を満足する数を、ｄは 450
≦ｄ≦ 470を満足する数を示す）の関係を満足させて、
前記Fe基アモルファス合金薄帯に熱処理を施すことを特
徴としている。
【０００９】本発明のノンギャップコアは、特性面から
は、 10kHzにおける初透磁率μi が100〜 500の範囲に
あり、かつ 10kHzでの直流重畳特性において、前記初透
磁率μi の 1/2の大きさの透磁率となるときの磁場の強
さをＨ(A/m) としたとき、 μi ＝ａ・Ｈ-1/2＋ｂ ………(2) （式中、ａは 41000≦ａ≦ 42000を満足する数を、ｂは
-500≦ｂ≦-400を満足する数を示す）の関係を満足する
Fe基コアを具備することを特徴としている。ここで、上
記関係式におけるμi は 200以上であることが好まし
い。また、100kHz、 1000Gの励磁条件での交流磁気測定
におけるマイナーループにおいて、残留磁束密度Ｂ
r (G）と保磁力Ｈc (Oe)との比Ｂr ／Ｈc が、 150〜 4
00の範囲にあるFe基コアを具備することを特徴としてい
る。
は、 10kHzにおける初透磁率μi が100〜 500の範囲に
あり、かつ 10kHzでの直流重畳特性において、前記初透
磁率μi の 1/2の大きさの透磁率となるときの磁場の強
さをＨ(A/m) としたとき、 μi ＝ａ・Ｈ-1/2＋ｂ ………(2) （式中、ａは 41000≦ａ≦ 42000を満足する数を、ｂは
-500≦ｂ≦-400を満足する数を示す）の関係を満足する
Fe基コアを具備することを特徴としている。ここで、上
記関係式におけるμi は 200以上であることが好まし
い。また、100kHz、 1000Gの励磁条件での交流磁気測定
におけるマイナーループにおいて、残留磁束密度Ｂ
r (G）と保磁力Ｈc (Oe)との比Ｂr ／Ｈc が、 150〜 4
00の範囲にあるFe基コアを具備することを特徴としてい
る。
【００１０】すなわち、本発明のノンギャップコアに用
いられるFe基コアは、Fe系アモルファス磁性合金薄帯に
適切な熱処理を施し、上記した範囲内で結晶相を析出さ
せることによって、初透磁率μi を適度に低下させ、こ
れにより直流重畳特性の向上を図ったものである。換言
すれば、 10kHzにおける初透磁率μi を 100〜 500の範
囲とすると共に、初透磁率μi とその 1/2の大きさの透
磁率となるときの磁場の強さ（以下、 1/2μi となると
きの磁場と記す）Ｈとを上記 (2)式の関係を満足させる
ことによって、ギャップを設けることなく、優れた直流
重畳特性が得られることを見出したことにより、本発明
は成されたものである。
いられるFe基コアは、Fe系アモルファス磁性合金薄帯に
適切な熱処理を施し、上記した範囲内で結晶相を析出さ
せることによって、初透磁率μi を適度に低下させ、こ
れにより直流重畳特性の向上を図ったものである。換言
すれば、 10kHzにおける初透磁率μi を 100〜 500の範
囲とすると共に、初透磁率μi とその 1/2の大きさの透
磁率となるときの磁場の強さ（以下、 1/2μi となると
きの磁場と記す）Ｈとを上記 (2)式の関係を満足させる
ことによって、ギャップを設けることなく、優れた直流
重畳特性が得られることを見出したことにより、本発明
は成されたものである。
【００１１】本発明で規定するα-Fe(110)ピークの面積
比は、例えば図１に示すように、まずFe基コアを構成す
る薄帯のＸ線回折を行い、このＸ線回折パターンからα
-Fe(110) ピークを分離する。次いで、ベースとなるア
モルファスピークと分離したα-Fe(110)ピークとの和を
求め、α-Fe(110)のピーク付近のある範囲内において、
アモルファスピークを含むピーク面積（面積Ａ）に対す
るピーク分離したα-Fe(110) ピーク面積（面積Ｂ）の
比（Ｂ／Ａ）を指すものである。
比は、例えば図１に示すように、まずFe基コアを構成す
る薄帯のＸ線回折を行い、このＸ線回折パターンからα
-Fe(110) ピークを分離する。次いで、ベースとなるア
モルファスピークと分離したα-Fe(110)ピークとの和を
求め、α-Fe(110)のピーク付近のある範囲内において、
アモルファスピークを含むピーク面積（面積Ａ）に対す
るピーク分離したα-Fe(110) ピーク面積（面積Ｂ）の
比（Ｂ／Ａ）を指すものである。
【００１２】本発明においては、ピーク分離したα-Fe
(110)ピークの面積比（Ｂ／Ａ比）が10%〜 40%の範囲の
Fe基コアを用いる。上記したピーク面積比が 10%未満で
あると、換言すればアモルファス相が多すぎると、透磁
率が高くなりすぎて、十分な直流重畳特性が得られな
い。また、上記ピーク面積比が 40%を超えると、換言す
れば結晶相が多すぎると、初透磁率μi が低くなりすぎ
て、チョークコイルには適さなくなる。なお、Ｘ線回折
におけるピーク分離は、例えば回折角 2θが35°〜55°
の範囲で行う。
(110)ピークの面積比（Ｂ／Ａ比）が10%〜 40%の範囲の
Fe基コアを用いる。上記したピーク面積比が 10%未満で
あると、換言すればアモルファス相が多すぎると、透磁
率が高くなりすぎて、十分な直流重畳特性が得られな
い。また、上記ピーク面積比が 40%を超えると、換言す
れば結晶相が多すぎると、初透磁率μi が低くなりすぎ
て、チョークコイルには適さなくなる。なお、Ｘ線回折
におけるピーク分離は、例えば回折角 2θが35°〜55°
の範囲で行う。
【００１３】また、上記Ｘ線回折パターンにおいて、 2
θが25°〜31°の範囲にピークを有することが好まし
い。これは、熱処理により結晶化が進み、母相中に規則
相が生じていることを示している。
θが25°〜31°の範囲にピークを有することが好まし
い。これは、熱処理により結晶化が進み、母相中に規則
相が生じていることを示している。
【００１４】本発明においては、上述したようなピーク
面積比（Fe基コア材料の結晶化度）を満足させることに
よって、Fe基コアの 10kHzにおける初透磁率μi を 100
〜500の範囲に制御している。ここで、上述したようなF
e基コアの 10kHzでの直流重畳特性において、初透磁率
μi と 1/2μi となるときの磁場Ｈとは、上記 (2)式の
関係を満足する。よって、初透磁率μi を上記範囲に制
御することによって、高磁場側までチョークコイルとし
て十分な透磁率を維持することが可能となる。すなわ
ち、ギャップを設けることなく、良好な直流重畳特性が
得られる。これに対して、初透磁率μi が 100未満で
は、μi 自体がチョークコイルとして不十分であり、ま
た 500を超えると 1/2μi となる磁場Ｈが低磁場側とな
り、ギャップを設けることなく、チョークコイルとして
使用することはできない。上記初透磁率μi のより好ま
しい範囲は、 200〜 300の範囲である。また、本発明に
おけるFe基コアの構成材料は、フェライト等に比べて飽
和磁束密度が大きく、かつ低損失であるため、コア形状
を例えば小型化することも可能である。
面積比（Fe基コア材料の結晶化度）を満足させることに
よって、Fe基コアの 10kHzにおける初透磁率μi を 100
〜500の範囲に制御している。ここで、上述したようなF
e基コアの 10kHzでの直流重畳特性において、初透磁率
μi と 1/2μi となるときの磁場Ｈとは、上記 (2)式の
関係を満足する。よって、初透磁率μi を上記範囲に制
御することによって、高磁場側までチョークコイルとし
て十分な透磁率を維持することが可能となる。すなわ
ち、ギャップを設けることなく、良好な直流重畳特性が
得られる。これに対して、初透磁率μi が 100未満で
は、μi 自体がチョークコイルとして不十分であり、ま
た 500を超えると 1/2μi となる磁場Ｈが低磁場側とな
り、ギャップを設けることなく、チョークコイルとして
使用することはできない。上記初透磁率μi のより好ま
しい範囲は、 200〜 300の範囲である。また、本発明に
おけるFe基コアの構成材料は、フェライト等に比べて飽
和磁束密度が大きく、かつ低損失であるため、コア形状
を例えば小型化することも可能である。
【００１５】また、初透磁率μi と 1/2μi となるとき
の磁場Ｈとが、上記 (2)式の関係を満足することを見出
したことにより、目的とするチョークコイルに必要なＨ
を設定することで、Fe基コアに必要な初透磁率μi を決
定することができ、あるいは初透磁率μi を測定するこ
とによって、直流重畳特性を管理することができる。本
発明のノンギャップコアにおいて、Ｂ−Ｈカーブに関し
ては、 100kHz 、1000Gの励磁条件での交流磁気測定に
おいて、マイナーループを描いたときのＢr ／Ｈc 比を
150〜 400の範囲とすることが好ましい。このようなマ
イナーループにおけるＢr ／Ｈc 比を満足させることに
よって、直流重畳特性の向上を図ることができる。
の磁場Ｈとが、上記 (2)式の関係を満足することを見出
したことにより、目的とするチョークコイルに必要なＨ
を設定することで、Fe基コアに必要な初透磁率μi を決
定することができ、あるいは初透磁率μi を測定するこ
とによって、直流重畳特性を管理することができる。本
発明のノンギャップコアにおいて、Ｂ−Ｈカーブに関し
ては、 100kHz 、1000Gの励磁条件での交流磁気測定に
おいて、マイナーループを描いたときのＢr ／Ｈc 比を
150〜 400の範囲とすることが好ましい。このようなマ
イナーループにおけるＢr ／Ｈc 比を満足させることに
よって、直流重畳特性の向上を図ることができる。
【００１６】本発明のノンギャップコアに用いるFe基コ
アは、例えば以下のようにして作製される。
アは、例えば以下のようにして作製される。
【００１７】すなわち、まず所望組成のFe基合金を溶融
した後、高速移動する冷却体上に射出して、一旦アモル
ファス状態の長尺薄帯を作製する。この際の板厚は、25
μm以下、さらには15μm 〜25μm の範囲とすることが
好ましい。
した後、高速移動する冷却体上に射出して、一旦アモル
ファス状態の長尺薄帯を作製する。この際の板厚は、25
μm以下、さらには15μm 〜25μm の範囲とすることが
好ましい。
【００１８】ここで、上記Fe基合金の組成としては、 一般式：Fe100-a-b-c-d Ma Sib Bc Xd ……(3) （式中、 MはCo、Ni、Ti、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、Cr、M
n、Mo、 W、Al、Ge、白金族元素および希土類元素から
選ばれる少なくとも 1種の元素を示し、 Xは P、 Cおよ
び Nから選ばれる少なくとも 1種の元素を示し、 a、
b、 cおよび dは、 0≦ a≦60、 0≦ b≦15、 0≦ c≦2
0、 0≦ d≦5(at%)をそれぞれ満足する数を示す）で実
質的に表されるものが例示される。
n、Mo、 W、Al、Ge、白金族元素および希土類元素から
選ばれる少なくとも 1種の元素を示し、 Xは P、 Cおよ
び Nから選ばれる少なくとも 1種の元素を示し、 a、
b、 cおよび dは、 0≦ a≦60、 0≦ b≦15、 0≦ c≦2
0、 0≦ d≦5(at%)をそれぞれ満足する数を示す）で実
質的に表されるものが例示される。
【００１９】上記 (3)式中における M元素は、飽和磁束
密度の改善に有効な元素であり、これにより磁歪や軟磁
気特性が改善される。また、Siや B、さらには X元素
は、薄帯製造時における合金の非晶質化を助成する元素
であり、また結晶相の主成分であるFeに固溶し、磁歪の
低減等に寄与する。
密度の改善に有効な元素であり、これにより磁歪や軟磁
気特性が改善される。また、Siや B、さらには X元素
は、薄帯製造時における合金の非晶質化を助成する元素
であり、また結晶相の主成分であるFeに固溶し、磁歪の
低減等に寄与する。
【００２０】次に、上記アモルファス薄帯を所定の内
径、外径、高さとなるように、巻回または積層してコア
形状に成形する。なお、このコア形状への成形前に、薄
帯表面に絶縁処理を施してもよい。また、コアの端末は
レーザー処理、溶接等の熱的付与により止めてもよい
し、テープによる接着により止めてもよい。
径、外径、高さとなるように、巻回または積層してコア
形状に成形する。なお、このコア形状への成形前に、薄
帯表面に絶縁処理を施してもよい。また、コアの端末は
レーザー処理、溶接等の熱的付与により止めてもよい
し、テープによる接着により止めてもよい。
【００２１】この後、上記したコア形状のFe系アモルフ
ァス合金薄帯に、前述した (1)式の関係を満足する熱処
理温度Ｔ（℃）と保持時間ｔ(hr)とにより熱処理を施し
て、Fe基結晶相を析出させる。前述した (1)式の関係を
満足させて熱処理を行うことにより、再現性よく所定の
結晶相、換言すればα-Fe(110)ピークの面積比が 10%〜
40%となる結晶相を得ることができる。すなわち、熱処
理温度Ｔを設定すれば、本発明で規定する結晶化状態が
再現性よく得られる保持時間ｔを決定することができ
る。
ァス合金薄帯に、前述した (1)式の関係を満足する熱処
理温度Ｔ（℃）と保持時間ｔ(hr)とにより熱処理を施し
て、Fe基結晶相を析出させる。前述した (1)式の関係を
満足させて熱処理を行うことにより、再現性よく所定の
結晶相、換言すればα-Fe(110)ピークの面積比が 10%〜
40%となる結晶相を得ることができる。すなわち、熱処
理温度Ｔを設定すれば、本発明で規定する結晶化状態が
再現性よく得られる保持時間ｔを決定することができ
る。
【００２２】なお、具体的な熱処理温度Ｔは、上記Fe基
合金の結晶化温度Ｔx に対して-150℃〜 +50℃の範囲と
することが好ましい。熱処理温度が（Ｔx-150)℃より低
いと、十分な結晶相を得るための保持時間ｔが長くなり
すぎて、製造コストの増大を招く。また、（Ｔx+50）℃
より高いと、透磁率が低くなりすぎて、インダクタとし
ての機能が得られなくなる。熱処理時の雰囲気は、窒素
中やAr中等の不活性雰囲気中、真空中、大気中のいずれ
でもよい。
合金の結晶化温度Ｔx に対して-150℃〜 +50℃の範囲と
することが好ましい。熱処理温度が（Ｔx-150)℃より低
いと、十分な結晶相を得るための保持時間ｔが長くなり
すぎて、製造コストの増大を招く。また、（Ｔx+50）℃
より高いと、透磁率が低くなりすぎて、インダクタとし
ての機能が得られなくなる。熱処理時の雰囲気は、窒素
中やAr中等の不活性雰囲気中、真空中、大気中のいずれ
でもよい。
【００２３】本発明のノンギャップコアは、Fe基結晶相
の析出状態を制御し、初透磁率μiを適正化することに
よって、ギャップ形成を行うことなく、優れた直流重畳
特性を付与すると共に、高飽和磁束密度や低損失等を実
現したものである。このように、ギャップ形成を行うこ
となく、優れた直流重畳特性が実現できることから、製
造コストの低減が図れると共に、漏れ磁束によるノイズ
を防止することができる。本発明のノンギャップコア
は、ノーマルモードチョークコイル、コモンモードチョ
ークコイル、平滑チョークコイル等のコアも好適であ
る。
の析出状態を制御し、初透磁率μiを適正化することに
よって、ギャップ形成を行うことなく、優れた直流重畳
特性を付与すると共に、高飽和磁束密度や低損失等を実
現したものである。このように、ギャップ形成を行うこ
となく、優れた直流重畳特性が実現できることから、製
造コストの低減が図れると共に、漏れ磁束によるノイズ
を防止することができる。本発明のノンギャップコア
は、ノーマルモードチョークコイル、コモンモードチョ
ークコイル、平滑チョークコイル等のコアも好適であ
る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２５】実施例１ まず、Fe78 B13Si9 組成のFe基合金を溶融し、その溶湯
を単ロール法によって超急冷して、幅30mm、板厚20μm
のFe系アモルファス合金薄帯を作製した。次いで、上記
したアモルファス合金薄帯を巻回して、外径25mm、内径
15mmのトロイダルコア形状に成形した。このようにして
作製したコア形状の巻回体に、それぞれ表１に示す条件
で、窒素雰囲気中にて熱処理を施し、それぞれ結晶相を
析出させて、目的とするチョークコイル用Fe基コアを得
た。
を単ロール法によって超急冷して、幅30mm、板厚20μm
のFe系アモルファス合金薄帯を作製した。次いで、上記
したアモルファス合金薄帯を巻回して、外径25mm、内径
15mmのトロイダルコア形状に成形した。このようにして
作製したコア形状の巻回体に、それぞれ表１に示す条件
で、窒素雰囲気中にて熱処理を施し、それぞれ結晶相を
析出させて、目的とするチョークコイル用Fe基コアを得
た。
【００２６】上記熱処理後に、各Fe基薄帯のＸ線回折を
行い、 2θ＝35°〜55°の範囲において、α-Fe(110)の
ピークを分離し、このピーク分離したα-Fe(110)ピーク
の面積比を求めた。Ｘ線回折は、 Cu-Ｋα線を用い、40
kV、50mAの条件で行った。また、上記したＸ線回折パタ
ーンにおいて、 2θ＝25°〜31°の範囲におけるピーク
の有無を調べた。このピークの有無は、α-Fe(110)ピー
クに対する強度比が1%以上となったときをピーク発現と
して調べた。
行い、 2θ＝35°〜55°の範囲において、α-Fe(110)の
ピークを分離し、このピーク分離したα-Fe(110)ピーク
の面積比を求めた。Ｘ線回折は、 Cu-Ｋα線を用い、40
kV、50mAの条件で行った。また、上記したＸ線回折パタ
ーンにおいて、 2θ＝25°〜31°の範囲におけるピーク
の有無を調べた。このピークの有無は、α-Fe(110)ピー
クに対する強度比が1%以上となったときをピーク発現と
して調べた。
【００２７】また、上記各チョークコイル用Fe基コアに
所定の巻線を施し、それぞれノンギャップチョークコイ
ルを作製した後、 10kHz、1Vの条件下で初透磁率μi を
測定した。また、透磁率が 1/2μi となるときの磁場Ｈ
を求めた。これらの測定結果を併せて表１に示す。
所定の巻線を施し、それぞれノンギャップチョークコイ
ルを作製した後、 10kHz、1Vの条件下で初透磁率μi を
測定した。また、透磁率が 1/2μi となるときの磁場Ｈ
を求めた。これらの測定結果を併せて表１に示す。
【００２８】なお、表１中の比較例１は、熱処理条件を
本発明の範囲外とする以外は上記実施例と同様にして作
製したもの（試料No 9〜12）、上記実施例と同一のFe系
アモルファス合金薄帯を同一のコア形状に成形し、 430
℃× 0.5時間の条件で熱処理した後に樹脂モールドし、
ダイヤモンドカッタで切断してギャップを形成したコア
（試料No13）、またフェライトを用いたコア（試料No1
4）である。
本発明の範囲外とする以外は上記実施例と同様にして作
製したもの（試料No 9〜12）、上記実施例と同一のFe系
アモルファス合金薄帯を同一のコア形状に成形し、 430
℃× 0.5時間の条件で熱処理した後に樹脂モールドし、
ダイヤモンドカッタで切断してギャップを形成したコア
（試料No13）、またフェライトを用いたコア（試料No1
4）である。
【００２９】
【表１】 表１から明らかなように、本発明によるノンギャップチ
ョークコイルは、適度な初透磁率を有するために、磁気
的なギャップを形成したチョークコイル（比較例）と同
様な、優れた直流重畳特性が得られている。また、本発
明の製造方法によれば、所望の結晶化状態のFe基コアが
再現性よく得られ、かつその結晶化状態を満足させるこ
とによって、目的とする初透磁率が得られることが分か
る。
ョークコイルは、適度な初透磁率を有するために、磁気
的なギャップを形成したチョークコイル（比較例）と同
様な、優れた直流重畳特性が得られている。また、本発
明の製造方法によれば、所望の結晶化状態のFe基コアが
再現性よく得られ、かつその結晶化状態を満足させるこ
とによって、目的とする初透磁率が得られることが分か
る。
【００３０】次に、上記したFe系アモルファス合金薄帯
を用いて、初透磁率μi が80、 110、 240、 400、 60
0、1000および2000の各Fe基コアを作製し、上記実施例
と同様にして、それぞれ 10kHzでの直流重畳特性を測定
した。その結果を図２に示す。図２から、初透磁率μi
を本発明の範囲とすることによって、優れた直流重畳特
性が得られることが明らかである。また図２の測定結果
から、初透磁率μi と1/2μi となるときの磁場Ｈとの
関係を図３に示す。図３からは、μi とＨとは前述した
(2)式の関係を満足することが分かる。
を用いて、初透磁率μi が80、 110、 240、 400、 60
0、1000および2000の各Fe基コアを作製し、上記実施例
と同様にして、それぞれ 10kHzでの直流重畳特性を測定
した。その結果を図２に示す。図２から、初透磁率μi
を本発明の範囲とすることによって、優れた直流重畳特
性が得られることが明らかである。また図２の測定結果
から、初透磁率μi と1/2μi となるときの磁場Ｈとの
関係を図３に示す。図３からは、μi とＨとは前述した
(2)式の関係を満足することが分かる。
【００３１】実施例２ Fe78 B13Si9 組成のFe系アモルファス合金薄帯を用い
て、実施例１と同形状のトロイダルコアを成形すると共
に、同様な条件下で熱処理を施し、表２にそれぞれ示す
Ｂr ／Ｈc 比を有する複数のチョークコイル用Fe基コア
を作製した。Ｂr／Ｈc 比は、まずFe基コアの 100kHz
、 1000Gの励磁条件での交流磁気測定を行い、マイナ
ーループを描いたときのＢr およびＨc を測定して、こ
れらから求めた。
て、実施例１と同形状のトロイダルコアを成形すると共
に、同様な条件下で熱処理を施し、表２にそれぞれ示す
Ｂr ／Ｈc 比を有する複数のチョークコイル用Fe基コア
を作製した。Ｂr／Ｈc 比は、まずFe基コアの 100kHz
、 1000Gの励磁条件での交流磁気測定を行い、マイナ
ーループを描いたときのＢr およびＨc を測定して、こ
れらから求めた。
【００３２】このようにして得た複数のチョークコイル
用Fe基コアを用いて、実施例１と同様にしてチョークコ
イルを作製し、それぞれ 10kHzでの初透磁率と直流重畳
特性を測定した。これらの結果を併せて表２に示す。な
お、直流重畳特性は、透磁率が 100を切るときの磁場の
強さで判定した。この磁場が大きいほど、直流重畳特性
が優れていることになる。
用Fe基コアを用いて、実施例１と同様にしてチョークコ
イルを作製し、それぞれ 10kHzでの初透磁率と直流重畳
特性を測定した。これらの結果を併せて表２に示す。な
お、直流重畳特性は、透磁率が 100を切るときの磁場の
強さで判定した。この磁場が大きいほど、直流重畳特性
が優れていることになる。
【００３３】
【表２】 表２から明らかなように、マイナーループにおけるＢr
／Ｈc 比を、本発明の範囲内とすることで、直流重畳特
性の向上が図れることが分かる。
／Ｈc 比を、本発明の範囲内とすることで、直流重畳特
性の向上が図れることが分かる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、切
断等により磁気的なギャップを設けることなく、優れた
直流重畳特性が得られ、かつ低損失で小型化できるノン
ギャップチョークコイルを、再現性よく提供することが
可能となる。
断等により磁気的なギャップを設けることなく、優れた
直流重畳特性が得られ、かつ低損失で小型化できるノン
ギャップチョークコイルを、再現性よく提供することが
可能となる。
【図１】Ｘ線回折パターンにおけるα-Fe(110)ピークの
分離例およびα-Fe(110)ピークの面積比の測定例を示す
図である。
分離例およびα-Fe(110)ピークの面積比の測定例を示す
図である。
【図２】本発明の実施例および比較例によるノンギャッ
プチョークコイルの透磁率と磁場との関係を示す図であ
る。
プチョークコイルの透磁率と磁場との関係を示す図であ
る。
【図３】ノンギャップチョークコイルの初透磁率μi と
1/2μi となるときの磁場Ｈとの関係を示す図である。
1/2μi となるときの磁場Ｈとの関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日下 隆夫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内
Claims (5)
- 【請求項１】 Fe基結晶相とアモルファス相とを有する
と共に、Ｘ線回折パターンにおけるα-Fe(110)からのピ
ーク付近において、ピーク分離したα-Fe(110) ピーク
の面積比が 10%〜 40%の範囲にあるFe基コアを具備する
ことを特徴とするノンギャップコア。 - 【請求項２】 請求項１記載のノンギャップコアにおい
て、 前記Fe基コアは、前記Ｘ線回折パターンの 2θが25°〜
31°の範囲にピークを有することを特徴とするノンギャ
ップコア。 - 【請求項３】 10kHzにおける初透磁率μi が 100〜 5
00の範囲にあり、かつ 10kHzでの直流重畳特性におい
て、前記初透磁率μi の 1/2の大きさの透磁率となると
きの磁場の強さをＨ(A/m) としたとき、 μi ＝ａ・Ｈ-1/2＋ｂ （式中、ａは 41000≦ａ≦ 42000を満足する数を、ｂは
-500≦ｂ≦-400を満足する数を示す）の関係を満足する
Fe基コアを具備することを特徴とするノンギャップコ
ア。 - 【請求項４】 100kHz、 1000Gの励磁条件での交流磁気
測定におけるマイナーループにおいて、残留磁束密度Ｂ
r (G) と保磁力Ｈc (Oe)との比Ｂr ／Ｈc が、 150〜 4
00の範囲にあるFe基コアを具備することを特徴とするノ
ンギャップコア。 - 【請求項５】 Fe系アモルファス合金薄帯を用いて、ノ
ンギャップコアを製造するにあたり、 熱処理温度をＴ（℃）、この温度Ｔによる保持時間をｔ
(hr)としたとき、 Ｔ＝ｄ＋ｃ・ logｔ （式中、ｃは -42≦ｃ≦ -38を満足する数を、ｄは 450
≦ｄ≦ 470を満足する数を示す）の関係を満足させて、
前記Fe系アモルファス合金薄帯に熱処理を施すことを特
徴とするノンギャップコアの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23975993A JPH0794340A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | ノンギャップコアおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23975993A JPH0794340A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | ノンギャップコアおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794340A true JPH0794340A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17049501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23975993A Pending JPH0794340A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | ノンギャップコアおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794340A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002134329A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Hitachi Metals Ltd | 信号回線のコモンモード雷サージ電流抑制用磁性部品 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23975993A patent/JPH0794340A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002134329A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Hitachi Metals Ltd | 信号回線のコモンモード雷サージ電流抑制用磁性部品 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021029 |