JPH0822911A - 応力付加磁心 - Google Patents
応力付加磁心Info
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- JPH0822911A JPH0822911A JP6157226A JP15722694A JPH0822911A JP H0822911 A JPH0822911 A JP H0822911A JP 6157226 A JP6157226 A JP 6157226A JP 15722694 A JP15722694 A JP 15722694A JP H0822911 A JPH0822911 A JP H0822911A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング電源等のインダクタ用の磁心に
おいて、高周波励磁の透磁率が広い範囲の直流重畳磁界
にわたって高い値をシステム磁心を提供すること。 【構成】 ゴス方位を持つ方向性Ｆｅ−Ａｉ合金箔から
なる磁心で、箔に弾性変形範囲を超える圧縮応力が加え
られている磁心。 【効果】 本発明に従えば、ギャップ無しで、６ｋＡ／
ｍに及ぶ高い重畳直流磁界まで一定の大きさの透磁率を
持つ磁心を得ることができる。
おいて、高周波励磁の透磁率が広い範囲の直流重畳磁界
にわたって高い値をシステム磁心を提供すること。 【構成】 ゴス方位を持つ方向性Ｆｅ−Ａｉ合金箔から
なる磁心で、箔に弾性変形範囲を超える圧縮応力が加え
られている磁心。 【効果】 本発明に従えば、ギャップ無しで、６ｋＡ／
ｍに及ぶ高い重畳直流磁界まで一定の大きさの透磁率を
持つ磁心を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源、無
停電電源など高周波で使用する電気機器のインダクタ素
子又はチョークコイルに用いる直流重畳特性に優れた磁
心に関するものである。
停電電源など高周波で使用する電気機器のインダクタ素
子又はチョークコイルに用いる直流重畳特性に優れた磁
心に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インダクタ素子は、スイッチング電源に
おいて、平滑チョークコイルとして２次側での電流の平
滑化のために使われる。また、ノイズフィルターとし
て、半導体スイッチに起因する高周波のノイズを取り除
くために使われている。インダクタ素子は、トロイダル
やＥＩと言った形状の磁心に巻き線を施して形成され
る。
おいて、平滑チョークコイルとして２次側での電流の平
滑化のために使われる。また、ノイズフィルターとし
て、半導体スイッチに起因する高周波のノイズを取り除
くために使われている。インダクタ素子は、トロイダル
やＥＩと言った形状の磁心に巻き線を施して形成され
る。
【０００３】トロイダル形状の場合には、磁心としての
物性値である透磁率μ（真空の透磁率に対する比透磁
率）と、インダクタ素子の特性値であるインダクタンス
値Ｌとの間には、Ｌ＝μ0 μＡｎ2 ／ｌという関係があ
る。ここで、μ0 は真空の透磁率、Ａは磁心の断面積、
ｎは巻き線の回数、ｌは磁路長である。透磁率が高けれ
ば、巻き線の回数、もしくは磁心の断面積を減らすこと
ができるので、インダクタ素子の小型化が可能になる。
物性値である透磁率μ（真空の透磁率に対する比透磁
率）と、インダクタ素子の特性値であるインダクタンス
値Ｌとの間には、Ｌ＝μ0 μＡｎ2 ／ｌという関係があ
る。ここで、μ0 は真空の透磁率、Ａは磁心の断面積、
ｎは巻き線の回数、ｌは磁路長である。透磁率が高けれ
ば、巻き線の回数、もしくは磁心の断面積を減らすこと
ができるので、インダクタ素子の小型化が可能になる。
【０００４】インダクタ素子の巻き線には、直流電流に
高周波電流が重ね合わされた電流が入力される。従っ
て、磁心は直流磁界のバイアスがかかった状態で小振幅
の高周波磁界を受ける。インダクタ素子をより高い直流
電流で使用するには、その電流により発生する直流磁場
で磁心の磁気特性が飽和しないことが必要である。すな
わち、直流磁界に対して磁心材料の磁束密度が一定の割
合で増加し続けるという、磁心の不飽和特性が要求され
る。
高周波電流が重ね合わされた電流が入力される。従っ
て、磁心は直流磁界のバイアスがかかった状態で小振幅
の高周波磁界を受ける。インダクタ素子をより高い直流
電流で使用するには、その電流により発生する直流磁場
で磁心の磁気特性が飽和しないことが必要である。すな
わち、直流磁界に対して磁心材料の磁束密度が一定の割
合で増加し続けるという、磁心の不飽和特性が要求され
る。
【０００５】磁心に不飽和特性を与える手段としては、
コアの間にギャップを設けて反磁界を作用させる方法が
一般的である。しかし、この手法ではカットコアの作成
やギャップの調整等、加工工程が長くなるという問題が
あるばかりでなく、スイッチング電源に要求される小型
のコアを製造するには適当でない。また、ギャップの形
成によりコアの鉄損が大きくなるという問題もある。
コアの間にギャップを設けて反磁界を作用させる方法が
一般的である。しかし、この手法ではカットコアの作成
やギャップの調整等、加工工程が長くなるという問題が
あるばかりでなく、スイッチング電源に要求される小型
のコアを製造するには適当でない。また、ギャップの形
成によりコアの鉄損が大きくなるという問題もある。
【０００６】磁心にギャップを設けずに不飽和特性を得
るものに、ダストコアとアモルファスコアがある。ダス
トコアは、Ｆｅ−Ｓｅ−Ａｌ合金等の金属粉末を圧粉成
形したもので、粉末粒子の反磁界により不飽和特性を得
ている（特公昭６２−２１０４１号公報参照）。しか
し、得られる透磁率の値が低いことや、透磁率の値を制
御できないという問題がある。一方、アモルファスコア
は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂの組成を基本とするもので、部分的
な結晶化により磁心の不飽和特定を引き出している（特
開平５−２５５８２０号公報参照）。しかし、結晶化に
より箔が脆くなり、コアの製造が難しいという問題があ
る。
るものに、ダストコアとアモルファスコアがある。ダス
トコアは、Ｆｅ−Ｓｅ−Ａｌ合金等の金属粉末を圧粉成
形したもので、粉末粒子の反磁界により不飽和特性を得
ている（特公昭６２−２１０４１号公報参照）。しか
し、得られる透磁率の値が低いことや、透磁率の値を制
御できないという問題がある。一方、アモルファスコア
は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂの組成を基本とするもので、部分的
な結晶化により磁心の不飽和特定を引き出している（特
開平５−２５５８２０号公報参照）。しかし、結晶化に
より箔が脆くなり、コアの製造が難しいという問題があ
る。
【０００７】高い透磁率を広い重畳直流磁界範囲にわた
って得るためには、飽和磁束密度が高いことが必要であ
る。Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系のアモルファスの飽和磁束密度は
１５ｋＧであり、Ｆｅ−３％Ｓｉ合金のそれは２０ｋＧ
であるので、原理的にＦｅ−Ｓｉ磁心の方がよい直流重
畳特性が得られる。
って得るためには、飽和磁束密度が高いことが必要であ
る。Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系のアモルファスの飽和磁束密度は
１５ｋＧであり、Ｆｅ−３％Ｓｉ合金のそれは２０ｋＧ
であるので、原理的にＦｅ−Ｓｉ磁心の方がよい直流重
畳特性が得られる。
【０００８】本発明者等は、先にゴス方位のＦｅ−Ｓｉ
合金箔を巻くことにより、直流重畳特性のよいインダク
タ素子が得られることを提示した。しかしながら、応力
の範囲に関する規定が無く、特に弾性変形範囲を超える
応力の付加により高い直流磁場まで一定の透磁率が得ら
れることについての言及はされなかった。
合金箔を巻くことにより、直流重畳特性のよいインダク
タ素子が得られることを提示した。しかしながら、応力
の範囲に関する規定が無く、特に弾性変形範囲を超える
応力の付加により高い直流磁場まで一定の透磁率が得ら
れることについての言及はされなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】インダクタ素子用の磁
心は、直流磁界重畳のもと高周波励磁で使われる。そこ
で、本発明では、スイッチング電源の特に高直流磁場重
畳下で使用されるインダクタ素子用磁心を提供すること
を目的とする。
心は、直流磁界重畳のもと高周波励磁で使われる。そこ
で、本発明では、スイッチング電源の特に高直流磁場重
畳下で使用されるインダクタ素子用磁心を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶粒の板面
方位が（１１０）、圧延方向が［００１］であるＦｅ−
Ｓｉ合金箔で構成される磁心において、圧延方向へ弾性
変形範囲を超える圧縮応力が加えられていることを特徴
とする応力付加磁心である。本発明は、応力を加える手
段の一つとして箔を曲げる方法を用い、弾性範囲を超え
る圧縮応力を加えることにより、高い直流重畳磁界まで
一定の透磁率を持つ磁心が得られる。
方位が（１１０）、圧延方向が［００１］であるＦｅ−
Ｓｉ合金箔で構成される磁心において、圧延方向へ弾性
変形範囲を超える圧縮応力が加えられていることを特徴
とする応力付加磁心である。本発明は、応力を加える手
段の一つとして箔を曲げる方法を用い、弾性範囲を超え
る圧縮応力を加えることにより、高い直流重畳磁界まで
一定の透磁率を持つ磁心が得られる。
【００１１】以下に、本発明を詳細に説明する。直流磁
界重畳時に一定の大きさの透磁率を得るためには、磁心
に不飽和特性を付与しなければならない。その手段とし
て、本発明者等は、磁性体のもつ重要な性質の一つであ
る磁歪を利用した。方向性けい素鋼板のゴス方位は、圧
延面が（１１０）で、圧延方向が［００１］である。圧
延方向の［００１］方向は磁化容易軸であり、その方向
の磁束密度は、応力にきわめて敏感である。［００１］
方向に応力σが施されると、［００１］方向の磁歪定数
をλ100 として、磁気弾性効果によりＥm ＝−３／２λ
100σのエネルギーの変化が起こる。けい素鋼板の［０
０１］方向へ磁歪定数λ100は正であるので、圧縮応力
（σ＜０）を加えることによりＥm ＞０となり、圧延方
向に垂直な面内の方向が磁化容易方向となる。すなわ
ち、圧延方向は磁化困難方向となり、これにより磁心の
不飽和特性を得ることが出来る。
界重畳時に一定の大きさの透磁率を得るためには、磁心
に不飽和特性を付与しなければならない。その手段とし
て、本発明者等は、磁性体のもつ重要な性質の一つであ
る磁歪を利用した。方向性けい素鋼板のゴス方位は、圧
延面が（１１０）で、圧延方向が［００１］である。圧
延方向の［００１］方向は磁化容易軸であり、その方向
の磁束密度は、応力にきわめて敏感である。［００１］
方向に応力σが施されると、［００１］方向の磁歪定数
をλ100 として、磁気弾性効果によりＥm ＝−３／２λ
100σのエネルギーの変化が起こる。けい素鋼板の［０
０１］方向へ磁歪定数λ100は正であるので、圧縮応力
（σ＜０）を加えることによりＥm ＞０となり、圧延方
向に垂直な面内の方向が磁化容易方向となる。すなわ
ち、圧延方向は磁化困難方向となり、これにより磁心の
不飽和特性を得ることが出来る。
【００１２】本発明では、箔をトロイダルの形状に巻く
ことにより、箔に曲げ応力を加えた。曲げた箔の断面の
中心線より内側では圧縮応力が働き、外側では同じ大き
さの引っ張り応力が働く。本発明者等は、箔の圧力応力
がかかった部分では、磁化容易方向が圧延方向と垂直な
方向となり、圧延方向への磁界の印加に対して磁束密度
は一定の傾きを持って増加するという知見を得ている。
一方、中心線より外側の引張応力がかけられた部分で
は、圧延方向が磁化容易軸となっており、小さい磁界の
印加ですぐに磁束密度は飽和する。これら二つの領域が
曲げた箔に共存する結果、直流磁界重畳時の高周波励磁
透磁率は、零近傍の小さい磁界では非常に大きな値を示
し、それより高い直流磁界のある一定の範囲においては
一定の透磁率を示すことになる。
ことにより、箔に曲げ応力を加えた。曲げた箔の断面の
中心線より内側では圧縮応力が働き、外側では同じ大き
さの引っ張り応力が働く。本発明者等は、箔の圧力応力
がかかった部分では、磁化容易方向が圧延方向と垂直な
方向となり、圧延方向への磁界の印加に対して磁束密度
は一定の傾きを持って増加するという知見を得ている。
一方、中心線より外側の引張応力がかけられた部分で
は、圧延方向が磁化容易軸となっており、小さい磁界の
印加ですぐに磁束密度は飽和する。これら二つの領域が
曲げた箔に共存する結果、直流磁界重畳時の高周波励磁
透磁率は、零近傍の小さい磁界では非常に大きな値を示
し、それより高い直流磁界のある一定の範囲においては
一定の透磁率を示すことになる。
【００１３】本発明では、磁心の直流重畳特性を評価す
るために、圧縮応力部からくる直流磁界に対して透磁率
が一定となる部分の平均透磁率をμp とし、透磁率が一
定の部分が終わる磁界（異方性磁界）をＨa とした。Ｈ
a は透磁率がμp の８０％になる値とした。引張応力部
からくる零磁界近傍の高い透磁率は、自励式のスイッチ
ング電源の平滑チョークコイルとしては有用な特性であ
る。
るために、圧縮応力部からくる直流磁界に対して透磁率
が一定となる部分の平均透磁率をμp とし、透磁率が一
定の部分が終わる磁界（異方性磁界）をＨa とした。Ｈ
a は透磁率がμp の８０％になる値とした。引張応力部
からくる零磁界近傍の高い透磁率は、自励式のスイッチ
ング電源の平滑チョークコイルとしては有用な特性であ
る。
【００１４】本発明者等は、種々の巻きコアで評価した
結果、箔の表面における圧縮応力が材料の弾性変形の範
囲を超えるときには、透磁率μp と異方性磁界Ｈa は圧
縮応力σ（又は歪みε）にあまり依存しなくなることを
見出した。この性質は、実用上は肉厚の大きいリング状
のコアを作る時に重要となる。なぜならば、巻くの巻回
の操作によって応力を加える場合には、コアの内径に近
い側と外形に近い側とで加えられる応力が大きく異なる
場合が生じるからである。弾性変形の範囲では透磁率の
直流重畳特性は応力に依存して大きく変化するので、上
記のような肉厚の大きいコアを作る場合にはコアの内径
側と外形側で特定が大きく異なることになる。このよう
な問題は、コアを塑性変形の範囲で作ることにより避け
ることができる。
結果、箔の表面における圧縮応力が材料の弾性変形の範
囲を超えるときには、透磁率μp と異方性磁界Ｈa は圧
縮応力σ（又は歪みε）にあまり依存しなくなることを
見出した。この性質は、実用上は肉厚の大きいリング状
のコアを作る時に重要となる。なぜならば、巻くの巻回
の操作によって応力を加える場合には、コアの内径に近
い側と外形に近い側とで加えられる応力が大きく異なる
場合が生じるからである。弾性変形の範囲では透磁率の
直流重畳特性は応力に依存して大きく変化するので、上
記のような肉厚の大きいコアを作る場合にはコアの内径
側と外形側で特定が大きく異なることになる。このよう
な問題は、コアを塑性変形の範囲で作ることにより避け
ることができる。
【００１５】本発明者等は、弾性範囲を超える圧縮応力
を付加することにより、６ｋＡ／ｍに及ぶ高い重畳直流
磁界まで１００前後の高い透磁率を持つ磁心を製造でき
ることを見出して、本発明を完成するに至った。
を付加することにより、６ｋＡ／ｍに及ぶ高い重畳直流
磁界まで１００前後の高い透磁率を持つ磁心を製造でき
ることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１６】以下、本発明の詳細を具体例を以て説明す
る。本発明に用いるＦｅ−Ｓｉ合金箔のＳｉ含有量は、
重量百分率で１〜６％が望ましい。なぜなら、高周波に
おいては鉄損のほとんどは過電流損失からなっており、
Ｓｉ含有量を増して電気抵抗を高めるほど鉄損が下がる
からである。逆に、Ｓｉ含有量が１％未満では電気抵抗
が低いために鉄損が大きく、実用に供することができな
い。また、本発明では、直流重畳特性を引き出すだに磁
歪の効果を利用しており、Ｓｉ含有量はＦｅ−Ｓｉ合金
箔で正の磁歪定数が得られる６％以下が望ましい。
る。本発明に用いるＦｅ−Ｓｉ合金箔のＳｉ含有量は、
重量百分率で１〜６％が望ましい。なぜなら、高周波に
おいては鉄損のほとんどは過電流損失からなっており、
Ｓｉ含有量を増して電気抵抗を高めるほど鉄損が下がる
からである。逆に、Ｓｉ含有量が１％未満では電気抵抗
が低いために鉄損が大きく、実用に供することができな
い。また、本発明では、直流重畳特性を引き出すだに磁
歪の効果を利用しており、Ｓｉ含有量はＦｅ−Ｓｉ合金
箔で正の磁歪定数が得られる６％以下が望ましい。
【００１７】箔の厚さは、１０〜２００μｍが望まし
い。なぜなら、１０μｍ未満の箔は圧延によって作り難
く、２００μｍ超の箔出は鉄損が大きく実用に供するこ
とができないからである。
い。なぜなら、１０μｍ未満の箔は圧延によって作り難
く、２００μｍ超の箔出は鉄損が大きく実用に供するこ
とができないからである。
【００１８】ゴス方位をもったＦｅ−Ｓｉ合金の方向性
電磁鋼板（厚さ：０．１５〜０．４ｍｍ）に再圧延を施
し、適切な条件で焼鈍を行うと、一次再結晶により微細
結晶粒からなるゴス方位に戻ることが知られている（和
田他、日本金属学会誌４０，１１５８（１９７６））。
この現象を利用することにより、所望のゴス方位を有す
るＦｅ−Ｓｉ合金箔を得ることができる。
電磁鋼板（厚さ：０．１５〜０．４ｍｍ）に再圧延を施
し、適切な条件で焼鈍を行うと、一次再結晶により微細
結晶粒からなるゴス方位に戻ることが知られている（和
田他、日本金属学会誌４０，１１５８（１９７６））。
この現象を利用することにより、所望のゴス方位を有す
るＦｅ−Ｓｉ合金箔を得ることができる。
【００１９】最適のゴス方位を持った箔を得るために
は、圧延率としては５０％以上が好ましく、また再結晶
のための熱処理温度は、７００℃以上、１２００℃以下
が好ましい。特に鉄損を下げる必要がある時には、熱処
理温度を８００〜９００℃に設定して結晶粒径を２０〜
１００μｍに長生するのが効果的である。熱処理雰囲気
は、参加しない条件であれば良く、アルゴン、窒素、水
素又はそれらの二つ以上のガスの混合雰囲気を用いるこ
とができる。
は、圧延率としては５０％以上が好ましく、また再結晶
のための熱処理温度は、７００℃以上、１２００℃以下
が好ましい。特に鉄損を下げる必要がある時には、熱処
理温度を８００〜９００℃に設定して結晶粒径を２０〜
１００μｍに長生するのが効果的である。熱処理雰囲気
は、参加しない条件であれば良く、アルゴン、窒素、水
素又はそれらの二つ以上のガスの混合雰囲気を用いるこ
とができる。
【００２０】次に、得られたゴス方位の箔を環状に巻き
トロイダルコアとする。箔を巻きコアとする時には、層
間の電気的導通をさけるために絶縁が必要である。絶縁
処理はＡｌ2 Ｏ3 等の酸化物を再結晶熱処理前に箔表面
に塗布してもよく、また、熱処理後に塗布しても良い。
より簡単には、絶縁皮膜としてシリケート系の樹脂を熱
処理後にコーティングしても良い。
トロイダルコアとする。箔を巻きコアとする時には、層
間の電気的導通をさけるために絶縁が必要である。絶縁
処理はＡｌ2 Ｏ3 等の酸化物を再結晶熱処理前に箔表面
に塗布してもよく、また、熱処理後に塗布しても良い。
より簡単には、絶縁皮膜としてシリケート系の樹脂を熱
処理後にコーティングしても良い。
【００２１】以下に、箔の応力制御方法について述べ
る。箔を巻くことによって容易に圧縮応力を生じせしめ
ることができる。巻く前の歪みのない箔はまっすぐでも
よいが、箔に曲率を持たせると応力制御の範囲が広が
る。具体的には、平均直径ｄi の巻回体の状態で再結晶
熱処理を行い、曲率ｄi ／２の状態の歪みのない箔を用
意する。また、再結晶熱処理の終わった箔を平均直径ｄ
i の径に巻き、再度歪み取りのための熱処理を行っても
良い。これを平均直径Ｄf のトロイダルコアに巻直す
と、箔の表面には、ε＝ｔ（ｌ／ｄf ±１／ｄi ）の歪
みを与えることができる。
る。箔を巻くことによって容易に圧縮応力を生じせしめ
ることができる。巻く前の歪みのない箔はまっすぐでも
よいが、箔に曲率を持たせると応力制御の範囲が広が
る。具体的には、平均直径ｄi の巻回体の状態で再結晶
熱処理を行い、曲率ｄi ／２の状態の歪みのない箔を用
意する。また、再結晶熱処理の終わった箔を平均直径ｄ
i の径に巻き、再度歪み取りのための熱処理を行っても
良い。これを平均直径Ｄf のトロイダルコアに巻直す
と、箔の表面には、ε＝ｔ（ｌ／ｄf ±１／ｄi ）の歪
みを与えることができる。
【００２２】ここで、括弧内の符号は、巻直しを同方向
に行う場合にはマイナスであり、巻き直しを反対方向に
行う場合にはプラスである。弾性変形を仮定すると箔の
内側表面ではσ＝Ｅεの圧縮応力がかかり（Ｅはヤング
率）、箔の外側表面では同じ大きさの引っ張り応力がか
かる。塑性変形範囲になると、応力は上式に従わない
が、この場合でも歪みの大きさが弾性変形の範囲内か範
囲外かの判断の基準になる。
に行う場合にはマイナスであり、巻き直しを反対方向に
行う場合にはプラスである。弾性変形を仮定すると箔の
内側表面ではσ＝Ｅεの圧縮応力がかかり（Ｅはヤング
率）、箔の外側表面では同じ大きさの引っ張り応力がか
かる。塑性変形範囲になると、応力は上式に従わない
が、この場合でも歪みの大きさが弾性変形の範囲内か範
囲外かの判断の基準になる。
【００２３】Ｆｅ−３％Ｓｉ合金の降伏応力は３７ｋｇ
／ｍｍ2 であり、［００１］方向のヤング率は１．２７
ｘ１０4 ｋｇ／ｍｍ2 である。したがって、Ｆｅ−Ｓｉ
合金の弾性限界応力は約４０ｋｇ／ｍｍ2 とするとがで
き、それに対応する歪みεは０．３１％である。
／ｍｍ2 であり、［００１］方向のヤング率は１．２７
ｘ１０4 ｋｇ／ｍｍ2 である。したがって、Ｆｅ−Ｓｉ
合金の弾性限界応力は約４０ｋｇ／ｍｍ2 とするとがで
き、それに対応する歪みεは０．３１％である。
【００２４】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。実施例１ Ｆｅ−３％Ｓｉのゴス方位を持った厚さ２８０μｍの方
向性電磁鋼板に冷間圧延を施して、厚さ５０μｍの箔を
得た。次に、箔の圧延方向が長手方向となるように切断
し、幅５ｍｍのリボン状の箔を作成した。窒素中で８５
０℃で１０分間の熱処理を施し、平均結晶粒径５０μｍ
の微細結晶粒からなるゴス方位のＦｅ−Ｓｉ合金箔を得
た。熱処理は平均直径５０ｍｍと３２ｍｍに巻いた状態
で行い、その径の応力のかかっていない箔を用意した。
明する。実施例１ Ｆｅ−３％Ｓｉのゴス方位を持った厚さ２８０μｍの方
向性電磁鋼板に冷間圧延を施して、厚さ５０μｍの箔を
得た。次に、箔の圧延方向が長手方向となるように切断
し、幅５ｍｍのリボン状の箔を作成した。窒素中で８５
０℃で１０分間の熱処理を施し、平均結晶粒径５０μｍ
の微細結晶粒からなるゴス方位のＦｅ−Ｓｉ合金箔を得
た。熱処理は平均直径５０ｍｍと３２ｍｍに巻いた状態
で行い、その径の応力のかかっていない箔を用意した。
【００２５】次に、絶縁のために箔の表面にシリケート
系の樹脂をコーティングし、巻き直しにより外径１８ｍ
ｍのコア（肉厚１．５ｍｍ）と外径２８ｍｍのコア（肉
厚１ｍｍ）を作製した。ここで、３２ｍｍ径の熱処理箔
を上記の実コアに巻き直す時に、巻く方向を反対向にし
た。すなわち、熱処理時に裏側であった箔表面が実コア
では表面にくるようにした。このような操作により、４
０ｋｇ／ｃｍ2 以上の塑性変形範囲にある応力が加えら
れる。この時にコアに加えられる歪みは、コアの大きさ
に対応してε＝０．３４％，０．４６％である。一方、
５０ｍｍ径の熱処理箔を実コアに巻き直す時には、巻く
方向を同方向とした。すなわち、熱処理時に表側であっ
た箔表面は実コアでも表側にくるようにした。このよう
な条件では、弾性変形範囲にある応力が加えられる。こ
の時にコアに加えられる歪みは、測定コアの大きさに対
応して、ε＝０．０９％，０．２０％である。
系の樹脂をコーティングし、巻き直しにより外径１８ｍ
ｍのコア（肉厚１．５ｍｍ）と外径２８ｍｍのコア（肉
厚１ｍｍ）を作製した。ここで、３２ｍｍ径の熱処理箔
を上記の実コアに巻き直す時に、巻く方向を反対向にし
た。すなわち、熱処理時に裏側であった箔表面が実コア
では表面にくるようにした。このような操作により、４
０ｋｇ／ｃｍ2 以上の塑性変形範囲にある応力が加えら
れる。この時にコアに加えられる歪みは、コアの大きさ
に対応してε＝０．３４％，０．４６％である。一方、
５０ｍｍ径の熱処理箔を実コアに巻き直す時には、巻く
方向を同方向とした。すなわち、熱処理時に表側であっ
た箔表面は実コアでも表側にくるようにした。このよう
な条件では、弾性変形範囲にある応力が加えられる。こ
の時にコアに加えられる歪みは、測定コアの大きさに対
応して、ε＝０．０９％，０．２０％である。
【００２６】作製したコアに導線の巻き線を施し、ＬＣ
Ｒメーターにより直流電流重畳時の高周波励磁（５０ｋ
Ｈｚ）におけるインダクタンスを測定し、その値から透
磁率μを算出した。印加直流磁界に対して透磁率μをプ
ロットした結果（直流重畳特性）を図１および図２に示
す。図１には塑性変形範囲にあるコアの測定結果を示
し、図２には弾性変形範囲にあるコアの測定結果を示
す。
Ｒメーターにより直流電流重畳時の高周波励磁（５０ｋ
Ｈｚ）におけるインダクタンスを測定し、その値から透
磁率μを算出した。印加直流磁界に対して透磁率μをプ
ロットした結果（直流重畳特性）を図１および図２に示
す。図１には塑性変形範囲にあるコアの測定結果を示
し、図２には弾性変形範囲にあるコアの測定結果を示
す。
【００２７】図１から分かるように、塑性変形範囲では
直流重畳特性はあまり変形量に依存せず、異方性磁界Ｈ
a としては６ｋＡ／ｍに及ぶ高い値が得られる。一方、
図２から分かるように、弾性変形範囲では直流重畳特性
は変形量に依存して大きく変化し、Ｈa としても高い値
を得ることができない。
直流重畳特性はあまり変形量に依存せず、異方性磁界Ｈ
a としては６ｋＡ／ｍに及ぶ高い値が得られる。一方、
図２から分かるように、弾性変形範囲では直流重畳特性
は変形量に依存して大きく変化し、Ｈa としても高い値
を得ることができない。
【００２８】実施例２ 実施例１と同様に、Ｆｅ−３％Ｓｉ合金の厚さ５０μｍ
の箔を平均直径３８ｍｍと５４ｍｍの巻回体として熱処
理を施した。箔の幅は１１ｍｍとした。次にこれらの箔
を巻き直して、内径１５ｍｍ、外径２７ｍｍの肉厚の大
きいコアを作製した。ここで、直径３８ｍｍのコアを巻
き直す時には反対方向に巻き、塑性変形範囲の応力を加
えた。また、直径５４ｍｍのコアから巻き直す時には同
方向に巻き直し、弾性変形範囲にある応力を加えた。巻
き直したコアの直流重畳特定を実施例１と同じ条件で測
定し、その結果を、図３に示す。
の箔を平均直径３８ｍｍと５４ｍｍの巻回体として熱処
理を施した。箔の幅は１１ｍｍとした。次にこれらの箔
を巻き直して、内径１５ｍｍ、外径２７ｍｍの肉厚の大
きいコアを作製した。ここで、直径３８ｍｍのコアを巻
き直す時には反対方向に巻き、塑性変形範囲の応力を加
えた。また、直径５４ｍｍのコアから巻き直す時には同
方向に巻き直し、弾性変形範囲にある応力を加えた。巻
き直したコアの直流重畳特定を実施例１と同じ条件で測
定し、その結果を、図３に示す。
【００２９】図３からわかるように、塑性変形範囲にあ
るコアは広い直流磁界範囲にわたって一定の透磁率を示
す。弾性変形範囲にあるコアの透磁率は、直流磁界に対
する変化が大きい。
るコアは広い直流磁界範囲にわたって一定の透磁率を示
す。弾性変形範囲にあるコアの透磁率は、直流磁界に対
する変化が大きい。
【００３０】
【発明の効果】従来、Ｆｅ−Ｓｉ合金箔においては、直
流重畳特性を得るためにコアにギャップを設けていた。
本発明は、ギャップ無しで、応力付加により直流重畳特
性を引き出している。ギャップが無いことにより、製造
工程が簡略化され、低コストで磁心を提供することがで
きる。本発明の塑性変形の範囲では透磁率は応力に依存
しないので、コアの内径側と外径側で付加応力が著しく
異なるような肉厚の大きいコアにおいて、部位によらな
い一定の透磁率を得ることができる。
流重畳特性を得るためにコアにギャップを設けていた。
本発明は、ギャップ無しで、応力付加により直流重畳特
性を引き出している。ギャップが無いことにより、製造
工程が簡略化され、低コストで磁心を提供することがで
きる。本発明の塑性変形の範囲では透磁率は応力に依存
しないので、コアの内径側と外径側で付加応力が著しく
異なるような肉厚の大きいコアにおいて、部位によらな
い一定の透磁率を得ることができる。
【００３１】また、本発明の応力付加磁心は６ｋＡ／ｍ
に及ぶ高磁界まで高い透磁率を示すので、高電流条件下
で高いインダクタンスを求めらめるインダクタ（又はチ
ョークコイル）を実現することができる。
に及ぶ高磁界まで高い透磁率を示すので、高電流条件下
で高いインダクタンスを求めらめるインダクタ（又はチ
ョークコイル）を実現することができる。
【図１】塑性変形範囲にあるコアの透磁率の直流重畳特
性を示した図である。
性を示した図である。
【図２】弾性変形範囲にあるコアの透磁率の直流重畳特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図３】塑性変形範囲にあるコアと弾性変形範囲にある
コアの透磁率の直流重畳特性を示す図である。
コアの透磁率の直流重畳特性を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 27/24 Ｂ
Claims (2)
- 【請求項１】結晶粒の板面方位が（１１０）、圧延方向
が［００１］であるＦｅ−Ｓｉ合金箔で構成される磁心
であって、圧延方向へ弾性変形範囲を超える圧縮応力が
加えられていることを特徴とする応力付加磁心。 - 【請求項２】前記合金箔の表面における圧縮応力が、４
０ｋｇ／ｍｍ2 以上であり、その圧縮応力が箔を曲げる
ことによって生じていることを特徴とする請求項１に記
載の応力付加磁心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157226A JPH0822911A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 応力付加磁心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157226A JPH0822911A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 応力付加磁心 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822911A true JPH0822911A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15644988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6157226A Withdrawn JPH0822911A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 応力付加磁心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013125798A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Denkoh Electric Industry Co Ltd | リアクトル装置 |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP6157226A patent/JPH0822911A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013125798A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Denkoh Electric Industry Co Ltd | リアクトル装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |