JPH09320858A

JPH09320858A - ギャップ付磁心

Info

Publication number: JPH09320858A
Application number: JP8137186A
Authority: JP
Inventors: Norio Matsumoto; 規雄松本
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】可聴周波数により発生する騒音を最小限に抑制
した磁心を提供する。【解決手段】磁性薄帯を捲回した環状積層体からなる磁
心と、この磁心の磁路に環状積層体を切断したギャップ
を設け、このギャップの切断面にスペーサを挿入し、こ
のスペーサを切断面に密着させ、接着剤で磁心に接着し
たギャップ付磁心を作成し、この環状積層体の積層高さ
（厚み）に対するスペーサの長さが、積層高さ（厚み）
と同一または積層高さ（厚み）よりも大きいギャップ付
磁心とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路に用いる
ギャップ付磁心に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁心は非晶質金属（合金を含
む）からなる薄帯（非晶質磁性薄帯）を捲回させたり、
非晶質磁性薄帯を打ち抜いて作成した環状片を何枚も積
層して作られる。

【０００３】このような磁心は、非晶質磁性薄帯を捲回
した後に、エポキシ等の合成樹脂を含浸・被覆させて一
定の形状に硬化させる工程で作成される。そして、この
磁心にギャップを設ける場合は、非晶質磁心を切断機械
で切断して二つのカット磁心に分離するかまたは、磁心
の一部を切断機械で切断する。

【０００４】次に、カット磁心同士の互いに向かい合っ
た切断面同士あるいは、磁心の一部を切断した場合は、
その切断面同士で挟むようにして、両者の間にポリエス
フィルムあるいはギャップ紙等のスペーサを挿入する。

【０００５】ここで、ギャップにスペーサを挿入した
後、磁心の振動によりスペーサがギャップから離脱する
ことを防止するため、スペーサを切断面に密着させ、接
着剤で磁心に接着してギャップ付磁心を作成する。

【０００６】このようにして作成した磁心に絶縁を施
し、導電体の捲線を捲回することで、電気回路で用いら
れるトロイダルコイルができあがる。このギャップ付磁
心においては、コイルに流れる電流が交流である場合、
磁心は交流の周波数によって振動し、周波数が可聴周波
数である場合は、磁心から音波が発生し耳障りな騒音と
して観測されるという問題点があった。

【０００７】従来、ギャップ付磁心においては、通常ケ
ースに対する収納性の面から、図１〜２に示すように、
環状積層体の積層高さ（厚み）に対するスペーサの長さ
ＴＡが、積層高さ（厚さ）よりも小さいスペーサを接着
剤で磁心の切断面に接着し、非晶質磁性薄帯を固定して
いる。

【０００８】しかしながら、これら従来のギャップ付磁
心では、その動作時に発生する騒音がなお大きいという
問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は研究を進め
た結果、スペーサの長さを変更することにより、磁心の
振動を効果的に抑制できることを見い出した。

【００１０】本発明の目的は、可聴周波数により発生す
る騒音を最小限に抑制した磁心を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】磁性薄帯を捲回した環状
積層体からなる磁心を作成し、この磁心の磁路に環状積
層体を切断してなるギャップを設ける。

【００１２】次に、このギャップの切断面にスペーサを
挿入し、このスペーサを切断面に密着させ、接着剤で磁
心に接着することでギャップ付磁心を得る。そして、こ
のギャップ付磁心を構成する環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサの長さを、積層高さ（厚み）と同
一又は積層高さ（厚み）よりも大きくしたギャップ付磁
心とした。

【００１３】次に、この磁心は、円筒形である請求項１
記載のギャップ付磁心とした。そして、前記スペーサ
は、ガラス繊維を積層したスペーサである請求項１記載
のギャップ付磁心とした。

【００１４】次に、前記スペーサは、ガラス繊維を積層
し、エポキシ樹脂を含浸，硬化させてなるスペーサであ
る請求項１記載のギャップ付磁心とした。そして、前記
磁性薄帯は、非晶質磁性合金で構成してなる磁性薄帯を
使用する請求項１記載のギャップ付磁心とした。

【００１５】尚、前記スペーサの長さが、環状積層体の
積層高さ（厚み）の１.０ないし２.０倍の範囲にある請
求項１記載のギャップ付磁心とした。又、磁性薄帯を捲
回した環状積層体からなる磁心を作成し、この磁心の磁
路に環状積層体を切断してなるギャップを設ける。

【００１６】次に、このギャップの切断面にスペーサを
挿入し、このスペーサを切断面に密着させ、磁心に接着
剤で接着したギャップ付磁心を得る。そして、スペーサ
として、このギャップ付磁心を構成する積層高さ（厚
み）と同一又は積層高さ（厚み）よりも大きい長さのス
ペーサを用いることを特徴とする騒音の抑制されたギャ
ップ付磁心とした。

【００１７】次に、前記磁心が円筒状であり、スペーサ
がガラス繊維を積層したスペーサである請求項７記載の
ギャップ付磁心とした。これにより、環状積層体の積層
高さ（厚み）に対応するスペーサの長さを、積層高さ
（厚み）と同一又は積層高さ（厚み）よりも大きくする
ことによって、すべての非晶質磁性薄帯が接着剤でスペ
ーサと固定されているので、磁心の振動を最小限に抑制
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を、図３
〜１５に基づいて説明する。まず、本実施の形態に係る
ギャップ付磁心は、非晶質磁性薄帯を捲回して得た環状
積層体（トロイダルコア）に合成樹脂を含浸させた磁心
1を構成部材とする。

【００１９】そして、磁性体からなる磁心1は、磁性体
薄帯を巻回して得た環状積層体（トロイダルコア）だけ
でなく、リング状の磁性体薄帯を複数枚積層し接着剤等
で固定した積層体、あるいは磁性体粉末を圧縮成形した
もの（圧縮磁心）を含む。積層体の形態も特に制限はな
くトロイダル型、ＥＩ型、ＣＩ型等いずれの形態でもよ
い。

【００２０】また、磁心1の材質として用いられる磁性
体としては、フェライト、パーマロイ、非晶質合金、あ
るいは微結晶合金などが例示できる。非晶質合金として
は例えばＦｅ−Ｂ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｂ−Ｃ、Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｂ−Ｓｉ等のＦｅ系非晶質合金もしくはＣｏ−Ｂ−Ｓ
ｉ、Ｃｏ−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ等のＣｏ系
非晶質合金及びＮｉ系非晶質合金が挙げられ、微結晶合
金としては例えばＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｕ−Ｎｂ等のＦｅ
系微結晶合金が挙げられる。

【００２１】そして、含浸させる合成樹脂としては、下
記の例のような熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられ
る。すなわち、エポキシ樹脂、アクリレート系樹脂、Ｇ
Ｆ（グラスファイバー）入りフェノール樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢ビ共重合体
ＰＢ（ポリブデン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレ
ート）、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、ＧＦ入りＡＢＳ、ナ
イロン１２、ＧＦ入りポリカーボネート等である。

【００２２】尚、溶融合成樹脂温度は、軟化温度または
溶融温度よりも０℃〜＋３００℃高い温度、特に＋５０
〜＋１００℃程度高い温度が望ましい。そして、この磁
心１にギャップ２を設ける場合は、例えば磁心１を形成
している環状積層体を、切断機械で切断して二つのカッ
ト磁心に分離するかまたは、磁心１を形成している環状
積層体の一部を、切断機械で切断する方法によって行わ
れる。

【００２３】本実施の形態に係るギャップ付磁心は、磁
心１を形成している環状積層体の一部を切断機械で切断
したものである。次に、ギャップに挿入するスペーサ３
の材質としては、ガラス繊維を積層したもの、ポリ塩化
ビニル、セラミックス等が用いられるが、本発明に係る
ギャップ付磁心は、実用性及び騒音低減効果の面からガ
ラス繊維を積層したものを用いている。

【００２４】特に、ガラス繊維を積層し、エポキシ樹脂
を含浸，硬化させたものが好ましい。例えば、ギャップ
に挿入するスペーサ３は、ガラス繊維を積層し、エポキ
シ樹脂を含浸した後、３８０℃の温度にて２時間だけ窒
素雰囲気中で焼鈍し、硬化させて製造する。

【００２５】このカット磁心同士の互いに向かい合った
切断面同士あるいは、磁心１を形成している環状積層体
の一部を切断した場合には、その切断面同士で挟むよう
にして、両者の間にスペーサ３を挿入する。

【００２６】ここで、交流の電流の周波数による磁心１
の振動によってスペーサ３がギャップ２から離脱するこ
とを防止するため、スペーサ３を切断面に密着させ、接
着剤で磁心１に接着してギャップ付磁心を作成する。

【００２７】尚、使用した接着剤としては、ロックタイ
ト社製４０７、シアノアクリレート、エポキシ樹脂、シ
リコーン等が挙げられる。次に、環状積層体の積層高さ
（厚み）に対するスペーサの長さＴＡを、積層高さ（厚
み）と同一または積層高さ（厚み）よりも大きくする。

【００２８】本発明に係るギャップ付磁心においては、
スペーサの長さＴＡは環状積層体の積層高さ（厚み）の
１.０５倍以上が好ましく、特に、１.１〜２.０倍が好
ましい。

【００２９】これによって、すべての非晶質磁性薄帯が
接着剤（ロックタイト社製４０７、シアノアクリレー
ト、エポキシ樹脂、シリコーン等）でスペーサ３にしっ
かりと固定される。

【００３０】そして、非晶質合金薄帯の幅に対するスペ
ーサの長さＴＢは、薄帯の幅と同一または薄帯の幅より
も小さくすることができる。その理由は、非晶質合金薄
帯の幅に対するスペーサの長さＴＢを、薄帯の幅よりも
大きくしなくても、環状積層体の積層高さ（厚み）に対
するスペーサの長さＴＡを、積層高さ（厚み）と同一ま
たは積層高さ（厚み）よりも大きくしているため、すべ
ての非晶質磁性薄帯が接着剤でスペーサ３に固定される
ことになるからである。

【００３１】このようにして作成したギャップ付磁心に
絶縁を施し、０.５ｍｍφのビニール被膜線４を磁心に
捲回することで、電気回路で用いられるトロイダルコイ
ル５ができあがる。

【００３２】以下の実施例１〜４及び比較例１〜２は、
トロイダルコイル５を電気回路に組み込んで交流の電流
を流し動作させた場合、磁心１から発生する騒音を一定
条件で測定したものである。

【００３３】

【実施例１】図３〜４に示すように、組成がＦｅ₇₈Ｂ₁₃
Ｓｉ₉（数値は原子％）からなる非晶質合金薄帯（アラ
イド社製、商品名：メトグラス２６０５Ｓ２）を１０ｍ
ｍの幅長となるようスリット裁断した後、５００回巻回
して内径１５ｍｍ、外径２５ｍｍ、非晶質合金薄帯の積
層高さ（厚み）５.０ｍｍの磁心１を作成した。

【００３４】次に、この磁心１を３８０℃の温度にて２
時間だけ窒素雰囲気中で焼鈍した。尚、焼鈍した磁心１
の巻回体の薄帯間に合成樹脂（スリーボンド社製ＴＢ２
２８７、ガラス融点６５℃）を含浸させ、環状積層体を
接着した。

【００３５】この磁心１にギャップを設けるには、磁心
１を形成している環状積層体の磁路の一部を切断機によ
り切断する。このようにして設けられたギャップは、ス
リット幅０.５ｍｍとし、切断寸法は、積層高さ（厚
み）５.０ｍｍ、薄帯の幅１０.０ｍｍとした。

【００３６】そして、ギャップに挿入するスペーサ３
は、ガラス繊維を積層し、エポキシ樹脂を含浸した後、
３８０℃の温度にて２時間だけ窒素雰囲気中で焼鈍し、
硬化させて製造する。

【００３７】ここでスペーサ３の大きさは、図３〜４に
示すように、環状積層体の積層高さ（厚み）に対する長
さＴＡを５.０ｍｍとし、非晶質合金薄帯の幅に対する
長さＴＢを１０.０ｍｍとした。

【００３８】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して１.０倍となる。次に、スペー
サ３をギャップ２に挿入し、切断面に密着させ接着剤
（ロックタイト社製４０７）で磁心１に接着した。

【００３９】このようにして作成したギャップ付磁心
に、０.５ｍｍφのビニール被膜線４を３０ターン捲回
してトロイダルコイル５を作成した。このトロイダルコ
イル５に交流の電流を流し、ギャップ付磁心１から発生
する騒音を測定した。測定条件は以下の通りである。

【００４０】騒音測定条件信号振幅：１０Ａｐ−ｐ信号オフセット：５Ａ（アンペア）信号周波数：５００Ｈｚ（ヘルツ）〜２０ｋＨｚ（キロ
ヘルツ）掃引時間：１.０秒／往復マイク距離：２００ｍｍ磁心温度：１１０℃ その結果、騒音レベルは６０ｄＢ（デシベル）となっ
た。

【００４１】

【実施例２】次に、実施例１と同一のトロイダルコイル
５を作成し、スペーサの大きさを図５〜６に示すよう
に、環状積層体の積層高さ（厚み）に対するスペーサ３
の長さＴＡを５.０ｍｍとし、非晶質合金薄帯の幅に対
するスペーサ３の長さＴＢを５.０ｍｍとした。

【００４２】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して１.０倍となる。このトロイダ
ルコイル５に交流の電流を流し、実施例１と同一の測定
条件により騒音を測定した。その結果、騒音レベルは６
１ｄＢ（デシベル）となった。

【００４３】

【実施例３】実施例３では、実施例１と同一のトロイダ
ルコイル５を作成し、スペーサの大きさを図７〜８に示
すように、環状積層体の積層高さ（厚み）に対するスペ
ーサ３の長さＴＡを７.０ｍｍとし、非晶質合金薄帯の
幅に対するスペーサ３の長さＴＢを１０.０ｍｍとし
た。

【００４４】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して１.４倍となる。このトロイダ
ルコイル５に交流の電流を流し、実施例１と同一の測定
条件により騒音を測定した。その結果、騒音レベルは６
０ｄＢ（デシベル）となった。

【００４５】

【実施例４】実施例４では、実施例１と同一のトロイダ
ルコイル５を作成し、スペーサの大きさを図９〜１０に
示すように、環状積層体の積層高さ（厚み）に対するス
ペーサ３の長さＴＡを５.０ｍｍとし、非晶質合金薄帯
の幅に対するスペーサの長さＴＢを１５.０ｍｍとし
た。

【００４６】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して１.０倍となる。このトロイダ
ルコイル５に交流の電流を流し、実施例１と同一の測定
条件により騒音を測定した。その結果、騒音レベルは６
０ｄＢ（デシベル）となった。

【００４７】

【比較例１】上記実施例１〜４に対し比較例１では、実
施例１と同一のギャップ付磁心を作成し、スペーサの大
きさを図１１〜１２に示すように、環状積層体の積層高
さ（厚み）に対するスペーサ３の長さＴＡを４.０ｍｍ
とし、非晶質合金薄帯の幅に対するスペーサ３の長さＴ
Ｂを１０.０ｍｍとした。

【００４８】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して０.８倍となる。そして、比較
例１では、環状積層体の積層高さ（厚み）に対するスペ
ーサ３の長さＴＡが、積層高さ（厚み）５.０ｍｍに対
して１.０ｍｍ短くなり、すべての非晶質磁性薄帯がス
ペーサ３に固定されていないことになる。

【００４９】このトロイダルコイル５に交流の電流を流
し、実施例１と同一の測定条件により騒音を測定した。
その結果、騒音レベルは７０ｄＢ（デシベル）となっ
た。

【００５０】

【比較例２】比較例２では、実施例１と同一のトロイダ
ルコイル５を作成し、スペーサの大きさを図１３〜１４
に示すように、環状積層体の積層高さ（厚み）に対する
スペーサ３の長さＴＡを３.０ｍｍとし、非晶質合金薄
帯の幅に対するスペーサ３の長さＴＢを１０.０ｍｍと
した。

【００５１】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して０.６倍となる。そして、比較
例２では、環状積層体の積層高さ（厚み）に対するスペ
ーサ３の長さＴＡが、積層高さ（厚み）５.０ｍｍに対
して２.０ｍｍ短くなり、すべての非晶質磁性薄帯がス
ペーサ３に固定されていないことになる。

【００５２】このトロイダルコイル５に交流の電流を流
し、実施例１と同一の測定条件により騒音を測定した。
その結果、騒音レベルは７５ｄＢ（デシベル）となっ
た。以下は、実施例１〜４及び比較例１〜２の測定結果
を表にしたものである。

【００５３】

【表１】上記測定結果より明らかなように、環状積層体の積層高
さ（厚み）に対するスペーサ３の長さＴＡを、積層高さ
（厚み）と同一または積層高さ（厚み）よりも大きくす
ることによって、騒音レベルが６０〜６１ｄＢに抑制さ
れるのに対して、積層高さ（厚み）よりも小さくした場
合は、騒音レベルが７０〜７５ｄＢと拡大していること
がわかる。

【００５４】尚、非晶質合金薄帯の幅に対するスペーサ
３の長さＴＢは、薄帯の幅と同一または小さくても騒音
レベルに影響はないことがわかる。

【００５５】

【実施例５】実施例５では図１５に示すように、実施例
１に係るギャップ付磁心５を繊維を植毛したケース６に
収納したケース収納型磁心である。

【００５６】この実施例５では、スペーサ３の大きさ
は、環状積層体の積層高さ（厚み）に対する長さＴＡを
５.０ｍｍとし、非晶質合金薄帯の幅に対する長さＴＢ
を１０.０ｍｍとした。

【００５７】したがって、環状積層体の積層高さ（厚
み）に対するスペーサ３の長さＴＡが、環状積層体の積
層高さ（厚み）に対して１.０倍となる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、磁心の温度が上昇し
て、積層体を固定する接着剤が軟化しても、すべての非
晶質磁性薄帯が接着剤（ロックタイト社製４０７）でス
ペーサと固定されているので、スペーサによって磁心の
振動が押さえられ、騒音の発生を最小限に抑制すること
ができる。

【００５９】特に、実施例５のケース収納型磁心では、
ギャップ付磁心をケースに収納していることから、ケー
スによる消音効果も加わって、磁心から発生する騒音を
より一層抑制することができる。

【００６０】尚、非晶質合金薄帯の幅に対するスペーサ
の長さを、薄帯の幅よりも小さくすることができるた
め、スペーサの製造コストの軽減にもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】・・・従来のギャップ付磁心の斜視図

【図２】・・・従来のギャップ付磁心の断面図及びスペ
ーサの平面図

【図３】・・・本実施例１のギャップ付磁心の斜視図

【図４】・・・本実施例１のギャップ付磁心の断面図及
びスペーサの平面図

【図５】・・・本実施例２のギャップ付磁心の斜視図

【図６】・・・本実施例２のギャップ付磁心の断面図及
びスペーサの平面図

【図７】・・・本実施例３のギャップ付磁心の斜視図

【図８】・・・本実施例３のギャップ付磁心の断面図及
びスペーサの平面図

【図９】・・・本実施例４のギャップ付磁心の斜視図

【図１０】・・・本実施例４のギャップ付磁心の断面図
及びスペーサの平面図

【図１１】・・・本比較例１のギャップ付磁心の斜視図

【図１２】・・・本比較例１のギャップ付磁心の断面図
及びスペーサの平面図

【図１３】・・・本比較例２のギャップ付磁心の斜視図

【図１４】・・・本比較例２のギャップ付磁心の断面図
及びスペーサの平面図

【図１５】・・・本実施例５のケース収納型磁心の斜視
図

【符号の説明】

１・・・磁心２・・・ギャップ３・・・スペーサ４・・・ビニール被膜線５・・・トロイダルコイル６・・・ケースＴＡ・・積層高さ（厚み）に対するスペーサの長さＴＢ・・薄帯の幅に対するスペーサの長さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性薄帯を捲回した環状積層体からなる
磁心と、この磁心の磁路に環状積層体を切断してなるギ
ャップを設け、このギャップの切断面にスペーサを挿入
し、このスペーサを切断面に密着させ、磁心に接着剤で
接着したギャップ付磁心であって、このギャップ付磁心を構成する環状積層体の積層高さ
（厚み）に対するスペーサの長さが、積層高さ（厚み）
と同一又は積層高さ（厚み）よりも大きいギャップ付磁
心。
【請求項２】前記磁心は、円筒形である請求項１記載
のギャップ付磁心。
【請求項３】前記スペーサは、ガラス繊維を積層した
スペーサである請求項１記載のギャップ付磁心。
【請求項４】前記スペーサは、ガラス繊維を積層し、
エポキシ樹脂を含浸，硬化させてなるスペーサである請
求項１記載のギャップ付磁心。
【請求項５】前記磁性薄帯は、非晶質磁性合金で構成
してなる磁性薄帯を使用する請求項１記載のギャップ付
磁心。
【請求項６】スペーサの長さが、環状積層体の積層高
さ（厚み）の１.０ないし２.０倍の範囲にある請求項１
記載のギャップ付磁心。
【請求項７】磁性薄帯を捲回した環状積層体からなる
磁心と、この磁心の磁路に環状積層体を切断してなるギ
ャップを設け、このギャップの切断面にスペーサを挿入
し、このスペーサを切断面に密着させ、磁心に接着剤で
接着したギャップ付磁心において、スペーサとして、このギャップ付磁心を構成する積層高
さ（厚み）と同一又は積層高さ（厚み）よりも大きい長
さのスペーサを用いることを特徴とする騒音の抑制され
たギャップ付磁心。
【請求項８】前記磁心が円筒状であり、スペーサがガ
ラス繊維を積層したスペーサである請求項７記載のギャ
ップ付磁心。