JPS5844702A - 高周波用非晶質磁性合金の磁心 - 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】 本発明は電磁気数置に用いて有効な低損失−晶質―性会
金Ｏ１ｌ心に関し、更に詳しくは、高岡線領域（１＠ｌ
ｃＨｇ−ｚ＊ｏｉ侶８）で鉄損が著しく小さくスイッチ
ングレギュレータなどに好適な高周波用非晶質磁性合金
Ｏ磁心に関する。

従来から、スイッチングレギュレータなど高周波で使用
すゐ磁心としては、パーマーイ、アエライ）などの結晶
質材料が用いられている。

しかしながら、パーマロイは比抵抗が小さいので高周波
でＯ鉄損が大暑くなる。を九、フエツイＦは高周波でＯ
損失は小さ、いが、磁束帯１１．％せいぜい！５ＯＯＯ
Ｇと小１（、そのため、大暑な動作磁束１度でＯＩ！用
時に＆りては、飽和に近くなｐそＯ紬果鉄損が増大する
。近時、スイッチングレギ為し−タＫＩ！用され為電源
トツｙスなど高周波で使用され為トツｙスＫＴｈいては
、形状の小型化がＩＩ壜れているが、その場合、動作磁
束ｖＢＩｉｔの増大が必Ｉ！七ｔｋｈため、７エツイ）
０鉄損増大社実用上大自な間−と１ｋＩｈ。

一方、結晶構造を持たない非晶質ｉｍ性合金は、高逓−
率、健保磁力など優れた軟質磁性特性を示すＯで最近注
目を集めて％／％る。これらＯ非晶質磁性合金は、Ｆ・
、　Ｃｏ　、　Ｎｌ　　などを基本とし、これに非晶質
仁兄＄ｉ（メタロイド）としてＰ、Ｃ，Ｂ。

８ｉ、Ａｔ、Ｇ・　などを包含するものである。

しかしながら、これら非晶質磁性合金の全てが高周波領
域で鉄損が小さいというわけではない。

例えば、Ｆｅ系非晶質合金は、５０〜６ＧＨｚの低周波
領域ではケイ素鋼０約１／４という非常に小さい鉄損を
示すが、ｌＫＨｇ以上Ｏ以上波高周波領域と著しく大き
な鉄損を示し、とてもスイッチンダレギ＾レータ轡の高
周波領域での使用に適合する亀Ｏではない。辷れは、動
作周波数の２乗に比例すゐ渦電流損失に基づく現象であ
る。そのため、非晶質磁性合金の薄帯を磁心としてｌ　
ＫＨｚ以上Ｏ高周高周域で使用する場合に社、一般に、
咳薄帯Ｏ厚みをＢＯＩｋａａ以下に調整することが必要
である。

他方、非晶質磁性−合金の薄帯は、通常、石英などの耐
熱Ｓ器の中で溶融した所定組成の溶融合金、　　を皺合
金にガス圧を加えることによって、該容器先端のノズル
から高速回転する金属製ｏＩ＃Ｒ−ル又は双醇−ルＯ回
転画に噴出して急冷すゐ溶湯急にして作製され九薄帯の
表面には黴細な凹凸が存在し−その凹凸の状態によって
は高周波領域での鉄１１１１が増大したシ、また、占積
率が著しく小さくなるなどの実用面におけゐ不都合を招
くことがありた。

本Ｉｌｌ明者らは、高周波領域、とシわけｌＯ〜２００
ＫＨｚ　（）高周波領域Ｋかける非晶質磁性合金の薄帯
の表面凹凸状Ｉｔ（表面粗さ）と鉄損の関係について鋭
意研究を重ねえ結果、該薄帯の厚み最大値と厚み平均値
とから算出して表示される表面粗さが所定Ｏ値以下のと
き、また、厚み最大値が所定の範１１にあ為と自その鉄
損が小さくなるとの事実を見出し・本発明を完成するに
到った。

本発−は、高周波領域において鉄損が著しく小１い非晶
質磁性合金Ｏ磁心を提供することに目的がある。

本発明の磁心は、非晶質′磁性合金薄帯から成ゐ磁心で
あって、式：（＊−Ｔ）７ｔ≦０．３０Ｃ式中、１゜ｉ
はそれヤれ骸薄帯の厚み最大値、厚み平均値を表わし、
かつ、■は式：’ＵｚＷ／４−４．−（ただし、ｗ、　
ｄ、ｔ　、ｐ　は−ｔ−れ（’れｌ［帯Ｏ重量　ｓ。

長さ、密度を表わす、）として表わされる。〕で示され
る表面粗さを満足することを特徴とする。

本発明の磁心において、それを構成する非晶質磁性合金
は一般に１１４＠−、ＮｚＯ組成式で表わされる。

ここで、ＭはＦｅ　、　Ｃ＠　、　Ｎ１のうちの少くと
も！種ｏ元素”ｔ”あり、その一部はＴＩ　、　Ｖ　、
　Ｃｒ　、　ｂｏｘｓ　、Ｃ＠。

Ｚｒ　、　Ｎｂ　、　Ｍｏ　、　Ｔ麿、Ｗの群から選ば
れる少くとも１種の元素で１−１０原子チ置換されてい
てもよい。

ＮはＰ、Ｃ，Ｂ、８１　、ＡＡ、Ｇ＠などのメタロイド
の少くとも１種の元素であり、２は１５＜Ｚ＜ＳＧを満
足する数である。

このような非晶質磁性合金は、上配し九Ｍ、Ｎの各成分
を所定の割合いで混合した後、溶融し、これを溶湯急冷
法などの方法によって非晶質磁性合金化し、ついで無磁
場中で所定の温度（例えば、４００〜４５０℃）に加熱
処理して容易に作製することができる。

本発明の磁心は非晶質磁性合金Ｏ薄帯である。

骸薄帯鉱、その厚与最大値を１１厚み平均値を１とした
とき、ｔ＊−７）／ｌで表示される表面粗さがＯ，Ｓ　
Ｏ以下の値であ為ことをｌｌｌ１徴とする。

ζζでｔは諌薄帯に関する実測値として求められ、■は
鋏薄帯Ｏ重量１幅、長さ、密度をそれぞれｗ、ａ、ｚ、
−としたときに、ｉＭＩ−Ｗ／ａ−ｔ−ｐＯ式から算ａ
Ｓされ為計算値である。

ヒｏｔｉ−ｔ＞／ｌの値が、ｏ、ｓｏを超えると諌薄帯
の表面凹凸の状態が顕著に１にル（表面が粗（な））、
高周波領域でＯ鉄損が着しく大きくなって使用に適′Ｓ
なくなる。

ｔえ、腋薄帯にあって、厚み最大値（０がＢｋｇ未満Ｏ
場合には、得られた磁心の巻回時において層間絶縁体を
大量に必要とすｉｈ九めその占積率が着しく低下し実用
的でなくなる。更に、電が３０−を曹えると表面粗さに
関係なく高周波領域におけ為鉄損が着しく増大する。し
たがりで、本発明ａｍ心にありては、そＯ薄帯の厚み最
大値がｓＪｗＩＩＩＢ≦１≦３・ｊｍＯ颯■に設定すゐ
ことが好ましい。

本発＠０８心は、１０〜２００ＫＨ薦の動作周掖数にあ
って特に鉄損を小すくシて有効でああ。

本発明の磁心を構成すゐ薄帯の厚み最大値は、溶湯急冷
法にあっては、目−ルの回転数、溶融合金をノズルから
噴出するときに該溶融合金に印加するガス圧などを調整
し、また、表面粗さは更にノズルとｐ−ルとの間隔を０
．１〜０．５ｍの範囲内で調整することによって適宜な
値にすることがで龜る。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明すみ。

実施例１ 表に示した各種組成の非晶質磁性合金の薄帯を溶湯急冷
法で作製した。すなわち、高速回転する単四−ルＯ上に
石英管ノズルから各種組成の溶融合金をアルゴンガス圧
で噴出せしめて急冷し、幅す一１長″５ｔｏｏ＠−〇薄
帯試料を作製した。このと亀、冒−ル回転数、ガス圧、
ノズルと■−ル間の距離を種々に変動せしめて、厚み最
大値、表面粗さを変化させ喪。

薄帯試料から長さ１４ｓＢを切口０１それを直ａｇｏ■
のアル電す製ボビンに巻きつけ、金一体を４００Ｃ”ｔ
’ｌＳ分間熱処理シタ後、内１１２０ｍ、外ａＳ・−〇
プラスチツタケースに入れて１次コイル、２次コイルと
してともに７０回巻き、ワットメータを用いて磁束密度
（８ｍ）３ＫＧ、周波数ｇ　Ｑ　ＫＨｚ、１０１００１
Ｇ（＞ける鉄損を測定した。

また、薄帯試料の飽和磁束密度を試料振動形磁力針を用
いて測定し良、結果を一括して表に示した。

表から明らかなように、本発明にかかみ薄帯試料（試料
番号風〜・）社、比較例薄帯試料（試料１号７．８）に
比べ、磁束密度３ＫＧ、周波数２０ＫＨｚ％１００　Ｋ
Ｈｚにおける鉄損が著しく小さいことが判明しえ。

実施例型 組成（Ｆｅ−組・ｓ　ｈｓ　８１・Ｂ鳳４の非晶質磁性
合金の薄帯から成）、表面粗さを種々に変化させた磁心
にりいて、磁束密度５ＫＧ１周波数２０ＫＨ震、１００
ＫＨｚ　Ｋおける鉄損を測定した。その結果を、表面粗
さＯ関係として図に示した０図から明らかなように、表
面粗１ｉＩが０．１０　ｔ−超えると鉄損が急激に増大
することが判明した。

以上説明したように、本発明Ｏ非晶質磁性合金Ｏ薄帯か
ら成ゐ磁心祉、高周波領域でＯ鉄損が著しく小さくな〉
、シ九がって、高周波トランスなどＯ小１ｍ形状化を可
能とするのでその工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

ＩＩ紘、組成（ν・・、・ＮＩＩ、寓）！−８轟・Ｂ１
４０非晶質磁性合金から成る磁心０表面粗さとに一８Ｋ
Ｇ、　ｆ−２＠ＩＧ（ｇ、１００和ｂＫおけ為鉄損との
関係図である。 表面粗々　　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非晶質磁性合金薄帯から成ゐ磁心であって、式：（
   １−１）／＊≦０．３０ 〔式中、１．１はそれぞれ該薄帯の厚み最大値、厚み平
   均値を表わし、かつ、ｉは式：％式％ （丸だし、ｗ、ａ、ｚ、）はそれぞれ骸薄帯Ｏ重量１幅
   、長さ、＠度を表わす。）として表わされる。〕 で示される表面粗さを満足する高周波用非晶質磁性合金
   ＯＳ心。　　　　゛ Ｌ　ｔがｌｓ＃ｌＩＩ≦１≦３０−を満足する厚みであ
   る４ＩＰＭ求ＯＳＳ第凰項記載の高周波用非晶質磁性合
   金の磁心。