CN114902357A - 抗噪声用环状磁体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无论在噪声电流大还是小的情况下均显现高阻抗的抗噪声用环状磁体。该抗噪声用环状磁体包含：第一环状磁体；以及与该第一环状磁体呈同心圆状地配置在该第一环状磁体的内侧的第二环状磁体，通过将线缆穿插在该第二环状磁体的内侧来使用所述抗噪声用环状磁体，该第一环状磁体在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上，该第二环状磁体在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。
Description
技术领域
本发明涉及抗噪声用环状磁体。
背景技术
现已知有一种通过穿插线缆而使用的抗噪声用环状磁体，用于降低在与电子设备相连的线缆中传导的噪声电流。近年来，逆变器和电动机等电子设备不断地高功率化。并且，逆变器从使用了传统的Si-IGBT的逆变器变成为使用了高效率且能够高速开关的SiC-MOSFET的逆变器。因此，在这些电子设备中可能产生大的噪声电流，期望对大的噪声电流进行控制。
为了有效降低噪声电流，使用了磁导率高的材料来作为抗噪声用环状磁体所使用的软磁体。通过磁导率高的材料，在噪声电流小的情况下，能够得到高的噪声控制效果。然而，在磁导率高的材料中，阻抗随着施加磁场的增大而降低，产生所谓的磁饱和，在施加磁场大的情况下噪声控制效果降低。当噪声电流变大时，对抗噪声用环状磁体施加的磁场也变大。因此，为了有效地降低大的噪声电流，需要提供一种不易磁饱和，也就是即使施加磁场变大阻抗也不易降低的抗噪声用环状磁体。以下，也将像这样的即使施加磁场变大阻抗也不易降低的性质称作直流叠加特性优异。
以往通过组合使用磁特性不同的磁体，来实现抗噪声用环状磁体的噪声控制效果的改善。在专利文献1中，提出了一种共模扼流圈用复合环状磁芯，其将磁导率的频率特性不同的磁体排列成以同心的方式邻接的构造。由于越靠近磁芯的内侧磁通密度越高，通过以芯材的饱和磁通密度由高至低的顺序从内侧向外侧排列，能够最大限度地有效利用材料的饱和磁通密度。此外，在专利文献2中，公开了一种扼流圈用磁芯，其将纳米晶体高磁导率闭合电路磁芯和形成有气隙(gap)的磁芯或压粉磁芯一体化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-318906号公报；
专利文献2：日本特开平7-153613号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而，由于饱和磁通密度高低与直流叠加特性的优劣不一定一致，因此如专利文献1所述的技术那样，仅单纯以饱和磁通密度由高至低的顺序将环状磁体从内侧向外侧排列，则抗噪声用环状磁体的整体上的直流叠加特性有可能变差，在噪声电流大的情况下可能无法充分得到高的噪声控制效果。此外，关于专利文献2所述的技术，由于形成有气隙的磁芯和压粉磁芯的磁导率非常低，所以由这些磁芯构成的抗噪声用环状磁体也存在噪声控制效果非常低的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种无论在噪声电流大还是小的情况下均显现高的阻抗抗噪声用环状磁体。
用于解决问题的方案
本发明的主要构成如下所述。
[1]一种抗噪声用环状磁体，其包含：第一环状磁体；以及与该第一环状磁体呈同心圆状地配置在该第一环状磁体的内侧的第二环状磁体，通过将线缆穿插在该第二环状磁体的内侧来使用所述抗噪声用环状磁体，
所述第一环状磁体在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上，
所述第二环状磁体在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。
[2]根据上述[1]所述的抗噪声用环状磁体，其中，所述第一环状磁体在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为25Ω/mm以上。
[3]根据上述[1]或[2]所述的抗噪声用环状磁体，其中，所述第二环状磁体在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为15Ω/mm以上。
[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的抗噪声用环状磁体，其中，所述第二环状磁体在叠加磁场为20A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为5Ω/mm以上。
[5]根据上述[1]至[4]中任一项所述的抗噪声用环状磁体，其中，所包含的所述第一环状磁体和所述第二环状磁体分别为20体积％以上。
[6]根据上述[1]至[5]中任一项所述的抗噪声用环状磁体，其中，所述第一环状磁体和所述第二环状磁体分别由与中心轴方向平行地分割为多个的多个部件组成。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抗噪声用环状磁体，其无论在噪声电流大还是小的情况下，均显现高的阻抗。
附图说明
图1为表示抗噪声用环状磁体的概要的图。
图2为表示实施例1和比较例1中的叠加磁场与材料阻抗的关系的图。
具体实施方式
以下具体说明本发明。需要说明的是，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指，包含将“～”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。
本发明的抗噪声用环状磁体包含：第一环状磁体；以及与该第一环状磁体呈同心圆状地配置在该第一环状磁体的内侧的第二环状磁体，通过将线缆穿插在该第二环状磁体的内侧来使用所述抗噪声用环状磁体，
所述第一环状磁体在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上，
所述第二环状磁体在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。
需要说明的是，此处的材料阻抗是指由单一的磁性材料组成的测试材料的阻抗(Ω)除以形状因子(mm)得到的值，所述形状因子(mm)是用测试材料的有效截面面积Ae(mm2)除以测试材料的平均磁路长度Lm(mm)得到的值。材料阻抗是用于评价材料固有的阻抗的指标，与测试材料的大小无关。
另外，抗噪声用环状磁体、以及第一环状磁体和第二环状磁体的阻抗通过以下条件测定。
·测定装置：是德科技制4990A
·测定频率：100kHz
·OSC电流：20mA
·DC电流：0～100mA
·匝数：30匝
得到的阻抗(Ω)除以各环状磁体的形状因子(mm)，得到材料阻抗(Ω/mm)。
此外，在本发明中，即使在噪声电流大的情况下也显现高的阻抗、即直流叠加特性优异是指：叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。进而，即使在噪声电流小的情况下也显现高的阻抗是指：叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上。
图1表示本发明的一实施方式的抗噪声用环状磁体的概要。如图1所示，本实施方式的抗噪声用环状磁体100包含：第一环状磁体10；以及与该第一环状磁体10呈同心圆状地配置在第一环状磁体10的内侧的第二环状磁体20。第一环状磁体10在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上。第二环状磁体20在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。可以在由第二环状磁体20的内周划分出的中空部30中穿插与电子设备和电子部件等连接的线缆。
在本实施方式的抗噪声用环状磁体100中，通过在外侧配置叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上的第一环状磁体10，在内侧配置叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上的第二环状磁体20，从而无论在噪声电流大还是小的情况下，均能够得到高的阻抗。
当在抗噪声用环状磁体100中穿插线缆并流通电流时，根据安培定则，在抗噪声用环状磁体100的特定位置产生的磁场H(A/m)为：
H＝ni/(2πr)，其中，线缆中流动的电流为i(A)、该位置到电流的距离为r(m)、抗噪声用环状磁体100的绕线匝数为n。即，抗噪声用环状磁体100中的特定位置的磁场H与距电流的距离r成反比。也就是说，由于越靠近抗噪声用环状磁体100的内侧产生的磁场越大，通过在内侧使用直流叠加特性优异的第二环状磁体20，则能够在噪声电流大时维持高的阻抗。另一方面，由于越向磁芯的外侧磁场越小，即使在外侧使用直流叠加特性差的高磁导率的第一环状磁体10，也能够在噪声电流大时维持高的阻抗。进而，在噪声电流小时，能够通过第一环状磁体10的高的磁导率得到高的阻抗，能够期待高的噪声控制效果。即，根据本实施方式，能够提供叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上，且叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上的抗噪声用环状磁体100。第二环状磁体20在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗优选为15Ω/mm以上。此外，第一环状磁体10在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗优选为25Ω/mm以上。
相反，如果采用在内侧配置叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上的环状磁体，在外侧配置叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上的环状磁体这样相反的配置，则各环状磁体不能在能够有效降低噪声电流的环境下使用，抗噪声用环状磁体100的噪声控制效果变小。此外，在第一环状磁体10和第二环状磁体20不呈同心圆状地配置，而将其排成列地配置的情况下，高磁导率的第一环状磁体10在磁场大的内侧磁导率降低。另一方面，直流叠加特性优异的第二环状磁体20在磁场小的外侧不能有效利用高的直流叠加特性，并且低磁导率对抗噪声用环状磁体100整体的噪声控制效果造成不良影响。因此，抗噪声用环状磁体100的整体上的噪声控制效果下降。因此，通过以同心的方式在外侧配置高磁导率的第一环状磁体10，在内侧配置直流叠加特性优异的第二环状磁体20，从而无论在噪声电流大还是小的情况下，均能够发挥优异的噪声控制效果。
此外，在本实施方式中，不需要像上述的专利文献2那样的形成有气隙的磁芯。因此，不会像专利文献2那样为了在磁芯形成气隙而导致成本上升。此外，上述的专利文献2中使用的形成有气隙的磁芯和压粉磁芯存在针对振动等外力的强度方面较弱的问题。与此相对，在本实施方式中，由于不需要形成有气隙的磁芯和压粉磁芯，不存在强度方面的问题。
在径向的外侧配置的第一环状磁体10，在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上。如果在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗小于20Ω/mm，则噪声电流小的情况下的噪声控制效果变小。因此，为了得到必要的噪声控制效果，需要增大环状磁体的尺寸，除了会造成收纳抗噪声用环状磁体100的空间变大的问题之外，还会产生抗噪声用环状磁体100的重量增加的问题、以及抗噪声用环状磁体100的制造成本增大的问题。第一环状磁体更优选为在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为25Ω/mm以上。另外，第一环状磁体10在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗的上限没有特别限定，但优选为50Ω/mm以下。
第一环状磁体10由单一的磁性材料组成。需要说明的是，此处的单一的磁性材料是指，对具有相同组成的原材料实施相同处理得到的材料。第一环状磁体10优选由矫顽力小且磁导率高的软磁性材料组成。作为软磁性材料，例如能够使用：Mn-Zn系铁氧体、Ni-Zn系铁氧体、Ni-Zn-Cu系铁氧体等铁氧体；Fe-Ni系合金(坡莫合金)、以及Fe-Si系合金(硅铁)等软磁性金属、Co基非晶合金、Fe基非晶合金等非晶合金；以及Fe基纳米晶体合金等。第一环状磁体10更优选在软磁性材料之中，由Fe-Ni系合金(坡莫合金)和Fe基纳米晶体合金的至少一种构成。在由Fe基纳米晶体合金构成第一环状磁体10的情况下，特别优选具有表示为如下通式的Fe基纳米晶体合金，例如，通式：(Fe1-a Ma)100-x-y-z-b-c-dAxM’yM”zXbSicBd(原子％)(式中M表示选自Co、Ni的至少一种元素，A表示选自Cu、Au的至少一种元素，M’表示选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta以及W的至少一种元素，M”表示选自Cr、Mn、Sn、Zn、Ag、In、铂族金属元素、Mg、N以及S的至少一种元素，X表示选自C、Ge、Ga、Al以及P的至少一种元素，a、x、y、z、b、c以及d分别为满足0≤a≤0.1、0.1≤x≤3、1≤y≤10、0≤z≤10、0≤b≤10、11≤c≤17、3≤d≤10的数。)。此外，Fe基纳米晶体合金的成分组成没有特别限定，但优选为如下成分组成，以原子％表示，Cu：0.5～2.0％、Nb：1.0～5.0％、Si：11.0～15.0％、B：5.0～10.0％，剩余部分实质上由Fe组成。
第一环状磁体10的制造方法没有特别限定，能够按照环状磁体的公知的制造方法制造。例如，通过单辊法等由溶融合金得到厚度5～50μm的薄带状的非晶合金，将该薄带状的非晶合金卷绕成圆筒状，在300℃以上且700℃以下的温度下实施5～20分钟的热处理，能够得到第一环状磁体10。
在内侧配置的第二环状磁体20，在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。当叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗低于上述值时，针对较大的施加磁场的噪声控制效果变小，在大的噪声电流流动时不能充分地抑制噪声。更优选在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为15Ω/mm以上。此外，在噪声电流大，施加的叠加磁场更大的情况下，作为在内侧使用的软磁性材料，更优选在叠加磁场为20A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为5Ω/mm以上。另外，第二环状磁体20在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗的上限没有特别限定，但优选为30Ω/mm以下。
第二环状磁体20由与构成第一环状磁体10的磁性材料不同的单一的磁性材料组成。第二环状磁体20优选由矫顽力小并且磁导率高的软磁性材料组成。作为软磁性材料，例如能够使用：Mn-Zn系铁氧体、Ni-Zn系铁氧体、Ni-Zn-Cu系铁氧体等铁氧体；Fe-Ni系合金(坡莫合金)、以及Fe-Si系合金(硅铁)等软磁性金属、Co基非晶合金、Fe基非晶合金等非晶合金；以及Fe基纳米晶体合金等。在软磁性材料之中，第二环状磁体20尤其优选由Fe基纳米晶体合金构成。作为Fe基纳米晶体合金，一边施加磁场一边进行热处理使矩形比下降的Fe基纳米晶体合金的效果特别好，但只要直流叠加特性优异就不限于此。在由Fe基纳米晶体合金构成第二环状磁体20的情况下，特别优选具有表示为如下通式的Fe基纳米晶体合金，例如，通式：(Fe1-aMa)100-x-y-z-b-c-dAxM’yM”zXbSicBd(原子％)(式中M表示选自Co、Ni的至少一种元素，A表示选自Cu、Au的至少一种元素，M’表示选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta以及W的至少一种元素，M”表示选自Cr、Mn、Sn、Zn、Ag、In、铂族金属元素、Mg、N以及S的至少一种元素，X表示选自C、Ge、Ga、Al以及P的至少一种元素，a、x、y、z、b、c以及d分别为满足0≤a≤0.1、0.1≤x≤3、1≤y≤10、0≤z≤10、0≤b≤10、11≤c≤17、3≤d≤10的数。)。此外，Fe基纳米晶体合金的成分组成没有特别限定，但优选为如下成分组成，以原子％表示，Cu：0.5～2.0％、Nb：1.0～5.0％、Si：11.0～15.0％、B：5.0～10.0％，剩余部分实质上由Fe组成。
第二环状磁体20的制造方法没有特别限定，能够按照环状磁体的公知的制造方法制造。例如，通过单辊法等从溶融合金得到厚度5～50μm的薄带状的非晶合金，将该薄带状的非晶合金卷绕成圆筒状，在300℃以上且700℃以下的温度下，一边在圆筒的高度方向或径向施加80kA/m以上的磁场一边实施5～20分钟的热处理，能够得到第二环状磁体20。
第一环状磁体10和第二环状磁体20相对抗噪声用环状磁体100整体所占的体积％能够适当调整。如果提高第一环状磁体10的体积％，则可提高噪声电流小的情况下的阻抗。另一方面，如果提高第二环状磁体20的体积％，则能够提高噪声电流大的情况下的阻抗。第一环状磁体10和第二环状磁体20均优选为20体积％以上。换言之，第一环状磁体10和第二环状磁体20的体积％的上限均优选为80体积％以下。当第一环状磁体10或第二环状磁体20的至少一者不满足20体积％时，在将它们结合作为抗噪声用环状磁体100的情况下得不到充分的噪声控制效果。更优选为，第一环状磁体10和第二环状磁体20均为30体积％以上。
本实施方式的抗噪声用环状磁体100，作为安装在机动车所具有的电子部件、发电装置、电源装置、通信设备以及OA/FA设备等的线缆上并对这些电子部件和电子设备内部产生或在外部产生并在线缆内传导的噪声进行抑制的抗噪声用环状磁体特别有效。在将抗噪声用环状磁体100用于这些用途的情况下，穿插在抗噪声用环状磁体100中的线缆的粗细能够为5mm以上，此外，能够为50mm以下。因此，为了能够穿插该线缆，第二环状磁体20的内径优选为6mm以上，并优选为155mm以下。另外，在抗噪声用环状磁体100中也可以穿插多根线缆。为了能够得到充分的直流叠加特性，第二环状磁体20的外径优选为10mm以上，并优选为230mm以下。此外，为了能够将第二环状磁体20配置在内侧，第一环状磁体10的内径优选为10.5mm以上，并优选为230.5mm以下。此外，为了在噪声电流小的情况下得到高的噪声抑制效果，第二环状磁体10的外径优选为14.5mm以上，并优选为250mm以下。第一环状磁体10、第二环状磁体20、以及抗噪声用环状磁体100的环状的中心轴方向的尺寸(高度)没有特别限定，例如能够为5mm以上，此外，能够为50mm以下。
除了第一环状磁体10和第二环状磁体20之外，还可以具有其他环状磁体。其他环状磁体相对第一环状磁体10和第二环状磁体20呈同心圆状地设置即可。其他环状磁体可以设置在第二环状磁体20的内侧，也可以设置在第一环状磁体10与第二环状磁体20之间，还可以设置在第一环状磁体10的外侧。关于其他环状磁体，优选以按照与第一环状磁体10和第二环状磁体20相比叠加特性优异的顺序、例如以在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的材料阻抗大的顺序，从抗噪声用环状磁体100的内侧向外侧配置环状磁体。
第一环状磁体10和第二环状磁体20、以及其他环状磁体之间的间隙优选为0.25mm以上，并优选为5mm以下。通过将这些环状磁体之间的间隙设为0.25mm以上，并设为5mm以下，能够得到容易组装第一环状磁体10和第二环状磁体20且空间浪费少的抗噪声用环状磁体100。
构成抗噪声用环状磁体的第一环状磁体10、第二环状磁体20、以及其他环状磁体优选以邻接的环状磁体彼此不相互移动的方式粘接、或通过外壳和固定带等互相固定，但邻接的环状磁体彼此不需要完全粘接。为了使第一环状磁体10、第二环状磁体20、以及其他环状磁体一体化，可以将这些环状磁体集中放在由树脂或弹性体构成的磁芯外壳(corecase)中，或通过树脂对这些环状磁体的周围进行涂覆，或在这些环状磁体的周围缠绕绝缘胶带。各环状磁体根据需要也可以用树脂浸渍。
进而，第一环状磁体10和第二环状磁体20可以分别由与中心轴方向平行地分割为多个的多个部件组成。需要说明的是，此处中心轴方向是指，从第一环状磁体10和第二环状磁体20的中心与径向垂直地延伸的直线上的方向。构成第一环状磁体10和第二环状磁体20的部件的个数和大小没有特别限定。此外，各环状磁体只要与中心轴方向平行，则怎样分割都可以。例如，各部件能够为将各环状磁体沿着径向分割的形状。根据该结构，即使在线缆被布线在电子设备和电子部件等的情况下，也能够使线缆在抗噪声用环状磁体100中穿插，因此能够更容易地将抗噪声用环状磁体100安装在线缆上。另外，在抗噪声用环状磁体100具有其他环状磁体的情况下，其他环状磁体也优选由与中心轴方向平行地分割为多个的多个部件组成。
抗噪声用环状磁体100的使用频率并不限定于100kHz，能够在广泛的频率下使用。抗噪声用环状磁体100能够在例如10kHz以上的频率下使用，并能够在1000kHz以下的频率下使用。另外，即使在频率100kHz以外的频率下使用的抗噪声用环状磁体，只要在测定频率为100kHz时的叠加磁场和材料阻抗的值在本发明的范围内，就包含在本发明的技术范围。
以下按照实施例对本实施方式进行了说明，但本实施方式并不限定于这些实施例。
实施例
(实施例1)
如图1所示，制作了由第一环状磁体和第二环状磁体的两种环状磁体构成的抗噪声用环状磁体。首先，通过以下的步骤制作了第一环状磁体。通过单辊法将以原子％表示的Cu：1％、Nb：3％、Si：13.5％、B：9％、剩余部分实质上为Fe组成的溶融合金快速冷却，得到宽度15mm且厚度20μm的薄带状的非晶合金。将该非晶合金卷绕在外径41mm的筒上，得到内径41mm、外径50mm的圆筒形状。将圆筒状的非晶合金插入在氩环境下保持在550℃的热处理炉，实施10分钟热处理。然后，得到由高磁导率纳米晶体材料构成的、内径41mm、外径50mm、高度15mm的圆筒状的第一环状磁体。此外，通过以下的步骤制作了第二环状磁体。首先，与第一环状磁体同样地得到非晶合金。将该非晶合金卷绕成外径40mm、内径30mm的圆筒状。接下来，将圆筒状的非晶合金插入在氩环境下保持在550℃的热处理炉。一边在非晶合金的圆筒的高度方向施加280kA/m的磁场一边实施10分钟热处理。然后，得到由高耐饱和纳米晶体材料构成的第二环状磁体。接下来，在第一环状磁体的内侧配置第二环状磁体，用绝缘胶带缠绕周围，固定第一环状磁体和第二环状磁体，得到抗噪声用环状磁体。按照上述的方法，测定了在叠加磁场0A/m、频率100kHz时的第一环状磁体的材料阻抗、和在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗。此外，一边使叠加磁场在0A/m～20A/m之间变化，一边测定了抗噪声用环状磁体的频率100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。此外，将针对抗噪声用环状磁体得到的材料阻抗绘制在以横轴为叠加磁场，以纵轴为材料阻抗的图表中。结果示于图2。
(实施例2)
将用于制作第二环状磁体的薄带状的非晶合金设为宽度15mm且厚度15μm，除此之外与实施例1同样地制作了抗噪声用环状磁体。按照上述的方法，测定了在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗、和抗噪声用环状磁体的在频率100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。
(比较例1)
调换第一环状磁体和第二环状磁体的材料，即由高耐饱和纳米晶体材料构成第一环状磁体，由高磁导率纳米晶体材料构成第二环状磁体，除此之外与实施例1同样地制作了抗噪声用环状磁体。按照上述的方法，测定了在叠加磁场0A/m、频率100kHz时的第一环状磁体的材料阻抗、和在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗。此外，按照上述的方法，一边使叠加磁场在0A/m～20A/m之间变化，一边测定了得到的抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。此外，将针对抗噪声用环状磁体得到的材料阻抗绘制在以横轴为叠加磁场，以纵轴为材料阻抗的图表中。结果示于图2。
(比较例2)
将与实施例1的第一环状磁体同样地得到的薄带状的非晶合金卷绕在外径30mm的筒上，得到内径30mm、外径50mm的圆筒形状，之后实施与实施例1的第一环状磁体同样的热处理，不与第二环状磁体结合，得到外径50mm、内径30mm、高度15mm的比较例2的抗噪声用环状磁体。按照上述的方法，一边使叠加磁场在0A/m～20A/m之间变化，一边测定了得到的抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。
(比较例3)
将与实施例1的第二环状磁体同样地得到的薄带状的非晶合金卷绕在外径30mm的筒上，得到内径30mm、外径50mm的圆筒形状。接下来，一边以与实施例1的第二环状磁体同样的条件在该圆筒状的非晶合金施加磁场，一边实施热处理，不与第一环状磁体结合，得到外径50mm、内径30mm、高度15mm的比较例3的抗噪声用环状磁体。一边使叠加磁场在0A/m～20A/m之间变化，一边测定了得到的抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。
(比较例4)
将第二环状磁体改为带有气隙的纳米晶体材料，除此之外与实施例1同样地制作了抗噪声用环状磁体。通过以下的步骤制造了带有气隙的纳米晶体材料。首先，将与实施例1的第二环状磁体同样的薄带状的非晶合金卷绕在外径30mm的筒上，得到内径30mm、外径40mm的圆筒形状，之后将其穿插在氩环境下保持550℃的热处理炉，不施加磁场，实施10分钟热处理，得到圆筒状的环状磁体。接下来，将该环状磁体在环氧树脂中浸渍10分钟后取出，去除多余的树脂后以80℃保持3小时，使其固化。其后，使用厚度1mm的磨具沿着圆筒的高度方向加工出一处缝隙，得到外径40mm、内径30mm、高度15mm的带有气隙的纳米晶体材料。与实施例1同样地，将所得到的带有气隙的纳米晶体材料与第一环状磁体固定，得到抗噪声用环状磁体。按照上述的方法，测定了在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗。此外，按照上述的方法，一边使叠加磁场在0A/m～20A/m之间变化，一边测定了得到的抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。
(比较例5)
将实施例1的第二环状磁体改为纳米晶体压粉磁芯，除此之外与实施例1同样地制作了抗噪声用环状磁体。通过以下的步骤制造了纳米晶体压粉磁芯。在实施例1中将为了制作第二环状磁体而使用的非晶合金粉碎成为粉末。接下来，将该粉末与粘结剂(聚酰亚胺)混合，之后施加800MPa的压力，得到外径40mm、内径30mm的圆筒形状，不施加磁场，在最高温度550℃下进行烧结，得到第二环状磁体。按照上述的方法，测定了在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗。此外，按照上述的方法，一边使叠加磁场在0A/m～20A/m之间变化，一边测定了得到的抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表1。
[表1]
图2表示实施例1和比较例1的在100kHz时的叠加磁场与材料阻抗的关系。如图2可知，在比较例1中，当叠加磁场为0A/m时材料阻抗高，但由于高磁导率纳米晶体材料位于内侧，因此随着叠加磁场变大材料阻抗急剧下降。另一方面，在实施例1中，由于在内侧使用高耐饱和纳米晶体材料，因此即使在叠加磁场为0A/m时也会显现20Ω/mm以上的高的材料阻抗，并且即使在叠加磁场为10A/m时材料阻抗也会维持在10Ω/mm以上的高的值，无论在噪声电流大还是小的情况下，均获得高的噪声控制效果。
在实施例2中，作为第二环状磁体使用比实施例1磁导率高的高耐饱和纳米晶体材料。因此，在叠加磁场为10A/m时维持10Ω/mm以上的高的材料阻抗，并且将叠加磁场为0A/m时的材料阻抗提高至25Ω/mm以上。
比较例2和3为分别仅使用一种实施例1的第一环状磁体和第二环状磁体的情况。在仅由作为高磁导率纳米晶体材料的第一环状磁体构成抗噪声用环状磁体的情况下，在叠加磁场为0A/m时的材料阻抗高达25Ω/mm以上，但在叠加磁场为10A/m时的材料阻抗小于10Ω/mm，在噪声电流大的情况下噪声控制效果下降。此外，在仅由作为高耐饱和纳米晶体材料的第二环状磁体构成抗噪声用环状磁体的情况下，在叠加磁场为10A/m时的材料阻抗高达15Ω/mm以上，但在叠加磁场为0A/m时的材料阻抗小于20Ω/mm，在噪声电流小的情况下噪声控制效果反而下降。
如比较例4和5那样，在使用直流叠加特性优异的带有气隙的纳米晶体材料或纳米晶体压粉磁芯作为第二环状磁体的情况下，由于这些第二环状磁体的磁导率过低，因此材料阻抗在叠加磁场0A/m～20A/m的整个区域上降低，噪声控制效果大幅下降。
(实施例3～6)
通过实施例1的第一环状磁体和第二环状磁体的组合来改变各环状磁体的体积率，调查了材料阻抗和直流叠加特性的变化。使实施例1的第一环状磁体和第二环状磁体的体积率如表2所示地变化，除此之外与实施例1同样地，制作了实施例3～6的抗噪声用环状磁体。抗噪声用环状磁体的尺寸设为外径50mm、内径30mm、高度15mm。按照上述的方法，测定了在叠加磁场0A/m、频率100kHz时的第一环状磁体的材料阻抗、和在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗。此外，按照上述的方法，测定了抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表2。
(比较例6～7)
比较例6和7是将第一环状磁体或第二环状磁体的比例分别设为小于20％的例子。将第一环状磁体和第二环状磁体的比例设为表2所示的值，除此之外与实施例1同样地，制作了抗噪声用环状磁体。按照上述的方法，测定了在叠加磁场0A/m、频率100kHz时的第一环状磁体的材料阻抗、和在叠加磁场10A/m、频率100kHz时的第二环状磁体的材料阻抗。此外，按照上述的方法，测定了抗噪声用环状磁体在100kHz时的材料阻抗。结果示于表2。
[表2]
*下划线表示本发明的适当范围外
在实施例3中，由于第二环状磁体的体积率高，在叠加磁场为10A/m时的材料阻抗高达14.4Ω/mm。相反，在实施例6中，由于第一环状磁体的体积率高，在叠加磁场为0A/m时的材料阻抗高达23.3Ω/mm。像这样，通过调整所使用的第一环状磁体和第二环状磁体的体积率，调整直流叠加特性与噪声电流小的情况下的材料阻抗的平衡，无论在噪声电流大还是小的情况下，均能够得到优异的噪声控制效果。
此外，由比较例6的结果可知，当第一环状磁体的比例少时，在叠加磁场为0A/m时的材料阻抗小于20Ω/mm。另一方面，由比较例7的结果可知，当第二环状磁体的比例少时，叠加磁场为10A/m时的材料阻抗小于10Ω/mm。像这样，当第一环状磁体和第二环状磁体的体积率都不为20体积％以上时，直流叠加特性与噪声电流小的情况下的材料阻抗的平衡被打破，无论在噪声电流大还是小的情况下，噪声控制效果都会变差。
由上述可知，本实施方式的实施例1～6是直流叠加特性优异且即使在噪声电流小的情况下也显现高的阻抗的抗噪声用环状磁体。
产业上的可利用性
本抗噪声用环状磁体作为安装在机动车所具有的电子部件、发电装置、电源装置、通信设备以及OA/FA设备等的线缆上并抑制这些电子部件、电子设备内部产生或在外部产生并在线缆内传导的噪声的抗噪声用环状磁体特别有效。
附图标记说明
100：抗噪声用环状磁体
10：第一环状磁体
20：第二环状磁体
30：中空部
Claims (6)
1.一种抗噪声用环状磁体，其包含：第一环状磁体；以及与该第一环状磁体呈同心圆状地配置在该第一环状磁体的内侧的第二环状磁体，通过将线缆穿插在该第二环状磁体的内侧来使用所述抗噪声用环状磁体，
所述第一环状磁体在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为20Ω/mm以上，
所述第二环状磁体在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为10Ω/mm以上。
2.根据权利要求1所述的抗噪声用环状磁体，其中，
所述第一环状磁体在叠加磁场为0A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为25Ω/mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的抗噪声用环状磁体，其中，
所述第二环状磁体在叠加磁场为10A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为15Ω/mm以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的抗噪声用环状磁体，其中，
所述第二环状磁体在叠加磁场为20A/m、频率为100kHz时的材料阻抗为5Ω/mm以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的抗噪声用环状磁体，其中，
所包含的所述第一环状磁体和所述第二环状磁体分别为20体积％以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的抗噪声用环状磁体，其中，
所述第一环状磁体和所述第二环状磁体分别由与中心轴方向平行地分割为多个的多个部件组成。
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