JP2003197436A - Core for magnetic element, magnetic element using the same, manufacturing method of the magnetic element and switching power supply using the magnetic element - Google Patents

Core for magnetic element, magnetic element using the same, manufacturing method of the magnetic element and switching power supply using the magnetic element

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JP2003197436A
JP2003197436A JP2001391369A JP2001391369A JP2003197436A JP 2003197436 A JP2003197436 A JP 2003197436A JP 2001391369 A JP2001391369 A JP 2001391369A JP 2001391369 A JP2001391369 A JP 2001391369A JP 2003197436 A JP2003197436 A JP 2003197436A
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Japan
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magnetic
magnetic element
magnetic material
planar
hard
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Japanese (ja)
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Kenichi Takada
健一 高田
Yutaka Hori
豊 堀
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Miyagi Prefectural Government.
Original Assignee
Miyagi Prefectural Government.
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a core for a magnetic element whose characteristics will not deteriorate even with a large current, aging deterioration of a disposed magnet is small and power loss generated by an eddy current is small, a magnetic element using it, and to provide a manufacturing method of the magnetic element and a switching power supply using the magnetic element. <P>SOLUTION: A core for a magnetic element is constituted of a planar hard magnetic substance 1, with residual magnetization in one direction on a surface and a planar soft magnetization 3. The magnetic element has the core for a magnetic element disposed so that a residual magnetization direction 2 of the hard magnetic substance 1 of the core for a magnetic element and the direction wherein a soft magnetic substance is magnetized by a conductor 4 are the same. A manufacturing method of the magnetic element and a switching power supply using the magnetic element are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気素子用コア、
これを用いた磁気素子、その磁気素子の製造方法および
その磁気素子を用いたスイッチング電源に係り、特に、
平面あるいは面状に作製される磁気素子、およびこれら
に使用される磁気素子用コア(磁心)に係り、特に、平
面型あるいは薄膜インダクタおよび平面型あるいは薄膜
トランス、およびこれらに使用されるコア(磁心)に関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetic element core,
A magnetic element using the same, a manufacturing method of the magnetic element, and a switching power supply using the magnetic element,
The present invention relates to a magnetic element manufactured in a plane or plane shape, and a core (magnetic core) for a magnetic element used for the magnetic element, in particular, a flat type or thin film inductor and a flat type or thin film transformer, and a core (magnetic core used for these. ) Is related to.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源用の電気回路素子とし
て使用される磁気素子、特にインダクタ、トランスの小
型化、薄型化への要求が活発であり、これを実現する有
効な方策の1つに平面型の磁気素子が挙げられる。この
平面型磁気素子の一般的な構造を、平面型インダクタを
例にとって説明すると、図2(詳細は後述)であり、図
2(a)及び図2(b)に示すような平面スパイラルコ
イル4の上下に磁性体3を積層したものが知られている
(従来例1)。
2. Description of the Related Art There is an active demand for miniaturization and thinning of magnetic elements used as electric circuit elements for switching power supplies, especially inductors and transformers, and one of the effective measures to realize this is the planar type. Magnetic element. The general structure of the planar magnetic element will be described with reference to a planar inductor as an example. FIG. 2 (details will be described later) shows a planar spiral coil 4 as shown in FIGS. 2A and 2B. It is known that the magnetic body 3 is laminated on the upper and lower sides (prior art example 1).

【0003】先行技術文献としては、例えば、特開平4
−363006号公報に開示されている。また、スイッ
チング電源の小型化、薄型化の動向に関しては、「日経
エレクトロニクス1998.12.14(no.73
2)」pp133〜144に詳しい。
As a prior art document, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 3,630,006. Regarding the trend of miniaturization and thinning of switching power supplies, see “Nikkei Electronics 1998.12.14 (no. 73).
2) ”for details on pp133-144.

【0004】しかしながら、磁気素子に蓄積できる磁気
エネルギーは、磁束密度Bと磁場Hの内積を全空間で積
分した値、すなわち、∫vol.B・Hdv/2で与えら
れ、また、この磁気エネルギーのほとんどは磁気素子に
使用される磁気コアに蓄積されるため、磁気素子の小型
化、薄型化は扱うことができるエネルギーの減少を意味
する。
However, magnetic energy can be stored in the magnetic element, integrated value of the inner product of the magnetic flux density B and the magnetic field H in the entire space, i.e., given by ∫ vol. B · Hdv / 2 , also, the magnetic energy Since most of them are stored in the magnetic core used for the magnetic element, miniaturization and thinning of the magnetic element mean reduction of energy that can be handled.

【0005】また、この磁気エネルギーを電気的エネル
ギー量で表現すると、L・I2 /2〔Lは磁気素子のイ
ンダクタンス(H)、Iは電流値(A)〕で表すことが
できる。つまり、上記の式とあわせると、L・I2 =∫
vol.B・Hdvであり、磁気素子の小型化、薄型化は扱
うことができる電流の低下を意味するということもでき
る。
Further, when expressing the magnetic energy in the electrical energy, L · I 2/2 [L is the magnetic element inductance (H), I is a current value (A)] can be expressed by. That is, when combined with the above equation, L · I 2 = ∫
It is vol. B · Hdv, and it can be said that miniaturization and thinning of the magnetic element mean a reduction in current that can be handled.

【0006】このことをスイッチング電源における磁気
素子(インダクタ等)にあてはめると、スイッチング電
源は直流電圧入力を半導体素子等によりパルス化し、そ
のエネルギーをインダクタに磁気エネルギーとして一時
的に蓄え、これを放出することを繰り返すことで出力電
圧を変換するものであるため、磁気素子が蓄えることが
できる磁気エネルギーの減少は、スイッチング電源の定
格容量の減少につながることとなる。
When this is applied to the magnetic element (inductor or the like) in the switching power supply, the switching power supply pulsates the DC voltage input by the semiconductor element or the like, temporarily stores the energy in the inductor as magnetic energy, and releases it. Since the output voltage is converted by repeating the above process, the decrease in the magnetic energy that can be stored in the magnetic element leads to the decrease in the rated capacity of the switching power supply.

【0007】したがって、磁気素子の小型化および薄型
化と磁気素子の大電流化とは相反するものであるという
ことができる。
Therefore, it can be said that the miniaturization and thinning of the magnetic element and the large current of the magnetic element conflict with each other.

【0008】また、磁気素子の使用例によっては、直流
電流に交流電流を重畳した電流が流れる場合がある。こ
の場合に、磁気素子に使用されている磁気コアは流れる
電流に比例して磁化される。例えば、スイッチング電源
のチョークコイルとして使用される磁気素子(インダク
タ)には、正常動作時には、スイッチング周波数を周期
とする三角波の電流が流れる。
Depending on the usage example of the magnetic element, a current in which an alternating current is superimposed on a direct current may flow. In this case, the magnetic core used in the magnetic element is magnetized in proportion to the flowing current. For example, in a magnetic element (inductor) used as a choke coil of a switching power supply, a triangular wave current having a switching frequency as a cycle flows during normal operation.

【0009】しかし、大きな電流を流した場合には、磁
気素子(インダクタ)に使用する磁性体(磁気コア)が
磁気飽和を起こすため、インダクタとして動作しなくな
り、スイッチング電源は正常な動作を行えなくなる。つ
まり、スイッチング電源は、磁気素子(インダクタ)に
使用する磁性体(磁気コア)が磁気飽和を起こさない範
囲の電流範囲での使用に限られることとなる。
However, when a large current is applied, the magnetic body (magnetic core) used for the magnetic element (inductor) causes magnetic saturation, so that it does not operate as an inductor and the switching power supply cannot operate normally. . That is, the switching power supply is limited to use in a current range in which the magnetic body (magnetic core) used for the magnetic element (inductor) does not cause magnetic saturation.

【0010】このことに鑑みて、磁気コアにあらかじめ
バイアス磁界を与えておき、大電流通電時にも磁気飽和
が起こり難く特性が劣化しないインダクタンス素子を得
るようにしたものが、特開昭50−4570号公報、特
開昭50−134173号公報等に開示されており、そ
れによれば、永久磁石をその磁気回路の一部に組み込ん
だ磁心を用いたインダクタンス素子が記載されている
(従来例2)。
In view of this, a bias magnetic field is applied to the magnetic core in advance to obtain an inductance element in which magnetic saturation does not easily occur even when a large current is applied and the characteristics are not deteriorated. JP-A-50-134173 and the like disclose an inductance element using a magnetic core in which a permanent magnet is incorporated in a part of its magnetic circuit (Prior art example 2). .

【0011】また、特開2000−286124に、永
久磁石を配置した積層型インダクタンス素子が開示され
ている(従来例3)。さらに、特開平5−275254
号公報に、磁性体にバイアス磁界を印加する手段を設け
た平面型磁気素子が開示されている(従来例4)。
Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-286124 discloses a laminated inductance element in which a permanent magnet is arranged (conventional example 3). Furthermore, JP-A-5-275254
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4 (1994) discloses a planar magnetic element provided with a means for applying a bias magnetic field to a magnetic body.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例1に示すような、平面型の磁気素子は小型化、
薄型化に効果的であるが、小型、薄型であるがゆえに上
で述べたように電流容量を大きくすることが困難であ
る。
However, the plane type magnetic element as shown in the above-mentioned conventional example 1 is downsized,
Although it is effective in reducing the thickness, it is difficult to increase the current capacity as described above because it is small and thin.

【0013】また、上記の従来例2,3,4は、磁気素
子に磁石を配置して電流容量を大きくするという点で
は、効果を有する技術であり、本願発明と共通するとこ
ろがある。しかし、これらの従来技術を総合しても小
型、薄型磁気素子に応用した場合にはいくつかの問題点
がある。すなわち、従来例2は、バルクコアの磁路の一
部に磁石を配置するものであるため、小型化、薄型化に
は不向きであり、また、使用により磁石が減磁するとい
う問題点がある。
Further, the above-mentioned conventional examples 2, 3 and 4 are techniques having an effect in that a magnet is arranged in the magnetic element to increase the current capacity, and there is a common point with the present invention. However, even if these conventional techniques are combined, there are some problems when applied to a small and thin magnetic element. That is, in Conventional Example 2, since the magnet is arranged in a part of the magnetic path of the bulk core, it is not suitable for downsizing and thinning, and there is a problem that the magnet is demagnetized by use.

【0014】さらに、従来例3,4では、磁石の配置効
果が十分に発揮されておらず、効果が小さいという問題
点が存在した。
Further, in the conventional examples 3 and 4, the effect of arranging the magnets was not sufficiently exhibited, and there was a problem that the effect was small.

【0015】本発明は、上記問題点を除去し、大電流で
も特性が劣化せず、配置する磁石の経時劣化が小さく、
渦電流によって発生する電力損失が小さい磁気素子用コ
ア、これを用いた磁気素子、その磁気素子の製造方法お
よびその磁気素子を用いたスイッチング電源を提供す
る。
The present invention eliminates the above-mentioned problems, does not deteriorate the characteristics even with a large current, and reduces the deterioration with time of the arranged magnets.
Provided are a magnetic element core in which power loss generated by an eddy current is small, a magnetic element using the same, a method of manufacturing the magnetic element, and a switching power supply using the magnetic element.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕磁気素子用コアにおいて、面内の一方向に残留磁
化を有する面状硬磁性体と、その片面に配置された面状
軟磁性体とにより構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides: [1] In a magnetic element core, a planar hard magnetic material having remanent magnetization in one in-plane direction, and one surface thereof. It is characterized in that it is composed of a planar soft magnetic material arranged.

【0017】〔2〕磁気素子用コアにおいて、面状軟磁
性体の両面に面内の一方向に残留磁化を有する2つの面
状硬磁性体が配置され、この2つの面状硬磁性体の残留
磁化方向が揃っていることを特徴とする。
[2] In the magnetic element core, two planar hard magnetic bodies having residual magnetization in one in-plane direction are arranged on both sides of the planar soft magnetic body. The remanent magnetization direction is uniform.

【0018】〔3〕磁気素子用コアにおいて、面内の一
方向に残留磁化を有する面状硬磁性体と、その両面に配
置された2つの面状軟磁性体とにより構成されているこ
とを特徴とする。
[3] In the magnetic element core, the core is composed of a planar hard magnetic material having remanent magnetization in one direction in the surface and two planar soft magnetic materials arranged on both surfaces thereof. Characterize.

【0019】〔4〕上記〔1〕から〔3〕の何れか1項
記載の磁気素子用コアにおいて、−0.22≦d/Ls
≦0.06であることを特徴とする。但し、Lsは硬磁
性体の残留磁化方向の軟磁性体長さ、dは軟磁性体の端
部の位置を原点とした際の硬磁性体の端部の位置であ
る。
[4] In the magnetic element core described in any one of [1] to [3] above, -0.22≤d / Ls
It is characterized in that ≦ 0.06. Here, Ls is the length of the soft magnetic material in the remanent magnetization direction of the hard magnetic material, and d is the position of the end portion of the hard magnetic material with the position of the end portion of the soft magnetic material as the origin.

【0020】〔5〕上記〔1〕から〔4〕の何れか1項
記載の磁気素子用コアにおいて、前記面状硬磁性体また
は面状軟磁性体またはその双方が面内で分割されている
ことを特徴とする。
[5] In the magnetic element core according to any one of [1] to [4], the planar hard magnetic material or the planar soft magnetic material or both of them are divided in-plane. It is characterized by

【0021】〔6〕上記〔5〕記載の磁気素子用コアに
おいて、残留磁化方向に垂直な方向に面内で分割されて
いる面状硬磁性体を有するものにおいて、0≦lg/l
m≦1であることを特徴とする。但し、lmは硬磁性体
の残留磁化方向の長さ、lgは隣り合う硬磁性体間の残
留磁化方向の長さである。
[6] In the magnetic element core according to the above [5], in the case of having a planar hard magnetic material divided in-plane in a direction perpendicular to the remanent magnetization direction, 0 ≦ lg / l
It is characterized in that m ≦ 1. However, lm is the length in the remanent magnetization direction of the hard magnetic body, and lg is the length in the remanent magnetization direction between adjacent hard magnetic bodies.

【0022】〔7〕上記〔1〕から〔6〕の何れか1項
記載の磁気素子用コアにおいて、0.83・Br・Vm
≦Bs・Vsであることを特徴とする。但し、Brは面
状硬磁性体の残留磁束密度、Vmは硬磁性体の体積、B
sは軟磁性体の飽和磁束密度、Vsは軟磁性体の体積で
ある。
[7] In the magnetic element core described in any one of [1] to [6], 0.83 · Br · Vm
It is characterized in that ≦ Bs · Vs. Here, Br is the residual magnetic flux density of the planar hard magnetic material, Vm is the volume of the hard magnetic material, B
s is the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material, and Vs is the volume of the soft magnetic material.

【0023】〔8〕上記〔1〕から〔7〕の何れか1項
記載の磁気素子用コアのうち1つ又は2つ以上を、硬磁
性体の残留磁化方向を揃えて組み合わせたことを特徴と
する。
[8] One or more of the magnetic element cores according to any one of the above [1] to [7] are combined so that the remanent magnetization directions of the hard magnetic materials are aligned. And

【0024】[0024]

〔9〕面状コイルの両面または片面に上記
〔1〕から〔8〕の何れか1項記載の磁気素子用コアの
うち1つまたは2つ以上の磁気素子用コアが配置されて
いる磁気素子であって、磁気素子用コアの硬磁性体の残
留磁化方向とコイルにより軟磁性体が磁化される方向と
が同じとなるように配置されていることを特徴とする。
[9] A magnetic element in which one or more magnetic element cores among the magnetic element cores according to any one of [1] to [8] are arranged on both surfaces or one surface of a planar coil. The magnetic element core is arranged so that the residual magnetization direction of the hard magnetic body and the direction in which the soft magnetic body is magnetized by the coil are the same.

【0025】〔10〕上記[10] Above

〔9〕記載の磁気素子におい
て、磁気素子用コアが面状コイルの片面に配置され、か
つ、前記コイルの他方の面に軟磁性体が配置されている
ことを特徴とする。
In the magnetic element described in [9], the magnetic element core is arranged on one surface of the planar coil, and a soft magnetic material is arranged on the other surface of the coil.

【0026】〔11〕ソレノイド型コイルの内部に上記
〔1〕から〔8〕の何れか1項記載の磁気素子用コアの
うち1つまたは2つ以上の磁気素子用コアが配置されて
いる磁気素子であって、磁気素子用コアの硬磁性体の残
留磁化方向と前記コイルにより軟磁性体が磁化される方
向とが同じとなるように配置されていることを特徴とす
る。
[11] A magnetic element in which one or more magnetic element cores among the magnetic element cores according to any one of the above [1] to [8] are arranged inside the solenoid type coil. In the element, the magnetic element core is arranged such that the direction of remanent magnetization of the hard magnetic material and the direction of magnetization of the soft magnetic material by the coil are the same.

【0027】〔12〕線状導体の両面または片面に上記
〔1〕から〔8〕の何れか1項記載の磁気素子用コアの
うち1つまたは2つ以上の磁気素子用コアが配置されて
いる磁気素子であって、磁気素子用コアの硬磁性体の残
留磁化方向と線状導体により軟磁性体が磁化される方向
とが同じとなるように配置されていることを特徴とす
る。
[12] One or two or more magnetic element cores among the magnetic element cores according to any one of the above [1] to [8] are arranged on both surfaces or one surface of the linear conductor. The magnetic element is characterized in that the residual magnetization direction of the hard magnetic material of the magnetic element core and the direction in which the soft magnetic material is magnetized by the linear conductor are the same.

【0028】〔13〕上記〔12〕記載の磁気素子にお
いて、磁気素子用コアが前記線状導体の片面に配置さ
れ、かつ、前記線状導体の他方の面に軟磁性体が配置さ
れていることを特徴とする。
[13] In the magnetic element described in [12], the magnetic element core is arranged on one surface of the linear conductor, and a soft magnetic material is arranged on the other surface of the linear conductor. It is characterized by

【0029】〔14〕磁気素子において、面内方向に着
磁した面状硬磁性体を、軟磁性体と導体とからなる磁気
素子の面の法線方向に配置したことを特徴とする。
[14] In the magnetic element, the planar hard magnetic material magnetized in the in-plane direction is arranged in the normal direction to the surface of the magnetic element composed of the soft magnetic material and the conductor.

【0030】〔15〕上記[15] Above

〔9〕から〔14〕の何れか
1項記載の磁気素子において、入出力端子の識別が可能
であることを特徴とする。
The magnetic element according to any one of [9] to [14] is characterized in that the input / output terminals can be identified.

【0031】〔16〕上記[16] Above

〔9〕から〔15〕の何れか
1項記載の磁気素子の製造方法において、コイルに電流
を通電して磁気素子用コア中の硬磁性体の着磁または着
磁の強化を行うことを特徴とする。
In the method for manufacturing a magnetic element according to any one of [9] to [15], a current is passed through the coil to magnetize or strengthen the magnetization of the hard magnetic material in the core for the magnetic element. And

【0032】〔17〕磁気素子の製造方法において、面
内方向に着磁した面状硬磁性体を、軟磁性体と導体とか
らなる磁気素子の面の法線方向に配置することを特徴と
する。
[17] In the method of manufacturing a magnetic element, the planar hard magnetic material magnetized in the in-plane direction is arranged in the normal direction of the surface of the magnetic element composed of the soft magnetic material and the conductor. To do.

【0033】〔18〕スイッチング電源において、上記
[18] In the switching power supply,

〔9〕から〔15〕の何れか1項記載の磁気素子を使用
することを特徴とする。
The magnetic element according to any one of [9] to [15] is used.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0035】本発明の磁気素子用コアは、面内の一方向
に残留磁化を有する面状硬磁性体とその片面に配された
面状軟磁性体とにより構成されていることを特徴とす
る。あるいは、面状軟磁性体の両面に面内の一方向に残
留磁化を有する2つの面状硬磁性体が配置され、前記2
つの面状硬磁性体の残留磁化方向が揃っていることを特
徴とする。あるいは、面内の一方向に残留磁化を有する
面状硬磁性体とその両面に配置された2つの面状軟磁性
体とにより構成されていることを特徴とする。
The magnetic element core of the present invention is characterized by being composed of a planar hard magnetic material having remanent magnetization in one in-plane direction and a planar soft magnetic material disposed on one surface thereof. . Alternatively, two planar hard magnetic bodies having residual magnetization in one in-plane direction are arranged on both sides of the planar soft magnetic body, and
It is characterized in that the remanent magnetization directions of the two planar hard magnetic materials are aligned. Alternatively, it is characterized by being composed of a planar hard magnetic material having a residual magnetization in one direction in the surface and two planar soft magnetic materials arranged on both surfaces thereof.

【0036】また、本発明の磁気素子は、上記の特徴を
有する磁気素子用コアを有する磁気素子、および面内方
向に着磁した面状硬磁性体を軟磁性体と導体とからなる
磁気素子の面の法線方向に配置したことを特徴とする。
Further, the magnetic element of the present invention comprises a magnetic element having a magnetic element core having the above characteristics, and a magnetic element comprising a soft magnetic material and a conductor of a planar hard magnetic material magnetized in the in-plane direction. It is characterized in that it is arranged in the direction normal to the plane.

【0037】ここで、硬磁性体とは、外部磁場が加わっ
ても磁化しにくく、また、一度磁化したらその残留磁化
を強く保つ磁性材料をいい、例えば、アルニコ磁石等の
金属磁石、バリウムフェライトやストロンチウムフェラ
イト等のフェライト磁石、SmCoやNdFeB系の希
土類磁石、あるいは残留磁化を有し磁気記録材料として
使用されるような磁性粉(γ−Fe2 3 、Co−γ−
Fe2 3 、CrO2、BaFe1219等)が挙げられ
る。
Here, the hard magnetic material means a magnetic material which is hard to be magnetized even when an external magnetic field is applied, and which strongly retains its residual magnetization once magnetized, such as a metal magnet such as an alnico magnet, barium ferrite or the like. A ferrite magnet such as strontium ferrite, a rare earth magnet of SmCo or NdFeB system, or magnetic powder (γ-Fe 2 O 3 , Co-γ-) having residual magnetization and used as a magnetic recording material.
Fe 2 O 3, CrO 2, BaFe 12 O 19 , etc.).

【0038】また、軟磁性体とは、外部から印加された
磁場に対して磁化が磁場方向に揃いやすい磁性材料をい
い、例えば、Fe−Si合金、Fe−Co−Ni合金、
Fe−Si−Al合金、(Fe,Co,Ni)−(S
i,P,B,C等)や(Fe,Co,Ni)−(Zr,
Nb,Ti,W等)等のアモルファス合金等が挙げられ
る。
The soft magnetic material refers to a magnetic material whose magnetization easily aligns with the magnetic field applied from the outside in the magnetic field direction, for example, Fe-Si alloy, Fe-Co-Ni alloy,
Fe-Si-Al alloy, (Fe, Co, Ni)-(S
i, P, B, C, etc.) or (Fe, Co, Ni)-(Zr,
Examples thereof include amorphous alloys such as Nb, Ti, W, etc.

【0039】まず、本発明の作用効果を平面型インダク
タに適用した場合を例として、従来例1と比較しながら
以下に説明する。
First, the case where the operation and effect of the present invention is applied to a planar inductor will be described below as an example in comparison with Conventional Example 1.

【0040】軟磁性体に硬磁性体を配置しない平面型イ
ンダクタ(従来例1に相当)の俯瞰図を図2(a)に、
その断面図を図2(b)に示す。これらの図において、
3は軟磁性体、4は平面スパイラルコイル、4a,4b
は平面スパイラルコイルの端子、7は平面スパイラルコ
イルの電流の方向を示している。
FIG. 2A is a bird's eye view of a planar inductor (corresponding to the conventional example 1) in which the hard magnetic material is not arranged on the soft magnetic material.
The sectional view is shown in FIG. In these figures,
3 is a soft magnetic material, 4 is a planar spiral coil, 4a, 4b
Represents a terminal of the planar spiral coil, and 7 represents the direction of current in the planar spiral coil.

【0041】このインダクタに電流を流した際に軟磁性
体3は図2(b)の矢印6の方向に励磁される。励磁さ
れた際の軟磁性体3に発生している磁束密度分布を有限
要素法を利用した磁場シミュレーションによって計算し
たものを図2(c)に示す。計算においては、図2
(b)に示す断面図において紙面奥から手前方向へ向か
う方向の電流を想定しており、また、軟磁性体の飽和磁
束密度を0.7Tとしている。
When a current is passed through this inductor, the soft magnetic body 3 is excited in the direction of arrow 6 in FIG. 2 (b). FIG. 2C shows a magnetic flux density distribution generated in the soft magnetic body 3 when excited, calculated by a magnetic field simulation using the finite element method. In the calculation,
In the cross-sectional view shown in (b), the current in the direction from the back of the paper to the front is assumed, and the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material is 0.7T.

【0042】この結果によると、電流が0.5Aの際に
はまだ軟磁性体3は磁気的に飽和していないが、1Aの
電流(B)では大部分が磁気飽和を起こしていることが
分かる。
According to this result, when the current is 0.5 A, the soft magnetic material 3 is not yet magnetically saturated, but at the current (B) of 1 A, most of it is magnetically saturated. I understand.

【0043】これに対して、図3は本発明の磁気素子用
コアを有する平面型インダクタの説明図であり、図3
(a)にその俯瞰図を、図3(b)にA−A′線断面図
を、図3(c)に軟磁性体に発生している磁束密度分布
を示している。
On the other hand, FIG. 3 is an explanatory view of a planar inductor having a magnetic element core of the present invention.
FIG. 3A shows an overhead view thereof, FIG. 3B shows a sectional view taken along the line AA ′, and FIG. 3C shows a magnetic flux density distribution generated in the soft magnetic material.

【0044】これらの図において、1は面内方向に着磁
した面状硬磁性体であり、その他の部品は、図2に示し
たものと同様であり、同じ符号を付してそれらの説明は
省略する。
In these figures, 1 is a planar hard magnetic material magnetized in the in-plane direction, and other parts are the same as those shown in FIG. Is omitted.

【0045】本発明の磁気素子用コアを有する平面型イ
ンダクタ、あるいは、面内方向に着磁した面状硬磁性体
1を軟磁性体3と平面スパイラルコイル4とからなる磁
気素子の面の法線方向に配置した磁気素子(平面型イン
ダクタ)において同様な計算を行うと、軟磁性体3に発
生している磁束密度分布は図3(c)に示すようにな
り、1Aの電流(C)でも磁気飽和を起こしていないこ
とが分かる。
A planar inductor having a core for a magnetic element of the present invention, or a magnetic element surface method in which a planar hard magnetic material 1 magnetized in the in-plane direction is composed of a soft magnetic material 3 and a planar spiral coil 4. When similar calculations are performed in the magnetic element (planar inductor) arranged in the line direction, the magnetic flux density distribution generated in the soft magnetic material 3 becomes as shown in FIG. 3C, and the current (C) of 1 A But it turns out that magnetic saturation has not occurred.

【0046】これは、配置した硬磁性体1から図3
(b)の点線で示す矢印方向(符号を付ける)に磁界
がかかっており、この磁界の方向が平面スパイラルコイ
ル4による励磁方向6と反対方向であり、硬磁性体1に
よっていわば逆バイアスされているためにコイル電流に
よって磁気飽和し難くなっていることによるものである
ことが、図2(c)と図3(c)との比較により理解で
きる。すなわち、軟磁性体3に硬磁性体1を配置しない
平面型インダクタ(従来例1に相当)は、電流範囲0〜
0.5A程度が正常な使用範囲であるのに対し、本発明
の磁気素子用コアを有する平面型インダクタは、電流範
囲0〜1A程度までの使用が可能であり、電流容量の大
幅な増加を図ることができるという効果を有する。
This is shown in FIG. 3 from the arranged hard magnetic material 1.
A magnetic field is applied in the direction (marked) indicated by the dotted line a in (b), and the direction of this magnetic field is opposite to the excitation direction 6 by the planar spiral coil 4, and is reverse biased by the hard magnetic body 1 in a sense. It can be understood from a comparison between FIG. 2C and FIG. 3C that it is difficult for the coil current to magnetically saturate the magnetic field. That is, the planar inductor (corresponding to the conventional example 1) in which the hard magnetic body 1 is not arranged on the soft magnetic body 3 has a current range of 0 to
While the normal use range is about 0.5 A, the planar inductor having the magnetic element core of the present invention can be used up to a current range of about 0 to 1 A, which significantly increases the current capacity. It has the effect that it can be achieved.

【0047】さらに、本発明の磁気素子においては、図
3(b)に示すように、配置した硬磁性体1の着磁方向
2と平面スパイラルコイル4の電流により発生する磁界
の方向が同じであるため、本発明のインダクタに電流を
流して使用した際にも、硬磁性体1は減磁することな
く、むしろ、着磁が強化される効果も有する。
Further, in the magnetic element of the present invention, as shown in FIG. 3 (b), the magnetizing direction 2 of the arranged hard magnetic material 1 and the direction of the magnetic field generated by the current of the planar spiral coil 4 are the same. Therefore, even when a current is applied to the inductor of the present invention and used, the hard magnetic body 1 does not demagnetize, but rather has an effect of strengthening the magnetization.

【0048】また、本発明の磁気素子は、平面スパイラ
ルコイル4の電流により軟磁性体3に発生する磁束は硬
磁性体1の部分をほとんど通ることがない構成をとるこ
とができるため(すなわち、磁路中に硬磁性体1が配置
されていないため)、平面スパイラルコイル4にAC電
流を流した際にも硬磁性体1の部分の渦電流損失の発生
は小さく、良好な特性を維持することが可能であるとい
う効果も有する。
Further, the magnetic element of the present invention can be configured so that the magnetic flux generated in the soft magnetic body 3 by the current of the planar spiral coil 4 hardly passes through the hard magnetic body 1 (that is, Since the hard magnetic body 1 is not arranged in the magnetic path), the occurrence of eddy current loss in the hard magnetic body 1 is small even when an AC current is applied to the planar spiral coil 4, and good characteristics are maintained. It also has the effect that it is possible.

【0049】なお、上記の磁場シミュレーションのパラ
メータ等は、平面スパイラルコイル4の部分は4ターン
(4巻回)に相当しライン幅48μm、スペース幅20
μm、厚み10μmである。軟磁性体3は比透磁率60
0、厚み10μm、長さ450μmである。硬磁性体1
は比透磁率1、厚み10μm、長さ450μm、残留磁
束密度1Tである。また、以後特に断りがないときは同
様のパラメータで計算を行っている。
The parameters of the above-described magnetic field simulation correspond to 4 turns (4 turns) in the plane spiral coil 4, and the line width is 48 μm and the space width is 20.
μm and thickness 10 μm. The soft magnetic material 3 has a relative magnetic permeability of 60.
0, thickness 10 μm, length 450 μm. Hard magnetic body 1
Indicates a relative magnetic permeability of 1, a thickness of 10 μm, a length of 450 μm, and a residual magnetic flux density of 1T. In addition, calculations are performed with the same parameters unless otherwise specified.

【0050】上記の説明では、面内の一方向に残留磁化
を有する面状硬磁性体1とその片面に配置された面状軟
磁性体3とにより構成されていることを特徴とする磁気
素子用コアを平面スパイラルコイル4の両面に配置した
磁気素子を例にして説明したが、以下の構成の磁気素子
用コアでも同様な効果を有する。すなわち、面状軟磁性
体の両面に面内の一方向に残留磁化を有する2つの面状
硬磁性体が配置され、前記2つの面状硬磁性体の残留磁
化方向が揃っていることを特徴とする磁気素子用コアで
あってもよいし、あるいは、面内の一方向に残留磁化を
有する面状硬磁性体とその両面に配置された2つの面状
軟磁性体とにより構成されていることを特徴とする磁気
素子用コアであっても有効である。
In the above description, the magnetic element is characterized by being composed of the planar hard magnetic material 1 having residual magnetization in one direction in the surface and the planar soft magnetic material 3 arranged on one surface thereof. The magnetic core having magnetic cores arranged on both sides of the planar spiral coil 4 has been described as an example, but the magnetic element cores having the following configurations have similar effects. That is, two planar hard magnetic bodies having residual magnetization in one in-plane direction are arranged on both surfaces of the planar soft magnetic body, and the residual magnetization directions of the two planar hard magnetic bodies are aligned. Or a planar hard magnetic material having residual magnetization in one in-plane direction and two planar soft magnetic materials disposed on both sides of the planar hard magnetic material. The present invention is also effective for a magnetic element core characterized by the above.

【0051】上述の磁気素子用コアの一例を図によって
表すと以下のようになる。すなわち、図4(a)に示す
ような、面内の一方向に残留磁化を有する面状硬磁性体
1と、その片面に配された面状軟磁性体3、とにより構
成されていることを特徴とする磁気素子用コアとする。
An example of the above-mentioned magnetic element core is shown in the following figure. That is, as shown in FIG. 4A, it is composed of a planar hard magnetic body 1 having residual magnetization in one direction in the plane and a planar soft magnetic body 3 arranged on one side thereof. And a magnetic element core.

【0052】あるいは、図5(a)に示すような、面状
軟磁性体3の両面に面内の一方向に残留磁化を有する2
つの面状硬磁性体1が配置され、前記2つの面状硬磁性
体1の残留磁化方向が揃っていることを特徴とする磁気
素子用コアとする。あるいは、図6(a)に示すよう
な、面内の一方向に残留磁化を有する面状硬磁性体1
と、その両面に配置された2つの面状軟磁性体3とによ
り構成されていることを特徴とする磁気素子用コアとす
ることができる。
Alternatively, as shown in FIG. 5 (a), both sides of the planar soft magnetic body 3 have residual magnetization in one in-plane direction.
The two planar hard magnetic bodies 1 are arranged, and the residual magnetization directions of the two planar hard magnetic bodies 1 are aligned. Alternatively, as shown in FIG. 6A, a planar hard magnetic body 1 having remanent magnetization in one direction in the plane.
And the two planar soft magnetic bodies 3 arranged on both sides of the core, the magnetic element core can be provided.

【0053】図4(a)、図5(a)および図6(a)
に示す形態の磁気素子用コアについて、配置した軟磁性
体の磁束密度分布を磁場シミュレーションによって計算
した結果を、図4(b)、図5(b)および図6(b)
にそれぞれ示す。いずれも所望の方向に磁界が軟磁性体
に印加されており(以下、「逆バイアス磁界」とい
う)、本発明の目的とする効果を有することがわかる。
4 (a), 5 (a) and 6 (a)
4B, FIG. 5B, and FIG. 6B show the results of calculation of the magnetic flux density distribution of the arranged soft magnetic body for the magnetic element core of the form shown in FIG.
Are shown respectively. In each case, the magnetic field is applied to the soft magnetic material in the desired direction (hereinafter, referred to as "reverse bias magnetic field"), and it can be seen that the effect of the present invention is obtained.

【0054】前記の磁気素子用コアにおいて、図4
(c)、図4(d)、図5(c)、図5(d)、図6
(c)および図6(d)に示すような、面状硬磁性体1
または面状軟磁性体3またはその双方が面内で分割され
ている磁気素子用コアも前記と同様な効果を有する。ま
た、分割を施したこれらの磁気素子用コアは交流磁場中
でも渦電流が発生し難いため、これらをインダクタ等に
使用した際には電力損失を小さく抑えることができると
いう利点もあわせて有する。
In the above-mentioned magnetic element core, as shown in FIG.
(C), FIG. 4 (d), FIG. 5 (c), FIG. 5 (d), FIG.
A planar hard magnetic body 1 as shown in FIG.
Alternatively, the magnetic element core in which the planar soft magnetic material 3 or both are divided in the plane also has the same effect as described above. Further, these divided magnetic element cores are less likely to generate an eddy current even in an AC magnetic field, and therefore have an advantage that power loss can be suppressed to a small level when they are used for an inductor or the like.

【0055】また、硬磁性体1による磁界が上記の逆バ
イアス磁界の効果を有するように軟磁性体3を配置する
ものであれば、図4(e)、図5(e)および図6
(e)に示すような、曲面を有する形状であっても良い
し、また、硬磁性体1と軟磁性体3が物理的に密着して
いなくても良い。
If the soft magnetic body 3 is arranged so that the magnetic field of the hard magnetic body 1 has the above-mentioned effect of the reverse bias magnetic field, then the soft magnetic body 3 is arranged as shown in FIG. 4 (e), FIG. 5 (e) and FIG.
A shape having a curved surface as shown in (e) may be used, and the hard magnetic body 1 and the soft magnetic body 3 may not be in physical contact with each other.

【0056】また、硬磁性体1による磁界が上記の逆バ
イアス磁界の効果を奏するように軟磁性体3を配置する
ものであれば、上述の図3および図4、図5に相当する
磁気素子用コアのうち1つまたは2つ以上を硬磁性体の
残留磁化方向を揃えて組み合わせた磁気素子用コアであ
っても同様の効果を奏することが可能である。
If the soft magnetic body 3 is arranged so that the magnetic field generated by the hard magnetic body 1 exerts the effect of the above-mentioned reverse bias magnetic field, the magnetic element corresponding to the above-mentioned FIG. 3, FIG. 4 and FIG. The same effect can be obtained even with a magnetic element core in which one or two or more of the magnetic cores are combined so that the residual magnetization directions of the hard magnetic materials are aligned.

【0057】本発明の効果をさらに顕著にするために
は、軟磁性体3の長さに対する硬磁性体1の長さが重要
なパラメータであると解される。このことを実証するた
めに、硬磁性体1の残留磁化方向の軟磁性体3の長さ
(Ls)を一定の450μmとして、軟磁性体3の端部
の位置を原点とした際の硬磁性体1の端部の位置を変化
させた磁場シミュレーションを実施した。
In order to make the effect of the present invention more remarkable, it is understood that the length of the hard magnetic material 1 with respect to the length of the soft magnetic material 3 is an important parameter. In order to verify this, when the length (Ls) of the soft magnetic body 3 in the remanent magnetization direction of the hard magnetic body 1 is set to a constant 450 μm, the position of the end of the soft magnetic body 3 is set as the origin, A magnetic field simulation was performed in which the position of the end of the body 1 was changed.

【0058】その結果を図7(a)から図7(h)に示
し、その計算に用いたモデルを図7(i)および7
(j)に示す。図7(a)〜図7(h)は、軟磁性体3
の端部の位置を原点とした際の硬磁性体1の端部の位置
dを、−200μm,−150μm,−100μm,−
50μm,0μm(硬磁性体1端部と軟磁性体3端部が
一致する場合),25μm,50μm,100μmとし
た場合の軟磁性体3の磁束密度の分布を示したものであ
る。
The results are shown in FIGS. 7 (a) to 7 (h), and the model used for the calculation is shown in FIGS.
It is shown in (j). 7A to 7H show the soft magnetic material 3
The position d of the end portion of the hard magnetic body 1 when the position of the end portion of is the origin is -200 μm, −150 μm, −100 μm, −
The distribution of the magnetic flux density of the soft magnetic material 3 is shown when the end portions of the hard magnetic material 1 and the soft magnetic material 3 coincide with each other at 50 μm, 0 μm, and 25 μm, 50 μm, and 100 μm.

【0059】なお、図には計算に用いたモデルを位置を
合わせして示されている。図から明らかなように、硬磁
性体1が小さく、硬磁性体1端部が軟磁性体3端部より
遠い場合〔図7(a),図7(b)に相当〕には、軟磁
性体3の一部しか硬磁性体1の効果が及んでいないこと
が分かる。
In the figure, the model used for the calculation is shown with its position aligned. As is clear from the figure, when the hard magnetic body 1 is small and the end of the hard magnetic body 1 is farther than the end of the soft magnetic body 3 [corresponding to FIGS. 7 (a) and 7 (b)], It can be seen that the effect of the hard magnetic body 1 is exerted only on a part of the body 3.

【0060】また、逆に硬磁性体1が軟磁性体3に比し
大きく硬磁性体1端部が軟磁性体3端部より遠い場合
〔図7(g),図7(h)に相当〕には、軟磁性体3の
全体に逆バイアスの効果が及んでいるが、その絶対値が
小さくなることが分かる。
Conversely, when the hard magnetic material 1 is larger than the soft magnetic material 3 and the end of the hard magnetic material 1 is farther than the end of the soft magnetic material 3 [corresponding to FIG. 7 (g) and FIG. 7 (h)]. ], The effect of reverse bias is exerted on the entire soft magnetic body 3, but it is understood that the absolute value thereof becomes small.

【0061】これらのことを、d/Lsをパラメータと
してまとめたものを、図8(a)および図8(b)に示
す。ここで、図8(a)は軟磁性体3の中心部分の磁束
密度、図8(b)は軟磁性体3の磁束密度を軟磁性体1
の長さ方向に積分した値である。
FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b) show a summary of these things using d / Ls as a parameter. Here, FIG. 8A shows the magnetic flux density of the central portion of the soft magnetic body 3, and FIG. 8B shows the magnetic flux density of the soft magnetic body 3.
Is the value integrated in the length direction of.

【0062】図8(a)から明らかなように、軟磁性体
1が逆バイアスされる際の磁束密度の絶対値を考えた場
合には、−0.44≦d/Ls≦0.06が好ましく、
−0.33≦d/Ls≦0の範囲において磁束密度の絶
対値がさらに大きくなるためより好ましいことが分か
る。
As is apparent from FIG. 8A, when considering the absolute value of the magnetic flux density when the soft magnetic body 1 is reverse biased, -0.44≤d / Ls≤0.06 Preferably
It can be seen that in the range of −0.33 ≦ d / Ls ≦ 0, the absolute value of the magnetic flux density is further increased, which is more preferable.

【0063】一方、図8(b)からは、軟磁性体3が全
体的に逆バイアスされるという観点から、−0.22≦
d/Ls≦0.22が好ましく、−0.11≦d/Ls
≦0.06の範囲では磁性体全体の80%以上が逆バイ
アス効果を有するためさらに好ましく、d/Ls=0で
はさらにより好ましい。
On the other hand, from FIG. 8B, from the viewpoint that the soft magnetic material 3 is reverse biased as a whole, −0.22 ≦
d / Ls ≦ 0.22 is preferable, −0.11 ≦ d / Ls
In the range of ≦ 0.06, 80% or more of the entire magnetic material has a reverse bias effect, which is more preferable, and d / Ls = 0 is even more preferable.

【0064】上述したように、本発明の磁気素子におい
ては、平面スパイラルコイルにAC電流を流した際にも
硬磁性体1の部分の渦電流損失の発生は小さいが、さら
に損失の発生を抑えるためには、渦電流の発生を抑制す
るために硬磁性体1をその面内において2つ以上に分割
することが効果的である。但し、残留磁化方向に垂直な
方向に面内で分割した場合に、分割後の隣り合う硬磁性
体1間の距離が大きい場合には軟磁性体3が有効に逆バ
イアスされないという事態も想定される。このことに鑑
みて、分割後の硬磁性体1間の距離を変化させた磁場シ
ミュレーションを実施した。
As described above, in the magnetic element of the present invention, the eddy current loss in the hard magnetic body 1 is small even when an AC current is applied to the planar spiral coil, but the loss is further suppressed. In order to suppress the generation of eddy current, it is effective to divide the hard magnetic body 1 into two or more in its plane. However, when in-plane division is performed in a direction perpendicular to the remanent magnetization direction, it is assumed that the soft magnetic body 3 is not effectively reverse-biased if the distance between the adjacent hard magnetic bodies 1 after division is large. It In view of this, a magnetic field simulation was performed in which the distance between the hard magnetic bodies 1 after division was changed.

【0065】その結果を図9(a)から図9(h)に示
し、その計算に用いたモデルを図9(i)および図9
(j)に示す。図9(a)〜図9(h)は、分割された
硬磁性体が50μmの場合にその間隔を、∞(1つの硬
磁性体片のみ配置した場合)、250μm,100μ
m,50μm,30μm,17μm,7μm,0μm
(分割されていない場合)とした場合の軟磁性体3の磁
束密度の分布を示したものである。なお、図には計算に
用いたモデルの位置をあわせて示してある。
The results are shown in FIGS. 9A to 9H, and the model used for the calculation is shown in FIGS.
It is shown in (j). 9A to 9H, when the divided hard magnetic material is 50 μm, the intervals are ∞ (when only one hard magnetic material piece is arranged), 250 μm, and 100 μm.
m, 50 μm, 30 μm, 17 μm, 7 μm, 0 μm
The distribution of the magnetic flux density of the soft magnetic material 3 in the case of (when not divided) is shown. The position of the model used for the calculation is also shown in the figure.

【0066】図9から分かるように、硬磁性体1が1つ
〔図9(a)〕または硬磁性体1の長さに比してその間
隔が広い場合〔図9(b)または図9(c)〕には、硬
磁性体1近辺では効果が認められるが、軟磁性体3がほ
とんど影響を受けていない部分が存在するため、逆バイ
アス効果が十分ではないことが分かる。
As can be seen from FIG. 9, there is one hard magnetic material 1 [FIG. 9 (a)] or a case where the distance is wider than the length of the hard magnetic material 1 [FIG. 9 (b) or FIG. In (c)], the effect is recognized in the vicinity of the hard magnetic body 1, but it can be seen that the reverse bias effect is not sufficient because there is a portion where the soft magnetic body 3 is hardly affected.

【0067】これらに対して、図9(d)〜図9(h)
は、軟磁性体3の位置によりその磁束密度分布にむらは
あるものの、どの部分においても逆バイアスの効果が現
れている。したがって、残留磁化方向に垂直な方向に面
内で分割されている面状硬磁性体1を有する磁気素子用
コアにおいては、0≦lg/lm≦1(但し、lmは分
割した硬磁性体の残留磁化方向2の長さ、lgは隣り合
う硬磁性体間の残留磁化方向2の長さ)となるように硬
磁性体1を分割することが有効である。
In contrast to these, FIGS. 9 (d) to 9 (h)
Shows that the magnetic flux density distribution varies depending on the position of the soft magnetic material 3, but the effect of the reverse bias appears at any part. Therefore, in the magnetic element core having the planar hard magnetic material 1 divided in the plane in the direction perpendicular to the remanent magnetization direction, 0 ≦ lg / lm ≦ 1 (where lm is the divided hard magnetic material). It is effective to divide the hard magnetic body 1 so that the length of the remanent magnetization direction 2, lg is the length of the remanent magnetization direction 2 between adjacent hard magnetic bodies.

【0068】なお、0≦lg/lm≦0.6の場合には
〔図9(e)〜図9(h)に相当〕、磁束密度分布のむ
らが50%程度となるため好ましく、0≦lg/lm≦
0.14の場合には〔図9(g)または図9(h)に相
当〕、磁束密度分布のむらがほとんどなく、逆バイアス
磁場も大きくなるためさらに好ましい。
When 0 ≦ lg / lm ≦ 0.6 [corresponding to FIG. 9 (e) to FIG. 9 (h)], the unevenness of the magnetic flux density distribution is about 50%, which is preferable, and 0 ≦ lg / Lm ≦
In the case of 0.14 [corresponding to FIG. 9 (g) or FIG. 9 (h)], there is almost no unevenness in the magnetic flux density distribution and the reverse bias magnetic field becomes large, which is more preferable.

【0069】次に、硬磁性体1の残留磁化方向(着磁方
向)2に沿って硬磁性体1を分割した場合について説明
する。硬磁性体1をその残留磁化方向2に沿って分割し
た際の軟磁性体3のバイアス効果を磁場シミュレーショ
ンによって計算を行った。計算に使用したモデルは、4
50μm×150μm×10μmt の軟磁性体3の一面
に同一サイズの硬磁性体1を配置したもので、その概略
を図10に示す。
Next, the case where the hard magnetic body 1 is divided along the remanent magnetization direction (magnetization direction) 2 of the hard magnetic body 1 will be described. The bias effect of the soft magnetic material 3 when the hard magnetic material 1 was divided along the remanent magnetization direction 2 was calculated by magnetic field simulation. The model used for calculation is 4
The hard magnetic body 1 of the same size is arranged on one surface of the soft magnetic body 3 of 50 μm × 150 μm × 10 μm t , and its outline is shown in FIG.

【0070】硬磁性体1の分割を行わない場合、硬磁性
体1を50μm幅にし7μm間隔で分割した場合(以
下、〔50μm/7μm〕のように記す)、〔50μm
/17μm〕、〔50μm/30μm〕、〔50μm/
50μm〕の場合について計算を行った。
When the hard magnetic material 1 is not divided, or when the hard magnetic material 1 is divided into 50 μm width and 7 μm intervals (hereinafter referred to as [50 μm / 7 μm]), [50 μm
/ 17 μm], [50 μm / 30 μm], [50 μm /
50 μm] was calculated.

【0071】それぞれの形状を図11−1,図11−
2,図11−3,図11−4,図11−5に、硬磁性体
1によって軟磁性体3に発生した磁束密度の分布(横軸
は図11−1に示す矢印に沿った軟磁性体の位置)を
図11−11,図11−12,図11−13,図11−
14,図11−15に、硬磁性体1によって軟磁性体3
に発生した磁束密度の分布(横軸は図11−1に示す矢
印に沿った軟磁性体の位置)を図11−21,図11
−22,図11−23,図11−24,図11−25に
それぞれ示す。
The respective shapes are shown in FIGS. 11-1 and 11-.
2, FIG. 11-3, FIG. 11-4, and FIG. 11-5 show the distribution of the magnetic flux density generated in the soft magnetic body 3 by the hard magnetic body 1 (the horizontal axis is the soft magnetic field along the arrow shown in FIG. 11-1). Figure 11-11, Figure 11-12, Figure 11-13, Figure 11-
14 and 11 to 15, the hard magnetic body 1 is used to form the soft magnetic body 3
11-21 and FIG. 11 show the distribution of the magnetic flux density (the horizontal axis is the position of the soft magnetic material along the arrow shown in FIG. 11-1) generated in FIG.
-22, Fig. 11-23, Fig. 11-24, and Fig. 11-25, respectively.

【0072】これらの図から分かるように、硬磁性体1
の残留磁化方向(着磁方向)に沿って硬磁性体1を分割
した場合には、分割の間隔が大きくなるに従い軟磁性体
3に発生する磁束密度は小さくなるが、硬磁性体1が分
割されているにもかかわらず軟磁性体3に発生する磁束
密度にはむらがなく、ほぼ均一に逆バイアスの効果が現
れているため好ましい分割方法であることが分かる。
As can be seen from these figures, the hard magnetic material 1
When the hard magnetic body 1 is divided along the remanent magnetization direction (magnetization direction), the magnetic flux density generated in the soft magnetic body 3 decreases as the division interval increases, but the hard magnetic body 1 is divided. However, the magnetic flux density generated in the soft magnetic material 3 has no unevenness, and the effect of reverse bias appears almost uniformly, so that it is a preferable division method.

【0073】次に、硬磁性体1の残留磁化方向(着磁方
向)に沿って軟磁性体3を分割した場合について説明す
る。軟磁性体3を分割することは軟磁性体3に発生する
渦電流損失を低減する意味で効果的である。上記と同様
に、軟磁性体3のバイアス効果を磁場シミュレーション
によって計算を行った。計算に使用したモデルは、45
0μm×450μm×10μmt の硬磁性体1の一面に
同一サイズの軟磁性体3を配置したもので、その概略を
図12に示す。
Next, the case where the soft magnetic body 3 is divided along the remanent magnetization direction (magnetization direction) of the hard magnetic body 1 will be described. Dividing the soft magnetic body 3 is effective in reducing the eddy current loss generated in the soft magnetic body 3. Similar to the above, the bias effect of the soft magnetic material 3 was calculated by magnetic field simulation. The model used for the calculation is 45
The soft magnetic body 3 of the same size is arranged on one surface of the hard magnetic body 1 of 0 μm × 450 μm × 10 μm t , and its outline is shown in FIG.

【0074】軟磁性体3の分割を行わない場合、軟磁性
体3を50μm幅にし、7μm間隔で分割した場合(以
下、〔50μm/7μm〕のように記す)、〔50μm
/17μm〕、〔50μm/30μm〕、〔50μm/
50μm〕の場合について計算を行った。
When the soft magnetic material 3 is not divided, when the soft magnetic material 3 has a width of 50 μm and is divided at intervals of 7 μm (hereinafter referred to as [50 μm / 7 μm]), [50 μm
/ 17 μm], [50 μm / 30 μm], [50 μm /
50 μm] was calculated.

【0075】それぞれの形状を図13−1〜図13−5
に、硬磁性体によって軟磁性体に発生した磁束密度の分
布(横軸は図13−1に示す矢印に沿った軟磁性体の
位置)を図13−11〜図13−15に、硬磁性体によ
って軟磁性体に発生した磁束密度の分布(横軸は図13
−1に示す矢印に沿った軟磁性体の位置)を図13−
21〜図13−25にそれぞれ示す。
The respective shapes are shown in FIGS. 13-1 to 13-5.
13-11 to 13-15 show the distribution of the magnetic flux density generated in the soft magnetic material by the hard magnetic material (the horizontal axis is the position of the soft magnetic material along the arrow shown in FIG. 13-1). Distribution of the magnetic flux density generated in the soft magnetic body by the body (the horizontal axis is shown in FIG.
Position of the soft magnetic material along the arrow indicated by -1) in FIG.
21 to 13 to 25, respectively.

【0076】これらの図から分かるように、硬磁性体1
の残留磁化方向(着磁方向)に沿って軟磁性体3を分割
した場合には、軟磁性体3に発生する磁束密度にはむら
がなく、ほぼ均一に逆バイアスの効果が現れているため
好ましい分割方法であることがわかる。
As can be seen from these figures, the hard magnetic material 1
When the soft magnetic body 3 is divided along the remanent magnetization direction (magnetization direction), the magnetic flux density generated in the soft magnetic body 3 is uniform, and the effect of reverse bias appears almost uniformly. It turns out that this is the preferred division method.

【0077】また、上述の硬磁性体1の残留磁化方向
(着磁方向)に沿って硬磁性体1あるいは軟磁性体3を
分割した場合の結果から、軟磁性体3に発生する最大磁
束密度と硬磁性体体積(Vm)/軟磁性体体積(Vs)
との関係を表したものを図14において×印で示す(同
図14の○△印については後述する)。
Further, the maximum magnetic flux density generated in the soft magnetic material 3 is obtained from the result of dividing the hard magnetic material 1 or the soft magnetic material 3 along the remanent magnetization direction (magnetization direction) of the hard magnetic material 1. And hard magnetic material volume (Vm) / soft magnetic material volume (Vs)
In FIG. 14, a symbol X represents the relationship with (indicated by ◯ Δ in FIG. 14 will be described later).

【0078】この図からは、硬磁性体1を分割した場合
および軟磁性体3を分割した場合の双方において軟磁性
体3の磁束密度は同一直線にのり、軟磁性体3に発生す
る磁束密度は硬磁性体体積(Vm)/軟磁性体体積(V
s)に比例することがわかる。
From this figure, the magnetic flux density of the soft magnetic material 3 is on the same straight line when the hard magnetic material 1 is divided and when the soft magnetic material 3 is divided, and the magnetic flux density generated in the soft magnetic material 3 is shown. Is hard magnetic material volume (Vm) / soft magnetic material volume (V
It can be seen that it is proportional to s).

【0079】また、Br=1Tの残留磁束密度を有する
硬磁性体1を仮定して図14の結果を算出しているが、
発生する磁束は硬磁性体1の残留磁束密度Brに比例す
るものである。したがって、軟磁性体3に発生する磁束
密度Bsoftは、Bsoft=0.83・Br・Vm
/Vs、と表すことが可能である。
The result of FIG. 14 is calculated assuming the hard magnetic material 1 having a residual magnetic flux density of Br = 1T.
The generated magnetic flux is proportional to the residual magnetic flux density Br of the hard magnetic body 1. Therefore, the magnetic flux density Bsoft generated in the soft magnetic body 3 is Bsoft = 0.83 · Br · Vm.
It can be expressed as / Vs.

【0080】なお、以上は軟磁性体3の比透磁率を60
0として計算した場合であるが、比透磁率を半分の30
0あるいは倍の1200にした場合であっても、軟磁性
体3に発生する磁束密度はほとんど変化がなく、上記の
式で表現することが可能である(このことは、図14に
おいて、比透磁率300の場合に同様なモデルにおいて
軟磁性体3に発生した磁束密度を○で、1200の場合
を△で示す)。この理由は、軟磁性体3の比透磁率があ
る程度以上大きい際には軟磁性体3自身の反磁界の影響
によって実効的な比透磁率がほぼ同じになっているため
である。
In the above, the relative magnetic permeability of the soft magnetic material 3 is set to 60.
This is the case when calculated as 0, but the relative permeability is halved to 30.
Even when the value is set to 0 or 1200, the magnetic flux density generated in the soft magnetic material 3 hardly changes and can be expressed by the above equation (this is shown in FIG. The magnetic flux density generated in the soft magnetic body 3 in the same model when the magnetic susceptibility is 300 is indicated by ◯, and when 1200 is indicated by Δ. The reason is that when the relative magnetic permeability of the soft magnetic body 3 is larger than a certain level, the effective relative magnetic permeability is almost the same due to the influence of the demagnetizing field of the soft magnetic body 3 itself.

【0081】また、以上の計算は、硬磁性体1及び軟磁
性体3のサイズが450μm×450μmの場合である
が、サイズを変えた場合、すなわち、450μm×10
0μm(残留磁化に垂直な方向の幅×残留磁化方向の長
さを表す。以下、この段落において同じ)、450μm
×1000μm、1000μm×450μm、100μ
m×450μmの場合でも、軟磁性体3に発生する磁束
密度は前記とほぼ同様であり、サイズにかかわらず上記
の式で表現することが可能である。
The above calculation is for the case where the sizes of the hard magnetic material 1 and the soft magnetic material 3 are 450 μm × 450 μm, but when the sizes are changed, that is, 450 μm × 10.
0 μm (width in the direction perpendicular to the remanent magnetization × length in the remanent magnetization direction; hereinafter the same in this paragraph), 450 μm
× 1000 μm, 1000 μm × 450 μm, 100 μ
Even in the case of m × 450 μm, the magnetic flux density generated in the soft magnetic body 3 is almost the same as the above, and can be expressed by the above formula regardless of the size.

【0082】さて、本発明は、硬磁性体1により軟磁性
体3にバイアス磁場を印加した磁気素子用コアによっ
て、磁気素子の電流範囲の可動範囲を変更または拡張す
ることを目的の1つとするが、当該磁気素子を利用する
部品、機器、装置によって適当な範囲がある。例えば、
スイッチング電源に使用される磁気素子(インダクタ)
には、通常、0Aを下限とする三角波の電流が流れるた
め、磁気素子としては0A以上の電流で動作しなければ
ならない。
Now, one of the objects of the present invention is to change or expand the movable range of the current range of the magnetic element by the magnetic element core in which the bias magnetic field is applied to the soft magnetic body 3 by the hard magnetic body 1. However, there is an appropriate range depending on the parts, equipment, and devices using the magnetic element. For example,
Magnetic element (inductor) used for switching power supply
Normally, a triangular wave current having a lower limit of 0 A flows, so the magnetic element must operate at a current of 0 A or higher.

【0083】したがって、この場合の磁気素子に使用す
る本発明に係る磁気素子用コアにおいては、硬磁性体1
と軟磁性体3の物性値等との間には上記の用途に合った
適当な関係が存在するはずである。すなわち、硬磁性体
1によるバイアス磁場によって軟磁性体3が磁気的に飽
和していないことが好ましい(上記のスイッチング電源
に使用するインダクタの例では、0Aから動作すること
が好ましい)。そのためには、本発明の磁気素子用コア
においては、軟磁性体3に発生する磁束密度が軟磁性体
3の飽和磁束密度Bsを超えないことが必要である。
Therefore, in the magnetic element core according to the present invention used for the magnetic element in this case, the hard magnetic material 1 is used.
There should be an appropriate relationship between the physical properties of the soft magnetic material 3 and the like and the above-mentioned use. That is, it is preferable that the soft magnetic body 3 is not magnetically saturated by the bias magnetic field of the hard magnetic body 1 (in the example of the inductor used for the switching power supply, it is preferable to operate from 0A). For that purpose, in the magnetic element core of the present invention, it is necessary that the magnetic flux density generated in the soft magnetic body 3 does not exceed the saturation magnetic flux density Bs of the soft magnetic body 3.

【0084】したがって、上述の式に従えば、Bs≧B
soft=0.83・Br・Vm/Vs、すなわち、
0.83・Br・Vm≦Bs・Vs(Brは面状硬磁性
体の残留磁束密度、Vmは硬磁性体の体積、Bsは軟磁
性体の飽和磁束密度、Vsは軟磁性体の体積)であるこ
とが必要であり、かかる用途の磁気素子に使用されるコ
アとしては好ましい。
Therefore, according to the above equation, Bs ≧ B
soft = 0.83 · Br · Vm / Vs, that is,
0.83 · Br · Vm ≦ Bs · Vs (Br is residual magnetic flux density of planar hard magnetic material, Vm is volume of hard magnetic material, Bs is saturation magnetic flux density of soft magnetic material, Vs is volume of soft magnetic material) And is preferable as the core used in the magnetic element for such an application.

【0085】さらに、以上の磁気素子用コアのうち1つ
または2つ以上を、硬磁性体の残留磁化方向を揃えて組
み合わせた磁気素子用コアにおいても同様な効果を有す
るため、所望の特性に応じた磁気素子用コアを自由に作
製することが可能である。
Further, a magnetic element core in which one or two or more of the above magnetic element cores are combined so that the remanent magnetization directions of the hard magnetic bodies are aligned has the same effect, so that the desired characteristics are obtained. It is possible to freely manufacture a corresponding core for a magnetic element.

【0086】面状コイルまたは線状導体の両面または片
面に、上記の磁気素子用コアのうちの1つまたは2つ以
上が配置されている磁気素子であって、磁気素子用コア
の硬磁性体1の残留磁化方向とコイルにより軟磁性体3
が磁化される方向とが同じとなるように当該コアを配置
することにより、大電流でも特性が劣化しない等の前記
効果を有する磁気素子を得ることができる。この場合の
コイルはスパイラル型であってもよいし、くし型(ミア
ンダ型)であってもよいし、線状導体は直線的であって
もよいし、直線をつないだものであってもよいし、曲線
状であってもよい。
A magnetic element in which one or more of the above-mentioned magnetic element cores are arranged on both sides or one side of a planar coil or a linear conductor, wherein the magnetic core is a hard magnetic material. Soft magnetic material 3 by the remanent magnetization direction of 1 and the coil
By arranging the core so that the direction of magnetization is the same, it is possible to obtain a magnetic element having the above-described effect such that characteristics are not deteriorated even with a large current. In this case, the coil may be a spiral type, a comb type (meaner type), the linear conductor may be linear, or may be a straight line connected. However, it may be curved.

【0087】なお、面状コイルまたは線状導体の両面に
当該磁気素子用コアを配置した場合には、通常、コイル
または線状導体を挟んで対向する2つの磁気素子用コア
の硬磁性体1の残留磁化方向は互いに反対方向を向いて
いることとなる。また、前記面状コイルまたは線状導体
の片面のみに磁気素子用コアが配置されている磁気素子
の場合には、前記磁気素子用コアを配置しない他の面に
軟磁性体3を配置しても、前記と同様な効果を保持した
ままインダクタンスが増加する利点が得られるため好ま
しい構成である。
When the magnetic element cores are arranged on both sides of the planar coil or the linear conductor, usually, the hard magnetic material 1 of the two magnetic element cores facing each other with the coil or the linear conductor interposed therebetween. The remanent magnetization directions of are opposite to each other. In the case of a magnetic element in which the magnetic element core is arranged only on one surface of the planar coil or the linear conductor, the soft magnetic body 3 is arranged on the other surface on which the magnetic element core is not arranged. Also, since it is possible to obtain the advantage that the inductance increases while maintaining the same effect as the above, it is a preferable configuration.

【0088】同様に、ソレノイド型コイルの内部に磁気
素子用コアが配置されている磁気素子であって、磁気素
子用コアの硬磁性体1の残留磁化方向と前記コイルによ
り軟磁性体3が磁化される方向とが同じとなるように当
該コアを配置することにより、大電流でも特性が劣化し
ない等の前記効果を有する磁気素子を得ることができ
る。
Similarly, in the magnetic element in which the magnetic element core is arranged inside the solenoid type coil, the residual magnetization direction of the hard magnetic material 1 of the magnetic element core and the soft magnetic material 3 are magnetized by the coil. By arranging the cores so that the directions are the same, it is possible to obtain a magnetic element having the above-described effect that the characteristics do not deteriorate even with a large current.

【0089】また、硬磁性体1を使用しない従来のイン
ダクタ等の面状磁気素子に対して、本発明の効果を奏す
るように、具体的には面状磁気素子の軟磁性体3の部分
がコイル電流によって磁化される方向とは逆方向に磁場
が印加されるように、面内方向に着磁した面状硬磁性体
1を軟磁性体3とコイル(導体)とからなる磁気素子の
面の法線方向に配置することによって、従来の磁気素子
の使用電流範囲を変更することおよび定格電流値を増加
させることが可能である。
Further, in order to achieve the effect of the present invention, the soft magnetic material 3 of the planar magnetic element is specifically different from that of the conventional planar magnetic element that does not use the hard magnetic material 1. The planar hard magnetic body 1 magnetized in the in-plane direction is applied to the surface of the magnetic element composed of the soft magnetic body 3 and the coil (conductor) so that the magnetic field is applied in the direction opposite to the direction magnetized by the coil current. By arranging in the normal line direction, it is possible to change the operating current range of the conventional magnetic element and increase the rated current value.

【0090】一方、スイッチング電源には磁気素子(イ
ンダクタ等)が使用されるが、スイッチング電源の動作
時に、この磁気素子には、一般には、図15(a)に示
すような三角波の電流が流れる。その際に、この磁気素
子の軟磁性体3には、図15(b)に示すような、B−
Hカーブに沿ってとの間を周期的に磁化されること
となる。
On the other hand, although a magnetic element (inductor or the like) is used for the switching power supply, a triangular wave current as shown in FIG. 15A generally flows through this magnetic element when the switching power supply operates. . At that time, as shown in FIG.
It will be magnetized periodically between and along the H curve.

【0091】しかし、大きな電流〔図15(a)に示す
以上〕を流した場合には、磁気素子(インダクタ)に
使用する磁性体(磁気コア)が、磁気飽和を起こす〔図
15(b)に示す以上〕ため、インダクタとして動作
しなくなり、スイッチング電源は正常な動作を行えなく
なる。つまり、スイッチング電源は、磁気素子(インダ
クタ)に使用する磁性体(磁気コア)が磁気飽和を起こ
さない範囲の電流範囲での使用に限られることとなる。
However, when a large current [above FIG. 15 (a)] is applied, the magnetic body (magnetic core) used for the magnetic element (inductor) causes magnetic saturation [FIG. 15 (b)]. Therefore, the switching power supply cannot operate normally because it does not operate as an inductor. That is, the switching power supply is limited to use in a current range in which the magnetic body (magnetic core) used for the magnetic element (inductor) does not cause magnetic saturation.

【0092】これに対して、本発明の磁気素子をスイッ
チング電源に使用した場合には、磁気素子があらかじめ
硬磁性体1によってバイアスされているため、大きな電
流を扱うことが可能となる。すなわち、本発明に係る磁
気素子の軟磁性体3は、硬磁性体1の配置効果によって
軟磁性体3があらかじめ逆方向にバイアスされているた
めに〔図16(a)に示すの位置〕、図16(b)に
示されるようなB−Hカーブに沿って、との間を周
期的に磁化されることとなるため、前記の従来例よりも
大きな電流をコイルに流すことが可能となり、スイッチ
ング電源としては従来のもの以上に大きな電力を扱うこ
とが可能となる。
On the other hand, when the magnetic element of the present invention is used for the switching power supply, since the magnetic element is biased by the hard magnetic material 1 in advance, a large current can be handled. That is, since the soft magnetic body 3 of the magnetic element according to the present invention is biased in the opposite direction in advance due to the arrangement effect of the hard magnetic body 1, [the position shown in FIG. 16 (a)], Since it is periodically magnetized between and along the B-H curve as shown in FIG. 16 (b), it becomes possible to pass a larger current than the above-mentioned conventional example in the coil, The switching power supply can handle a larger amount of electric power than the conventional one.

【0093】また、通常動作時において、磁気素子に図
17(a)に示すような電流(つまり、下限の電流が0
Aより大きい場合)が流れるような用途においては、硬
磁性体1を配置しない従来の磁気素子では軟磁性体3は
図17(b)に示すように磁気的に飽和してしまうこと
になるため、かかる磁気素子を使用することはできな
い。しかし、適当な位置にバイアスされた〔図17
(c)のような位置、つまり、コイルに流れる電流の平
均値による磁場程度に軟磁性体3が逆バイアスされてい
る〕本発明の磁気素子を使用すれば、かかる用途にも適
用可能である。
Further, during the normal operation, the current as shown in FIG. 17A (that is, the lower limit current is 0
In the application in which (when larger than A) flows, the soft magnetic material 3 is magnetically saturated as shown in FIG. 17B in the conventional magnetic element in which the hard magnetic material 1 is not arranged. , Such a magnetic element cannot be used. However, it was biased in place [Fig.
The position as shown in (c), that is, the soft magnetic body 3 is reverse-biased to a magnetic field corresponding to the average value of the current flowing through the coil.] The magnetic element of the present invention can be applied to such applications. .

【0094】また、硬磁性体を使用しない従来のインダ
クタ等の面状磁気素子を使用するスイッチング電源に対
して、本発明の効果を奏するように、具体的には面状磁
気素子の軟磁性体3の部分がコイル電流によって磁化さ
れる方向とは逆方向に磁場が印加されるように、面内方
向に着磁した面状硬磁性体1を軟磁性体3とコイル(導
体)とからなる磁気素子の面の法線方向に配置すること
によって、従来の磁気素子の使用電流範囲を変更するこ
と、あるいは定格電流値を増加させることによって、ス
イッチング電源の使用電流範囲の変更あるいは定格電流
の増加が可能である。
Further, in order to obtain the effects of the present invention, the soft magnetic material of the planar magnetic element is specifically applied to the switching power supply using the planar magnetic element such as the conventional inductor which does not use the hard magnetic material. The planar hard magnetic body 1 magnetized in the in-plane direction is composed of the soft magnetic body 3 and the coil (conductor) so that the magnetic field is applied in the direction opposite to the direction in which the portion 3 is magnetized by the coil current. By arranging in the direction normal to the surface of the magnetic element, the operating current range of the conventional magnetic element can be changed, or the rated current value can be increased to change the operating current range of the switching power supply or increase the rated current. Is possible.

【0095】以下、本発明の具体的実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。
Specific examples of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0096】(実施例1)まず、本発明の実施例1につ
いて説明する。
Example 1 First, Example 1 of the present invention will be described.

【0097】図4〜図6は、本発明の実施例1を示す磁
気素子用コアの構成図であり、図4(a)、図5
(a)、図6(a)、図4(c)〜図4(e)、図5
(c)〜図5(e)、図6(c)〜図6(e)は本発明
の磁気素子用コアの一例を示す外観図である。
FIGS. 4 to 6 are configuration diagrams of a magnetic element core according to the first embodiment of the present invention. FIGS.
(A), FIG. 6 (a), FIG. 4 (c) to FIG. 4 (e), FIG.
FIGS. 5C to 5E and FIGS. 6C to 6E are external views showing an example of the magnetic element core of the present invention.

【0098】図4(a)は、面内の一方向に残留磁化を
有する面状硬磁性体1と、その片面に配置された面状軟
磁性体3とにより構成されていることを特徴とする磁気
素子用コアの一例であり、図5(a)は、面状軟磁性体
3の両面に面内の一方向に残留磁化を有する2つの面状
硬磁性体1が配置され、前記2つの面状硬磁性体1の残
留磁化方向が揃っていることを特徴とする磁気素子用コ
アの一例であり、図6(a)は、面内の一方向に残留磁
化を有する面状硬磁性体1と、その両面に配置された2
つの面状軟磁性体3とにより構成されていることを特徴
とする磁気素子用コアの一例である。
FIG. 4A is characterized in that it is composed of a planar hard magnetic material 1 having a residual magnetization in one direction in the surface and a planar soft magnetic material 3 arranged on one surface thereof. 5A is an example of a core for a magnetic element, in which two planar hard magnetic bodies 1 having residual magnetization in one in-plane direction are arranged on both sides of the planar soft magnetic body 3, and FIG. 6A is an example of a magnetic element core characterized in that the remanent magnetization directions of two planar hard magnetic bodies 1 are aligned, and FIG. 6A shows a planar hard magnetic material having remanent magnetization in one in-plane direction. Body 1 and 2 on both sides
It is an example of a core for a magnetic element, which is constituted by two planar soft magnetic bodies 3.

【0099】また、図4(c)〜図4(d)、図5
(c)〜図5(d)、図6(c)〜図6(d)は、前記
の磁気素子用コアにおいて、前記面状硬磁性体1または
面状軟磁性体3またはその双方が面内で分割されている
例である。
Further, FIGS. 4C to 4D and FIG.
(C) to FIG. 5 (d) and FIG. 6 (c) to FIG. 6 (d) show that the surface hard magnetic material 1 or the surface soft magnetic material 3 or both of them are surfaces in the magnetic element core. It is an example of being divided within.

【0100】いずれの場合においても、軟磁性体3がバ
イアス磁界を受けるように硬磁性体1を配置するような
構成であれば、図4(e)、図5(e)、図6(e)に
示すように曲面状であってもよい。また、硬磁性体1と
軟磁性体3とは密着していても良いし、間に空気層ある
いは絶縁体層を介すものであっても良い。
In any case, if the hard magnetic body 1 is arranged so that the soft magnetic body 3 receives the bias magnetic field, the configuration shown in FIGS. 4 (e), 5 (e), and 6 (e) is used. ), It may be curved. Further, the hard magnetic body 1 and the soft magnetic body 3 may be in close contact with each other, or an air layer or an insulating layer may be interposed therebetween.

【0101】また、軟磁性体3と硬磁性体1とを別工程
で作製した後にこれらを貼り合わせる方法、軟磁性体3
を形成後、この上に硬磁性体1を形成する方法、あるい
は、硬磁性体を形成した後に軟磁性体3を形成する方
法、のいずれの方法でも作製可能である。
A method of manufacturing the soft magnetic body 3 and the hard magnetic body 1 in separate steps and then bonding them together, the soft magnetic body 3
It is possible to manufacture by forming the hard magnetic material 1 on the hard magnetic material 1 or forming the hard magnetic material 1 on the hard magnetic material 3 or forming the soft magnetic material 3 on the hard magnetic material 1 .

【0102】(実施例2)図18は本発明の実施例2を
示す磁気素子の構成図であり、図18(a)は本発明の
実施例2を示す磁気素子を示す外観図、図18(b)は
その磁気素子の構成要素を説明するための図である。
(Embodiment 2) FIG. 18 is a constitutional view of a magnetic element showing Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 18A is an external view showing a magnetic element showing Embodiment 2 of the present invention. (B) is a figure for demonstrating the component of the magnetic element.

【0103】この磁気素子は、面状硬磁性体(1a,1
b)と面状軟磁性体(3a,3b)と導体であるコイル
4と面状軟磁性体(3c,3d)と面状硬磁性体(1
c,1d)とにより構成される。
This magnetic element is composed of a planar hard magnetic material (1a, 1a).
b), the planar soft magnetic bodies (3a, 3b), the coil 4 as a conductor, the planar soft magnetic bodies (3c, 3d), and the planar hard magnetic body (1
c, 1d).

【0104】面状硬磁性体(1a,1b,1c,1d)
に付した矢印2は、硬磁性体の着磁方向を表し、面状軟
磁性体(3a,3b,3c,3d)に付した矢印6はコ
イル4を流れる電流によって軟磁性体3が励磁される方
向を表している。すなわち、本発明の磁気素子は、本発
明に係る磁気素子用コア(1aと3a、1bと3b、1
cと3c、1dと3d)を、面状に形成したコイル4の
両面に配置し、かつ、前記磁気素子用コア中の面状硬磁
性体1の着磁方向と前記コイル4に流れる電流によって
軟磁性体3が磁化される方向とが同じである磁気素子の
一例である。
Planar hard magnetic material (1a, 1b, 1c, 1d)
The arrow 2 attached to indicates the magnetization direction of the hard magnetic material, and the arrow 6 attached to the planar soft magnetic material (3a, 3b, 3c, 3d) indicates that the soft magnetic material 3 is excited by the current flowing through the coil 4. Represents the direction in which to move. That is, the magnetic element of the present invention comprises the magnetic element cores (1a and 3a, 1b and 3b, 1
c and 3c, 1d and 3d) are arranged on both sides of the coil 4 formed in a planar shape, and depending on the magnetization direction of the planar hard magnetic material 1 in the magnetic element core and the current flowing in the coil 4. This is an example of a magnetic element in which the soft magnetic body 3 is magnetized in the same direction.

【0105】なお、本発明は上記の形態に限定されるも
のではなく、面状軟磁性体3と面状硬磁性体1が上下を
逆にしている磁気素子用コア(例えば、硬磁性体1aと
軟磁性体3aおよび硬磁性体1bと軟磁性体3bとが上
下を逆に構成されている等)が配置されていても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but the magnetic element core (for example, the hard magnetic body 1a) in which the planar soft magnetic body 3 and the planar hard magnetic body 1 are turned upside down. And soft magnetic body 3a and hard magnetic body 1b and soft magnetic body 3b are arranged upside down).

【0106】また、コイル4と当該磁気素子用コアとの
間は絶縁体等を介することにより絶縁されていることが
好ましいが、磁気素子用コアに導電性がない等コイル4
を流れる電流が磁気素子用コアを介して流れることがな
い場合にはコイル4と密着して配置しても良い。
Further, it is preferable that the coil 4 and the magnetic element core are insulated from each other by an insulator or the like, but the magnetic element core is not electrically conductive.
When the current flowing through the magnetic element core does not flow through the magnetic element core, it may be placed in close contact with the coil 4.

【0107】また、本発明に係る磁気素子用コアがコイ
ル4の一面にのみ配置する形態〔例えば、図18(b)
において、軟磁性体3c,3d,硬磁性体1c,1dを
配置しない〕であっても同様の効果を奏することができ
るし、また、コイル4の一面にのみ本発明に係る磁気素
子用コアが配置され、コイル4の他方の面には軟磁性体
3のみが配置される形態〔例えば、図18(b)におい
て、硬磁性体1c,1dを配置しない〕であっても同様
の効果を奏する。
Further, the magnetic element core according to the present invention is arranged only on one surface of the coil 4 [eg, FIG. 18 (b)].
In which the soft magnetic bodies 3c and 3d and the hard magnetic bodies 1c and 1d are not arranged], the same effect can be obtained, and the magnetic element core according to the present invention is provided only on one surface of the coil 4. Even if the soft magnetic body 3 is arranged on the other surface of the coil 4 [for example, the hard magnetic bodies 1c and 1d are not arranged in FIG. 18 (b)], the same effect can be obtained. .

【0108】本実施例の磁気素子の製造方法の例を下に
いくつか示す。
Some examples of the method of manufacturing the magnetic element of this example are shown below.

【0109】第1の製造方法は、所定の方向に着磁した
面状硬磁性体1と面状軟磁性体3とを組み合わせた本発
明に係る磁気素子用コア(図18に示す磁気素子におい
ては、1aと3a、1bと3b、1cと3c、1dと3
dをそれぞれ組み合わせたコア)を複数作製し、これら
の磁気素子用コアを、導体を巻きまわして面状に形成し
たスパイラルコイル4の上下に配置することによって作
製することが可能である。
The first manufacturing method is the core for a magnetic element according to the present invention in which the planar hard magnetic material 1 and the planar soft magnetic material 3 magnetized in a predetermined direction are combined (in the magnetic element shown in FIG. Are 1a and 3a, 1b and 3b, 1c and 3c, 1d and 3
It is possible to manufacture a plurality of cores each combining d) and arrange these magnetic element cores above and below the spiral coil 4 formed into a planar shape by winding a conductor.

【0110】第2の製造方法は、薄膜工程によって作製
する方法が挙げられる。すなわち、フォトマスク等によ
って感光したフォトレジスト等により所定のパターンを
形成した基板上に硬磁性体薄膜(1c,1d)を成膜
し、この上に所定のパターンを形成した後に軟磁性体
(3c,3d)を成膜し、この上に絶縁膜を介して所定
のパターンを形成した後に導体を成膜することによっ
て、コイルパターン(4)を形成し、この上に所定のパ
ターンを形成した後に軟磁性体(3a,3b)を成膜
し、この上に所定のパターンを形成した後に硬磁性体薄
膜(1a,1b)を成膜することによっても作製可能で
ある。
The second manufacturing method may be a method of manufacturing by a thin film process. That is, the hard magnetic thin film (1c, 1d) is formed on a substrate on which a predetermined pattern is formed by a photoresist or the like exposed by a photomask, and the predetermined pattern is formed on the hard magnetic thin film (1c, 1d). , 3d) is formed, a predetermined pattern is formed on this via an insulating film, and then a conductor is formed to form a coil pattern (4), and then a predetermined pattern is formed thereon. It can also be manufactured by forming the soft magnetic material (3a, 3b), forming a predetermined pattern thereon, and then forming the hard magnetic material thin film (1a, 1b).

【0111】この場合、硬磁性体薄膜の成膜時には、硬
磁性体薄膜が所定の方向に着磁されるように、あるい
は、後の着磁が容易になるように一軸異方性を付与する
ために磁場中で成膜を行うことが好ましい。また、コイ
ル、軟磁性体、硬磁性体相互の絶縁性を保つために間に
絶縁層を挟んでも良い。
In this case, at the time of forming the hard magnetic thin film, uniaxial anisotropy is given so that the hard magnetic thin film is magnetized in a predetermined direction or is easily magnetized later. Therefore, it is preferable to form the film in a magnetic field. Further, an insulating layer may be interposed between the coil, the soft magnetic material, and the hard magnetic material in order to maintain the insulating property.

【0112】また、磁気素子形成後に、コイルに電流を
通電して硬磁性体1の着磁もしくは着磁の強化を行うこ
とも好ましい。上記の第1の方法においては着磁を施し
たコアを近接して配置することに比べて比較的簡素な方
法であるし、特に第2の方法においては、成膜工程で複
数の硬磁性体を複数の方向に着磁を行うことに比べて工
程の簡素化を図ることが可能だからである。
It is also preferable that the hard magnetic material 1 be magnetized or strengthened by passing a current through the coil after forming the magnetic element. The above-mentioned first method is a relatively simple method as compared with arranging magnetized cores close to each other. Particularly, in the second method, a plurality of hard magnetic materials are used in the film forming step. This is because it is possible to simplify the process as compared with the case where the magnet is magnetized in a plurality of directions.

【0113】また、本発明の磁気素子においては、コイ
ルに流れる電流により発生する磁界方向に面状硬磁性体
1が着磁されていることによって効果を奏することが可
能な構成を採用しているため、かかる方法が可能であ
る。また、かかる方法により着磁を行う際には、硬磁性
体が所望の方向に着磁されるように硬磁性体1に一軸異
方性を付与しておくことが好ましい。
In addition, the magnetic element of the present invention employs a structure in which the planar hard magnetic material 1 is magnetized in the magnetic field direction generated by the current flowing through the coil, which is effective. Therefore, such a method is possible. Further, when magnetizing by such a method, it is preferable to impart uniaxial anisotropy to the hard magnetic body 1 so that the hard magnetic body is magnetized in a desired direction.

【0114】更に、本発明の方法は本発明に係る磁気素
子中の硬磁性体の着磁を強化する場合にも有効である。
なお、コイルに電流を通電する場合には、コイルがジュ
ール熱によって発熱する場合があるためパルス状の電流
または電圧を印加することが好ましい。
Furthermore, the method of the present invention is also effective in strengthening the magnetization of the hard magnetic material in the magnetic element according to the present invention.
When a current is applied to the coil, it is preferable to apply a pulsed current or voltage because the coil may generate heat due to Joule heat.

【0115】(実施例3)図1は本発明の実施例3を示
す磁気素子の構成図であり、図1(a)はその磁気素子
を示す外観図、図1(b)はその磁気素子の構成要素を
説明するための図である。
(Embodiment 3) FIG. 1 is a structural view of a magnetic element showing Embodiment 3 of the present invention. FIG. 1 (a) is an external view showing the magnetic element, and FIG. 1 (b) is the magnetic element. It is a figure for demonstrating the component of.

【0116】図18(b)で説明した磁気素子に配置し
た磁気素子用コアが複数の素片に分割されている(ある
いは、平面硬磁性体1と平面軟磁性体3とによる本発明
に係る16個の磁気素子用コアが平面コイル4の上下に
配置されているといってもよい)こと以外は、実施例2
に示す磁気素子と同様である。かかる構成を取った場合
にも実施例2と同様の効果を奏することが可能である。
The magnetic element core disposed in the magnetic element described with reference to FIG. 18B is divided into a plurality of pieces (or the planar hard magnetic body 1 and the planar soft magnetic body 3 according to the present invention. Example 16 except that 16 magnetic element cores are arranged above and below the planar coil 4)
It is similar to the magnetic element shown in. Even when such a configuration is adopted, it is possible to obtain the same effect as that of the second embodiment.

【0117】また、かかる構成によって磁気素子用コア
を分割した場合には、磁気素子用コアに発生する渦電流
損失が低減する効果も有する。なお、本実施例のように
複数の磁気素子用コアを配置する場合には、すべて同一
の磁気素子用コアを配置してもよいが、複数種類の磁気
素子用コアを配置しても良い。
Further, when the magnetic element core is divided by such a structure, there is an effect of reducing the eddy current loss generated in the magnetic element core. When a plurality of magnetic element cores are arranged as in this embodiment, the same magnetic element cores may be arranged, but a plurality of types of magnetic element cores may be arranged.

【0118】(実施例4)図19は本発明の実施例4を
示す磁気素子の構成図であり、図19(a)はその磁気
素子を示す外観図、図19(b)はその磁気素子の構成
要素を説明するための図である。実施例2の磁気素子に
配置した磁気素子用コアのうち硬磁性体1のみが複数の
素片に分割されていること以外は実施例2に示す磁気素
子と同じである。かかる構成を取った場合にも実施例2
と同様の効果を奏することが可能である。
(Embodiment 4) FIG. 19 is a structural view of a magnetic element showing Embodiment 4 of the present invention. FIG. 19 (a) is an external view showing the magnetic element, and FIG. 19 (b) is the magnetic element. It is a figure for demonstrating the component of. The magnetic element according to the second embodiment is the same as the magnetic element according to the second embodiment except that only the hard magnetic body 1 of the magnetic element core arranged in the magnetic element is divided into a plurality of pieces. Example 2 also when such a configuration is adopted
The same effect as can be obtained.

【0119】また、本実施例の磁気素子用コアとは逆
に、軟磁性体のみが複数の素辺に分割されている磁気素
子用コアでも当然に本発明の効果を奏する磁気素子を得
ることが可能である。また、かかる構成によって、磁気
素子用コアのうちの硬磁性体1または軟磁性体3を分割
した場合には、磁気素子用コアに発生する渦電流損失が
低減する効果も有する。
Contrary to the magnetic element core of the present embodiment, a magnetic element core in which only the soft magnetic material is divided into a plurality of element sides can naturally obtain a magnetic element which exhibits the effect of the present invention. Is possible. Further, with this configuration, when the hard magnetic body 1 or the soft magnetic body 3 of the magnetic element core is divided, it also has an effect of reducing the eddy current loss generated in the magnetic element core.

【0120】なお、本実施例のように磁気素子用コアの
うちの硬磁性体1または軟磁性体3を分割して配置した
場合には、分割して配置した硬磁性体1あるいは軟磁性
体3はすべて同一の特性のものを配置してもよいが、複
数種類のものを配置しても良い。
When the hard magnetic body 1 or the soft magnetic body 3 of the magnetic element core is divided and arranged as in this embodiment, the divided hard magnetic body 1 or the soft magnetic body 1 is arranged. 3 may have the same characteristics, but may have a plurality of types.

【0121】(実施例5)図20は本発明の実施例5を
示す磁気素子の構成図であり、図20(a)はその磁気
素子を示す外観図、図20(b)はその磁気素子の構成
要素を説明するための図である。
(Embodiment 5) FIG. 20 is a structural view of a magnetic element showing Embodiment 5 of the present invention. FIG. 20 (a) is an external view showing the magnetic element, and FIG. 20 (b) is the magnetic element. It is a figure for demonstrating the component of.

【0122】このようなコイル4のパターンにおいて
も、本発明の効果は有効に発揮することができる。コイ
ル4の1辺のみに本発明に係る磁気素子用コアを配置し
ても有効であるが、さらに、本実施例に示すようにコイ
ル4の4辺に本発明に係る磁気素子用コアを配置するこ
とによって、本発明の効果を顕著なものとすることが可
能である。
Even with such a pattern of the coil 4, the effects of the present invention can be effectively exhibited. Although it is effective to dispose the magnetic element core according to the present invention on only one side of the coil 4, the magnetic element core according to the present invention is further disposed on the four sides of the coil 4 as shown in this embodiment. By doing so, the effect of the present invention can be made remarkable.

【0123】(実施例6)図21は本発明の実施例5を
示す磁気素子の構成図であり、図21(a)はその磁気
素子を示す外観図、図21(b)はその磁気素子の構成
要素を説明するための図である。
(Embodiment 6) FIG. 21 is a structural diagram of a magnetic element showing Embodiment 5 of the present invention. FIG. 21 (a) is an external view showing the magnetic element, and FIG. 21 (b) is the magnetic element. It is a figure for demonstrating the component of.

【0124】本実施例のように導体ライン4aの上下に
本発明の磁気素子用コアを配置することによっても、本
発明の目的とする効果を得ることが可能である。また、
導体ライン4aの片側にのみ本発明に係る磁気素子用コ
アを配置した場合〔例えば、図21(b)において硬磁
性体1b,軟磁性体3bが配置されていない場合〕でも
本発明の目的を奏することが可能であるし、この場合に
おいて、磁気素子用コアを配置した反対の面に軟磁性体
3のみを配置した場合〔例えば、図21(b)において
硬磁性体1bが配置されていない場合〕はインダクタン
スが増加しさらに好ましい。
The effects intended by the present invention can also be obtained by disposing the magnetic element cores of the present invention above and below the conductor lines 4a as in this embodiment. Also,
Even when the magnetic element core according to the present invention is arranged only on one side of the conductor line 4a [for example, when the hard magnetic body 1b and the soft magnetic body 3b are not arranged in FIG. 21 (b)], the purpose of the present invention is In this case, when only the soft magnetic body 3 is arranged on the surface opposite to the surface on which the magnetic element core is arranged [for example, the hard magnetic body 1b is not arranged in FIG. 21 (b)). The case] is more preferable because the inductance increases.

【0125】また、本実施例の直線状の磁気素子を複数
直列に接続したもの〔例えばスパイラル型に接続した
り、くし型(ミアンダ型)に接続したり等〕であって
も、複数並列に接続したものであっても、本発明の目的
とする効果を得ることが可能である。
Even if a plurality of linear magnetic elements of this embodiment are connected in series (for example, connected in a spiral type, connected in a comb type (meaner type), etc.), a plurality of them are connected in parallel. Even if they are connected, the intended effect of the present invention can be obtained.

【0126】(実施例7)図22は本発明の実施例7を
示す磁気素子を示す外観図である。本磁気素子は、面状
硬磁性体(1a,1b)の間に面状軟磁性体3を配置し
た本発明の磁気素子用コアとコイル4とにより構成され
る。面状硬磁性体1aに付した矢印は硬磁性体1aの着
磁方向を表しており、面状軟磁性体3はコイル4を流れ
る電流によって軟磁性体3が励磁される方向とは逆方向
に面状硬磁性体(1a,1b)によってバイアス磁界が
印加されている。すなわち、ソレノイド型コイルの内部
に本発明に係る磁気素子用コアを配置し、かつ、前記磁
気素子用コア中の面状硬磁性体(1a,1b)の着磁方
向とソレノイドコイル4に流れる電流によって軟磁性体
3が磁化される方向とが同じである磁気素子の一例であ
る。
(Embodiment 7) FIG. 22 is an external view showing a magnetic element according to Embodiment 7 of the present invention. This magnetic element is composed of a magnetic element core of the present invention in which a planar soft magnetic material 3 is arranged between planar hard magnetic materials (1a, 1b) and a coil 4. The arrow attached to the planar hard magnetic body 1a indicates the magnetization direction of the hard magnetic body 1a, and the planar soft magnetic body 3 is in a direction opposite to the direction in which the soft magnetic body 3 is excited by the current flowing through the coil 4. A bias magnetic field is applied to the sheet by the planar hard magnetic bodies (1a, 1b). That is, the magnetic element core according to the present invention is arranged inside the solenoid type coil, and the magnetization direction of the planar hard magnetic material (1a, 1b) in the magnetic element core and the current flowing through the solenoid coil 4 This is an example of a magnetic element in which the soft magnetic body 3 is magnetized in the same direction.

【0127】本実施例の磁気素子の製造方法の例を下に
いくつか示す。
Some examples of the method of manufacturing the magnetic element of this example are shown below.

【0128】第1の製造方法は、所定の方向に着磁した
面状硬磁性体(1a,1b)と面状軟磁性体3とを組み
合わせた本発明に係る磁気素子用コア〔面状硬磁性体1
aと1bとこれらの間に配置した軟磁性体3〕を作製
し、この磁気素子用コアに導体を巻き回すことにより作
製することが可能である。
The first manufacturing method is the core for a magnetic element according to the present invention, which is a combination of the planar hard magnetic material (1a, 1b) magnetized in a predetermined direction and the planar soft magnetic material 3 [the planar hard magnetic material]. Magnetic body 1
a and 1b and the soft magnetic material 3 disposed between them are manufactured, and the conductor is wound around the magnetic element core.

【0129】第2の製造方法は、実施例2で述べたもの
と同様の薄膜工程によって作製する方法が挙げられる。
また、磁気素子形成後にコイルに電流を通電して硬磁性
体(1a,1b)の着磁を行うことも好ましいことは実
施例2と同様である。
The second manufacturing method is a method of manufacturing by the same thin film process as that described in the second embodiment.
It is also the same as the second embodiment that it is preferable that the hard magnetic material (1a, 1b) is magnetized by passing a current through the coil after the magnetic element is formed.

【0130】(実施例8)従来の磁気素子に、本発明の
効果を奏するように面状硬磁性体を配置することによっ
て本発明に係る磁気素子を製造することも可能である。
すなわち、図2に示される従来型の平面型磁気素子(平
面インダクタ)を作製後に、その上部または下部または
その双方に図3に示される様に平面硬磁性体1を配置す
ることによって本発明に係る磁気素子を得ることが可能
である。
(Embodiment 8) It is also possible to manufacture the magnetic element according to the present invention by disposing a planar hard magnetic material on the conventional magnetic element so as to obtain the effects of the present invention.
That is, after the conventional planar magnetic element (planar inductor) shown in FIG. 2 is manufactured, the planar hard magnetic material 1 is arranged on the upper portion or the lower portion or both of them as shown in FIG. It is possible to obtain such a magnetic element.

【0131】また、硬磁性体1を有しない従来型の磁気
素子〔例えば、図18(b)において硬磁性体部分(1
a,1b,1c,1d)が配置されておらず、コイル4
と軟磁性体(3a,3b,3c,3d)とからなる図1
8(a)の外観の磁気素子〕の上部または下部またはそ
の双方に実施例2で示した効果を奏するように平面硬磁
性体を配置する〔つまり、逆バイアス効果を奏するよう
に、図18(b)に示す配置となるように平面硬磁性体
(1a,1b,1c,1dのうち1以上)を配置する〕
ことによって本発明に係る磁気素子を得ることが可能で
ある。
Further, a conventional magnetic element having no hard magnetic material 1 [for example, the hard magnetic material portion (1
a, 1b, 1c, 1d) are not arranged, and the coil 4
And a soft magnetic material (3a, 3b, 3c, 3d) shown in FIG.
8 (a) Appearance of magnetic element], a flat hard magnetic material is arranged on the upper part or the lower part or both of them so as to obtain the effect shown in Example 2 (that is, as shown in FIG. Arrange the planar hard magnetic bodies (1 or more of 1a, 1b, 1c, 1d) so as to have the arrangement shown in b).
As a result, the magnetic element according to the present invention can be obtained.

【0132】更に、適切な大きさ、配置、残留磁束密度
を有する硬磁性体を配置することによって、所望の特性
を有する磁気素子を得ること、すなわち、磁気素子の使
用電流範囲を変更すること、定格電流を増加させること
が可能である。また、かかる方法によれば、従来型の磁
気素子の特性向上が簡単に実現可能である。
Further, by arranging a hard magnetic material having an appropriate size, arrangement, and residual magnetic flux density, a magnetic element having desired characteristics can be obtained, that is, the operating current range of the magnetic element can be changed. It is possible to increase the rated current. Further, according to such a method, it is possible to easily improve the characteristics of the conventional magnetic element.

【0133】(実施例9)図23は本発明の実施例9を
示す磁気素子を非絶縁型の降圧型スイッチング電源に適
用する場合の説明図であり、図23(a)はその磁気素
子を非絶縁型の降圧型スイッチング電源に適用する場合
の回路構成図、図23(b)はそのスイッチング電源動
作時の各素子に流れる電流波形を示す図である。なお、
図23において、11はスイッチング電源の制御IC、
12はスイッチング半導体、13はダイオード、14は
コンデンサである。
(Embodiment 9) FIG. 23 is an explanatory diagram in the case where the magnetic element according to Embodiment 9 of the present invention is applied to a non-insulated step-down switching power supply. FIG. 23 (a) shows the magnetic element. FIG. 23B is a circuit configuration diagram when applied to a non-insulated step-down switching power supply, and FIG. 23B is a diagram showing a current waveform flowing through each element during operation of the switching power supply. In addition,
In FIG. 23, 11 is a control IC for the switching power supply,
12 is a switching semiconductor, 13 is a diode, and 14 is a capacitor.

【0134】そこで、スイッチング電源動作時において
インダクタ10には、図23(b)のiL に示される電
流が流れることになるため、本発明の磁気素子が効果を
発揮するが、そのためには接続する方向に留意する必要
がある。すなわち、磁気素子用コアの軟磁性体3の部分
に発生する磁界の向きに関して、硬磁性体1による逆バ
イアス磁界によるものとコイル部分に流れる平均電流に
よるものとが逆になるように磁気素子を接続する必要が
ある。例えば、図18に示す本発明の磁気素子を図23
(a)に示すスイッチング電源のインダクタとして使用
する際には、図18(a)に示すコイル端子4aを入力
側に接続し、端子4bを出力側に接続することによって
本発明の効果を奏することが可能である。
Therefore, when the switching power supply is operating, the current shown by i L in FIG. 23B flows through the inductor 10, so that the magnetic element of the present invention exerts its effect. It is necessary to pay attention to the direction to do. That is, regarding the direction of the magnetic field generated in the portion of the soft magnetic body 3 of the magnetic element core, the magnetic element is set so that the reverse bias magnetic field generated by the hard magnetic body 1 and the average current flowing in the coil portion are reversed. Need to connect. For example, the magnetic element of the present invention shown in FIG.
When used as the inductor of the switching power supply shown in (a), the effect of the present invention can be obtained by connecting the coil terminal 4a shown in FIG. 18 (a) to the input side and connecting the terminal 4b to the output side. Is possible.

【0135】(実施例10)従来の磁気素子を有するス
イッチング電源において、当該磁気素子に本発明の効果
を奏するように面状硬磁性体1を配置することによって
本発明に係るスイッチング電源を製造することも可能で
ある。例えば、硬磁性体1を有しない従来型の磁気素子
〔例えば、図18(b)において硬磁性体部分(1a,
1b,1c,1d)が配置されておらず、コイル4と軟
磁性体(3a,3b,3c,3d)とからなる図18
(a)の外観の磁気素子〕を有するスイッチング電源の
当該磁気素子部分の上部または下部またはその双方に実
施例9で示した効果を奏するように平面硬磁性体を配置
する〔つまり、逆バイアス効果を奏するように図18
(b)に示される配置となるように平面硬磁性体(1
a,1b,1c,1dのうち1以上)を配置する〕こと
によって、本発明に係るスイッチング電源を得ることが
可能である。
(Embodiment 10) In a conventional switching power supply having a magnetic element, the planar hard magnetic material 1 is arranged in the magnetic element so as to achieve the effect of the present invention, thereby manufacturing the switching power supply according to the present invention. It is also possible. For example, a conventional magnetic element having no hard magnetic material 1 [for example, in FIG.
1b, 1c, 1d) is not arranged, and is composed of the coil 4 and the soft magnetic material (3a, 3b, 3c, 3d).
A magnetic element having the appearance of (a)], a planar hard magnetic material is arranged above or below the magnetic element portion of the switching power supply having the effect described in Example 9 (that is, a reverse bias effect). 18 to play
The plane hard magnetic material (1
By disposing one or more of a, 1b, 1c, 1d)], the switching power supply according to the present invention can be obtained.

【0136】更に、適切な大きさ、配置、残留磁束密度
を有する硬磁性体を配置することによって、スイッチン
グ電源の定格電流を増加させることが可能である。
Furthermore, the rated current of the switching power supply can be increased by disposing a hard magnetic material having an appropriate size, disposition, and residual magnetic flux density.

【0137】(実施例11)本発明は、トランスに適用
した際にも効果を発揮する。図24にスパイラル型のト
ランスの構成要素を示したものの一例を示す。コイル部
分が1次側コイル4と2次側コイル5とによって構成さ
れていること以外は、実施例3に示したものと同様であ
る。また、図25に示すような巻線(ソレノイド)型の
トランスであっても本発明の効果を奏することが可能で
ある。かかる構成であっても、1次側コイルに流入する
電流によって容易に軟磁性体3が飽和することなく高い
電流まで使用可能なトランスを供給することが可能であ
る。
(Embodiment 11) The present invention is effective even when applied to a transformer. FIG. 24 shows an example of components of a spiral type transformer. It is the same as that shown in the third embodiment except that the coil portion is constituted by the primary coil 4 and the secondary coil 5. Further, the effect of the present invention can be achieved even with a winding (solenoid) type transformer as shown in FIG. Even with such a configuration, it is possible to supply a transformer that can be used up to a high current without easily saturating the soft magnetic material 3 due to the current flowing into the primary coil.

【0138】(実施例12)本発明に係る磁気素子は、
その効果を発揮するためには接続する方向に留意する必
要があることは、実施例9で述べたとおりである。した
がって、当該磁気素子を電子回路基板等に実装する際
は、入出力端子が識別可能であることが好ましい。識別
のためには、例えば、図26(a)に示すように、磁気
素子10に識別マーク20を付してあっても良いし、図
26(b)に示すように、パッケージングされた磁気素
子の一部に切り込み等を入れたものであっても良い。
(Embodiment 12) A magnetic element according to the present invention is
As described in the ninth embodiment, it is necessary to pay attention to the connecting direction in order to exert the effect. Therefore, when the magnetic element is mounted on an electronic circuit board or the like, it is preferable that the input / output terminals can be identified. For identification, for example, the magnetic element 10 may be provided with an identification mark 20 as shown in FIG. 26A, or the packaged magnetic field may be provided as shown in FIG. The element may have a cut or the like.

【0139】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0140】[0140]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the following effects can be achieved.

【0141】〔A〕面内の一方向に残留磁化を有する面
状硬磁性体と、その片面に配置された面状軟磁性体とに
より構成されていることを特徴とする磁気素子用コア、
および、面状軟磁性体の両面に面内の一方向に残留磁化
を有する2つの面状硬磁性体が配置され、前記2つの面
状硬磁性体の残留磁化方向が揃っていることを特徴とす
る磁気素子用コア、および、面内の一方向に残留磁化を
有する面状硬磁性体と、その両面に配置された2つの面
状軟磁性体、とにより構成されていることを特徴とする
磁気素子用コア、のいずれも、面内の一方向に着磁した
面状硬磁性体によって逆バイアス効果を奏するため軟磁
性体があらかじめ磁化されており、その結果、逆方向の
磁場によっては磁気飽和し難い効果を奏し、大電流を必
要とする磁気素子用コアとして好ましい性質を有する。
[A] A magnetic element core comprising a planar hard magnetic material having remanent magnetization in one direction in the plane, and a planar soft magnetic material disposed on one surface thereof,
Further, two planar hard magnetic bodies having remanent magnetization in one in-plane direction are arranged on both surfaces of the planar soft magnetic body, and the remanent magnetization directions of the two planar hard magnetic bodies are aligned. And a planar hard magnetic body having remanent magnetization in one in-plane direction, and two planar soft magnetic bodies disposed on both surfaces thereof. In each of the magnetic element cores, the soft magnetic material is pre-magnetized in order to exert the reverse bias effect by the planar hard magnetic material magnetized in one direction in the surface, and as a result, depending on the magnetic field in the reverse direction, It has an effect that magnetic saturation hardly occurs, and has preferable properties as a core for a magnetic element that requires a large current.

【0142】〔B〕面状硬磁性体と軟磁性体のサイズの
比を、−0.22≦d/Ls≦0.06(Lsは硬磁性
体の残留磁化方向の軟磁性体長さ、dは軟磁性体の端部
の位置を原点とした際の硬磁性体の端部の位置)とする
ことにより、硬磁性体による逆バイアスの効果をさらに
顕著なものとすることが可能であり、大電流を必要とす
る磁気素子用コアとして好ましい性質を有する。
[B] The ratio of the size of the planar hard magnetic material to the size of the soft magnetic material is -0.22 ≦ d / Ls ≦ 0.06 (Ls is the length of the soft magnetic material in the remanent magnetization direction of the hard magnetic material, d Is the position of the end portion of the hard magnetic material when the position of the end portion of the soft magnetic material is the origin), the effect of the reverse bias by the hard magnetic material can be made more remarkable. It has preferable properties as a core for a magnetic element that requires a large current.

【0143】〔C〕上記磁気素子用コアにおいて、前記
面状硬磁性体または面状軟磁性体またはその双方が面内
で分割されていることを特徴とする磁気素子用コアにお
いては、当該磁気素子用コアを交流磁場中で使用した際
にも渦電流損失が小さい効果を有するため、特にインダ
クタ等の磁気素子用コアとして好ましい特性を有する。
この場合においては、残留磁化方向に垂直な方向に面内
で分割されている面状硬磁性体を有する磁気素子用コア
においては、0≦lg/lm≦1(lmは硬磁性体の残
留磁化方向の長さ、lgは隣り合う硬磁性体間の残留磁
化方向の長さ)とすることにより、特性を保持しつつ分
割を行うことが可能である。
[C] In the magnetic element core, the magnetic element core is characterized in that the planar hard magnetic material or the planar soft magnetic material or both are divided in-plane. Since the eddy current loss is small even when the element core is used in an alternating magnetic field, it has characteristics particularly preferable as a magnetic element core such as an inductor.
In this case, in a magnetic element core having a planar hard magnetic body divided in a plane in a direction perpendicular to the remanent magnetization direction, 0 ≦ lg / lm ≦ 1 (lm is the residual magnetization of the hard magnetic body) By setting the length in the direction, lg is the length in the remanent magnetization direction between the adjacent hard magnetic bodies, it is possible to perform division while maintaining the characteristics.

【0144】〔D〕0.83・Br・Vm≦Bs・Vs
(Brは面状硬磁性体の残留磁束密度、Vmは硬磁性体
の体積、Bsは軟磁性体の飽和磁束密度、Vsは軟磁性
体の体積)とすることにより、硬磁性体による逆バイア
スの効果をさらに顕著なものとすることが可能であり、
大電流を必要とする磁気素子用コアとして好ましい性質
を有する。
[D] 0.83 · Br · Vm ≦ Bs · Vs
(Br is the residual magnetic flux density of the planar hard magnetic material, Vm is the volume of the hard magnetic material, Bs is the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material, and Vs is the volume of the soft magnetic material). It is possible to make the effect of
It has preferable properties as a core for a magnetic element that requires a large current.

【0145】〔E〕上記の磁気素子用コアのうち1つま
たは2つ以上を、硬磁性体の残留磁化方向を揃えて組み
合わせた磁気素子用コアも、同様に大電流を必要とする
磁気素子用コアとして好ましい性質を有する。
[E] A magnetic element core in which one or more of the above-mentioned magnetic element cores are combined so that the remanent magnetization directions of the hard magnetic bodies are aligned, and similarly a magnetic element requiring a large current. It has desirable properties as a core.

【0146】〔F〕上記の磁気素子用コアを磁気素子に
適用した場合、すなわち、面状コイルの両面または片面
に上記の磁気素子用コアのうち1つまたは2つ以上の磁
気素子用コアが配置されている磁気素子であって、磁気
素子用コアの硬磁性体の残留磁化方向とコイルにより軟
磁性体が磁化される方向とが同じとなるように配置する
ことにより、大電流でも特性が劣化せず、また、配置す
る硬磁性体の経時劣化が小さく、むしろ使用により着磁
が強化される磁気素子、特に小型あるいは薄型の磁気素
子を得ることができる。また、コイルに流れるAC電流
により軟磁性体が磁化されることによって発生する交番
磁束が硬磁性体部分をほとんど通らない構成であるため
に硬磁性体部分の渦電流損失が小さい効果も有する。ま
た、上記の磁気素子用コアが面状コイルの片面に配置さ
れ、かつ、前記コイルの他方の面に軟磁性体が配置され
ている磁気素子においても、同様な効果を有する。
[F] When the above-mentioned magnetic element core is applied to a magnetic element, that is, one or two or more magnetic element cores among the above-mentioned magnetic element cores are provided on both surfaces or one surface of the planar coil. By arranging the magnetic elements so that the residual magnetization direction of the hard magnetic material of the magnetic element core and the direction in which the soft magnetic material is magnetized by the coil are the same, the characteristics can be improved even with a large current. It is possible to obtain a magnetic element, which is not deteriorated, has little deterioration with time of the hard magnetic material to be arranged, and is rather magnetized by use, particularly a small or thin magnetic element. Further, since the alternating magnetic flux generated by magnetizing the soft magnetic material by the AC current flowing through the coil hardly passes through the hard magnetic material portion, there is an effect that the eddy current loss in the hard magnetic material portion is small. The same effect can be obtained also in the magnetic element in which the magnetic element core is arranged on one surface of the planar coil and the soft magnetic material is arranged on the other surface of the coil.

【0147】〔G〕ソレノイド型コイルの内部に上記の
磁気素子用コアのうち1つまたは2つ以上の磁気素子用
コアが配置されている磁気素子であって、磁気素子用コ
アの硬磁性体の残留磁化方向と前記コイルにより軟磁性
体が磁化される方向とが同じとなるように配置されてい
る構成とすることにより、前記と同様に、大電流でも特
性が劣化せず、また、配置する硬磁性体の経時劣化が小
さく、むしろ使用により着磁が強化される磁気素子、特
に小型あるいは薄型の磁気素子を得ることができる。
[G] A magnetic element in which one or more magnetic element cores among the above magnetic element cores are arranged inside a solenoid coil, and a hard magnetic material of the magnetic element core By arranging so that the residual magnetization direction and the direction in which the soft magnetic material is magnetized by the coil are the same, the characteristics do not deteriorate even with a large current, and the arrangement is the same as above. It is possible to obtain a magnetic element, in particular, a small or thin magnetic element in which the deterioration of the hard magnetic material with time is small and the magnetization is strengthened by use.

【0148】〔H〕コイルに流れるAC電流により軟磁
性体が磁化されることによって発生する交番磁束が硬磁
性体部分をほとんど通らない構成であるために硬磁性体
部分の渦電流損失が小さい効果も有する。
[H] Since the alternating magnetic flux generated by the magnetization of the soft magnetic material by the AC current flowing through the coil hardly passes through the hard magnetic material portion, the effect of reducing the eddy current loss in the hard magnetic material portion is small. Also has.

【0149】〔I〕線状導体の両面または片面に上記の
磁気素子用コアのうち1つまたは2つ以上の磁気素子用
コアが配置されている磁気素子であって、磁気素子用コ
アの硬磁性体の残留磁化方向と線状導体により軟磁性体
が磁化される方向とが同じとなるように配置することに
より、大電流でも特性が劣化せず、また、配置する硬磁
性体の経時劣化が小さく、むしろ使用により着磁が強化
される磁気素子、特に小型あるいは薄型の磁気素子を得
ることができる。また、コイルに流れるAC電流により
軟磁性体が磁化されることによって発生する交番磁束が
硬磁性体部分をほとんど通らない構成であるために硬磁
性体部分の渦電流損失が小さい効果も有する。
[I] A magnetic element in which one or more magnetic element cores among the above-mentioned magnetic element cores are arranged on both surfaces or one surface of a linear conductor, wherein the magnetic element cores are hard. By arranging so that the remanent magnetization direction of the magnetic material and the direction in which the soft magnetic material is magnetized by the linear conductor are the same, the characteristics do not deteriorate even with a large current, and the hard magnetic material that is arranged deteriorates over time. It is possible to obtain a magnetic element whose magnetization is small and whose magnetization is strengthened by use, particularly a small or thin magnetic element. In addition, since the alternating magnetic flux generated by magnetizing the soft magnetic material by the AC current flowing through the coil hardly passes through the hard magnetic material portion, the eddy current loss in the hard magnetic material portion is small.

【0150】〔J〕上記の磁気素子用コアが面状コイル
の片面に配置され、かつ、前記線状導体の他方の面に軟
磁性体が配置されている磁気素子においても、同様な効
果を有する。
[J] Similar effects can be obtained in a magnetic element in which the above-mentioned magnetic element core is arranged on one surface of the planar coil and the soft magnetic material is arranged on the other surface of the linear conductor. Have.

【0151】〔K〕前記の磁気素子において、コイルに
電流を通電して磁気素子用コア中の面状硬磁性体の着磁
または着磁の強化を行うこととすれば、工程の簡素化を
図ることが可能である。
[K] In the above-mentioned magnetic element, if the current is passed through the coil to magnetize or strengthen the magnetization of the planar hard magnetic material in the magnetic element core, the process is simplified. It is possible to plan.

【0152】〔L〕面内方向に着磁した面状硬磁性体を
軟磁性体と導体とからなる磁気素子の面の法線方向に配
置することにより比較的簡単に本発明の効果を奏する磁
気素子の製造を行うことが可能であるし、かかる方法に
よって磁気素子の定格電流を増加しあるいは使用電流範
囲の変更を行うことが可能である。
[L] By arranging the planar hard magnetic material magnetized in the in-plane direction in the direction normal to the surface of the magnetic element composed of the soft magnetic material and the conductor, the effect of the present invention can be achieved relatively easily. The magnetic element can be manufactured, and the rated current of the magnetic element can be increased or the operating current range can be changed by such a method.

【0153】〔M〕上記の磁気素子をスイッチング電源
の部品として使用することによって、大きな電流、電力
を扱うことが可能な小型あるいは薄型のスイッチング電
源を実現できることになる。
[M] By using the above magnetic element as a component of a switching power supply, it is possible to realize a small or thin switching power supply capable of handling a large current and electric power.

【0154】〔N〕面状磁気素子を有するスイッチング
電源において、面内方向に着磁した面状硬磁性体を軟磁
性体と導体とからなる磁気素子の面の法線方向に配置す
ることによって、比較的簡単に本発明の効果を奏するス
イッチング電源を得ることが可能であるし、また、かか
る方法によってスイッチング電源の定格電流を増加する
ことも可能である。
[N] In the switching power supply having the planar magnetic element, the planar hard magnetic material magnetized in the in-plane direction is arranged in the normal direction to the surface of the magnetic element composed of the soft magnetic material and the conductor. It is possible to relatively easily obtain a switching power supply that exhibits the effects of the present invention, and it is also possible to increase the rated current of the switching power supply by such a method.

【0155】〔O〕上記の磁気素子を入出力端子の識別
が可能としておくことによって、当該磁気素子を電子回
路基板等に実装する際の取り扱いが容易となる効果を有
する。
[O] Making the input and output terminals of the magnetic element identifiable has the effect of facilitating handling when mounting the magnetic element on an electronic circuit board or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an appearance and constituent elements of a magnetic element of the present invention.

【図2】従来の磁気素子の外観、断面図、動作時の磁束
密度分布を説明するものである。
FIG. 2 is a view for explaining the appearance, sectional view, and magnetic flux density distribution during operation of a conventional magnetic element.

【図3】本発明に係る磁気素子の外観、断面図、動作時
の磁束密度分布を説明するものである。
FIG. 3 is a view for explaining the appearance, cross-sectional view, and magnetic flux density distribution during operation of the magnetic element according to the present invention.

【図4】本発明に係る磁気素子用コアおよびその特性を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a magnetic element core according to the present invention and its characteristics.

【図5】本発明に係る磁気素子用コアおよびその特性を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a magnetic element core according to the present invention and its characteristics.

【図6】本発明に係る磁気素子用コアおよびその特性を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a magnetic element core according to the present invention and its characteristics.

【図7】軟磁性体と硬磁性体のサイズを変化させた際の
磁性体に発生する磁束密度を示した図、および計算に使
用したモデルを示したものである。
FIG. 7 is a diagram showing a magnetic flux density generated in a magnetic material when the sizes of a soft magnetic material and a hard magnetic material are changed, and a model used for calculation.

【図8】軟磁性体と硬磁性体のサイズとの関係と、磁性
体に発生する磁束密度、との関係を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the size of the soft magnetic material and the size of the hard magnetic material and the magnetic flux density generated in the magnetic material.

【図9】硬磁性体を分割配置した際の磁性体に発生する
磁束密度を示した図、および計算に使用したモデルを示
したものである。
FIG. 9 is a diagram showing a magnetic flux density generated in a magnetic body when a hard magnetic body is divided and arranged, and a model used for calculation.

【図10】硬磁性体を分割配置した際の計算に使用した
モデル概略を示したものである。
FIG. 10 shows an outline of a model used for calculation when a hard magnetic material is divided and arranged.

【図11】硬磁性体を分割配置した際の磁性体に発生す
る磁束密度を示した図、および計算に使用したモデルを
示したものである。
FIG. 11 is a diagram showing a magnetic flux density generated in a magnetic body when a hard magnetic body is divided and arranged, and a model used for calculation.

【図12】硬磁性体を分割配置した際の計算に使用した
モデル概略を示したものである。
FIG. 12 shows an outline of a model used for calculation when a hard magnetic material is divided and arranged.

【図13】硬磁性体を分割配置した際の磁性体に発生す
る磁束密度を示した図、および計算に使用したモデルを
示したものである。
FIG. 13 is a diagram showing a magnetic flux density generated in a magnetic body when a hard magnetic body is divided and arranged, and a model used for calculation.

【図14】硬磁性体体積と軟磁性体体積の比と、軟磁性
体に発生する磁束密度との関係を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the ratio of the hard magnetic material volume to the soft magnetic material volume and the magnetic flux density generated in the soft magnetic material.

【図15】従来の磁気素子の動作を示した図である。FIG. 15 is a diagram showing an operation of a conventional magnetic element.

【図16】本発明の磁気素子の動作を示したものであ
る。
FIG. 16 shows the operation of the magnetic element of the present invention.

【図17】従来の磁気素子と本発明の磁気素子の動作を
示したものである。
FIG. 17 shows operations of the conventional magnetic element and the magnetic element of the present invention.

【図18】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説
明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the appearance and constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図19】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説
明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of the appearance and constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図20】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説
明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the appearance and constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図21】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説
明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram of the appearance and constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図22】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説
明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of the appearance and constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図23】スイッチング電源の回路図および各素子の電
圧波形、電流波形図である。
FIG. 23 is a circuit diagram of a switching power supply and a voltage waveform and current waveform diagram of each element.

【図24】本発明の磁気素子の構成要素の説明図であ
る。
FIG. 24 is an explanatory diagram of constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図25】本発明の磁気素子の外観および構成要素の説
明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram of the appearance and constituent elements of the magnetic element of the present invention.

【図26】本発明の磁気素子の外観図である。FIG. 26 is an external view of a magnetic element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,1c,1d 面状硬磁性体 2 面状硬磁性体の残留磁化方向(着磁方向) 3,3a,3b,3c,3d 面状軟磁性体 4,5 導体(コイル) 4a,4b 磁気素子の入出力端子 6 面状軟磁性体が導体電流によって磁化される方向 7 導体を流れる電流(平均電流)の方向 10 磁気素子(インダクタ) 11 スイッチング電源の制御IC 12 スイッチング半導体 13 ダイオード 14 コンデンサ 20 識別マーク 1, 1a, 1b, 1c, 1d planar hard magnetic material Residual magnetization direction of biplane hard magnetic material (magnetization direction) 3,3a, 3b, 3c, 3d planar soft magnetic material 4, 5 conductor (coil) 4a, 4b Input / output terminals of magnetic element 6 Direction of magnetization of planar soft magnetic material by conductor current 7 Direction of current (average current) flowing through the conductor 10 Magnetic element (inductor) 11 Control IC for switching power supply 12 switching semiconductors 13 diode 14 Capacitor 20 identification mark

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 面内の一方向に残留磁化を有する面状硬
磁性体と、その片面に配置された面状軟磁性体とにより
構成されていることを特徴とする磁気素子用コア。
1. A core for a magnetic element comprising a planar hard magnetic body having a residual magnetization in one direction in a plane and a planar soft magnetic body disposed on one side of the planar hard magnetic body.
【請求項2】 面状軟磁性体の両面に面内の一方向に残
留磁化を有する2つの面状硬磁性体が配置され、該2つ
の面状硬磁性体の残留磁化方向が揃っていることを特徴
とする磁気素子用コア。
2. Two planar hard magnetic bodies having remanent magnetization in one in-plane direction are arranged on both sides of the planar soft magnetic body, and the remanent magnetization directions of the two planar hard magnetic bodies are aligned. A magnetic element core characterized by the following.
【請求項3】 面内の一方向に残留磁化を有する面状硬
磁性体と、その両面に配置された2つの面状軟磁性体と
により構成されていることを特徴とする磁気素子用コ
ア。
3. A core for a magnetic element comprising a planar hard magnetic material having remanent magnetization in one direction within the surface and two planar soft magnetic materials disposed on both surfaces of the planar hard magnetic material. .
【請求項4】 −0.22≦d/Ls≦0.06である
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の磁
気素子用コア。但し、Lsは硬磁性体の残留磁化方向の
軟磁性体長さ、dは軟磁性体の端部の位置を原点とした
際の硬磁性体の端部の位置。
4. The magnetic element core according to claim 1, wherein −0.22 ≦ d / Ls ≦ 0.06. Here, Ls is the length of the soft magnetic material in the remanent magnetization direction of the hard magnetic material, and d is the position of the end portion of the hard magnetic material when the position of the end portion of the soft magnetic material is the origin.
【請求項5】 前記面状硬磁性体または面状軟磁性体ま
たはその双方が面内で分割されていることを特徴とする
請求項1から4の何れか1項記載の磁気素子用コア。
5. The core for a magnetic element according to claim 1, wherein the planar hard magnetic material, the planar soft magnetic material, or both are divided in a plane.
【請求項6】 残留磁化方向に垂直な方向に面内で分割
されている面状硬磁性体を有するものにおいて、0≦l
g/lm≦1であることを特徴とする請求項5記載の磁
気素子用コア。但し、lmは硬磁性体の残留磁化方向の
長さ、lgは隣り合う硬磁性体間の残留磁化方向の長
さ。
6. A planar hard magnetic material divided in-plane in a direction perpendicular to the remanent magnetization direction, wherein 0 ≦ l
The magnetic element core according to claim 5, wherein g / lm ≦ 1. However, lm is the length in the remanent magnetization direction of the hard magnetic material, and lg is the length in the remanent magnetization direction between adjacent hard magnetic materials.
【請求項7】 0.83・Br・Vm≦Bs・Vsであ
ることを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載の
磁気素子用コア。但し、Brは面状硬磁性体の残留磁束
密度、Vmは硬磁性体の体積、Bsは軟磁性体の飽和磁
束密度、Vsは軟磁性体の体積。
7. The core for a magnetic element according to claim 1, wherein 0.83 · Br · Vm ≦ Bs · Vs is satisfied. Here, Br is the residual magnetic flux density of the planar hard magnetic material, Vm is the volume of the hard magnetic material, Bs is the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material, and Vs is the volume of the soft magnetic material.
【請求項8】 請求項1から7の何れか1項記載の磁気
素子用コアのうち1つ又は2つ以上を、硬磁性体の残留
磁化方向を揃えて組み合わせたことを特徴とする磁気素
子用コア。
8. A magnetic element, characterized in that one or more of the magnetic element cores according to any one of claims 1 to 7 are combined so that the remanent magnetization directions of the hard magnetic materials are aligned. For core.
【請求項9】 面状コイルの両面または片面に請求項1
から8の何れか1項記載の磁気素子用コアのうち1つま
たは2つ以上の磁気素子用コアが配置されている磁気素
子であって、磁気素子用コアの硬磁性体の残留磁化方向
とコイルにより軟磁性体が磁化される方向とが同じとな
るように配置されていることを特徴とする磁気素子。
9. The flat coil according to claim 1, wherein the flat coil is provided on both sides or one side.
9. A magnetic element in which one or two or more magnetic element cores among the magnetic element cores according to any one of 1 to 8 are arranged, and a residual magnetization direction of a hard magnetic material of the magnetic element core A magnetic element, which is arranged so that the direction in which a soft magnetic material is magnetized by a coil is the same.
【請求項10】 磁気素子用コアが面状コイルの片面に
配置され、かつ、前記コイルの他方の面に軟磁性体が配
置されていることを特徴とする請求項9記載の磁気素
子。
10. The magnetic element according to claim 9, wherein the magnetic element core is arranged on one surface of the planar coil, and a soft magnetic material is arranged on the other surface of the coil.
【請求項11】 ソレノイド型コイルの内部に請求項1
から8の何れか1項記載の磁気素子用コアのうち1つま
たは2つ以上の磁気素子用コアが配置されている磁気素
子であって、磁気素子用コアの硬磁性体の残留磁化方向
と前記コイルにより軟磁性体が磁化される方向とが同じ
となるように配置されていることを特徴とする磁気素
子。
11. The method according to claim 1, wherein the solenoid type coil is provided inside.
9. A magnetic element in which one or two or more magnetic element cores among the magnetic element cores according to any one of 1 to 8 are arranged, and a residual magnetization direction of a hard magnetic material of the magnetic element core A magnetic element, which is arranged so that the direction in which the soft magnetic material is magnetized by the coil is the same.
【請求項12】 線状導体の両面または片面に請求項1
から8の何れか1項記載の磁気素子用コアのうち1つま
たは2つ以上の磁気素子用コアが配置されている磁気素
子であって、磁気素子用コアの硬磁性体の残留磁化方向
と線状導体により軟磁性体が磁化される方向とが同じと
なるように配置されていることを特徴とする磁気素子。
12. The wire conductor according to claim 1, wherein the wire conductor is provided on both sides or one side.
9. A magnetic element in which one or two or more magnetic element cores among the magnetic element cores according to any one of 1 to 8 are arranged, and a residual magnetization direction of a hard magnetic material of the magnetic element core A magnetic element, which is arranged such that a soft magnetic material is magnetized by a linear conductor in the same direction.
【請求項13】 磁気素子用コアが前記線状導体の片面
に配置され、かつ、前記線状導体の他方の面に軟磁性体
が配置されていることを特徴とする請求項12記載の磁
気素子。
13. The magnetic element according to claim 12, wherein the magnetic element core is arranged on one surface of the linear conductor, and a soft magnetic material is arranged on the other surface of the linear conductor. element.
【請求項14】 面内方向に着磁した面状硬磁性体を、
軟磁性体と導体とからなる磁気素子の面の法線方向に配
置したことを特徴とする磁気素子。
14. A planar hard magnetic body magnetized in the in-plane direction,
A magnetic element characterized by being arranged in a direction normal to a surface of a magnetic element composed of a soft magnetic material and a conductor.
【請求項15】 入出力端子の識別が可能であることを
特徴とする請求項9から14の何れか1項記載の磁気素
子。
15. The magnetic element according to claim 9, wherein the input / output terminals can be identified.
【請求項16】 コイルに電流を通電して磁気素子用コ
ア中の硬磁性体の着磁または着磁の強化を行うことを特
徴とする請求項9から15の何れか1項記載の磁気素子
の製造方法。
16. The magnetic element according to claim 9, wherein the hard magnetic material in the magnetic element core is magnetized or strengthened by passing a current through the coil. Manufacturing method.
【請求項17】 面内方向に着磁した面状硬磁性体を、
軟磁性体と導体とからなる磁気素子の面の法線方向に配
置することを特徴とする磁気素子の製造方法。
17. A planar hard magnetic body magnetized in the in-plane direction,
A method of manufacturing a magnetic element, comprising arranging the magnetic element composed of a soft magnetic material and a conductor in a direction normal to a surface of the magnetic element.
【請求項18】 請求項9から15の何れか1項記載の
磁気素子を使用することを特徴とするスイッチング電
源。
18. A switching power supply using the magnetic element according to claim 9. Description:
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