JP2004079978A

JP2004079978A - 磁気コア

Info

Publication number: JP2004079978A
Application number: JP2002267421A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fukami; 深見　正; Ryoichi Hanaoka; 花岡　良一; Shinzo Takada; 高田　新三
Original assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Current assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】磁気コアの用途が各種各様で極めて幅広いことから、その用途要望に合せて磁気コア自体の形状・寸法を容易に多様化することができるようにし、これを基に磁気コアを用いる部品・装置などの設計の自由度を拡大しようとする。
【解決手段】所望の任意の形状に成形された殻体内に磁気レオロジー流体あるいはチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入して磁気コアを形成する。また、可撓性が高くフレキシブルな殻体内に磁気レオロジー流体あるいはチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入して汎用性の高い磁気コアを生成し、その磁気コアをユーザーサイドにおいて容易に所望の形状に形成して使用できるようにする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ループ電流により発生する磁束を通す磁気コア（磁心）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気コア材料としては、商用周波数を中心に使用されている低周波用電磁鋼帯や、主として１０ｋＨｚ以上の周波数域で使用されるスイッチング電源等に用いられるフェライト系（酸化鉄を主成分とする焼結体）もしくはアモルファス系金属磁気コアや、ラジオ周波からマイクロ波領域にわたる高周波域で使用されるダストコア（圧粉磁性体）あるいは軟質フェライト系（酸化鉄を主成分とする焼結体）などが利用されている。しかし上記のような従来の磁気コアは、いずれもバルク状、すなわち固形状で、フレキシビリティがない。通常、変圧器、変流器、リアクトル、インダクタ、センサーなどの設計にあたっては、磁気コアの形と寸法が決まった後にコイルの設計作業に入らなければならない。このため磁気コアを用いる部品・装置の形や大きさは、必然的に磁気コアの形状・寸法に制約され、その部品・装置の設計自由度が低くなり、その部品・装置に無駄な空間を多く含むことになっていた。
【０００３】
他方、磁気レオロジー流体（ＭＲＦ）が古くから知られている。ＭＲＦは、液状の分散媒中に微細な強磁性の分散粒子を混合し分散させた懸濁液で、本来流動性が高いが、磁界が印加されると、その粘度・流動性が可逆的に大きく変化する特性を有する。ＭＲＦはこれに印加する磁界の強さを変化させることにより、ＭＲＦの粘度を可逆的に制御することができることから、種々の応用が従来から検討されてきたが、分散媒と分散粒子の間の密度差が大きいため、従来のＭＲＦでは、ＭＲＦを静置しておくと短時間の間に分散粒子が分散媒中で沈降するという難点があり、そのためにＭＲＦの応用が妨げられてきた。しかし、ＭＲＦにおける分散粒子の沈降の問題点は、本願の発明者が開発したチクソトロピー（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）性磁気レオロジー流体によって改善されている。チクソトロピー性磁気レオロジー流体は、液状の分散媒中に強磁性の分散粒子と共にチクソトロピー性付加添加物が混合された磁気レオロジー流体で、その詳細は特願２００２−２３１４４６号出願に示されているが、チクソトロピー性磁気レオロジー流体の活用によって、各種の分野でのＭＲＦの実用的応用が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、磁気コアの用途が各種各様で極めて幅広いことから、その用途要望に合せて磁気コア自体の形状・寸法を容易に多様化することができるようにし、これを基に磁気コアを用いる部品・装置などの設計の自由度を拡大しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達し課題を解決するために、この発明は、所望の任意の形状に成形された殻体内に磁気レオロジー流体を充填封入して磁気コアを形成する。また、可撓性が高くフレキシブルな殻体内に磁気レオロジー流体を充填封入して汎用性の高い磁気コアを生成し、その磁気コアをユーザーサイドにおいて容易に所望の形状に形成して使用できるようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の基本的な実施形態の一つは、所望の任意の形状に成形された殻体内に磁気レオロジー流体を充填封入した磁気コアである。
【０００７】
この発明の基本的な他の実施形態は、可撓性が高くフレキシブルな殻体内に磁気レオロジー流体を充填封入した磁気コアである。
【０００７】
この発明の基本的な他の実施形態は、所望の任意の形状に成形された殻体内にチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入した磁気コアである。
【０００８】
この発明の基本的な他の実施形態は、可撓性が高くフレキシブルな殻体内にチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入した磁気コアである。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明の実施例について説明する。図１は、この発明を環状ソレノイド（トロイダル）形変圧器の磁気コアに採用した例である。図１において、１はこの発明に係る磁気コアである。磁気コア１は、ポリエチレン材のフレキシブルな円環状の殻体の中に磁気レオロジー流体を充填封入されてなる。したがって磁気コア１を必要に応じて撓めることができる。この実施例では、コア外径が９０ｍｍ、コア断面積が１７ｍｍで、充填封入した磁気レオロジー流体は、分散媒であるドデカン二酸−ｎブチルに、強磁性の分散粒子として、平均粒径２μｍのカルボニー鉄粉を混合したものである。また磁気コア１には、コイル線径１ｍｍで巻数３００回の一次コイルと、巻数１００回の二次コイルが巻かれている。２，３は変圧器の一次側入力端子、４，５は変圧器の二次側出力端子である。また図２において、波形６は入力側の電圧ｖ１の波形を示し、波形７は入力側の励磁電流ｉ１の波形を示し、波形８は出力側の電圧ｖ２の波形を示し、波形９は磁気コア１内を通る磁束Φの波形を示している。これらの波形は何れも正弦波であり、それらの波形の関係が従来の通常の変圧器と全く同等であることから、磁気レオロジー流体を用いたフレキシブル磁気コアが変圧器の磁気コアとしても使用可能であることが示された。また、磁気レオロジー流体における強磁性分散粒子の沈降の問題を改善したチクソトロピー性磁気レオロジー流体をこの発明に係る磁気コアにも用いられることは言うまでもない。
【００１０】
この発明に係る磁気コアの大きな形態は二つある。その一つは、所望の任意の形状に成形された殻体（必ずしも可撓性に富んでフレキシブルでなくても良い）内に磁気レオロジー流体あるいはチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入して磁気コアを形成するものであり、他の一つは、可撓性が高くフレキシブルな殻体内に磁気レオロジー流体あるいはチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入して汎用性の高い磁気コアを生成し、その磁気コアをユーザーサイドにおいて容易に所望の形状に形成して使用できるようにするものである。
【００１１】
【発明の効果】
上記の実施例からも明らかなように、この発明の磁気コアを用いれば、その用途や顧客の要望に合せて磁気コア自体の形状・寸法を比較的容易に多様化することができ、延いては磁気コアを用いる部品・装置などの設計の自由度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すトロイダル形変圧器の磁気コアの正面図。
【図２】同変圧器の電圧、電流、磁束の波形図。
【符号の説明】
１　：　磁気コア　　　　　　　６　：　入力側電圧波形
２　：　入力端子　　　　　　　７　：　入力側励磁電流波形
３　：　入力端子　　　　　　　８　：　出力側電圧波形
４　：　出力端子　　　　　　　９　：　磁束波形
５　：　出力端子

Claims

所望の任意の形状に成形された殻体内に磁気レオロジー流体を充填封入してなる磁気コア。
可撓性が高くフレキシブルな殻体内に磁気レオロジー流体を充填封入してなる磁気コア。
所望の任意の形状に成形された殻体内にチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入してなる磁気コア。
可撓性が高くフレキシブルな殻体内にチクソトロピー性磁気レオロジー流体を充填封入してなる磁気コア。