JP2006148023A - Toroidal coil, electric circuit element, and signal transmission unit - Google Patents

Toroidal coil, electric circuit element, and signal transmission unit Download PDF

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文崇 馬場
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建弥 高川
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伸一 坂野
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学 中野
Migaku Murase
琢 村瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toroidal coil or the like capable of coping with downsizing. <P>SOLUTION: The toroidal coil 10 includes: a gapless toroidal-shaped magnetic core member 11 formed to be a consecutive annular shape in a circumferential direction; and a conductor 12 wound on the magnetic core member 11, and the magnetic core member 11 comprises a ferrite sintered compact, as main constituents, containing 54.1 to 57.5 mol% Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, and the balance substantially MnO, and further containing, as additives, 60 to 800 ppm Si expressed in terms of SiO<SB>2</SB>, 600 to 4000 ppm Ca expressed in terms of CaCO<SB>3</SB>, and 1500 to 4000 ppm Co<SB>3</SB>O<SB>4</SB>. The ferrite sintered compact may furthermore contain Zn. The toroidal coil 10 as above has the inductance with excellent performance more than that of Ni group toroidal coils of prior arts, and the number of turns of the conductor 12 can be reduced more than that of the Ni group toroidal coils of prior arts. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、トロイダル型のフェライトコアに導体を巻回して構成されたトロイダルコイル、およびそれを用いて構成される電気回路素子、信号伝達装置に関する。   The present invention relates to a toroidal coil configured by winding a conductor around a toroidal type ferrite core, an electric circuit element configured using the toroidal coil, and a signal transmission device.

インダクタ素子(コイル素子)は古くから用いられてきた回路素子であり、現在においても欠くべからざる基本回路要素である。工業的観点から見て、インダクタ素子に求められる理想的な特性としては、一定数の巻数によってばらつきの少ないインダクタンスが得られること、インダクタンスの温度依存性が小さいこと、Qファクタが大きいこと等が挙げられる。   The inductor element (coil element) is a circuit element that has been used for a long time, and is an essential basic circuit element even today. From an industrial point of view, ideal characteristics required for an inductor element include that an inductance with little variation is obtained by a certain number of turns, that the temperature dependence of the inductance is small, and that the Q factor is large. It is done.

一般にインダクタ素子は、そのインダクタンス値と使用周波数の関係から、適当な磁性体をコアとして用い、これに対して巻線を施してインダクタ素子を構成する。なぜなら、磁性体をコアとして用いた場合、磁性体の透磁率が大きいほど、少ない巻数で所望のインダクタンスが得られるためである。例えば概ね100MHzを超える高周波領域においては、コアとしては金属粉を絶縁性の樹脂で固めたコア(圧粉磁芯)や、樹脂などの非磁性のコア、もしくは空芯コイルとして用いられる。一方、概ね100MHz以下、とりわけ10MHz以下の周波数領域においては、圧粉磁芯よりも透磁率の高いコアが用いられ、その代表的なものにフェライト焼結体(以下、これをフェライトコアと称する。)がある。
このようなコア材の使い分けの意味を概説すれば、一般に、概ね100MHz以上の高周波回路においては、ある一定の交流インピーダンス(誘導性インピーダンス)を確保する場合でも、交流インピーダンスが周波数に比例して増加するため、比較的小さいインダクタンス値でも十分な交流インピーダンスを確保することが出来る。すなわち、インダクタンス値を上げるためのコア材料の透磁率は小さくても良く、空芯コイルとすることもでき、同時にコイルとしての巻数も少なくて済む。
一方、概ね100MHz以下、とりわけ10MHz以下の周波数領域においては、所望の交流インピーダンスを確保するためには、周波数が低い分だけ大きなインダクタンス値が必要となる。すなわち、コイルとしての巻数を増やすか、透磁率の高いコア材料、例えばフェライト焼結体を選択することになる。インダクタ素子の製造を考えれば、コイルの巻数は少ないほど良く、故に、フェライトコア等、透磁率の高いコア材料を選択することが好ましいことは明らかである。
In general, an inductor element uses an appropriate magnetic material as a core from the relationship between an inductance value and a use frequency, and forms an inductor element by winding a coil. This is because, when a magnetic material is used as a core, a desired inductance can be obtained with a smaller number of turns as the magnetic permeability of the magnetic material increases. For example, in a high frequency region exceeding about 100 MHz, the core is used as a core (dust core) in which metal powder is hardened with an insulating resin, a nonmagnetic core such as resin, or an air core coil. On the other hand, in a frequency region of approximately 100 MHz or less, particularly 10 MHz or less, a core having a higher magnetic permeability than a dust core is used, and a representative one is a ferrite sintered body (hereinafter referred to as a ferrite core). )
In general, the meaning of proper use of such a core material is generally described. In a high-frequency circuit of approximately 100 MHz or more, even when a certain AC impedance (inductive impedance) is ensured, the AC impedance increases in proportion to the frequency. Therefore, sufficient AC impedance can be secured even with a relatively small inductance value. That is, the magnetic permeability of the core material for increasing the inductance value may be small, an air-core coil can be used, and at the same time, the number of turns as the coil can be reduced.
On the other hand, in a frequency region of approximately 100 MHz or less, particularly 10 MHz or less, in order to ensure a desired AC impedance, a large inductance value is required as the frequency is low. That is, the number of turns as a coil is increased, or a core material with high magnetic permeability, for example, a ferrite sintered body is selected. Considering the manufacture of the inductor element, it is clear that the smaller the number of turns of the coil, the better. Therefore, it is apparent that it is preferable to select a core material having a high magnetic permeability such as a ferrite core.

フェライトコアを用いたインダクタ素子としては、大きく分けて2つの形態がある。一つは棒状のコアに巻線を施したソレノイド型インダクタ素子、他方は円環状のコアに巻線を施したトロイダル型インダクタ素子である。各々、その特性と製造性には違いがあるが、もっとも大きな違いは、ソレノイド型インダクタ素子は開磁路構造であり、コア内に発生した磁束は棒状コアの両端面から外部に浸出するのに対して、トロイダル型インダクタ素子は閉磁路構造であり、コア内に発生した磁束は円環状のコア内にほとんど完全に封じられることである。すなわち、トロイダル型インダクタ素子は外部からの磁場擾乱(じょうらん)を受け難く、同時に外部に対しても磁束を漏らさない特徴がある。つまりトロイダル型インダクタ素子は、外来ノイズに敏感な小信号を取り扱う回路に好適な素子といえる。   There are roughly two types of inductor elements using a ferrite core. One is a solenoid type inductor element in which a winding is provided on a rod-shaped core, and the other is a toroidal type inductor element in which a winding is provided on an annular core. There are differences in their characteristics and manufacturability, but the biggest difference is that the solenoid-type inductor element has an open magnetic circuit structure, and the magnetic flux generated in the core leaches out from both end faces of the rod-shaped core. On the other hand, the toroidal inductor element has a closed magnetic circuit structure, and the magnetic flux generated in the core is almost completely sealed in the annular core. That is, the toroidal inductor element has a feature that it is difficult to receive external magnetic field disturbance and does not leak magnetic flux to the outside at the same time. That is, the toroidal inductor element can be said to be an element suitable for a circuit that handles a small signal sensitive to external noise.

このような特徴により、トロイダル型インダクタ素子は、様々な回路に用いられてきた。例えば、共振回路、フィルタ回路、伝送トランス、バルン等である。
その用途に応じて要求される特性は異なるが、共振回路やフィルタ回路においては、インダクタンス値の初期精度と共に、インダクタンスの温度依存性が問題になる。高周波領域で多く使用される圧粉磁芯は、透磁率の温度依存性は極めて小さく問題にはならない。しかし低い周波数領域で用いられるフェライトコアにおいては、透磁率の温度依存性が比較的大きく、インダクタンスの温度依存性を改善するためには何らかの対策を施さなければならない。
インダクタンスの温度依存性を改善する最も一般的な手法として、図6(a)、(b)に示すように、円環状のコア1の円周上の一部に空隙(ギャップ)3を入れるものがある。これによってコア1としての見かけの透磁率(実効透磁率)は低下するが、コア1本来の諸特性の影響が現れ難くなり、結果として温度依存性や初期インダクタンスの精度が改善される。
Due to such features, toroidal inductor elements have been used in various circuits. For example, a resonance circuit, a filter circuit, a transmission transformer, a balun, and the like.
Although the required characteristics differ depending on the application, in the resonance circuit and the filter circuit, the temperature dependence of the inductance becomes a problem as well as the initial accuracy of the inductance value. A dust core that is often used in a high-frequency region has a very small temperature dependency of the magnetic permeability and does not cause a problem. However, in a ferrite core used in a low frequency region, the temperature dependence of permeability is relatively large, and some measures must be taken to improve the temperature dependence of inductance.
As the most general technique for improving the temperature dependence of the inductance, as shown in FIGS. 6A and 6B, a gap (gap) 3 is inserted in a part of the circumference of the annular core 1 There is. As a result, the apparent magnetic permeability (effective magnetic permeability) of the core 1 is lowered, but the influence of various characteristics inherent in the core 1 is less likely to appear, and as a result, the temperature dependence and the accuracy of the initial inductance are improved.

しかしながら、図6(a)、(b)に示すように、コア1にギャップを形成すると、実効透磁率が低下する。これにより、図6(c)に示すようなギャップレスのフェライトコア4と同等のインダクタンスを得ようとすると、コイル2の巻数を多くしなければならなくなる。これにより、巻線を巻き付ける工程に手間や時間がかかることになる。
また、ギャップを形成するとコア1の機械強度の低下が生じる。さらに、ギャップを形成するための加工により製造工程が増え、製造コストが上昇してしまう。特に、フェライト焼結体は極めて硬い材料であるため、ギャップ加工には、回転円盤砥石などを用いた極めて効率の悪い加工方法を選択せざるを得ず、加工に時間とコストがかかるという問題は顕著なものとなる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、温度依存性が低く、かつ生産性に優れ、低コストで製造することのできるトロイダルコイル、電気回路素子、信号伝達装置を提供することを目的とする。
However, as shown in FIGS. 6A and 6B, when a gap is formed in the core 1, the effective magnetic permeability decreases. Accordingly, in order to obtain an inductance equivalent to that of the gapless ferrite core 4 as shown in FIG. 6C, the number of turns of the coil 2 must be increased. As a result, the process of winding the winding takes time and effort.
Further, when the gap is formed, the mechanical strength of the core 1 is reduced. Furthermore, the manufacturing process increases due to the processing for forming the gap, and the manufacturing cost increases. In particular, since the ferrite sintered body is a very hard material, it is necessary to select a very inefficient processing method using a rotating disk grindstone or the like for the gap processing, and there is a problem that processing takes time and cost. It will be remarkable.
The present invention has been made based on such a technical problem, and provides a toroidal coil, an electric circuit element, and a signal transmission device that are low in temperature dependency, excellent in productivity, and can be manufactured at low cost. The purpose is to do.

温度依存性の低いフェライトコアの材料としては、Ni系フェライトが従来より使用されている。フェライトコアには、初透磁率の温度依存性が小さいという特性とともに、損失係数(tanδ)が小さいこと、すなわち、Q値(Q=1/tanδ)が大きいこと、という特性も求められる。しかしながら、Ni系フェライトはインダクタンス及びQ値をそれほど高くできないため、Ni系フェライトを用いたトロイダルコイルの品質向上はほぼ限界に達している。インダクタンスについては、Ni系フェライトを用いた場合であってもコイルの巻数を増やすことで高い値を得ることができるが、巻数を増やすとトロイダルコイルの大型化に繋がるため、昨今の様々な装置や機器類の小型化の流れからして、巻数を増やすのは好ましくない。   Conventionally, Ni-based ferrite has been used as a material for a ferrite core having low temperature dependence. The ferrite core is required to have a characteristic that the temperature dependence of the initial permeability is small and that the loss coefficient (tan δ) is small, that is, the Q value (Q = 1 / tan δ) is large. However, since the Ni-based ferrite cannot increase the inductance and the Q value so much, the improvement in the quality of the toroidal coil using the Ni-based ferrite has almost reached the limit. As for inductance, even if Ni-based ferrite is used, a high value can be obtained by increasing the number of turns of the coil. However, increasing the number of turns leads to an increase in the size of the toroidal coil. It is not preferable to increase the number of turns in view of downsizing of devices.

ところで、フェライト材料としてMn、さらにZnを含むフェライト材料が知られている。このフェライト材料は飽和磁束密度が高いという利点があるため、主に大電流用のトランスに使用されている(例えば特許文献1、2参照)。しかしながら、Mn、さらにZnを含むフェライト材料は温度依存性が大きい。   By the way, as a ferrite material, a ferrite material containing Mn and further Zn is known. Since this ferrite material has an advantage of high saturation magnetic flux density, it is mainly used for transformers for large currents (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, a ferrite material containing Mn and further Zn has a large temperature dependency.

特開平11−3813号公報(特許請求の範囲、実施例)JP-A-11-3813 (Claims, Examples) 特開2000−286119号公報(特許請求の範囲、実施例)JP 2000-286119 A (Claims, Examples)

そこで、本発明者らは、前記したような技術的課題に対し、Mn、さらにZnを含むフェライト材料がNi系フェライトよりもインダクタンス及びQ値を高くできる点に着目し、様々な検討を行った。
その結果、Mn等を含有するフェライト材料についても主組成及び副成分の種類、副成分の含有量を適切なものとすることで、初透磁率の温度依存性が改善されトロイダルコイルに十分適用できることを知見した。より具体的には、フェライト焼結体と、フェライト焼結体に巻回された導体とを含み、フェライト焼結体がFe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有するトロイダルコイルとすることで、初透磁率の温度依存性を改善できることを見出したのである。
Accordingly, the present inventors have made various studies focusing on the fact that ferrite materials containing Mn and Zn can have higher inductance and Q value than Ni-based ferrites for the technical problems as described above. .
As a result, for ferrite materials containing Mn etc., the temperature dependence of the initial permeability can be improved and applied to toroidal coils by making the main composition, the types of subcomponents, and the contents of subcomponents appropriate. I found out. More specifically, the ferrite sintered body includes a ferrite sintered body and a conductor wound around the ferrite sintered body, and the ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, and the balance is substantially MnO. Is a toroidal coil containing Si as a main component, Si as a subcomponent in an amount of 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca in a range of 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and 1500 to 4000 ppm of Co 3 O 4 . They found that temperature dependence could be improved.

さらに、このようなトロイダルコイルを対象とし、本発明の課題について更なる検討を行ったところ、上記したようなトロイダルコイルによれば、ギャップレスの状態でも、初透磁率の温度依存性を低く抑えられることを見出した。
そこでなされた本発明のトロイダルコイルは、周方向に連続する円環状のフェライト焼結体と、フェライト焼結体に巻回された導体とを含み、フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有することを特徴とする。
フェライト焼結体中にさらにZnを含有することもできるが、この場合にはフェライト焼結体の組成をFe23:54.1〜57.5mol%、ZnO:10.5mol%以下(但し、0を含まず)、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1000〜3800ppm含有するものとすればよい。
本発明のトロイダルコイルは、例えば、−40℃〜130℃の範囲において、初透磁率が500以上、20℃での初透磁率を基準としたときの初透磁率の変化率の絶対値が20%以下、という優れた特性を示す。
Furthermore, when the subject of the present invention was further studied for such a toroidal coil, according to the toroidal coil as described above, the temperature dependence of the initial permeability can be kept low even in a gapless state. I found out.
The toroidal coil of the present invention made there includes an annular ferrite sintered body continuous in the circumferential direction and a conductor wound around the ferrite sintered body, and the ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54. 0.1-57.5 mol%, the balance being substantially MnO as the main component, Si as the secondary component 60-800 ppm in terms of SiO 2 , Ca 600-4000 ppm in terms of CaCO 3 , and Co 3 O 4 1500-4000 ppm It is characterized by containing.
The ferrite sintered body may further contain Zn. In this case, the composition of the ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, ZnO: 10.5 mol% or less (however, , 0 is not included), and the balance is substantially composed of MnO as a main component, Si as an auxiliary component is 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca is 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and Co 3 O 4 is 1000 to 3800 ppm What should I do?
In the toroidal coil of the present invention, for example, in the range of −40 ° C. to 130 ° C., the initial permeability is 500 or more, and the absolute value of the change rate of the initial permeability is 20 based on the initial permeability at 20 ° C. % Or less.

また、本発明のトロイダルコイルを構成するフェライト焼結体に、TiO2を5000ppm以下(但し、0を含む)、及び/又はSnO2を5000ppm以下(但し、0を含む)含むことができる。TiO2、SnO2の含有は任意であるが、これらを含有することで、例えば、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率の変化率の絶対値を18%以下、さらには15%以下とすることができる。
さらにまた、本発明のトロイダルコイルを構成するフェライト焼結体に、Ta25を3000ppm以下(但し、0を含む)、Nb25を500ppm以下(但し、0を含む)、ZrO2を500ppm以下(但し、0を含む)の少なくとも1種以上を含むことができる。Ta25、Nb25、ZrO2の含有は任意であるが、これらを含有することで、例えば、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率の変化率の絶対値を15%以下、さらには10%以下とすることも可能となる。
以上の本発明のトロイダルコイルによれば、上記特性に加えて、例えば、−40℃〜130℃の範囲におけるQ(Q=1/tanδ、tanδは誘電正接)の最小値が200以上という特性も得ることができる。
本発明のトロイダルコイルは、様々な用途に適用することができるが、その代表的な用途として、バンドパスフィルタ等のフィルタや、同調回路、共振回路等の電気回路素子、さらには、このような電気回路を含む信号伝達装置が挙げられる。
Further, the ferrite sintered body constituting the toroidal coil of the present invention can contain TiO 2 of 5000 ppm or less (including 0) and / or SnO 2 of 5000 ppm or less (including 0). The content of TiO 2 and SnO 2 is arbitrary, but by including these, for example, the absolute value of the rate of change of initial permeability in the range of −40 ° C. to 130 ° C. is 18% or less, and further 15% or less. It can be.
Furthermore, the ferrite sintered body constituting the toroidal coil of the present invention has Ta 2 O 5 of 3000 ppm or less (including 0), Nb 2 O 5 of 500 ppm or less (provided that 0 is included), ZrO 2 . At least one or more of 500 ppm or less (including 0) can be contained. Inclusion of Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and ZrO 2 is optional, but by including these, for example, the absolute value of the rate of change of initial permeability in the range of −40 ° C. to 130 ° C. is 15%. Hereinafter, it is also possible to make it 10% or less.
According to the above toroidal coil of the present invention, in addition to the above characteristics, for example, the characteristic that the minimum value of Q (Q = 1 / tan δ, tan δ is a dielectric loss tangent) in the range of −40 ° C. to 130 ° C. is 200 or more. Obtainable.
The toroidal coil of the present invention can be applied to various applications. Typical examples of the toroidal coil include filters such as a bandpass filter, electric circuit elements such as a tuning circuit and a resonance circuit, and the like. Examples thereof include a signal transmission device including an electric circuit.

本発明の電気回路素子は、周方向に連続する円環状で、Fe23、MnOを主成分として含み、20℃での初透磁率を基準とし、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率の変化率の絶対値が20%以下であるフェライト焼結体に、導体が巻回され、基板上に実装されたトロイダルコイルと、トロイダルコイルに並列または直列に接続されて基板上に実装されたキャパシタと、を含むことを特徴とする。このような電気回路素子は、トロイダルコイルとキャパシタは基板上に並列に接続して実装することで、共振回路またはフィルタ回路として機能させることができる。
この場合、フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有するものであるのが好ましい。
また、フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、ZnO:10.5mol%以下(但し、0を含まず)、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1000〜3800ppm含有するものであっても良い。
The electric circuit element of the present invention is an annular ring that is continuous in the circumferential direction, contains Fe 2 O 3 and MnO as main components, and has an initial permeability in the range of −40 ° C. to 130 ° C. based on the initial permeability at 20 ° C. A conductor is wound around a ferrite sintered body whose absolute value of magnetic permeability change rate is 20% or less, and a toroidal coil mounted on the substrate, and connected to the toroidal coil in parallel or in series, mounted on the substrate And a capacitor. Such an electric circuit element can function as a resonance circuit or a filter circuit by mounting the toroidal coil and the capacitor connected in parallel on the substrate.
In this case, the ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, the balance is substantially composed of MnO as a main component, Si as an auxiliary component is 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , and Ca is CaCO 3. It is preferable to contain 600 to 4000 ppm in terms of conversion and 1500 to 4000 ppm of Co 3 O 4 .
Further, the ferrite sintered body is composed of Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, ZnO: 10.5 mol% or less (however, not including 0), and the balance is substantially composed of MnO as a main component. And Si may contain 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca to 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and 1000 to 3800 ppm of Co 3 O 4 .

また、本発明の信号伝達装置は、周方向に連続する円環状のフェライト焼結体に導体が巻回されたトロイダルコイル、およびトロイダルコイルに並列に接続されたキャパシタから構成された共振回路と、円環状のフェライト焼結体を貫通し、共振回路との間で交流信号の伝達を行う導線と、を備え、フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有することを特徴とする。また、フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、ZnO:10.5mol%以下(但し、0を含まず)、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1000〜3800ppm含有するものとすることもできる。 Further, the signal transmission device of the present invention includes a toroidal coil in which a conductor is wound around an annular ferrite sintered body that is continuous in the circumferential direction, and a resonance circuit configured by a capacitor connected in parallel to the toroidal coil; A lead wire that passes through the annular ferrite sintered body and transmits an AC signal to and from the resonance circuit, and the ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, the remainder It is characterized by containing MnO as a main component, Si as an auxiliary component in a range of 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca in a range of 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and Co 3 O 4 in a range of 1500 to 4000 ppm. Further, the ferrite sintered body is composed of Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, ZnO: 10.5 mol% or less (however, not including 0), and the balance is substantially composed of MnO as a main component. As for Si, it is also possible to contain 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca to 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and 1000 to 3800 ppm of Co 3 O 4 .

本発明によれば、温度依存性が低く、かつ生産性に優れ、低コストで製造することのできるトロイダルコイルを得ることができる。これによって、導体の巻数をより少なくすることができ、小型で高性能な電気回路素子、信号伝達装置を形成することも可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a toroidal coil that is low in temperature dependency, excellent in productivity, and can be manufactured at low cost. As a result, the number of turns of the conductor can be reduced, and a small and high-performance electric circuit element and signal transmission device can be formed.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本発明におけるトロイダルコイルは図1に示した基本構成を有するが、本発明では磁芯部材(フェライト焼結体)11として以下の組成を有するフェライト焼結体を用いることを特徴とする。
以下、フェライト焼結体の組成の限定理由を説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
The toroidal coil in the present invention has the basic configuration shown in FIG. 1, but the present invention is characterized in that a ferrite sintered body having the following composition is used as the magnetic core member (ferrite sintered body) 11.
Hereinafter, the reasons for limiting the composition of the ferrite sintered body will be described.

はじめに、フェライト焼結体を構成する主成分の限定理由を説明する。
Fe23は54.1〜57.5mol%とする。Fe23が54.1mol%未満ではQが小さく、初透磁率μiの変化率(以下、μi変化率と適宜称する)も大きい。一方、Fe23が57.5mol%を超えると、やはりμi変化率が大きくなる。
望ましいFe23の量は54.5〜57.0mol%、さらに望ましいFe23の量は55.5〜56.5mol%である。
First, the reasons for limiting the main components constituting the ferrite sintered body will be described.
Fe 2 O 3 is 54.1 to 57.5 mol%. When Fe 2 O 3 is less than 54.1 mol%, Q is small and the rate of change of initial permeability μi (hereinafter referred to as μi rate of change as appropriate) is also large. On the other hand, when Fe 2 O 3 exceeds 57.5 mol%, the μi change rate also increases.
A desirable amount of Fe 2 O 3 is 54.5 to 57.0 mol%, and a more desirable amount of Fe 2 O 3 is 55.5 to 56.5 mol%.

ZnOは10.5mol%以下とする。ZnOが10.5mol%を超えるとμi変化率が大きく、200以上のQ値を得ることが困難となる。
望ましいZnO量は0.1〜10.0mol%、さらに望ましいZnO量は2.0〜9.0mol%である。
ZnO is 10.5 mol% or less. If ZnO exceeds 10.5 mol%, the μi change rate is large, and it becomes difficult to obtain a Q value of 200 or more.
A desirable ZnO amount is 0.1 to 10.0 mol%, and a more desirable ZnO amount is 2.0 to 9.0 mol%.

本発明のフェライト焼結体は主成分として、上記以外に実質的な残部としてMnOを含む。   In addition to the above, the sintered ferrite body of the present invention contains MnO as a substantial remainder.

以上、本発明のフェライトをMnZn系とする場合の組成の限定理由について述べたが、以下に詳述する第1〜第4副成分の添加は、MnZn系フェライトに限らず、主成分としてZnを含まないフェライト(以下、「Mnフェライト」ということがある)の場合も有効である。
Mnフェライトを主成分とする場合には、Fe23量を55.0〜57.0mol%、実質的な残部をMnOとすることが望ましい。この場合に、より望ましいFe23量は56.0〜57.0mol%である。
The reason for limiting the composition when the ferrite of the present invention is MnZn-based has been described above. However, the addition of the first to fourth subcomponents described in detail below is not limited to MnZn-based ferrite, but Zn as a main component. It is also effective in the case of ferrite that does not contain (hereinafter sometimes referred to as “Mn ferrite”).
When Mn ferrite is the main component, the amount of Fe 2 O 3 is preferably 55.0 to 57.0 mol%, and the substantial balance is preferably MnO. In this case, the more desirable amount of Fe 2 O 3 is 56.0-57.0 mol%.

つぎに、副成分の限定理由について説明する。
本発明のフェライト焼結体は、第1副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm及びCaをCaCO3換算で600〜4000ppmを含む。
Si及びCaは、結晶粒界に偏析して高抵抗層を形成して低損失に寄与するとともに焼結助剤として焼結密度を向上する効果を有する。但し、SiがSiO2換算で800ppmを超え、あるいはCaがCaCO3換算で4000ppmを超えると、不連続異常粒成長による損失の劣化が大きい。そこで本発明では、SiをSiO2換算で800ppm以下、CaをCaCO3換算で4000ppm以下とする。一方、SiがSiO2換算で60ppm未満、あるいはCaがCaCO3換算で600ppm未満では上記効果を十分に得ることができないため、SiはSiO2換算で60ppm以上、CaはCaCO3換算で600ppm以上とする。
望ましいSiの含有量はSiO2換算で70〜600ppm、より望ましいSiの含有量はSiO2換算で100〜500ppmである。
望ましいCaの含有量はCaCO3換算で600〜3500ppm、より望ましいCaの含有量はCaCO3換算で1200〜3500ppmである。
Next, the reasons for limiting the subcomponents will be described.
The ferrite sintered body of the present invention contains Si as a first subcomponent in a range of 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 and Ca in a range of 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 .
Si and Ca are segregated at the grain boundaries to form a high resistance layer and contribute to low loss, and have the effect of improving the sintering density as a sintering aid. However, when Si exceeds 800 ppm in terms of SiO 2 or Ca exceeds 4000 ppm in terms of CaCO 3 , loss deterioration due to discontinuous abnormal grain growth is large. Therefore, in the present invention, Si is set to 800 ppm or less in terms of SiO 2 and Ca is set to 4000 ppm or less in terms of CaCO 3 . On the other hand, if Si is less than 60 ppm in terms of SiO 2 or Ca is less than 600 ppm in terms of CaCO 3 , the above effect cannot be obtained sufficiently, so Si is 60 ppm or more in terms of SiO 2 and Ca is 600 ppm or more in terms of CaCO 3. To do.
The desirable Si content is 70 to 600 ppm in terms of SiO 2 , and the more desirable Si content is 100 to 500 ppm in terms of SiO 2 .
The desirable Ca content is 600 to 3500 ppm in terms of CaCO 3 , and the more desirable Ca content is 1200 to 3500 ppm in terms of CaCO 3 .

また本発明のフェライト焼結体は、第2副成分として所定量のCo34を含む。Co34はμi変化率の低減ならびにμi変化率を平坦にするのに有効に寄与し、かつCo34の含有はQ値の向上に有効である。
本発明においてMnフェライトを主成分とする場合には、Co34を1500〜4000ppmの範囲内で含有させる。この場合に、Co34量が1500ppm未満では上記効果を十分に得ることができない。またCo34量が4000ppmを超えると、Q値の低下が著しくなり、μi変化率が増大する。
一方、本発明においてMnZn系フェライトを主成分とする場合には、Co34を1000〜3800ppmの範囲内で含有させればよい。Co34を1000〜3800ppmの範囲内で含有させることにより、上記効果を享受することができる。この場合に、望ましいCo34量は1000〜2800ppm、より望ましいCo34量は1200〜2500ppmである。
The ferrite sintered body of the present invention contains a predetermined amount of Co 3 O 4 as the second subcomponent. Co 3 O 4 effectively contributes to reducing the μi change rate and flattening the μi change rate, and the inclusion of Co 3 O 4 is effective to improve the Q value.
In the present invention, when Mn ferrite is the main component, Co 3 O 4 is contained in the range of 1500 to 4000 ppm. In this case, if the amount of Co 3 O 4 is less than 1500 ppm, the above effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the amount of Co 3 O 4 exceeds 4000 ppm, the Q value is remarkably lowered, and the μi change rate is increased.
On the other hand, when MnZn-based ferrite is a main component in the present invention, Co 3 O 4 may be contained within a range of 1000 to 3800 ppm. By containing Co 3 O 4 in the range of 1000 to 3800 ppm, the above effect can be enjoyed. In this case, the desirable amount of Co 3 O 4 is 1000 to 2800 ppm, and the more desirable amount of Co 3 O 4 is 1200 to 2500 ppm.

さらに本発明のフェライト焼結体は、第3副成分として、TiO2を5000ppm以下(但し、0を含む)及び/又はSnO2を5000ppm以下(但し、0を含む)含むことができる。
Ti及びSnは結晶粒内、結晶粒界に存在し損失低減の効果がある。但し、TiO2量が5000ppmを超えると、不連続異常粒成長による損失の劣化を招く。そのために本発明では、TiO2量を5000ppm以下とする。TiO2と同様の理由から、SnO2の上限値も5000ppmとする。
一方、損失低減という効果を十分享受するためには、第3副成分としてのTiO2及び/又はSnO2を500ppm以上含有させることが望ましい。
望ましいTiO2含有量は500〜4000ppm、より望ましいTiO2含有量は500〜3000ppmである。
また望ましいSnO2含有量は500〜4000ppm、より望ましいSn含有量は500〜3000ppmである。
Furthermore, the ferrite sintered body of the present invention can contain TiO 2 of 5000 ppm or less (including 0) and / or SnO 2 of 5000 ppm or less (including 0) as the third subcomponent.
Ti and Sn are present in the crystal grains and at the crystal grain boundaries, and have an effect of reducing loss. However, when the amount of TiO 2 exceeds 5000 ppm, the loss is deteriorated due to discontinuous abnormal grain growth. Therefore, in the present invention, the amount of TiO 2 is set to 5000 ppm or less. For the same reason as TiO 2 , the upper limit of SnO 2 is also set to 5000 ppm.
On the other hand, in order to fully enjoy the effect of loss reduction, it is desirable to contain TiO 2 and / or SnO 2 as the third subcomponent at 500 ppm or more.
A desirable TiO 2 content is 500 to 4000 ppm, and a more desirable TiO 2 content is 500 to 3000 ppm.
Desirable SnO 2 content is 500 to 4000 ppm, and more desirable Sn content is 500 to 3000 ppm.

なお、第3副成分を複合して含有させる場合、含有量の合計は8000ppm以下、望ましくは 1000〜5000ppmとする。   When the third subcomponent is contained in combination, the total content is 8000 ppm or less, preferably 1000 to 5000 ppm.

また本発明のフェライト焼結体は、第4副成分として、Ta25を3000ppm以下(但し、0を含む)、Nb25を500ppm以下(但し、0を含む)、ZrO2を500ppm以下(但し、0を含む)の少なくとも1種以上を含むことができる。これらの第4副成分を含有することによって、μi変化率の低減及び/又は損失低減という効果を得ることができる。その効果を十分に享受するためには、Ta25、Nb25、ZrO2は50ppm以上含有させることが望ましい。
望ましいTa25量は0〜2500ppm、より望ましいTa25量は500〜2000ppmである。
また望ましいNb25量は0〜400ppm、より望ましいNb25量は50〜350ppmである。
望ましいZrO2量は0〜400ppm、より望ましいZrO2量は50〜350ppmである。
なお、第4副成分を複合して含有させる場合、含有量の合計は3000ppm以下、望ましくは300〜2000ppmとする。
The ferrite sintered body of the present invention includes, as the fourth subcomponent, Ta 2 O 5 of 3000 ppm or less (including 0), Nb 2 O 5 of 500 ppm or less (including 0), and ZrO 2 of 500 ppm. At least one or more of the following (including 0) can be included. By including these fourth subcomponents, it is possible to obtain the effect of reducing the μi change rate and / or reducing the loss. In order to fully enjoy the effect, it is desirable to contain 50 ppm or more of Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and ZrO 2 .
A desirable amount of Ta 2 O 5 is 0 to 2500 ppm, and a more desirable amount of Ta 2 O 5 is 500 to 2000 ppm.
A desirable Nb 2 O 5 content is 0 to 400 ppm, and a more desirable Nb 2 O 5 content is 50 to 350 ppm.
A desirable amount of ZrO 2 is 0 to 400 ppm, and a more desirable amount of ZrO 2 is 50 to 350 ppm.
When the fourth subcomponent is contained in combination, the total content is 3000 ppm or less, preferably 300 to 2000 ppm.

本発明のフェライト焼結体は、例えば、−40℃〜130℃におけるμi変化率の最大値が絶対値で20%以下、望ましくは15%以下という特性を示す。一般に、電子部品の許容差には、±10%、±5%、±2%、±1%といったグレードがあるが、通常のコイルは±10%程度である。これに対し、本発明のフェライト焼結体によれば、特に望ましい組成を選択することにより、例えば、−40℃〜130℃におけるμi変化率の最大値を絶対値で10%以下、さらには5%以下とすることもできる。さらに、本発明のフェライト焼結体は、例えば、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率を500以上とすることができる。
また本発明のフェライト焼結体は、μi変化率の最大値が絶対値で20%以下という特性とともに、Q値が200以上、さらには250以上という特性を示す。
このように、本発明のフェライト焼結体は、MnZn系フェライト又はMnフェライトでは従来では得ることのできなかった高い特性を得ることができるため、このフェライト焼結体を備えて構成されるトロイダルコイル、さらにはこのトロイダルコイルを備えて構成される電気回路素子や信号伝達装置を、従来以上に高い特性を有したものとすることができる。
The ferrite sintered body of the present invention exhibits a characteristic that the maximum value of the μi change rate at −40 ° C. to 130 ° C. is 20% or less, desirably 15% or less in absolute value. Generally, the tolerances of electronic components include ± 10%, ± 5%, ± 2%, and ± 1% grades, but a normal coil is about ± 10%. On the other hand, according to the ferrite sintered body of the present invention, by selecting a particularly desirable composition, for example, the maximum value of the μi change rate at −40 ° C. to 130 ° C. is 10% or less in absolute value, and further 5 % Or less. Furthermore, the ferrite sintered body of the present invention can have an initial permeability of 500 or more in the range of −40 ° C. to 130 ° C., for example.
Further, the ferrite sintered body of the present invention exhibits the characteristic that the maximum value of the μi change rate is 20% or less in absolute value, and the Q value is 200 or more, further 250 or more.
As described above, since the ferrite sintered body of the present invention can obtain high characteristics that could not be obtained with MnZn-based ferrite or Mn ferrite in the past, the toroidal coil configured to include this ferrite sintered body is provided. Furthermore, the electric circuit element and the signal transmission device configured to include the toroidal coil can have characteristics higher than those of the conventional one.

次に、本発明によるフェライト焼結体にとって好適な製造方法を説明する。
主成分の原料としては、酸化物又は加熱により酸化物となる化合物の粉末を用いる。具体的には、Fe23粉末、Mn34粉末及びZnO粉末等を用いることができる。なお、各原料粉末の平均粒径は0.1〜5.0μmの範囲で適宜選択すればよい。
主成分の原料粉末を湿式混合した後、仮焼きを行う。仮焼きの温度は650〜1000℃の範囲内での所定温度で、また雰囲気はN2又は大気とすればよい。仮焼きの安定時間は0.5〜5.0時間の範囲で適宜選択すればよい。仮焼き後、仮焼き体を例えば、平均粒径0.5〜2.0μm程度まで粉砕する。なお、本発明では、上述の主成分の原料に限らず、2種以上の金属を含む複合酸化物の粉末を主成分の原料としてもよい。例えば、塩化鉄、塩化マンガンを含有する水溶液を酸化焙焼することによりFe、Mnを含む複合酸化物の粉末が得られる。この粉末とZnO粉末を混合して主成分原料としてもよい。このような場合には、仮焼きは不要である。
Next, the manufacturing method suitable for the ferrite sintered body according to the present invention will be described.
As the raw material of the main component, an oxide or a powder of a compound that becomes an oxide by heating is used. Specifically, Fe 2 O 3 powder, Mn 3 O 4 powder, ZnO powder, or the like can be used. In addition, what is necessary is just to select suitably the average particle diameter of each raw material powder in the range of 0.1-5.0 micrometers.
The raw material powder of the main component is wet mixed and then calcined. The calcining temperature may be a predetermined temperature within a range of 650 to 1000 ° C., and the atmosphere may be N 2 or air. What is necessary is just to select the stable time of calcination suitably in the range of 0.5 to 5.0 hours. After the calcination, the calcined body is pulverized, for example, to an average particle size of about 0.5 to 2.0 μm. In the present invention, not only the above-mentioned main component materials, but also a composite oxide powder containing two or more metals may be used as the main component materials. For example, a complex oxide powder containing Fe and Mn can be obtained by oxidizing and roasting an aqueous solution containing iron chloride and manganese chloride. This powder and ZnO powder may be mixed and used as a main component material. In such a case, calcining is unnecessary.

同様に副成分の原料として、酸化物又は加熱により酸化物となる化合物の粉末を用いることもできる。具体的には、SiO2、CaCO3、Co34、TiO2、SnO2、Ta25、Nb25、ZrO2等を用いることができる。
これら副成分の原料粉末は、仮焼き後に粉砕された主成分の粉末と混合される。但し、主成分の原料粉末と混合した後に、主成分とともに仮焼きに供することもできる。
Similarly, an oxide or a powder of a compound that becomes an oxide by heating can also be used as a raw material for the accessory component. Specifically, SiO 2 , CaCO 3 , Co 3 O 4 , TiO 2 , SnO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 or the like can be used.
The raw material powders of these subcomponents are mixed with the main component powder pulverized after calcining. However, after mixing with the raw material powder of the main component, it can be subjected to calcining together with the main component.

主成分及び副成分からなる混合粉末は、後の成形工程を円滑に実行するために顆粒に造粒される。造粒は例えばスプレードライヤを用いて行うことができる。混合粉末に適当な結合剤、例えばポリビニルアルコール(PVA)を少量添加し、これをスプレードライヤで噴霧、乾燥する。得られる顆粒の粒径は40〜400μm程度とすることが望ましい。   The mixed powder composed of the main component and the subcomponent is granulated into a granule in order to smoothly execute the subsequent molding process. Granulation can be performed using, for example, a spray dryer. A small amount of a suitable binder such as polyvinyl alcohol (PVA) is added to the mixed powder, and this is sprayed and dried with a spray dryer. The particle size of the obtained granules is preferably about 40 to 400 μm.

得られた顆粒は、例えば所定形状の金型を有するプレスを用いて所望の形状に成形され、この成形体は焼成工程に供される。
焼成工程においては、焼成温度と焼成雰囲気を制御する必要がある。焼成温度は1050〜1250℃の範囲から適宜選択することができるが、本発明のフェライト材料の効果を十分引き出すには、1100〜1200℃の範囲で焼成することが望ましい。
The obtained granule is formed into a desired shape using, for example, a press having a mold having a predetermined shape, and this formed body is subjected to a firing step.
In the firing step, it is necessary to control the firing temperature and firing atmosphere. The firing temperature can be appropriately selected from the range of 1050 to 1250 ° C., but it is desirable to fire in the range of 1100 to 1200 ° C. in order to sufficiently bring out the effect of the ferrite material of the present invention.

以上の工程を経ることで、本発明におけるフェライト焼結体を得ることができる。   The ferrite sintered body in the present invention can be obtained through the above steps.

次に、本発明のトロイダルコイルについて説明する。図1に示すように、本発明のトロイダルコイル10は、磁芯部材11と、磁芯部材11に巻回された導体12とを備えて形成される。本発明では、磁芯部材11に上述した組成を有するフェライト焼結体を用いる。   Next, the toroidal coil of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the toroidal coil 10 of the present invention includes a magnetic core member 11 and a conductor 12 wound around the magnetic core member 11. In the present invention, a ferrite sintered body having the above-described composition is used for the magnetic core member 11.

磁芯部材11は、中央部に孔が形成された円筒状、いわゆるトロイダル形状を有するもので、例えば外径4〜30mm、内径2〜15mm、厚み1〜10mmとすることができる。
ここで、磁芯部材11は、周方向に完全に連続した円環状の、ギャップを有さない、いわゆるギャップレス形状とされている。
The magnetic core member 11 has a cylindrical shape in which a hole is formed in the central portion, that is, a so-called toroidal shape, and can have, for example, an outer diameter of 4 to 30 mm, an inner diameter of 2 to 15 mm, and a thickness of 1 to 10 mm.
Here, the magnetic core member 11 has an annular shape that is completely continuous in the circumferential direction and has a so-called gapless shape without a gap.

導体12には例えば銅線を用いることができる。巻線パターンのピッチ、巻数も用途に応じて適宜設定することができる。   For example, a copper wire can be used as the conductor 12. The pitch and number of turns of the winding pattern can also be set as appropriate according to the application.

続いて、本発明の信号伝達装置について説明する。図2は、信号伝達装置の概略図である。この図2に示すように、信号伝達装置100は、トロイダルコイル10と、トロイダルコイル10に並列に設けられたキャパシタ20と、トロイダルコイル10の磁心部材11の中心を貫通する導線30と、を備える。この信号伝達装置100において、キャパシタ20とトロイダルコイル10は、並列共振回路を構成する。これらトロイダルコイル10、キャパシタ20は、図示しない基板上に実装される。
このような信号伝達装置100では、キャパシタ20とトロイダルコイル10とで構成される並列共振回路と、導線30との間で、信号を伝達することができる。
Next, the signal transmission device of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic diagram of the signal transmission device. As shown in FIG. 2, the signal transmission device 100 includes a toroidal coil 10, a capacitor 20 provided in parallel with the toroidal coil 10, and a conductor 30 that penetrates the center of the magnetic core member 11 of the toroidal coil 10. . In this signal transmission device 100, the capacitor 20 and the toroidal coil 10 constitute a parallel resonance circuit. These toroidal coil 10 and capacitor 20 are mounted on a substrate (not shown).
In such a signal transmission device 100, a signal can be transmitted between the parallel resonance circuit constituted by the capacitor 20 and the toroidal coil 10 and the conducting wire 30.

本発明のトロイダルコイル10は、ギャップレス形状としたことにより高い初透磁率を有するために、従来のNi系トロイダルコイルと比べてインダクタンスが高く、従来のNi系トロイダルコイルよりも導体12の巻数を少なくすることができ、トロイダルコイル10、信号伝達装置100の小型化を図ることができる。   Since the toroidal coil 10 of the present invention has a high initial magnetic permeability due to the gapless shape, the inductance is higher than that of the conventional Ni-based toroidal coil, and the number of turns of the conductor 12 is smaller than that of the conventional Ni-based toroidal coil. Therefore, the toroidal coil 10 and the signal transmission device 100 can be reduced in size.

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
(第1実施例)
表1に示す組成を有するフェライトコアを作製した。
主成分の原料には、Fe23粉末、MnO粉末及びZnO粉末を用い、これらを湿式混合した後、850℃で3時間仮焼した。
次いで、主成分の原料の仮焼物と副成分の原料とを混合した。副成分の原料には、SiO2粉末、CaCO3粉末、Ta25粉末、Co34粉末、TiO2粉末を用いた。主成分原料の仮焼物に副成分の原料を添加して、粉砕しながら混合した。粉砕は、仮焼物の平均粒径が約1.0μmとなるまで行った。得られた混合物にバインダを加え、顆粒化した後、成形してトロイダル形状の成形体を得た。
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
(First embodiment)
Ferrite cores having the compositions shown in Table 1 were produced.
Fe 2 O 3 powder, MnO powder and ZnO powder were used as raw materials for the main component, and these were wet mixed and then calcined at 850 ° C. for 3 hours.
Next, the calcined product of the main component material and the subcomponent material were mixed. SiO 2 powder, CaCO 3 powder, Ta 2 O 5 powder, Co 3 O 4 powder, and TiO 2 powder were used as the raw materials for the accessory components. The auxiliary component raw material was added to the calcined material of the main component raw material and mixed while being pulverized. The pulverization was performed until the average particle size of the calcined product was about 1.0 μm. A binder was added to the resulting mixture, granulated, and then molded to obtain a toroidal shaped molded body.

得られた成形体を酸素分圧制御下において、温度1150℃(安定部5時間、安定部酸素分圧0.5%)で焼成することにより、フェライトコアを得た。このフェライトコアを用いて、例えば、−40℃〜130℃の温度範囲におけるQ値を測定した。トロイダルのサイズは外径20mm、内径10mm、厚さ5mmであり、巻数を20ターン、励磁電圧を250mVで測定を行った。−40℃〜130℃の範囲におけるQ値の最小値をQminとして表1に示す。また、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率μi(測定周波数:100kHz)を測定した。20℃での初透磁率μiを基準とし、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率μiの変化率の絶対値を「Δμi」として表1に示す。また、−40℃〜130℃の範囲におけるμiの最小値μiminも表1に示す。なお、初透磁率μiの変化率は以下の式に基づき算出した。 The obtained molded body was fired at a temperature of 1150 ° C. (stable part 5 hours, stable part oxygen partial pressure 0.5%) under oxygen partial pressure control to obtain a ferrite core. Using this ferrite core, for example, the Q value in a temperature range of −40 ° C. to 130 ° C. was measured. The toroidal size was 20 mm in outer diameter, 10 mm in inner diameter, and 5 mm in thickness. The number of turns was 20 turns, and the excitation voltage was 250 mV. Table 1 shows the minimum Q value in the range of −40 ° C. to 130 ° C. as Qmin. Moreover, the initial permeability μi (measurement frequency: 100 kHz) in the range of −40 ° C. to 130 ° C. was measured. Based on the initial permeability μi at 20 ° C., the absolute value of the change rate of the initial permeability μi in the range of −40 ° C. to 130 ° C. is shown as “Δμi” in Table 1. Table 1 also shows the minimum value μi min of μi in the range of −40 ° C. to 130 ° C. The change rate of the initial permeability μi was calculated based on the following formula.

初透磁率μiの変化率=(μiT−μi20)/μi20×100(%)
μiT・・・温度T℃での初透磁率μi
μi20・・・温度20℃での初透磁率μi
Change rate of initial permeability μi = (μi T −μi 20 ) / μi 20 × 100 (%)
μi T : Initial permeability at temperature T ° C μi
μi 20・ ・ ・ Initial permeability μi at 20 ℃

Figure 2006148023
Figure 2006148023

試料No.1〜7は、この順にFe23が増加している。その中で、Fe23が54.0mol%と本発明の範囲より少ない場合、及び58.0mol%と本発明の範囲より多い場合にQ値が低く、μiの変化率(以下、「Δμi」という)が大きい。よって、本発明ではFe23量を54.1〜57.5mol%とする。
次に、試料No.8〜13は、この順にZnOが増加している。その中で、ZnOが11.0mol%と本発明の範囲より多い場合にQ値が低く、Δμiが大きい。よって、本発明ではZnO量を0〜10.5mol%(但し、0を含まず)とする。
以上の結果より、本発明をMnZn系フェライトに適用する場合において、高いQ値、かつ低いΔμiを兼備するために、Fe23を54.1〜57.5mol%の範囲、ZnOを0〜10.5mol%(但し、0を含まず)の範囲に設定することが重要であることがわかる。
なお、本発明を、Znを含有しないMnフェライトに適用した例は第6実施例で示す。
Sample No. 1-7, Fe 2 O 3 is increased in this order. Among them, when Fe 2 O 3 is 54.0 mol%, which is less than the range of the present invention, and when 58.0 mol% is more than the range of the present invention, the Q value is low, and the change rate of μi (hereinafter referred to as “Δμi”). ") Is big. Therefore, in the present invention, the amount of Fe 2 O 3 is 54.1 to 57.5 mol%.
Next, sample No. As for 8-13, ZnO is increasing in this order. Among them, when ZnO is 11.0 mol%, which is more than the range of the present invention, the Q value is low and Δμi is large. Therefore, in this invention, the amount of ZnO shall be 0-10.5 mol% (however, 0 is not included).
From the above results, when the present invention is applied to MnZn ferrite, in order to combine a high Q value and a low Δμi, Fe 2 O 3 ranges from 54.1 to 57.5 mol%, and ZnO ranges from 0 to 0. It can be seen that it is important to set the amount within the range of 10.5 mol% (excluding 0).
An example in which the present invention is applied to Mn ferrite not containing Zn is shown in the sixth embodiment.

(第2実施例)
第2実施例ではCoの含有量の変動に伴うQmin及びΔμiの変動を確認する。
第1実施例と同様の手順で表2に示す組成を有するフェライトコアを作製し、第1実施例と同様の条件でQmin及びΔμi、μiminを求めた。その結果を表2に示す。
(Second embodiment)
In the second embodiment, fluctuations in Qmin and Δμi accompanying fluctuations in the Co content are confirmed.
To prepare a ferrite core having a composition shown in Table 2 by the same procedure as in the first embodiment, Qmin and Derutamyuai, the .mu.i min was determined under the same conditions as in the first embodiment. The results are shown in Table 2.

Figure 2006148023
Figure 2006148023

試料No.14〜18は、この順にCo34が増加している。その中で、Co34が500ppmと本発明の範囲より少ない場合、及び4000ppmと本発明の範囲より多い場合にQ値が低く、Δμiが大きい。
次に、Fe23量が55.5mol%である試料No.19〜21、ならびにFe23量が56.5mol%である試料No.22〜25に着目すると、Co34量が1000〜3800ppmの範囲内にある試料No.22〜25はいずれも200以上のQ値を得ている。それとともに、試料No.22〜25はΔμiが絶対値で20%以下という特性を示す。
以上の結果より、高いQ値、かつ低いΔμiを兼備するために、本発明をMnZn系フェライトに適用する場合にはCo34量を1000〜3800ppmの範囲に設定することが重要であることが確認できた。Q値を重視する場合の望ましいCo34量は1000〜2800ppm、望ましくは1200〜2500ppmである。Δμiを重視する場合の望ましいCo34量は1000〜2500ppm、望ましくは1300〜2500ppmである。
Sample No. 14 to 18, Co 3 O 4 is increased in this order. Among them, when Co 3 O 4 is 500 ppm, which is less than the range of the present invention, and when 4000 ppm is more than the range of the present invention, the Q value is low and Δμi is large.
Next, Sample No. with an Fe 2 O 3 content of 55.5 mol% was used. 19 to 21 and the sample No. having an amount of Fe 2 O 3 of 56.5 mol%. When focusing on Nos. 22 to 25, sample Nos. In which the amount of Co 3 O 4 is in the range of 1000 to 3800 ppm. 22 to 25 all have a Q value of 200 or more. At the same time, sample no. 22 to 25 show the characteristic that Δμi is 20% or less in absolute value.
From the above results, in order to combine a high Q value and a low Δμi, it is important to set the amount of Co 3 O 4 in the range of 1000 to 3800 ppm when the present invention is applied to MnZn-based ferrite. Was confirmed. The desirable amount of Co 3 O 4 when the Q value is emphasized is 1000 to 2800 ppm, preferably 1200 to 2500 ppm. The preferable amount of Co 3 O 4 when Δμi is important is 1000 to 2500 ppm, preferably 1300 to 2500 ppm.

(第3実施例)
第3実施例ではSi及びCaの含有量の変動に伴うQ値及びΔμiの変動を確認する。
第1実施例と同様の手順で表3に示す組成を有するフェライトコアを作製し、第1実施例と同様の条件でQmin及びΔμi、μiminを求めた。その結果を表3に示す。
(Third embodiment)
In the third example, the variation of the Q value and Δμi accompanying the variation of the Si and Ca contents is confirmed.
To prepare a ferrite core having a composition shown in Table 3 in the same procedure as in the first embodiment, Qmin and Derutamyuai, the .mu.i min was determined under the same conditions as in the first embodiment. The results are shown in Table 3.

Figure 2006148023
Figure 2006148023

試料No.26〜30は、この順にSiO2が増加している。その中で、SiO2が50ppmと本発明の範囲より少ない場合にはΔμiは良好な値を示すが、Qminが180と低めである。一方、SiO2が1000ppmと本発明の範囲より多い場合には、Qminが85まで低下してしまう。よって、本発明ではSi量をSiO2換算で60〜800ppmとする。望ましいSi量はSiO2換算で70〜600ppm、より望ましくは100〜500ppmである。 Sample No. 26 to 30, SiO 2 is increased in this order. Among them, when SiO 2 is 50 ppm, which is less than the range of the present invention, Δμi shows a good value, but Qmin is as low as 180. On the other hand, when SiO 2 is 1000 ppm, which is larger than the range of the present invention, Qmin decreases to 85. Therefore, in the present invention, the Si amount is set to 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 . A desirable amount of Si is 70 to 600 ppm, more desirably 100 to 500 ppm in terms of SiO 2 .

試料No.31〜34は、この順にCaCO3が増加している。その中で、CaCO3が500ppmと本発明の範囲より少ない場合、CaCO3が5000ppmと本発明の範囲より多い場合には、Qminが低い。よって、本発明ではCa量をCaCO3換算で600〜4000ppmとする。望ましいCa量はCaCO3換算で600〜3500ppm、より望ましくは1200〜3500ppmである。 Sample No. 31 to 34, CaCO 3 is increasing in this order. Among them, when CaCO 3 is 500 ppm, which is less than the range of the present invention, and CaCO 3 is 5000 ppm, which is greater than the range of the present invention, Qmin is low. Therefore, in the present invention, the amount of Ca is set to 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 . The desirable amount of Ca is 600 to 3500 ppm, more desirably 1200 to 3500 ppm in terms of CaCO 3 .

(第4実施例)
第4実施例ではTi及びSnの含有に伴うQ値及びΔμiの変動を確認する。
第1実施例と同様の手順で表4に示す組成を有するフェライトコアを作製し、第1実施例と同様の条件でQmin及びΔμi、μiminを求めた。その結果を表4に示す。
(Fourth embodiment)
In the fourth example, fluctuations in the Q value and Δμi accompanying the inclusion of Ti and Sn are confirmed.
To prepare a ferrite core having a composition shown in Table 4 to the same procedure as in the first embodiment, Qmin and Derutamyuai, the .mu.i min was determined under the same conditions as in the first embodiment. The results are shown in Table 4.

Figure 2006148023
Figure 2006148023

試料No.35〜38は、この順にTiO2が増加している。試料No.35(TiO2含有なし)と試料No.36(TiO2:2000ppm)の比較により、TiO2を含有することによりΔμiが小さくなることがわかる。但し、TiO2の含有量が7000ppm(試料No.38)になると、ΔμiがTiO2含有なしの場合(試料No.35)よりも大きくなってしまい、またQminも低下する。よって、本発明ではTiO2量を0〜5000ppmとする。望ましいTiO2量は500〜4000ppm、より望ましいTiO2量は500〜3000ppmである。
なお、以上の第1〜第3実施例で示した試料はいずれもTiO2を含有するものであったが、試料No.35から、TiO2を含有しない場合であっても他成分を本発明が推奨する範囲内とすることにより、200以上のQmin及び絶対値で20%以下のΔμiを兼備することができる。よって、本発明においてTiO2の含有は必須ではなく、任意とする。
Sample No. 35 to 38, TiO 2 has increased in this order. Sample No. 35 (without TiO 2 content) and sample no. From the comparison of 36 (TiO 2 : 2000 ppm), it can be seen that Δμi is reduced by containing TiO 2 . However, when the content of TiO 2 becomes 7000 ppm (sample No. 38), Δμi becomes larger than that without TiO 2 (sample No. 35), and Qmin also decreases. Therefore, in the present invention, the amount of TiO 2 is set to 0 to 5000 ppm. Desirable amount of TiO 2 is 500~4000Ppm, more preferably TiO 2 amount is 500~3000Ppm.
All the samples shown in the first to third examples described above contained TiO 2 . From 35, even if it does not contain TiO 2, by setting the other components within the range recommended by the present invention, it is possible to combine Qmin of 200 or more and Δμi of 20% or less in absolute value. Therefore, in the present invention, the inclusion of TiO 2 is not essential and is optional.

試料No.35、39〜41は、この順にSnO2が増加している。まず、試料No.35(SnO2含有なし)と試料No.39(SnO2:2000ppm)の比較により、SnO2を含有することによりΔμiが小さくなることがわかる。但し、SnO2の含有量が7000ppm(試料No.41)になると、Qminが低下する。よって、本発明ではSnO2量を0〜5000ppmとする。望ましいSnO2量は500〜4000ppm、より望ましいSnO2量は500〜3000ppmである。
なお、試料No.35から、SnO2を含有しない場合であっても他成分を本発明が推奨する範囲内とすることにより、200以上のQmin及び絶対値で20%以下のΔμiを兼備することができる。よって、本発明においてSnO2の含有は必須ではなく、任意とする。
Sample No. 35,39~41 is, SnO 2 has increased in this order. First, sample no. 35 (no SnO 2 content) and sample no. Comparison of 39 (SnO 2 : 2000 ppm) shows that Δμi is reduced by containing SnO 2 . However, when the content of SnO 2 reaches 7000 ppm (sample No. 41), Qmin decreases. Therefore, in the present invention, the amount of SnO 2 is set to 0 to 5000 ppm. Preferably SnO 2 weight 500~4000Ppm, more preferably the amount of SnO 2 is 500~3000Ppm.
Sample No. From 35, even when SnO 2 is not contained, by setting other components within the range recommended by the present invention, it is possible to combine Qmin of 200 or more and Δμi of 20% or less in absolute value. Therefore, the inclusion of SnO 2 is not essential in the present invention and is optional.

(第5実施例)
第5実施例ではTa,Nb及びZrの含有量に伴うQ値及びΔμiの変動を確認する。
第1実施例と同様の手順で表5に示す組成を有するフェライトコアを作製し、第1実施例と同様の条件でQmin及びΔμi、μiminを求めた。その結果を表5に示す。
(5th Example)
In the fifth embodiment, fluctuations in the Q value and Δμi accompanying the contents of Ta, Nb, and Zr are confirmed.
To prepare a ferrite core having a composition shown in Table 5 to the same procedure as in the first embodiment, Qmin and Derutamyuai, the .mu.i min was determined under the same conditions as in the first embodiment. The results are shown in Table 5.

Figure 2006148023
Figure 2006148023

試料No.42〜45は、この順にTa25が増加している。試料No.42(Ta25含有なし)と試料No.43(Ta25:1000ppm)の比較により、Ta25を含有することによりQminも向上することがわかる。但し、Ta25の含有量が4000ppm(試料No.45)になると、ΔμiがTa25含有なしの場合(試料No.42)よりも大きくなってしまい、またQminが大幅に低下する。よって、本発明ではTa25量を0〜3000ppmとする。望ましいTa25量は0〜2500ppm、より望ましいTa25量は500〜2000ppmである。 Sample No. In 42 to 45, Ta 2 O 5 increases in this order. Sample No. 42 (without Ta 2 O 5 content) and sample no. From the comparison of 43 (Ta 2 O 5 : 1000 ppm), it can be seen that the inclusion of Ta 2 O 5 also improves Qmin. However, when the content of Ta 2 O 5 is 4000 ppm (sample No. 45), Δμi becomes larger than that when no Ta 2 O 5 is contained (sample No. 42), and Qmin is significantly reduced. . Therefore, in the present invention, the amount of Ta 2 O 5 is set to 0 to 3000 ppm. A desirable amount of Ta 2 O 5 is 0 to 2500 ppm, and a more desirable amount of Ta 2 O 5 is 500 to 2000 ppm.

試料No.42、46、47は、この順にNb25が増加している。まず試料No.42(Nb25含有なし)と試料No.46(Nb25:300ppm)の比較により、Nb25を含有することにより小さいΔμiを維持しつつ、Qminが向上することがわかる。但し、Nb25の含有量が700ppm(試料No.47)になると、Δμiの劣化を抑制しつつQminを向上させるという効果を享受することができない。よって、本発明ではNb25量を0〜500ppmとする。望ましいNb25量は0〜400ppm、より望ましいNb25量は50〜350ppmである。 Sample No. In 42, 46, and 47, Nb 2 O 5 increases in this order. First, sample no. 42 (Nb 2 O 5 not contained) and Sample No. Comparison of 46 (Nb 2 O 5 : 300 ppm) shows that Qmin is improved while maintaining a smaller Δμi by containing Nb 2 O 5 . However, when the content of Nb 2 O 5 is 700 ppm (sample No. 47), the effect of improving Qmin while suppressing the deterioration of Δμi cannot be enjoyed. Therefore, in the present invention, the amount of Nb 2 O 5 is set to 0 to 500 ppm. A desirable amount of Nb 2 O 5 is 0 to 400 ppm, and a more desirable amount of Nb 2 O 5 is 50 to 350 ppm.

試料No.42、48、49は、この順にZrO2が増加している。まず試料No.42(ZrO2が含有なし)と試料No.48(ZrO2:300ppm)の比較により、ZrO2を含有することにより小さいΔμiを維持しつつ、Qminが向上することがわかる。但し、ZrO2の含有量が700ppm(試料No.49)になると、Qminが大幅に低下してしまう。よって、本発明ではZrO2量を0〜500ppmとする。望ましいZrO2量は0〜400ppm、より望ましいZrO2量は50〜350ppmである。 Sample No. In 42, 48 and 49, ZrO 2 increases in this order. First, sample no. 42 (without ZrO 2 content) and Sample No. Comparison of 48 (ZrO 2 : 300 ppm) shows that Qmin is improved while maintaining a smaller Δμi by containing ZrO 2 . However, when the content of ZrO 2 is 700 ppm (sample No. 49), Qmin is significantly reduced. Therefore, in the present invention, the amount of ZrO 2 is set to 0 to 500 ppm. A desirable amount of ZrO 2 is 0 to 400 ppm, and a more desirable amount of ZrO 2 is 50 to 350 ppm.

(第6実施例)
以上の第1〜5実施例では本発明をMnZn系フェライトに適用した例を示したが、本発明をMnフェライトに適用した実験例を第6実施例として示す。
(Sixth embodiment)
Although the example which applied this invention to the MnZn type | system | group ferrite was shown in the above 1st-5th Example, the experimental example which applied this invention to Mn ferrite is shown as a 6th Example.

第1実施例と同様の手順で表6に示す組成を有するフェライトコアを作製し、第1実施例と同様の条件でQmin及びΔμi、μiminを求めた。その結果を表6に示す。 To prepare a ferrite core having a composition shown in Table 6 by the same procedure as in the first embodiment, Qmin and Derutamyuai, the .mu.i min was determined under the same conditions as in the first embodiment. The results are shown in Table 6.

Figure 2006148023
Figure 2006148023

試料No.50(Co34:1000ppm)と試料No.51(Co34:2500ppmとの比較により、ZnOを含有しないMn系フェライトにおいてもCo34量を適切な範囲とすることにより、200以上のQmin及び絶対値で20%以下のΔμiを兼備することができる。よって、本発明をMn系フェライトに適用する場合は、Co34量は1500ppm以上とする。但し、Mn系フェライトにおいても、Co34量が5000ppmになると、Δμiが低下してしまう。よって、本発明をMnフェライトに適用する場合は、Co34量は1500〜4000ppmとする。 Sample No. 50 (Co 3 O 4 : 1000 ppm) and Sample No. 51 (Co 3 O 4 : By comparison with 2500 ppm, even in a Mn-based ferrite not containing ZnO, by setting the amount of Co 3 O 4 to an appropriate range, Qmin of 200 or more and Δμi of 20% or less in absolute value can be obtained. Therefore, when the present invention is applied to a Mn-based ferrite, the amount of Co 3 O 4 is set to 1500 ppm or more, but even in the Mn-based ferrite, when the amount of Co 3 O 4 is 5000 ppm, Δμi Therefore, when the present invention is applied to Mn ferrite, the amount of Co 3 O 4 is set to 1500 to 4000 ppm.

以上、フェライト焼結体の望ましい組成について詳述した。本発明が推奨する組成を有するフェライト焼結体は、初透磁率(μi)の温度依存性が小さく、かつQ値が大きい。また、本発明が推奨する組成を有するフェライト焼結体は、初透磁率が高い。このため、本発明のフェライト焼結体を用いたトロイダルコイルによれば、従来のNi系トロイダルコイルよりも導体の巻数を少なくしても高いインダクタンスを有することができ、トロイダルコイルの小型化を図ることができる。これにより、トロイダルコイルを備えた信号伝達装置の小型化も図ることができる。   The desirable composition of the ferrite sintered body has been described in detail above. The ferrite sintered body having the composition recommended by the present invention has a small temperature dependency of the initial magnetic permeability (μi) and a large Q value. In addition, the ferrite sintered body having the composition recommended by the present invention has a high initial permeability. For this reason, according to the toroidal coil using the ferrite sintered body of the present invention, it is possible to have a higher inductance than the conventional Ni-based toroidal coil even if the number of turns of the conductor is reduced, and the toroidal coil can be downsized. be able to. Thereby, size reduction of the signal transmission apparatus provided with the toroidal coil can also be achieved.

次に、本発明の組成において、ギャップレスの磁芯部材11を用いて構成したトロイダルコイル10の温度依存性について評価したので、その結果を以下に示す。
表7に示す組成を有するフェライトコアを作製した。
Next, in the composition of the present invention, the temperature dependence of the toroidal coil 10 configured using the gapless magnetic core member 11 was evaluated, and the results are shown below.
Ferrite cores having the compositions shown in Table 7 were produced.

Figure 2006148023
Figure 2006148023

主成分の原料には、Fe23粉末、MnO粉末及びZnO粉末を用い、これらを湿式混合した後、850℃で3時間仮焼した。
次いで、主成分の原料の仮焼物と副成分の原料とを混合した。副成分の原料には、SiO2粉末、CaCO3粉末、Ta25粉末、Co34粉末、TiO2粉末を選択的に用いた。主成分原料の仮焼物に副成分の原料を添加して、粉砕しながら混合した。粉砕は、仮焼物の平均粒径が約1.0μmとなるまで行った。得られた混合物にバインダを加え、顆粒化した後、成形してトロイダル形状の成形体を得た。
ここで、成形体は、外径20mm、内径10mm、厚さ5mmとした。
Fe 2 O 3 powder, MnO powder and ZnO powder were used as raw materials for the main component, and these were wet mixed and then calcined at 850 ° C. for 3 hours.
Next, the calcined product of the main component material and the subcomponent material were mixed. SiO 2 powder, CaCO 3 powder, Ta 2 O 5 powder, Co 3 O 4 powder, and TiO 2 powder were selectively used as the raw materials for the accessory components. The auxiliary component raw material was added to the calcined material of the main component raw material and mixed while being pulverized. The pulverization was performed until the average particle size of the calcined product was about 1.0 μm. A binder was added to the resulting mixture, granulated, and then molded to obtain a toroidal shaped molded body.
Here, the molded body had an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 10 mm, and a thickness of 5 mm.

得られた成形体を、酸素分圧制御下において、温度1150℃(安定部5時間、安定部酸素分圧0.5%)で焼成することにより、フェライトコアを得た。試料No.54、55、56については、ギャップレスのコアと、焼結後0.3mmのギャップを形成したコアを用意した。
そして、このフェライトコアの、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率μi(測定周波数:100kHz)を測定した。さらに、20℃での初透磁率μiを基準とし、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率μiの変化率の絶対値Δμiを求めた。
The obtained molded body was fired at a temperature of 1150 ° C. (stable part 5 hours, stable part oxygen partial pressure 0.5%) under oxygen partial pressure control to obtain a ferrite core. Sample No. For 54, 55, and 56, a gapless core and a core formed with a 0.3 mm gap after sintering were prepared.
Then, the initial permeability μi (measurement frequency: 100 kHz) of the ferrite core in the range of −40 ° C. to 130 ° C. was measured. Furthermore, the absolute value Δμi of the rate of change of the initial permeability μi in the range of −40 ° C. to 130 ° C. was obtained with the initial permeability μi at 20 ° C. as a reference.

図3は、試料No.53と試料No.54を比較するための図、図4は、試料No.53と試料No.55を比較するための図、図5は、試料No.53と試料No.56を比較するための図であり、それぞれ、(a)は初透磁率μiの測定値、(b)は初透磁率μiの変化率の絶対値Δμiを示す図、である。
これらの図3〜図5に示すように、試料No.54〜56においては、フェライトコアをギャップレスとしたときには、温度が高まるにつれ、初透磁率が変動しており、初透磁率の温度依存性が非常に高くなっている。試料No.54〜56において、ギャップを設けた場合には、温度が変化しても初透磁率は安定しており、初透磁率の温度依存性が低くなっているものの、初透磁率自体が非常に低くなっていることが分かる。これにより、試料No.54〜56では、初透磁率の温度依存性を低くするには、ギャップを設ける必要があるが、ギャップレスのフェライトコアと同等の高いインダクタンスを得るには、ギャップレスの場合に比較して、導体12の巻数を多くする必要がある。
これに対し、本発明の組成を有する試料No.53においては、ギャップレスのフェライトコアを用いて構成したトロイダルコイルにおいて、温度が変化しても初透磁率は安定しており、初透磁率の温度依存性が低くなっており、しかも、試料54〜56に比較し、初透磁率自体が高いことが明らかである。これにより、試料54〜56に比較し、より少ない巻数の銅線で、同等のインダクタンスを有するトロイダルコイルを形成することができる。
FIG. 53 and Sample No. 54 is a diagram for comparing Sample No. 54 and FIG. 53 and Sample No. FIG. 5 is a diagram for comparing No. 55 and FIG. 53 and Sample No. 56 are diagrams for comparing 56, (a) is a measured value of the initial permeability μi, and (b) is a diagram showing an absolute value Δμi of the rate of change of the initial permeability μi.
As shown in FIG. 3 to FIG. In 54 to 56, when the ferrite core is made gapless, the initial permeability varies as the temperature increases, and the temperature dependence of the initial permeability is very high. Sample No. In 54 to 56, when the gap is provided, the initial permeability is stable even if the temperature is changed, and the temperature dependence of the initial permeability is low, but the initial permeability itself is very low. You can see that As a result, sample no. In 54 to 56, it is necessary to provide a gap in order to reduce the temperature dependence of the initial permeability. However, in order to obtain a high inductance equivalent to that of the gapless ferrite core, the conductor 12 is compared with the gapless case. It is necessary to increase the number of turns.
In contrast, Sample No. having the composition of the present invention. 53, in the toroidal coil constructed using the gapless ferrite core, the initial permeability is stable even when the temperature changes, and the temperature dependence of the initial permeability is low, and the samples 54 to Compared to 56, it is clear that the initial permeability itself is high. Thereby, compared with the samples 54-56, the toroidal coil which has an equivalent inductance can be formed with a copper wire with fewer turns.

トロイダルコイルの基本構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic composition of a toroidal coil. 信号伝達装置の基本構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic composition of a signal transmission apparatus. 実施例2において試料No.53と試料No.54を比較するための図であり、(a)は初透磁率μiの測定値、(b)は初透磁率μiの変化率の絶対値Δμiを示す図である。In Example 2, sample no. 53 and sample no. 54 is a diagram showing a measured value of the initial permeability μi, and FIG. 5B is a diagram showing an absolute value Δμi of a change rate of the initial permeability μi. 実施例2において試料No.53と試料No.55を比較するための図であり、(a)は初透磁率μiの測定値、(b)は初透磁率μiの変化率の絶対値Δμiを示す図である。In Example 2, sample no. 53 and sample no. FIG. 5A is a diagram showing a measured value of initial permeability μi, and FIG. 4B is a diagram showing an absolute value Δμi of a change rate of initial permeability μi. 実施例2において試料No.53と試料No.56を比較するための図であり、(a)は初透磁率μiの測定値、(b)は初透磁率μiの変化率の絶対値Δμiを示す図である。In Example 2, sample no. 53 and sample no. 56 is a graph showing a measured value of the initial permeability μi, and FIG. 5B is a diagram showing an absolute value Δμi of a change rate of the initial permeability μi. 従来のトロイダルコイルの構成を説明するための図であり、(a)は外観図、(b)はギャップを有する磁芯部材の例、(c)はギャップレスの磁芯部材の例を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure of the conventional toroidal coil, (a) is an external view, (b) is an example of the magnetic core member which has a gap, (c) is a figure which shows the example of a gapless magnetic core member. is there.

符号の説明Explanation of symbols

10…トロイダルコイル、11…磁芯部材(フェライト焼結体)、12…導体、20…キャパシタ30…導線、100…信号伝達装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Toroidal coil, 11 ... Magnetic core member (ferrite sintered body), 12 ... Conductor, 20 ... Capacitor 30 ... Conductor, 100 ... Signal transmission apparatus

Claims (12)

周方向に連続する円環状のフェライト焼結体と、
前記フェライト焼結体に巻回された導体とを含み、
前記フェライト焼結体は、
Fe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有することを特徴とするトロイダルコイル。
An annular ferrite sintered body continuous in the circumferential direction;
A conductor wound around the ferrite sintered body,
The ferrite sintered body is
Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, the balance being substantially composed of MnO as the main component, Si as a subcomponent, 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca to 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and Co 3 A toroidal coil containing 1500 to 4000 ppm of O 4 .
周方向に連続する円環状のフェライト焼結体と、
前記フェライト焼結体に巻回された導体とを含み、
前記フェライト焼結体は、
Fe23:54.1〜57.5mol%、ZnO:10.5mol%以下(但し、0を含まず)、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1000〜3800ppm含有することを特徴とするトロイダルコイル。
An annular ferrite sintered body continuous in the circumferential direction;
A conductor wound around the ferrite sintered body,
The ferrite sintered body is
Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, ZnO: 10.5 mol% or less (however, not including 0), the balance being substantially composed of MnO as the main component, and Si as the subcomponent in terms of SiO 2 of 60 ~800Ppm, toroidal coil, characterized in that 600~4000ppm the Ca in terms of CaCO 3, and the Co 3 O 4 containing 1000~3800Ppm.
20℃での初透磁率を基準とし、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率の変化率の絶対値が20%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のトロイダルコイル。   3. The toroidal coil according to claim 1, wherein an absolute value of a rate of change of initial permeability in a range of −40 ° C. to 130 ° C. is 20% or less with reference to initial permeability at 20 ° C. 4. . 前記フェライト焼結体の−40℃〜130℃の範囲における初透磁率が500以上であることを特徴とする請求項3に記載のトロイダルコイル。   4. The toroidal coil according to claim 3, wherein the ferrite sintered body has an initial permeability in a range of −40 ° C. to 130 ° C. of 500 or more. 前記フェライト焼結体は、TiO2を5000ppm以下(但し、0を含む)、及び/又はSnO2を5000ppm以下(但し、0を含む)含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のトロイダルコイル。 5. The ferrite sintered body contains 5000 ppm or less (including 0) of TiO 2 and / or 5000 ppm or less (including 0) of SnO 2. 5. The toroidal coil as described. 前記フェライト焼結体は、Ta25を3000ppm以下(但し、0を含む)、Nb25を500ppm以下(但し、0を含む)、ZrO2を500ppm以下(但し、0を含む)の少なくとも1種以上を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のトロイダルコイル。 The ferrite sintered body contains Ta 2 O 5 of 3000 ppm or less (including 0), Nb 2 O 5 of 500 ppm or less (including 0), and ZrO 2 of 500 ppm or less (including 0). The toroidal coil according to claim 1, comprising at least one kind. 周方向に連続する円環状で、Fe23、MnOを主成分として含み、20℃での初透磁率を基準とし、−40℃〜130℃の範囲における初透磁率の変化率の絶対値が20%以下であるフェライト焼結体に、導体が巻回され、基板上に実装されたトロイダルコイルと、
前記トロイダルコイルに並列または直列に接続されて前記基板上に実装されたキャパシタと、を含むことを特徴とする電気回路素子。
An annular shape continuous in the circumferential direction, containing Fe 2 O 3 and MnO as main components, and the absolute value of the rate of change of the initial permeability in the range of −40 ° C. to 130 ° C. with reference to the initial permeability at 20 ° C. A toroidal coil in which a conductor is wound around a ferrite sintered body having a thickness of 20% or less and mounted on a substrate;
And a capacitor mounted on the substrate in parallel or in series with the toroidal coil.
前記トロイダルコイルと前記キャパシタは前記基板上に並列に接続されて実装され、共振回路またはフィルタ回路として機能することを特徴とする請求項7に記載の電気回路素子。   8. The electric circuit element according to claim 7, wherein the toroidal coil and the capacitor are mounted in parallel on the substrate and function as a resonance circuit or a filter circuit. 前記フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有することを特徴とする請求項7または8に記載の電気回路素子。 The ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, the balance is essentially MnO as a main component, Si as an auxiliary component is 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , and Ca is in terms of CaCO 3 . The electric circuit element according to claim 7 or 8, wherein the electric circuit element contains 600 to 4000 ppm and 1500 to 4000 ppm of Co 3 O 4 . 前記フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、ZnO:10.5mol%以下(但し、0を含まず)、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1000〜3800ppm含有することを特徴とする請求項7または8に記載の電気回路素子。 The ferrite sintered body is composed of Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, ZnO: 10.5 mol% or less (however, not including 0), and the balance is mainly composed of MnO as a subcomponent. 60~800ppm of Si in terms of SiO 2, 600~4000Ppm the Ca in terms of CaCO 3, and an electric circuit device according to claim 7 or 8, characterized in that the Co 3 O 4 containing 1000~3800Ppm. 周方向に連続する円環状のフェライト焼結体に導体が巻回されたトロイダルコイル、および前記トロイダルコイルに並列に接続されたキャパシタから構成された共振回路と、
円環状の前記フェライト焼結体を貫通し、前記共振回路との間で交流信号の伝達を行う導線と、を備え、
前記フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1500〜4000ppm含有することを特徴とする信号伝達装置。
A toroidal coil in which a conductor is wound around an annular ferrite sintered body that is continuous in the circumferential direction, and a resonance circuit composed of a capacitor connected in parallel to the toroidal coil;
A lead wire that passes through the annular ferrite sintered body and transmits an AC signal to and from the resonance circuit,
The ferrite sintered body is Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, the balance is essentially MnO as a main component, Si as an auxiliary component is 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , and Ca is in terms of CaCO 3 . A signal transmission device comprising 600 to 4000 ppm and 1500 to 4000 ppm of Co 3 O 4 .
周方向に連続する円環状のフェライト焼結体に導体が巻回されたトロイダルコイル、および前記トロイダルコイルに並列に接続されたキャパシタから構成された共振回路と、
円環状の前記フェライト焼結体を貫通し、前記共振回路との間で交流信号の伝達を行う導線と、を備え、
前記フェライト焼結体は、Fe23:54.1〜57.5mol%、ZnO:10.5mol%以下(但し、0を含まず)、残部実質的にMnOを主成分とし、副成分としてSiをSiO2換算で60〜800ppm、CaをCaCO3換算で600〜4000ppm、かつCo34を1000〜3800ppm含有することを特徴とする信号伝達装置。
A toroidal coil in which a conductor is wound around an annular ferrite sintered body that is continuous in the circumferential direction, and a resonance circuit composed of a capacitor connected in parallel to the toroidal coil;
A lead wire that passes through the annular ferrite sintered body and transmits an AC signal to and from the resonance circuit,
The ferrite sintered body is composed of Fe 2 O 3 : 54.1 to 57.5 mol%, ZnO: 10.5 mol% or less (however, not including 0), and the balance is mainly composed of MnO as a subcomponent. A signal transmission device comprising Si in a range of 60 to 800 ppm in terms of SiO 2 , Ca in a range of 600 to 4000 ppm in terms of CaCO 3 , and Co 3 O 4 in a range of 1000 to 3800 ppm.
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JP2017105220A (en) * 2017-03-27 2017-06-15 セイコーエプソン株式会社 Liquid discharge device

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