JP2022124953A - ノイズ対策用環状磁性体及びノイズ対策用部材 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｆｅ基ナノ結晶合金では作製が困難であった分割型のノイズ対策用環状磁性体を提供し、優れたノイズ低減効果を得ること。【解決手段】径方向に沿って積層された軟磁性金属薄帯を含み、内側にケーブルを挿通させて用いる、ノイズ対策用環状磁性体であって、前記ノイズ対策用環状磁性体は、非環状に分割された複数の分割片からなり、該分割片の分割面同士を当接させて環状として用い、前記分割面の平面度ＦＬと前記分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下である、ノイズ対策用環状磁性体。ここで、前記平面度ＦＬは、JIS B 0601:2001に準拠して測定した断面曲線の最大値及び最小値の絶対値の和である。【選択図】図２

Description

本開示は、ノイズ対策用環状磁性体及びノイズ対策用部材に関する。

従来、電子機器に繋がるケーブルに伝播するノイズ電流を低減させるために、環状磁性体と該環状磁性体を収容するコアケースとを備えるノイズ対策部材が知られている。

特許文献１には、円環形状のフェライトコアを半円状に分割して電源ケーブルに直接挟み込むことが可能な分割型フェライトコアの構成が記載されている。このような分割型のノイズ対策用部材では、円環形状のフェライトコアを分割していない非分割型のフェライトコアと比べて、ケーブルを結線した状態で取り付けることが可能なため利便性に優れている。

特許文献２には、Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンを巻き回したコア及びその製造方法が記載されている。Ｆｅ基ナノ結晶合金を用いた非分割型の環状磁性体は、フェライトコアと比べて、幅広い周波数領域でインピーダンス特性が優れているため、ノイズ低減効果が大きい。

特許第２９９２２６９号公報 特許第６１３７４０８号公報

しかしながら、Ｆｅ基ナノ結晶合金は脆性の高い金属薄帯を層にしたものであるため、欠けやすく成形時の形状に制限があった。よって、ナノ結晶合金を用いた分割型のノイズ対策用環状磁性体は存在していない。このため、ナノ結晶合金コアは、分割型フェライトコアのように手軽に使用することができなかった。

そこで本開示は、Ｆｅ基ナノ結晶合金では作製が困難であった分割型のノイズ対策用環状磁性体を提供し、優れたノイズ低減効果を得ることを目的とする。

本開示の要旨構成は以下の通りである。

［１］ 径方向に沿って積層された軟磁性金属薄帯を含み、内側にケーブルを挿通させて用いる、ノイズ対策用環状磁性体であって、
前記ノイズ対策用環状磁性体は、非環状に分割された複数の分割片からなり、該分割片の分割面同士を当接させて環状として用い、
前記分割面の平面度ＦＬと前記分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下である、ノイズ対策用環状磁性体。
ここで、前記平面度ＦＬは、JIS B 0601:2001に準拠して測定した断面曲線の最大値及び最小値の絶対値の和である。

［２］ 前記分割面の算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚが、それぞれＲａ≦０．７μｍ、及びＲｚ≦１０μｍを満たす、前記［１］に記載のノイズ対策用環状磁性体。

［３］ 圧環強度が５０ＭＰａ以上である、前記［１］又は［２］に記載のノイズ対策用環状磁性体。

［４］ 周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚが６０００以上である、前記［１］から［３］のいずれか１項に記載のノイズ対策用環状磁性体。

［５］ 前記軟磁性金属薄帯はＦｅ基ナノ結晶合金を含む、前記［１］から［４］のいずれか１項に記載のノイズ対策用環状磁性体。

［６］ 前記［１］から［５］のいずれか１項に記載のノイズ対策用環状磁性体と、
筒を非環状に分割した形状のサブケースが筒状に開閉可能に連結されてなり、該サブケースには、前記ノイズ対策用環状磁性体の前記分割片が一つずつ格納される、分割型コアケースと、
を有し、
前記分割型コアケースを閉じたとき、前記分割型コアケース内部で前記分割片の前記分割面同士が当接して前記ノイズ対策用環状磁性体をなし、前記分割面にかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上である、ノイズ対策用部材。

本開示によれば、Ｆｅ基ナノ結晶合金では作製が困難であった分割型のノイズ対策用環状磁性体を提供し、優れたノイズ低減効果を得ることができる。

ノイズ対策用環状磁性体の一例の上面図である。 ノイズ対策用環状磁性体の一例の斜視図である。 ノイズ対策用部材の一例を示す図である。 ノイズ対策用部材の一例を開いた状態を示す図である。 ノイズ対策用部材の一例を閉じた状態を示す図である。 ノイズ対策用環状磁性体の圧環強度の測定方法について説明するための図である。 平面度、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚの測定方法について説明するための図である。 平面度、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚの測定箇所について説明するための図である。

以下、本発明を具体的に説明する。なお、本明細書中において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

［ノイズ対策用環状磁性体］
本開示のノイズ対策用環状磁性体は、
径方向に沿って積層された軟磁性金属薄帯を含み、内側にケーブルを挿通させて用いる、ノイズ対策用環状磁性体であって、
前記ノイズ対策用環状磁性体は、非環状に分割された複数の分割片からなり、該分割片の分割面同士を当接させて環状として用い、
前記分割面の平面度ＦＬと前記分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下である、ノイズ対策用環状磁性体である。
ここで、前記平面度ＦＬは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠して測定した断面曲線の最大値及び最小値の絶対値の和である。

図１に、本開示の一実施形態に係るノイズ対策用環状磁性体１００の上面図を示す。図２に、本開示の一実施形態に係るノイズ対策用環状磁性体１００の斜視図を示す。これらの図に示すように、ノイズ対策用環状磁性体１００は、全体形状が環状であり、径方向に沿って積層された軟磁性金属薄帯を含む。ノイズ対策用環状磁性体１００は、非環状に分割された複数の分割片１ａ及び１ｂからなる。図１及び図２の例においては、全体形状が円環状のノイズ対策用環状磁性体１００が、中心軸方向に沿って半割されている。図１及び図２に示すように、複数の分割片１ａ及び１ｂの分割面同士を当接させて環状とし、ノイズ対策用環状磁性体１００によって区画される中空部１１にケーブルを挿通して用いる。

Ｆｅ基ナノ結晶合金は脆性の高い軟磁性薄帯金属の積層体であるため、成形時の形状に制限があり、欠けやすく取り扱いが難しい。そのため、Ｆｅ基ナノ結晶合金を用いて分割型のノイズ対策用環状磁性体１００を提供することは困難であった。Ｆｅ基ナノ結晶合金を用いて分割型のノイズ対策用環状磁性体１００を作製しても、その脆性の高さから分割面の管理が不十分となり、十分なノイズ低減効果が得られていなかった。

本発明者らは、独自に鋭意検討を重ね、分割面の平面度ＦＬと分割片１ａ、１ｂの保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下となるように、分割面の表面粗さ及び分割片の保磁力を管理することで、周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚが６０００以上という優れたノイズ低減効果が得られることを知見し、本ノイズ対策用環状磁性体１００を発明するに至った。より優れたノイズ低減効果を得るために、分割面の平面度ＦＬと分割片１ａ、１ｂの保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃは、好ましくは６．５μｍ・Ａ／ｍ以下、より好ましくは２．０μｍ・Ａ／ｍ以下とする。分割面の平面度ＦＬと分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃの下限は特に限定されないが、後述した平面度及び保磁力の下限値との関係から、０．００５μｍ・Ａ／ｍ以上であることが好ましい。

ここで、「平面度」とは、JIS B 0601:2001に準拠して測定した分割面の断面曲線の最大値及び最小値の絶対値の和を指す。ただし、断面曲線の最大値がノイズピークを含んでいた場合は粗さ曲線の最大山高さＲｐを最大値とする。また、断面曲線の最小値がノイズピークを含んでいた場合は、そのピークは平面度の計算に含めない。分割片１ａ、１ｂの各分割面（図１，２の例においては計４面）について、東京精密社製 ＳＵＲＦＣＯＭ，１４００Ｇ表面粗さ測定機を用いて軟磁性金属薄帯の積層方向（軟磁性金属薄帯の積層体を横切る方向、ノイズ対策用環状磁性体１００の径方向）に沿って断面曲線を測定する。測定箇所の詳細について、図７、８を用いて説明する。図７に示すように、各分割片１ａの複数の分割面１０ａ及び１０ａ’について、１分割面につき、上部Ｒ１、Ｒ１’、中部Ｒ２、Ｒ２’、下部Ｒ３、Ｒ３’の最低３箇所実施する。図８を用いて、分割面１０ａが軟磁性金属薄帯の幅（ノイズ対策用環状磁性体１００の中心軸方向における高さに相当）Ｌ＝１０ｍｍ、軟磁性金属薄帯の積層方向の長さ（ノイズ対策用環状磁性体１００の内外径差の半分厚みに相当）ｅ＝５ｍｍの面積５０ｍｍ²である場合における、平面度の測定箇所について説明する。図８に示すように、分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の幅Ｌが３ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍである場合には、（１）分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の幅Ｌ方向端部からｗ１＝１ｍｍ内側の上部Ｒ１、（２）分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の幅Ｌ方向における中央部（Ｒ１及びＲ３からの距離ｗ２が等距離）Ｒ２、及び（３）分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の幅Ｌのもう片方の端部からｗ１＝１ｍｍ内側の下部Ｒ３の合計３箇所について断面曲線を測定し、該断面曲線から平面度を決定する。例外として、軟磁性金属薄帯の幅Ｌが２ｍｍ＜Ｌ≦３ｍｍである場合には、幅Ｌ方向端部からｗ１＝１ｍｍ内側の上部Ｒ１、Ｒ１’、幅Ｌのもう片方の端部からｗ１＝１ｍｍ内側の下部Ｒ３、Ｒ３’の２箇所において断面曲線の測定を実施し、Ｌ＝２ｍｍである場合には、軟磁性金属薄帯の幅の中心線の１箇所において断面曲線の測定を実施するものとする。軟磁性金属薄帯の幅Ｌが１５ｍｍ以上である場合には、５ｍｍ間隔置きに測定箇所を追加する。次に断面曲線の測定長について説明する。分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の積層方向の測定長さｙ１はJIS B 0601:2001に準拠し４ｍｍとする。断面曲線は分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の積層方向の長さｅにおける中央部において測定する。分割面１０ａの軟磁性金属薄帯の積層方向の長さｅが８ｍｍ以上である場合は、４ｍｍ置きに測定箇所を追加し実施するものとする。４ｍｍ置きに測定箇所を追加することができない場合、積層方向の長さｅの中央部の４ｍｍを測定する。また、分割面が直線ではなく曲線、又は段差がある場合は、軟磁性金属薄帯の積層方向を測定長とし、軟磁性金属薄帯の面は測定箇所に含まない。ノイズ対策用環状磁性体１００が１ａ及び１ｂの２つの分割片から構成されている場合、断面曲線の最大値及び最小値の絶対値の和の計１２箇所の平均を、分割面１０ａ、１０ｂの平面度とする。なお、ノイズ対策用環状磁性体１００の分割面１０ａの寸法は、後述するノイズ対策用環状磁性体１００の寸法の測定方法と同様に測定する。

本願においては、切断面を研磨することによって研磨後に得られる分割面１０ａ、１０ｂの平面度を調整し得る。平面度は、研磨に用いる研磨布紙の番手等によって調整し得る。後述するように分割面１０ａ、１０ｂに対して防錆剤又はフィルムシートなどを用いて保護層を付与する場合、保護層を付与した後に分割面１０ａ、１０ｂの平面度を測定する。

分割片１ａ、１ｂの保磁力は、東京特殊鋼製自動計測保磁力計Ｋ－ＨＣ１０００型を用いて測定した３回の測定値の平均値とする。測定の際には、分割片１ａ、１ｂの分割面同士を当接させて環状とした状態で載置して、保磁力の測定を行う。分割片１ａ、１ｂの保磁力は、軟磁性金属薄帯の材料物性、軟磁性金属薄帯に対する熱処理の温度及び時間、ノイズ対策用環状磁性体１００の分割（切断）方法、並びに切断面の研磨加工条件によって調整することができる。

平面度ＦＬは、分割面１０ａ、１０ｂの平面度ＦＬと分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下となるように調整すればよく、特に限定されない。好ましくは、平面度は１．５μｍ以下、より好ましくは０．７μｍ以下とする。平面度の下限は特に限定されないが、機械加工による量産性の観点から、０．０５μｍ以上であることが好ましい。

保磁力Ｈｃについても、分割面１０ａ、１０ｂの平面度ＦＬと分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下となるように調整すればよく、特に限定されない。好ましくは、保磁力Ｈｃは７．０Ａ/ｍ以下、より好ましくは５．０Ａ/ｍ以下とする。保磁力の下限は特に限定されないが、保磁力は軟磁性金属薄帯の材料物性と切断面の研磨加工条件とによって値が変化することから、０．１Ａ／ｍ以上であることが好ましい。

ノイズ対策用環状磁性体１００は、非環状に分割された複数の分割片１ａ及び１ｂからなる。ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する分割片の数及び大きさは特に限定されない。ノイズ対策用環状磁性体１００は、図１、２に示すように、２つの分割片１ａ及び１ｂからなってもよく、より多くの分割片により構成されていてもよい。また、ノイズ対策用環状磁性体１００は、分割片１ａ及び１ｂの全体形状が非環状であればどのように分割されていてもよい。一例においては、ノイズ対策用環状磁性体１００は中心軸方向に平行に分割されている。なお、ここで中心軸方向とは、ノイズ対策用環状磁性体１００の中心から径方向に対して垂直に伸ばした直線上の方向を指す。例えば、各分割片１ａ及び１ｂは、ノイズ対策用環状磁性体１００を径方向に沿って分割した形状であり得る。該構成によれば、ケーブルが電子機器及び電子部品等に結線された状態であってもノイズ対策用環状磁性体１００をケーブルに挿通させることができるので、ノイズ対策用環状磁性体１００のケーブルへの取り付けが容易である。なお、複数の分割片１ａ及び１ｂを当接させた後、互いに動かないように、複数の分割片１ａ及び１ｂ同士を接着してもよく、後述する分割型コアケース又はバンド等で分割片１ａ及び１ｂ同士を固定してもよい。

ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する軟磁性金属薄帯は特に限定されない。優れたノイズ低減効果を得る上では、保磁力が小さくインピーダンス比透磁率が大きい軟磁性材料が好ましい。ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する軟磁性金属薄帯は、特に優れたノイズ低減効果を得る上で、周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚが６０００以上であることがより好ましく、１２０００以上であることがさらに好ましい。また、ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する軟磁性金属薄帯は、特に優れたノイズ低減効果を得る上で、保磁力が７．０Ａ/ｍ以下であることが好ましい。

軟磁性材料としては、例えば、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、及びＮｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト等のフェライト；Ｆｅ－Ｎｉ系合金（パーマロイ）、Ｆｅ－Ｓｉ系合金（珪素鋼）等の軟磁性金属；Ｃｏ基アモルファス合金、Ｆｅ基アモルファス合金等のアモルファス合金；並びにＦｅ基ナノ結晶合金等を用いることができる。

ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する軟磁性金属薄帯は、好ましくはＦｅ基ナノ結晶合金である。ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する軟磁性金属薄帯がＦｅ基ナノ結晶合金である場合、例えば、一般式：（Ｆｅ_1-aＭ_a）_{100-x-y-z-b-c-d}Ａ_xＭ’_yＭ”_zＸ_bＳｉ_cＢ_d（原子％）（式中ＭはＣｏ，Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の元素を、ＡはＣｕ，Ａｕから選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ’はＴｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ”はＣｒ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｉｎ，白金属元素，Ｍｇ，Ｎ及びＳから選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはＣ，Ｇｅ，Ｇａ，Ａｌ及びＰから選ばれた少なくとも１種の元素を示し、ａ，ｘ，ｙ，ｚ，ｂ，ｃ及びｄはそれぞれ０≦ａ≦０．１、０．１≦ｘ≦３、１≦ｙ≦１０、０≦ｚ≦１０、０≦ｂ≦１０、１１≦ｃ≦１７、３≦ｄ≦１０を満たす数である。）で表される一般式を有するＦｅ基ナノ結晶合金が特に好ましい。また、Ｆｅ基ナノ結晶合金の成分組成は特に限定されないが、原子％で、Ｃｕ：０．５～２．０％、Ｎｂ：１．０～５．０％、Ｓｉ：１１．０～１５．０％、Ｂ：５．０～１０．０％であり、残部が実質的にＦｅからなる成分組成とすることが好ましい。

優れたノイズ低減効果を得る上で、分割面１０ａ、１０ｂの算術平均粗さＲａは、Ｒａ≦０．７μｍとすることが好ましく、Ｒａ≦０．３５μｍとすることがより好ましい。なお、分割面１０ａ、１０ｂの算術平均粗さＲａの下限は特に限定されない。分割面１０ａ、１０ｂの算術平均粗さＲａは、切断面の研磨によって調整することができる。分割面１０ａ、１０ｂの算術平均粗さＲａは、研磨に用いる研磨布紙の番手、研磨懸濁液（研磨用の砥粒を懸濁した液体）中の砥粒の番手及び砥粒の材質等によって調整し得る。

優れたノイズ低減効果を得る上で、分割面１０ａ、１０ｂの最大高さ粗さＲｚは、Ｒｚ≦１０μｍとすることが好ましく、Ｒｚ≦５μｍとすることがより好ましい。分割面１０ａ、１０ｂの最大高さ粗さＲｚの下限は特に限定されない。分割面１０ａ、１０ｂの最大高さ粗さＲｚは、分割面１０ａ、１０ｂの研磨によって調整することができる。分割面１０ａ、１０ｂの最大高さ粗さＲｚは、研磨に用いる研磨布紙の番手、研磨懸濁液中の砥粒の番手及び砥粒の材質等によって調整し得る。

ここで、分割面１０ａ、１０ｂの算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚは、分割片１ａ、１ｂの各分割面（図１，２の例においては計４面）の各少なくとも３箇所の測定箇所について、東京精密社製 ＳＵＲＦＣＯＭ，１４００Ｇ表面粗さ測定機を用いて測定し、計少なくとも１２箇所の平均を、分割面１０ａ、１０ｂの算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚとする。算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚの測定箇所は、上述した平面度の測定箇所と同様である。

ノイズ対策用環状磁性体１００の圧環強度は、５０ＭＰａ以上であることが好ましい。ノイズ対策用環状磁性体１００の圧環強度が５０ＭＰａ以上であることで、分割面１０ａ、１０ｂの研磨の際の取り扱いが容易であり、また分割片１ａ，１ｂの分割同士に適切な面圧をかけて当接させることが可能である。ノイズ対策用環状磁性体１００の圧環強度は、研磨切断加工が行いやすく形状が維持しやすいという理由から、より好ましくは７０ＭＰａ以上である。ノイズ対策用環状磁性体１００の圧環強度の上限は特に限定されないが、８００ＭＰａ以下であり得る。

圧環強度は、以下の通り測定する。図６に示すように、ノイズ対策用環状磁性体１００の径に合わせた治具５を用いてノイズ対策用環状磁性体１００の分割片１ａ、１ｂの分割面１０ａ、１０ｂ同士が当接するように固定して分割面１０ａ、１０ｂに対して垂直方向に圧縮を行ないながら、ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製オートグラフＡＧＸ－２０ｋＮＢＶＤを用いて圧環強度を測定する。クラックが発生した最大荷重をＦとして、圧環強度Ｋ＝Ｆ（Ｄ－ｅ）／Ｌｅ²を求める。ここで、図２に示すように、Ｄ、Ｌ、ｅはそれぞれ、ノイズ対策用環状磁性体１００の外径Ｄ、高さＬ、内外径差（外径Ｄと内径ｄとの差）の半分厚みｅとする。ノイズ対策用環状磁性体１００の寸法は、後述する方法によって測定する。

ノイズ対策用環状磁性体１００の圧環強度は、ノイズ対策用環状磁性体１００を構成する軟磁性金属薄帯の種類の他、ノイズ対策用環状磁性体１００の周囲を樹脂コーティングしたり、絶縁テープを巻いたりして調整することができる。ノイズ対策用環状磁性体１００に樹脂を含浸させて、圧環強度を高めてもよい。樹脂コーティング剤又は樹脂含浸剤としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、又はこれらの混合物が好ましい。

ノイズ対策用環状磁性体１００の周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚは、６０００以上であることが好ましく、８０００以上であることがより好ましく、１２０００以上であることがさらに好ましい。なお、ノイズ対策用環状磁性体１００の周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚの上限は特に限定されない。

従来の分割型フェライトコアの周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚは４０００程度である。これに対し、本開示に係るノイズ対策用環状磁性体１００においては、従来の１．５倍程度のインピーダンス比透磁率μｒｚ：６０００以上、より好ましくは現状の分割型フェライトコアの２．０倍程度のインピーダンス比透磁率μｒｚ：８０００以上が得られる。本開示に係るノイズ対策用環状磁性体１００においては、現状の分割型フェライトコアよりも遥かにノイズ抑制効果が大きいため、ノイズ対策用環状磁性体１００の小型化及び軽量化につながる。自動車に備えられた電子部品、発電装置、電源装置、通信機器等のケーブルは、狭いスペースに配線している。また、産業機械向けのインバータ及びコンバータなどの電子機器も近年小型化していることから、狭いスペース内で配線している場合が多い。従来の分割型フェライトコアにおいて優れたノイズ低減効果を得るためには、ケーブルの巻き数を多くしてノイズ低減効果を高めたり、磁性材料の占める体積を大きくしたりする必要があった。これに対し、本開示に係るノイズ対策用環状磁性体１００においては、現状の分割型フェライトコアよりも遥かにノイズ抑制効果が大きく、小型化及び軽量化が可能であるため、自動車に備えられた電子部品、発電装置、電源装置、通信機器等のケーブル、及び産業機械向けのインバータ及びコンバータなどの電子機器のケーブルに装着され、これらの電子部品や電子機器内部で発生し、または外部で発生してケーブル内を伝播するノイズを抑制するノイズ対策用環状磁性体１００として特に有効である。

周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率は、以下の通り測定する。インピーダンス比透磁率の測定には、キーサイト株式会社製４２９４Ａインピーダンスアナライザーを用いる。Φ０．５ｍｍの単線リード線（田中電線製のＨ－ＰＶＣ）をノイズ対策用環状磁性体１００に１ターン通し、リード線用フィクスチャ（キーサイト株式会社製の１６０４７Ｅ）を用いて、分割面１０ａ、１０ｂに係る面圧を０．１ＭＰａとして測定する。

ノイズ対策用環状磁性体１００の全体形状は環状であれば特に限定されない。ノイズ対策用環状磁性体１００は、図１に示したような真円筒状（中心軸方向に垂直な断面の外形状が真円環状）の他、例えば、楕円筒状（中心軸方向に垂直な断面の形状が楕円環状）、四角筒状（中心軸方向に垂直な断面の形状が四角環状）、角丸四角筒状（中心軸方向に垂直な断面の形状が角丸四角環状）であり得る。分割片１ａ，１ｂの形状は、ノイズ対策用環状磁性体１００の全体形状、及び分割の態様によって決まる。例えば、ノイズ対策用環状磁性体１００の全体形状が真円筒状又は楕円筒状であり、かつ該ノイズ対策用環状磁性体１００を中心軸方向に沿って対称に半割した場合、分割片１ａ，１ｂの形状は、円弧型であり得る。ノイズ対策用環状磁性体１００の全体形状が角丸四角筒状であり、かつ該ノイズ対策用環状磁性体１００を中心軸方向に沿って対称に半割した場合、分割片１ａ，１ｂの形状は、ノイズ対策用環状磁性体１００の全体形状に応じて、コ字型、Ｕ字型、又は直線型であり得る。

なお、ノイズ対策用環状磁性体１００の全体形状が円環状でない場合においては、図６の治具５をノイズ対策用環状磁性体１００の側面部の形状に合う形状に変更し、圧環強度の測定を行う。また、ノイズ対策用環状磁性体１００が３つ以上の分割片を含む場合は、ノイズ対策用環状磁性体１００を中心軸方向に沿って対称に半割した場合の圧環強度を求め、該ノイズ対策用環状磁性体１００の圧環強度とする。

ノイズ対策用環状磁性体１００の寸法は特に限定されず、用途に応じて設定することができる。一例において、ノイズ対策用環状磁性体１００の外径Ｄは、１０ｍｍ以上であり得、また３００ｍｍ以下であり得る。一例において、ノイズ対策用環状磁性体１００の内径ｄは、２ｍｍ以上であり得、また２００ｍｍ以下であり得る。ノイズ対策用環状磁性体１００の中心軸方向における高さＬは、２ｍｍ以上であり得、また１００ｍｍ以下であり得る。なお、ノイズ対策用環状磁性体１００が真円環状ではない場合、外径Ｄ及び内径ｄは、それぞれ円相当外径、円相当内径を指す。ノイズ対策用環状磁性体１００の寸法は、ノギス、マイクロメータ、及び顕微鏡画像を用いて測定した３回の測定値の平均値として求める。

図１，２においては、分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ，１０ｂが軟磁性金属薄帯の積層方向に対し平行であるストレート型の例を示したが、分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ，１０ｂの形状は特に限定されない。分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂの形状は、例えば、斜め型、すなわち、分割面１０ａ，１０ｂが軟磁性金属薄帯の積層方向と交差し、軟磁性金属薄帯の積層方向に対し平行ではない形状であってもよい。また、分割面１０ａ，１０ｂは、ノイズ対策用環状磁性体１００の中心軸方向と交差し、ノイズ対策用環状磁性体１００の中心軸方向に対して平行ではない形状であってもよい。また、分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ，１０ｂの形状は平面に限られない。すなわち、分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ，１０ｂの形状は、分割始点と終点とで直線には限定されず、分割経路によらない。分割面１０ａ、１０ｂが曲線、又は段差を有する場合には、軟磁性金属薄帯の積層方向を、平面度、算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚの測定長とし、軟磁性金属薄帯の積層面は測定箇所に含まないものとする。

分割面１０ａ，１０ｂは防錆剤又はフィルムシートなどによる保護膜などを有していてもよい。また、ノイズ対策用環状磁性体１００の分割面１０ａ，１０ｂの外周部と連続した側面（分割側面）は樹脂コーティング又はテープにより保護されていてもよい。分割面１０ａ，１０ｂの外周部（端部）は面取り加工されていてもよい。

ノイズ対策用環状磁性体１００は、分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂ同士を当接させたときに、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上となるように適切な荷重で抑え込んで使用することが好ましい。従来の分割型フェライトコアで、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧は０．０２５ＭＰａ程度であった。しかしながら、上述したようにＦｅ基ナノ結晶合金を用いて分割型のノイズ対策用環状磁性体１００を作製する場合、その脆性の高さから分割面１０ａ、１０ｂの管理が不十分となりがちであった。そこで、上述したように分割面１０ａ、１０ｂの表面粗さを調整することに加え、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上と適切な荷重で抑え込んで使用することで、特に優れたノイズ低減効果を得ることができる。分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧は、より好ましくは０．１０ＭＰａ以上とする。分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧の上限は特に限定されないが、過荷重により分割面１０ａ、１０ｂの変形及び破壊が生じることを好適に防ぐために、５．０ＭＰａ以下とすることが好ましい。

分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧は、以下の通り測定する。分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂの間に富士フィルム社製プレスケールシートを挟み込んで当接させた状態で２分間の持続面圧測定を行なう。

ノイズ対策用環状磁性体１００の分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂ同士を、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上となるように当接させるには、例えばノイズ対策用環状磁性体１００の分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂ同士を当接させた状態で、ノイズ対策用環状磁性体１００の外周にバンド等を巻きつければよい。または、ノイズ対策用環状磁性体１００を、筒を非環状に分割した形状のサブケースが筒状に開閉可能に連結されてなる分割型コアケースに格納し、該分割型コアケース内で分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上となるように調整して使用することもできる。以下では、上述したノイズ対策用環状磁性体１００を備えたノイズ対策用部材について説明する。

［ノイズ対策用部材］
一実施形態に係るノイズ対策用部材は、
ノイズ対策用環状磁性体と、
筒を非環状に分割した形状のサブケースが筒状に開閉可能に連結されてなり、該サブケースには、前記ノイズ対策用環状磁性体の前記分割片が一つずつ格納される、分割型コアケースと、
を有し、
前記分割型コアケースを閉じたとき、前記分割型コアケース内部で前記分割片の前記分割面同士が当接して前記ノイズ対策用環状磁性体をなし、前記分割面にかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上である、ノイズ対策用部材であり得る。

図３～５を用いて、一実施形態に係るノイズ対策用部材について説明する。図３～５は、ノイズ対策用部材の一例を示す図である。図３～５に示すように、ノイズ対策用部材２００は、ノイズ対策用環状磁性体１００と、該ノイズ対策用環状磁性体１００を格納する分割型コアケース６０とを有する。分割型コアケース６０は、筒を非環状に分割した形状のサブケース６ａ，６ｂがヒンジ部等で筒状に開閉可能に連結されてなる。一例において、分割型コアケース６０は、筒を中心軸方向に平行に分割した形状のサブケース６ａ，６ｂがヒンジ部等で筒状に開閉可能に連結されてなる。図３～５の例においては、円筒を中心軸方向に沿って半割した形態のサブケース６ａ，６ｂを示しているが、分割型コアケース６０を構成するサブケース６ａ，６ｂの個数及び形態は特に限定されない。各サブケース６ａ，６ｂには、ノイズ対策用環状磁性体１００の分割片１ａ，１ｂが一つずつ格納される。

図３～５の例に示すように、サブケース６ａ，６ｂは、インナーケース３及びアウターケース４の２重構造で構成されていてもよい。インナーケース３は、ノイズ対策用環状磁性体１００の内周穴を保護する内壁部を有する。アウターケース４は、ノイズ対策用環状磁性体１００の外周部を保護する外壁部、底面部を保護する底板部、及び上面部を保護する機能を有する上板部を有する。そして、サブケース６ａ及び６ｂがヒンジ部によって連結され得る。図３～５の例においては、クッション性のあるアクリルフォームの両面テープ２で、インナーケース３に各分割片１ａ，１ｂを固定する。アウターケース４にインナーケース３を挿入する。分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂが露出しアウターケースが開いた状態をケーブルへ取り付ける前の開いた状態とする。

分割型コアケース６０を閉じたとき、分割型コアケース６０内部で分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂ同士が当接して、上述した環状のノイズ対策用環状磁性体１００をなす。このとき、分割面１０ａ、１０ｂにかかる面圧は０．０５ＭＰａ以上であることが好ましい。上述したように、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上と適切な荷重で抑え込んで使用することで、特に優れたノイズ低減効果を得ることができる。分割型コアケース６０を閉じたとき、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧は、より好ましくは０．１０ＭＰａ以上とする。分割型コアケース６０を閉じたとき、分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧の上限は特に限定されないが、過荷重により分割面１０ａ、１０ｂの変形及び破壊が生じることを好適に防ぐために、５．０ＭＰａ以下とすることが好ましい。

分割型コアケース６０を閉じたときに分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂに対してかかる面圧は、以下の通り測定する。ヒンジ部を中心に分割型コアケース６０を二つ折りに閉じ、分割片１ａ，１ｂの分割面１０ａ、１０ｂの間に富士フィルム社製プレスケールシートを挟み込んで当接させる。分割型コアケース６０を閉じた状態で２分間の持続面圧測定を行なう。

コアケースが分割型コアケース６０であることによって、ケーブルに対する着脱が容易となり、ケーブルを結線した状態でも、分割型コアケース６０を後付け及び取り外しすることができる。よって、電子機器等を使用しながらでも、分割型コアケース６０を着脱して、ノイズ減衰量を調節することができる。

分割型コアケース６０の材料は特に限定されない。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や；シリコーン樹脂、シリコーン系エラストマー等を用いることができる。また、前記熱可塑性プラスチックに、グラスファイバー（ＧＦ）、カーボンファイバー（ＣＦ）、グラファイト（ＧＰ）等を含有させて強度や耐熱性を向上した材料を用いることもできる。

［製造方法］
本開示に係るノイズ対策用環状磁性体１００の製造方法は、特に限定されない。例えば、合金溶湯から単ロール法等によって、厚さ５～５０μｍの薄帯状のアモルファス合金を得、該薄帯状のアモルファス合金を円筒状に巻回して、３００℃以上７００℃以下の温度にて、５～２０分間の熱処理を施して、Ｆｅ基ナノ結晶合金からなる環状磁性体を得る。該環状磁性体を、非環状に切断し、分割片１ａ，１ｂを得る。該分割片１ａ，１ｂの切断面を、研磨布紙を用いて研磨し、所定の表面粗さの分割面１０ａ、１０ｂを有するノイズ対策用環状磁性体１００を得る。

上記環状磁性体を切断する前に、ノイズ対策用環状磁性体１００に樹脂を含浸させて、圧環強度を高めてもよい。例えば、エポキシ樹脂、及び硬化剤を規定量比で混合した溶液の中に環状磁性体を浸し、０．１ＭＰａ以下で真空引きを行い１５分程度保持した後、大気圧開放して、環状磁性体に樹脂を含浸させる。樹脂を含浸させた環状磁性体を大気中で室温にて２４時間程度放置し、硬化させる。樹脂含浸後の環状磁性体は、上述した方法に従って、非環状に切断し、分割片１ａ，１ｂを得た後、該分割片１ａ，１ｂの切断面を、研磨布紙を用いて研磨し、所定の表面粗さの分割面１０ａ、１０ｂを有するノイズ対策用環状磁性体１００を得る。

分割面１０ａ，１０ｂの研磨後に、防錆剤又はフィルムシートなどにより、分割面１０ａ，１０ｂに保護膜などを形成してもよい。分割面１０ａ，１０ｂと連続した側面（分割側面）に、樹脂コーティング又はテープによる保護をしてもよい。また、分割面１０ａ，１０ｂの外周部（端部）に面取り加工を行ってもよい。

以下、本開示を実施例に従って説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されない。

（実施例１_１～７）
図１に示すようなノイズ対策用環状磁性体を作製した。まず、原子％で、Ｃｕ：１％、Ｎｂ：３％、Ｓｉ：１３．５％、Ｂ：９％であり、残部が実質的にＦｅからなる合金溶湯を単ロール法により急冷して、幅１０ｍｍ厚さ２０μｍの薄帯状のＦｅ基アモルファス合金を得た。該Ｆｅ基アモルファス合金を巻回して、外径２８．５ｍｍ、内径１８．０ｍｍ、高さ１０ｍｍの円筒状とした。円筒状のＦｅ基アモルファス合金を、アルゴン雰囲気下にて４９０℃に保った熱処理炉に挿入し、１０分間熱処理を施した。そして、Ｆｅ基ナノ結晶合金からなる、環状磁性体を作製した。得られた環状磁性体を、エポキシ樹脂、及び硬化剤を規定量比で混合した溶液の中に浸し、０．１ＭＰａ以下で真空引きを行い１５分保持した後、大気圧開放して、環状磁性体に樹脂を含浸させた。樹脂を含浸させた環状磁性体を大気中で室温にて２４時間放置し、硬化させた。樹脂含浸後の環状磁性体は、図１で示すように径方向に沿って半割し、半円形状にした。研磨紙番手＃４００から行い徐々に番手を細かくして環状磁性体の切断面の研磨を行った。実施例１_１は０．５μｍアルミナフィルムまで、実施例１_２は１．０μｍアルミナフィルムまで、実施例１_３は＃２５００まで、実施例１_４は＃２０００まで、実施例１_５～７は＃８００まで、それぞれ切断面の研磨を行ない、所定の表面粗さの分割面を有するノイズ対策用環状磁性体を得た。

得られたノイズ対策用環状磁性体について、上述した方法に従って、インピーダンス比透磁率、保磁力、表面粗さ（平面度、Ｒａ、Ｒｚ）、分割面に対してかかる面圧、及び圧環強度を評価した。結果を表１に示す。

（実施例２_１～３）
実施例１_２と同様に作製したノイズ対策用環状磁性体を、分割片の分割面に対してかかる面圧を変化させて、上述した方法に従ってインピーダンス比透磁率の測定を行った。得られたインピーダンス比透磁率と面圧との関係を表２にまとめた。得られた接触面積は、ノイズ対策用環状磁性体の分割面に対し、０．０５ＭＰａ以上で着色された部分を有効断面積と扱い、着色率５０％以上であることを確認した。

（実施例３_１～５）
環状磁性体に含浸させた樹脂がインピーダンス比透磁率に及ぼす影響を確認するために実施例１_２と同様に作製した環状磁性体について、含浸させる樹脂を、実施例３_１～４については実施例１_２と同様エポキシ系樹脂、実施例３_５については１液タイプのアクリル系樹脂としてノイズ対策用環状磁性体を作製した。実施例３_３～４は、樹脂含浸後、さらに、ノイズ対策用環状磁性体を別途エポキシ樹脂に浸したのち余分なエポキシ樹脂を拭き取り、室温で２４時間程度放置してエポキシ樹脂を硬化させ、ノイズ対策用環状磁性体の表面をエポキシ樹脂でコーティングした。樹脂含浸後、あるいはさらに樹脂による表面コーティング後は、実施例１_２と同様の条件でノイズ対策用環状磁性体を作製した。作製したノイズ対策用環状磁性体について、上述した方法に従って、圧環強度とインピーダンス比透磁率とを求めた。結果を表３に示す。

（比較例１_１～７）
分割面の研磨を、比較例１_１～２では研磨違いで#４００まで、比較例１_３～４では研磨違いで#２２０まで研磨を行ない、比較例１_７においては分割面の研磨を行わなかったこと以外は、実施例１_１と同様にしてノイズ対策用環状磁性体を作製した。得られたノイズ対策用環状磁性体について、上述した方法に従って、インピーダンス比透磁率、保磁力、表面粗さ（平面度、Ｒａ、Ｒｚ）、分割面に対してかかる面圧、及び圧環強度を評価した。結果を表１に示す。また、比較例１_５は従来のＭｎ－Ｚｎ系フェライト、比較例１_６は従来のＮｉ－Ｚｎ系フェライトについて、上述した方法に従って、インピーダンス比透磁率、保磁力、表面粗さ（平面度、Ｒａ、Ｒｚ）、分割面に対してかかる面圧、及び圧環強度を評価した。結果を表１に示す。

（比較例２_１～２）
実施例１_２同様の条件で作製したノイズ対策用環状磁性体について、分割片の分割面に対してかかる面圧を変化させて、上述した方法に従って、インピーダンス比透磁率、保磁力、及び平面度を測定した。結果を表２に示す。

（比較例３_１～４）
樹脂含浸剤としてポリエステル系樹脂を用いたこと以外は実施例１_１～５と同様の条件で作製された環状磁性体について、上述した方法に従って、圧環強度、インピーダンス比透磁率、保磁力、及び平面度を測定した。結果を表３に示す。

以上より、本開示の条件を満たすことにより、周波数１００ｋＨｚにおいて、インピーダンス比透磁率μｒｚが６０００以上のノイズ対策用部材を作製できることがわかる。

本ノイズ対策用部材は、自動車に備えられた電子部品、発電装置、電源装置、通信機器、及びＯＡ／ＦＡ機器等のケーブルに装着され、これらの電子部品や電子機器内部で発生し、または外部で発生してケーブル内を伝播するノイズを抑制するノイズ対策用環状磁性体として特に有効である。

１、１ａ，１ｂ 分割片
１０、１０ａ，１０ｂ 分割面
１００ ノイズ対策用環状磁性体
２００ ノイズ対策用部材
２ 両面テープ
３ インナーケース
４ アウターケース
５ 治具
６ａ，６ｂ サブケース
６０ 分割型コアケース
１１ 中空部

Claims (6)

1. 径方向に沿って積層された軟磁性金属薄帯を含み、内側にケーブルを挿通させて用いる、ノイズ対策用環状磁性体であって、
   前記ノイズ対策用環状磁性体は、非環状に分割された複数の分割片からなり、該分割片の分割面同士を当接させて環状として用い、
   前記分割面の平面度ＦＬと前記分割片の保磁力Ｈｃとの積ＦＬ×Ｈｃが７．０μｍ・Ａ／ｍ以下である、ノイズ対策用環状磁性体。
   ここで、前記平面度ＦＬは、JIS B 0601:2001に準拠して測定した断面曲線の最大値及び最小値の絶対値の和である。
2. 前記分割面の算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｚが、それぞれＲａ≦０．７μｍ、及びＲｚ≦１０μｍを満たす、請求項１に記載のノイズ対策用環状磁性体。
3. 圧環強度が５０ＭＰａ以上である、請求項１又は２に記載のノイズ対策用環状磁性体。
4. 周波数１００ｋＨｚにおけるインピーダンス比透磁率μｒｚが６０００以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載のノイズ対策用環状磁性体。
5. 前記軟磁性金属薄帯はＦｅ基ナノ結晶合金を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のノイズ対策用環状磁性体。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のノイズ対策用環状磁性体と、
   筒を非環状に分割した形状のサブケースが筒状に開閉可能に連結されてなり、該サブケースには、前記ノイズ対策用環状磁性体の前記分割片が一つずつ格納される、分割型コアケースと、
   を有し、
   前記分割型コアケースを閉じたとき、前記分割型コアケース内部で前記分割片の前記分割面同士が当接して前記ノイズ対策用環状磁性体をなし、前記分割面にかかる面圧が０．０５ＭＰａ以上である、ノイズ対策用部材。

Images