JP2572686Y2 - 誘導電磁器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、磁性材料からなるコ
アにコイルを巻回してなるチョークやトランスのような
誘導電磁器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密
度材料であるアモルファス磁性材料は、例えば、金属酸
化物を焼結したフェライトなどと比べて、透磁率および
最大磁束密度が大きいとともに、薄いシート状に製作し
やすい。このような薄いシート状の非晶質金属合金系高
透磁率・高磁束密度材料は、バルク状または厚板状の磁
性材料と比較して渦電流損失が少ないという特長を有し
ており、したがって、シート状のアモルファス磁性材料
は高周波のトランスやチョークのコアに適している。そ
こで、従来から、図８に示すように、アモルファス磁性
材料からなる磁性体シートを筒形に巻いてコア５１を作
成し、このコア５１にコイル５２を巻回して高周波用の
トランスやチョークのような誘導電磁器を形成したもの
が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記アモル
ファス磁性材料は、比較的硬くて脆いために、加工が難
しい。そのため、例えば、Ｅ型、ＥＩ型、ＵＵ型などの
複雑な形状のコアを作成するには、レーザー加工や放電
加工などの生産性の悪い加工手段を採用しなければなら
ず、そうすると、もともと材料コストの高いアモルファ
ス磁性材料の使用に加えて、加工コストも高いために、
誘導電磁器全体としてのコストが極めて高いものにな
る。したがって、アモルファス製のコアを有する誘導電
磁器としては、図８で示したように、アモルファスから
なる磁性体シートを筒形に巻いた巻芯状で使用されるの
が一般的であり、背の高い製品になってしまう。

【０００４】また、アモルファス磁性材料は、上述のよ
うに、最大磁束密度が大きく、透磁率μも大きいため
に、かえって用途面で制約される場合がある。

【０００５】この考案は上記実情に鑑みてなされたもの
で、非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料を使
用しながら背の低い小型のコアを容易に、かつ比較的安
価に作成することができるとともに、コア全体の実効透
磁率が、連結部材の透磁率を任意に選択することで容易
に変えることができて、用途の拡大を図ることができる
誘導電磁器を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案に係る誘導電磁器は、磁気の閉回路を形成
するコアを有するものであって、上記コアは、複数の平
板状の主板が互いに平行に配置され、これら主板が磁性
体からなる連結部材によって連結されてなり、上記主板
のいずれか一つにコイルが巻回され、上記主板は、上記
連結部材を形成する磁性体よりも高い透磁率を有する非
晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料からなる磁
性体シートを積層して形成され、上記主板には上記コイ
ルによる磁界の方向と同一方向および直交方向のいずれ
か一方に磁化容易方向が設定されている。

【０００７】ここで、非晶質の金属合金系高透磁率・高
磁束密度材料とは、一般にアモルファス磁性材料と呼ば
れるものであって、透磁率および最大磁束密度が、フェ
ライトのような金属酸化物を焼結した磁性材料と同程度
またはこれよりも大きいものをいう。非晶質の金属合金
系高透磁率・高磁束密度材料は、１０ＫＨｚから数百Ｋ
Ｈｚ帯域では透磁率５０００以上で最大磁束密度５００
０ガウス以上、１ＭＨｚ帯域では透磁率２０００以上で
最大磁束密度５０００ガウス以上がそれぞれ好ましい。

【０００８】

【作用】この考案の誘導電磁器によれば、非晶質の金属
合金系高透磁率・高磁束密度材料からなる磁性体シート
を積層した複数の主板を互いに平行に配置し、これら主
板を連結部材によって連結してコアが構成されるから、
非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料としては
矩形のような単純な形状のシートを積層するだけでよい
ので、その製作が非常に容易である。しかも、主板は高
透磁率であり、渦電流による損失も少なく、コア全体と
しての透磁率である実効透磁率を向上させることができ
る。

【０００９】さらに、主板は最大磁束密度が大きいか
ら、比較的大きな負荷での使用に供する場合でも、主板
の断面積を小さく、つまり薄くできる。そのうえ、互い
に平行に配置した複数の平板状の主板を連結するので、
結局、背の低いコアにして、トランスやチョークのよう
な誘導電磁器の小型化、薄型化が図れる。

【００１０】しかも、複数の主板を連結する連結部材が
金属合金系高透磁率・高磁束密度材料よりも透磁率の低
い磁性体からなるものであるから、この磁性体として低
価格のものを使用することができるので、コア全体を非
晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料から構成す
る場合に比べて、材料コストの面でも安上りで、製作の
容易性と相俟って、全体を比較的安価に作成することが
できる。

【００１１】また、透磁率の低い連結部材、および主板
と連結部材との接続部に生じるギャップのために磁気抵
抗が増加するが、連結部材の断面積を大きくし、かつ、
主板と連結部材との接触面積を大きくとることによっ
て、連結部材および接続部での磁気抵抗の増大を抑制し
て、全磁路の磁気抵抗を小さく抑えることが可能であ
る。

【００１２】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、誘導電磁器の一種である高周波チョ
ーク１を示し、互いに平行に配置された長方形の２枚の
主板２，３を、それらの長手方向の両端部において、フ
ェライトのような磁性体からなる直方体状の連結部材４
によって連結して、磁気の閉回路を形成するコア５が構
成されている。このコア５の一方の主板２にコイル６が
巻回されている。上記主板２，３と連結部材４とは、例
えば接着剤により接合される。

【００１３】上記主板２，３は、非晶質の金属合金系高
透磁率・高磁束密度材料の一種である鉄またはコバルト
ベースのアモルファス磁性材料からなる極薄（例えば３
μｍ）の磁性体シートを多数積層してなり、各シート間
は、例えばのり付けのような手段で接合されている。ま
た、上記連結部材４は、鉄損の比較的少ないＭｎＺｎ系
やＮｉ系などのフェライトまたはセンダストの圧粉磁心
材料、あるいはセンダストやフェライトなどの磁性粉末
をプラスチックで固めた磁性材料から構成されている。
上記アモルファス磁性材料は、連結部材４を形成する磁
性体よりも透磁率が高い。

【００１４】ここで、上記連結部材４を構成する磁性体
が、上記主板２，３を構成する磁性体よりも透磁率が低
いので、磁気抵抗の増加を抑えるために、連結部材４の
断面積（磁束と直交する断面の面積）を大きくしておく
ことが好ましい。例えば、連結部材４を構成する磁性体
としてフェライトを使用する場合、連結部材４の断面積
を主板２，３の断面積の１０倍程度に設定する。これに
よって、連結部材４の磁束密度は主板２，３の約１／１
０になるから、連結部でのコアロスを小さくすることが
できる。

【００１５】また、主板２，３と連結部材４との接続部
はギャップとなって磁気抵抗が大きくなるが、その接触
面積は連結部材４の断面積と同一であって、十分大きい
ので、磁気抵抗を減少させることができる。

【００１６】上記構成の高周波チョーク１において、コ
イル６への通電により生成された磁束７は、アモルファ
ス磁性材料からなる磁性体シートを積層した一方の主板
２、連結部材４および他方の主板３によって形成される
コア５の閉回路を通る。ここで、主板２，３の透磁率が
大きい上に、連結部材４の断面積、および主板２，３と
連結部材４間の接触面積を上述のように大きく設定して
おくことにより、透磁率の低い連結部材４の内部、およ
び連結部材４と主板２，３間のギャップでの磁気抵抗の
増大が抑制され、したがって、コアロスの増大も極力抑
制できる。

【００１７】また、磁束７は、主板２，３から連結部材
４に入るときに、主板２，３の主面に直角方向に向きが
変わるので、この向きが変わった磁束７によって主板
２，３に渦電流が発生し易くなる。ところが、向きが変
わった磁束７、つまり連結部材４内の磁束７は、上述の
とおり磁束密度が低いので、上記渦電流によるロスが低
減される。

【００１８】さらに、上記構成の高周波チョーク１によ
れば、主板２，３は最大磁束密度が大きいから、比較的
大きな負荷での使用に供する場合でも、主板２，３の断
面積を小さく、つまり薄くできる。そのうえ、互いに平
行に配置した複数の平板状の主板２，３を連結するの
で、結局、背の低いコアにして、チョーク１の小型化、
薄型化が図れる。

【００１９】また、主板２，３の製作にあたっては、ア
モルファス磁性材料の薄いシートを積層した上、例えば
ワイヤカッタやダイヤモンドホイールカッタなどの汎用
切断機で所定の大きさに切断するだけでよいので、その
製作が極めて容易である。しかも、薄いシートを使用し
ているから、渦電流による損失も少なく、コア５全体と
しての透磁率である実効透磁率を向上させることができ
る。

【００２０】さらに、主板２，３をつなぐ連結部材４の
透磁率を選択することで、コア５全体の磁気抵抗を調節
できる。即ち、コア５の実効透磁率を任意に選択するこ
とが可能である。したがって、所望するコアとしての特
性が容易に得られるので、用途が拡大する。

【００２１】図２は、この考案の第１応用例を示す。こ
の第１応用例においては、互いに平行に配置された長方
形の２枚の主板２，３を、それらの長手方向の両端部に
おいて、アモルファス磁性材料よりも透磁率の低いフェ
ライトのような磁性体からなる連結部材４により連結す
る。一方、コイル６を巻回したフェライトのような磁性
材料製の柱８を上記２枚の主板２，３の中央部に配置し
固着することで、高周波チョーク１を構成している。な
お、この第１応用例における主板２，３および連結部材
４の構成材料や連結部材４の断面積等は、上記図１に示
す第１実施例と同一であるため、具体的な説明は省略す
る。

【００２２】図３は、この考案の第２応用例を示す。こ
の第２応用例では、２枚の主板２，３を、それらの四周
端部にそれぞれ配置したフェライトのような低透磁率の
磁性体からなる連結部材４Ａ〜４Ｄにより連結し、中央
部にコイル６を巻回した樹脂製のボビン９を配置・固着
して、高周波チョーク１を構成している。この第３実施
例における主板２，３および連結部材４Ａ〜４Ｄの構成
材料や連結部材４Ａ〜４Ｄの断面積等は、図１に示す第
１実施例と同一であり、説明を省略している。なお、上
記ボビン９は磁性材料で形成してもよい。

【００２３】ところで、この種の高周波トランスにおい
ては、図４（ａ）に示すように、主板２，３を構成する
５μｍ厚以下のアモルファス磁性材料からなる磁性体シ
ートの磁化容易方向Ａとコイル磁界の方向Ｈとが一致し
ている場合、図５の破線Ｌ１で示すように、コイル電流
の周波数ｆがほぼ１ＭＨｚ以下の低周波数領域ｆＬでは
透磁率μは大きいが、１ＭＨｚ程度以上の高周波数領域
ｆＨでは、透磁率μが低下し、またコアロスも増加す
る。これに対し、図４（ｂ）に示すように、上記磁化容
易方向Ａとコイル磁界の方向Ｈとを直交させた場合、図
５の一点鎖線Ｌ２で示すように、全周波領域にわたって
透磁率μがほぼ一定となり、破線Ｌ１と比較して、低周
波数領域ｆＬでは透磁率μは低いが、高周波数領域ｆＨ
でも透磁率μの低下が急激には起こらない。

【００２４】ここで、上記第２応用例では、図３の主板
２，３の全周部に連結部材４Ａ〜４Ｄが配置されている
から、低周波数領域ｆＬでは、磁化容易方向Ａに沿って
主板２，３および連結部材４Ａ，４Ｂを通る方向に磁束
が７が生成される一方、高周波数領域ｆＨでは、磁化容
易方向Ａに直交する方向に沿って主板２，３および連結
部材４Ｃ，４Ｄを通る方向に磁束７Ａが生成される。そ
の結果、図５の実線Ｌ３で示すように、低周波数領域ｆ
Ｌにおいて透磁率μが大きいのはもとより、高周波数領
域ｆＨにおいても、十分に高い透磁率μを保つ。したが
って、周波数ｆの全領域にわたって、透磁率μを大き
く、かつコアロスの少ないチョークを作製できる。上記
第１実施例においては、勿論、図４（ａ）に示すように
磁化容易方向Ａとコイル磁界の方向Ｈとを一致させた場
合、低周波数領域ｆＬにおいて透磁率μが大きくなる。
一方、図４（ｂ）に示すように磁化容易方向Ａとコイル
磁界の方向Ｈとを直交させた場合、全周波領域にわたっ
て透磁率μがほぼ一定となり、破線Ｌ１と比較して、低
周波数領域ｆＬでは透磁率μは低いが、高周波数領域ｆ
Ｈでも透磁率μの低下が急激には起こらない。

【００２５】図６は、この考案の第２実施例を示す。こ
の第２実施例では、２枚の主板２，３を同一の平面内に
互いに平行に配置し、これら同一平面に位置する主板
２，３を、それらの長手方向の両端部の下部に配置した
２個の連結部材４により連結するとともに、一方の主板
２にコイル６を巻回したものである。

【００２６】また、図７は、この考案の第３実施例を示
す。この第３実施例では、３枚の主板２，３，１１を同
一の平面内に互いに平行に配置し、これら３枚の主板
２，３，１１を、それらの長手方向の両端部の下部に配
置した２個の連結部材４により連結するとともに、一つ
の主板２にコイル６を巻回したものである。

【００２７】上記第２実施例および第３実施例における
主板２，３，１１および連結部材４の構成材料や連結部
材４の断面積等は、上記図１に示す第１実施例と同一で
あるため、具体的な説明は省略する。また、これら第２
および第３実施例においても、上記第１実施例と同様な
効果を奏する。特に、主板２，３または２，３，１１を
同一平面内に並置しているから、連結部材４を挟んで両
側に配置する第１〜第３実施例の構成のものより、背を
低くして一層の薄型化が図れる。第２実施例および第３
実施例においても第１実施例と同様に、使用する周波数
に応じて磁化容易方向Ａを配置すれば、その周波数領域
においては透磁率μを大きくすることができる。

【００２８】なお、上記第１ないし第３実施例において
は、主板２，３，１１として長方形のものを用いたが、
正方形であってもよい。また、この考案は、上記各実施
例に示した高周波チョークに限らず、トランスにも適用
できることは勿論である。

【００２９】

【考案の効果】以上のように、この考案によれば、コア
が、非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料から
なる磁性体シートを積層した主板を有し、互いに平行に
配置された複数の上記主板を連結部材によって連結して
構成されるから、非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束
密度材料としてはシートを積層するだけでよくて、その
製作が極めて容易であるとともに、渦電流による損失も
少なく、コア全体としての透磁率である実効透磁率を向
上させることができる。

【００３０】また、主板は最大磁束密度が大きいから、
比較的大きな負荷での使用に供する場合でも、主板の断
面積を小さく、つまり薄くできる。そのうえ、互いに平
行に配置した複数の平板状の主板を連結するので、結
局、コアの背を低くして、チョークやトランスのような
誘導電磁器全体の小型化、薄型化を図ることができる。

【００３１】しかも、複数の主板を連結する連結部材が
非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料よりも透
磁率の低い磁性体からなるものであるから、この磁性体
として低価格のものを使用することができるので、コア
全体を非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密度材料か
ら構成する場合に比べて、材料コストの面でも安上り
で、製作の容易性と相俟って、全体を比較的安価に作成
することができる。

【００３２】また、連結部材の断面積、および主板と連
結部材との接触面積をそれぞれ大きくすることにより、
連結部材およびギャップでの磁気抵抗の増大を抑制でき
る。さらに、非晶質の金属合金系高透磁率材料からなる
主板と、それよりも透磁率の低い磁性体からなる連結部
材と、これら主板と連結部材間の接続部に生じるギャッ
プとの組合せにより、コア全体として適当な実効透磁率
を得ることができるので、用途面での拡大を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１実施例に係る高周波トランスを
示す斜視図である。

【図２】この考案の第１応用例に係る高周波トランスを
示す分解斜視図である。

【図３】この考案の第２応用例に係る高周波トランスを
示す分解斜視図である。

【図４】この考案の高周波トランスのコアにおける磁化
容易方向と磁束の方向との関係を示す説明図である。

【図５】コイル電流の周波数と透磁率との関係を示す説
明図である。

【図６】この考案の第２実施例に係る高周波トランスを
示す斜視図である。

【図７】この考案の第３実施例に係る高周波トランスを
示す斜視図である。

【図８】従来の高周波トランスを示す斜視図である。

【符号の説明】

１…高周波チョーク（誘導電磁器）、２，３，１１…主
板、４，４Ａ〜４Ｄ…連結部材、５…コア、６…コイ
ル、７…磁束、Ａ…磁化容易方向。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−157508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−210624（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−76008（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 27/24 H01F 3/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気の閉回路を形成するコアを有する誘
   導電磁器において、 上記コアは、複数の平板状の主板
   が互いに平行に配置され、これら主板が磁性体からなる
   連結部材によって連結されてなり、上記主板のいずれか一つにコイルが巻回され、 上記主板は、上記連結部材を形成する磁性体よりも高い
   透磁率を有する非晶質の金属合金系高透磁率・高磁束密
   度材料からなる磁性体シートを積層して形成され、 上記主板には上記コイルによる磁界の方向と同一方向お
   よび直交方向のいずれか一方に磁化容易方向が設定され
   ていることを特徴とする誘導電磁器。