JP3532391B2 - 積層磁心 - Google Patents

積層磁心

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JP3532391B2
JP3532391B2 JP23307097A JP23307097A JP3532391B2 JP 3532391 B2 JP3532391 B2 JP 3532391B2 JP 23307097 A JP23307097 A JP 23307097A JP 23307097 A JP23307097 A JP 23307097A JP 3532391 B2 JP3532391 B2 JP 3532391B2
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寿人 小柴
彰宏 牧野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランス、チョー
クコイル、磁気センサ等に利用される軟磁性金属ガラス
合金を備えた積層磁心に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、トランスやチョークコイル、磁気
センサなどの磁心材料として、50%Ni−Feパーマ
ロイ磁心や、80%Ni−Feパーマロイ磁心、ケイ素
鋼が用いられてきた。しかし、これらの磁性材料からな
る磁心は、比較的コアロスが大きく、数10kHz以上
の周波数帯域では磁心の温度上昇が激しく、使用が困難
であるという課題があった。
【0003】そこで最近では、コアロスが小さく角形比
が高いCo基アモルファス合金の薄帯、若しくは飽和磁
束密度と最大透磁率が高いFe基アモルファス合金の薄
帯を、トロイダル状に巻回してなる磁心本体や、所定の
形状に打ち抜いたものを積層してなる磁心本体を備えた
積層磁心が、トランス、チョークコイル、磁気センサ等
に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、厚
さが20μmの上述の薄帯を巻回、若しくは積層する
と、薄帯の表面の凹凸のために、隣り合う薄帯の間に3
μm程度の隙間が生じる。磁心本体の体積に対する薄帯
の占める体積を占積率と称し、このときの占積率を計算
すると、 20(μm)/(20+3(μm))×100=87% となり、磁心本体に占める隙間の体積が大きく、磁心を
小型化することができないという課題があった。
【0005】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、コアロスが小さく、小型化が可能
な積層磁心を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、以下の構成を採用した。本発明の積層
磁心は、Fe、Co、Niのうちの1種または2種以上
の元素を主成分とし、Zr、Nb、Ta、Hf、Mo、
Ti、Vのうちの1種または2種以上の元素とBを含
み、ΔTx=Tx−Tg(式中、Txは結晶化開始温
度、Tgはガラス遷移温度を示す)の式で表される過冷
却液体の温度間隔ΔTxが60K以上であって、下記の
組成で表される軟磁性金属ガラス合金の薄帯が、トロイ
ダル状に巻回されてなる磁心本体を備えることを特徴と
する。(Fe 1−a−bCo Ni 100−x−y
但し、0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦
0.1 or 0.43、5原子%≦x≦20原子%、10原
子%≦y≦22原子%であり、MはZr、Nb、Ta、
Hf、Mo、Ti、Vのうちの1種または2種以上から
なる元素である。
【0007】また、本発明の積層磁心は、Fe、Co、
Niのうちの1種または2種以上の元素を主成分とし、
Zr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのうちの1種
または2種以上の元素とBを含み、ΔTx=Tx−Tg
(式中、Txは結晶化開始温度、Tgはガラス遷移温度
を示す)の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔTxが
60K以上であって、下記の組成で表される軟磁性金属
ガラス合金の薄帯が、トロイダル状に巻回されてなる磁
心本体を備えることを特徴とする。(Fe 1−a−bCo Ni 100−x−y
但し、0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦
0.1 or 0.43、5原子%≦x≦20原子%、10原
子%≦y≦22原子%、0原子%≦z≦5原子%であ
り、MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのう
ちの1種または2種以上からなる元素、TはCr、W、
Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、Si、G
e、C、Pのうちの1種または2種以上からなる元素で
ある。
【0008】また、本発明の積層磁心は、先に記載の積
層磁心であって、先に記載の軟磁性金属ガラス合金の薄
帯が積層されてなる磁心本体を備えることを特徴とす
る。また、本発明において、前記組成に対してZrを必
ず含んでいても良い。
【0009】次に、本発明の積層磁心は、前記元素Mが
(M'1-cM"c)で表され、M'はZrとHfのうちの1
種または2種であり、M"はNb、Ta、Mo、Ti、
Vのうちの1種または2種以上からなる元素であり、0
≦c≦0.6であることを特徴とするものでも良い。更
に、前記軟磁性金属ガラス合金の前記組成において、c
が0.2≦c≦0.4の範囲であることを特徴とするもの
でも良く、前記cが0≦c≦0.2の範囲であることを
特徴としても良い。更に、本発明の積層磁心は、前記軟
磁性金属ガラス合金の前記組成において、aが0.04
2≦a≦0.25、bが0.042≦b≦0.1であるこ
とを特徴としても良い。本発明の積層磁心は、前記軟磁
性金属ガラス合金に427〜627℃で熱処理が施され
てなることを特徴とするものでも良い。更に、前記軟磁
性金属ガラス合金の前記組成において元素Bの50%以
下をCで置換しても良い。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明に係る積層磁心は、例えば
円環形状で実現される。このような円環形状の積層磁心
は、後述する軟磁性金属ガラス合金薄帯を液体急冷法で
製造した後、軟磁性合金薄帯をトロイダル状に巻回して
磁心本体を形成するか、または、軟磁性合金薄帯をプレ
ス打ち抜きしてリングを得、このリングを必要枚数積層
して磁心本体を構成し、これら磁心本体を例えばエポキ
シ系の樹脂で樹脂被覆するか樹脂ケースに封入して絶縁
保護することにより、積層磁心が得られる。
【0011】また、EIコア型の積層磁心を実現するた
めには、前記軟磁性金属ガラス合金薄帯をE型あるいは
I型になるようにプレス打ち抜きしてE型の薄片とI型
の薄片を複数枚作成した後、E型の薄片同士あるいはI
型の薄片同士を積層してE型コアとI型コアとを作成
し、それらを接合することで磁心本体を形成する。この
ような磁心本体を、例えばエポキシ系の樹脂で必要部分
を樹脂被覆するか樹脂ケースに封入して必要部分を絶縁
保護することにより、EIコア型の積層磁心が得られ
る。
【0012】図1は、円環形状の積層磁心の一例を示す
もので、この積層磁心1は、樹脂製の中空円環状の磁心
本体収納ケース2の内部に、後述する軟磁性金属ガラス
合金からなる薄帯3をトロイダル状に巻回してなる磁心
本体4が収納されてなる。磁心本体収納ケース2は、例
えばポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート
樹脂等の樹脂を好ましく用いて形成される。また、磁心
本体収納ケース2の底面2a上の2カ所には、磁心本体
4と磁心本体収納ケース2とを安定して固定するための
接着部材5が塗布されている。接着部材を塗布する位置
の数は2〜4カ所の範囲とするのが好ましい。接着部材
5としては、エポキシ樹脂、シリコンゴム等が用いられ
る。
【0013】図2は、円環形状の積層磁心の別の例を示
すもので、この積層磁心11は、樹脂製の中空円環状の
磁心本体下ケース12の内部に、後述する軟磁性金属ガ
ラス合金からなる薄帯3から打ち抜いて得たリングを積
層してなる磁心本体13を収納し、磁心本体上蓋14を
磁心本体下ケース12に嵌合することにより得られる。
磁心本体下ケース12と磁心本体上蓋14とは、例えば
ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂
等の樹脂を好ましく用いて形成される。
【0014】従来からFe系の合金として、Fe−P−
C系、Fe−P−B系、Fe−Ni−Si系等の組成の
ものがガラス遷移を起こすものとして知られているが、
これらの合金の過冷却液体領域の温度幅ΔTxが極めて
小さく、実際的に金属ガラス合金として構成することは
できない。これに対して、本発明に係る軟磁性金属ガラ
ス合金は、Fe、Co、Niの1種または2種以上の元
素を主成分とし、ΔTx=Tx−Tg(式中、Txは結
晶化開始温度、Tgはガラス遷移温度を示す)の式で表
される過冷却液体領域の温度幅ΔTxが20K以上、組
成によっては25〜60K以上という顕著な温度間隔を
示すので、徐冷による成形が可能となり、比較的肉厚の
リボン状や線状の成形体を作成することが可能となる。
【0015】占積率を増加するには、積層磁心1、11
に用いるアモルファス合金の薄帯の厚さを大きくすれば
良い。従来のアモルファス合金は、上述のように過冷却
液体領域の温度幅ΔTxが極めて小さいので、液体急冷
法により所定の組成の合金溶湯を急速冷却して薄帯を製
造する場合において、軟磁気特性を低下させないために
は薄帯の厚さを50μm以下にする必要があり、占積率
の向上には限界があった。本発明に係る軟磁性金属ガラ
ス合金は、板厚が100〜200μm程度の薄帯を得る
ことが可能であり、このような薄帯を巻回または積層し
て得られた磁心本体4、13は占積率が高くなり、部品
の小型化が可能である。また、比抵抗が高いので同じ板
厚の薄帯を用いた場合には、従来のアモルファス合金に
比べてコアロスを小さくすることが可能となる。
【0016】本発明に係る軟磁性金属ガラス合金の1つ
は、Fe、Co、Niのうちの1種又は2種以上を主成
分とし、これにZr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、
Vのうちの1種または2種以上とBを所定量添加した成
分系で実現される。本発明に係る軟磁性金属ガラス合金
の1つは、一般式においては、 (Fe1-a-bCoaNib100-x-yxy で表記することができ、この一般式において、0≦a≦
0.29、0≦b≦0.43、5原子%≦x≦20原子
%、10原子%≦y≦22原子%なる関係が好ましく、
MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのうちの
1種又は2種以上からなる元素である。更に前記の成分
系において、ΔTx=Tx−Tg(ただしTxは、結晶化開
始温度、Tgはガラス遷移温度を示す。)の式で表され
る過冷却液体領域の温度間隔ΔTxが20K以上である
ことを必要とする。前記の組成系において、Zrまたは
Hfを必ず含み、ΔTxが25K以上であることが好ま
しい。また、前記の組成系において、ΔTxが60K以
上であることがより好ましい。 更に、前記(Fe
1-a-bCoaNib100-x-yxyなる組成式において
0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦0.43の関
係にされてなることが好ましい。
【0017】次に本発明に係る他の軟磁性金属ガラス合
金は、一般式においては、(Fe1-a-bCoaNib
100-x-y-zxyzで表記され、この一般式において、
0≦a≦0.29、0≦b≦0.43、5原子%≦x≦2
0原子%、10原子%≦y≦22原子%、0原子%≦z≦
5原子%であり、MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、
Ti、Vのうちの1種又は2種以上からなる元素、Tは
Cr、W、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、A
l、Si、Ge、C、Pのうちの1種又は2種以上の元
素である。 また、本発明は、前記(Fe1-a-bCoa
b100 -x-y-zxyzなる 組成式において0.04
2≦a≦0.29、0.042≦b≦0.43の関係にさ
れてなるものでも良い。
【0018】次に、前記元素Mが(M'1-cM"c)で表さ
れ、M'はZrとHfのうちの1種または2種であり、
M"はNb、Ta、Mo、Ti、Vのうちの1種または
2種以上からなる元素であり、0≦c≦0.6であるこ
とを特徴とするものでも良い。更に、前記組成において
cが0.2≦c≦0.4の範囲であることを特徴とするも
のでも良く、前記cが0≦c≦0.2の範囲であること
を特徴としても良い。更に本発明において、0.042
≦a≦0.25、0.042≦b≦0.1であることを特
徴としても良い。本発明において、軟磁性金属ガラス合
金に427℃(700K)〜627℃(900K)で熱
処理が施されてなることを特徴とするものでも良い。こ
の範囲の温度で熱処理がなされたものは、高い透磁率を
示す。
【0019】「組成限定理由」本発明組成系において、
主成分であるFeとCoとNiは、磁性を担う元素であ
り、高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を得るために
重要である。また、Feを多く含む成分系においてΔT
xが大きくなり易く、Feを多く含む成分系においてC
o含有量とNi含有量を適正な値とすることで、ΔTx
の値を60K以上にすることができる。具体的には、5
0K〜60KのΔTxを確実に得るためには、Coの組
成比を示すaの値を0≦a≦0.29、Niの組成比を
示すbの値を0≦b≦0.43の範囲、60K以上のΔ
Txを確実に得るためには、Coの組成比を示すaの値
を0.042≦a≦0.29、Niの組成比を示すbの値
を0.042≦b≦0.43の範囲とすることが好まし
い。また、前記の範囲内において、良好な軟磁気特性を
得るためには、Coの組成比を示すaの値を0.042
≦a≦0.25の範囲とすることが好ましく、高い飽和
磁束密度を得るためには、Niの組成比を示すbの値を
0.042≦b≦0.1の範囲とすることがより好まし
い。
【0020】MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、T
i、Vのうちの1種又は2種以上からなる元素である。
これらはアモルファスを生成させるために有効な元素で
あり、5原子%以上、20原子%以下の範囲であると良
い。更に、高い磁気特性を得るためには、より好ましく
は5原子%以上、15原子%以下にすると良い。これら
元素Mのうち、特にZrとHfが有効である。Zrまた
はHfは、その一部をNb等の元素と置換することがで
きるが、置換する場合の組成比cは、0≦c≦0.6の
範囲であると、高いΔTxを得ることができるが、特に
ΔTxを80以上とするには0.2≦c≦0.4の範囲が
好ましい。
【0021】Bは、高いアモルファス形成能があり、本
発明では10原子%以上、22原子%以下の範囲で添加
する。この範囲を外れると、Bが10原子%未満である
と、ΔTx が消滅するために好ましくなく、22原子%
よりも大きくなると脆くなるために好ましくない。より
高いアモルファス形成能と良好な磁気特性を得るために
は、16原子%以上、20原子%以下とすることがより
好ましい。
【0022】前記の組成系に更に、Tで示される、C
r、W、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、
Si、Ge、C、Pのうちの1種又は2種以上の元素を
添加することもできる。本発明ではこれらの元素を0原
子%以上、5原子%以下の範囲で添加することができ
る。これらの元素は主に耐食性を向上させる目的で添加
するもので、この範囲を外れると、軟磁気特性が低下す
る。また、この範囲を外れるとアモルファス形成能が劣
化するために好ましくない。
【0023】本発明に係る軟磁性金属ガラス合金の薄帯
3の製造方法は、例えば、各成分の元素単体粉末を用意
し、前記組成範囲になるようにこれらの元素単体粉末を
混合し、次いでこの混合粉末をArガス等の不活性ガス
雰囲気中において、るつぼ等の溶解装置で溶解して所定
組成の合金溶湯を得、この合金溶湯を単ロール法を用い
て急冷することで、軟磁性金属ガラス合金の薄帯を得る
ことができる。単ロール法とは、回転している金属ロー
ルに溶湯を吹き付けて急冷し、溶湯を冷却した薄帯状の
金属ガラスを得る方法である。
【0024】上述の積層磁心1、11は、ΔTx=Tx
g(ただしTxは結晶化開始温度、Tgはガラ ス遷移温
度を示す。)の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔT
xが20K以上である軟磁性金属ガラス合金の薄帯が、
トロイダル状に巻回されてなる磁心本体4若しくは積層
されてなる磁心本体13を備えているので、板厚の厚い
薄帯から積層磁心を作成することが可能となり、積層磁
心1、11の占積率を増加させることができるので、コ
アロスを低くするとともに、小型化を図ることができ
る。
【0025】また、上述の軟磁性金属ガラス合金は、F
e、Co、Niのうちの1種または2種以上を主成分と
し、Zr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのうちの
1種または2種以上の元素とBを含み、過冷却液体の温
度間隔ΔTxを大きくすることができるので、板厚の大
きい薄帯から積層磁心1、11を作成することが可能と
なり、積層磁心1、11の占積率を向上させ、コアロス
を小さくできる。
【0026】本発明の積層磁心1、11は、過冷却液体
の温度間隔ΔTxが60K以上であり、その組成が以下
の式で表されるものであり、透磁率が高く、保磁力が小
さく、飽和磁束密度が高く、軟磁気特性に優れた軟磁性
金属ガラス合金からなる磁心本体4、13を備えている
ので、コアロスを小さくすることができる。 (Fe1-a-bCoaNib100-x-yxy 但し、0≦a≦0.29、0≦b≦0.43、5原子%
≦x≦20原子%、10原子%≦y≦22原子%であ
り、MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのう
ちの1種または2種以上からなる元素である。または、 (Fe1-a-bCoaNib100-x-y-zxyz 但し、0≦a≦0.29、0≦b≦0.43、5原子%
≦x≦20原子%、10原子%≦y≦22原子%、0原
子%≦z≦5原子%であり、MはZr、Nb、Ta、H
f、Mo、Ti、Vのうちの1種または2種以上からな
る元素、TはCr、W、Ru、Rh、Pd、Os、I
r、Pt、Al、Si、Ge、C、Pのうちの1種また
は2種以上からなる元素である。
【0027】
【実施例】
(実施例1)FeとCoとNiとZrの単体純金属と純
ボロン結晶をArガス雰囲気中において混合しアーク溶
解して母合金を製造した。次に、この母合金をルツボで
溶解し、アルゴンガス雰囲気中において40m/Sで回
転している銅ロールにルツボ下端の0.4mm径のノズ
ルから射出圧力0.39×105Paで吹き出して急冷す
る単ロール法を実施することにより、幅0.4〜1m
m、厚さ13〜22μmの金属ガラス合金薄帯の試料を
製造した。得られた試料は、示差走査熱量測定(DS
C)により分析した。
【0028】図3には、各々Fe60Co3Ni7Zr10
20、Fe56Co7Ni7Zr1020、Fe49Co14Ni7
Zr1020、Fe46Co17Ni7Zr1020なる組成の
金属ガラス合金薄帯試料のDSC曲線を示す。これらの
いずれの試料においても、温度を上昇させてゆくことで
広い過冷却液体領域が存在することを確認でき、その過
冷却液体領域を超えて加熱することで結晶化することが
明らかになった。過冷却液体領域の温度間隔ΔTxは、
ΔTx=Tx−Tgの式で表されるが、図3に示すTx−T
gの値はいずれの試料でも60Kを超え、64〜68K
の範囲になっている。過冷却液体領域を示す実質的な平
衡状態は、発熱ピークによる結晶化を示す温度より少し
低い596℃(869K)〜632℃(905K)の広
い範囲で得られた。
【0029】図4は(Fe1-a-bCoaNib70Zr10
20なる組成系におけるΔTx(=Tx−Tg)の値に対
するFeとCoとNiのそれぞれの含有量依存性を示す
三角組成図である。図4に示す結果から明らかなよう
に、(Fe1-a-bCoaNib70Zr1020なる組成系
の全ての範囲においてΔTxの値は25Kを超えてい
る。また、Tgの値に関し、Coを7原子%程度から5
0原子%程度の範囲で増加させることでTgが単調に増
加することも明らかになった。一方、ΔTxに関し、図
5に示すようにFeを多く含む組成系において大きな値
になっていることがわかり、ΔTxを60K以上にする
には、Co含有量を3原子%以上、20原子%以下、N
i含有量を3原子%以上、30原子%以下にすることが
好ましいことがわかる。なお、(Fe1-a-bCoa
b70Zr1020なる組成式においてCo含有量を3
原子%以上にするには、(Fe1-a-bCoaNib)を7
0原子%とするので、Coの組成比aが0.042以
上、Co含有量を20原子%以下にするには、Coの組
成比aが0.29以下となる。また、同様にNi含有量
を3原子%以上にするにはNiの組成比bが0.042
以上、30原子%以下にするには、Niの組成比bが
0.43以下となる。
【0030】(実施例2)FeとCoとNiとZrの単
体純金属と純ボロン結晶をArガス雰囲気中において混
合しアーク溶解してFe56Co7Ni7Zr4Nb620
る組成の母合金を製造した。次に、この母合金をルツボ
で溶解し、アルゴンガス雰囲気中において回転している
銅ロールに合金溶湯を吹き出して急冷する単ロール法を
実施することにより、金属ガラス合金薄帯の試料を製造
した。このとき、るつぼのノズル径、ノズル先端とロー
ル表面との距離(ギャップ)、ロールの回転数、射出圧
力及び雰囲気圧力等を適当に調整することにより、板厚
が20〜195μmの合金薄帯が得られた。各々の試料
について、X線回折により分析を行った。結果を図5に
示す。図5から、いずれの試料についても2θ=38〜
52゜にハローなパターンを有しており、アモルファス
単相組織を有していることがわかる。
【0031】(実施例3)原子組成比が、Fe56Co7
Ni7Zr10-xNbx20(x=0,2,4,6,8,10原子
%)であること以外は実施例1と同様にして、金属ガラ
ス合金薄帯の試料を製造した。次に、得られた試料を、
527℃(800K)の温度で5分間の熱処理を行っ
た。図6には、作製した試料の飽和磁束密度(Bs)、
保磁力(Hc)、1kHzにける透磁率(μe)、磁歪
(λs)のNb含有量依存性を示す。飽和磁束密度(B
s)は、急冷状態および熱処理後の試料ともに、Nbを
添加するに従い低下し、Nbを含まない試料が0.9
(T)以上、Nbを2原子%含む試料では約0.75
(T)であった。透磁率(μe)の値は、急冷状態の試
料にあっては、Nbを含まない試料が5031、Nbを
2原子%含む試料が2228であり、Nbを10原子%
含む試料においては906に低下した。しかし、熱処理
を施すことにより透磁率(μe)は格段に向上し、特に
Nbを2原子%含む試料においては、25000程度の
透磁率(μe)を得ることができる。保磁力(Hc)に
関し、急冷状態の試料にあっては、Nbを含まない試料
とNbを2原子%含む試料はいずれも50A/m(=
0.625 Oe)と低い値であった。特にNbが2原子
%以下の試料は、5A/m(=0.0625 Oe)と非
常に良好な値を示している。熱処理を施すと、Nbを4
原子%以上含む試料においても優れた保磁力(Hc)を
得ることが可能となる。以上のように、この系の合金試
料にあっては、良好な軟磁気特性を得るためには、Nb
は0以上、2原子%以下の範囲がより好ましいことがわ
かる。従って、飽和磁束密度が大きく、保磁力が小さ
く、更に透磁率が高い軟磁性金属ガラス合金を備えた積
層磁心を得ることが可能となり、この積層磁心を用いて
トランスを作製した場合には、コアロスが小さく、電力
伝達効率に優れたトランスを得ることが可能となる。
【0032】(実施例4)実施例1と同様にして、Fe
56Co7Ni7Zr4Nb620なる組成で、種々の板厚で
ある金属ガラス合金の薄帯を得た。次に、上述の各々の
薄帯を、リング状に打ち抜いて必要枚数を積層し、各層
の絶縁と固定のために層間にエポキシまたはポリイミド
の樹脂を含浸した後に、図2に示すような外径12m
m、内径4mm、厚さ5mmの円環状の積層磁心を作成
した。
【0033】図7には、上述のようにして得られた積層
磁心の薄帯の板厚と占積率との関係を示す。占積率の測
定は、積層磁心の断面を顕微鏡にて観察することにより
求めた。図7に示すように、占積率は板厚の増加と共に
向上し、100μmをこえると占積率が97%以上とほ
ぼ一定になる。本発明に係る軟磁性金属ガラス合金から
なる積層磁心は、薄帯の板厚が100μmを超えたもの
であっても、上述のように軟磁気特性が劣化することが
ないので、コアロスが小さい積層磁心が得られる。一
方、Fe78Si913なる従来公知のアモルファス合金
は、板厚が20μm程度のものしか得られないために、
この場合の占積率は87%と低くなる。従来のアモルフ
ァス合金は、過冷却液体領域の温度幅ΔTxが小さいの
で、液体急冷法により所定の組成の合金溶湯を急速冷却
して薄帯を製造する場合において、軟磁気特性を低下さ
せないためには薄帯の厚さを50μm以下にする必要が
あり、この板厚を超えると軟磁気特性が劣化するので、
占積率の増加と軟磁気特性の向上を同時に実現すること
ができず、コアロスの小さい積層磁心を得ることができ
ない。
【0034】(実施例5)実施例1と同様にして、厚さ
20μmのFe56Co7Ni7Zr8Nb220、厚さ20
μmのFe62Co7Ni7Zr8Nb214なる組成の金属
ガラス合金の薄帯を得た後に、実施例4のようにリング
状に打ち抜いて積層し、これらの薄帯を527℃(80
0K)の温度で5分間熱処理した。次に、これらの薄帯
から、実施例4と同様にポリイミド樹脂に含浸して積層
磁心を得た。図8及び図9に、これらの積層磁心の動作
磁束密度(Bm)とコアロスとの関係を示す。更に、ケ
イ素鋼(Si6.5%)を用いて作製した積層磁心のコ
アロスの結果を比較例として図8及び図9に同時に示
す。また、図8及び図9では、同様な処置を施した3つ
の試料の結果を示している。図8及び図9より、本発明
に係る積層磁心は、比較例の積層磁心よりもコアロスが
小さいことがわかる。
【0035】なお、この発明は、以上の例によって何ら
限定されるものではなく、その組成、製造方法、熱処理
条件、形状等について様々な態様が可能であることは勿
論である。
【0036】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
積層磁心は、ΔT=T−T(ただしTは結晶化
開始温度、Tはガラス遷移温度を示す。)の式で表さ
れる過冷却液体の温度間隔ΔTが20K以上、好まし
くは60K以上である軟磁性金属ガラス合金の薄帯が、
トロイダル状に巻回されてなる磁心本体若しくは積層さ
れてなる磁心本体を備えているので、板厚の厚い薄帯か
ら積層磁心を作成することが可能となり、占積率を増加
させることができるので、コアロスを低くするととも
に、小型化を図ることができる。
【0037】また、本発明の積層磁心は、Fe、Co、
Niのうちの1種または2種以上を主成分とし、Zr、
Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのうちの1種または
2種以上の元素とBを含み、過冷却液体の温度間隔ΔT
xを大きくすることができるので、厚みの大きい薄帯か
ら積層磁心を作成することが可能となり、積層磁心の占
積率を向上させ、コアロスを小さくできる。
【0038】本発明の積層磁心は、過冷却液体の温度間
隔ΔTxが60K以上であり、組成が以下の式で表され
るものであり、透磁率が高く、保磁力が小さく、飽和磁
束密度が高く、軟磁気特性に優れた軟磁性金属ガラス合
金からなる磁心本体を備えているので、コアロスを小さ
くすることができる。 (Fe1−a−bCoNi100−x−y
但し、0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦
0.1 or 0.43、5原子%≦x≦20原子%、10原
子%≦y≦22原子%であり、MはZr、Nb、Ta、
Hf、Mo、Ti、Vのうちの1種または2種以上から
なる元素である。または、 (Fe1−a−bCoNi100−x−y
但し、0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦
0.1 or 0.43、5原子%≦x≦20原子%、10原
子%≦y≦22原子%、0原子%≦z≦5原子%であ
り、MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのう
ちの1種または2種以上からなる元素、TはCr、W、
Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、Si、G
e、C、Pのうちの1種または2種以上からなる元素で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態である積層磁心を示す分
解図である。
【図2】 本発明の実施の形態である積層磁心を示す分
解図である。
【図3】 Fe60Co3Ni7Zr1020、Fe56Co7
Ni7Zr1020、Fe49Co14Ni7Zr1020、Fe
46Co17Ni7Zr1020なる各組成の金属ガラス合金
薄帯試料のDSC曲線を示す図である。
【図4】 (Fe1-a-bCoaNib701020なる組
成系におけるΔTx(=Tx−Tg)の値に対するFeと
CoとNiのそれぞれの含有量依存性を示す三角組成図
である。
【図5】 Fe56Co7Ni7Zr4Nb620なる組成の
急冷薄帯の種々の板厚におけるX線回折パターンを示す
図である。
【図6】 Fe56Co7Ni7Zr10-xNbx20(x=
0,2,4,6,8,10原子%)なる組成の試料の飽和磁
束密度(Bs)、保磁力(Hc)、1kHzにおける透
磁率(μe)、磁歪(λs)のNb含有量依存性を示す
図である。
【図7】 本発明に係る金属ガラス合金の板厚と占積率
との関係を示す図である。
【図8】 Fe56Co7Ni7Zr8Nb220なる組成の
薄帯から作製した積層磁心のコアロスとBmとの関係を
示す図である。
【図9】 Fe62Co7Ni7Zr8Nb214なる組成の
薄帯から作製した積層磁心のコアロスとBmとの関係を
示す図である。
【符号の説明】
1 積層磁心 2 磁心本体収納ケース 3 薄帯 4 磁心本体 5 接着部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地 川内住宅11−806 (56)参考文献 特開 平8−333660(JP,A) 特開 昭62−76607(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 1/12 - 1/38 H01F 27/24 - 27/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Fe、Co、Niのうちの1種または2
    種以上の元素を主成分とし、Zr、Nb、Ta、Hf、
    Mo、Ti、Vのうちの1種または2種以上の元素とB
    を含み、ΔTx=Tx−Tg(式中、Txは結晶化開始
    温度、Tgはガラス遷移温度を示す)の式で表される過
    冷却液体の温度間隔ΔTxが60K以上であって、下記
    の組成で表される軟磁性金属ガラス合金の薄帯が、トロ
    イダル状に巻回されてなる磁心本体を備えることを特徴
    とする積層磁心。(Fe 1−a−bCo Ni 100−x−y
    但し、0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦
    0.1 or 0.43、5原子%≦x≦20原子%、10原
    子%≦y≦22原子%であり、MはZr、Nb、Ta、
    Hf、Mo、Ti、Vのうちの1種または2種以上から
    なる元素である。
  2. 【請求項2】 Fe、Co、Niのうちの1種または2
    種以上の元素を主成分とし、Zr、Nb、Ta、Hf、
    Mo、Ti、Vのうちの1種または2種以上の元素とB
    を含み、ΔTx=Tx−Tg(式中、Txは結晶化開始
    温度、Tgはガラス遷移温度を示す)の式で表される過
    冷却液体の温度間隔ΔTxが60K以上であって、下記
    の組成で表される軟磁性金属ガラス合金の薄帯が、トロ
    イダル状に巻回されてなる磁心本体を備えることを特徴
    とする積層磁心。 (Fe 1−a−bCo Ni 100−x−y
    但し、0.042≦a≦0.29、0.042≦b≦
    0.1 or 0.43、5原子%≦x≦20原子%、10原
    子%≦y≦22原子%、0原子%≦z≦5原子%であ
    り、MはZr、Nb、Ta、Hf、Mo、Ti、Vのう
    ちの1種または2種以上からなる元素、TはCr、W、
    Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、Si、G
    e、C、Pのうちの1種または2種以上からなる元素で
    ある。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の軟磁性
    金属ガラス合金の薄帯が積層されてなる磁心本体を備え
    ることを特徴とする積層磁心。
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