JPH01169905A - チョークコイル用磁心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチング電源等の平滑回路や、ノーマルモ
ードのノイズや信号を除却する等の用途に使用するのに
好適なチョークコイル用磁心に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、平滑チョークコイル用磁心としては、ギャップ付
きのケイ素餉磁心、ギャップ付きのフェライト磁心ｅ　
Ｍｏパーマロイ圧粉磁心、Ｆｅ−Ａｌ−８ｔ圧粉磁心や
ギャップ付きのアモルファス磁心が用いられていた。こ
れらの磁心の特性等については、たとえば日本応用磁気
学会法６７回研究会資料Ｐ４１〜Ｐ５８に記載されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、フェライト磁心は飽和磁束密度が低いた
め直流重畳特性が悪い、ケイ素鋼は高周波におけるコア
損失が大きい問題がある。また、ＭＯハーマロイ磁心は
直流重畳特性はフェライトより優れるものの飽和磁束密
度は７〜８ＫＧであり、直流重畳特性も必ずしも十分で
はない。

Ｆｅ系のアそルファス合金を用いたギャップ付きの磁心
は、合金の磁歪が大きいためうなりを生じたり、含浸や
カットによる歪によりコア損失が増加したシ、直流重畳
特性の温度特性が悪い欠点がある。一方、ギャップ付き
のＣｏ基アモルファス磁心は、飽和磁束密度が通常１０
ＫＧ以下であり、直流重畳特性はＭｏパーマロイ圧粉磁
心等と同様十分ではない。

また、ノイズフィルタ等に用いられるノーマルモードチ
ラークコイル用の磁心としては、従来、金塊系の鉄圧粉
磁心が主に用いられていたが、これらの磁心も透磁率が
低く、直流重畳特性も悪いため満足すべき特性とは言い
難い。

本発明の目的は、透磁率の周波数特性、直流重畳特性、
温度特性に優れ、かつコア損失が小さい新規のチョーク
コイル用磁心を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために鋭意研究の結果、本発明者
等は、 組成式： （原子チ） （ただし、ＭはＣｏ及び／又はＮｉであυ、Ｍは冷ｒ　
Ｔａ　、Ｚｒ　＊　Ｈｆ　、Ｔｔ及びＭｏからなる群か
ら選ばれた少なくともＩ　Ｎ、の元素、ＭはＶ　Ｉ　Ｃ
ｒ　ｌ　Ｍｎ　ｔＡｚ＊白金属元素＋　Ｓｃ　ｔ　Ｙ　
＋　Ａｕ　＊　Ｚｎ　＃　Ｓｎ　ｒ　Ｒｅ　ｒ　Ａｇか
らなる群から選はれた少なくとも１ｍの元素、ＸはＣ９
Ｇｅ　＋　Ｐ　−Ｇａ　＋　Ｓｂ　＊　Ｉｎ　＊　Ｂｅ
およびＡｓからなる群から選はれた少なくとも１種の元
素であり、ａｙＸ＋ｙ＋ｚ、ａ、βおよびγはそれぞれ
、 ０≦ａ≦０．３　、０．１≦Ｘ≦３，０≦ｙ≦２５゜３
≦２≦１５．１４≦ｙ＋ｚ≦３０，１≦α≦１０゜０≦
β≦１０，０≦ｒ≦１０を満たす。）によシ表わされる
組成を有し、組織の少なくとも５０チが微細なりｃｃＦ
ｅｌｌ！Ｄ溶体の結晶粒からなシ、各結晶粒の最大寸法
で測定した粒径の平均が１０００Ａ以下である合金薄帯
あるいは合金膜から形成された磁心において、磁路の少
なくとも１箇所以上にギャップをもうけた磁心が、透磁
率の周波数特性、直流重畳特性、温度特性に優れかつコ
ア損失も小さく、平滑チョークやノーマルモードチョー
ク等のチョークコイル用磁心に最適であることを見い出
し本発明に想到した。

本発明において、Ｃｕは必須元素であり、その含有量Ｘ
は０．１〜３原子チの範囲であるｏＯ０１原子チよυ少
ないとＣｕ添加によるコア損失低下の効果がほとんどな
く、一方３原子チより多いとコア損失か未添加のものよ
シかえって大きくなることがある。また本発明において
特に好ましいＣｕの含有量Ｘは０．５〜２ｍ子チであシ
、仁の範囲ではコア損失が特に小さく高透磁率のものが
得られる。

本発明に係る合金は、前記組成の非晶質合金を溶湯から
急冷することにより得る工程、あるいはスパッター法、
蒸着法等の気相急冷法により得る工程と、これを加熱し
微細な結晶粒を形成する熱処理工程に依って通常得るこ
とができる。

ＣｕＫよるコア損失低下作用の原因は明らかではないが
次のように考えられるＯ ＣｕとＦｅの相互作用パラメータは正であシ、固溶度が
低く分離する傾向があるため非晶質状態の合金を加熱す
るとＦｅ原子同志またはＣｕ原子またはＣｕｍ子同志が
寄り集まり、クラスターを形成し組成ゆらぎが生じる０
このため部分的に結晶化しやすい領域が多数でき、そこ
を核とした微細な結晶粒が生成される。この結晶はＦｅ
を主成分とするものであ、９、ＦｅとＣｕの固溶度はほ
とんどないため結晶化によＦ）　Ｃｕは微細結晶粒の周
囲にはき出され、結晶粒周辺のＣｕ濃度が高くなる。こ
のため結晶粒は成長しにくいと考えられる。

Ｃｕ添加によシ結晶核が多数できることと、結晶粒が取
長しにくいため結晶微細化が起こると考えられるが、こ
の作用は隅＃　Ｔａ　ｅ　Ｗ　ｅ　Ｍｏ　＋　Ｚｒ　ｅ
　Ｈｆ　ｅＴｌ等の存在により特に著しく強められると
考えられる。

Ｎｂ＊ＴａｔＷｔＭｏ、Ｚｒ、ＨｆｔＴｉ等が存在しな
い場合は結晶粒はあまり微細化されず軟磁気特性も悪い
０ また本合金はＦｅを主成分とする微細結晶相が生ずるた
めＦｅ基非晶質合金に比べ磁歪が小さくなっており、磁
歪が小さくなることによシ、内部応カー歪による磁気異
方性が小さくなることも軟磁気特性が改善される理由の
１つと考えられる。

Ｃｕを添加しない場合は結晶粒は微細化されにくく、化
合物相が形成しやすいため結晶化により磁気特性は劣化
する。

Ｓｉ及びＢ＆ｉ合金の微細化および磁歪調整に有用な元
素である。本発明の合金は、好ましくは、−旦Ｓｔ＋Ｂ
添加効果により非晶質合金とした後で、熱処理により微
細結晶粒を形成することによシ得られる。Ｓｉ含有量ｙ
の限定理由は、ｙが２５原子チを超えると軟磁気特性の
良好な条件では磁歪が大きくなってしまい好ましくない
ためである。Ｂの含有量２の限定理由は、２が３原子チ
未満では均一な結晶粒組織が得にくくコア損失が増加し
劣化し好ましくなく、ｚが１５原子チを超えると軟磁気
特性の良好な熱処理条件では磁歪が大きくなりてしまい
好ましくないためである。ＳｉとＢの総和量ｙ＋ｚの値
に関しては、ｙ＋ｚが１０Ｍ子−未満では非晶質化が困
難になり磁気特性が劣化し好ましくなく、一方、’ｙ　
＋ｚが３０原子チを超えると飽和磁束密度の著しい低下
およびコア損失の増加および磁歪の増加がある０よシ好
ましいＳｉ。

Ｂ含有量の範囲は１０≦ｙ≦２５，３≦２≦１２゜１８
≦ｙ＋ｚ≦２８であり、この範囲では一５Ｘ１０−’〜
＋５×１０　の範囲の飽和磁歪で低損失の合金が得られ
やすい。

特に好ましくは１１≦ｙ≦２４．５≦２≦９，１８≦ｙ
＋ｚ≦２７であυ、この範囲では−１，５Ｘ１０〜＋１
．５Ｘ１０　　の範囲の飽和磁歪で含浸等による劣化の
小さい合金が得られやすく、含浸した磁心の温度特性も
良好となる。

本発明に係る合金においてＭはＣｕとの複合絵加により
析出する結晶粒を微細化する作用を有するものであり、
Ｎｂ　ｏｗｌ　Ｔａ　、　Ｚｒ　、　Ｈｆ　ｅ　Ｔｉ及
びＭｏからなる群から選はれた少なくとも１種の元素で
ある。

Ｎｂ等は合金の結晶化温度を上昇させる作用を有するが
、クラスターを形成し結晶化温度を低下させる作用を有
するＣｕとの相互作用によυ結晶粒の成長を抑え析出す
る結晶粒が微細化するものと考えられるＯＭの含有量α
は０．１≦α≦１０の範囲が望ましい。ａが０．１原子
チ未満ではコア損失が低いものが得にくく、１０原子チ
を超えると飽和磁束密度の著しい低下を招くためである
。好ましいαの範囲は２≦α≦８であり、この範囲で特
に低損失特性が得られる。

Ｍの添加によシ、耐食性の改善、磁気特性の改善、又は
磁歪調整効果等が得られる。

Ｍが１０原子チを超えると、飽和磁束密度の低下が著し
い。

本発明の磁心においてＣ＋　Ｇｅ　ｌ　Ｐ　ｒ　Ｇａ　
ｅ　Ｓｔ）　＃　Ｉｎ　ｔＢｅ　＋　Ａｓ等からなる群
から選はれた少なくとも１種の元素を１０原子チ以下含
む合金を使用できる。

これらの元素は非晶質化に有効な元素であ！＋、Ｓｔ。

Ｂと共に添加することにより合金の非晶質化を助けたシ
、磁歪やキュリー温度調整に効果である。

残部は不純物を除いて実質的にＦｅが主体であるが、Ｆ
ｅの１部は成分Ｍ（Ｃｏ及び／又はＮｉ　）により置換
されていても良い。Ｍの含有量は０≦ａ≦０．３１であ
るが、０．３を超えると磁歪が大きくなったシ、コア損
失が増加するためである。

本発明磁心に係る合金はｂｅｅ栴造の鉄固溶体を主体と
する合金であるが、非晶質相やＦａｇ　Ｂ　ｍ　Ｆｅ）
Ｂ、Ｎｂ等の遷移金属の化合物、Ｆｅ５Ｓｉｌ、則相等
を含む場合もある。これらの相は磁気特性を劣化させる
場合がある。特にＦｅｔＢ等の化合物相は軟磁気特性を
劣化させやすい。したがりてこれらの相はできるだけ存
在しない方が望ましい。

本発明磁心に係る合金は１００ＤＡ以下の粒径の超微細
な均一に分布した結晶粒からなるが、優れた軟磁性を示
す合金の場合はその粒径が５００Ａ以下の場合が多い０
％に優れた軟磁性は２０〜２００Ａの平均粒径を有する
場合に得やすく、チョークコイル用磁心に用いた場合優
れた特性が得られる０この結晶粒はα−Ｆｅ固溶体を主
体とするもので８１やＢ等が１！０溶していると考えら
れる。合金組織のうち微細結晶粒以外の部分は主に非晶
質である。

なお微細結晶粒の割合が実質的に１００％になりても本
発明磁心は十分に低いコア損失を示す。

なお、Ｎ、０．Ｓ等の不可避的不純物やＣａ　＊　Ｓｒ
　ｅＢａ昌嬉等については所望の特性が劣化しない程度
に含有していても本発明の磁心に用いられる合金組成と
同一とみなすことができるのはもちろんである。

本発明の磁心に用いられる合金は、単ロール法。

双ロール法、遠心急冷法等により非晶質薄帯を作製後熱
処理を行ない微細な結晶粒を形成する方法、蒸着法、ス
パッター法やイオンブレーティング等により非晶質膜を
作製後熱処理し結晶化させる方法や回転液中紡糸法やガ
ラス被覆紡糸法によシ、非晶質線を得た後熱処理し結晶
化させる方法等いろいろな方法で作製することができる
。したがって、本発明のチョークコイル用磁心は線、薄
帯。

膜などいろいろな形状のものを使用できる。しかし、−
競市には薄帯を用いるのが最もチョークコイル用磁心と
しては適している０ 本発明磁心を得る除行われる熱処理は内部歪を小さくす
ることと、微細結晶粒組織としコア損失を減少させると
ともに磁歪を小さくする目的で行われる。

熱処理は通常真空中または水素ガス、窒素ガス。

アルゴンカス等の不活性ガス雰曲気中において行なわれ
る。しかし場合によっては大気中等の酸化性雰囲気で行
っても良い。

熱処理温度及び時間は非晶質合金リボンからなる磁心の
形状、サイズ、組成によシ異なるが一般的に結晶化温度
より高い４５０℃〜７００℃で５分から２４時間程度が
望ましい。

熱処理の際の昇温や冷却の条件は状況に応じて任意に変
えることができる。また同一温度または異なる温度で空
数回にわけ熱処理を行ったシ、多段の熱処理パターンで
熱処理を行なうこともできる。史には、本合金は熱処理
を直流あるいは電流の磁場中で行なうこともできる。磁
場中熱処理により本合金に磁気異方性を生じさせること
ができる０ 磁場は熱処理の間中かける必要はなく、本発明に係る合
金のキュリー温度Ｔｃより低い温度だけ印加しても十分
効果が得られる。本発明に係る合金のキュリー温度は非
晶質の場合より熱処理により形成される主相のキュリー
温度が上昇しておシ、非晶質合金のキュリー温度よシ高
い温度でも磁場中熱処理が適用できる。また回転磁場中
熱処理を熱処理工程の１部で行っても良い。また、熱処
理の際磁心に電流を流したシ、高胸波磁界を印加し合金
を発熱させることにより磁心を熱処理することもできる
。また磁場中熱処理の場合、熱処理を２段階以上で行う
ととができる。また、張力や圧縮力を加えながら熱処理
を行ない磁気特性を調整することもできる。

本発明のテラークコイル用磁心は次のようにして通常作
製される。

ます、前述のように単ロール法、双ロール法等により非
晶質薄帯を作製し、トロイダル状に巻き回したり、Ｅ型
、■型、コの字型、Ｕ型、Ｃ型等の形状にホトエツチン
グ、プレスるるいは切断などにより成形し、前述のよう
に熱処理した後、含浸や積層し接着する等の工程を行っ
た後、トロイダル巻磁心の場合はスライサー等によシギ
ャップを形成したり、切断しカットコアとする。積層磁
心の場合は必要に応じて切断する場合があるが、通常は
組合せコアとし、磁路の１部にスペーサーを入れたシ空
間をもうけることによりギャップを形成する。カットコ
アの場合は、つき合わせ面にスペーサーを配置しギャッ
プを形成する。

ギャップは磁心の磁気飽和を防ぎ、直流重畳特性を改善
するために形成される。巻磁心の場合は含浸した方がギ
ャップを精度よく形成するのが容易となシ好ましい結果
が得られる。

また、ギャップ部にスペーサーを配置することは、ギャ
ップ幅の変動を小さくできばらつきの小さいテラークコ
イル用磁心を得ることができ好ましい。

また、スイッチング電源等の平滑チョークに用いる場合
、低電流の場合に出力電圧が上昇する問題を解決するた
め、低電流時にインダクタンスが大きくなるような非線
形特性を有するチョークコイルが要求される場合がある
。

このような目的に対しては、次の様な構造の磁心が好ま
しい。

１つの構造としてはスペーサーに飽和磁束密度が低い板
状のフェライト磁心を用いた磁心であシ、フェライトが
先に飽和し非線形特性が得られる。

また、高透磁率磁心たとえは閉磁路のフェライト磁心、
パーマロイ磁心、アモルファス磁心等と前述のギャップ
が磁路の少なくとも１箇所以上にもうけられた磁心を複
合したものも良好な非線形の直流重畳特性を得ることが
できる。高透磁率磁心として、フェライトボビンやケー
スを使用した場合は、非凌形時性が得られる上に磁心を
促成する効果もありより好ましい。

また、前記ギヤツブ付き磁心のギャップ近傍に高透磁率
磁心たとえはフェライト、アモルファス。

パーマロイ等を配置する（はりつけたシ、巻いたシする
）ことによっても非線形の直流重畳特性を得ることがで
きる。

また、キャップを磁心の１部がつながるように部分的に
ギャップを形成した場合も非線形の直流重畳特性を得る
ことができる。

チョークコイル用の本発明磁心を東に小型にし使用する
ためにはギャップ部にＳｍ　−Ｃｏ磁石やＦｅ−Ｎｄ　
−Ｂ磁石等を配置しバイアス磁界を印加し有極チッーク
にすることもできる。この場合直流重畳特性はある方向
に直流を重畳した場合著しく改善される。

本発明磁心は巻磁心や積層磁心等が含まれ、特に１ｔｉ
Ｆ＋周波で使用したり、広幅の合金薄帯を使用する場合
は合金薄帯表面の１部または前面に絶縁層を形成した方
がコア損失を低減できるため好ましい結果が得られる。

この絶縁層は合金薄帯の片面でも両面でも良いのはもち
ろんである。

形状する絶縁層の形成方法はたとえばＳｉＯ□。

Ｍｇ　Ｏ、Ａｌｘ　Ｏｘ等の粉末を浸漬、スプレー法や
電気泳動法により付着させたり、スパッター法や蒸着法
で５ｉ０２や？化物等の膜をつける、あるいは変性アル
キルシリケートを含むアルコール溶液に酸を添加し、こ
の溶液を塗布し乾燥させたシ、フォルステライト（Ｐｉ
１ｇ＊５ｉＯ４）層を熱処理により形成させたシする方
法ｅｃｒｔｌ！化物を形成する方法がある。また、５ｉ
Ｏｚ　　Ｔｉ１２系金属アルコキシド部分加水分解ゾル
に各種セラミックス粉末原料を混合したものを塗布する
、合金薄帯を浸せきした後乾燥加熱する、チラノポリマ
ーを主体とする溶液を塗布あるいは浸せき後、加熱する
、リン醇塩溶液を塗布後加熱すること等によシ絶縁層を
形成することができる。また熱処理により表面にＳｔ等
の酸化物層や窒化物層を形成したシ、薬品により表面処
理し酸化物層や窒化物層を形成し絶縁層を合金表面に形
成することができる。

巻磁心の場合、前記合金薄帯と絶縁テープを重ねて巻回
し層間絶縁を行うこともできる。

絶縁テープとしてはポリイミドテープやセラミックス繊
維製のテープ、ポリエステルテープ、ア２シドテーグ、
ガラス繊維段のテープ等を使用することができる。

耐熱性の優れたテープを使用する場合は前記合金薄帯と
同組成の非晶質合金薄帯と重ねて巻回し巻磁心とした後
熱処理し合金を結晶化させることによシ本発明磁心を得
ることができる。

また、高さの高い磁心の場合はギャップ部からのもれ磁
束によシ生ずる渦電流損失を低減するために、巻磁心の
高さ方向に複数個の巻磁心を重ね合わせ一体化した構造
とした方が好ましい。

積層磁心の場合は、前記合金薄帯の一層あるいは複数層
ごとに薄板状の絶縁物を挿入し層間絶縁を行うこともで
きる。この場合は可塑性のない絶縁物を使用することも
できる。たとえは、セラミックス板やガラス板、雲母板
等を挙げることができる。この場合も耐熱性の優れた絶
縁物を使用した場合、前記合金薄帯と同組成の非晶質合
金薄帯の一層あるいは複数層ことに薄板状の絶縁物を挿
入し積層した後熱処理を行ない結晶化させ本発明磁心を
得ることもできる。

本発明磁心は、含浸しても従来のＦｅ基アモルファス磁
心のような著しい特性劣化がない特徴があシ、含浸した
後ギャップを形成したギャップ付き磁心、カットコア等
の本発明磁心は、優れた特性のものとして得ることがで
きる。含浸は通常は熱処理後に行われるが、耐熱性のあ
る含浸剤を用いた場合は熱処理前に含浸しても良い０こ
の場合硬化を熱処理と兼ねて行うこともできる。

含浸材としてはエポキシ系樹脂、ポリイミド系衝脂、変
性アルキルシリケートを主成分とするフェス、シリコー
ン系樹脂等を使用することができる０ 単ロール法で作製された合金薄帯を用いた巻磁心の場合
、薄帯作製の除ロールと接触した面を内側にして巻いて
も、外側にして巻いても良いが、絶縁テープと重ねて巻
く場合はロールと接触した面を外側にして巷いた方が巻
磁心作製が容易であシ磁心の占積率を上けることができ
る。

また巻磁心を作製する場合、張力をかけなから薄帯を巻
いた方が占積率が上がシ好ましい結果が得られる。

巻磁心を作製する際巻初め及びまたは巻終りの部分は固
定されている方が望ましく、固定方法としてはレーザー
光照射あるいは電気エネルギーによシ局部的に浴融し接
合する方法や耐熱性の接着剤あるいはテープによ、ａｂ
！ｉ′Ｉ定する方法がある。

このような方法を行なった磁心は熱処理の際巻磁心の形
がくすれにく〈熱処理後の取扱いも容易であり好ましい
結果を得ることができる。

本発ＢＡｆｆｌ心は使用する薄帯表面をメツキしたりコ
ーティングして耐食性等を改善することもてきる。また
絶縁物からなるボビンやケースに入れたシ磁心の周囲を
コーティングすることによシ、さびによる特性劣化、破
損等を防いだり、チョークコイルを作成する際巻線との
絶縁をとることができる。

ボビンやケースの材質としては、フェノール樹脂やセラ
ミックスを挙げることができる。ボビンとしては金属た
とえはアルミニウムやステンレスを使用する場合もめる
がこの場合は史にコーティングする場合が多い。

コーテイング材としてはエポキシ系樹脂等を使用するこ
とができる。

特にさびが問題となる場合はシリコンオイル等につけた
方が好ましい。ケースやボビンを使用する場合は緩衝剤
としてシリコンゴムやグリースを充填する場合もある。

また大型の磁心やカットコアの場合、中心部あるいは外
周部に金属を配置し変形や損傷を防いだり、外周部を金
属バンドでしめ固定する等により変形を防ぐ等の方法も
行なえる。

また絶縁テープを磁心周囲に巻くことにより、さびを防
いだシ、損傷を防ぐ、電気的絶縁を行うこともできる。

薄膜化した本発明磁心の場合も切断しギャップを形成し
たり、磁路の１部に本発明に係る合金膜が形成されない
部分をつ＜シ、ギャップを形成することによりチ璽−ク
コイ・ルに適する合金膜からなる磁心を得ることができ
る。また、高周波特性を改善するためにＳｔ　Ｏｘ等の
絶縁層を介して積層膜とし使用することもできる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない０ 実施例１ 原子チでＣｕ　１％、Ｓｔ　１３．５％　、Ｂ９１．Ｎ
ｂ３チ及び、残部実質的にＦｅからなる組成の溶湯から
、単ロール法によシ幅５　ｍ　、厚さ１８μｍのリボン
を作製した。このリボンのＸ線回折を行ったところ非晶
質特有のハローパターンが得られほとんどが非晶質相か
らなることが確認された。

次にこの合金薄帯を外径１８．、、内径１１１ｏに巻き
回し、巻磁心とし窒素ガスを流し５５０℃に昇温した管
状炉に入れ１時間保持後炉から取り出し空冷した。次に
との巻磁心をエポキシ系樹脂で真空含浸し、硬化後外周
スライサーによシ切断しギャップを形成し、更にギャッ
プ部に０．５■の非磁性のスペーサーをはさみ、第１図
のような形の本発明チョークコイル用磁心を作製した。

磁心は更にエポキシ樹脂を用い粉体コーティングを行な
い、０．８Ｗφの巻線を３０ターンはどこし、直流重畳
特性を測定した。得られた結果を第２図に示す。

なお比較のため従来の磁心の直流重畳特性も示す０まだ
第３図にＦｅ基アモルファスを用いたチョークコイル用
磁心と本発明磁心の室温および１００℃の直流重畳特性
を示す０ 図かられかるように本発明磁心の直流重畳特性ハ従来の
庵パーマロイ圧粉磁心、フェライト磁心。

Ｆｅ圧粉磁心等よシ著しく優れており、Ｆｅ基アモルフ
ァス磁心と比較し、直流重畳特性の温度変化が著しく小
さい。

このため高信頼性でかつ高性能小型のチョークコイルを
作製することができる。

また、第４図にコア損失の周波数依存性を示テ。

本発明磁心はＦｅ基アモルファス磁心よシコア損失が小
さく、磁心の発熱が小さいため熱設計の点でも有利であ
る。

なお熱処理を行った本発明に係る合金の組織は第５図に
示すように１００〜２００Ａの粒径の超微細なりｃｃＦ
ｅｔｉ！ｉｆ溶体結晶粒を主体とした合金であることが
確認された。

このように本発明磁心は直流重畳特性に優れ、温度特性
も良好であり、コア損失も低いため平滑テ舊−りやノー
マルモートチ四−りに最適である。

実施例２ 原子チでＣｕ　１チ、５ｉ１３％、Ｂ８％、Ｎｂ３％。

Ｃｒ１％及び残部実質的にＦｅからなる組成の溶湯から
、幅１０簡、厚さ１５μｍのリボンを作製した。次にこ
の薄帯表面に電気泳動法によりＭｇｏ粉末を付着させ絶
縁層を形成しながら第６図に示すような形の巻磁心を作
製した。

次にこの巻磁心を５６０℃で１時間Ａｒガス中で熱処理
し室温まで冷却した。なお、用いた合金の組織は実施例
１と同様であった。

次にこの巻磁心をエポキシ樹脂で真空台浸し、硬化させ
、中央部を切断しカットコアを作製した。

次に切断面を平研し０．２簡の非磁性スペーサーを介し
第７図に示すような本発明磁心を作表した。

実効透磁率μｅの周波数依存性金第８図に示す。なお比
較のため従来のギャップ付きＦｅ基アモルファス磁心ｅ
　Ｍｏパーマロイ圧粉磁心のμｅの周波数依存性も示す
。

本発明のチョークコイル用磁心のμｅの値は広い８波数
範囲にわたＶ）　Ｍｏパーマロイ圧粉磁心等よシ高く、
周波数特性が良好でるる。

実施例６ 幅２５冒、厚さ２０　ｐｒｎのＦｅｒｎ　Ｃｕｔ　Ｎｂ
ｚ、ｓ　５ｉｔｓ、ｓ　Ｂｙ合金薄帯を単ロール法によ
シ作製し、ホトエツチングによりＥ型の形の薄帯を作表
しＡｔ冨Ｏｓ粉末を溶かしたアルコール浴液中につけ表
面に絶縁層を形成し、次にこれを５５０℃で１時間熱処
理した。なお、用いた合金の組織は実施例１と同様であ
りだ。

次にこのＥ型の薄帯表面にエポキシ系の接着剤を塗布し
積層し硬化させ、第９図に示すようなギャップを有する
本発明のＥＥ型コアを作製した。比較のため同様の形の
Ｆｅ基アモルファス磁心を作製し巻線をほどこしたボビ
ンを中央脚にはめ、スイッチング電源の平滑チ冒−りに
用い温度上昇を測定した０その結果、本発明磁心の温度
上昇は３６℃、Ｆｅ基アモルファス磁心は４３℃であり
、本発明磁心の方が温度上昇が低かりた。

実施例４ 原子チでＣｕ　１％、５ｉ１７％−Ｂ６−５９６．Ｇｅ
００５％、Ｎｂ３％及び残部実質的にＦｅかもなる組成
の溶湯から、幅５　ｍ　、厚さ１８μｍのアモルファス
リボンを作製した。次にこのリボンを外径１８■、内径
１１簡に巻き回しトロイダル磁心を２個作製し、５６０
℃で１時間熱処理し、エポキシ樹脂で含浸した。なお、
熱処理後の合金のミクロ組織は実施例１と同様であった
。次に１つの磁心は外周スライサーによ、り０．５ｍの
ギャップを形成し、非磁性スペーサーを入れもう一方の
磁心はギャップを形成せず、この２つの磁心を２段に重
ね接着し複合コアを形成した。次にこの磁心をエポキシ
仰脂により粉体コーティングし、直流１１畳特性を測定
した。得られた結果を第１０図に示す。

図かられかるように低電流側のインダクタンスが高い非
線形特性を示すため、スイッチング電源の平滑チッーク
等に適する０ 実施例５ 原子チでＣｕ１．５％、Ｍｏ３％、５ｉ１３．５％。

８９％、　Ｔｉ　Ｏ，５−の組成の合金溶湯から幅１〇
−２板廖２０μｍのアモルファスリボンを作製した。

次にとの磁心を外径１８ｍ、内径１１簡に巻き回しトロ
イダル磁心とし、変成アルキルシリケートを生成分とす
る無援フェノで含浸し、５２０℃で１時間熱処理後外周
スライサーで第１１図に示すような部分ギャップを形成
した。なお、熱処理後の合金のミクロ組織は実施例１と
同様であった。

次にとの磁心をフェノール樹脂製のケースに入れ、直流
重畳特性を測定した。その結果実施例４と同様な非線形
特性が得られた０ 実施例６ 原子チでＣｕ１％、Ｗ３チ、５ｉ１３ｔｓ、Ｂ８％。

ＧａＩチの組成の合金溶湯から幅５ｍ、板厚１８μｍ′
のアモルファス合金リボンを作製後、外径２１■。

内径１６ｍのトロイダル磁心を作製し、５３０℃で１時
間熱処理を行った後フェノで含浸し、丈に外周スライサ
ーにより０．５ｖＲのギャップを形成し、０．５鱈の板
犀のＭｎ　−Ｚｎフェライト板をスペーサーとしてギャ
ップ部にはさみ込んだ０熱処理後の合金リボンは実施例
１と同様超微細な結晶粒を主体とする組織を有していた
。

次にこの磁心をフェノール樹脂製のケースに入れ、直流
重畳特性を１１＋定した。その結果実施例４゜実施例５
と同様非線形の直流重畳特性を示すことが確認された。

実施例７ 原子チでＣｕ１．５％＋　Ｍｏ　３％、５ｉ１４％、Ｂ
８チ、Ａｔ１％の組成の合金浴湯から幅５蒙、板厚１５
μｍのアモルファス合金リボンを単ロール法により作製
後、外径２１　ｍ　、内径１６ｍのトロイダル磁心を作
製し、５２０℃で１時間熱処理後、ポリイミド樹脂で含
浸後０．５．．のギャップをスライサーにより一ケ所作
製し、ギャップにスペーサーを入れ、ギャップを固定し
た後、Ｍｎ−Ｚｎフェライト製のコアケースに入れ、直
流重畳特性を測定した。その結果実施例６と同様、低電
流側でインダクタンスの筒い非線形の直流重畳特性を示
すことが確認された。なお、熱処理後の磁心材は実施例
１と同様の超微細な結晶粒組織であった。

実施例８ 原子チでＣｕ　１％、　Ｎｂ　３％ｅ　Ｓｔ　７％、８
９％。

Ｃｏ１０％、残部Ｆｅからなる組成の合金溶湯から双ロ
ール法により、幅１０ｍ、厚さ２８μｍのアモルファス
リボンを作製した０ 次にこの合金表面に変成アルキルシリケートを主成分と
するフェノを塗布しながら、実施例２と同様の形状の巻
磁心を作製した。次にとの巻磁心を、５５０℃で１時間
Ｎガス中で熱処理し室温まで冷却した。熱処理後の合金
のミクロ組織は実施例１と同様であった。

次に、との巻磁心を中央部で切断しカットコアを作製し
た。次いでカット面をラップした後、０．３鰭の非磁性
スペーサーを介して接合し、史に磁歪がほぼ零〇〇０６
７　Ｆｅ２　Ｍｏ＋、ｌｌ５ｈｓ、ｓ　Ｂｓｔアモルフ
ァス合金リボンをギャップ部に巻きつけ、巻線を行ない
直流Ｎ食物性を測定した。

その結果、低電流側でインダクタンスが大きい非線形特
性が得られ非線形チ璽−りに好適であることが確認され
た。

実施例９ 原子チでＣｕ　Ｏ−９９ｂ　、　Ｎｂ　２　％　、　Ｓ
ｔ　１３．５％。

３９％、Ｖ１％残部Ｆｅの組成を有する合金溶湯から幅
１０釘、厚さ１７μｍのアモルファス合金薄帯を作製し
、実施例２と同様な方法でＵ型のカットコアを作製し、
Ｓｍ−Ｃａｍ、石をつき合わせ面に接着し、２つのＵ型
コアをつき合わせ、固定した後、巻線を行ない直流重畳
特性を測定した０得られた結果を第１２図に示す。

永久磁石をギャップ部に配置することによシ有極特性と
なシ、直流重畳特性が改善され、大電流側まで高いイン
ダクタンスが得られることが確認された。

実施例１０ 第１表に示す組成の微細結晶粒組織からなる本発明合金
からなる外径１８禦、内径１１ｍ、ギャップ０．５ｍの
含浸した巻磁心を作製し、６０ターン０−７ｗ−φの巻
線を行ない、Ａの直流］ｉ畳電電流流した場合の２５℃
のインダクタンスＬｚｓと、１００℃のインダクタンス
Ｌｔｏｅを測定し、変化率△Ｌ；表に示す。本発明のチ
ョークコイル用磁心はインダクタンスの温度変化が従来
のＦｅ基アモルファスを用いたチョークコイル用磁心に
比べて著しく小さく、温度特性が優れている。

第　　１　　　表 〔発明の効果〕 本発明によれば、透磁率の周波数特性、直流重畳特性、
温度特性に優れ、かつコア損失が小さい新規のチョーク
コイル用磁心を得ることができ、小型で信頼性の高いチ
ョークコイルを得ることができるため、その効果は著し
いものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチョークコイル用磁心の一実施例
を示す概略図、第２図は本発明に係る磁心の直流重畳特
性の一例を従来の磁心と比較した図、第３図は本発明に
係る磁心と従来のＦｅ基アモルファス合金からなるチョ
ークコイル用磁心の２５℃および１００℃の直流重畳特
性を示した図、第４図は本発明に係る磁心と、従来のチ
ョークコイル用磁心のコア損失の周波数依存性を示した
図、第５図は本発明に係る合金の透過電子顕微鏡によシ
観察した組織の概略図、第６図は本発明磁心を作製する
中間段階で形成される巻磁心の一実施例を示した図、第
７図は、本発明に係るチョークコイル用磁心の一実施例
を示す図、第８図は本発明に係る磁心および従来のチョ
ークコイル用磁心の実効透磁率μｅの周波数依存性の一
例を示した図、第９図は本発明に係る非線形特性を示す
チロ−クコイル用磁心の一実施例を示す概略図、第１０
図は本発明に係る非線形特性を示す磁心の直流重畳特性
の一例を示した図、第１１図は本発明に係る非線形特性
を示す磁心の一実施例を示す概略図、第１２図は本発明
に係る有極チョークコイル用磁心と遡常のＭ極でないチ
ョークコイル用磁心の直流重畳特性の一例を示した図で
ある。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 （Ｆｅ＿１＿−＿ａＭａ）＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿−＿
   ｙ＿−＿ｚ＿−＿α＿−＿β＿−＿γＣｕ＿ｘＳｉ＿ｙ
   Ｂ＿ｚＭ′＿αＭ″＿βＸ＿γ（原子％） （ただし、ＭはＣｏ及び／又はＮｉであり、Ｍ′はＮｂ
   ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏからなる群から選ば
   れた少なくとも１種の元素、ＭはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ａｌ
   ，白金属元素，Ｓｃ，Ｙ，Ａｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｒｅ，Ａ
   ｇからなる群から選はれた少なくとも１種の元素、Ｘは
   Ｃ，Ｇｅ，Ｐ，Ｇａ，Ｓｂ，Ｉｎ，ＢｅおよびＡｓから
   なる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、ａ，
   ｘ，ｙ，ｚ，α，β及びγはそれぞれ、０≦ａ≦０．３
   ，０．１≦ｘ≦３，０≦ｙ≦２５，３≦ｚ≦１７，１０
   ≦ｙ＋ｚ≦３０，０．１≦α≦１０，０≦β≦１０，０
   ≦γ≦１０を満たす。） により表わされる組成を有し、組織の少なくとも５０％
   が微細なｂｃｃＦｅ固溶体の結晶粒からなり、各結晶粒
   の最大寸法で測定した粒径の平均が１０００Å以下であ
   る合金薄帯あるいは合金膜から形成された磁心において
   、磁路の少なくとも１箇所以上にギャップをもうけたこ
   とを特徴とするチョークコイル用磁心。
2. （２）磁心が含浸されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のチョークコイル用磁心。
3. （３）ギャップ部にスペーサーを配置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項並びに第２項に記載のチョー
   クコイル用磁心。
4. （４）スペーサーにフェライト磁心を用い非線形特性と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のチ
   ョークコイル用磁心。
5. （５）前記磁心と高透磁率磁心とを複合し、非線形特性
   としたことを特徴とするチョークコイル用磁心。
6. （６）前記高透磁率磁心がフェライトボビンあるいはケ
   ースであることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記
   載のチョークコイル用磁心。
7. （７）前記高透磁率磁心をギャップ近傍に配置したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のチョークコ
   イル用磁心。
8. （８）磁心の１部がつながるように部分的にギャップを
   形成し、非線形特性としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第３項に記載のチョークコイル用磁心。
9. （９）ギャップ部に永久磁石を配置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項並びに第２項に記載のチョーク
   コイル用磁心。
10. （１０）前記合金薄帯を巻回したトロイダル巻磁心にお
    いて、巻磁心の高さ方向に複数個の巻磁心が重ね合わさ
    れ１体化された構造であることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項乃至第９項に記載のチョークコイル用磁心。