JPH04291708A - 電磁装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング電源あ
るいはインバータ安定器等において、高周波で励磁され
るトランス，チョークコイル等の電磁装置に関し、特に
アモルファス磁性薄帯を巻回した巻磁芯を備えた電磁装
置に係る。

【０００２】

【従来の技術】超急冷法で作製されるアモルファス磁性
薄帯は、高磁束密度，低鉄損であって、高周波用磁芯と
して優れた特性を有している。近年、電源装置の小型化
，薄型化の目的で、より高周波化が進行しているが、さ
らに低損失の磁性材料が必要である。

【０００３】このため、アモルファス磁性薄帯の高周波
特性の改善の試みがされているが、有力な手段として、
アモルファス磁性薄帯をさらに薄くすることが考えられ
る。現在市販されているアモルファス磁性薄帯の厚さは
、３０μｍ程度以上であるが、これを数μｍ程度まで薄
くしようという研究がなされている。アモルファス磁性
薄帯の長手方向にアモルファス磁性薄帯を励磁する（磁
束φ）と、高周波では図４のようにアモルファス磁性薄
帯１１の長手方向と直交する方向に渦電流ｉが流れる。 アモルファス磁性薄帯１１の固有抵抗は、１００μΩ−
ｃｍ程度と比較的小さいため、渦電流損を発生し、磁気
特性が劣化する。

【０００４】上記の渦電流損は、アモルファス磁性薄帯
１１を薄くすると、小さく抑制することが可能である。 以上のことから、アモルファス磁性薄帯を薄くすること
は磁気特性を向上させる上で、有効なものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現状では、１０μｍや
５μｍの厚さのアモルファス磁性薄帯の作製が報告がさ
れているが、アモルファス磁性薄帯を薄くすると様々な
問題が生じる。急冷法でアモルファス磁性薄帯を作製す
ると、図５に示すように、得られたアモルファス磁性薄
帯１１の厚さ，幅，寸法を均一にすることができず、ま
た表面の凹凸が激しく、小孔１２，バリ１３等が発生し
、さらに脆くて可撓性が少なく、また一方向にカールさ
れる等の各種の問題がある。そして、市販の３０μｍの
アモルファス磁性薄帯と比べると機械的特性がきわめて
悪く、実質的に工業的に磁芯として使用することができ
ないものであった。

【０００６】試験的には、薄帯状態で磁気特性の計測を
行っているが、巻磁芯を構成したり、あるいは渦電流が
多層に渡って流れることを防ぐ層間絶縁は困難であった
。つまり、アモルファス磁性薄帯を巻回して巻磁芯を作
製する際に、アモルファス磁性薄帯が折れて巻回不能と
なったり、巻回状態が不均一になったり、バリが複数層
にわたって貫通したりし、巻回することが容易でなく、
さらに特性の良好な巻磁芯を形成することもできなかっ
た。

【０００７】したがって、この発明の目的は、厚さのき
わめて薄いアモルファス磁性薄帯を用いた巻磁芯を容易
に作製することができ、しかも巻磁芯の高周波磁気特性
を良好にすることができる電磁装置を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の電磁装置は、
アモルファス磁性薄帯と絶縁フィルムシートとを重ね合
わせた状態で巻回した巻磁芯を備えたものである。

【０００９】

【作用】この発明の構成によれば、アモルファス磁性薄
帯と絶縁フィルムシートとを重ね合わせた状態で巻回し
て巻磁芯を作製したので、厚さのきわめて薄いアモルフ
ァス磁性薄帯の厚さ，幅，寸法の不均一および表面の凹
凸を絶縁フィルムシートで吸収することができ、巻磁芯
の巻回状態を均一化することができる。また、アモルフ
ァス磁性薄帯の各層間を絶縁フィルムシートで絶縁して
いるので、多層に渡る渦電流の発生を防止することがで
き、高周波域の透磁率を大きくすることができるととも
に損失を低減することができる。さらに、アモルファス
磁性薄帯を絶縁フィルムシートで保持することになり、
アモルファス磁性薄帯の脆さ、可撓性のなさを絶縁フィ
ルムシートで補うことができ、アモルファス磁性薄帯の
巻磁芯を容易にかつ均一に巻回することができる。

【００１０】したがって、厚さのきわめて薄いアモルフ
ァス磁性薄帯を用いた巻磁芯を単に巻回するだけで容易
に作製することができ、しかも巻磁芯の高周波磁気特性
を良好にすることができる。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図３に基づ
いて説明する。図１（ａ）にこの発明の一実施例の電磁
装置における巻磁芯の巻回前の状態の斜視図を示し、図
１（ｂ）に同じく巻磁芯の一部巻回後の状態の斜視図を
示す。この電磁装置は、図１（ａ）に示すようにアモル
ファス磁性薄帯１と絶縁フィルムシート２とを重ね合わ
せた状態で、図１（ｂ）に示すように巻回することによ
り巻磁芯３を形成し、この巻磁芯３に巻線（図示せず）
を巻回する。

【００１２】上記のアモルファス磁性薄帯１は、例えば
平均厚さ１０μｍ，平均幅５ｍｍのＣｏ　系の磁性体で
、その組成は例えばＣｏ７０．３Ｆｅ４．７　Ｓｉ１５
Ｂ１０であり、表面の小孔は５ｍｍ平方当たり３個程度
である。また、絶縁フィルムシート２は、例えば厚さ７
μｍ，幅６ｍｍのポリプロピレンフィルムからなる。ア
モルファス磁性薄帯１は、図１（ａ）のように、絶縁フ
ィルムシート２上にはみ出すことなく配置した。そして
、アモルファス磁性薄帯１と絶縁フィルムシート２とを
ローラ（図示せず）で抑えながら巻回し、図１（ｂ）に
示すような内径７ｍｍ，外径１２ｍｍの巻磁芯３を形成
した。巻磁芯３の巻回始端は粘着テープで固定し、巻回
終端は絶縁フィルムシート２のみさらに５ターン程度巻
回した後粘着テープで固定した。形成後の寸法誤差は０
．１ｍｍ以下で、良好な巻磁芯３を作製できた。

【００１３】つぎに、この巻磁芯３へ素線径０．０８ｍ
ｍ，５０本撚りのリッツ線を５ターン均一に巻回して、
透磁率〔μ〕と損失係数〔　ｔａｎδ／μ〕とを測定し
た。また、比較のため、絶縁フィルムシートなしで１０
μｍ厚および３０μｍ厚のアモルファス磁性薄帯を巻回
して巻磁芯を作製し、この巻磁芯についても同様にリッ
ツ線を巻回して、透磁率〔μ〕と損失係数〔　ｔａｎδ
／μ〕とを測定した。測定結果を図２および図３に示す
。なお、透磁率〔μ〕は真空透磁率との比で表している
。

【００１４】図２は透磁率〔μ〕の１０ｋＨｚ〜１０４
　ｋＨｚの範囲における周波数特性を示す。図２におい
て、△印は３０μｍ厚のアモルファス磁性薄帯を絶縁フ
ィルムシートなしで巻回して巻磁芯を形成した場合（比
較例１）の特性を示し、○印は１０μｍ厚のアモルファ
ス磁性薄帯を絶縁フィルムシートなしで巻回して巻磁芯
を形成した場合（比較例２）の特性を示し、●印は１０
μｍ厚のアモルファス磁性薄帯を絶縁フィルムシートあ
りで巻回して巻磁芯を形成した場合の特性を示す（実施
例）。

【００１５】図２を見ると、実施例および比較例１，２
のいずれの場合にも、周波数の上昇に伴って透磁率〔μ
〕は減少するが、比較例１（３０μｍ厚，フィルムなし
）と比較例２（１０μｍ厚，フィルムなし）とを比べる
と、比較例２（１０μｍ厚，フィルムなし）の方が高周
波域の延びが大きく、アモルファス磁性薄帯を薄くする
ことで、高周波磁気特性が良好になることがわかる。ま
た、実施例（１０μｍ厚，フィルムあり）では、比較例
２（１０μｍ厚，フィルムなし）に比べて、高周波域の
透磁率〔μ〕がさらに上昇し、絶縁フィルムシートを介
在させたことによる高周波磁気特性の改善の効果が著し
いことがわかる。

【００１６】図３は損失係数〔　ｔａｎδ／μ〕の１０
ｋＨｚ〜１０４　ｋＨｚの範囲における周波数特性を示
す。この損失係数〔　ｔａｎδ／μ〕は小さいほど低損
失であることを示す。図３において、△印は３０μｍ厚
のアモルファス磁性薄帯を絶縁フィルムシートなしで巻
回して巻磁芯を形成した場合（比較例１）の特性を示し
、○印は１０μｍ厚のアモルファス磁性薄帯を絶縁フィ
ルムシートなしで巻回して巻磁芯を形成した場合（比較
例２）の特性を示し、●印は１０μｍ厚のアモルファス
磁性薄帯を絶縁フィルムシートありで巻回して巻磁芯を
形成した場合の特性を示す（実施例）。

【００１７】図３を見ると、実施例および比較例１，２
のいずれの場合にも、周波数の上昇に伴って損失係数〔
　ｔａｎδ／μ〕は増加するが、比較例１（３０μｍ厚
，フィルムなし）と比較例２（１０μｍ厚，フィルムな
し）とを比べると、比較例２（１０μｍ厚，フィルムな
し）の方が損失が小さいことがわかる。また、実施例（
１０μｍ厚，フィルムあり）では、比較例２（１０μｍ
厚，フィルムなし）に比べて、損失がさらに減少するこ
とがわかる。

【００１８】この実施例によれば、絶縁フィルムシート
２がアモルファス磁性薄帯１の凹凸，小孔，バリ等を被
覆するので、アモルファス磁性薄帯１を巻磁芯３として
形成することが容易となり、占積率も向上した。また、
絶縁フィルムシート２がアモルファス磁性薄帯１の層間
絶縁材を兼ねるので、透磁率，損失等の高周波磁気特性
を大幅に改善することができた。

【００１９】また、絶縁フィルムシート２が巻線とアモ
ルファス磁性薄帯１との間の絶縁材を兼ねるので、ボビ
ン等成型製品が不要であり、コスト的に有利である。ま
た、単に巻回するだけで所定の磁芯を形成および絶縁を
行えるので、きわめて量産性に富む。なお、アモルファ
ス磁性薄帯１は、超急冷のけい素薄帯であり、実施例で
示した磁歪零のＣｏ系アモルファスのみならず、Ｆｅ７
８Ｓｉ１０Ｂ１２等のＦｅ系アモルファス、あるいは近
年開発されたファインメット（日立金属株式会社製，登
録商標）等の超急冷けい素薄帯でも、超急冷法で作製さ
れ、同様の機械特性をもつことから、この発明を適用で
きるのは当然である。

【００２０】また、アモルファス磁性薄帯の厚みについ
ても、１０μｍに限定されるものではなく、３０μｍ以
下の厚さのアモルファス磁性薄帯を巻回して巻磁芯を形
成する場合に上記の同様の効果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】この発明の電磁装置によれば、アモルフ
ァス磁性薄帯と絶縁フィルムシートとを重ね合わせた状
態で巻回して巻磁芯を作製したので、厚さのきわめて薄
いアモルファス磁性薄帯の厚さ，幅，寸法の不均一およ
び表面の凹凸を絶縁フィルムシートで吸収することがで
き、巻磁芯の巻回状態を均一にすることができる。また
、アモルファス磁性薄帯の各層間を絶縁フィルムシート
で絶縁しているので、多層に渡る渦電流の発生を防止す
ることができ、高周波域の透磁率を大きくすることがで
きるとともに損失を低減することができる。さらに、ア
モルファス磁性薄帯を絶縁フィルムシートで保持するこ
とになり、アモルファス磁性薄帯の脆さ、可撓性のなさ
を絶縁フィルムシートで補うことができ、アモルファス
磁性薄帯の巻磁芯を容易にかつ均一に巻回することがで
きる。

【００２２】したがって、厚さのきわめて薄いアモルフ
ァス磁性薄帯を用いた巻磁芯を単に巻回するだけで容易
に作製することができ、しかも巻磁芯の高周波磁気特性
を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明の一実施例の電磁装置におけ
る巻磁芯の巻回前の状態を斜視図であり、（ｂ）は同じ
く巻磁芯の一部巻回後の状態の斜視図である。

【図２】実施例および比較例１，２の透磁率〔μ〕の１
０ｋＨｚ〜１０４　ｋＨｚの範囲における周波数特性図
である。

【図３】実施例および比較例１，２の損失係数〔　ｔａ
ｎδ／μ〕の１０ｋＨｚ〜１０４　ｋＨｚの範囲におけ
る周波数特性図である。

【図４】アモルファス磁性薄帯に渦電流が流れる様子を
示す概略図である。

【図５】（ａ）は薄いアモルファス磁性薄帯の状態を示
す斜視図、（ｂ）は同図（ａ）の断面図である。

【符号の説明】

１　　　　アモルファス磁性薄帯 ２　　　　絶縁フィルムシート ３　　　　巻磁芯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アモルファス磁性薄帯と絶縁フィルム
   シートとを重ね合わせた状態で巻回した巻磁芯を備えた
   電磁装置。