JPH04307906A - 磁心とその製造方法 - Google Patents

磁心とその製造方法

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JPH04307906A
JPH04307906A JP3073313A JP7331391A JPH04307906A JP H04307906 A JPH04307906 A JP H04307906A JP 3073313 A JP3073313 A JP 3073313A JP 7331391 A JP7331391 A JP 7331391A JP H04307906 A JPH04307906 A JP H04307906A
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JP
Japan
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magnetic
ribbon
magnetic core
wound
winding
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Pending
Application number
JP3073313A
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English (en)
Inventor
Masahito Takeuchi
雅人 竹内
Yoshihiko Hirota
好彦 廣田
Hiroshi Omori
浩 大森
Masaru Yoshimura
勝 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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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】本発明は、直流重畳磁界に対して
透磁率が非直線となる特性を備えた磁心とその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】通常の平滑チョークは低磁界から磁心が
飽和する磁界まで磁心材の透磁率が一定に近く、コイル
に流れる電流が小さくなってもインダクタンスの変化は
小さい。
【0003】このためスイッチング電源の平滑用チョー
クとして用いた場合、負荷電流が小さい場合に出力電圧
の変動が生じ問題となっていた。このため、出力電圧の
変動を抑制する回路を付加する等して問題を解決してい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記技術で
は、部品の増加によるコストの上昇および部品の増加に
よる電源の大型化等の問題が起こるので、コイルに流れ
る電流が小さい場合にインダクタンスが大きく、ある電
流以上から磁心が飽和するまでは透磁率の変化が小さい
L字状の非線形特性を有するコアを用いたチョークが必
要である。
【0005】これを解決するために、コアのギャップ近
傍に透磁率の高い磁性体を配したものや、透磁率の高い
磁性体の磁路断面に部分的に切断を施したハーフギャッ
プタイプのチョーク用磁心の提案がなされている。
【0006】しかし、これらの方法では磁心にギャップ
が存在するために、ギャップ部から磁束の漏洩があり、
電子機器等に使用した場合、ノイズ等の問題が生じる場
合があり、あまり好ましくない。
【0007】また、可聴周波での負荷変動がある場合、
磁性体の磁歪によって磁心の伸縮が生じ、磁路中にギャ
ップがある場合は特にギャップ部での発音が著しいため
、磁心騒音が問題となるような用途には使用することが
できなかった。
【0008】前記の問題を解決するために、Fe系アモ
ルファス合金では、異なった温度で熱処理を行ったコア
を組み合わせ一つの磁心とすることにより、非直線特性
を有するノンギャップタイプのチョークを得ることが可
能であるが、熱処理工程が二系列必要であることと、二
つのコアを一つの磁心に組み合わせる工程がさらに必要
であることなど製造工程が複雑化するため、製造コスト
が高くなるという難点があった。
【0009】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、直流電流の重畳磁界に対して透磁
率特性が非直線特性を有する磁心を、効率的かつ低コス
トにて供給することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶化温度の
差が5℃以上である異なる二種以上のFe系非晶質合金
を組み合わせた磁心を要旨とする。
【0011】
【作用】前記磁心を構成する磁心本体としては、たとえ
ばあらかじめ透磁率特性の異なる2種類のFe系非晶質
合金薄帯(アモルファス金属製リボン)を準備し、この
リボンをスリット状に加工してこれらを相互に組み合わ
せて巻回した後、巻き端をカプトンテ−プ等を貼付して
固定したものを用いることができる。
【0012】本発明で使用するFe系非晶質合金(Fe
系非晶質磁性合金)としては、合金中のFeの含有量が
50原子%以上のFe基アモルファス合金(金属)であ
り、これらのFe基アモルファス合金としては、Fe−
B,Fe−B−C,Fe−B−Si,Fe−B−Si−
C,Fe−B−Si−Cr,Fe−Co−B−Si,F
e−Ni−Mo−B等のFe系のものを例示できる。
【0013】この中で特に好ましいFe基非晶質合金と
しては、、FeXSiYBZMWを例示できる。ここで
X=50〜85、Y=5〜15、Z=5〜25(X,Y
,Zいずれも原子%を表す)の範囲である。また、Mは
Co,Ni,Nb,Ta,Mo,W,Zr,Cu,Cr
,Mn,C,Al,P等の一種または二種以上の組合せ
からなる金属で、W=0〜5原子%のものを例示できる
【0014】本発明において、結晶化温度とは、DSC
(Differential Scanning Ca
lorimetry:示差走査熱量測定)装置を用いて
結晶化ピーク温度を求める方法で測定したものである。
【0015】したがって、本発明における結晶化温度と
は、DSC測定で得られる結晶化ピーク温度、特に第1
結晶化ピーク温度をさす。
【0016】また、熱処理に際して処理条件として湿潤
雰囲気としてもよい。この場合、磁心本体を25℃換算
における単位水蒸気量が3〜600g/m3、特に好ま
しくは20〜200g/m3の湿潤雰囲気中で熱処理す
ることが望ましい。
【0017】なお、この熱処理雰囲気は、大気と同条件
であってもよいが、好ましくは窒素雰囲気等の不活性雰
囲気を用いることにより、アモルファスリボンの端部止
めに用いたカプトンテ−プの剥離等を防止することもで
きる。
【0018】本発明において、Fe系非晶質合金の結晶
化温度の差を5℃以上としたのは、5℃以下の場合には
、十分なL字状の非線形重畳特性が得られないため、出
力電圧の変動を抑制する効果が少ないためである。
【0019】本発明において、二種以上のFe系非晶質
合金の組み合わせの態様としては、まず、第1の磁性リ
ボンを所定回数だけ巻回して第1の巻回体とした後、こ
の第1の巻回体の周囲にこれと同心円状に第2の磁性リ
ボンを所定回数だけ巻回して第2の巻回体を構成し、内
径と外径とを異なる磁性リボンで構成したもの(図2参
照)、または、同軸かつ軸方向に第1の磁性リボンの巻
回体1aと、第2の磁性リボンの巻回体1bとを組み合
わせたもの(図5参照)、さらには、同心円状に第1の
磁性リボン1aと第2の磁性リボン1bとを重ねて交互
に巻回したもの(図6参照)、さらには、同心円状の最
内周に第1の磁性リボン1aを巻回し、その外周に第2
の磁性リボン1bを巻回し、さらにその外周に第1の磁
性リボン1aを巻回した、いわゆるサンドイッチ形のも
の(図7参照)等が挙げられる。
【0020】なお、前記説明では説明の便宜上、磁性リ
ボン毎に巻回したものを巻回体と呼んだが、この巻回体
毎に磁心を構成するものとしてとらえてもよく、この場
合には、本発明を、結晶化温度の差が5℃以上の異なる
二種以上の磁心を組み合わせた複合磁心と考えてもよい
【0021】また、Fe系非晶質合金の組み合わせは、
二種、三種さらには四種以上の組み合わせであってもよ
い。
【0022】
【実施例】以下本発明の実施例を実験例に基づいて説明
する。
【0023】なお、本実施例における磁心本体2を示す
図2では、内側に結晶化ピーク温度の高いアモルファス
リボンを巻回し、外側に結晶化ピーク温度の低いアモル
ファスリボンを巻回しているが、これを逆にして内側に
結晶化ピーク温度の低いアモルファスリボン、外側に結
晶化ピーク温度の高いアモルファスリボンとしてもよい
【0024】ここで、結晶化ピーク温度とは、前述のD
SC測定において、10℃/minの昇温速度で測定し
た時に得られる結晶化の発熱ピークの頂点温度である。
【0025】〔実験例1〕下記の第1リボン1a,第2
リボン1bを同心円状に組み合わせて図2に示すような
磁心本体2を得た。 1.第1リボン(1a) 組成(原子%):Fe77Cr2Si5B16結晶化第
一ピーク温度:521.8℃ 厚さ:18μm 幅  :10mm 2.第2リボン(1b) 組成(原子%):Fe81Si3.5B13.5C2結
晶化第一ピーク温度:496.9℃ 厚さ:21μm 幅  :10mm 前記第1リボン1aと第2リボン1bとを重量比1:2
の比率で巻回時に同心円状に巻回した。このときの両リ
ボンの巻き取り方法を示したのが図1である。同図では
、第1リボン1aを供給する第1ロール3aと、第2リ
ボン1bを供給する第2ロール3bとが配置されており
、それぞれテンション検出ロール4a,4bおよびカッ
ター5a,5bを経て巻き心6にリボンを供給する構造
となっている。
【0026】ここで、まず第1ロール3aより第1リボ
ン1aを繰り出して、巻き心6の周囲に所定回数だけ第
1リボン1aを巻回して第1の巻回体を得た。
【0027】次に、この第1リボン1aの終端をカッタ
ー5aによって切断し、この切断端と前記第1の巻回体
との間に第2リボン1bの先端を挿入するようにして第
2リボン1bの巻回を開始し、所定回数だけ巻回して前
記第1の巻回体の周囲に同心円状の第2の巻回体を得た
【0028】この第1の巻回体と第2の巻回体との組み
合わせによって図2に示すような磁心本体2を得た。
【0029】このような磁心本体2の外径は25mm,
内径は15mmであった。次に、この磁心本体2を電気
炉において処理温度430℃において2時間焼鈍した。
【0030】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図3に示す。 〔実験例2〕下記の第1リボン1a,第2リボン1bを
同心円状に組み合わせて図2に示すような磁心本体2を
得た。 1.第1リボン(1a) 組成(原子%):Fe73.5Ni4Mo3Si2B1
7.5結晶化第一ピーク温度:523.1℃ 厚さ:18μm 幅  :10mm 2.第2リボン(1b) 組成(原子%):Fe81Si3.5B13.5C2結
晶化第一ピーク温度:496.9℃ 厚さ:21μm 幅  :10mm 前記第1リボン1aと第2リボン1bとを重量比1:1
の比率で前記実験例1と同様の工程で巻回・組み合わせ
て図2に示すような磁心本体2を得た。
【0031】このような磁心本体2の外径は25mm,
内径は15mmであった。次に、この磁心本体2を電気
炉において処理温度430℃において2時間焼鈍した。
【0032】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図4に示す。 〔実験例3〕下記の第1リボン1a,第2リボン1bを
同心円状に組み合わせて図2に示すような磁心本体2を
得た。 1.第1リボン(1a) 組成(原子%):Fe77Cr2Si5B16結晶化第
一ピーク温度:521.8℃ 厚さ:18μm 幅  :10mm 2.第2リボン(1b) 組成(原子%):Fe81Si7B12結晶化第一ピー
ク温度:511.1℃ 厚さ:21μm 幅  :10mm 前記第1リボン1aと第2リボン1bとを重量比1:4
の比率で前記実験例1と同様の工程で巻回・組み合わせ
て図2に示すような磁心本体2を得た。
【0033】このような磁心本体2の外径は25mm,
内径は15mmであった。次に、この磁心本体2を電気
炉において処理温度430℃において2時間焼鈍した。
【0034】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図4に示す。 〔実験例4〕下記の第1リボン1a,第2リボン1bを
同心円状に組み合わせて図2に示すような磁心本体2を
得た。 1.第1リボン(1a) 組成(原子%):Fe80Si7.5B12.5結晶化
第一ピーク温度:521.8℃ 厚さ:21μm 幅  :10mm 2.第2リボン(1b) 組成(原子%):Fe81Si7B12結晶化第一ピー
ク温度:511.1℃ 厚さ:21μm 幅  :10mm 前記第1リボン1aと第2リボン1bとを重量比1:1
の比率で前記実験例1と同様の工程で巻回・組み合わせ
て図2に示すような磁心本体2を得た。
【0035】このような磁心本体2の外径は25mm,
内径は15mmであった。次に、この磁心本体2を電気
炉において処理温度430℃において2時間焼鈍した。
【0036】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図4に示す。 〔比較例〕下記の単一のアモルファスリボンを巻回して
磁心本体を得た。 組成(原子%):Fe81Si7B12結晶化第一ピー
ク温度:511.1℃ 厚さ:21μm 幅  :10mm この磁心本体2を電気炉において処理温度452℃にお
いて2時間焼鈍した。
【0037】この磁心について、透磁率と直流重畳磁界
との関係を図3に示す。以上の各実験例と比較例との対
比からも明かなように、結晶化温度差のある二種のアモ
ルファスリボンを同時に巻回し、同時に焼鈍することに
よって、コイルに流れる電流が小さい場合にインダクタ
ンスが大きく、ある電流以上から磁心が飽和するまでは
透磁率の変化が小さいL字状の非線形特性を備えた磁心
を得ることができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、簡易な製造工程でL字
状の非線形特性を有するノンギャップタイプのチョーク
コイルを効率的かつ低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である磁心の製造に際して、磁
性リボンの巻き取り方法を示す概略説明図
【図2】本発
明の一実施例である磁心本体の構造を示す説明図
【図3】本発明の実施例における実験例1と比較例とに
おける、磁心の直流重畳磁界に対する透磁率の変化を示
すグラフ図
【図4】本発明の実施例における実験例2,3および4
における、磁心の直流重畳磁界に対する透磁率の変化を
示すグラフ図
【図5】本発明において、磁性リボンの組み合わせ構造
の例を示す説明図
【図6】本発明において、磁性リボンの組み合わせ構造
の例を示す説明図
【図7】本発明において、磁性リボンの組み合わせ構造
の例を示す説明図
【符号の説明】
1a・・第1リボン(第1の巻回体) 1b・・第2リボン(第2の巻回体) 2・・磁心本体 3a・・第1ロール 3b・・第2ロール

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  結晶化温度の差が5℃以上である異な
    る二種以上のFe系非晶質合金を組み合わせた磁心。
  2. 【請求項2】  結晶化温度の差が5℃以上である異な
    る二種以上のFe系非晶質合金を組み合わせた後熱処理
    してなる磁心。
  3. 【請求項3】  結晶化温度の差が5℃以上である異な
    る二種以上のFe系非晶質合金を組み合わせて磁心本体
    を得た後、熱処理してなる磁心の製造方法。
  4. 【請求項4】  前記Fe系非晶質合金は、結晶化温度
    の異なる第1の磁性リボンと第2の磁性リボンとからな
    り、前記第1の磁性リボンを所定回数だけ巻回して第1
    の巻回体を形成した後、当該第1の巻回体の周囲に同心
    円状に前記第2の磁性リボンを所定回数だけ巻回して第
    2の巻回体を形成し、内径に位置する第1の巻回体と外
    径に位置する第2の巻回体とからなる磁心本体を得た後
    、この磁性本体を熱処理してなる請求項3記載の磁心の
    製造方法。
  5. 【請求項5】  前記合金は結晶化温度の異なる第1の
    磁性リボンと第2の磁性リボンとからなり、第1の磁性
    リボンを巻回した第1の巻回体と、第2の磁性リボンを
    巻回した第2の巻回体とを同軸かつ軸方向に組み合わせ
    て磁心本体を得た後、この磁心本体を熱処理してなる請
    求項3記載の磁心の製造方法。
JP3073313A 1991-04-05 1991-04-05 磁心とその製造方法 Pending JPH04307906A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009007639A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Nippon Steel Corp Fe系非晶質合金薄帯
JP2013118348A (ja) * 2011-11-02 2013-06-13 Nec Tokin Corp 軟磁性合金、軟磁性合金磁心およびその製造方法
JP2015090892A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 Necトーキン株式会社 積層磁性体、積層磁心およびその製造方法
JP2016181620A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 三菱電機株式会社 カレントトランス用磁心、カレントトランスおよび電力量計

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