JPH07201549A - インダクタ素子 - Google Patents
インダクタ素子Info
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- JPH07201549A JPH07201549A JP6001229A JP122994A JPH07201549A JP H07201549 A JPH07201549 A JP H07201549A JP 6001229 A JP6001229 A JP 6001229A JP 122994 A JP122994 A JP 122994A JP H07201549 A JPH07201549 A JP H07201549A
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- core
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- magnetic
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング電源用のインダクタ素子におい
て、重畳直流磁界が零近傍では非常に高いインダクタン
スを示し、通常使用時の直流磁界においては磁界の広範
囲に渡って一定のインダクタンスを示すインダクタ素子
を提供すること。 【構成】 ゴス方位を持つ方向性のＦｅ−Ｓｉ合金箔を
環状に巻いてトロイダル磁心となし、それに巻き線を施
したインダクタ素子。 【効果】 従来、性質の異なるソフトフェライトとダス
トコアの２個のコアを重ねて対応してきたインダクタ素
子が１個のＦｅ−Ｓｉ合金箔の巻きコアで対応できる。
このコアの使用により、同じ巻き数でダストコアの２倍
のインダクタンスを示すインダクタ素子が提供可能であ
る。
て、重畳直流磁界が零近傍では非常に高いインダクタン
スを示し、通常使用時の直流磁界においては磁界の広範
囲に渡って一定のインダクタンスを示すインダクタ素子
を提供すること。 【構成】 ゴス方位を持つ方向性のＦｅ−Ｓｉ合金箔を
環状に巻いてトロイダル磁心となし、それに巻き線を施
したインダクタ素子。 【効果】 従来、性質の異なるソフトフェライトとダス
トコアの２個のコアを重ねて対応してきたインダクタ素
子が１個のＦｅ−Ｓｉ合金箔の巻きコアで対応できる。
このコアの使用により、同じ巻き数でダストコアの２倍
のインダクタンスを示すインダクタ素子が提供可能であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源、無
停電電源など高周波で用いる電気機器のインダクタ素子
に関するものである。
停電電源など高周波で用いる電気機器のインダクタ素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電源のインダクタ素子としては、
ソフトフェライトのＥＩコアまたは金属粉末を樹脂で固
めて成形したダストコアが主に用いられてきた。前者の
ソフトフェライトの場合は、ＥコアとＩコアのギャップ
を調整することにより直流重畳時のインダクタンス値を
所望の値に設定することができる。また、後者のダスト
コアの場合は、ほとんどがトロイダルコアの形状が用い
られ、粉末粒子の持つ反磁界で一義的に直流重畳時のイ
ンダクタンスが決まっている。
ソフトフェライトのＥＩコアまたは金属粉末を樹脂で固
めて成形したダストコアが主に用いられてきた。前者の
ソフトフェライトの場合は、ＥコアとＩコアのギャップ
を調整することにより直流重畳時のインダクタンス値を
所望の値に設定することができる。また、後者のダスト
コアの場合は、ほとんどがトロイダルコアの形状が用い
られ、粉末粒子の持つ反磁界で一義的に直流重畳時のイ
ンダクタンスが決まっている。
【０００３】インダクタ素子は、磁心材料とそれに巻く
銅線で構成される。銅線に電流を流す時に生じるインダ
クタンスは磁心材料の透磁率に比例する量であり、透磁
率が大きいほど巻き線を減らすことができるので良い材
料である。スイッチング電源の電流の平滑化などを目的
とするチョークコイルとしてインダクタ素子を用いる場
合は、素子に入ってくる電流は直流の上に高周波の交流
が乗かったものになっている。このような場合には、磁
心材料としては、高周波における透磁率が広い範囲の重
畳直流磁界に対して一定である、すなわち、直流重畳特
性が良いこと、が要求される。ダストコアの透磁率（真
空に対する比透磁率）は、重畳直流磁界が零の時は１０
０前後の値を示すが、重畳直流磁界が大きくなるに従い
その値は小さくなり、通常重要とする１−３ｋＡ／ｍの
磁界では約２／３程度まで小さくなる、という問題があ
った。
銅線で構成される。銅線に電流を流す時に生じるインダ
クタンスは磁心材料の透磁率に比例する量であり、透磁
率が大きいほど巻き線を減らすことができるので良い材
料である。スイッチング電源の電流の平滑化などを目的
とするチョークコイルとしてインダクタ素子を用いる場
合は、素子に入ってくる電流は直流の上に高周波の交流
が乗かったものになっている。このような場合には、磁
心材料としては、高周波における透磁率が広い範囲の重
畳直流磁界に対して一定である、すなわち、直流重畳特
性が良いこと、が要求される。ダストコアの透磁率（真
空に対する比透磁率）は、重畳直流磁界が零の時は１０
０前後の値を示すが、重畳直流磁界が大きくなるに従い
その値は小さくなり、通常重要とする１−３ｋＡ／ｍの
磁界では約２／３程度まで小さくなる、という問題があ
った。
【０００４】スイッチング電源では、出力の負荷電流が
減少すると、二次側のインダクタ素子を流れる電流が臨
界値を下回り、電流が不連続な状態が生じる。このよう
な状態になると、スイッチング電源の定電圧動作が維持
できなくなり、異常な発振動作を生じてしまう。これを
防ぐためには、低負荷電流におけるインダクタンスを大
きくしなければならない。すなわち、低負荷電流でのみ
大きなインダクタンスを示し、定格電流近辺では一定の
インダクタンスを示すインダクタ素子が必要である。
減少すると、二次側のインダクタ素子を流れる電流が臨
界値を下回り、電流が不連続な状態が生じる。このよう
な状態になると、スイッチング電源の定電圧動作が維持
できなくなり、異常な発振動作を生じてしまう。これを
防ぐためには、低負荷電流におけるインダクタンスを大
きくしなければならない。すなわち、低負荷電流でのみ
大きなインダクタンスを示し、定格電流近辺では一定の
インダクタンスを示すインダクタ素子が必要である。
【０００５】このような特性を示すインダクタ素子は、
スインギングチョークコイルとして知られており、トロ
イダル状のコアの一部に切り欠きを入れるか、もしくは
特性の異なる２種の磁心、例えば、ソフトフェライトコ
アとダストコア、を重ね合わせて一つのコアとなすとか
して対応してきたのが現状である。また、この問題を解
決するために別の方法として、特願平５−０５２６１４
においては通常のＥＩコアのギャップ部にインダクタン
ス制御用の偏平コアを挿入する方法が提案されている。
しかしながら、以上のどの方法も、定格電流近傍でのイ
ンダクタンスを犠牲にするか、もしくは部品点数が多く
なりコスト高になるという問題がある。
スインギングチョークコイルとして知られており、トロ
イダル状のコアの一部に切り欠きを入れるか、もしくは
特性の異なる２種の磁心、例えば、ソフトフェライトコ
アとダストコア、を重ね合わせて一つのコアとなすとか
して対応してきたのが現状である。また、この問題を解
決するために別の方法として、特願平５−０５２６１４
においては通常のＥＩコアのギャップ部にインダクタン
ス制御用の偏平コアを挿入する方法が提案されている。
しかしながら、以上のどの方法も、定格電流近傍でのイ
ンダクタンスを犠牲にするか、もしくは部品点数が多く
なりコスト高になるという問題がある。
【０００６】Ｆｅ−Ｓｉ合金箔を用いたインダクタ素子
は、カットコアとして間にギャップを設けて使用されて
おり、ギャップ無しのトロイダル形状ではほとんど用い
られていない。これはギャップ無しでは、前述の直流重
畳特性が確保できなかったからである。
は、カットコアとして間にギャップを設けて使用されて
おり、ギャップ無しのトロイダル形状ではほとんど用い
られていない。これはギャップ無しでは、前述の直流重
畳特性が確保できなかったからである。
【０００７】ゴス方位、すなわち、圧延面が（１１
０）、圧延方向が〔００１〕、を持った一方向性電磁銅
板を圧延して適切な温度で再結晶させると、再度ゴス方
位を持った微細結晶粒からなるＦｅ−Ｓｉ合金箔が得ら
れることが分かっている（K. Arai and K. Ishiyama,
J. Appl. Phys. 64,5352(1988 ）。従来、この方向性
のＦｅ−Ｓｉ合金箔はトランスの磁心材料として検討さ
れてきており、インダクタ素子として検討されたことは
ない。したがって、直流重畳特性について言及した報告
はいまだなされていない。
０）、圧延方向が〔００１〕、を持った一方向性電磁銅
板を圧延して適切な温度で再結晶させると、再度ゴス方
位を持った微細結晶粒からなるＦｅ−Ｓｉ合金箔が得ら
れることが分かっている（K. Arai and K. Ishiyama,
J. Appl. Phys. 64,5352(1988 ）。従来、この方向性
のＦｅ−Ｓｉ合金箔はトランスの磁心材料として検討さ
れてきており、インダクタ素子として検討されたことは
ない。したがって、直流重畳特性について言及した報告
はいまだなされていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】電源のインダクタ素子
用の磁心としては、高周波の透磁率が、重畳直流磁界が
零近傍では極めて高く、それ以外では広い磁界範囲で一
定の値をとる磁心が理想的である。この種の素子は、従
来はセンダスト合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）粉末などのダ
ストコアとソフトフェライトの複合素子で作られてきた
が、価格が高くなるという欠点があった。また、高磁界
での透磁率はダストコアの値に等しくなるので、その値
が低すぎるという問題もあった。さらに、低磁場での特
性を必要としない通常の平滑チョークコイルにおいて
も、従来使用されているダストコアの透磁率では不足す
る場合も生じていた。
用の磁心としては、高周波の透磁率が、重畳直流磁界が
零近傍では極めて高く、それ以外では広い磁界範囲で一
定の値をとる磁心が理想的である。この種の素子は、従
来はセンダスト合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）粉末などのダ
ストコアとソフトフェライトの複合素子で作られてきた
が、価格が高くなるという欠点があった。また、高磁界
での透磁率はダストコアの値に等しくなるので、その値
が低すぎるという問題もあった。さらに、低磁場での特
性を必要としない通常の平滑チョークコイルにおいて
も、従来使用されているダストコアの透磁率では不足す
る場合も生じていた。
【０００９】本発明は、一つの磁心材料で前述した理想
特性を満足すると同時に、ダストコアよりも高いインダ
クタンスを与えるインダクタ素子を提供することを目的
とするものである。
特性を満足すると同時に、ダストコアよりも高いインダ
クタンスを与えるインダクタ素子を提供することを目的
とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量百分率
で、１％以上、７％以下のＳｉを含有する厚さ１０μｍ
以上、２００μｍ以下のＦｅ−Ｓｉ合金箔であって、箔
を構成する結晶粒の板面方位が（１１０）、圧延方向が
〔００１〕である方向性を有するＦｅ−Ｓｉ合金箔を、
箔表面に電気的絶縁被膜を形成した後、圧延方向が周方
向となるように環状に巻いてトロイダル磁心となし、周
方向に磁界がかかるように巻き線を施して形成したイン
ダクタ素子である。
で、１％以上、７％以下のＳｉを含有する厚さ１０μｍ
以上、２００μｍ以下のＦｅ−Ｓｉ合金箔であって、箔
を構成する結晶粒の板面方位が（１１０）、圧延方向が
〔００１〕である方向性を有するＦｅ−Ｓｉ合金箔を、
箔表面に電気的絶縁被膜を形成した後、圧延方向が周方
向となるように環状に巻いてトロイダル磁心となし、周
方向に磁界がかかるように巻き線を施して形成したイン
ダクタ素子である。
【００１１】本発明により、直流磁界重畳時の１０ｋＨ
ｚ以上の高周波の透磁率が、直流磁界が零の時は４００
以上の値を示し、直流磁界が１ｋＡ／ｍから３ｋＡ／ｍ
の範囲においては１００以上、２００以下の一定の値を
示すインダクタ素子用の磁心の提供が可能になる。
ｚ以上の高周波の透磁率が、直流磁界が零の時は４００
以上の値を示し、直流磁界が１ｋＡ／ｍから３ｋＡ／ｍ
の範囲においては１００以上、２００以下の一定の値を
示すインダクタ素子用の磁心の提供が可能になる。
【００１２】
【作用】磁性体の直流磁化特性は、図１に示すようなヒ
ステリシス曲線で表わされる。磁心材料の直流磁界重畳
時の高周波の透磁率μは、残留磁束密度（Ｂｒ）と飽和
磁束密度（Ｂｓ）とを結ぶ曲線上の任意の点で小振幅の
高周波磁界を印加した時に生じるマイナーループの傾き
として定義される。
ステリシス曲線で表わされる。磁心材料の直流磁界重畳
時の高周波の透磁率μは、残留磁束密度（Ｂｒ）と飽和
磁束密度（Ｂｓ）とを結ぶ曲線上の任意の点で小振幅の
高周波磁界を印加した時に生じるマイナーループの傾き
として定義される。
【００１３】透磁率μのトロイダル磁心にｎ回の巻き線
を施して形成したインダクタ素子のインダクタンスＬ
は、Ｌ＝μ0 μ（Ａ／１）ｎ2 で表わされる。ここで、
μ0 は真空の透磁率、Ａは磁束の流れる方向に垂直な磁
心の断面積、ｌは磁路長である。したがって、透磁率の
高い磁心が高いインダクタンスを与える。
を施して形成したインダクタ素子のインダクタンスＬ
は、Ｌ＝μ0 μ（Ａ／１）ｎ2 で表わされる。ここで、
μ0 は真空の透磁率、Ａは磁束の流れる方向に垂直な磁
心の断面積、ｌは磁路長である。したがって、透磁率の
高い磁心が高いインダクタンスを与える。
【００１４】本発明者等は、Ｆｅ−Ｓｉ合金箔を環状に
巻いてトロイダル磁心を作成し、透磁率の重畳直流磁界
依存性を測定した。その結果、方向性の無いＦｅ−Ｓｉ
合金箔の場合は、零磁界での透磁率が低いばかりか、直
流磁界が大きくなるに従い徐々に透磁率が減少し、一定
値を取ることはなかった。
巻いてトロイダル磁心を作成し、透磁率の重畳直流磁界
依存性を測定した。その結果、方向性の無いＦｅ−Ｓｉ
合金箔の場合は、零磁界での透磁率が低いばかりか、直
流磁界が大きくなるに従い徐々に透磁率が減少し、一定
値を取ることはなかった。
【００１５】そこで、ゴス方位、すなわち、圧延面が
（１１０）、圧延方向が〔００１〕、を持った方向性の
Ｆｅ−Ｓｉ合金箔を作製して透磁率を測定したところ、
零磁界での透磁率が高く、直流磁界の広い範囲に渡って
一定の透磁率を示すものが得られることを見出した。こ
の特性は、低磁界では１８０°磁壁の移動によって磁化
が行なわれるのに対し、高磁界では９０°磁壁の移動に
よって磁化が行なわれることを想定することによって説
明できる。本発明者等は、条件の最適化により、１０ｋ
Ｈｚ以上の高周波における透磁率が、零磁界では４００
以上の高い値を示し、１−３ｋＡ／ｍの高磁界では１０
０以上、２００以下の一定の値を示すことを確認し、本
発明を完成させるに至った。
（１１０）、圧延方向が〔００１〕、を持った方向性の
Ｆｅ−Ｓｉ合金箔を作製して透磁率を測定したところ、
零磁界での透磁率が高く、直流磁界の広い範囲に渡って
一定の透磁率を示すものが得られることを見出した。こ
の特性は、低磁界では１８０°磁壁の移動によって磁化
が行なわれるのに対し、高磁界では９０°磁壁の移動に
よって磁化が行なわれることを想定することによって説
明できる。本発明者等は、条件の最適化により、１０ｋ
Ｈｚ以上の高周波における透磁率が、零磁界では４００
以上の高い値を示し、１−３ｋＡ／ｍの高磁界では１０
０以上、２００以下の一定の値を示すことを確認し、本
発明を完成させるに至った。
【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。ゴス方位
を持ったＦｅ−Ｓｉ合金箔の一方向性電磁鋼板（厚さ：
０．２〜０．４mm）に再圧延を施し、適切な条件で焼鈍
を行うと、一次再結晶により微細結晶粒からなるゴス方
位に戻ることが知られている。この現象を利用すること
により目標とする方向性のＦｅ−Ｓｉ合金箔を得ること
ができる。ここで、最適のゴス方位を持った箔を得るた
めには、圧延率としては５０％以上が好ましく、再結晶
のための焼鈍温度は７００℃以上、１２００℃以下が好
ましい。特に鉄損を下げる必要がある時には、焼鈍温度
を８００〜９００℃に設定して結晶粒径を２０〜１００
μｍに調整するのが効果的である。焼鈍雰囲気は、酸化
しない条件であれば良く、アルゴン、窒素、水素または
それらの二つ以上のガスの混合雰囲気を用いることがで
きる。
を持ったＦｅ−Ｓｉ合金箔の一方向性電磁鋼板（厚さ：
０．２〜０．４mm）に再圧延を施し、適切な条件で焼鈍
を行うと、一次再結晶により微細結晶粒からなるゴス方
位に戻ることが知られている。この現象を利用すること
により目標とする方向性のＦｅ−Ｓｉ合金箔を得ること
ができる。ここで、最適のゴス方位を持った箔を得るた
めには、圧延率としては５０％以上が好ましく、再結晶
のための焼鈍温度は７００℃以上、１２００℃以下が好
ましい。特に鉄損を下げる必要がある時には、焼鈍温度
を８００〜９００℃に設定して結晶粒径を２０〜１００
μｍに調整するのが効果的である。焼鈍雰囲気は、酸化
しない条件であれば良く、アルゴン、窒素、水素または
それらの二つ以上のガスの混合雰囲気を用いることがで
きる。
【００１７】本発明において、Ｆｅ−Ｓｉ合金箔のＳｉ
含有量は、重量百分率で、１％以上、７％以下に限定す
るが、その理由は次の通りである。高周波においては鉄
損のほとんどは渦電流損失からなっており、Ｓｉ含有量
を増して電気抵抗を高めれば高めるほど鉄損が下がる。
Ｓｉ含有量が１％未満では電気抵抗が低いために鉄損が
大きく、実用に供することができない。Ｓｉ含有量が１
％から４％までは通常の冷間圧延により箔を得ることが
できる。Ｓｉ含有量が６．５％近傍の箔は、磁歪が小さ
く騒音が問題になる場合にはその使用が検討されるの
で、本発明のＳｉ含有量の上限を７％とした。
含有量は、重量百分率で、１％以上、７％以下に限定す
るが、その理由は次の通りである。高周波においては鉄
損のほとんどは渦電流損失からなっており、Ｓｉ含有量
を増して電気抵抗を高めれば高めるほど鉄損が下がる。
Ｓｉ含有量が１％未満では電気抵抗が低いために鉄損が
大きく、実用に供することができない。Ｓｉ含有量が１
％から４％までは通常の冷間圧延により箔を得ることが
できる。Ｓｉ含有量が６．５％近傍の箔は、磁歪が小さ
く騒音が問題になる場合にはその使用が検討されるの
で、本発明のＳｉ含有量の上限を７％とした。
【００１８】このような高Ｓｉの箔は硬く脆いので冷間
圧延によっては製造が困難であるが、温間圧延もしくは
低Ｓｉの箔への浸珪処理によって製造可能である。浸珪
処理としては、ＣＶＤ法によってＳｉを箔の表面に堆積
させ、高温での拡散処理を行う方法を用いることができ
る。ここで、箔の厚さは１０μｍ以上、２００μｍ以下
に限定する。なぜならば、１０μｍ未満の箔は圧延によ
って作り難く、２００μｍ超の箔では鉄損が大きく実用
に供することができないからである。
圧延によっては製造が困難であるが、温間圧延もしくは
低Ｓｉの箔への浸珪処理によって製造可能である。浸珪
処理としては、ＣＶＤ法によってＳｉを箔の表面に堆積
させ、高温での拡散処理を行う方法を用いることができ
る。ここで、箔の厚さは１０μｍ以上、２００μｍ以下
に限定する。なぜならば、１０μｍ未満の箔は圧延によ
って作り難く、２００μｍ超の箔では鉄損が大きく実用
に供することができないからである。
【００１９】箔をスリッター等により圧延方向にそって
切断し、所定の幅の帯状箔を得て、これを環状に巻き、
トロイダルコアとする。あるいは、広幅の箔を巻いて筒
状にし、樹脂等で固定した後、所定の幅で輪切りにして
トロイダルコアを作製しても良い。いずれも場合も、巻
きコアにすると隣り合う層間の箔は接触することになる
ので、あらかじめ箔の表面には絶縁被膜を設けて置く必
要がある。層間が電気的に絶縁されていないと高い透磁
率を得ることができないばかりか、鉄損が大きくなり実
用に供することができない。
切断し、所定の幅の帯状箔を得て、これを環状に巻き、
トロイダルコアとする。あるいは、広幅の箔を巻いて筒
状にし、樹脂等で固定した後、所定の幅で輪切りにして
トロイダルコアを作製しても良い。いずれも場合も、巻
きコアにすると隣り合う層間の箔は接触することになる
ので、あらかじめ箔の表面には絶縁被膜を設けて置く必
要がある。層間が電気的に絶縁されていないと高い透磁
率を得ることができないばかりか、鉄損が大きくなり実
用に供することができない。
【００２０】絶縁被膜としては、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3
等の酸化物の膜をつけてもシリケート系の樹脂をコーテ
ィングするだけでも十分である。作製したコアは、必要
に応じてケースに収納し、銅線等の巻き線を施してイン
ダクタ素子とする。巻き線は、トロイダルコアの周方向
（箔の圧延方向）に磁界がかかるように巻かれ、また巻
き数は、必要とするインダクタンスの大きさによって決
められる。
等の酸化物の膜をつけてもシリケート系の樹脂をコーテ
ィングするだけでも十分である。作製したコアは、必要
に応じてケースに収納し、銅線等の巻き線を施してイン
ダクタ素子とする。巻き線は、トロイダルコアの周方向
（箔の圧延方向）に磁界がかかるように巻かれ、また巻
き数は、必要とするインダクタンスの大きさによって決
められる。
【００２１】従来のＦｅ−Ｓｉ合金箔を用いたコアは、
トロイダルに巻いた後に切断してカットコアにしたも
の、あるいはＥＩ形状に打抜いて積層したものであり、
いずれの場合もコアにギャップを設けて直流重畳特性を
確保していた。これに対し、本発明のコアは、ギャップ
無しで使用し、その状態で優れた直流重畳特性を与え
る。ギャップが無いことは、インダクタ素子の使用時に
おける騒音の減少につながる。また、製造工程が簡略化
され、低コストでインダクタ素子を提供することができ
る。
トロイダルに巻いた後に切断してカットコアにしたも
の、あるいはＥＩ形状に打抜いて積層したものであり、
いずれの場合もコアにギャップを設けて直流重畳特性を
確保していた。これに対し、本発明のコアは、ギャップ
無しで使用し、その状態で優れた直流重畳特性を与え
る。ギャップが無いことは、インダクタ素子の使用時に
おける騒音の減少につながる。また、製造工程が簡略化
され、低コストでインダクタ素子を提供することができ
る。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明を実施例にもとづきさらに説
明する。実施例１ Ｆｅ−３％Ｓｉのゴス方位を持った厚さ２８０μｍの一
方向性電磁鋼板に冷間圧延を施して、厚さ５０μｍの箔
を得た。次に、箔の圧延方向が長手方向となるように裁
断し、長さ約６０cm、幅５mmのリボン状の箔を得た。こ
の箔に窒素中で８８０℃で１時間の熱処理を施して、ゴ
ス方位の微細結晶粒からなる方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔を
得た。この時の平均結晶粒径は、５０μｍであった。絶
縁のために箔の表面にシリケート系の樹脂をコーティン
グした後、環状に巻いて内径１１mm、外径１３mmのトロ
イダルコアを作製した。これに絶縁被膜された０．５mm
の銅線を３０回巻いてインダクタ素子とした。
明する。実施例１ Ｆｅ−３％Ｓｉのゴス方位を持った厚さ２８０μｍの一
方向性電磁鋼板に冷間圧延を施して、厚さ５０μｍの箔
を得た。次に、箔の圧延方向が長手方向となるように裁
断し、長さ約６０cm、幅５mmのリボン状の箔を得た。こ
の箔に窒素中で８８０℃で１時間の熱処理を施して、ゴ
ス方位の微細結晶粒からなる方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔を
得た。この時の平均結晶粒径は、５０μｍであった。絶
縁のために箔の表面にシリケート系の樹脂をコーティン
グした後、環状に巻いて内径１１mm、外径１３mmのトロ
イダルコアを作製した。これに絶縁被膜された０．５mm
の銅線を３０回巻いてインダクタ素子とした。
【００２３】ＬＣＲメーターによりインダクタンスを測
定し、その値から透磁率μを算出した。この時に、イン
ダクタ素子の巻き線には０〜８Ａの直流電流を重畳させ
て周波数５０ｋＨｚで１ｍＡの交流電流を流した。直流
電流値から求められる直流磁界に対して５０ｋＨｚにお
ける透磁率μをプロットした結果を、図２に示す。比較
のために、無方向性のＦｅ−Ｓｉ合金箔を作製し、それ
を巻いて作製したインダクタ素子の結果も合わせて図２
に示した。ここで、無方向性の箔としては、厚さ３mmの
Ｆｅ−３％Ｓｉ合金の熱延板を冷間圧延により直接厚さ
５０μｍまで薄くし、窒素中で８８０℃で１時間焼鈍し
たものを用いた。また、市販のセンダスト合金（Ｆｅ−
Ｓｉ−Ａｌ）粉末のダストコアについても、その透磁率
の直流磁界依存性を図２に示した。
定し、その値から透磁率μを算出した。この時に、イン
ダクタ素子の巻き線には０〜８Ａの直流電流を重畳させ
て周波数５０ｋＨｚで１ｍＡの交流電流を流した。直流
電流値から求められる直流磁界に対して５０ｋＨｚにお
ける透磁率μをプロットした結果を、図２に示す。比較
のために、無方向性のＦｅ−Ｓｉ合金箔を作製し、それ
を巻いて作製したインダクタ素子の結果も合わせて図２
に示した。ここで、無方向性の箔としては、厚さ３mmの
Ｆｅ−３％Ｓｉ合金の熱延板を冷間圧延により直接厚さ
５０μｍまで薄くし、窒素中で８８０℃で１時間焼鈍し
たものを用いた。また、市販のセンダスト合金（Ｆｅ−
Ｓｉ−Ａｌ）粉末のダストコアについても、その透磁率
の直流磁界依存性を図２に示した。
【００２４】図２から分るように、方向性Ｆｅ−Ｓｉ合
金箔のインダクタ素子は、直流磁界が零の時、５２０と
高い透磁率を示し、また１ｋＡ／ｍから３ｋＡ／ｍの高
磁界範囲では１２０から１３０の一定の値を示す。さら
に、高磁界における方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔の透磁率
は、ダストコアのそれの約２倍の値を示している。比較
例として示した無方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔の透磁率は、
零磁界でも３００程度と小さく、また磁界が高くなるに
したがって減少し、方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔の場合のよ
うに一定の値を取ることはない。
金箔のインダクタ素子は、直流磁界が零の時、５２０と
高い透磁率を示し、また１ｋＡ／ｍから３ｋＡ／ｍの高
磁界範囲では１２０から１３０の一定の値を示す。さら
に、高磁界における方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔の透磁率
は、ダストコアのそれの約２倍の値を示している。比較
例として示した無方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔の透磁率は、
零磁界でも３００程度と小さく、また磁界が高くなるに
したがって減少し、方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔の場合のよ
うに一定の値を取ることはない。
【００２５】実施例２ 厚さ２８０μｍの一方向性電磁鋼板を圧延して作製した
厚さ１００μｍのＦｅ−３％Ｓｉ合金箔に浸珪処理を施
し、Ｆｅ−６．５％Ｓｉの箔を作製した。浸珪処理とし
ては、ＳｉＣｌ4 を使ったＣＶＤ法を用いて１１００℃
で箔表面にＳｉを堆積させた後に、さらに同温度で拡散
処理を行うことにより均一組成の箔を得た。ＣＶＤ中の
熱処理により箔は再結晶を起こし、圧延前と同様のゴス
方位になっていた。この箔から実施例１と同様のトロイ
ダルコアを作製し、５０ｋＨｚにおける透磁率の重畳直
流磁界依存性を調査した。その結果、直流磁界が零の時
には５６０の高い透磁率を示し、また磁界が１から３ｋ
Ａ／ｍの範囲では約１４０の一定の透磁率を示した。
厚さ１００μｍのＦｅ−３％Ｓｉ合金箔に浸珪処理を施
し、Ｆｅ−６．５％Ｓｉの箔を作製した。浸珪処理とし
ては、ＳｉＣｌ4 を使ったＣＶＤ法を用いて１１００℃
で箔表面にＳｉを堆積させた後に、さらに同温度で拡散
処理を行うことにより均一組成の箔を得た。ＣＶＤ中の
熱処理により箔は再結晶を起こし、圧延前と同様のゴス
方位になっていた。この箔から実施例１と同様のトロイ
ダルコアを作製し、５０ｋＨｚにおける透磁率の重畳直
流磁界依存性を調査した。その結果、直流磁界が零の時
には５６０の高い透磁率を示し、また磁界が１から３ｋ
Ａ／ｍの範囲では約１４０の一定の透磁率を示した。
【００２６】
【発明の効果】本発明のインダクタ素子は、低直流磁界
で高いインダクタンスを示すので、スイッチング電源の
二次側の平滑チョークとして用いることにより、電源の
低負荷時の異常発振を防ぐことができる。従来のこのタ
イプのコアは、ソフトフェライトコアとダストコアを重
ねて使用していたので、コスト高になるという問題があ
っが、本発明のコアは、一つでそれらの機能を持ってい
るので低コストでインダクタ素子を提供することができ
る。
で高いインダクタンスを示すので、スイッチング電源の
二次側の平滑チョークとして用いることにより、電源の
低負荷時の異常発振を防ぐことができる。従来のこのタ
イプのコアは、ソフトフェライトコアとダストコアを重
ねて使用していたので、コスト高になるという問題があ
っが、本発明のコアは、一つでそれらの機能を持ってい
るので低コストでインダクタ素子を提供することができ
る。
【００２７】また、本発明のインダクタ素子は、通常使
用時の高直流磁界において従来のダストコアの約２倍の
インダクタンスを与える。電源の一次側に用いる力率改
善のためのアクティブフィルター回路用のチョークコイ
ルなど各種チョークコイルにこのインダクタ素子を用い
ると、電源の高効率化もしくは小型化が可能になる。
用時の高直流磁界において従来のダストコアの約２倍の
インダクタンスを与える。電源の一次側に用いる力率改
善のためのアクティブフィルター回路用のチョークコイ
ルなど各種チョークコイルにこのインダクタ素子を用い
ると、電源の高効率化もしくは小型化が可能になる。
【図１】磁心の直流重畳特性の説明図である。
【図２】方向性Ｆｅ−Ｓｉ合金箔、無方向性Ｆｅ−Ｓｉ
合金箔、およびダストコアについて測定した５０ｋＨｚ
の高周波磁界印加時の透磁率の重畳直流磁界依存性を示
す。
合金箔、およびダストコアについて測定した５０ｋＨｚ
の高周波磁界印加時の透磁率の重畳直流磁界依存性を示
す。
Claims (2)
- 【請求項１】重量百分率で、１％以上、７％以下のＳｉ
を含有する厚さ１０μｍ以上、２００μｍ以下のＦｅ−
Ｓｉ合金箔であって、箔を構成する結晶粒の板面方位が
（１１０）、圧延方向が〔００１〕である方向性を有す
るＦｅ−Ｓｉ合金箔を、箔表面に電気的絶縁被膜を形成
した後、圧延方向が周方向となるように環状に巻いてト
ロイダル磁心となし、周方向に磁界がかかるように巻き
線を施して形成したことを特徴とするインダクタ素子。 - 【請求項２】磁心の直流磁界重畳時の１０ｋＨｚ以上の
高周波の透磁率が、直流磁界が零の時４００以上の値を
示し、直流磁界が１ｋＡ／ｍから３ｋＡ／ｍの範囲にお
いて１００以上、２００以下の一定の値を示すことを特
徴とする請求項１に記載のインダクタ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001229A JPH07201549A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | インダクタ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001229A JPH07201549A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | インダクタ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201549A true JPH07201549A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=11495648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6001229A Withdrawn JPH07201549A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | インダクタ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201549A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1030319A1 (de) * | 1999-02-20 | 2000-08-23 | Aloys Wobben | Ringkern |
| WO2005038830A1 (ja) * | 2003-10-15 | 2005-04-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 軟磁性材料および圧粉磁心 |
-
1994
- 1994-01-11 JP JP6001229A patent/JPH07201549A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1030319A1 (de) * | 1999-02-20 | 2000-08-23 | Aloys Wobben | Ringkern |
| WO2005038830A1 (ja) * | 2003-10-15 | 2005-04-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 軟磁性材料および圧粉磁心 |
| US7588648B2 (en) | 2003-10-15 | 2009-09-15 | Sumitomo Electric Industries, Inc. | Soft magnetism material and powder magnetic core |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |