JPS59150415A - チヨ−クコイル - 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】 （発明の技術分野） 本発明は′１磁気装置の研石、特にスイッチング電源用
のチョークコイルに関するもので、更に詳しくは飽和磁
束密度が高くインダクタンスの面周波特性にすぐれ、熱
安定性の良い低損失非晶＊合金を用いてなるチョークコ
イルに関する。

（発明の技術的背景およびその問題点）従来、スイッチ
ング電源用チョークコイルとしては、ケイ素鋼、フェラ
イトなどが用いられているが、現在小ｗ＠ｉｔ化の要求
が強くＩｌｉ！、同波化が進められようとしており、こ
れに、く対して現用材はそれぞれ難点かある。

即ち、ケイ素鋼は、高周波領域の損失が大きく、動作時
のコアの発熱量が大きく使用できない。またフェライト
は高周波特性は長いが飽和磁束密度が小さく、小型比が
できない。

一方、結晶構造を持たない非晶質磁性合金は、同速磁率
、低保磁力など浚れた軟質磁性特性を示すので最近注目
を集めている。これらの非晶質磁性合金は、Ｆθ、００
、Ｎ１などを基本とし、これに非晶質化元素（メタロイ
ド）としてＰ、０、Ｂ、Ｓｉ、Ａｔ、Ｇｅなどを包含す
るものである。

しかしながら、これら非晶５１０３１性合金の全てが尚
周波領域で鉄損が小さいというわけではない。

例えは、あるＦｅ系非晶質合金は、５０〜６０Ｈｚの低
周波領域ではケイ素鋼の約１／４という非富に小さい鉄
損を示すが、１０〜５０Ｋｌｌｚという高周波領域にあ
つＣは著しく大きな鉄損を示し、高周波でのインダクタ
ンスも急激に減少することから、高周波領域で用いるチ
ョークコイル用磁心材料とはなり得ない。

本発明者らは、Ｆｅ系非晶質合金において、特に鉄損の
低下、インダクタンスの周波数特性の改善に着目し種々
研究した結果、上記の高周波用チョークコイルに適した
Ｆｅ系非晶質合金を見出し、本発明に到った。

（発明の目的９ 本発明は高周波領域での鉄損が小さく、インダクタンス
の周波数特性、直流重畳特性にすぐれ、しかも高飽和磁
束密度を有し、熱安定性のよいＦｅ系非晶質合金を用い
てなるスイッチング電源用のチョークコイルの提供を目
的とする。

（発明の概要） 本発明のチョークコイルに用いるＦｅ系非晶質合金は 式　　Ｆｅ　ａＢ　ｉ　ｂ　Ｂ　ｏＯａにおいて　　７
７≦ａ≦８２ ４≦ｂ　：’Ｑ　１０ １２＄ｃ≦１７ ０≦ｄ案　３ ａ　−ト　ｂ　　＋　ｃ　　＋　　ｄ　＝＝　　１　　
０　０なる組成範囲を有する。

上記の非晶質合金は、金属すなわち鉄と非晶′Ｘ１ヒ元
素即らホウ素、ケイ素、炭素から成っている。鉄は原子
量％で（以ド同じ）７７ａｔ％以上の範囲で高周波領域
での鉄損が小さくなり、８２％までの範囲で低い結晶化
温度及び良好な熱安定性が得られる。またホウ素は非晶
質比に不可欠な元素であり、上記の範囲で非晶質化が得
られケイ素および炭素は上記範囲で熱安定性を数置する
。なお、ケイ素とホウ素の和が１８から２３ａｔ％まで
の範囲で、低損失およびインダクタンスの周波数特性の
良・）ものが得られる。なお、ケイ素とホウ素の一部を
炭素で置換することができるが、非晶質化を維持するに
は３ａｔ％以下におさえるのが望ましい。

また、上記非晶゛貞合金の組成範囲では、キュリー温匿
より結晶化温度の方が高く、温度と時間をうまく調節す
ることにより、磁場中熱処理を施こさなくてもすぐれた
特性を得ることができる。

上記非晶質合金は、リボン作製時にはほぼ１００％非晶
質であるが、特性を改善する処理により幾分結晶寅を析
出させることがある。

チョークコイルに用いるものとしては、９０％以上、好
ましくは９５％以上の非晶質を有するものが要求特性を
得るうえで梁丈しい。

なお、非晶質の割合はＸ線回折により求めることができ
る。

（発明の実施例） 実施例Ｉ Ｆｅ７’９Ｓｉ７Ｂ＋４なる組成の非晶質合金を単ロー
ル法を用いて幅１０間、板厚２０μｍの長尺リボンを得
た。本非晶質合金の非晶買度がほぼ１００％であること
をＸ線回折により確認した後、外径３０ｍｍ、内径２０
朋のトロイダルコアを作製した。トロイダルコアを４６
０　℃で４０分熱処理し、エポキシ樹脂を含浸させ硬化
後、ダイヤモンドカッターで１ケ所切断しギャップを形
成した。ギャップをＱ、　９　ｍｍとして実効透磁率の
周波数特性をＬＯＲメーターを用いて測定した。その結
果をｄＸ１図に示す。第１図より明らかなように本実施
例のもの（曲＃！１）は１００〜１０にｌｌｚでほぼ平
坦な実効透磁率を有しており、それより高い周波数領域
でも高い値を示している。−比較のために同等の形状を
有するケイ素鋼のトロイダルコアの精米を同図（曲線２
）に示す。これより本実施例のものがケイ素鋼に比べて
全周波域で愛れていることが明りかである。

次に本実例のトロイダルコアの直流重畳特性を求めた。

結果を第２図に示す（曲線１１）。比較例として、ケイ
素鋼のトロイダルコアの結果を同図に示す（曲線１２）
。

第２図より明らかなように本実施例のものは１４０エル
ステツドの直流磁場が重畳しても比較のものより高い実
効透磁率を有している。

以上の結果より、本実施例の非晶質合金はケイ素′絆（
に比べて、チョークコイルとしての必要な特性において
全て凌れていることがわかる。

なお、本実施例の非晶質合金の飽′）ＦＩ］磁束密度は
約１５．５　ＫＧ、３ＫＧ、５０　Ｋ１１ｚで動作させ
た時の鉄損は約５８０　ｍＷ　／　Ｑｒ−である。

実施例２ 第１表に示す組成の非晶質合金を単ロール法により得た
後、外径３０朋、内径２０關、高さｌｏｎｇのトロイダ
ル状に巻回した。

それぞれのトロイダルコアをそれぞれの最適条件で無磁
場中熱処理を施し、トロイタルコアに巻線をした後、＼
関数計を用いて損失を測定した。３ＫＧ、５０　幻１ｚ
の条件における各組成の鉄損を第１表に示す。

第１表 比較として、板厚２５μｍのケイ素鋼を同表に示すが、
各非晶質合金は、ケイ素鋼に比べてきわめて小さな鉄損
を示しており、動作時のコアの温度上昇が非常に低減さ
れるのは明らかであり、高周波化には適した材料である
ことがわかる。

なお、本実施例の非晶質合金はいずれも飽４１１赦束密
度１ｌ−ｔ１５ＫＧを上回っており、コイルの小型化に
対しても有利である。

（発明の効果） 以上、本発明のチョークコイルは、高尚波での鉄損が格
段に小さく、インタフタンスの周Ｖ数特性および直流重
畳特性にすぐれ、高飽和磁束密度でしかも鉄を生体にし
た材料であるため低価格であり、スイノチンク電源など
各棟の用途に用いるチョークコイルとしては最適であり
、工業上有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明チョークコイルに用いる非晶質合金とケ
イ素鋼における実効透磁率の周波数特性を示すグラフ、
第２図は非晶質合金とケイ素鋼の直流重畳特性を示すグ
ラフである。 代理人弁理士　　　則近憲佑

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　式Ｆｅ　ａｂ　ｉ　ｂＢｏ（、ｄにおいて７
   ７≦ａ≦８２ ４≦ｂ≦１０ １２≦Ｃ≦１７ ０≦ｄ、≦３ ａ＋’ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ なる組成範囲から成る非晶質合金を用いたチョークコイ
   ル。 （２）１８≦ｂ　＋　ｃ≦２３である特許請求の範囲第
   １項に記載のチョークコイル。 （３）　　非晶質合金は９０％以上非晶實である特許請
   求の範囲第１項に記載のチョークコイル。