JPS62281108A - 磁気コア及びその製造方法 - 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】 ■６発明の詳細な説明 イ、産業上の利用分野 本発明は磁気コア及びその製造方法に関する。

口、従来技術 交流に使用する変圧器、チョーク、ノイズフィルタ（ノ
イズリミッタ）や、モータや全電気等の回転電気機器に
用いられる磁気コアの材料として、従来から、純鉄、珪
素鋼、パーマロイ、センダスト等の磁性全屈又は合金が
使用されている。上記の磁性全屈又は合金は導電性が大
きく、周波数が高くなると渦電流損失が増大して磁気特
性が劣化する。従って、上記の磁性全屈又は合金を高周
波用の磁気コアに使用する場合は、薄板や箔としてこれ
を積層し、必要に応じて板又は消量を絶縁して渦電流に
よる磁気特性の劣化を防止しており、コア成形に手数が
掛かる。

また、上記磁性全屈又は合金の粉末を加圧成形した所謂
圧粉コアの使用も試みられている。圧粉コアは、上記磁
性全屈又は合金の粉末を絶縁性バインダを使用して加圧
成形したものであって、粉未同士は互いに絶縁性バイン
ダの薄層を介して固められている。従って、コアが夫々
の細分された孤立微粒子の集合体としているので渦電流
損失は著しく減少し、周波数による磁性特性の変化が小
さく、例えば透磁率の高周波側における低下が少なくな
る。このような透磁率の周波数による変化が小さいとい
う性質は、例えばノイズフィルタ用のコアにとって望ま
しい重要な特性の一つである。

これに加えて、磁束密度が高（、かつ、或）程度の履歴
を員失を有することが、ノイズフィルタ用のコアとして
必要な特性である。圧粉コアはこのような特性を満たす
ものとして、ノイズフィルタ用に広く採用されている。

然し乍ら、近年の電気機器に対するノイズ対策の厳しさ
から、現用の圧粉コアの透磁率では不十分となってきて
いて、更に透磁率を改善したいとの要望が強くなってい
る。

例えば、現用の圧粉コアの初透磁率は、１ｋｌｌｚの場
合で純鉄では約７０、パーマロイ、センダストはいずれ
も約１２０以下であり、これを１２０以上、望ましくは
１５０以上に改善することが強（望まれている。

このような磁気特性を改善する手段として、磁気コアの
材料を現用材よりも優れた新材料に変更することが考え
られる。非晶質合金には、高透磁率、低保磁力で従来の
合金に無い優れた軟磁性を示すと共に、電気抵抗率が高
く、周波数による磁気特性の変化が少ないものがあり、
前述した磁気コアへの通用が試みられると共に、一部に
は実用に供されている。

非晶質合金は、一般に、液体急冷法によって極薄のリボ
ンとして供給されている。軟磁性非晶質合金を磁気コア
に用いる場合は、リボンをトコイダル状に成形した巻き
コアや、リボンを所定の形状に打抜いたものを積層した
積層コアとする。このようなリボン材を加工した巻きコ
アやＦＲＮコアは、透磁率が非常に高く、かつ、薄層積
層の構造であるので渦電流損失による磁気特性の劣化が
比較的小さいので、高周波用の変圧器やチョーク用の磁
気コアとして一部に実用化されている。ところが、非晶
質合金のリボンからなる磁気コアは、周波数が１００ｋ
Ｈｚ以上に高くなると、やはり透磁率の低下が著しくな
る。ノイズフィルタ用の磁気コアには、ＩＭＩＩｚ程度
の周波数迄透磁率が出来るだけ一定で、而も成る程度の
履歴ｔ１失を有することが望まれており、非晶質合金リ
ボンからなる磁気コアは、ノイズフィルタ用としては好
適ではない。

その上、非晶質合金は通常厚さ数十μｍ、幅１００　ｍ
ｍ程度のリボン状のものとして供給されており、所定の
寸法の板材とするには切断による破損や重ね合わせに際
しての接着に問題があり、取扱いが非常に難しい。その
上、所定の厚さにするには幾層にもＭｉ層せねばならず
、多くの工数を要して生産性の点で難がある。

ハ０発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
周波数１０　ｋ　ｌｌｚでの初透磁率が１２０以上であ
り、かつ、ｌ　Ｍ　ｆｉｚ程度の周波数域迄この値の低
下が少ない磁気コア及びその製造方法を提供することを
目的としている。

ニ１発明の構成 本発明の第一の発明は、厚さ５〜１００μｍ、７スペク
ト比（但し、アスペクト比は最小長さに対する最大長さ
の比である。）１０〜１５０００の軟磁性非晶質合金フ
レークからなる非晶質合金層と絶祥〆電気絶縁層とが積
層されて積層構造をなしている磁気コアに係る。

本発明の第二の発明は、厚さ５〜１００μｍ１アスペク
ト比１０〜１５０００の軟磁性非晶質合金フレークを電
気絶縁フィルム上又は電気絶縁フィルム間に略均一厚さ
に配置させた後に前記非晶質合金フレークと前記電気絶
縁ばフィルムとを固着させて前記非晶質合金フレークか
らなる層と前記電気絶縁ダフィルムとの積層体とする工
程と、前記積層体を重ねて前記非晶質合金フレークから
なる層と前記電気絶縁班フィルムとの多層構造とする工
程とを有する、前記第一の発明に係る磁気コアの製造方
法に係る。

軟磁性非晶質合金フレーク（以下、単に非晶質合金フレ
ークと呼ぶ。）の厚さを５μｍ未満にすると非晶質合金
フレークの製造が困難であり、これが１００　μｍを越
えて厚くなると非晶質化が難しくなるので、この厚さは
５〜１００μｍとする。特に好ましい厚さは２０〜６０
μｍである。

非晶質合金フレークのアスペクト比が１０未満では、非
晶質合金フレークの透磁率が低下し、非晶質合金フレー
クの磁気特性が変化し、また、積層が雌しくなる。他方
、上記アスペクト比が１５０００を越えると、非晶質合
金フレークの取扱いが面倒になり、生産性が低下するよ
うになる。アスペクト比の特に好ましい範囲は５０〜１
ｏｏｏｏである。その材料としては、例えばコバルト基
、鉄基の非晶質合金でよい。

ホ、実施例 ると、非晶質合金フレークからなる層と基体とからなる
複合体が薄くでき、かつ、可撓性が付与され、この複合
体を巻回して容易に筒状の磁気コアとすることができ、
好都合である。以下、この複合体を非晶質合金複合シー
トと呼ぶ。

非晶質合金複合シートは、所定の形状、寸法に切断し、
その複数枚を重ね合わせて積層し、或いは適当な芯材を
使用して巻回して積層し、加熱融着又は接着剤によって
接着し、所定の寸法に切断して磁気コアとする。

非晶質合金複合シートは例えば次のようにして製造され
る。

（１）絶縁性プラスチックフィルムの上に接着剤を塗布
し、その上に非晶質合金フレークを均一に載置し、接着
剤によって非晶質合金フレークとプラスチックフィルム
とを接着する。

（２）絶縁性プラスチ・７クフイルム上に非晶質合金フ
レークを均一に載置し、更にその上に絶縁性プラスチッ
クフィルムを被せ、これを加熱されて一体の非晶質合金
複合シートとする。加熱温度は非晶質合金の結晶化温度
よりも低く、プラスチックフィルムが十分に軟化する温
度以上とする。

第７図（ａ）は上記（１）の方法で製造された非晶質合
金複合シートの断面図で、プラスチックフィルム２の表
面には非晶質合金フレーク１が均一に配置され、両者は
接着剤３によって一体になっている。

第７図（ｂ）は上記（２）の方法で製造された非晶質合
金複合シートの断面図で、２枚のプラスチックフィルム
２の間に非晶質合金フレーク１が積層していて、加熱圧
着によってプラスチックフィルム２の一部が非晶質合金
フレーク１の間隙に侵入し、この浸入したプラスチック
フィルム２ａによって非晶質合金フレーク１の間隙が充
眉され、かつ、プラスチックフィルム２は非晶質合金フ
レーク１の表面に密着する。

なお、第７図（ａ）、（ｂｌ共に、上下方向の寸法は拡
大して示しである。

第８図は第７図（ｂｌの非晶質合金複合シートの平面図
で、非晶質合金フレーク１の配置状態を示している。但
し、第８図ではプラスチックフィルム２は薄＜、透明で
あるので、図示省略しである。

第７図（ａｌの非晶質合金フレークの平面的配置も第８
図と同様である。

非晶質合金フレーク１の単位面積当たりの量は、大きい
程磁気特性が良好になるが、可撓性がな（なり、取扱い
が難しくなるため、２０００　ｇ／＝以下とするのが良
く、これが５　ｇ　／　ｍ未満では相対的にプラスチッ
クフィルムの量が多く、非晶質合金フレークの量が少な
くなって、磁気特性の上で不都合になる。従って、非晶
質合金フレークの量は５〜２０００　ｇ／　ｒｄとする
のが良く、特に５０〜１０００　ｇ／ｌが好ましい量で
ある。

プラスチックフィルム２の厚さは、５μｍ未満では取扱
いが面倒になり、５００μｍを越えると可撓性が乏しく
なるので５〜５００μｍとするのが良い。特に好ましい
範囲は２０〜１００　μｍである。

この非晶質合金複合シートを製造するには、所望の磁気
特性に合わせて所定重量を秤量した非晶質合金フレーク
を使用して前記（１）又は（２）の方法によれば良く、
製造が極めて容易である。而も、各非晶質合金フレーク
２は方向がランダムになって均−に配置、積層するので
、自然に無方向性となる。これに対して非晶質合金リボ
ンや結晶質含金薄帯を積層するには、切断と接着の繰返
し、無方向性にするためにクロス方向及び角度を変えた
接着をしなければならず、その作業は甚だ煩わしい。

なお、本発明にあって方向性を要求させる場合は、非晶
質合金フレークの均−配置時に所定の方向に沿った若干
の磁場をかければ、非晶質合金フレークを長手方向に揃
え、方向性を付与することができる。

非晶質合金フレークは、リボンからの切断や公知のメル
ト・エクストラクション法によって作ることができるが
、生産性の観点及び非晶質合金フレークの周縁を薄肉に
できることから、本出願人が先に特開昭５８−６９０７
号公報で提示したキャビテーション法（熔融金泥に対し
て漏れ性の小さな表面層を有し、高速で回転しているロ
ール表面に熔融金泥を供給し、この熔融金泥を微細な溶
融金属滴に分断した後、引続いてこの溶融金属滴を高速
で回転する金属回転体に衝突させて急速凝固させる方法
。）を応用することが望ましい。

以下に本発明の具体的な実施例について説明する。

プｕＬＬＬ 前記キャビテーション法によって Ｃｏｔｔ、ｔ　Ｆ　ｅ　ｒ、ｔｓ　ｉ／ｌ　Ｂ　ｎ　　
（元素記号に付した数字は当該元素成分の原子％を表す
。以下同じ。）の非晶質全屈フレークを作製した。この
非晶質合金の磁歪は零、飽和磁束密度は７０００　Ｇ　
、透磁率は１００００　、結晶化温度は５４０℃である
。またこの非晶質合金フレークの厚さは３０〜４０μｍ
、アスペクト比は２００〜６００である。

この非晶質合金フレークを厚さ２０μｍのポリエステル
フィルム上に互いに接触しないように、而もなるべく密
になるように均一に分散し、接着剤でフィルムに固定し
、非晶質合金複合シートとした。このシートを外径１２
龍φの丸棒を芯にして７０回巻付け、外径２０ｍ５φの
磁気コア素材とした。巻付けに際してはフィルムを内側
にして巻付けである。これを内径２０龍φの金型に挿入
して固定し、２７０℃に１０分間加熱して磁気コア素材
のフィルムを融解し、フィルムを非晶質合金フレークに
融着させる。冷゛却後金型から取出し、芯の丸棒を外し
て円筒状の磁気コア素材とし、軸方向に垂直の方向に６
ｍ１Ｉの高さにファインカッタで切断し、全周にエポキ
シ樹脂塗料を塗布し、磁気コアとした。

第１図はこの磁気コア４の拡大部分断面図、第２図は同
じく斜視部である。非晶質合金フレーク１は、一方の側
のフィルム２に接着剤３によって接着され、他方の側の
フィルム２に融着されて、磁気コアは一体になっている
。

この扁平円筒状の磁気コアに、内、外周及び両端面を囲
むように０．８　ｍｍφの銅線を２０回巻付け、周波数
と初透磁率との関係を測定した。測定結果は第３図に示
す通りであって、初透磁率は周波数１ＱＱｋｌｌｚ迄１
５０を越えて一定であり、周波数ＩＭ１１ｚでも初透磁
率の低下は少ないことが判る。なお、従来の純鉄圧粉コ
アの１ｋＨｚにおける初透磁率は７０である。

第４図は各周波数毎の初透磁率と１ｋＨｚでの初透磁率
との比（μｏｊ／μ。−＋ｚ）を示している。同図には
、比較のために従来の純鉄圧粉コアについての同様の測
定結果が併記しである。第３図及び第４図から、本実施
例の磁気コアは、周波数ＩＭＨｚ迄初透磁率の低下が少
なく、比較の純鉄圧粉コアに比べてこの磁気特性が大幅
に改善されていることが判る。

裏施凱１ 前記実施例１におけると同様にして Ｆ　ｅりｒ　Ｓ　Ｌｒ　Ｂ／１１の組成を有する非晶質
合金フレークを製造した。この非晶質合金の磁歪は３０
Ｘ１０−６、飽和磁束密度は１６ｋＧ、結晶化温度は５
６０°Ｃである。また、この非晶質合金フレークの厚さ
は２０〜３０μｍ、アスペクト比は３０〜１００である
。

この非晶質合金フレークを厚さ２０μｍのポリエチレン
フィルム上に２〜５層ｍね合わせるように均一に積層し
、更にその上に厚さ２０μｍのポリエチレンフィルムを
重ね、７０゛Ｃに加熱された２個の金属ロールの間を通
過させて加熱圧着し、厚さ約１５０μｍの非晶質合金複
合シートとした。

この非晶質合金複合シートの片面にエポキシ系接着剤を
極めて薄く塗布し、この塗布面を外側にして外径１０ｍ
＋＊φの丸棒を芯にして３５回巻付け、接着剤の固化を
待って芯の丸棒を抜取り、円筒状磁気コア素材とした。

この素材を５龍厚のリング状に切断し、両端面にエポキ
シ系塗料を塗布して第３図に示したと同様の扁平円筒形
の磁気コア１４とした。第５図はこの磁気コアの拡大部
分断面図で、非晶質合金フレーク１からなる層はプラス
チ・ツクフィルム２に挟まれて積層し、非晶質合金フレ
ーク１の間隙は、加熱圧着によって融解、侵入したプラ
スチックフィルムの一部２ａによって充填され、プラス
チックフィルム２は非晶質合金フレーク１からなる層に
密着し、相隣れるプラスチツク２同士は接着剤３によっ
て接着し、磁気コアは一体になっている。

この磁気コアについて前記実施例１におけると同様にし
て、１０００　Ｇの磁界における各周波数毎の透磁率と
１０１１ｚでの透磁率との比（μＪ／μ／＋ＩＨ７）を
測定した。測定結果は第６図に示す通りである。

同図には、比較のために非晶質合金リボン材の巻きコア
について同様の測定をした結果が併記しである。第６図
から、本実施例の磁気コアは、比較の磁気コアに較べて
透磁率の周波数依存性が少なく、磁気特性が大幅に改善
されていることが判る。

上記のように、本発明に基づ（磁気コアは、初透磁率が
高く、ＩＭＨｚの高周波領域迄初透磁率の低下が少なく
、透磁率の周波数依存性も小さい。

これは、非晶質合金フレーク間の間隙に接着剤又はプラ
スチックフィルムの一部が侵入し、非晶質合金フレーク
同士の間の絶縁が良好になっているためと考えられる。

本発明は、上記の例に固定されるものではなく、種々の
変形が可能である。例えば、非晶質合金複合シートは非
晶質合金フレークからなる層をプラスチックフィルムを
挟んで２層又はそれ以上に積層しｈものとしても良い。

また、磁気コアは、巻回してなる巻きコア以外に、非晶
質合金複合シートを所定の形状、寸法に切出し又は打法
いてこれを重ね合わせて積層し、磁気コアとしても良い
。

更に、基体をフィルムとせず、厚さ０，５ｎ＋乃至数鶴
程度の硬質プラスチック板とし、これを所定の形状、寸
法に打抜いて積層し、磁気コアとすることもできる。

へ２発明の詳細 な説明したように、本発明は次のような効果を奏する。

初透磁率が高く、ＩＭＨｚ程度の高周波領域迄初透磁率
の低下が少なく、透磁率の周波数依存性も小さい。

（２）非晶質合金フレークの厚さを５〜１００μｍとし
ているので、その非晶質化が確実であり、非晶質合金に
特有の優れた磁気特性が得られる。

（３）非晶質合金フレークのアスペクト比を１０〜１５
０００としているので、その取扱いが容易であり、積層
も容易である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図は磁気コアの部分断面図、 第２図は磁気コアの斜視図、 第３図は周波数と初透磁率との関係を示すグラフ、 第４図は各周波数毎の初透磁率と１ｋｌｌｚでの初透磁
率との比を示すグラフ、 第５図は他の磁気コアの部分断面図、 第６図は各周波数毎のｉ３磁率と１０Ｈｚでの透磁率と
の比を示すグラフ、 図 である。 なお、図面に示された符号において、 １・・・・・・・・・非晶質合金フレーク２・・・・・
・・・・プラスチックフィルム（基体）２ａ・・・・・
・・・・プラスチックフィルムの非晶質合金フレーク層
への侵入部分 ３・・・・・・・・・接着剤 ４．１４・・・・・・・・・磁気コア である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、厚さ５〜１００μｍ、アスペクト比（但し、アスペ
   クト比は最小長さに対する最大長さの比である。）１０
   〜１５０００の軟磁性非晶質合金フレークからなる非晶
   質合金層と電気絶縁層とが積層 されて積層構造をなしている磁気コア。 ２、厚さ５〜１００μｍ、アスペクト比１０〜１５００
   ０の軟磁性非晶質合金フレークを電気絶縁フィルム上又
   は電気絶縁フィルム間に略均一厚さに配置させた後に前
   記非晶質合金フレークと前記電気絶縁フィルムとを固着
   させて前記非晶質合金フレークからなる層と前記電気絶
   縁フィルムとの積層体とする工程と、前記積層体を重ね
   て前記非晶質合金フレークからなる層と前記電気絶縁フ
   ィルムとの多層構造とする工程とを有する、磁気コアの
   製造方法。