JP2003022919A

JP2003022919A - 磁気素子

Info

Publication number: JP2003022919A
Application number: JP2001208122A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takemoto; 聡武本; Takanobu Saitou; 貴伸斉藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】コイルに通電する電流に応じてコアに印加する
磁界を強くしても、透磁率が低下しにくく且つ高い直流
重畳特性を有する磁気素子を提供する。【解決手段】リング形状を有するコア２と、係るコア２
の周囲に巻き付けられ且つ当該コア２の内部を貫通する
磁束を含む内部磁界Φ１を励磁するコイル４と、上記内
部磁界Φ１の磁束とほぼ直交する磁束を含む外部磁界Φ
２を印加する永久磁石(外部磁界印加手段)６，６と、を
含む、磁気素子１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスイッチン
グ電源のチョークコイルなどに使用される磁気素子に関
し、特に高い直流重畳特性および低コアロスの磁気素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、スイチッング電源のチョークコ
イルまたはノイズフィルタなどにおいて、インダクタン
スを活用する磁気素子には、金属粉末をプレス成形した
圧粉磁芯、フェライトを成形したフェライトコア、また
はリボン状のアモルファス金属材料を成形したアモルフ
ァスコアなどが用いられている。以上のような磁芯また
はコアは、その周りに導線を巻き付けたコイルと共に用
いられる。即ち、係るコイルに電流を流し、その周囲に
励磁される磁界の磁束を磁芯またはコアに貫通させると
共に、励磁された係る磁界におけるインダクタンスを利
用している。

【０００３】上記磁芯やコアは、磁界を印加するに従っ
て、インダクタンス、即ち透磁率が低下する、という磁
気特性を有する。このため、周囲に巻き付けたコイルに
通電すると、透磁率が低下するため、インダクタンスが
確保できなくなる。特に、スタート時にはコイルに大電
流を流してコアなどに強い磁界を印加すると共に、定常
時には小電流で弱い磁界を印加する回路の場合、定常時
では透磁率があまり低下しないが、スタート時には透磁
率が著しく低下する、という問題があった。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】本発明は、以上に説明した従
来の技術における問題点を解決し、コイルに通電する電
流に応じてコアに印加する磁界を強くしても、透磁率が
低下しにくい、即ち高い直流重畳特性を有する磁気素子
を提供する、ことを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、発明者らの研究の結果、内部磁界およびこ
れとほぼ直交する外部磁界を併用することに着想して成
されたものである。即ち、本発明の磁気素子(請求項１)
は、所要の形状を有するコアと、係るコアの周囲に巻き
付けられ且つ当該コアの内部を貫通する磁束を含む内部
磁界を励磁するコイルと、上記磁束とほぼ直交する磁束
を含む外部磁界を印加する外部磁界印加手段と、を含
む、ことを特徴とする。

【０００６】これによれば、予め印加したコアの内部磁
界に直交する方向を含む外部磁界により、内部磁界の方
向におけるコアの反磁界係数が増加する。この結果、コ
アの初透磁率を低下させることができるため、印加磁界
の増加に伴う透磁率の低下を抑制できる。従って、例え
ばスタート時にコイルに大電流を流してコアなどに強い
磁界を印加し且つ定常時に小電流で弱い磁界を印加する
回路において、スタート時における透磁率を抑制できる
ため、優れた電気的特性および磁気的特性を得ることが
可能となる。尚、本明細書において「ほぼ直交する」と
は、一方の磁界における磁束の向きに対し、他方の磁界
における磁束の向きが９０度傾くと共に、係る角度に対
し±４５度以内に含まれる方向を指す。

【０００７】また、本発明には、前記コアがリング形状
を呈し且つ係るコアの周囲に沿って前記コイルが巻き付
けられると共に、上記コアの外周側または内周側の位置
で且つ該コアの半径方向に沿って、あるいは上記コアの
外側の位置で且つ該コアの軸心方向に沿って、前記外部
磁界印加手段が配置されている、磁気素子(請求項２)も
含まれる。これによれば、コイルの内部でその円周方向
に沿って形成される内部磁界に対し、ほぼ直角方向の磁
束成分を含む外部磁界が印加されるため、内部磁界方向
のコアの反磁界係数が増加する。従って、初透磁率を低
下させれることができるため、内部印加磁界の増加に伴
う透磁率の低下を抑制できる。尚、上記「コアの外周側
や内周側」とは、当該コアの外円周面または内円周面に
近接する位置を指す。また、上記「コアの外側」とは、当
該コアの外円周面の外側および内円周面の内側(貫通孔)
を除いた位置を指す。

【０００８】更に、本発明には、前記コアが棒形状を呈
し且つ係るコアの周囲の長手方向に沿って前記コイルが
巻き付けられると共に、上記コアにおける長手方向とほ
ぼ直交する方向に沿って、前記外部磁界印加手段が配置
されている、磁気素子(請求項３)も含まれる。これによ
れば、コアの内部で当該コアの長手方向に沿って形成さ
れる内部磁界に対し、ほぼ直角方向の磁束成分を含む外
部磁界が印加されるため、内部磁界方向のコアの反磁界
係数が増加する。この結果、コアの初透磁率を低下させ
れることができるため、内部印加磁界の増加に伴う透磁
率の低下を抑制することが可能となる。

【０００９】また、本発明には、前記外部磁界印加手段
は、外部コイル、電磁石、または永久磁石である、磁気
素子(請求項４)も含まれる。これによれば、内部磁界が
通過する前記コアに対し、係る内部磁界の磁束とほぼ直
交する磁束成分を含む外部磁界を印加する外部磁界印加
手段を、上記コアの形状やサイズに応じて外部コイル、
電磁石、または永久磁石の何れかで且つ任意の形状や形
態にして容易に選択することが可能となる。

【００１０】加えて、本発明には、前記外部磁界印加手
段は、前記コアとの距離を変更可能に制御しているか、
あるいは、上記外部磁界印加手段における外部コイルま
たは電磁石の励磁コイルへの通電量を変更可能に制御し
ている、磁気素子(請求項５)も含まれる。これによれ
ば、内部磁界に対する外部磁界の強度を任意に調整でき
るため、コア内における内部磁界方向の反磁界係数が増
加するパターンを適宜選択して、直流重畳特性(透磁率
の低下具合)を、使用目的に応じて自在に設定すること
が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１(Ａ)は、本発明の磁
気素子の１形態である磁気素子１の斜視図を示す。磁気
素子１は、図１(Ａ)に示すように、円形の貫通孔３を有
するリング形状のコア２、係るコア２の周囲で且つその
円周方向に沿って巻き付けたコイル４、および上記コア
２の外側で且つ当該コア２の軸心方向に沿って配置され
た上下一対の永久磁石(外部磁界印加手段)６，６を備え
ている。コア２は、Ｆｅ，Ｎｉ，またはＣｏ、あるいは
これらの何れかをベースとする合金からなる軟磁性の金
属粉末をプレスによりリング形状に成形した圧粉磁芯、
あるいは上記金属または合金をリング形状に鋳造したも
のである。

【００１２】また、永久磁石６，６は、例えばフェライ
トまたはＳｍ−Ｃｏを棒形状に成形したもので、図１
(Ａ)に示すように、コア２を挟んで互いの軸心が一致す
るように配置されている。尚、永久磁石６，６は、図示
しない公知のスライド機構により、コア２に対し、それ
ぞれ接近または離脱可能に支持され、係るコア２との距
離を変更可能に制御することもできる。図１(Ｂ)，(Ｃ)
に示すように、コア２の外側に永久磁石(外部磁界印加
手段)６，６をその長手方向をコア２の軸心と平行に配
置すると、図１(Ｂ)，(Ｃ)中の破線の矢印で示す外部磁
界Φ２が、磁石６、コア２、および磁石６の順で貫通す
る。この結果、永久磁石６，６に接近したコア２の内部
では、図１(Ｃ)中において多数の矢印で示すように、磁
化の方向は外部磁界Φ２の方向に沿うになる。尚、図１
(Ｃ)中の符号ｇは磁区を示す。

【００１３】次に、コイル４に通電すると、図１(Ｂ)，
(Ｃ)に示すように、コア２の内部にはその円周方向に沿
った内部磁界Φ１が印加される。係る内部磁界Φ１は、
上記外部磁界Φ２とほぼ直交する向きの磁束からなる。
この際、内部磁界Φ１が外部磁界Φ２よりもかなり強い
と、図１(Ｄ)に示すように、コア２内の各磁区ｇの磁化
容易軸は、内部磁界Φ１の磁束と平行になる。尚、内部
磁界Φ１と外部磁界Φ２とがほぼ同じ強さであると、図
１(Ｅ)に示すように、コア２内の各磁区ｇの磁化容易軸
は、内部磁界Φ１と外部磁界Φ２との合成ベクトルの向
きに沿ったほぼ斜め４５度に沿った状態となる。

【００１４】以上の何れの場合においても、外部磁界Φ
２により内部磁界Φ１の方向におけるコア２の反磁界係
数が増加し、内部磁界Φ１の方向の磁化は抑制される。
この結果、コア２の初透磁率(μ)を低下させることがで
きるため、外部磁界Φ２の増加に伴う透磁率(μ)の低下
を抑制することができる。従って、以上のような磁気素
子１を、スタート時にコイルに大電流を流してコアなど
に強い磁界を印加し且つ定常時に小電流で弱い磁界を印
加する回路に用いた場合、スタート時における初透磁率
(μ)を低下させることができる。このため、内部印加磁
界Φ１の増加に伴う透磁率(μ)の低下を抑制できるの
で、優れた電気的特性および磁気的特性を発揮させるこ
とが可能となる。尚、図１(Ａ)において、永久磁石６
は、左右の何れか１カ所に１個のみ配置した形態にして
も良い。また、永久磁石６の磁極Ｎ，Ｓの向きは、図１
(Ａ)と逆向きでも良く、個別の磁石６間で異なっていて
も良い。

【００１５】図２(Ａ)は、前記コイル４を巻き付けたリ
ング形状のコア２と、係るコア２の外側で且つ当該コア
２の軸心方向に沿って配置された上下一対の外部コイル
(外部磁界印加手段)７，７と、を備えた磁気素子１ａを
示す。外部コイル７，７に通電すると、図２(Ａ)中の破
線の矢印で示す外部磁界Φ２が外部コイル７，７の内側
を通り且つコア２を貫通する。この状態で、コイル４に
通電して、図２(Ａ)に示すように、コア２内に内部磁界
Φ１を励磁する。このため、コア２中では、予め外部磁
界Φ２により、コア２の初透磁率(μ)を低下させること
ができるので、内部印加磁界Φ１の増加に伴う透磁率
(μ)の低下を抑制できる。尚、図２(Ａ)で、外部コイル
７は、上下一対のうち何れか一方のみにした形態にして
も良い。

【００１６】また、図２(Ｂ)は、コイル４を巻き付けた
リング形状のコア２と、係るコア２の外側で且つ当該コ
ア２の軸心方向に沿って配置された上下一対の電磁石
(外部磁界印加手段)Ｍ，Ｍと、を備えた磁気素子１ｂを
示す。電磁石Ｍは、棒状の磁芯８の周囲に励磁コイル９
を巻き付けたもので、係るコイル９に通電すると磁芯８
を長手方向に沿って貫通する外部磁界Φ２が励磁され
る。このため、コイル４に通電し、図２(Ｂ)に示すよう
に、コア２内に内部磁界Φ１を励磁すると、コア２中で
は、予め外部磁界Φ２により、上記磁気素子１ａと同様
に、コア２の初透磁率(μ)を低下させることができるた
め、内部印加磁界Φ１の増加に伴う透磁率(μ)の低下を
抑制できる。尚、図２(Ｂ)で、電磁石Ｍは、上下一対の
うち何れか一方のみにした形態にしても良い。

【００１７】更に、図２(Ｃ)は、コイル４を巻き付けた
リング形状のコア２と、係るコア２の外周側および内周
側で且つ当該コア２の半径方向に沿った一対の永久磁石
(外部磁界印加手段)６，６と、を備えた磁気素子１ｃを
示す。磁気素子１ｃでも、永久磁石６，６をその長手方
向に沿って通過し且つコア２を貫通する外部磁界Φ２
は、コア２中をその円周方向に沿って印加される内部磁
界Φ１ととほぼ直交する。このため、前記磁気素子１と
同様に、コア２の初透磁率(μ)を低下させることができ
るので、内部印加磁界Φ１の増加に伴う透磁率(μ)の低
下を抑制できる。尚、図２(Ｃ)で、永久磁石６は、内外
一対のうち何れか一方のみにした形態にしても良い。ま
た、永久磁石６に替えて、前記外部コイル７または電磁
石Ｍを一対またはコア２の内外何れか一方のみに配置し
も良い。更に、永久磁石６の磁極Ｎ，Ｓの向きは、図２
(Ｃ)と逆向きでも良い。加えて、図２(Ａ)〜(Ｃ)におい
て、外部コイル７、電磁石Ｍ、または永久磁石６を、コ
ア２に対し接近または離脱可能に支持し、当該コア２と
の距離を変更可能に制御することもできる。

【００１８】図３(Ａ)は、棒形状のコア１２と、係るコ
ア１２の周囲に沿って巻き付けたコイル１４と、上記コ
ア１２の長手方向と直交する方向に沿って配置した棒状
の永久磁石(外部磁界印加手段)１６，１６とを備えた磁
気素子１０ａを示す。図３(Ａ)に示すように、コア１２
に永久磁石１６，１６を接近させると、外部磁界Φ２が
コア１２を貫通する。このため、コイル１４に通電し、
図３(Ａ)に示すように、コア２内に内部磁界Φ１を励磁
すると、コア２中では、予め外部磁界Φ２により、コア
１２の初透磁率(μ)を低下させることができるので、内
部印加磁界Φ１の増加に伴う透磁率(μ)の低下を抑制で
きる。尚、図３(Ａ)で、永久磁石１６は、上下一対のう
ち何れか一方のみにした形態にしても良い。

【００１９】また、図３(Ｂ)は、棒形状のコア１２と、
係るコア１２の周囲に長手方向に沿って巻き付けたコイ
ル１４と、上記コア１２の長手方向と直交する方向に沿
って配置した電磁石(外部磁界印加手段)１７，１７と、
を備えた磁気素子１０ｂを示す。上記電磁石１７は、棒
状の磁芯１８に励磁コイル１９を巻き付けたもので、係
るコイル１９に通電すると、磁芯１８の長手方向に沿っ
て外部磁界Φ２が励磁され且つコア１２を貫通する。こ
のため、コイル１４に通電し、コア２内に内部磁界Φ１
を励磁すると、磁気素子１０ａと同様に、コア２の初透
磁率(μ)を低下させることができるので、内部印加磁界
Φ１の増加に伴う透磁率(μ)の低下を抑制できる。尚、
図３(Ｂ)で、電磁石１７は、上下一対のうち何れか一方
のみにした形態にしても良い。また、電磁石１７に替え
て、外部コイルを上下一対または何れか一方に配置した
形態としても良い。更に、永久磁石１２の磁極Ｎ，Ｓの
向きは、図３(Ａ)と逆向きであっても良い。

【００２０】

【実施例】以下において、本発明の具体的な実施励につ
いて、比較例と併せて説明する。Ｆｅ−９．５ｗｔ％Ｓ
ｉ−５．５Ａｌwt％の軟磁性合金からなり、外径２８ｍ
ｍ×内径２０ｍｍ×軸心方向の厚み５ｍｍのサイズを有
すると共に、初透磁率μが約１６０であるリング形状の
コア２を用意した。係るコア２の周囲にエナメルで絶縁
された線径０．４５ｍｍの銅線からなるコイル４を１０
０ターンで巻き付けた。一方、上記コア２の外側の位置
で且つ当該コア２の軸心方向と平行な姿勢にして、Ｓｍ
−Ｃｏ合金からなり一辺が１５ｍｍずつの立方体を呈す
る永久磁石(外部磁界印加手段)６を配置可能とした。

【００２１】先ず、永久磁石６を配置せず、コイル４に
通電してコア２に印加する内部磁界Φ１を０〜８０００
(Ａ／ｍ)まで変化させたベースサンプルにおけるコア２
の透磁率μを測定した。また、初透磁率μが１６０のベ
ースサンプルに磁束密度(Ｂ)が０．１５Ｔ(テスラ)の永
久磁石６を上記のように配置し、コイル４に通電して上
記コア２に励磁する内部磁界Φ１を０〜８０００(Ａ／
ｍ)まで変化させた実施例１におけるコア２の透磁率μ
を測定した。尚、実施例１の初透磁率μは９０であっ
た。更に、実施例１と同じく初透磁率μが約９０の初透
磁率μを有するコア２を別途用意し、永久磁石６を用い
ない比較例１とした。コイル４に通電してコア２に励磁
する内部磁界Φ１を０〜８０００(Ａ／ｍ)まで変化させ
た比較例１におけるコア２の透磁率μを測定した。以上
のようなベースサンプル、実施例１、および比較例１の
結果を表１および図４のグラフに示した。

【００２２】次に、磁束密度(Ｂ)が０．２５Ｔの永久磁
石６を配置し、初透磁率μが１６０のベースサンプルの
コア２を用意し、そのコイル４に通電して係るコア２に
励磁する内部磁界Φ１を０〜８０００(Ａ／ｍ)まで変化
させた実施例２におけるコア２の透磁率μを測定した。
尚、実施例２の初透磁率μは５６であった。また、永久
磁石６を配置せず、実施例２と同様の初透磁率μを有す
るコア２に励磁する内部磁界Φ１を上記と同じく変化さ
せた比較例２におけるコア２の透磁率μを測定した。更
に、磁束密度(Ｂ)が０．１５Ｔの永久磁石６を、初透磁
率μが１６０のベースサンプルのコア２の半径方向に沿
って配置し、そのコイル４に通電して係るコア２に励磁
する内部磁界Φ１を０〜８０００(Ａ／ｍ)まで変化させ
た実施例３におけるコア２の透磁率μを測定した。実施
例３の初透磁率μは８９であった。また、永久磁石６を
配置せず実施例３と同様の初透磁率μを有するコア２に
励磁する内部磁界Φ１を上記と同じく変化させた比較例
３におけるコア２の透磁率μを測定した。実施例２，３
および比較例２，３の結果も表１と図４のグラフとに示
した。

【００２３】

【表１】

【００２４】図４のグラフおよび表１に示すように、ベ
ースサンプルの透磁率μは、印加磁界が０〜３２００
(Ａ／ｍ)の領域は実施例１を上回った反面、４０００
(Ａ／ｍ)以上の領域では実施例１よりも下回り、且つ急
激な低下傾向を示した。一方、実施例１は初透磁率μが
約９０と低下するものの、内部磁界Φ１を印加した際の
透磁率μは比較的緩やかに低下した。更に、比較例１の
透磁率μは、印加磁界が８００〜８０００(Ａ／ｍ)の領
域で実施例１よりも下回った。これらの結果、永久磁石
６をコア２の付近に配置し、コア２内の内部磁界Φ１に
ほぼ直交する外部磁界Φ２を印加する実施例１によれ
ば、コア２の透磁率μが低下しにくくなり、高い直流重
畳特性が得られることが判明した。

【００２５】更に、図４のグラフおよび表１に示すよう
に、実施例２の透磁率μは、印加磁界が８００〜８００
０(Ａ／ｍ)の領域で比較例２よりも上回り、実施例３の
透磁率μも、印加磁界が８００〜８０００(Ａ／ｍ)の領
域で比較例３よりも上回っていた。これらの結果、永久
磁石６をコア２の付近に配置し、コア２内の内部磁界Φ
１にほぼ直交する外部磁界Φ２を印加する実施例２，３
によっても、コア２の透磁率μが低下しにくくなり、高
い直流重畳特性が得られることが判明した。

【００２６】更に、前記と同じ軟磁性合金で且つ同じサ
イズを有し初透磁率μが約１６０のコア２を用意し、こ
れに前記と同じコイル４を同じ巻き数で巻き付けた。一
方、ソフトフェライトからなり直径２０ｍｍ×軸心方向
の長さ１０ｍｍの棒状の磁芯８に励磁コイル９を巻き付
けた一対の電磁石Ｍを、それらの磁芯８の軸心が上記コ
ア２の軸心と平行になるように、係るコア２を挟んだ位
置に対称に配置可能した。係る電磁石Ｍにより形成する
外部磁界Φ２は、励磁コイル９に流す電流値を変更する
ことにより、磁束密度(Ｂ)が０〜０．３Ｔとなるように
変化させた。尚、励磁コイル９に流す電流値は、磁芯８
に印加される外部磁界Φ２を検出し且つこれをフィード
バックすることにより、当該外部磁界Φ２において最も
高い透磁率μが得られるように制御した。

【００２７】一対の電磁石Ｍを配置し且つコイル４に通
電して、コア２に０〜８０００(Ａ／ｍ)の内部磁界Φ１
を印加した実施例４におけるコア２の透磁率μと、電磁
石Ｍを配置せずにコイル４に通電し、上記と同じ範囲の
内部磁界Φ１を印加した比較例４におけるコア２の透磁
率μと、をそれぞれ測定した。その結果を示す図５(Ａ)
のグラフによれば、内部磁界Φ１が大きくなるに連れ
て、実施例４の透磁率μは比較例４の透磁率μよりも高
くなった。

【００２８】また、初透磁率μが約１６０のコア２を用
意し、これにコイル４を同様に巻き付けると共に、上記
と同じ一対の電磁石Ｍを同様に配置した実施例５におけ
るコイル４に通電し、上記コア２中に０〜８０００(Ａ
／ｍ)の内部磁界Φ１を印加した当該コア２の透磁率μ
を測定した。この際の初透磁率μは約１２５であった。
これに対し、電磁石Ｍを配置せずに初透磁率μが約１２
５のコア２に巻き付けたコイル４に通電し、上記と同じ
範囲の内部磁界Φ１を印加した比較例５における上記コ
ア２の透磁率μを測定した。それらの結果を図５(Ｂ)の
グラフに示した。このグラフに示ように、０〜８０００
(Ａ／ｍ)の全領域において、実施例５の透磁率μは比較
例５のそれよりも高くなった。

【００２９】更に、初透磁率μが約１６０でその他が前
記と同じコア２を用意し、これにコイル４を前記同様に
巻き付けた。これに対して、一対の電磁石Ｍを上記コア
２を内外から挟み且つその半径方向に沿って配置した実
施例６において、コイル４に通電し、上記コア２中に０
〜８０００(Ａ／ｍ)の内部磁界Φ１を印加した該コア２
の透磁率μを測定した。この際の初透磁率μは約９５で
あった。

【００３０】これに対し、電磁石Ｍを配置せずに初透磁
率μが約９５のコア２に巻き付けたコイル４に通電し、
上記と同じ範囲の内部磁界Φ１を印加した比較例６にお
ける上記コア２の透磁率μを測定した。その結果を示し
た図５(Ｃ)のグラフによれば、０〜８０００(Ａ／ｍ)の
領域において、実施例６の透磁率μは比較例６のそれよ
りも高くなった。以上の実施例４〜６によっても、コア
２の透磁率μが低下しにくく、高い直流重畳特性が得ら
れることが判明し、本発明の効果が裏付けられた。

【００３１】本発明は、以上のような実施の形態および
実施例に限定されるものではない。例えば、コアは前記
リング形状や棒形状に限らず、全体がＣ字形や馬蹄形状
の形態にしても良い。係る形状のコアにコイルを巻き付
けたものに対し、電磁石、永久磁石、または外部コイル
を、これらが印加する外部磁界が上記コア中を貫通する
内部磁界とほぼ直交するような位置および姿勢にして配
置しても良い。また、前記実施例４〜６では、電磁石Ｍ
の励磁コイル９への通電量を変化させたが、電磁石Ｍと
コイル４を巻き付けたコア２との距離を変更可能に制御
して、電磁石Ｍにより印加する外部磁界Φ２の磁束密度
(Ｂ)を変化させても良い。更に、コイルを巻き付けた１
つのコアに対し、係るコア中を貫通する内部磁界とほぼ
直交するような位置および姿勢にして、複数の外部磁界
印加手段を互いに異なる位置で且つ異なる姿勢にして配
置することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明した本発明の磁気素子(請求
項１)によれば、予め印加したコアの内部磁界(磁路方
向)と直交する方向を含む外部磁界により、内部磁界方
向のコアの反磁界係数増加する。この結果、コアの初透
磁率を低下させることができるため、印加磁界の増加に
伴う透磁率の低下を抑制することができる。また、請求
項２または請求項３の磁気素子によれば、コイルの内部
でコアの円周方向または長手方向に沿って形成される内
部磁界に対し、ほぼ直角方向の磁束を含む外部磁界が印
加されるため、内部磁界方向のコアの反磁界係数が増加
する。従って、コアの初透磁率を低下させることができ
るため、内部印加磁界の増加に伴う透磁率の低下を抑制
することも可能となる。

【００３３】更に、請求項４の磁気素子によれば、内部
磁界が通過するコアに対し、係る内部磁界の磁束とほぼ
直交する磁束成分を含む外部磁界印加手段を、上記コア
の形状やサイズに応じて外部コイル、電磁石、または永
久磁石の何れかで且つ任意の形状や形態にして容易に選
択可能となる。加えて、請求項５の磁気素子によれば、
内部磁界に対する外部磁界の強度を任意に調整できるた
め、制御パターンを適宜選択することにより、透磁率の
重畳特性やコアロスを、使用目的に応じて自在に設定可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明の磁気素子の１形態を示す概略
図、(Ｂ)は(Ａ)中の部分拡大断面図、(Ｃ)〜(Ｅ)は(Ａ)
中のコアにおける磁気的挙動を示す模式的説明図。

【図２】(Ａ)〜(Ｃ)は異なる形態の磁気素子を示す概略
図。

【図３】(Ａ)，(Ｂ)は更に異なる形態の磁気素子を示す
概略図。

【図４】本発明の磁気素子の実施例および比較例におけ
る透磁率と内部印加磁界との関係を示すグラフ。

【図５】(Ａ)〜(Ｃ)は本発明の磁気素子の異なる実施例
および比較例における透磁率と内部印加磁界との関係を
示すグラフ。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｃ，１０ａ，１０ｂ…磁気素子２，１２………………………………コア４，１４………………………………コイル６，１６………………………………永久磁石(外部磁界
印加手段) ７………………………………………外部コイル(外部磁
界印加手段) ９，１９………………………………励磁コイルＭ，１７………………………………電磁石(外部磁界印
加手段) Φ１……………………………………内部磁界 Φ２……………………………………外部磁界

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所要の形状を有するコアと、上記コアの周囲に巻き付けられ且つ当該コアの内部を貫
通する磁束を含む内部磁界を励磁するコイルと、上記磁束とほぼ直交する磁束を含む外部磁界を印加する
外部磁界印加手段と、を含む、ことを特徴とする磁気素子。
【請求項２】前記コアがリング形状を呈し且つ係るコア
の周囲に沿って前記コイルが巻き付けられると共に、上記コアの外周側または内周側の位置で且つ該コアの半
径方向に沿って、あるいは上記コアの外側の位置で且つ
該コアの軸心方向に沿って、前記外部磁界印加手段が配
置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の磁気
素子。
【請求項３】前記コアが棒形状を呈し且つ係るコアの周
囲の長手方向に沿って前記コイルが巻き付けられると共
に、上記コアにおける長手方向とほぼ直交する方向に沿っ
て、前記外部磁界印加手段が配置されている、ことを特
徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項４】前記外部磁界印加手段は、外部コイル、電
磁石、または永久磁石である、ことを特徴とする請求項
１乃至３の何れか一項に記載の磁気素子。
【請求項５】前記外部磁界印加手段は、前記コアとの距
離を変更可能に制御しているか、あるいは、上記外部磁
界印加手段における外部コイルまたは電磁石の励磁コイ
ルへの通電量を変更可能に制御している、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の
磁気素子。