JPS59210623A - 磁心 - 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】 〔技術分野〕 本発明はトランス、チョークコイルなどに用いられる磁
心に関するものである。

〔背景技術〕

一般に、高透磁率の金属軟磁性体にて形成場れる積層磁
心において、交流励磁における磁心損大いわゆる鉄損は
しステリシス損失Ｗｈ１一般的なうず電流損失Ｗｅおよ
び異常うず電流損失Ｗａに分割もれ、その周波数特性は
第１図に示すようになっておシ、ヒステリシス損失ｗｈ
は周波数ｆが変化しても変らず、両うず電流損失Ｗｅｓ
Ｗａは周波数ｆが高くなるにしたがって増大する。なお
、各損失Ｗｈ、Ｗｅ、Ｗａの構成比は磁・ｄ材料の板厚
などの形状や熱処理条件などによっても大きく変化する
。ところで、上記一般的なうず電流損失Ｗｅとは、積層
磁心を形成する磁性体板の板厚をｔ１電気抵抗をρおよ
び動作磁束密度をＢｍとすれば下式ｆｌ）によって計算
されるもので古典うず電流損失とも呼はれている。

一方、異常うず電流損失Ｗａとは、実際に発生するうず
電流損失と上記一般的なうず＊流損失Ｗｅとの差分であ
り、この異常うず電流損失Ｗａは磁区構造、磁壁数との
関連が強いものであり、板厚をｔ１磁壁間隔をｄとすれ
は下式（２）によって計算される。

（Ｐｒｙ　ａｎｄ　Ｂｅａｎの式による）以上のことを
考慮して、従来、ケイ素鋼板の狭面にスクラッチを入れ
たシ、非晶質磁性体の内部に微細な結晶質を４年出さぜ
た９して磁壁数を増加させることにより異常うず電流損
失Ｗａを低減して鉄損を少くするようにしていたが、こ
のような低鉄損磁性体を用いた磁心の一部を切断して開
磁路面を設けいわゆるガツトコアを形成すると、積層方
向と直焚する切断面よりなる開磁路面における磁束の乱
れによると考えられる異常うず電流損失Ｗａが増大し、
この鉄損の増加率は周波数ｆが高い根太きくなるという
問題があった。例えは、最近開発ちれた非晶質磁性体は
数１００ＫＨｚの高周波領域までフェライトよりも鉄損
が少ないので、２個のカットコアを組合せた有千ヤツ′
５績層磁心への応用が考えられているが、千セツづのな
い閉磁路磁心における鉄損が少ないにも拘らず第２図（
ａ）に示すように非晶質磁性体の帯状薄膜を巻回して積
層した積層磁心翰を同図（ｂ）のように切断して同図（
ｃ）のように千セツプ（Ｇ）を形成した場合において鉄
損が逆に多くなるという問題があった。

すなわち、切断しない閉磁路磁心において、動作磁束密
度Ｂｍが３　Ｋ　Ｇ−、’、、周波数ｆが２０Ｋ）（ｚ
の場合、Ｍｎ−Ｚｎフェライトを用いた磁心（５）の鉄
損が２００　ｍＷ％ｃｃであるのに対して磁歪ゼＤの］
バルト系非晶質磁性体を用いた積ｌ−磁心（イ）の鉄損
は５０　ｍＷ／ｃｃであり、鉄損は数分の１となってい
る。ところが、磁路長に対する比率が０．００５程度の
エアｆ１７ツづ（Ｇ）を設けた有千ヤツプ積層磁心（４
）′において、非晶質磁性体を用いたものの鉄損がフェ
ライトを用いたものの鉄損の２倍以上となった。なお、
動作磁束密度Ｂｍおよび周波数が一類の条件下では、ｆ
ｐツづを設けることによって励磁電流が大きくなって銅
損が増加するが、鉄損の増力Ｕはないというのが通説で
あった。しかしながら、実際にこのような鉄損の増加が
生じる理由は以−ドのように考えられる。すなわち、切
断面であるところの開磁路面において板面に垂直な磁束
成分が生じ、一方、開磁路部近傍でスパイク磁区や還流
磁区が発生することにより磁区構造が変化し、磁化過程
における磁壁移ｍＪ様式や磁壁数に影響し、異常うず電
流損失Ｗａを大きくしていると考えられる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、切断面
よりなる開磁路面を有する場合における異常うす電流損
失を低減して鉄損を少くすることを目的とするものであ
る。

〔発明の開示〕

（構　成） 第５図は本発明の構成を示すもので、（１）は一部に切
断面よシなる開磁路面（ｌａ　）を有し高透磁率の磁性
体、薄、・板にて形成される槓ノー磁心本体であシ、こ
の積層磁心本体＋１１は非晶質磁性体、パーマ０イ、ケ
イ素鋼板、電磁軟鉄、セシタストのうちの一種にて形成
される。（２）は電気抵抗および透磁率が高い磁性体片
であシ、積層磁心本体（１）の開磁路面（１ａ）に接し
て配設され、開磁路面（１ａ）と平行な対向端面が非切
断面となっている。この磁性体片（２）はフェライトあ
るいは粉末状の磁性体を合成樹方言中に分散した複合樹
脂磁性体にて形成される。

いま、電気抵抗が大きくうず電流損失の発生が少ない磁
性体片（２）を積層磁心本体（１１の開磁路面（ｌａ）
すなわち有甲ヤツづ積層磁心（５）“の相対向する端面
にそれぞれ密着させ、磁性体片（２）間に千セップ（Ｇ
）を形成しておシ、しかも、甲セツづ（Ｇ）は非切断面
にて形成されているので、積層磁心（３）“の干セツプ
部周辺での磁束の曲りや磁区構造の乱れが磁性体片（２
）内にもたらされることになシ、一般のうず電流損失Ｗ
ｅおよび異常うず電流損失Ｗａが低減芒れるようになっ
ている。以下、実施例について具体的に祝用する。

（実施例上） 第４図は不発明−実施例を示すもので、リボン巾１０Ｍ
、厚６２５〜凸５μの磁歪ゼロ組成のＣ。

系非晶ａｍ性体（Ｃｏ　−Ｓｉ　−Ｂ系合金）ノ？＃帯
を矩形状に巻回して積層厚が約８−の２個の巻磁心（Ａ
Ｉ）　（Ａ２）を形成し、両巻磁Ｉ−ｒ　（Ａｌ）　（
Ａ２）を歪取り焼鈍後水冷するととｌにより、高周波低
減用熱処理を施し、巻磁心（Ａ１）　（Ａ２）の層間及
び両巻磁心（Ａｌ）（Ａ２）聞に絶縁接着用樹脂を含浸
きぜて一定し、第４図（ａ）　ＶＣ示すように中央部を
切断加工してＦ、型磁心（Ａａ）　（Ａｂ）を形成する
。ここに、実効磁路長７６／ＩＭ　、央効磁路断面績６
４−１磁心体横４．９　ｃｃでおり、ｖＪＴｊｆｒ面を
密着した甲セツづを形成しない状態において動作磁束密
匿ｌＫＧ、周波数５０ＫＨｚの動作条件での鉄損は３０
　ｍＷ／ｃｃであった。このＥ４磁心（Ａａ）（Ａｂ）
の切断面間に０．５ｔｘｍ程度（７）エアーＦセツプ（
Ｇ）を設けてＢ−Ｈルーづの不飽和領域を拡大する場合
における鉄損を測定したところ、鉄損は７５ｍＷ／ｃｃ
　となりエアーｆセツプ（Ｇ）がない場合に比べて倍増
した。そこで、第４図（ｂ）に示すように磁路断面積と
同一面積を有しソフトフェライトよりなる磁性体片（２
）の薄板（厚さ１．５ｍｍ）を切断面よりなる開磁路面
に密着して配設することによシ、甲セツづ（Ｇ）を設け
たこと例よる鉄損増加が軽減された。すなわち、磁性体
片（２）としてＭｎ　−Ｚｎ系フェライト（実効透磁率
ｐｅ＝２０００　ａｔｌ　ＫＧ、５０ＫＨ２）を用いた
場合の鉄損は４２ｍＷどｅｅＮｉ−Ｚｎ系フェライト（
７ｇ＝３５０ａｔｌＫ　Ｇ、　　５０ＫＨｚ）を用いた
場合の鉄損は５０　ｍＷ／ｃｃ、　Ｔ　ｌ：ｒυ、高透
磁率のものの方が千Ｐツラ（Ｇ）による鉄損壇〃口の軽
減効果が測いことがわかる。なお、第５図は磁性体片（
２）の配設位置による鉄損増加の軽減効果の変化を確認
するだめの実験方法を示しておシ、第５図（ｃ）では軽
減効果は得られず、同図（ｂ）では多少の効果が得られ
、同図（ａ）で最も犬＠な幼果が得られる。

（実施例２） 前記実施例１と同様の構成において、磁歪ゼロ組成のＱ
系非晶寅磁性体（Ｃｏ　−Ｓｉ　−Ｂ系合金）をａ械的
に粉砕して磁性体の粉末を形成し、この磁性体粉末を甘
酸樹脂中に分散させることにょシミ気抵抗の尚い複合磁
性体を形成し、この複合磁性体を用いて磁性体片（２）
をノビ成した。ここに、合成樹脂はフェノール樹脂でる
り、フェノール樹脂の体積比を５０％としており、この
ようにして得られた複合磁性体の実効透磁率μｅは４５
である。

い筐、実施例２について前記実施例と同一の条件で鉄損
のｄ（ＩＩ建を行った結果、鉄損は６５　ｍＷ／ｃｃと
なり、鉄損増加の軽減効果が認められた。

第６図は上記実施例１．２の磁性体片（２）の材質につ
いて、−１！ヤツプ（Ｇ）と鉄損の軽減効果を足性的に
示す図であり、図から男らがなように磁性体片（２）の
？？Ｌ磁率が品い程鉄損の軽減効果が大きく、丑だｆ′
ｐツブし）が長くなるほど効果が大であることがわかる
。失踪、第７図に示すように完全な解放磁路をＭするＩ
型績層磁心（Ａ工）の端面に磁性体片（２）を設けた場
合においても、大きな鉄損の軽減効果が得られることが
確認できており、また、第８層磁心（ＡＣ）の場合にお
いても、大きな鉄損の軽減効果が得られることが確認で
きた。

（実施例３） 第９図はさらに別の実施例を示すものであり、非晶質磁
性体（Ｆｅ４０　Ｎｉ　３８　Ｍｏ４Ｂ１８．２ａ２ａ
ｍｇ。

アライドケミカル社製）の薄帯を償円形に巻取り性体の
粉床を合成樹脂にて固めたタストコア（μ＝１６．５、
東京電気化学社袈）よりなる磁性体片ｔ２）を間怖し、
コイル（図示せず）を巻装してチョークコイルを形成し
たものであり、甲ヤ゛ンづＣ）および磁性体片（２）の
透磁率を適当に股建することにより所望のインタフタン
スを得るようにしたものである。

いま、磁性体片（２）を間挿せずに、単なるエア干セッ
プを形成した場合におけるチョークコイルの鉄Ｍｔｄ＋
、ｏｗ　（ＪｆｉＪ波数５０ＫＨｚ、電ｍ、０　、３Ａ
　Ｋおいて、Ｕ−関数訂を用いて測定）であるが、実施
例にめっては２．０Ｗとなシ、−ｆｔ’ツブ（Ｇ）によ
る鉄損が大巾に軽減できることになる。なお、非晶質磁
性体としては上記のものの他にＦｅ７．９Ｂ１６　Ｓｉ
　５、Ｆｅ７ａＢ１３Ｓｉ９％　Ｃ０７５Ｂ１５Ｓｉ１
ｏ＼Ｃｏ７４Ｆｅ６Ｂ２ｏ（いずれもアライドケミカル
社製）があり、非晶質磁性体に変わる冒透磁率金編磁性
体としてはパーマ０イ、クロムパーマロイ、七すプデシ
パーマＯイ、ミューメタル、ハイパーニック、ニツカＯ
イ、七二マツク人スーパーマ０イなどがめる。

（−Ａｈ画例４） 第１０図はさらに別の実施例を示すよう忙、針状の非晶
質磁性体？）（例えばＣ０７５Ｂ□５Ｓｉよｏンを低粘
度の樹Ｊ指（−］えは］チバガイ千−社製アラルタイト
ＣＹ２３０；ハードナー１−ＩＹ９５６＝ｌＯＯ：１８
、混合物粘度１５００ｍｐａ（２５℃））に重量比５０
　：　５０で混甘し、磁場印加中で硬化させると、針状
の非晶質磁性体ω）が同一方向を向いた複合磁性体す（
）が得られ、この複合磁性体（社）にて磁性体片（２）
を形成することにより、前記実施例と同様の鉄損軽減効
果が得られる。

いま、実施例では複合磁性体（（）Ｘ方向の平均透磁率
μを５０、ｙ、、Ｚ方向の抵抗率を１０６Ωｍよりも大
としており、周波数２０ＫＨｚ、電流０．５Ａの正弦波
に対する鉄損を測定したところ２．５Ｗとなり、鉄損の
軽減効果が得られた。

なお、磁性体片（２）としては、主磁路に直角方向（ｙ
、ｚ方向）の抵抗率が大きく、主磁路に平行な方向（Ｘ
方向）の透磁率が１００以下でかつ動作磁束密度で飽和
しない複合磁性体（６）を用いることが望ましい。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、一部に切断面よりなる開磁路面
を有し高透磁率の磁性体薄板にて形成場れる積層磁心本
体と、該開磁路面に接して配役式れ開磁路面と平行な対
向端面が非切断面で゛嘔気抵抗および透磁率が高い磁性
体片とよジなシ、開磁路面に接して配設された磁性体片
によって開磁路面部分の磁束の曲り又磁区構造の乱れに
起因する異常うず電流損失が低減でき、４Ｐツづを形成
した場合にあっても鉄損増加が少ない磁心を提供できる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は鉄損の周波数特性を示す図、第２図（ａ）〜（
ｃ）は従来例の製造過程を示す斜視図、第５図（ａ）（
ｂ）は本発明の構成を示す斜視図、第４図ｆａ）　（ｂ
）は本発明一実施例の製造過程を示す図、第５図および
第６図は同上の動作説明図、第７図および第８図はそれ
ぞれ他の実施例を示す図、第９図はさらに別の実施例の
斜視図、第１０図はさらに別の実施例の要部斜視図であ
る。 （１）は磁心本体、（２）は磁性体片でおる。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第３図 第５図 第６図 第８図 第７図 第９図 し 第１０図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和５８年特許願第８４３７６号 ２、発　明　の名称 磁心 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　許出願人 住　　所　　大阪府門真市太字門真１０４８番地名　称
　（５８３）松下電工株式会社 代表者小　林　　郁 ４、代理人 訂　　　　正　　　　書 願書番号　　特願昭５８−８４３７６号１、本願の特許
請求の範囲を以下のように訂正致します。 ［（１）一部に切断面よりなる開磁路面を有し高透磁率
の磁性体薄板にて形成される積層磁心本体と、該開磁路
面に接して配設され開磁路面と平行な対向端面が非切断
面で電気抵抗および透磁率が高い磁性体片とよりなる磁
心。 （２）前記積層磁心本体を、非晶質磁性体、パーマ０イ
、ケイ素鋼板、電磁軟鉄、センタストのうちの少くとも
一種にて形成して成る特許請求の範囲第１項記載の磁心
。 （３）前記磁性体片をフェライトにて形成して成る特許
請求の範囲第１項記載の磁心。 （４１）ｍ記磁性体片を磁性体の粉末あるいは細片を合
成樹脂中に分散した複合磁性体傾て形成して成る特許請
求の範囲第１項記載の磁心。」２、同上節２頁１０行目
の全文を削除し、以下の文を挿入致します。 「なっており、１サイクル当りのしステリシス損失Ｗ／
ｈは周波数ｆが」 ３、同上箱３頁１行目の＋１）　ｆ！５式を以下のよう
に訂正致します。 ４、同上第６頁５行目の「うちの」の次に「少くとも」
を挿入致します。 ５、同上節７頁５行目の「２５〜３５」を「２５」と訂
正致します。 ６、同上同頁９行目の全文を削除し、以下の文を挿入致
します。 「銃後水冷する、いわゆる高周波鉄損を低減させる熱処
理」 ７、添付図中第１図を別紙のように訂正致し捷す。 代理人　弁理士　　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一部に切断面よシなる開磁路面を有し高透磁率の
   磁性体薄板にで形成でれる積層磁心不休と、該開磁路面
   に接して配設され開磁路面と平行な対向端面が非切断面
   で電気抵抗および透磁率が尚い磁性体片とよ、！ｌｌｌ
   なる磁心。 １２１１ＪｆＪ　Ｓ己槓層磁心本体を、非晶質磁性体、
   パーマ、　　　　０イ、ケイ素鋼板、電磁軟鉄、センタ
   ストのうちの一棟にて形成して収る特許請求の範囲第１
   項記載の磁心。 １３１前ｉ己磁任体片をフェライトにて形成して成る特
   、７ｆ請求の範囲第１項記載の磁心。 成樹脂中に分散した複合磁性体にて形成して成る特許請
   求の範囲第１項記載の磁心。