(57)【要約】【課題】飽和磁束密度が高く、かつ、透磁率の高いＮｉ系フェライトを提供する。【解決手段】  電力線通信用伝送トランスの磁心２０を構成するＮｉ系フェライトは、Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯが１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下、ＣｕＯが０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下、ＮｉＯが１９ｍｏｌ％以上の基本組成からなり、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で３０％以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯが１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下、ＣｕＯが０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下、ＮｉＯが１９ｍｏｌ％以上の基本組成からなり、
焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で３０％以下である、Ｎｉ系フェライト。
【請求項２】
前記焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で２０％以下である、請求項１に記載のＮｉ系フェライト。
【請求項３】
前記Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１または２に記載のＮｉ系フェライト。
【請求項４】
前記Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は、５μｍ以上１０μｍ以下である、請求項３に記載のＮｉ系フェライト。
【請求項５】
Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯが１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下、ＣｕＯが０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下、ＮｉＯが１９ｍｏｌ％以上の基本組成からなり、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で３０％以下であるＮｉ系フェライトからなる、電力線通信用伝送トランスの磁心。
【請求項６】
前記Ｎｉ系フェライトは、５ｍｍ以上の肉厚を有する、請求項５に記載の電力線通信用伝送トランスの磁心。
【請求項７】
前記Ｎｉ系フェライトの焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で２０％以下である、請求項５または６に記載の電力線通信用伝送トランスの磁心。
【請求項８】
前記Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の電力線通信用伝送トランスの磁心。
【請求項９】
前記Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は、５μｍ以上１０μｍ以下である、請求項８に記載のＮｉ系フェライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｎｉ系フェライトおよびそれを用いた電力線通信用伝送トランスの磁心に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ブロードバンドなどに用いられる高速通信用の電子機器には、信号伝送用の伝送トランスが設けられている。これらの伝送トランスの磁心には、良好な直流重畳特性を有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトがよく用いられている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは、比抵抗が１０Ωｍ程度と極めて小さいので、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトからなる大型の磁心の場合、信号の周波数が高くなればなるほど表皮効果の影響が大きくなるという不都合がある。このため、既存の電力線により文字、画像および音声の伝送を行う場合に必要な数１０ｍｍ以上の直径を有する電力線に適用される大型の伝送トランスの磁心として、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを用いることは困難である。特に、高速通信に必要な高周波（たとえば、２ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ）の信号を伝送する場合には、表皮効果の影響がより大きくなるため、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを高速電力線通信を行うための伝送トランスの磁心として用いることは非常に困難である。そこで、従来、比抵抗が１０６Ωｍと大きく、かつ、表皮効果が小さいＮｉ系フェライトにより、電力線通信用伝送トランスの磁心を構成することが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の一般的なＮｉ系フェライトは、飽和磁束密度が低く、かつ、透磁率が小さいので、Ｎｉ系フェライトからなる磁心を用いた伝送トランスでは、信号の減衰が大きくなるという問題点がある。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、飽和磁束密度が高く、かつ、透磁率の高いＮｉ系フェライトを提供することである。
この発明のもう一つの目的は、飽和磁束密度が高く、かつ、透磁率の高いＮｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心を提供することである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９６６３２号公報
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するために、本願発明者が鋭意検討した結果、Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯが１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下、ＣｕＯが０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下、ＮｉＯが１９ｍｏｌ％以上の基本組成からなり、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で３０％以下にすることによって、飽和磁束密度を高めて透磁率を高めるとともに、透磁率の変化が少ないＮｉ系フェライトを作製することができることを見出した。すなわち、この発明の第１の局面によるＮｉ系フェライトは、Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯが１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下、ＣｕＯが０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下、ＮｉＯが１９ｍｏｌ％以上の基本組成からなり、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で３０％以下である。
【０００７】
この第１の局面によるＮｉ系フェライトでは、上記のように、ＮｉＯの含有量を１９ｍｏｌ％以上にし、かつ、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で３０％以下にすることによって、飽和磁束密度を高めることができるとともに、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率の低下を抑制することができるので、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率の変化量を小さくすることができる。すなわち、第１の局面では、ＮｉＯの含有量を１９ｍｏｌ％以上にすることにより飽和磁束密度を高めて交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率の低下を抑制することができるとともに、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で３０％以下にすることにより結晶粒径が５μｍ以下の小さい結晶を減少させて磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることによっても交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率の低下を抑制することができるので、これらの相乗効果により、交流バイアス磁界を印加したときの透磁率の変化量を小さくすることができる。これにより、本発明のＮｉ系フェライトからなる磁心を有するトランスでは、交流電源を用いて安定して信号を伝送することができる。なお、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を４８ｍｏｌ％以上にすることによって、飽和磁束密度を高めることができるので、これによっても、交流バイアス磁界を印加した時の高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率の低下を抑制することができる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を５０ｍｏｌ％以下にすることによって、保磁力を低下させることができるので、これによっても、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率の低下を抑制することができる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を５０ｍｏｌ％以下にすることによって、比抵抗を高めることができる。これにより、表皮効果の影響を抑制することができるので、大型の磁心においても高周波の信号を伝送することができる。また、ＺｎＯの含有量を１０ｍｏｌ％以上にすることによって、初期透磁率を高めることができるので、このＮｉ系フェライトからなる磁心にギャップを形成した場合にも実効透磁率を高めることができるとともに、信号伝送の伝送効率を高めることができる。また、ＺｎＯの含有量を３３ｍｏｌ％以下にすることによって、キューリー温度を高めることができるので、実用性を高めることができる。また、ＣｕＯの含有量を１２ｍｏｌ％以下にすることによって、飽和磁束密度を高めることができる。
【０００８】
上記第１の局面によるＮｉ系フェライトにおいて、好ましくは、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で２０％以下である。このように構成すれば、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の小さい結晶をより減少させることができるので、Ｎｉ系フェライトの磁化を妨げる結晶粒界の数をより減少させることができる。これにより、交流バイアス磁界を印加した時の高いバイアスレベルでの透磁率の低下をより抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面によるＮｉ系フェライトにおいて、好ましくは、Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は５μｍ以上３０μｍ以下である。このように、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を５μｍ以上にすることによって、結晶粒径の小さい結晶を減少させることができるので、Ｎｉ系フェライトの磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることができる。これにより、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率を高めることができる。また、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を３０μｍ以下にすることによって、結晶の異常粒成長を防止することができる。これにより、Ｎｉ系フェライトからなるトランスの磁心が、結晶の異常粒成長に起因して破損するのを抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面によるＮｉ系フェライトにおいて、好ましくは、Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は、５μｍ以上１０μｍ以下である。このようにＮｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径を１０μｍ以下にすれば、結晶の異常粒成長をより防止することができるので、Ｎｉ系フェライトからなるトランスの磁心が、結晶の異常粒成長に起因して破損するのをより抑制することができる。
【００１１】
この発明の第２の局面による電力線通信用伝送トランスの磁心は、Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯが１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下、ＣｕＯが０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下、ＮｉＯが１９ｍｏｌ％以上の基本組成からなり、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で３０％以下であるＮｉ系フェライトからなる。
【００１２】
この発明の第２の局面による電力線通信用伝送トランスの磁心は、上記のように、Ｎｉ系フェライトのＮｉＯの含有量を１９ｍｏｌ％以上にし、かつ、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で３０％以下にすることによって、飽和磁束密度を高めることができるとともに、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率の低下を抑制することができるので、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率の変化量を小さくすることができる。すなわち、第２の局面では、ＮｉＯの含有量を１９ｍｏｌ％以上にすることにより飽和磁束密度を高めて交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率の低下を抑制することができるとともに、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で３０％以下にすることにより結晶粒径が５μｍ以下の小さい結晶を減少させて磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることによっても交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率の低下を抑制することができるので、これらの相乗効果により、交流バイアス磁界を印加したときの透磁率の変化量を小さくすることができる。これにより、本発明の電力線通信用伝送トランスの磁心を有するトランスでは、交流電源を用いて安定して信号を伝送することができる。なお、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を４８ｍｏｌ％以上にすることによって、飽和磁束密度を高めることができるので、これによっても、交流バイアス磁界を印加した時の高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率の低下を抑制することができる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を５０ｍｏｌ％以下にすることによって、比抵抗を高めることができる。これにより、表皮効果の影響を抑制することができるので、大型の磁心においても高周波の信号を伝送することができる。また、ＺｎＯの含有量を１０ｍｏｌ％以上にすることによって、初期透磁率を高めることができるので、電力線通信用伝送トランスの磁心にギャップを形成した場合にも実効透磁率を高めることができるとともに、信号伝送の伝送効率を高めることができる。また、ＺｎＯの含有量を３３ｍｏｌ％以下にすることによって、キューリー温度を高めることができるので、実用性を高めることができる。また、ＣｕＯの含有量を１２ｍｏｌ％以下にすることによって、飽和磁束密度を高めることができる。
【００１３】
上記第２の局面による電力線通信用伝送トランスの磁心において、好ましくは、Ｎｉ系フェライトは、５ｍｍ以上の肉厚を有する。このように５ｍｍ以上の肉厚を有する大型の電力線通信用伝送トランスの磁心の場合にも、上記第２の局面によるＮｉ系フェライトを用いれば、透磁率の変化量を小さくすることができる。
【００１４】
上記第２の局面による電力線通信用伝送トランスの磁心において、好ましくは、Ｎｉ系フェライトの焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積換算で２０％以下である。このように構成すれば、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の小さい結晶をより減少させることができるので、Ｎｉ系フェライトの磁化を妨げる結晶粒界の数をより減少させることができる。これにより、交流バイアス磁界を印加した時の高いバイアスレベルでの透磁率の低下をより抑制することができる。
【００１５】
上記第２の局面による電力線通信用伝送トランスの磁心において、好ましくは、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径は５μｍ以上３０μｍ以下である。このように、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を５μｍ以上にすることによって、結晶粒径の小さい結晶を減少させることができるので、Ｎｉ系フェライトの磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることができる。これにより、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率を高めることができる。また、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を３０μｍ以下にすることによって、結晶の異常粒成長を防止することができる。これにより、電力線通信用伝送トランスの磁心が、結晶の異常粒成長に起因して破損するのを抑制することができる。
【００１６】
上記第２の局面による電力線通信用伝送トランスの磁心において、好ましくは、Ｎｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径は、５μｍ以上１０μｍ以下である。このようにＮｉ系フェライトの焼成後の平均結晶粒径を１０μｍ以下にすれば、結晶の異常粒成長をより防止することができるので、電力線通信用伝送トランスの磁心が、結晶の異常粒成長に起因して破損するのをより抑制することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１８】
本出願では、本発明に対応する実施例として以下の実施例１〜実施例５によるＮｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心を作製するとともに、比較例として以下の比較例１〜比較例５によるＮｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心を作製した。なお、電力線通信用伝送トランスの磁心が電力線通信に用いられる場合、図１に示すように、電力線通信用伝送トランス１０の磁心１および２には、それぞれ、一次コイルに相当する商用電源（交流電源）などを供給するための電力線３および４が通されるとともに、二次コイルに相当するモデム５に接続された信号線６が通される。このような構成を有する電力線通信用伝送トランス１０では、商用電源（たとえば、周波数が５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの交流電源）に乗せて送られる数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波数の信号が電力線３および４から信号線６に伝送される。
【００１９】
［Ｎｉ系フェライトによる電力線通信用伝送トランスの磁心の作製］
（実施例１）
まず、実施例１では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４９．４ｍｏｌ％、ＺｎＯが２７．４ｍｏｌ％、ＮｉＯが２３．２ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合し、８００℃の大気中で３時間仮焼きした。次に、この仮焼きした仮焼粉を、ボールミルによって結晶平均粒径が約１．０μｍになるまで湿式微粉砕した後、乾燥した。次に、乾燥した粉末と、７質量％のポリビニルアルコール溶液との質量比が、１００：１４になるようにポリビニルアルコール溶液を粉末に添加して造粒した後、乾燥して平均粒径が１５０μｍ以下の造粒粉を作製した。次に、この造粒粉を、金型プレスを用いて、１．５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力により、密度が３．１ｇ／ｃｍ３になるまで圧縮して、リング形状に成形した。この成形したものを、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１０μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が２０％となるように、１２５０℃の大気中で３時間焼成した。これにより、図２に示すような、３０ｍｍの外径と２０ｍｍの内径と１２ｍｍの軸方向の長さとを有するリング形状のＮｉ系フェライトからなる実施例１による電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。すなわち、実施例１では、５ｍｍ（＝（３０−２０）／２）の肉厚を有するリング型の磁心２０を作製した。なお、平均結晶粒径と、結晶粒径が５μｍ以下の結晶の円面積換算した面積の含有率とは、鏡面研磨および化学エッチングが施された焼結後の磁心の断面を用いて測定した。また、断面積を円面積換算したとは、結晶粒の断面を円と見なして、断面積を算出することを意味する。
【００２０】
（実施例２）
この実施例２では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４９．７ｍｏｌ％、ＺｎＯが３１．１ｍｏｌ％、ＮｉＯが１９．２ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１０μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が２０％となるように、１２３０℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２１】
（実施例３）
この実施例３では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４８．７ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．５ｍｏｌ％、ＣｕＯが６．１ｍｏｌ％、ＮｉＯが２４．７ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１０μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が２０％となるように、１１５０℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２２】
（実施例４）
この実施例４では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４８．６ｍｏｌ％、ＺｎＯが２３．８ｍｏｌ％、ＣｕＯが６．２ｍｏｌ％、ＮｉＯが２１．５ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１０μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が２０％となるように、１１５０℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２３】
（実施例５）
この実施例５では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４９．２ｍｏｌ％、ＺｎＯが１５．６ｍｏｌ％、ＣｕＯが３．６ｍｏｌ％、ＮｉＯが３１．６ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１０μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が２０％となるように、１１５０℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２４】
（比較例１）
この比較例１では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４８．８ｍｏｌ％、ＺｎＯが３３．２ｍｏｌ％、ＮｉＯが１８．０ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が８μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が３０％となるように、１２００℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２５】
（比較例２）
この比較例２では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４９．８ｍｏｌ％、ＺｎＯが３２．７ｍｏｌ％、ＮｉＯが１７．５ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が７μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が３０％となるように、１２００℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２６】
（比較例３）
この比較例３では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４９．８ｍｏｌ％、ＺｎＯが３２．２ｍｏｌ％、ＣｕＯが５．８ｍｏｌ％、ＮｉＯが１２．１ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１２μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が１０％となるように、１２００℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２７】
（比較例４）
この比較例４では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４８．４ｍｏｌ％、ＺｎＯが３１．５ｍｏｌ％、ＣｕＯが５．８ｍｏｌ％、ＮｉＯが１４．２ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が１０μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が２０％となるように、１１５０℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２８】
（比較例５）
この比較例５では、Ｎｉ系フェライトの主成分組成比のＦｅ２Ｏ３が４９．４ｍｏｌ％、ＺｎＯが２７．４ｍｏｌ％、ＮｉＯが２３．２ｍｏｌ％となるように原料粉末を混合したことと、焼成後の磁心において、平均結晶粒径が７μｍで、かつ、磁心の所定の断面において全結晶粒の断面積に対する結晶粒径が５μｍ以下の結晶の断面積を円面積換算した面積の含有率が４０％となるように、１０５０℃の大気中で３時間焼成したこと以外は、実施例１と同じプロセスを用いて、Ｎｉ系フェライトからなる電力線通信用伝送トランスの磁心２０を作製した。
【００２９】
［飽和磁束密度および透磁率の測定試験］
上記のように作製した実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例５による磁心の飽和磁束密度を測定した。また、実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例５による磁心に一次コイルおよび二次コイルを共に３０回巻いて、交流ＢＨトレーサ（岩崎通信機社製）によりＢｍ＝１００ｍＴのマイナーループを測定した後、１００ｍＴのマイナーループに相当する交流バイアス磁界を印加して、交流バイアス磁界下の透磁率を測定した。その結果を以下の表１および図３に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
上記表１中において、Ｂｍｓは飽和磁束密度を示し、μＭＡＸはマイナーループ中の最大透磁率を示し、μＢＩＡＳ＝０は交流バイアス磁界が０の時の透磁率（以下、基準透磁率という）を示し、μＭＩＮはマイナーループ中の最小透磁率を示している。図３には、実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例５の磁心の飽和磁束密度（Ｂｍｓ）と、最大透磁率と基準透磁率との比（μＭＡＸ／μＢＩＡＳ＝０）および最小透磁率と基準透磁率との比（μＭＩＮ／μＢＩＡＳ＝０）との関係を示した相関図である。以下、表１および図３を参照して、実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例５の飽和磁束密度および透磁率の測定結果について説明する。
【００３２】
表１から明らかなように、実施例１〜実施例５では、ＮｉＯの含有量を１９．２ｍｏｌ％以上にし、かつ、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で２０％にすることによって、実施例１〜実施例５の飽和磁束密度Ｂｍｓ（３７０ｍＴ以上）を比較例１〜比較例４（ＮｉＯの含有量２３．２ｍｏｌ％の比較例５を除く）の飽和磁束密度Ｂｍｓ（３３０ｍＴ以下）よりも高めることができるとともに、比較例１〜比較例５に比べて、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率（最小透磁率μＭＩＮ）の低下を抑制することができるので、実施例１〜実施例５の透磁率の比の差Ａ−Ｂ（０．１９以下）を比較例１〜比較例５の透磁率の比の差Ａ−Ｂ（０．２３以上）よりも小さくすることができる。したがって、実施例１〜実施例５では、比較例１〜比較例５に比べて、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率の変化量を小さくすることができる。すなわち、実施例１〜実施例５では、ＮｉＯの含有量を１９．２ｍｏｌ％以上にすることにより飽和磁束密度Ｂｍｓを高めて交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率（透磁率μＭＩＮ）の低下を抑制することができるとともに、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で２０％にすることにより結晶粒径が５μｍ以下の小さい結晶を減少させて磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることによっても交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率（最小透磁率μＭＩＮ）の低下を抑制することができるので、これらの相乗効果により、交流バイアス磁界を印加したときの透磁率の変化量を小さくすることができる。これにより、実施例１〜実施例５の磁心を有する電力線通信用伝送トランスでは、交流電源を用いて安定して信号を伝送することができる。
【００３３】
また、実施例１〜実施例５では、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を１０μｍにすることによって、結晶粒径の小さい結晶を減少させることができるので、Ｎｉ系フェライトの磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることができる。これにより、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率を高めることができる。また、実施例１〜実施例５では、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を１０μｍにすることによって、結晶の異常粒成長を防止することができる。これにより、Ｎｉ系フェライトからなるトランスの磁心が、結晶の異常粒成長に起因して破損するのを抑制することができる。
【００３４】
［Ｎｉ系フェライトによる電力線通信用伝送トランスのギャップ付き磁心の作製］
（実施例６）
この実施例６では、上記した実施例１と同様のプロセスを用いて、図４に示すような一対の半円筒型の磁心片２１ａおよび２１ｂを作製した。そして、その磁心片２１ａおよび２１ｂの間に設けたギャップにシール材２２ａおよび２２ｂを配置して、１００ｍｍの外径と６０ｍｍの内径と２０ｍｍの軸方向の長さとを有するリング形状であり、かつ、７０Ｈ／ｍの初期実効透磁率を有するリング型の磁心３０を作製した。すなわち、実施例６では、２０ｍｍ（＝（１００−６０）／２）の肉厚を有するリング型の磁心３０を作製した。
【００３５】
（比較例６）
この比較例６では、比較例３と同様のプロセスを用いて、実施例６と同様の磁心片２１ａおよび２１ｂを作製するとともに、その磁心片２１ａおよび２１ｂを用いて、実施例６と同じ形状の磁心を作製した。
【００３６】
（比較例７）
この実施例７では、比較例４と同様のプロセスを用いて、実施例６と同様の磁心片２１ａおよび２１ｂを作製するとともに、その磁心片２１ａおよび２１ｂを用いて、実施例６と同じ形状の磁心を作製した。
【００３７】
上記した実施例６、比較例６および７による磁心片２１ａおよび２１ｂを構成するＮｉ系フェライトの主成分組成、平均結晶粒径、結晶粒径が５μｍ以下の割合および磁心３０の実効透磁率の測定試験の結果を以下の表２に示す。
【００３８】
【表２】
2006298725.tif 000004
【００３９】
［実効透磁率の測定試験］
上記のように作製した実施例６、比較例６および７の磁心に一次コイルおよび二次コイルを共に３０回巻いた状態で、交流バイアス磁界を印加した場合の実効透磁率を測定した。その結果を図５に示す。なお、実効透磁率とは、磁心片２１ａおよび２１ｂと、磁気ギャップとして機能するシール材２２ａおよび２２ｂとを含めた磁心３０の実効的な透磁率のことである。
【００４０】
図５には、実施例６、比較例６および７の磁心に印加されている交流バイアス磁界と実効透磁率との関係が示されている。以下、図５を参照して、実施例６、比較例６および７について説明する。
【００４１】
図５に示すように、実施例６、比較例６および７の最大透磁率は、それぞれ、９．３×１０−５Ｈ／ｍ、９．３×１０−５Ｈ／ｍ、９．２×１０−５Ｈ／ｍとほぼ同じ値を示した。その一方、ＮｉＯの含有率が２３．２ｍｏｌ％と高く、かつ、５μｍ以下の結晶の含有率が面積比率で２０％である実施例６の最小透磁率は４．５×１０−５Ｈ／ｍと高かったのに対し、ＮｉＯの含有率が１５ｍｏｌ％以下と低く、かつ、５μｍ以下の結晶の含有率が面積比率で１０％および２０％である比較例６および７の最小透磁率は、それぞれ、３．４×１０−５Ｈ／ｍおよび１．３×１０−５Ｈ／ｍと低かった。すなわち、実施例６では、交流バイアス磁界（交流電流）の変化に伴う透磁率の変化量（９．３×１０−５−４．５×１０−５＝４．８×１０−５Ｈ／ｍ）が小さいのに対し、比較例６および７では交流バイアス磁界（交流電流）の変化に伴う透磁率の変化量（９．３×１０−５−３．４×１０−５＝５．９×１０−５Ｈ／ｍおよび９．２×１０−５−１．３×１０−５＝７．９×１０−５Ｈ／ｍ）が大きいことがわかった。この結果から、磁気ギャップを設けた磁心の場合にも、ＮｉＯの含有率を１９ｍｏｌ％以上（２３．２ｍｏｌ％）にし、かつ、５μｍ以下の結晶の含有率を２０％以上にすることによって、交流バイアス磁界を印加した時の実効透磁率の変化量を小さくすることができるので、交流電源を用いて安定して信号を伝送することができることがわかった。
【００４２】
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４３】
たとえば、上記実施例１〜実施例６では、Ｎｉ系フェライトの結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積比率で２０％である例を示したが、本発明はこれに限らず、Ｎｉ系フェライトの結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率が面積比率で３０％以下になるようにすればよい。このように、焼成後の結晶粒径が５μｍ以下の結晶の含有率を面積換算で３０％以下にすることにより、結晶粒径が５μｍ以下の小さい結晶を減少させて磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることができるので、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベルでの透磁率の低下を抑制することができる。これにより、交流バイアス磁界を印加したときの透磁率の変化量を小さくすることができる。
【００４４】
また、上記実施例１〜実施例６では、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径が１０μｍである例を示したが、本発明はこれに限らず、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径が５μｍ以上３０μｍ以下であればよい。このように、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を５μｍ以上にすることによって、結晶粒径の小さい結晶を減少させることができるので、Ｎｉ系フェライトの磁化を妨げる結晶粒界の数を減少させることができる。これにより、交流バイアス磁界を印加した時の透磁率を高めることができる。また、Ｎｉ系フェライトの平均結晶粒径を３０μｍ以下にすることによって、結晶の異常粒成長を防止することができる。これにより、Ｎｉ系フェライトからなるトランスの磁心が、結晶の異常粒成長に起因して破損するのを抑制することができる。
【００４５】
また、上記実施例１〜実施例６では、ＮｉＯの含有量を１９．２ｍｏｌ％以上に設定したが、本発明はこれに限らず、ＮｉＯの含有量は、１９ｍｏｌ％以上であれば同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、上記実施例１〜実施例６では、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を４８．６ｍｏｌ％〜４９．７ｍｏｌ％に設定したが、本発明はこれに限らず、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を４８ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下に設定すればよい。このようにＦｅ２Ｏ３の含有量を４８ｍｏｌ％以上にすることによって、飽和磁束密度Ｂｍｓを高めることができるので、これによっても、交流バイアス磁界を印加した時の高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率（最小透磁率μＭＩＮ）の低下を抑制することができる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を５０ｍｏｌ％以下にすることによって、保磁力を低下させることができるので、これによっても、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率μＭＩＮの低下を抑制することができる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を５０ｍｏｌ％以下にすることによって、保磁力を低下させることができるので、これによっても、交流バイアス磁界を印加したときの高いバイアスレベル（高い磁束密度）での透磁率の低下を抑制することができる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を５０ｍｏｌ％以下にすることによって、比抵抗を高めることができる。これにより、表皮効果の影響を抑制することができるので、５ｍｍ以上の肉厚を有する大型の磁心においても高周波の信号を伝送することができる。
【００４７】
また、上記実施例１〜実施例６では、ＺｎＯの含有量を１５．６ｍｏｌ％〜３１．１ｍｏｌ％に設定したが、本発明はこれに限らず、ＺｎＯの含有量を１０ｍｏｌ％以上３３ｍｏｌ％以下に設定すればよい。このようにＺｎＯの含有量を１０ｍｏｌ％以上にすることによって、初期透磁率を高めることができるので、磁心にギャップを形成しても実効透磁率を高めることができるとともに、信号伝送の伝送効率を高めることができる。また、ＺｎＯの含有量を３３ｍｏｌ％以下にすることによって、キューリー温度を高めることができるので、実用性を高めることができる。
【００４８】
また、上記実施例１〜実施例６では、ＣｕＯの含有量を０ｍｏｌ％〜６．２ｍｏｌ％に設定したが、本発明はこれに限らず、ＣｕＯの含有量を０ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下に設定すればよい。このようにＣｕＯの含有量を１２ｍｏｌ％以下にすることによって、飽和磁束密度を高めることができる。
【００４９】
また、上記実施例１〜実施例６では、５ｍｍおよび２０ｍｍの肉厚を有する磁心の例を示したが、本発明はこれに限らず、５ｍｍ以上の他の肉厚を有する大型の磁心にも適用することが可能である。
【００５０】
また、上記実施例１〜実施例６では、円筒形状の磁心の例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、リング形状に形成した磁心を、外周刃切断装置などを用いて切断することによって、磁心の外形を六角形や四角形の形状にしてもよい。このような形状にすることで、磁心が転がりにくくなり、かつ、位置合わせが容易になるので、磁心の取り付けが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例による、電力線通信用伝送トランスの一例を示す斜視図である。
【図２】実施例１〜実施例５および比較例１〜５の電力線通信用伝送トランスの磁心を示す斜視図である。
【図３】実施例１〜実施例５および比較例１〜５に対して測定した飽和磁束密度と透磁率の比との関係を示す相関図である。
【図４】実施例６、比較例６および７による電力線通信用伝送トランスのギャップ付き磁心を示す斜視図である。
【図５】実施例６、比較例６および７に対して測定した交流バイアス磁界と実効透磁率との関係を示す相関図である。
【符号の説明】
【００５２】
１、２、２０、３０      磁心
３、４      電力線
５          モデム
６          信号線
１０        電力線通信用伝送トランス
２１ａ、２１ｂ    磁心片
２２ａ、２２ｂ    シール材
【図１】
2006298725.tif 000005
【図２】
2006298725.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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