(57)【要約】 【課題】  部品点数が削減された、価格が安い、安定した直流重畳特性を有する複合型磁芯およびそれを用いた線輪部品を得る。【解決手段】  磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生するリングコア２を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成されたドラム型チョークコイルであって、前記リングコア２は、その材質を、フェライト系マグネット材料とし、前記フェライト系マグネット材料は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物とし、前記リングコア２からのバイアス磁界の方向は、巻線３に通電される直流電流による中芯１ａの磁界の方向と逆方向である線輪部品とする。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成された磁芯とする複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、その材質を、フェライト系マグネット材料とすることを特徴とする複合型磁芯。
【請求項２】
前記磁界を発生する磁芯部は、フェライト系マグネット材料の粉末をプレスし、焼結された焼結体、あるいは、フェライト系マグネット材料の粉末とバインダとの混合体を形成して固化したものであることを特徴とする請求項１に記載の複合型磁芯。 
【請求項３】
前記フェライト系マグネット材料は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物か、またはバリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト等のフェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料等の軟磁性材料との混合物であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の複合型磁芯。   
【請求項４】
前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、リングコアとすることを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載の複合型磁芯。
【請求項５】
前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、ドラムコアの円板部分とすることを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載の複合型磁芯。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の複合型磁芯と、巻線とで構成される線輪部品であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部からの磁界の軟磁性材料内での方向は、前記巻線に通電される直流電流による磁界の軟磁性材料内での方向と、逆方向であることを特徴とする線輪部品。 
【請求項７】
磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成された磁芯とする複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、フェライト系マグネット材料と、軟磁性材料とが合体して構成され、お互いにバイアス磁界の方向と垂直の方向にて密着されたことを特徴とする複合型磁芯。
【請求項８】
前記フェライト系マグネット材料は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物であり、前記軟磁性材料は、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料とすることを特徴とする請求項７に記載の複合型磁芯。   
【請求項９】
前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、リングコアとすることを特徴とする請求項６または８のいずれかに記載の複合型磁芯。
【請求項１０】
前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、ドラムコアの円板部分とすることを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の複合型磁芯。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれかに記載の複合型磁芯と、巻線とで構成される線輪部品であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部からの磁界の軟磁性材料内での方向は、前記巻線に通電される直流電流による磁界の軟磁性材料内での方向と、逆方向であることを特徴とする線輪部品。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として携帯端末、電源機器などに使用されるのに好適な、複合型磁芯およびそれを用いた線輪部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
チョークコイル用及びトランス用の磁芯を用いた線輪部品には、良好な直流重畳特性が求められており、高周波用の磁芯にはフェライトや圧粉磁芯が使用されている。フェライト磁芯は初透磁率が高く飽和磁束密度が小さい、圧粉磁芯は初透磁率が低く飽和磁束密度が高い、という材料物性に由来した特徴がある。従って、圧粉磁芯はトロイダル形状で用いられることが多く、フェライトは例えばＥ型コアの中足にギャップを挿入してＥＥコアで用いられることが多い。
【０００３】
しかし、近年の電子機器の小型化要請に伴う線輪部品の小型化の要求により、より大きな重畳磁界における、より高い透磁率が強く求められている。一般に、直流重畳特性を向上させるためには、飽和磁化の高い磁芯を選択する事、つまり高磁界で磁気飽和しない磁芯の選択が必須とされている。しかし、飽和磁化は材料の組成で必然的に決まるものであり、無限に高く出来るものではない。そのため、従来の直流重畳特性を向上させる手段は、わずかな飽和磁化の向上に多大な労力が費やされていたが、線輪部品の直流重畳特性は期待されている程伸びていないのが現状であった。
【０００４】
その解決手段として、磁路の一個所以上にギャップを開け、そのギャップに永久磁石を挿入する事が従来から検討されてきた。この方法は、直流重畳特性を向上させるには優れた方法であるが、一方で金属焼結磁石を用いると線輪部品の磁芯のコアロスの増大が著しく、またフェライト磁石を用いると重畳特性が安定しないなど、とても実用に耐え得るものではなかった。例えば、特許文献１では、永久磁石として保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド磁石を挿入する線輪部品について、示されており、直流重畳特性が改善されたことが示されている。
【０００５】
図９は、従来の希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド磁石を挿入した、ＥＩ型のチョークコイルの説明図である。図９に示すように、従来のＥＩ型のチョークコイルは、Ｅ型コア７と、Ｉ型コア８と、サマリウムコバルト磁石６と、巻線９とで構成されている。ここで、サマリウムコバルト磁石６は、図９に示すように着磁されている。前記サマリウムコバルト磁石６が発生するバイアス磁界の、Ｅ型コア７の中芯７１内の方向は、前記巻線９に貫通される直流電流による磁界の方向と逆方向になるように設定されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５０−１３３４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド磁石をギャップに挿入した線輪部品は、以下の問題点があった。
（１）ボンド磁石に希土類磁石粉末を用いるため、希土類磁石粉末の価格が高く、そのため、線輪部品の価格も高くなるという問題点があった。
（２）磁芯としては、フェライト材料でのＥ型コアの中芯にギャップを付けた、ギャップ付きのＥ型コアと、Ｉ型コアと、ボンド磁石とで構成され、部品点数が３点となり、部品点数が多いという問題点があった。   
【０００８】
従って、本発明の課題は、部品点数が削減された、価格が安いマグネット材料を用いて、安定した直流重畳特性を有する複合型磁芯およびそれを用いた線輪部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の複合型磁芯は、磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成された磁芯とする複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、その材質を、フェライト系マグネット材料とする複合型磁芯である。  
【００１０】
また、本発明の複合型磁芯は、前記磁界を発生する磁芯部を、フェライト系マグネット材料の粉末をプレスし、焼結された焼結体、あるいは、フェライト系マグネット材料の粉末とバインダとの混合体を形成して固化したものとする複合型磁芯である。 
【００１１】
また、本発明の複合型磁芯は、前記フェライト系マグネット材料を、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物とするか、またはバリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト等のフェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料等の軟磁性材料の混合物とする複合型磁芯である。   
【００１２】
前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、リングコアとする複合型磁芯である。
【００１３】
前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、リングコアの円板部分とする複合型磁芯である。
【００１４】
また、本発明は、前記の複合型磁芯と、巻線とで構成される線輪部品であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部からの磁界の軟磁性材料内での方向は、前記巻線に通電される直流電流による磁界の軟磁性材料内での方向と逆方向の線輪部品である。
【００１５】
また、本発明の複合型磁芯は、磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成された磁芯とする複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、フェライト系マグネット材料と、軟磁性材料とが合体して構成され、お互いにバイアス磁界の方向と垂直の方向にて密着された複合型磁芯である。
【００１６】
また、本発明は、前記フェライト系マグネット材料を、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物とし、また、前記軟磁性材料は、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料とする複合型磁芯である。   
【００１７】
また、本発明は、前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、リングコアとする複合型磁芯である。
【００１８】
また、本発明は、前記複合型磁芯は、ドラムコアとリングコアとを組み合わせた外形が円柱状の複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、ドラムコアの円板部分とする複合型磁芯である。
【００１９】
また、本発明は、前記の複合型磁芯と、巻線とで構成される線輪部品であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部からの磁界の軟磁性材料内の方向は、前記巻線に通電される直流電流による磁界の軟磁性材料内の方向と逆方向の線輪部品である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、部品点数が削減された、価格が安いマグネット材料を用いて、安定した直流重畳特性を有する複合型磁芯およびそれを用いた線輪部品を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成された複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、その材質を、フェライト系マグネット材料とする複合型磁芯である。ここで、前記軟磁性材料は、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料を用いる。
【００２２】
また、前記磁界を発生する磁芯部を、フェライト系マグネット材料の粉末をプレスし、焼結された焼結体とするか、あるいは、フェライト系マグネット材料の粉末とバインダとの混合ペーストを成形して固化したものとしている。ここで、混合ペーストを固化するための手段として加熱処理等が用いられる。 
【００２３】
また、本発明は、磁路の少なくとも一個所以上に、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部を有し、他の磁路は、軟磁性材料にて構成された複合型磁芯であって、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部は、フェライト系マグネット材料と、軟磁性材料とが、磁束の方向と垂直の方向にて密着された複合型磁芯である。
【００２４】
前記フェライト系マグネット材料は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物とするか、あるいは前記フェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎフェライト材料等の軟磁性材料との混合物としている。
【００２５】
前記複合型磁芯と巻線とで線輪部品が構成される。ここで、前記材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部からの軟磁性材料内の磁界の方向は、前記巻線に通電される直流電流による磁界の方向と逆方向となるように調整される。これによって、直流値の範囲が広い直流重畳特性が得られる。 
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１によるポット型のチョークコイルの説明図である。図１（ａ）は、上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ断面図である。図１のポット型のチョークコイルは、ドラムコア１と、リングコア２と、巻線３とで構成されている。ここで、ドラムコア１は、中芯１ａと、円板部２ａとで構成されており、前記円板部２ａの内側に、巻線３と、リングコア２とが装着されている。
【００２７】
ここで、リングコア２は、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部であって、その材質を、フェライト系マグネット材料としている。前記フェライト系マグネット材料は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト等のフェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料等の軟磁性材料との混合物としている。ここで、リングコア２からは、図示のようなバイアス磁界が発生している。
【００２８】
ここで、前記巻線３に通電される直流電流によるドラムコア１の中芯１ａ内に発生する磁界の方向と、リングコア２からのバイアス磁界で中芯１の内に発生するバイアス磁界の方向とは逆になるように調整されている。
【００２９】
図８は、本発明の実施例のチョークコイルと従来のチョークコイルとの直流重畳特性の比較図である。図８に示すように、本発明のフェライト系マグネット材料を使用したチョークコイルは、従来のサマリウムコバルト磁石材料を用いたチョークコイルと、ほぼ同等の直流重畳特性を示している。
【実施例２】
【００３０】
図２は、本発明の実施例２によるポット型のチョークコイルの説明図である。図２（ａ）は、上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢＢ断面図である。図２のポット型のチョークコイルは、ドラムコア１と、リングコア２と、巻線３とで構成されている。ここで、ドラムコア１は、中芯１１ａと、円板部１１ｂとで構成されており、前記円板部１１ｂの内側に、巻線３と、リングコア２とが配置される。
【００３１】
図２のポット型のチョークコイルは、ドラムコア１１と、リングコア２１と、巻線３１とで構成されている。ここで、ドラムコア１１は、中芯１１ａと、円板部１１ｂとで構成されており、前記円板部１１ｂの外側に、リングコア２１が配置されている。リングコア２１は、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部であって、フェライト系マグネット部４と、軟磁性材料部５とが、磁束の方向と垂直の方向にて密着された構成である。
【００３２】
前記フェライト系マグネット部４は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物であり、前記軟磁性材料は、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料とする。また、前記フェライト系マグネット部４は、その着磁方向は、その発生する磁界の方向が、前記巻線３１に通電される直流電流による磁界の方向と、逆方向となるように着磁されている。
【実施例３】
【００３３】
図３は、本発明の実施例３によるポット型のチョークコイルの説明図である。図３（ａ）は、組立図であり、図３（ｂ）は、断面図である。図３のポット型のチョークコイルは、ポットコア１００と、円板状コア２００と、巻線３２とで構成されている。円板状コア２００には、中心部に中空部があり、ポットコア１００の中芯が、前記中空部に装着されて、全体としてポット型の磁芯が構成されている。
【００３４】
円板状コア２００は、材質自身に起因して、磁界を発生する磁芯部であって、その材質をフェライト系マグネット材料とし、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物としている。また、着磁方向は、径方向（図のごとく）であって、所定のバイアス磁界を得ている。
【実施例４】
【００３５】
図４は、本発明の実施例４によるポット型のチョークコイルの説明図である。図４（ａ）は、組立て図であり、図４（ｂ）は、断面図である。図４に示すように、ポット型のチョークコイルは、筒型コア３００と、凸型円板状コア４００と、巻線３３とで構成されている。筒型コア３００は、ストロンチュームフェライト等のフェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料の軟磁性材料との混合物である。
【００３６】
また、筒型コア３００の着磁方向は、筒型コア３００側面に行われ、所定のバイアス磁界を得ている。前記筒型コア３００の着磁方向は、その発生する磁界の方向が前記巻線３３に通電される直流電流による磁界の方向と逆方向となるように着磁されている。
【実施例５】
【００３７】
図５は、本発明の実施例５によるダンベル型コアを用いたのチョークコイルの説明図である。図５（ａ）は、上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣＣ断面図である。図５に示すように、ダンベル型のチョークコイルは、ダンベル型コア１２と、ヨーク１３と、巻線１４とで構成されている。ヨーク１３は、ストロンチュームフェライト等のフェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料の軟磁性材料との混合物である。また、前記ヨーク１３の着磁方向は、その発生する磁界のダンベル型コア１２内方向が前記巻線３３に通電される直流電流による磁界の方向と逆方向となるように着磁されている。
【実施例６】
【００３８】
図６は、本発明の実施例６によるＵＴ型のチョークコイルの説明図である。図６（ａ）は、上面図であり、図６（ｂ）は、図５（ａ）のＤＤ断面図である。図６に示すように、ＵＴ型のチョークコイルは、Ｕ型コア５００と、Ｔ型コア６００と、巻線３４とで構成されている。Ｕ型コア５００は、ストロンチュームフェライト等のフェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料の軟磁性材料との混合物である。Ｕ型コア５００の側面部分が、図６に示すごとく着磁されている。前記Ｕ型コア５００が発生するバイアス磁界の、Ｔ型コア６００の中芯６０１内方向は、前記巻線３４に通電される直流電流による磁界の方向と、逆方向となるように設定される。
【実施例７】
【００３９】
図７は、本発明の実施例７によるチョークコイルの説明図である。図７（ａ）は、ペースト状のマグネット材料８００を成形した状態であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態を、固化後、着磁して、チョークコイルを構成したものである。図７（ａ）は、凸型円板状コア４０１の中芯４０１ｂに、巻線３５が配置され、前記凸型円板状コア４０１の上に、ペースト状のマグネット材料を成形した状態である。前記ペースト状のマグネット材料８００は、フェライト系マグネット材料の粉末とバインダとの混合ペーストである。
【００４０】
前記フェライト系マグネット材料は、バリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト、あるいはバリウムフェライトとストロンチュームフェライトの混合物とするか、またはバリウムフェライト、あるいはストロンチュームフェライト等の、フェライト系マグネット材料と、ＮｉＺｎ系フェライト材料、あるいはＭｎＺｎ系フェライト材料等の軟磁性材料との混合としている。                                                
【００４１】
また、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態を加熱処理等の手段によって固化した後、着磁して、チョークコイルを構成したものである。ペースト状のマグネット材料８００が、加熱処理によって固化する。ついで、図７（ｂ）のように、固化したマグネット材料８００の側面部を着磁して、チョークコイルが完成する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１によるポット型のチョークコイルの説明図。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ断面図。
【図２】本発明の実施例２によるポット型のチョークコイルの説明図。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢＢ断面図。
【図３】本発明の実施例３によるポット型のチョークコイルの説明図。図３（ａ）は組立図、図３（ｂ）は断面図。
【図４】本発明の実施例４によるポット型のチョークコイルの説明図。図４（ａ）は組立図、図４（ｂ）は断面図。
【図５】本発明の実施例５によるダンベル型コアを用いたチョークコイルの説明図。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣＣ断面図。
【図６】本発明の実施例５によるＥＩ型のチョークコイルの説明図。図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤＤ断面図。
【図７】本発明の実施例７によるチョークコイルの説明図。図７（ａ）はペースト状のマグネット材料を塗布した状態を示す図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態を乾燥、着磁した状態を示す図。
【図８】本発明の実施例のチョークコイルと、従来のチョークコイルとの直流重畳特性の比較図。
【図９】従来の希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド磁石を挿入した、ＥＩ型のチョークコイルの説明図。図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）はＥＥ断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１，１１    ドラムコア
１ａ，１１ａ，１０１，４００ｂ，４０１ｂ，６０１，７１    中芯
１ｂ，１１ｂ，４００ａ，４０１ａ    円板部
２，２１   リングコア
３，９，３１，３２，３３，３４，３５    巻線
４    フェライト系マグネット部
５    軟磁性体
６    サマリウムコバルト磁石
７    Ｅ型コア
８    Ｉ型コア
１２    ダンベル型コア
１３    ヨーク
３００    筒型コア
４００，４０１    凸型円板状コア
５００    Ｕ型コア
６００    Ｔ型コア
８００    ペースト状のマグネット材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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