軟質磁性材料

NTN TECHNICAL REVIEW No.80（2012）

[ 製品紹介 ]

磁性材料商品の紹介

Introduction of Magnetic Material Products

1. はじめに

近年，電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)に 搭載するリアクトルには大電流，高周波数など，厳し い環境で高い信頼性が求められ，従来のフェライトコ アでは対応が厳しくなっている．

NTNのグループ会社である日本科学冶金株式会社 は，これまで各種磁性材商品を開発しており，本稿で は，高飽和磁束密度かつ，低鉄損で良好な周波数特性 を有する磁性材料商品と，その応用例を紹介する．

図1 直流重畳特性 DC bias characteristics

0 0 100 200 300

20 40 60 80 100 120

電流値   A

AS10 Fe-6.5Si フェライト イン

ダク タン ス変 化率   ％

図2 周波数特性 Frequency characteristics

01 10 100 1000

20 40 60 80 100 120

周波数   kHz AS10

Fe-6.5Si フェライト イン

ダク タン ス変 化率   ％

¡従来の磁性材料フェライトおよびFe-6.5Siに比べ，

大電流を流してもインダクタンス変化率は小さい．

¡フェライトに比べ高周波領域でのインダクタンスの 変化率は小さく，特性が安定している．

以上から，AS10は大電流かつ安定した高周波特性 が要求される用途に適用される．

図4 チョークコイル部品 Parts of choke coil

図3 医療用MRI

Medical magnetic resonance imaging

図5 MRI電源用チョークコイル Choke coil for MRI power supply

③ 応用例

● チョークコイル

大電流の印加が可能で，かつ高周波特性が安定して いることからチョークコイルに応用される．具体的に は医療用MRIをはじめ，産業機器の電源へチョークコ イルを適用している（図3〜6）．この用途では，従来 のフェライト品に比べ容積と重量をそれぞれ約1/8に 小型・軽量化できた．

コイル ケース アモルファス

インジェクションコア

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磁性材料商品の紹介

（2）アモルファス系ダストコア

① 材料物性

アモルファス系ダストコア材料（AL60）は，結晶 構 造 を 持 た な い 鉄 系 ア モ ル フ ァ ス 微 粒 子 と 1～2 vol％の添加剤で複合化した材料である．

表2にAL60の材料物性を示し，AL60とAS10の 比透磁率を表3に示す．

AL60は，AS10に比べ樹脂を含む添加剤の配合分 が1/40～1/20と少ないため射出成形はできない．

なお，AL60の圧縮成形は，鉄系アモルファス微粒子 が硬いため，特別な成形金型と大きな成形圧力が必要 である．

② 特　長

AL60とフェライトの直流重畳特性を図7に示し，

周波数特性を図8に示す．これらの特性と表2，3か ら，以下の特長が挙げられる．

¡アモルファス系ダストコア材料（AL60）の比透磁 率 は ， ア モ ル フ ァ ス 系 イ ン ジ ェ ク シ ョ ン 材 料

（AS10）の6倍である（表3）．

図9 HEV用リアクトルコア Reactive coil core for HEV 図6 産業機器の電源回路に搭載されるチョークコイル

Power supply circuit of industrial equipment

図8 周波数特性 Frequency characteristics

図7 直流重畳特性 DC bias characteristics

材料名 AL60

密 度 g/cm³

圧環強さ MPa

5.5 40

表2 AL60の材料物性 Material properties of AL60

材料名 比透磁率

AL60 AS10

60 10

表3 AL60とAS10の比透磁率 Relative permeability of AL60 and AS10

¡一方，AS10に比べインダクタンス変化率は大きい．

これは鉄系アモルファス微粒子の含有量が多いため 金属粒子同士の接触割合が増大したことに起因する．

¡AL60の周波数特性は，フェライトに比べ高周波領 域におけるインダクタンスの変化率は小さく，特性 が安定している．

00 5 10 15 20

20 40 60 80 100

120 AL60

フェライト

電流値   A イン

ダク タン ス変 化率   ％

00 10 100 1000

20 40 60 80 100 120

周波数   kHz AL60

フェライト イン

ダク タン ス変 化率   ％ チョークコイル

成形後 組立後

アモルファスコア（チョークコイル構成部品）

③ 応用例

● ＨＥＶ昇圧装置用リアクトルコア材料

バッテリー電圧を昇圧し，モータトルクを上げるた め昇圧回路中に，リアクトルが組み込まれている．こ の場合，図9に示すリアクトルのコア材は，比透磁率 が大きくコアロスの小さなAL60が適用される．

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