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民生用および産業用の様々な電子機器の電源部には小型化、高効率の目的から、スイッチング電源が広く使われている。一般にトランスにはフェライトコアが使われている。フェライトの材質にはMn-Zn系が適している。スイッチング電源トランスは、フェライトコアを使用した電源トランスであり、ボビンに絶縁銅線を巻きつけた後、フェライトコアを組み込んで固定している。図にスイッチング電源用小型トランスの形状例を示す。
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フェライト磁石は一般にSrFe12O19あるいはBaFe12O19の化学式の化学組成を有する複合酸化物である。フェライト磁石はNd-Fe-Bで代表される希土類磁石と比較すると、発生できる磁力は弱いが、低コストで科学的安定性に優れているといった特長を有している。フェライト磁石は小型モータ用として広く使用されているが、特に自動車分野においてはフェライト磁石の特徴が低コストと信頼性の両立というニーズに合致しており、フェライトを用いた小型DCモータが数多く利用されている。写真はブラシ付DCモータに使用されるフェライト磁石を示している。
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アイソレータ用マイクロ波フェライトに要求される性能としては1)磁気的損失が小さいこと。すなわち材料定数⊿H(強磁性共鳴半値幅)が小さいこと。2)飽和磁化の温度係数がバイアス用磁石の温度係数に近いこと。などがあげられる。1)は1W程度の比較的高電力の高周波信号を通過させるので挿入損失を小さくしてフェライトの発熱量を小さくする必要があるからである。2)は磁石の残留磁束密度の温度係数とマイクロ波フェライトの温度係数を揃えることにより相対的な温度変化に対して電気特性を安定化させる必要があるためである。以上よりアイソレータ用マイクロ波フェライトには一般的にYIG(イットリウム・アイアン・ガーネット)が用いられる。YIGは⊿Hが小さ且つ、組成比を選ぶことにより飽和磁化の温度係数を制御できるからである。
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トランス(変圧器)の原理は、コアに2つのコイルを巻き、一方のコイル(一次コイル)に交流を流し、コア中に磁束を発生させ、この磁束による電磁誘導により他方のコイル(二次コイル)に電圧を誘起させる。2つのコイルの巻数比を変えることにより、電圧を自由に変える(変圧する)ことができる。フェライトは1930年、加藤、武井両博士により発明された。フェライトのうちソフトフェライトは当初用途が見つからず、模索の状態が続き、1947年のGHQの指令により従来の並四式ラジオの生産が止められ、スーパーヘテロダイン方式のラジオが生産されるようになると、高周波で使用される中間周波トランスのコアとして大量に使用されるようになった。写真は1930年、加藤、武井両博士により発明された世界最初のトランス用フェライトコアである。
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1947年、GHQの指令により従来の並四式ラジオの生産が止められ、スーパーヘテロダイン方式のラジオが生産されるようになると、フェライトは高周波で使用される中間周波トランスのコアとして大量に使用されるようになった。従来のラジオでは、再生検波を使用していたため、発信により妨害電波が発生する可能性があったが、アンテナに発生する高周波信号を中間周波トランスを用いて中間周波に変換してから増幅することでノイズの発生が低減された。
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1953年にテレビの本放送が開始され、テレビ時代を迎えると、ブラウン管を発光させるための高圧トランス(フライバックトランス)が必要になり、生産されるようになった。以来フライバックトランスは大幅に小型化されながら、ブラウン管テレビ用に数多く使用された。写真は初期の白黒テレビに使用されていたフライバックトランスとフェライトコアで、10KV程度の高電を発生させていた。
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電波吸収体は1940年代の初期には実用化されていたものと考えられる。はじめはカーボンやグラファイトなどを使用した抵抗性ないしは誘電性電波吸収体が中心に研究開発がなされたが、1960年代後半にはフェライトの高周波領域における磁気緩和減少(磁界に急激な変化に対する磁化の遅れによって生ずる損失)に着目した新しいフェライト電波吸収体が研究開発された。その後、フェライト電波吸収体は、TV放送、各種無線および各種レーダーなどの通信分野、電気電子機器のノイズ対策やノイズ評価のEMC試験分野で実用化され発展している。
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磁気ヘッドとは、電磁石であり、電磁石を曲げ一部空隙(ギャップ)を設けたものが基本構造である。このギャップにより磁気ヘッドの鉄心(コア)に発生した磁束が漏れ磁束となり磁気媒体上を通過しながら磁気媒体を磁化することで信号(音、画像、データ等)を記録・再生・消去することができる特性を生かして民生用機器、産業用機器に用いられてきた。磁気ヘッドに使用される材料にはフェライト以外にパーマロイ、センダスト、アモルファス等の材料がある。
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積層チップインデクタは、ワイヤの巻線を一切用いず、フェライトと導体材料をミクロオンオーダで関相するという積層集積技術を駆使して、超小型SMDを実現した。機械的巻線が一切しなく、積層パターンのファイン化を行なえば、小型化が可能であるという大きな利点があり、小型、軽量化に向いている。一般に数MHzから数百MHzで使用される。チョークコイル用途、マッチング回路、フィルタ回路、コンデンサと組合せて共振回路などに用いられる。磁気シールド構造により高密度実装が可能で、Qも高く、機器の小型・軽量化に最適なインダクタである。形状としては、1005形状(1.0×0.5mm)、1608形状(1.6×0.8mm)、2012形状(2.0×1.2mm)がある。
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電子機器の小型・軽量化が進む中で、電子部品の小型化が要求されている。しかし、インダクタやコンデンサの単機能部品の小型化だけでは、実装上などの問題が生ずる。そこで、高密度実装の壁を突破すべく、考えられてきたのがチップ複合化の技術である。インダクタとコンデンサを一体化したものが、積層チップLCフィルタである。具体的な製品としては信号処理用LCフィルタ、BMC対策フィルタなどがある。インダクタ部を構成しているフェライトとコンデンサ部の誘電対セラミックスを一体積層、同時焼成することによって実現した。1983年代初めにビデオカメラから採用が始まり、現在でも多くのデジタル電子機器で広く採用されている。写真は1983年に開発された積層チップLCフィルタ。磁性体フェライトと誘電体セラミックスを一体積層 焼成するという世界初の技術によって実現した。
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