新しいアモルファス粉末成形体を用いた電気自動車充電用非接触充電トランス磁心の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555107
• Research Institution: Sojo University
• Principal Investigator: 八木 正昭 崇城大学, 工学部, 教授 (80005371)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 功 (株)クボタ, 技術開発研究所, 主幹技師 ; 宗像 誠 崇城大学, 工学部, 助教授 (10183112) ; 村田 勝昭 崇城大学, 工学部, 教授 (40040422)
• Keywords: アモルファス合金 / 粉体成形磁心 / 高周波磁心 / 非接触トランス / DC-DCコンバータ

Research Abstract

本研究は,代表者八木とクボタが共同で開発したアモルファス粉末成形体を用いて電気自動車非接触充電トランス磁心の開発するために材料,回路の両面で検討することを目的として,平成10年度に開始した。
磁心材料の作製はホットプレス(熱間加圧成形)法を用いたが,アモルファス合金粉末の表面を低軟化点ガラスでコーティングする複合化処理を施した後,結晶化温度以下の比較的高温で成形する方法を開発した。その結果,アモルファスの良好な軟磁性と粉末粒子間の高い絶縁と90-95%の高い相対密度を同時に実現することができ,商用のセンダスト系粉体磁心やギャップ付きフェライト磁心に比べ,同等の透磁率を有し30%低損失の優れた特性を達成した(J.M.M.M。2000),(IEEE Trans.Magn(to be published))
一方,非接触トランス磁心の検討では,プロトタイプの小形のポット型コアを成形試作し,1次側と2次側コアを非接触にした場合の高周波磁気特性を調べるなどの基礎的検討を行った結果,両者のギャップを大きくするとほぼ同一寸法・形状の商用のMn-Zn系フェライトと同程度の透磁率が得られ,フェライトに比べ10%以上低損失の特性が得られることを明らかにした。さらに,DC-DCコンバータの実回路試験を行い,高出力になるとフェライトに比べ高い変換効率が得られ,磁心の小型化も可能なことを実証した。
以上述べたように,アモルファス粉末成形磁心は非接触充電トランス磁心として有望である知見が得られたが,当初の計画である電気自動車充電用の実際の検討は,当初の研究分担者・杉森氏の所属会社・日本電気精器が他社に吸収合併され,さらに平成11年度中に電気自動車関連の開発が中止され,同氏も中途退職したため,止む得ず変更し,本学の村田教授を分担者として先に述べたDC-DCコンバータを用いた回路の基礎的な検討を行った。

Research Products

• [Publications] 八木,大塚,遠藤: "非接触充電用アモルファス粉末成形磁心の磁気特性"第22回日本応用磁気学会講演概要集. 174 (1998)
• [Publications] I.Endo et al.: "Fe-Based Amorphous Soft-Magnetic Powder Produced by Spinning Water Atomization Process (SWAP)"IEEE Transaction on Magnetics. 35-5. 3385-3387 (1999)
• [Publications] 村田,原田,八木,遠藤,木田: "アモルファス粉体形成磁心のコンバータへの適用"日本応用磁気学会誌. 23・4-2. 1505-1508 (1999)
• [Publications] M.Yagi et al.: "Magnetic properties of Fe-based amorphous powder cores produced by a hot-pressing method"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 215-216. 284-287 (2000)
• [Publications] I.Endo et al.: "Magnetic Properties of Compressed Amorphous Powder Cores and their Application to a Fly-back Converter"IEEE Transaction on Magnetics. 36(to be published). (2000)