CN111033650B - 压粉铁心以及电磁部件 - Google Patents
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Abstract
一种压粉铁心包括:包含软磁性粉末的压粉体;以及绝缘树脂涂膜,该绝缘树脂涂膜覆盖压粉体的表面的一部分,其中,绝缘树脂涂膜的面积相对于压粉体的表面积的比率为85%以下,并且绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下。
Description
技术领域
本公开涉及压粉铁心以及电磁部件。本申请要求于2017年8月10日提交的日本专利申请No.2017-156041的优先权,该申请的全部内容以引用方式并入本文。
背景技术
已知诸如在铁心(芯)上设置各线圈的电动机、扼流线圈或电抗器之类的电磁部件。近年来,将压粉铁心用作电磁部件的铁心。通常,这种压粉铁心由将软磁性粉末加压成形得到的压粉体构成。
专利文献1公开了一种压粉铁心,该压粉铁心包括将在软磁性粉末的颗粒表面上具有绝缘膜的被覆软磁性粉末加压成形而得的成形体(压粉体),并且包括覆盖成形体的整个表面的防锈层。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]日本未审查专利申请公开No.2014-72245
发明内容
本公开中的压粉铁心包括:
包含软磁性粉末的压粉体;以及
绝缘树脂涂膜,该绝缘树脂涂膜覆盖压粉体的表面的一部分,
其中绝缘树脂涂膜的面积相对于压粉体的表面积的比率为85%以下,并且其中绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下。
本公开中的电磁部件包括:
本公开中的压粉铁心;以及设置在压粉铁心上的线圈。
附图说明
[图1]
图1为用于说明根据本公开中的实施方案的压粉铁心的例子的示意图;
[图2]
图2为沿图1中的(II)-(II)线截取得到的截面图;以及
[图3]
图3为用于说明测量凹凸的最大深度的方法的图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
对于电磁部件,为了确保压粉铁心和线圈之间的电绝缘性,使绝缘纸介于压粉铁心和线圈之间,或者经由树脂卷线轴放置绝缘纸。然而,在将绝缘纸或卷线轴用于确保绝缘的构造中,压粉铁心和线圈之间的距离增加,因此可能需要使过大的电流流过线圈,或者组装工作可能变得复杂。
作为确保压粉铁心和线圈之间的绝缘的一种方式,例如,考虑用树脂涂覆压粉体的表面以形成绝缘树脂涂膜。当形成绝缘树脂涂膜时,线圈可以直接设置在压粉铁心上,并且不需要使流过线圈的电流增大至超过所需。因此,可以减小流过线圈的电流。此外,与使用绝缘纸或卷线轴的情况相比,可以减小指定电磁部件的尺寸,也能够减少部件的数量并且简化组装工作。
绝缘树脂涂膜需要提供提高的电绝缘性,并且期望的是不存在针孔或具有局部较薄的膜厚度的部分。如果在绝缘树脂涂膜的即使一个部分存在针孔或局部较薄的部分,那么该部分为介电击穿的起点,因此电绝缘性(耐电压性)降低。
鉴于上述问题,本公开的一个目的是提供一种具有绝缘树脂涂膜的压粉铁心,该绝缘树脂涂膜提供了提高的电绝缘性。另一目的是提供一种电磁部件,该电磁部件通过使用设置在压粉铁心上的绝缘树脂涂膜,可确保压粉铁心与线圈之间的电绝缘性。
[本公开的效果]
本公开中的压粉铁心包括具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜。本公开中的电磁部件通过使用设置在压粉铁心上的绝缘树脂涂膜,从而能够确保压粉铁心和线圈之间的电绝缘性。
[本公开的实施方案的描述]
通过对在压粉体的表面上形成具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜的方法进行认真研究,结果本发明人认识到以下内容。
因为通过将粉末加压成形而形成压粉体,所以存在多个孔,因此压粉体的表面具有凹凸。在用树脂涂覆压粉体的表面之后,可以通过进行热处理以固化树脂来形成绝缘树脂涂膜。
在用树脂涂覆压粉体的表面以形成绝缘树脂涂膜的情况下,在热处理期间和涂覆之后,压粉体的孔中的空气热膨胀并试图向外逸出。当在指定压粉体的整个表面上涂覆树脂时,压粉体的整个表面被树脂覆盖。以这种方式,没有空气逸出的路径,并且试图向外逸出的空气可能会穿透树脂,这可能导致在绝缘树脂涂膜中产生针孔。特别地,当针孔直径为100μm以上时,电绝缘性受到很大影响。
此外,因为在压粉体的表面上适当地形成绝缘树脂涂膜,所以绝缘树脂涂膜具有在其表面上形成的凹凸。随着压粉体表面上的凹凸增加和粗糙度增加,绝缘树脂涂膜表面上的凹凸随之增加。也就是说,表面粗糙度也趋于增加。当压粉体的表面上的凹凸(粗糙度)增加时,在将树脂涂覆在压粉体的表面上的情况下,树脂的厚度不均匀,因此可能形成树脂较薄的部分。例如,树脂可能进入压粉体表面上的凹凸中的深的部分(谷部分),并且树脂在该部分可能较薄。在这种情况下,指定绝缘树脂涂膜的表面上存在凹凸的深的部分,并且很可能在绝缘树脂涂膜中局部形成具有薄的膜厚度的部分。在一些情况下,绝缘树脂涂膜的膜厚度在凹凸的深的部分可能太薄,因此可能形成针孔。
通过这些认识,本发明人发现,当在指定压粉体的表面的一部分而不是在整个表面上形成绝缘树脂涂膜,并且绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的深度减小时,绝缘树脂涂膜没有针孔或局部较薄的部分,因此获得了具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜。首先,将通过列举来描述本公开中的实施方案。
(1)本公开中的压粉铁心包括:
包含软磁性粉末的压粉体;以及
绝缘树脂涂膜,该绝缘树脂涂膜覆盖压粉体的表面的一部分,
其中绝缘树脂涂膜的面积相对于压粉体的表面积的比率为85%以下,并且其中绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下。
对于上述压粉铁心,压粉体的表面的一部分被绝缘树脂涂膜覆盖。绝缘树脂涂膜的面积相对于压粉体的表面积的比率为85%以下。对于该压粉铁心,因为在压粉体的表面的一部分上形成绝缘树脂涂膜,所以将树脂涂覆于该一部分,而不是涂覆于压粉体的整个表面上。也就是说,在将树脂涂覆在压粉体的表面上以形成绝缘树脂涂膜的情况下,压粉体的表面具有涂覆有树脂的涂覆表面,并且具有未涂覆有树脂的非涂覆表面。也就是说,树脂并未覆盖压粉体的整个表面。因此,即使在热处理期间和在涂覆之后,压粉体的孔中的空气热膨胀,空气也能够从压粉体表面的非涂覆表面逸出。因为孔中的热膨胀空气可以避免穿透涂覆表面上的树脂并且逸出,所以可以防止针孔的产生。此外,通过使绝缘树脂涂膜的面积的比率为85%以下,可以有效地确保形成空气逸出路径的非涂覆表面的面积,因此能够有效地防止在绝缘树脂涂膜上产生针孔。可以至少在压粉体的表面中需要电绝缘性的部分形成绝缘树脂涂膜。例如,当将线圈设置在压粉铁心上以构成电磁部件时,将其设置在压粉铁心上的与线圈的接触面上。绝缘树脂涂膜的面积比率的下限为(例如)25%以上。
此外,根据上述压粉铁心,绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下时,不太可能在绝缘树脂涂膜中局部形成具有较薄的膜厚度的部分。就这一点而言,当绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下时,压粉体的表面上的凹凸(粗糙度)降低,因此在将树脂涂覆在压粉体的表面上的情况下不易于形成较薄的树脂部分。绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度的下限没有特别地限制。例如,从压粉体的表面性质等的观点来看,下限为1μm以上。下面将描述测量绝缘树脂涂膜表面上的凹凸的最大深度的方法。
如上所述,压粉铁心没有形成针孔或者具有局部较薄的膜厚度的部分,因而包括具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜。
(2)作为压粉铁心的一个方面,压粉体的相对密度为90%以上,并且压粉体的表面上的凹凸的最大深度为50μm以下。
随着压粉体的相对密度增加,指定压粉体的表面上的凹凸(粗糙度)更可能减小。当压粉体的相对密度为90%以上,并且指定压粉体的表面上的凹凸的最大深度为50μm以下时,在将树脂涂覆在压粉体的表面上的情况下,不容易形成薄的树脂部分。由此,可以防止在绝缘树脂涂膜中局部形成薄的部分。对压粉体的相对密度的上限没有特别地限制。例如,就压粉体的制造条件等方面而言,上限为99%以下。本文中的“相对密度”是指相对于真密度的实际密度([压粉体的测定密度/压粉体的真密度]的百分比)。真密度是指包含在压粉体中的软磁性粉末的密度。
(3)作为压粉铁心的一个方面,绝缘树脂涂膜的厚度为25μm至100μm。
当绝缘树脂涂膜的厚度为25μm以上时,可以充分地确保绝缘树脂涂膜的电绝缘性。当绝缘树脂涂膜的厚度为100μm以下时,绝缘树脂涂膜不太厚,并且当构造电磁部件时,可以将压粉体和线圈设置为彼此接近。由此,可以减小流过线圈的电流,也可以减小电磁部件的尺寸。
(4)作为压粉铁心的一个方面,绝缘树脂涂膜的介电击穿电压超过600V。
当绝缘树脂涂膜的介电击穿电压超过600V时,绝缘树脂涂膜的电绝缘性(耐电压性)充分提高。绝缘树脂涂膜的介电击穿电压的上限没有特别地限制。例如,就形成绝缘树脂涂膜的树脂的绝缘特性或涂膜厚度(膜厚度)等方面而言,上限为3000V以下。下面将描述测定绝缘树脂涂膜的击穿电压的方法。
(5)作为压粉铁心的一个方面,绝缘树脂涂膜包含环氧系树脂、氟系树脂和聚酰亚胺系树脂中的至少一种。
绝缘树脂涂膜由具有电绝缘性的树脂形成。优选的是,形成绝缘树脂涂膜的树脂具有提高的电绝缘性并且对于压粉体具有良好附着性。此外,优选的是形成绝缘树脂涂膜的树脂具有提高的耐热性,这是因为在使用电磁部件时压粉铁心处于高温中。环氧系树脂、氟系树脂和聚酰亚胺系树脂各自具有电绝缘性以及优异的密着性和耐热性,并且各自适用于形成绝缘树脂涂膜的树脂。
(6)作为压粉铁心的一个方面,绝缘树脂涂膜包含由氧化物或氮化物形成的填料,氧化物或氮化物包含选自Mg、Si、Al、Mo、Ca、Ti和Zn中的至少一种元素。
当绝缘树脂涂膜包括填料时,多个填料分散在绝缘树脂涂膜中,因此可以改善绝缘树脂涂膜的电绝缘性。具体而言,在绝缘树脂涂膜的厚度方向上延伸的针孔被填料分割,因此能够更有效地防止产生在涂膜厚度方向上由绝缘树脂涂膜的表面向压粉体的表面贯通的针孔。此外,由包含选自Mg、Si、Al、Mo、Ca、Ti和Zn中的至少一种元素的氧化物或氮化物形成的填料具有提高的电阻,从而提高了树脂的绝缘特性。此外,当绝缘树脂涂膜包含填料时,在压粉体的角部分的表面上形成绝缘树脂涂膜时(特别是在树脂涂覆时),容易抑制未固化的树脂从角部分向平面部分的移动。因此,可以防止覆盖压粉体的角部分的指定绝缘树脂涂膜局部较薄。因此,能够提高覆盖角部分的指定绝缘树脂涂膜的厚度相对于覆盖平面部分的指定绝缘树脂涂膜的厚度的比率。
(7)作为压粉铁心的一个方面,压粉体包括平面部分和角部分,
覆盖指定的角部分的绝缘树脂涂膜的厚度为25μm至100μm,并且
覆盖指定的平面部分的绝缘树脂涂膜的厚度为覆盖角部分的绝缘树脂涂膜的厚度的0.7倍至1.3倍。
当覆盖压粉体的指定角部分的指定绝缘树脂涂膜的厚度为25μm以上时,可以充分地确保指定角部分处的电绝缘性。当覆盖指定角部分的指定绝缘树脂涂膜的厚度为100μm以下时,在指定角部分处的绝缘树脂涂膜不太厚。由此,当构造电磁部件时,能够减小流过线圈的电流,并且能够减小电磁部件的尺寸,也能够将压粉体和线圈设置为彼此靠近等。此外,当覆盖压粉体的指定平面部分的指定绝缘树脂涂膜的厚度为覆盖指定角部分的绝缘树脂涂膜的厚度的0.7倍至1.3倍时,可以确保平面部分的电绝缘性,并且可以减小流过线圈的电流并减小指定电磁部件的尺寸。
(8)作为压粉铁心的一个方面,压粉体包括位于压粉体的表层中的磷酸盐膜。
当压粉体包括磷酸盐膜时,压粉体表面的凹凸(粗糙度)减小。这是因为通过对压粉体进行磷酸盐处理以在表面上形成磷酸盐膜,从而密封了压粉体的表面。此外,当包括磷酸盐膜时,能够预期提高绝缘树脂涂膜的附着性。磷酸盐膜的实例包括诸如磷酸锌系、磷酸铁系、磷酸锰系和磷酸钙系的涂膜。
(9)本公开中的电磁部件包括:
根据上述(1)至(8)中任一项所述的压粉铁心;以及设置在压粉铁心上的线圈。
对于电磁部件,使用本公开中的压粉铁心,并且在压粉铁心的表面上形成具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜。由此,对于电磁部件,通过设置在压粉铁心上的绝缘树脂涂膜可以确保芯和线圈之间的电绝缘性。电磁部件的实例包括电动机、扼流线圈、电抗器等。
[本公开的实施方案的细节]
以下,将描述根据本公开的实施方案的压粉铁心和电磁部件的具体实例。本公开不限于这些实例,并且由权利要求书阐述,并且旨在包括在权利要求的范围内进行和实施的所有等效修改。
<压粉铁心>
参考图1和图2,将描述根据实施方案的压粉铁心。图1为压粉铁心1的透视示意图。图2为沿图1所示的(II)-(II)线截取的截面图。压粉铁心1包括包含软磁性粉末的压粉体10,并且包括覆盖压粉体10的表面的一部分的绝缘树脂涂膜20。作为根据实施方案的压粉铁心1的一个特征,绝缘树脂涂膜20的面积相对于压粉体10的表面积的比率为85%以下,并且绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下。下面将详细描述压粉铁心1的构成。
图1所示的压粉铁心1(压粉体10)是构成在轴向间隙型电动机中使用的定子芯的一部分的部件,并且包括扇形磁轭部2和从磁轭部2突出的齿部3。通过将压粉铁心1以六个为一组组装为环状从而构成定子芯,并且沿着各齿部3的外周卷绕未示出的线圈。此外,对于压粉铁心1,由绝缘树脂涂膜20覆盖压粉体10的表面的一部分。在该实例中,各齿部3的外周以及各齿部3从其上突出的磁轭部2的上表面被绝缘树脂涂膜20覆盖。压粉铁心1(压粉体10)的形状可以根据用途等适当地选择。例如,使用诸如圆筒管或矩形管之类的管状形状,或者诸如圆柱或矩形柱之类的柱状形状。
<压粉体>
例如,通过将软磁性粉末填充到模具中以将其加压成形,从而制造压粉体10。压粉体10包含软磁性粉末。软磁性粉末是由软磁性材料形成的粉末。软磁性粉末由多个颗粒构成。软磁性材料的实例包括纯铁(纯度为99质量%以上),或铁系合金,例如Fe-Si-Al系合金(森达斯特铝硅铁合金)、Fe-Si系合金(硅钢)、Fe-Al系合金或Fe-Ni系合金(坡莫合金)。例如,雾化粉末(水雾化粉末、气雾化粉末)、羰基粉末、还原粉末等可以用作软磁性粉末。
可以用绝缘膜被覆软磁性粉末的颗粒表面。由此,绝缘膜介于形成压粉体10的软磁性粉末的颗粒之间,因此可以提高颗粒之间的电绝缘性。因此,可以减小压粉铁心1的涡流损耗。绝缘膜的实例包括诸如硅树脂之类的树脂膜,或诸如二氧化硅之类的无机氧化物膜。绝缘膜的膜厚度的范围(例如)为20nm至1μm。在本领域中已知的粉末可以用作软磁性粉末。
(软磁性粉末的平均粒径)
软磁性粉末的平均粒径的范围优选为20μm至300μm。当软磁性粉末的平均粒径为20μm以上时,可以抑制加压成形时软磁性粉末的氧化。此外,粉末的流动性增加,因此可以改善粉末在模具中的填充。当软磁性粉末的平均粒径为300μm以下时,加压成形时粉末的压缩性增加,因此可以使压粉体10高度致密化。压粉体10的表面上的凹凸(粗糙度)更易于随着软磁性粉末的平均粒径的减小而减小。可以通过以下方式计算软磁性粉末的平均粒径:用诸如扫描电子显微镜(SEM)之类的显微镜观察压粉体10的截面;对于视野中的所有软磁性粉末的颗粒,测量由各颗粒的截面积推导出的等效圆直径(截面等效圆直径);并且计算它们的平均值。在本实施方案中,如此设定视野区域,使得在一个视野中观察到100个以上的颗粒,并且将在10个不同的视野中观察并且测量的颗粒的截面等效圆直径的平均值设定为软磁性粉末的平均粒径。例如,视野区域的范围为1.0mm2至4.5mm2,并且放大倍率的范围为50倍至100倍。予以注意,当在软磁性粉末的颗粒表面上设置绝缘膜时,软磁性粉末的平均粒径不包括指定绝缘膜。在加压成形之前和之后,软磁性粉末的各自的平均粒径大致相等。更优选地,例如,软磁性粉末的平均粒径的范围为40μm至250μm。
(压粉体的表面质量)
优选的是减小压粉体10的表面上的凹凸(粗糙度)。例如,压粉体10的表面上的凹凸的最大深度为50μm以下,并且优选为35μm以下。在将树脂涂覆在压粉体10的表面上以形成绝缘树脂涂膜20的情况下,由于压粉体10的表面上的凹凸(粗糙度)减小,所以不易于形成薄的树脂部分。由此,可以有效地防止在绝缘树脂涂膜20上形成针孔或具有局部较薄的膜厚度的部分。当压粉体10的表面上的凹凸的最大深度为50μm以下时,充分地减小了绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的深度,因此绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度可为20μm以下。压粉体10的表面上的凹凸的最大深度的下限没有特别地限制。就压粉体10的制造条件等方面而言,例如,下限为5μm以上。压粉体10的表面上的凹凸的最大深度(例如)为30μm以下,并且更优选为25μm以下。
可将指定压粉体的表面上的凹凸的最大深度计算为压粉体10的表面的粗糙度曲线要素的高度的最大值。“粗糙度曲线要素”是指指定的粗糙度曲线中具有一组相邻的峰和谷的弯曲部分。“峰”是指相对于X轴(等分线)的上部,其中沿着该X轴指示粗糙度曲线。“谷”是指相对于X轴(等分线)的下部,其中沿着该X轴指示粗糙度曲线。“粗糙度曲线要素的高度”由指定的一个粗糙度曲线要素的峰高和谷深的总和表示。“峰高”是指从X轴到顶峰的高度,而“谷深”是指从X轴到谷的底部的深度。参考图3,将描述测量压粉体10的表面上的凹凸的最大深度的方法。如图3所示,获得压粉体10的表面的粗糙度曲线,并且从获得的粗糙度曲线中沿等分线方向提取仅基准长度L。将提取的部分的等分线定义为X轴,并且将高度方向定义为Z轴;接下来,对于各粗糙度曲线要素,测量峰高和谷深,然后计算出各粗糙度曲线要素的高度Zt(=Zt1,Zt2,Zt3,…Zti,…Ztm)。此外,对于基准长度L,将粗糙度曲线要素的高度Zt的最大值(在图3的情况下为Zti)设定为凹凸的最大深度。
通过用SEM等观察压粉体10的截面,以从观察图像中提取表面的轮廓,从而可以获得压粉体10的表面的指定粗糙度曲线,或者,通过用表面粗糙度测定装置测定压粉体10的表面来获得指定粗糙度曲线。作为表面粗糙度测定装置,可以使用在本领域中已知的装置,例如使用接触针的接触式或使用激光的非接触式。
(压粉体的相对密度)
优选地,压粉体10的相对密度为90%以上。孔随着压粉体10的相对密度的增大而减少。因此,压粉体10的表面上的凹凸(粗糙度)更可能减小。当压粉体10的相对密度为90%以上时,压粉体10的表面上的凹凸(粗糙度)充分减小,并且当用树脂涂覆压粉体10的表面时,不易于形成薄的树脂部分。由此,可以有效地防止在绝缘树脂涂膜20上局部形成具有薄的膜厚度的部分。可以通过将压粉体10的实际密度除以真密度,从而计算压粉体10的相对密度。在本实施方案中,将形成软磁性粉末的软磁性材料的密度设定为真密度。压粉体10的相对密度的上限没有特别地限制。例如,就压粉体10的制造条件等方面而言,上限为99%以下。压粉体10的相对密度(例如)为92%以上,并且更优选为94%以上。
随着在使软磁性粉末加压成形时成形压力的增加,可以使压粉体10高度致密化,因此压粉体10的相对密度增加。例如,成形压力的范围为600MPa至1500MPa。此外,为了提高软磁性粉末的成形性,例如,可以对模具进行加热并且进行温压成形。在温压成形的情况下,例如,成形温度(模压温度)的范围可为60℃至200℃。此外,在对软磁性粉末进行加压成形的情况下,可以将润滑剂添加到软磁性粉末中,以便减小软磁性粉末和指定模具之间以及软磁性粉末的颗粒之间的摩擦力。作为润滑剂,可以使用固体润滑剂,例如脂肪酸酰胺或金属皂。例如,脂肪酸酰胺包括诸如硬脂酸酰胺或乙烯基双硬脂酸酰胺之类的脂肪酸酰胺,并且金属皂包括诸如硬脂酸锌或硬脂酸锂之类的硬脂酸金属盐。
在加压成形之后,可以对压粉体10进行热处理以便消除加压成形期间产生的变形。由此,可以改善压粉体1的磁特性。例如,加热温度的范围为300℃至900℃。
(磷酸盐膜)
压粉体10可以在压粉体的表层中包括磷酸盐膜(未示出)。通过对压粉体10进行磷酸盐处理以在表面上形成磷酸盐膜,将压粉体10的表面密封,因此压粉体10的表面上的凹凸(粗糙度)减小。此外,当包括磷酸盐膜时,可以预期绝缘树脂涂膜20的附着性增强的效果。磷酸盐膜的实例包括诸如磷酸锌系、磷酸铁系、磷酸锰系和磷酸钙系的膜。
可以通过使用磷酸盐溶液对压粉体10进行磷酸盐处理而形成磷酸盐膜。具体而言,磷酸盐处理包括:将磷酸盐溶液喷涂至压粉体10的表面上;或者将压粉体10浸入到磷酸盐溶液中等。通过磷酸盐处理,在压粉体10的表面上化学生成磷酸盐膜。
对磷酸盐膜的膜厚没有特别地限制。磷酸盐膜的厚度(例如)在1μm至10μm的范围内,并且优选在2μm至7μm的范围内,因为如果磷酸盐膜太薄,那么不能获得足够的效果;或者如果磷酸盐膜太厚,那么会延长处理时间。
可通过用SEM等观察垂直于磷酸盐膜的表面的截面以测量膜厚度,从而计算指定磷酸盐膜的膜厚度;并且计算它们的平均值。在本实施方案中,在每个视野中测量10个点处各自的膜厚度,并且将通过在10个不同的视野中观察并测量得到的膜厚度的平均值设定为磷酸盐膜的膜厚度。例如,SEM的放大倍率为1000倍(7000μm2/视野)。
<绝缘树脂涂膜>
通过用具有电绝缘性的树脂涂覆压粉体10的表面的一部分(在该实例中,为各齿部3的外表面和磁轭部2的顶面)形成绝缘树脂涂膜20,并且覆盖压粉体10的表面的一部分。可至少在压粉体10的表面中需要电绝缘性的部分上形成绝缘树脂涂膜20。例如,当将线圈设置在压粉铁心上并且构造电磁部件时,将绝缘树脂涂膜20设置在与线圈接触的表面上。
绝缘树脂涂膜20由具有电绝缘性的树脂形成。绝缘树脂涂膜20优选包含(例如)环氧系树脂、氟系树脂和聚酰亚胺系树脂中的至少一者。优选地,形成绝缘树脂涂膜20的树脂具有提高的电绝缘性并且对压粉体具有良好附着性。此外,形成绝缘树脂涂膜20的树脂优选为具有高耐热性,这是因为在使用电磁部件时压粉铁心处于高温中。环氧系树脂、氟系树脂和聚酰亚胺系树脂各自具有电绝缘性,同时具有优异的密着性和耐热性。因此,这种树脂适用于形成绝缘树脂涂膜20的树脂。形成绝缘树脂涂膜20的树脂可以包含如下所述的填料。
(形成绝缘树脂涂膜的方法)
在将树脂涂覆在压粉体10的表面上之后,可以通过进行热处理以使树脂固化而形成绝缘树脂涂膜20。例如,树脂涂覆的方法包括:用树脂溶液喷涂压粉体10的表面,其中在该树脂溶液中,树脂溶解在溶剂中;或者将压粉体10浸入到树脂溶液中。此外,树脂涂覆也可以通过电沉积涂覆、粉末涂覆等来实现。在本实施方案中,为了在压粉体10的表面的一部分上形成绝缘树脂涂膜20,在压粉体10的表面的一部分上涂覆树脂。以这种方式,当用树脂涂覆压粉体10的表面的一部分时,优选为遮蔽压粉体10的表面中不被树脂涂覆的非涂覆表面(在该实例中,为各齿部3的上表面和磁轭部2的周面和下表面)。例如,这种遮蔽方法包括将诸如Kapton(注册商标)胶带之类的遮蔽胶带附贴到非涂覆表面上。在热处理之前、涂覆之后剥离遮蔽胶带,然后在热处理期间暴露非涂覆表面。树脂固化时的热处理温度取决于树脂的类型,并且热处理温度的范围(例如)为40℃至150℃。
(绝缘树脂涂膜的面积比率)
绝缘树脂涂膜20的面积相对于压粉体10的表面积的比率为85%以下。对于压粉铁心1,在压粉体10的表面的一部分上形成绝缘树脂涂膜20。因此,在将树脂涂覆在压粉体10的表面上以形成绝缘树脂涂膜20的情况下,存在被树脂涂覆的涂覆表面、以及没有被树脂涂覆的非涂覆表面。该非涂覆表面用作热处理期间和涂覆之后压粉体10的孔中的空气的逸出路径。由此,防止热膨胀的空气穿透涂覆表面上的树脂并且逸出,因此防止了针孔的产生。当绝缘树脂涂膜20的面积比率为85%以下时,可以充分地确保用作空气逸出路径的非涂覆表面的面积。由此,有效地防止了在绝缘树脂涂膜20中产生针孔。由压粉体10(压粉铁心1)中至少需要电绝缘性的部分(例如,与线圈接触的表面)的面积确定绝缘树脂涂膜20的面积比率的下限。该下限(例如)为25%以上。
可以通过用绝缘树脂涂膜20的面积(压粉体10的涂覆表面的面积)除以压粉体10的表面积来计算绝缘树脂涂膜20的面积比率。
(绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度)
绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下。在压粉体10的表面上适当地形成绝缘树脂涂膜20。就这一点而言,绝缘树脂涂膜20的表面质量取决于压粉体10的表面质量。例如,随着压粉体10的表面上的凹凸的最大深度的减小,绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度趋于减小。当绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下时,在绝缘树脂涂膜20中不太可能局部形成具有薄的膜厚度的部分。当绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下时,压粉体10上的凹凸的最大深度减小。这是因为在将树脂涂覆在压粉体10的表面上的情况下,不易于形成薄的树脂部分。此外,因为防止了树脂厚度过薄,所以不会形成针孔。绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度的下限没有特别地限制。从压粉体10的表面质量等的观点来看,下限(例如)为1μm以上。绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度(例如)为15μm以下,并且优选为10μm以下。
可以将绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度计算为绝缘树脂涂膜20的表面的粗糙度曲线要素的高度的最大值。可以通过与上述测量压粉体10的表面上的凹凸的最大深度的方法相同的方式,测量绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度。具体而言,如图3所示,获得绝缘树脂涂膜20的表面的粗糙度曲线,并且从粗糙度曲线中沿等分线方向提取仅基准长度L。将提取的部分的等分线定义为X轴,并且将高度方向定义为Z轴;接着,对于各粗糙度曲线要素,测量峰高和谷深,然后计算出高度Zt(=Zt1,Zt2,Zt3,…Zti,…Ztm)。此外,对于基准长度L,将粗糙度曲线要素的高度Zt的最大值(在图3的情况下为Zti)设定为凹凸的最大深度。更具体而言,通过使用由Tokyo Seimitsu Co.,Ltd.制造的表面粗糙度测定装置(SURFCOM1400D-3DF),根据JIS B601:2001测定绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度。在指定粗糙度曲线的基准长度为0.8mm并且测量长度为4.0mm(为基准长度的5倍)的情况下,将粗糙度曲线的最大高度Rz的值设定为凹凸的最大深度。予以注意,要求测量长度为2.0mm以上。
(绝缘树脂涂膜的厚度)
绝缘树脂涂膜20的厚度范围优选为25μm至100μm。随着绝缘树脂涂膜20的膜厚度的增加,不易于局部形成具有薄的膜厚度的部分。绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度趋于减小,并且绝缘树脂涂膜20的电绝缘性(耐电压性)提高。当绝缘树脂涂膜20的厚度为25μm以上时,可以充分地确保绝缘树脂涂膜20的电绝缘性。当绝缘树脂涂膜20的厚度为100μm以下时,绝缘树脂涂膜20不太厚,并且当使用压粉铁心1构造电磁部件时,可以减小流过线圈的电流,也能够减小电磁部件的尺寸。绝缘树脂涂膜20的厚度(例如)为30μm以上,并且更优选为45μm以上。
可以通过用光学显微镜等观察垂直于绝缘树脂涂膜20的表面的截面以测量膜厚度,并且计算膜厚度的测量值的平均值,从而计算绝缘树脂涂膜20的厚度。在本实施方案中,在每个视野中测量10个点处各自的膜厚度,并且将通过在10个不同的视野中观察并测量的膜厚度的平均值设定为绝缘树脂涂膜20的厚度。例如,将光学显微镜的放大倍率设定为450倍(0.14mm2/视野)。
当压粉体10具有平面部分和角部分时,就确保电绝缘性这方面而言,覆盖压粉体10的指定角部分的绝缘树脂涂膜(在下文中可称为“角部分涂膜”)的厚度优选为尽可能较厚。角部分涂膜的厚度(例如)为25μm以上,并且优选为40μm以上。通常,当在指定压粉体10的表面上形成绝缘树脂涂膜20时,压粉体10中除角部分以外的部分,即覆盖指定平面部分的绝缘树脂涂膜(在下文中可称为“平面部分涂膜”)倾向于比角部分涂膜更厚。由此,当角部分涂膜的厚度为25μm以上时,从压粉体10的平面部分到角部分形成具有足够的厚度的绝缘树脂涂膜20。以这种方式,无论压粉体10的角部分是否存在,在压粉体10的表面上形成的绝缘树脂涂膜20的厚度优选为25μm以上。由此,可以充分确保压粉体10和线圈之间的电绝缘性。角部分涂膜的厚度的上限优选(例如)为约100μm。另一方面,平面部分涂膜的厚度(例如)为角部分涂膜的厚度的约0.7倍至1.3倍。
在本文中,“角部分”是指由相邻的两个平面部分相交而形成的棱线部分。例如,当对压粉体10的角部分进行圆形倒角加工时,角部分涂膜的厚度是指绝缘树脂涂膜20在弯曲棱线的法线方向上的厚度,其中弯曲棱线是通过对压粉铁心1的截面进行圆形倒角加工而形成的。当对压粉体10的角部分进行尖锐倒角加工时,角部分涂膜的厚度是指绝缘树脂涂膜20在通过尖锐倒角加工形成的直线棱线的法线方向上的厚度。特别地,在圆形倒角的情况下,可以将绝缘树脂涂膜20在多个法线方向上的厚度的平均值设定为指定角部分涂膜的厚度。另一方面,当没有倒角部分时,将绝缘树脂涂膜20在形成角部分的两个平面部分各自的延伸面的二等分方向上的厚度设定为指定角部分涂膜的厚度。例如,可以通过用光学显微镜等观察压粉铁心1的截面从而测量指定角部分涂膜的厚度。尖锐倒角是指将边缘相交处的角切除以形成平面。圆形倒角是指将边缘相交处的角切除以形成曲面。尖锐倒角或圆形倒角的具体方法不限于切除边缘相交处的角部分的情况,并且可以使用形成有与倒角部分相对应的部分的模具等来进行。
(填料)
绝缘树脂涂膜20可以包含绝缘填料。在这种情况下,在绝缘树脂涂膜20中分散多个填料,由此提高绝缘树脂涂膜20的电绝缘性。具体而言,在绝缘树脂涂膜20的厚度方向上延伸的针孔被填料分隔。由此,更有效地防止产生沿厚度方向从绝缘树脂涂膜20的表面向压粉体10的表面穿透的针孔。此外,当在压粉体10中的角部分的表面上形成绝缘树脂涂膜20时,当树脂包含填料时,容易抑制在涂覆树脂期间未固化的树脂从角部分移动到平面部分。由此,防止了角部分涂膜局部较薄,因此可以提高角部分涂膜的厚度相对于平面部分涂膜的厚度的比率。
填料材料包括具有高电阻的陶瓷。例如,使用包含选自Mg、Si、Al、Mo、Ca、Ti和Zn中的至少一种元素的氧化物或氮化物。更具体而言,使用硅酸镁、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮化铝等。
填料形状没有特别地限制。填料可为薄片或颗粒。例如,当填料为薄片时,优选地,厚度的范围为0.1μm至5μm,宽度的范围为5μm至30μm,并且长度的范围为5μm至30μm。此外,当填料为颗粒时,优选地,平均粒径的范围为0.1μm至10μm。当薄片状填料的厚度为0.1μm以上并且宽度和长度为0.5μm以上时,或者当颗粒状填料的平均粒径为0.1μm以上时,容易将针孔分隔,因此容易获得提高绝缘树脂涂膜20的电绝缘性的效果。另一方面,当薄片状填料的厚度为5μm以下并且宽度和长度为30μm以下时,或者当颗粒状填料的平均粒径为10μm以下时,填料不会过大,并且更容易均匀地分散在绝缘树脂涂膜20中。因此,可以使绝缘树脂涂膜20的厚度尽可能薄,并且可以使绝缘树脂涂膜20具有优异的电绝缘性。
填料含量取决于填料的材料或形状。例如,当将绝缘树脂涂膜20认为是100质量%时,优选地,填料含量的范围为30质量%至70质量%。当绝缘树脂涂膜20中的填料含量为30质量%以上时,在绝缘树脂涂膜20中存在充足的填料,并且可以充分提高绝缘树脂涂膜20的电绝缘性。另一方面,当填料含量为70质量%以下时,在形成绝缘树脂涂膜20的情况下,在树脂的涂覆期间容易确保树脂的流动性。由此,可以使绝缘树脂涂膜20整体上具有均匀的厚度,因此绝缘树脂涂膜20可以具有优异的电绝缘性。
(绝缘树脂涂膜的介电击穿电压)
绝缘树脂涂膜20的介电击穿电压优选为超过600V。当绝缘树脂涂膜20的介电击穿电压超过600V时,充分提高了绝缘树脂涂膜20的电绝缘性(耐电压性)。绝缘树脂涂膜20的介电击穿电压的上限没有特别地限制。例如,就形成绝缘树脂涂膜20的树脂的绝缘特性、涂膜厚度(膜厚度)等方面而言,上限为3000V以下。绝缘树脂涂膜20的介电击穿电压取决于压粉铁心1的使用条件等。介电击穿电压(例如)为700V以上,并且更优选为1000V以上。
如下测定绝缘树脂涂膜20的介电击穿电压。将一个电极附接到绝缘树脂涂膜20的表面,并且将一个电极附接到压粉体10的未被绝缘树脂涂膜20覆盖的表面(压粉体10的表面中的非涂覆表面)。测定当对电极施加1分钟的恒定电压时流过电极的检出电流。此外,施加电压按阶段增加,并且将在检出电流为1mA以上的情况下的电压值设定为击穿电压。
对于根据本实施方案的压粉铁心1,由绝缘树脂涂膜20覆盖压粉体10的表面的一部分。绝缘树脂涂膜20的面积相对于压粉体10的表面的比率为85%以下。以这种方式,在将树脂涂覆在压粉体10的表面上以形成绝缘树脂涂膜20的情况下,将树脂涂覆在压粉体10的表面的一部分上,而不是涂覆在压粉体10的整个表面上。因此,树脂并未覆盖压粉体10的整个表面。由此,即使在热处理期间和涂覆后,压粉体10的孔中的空气发生热膨胀时,空气也可以从压粉体10的表面中的非涂覆表面逸出。可以避免热膨胀的空气穿透涂覆表面上的树脂并且逸出,从而防止了产生针孔。当绝缘树脂涂膜20的面积比率为85%以下时,可以充分地确保作为空气逸出路径的非涂覆表面的面积。因此,能够有效地防止在绝缘树脂涂膜20中产生针孔。
此外,当绝缘树脂涂膜20的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下时,不太可能在绝缘树脂涂膜20上局部形成具有薄的膜厚度的部分。由此,在绝缘树脂涂膜20上不存在针孔或具有局部较薄的膜厚度的部分。因此,压粉铁心1包括具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜20。
<<压粉铁心的用途>>
根据实施方案的压粉铁心1可以用于电磁部件(在图1的实例中为电动机)的铁心(芯)。当压粉铁心1包括具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜20时,当设置线圈并且构成电磁部件时,可以确保相对于线圈的电绝缘性。
<电磁部件>
根据实施方案的指定电磁部件包括根据实施方案的压粉铁心1,并且包括设置在压粉铁心1上的线圈。当使用图1所示的压粉铁心1构成电磁部件时,将线圈(未示出)设置在具有绝缘树脂涂膜20的压粉铁心1的齿部3的外周上。
对于根据实施方案的电磁部件,通过设置于压粉铁心1上的绝缘树脂涂膜20,可以确保压粉铁心1和线圈之间的电绝缘性。
[试验例1]
通过在指定压粉体的表面上涂覆树脂以形成绝缘树脂涂膜,从而制作如表1所示的压粉铁心的试样。
(压粉体)
作为软磁性粉末,制备由纯铁形成的粉末(平均粒径(D50):200μm)。在这种情况下,平均粒径(D50)是指在通过激光衍射/散射型粒径/粒度分布测定装置测得的积分质量为50%时的粒径。通过水雾化制造所制备的软磁性粉末。用磷酸盐膜被覆软磁性粉末的颗粒表面,从而形成绝缘膜。绝缘膜的膜厚度为约100nm。
将制备的软磁性粉末填充到模具中并且加压成形,从而形成多个圆筒状压粉体,各压粉体的内径为20mm、外径为30mm并且高度为20mm。加压成形后,在氮气氛中以500℃的温度对压粉体进行15分钟的热处理。在这种情况下,通过改变加压成形过程中的成形压力,从而获得具有不同相对密度的各种压粉体。此外,将一些压粉体浸入到磷酸锰溶液中并且用磷酸锰处理,使得在各压粉体的表面上形成磷酸锰系磷酸盐膜。各磷酸盐膜的膜厚度为约3μm。
对于制作的各压粉体,测定指定压粉体的重量和体积以计算实际密度,然后基于实际密度和真密度(具有绝缘膜的纯铁粉末的密度)计算相对密度。此外,评价指定压粉体的表面上的凹凸的最大深度。在这种情况下,测定指定压粉体的内周的表面粗糙度,然后由获得的粗糙度曲线,将指定压粉体的表面上的凹凸的最大深度计算为粗糙度曲线要素的高度的最大值。粗糙度曲线的基准长度为4mm,粗糙度曲线的评价长度为基准长度的5倍。
如表1所示,表1示出了在指定压粉铁心的试样中使用的各压粉体的相对密度,以及各压粉体的表面上的凹凸的最大深度。
(绝缘树脂涂膜)
接下来,制备环氧系树脂、氟系树脂和聚酰亚胺(PI)树脂。随后,用相应的树脂涂覆各制作的压粉体的表面,然后将树脂热处理以固化,使得形成指定绝缘树脂涂膜。将环氧系树脂和氟系树脂各自溶解在溶剂中,并且各自喷涂至指定压粉体的表面上。将聚酰亚胺系树脂电沉积在指定压粉体的表面上。
在这种情况下,在将树脂涂覆在指定压粉体的表面上的情况下,通过分别改变绝缘树脂涂膜的面积相对于压粉体的表面的比率;以及每单位面积的涂覆量(树脂的附着量),从而改变了绝缘树脂涂膜的面积比率;并且改变了绝缘树脂涂膜的膜厚度。具体而言,如表1所示制作不同压粉铁心的试样。当用树脂涂覆指定压粉体的表面的一部分时,以将遮蔽胶带施加到压粉体的表面上的非涂覆表面的方式进行遮蔽。
在表1所示的试样中,对于绝缘树脂涂膜的面积比率分别为100%的各试样(No.12、No.16和No.17),在指定压粉体的整个面上各自涂覆树脂,以形成指定绝缘树脂涂膜。对于绝缘树脂涂膜的面积比率分别为52.0%的各试样(No.1至No.4、No.7至No.10、No.14和No.15),仅在压粉体的内周和两端面涂覆树脂,以形成指定绝缘树脂涂膜。对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率显示为85.0%的试样(No.5)和显示为90.0%的试样(No.13),将树脂各自涂覆在指定压粉体的内周、两端面和外周的一部分上,以形成指定绝缘树脂涂膜。对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率显示为32.0%的试样(No.6),仅在指定压粉体的内周上涂覆树脂以形成指定绝缘树脂涂膜。对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率各自显示为0%的试样(No.11a和No.11b),在各指定压粉体表面上没有涂覆树脂,其结果是,没有形成绝缘树脂涂膜。
用SEM观察指定绝缘树脂涂膜的表面,并且检测在绝缘树脂涂膜中是否存在针孔。在检测是否存在针孔时,确定在边长为1cm的正方形的视野中是否存在直径为100μm以上的针孔。即使当在不同的10个视野中存在一个针孔时,也将其检测为“存在针孔”。当没有针孔时,其检测为“不存在针孔”。最终,对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率各自显示为100%的试样(No.12、No.16和No.17);以及显示为90.0%的试样(No.13),它们分别检测为“存在针孔”。即使当指定绝缘树脂涂膜的面积比率为85%以下时,对于指定绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度超过20μm的各试样(No.14和No.15),其也分别检测为“存在针孔”。另一方面,对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率为85%以下并且绝缘树脂涂膜表面上的凹凸的最大深度为20μm以下的各试样(No.1至No.10),其各自检测为“不存在针孔”。
对于其上分别形成有指定绝缘树脂涂膜的各压粉铁心的试样,通过测量各绝缘树脂涂膜的膜厚度来计算平均厚度。此外,评价各压粉铁心的指定绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度。在这种情况下,在测定在指定压粉体的内周形成的绝缘树脂涂膜的表面粗糙度之后,由获得的粗糙度曲线,将绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度计算为粗糙度曲线要素的高度的最大值。粗糙度曲线的基准长度为4mm,并且粗糙度曲线的评价长度为基准长度的5倍。予以注意,对于各指定绝缘树脂涂膜中存在针孔的试样(No.12至No.17),通过测定指定绝缘树脂涂膜的表面中不存在针孔的部分的表面粗糙度,从而确定各绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度。
表1示出了表1所示的指定压粉铁心的各试样中的绝缘树脂涂膜的面积比率、绝缘树脂涂膜的厚度以及绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度。
对于表1所示的指定压粉铁心的各试样,通过测定击穿电压来评价电绝缘性(耐电压性)。如下测定击穿电压。将一个电极附接到在指定压粉体的内周形成的绝缘树脂涂膜的表面。将一个电极附接在压粉体的外周中未被绝缘树脂涂膜覆盖的面。对两个电极施加1分钟的恒定电压。接下来,将施加在两个电极上的电压阶段性地增加100V。测定流过电极的检出电流为1mA以上时的电压值(耐电压)。结果示于表1中。予以注意,对于在指定压粉体的整个表面上形成绝缘树脂涂膜的各试样(No.12、No.16和No.17);以及未形成绝缘树脂涂膜的各试样(No.11a和No.11b),分别在指定压粉铁心的内周和外周附接电极。予以注意,对于其中没有形成绝缘树脂涂膜的各试样,在施加电压为100V的水平时,检出电流为1mA以上,并且击穿电压小于100V。
[表1]
从表1中,对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率为85%以下、并且绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为20μm以下的各试样No.1至No.10,各绝缘树脂涂膜的击穿电压(耐电压性)各自超过600V。可以认为,获得了具有提高的电绝缘性的绝缘树脂涂膜,这是因为,在这些试样中,在指定绝缘树脂涂膜中没有针孔或局部较薄的部分。
特别地,对于指定绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为15μm以下的各试样,因为击穿电压为1000V以上,所以电绝缘性进一步提高。特别地,对于指定绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为10μm以下的指定试样,击穿电压为2000V以上。由此,可以认为,随着绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度减小,不太可能在指定绝缘树脂涂膜中局部形成具有薄的膜厚度的部分,使得提高了电绝缘性。此外,为了获得凹凸的最大深度较小的绝缘树脂涂膜,重要的是指定压粉体的表面性质,并且发现有利的是提高压粉体的相对密度(90%以上),并且减小压粉体的表面上的凹凸的最大深度(50μm以下,特别是35μm以下)。
对于不包括绝缘树脂涂膜的各试样11a和11b;或者,指定绝缘树脂涂膜的面积比率高于85%、或者指定绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度大于20μm的各试样No.12和No.17,绝缘树脂涂膜的击穿电压各自为600V以下,并且不能充分实现电绝缘性。在这一点上,对于指定绝缘树脂涂膜的面积比率高于85%的各试样,认为电绝缘性下降,这是因为在各绝缘树脂涂膜中存在针孔。此外,对于指定绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度超过20μm的各试样,认为电绝缘性下降,这是因为在绝缘树脂涂膜中局部形成具有薄的膜厚度的部分或存在针孔。
[附图标记列表]
1 压粉铁心
10 压粉体
20 绝缘树脂涂膜
2 磁轭部
3 齿部
Claims (11)
1.一种压粉铁心,包括:
包含软磁性粉末的压粉体;以及
绝缘树脂涂膜,该绝缘树脂涂膜覆盖所述压粉体的表面的一部分,
其中所述压粉体的相对密度为90%以上,
其中所述压粉体的表面上的凹凸的最大深度为30μm以下,
其中至少在所述压粉体的表面的需要电绝缘性的部分上形成所述绝缘树脂涂膜,
其中所述绝缘树脂涂膜的面积相对于所述压粉体的表面积的比率为85%以下,并且
其中所述绝缘树脂涂膜的表面上的凹凸的最大深度为15μm以下。
2.根据权利要求1所述的压粉铁心,其中所述绝缘树脂涂膜的厚度为25μm至100μm。
3.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中所述绝缘树脂涂膜的介电击穿电压超过600V。
4.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中所述绝缘树脂涂膜包含环氧系树脂、氟系树脂和聚酰亚胺系树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中所述绝缘树脂涂膜包含由氧化物或氮化物形成的填料,所述氧化物或所述氮化物包含选自Mg、Si、Al、Mo、Ca、Ti和Zn中的至少一种元素。
6.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中所述压粉体包括平面部分和角部分,
其中覆盖所述角部分的所述绝缘树脂涂膜的厚度为25μm至100μm,并且
其中覆盖所述平面部分的所述绝缘树脂涂膜的厚度为覆盖所述角部分的所述绝缘树脂涂膜的厚度的0.7倍至1.3倍。
7.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中所述压粉体包括位于所述压粉体的表层中的磷酸盐膜。
8.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中形成所述绝缘树脂涂膜以确保所述压粉体的孔中的空气逸出的路径的非涂覆表面的面积。
9.根据权利要求1或2所述的压粉铁心,其中所述绝缘树脂涂膜在所述绝缘树脂涂膜的表面不存在直径为100μm以上的针孔。
10.根据权利要求7所述的压粉铁心,其中所述磷酸盐膜的膜厚为1μm以上10μm以下,
其中所述绝缘树脂涂膜的膜厚为30μm以上100μm以下,
其中所述绝缘树脂涂膜位于所述磷酸盐膜上。
11.一种电磁部件,包括:
根据权利要求1至7中任一项所述的压粉铁心;以及
设置在所述压粉铁心上的线圈。
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---|---|---|---|---|
WO2020175367A1 (ja) * | 2019-02-25 | 2020-09-03 | 日立金属株式会社 | 磁心および磁心の製造方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06327199A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被膜形成方法 |
JP2003309015A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Mitsui Chemicals Inc | 磁気コア用接着性樹脂組成物 |
JP2005295684A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Materials Corp | マグネチックコア並びにその製造方法及びモータのコア巻線組並びにその製造方法 |
WO2005107039A1 (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 圧粉磁心およびその製造方法 |
JP2007215334A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電動機用固定子及び電動機 |
JP2013143406A (ja) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Canon Electronics Inc | 圧粉磁心の製造方法、圧粉磁心、コイル及びモータ |
JP2016127042A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 被覆処理液、圧粉磁心、磁心用粉末とその製造方法 |
JP2017017083A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 絶縁被覆扁平粉末 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5451306A (en) | 1993-03-16 | 1995-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming film on electronic part metal surface having burrs |
JPH11341751A (ja) | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | かご形回転子及びその製造方法 |
JP2004242443A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-08-26 | Asmo Co Ltd | モータ、コア、コアの製造方法及びコアの固定構造 |
JP2007135360A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | モータコア部品及びモータ部品 |
JP2007224412A (ja) | 2006-01-26 | 2007-09-06 | Denso Corp | 金属粉末、及びそれを用いた圧粉体並びにその製造方法 |
JP5329059B2 (ja) | 2007-08-06 | 2013-10-30 | 住友電気工業株式会社 | ステータおよびステータの製造方法 |
CN102792402B (zh) | 2011-03-09 | 2014-06-18 | 住友电气工业株式会社 | 压坯及其制造方法、以及电抗器用磁芯 |
JP2014036156A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Canon Electronics Inc | 成形体の表面処理方法、成形体の製造方法 |
JP2014072245A (ja) | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 圧粉磁心、電磁部品、及び圧粉磁心の製造方法 |
JP6030132B2 (ja) * | 2013-02-07 | 2016-11-24 | 古河電気工業株式会社 | エナメル樹脂絶縁積層体並びにそれを用いた絶縁ワイヤ及び電気・電子機器 |
KR101942725B1 (ko) * | 2014-03-07 | 2019-01-28 | 삼성전기 주식회사 | 칩 전자부품 및 그 제조방법 |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06327199A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被膜形成方法 |
JP2003309015A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Mitsui Chemicals Inc | 磁気コア用接着性樹脂組成物 |
JP2005295684A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Materials Corp | マグネチックコア並びにその製造方法及びモータのコア巻線組並びにその製造方法 |
WO2005107039A1 (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 圧粉磁心およびその製造方法 |
JP2007215334A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電動機用固定子及び電動機 |
JP2013143406A (ja) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Canon Electronics Inc | 圧粉磁心の製造方法、圧粉磁心、コイル及びモータ |
JP2016127042A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 被覆処理液、圧粉磁心、磁心用粉末とその製造方法 |
JP2017017083A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 絶縁被覆扁平粉末 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11869691B2 (en) | 2024-01-09 |
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