DE112012001403T5

DE112012001403T5 - Verbundmaterial, Drossel-Einsatz-Kern, Drossel, Wandler und Stromrichtervorrichtung

Info

Publication number: DE112012001403T5
Application number: DE112012001403.0T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Inaba
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: JP5995181B2; CN103430249B; US9847156B2; WO2012128034A1; US20130294129A1; JP2012212855A; CN103430249A; DE112012001403B4

Abstract

Eine Drossel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Spule 2 und einen magnetischen Kern 3 auf, der innerhalb und außerhalb der Spule 2 angeordnet ist, zum Bilden eines geschlossenen magnetischen Pfads. Mindestens ein Teil des magnetischen Kerns 3 ist aus einem Verbundmaterial gebildet, welches ein aus einem identischen Material gebildetes Magnetsubstanzpulver und ein Harz aufweist, welches das darin dispergierte Pulver aufweist. In der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers sind eine Vielzahl an Peaks vorhanden. Das heißt, dass das Magnetsubstanzpulver sowohl ein feines Pulver und ein grobes Pulver in großen Häufigkeiten enthält. Da das Verbundmaterial das feine Pulver enthält, kann es den Wirbelstromverlust reduzieren und erreicht somit, ein Niedrigverlustmaterial zu sein. Dank des Mischpulvers mit dem feinen Pulver und dem groben Pulver wird die Packungsdichte des Magnetsubstanzpulvers erhöht. Daher weist das Verbundmaterial eine hohe Sättigungsmagnetflussdichte auf. Durch Einsatz eines solchen Mischpulvers kann das Ausgangsmaterialpulver leicht verarbeitet werden, und eine ausgezeichnete Herstellbarkeit des Verbundmaterials wird gewährleistet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbundmaterial, welches geeignet als Material eingesetzt wird, das ein magnetisches Teil wie eine Drossel strukturiert, einen Drossel-Einsatz-Kern, der aus dem Verbundmaterial gebildet ist, eine Drossel mit dem Kern, einen Wandler mit der Drossel, und auf eine Stromrichtervorrichtung, die den Wandler aufweist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Niedrigverlust-Verbundmaterial mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte und mit dem eine ausgezeichnete Herstellbarkeit erreicht wird.
STAND DER TECHNIK
Ein magnetisches Teil mit einer Spule und einem magnetischem Kern, bei dem die Spule angeordnet ist, wie eine Drossel oder ein Motor, wird in unterschiedlichen Gebieten eingesetzt. Beispielsweise Patentschrift 1 offenbart als Material, welches einen in der Drossel 2 aufgenommenen magnetischen Kern strukturiert, ein Verbundmaterial, das aus einem Magnetsubstanzpulver, wie einem reinen Eisenpulver, und einem Harz (einem Bindemittelharz) mit dem Pulver gebildet ist. Das Verbundmaterial lässt sich herstellen, indem eine Mischung, die durch Mischen eines Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulvers und eines ungehärteten Flüssigharzes erzeugt wird, in eine Formanordnung einer gewünschten Form oder dergleichen gepackt wird, und danach das Harz gehärtet wird.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2008-147403

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Es kann gewünscht sein, dass der magnetische Kern eine Niedrigverlusteigenschaft aufweist, während er eine hohe Sättigungsmagnetflussdichte aufzeigt, wobei sich der Verlust auf den Eisenverlust (den Hystereseverlust + den Wirbelstromverlust) oder dergleichen bezieht.
In dem Fall, in dem das Verbundmaterial als das Material, welches den magnetischen Kern strukturiert, verwendet wird, kann beispielsweise die Verwendung eines Pulvers, welches aus feinen Teilchen gebildet ist, wie das Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulver den Wirbelstromverlust infolge der kleinen Teilchengröße reduzieren, und somit kann ein Niedrigverlustverbundmaterial erzeugt werden. Ferner ermöglicht die Verwendung eines solchen feinen Pulvers, die Packungsdichte des Verbundmaterials in einfacher Weise zu erhöhen. Durch Erhöhen des Verhältnisses (Anteils) der magnetischen Komponente, kann ein Verbundmaterial mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte erzeugt werden. In Abhängigkeit des Materials des Magnetsubstanzpulvers wird jedoch die Handhabbarkeit mit einer exzessiv kleinen Teilchengröße schwierig. Daher werden eine Reduktion der Verarbeitbarkeit, und eventuell eine Reduktion der Herstellbarkeit des Verbandmaterials begünstigt. Dementsprechend bestehen Beschränkungen in Bezug auf die Verbesserung der Sättigungsmagnetflussdichte oder das Reduzieren des Verlusts durch Reduzieren der Teilchengröße des Ausgangsmaterialpulvers.
Andererseits wird durch Erhöhen des Magnetsubstanzpulvers, während die Harzkomponente in dem Verbundmaterial reduziert wird, der Anteil der magnetischen Komponente in dem Verbundmaterial größer, und somit wird die Sättigungsmagnetflussdichte verbessert. Die relative Permeabilität wird jedoch übermäßig hoch. Ferner erhöht eine übermäßig hohe Menge des Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulvers die Viskosität der Mischung, wodurch die Fließfähigkeit schlecht wird. Daher wird es schwierig, die Mischung in die Formanordnung zu gießen, was zu einer schlechten Herstellbarkeit führt. Insbesondere mit einer komplizierten Form kann die Mischung nicht vollständig in die Formanordnung gepackt werden, und eine Reduktion der Präzision der Form kann begünstigt werden. Dementsprechend bestehen unter Berücksichtigung von Verlustunterdrückung und Herstellbarkeit Beschränkungen für das Erhöhen des Anteils des Magnetsubstanzpulvers.
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Niedrigverlustverbundmaterial bereitzustellen, mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte und das eine ausgezeichnete Herstellbarkeit aufzeigt.
Ferner besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Niedrigverlust-Drossel-Einsatz-Kern mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte und eine den Kern aufweisende Drossel bereitzustellen.
LÖSUNG DER PROBLEME
Üblicherweise wird als das Ausgangsmaterial eines Verbundmaterials ein Magnetsubstanzpulver eingesetzt, mit einer Teilchengrößenverteilung, bei der nur ein Peak vorhanden ist (z. B. die Normalverteilung oder dergleichen). Das heißt, es wird davon ausgegangen, dass das übliche Ausgangsmaterialpulver Teilchen einer gewissen Teilchengröße in einer großen Menge enthält, und Teilchen einer anderen Teilchengröße in einer geringen Menge. In dem Fall, in dem ein solches Magnetsubstanzpulver mit der Teilchengrößenverteilung, bei der nur ein Peak vorhanden ist (d. h. das Pulver mit einem breiten Peak, oder das Pulver mit einem scharfen Peak), als das Ausgangsmaterial verwendet wird, begünstigt die Verwendung des Pulvers, das aus feinen Teilchen gebildet ist, eine Reduktion der Verarbeitbarkeit; wohingegen die Verwendung des Pulvers, das aus groben Teilchen gebildet ist, eine Reduktion der Sättigungsmagnetflussdichte begünstigt, die einer Reduktion der Packungsdichte zuzuschreiben ist. Im Gegenteil dazu zeigt sich, dass die Verwendung des Magnetsubstanzpulvers, das aus Teilchen von großer Teilchengröße und des Magnetsubstanzpulvers, das aus Teilchen von kleiner Teilchengröße gebildet ist, als Ausgangsmaterial die Packungsdichte des Magnetsubstanzpulvers in dem Verbundmaterial erhöhen kann. Ferner zeigt sich, da der Anteil der magnetischen Komponente des erzeugten Verbundmaterials zu einem gewissen Grad hoch ist, die Sättigungsmagnetflussdichte hoch ist; und zusätzlich, da feine Pulver in großen Häufigkeiten enthalten sind, der Verlust auch vorteilhaft niedrig ist. Die vorliegende Erfindung basiert auf den vorstehend genannten Befunden.
Ein Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Magnetsubstanzpulver und ein Harz auf, welches das darin dispergierte Pulver aufweist. Das Magnetsubstanzpulver ist aus einer Vielzahl an Teilchen gebildet, die aus einem identischen Material gebildet sind. Ferner sind eine Vielzahl an Peaks in der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers vorhanden.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Peak wie folgt definiert ist: beim Beobachten einer Häufigkeit f_x einer bestimmten Teilchengröße r_x in einer Teilchengrößenverteilung werden eine Häufigkeit f_s einer Teilchengröße r_s, die um einen vorgegebenen Wert k (k ist der Gestaltungswert) kleiner ist als die Teilchengröße r_x, und eine Häufigkeit f₁ einer Teilchengröße r₁, die um einen vorgegebenen Wert k (k ist der Gestaltungswert) größer ist als die Teilchengröße r_x, beobachtet. Dann wird die Häufigkeit f_x, welche die Bedingung erfüllt, um den Faktor 1.1 oder mehr größer zu sein als die Häufigkeiten f_s und f₁, als der Peak angesehen.
Das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung wird durch Mischen eines Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulvers und eines Harzes und durch Härten des Harzes hergestellt. Da die Form und Teilchengröße des Magnetsubstanzpulvers, das als das Ausgangsmaterial eingesetzt wird, sich vor und nach der Herstellung nicht wesentlich verändern, ist die Teilchengrößenverteilung des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen mit der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers identisch, das, als Ausgangsmaterial eingesetzt wird.
Das Vorhandensein einer Vielzahl an Peaks in der Teilchengrößenverteilung bedeutet dass in dem Histogramm der Teilchengrößenverteilung sowohl bei einer Stelle, bei der die Teilchengröße klein ist, als auch bei einer Stelle, bei der die Teilchengröße groß ist, ein Peak (Wert hoher Häufigkeit) vorhanden ist. Mit anderen Worten sind mindestens zwei Peaks vorhanden, nämlich der erste Peak und der zweite Peak. Dann ist die Teilchengröße r₁ kleiner als die Teilchengröße r₂, wenn definiert ist, dass die Teilchengröße, bei welcher der erste Peak auftritt, r₁ ist, und die Teilchengröße bei welcher der zweite Peak auftritt, r₂ ist. Das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung weist sowohl das feine Magnetsubstanzpulver als auch das grobe Magnetsubstanzpulver in großen Häufigkeiten auf. Da das feine Magnetsubstanzpulver in einer relativ großen Menge enthalten ist, kann das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung den Wirbelstromverlust reduzieren und weist eine Niedrigverlusteigenschaft auf. Ferner vereinfacht beim Herstellen des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung die Verwendung des Mischpulvers, das aus dem Feinpulver und dem groben Pulver gebildet ist, als das Ausgangsmaterial das Erhöhen der Packungsdichte des Magnetsubstanzpulvers, und ein Verbundmaterial mit einem hohen Anteil der magnetischen Komponente kann erzeugt werden. Dementsprechend weist das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ist hohe Sättigungsmagnetflussdichte auf. Ferner kann, da die Packungsdichte durch Verwendung des Mischpulvers leicht erhöht werden kann, eine übermäßige Verwendung des Feinpulvers nicht notwendig, und somit ist der Umfang mit dem Ausgangsmaterialpulver einfach. Dementsprechend kann im Zusammenhang mit dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung das Ausgangsmaterial in einfacher Weise gehandhabt werden, und eine ausgezeichnete Herstellbarkeit wird gewährleistet.
Als ein Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung können in der Teilchengrößenverteilung der erste Peak und der zweite Peak, welche die folgenden Bedingungen erfüllen, vorhanden sein.
Wenn die Teilchengröße, bei welcher der erste Peak auftritt r₁ ist, und die Teilchengröße, bei welcher der zweite Peak auftritt r₂ ist, ist die Teilchengröße r₁ 1/2 Mal so groß wie oder kleiner als die Teilchengröße r₂ (d. h., dass die Beziehung erfüllt ist: r₁ ≤ (1/2) × r₂).
Bei diesem Typ können, da die Teilchengrößendifferenz, welche r₂ – r₁ beträgt, zwischen dem feinen Pulver der Teilchengröße r₁ und dem groben Pulver der Teilchengröße r₂ groß genug ist, die feinen Teilchen der Teilchengröße r₁ angemessen in dem unter dem groben Teilchen der Teilchengröße r₂ gebildeten Zwischenraum aufgenommen werden. Dementsprechend kann der vorstehende Typ eine Niedrigverlusteigenschaft erzielen, weil die Packungsdichte in einfacher Weise erhöht werden kann, wobei die Sättigungsmagnetflussdichte hoch ist und die feinen Teilchen in großen Häufigkeiten angemessen vorhanden sind.
Als ein Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung kann das Verbundmaterial Nichtmagnetsubstanzpulver, das aus mindestens einem Typ an Material gebildet ist, aufweisen. Insbesondere kann in einer Teilchengrößenverteilung des Mischpulvers, das aus dem Magnetsubstanzpulver und dem Nichtmagnetsubstanzpulver gebildet ist, unter der Vielzahl an Peaks die maximale Teilchengröße, bei welcher der Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers auftritt, kleiner sein als die minimale Teilchengröße, bei welcher der Peak des Magnetsubstanzpulvers auftritt.
Die „magnetische Substanz” des Magnetsubstanzpulvers, die in dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung enthalten ist, bezieht sich auf ein ferromagnetisches Material in einem weiten Sinn. Typischerweise ist es ein weichmagnetisches Material. Andererseits ist die „nicht magnetische Substanz” des Nichtmagnetsubstanzpulvers eine Substanz, die sich von dem ferromagnetischen Material unterscheidet. Das Nichtmagnetsubstanzpulver kann beispielsweise ein Pulver sein, das aus inorganischen Materialien wie Metall gebildet ist, z. B. Keramik oder Al, ein Pulver, das aus einem organischen Material wie Harz gebildet ist, z. B. Silikonharz. Das Nichtmagnetsubstanzpulver, das aus vorstehend aufgelisteten Materialien gebildet ist, kann in einfacher Weise gehandhabt werden, selbst wenn sie in der Form eines feinen Pulvers vorliegen. Indem zugelassen wird, dass das Ausgangsmaterial zusätzlich zu dem Magnetsubstanzpulver so ein feines Nichtmagnetsubstanzpulver enthält, wird ermöglicht, dass das Ausfällen des Magnetsubstanzpulvers in dem Harz während der Herstellung des Verbundmaterials effektiv reduziert wird. Ein solches Unterdrücken von Ausfällung erlaubt es, das Magnetsubstanzpulver in der Mischung uniform zu dispergieren. Durch das Härten des Harzes in diesem Zustand kann das Verbundmaterial erzeugt werden, in dem das Magnetsubstanzpulver uniform dispergiert ist. Das heißt, dass dieser Typ eine uniforme magnetische Eigenschaft bereitstellen kann und somit hochgradig zuverlässig ist. Ferner kann bei diesem Typ, da die Magnetsubstanzteilchen in dem Zwischenraum, der unter den Magnetsubstanzteilchen gebildet ist, aufgenommen werden, da das Nichtmagnetsubstanzpulver feiner ist als das Magnetsubstanzpulver, eine Reduktion des Anteils der magnetischen Komponente, die dem Vorhandensein des Nichtmagnetsubstanzpulvers zuzuschreiben ist, unterdrückt werden.
Bei dem Typ, bei dem das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten ist, kann eine maximale Teilchengröße r_nmax, bei der ein Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers auftritt, 1/3 × so groß oder kleiner sein als eine minimale Teilchengröße r_mmin, bei der ein Peak des Magnetsubstanzpulvers auftritt (d. h. dass die Beziehung r_nmax ≤ (1/3) × r_mmin erfüllt ist). Ferner kann dem Typ, bei dem das nicht magnetische Substanzpulver enthalten ist, eine Teilchengröße, r_m bei der ein Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers auftritt, 20 μm oder weniger sein.
Bei diesem Typ können, dank des vollständig kleinen Nichtmagnetsubstanzpulver, die feinen Nichtmagnetsubstanzteilchen angemessen in dem unter den Magnetsubstanzteilchen gebildeten Zwischenraum aufgenommen werden. Ferner kann, da die feinen Nichtmagnetsubstanzteilchen an dem äußeren Umfang von jedem der Magnetsubstanzteilchen in einfacher Weise uniform dispergiert werden können, das Ausfällen der Magnetsubstanzteilchen effektiv unterdrückt werden. Ferner sind, da das Nichtmagnetsubstanzpulver sehr klein ist, die Nichtmagnetsubstanzteilchen zum Überdecken des Zwischenraums vorhanden. Daher kann bei diesem Typ eine Reduktion des Anteils der magnetischen Komponente, der dem Vorhandensein des Nichtmagnetsubstanzpulvers zuzuschreiben ist, unterdrückt werden.
Bei dem Typ, bei dem das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten ist, kann der Gesamtanteil des Nichtmagnetsubstanzpulvers relativ zu dem gesamten Verbundmaterial 0.2 Masseprozent oder mehr betragen.
Bei diesem Typ kann, da das Nichtmagnetsubstanzpulver, vorzugsweise das vorstehend beschriebene feine Nichtmagnetsubstanzpulver, angemessen vorhanden ist, das Ausfällen des Magnetsubstanzpulvers effektiv unterdrückt werden.
Bei einem Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung ist das Magnetsubstanzpulver aus einem beschichteten Pulver gebildet, wobei das beschichtete Pulver Magnetsubstanzteilchen und eine isolierende Beschichtung aufweist, welche den äußeren Umfang von jedem der Magnetsubstanzteilchen überdeckt.
Bei diesem Typ kann, insbesondere wenn das Magnetsubstanzpulver aus Metall gebildet ist, das Bereitstellen der isolierenden Schicht ermöglichen, den Wirbelstromverlust zu reduzieren und somit eine Niedrigverlusteigenschaft zu erzielen.
Bei einem Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung beträgt der Gesamtanteil des Magnetsubstanzpulvers relativ zu dem gesamten Verbundmaterial 30 Volumenprozent oder mehr und 70 Volumenprozent oder weniger. Es ist ferner bevorzugt, dass der Gesamtanteil des Magnetsubstanzpulvers 40 Volumenprozent oder mehr und 65 Volumenprozent oder weniger beträgt.
Bei diesem Typ ist der Anteil der magnetischen Komponente hoch genug, da das Magnetsubstanzpulver 30 Volumenprozent oder mehr einnimmt, und somit ist die Sättigungsmagnetflussdichte hoch. Ferner fließt bei diesem Typ, da das Magnetsubstanzpulver zu 70 Volumenprozent oder weniger enthalten ist, die Mischung des Magnetsubstanzpulvers und des Harzes während der Herstellung in einfacher Weise, und somit wird eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet. Insbesondere, wenn das Magnetsubstanzpulver ein Material ist, dessen Sättigungsmagnetflussdichte ungefähr 2 T beträgt, so wie Eisen oder Fe-Si-Legierung, kann eine Sättigungsmagnetflussdichte des Verbundmaterials von 0.6 T oder mehr in einfacher Weise erreicht werden, indem der Anteil 30 Volumenprozent oder mehr beträgt; und ferner kann eine Sättigungsmagnetflussdichte des Verbundmaterials von 0.8 T oder mehr in einfacher Weise erreicht werden, indem der Anteil 40 Volumenprozent oder mehr beträgt. Mit dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung des Mischpulvers als das Ausgangsmaterial, welches aus dem Feinteilchenpulver und dem Grobteilchenpulver, wie vorstehend beschrieben, gebildet ist, wie vorstehend beschrieben, in einfacher Weise eine hohe Packungsdichte zu erzielen, bei welcher der Anteil des Magnetsubstanzpulvers ungefähr 65 Volumenprozent beträgt.
Bei einem Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung beträgt die Sättigungsmagnetflussdichte des Verbundmaterials 0.6 T oder mehr.
Wie vorstehend beschrieben erzielt der vorliegende Typ eine Niedrigverlusteigenschaft, und die Sättigungsmagnetflussdichte ist sehr hoch. Dementsprechend kann das Verbundmaterial dieses Typs geeignet als ein magnetischer Kern eines magnetischen Teils eingesetzt werden, welches solche Eigenschaften aufweisen muss, beispielsweise eines Drossel-Einsatz-Kerns, der in einem Wandler enthalten ist, der an einem Fahrzeug wie einem Hybridfahrzeug angebracht ist.
Bei einem Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung beträgt die relative Permeabilität des Verbundmaterials 5 bis 20.
Bei diesem Typ tritt, da die relative Permeabilität relativ niedrig ist, die Sättigung des Magnetflusses nicht leicht auf. Unter Verwendung des Verbundmaterials dieses Typs kann beispielsweise ein magnetischer Kern der spaltlosen Struktur gebildet werden. Ferner kann dieser Typ, da er die magnetische Eigenschaft bereitstellt, die für einen Drossel-Einsatz-Kern geeignet ist, der in einem an einem Fahrzeug wie einem Hybridfahrzeug angebrachten Wandler geeignet ist, passend als ein solcher Drossel-Einsatz-Kern verwendet werden. Das Verfahren zum Messen der Sättigungsmagnetflussdichte und der relativen Permeabilität wird später beschrieben werden.
Als ein Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung kann die Rundheit von jedem Teilchen, welches das Magnetsubstanzpulver strukturiert, 1.0 oder mehr und 2.0 oder weniger betragen.
Die Verwendung der Teilchen mit einer bestimmten Rundheit wie bei diesem Typ ermöglicht es, den Zwischenraum unter den Teilchen, bei dem andere Teilchen eingeschoben. werden können, angemessen auszubilden. Daher kann die Packungsdichte in einfacher Weise erhöht werden, und das Pulver weist eine ausgezeichnete Fließfähigkeit auf. Dementsprechend stellt dieser Typ eine hohe Sättigungsmagnetflussdichte und eine ausgezeichnete Herstellbarkeit bereit. Es ist bevorzugt, dass die Rundheit 1.0 oder mehr und 1.5 oder weniger, insbesondere 1.0 oder mehr und 1.3 oder weniger beträgt. Das Verfahren zum Messen der Rundheit wird später beschrieben werden.
Als ein Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung kann das Magnetsubstanzpulver ein Eisenlegierungspulver sein, das Si enthält. Alternativ dazu kann als ein Typ des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung das Magnetsubstanzpulver ein feines Eisenpulver sein.
Die Eisenlegierung, die Si enthält, weist einen hohen elektrischen Widerstand auf und reduziert den Wirbelstromverlust in einfacher Weise. Daher erzielt der Typ, bei dem das Magnetsubstanzpulver das Eisenlegierungspulver ist, eine Niedrigverlusteigenschaft. Da ein reines Eisen eine höhere Sättigungsmagnetflussdichte als eine Eisenlegierung aufweist, weist der Typ, bei dem das Magnetsubstanzpulver ein reines Eisenpulver ist, eine hohe Sättigungsmagnetflussdichte auf.
Bei dem Typ, bei dem das Magnetsubstanzpulver ein reines Eisenpulver ist, können, wenn die Vielzahl an Peaks zwei Peaks enthalten, die einen ersten Peak und einen zweiten Peak darstellen, und wenn eine Teilchengröße, bei der der erste Peak auftritt, r₁ ist, und eine Teilchengröße, bei der der zweite Peak auftritt, r₂, die folgenden Beziehungen erfüllt sein: r₁ < r₂; die Teilchengröße r₁ beträgt 50 μm oder mehr und 100 μm oder weniger; und die Teilchengröße r₂ beträgt 100 μm oder mehr und 200 μm oder weniger.
Dieser Typ kann den Wirbelstromverlust effektiv reduzieren, indem die feinen Teilchen, deren Teilchengröße r₁ 50 μm bis 100 μm beträgt, in großen Häufigkeiten vorhanden sind, und erzielt somit eine Niedrigverlusteigenschaft. Ebenfalls weil die Teilchengröße r₂ 200 μm oder weniger beträgt, kann der Wirbelstromverlust in einfacher Weise reduziert werden. Ferner kann, da die Teilchengröße r₁ der in großen Häufigkeiten vorhandenen feinen Teilchen 50 μm oder mehr beträgt, das Ausgangsmaterial-Reineisenpulver während der Herstellung in einfacher Weise gehandhabt werden. Somit gewährleitstet dieser Typ eine ausgezeichnete Herstellbarkeit. Ferner ist bei diesem Typ, da die Teilchengröße r₂ 100 μm oder mehr beträgt, der Teilchengrößenunterschied zwischen der Teilchengröße r₁ und der Teilchengröße r₂ groß genug. Dementsprechend kann, wie vorstehend beschrieben, die Packungsdichte in einfacher Weise erhöht werden, und die Sättigungsmagnetflussdichte ist hoch.
Das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung kann wie vorstehend beschrieben als ein magnetischer Kern verwendet werden, der für eine Drossel verwendet wird. Dementsprechend kann ein Drossel-Einsatz-Kern der vorliegenden Erfindung aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung gebildet sein.
Da der Drossel-Einsatz-Kern der vorliegenden Erfindung aus dem Verbundmaterial mit einer Niedrigverlusteigenschaft und einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte, wie vorstehend beschrieben, gebildet ist, ist der Verlust niedrig und die Sättigungsmagnetflussdichte ist hoch. Ferner gewährleistet der Drossel-Einsatz-Kern der vorliegenden Erfindung auch eine ausgezeichnete Herstellbarkeit.
Eine Drossel der vorliegenden Erfindung kann eine Spule und einen magnetischen Kern, bei welchem die Spule angeordnet ist, aufweisen. Mindestens ein Teil des magnetischen Kerns kann aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung gebildet sein.
Im Zusammenhang mit der Drossel der vorliegenden Erfindung kann, da mindestens ein Teil des magnetischen Kerns aus dem Verbundmaterial mit einer Niedrigverlusteigenschaft und einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte, wie vorstehend beschrieben, gebildet ist, die Drossel eine Niedrigverlusteigenschaft erzielen und eine hohe Sättigungsmagnetflussdichte aufweisen.
Alternative dazu weist die Drossel der vorliegenden Erfindung eine Spule und einen magnetischen Kern, bei dem die Spule angeordnet ist, auf. In dem magnetischen Kern ist mindestens ein Teil eines Abschnittes aus einem Magnetpulverkern gebildet, und ein anderer Abschnitt ist aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung gebildet. In dem magnetischen Kern ist beispielsweise ein Teil eines Abschnitts, der innerhalb der ärmelartigen Spule, die aus einem gewickelten Draht gebildet ist, aus einem Magnetpulverkern gebildet, und mindestens ein Teil eines Abschnitts, der außerhalb der Spule angeordnet ist, ist aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung gebildet (hiernach wird dieser Typ als der innere Magnetpulverkern-Typ bezeichnet). Alternativ dazu ist in dem magnetischen Kern z. B. mindestens ein Teil eines Abschnitts, der innerhalb der ärmelartigen Spule angeordnet ist, die aus einem gewickelten Draht gebildet ist, aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung gebildet, und mindestens ein Teil eines Abschnitts, der außerhalb der Spule angeordnet ist, ist aus einem Magnetpulverkern gebildet (hiernach wird dieser Typ als der äußere Magnetpulverkern-Typ bezeichnet).
Bei dem inneren Magnetpulverkern-Typ ist in dem magnetischen Kern der magnetische Pulverkern bei dem Abschnitt, der innerhalb der Spule angeordnet ist, bereitgestellt (hiernach wird dieser Abschnitt als der innere Kern bezeichnet), und das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ist bei dem Abschnitt bereitgestellt, der außerhalb der Spule angeordnet ist (hiernach wird dieser Abschnitt als der äußere Kern bezeichnet). Daher kann die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kerns leicht erhöht werden, um größer zu sein als diejenige des äußeren Kerns. Da die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kerns hoch ist, kann im Vergleich zu dem Fall, in dem der gesamte magnetische Kern aus einem Material einer relativ niedrigen Permeabilität gebildet ist und die Sättigungsmagnetflussdichte somit uniform ist, der Querschnitt des inneren Kerns reduziert werden. Das heißt, dass der innere Kern in seiner Größe reduziert werden kann, und die Spule kann ebenfalls in ihrer Größe reduziert werden, und in Übereinstimmung zu der kleinen Größe des inneren Kerns. Daher kann der innere Magnetpulverkern-Typ die Drossel von kleiner Größe bereitstellen. Ferner kann durch eine Reduktion der Größe der Spule ebenfalls eine Reduktion des Gewichts der Drossel erreicht werden. Andererseits ist, im Gegenteil zu dem vorstehend beschriebenen inneren Magnetpulverkern-Typ, der innere Kern bei dem äußeren Magnetpulverkern-Typ mit dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung versehen, und der äußere Kern ist mit dem Magnetpulverkern versehen. Daher kann die Sättigungsmagnetflussdichte des äußeren Kerns in einfacher Weise erhöht werden, um größer zu sein als diejenige des inneren Kerns. Daher kann der Verluststrom von dem äußeren Kern zu der Außenseite hin reduziert werden. Ferner ist bei jedem dieser Typen ein Teil des magnetischen Kerns aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung, das die Harzkomponente enthält, gebildet. Dementsprechend kann die relative Permeabilität des gesamten magnetischen Kerns reduziert werden, und somit wird zum Beispiel die spaltlose Struktur erzielt. Mit dem magnetischen Kern der spaltlosen Struktur beeinflusst die Spule kein Verluststrom des Spaltabschnitts. Daher kann die Spule in großer Nähe zu dem inneren Kern angeordnet werden, und somit wird die Drossel von kleiner Größe erzielt. Ferner kann durch eine Reduktion der Größe der Spule auch der Draht verkürzt werden. Daher kann eine Reduktion des Gewichts der Drossel erreicht werden.
Die Drossel der vorliegenden Erfindung kann als Bestandteilskomponente eines Wandlers verwendet werden. Der Wandler der vorliegenden Erfindung weist ein Schaltelement, eine Treiberschaltung, welche die Betätigung des Schaltelements steuert, und eine Drossel, die eine Schaltbetätigung glättet, auf. Durch die Betätigung des Schaltelements wird eine Eingangsspannung umgewandelt. Die Drossel kann die Drossel der vorliegenden Erfindung sein. Der Wandler der vorliegenden Erfindung kann geeignet als Bestandteilskomponente einer Stromrichtervorrichtung eingesetzt werden. Eine Stromrichtervorrichtung der vorliegenden Erfindung weist einen Wandler auf, der eine Eingangsspannung umwandelt, und einen Inverter, der mit dem Wandler verbunden ist, zum Ausführen einer Umwandlung zwischen einem Gleichstrom und einem Wechselstrom. Eine Last wird durch Leistung angetrieben, die durch die Umwandlung des Inverters erhalten wird. Der Wandler kann der Wandler der vorliegenden Erfindung sein.
Der Wandler der vorliegenden Erfindung und die Stromrichtervorrichtung der vorliegenden Erfindung erzielen eine Niedrigverlusteigenschaft, weil sie die Drossel der vorliegenden Erfindung mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte und einer Niedrigverlusteigenschaft aufweisen.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung, der Drossel-Einsatz-Kern der vorliegenden Erfindung, und die Drossel der vorliegenden Erfindung weisen eine Niedrigverlusteigenschaft und eine hohe Sättigungsmagnetflussdichte auf. Ferner gewährleisten das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung und der Drossel-Einsatz-Kern der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Herstellbarkeit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine schematische Perspektivansicht einer Drossel gemäß einer ersten Ausführungsform, und 1B ist eine Querschnittsansicht der Drossel entlang einer Linie B-B.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein zusammengebautes Produkt zeigt, das aus einer Spule und einem inneren Kernabschnitt besteht, dass in der Drossel gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
3A ist eine schematische Perspektivansicht einer Drossel gemäß einer fünften Ausführungsform, und 3B ist eine schematische Perspektivansicht eines magnetischen Kerns, der in der Drossel enthalten ist.
4 ist ein Aufbaudiagramm, das ein Stromversorgungssystem eines Hybridfahrzeugs schematisch zeigt.
5 ist ein schematisches Schaltbild, das eine beispielhafte Stromrichtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
(Erste Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Beschreibung einer Drossel 1 gemäß der ersten Ausführungsform abgegeben. Identische Bezugszeichen in Zeichnungen bezeichnen identisch benannte Komponenten. Die Drossel 1 weist eine einzelne Spule 2 aus einem gewickelten Draht 2w, und einen magnetischen Kern 3 auf, der innerhalb und außerhalb der Spule 2 angeordnet ist, um einen geschlossenen magnetischen Pfad zu bilden. Die Drossel 1 ist durch das den magnetischen Kern 3 strukturierende Material gekennzeichnet. Im Folgenden wird eine genaue Beschreibung von jeder Struktur abgegeben.
[Spule 2]
Die Spule 2 ist ein ärmelartiges Element aus dem einzelnen kontinuierlichen Draht 2w, der spiralförmig gewickelt ist. Der Draht 2w ist geeignet ein beschichteter Draht, der einen Leiter einschließt, der aus einem elektrisch leitenden Material wie Kupfer oder Aluminium, oder einer Legierung von Kupfer oder Aluminium hergestellt ist, wobei der Leiter mit einer isolierenden Beschichtung aus einem isolierenden Material um seinen äußeren Umfang versehen ist. Der Leiter kann unterschiedliche Formen annehmen, so wie ein rechteckiger Draht mit einer rechteckigen Querschnittsform, ein runder Draht mit einer kreisförmigen Querschnittsform, ein deformierter Draht mit einer polygonalen Querschnittsform und dergleichen. Das typische isolierende Material, das eine solche isolierende Beschichtung strukturiert, ist Emailmaterial wie Polyamidimid. Je größer die Dicke der isolierenden Beschichtung, desto größer die Isolationsleistung. Die spezifische Dicke kann 20 μm oder mehr und 100 μm oder weniger betragen. Der Querschnittsbereich des Drahts 2w und die Anzahl an Wicklungen desselben (Anzahl an Drehungen) kann passend ausgewählt werden, um eine gewünschte Eigenschaft zu erzielen. Die Endflächenform der Spule 2 kann die Form wie eine ringförmige Form, die in 2 gezeigt ist, oder eine elliptische Form sein, d. h. eine, deren äußere Form ausschließlich durch eine gekrümmte Linie gebildet ist, oder sie kann eine flache Form wie eine Rennbahnform oder eine abgerundete Rechtecksform sein, d. h. eine Form, deren äußere Form mit gekrümmten Linien und geraden Linien gebildet ist. Mit einer zylindrischen Spule, deren Endfläche eine ringförmige Form einnimmt, kann der Draht in einfacher Weise gewickelt werden, und einfach geformt werden.
Hier ist die Spule 2 eine hochkantige Spule, die aus einem hochkant gewickelten beschichteten rechteckigen Draht gebildet ist, die einen Leiter aufweist, der ein rechteckiger Kupferdraht mit einer rechteckigen Querschnittsform und einer isolierenden Beschichtung ist, die Email ist. Die Endflächen der Spule 2 sind ringartig.
Die entgegengesetzten Endabschnitte des Drahts 2w, der die Spule 2 bildet, werden aus der Drehung passend gezogen und aus der magnetischen Spule 3 (dem äußeren Kernabschnitt 32) herausgezogen. An dem Leiterabschnitt von jedem der entgegengesetzten Endabschnitte, die durch das Abschälen der isolierenden Beschichtung frei liegen, ist ein (nicht gezeigtes) Anschlusselement aus elektrisch leitendem Material wie Kupfer oder Aluminium mittels Schweißen (z. B. WIG-Schweißen) oder Befestigung unter Druck verbunden. Über das Anschlusselement ist eine (nicht gezeigte) externe Vorrichtung wie ein Netzteil, welches die Spule 2 mit Leistung versorgt, oder dergleichen verbunden.
Bei der Drossel 1, die in diesem Beispiel gezeigt ist, ist das aus der Spule 2 und dem magnetischen Kern 3 aufgebaute kombinierte Produkt in einem mit Boden versehenen ärmelartigen Gehäuse 4 gelagert. Die Spule 2 ist so gelagert, dass ihre axiale Richtung senkrecht zu der Bodenfläche des Gehäuses 4 steht (im Folgenden wird dieser Typ als der Aufrechte bezeichnet). Der aufrechte Typ kann den Montagebereich der Drossel 1 relativ zu dem Ziel der Befestigung, wie einem Kühltisch, wo die Drossel 1 montiert wird, reduzieren.
[Magnetischer Kern 3]
Der magnetische Kern 3 bildet einen geschlossenen magnetischen Pfad, wenn die Spule 2 angeregt wird. Wie in 13 gezeigt, weist der magnetische Kern 3 einen säulenartigen inneren Kernabschnitt 31 auf, der zumindest teilweise innerhalb der Spule 2 angeordnet ist und durch die Spule 2 überdeckt ist, und einen äußeren Kernabschnitt 32, der außerhalb der Spule 2 angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, einen Teil des inneren Kernabschnitts 31 und der ärmelartigen äußeren Umfangsfläche der Spule 2 im Wesentlichen zu überdecken. Bei diesem Beispiel sind der innere Kernabschnitt 31 und der äußere Kernabschnitt 32 aus sich voneinander unterscheidenden Materialien ausgebildet. Der innere Kernabschnitt 31 ist aus einem Magnetpulverkern ausgebildet, während der äußere Kernabschnitt 32 aus einem Magnetsubstanzpulver und einem Verbundmaterial (gehärtetes Formprodukt) ausgebildet ist, das ein Harz aufweist, welches das darin dispergierte Pulver enthält. Die größte Eigenschaft der Drossel 1 liegt darin, dass das Magnetsubstanzpulver, das in dem Verbundmaterial enthalten ist, eine bestimmte Teilchengrößenverteilung aufweist.
<< Innerer Kernabschnitt >>
Hier ist der innere Kernabschnitt 31 ein säulenförmiges Element, das der inneren Umfangsform der Spule 2 entspricht. Die Querschnittsform oder äußere Form des inneren Kernabschnitts 31 kann passend gewählt werden. Es kann der inneren Umfangsform der Spule entsprechen, d. h. es kann prismenartig wie ein rechteckiges Parallelepiped oder ellipsenförmig sein. Alternativ dazu kann es auch nicht der inneren Umfangsform der Spule entsprechen. Ferner ist der innere Kernabschnitt 31 hier ein festes Element, bei dem kein Spaltelement wie eine Aluminiumplatte oder ein Luftspalt eingeschoben ist. Es ist jedoch auch möglich, den Typ einzusetzen, bei dem ein Spaltelement aus einem Material, das hinsichtlich der Durchlässigkeit niedriger ist als der magnetische Pulverkern oder das Verbundmaterial, typischerweise ein nicht magnetisches Material, oder ein Luftspalt zwischengeschaltet ist.
Der magnetische Pulverkern wird typischerweise erzeugt durch: Formen eines Magnetpulvers mit Magnetsubstanzteilchen und einer isolierenden Beschichtung, die aus Silikonharz oder dergleichen hergestellt ist und die Oberfläche der Teilchen überdeckt, oder Mischpulver, in dem ein Bindemittel passend in das Magnetpulver gemischt wird; und danach Härten des geformten Pulvers bei der Wärmebeständigkeitstemperatur der isolierenden Beschichtung oder bei einer niedrigeren Temperatur. Beim Vorbereiten des Magnetpulverkerns können durch Anpassen des Materials der Magnetsubstanzteilchen, des Mischverhältnisses des Magnetpulvers und des Bindemittels, der Menge an unterschiedlichen Beschichtungen inklusive der isolierenden Beschichtung, oder durch Anpassen des Formdrucks, die magnetischen Eigenschaften des Magnetpulverkerns in einfacher Weise verändert werden. Beispielsweise durch Einsatz eines Pulvers mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte kann durch Erhöhen des Anteils der magnetischen Komponente durch Reduzieren der Zumischmenge des Bindemittels, oder durch Erhöhen des Formdrucks ein magnetischer Pulverkern mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte erzeugt werden.
Das Material der magnetischen SubstanzTeilchen kann eisenbasiertes Material wie ein Eisengruppenmetall wie Fe, Co, Ni oder dergleichen sein (z. B. ein reines Eisen aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen), eine Eisenlegierung, deren Hauptkomponente Fe ist (z. B. eine Fe-Si Basislegierung, eine Fe-Ni Basislegierung, eine Fe-Al Basislegierung, eine Fe-Co Basislegierung, eine Fe-Cr Basislegierung, eine Fe-Si-Al Basislegierung oder dergleichen), ein Seltenerdmetall, oder ein weichmagnetisches Material wie Ferrit. Insbesondere mit dem eisenbasierten Material ist es leicht möglich, einen Magnetpulverkern zu erzeugen, der eine höhere Sättigungsmagnetflussdichte als Ferrit aufweist. Das Material, das die isolierende Beschichtung strukturiert, die bei den Magnetsubstanzteilchen gebildet ist, kann beispielsweise Phosphatverbindungen, Siliziumverbindungen, Zirkoniumverbindungen, Aluminiumverbindungen, Borverbindungen oder dergleichen sein. Die isolierende Beschichtung wird vorzugsweise eingesetzt, wenn die Magnetsubstanzteilchen aus Metall wie dem Eisengruppenmetall oder Eisenlegierung, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sind, weil der Wirbelstromverlust reduziert werden kann. Wenn die Magnetsubstanzteilchen aus einer isolierenden Substanz wie Ferrit gebildet sind, kann auf die isolierende Beschichtung verzichtet werden. Das Bindemittel kann beispielsweise ein thermoplastisches Harz, ein nicht thermoplastisches Harz oder eine höhere Fettsäure sein. Das Bindemittel kann in dem vorstehend beschriebenen Härtungsprozess verschwinden oder kann sich in eine isolierende Substanz wie Silizium umwandeln. In Verbindung mit dem Magnetpulverkern werden die Magnetsubstanzteilchen voneinander isoliert, infolge der Präsenz der isolierenden Substanz wie der isolierenden Beschichtung unter den Magnetsubstanzteilchen. Daher kann der Wirbelstromverlust reduziert werden. Dementsprechend ist ein solcher Verlust klein, selbst in dem Fall, in dem die Spule mit einer Hochfrequenzleistung angeregt wird. Ferner kann der Magnetpulverkern in einfacher Weise geformt werden, selbst wenn er eine relativ komplizierte dreidimensionale Form aufweist, und somit ist eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet. Irgendein bekannter Magnetpulverkern kann verwendet werden. Hier ist der den inneren Kernabschnitt 31 strukturierende Magnetpulverkern aus einem weichen Magnetpulver gebildet, das mit einer Beschichtung wie der isolierenden Beschichtung versehen ist.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Länge des inneren Kernabschnitts 31 in der Axialrichtung der Spule 2 (hiernach einfach als die Länge bezeichnet) größer als die Länge der Spule 2. Ferner ist der innere Kernabschnitt 31 bei diesem Beispiel in dem Gehäuse 4 gelagert, sodass die eine Endfläche des inneren Kernabschnitts 31 (die Fläche, die auf der Öffnungsseite des Gehäuses 4 in 1B angeordnet ist) im Wesentlichen bündig mit der einen Endfläche der Spule 2 angeordnet, und die andere Endfläche (die Fläche, die an der Bodenflächenseite des Gehäuses 4 in 1B angeordnet ist) und der nahegelegene Abschnitt stehen von der anderen Endfläche der Spule 2 hervor. Dementsprechend ist bei der Drossel 1 der Abschnitt des magnetischen Kerns 3, der in der ärmelartigen Spule 2 angeordnet ist, durch den Magnetpulverkern gebildet, der einen Teil des inneren Kernabschnitts 31 strukturiert, und der außerhalb der Spule 2 angeordnete Abschnitt ist durch den Magnetpulverkern, der den anderen Teil des inneren Kernabschnitts 31 strukturiert, und ein (später zu beschreibendes) Verbundmaterial gebildet, das den äußeren Kernabschnitt 32 strukturiert.
Die Projektionslänge des inneren Kernabschnitts kann passend gewählt werden. Hier ist es, obwohl nur die andere Endflächenseite des inneren Kernabschnitts 31 von der anderen Endfläche der Spule 2 hervorsteht, ebenfalls möglich, dass die beiden Endflächen des inneren Kernabschnitts 31 von den jeweiligen Endflächen der Spule 2 hervorstehen. Hier können die Projektionslängen identisch sein, oder sich voneinander unterscheiden. Ferner können die Länge des inneren Kernabschnitts und die Länge der Spule miteinander identisch sein. Das heißt, dass die Endflächen des inneren Kernabschnitts und die Endflächen der Spule miteinander bündig sein können. Beispielsweise in dem magnetischen Kern kann nur der Abschnitt, der in der Spule angeordnet ist, aus dem Magnetpulverkern gebildet sein, und der gesamte Abschnitt außerhalb der Spule kann aus dem Verbundmaterial gebildet sein. Bei all den vorstehend erwähnten Typen ist das Verbundmaterial, dessen Beschreibung folgen wird, so eingeschlossen, dass ein geschlossener magnetischer Pfad gebildet wird, wenn die Spule 2 angeregt wird.
<< Äußerer Kernabschnitt >>
Hier ist der gesamte äußere Kernabschnitt durch das Verbundmaterial strukturiert, das aus dem Magnetsubstanzpulver und einem Harz gebildet ist. Ähnlich wie bei dem inneren Kernabschnitt 31 ist kein Spaltelement oder Luftspalt in dem äußeren Kernabschnitt 32 zwischengeschaltet. Durch das Harz sind der äußere Kernabschnitt 32 und der innere Kernabschnitt 31, der in dem Gehäuse 4 gelagert ist, miteinander verbunden, ohne dass ein Haftmittel zwischengeschaltet werden muss, um den integralen magnetischen Kern zu strukturieren.
Bei diesem Beispiel ist der äußere Kernabschnitt 32 zum Überdecken der entgegengesetzten Endflächen und äußeren Umfangsfläche der Spule 2, der einen Endfläche und äußeren Umfangsfläche auf der anderen Endflächenseite des inneren Kernabschnitts 31 ausgebildet. Wie in 1B gezeigt, ist seine Querschnittsform, entlang der Axialrichtung der Spule 2, eine invertierte U-Form. Die Form des äußeren Kernabschnitts 32 ist nicht spezifisch eingeschränkt, solange ein geschlossener magnetischer Pfad gebildet werden kann. Beispielsweise ist es ebenfalls möglich, den Typ einzusetzen, bei dem der äußere Umfang der Spule 2 nicht partiell durch das Verbundmaterial, das den äußeren Kernabschnitt 32 strukturiert, überdeckt ist. Der laterale Typ (eine 4. Ausführungsform), der später beschrieben werden wird, der Typ, bei dem der äußere Umfang der Spule 2 außerhalb des Verbundmaterials partiell freiliegt, kann in einfacher Weise implementiert werden.
Als das in dem Verbundmaterial enthaltene Magnetsubstanzpulver kann unter den vorstehend erwähnten weichmagnetischen Pulvern im Speziellen das Pulver der Zusammensetzung mit Fe geeignet eingesetzt werden. Die Zusammensetzung, die Fe enthält, kann reines Eisen aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen und eine Eisenlegierung aus Fe, Zusatzelementen und unvermeidbaren Verunreinigungen sein.
Ein beispielhaftes reines Eisen kann ein reines Eisen sein, das Fe zu 99.5 Masseprozent oder mehr enthält. Bei dem Typ, bei dem das Magnetsubstanzpulver aus reinem Eisenpulver gebildet ist, wird ein Verbundmaterial mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte erzeugt. Hier kann ein Kern mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte in einfacher Weise erzeugt werden. In dem Fall, in dem das reine Eisenpulver ein beschichtetes Pulver ist, das Eisenteilchen aus einem Eisen und eine isolierende Beschichtung, die den äußeren Umfang von jedem der Eisenteilchen überdeckt, aufweist, isoliert die unter den Eisenteilchen präsente isolierende Beschichtung die Eisenteilchen voneinander, wodurch der Wirbelstromverlust reduziert werden kann. Somit kann in einfacher Weise ein Niedrigverlustkern erzeugt werden. Ein beispielhaftes isolierendes Material, das den isolierenden Kern strukturiert, kann Phosphat, Siliziumharz, Metalloxid, Metallnitrit, Metallcarbid, Metallphosphatverbindung, Metallboratverbindung oder Metallsiliziumverbindung sein. Das metallische Element, das in den Oxiden und Verbindungen wie den Metallsalzverbindungen enthalten ist, kann Fe, Al, Ca, Mn, Zn, Mg, V, Cr, Y, Ba, Sr, Seltenerdelemente (mit Ausnahme von Y) oder dergleichen sein. Durch Einsatz des Typs, bei dem die aus einer Eisenlegierung, deren Beschreibung folgen wird, gebildeten Teilchen jeweils die isolierende Beschichtung aufweisen, kann ein Kern mit einer Niedrigverlusteigenschaft in einfacher Weise erzeugt werden.
Andererseits kann die Eisenlegierung eine Legierung sein, die als Zusatzelement mindestens einen Elementtyp aufweist, der ausgewählt ist aus Si, Ni, Al, Co und Cr, mit einem Gesamtanteil von 1.0 Masseprozent bis 20.0 Masseprozent. Spezifischer kann die Eisenlegierung eine Fe Si Basislegierung, eine Fe-Ni Basislegierung, eine Fe-Al Basislegierung, eine Fe-Co Basislegierung, eine Fe-Cr Basislegierung, und eine Fe-Si-Al Basislegierung sein. Insbesondere die Eisenlegierung, die Si enthält, wie eine Fe-Si Basislegierung oder eine Fe-Si-Al Basislegierung (Sendust), weist einen hohen elektrischen Widerstand auf, und der Wirbelstromverlust kann in einfacher Weise unterdrückt werden. Ferner ist der Hystereseverlust niedrig. Daher kann ein Kern mit einer Niedrigverlusteigenschaft in einfacher Weise erzeugt werden.
Das Magnetsubstanzpulver, welches das Verbundmaterial strukturiert, kann identisch sein oder sich unterscheiden von dem Magnetsubstanzpulver des Magnetpulverkerns, das den inneren Kernabschnitt 31 strukturiert. Ferner können, wenn das Magnetsubstanzpulver, welches das Verbundmaterial strukturiert, vorher einer passenden Oberflächenbehandlung unterworfen wird, die Wirkungen wie Verhinderung von Aggregation, Unterdrückung von Ausfällung in dem Harz und dergleichen erwartet werden. Wenn die Oberflächenbehandlung beispielsweise vorher mit einem Silankopplungsmittel oder dergleichen durchgeführt wird, kann die Adhäsion zwischen dem Magnetsubstanzpulver und dem Harz verbessert werden, und eine Ausfällung des Magnetsubstanzpulvers in dem ungehärteten Harz kann unterdrückt werden. Alternativ dazu kann beispielsweise, wenn die Oberflächenbehandlung mit einem Tensid oder dergleichen durchgeführt wird, Aggregation verhindert werden. Die Oberflächenbehandlung kann für sich oder gleichzeitig durchgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl es möglich ist, das Oberflächenbehandlungsmittel zum Verhindern der Ausfällung zu dem Zeitpunkt, bei dem das Magnetsubstanzpulver und das Harz gemischt werden, beizugeben, die Wirkung der Verhinderung der Ausfällung dazu tendiert, höher auszufallen, wenn die Oberflächenbehandlung vor dem Mischen ausgeführt wird.
Die das Magnetsubstanzpulver strukturierenden Teilchen können jeweils irgendeine Form annehmen, wie eine sphärische oder eine nicht sphärische (z. B. plattenförmig oder nadelförmig, stabförmig, oder eine andere deformierte Form). Hier halten die Form und Größe der Magnetsubstanzteilchen im Verbundmaterial im Wesentlichen die Form und Größe der Teilchen, die das Pulver strukturieren, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, aufrecht. Dementsprechend sind die Magnetsubstanzteilchen in dem Verbundmaterial auch nicht sphärisch, wenn ein nicht sphärisches Magnetsubstanzpulver als Ausgangsmaterial verwendet wird. Wie später beschrieben werden wird, ist der Anteil der magnetischen Komponente hoch, da das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung in effizienter Weise die Packungsdichte erhöhen kann, durch Verwendung des Ausgangsmaterialpulvers mit einer bestimmten Teilchengrößenverteilung. Dementsprechend kann beim Herstellen des Verbundmaterials ein durch Teilchen irgendeiner Form strukturiertes Pulver als Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Das heißt, dass die Form des Magnetsubstanzpulvers, das als Ausgangsmaterial eingesetzt werden kann, flexibel ist. Insbesondere können die Teilchen, die jeweils einer Sphäre angenähert sind, den Abstand unter den Teilchen vollständig sichern, wobei feine Teilchen zwischengeschaltet werden können, die kleiner sind als jene Teilchen. Dementsprechend kann die Packungsdichte in einfacher Weise weiter erhöht werden, während der Verlust dazu tendiert, klein zu sein. Daher kann ein Verfahren zum Herstellen des Verbundmaterials die Verwendung von Teilchen einschließen, welche das Ausgangsmaterialpulver strukturieren, die jeweils die Bedingung erfüllen, dass die Rundheit 1.0 oder mehr und 2.0 oder weniger beträgt.
Die Rundheit ist als maximaler Durchmesser/äquivalenter Kreisdurchmesser definiert. Der äquivalente Kreisdurchmesser wird ermittelt, indem die Kontur von jedem Teilchen, welches das Magnetsubstanzpulver strukturiert, spezifiziert wird, um einen Durchmesser eines Kreises zu ermitteln, der eine Fläche aufweist, die identisch ist mit einer Fläche S, welche durch die Kontur umgeben ist. Das heißt, dass der äquivalente Kreisdurchmesser ausgedrückt wird als: 2 × {Fläche S in der Kontur/φ}^1/2. Ferner ist der maximale Durchmesser die Maximallänge eines Teilchens mit einer solchen Kontur. Die Fläche S kann ermittelt werden, beispielsweise indem eine Probe durch Binden des Ausgangsmaterialpulvers mit einem Harz oder dergleichen vorbereitet wird, und der Querschnitt der Probe unter Verwendung eines optischen Mikroskops, eines Rasterelektronenmikroskops, d. h. SEM, oder dergleichen beobachtet wird. Die Fläche S in der Kontur sollte berechnet werden, indem die Kontur des Teilchens extrahiert wird, indem das beobachtete Bild des ermittelten Querschnitts einer Bildverarbeitung (z. B. Binärisierverarbeitung) oder dergleichen unterworfen wird. Der maximale Durchmesser kann ermittelt werden, indem die maximale Länge des Teilchens aus der Kontur des extrahierten Teilchens ermittelt wird. In dem Fall, in dem SEM verwendet wird, kann die Messbedingung wie folgt sein: Die Anzahl an Querschnitten ist 50 oder mehr (ein Ansichtsfeld pro Querschnitt); Vergrößerung ist 50 mal bis 1000 mal; die Anzahl an gemessenen Teilchen pro Ansichtsfeld ist 10 oder mehr; und die Anzahl an Teilchen insgesamt ist 1000 oder mehr.
Das Teilchen, dessen Rundheit durch das vorstehend beschriebene Messverfahren als 1 spezifiziert wird, entspricht einer perfekten Sphäre. Je näher die Rundheit des Ausgangsmaterialpulvers an 1 liegt, desto einfacher das Reduzieren des Verlusts, das Unterdrücken einer exzessiven Zunahme in der relativen Permeabilität, und das Erzeugen einer Wirkung wie einer Verbesserung in der Packungsdichte unter dem Erreichen einer ausgezeichneten Fließfähigkeit. Daher ist es bevorzugt, dass die Rundheit des Ausgangsmaterialpulvers die Bedingungen erfüllt, 1.0 oder mehr und 1.5 oder weniger, insbesondere 1.0 oder mehr und 1.3 oder weniger zu sein. Mit sphärischen Teilchen werden diese, selbst wenn die Teilchen benachbart zueinander sind, im Wesentlichen in Punktberührung miteinander gebracht und können nicht miteinander in Flächenberührung gebracht werden. Hier kann in dem Fall, in dem die Magnetsubstanzteilchen, die in dem Verbundmaterial dispergiert sind, miteinander an vielen Punkten in Kontakt gebracht werden, die relative Permeabilität des Verbundmaterials exzessiv hoch werden. Ferner kann der Wirbelstrom unter dem Teilchen strömen, wenn die Magnetsubstanzteilchen aus Metall gebildet sind. Um eine solche Zunahme in der relativen Permeabilität oder ein Auftreten oder ein Zunahme des Wirbelstroms, der durch exzessiven Kontakt unter dem Teilchen, insbesondere wenn die Magnetsubstanzteilchen aus Metall gebildet sind, zu unterdrücken, sollte das Magnetsubstanzpulver ein Magnetsubstanzpulver mit einer isolierenden Beschichtung aus einem nicht magnetischen Material sein, wie das vorstehend beschriebene beschichtete Pulver. Andererseits kann exzessiver Kontakt unter dem Teilchen unterdrückt werden, und die relative Permeabilität des Verbundmaterials kann bei niedrigen Werten unterdrückt werden, wenn als das Ausgangsmaterialpulver Teilchen verwendet werden, die jeweils der perfekten Sphäre angenähert sind, wie diejenigen, welche die Bedingung der Rundheit erfüllen, obwohl sie Magnetsubstanzteilchen ohne isolierende Beschichtung sind. Dementsprechend kann die Verwendung des Ausgangsmaterialpulvers, welches die Bedingung hinsichtlich der Rundheit erfüllt, eine effektive Konfiguration zum Erzeugen eines Verbundmaterials mit einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte von 0.6 T oder mehr und dessen relative Permeabilität simultan dazu einen relativ niedrigen Wert von 20 oder weniger einnimmt, sein.
Das Pulver, dessen Rundheit in den vorstehend erwähnten Bereich fällt, kann beispielsweise erzeugt werden, indem das Pulver durch Gaszerstäubung vorbereitet wird, bei der ein inertes Gas als Kühlmedium eingesetzt wird, oder indem ein Pulver deformierter Form (d. h. das Pulver, dessen Rundheit nicht in den vorstehend erwähnten Bereich fällt), dass durch Wasserzerstäubung oder dergleichen gebildet wird, einer Rundungsbehandlung wie Schleifen unterworfen wird. Wenn Schleifen durchgeführt wird kann durch passendes Auswählen der Korngröße des Schleifkorns die Rundheit des Ausgangsmaterialpulvers angepasst werden. Ferner kann in dem Fall, in dem ein Ausgangsmaterialpulver auch ein grobes Pulver enthält, der Verlust des Verbundmaterials kleiner werden, wenn das Pulver sich einer Sphäre annähert, d. h. wenn die Rundheit des Pulvers nahe an 1.0 liegt. Es wird darauf hingewiesen, dass, da das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung unter einem relativ hohen Druck geformt wird, die Rundheit von jedem Teilchen, welches das Magnetsubstanzpulver in dem Verbundmaterial strukturiert, im Wesentlichen identisch wird mit der Rundheit von jedem Teilchen, welches das Ausgangsmaterialpulver strukturiert. Das Messen der Rundheit des Verbundmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem der Querschnitt des Verbundmaterials ermittelt wird, und ein Beobachtungsbild durch Mikroskopbeobachtung des Querschnitts, wie vorstehend beschrieben, verwendet wird.
Dann sind beim Ermitteln der Teilchengrößenverteilung der Magnetsubstanzteilchen in dem Verbundmaterial eine Vielzahl Peaks in der Teilchengrößenverteilung vorhanden. Kurz gesagt sind in großen Häufigkeiten zu einem gewissen Anteil sowohl Teilchen von einer bestimmten kleinen Teilchengröße und Teilchen von einer bestimmten großen Teilchengröße vorhanden. In dem Zwischenraum, der unter den groben Teilchen gebildet wird, können die feinen Teilchen eingeschoben werden. Daher kann bei dem Verbundmaterial die Packungsdichte des Magnetsubstanzpulvers in einfacher Weise erhöht werden, und der Anteil der magnetischen Komponente ist hoch.
Obwohl die Anzahl an Peaks zwei, drei oder mehr sein kann, je nach Teilchengröße, kann die Packungsdichte mit zwei Peaks vollständig erhöht werden. Beispielsweise bei der Teilchengrößenverteilung, wenn die Teilchengröße, mit der der erste Peak auftritt, r₁, und die Teilchengröße, mit der der zweite Peak auftritt, r₂ ist_, können zwei Peaks vorhanden sein, welche die Beziehung r₁ ≤ (1/2) × r₂ erfüllt. Die feinen Teilchen der Teilchengröße r₁, die halb so groß ist wie die Teilchengröße r₂ der groben Teilchen, oder weniger als das, können vollständig in dem Zwischenraum unter den groben Teilchen eingeschoben werden, und somit kann die Packungsdichte erhöht werden. Da der Unterschied in der Teilchengröße zwischen der Teilchengröße r₁ und der Teilchengröße r₂ größer ist, kann der Zwischenraum effizienter mit Teilchen gefüllt werden, und die Packungsdichte tendiert dazu, in einfacher Weise erhöht zu werden. Daher ist es ferner bevorzugt, dass die Teilchengröße r₁ die Beziehung erfüllt r₁ ≤ (1/3) × r₂. Wenn die Teilchengröße r₁ jedoch zu klein ist, wird das Ausgangsmaterialpulver ebenfalls fein und ist schwierig handzuhaben. Daher ist eine Anfälligkeit einer Reduktion der Verarbeitbarkeit vorhanden. Dementsprechend ist es bevorzugt, wenn die Beziehung r₁ ≥ (1/10) × r₂ eingehalten wird.
Genauere spezifische Teilchengrößen können beispielsweise in dem Fall eines puren Eisenpulvers sein: die Teilchengröße r₁ kann 50 μm oder mehr und 100 μm oder weniger und die Teilchengröße r₂ kann 100 μm oder mehr und 200 μm oder weniger betragen. Vorzugsweise kann die Teilchengröße r₁ 50 μm bis 70 μm und die Teilchengröße r₂ 10 μm bis 150 μm (wobei r₁ ≤ (1/2) × r₂)) betragen. Indem zugelassen wird, dass die feinen Teilchen von 50 μm bis 100 μm (die Teilchen mit der Teilchengröße r₁) in großen Häufigkeiten relativ zu den Teilchen der Teilchengröße r₂ vollständig enthalten sind, kann das Verbundmaterial mit einem hohen Anteil der magnetischen Komponente und einer hohen Sättigungsmagnetflussdichte erzeugt werden, während der Wirbelstromverlust reduziert werden kann. Insbesondere ist bei purem Eisenpulver die Sättigungsmagnetflussdichte sogar noch größer. Ferner sind, wenn die Teilchengröße des feinsten Teilchens, das in großen Häufigkeiten existiert, 50 m oder mehr beträgt, die feinen Teilchen klein an der Zahl, die jeweils weniger als 50 μm messen. Daher kann das Ausgangsmaterialpulver in einfacher Weise verarbeitet werden. Ferner ist, bei der Teilchengröße r₂ 100 μm bis 200 μm, der Unterschied in der Teilchengröße zwischen der Teilchengröße r₁ und der Teilchengröße r₂ groß, wie vorstehend beschrieben, und die Packungsdichte kann in einfacher Weise erhöht werden. Ferner, kann, wenn die Teilchengröße r₂ 200 μm oder weniger beträgt, der Wirbelstromverlust in einfacher Weise reduziert werden. Je kleiner die Teilchengröße r₁ in dem vorstehend beschriebenen Bereich, desto größer die Reduktion des Verlusts; je größer die Teilchengröße r₁, desto besser die Verarbeitbarkeit des Ausgangsmaterials.
Andererseits kann, wenn die Magnetsubstanzteilchen aus einer Eisenlegierung hergestellt sind, das Ausgangsmaterialpulver in einfacher Weise verarbeitetet werden, selbst wenn die Teilchengröße 50 μm oder weniger beträgt, was dem vorstehend beschriebenen Typ entspricht, bei dem die Teilchengröße r₁ 50 μm oder weniger beträgt. Beispielsweise kann es der Typ sein, bei dem die Teilchengröße r₁ 10 μm oder mehr und 50 μm oder weniger beträgt. Bei diesem Typ werden, da die Teilchengröße r₁ ferner kleiner ist und die Teilchen aus Eisenlegierung gewählt sind, die folgenden Wirkungen erzielt: (1) Ein Verbundmaterial mit einem niedrigen Verlust kann in einfacher Weise erzeugt werden, danke einer Reduktion in dem Wirbelstromverlust; und (2) weil die Packungsdichte ferner in einer einfachen Weise erhöht werden kann, ist die Sättigungsmagnetflussdichte bis zu einem gewissen Grad auch hoch, obwohl die Teilchen aus Aluminiumlegierung gebildet sind. Ferner können mit einer Aluminiumlegierung sphärische Teilchen in einfacher Weise gebildet werden, wenn die Teilchengröße relativ fein ist, z. B. 50 μm oder weniger. Daher ist eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit gewährleistet, selbst mit dem Pulver an feinen sphärischen Teilchen. In dem Fall, in dem die Teilchengröße r₁ 10 μm bis 40 μm beträgt, beträgt die Teilchengröße r₂ vorzugsweise 40 μm oder mehr und 150 μm oder weniger (r₁ < r₂).
Die Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers in dem Verbundmaterial, das den äußeren Kernabschnitt 32 strukturiert, kann gemessen werden, indem beispielsweise das Magnetsubstanzpulver extrahiert wird, indem die Harzkomponente entfernt wird, und das erhaltene Magnetsubstanzpulver mit einem Teilchengrößenanalysator analysiert wird. Wenn das Verbundmaterial ein Nichtmagnetsubstanzpulver enthält, welches später beschrieben werden wird, sollten das Magnetsubstanzpulver und das Nichtmagnetsubstanzpulver durch Verwendung eines Magneten selektiv separiert werden. Alternativ dazu können sie selektiv separiert werden, indem eine Komponentenanalyse unter Verwendung einer Röntgenbeugung, Energie-Röntgen-Spektroskopie, d. h. EDX oder dergleichen, verwendet wird.
Irgendein kommerziell erhältlicher Teilchengrößenanalysator kann eingesetzt werden. Dank diesem Schema kann, infolge der Abwesenheit der Harzkomponente, die Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers hochpräzise gemessen werden.
Das Verbundmaterial mit der Teilchengrößenverteilung, die vorstehend beschrieben worden ist, kann unter Verwendung von einem Magnetsubstanzpulver als Ausgangsmaterial hergestellt werden, das Teilchen von Teilchengrößen r₁₀ und r₂₀ enthält, welche die Beziehung r₁₀ < r₂₀ (vorzugsweise r₁₀ ≤ (1/2) × r₂₀) in großen Häufigkeiten erfüllen. Wenn kommerziell erhältliches Pulver eingesetzt wird, sollte die Teilchengrößenverteilung untersucht werden, um das Pulver mit der spezifischen Teilchengrößenverteilung, wie vorstehend beschrieben, einzusetzen. Pulver können unter Verwendung eines Siebs oder dergleichen klassifiziert werden, sodass die gewünschte Teilchengröße erreicht wird. Das Ausgangsmaterialpulver kann typischerweise durch Zerstäubung (Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und dergleichen) hergestellt werden. Insbesondere die Verwendung eines durch Gaszerstäubung hergestellten Pulvers tendiert dazu, ein Verbundmaterial mit einem niedrigen Verlust bereitzustellen. Ein grobes Pulver kann passend zerdrückt werden, sodass die gewünschte Teilchengröße erreicht wird. Ferner kann ein Verbundmaterial mit einem kleineren Verlust und einer höheren Sättigungsmagnetflussdicht in einfacher Weise erzeugt werden, indem als Ausgangsmaterialpulver eine Vielzahl an Pulvern, die sich in der Teilchengröße, wie vorstehend, voneinander unterscheiden, vorbereitet werden, und die Pulver, die in der vorstehend beschriebenen Rundheit übereinstimmen, eingesetzt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Peak in der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers in dem Verbundmaterial nur in einfacher Zahl vorhanden sein kann, wenn ein Magnetsubstanzpulver als Ausgangsmaterial verwendet wird, dass aus Teilchen mit einer kleinen Teilchengrößendifferenz hergestellt ist.
Wenn der Gesamtgehalt des Magnetsubstanzpulvers 30 Volumenprozent oder mehr und 70 Volumenprozent oder weniger relativ zu dem gesamten Verbundmaterial beträgt, ist der Anteil der magnetischen Komponente hoch genug, und ein Verbundmaterial mit einer hohe Sättigungsmagnetflussdichte kann erzeugt werden. Ferner weist die Mischung des Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulvers und des ungehärteten Harzes eine ausgezeichnete Fließfähigkeit beim Herstellen des Verbundmaterials auf, wenn der Gesamtanteil des Magnetsubstanzpulvers 70 Volumenprozent oder weniger beträgt. Dementsprechend kann die Mischung auf eine ausgezeichnete Weise in eine Formanordnung gepackt werden. Daher wird eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit des Verbundmaterials erreicht. Insbesondere, wenn das Magnetsubstanzpulver 40 Volumenprozent oder mehr und 65 Volumenprozent oder weniger beträgt, ist die Handhabbarkeit ausgezeichnet. Das Ausgangsmaterialpulver wird so vorbereitet, dass der gewünschte Gehalt erreicht wird. Der Anteil des Magnetsubstanzpulvers in dem Verbundmaterial kann ermittelt werden durch: Ermitteln des Volumens der magnetischen Komponente durch Entfernen der Harzkomponente; oder Umwandeln des Volumenanteils aus dem Flächenanteil der magnetischen Komponente in dem Querschnitt, durch an Bildverarbeitung Unterwerfen der Mikrofotografie des Querschnitts, wie vorstehend beschrieben.
Als Harz, das als Bindemittel in dem Verbundmaterial dient, kann passend ein wärmehärtendes Harz wie Epoxidharz, Phenolharz, Siliziumharz, Urethanharz oder dergleichen verwendet werden. Wenn das wärmehärtende Harz verwendet wird, wird die in die Formanordnung gepackte Mischung erwärmt, um das Harz thermisch zu härten. Alternativ dazu kann als Harz, welches als das Bindemittel dient, ein unter Raumtemperatur härtendes Harz oder ein Tieftemperaturhärtendes Harz verwendet werden. In diesem Fall wird die in die Formanordnung gepackte Mischung bei der Raumtemperatur belassen, bis zu relativ niedrigen Temperaturen, um das Harz zu härten. Alternativ dazu kann als das Harz, welches als das Bindemittel dient, ein thermoplastisches Harz wie Polyphenylensulfid(PPS)-Harz, Polyimidharz, Fluoroharz oder dergleichen verwendet werden.
Da in dem Verbundmaterial eine relativ große Menge an Harz vorhanden ist, welches im Allgemeinen ein nicht magnetisches Material ist, tendiert der aus dem Verbundmaterial gebildete äußere Kernabschnitt 32 dazu, eine niedrigere Sättigungsmagnetflussdichte als der magnetische Pulverkern aufzuweisen und ebenfalls eine niedrigere relative Permeabilität, selbst wenn das Magnetsubstanzpulver enthalten ist, welches dasselbe ist, wie dasjenige, welches für den Magnetpulverkern verwendet wird, welcher den inneren Kernabschnitt 31 strukturiert. Durch Anpassen des Materials des Magnetsubstanzpulvers, können die Dicke der vorstehend erwähnten isolierenden Beschichtung, die Harzmenge und dergleichen, die magnetische Eigenschaft des Verbundmaterials in einfacher Weise verändert werden.
Das Verbundmaterial kann typischerweise durch Spritzgießen oder Formgießen gebildet werden. Beim Spritzgießen werden das Magnetsubstanzpulver und ein Harz mit Fließfähigkeit (d. h. ein Flüssigharz, welches im Allgemeinen eine Viskosität aufweist) miteinander gemischt. Die Mischung (aufschlämmungsartige Mischung) wird in eine Formanordnung einer vorgegebenen Form mit einem vorgegebenen Druck eingegossen und geformt. Danach wir das Harz gehärtet. Beim Formgießen wird eine Mischung erzeugt, die derjenigen ähnlich ist, die beim Spritzgießen erzeugt wird. Danach wird die Mischung in eine Formanordnung gegossen, ohne Anwendung von Druck, und geformt und gehärtet. Bei der ersten Ausführungsform kann das Gehäuse 4 als die Formanordnung eingesetzt werden. In diesem Fall kann ein Verbundmaterial einer gewünschten Form (hier der äußere Kernabschnitt 32) in einfacher Weise geformt werden. Es ist ebenfalls möglich, eine Vielzahl an geformten Produkten mit gewünschten Formen vorzubereiten und diese zu kombinieren, um einen magnetischen Kern einer gewünschten Form zu bilden.
Hier ist der äußere Kernabschnitt 32 durch ein Verbundmaterial strukturiert, welches aus einem beschichteten Pulver und Epoxidharz gebildet ist, wobei das beschichtete Pulver aus Magnetsubstanzteilchen aus identischem Material gebildet ist, und jedes Teilchen mit einer isolierenden Beschichtung auf seiner Oberfläche versehen ist. Bei der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers in dem Verbundmaterial ist ein Peak bei jeder der Teilchengrößen r₁: 54 μm (50 μm ≤ r₁ ≤ 100 μm) und der Teilchengröße r₂: 121 μm (100 μm ≤ r₂ ≤ 200 μm) in dem Histogramm vorhanden.
<< Magnetische Eigenschaft >>
Die magnetische Eigenschaft des magnetischen Kerns 3 unterscheidet sich partiell. Bei diesem Beispiel ist die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 größer als die des äußeren Kernabschnitts 32, und der äußere Kernabschnitt 32 weist eine niedrigere relativen Permeabilität als der innere Kernabschnitt 31 auf.
Hier beträgt die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 1.6 T oder mehr, und die relative Permeabilität beträgt 100 bis 500. Ferner ist die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 höher als diejenige des äußeren Kernabschnitts 32, um einen Faktor von 1.2 oder mehr. Hier kann in dem Fall, in dem ein bestimmter Magnetfluss zu erreichen ist, da der Absolutwert der Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 zumindest bei dem mit der Spule 2 überdeckten Abschnitt größer ist, und da die Sättigungsmagnetflussdichte dieses Abschnitts relativ größer ist als bei dem äußeren Kernabschnitt 32, der Querschnittsbereich zumindest dieses Abschnitts reduziert werden. Daher kann die Größe der Drossel 1, bei der die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 hoch ist, reduziert werden (d. h. das Volumen kann reduziert werden). Die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 zumindest bei dem mit der Spule 2 überdeckten Abschnitt beträgt vorzugsweise 1.8 T oder mehr, und ferner vorzugsweise 2 T oder mehr; vorzugsweise 1.5 × so groß wie die Sättigungsmagnetflussdichte des äußeren Kernabschnitts 32 oder mehr, und ferner vorzugsweise 1.8 × so groß wie diese oder mehr, in jedem Fall jeweils ohne die obere Schranke. Es wird darauf hingewiesen, dass die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 in einfacher Weise weiter verbessert werden kann, wenn der Magnetpulverkern als Material des inneren Kernabschnitts 31 mit einem laminierten Produkt aus elektromagnetischen Stahlblech, typischerweise Siliziumstahlplatten, ersetzt wird.
Hier ist es bevorzugt, dass die Sättigungsmagnetflussdichte des äußeren Kernabschnitts 32 0.6 T oder mehr beträgt. Die Sättigungsmagnetflussdichte des äußeren Kernabschnitts 32 ist vorzugsweise so hoch wie möglich, vorzugsweise beträgt sie 0.8 T oder mehr, und ferner vorzugsweise 1 T oder mehr. Hier ist die Sättigungsmagnetflussdichte des äußeren Kernabschnitts 32 jedoch niedriger als diejenige des inneren Kernabschnitts 31 definiert.
Es ist bevorzugt, dass die relative Permeabilität des äußeren Kernabschnitts 32 größer als 1 und kleiner oder gleich 20 ist. Hier beträgt die relative Permeabilität des äußeren Kernabschnitts 32 vorzugsweise 5 bis 20, 5 bis 18 und ferner vorzugsweise 5 bis 15. Die relative Permeabilität des äußeren Kernabschnitts 32, die niedriger ist als diejenige des äußeren Kernabschnitts 32, vereinfacht das durch den inneren Kernabschnitt 31 Durchdringen der Sättigungsmagnetflussdichte.
Die relative Permeabilität des gesamten magnetischen Kerns 3, der durch den inneren Kernabschnitt 31 und den äußeren Kernabschnitt 32 strukturiert ist, mit der vorstehend beschriebenen magnetischen Eigenschaft, beträgt 10 bis 100. Da die relative Permeabilität des gesamten magnetischen Kerns 3 relativ niedrig ist, kann der gesamte magnetische Kern 3 die integrierte spaltlose Struktur schaffen, ohne ein Spaltelement wie eine Aluminiumplatte oder einen zwischengeschalteten Luftspalt aufzuweisen. Selbstverständlich können Spalte bei einem Teil des magnetischen Kerns 3 passend zwischengeschaltet werden.
[Gehäuse]
Das Gehäuse 4, auf welches hierin Bezug genommen wird, ist ein rechteckiges Parallelepiped-kastenartiges Element, welches durch eine viereckige Bodenfläche und vier Seitenwände, die zum von der Bodenfläche aufrecht stehen vorgesehen sind, strukturiert, und die zu der Bodenfläche entgegengesetzte Fläche ist offen ausgebildet. Das Gehäuse 4 wird als Behälter verwendet, der das kombinierte Produktlager, welches aus der Spule 2 und dem magnetischen Kern 3 aufgebaut ist, aufnimmt. Das Gehäuse 4 schafft für die Spule 2 und den magnetischen Kern 3 einen Schutz von der Umgebung, und einen mechanischen Schutz dafür. Ferner wird das Gehäuse 4 als Wärmeableitungspfad verwendet, wenn die Drossel 1 an einem Ziel der Befestigung wie einem Kühltisch befestigt ist. Dementsprechend kann als das Material, welches das Gehäuse 4 strukturiert, passend ein Material verwendet werden, welches eine höhere Wärmeleitfähigkeit als ein Magnetsubstanzpulver aufweist, wie Eisen, z. B. ein Metall wie Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Magnesium, eine Magnesiumlegierung und dergleichen. Da solches Aluminium, Magnesium, eine Aluminium- oder Magnesiumlegierung von leichtem Gewicht sind, sind sie passend auch das Material, welches Kraftfahrzeugkomponenten strukturiert, die wunschgemäß von leichtem Gewicht sind. Da solches Aluminium, Magnesium, Aluminium- oder Magnesiumlegierung ferner jeweils ein nicht magnetisches Material und ein elektrisch leitfähiges Material ist, kann einem Verluststrom zur Außenseite des Gehäuses 4 hin effektiv vorgebeugt werden. Hier ist das Gehäuse 4 aus einer Aluminiumlegierung gebildet.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind bei dem Gehäuse 4 Befestigungsabschnitte 41 zum Befestigen der Drossel 1 an einem Ziel der Befestigung integral ausgebildet. Die Befestigungsabschnitte 41 weisen jeweils ein Bolzenloch auf, und die Drossel 1 kann an dem Ziel der Befestigung mittels Bolzen befestigt werden. Zusätzlich dazu können die Spule 2 oder der innere Kernabschnitt 31 bei einer geeigneten Position in dem Gehäuse 4 angeordnet werden, wenn das Gehäuse 4 mit einem Positionierabschnitt zum bei einer vorgegebenen Position Positionieren der Spule 2 und dem inneren Kernabschnitt 31 versehen ist. Hier ist das Gehäuse 4 mit dem (nicht gezeigten) Positionierabschnitt versehen, sodass die Spule 2 bei dem Mittelabschnitt des Gehäuses 4 positioniert ist, wie in 1B gezeigt. Ferner kann, wenn ein aus einem elektrisch leitfähigem Material wie Aluminium gebildeter Deckel, ähnlich zu dem Gehäuse 4, vorgesehen ist, einem Verluststrom vorgebeugt werden, und der Schutz für den äußeren Kernabschnitt 32 von der Umgebung und mechanischer Schutz dafür können geschaffen werden. Der Deckel ist mit Kerben oder Durchgangsbohrungen versehen, sodass die Endabschnitte des Drahts 2w, welcher die Spule 2 strukturiert, herausgezogen werden können. Alternativ dazu kann der Deckel durch das Einfüllen eines Harzes gebildet werden.
[Weitere Struktur]
Um die Isolation zwischen der Spule 2 und dem magnetischen Kern 3 zu verbessern, kann der äußere Umfang der Spule 2 mit einem isolierenden Harz überdeckt sein, oder der äußere Umfang der Spule 2 kann mittels eines isolierenden Elements wie eines Isolierpapiers, eines Isolierblechs, eines Isolierbands oder dergleichen überdeckt sein. Das isolierende Harz kann Epoxidharz, Urethanharz, Polyphenylensulfid(PPS)-Harz, Polybutylenterephthalat(PBT)-Harz, Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Harz, ungesättigter Polyester und dergleichen sein. Ferner kann, um Isolation zwischen dem inneren Kernabschnitt 31 und der Spule 2 zu verbessern, an dem äußeren Umfang des inneren Kernabschnitts 31 ein isolierender Spulenkörper vorgesehen sein. Der Spulenkörper kann einen ärmelartigen Abschnitt aufweisen, der an dem äußeren Umfang des inneren Kernabschnitts 31 vorgesehen ist, und ringförmige Flanschabschnitte, die bei entgegengesetzten Enden des ärmelartigen Abschnitts vorgesehen sind. Insbesondere, wenn der Spulenkörper mittels einer Kombination einer Vielzahl an geteilten Stücken integral strukturiert ist, kann er in einfacher Weise in dem inneren Kernabschnitt 31 angeordnet werden. Dass den Spulenkörper strukturierende Material kann PPS-Harz, Flüssigkristallpolymer (LCP), Polytetrafluoräthylen(PTFE)-Harz und dergleichen aufweisen. Zusätzlich kann der äußere Umfang des inneren Kernabschnitts 31 durch einen Isolierschlauch wie einen Wärmeschrumpfschlauch überdeckt sein. Ferner kann in der Situation, in der die Spule 2 mit dem Gehäuse 4 in Kontakt gebracht wird, um die Isolation zwischen der Spule 2 und dem Gehäuse 4 zu verbessern, das vorstehend erwähnte isolierende Element zwischengeschaltet werden. Wenn die herausgezogenen Abschnitte des Drahts 2w, die mit dem magnetischen Kern 3 in Kontakt gebracht werden, auch durch das isolierende Harz, das isolierende Element, oder einen anderen vorstehend erwähnten Wärmeschrumpfschlauch überdeckt sind, kann die Isolation verbessert werden.
Alternativ dazu kann auf das Gehäuse verzichtet werden. Wird das Gehäuse weggelassen, kann eine Reduktion in der Größe und Gewicht der Drossel erreicht werden. Wenn die äußere Umfangsfläche des magnetischen Kerns 3 aus dem Verbundmaterial ausgebildet ist, das den äußeren Kernabschnitt 32 strukturiert, kann der magnetische Kern 3 freiliegen, weil die Harzkomponente enthalten ist. Wenn jedoch der äußere Umfang des magnetischen Kerns 3 durch das isolierende Harz überdeckt ist, kann der Schutz für den magnetischen Kern 3 von der Umgebung und der mechanische Schutz dafür erreicht werden. Wenn das isolierende Harz dazu ausgelegt ist, ein aus Keramik oder dergleichen gebildetes Füllmittel zu enthalten, welches eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit aufweist, wird es bevorzugt, da eine ausgezeichnete Wärmeleiteigenschaft erzielt wird. Der durch das Harz überdeckte Abschnitt kann mit den vorstehend beschriebenen Befestigungsabschnitten integral geformt werden.
[Verwendung]
Die Drossel 1, die wie vorstehend beschrieben strukturiert ist, kann in geeigneter Weise für die Verwendung eingesetzt werden, bei der die Erregungszustände zum Beispiel wie folgt sind: der Maximalstrom (Gleichstrom) beträgt ungefähr 100 A bis 1000 A; die Durchschnittsspannung beträgt ungefähr 100 V bis 1000 V; und die Arbeitsfrequenz beträgt ungefähr 5 kHz bis 100 kHz. Typischerweise kann die Drossel 1 passend als Bestandteilskomponente einer Fahrzeug-Stromrichtervorrichtung eines elektrischen Fahrzeugs, eines Hybridfahrzeugs oder dergleichen eingesetzt werden.
[Herstellungsverfahren der Drossel]
Die Drossel 1 kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden. Zuerst werden die Spulen 2 und der innere Kernabschnitt 31 vorbereitet, der aus dem Magnetpulverkern hergestellt ist. Dann wird der innere Kernabschnitt 31, wie in 2 gezeigt, in die Spule 2 eingeführt, um ein aus der Spule 2 und dem inneren Kernabschnitt 31 aufgebautes zusammengebautes Produkt herzustellen. Dann wird das zusammengebaute Produkt in dem Gehäuse 4 gelagert.
Eine Mischung des Magnetsubstanzpulvers und eines ungehärteten Harzes zum Strukturieren des äußeren Kernabschnitts 32 (1) wird vorbereitet. Als das Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulver werden hier ein feines Pulver, dessen Typ eine Teilchengröße r₁₀ ist, was 50 μm bis 100 μm beträgt, und ein grobes Pulver, dessen Typ eine Teilchengröße r₂₀ ist, was 100 μm bis 200 μm beträgt, verwendet (r₁₀ < r₂₀). Das feine Pulver und das grobe Pulver werden voll angeregt, sodass die feinen Teilchen und die groben Teilchen uniform dispergiert werden, und dann wird die Mischung in das Gehäuse 4 gegossen, welches auch als Formanordnung dient. Hier weist die Mischung eine ausgezeichnete Fließfähigkeit auf, indem der Gesamtgehalt des Magnetsubstanzpulvers in der Mischung auf 70 Volumenprozent oder weniger festgesetzt wird. Daher kann die Mischung vollständig in das Gehäuse 4 gepackt werden, mit einem komplizierten Raum, infolge der Präsenz der Spule 2 und des inneren Kernabschnitts 31. Nach dem Einfüllverfahren wird das Harz in der Mischung gehärtet. Daher kann der aus dem Verbundmaterial gebildete äußere Kernabschnitt 32 gebildet werden. Ferner kann der magnetische Kern 3, der auf Anregung der Spule 2 einen geschlossenen magnetischen Pfad bildet, gebildet werden, indem hier, wie in 13 gezeigt, der äußere Kernabschnitt 32 so gebildet wird, dass er mit der einen Endfläche des inneren Kernabschnitts 31 und der äußeren Umfangsfläche auf der anderen Endflächenseite des inneren Kernabschnitts 31 in Kontakt gelangt. Dementsprechend kann die Drossel 1 (1) simultan mit der Bildung des äußeren Kernabschnitts 32 erzeugt werden.
[Wirkung]
Das Magnetsubstanzpulver in dem Verbundmaterial, welches Teil des (hier des äußeren Kernabschnitts 32) magnetischen Kerns 3 strukturiert, hat eine Teilchengrößenverteilung, bei der eine Vielzahl an Peaks vorhanden sind. Das heißt, dass das Magnetsubstanzpulver durch grobes und feines Teilchenmischungspulver strukturiert ist, welches das feine Pulver und das grobe Pulver enthält. Da das Magnetsubstanzpulver die feinen Teilchen in großen Häufigkeiten enthält, kann das Verbundmaterial den Wirbelstromverlust reduzieren. Ferner werden das feine Pulver und das grobe Pulver als Ausgangmaterial verwendet, damit das Magnetsubstanzpulver sowohl die groben und feinen Teilchen in großen Häufigkeiten enthält. Daher kann die Packungsdichte des Magnetsubstanzpulvers verbessert werden, ohne die Notwendigkeit der Verwendung eines sehr feinen Pulvers, welches nicht in einfacher Weise verarbeitet werden kann.
Da die Drossel 1 den äußeren Kernabschnitt 32, der aus dem Verbundmaterial aus dem Magnetsubstanzpulver mit der spezifischen Teilchengrößenverteilung, die vorstehend beschrieben wurde, und dem Harz aufweist, können die folgenden Wirkungen erzielt werden.

(1) Eine Reduktion in dem Wirbelstromverlust kann erreicht werden, und somit wird eine Niedrigverlusteigenschaft erzielt.
(2) Da der Anteil der magnetischen Komponente in dem äußeren Kernabschnitt 32 hoch ist, ist die Sättigungsmagnetflussdichte hoch. Im Speziellen ist bei der Drossel 1, da der innere Kernabschnitt 31 aus dem Magnetpulverkern gebildet ist, die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 ebenfalls hoch. Daher ist die Sättigungsmagnetflussdichte des gesamten magnetischen Kerns 3 (der Wert, der durch Mitteln der Sättigungsmagnetflussdichte des magnetischen Kerns 3 ermittelt wird) höher als bei einem magnetischen Kern, der ausschließlich durch das Verbundmaterial strukturiert ist.
(3) Das Magnetsubstanzpulver kann während der Herstellung in einfacher Weise verarbeitet werden, und somit ist eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet.
(4) Ohne die Notwendigkeit einer exzessiven Erhöhung der Menge des Magnetsubstanzpulvers, weist die Mischung des Magnetsubstanzpulvers und des Harzes eine ausgezeichnete Fließfähigkeit während der Herstellung auf, weil der Anteil der magnetischen Komponente in dem äußeren Kernabschnitt 32 zu einem gewissen Anteil hoch ist. Aus dieser Perspektive heraus wird ebenfalls eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet.
(5) Da die Mischung eine ausgezeichnete Fließfähigkeit aufzeigt, kann der äußere Kernabschnitt 32 hochpräzise gebildet werden, selbst wenn der äußere Kernabschnitt 32 eine komplizierte Form aufweist.

Ferner können bei der Drossel 1 die folgenden Wirkungen erzielt werden, da der äußere Kernabschnitt 32 aus dem Verbundmaterial gebildet ist: (1) die magnetische Eigenschaft kann in einfacher Weise verändert werden; (2) da die Harzkomponente enthalten ist, können, indem ermöglicht wird, dass die Spule 2 und der innere Kernabschnitt 31 durch das Harz überdeckt sind, diese von der Umgebung geschützt werden und mechanisch geschützt werden; (3) die Harzkomponente kann als Element zum Verbinden des äußeren Kernabschnitts 32 mit dem inneren Kernabschnitt 31 eingesetzt werden; und (4) die Drossel 1 kann simultan mit der Bildung des äußeren Kernabschnitts 32 gebildet werden, und eine ausgezeichnete Herstellbarkeit ist gewährleistet.
Zusätzlich dazu kann im Zusammenhang mit der Drossel 1 der Querschnittsbereich (der Bereich des Abschnitts, durch welchen der Magnetfluss hindurchströmt) des inneren Kernabschnitts 31 (im Speziellen der Abschnitt, der durch die Spule 2 überdeckt ist) reduziert werden, da die Sättigungsmagnetflussdichte des inneren Kernabschnitts 31 höher ist als diejenige des äußeren Kernabschnitts 32, in der Situation, bei der ein Magnetfluss zu erzeugen ist, der identisch ist mit einem aus einem einzelnen Material gebildeten Kern (ein Kern, bei dem die Sättigungsmagnetflussdichte des gesamten Kerns uniform ist).
Da der innere Kernabschnitt 31 in seiner Größe reduziert ist, kann auch die Größe der Spule 2 reduziert werden. Ferner können, da die Drossel 1 die spaltlose Struktur aufweist, die Spule 2 und der innere Kernabschnitt 31 nahe zueinander angeordnet werden. Infolge der vorstehenden Punkte weist die Drossel 1 eine kleine Größe auf. Da die Spule 2 in ihrer Größe reduziert ist, kann auch eine Reduktion des Gewichts der Drossel 1 erreicht werden. Ferner kann, da die Drossel 1 die spaltlose Struktur aufweist, auf das Verbindungsverfahren mit dem Spaltelement verzichtet werden. Auch aus diesem Gesichtspunkt ist eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet.
[Versuchsbeispiel 1]
Ein Verbundmaterial mit einem Magnetsubstanzpulver und einem Harz wurde hergestellt. Die magnetische Eigenschaft des erzeugten Verbundmaterials wurde untersucht.
Als Ausgangmaterial-Magnetsubstanzpulver für Proben Nr. 1-1, 1-100 und 1-200, wurde ein reines Eisenpulver (99.5 Masseprozent Fe oder mehr) vorbereitet; für Proben Nr. 1-11, 1-110 und 1-210, wurde ein Fe-Si Legierungspulver (6.5 Masseprozent Si, wobei der Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen sind) wurde vorbereitet. Ferner wurde für jede Probe als das als Bindemittel dienende Harz Epoxidharz verwendet.
(Proben Nr. 1-1, 1-100, 1-200)
Ein feines Pulver und ein grobes Pulver, die aus reinem Eisen gebildet sind, wurden vorbereitet (hier jeweils ein beschichtetes Pulver mit einer isolierenden Beschichtung aus Phosphat), und die Teilchengrößenverteilung von jedem Pulver wurde unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Vorrichtung (micro track particle size distribution analyzer MT 3300, erhältlich von NIKKISO CO., LTD.) untersucht, die Laserbeugung und Streuung verwendet. In dem Histogramm der ermittelten Teilchengrößenverteilung war der Typ in Verbindung mit dem Feinpulver 54 μm und die Teilchengröße hoher Häufigkeit war 48 μm bis 5 μm, während der Typ in Verbindung mit dem groben Pulver 12 μm war, und die Teilchengröße hoher Häufigkeit 114 μm bis 125 μm. Es wird darauf hingewiesen, dass, da die Dicke der isolierenden Beschichtung ungefähr 0.1 μm oder weniger beträgt und extrem dünn ist, diese im Wesentlichen die Teilchengröße des beschichteten Pulvers nicht beeinflusst. Daher wird die Teilchengröße des beschichteten Pulvers als die Teilchengröße des Magnetsubstanzpulvers angesehen. Das feine Pulver, das grobe Pulver, und das Harz (zu einem Anteil von 50 Volumenprozent in dem Verbundmaterial enthalten) wurden so vorbereitet, dass der Anteil von jedem Pulver relativ zu dem gesamten Verbundmaterial die in Tabelle 1 gezeigt Menge darstellte (Volumenprozent), und so, dass das Verbundmaterial groß genug war, dass die Probe erzeugt wurde, deren Beschreibung folgt. Es wird darauf hingewiesen, dass als Ergebnis der Prüfung der Rundheit (maximaler Durchmesser/äquivalenter Kreisdurchmesser) unter Verwendung des mikroskopischen Beobachtungsbilds des Querschnitts für jedes Pulver in der Weise, die vorstehend beschrieben worden ist (bei der die Anzahl an gemessenen Teilchen 1000 oder mehr ist), die Rundheit des feinen Pulvers 1.9 und die Rundheit des groben Pulvers 1.7 betrugen.
(Proben Nr. 1-11, 1-110, 1-210)
Ein feine Pulver und ein grobes Pulver, die aus Fe-Si-Legierung gebildet sind, wurden vorbereitet (hier jeweils ein Pulver ohne isolierende Beschichtung), und die Teilchengrößenverteilung und Rundheit von jedem Pulver wurden in ähnlicher Weise wie bei Probe Nr. 1-1 und anderen untersucht. Im Zusammenhang mit dem feinen Pulver war die Mode 30 μm, und die Teilchengröße hoher Häufigkeit war 26 μm bis 34 μm, mit der Rundheit von 1.4, während in Verbindung mit dem groben Pulver der Typ 73 μm, die Teilchengröße hoher Häufigkeit 62 μm bis 88 μm war, mit der Rundheit von 1.1. Das feine Pulver, das grobe Pulver, und das Harz (zu 50 Volumenprozent in dem Verbundmaterial enthalten) wurden so vorbereitet, dass der Anteil von jedem Pulver relativ zu dem gesamten Verbundmaterial die in Tabelle 2 gezeigte Menge darstellte (Volumenprozent), und so, dass das Verbundmaterial der Größe, die ähnlich zu Probe Nr. 1-1 und anderen ist, erzeugt wurde.
Eine Mischung wurde durch Mischen des vorbereiteten Magnetsubstanzpulvers und Harzes hergestellt. Die Mischung wurde in eine Formanordnung mit einer vorgegebenen Form eingefüllt. Danach wurde das Harz gehärtet, um ein Verbundmaterial zu erzeugen. Hier wurde eine ringförmige Probe mit einem äußeren Durchmesser von φ34 mm, einem inneren Durchmesser von φ20 mm, und einer Dicke von φ5 mm als die Probe zum Messen der magnetischen Eigenschaft hergestellt. Ferner wurde eine scheibenförmige Probe, deren Durchmesser φ50 mm und Dicke 5 mm betrugen, als die Probe zum Messen der Wärmeableiteeigenschaft hergestellt.
Für jedes der erzeugten Verbundmaterialien wurden die Sättigungsmagnetflussdichte, die relative Permeabilität und der Eisenverlust gemessen. Die Sättigungsmagnetflussdichte sollte diejenige sein, die durch Applizieren eines Magnetfelds von 10000 (Oe) (795.8 kA/m) auf das ringförmige Verbundmaterial durch Verwendung eines Elektromagneten erzeugt wird, sodass das Verbundmaterial vollständig magnetisch gesättigt wird. Die relative Permeabilität wurde auf die folgende Weise gemessen. Auf jedes der ringförmigen Verbundmaterialien wurde ein Draht mit 300 Drehungen auf der Primärseite und 20 Drehungen auf der Sekundärseite gewickelt. Die B-H Anfangsmagnetisierungskurve wurde in dem Bereich von H = 0 (Oe) bis 100 (Oe) gemessen. Der B-H-Maximalwert der B-H Anfangsmagnetisierungskurve wurden ermittelt, deren Maximalwert als die relative Permeabilität μ ermittelt wurde. Es wird darauf hingewiesen, dass sich die Magnetisierungskurve hier auf eine so genannte Wechselstrommagnetisierungskurve bezieht. Der Eisenverlust wurde unter Verwendung eines ringförmigen Verbundmaterials auf folgende Weise gemessen. Unter Verwendung eines B-H-Kurven-Tracers („B-H curve tracer”), wurden der Hystereseverlust Wh (W/m³) und der Wirbelstromverlust We (W/m³) mit der Anregungsmagnetflussdichte Bm von 1 kG (= 0.1 T) und der Messfrequenz von 10 kHz gemessen, und ein Eisenverlust (W/m³) wurde auf Basis des Hystereseverlusts Wh + dem Wirbelstromverlust We berechnet. Zusätzlich dazu wurde die Wärmeleitfähigkeit der erzeugten scheibenförmigen Verbundmaterialien mittels der Temperaturgradientenmethode gemessen. Die Resultate sind in Tabellen 1 und 2 gezeigt.

Aus dem erzeugten Verbundmaterialien von Proben Nr. 1-1 und 1-11 wurde die Harzkomponente entfernt, um das Magnetsubstanzpulver zu extrahieren. Die Teilchengrößenanalyse für das erzeugte Magnetsubstanzpulver wurde auf ähnlich Weise, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung von Laserbeugung und Streuung durchgeführt. In dem Histogramm hatte Probe Nr. 1-1 den Peak bei jedem der Punkte von 54 μm und 121 μm, wobei die Probe Nr. 1-11 den Peak bei jedem der Punkte von 30 μm und 73 μm hatte. Das heißt, eine Vielzahl von Peaks sind bei der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers in jedem Verbundmaterial vorhanden, was im Wesentlichen die Teilchengrößenverteilung des Pulvers, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, aufrechterhält. [Tabelle 1]

Probe Nr.	Inhalt des Magnetsubstanzpulvers (Vol.-%)		Sättigungsmagnetflussdichte [T]	Relative Permeabilität μ	Eisenverlust (W1/10 k) [W/m³]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
Probe Nr.	Fe (54)	Fe (121)	Sättigungsmagnetflussdichte [T]	Relative Permeabilität μ	Eisenverlust (W1/10 k) [W/m³]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
1-1	25	25	1.06	12.1	407	1.9
1-100	50	0	0.99	11.9	370	1.8
1-200	0	50	1.02	11.7	421	1.8

[Tabelle 2]

Probe Nr.	Inhalt des Magnetsubstanzpulvers (Vol.-%)		Sättigungsmagnetflussdichte [T]	Relative Permeabilität μ	Eisenverlust (W1/10 k) [W/m³]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
Probe Nr.	Fe-6.5Si (30)	Fe-6.5Si (73)	Sättigungsmagnetflussdichte [T]	Relative Permeabilität μ	Eisenverlust (W1/10 k) [W/m³]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
1-1	25	25	0.91	12.4	276	1.9
1-110	50	0	0.88	12.7	355	1.8
1-210	0	50	0.89	12.5	233	1.9

Wie in Tabellen 1 und 2 gezeigt, ist zu sehen, dass das verbundmaterial von Proben Nr. 1-1 und 1-11, bei denen eine Vielzahl an Peaks in der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers vorhanden sind, in beiden Fällen die hohe Sättigungsmagnetflussdichte und die Niedrigverlusteigenschaft aufweist, im Vergleich zu Proben Nr. 1-100 und 1-110, bei denen nur das feine Pulver eingesetzt wird, und Proben Nr. 1-200 und 1-210, bei denen nur das grobe Pulver eingesetzt wird. Der Grund dafür, dass die Verbundmaterialien von Proben Nr. 1-1 und 1-11 die Niedrigverlusteigenschaft aufzeigen, kann der Existenz des feinen Pulvers in großen Häufigkeiten zugeschrieben werden. Insbesondere im Zusammenhang mit Proben Nr. 1-1 und 1-11, bei denen ein Vielzahl an Peaks in der Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers vorhanden sind, ist Probe Nr. 1-1 hinsichtlich der Sättigungsmagnetflussdichte höher als Proben Nr. 1-100 und 1-200, und Probe Nr. 1-11 ist hinsichtlich der Sättigungsmagnetflussdichte höher als Proben Nr. 1-110 und 1-210. Der Wert ist größer als der Maximalwert, der in dem Fall erzeugt wird, wenn nur das eine aus dem feinen Pulver und dem groben Pulver eingesetzt wird. Das heißt, dass die Sättigungsmagnetflussdichte von Probe Nr. 1-1 größer ist als der Wert, der aus der Interpolation von Proben Nr. 1-100 und 1-200 zu erwarten ist, und die Sättigungsmagnetflussdichte von Probe Nr. 1-11 ist größer als der Wert, der aus der Interpolation von Proben Nr. 1-110 und 1-210 zu erwarten ist. Obwohl der Grund, warum solche Ergebnisse erzeugt werden, unklar ist, wird angenommen, dass eine Veränderung in dem Entmagnetisierungskoeffizienten herbeigeführt wird, da sowohl das feine Pulver und das grobe Pulver vorhanden sind. Zusätzlich dazu ist auch hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit Probe Nr. 1-1 größer als der Wert, der aus einer Interpolation von Nr. 1-100 und 1-200 zu erwarten ist, und Probe Nr. 1-11 ist größer als der Wert, der aus einer Interpolation von Proben Nr. 1-110 und 1-210 zu erwarten ist. Als Grund hierfür wird angenommen, dass durch das Zwischenschalten der feinen Teilchen unter den groben Teilchen die Magnetsubstanzteilchen einen kontinuierlichen Wärmetransferpfad bilden.
Zusätzlich dazu kann beim Vergleichen der Verbundmaterialien von Nr. 1-1 und 1-11 erkannt werden, dass die Sättigungsmagnetflussdichte hoch ist, wenn das reine Eisen eingesetzt wird; wenn die Eisenlegierung verwendet wird, ist der Verlust klein, selbst wenn keine isolierende Beschichtung vorgesehen ist. Ferner ist ebenfalls zu erkennen, dass: der Verlust dazu tendiert, klein zu sein, wenn die Teilchengröße kleiner ist; der Verlust dazu tendiert, kleiner zu sein, wenn das Ausgangsmaterialpulver eine an 1.0 angenäherte Rundheit aufweist; und die relative Permeabilität dazu tendiert, relativ klein zu sein, wenn das Ausgangsmaterialpulver verwendet wird, dessen Rundheit an 1.0 angenähert ist.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform ist ein Teil des magnetischen Kerns aus dem Verbundmaterial ausgebildet, das aus dem magnetischen Materialpulver und dem Harz ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, den Typ zu verwenden, bei dem mindestens ein Teil des magnetischen Kerns aus einem Verbundmaterial ausgebildet ist, der aus dem Magnetsubstanzpulver, einem Nichtmagnetsubstanzpulver, und dem Harz ausgebildet ist. Das Nichtmagnetsubstanzpulver kann zum Unterdrücken von Ausfällung des Magnetsubstanzpulvers beim Herstellen des Verbundmaterials dienen.
Um die Wirkung der Unterdrückung von Ausfällung vollständig zu erreichen, weist das Nichtmagnetsubstanzpulver vorzugsweise eine kleinere spezifische Dichte als das Magnetsubstanzpulver auf. Solche Materialien können Keramik wie SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, BN, AlN, ZnO und TiO₂, und inorganische Materialien wie Silizium (Se), organische Materialien wie Siliziumharz sein. Insbesondere SiO₂ (Siliziumdioxid) kann das Harz mit der Thixotropie-Eigenschaft ausstatten und Ausfällungen des Magnetsubstanzpulvers leicht unterdrücken. Wenn das Verbundmaterial das Nichtmagnetsubstanzpulver mit einem Material aufweist, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie SiO₂, Al₂O₃, BN oder AlN, kann die Wärmeableitungsleistung des Verbundmaterials verbessert werden. Dementsprechend kann die Verwendung eines solchen Verbundmaterials einen Drossel-Einsatzkern oder eine Drossel mit einer ausgezeichneten Wärmeableiteeigenschaft bereitstellen. Wenn ein aus Siliziumharz gebildetes Pulver enthalten ist, kann das Auftreten von Rissen in dem Verbundmaterial unterdrückt werden. Dementsprechend kann die Verwendung eines solchen Verbundmaterials einen Drossel-Einsatzkern oder eine Drossel mit hoher Festigkeit bereitstellen. Das Verbundmaterial kann das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten, welches aus einem Typ an Material gebildet ist, oder das Verbundmaterial kann das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten, das aus einer Vielzahl an unterschiedlichen Typen an Materialien gebildet ist.
Die Form der das Nichtmagnetsubstanzpulver strukturierenden Teilchen kann sphärisch, nicht sphärisch (z. B. plattenartig, nadelartig, stabartig und dergleichen) und dergleichen sein. Insbesondere erzeugt die sphärische Form die folgenden Wirkungen: die Teilchen können leicht in dem Zwischenraum, der unter dem Magnetsubstanzteilchen gebildet ist, gepackt werden; und eine ausgezeichnete Fließfähigkeit wird erreicht. Ferner kann das Nichtmagnetsubstanzteilchen ein festes Element oder ein hohles Element sein. Das hohle Element kann eine Reduktion an Gewicht des Verbundmaterials erreichen. Als das Nichtmagnetsubstanzpulver kann irgendein kommerziell erhältliches Pulver eingesetzt werden. Das Verbundmaterial kann das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten, welches aus Teilchen einer Form gebildet ist, oder das Verbundmaterial kann das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten, welches aus Teilchen einer Vielzahl an unterschiedlichen Formen gebildet ist.
Beim Ermitteln der Teilchengrößenverteilung des Mischpulvers, welches in dem Verbundmaterial vorhanden ist und aus dem Nichtmagnetsubstanzpulver und dem Magnetsubstanzpulver aufgebaut ist, ist es bevorzugt, dass die maximale Teilchengröße r_nmax, mit der ein Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers erscheint, kleiner ist als die minimale Teilchengröße r_mmin, mit der ein Peak des Magnetsubstanzpulvers erscheint. Bei diesem Typ sind die Magnetsubstanzteilchen, die hinsichtlich der Teilchengröße größer sind als die Nichtmagnetsubstanzteilchen, in großen Häufigkeiten vorhanden. Dementsprechend können feine Nichtmagnetsubstanzteilchen in dem Zwischenraum, der unter den Magnetsubstanzteilchen gebildet ist, vorhanden sein. Daher wird eine Reduktion der Packungsdichte des Magnetsubstanzpulvers, das mit dem enthaltenen Nichtmagnetsubstanzpulver assoziiert ist, nicht leicht auftreten oder im Wesentlichen nicht auftreten. Da die Differenz in der Teilchengröße zwischen dem Magnetsubstanzteilchen und den Nichtmagnetsubstanzteilchen groß ist, kann der vorstehende Effekt leicht erreicht wird. Daher ist es bevorzugt, dass mindestens eine der folgenden Beziehungen erfüllt ist: r_nmax ≤ (1/3)·r_mmin, und r_nmax ≤ 20 μm. Weil das Nichtmagnetsubstanzpulver kleiner ist, kann der Zwischenraum in effizienter Weise gefüllt werden. Zusätzlich dazu können die Nichtmagnetsubstanzteilchen in einfacher Weise die Magnetsubstanzteilchen uniform umgeben. Ferner kann, da die feinen Nichtmagnetsubstanzteilchen unter dem Magnetsubstanzteilchen vorhanden sind, die relative Permeabilität des Verbundmaterials auf einen niedrigen Wert beschränkt werden. Dementsprechend sind die folgenden Beziehungen besonders bevorzugt: r_nmax ≤ (1/5)·r_mmin und r_nmax ≤ 10 μm. Es kann beispielsweise ein feines Nichtmagnetsubstanzpulver eingesetzt werden, dessen Teilchengröße ungefähr 1 μm bis 10 μm oder weniger als 1 μm beträgt. Der spezifische Typ kann ein Verbundmaterial sein, bei dem die Teilchengröße r₁, welche den ersten Peak des Magnetsubstanzpulvers repräsentiert, die Teilchengröße r₂ den zweiten Peak repräsentiert, und die Teilchengröße r_n den Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers in der Teilchengrößenverteilung des Mischpulvers r_n repräsentiert, und diese die Beziehungen r₂ = 2r₁ und r_n = (1/3)·r₁ erfüllen. Das Verbundmaterial kann das Nichtmagnetsubstanzpulver mit einer Teilchengröße enthalten (d. h. dass der Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers 1 ist), oder das Verbundmaterial kann das Nichtmagnetsubstanzpulver mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Teilchengrößen enthalten (d. h. dass eine Vielzahl an Peaks des Nichtmagnetsubstanzpulvers vorhanden sind). Im letzteren Fall weisen sowohl das Magnetsubstanzpulver und das Nichtmagnetsubstanzpulver eine Vielzahl an Peaks auf.
Wenn der Anteil des Nichtmagnetsubstanzpulvers relativ zu dem gesamten Verbundmaterial 0.2 Masseprozent oder mehr beträgt, kann es das Magnetsubstanzpulver vollständig umgeben, um effektiv eine Ausfällung des Magnetsubstanzpulvers zu unterdrücken. In dem Fall, in dem das Magnetsubstanzpulver aus einem Material gebildet ist, welches eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist das Nichtmagnetsubstanzpulver angemessen vorhanden, wenn es zu einem 0.2 Masseprozent Anteil oder mehr enthalten ist. Daher kann die Wärmeableiteeigenschaft des Verbundmaterials weiter verbessert werden. Zusätzlich dazu ist das Verbundmaterial mit einer uniformen Wärmeableiteeigenschaft versehen, da das Nichtmagnetsubstanzpulver, wie vorstehend beschrieben, uniform vorhanden ist. Solche Wirkungen sind größer, wenn die Menge des Nichtmagnetsubstanzpulvers größer ist. Daher beträgt der totale Anteil des Nichtmagnetsubstanzpulvers relativ zu dem gesamten Verbundmaterial vorzugsweise 0.3 Masseprozent oder mehr, und ferner vorzugsweise 0.5 Masseprozent oder mehr. Wenn jedoch die Menge des Nichtmagnetsubstanzpulvers zu groß wird, wird eine Reduktion des Anteils der magnetischen Komponente begünstigt. Daher beträgt der Gesamtanteil des Nichtmagnetsubstanzpulvers vorzugsweise 20 Masseprozent oder weniger, ferner vorzugsweise 15 Masseprozent oder weniger, und insbesondere vorzugsweise 10 Masseprozent oder weniger.
Das Verbundmaterial, welches das Nichtmagnetsubstanzpulver enthält, kann effektiv verhindern, dass das Magnetsubstanzpulver während der Herstellung in dem ungehärteten Harz ausfällt. Ferner vereinfacht es eine uniforme Dispersion der Magnetsubstanzteilchen in dem Harz. Da eine Ausfällung des Magnetsubstanzpulvers unterdrückt wird, weist die Mischung, die aus dem Magnetsubstanzpulver, dem Nichtmagnetsubstanzpulver, und dem Harz aufgebaut ist, eine ausgezeichnete Fließfähigkeit auf, und kann vollständig in die Formanordnung gefüllt werden (das Gehäuse 4 bei der ersten Ausführungsform). Dementsprechend kann das Verbundmaterial hochpräzise hergestellt werden, selbst wenn es eine komplizierte Form aufweist. Ferner kann durch Härten des Harzes in dem Zustand, in dem das Magnetsubstanzpulver uniform dispergiert ist, das Verbundmaterial, in dem das Magnetsubstanzpulver und das Nichtmagnetsubstanzpulver uniform dispergiert sind, erzeugt werden. Dementsprechend wird mit dem Verbundmaterial der Abschnitt, bei dem das Magnetsubstanzpulver lokal vorhanden ist zum Erleiden eines hohen Verlusts, kaum produziert. Im Ergebnis kann der Verlust für das gesamte Verbundmaterial auch reduziert werden. Ferner ist das Verbundmaterial hochgradig zuverlässig, da das Verbundmaterial in der Gesamtheit die vorstehend beschriebene uniforme magnetische Eigenschaft und thermische Eigenschaft aufweist.
[Versuchsbeispiel 2]
Ein Verbundmaterial, das ein Magnetsubstanzpulver, ein Harz, und ein Nichtmagnetsubstanzpulver enthält, wurde hergestellt. Die magnetische Eigenschaft des erzeugten Verbundmaterials wurde untersucht.
Als das Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulver für diesen Versuch wurden das Fe-Si Legierungspulver, welches mit Probe 1-1 von Versuchsbeispiel 1 (der Typ, bei dem das feine Pulver 30 μm war, und der Typ des groben Pulvers 73 μm war) identisch ist, und das Harz, welches mit Versuchsbeispiel 1 identisch ist, vorbereitet. Ferner wurde ein Nichtmagnetsubstanzpulver, welches ein Siliziumoxidfüllmittel ist (dessen Teilchengröße 5 nm bis 50 nm und Mode 12 nm ≤ 20 μm betrugen), vorbereitet. Das Nichtmagnetsubstanzpulver wurde so vorbereitet, dass der Anteil relativ zu dem gesamten Verbundmaterial 0.3 Masseprozent (≥ 0.2 Masseprozent) betrug.
Eine Mischung wurde hergestellt, indem das vorbereitete Magnetsubstanzpulver, das Harz, und das Nichtmagnetsubtanzpulver gemischt wurden. Auf ähnliche Weise wie bei Versuchsbeispiel 1 wurde ein Verbundmaterial aus der Mischung (Probe Nr. 2-11) erzeugt. Bei dem erzeugten Verbundmaterial wurden die Sättigungsmagnetflussdichte, der Eisenverlust, die Wärmeleitfähigkeit, und die relative Permeabilität in ähnlicher Weise wie bei Versuchsbeispiel 1 gemessen. Das Ergebnis ist in Tabelle 3 gezeigt. Ferner wurde bei dem erzeugten Verbundmaterial von Probe Nr. 2-11 die eilchengrößenverteilung in dem Verbundmaterial untersucht, indem die Harzkomponente auf ähnlich Weise wie bei Versuchsbeispiel 1 entfernt wurde. Der Peak war bei jedem der Punkte von 12 nm, 30 μm, und 73 μm vorhanden. Die minimale Teilchengröße, bei der ein Peak auftritt, entspricht dem Nichtmagnetsubstanzpulver.

Eine verlängerte säulenartige Probe (mit einer Länge von 60 mm) wurde aus der Mischung hergestellt. Ein Probestück mit einer Endfläche (die Fläche, die mit der Bodenfläche der Formanordnung in Kontakt stand) der Probe und ein Probestück mit einer anderen Endfläche (Oberseitenfläche), die so angeordnet ist, dass sie zu der einen Endfläche entgegengesetzt ist, wurden daraus ausgeschnitten. Die Dichte von jedem der Probenstücke wurde ermittelt, um den Unterschied zwischen ihnen zu ermitteln (maximaler Dichteunterschied). Das Ergebnis ist ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt. Der Dichteunterschied (%) ist wie folgt definiert: {(die Dichte des Probenstücks auf der Bodenflächenseite – die Dichte des Probenstücks auf der Deckflächenseite)/die Dichte des Probenstücks auf der Bodenflächenseite}·100. Die Dichte wurde unter Verwendung des Archimedischen Prinzips ermittelt und unter Annäherung an die Beziehung: Wasserdichte >> Luftdichte, und hergeleitet durch: Dichte ρ ≅ (die Wasserdichte × die Masse in der Luft)/(die Masse in der Luft – die Masse im Wasser). Tabelle 3

Probe Nr.	Inhalt des Magnetsubstanzpulvers (Vol.-%)		Sättigungsmagnet-flussdichte [T]	Relative Permeabilität μ	Eisenverlust (W1/10 k) [W/³m]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]	Maximaler Dichteunterschied (%)
Probe Nr.	Fe-6.5Si (30)	Fe-6.5Si (73)	Sättigungsmagnet-flussdichte [T]	Relative Permeabilität μ	Eisenverlust (W1/10 k) [W/³m]	Wärmeleitfähigkeit [W/mK]	Maximaler Dichteunterschied (%)
1-11	25	25	0.91	12.4	276	1.9	8.7
2-11	25	25	0.91	11.3	254	1.9	4.6

Wie in Tabelle 3 gezeigt, ist zu sehen, dass das Verbundmaterial mit einem kleinen Dichteunterschied auch in dem Fall erzeugt werden kann, in dem die Probe eine längliche Form aufweist, da das Nichtmagnetsubstanzpulver enthalten ist. Es wird angenommen, dass der Grund hierfür die Präsenz des nicht magnetischen Pulvers ist, welches das Ausfällen des Magnetsubstanzpulvers bei der Herstellung des Verbundmaterials unterdrückt. Ferner ist zu sehen, dass Probe Nr. 2-11, welches das Nichtmagnetsubstanzpulver enthält, ferner eine Niedrigverlusteigenschaft aufweist und eine niedrige relative Permeabilität aufweist. Es wird angenommen, dass der Grund hierfür darin besteht, dass das Magnetsubstanzpulver und das Nichtmagnetsubstanzpulver in dem Verbundmaterial uniform vorhanden waren, während im Wesentlichen kein Abschnitt vorhanden war, bei dem das Magnetsubstanzpulver lokal in großer Menge vorhanden war.
(Dritte Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform ist nur ein Teil des magnetischen Kerns aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Typ einzusetzen, bei dem der gesamte magnetische Kern aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, d. h. der Typ, bei dem die Innenseite und die Außenseite der Spule 2 durch das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung überdeckt sind. Die Drossel gemäß diesem Typ kann beispielsweise hergestellt werden, indem die Spule 2 bei einer geeigneten Position im Gehäuse 4, welches bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, angeordnet wird, die Mischung mit dem Magnetsubstanzpulver und dem Harz in das Gehäuse 4 eingefüllt wird, und das Harz danach gehärtet wird. Somit wird eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet. Da der gesamte magnetische Kern aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, weist die Drossel eine uniforme Sättigungsmagnetflussdichte und relative Permeabilität auf. Ferner kann der magnetische Kern in der spaltlosen Struktur ausgebildet sein, wenn eine relative niedrige Permeabilität festgesetzt ist. In diesem Fall können, wie vorstehend beschrieben, eine Reduktion in Größe und Gewicht erreicht werden.
Alternativ dazu kann als der innere Kernabschnitt, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ein säulenartiges Formprodukt eingesetzt werden, welches unter Verwendung des Verbundmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung separat hergestellt wird. In diesem Fall kann der Packungsgrad des Magnetsubstanzpulvers variiert werden, beispielsweise indem das Ausgangsmaterial-Magnetsubstanzpulver so vorbereitet wird, dass die Teilchengrößenverteilung des für den inneren Kernabschnitt verwendeten Substanzpulvers und die Teilchengrößenverteilung des für den äußeren Kernabschnitt verwendeten Magnetsubstanzpulvers sich voneinander unterscheiden. Daher kann der Typ implementiert werden, bei dem die magnetische Eigenschaft des magnetischen Kerns sich partiell unterscheidet. Es kann beispielsweise der Typ, ähnlich zur ersten Ausführungsform, implementiert werden, bei dem die Sättigungsdichte des inneren Kernabschnitts höher ist als diejenige des äußeren Kernabschnitts.
Alternativ dazu ist es möglich, im Gegensatz zu der Struktur der ersten Ausführungsform, den Typ einzusetzen, bei dem als der innere Kernabschnitt das säulenartige Formprodukt, das aus dem Verbundmaterial ausgebildet ist, verwendet wird und der äußere Kernabschnitt aus dem Magnetsubstanzpulver ausgebildet ist. Der äußere Kernabschnitt weist beispielsweise einen ärmelartigen Abschnitt, der an dem äußeren Umfang der Spule angeordnet ist, und einen plattenartigen Abschnitt auf, der bei jeder Endfläche der Spule angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Permeabilität des inneren Kernabschnitts mit der Harzkomponente niedriger festgesetzt werden als diejenige des äußeren Kernabschnitts, und die Sättigungsmagnetflussdichte des äußeren Kernabschnitts, der aus dem Magnetsubstanzpulver ausgebildet ist, kann höher festgesetzt werden als derjenige des inneren Kernabschnitts. Mit dieser Struktur kann der Verluststrom von dem äußeren Kernabschnitt zu der Außenseite hin reduziert werden, und der einem solchen Verluststrom zuzuschreibende Verlust kann reduziert werden.
(Vierte Ausführungsform)
Obwohl bei der ersten Ausführungsform der aufrechte Typ verwendet wurde, kann der Typ verwendet werden, bei dem die Spule 2 so gelagert ist, dass die Axialrichtung der Spule parallel zu der Bodenfläche des Gehäuses 4 steht (hiernach als der laterale Typ bezeichnet). Da der laterale Typ den Abstand von der äußeren Umfangsfläche der Spule zu der Bodenfläche des Gehäuses verkürzt, kann die Wärmeableiteigenschaft verbessert werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Obwohl bei der ersten Ausführungsform eine einzelne Spule vorgesehen ist, ist es möglich, den Typ einzusetzen, der als in 3A gezeigte Drossel 15 eine Spule 2 mit einem Paar an durch einen einzelnen spiralförmig gewickelten kontinuierlichen Draht 2w ausgebildete Spulenelemente 2a und 2b und einen ringförmigen magnetischen Kern 3 (3B) aufweist, bei dem die Spulenelemente 2a und 2b angeordnet sind.
Bei dem typischen Typ der Spule 2 sind die Spulenelemente 2a und 2b seitlich nebeneinander angeordnet, sodass die Axialrichtung der Spulenelement 2a und 2b parallel zueinander sind, die Spulenelemente 2a und 2b sind mittels eines Kopplungsabschnitts 2r miteinander gekoppelt, der gebildet wird, indem ein Abschnitt des Drahts 2w zurückgefaltet wird. Zusätzlich dazu den Typ, bei dem die Spulenelemente 2a und 2b durch zwei unterschiedliche Drähte separat gebildet sind, und die einen Endabschnitte der Drähte, die jeweils die Spulenelemente 2a und 2b strukturieren, werden durch Schweißen, Befestigen unter Druck, Löten oder dergleichen verbunden, sodass die Spulenelemente 2a und 2b integriert sind. Die Spulenelemente 2a und 2b sind hinsichtlich der Anzahl an Windungen und in der Wicklungsrichtung miteinander identisch. Die Spulenelemente 2a und 2b sind hohl ärmelartig ausgebildet.
Der magnetische Kern 3 weist ein Paar an säulenartigen inneren Kernabschnitten 31 und 31 auf, die jeweils innerhalb der Spulenelemente 2a und 2b angeordnet sind, und ein Paar an säulenartigen äußeren Kernabschnitten 32 und 32, die außerhalb der Spule 2 angeordnet sind und außerhalb der Spule 2 freiliegen. Wie in 3B gezeigt, sind die einen Endflächen der inneren Kernabschnitte 31 und 31, die beabstandet zueinander angeordnet sind, miteinander über einen äußeren Kernabschnitt 32 gekoppelt, und äußere Endflächen der inneren Kernabschnitten 31 und 31 sind miteinander über einen äußeren Kernabschnitt 32 gekoppelt, sodass sie eine ringförmige form ausbilden.
Zusätzlich dazu weist die Drossel 15 einen Isolator 5 zum Verbessern der Isolation zwischen der Spule 2 und dem magnetischen Kern 3 auf. Der Isolator 5 weist einen (nicht gezeigten) ärmelartigen Abschnitt, der bei dem äußeren Umfang der säulenartigen inneren Kernabschnitte 31 angeordnet ist, und ein Paar an Rahmenplattenabschnitten 52, die an der Endfläche (der Fläche, die der die Drehung ringartig erscheint) der Spule 2 angeordnet sind und die zwei (nicht gezeigte) Durchgangsbohrungen auf, in welche die inneren Kernabschnitte 31 und 31 eingeführt sind. Als das den Isolator 5 strukturierende Material, kann ein isolierendes Material wie PPS-Harz, PTFE-Harz, LCP oder dergleichen eingesetzt werden.
Ein spezifischerer Typ der Drossel 15 mit der Spule 2 kann beispielsweise ein innerer Magnetpulverkern-Typ sein (d. h. ein Teil des magnetischen Kerns ist aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet) mit; den inneren Kernabschnitten 31 und 31, die jeweils in die Spulenelemente 2a und 2b eingeführt sind, und die jeweils aus dem Magnetpulverkern ausgebildet sind; und den äußeren Kernabschnitten 32 und 32, die durch säulenartige Formprodukte gebildet sind, die jeweils aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind. Ein anderer innerer Magnetpulverkern-Typ kann der Typ sein, bei dem ein aus den Spulenelementen 2a und 2b und dem Magnetpulverkern gebildetes Montageprodukt durch das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung überdeckt ist, wie bei der ersten Ausführungsform. Alternativ dazu kann noch ein anderer Typ ein äußerer magnetischer Pulverkern-Typ sein (d. h. dass ein Teil des magnetischen Kerns aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung gebildet ist), mit: den inneren Kernabschnitten 31 und 31, die jeweils in die Spulenelemente 2a und 2b eingeführt sind und die jeweils durch das säulenartige Formprodukt strukturiert sind, welches aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist; und den äußeren Kernabschnitten 32 und 32, die jeweils durch den Magnetpulverkern strukturiert sind. Alternativ dazu kann ein weiterer Typ der Typ sein, bei dem der innerhalb und außerhalb der Spulenelemente 2a und 2b angeordnete magnetische Kern aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist (d. h. der gesamte magnetische Kern ist aus dem Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ausgebildet, welcher hiernach als der gesamte Verbundmaterial-Typ bezeichnet werden wird). Bei jedem der drei Typen können die inneren Kernabschnitte 31 dem Typ entsprechen, bei dem sie ausschließlich aus dem magnetischen Material wie dem Verbundmaterial oder dem Magnetpulverkern ausgebildet sind, oder können dem Typ entsprechen, bei dem sie, wie in 3B gezeigt, aus einem laminierten Produkt ausgebildet sind, welches durch Kernstücke 31m, die aus dem magnetischen Material ausgebildet sind, und Spaltelementen 31g strukturiert ist, die aus einem Material ausgebildet sind, dessen Permeabilität niedriger als dasjenige der Kernstücke 31m (typischerweise dem nicht magnetischen Material) ist, die alternierend gestapelt sind. Die äußeren Kernabschnitte 32 können dem Typ entsprechen, bei dem sie durch die Kernstücke 31m strukturiert sind, die aus dem magnetischen Material ausgebildet sind.
Der innere Magnetpulverkern-Typ kann die Sättigungsmagnetflussdichte der inneren Kernabschnitte 31 und 31, die aus den jeweils in die Spulenelemente 2a und 2b eingeführten Magnetpulverkernen ausgebildet sind, in einfacher Weise auf einen höheren Wert als denjenigen der äußeren Kernabschnitte 32 erhöhen, die aus dem Verbundmaterial mit Harz ausgebildet sind. Da die Sättigungsmagnetflussdichte der inneren Kernabschnitte 31 hoch ist, kann der Querschnitt von jedem inneren Kernabschnitt 31 reduziert werden. Mit einer Reduktion der Größe der inneren Kernabschnitte 31 kann der innere magnetische Pulverkern-Typ erreichen (1) eine Reduktion der Größe der Drossel, (2) eine Reduktion des Gewichts der Drossel durch eine Reduktion der Länge des Drahts 2w und dergleichen. Da der äußere magnetische Pulverkern-Typ in einfacher Weise die Sättigungsmagnetflussdichte der außerhalb der Spulenelemente 2a und 2b angeordneten äußeren Kernabschnitte 32 so erhöhen kann, dass sie höher ist als diejenige der inneren Kernabschnitte 31, kann der Verluststrom von den äußeren Kernabschnitten zu der Außenseite hin reduziert werden. Dementsprechend kann mit dem äußeren Magnetpulverkern-Typ der mit irgendeinem Verluststrom assoziierte Verlust reduziert werden, und der durch die Spule 2 gebildete magnetische Fluss kann vollständig genutzt werden. Mit dem gesamten Verbundmaterial-Typ kann in dem Fall, in dem der gesamte magnetische Kern 3 aus einem identischen Material ausgebildet ist, der magnetische Kern in einfacher Weise hergestellt werden, selbst wenn der magnetische Kern aus einer Vielzahl von Kernstücken aufgebaut ist, geschweige denn, wenn der magnetische Kern aus einem Formprodukt gebildet ist. Somit wird eine ausgezeichnete Herstellbarkeit gewährleistet. Insbesondere, wenn das Gehäuse als Formanordnung bei der ersten Ausführungsform verwendet wird, kann der magnetische Kern 3 in einfacher Weise gebildet werden, selbst wenn der magnetische Kern 3 eine komplizierte Form aufweist. Ferner kann bei dem gesamten Verbundmaterial-Typ beim Bilden des Verbundmaterials mit einer relativ niedrigen Permeabilität, durch Anpassen des Materials oder Gehalt des Magnetsubstanzpulvers, die spaltlose Struktur geschaffen werden. Daher kann kein Verluststrom von dem Spaltabschnitt auftreten. Ferner kann eine Zunahme der Größe der Drossel, welche mit dem Spalt assoziiert ist, unterdrückt werden. Alternativ dazu kann durch Variieren des Materials oder Gehalts des Magnetsubstanzpulvers in den Kernstücken, bei dem inneren Magnetpulverkern-Typ oder bei dem äußeren Magnetpulverkern-Typ, die magnetische Eigenschaft des magnetischen Kerns partiell verändert werden, auch bei dem gesamten Verbundmaterial-Typ. Ferner kann bei Verwendung des Typs, bei dem die Innenseite und Außenseite der Spule 2 durch das Verbundmaterial überdeckt sind, die Spule durch die Harzkomponente des Verbundmaterials überdeckt werden.
(Sechste Ausführungsform)
Die Drossel gemäß irgendeiner der ersten bis fünften Ausführungsform kann beispielsweise als Bestandteilskomponente eines an einem Fahrzeug oder dergleichen angeordneten Wandlers eingesetzt werden, oder als Bestandteilskomponente einer Stromrichtervorrichtung mit dem Wandler.
Wie in 4 gezeigt, weist beispielsweise ein Fahrzeug 1200 wie ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug eine Hauptbatterie 1210, eine Stromrichtervorrichtung 1100, die mit der Hauptbatterie 1210 verbunden ist, und einen Motor (eine Last) 1220 auf, der durch von der Hauptbatterie 1210 zugeführte Leistung angetrieben wird und zum Fortbewegen dient. Der Motor 1220 ist typischerweise ein Drei-Phasen-Wechselstrommotor. Der Motor 1220 treibt in dem Fortbewegungsmodus Räder 1250 an und dient in dem Rekuperationsmodus als ein Generator. In dem Fall eines Hybridfahrzeugs weist das Fahrzeug 1200 zusätzlich zu dem Motor 1220 einen weiteren Motor auf. Obwohl als Ladeabschnitt des Fahrzeugs 1200 in 4 ein Einlass gezeigt ist, kann auch ein Stecker vorhanden sein.
Die Stromrichtervorrichtung 1100 weist einen Wandler 1110, der mit der Hauptbatterie 1210 verbunden ist, und einen Inverter 1120 auf, der mit dem Wandler 1110 verbunden ist, zum Umwandeln zwischen Gleichstrom und Wechselstrom. Wenn sich das Fahrzeug 1200 in dem Fortbewegungsmodus befindet, erhöht der in diesem Beispiel gezeigte Wandler 1110 einen Gleichstrom (Eingabespannung) von ungefähr 200 V bis 300 V der Hauptbatterie 1210 auf ungefähr 400 V bis 700 V, und versorgt den Inverter 1120 mit der erhöhten Leistung. Ferner verringert der Wandler 1110 in dem Rekuperationsmodus die Gleichstrom-(die Eingabespannung)Ausgabe des Motors 1220 mittels des Inverters 1120 auf eine für die Hauptbatterie 1210 geeignete Gleichstrom-Spannung, sodass die Hauptbatterie 1210 mit der Gleichstrom-Spannung geladen wird. Wenn sich das Fahrzeug 1200 in dem Fortbewegungsmodus befindet, wandelt der Inverter 1120 den durch den Wandler 1110 erhöhten Gleichstrom in einen vorgegebenen Wechselstrom um und versorgt den Motor 1220 mit dem Wechselstrom. In den Rekuperationsmodus wandelt der Inverter 1120 die Wechselstrom-Ausgabe des Motors 1220 in einen Gleichstrom um und gibt den Gleichstrom an den Wandler 1110 aus.
Wie in 5 gezeigt, weist der Wandler 1110 eine Vielzahl an Schaltelementen 1111, eine Treiberschaltung 1112, welche die Betätigungen der Schaltelemente 1111 steuert, und eine Drossel L auf. Der Wandler 1110 wandelt (hier: erhöht und verringert) die Eingabespannung durch wiederholtes Ausführen von An/Aus (Schaltbetätigungen). Als Schaltelemente 1111 werden Leistungsgeräte wie FETs, IGBTs verwendet. Die Drossel L setzt eine Eigenschaft einer Spule ein, welche eine Veränderung des Stroms stört, der durch den Kreis strömt, und weist somit die Funktion auf, die Veränderung glatt zu machen, wenn der Strom durch die Schaltoperation erhöht oder verringert wird. Die Drossel L ist die Drossel gemäß irgendeiner der ersten bis fünften Ausführungsformen. Da die Drossel 1 und andere mit einer hohen magnetischen Flussdichte und mit einer Niedrigverlusteigenschaft eingeschlossen sind, weisen die Stromrichtervorrichtung 1100 und der Wandler 1110 eine Niedrigverlusteigenschaft auf.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Fahrzeug 1200 zusätzlich zu dem Wandler 1110 einen Leistungszuführvorrichtung-Einsatz-Wandler 1150, der mit der Hauptbatterie 1210 verbunden ist, und einen Hilfsleistungszuführ-Einsatz-Wandler 1160 zum in eine niedrige Spannung Umwandeln eine hohen Spannung der Hauptbatterie 1210 aufweist, der mit einer Sub-Batterie 1230, die als Leistungsquelle einer Zusatzausrüstung 1240 dient, und mit der Hauptbatterie 1210 verbunden ist. Der Wandler 1110 führt typischerweise Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlungen aus, während der Leistungszuführvorrichtung-Einsatz-Wandler 1150 und der Hilfsleistungszuführ-Einsatz-Wandler 1160 Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlungen ausführen. Einige Typen des Leistungszuführvorrichtung-Einsatz-Wandlers 1150 führen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlungen aus. Der Leistungszuführvorrichtung-Einsatz-Wandler 1150 und der Hilfsleistungszuführ-Einsatz-Wandler 1160 können jeweils ähnlich wie die Drossel gemäß einer der ersten bis fünften Ausführungsform strukturiert sein, und die Form und Größe der Drossel können passend verändert werden. Ferner kann die Drossel gemäß irgendeiner der ersten bis fünften Ausführungsformen als Wandler eingesetzt werden, der eine Umwandlung für die Eingangsleistung ausführt und der nur Erhöhen oder Verringern ausführt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, und irgendeine Veränderung kann innerhalb des Rahmens, der sich nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung löst, vorgenommen werden. Das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise für einen Motor-Einsatz-Kern oder dergleichen eingesetzt werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung kann als das Material eingesetzt werden, welches einen magnetischen Kern strukturiert, der als magnetisches Teil mit einer Spule verwendet wird, wie eine Drossel oder ein Motor.
Die Drossel gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Bestandteilskomponente einer Stromrichtervorrichtung wie einem bidirektionalen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der auf einem Fahrzeug wie einem Hybridfahrzeug, einem Plug-In Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Brennstoffzellenfahrzeug und dergleichen, oder einem Wandler einer Klimaanlage angebracht ist. Der Drossel-Einsatz-Kern der vorliegenden Erfindung kann als Bestandteilskomponente einer solchen Drossel eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1, 15: Drossel
2: Spule
2w: Draht
2a, 2b: Spulenelement
2r: Kopplungsabschnitt
3: Magnetischer Kern
31: Innerer Kernabschnitt
31m: Kernstück
31g: Spaltelement
32: Äußerer Kernabschnitt
4: Gehäuse
41: Befestigungsabschnitt
5: Isolator
52: Rahmenplattenabschnitt
1100: Stromrichtervorrichtung
1110: Wandler
1111: Schaltelement
1112: Treiberschaltung
L: Drossel
1120: Inverter
1150: Leistungszuführvorrichtung-Einsatz-Wandler
1160: Hilfsleistungszuführ-Einsatz-Wandler
1200: Fahrzeug
1210: Hauptbatterie
1220: Motor
1230: Sub-Batterie
1240: Hilfsausrüstung
1250: Räder

Claims

Verbundmaterial mit einem Magnetsubstanzpulver und einem Harz, welches das darin dispergierte Pulver enthält, bei dem das Magnetsubstanzpulver aus einer Vielzahl von Teilchen gebildet ist, die aus einem identischem Material gebildet sind, und eine Vielzahl an Peaks in einer Teilchengrößenverteilung des Magnetsubstanzpulvers vorhanden sind.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, bei dem das Verbundmaterial ein Nichtmagnetsubstanzpulver enthält, welches aus mindestens einem Typ an Material gebildet ist, und in einer Teilchengrößenverteilung eines Mischpulvers, das aus dem Magnetsubstanzpulver und dem Nichtmagnetsubstanzpulver gebildet ist, eine maximale Teilchengröße, bei der ein Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers auftritt, kleiner ist als eine minimale Teilchengröße, bei der ein Peak des Magnetsubstanzpulvers auftritt.
Verbundmaterial nach Anspruch 2, bei dem eine Teilchengröße, bei welcher der Peak des Nichtmagnetsubstanzpulvers auftritt, 20 μm oder weniger beträgt.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–3, bei dem das Magnetsubstanzpulver aus einem beschichteten Pulver gebildet ist, wobei das beschichtete Pulver Magnetsubstanzteilchen und eine isolierende Beschichtung aufweist, die einen äußeren Umfang von jedem der Magnetsubstanzteilchen überdeckt.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–4, bei dem ein Gesamtanteil des Magnetsubstanzpulvers relativ zu dem gesamten Verbundmaterial 30 Volumenprozent oder mehr und 70 Volumenprozent oder weniger beträgt.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–5, bei dem eine Sättigungsmagnetflussdichte des Verbundmaterials 0.6 T oder mehr beträgt.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–6, bei dem eine relative Permeabilität des Verbundmaterials 5 bis 20 beträgt.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Verbundmaterial das Nichtmagnetsubstanzpulver aufweist, das aus mindestens einem Typ an Material gebildet ist, und ein Gesamtgehalt des Nichtmagnetsubstanzpulvers relativ zu dem gesamten Verbundmaterial 0.2 Masseprozent oder mehr beträgt.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–8, bei dem das Magnetsubstanzpulver ein Eisenlegierungspulver ist, das Si aufweist.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–8, bei dem das Magnetsubstanzpulver ein reines Eisenpulver ist.
Verbundmaterial nach Anspruch 10, bei dem die Vielzahl an Peaks zwei Peaks einschließen, die einen ersten Peak und einen zweiten Peak darstellen, wobei wenn eine Teilchengröße, bei welcher der erste Peak auftritt, r₁ ist, und eine Teilchengröße, bei welcher der zweite Peak auftritt, r₂ ist, folgende Bedingungen erfüllt sind: r₁ < r₂; die Teilchengröße r₁ beträgt 50 μm oder mehr und 100 μm oder weniger; und die Teilchengröße r₂ beträgt 100 μm oder mehr und 200 μm oder weniger.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1-11, bei dem eine Rundheit von jedem der das Magnetsubstanzpulver strukturierenden Teilchen 1.0 oder mehr und 2.0 oder weniger beträgt.
Drossel-Einsatz-Kern, der aus dem Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1-12 gebildet ist.
Drossel mit einer Spule und einem magnetischen Kern, bei dem die Spule angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil des magnetischen Kerns aus dem Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1–12 gebildet ist.
Drossel mit einer Spule und einem magnetischen Kern, bei dem die Spule angeordnet ist, wobei in dem magnetischen Kern mindestens ein Teil eines Abschnitts, der innerhalb der ärmelartigen Spule angeordnet ist, die aus einem gewickelten Draht gebildet ist, aus einem Magnetpulverkern gebildet ist, und mindestens ein Teil eines Abschnitts, der außerhalb der Spule angeordnet ist, aus dem Verbundmaterial gemäß einem der Ansprüche 1–12 gebildet ist.
Drossel mit einer Spule und einem magnetischen Kern, bei dem die Spule angeordnet ist, wobei in dem magnetischen Kern mindestens ein Teil eines Abschnitts, der innerhalb der ärmelartigen Spule angeordnet ist, die aus einem gewickelten Draht gebildet ist, aus dem Verbundmaterial gemäß einem der Ansprüche 1–12 gebildet ist, und mindestens einen Teil eines Abschnitts, der außerhalb der Spule angeordnet ist, aus einem Magnetpulverkern gebildet ist.
Wandler mit einem Schaltelement, einer Treiberschaltung, die eine Betätigung des Schaltelements steuert, und einer Drossel, die eine Schaltbetätigung glättet, wobei eine Eingabespannung durch die Betätigung des Schaltelements umgewandelt wird, wobei die Drossel der Drossel gemäß einem der Ansprüche 14–16 entspricht.
Stromrichtervorrichtung mit einem Wandler, der eine Eingabespannung umwandelt, und einem Inverter, der mit dem Wandler verbunden ist, zum Ausführen einer Umwandlung zwischen einem Gleichstrom und einem Wechselstrom, wobei eine Last durch Leistung angetrieben wird, die durch die Umwandlung des Inverters erlangt wird, wobei der Wandler dem Wandler gemäß Anspruch 17 entspricht.