JP2000232023A - Soft ferrite core - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は高周波トランスやコ
イルなどに広く用いられるソフトフェライトコアに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft ferrite core widely used for high-frequency transformers and coils.
【０００２】[0002]
【従来技術】ソフトフェライトコアはＪＩＳにも規定さ
れており、ＪＩＳ Ｃ２５１４（Ｅ形フェライト磁心）
には図３に示すようなＥ形コア１１、図４に示すような
ＥＲ形コア１２、Ｅ形コア２個を対向して組合わせたＥ
Ｅ形コア、ＥＲ形コア２個を対向して組合わせたＥＥＲ
形コアなどが示されている。また、ＪＩＳ Ｃ２５１６
（ポット形フェライト磁心）には図５に示すようなＰＰ
形コア１３、図６に示すようなＲＭ形コア１４、図７に
示すようなＥＰ形コア１５などが示されている。これら
のＪＩＳには、フェライトコアの中脚の横断面積が２５
０ｍｍ2未満のものが記載されている。2. Description of the Related Art Soft ferrite cores are also specified in JIS, and JIS C2514 (E type ferrite core)
In FIG. 3, an E-shaped core 11 as shown in FIG. 3, an ER-shaped core 12 as shown in FIG.
EER with two E-shaped cores and two ER-shaped cores facing each other
Shaped cores and the like are shown. Also, JIS C2516
(Pot type ferrite core) has PP as shown in FIG.
A core 13, an RM core 14 as shown in FIG. 6, and an EP core 15 as shown in FIG. 7 are shown. According to these JIS, the cross-sectional area of the center leg of the ferrite core is 25
Those with less than 0 mm 2 are described.
【０００３】ソフトフェライトコアの製造方法は、次の
通りである。先ず所定の組成のソフトフェライト原料を
混合、仮焼、粉砕した後、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）などの有機物系バインダを加えて造粒し、流動性な
どに優れた顆粒を作製する。この顆粒を金型に充填して
圧縮成形し、この成形体を温度、酸素濃度などが制御さ
れた炉中で焼成する。A method for manufacturing a soft ferrite core is as follows. First, a soft ferrite raw material having a predetermined composition is mixed, calcined, and pulverized.
An organic binder such as A) is added and granulated to produce granules excellent in fluidity and the like. The granules are filled in a mold and compression-molded, and the molded body is fired in a furnace in which the temperature, oxygen concentration and the like are controlled.
【０００４】この焼成工程でソフトフェライトコアの製
品に欠陥が発生することがある。発生する欠陥原因のう
ち、焼成初期に発生するものにバインダの分解、燃焼が
関与して発生する割れ欠陥（以降脱バインダクラックと
呼ぶ）がある。図２はこの欠陥を示すもので、図２
（ａ）はＥＲ形コアの斜視図、図２（ｂ）はその底面図
である。中脚２の側面、コアの底面の中央付近に大きな
クラック５が生ずる。脱バインダクラック発生を防止す
るために例えば特開平７−５７９２５号公報にはＥＲ形
フェライトコアの中脚の脚長方向に直径１ｍｍ以下の細
孔を中脚長の１／２長程度設けて焼成する技術が開示さ
れている。[0004] In this firing step, defects may occur in the product of the soft ferrite core. Among the defects that occur, those that occur at the early stage of firing include cracking defects (hereinafter referred to as binder-free cracks) that occur due to the decomposition and combustion of the binder. FIG. 2 illustrates this defect.
FIG. 2A is a perspective view of an ER type core, and FIG. 2B is a bottom view thereof. A large crack 5 is formed on the side surface of the middle leg 2 and near the center of the bottom surface of the core. In order to prevent the occurrence of binder cracking, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-57925 discloses a technique in which pores having a diameter of 1 mm or less are provided in the leg length direction of the center leg of an ER type ferrite core in the length of about 1/2 of the length of the center leg and firing. Is disclosed.
【０００５】また、ＪＩＳ Ｃ２５１６には、中脚の軸
心に貫通孔を有するものもある。このＪＩＳ Ｃ２５１
６に示されている中脚の貫通孔は、芯棒を通してコア間
の隙間の調整を行うためのものである。またＪＩＳ Ｃ
２５１６に記載されている中脚の横断面積が２５０ｍｍ
2未満のフェライトコアでは、貫通孔がなくても割れが
生じない。[0005] Some JIS C2516 have a through hole in the axis of the center leg. This JIS C251
The through hole of the middle leg shown in FIG. 6 is for adjusting the gap between the cores through the core rod. JIS C
The cross-sectional area of the middle leg described in 2516 is 250 mm
With less than 2 ferrite cores, cracks do not occur even without through holes.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】近年、大電力を扱うト
ランス等の用途のために、大型のソフトフェライトコア
の要求が高まりつつある。従来生産していた比較的小型
のコアと比較すると、ソフトフェライトコアの大型化に
伴って、特に焼成工程では５００℃以下の温度域で生じ
るバインダの分解や燃焼反応が不均一となるため、脱バ
インダクラックが頻発するという問題を生じている。と
りわけ中脚の横断面積が４００ｍｍ2を越えるような大
型ソフトフェライトコアでは脱バインダクラックが生じ
やすいが、前述の特開平７−５７９２５号公報による技
術によっても脱バインダクラックを防止する手段として
は不十分であった。また不均一な反応に起因して、ソフ
トフェライトとしての代表的な磁気特性であるコアロス
が７００ｋＷ／ｍ3を越えるほどに劣化していた。In recent years, there has been an increasing demand for large soft ferrite cores for applications such as transformers handling large power. Compared with the relatively small cores conventionally produced, with the increase in the size of the soft ferrite core, especially in the firing step, the decomposition and combustion reaction of the binder occurring in the temperature range of 500 ° C or less become non-uniform. There is a problem that binder cracks frequently occur. In particular, a large soft ferrite core having a cross section of the middle leg exceeding 400 mm 2 is liable to cause binder cracking. However, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-57925 is still insufficient as a means for preventing binder cracking. Met. In addition, due to the non-uniform reaction, the core loss, which is a typical magnetic characteristic of soft ferrite, deteriorated so as to exceed 700 kW / m 3 .
【０００７】本発明は、例えば大電力電源用トランスな
どに用いられる中脚の横断面積が４００ｍｍ2以上の大
型ソフトフェライトコアにおけるこのような脱バインダ
クラック発生を防止し、磁気特性を改善した、ソフトフ
ェライトコアを提供することを目的とするものである。[0007] The present invention provides a soft soft ferrite core having a middle leg having a cross-sectional area of 400 mm 2 or more used in a transformer for a high-power power supply or the like, in which such a binder crack is prevented from occurring and the magnetic characteristics are improved. It is an object of the present invention to provide a ferrite core.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するためになされたもので、その技術手段は、コアの
中脚に貫通孔を有するＥ形又はポット形のソフトフェラ
イトコアであって、貫通孔の横断面積Ｓｈを含む中脚の
横断面積Ｓが４００ｍｍ2以上であり、前記貫通孔の横
断面積Ｓｈと前記中脚の横断面積Ｓとの比が下記（１）
式を満足することを特徴とするソフトフェライトコアで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the technical means thereof is an E-shaped or pot-shaped soft ferrite core having a through hole in the center leg of the core. The cross-sectional area S of the middle leg including the cross-sectional area Sh of the through-hole is 400 mm 2 or more, and the ratio of the cross-sectional area Sh of the through-hole to the cross-sectional area S of the middle leg is as follows (1).
A soft ferrite core characterized by satisfying the formula.
【０００９】 Ｓｈ／Ｓ ≧ ０．００５ ……（１） Ｓ：中脚の横断面積（貫通孔の横断面積を含む）（ｍｍ
2） Ｓｈ：貫通孔の横断面積（ｍｍ2） この場合に、上記ソフトフェライトコアは、１００ｋＨ
ｚ，２００ｍＴ，８０℃におけるコアロスが６００ｋＷ
／ｍ3以下のコアを得ることができ好適である。Sh / S ≧ 0.005 (1) S: Cross-sectional area of middle leg (including cross-sectional area of through hole) (mm)
2 ) Sh: cross-sectional area of through-hole (mm 2 ) In this case, the soft ferrite core is 100 kHz.
600kW core loss at 200mT, 80 ℃
/ M 3 or less is preferable.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明は、金型による圧縮成形時
に予め大型ソフトフェライトコアの中脚に貫通孔を形成
しておくか、又は得られた成形体に対して当該部に機械
的に貫通孔を形成することに特徴がある。この際、図１
に示すような中脚の横断面積（貫通孔の横断面積を含
む）Ｓ６と貫通孔の横断面積Ｓｈ７を、Ｓｈ／Ｓ≧０．
００５とする。こうすることによって１００ｋＨｚ、２
００ｍＴ、８０℃におけるコアロスを６００ｋＷ／ｍ3
以下とすることができ、好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method of forming a through hole in a middle leg of a large soft ferrite core in advance during compression molding by a mold, or mechanically forming a through hole in the obtained molded body. The feature is that a through hole is formed. At this time, FIG.
The cross-sectional area (including the cross-sectional area of the through-hole) S6 of the middle leg and the cross-sectional area Sh7 of the through-hole as shown in FIG.
005. By doing so, 100 kHz, 2
The core loss at 00 mT and 80 ° C. is 600 kW / m 3.
It can be as follows, which is preferable.
【００１１】焼成工程では温度上昇とともにバインダの
分解が生じ、次いでバインダ自身やその分解生成物が燃
焼し発熱する。大型コアの内部の中心部分では生成ガス
が滞留しコア外へ脱出し難く、一方、バインダの燃焼に
必要な酸素のコア外からの拡散が遅く、また、コア表面
に較べて温度も低いので、これら一連の反応がコア表面
部分に対して遅れる。このことが、脱バインダクラック
を発生しやすい一因となっている。焼成工程が進行する
に伴ってこの脱バインダクラックが拡大することもあ
る。このような反応を通じて最終的にソフトフェライト
コアの表面部分と内部の中心部で焼結密度や微細組織に
差を生じ、これらが磁気特性劣化の原因となると推定さ
れる。In the firing step, the binder is decomposed as the temperature rises, and then the binder itself and its decomposition products are burned to generate heat. In the central part inside the large core, the generated gas stays and it is difficult to escape to the outside of the core.On the other hand, the diffusion of oxygen necessary for the combustion of the binder from the outside of the core is slow, and the temperature is lower than the core surface, These series of reactions are delayed with respect to the core surface portion. This is one of the causes of the occurrence of binder cracks. As the firing process proceeds, the binder removal crack may increase. It is presumed that a difference in sintered density and microstructure is finally generated between the surface portion and the inner central portion of the soft ferrite core through such a reaction, and these cause deterioration of magnetic properties.
【００１２】しかしながら、図１に示すように、大型ソ
フトフェライトコア１の中脚２に貫通孔３を設けること
により、中脚２の中央部からのバインダ除去やコア外か
らの酸素供給が促進され、コア表面に対して反応が遅れ
なく進むようになる。従って、コア内の不均一温度分布
が大幅に改善されて均一化し、脱バインダクラック発生
を抑制できるようになった。このことによって１００ｋ
Ｈｚ、２００ｍＴ、８０℃におけるコアロスＰｃはＰｃ
≦６００ｋＷ／ｍ3を得ることができた。さらに、Ｓｈ
／Ｓ≧０．０１となる場合にはコアロスＰｃはＰｃ≦５
００ｋＷ／ｍ3を得ることができる。However, as shown in FIG. 1, by providing the through hole 3 in the middle leg 2 of the large soft ferrite core 1, removal of the binder from the center of the middle leg 2 and supply of oxygen from outside the core are promoted. Thus, the reaction proceeds to the core surface without delay. Therefore, the non-uniform temperature distribution in the core is greatly improved and made uniform, and the occurrence of binder cracking can be suppressed. This allows 100k
Hz, 200 mT, 80 ° C., the core loss Pc is Pc
≦ 600 kW / m 3 could be obtained. Furthermore, Sh
When /S≧0.01, the core loss Pc is Pc ≦ 5.
00 kW / m 3 can be obtained.
【００１３】ソフトフェライトの主成分としては、Ｍｎ
−Ｚｎ系フェライトの場合、低損失を得ることができる
Ｆｅ2Ｏ3：５１〜５５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：６〜２５ｍｏ
ｌ％、ＭｎＯ：残部であることが好ましい。また微量成
分としては、磁気特性を改善するため、必要に応じてＳ
ｉ、Ｃａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕなどを最終的に酸化物
となる形態で添加含有させることが適当である。さらに
ソフトフェライトコアの形状に関しては、Ｅ形、ポット
形のようにコア中央部に中脚を有する形状であれば本発
明を適用することができる。例えばＪＩＳ−Ｃ２５１４
記載のＥ形、ＥＲ形、ＪＩＳ−Ｃ２５１６記載のＰＰ
形、ＲＭ形、ＥＰ形、更にはこれらから派生した形状の
コアを挙げることができる。この際、中脚や貫通孔の形
状は問わない。なお、中脚の横断面積が４００ｍｍ2未
満の場合は貫通孔を設けなくても脱バインダクラックを
生じることは少ない。The main component of soft ferrite is Mn.
For -Zn ferrite, it is possible to obtain a low-loss Fe 2 O 3: 51~55mol%, ZnO: 6~25mo
1%, MnO: preferably the balance. In addition, as a trace component, in order to improve magnetic properties, S
i, Ca, Nb, Ta, V, Ti, Sn, Sb, Na,
It is appropriate to add and contain K, Co, Ni, W, Mo, Cu, and the like in a form that finally becomes an oxide. Further, as for the shape of the soft ferrite core, the present invention can be applied to a shape having a middle leg at the center of the core, such as an E shape or a pot shape. For example, JIS-C2514
E type, ER type described, PP described in JIS-C2516
Shapes, RM shapes, EP shapes, and cores having shapes derived therefrom can be mentioned. At this time, the shapes of the middle leg and the through hole are not limited. If the cross-sectional area of the middle leg is less than 400 mm 2, binder cracking is less likely to occur even if no through hole is provided.
【００１４】[0014]
【実施例】焼結体の組成がＦｅ2Ｏ3：ＭｎＯ：ＺｎＯ＝
５３．５：３５．０：１１．５ｍｏｌ％、微量成分がＳ
ｉＯ2：ＣａＯ：Ｎｂ2Ｏ5：Ｓｂ2Ｏ3＝０．０２５：
０．０６：０．０２５：０．０４ｗｔ％となるように調
製した低損失ＭｎＺｎフェライト粉砕粉を作製し、ＰＶ
Ａ濃度が０．６ｗｔ％となる条件で造粒し、これを用い
て図１に示すようなＥ形あるいはＥＲ形の成形体を作製
した。次に中脚の軸心に貫通孔を開け、貫通孔を設けな
い試料を比較材として１３５０℃で焼成した。貫通孔は
Ｅ形コアでは正方形断面、ＥＲ形コアでは円形断面とし
た。脱バインダ反応が終了するまでの昇温速度は５０℃
／Ｈとした。得られたソフトフェライトコア１について
脱バインダクラックの発生有無と１００ｋＨｚ、２００
ｍＴ、８０℃におけるコアロスを測定した。結果を表１
に示す。なおコアロスの測定はＥＥ形コアあるいはＥＥ
Ｒ形コアで行った。本発明の方法により、Ｅ型コアの中
脚に適切な大きさの貫通孔を設けることによって、脱バ
インダクラックが大幅に軽減されると同時に磁気特性が
改善されることが明らかである。EXAMPLE The composition of the sintered body was Fe 2 O 3 : MnO: ZnO =
53.5: 35.0: 11.5mol%, trace component is S
iO 2 : CaO: Nb 2 O 5 : Sb 2 O 3 = 0.025:
Pulverized powder of low loss MnZn ferrite prepared to be 0.06: 0.025: 0.04 wt% was prepared, and PV
Granulation was performed under the condition that the A concentration was 0.6 wt%, and an E-shaped or ER-shaped molded body as shown in FIG. Next, a through-hole was formed in the axis of the center leg, and a sample having no through-hole was fired at 1350 ° C. as a comparative material. The through hole had a square cross section in the E-shaped core and a circular cross section in the ER-shaped core. The heating rate until the binder removal reaction is completed is 50 ° C.
/ H. Regarding the obtained soft ferrite core 1, the presence or absence of occurrence of binder crack removal and the frequency of 100 kHz, 200 kHz
The core loss at mT and 80 ° C. was measured. Table 1 shows the results
Shown in The core loss is measured using an EE type core or EE
Performed with an R-shaped core. It is clear that the method of the present invention significantly reduces the binder removal cracks and improves the magnetic properties by providing an appropriately sized through hole in the middle leg of the E-shaped core.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、中脚の横断面積が４０
０ｍ2以上の大型コアにおいて、ソフトフェライトコア
の中脚部の脚長手方向に適切な大きさの貫通孔を設けて
焼成することにより、焼成工程の脱バインダ温度域で発
生頻度が高かった脱バインダクラックの発生を効果的に
抑制し、１００ｋＨｚ、２００ｍＴ、８０℃におけるコ
アロスを６００ｋＷ／ｍ3以下の実用的範囲まで改善す
ることができた。According to the present invention, the cross-sectional area of the middle leg is 40
In a large core of 0 m 2 or more, by providing a through hole of an appropriate size in the longitudinal direction of the middle leg of the soft ferrite core and firing, a debinding that occurs frequently in the debinding temperature range of the firing process The generation of cracks was effectively suppressed, and the core loss at 100 kHz, 200 mT, and 80 ° C. was improved to a practical range of 600 kW / m 3 or less.
【図１】実施例のＥＲ形ソフトフェライトコアを模式的
に示す（ａ）斜視図、（ｂ）底面図である。FIG. 1A is a perspective view schematically showing an ER type soft ferrite core of an example, and FIG. 1B is a bottom view.
【図２】割れ欠陥を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing crack defects.
【図３】Ｅ形コアの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an E-shaped core.
【図４】ＥＲ形コアの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an ER type core.
【図５】ＰＰ形コアの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a PP core.
【図６】ＲＭ形コアの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of an RM type core.
【図７】ＥＰ形コアの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of an EP core.
１ ソフトフェライトコア ２ 中脚 ３ 貫通孔 ４ コア底面 ５ クラック ６ 中脚の横断面積（貫通孔の横断面積を含む） ７ 貫通孔の横断面積 １１ Ｅ形コア １２ ＥＲ形コア １３ ＰＰ形コア １４ ＲＭ形コア １５ ＥＰ形コア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Soft ferrite core 2 Middle leg 3 Through hole 4 Core bottom surface 5 Crack 6 Cross sectional area of middle leg (including cross sectional area of through hole) 7 Cross sectional area of through hole 11 E type core 12 ER type core 13 PP type core 14 RM Shaped Core 15 EP Shaped Core
Claims (1)
ット形のソフトフェライトコアであって、貫通孔の横断
面積Ｓｈを含む中脚の横断面積Ｓが４００ｍｍ2以上で
あり、前記貫通孔の横断面積Ｓｈと前記中脚の横断面積
Ｓと比が下記（１）式を満足することを特徴とするソフ
トフェライトコア。 Ｓｈ／Ｓ ≧ ０．００５ ……（１） Ｓ：中脚の横断面積（貫通孔の横断面積を含む）（ｍｍ
2） Ｓｈ：貫通孔の横断面積（ｍｍ2）1. An E-shaped or pot-shaped soft ferrite core having a through hole in a middle leg of the core, wherein a cross-sectional area S of the middle leg including a cross-sectional area Sh of the through hole is 400 mm 2 or more, and A soft ferrite core, wherein the ratio of the cross sectional area Sh of the hole to the cross sectional area S of the middle leg satisfies the following expression (1). Sh / S ≧ 0.005 (1) S: Cross-sectional area of middle leg (including cross-sectional area of through hole) (mm)
2 ) Sh: cross-sectional area of through-hole (mm 2 )
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031211A JP2000232023A (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Soft ferrite core |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031211A JP2000232023A (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Soft ferrite core |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000232023A true JP2000232023A (en) | 2000-08-22 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000232023A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101269687B1 (en) * | 2006-05-22 | 2013-05-30 | 한국생산기술연구원 | Fabricating method of soft ferrite powders |
| TWI615862B (en) * | 2011-05-05 | 2018-02-21 | 好根那公司 | An inductor core and a method for manufacturing an inductor core |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11031211A patent/JP2000232023A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101269687B1 (en) * | 2006-05-22 | 2013-05-30 | 한국생산기술연구원 | Fabricating method of soft ferrite powders |
| TWI615862B (en) * | 2011-05-05 | 2018-02-21 | 好根那公司 | An inductor core and a method for manufacturing an inductor core |
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