JP2002064027A - 圧粉磁心の製造方法 - Google Patents
圧粉磁心の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気絶縁性に優れている圧粉磁心の製造方法
を提供する。 【解決手段】 軟磁性粉末と絶縁材料とバインダ成分と
の混合物を成形し、得られた成形体に熱処理を施す圧粉
磁心の製造方法において、前記熱処理に先立ち、成形体
に液状絶縁材料を含漬せしめる圧粉磁心の製造方法。
を提供する。 【解決手段】 軟磁性粉末と絶縁材料とバインダ成分と
の混合物を成形し、得られた成形体に熱処理を施す圧粉
磁心の製造方法において、前記熱処理に先立ち、成形体
に液状絶縁材料を含漬せしめる圧粉磁心の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧粉磁心の製造方法
に関し、更に詳しくは、電気抵抗率が高い圧粉磁心を製
造する方法に関する。
に関し、更に詳しくは、電気抵抗率が高い圧粉磁心を製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧粉磁心は、対象製品が小型・複雑な形
状であっても高い歩留まりで製造することができるの
で、従来の磁心の主流であるケイ素鋼板を用いた積層型
磁心に取って代わって広く用いられ始めている。この圧
粉磁心は、一般に、次のようにして製造されている。
状であっても高い歩留まりで製造することができるの
で、従来の磁心の主流であるケイ素鋼板を用いた積層型
磁心に取って代わって広く用いられ始めている。この圧
粉磁心は、一般に、次のようにして製造されている。
【０００３】すなわちまず、所定組成の軟磁性合金のイ
ンゴットを機械粉砕したり、または軟磁性合金の溶湯に
アトマイズ法を適用したりして所定粒度の軟磁性粉末が
原料粉末として製造される。そして、この原料粉末に対
しては次のような処置が施される。この処置は、製造目
的の圧粉磁心の電気抵抗率を高めるためであり、同時に
後述する原料粉末の成型時における成形性を付与するた
めの処置である。
ンゴットを機械粉砕したり、または軟磁性合金の溶湯に
アトマイズ法を適用したりして所定粒度の軟磁性粉末が
原料粉末として製造される。そして、この原料粉末に対
しては次のような処置が施される。この処置は、製造目
的の圧粉磁心の電気抵抗率を高めるためであり、同時に
後述する原料粉末の成型時における成形性を付与するた
めの処置である。
【０００４】例えば、この原料粉末に、Ａｌ2Ｏ3粉末、
ＳｉＯ2粉末のような電気絶縁性の酸化物粉末や、Ａｌ
Ｎ粉末、Ｓｉ3Ｎ4粉末、ＢＮ粉末のような電気絶縁性の
窒化物粉末の所定量と、水ガラス、リン酸、シリコーン
樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂のような電気絶縁性
のバインダ成分の所定量とを混合して混合物にする。し
たがって、得られた混合物は、原料粉末の表面に上記し
た電気絶縁性の粉末が接触し、同時にその全体が上記し
たバインダ成分で被覆された状態になっている。換言す
れば、この混合物は、電気絶縁性の被膜でその表面が被
覆されている原料粉末の集合体になっていて、全体とし
ては電気絶縁性を備えている。
ＳｉＯ2粉末のような電気絶縁性の酸化物粉末や、Ａｌ
Ｎ粉末、Ｓｉ3Ｎ4粉末、ＢＮ粉末のような電気絶縁性の
窒化物粉末の所定量と、水ガラス、リン酸、シリコーン
樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂のような電気絶縁性
のバインダ成分の所定量とを混合して混合物にする。し
たがって、得られた混合物は、原料粉末の表面に上記し
た電気絶縁性の粉末が接触し、同時にその全体が上記し
たバインダ成分で被覆された状態になっている。換言す
れば、この混合物は、電気絶縁性の被膜でその表面が被
覆されている原料粉末の集合体になっていて、全体とし
ては電気絶縁性を備えている。
【０００５】また、混合物の調製に関しては、原料粉末
に、直接、上記のようなバインダ成分の所定量を混合す
ることもある。この場合も、得られた混合物は、その表
面が上記した電気絶縁性のバインダ成分で被覆されるこ
とにより、全体として電気絶縁性になっている。このよ
うにして調製された混合物を所定形状の金型に充填し、
ついで所定の圧力で成形する。そして最後に、得られた
成形体に対して温度５００〜９００℃程度の熱処理を行
って成形時に蓄積された歪みを除去し、目的とする圧粉
磁心が製造される。
に、直接、上記のようなバインダ成分の所定量を混合す
ることもある。この場合も、得られた混合物は、その表
面が上記した電気絶縁性のバインダ成分で被覆されるこ
とにより、全体として電気絶縁性になっている。このよ
うにして調製された混合物を所定形状の金型に充填し、
ついで所定の圧力で成形する。そして最後に、得られた
成形体に対して温度５００〜９００℃程度の熱処理を行
って成形時に蓄積された歪みを除去し、目的とする圧粉
磁心が製造される。
【０００６】ところで、上記したようにして製造される
圧粉磁心の用途分野としては、例えば、スイッチング電
源の直流出力側の平滑用チョークコイル、交流入力側の
ノーマルモードノイズフィルタ、力率改善用のアクティ
ブフィルタ、ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧および降圧コ
イル、または電磁弁の作動用コイルなどがある。その場
合、これら分野における圧粉磁心は高周波の印加状態下
で使用されるので、当該圧粉磁心は、電気抵抗率が高
く、電気絶縁性に優れていることが必要になる。仮に、
電気絶縁性が劣っていると、その圧粉磁心は、高周波下
で透磁率が低下したり、渦電流が流れてコアロスが非常
に高くなるなどの問題が発生するからである。
圧粉磁心の用途分野としては、例えば、スイッチング電
源の直流出力側の平滑用チョークコイル、交流入力側の
ノーマルモードノイズフィルタ、力率改善用のアクティ
ブフィルタ、ＤＣ−ＤＣコンバータの昇圧および降圧コ
イル、または電磁弁の作動用コイルなどがある。その場
合、これら分野における圧粉磁心は高周波の印加状態下
で使用されるので、当該圧粉磁心は、電気抵抗率が高
く、電気絶縁性に優れていることが必要になる。仮に、
電気絶縁性が劣っていると、その圧粉磁心は、高周波下
で透磁率が低下したり、渦電流が流れてコアロスが非常
に高くなるなどの問題が発生するからである。
【０００７】例えば、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ
系、またはＦｅ−Ｎｉ系の軟磁性粉末から成る圧粉磁心
は、主に周波数１０kHz以上で用いられ、そして低コア
ロスであることが必須要件とされているが、このような
圧粉磁心の場合は、その電気抵抗率として０.０３Ω・
ｍ以上の値が要求されている。また、Ｆｅ系やＦｅ−Ｃ
ｏ系の圧粉磁心のように、主に１０kHz以下の高周波で
用いられ、高い磁束密度が要求されているものの場合に
は、その電気抵抗率としては数百μΩ・cmの値が必要と
されている。
系、またはＦｅ−Ｎｉ系の軟磁性粉末から成る圧粉磁心
は、主に周波数１０kHz以上で用いられ、そして低コア
ロスであることが必須要件とされているが、このような
圧粉磁心の場合は、その電気抵抗率として０.０３Ω・
ｍ以上の値が要求されている。また、Ｆｅ系やＦｅ−Ｃ
ｏ系の圧粉磁心のように、主に１０kHz以下の高周波で
用いられ、高い磁束密度が要求されているものの場合に
は、その電気抵抗率としては数百μΩ・cmの値が必要と
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した一
連の工程で圧粉磁心を製造する場合、混合物の成形工程
と成形体の熱処理工程で次のような問題が発生しやす
く、その結果として、高い電気抵抗率の圧粉磁心が得に
くいという問題がある。まず、混合物の成形時には、印
加される加圧力によって、原料粉末の表面に形成されて
いた電気絶縁性の被膜が破損して原料粉末が相互に接触
するという事態が発生しやすいということである。いわ
ば、原料粉末間の電気絶縁性が破壊されてしまうという
問題である。
連の工程で圧粉磁心を製造する場合、混合物の成形工程
と成形体の熱処理工程で次のような問題が発生しやす
く、その結果として、高い電気抵抗率の圧粉磁心が得に
くいという問題がある。まず、混合物の成形時には、印
加される加圧力によって、原料粉末の表面に形成されて
いた電気絶縁性の被膜が破損して原料粉末が相互に接触
するという事態が発生しやすいということである。いわ
ば、原料粉末間の電気絶縁性が破壊されてしまうという
問題である。
【０００９】また、成形体の熱処理時には、電気絶縁性
の被膜中の例えばバインダ成分が熱分解して当該被膜が
収縮したり、また原料粉末の熱膨張によってその表面の
被膜が破損したりして、結局は、原料粉末の直接的な接
触が起こり、電気絶縁性が破壊されてしまうという問題
である。本発明は従来の製造方法における上記した問題
を解決し、従来に比べれば電気抵抗率が１桁以上大きい
値になる圧粉磁心の製造方法の提供を目的とする。
の被膜中の例えばバインダ成分が熱分解して当該被膜が
収縮したり、また原料粉末の熱膨張によってその表面の
被膜が破損したりして、結局は、原料粉末の直接的な接
触が起こり、電気絶縁性が破壊されてしまうという問題
である。本発明は従来の製造方法における上記した問題
を解決し、従来に比べれば電気抵抗率が１桁以上大きい
値になる圧粉磁心の製造方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、軟磁性粉末と絶縁材料とバ
インダ成分との混合物を成形し、得られた成形体に熱処
理を施す圧粉磁心の製造方法において、前記熱処理に先
立ち、前記成形体に液状絶縁材料を含漬せしめることを
特徴とする圧粉磁心の製造方法が提供される。
ために、本発明においては、軟磁性粉末と絶縁材料とバ
インダ成分との混合物を成形し、得られた成形体に熱処
理を施す圧粉磁心の製造方法において、前記熱処理に先
立ち、前記成形体に液状絶縁材料を含漬せしめることを
特徴とする圧粉磁心の製造方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明において、成形体の製造ま
では従来と同様の方法で進められる。そして、従来の場
合にはその成形体に対してただちに熱処理が行われてい
たが、本発明の場合は、その成形体に後述する液状絶縁
材料を含漬せしめてから熱処理を行うことが特徴点とな
っている。
では従来と同様の方法で進められる。そして、従来の場
合にはその成形体に対してただちに熱処理が行われてい
たが、本発明の場合は、その成形体に後述する液状絶縁
材料を含漬せしめてから熱処理を行うことが特徴点とな
っている。
【００１２】成形体は、前記したように、混合物の調製
過程で原料粉末の表面に形成された電気絶縁性の被膜が
成形時の加圧力で破損した状態になっている。そこで、
本発明の場合は、上記した被膜の破損箇所や、また成形
体の原料粉末間に形成されている空隙部に液状の絶縁材
料を含漬せしめることにより、被膜の電気絶縁性を修復
するだけではなく、更に原料粉末間の電気絶縁性を高め
ているのである。
過程で原料粉末の表面に形成された電気絶縁性の被膜が
成形時の加圧力で破損した状態になっている。そこで、
本発明の場合は、上記した被膜の破損箇所や、また成形
体の原料粉末間に形成されている空隙部に液状の絶縁材
料を含漬せしめることにより、被膜の電気絶縁性を修復
するだけではなく、更に原料粉末間の電気絶縁性を高め
ているのである。
【００１３】このような含漬処理としては、例えば密閉
容器内に収容されている液状の絶縁材料の中に成形体を
浸漬し、ついで容器内を真空引きして行えばよい。成形
体の被膜破損箇所や空隙部に存在する空気が排気され、
そこに液状の絶縁材料が侵入して充満する。そして、成
形体からの気泡が発生しなくなった時点で、液状絶縁材
料の含漬は完了したことになる。
容器内に収容されている液状の絶縁材料の中に成形体を
浸漬し、ついで容器内を真空引きして行えばよい。成形
体の被膜破損箇所や空隙部に存在する空気が排気され、
そこに液状の絶縁材料が侵入して充満する。そして、成
形体からの気泡が発生しなくなった時点で、液状絶縁材
料の含漬は完了したことになる。
【００１４】この液状絶縁材料としては、適正な粘性を
有し、また熱処理時の温度に曝されても熱分解をしない
か、または熱分解しづらい電気絶縁性の材料であれば何
であってもよく、例えば、水ガラス、リン酸のような液
状の無機絶縁材料や、シリコーン樹脂液、フェノール樹
脂液、イミド樹脂液のような比較的耐熱度が高い有機高
分子の樹脂液をあげることができる。
有し、また熱処理時の温度に曝されても熱分解をしない
か、または熱分解しづらい電気絶縁性の材料であれば何
であってもよく、例えば、水ガラス、リン酸のような液
状の無機絶縁材料や、シリコーン樹脂液、フェノール樹
脂液、イミド樹脂液のような比較的耐熱度が高い有機高
分子の樹脂液をあげることができる。
【００１５】これらのうち、水ガラス、リン酸などの液
状の無機絶縁材料とシリコーン樹脂液は、耐熱度が高
く、成形体の熱処理時の熱分解もほとんど起こさず、破
損した被膜の修復効果が優れているので好適である。な
お、このときの液状の絶縁材料の粘度が、あまり高すぎ
ると、成形体への含漬が困難になるので、その粘度は成
形体の空孔の大きさなどを勘案して、確実に含漬可能な
粘度に調製すればよい。
状の無機絶縁材料とシリコーン樹脂液は、耐熱度が高
く、成形体の熱処理時の熱分解もほとんど起こさず、破
損した被膜の修復効果が優れているので好適である。な
お、このときの液状の絶縁材料の粘度が、あまり高すぎ
ると、成形体への含漬が困難になるので、その粘度は成
形体の空孔の大きさなどを勘案して、確実に含漬可能な
粘度に調製すればよい。
【００１６】
【実施例】実施例１〜７，比較例１〜７ 表１で示した軟磁性粉末（１００メッシュ下）１００重
量部に対し、表１で示した、絶縁材料であると同時にバ
インダ成分でもある材料とを表示の割合（重量部）で撹
拌・混合して成形用の混合物を調製した。なお、混合物
には更にステアリン酸亜鉛（潤滑剤）を全体に対し０.
５重量部添加した。
量部に対し、表１で示した、絶縁材料であると同時にバ
インダ成分でもある材料とを表示の割合（重量部）で撹
拌・混合して成形用の混合物を調製した。なお、混合物
には更にステアリン酸亜鉛（潤滑剤）を全体に対し０.
５重量部添加した。
【００１７】ついで、混合物を圧力１.２７×１０3MPa
でプレス成形して、外径２８mm、内径２０mm、高さ５mm
のリング状成形体を製造した。一方、表１で示した各種
の液状絶縁材料を用意した。そして、これらのそれぞれ
を真空容器に収容し、ここに上記成形体を浸漬したのち
容器を密閉して容器内が１３.３Paとなるように真空引
きした。
でプレス成形して、外径２８mm、内径２０mm、高さ５mm
のリング状成形体を製造した。一方、表１で示した各種
の液状絶縁材料を用意した。そして、これらのそれぞれ
を真空容器に収容し、ここに上記成形体を浸漬したのち
容器を密閉して容器内が１３.３Paとなるように真空引
きした。
【００１８】気泡が発生しなくなった時点で真空引きを
停止して成形体を取り出した。ついで、各成形体に、真
空中において温度７００℃で１時間の熱処理を行って圧
粉磁心にした。そして、得られた圧粉磁心の電気抵抗率
を測定した。以上の結果を一括して表１に示した。
停止して成形体を取り出した。ついで、各成形体に、真
空中において温度７００℃で１時間の熱処理を行って圧
粉磁心にした。そして、得られた圧粉磁心の電気抵抗率
を測定した。以上の結果を一括して表１に示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、成形体に液状の
絶縁材料を含漬せしめたのち熱処理して製造した実施例
の圧粉磁心は、含漬処理を行わなかった比較例の圧粉磁
心に対比して、その電気抵抗率が概ね１桁以上大きい値
になっている。これは、成形時に破損した電気絶縁性の
被膜が修復されていることを示していると考えられる。
絶縁材料を含漬せしめたのち熱処理して製造した実施例
の圧粉磁心は、含漬処理を行わなかった比較例の圧粉磁
心に対比して、その電気抵抗率が概ね１桁以上大きい値
になっている。これは、成形時に破損した電気絶縁性の
被膜が修復されていることを示していると考えられる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、従来に比べて１桁以上電気抵抗率が高い圧粉磁
心を製造することができるので、本発明方法は、高周波
用の圧粉磁心の製造方法としてその工業的な価値は大で
ある。
よれば、従来に比べて１桁以上電気抵抗率が高い圧粉磁
心を製造することができるので、本発明方法は、高周波
用の圧粉磁心の製造方法としてその工業的な価値は大で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 軟磁性粉末と絶縁材料とバインダ成分と
の混合物を成形し、得られた成形体に熱処理を施す圧粉
磁心の製造方法において、 前記熱処理に先立ち、前記成形体に液状絶縁材料を含漬
せしめることを特徴とする圧粉磁心の製造方法。 - 【請求項２】 前記液状絶縁材料が、水ガラス、リン
酸、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、またはイミド樹
脂のいずれかである請求項１の圧粉磁心の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000251319A JP2002064027A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 圧粉磁心の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000251319A JP2002064027A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 圧粉磁心の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002064027A true JP2002064027A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18740737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000251319A Pending JP2002064027A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 圧粉磁心の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002064027A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004019352A1 (ja) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | マルチフェーズ用磁性素子とその製造方法 |
| JP2008159703A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 薄型磁気部品の製造方法 |
| JP2009158802A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 圧粉磁心の製造方法 |
| US7674342B2 (en) | 2004-03-30 | 2010-03-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of producing soft magnetic material, soft magnetic powder, and dust core |
| JP2015204337A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電子部品、電子部品の製造方法および電子機器 |
| JP2016076559A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | インダクタンス素子および電子機器 |
| JP2016171167A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 日立化成株式会社 | 圧粉成形体を用いた磁気シート材およびその製造方法 |
| JP2017092505A (ja) * | 2017-02-27 | 2017-05-25 | 太陽誘電株式会社 | 積層インダクタ |
| JP2019071437A (ja) * | 2018-12-12 | 2019-05-09 | 太陽誘電株式会社 | 積層インダクタ |
-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000251319A patent/JP2002064027A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7064643B2 (en) | 2002-08-26 | 2006-06-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multi-phasemagnetic element and production method therefor |
| US7401398B2 (en) | 2002-08-26 | 2008-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing a magnetic element for multi-phase |
| US7425883B2 (en) | 2002-08-26 | 2008-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic element for multi-phase and method of manufacturing the same |
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