JP2002093612A - 磁気素子およびその製造方法 - Google Patents
磁気素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気特性において所望の温度特性を確実に有す
る磁気素子およびその製造方法を提供する 【解決手段】Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、お
よびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからな
るＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、係るＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金属または磁性合金から
なる粉末Ｂとが、所定の割合でブレンドされた混合粉末
を所要の形状に成形してなる、磁気素子。また、上記粉
末Ａと粉末Ｂとを、所定の割合でブレンドして混合粉末
とするブレンド(Ｓ２)工程と、係る混合粉末を型内に充
填し且つ加圧して所要形状に成形する成形(Ｓ５)工程
と、を含む磁気素子の製造方法も含まれる。
る磁気素子およびその製造方法を提供する 【解決手段】Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、お
よびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからな
るＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、係るＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金属または磁性合金から
なる粉末Ｂとが、所定の割合でブレンドされた混合粉末
を所要の形状に成形してなる、磁気素子。また、上記粉
末Ａと粉末Ｂとを、所定の割合でブレンドして混合粉末
とするブレンド(Ｓ２)工程と、係る混合粉末を型内に充
填し且つ加圧して所要形状に成形する成形(Ｓ５)工程
と、を含む磁気素子の製造方法も含まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透磁率やコアロス
などの磁気特性において温度特性に優れた磁気素子およ
びその製造方法に関する。
などの磁気特性において温度特性に優れた磁気素子およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、モータのヨーク、磁気センサの
センシング部材、トランスやチョークコイル等のコイル
部品の磁芯には、各種の磁性材料からなる磁気素子が使
用されている。係る磁気素子の磁気特性において温度特
性を考慮する必要を生じる場合がある。即ち、自動車に
用いる磁気素子には、例えば−５０℃から＋１３０℃の
温度範囲において、所望の温度特性を求められる。この
場合、所定の温度範囲において、正や負の温度勾配を持
っていたり、ある温度で磁気特性が山形のピークまたは
谷形の逆ピークを持つようにするため、係る磁気特性に
合致するか、または近似するように、従来では磁性材料
の成分を調製することが行われていた。しかしながら、
磁気特性について所望の温度特性を有する磁気素子の磁
性材料を確実且つ正確に得ることは、上記成分調整によ
る方法では容易ではなく、それなりに限界があった。
センシング部材、トランスやチョークコイル等のコイル
部品の磁芯には、各種の磁性材料からなる磁気素子が使
用されている。係る磁気素子の磁気特性において温度特
性を考慮する必要を生じる場合がある。即ち、自動車に
用いる磁気素子には、例えば−５０℃から＋１３０℃の
温度範囲において、所望の温度特性を求められる。この
場合、所定の温度範囲において、正や負の温度勾配を持
っていたり、ある温度で磁気特性が山形のピークまたは
谷形の逆ピークを持つようにするため、係る磁気特性に
合致するか、または近似するように、従来では磁性材料
の成分を調製することが行われていた。しかしながら、
磁気特性について所望の温度特性を有する磁気素子の磁
性材料を確実且つ正確に得ることは、上記成分調整によ
る方法では容易ではなく、それなりに限界があった。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】本発明は、以上にて説明した
従来の技術における問題点を解決し、磁気特性において
所望の温度特性を確実に有する磁気素子およびその製造
方法を提供する、ことを課題とする。
従来の技術における問題点を解決し、磁気特性において
所望の温度特性を確実に有する磁気素子およびその製造
方法を提供する、ことを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、実用的温度範
囲で磁気特性についての温度特性が正の勾配、負の勾
配、または、ある温度で磁気特性が山形のピークまたは
谷形の逆ピークを持つ複数の磁性材料の粉末をブレンド
することに着想して成されたものである。即ち、本発明
の磁気素子は、Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、
およびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅから
なるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、上記Ｆ
ｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金属または磁性合金か
らなる粉末Ｂとが、任意の割合でブレンドされた混合粉
末を所要の形状に成形してなる、ことを特徴とする。
囲で磁気特性についての温度特性が正の勾配、負の勾
配、または、ある温度で磁気特性が山形のピークまたは
谷形の逆ピークを持つ複数の磁性材料の粉末をブレンド
することに着想して成されたものである。即ち、本発明
の磁気素子は、Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、
およびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅから
なるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、上記Ｆ
ｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金属または磁性合金か
らなる粉末Ｂとが、任意の割合でブレンドされた混合粉
末を所要の形状に成形してなる、ことを特徴とする。
【０００５】これによれば、粉末Ａと粉末Ｂとを狙いと
する温度特性に合致するようブレンドした混合粉末を用
いて成形されているため、温度特性が正の勾配、負の勾
配、または勾配のない(０)磁気特性を保有する磁気素子
(磁芯)とすることができる。尚、粉末ＡのＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金は、例えばセンダストが典型例であり、温度
特性は負の勾配を有する。上記合金において、Ｓｉを９
wt％以上としたのは、温度特性の勾配を負にするためで
あり、Ｓｉが９wt％未満になると温度特性の勾配が正の
勾配を持つので、これを除外するためである。また、Ａ
ｌを５wt％以上としたのも、温度特性の勾配を負にする
ためであり、Ａｌが５wt％未満になると温度特性の勾配
が正の勾配を持つので、これを除外するためである。一
方、粉末Ｂの上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金
属または磁性合金は、例えば純鉄やパーマロイが典型例
であり、磁気特性における温度特性を正の勾配にする特
性を有する。
する温度特性に合致するようブレンドした混合粉末を用
いて成形されているため、温度特性が正の勾配、負の勾
配、または勾配のない(０)磁気特性を保有する磁気素子
(磁芯)とすることができる。尚、粉末ＡのＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金は、例えばセンダストが典型例であり、温度
特性は負の勾配を有する。上記合金において、Ｓｉを９
wt％以上としたのは、温度特性の勾配を負にするためで
あり、Ｓｉが９wt％未満になると温度特性の勾配が正の
勾配を持つので、これを除外するためである。また、Ａ
ｌを５wt％以上としたのも、温度特性の勾配を負にする
ためであり、Ａｌが５wt％未満になると温度特性の勾配
が正の勾配を持つので、これを除外するためである。一
方、粉末Ｂの上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金
属または磁性合金は、例えば純鉄やパーマロイが典型例
であり、磁気特性における温度特性を正の勾配にする特
性を有する。
【０００６】また、前記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金は、
Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの
うちの一種または二種以上を５wt％以下の範囲で更に含
む、磁気素子も含まれる。これによれば、粉末Ａの上記
合金について、透磁率や電気抵抗率を高めたり、保磁力
を小さくすることができる。但し、５wt％を越えると係
る効果が飽和し且つ脆くなったりコスト高に至るため、
５wt％以下の添加に制限したものである。
Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの
うちの一種または二種以上を５wt％以下の範囲で更に含
む、磁気素子も含まれる。これによれば、粉末Ａの上記
合金について、透磁率や電気抵抗率を高めたり、保磁力
を小さくすることができる。但し、５wt％を越えると係
る効果が飽和し且つ脆くなったりコスト高に至るため、
５wt％以下の添加に制限したものである。
【０００７】更に、前記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の
磁性合金は、下記(１)〜(５)の何れかの合金である、磁
気素子も含まれる。 (１)Ｓｉ：９wt％未満、およびその他の不可避的不純物
を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ系合金。 (２)Ｓｉ：９wt％未満、Ａｌ：５wt％未満、およびその
他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−
Ｓｉ−Ａｌ系合金。 (３)Ｎｉ：９０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金。 (４)Ｃｒ：２０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ系合金。 (５)Ｃｏ：７０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｃｏ系合金。 これらによれば、温度特性を正の勾配寄りに容易に調製
することが可能となる。尚、粉末Ｂには、純鉄またはこ
れに準ずる低合金鋼の磁性金属も含まれる。
磁性合金は、下記(１)〜(５)の何れかの合金である、磁
気素子も含まれる。 (１)Ｓｉ：９wt％未満、およびその他の不可避的不純物
を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ系合金。 (２)Ｓｉ：９wt％未満、Ａｌ：５wt％未満、およびその
他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−
Ｓｉ−Ａｌ系合金。 (３)Ｎｉ：９０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金。 (４)Ｃｒ：２０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ系合金。 (５)Ｃｏ：７０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｃｏ系合金。 これらによれば、温度特性を正の勾配寄りに容易に調製
することが可能となる。尚、粉末Ｂには、純鉄またはこ
れに準ずる低合金鋼の磁性金属も含まれる。
【０００８】尚、上記(１)の合金は、いわゆる珪素鋼板
と同様であり、Ｓｉを９wt％未満としたのは、Ｓｉが９
wt％以上になると、透磁率が低下し且つ保磁力が過大に
なるので、これらを回避するためである。また、上記
(２)の合金は、磁気特性についての温度特性を正の勾配
にするＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金であり、Ｓｉを９wt％未
満としたのは、温度特性を正の勾配にするためであり、
且つＡｌを５wt％未満としたのも、温度特性を正の勾配
にするためである。更に、上記(３)の合金はＮｉベース
のＦｅ−Ｎｉ系合金で、例えばＰＣパーマロイが挙げら
れ、Ｎｉを９０wt％以下としたのは、Ｎｉが９０wt％を
越えると、透磁率が低下し且つ保磁力が過大になるの
で、これらを回避するためである。加えて、上記(４)の
合金は、電磁ステンレス鋼を含み、Ｃｒを２０wt％以下
としたのは温度特性を正の勾配にするためであり、(５)
の合金は、所謂パーメンジュールを含み、Ｃｏを７０wt
％以下としたのは、Ｃｏが７０wt％を越えると、透磁率
が低下し且つ保磁力が過大になるので、これらを回避す
るためである。
と同様であり、Ｓｉを９wt％未満としたのは、Ｓｉが９
wt％以上になると、透磁率が低下し且つ保磁力が過大に
なるので、これらを回避するためである。また、上記
(２)の合金は、磁気特性についての温度特性を正の勾配
にするＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金であり、Ｓｉを９wt％未
満としたのは、温度特性を正の勾配にするためであり、
且つＡｌを５wt％未満としたのも、温度特性を正の勾配
にするためである。更に、上記(３)の合金はＮｉベース
のＦｅ−Ｎｉ系合金で、例えばＰＣパーマロイが挙げら
れ、Ｎｉを９０wt％以下としたのは、Ｎｉが９０wt％を
越えると、透磁率が低下し且つ保磁力が過大になるの
で、これらを回避するためである。加えて、上記(４)の
合金は、電磁ステンレス鋼を含み、Ｃｒを２０wt％以下
としたのは温度特性を正の勾配にするためであり、(５)
の合金は、所謂パーメンジュールを含み、Ｃｏを７０wt
％以下としたのは、Ｃｏが７０wt％を越えると、透磁率
が低下し且つ保磁力が過大になるので、これらを回避す
るためである。
【０００９】また、前記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の
磁性合金は、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの
うちの一種または二種以上を７wt％以下の範囲で更に含
む、磁気素子も含まれる。これによれば、粉末Ｂの上記
各合金について、透磁率を高め且つ保磁力を小さくする
と共に、電気抵抗率を大きくすることができる。但し、
７wt％を越えると係る効果が飽和し且つ脆くなったりコ
スト高になるため、７wt％以下の添加に制限したもので
ある。
磁性合金は、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの
うちの一種または二種以上を７wt％以下の範囲で更に含
む、磁気素子も含まれる。これによれば、粉末Ｂの上記
各合金について、透磁率を高め且つ保磁力を小さくする
と共に、電気抵抗率を大きくすることができる。但し、
７wt％を越えると係る効果が飽和し且つ脆くなったりコ
スト高になるため、７wt％以下の添加に制限したもので
ある。
【００１０】一方、本発明の磁気素子の製造方法は、Ｓ
ｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、およびその他の不
可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系
合金以外の磁性金属または磁性合金からなる粉末Ｂと
を、任意の割合でブレンドして混合粉末とするブレンド
工程と、上記混合粉末を型内に充填し且つ加圧して所要
形状に成形する成形工程と、を含む、ことを特徴とす
る。これによれば、磁気特性において所望の温度特性を
保有する磁気素子を確実に提供することができる。尚、
ブレンド工程では、２種類以上の粉末Ａや粉末Ｂを併用
することも可能である。また、ブレンド工程に先立ち前
記各合金からなる粉末Ａと粉末Ｂを、予め水噴霧法など
により用意しておく。更に、ブレンド工程の後で且つ成
形工程の前に混合粉末に対し、絶縁性のバインダを添加
し、且つ潤滑剤を配合しておく。
ｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、およびその他の不
可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系
合金以外の磁性金属または磁性合金からなる粉末Ｂと
を、任意の割合でブレンドして混合粉末とするブレンド
工程と、上記混合粉末を型内に充填し且つ加圧して所要
形状に成形する成形工程と、を含む、ことを特徴とす
る。これによれば、磁気特性において所望の温度特性を
保有する磁気素子を確実に提供することができる。尚、
ブレンド工程では、２種類以上の粉末Ａや粉末Ｂを併用
することも可能である。また、ブレンド工程に先立ち前
記各合金からなる粉末Ａと粉末Ｂを、予め水噴霧法など
により用意しておく。更に、ブレンド工程の後で且つ成
形工程の前に混合粉末に対し、絶縁性のバインダを添加
し、且つ潤滑剤を配合しておく。
【００１１】また、前記成形工程は、プレス成形、射出
成形、押出成形、据え込み成形、熱間静水圧圧縮成形、
または、冷間静水圧圧縮成形の何れかの成形方法が用い
られる、磁気素子の製造方法も含まれる。これによれ
ば、バインダ等を介して混合粉末の表面同士が緊密に結
合し合うと共に、嵩密度が高く所望の形状を有する磁気
素子を確実に成形することができる。
成形、押出成形、据え込み成形、熱間静水圧圧縮成形、
または、冷間静水圧圧縮成形の何れかの成形方法が用い
られる、磁気素子の製造方法も含まれる。これによれ
ば、バインダ等を介して混合粉末の表面同士が緊密に結
合し合うと共に、嵩密度が高く所望の形状を有する磁気
素子を確実に成形することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１に示すように、先ず
平均粒径約２０〜１５０μｍの粉末Ａと粉末Ｂとを公知
の水噴霧法によって、個別に製造(Ｓ１)する。粉末Ａ
は、Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、およびその
他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−
Ｓｉ−Ａｌ系合金からなり、更にＣ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのうちの一種または二
種以上を５wt％以下の範囲で添加した磁性合金も含まれ
る。
な形態を図面と共に説明する。図１に示すように、先ず
平均粒径約２０〜１５０μｍの粉末Ａと粉末Ｂとを公知
の水噴霧法によって、個別に製造(Ｓ１)する。粉末Ａ
は、Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、およびその
他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−
Ｓｉ−Ａｌ系合金からなり、更にＣ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのうちの一種または二
種以上を５wt％以下の範囲で添加した磁性合金も含まれ
る。
【００１３】また、粉末Ｂは、(１)Ｓｉ:９wt％未満、お
よびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからな
るＦｅ−Ｓｉ系合金、(２)Ｓｉ:９wt％未満、Ａｌ:５wt
％未満、およびその他の不可避的不純物を含み、残部が
ＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、(３)Ｎｉ：８０
wt％以上、およびその他の不可避的不純物を含み、残部が
ＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金、(４)Ｃｒ:２０wt％以
下、およびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅか
らなるＦｅ−Ｃｒ系合金、または、(５)Ｃｏ:７０wt％
以下、およびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅ
からなるＦｅ−Ｃｏ系合金の何れかからなる。更に、上
記(１)〜(５)の磁性合金に対し、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍ
ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのうちの一種または二種以上を７wt
％以下の範囲で添加した磁性合金も含まれる。あるい
は、粉末Ｂには、純鉄やこれに近い低合金鋼も適用可能
である。
よびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからな
るＦｅ−Ｓｉ系合金、(２)Ｓｉ:９wt％未満、Ａｌ:５wt
％未満、およびその他の不可避的不純物を含み、残部が
ＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、(３)Ｎｉ：８０
wt％以上、およびその他の不可避的不純物を含み、残部が
ＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金、(４)Ｃｒ:２０wt％以
下、およびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅか
らなるＦｅ−Ｃｒ系合金、または、(５)Ｃｏ:７０wt％
以下、およびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅ
からなるＦｅ−Ｃｏ系合金の何れかからなる。更に、上
記(１)〜(５)の磁性合金に対し、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍ
ｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのうちの一種または二種以上を７wt
％以下の範囲で添加した磁性合金も含まれる。あるい
は、粉末Ｂには、純鉄やこれに近い低合金鋼も適用可能
である。
【００１４】次いで、図１に示すように、前記粉末Ａお
よび粉末Ｂを任意の割合でブレンド(Ｓ２)する。この場
合、粉末Ａ・Ｂの割合は、磁気特性における所望の温度
特性に即するように調製されるが、一方の重量比が全体
に対して少なくとも５ｗｔ％以上、より望ましくは１０
ｗｔ％以上の割合でブレンドする。また、異なる種類の
磁性合金同士で粉末Ａおよび粉末Ｂの一方または双方を
予め調製したり、上記ブレンドと同時に係る調製を行っ
ても良い。更に、図１に示すように、ブレンド(Ｓ２)工
程により得られた混合粉末に対し、絶縁性のバインダを
混合(Ｓ３)する。係るバインダには、例えば水ガラスが
用いられ、混合粉末全体に対し約２ｗｔ％の割合で混ぜ
合わされる。
よび粉末Ｂを任意の割合でブレンド(Ｓ２)する。この場
合、粉末Ａ・Ｂの割合は、磁気特性における所望の温度
特性に即するように調製されるが、一方の重量比が全体
に対して少なくとも５ｗｔ％以上、より望ましくは１０
ｗｔ％以上の割合でブレンドする。また、異なる種類の
磁性合金同士で粉末Ａおよび粉末Ｂの一方または双方を
予め調製したり、上記ブレンドと同時に係る調製を行っ
ても良い。更に、図１に示すように、ブレンド(Ｓ２)工
程により得られた混合粉末に対し、絶縁性のバインダを
混合(Ｓ３)する。係るバインダには、例えば水ガラスが
用いられ、混合粉末全体に対し約２ｗｔ％の割合で混ぜ
合わされる。
【００１５】次に、図１に示すように、バインダを混合
された混合粉末に対し、潤滑剤を混合(Ｓ４)する。この
潤滑剤は、次の成形工程において混合粉末(粉末Ａ，Ｂ)
同士の流動性を高めて成形を容易化するために用いら
れ、例えばステアリン酸亜鉛を混合粉末全体に対し約
０．５ｗｔ％の割合で混ぜ合わせる。次いで、図１に示
すように、バインダおよび潤滑剤を混合された混合粉末
を、成形型内におけるリング形のキャビティに充填し、
係るキャビティに向けてポンチを押し込んで加圧するプ
レス成形(Ｓ５)を行う。これにより、上記キャビティに
倣ったリング(トロイダル)形状(外径２５ｍｍ×内径１
５ｍｍ×高さ５ｍｍ)の磁気素子を成形する。上記プレ
ス成形は、例えば室温で９８０ＭＰａの圧力によって行
われる。尚、透磁率などの必要とする磁気特性に応じ
て、例えば２００℃程度の温度下や、９８０ＭＰａ以上
の高圧力で成形しても良い。
された混合粉末に対し、潤滑剤を混合(Ｓ４)する。この
潤滑剤は、次の成形工程において混合粉末(粉末Ａ，Ｂ)
同士の流動性を高めて成形を容易化するために用いら
れ、例えばステアリン酸亜鉛を混合粉末全体に対し約
０．５ｗｔ％の割合で混ぜ合わせる。次いで、図１に示
すように、バインダおよび潤滑剤を混合された混合粉末
を、成形型内におけるリング形のキャビティに充填し、
係るキャビティに向けてポンチを押し込んで加圧するプ
レス成形(Ｓ５)を行う。これにより、上記キャビティに
倣ったリング(トロイダル)形状(外径２５ｍｍ×内径１
５ｍｍ×高さ５ｍｍ)の磁気素子を成形する。上記プレ
ス成形は、例えば室温で９８０ＭＰａの圧力によって行
われる。尚、透磁率などの必要とする磁気特性に応じ
て、例えば２００℃程度の温度下や、９８０ＭＰａ以上
の高圧力で成形しても良い。
【００１６】また、上記成形(Ｓ５)工程は、上記プレス
成形に限らず、公知の射出成形、押出成形、据え込み成
形、熱間静水圧圧縮成形(ＨＩＰ)、または、冷間静水圧
圧縮成形(ＣＩＰ)を用いることもでき、成形方法は、所
望の磁気素子の形状および寸法精度に応じて適宜選択さ
れる。更に、図１に示すように、成形された磁気素子に
対して、歪み取り焼鈍(Ｓ６)を施す。係る焼鈍は、例え
ば磁気素子を真空炉で例えば７００℃に加熱し且つ約１
時間保持することにより行われ、前記成形工程により与
えれた内部歪みを除去するために行われる。但し、前記
バインダは上記温度では何ら影響されず、磁気素子中に
おける多数の粉末Ａ、Ｂを強固に結合している。
成形に限らず、公知の射出成形、押出成形、据え込み成
形、熱間静水圧圧縮成形(ＨＩＰ)、または、冷間静水圧
圧縮成形(ＣＩＰ)を用いることもでき、成形方法は、所
望の磁気素子の形状および寸法精度に応じて適宜選択さ
れる。更に、図１に示すように、成形された磁気素子に
対して、歪み取り焼鈍(Ｓ６)を施す。係る焼鈍は、例え
ば磁気素子を真空炉で例えば７００℃に加熱し且つ約１
時間保持することにより行われ、前記成形工程により与
えれた内部歪みを除去するために行われる。但し、前記
バインダは上記温度では何ら影響されず、磁気素子中に
おける多数の粉末Ａ、Ｂを強固に結合している。
【００１７】そして、図１に示すように、焼鈍(Ｓ６)さ
れた磁気素子を評価(Ｓ７)する。磁気素子の磁気特性、
例えばＬＣＲメータ法で透磁率を測定するため、得られ
たリング形の磁気素子にコイルを巻き付け、このコイル
に１０ｋＨｚの周波数の電流を通電した状態で、周囲の
雰囲気温度を−５０℃から＋１３０℃まで変化させて、
透磁率の温度特性を得ることができる。このうち、例え
ば＋２０℃を基準とした温度係数(勾配)を計算により算
出することができる。係る温度係数は、磁気素子中にお
ける前記粉末Ａと粉末Ｂとがそれぞれ独自に生じる２以
上(複数)の温度係数の合成値と同様になる。以上のよう
に、本発明の磁気素子およびその製造方法によれば、磁
気特性における温度勾配への影響が異なる粉末Ａと粉末
Ｂとを狙いとする割合でブレンドし且つ得られた混合粉
末をプレスなどで成形することによって、磁気特性にお
ける温度特性を任意の勾配に確実且つ容易に設定するこ
とができる。
れた磁気素子を評価(Ｓ７)する。磁気素子の磁気特性、
例えばＬＣＲメータ法で透磁率を測定するため、得られ
たリング形の磁気素子にコイルを巻き付け、このコイル
に１０ｋＨｚの周波数の電流を通電した状態で、周囲の
雰囲気温度を−５０℃から＋１３０℃まで変化させて、
透磁率の温度特性を得ることができる。このうち、例え
ば＋２０℃を基準とした温度係数(勾配)を計算により算
出することができる。係る温度係数は、磁気素子中にお
ける前記粉末Ａと粉末Ｂとがそれぞれ独自に生じる２以
上(複数)の温度係数の合成値と同様になる。以上のよう
に、本発明の磁気素子およびその製造方法によれば、磁
気特性における温度勾配への影響が異なる粉末Ａと粉末
Ｂとを狙いとする割合でブレンドし且つ得られた混合粉
末をプレスなどで成形することによって、磁気特性にお
ける温度特性を任意の勾配に確実且つ容易に設定するこ
とができる。
【００１８】
【実施例】ここで、本発明の具体的な実施例を比較例と
共に説明する。表１に示す合金組成を有する平均粒径約
４０〜７０μｍの粉末Ａ、Ｂを、表１の割合でブレンド
(Ｓ２)し、前記と同じバインダおよび潤滑剤を同じ割合
で混ぜた後、前記と同じプレス成形(Ｓ５)および焼鈍を
行って、実施例１〜１１のリング形(外径２５ｍｍ×内
径１５ｍｍ×高さ５ｍｍ)を呈する磁気素子を得た。
尚、歪み取り焼鈍(Ｓ６)の加熱温度は、実施例１〜１１
の粉末Ａ、Ｂの合金組成に応じて適宜調製した。一方、
表１に示すＦｅ−Ｓｉ系合金とＦｅ−Ｎｉ系合金とを個
別に溶解し且つインゴットにした後、これを熱間圧延す
ると共に、得られた圧延板を個別に切削加工して、上記
と同じ寸法を有するリング形の比較例１，２の磁気素子
を得た。実施例１〜１１および比較例１，２の磁気素子
について、前記と同じ方法で透磁率を測定する際に−５
０℃〜＋１３０℃の範囲で温度変化させ、＋２０℃にお
ける温度係数をそれぞれ算出した。各例の温度係数も併
せて表１に示した。
共に説明する。表１に示す合金組成を有する平均粒径約
４０〜７０μｍの粉末Ａ、Ｂを、表１の割合でブレンド
(Ｓ２)し、前記と同じバインダおよび潤滑剤を同じ割合
で混ぜた後、前記と同じプレス成形(Ｓ５)および焼鈍を
行って、実施例１〜１１のリング形(外径２５ｍｍ×内
径１５ｍｍ×高さ５ｍｍ)を呈する磁気素子を得た。
尚、歪み取り焼鈍(Ｓ６)の加熱温度は、実施例１〜１１
の粉末Ａ、Ｂの合金組成に応じて適宜調製した。一方、
表１に示すＦｅ−Ｓｉ系合金とＦｅ−Ｎｉ系合金とを個
別に溶解し且つインゴットにした後、これを熱間圧延す
ると共に、得られた圧延板を個別に切削加工して、上記
と同じ寸法を有するリング形の比較例１，２の磁気素子
を得た。実施例１〜１１および比較例１，２の磁気素子
について、前記と同じ方法で透磁率を測定する際に−５
０℃〜＋１３０℃の範囲で温度変化させ、＋２０℃にお
ける温度係数をそれぞれ算出した。各例の温度係数も併
せて表１に示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１によれば、例えば、実施例１の粉末
Ａ、実施例３の粉末Ａ、および実施例１０の粉末Ａの一
部に、同じＦｅ−１１.０ｗｔ％Ｓｉ−５.４ｗｔ％Ａｌ
の合金を用いたが、ブレンドされる粉末Ｂやこの粉末Ｂ
とのブレンド割合に応じて、温度係数(σ(／℃))が２.
１×１０−４から０.８×１０−４までの間で変化し
た。また、粉末Ｂに同じＦｅ−３．１ｗｔ％Ｓｉの合金
を用いた実施例２，６も、ブレンドされる粉末Ａの合金
やこれとのブレンド割合に応じて、表１に示すように、
温度係数が−１．６×１０−４と２．２×１０−４とに
変化していた。更に、粉末Ａに同じＦｅ−１０．９ｗｔ
％Ｓｉ−５．９ｗｔ％Ａｌ−２．０ｗｔ％Ｎｉ−０．８
ｗｔ％Ｔｉの合金を用いた実施例８，９では、ブレンド
される粉末Ｂの合金やこれとのブレンド割合に応じて、
表１に示すように、温度係数が−１．６×１０−４と
３．２×１０−４とに大きく変化した。
Ａ、実施例３の粉末Ａ、および実施例１０の粉末Ａの一
部に、同じＦｅ−１１.０ｗｔ％Ｓｉ−５.４ｗｔ％Ａｌ
の合金を用いたが、ブレンドされる粉末Ｂやこの粉末Ｂ
とのブレンド割合に応じて、温度係数(σ(／℃))が２.
１×１０−４から０.８×１０−４までの間で変化し
た。また、粉末Ｂに同じＦｅ−３．１ｗｔ％Ｓｉの合金
を用いた実施例２，６も、ブレンドされる粉末Ａの合金
やこれとのブレンド割合に応じて、表１に示すように、
温度係数が−１．６×１０−４と２．２×１０−４とに
変化していた。更に、粉末Ａに同じＦｅ−１０．９ｗｔ
％Ｓｉ−５．９ｗｔ％Ａｌ−２．０ｗｔ％Ｎｉ−０．８
ｗｔ％Ｔｉの合金を用いた実施例８，９では、ブレンド
される粉末Ｂの合金やこれとのブレンド割合に応じて、
表１に示すように、温度係数が−１．６×１０−４と
３．２×１０−４とに大きく変化した。
【００２１】一方、比較例１，２は、表１に示すよう
に、それぞれのＦｅ−Ｓｉ系合金およびＦｅ−Ｎｉ系合
金に応じた温度係数しか得られなかった。また、前記実
施例１と同じ粉末Ａ，Ｂについて、表２に示すように、
混合割合を変化させた実施例１２〜１４についても、前
記と同様にして＋２０℃における温度係数をそれぞれ算
出した。これらの温度係数も併せて表２に示した。
に、それぞれのＦｅ−Ｓｉ系合金およびＦｅ−Ｎｉ系合
金に応じた温度係数しか得られなかった。また、前記実
施例１と同じ粉末Ａ，Ｂについて、表２に示すように、
混合割合を変化させた実施例１２〜１４についても、前
記と同様にして＋２０℃における温度係数をそれぞれ算
出した。これらの温度係数も併せて表２に示した。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２によれば、前記実施例１を含め、同じ
合金からなる粉末Ａと粉末Ｂとの混合割合を、１：４〜
４：１に変化させることにより、温度係数を実施例１２
の＋７．５×１０−４から実施例１４の−６．８×１０
−４までに大きく変化したことが判明した。この結果、
温度特性の勾配が異なる粉末Ａと粉末Ｂとの混合割合を
調整することによって、温度係数を自在に制御可能でき
ることが確認された。以上に説明した実施例１〜１４の
結果から、本発明の磁気素子とその製造方法の優位性が
容易に理解される。
合金からなる粉末Ａと粉末Ｂとの混合割合を、１：４〜
４：１に変化させることにより、温度係数を実施例１２
の＋７．５×１０−４から実施例１４の−６．８×１０
−４までに大きく変化したことが判明した。この結果、
温度特性の勾配が異なる粉末Ａと粉末Ｂとの混合割合を
調整することによって、温度係数を自在に制御可能でき
ることが確認された。以上に説明した実施例１〜１４の
結果から、本発明の磁気素子とその製造方法の優位性が
容易に理解される。
【００２４】本発明は、以上に説明した実施の形態や実
施例に限定されるものではない。例えば、粉末Ｂも２種
類またはこれ以上の合金で調製したり、粉末Ａと粉末Ｂ
の双方を予め２種類以上の合金で調製しつつブレンドす
ることもできる。また、粉末Ａ、Ｂは、前記水噴霧法に
限らず、ガス噴霧法、水噴霧とガス噴霧とを併用する方
法、または粉砕法によって製造しても良い。更に、本発
明の磁気素子において、所望の温度特性とする磁気特性
は、前記透磁率に限らず、例えばコアロスなども含まれ
る。尚、本発明の磁気素子は、前記リング形に限らず、
直方体、長尺な棒(バー)材、あるいは馬蹄形など、任意
の形状に成形することもできる。
施例に限定されるものではない。例えば、粉末Ｂも２種
類またはこれ以上の合金で調製したり、粉末Ａと粉末Ｂ
の双方を予め２種類以上の合金で調製しつつブレンドす
ることもできる。また、粉末Ａ、Ｂは、前記水噴霧法に
限らず、ガス噴霧法、水噴霧とガス噴霧とを併用する方
法、または粉砕法によって製造しても良い。更に、本発
明の磁気素子において、所望の温度特性とする磁気特性
は、前記透磁率に限らず、例えばコアロスなども含まれ
る。尚、本発明の磁気素子は、前記リング形に限らず、
直方体、長尺な棒(バー)材、あるいは馬蹄形など、任意
の形状に成形することもできる。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明した本発明の磁気素子によれ
ば、粉末Ａと粉末Ｂとを狙いとする温度特性に合致する
ようブレンドして得た混合粉末を用いて成形されている
ため、温度特性が正の勾配、負の勾配、または勾配のな
い(０)任意の磁気特性を保有する磁気素子(磁芯)とする
ことが可能となる。また、本発明の磁気素子の製造方法
によれば、磁気特性において所望の温度特性を保有する
磁気素子を確実に提供することができる。
ば、粉末Ａと粉末Ｂとを狙いとする温度特性に合致する
ようブレンドして得た混合粉末を用いて成形されている
ため、温度特性が正の勾配、負の勾配、または勾配のな
い(０)任意の磁気特性を保有する磁気素子(磁芯)とする
ことが可能となる。また、本発明の磁気素子の製造方法
によれば、磁気特性において所望の温度特性を保有する
磁気素子を確実に提供することができる。
【図１】本発明の磁気素子の製造方法を示す流れ図。
Ｓ２…ブレンド工程, Ｓ５…成形工程
Claims (6)
- 【請求項１】Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、お
よびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからな
るＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、上記Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金属または磁性合金から
なる粉末Ｂとが、任意の割合でブレンドされた混合粉末
を所要の形状に成形してなる、 ことを特徴とする磁気素子。 - 【請求項２】前記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金は、Ｃ、Ｍ
ｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのうちの
一種または二種以上を５wt％以下の範囲で更に含む、こ
とを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。 - 【請求項３】前記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性合
金は、下記(１)〜(５)の何れかの合金である、ことを特
徴とする請求項１または２に記載の磁気素子。 (１)Ｓｉ：９wt％未満、およびその他の不可避的不純物
を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ系合金。 (２)Ｓｉ：９wt％未満、Ａｌ：５wt％未満、およびその
他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−
Ｓｉ−Ａｌ系合金。 (３)Ｎｉ：９０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合金。 (４)Ｃｒ：２０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ系合金。 (５)Ｃｏ：７０wt％以下、およびその他の不可避的不純
物を含み、残部がＦｅからなるＦｅ−Ｃｏ系合金。 - 【請求項４】前記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性合
金は、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂのうちの
一種または二種以上を７wt％以下の範囲で更に含む、こ
とを特徴とする請求項３に記載の磁気素子。 - 【請求項５】Ｓｉ：９wt％以上、Ａｌ：５wt％以上、お
よびその他の不可避的不純物を含み、残部がＦｅからな
るＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金からなる粉末Ａと、上記Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金以外の磁性金属または磁性合金から
なる粉末Ｂとを、任意の割合でブレンドして混合粉末と
するブレンド工程と、 上記混合粉末を型内に充填し且つ加圧して所要形状に成
形する成形工程と、を含む、ことを特徴とする磁気素子
の製造方法。 - 【請求項６】前記成形工程は、プレス成形、射出成形、
押出成形、据え込み成形、熱間静水圧圧縮成形、また
は、冷間静水圧圧縮成形の何れかの成形方法が用いられ
る、ことを特徴とする請求項５に記載の磁気素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000281046A JP2002093612A (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 磁気素子およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000281046A JP2002093612A (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 磁気素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002093612A true JP2002093612A (ja) | 2002-03-29 |
Family
ID=18765768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000281046A Withdrawn JP2002093612A (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 磁気素子およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002093612A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005303007A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 軟磁性材料、圧粉磁心、および軟磁性材料の製造方法 |
| JP2006349624A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Nec Tokin Corp | 荷重センサ及びその製造方法 |
| WO2010073590A1 (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 複合軟磁性材料とその製造方法 |
| JP5354101B2 (ja) * | 2010-06-09 | 2013-11-27 | 新東工業株式会社 | 鉄族基軟磁性粉末材 |
| CN103551565A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-05 | 武汉欣达磁性材料有限公司 | 软磁铁硅铝镍合金粉末的制造方法 |
| CN103578736A (zh) * | 2013-10-28 | 2014-02-12 | 任静儿 | 一种软磁电感铁芯制造方法 |
| JP2016174065A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 扁平状軟磁性粉末およびその製造方法 |
| CN108172388A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-15 | 安徽大学 | 一种非晶纳米晶制备磁粉芯的方法 |
| JP2020057817A (ja) * | 2020-01-06 | 2020-04-09 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 軟磁性扁平粉末の製造方法 |
| WO2021141140A1 (ja) * | 2020-01-11 | 2021-07-15 | 株式会社メイト | 軟磁性金属扁平粉末およびそれを用いた樹脂複合シート並びに成形加工用樹脂複合コンパウンド |
| JP7405817B2 (ja) | 2021-12-09 | 2023-12-26 | 株式会社タムラ製作所 | 軟磁性粉末及び圧粉磁心 |
-
2000
- 2000-09-18 JP JP2000281046A patent/JP2002093612A/ja not_active Withdrawn
Cited By (18)
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| JPWO2010073590A1 (ja) * | 2008-12-25 | 2012-06-07 | 三菱マテリアル株式会社 | 複合軟磁性材料とその製造方法 |
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| KR20170128208A (ko) * | 2015-03-17 | 2017-11-22 | 산요오도꾸슈세이꼬 가부시키가이샤 | 편평형상 연자성 분말 및 그 제조방법 |
| KR102340122B1 (ko) * | 2015-03-17 | 2021-12-16 | 산요오도꾸슈세이꼬 가부시키가이샤 | 편평형상 연자성 분말 및 그 제조방법 |
| CN108172388A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-15 | 安徽大学 | 一种非晶纳米晶制备磁粉芯的方法 |
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| JP2021111766A (ja) * | 2020-01-11 | 2021-08-02 | 株式会社メイト | 軟磁性金属扁平粉末およびそれを用いた樹脂複合シート並びに成形加工用樹脂複合コンパウンド |
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