JP2002110413A

JP2002110413A - 磁性混合物

Info

Publication number: JP2002110413A
Application number: JP2000303484A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Saitou; 貴伸斉藤; Satoshi Takemoto; 聡武本; Toshiaki Yashiro; 利明屋代; Haruo Koyama; 治雄小山; Shinichiro Yahagi; 慎一郎矢萩
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数の軟磁性粉末を混合するだけで要求され
る磁気特性を発揮する磁性混合物を提供する。【解決手段】それぞれは構成元素のある組成比で磁気
特性に特異点が生ずる少なくとも２種類の軟磁性材料の
粉末を均一に混合して成る混合物であって、個々の粉末
の磁気特性を確保したまま、かつ全体として軟磁性であ
る磁性混合物。軟磁性合金粉末はＦｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ合金を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁性混合物に関し、
更に詳しくは、２種類以上の軟磁性材料の粉末を均一混
合して成る混合物であって、目的とする磁気特性の製品
を製造するときの原料素材として有用な磁性混合物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、スイッチング電流の直流出力側
の平滑用チョークコイルや、インバータ制御機器におけ
るアクティブフィルタのリアクトルなどには圧粉磁心が
多用されている。この圧粉磁心は、通常、所定の磁気特
性を有する軟磁性合金の粉末に水ガラスのような絶縁性
の結着剤の所定量を配合し、この混合物を例えばプレス
成形して製造されている。

【０００３】ところで、圧粉磁心の原料である軟磁性合
金としては、Ｆｅ−Ｓｉ系合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合
金，Ｆｅ−Ｎｉ系合金が使用され、また合金ではない
が、飽和磁化の高い材料として純鉄も使用されている。
これらの合金は、Ｆｅをベースとし、これに上記したよ
うな他の構成元素が所定の組成比となるように配合して
調製されている。

【０００４】その場合、調製する合金における構成元素
の組成比が変動すると当該合金の磁気特性も変動し、あ
る組成比のところで、合金の磁気特性、例えば飽和磁
化，透磁率，磁歪，磁気異方性定数などの特性が極大ま
たは極小、もしくは実質的にゼロになり、合金の磁気特
性に特異点が発現する。例えば、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合
金の場合、ＳｉやＡｌの組成比を変化させると、磁気特
性における磁歪が実質的にゼロである特異点と透磁率が
極大である特異点も変化するが、Ｓｉ：９.０〜１０.０
重量％，Ａｌ：５.０〜６.０重量％の組成比にした時点
で磁気特性において上記した２つの特異点が合致して、
磁歪が実質的にゼロでかつ透磁率が極大値を示す合金を
得ることができる。その代表例が、Ｆｅ−９.５％Ｓｉ
−５.５％Ａｌの組成合金であり、通常、センダストと
呼ばれる軟磁性合金であり、これを用いることによりコ
アロスの少ない磁心を製造することができる。

【０００５】このように、圧粉磁心の原料である軟磁性
合金としては、圧粉磁心に要求される目的特性との関係
で構成元素の組成比を決定することにより、その磁気特
性における特異点を発現するように設計されたものが使
用されている。例えば、Ｆｅ−Ｓｉ系合金としては、磁
歪が実質的にゼロである特異点を示すＦｅ−６.５％Ｓ
ｉ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金としては前記した組成
のセンダスト，Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては磁歪が実質的
にゼロである特異点と透磁率が極大になる特異点とを同
時に示し、通常、ＰＣパーマロイと呼ばれているＦｅ−
８０％Ｎｉ−２Ｍｏ合金、そしてＦｅ−Ｃｏ系合金とし
ては、飽和磁化が極大になる特異点を示し、通常、パー
メンジェールと呼ばれているＦｅ−４９％Ｃｏ−２％Ｖ
合金やＦｅ−５０％Ｃｏ合金をあげることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したセ
ンダストの粉末を用いて圧粉磁心を製造すると、その圧
粉磁心は、低保磁力であるためコアロスが低減すると同
時に高透磁率であるという特性を備えたものになる。し
かしながら、センダストでは飽和磁化が低いので、大電
流印加時における透磁率が低くなってしまう。用途分野
によっては、センダストのみで製造した上記圧粉磁心
は、実用上、性能が不充分になってしまうことがある。

【０００７】また、最近の圧粉磁心に対しては、必須と
する磁気特性が原料の磁気特性における特異点を確保し
つつも、必須としない他の磁気特性は細分化されたグレ
ード水準で保持されているという磁気特性が要求される
こともある。しかしながら、磁気特性が特異点として特
化している従来の原料では、製造した圧粉磁心の磁気特
性も１点に特化することになるため、上記した要求に応
えることはできない。例えば、コアロスと飽和磁化，コ
アロスと透磁率などの複数の特性を両立させるという要
求に応えることはできない。

【０００８】本発明は、従来の原料粉末を用いた場合の
上記した問題を解決し、製造目的の圧粉磁心に要求され
ている磁気特性との関係では、原料（軟磁性合金）の磁
気特性における不必要な特異点は劣化するとしても必要
とされる特異点は消失せず、しかも従来に比べて安価で
あり、大きな設計自由度で圧粉磁心を製造するための原
料素材として有用な磁性混合物の提供を目的とする。

【０００９】

【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、それぞれは構成元素のある
組成比で磁気特性に特異点が生ずる少なくとも２種類の
軟磁性材料の粉末を均一に混合して成る混合物であっ
て、個々の粉末の磁気特性を確保したまま、かつ全体と
して軟磁性であることを特徴とする磁性混合物（以下、
磁性混合物１という）と、それぞれは構成元素のある組
成比で磁気特性に特異点が生ずる少なくとも１種類の軟
磁性材料の粉末と、少なくとも１種類の他の軟磁性材料
の粉末とを均一に混合して成り、個々の粉末の磁気特性
を確保したまま、かつ全体として軟磁性であることを特
徴とする磁性混合物（以下、磁性混合物２という）が提
供される。

【００１０】そして、絶縁材料が１種類以上更に均一混
合されている、磁性混合物１と磁性混合物２が提供され
る。また、本発明においては、Ｆｅ−（３.０±０.５）
％Ｓｉ合金の粉末，Ｆｅ−（６.５±０.５）％Ｓｉ合金
の粉末、および、Ｆｅ−（９.５±０.５）％Ｓｉ−
（５.５±０.５）％Ａｌ合金の粉末の群から選ばれる２
種または３種を混合して成ることを特徴とする磁性混合
物、ならびに、その磁性混合物７０重量％以上と、純鉄
の粉末３０重量％以下とを混合して成ることを特徴とす
る磁性混合物が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、磁性混合物１について説明
する。この磁性混合物１は、２種類以上の軟磁性材料の
粉末を均一に混合した混合物である。軟磁性材料として
は、具体的には軟磁性合金が用いられ、そしてその軟磁
性合金としては、ただ単に軟磁性を示す合金ではなく、
構成元素の組成比がある組成比になると磁気特性に特異
点が発生するような合金でなければならない。例えば、
ある組成比で磁歪もしくは磁気異方性定数が実質的にゼ
ロとなる特異点を示すもの、ある組成比で透磁率が極大
値になる、もしくは保磁力が極小値になるという特異点
を示すもの、更にはある組成比で飽和磁化が極大値にな
るという特異点を示すような軟磁性合金である。

【００１２】更に厳密にいえば、元素ａ₁，ａ₂，……ａ
_nから成る軟磁性材料のある元素の構成比をｃ₁，ｃ₂，
……ｃ_nとしたとき、磁気特性ｆがこれらの構成比の関
数ｆ（ｃ₁，ｃ₂，……ｃ_n）で表される場合、

【００１３】

【数１】

【００１４】（だたし、ｉ＝１，２，……ｎ）となる構成比を有する軟磁性材料のことをいう。ただ
し、工業的に認められる範囲の変動は許容される。この
ような軟磁性合金としては、例えば次のようなものをあ
げることができる。

【００１５】Ｆｅ−Ｓｉ系合金としては、磁歪が実質的
にゼロという特異点を示すＦｅ−６.５％Ｓｉ合金をあ
げることができる。Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金としては、
磁歪が実質的にゼロという特異点と、磁気異方性定数が
実質的にゼロという特異点と透磁率が極大になるという
特異点と、保磁力が極小になるという特異点を同時に示
すＦｅ−９.５％Ｓｉ−５.５％Ａｌ（センダスト）あげ
ることができる。

【００１６】Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、磁歪が実質的
にゼロという特異点と、透磁率が極大になるという特異
点と、保磁力が極小になるという特異点を同時に示すＦ
ｅ−８０％Ｎｉ−２％Ｍｏ（ＰＣパーマロイ），透磁率
が極大値を示すＦｅ−４６％Ｎｉをあげることができ
る。Ｆｅ−Ｃｏ系合金としては、飽和磁化が純鉄よりも
高い極大値になり、かつ透磁率が極大値になるという特
異点を示すパーメンジュール（Ｆｅ−４９％Ｃｏ−２％
Ｖ，Ｆｅ−５０％Ｃｏ），飽和磁化が極大になるＦｅ−
３５％Ｃｏなどである。

【００１７】また、純鉄は飽和磁化が極大を示す。そし
て、純鉄に他の元素を添加していくとその飽和磁化は低
下していく。なお、ここで、磁歪が実質的にゼロ値であ
るということは、絶対値としてゼロであることを最適と
するが、磁歪が工業的に許容される範囲内にある場合の
ことも含むものとする。

【００１８】磁性混合物１は、上記したような各種の軟
磁性合金の粉末を２種類以上均一に混合して製造され
る。その場合、どのような合金の粉末を混合するのかと
いう判断は、製造目的の圧粉磁心に要求されている磁気
特性を基準にして行われる。例えば、製造目的の圧粉磁
心に要求される必須特性が磁歪ゼロであり、透磁率や飽
和磁化は適当な値でよいという場合には、いずれも磁歪
がゼロであるという特異点を示す軟磁性合金の粉末を２
種類以上選定し、それらを均一混合すればよい。

【００１９】例えば、Ｆｅ−６.５％Ｓｉ合金の粉末と
Ｆｅ−９.５％Ｓｉ−５.５％Ａｌ（センダスト）の粉末
を均一に混合すると、その混合割合とは無関係に、得ら
れた混合物を用いて製造した圧粉磁心は、磁歪が実質的
にゼロになる。そのとき、センダスト粉末におけるもう
１つの特異点である透磁率は、Ｆｅ−６.５％Ｓｉ粉末
による希釈作用で低下する。

【００２０】なお、上記した２種類の粉末を混合する
と、得られた混合物は、その構成元素がＦｅ，Ｓｉ，Ａ
ｌであり、これらがある混合割合の量比関係になってい
るものであるが、これと同等成分であるようなＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金の粉末を用いても、得られた圧粉磁心の
磁気特性は磁歪ゼロという特異点を示さない。また、飽
和磁化に関する特異点が共通している純鉄の粉末とパー
メンジュールの粉末を均一混合すると、この混合物を用
いて製造した圧粉磁心では、上記した特異点が確保され
ている。更に、安価で飽和磁化の高い軟磁性材料が提供
できる。

【００２１】このように、本発明の磁性混合物１は、あ
る特異点を示す合金粉末の２種類以上を均一混合して得
られるものであり、混合前の各合金粉末間の磁気特性が
そのまま確保されており、しかも全体として軟磁性にな
っている磁性体であることを特徴とする。したがって、
磁気混合物１を高い温度で拡散焼結したり、脱浸炭等を
して、各軟磁性合金粉末の個々の元素構成比を変えては
ならない。

【００２２】磁性混合物１には、更に、絶縁材料を少な
くとも１種類均一混合することにより、電気抵抗率を高
め、渦電流損失の発生を抑制することが好ましい。絶縁
材料として例えば結着能を有する絶縁材料を混合するの
は、プレス成形時に磁性混合物１の粉末を相互に結着し
て所望形状を賦形するためであり、また粉末相互間を絶
縁して圧粉磁心としての実使用時における渦電流の発生
を抑制するためである。

【００２３】このような絶縁材料としては、例えば水ガ
ラス，結着能を有する絶縁材料として、フェノール樹
脂，ナイロン樹脂，エポキシ樹脂，シリコーン樹脂な
ど、その他の絶縁材料としてシリカ，アルミナ，ジルコ
ニア，マグネシアのような酸化物およびそれらの混合物
などをあげることができる。なお、これらの絶縁材料な
どが更に混合されている磁性混合物を例えばプレスなど
で軽く圧縮成形し、空孔や気孔、また上記絶縁材料など
を除外して、磁性混合物の主成分である軟磁性材料の粉
末のその成形物内で占有する体積割合（体積占有率）が
８０体積％以上であるような磁性混合物は、前記絶縁材
料の混合による磁気特性の低下傾向を最小限に抑制する
と同時に、高い絶縁性を確保できるので好適である。

【００２４】次に、本発明の磁性混合物２について説明
する。この混合物２は、ある組成比で磁気特性に特異点
を示す少なくとも１種類、好ましくは２種類以上の軟磁
性材料の粉末に、別の軟磁性材料、具体的には軟磁性合
金の粉末を１種類以上均一に混合したものである。上記
した別の粉末は、混合物１の場合のように磁性特性に特
異点を示す粉末であってもよいが、特異点を示さない粉
末であってもよく、要は軟磁性特性を有する合金材料の
粉末であればよい。

【００２５】このような粉末としては、例えば、Ｆｅ−
Ｓｉ系合金ではＦｅ−４％Ｓｉ合金粉末，Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金ではＦｅ−３％Ｓｉ−２％Ａｌ，Ｆｅ−Ｎｉ
系合金ではＦｅ−６５％Ｎｉ合金粉末などをあげること
ができるが、これらのうち、Ｆｅ−４％Ｓｉ合金粉末
は、相対的に安価であるという点で好適である。この混
合物２は、磁気特性の面では特異点を示す材料粉末がベ
ースとなっていてその特異点が確保されている。そして
例えば安価な別の軟磁性粉末が混合されていることによ
り全体として廉価になっている。

【００２６】この混合物２の場合も、混合物１の場合と
同じ理由で更に絶縁材料を均一混合することが好まし
い。

【００２７】

【実施例】実施例１〜３，比較例１〜３磁歪が実質的にゼロという特異点と、磁気異方性定数が
実質的にゼロという特異点と、透磁率が極大になるとい
う特異点と、保磁力が極小になるという特異点を示す
Ａ：Ｆｅ−９.５％Ｓｉ−５.５％Ａｌ合金（センダス
ト）の粉末と、磁歪が実質的にゼロという特異点のみを
示すＢ：Ｆｅ−６.５％Ｓｉ合金の粉末を用意した。

【００２８】これらの粉末は、いずれも水アトマイズ法
で製造され、その粒度は１００メッシュ（タイラー篩）
下である。これらの粉末を表１で示した混合割合（重量
％）で混合して混合物とし、更にその混合物に水ガラス
２重量％，ステアリン酸亜鉛（潤滑剤）０.５％重量％
を配合して全体を混練し、その混練物を圧力１３ton／c
m²でプレス成形して、磁気特性測定用の試料を製造し
た。なお、表１には磁性混合物の混練物内における体積
占有率も併記した。

【００２９】透磁率とコアロス測定用の試料の形状は、
外径２５mm，内径２０mm，厚み５mmの形状とし、飽和磁
化と磁歪測定用の試料形状は、縦２mm，横２mm，長さ３
０mmの形状にした。なお、表１中の比較例３は、構成元
素の組成比が実施例２における構成元素の存在割合と同
等の組成になっているＦｅ−８.１％Ｓｉ−２.８％Ａｌ
合金を溶製し、それを水アトマイズ法で１００メッシュ
以下の粒度にした粉末を用いて、実施例と同様にして製
造した試料の場合である。

【００３０】次に、これら試料に、真空中において温度
７００℃で１時間の熱処理を行ったのち、上記した各磁
気特性を測定した。飽和磁化は、ＶＳＭ法（印加磁界８
００kA／ｍ）で測定し、透磁率はＬＣＲメータ（２５kH
z）で測定し、磁歪は歪ゲージ貼り付け法で測定し、そ
してコアロスは２５kHz，０.１Ｔの条件付与下で測定し
た。

【００３１】以上の結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から次のことが明らかである。（１）実施例１〜３から明らかなように、磁歪が実質的
にゼロという共通した特異点を示すＡ粉末とＢ粉末を混
合すると、得られた混合物もその共通する特異点をその
まま示している。（２）しかし、実施例２と同等組成の合金粉末（比較例
３）の場合は、Ａ粉末とＢ粉末の共通特異点が消失して
磁歪は大きくなっており、また透磁率は小さく、コアロ
スも大きい。

【００３４】（３）結局、実施例の混合物１を用いる
と、同等組成の合金粉末を用いた場合よりも磁歪が小さ
く、透磁率が大きく、そしてコアロスが小さい製品を製
造することができる。次に、上記した各試料の実機試験を行った。まず、上記
したコアロス測定用の試料に、トロイダル状に直径１mm
のコイルを２２ターン巻回して昇圧用のチョークコイル
にした。

【００３５】そして、このチョークコイルをＤＣ−ＤＣ
コンバータに搭載して電力損失を測定した。ＤＣ−ＤＣ
コンバータは、入力１４Ｖ，出力６０Ｖで６０Ｗのコン
バータ，スイッチング周波数２５kHzの条件で運転し、
このときの入力電力を測定し、それと出力（＝６０Ｗ）
との差を回路全体の損失とした。結果を表２に示した。

【００３６】

【表２】

【００３７】表１と表２を参照して明らかなように、比
較例１の磁性混合物を用いた磁心は、そのコアロスは小
さいものの、飽和磁化も小さいので、当該磁心は飽和し
て電流が多く流れることにより損失は大きくなってい
る。また、比較例２の磁性混合物を用いた磁心は、飽和
磁化は大きいもののコアロスが大きいので、電力損失が
大きくなっている。

【００３８】これに反し、実施例１〜３の磁性混合物を
用いた磁心の場合は、飽和磁化とコアロスのバランスが
よいので、電力損失は小さくなっている。実施例４〜６，比較例４〜６まず、透磁率が極大になるという特異点を示すＡ：Ｆｅ
−４６％Ｎｉの粉末と、磁歪が実質的にゼロという特異
点と、透磁率が極大になるという特異点と、保磁力が極
小になるという特異点を示すＢ：Ｆｅ−８０％Ｎｉ−２
％Ｍｏ合金の粉末を用意した。これらの粉末は、いずれ
もガスアトマイズ法で製造され、その粒度は１００メッ
シュ下である。

【００３９】これらの粉末を表３で示した混合割合（重
量％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例１〜
３の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造し
た。なお、表３中の比較例６は、実施例５と同等成分の
Ｆｅ−６４％Ｎｉ−１.１％Ｍｏ合金粉末を用いた場合
を示す。これら粉末を用いた試料の磁気特性を実施例１
〜３と同様にして測定し、その結果を表３に示した。

【００４０】

【表３】

【００４１】この場合、実施例４〜６の混合物粉末は、
Ｂ粉末の特異点が希釈されているとはいえ、同等成分の
合金粉末（比較例６）に比べて高い透磁率を示してい
る。次に、上記した各試料の実機試験を行った。まず、
上記したコアロス測定用の試料に、トロイダル状に直径
１mmのコイルを２２ターン巻回して昇圧用のチョークコ
イルにした。

【００４２】そして、このチョークコイルをＤＣ−ＤＣ
コンバータに搭載して電力損失を測定した。ＤＣ−ＤＣ
コンバータは、入力１４Ｖ，出力６０Ｖで６０Ｗのコン
バータ，スイッチング周波数２５kHzの条件で運転し、
このときの入力電力を測定し、それと出力（＝６０Ｗ）
との差を回路全体の損失とした。結果を表４に示した。

【００４３】

【表４】

【００４４】表３と表４を参照して明らかなように、比
較例４の磁性混合物を用いた磁心は、そのコアロスは小
さいものの、飽和磁化も小さいので、当該磁心は飽和し
て電流は多く流れることにより損失は大きくなってい
る。また、比較例６の磁性混合物を用いた磁心は、飽和
磁化は大きいもののコアロスが大きいので、電力損失が
大きくなっている。

【００４５】これに反し、実施例４〜６の磁性混合物を
用いた磁心の場合は、飽和磁化とコアロスのバランスが
よいので、電力損失は小さくなっている。実施例７〜９，比較例７〜９水アトマイズ法で製造され、粒度１４５メッシュ下の
Ａ：Ｆｅ−４６％Ｎｉ合金の粉末と、水とガスを用いた
アトマイズ法で製造され、粒度２００メッシュ下のＢ：
Ｆｅ−９.５％Ｓｉ−５.５％Ａｌ合金の粉末を用意し
た。

【００４６】これらの粉末を表５で示した混合割合（重
量％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例１〜
３の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造し
た。なお、表５中の比較例９は、実施例８と同等成分の
Ｆｅ−２２％Ｎｉ−４.７％Ｓｉ−２.６％Ａｌ合金粉末
（１４５メッシュ下）を用いた場合を示す。これら粉末
を用いた試料の磁気特性を実施例１〜３と同様にして測
定し、その結果を表５に示した。

【００４７】

【表５】

【００４８】この場合、実施例７〜９の混合物粉末は、
Ｂ粉末の２つの特異点が希釈されているとはいえ、同等
成分の合金粉末（比較例９）の場合に比べて磁歪が小さ
く、透磁率は大きくなっている。実施例１０〜１２，比較例１０〜１２水アトマイズ法で製造され、粒度２００メッシュ下の
Ａ：純鉄の粉末と、ガスアトマイズ法で製造され、粒度
１００メッシュ下のＢ：Ｆｅ−８０％Ｎｉ−２％Ｍｏ合
金の粉末を用意した。

【００４９】これらの粉末を表６で示した混合割合（重
量％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例１〜
３の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造し
た。なお、表６中の比較例１２は、実施例１１と同等成
分のＦｅ−４０％Ｎｉ−１％Ｍｏ合金粉末（２００メッ
シュ下）を用いた場合を示す。これら粉末を用いた試料
の磁気特性を実施例１〜３と同様にして測定し、その結
果を表６に示した。

【００５０】

【表６】

【００５１】この場合、実施例１０〜１２の混合物粉末
は、Ｂ粉末の２つの特異点が希釈されているとはいえ、
同等成分の合金粉末（比較例１２）の場合に比べて磁歪
は小さく、透磁率は大きい。そして、これら実施例の粉
末は、廉価な純鉄を用いているので低コスト化を実現し
ている。実施例１３〜１５，比較例１３〜１５水とガスを用いたアトマイズ法で製造され、粒度１４５
メッシュ下のＡ：Ｆｅ−４％Ｓｉ合金の粉末と、水アト
マイズ法で製造され、粒度１４５メッシュ下のＢ：Ｆｅ
−４９％Ｃｏ−２％Ｖ合金の粉末を用意した。

【００５２】これらの粉末を表７で示した混合割合（重
量％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例１〜
３の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造し
た。なお、表７中の比較例１５は、実施例１４と同等成
分のＦｅ−２５％Ｃｏ−１.１％Ｖ−２.０％Ｓｉ合金粉
末（１４５メッシュ下）を用いた場合を示す。これら粉
末を用いた試料の磁気特性を実施例１〜３と同様にして
測定した。なお、コアロスの測定に関しては、２５kH
z，０.１Ｔの条件下と１kHz，１Ｔの条件下の２通りの
条件下で測定した。

【００５３】その結果を表７に示した。

【００５４】

【表７】

【００５５】この場合、実施例１３〜１５の混合物粉末
は、Ｂ粉末の２つの特異点が希釈されているとはいえ、
同等成分の合金粉末（比較例１５）の場合に比れば、磁
歪を小さく、透磁率を大きくすることができる。そし
て、これら実施例の粉末は、廉価なＦｅ−４％Ｓｉ合金
粉末を用いているので低コスト化を実現している。次
に、上記した各磁心試料を直流ブラシレスモータのステ
ータに組み込み、回転数１５０００rpmでモータ回転さ
せたときの発生トルクを測定した。

【００５６】なお、直流ブラシレスモータの仕様は下記
の通りである。ステータ：最外径３０mm，厚み５mm，９スロット。ロータ：Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ボンド磁石，８極着磁。その結果を、比較例１３の磁性混合物を用いた磁心の場
合を１.０とする相対値として表８に示した。

【００５７】

【表８】

【００５８】表７と表８を参照して明らかなように、比
較例１３の磁性混合物を用いた磁心は、そのコアロスは
小さいものの、飽和磁化も小さいので、当該磁心が飽和
して発生トルクは小さい。また、比較例１４の磁性混合
物を用いた磁心は、飽和磁化は大きいもののコアロスが
大きいので、電力損失が大きくなり、同じく発生トルク
は小さくなっている。

【００５９】これに反し、実施例１３〜１６の磁性混合
物を用いた磁心の場合は、飽和磁化とコアロスのバラン
スがよいので、電力損失が小さく、結果として発生トル
クが大きくなっている。実施例１６〜１８，比較例１６〜１８水とガスを用いたアトマイズ法で製造され、粒度１４５
メッシュ下のＡ：Ｆｅ−６.５％Ｓｉ合金の粉末と、水
アトマイズ法で製造され、粒度１４５メッシュ下のＢ：
Ｆｅ−８０％Ｎｉ−２％Ｍｏ合金の粉末を用意した。

【００６０】これらの粉末を表９で示した混合割合（重
量％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例１〜
３の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造し
た。なお、表９中の比較例１８は、実施例１７と同等成
分のＦｅ−４０％Ｎｉ−１％Ｍｏ−３.３％Ｓｉ合金粉
末（１４５メッシュ下）を用いた場合を示す。これら粉
末を用いた試料の磁気特性を実施例１〜３と同様にして
測定し、その結果を表９に示した。

【００６１】

【表９】

【００６２】この場合、Ａ粉末とＢ粉末は磁歪が実質的
にゼロであるという特異点を共通にしているが、これら
の粉末を混合すると、この特異点が確保され、しかも同
等成分の合金粉末（比較例１８）の場合よりも磁歪が小
さい粉末混合物になることが明瞭に示されている。そし
て、Ａ粉末は廉価であるため、これら実施例の粉末は低
コスト化を実現している。

【００６３】実施例１９〜２２，比較例１９〜２２それぞれ水とガスを用いたアトマイズ法で製造され、粒
度１４５メッシュ下の、Ａ：Ｆｅ−６.５％Ｓｉ合金の
粉末，Ｂ：Ｆｅ−９.５％Ｓｉ−５.５％Ａｌ合金の粉
末，Ｃ：Ｆｅ−８０％Ｎｉ−２％Ｍｏ合金の粉末を用意
した。これらの粉末を表１０で示した混合割合（重量
％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例１〜３
の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造した。

【００６４】なお、表１０中の比較例２２は、実施例２
１と同等成分のＦｅ−２４％Ｎｉ−０.６％Ｍｏ−５.８
％Ｓｉ−２.２％Ａｌ合金の粉末（水とガスを用いたア
トマイズ法で製造され、粒度１４５メッシュ下）を用い
た場合を示す。これら粉末を用いた試料の磁気特性を実
施例１〜３と同様にして測定し、その結果を表１０に示
した。

【００６５】

【表１０】

【００６６】この場合、Ａ粉末とＢ粉末とＣ粉末は、い
ずれも磁歪が実質的にゼロであるという特異点を共通に
しており、またＢ粉末とＣ粉末は、透磁率が極大値とい
う特異点と、保磁力が極小値という特異点を示すという
特異点を共通にしており、これら３粉末を混合すると得
られた粉末混合物は３者共通の特異点が確保され、しか
も２者共通の特異点も若干希釈されるとはいえ概ね確保
されており、しかも同等成分の合金粉末（比較例２２）
の場合よりも磁歪が小さく、透磁率が大きい磁性粉末に
なることが明瞭に示されている。

【００６７】実施例２３〜２６，比較例２３〜２６水アトマイズ法で製造され、粒度１００メッシュ下の
Ａ：Ｆｅ−４６％Ｎｉ合金の粉末，水アトマイズ法で製
造され、粒度が１４５メッシュ下のＢ：Ｆｅ−８０％Ｎ
ｉ−２％Ｍｏ合金の粉末，Ｃ：ガスアトマイズ法で製造
され、粒度が２００メッシュ下のＦｅ−９.５％Ｓｉ−
５.５％Ａｌ合金の粉末を用意した。

【００６８】これらの粉末を表１１で示した混合割合
（重量％）で混合したのち、その混合物を用いて実施例
１〜３の場合と同様にして磁気特性測定用の試料を製造
した。なお、表１１中の比較例２５は、実施例２６と同
等成分のＦｅ−４２％Ｎｉ−０.６％Ｍｏ−２.９％Ｓｉ
−１.６％Ａｌ合金の粉末（水アトマイズ法で製造さ
れ、粒度１００メッシュ下）を用いた場合を示す。

【００６９】これら粉末を用いた試料の磁気特性を実施
例１〜３と同様にして測定し、その結果を表１１に示し
た。

【００７０】

【表１１】

【００７１】この場合、Ａ粉末とＢ粉末とＣ粉末は、い
ずれも透磁率が極大値を有するという特異点を共通にし
ており、またＢ粉末とＣ粉末は磁歪が実質的にゼロであ
るという特異点を共通にしており、これら３粉末を混合
すると得られた粉末混合物は３者共通の特異点（高透磁
率）が確保され、しかも２者共通の特異点も若干希釈さ
れるが概ね確保されており、しかも同等成分の合金粉末
（比較例２６）の場合よりも磁歪が小さく、透磁率が大
きい磁性粉末になることが明瞭に示されている。

【００７２】実施例２７〜４２，比較例２７〜３０水とガスを用いたアトマイズ法で製造され、粒度１００
メッシュ下のＡ：Ｆｅ−３.１２％Ｓｉ合金の粉末と、
水とガスを用いたアトマイズ法で製造され、粒度１００
メッシュ下のＢ：Ｆｅ−６.６１％Ｓｉ合金の粉末，水
とガスを用いたアトマイズ法で製造され、粒度１００メ
ッシュ下のＣ：Ｆｅ−９.４８％Ｓｉ−５.６５％Ａｌ合
金の粉末、および１００メッシュ下のＤ：純鉄の粉末を
用意した。

【００７３】これらの粉末を表１２で示した混合割合
（重量％）で混合し、更に、その混合物１００重量部に
対し、水ガラス２重量部，ステアリン酸亜鉛０.５重量
部を配合して全体を混練し、その混練物を室温下におい
て１３ton／cm²でプレス成形して、外径２５mm，内径１
５mm，高さ５mmのトロイダル形圧粉磁心にした。そし
て、この圧粉磁心に対し、真空中において、温度７００
℃で１時間の熱処理を行った。なお、比較例３０の場合
は、実施例２７と同じ混練物を用い、プレス成形時の圧
力は５ton／cm²とした。

【００７４】そして、得られた磁心の磁気特性を測定し
た。透磁率：ＬＣＲメータを用い、周波数２５kHzで測定。直流重畳特性：直流バイアス電流を流しながらＬＣＲメ
ータで透磁率を測定していき、測定される透磁率が最初
の透磁率の半分に低下する磁界の値を測定。コアロス：周波数２５kHz，磁束密度１kGにおける損失
を測定。

【００７５】以上の結果を表１２，表１３に示した。ま
た、実施例２７，２８，３４，３９，比較例２７，２
８，２９の磁心については、線径１mmのコイルを２３タ
ーン巻回して昇圧チョッパ用のチョークコイルとし、こ
れを、入力１４Ｖ，出力６０ＶのＤＣ−ＤＣコンバータ
に組み込み、そしてスイッチング周波数を２５kHz，出
力電流を０.９Ａとしたときの磁心の温度上昇を測定し
た。その結果も表１２，表１３に示した。

【００７６】

【表１２】

【００７７】

【表１３】

【００７８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
磁性混合物は、構成元素のある組成比で磁気特性に特異
点が生ずる軟磁性合金の粉末を均一混合するだけのもの
であるが、その特異点が消失することなく確保され、し
かも同等成分の合金粉末の場合よりも各種の磁気特性が
優れている。

【００７９】したがって、本発明の磁性混合物は、製造
目的の圧粉磁心に要求されている磁気特性に対応して複
数の粉末を混合するだけでその圧粉磁心の原料素材とし
て使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小山治雄愛知県東海市加木屋町南鹿持18 (72)発明者矢萩慎一郎愛知県大府市江端町二丁目72 Ｆターム(参考） 4K018 AA26 BA19 BC12 BD01 KA43 5E041 AA01 AA02 AA04 AC05 BB01 BB04 BB05 CA01 NN01 NN15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれは構成元素のある組成比で磁気
特性に特異点が生ずる少なくとも２種類の軟磁性材料の
粉末を均一に混合して成る混合物であって、個々の粉末の磁気特性を確保したまま、かつ全体として
軟磁性であることを特徴とする磁性混合物。
【請求項２】それぞれは構成元素のある組成比で磁気
特性に特異点が生ずる少なくとも１種類の軟磁性材料の
粉末と、少なくとも１種類の他の軟磁性材料の粉末とを
均一に混合して成り、個々の粉末の磁気特性を確保した
まま、かつ全体として軟磁性であることを特徴とする磁
性混合物。
【請求項３】更に、絶縁材料が１種類以上均一に混合
されている請求項１または２の磁性混合物。
【請求項４】前記軟磁性材料の粉末の体積占有率が８０
体積％以上となるように圧縮成形されている、請求項１
〜３のいずれかの磁性混合物。
【請求項５】前記特異点が、実質的に磁歪がゼロであ
る、もしくは磁気異方性定数が実質的にゼロである請求
項１〜４のいずれかの磁性混合物。
【請求項６】前記特異点が、透磁率の極大値、もしく
は保磁力の極小値または飽和磁化の極大値である請求項
１〜５のいずれかの磁性混合物。
【請求項７】Ｆｅ−（３.０±０.５）％Ｓｉ合金の粉
末，Ｆｅ−（６.５±０.５）％Ｓｉ合金の粉末、およ
び、Ｆｅ−（９.５±０.５）％Ｓｉ−（５.５±０.５）
％Ａｌ合金の粉末の群から選ばれる２種または３種を混
合して成ることを特徴とする磁性混合物。
【請求項８】請求項７の磁性混合物７０重量％以上と、
純鉄の粉末３０重量％以下とを混合して成ることを特徴
とする磁性混合物。