JP2002246219A - 圧粉磁心及びその製造方法 - Google Patents
圧粉磁心及びその製造方法Info
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Abstract
も磁気特性を維持でき、強度低下や寸法変化がなく、切
削加工等に耐えうるものを実現する。 【解決手段】鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施した
鉄粉を樹脂で結合した圧粉磁心を対象とする。構成特徴
は、結合用樹脂がポリフェニレンサルファイド及び熱可
塑性ポリイミドの何れかであり、樹脂含有量が全質量の
0.15〜1質量%となっている。
Description
及び軟磁性特性に優れた圧粉磁心及びその製造方法に関
する。
度化に伴い、これらに使用される磁心材料に対しても小
型で高い磁束密度と透磁率及び低鉄損を具備する高周波
鉄心の要求が高まっている。このような磁心材料として
は、フェライトコアが使用されているものの飽和磁束密
度が低いという欠点がある。これに対し、センダスト、
パーマロイ等の合金粉末をフェノール樹脂やエポキシ樹
脂等の絶縁性樹脂で結合した圧粉磁心においては、10
0kHz以上でも渦電流損失を抑えられるが、実用の磁
束密度はフェライトコアより高い程度で、小型化の要求
を充分満たすことは困難である。また、モータ鉄心やト
ランスコア用として、磁性粒子を高純度の鉄粉とした圧
粉磁心は、比較的高い磁束密度を有することが知られて
いる。これは例えば、ヘガネス社の軟磁性複合材料(名
称:Soft Magnetic Composite:CMC)であり、高純度のア
トマイズ鉄粉や還元鉄粉の表面に燐酸系の極薄い絶縁被
膜を形成し、結合用樹脂を熱硬化性フェノール樹脂や熱
可塑性ポリアミド樹脂(ナイロン)を使用するもので、
高磁束密度、高透磁率、低鉄損が特徴とされる。
心は、低価格であり、コアの小形化に有望なものである
るが、機械的な強度が低いため、切削加工やドリル孔開
け加工を行う場合に割れや欠損を生じやすく、また、温
度が高い環境の下で使用すると機械的強度が著しく低下
しやすい。即ち、この種の軟磁性材料は、自動車や産業
機械等の用途において、温度の高い環境で使用されるこ
とが多く、そのような環境で高い磁気特性を維持すると
共に強度低下や寸法変化がなく、切削加工等に耐えうる
材料強度を持ち、しかもより一層の価格低減が要求され
ている。勿論、用いられる周波数は比較的高いものとな
っており、高透磁率であることも望まれる。
圧粉磁心の持つ課題を如何に解消するか検討を重ねてき
た結果、結合用樹脂の選定、添加量、樹脂粉末や混合態
様等を工夫することにより上記課題を解消できるとの確
証に至り、本発明を完成した。
合物被膜を表面に施した鉄粉を樹脂で結合した圧粉磁心
において、前記結合用樹脂が下記の何れかであって、樹
脂含有量が全質量の0.15〜1質量%であることを特
徴としている。 (請求項1)ポリフェニレンサルファイド(以下、PP
Sと記す)、又は、熱可塑性ポリイミド(以下、熱可塑
性PIと記す) (請求項2)PPSと熱可塑性PIとの混合物 (請求項3)PPS及び前記PPSよりガラス転移温度
の高い樹脂との混合物、又は、熱可塑性PI及び前記熱
可塑性PIよりガラス転移の高い樹脂との混合物 (請求項4)PPSと熱可塑性PI及びガラス転移温度
が少なくとも前記PPSより高い樹脂との混合物
温度の高い樹脂を特定したものである。即ち、熱可塑性
PIよりガラス転移温度の高い樹脂としては、非熱可塑
性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドビスマレ
イミドの何れかである。PPSよりガラス転移温度の高
い樹脂としては、ポリフェニレンオキサイド、ポリサル
フォン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポ
リエーテルイミド、及び前記熱可塑性ポリイミドよりガ
ラス転移温度の高いものとして前記に挙げた樹脂の何れ
かである。請求項6は請求項3から5において、前記P
PSや前記熱可塑性ポリイミドよりガラス転移温度の高
い樹脂の含有量を、結合用樹脂の全含有量0.15〜1
質量%のうち、半分以下としたものである。以上の各樹
脂のガラス転移温度(示差熱量、DSC:Differential
ScanningCalorimetry)の代表値を表1に示した。
次のような構成特徴からなる。 (請求項7)鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施した
鉄粉に、前記した(請求項1〜4に挙げた)何れかの結
合用樹脂の粉末を質量比で0.15〜1質量%混合し、
この混合粉を圧縮成形すると共に加熱処理する。 (請求項8)鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施した
鉄粉に、前記した(請求項1〜4に挙げた)何れかの結
合用樹脂を有機溶剤に溶融した液を混合したのち乾燥し
て、結合用樹脂の含有量が質量比で0.15〜1質量%
である樹脂被覆鉄粉とし、この樹脂被覆鉄粉を圧縮成形
すると共に加熱処理する。 (請求項9)以上の製造方法において、第1段階とし
て、前記した(請求項1〜4に挙げた)何れかの結合用
樹脂を有機溶剤に溶解した液を混合したのち乾燥して、
前記樹脂の含有量が質量比で、0.3質量%以下である
樹脂被覆鉄粉とする。第2段階として、前記樹脂被覆鉄
粉に前記結合用樹脂粉末の何れかを添加して前記樹脂の
全量を質量比で0.15〜1%とし、この混合粉を圧縮
成形すると共に加熱処理する。
いて、前記結合用樹脂粉末は粒度1〜150μmものが
好ましいこと、前記混合粉又は樹脂被覆粉末の圧縮成形
は常温下でもよいが、前記結合用樹脂が溶融しない温度
に加熱した状態で行うことができることを確認したもの
である。
等の細部構成である。即ち、請求項11〜13では、圧
縮成形の形態として、第1に樹脂溶融しない温度以下で
加熱する態様、第2に加熱しないで成形した圧粉体を樹
脂溶融しない温度以下で加熱する態様、第3に樹脂溶融
する温度下で加熱する態様、何れであってもよいことを
特定した。請求項14では、前記圧縮成形体の加熱処理
について、大気中、不活性ガス中、減圧中の何れかにお
いて、結合用樹脂の少なくとも1種が溶融する温度で加
熱する態様を特定した。これは例えば、PPSでは25
0〜400℃、熱可塑性PIでは300〜、450℃に
加熱することである。請求項15では、加熱した状態で
圧縮成形を行い、離型された熱い圧粉体を大気中、不活
性ガス中、減圧中の何れかにおいて、前記結合用樹脂の
少なくとも1種が溶融する温度で加熱処理する態様、つ
まり加熱圧粉成形と圧粉体の加熱処理を連続して行うこ
とを特定した。請求項16では、圧縮成形体を加熱処理
した圧粉磁心を、温度150〜320℃で加熱して安定
化熱処理を施す態様を特定した。
び実施例により明らかにする。この説明では、まず、発
明対象の磁性粉末、結合用樹脂及びその含有量、磁性粉
末と樹脂の混合、圧縮成形、加熱処理、安定化熱処理に
ついて順に詳述する。その後、試験の代表的なものを実
施例に挙げ利点を明らかにする。
ズ法、還元法等の各種製法による鉄粉を適用することが
できる。鉄粉の粒度は、要求される磁束密度及び使用さ
れる周波数領域により選択される。粒子径は一般に粉末
冶金で使用される200μm以下を使用することができ
るが、圧縮性を考慮すると150μm以下である。鉄粉
の粒子径が小さいほど過電流損失が小さくなり、高周波
特性が向上するため、粒子径は100μm以下とするこ
とがより好ましい。細かい粒子については特に限定しな
くてもよいが、細かな粒子が多い粒度分布は、粉末圧縮
性及び粉末流動性が悪くなり、高密度な圧粉磁心が得ら
れないため、粒子径10μm以上の粉末とすることが好
ましい。
の被膜が絶縁層として作用し、鉄粉粒子間の過電流発生
を抑制する効果があり、結合用樹脂の存在によって、過
電流の発生を抑制する効果がさらに高くなり、より高周
波特性が向上する。被膜用燐酸化合物は、燐酸鉄、燐酸
マンガン、燐酸亜鉛、リン酸カルシウム等が好適であ
る。また、燐酸酸化合物被膜を表面に施した鉄粉の市販
品でも差し支えない。この例としては、ヘガネス社製の
鉄粉(商品名:Permite、或いはSomaloy)等が挙げられ
る。
熱性に優れるPPS、熱可塑性PIもよい特性を示し好
適である。圧粉磁心の使用される温度が180℃を越え
るような環境であり、長時間にわたって使用されると、
圧粉磁心の形状、寸法に経時変化を生じたり、見掛けの
絶縁性能が低下する虞がある。その理由は、前者は圧縮
成形時に生じる複雑な残留応力があるものと考えられる
こと、後者は高温環境により、磁性粉末間の絶縁樹脂の
厚さが減少する可能性が考えられる。このような虞に
は、前記PPS又は熱可塑性PIに、これらよりガラス
転移点が高い樹脂を混合すると、特性が改善される。こ
れは、磁性粒子(鉄粒子)間の樹脂が、熱特性が異なる
複合状態であるため、使用中の変形や移動を生じ難くし
ているものと考えられる。ガラス転移点が高い樹脂の含
有量は、主体となるPPS又は熱可塑性PIの量を超え
ない範囲とされる。PPSに熱可塑性PIを混合するこ
とも、この技術思想と同じことである。
有量は、全質量の0.15〜1質量%の範囲が好適であ
る。0.15質量%未満では、磁性粉末の粒子が結合及
び絶縁する効果が少なく、圧粉磁心の強度が不十分とな
り、磁性粉末間の絶縁性が悪いものとなる。また、結合
用樹脂の含有量が1質量%を越えると、圧粉磁心の強度
及び絶縁性が高いものとなる反面、圧粉磁心に占める磁
性粒子の占有率が低くなり、磁性粒子の密度が低いもの
となるため、高い磁束密度及び透磁率が得られなくな
る。
低周波数領域では樹脂の含有量が多いものほど低くな
る。5kHz程度の高い周波数の領域では、樹脂を含ま
ないものは低周波領域における透磁率よりはるかに低い
値を示し、これに比べて、樹脂含有量が0.3質量%近
傍で透磁率が最大値を示して低周波における透磁率とほ
ぼ同じ値となる。樹脂含有量がさらに増加すると、低周
波の場合の透磁率と同様に、次第に低下していき、樹脂
含有量が1質量%を越えると、樹脂を含まない場合の透
磁率より低くなる。このような樹脂量と透磁率の関係か
らも、結合用樹脂の含有量は、0.15〜1質量%が最
適となる。樹脂含有量は、0.3質量%近傍が特に好ま
しい。また、密度は7.35g/cm3 以上であること
が望ましい。
用樹脂は、磁性粉粒子間を絶縁し、過電流の発生を抑制
する。燐酸化合物被膜を施した鉄粉は、粉末圧縮成形の
際に剥離や脱落によって、燐酸化合物による絶縁が破ら
れる虞があるが、結合用樹脂の存在によって保護され、
より過電流の発生を抑制することができる。
きる。その際は、磁性粉末の粒度分布と同等又は細かめ
とすると、混合状態が良好になり、耐熱性も向上する。
磁性粉末間の絶縁性を向上させるためには、60μm以
下の粒度とすることが好ましい。また、結合用樹脂に、
n−メチル−2−ピロリドン等の極性が強い有機溶剤を
添加して低粘度化させておき、流動層式又は撹拌混合式
のコーティング装置を用いて、鉄粉に必要な量のコーテ
ィングを行ったのち、乾燥する方法も好ましい。
した場合より少ない樹脂量でコーティングしたのち乾燥
して、樹脂被覆粉末を作り、この樹脂被覆粉末に結合用
樹脂の粉末を混合する方法としてもよい。有機溶剤を含
む結合用樹脂を用いて得られる樹脂被膜は、絶縁性能が
より優れたものとなる。樹脂の膜厚は、20nm以上で
あると過電流の発生が少なくなる。膜厚20nmの樹脂
被膜を得るには、おおよそ樹脂量0.15質量%程度と
なる樹脂溶液が混合される。一方、樹脂膜厚が200n
mを越えると、粉末の圧縮性が悪くなり、その結果、磁
気特性の不十分な圧粉磁心になる。樹脂を被覆した磁性
粉末に、追加で結合用樹脂粉末を混合すると、被覆樹脂
が保護され、より優れた磁性特性が得られる。
を用いて圧縮成形される。圧縮成形のとき、圧縮性向上
や圧粉体抜き出し摩擦の低減のために、金型面に粉末冶
金で通常用いられるステアリン酸亜鉛やエチレンビスス
テアロアマイド等の成形潤滑剤粉末を静電塗布等により
予め塗布しておくことが望ましい。また、より高い密度
に成形するには、結合用樹脂が溶融しない温度に加熱し
た状態で行う態様、混合粉や樹脂被膜鉄粉を加熱しない
状態で1次圧縮成形した後、結合用樹脂が溶融しない温
度に加熱した状態で2次圧縮成形を行う態様、更に結合
用樹脂が軟化する温度から溶融する温度まで加熱した状
態で圧縮形成を行う態様で行うことである。なお、成形
後処理としては、成形したのち、常温まで冷却して、以
降に述べる加熱処理を行う方法としてもよいが、成形し
たのち、成形体が熱いままで加熱処理へ移行する方法と
すれば熱エネルギーと冷却時間を省くことができるの
で、合理的である。
を溶融させ、さらに結合用樹脂の結晶化による樹脂特性
の安定化を図る工程である。加熱温度、加熱時間は使用
する樹脂の種類により選定される。温度は、樹脂の融点
から樹脂が熱劣化しない範囲であり、PPSでは250
〜400℃、熱可塑性PIでは300〜450℃とされ
る。加熱時間は一般的に約0.5〜1時間程度である。
る。但し、大気中の酸素の存在は、樹脂の強度低下、機
械的特性の低下を生じる虞が考えられる。これは、酸素
の存在によって、樹脂の重合反応が進行し、ガス状の縮
合物が発生しやすくなり、樹脂内に気泡として残存する
ことも起こり得るからである。そのため、より好ましく
は、大気中での加熱に先立ち、窒素ガス等の不活性ガス
雰囲気中で加熱される。また、減圧された雰囲気中で加
熱すると、雰囲気の酸素量が減少すると共に、ガス状の
縮合物をより樹脂から放出させることができる。これら
雰囲気は、適宜組み合わせることができる。加熱処理の
冷却過程では、温度320〜150℃程度の領域におい
て時間をかけて冷却すると、以下に述べる安定化熱処理
を兼ねることができる。
と、結合用樹脂の特性を安定化し、圧粉磁心を高い温度
で使用したとき、経時変化を生じ難いものとすることが
できる。この場合、前記加熱処理を行い、一旦、冷却し
たのち、150〜320℃程度で1〜2時間程度加熱さ
れる。また、前記加熱処理の冷却過程で、320〜15
0℃程度の温度領域で1〜2時間保持する方法によるこ
とができる。
構成及び利点を明らかにする。 (1)準備した粉末は次の(1)〜(8)の8種類である。 (1).アトマイズ鉄粉:これは「ヘガネス社製、品番:
ABC100.30,」粒度が150μm以下のもので
ある(以下、純鉄粉と記す)。 (2).燐酸被膜処理アトマイズ鉄粉:これは「ヘガネス
社製、品番:Somaloy500、」粒度が150μm以下のも
のである(以下、被膜形成鉄粉と記す)。 (3).熱可塑性ポリアミド樹脂(以下、ポリアミドと記
す)入り燐酸被膜処理アトマイズ鉄粉:これは「ヘガネ
ス社製の市販粉末」、燐酸被膜処理アトマイズ鉄粉(Som
aloy500)に熱可塑性ポリアミドを0.6質量%混合し
たものである。 (4).PPS粉末:これは「大日本インキ製」粒度が1
50μm以下(−150μm)のもの、60μm以下
(−60μm)のものである(以下、PPSと記す)。 (5).熱可塑性ポリイミド粉末:これは「三井化学
製」、粒度が150μm以下(−150μm)のもの
と、及び60μm以下(−60μm)のものである(以
下、熱可塑性PIと記す)。 (6).熱硬化性ポリイミド粉末:これは「ローランヌ
製」、粒度が150μm以下(−150μm)のもので
ある(以下、熱硬化性PIと記す)。 (7).熱硬化性フェノール樹脂粉末:これは「大日本イ
ンキ製」、粒度が150μm以下(−150μm)のも
のである(以下、フェノールと記す)。 (8).ステアリン酸亜鉛粉:これは一般に使用されてい
る成形型用潤滑剤である。
(全質量%で、0%、0.15%、0.3%、4.5
%、6.0%、7.5%、1.0%、1.2%となるよ
う)混合し、ステアリン酸亜鉛粉を塗布した金型を用
い、混合粉を成形圧力1470MPaでリング形状(φ
10×φ23×5mm)に圧縮成形した。成形体は、空
気中で温度320℃で1時間加熱したのち、温度240
℃で1時間加熱して、冷却することにより圧粉磁心を得
た。なお、PPSを含まないものは純圧粉体である。
測定した。周波数は、50Hz及び5000Hzで、印
加磁束密度は1T(テスラー)である。実効透磁率の測
定結果は図1の通りである。即ち、50Hzにおける実
効透磁率は、樹脂含有量の増加に対してほぼ直線的に低
下している。一方、5000Hzにおける実効透磁率
は、PPSを含まないものは低く、PPS含有量が0.
3質量%近傍で最大値となり、それ以上のPPS含有量
では、緩やかに低下しており、PPS含有量が1質量%
のとき、PPSを含まない圧粉磁心の値とほぼ同じにな
っている。なお、樹脂がPPSの例を挙げたが、他の樹
脂粉末の場合でも同様な傾向となる。
し、樹脂含有量の少ない領域では、実効透磁率の平均変
化率が大きいので、樹脂含有量は0.15質量%以上と
した。樹脂含有量の多い側では、樹脂を含まない圧粉磁
心の実効透磁率より低くならない1.0質量%以下の樹
脂含有量とした。
熱性 前記純鉄粉に各樹脂粉末を所定量添加し、V型混合機で
混合した。樹脂粉末の混合割合は表2に示す通りであ
る。PPS及び熱可塑性PIは粒度が−150μmのも
のを用いた。
柱(φ23×5mm)及び円筒形状(φ10×φ23×
10mm)に圧縮成形した。成形では、金型の内壁面に
予めステアリン酸亜鉛を静電塗布しておき、混合粉を充
填及び圧粉した。成形体の加熱処理温度は、樹脂がPP
Sを含むもの、及び熱可塑性PIを含むものは320
℃、フェノールを含むものは150℃とし、窒素ガス雰
囲気中でそれぞれ1時間加熱した。安定化熱処理は、樹
脂がPPS及び熱可塑性PIを含むものについて行い、
大気中で、240℃で1時間加熱した。
5×23×5mmの角柱形状に切削加工し、絶縁性能評
価に供した。絶縁性能評価は、温度200℃の恒温層中
で、100時間加熱したのち、四端子法(試料両端に直
流電流を流し、その間に2端子を接して電気抵抗を測
定)による見掛け固有抵抗値を測定し、加熱する前の値
に対する低下率で評価した。また、円筒形状(φ10×
φ23×10mm)の各試料については圧環強度値を測
定した。圧環強度は室温及び温度200℃において、圧
縮速度毎分0.5mmで圧縮して破壊するまでの最大荷
重である。表3に見掛け固有抵抗、室温及び200℃の
圧環強度の測定結果を示した。
の増加によって一次関数的に上昇する。樹脂含有量が
0.15質量%と1質量%では見掛け固有抵抗が異なる
が、圧粉磁心の用途によってそれぞれ実用できるもので
ある。樹脂の種類による加熱前後の見掛け固有抵抗をみ
ると、PPSを含むもの(試料A1〜A3)は樹脂含有
量が変わっても加熱前後の変化量がほぼ同じで、低下率
(変化率)では樹脂含有量が多いほど少なくなってい
る。熱可塑性PIを含むもの(試料A4)でも同じなっ
ている。PPSに熱硬化性PIを含むもの(試料A
5)、及び熱可塑性PIに熱硬化性PIを含むもの(試
料A6)は、見掛け固有抵抗の変化量は、PPSのもの
より少なくなっている。これらに比べて、フェノールを
含むもの(試料A7)は、加熱前の見掛け固有抵抗はP
PS等を含むものより高いが、加熱後の変化量がきわめ
て多く、加熱後の見掛け固有抵抗が著しく低いものとな
っている。
る。室温と200℃との差は、PPSを含むもの(試料
A1〜A3)及び熱可塑性PIを含むもの(試料A4)
共にほぼ同じであるが、フェノールを含むもの(試料A
7)は、室温の強度も低いが、200℃における強度が
著しく低いものとなっている。
心の耐熱性 前記被膜形成鉄粉に、表4に示す各樹脂を所定量添加し
た混合粉を作製した。なお、試料B16のポリアミドは
上記した燐酸被膜処理アトマイズ鉄粉(Somaloy500)に
ポリアミドを0.6質量%混合した市販粉末である。試
料B13は、PPSに有機溶剤としてn−メチル−2−
ピロリドンを添加した液を被膜形成鉄粉に加えて混合
し、乾燥してPPS含有量が0.15質量%で被覆され
た磁性粉末としたのち、更にPPSを混合してPPS含
有量を0.6質量%とした混合粉である。それ以外の混
合粉は、被膜形成鉄粉に樹脂の粉末を添加し、V型混合
機で混合した。試料B14〜16は比較例である。各混
合粉は、前記実施例2と同様な条件で円柱(φ23×5
mm)及び円筒形状(φ10×φ23×10mm)に圧
縮成形した。
び熱可塑性PIを含むものは320℃、熱硬化性PIを
含むものは200℃、フェノールを含むものは150
℃、ポリアミドを含むものは275℃とし、窒素ガス雰
囲気中でそれぞれ1時間加熱した。なお、試料B12に
ついては空気中で行った。安定化熱処理は、樹脂がPP
S及び熱可塑性PIを含むものについて行い、温度24
0℃で1時間加熱した。
℃で100時間加熱したのちの見掛け固有抵抗値と、室
温及び温度200℃における圧環強度を測定した。測定
結果は表5のと通りである。
た圧粉磁心より高い。燐酸化合物被膜があるだけ、鉄粉
粒子の絶縁がよくなっていることが分かる。樹脂の含有
量の増加によって一次関数的に上昇することは、純鉄粉
のものと同様である。樹脂の種類による加熱前後の見掛
け固有抵抗をみると、PPSを含むものは樹脂含有量に
係わらず、変化量がほぼ同じであり、低下率(変化率)
では樹脂含有量が多いほど少なくなる。また、粒度が−
150μmのPPS、このPPSと熱可塑性PI又は熱
硬化性PIとの混合物のもの、粒度が−150μmの熱
可塑性PI及びこの熱可塑性PIと熱硬化性PIとの混
合のものは、ほぼ同じ特性を示すが、細部的にはPPS
又は熱可塑性PIに熱硬化性PIが混ざっているもの
が、加熱による見掛け固有抵抗の低下が少ない。
度を−60μmとしたものは、加熱前後ともに粒度−1
50μmのものより高くなっている。試料B13のPP
Sを湿式混合して被覆し、PPSを混合したものは、粉
末で混合したものより、僅かに見掛け固有抵抗が高い。
試料B13の加熱処理を空気中で行ったものは、加熱に
よる見掛け固有抵抗の低下が大きいが、窒素ガス中加熱
より高い値を示している。これらに比べて、フェノール
を含むもの(試料B15)及びポリアミドのもの(試料
B16)は、初期値が低く、加熱した低下量が大きくな
っている。また、熱硬化性PIだけを含むもの(試料B
16)では、加熱による低下量は少ないが、低い値を示
している。
で、樹脂含有量との関係及び200℃に加熱したときの
低下量共に同じ傾向を示している。圧環強度において
は、樹脂粉末の粒度の影響、樹脂の湿式被覆、加熱処理
の雰囲気中の違いに差は認められない。PPS系及び熱
可塑性PI系に比べて、フェノールを含むもの及びポリ
アミドのものは初期値が低く、加熱したときの低下量が
大きいこと、及び熱硬化性PIが加熱による低下量は少
ないが、低い値を示していることは、見掛け固有抵抗の
場合の序列と同じになっている。
は、鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施した鉄粉に、
PPS樹脂または熱可塑性PI樹脂、及びこれらとガラ
ス転移温度が比較的高い樹脂との混合物の形で、0.1
5〜1質量%含むものとしたことで、透磁率が高く、特
に高周波領域で使用される場合に優れた特性を示し、ま
た、温度が高い環境で使用される場合でも、固有抵抗及
び耐熱強度が高いものであるから、用いられる装置の性
能及び小型化に寄与でき、圧粉磁心の適用範囲を拡大す
ることができる。
粉磁心の樹脂含有量と実効透磁率の関係を示すグラフで
ある。
Claims (16)
- 【請求項1】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉を樹脂で結合した圧粉磁心において、 前記結合用樹脂はポリフェニレンサルファイド及び熱可
塑性ポリイミドの何れかであり、樹脂含有量が全質量の
0.15〜1質量%となっている、ことを特徴とする圧
粉磁心。 - 【請求項2】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉を樹脂で結合した圧粉磁心において、 前記結合用樹脂はポリフェニレンサルファイド及び熱可
塑性ポリイミドの混合物であり、樹脂含有量が全質量の
0.15〜1質量%となっている、ことを特徴とする圧
粉磁心。 - 【請求項3】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉を樹脂で結合した圧粉磁心において、 前記結合用樹脂はポリフェニレンサルファイド(以下、
PPSという)及び前記PPSよりガラス転移温度の高
い樹脂との混合物、又は、熱可塑性ポイミド及び前記熱
可塑性ポリイミドよりガラス転移温度の高い樹脂との混
合物の何れかであり、樹脂含有量が全質量の0.15〜
1質量%となっている、ことを特徴とする圧粉磁心。 - 【請求項4】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉を樹脂で結合した圧粉磁心において、 前記結合用樹脂はポリフェニレンサルファイド(以下、
PPSという)と熱可塑性ポリイミド及びガラス転移温
度が少なくとも前記PPSより高い樹脂との混合物であ
り、樹脂含有量が全質量の0.15〜1質量%となって
いる、ことを特徴とする圧粉磁心。 - 【請求項5】 前記熱可塑性ポリイミドよりガラス転移
温度の高い樹脂が、非熱可塑性ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリアミノビスマレイミドの何れかであり、 前記PPSよりガラス転移温度の高い樹脂が、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリサルフォン、ポリエーテルスル
フォン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、及び前
記熱可塑性ポリイミドよりガラス転移温度の高いものと
して前記に挙げた樹脂の何れかである請求項3又は請求
項4に記載の圧粉磁心。 - 【請求項6】 前記PPSよりガラス転移温度の高い樹
脂又は前記熱可塑性ポリイミドよりガラス転移温度の高
い樹脂の含有量が、結合用樹脂の全含有量0.15〜1
質量%のうち、半分以下である請求項3から5の何れか
に記載の圧粉磁心。 - 【請求項7】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉に、下記(1)から(6)に記載の何れかの結合
用樹脂粉末を質量比で0.15〜1質量%混合し、この
混合粉を圧縮成形すると共に加熱処理することを特徴と
する圧粉磁心の製造方法。 (1)ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSとい
う) (2)熱可塑性ポリイミド (3)前記PPSと熱可塑性ポリイミドの混合物 (4)前記PPS及び前記PPSよりガラス転移温度の
高い樹脂との混合物 (5)前記熱可塑性ポリイミド及び前記熱可塑性ポリイ
ミドよりガラス転移温度の高い樹脂との混合物 (6)前記PPSと前記熱可塑性ポリイミド及びガラス
転移温度が少なくとも前記PPSより高い樹脂との混合
物 - 【請求項8】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉に、請求項7に記載の(1)〜(6)の何れかの
結合用樹脂粉末を有機溶剤に溶解した液を混合したのち
乾燥して、前記樹脂含有量が質量比で0.15〜1質量
%である樹脂被覆鉄粉とし、 前記樹脂被覆鉄粉を圧縮成形すると共に加熱処理するこ
とを特徴とする圧粉磁心の製造方法。 - 【請求項9】 鉄粉、又は燐酸化合物被膜を表面に施し
た鉄粉に、請求項7に記載の(1)〜(6)の何れかの
結合用樹脂粉末を有機溶剤に溶解した液を混合したのち
乾燥して、樹脂含有量が質量比で、0.3質量%以下で
ある樹脂被覆鉄粉とし、 前記樹脂被覆鉄粉に前記結合用樹脂粉末の何れかを添加
して前記樹脂の全量を質量比で0.15〜1質量%と
し、この混合粉を圧縮成形すると共に加熱処理すること
を特徴とする圧粉磁心の製造方法。 - 【請求項10】 前記結合用樹脂粉末が粒度1〜150
μmものを用いる請求項7から請求項9の何れかに記載
の圧粉磁心の製造方法。 - 【請求項11】 前記混合粉又は樹脂被覆鉄粉の圧縮成
形は、前記結合用樹脂が溶融しない温度に加熱した状態
で行う請求項7から10の何れかに記載の圧粉磁心の製
造方法。 - 【請求項12】 前記混合粉又は樹脂被覆鉄粉の圧縮成
形は、加熱しない状態で1次圧縮成形を行ったのち、前
記結合用樹脂が溶融しない温度に加熱した状態で2次圧
縮成形を行う請求項7から10の何れかに記載の圧粉磁
心の製造方法。 - 【請求項13】 前記混合粉又は樹脂被覆鉄粉の圧縮成
形は、前記結合用樹脂が軟化又は溶融する温度に加熱し
た状態で行う請求項7から10の何れかに記載の圧粉磁
心の製造方法。 - 【請求項14】 前記圧縮成体の加熱処理は、大気中、
不活性ガス中、減圧中の何れかにおいて、前記結合用樹
脂の少なくとも1種が溶融する温度で加熱する請求項7
から13の何れかに記載の圧粉磁心の製造方法。 - 【請求項15】 加熱した状態で圧縮成形を行い、離型
された熱い圧粉体を大気中、不活性ガス中、減圧中の何
れかにおいて、前記結合用樹脂の少なくとも1種が溶融
する温度で加熱処理する請求項11から13の何れかに
記載の圧粉磁心の製造方法。 - 【請求項16】 前記圧縮成形体を加熱処理した圧粉磁
心を、温度150〜320℃で加熱する安定化熱処理を
施す請求項7から15の何れかに記載の圧粉磁心の製造
方法。
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