JP2003109811A - 圧粉磁芯とその製造方法及びそれを用いたチョークコイルとトランス - Google Patents
圧粉磁芯とその製造方法及びそれを用いたチョークコイルとトランスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｆｅ−Ｓｉ系合金粉末を圧縮成形して得られ
る圧粉磁芯の透磁率を向上し、ロスを低減すること。 【解決手段】 双ロールを備えた液体急冷装置を用い
て、合金の粉末化を行い、次いで合金粉末に、機械的粉
砕、目開き１５０μｍの篩を用いた分級を施し、アスペ
クト比を１〜２の範囲に調整する。そして、前記合金粉
末を９.８〜１９.６ＭＰａの範囲の圧力で成形して十分
な成形体密度を確保し、前記成形体を５００〜１０００
℃の温度範囲で熱処理して、成形工程で生じた歪みを除
去する。
る圧粉磁芯の透磁率を向上し、ロスを低減すること。 【解決手段】 双ロールを備えた液体急冷装置を用い
て、合金の粉末化を行い、次いで合金粉末に、機械的粉
砕、目開き１５０μｍの篩を用いた分級を施し、アスペ
クト比を１〜２の範囲に調整する。そして、前記合金粉
末を９.８〜１９.６ＭＰａの範囲の圧力で成形して十分
な成形体密度を確保し、前記成形体を５００〜１０００
℃の温度範囲で熱処理して、成形工程で生じた歪みを除
去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョークコイルや
トランスなどに用いられる圧粉磁芯に関し、特にそれら
圧粉磁芯の透磁率や損失特性の向上に関わるものであ
る。
トランスなどに用いられる圧粉磁芯に関し、特にそれら
圧粉磁芯の透磁率や損失特性の向上に関わるものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高周波で用いられるチョークコイルとし
ては、フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されている。こ
れらのうち、フェライト磁芯は、飽和磁束密度が小さい
という欠点を有している。これに対して、金属粉末を成
形して作製される圧粉磁芯は、軟磁性フェライトに比べ
て高い飽和磁束密度を持つため、直流重畳性に優れてい
るという長所を有している。
ては、フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されている。こ
れらのうち、フェライト磁芯は、飽和磁束密度が小さい
という欠点を有している。これに対して、金属粉末を成
形して作製される圧粉磁芯は、軟磁性フェライトに比べ
て高い飽和磁束密度を持つため、直流重畳性に優れてい
るという長所を有している。
【０００３】しかし、圧粉磁芯は、金属粉末を有機バイ
ンダーなどと混合して、圧縮成形して作製するため、透
磁率が低く、また透磁率の高周波特性が不十分であると
いう欠点を有している。一方、近年の電子機器の小型化
軽量化への要請に伴う電子部品の小型化の要求に対し、
圧粉磁芯の磁気特性に対しても、高特性化が強く望まれ
ている。
ンダーなどと混合して、圧縮成形して作製するため、透
磁率が低く、また透磁率の高周波特性が不十分であると
いう欠点を有している。一方、近年の電子機器の小型化
軽量化への要請に伴う電子部品の小型化の要求に対し、
圧粉磁芯の磁気特性に対しても、高特性化が強く望まれ
ている。
【０００４】具体的な例として、圧粉磁芯の小型化を達
成しつつ、コイルのインダクタンスは同等であることが
要求されることもあり、その解決手段として、圧粉磁芯
の透磁率の向上、及び周波数特性の改善が強く望まれて
いる。一般に、圧粉磁芯の透磁率を向上させる方法に
は、大別して次の２点が考えられる。
成しつつ、コイルのインダクタンスは同等であることが
要求されることもあり、その解決手段として、圧粉磁芯
の透磁率の向上、及び周波数特性の改善が強く望まれて
いる。一般に、圧粉磁芯の透磁率を向上させる方法に
は、大別して次の２点が考えられる。
【０００５】つまり、（１）原料である金属粉末自体の
透磁率を向上する、（２）金属粉末の充填率、即ち、成
形体密度を向上する、という方法である。
透磁率を向上する、（２）金属粉末の充填率、即ち、成
形体密度を向上する、という方法である。
【０００６】従来、透磁率を向上させる方法としては、
主に金属粉末の充填率の向上に主点が置かれており、そ
の手段として、例えば成形圧力を上げる、バインダー条
件を種々変化させる、二つ以上の異種形状、粒度、組成
などの異なる合金粉末の配合などが検討されている。
主に金属粉末の充填率の向上に主点が置かれており、そ
の手段として、例えば成形圧力を上げる、バインダー条
件を種々変化させる、二つ以上の異種形状、粒度、組成
などの異なる合金粉末の配合などが検討されている。
【０００７】しかしながら、前記の方法による圧粉磁芯
の透磁率の向上については、既に検討がし尽くされてお
り、例えば成形圧力を上げる方法にしても、これよって
金型の寿命が短縮するなどの、製造コストの面から無視
できない問題が発生している状況にある。このため、現
状の特性レベルからの大幅な改善は困難な状況にあり、
到底近年の機器の小型化に対応できるものではない。
の透磁率の向上については、既に検討がし尽くされてお
り、例えば成形圧力を上げる方法にしても、これよって
金型の寿命が短縮するなどの、製造コストの面から無視
できない問題が発生している状況にある。このため、現
状の特性レベルからの大幅な改善は困難な状況にあり、
到底近年の機器の小型化に対応できるものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の技術
的な課題は、高い透磁率で、しかも高周波特性に優れた
圧粉磁芯を容易に製造できる方法を提供することにあ
る。
的な課題は、高い透磁率で、しかも高周波特性に優れた
圧粉磁芯を容易に製造できる方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題の解
決のため、原料となる合金粉末のアスペクト比を大きく
して合金粉末の透磁率を向上すること、圧縮成形工程で
合金粉末に生じる歪みを除くことなどを検討した結果な
されたものである。
決のため、原料となる合金粉末のアスペクト比を大きく
して合金粉末の透磁率を向上すること、圧縮成形工程で
合金粉末に生じる歪みを除くことなどを検討した結果な
されたものである。
【００１０】即ち、本発明は、Ｆｅ−Ｓｉを主成分と
し、篩による分級粒径が１５０μｍ以下の合金粉末と、
バインダーからなり、２０ｋＨｚにおける交流比透磁
率：μ２０ｋＨｚが１５０以上、２０ｋＨｚ、０.１Ｔ
の測定条件における鉄損特性が、３００ｋＷ／ｍ３以
下、かつ、Ｈｍ＝１５０Ｏｅにおける直流重畳特性：μ
２０ｋＨｚが、２０以上であることを特徴とする圧粉磁
芯である。
し、篩による分級粒径が１５０μｍ以下の合金粉末と、
バインダーからなり、２０ｋＨｚにおける交流比透磁
率：μ２０ｋＨｚが１５０以上、２０ｋＨｚ、０.１Ｔ
の測定条件における鉄損特性が、３００ｋＷ／ｍ３以
下、かつ、Ｈｍ＝１５０Ｏｅにおける直流重畳特性：μ
２０ｋＨｚが、２０以上であることを特徴とする圧粉磁
芯である。
【００１１】また、本発明は、前記の圧粉磁芯におい
て、前記合金粉末のアスペクト比が、１ないし２である
ことを特徴とする圧粉磁芯である。
て、前記合金粉末のアスペクト比が、１ないし２である
ことを特徴とする圧粉磁芯である。
【００１２】また、本発明は、前記の圧粉磁芯におい
て、前記合金粉末が、双ロール式の液体急冷装置で作製
された合金粉末を、機械的に粉砕してなることを特徴と
する圧粉磁芯である。
て、前記合金粉末が、双ロール式の液体急冷装置で作製
された合金粉末を、機械的に粉砕してなることを特徴と
する圧粉磁芯である。
【００１３】また、本発明は、前記の圧粉磁芯におい
て、前記バインダーがシリコーン系樹脂からなり、９.
８〜１９.６ＭＰａの成形圧力で成形され、成形体が５
００〜１０００℃の温度範囲で熱処理されてなり、か
つ、成形体密度が５.６〜６.７ｇ／ｃｍ３であることを
特徴とする圧粉磁芯である。
て、前記バインダーがシリコーン系樹脂からなり、９.
８〜１９.６ＭＰａの成形圧力で成形され、成形体が５
００〜１０００℃の温度範囲で熱処理されてなり、か
つ、成形体密度が５.６〜６.７ｇ／ｃｍ３であることを
特徴とする圧粉磁芯である。
【００１４】また、本発明は、前記の圧粉磁芯に、少な
くとも１ターン以上の巻線を施してなることを特徴とす
るチョークコイル及びトランスである。
くとも１ターン以上の巻線を施してなることを特徴とす
るチョークコイル及びトランスである。
【００１５】また、本発明は、Ｆｅ−Ｓｉを主成分とす
る合金を双ロールを備えた液体急冷装置により粉末化す
る工程、前記合金粉末を機械的に粉砕する工程、前記機
械的に粉砕された合金粉末を篩により分級する工程、前
記分級された合金粉末を成形する工程、前記成形体を熱
処理する工程を含むことを特徴とする、前記の圧粉磁芯
の製造方法である。
る合金を双ロールを備えた液体急冷装置により粉末化す
る工程、前記合金粉末を機械的に粉砕する工程、前記機
械的に粉砕された合金粉末を篩により分級する工程、前
記分級された合金粉末を成形する工程、前記成形体を熱
処理する工程を含むことを特徴とする、前記の圧粉磁芯
の製造方法である。
【００１６】また、本発明は、前記の圧粉磁芯の製造方
法において、前記分級工程に用いる篩の目開きが、１５
０μｍであることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法であ
る。
法において、前記分級工程に用いる篩の目開きが、１５
０μｍであることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法であ
る。
【００１７】また、本発明は前記の圧粉磁芯の製造方法
において、前記成形工程の成形圧力の範囲が、９.８〜
１９.６ＭＰａであることを特徴とする圧粉磁芯の製造
方法である。
において、前記成形工程の成形圧力の範囲が、９.８〜
１９.６ＭＰａであることを特徴とする圧粉磁芯の製造
方法である。
【００１８】また、本発明は前記の圧粉磁芯の製造方法
において、前記成形体の熱処理が、５００〜１０００℃
の温度範囲であることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法
である。
において、前記成形体の熱処理が、５００〜１０００℃
の温度範囲であることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法
である。
【００１９】
【作用】一般に、磁性合金の粉末を圧縮成形して得られ
る圧粉磁芯においては、原料粉末のアスペクト比を大き
くすることにより、圧粉磁心の透磁率が向上することが
知られており、しかも高アスペクト比の粉末で作製され
た圧粉磁心は、高周波特性において優れた特性を示すこ
とが知られている。
る圧粉磁芯においては、原料粉末のアスペクト比を大き
くすることにより、圧粉磁心の透磁率が向上することが
知られており、しかも高アスペクト比の粉末で作製され
た圧粉磁心は、高周波特性において優れた特性を示すこ
とが知られている。
【００２０】しかし、高アスペクト比の粉末を得るため
には、アトマイズ法などにより作製された原料粉末をボ
ールミルなどにより偏平化処理を行わなければならず、
このような処理が、製造工程、コストの面において無視
できないものとなっている。従って、原料粉末自身が偏
平な形状で得られることが理想的である。
には、アトマイズ法などにより作製された原料粉末をボ
ールミルなどにより偏平化処理を行わなければならず、
このような処理が、製造工程、コストの面において無視
できないものとなっている。従って、原料粉末自身が偏
平な形状で得られることが理想的である。
【００２１】そこで、合金粉末の製造方法について、検
討を行った結果、双ロール式の液体急冷法で原料粉末を
作成することにより、適当なアスペクト比を持つ粉末を
偏平化処理なしで作製でき、この粉末を用いることで、
低コストで圧粉磁芯が得られることが見出された。な
お、従来の金属粉末の製造方法の一つである、アトマイ
ズ法で作製した金属粉末は、元来、粒形状が球に近いの
で、本発明による方が、より低コストで圧粉磁心が得ら
れるのは勿論である。
討を行った結果、双ロール式の液体急冷法で原料粉末を
作成することにより、適当なアスペクト比を持つ粉末を
偏平化処理なしで作製でき、この粉末を用いることで、
低コストで圧粉磁芯が得られることが見出された。な
お、従来の金属粉末の製造方法の一つである、アトマイ
ズ法で作製した金属粉末は、元来、粒形状が球に近いの
で、本発明による方が、より低コストで圧粉磁心が得ら
れるのは勿論である。
【００２２】次に、請求項に記載した、合金粉末のアス
ペクト比、温度範囲などの限定理由について述べる。前
記のように、合金粉末は、双ロール式液体急冷法よりフ
レーク状粉末として得られるので、適当なアスペクト比
の合金粉末が偏平化処理なしで得られる。アスペクト比
を１より大きく、かつ２よりも小さくした理由は、前記
のように、一般に圧粉磁芯においては、合金粉末のアス
ペクト比が大きく、成形体密度が高い方が高透磁率とな
るが、アスペクト比があまりに大きいと、成形工程で成
形体密度を一定以上とするのが困難なためである。
ペクト比、温度範囲などの限定理由について述べる。前
記のように、合金粉末は、双ロール式液体急冷法よりフ
レーク状粉末として得られるので、適当なアスペクト比
の合金粉末が偏平化処理なしで得られる。アスペクト比
を１より大きく、かつ２よりも小さくした理由は、前記
のように、一般に圧粉磁芯においては、合金粉末のアス
ペクト比が大きく、成形体密度が高い方が高透磁率とな
るが、アスペクト比があまりに大きいと、成形工程で成
形体密度を一定以上とするのが困難なためである。
【００２３】そして、検討結果によると、所要の磁気特
性を得るためには、成形体密度を５.６〜６.７ｇ／ｃｍ
３とする必要があることが確認され、アスペクト比を実
質的に１より大きく、かつ２よりも小さくした粉末で圧
粉磁心を作製することにより、９.８〜１９.６ＭＰａの
成形圧力で５.６〜６.７ｇ／ｃｍ３の適当な成形体密度
が得られ、なおかつ低ロス、高透磁率で高い周波数特性
の磁芯特性が得られることが、明らかとなったため、こ
の範囲とした。
性を得るためには、成形体密度を５.６〜６.７ｇ／ｃｍ
３とする必要があることが確認され、アスペクト比を実
質的に１より大きく、かつ２よりも小さくした粉末で圧
粉磁心を作製することにより、９.８〜１９.６ＭＰａの
成形圧力で５.６〜６.７ｇ／ｃｍ３の適当な成形体密度
が得られ、なおかつ低ロス、高透磁率で高い周波数特性
の磁芯特性が得られることが、明らかとなったため、こ
の範囲とした。
【００２４】また、成形後の圧粉磁心の熱処理温度につ
いては、５００℃以下では歪みが十分に除去できず、１
０００℃以上では、焼結により合金粉末粒子の結合が生
じ、合金粉末間の絶縁が確保できず、ロスが増加してし
まうため、５００〜１０００℃の範囲とした。
いては、５００℃以下では歪みが十分に除去できず、１
０００℃以上では、焼結により合金粉末粒子の結合が生
じ、合金粉末間の絶縁が確保できず、ロスが増加してし
まうため、５００〜１０００℃の範囲とした。
【００２５】
【実施例】次に、具体的な例を挙げ、本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２６】（実施例１）６.５重量％Ｓｉ−残部Ｆｅ
なる組成の合金をアルゴンガス雰囲気で高周波溶解し、
溶湯を直径が４ｍｍのノズルから、回転数が３０００
ｒ.ｐ.ｍ.の銅製の双ロール表面に噴射することで、厚
さが２０〜７０μｍのフレーク状合金粉末を作製した。
このフレーク状粉末を振動ミルにて１０分間粉砕を行っ
た。このように粉砕を行った粉末を、目開きが１５０μ
ｍの篩を用いて分級を行い、アスペクト比の測定を行な
ったところ、アスペクト比は１〜２の範囲であった。
なる組成の合金をアルゴンガス雰囲気で高周波溶解し、
溶湯を直径が４ｍｍのノズルから、回転数が３０００
ｒ.ｐ.ｍ.の銅製の双ロール表面に噴射することで、厚
さが２０〜７０μｍのフレーク状合金粉末を作製した。
このフレーク状粉末を振動ミルにて１０分間粉砕を行っ
た。このように粉砕を行った粉末を、目開きが１５０μ
ｍの篩を用いて分級を行い、アスペクト比の測定を行な
ったところ、アスペクト比は１〜２の範囲であった。
【００２７】次に、この粉末に１０００℃、２時間にて
アルゴン雰囲気で熱処理を施し、その後、シリコーン樹
脂を１.０重量％、ステアリン酸亜鉛を０.３重量％混合
し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの金型を用い、室温で１
２ＭＰａの圧力で成形し、トロイダル形状の圧粉磁芯を
得た。この圧粉磁芯に８００℃、２時間、アルゴン雰囲
気で熱処理を施した。
アルゴン雰囲気で熱処理を施し、その後、シリコーン樹
脂を１.０重量％、ステアリン酸亜鉛を０.３重量％混合
し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの金型を用い、室温で１
２ＭＰａの圧力で成形し、トロイダル形状の圧粉磁芯を
得た。この圧粉磁芯に８００℃、２時間、アルゴン雰囲
気で熱処理を施した。
【００２８】次に、これら圧粉磁芯に対して巻線を施
し、周波数特性と、２０ｋＨｚにおけるロス、直流重畳
特性の測定を行った。また、比較のため、本実施例と同
一の組成で、水アトマイズ法で作製した合金粉末につい
ても、ボールミルによる扁平化処理と分級を行い、アス
ペクト比が１〜２で、粒径が１５０μｍ以下の合金粉末
を作製し、本実施例と同様の条件でトロイダル形状の圧
粉磁芯の作製と評価を行った。図８は、巻線を施したト
ロイダル形状の圧粉磁芯の概略図である。
し、周波数特性と、２０ｋＨｚにおけるロス、直流重畳
特性の測定を行った。また、比較のため、本実施例と同
一の組成で、水アトマイズ法で作製した合金粉末につい
ても、ボールミルによる扁平化処理と分級を行い、アス
ペクト比が１〜２で、粒径が１５０μｍ以下の合金粉末
を作製し、本実施例と同様の条件でトロイダル形状の圧
粉磁芯の作製と評価を行った。図８は、巻線を施したト
ロイダル形状の圧粉磁芯の概略図である。
【００２９】図１は、本実施例と比較例の圧粉磁芯の、
周波数特性の測定結果、図２は、本実施例と比較例の圧
粉磁芯の２０ｋＨｚにおけるロスの測定結果である。図
３は、本実施例と比較例の圧粉磁芯の直流重畳特性の測
定結果である。図１ないし図３で、１０１、２０１、３
０１は本実施例の結果、１０２、２０２、３０２は比較
例の結果を示す。図１ないし図３から明らかなように、
本発明により、合金粉末の偏平化処理を行なうことな
く、高特性の圧粉磁芯が得られることが分かる。
周波数特性の測定結果、図２は、本実施例と比較例の圧
粉磁芯の２０ｋＨｚにおけるロスの測定結果である。図
３は、本実施例と比較例の圧粉磁芯の直流重畳特性の測
定結果である。図１ないし図３で、１０１、２０１、３
０１は本実施例の結果、１０２、２０２、３０２は比較
例の結果を示す。図１ないし図３から明らかなように、
本発明により、合金粉末の偏平化処理を行なうことな
く、高特性の圧粉磁芯が得られることが分かる。
【００３０】（実施例２）実施例１記載の方法で圧粉磁
芯を作製し、この圧粉磁芯に大気中で４００℃、５００
℃、７００℃、９００℃、１２００℃の温度にてアルゴ
ン雰囲気で熱処理を施した。このようにして得られた圧
粉磁芯に巻線を施し、２０ｋＨｚ、０.１Ｔの条件でロ
スを測定した。
芯を作製し、この圧粉磁芯に大気中で４００℃、５００
℃、７００℃、９００℃、１２００℃の温度にてアルゴ
ン雰囲気で熱処理を施した。このようにして得られた圧
粉磁芯に巻線を施し、２０ｋＨｚ、０.１Ｔの条件でロ
スを測定した。
【００３１】図４は、これらの圧粉磁芯の、熱処理温度
とロスの関係についての評価結果を示したものである。
図４より、圧粉磁芯の熱処理が５００℃以下の温度で
は、歪みの除去が不十分で、ロスが高く、１０００℃以
上の温度では、バインダーの熱劣化と焼結による合金粉
末粒子の結合に起因する絶縁破壊のためと推定される、
ロスの増加が認められた。この結果から、圧粉磁芯の熱
処理温度の適正範囲は、５００〜１０００℃であること
が分かる。
とロスの関係についての評価結果を示したものである。
図４より、圧粉磁芯の熱処理が５００℃以下の温度で
は、歪みの除去が不十分で、ロスが高く、１０００℃以
上の温度では、バインダーの熱劣化と焼結による合金粉
末粒子の結合に起因する絶縁破壊のためと推定される、
ロスの増加が認められた。この結果から、圧粉磁芯の熱
処理温度の適正範囲は、５００〜１０００℃であること
が分かる。
【００３２】（実施例３）実施例1記載の方法で作製し
たフレーク状粉末に、粉砕を施した後、目開きが、２５
０μｍ、１５０μｍ、９０μｍ、４５μｍの篩を用いて
分級した。これら粉末にアルゴン雰囲気で６００℃、２
時間熱処理を施し、次いでシリコーン樹脂を１.０重量
％、ステアリン酸亜鉛を０.３重量％混合し、外径１３
ｍｍ、内径８ｍｍの金型を用い、室温で４.９ＭＰａ、
９.８ＭＰａ、１４.７ＭＰａ、１９.６ＭＰａ、２４.５
ＭＰａで成形し、トロイダル形状の圧粉磁芯を得た。
たフレーク状粉末に、粉砕を施した後、目開きが、２５
０μｍ、１５０μｍ、９０μｍ、４５μｍの篩を用いて
分級した。これら粉末にアルゴン雰囲気で６００℃、２
時間熱処理を施し、次いでシリコーン樹脂を１.０重量
％、ステアリン酸亜鉛を０.３重量％混合し、外径１３
ｍｍ、内径８ｍｍの金型を用い、室温で４.９ＭＰａ、
９.８ＭＰａ、１４.７ＭＰａ、１９.６ＭＰａ、２４.５
ＭＰａで成形し、トロイダル形状の圧粉磁芯を得た。
【００３３】これらの圧粉磁芯に８００℃、２時間、ア
ルゴン雰囲気にて熱処理を施した。このときの成形体密
度、交流比透磁率と、２０ｋＨｚ、０.１Ｔｎおけるロ
スの測定を行なった。図５は、成形圧力と成形体密度の
関係の評価結果、図６は、交流比透磁率とロスの測定結
果を示す。
ルゴン雰囲気にて熱処理を施した。このときの成形体密
度、交流比透磁率と、２０ｋＨｚ、０.１Ｔｎおけるロ
スの測定を行なった。図５は、成形圧力と成形体密度の
関係の評価結果、図６は、交流比透磁率とロスの測定結
果を示す。
【００３４】図５において、曲線５０１は、４５μｍの
篩を通過した合金粉末、曲線５０２は、９０μｍの篩を
通過した合金粉末、曲線５０３は、１５０μｍの篩を通
過した合金粉末、曲線５０４は２５０μｍの篩を通過し
た合金粉末の結果を示す。また、図６において、曲線６
０１、６０５は、４５μｍの篩を通過した合金粉末、曲
線６０２、６０６は、９０μｍの篩を通過した合金粉
末、曲線６０３、６０７は、１５０μｍの篩を通過した
合金粉末、曲線６０４、６０８は、２５０μｍの篩を通
過した合金粉末の結果を示す。
篩を通過した合金粉末、曲線５０２は、９０μｍの篩を
通過した合金粉末、曲線５０３は、１５０μｍの篩を通
過した合金粉末、曲線５０４は２５０μｍの篩を通過し
た合金粉末の結果を示す。また、図６において、曲線６
０１、６０５は、４５μｍの篩を通過した合金粉末、曲
線６０２、６０６は、９０μｍの篩を通過した合金粉
末、曲線６０３、６０７は、１５０μｍの篩を通過した
合金粉末、曲線６０４、６０８は、２５０μｍの篩を通
過した合金粉末の結果を示す。
【００３５】図５から、成形体密度は、粒径が４５μｍ
以下、９０μｍ以下、１５０μｍ以下、２５０μｍ以下
の順に、高い数値を示し、成形体密度の観点のみから
は、合金粉末の粒径は小さい程よい、ということになる
が、図６に示した結果からは、粒径が１５０μｍ以下の
合金粉末を用い、成形圧力が９.８ＭＰａ以上の圧粉磁
芯が、ロスと交流磁化率のバランスが最も優れているこ
とが明らかである。なお、圧力が２４.５ＭＰａでは、
金型の損傷が著しく、圧粉磁芯の特性測定は行なえなか
った。
以下、９０μｍ以下、１５０μｍ以下、２５０μｍ以下
の順に、高い数値を示し、成形体密度の観点のみから
は、合金粉末の粒径は小さい程よい、ということになる
が、図６に示した結果からは、粒径が１５０μｍ以下の
合金粉末を用い、成形圧力が９.８ＭＰａ以上の圧粉磁
芯が、ロスと交流磁化率のバランスが最も優れているこ
とが明らかである。なお、圧力が２４.５ＭＰａでは、
金型の損傷が著しく、圧粉磁芯の特性測定は行なえなか
った。
【００３６】なお、本発明においては、使用する合金粉
末のアスペクトを１〜２に限定しているが、その理由
は、前記のように、透磁率を向上すること、一定以上の
成形体密度を得ることである。そこで、成形体密度を一
定以上にするための、合金粉末の最適アスペクト比を検
証するための実験を行なった。
末のアスペクトを１〜２に限定しているが、その理由
は、前記のように、透磁率を向上すること、一定以上の
成形体密度を得ることである。そこで、成形体密度を一
定以上にするための、合金粉末の最適アスペクト比を検
証するための実験を行なった。
【００３７】まず、実施例１と同様に作製した合金粉末
に、ボールミルを用いた扁平化処理を施し、目開きが１
５０μｍの篩による分級を行なって、アスペクト比の異
なる合金粉末を調製した。これらの合金粉末を１８ＭＰ
ａの圧力で成形し、成形体密度を測定した。図７は、成
形体密度の測定結果を示したものである。図７から、ア
スペクト比の増加に伴い、成形体密度が低下し、この合
金粉末で十分な透磁率を得るために必要な、５.６ｇ／
ｃｍ３以上という数値を確保するためには、アスペクト
比を２.０以下とする必要があることが分かる。
に、ボールミルを用いた扁平化処理を施し、目開きが１
５０μｍの篩による分級を行なって、アスペクト比の異
なる合金粉末を調製した。これらの合金粉末を１８ＭＰ
ａの圧力で成形し、成形体密度を測定した。図７は、成
形体密度の測定結果を示したものである。図７から、ア
スペクト比の増加に伴い、成形体密度が低下し、この合
金粉末で十分な透磁率を得るために必要な、５.６ｇ／
ｃｍ３以上という数値を確保するためには、アスペクト
比を２.０以下とする必要があることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、コスト増加の要因となる、合金粉末の扁平化工程を
要することなく、簡便な方法で、最適のアスペクト比を
具備した合金粉末が得られ、さらに熱処理条件、成形条
件を最適化することで、Ｆｅ−Ｓｉ系合金を用いた圧粉
磁芯に、優れた磁気特性を付与することができる。
ば、コスト増加の要因となる、合金粉末の扁平化工程を
要することなく、簡便な方法で、最適のアスペクト比を
具備した合金粉末が得られ、さらに熱処理条件、成形条
件を最適化することで、Ｆｅ−Ｓｉ系合金を用いた圧粉
磁芯に、優れた磁気特性を付与することができる。
【図１】実施例１と比較例の圧粉磁芯の周波数特性の測
定結果を示す図。
定結果を示す図。
【図２】実施例１と比較例の圧粉磁芯の２０ｋＨｚにお
けるロスの測定結果を示す図。
けるロスの測定結果を示す図。
【図３】実施例１と比較例の圧粉磁芯の直流重畳特性の
測定結果を示す図。
測定結果を示す図。
【図４】圧粉磁芯の熱処理温度とロスの関係を示す図。
【図５】成形圧力と成形体密度の関係の評価結果を示す
図。
図。
【図６】交流比透磁率とロスの測定結果を示す図。
【図７】成形体密度の測定結果を示す図。
【図８】巻線を施したトロイダル形状の圧粉磁芯の概略
図。
図。
１０１、２０１、３０１ 実施例の結果
１０２、２０２、３０２ 比較例の結果
５０１，６０１，６０５ ４５μｍの篩を通過した合
金粉末の結果 ５０２，６０２，６０６ ９０μｍの篩を通過した合
金粉末の結果 ５０３，６０３，６０７ １５０μｍの篩を通過した
合金粉末の結果 ５０４，６０４，６０８ ２５０μｍの篩を通過した
合金粉末の結果
金粉末の結果 ５０２，６０２，６０６ ９０μｍの篩を通過した合
金粉末の結果 ５０３，６０３，６０７ １５０μｍの篩を通過した
合金粉末の結果 ５０４，６０４，６０８ ２５０μｍの篩を通過した
合金粉末の結果
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２２Ｃ 38/02 Ｃ２２Ｃ 38/02
Ｈ０１Ｆ 1/26 Ｈ０１Ｆ 1/26
27/255 27/24 Ｄ
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｓｉを主成分とし、篩による分級
粒径が１５０μｍ以下の合金粉末と、バインダーからな
り、２０ｋＨｚにおける交流比透磁率：μ２０ｋＨｚが
１５０以上、２０ｋＨｚ、０.１Ｔの測定条件における
鉄損特性が、３００ｋＷ／ｍ３以下、かつ、Ｈｍ＝１５
０Ｏｅにおける直流重畳特性：μ２０ｋＨｚが、２０以
上であることを特徴とする圧粉磁芯。 - 【請求項２】 請求項１に記載の圧粉磁芯において、前
記合金粉末のアスペクト比は１ないし２であることを特
徴とする圧粉磁芯。 - 【請求項３】 請求項１もしくは請求項２のいずれかに
記載の圧粉磁芯において、前記合金粉末は、双ロール式
の液体急冷装置で作製された合金粉末を、機械的に粉砕
してなることを特徴とする圧粉磁芯。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の圧粉磁芯において、前記バインダーはシリコーン系
樹脂からなり、９.８〜１９.６ＭＰａの成形圧力で成形
され、成形体が５００〜１０００℃の温度範囲で熱処理
されてなり、かつ、成形体密度が５.６〜６.７ｇ／ｃｍ
３であることを特徴とする圧粉磁芯。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載の圧粉磁芯に、少なくとも１ターン以上の巻線を施し
てなることを特徴とするチョークコイル及びトランス。 - 【請求項６】 Ｆｅ−Ｓｉを主成分とする合金を双ロー
ルを備えた液体急冷装置により粉末化する工程、前記合
金粉末を機械的に粉砕する工程、前記機械的に粉砕され
た合金粉末を篩により分級する工程、前記分級された合
金粉末を成形する工程、前記成形体を熱処理する工程を
含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の
圧粉磁芯の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の圧粉磁芯の製造方法に
おいて、前記分級工程に用いる篩の目開きは１５０μｍ
であることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法。 - 【請求項８】 請求項６に記載の圧粉磁芯の製造方法に
おいて、前記成形工程の成形圧力の範囲は、９.８〜１
９.６ＭＰａであることを特徴とする圧粉磁芯の製造方
法。 - 【請求項９】 請求項６に記載の圧粉磁芯の製造方法に
おいて、前記成形体の熱処理は、５００〜１０００℃の
温度範囲で行うことを特徴とする圧粉磁芯の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001302733A JP2003109811A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 圧粉磁芯とその製造方法及びそれを用いたチョークコイルとトランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001302733A JP2003109811A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 圧粉磁芯とその製造方法及びそれを用いたチョークコイルとトランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003109811A true JP2003109811A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19122926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001302733A Pending JP2003109811A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 圧粉磁芯とその製造方法及びそれを用いたチョークコイルとトランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003109811A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005057230A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Amotech Co Ltd | Ｆｅ系非晶質金属粉末の製造方法およびこれを用いた軟磁性コアの製造方法 |
| JP2005064444A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Amotech Co Ltd | 高周波特性に優れたナノ結晶粒金属粉末の製造方法及びこれを用いた高周波用軟磁性コアの製造方法 |
| JP2007013072A (ja) * | 2005-05-30 | 2007-01-18 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 圧粉磁心の製造方法とその圧粉磁心並びに圧粉磁心を用いたリアクトル |
| JP2009302165A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧粉磁心及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001302733A patent/JP2003109811A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005057230A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Amotech Co Ltd | Ｆｅ系非晶質金属粉末の製造方法およびこれを用いた軟磁性コアの製造方法 |
| JP2005064444A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Amotech Co Ltd | 高周波特性に優れたナノ結晶粒金属粉末の製造方法及びこれを用いた高周波用軟磁性コアの製造方法 |
| JP2007013072A (ja) * | 2005-05-30 | 2007-01-18 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 圧粉磁心の製造方法とその圧粉磁心並びに圧粉磁心を用いたリアクトル |
| JP2009302165A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧粉磁心及びその製造方法 |
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