JP2003257753A - Magnetic core and inductance component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてスイッチ
ング電源などに使用されるのに好適な磁気コアおよびそ
れを用いたインダクタンス部品に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic core suitable for use mainly in a switching power supply and an inductance component using the magnetic core.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、チョークコイル用及びトランス用
磁心には、良好な直流重畳特性が求められており、高周
波用の磁心にはフェライトや圧粉磁心が使用されてい
る。フェライト磁心は、初透磁率が高く飽和磁束密度が
小さい、圧粉磁心は初透磁率が低く飽和磁束密度が高
い、という材料物性に由来した特徴がある。従って、圧
粉磁心はトロイダル形状で用いられることが多く、フェ
ライトは、例えば、E型コアの中足にギャップを挿入し
てEEコアで用いられることが多い。2. Description of the Related Art Conventionally, good direct current superposition characteristics have been required for choke coil and transformer cores, and ferrite and dust cores have been used for high frequency cores. The ferrite core has a characteristic derived from the physical properties of the material, that is, the initial magnetic permeability is high and the saturation magnetic flux density is small, and the powder magnetic core has the low initial magnetic permeability and the saturated magnetic flux density is high. Therefore, the dust core is often used in a toroidal shape, and the ferrite is often used in the EE core, for example, with a gap inserted in the middle leg of the E-shaped core.
【0003】しかし、近年の電子機器の小型化要請に伴
う電子部品の小型化の要求により、より大きな重畳磁界
における、より高い透磁率が強く求められている。一般
に、直流重畳特性を向上させるためには、飽和磁化の高
い磁心を選択する事、つまり高磁界で磁気飽和しない磁
心の選択が必須とされている。しかし、飽和磁化は材料
の組成で必然的に決まるものであり、無限に高くできる
ものではない。そのため、従来の直流重畳特性を向上さ
せる手段は、わずかな飽和磁化の向上に多大な労力が費
やされている割には、直流重畳特性は期待されている
程、伸びていないのが現状であった。However, due to the demand for miniaturization of electronic parts in response to the demand for miniaturization of electronic equipment in recent years, there is a strong demand for higher magnetic permeability in a larger superimposed magnetic field. In general, in order to improve the DC superposition characteristics, it is essential to select a magnetic core having high saturation magnetization, that is, a magnetic core that is not magnetically saturated in a high magnetic field. However, the saturation magnetization is necessarily determined by the composition of the material and cannot be increased infinitely. Therefore, the conventional means for improving the DC superimposition characteristic is that the DC superimposition characteristic does not extend as much as expected in spite of the large amount of labor spent for improving the saturation magnetization. there were.
【0004】その解決手段として、磁路の一箇所以上に
ギャップを挿入し、そのギャップに永久磁石を挿入する
事が従来から検討されてきた。この方法は、直流重畳特
性を向上させるには優れた方法であるが、一方で金属焼
結磁石を用いると磁心のコアロスの増大が著しく、また
フェライト磁石を用いると重畳特性が安定しないなどと
ても実用に耐え得るものではなかった。As a solution to this problem, it has been conventionally considered to insert a gap in one or more places of the magnetic path and insert a permanent magnet into the gap. This method is an excellent method for improving the DC superposition characteristics, but on the other hand, the use of sintered metal magnets significantly increases the core loss of the magnetic core, and the use of ferrite magnets makes the superposition characteristics unstable. I couldn't stand it.
【0005】これらを解決する手段として、例えば、特
開昭50−133453では、永久磁石として保磁力の高い希土
類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド
磁石を挿入することが示されており、直流重畳特性とコ
アの温度上昇が改善されたことが示されている。As a means for solving these problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-133453 discloses that a permanent magnet is used to insert a bond magnet obtained by mixing rare earth magnet powder having a high coercive force and a binder and compression-molding the mixture. , The DC superposition characteristics and core temperature rise have been improved.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、電源に
対する電力変換効率向上の要求は、ますます厳しくなっ
ており、チョークコイル用及びトランス用のコアについ
ても単にコア温度を測定するだけでは優劣が判断不能な
レベルとなっている。そのため、コアロス測定装置によ
る測定結果の判断が不可欠であり、実際、本発明者等が
検討を行った結果、特開昭50−133453に示された抵抗率
の値ではコアロス特性が劣化する事が明らかになった。
また、近年、表面実装タイプのコイルが所望されてお
り、そのようなコアには耐酸化性の希土類粉末が必須で
ある。However, in recent years, demands for improving power conversion efficiency of power supplies have become more and more strict, and the cores for choke coils and transformers are not superior or inferior simply by measuring the core temperature. The level is undecidable. Therefore, it is indispensable to judge the measurement result by the core loss measuring device, and in fact, as a result of the examination by the present inventors, the core loss characteristic may be deteriorated at the resistivity value shown in JP-A-50-133453. It was revealed.
Further, in recent years, a surface mount type coil is desired, and an oxidation resistant rare earth powder is indispensable for such a core.
【0007】本発明の目的は、優れた直流重畳特性、コ
アロス特性、耐熱性とを有する磁気コアおよびインダク
タンス部品を提供することである。An object of the present invention is to provide a magnetic core and an inductance component having excellent DC superposition characteristics, core loss characteristics and heat resistance.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の磁気コアは、磁
気コアの磁路の少なくとも一箇所以上にギャップを有す
る磁気コアであって、前記ギャップに永久磁石を配し、
前記ギャップ両端から磁気バイアスを供給する磁気コア
である。A magnetic core of the present invention is a magnetic core having a gap in at least one location of a magnetic path of the magnetic core, and a permanent magnet is arranged in the gap,
The magnetic core supplies a magnetic bias from both ends of the gap.
【0009】ここで、挿入する永久磁石について検討し
た結果、磁石の比抵抗が1Ω・cm以上で固有保磁力が
5kOe以上の永久磁石を使用した時、優れた直流重畳
特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁
心を形成できることを発見した。また、優れた直流重畳
特性を得るのに必要な磁石特性はエネルギー積よりも、
むしろ固有保磁力であり、従って比抵抗の高い永久磁石
を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳
特性が得られる事を見出したことによる。As a result of investigating the permanent magnet to be inserted, when a permanent magnet having a specific resistance of 1 Ω · cm or more and an intrinsic coercive force of 5 kOe or more is used, excellent DC superposition characteristics are obtained and the core loss is reduced. It has been discovered that it is possible to form a magnetic core without deterioration of characteristics. Also, the magnet characteristics required to obtain excellent DC superposition characteristics are
Rather, it is the intrinsic coercive force. Therefore, even if a permanent magnet having a high specific resistance is used, if the intrinsic coercive force is high, a sufficiently high DC superposition characteristic can be obtained.
【0010】比抵抗が高く、しかも固有保磁力が高い磁
石は、一般的には、希土類磁石粉末をバインダーととも
に混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保
磁力の高い磁石粉末であれば、どのような組成のもので
も可能である。希土類磁石粉末の種類は、SmCo系、
NdFeB系、SmFeN系とあるが、リフロー条件お
よび耐酸化性を要求される場合は、Tcが500℃以
上、保磁力が10kOe以上の磁石が必要であり、現状
ではSm2Co17系磁石に限定される。A magnet having a high specific resistance and a high intrinsic coercive force is generally obtained by a rare earth bonded magnet formed by mixing rare earth magnet powder with a binder, but if the magnet powder has a high coercive force. , Any composition is possible. The types of rare earth magnet powder are SmCo type,
There are NdFeB type and SmFeN type, but when reflow conditions and oxidation resistance are required, a magnet with Tc of 500 ° C. or higher and coercive force of 10 kOe or higher is required. Currently, it is limited to Sm 2 Co 17 type magnet. To be done.
【0011】即ち、本発明は、磁路の少なくとも一箇所
以上にギャップを有する磁気コアであって、前記ギャッ
プに固有保磁力が5kOe以上、Tcが300℃以上で
あって粉末粒径が2.0〜50μmかつ、平均アスペク
ト比が2.0以下の粉末に、少なくとも体積比で15%
以上の樹脂からなる比抵抗が1Ω・cm以上のボンド磁
石を挿入された磁気コアである。That is, the present invention is a magnetic core having a gap at least at one or more locations in a magnetic path, wherein the gap has an intrinsic coercive force of 5 kOe or more, Tc of 300 ° C. or more, and a powder particle size of 2. 0 to 50 μm and powder with an average aspect ratio of 2.0 or less, at least 15% by volume
It is a magnetic core in which a bond magnet made of the above resin and having a specific resistance of 1 Ω · cm or more is inserted.
【0012】また、本発明は、前記ボンド磁石におい
て、磁石粉末の重量に対して0.1〜10wt%のZ
n,Al,Bi,Ga,In,Mg,Pb,Sb,Sn
の内の1種あるいはこれらの合金で磁石粉末が被覆され
た磁気コアである。In the bonded magnet according to the present invention, the Z content is 0.1 to 10 wt% with respect to the weight of the magnet powder.
n, Al, Bi, Ga, In, Mg, Pb, Sb, Sn
Of the above, or a magnetic core coated with a magnetic powder of one of these alloys.
【0013】また、本発明は、前記ボンド磁石におい
て、磁石粉末に、予め体積比で1.0〜10%の樹脂が
コーティングされた磁気コアである。The present invention is also the above-mentioned bonded magnet, which is a magnetic core in which magnet powder is previously coated with resin in an amount of 1.0 to 10% by volume.
【0014】また、本発明は、前記の磁気コアに、少な
くとも1ターン以上の巻線を施したインダクタンス部品
である。The present invention is also an inductance component in which the above magnetic core is wound with at least one turn of winding.
【0015】(作用)ここで、チョークコイル用及びト
ランス用磁心としては、軟磁気特性を有する材料であれ
ば、なんでも有効であるが、一般的には、MnZn系ま
たはNiZn系フェライト、圧粉磁心、珪素鋼板、アモ
ルファス等が用いられる。また、磁心の形状について
も、特に制限があるわけではなく、トロイダルコア、E
Eコア、EIコア等、あらゆる形状の磁心に本発明の適
用が可能である。これらコアの磁路の少なくとも一箇所
以上にギャップを設け、そのギャップに永久磁石を挿入
する。ギャップ長に特に制限はないが、ギャップ長が狭
すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広す
ぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入する
ギャップ長は決まってくる。(Operation) Here, as the magnetic core for the choke coil and the transformer, any material having a soft magnetic property is effective, but generally, a MnZn-based or NiZn-based ferrite, a powder magnetic core. , Silicon steel plate, amorphous, etc. are used. Also, the shape of the magnetic core is not particularly limited, and the toroidal core, E
The present invention can be applied to magnetic cores of any shape such as E cores and EI cores. A gap is provided in at least one location of the magnetic path of these cores, and a permanent magnet is inserted into the gap. The gap length is not particularly limited, but if the gap length is too narrow, the DC superimposition characteristics deteriorate, and if the gap length is too wide, the magnetic permeability decreases too much, so the gap length to be inserted is naturally determined.
【0016】次に、ギャップに挿入される永久磁石に対
する要求特性は、固有保磁力については、5kOe以下
では磁心に印加される直流磁界によって保磁力が消失す
るので、それ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は
大きいほど良いが1Ω・cm以上であればコアロス劣化
の大きな要因にはならない。また、粉末の平均最大粒径
が50μm以上になると、コアロス特性が劣化するの
で、粉末の最大粒径は50μm以下であることが望まし
く、最小粒径が2.0μm以下になると、粉末熱処理時
に粉末の酸化による磁化の減少が顕著になるため、2.
0μm以上の粒径が必要で有る。また、この磁石粉末の
平均アスペクト比を2.0以下にすることにより、ボン
ド磁石の比抵抗を向上させることができ、高特性の磁芯
が得られる。Next, regarding the required characteristics for the permanent magnet inserted in the gap, with respect to the intrinsic coercive force, the coercive force disappears by the DC magnetic field applied to the magnetic core at 5 kOe or less, so that a coercive force higher than that is required. In addition, the larger the specific resistance, the better, but if it is 1 Ω · cm or more, it does not become a major factor of core loss deterioration. Further, when the average maximum particle size of the powder is 50 μm or more, the core loss characteristics are deteriorated. Therefore, it is desirable that the maximum particle size of the powder is 50 μm or less, and when the minimum particle size is 2.0 μm or less, the powder is heat-treated during the powder heat treatment. The decrease in magnetization due to the oxidation of 2 becomes significant, so 2.
A particle size of 0 μm or more is required. Further, by setting the average aspect ratio of this magnet powder to be 2.0 or less, the specific resistance of the bonded magnet can be improved and a magnetic core with high characteristics can be obtained.
【0017】[0017]
【実施例】本発明の実施例による磁気コアおよびそれを
用いたインダクタンス部品について、以下に説明する。EXAMPLES A magnetic core according to an example of the present invention and an inductance component using the magnetic core will be described below.
【0018】(実施例1)本発明の実施例1による磁気
コアについて、以下に説明する。図1は、本発明の実施
例1による磁気コアの説明図である。図1にて、磁気コ
アは、E型フェライトコア2a,2bと、そのギャップ
部にボンド磁石1を配置した構成である。Example 1 A magnetic core according to Example 1 of the present invention will be described below. 1 is an explanatory diagram of a magnetic core according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the magnetic core has a configuration in which E-type ferrite cores 2a and 2b and a bond magnet 1 are arranged in the gap portion.
【0019】ここで、本実施例の磁気コアのボンド磁石
1の原料は、ジェットミルで作製した平均アスペクト比
が、それぞれ1.2,1.5,2.0で、粉末の平均粒径
が、いずれも4.0μmのSm2Co17系磁石粉末を
用い、この粉末に総体積の25vol%に当たる量のエ
ポキシ樹脂と混合した後、無磁場中でプレスを行い、3
仕様のボンド磁石をそれぞれ作製した。10mm×7.
0mm×1.5mmの形状に加工した各ボンド磁石を約
10Tのパルス磁場で磁路方向に着磁を行い、このボン
ド磁石の比抵抗を測定した。この結果を表1に示す。Here, the raw material of the bonded magnet 1 of the magnetic core of this embodiment has an average aspect ratio of 1.2, 1.5 and 2.0 produced by a jet mill and an average particle diameter of powder. In each case, 4.0 μm Sm 2 Co 17 system magnet powder was used, and after mixing with this powder an amount of epoxy resin equivalent to 25 vol% of the total volume, pressing was performed in a non-magnetic field.
Each of the specifications of bonded magnets was produced. 10mm x 7.
Each bond magnet processed into a shape of 0 mm × 1.5 mm was magnetized in the magnetic path direction with a pulse magnetic field of about 10 T, and the specific resistance of this bond magnet was measured. The results are shown in Table 1.
【0020】[0020]
【表1】 [Table 1]
【0021】次に、MnZn系フェライト製の磁路長
7.5cm、実効断面積0.74cm2のEEコアの中芯
に1.5mmのギャップ加工をし、そのギャップ部に上
記作製、着磁した磁石を挿入し、図1に示す磁気コアを
作製した。Next, a gap of 1.5 mm was formed on the core of an EE core made of MnZn ferrite and having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective area of 0.74 cm 2 , and the gap was formed and magnetized as described above. The magnet thus prepared was inserted to produce the magnetic core shown in FIG.
【0022】次に、このコアに対し巻線を施し、コアロ
スを測定した。この結果を表1に並べて示す。Next, a winding was applied to this core and the core loss was measured. The results are shown in Table 1 side by side.
【0023】比較例として、ボンド磁石の原料は同一組
成で、ボールミルで作製した平均粒径が4.0μm、平
均アスペクト比が2.2の磁石粉末で、実施例と同様に
ボンド磁石を作製し、比抵抗およびコアロスの測定を行
ったので、この結果も表1に並べて示す。As a comparative example, a bond magnet was prepared in the same manner as in the example, using the same composition as the material for the bond magnet, and magnet powder having a mean particle size of 4.0 μm and a mean aspect ratio of 2.2 prepared by a ball mill. The specific resistance and core loss were measured, and the results are also shown in Table 1.
【0024】表1より、本発明品である粉末平均アスペ
クト比2.0以下のものは、比抵抗が高く、コアロス特
性も優れていることがわかる。これは、比抵抗が向上し
たことにより、コアロスの成分である渦電流損失が低減
されたためである。It can be seen from Table 1 that the powder of the present invention having an average aspect ratio of 2.0 or less has a high specific resistance and excellent core loss characteristics. This is because the eddy current loss, which is a component of core loss, was reduced due to the improved specific resistance.
【0025】また、このことより、本発明品であるアス
ペクト比2.0以下の粉末で、比較例と同等の比抵抗の
ボンド磁石を作ろうとした場合、樹脂量を減らすことが
可能で、小型化が図れることは容易に推測できる。Further, from the above, when an attempt is made to form a bond magnet having the same specific resistance as that of the comparative example with the powder of the present invention having an aspect ratio of 2.0 or less, the amount of resin can be reduced and the size can be reduced. It can be easily inferred that this can be achieved.
【0026】(実施例2)本発明の実施例2による磁気
コアについて、以下に説明する。ここで、ボンド磁石の
原料は、平均アスペクト比が1.5で、粉末の平均粒径
が4.0μmのSm 2Co17系磁石粉末を用いてボン
ド磁石を作製し、約10Tで着磁を行い、ボンド磁石を
作製した。ボンド磁石のバインダー量は、表2の通りで
ある。これら作製したボンド磁石のフラックスおよび比
抵抗を測定した。これら測定した結果を表2に示す。比
較として、平均アスペクト比2.2で平均粒径が1.5の
粉末で同様にボンド磁石を作製し、フラックス及び比抵
抗を測定したので、この結果も表2に並べて示す。(Example 2) Magnetism according to Example 2 of the present invention
The core will be described below. Where the bond magnet
The raw material has an average aspect ratio of 1.5 and the average particle size of the powder.
Is 4.0 μm Sm TwoCo17Using magnet powder
Manufactured a magnet, magnetized at about 10T, and bonded magnet
It was made. The amount of binder in the bond magnet is shown in Table 2.
is there. Flux and ratio of these produced bonded magnets
The resistance was measured. The results of these measurements are shown in Table 2. ratio
For comparison, the average aspect ratio is 2.2 and the average particle size is 1.5.
Similarly, a bonded magnet is made of powder, and the flux and specific resistance are
Since the resistance was measured, the results are also shown in Table 2 side by side.
【0027】[0027]
【表2】 [Table 2]
【0028】表2より、フラックスは、アスペクト比
1.5,2.2で、ほぼ同等の値を示していることがわか
る。比抵抗を比較すると、本発明であるアスペクト比
1.5のものは、比較例よりも少ないバインダーで比抵
抗が高い値を示すことがわかる。アスペクト比が2.2
でバインダー量が10Vol%、15Vol%のボンド
磁石について、先程同様のMnZn系フェライト製の磁
路長7.5cm、実効断面積0.74cm2のEEコア
の中芯に1.5mmのギャップ加工をし、そのギャップ
部にボンド磁石を挿入し、図1に示すように作製した。From Table 2, it can be seen that the flux has an aspect ratio of 1.5 and 2.2 and shows almost the same value. Comparing the specific resistances, it can be seen that the one having an aspect ratio of 1.5 according to the present invention exhibits a high specific resistance with less binder than the comparative examples. Aspect ratio is 2.2
For a bonded magnet with a binder content of 10 Vol% and 15 Vol%, a gap of 1.5 mm was formed on the core of an EE core made of the same MnZn ferrite and having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective area of 0.74 cm 2. Then, a bond magnet was inserted into the gap portion to manufacture as shown in FIG.
【0029】この磁気コアを大気中270℃で1時間の
リフロー前後で直流重畳特性を測定した結果を図2に示
す。FIG. 2 shows the results of measuring the DC superposition characteristics of this magnetic core before and after reflowing for 1 hour at 270 ° C. in the atmosphere.
【0030】図2より、本発明品のバインダー量15V
ol%のものは、リフロー後も直流重畳特性が劣化が少
なく、良好な特性を示すことが確認できる。ここでは、
バインダー量が15Vol%のものについて測定結果を
示したが、20vol%、30vol%のものついて
も、同様にリフロー後の特性の劣化が少ない、良好な特
性を示すことを確認した。From FIG. 2, the amount of the binder of the present invention is 15V.
It can be confirmed that those having an ol% show good characteristics with little deterioration in the DC superposition characteristics even after reflow. here,
Although the measurement results are shown for the binder amount of 15 vol%, it was confirmed that the 20 vol% and 30 vol% binders also show good characteristics with little deterioration of the characteristics after reflow.
【0031】(実施例3)本発明の実施例3による磁気
コアについて、以下に説明する。ここで、ボンド磁石の
原料は、平均粒径が3.5μm、平均アスペクト比が1.
8のSm2Co1 7系磁石粉末に、Znを3wt%混合
して、Ar中500℃で2時間の熱処理を行い、常温ま
で冷却してから大気中に取り出した。この粉末に予めエ
ポキシ樹脂を体積比で0,0.5,1.0,5.0,1
0,12%となるように、それぞれ合し、150℃で1
時間の乾燥を行い、磁石粉末のコーティングをした。こ
の乾燥させたものを自動乳鉢で30分間解砕を行い粉末
化した。(Embodiment 3) A magnetic core according to Embodiment 3 of the present invention will be described below. Here, the raw material of the bonded magnet has an average particle diameter of 3.5 μm and an average aspect ratio of 1.
The Sm 2 Co 1 7 based magnet powder 8, by mixing 3 wt% of Zn, followed by heat treatment of 2 hours at 500 ° C. in Ar, was taken out into the atmosphere and cooled to room temperature. Epoxy resin was previously added to this powder in a volume ratio of 0.5, 1.0, 5.0, 1
1% at 150 ° C, so that each of them becomes 0,12%.
It was dried for a period of time and coated with magnet powder. The dried product was crushed in an automatic mortar for 30 minutes to be pulverized.
【0032】ここで、12vol%のコーティングを行
ったものは、樹脂の強度が高く、解砕を行うことは不可
能であった。12vol%でコーティングを行ったもの
以外のこれら粉末に、トータルの樹脂量が20wt%と
なるように樹脂を混合し、プレス成形を行った。これら
成形体を10mm×7.0mm×1.5mmの形状に加工
し、約10Tのパルス磁場で磁路方向に着磁を行い、こ
のボンド磁石の比抵抗を測定した。この結果を表3に示
す。また、リフロー前後でのボンド磁石のフラックスも
測定を行ったので、リフロー前を100%として変化率
(減磁率)を計算した結果を表3に示す。比較例として
実施例と同一の磁石粉末でZnを添加せずにAr中50
0℃で2時間熱処理を行い、常温まで冷却してから大気
中に取だし、実施例3と同様な方法で試料を作製し、比
抵抗およびフラックスを測定した結果を表3に示す。The resin coated with 12 vol% had a high resin strength and could not be crushed. Resins were mixed with these powders other than those coated with 12 vol% so that the total resin amount was 20 wt%, and press molding was performed. These molded bodies were processed into a shape of 10 mm × 7.0 mm × 1.5 mm, magnetized in the magnetic path direction with a pulse magnetic field of about 10 T, and the specific resistance of this bonded magnet was measured. The results are shown in Table 3. Further, since the flux of the bonded magnet before and after the reflow was also measured, Table 3 shows the result of calculating the change rate (demagnetization rate) with 100% before the reflow. As a comparative example, the same magnet powder as that of the example was used, but 50 in Ar was used without adding Zn.
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 2 hours, the temperature was cooled to room temperature, the sample was taken out into the atmosphere, a sample was prepared in the same manner as in Example 3, and the specific resistance and the flux were measured.
【0033】[0033]
【表3】 [Table 3]
【0034】表3より、磁石粉末のコーティングを施さ
ないものでZnの有無でフラックスの測定結果を比較す
ると、Zn処理したものはフラックスの劣化を抑制でき
ることがわかる。しかし、比抵抗を比較すると、Zn処
理したものは比抵抗が小さいことがわかる。これはZn
単体の比抵抗が小さいために低下したものである。It can be seen from Table 3 that when the magnetic powder coating is not applied and the flux measurement results are compared in the presence or absence of Zn, the Zn treated one can suppress the deterioration of the flux. However, when the specific resistances are compared, it can be seen that the Zn-treated one has a small specific resistance. This is Zn
This is because the specific resistance of the simple substance is small.
【0035】次に、Zn処理をして粉末を予め樹脂でコ
ーティングを施したボンド磁石の測定結果を比較する
と、本発明である1.0〜10Vol%の樹脂で磁石粉
末を予めコーティングしたものは、比抵抗、フラックス
の変化率ともに良好な特性を示していることが確認でき
る。また、ここでは示さなかったが請求項2に示した金
属あるいは合金で、実施例3と同様に、磁石粉末を被覆
することにより、減磁率が抑制されることを確認した。Next, comparing the measurement results of the bonded magnets which have been Zn-treated and powder-coated in advance with resin, the magnet powder of the present invention which was pre-coated with 1.0 to 10% by volume of resin was compared. It can be confirmed that excellent characteristics are exhibited in terms of specific resistance and flux change rate. Further, although not shown here, it was confirmed that the demagnetization rate was suppressed by coating the magnet powder with the metal or alloy shown in claim 2 in the same manner as in Example 3.
【0036】表3のボンド磁石のうち磁石粉末を予め樹
脂コーティングしたものについて、MnZn系フェライ
ト製の磁路長7.5cm、実効断面積0.74cm2のE
Eコアの中芯に1.5mmのギャップ加工をし、そのギ
ャップ部に上記作製、着磁した磁石を挿入し、図1に示
す磁気コアを作製した。この作製した磁気コアを270
℃で1時間リフローを行った後、このコアに対しμの周
波数特性を測定した。この結果を図3に示す。比較とし
て、フェライトコアのギャップにボンド磁石を挟まずに
エアーギャップでμの周波数特性も測定したので、図3
に並べて示す。Among the bonded magnets shown in Table 3, the magnetic powder made of MnZn-based ferrite having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective cross-sectional area of 0.74 cm 2 was used for the magnet powder coated with resin in advance.
A gap of 1.5 mm was formed in the core of the E core, and the magnet magnetized as described above was inserted into the gap to prepare the magnetic core shown in FIG. This manufactured magnetic core is 270
After performing reflow at 1 ° C. for 1 hour, the frequency characteristic of μ was measured for this core. The result is shown in FIG. For comparison, the frequency characteristics of μ were also measured in the air gap without sandwiching the bond magnet in the gap of the ferrite core.
Are shown side by side.
【0037】図3でμの周波数特性を比較すると、本発
明品である1〜10vol%で樹脂コーティングしたも
のは0.5vol%で、コーティングしたものよりも高
周波まで高いμ値を示していることがわかる。これは、
表3を見るとわかるが、本発明品である1〜10vol
%で樹脂コーティングしたものは0.5vol%でコー
ティングしたものよりも比抵抗が高いためである。Comparing the frequency characteristics of μ in FIG. 3, the resin coated with 1 to 10 vol% of the present invention is 0.5 vol% and shows a higher μ value up to high frequencies than the coated one. I understand. this is,
As can be seen from Table 3, the product of the present invention is 1 to 10 vol.
This is because the resin coated with% has a higher specific resistance than the resin coated with 0.5% by volume.
【0038】ここで、上記μの周波数特性を測定した試
料のうち、10Vol%の樹脂で予めコーティングした
コアについて、LCRメーターで直流重畳特性を測定し
たのでこの結果を図4に示す。比較例として、表3のZ
n処理を施し、樹脂コーティングを行わない試料でも直
流重畳特性を測定したので図4に並べて示す。Here, among the samples for which the frequency characteristics of μ were measured, the DC superposition characteristics were measured with an LCR meter for the core previously coated with 10 Vol% resin, and the results are shown in FIG. As a comparative example, Z in Table 3
Since the direct current superposition characteristics were measured even for the sample which was subjected to the n treatment and not subjected to the resin coating, it is shown side by side in FIG.
【0039】図4に示すように、本発明品であるZnで
磁石粉末を被覆し、樹脂コーティングしたボンド磁石を
挿入したコアは、樹脂コーティングしてないものと比べ
て良好な直流重畳特性を示していることが確認できる。
これは、表3より確認できるが、Zn処理および樹脂で
磁石粉末を被覆したことにより、磁石粉末の酸化が抑制
され、リフロー後の減磁率が小さくなったためである。As shown in FIG. 4, the core of the present invention, in which the magnet powder was coated with Zn and the resin-coated bond magnet was inserted, showed better DC superposition characteristics than those without resin coating. Can be confirmed.
This can be confirmed from Table 3, but since the Zn treatment and the coating of the magnet powder with the resin suppressed the oxidation of the magnet powder and reduced the demagnetization rate after reflow.
【0040】(実施例4)本発明の実施例4による磁気
コアについて、以下に説明する。ここで、実施例3と同
様、ボンド磁石の原料は平均粒径約3.5μm、平均ア
スペクト比が1.8のSm2Co17系磁石粉末を用
い、Zn89Al11の添加量を0〜12wt%と変化
させて、Ar中530℃で2時間保持後に常温まで冷や
してから大気中に取だし、実施例3と同様の方法で、1
0mm×7.0mm×1.5mmの形状に加工したボンド
磁石を約10Tのパルス磁場で磁路方向に着磁を行い、
このボンド磁石の、270℃度で1時間のリフロー前後
のフラックスを測定した。フラックス特性は各磁石をTO
EI製TDF-5 Digital Fluxmeterで測定した。Example 4 A magnetic core according to Example 4 of the present invention will be described below. Here, as in Example 3, the raw material of the bonded magnet was Sm 2 Co 17 system magnet powder having an average particle size of about 3.5 μm and an average aspect ratio of 1.8, and the addition amount of Zn 89 Al 11 was 0 to 0. The content was changed to 12 wt%, kept at 530 ° C. in Ar for 2 hours, cooled to room temperature, and then taken out into the atmosphere. In the same manner as in Example 3, 1
A bond magnet processed into a shape of 0 mm × 7.0 mm × 1.5 mm is magnetized in the magnetic path direction with a pulse magnetic field of about 10 T,
The flux of this bonded magnet before and after reflow at 270 ° C. for 1 hour was measured. Flux characteristics are for each magnet TO
It was measured by TDF-5 Digital Fluxmeter manufactured by EI.
【0041】また、270℃の熱処理終了後に再パルス
着磁を行い、フラックスが回復した量を熱揺らぎによる
熱減磁、回復できなかった減少分を酸化による減磁とし
て値を求めた。これらの測定結果を、未熱処理のフラッ
クス量を100%として表4に示す。比較例として本実
施例と同様の粉末で、粉末表面に被覆を行わない粉末で
も実施例4と同様の方法でボンド磁石の作製及び測定を
行ったので、この測定結果も表4に並べて示す。After the heat treatment at 270 ° C. was completed, re-pulse magnetization was performed, and the amount of the recovered flux was determined as thermal demagnetization due to thermal fluctuation, and the amount that could not be recovered was determined as demagnetization due to oxidation. The results of these measurements are shown in Table 4 with the unheated flux amount as 100%. As a comparative example, a bonded magnet was prepared and measured in the same manner as in Example 4 using the same powder as in this example, but the powder surface was not coated. Therefore, the measurement results are also shown in Table 4.
【0042】[0042]
【表4】 [Table 4]
【0043】被覆を行わなかった磁石が270℃で24
%酸化したのに比べ、被覆の酸化処理をした磁石を挿入
したものは、270℃の熱処理で酸化が1〜3%程度と
劣化が非常に少なく、安定した特性を示すことが分かっ
た。これは、磁石の表面がZn89Al11で被覆され
たことにより磁石粉末の酸化が抑制され、フラックスの
減少が抑えられたものと考えられる。また、熱減磁に関
しても磁石粉末にZn 89Al11を被覆した磁石は、
被覆を行わなかったものに比べ低い値を示した。これ
は、Zn89Al11を被覆したことによりSm2Co
17磁石の保磁力の低下が抑制されたためと考えられ
る。The uncoated magnet is at 270 ° C. for 24 hours.
Insert the magnet with the oxidation treatment of the coating compared to the% oxidized
What was done was about 1 to 3% of oxidation by heat treatment at 270 ° C.
It was found to show stable characteristics with very little deterioration.
It was This is because the surface of the magnet is Zn89Al11Covered with
As a result, the oxidation of the magnet powder is suppressed and the flux
It is considered that the decrease was suppressed. Also, regarding thermal demagnetization
Even if the magnet powder is Zn 89Al11The magnet coated with
The value was lower than that without coating. this
Is Zn89Al11By coating SmTwoCo
17It is thought that the decrease in the coercive force of the magnet was suppressed.
It
【0044】次に、これらの磁石を挿入したコアを岩崎
通信機製のSY−8232交流BHトレーサーで200
kHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定し
た。測定時は、図1のようにMn−Zn系フェライト材
で作製された磁路長7.5cm、実効断面積0.74cm
2のEEコアの中芯に1.5mmのギャップ加工をし、
このギャップにボンド磁石を挿入して測定を行った結果
を表5に示す。Next, the core in which these magnets were inserted was used for 200 with an SY-8232 AC BH tracer manufactured by Iwasaki Tsushinki.
The core loss characteristic at 0.1 T at kHz was measured at room temperature. At the time of measurement, as shown in FIG. 1, the magnetic path length made of Mn-Zn ferrite material was 7.5 cm, and the effective area was 0.74 cm.
The EE core of 2 has a gap of 1.5 mm,
Table 5 shows the result of the measurement performed by inserting the bond magnet into this gap.
【0045】[0045]
【表5】 [Table 5]
【0046】金属被覆処理をしないものは、熱処理にお
いて、コアロスが200kW/m3以上増加するが、上
記の金属被覆処理したものの、コアロスの増加は0.1
wt%被覆したもので38kW/m3、で1.0wt%
被覆したもので3kW/m3あり、それ以上被覆したも
のは0以下であり、Zn89Al11量が3.0wt%
以上のものは、逆に減少する傾向が見られた。The core loss without heat treatment increased by 200 kW / m 3 or more in the heat treatment, but the increase in core loss was 0.1 after the metal treatment.
wt% coated 38 kW / m 3 , 1.0 wt%
The coated one has 3 kW / m 3 and the coated one is 0 or less, and the amount of Zn 89 Al 11 is 3.0 wt%.
On the contrary, the above tended to decrease.
【0047】また、Zn89Al11を12wt%混合
したものは、コアロスの増加は起こらないが、コアロス
自体が700kW/m3近くあり、非常に大きな値を示
した。これは、Zn89Al11を12wt%混合した
ものの、比抵抗が0.92Ω・cmと他の組成に比べ非
常に小さく、渦電流損失が増加したものと考えられる。
また、リフローにおけるコアロスの減少は、リフローで
大気中で270℃にされることによりZn89Al11
の酸化により粉末間の絶縁性が増大し、渦電流損失が減
少するものと思われる。Further, in the case where 12 wt% of Zn 89 Al 11 was mixed, the core loss did not increase, but the core loss itself was close to 700 kW / m 3 , showing a very large value. It is considered that this is because although the resistivity of Zn 89 Al 11 was mixed at 12 wt%, the specific resistance was 0.92 Ω · cm, which was very small compared to other compositions, and the eddy current loss increased.
Further, the reduction of the core loss in the reflow can be achieved by changing the temperature of the reflow to 270 ° C. in the atmosphere by using Zn 89 Al 11
It is considered that the oxidization of Al increases the insulation between powders and reduces the eddy current loss.
【0048】上記の理由により、被覆に用いるZn89
Al11の量は、ボンド磁石の総重量の0.1〜10w
t%の範囲で非常に優れた特性を示すことが分かり、ま
た、これらはZn89Al11のみならず、請求項2に
あげた金属、またはこれらの合金でも、Zn89Al
11と比抵抗に大きな差が無いことから、同様な結果に
なると容易に推測できる。For the above reason, Zn 89 used for coating
The amount of Al 11 is 0.1 to 10w of the total weight of the bonded magnet.
It has been found that it exhibits very excellent properties in the range of t%, and these are not only Zn 89 Al 11 but also the metals recited in claim 2, or alloys thereof, Zn 89 Al 11.
Since there is no large difference in specific resistance from No. 11, it can be easily inferred that similar results are obtained.
【0049】以上説明したように、固有保磁力が10k
Oe以上、Tcが500℃以上の粉末粒径が2.5〜5
0μmの希土類磁石粉末で、この希土類磁石粉末表面が
重量比で0.1〜10%のZn,Al,Bi,Ga,I
n,Mg,Pb,Sb,Snの内の1種あるいはその合
金で被覆したことを特徴とする磁石粉末と、少なくとも
体積比で15%以上の樹脂からなる比抵抗が1Ω・cm
以上のボンド磁石を挿入することにより、リフロー後も
熱減磁が少ない優れた直流重畳特性が得られる。As described above, the intrinsic coercive force is 10 k.
Oe or more and Tc of 500 ° C or more, the powder particle size is 2.5 to 5
This is a rare earth magnet powder of 0 μm, and the surface of the rare earth magnet powder is 0.1 to 10% by weight of Zn, Al, Bi, Ga, I.
n, Mg, Pb, Sb, Sn magnet powder characterized by being coated with one or an alloy thereof, and at least 15% by volume of resin has a specific resistance of 1 Ω · cm
By inserting the above bond magnet, excellent DC superposition characteristics with little thermal demagnetization even after reflow can be obtained.
【0050】(実施例5)図5は、本発明の実施例によ
るインダクタンス部品の説明図である。図5において、
本インダクタンス部品は、E型フェライトコア2a,2
bと、そのギャップ部にボンド磁石1を配置した磁気コ
アについて、ボンド磁石1の周りに、巻線1を施した構
成である。(Embodiment 5) FIG. 5 is an explanatory diagram of an inductance component according to an embodiment of the present invention. In FIG.
This inductance component includes E-type ferrite cores 2a, 2
b and the magnetic core in which the bond magnet 1 is arranged in the gap portion thereof, the winding 1 is provided around the bond magnet 1.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上、本発明によれば、優れた直流重畳
特性、コアロス特性、耐熱性とを有する磁気コアおよび
インダクタンス部品を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic core and an inductance component having excellent DC superposition characteristics, core loss characteristics, and heat resistance.
【図1】本発明の実施例1による磁気コアの説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a magnetic core according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例2による磁気コアについてリフ
ロー前後での直流重畳特性を示す図。FIG. 2 is a diagram showing DC superposition characteristics before and after reflow for a magnetic core according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例3による磁気コアについてμの
周波数特性を示す図。FIG. 3 is a diagram showing μ frequency characteristics of a magnetic core according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例4による磁気コアについて直流
重畳特性を示す図。FIG. 4 is a diagram showing DC superimposition characteristics of a magnetic core according to Example 4 of the present invention.
【図5】本発明の実施例によるインダクタンス部品の説
明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of an inductance component according to an embodiment of the present invention.
1 ボンド磁石 2a,2b E型フェライトコア 3 巻線 1 Bond magnet 2a, 2b E type ferrite core 3 windings
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 照彦 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Teruhiko Fujiwara 6-7-1 Koriyama, Taihaku-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tokin Co., Ltd.
Claims (4)
を有する磁気コアであって、前記ギャップに固有保磁力
が5kOe以上、Tcが300℃以上であって粉末粒径
が2.0〜50μmかつ、平均アスペクト比が2.0以下
の粉末に、少なくとも体積比で15%以上の樹脂からな
る比抵抗が1Ω・cm以上のボンド磁石を挿入されたこ
とを特徴とする磁気コア。1. A magnetic core having a gap at least at one or more locations in a magnetic path, wherein the gap has an intrinsic coercive force of 5 kOe or more, a Tc of 300 ° C. or more, and a powder particle size of 2.0 to 50 μm. A magnetic core comprising a powder having an average aspect ratio of 2.0 or less and a bond magnet made of a resin having a volume ratio of at least 15% and having a specific resistance of 1 Ω · cm or more.
量に対して0.1〜10wt%のZn,Al,Bi,G
a,In,Mg,Pb,Sb,Snの内の1種あるいは
これらの合金で磁石粉末が被覆されたことを特徴とする
請求項1に記載の磁気コア。2. In the bonded magnet, 0.1 to 10 wt% of Zn, Al, Bi, G based on the weight of the magnet powder is used.
The magnetic core according to claim 1, wherein the magnet powder is coated with one of a, In, Mg, Pb, Sb and Sn or an alloy thereof.
予め体積比で1.0〜10%の樹脂がコーティングされ
たことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気コ
ア。3. The bonded magnet in the bonded magnet,
The magnetic core according to claim 1 or 2, which is previously coated with 1.0 to 10% by volume of resin.
気コアに、少なくとも1ターン以上の巻線を施したこと
を特徴とするインダクタンス部品。4. An inductance component, wherein the magnetic core according to claim 1 is wound with at least one turn.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002050989A JP2003257753A (en) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | Magnetic core and inductance component |
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JP2015023158A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | Necトーキン株式会社 | Reactor and dc voltage converter |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002050989A patent/JP2003257753A/en active Pending
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