JP2003332111A - Magnetic core and inductance component using the same - Google Patents

Magnetic core and inductance component using the same

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic core whose hysteresis loss is reduced in order to cope with the requirement for downsizing an electronic apparatus to contain an excellent core loss characteristic and a DC superimposing characteristic, and moreover which contains an oxidation resistance, and an inductance part using the same. <P>SOLUTION: A sheet-like bonded magnet is composed of the powder of a pulverized magnet having an intrinsic coercive force of 800 kA/m and the Curie temperatures of 300°C or above and a binder material, and has a squareness ratio of 60% or above by a magnetic field distribution. The bonded magnet is inserted into a gap provided in a magnet circuit of the magnetic core. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁心、及びそれを
用いたインダクタンス部品に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetic core and an inductance component using the magnetic core.

【0002】[0002]

【従来の技術】チョークコイルやトランスに用いる磁心
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磁心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する特徴がある。
2. Description of the Related Art Good direct current superposition characteristics are required for magnetic cores used for choke coils and transformers, and ferrite cores and dust cores are used for high frequency cores. Ferrite core has high initial permeability and small saturation magnetic flux density, dust core has low initial magnetic permeability and high saturation magnetic flux density,
There is a feature derived from the physical properties of the material.

【0003】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、フェライト磁心は、たとえばE型に
形成した磁心の3箇所の磁脚を突き合せた際に、中脚の
突き合せ部にギャップが形成されるようにして、EE型
で用いられることが多い。しかし、近年の電子機器への
小型化要請に伴う電子部品へ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。
Therefore, the dust core is often used in a toroidal shape, and the ferrite core has a gap in the butted portion of the middle leg when the three magnetic legs of the E-shaped magnetic core are butted. Are often used in the EE type as they are formed. However, due to the recent demand for miniaturization of electronic components accompanying the demand for miniaturization of electronic devices, higher magnetic permeability in a larger superimposed magnetic field is strongly required.

【0004】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こと、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、理論値以上に高くできるものではない。そのため、
従来、直流重畳特性を向上させる手段として、飽和磁化
の向上が検討されてきたが、多大の労力が費やされてい
る割には、期待されている直流重畳特性が得られていな
いのが現状であった。
In general, in order to improve the direct current superposition characteristic, it is essential to select a magnetic core having a high saturation magnetization, that is, a magnetic core which is not magnetically saturated in a high magnetic field. However, the saturation magnetization is inevitably determined by the composition of the material and cannot be made higher than the theoretical value. for that reason,
Conventionally, improvement of the saturation magnetization has been studied as a means for improving the DC superposition characteristic, but the expected DC superposition characteristic has not been obtained despite the large amount of labor. Met.

【0005】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
方法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 means for solving the problem, a method of inserting a gap at one or more places of a magnetic path and inserting a permanent magnet into the gap has been conventionally studied. This method is an excellent method for improving the DC superimposition characteristics, but on the other hand, the use of a sintered metal magnet significantly increases the core loss of the magnetic core, and the use of a ferrite magnet does not stabilize the superposition characteristics.
It wasn't very practical.

【0006】これらを解決する手段として、たとえば特
開昭50−133453公報には、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た混
和物を、圧縮成形したボンド磁石を挿入することが開示
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, in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 50-133453, a bonded magnet obtained by compression molding a mixture of a rare earth magnet powder having a high coercive force and a binder is inserted as a permanent magnet. It is disclosed that the direct current superposition characteristic and the temperature rise of the core are improved.

【0007】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磁心についても、単に磁心の温
度変化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、実際に本発明者らが検討した
結果、特開昭50−133453公報に示された抵抗率
の値では、コアロス特性が劣化することが明らかになっ
た。
However, in recent years, the demand for improving the power conversion efficiency of the power source is becoming more and more severe, and it is impossible to judge the superiority or inferiority of the magnetic cores for choke coils and transformers simply by measuring the temperature change of the magnetic cores. It is a level. Therefore, the judgment of the measurement result by the core loss measuring device is indispensable, and as a result of the actual study by the present inventors, the core loss characteristic may be deteriorated at the resistivity value disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 50-133453. It was revealed.

【0008】そこで、本発明者らは、これまで検討して
きた中で、ギャップに挿入する永久磁石として800k
A/m以上の固有保磁力、300℃以上のキュリー温度
(以下、Tcと記す)、1Ω・cm以上の比抵抗の永久
磁石を挿入することでコアロスを低下させることなく、
良好な直流重畳特性が得られることを見出している。ま
た、近年、表面実装タイプのコイルの需要が多く、その
ような磁心には耐酸化性の希土類粉末が必須である。
Therefore, the inventors of the present invention have made a study as far as 800 k as a permanent magnet to be inserted into the gap.
By inserting a permanent magnet having an intrinsic coercive force of A / m or more, a Curie temperature of 300 ° C. or more (hereinafter referred to as Tc) and a specific resistance of 1 Ω · cm or more, without reducing core loss,
It has been found that good DC superposition characteristics can be obtained. Further, in recent years, there is a great demand for surface mount type coils, and oxidation resistant rare earth powders are indispensable for such magnetic cores.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での検討は、比抵抗の向上による渦電流損失の低減に主
眼をおいたもので、ヒステリシス損失の低減について
は、なお検討の余地があった。従って、本発明の技術的
な課題は、上記問題点解決のため、ヒステリシス損失を
低減し、優れたコアロス特性と直流重畳特性を有し、し
かも耐酸化性をも具備した磁心を、容易かつ安価に提供
することである。
However, the studies so far have focused on reducing the eddy current loss by improving the specific resistance, and there is still room for studying the reduction of the hysteresis loss. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the technical problem of the present invention is to provide a magnetic core that reduces hysteresis loss, has excellent core loss characteristics and DC superposition characteristics, and has oxidation resistance as well. Is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決すべく、挿入する永久磁石について検討し、磁路のギ
ャップに挿入する永久磁石の比抵抗を1Ω・cm以上と
し、固有保磁力を800kA/m以上とすることで、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が見出された結果なさ
れたものである。これは、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
られることを見出したことによる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention examines a permanent magnet to be inserted, and sets the specific resistance of the permanent magnet to be inserted into the gap of the magnetic path to be 1 Ω · cm or more, and the intrinsic coercive force. Was set to 800 kA / m or more, it was found that an excellent direct current superposition characteristic can be obtained and a magnetic core without deterioration of core loss characteristics can be formed. This is because the magnet characteristic required to obtain excellent DC superposition characteristics is the intrinsic coercive force rather than the energy product. Therefore, even if a permanent magnet with a high specific resistance is used, it is sufficient if the intrinsic coercive force is high. This is due to the finding that extremely high DC superposition characteristics can be obtained.

【0011】即ち、本発明は、磁路の少なくとも1箇所
に設けられたギャップに、高さが前記ギャップ幅の90
%以下の永久磁石が配置されてなる磁心において、前記
永久磁石は、固有保磁力が800kA/m以上、Tcが
300℃以上の希土類磁石を、2.5〜50μmの平均
粒径に粉砕してなる粉末と結合材からなり、角形比が6
0%以上のボンド磁石であることを特徴とする磁心であ
る。
That is, according to the present invention, the height of the gap provided in at least one position of the magnetic path is 90 times the gap width.
% Or less, the permanent magnet is obtained by crushing a rare earth magnet having an intrinsic coercive force of 800 kA / m or more and a Tc of 300 ° C. or more into an average particle size of 2.5 to 50 μm. Made of powder and binder, and has a squareness ratio of 6
It is a magnetic core characterized by being a bonded magnet of 0% or more.

【0012】また、本発明は、前記の磁心において、前
記ボンド磁石は、結合材の量が体積比で20%以上であ
り、比抵抗が1Ω・cm以上であることを特徴とする磁
心である。
Further, according to the present invention, in the magnetic core, the bonded magnet has an amount of a binder of 20% or more by volume and a specific resistance of 1 Ω · cm or more. .

【0013】また、本発明は、前記の磁心に、少なくと
も0.5ターン以上の巻線を施してなることを特徴とす
るインダクタンス部品である。
Further, the present invention is an inductance component characterized in that the magnetic core is provided with a winding of at least 0.5 turns or more.

【0014】比抵抗が高く、しかも固有保磁力が高い磁
石としては、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が挙げられる
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。この中で、希土類磁石の種類はS
mCo系、NdFeB系、SmFeN系が挙げられ、リ
フロー条件及び耐酸化性を考慮するとTcが300℃以
上、保磁力が800kA/m以上の特性が必要であり、
現状ではSmCo17系磁石に限定される。
As a magnet having a high specific resistance and a high coercive force, a rare earth bonded magnet formed by mixing rare earth magnet powder with a binder is generally mentioned. , Any composition is possible. Of these, the type of rare earth magnet is S
Examples include mCo type, NdFeB type, and SmFeN type. In consideration of reflow conditions and oxidation resistance, Tc is required to be 300 ° C. or higher and coercive force is 800 kA / m or higher.
At present, it is limited to Sm 2 Co 17 system magnets.

【0015】そして、ヒステリシス損失低減について
の、さらなる検討の結果、ギャップに挿入する磁石の角
形比を向上させることで、磁心のヒステリシス損失が低
減することが見出された。この理由は、一般的に軟磁性
材料であればヒステリシス損失はヒステリシスループの
面積であるが、永久磁石の場合は、マイナーループの面
積であり、角形比を向上させることでマイナーループの
面積が小さくなるためと解される。
As a result of further studies on the reduction of hysteresis loss, it was found that the hysteresis loss of the magnetic core is reduced by improving the squareness ratio of the magnet inserted in the gap. The reason for this is that the hysteresis loss is generally the area of the hysteresis loop in the case of soft magnetic materials, but it is the area of the minor loop in the case of permanent magnets, and the area of the minor loop is reduced by improving the squareness ratio. It is understood that it will be.

【0016】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、いずれも使用
できるが、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、アモルファス合金など
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、トロイダル磁心、EE磁心、EI磁
心など、あらゆる形状の磁心に本発明の適用が可能であ
る。
As the magnetic core for the choke coil and the transformer, any material having a soft magnetic property can be used, but in general, MnZn or NiZn ferrite, dust core, silicon steel plate, amorphous alloy. Are used. Further, the shape of the magnetic core is not particularly limited, and the present invention can be applied to magnetic cores of all shapes such as a toroidal magnetic core, an EE magnetic core, and an EI magnetic core.

【0017】また、本発明においては、これら磁心の磁
路の少なくとも1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が、ギャップ幅に特に制限は
ない。しかし、ギャップ幅が狭過ぎると直流重畳特性が
劣化し、またギャップ幅が広過ぎると、所要の透磁率が
得られないので、自ずからギャップ幅は限定される。
Further, in the present invention, a gap is provided in at least one position of the magnetic path of these magnetic cores and a permanent magnet is inserted into the gap, but the gap width is not particularly limited. However, if the gap width is too narrow, the DC superimposition characteristics deteriorate, and if the gap width is too wide, the required permeability cannot be obtained, so the gap width is naturally limited.

【0018】次に、ギャップに挿入される永久磁石に対
する要求特性について言及すると、固有保磁力について
は、800kA/m未満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、それ以上の固有保磁力
が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが、1Ω・
cm以上であれば渦電流損失劣化の大きな要因にはなら
ない。
Next, referring to the required characteristics of the permanent magnet inserted in the gap, with respect to the intrinsic coercive force, if the magnetic coercive force is less than 800 kA / m, the coercive force disappears due to the direct-current magnetic field applied to the magnetic core, so that the intrinsic coercive force higher than that is required. Coercive force is required, and the larger the specific resistance, the better, but 1Ω ・
If it is cm or more, it does not become a major factor of deterioration of eddy current loss.

【0019】また、粉末の平均粒径が50μmを超える
と、コアロス特性が劣化するので、粉末の平均粒径は5
0μm以下であることが望ましく、平均粒径が2.5μ
m未満になると、粉末熱処理及びリフローの際に粉末の
酸化による磁化の減少が顕著になるため、2.5μm以
上の平均粒径が必要である。
If the average particle size of the powder exceeds 50 μm, the core loss characteristic deteriorates, so the average particle size of the powder is 5 μm.
It is desirable that the average particle diameter is 2.5 μm or less.
If it is less than m, the decrease in magnetization due to the oxidation of the powder during the powder heat treatment and the reflow becomes remarkable, so that the average particle size of 2.5 μm or more is required.

【0020】また、本発明においては、ボンド磁石を磁
心のギャップに挿入するので、ボンド磁石の形状はシー
ト状となる。シート状のボンド磁石を得るには、押出成
形法、プレス成形法、射出成形法、塗布法などを用いる
ことができる。成形の際に、ボンド磁石に磁場を印加す
ることで、磁石粉末を配向させ、特性を向上できる。
Further, in the present invention, since the bond magnet is inserted into the gap of the magnetic core, the shape of the bond magnet is a sheet. In order to obtain a sheet-shaped bond magnet, an extrusion molding method, a press molding method, an injection molding method, a coating method or the like can be used. By applying a magnetic field to the bond magnet during molding, the magnet powder can be oriented and the characteristics can be improved.

【0021】ここで、磁場配向の方法について言及する
と、成形方法には、押出成形法、プレス成形法、射出成
形法があり、プレス成形法の場合は、成形に際して磁場
を印加しても格別の支障はないが、塗布法で作製するシ
ート状の磁石の場合は、液体の結合材もしくは固体の結
合材の溶液に、磁石粉末を分散させたスラリーを塗布す
るので、結合材が硬化していない状態で、磁場を印加す
ると粉末が磁界の方向に配列してしまい、穴だらけのシ
ートになってしまう。
Here, referring to the magnetic field orientation method, the molding method includes an extrusion molding method, a press molding method, and an injection molding method. In the case of the press molding method, even if a magnetic field is applied at the time of molding, it is very special. There is no problem, but in the case of a sheet-shaped magnet produced by the coating method, the binder is not cured because the slurry in which the magnet powder is dispersed is applied to the liquid binder solution or the solid binder solution. If a magnetic field is applied in this state, the powder will be arranged in the direction of the magnetic field, resulting in a sheet full of holes.

【0022】これには、たとえば徐々に温度を上げなが
ら、結合材の硬化が徐々に進行するようにして、シート
の硬化の進行度合いに従って、印加する磁場強度を高め
るという方法が好適である。
For this purpose, for example, a method of gradually increasing the temperature and gradually curing the binder so as to increase the strength of the applied magnetic field in accordance with the degree of curing of the sheet is suitable.

【0023】そして、このような方法によれば、角形比
が60%以上の磁石が得られる。また、角形比の限定理
由は、60%未満では、ヒステリシス損失がほとんど低
減しないためである。また、本発明で結合材の量を体積
比で20%以上に限定したのは、これ未満の量では、磁
石粉末の結合が不十分で、ボンド磁石の形状を保持する
のが困難となるためである。また、ボンド磁石の高さを
ギャップ幅の90%以下としたのは、これを超える高さ
では、挿入の作業性が低下するからである。
According to such a method, a magnet having a squareness ratio of 60% or more can be obtained. The reason why the squareness ratio is limited is that the hysteresis loss is hardly reduced when the squareness ratio is less than 60%. In the present invention, the amount of the binder is limited to 20% or more by volume because the amount less than this causes insufficient binding of the magnet powder and makes it difficult to maintain the shape of the bonded magnet. Is. Further, the height of the bond magnet is set to 90% or less of the gap width because the workability of insertion is lowered at a height higher than this.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described.

【0025】前記のように、磁気特性の制約から、本発
明では、主にSm2Co17系磁石を用いる。これを、平
均粒径が2.5〜50μmとなるように粉砕するが、粗
粉砕には、ジョークラッシャーなどが、微粉砕には、ボ
ールミルなどが使用可能である。乾式で粉砕を行う場合
は、酸化による特性劣化を防止するために、非酸化性雰
囲気中で行うことが望ましい。
As described above, the Sm 2 Co 17 system magnet is mainly used in the present invention due to the restriction of the magnetic characteristics. This is ground to an average particle size of 2.5 to 50 μm, and a jaw crusher or the like can be used for coarse grinding and a ball mill or the like can be used for fine grinding. When dry pulverization is performed, it is desirable to perform pulverization in a non-oxidizing atmosphere in order to prevent characteristic deterioration due to oxidation.

【0026】また、磁石粉末と結合材の混合方法には、
結合材が固体の熱可塑性高分子材料であれば、加圧ニー
ダー、ロールなどが使用可能であり、結合材が液体の熱
硬化性高分子材料や溶液であれば、三本ロールミル、ホ
モジナイザー、サンドミルなどが使用可能である。そし
て、前記の方法で得られるシート状のボンド磁石を、磁
心に設けられたギャップに挿入して用いる。
The method of mixing the magnet powder and the binder is as follows.
If the binder is a solid thermoplastic polymer material, a pressure kneader, roll, etc. can be used, and if the binder is a liquid thermosetting polymer material or solution, a three roll mill, homogenizer, sand mill. Etc. can be used. Then, the sheet-shaped bonded magnet obtained by the above method is used by inserting it into the gap provided in the magnetic core.

【0027】[0027]

【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。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described with reference to specific examples.

【0028】(実施例1)エネルギー積が約223kJ
/m3のSm2Co17系焼結磁石を、ジョークラッシャー
で粗粉砕後、ボールミルで微粉砕を行い、D50=15μ
mの粉末を作製した。次に、Sm2Co17系磁石粉末と
ポリアミドイミド樹脂の体積比が、乾燥後で、それぞれ
が50%となるように、Sm2Co17系磁石粉末とポリ
アミドイミド樹脂(東洋紡製:バイロマックスHR11
NN)を秤量し、溶媒としてn−メチルピロリドンを加
え、円心脱泡機で5分攪拌後、3本ロールで混練を行っ
てスラリーを作製した。溶媒の配合比は、Sm2Co17
系磁石粉末とポリアミドイミド樹脂を合わせた重量と溶
媒の重量の比率が、70/10となるようにした。
(Example 1) Energy product is about 223 kJ
/ M 3 Sm 2 Co 17 system sintered magnet was roughly crushed with a jaw crusher and then finely crushed with a ball mill to obtain D 50 = 15μ.
m powder was produced. Next, the volume ratio of the Sm 2 Co 17 system magnet powder and the polyamide-imide resin was 50% after drying, respectively, so that the Sm 2 Co 17 system magnet powder and the polyamide-imide resin (manufactured by Toyobo: Bilomax HR11
NN) was weighed, n-methylpyrrolidone was added as a solvent, and the mixture was stirred for 5 minutes with a circular defoamer and then kneaded with three rolls to prepare a slurry. The compounding ratio of the solvent is Sm 2 Co 17
The ratio of the total weight of the system magnet powder and the polyamide-imide resin to the weight of the solvent was set to 70/10.

【0029】次に、作製したスラリーを、ドクターブレ
ード法により、厚さが300μmのグリーンシートとし
て、電磁石のポールピース間に挿入し、初めに0.05
Tの磁場を印加して、5分間配向を行った。次に、グリ
ーンシートに、温度を50℃に設定した温風を5分間吹
き付け、表面近傍を硬化させ、印加する磁場を上げ、
0.1T、0.2T、0.4T、0.8Tとした。
Next, the prepared slurry was inserted between the pole pieces of the electromagnet as a green sheet having a thickness of 300 μm by the doctor blade method, and was initially 0.05.
A magnetic field of T was applied and orientation was performed for 5 minutes. Next, warm air having a temperature of 50 ° C. was blown on the green sheet for 5 minutes to cure the vicinity of the surface and increase the applied magnetic field,
It was set to 0.1T, 0.2T, 0.4T and 0.8T.

【0030】また、ここでは、上記の配合比で作製した
が、これ以外の成分、配合比でも、グリーンシート作製
可能なスラリーが得られるものであれば、前記のような
磁場配向方法を適用できる。これらの予備硬化を終えた
シートを、温度を200℃に設定した乾燥炉に装入し、
1時間保持して本硬化を行い、厚さが265μmのシー
ト状のボンド磁石とした。
Although the above mixing ratio is used here, the above magnetic field orientation method can be applied as long as a slurry capable of producing a green sheet can be obtained with other components and mixing ratios. . These pre-cured sheets are placed in a drying oven set to a temperature of 200 ° C.,
It was held for 1 hour to carry out main curing to obtain a sheet-shaped bond magnet having a thickness of 265 μm.

【0031】次に、これらのシート状のボンド磁石の比
抵抗を測定したが、すべて1Ω・cm以上であることが
確認された。また、これらを直径10mmの形状に打ち
抜き、20枚積層した試料を用いて、BHトレーサーで
角形比を測定した。表1は、角形比の測定結果を示した
ものである。表1には、比較に供するために、磁場を印
加せずに、上記と同様に調製した試料の測定結果も併記
した。
Next, the specific resistances of these sheet-like bonded magnets were measured, and it was confirmed that all were 1 Ω · cm or more. Moreover, the squareness ratio was measured with a BH tracer using a sample obtained by punching these into a shape having a diameter of 10 mm and stacking 20 sheets. Table 1 shows the measurement results of the squareness ratio. For the purpose of comparison, Table 1 also shows the measurement results of samples prepared in the same manner as above without applying a magnetic field.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】表1によれば、角形比は、磁場を印加しな
かった試料に比べ向上していることが明らかで、磁場が
100mTにおいても、60%以上となっている。次
に、シート状のボンド磁石を、7.0×10.0mmの形
状に切断し、厚さ方向に10Tのパルス磁場を印加して
着磁を行った。そして、一般的なMnZn系フェライト
材で作製された、磁路長7.8cm、実効断面積1.74
cmのEE型磁心を調製し、中脚を突き合わせた際
に、300μmのギャップが形成されるように、加工を
施した。
From Table 1, it is apparent that the squareness ratio is improved as compared with the sample to which no magnetic field is applied, and is 60% or more even when the magnetic field is 100 mT. Next, the sheet-shaped bond magnet was cut into a shape of 7.0 × 10.0 mm, and magnetized by applying a pulse magnetic field of 10 T in the thickness direction. And made of general MnZn ferrite material, magnetic path length 7.8 cm, effective area 1.74
A cm 2 EE type magnetic core was prepared and processed so that a gap of 300 μm was formed when the middle legs were butted.

【0034】そのギャップ部に、7.0×10.0mmに
切断したシート状のボンド磁石を挿入して巻線を施し、
直流重畳特性を測定した。図1は、得られた直流重畳特
性を示した図である。比較のために、磁場を印加しない
で調製した無配向のシート状のボンド磁石を、ギャップ
に挿入して測定した結果と、ギャップのみで測定した結
果も、同じく図1に示す。
Into the gap, a sheet-shaped bond magnet cut into 7.0 × 10.0 mm was inserted and wound.
The DC superposition characteristics were measured. FIG. 1 is a diagram showing the obtained DC superposition characteristics. For comparison, the results obtained by inserting a non-oriented sheet-shaped bond magnet prepared without applying a magnetic field into the gap and measuring the gap alone are also shown in FIG.

【0035】次に、1次巻線を15ターン、2次巻線を
15ターン施し、BHアナライザー(岩崎通信機製:S
Y8232)でロス特性を測定した。図2は、励磁条件
が50mTで、200kHzの場合のコアロス測定結
果、図3は、励磁条件が50mTで、500kHzの場
合のコアロス測定結果を示す。比較のため、磁場を印加
しないで調製した無配向のシート状のボンド磁石を、ギ
ャップに挿入して測定した結果と、ギャップのみで測定
した結果も、同じく図2、図3に示す。なお、図2、図
3において、破線は、ギャップのみの場合の測定値であ
る。
Next, the primary winding is made 15 turns and the secondary winding is made 15 turns, and a BH analyzer (Iwasaki Tsushinki: S
The loss characteristic was measured with Y8232). FIG. 2 shows the core loss measurement result when the excitation condition is 50 mT and 200 kHz, and FIG. 3 shows the core loss measurement result when the excitation condition is 50 mT and 500 kHz. For comparison, the results obtained by inserting a non-oriented sheet-shaped bond magnet prepared without applying a magnetic field into the gap and the results obtained by measuring only the gap are also shown in FIGS. 2 and 3. In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, the broken line is the measured value in the case of only the gap.

【0036】図1より、直流重畳特性は、比較例のギャ
ップのみより大幅に改善され、また、無配向のシート状
のボンド磁石を挿入した場合よりも、高磁界まで伸びて
いることが分かる。また、図2、図3より、コアロスは
角形比の増加に伴い、低減しているのが分かる。特に角
型比60%以上で、ほぼギャップのみのロス特性と同等
である。この理由は、シート状のボンド磁石の比抵抗
が、すべての試料でほぼ同等だったことを考慮すると、
磁場配向によりヒステリシス損失が低減したためと解さ
れる。
From FIG. 1, it can be seen that the DC superimposition characteristics are significantly improved as compared with only the gap of the comparative example, and extend to a high magnetic field as compared with the case where a non-oriented sheet-shaped bond magnet is inserted. Further, it can be seen from FIGS. 2 and 3 that the core loss decreases as the squareness ratio increases. In particular, when the squareness ratio is 60% or more, it is almost equivalent to the loss characteristic of only the gap. The reason for this is that considering that the resistivity of the sheet-shaped bonded magnet was almost the same in all the samples,
It is considered that the hysteresis loss is reduced by the magnetic field orientation.

【0037】以上の結果から、磁石粉末を磁場配向する
ことで、角形比を60%以上とした、シート状のボンド
磁石を挿入することで、コアロスを劣化させることな
く、良好な直流重畳特性が得られることが分かった。
From the above results, by inserting a sheet-like bonded magnet having a squareness ratio of 60% or more by magnetically orienting the magnet powder, good DC superimposition characteristics can be obtained without degrading core loss. It turned out to be obtained.

【0038】(実施例2)次に、結合材として、熱硬化
性高分子材料を用いた例について、説明する。実施例1
と同様にして、エネルギー積が約223kJ/m3のS
2Co17系焼結磁石を粗粉砕、微粉砕し、D50=15
μmの粉末を作製した。次に、この粉末に結合材として
液状のエポキシ樹脂を、硬化後の結合材と磁石粉末との
体積比が、50/50となるように、秤量して混合し、
ボンド磁石用の混和物とした。
Example 2 Next, an example using a thermosetting polymer material as a binder will be described. Example 1
Similarly, S has an energy product of about 223 kJ / m 3 .
The m 2 Co 17 system sintered magnet was roughly pulverized and finely pulverized, and D 50 = 15.
A μm powder was prepared. Next, a liquid epoxy resin as a binder is weighed and mixed with this powder so that the volume ratio of the binder and the magnetic powder after curing is 50/50.
It was a mixture for bonded magnets.

【0039】この混和物を金型に装入し、0.1T、0.
2T、0.4T、0.8T、1.5Tの磁場をプレス方向
と平行な方向に印加して成形を行い、結合材を硬化処理
して、ボンド磁石を作製した。これらのボンド磁石の比
抵抗を測定したが、すべて1Ω・cm以上であることが
確認された。
This mixture was charged into a mold, and 0.1T, 0.1.
A magnetic field of 2T, 0.4T, 0.8T, and 1.5T was applied in a direction parallel to the press direction for molding, and the binder was cured to produce a bonded magnet. The specific resistance of these bonded magnets was measured, and it was confirmed that all were 1 Ω · cm or more.

【0040】次に、これらのボンド磁石について、BH
トレーサーを用いて角形比を測定した。表2は、角形比
の測定結果を示したものである。比較のため、磁場を印
加しないでプレス成形した試料も同様に測定し、結果を
同じく表2に示した。
Next, regarding these bonded magnets, BH
Squareness was measured using a tracer. Table 2 shows the measurement results of the squareness ratio. For comparison, a sample formed by press molding without applying a magnetic field was measured in the same manner, and the results are also shown in Table 2.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】表2に示した結果から、磁場を印加して成
形したボンド磁石の角形比は、磁場を印加しない場合よ
りも向上し、200mT以上の磁場を印加した場合で、
60%以上の角形比となることが分かる。
From the results shown in Table 2, the squareness ratio of the bonded magnet molded by applying the magnetic field was improved as compared with the case where the magnetic field was not applied, and when the magnetic field of 200 mT or more was applied,
It can be seen that the squareness ratio is 60% or more.

【0043】次に、これらボンド磁石を、7.0×10.
0×0.9mmの形状に切断し、厚さ方向に10Tのパ
ルス磁場で着磁を行った。次に、一般的なMnZn系フ
ェライト材で作製された、磁路長7.8cm、実効断面
積1.74cmのEE型磁心を調製し、中脚を突き合
わせた際に、1mmのギャップが形成されるように、加
工を施した。
Next, these bonded magnets were replaced by 7.0 × 10.
It was cut into a shape of 0 × 0.9 mm, and magnetized with a pulse magnetic field of 10 T in the thickness direction. Next, an EE type magnetic core having a magnetic path length of 7.8 cm and an effective area of 1.74 cm 2 made of a general MnZn ferrite material was prepared, and a 1 mm gap was formed when the middle legs were butted. Processed as described.

【0044】このギャップに、切断したボンド磁石を装
入して、コアロス特性を測定した。図4は、励磁条件が
50mTで、200kHzの場合のコアロス測定結果、
図5は、励磁条件が50mTで、500kHzの場合の
コアロス測定結果である。比較のため、磁場を印加しな
いで調製した無配向のシート状のボンド磁石を、ギャッ
プに挿入して測定した結果と、ギャップのみで測定した
結果も、同じく図4、図5に示す。
A cut bond magnet was inserted into this gap to measure the core loss characteristics. FIG. 4 shows the core loss measurement result when the excitation condition is 50 mT and 200 kHz,
FIG. 5 shows core loss measurement results when the excitation condition is 50 mT and 500 kHz. For comparison, the results obtained by inserting a non-oriented sheet-shaped bonded magnet prepared without applying a magnetic field into the gap and the results obtained by measuring only the gap are also shown in FIGS. 4 and 5.

【0045】図4、図5に示した結果から、実施例1と
同様に、やはり角形比の増加に伴い、コアロスが低減し
ているのが分かる。特に角形比が60%以上で、ほぼギ
ャップのみのロス特性と同等となっているが、これは、
実施例1と同様の結果であり、実施例1の場合と同様
に、磁場配向によりヒステリシス損失が低減したためと
解される。
From the results shown in FIGS. 4 and 5, it can be seen that the core loss also decreases as the squareness ratio increases, as in the first embodiment. Especially, when the squareness ratio is 60% or more, it is almost the same as the loss characteristic of only the gap.
The result is similar to that of Example 1, and it can be understood that the hysteresis loss is reduced by the magnetic field orientation as in Example 1.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、磁心の磁路に設けたギャップに、角形比が60%以
上の、シート状のボンド磁石を挿入することで、ヒステ
リシス損失を低減し、優れたコアロス特性と直流重畳特
性を有し、しかも耐酸化性をも具備した磁心が得られ
る。従って、本発明によって得られる磁心及びインダク
タンス部品は、各種電子機器の小型化に寄与することが
できる。
As described above, according to the present invention, by inserting a sheet-shaped bond magnet having a squareness ratio of 60% or more into the gap provided in the magnetic path of the magnetic core, hysteresis loss can be reduced. It is possible to obtain a magnetic core which is reduced, has excellent core loss characteristics and direct current superposition characteristics, and is also resistant to oxidation. Therefore, the magnetic core and the inductance component obtained by the present invention can contribute to miniaturization of various electronic devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】直流重畳特性を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a DC superposition characteristic.

【図2】励磁条件が50mTで200kHzの場合のコ
アロス測定結果を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a core loss measurement result when the excitation condition is 50 mT and 200 kHz.

【図3】励磁条件が50mTで500kHzの場合のコ
アロス測定結果を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a core loss measurement result when the excitation condition is 50 mT and 500 kHz.

【図4】励磁条件が50mTで200kHzの場合のコ
アロス測定結果を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a core loss measurement result when the excitation condition is 50 mT and 200 kHz.

【図5】励磁条件が50mTで500kHzの場合のコ
アロス測定結果を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing core loss measurement results when the excitation condition is 50 mT and 500 kHz.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保志 晴輝 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 エヌイーシートーキン株式会社内 Fターム(参考) 5E040 AA03 BB05 CA01 NN01 NN04 NN12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Haruki Hoshi             6-7-1 Koriyama, Taihaku-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture             NSE Toekin Co., Ltd. F term (reference) 5E040 AA03 BB05 CA01 NN01 NN04                       NN12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁路の少なくとも1箇所に設けられたギ
ャップに、高さが前記ギャップ幅の90%以下の永久磁
石が配置されてなる磁心において、前記永久磁石は、固
有保磁力が800kA/m以上、キュリー温度が300
℃以上の希土類磁石を、2.5〜50μmの平均粒径に
粉砕してなる粉末と結合材からなり、角形比が60%以
上のボンド磁石であることを特徴とする磁心。
1. A magnetic core in which a permanent magnet having a height of 90% or less of the gap width is arranged in a gap provided in at least one position of a magnetic path, and the permanent magnet has an intrinsic coercive force of 800 kA / m or more, Curie temperature is 300
A magnetic core comprising a powder obtained by crushing a rare earth magnet having a temperature of ℃ or more to an average particle diameter of 2.5 to 50 μm and a binder, and having a squareness ratio of 60% or more.
【請求項2】 請求項1に記載の磁心において、前記ボ
ンド磁石は、結合材の量が体積比で20%以上であり、
比抵抗が1Ω・cm以上であることを特徴とする磁心。
2. The magnetic core according to claim 1, wherein the bonded magnet has an amount of binder of 20% or more by volume.
A magnetic core having a specific resistance of 1 Ω · cm or more.
【請求項3】 請求項1もしくは請求項2のいずれかに
記載の磁心に、少なくとも0.5ターン以上の巻線を施
してなることを特徴とするインダクタンス部品。
3. An inductance component, characterized in that the magnetic core according to claim 1 or 2 is provided with a winding of at least 0.5 turns or more.
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