JP2004529508A - 誘導素子とその製造方法 - Google Patents
誘導素子とその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004529508A JP2004529508A JP2003504422A JP2003504422A JP2004529508A JP 2004529508 A JP2004529508 A JP 2004529508A JP 2003504422 A JP2003504422 A JP 2003504422A JP 2003504422 A JP2003504422 A JP 2003504422A JP 2004529508 A JP2004529508 A JP 2004529508A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- ferromagnetic
- alloy
- insulating
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 131
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 64
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 37
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 37
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 21
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 229940087654 iron carbonyl Drugs 0.000 claims description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 6
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)=C JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 239000004959 Rilsan Substances 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/33—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials mixtures of metallic and non-metallic particles; metallic particles having oxide skin
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
- G08B13/2402—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/041—Printed circuit coils
- H01F41/046—Printed circuit coils structurally combined with ferromagnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
Abstract
軟磁性鉄心（１１）が粉末複合材料から成る誘導素子に関する。前記粉末複合材料は、強磁性の非晶質又はナノ結晶体の合金粉末を強磁性の絶縁性粉末並びに熱可塑性又はデュロプラスチックポリマと混合することによりを製造される。絶縁性の強磁性粉末を使用することにより、従来の射出成形又は鋳造による軟磁性鉄心に比べて基本的に高い、５５容量％以上の充てん密度を達成できる。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの巻線と軟磁性鉄心を有する強磁性材料から成る誘導素子に関する。特に本発明は、粉末複合材料から成る軟磁性鉄心を有する誘導素子に関する。
【０００２】
軟磁性粉末複合材料は、圧縮磁心として以前から公知である。
【０００３】
１つには、鉄粉末から成る圧縮粉末複合材料は公知である。これら磁心を用い、約１０〜３００の透磁率を良好にカバーできる。これらの磁心で凡そ１．６テスラ程の飽和磁束密度を達成できる。その適用周波数は比較的低い固有抵抗と鉄粒子の寸法故に、５０ｋＨｚ以下を特徴とする。
【０００４】
更にその他には、軟磁性結晶の鉄−アルミニウム−ケイ素合金から成る鋳造粉末複合材料が公知である。これらの材料を用いると、その比較的高い抵抗率の故に１００ｋＨｚ以上の適用周波数を達成できる。
【０００５】
特に良好な飽和磁束密度及び透磁率は、結晶体のニッケル−鉄合金を素材とする粉末複合材料の使用により達成可能である。ニッケル含有量の厳密な調整により凡そ５００迄の透磁率を達成できる。これらの材料を使用すると、同様にその比較的僅かな反転磁化損により、１００ｋＨｚ以上の適用周波数が可能となる。
【０００６】
しかしこれらの３つの公知の粉末複合材料では、その使用できる鋳造技術が極めて限られた許容範囲しか与えないため、形状的に極めて単純な形に加工できるに過ぎない。特にリング形磁心及び／又はシェル形磁心を製造できるに過ぎない。
【０００７】
これらの欠点を回避するため、例えば独国特許出願公開第１９８４６７８１号明細書から、射出成形法を用いて軟磁性合金粉末を強磁性粉末複合材料に加工することが公知である。その際特にナノ結晶体の合金を射出成形可能なプラスチック、特にポリアミドに埋封し、その後軟磁性鉄心として出成形する。
【０００８】
更に本出願人は、ナノ結晶体の合金を注型樹脂と共に強磁性粉末複合材料に鋳造することを既に知っている。
【０００９】
射出成形法でも、また注型樹脂を使用する注型法でも、処理される合金粉末に関して粉末複合材料中に最大で約５５容量％の充てん密度を達成できるに過ぎないことは欠点である。こうして誘導素子の達成可能な総透磁率は制限される。更にこの粉末複合材料に達成される飽和磁束密度は制限される。総透磁率及び飽和磁束密度のこの制限により、更にそれらの誘導素子の特性は、特にメモリコイルの場合制限される。更にこれらの粉末複合材料の大きな内部のシェールングの結果、反転磁化損の付加的上昇が漂遊磁界損により生じ、これは同様に欠点である。
【００１０】
従って本発明の課題は、粉末複合材料中の充てん密度を増すことにある。これに関連する更なる課題は、結果として形成される誘導素子に反転磁化損の削減と同様、効果的な透磁率及び獲得できる飽和磁束密度を増すことにある。
【００１１】
本発明はこの課題を、少なくとも１つの巻線と強磁性粉末複合材料から成る軟磁性鉄心とを備え、該磁心が非晶質又はナノ結晶体の合金からなる合金粉末と、強磁性の絶縁性粉末と、熱可塑性又はデュロプラスチックポリマとからなる誘導素子により解決する。
【００１２】
強磁性絶縁性粉末の添加で、強磁性合金粉末の著しく高い充てん密度を達成できる。これは、非晶質又はナノ結晶体の合金から成る強磁性合金粉末を用いた際に、合金粒の粉末粒子の大きさが制限されることから生じる。軟磁性の非晶質及びナノ結晶材料中で組織が変化を生じ、そのため保磁力が劇的に上昇するため、これら合金粉末は通常０．０４ｍｍ以下の大きさの粒子に微細化することはない。その際起る強磁性合金粉末中の保磁力の急激な上昇により、そのダイナミックな磁化の際に鉄の損失が著しく上昇することになる。
【００１３】
絶縁性の強磁性粉末を混合物として使用することにより、このような粉末が主として比較的微細な粒状物を製造できるので、個々の合金粒間に残留する空隙を充てんできる。
【００１４】
一実施形態では、強磁性の絶縁性粉末として無機の粉末、例えばフェライト粉末が使用される。その際このフェライト粉末は概して燒結したフェライト部品を適切なミル内で製粉することにより製造される。特にＭｎ−Ｚｎフェライト（例えばフェライトＮ２７）はそれらの高い飽和磁束密度により特に好適であることが判明している。
【００１５】
もう１つの実施形態では、表面を絶縁した金属粉末を用いる。特に強磁性の金属カルボニル粉末が極めて好適であることが解った。従って鉄カルボニル粉末、ニッケルカルボニル粉末又はコバルトカルボニル粉末並びにこれら粉末の混合物の使用が考えられる。
【００１６】
鉄カルボニル粉末の場合、「カルボニルプロセス」により製造される高純度の鉄粉末が対象となる。その際鉄粉末と一酸化炭素から高温・高圧下で鉄ペンタカルボニルが製造される。こうして製造された鉄カルボニルはその後真空蒸留により不純物を分離され、次いでその出発物質の一酸化炭素と鉄に分解される。
【００１７】
こうして粒径０．５〜１０μｍの鉄粉末が生じる。熱力学的分解パラメータを目標通りに調整することで、その粒子の大きさを一定限度内に調整できる。
【００１８】
こうして得られた高純度の微粒子の鉄粉末はもちろん金属に一般的であるように電気抵抗が極めて低く、これを本発明で使用することは好ましくない。従ってこの粉末を引続き例えば表面の燐酸塩処理によりその表面を絶縁する。
【００１９】
上述のニッケルカルボニルとコバルトカルボニル粉末で、その処理法は類似している。
【００２０】
フェライト粉末も表面を絶縁した金属粉末も、その共通点は、１０μｍ以下の粉末粒径に問題なく製造できる点にある。粉末粒が５μｍ以下の絶縁性強磁性粉末を用い、特に良好な結果が得られる。
【００２１】
それ故本発明で用いる粉末は絶縁性であり、それら粉末は体積的又は表面的に顕著な導電性を示さない。こうして付加的な渦電流回路の発生を最初から回避する。
【００２２】
使用するこれら粉末は、主として使用される非晶質又はナノ結晶体の合金の密度にほぼ相当する密度を有する。従ってこの粉末を合金粉末と混合する際の分離作用の発生は回避される。とは言え使用する合金粉末と著しく異なる密度を有する粉末も使用できる。但しその場合、この混合物を圧縮する際に特に慎重に行わねばならない。
【００２３】
この合金粉末には、例えば欧州特許出願公開第０２７１６５７号又は同第０４５５１１３号明細書に詳述されているように、ナノ結晶体の合金を使用すると有利である。このような合金は、そこに記載されている溶融紡糸技術により概して薄い合金リボンの形に形成され、それらは初め非晶質であるが、次いでナノ結晶性組織を形成すべく熱処理される。但し非晶質のコバルトベース合金も使用できる。
【００２４】
それら合金は、平均２ｍｍ以下の粒径の合金粉末に製粉される。厚さが０．０１〜０．０４ｍｍ、他の２つの寸法（幅と長さ）が０．０４〜１．０ｍｍであると最適である。
【００２５】
合金粒を互いに電気的に絶縁するため、それらの合金粒の表面を酸化する。これは１つには製粉した合金粒を酸素含有雰囲気中で酸化することにより行われる。但しこの表面の酸化は合金リボンを合金粉末に製粉する前に酸化することによっても実行できる。
【００２６】
合金粒を互いに絶縁する更なる改善には、それらを例えばシラン又は金属アルキル化合物のような合成物質で被覆してもよく、その場合被覆は８０〜２００℃の温度で、０．１〜３時間行われる。この処理法により被覆は合金粒に「焼き付けられる」。
【００２７】
かく準備された合金粉末は、本発明の第１の実施形態では絶縁性の強磁性粉末と所望の割合で混合され、引続き加熱可能なシャベル形ミキサ内で接合剤としての射出成形ポリマと混合される。射出成形ポリマとして、特にポリアミド１１（例えばRilsan）が考えられる。必要なら組成比を、例えば流動改善剤や抗酸化剤等の他の付加物により各生産品の製造者により推奨される範囲内で変更してもよい。この材料を溶融し、均質化し、引続き冷却して粒状化する。このように準備したコンパウンドは、更に金属粒子でぎっしり満たされたコンパウンドを加工すべく考案された通常の射出成形機内で加工できる。射出パラメータの調整は、実際に使用した機械の型及び製造すべき成形品に応じて行える。
【００２８】
もう１つの別の特に好適な実施形態では、合金粉末と絶縁性の強磁性粉末から成る混合物を注型樹脂と共に注型する。その際注型樹脂として特にポリアミドやポリアクリレートが考慮の対象となる。
【００２９】
その際第１の方法では、以下の各工程により誘導素子を製造する。
ａ）鋳型、合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を準備し、
ｂ）上記鋳型に合金粉末及び絶縁性粉末を満たし、
ｃ）上記注型樹脂配合物をこの鋳型に注ぎ込み、そして
ｄ）上記注型樹脂配合物を硬化させる。
【００３０】
また第２の方法では、以下の各工程により誘導素子を製造する。
ａ）鋳型、合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を準備し、
ｂ）上記合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を注型樹脂配合物に混合し、
ｃ）鋳型に上記注型樹脂粉末配合物を注ぎ込み、そして
ｄ）この注型樹脂粉末配合物を硬化させる。
【００３１】
従って上記以前に記載した射出成形法と対照的に、製造時に合金粒を機械的応力に曝さい。更にその他に特に巻線を取付けた、予め仕上げてある鋳型を使用する場合も、巻線ワイヤ上に施す絶縁層を、できるだけ低粘度の注型樹脂配合物又は注型樹脂粉末配合物を鋳型に満たすことで、それらの配合物の滑らかな導入の故に、それらに施された絶縁層が損傷されない。特に数ミリパスカル秒の粘度を有する注型樹脂配合物は有利である。
【００３２】
本発明の特に有利なもう１つの実施形態では、鋳型内に大きな充填高さを達成すべく、この絶縁性粉末と混合した合金粉末を鋳型に満たす前に、注型樹脂配合物と混合する。本発明のこの実施形態では、製造した注型樹脂配合物の流動性を助成するため、若干過剰の注型樹脂配合物を用いてもよい。鋳型に満たす際に鋳型を適切な装置、例えば圧搾空気バイブレータにより振動させ、こうして注型樹脂配合物をよく攪拌し、「流動性を与える」ことができる。同時にこの注型樹脂配合物を脱ガスできる。
【００３３】
絶縁性粉末と合金粉末との混合物が注型樹脂に比べ極めて高い密度を示す故、合金粉末は鋳型内で問題なく沈殿し、従って用いた注型樹脂の過剰分を例えばゲート内に集め、粉末複合材料の硬化後に除去できる。製作済みの巻線を既に取付けてある鋳型の使用で、誘導素子を作業工程中に、後から極めて作業に出費を要する「取り付け」又は製作済みの巻線を部分的に磁心に施し、引続き部分的磁心を完成磁心に纏める必要なく製造できる。
【００３４】
本発明の有利な実施形態では、合金粉末と注型樹脂配合物で満たされ、又は予め仕上げた注型樹脂粉末配合物で既に満たされた鋳型は、誘導素子のケースとして更に用いる。即ち本発明のこの実施形態では、鋳型は「消耗ケース」として働く。この処理法により、特に効果的で、価格的に有利な方法が提供され、これは特にまた冒頭に記載した射出成形法と対照的に、著しい単純化をもたらす。冒頭に説明した射出成形法では、常に極めて出費を要し、高価格で製造され、決して「消耗ケース」として使えない鋳型が必要となる。
【００３５】
注型樹脂配合物として、特に重合開始剤（スタータ）と混合したポリマ構成単位を用いる。ポリマ構成単位として、メタクリル酸メチルエステルが対象となる。しかし例えばラクタム等の他のポリマ構成単位も考慮される。上記メタクリル酸メチルエステルは硬化時にポリアクリルに、そしてラクタムは重付加反応によりポリアミドに重合される。
【００３６】
重合開始剤としては過酸化ジベンゾイル又は例えば２，２´アゾ−イソ酪酸−ジニトリルも考慮の対象となる。
【００３７】
しかしまた、例えば光又はＵＶ線により開始される、つまり重合開始剤なしで全面的に済ますことができる他の公知の注型用樹脂重合プロセスも考えられる。
【００３８】
特に好ましい実施形態では、強磁性合金粉末と絶縁性粉末から成る混合物を鋳型に満たしている間及び満たした後に、この混合物を磁界の印加により整列させる。これは特に、既に巻線を取付けてある鋳型を使用した場合、巻線を電流が通り、それと並行して同時に磁界が形成されることにより行われる。好ましくは１０Ａ／ｃｍ以上の磁界の印加により強磁性の合金粒も、強磁性の絶縁性粉末粒も整列する。
【００３９】
形状異方性のこの強磁性粒子が、誘導素子の後の作動時に生ずる磁場線に沿って整列すると特に有利である。特にこの合金粒の「長手」軸を磁場線と平行に整列させると、損失の大幅な低下と、軟磁性鉄心の透磁率並びに誘導素子の誘導率の上昇を達成できる。
【００４０】
注型樹脂粉末配合物を使用する場合、その軟磁性鉄心に一層高い透磁率を達成すべく、既に注型樹脂粉末配合物を満たす際に、鋳型内にあるコイルにより合金粒と絶縁性粉末粒を磁束の方向に整列させる磁界を形成すると有利である。
【００４１】
鋳型が完全に満たされた後、鋳型をまず振動（これは、同様に例えば上述した圧搾空気バイブレータによって行うことができる）させ、引続き磁化電流を遮断する。この注型樹脂配合物の最終硬化後に結果として形成された誘導素子を離型する。
【００４２】
本発明を実施例並びに添付図面に基づき以下に詳述する。
【００４３】
図面は誘導素子１０を示す。誘導素子１０は軟磁性鉄心１１及び巻回数の少ない比較的太い銅線の巻線１２から成る。図面は製造中の誘導素子を示す。誘導素子１０は、この場合アルミニウム製の鋳型に入れられている。
【００４４】
巻線１２は多層巻コイルであり、その巻端はピン１３に取付けられている。ピン１３は軟磁性鉄心１１から突出しており、例えば印刷回路板のような基板に接続するために使用される。図示した鋳型１は同時に誘導素子のケーシング１４として用いられる。
【００４５】
粉末複合材料の出発材料は、最初Ｆｅ73.5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ15.5Ｂ7の組成を持つ非晶質合金であり、迅速固化技術で薄い金属リボンとした。明確化のため再度説明すれば、その製造方法は、例えば欧州特許出願公開第０２４１６５７号明細書に詳述されている。
【００４６】
これら合金リボンを、ナノ結晶性組織を形成すべく水素雰囲気下又は真空中で約５６０℃の温度で熱処理した。この結晶化処理に続き、この合金リボンをミル内で所望の最終微細度迄粉砕した。この処理で生じる典型的な合金粒の寸法は、厚さが０．０１〜０．０４ｍｍ程、また他の２つの寸法（幅、長さ）は０．０４〜１．０ｍｍ程であった。
【００４７】
こうして製造したフレークとも呼べる合金粒の動的磁気特性を改善するため、その表面を被覆した。そのためまず合金粒の適切な表面酸化を、４００〜５４０℃の温度範囲で０．１〜５時間の熱処理で行った。この処理に引続いて、合金粒の表面を約１５０〜４００ｎｍの特有の層厚で鉄と酸化ケイ素から成る耐摩耗性の層で覆覆した。
【００４８】
この表面酸化に引続いて、合金粒を流動床被覆機内でシランにより被覆した。その後この層を８０〜２００℃の温度で０．１〜３時間焼き付けた。
【００４９】
次いでBASF社の等級ＨＱｉの鉄カルボニル粉末を準備した。その際この粉末は５μｍ以下の粒度を示した。表面を酸化したこの合金粉末と鉄カルボニル粉末を引続き凡そ７：３の重量比で、即ち約７ｋｇの合金粉末を約３ｋｇの鉄カルボニル粉末と混合した。
【００５０】
その際両粉末を適切なミキサ内で均当に分散させ、次いで所望の鋳型に満たした。
【００５１】
このように準備した粉末混合物を、次いで鋳型１に満たした。その際アルミニウム製の鋳型１はその内壁に適切な分離被覆を備え、そのため誘導素子１０の離型が困難になることはなかった。その後巻線１２を経て電流を流し、強磁性の合金粒と強磁性の絶縁性粉末粒とを、それらの縦軸が約１２Ａ／ｃｍの磁界と平行になるよう整列させた。
【００５２】
その後、充填鋳型内に注型樹脂配合物を注ぎ込んだ。
【００５３】
使用したこの注型樹脂配合物はシラン接着剤を含む熱可塑性メタクリレート配合物からなり、以下に記載の組成を示した。
【００５４】
その際この化学成分は相次いでメタクリルエステルに溶解した。完成混合物は無色透明であり、これを鋳型１内に注ぎ込んだ。この注型樹脂配合物は室温でほぼ６０分以内に硬化した。引続きこの配合物を約１５０℃の温度で更に１時間、後硬化させた。
【００５５】
強磁性材料の充てん密度が約６５容量％の範囲内の磁心を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による誘導素子の断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 誘導素子、１1 軟磁性磁心、１３ ピン、１４ ケーシング
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの巻線と軟磁性鉄心を有する強磁性材料から成る誘導素子に関する。特に本発明は、粉末複合材料から成る軟磁性鉄心を有する誘導素子に関する。
【０００２】
軟磁性粉末複合材料は、圧縮磁心として以前から公知である。
【０００３】
１つには、鉄粉末から成る圧縮粉末複合材料は公知である。これら磁心を用い、約１０〜３００の透磁率を良好にカバーできる。これらの磁心で凡そ１．６テスラ程の飽和磁束密度を達成できる。その適用周波数は比較的低い固有抵抗と鉄粒子の寸法故に、５０ｋＨｚ以下を特徴とする。
【０００４】
更にその他には、軟磁性結晶の鉄−アルミニウム−ケイ素合金から成る鋳造粉末複合材料が公知である。これらの材料を用いると、その比較的高い抵抗率の故に１００ｋＨｚ以上の適用周波数を達成できる。
【０００５】
特に良好な飽和磁束密度及び透磁率は、結晶体のニッケル−鉄合金を素材とする粉末複合材料の使用により達成可能である。ニッケル含有量の厳密な調整により凡そ５００迄の透磁率を達成できる。これらの材料を使用すると、同様にその比較的僅かな反転磁化損により、１００ｋＨｚ以上の適用周波数が可能となる。
【０００６】
しかしこれらの３つの公知の粉末複合材料では、その使用できる鋳造技術が極めて限られた許容範囲しか与えないため、形状的に極めて単純な形に加工できるに過ぎない。特にリング形磁心及び／又はシェル形磁心を製造できるに過ぎない。
【０００７】
これらの欠点を回避するため、例えば独国特許出願公開第１９８４６７８１号明細書から、射出成形法を用いて軟磁性合金粉末を強磁性粉末複合材料に加工することが公知である。その際特にナノ結晶体の合金を射出成形可能なプラスチック、特にポリアミドに埋封し、その後軟磁性鉄心として出成形する。
【０００８】
更に本出願人は、ナノ結晶体の合金を注型樹脂と共に強磁性粉末複合材料に鋳造することを既に知っている。
【０００９】
射出成形法でも、また注型樹脂を使用する注型法でも、処理される合金粉末に関して粉末複合材料中に最大で約５５容量％の充てん密度を達成できるに過ぎないことは欠点である。こうして誘導素子の達成可能な総透磁率は制限される。更にこの粉末複合材料に達成される飽和磁束密度は制限される。総透磁率及び飽和磁束密度のこの制限により、更にそれらの誘導素子の特性は、特にメモリコイルの場合制限される。更にこれらの粉末複合材料の大きな内部のシェールングの結果、反転磁化損の付加的上昇が漂遊磁界損により生じ、これは同様に欠点である。
【００１０】
従って本発明の課題は、粉末複合材料中の充てん密度を増すことにある。これに関連する更なる課題は、結果として形成される誘導素子に反転磁化損の削減と同様、効果的な透磁率及び獲得できる飽和磁束密度を増すことにある。
【００１１】
本発明はこの課題を、少なくとも１つの巻線と強磁性粉末複合材料から成る軟磁性鉄心とを備え、該磁心が非晶質又はナノ結晶体の合金からなる合金粉末と、強磁性の絶縁性粉末と、熱可塑性又はデュロプラスチックポリマとからなる誘導素子により解決する。
【００１２】
強磁性絶縁性粉末の添加で、強磁性合金粉末の著しく高い充てん密度を達成できる。これは、非晶質又はナノ結晶体の合金から成る強磁性合金粉末を用いた際に、合金粒の粉末粒子の大きさが制限されることから生じる。軟磁性の非晶質及びナノ結晶材料中で組織が変化を生じ、そのため保磁力が劇的に上昇するため、これら合金粉末は通常０．０４ｍｍ以下の大きさの粒子に微細化することはない。その際起る強磁性合金粉末中の保磁力の急激な上昇により、そのダイナミックな磁化の際に鉄の損失が著しく上昇することになる。
【００１３】
絶縁性の強磁性粉末を混合物として使用することにより、このような粉末が主として比較的微細な粒状物を製造できるので、個々の合金粒間に残留する空隙を充てんできる。
【００１４】
一実施形態では、強磁性の絶縁性粉末として無機の粉末、例えばフェライト粉末が使用される。その際このフェライト粉末は概して燒結したフェライト部品を適切なミル内で製粉することにより製造される。特にＭｎ−Ｚｎフェライト（例えばフェライトＮ２７）はそれらの高い飽和磁束密度により特に好適であることが判明している。
【００１５】
もう１つの実施形態では、表面を絶縁した金属粉末を用いる。特に強磁性の金属カルボニル粉末が極めて好適であることが解った。従って鉄カルボニル粉末、ニッケルカルボニル粉末又はコバルトカルボニル粉末並びにこれら粉末の混合物の使用が考えられる。
【００１６】
鉄カルボニル粉末の場合、「カルボニルプロセス」により製造される高純度の鉄粉末が対象となる。その際鉄粉末と一酸化炭素から高温・高圧下で鉄ペンタカルボニルが製造される。こうして製造された鉄カルボニルはその後真空蒸留により不純物を分離され、次いでその出発物質の一酸化炭素と鉄に分解される。
【００１７】
こうして粒径０．５〜１０μｍの鉄粉末が生じる。熱力学的分解パラメータを目標通りに調整することで、その粒子の大きさを一定限度内に調整できる。
【００１８】
こうして得られた高純度の微粒子の鉄粉末はもちろん金属に一般的であるように電気抵抗が極めて低く、これを本発明で使用することは好ましくない。従ってこの粉末を引続き例えば表面の燐酸塩処理によりその表面を絶縁する。
【００１９】
上述のニッケルカルボニルとコバルトカルボニル粉末で、その処理法は類似している。
【００２０】
フェライト粉末も表面を絶縁した金属粉末も、その共通点は、１０μｍ以下の粉末粒径に問題なく製造できる点にある。粉末粒が５μｍ以下の絶縁性強磁性粉末を用い、特に良好な結果が得られる。
【００２１】
それ故本発明で用いる粉末は絶縁性であり、それら粉末は体積的又は表面的に顕著な導電性を示さない。こうして付加的な渦電流回路の発生を最初から回避する。
【００２２】
使用するこれら粉末は、主として使用される非晶質又はナノ結晶体の合金の密度にほぼ相当する密度を有する。従ってこの粉末を合金粉末と混合する際の分離作用の発生は回避される。とは言え使用する合金粉末と著しく異なる密度を有する粉末も使用できる。但しその場合、この混合物を圧縮する際に特に慎重に行わねばならない。
【００２３】
この合金粉末には、例えば欧州特許出願公開第０２７１６５７号又は同第０４５５１１３号明細書に詳述されているように、ナノ結晶体の合金を使用すると有利である。このような合金は、そこに記載されている溶融紡糸技術により概して薄い合金リボンの形に形成され、それらは初め非晶質であるが、次いでナノ結晶性組織を形成すべく熱処理される。但し非晶質のコバルトベース合金も使用できる。
【００２４】
それら合金は、平均２ｍｍ以下の粒径の合金粉末に製粉される。厚さが０．０１〜０．０４ｍｍ、他の２つの寸法（幅と長さ）が０．０４〜１．０ｍｍであると最適である。
【００２５】
合金粒を互いに電気的に絶縁するため、それらの合金粒の表面を酸化する。これは１つには製粉した合金粒を酸素含有雰囲気中で酸化することにより行われる。但しこの表面の酸化は合金リボンを合金粉末に製粉する前に酸化することによっても実行できる。
【００２６】
合金粒を互いに絶縁する更なる改善には、それらを例えばシラン又は金属アルキル化合物のような合成物質で被覆してもよく、その場合被覆は８０〜２００℃の温度で、０．１〜３時間行われる。この処理法により被覆は合金粒に「焼き付けられる」。
【００２７】
かく準備された合金粉末は、本発明の第１の実施形態では絶縁性の強磁性粉末と所望の割合で混合され、引続き加熱可能なシャベル形ミキサ内で接合剤としての射出成形ポリマと混合される。射出成形ポリマとして、特にポリアミド１１（例えばRilsan）が考えられる。必要なら組成比を、例えば流動改善剤や抗酸化剤等の他の付加物により各生産品の製造者により推奨される範囲内で変更してもよい。この材料を溶融し、均質化し、引続き冷却して粒状化する。このように準備したコンパウンドは、更に金属粒子でぎっしり満たされたコンパウンドを加工すべく考案された通常の射出成形機内で加工できる。射出パラメータの調整は、実際に使用した機械の型及び製造すべき成形品に応じて行える。
【００２８】
もう１つの別の特に好適な実施形態では、合金粉末と絶縁性の強磁性粉末から成る混合物を注型樹脂と共に注型する。その際注型樹脂として特にポリアミドやポリアクリレートが考慮の対象となる。
【００２９】
その際第１の方法では、以下の各工程により誘導素子を製造する。
ａ）鋳型、合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を準備し、
ｂ）上記鋳型に合金粉末及び絶縁性粉末を満たし、
ｃ）上記注型樹脂配合物をこの鋳型に注ぎ込み、そして
ｄ）上記注型樹脂配合物を硬化させる。
【００３０】
また第２の方法では、以下の各工程により誘導素子を製造する。
ａ）鋳型、合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を準備し、
ｂ）上記合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を注型樹脂配合物に混合し、
ｃ）鋳型に上記注型樹脂粉末配合物を注ぎ込み、そして
ｄ）この注型樹脂粉末配合物を硬化させる。
【００３１】
従って上記以前に記載した射出成形法と対照的に、製造時に合金粒を機械的応力に曝さい。更にその他に特に巻線を取付けた、予め仕上げてある鋳型を使用する場合も、巻線ワイヤ上に施す絶縁層を、できるだけ低粘度の注型樹脂配合物又は注型樹脂粉末配合物を鋳型に満たすことで、それらの配合物の滑らかな導入の故に、それらに施された絶縁層が損傷されない。特に数ミリパスカル秒の粘度を有する注型樹脂配合物は有利である。
【００３２】
本発明の特に有利なもう１つの実施形態では、鋳型内に大きな充填高さを達成すべく、この絶縁性粉末と混合した合金粉末を鋳型に満たす前に、注型樹脂配合物と混合する。本発明のこの実施形態では、製造した注型樹脂配合物の流動性を助成するため、若干過剰の注型樹脂配合物を用いてもよい。鋳型に満たす際に鋳型を適切な装置、例えば圧搾空気バイブレータにより振動させ、こうして注型樹脂配合物をよく攪拌し、「流動性を与える」ことができる。同時にこの注型樹脂配合物を脱ガスできる。
【００３３】
絶縁性粉末と合金粉末との混合物が注型樹脂に比べ極めて高い密度を示す故、合金粉末は鋳型内で問題なく沈殿し、従って用いた注型樹脂の過剰分を例えばゲート内に集め、粉末複合材料の硬化後に除去できる。製作済みの巻線を既に取付けてある鋳型の使用で、誘導素子を作業工程中に、後から極めて作業に出費を要する「取り付け」又は製作済みの巻線を部分的に磁心に施し、引続き部分的磁心を完成磁心に纏める必要なく製造できる。
【００３４】
本発明の有利な実施形態では、合金粉末と注型樹脂配合物で満たされ、又は予め仕上げた注型樹脂粉末配合物で既に満たされた鋳型は、誘導素子のケースとして更に用いる。即ち本発明のこの実施形態では、鋳型は「消耗ケース」として働く。この処理法により、特に効果的で、価格的に有利な方法が提供され、これは特にまた冒頭に記載した射出成形法と対照的に、著しい単純化をもたらす。冒頭に説明した射出成形法では、常に極めて出費を要し、高価格で製造され、決して「消耗ケース」として使えない鋳型が必要となる。
【００３５】
注型樹脂配合物として、特に重合開始剤（スタータ）と混合したポリマ構成単位を用いる。ポリマ構成単位として、メタクリル酸メチルエステルが対象となる。しかし例えばラクタム等の他のポリマ構成単位も考慮される。上記メタクリル酸メチルエステルは硬化時にポリアクリルに、そしてラクタムは重付加反応によりポリアミドに重合される。
【００３６】
重合開始剤としては過酸化ジベンゾイル又は例えば２，２´アゾ−イソ酪酸−ジニトリルも考慮の対象となる。
【００３７】
しかしまた、例えば光又はＵＶ線により開始される、つまり重合開始剤なしで全面的に済ますことができる他の公知の注型用樹脂重合プロセスも考えられる。
【００３８】
特に好ましい実施形態では、強磁性合金粉末と絶縁性粉末から成る混合物を鋳型に満たしている間及び満たした後に、この混合物を磁界の印加により整列させる。これは特に、既に巻線を取付けてある鋳型を使用した場合、巻線を電流が通り、それと並行して同時に磁界が形成されることにより行われる。好ましくは１０Ａ／ｃｍ以上の磁界の印加により強磁性の合金粒も、強磁性の絶縁性粉末粒も整列する。
【００３９】
形状異方性のこの強磁性粒子が、誘導素子の後の作動時に生ずる磁場線に沿って整列すると特に有利である。特にこの合金粒の「長手」軸を磁場線と平行に整列させると、損失の大幅な低下と、軟磁性鉄心の透磁率並びに誘導素子の誘導率の上昇を達成できる。
【００４０】
注型樹脂粉末配合物を使用する場合、その軟磁性鉄心に一層高い透磁率を達成すべく、既に注型樹脂粉末配合物を満たす際に、鋳型内にあるコイルにより合金粒と絶縁性粉末粒を磁束の方向に整列させる磁界を形成すると有利である。
【００４１】
鋳型が完全に満たされた後、鋳型をまず振動（これは、同様に例えば上述した圧搾空気バイブレータによって行うことができる）させ、引続き磁化電流を遮断する。この注型樹脂配合物の最終硬化後に結果として形成された誘導素子を離型する。
【００４２】
本発明を実施例並びに添付図面に基づき以下に詳述する。
【００４３】
図面は誘導素子１０を示す。誘導素子１０は軟磁性鉄心１１及び巻回数の少ない比較的太い銅線の巻線１２から成る。図面は製造中の誘導素子を示す。誘導素子１０は、この場合アルミニウム製の鋳型に入れられている。
【００４４】
巻線１２は多層巻コイルであり、その巻端はピン１３に取付けられている。ピン１３は軟磁性鉄心１１から突出しており、例えば印刷回路板のような基板に接続するために使用される。図示した鋳型１は同時に誘導素子のケーシング１４として用いられる。
【００４５】
粉末複合材料の出発材料は、最初Ｆｅ73.5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ15.5Ｂ7の組成を持つ非晶質合金であり、迅速固化技術で薄い金属リボンとした。明確化のため再度説明すれば、その製造方法は、例えば欧州特許出願公開第０２４１６５７号明細書に詳述されている。
【００４６】
これら合金リボンを、ナノ結晶性組織を形成すべく水素雰囲気下又は真空中で約５６０℃の温度で熱処理した。この結晶化処理に続き、この合金リボンをミル内で所望の最終微細度迄粉砕した。この処理で生じる典型的な合金粒の寸法は、厚さが０．０１〜０．０４ｍｍ程、また他の２つの寸法（幅、長さ）は０．０４〜１．０ｍｍ程であった。
【００４７】
こうして製造したフレークとも呼べる合金粒の動的磁気特性を改善するため、その表面を被覆した。そのためまず合金粒の適切な表面酸化を、４００〜５４０℃の温度範囲で０．１〜５時間の熱処理で行った。この処理に引続いて、合金粒の表面を約１５０〜４００ｎｍの特有の層厚で鉄と酸化ケイ素から成る耐摩耗性の層で覆覆した。
【００４８】
この表面酸化に引続いて、合金粒を流動床被覆機内でシランにより被覆した。その後この層を８０〜２００℃の温度で０．１〜３時間焼き付けた。
【００４９】
次いでBASF社の等級ＨＱｉの鉄カルボニル粉末を準備した。その際この粉末は５μｍ以下の粒度を示した。表面を酸化したこの合金粉末と鉄カルボニル粉末を引続き凡そ７：３の重量比で、即ち約７ｋｇの合金粉末を約３ｋｇの鉄カルボニル粉末と混合した。
【００５０】
その際両粉末を適切なミキサ内で均当に分散させ、次いで所望の鋳型に満たした。
【００５１】
このように準備した粉末混合物を、次いで鋳型１に満たした。その際アルミニウム製の鋳型１はその内壁に適切な分離被覆を備え、そのため誘導素子１０の離型が困難になることはなかった。その後巻線１２を経て電流を流し、強磁性の合金粒と強磁性の絶縁性粉末粒とを、それらの縦軸が約１２Ａ／ｃｍの磁界と平行になるよう整列させた。
【００５２】
その後、充填鋳型内に注型樹脂配合物を注ぎ込んだ。
【００５３】
使用したこの注型樹脂配合物はシラン接着剤を含む熱可塑性メタクリレート配合物からなり、以下に記載の組成を示した。
その際この化学成分は相次いでメタクリルエステルに溶解した。完成混合物は無色透明であり、これを鋳型１内に注ぎ込んだ。この注型樹脂配合物は室温でほぼ６０分以内に硬化した。引続きこの配合物を約１５０℃の温度で更に１時間、後硬化させた。
【００５５】
強磁性材料の充てん密度が約６５容量％の範囲内の磁心を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による誘導素子の断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 誘導素子、１1 軟磁性磁心、１３ ピン、１４ ケーシング
Claims (22)
- 少なくとも１つの巻線と強磁性粉末複合材料から成る１つの軟磁性鉄心を有する誘導素子において、前記強磁性粉末複合材料が、非晶質又はナノ結晶体の合金からなる強磁性合金粉末と、強磁性の絶縁性粉末と、熱可塑性又はデュロプラスチックポリマとから成ることを特徴とする誘導素子。
- 強磁性の絶縁性粉末として、強磁性の無機粉末を備えることを特徴とする請求項１記載の素子。
- 無機粉末としてフェライト粉末を備えることを特徴とする請求項２記載の素子。
- 強磁性の絶縁性粉末として表面を絶縁した金属粉末を備えることを特徴とする請求項１記載の素子。
- 表面を絶縁した金属粉末として強磁性の金属カルボニル粉末又は種々の強磁性の金属カルボニル粉末の混合物を備えることを特徴とする請求項４記載の素子。
- 強磁性金属カルボニル粉末として鉄カルボニル粉末、ニッケルカルボニル粉末又はコバルトカルボニル粉末を備えることを特徴とする請求項５記載の素子。
- 前記絶縁性の強磁性粉末が、平均粒径１０μｍ以下の粉末粒から成ることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の素子。
- 前記絶縁性強磁性粉末が、平均粒径５μｍ以下の粉末粒から成ることを特徴とする請求項７記載の素子。
- 非晶質又はナノ結晶体の合金粉末が、平均粒径２μｍ以下の合金粒から成ることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の素子。
- 合金粉末の平均厚さが０．０４〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項９記載の素子。
- 合金粒が表面を酸化されたことを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の素子。
- 合金粒が合成物質で被覆されたことを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の素子。
- 合成物質としてシランを備えることを特徴とする請求項１２記載の素子。
- 粉末複合材料がＢｓ≧０．５テスラの飽和磁束密度と、１０≦μ≦２００の透磁率を有することを特徴とする請求項１乃至１３の1つに記載の素子。
- 粉末複合材料を鋳型に流し、かつポリマとして注型用樹脂を備えることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の素子。
- 注型樹脂としてモノマ又はオリゴマの樹脂を用意し、これからポリアミド、ポリアクリレート又はポリブチレンテレフタレートを合成することを特徴とする請求項１５記載の素子。
- 粉末複合材料を射出成形で製造し、ポリマとして射出成形ポリマを用意することを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の素子。
- 射出成形ポリマとしてポリアミドを備えることを特徴とする請求項１７記載の素子。
- 誘導素子が容器を有することを特徴とする請求項１乃至１８の１つに記載の素子。
- 以下の工程を含むことを特徴とする請求項１５又は１６記載の誘導素子の製造方法。
ａ）鋳型、合金粉末、絶縁性粉末及び注型樹脂配合物を準備し、
ｂ）上記鋳型に合金粉末及び絶縁性粉末を満たし、
ｃ）上記注型樹脂配合物をこの鋳型に注ぎ込み、そして
ｄ）上記注型樹脂配合物を硬化させる。 - 以下の工程を含むことを特徴とする請求項１４又は１５記載の誘導素子の製造方法。
ａ）鋳型、合金粉末、絶縁性粉末及び鋳型用樹脂配合物を準備し、
ｂ）上記合金粉末、絶縁性粉末並びに注型樹脂配合物を注型樹脂粉末配合物を製造するため混合し、
ｃ）鋳型に注型樹脂粉末配合物を注ぎ込み、そして
ｄ）上記注型樹脂粉末配合物を硬化させる。 - 誘導素子の軟磁性鉄心を製造するための強磁性金属カルボニル粉末の使用方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10128004A DE10128004A1 (de) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | Induktives Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| PCT/EP2002/004644 WO2002101763A1 (de) | 2001-06-08 | 2002-04-26 | Induktives bauelement und verfahren zu seiner herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004529508A true JP2004529508A (ja) | 2004-09-24 |
Family
ID=7687733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003504422A Pending JP2004529508A (ja) | 2001-06-08 | 2002-04-26 | 誘導素子とその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7532099B2 (ja) |
| EP (1) | EP1393330A1 (ja) |
| JP (1) | JP2004529508A (ja) |
| DE (1) | DE10128004A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002101763A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237153A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toda Kogyo Corp | 複合圧粉磁心及びその製造法 |
| JP2014200087A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | インテル コーポレイション | ラジオ周波数パッシブ及びアンテナのための方法、装置及び材料 |
| JP2018037562A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 国立大学法人信州大学 | 磁心材料及びその製造方法 |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10024824A1 (de) * | 2000-05-19 | 2001-11-29 | Vacuumschmelze Gmbh | Induktives Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US20050205551A1 (en) * | 2001-02-15 | 2005-09-22 | Integral Technologies, Inc. | Low cost heated clothing manufactured from conductive loaded resin-based materials |
| US20050172950A1 (en) * | 2001-02-15 | 2005-08-11 | Integral Technologies, Inc. | Low cost heated clothing manufactured from conductive loaded resin-based materials |
| DE10134056B8 (de) * | 2001-07-13 | 2014-05-28 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von nanokristallinen Magnetkernen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE10155898A1 (de) * | 2001-11-14 | 2003-05-28 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Induktives Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US7154447B2 (en) * | 2003-12-22 | 2006-12-26 | Sensormatic Electronics Corporation | Nanocrystalline core antenna for EAS and RFID applications |
| EP1489572B1 (en) * | 2003-06-16 | 2015-03-25 | Tyco Fire & Security GmbH | Wide exit electronic article surveillance antenna system |
| WO2005119930A2 (en) * | 2004-04-13 | 2005-12-15 | Integral Technologies, Inc. | Low cost heated clothing manufacturing fro conductive loaded resin-based materials |
| DE102004023815A1 (de) * | 2004-05-13 | 2005-12-08 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Antennenanordnung und Verwendung der Antennenanordnung |
| DE102005034486A1 (de) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Kerns für Generatoren sowie Generator mit einem derartigen Kern |
| US7843302B2 (en) * | 2006-05-08 | 2010-11-30 | Ibiden Co., Ltd. | Inductor and electric power supply using it |
| DE102006028389A1 (de) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Magnetkern und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2009543370A (ja) * | 2006-07-12 | 2009-12-03 | ファキュウムシュメルゼ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 磁芯の作製方法、磁芯及び磁芯を伴う誘導性部材 |
| US7909945B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-03-22 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic iron-cobalt-based alloy and method for its production |
| JP4950679B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2012-06-13 | 株式会社ワコム | 位置指示装置 |
| DE102007028089A1 (de) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Würth Elektronik Pforzheim GmbH & Co. KG | Paste zur Herstellung einer Induktivität |
| DE102007034925A1 (de) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, Magnetkern und induktives Bauelement mit einem Magnetkern |
| US9057115B2 (en) * | 2007-07-27 | 2015-06-16 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic iron-cobalt-based alloy and process for manufacturing it |
| US8012270B2 (en) * | 2007-07-27 | 2011-09-06 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Soft magnetic iron/cobalt/chromium-based alloy and process for manufacturing it |
| WO2010008947A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Meadwestvaco Corporation | Die-cutting method for improving tear resistance on a film laminated paperboard card |
| WO2011014301A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | Meadwestvaco Corporation | Paperboard security packages |
| US9378882B2 (en) * | 2011-12-16 | 2016-06-28 | Texas Instruments Incorporated | Method of fabricating an electronic circuit |
| US9270071B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-02-23 | International Business Machines Corporation | Microwave connector with filtering properties |
| US9300029B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-03-29 | International Business Machines Corporation | Coaxial transmission line slot filter with absorptive matrix |
| JP6330692B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2018-05-30 | 株式会社村田製作所 | 電子部品 |
| KR101681406B1 (ko) * | 2015-04-01 | 2016-12-12 | 삼성전기주식회사 | 코일 전자부품 및 그 제조방법 |
| DE102015105431A1 (de) | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Körpers |
| WO2020076891A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Powdermet Inc. | High frequency low loss magnetic core and method of manufacture |
| US11610718B2 (en) | 2019-09-23 | 2023-03-21 | Ford Global Technologies, Llc | Electrical inductor device |
| CN115579233B (zh) * | 2022-10-21 | 2023-06-13 | 广东省科学院新材料研究所 | 一种采用电化学磷化法制备金属磁粉芯的方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE833493C (de) * | 1950-05-18 | 1952-03-10 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von hochpermeablem magnetischen Pulver |
| US3255512A (en) * | 1962-08-17 | 1966-06-14 | Trident Engineering Associates | Molding a ferromagnetic casing upon an electrical component |
| JPS59177902A (ja) | 1983-03-29 | 1984-10-08 | Toshiba Corp | コア |
| US4601765A (en) * | 1983-05-05 | 1986-07-22 | General Electric Company | Powdered iron core magnetic devices |
| DE3605693A1 (de) | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Kraftwerk Union Ag | Abfallbeseitigungseinrichtung fuer problemstoffe |
| JPS6321807A (ja) | 1986-07-16 | 1988-01-29 | Tdk Corp | アモルフアス合金粉末製電磁部品及びその製造方法 |
| US4881989A (en) | 1986-12-15 | 1989-11-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Fe-base soft magnetic alloy and method of producing same |
| EP0301561B1 (en) * | 1987-07-31 | 1992-12-09 | TDK Corporation | Magnetic shield-forming magnetically soft powder, composition thereof, and process of making |
| CA2040741C (en) | 1990-04-24 | 2000-02-08 | Kiyonori Suzuki | Fe based soft magnetic alloy, magnetic materials containing same, and magnetic apparatus using the magnetic materials |
| JPH05283238A (ja) | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Sony Corp | トランス |
| JPH05299232A (ja) | 1992-04-20 | 1993-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 樹脂成形磁性材 |
| JPH06224023A (ja) | 1993-01-28 | 1994-08-12 | Sony Corp | フェライト樹脂の製造方法 |
| JP3688732B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2005-08-31 | 株式会社東芝 | 平面型磁気素子および非晶質磁性薄膜 |
| US5594397A (en) * | 1994-09-02 | 1997-01-14 | Tdk Corporation | Electronic filtering part using a material with microwave absorbing properties |
| JPH1092623A (ja) | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Tokin Corp | 電磁干渉抑制体 |
| JPH1097913A (ja) | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Tokin Corp | 複合磁性体及びその製造方法ならびに電磁干渉抑制体 |
| DE19846781C2 (de) | 1998-10-10 | 2000-07-20 | Ald Vacuum Techn Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Präzisionsgußteilen durch Schleudergießen |
| JP2000182845A (ja) | 1998-12-21 | 2000-06-30 | Hitachi Ferrite Electronics Ltd | 複合磁心 |
| JP2001068324A (ja) | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Hitachi Ferrite Electronics Ltd | 粉末成形磁芯 |
| JP3617426B2 (ja) * | 1999-09-16 | 2005-02-02 | 株式会社村田製作所 | インダクタ及びその製造方法 |
| DE10024824A1 (de) * | 2000-05-19 | 2001-11-29 | Vacuumschmelze Gmbh | Induktives Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP3593986B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2004-11-24 | 株式会社村田製作所 | コイル部品及びその製造方法 |
| JP4284004B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2009-06-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度圧粉磁心用粉末、高強度圧粉磁心の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-08 DE DE10128004A patent/DE10128004A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-04-26 US US10/476,901 patent/US7532099B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-26 JP JP2003504422A patent/JP2004529508A/ja active Pending
- 2002-04-26 EP EP02742919A patent/EP1393330A1/de not_active Withdrawn
- 2002-04-26 WO PCT/EP2002/004644 patent/WO2002101763A1/de active Application Filing
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237153A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toda Kogyo Corp | 複合圧粉磁心及びその製造法 |
| JP2014200087A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | インテル コーポレイション | ラジオ周波数パッシブ及びアンテナのための方法、装置及び材料 |
| KR20160103959A (ko) * | 2013-03-29 | 2016-09-02 | 인텔 코포레이션 | 반도체 패키지 및 컴퓨터 디바이스 |
| US9461355B2 (en) | 2013-03-29 | 2016-10-04 | Intel Corporation | Method apparatus and material for radio frequency passives and antennas |
| KR101713037B1 (ko) * | 2013-03-29 | 2017-03-07 | 인텔 코포레이션 | 반도체 패키지 및 컴퓨터 디바이스 |
| US10122089B2 (en) | 2013-03-29 | 2018-11-06 | Intel Corporation | Magnetic nanocomposite materials and passive components formed therewith |
| JP2018037562A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 国立大学法人信州大学 | 磁心材料及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040183643A1 (en) | 2004-09-23 |
| EP1393330A1 (de) | 2004-03-03 |
| WO2002101763A1 (de) | 2002-12-19 |
| DE10128004A1 (de) | 2002-12-19 |
| US7532099B2 (en) | 2009-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004529508A (ja) | 誘導素子とその製造方法 | |
| US7265651B2 (en) | Inductive component and method for the production thereof | |
| US7230514B2 (en) | Inductive component and method for producing same | |
| WO2006022262A1 (ja) | 磁性コア部品の製造方法 | |
| JP2958807B2 (ja) | インダクタ及びその製造方法 | |
| JPH0257662A (ja) | ボンド磁石用急冷薄帯合金 | |
| US20020043301A1 (en) | Density enhanced, DMC, bonded permanent magnets | |
| JP2002184616A (ja) | 圧粉磁心 | |
| CN108806921B (zh) | 电感元件 | |
| WO2001039215A1 (fr) | Materiau magnetique en bande mince, poudre magnetique et aimant de liaison du groupe des terres rares | |
| JP3883138B2 (ja) | 樹脂ボンド磁石の製造方法 | |
| JP2006100292A (ja) | 粉末磁性体コアの製造方法及びそれを用いてなる粉末磁性体コア | |
| JPH0411703A (ja) | 希土類磁石の製造方法 | |
| JPH05335120A (ja) | 異方性ボンド磁石製造用固体樹脂バインダー被覆磁石粉末およびその製造法 | |
| JPH05326240A (ja) | 圧粉磁芯及びその製造方法 | |
| JP2004158570A (ja) | チョークコイル及びその製造方法 | |
| JPH0845719A (ja) | ボンド磁石用急冷薄帯、ボンド磁石用粉末、ボンド磁石及びそれらの製造方法 | |
| JP2724740B2 (ja) | ラジアル異方性ボンド磁石の製造方法 | |
| JPH05129119A (ja) | 希土類磁石の造粒粉末および樹脂ボンド磁石の製造方法 | |
| JP2709068B2 (ja) | 圧粉磁心 | |
| JP2000173810A (ja) | 磁気異方性ボンド磁石およびその製法 | |
| JPS59129405A (ja) | 巻線部品の鉄心 | |
| JP3614545B2 (ja) | 異方性焼結磁石の製造方法 | |
| JPH02260615A (ja) | 準異方性永久磁石及びその製造方法 | |
| JPH1167567A (ja) | ボンド磁石の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050418 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071001 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071004 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071226 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080204 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080626 |