JP2008187119A - 線輪部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 大電流での重畳特性の良好な線輪部品の提供を目的とする。
【解決手段】 第1の磁性体粉末と、より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉と、樹脂との混和物を注型して硬化させてなるマイクロギャップを持たせた、7.96kA/mの磁界中の比透磁率μdcが10以上である磁芯中に、巻線内包絶縁物を埋設した線輪部品とする。
【選択図】 なし
Description
フェライト磁芯の飽和磁束密度は小さい。また、ギャップを設けたフェライト磁芯の場合、次の問題点が指摘できる。まず、磁芯外部に磁束が漏れ出し、銅線表面に渦電流を発生させる。
例えば、珪素鋼などの100ミクロン薄帯は、この範囲で特に高μの優位性を発揮できている。同じ組成で比較する場合、粉体の圧粉磁芯よりも透磁率が高い理由は、薄帯にすることで反磁界係数を下げ、低保磁力のスピン磁化回転モードを使用するからである。ただし薄帯厚みに起因する、渦電流損失の増大により、40kHz位までしか適応できない。更に薄い薄帯が開発されつつあるが、製造コストが甚だ高い。またマクロギャップ部の加工精度の問題がある。
例えば、センダストの圧粉体が用いられる。軟磁性粉を成形して作製される圧粉磁芯は、フェライトに比べて大きい飽和磁束密度を有しているため小型化に有利であるが、透磁率および鉄損についてはフェライトより優れているとはいえず、その点では小型化が図りにくい。
圧粉磁芯でも、複数のマクロギャップや磁芯中の磁束密度の分布をより均一化するために、部分的に磁化困難方向に磁化させることなどの必要がある領域であり、特に漏洩磁束が巻線の渦電流損失の著しい増加をもたらしていた。この領域では、適した磁芯の選定が難しい。
H1=15.92kA/m
H2=31.84kA/m
H3=79.6kA/m
においてより高い透磁率を得る事ができた。
H0=5A/m(初透磁率の測定のため、LCRメーターの最小磁界を設定)
H1=15.92kA/m
H2=31.84kA/m
H3=79.6kA/m
2次粒子として平均粒径D =2.5μmの球状シリカ、3次粒子として平均粒径D50=2.5μmの球状シリカを選定して、これらの選定したシリカを複合で添加した結果を表2に示す。
a)表面から約5mmの部分 5.17g/cc(中心比5%低い)
b)中心部分5〜37mm部分 5.44g/cc
c)底面から約5mmの部分 5.71g/cc(中心比5%高い)
目標とする直流重畳特性は、磁性体粉末の充填率が同一であっても個々の粒子間に構成されるミクロギャップの大きさは場所によって異なることが予想できる。図5は磁性体粉末の分散状態を示す模式図である。○印は磁性体粉末である。つまり、図5の適と示すような磁性体粉末(○印)が均一分散している状態であれば、平均の反磁界は小さくならずに、磁気飽和しにくい特性を得ることができるはずである。しかし、不適と示すような磁性体粉末(○印)の充填率が局所的に上昇すると、このような場所の粒子間ミクロギャップは小さくなり、結果として反磁界が小さくなり磁気飽和しやすい状態となる。従って、このような磁性体粉末の不均一分布を解消することが高特性化につながることと考えられる。その方策の一つとして、樹脂硬化中に起こる磁性体粉末の沈降を抑えることが有効と考えられる。
Claims (25)
- 第1の磁性体粉末と、より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉末と、樹脂との混和物を、固化または硬化させて得られる磁芯を用いた線輪部品であって、
前記磁芯は、トロイダルテストピースに均一な巻線をした系における7.96kA/mの磁界中の比透磁率μdcが10以上であり、かつ前記第1の磁性体粉末の実効的な反磁界係数Nが0.4以下であり、前記第1の磁性体粉末と第2の磁性体粉末または非磁性体粉末との合計の充填率が50vol%以上であることを特徴とする線輪部品。 - 前記磁芯は、トロイダルテストピースに均一な巻線をした系における31.84kA/mの磁界中の比透磁率μdcが2以上であることを特徴とする請求項1に記載の線輪部品。
- 前記磁芯は、トロイダルテストピースに均一な巻線をした系における79.6kA/mの磁界中の比透磁率μdcが2以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の線輪部品。
- 巻線の端部を除くように絶縁樹脂で包囲して得られる巻線内包絶縁物の少なくとも一部が前記磁芯に埋設されたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 巻線の端部を除くように絶縁樹脂で包囲して得られる巻線内包絶縁物の全部が前記磁芯に埋設されたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 前記第1の磁性体粉末の平均粒径φ1に対する、前記より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉末の平均粒径φ2がφ2=<φ1/15、かつ前記より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉末の体積分率が全体の40vol%以下で、望ましくは前記より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉末が略球状粉末であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の線輪部品。
- 前記より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉末の半分以下がφ1/50以下の粒径の粉末であり、望ましくは略球状粉末であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の線輪部品。
- 前記樹脂または樹脂との混和物が、少なくともチキソトロピックな成分を含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の線輪部品。
- 前記巻線内包絶縁物が少なくともチキソトロピックな成分を含む絶縁非磁性粉と樹脂の混和物で均一含浸され、固化または硬化して得られたものであることを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載の線輪部品。
- 前記磁性体粉末は、軟磁性体粉末からなることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 前記磁性体粉末は、少なくとも軟磁性体粉末を含むことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 前記軟磁性粉末は、少なくともFe−Si系粉末を含むことを特徴とする請求項10または11のいずれかに記載の線輪部品。
- 前記Fe−Si系粉末における平均Si含有量は11.0重量%以下(0重量%を含まず)であることを特徴とする請求項12に記載の線輪部品。
- 前記軟磁性粉末は、少なくともFe−Si−Al系粉末を含むことを特徴とする請求項10または11のいずれかに記載の線輪部品。
- 前記Fe−Si−Al系粉末における平均Si含有量は11.0重量%以下(0重量%を含まず)であり、平均Al含有量は7.0重量%以下(0重量%を含まず)であることを特徴とする請求項14に記載の線輪部品。
- 前記軟磁性粉末は、少なくともFe−Ni系粉末を含むことを特徴とする請求項10または11のいずれかに記載の線輪部品。
- 前記Fe−Ni系粉末における平均Ni含有量は30.0重量%以上85.0重量%以下であることを特徴とする請求項16に記載の線輪部品。
- 前記軟磁性粉末は、少なくともアモルファス粉末を含むことを特徴とする請求項10または11のいずれかに記載の線輪部品。
- 前記軟磁性粉末は、少なくともカルボニール鉄粉末を含むことを特徴とする請求項10または11のいずれかに記載の線輪部品。
- 前記より小径の第2の磁性体粉末または非磁性体粉末は少なくとも略球状粉末を含むことを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 特定透磁率磁芯部材が前記磁芯に埋設された線輪部品であって、前記特定透磁率磁芯部材は、トロイダルテストピースに均一な巻線をした系における7.96kA/mの磁界中の比透磁率μdcが1以上であることを特徴とする請求項1ないし20のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 特定透磁率磁芯部材が前記磁芯に埋設された線輪部品であって、前記特定透磁率磁芯部材は、トロイダルテストピースに均一な巻線をした系における3.98kA/mの磁界中の比透磁率μdcが1以上であることを特徴とする請求項1ないし20のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 前記磁芯の中の一部分に比透磁率μdcが1である特定透磁率磁芯部材が埋設されたことを特徴とする請求項1ないし20のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 前記磁芯の中の一部分に磁性体加工部品が埋設されたことを特徴とする請求項1ないし20のいずれか1項に記載の線輪部品。
- 保持ケースを更に備え、前記混和物の少なくとも一部が前記ケース内で固化または硬化したことを特徴とする請求項1ないし24のいずれか1項に記載の線輪部品。
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