JP2018142642A - Powder magnetic core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とを含む圧粉磁芯に関する。 The present invention relates to a dust core including soft magnetic metal particles and soft magnetic metal fine particles.
特許文献１には、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とを含む圧粉磁芯が開示されている。ここで軟磁性金属粒子の表面には、絶縁層が形成されている。特許文献１の圧粉磁芯は、以下に説明するように作製される。まず、軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を１００℃〜２００℃にて加熱処理した後、シリコーン樹脂の分解温度よりも高い温度にて更に加熱処理してから解砕することにより、酸化ケイ素を主成分とする絶縁層が表面に形成された軟磁性金属粒子を得る。その後、絶縁層が形成された軟磁性金属粒子と、軟磁性金属微粒子と、成形用樹脂と、焼成用樹脂とを混合して加圧成形及び熱処理を行うことにより、特許文献１の圧粉磁芯が作製される。 Patent Document 1 discloses a dust core containing soft magnetic metal particles and soft magnetic metal fine particles. Here, an insulating layer is formed on the surface of the soft magnetic metal particles. The dust core of Patent Document 1 is manufactured as described below. First, after heat-treating a mixture of soft magnetic metal particles and silicone resin at 100 ° C. to 200 ° C., further heat-treating at a temperature higher than the decomposition temperature of the silicone resin, and then crushing, silicon oxide To obtain soft magnetic metal particles on the surface of which an insulating layer containing as a main component is formed. Thereafter, the soft magnetic metal particles on which the insulating layer is formed, the soft magnetic metal fine particles, the molding resin, and the firing resin are mixed and subjected to pressure molding and heat treatment, whereby the dust magnet of Patent Document 1 is obtained. A wick is made.
特許文献１の圧粉磁芯に用いられる軟磁性金属粒子は、シリコーン樹脂の分解温度よりも高い温度で加熱処理して、酸化ケイ素を主成分とする高硬度の絶縁層を形成してから解砕して製造されているため、解砕される際に軟磁性金属粒子の表面に形成された絶縁層の一部が剥離して軟磁性金属粒子の表面が部分的に露出する可能性がある。よってこのような軟磁性金属粒子を用いて圧粉磁芯を作製した場合、軟磁性金属粒子の露出した表面が互いに接触して絶縁が不十分となり、均一な磁気ギャップが得られないため、零磁場と強磁場でのインダクタンスの差が大きくなり、良好な直流重畳特性が得られない可能性がある。 The soft magnetic metal particles used in the dust core of Patent Document 1 are heat-treated at a temperature higher than the decomposition temperature of the silicone resin to form a high-hardness insulating layer mainly composed of silicon oxide. Since it is manufactured by crushing, there is a possibility that a part of the insulating layer formed on the surface of the soft magnetic metal particles is peeled off when being crushed and the surface of the soft magnetic metal particles is partially exposed. . Therefore, when a dust core is produced using such soft magnetic metal particles, the exposed surfaces of the soft magnetic metal particles come into contact with each other, resulting in insufficient insulation, and a uniform magnetic gap cannot be obtained. There is a possibility that the difference in inductance between the magnetic field and the strong magnetic field becomes large, and good DC superposition characteristics cannot be obtained.
そこで、本発明は、より優れた直流重畳特性を有する圧粉磁芯を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the powder magnetic core which has the more outstanding direct current | flow superimposition characteristic.
本発明は、第１の圧粉磁芯として、
軟磁性金属粒子と、軟磁性金属微粒子とを含む圧粉磁芯であって、
前記軟磁性金属粒子同士は、１０μｍ以上の長さに亘って所定の粒子間距離をおいて配置されており、
前記所定の粒子間距離の平均値は、１．０〜３．５μｍの範囲にある
圧粉磁芯を提供する。
The present invention provides the first dust core as
A dust core comprising soft magnetic metal particles and soft magnetic metal fine particles,
The soft magnetic metal particles are disposed at a predetermined interparticle distance over a length of 10 μm or more,
The average value of the predetermined interparticle distance provides a dust core in the range of 1.0 to 3.5 μm.
また、本発明は、第２の圧粉磁芯として、第１の圧粉磁芯であって、
前記軟磁性金属粒子と前記軟磁性金属微粒子との粒径比は、４以上である
圧粉磁芯を提供する。
Further, the present invention is a first dust core as the second dust core,
The soft magnetic metal particle and the soft magnetic metal fine particle provide a dust core having a particle size ratio of 4 or more.
本発明の圧粉磁芯において、軟磁性金属粒子同士は、１０μｍ以上の長さに亘って所定の粒子間距離をおいて配置されている。これにより、本発明の圧粉磁芯に含まれる軟磁性金属粒子は、互いに絶縁を保ちつつ高密度に充填される。従って本発明の圧粉磁芯は、特許文献１の圧粉磁芯と比較して、より優れた直流重畳特性を具備することができる。 In the dust core of the present invention, the soft magnetic metal particles are arranged at a predetermined interparticle distance over a length of 10 μm or more. Thereby, the soft magnetic metal particles contained in the dust core of the present invention are filled with high density while maintaining insulation from each other. Therefore, the dust core of the present invention can have more excellent direct current superposition characteristics than the dust core of Patent Document 1.
図１を参照すると、本発明の実施の形態による圧粉磁芯１０は、軟磁性金属粒子１００と、軟磁性金属微粒子２００とを含んでいる。より具体的には、本実施の形態の圧粉磁芯１０は、軟磁性金属粒子１００と、軟磁性金属微粒子２００と、バインダ３００とを含んでいる。 Referring to FIG. 1, a dust core 10 according to an embodiment of the present invention includes soft magnetic metal particles 100 and soft magnetic metal fine particles 200. More specifically, the dust core 10 of the present embodiment includes soft magnetic metal particles 100, soft magnetic metal fine particles 200, and a binder 300.
本実施の形態の軟磁性金属粒子１００及び軟磁性金属微粒子２００は、Ｆｅ−Ｓｉからなるものである。図１を参照すると、本実施の形態の軟磁性金属粒子１００は、概ね球状の形状を有しており、平均粒径は１５０〜１６０μｍである。より詳しくは、本実施の形態の軟磁性金属粒子１００は、径方向（Ｙ方向）と直交する平坦部１１０を有している。また、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０は、径方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）において１０μｍ以上の長さを有している。本実施の形態の軟磁性金属微粒子２００の平均粒径は１０μｍである。 Soft magnetic metal particles 100 and soft magnetic metal fine particles 200 of the present embodiment are made of Fe-Si. Referring to FIG. 1, the soft magnetic metal particle 100 of the present embodiment has a substantially spherical shape, and the average particle size is 150 to 160 μm. More specifically, the soft magnetic metal particle 100 of the present embodiment has a flat portion 110 orthogonal to the radial direction (Y direction). Further, the flat portion 110 of the soft magnetic metal particle 100 has a length of 10 μm or more in a direction (X direction) orthogonal to the radial direction (Y direction). The average particle diameter of the soft magnetic metal fine particles 200 of the present embodiment is 10 μm.
なお本発明の軟磁性金属粒子１００及び軟磁性金属微粒子２００は、純鉄、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、及びＦｅ系アモルファスからなる群から選択されたものであってもよい。また本発明の軟磁性金属粒子１００の原料となる軟磁性金属粒子の形状は、特に制限されないが、略球状が好ましい。この理由については後述する。略球状の軟磁性金属粒子は、例えばガスアトマイズ法によって得られる。 The soft magnetic metal particles 100 and the soft magnetic metal fine particles 200 of the present invention may be selected from the group consisting of pure iron, Fe—Si—Al, Fe—Ni, Fe—Al, and Fe-based amorphous. Good. Further, the shape of the soft magnetic metal particles used as the raw material for the soft magnetic metal particles 100 of the present invention is not particularly limited, but is preferably substantially spherical. The reason for this will be described later. The substantially spherical soft magnetic metal particles are obtained, for example, by a gas atomization method.
本実施の形態のバインダ３００は、軟磁性金属粒子１００及び軟磁性金属微粒子２００を結着している。本実施の形態のバインダ３００の原料は、シリコーン樹脂である。なお本発明のバインダ３００の原料としては、熱硬化性であれば特に制限されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、水ガラス等であってもよいが、耐熱性及び絶縁性の観点から特にシリコーン樹脂が好ましい。 The binder 300 according to the present embodiment binds the soft magnetic metal particles 100 and the soft magnetic metal fine particles 200. The raw material of the binder 300 of this embodiment is a silicone resin. The raw material of the binder 300 of the present invention is not particularly limited as long as it is thermosetting, and may be an epoxy resin, a phenol resin, water glass or the like, but a silicone resin is particularly preferable from the viewpoint of heat resistance and insulation. preferable.
図１を参照すると、軟磁性金属粒子１００同士は、１０μｍ以上の長さに亘って所定の粒子間距離Ｄをおいて配置されている。ここで所定の粒子間距離Ｄの平均値は、１．０〜３．５μｍの範囲にある。粒子間距離Ｄの平均値が１．０μｍ以上であると、軟磁性金属粒子１００同士の絶縁及び磁気抵抗が確保され、渦電流損失の増大と直流重畳特性の悪化を抑制でき、また、粒子間距離Ｄの平均値が３．５μｍ以下であると、透磁率の低下と飽和磁束密度の低下を抑制することができる。 Referring to FIG. 1, the soft magnetic metal particles 100 are arranged at a predetermined interparticle distance D over a length of 10 μm or more. Here, the average value of the predetermined interparticle distance D is in the range of 1.0 to 3.5 μm. When the average value of the inter-particle distance D is 1.0 μm or more, insulation and magnetic resistance between the soft magnetic metal particles 100 can be ensured, an increase in eddy current loss and a deterioration of the direct current superposition characteristics can be suppressed, and the inter-particle distance can be reduced. When the average value of the distance D is 3.5 μm or less, a decrease in magnetic permeability and a decrease in saturation magnetic flux density can be suppressed.
図１を参照すると、軟磁性金属粒子１００同士は、平坦部１１０が径方向（Ｙ方向）において対向するように所定の粒子間距離Ｄをおいて配置されている。即ち、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０同士は、平坦部１１０と直交する方向（Ｙ方向）において、バインダ３００を挟みつつ所定の粒子間距離Ｄをおいて配置されている。 Referring to FIG. 1, the soft magnetic metal particles 100 are arranged with a predetermined inter-particle distance D so that the flat portions 110 face each other in the radial direction (Y direction). That is, the flat portions 110 of the soft magnetic metal particles 100 are arranged at a predetermined inter-particle distance D while sandwiching the binder 300 in a direction (Y direction) orthogonal to the flat portion 110.
図１を参照すると、軟磁性金属微粒子２００は、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０同士が対向している箇所以外の部分において、バインダ３００中に分散している。即ち、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０同士が対向している箇所の間には、軟磁性金属微粒子２００は殆ど位置していない。 Referring to FIG. 1, the soft magnetic metal fine particles 200 are dispersed in the binder 300 at portions other than the portions where the flat portions 110 of the soft magnetic metal particles 100 are opposed to each other. That is, the soft magnetic metal fine particles 200 are hardly located between the portions where the flat portions 110 of the soft magnetic metal particles 100 face each other.
図１を参照すると。軟磁性金属粒子１００と軟磁性金属微粒子２００との粒径比は、４以上が好ましい。軟磁性金属粒子１００と軟磁性金属微粒子２００との粒径比が４以上であると、平坦部１１０以外の軟磁性金属粒子１００間の隙間に軟磁性金属微粒子２００が入り込みやすくなるため、圧粉磁芯１０の充填率及び透磁率が向上する。粒径比の増大と共に充填率及び透磁率は向上するため、粒径比は８以上であることが更に好ましい。なお、粒径比を算出するための粒径は、以下のように求めた。まず圧粉磁芯１０の断面において軟磁性金属粒子１００の粒子と軟磁性金属微粒子２００の粒子の各々についてｎ個抽出する。次に、これらｎ個の粒子の夫々について長径及び短径を測定し、この長径及び短径の平均径を算出して、この平均径を個別粒径とする。そしてｎ個すべての個別粒径を平均し、軟磁性金属粒子１００の粒径及び軟磁性金属微粒子２００の粒径とした。 Referring to FIG. The particle size ratio between the soft magnetic metal particles 100 and the soft magnetic metal fine particles 200 is preferably 4 or more. When the particle size ratio between the soft magnetic metal particles 100 and the soft magnetic metal fine particles 200 is 4 or more, the soft magnetic metal fine particles 200 can easily enter the gaps between the soft magnetic metal particles 100 other than the flat portion 110. The filling rate and magnetic permeability of the magnetic core 10 are improved. Since the filling rate and the magnetic permeability are improved as the particle size ratio is increased, the particle size ratio is more preferably 8 or more. The particle size for calculating the particle size ratio was determined as follows. First, n pieces of soft magnetic metal particles 100 and soft magnetic metal fine particles 200 are extracted from the cross section of the dust core 10. Next, the major axis and minor axis are measured for each of these n particles, the average diameter of the major axis and minor axis is calculated, and this average diameter is used as the individual particle diameter. All the n individual particle diameters were averaged to obtain the particle diameter of the soft magnetic metal particles 100 and the particle diameter of the soft magnetic metal fine particles 200.
本実施の形態の圧粉磁芯１０は、以下に説明するように作製される。まず軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を加熱処理して、軟磁性金属粒子に柔軟性のあるコーティング層を形成し、加熱後の混合物を粉砕する。その後、コーティング層を形成した軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とバインダ原料との混合組成物を、圧縮成型及び加熱処理して圧粉磁芯１０を作製する。 The dust core 10 according to the present embodiment is manufactured as described below. First, a mixture of soft magnetic metal particles and silicone resin is heat-treated to form a flexible coating layer on the soft magnetic metal particles, and the heated mixture is pulverized. Then, the powder magnetic core 10 is produced by compressing and heating the mixed composition of the soft magnetic metal particles, the soft magnetic metal fine particles, and the binder raw material on which the coating layer is formed.
本実施の形態の圧粉磁芯１０は上述のように作製されるため、圧粉磁芯１０の作製過程において、軟磁性金属粒子１００のコーティング層が一部剥離して表面が露出することはない。すなわち、上述の加熱処理によって軟磁性金属粒子１００に柔軟性のあるコーティング層が形成されているため、粉砕する際に軟磁性金属粒子１００のコーティング層が一部剥離して表面が露出することはない。よって、特許文献１の圧粉磁芯の軟磁性金属粒子と異なり、本実施の形態の圧粉磁芯１０においては、軟磁性金属粒子の露出した表面が互いに接触して絶縁が不十分となることや、磁気ギャップが不均一となることもない。また、特許文献１の圧粉磁心の軟磁性金属粒子では、シリコーン樹脂硬化後の軟磁性粉末をほぐし処理した後、熱処理によって酸化ケイ素を主成分とする高硬度の絶縁層を形成し、結合した軟磁性金属粒子を解砕する工程が必要であるが、本実施の形態の圧粉磁心１０においては、解砕工程が不要のため製造が容易である。なお、本発明の圧粉磁芯の作製方法は、上述の方法に限定されず、軟磁性金属粒子同士が１０μｍ以上の長さに亘って所定の粒子間距離をおいて配置される限り、いかなる作製方法であってもよい。 Since the dust core 10 of the present embodiment is manufactured as described above, in the process of manufacturing the dust core 10, the coating layer of the soft magnetic metal particles 100 is partially peeled to expose the surface. Absent. That is, since a flexible coating layer is formed on the soft magnetic metal particles 100 by the heat treatment described above, the surface of the soft magnetic metal particles 100 may be partially peeled and exposed when pulverized. Absent. Therefore, unlike the soft magnetic metal particles of the dust core of Patent Document 1, in the dust core 10 of the present embodiment, the exposed surfaces of the soft magnetic metal particles are in contact with each other, resulting in insufficient insulation. In addition, the magnetic gap is not uneven. Further, in the soft magnetic metal particles of the powder magnetic core of Patent Document 1, after loosening the soft magnetic powder after curing the silicone resin, a high-hardness insulating layer mainly composed of silicon oxide is formed by heat treatment and bonded. Although a step of crushing the soft magnetic metal particles is necessary, the powder magnetic core 10 according to the present embodiment is easy to manufacture because the crushing step is unnecessary. The method for producing the dust core according to the present invention is not limited to the above-described method, and any method may be used as long as the soft magnetic metal particles are arranged at a predetermined interparticle distance over a length of 10 μm or more. It may be a manufacturing method.
また、上述の圧粉磁芯１０の作製過程において、略球状の軟磁性金属粒子を軟磁性金属粒子１００の原料として用いた場合、混合組成物の流動性が高くなるため、混合組成物における軟磁性金属粒子１００の充填率を向上させることができる。 In addition, in the process of manufacturing the dust core 10 described above, when substantially spherical soft magnetic metal particles are used as the raw material of the soft magnetic metal particles 100, the fluidity of the mixed composition is increased, so The filling rate of the magnetic metal particles 100 can be improved.
また、上述の圧粉磁芯１０の作製過程から理解されるように、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０は、混合組成物を圧縮成型する際に形成されるものである。 Moreover, as understood from the above-described manufacturing process of the dust core 10, the flat portion 110 of the soft magnetic metal particle 100 is formed when the mixture composition is compression-molded.
以下、実施例及び比較例によって本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらによって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, the scope of the present invention is not limited by these.
（実施例１）
まず、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１５０μｍである軟磁性金属粒子に対して、シリコーン樹脂を添加して均一に混合する。ここで、シリコーン樹脂の添加量は、混合物全体に対して０．３ｗｔ％とした。
Example 1
First, a silicone resin is added and uniformly mixed with soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 150 μm. Here, the addition amount of the silicone resin was 0.3 wt% with respect to the entire mixture.
次に、軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を大気雰囲気中で加熱処理して軟磁性金属粒子に柔軟性のあるコーティング層を形成し、加熱後の混合物を粉砕した。 Next, the mixture of the soft magnetic metal particles and the silicone resin was heat-treated in the atmosphere to form a flexible coating layer on the soft magnetic metal particles, and the heated mixture was pulverized.
更に、コーティング層が形成された軟磁性金属粒子と、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１０μｍである軟磁性金属微粒子と、シリコーン樹脂とを混合し、混合組成物を得た。ここで、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子との重量比率は４：１とし、またシリコーン樹脂の添加量は、混合組成物全体に対して０．８ｗｔ％とした。 Furthermore, soft magnetic metal particles with a coating layer formed thereon, soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 10 μm, and a silicone resin were mixed to obtain a mixed composition. Here, the weight ratio of the soft magnetic metal particles to the soft magnetic metal fine particles was 4: 1, and the addition amount of the silicone resin was 0.8 wt% with respect to the entire mixed composition.
軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とシリコーン樹脂との混合組成物を、金属製の円筒金型内に封入し、室温下で１５ｔ／ｃｍ２の成型圧で圧縮成形することにより、リング状の圧粉体を形成した。 A mixed composition of soft magnetic metal particles, soft magnetic metal fine particles, and a silicone resin is sealed in a metal cylindrical mold and compression-molded at a molding pressure of 15 t / cm 2 at room temperature. A green compact was formed.
リング状の圧粉体を大気雰囲気中で加熱して熱硬化処理を実施し、更に不活性ガス雰囲気中にて熱処理を実施して、圧粉磁芯１０を得た。熱処理後の圧粉磁芯１０のコア密度は、６．６６ｇ／ｃｃであった。 The ring-shaped green compact was heated in an air atmosphere to carry out a thermosetting treatment, and further heat-treated in an inert gas atmosphere to obtain a dust core 10. The core density of the dust core 10 after the heat treatment was 6.66 g / cc.
（実施例２）
まず、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１５０μｍである軟磁性金属粒子に対して、シリコーン樹脂を添加して均一に混合する。ここで、シリコーン樹脂の添加量は、混合物全体に対して０．５ｗｔ％とした。
(Example 2)
First, a silicone resin is added and uniformly mixed with soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 150 μm. Here, the addition amount of the silicone resin was 0.5 wt% with respect to the entire mixture.
次に、軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を大気雰囲気中で加熱処理して軟磁性金属粒子に柔軟性のあるコーティング層を形成し、加熱後の混合物を粉砕した。 Next, the mixture of the soft magnetic metal particles and the silicone resin was heat-treated in the atmosphere to form a flexible coating layer on the soft magnetic metal particles, and the heated mixture was pulverized.
更に、コーティング層が形成された軟磁性金属粒子と、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１０μｍである軟磁性金属微粒子と、シリコーン樹脂とを混合し、混合組成物を得た。ここで、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子との重量比率は４：１とし、またシリコーン樹脂の添加量は、混合組成物全体に対して０．８ｗｔ％とした。 Furthermore, soft magnetic metal particles with a coating layer formed thereon, soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 10 μm, and a silicone resin were mixed to obtain a mixed composition. Here, the weight ratio of the soft magnetic metal particles to the soft magnetic metal fine particles was 4: 1, and the addition amount of the silicone resin was 0.8 wt% with respect to the entire mixed composition.
軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とシリコーン樹脂との混合物を、金属製の円筒金型内に封入し、室温下で１５ｔ／ｃｍ２の成型圧で圧縮成形することにより、リング状の圧粉体を形成した。 A mixture of soft magnetic metal particles, soft magnetic metal fine particles, and silicone resin is sealed in a metal cylindrical mold and compression molded at room temperature with a molding pressure of 15 t / cm 2 , thereby forming a ring-shaped powder compact. Formed body.
リング状の圧粉体を大気雰囲気中で加熱して熱硬化処理を実施し、更に不活性ガス雰囲気中にて熱処理を実施して、圧粉磁芯１０を得た。熱処理後の圧粉磁芯１０のコア密度は、６．５８ｇ／ｃｃであった。 The ring-shaped green compact was heated in an air atmosphere to carry out a thermosetting treatment, and further heat-treated in an inert gas atmosphere to obtain a dust core 10. The core density of the dust core 10 after the heat treatment was 6.58 g / cc.
（実施例３）
まず、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１５０μｍである軟磁性金属粒子に対して、シリコーン樹脂を添加して均一に混合する。ここで、シリコーン樹脂の添加量は、混合物全体に対して０．２２ｗｔ％とした。
(Example 3)
First, a silicone resin is added and uniformly mixed with soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 150 μm. Here, the addition amount of the silicone resin was 0.22 wt% with respect to the entire mixture.
次に、軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を大気雰囲気中で加熱処理して軟磁性金属粒子に柔軟性のあるコーティング層を形成し、加熱後の混合物を粉砕した。 Next, the mixture of the soft magnetic metal particles and the silicone resin was heat-treated in the atmosphere to form a flexible coating layer on the soft magnetic metal particles, and the heated mixture was pulverized.
更に、コーティング層が形成された軟磁性金属粒子と、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１０μｍである軟磁性金属微粒子と、シリコーン樹脂とを混合し、混合組成物を得た。ここで、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子との重量比率は４：１とし、またシリコーン樹脂の添加量は、混合組成物全体に対して０．８ｗｔ％とした。 Furthermore, soft magnetic metal particles with a coating layer formed thereon, soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 10 μm, and a silicone resin were mixed to obtain a mixed composition. Here, the weight ratio of the soft magnetic metal particles to the soft magnetic metal fine particles was 4: 1, and the addition amount of the silicone resin was 0.8 wt% with respect to the entire mixed composition.
軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とシリコーン樹脂との混合組成物を、金属製の円筒金型内に封入し、室温下で１５ｔ／ｃｍ２の成型圧で圧縮成形することにより、リング状の圧粉体を形成した。 A mixed composition of soft magnetic metal particles, soft magnetic metal fine particles, and a silicone resin is sealed in a metal cylindrical mold and compression-molded at a molding pressure of 15 t / cm 2 at room temperature. A green compact was formed.
リング状の圧粉体を大気雰囲気中で加熱して熱硬化処理を実施し、更に不活性ガス雰囲気中にて熱処理を実施して、圧粉磁芯１０を得た。熱処理後の圧粉磁芯１０のコア密度は、６．６７ｇ／ｃｃであった。 The ring-shaped green compact was heated in an air atmosphere to carry out a thermosetting treatment, and further heat-treated in an inert gas atmosphere to obtain a dust core 10. The core density of the dust core 10 after the heat treatment was 6.67 g / cc.
（比較例１）
まず、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１５０μｍである軟磁性金属粒子に対して、シリコーン樹脂を添加して均一に混合する。ここで、シリコーン樹脂の添加量は、混合物全体に対して０．２ｗｔ％とした。
(Comparative Example 1)
First, a silicone resin is added and uniformly mixed with soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 150 μm. Here, the addition amount of the silicone resin was 0.2 wt% with respect to the entire mixture.
次に、軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を大気雰囲気中で加熱処理して軟磁性金属粒子に柔軟性のあるコーティング層を形成し、加熱後の混合物を粉砕した。 Next, the mixture of the soft magnetic metal particles and the silicone resin was heat-treated in the atmosphere to form a flexible coating layer on the soft magnetic metal particles, and the heated mixture was pulverized.
更に、コーティング層が形成された軟磁性金属粒子と、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１０μｍである軟磁性金属微粒子と、シリコーン樹脂とを混合し、混合組成物を得た。ここで、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子との重量比率は４：１とし、またシリコーン樹脂の添加量は、混合組成物全体に対して０．８ｗｔ％とした。 Furthermore, soft magnetic metal particles with a coating layer formed thereon, soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 10 μm, and a silicone resin were mixed to obtain a mixed composition. Here, the weight ratio of the soft magnetic metal particles to the soft magnetic metal fine particles was 4: 1, and the addition amount of the silicone resin was 0.8 wt% with respect to the entire mixed composition.
軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とシリコーン樹脂との混合物を、金属製の円筒金型内に封入し、室温下で１５ｔ／ｃｍ２の成型圧で圧縮成形することにより、リング状の圧粉体を形成した。 A mixture of soft magnetic metal particles, soft magnetic metal fine particles, and silicone resin is sealed in a metal cylindrical mold and compression molded at room temperature with a molding pressure of 15 t / cm 2 , thereby forming a ring-shaped powder compact. Formed body.
リング状の圧粉体を大気雰囲気中で加熱して熱硬化処理を実施し、更に不活性ガス雰囲気中にて熱処理を実施して、圧粉磁芯１０Ａを得た。熱処理後の圧粉磁芯１０Ａのコア密度は、６．６８ｇ／ｃｃであった。 The ring-shaped green compact was heated in an air atmosphere to perform thermosetting treatment, and further heat-treated in an inert gas atmosphere to obtain a dust core 10A. The core density of the dust core 10A after the heat treatment was 6.68 g / cc.
（比較例２）
まず、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１５０μｍである軟磁性金属粒子に対して、シリコーン樹脂を添加して均一に混合する。ここで、シリコーン樹脂の添加量は、混合物全体に対して０．６ｗｔ％とした。
(Comparative Example 2)
First, a silicone resin is added and uniformly mixed with soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 150 μm. Here, the addition amount of the silicone resin was 0.6 wt% with respect to the whole mixture.
次に、軟磁性金属粒子とシリコーン樹脂との混合物を大気雰囲気中で加熱処理して軟磁性金属粒子に柔軟性のあるコーティング層を形成し、加熱後の混合物を粉砕した。 Next, the mixture of the soft magnetic metal particles and the silicone resin was heat-treated in the atmosphere to form a flexible coating layer on the soft magnetic metal particles, and the heated mixture was pulverized.
更に、コーティング層が形成された軟磁性金属粒子と、Ｆｅ−Ｓｉからなり且つ平均粒径が１０μｍである軟磁性金属微粒子と、シリコーン樹脂とを混合し、混合組成物を得た。ここで、軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子との重量比率は４：１とし、またシリコーン樹脂の添加量は、混合組成物全体に対して０．８ｗｔ％とした。 Furthermore, soft magnetic metal particles with a coating layer formed thereon, soft magnetic metal particles made of Fe—Si and having an average particle diameter of 10 μm, and a silicone resin were mixed to obtain a mixed composition. Here, the weight ratio of the soft magnetic metal particles to the soft magnetic metal fine particles was 4: 1, and the addition amount of the silicone resin was 0.8 wt% with respect to the entire mixed composition.
軟磁性金属粒子と軟磁性金属微粒子とシリコーン樹脂との混合物を、金属製の円筒金型内に封入し、室温下で１５ｔ／ｃｍ２の成型圧で圧縮成形することにより、リング状の圧粉体を形成した。 A mixture of soft magnetic metal particles, soft magnetic metal fine particles, and silicone resin is sealed in a metal cylindrical mold and compression molded at room temperature with a molding pressure of 15 t / cm 2 , thereby forming a ring-shaped powder compact. Formed body.
リング状の圧粉体を大気雰囲気中で加熱して熱硬化処理を実施し、更に不活性ガス雰囲気中にて熱処理を実施して、圧粉磁芯を得た。熱処理後の圧粉磁芯のコア密度は、６．５２ｇ／ｃｃであった。 The ring-shaped green compact was heated in an air atmosphere to perform thermosetting, and further heat-treated in an inert gas atmosphere to obtain a dust core. The core density of the dust core after the heat treatment was 6.52 g / cc.
（圧粉磁芯の電子顕微鏡観察）
実施例１及び比較例１の圧粉磁芯１０，１０Ａの断面の電子顕微鏡観察を以下のように実施した。
(Electron microscope observation of dust core)
Electron microscope observation of the cross sections of the dust cores 10 and 10A of Example 1 and Comparative Example 1 was performed as follows.
実施例１の圧粉磁芯１０を研磨し、研磨された圧粉磁芯１０の断面を走査型電子顕微鏡にて撮影した。また比較例１の圧粉磁芯１０Ａについても、実施例１と同様に、研磨された圧粉磁芯１０Ａの断面を走査型電子顕微鏡にて撮影した。 The dust core 10 of Example 1 was polished, and a cross section of the polished dust core 10 was photographed with a scanning electron microscope. Moreover, also about the powder magnetic core 10A of the comparative example 1, the cross section of the polished powder magnetic core 10A was image | photographed with the scanning electron microscope similarly to Example 1. FIG.
図２に示されるように、実施例１の圧粉磁芯１０は、軟磁性金属粒子１００と、軟磁性金属微粒子２００とを含んでいることが分かる。より具体的には、圧粉磁芯１０は、軟磁性金属粒子１００と、軟磁性金属微粒子２００と、バインダ３００とを含んでいることが分かる。 As can be seen from FIG. 2, the dust core 10 of Example 1 includes soft magnetic metal particles 100 and soft magnetic metal fine particles 200. More specifically, it can be seen that the dust core 10 includes soft magnetic metal particles 100, soft magnetic metal fine particles 200, and a binder 300.
図２に示されるように、実施例１の圧粉磁芯１０中の軟磁性金属粒子１００は、径方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）において約１２０μｍ程度の長さの平坦部１１０を有しており、また実施例１の軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０は、隣接する軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０と軟磁性金属粒子１００の径方向（Ｙ方向）において対向していることが分かる。 As shown in FIG. 2, the soft magnetic metal particle 100 in the dust core 10 of Example 1 is a flat portion having a length of about 120 μm in the direction (X direction) orthogonal to the radial direction (Y direction). 110, and the flat portion 110 of the soft magnetic metal particle 100 of Example 1 is opposed to the flat portion 110 of the adjacent soft magnetic metal particle 100 in the radial direction (Y direction) of the soft magnetic metal particle 100. I understand that
図２に示されるように、実施例１の圧粉磁芯１０において、軟磁性金属微粒子２００は、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０同士が対向している箇所以外の部分において、バインダ３００中に分散していることが分かる。即ち、実施例１の圧粉磁芯１０において、軟磁性金属粒子１００の平坦部１１０同士が対向している箇所の間には、軟磁性金属微粒子２００は位置していないことが分かる。 As shown in FIG. 2, in the dust core 10 of the first embodiment, the soft magnetic metal fine particles 200 are contained in the binder 300 at portions other than the portions where the flat portions 110 of the soft magnetic metal particles 100 face each other. It can be seen that they are dispersed. That is, in the dust core 10 of Example 1, it can be seen that the soft magnetic metal fine particles 200 are not located between the portions where the flat portions 110 of the soft magnetic metal particles 100 face each other.
一方、図３に示されるように、比較例１の圧粉磁芯１０Ａは、軟磁性金属粒子１００Ａと、軟磁性金属微粒子２００Ａと、バインダ３００Ａとを含んでいることが分かる。また比較例１の圧粉磁芯１０Ａ中の軟磁性金属粒子１００Ａは、径方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）において約９０μｍ程度の長さの平坦部１１０Ａを有しており、軟磁性金属粒子１００Ａの平坦部１１０Ａは、隣接する軟磁性金属粒子１００Ａの平坦部１１０Ａと軟磁性金属粒子１００Ａの径方向（Ｙ方向）において対向していることが分かる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, it can be seen that the dust core 10A of Comparative Example 1 includes soft magnetic metal particles 100A, soft magnetic metal fine particles 200A, and a binder 300A. The soft magnetic metal particle 100A in the dust core 10A of Comparative Example 1 has a flat portion 110A having a length of about 90 μm in the direction (X direction) orthogonal to the radial direction (Y direction). It can be seen that the flat portion 110A of the soft magnetic metal particle 100A faces the flat portion 110A of the adjacent soft magnetic metal particle 100A in the radial direction (Y direction) of the soft magnetic metal particle 100A.
図２及び図３から理解されるように、実施例１の軟磁性金属粒子１００において互いに対向する平坦部１１０間の粒子間距離は、比較例１の軟磁性金属粒子１００Ａにおいて互いに対向する平坦部１１０Ａ間の粒子間距離と比較して、より大きくなっていることが分かる。 As understood from FIGS. 2 and 3, the inter-particle distance between the flat portions 110 facing each other in the soft magnetic metal particles 100 of Example 1 is equal to the flat portions facing each other in the soft magnetic metal particles 100 </ b> A of Comparative Example 1. It can be seen that the distance is larger than the interparticle distance between 110A.
（軟磁性金属粒子同士の粒子間距離の測定）
実施例１，２，３及び比較例１，２の圧粉磁芯における軟磁性金属粒子同士の粒子間距離の測定を以下のように実施した。
(Measurement of interparticle distance between soft magnetic metal particles)
Measurement of the interparticle distance between the soft magnetic metal particles in the dust cores of Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1, 2 was performed as follows.
上述の電子顕微鏡観察と同様に、実施例１，２，３及び比較例１，２の夫々について、研磨された圧粉磁芯の断面の電子顕微鏡観察を行った。この電子顕微鏡観察において、軟磁性金属粒子同士が対向している平坦部の長さが１０μｍ以上となる箇所のうち５０箇所を選別したうえで選別された箇所の粒子間距離を測定し、得られた測定値の平均値を算出した。 Similarly to the above-described electron microscope observation, each of Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2 was subjected to electron microscope observation of a cross section of the polished dust core. In this electron microscope observation, it is obtained by measuring the interparticle distance of the selected portion after selecting 50 locations out of the locations where the length of the flat portion where the soft magnetic metal particles face each other is 10 μm or more. The average value of the measured values was calculated.
上述の測定から、実施例１の粒子間距離の平均値は１．９μｍ、実施例２の粒子間距離の平均値は３．５μｍ、実施例３の粒子間距離の平均値は１．０μｍであり、また、比較例１の粒子間距離の平均値は０．７μｍ、比較例２の粒子間距離の平均値は４．３μｍであることが分かった。 From the above measurement, the average value of the interparticle distance of Example 1 is 1.9 μm, the average value of the interparticle distance of Example 2 is 3.5 μm, and the average value of the interparticle distance of Example 3 is 1.0 μm. In addition, it was found that the average value of the interparticle distance of Comparative Example 1 was 0.7 μm, and the average value of the interparticle distance of Comparative Example 2 was 4.3 μm.
（直流重畳特性の測定）
実施例１，２，３及び比較例１，２の圧粉磁芯における直流重畳特性の測定を以下のように実施した。
(Measurement of DC superposition characteristics)
The direct current superposition characteristics of the dust cores of Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1, 2 were measured as follows.
実施例１，２，３及び比較例１，２の夫々の圧粉磁芯に対して巻線を施したうえで、ＬＣＲメーターを用いて４０ｋＨｚにおいて印加磁界Ｈが０〜１２０００Ａ／ｍの範囲で圧粉磁芯の透磁率μ´を測定した。 After winding the dust cores of Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the applied magnetic field H was in the range of 0 to 12000 A / m at 40 kHz using an LCR meter. The permeability μ ′ of the dust core was measured.
印加磁界Ｈに対する透磁率μ´の測定結果を図４に示す。これにより、印加磁界が０Ａ／ｍの条件下では、比較例１、実施例３、実施例１、実施例２、比較例２の順に、透磁率μ´が低くなる傾向を示すことが明らかとなった。また、印加磁界１００００Ａ／ｍの条件下では透磁率μ´が３５以上となることが望ましいが、印加磁界１００００Ａ／ｍの条件下での実施例１，２，３の圧粉磁芯１０の透磁率μ´は夫々３７．８，３５．７，３５．３となり、何れも透磁率μ´が３５以上となることが明らかとなった。更に、印加磁界１００００Ａ／ｍの条件下では、比較例１及び比較例２の圧粉磁芯１０の透磁率μ´は夫々３３．３及び３３．９となり、双方とも透磁率μ´が３５未満となることが明らかとなった。加えて、印加磁界が１００００〜１２０００Ａ／ｍの範囲においては、実施例１の圧粉磁芯１０の透磁率μ´は、比較例１及び比較例２の圧粉磁芯の透磁率μ´を常に上回ることが明らかとなり、同様に、実施例２の圧粉磁芯１０の透磁率μ´は、比較例１及び比較例２の圧粉磁芯の透磁率μ´を常に上回ることが明らかとなった。 The measurement result of the magnetic permeability μ ′ with respect to the applied magnetic field H is shown in FIG. This clearly shows that the permeability μ ′ tends to decrease in the order of Comparative Example 1, Example 3, Example 1, Example 2, and Comparative Example 2 under the condition that the applied magnetic field is 0 A / m. became. Further, the permeability μ ′ is desirably 35 or more under the condition of an applied magnetic field of 10000 A / m, but the permeability of the dust cores 10 of Examples 1, 2, and 3 under the condition of the applied magnetic field of 10000 A / m. The magnetic permeability μ ′ was 37.8, 35.7, and 35.3, respectively, and it was revealed that the magnetic permeability μ ′ was 35 or more. Further, under the condition of an applied magnetic field of 10000 A / m, the magnetic permeability μ ′ of the dust cores 10 of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is 33.3 and 33.9, respectively, and both have a magnetic permeability μ ′ of less than 35. It became clear that. In addition, when the applied magnetic field is in the range of 10,000 to 12000 A / m, the permeability μ ′ of the dust core 10 of Example 1 is the permeability μ ′ of the dust cores of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. It is apparent that the magnetic permeability μ ′ of the dust core 10 of Example 2 always exceeds the permeability μ ′ of the dust cores of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. became.
以上から、実施例１，２，３の圧粉磁芯１０は、軟磁性金属粒子１００同士が１０μｍ以上の長さに亘って所定の粒子間距離をおいて配置されていることから、比較例１及び比較例２の圧粉磁芯と比べて、より優れた直流重畳特性を有していることが分かる。 From the above, the dust cores 10 of Examples 1, 2, and 3 are arranged such that the soft magnetic metal particles 100 are arranged at a predetermined interparticle distance over a length of 10 μm or more. Compared with the dust cores of No. 1 and Comparative Example 2, it can be seen that they have better DC superposition characteristics.
加えて、実施例１，２，３及び比較例１，２の圧粉磁芯の直流重畳特性から、軟磁性金属粒子に対してコーティング層を形成する際のシリコーン樹脂の添加量は、０．２２〜０．５ｗｔ％が好ましいことが分かる。 In addition, from the direct current superposition characteristics of the dust cores of Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the amount of silicone resin added when forming the coating layer on the soft magnetic metal particles is 0.00. It turns out that 22-0.5 wt% is preferable.
１０，１０Ａ 圧粉磁芯
１００，１００Ａ 軟磁性金属粒子
１１０，１００Ａ 平坦部
２００，２００Ａ 軟磁性金属微粒子
３００，３００Ａ バインダ
Ｄ 粒子間距離
10, 10A Dust core 100, 100A Soft magnetic metal particles 110, 100A Flat part 200, 200A Soft magnetic metal fine particles 300, 300A Binder D Interparticle distance
Claims (2)
前記軟磁性金属粒子同士は、１０μｍ以上の長さに亘って所定の粒子間距離をおいて配置されており、
前記所定の粒子間距離の平均値は、１．０〜３．５μｍの範囲にある
圧粉磁芯。 A dust core comprising soft magnetic metal particles and soft magnetic metal fine particles,
The soft magnetic metal particles are disposed at a predetermined interparticle distance over a length of 10 μm or more,
The average value of the predetermined interparticle distance is a dust core in the range of 1.0 to 3.5 μm.
前記軟磁性金属粒子と前記軟磁性金属微粒子との粒径比は、４以上である
圧粉磁芯。 The dust core according to claim 1,
A dust core having a particle size ratio of 4 or more between the soft magnetic metal particles and the soft magnetic metal particles.
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