JP2020096167A - Dust core and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a dust core that has both high permeability and high withstand voltage.SOLUTION: The dust core includes: a first powder 301 which is a soft magnetic composition powder, a second powder 302, and a third powder 303. The first powder 301 is a spherical powder having a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less. The second powder 302 is an ellipsoidal powder having a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less. Third powder 303 is a scaly powder with a flatness of more than 6.0.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、圧粉磁心およびその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a dust core and a manufacturing method thereof.

近年、電動化車両の普及が急速に進んでいる。電動化車両としては、例えば、ハイブリッド自動車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド自動(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、電気自動車(EV:Electric Vehicle)などが挙げられる。このような電動化車両では、更なる燃費(電費)向上のために、様々な電子部品やシステムの小型化および軽量化が求められている。 In recent years, the electrification of vehicles has been spreading rapidly. Examples of electrified vehicles include hybrid vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and electric vehicles (EVs). In such electrified vehicles, various electronic components and systems are required to be smaller and lighter in order to further improve fuel efficiency (electricity cost).

また、電動化車両の市場拡大に牽引されて、チョークコイル、リアクトル、トランスなどで使用される軟磁性粉末およびそれを用いた圧粉磁心に対して、ますます高い性能が要求されている。 Further, driven by the market expansion of electrified vehicles, ever-higher performance is required for soft magnetic powders used in choke coils, reactors, transformers and the like and dust cores using the soft magnetic powders.

この軟磁性粉末を用いた圧粉磁心では、高い透磁率が求められるが、そのためには、軟磁性粉末を高密度に充填することが必要である。 A powder magnetic core using this soft magnetic powder is required to have a high magnetic permeability, but for that purpose, it is necessary to pack the soft magnetic powder at a high density.

例えば、特許文献1には、薄板状の粉砕粉末と、アトマイズ法による球状粉末とを混合することによって、軟磁性粉末を高密度に充填する方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of filling a soft magnetic powder at a high density by mixing a thin-plate pulverized powder and a spherical powder obtained by an atomizing method.

図6Aおよび図6Bに、特許文献1に開示されているFe系アモルファス合金薄帯の粉砕粉を示す。粉砕粉とは、薄帯を砕いた粉(粉末)である。 FIG. 6A and FIG. 6B show the pulverized powder of the Fe-based amorphous alloy ribbon disclosed in Patent Document 1. The crushed powder is powder (powder) obtained by crushing a thin strip.

図6Aは、粒径50μm以上の粉砕粉1を示す図である。図6Bは、粒径50μm以下の粉砕粉2を示す図である。 FIG. 6A is a diagram showing a pulverized powder 1 having a particle size of 50 μm or more. FIG. 6B is a diagram showing pulverized powder 2 having a particle size of 50 μm or less.

特許文献1には、Fe系アモルファス合金薄帯(以下、単に「薄帯」という)の粉砕粉と、Fe系アモルファス合金アトマイズ球状粉(以下、単に「アトマイズ球状粉」という)とを主成分とする圧粉磁心とが開示されている。 In Patent Document 1, Fe-based amorphous alloy ribbon (hereinafter, simply referred to as “thin ribbon”) pulverized powder and Fe-based amorphous alloy atomized spherical powder (hereinafter, simply referred to as “atomized spherical powder”) are used as main components. There is disclosed a dust magnetic core.

図6Aに示す粉砕粉1の粒径は、薄帯の厚さの2倍(厚さ25μm×2=50μm)以上、6倍(厚さ25μm×6=150μm)以下である。また、粉砕粉1は、全粉砕粉の80質量%以上である。 The particle size of the pulverized powder 1 shown in FIG. 6A is not less than twice the thickness of the ribbon (thickness 25 μm×2=50 μm) and not less than 6 times (thickness 25 μm×6=150 μm). The crushed powder 1 is 80% by mass or more of the total crushed powder.

図6Bに示す粉砕粉2の粒径は、薄帯の厚さの2倍(厚さ25μm×2=50μm)以下である。また、粉砕粉2は、全粉砕粉の20質量%以下である。 The particle size of the pulverized powder 2 shown in FIG. 6B is not more than twice the thickness of the ribbon (thickness 25 μm×2=50 μm). The crushed powder 2 is 20% by mass or less of the total crushed powder.

なお、特許文献1では、粉砕粉1、2の粒径は、薄板状に粉砕された粉の主面の面方向の最小値とされている。 In Patent Document 1, the particle diameters of the crushed powders 1 and 2 are the minimum values in the surface direction of the main surface of the powder crushed into a thin plate shape.

また、アトマイズ球状粉の粒径は、3μm以上、薄帯の厚さの1/2(厚さ25μm×1/2=12.5μm)以下である。 The particle size of the atomized spherical powder is 3 μm or more and ½ of the thickness of the ribbon (thickness 25 μm×1/2=12.5 μm) or less.

特許第4944971号公報Japanese Patent No. 4944971

圧粉磁心を構成する軟磁性粉末を高密度に充填するためには、圧粉磁心の作製時に、高い圧力で加圧成形する必要がある。しかし、軟磁性粉末同士が接触して粉末間の絶縁が保てないために、耐電圧性能が低下する。 In order to fill the soft magnetic powder forming the dust core with a high density, it is necessary to perform pressure molding at a high pressure when manufacturing the dust core. However, since the soft magnetic powders come into contact with each other and the insulation between the powders cannot be maintained, the withstand voltage performance deteriorates.

特に、特許文献1に開示されているような鋭利なエッジを有する薄板状の粉末を加圧した場合、鋭利なエッジが隣接する粉末に食い込むことにより、粉末間が導通してしまう。その結果、耐電圧性能の低下が顕著になり、高密度に充填することが困難となる。 In particular, when pressing a thin plate-shaped powder having a sharp edge as disclosed in Patent Document 1, the sharp edge bites into the adjacent powder, so that the powders are electrically connected. As a result, the withstand voltage performance is significantly deteriorated, and it becomes difficult to fill the battery with high density.

また、薄板状の粉末は、加圧成形時に流れ方向に配向してしまうため、特許文献1に開示されているような球状粉末と組み合わせた場合、球状粉末間の隙間を埋め難くなり、必ずしも高い充填密度が得られるわけではない。 Further, since the thin plate-shaped powder is oriented in the flow direction at the time of pressure molding, when it is combined with the spherical powder as disclosed in Patent Document 1, it becomes difficult to fill the gap between the spherical powders, which is always high. Packing density is not obtained.

すなわち、特許文献1の方法では、高い透磁率と高い耐電圧とを両立した圧粉磁心を得ることはできなかった。 That is, with the method of Patent Document 1, it was not possible to obtain a dust core having both high magnetic permeability and high withstand voltage.

本開示の一態様の目的は、高い透磁率と高い耐電圧とを両立する圧粉磁心およびその製造方法を提供することである。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide a dust core that achieves both high magnetic permeability and high withstand voltage, and a method for manufacturing the same.

本開示の一態様に係る圧粉磁心は、軟磁性組成物の粉末を含む圧粉磁心であって、偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の第1粉末と、偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の第2粉末と、偏平度が6.0より大きい鱗片状の第3粉末と、を含む。 A dust core according to an aspect of the present disclosure is a dust core containing a powder of a soft magnetic composition, and a spherical first powder having a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less, and a flatness. Of 3.0 or more and 6.0 or less and an ellipsoidal second powder, and a scale-like third powder having a flatness of more than 6.0.

本開示の一態様に係る圧粉磁心は、軟磁性組成物の粉末を含む圧粉磁心であって、表面平滑性が1.1以上、2.0以下であり、かつ、偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の第1粉末と、表面平滑性が1.7以上、2.5以下であり、かつ、偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の第2粉末と、表面平滑性が3.4以上であり、かつ、偏平度が6.0より大きい鱗片状の第3粉末と、を含む。 A dust core according to an aspect of the present disclosure is a dust core containing powder of a soft magnetic composition, has a surface smoothness of 1.1 or more and 2.0 or less, and a flatness of 1. A spherical first powder having a value of 0 or more and 1.2 or less and an ellipsoid having a surface smoothness of 1.7 or more and 2.5 or less and a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less. -Like second powder and a scaly third powder having a surface smoothness of 3.4 or more and a flatness of more than 6.0.

本開示の一態様に係る圧粉磁心の製造方法は、軟磁性組成物を互いに摩擦させることにより、球状の第1粉末、楕円体状の第2粉末、および鱗片状の第3粉末を作製する工程と、前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末を加熱する工程と、前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末をバインダーと混合し、造粒粉を作製する工程と、前記造粒粉を、所定の金型に充填し、加圧成形して圧粉体を得る工程と、前記圧粉体を、前記バインダーが硬化する温度で加熱する工程と、を含み、前記第1粉末は、偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の粉末であり、前記第2粉末は、偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の粉末であり、前記第3粉末は、偏平度が6.0より大きい鱗片状の粉末である。 A method for producing a dust core according to an aspect of the present disclosure rubs a soft magnetic composition against each other to produce a spherical first powder, an ellipsoidal second powder, and a scaly third powder. A step of heating the first powder, the second powder, and the third powder, and mixing the first powder, the second powder, and the third powder with a binder to produce granulated powder. And a step of filling the granulated powder into a predetermined mold, press-molding to obtain a green compact, and heating the green compact at a temperature at which the binder is cured. The first powder is a spherical powder having a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less, and the second powder is an ellipsoid having a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less. The third powder is a scaly powder having a flatness of more than 6.0.

本開示の一態様に係る圧粉磁心の製造方法は、軟磁性組成物を互いに摩擦させることにより、球状の第1粉末、楕円体状の第2粉末、および鱗片状の第3粉末を作製する工程と、前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末を加熱する工程と、前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末をバインダーと混合し、造粒粉を作製する工程と、前記造粒粉を、所定の金型に充填し、加圧成形して圧粉体を得る工程と、前記圧粉体を、前記バインダーが硬化する温度で加熱する工程と、を含み、前記第1粉末は、表面平滑性が1.1以上、2.0以下であり、かつ、偏平度が1.0以上、1.2以下である粉末であり、前記第2粉末は、表面平滑性が1.7以上、2.5以下であり、かつ、偏平度が3.0以上、6.0以下である粉末であり、前記第3粉末は、表面平滑性が3.4以上であり、かつ、偏平度が6.0より大きい粉末である。 A method for producing a dust core according to an aspect of the present disclosure rubs a soft magnetic composition against each other to produce a spherical first powder, an ellipsoidal second powder, and a scaly third powder. A step of heating the first powder, the second powder, and the third powder, and mixing the first powder, the second powder, and the third powder with a binder to produce granulated powder. And a step of filling the granulated powder into a predetermined mold, press-molding to obtain a green compact, and heating the green compact at a temperature at which the binder is cured. The first powder is a powder having a surface smoothness of 1.1 or more and 2.0 or less and a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less, and the second powder is The surface smoothness is 1.7 or more and 2.5 or less, and the flatness is 3.0 or more and 6.0 or less. The third powder has a surface smoothness of 3.4 or more. And the flatness is greater than 6.0.

本開示によれば、高い透磁率と高い耐電圧とを両立する圧粉磁心を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a dust core having both high magnetic permeability and high withstand voltage.

本開示の実施の形態に係る軟磁性粉末の製造過程を模式的に示す図The figure which shows typically the manufacturing process of the soft magnetic powder which concerns on embodiment of this indication. 本開示の実施の形態に係る軟磁性粉末の製造過程を模式的に示す図The figure which shows typically the manufacturing process of the soft magnetic powder which concerns on embodiment of this indication. 本開示の実施の形態に係る軟磁性粉末の製造過程を模式的に示す図The figure which shows typically the manufacturing process of the soft magnetic powder which concerns on embodiment of this indication. 本開示の実施例に係るサイクロンミルの構成の一例を模式的に示す図The figure which shows typically an example of a structure of the cyclone mill which concerns on the Example of this indication. 本開示の実施例に係る軟磁性粉末のSEM画像を示す図The figure which shows the SEM image of the soft magnetic powder which concerns on the Example of this indication. 本開示の実施例に係る軟磁性粉末の粒度分布を示す図The figure which shows the particle size distribution of the soft magnetic powder which concerns on the Example of this indication. 本開示の実施の形態に係る圧粉磁心の断面のSEM画像を示す図The figure which shows the SEM image of the cross section of the dust core which concerns on embodiment of this indication. 特許文献1に開示されているFe系アモルファス合金薄帯の粉砕粉(粒径50μm以上)を示す図The figure which shows the crushed powder (particle size 50 micrometers or more) of the Fe type|system|group amorphous alloy ribbon currently disclosed by patent document 1. 特許文献1に開示されているFe系アモルファス合金薄帯の粉砕粉(粒径50μm以下)を示す図The figure which shows the crushed powder (particle size 50 micrometers or less) of the Fe type|system|group amorphous alloy ribbon currently disclosed by patent document 1.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

<軟磁性粉末の製造方法>
本開示の実施の形態に係る軟磁性粉末の製造方法について説明する。
<Method for producing soft magnetic powder>
A method for manufacturing soft magnetic powder according to the embodiment of the present disclosure will be described.

まず、合金組成物を、高周波加熱などによって融解した後、液体急冷法により冷却することにより、アモルファス層の薄帯または薄片を作製する(工程1)。 First, the alloy composition is melted by high-frequency heating or the like, and then cooled by a liquid quenching method to produce a thin strip or piece of an amorphous layer (step 1).

液体急冷法の実施の際には、例えば、Fe基アモルファス薄帯の製造などに使用される単ロール式のアモルファス製造装置や、双ロール式のアモルファス製造装置を使用することができる。 When carrying out the liquid quenching method, for example, a single-roll type amorphous manufacturing apparatus or a twin-roll type amorphous manufacturing apparatus used for manufacturing an Fe-based amorphous ribbon can be used.

なお、以下では、アモルファス層の薄帯(以下、単に「薄帯」という)を作製した場合を例に挙げて説明するが、薄片を作製した場合にも下記説明が当てはまることは言うまでもない。 In the following, the case of producing a thin ribbon of an amorphous layer (hereinafter, simply referred to as “thin ribbon”) will be described as an example, but it goes without saying that the following description also applies to the case of producing a thin piece.

次に、工程1で得られた薄帯を粉砕し、粉砕粉を得る(工程2)。 Next, the thin strip obtained in step 1 is crushed to obtain crushed powder (step 2).

薄帯の粉砕方法としては、例えば、サイクロンミルを用いて薄帯同士が摩擦し合うようにする方法が挙げられる。この方法の詳細については、図2を用いて後述する。 As a method of pulverizing the thin strips, for example, a method of using a cyclone mill so that the thin strips rub against each other can be mentioned. Details of this method will be described later with reference to FIG.

一般的に、粉砕前に薄帯を加熱し結晶化させると、薄帯が脆くなり、粉砕しやすくなることが知られている。その一方で、加熱すると薄帯の硬度が高くなるため、薄帯を小さく粉砕することが困難となる。その結果、全粉砕粉のうち、粒径が小さい粉砕粉の割合が少なくなる。 It is generally known that when a ribbon is heated and crystallized before pulverization, the ribbon becomes brittle and is easily pulverized. On the other hand, when heated, the hardness of the ribbon becomes high, which makes it difficult to grind the ribbon into small pieces. As a result, the proportion of the pulverized powder having a small particle diameter is reduced in the total pulverized powder.

そこで、本実施の形態では、工程2において、薄帯を未加熱のまま粉砕する方法を採る。これにより、薄帯の硬度が低くなるため、小さく粉砕することができる。その結果、全粉砕粉のうち、粒径が小さい粉砕粉の割合を増やすことができる。 Therefore, in the present embodiment, in the step 2, a method of crushing the ribbon without heating is adopted. As a result, the hardness of the ribbon becomes low, so that it can be crushed into small pieces. As a result, it is possible to increase the proportion of the pulverized powder having a small particle size in the total pulverized powder.

なお、工程2により得られた粉砕粉を、例えばふるい等を用いて分級することにより、所望の粒度分布を有する粉砕粉を得てもよい。 The pulverized powder obtained in step 2 may be classified, for example, using a sieve to obtain a pulverized powder having a desired particle size distribution.

また、以下の説明では、「粉砕粉」のことを「粉末」または「粒子」とも呼ぶ。 Moreover, in the following description, the "crushed powder" is also referred to as "powder" or "particles".

ここで、図1A〜図1Cを用いて、上記工程2における粉砕粉の製造メカニズムについて説明する。 Here, the manufacturing mechanism of the pulverized powder in the step 2 will be described with reference to FIGS. 1A to 1C.

図1Aに示す軟磁性薄帯101(軟磁性組成物の一例)は、例えば、金属、合金、ケイ素鋼板、アモルファス、またはナノ結晶合金などの、軟磁性特性を備えるものであればよい。 The soft magnetic ribbon 101 shown in FIG. 1A (an example of a soft magnetic composition) may be any one having soft magnetic characteristics such as metal, alloy, silicon steel plate, amorphous, or nanocrystalline alloy.

サイクロンミルを使用した場合、図1Aに示す軟磁性薄帯101が気流に乗り、軟磁性薄帯101同士が摩擦し合う。これにより、軟磁性薄帯101の表面が削り取られ、図1Bに示す粉末102および粉末103が生成される。 When a cyclone mill is used, the soft magnetic ribbons 101 shown in FIG. 1A ride on the air flow, and the soft magnetic ribbons 101 rub against each other. As a result, the surface of the soft magnetic ribbon 101 is scraped off, and the powder 102 and the powder 103 shown in FIG. 1B are produced.

さらに、粉砕を継続することで、粉末102および粉末103も気流に乗り、それら粉末同士が摩擦し合う。これにより、粉末102の表面が削り取られ、図1Cに示す球状の粉末104および鱗片状の粉末106が生成される。また、粉末103の表面が削り取られ、図1Cに示す楕円体状の粉末105および鱗片状の粉末106が生成される。粉末106は、粉末102または粉末103から削り取られた削りカスである。 Further, by continuing the pulverization, the powder 102 and the powder 103 also come into the air stream, and the powders rub against each other. As a result, the surface of the powder 102 is scraped off, and the spherical powder 104 and the scaly powder 106 shown in FIG. 1C are generated. Further, the surface of the powder 103 is scraped off, and the ellipsoidal powder 105 and the scaly powder 106 shown in FIG. 1C are generated. The powder 106 is shavings scraped from the powder 102 or the powder 103.

以上、粉砕粉の製造メカニズムについて説明した。以下、工程2の後の工程3について説明する。 The mechanism for producing crushed powder has been described above. Hereinafter, step 3 after step 2 will be described.

工程2により得られた粉砕粉を熱処理して、粉砕による内部ひずみを取り除いたり、αFe結晶層を析出させたりする(工程3)。 The pulverized powder obtained in the step 2 is heat-treated to remove the internal strain due to the pulverization or to precipitate the αFe crystal layer (step 3).

熱処理装置としては、例えば、熱風炉、ホットプレス、ランプ、シースヒーター(シーズヒーターともいう)、セラミックヒーター、ロータリーキルンなどを使用できる。 As the heat treatment device, for example, a hot air oven, a hot press, a lamp, a sheath heater (also referred to as a sheath heater), a ceramic heater, a rotary kiln, or the like can be used.

以上説明した工程1〜3により、アモルファス層の薄帯の粉砕粉、すなわち軟磁性粉末を製造することができる。 By the steps 1 to 3 described above, it is possible to manufacture a pulverized powder of the thin ribbon of the amorphous layer, that is, a soft magnetic powder.

<圧粉磁心の製造方法>
本開示の実施の形態に係る圧粉磁心の製造方法について説明する。
<Manufacturing method of dust core>
A method for manufacturing the dust core according to the embodiment of the present disclosure will be described.

まず、上記工程1〜3により製造した軟磁性粉末と、バインダーとを混合して造粒粉を作製する(工程11)。 First, the soft magnetic powder produced in the above steps 1 to 3 is mixed with a binder to prepare granulated powder (step 11).

バインダーとしては、絶縁性が良好で耐熱性が高い樹脂(例えば、フェノール樹脂またはシリコーン樹脂など)を用いることができる。 As the binder, a resin having good insulating properties and high heat resistance (for example, phenol resin or silicone resin) can be used.

次に、工程11で得られた造粒粉を、所望の形状を有する耐熱性が高い金型に充填し、加圧成形して圧粉体を得る(工程12)。 Next, the granulated powder obtained in step 11 is filled in a mold having a desired shape and having high heat resistance, and pressure molding is performed to obtain a green compact (step 12).

次に、工程12で得られた圧粉体を、バインダーが硬化する温度で加熱する(工程13)。 Next, the green compact obtained in step 12 is heated at a temperature at which the binder hardens (step 13).

以上説明した工程11〜13により、高い透磁率を有する圧粉磁心を製造することができる。 Through the steps 11 to 13 described above, a dust core having a high magnetic permeability can be manufactured.

(実施例)
上述した本実施の形態の軟磁性粉末の製造方法および圧粉磁心の製造方法を具体的に実施した実施例について、以下に説明する。
(Example)
An example in which the method for manufacturing the soft magnetic powder and the method for manufacturing the dust core of the present embodiment described above are specifically implemented will be described below.

本実施例では、急冷単ロール法により作製したFe73.5−Cu1−Nb3−Si13.5−B9(原子%)のFe系アモルファス合金薄帯を、サイクロンミルを用いて粉砕し、アモルファス層の軟磁性合金粉末を得た。 In this example, Fe73.5-Cu1-Nb3-Si13.5-B9 (atomic %) Fe-based amorphous alloy ribbon produced by the quenching single roll method was crushed using a cyclone mill to soften the amorphous layer. A magnetic alloy powder was obtained.

<サイクロンミルによる粉砕メカニズム>
図2を用いて、サイクロンミルによる粉砕メカニズムについて説明する。図2は、本実施例で用いたサイクロンミル200の構成の一例を模式的に示す図である。
<Crushing mechanism by cyclone mill>
The crushing mechanism by the cyclone mill will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the cyclone mill 200 used in this example.

サイクロンミル200は、粉砕室201、原料投入口202、回転翼203、204、排出口205、回転軸208、駆動源209を有する。 The cyclone mill 200 has a crushing chamber 201, a raw material input port 202, rotary blades 203 and 204, a discharge port 205, a rotary shaft 208, and a drive source 209.

原料投入口202は、原料206が投入される開口部であり、粉砕室201に連通している。原料206は、例えば、図1Aに示した軟磁性薄帯101である。 The raw material charging port 202 is an opening through which the raw material 206 is charged, and communicates with the crushing chamber 201. The raw material 206 is, for example, the soft magnetic ribbon 101 shown in FIG. 1A.

排出口205は、粉砕室201に連通しており、粉砕室201で生成された原料粒子207が排出される開口部である。排出口205の外部には、吸引装置(図示略)が設けられている。 The discharge port 205 is an opening communicating with the crushing chamber 201 and discharging the raw material particles 207 generated in the crushing chamber 201. A suction device (not shown) is provided outside the discharge port 205.

粉砕室201は、原料206の粉砕が行われる空間である。 The crushing chamber 201 is a space where the raw material 206 is crushed.

粉砕室201には、回転翼203、204が設けられている。回転翼203、204は、それぞれ、回転軸208に固定されている。回転軸208は、駆動源209(例えば、モータ)により回転力を付与され、矢印aに示すように回転する。これにより、回転翼203、204も同様に回転する。 Rotating blades 203 and 204 are provided in the crushing chamber 201. The rotary blades 203 and 204 are fixed to the rotary shaft 208, respectively. The rotating shaft 208 is given a rotational force by a drive source 209 (for example, a motor) and rotates as indicated by an arrow a. As a result, the rotary blades 203 and 204 also rotate.

回転翼203、204が回転すると、気流210および循環流211、212が定常的に発生する。 When the rotary blades 203 and 204 rotate, the air flow 210 and the circulation flows 211 and 212 are constantly generated.

気流210は、粉砕室201の入口側から粉砕室201内を経て粉砕室201の出口側へ向かう気流である。 The airflow 210 is an airflow from the inlet side of the crushing chamber 201 to the outlet side of the crushing chamber 201 through the inside of the crushing chamber 201.

循環流211は、回転翼203の表面に沿って循環する気流である。 The circulation flow 211 is an air flow that circulates along the surface of the rotary blade 203.

循環流212は、回転翼204の表面に沿って循環する気流である。 The circulation flow 212 is an air flow that circulates along the surface of the rotary blades 204.

このような構成を有するサイクロンミル200に原料206を投入して、原料粒子207を得る流れについて、以下に説明する。 The flow of charging the raw material 206 into the cyclone mill 200 having such a configuration to obtain the raw material particles 207 will be described below.

原料投入口202から投入された原料206は、気流210に乗って粉砕室201へ流入する。 The raw material 206 input from the raw material input port 202 rides on the air flow 210 and flows into the crushing chamber 201.

一方、粉砕室201に流入した原料206の残りは、循環流211または循環流212に乗って、粉砕室201内を移動する。このとき、循環流211に乗った原料206と、循環流212に乗った原料206とは、互いに摩擦し合い、粉砕される。この摩擦粉砕により、原料粒子207が生成される。ここで生成される原料粒子207は、例えば、図1Cに示した粉末104、105、106である。 On the other hand, the rest of the raw material 206 flowing into the crushing chamber 201 rides on the circulating flow 211 or the circulating flow 212 and moves inside the crushing chamber 201. At this time, the raw material 206 riding on the circulating flow 211 and the raw material 206 riding on the circulating flow 212 rub against each other and are ground. The raw material particles 207 are generated by this friction pulverization. The raw material particles 207 generated here are, for example, the powders 104, 105, and 106 shown in FIG. 1C.

原料粒子207のうちの微粉(例えば、図1Cに示した粉末106)は、気流210に乗って粉砕室201から流出し、吸引装置(図示略)の吸引力により、排出口205から回収される。 The fine powder (for example, the powder 106 shown in FIG. 1C) of the raw material particles 207 is flown out of the crushing chamber 201 along with the air flow 210, and is collected from the discharge port 205 by the suction force of the suction device (not shown). ..

本実施例では、粉砕の実行時間を50分とする。すなわち、50分の間、回転翼203、204を回転させつつ、原料投入口202から原料206(軟磁性薄帯101)を投入した。これにより、循環流211に乗った原料206と、循環流212に乗った原料206とが互いに摩擦し合うことで、各原料206の表面が削り取られ、最終的な原子粒子207として、図1Cに示した粉末104、105、106が生成された。 In this embodiment, the crushing execution time is 50 minutes. That is, the raw material 206 (soft magnetic ribbon 101) was charged from the raw material charging port 202 while rotating the rotary blades 203 and 204 for 50 minutes. As a result, the raw material 206 riding on the circulating flow 211 and the raw material 206 riding on the circulating flow 212 rub against each other, the surface of each raw material 206 is scraped off, and the final atomic particles 207 are shown in FIG. 1C. The indicated powders 104, 105, 106 were produced.

微粉である粉末106は、回転軸208の軸方向(回転翼203、204の中心部)に集まり、気流210に乗って粉砕室201から流出し、吸引装置の吸引力により排出口205から排出された。このようにして、一定粒度の粉末106のみを連続的に回収できた。回収された粉末106は、鱗片状であった。 The powder 106, which is a fine powder, collects in the axial direction of the rotary shaft 208 (central portions of the rotary blades 203 and 204), flows along the air flow 210 and flows out from the crushing chamber 201, and is discharged from the discharge port 205 by the suction force of the suction device. It was In this way, only the powder 106 having a constant particle size could be continuously collected. The recovered powder 106 was scaly.

一方、粉末106より大きな粒子である粉末104、105は、循環流211または循環流212に乗って表面を削り取られながら、粉砕室201内に滞留する。すなわち、この滞留の間にも、粉末104、105から粉末106が生成される。この粉末106も、上記同様に、排出口205から回収した。 On the other hand, the powders 104 and 105, which are particles larger than the powder 106, stay in the grinding chamber 201 while riding on the circulating flow 211 or the circulating flow 212 and scraping off the surface. That is, the powder 106 is generated from the powders 104 and 105 also during this retention. This powder 106 was also collected from the discharge port 205 as in the above.

そして、粉砕の実行が終了した際(50分経過後)には、粉砕室201内に、角のない球状の粉末104と、角のない楕円体状の粉末105とが残っていた。 When the crushing was completed (after 50 minutes had elapsed), the spherical powder 104 without corners and the ellipsoidal powder 105 without corners remained in the grinding chamber 201.

なお、本実施例では、粉砕の実行時間を50分としたが、所望の形状や粒径に応じて適宜調整可能である。また、本実施例では、サイクロンミル200を用いて粉末104〜106を作製する場合を例に挙げて説明したが、他の装置または他の方法により、粉末104〜106を作製してもよい。 In this embodiment, the crushing time is set to 50 minutes, but it can be appropriately adjusted according to the desired shape and particle size. Further, in the present embodiment, the case where the powders 104 to 106 are manufactured by using the cyclone mill 200 has been described as an example, but the powders 104 to 106 may be manufactured by another device or another method.

また、本実施例では、サイクロンミル200としては、株式会社静岡製150S、シングルモータのものを使用した。回転数は11000〜15000rpmが好ましく、最適値は15000rpmである。よって、本実施例では、回転数15000rpmを用いた。 Further, in this embodiment, as the cyclone mill 200, a 150S, single motor manufactured by Shizuoka Co., Ltd. was used. The rotation speed is preferably 11,000 to 15,000 rpm, and the optimum value is 15,000 rpm. Therefore, in this example, the rotation speed of 15000 rpm was used.

なお、遊星ボールミル、アトライタ、サンプルミル、または振動ミルを用いた場合では、球状粉や楕円体状粉ができず(粒子の角がとれない)、粉末の平均粒径は20μmを超える。ミキサーミルを用いた場合では、粉末の平均粒径は10μm台となるが、球状粉や楕円体状粉ができない(粒子の角がとれない)。また、ジェットミルでは粉砕ができない。 When a planetary ball mill, an attritor, a sample mill, or a vibration mill is used, spherical powder or ellipsoidal powder cannot be formed (particles do not have sharp corners), and the average particle size of the powder exceeds 20 μm. When a mixer mill is used, the average particle size of the powder is on the order of 10 μm, but spherical powder or ellipsoidal powder cannot be obtained (particles cannot have sharp corners). Also, it cannot be crushed with a jet mill.

以上のようにして得られた粉末104、105、106に対して、以下の処理を行った。 The following treatments were performed on the powders 104, 105 and 106 obtained as described above.

まず、粉末104、105、106に対して熱処理を行い、粉砕による内部ひずみを取り除くとともに、αFe結晶層を析出させた。熱処理としては、ホットプレスを用いて、粉末104、105、106を、560℃で2秒間加熱する処理を行った。 First, the powders 104, 105 and 106 were heat-treated to remove the internal strain due to pulverization and to precipitate an αFe crystal layer. As the heat treatment, hot pressing was used to heat the powders 104, 105 and 106 at 560° C. for 2 seconds.

次に、粉末104+粉末105:粉末106=90重量%:10重量%を満たすように粉末104、105、106を混合し、混合粉末を作製した。 Next, the powders 104, 105 and 106 were mixed so as to satisfy the powder 104+powder 105:powder 106=90% by weight:10% by weight to prepare a mixed powder.

次に、混合粉末と、バインダーとしてのシリコーン樹脂とを混合し、造粒粉を作製した。シリコーン樹脂は、混合粉末の3重量%程度とした。 Next, the mixed powder and a silicone resin as a binder were mixed to produce granulated powder. The silicone resin was about 3% by weight of the mixed powder.

次に、造粒粉を金型に投入し、プレス機を用いて、成形圧4トン/cmの圧力で加圧成形を行い、圧粉体を作製した。 Next, the granulated powder was put into a mold and pressure-molded using a press at a molding pressure of 4 ton/cm 2 to produce a green compact.

<初透磁率の評価>
上述のようにして得られた圧粉体に対して、インピーダンスアナライザーを用いて、周波数100kHzにおける初透磁率を測定した。ここで、初透磁率の合否基準は、19以上とした。その理由は、損失が同程度の一般的な金属系の材料の初透磁率以上となることを目標としたためである。そして、インピーダンスアナライザーで測定した結果、初透磁率は21であった。よって、合否基準をクリアでき、高い透磁率が実現できていた。
<Evaluation of initial permeability>
The initial magnetic permeability at a frequency of 100 kHz was measured for the green compact obtained as described above using an impedance analyzer. Here, the acceptance standard of the initial magnetic permeability was set to 19 or more. The reason is that the loss was set to be equal to or higher than the initial magnetic permeability of a general metal-based material having the same degree. Then, as a result of measurement with an impedance analyzer, the initial magnetic permeability was 21. Therefore, the pass/fail criteria can be cleared and high magnetic permeability can be realized.

<軟磁性粉末の形状>
本実施例で得られた軟磁性粉末の形状について、図3を用いて説明する。図3は、本実施例に係る軟磁性粉末のSEM(Scanning Electron Microscope)画像を示す図である。
<Shape of soft magnetic powder>
The shape of the soft magnetic powder obtained in this example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing an SEM (Scanning Electron Microscope) image of the soft magnetic powder according to this example.

図3において、第1粉末301は、図1Cに示した粉末104に相当し、第2粉末302は、図1Cに示した粉末105に相当し、第3粉末303は、図1Cに示した粉末106に相当する。 In FIG. 3, the first powder 301 corresponds to the powder 104 shown in FIG. 1C, the second powder 302 corresponds to the powder 105 shown in FIG. 1C, and the third powder 303 is the powder shown in FIG. 1C. It corresponds to 106.

図3に示すように、第1粉末301は球状であり、第2粉末302は楕円体状であり、第3粉末303は鱗片状であった。 As shown in FIG. 3, the first powder 301 was spherical, the second powder 302 was ellipsoidal, and the third powder 303 was scaly.

<軟磁性粉末の粒度分布>
第1粉末301の粒径は、32μmより大きかった。また、第1粉末301は、全粉砕粉の36重量%であった。
<Particle size distribution of soft magnetic powder>
The particle size of the first powder 301 was larger than 32 μm. The first powder 301 was 36% by weight of the total crushed powder.

第2粉末302の粒径は、32μm以下であった。また、第2粉末302は、全粉砕粉の54重量%であった。 The particle size of the second powder 302 was 32 μm or less. The second powder 302 was 54% by weight of the total crushed powder.

第3粉末303の粒径は、32μm以下であった。また、第3粉末303は、全粉砕粉の10重量%であった。 The particle size of the third powder 303 was 32 μm or less. Further, the third powder 303 was 10% by weight of the total crushed powder.

なお、粒径の測定は、第1粉末301、第2粉末302、および第3粉末303のそれぞれが32μm径の開口を通るか否かで判断した。 The particle size was measured by determining whether each of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 passes through an opening having a diameter of 32 μm.

上述した第1粉末301、第2粉末302、第3粉末303の特徴のまとめを表1に示す。
Table 1 shows a summary of the characteristics of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 described above.

軟磁性粉末の充填密度を高くするため、本実施例では、上述したとおり、第1粉末+第2粉末:第3粉末=90重量%:10重量%を満たすように、第1粉末301、第2粉末302、および第3粉末303を混合した。より具体的には、第1粉末301:第2粉末302:第3粉末303=36重量%:54重量%:10重量%を満たすように各粉末を混合した。 In order to increase the packing density of the soft magnetic powder, in the present embodiment, as described above, the first powder 301, the first powder 301, the second powder:the third powder=90 wt%: The second powder 302 and the third powder 303 were mixed. More specifically, the respective powders were mixed so that the first powder 301:the second powder 302:the third powder 303=36% by weight:54% by weight:10% by weight.

微小な粉末が加圧成形時の粉末の流動を阻害し、粉末の充填密度を高められない場合があるため、軟磁性粉末の中で最も微小な第3粉末303の重量比は、全粉砕粉の50重量%以下とすることが好ましい。さらに言えば、第3粉末303の重量比は、全粉砕粉の30重量%以下とすることが好ましい。さらに言えば、第3粉末303の重量比は、全粉砕粉の20重量%以下とすることが好ましい。 Since the fine powder may impede the flow of the powder at the time of pressure molding and the packing density of the powder may not be increased, the weight ratio of the third powder 303, which is the finest among the soft magnetic powders, is the total pulverized powder. Is preferably 50% by weight or less. Further speaking, the weight ratio of the third powder 303 is preferably 30% by weight or less of the total pulverized powder. Further speaking, the weight ratio of the third powder 303 is preferably 20% by weight or less of the total crushed powder.

一方で、第1粉末301と第2粉末302との合計の重量比は、全粉砕粉の50重量%以上とすることが好ましい。また、軟磁性粉末の充填密度を高くするため、粒径が小さい第2粉末302の割合を、粒径が大きい第1粉末301の割合よりも大きくすることが好ましい。すなわち、第1粉末301、第2粉末302、および第3粉末303を混合する際に、第2粉末302を第1粉末301よりも多くすることが好ましい。 On the other hand, the total weight ratio of the first powder 301 and the second powder 302 is preferably 50% by weight or more of the total pulverized powder. Further, in order to increase the packing density of the soft magnetic powder, it is preferable to make the proportion of the second powder 302 having a small particle diameter larger than that of the first powder 301 having a large particle diameter. That is, when the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 are mixed, it is preferable that the second powder 302 be larger than the first powder 301.

以上のことから、本実施例では、図3に示すように、粒径が32μmより大きい第1粉末301が一定数存在し、粒径が32μm以下の第2粉末302、第3粉末303も一定数存在することとなった。 From the above, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a certain number of first powders 301 having a particle size larger than 32 μm are present, and the second powder 302 and the third powder 303 having a particle size of 32 μm or less are also constant. There were a few.

本実施例の軟磁性粉末の粒度分布を図4に示す。図4に示す粒度分布は、マイクロトラックMT3000IIシリーズにより測定した。図4において、横軸は粒径を示し、縦軸は各粒径の軟磁性粉末が存在する頻度を示している。累積分布では、D10%が約9μm、D50%が約29μm、D90%が約59μmであった。 The particle size distribution of the soft magnetic powder of this example is shown in FIG. The particle size distribution shown in FIG. 4 was measured by Microtrac MT3000II series. In FIG. 4, the horizontal axis represents the particle size, and the vertical axis represents the frequency of existence of the soft magnetic powder of each particle size. In the cumulative distribution, D10% was about 9 μm, D50% was about 29 μm, and D90% was about 59 μm.

<粒径の詳細>
第1粉末301、第2粉末302、第3粉末303それぞれの粒径については、上述したとおりであるが、以下、各粒径についてさらに詳細に説明する。
<Details of particle size>
The particle size of each of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 is as described above, but each particle size will be described in more detail below.

本実施例では、粒径が32μmより大きい第1粉末301の平均粒径は、約47μmであった。また、粒径が32μm以下である第2粉末302の平均粒径は、約16μmであった。また、粒径が32μm以下である第3粉末の平均粒径は、約8μmであった。ここでいう平均粒径は、マイクロトラックMT3000IIシリーズにより測定した累積粒度分布のD50%の数値である。 In this example, the average particle size of the first powder 301 having a particle size larger than 32 μm was about 47 μm. The average particle size of the second powder 302 having a particle size of 32 μm or less was about 16 μm. The average particle size of the third powder having a particle size of 32 μm or less was about 8 μm. The average particle size as used herein is a numerical value of D50% of the cumulative particle size distribution measured by Microtrac MT3000II series.

軟磁性粉末の充填密度を高くするためには、第1粉末301、第2粉末302、第3粉末303それぞれの平均粒径の関係が、第1粉末301の平均粒径>第2粉末302の平均粒径>第3粉末301の平均粒径を満たすことが好ましい。 In order to increase the packing density of the soft magnetic powder, the relationship among the average particle diameters of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 is that the average particle diameter of the first powder 301>the second powder 302. It is preferable that the average particle size>the average particle size of the third powder 301 is satisfied.

また、第1粉末301、第2粉末302、第3粉末303それぞれの平均粒径に差がありすぎると、微小な第3粉末303が加圧成形時の粉末の流動を阻害し、粉末の充填密度を高められない場合がある。 Further, if the average particle diameters of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 are too different, the fine third powder 303 impedes the flow of the powder at the time of pressure molding, and the powder is filled. In some cases, the density cannot be increased.

したがって、第1粉末301の平均粒径は、30μm以上、60μm以下が好ましい。さらに言えば、第1粉末301の平均粒径は、40μm以上、50μm以下が好ましい。 Therefore, the average particle diameter of the first powder 301 is preferably 30 μm or more and 60 μm or less. Furthermore, the average particle size of the first powder 301 is preferably 40 μm or more and 50 μm or less.

また、第2粉末302の平均粒径は、10μm以上、20μm以下が好ましい。 The average particle size of the second powder 302 is preferably 10 μm or more and 20 μm or less.

また、第3粉末303の平均粒径は、4μm以上、12μm以下が好ましい。 The average particle size of the third powder 303 is preferably 4 μm or more and 12 μm or less.

<圧粉磁心>
本実施例の軟磁性粉末を用いて製造された圧粉磁心の断面のSEM画像を図5に示す。
<Dust core>
FIG. 5 shows an SEM image of a cross section of a dust core manufactured using the soft magnetic powder of this example.

断面501は、第1粉末301(図1Cに示した粉末104)の断面である。断面502は、第2粉末302(図1Cに示した粉末105)の断面である。断面503は、第3粉末303(図1Cに示した粉末106)の断面である。 The cross section 501 is a cross section of the first powder 301 (the powder 104 shown in FIG. 1C). The cross section 502 is a cross section of the second powder 302 (powder 105 shown in FIG. 1C). The cross section 503 is a cross section of the third powder 303 (the powder 106 shown in FIG. 1C).

第1粉末301は、上述したとおり球状であるため、第1粉末301の断面501は、図5に示すように円状であった。また、第2粉末302は、上述したとおり楕円体状であるため、第2粉末302の断面502は、図5に示すように楕円状であった。また、第3粉末303は、上述したとおり鱗片状であるため、第3粉末303の断面503は、図5に示すように鱗状であった。 Since the first powder 301 is spherical as described above, the cross section 501 of the first powder 301 was circular as shown in FIG. Further, since the second powder 302 has an ellipsoidal shape as described above, the cross section 502 of the second powder 302 has an elliptical shape as shown in FIG. Further, since the third powder 303 has a scaly shape as described above, the cross section 503 of the third powder 303 had a scaly shape as shown in FIG.

また、サイクロンミル200を使用して、軟磁性組成物の粉末を滞留させ、粉末同士を衝突させることにより、粉末表面の温度が上昇し、粉末表面にFe酸化膜が形成される。Fe酸化膜の厚みは、酸素濃度を0.1%(N2パージ)として粉砕を行った場合、20nm以下であった。Fe酸化膜の厚みは、20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。 Further, by using the cyclone mill 200, the powder of the soft magnetic composition is retained and the powders collide with each other, so that the temperature of the powder surface rises and an Fe oxide film is formed on the powder surface. The thickness of the Fe oxide film was 20 nm or less when pulverization was performed with an oxygen concentration of 0.1% (N2 purge). The thickness of the Fe oxide film is preferably 20 nm or less, more preferably 10 nm or less.

サイクロンミル200の粉砕方式は、粉末同士を衝突させる方式であるので、羽根やボールなどに衝突させる粉砕方式よりも、粉末表面のFe酸化膜厚を小さくすることができる。さらに、低酸素濃度中で粉砕を行うことにより、Fe酸化膜厚を薄くすることができ、圧粉磁心の軟磁気特性を向上させることができる。 Since the pulverization method of the cyclone mill 200 is a method in which the powder particles collide with each other, the Fe oxide film thickness on the powder surface can be made smaller than that in the pulverization method in which the powder particles collide with a blade or a ball. Further, by pulverizing in a low oxygen concentration, the Fe oxide film thickness can be made thin, and the soft magnetic characteristics of the dust core can be improved.

<表面平滑性>
第1粉末301、第2粉末302、第3粉末303それぞれの表面平滑性について説明する。
<Surface smoothness>
The surface smoothness of each of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 will be described.

表面平滑性とは、粒子(粉末)の実際の表面積S1を、その粒子(粉末)と同じ体積相当径Dであって、かつ、表面粗さRaが0である完全に平滑な表面の真球状粒子の表面積S2で割った値である。表面平滑性が1に近いほど、表面が平滑な粒子となる。 The surface smoothness is a true spherical surface having a completely smooth surface having an actual surface area S1 of a particle (powder) having the same volume equivalent diameter D as the particle (powder) and a surface roughness Ra of 0. It is a value divided by the surface area S2 of the particles. The closer the surface smoothness to 1, the smoother the surface of the particles.

表面積S1は、例えば、ガス吸着式の比表面積計で測定することができる。また、表面積S2は、体積相当径Dを直径とする球の表面積を算出することにより得ることができる。 The surface area S1 can be measured by, for example, a gas adsorption type specific surface area meter. The surface area S2 can be obtained by calculating the surface area of a sphere having the volume equivalent diameter D as a diameter.

本実施例では、第1粉末301の表面平滑性は1.616であり、第2粉末302の表面平滑性は2.138であり、第3粉末303の表面平滑性は4.268であった。 In this example, the surface smoothness of the first powder 301 was 1.616, the surface smoothness of the second powder 302 was 2.138, and the surface smoothness of the third powder 303 was 4.268. ..

表面平滑性を小さくすることで粒子間の摩擦抵抗が低減されるため、良好な流動性を得ることができる。特に、圧粉磁心の製造時において、軟磁性粉末と混合される熱硬化性樹脂(バインダーの一例)が軟磁性粉末の表面の微細な凹凸に入り込んで流動に寄与しなくなることが抑制され、より少量の熱硬化性樹脂で加圧成形することが可能となる。よって、軟磁性粉末の充填密度を高くできる。したがって、単位体積当たりの軟磁性粉末の割合が増加し、圧粉磁心の飽和磁束密度、透磁率といった軟磁気特性を向上させることができる。 By reducing the surface smoothness, the frictional resistance between particles is reduced, so that good fluidity can be obtained. In particular, at the time of manufacturing the dust core, it is suppressed that the thermosetting resin (an example of the binder) mixed with the soft magnetic powder does not enter the fine irregularities on the surface of the soft magnetic powder and does not contribute to the flow. It becomes possible to perform pressure molding with a small amount of thermosetting resin. Therefore, the packing density of the soft magnetic powder can be increased. Therefore, the ratio of the soft magnetic powder per unit volume is increased, and the soft magnetic characteristics such as the saturation magnetic flux density and the magnetic permeability of the dust core can be improved.

表面平滑性を小さくすることによって軟磁性粉末の充填密度を高める効果は、表面平滑性が1.1以上であれば十分に得ることができる。なお、表面平滑性が1.1未満である粒子の製造には、コストがかかる。 The effect of increasing the packing density of the soft magnetic powder by reducing the surface smoothness can be sufficiently obtained if the surface smoothness is 1.1 or more. In addition, the production of particles having a surface smoothness of less than 1.1 is costly.

したがって、第1粉末301の表面平滑性は、1.1以上、2.0以下であることが好ましい。また、第2粉末302の表面平滑性は、1.7以上、2.5以下であることが好ましい。また、第3粉末303の表面平滑性は、3.4以上であることが好ましい。 Therefore, the surface smoothness of the first powder 301 is preferably 1.1 or more and 2.0 or less. The surface smoothness of the second powder 302 is preferably 1.7 or more and 2.5 or less. The surface smoothness of the third powder 303 is preferably 3.4 or more.

<偏平度>
第1粉末301、第2粉末302、第3粉末303それぞれの偏平度について説明する。
<Flatness>
The flatness of each of the first powder 301, the second powder 302, and the third powder 303 will be described.

偏平度とは、楕円体の3つの半軸のうち、最大半軸を最小半軸で割った値である。偏平度が1.0に近いほど、球に近い形状となる。 The flatness is a value obtained by dividing the maximum half axis among the three half axes of the ellipsoid by the minimum half axis. The closer the flatness is to 1.0, the closer the shape is to a sphere.

本実施例では、第1粉末301は、偏平度が1.0以上、1.2以下であるものが多数を占めた。また、第2粉末302は、偏平度が3.0以上、6.0以下であるものが多数を占めた。また、第3粉末303は、偏平度が6.0より大きいものが多数を占めた。 In the present example, most of the first powders 301 had a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less. In addition, the majority of the second powder 302 has a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less. In addition, the majority of the third powder 303 has a flatness of more than 6.0.

加圧成形時において、偏平度が1.2以上である粉末は、その長手方向が粉末の流れ方向に沿って配置される。よって、偏平度が1.2以上である粉末を流れ方向から見た投影面積は、偏平度が1.2未満であるほぼ球形の粉末の投影面積に比べて小さくなるため、流動抵抗を低減することができる。すなわち、加圧成形時の圧力を低減することができる。 At the time of pressure molding, the powder having a flatness of 1.2 or more is arranged with its longitudinal direction aligned with the flow direction of the powder. Therefore, the projected area of the powder having a flatness of 1.2 or more as viewed from the flow direction is smaller than the projected area of the substantially spherical powder having a flatness of less than 1.2, which reduces the flow resistance. be able to. That is, the pressure during pressure molding can be reduced.

したがって、軟磁性粒子を熱硬化性樹脂(バインダーの一例)と混合して形成する圧粉磁心の製造時において、樹脂量および溶剤量を少なくした、より粘度の高い混合物でも成形することができるため、軟磁性粉末の充填密度を高くできる。 Therefore, when manufacturing a dust core formed by mixing soft magnetic particles with a thermosetting resin (an example of a binder), it is possible to mold a mixture having a higher resin viscosity and a reduced resin amount. The packing density of the soft magnetic powder can be increased.

第1粉末301よりも表面平滑性が大きい第2粉末302、第3粉末303では、それらの偏平度を大きくすることにより、バインダーの流動性を向上させることができる。よって、第1粉末301間に、第2粉末302が少量のバインダーで入りこむことができる。また、第2粉末302間に、第3粉末303が少量のバインダーで入り込むことができる。 With the second powder 302 and the third powder 303 having a surface smoothness larger than that of the first powder 301, the fluidity of the binder can be improved by increasing the flatness thereof. Therefore, the second powder 302 can enter between the first powders 301 with a small amount of binder. In addition, the third powder 303 can enter between the second powders 302 with a small amount of binder.

なお、表面平滑性よりも、扁平度の方が、上述した効果により大きく影響する。扁平度は、表面平滑性よりも、外形に与える影響が大きいためである。また、粉砕時間を長くすると、粒子の偏平度は大きく変わらないが、粉末同士の衝突により表面が少しずつ削れていくため、表面平滑性は小さくなっていく。また、圧粉磁心を作製するとき、表面平滑性よりも、偏平度の方が、バインダーの良好な流動性を得るために重要である。 The flatness has a greater effect than the surface smoothness due to the above-described effects. This is because the flatness has a larger effect on the outer shape than the surface smoothness. Further, if the pulverization time is lengthened, the flatness of the particles does not change significantly, but the surface is gradually scraped due to the collision of the powders, and the surface smoothness becomes smaller. Further, when manufacturing a dust core, the flatness is more important than the surface smoothness in order to obtain good fluidity of the binder.

以上のことから、単位体積当たりの軟磁性粉末の割合が増加し、圧粉磁心の飽和磁束密度、透磁率といった軟磁気特性を向上させることができる。 From the above, the ratio of the soft magnetic powder per unit volume is increased, and the soft magnetic characteristics such as the saturation magnetic flux density and magnetic permeability of the dust core can be improved.

<効果>
本実施の形態および本実施例で用いた摩擦粉砕によれば、粒径が32μmより大きい球状の第1粉末301、粒径が32μm以下である楕円体状の第2粉末302、および、粒径が32μm以下である鱗片状の第3粉末303の粒度分布を容易に制御することができる。
<Effect>
According to the friction pulverization used in the present embodiment and the present example, the spherical first powder 301 having a particle size larger than 32 μm, the ellipsoidal second powder 302 having a particle size of 32 μm or less, and the particle size The particle size distribution of the flaky third powder 303 having a particle size of 32 μm or less can be easily controlled.

そして、本実施の形態および本実施例では、表面平滑性が1.1以上、2.0以下であり、かつ、偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の第1粉末301と、表面平滑性が1.7以上、2.5以下であり、かつ、偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の第2粉末302と、表面平滑性が3.4以上であり、かつ、偏平度が6.0より大きい鱗片状の第3粉末303とを含む圧粉磁心を作製する。 In the present embodiment and the present example, the spherical first powder 301 having a surface smoothness of 1.1 or more and 2.0 or less and a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less. And an ellipsoidal second powder 302 having a surface smoothness of 1.7 or more and 2.5 or less and a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less, and a surface smoothness of 3. A powder magnetic core containing a scaly third powder 303 having a flatness of 4 or more and a flatness of more than 6.0 is produced.

これにより、圧粉磁心の作製時において、少量のバインダーで良好な流動性が得られ、第1粉末301間、第2粉末302が入り込むことができ、第2粉末302の間に第3粉末303が入り込むことができる。よって、軟磁性粉末の充填密度を高くできる。したがって、単位体積当たりの軟磁性粉末の割合が増加し、圧粉磁心の飽和磁束密度、透磁率といった軟磁気特性を向上させることができる。 With this, at the time of manufacturing the dust core, good fluidity can be obtained with a small amount of binder, the second powder 302 can enter between the first powders 301, and the third powder 303 between the second powders 302. Can enter. Therefore, the packing density of the soft magnetic powder can be increased. Therefore, the ratio of the soft magnetic powder per unit volume increases, and the soft magnetic characteristics such as the saturation magnetic flux density and the magnetic permeability of the dust core can be improved.

さらに、本実施の形態の軟磁性粉末は、球状または楕円体状であり、エッジのような角部を有していない。そのため、隣接する粉末に食い込むことにより粉末間が導通することがなく、耐電圧性能を向上させることができる。また、鱗片状の粉末は、角部を有する場合もあるが、粒径が小さいため、隣接する粉末に食い込んで電界集中が起こり、耐電圧性能を低下させることはない。 Furthermore, the soft magnetic powder of the present embodiment is spherical or ellipsoidal, and does not have a corner like an edge. Therefore, it is possible to improve the withstand voltage performance without causing conduction between the powders by cutting into adjacent powders. Further, the flaky powder may have corners, but since it has a small particle size, it does not bite into the adjacent powder and electric field concentration occurs, so that the withstand voltage performance is not deteriorated.

以上のことからに、本実施の形態および本実施例では、軟磁性粉末間の絶縁性を確保しつつ、軟磁性粉末を高密度に充填することができる。したがって、高い透磁率と高い耐電圧を両立した圧粉磁心を提供することができる。 From the above, in the present embodiment and the present embodiment, it is possible to fill the soft magnetic powder with high density while ensuring the insulating property between the soft magnetic powders. Therefore, it is possible to provide a dust core having both high magnetic permeability and high withstand voltage.

なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 Note that the present disclosure is not limited to the above description of the embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present disclosure.

本開示の圧粉磁心およびその製造方法は、チョークコイル、リアクトル、トランス等のインダクタで使用される軟磁性粉末を用いた圧粉磁心に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The dust core and the manufacturing method thereof according to the present disclosure are useful for dust cores using soft magnetic powder used in inductors such as choke coils, reactors, and transformers.

1、2 粉砕粉
101 軟磁性薄帯
102、103、104、105、106 粉末
201 粉砕室
202 原料投入口
203、204 回転翼
205 排出口
206 原料
207 原料粒子
501、502、503 断面
301 第1粉末
302 第2粉末
303 第3粉末
1, 2 Ground powder 101 Soft magnetic ribbon 102, 103, 104, 105, 106 Powder 201 Grinding chamber 202 Raw material inlet 203, 204 Rotor blade 205 Discharge port 206 Raw material 207 Raw material particles 501, 502, 503 Cross section 301 First powder 302 second powder 303 third powder

Claims (17)

軟磁性組成物の粉末を含む圧粉磁心であって、
偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の第1粉末と、
偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の第2粉末と、
偏平度が6.0より大きい鱗片状の第3粉末と、を含む、
圧粉磁心。
A dust core containing powder of a soft magnetic composition,
A spherical first powder having a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less;
An ellipsoidal second powder having a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less;
And a scale-like third powder having a flatness of more than 6.0.
Dust core.
前記第1粉末の平均粒径は、30μm以上、60μm以下である、
請求項1に記載の圧粉磁心。
The average particle size of the first powder is 30 μm or more and 60 μm or less,
The dust core according to claim 1.
前記第2粉末の平均粒径は、10μm以上、20μm以下である、
請求項1または2に記載の圧粉磁心。
The average particle size of the second powder is 10 μm or more and 20 μm or less,
The dust core according to claim 1 or 2.
前記第3粉末の平均粒径は、4μm以上、12μm以下である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The average particle size of the third powder is 4 μm or more and 12 μm or less,
The dust core according to any one of claims 1 to 3.
前記第3粉末の重量比は、全粉末の50重量%以下である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The weight ratio of the third powder is 50 wt% or less of the total powder,
The dust core according to any one of claims 1 to 4.
前記第1粉末と前記第2粉末との合計の重量比は、全粉末の50重量%以上である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The total weight ratio of the first powder and the second powder is 50% by weight or more of the total powder,
The dust core according to any one of claims 1 to 5.
前記第2粉末は、前記第1粉末よりも多い、
請求項1から6のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The second powder is more than the first powder,
The dust core according to any one of claims 1 to 6.
軟磁性組成物の粉末を含む圧粉磁心であって、
表面平滑性が1.1以上、2.0以下であり、かつ、偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の第1粉末と、
表面平滑性が1.7以上、2.5以下であり、かつ、偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の第2粉末と、
表面平滑性が3.4以上であり、かつ、偏平度が6.0より大きい鱗片状の第3粉末と、を含む、
圧粉磁心。
A dust core containing powder of a soft magnetic composition,
A spherical first powder having a surface smoothness of 1.1 or more and 2.0 or less and a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less;
An ellipsoidal second powder having a surface smoothness of 1.7 or more and 2.5 or less and a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less;
And a scale-like third powder having a surface smoothness of 3.4 or more and a flatness of more than 6.0.
Dust core.
前記第1粉末の平均粒径は、30μm以上、60μm以下である、
請求項8に記載の圧粉磁心。
The average particle size of the first powder is 30 μm or more and 60 μm or less,
The dust core according to claim 8.
前記第2粉末の平均粒径は、10μm以上、20μm以下である、
請求項8または9に記載の圧粉磁心。
The average particle size of the second powder is 10 μm or more and 20 μm or less,
The dust core according to claim 8 or 9.
前記第3粉末の平均粒径は、4μm以上、12μm以下である、
請求項8から10のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The average particle size of the third powder is 4 μm or more and 12 μm or less,
The dust core according to any one of claims 8 to 10.
前記第3粉末の重量比は、全粉末の50重量%以下である、
請求項8から11のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The weight ratio of the third powder is 50 wt% or less of the total powder,
The dust core according to any one of claims 8 to 11.
前記第1粉末と前記第2粉末との合計の重量比は、全粉末の50重量%以上である、
請求項8から12のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The total weight ratio of the first powder and the second powder is 50% by weight or more of the total powder,
The dust core according to any one of claims 8 to 12.
前記第2粉末は、前記第1粉末よりも多い、
請求項8から13のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
The second powder is more than the first powder,
The dust core according to any one of claims 8 to 13.
前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末の表面に20nm以下のFe酸化膜を有する、
請求項1から14のいずれか1項に記載の圧粉磁心。
An Fe oxide film having a thickness of 20 nm or less is provided on the surfaces of the first powder, the second powder, and the third powder.
The dust core according to any one of claims 1 to 14.
軟磁性組成物を互いに摩擦させることにより、球状の第1粉末、楕円体状の第2粉末、および鱗片状の第3粉末を作製する工程と、
前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末を加熱する工程と、
前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末をバインダーと混合し、造粒粉を作製する工程と、
前記造粒粉を、所定の金型に充填し、加圧成形して圧粉体を得る工程と、
前記圧粉体を、前記バインダーが硬化する温度で加熱する工程と、を含み、
前記第1粉末は、偏平度が1.0以上、1.2以下である球状の粉末であり、
前記第2粉末は、偏平度が3.0以上、6.0以下である楕円体状の粉末であり、
前記第3粉末は、偏平度が6.0より大きい鱗片状の粉末である、
圧粉磁心の製造方法。
Rubbing the soft magnetic compositions against each other to produce a spherical first powder, an ellipsoidal second powder, and a scaly third powder,
Heating the first powder, the second powder, and the third powder;
Mixing the first powder, the second powder, and the third powder with a binder to produce granulated powder;
A step of filling the granulated powder in a predetermined mold and press-molding to obtain a green compact;
Heating the green compact at a temperature at which the binder hardens,
The first powder is a spherical powder having a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less,
The second powder is an ellipsoidal powder having a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less,
The third powder is a flaky powder having a flatness of more than 6.0.
Manufacturing method of dust core.
軟磁性組成物を互いに摩擦させることにより、球状の第1粉末、楕円体状の第2粉末、および鱗片状の第3粉末を作製する工程と、
前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末を加熱する工程と、
前記第1粉末、前記第2粉末、および前記第3粉末をバインダーと混合し、造粒粉を作製する工程と、
前記造粒粉を、所定の金型に充填し、加圧成形して圧粉体を得る工程と、
前記圧粉体を、前記バインダーが硬化する温度で加熱する工程と、を含み、
前記第1粉末は、表面平滑性が1.1以上、2.0以下であり、かつ、偏平度が1.0以上、1.2以下である粉末であり、
前記第2粉末は、表面平滑性が1.7以上、2.5以下であり、かつ、偏平度が3.0以上、6.0以下である粉末であり、
前記第3粉末は、表面平滑性が3.4以上であり、かつ、偏平度が6.0より大きい粉末である、
圧粉磁心の製造方法。
Rubbing the soft magnetic compositions against each other to produce a spherical first powder, an ellipsoidal second powder, and a scaly third powder,
Heating the first powder, the second powder, and the third powder;
Mixing the first powder, the second powder, and the third powder with a binder to produce granulated powder;
A step of filling the granulated powder in a predetermined mold and press-molding to obtain a green compact;
Heating the green compact at a temperature at which the binder hardens,
The first powder is a powder having a surface smoothness of 1.1 or more and 2.0 or less and a flatness of 1.0 or more and 1.2 or less,
The second powder is a powder having a surface smoothness of 1.7 or more and 2.5 or less and a flatness of 3.0 or more and 6.0 or less,
The third powder is a powder having a surface smoothness of 3.4 or more and a flatness of more than 6.0.
Manufacturing method of dust core.
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