JP3974773B2 - Magnetic core having magnet for magnetic bias and inductance component using the same - Google Patents

Magnetic core having magnet for magnetic bias and inductance component using the same Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイルやトランス等のインダクタンス部品の磁気コア(以下、単に「コア」とも呼ぶ)に関するものであり、特に、磁気バイアス用の永久磁石を備えた磁気コアに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば、スイッチング電源などに用いられるチョークコイル及びトランスにおいては、通常、交流は直流に重畳して印加される。したがって、これらチョークコイルやトランスに用いる磁気コアは、この直流重畳に対して磁気飽和しない透磁率特性(この特性を「直流重畳特性」と呼ぶ)の良好なことが求められている。
【0003】
高周波用の磁気コアとしてはフェライト磁気コアや圧粉磁気コアが使用されているが、フェライト磁気コアは初透磁率が高く飽和磁束密度が小さく、圧粉磁気コアは初透磁率が低く飽和磁束密度が高い、という材料物性に由来した特徴がある。従って、圧粉磁気コアはトロイダル形状で用いられることが多い。他方、フェライト磁気コアの場合には、例えばE型コアの中足に磁気空隙(磁気ギャップ)を形成して直流重畳により磁気飽和することを避けることが行われている。
【0004】
しかし、近年の電子機器の小型化要請に伴う電子部品の小型化の要求により、磁気コアの磁気ギャップも小さくせざるを得ず、直流重畳に対してより高い透磁率の磁気コアが強く求められている。
【0005】
この要求に対しては、一般に、飽和磁化の高い磁気コアを選択する事、つまり高磁界で磁気飽和しない磁気コアの選択が必須とされている。しかし、飽和磁化は材料の組成で必然的に決まるものであり、無限に高く出来るものではない。
【0006】
その解決手段として、磁気コアの磁路に設けた磁気ギャップに永久磁石を配置し、直流重畳による直流磁界を打ち消す事、すなわち、磁気コアに磁気バイアスを与えることが古くから提案されている。
【0007】
この永久磁石を用いた磁気バイアス方法は、直流重畳特性を向上させるには優れた方法であるが、一方で金属焼結磁石を用いると磁気コアのコアロスの増大が著しく、またフェライト磁石を用いると重畳特性が安定しないなどとても実用に耐え得るものではなかった。
【0008】
これらを解決する手段として、例えば特開昭50−133453は、磁気バイアス用永久磁石として保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド磁石を用いること、これにより、直流重畳特性およびコアの温度上昇が改善されたことを開示している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし近年、電源に対する電力変換効率向上の要求はますます厳しくなっており、チョークコイル用及びトランス用の磁気コアについても単にコア温度を測定するだけでは優劣が判断不能なレベルとなっている。そのため、コアロス測定装置による測定結果の判断が不可欠であり、実際本発明者等が検討を行った結果、特開昭50−133453に示された抵抗率の値ではコアロス特性が劣化する事が明らかになった。
【0010】
又、近年の電子機器の小型化に伴い、インダクタンス部品の小型化がますます要求され、したがって、磁気バイアス用磁石の薄型化も又要求されているところである。
【0011】
また近年、表面実装タイプのコイルが所望されているが、表面実装のためにはコイルはリフローはんだ処理に付される。このリフロー条件で、コイルの磁気コアの特性が劣化しない事が望まれる。また、耐酸化性の希土類磁石が必須である。
【0012】
したがって、本発明の一技術的課題は、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、上記を考慮して、優れた直流重畳特性と、コアロス特性と、耐酸化性とを有すると共に、リフロー条件でもコア特性が劣化しない磁気コアを容易かつ安価に提供する事にある。
【0013】
また、本発明のもう一つの技術的課題は、小型インダクタンス部品の磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアに、このギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、このギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアの小型化を可能とするために特に適した磁石を配置した磁気コアを提供することにある。
【0014】
さらに、本発明のさらにもう一つの技術的課題は、前記磁石及び磁気コアを用いたインダクタンス部品を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、樹脂に磁石粉末が分散されてなるボンド磁石であり、1Ω・cm以上の比抵抗を有し、該磁石粉末は、固有保磁力が5KOe以上、キュリー点Tcが300℃以上、粉末粒径が150μm以下である粉末を無機ガラスで被覆したものからなり、前記無機ガラスを重量比で10%以下含有することを特徴とする永久磁石が得られる。
【0016】
また、本発明によれば、磁路の少なくとも1箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記磁気バイアス用磁石が、前記永久磁石であることを特徴とする磁気バイアス用磁石を有する磁気コアが得られる。
【0017】
また、本発明によれば、磁路の少なくとも1箇所以上に約50〜10000μmのギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有するインダクタンス部品において、前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗1Ω・cm以上のボンド磁石であり、該磁石粉末は、固有保磁力が5KOe以上、キュリー点が300℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2〜50μmの希土類磁石粉末を無機ガラスで被覆したものからなり、該希土類磁石粉末は、Sm−Co磁石粉末、Nd−Fe−B磁石粉末、およびSm−Fe−N磁石粉末の内から選ばれたものであり、前記ボンド磁石は、前記無機ガラスを、重量比で10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品が得られる。また、本発明によれば、磁路の少なくとも1箇所以上に約50〜10000μmのギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有し、半田リフロー処理されるインダクタンス部品において、前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗1Ω・cm以上のボンド磁石であり、該磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、キュリー点が500℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2.5〜50μmのSm−Co希土類磁石粉末であり、無機ガラスによって被覆されているものからなり、前記ボンド磁石は前記無機ガラスを重量比で10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品が得られる。また、本発明によれば、磁路の少なくとも1箇所以上に約500μm以下のギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有し、半田リフロー処理されるインダクタンス部品において、前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗0.1Ω・cm以上、厚さ500μm以下のボンド磁石であり、該磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、キュリー点が500℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2.5〜50μmのSm−Co希土類磁石粉末であるとともに無機ガラスによって被覆されたものからなり、前記ボンド磁石は前記無機ガラスを重量比で、10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品が得られる。さらに、本発明によれば、磁路の少なくとも1箇所以上に約500μm以下のギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有し、半田リフロー処理されるインダクタンス部品において、前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗0.1Ω・cm以上、厚さ500μm以下のボンド磁石であり、該磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、キュリー点が500℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2.5〜50μmのSm−Co希土類磁石粉末であるとともに無機ガラスによって被覆されたものからなり、前記ボンド磁石は前記無機ガラスを重量比で、10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0019】
まず、本発明の1つの発明について具体的に説明する。
【0020】
本発明の1発明では、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおける上記課題を解決するために、前記永久磁石が、10KOe以上の固有保磁力及び500℃以上のキュリー温度を持つ粉末平均粒径が2.5〜50μmの希土類磁石粉末と樹脂とからなるボンド磁石であり、前記磁石粉末を無機ガラスで被覆した磁気バイアス用磁石を有する磁気コアである。
【0021】
前記磁気バイアス用磁石としてのボンド磁石は、前記樹脂を体積比で30%以上含有し、比抵抗が1Ωcm以上であることが好ましい。
【0022】
前記無機ガラスは、軟化点が400℃以上550℃以下であることが好ましい。
【0023】
また、前記ボンド磁石は、前記磁石粉末を被覆する前記無機ガラスは、重量比で、10%以下含有することが好ましい。
【0024】
又、本発明の一つの発明は、前記の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアに、1ターン以上の巻線を少なくともひとつ施してあるインダクタンス部品である。
【0025】
さらに、前記希土類磁石粉末はSmCo17磁石粉末であることが好ましい。
【0026】
なお、インダクタンス部品とは、コイル、チョークコイル、トランス、その他一般に磁気コアと巻き線とを必須とした部品を含むものとする。
【0027】
本発明の1発明では、前記磁気コアに挿入する永久磁石について検討した結果、磁石の比抵抗が1Ωcm以上で、固有保磁力iHcが10KOe以上の永久磁石を使用するとき優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁気コアを形成できる事を発見したものである。これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力であり、従ってエネルギー積の低い永久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる事を見出したことによる。
【0028】
比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能である。希土類磁石粉末の種類はSmCo系、NdFeB系、SmFeN系とある。
【0029】
リフロー条件及び耐酸化性を考慮すると、キュリー点Tcが500℃以上、固有保磁力iHcが10KOe以上の磁石が必要であり、現状では、SmCo17系磁石に限定される。
【0030】
チョークコイル用及びトランス用磁気コアとしては、軟磁気特性を有する材料であればなんでも有効であるが、一般的にはMnZn系又はNiZn系フェライト、圧粉磁気コア、珪素鋼板、アモルファス等が用いられる。また、磁気コアの形状についても特に制限があるわけではなく、トロイダルコア、EEコア、EIコア等あらゆる形状の磁気コアに本発明の適用が可能である。これらコアの磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを設け、そのギャップに永久磁石を挿入配置する。
【0031】
ギャップ長に特に制限はないがギャップ長が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長は決まってくる。なお、磁気バイアス用永久磁石の厚みは大きければバイアス効果を容易に得られるが、磁気コアの小型化にとっては、磁気バイアス用永久磁石は、薄いほどよい。しかしながら、50μmより小さいと十分な磁気バイアスが得られない。したがって、磁気バイアス用永久磁石を配置する磁気ギャップは50μm以上であることが必要であり、コア寸法を抑えるという点からは、10000μm以下が好ましい。
【0032】
次にギャップに挿入される永久磁石に対する要求特性は、固有保磁力については10KOe以下では磁気コアに印可される直流磁界によって保磁力が消失するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが、1Ω・cm以上であればコアロス劣化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均最大粒径が50μm以上になるとコアロス特性が劣化するので、粉末の最大粒径は50μm以下である事が望ましく、最小粒径が2.5μm以下になると磁石粉末の熱処理及びコアやインダクタンス部品のリフロー時に磁石粉末が酸化され、これにより磁化の減少が顕著になるため2.5μm以上の粒径が必要で有る。
【0033】
またコイルの発熱による熱減磁の問題があるが、トランスの想定される最高使用温度は200℃なのでTcが500℃以上であれば実質的に問題とはならない。また、コアロスを増大させないため樹脂の量は少なくとも体積比で30%以上必要であり、耐酸化性を増大させるための無機ガラスは軟化点が400℃以上であればリフロー作業や、最高使用温度でもその被覆が破壊されることがなく、一方550℃以下であれば被覆熱処理時の粉末酸化の問題が顕著には現れない。また、無機ガラスを添加することによって耐酸化性の効果が得られるが、添加量が10wt%を超えると非磁性物の量の増加により、直流重畳特性の改善が小さくなるので、上限を10wt%とするのがよい。
【0034】
以下、本発明の第1発明の実施の形態について、説明する。
【0035】
(第1の実施の形態)
ガラス粉末として、軟化点が約350℃のZnO−B−PbO(1)、軟化点が約400℃のZnO−B−PbO(2)、軟化点が約450℃のB2O3−PbO、軟化点が約500℃のKO−SiO−PbO、軟化点が約550℃のSiO−B−PbO(1)、軟化点が約600℃のSiO−B−PbO(2)、の6種類のガラス粉末を用意した。各粉末は、粒径が約3μmであった。
【0036】
次に磁石粉末として、SmCo17磁石粉末を焼結体から粉砕することによって製造した。すなわち、SmCo17焼結体を通常の粉末冶金法で作製した。その磁石特性は、(BH)maxは28MGOeであり、保磁力は25KOeであった。この焼結体をジョークラッシャーやディスクミルで粗粉砕し、ボールミルで平均粒径約5.0μmに粉砕した。
【0037】
この磁石粉末に前記した各々のガラス粉末を1%混合し、ガラス粉末の軟化点よりも約50℃高い温度にてAr中で熱処理することによって、磁石粉末の表面をガラスにて被覆した。次にこうして被覆処理した磁石粉末と、体積比で45vol%の熱可塑性樹脂としてポリフェニレンサルファイド(PPS)とを2軸式の熱混練機によって330℃にて混練した。次に熱プレス機で成形温度330℃、圧力1t/cmで高さ1.5mmのシート状に無磁場中で成形し、ボンド磁石を作製した。これらシート状ボンド磁石の比抵抗は全て1Ωcm以上の値を示した。このシート状ボンド磁石は図1および図2に示すフェライトコア33の中央磁脚と同一断面形状に加工した。
【0038】
ここでボンド磁石の磁石特性は、作製したボンド磁石のシートを必要枚数張り合わせる事により直径φ10mmで厚みt10mmのテストピースを別途作製し、直流BHトレーサーで測定した。その結果、全てのボンド磁石について固有保磁力が約10KOe以上得られている事が分かった。
【0039】
フェライトコア33は、一般的なMn−Zn系フェライト材で作製された磁路長7.5cm、実効断面積0.74cmのEEコアで、その中央磁脚に1.5mmのギャップ加工を施した。上記作製したボンド磁石31を着磁磁場4Tでパルス着磁後、ガウスメーターで表面磁束を測定後、コア33のギャップ部に挿入配置した。次に、岩崎通信機製のSY−8232交流BHトレーサーで100KHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは、各ボンド磁石に対して、同一のものであり、被覆されたガラスの種類だけが異なる磁石31を交換して、コアロスを測定した。その測定結果を、表1に、熱処理前として示す。
【0040】
次に、それらボンド磁石を最高温度が270℃であるリフロー炉に2回通した後、上記と全く同様に表面磁束とコアロスを測定し、表1に、熱処理後として示す。
【0041】
【表1】

Figure 0003974773
【0042】
表1から、被覆処理温度が650℃と600℃のデータからわかるように、被覆処理温度が600℃を超えると表面磁束が小さくなる事がわかる。コアロスについては被覆処理温度が400℃すなわち軟化点が350℃のガラス組成の被覆を用いたものは、リフロー後に表面磁束が劣化することがわかった。これは、南下点が350℃のガラス粉末は、一旦被覆処理された後、樹脂との熱混練中に再融解してはがれたことによるものと考えられる。他方、軟化点が600℃を超えるガラスについては被覆処理温度が高すぎて、磁石粉末の酸化または被覆ガラス材との反応により磁石粉末の磁化寄与分の減少が起こって減磁が生じたものと思われる。
【0043】
次に、コイル(図2の35で示す)に直流磁界として80(Oe)となる直流を重畳しながら、交流信号を印加した時のインダクタンスLをLCRメーターで測定し、コア定数(寸法)とコイルの巻線数から透磁率を計算した。その結果は、軟化点が400℃(ZnO−B−PbO(2))〜550℃(SiO−B−PbO(1))のガラス粉末を用いて被覆した磁石粉末を含むボンド磁石を磁気ギャップに挿入配置したコアの透磁率は50以上の値を示した。一方、比較例として、磁気ギャップに磁石を挿入配置しない場合のコアの透磁率、及び、軟化点が350℃のガラス粉末(ZnO−B−PbO(1))及び600℃のガラス粉末(SiO−B−PbO(2))で被覆した磁石粉末を含むボンド磁石を磁気ギャップに挿入配置したコアの透磁率は、いずれも15と著しく低い値を示した。
【0044】
以上の結果より、軟化点が400℃以上で550℃以下のガラス粉末で被覆した磁石粉末を用いたボンド磁石であって、比抵抗が1Ω・cm以上の永久磁石を磁気コアの磁気ギャップに挿入配置する時、直流重畳特性に優れしかもコアロス特性の劣化が小さい優れた磁気コアが得られる事が分かった。
【0045】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態で使用したSmCo17磁石粉末と、軟化点が約500℃の約3μmのSiO−B−PbOガラス粉末を、後者の重量比が、0.1、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10、12.5wt%となるように、それぞれ、混合し、550℃Ar中で熱処理して、磁石粉末にガラス被覆処理をした。次にこれらガラス被覆処理をした磁石粉末に、バインダーZnO−B−PbO(2))としてポリイミド樹脂を体積比で50vol%混合して、ドクターブレード法でシート状にした。その溶剤を乾燥後、熱プレスし、厚み0.5mmに成形した。
【0046】
このボンド磁石の磁気特性は、テストピースを別途作製し、第1の実施の形態と同様にして測定した。その結果、各ボンド磁石は、磁石粉末に混合したガラス粉末の量によらず全て約10KOe以上の固有保磁力を示した。また比抵抗を測定した結果、全てのボンド磁石について1Ω・cm以上の値を示した。
【0047】
次に第1の実施の形態と全く同様にシート状ボンド磁石を着磁して、その表面磁束を測定後、図1および2に示すフェライトのEEコア33の中央磁脚の磁気ギャップに挟み込み、第1の実施の形態と同様に、コイル35に交流と直流を重畳して印加し、直流重畳特性を測定した。さらに、第1の実施の形態と全く同様のリフロー炉(最高温度270℃)に2回通し、再度表面磁束と直流重畳特性を測定した。その結果を表面磁束については表2に、直流重畳特性については表3に示す。
【0048】
【表2】
Figure 0003974773
【0049】
【表3】
Figure 0003974773
【0050】
表2および表3に示す通り、ガラス粉末の添加量が実質的に0を超え10wt%以下の時優れた特性の耐酸化性の磁石が得られる事が分かる。
【0051】
以上に説明したように、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアであって、その磁気ギャップに挿入配置する磁気バイアス用磁石を、固有保磁力iHcが10KOe以上、キュリー点Tcが500℃以上、粉末粒径が2.5〜50μmの希土類磁石粉末を用いたボンド磁石とし、その磁石粉末表面を無機ガラスで被覆し、その粉末と少なくとも体積比で30%以上の樹脂からなる比抵抗が1Ωcm以上のボンド磁石を用いることによって、直流重畳特性、コアロス特性、耐酸化性に優れた磁気コアを実現できる。
【0052】
次に本発明のもう一つの発明について説明する。
【0053】
本発明の第2発明では、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおける上記課題を解決するために、前記永久磁石が、5KOe以上の固有保磁力及び300℃以上のキュリー温度を持つ粉末平均粒径が2.0〜50μmの希土類磁石粉末と樹脂とからなるボンド磁石であり、前記磁石粉末を無機ガラスで被覆した磁気バイアス用磁石を有する磁気コアである。
【0054】
前記磁気バイアス用磁石としてのボンド磁石は、前記樹脂を体積比で30%以上含有し、比抵抗が1Ωcm以上であることが好ましい。
【0055】
前記無機ガラスは、軟化点が200℃以上550℃以下であることが好ましい。
【0056】
また、前記ボンド磁石は、前記磁石粉末を被覆する前記無機ガラスは、重量比で、10%以下含有することが好ましい。
【0057】
又、本発明によれば、前記の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアに、1ターン以上の巻線を少なくともひとつ施してあることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【0058】
なお、インダクタンス部品とは、コイル、チョークコイル、トランス、その他一般に磁気コアと巻き線とを必須とした部品を含むものとする。
【0059】
本発明は、前記課題を達成するべく挿入する永久磁石について検討した結果、磁石の比抵抗が1Ωcm以上で、固有保磁力iHcが5KOe以上の永久磁石を使用するとき優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁気コアを形成できる事を発見したものである。これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力であり、従ってエネルギー積の低い永久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる事を見出したことによる。
【0060】
比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能である。希土類磁石粉末の種類はSmCo系、NdFeB系、SmFeN系とある。
【0061】
チョークコイル用及びトランス用磁気コアとしては、軟磁気特性を有する材料であればなんでも有効であるが、一般的にはMnZn系又はNiZn系フェライト、圧粉磁気コア、珪素鋼板、アモルファス等が用いられる。また、磁気コアの形状についても特に制限があるわけではなく、トロイダルコア、EEコア、EIコア等あらゆる形状の磁気コアに本発明の適用が可能である。これらコアの磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを設け、そのギャップに永久磁石を挿入配置する。
【0062】
ギャップ長に特に制限はないがギャップ長が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長は決まってくる。なお、磁気バイアス用永久磁石の厚みは大きければバイアス効果を容易に得られるが、磁気コアの小型化にとっては、磁気バイアス用永久磁石は、薄いほどよい。しかしながら、50μmより小さいと十分な磁気バイアスが得られない。したがって、磁気バイアス用永久磁石を配置する磁気ギャップは50μm以上であることが必要であり、コア寸法を抑えるという点からは、10000μm以下が好ましい。
【0063】
次にギャップに挿入される永久磁石に対する要求特性は、固有保磁力については5KOe以下では磁気コアに印可される直流磁界によって保磁力が消失するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが1Ω・cm以上であればコアロス劣化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均最大粒径が50μm以上になるとコアロス特性が劣化するので、粉末の最大粒径は50μm以下である事が望ましく、最小粒径が2.0μm以下になると粉砕による粉末酸化により磁化の減少が顕著になるため2.0μm以上の粒径が必要で有る。
【0064】
またコイルの発熱による熱減磁の問題があるが、トランスの想定される最高使用温度は200℃なのでTcが300℃以上であれば実質的に問題とはならない。また、コアロスを増大させないため樹脂の量は少なくとも体積比で20%以上必要であり、耐酸化性を増大させるための無機ガラスは軟化点が250℃以上であれば最高使用温度でもその被覆が破壊されることがなく、一方550℃以下であればコーティング熱処理時の粉末酸化の問題が顕著には現れない。また、無機ガラスを添加することによって耐酸化性の効果があるが、添加量が10wt%を超えると非磁性物の量の増加により、直流重畳特性の改善が小さくなるので、上限を10wt%とするのがよい。
【0065】
以下、本第2発明の実施の形態について、説明する。
【0066】
(第3の実施の形態)
ガラス粉末として、軟化点が約350℃のZnO−B−PbO(1)、軟化点が約400℃のZnO−B−PbO(2)、軟化点が約450℃のB2O3−PbO、軟化点が約500℃のKO−SiO−PbO、軟化点が約550℃のSiO−B−PbO(1)、軟化点が約600℃のSiO2−B2O3−PbO(2)、の6種類のガラス粉末を用意した。各粉末は、粒径が約3μmであった。
【0067】
次にSmCo17磁石粉末として、インゴットを粉砕して一般的な粉末冶金法で作製した焼結体を2.3μmに微粉砕したものを用意した。その磁石粉末の磁気特性をVSMで測定した結果は、保磁力iHcが約9KOeであった。
【0068】
この磁石粉末に前記した各々のガラス粉末を1%混合し、ガラス粉末の軟化点よりも約50℃高い温度にてAr中で熱処理することによって、磁石粉末の表面をガラスにて被覆した。次にこうして被覆処理した磁石粉末と、体積比で45vol%の熱可塑性樹脂として6ナイロンとを2軸式の熱混練機によって220℃にて混練した。次に熱プレス機で成形温度220℃、圧力0.05t/cmで高さ1.5mmのシート状に無磁場中で成形し、ボンド磁石を作製した。これらシート状ボンド磁石の比抵抗は全て1Ωcm以上の値を示した。このシート状ボンド磁石は図1および図2に示すものと同様のフェライトコア33の中央磁脚と同一断面形状に加工した。
【0069】
ここでボンド磁石の磁石特性は、作製したボンド磁石のシートを必要枚数張り合わせる事により直径φ10mmで厚みt10mmのテストピースを別途作製し、直流BHトレーサーで測定した。その結果、全てのボンド磁石について固有保磁力が約9KOe得られている事が分かった。
【0070】
フェライトコア33は、一般的なMnZn系フェライト材で作製された磁路長7.5cm、実効断面積0.74cmのEEコアで、その中央磁脚に1.5mmのギャップ加工を施した。そのギャップ部に、上記作製したボンド磁石31を着磁磁場4Tでパルス着磁後、ガウスメーターで表面磁束を測定後、挿入配置した。次に、岩崎通信機製のSY−8232交流BHトレーサーで100KHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは、各ボンド磁石に対して、同一のものであり、被覆されたガラスの種類だけが異なる磁石31を交換して、コアロスを測定した。その測定結果を、表4に、熱処理前として示す。次に、それらボンド磁石をトランスの想定される最高使用温度である200℃の恒温槽に正味30分間保持し、上記と全く同様に表面磁束とコアロスを測定し、表4に、熱処理後として示す。
【0071】
【表4】
Figure 0003974773
【0072】
表4から、被覆処理温度が650℃と600℃のデータからわかるように、被覆処理温度が600℃を超えると表面磁束が小さくなる事がわかる。コアロスについてはどのガラス組成の被覆を用いた場合でも劣化は見られなかった。従って、軟化点が600℃を超えるガラスについては被覆処理温度が高すぎて、磁石粉末の酸化または被覆ガラス材との反応により磁石粉末の磁化寄与分の減少が起こって減磁が生じたものと思われる。
【0073】
次に、コイル(図2の355で示す)に直流磁界として80(Oe)となる直流を重畳品から、交流信号を印加して時のインダクタンスLをLCRメーターで測定し、コア定数(寸法)とコイルの巻線数から透磁率を計算した。その結果は、軟化点が350℃(ZnO−B−PbO(1))〜550℃(SiO−B−PbO(1))のガラス粉末を用いて被覆した磁石粉末を含むボンド磁石を磁気ギャップに挿入配置したコアの透磁率は50以上の値を示した。一方、比較例として、磁気ギャップに磁石を挿入配置しない場合のコアの透磁率、及び、軟化点が600℃のガラス粉末(SiO−B−PbO(2))で被覆した磁石粉末を含むボンド磁石を磁気ギャップに挿入配置したコアの透磁率は、いずれも15と著しく低い値を示した。
【0074】
以上の結果より、ガラス粉末の軟化点が550℃以下のガラス粉末で被覆した磁石粉末を用いたボンド磁石であって、比抵抗が1Ω・cm以上の永久磁石を磁気コアの磁気ギャップに挿入配置する時、直流重畳特性に優れしかもコアロス特性の劣化が小さい優れた磁気コアが得られる事が分かった。
【0075】
(第4の実施の形態)
磁石粉末として還元拡散法で作製されたSmFe粉末を3μmに微粉砕後、窒化処理する事で得られたSmFeN粉末を用意した。この磁石粉末の磁気特性をVSMで測定した結果は、保磁力iHcが約8KOeであった。
【0076】
次に、この磁石粉末と、軟化点が約350℃の約3μmのZnO−B−PbO ガラス粉末を、後者の重量比が、0.1、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10、12.5wt%となるように、それぞれ、混合し、400℃Ar中で熱処理して、磁石粉末にガラス被覆処理をした。次にこれらガラス被覆処理をした磁石粉末に、バインダーとしてエポキシ樹脂を体積比で30vol%混合して、図1及び2に示すフェライトコア33の中央磁脚と同一の断面形状のシート状に金型成形後、150℃で樹脂を硬化させ、ボンド磁石を形成した。このボンド磁石の磁気特性は、テストピースを別途作製し、第3の実施の形態と同様にして測定した。その結果、各ボンド磁石は、磁石粉末に混合したガラス粉末の量によらず全て約8KOeの固有保磁力を示した。また比抵抗を測定した結果、全てのボンド磁石について1Ω・cm以上の値を示した。
【0077】
次に第3の実施の形態と全く同様にシート状ボンド磁石を着磁して、その表面磁束を測定後、図1および2に示すフェライトのEEコア33の中央磁脚の磁気ギャップに挟み込み、第3の実施の形態と同様に、コイル35に交流と直流を重畳して印加し、直流重畳特性を測定した。
【0078】
さらに、第3の実施の形態と全く同様に200℃恒温槽に実質的に30分間保持し、再度表面磁束と直流重畳特性を測定した。その結果を表面磁束については表5に、直流重畳特性については表6に示す。
【0079】
【表5】
Figure 0003974773
【0080】
【表6】
Figure 0003974773
【0081】
表5および表6に示す通り、ガラス粉末の添加量が実質的に0を超え10wt%以下の時優れた特性の耐酸化性の磁石が得られる事が分かる。
【0082】
以上に説明したように、本発明の第2発明によれば、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアであって、その磁気ギャップに挿入配置する磁気バイアス用磁石を、固有保磁力iHcが5KOe以上、キュリー点Tcが300℃以上、粉末粒径が2.0〜50μmの希土類磁石粉末を用いたボンド磁石とし、その磁石粉末表面を無機ガラスで被覆し、その粉末と少なくとも体積比で20%以上の樹脂からなる比抵抗が1Ωcm以上のボンド磁石を用いることによって、直流重畳特性、コアロス特性、耐酸化性に優れた磁気コアを実現できる。
【0083】
次に本発明のさらにもう一つの発明について説明する。
【0084】
本発明の第3発明では、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂に磁石粉末が分散されてなり、該樹脂含有量が体積比で30%以上で、全体の厚みが500μm以下であることを特徴とする薄板磁石が得られる。
【0085】
ここで、前記磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、Tcが500℃以上、粉末平均粒径が2.5〜50μmであることが好ましい。
【0086】
また、薄板磁石においては、前記磁石粉末は、希土類磁石粉末であり、また、表面のグロス(光沢度)が25%以上であることが好ましい。
【0087】
また、薄板磁石においては、成形圧縮率が20%以上であることが好ましい。前記磁石粉末は、表面活性剤でコーティングされている。
【0088】
又、本発明の薄板磁石において、比抵抗が0.1Ω・cm以上あることが好ましい。
【0089】
又、本発明においては、磁路の少なくとも1箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記永久磁石が、前記した薄板磁石である磁気バイアス用磁石を有する磁気コアである。
【0090】
前記磁気ギャップは、約500μm以下のギャップ長を有し、前記磁気バイアス用磁石は該ギャップ長以下の厚みを有し、厚み方向に磁化されていることが好ましい。
【0091】
更に又、本発明のインダクタンス部品は、前記薄板磁石を磁気バイアス用磁石として備えた磁気コアに、1ターン以上の巻線を少なくともひとつ施して、薄型で、直流重畳特性が良好で、コアロス低いインダクタンス部品である。
【0092】
即ち、本発明においては、磁気コアの磁気ギャップに挿入配置する磁気バイアス用の永久磁石として、500μm以下の厚みの薄板磁石の可能性について検討した。その結果、特定樹脂の含有量が体積比で30%以上の薄板磁石の比抵抗が0.1Ω・cm以上で固有保磁力が10KOe以上の薄板磁石を使用した時優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁気コアを形成できる事を発見した。これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性は、エネルギー積よりもむしろ固有保磁力であり、従って比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる事を見出したことによる。
【0093】
比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能である。希土類磁石粉末の種類はSmCo系、NdFeB系、SmFeN系とあるが、リフロー等の使用時の熱減磁を考えるとキュリー点Tcが500℃以上、固有保磁力iHcが10KOe以上の磁石が必要である。
【0094】
また、磁石粉末に表面活性材でコーティングすることにより成形体中での粉末の分散が良好となり磁石の特性が向上するためさらに高特性の磁気コアが得られる。
【0095】
チョークコイル用及びトランス用磁気コアとしては軟磁気特性を有する材料であればなんでも有効であるが、一般的にはMnZn系又はNiZn系フェライト、圧粉磁気コア、珪素鋼板、アモルファス等が用いられる。また、磁気コアの形状についても特に制限があるわけではなく、トロイダルコア、EEコア、EIコア等あらゆる形状の磁気コアに本発明の適用が可能である。これらコアの磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを設け、そのギャップに薄板磁石を挿入配置する。ギャップ長に特に制限はないがギャップ長が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長は決まってくる。磁気コア全体の寸法を小さくするために、ギャップ長を500μmに抑える。
【0096】
次にギャップに挿入される薄板磁石に対する要求特性は、固有保磁力については10KOe以下では磁気コアに印可される直流重畳磁界によって保磁力が消失するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが0.1Ω・cm以上であればコアロス劣化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均最大粒径が50μm以上になるとコアロス特性が劣化するので、粉末の最大粒径は50μm以下である事が望ましく、最小粒径が2.5μm以下になると粉末熱処理及びリフロー時に粉末の酸化による磁化の減少が顕著になるため2.5μm以上の粒径が必要で有る。
【0097】
以下、本第3発明の実施の形態について説明する。
【0098】
(第5の実施の形態)
SmCo17磁石粉末とポリイミド樹脂を熱混練機としてラボプラストミルを用いて熱混練を行った。樹脂量としては15vol%〜40vol%で変化させそれぞれ混練した。熱混練で得たものを熱プレス機で0.5mmの薄板磁石の成形を試みた。この結果、樹脂の添加量は30vol%以上でないと成形できないことがわかった。また、本実施の形態ではポリイミド樹脂薄板磁石の結果を示したが、これ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーのそれぞれにおいても、同様の結果が得られた。
【0099】
(第6の実施の形態)
各磁石粉末と各種樹脂とを、それぞれ、下の表7に示す組成でラボプラストミルを用いて熱混練を行った。ラボプラストミルの運転時の設定温度は各樹脂の軟化点よりもそれぞれ5℃高い温度とした。
【0100】
【表7】
Figure 0003974773
【0101】
ラボプラストミルで混練したものを、熱プレス機で無磁場中で金型成形する事によりそれぞれ0.5mmの薄板磁石を作製した。この薄板磁石を図1,図2に示すE型フェライトコア33の中央磁脚と同一断面形状に切断した。
【0102】
次に、図1,図2に示すように、一般的なMnZn系フェライト材で作製された磁路長7.5cm、実効断面積0.74cmのEEコアの中央磁脚に0.5mmのギャップ加工をした。そのギャップ部に上記作製した薄板磁石31を挿入配置して、磁気バイアス磁石31を有する磁気コアを作製した。同図において、31が薄板磁石、33がフェライトコアである。次に、磁石31を、パルス着磁機でコア33の磁路方向に着磁後、コア33にコイル35を巻き線し、HP製−4284LCRメーターで、交流磁場周波数100kHz、重畳磁場0〜200Oeの条件で、インダクタンスLを測定した。この測定後、270℃でリフロー炉で30分保持した後、インダクタンスLを再び測定し、この繰り返しで5回測定した。この時の直流重畳による磁界の向きが、磁気バイアス磁石の磁化の向きとは逆になるように直流重畳電流を印可する。得られたインダクタンスLと、コア定数(コア寸法等)と巻線数から透磁率を計算して、直流重畳特性を得た。各コアの5回の測定に基づく直流重畳特性を図3〜図7に示す。
【0103】
図7から、SmCo17磁石粉末をポリプロピレン樹脂に分散した薄板磁石を挿入配置したコアは2回目以降直流重畳特性が大きく劣化していることがわかる。これは、リフローで薄板磁石が変形してしまった為である。保磁力が4kOeしかないBaフェライトをポリイミド樹脂に分散した薄板磁石を挿入配置したコアでは、図6に見られるように、測定回数がすすむにつれ、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。逆に、保磁力が10kOe以上の磁石粉末とポリイミドあるいはエポキシ樹脂とを用いた薄板磁石を挿入配置したコアは、図3〜8に見られる通り、繰り返しの測定においても大きな変化は無く、非常に安定した特性を示すことが分かる。これらの結果よりBaフェライト薄板磁石は保磁力が小さいために、薄板磁石に印可される逆向きの磁界によって減磁、または磁化の反転が起こり、直流重畳特性が劣化したものと推測できる。また、コアに挿入する薄板磁石は保磁力が10kOe以上の薄板磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分かった。また、本実施の形態では示さなかったが、本実施の形態以外の組み合わせでもポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択した樹脂で作製した薄板磁石においても同様の効果が得られることを確認した。
【0104】
(第7の実施の形態)
ポリフェニレンサルファイト樹脂30vol%と、磁石粉末の粒径が1.0μm、2.0μm、25μm、50μm、55μmのSmCo17磁石粉末とを、それぞれ、ラボプラストミルを用いて熱混練を行った。ラボプラストミルで混練したものを、熱プレス機により無磁場中で金型成形する事によりそれぞれ0.5mmの薄板磁石を作製した。次に、第6の実施の形態と同様に、図1及び図2に示すように、この薄板磁石31をE型フェライトコア33の中央磁脚と同一断面形状に切断し、図1及び図2に示すようなコアを作製した。次に、薄板磁石31を、パルス着磁機でコア33の磁路方向に着磁後、コア45にコイル47を巻き線し、岩崎通信機製のSY−8232交流BHトレーサーで、300KHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定した。その測定結果を表8に示す。表8より薄板磁石に用いる磁石の粉末平均粒径が2.5〜50μmではコアロス特性が優れていることがわかった。
【0105】
【表8】
Figure 0003974773
【0106】
(第8の実施の形態)
SmCo17磁石粉末60vol%とポリイミド樹脂40vol%とをラボプラストミルを用いてそれぞれ熱混練を行った。熱混練で得たものを熱プレス機でプレス圧を変化させ0.3mmの成形体を作製し、パルス着磁装置で4Tで着磁を行い、薄板磁石を作製した。作製した薄板磁石のグロス(光沢度)は、それぞれ15%〜33%でプレス圧が高いほどグロスも高い値を示した。これらの成形体を1cm×1cmに切断を行い、TOEI TDF−5 Digital Fluxmeterでフラックスを測定した結果とグロスの測定結果を表9に並べて示す。
【0107】
【表9】
Figure 0003974773
【0108】
表9の結果から、グロスが25%以上の薄板磁石では磁石特性が優れている。これは、作製した薄板磁石のグロスが25%以上では薄板磁石の充填率が90%以上となるためである。また、本実施の形態ではポリイミド樹脂で実験を行った結果を示したが、これ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂でも同様の結果が得られた。
【0109】
(第9の実施の形態)
乾燥後の体積比がSmCo17磁石粉末60vol%、ポリイミド樹脂40vol%となるように、SmCo17磁石粉末と新日本理化製リカコート(ポリイミド樹脂)に、溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて、円心脱泡機で5分攪拌後、3本ロールで混練を行ってペーストを作製した。溶剤の配合比は、SmCo17磁石粉末と新日本理化製リカコートを合わせて70重量部に対してγ−ブチロラクトンを10重量部とした。作製したペーストをドクターブレード法により500μmのグリーンシートを作製し乾燥を行った。乾燥させたグリーンシートを1cm×1cmに切断し、プレス圧を変化させ熱プレス機で熱プレスを行い、作製した成形体をパルス着磁装置で4Tで着磁を行い、薄板磁石を作製した。比較として、熱プレスを行っていない成形体も着磁して薄板磁石にした。また、今回は上記の配合比で作製したが、これ以外の成分、配合比でも、グリーンシート作製可能なペーストが得られるものであれば良い。また、混練のために三本ロールミルを用いたが、これ以外にもホモジナイザーやサンドミル等を用いても良い。作製した薄板磁石のグロス(光沢度)は、それぞれ9%〜28%でプレス圧が高いほどグロスも高い値を示した。これらの薄板磁石のフラックスをTOEI TDF−5 Digital Fluxmeterで測定した結果を表10に示す。また、この時の薄板磁石の熱プレスによる圧縮率(=1−熱プレス後の厚さ/熱プレス前の厚さ)を測定した結果も並べて示す。
【0110】
【表10】
Figure 0003974773
【0111】
以上の結果から、第8の実施の形態と同様に、グロスが25%以上では良好な磁石特性が得られる。この理由もグロス25%以上では薄板磁石の充填率が90%以上となるためである。また、圧縮率についてみると圧縮率20%以上で良好な磁石特性が得られることがわかった。
【0112】
本実施の形態ではポリイミド樹脂で上記組成、配合比で実験を行った結果を示したが、これ以外のこれ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂及び配合比、においても同様の結果が得られた。
【0113】
(第10の実施の形態)
SmCo17磁石粉末と、界面活性剤としてリン酸ナトリウムを0.5wt%とを混合した。同様にして、SmCo17磁石粉末と、カルボキシメチルセルロースナトリウム0.5wt%とを混合、SmCo17磁石粉末と珪酸ナトリウムとを、それぞれ混合した。これら混合した粉末の、それぞれ、65vol%と、ポリフェニルサルファイト樹脂35vol%とをラボプラストミルを用いてそれぞれ熱混練を行った。ラボプラストミルで混練したものを熱プレスにより0.5mmに成型し、第6の実施の形態と同一の、図1及び図2に示すE型フェライトコア33の中央磁脚と同一断面形状に切断し、EEコア33の中央磁脚ギャップ部に上記作製した薄板磁石31を挿入配置し、図1及び図2に示すコアを作製した。次に、この薄板磁石31をパルス着磁機でコア33の磁路方向に着磁後、コア33にコイル35を巻き線し、岩崎通信機製のSY−8232交流BHトレーサーにて、300KHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定した。その測定結果を表11に示す。比較として、界面活性剤を用いずに、SmCo17磁石粉末65vol%とポリフェニルサルファイト樹脂35vol%とをラボプラストミルで混練したものを熱プレスにより0.5mmに成型し、上記と同じフェライトEEコアの中央磁脚の磁気ギャップ中に挿入配置し、これをパルス着磁機でコアの磁路方向に着磁後に、コイルを巻き線し、コアロスを測定した。その結果も表11に並べて示す。
【0114】
【表11】
Figure 0003974773
【0115】
表11より界面活性剤を添加したものは良好なコアロス特性を示している。これは、界面活性剤を添加することにより、1次粒子の凝集を防止し、渦電流損を抑制したためである。本実施の形態ではリン酸塩を添加した結果を示したがこれ以外の界面活性剤を添加しても同様に、コアロス特性が良好である結果が得られた。
【0116】
(第11の実施の形態)
SmCo17磁石粉末とポリイミド樹脂とをラボプラストミルで熱混練した後、熱プレス機で無磁場中でプレス成形する事により厚さ0.5mmの薄板磁石を作製した。ここでポリイミド樹脂の樹脂量を調節する事により、比抵抗が各々0.05、0.1、0.2、0.5、1.0Ω・cmの薄板磁石を作製した。その後、第6の実施の形態と同様に、図1及び図2のE型フェライトコア45の中央磁脚と同一断面形状に加工した。次にこのMnZn系フェライト材で作製された磁路長7.5cm、実効断面積0.74cmのEEコア45の中央磁脚の磁気ギャップに上記作製した薄板磁石31を挿入配置し、電磁石で磁路方向に着磁後、コイル35を巻き線し、岩崎通信機製のSY−8232交流BHトレーサーで、300KHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは同一のものであり、磁石だけを比抵抗の異なるものと交換して、コアロスを測定したその結果を表12に示す。
【0117】
【表12】
Figure 0003974773
【0118】
表12より比抵抗0.1Ω・cm以上の磁気コアでは良好なコアロス特性を示していることがわかる。これは、薄板磁石の比抵抗をあげることにより渦電流損失を抑制できるためである。
【0119】
(第12の実施の形態)
各種磁石粉末と各種樹脂とを各々表13に示す組成で、以下の記載した方法で混練、成形、加工して厚さ0.5mmの試料を作製した。ここでSmCo17系紛末とフェライト紛末は焼結体の粉砕粉末であり、SmFe17N紛末は還元拡散法で作製したSmFe17紛末を窒化処理した紛末であり、各粉末は平均粒径で約5μmであった。芳香族系ポリアミド樹脂(6Tナイロン)とポリプロピレン樹脂はラボプラストミルを用いてAr中300℃(ポリアミド)、250℃(ポリプロピレン)で熱混練後、熱プレス機で成形し試料を作製した。可溶性ポリイミド樹脂は溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて遠心脱泡機で5分間攪拌してペーストを作製後、ドクターブレード法により出来あがりが500μmになるようにグリーンシートを作製し、乾燥後、熱プレスによって試料を作製した。エポキシ樹脂はビーカーで攪拌混合後金型成形し適当なキュア条件により試料を作製した。これら試料の比抵抗は全て0.1Ωcm以上であった。
【0120】
この薄板磁石を以下に説明するフェライトコアの中芯断面形状に切断した。コアは一般的なMnZn系フェライト材で作製された磁路長5.9cm、実効断面積0.74cmのEEコアであり中芯には0.5mmのギャップ加工をした。そのギャップ部に上記作製した薄板磁石を挿入し、図1及び図2に示すように配置した(31が薄板磁石、33がフェライトコア、35は巻き線部)。
【0121】
次にパルス着磁機で磁路方向に着磁後、Hewlet Packard製HP−4284A LCRメーターで直流重畳特性を交流磁場周波数100KHz、直流重畳磁場35 Oeの実効透磁率を測定した。
【0122】
次にこれらコアを270℃のリフロー炉で30分間保持した後、再び直流重畳特性を全く同じ条件で測定した。
【0123】
比較例として、ギャップに磁石を挿入しないものについても同様に測定し、これはリフロー前後で特性の変化はなく、実効透磁率μeは70であった。
【0124】
これらの結果を表13に、また結果の1例として図7に試料▲2▼と▲4▼と比較例との直流重畳特性を示す。また直流バイアス磁界の向きは、挿入時に着磁した磁石の磁化の向きとは逆になるように重畳電流を印可するのはもちろんのことである。
【0125】
なおポリプロピレン樹脂の薄板磁石を挿入したコアは、磁石が著しく変形したため測定出来なかった。
【0126】
保磁力が4KOeしかないBaフェライトの薄板磁石を挿入したコアではリフロー後、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。またSmFe17Nの薄板磁石を挿入したコアでもリフロー後、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。逆に、保磁力が10KOe以上でTcが770℃と高いSmCo17の薄板磁石を挿入したコアは、特性の劣化が認められず、非常に安定した特性を示すことが分かる。
【0127】
これらの結果よりBaフェライト薄板磁石は保磁力が小さいために、薄板磁石に印可される逆向きの磁界によって減磁、または磁化の反転が起こり、直流重畳特性が劣化したものと推測でき、またSmFeN磁石は保磁力が高いもののTcが470℃と低いために熱減磁が生じ、それに逆向きの磁界による減磁の相乗効果により特性が劣化したと推測される。従って、コアに挿入する薄板磁石は保磁力が10KOe以上でTcが500℃以上の薄板磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分かった。
【0128】
また、本実施の形態では示さなかったが、本実施の形態以外の組み合わせでも、請求の範囲で示した樹脂で作製した薄板磁石においても同様の効果が得られることを確認した。
【0129】
【表13】
Figure 0003974773
【0130】
(第13の実施の形態)
第12の実施の形態と全く同じSmCo17系磁石粉末(iHc=15kOe)と可溶性ポリアミドイミド樹脂(東洋紡バイロマックス)を加圧ニーダーで混練後、プラネタリーミキサーで希釈混練したものを遠心脱泡機で5分間攪拌してペーストを作製した。ペーストはドクターブレード法により乾燥後の厚みが約500μmになるようにグリーンシートを作製し、乾燥後、熱プレス、次に厚さ0.5mmに加工し、薄板磁石試料とした。ここでポリアミドイミド樹脂の樹脂量は、比抵抗が各々0.06、0.1、0.2、0.5、1.0Ω・cmとなるように表14のとおりに調製した。これらの薄板磁石を第5の実施の形態と全く同じコアの中芯断面形状に切断し、測定試料とした。
【0131】
次に、第12の実施の形態と全く同じ0.5mmのギャップ長を有するEEコアに上記作製した薄板磁石を挿入し、パルス着磁機で磁石を着磁した。これらのコアについて、岩崎通信機製のSY−8232交流BHトレーサーを用いて300KHz、0.1Tにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは同一のものであり、比抵抗の異なる磁石だけを交換、挿入し再びパルス着磁機で着磁後コアロス特性を測定した。
【0132】
その結果を表14に示す。比較例として、全く同じギャップ付のEEコアの、同じ測定条件でのコアロス特性は520(KW/m)であった。表14から、比抵抗0.1Ωcm以上の磁気コアで良好なコアロス特性を示している。これは薄板磁石の比抵抗をあげると渦電流損失を抑制できるためと推測される。
【0133】
【表14】
Figure 0003974773
【0134】
(第14の実施の形態)
Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.0297.7組成の焼結磁石(iHc=15KOe)から、粉砕時間を変えて平均粒径の異なるものを用意し、次に径の異なるふるいを通じで最大粒径を調整した。
【0135】
乾燥後の体積比がSmCo17磁石粉末60vo1%とポリイミド樹脂40vol%となるように、Sm Co 17 磁石粉末と新日本理化製リカコート(ポリイミド樹脂)に溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて円心脱泡機で5分攪拌してペーストを作製した。溶剤の配合比は、Sm Co17磁石粉末と新日本理化製リカコートを合わせて70重量部に対してγ−ブチロラクトンを10重量部とした。作製したペーストをドククーブレード法により500μmのグリーンシートを作製し乾燥、熱プレスを行った。これをフェライトコアの中芯形状に切断後、パルス着磁装置を使用して4Tで着磁を行い、薄板磁石を作製した。これらの薄板磁石のフラックスをTOEI TDF−5 Digital Flux meter で測定した結果を表15に示す。さらに第12の実施の形態と同様にフェライトコアにはさんで直流重畳特性を測定し、次にバイアス量を測定した。バイアス量は透磁率と重畳磁界の大きさの積で求めた。
【0136】
【表15】
Figure 0003974773
【0137】
平均粒径が2.1μmの試料▲1▼はフラックスが低下しており、バイアス量が小さい。これは作製工程中で磁石粉末の酸化が進行しているためと考えられる。また平均粒径が大きい試料▲4▼は、粉末充填率が低いためフラックスが低く、また磁石の表面粗さが粗いため、コアとの密着性が悪くパーミアンス係数が低下するため、バイアス量が低下していると考えられる。また、粒径が小さいものでも、プレス圧が充分でなく表面粗さの大きい試料▲5▼は、粉末の充填率が低いためフラックスが低下しており、バイアス量が小さい。また粗大粒が混ざっている試料▲6▼は表面粗さが粗いため、バイアス量が低下していると考えられる。
【0138】
これらの結果より、磁性粉の平均粒径が25μm以上で、かつ最大粒径が50μmであり、中心線平均粗さが10μm以下の薄板磁石を挿入したとき、薄板磁石そ挿入したときに、優れた直流重畳特性を示すことがわかった。
【0139】
(第15の実施の形態)
SmCo17系でZr量が0.01at%で組成がSm(Co0.78Fe0.11Cu0.10Zr0.018.2の俗に第2世代SmCo17磁石と呼ばれる組成のインゴットを粗粉砕後に熱処理した磁石紛末と、Zr量が0.029at%で組成がSm(Co0.0742Fe0.20Cu0.055Zr0.0298.2の俗に第3世代Sm2Co17磁石と呼ばれる組成のインゴツドを粗粉砕後に熱処理した磁石粉末を用いた。上記第2世代SmCo17磁石粉末は800℃で1.5Hrの時効熱処理を行い、第3世代SmCo17磁石は800℃で10Hrの時効熱処理を行った。これによってVSMで測定された磁石粉末の保磁力は、第2世代か8KOeで第3世代が20KOeであった。これらの粗粉砕粉末を、有機溶媒中でボールミルにより平均粒径5.2μmに微粉砕し、さらに目開き45μmの篩を通し、磁石粉末を得た。次にこれら作製した磁石粉末にそれぞれバインダーとしてエポキシ樹脂を35vo1%混合し、第12の実施の形態と全く同しEEコアの中芯形状と厚み0.5mmのボンド磁石を金型成形により作製した。ここで磁石特注はφ10×t10のテストピースを別途作製し、直流BHトレーサーで測定した。
【0140】
保磁力は粗粉砕粉末とほほ同様の値であった。次にこれら磁石を第12の実施の形態と全く同じEEコアに挿入後、パルス着磁、巻き線後、LCRメータで40Oe直流重畳時の100KHzにおける実効透磁率を測定した。次に、これらコアをリフロー炉の条件である270℃の恒温槽で1Hr保持した後、上記と同様に直流重畳特性を測定した。その結果も表16に示す。
【0141】
【表16】
Figure 0003974773
【0142】
表16より保磁力の高い第3世代SmCo17磁石粉末を使用した場合、リフロー後も良好な直流重畳特性が得られることがわかった。なお、Smと遷移金属の比で保磁力のピークを有することが知られているが、この最適値の組成比は合金に含有される酸素量によって変動することが知られており、焼結体は7.0〜8.0でインゴットは8.0〜8.5の間で変動することを確認している。以上より組成が第3世代であるSm(Cobal.Fe0.15−0.25Cu0.05−0.06Zr0.02−0.037.0−8.5でリフロー条件でも直流重畳特性が良好であることがわかった。
【0143】
(第16の実施の形態)
第14の実施の形態の試料▲3▼で作製した、組成がSm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.0297.7で粒径が平均で5μm、最大粒径で45μmの磁石紛末を用いた。その磁石粉末の表面にZn、無機ガラス(ZnO−B−PbO)軟化点400℃、Zn後更に無機ガラス(ZnO‐B−PbO)を被覆した薄板磁石を第13の実施の形態の試料▲2▼と全く同様の方法で作製し、それを挿入したMn‐Zn系フェライトコアの直流重畳特性は第12の実施の形態と全く同様に測定後バイアス量を求め、コアロス特性は第13の実施の形態と全く同様の方法で測定し、比較を行った結果を表17に示す。
【0144】
ここでZnは磁石粉末と混合後、500℃,Ar雰囲気下で2時間熱処理を施した。ZnO−B−PbOは熱処理温度が450℃以外は全く同じ方法で熱処理した。一方、複合層を形成するためには始めにZnと磁石粉末とを混合し500℃で熱処理し、ここで一旦炉から取り出してこの粉末とZnO−B−PbO粉末を混合後、450℃で熱処理する。これら紛末は総体積の45vol%に当たる量のバインター(エポキシ樹脂)を混合した後、無磁場中で金型成形を行った。成形体は第12の実施の形態と全く同じフェライトコアの中芯断面形状でかつ高さ0.5mmでありコアに挿入後約10Tのパルス磁場で着磁して、第12の実施の形態と同じ方法で直流重畳特性と第13の実施の形態と同じ方法でコアロス特性とを測定した。次にこれらコアを270℃の恒温糟で30分間保持した後、同様に直流重畳特性、コアロス特性を測定した。比較例として被覆していない粉末でも全く同じ方法で成形体を作製後、特性を測定した結果も表17に示す。
【0145】
未被覆のものは熱処理により大きく直流重畳特性、コアロス特性が劣化するが、Zn、無機ガラス、及びその複合体を被覆したものは未被覆のものに比へ、熱処理における劣化率は非常に小さいことが分かる。これは被覆により磁石粉末の酸化が抑制されたためと推測できる。
【0146】
また被覆材を10vo1%以上混合したものについては実効透磁挙が低く、磁石によるバイアス磁界の大きさが他のものに比へ非常に小さくなっていることか分かる。これは被覆材の量が増大したために、磁石粉末の割合が減少したため、もしくは磁石粉末と被覆材が反応し磁化の大きさが減少したためと考えられる。従って被覆する量は0.1〜10wt%の範囲で非常に優れた特性を示すことが分かった。
【0147】
【表17】
Figure 0003974773
【0148】
(第17の実施の形態)
第14の実施の形態の試料▲3▼のSmCo17磁石劾末を用い、バインダーとしてエポキシ樹脂を50vo1%混合した後、2Tの磁場中で中足上下方向に金型成形し異方性の磁石を作製した。また、比較例として無磁場中で金型成形したものも同様に作製した。次にこれらの各ボンド磁石を第12の実施の形態と同様にMnZn系フェライト材に挿入し、パルス着磁、巻き線を施し、LCRメーターで直流重畳特性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。その結果を表18に示す。
【0149】
また、測定が終わった試料をリフローの条件である270℃の恒温糟で1Hr保持し常温まで冷却し上記と同様にLCRメーターて直流重畳特注を測定した。その結果も表18に示す。
【0150】
表18よりリフロー前後とも無磁場磁石に比べ良好な結果が得られることがわかった。
【0151】
【表18】
Figure 0003974773
【0152】
(第18の実施の形態)
第14の実施の形態の試料(3)のSmCo17磁石粉末を用い、バインダーとしてエポキシ樹脂を50vo1%混合した後、無磁場中で金型成形し0.5mm厚の磁石を作製したところまでは第20の実施の形態と全く同じである。次に第12の実施の形態と同様にMnZn系フェライト材に挿入し着磁を行った。このときの磁場を1T、2T、2.5T、3T、5T、10Tで着磁を行った。1T、2T、25Tは、電磁石で着磁し、3T、5T、10Tはパルス着磁機で着磁した。その後、LCRメーターで直流重畳物性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。その結果から第17の実施の形態で求めた方法でバイアス量を求めその結果を図9に示す。
【0153】
図9より2.5T以上でないと良好な重畳特性が得られないことがわかった。
【0154】
(第19の実施の形態)
図10及び図11を参照すると、本発明の第19の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品において、使用するコア39は、MnZn系フェライト材で作製され磁路長2.46、実効断面積0.394cmのEE型磁芯を形成する。図11のように、E型コア39に、モールドコイル(樹脂封止された巻線(巻回数4ターン))41を組み込んだ後、さらにE型コア39の中脚断面積と同形状に加工された、厚み0.16mmの薄板磁石43を、コアキャップ部に配置して、もう片側のコア39により挾みこんでインダクタンス部品として機能するものである。
【0155】
薄型磁石43の着磁方向は、モールドコイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【0156】
薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図12の45(前者)と47(後者)に示す。
【0157】
またリフロー炉(ピーク温度270℃)に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【0158】
(第20の実施の形態)
図13及び図14を参照すると、本発明の第20の実施の形態において、使用するコアは第19の実施の形態と同様、MnZn系フェライト材で作製され磁路長2.46cm、実効断面積0.394cmの磁芯を形成するが、EI型磁芯を形成してインダクタンス部品として機能する。組立工程も第19の実施の形態と同様であるが、片側のフェライトコア53の形状は、I型である。
【0159】
薄型磁石を適用した直流重畳インダクタンス特性、及びリフロー炉に通した後の直流重畳インダクタンス特性は、第19の実施の形態と変化はない。
【0160】
(第21の実施の形態)
図15及び図16を参照すると、本発明の第21の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品においては、使用するコア65はMnZn系フェライト材で作製され磁路長0.02m、実効断面積5×10−6cmのUU型磁芯を形成する。図16のように、ボビン63にコイル67を巻回し、一対のU型コア65を組み込む際、U型コア65の断面積(接合部)と同形状に加工された、厚み02mmの薄板磁石69を、コアギャップ部に配置する。これにより、透磁率4×10−3H/mのインダクタンス部品として機能するものである。
【0161】
薄型磁石69の着磁方向は、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【0162】
薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図17の71(前者)と73(後者)に示す。
【0163】
上記直流重畳インダクタンス特性の結果は、一般に磁芯を形成するコアの使用磁束密度(△B)の拡大を示していることと等価であり(図18により補足,図18の75は従来のインダクタンス部品に対するコアの使用領域を示し、図18の77は本発明による薄板磁石を連用したインダクタンス部品のコアの使用領域を示す。これらの図は、前記直流重畳インダクタンス特性の結果71と77と73と75の各々対応する)インダクタンス部品の一般的な理論式は次の数1式により表わされる。
【0164】
【数1】
Figure 0003974773
【0165】
この数1式より、前記使用磁束密度(△B)拡大の効果は、巻回数Nと磁芯の実効断面積Aeの逆数に比例し、前者はインダクタンス部品の巻回数を減らすことで銅損失低減の効果とインダクタンス部品の小型化をもたらし、後者は、磁芯を形成するコアの小型化に寄与して、前記巻回数低減による小型化と併せて、インダクタンス部品の小型化に大きく寄与することか明らかである。トランスにおいては一次及び二次コイル巻回数を低減できるため、その効果は絶大である。
【0166】
さらに出力電力に関する式を数2式に示すが、この式から使用磁束密度(△B)拡大効果は、出力電力拡大の効果にも作用していることが言える。
【0167】
【数2】
Figure 0003974773
【0168】
また、インダクタンス部品の信頼性に関し、リフロー炉(ピーク温度270℃)に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【0169】
(第22の実施の形態)
図19及び図20を参照すると、本発明の第22の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品では、使用するコアは第21の実施の形態と同様、MnZn系フェライト材で作製され磁路長0.02m、実効断面積5×10−6の磁芯を形成するか、UI型磁芯を形成してインダクタンス部品として機能する。図20のように、ボビン85にコイル83を巻回し、I型コア87をボビン85に組み込んだ後、U型コア89の断面積(接合部)と同形状に加工された、厚み0.1mmの薄板磁石91を、コイルを巻回したボビンの両翼部(I型コア87がボビンからはみ出す部分)に各1枚(両翼で2枚)づつ配置して、U型コア89を組み込んで完成する。
【0170】
薄型磁石を適用した直流重畳インダクタンス特性、及びリフロー炉投入後の直流重畳インダクタンス特性は、第21の実施の形態と変化はない。
【0171】
(第23の実施の形態)
図21及び図22を参照すると、本発明の第23の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品においては、使用する4本のI型コア95は珪素鋼で作製され、磁路長0.2m、実効断面積1×10−4の口の字型磁芯を形成する。図21のように、絶縁紙97を備えた2つのコイル99に、各1本ずつI型コア95を挿入し、口の字の磁路を形成するように、もう2本のI型コア95を組む。その接合部に本発明による薄板磁石123を配置して、透磁率2×10−2H/mの口の字型の磁路を形成してインダクタンス部品として機能する。
【0172】
薄型磁石101の着磁方向は、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【0173】
薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図23の1103(前者)と105(後者)に示す。
【0174】
上記直流重畳インダクタンス特性の結果は、一般に磁芯を形成するコアの使用磁束密度(△B)の拡大を示していることと等価であり(図24により補足,図24の107は従来のインダクタンス部品に対するコアの使用領域を示し、図24の109は本発明による薄板磁石を適用したインダクタンス部品のコアの使用領域を示す。これらの図は、前記直流重畳インダクタンス特性の結果103と105、109と107の各々対応する)、インダクタンス部品の一般的な理論式は次の数3式により表わされる。
【0175】
【数3】
Figure 0003974773
【0176】
この数3式より、前記使用磁束密度(△B)拡大の効果は、巻回数Nと磁芯の実効断面積Aeの逆数に比例し、前者はインダクタンス部品の巻回数を減らすことで銅損失低減の効果とインダクタンス部品の小型化をもたらし、後者は、磁芯を形成するコアの小型化に寄与して、前記巻回数低減による小型化と併せて、インダクタンス部品の小型化に大きく寄与することか明らかである。トランスにおいては一次及び二次コイル巻回数を低減できるため、その効果は絶大である。
【0177】
さらに出力電力に関する式を数4式に示すが、この式から使用磁束密度(△B)拡大効果は、出力電力拡大の効果にも作用していることが言える。
【0178】
【数4】
Figure 0003974773
【0179】
また、インダクタンス部品の信頼性に関し、リフロー炉(ピーク温度270℃)に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【0180】
(第24の実施の形態)
図25及び図26を参照すると、本発明の第24の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品においては、凹状のくぼみを有する口の字型コア113とI型コア115、コイル117が巻線されたボビン119及び薄板磁石121で構成される。図26のように、薄板磁石121は、口の字型コア113の凹状くぼみ部、すなわち口の字型コア113とI型コア115の接合部に配置される。
【0181】
ここで使用の口の字型コア113及びI型コア115は、MnZn系フェライト材で、磁路長6.0cm、実効断面積0.1cmの日の字型磁芯を形成する。
【0182】
また、薄板磁石121は、厚み0.25mm、断面積0.1cmであって、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【0183】
コイル117は18ターン巻回されており、本インダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図27の123(前者)と125(後者)に示す。
【0184】
またリフロー炉(ピーク温度270℃)に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【0185】
(第25の実施の形態)
図28及び図29を参照すると、本発明の第25の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品は、凸状コア135にコイル131が巻線され凸状コア135の凸部上面に、この凸部上面と同形状(0.07mm)で、厚み120μmの薄板磁石133を配置して、円筒状のキャップコア129を被せて構成されているものである。
【0186】
ここで使用の凸状コア135及び円筒状のキャップコア129は、NiZn系フェライト材で、磁路長1.85cm、実効断面積0.07cmの磁芯を形成する。
【0187】
また薄板磁石133は、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【0188】
コイル131は15ターン巻回されており、本インダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図30の139(前者)と141(後者)に示す。
【0189】
またリフロー炉(ピーク温度270℃)に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【0190】
以上説明したように、本発明の3発明によれば、500μm以下の薄板磁石が得られ、この薄型磁石を磁気バイアス磁石として使用することにより、小型で、高周波における磁気コアの直流重畳特性が向上した且つリフロー温度でも特性の劣化のない磁気コア及び、この磁気コアを用いて、リフローにて特性の劣化の恐れなく表面実装を可能としたインダクタンス素子を提供することができる。
【0191】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明においては、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアであって、その磁気ギャップに挿入配置する磁気バイアス用磁石を、固有保磁力iHcが10KOe以上、キュリー点Tcが500℃以上、粉末粒径が2.5〜50μmの希土類磁石粉末を用いたボンド磁石とし、その磁石粉末表面を無機ガラスで被覆し、その粉末と少なくとも体積比で30%以上の樹脂からなる比抵抗が1Ωcm以上のボンド磁石を用いることによって、直流重畳特性、コアロス特性、耐酸化性に優れた磁気コアを提供することができる。
【0192】
また、本発明においては、磁路の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアであって、その磁気ギャップに挿入配置する磁気バイアス用磁石を、固有保磁力iHcが5KOe以上、キュリー点Tcが300℃以上、粉末粒径が2.0〜50μmの希土類磁石粉末を用いたボンド磁石とし、その磁石粉末表面を無機ガラスで被覆し、その粉末と少なくとも体積比で20%以上の樹脂からなる比抵抗が1Ωcm以上のボンド磁石を用いることによって、直流重畳特性、コアロス特性、耐酸化性に優れた磁気コアを提供することができる。
【0193】
また、本発明においては、500μm以下の薄板磁石が得られ、この薄型磁石を磁気バイアス磁石として使用することにより、小型で、高周波における磁気コアの直流重畳特性が向上した且つリフロー温度でも特性の劣化のない磁気コア及び、この磁気コアを用いて、リフローにて特性の劣化の恐れなく表面実装を可能としたインダクタンス部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の1実施の形態によるチョークコイルのコイル巻回前の一例を示す斜視図である。
【図2】図1のチョークコイルの側面図である。
【図3】本発明の第6の実施の形態におけるSmCo17磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図4】本発明の第6の実施の形態におけるSmCo17磁石とエポキシ樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図5】本発明の第6の実施の形態におけるSmCo17N磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図6】本発明の第6の実施の形態におけるBaフェライト磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図7】本発明の第6の実施の形態におけるSmCo17磁石とポリプロピレン樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図8】本発明の第12の実施の形態における試料2および4からなる薄板磁石を用いた場合と、薄板磁石を用いない場合について、リフロー前後における直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図9】本発明の第18の実施の形態におけるSm2Co17磁石−エポキシ樹脂薄板磁石の着磁磁界と直流重畳特性を示す図である。
【図10】本発明の第19の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図11】図10のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図12】本発明の第19の実施の形態の薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性の測定結果を示す図である。
【図13】本発明の第20の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図14】図13のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図15】本発明の第21の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図16】図15のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図17】本発明の第21の実施の形態の薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性の測定結果を示す図である。
【図18】(a)は従来のインダクタンス部品のコア使用領域を示す図である。
(b)は本発明の第22の実施の形態による薄型磁石を適用した場合のインダクタンス部品のコア使用領域を示す図である。
【図19】本発明の第22の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図20】図19のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図21】本発明の第23の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図22】図21のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図23】図23は薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性の測定結果を示す図である。
【図24】(a)は従来のインダクタンス部品に対するコアの使用領域を示す図である。
(b)は本発明の第23の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品のコアの使用領域を示す図である。
【図25】本発明の第24の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図26】図25のインダクタンス部品の磁路を形成するコアと薄板磁石の構成斜視図である。
【図27】本発明の薄板磁石を適用した場合のインダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定結果を示す図である。
【図28】本発明の第25の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品の断面図を示す図である。
【図29】図28のインダクタンス部品の磁路を形成するコアと薄板磁石の構成斜視図である。
【図30】図30は本発明の第25の実施の形態によるインダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
31 磁石
33 コア
35 コイル
37 インダクタンス部品
39 コア
41 コイル
43 磁石
51 インダクタンス部品
53 コア
55 コア
59 磁石
61 インダクタンス部品
63 ボビン
65 コア
67 巻線(コイル)
69 磁石
81 インダクタンス部品
83 コイル
85 ボビン
87 コア
89 コア
91 磁石
93 インダクタンス部品
95 コア
97 絶縁紙
101 磁石
111 インダクタンス部品
113 コア
115 コア
117 コイル
119 ボビン
121 磁石
127 インダクタンス部品
129 コア
131 コイル
133 磁石
135 コア
137 端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic core of an inductance component such as a choke coil or a transformer (hereinafter also simply referred to as “core”), and more particularly to a magnetic core including a permanent magnet for magnetic bias.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in a choke coil and a transformer used for a switching power supply or the like, an alternating current is usually applied by being superimposed on a direct current. Therefore, magnetic cores used for these choke coils and transformers are required to have good permeability characteristics (this characteristic is referred to as “DC superposition characteristics”) that does not magnetically saturate with respect to this DC superposition.
[0003]
Ferrite magnetic cores and dust magnetic cores are used as high-frequency magnetic cores, but ferrite magnetic cores have high initial permeability and low saturation magnetic flux density, and powder magnetic cores have low initial magnetic permeability and saturation magnetic flux density. There is a feature derived from the material properties of high. Therefore, the dust core is often used in a toroidal shape. On the other hand, in the case of a ferrite magnetic core, for example, a magnetic air gap (magnetic gap) is formed in the middle leg of an E-type core to avoid magnetic saturation due to DC superposition.
[0004]
However, due to the demand for downsizing of electronic components in response to the downsizing of electronic devices in recent years, the magnetic gap of the magnetic core has to be reduced, and a magnetic core with higher permeability against DC superposition is strongly demanded. ing.
[0005]
In order to meet this requirement, it is generally essential to select a magnetic core having a high saturation magnetization, that is, a magnetic core that is not magnetically saturated with a high magnetic field. However, the saturation magnetization is inevitably determined by the composition of the material and cannot be made infinitely high.
[0006]
As a solution to this problem, it has long been proposed to dispose a permanent magnet in a magnetic gap provided in a magnetic path of a magnetic core and cancel a DC magnetic field due to DC superposition, that is, to give a magnetic bias to the magnetic core.
[0007]
This magnetic bias method using a permanent magnet is an excellent method for improving the DC superposition characteristics. On the other hand, if a sintered metal magnet is used, the core loss of the magnetic core is significantly increased. If a ferrite magnet is used, The superimposition characteristics were not stable, so it was not very practical.
[0008]
As a means for solving these problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-133453 uses a bonded magnet obtained by mixing and molding a rare earth magnet powder having a high coercive force and a binder as a permanent magnet for magnetic bias. And that the temperature rise of the core has been improved.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, demands for improving the power conversion efficiency for power supplies have become increasingly severe, and the magnetic cores for choke coils and transformers are at a level that cannot be determined by simply measuring the core temperature. Therefore, it is indispensable to judge the measurement result by the core loss measuring device, and as a result of actual study by the present inventors, it is clear that the core loss characteristic deteriorates at the resistivity value shown in Japanese Patent Laid-Open No. 50-133453. Became.
[0010]
In addition, with the recent miniaturization of electronic equipment, there is an increasing demand for miniaturization of inductance components, and therefore, there is also a demand for a thin magnetic bias magnet.
[0011]
In recent years, a surface mount type coil has been desired, but for surface mounting, the coil is subjected to reflow soldering. It is desired that the characteristics of the magnetic core of the coil do not deteriorate under this reflow condition. In addition, an oxidation-resistant rare earth magnet is essential.
[0012]
Accordingly, one technical problem of the present invention is to provide a magnetic core having a permanent magnet disposed in the vicinity of the gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap to a magnetic core having a gap in at least one part of the magnetic path. In consideration of the above, the magnetic core having a bias magnet has an excellent DC superimposition characteristic, core loss characteristic, and oxidation resistance, and provides a magnetic core that does not deteriorate even under reflow conditions easily and inexpensively. There is to do.
[0013]
  Another technical problem of the present invention is to provide a magnetic core having a gap in at least one magnetic path of a small inductance component.thisIn order to supply a magnetic bias from both ends of the gap, a magnetic core provided with a magnet that is particularly suitable for miniaturization of a magnetic core having a magnetic bias magnet in which a permanent magnet is arranged in the vicinity of the gap is provided. There is to do.
[0014]
Still another technical problem of the present invention is to provide an inductance component using the magnet and the magnetic core.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention, a bonded magnet in which magnet powder is dispersed in a resin,1Ω · cmThe magnetic powder having the above specific resistance is formed by coating an inorganic glass with a powder having an intrinsic coercive force of 5 KOe or more, a Curie point Tc of 300 ° C. or more, and a powder particle size of 150 μm or less.And containing 10% or less of the inorganic glass by weight.The permanent magnet characterized by this can be obtained.
[0016]
Further, according to the present invention, a magnetic core having a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap to a magnetic core having a magnetic gap in at least one part of the magnetic path. In the core, a magnetic core having a magnetic bias magnet is obtained, wherein the magnetic bias magnet is the permanent magnet.
[0017]
  Also,According to the present invention, a magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 50 to 10000 μm is provided at least at one location of the magnetic path, and a magnetic bias is provided in the vicinity of the magnetic gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the magnetic gap. In the inductance component having the magnetic bias magnet and the coil winding wound around the magnetic core for at least one turn, the magnetic bias magnet has a ratio of resin and magnet powder dispersed in the resin. A bonded magnet with a resistance of 1 Ω · cm or more. The magnet powder is coated with an inorganic glass with a rare earth magnet powder having an intrinsic coercive force of 5 KOe or more, a Curie point of 300 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, and an average particle size of 2 to 50 μm. The rare earth magnet powder is composed of Sm—Co magnet powder, Nd—Fe—B magnet powder, and Sm—Fe—N magnet powder. Which has been selected from the group consisting ofYes, the bonded magnet contains the inorganic glass in a weight ratio of 10% or less.An inductance component characterized by this can be obtained.According to the present invention, a magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 50 to 10000 μm at least at one location of the magnetic path, and a magnetic bias near the magnetic gap for supplying a magnetic bias from both ends of the magnetic gap. In an inductance component having a magnetic bias magnet disposed on the magnetic core and a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn, the magnetic bias magnet includes a resin and a resin in the resin. A bonded magnet having a specific resistance of 1 Ω · cm or more, the magnet powder having an intrinsic coercive force of 10 KOe or more, a Curie point of 500 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, and an average particle size of 2.5 ˜50 μm Sm—Co rare earth magnet powder, which is coated with inorganic glass, and the bonded magnet is made of the inorganic glass. Inductance component is obtained which is characterized in that it contains an amount ratio of 10% or less. According to the present invention, a magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 500 μm or less at least at one location of the magnetic path and a magnetic bias from both ends of the magnetic gap are provided in the vicinity of the magnetic gap. In an inductance component having a magnetic bias magnet arranged and a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn, the magnetic bias magnet is dispersed in the resin and the resin. A bonded magnet having a specific resistance of 0.1 Ω · cm or more and a thickness of 500 μm or less, the magnet powder having an intrinsic coercive force of 10 KOe or more, a Curie point of 500 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, The Sm—Co rare earth magnet powder having an average particle diameter of 2.5 to 50 μm and coated with an inorganic glass, the bond magnet Contains 10% or less of the inorganic glass by weight, thereby obtaining an inductance component. Furthermore, according to the present invention, a magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 500 μm or less at least at one location in the magnetic path and a magnetic bias from both ends of the magnetic gap are provided in the vicinity of the magnetic gap. In an inductance component having a magnetic bias magnet arranged and a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn, the magnetic bias magnet is dispersed in the resin and the resin. A bonded magnet having a specific resistance of 0.1 Ω · cm or more and a thickness of 500 μm or less, the magnet powder having an intrinsic coercive force of 10 KOe or more, a Curie point of 500 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, The Sm—Co rare earth magnet powder having an average particle size of 2.5 to 50 μm and coated with an inorganic glass, The stone contains the inorganic glass in a weight ratio of 10% or less, thereby obtaining an inductance component.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
First, one invention of the present invention will be specifically described.
[0020]
In one aspect of the present invention, in order to supply a magnetic bias from both ends of a gap to a magnetic core having a gap in at least one location of a magnetic path, a magnetic bias magnet comprising a permanent magnet in the vicinity of the gap is provided. In order to solve the above-mentioned problem in the magnetic core having, the permanent magnet is composed of a rare earth magnet powder having an intrinsic coercive force of 10 KOe or more and a Curie temperature of 500 ° C. or more and a powder average particle diameter of 2.5 to 50 μm and a resin. A magnetic core having a magnetic bias magnet in which the magnet powder is coated with inorganic glass.
[0021]
The bonded magnet as the magnetic bias magnet preferably contains the resin in a volume ratio of 30% or more and has a specific resistance of 1 Ωcm or more.
[0022]
The inorganic glass preferably has a softening point of 400 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
[0023]
Moreover, it is preferable that the said bond magnet contains the said inorganic glass which coat | covers the said magnet powder 10% or less by weight ratio.
[0024]
Another aspect of the present invention is an inductance component in which at least one winding of one turn or more is provided on the magnetic core having the magnetic bias magnet.
[0025]
Furthermore, the rare earth magnet powder is Sm.2Co17A magnet powder is preferred.
[0026]
Inductance components include coils, choke coils, transformers, and other components that generally require a magnetic core and windings.
[0027]
In the invention of the present invention, as a result of examining the permanent magnet inserted into the magnetic core, excellent direct current superposition characteristics are obtained when a permanent magnet having a specific resistance of 1 Ωcm or more and an intrinsic coercive force iHc of 10 KOe or more is used. In addition, the present inventors have found that a magnetic core that does not cause deterioration of core loss characteristics can be formed. This is because the magnet characteristic required to obtain an excellent DC superposition characteristic is an intrinsic coercive force rather than an energy product. Therefore, even if a permanent magnet having a low energy product is used, if the intrinsic coercive force is high, the DC characteristic is sufficiently high. This is because it has been found that superimposition characteristics can be obtained.
[0028]
A magnet having a high specific resistance and a high intrinsic coercive force is generally obtained by a rare earth bonded magnet formed by mixing rare earth magnet powder with a binder, but any composition of magnet powder having a high coercive force can be obtained. A thing is also possible. The types of rare earth magnet powders are SmCo, NdFeB, and SmFeN.
[0029]
Considering reflow conditions and oxidation resistance, a magnet having a Curie point Tc of 500 ° C. or more and an intrinsic coercive force iHc of 10 KOe or more is required.2Co17Limited to system magnets.
[0030]
As the magnetic core for choke coil and transformer, any material having soft magnetic properties is effective, but generally MnZn-based or NiZn-based ferrite, powder magnetic core, silicon steel plate, amorphous, etc. are used. . Further, the shape of the magnetic core is not particularly limited, and the present invention can be applied to magnetic cores having any shape such as a toroidal core, an EE core, and an EI core. A gap is provided in at least one of the magnetic paths of these cores, and a permanent magnet is inserted into the gap.
[0031]
There is no particular limitation on the gap length, but if the gap length is too narrow, the DC superimposition characteristics deteriorate, and if the gap length is too wide, the magnetic permeability decreases too much, so that the gap length to be inserted is determined naturally. The bias effect can be easily obtained if the thickness of the magnetic bias permanent magnet is large. However, the thinner the magnetic bias permanent magnet is, the better for miniaturization of the magnetic core. However, if it is smaller than 50 μm, a sufficient magnetic bias cannot be obtained. Therefore, the magnetic gap in which the magnetic bias permanent magnet is disposed needs to be 50 μm or more, and is preferably 10,000 μm or less from the viewpoint of suppressing the core size.
[0032]
Next, the required characteristics for the permanent magnet inserted into the gap are that the coercive force disappears due to the direct current magnetic field applied to the magnetic core when the intrinsic coercive force is 10 KOe or less. The larger the value is, the better. However, if it is 1 Ω · cm or more, it does not become a major factor of core loss deterioration. In addition, since the core loss characteristic deteriorates when the average maximum particle size of the powder is 50 μm or more, it is desirable that the maximum particle size of the powder is 50 μm or less. In addition, the magnet powder is oxidized during reflow of the inductance component, and this causes a significant decrease in magnetization, so that a particle size of 2.5 μm or more is necessary.
[0033]
Although there is a problem of thermal demagnetization due to heat generation of the coil, the assumed maximum use temperature of the transformer is 200.degree. C., so if Tc is 500.degree. In addition, the amount of resin must be at least 30% in volume ratio so as not to increase core loss, and inorganic glass for increasing oxidation resistance can be used for reflow work or at the maximum use temperature if the softening point is 400 ° C. or higher. The coating is not destroyed, and on the other hand, if it is 550 ° C. or lower, the problem of powder oxidation during the coating heat treatment does not appear remarkably. In addition, the effect of oxidation resistance can be obtained by adding inorganic glass. However, if the added amount exceeds 10 wt%, the improvement in DC superposition characteristics is reduced due to the increase in the amount of nonmagnetic material, so the upper limit is 10 wt%. It is good to do.
[0034]
The first embodiment of the present invention will be described below.
[0035]
(First embodiment)
As a glass powder, ZnO-B having a softening point of about 350 ° C.2O3-PbO (1), ZnO-B with a softening point of about 400 ° C2O3-PbO (2), B2O3-PbO with a softening point of about 450 ° C., K with a softening point of about 500 ° C.2O-SiO2-PbO, SiO having a softening point of about 550 ° C2-B2O3-PbO (1), SiO having a softening point of about 600 ° C2-B2O3Six types of glass powders of -PbO (2) were prepared. Each powder had a particle size of about 3 μm.
[0036]
Next, as magnet powder, Sm2Co17The magnet powder was produced by grinding from a sintered body. That is, Sm2Co17The sintered body was produced by a usual powder metallurgy method. As for the magnet characteristics, (BH) max was 28 MGOe, and the coercive force was 25 KOe. The sintered body was coarsely pulverized with a jaw crusher or a disk mill, and pulverized with a ball mill to an average particle size of about 5.0 μm.
[0037]
1% of each glass powder described above was mixed with this magnet powder, and the surface of the magnet powder was coated with glass by heat treatment in Ar at a temperature about 50 ° C. higher than the softening point of the glass powder. Next, the magnet powder thus coated and polyphenylene sulfide (PPS) as a thermoplastic resin having a volume ratio of 45 vol% were kneaded at 330 ° C. by a biaxial thermal kneader. Next, using a hot press machine, the molding temperature is 330 ° C and the pressure is 1 t / cm.2Were molded into a sheet having a height of 1.5 mm in a non-magnetic field to produce a bonded magnet. The specific resistances of these sheet-like bonded magnets all showed values of 1 Ωcm or more. This sheet-like bonded magnet was processed into the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the ferrite core 33 shown in FIGS.
[0038]
Here, the magnetic properties of the bonded magnet were measured by a DC BH tracer by separately preparing a test piece having a diameter of 10 mm and a thickness of t10 mm by pasting the required number of sheets of bonded magnets. As a result, it was found that an intrinsic coercive force of about 10 KOe or more was obtained for all bonded magnets.
[0039]
The ferrite core 33 is an EE core made of a general Mn—Zn ferrite material having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective cross-sectional area of 0.74 cm. . After the bonded magnet 31 produced as described above was pulse magnetized with a magnetizing magnetic field 4T, the surface magnetic flux was measured with a gauss meter, and then inserted into the gap portion of the core 33. Next, the core loss characteristics at 100 KHz and 0.1 T were measured at room temperature with a SY-8232 AC BH tracer manufactured by Iwasaki Tsushinki. The ferrite core used for the measurement here was the same for each bonded magnet, and the core loss was measured by exchanging the magnets 31 that differ only in the type of the coated glass. The measurement results are shown in Table 1 as before heat treatment.
[0040]
Next, after passing these bonded magnets twice through a reflow furnace having a maximum temperature of 270 ° C., the surface magnetic flux and the core loss were measured in the same manner as described above.
[0041]
[Table 1]
Figure 0003974773
[0042]
From Table 1, it can be seen that the surface magnetic flux decreases when the coating processing temperature exceeds 600 ° C., as can be seen from the data of the coating processing temperatures of 650 ° C. and 600 ° C. Regarding the core loss, it was found that the surface magnetic flux deteriorated after reflowing in the case of using a coating with a glass composition having a coating temperature of 400 ° C., that is, a softening point of 350 ° C. This is presumably because the glass powder having a south lower point of 350 ° C. was once coated and then remelted and peeled off during thermal kneading with the resin. On the other hand, for glass whose softening point exceeds 600 ° C., the coating treatment temperature is too high, and the demagnetization occurs due to the reduction of the magnetization contribution of the magnet powder due to oxidation of the magnet powder or reaction with the coated glass material Seem.
[0043]
Next, while superimposing a direct current of 80 (Oe) as a direct current magnetic field on a coil (indicated by 35 in FIG. 2), an inductance L when an alternating current signal is applied is measured with an LCR meter, and a core constant (dimension) is obtained. The magnetic permeability was calculated from the number of turns of the coil. As a result, the softening point was 400 ° C. (ZnO—B2O3-PbO (2)) to 550 ° C (SiO2-B2O3The magnetic permeability of the core in which the bonded magnet including the magnetic powder coated with the glass powder of -PbO (1)) was inserted in the magnetic gap was 50 or more. On the other hand, as a comparative example, the magnetic permeability of the core when no magnet is inserted and arranged in the magnetic gap, and the glass powder (ZnO-B having a softening point of 350 ° C.2O3-PbO (1)) and glass powder at 600 ° C. (SiO 22-B2O3The magnetic permeability of the core in which the bonded magnet containing the magnet powder coated with -PbO (2)) was inserted and disposed in the magnetic gap was as low as 15 in all cases.
[0044]
Based on the above results, a permanent magnet having a specific resistance of 1 Ω · cm or more is inserted into the magnetic gap of the magnetic core using a magnet powder coated with glass powder having a softening point of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. It was found that an excellent magnetic core with excellent DC superposition characteristics and small deterioration of core loss characteristics can be obtained when it is placed.
[0045]
(Second Embodiment)
Sm used in the first embodiment2Co17Magnet powder and about 3 μm SiO with a softening point of about 500 ° C.2-B2O3-PbO glass powder was mixed so that the latter weight ratio would be 0.1, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 7.5, 10, 12.5 wt%, respectively. And it heat-processed in 550 degreeC Ar, and the glass coating process was carried out to the magnet powder. Next, the binder powder ZnO-B is added to these glass powder-treated magnet powders.2O3-PbO (2)) was mixed with a polyimide resin in a volume ratio of 50 vol%, and formed into a sheet by a doctor blade method. The solvent was dried and hot-pressed to form a thickness of 0.5 mm.
[0046]
The magnetic properties of the bonded magnet were measured in the same manner as in the first embodiment by separately preparing a test piece. As a result, each bonded magnet exhibited an intrinsic coercive force of about 10 KOe or more regardless of the amount of glass powder mixed with the magnet powder. Moreover, as a result of measuring the specific resistance, all the bonded magnets showed a value of 1 Ω · cm or more.
[0047]
Next, a sheet-like bonded magnet is magnetized in exactly the same manner as in the first embodiment, and after measuring the surface magnetic flux, it is sandwiched in the magnetic gap of the central magnetic leg of the ferrite EE core 33 shown in FIGS. Similarly to the first embodiment, alternating current and direct current were superimposed and applied to the coil 35, and the direct current superposition characteristics were measured. Further, the surface magnetic flux and the direct current superposition characteristics were measured again by passing through a reflow furnace (maximum temperature 270 ° C.) exactly the same as in the first embodiment twice. The results are shown in Table 2 for the surface magnetic flux and Table 3 for the DC superposition characteristics.
[0048]
[Table 2]
Figure 0003974773
[0049]
[Table 3]
Figure 0003974773
[0050]
As shown in Tables 2 and 3, it can be seen that an oxidation-resistant magnet having excellent characteristics can be obtained when the amount of glass powder added is substantially over 0 and 10 wt% or less.
[0051]
As described above, a magnetic core having a gap in at least one part of a magnetic path, and a magnetic bias magnet inserted and disposed in the magnetic gap has an intrinsic coercive force iHc of 10 KOe or more and a Curie point Tc of 500. A specific resistance comprising a bonded magnet using a rare earth magnet powder having a powder particle size of 2.5 to 50 μm at a temperature of at least ° C., the surface of the magnet powder being coated with inorganic glass, and a resin comprising at least 30% by volume of the powder By using a bonded magnet having a resistance of 1 Ωcm or more, a magnetic core excellent in direct current superposition characteristics, core loss characteristics, and oxidation resistance can be realized.
[0052]
Next, another invention of the present invention will be described.
[0053]
In the second invention of the present invention, a magnet for magnetic bias comprising a permanent magnet disposed in the vicinity of the gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap to a magnetic core having a gap in at least one position of the magnetic path. In order to solve the above-mentioned problem in the magnetic core having a magnetic core, the permanent magnet has an intrinsic coercive force of 5 KOe or more and a Curie temperature of 300 ° C. or more. A magnetic core having a magnetic bias magnet in which the magnet powder is coated with inorganic glass.
[0054]
The bonded magnet as the magnetic bias magnet preferably contains the resin in a volume ratio of 30% or more and has a specific resistance of 1 Ωcm or more.
[0055]
The inorganic glass preferably has a softening point of 200 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
[0056]
Moreover, it is preferable that the said bond magnet contains the said inorganic glass which coat | covers the said magnet powder 10% or less by weight ratio.
[0057]
In addition, according to the present invention, an inductance component characterized in that at least one winding of one turn or more is applied to the magnetic core having the magnetic bias magnet.
[0058]
Inductance components include coils, choke coils, transformers, and other components that generally require a magnetic core and windings.
[0059]
As a result of studying the permanent magnet to be inserted in order to achieve the above object, the present invention provides excellent direct current superposition characteristics when using a permanent magnet having a specific resistance of 1 Ωcm or more and an intrinsic coercive force iHc of 5 KOe or more. In addition, it has been discovered that a magnetic core can be formed in which deterioration of core loss characteristics does not occur. This is because the magnet characteristic required to obtain an excellent DC superposition characteristic is an intrinsic coercive force rather than an energy product. Therefore, even if a permanent magnet having a low energy product is used, if the intrinsic coercive force is high, the DC characteristic is sufficiently high. This is because it has been found that superimposition characteristics can be obtained.
[0060]
A magnet having a high specific resistance and a high intrinsic coercive force is generally obtained by a rare earth bonded magnet formed by mixing rare earth magnet powder with a binder, but any composition of magnet powder having a high coercive force can be obtained. A thing is also possible. The types of rare earth magnet powders are SmCo, NdFeB, and SmFeN.
[0061]
As the magnetic core for choke coil and transformer, any material having soft magnetic properties is effective, but generally MnZn-based or NiZn-based ferrite, powder magnetic core, silicon steel plate, amorphous, etc. are used. . Further, the shape of the magnetic core is not particularly limited, and the present invention can be applied to magnetic cores having any shape such as a toroidal core, an EE core, and an EI core. A gap is provided in at least one of the magnetic paths of these cores, and a permanent magnet is inserted into the gap.
[0062]
There is no particular limitation on the gap length, but if the gap length is too narrow, the DC superimposition characteristics deteriorate, and if the gap length is too wide, the magnetic permeability decreases too much, so that the gap length to be inserted is determined naturally. The bias effect can be easily obtained if the thickness of the magnetic bias permanent magnet is large. However, the thinner the magnetic bias permanent magnet is, the better for miniaturization of the magnetic core. However, if it is smaller than 50 μm, a sufficient magnetic bias cannot be obtained. Therefore, the magnetic gap in which the magnetic bias permanent magnet is disposed needs to be 50 μm or more, and is preferably 10,000 μm or less from the viewpoint of suppressing the core size.
[0063]
Next, the required characteristics for the permanent magnet inserted into the gap are that the coercive force disappears due to the DC magnetic field applied to the magnetic core when the intrinsic coercive force is 5 KOe or less. The larger the value, the better. However, if it is 1 Ω · cm or more, it does not become a major factor for deterioration of core loss. Further, since the core loss characteristics deteriorate when the average maximum particle size of the powder is 50 μm or more, it is desirable that the maximum particle size of the powder is 50 μm or less, and when the minimum particle size is 2.0 μm or less, magnetization is caused by powder oxidation by grinding. Therefore, a particle size of 2.0 μm or more is necessary.
[0064]
In addition, there is a problem of thermal demagnetization due to heat generation of the coil, but since the assumed maximum operating temperature of the transformer is 200 ° C., if Tc is 300 ° C. or higher, there is no substantial problem. In order not to increase core loss, the amount of resin must be at least 20% by volume. Inorganic glass for increasing oxidation resistance has a softening point of 250 ° C. or higher, and its coating breaks even at the highest use temperature. On the other hand, if the temperature is 550 ° C. or lower, the problem of powder oxidation during the coating heat treatment does not appear remarkably. In addition, there is an effect of oxidation resistance by adding inorganic glass. However, when the addition amount exceeds 10 wt%, the improvement of the DC superposition characteristics is reduced due to an increase in the amount of nonmagnetic material, so the upper limit is 10 wt%. It is good to do.
[0065]
The second embodiment of the present invention will be described below.
[0066]
(Third embodiment)
As a glass powder, ZnO-B having a softening point of about 350 ° C.2O3-PbO (1), ZnO-B with a softening point of about 400 ° C2O3-PbO (2), B2O3-PbO with a softening point of about 450 ° C., K with a softening point of about 500 ° C.2O-SiO2-PbO, SiO having a softening point of about 550 ° C2-B2O3Six types of glass powders of -PbO (1) and SiO2-B2O3-PbO (2) having a softening point of about 600 ° C were prepared. Each powder had a particle size of about 3 μm.
[0067]
Next, Sm2Co17A magnet powder prepared by pulverizing an ingot and pulverizing a sintered body produced by a general powder metallurgy method to 2.3 μm was prepared. As a result of measuring the magnetic properties of the magnet powder by VSM, the coercive force iHc was about 9 KOe.
[0068]
1% of each glass powder described above was mixed with this magnet powder, and the surface of the magnet powder was coated with glass by heat treatment in Ar at a temperature about 50 ° C. higher than the softening point of the glass powder. Next, the magnetic powder thus coated and 6 nylon as a thermoplastic resin having a volume ratio of 45 vol% were kneaded at 220 ° C. by a biaxial heat kneader. Next, using a hot press machine, the molding temperature is 220 ° C and the pressure is 0.05 t / cm.2Were molded into a sheet having a height of 1.5 mm in a non-magnetic field to produce a bonded magnet. The specific resistances of these sheet-like bonded magnets all showed values of 1 Ωcm or more. This sheet-like bonded magnet was processed into the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the ferrite core 33 similar to that shown in FIGS.
[0069]
Here, the magnetic properties of the bonded magnet were measured by a DC BH tracer by separately preparing a test piece having a diameter of 10 mm and a thickness of t10 mm by pasting the required number of sheets of bonded magnets. As a result, it was found that an intrinsic coercive force of about 9 KOe was obtained for all bonded magnets.
[0070]
The ferrite core 33 is an EE core made of a general MnZn-based ferrite material having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective cross-sectional area of 0.74 cm, and a gap processing of 1.5 mm is performed on the central magnetic leg thereof. In the gap portion, the produced bonded magnet 31 was pulsed with a magnetizing magnetic field 4T, and after measuring the surface magnetic flux with a gauss meter, it was inserted and arranged. Next, the core loss characteristics at 100 KHz and 0.1 T were measured at room temperature with a SY-8232 AC BH tracer manufactured by Iwasaki Tsushinki. The ferrite core used for the measurement here was the same for each bonded magnet, and the core loss was measured by exchanging the magnets 31 that differ only in the type of the coated glass. The measurement results are shown in Table 4 as before heat treatment. Next, these bonded magnets are held in a constant temperature bath of 200 ° C. which is the assumed maximum use temperature of the transformer for 30 minutes, and the surface magnetic flux and the core loss are measured in the same manner as described above. .
[0071]
[Table 4]
Figure 0003974773
[0072]
From Table 4, it can be seen that the surface magnetic flux decreases when the coating processing temperature exceeds 600 ° C., as can be seen from the data of the coating processing temperatures of 650 ° C. and 600 ° C. Regarding the core loss, no deterioration was observed in any glass composition. Therefore, for glass whose softening point exceeds 600 ° C., the coating temperature is too high, and the demagnetization occurs due to the reduction of the magnetic contribution of the magnet powder due to oxidation of the magnet powder or reaction with the coated glass material. Seem.
[0073]
Next, the DC (magnetic field 355) of the DC magnetic field of 80 (Oe) as a DC magnetic field is superimposed on the coil, and an AC signal is applied to measure the inductance L with an LCR meter. The magnetic permeability was calculated from the number of turns of the coil. As a result, the softening point was 350 ° C. (ZnO—B2O3-PbO (1)) to 550 ° C (SiO2-B2O3The magnetic permeability of the core in which the bonded magnet including the magnetic powder coated with the glass powder of -PbO (1)) was inserted in the magnetic gap was 50 or more. On the other hand, as a comparative example, the magnetic permeability of the core when no magnet is inserted and disposed in the magnetic gap, and the glass powder (SiO 2 with a softening point of 600 ° C.2-B2O3The magnetic permeability of the core in which the bonded magnet containing the magnet powder coated with -PbO (2)) was inserted and disposed in the magnetic gap was as low as 15 in all cases.
[0074]
Based on the above results, a bonded magnet using magnet powder coated with glass powder having a softening point of glass powder of 550 ° C. or less, and a permanent magnet having a specific resistance of 1 Ω · cm or more is inserted and disposed in the magnetic gap of the magnetic core. As a result, it was found that an excellent magnetic core having excellent DC superposition characteristics and small deterioration of core loss characteristics can be obtained.
[0075]
(Fourth embodiment)
SmFeN powder obtained by pulverizing 3 μm of SmFe powder produced by the reduction diffusion method as magnet powder and then nitriding was prepared. As a result of measuring the magnetic characteristics of this magnet powder by VSM, the coercive force iHc was about 8 KOe.
[0076]
Next, this magnet powder and about 3 μm ZnO—B having a softening point of about 350 ° C.2O3-PbO glass powder was mixed so that the latter weight ratio would be 0.1, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, 7.5, 10, 12.5 wt%, respectively. Then, heat treatment was performed in Ar at 400 ° C., and the magnet powder was glass-coated. Next, the glass powder-treated magnet powder is mixed with 30 vol% of an epoxy resin as a binder in a volume ratio, and a mold is formed into a sheet shape having the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the ferrite core 33 shown in FIGS. After molding, the resin was cured at 150 ° C. to form a bonded magnet. The magnetic properties of the bonded magnet were measured in the same manner as in the third embodiment by separately preparing a test piece. As a result, each bonded magnet exhibited an intrinsic coercive force of about 8 KOe regardless of the amount of glass powder mixed with the magnet powder. Moreover, as a result of measuring the specific resistance, all the bonded magnets showed a value of 1 Ω · cm or more.
[0077]
Next, a sheet-like bonded magnet is magnetized in exactly the same manner as in the third embodiment, and after measuring the surface magnetic flux, it is sandwiched in the magnetic gap of the central magnetic leg of the ferrite EE core 33 shown in FIGS. Similar to the third embodiment, alternating current and direct current were superimposed and applied to the coil 35, and the direct current superposition characteristics were measured.
[0078]
Furthermore, the surface magnetic flux and the direct current superimposition characteristics were measured again in the same manner as in the third embodiment, which was maintained in a 200 ° C. constant temperature bath for substantially 30 minutes. The results are shown in Table 5 for the surface magnetic flux and Table 6 for the DC superimposition characteristics.
[0079]
[Table 5]
Figure 0003974773
[0080]
[Table 6]
Figure 0003974773
[0081]
As shown in Tables 5 and 6, it can be seen that an oxidation-resistant magnet having excellent characteristics can be obtained when the amount of glass powder added is substantially over 0 and 10 wt% or less.
[0082]
As described above, according to the second invention of the present invention, a magnetic core having a gap in at least one position of a magnetic path, and a magnetic bias magnet inserted into the magnetic gap is provided with an intrinsic coercive force. A bonded magnet using a rare earth magnet powder having an iHc of 5 KOe or more, a Curie point Tc of 300 ° C. or more, and a powder particle size of 2.0 to 50 μm, the surface of the magnet powder being coated with inorganic glass, and at least a volume ratio with the powder By using a bonded magnet having a specific resistance of 1 Ωcm or more made of 20% or more of a resin, a magnetic core excellent in DC superposition characteristics, core loss characteristics, and oxidation resistance can be realized.
[0083]
Next, another invention of the present invention will be described.
[0084]
In the third invention of the present invention, the magnet powder is dispersed in one kind of resin selected from polyamideimide resin, polyimide resin, epoxy resin, polyphenylene sulfite resin, silicon resin, polyester resin, aromatic polyamide, and liquid crystal polymer. Thus, a thin plate magnet having a resin content of 30% or more by volume and an overall thickness of 500 μm or less is obtained.
[0085]
Here, the magnet powder preferably has an intrinsic coercive force of 10 KOe or more, Tc of 500 ° C. or more, and a powder average particle size of 2.5 to 50 μm.
[0086]
In the thin plate magnet, the magnet powder is preferably a rare earth magnet powder, and the surface gloss (glossiness) is preferably 25% or more.
[0087]
Moreover, in a thin plate magnet, it is preferable that a shaping | molding compression rate is 20% or more. The magnet powder is coated with a surface active agent.
[0088]
In the thin plate magnet of the present invention, the specific resistance is preferably 0.1 Ω · cm or more.
[0089]
Further, in the present invention, for magnetic biasing, a permanent magnet is arranged in the vicinity of the magnetic gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap to a magnetic core having a magnetic gap in at least one part of the magnetic path. In the magnetic core having a magnet, the permanent magnet is a magnetic core having a magnetic bias magnet which is the above-described thin plate magnet.
[0090]
Preferably, the magnetic gap has a gap length of about 500 μm or less, and the magnetic bias magnet has a thickness of the gap length or less and is magnetized in the thickness direction.
[0091]
Furthermore, the inductance component according to the present invention is an inductance having at least one winding of one turn or more on a magnetic core having the thin plate magnet as a magnetic bias magnet, thin, good in DC superposition characteristics, and low in core loss. It is a part.
[0092]
That is, in the present invention, the possibility of using a thin plate magnet having a thickness of 500 μm or less as a permanent magnet for magnetic bias inserted in the magnetic gap of the magnetic core was examined. As a result, excellent DC superposition characteristics can be obtained when a thin plate magnet having a specific resin content of 30% or more by volume and a specific resistance of 0.1 Ω · cm or more and an intrinsic coercive force of 10 KOe or more is used. In addition, it has been found that a magnetic core can be formed in which the core loss characteristics do not deteriorate. This is because the magnet characteristic necessary for obtaining an excellent DC superposition characteristic is an intrinsic coercive force rather than an energy product. Therefore, even if a permanent magnet having a high specific resistance is used, it is sufficiently high if the intrinsic coercive force is high. This is because it has been found that DC superimposition characteristics can be obtained.
[0093]
A magnet having a high specific resistance and a high intrinsic coercive force is generally obtained by a rare earth bonded magnet formed by mixing rare earth magnet powder with a binder, but any composition of magnet powder having a high coercive force can be obtained. A thing is also possible. There are SmCo, NdFeB, and SmFeN types of rare earth magnet powders. However, considering thermal demagnetization during use such as reflow, a magnet with a Curie point Tc of 500 ° C. or higher and an intrinsic coercive force iHc of 10 KOe or higher is required. is there.
[0094]
Further, by coating the magnet powder with a surface active material, the dispersion of the powder in the molded body becomes good and the characteristics of the magnet are improved, so that a magnetic core with higher characteristics can be obtained.
[0095]
Any material having soft magnetic properties can be used as the magnetic core for the choke coil and the transformer. Generally, a MnZn-based or NiZn-based ferrite, a dust magnetic core, a silicon steel plate, an amorphous material, or the like is used. Further, the shape of the magnetic core is not particularly limited, and the present invention can be applied to magnetic cores having any shape such as a toroidal core, an EE core, and an EI core. A gap is provided in at least one of the magnetic paths of these cores, and a thin plate magnet is inserted into the gap. There is no particular limitation on the gap length, but if the gap length is too narrow, the DC superimposition characteristics deteriorate, and if the gap length is too wide, the magnetic permeability decreases too much, so that the gap length to be inserted is determined naturally. In order to reduce the overall size of the magnetic core, the gap length is suppressed to 500 μm.
[0096]
Next, the required characteristics for the thin plate magnet inserted into the gap are that the coercive force disappears due to the DC superimposed magnetic field applied to the magnetic core below 10 KOe for the intrinsic coercive force. The larger the resistance, the better, but if it is 0.1 Ω · cm or more, it will not be a major cause of core loss degradation. Also, since the core loss characteristics deteriorate when the average maximum particle size of the powder is 50 μm or more, it is desirable that the maximum particle size of the powder is 50 μm or less, and when the minimum particle size is 2.5 μm or less, the powder is subjected to powder heat treatment and reflow. Since the decrease in magnetization due to the oxidation of becomes remarkable, a particle size of 2.5 μm or more is necessary.
[0097]
Hereinafter, an embodiment of the third invention will be described.
[0098]
(Fifth embodiment)
Sm2Co17The magnet powder and the polyimide resin were heat-kneaded using a lab plast mill as a heat kneader. The amount of resin was changed from 15 vol% to 40 vol%, and each was kneaded. An attempt was made to form a thin plate magnet having a thickness of 0.5 mm using a hot press machine. As a result, it was found that the resin could not be molded unless the addition amount of the resin was 30 vol% or more. Moreover, although the result of the polyimide resin thin plate magnet is shown in the present embodiment, the same result is obtained for each of other epoxy resins, polyphenylene sulfite resins, silicon resins, polyester resins, aromatic polyamides, and liquid crystal polymers. was gotten.
[0099]
(Sixth embodiment)
Each magnet powder and various resins were thermally kneaded using a lab plast mill with the composition shown in Table 7 below. The set temperature during operation of the Laboplast mill was 5 ° C. higher than the softening point of each resin.
[0100]
[Table 7]
Figure 0003974773
[0101]
Thin kneaded magnets each having a thickness of 0.5 mm were produced by molding the materials kneaded with a lab plast mill with a hot press machine in a non-magnetic field. This thin plate magnet was cut into the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the E-type ferrite core 33 shown in FIGS.
[0102]
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, a 0.5 mm gap is formed in the central magnetic leg of the EE core having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective area of 0.74 cm made of a general MnZn ferrite material. Processed. The magnetic core having the magnetic bias magnet 31 was produced by inserting and arranging the produced thin plate magnet 31 in the gap portion. In the figure, 31 is a thin plate magnet and 33 is a ferrite core. Next, after magnet 31 is magnetized in the magnetic path direction of core 33 with a pulse magnetizer, coil 35 is wound around core 33, and AC magnetic field frequency is 100 kHz, superimposed magnetic field is 0 to 200 Oe with HP-4284 LCR meter. The inductance L was measured under the following conditions. After this measurement, after holding at 270 ° C. for 30 minutes in a reflow furnace, the inductance L was measured again, and this measurement was repeated five times. The DC superimposed current is applied so that the direction of the magnetic field due to DC superposition at this time is opposite to the direction of magnetization of the magnetic bias magnet. The magnetic permeability was calculated from the obtained inductance L, the core constant (core dimensions, etc.) and the number of windings to obtain the DC superposition characteristics. DC superposition characteristics based on five measurements of each core are shown in FIGS.
[0103]
From FIG. 7, Sm2Co17It can be seen that the direct current superposition characteristics of the core in which the thin plate magnet in which the magnetic powder is dispersed in the polypropylene resin is inserted are greatly deteriorated after the second time. This is because the thin plate magnet has been deformed by reflow. In the core in which a thin plate magnet in which Ba ferrite having a coercive force of only 4 kOe is dispersed in a polyimide resin is inserted and arranged, as shown in FIG. On the contrary, the core in which a thin plate magnet using magnet powder having a coercive force of 10 kOe or more and polyimide or epoxy resin is inserted and arranged is not greatly changed even in repeated measurement, as shown in FIGS. It can be seen that it exhibits stable characteristics. From these results, it can be estimated that the Ba ferrite thin plate magnet has a small coercive force, so that the reverse magnetic field applied to the thin plate magnet causes demagnetization or magnetization reversal, and the direct current superposition characteristics deteriorate. Further, it was found that the thin plate magnet inserted into the core exhibits excellent DC superposition characteristics in a thin plate magnet having a coercive force of 10 kOe or more. Although not shown in the present embodiment, the same applies to a thin plate magnet made of a resin selected from polyphenylene sulfite resin, silicon resin, polyester resin, aromatic polyamide, and liquid crystal polymer in combinations other than the present embodiment. It was confirmed that the effect of.
[0104]
(Seventh embodiment)
Sm of 30% by volume of polyphenylene sulfite resin and magnet powder having a particle size of 1.0 μm, 2.0 μm, 25 μm, 50 μm, and 55 μm2Co17Each of the magnetic powders was heat-kneaded using a lab plast mill. Thin kneaded magnets each having a thickness of 0.5 mm were prepared by molding the materials kneaded with a lab plast mill with a hot press machine in a non-magnetic field. Next, as in the sixth embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the thin plate magnet 31 is cut into the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the E-type ferrite core 33, as shown in FIGS. A core as shown in FIG. Next, after magnetizing the thin plate magnet 31 in the direction of the magnetic path of the core 33 with a pulse magnetizer, the coil 47 is wound around the core 45, and 300 kHz, 0.005 by a SY-8232 AC BH tracer made by Iwasaki Tsushinki. Core loss characteristics at 1T were measured at room temperature. The measurement results are shown in Table 8. From Table 8, it was found that the core loss characteristics were excellent when the average particle diameter of the magnet used in the thin plate magnet was 2.5 to 50 μm.
[0105]
[Table 8]
Figure 0003974773
[0106]
(Eighth embodiment)
Sm2Co17The magnet powder 60 vol% and the polyimide resin 40 vol% were respectively heat-kneaded using a lab plast mill. The product obtained by heat kneading was subjected to a press press to change a press pressure to produce a 0.3 mm compact, and magnetized at 4T with a pulse magnetizer to produce a thin plate magnet. The gloss (glossiness) of the produced thin plate magnets was 15% to 33%, respectively, and the higher the press pressure, the higher the gloss. These molded bodies were cut into 1 cm × 1 cm, and the results of measuring the flux with the TOEI TDF-5 Digital Flexmeter and the results of measuring the gloss are shown in Table 9.
[0107]
[Table 9]
Figure 0003974773
[0108]
From the results shown in Table 9, the thin plate magnet having a gloss of 25% or more has excellent magnet characteristics. This is because when the gloss of the produced thin plate magnet is 25% or more, the filling rate of the thin plate magnet is 90% or more. In addition, in the present embodiment, the result of an experiment with a polyimide resin was shown, but one type selected from other epoxy resins, polyphenylene sulfite resins, silicon resins, polyester resins, aromatic polyamides, and liquid crystal polymers. Similar results were obtained with this resin.
[0109]
(Ninth embodiment)
Volume ratio after drying is Sm2Co17Sm so that the magnet powder is 60 vol% and the polyimide resin is 40 vol%.2Co17Γ-Butyrolactone was added as a solvent to magnet powder and Rika Coat (polyimide resin) manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd., and stirred for 5 minutes with a concentric defoamer, and kneaded with three rolls to prepare a paste. The mixing ratio of the solvent is Sm2Co17The magnetic powder and Rika Co., Ltd. made by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd. were combined to make 10 parts by weight of γ-butyrolactone with respect to 70 parts by weight. A 500 μm green sheet was prepared from the prepared paste by a doctor blade method and dried. The dried green sheet was cut into 1 cm × 1 cm, the pressing pressure was changed and hot pressing was performed with a hot press machine, and the formed compact was magnetized at 4T with a pulse magnetizing apparatus to produce a thin plate magnet. For comparison, a compact that was not hot-pressed was also magnetized into a thin plate magnet. Moreover, this time, it produced with said compounding ratio, but as long as it can obtain the paste which can produce the green sheet with component and compounding ratio other than this, it is good. In addition, although a three-roll mill is used for kneading, a homogenizer, a sand mill, or the like may be used in addition to this. The gloss (glossiness) of the produced thin plate magnets was 9% to 28%, respectively, and the higher the press pressure, the higher the gloss. Table 10 shows the results of measuring the flux of these thin plate magnets with a TOEI TDF-5 Digital Fluxmeter. In addition, the results of measuring the compression ratio of the thin plate magnet at this time by hot pressing (= 1−thickness after hot pressing / thickness before hot pressing) are also shown side by side.
[0110]
[Table 10]
Figure 0003974773
[0111]
From the above results, as in the eighth embodiment, good magnet characteristics can be obtained when the gloss is 25% or more. This is also because when the gloss is 25% or more, the filling rate of the thin plate magnet is 90% or more. Moreover, when it looked at a compression rate, it turned out that a favorable magnet characteristic is acquired with a compression rate of 20% or more.
[0112]
In this embodiment, the results of experiments with the above composition and compounding ratio were shown with polyimide resin, but other epoxy resins other than this, polyphenylene sulfite resin, silicon resin, polyester resin, aromatic polyamide, liquid crystal Similar results were obtained with a single resin selected from the polymer and the compounding ratio.
[0113]
(Tenth embodiment)
Sm2Co17Magnet powder and 0.5 wt% sodium phosphate as a surfactant were mixed. Similarly, Sm2Co17Mixing magnet powder and sodium carboxymethylcellulose 0.5wt%, Sm2Co17Magnet powder and sodium silicate were mixed. These mixed powders were each kneaded with 65 vol% and polyphenyl sulfite resin 35 vol% using a lab plast mill. What was kneaded with a lab plast mill was molded to 0.5 mm by hot pressing and cut into the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the E-type ferrite core 33 shown in FIGS. 1 and 2 as in the sixth embodiment. Then, the produced thin plate magnet 31 was inserted into the central magnetic leg gap portion of the EE core 33, and the core shown in FIGS. 1 and 2 was produced. Next, after magnetizing the thin plate magnet 31 in the magnetic path direction of the core 33 with a pulse magnetizer, the coil 35 is wound around the core 33, and the SY-8232 AC BH tracer manufactured by Iwasaki Tsushinki Co., Ltd. is used. The core loss characteristics at 1T were measured at room temperature. The measurement results are shown in Table 11. For comparison, Sm was used without using a surfactant.2Co17A magnet powder of 65 vol% and polyphenyl sulfite resin 35 vol% kneaded with a lab plast mill is molded into 0.5 mm by hot pressing and inserted into the magnetic gap of the central magnetic leg of the same ferrite EE core as above. After magnetizing this in the magnetic path direction of the core with a pulse magnetizer, the coil was wound and the core loss was measured. The results are also shown in Table 11.
[0114]
[Table 11]
Figure 0003974773
[0115]
Table 11 shows that the addition of a surfactant exhibits good core loss characteristics. This is because the addition of a surfactant prevented aggregation of primary particles and suppressed eddy current loss. In the present embodiment, the result of adding a phosphate was shown, but even when a surfactant other than this was added, the result that the core loss characteristics were good was obtained.
[0116]
(Eleventh embodiment)
Sm2Co17After magnet powder and polyimide resin were kneaded with a lab plast mill, a thin plate magnet having a thickness of 0.5 mm was produced by press molding in a magnetic field with a hot press. Here, by adjusting the resin amount of the polyimide resin, thin plate magnets having specific resistances of 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, and 1.0 Ω · cm, respectively, were produced. Thereafter, similarly to the sixth embodiment, it was processed into the same cross-sectional shape as the central magnetic leg of the E-type ferrite core 45 of FIGS. 1 and 2. Next, the produced thin magnet 31 is inserted into the magnetic gap of the central magnetic leg of the EE core 45 having a magnetic path length of 7.5 cm and an effective sectional area of 0.74 cm made of this MnZn-based ferrite material. After magnetizing in the road direction, the coil 35 was wound, and the core loss characteristics at 300 KHz and 0.1 T were measured at room temperature using a SY-8232 AC BH tracer manufactured by Iwasaki Tsushinki. Here, the ferrite core used for the measurement is the same, and only the magnet is replaced with one having a different specific resistance, and the result of measuring the core loss is shown in Table 12.
[0117]
[Table 12]
Figure 0003974773
[0118]
From Table 12, it can be seen that a magnetic core having a specific resistance of 0.1 Ω · cm or more shows good core loss characteristics. This is because eddy current loss can be suppressed by increasing the specific resistance of the thin plate magnet.
[0119]
(Twelfth embodiment)
A sample having a thickness of 0.5 mm was prepared by kneading, forming, and processing various magnet powders and various resins with the compositions shown in Table 13, respectively, by the methods described below. Where Sm2Co17The system powder and ferrite powder are pulverized powders of sintered bodies, Sm2Fe17N powder is Sm produced by the reduction diffusion method2Fe17The powder was obtained by nitriding the powder, and each powder had an average particle size of about 5 μm. Aromatic polyamide resin (6T nylon) and polypropylene resin were heat-kneaded at 300 ° C. (polyamide) and 250 ° C. (polypropylene) in Ar using a lab plast mill, and then molded with a hot press to prepare a sample. For soluble polyimide resin, add γ-butyrolactone as a solvent and stir with a centrifugal defoamer for 5 minutes to prepare a paste, then prepare a green sheet by doctor blade method so that the finished product is 500 μm, dry, and heat press A sample was prepared. The epoxy resin was stirred and mixed in a beaker and then molded into a mold, and a sample was prepared under appropriate curing conditions. The specific resistances of these samples were all 0.1 Ωcm or more.
[0120]
This thin plate magnet was cut into a core cross-sectional shape of a ferrite core described below. The core was an EE core made of a general MnZn-based ferrite material having a magnetic path length of 5.9 cm and an effective cross-sectional area of 0.74 cm, and the core was processed with a gap of 0.5 mm. The produced thin plate magnet was inserted into the gap portion and arranged as shown in FIGS. 1 and 2 (31 is a thin plate magnet, 33 is a ferrite core, and 35 is a winding portion).
[0121]
Next, after magnetizing in the direction of the magnetic path with a pulse magnetizer, the DC permeability was measured with an HP-4284A LCR meter manufactured by Hewlett Packard, and the effective magnetic permeability of an AC magnetic field frequency of 100 KHz and a DC superimposed magnetic field of 35 Oe was measured.
[0122]
Next, these cores were held in a reflow furnace at 270 ° C. for 30 minutes, and then the DC superposition characteristics were measured again under exactly the same conditions.
[0123]
As a comparative example, the same measurement was performed for a case in which no magnet was inserted into the gap, and there was no change in characteristics before and after reflow, and the effective permeability μe was 70.
[0124]
These results are shown in Table 13, and as an example of the results, FIG. 7 shows the DC superposition characteristics of the samples (2) and (4) and the comparative example. Of course, the superimposed current is applied so that the direction of the DC bias magnetic field is opposite to the direction of magnetization of the magnet magnetized at the time of insertion.
[0125]
In addition, the core into which the polypropylene resin thin magnet was inserted could not be measured because the magnet was significantly deformed.
[0126]
It can be seen that the DC superposition characteristics are greatly deteriorated after reflow in a core in which a Ba ferrite thin plate magnet having a coercive force of only 4 KOe is inserted. Sm2Fe17It can be seen that the DC superposition characteristic is greatly deteriorated after reflowing even in the core in which the N thin plate magnet is inserted. Conversely, the coercive force is 10 KOe or more and Tc is as high as 770 ° C.2Co17It can be seen that the core in which the thin plate magnet is inserted shows no very deteriorated characteristics and exhibits very stable characteristics.
[0127]
From these results, since the Ba ferrite thin plate magnet has a small coercive force, it can be presumed that the reverse magnetic field applied to the thin plate magnet causes demagnetization or magnetization reversal, and the direct current superposition characteristics are deteriorated, and SmFeN Although the magnet has a high coercive force, Tc has a low value of 470 ° C., so thermal demagnetization occurs, and it is presumed that the characteristics deteriorated due to a synergistic effect of demagnetization by a magnetic field in the opposite direction. Therefore, it was found that the thin plate magnet inserted into the core exhibits excellent DC superposition characteristics in the thin plate magnet having a coercive force of 10 KOe or more and a Tc of 500 ° C. or more.
[0128]
Further, although not shown in the present embodiment, it was confirmed that the same effect can be obtained even in combinations other than the present embodiment even in a thin plate magnet made of the resin shown in the claims.
[0129]
[Table 13]
Figure 0003974773
[0130]
(Thirteenth embodiment)
Sm exactly the same as in the twelfth embodiment2Co17A system magnet powder (iHc = 15 kOe) and a soluble polyamideimide resin (Toyobo Viromax) were kneaded with a pressure kneader, then diluted and kneaded with a planetary mixer, and stirred for 5 minutes with a centrifugal defoamer to prepare a paste. A paste was prepared by a doctor blade method so that a green sheet was prepared so that the thickness after drying was about 500 μm, dried, hot pressed, and then processed to a thickness of 0.5 mm to obtain a thin plate magnet sample. Here, the resin amount of the polyamideimide resin was prepared as shown in Table 14 so that the specific resistances were 0.06, 0.1, 0.2, 0.5, and 1.0 Ω · cm, respectively. These thin plate magnets were cut into the same core cross-sectional shape as the core of the fifth embodiment to obtain measurement samples.
[0131]
Next, the produced thin plate magnet was inserted into an EE core having the same 0.5 mm gap length as in the twelfth embodiment, and the magnet was magnetized with a pulse magnetizer. About these cores, the core loss characteristic in 300KHz and 0.1T was measured at room temperature using the SY-8232 alternating current BH tracer made from Iwasaki Tsushinki. Here, the ferrite core used for the measurement was the same, and only the magnets having different specific resistances were replaced and inserted, and the core loss characteristics were measured after being magnetized again with a pulse magnetizer.
[0132]
The results are shown in Table 14. As a comparative example, the core loss characteristic of an EE core with exactly the same gap under the same measurement conditions is 520 (KW / m3)Met. Table 14 shows good core loss characteristics with a magnetic core having a specific resistance of 0.1 Ωcm or more. This is presumably because eddy current loss can be suppressed by increasing the specific resistance of the thin plate magnet.
[0133]
[Table 14]
Figure 0003974773
[0134]
(Fourteenth embodiment)
Sm (Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7From the sintered magnet having the composition (iHc = 15 KOe), those having different average particle diameters were prepared by changing the grinding time, and then the maximum particle diameter was adjusted through sieves having different diameters.
[0135]
  Volume ratio after drying is Sm2Co17Sm so that the magnet powder becomes 60 vol 1% and the polyimide resin 40 vol%. 2 Co 17 Γ-Butyrolactone was added as a solvent to magnet powder and Rika Coat (polyimide resin) manufactured by Nihon Rika Co., Ltd., and stirred for 5 minutes with a concentric deaerator to prepare a paste. The mixing ratio of the solvent is Sm 2 Co17The magnetic powder and Rika Co., Ltd. made by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd. were combined to make 10 parts by weight of γ-butyrolactone with respect to 70 parts by weight. The prepared paste was applied to the 500 μm grease by the DocCoublade method.TheA sheet was prepared, dried, and hot pressed. This was cut into a core shape of a ferrite core, and then magnetized at 4T using a pulse magnetizing device to produce a thin plate magnet. Table 15 shows the results of measuring the flux of these thin plate magnets with a TOEI TDF-5 Digital Flux meter. Further, as in the twelfth embodiment, the DC superposition characteristics were measured across the ferrite core, and then the bias amount was measured. The amount of bias was determined by the product of the permeability and the magnitude of the superimposed magnetic field.
[0136]
[Table 15]
Figure 0003974773
[0137]
Sample {circle around (1)} having an average particle diameter of 2.1 μm has a low flux and a small amount of bias. This is considered to be because the oxidation of the magnet powder proceeds during the production process. Sample (4), which has a large average particle size, has a low powder filling rate and a low flux, and because the surface roughness of the magnet is rough, the adhesion with the core is poor and the permeance coefficient is reduced, so the bias amount is reduced. it seems to do. Further, even for a sample having a small particle size, the sample (5) with insufficient press pressure and large surface roughness has a low flux and a small bias amount because of a low powder filling rate. In addition, the sample (6) in which coarse particles are mixed is considered to have a low bias amount because the surface roughness is rough.
[0138]
From these results, when a thin plate magnet having an average particle size of magnetic powder of 25 μm or more and a maximum particle size of 50 μm and a center line average roughness of 10 μm or less is inserted, it is excellent when the thin plate magnet is inserted. It was found that it showed direct current superposition characteristics.
[0139]
(Fifteenth embodiment)
Sm2Co17In the system, the Zr content is 0.01 at% and the composition is Sm (Co0.78Fe0.11Cu0.10Zr0.01)8.22nd generation Sm2Co17A magnet powder obtained by coarsely grinding an ingot called a magnet and then heat-treated, and a Zr content of 0.029 at% and a composition of Sm (Co0.0742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)8.2In general, a magnet powder obtained by roughly pulverizing an ingot having a composition called a third generation Sm2Co17 magnet was used. Second generation Sm above2Co17The magnet powder was subjected to an aging heat treatment at 800 ° C. for 1.5 hours, and the third generation Sm2Co17The magnet was subjected to an aging heat treatment at 800 ° C. for 10 hours. As a result, the coercive force of the magnet powder measured by VSM was the second generation or 8 KOe, and the third generation was 20 KOe. These coarsely pulverized powders were finely pulverized in an organic solvent by a ball mill to an average particle size of 5.2 μm, and passed through a sieve having an opening of 45 μm to obtain a magnet powder. Next, 35% by volume of epoxy resin as a binder was mixed with each of the produced magnet powders, and a bonded magnet having an EE core core shape and a thickness of 0.5 mm was produced by molding, exactly the same as in the twelfth embodiment. . Here, as a custom magnet, a test piece of φ10 × t10 was separately prepared and measured with a DC BH tracer.
[0140]
The coercive force was almost the same as that of the coarsely pulverized powder. Next, these magnets were inserted into the same EE core as in the twelfth embodiment, and after pulse magnetization and winding, the effective permeability at 100 KHz when 40 Oe DC was superimposed was measured with an LCR meter. Next, these cores were held for 1 hour in a constant temperature bath of 270 ° C., which is the condition of the reflow furnace, and then the DC superposition characteristics were measured in the same manner as described above. The results are also shown in Table 16.
[0141]
[Table 16]
Figure 0003974773
[0142]
Third generation Sm with higher coercivity than Table 162Co17When magnet powder was used, it was found that good DC superposition characteristics could be obtained even after reflow. It is known that the ratio of Sm to transition metal has a coercive force peak, but this optimum composition ratio is known to vary depending on the amount of oxygen contained in the alloy. Confirms that the ingot fluctuates between 8.0 and 8.5. From the above, Sm (Co whose composition is the third generationbal.Fe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5Thus, it was found that the DC superposition characteristics are good even under reflow conditions.
[0143]
(Sixteenth embodiment)
The composition produced in the sample (3) of the fourteenth embodiment is Sm (Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7A magnetic powder having an average particle size of 5 μm and a maximum particle size of 45 μm was used. Zn, inorganic glass (ZnO-B) on the surface of the magnet powder2O3-PbO) softening point 400 ° C, after Zn further inorganic glass (ZnO-B2O3A thin plate magnet coated with -PbO) was produced in the same manner as the sample (2) of the thirteenth embodiment, and the DC superposition characteristics of the Mn-Zn ferrite core into which the magnet was inserted were the twelfth embodiment. Table 17 shows the results of comparison and determination of the bias amount after measurement, and the core loss characteristics measured by the same method as in the thirteenth embodiment.
[0144]
Here, Zn was heat-treated for 2 hours in an Ar atmosphere at 500 ° C. after being mixed with the magnet powder. ZnO-B2O3-PbO was heat-treated by the same method except that the heat treatment temperature was 450 ° C. On the other hand, in order to form a composite layer, first, Zn and magnet powder are mixed and heat-treated at 500 ° C., and once taken out of the furnace, this powder and ZnO—B2O3-After PbO powder is mixed, heat treatment is performed at 450 ° C. These powders were mixed with an amount of bainter (epoxy resin) corresponding to 45 vol% of the total volume, and then molded in a magnetic field. The molded body has the same core cross-sectional shape as the twelfth embodiment and a height of 0.5 mm, and is magnetized with a pulse magnetic field of about 10 T after being inserted into the core. The DC superposition characteristics and the core loss characteristics were measured by the same method as in the thirteenth embodiment. Next, after these cores were held at a constant temperature bath of 270 ° C. for 30 minutes, DC superposition characteristics and core loss characteristics were similarly measured. As a comparative example, Table 17 also shows the results of measuring the properties of the uncoated powder after the molded body was prepared by the same method.
[0145]
The uncoated material is greatly deteriorated in DC superposition characteristics and core loss characteristics by heat treatment, but the coating rate of Zn, inorganic glass, and its composite is much smaller than that of uncoated material. I understand. This can be presumed to be because the oxidation of the magnet powder was suppressed by the coating.
[0146]
It can also be seen that the mixture of the coating material of 10 vo 1% or more has a low effective magnetic permeability, and the magnitude of the bias magnetic field by the magnet is much smaller than that of the other. This is presumably because the proportion of the magnet powder decreased because the amount of the covering material increased, or because the magnitude of magnetization decreased due to the reaction between the magnet powder and the covering material. Accordingly, it was found that the coating amount is very excellent in the range of 0.1 to 10 wt%.
[0147]
[Table 17]
Figure 0003974773
[0148]
(Seventeenth embodiment)
Sm of sample (3) of the fourteenth embodiment2Co17Using a magnetic powder, 50% by volume of epoxy resin was mixed as a binder, and then molded in the vertical direction of the middle foot in a 2T magnetic field to produce an anisotropic magnet. Moreover, what was die-molded in a magnetic field as a comparative example was similarly produced. Next, each of these bonded magnets is inserted into a MnZn-based ferrite material in the same manner as in the twelfth embodiment, pulse magnetization and winding are performed, DC superposition characteristics are measured with an LCR meter, and the core constant and the number of windings are measured. From this, the magnetic permeability was calculated. The results are shown in Table 18.
[0149]
Further, the sample after the measurement was held at a constant temperature bath of 270 ° C., which is a reflow condition, for 1 hour, cooled to room temperature, and the DC superposition custom order was measured with an LCR meter in the same manner as described above. The results are also shown in Table 18.
[0150]
From Table 18, it was found that good results were obtained before and after reflowing compared to the magnetic fieldless magnet.
[0151]
[Table 18]
Figure 0003974773
[0152]
  (Eighteenth embodiment)
  Sm of sample (3) of 14th embodiment2Co17The process is exactly the same as in the twentieth embodiment up to the point where a magnet powder is used and 50% by volume of epoxy resin is mixed as a binder and then a die is molded in a magnetic field to produce a 0.5 mm thick magnet. Next, as in the twelfth embodiment, it was inserted into a MnZn ferrite material and magnetized. The magnetic field at this time is 1T, 2T,2.5Magnetization was performed at T, 3T, 5T, and 10T. 1T, 2T, and 25T were magnetized with an electromagnet, and 3T, 5T, and 10T were magnetized with a pulse magnetizer. Thereafter, the DC superimposed physical properties were measured with an LCR meter, and the magnetic permeability was calculated from the core constant and the number of windings. The bias amount is obtained from the result by the method obtained in the seventeenth embodiment, and the result is shown in FIG.
[0153]
  From FIG.2.5It has been found that good superposition characteristics cannot be obtained unless the temperature is T or more.
[0154]
(Nineteenth embodiment)
Referring to FIGS. 10 and 11, in the inductance component to which the thin plate magnet according to the nineteenth embodiment of the present invention is applied, the core 39 to be used is made of MnZn-based ferrite material and has a magnetic path length of 2.46. Area 0.394cm2The EE type magnetic core is formed. As shown in FIG. 11, after a mold coil (resin-sealed winding (4 turns)) is incorporated into the E-type core 39, it is further processed into the same shape as the cross-sectional area of the middle leg of the E-type core 39. The thin plate magnet 43 having a thickness of 0.16 mm is disposed in the core cap portion and is swallowed by the core 39 on the other side to function as an inductance component.
[0155]
It is assumed that the magnetizing direction of the thin magnet 43 is magnetized in the direction opposite to the magnetic field generated by the molded coil.
[0156]
The DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is applied and the DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is not applied are measured, and the results are shown in 45 (the former) and 47 (the latter) in FIG.
[0157]
Further, after passing through a reflow furnace (peak temperature: 270 ° C.), the DC superimposed inductance characteristics were measured in the same manner as above, and as a result, it was confirmed that the results were the same as before the reflow.
[0158]
(20th embodiment)
Referring to FIGS. 13 and 14, in the twentieth embodiment of the present invention, the core to be used is made of a MnZn-based ferrite material as in the nineteenth embodiment and has a magnetic path length of 2.46 cm and an effective sectional area. A 0.394 cm magnetic core is formed, but an EI type magnetic core is formed and functions as an inductance component. The assembly process is the same as in the nineteenth embodiment, but the shape of the ferrite core 53 on one side is the I type.
[0159]
The DC superimposed inductance characteristic using the thin magnet and the DC superimposed inductance characteristic after passing through the reflow furnace are the same as in the nineteenth embodiment.
[0160]
(Twenty-first embodiment)
Referring to FIGS. 15 and 16, in the inductance component to which the thin plate magnet according to the twenty-first embodiment of the present invention is applied, the core 65 to be used is made of a MnZn-based ferrite material and has a magnetic path length of 0.02 m and an effective interruption. Area 5 × 10-6A UU type magnetic core of cm is formed. As shown in FIG. 16, when the coil 67 is wound around the bobbin 63 and the pair of U-shaped cores 65 are assembled, a thin plate magnet 69 having a thickness of 02 mm that is processed to have the same shape as the cross-sectional area (joint portion) of the U-shaped core 65. Is disposed in the core gap portion. Thereby, the permeability 4 × 10-3It functions as an H / m inductance component.
[0161]
It is assumed that the magnetizing direction of the thin magnet 69 is magnetized in the direction opposite to the magnetic field generated by the coil.
[0162]
The DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is applied and the DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is not applied are measured, and the results are shown in 71 (the former) and 73 (the latter) in FIG.
[0163]
The result of the DC superimposed inductance characteristic is generally equivalent to showing an increase in the used magnetic flux density (ΔB) of the core forming the magnetic core (supplemented by FIG. 18, 75 in FIG. 18 is a conventional inductance component) 18 shows the use area of the core of the inductance component in which thin magnets according to the present invention are used together, and these figures show the results 71, 77, 73 and 75 of the DC superimposed inductance characteristics. A general theoretical expression of the inductance component (corresponding to each of the above) is expressed by the following equation (1).
[0164]
[Expression 1]
Figure 0003974773
[0165]
From the equation (1), the effect of increasing the magnetic flux density (ΔB) is proportional to the reciprocal of the number of turns N and the effective area Ae of the magnetic core, and the former reduces the copper loss by reducing the number of turns of the inductance component. The latter contributes to the miniaturization of the core that forms the magnetic core, and the latter contributes to the miniaturization of the inductance component together with the miniaturization by reducing the number of turns. it is obvious. In the transformer, since the number of primary and secondary coil turns can be reduced, the effect is great.
[0166]
Furthermore, although the formula regarding output power is shown in Formula 2, it can be said from this formula that the effect of expanding the used magnetic flux density (ΔB) also acts on the effect of increasing the output power.
[0167]
[Expression 2]
Figure 0003974773
[0168]
Further, regarding the reliability of the inductance component, after passing through a reflow furnace (peak temperature 270 ° C.), the DC superimposed inductance characteristics were measured in the same manner as described above, and as a result, it was confirmed that the results were the same as before the reflow.
[0169]
(Twenty-second embodiment)
Referring to FIGS. 19 and 20, in the inductance component to which the thin plate magnet according to the twenty-second embodiment of the present invention is applied, the core to be used is made of a MnZn-based ferrite material as in the twenty-first embodiment, and is a magnetic path. 0.02m long, effective area 5 × 10-6m2Or a UI type magnetic core to function as an inductance component. As shown in FIG. 20, the coil 83 is wound around the bobbin 85, the I-type core 87 is assembled into the bobbin 85, and then processed into the same shape as the cross-sectional area (joint portion) of the U-type core 89. The thin plate magnets 91 are arranged one on each of the wings of the bobbin around which the coil is wound (the part where the I-type core 87 protrudes from the bobbin) (two on both wings), and the U-shaped core 89 is incorporated to complete the process. .
[0170]
The DC superimposed inductance characteristic using a thin magnet and the DC superimposed inductance characteristic after the reflow furnace is charged are not different from those in the twenty-first embodiment.
[0171]
(Twenty-third embodiment)
Referring to FIGS. 21 and 22, in the inductance component to which the thin plate magnet according to the twenty-third embodiment of the present invention is applied, the four I-type cores 95 to be used are made of silicon steel and have a magnetic path length of 0. 2m, effective area 1 × 10-4m2This forms a mouth-shaped magnetic core. As shown in FIG. 21, two I-type cores 95 are inserted into two coils 99 each provided with insulating paper 97, so that a magnetic path with a square shape is formed. Assemble. A thin plate magnet 123 according to the present invention is arranged at the joint, and the permeability is 2 × 10.-2An H / m-shaped magnetic path is formed to function as an inductance component.
[0172]
It is assumed that the magnetizing direction of the thin magnet 101 is magnetized in the direction opposite to the magnetic field generated by the coil.
[0173]
The DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is applied and the DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is not applied are measured for comparison, and the results are shown in 1103 (the former) and 105 (the latter) in FIG.
[0174]
The result of the DC superimposed inductance characteristic is equivalent to the fact that generally the used magnetic flux density (ΔB) of the core forming the magnetic core is enlarged (supplemented by FIG. 24, 107 in FIG. 24 is a conventional inductance component) 24 shows the use area of the core of the inductance component to which the thin magnet according to the present invention is applied, and these figures show the results 103 and 105, 109 and 107 of the DC superimposed inductance characteristics. The general theoretical formula of the inductance component is represented by the following formula (3).
[0175]
[Equation 3]
Figure 0003974773
[0176]
From the equation (3), the effect of increasing the magnetic flux density (ΔB) is proportional to the reciprocal of the number of turns N and the effective cross-sectional area Ae of the magnetic core, and the former reduces the copper loss by reducing the number of turns of the inductance component. The latter contributes to the miniaturization of the core that forms the magnetic core, and the latter contributes to the miniaturization of the inductance component together with the miniaturization by reducing the number of turns. it is obvious. In the transformer, since the number of primary and secondary coil turns can be reduced, the effect is great.
[0177]
Furthermore, although the formula regarding output power is shown in Formula 4, it can be said from this formula that the effect of expanding the used magnetic flux density (ΔB) also acts on the effect of increasing the output power.
[0178]
[Expression 4]
Figure 0003974773
[0179]
Further, regarding the reliability of the inductance component, after passing through a reflow furnace (peak temperature 270 ° C.), the DC superimposed inductance characteristics were measured in the same manner as described above, and as a result, it was confirmed that the results were the same as before the reflow.
[0180]
(24th Embodiment)
Referring to FIG. 25 and FIG. 26, in the inductance component to which the thin plate magnet according to the twenty-fourth embodiment of the present invention is applied, the round core 113, the I-type core 115, and the coil 117 having concave recesses are wound. It is composed of a lined bobbin 119 and a thin plate magnet 121. As shown in FIG. 26, the thin plate magnet 121 is disposed at the concave recess of the round core 113, that is, at the joint between the round core 113 and the I core 115.
[0181]
The mouth-shaped core 113 and the I-type core 115 used here are MnZn-based ferrite materials, a magnetic path length of 6.0 cm, and an effective cross-sectional area of 0.1 cm.2The sun-shaped magnetic core is formed.
[0182]
The thin plate magnet 121 has a thickness of 0.25 mm and a cross-sectional area of 0.1 cm.2It is assumed that the magnetic field is opposite to the magnetic field generated by the coil.
[0183]
The coil 117 is wound by 18 turns, and the DC superimposed inductance characteristics of this inductance component and the DC superimposed inductance characteristics when a thin magnet is not applied for comparison are measured, and the results are shown as 123 (the former) and 125 (the former) in FIG. The latter).
[0184]
Further, after passing through a reflow furnace (peak temperature: 270 ° C.), the DC superimposed inductance characteristics were measured in the same manner as above, and as a result, it was confirmed that the results were the same as before the reflow.
[0185]
(25th embodiment)
Referring to FIGS. 28 and 29, the inductance component to which the thin plate magnet according to the twenty-fifth embodiment of the present invention is applied has the coil 131 wound around the convex core 135 and the upper surface of the convex portion of the convex core 135. A thin plate magnet 133 having the same shape (0.07 mm) as the upper surface of the convex portion and having a thickness of 120 μm is arranged and covered with a cylindrical cap core 129.
[0186]
The convex core 135 and the cylindrical cap core 129 used here are NiZn ferrite materials, the magnetic path length is 1.85 cm, and the effective cross-sectional area is 0.07 cm.2The magnetic core is formed.
[0187]
Further, it is assumed that the thin plate magnet 133 is magnetized in the direction opposite to the magnetic field generated by the coil.
[0188]
The coil 131 is wound by 15 turns, and the DC superimposed inductance characteristics of this inductance component and the DC superimposed inductance characteristics when a thin magnet is not applied for comparison are measured, and the results are shown as 139 (the former) and 141 ( The latter).
[0189]
Further, after passing through a reflow furnace (peak temperature: 270 ° C.), the DC superimposed inductance characteristics were measured in the same manner as above, and as a result, it was confirmed that the results were the same as before the reflow.
[0190]
As described above, according to the third invention of the present invention, a thin plate magnet of 500 μm or less can be obtained, and by using this thin magnet as a magnetic bias magnet, the DC superposition characteristics of the magnetic core at a high frequency can be improved with a small size. In addition, it is possible to provide a magnetic core that does not deteriorate in characteristics even at a reflow temperature, and an inductance element that enables surface mounting without fear of deterioration in characteristics due to reflow using the magnetic core.
[0191]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a magnetic core having a gap in at least one location of a magnetic path, and a magnetic bias magnet inserted and arranged in the magnetic gap has an intrinsic coercive force iHc of 10 KOe or more. A bonded magnet using a rare earth magnet powder having a Curie point Tc of 500 ° C. or higher and a powder particle diameter of 2.5 to 50 μm is coated with inorganic glass, and at least 30% by volume with the powder By using a bonded magnet made of a resin having a specific resistance of 1 Ωcm or more, a magnetic core excellent in DC superposition characteristics, core loss characteristics, and oxidation resistance can be provided.
[0192]
In the present invention, a magnetic core having a gap in at least one magnetic path and having a magnetic bias magnet inserted and disposed in the magnetic gap has an intrinsic coercive force iHc of 5 KOe or more and a Curie point Tc of 300. A specific resistance comprising a bonded magnet using a rare earth magnet powder having a powder particle diameter of 2.0 to 50 μm at a temperature of at least ° C., the surface of the magnet powder being coated with inorganic glass, and a resin comprising at least 20% by volume of the powder. By using a bonded magnet having a resistance of 1 Ωcm or more, it is possible to provide a magnetic core having excellent direct current superposition characteristics, core loss characteristics, and oxidation resistance.
[0193]
Further, in the present invention, a thin plate magnet having a thickness of 500 μm or less is obtained. By using this thin magnet as a magnetic bias magnet, the DC superposition characteristics of the magnetic core at a high frequency are improved and the characteristics are deteriorated even at a reflow temperature. By using this magnetic core, it is possible to provide an inductance component that can be surface-mounted without fear of deterioration of characteristics by reflow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example before winding of a choke coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the choke coil of FIG.
FIG. 3 shows Sm in the sixth embodiment of the present invention.2Co17It is a figure which shows the measurement data of the direct current | flow superimposition characteristic of the thin-plate magnet which consists of a magnet and a polyimide resin.
FIG. 4 shows Sm in the sixth embodiment of the present invention.2Co17It is a figure which shows the measurement data of the direct current superimposition characteristic of the thin-plate magnet which consists of a magnet and an epoxy resin.
FIG. 5 shows Sm in the sixth embodiment of the present invention.2Co17It is a figure which shows the measurement data of the DC superimposition characteristic of the thin-plate magnet which consists of N magnet and a polyimide resin.
FIG. 6 is a diagram showing measurement data of direct current superposition characteristics of a thin plate magnet made of a Ba ferrite magnet and a polyimide resin in a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows Sm in the sixth embodiment of the present invention.2Co17It is a figure which shows the measurement data of the direct current superimposition characteristic of the thin-plate magnet which consists of a magnet and a polypropylene resin.
FIG. 8 is a diagram showing measurement data of DC superposition characteristics before and after reflow in the case of using a thin plate magnet made of samples 2 and 4 and in the case of not using a thin plate magnet in the twelfth embodiment of the present invention. .
FIG. 9 is a diagram showing a magnetization magnetic field and DC superposition characteristics of an Sm2Co17 magnet-epoxy resin thin plate magnet in an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an external perspective view showing an inductance component to which a thin plate magnet according to a nineteenth embodiment of the present invention is applied.
11 is an exploded perspective view of the inductance component shown in FIG. 10;
FIG. 12 is a diagram showing measurement results of DC superimposed inductance characteristics when a thin magnet according to a nineteenth embodiment of the present invention is applied and DC superimposed inductance characteristics when a thin magnet is not applied as a comparison;
FIG. 13 is an external perspective view showing an inductance component to which a thin plate magnet according to a twentieth embodiment of the present invention is applied.
14 is an exploded perspective view of the inductance component shown in FIG. 13;
FIG. 15 is an external perspective view showing an inductance component to which a thin plate magnet according to a twenty-first embodiment of the present invention is applied.
16 is an exploded perspective view of the inductance component shown in FIG. 15;
FIG. 17 is a diagram illustrating a measurement result of a DC superimposed inductance characteristic when the thin magnet according to the twenty-first embodiment of the present invention is applied and a DC superimposed inductance characteristic when the thin magnet is not applied as a comparison;
FIG. 18A is a diagram showing a core usage region of a conventional inductance component.
(B) is a figure which shows the core use area | region of an inductance component at the time of applying the thin magnet by the 22nd Embodiment of this invention.
FIG. 19 is an external perspective view showing an inductance component to which a thin plate magnet according to a twenty-second embodiment of the present invention is applied.
20 is an exploded perspective view of the inductance component shown in FIG. 19;
FIG. 21 is an external perspective view showing an inductance component to which a thin plate magnet according to a twenty-third embodiment of the present invention is applied.
22 is an exploded perspective view of the inductance component of FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a diagram showing a measurement result of a DC superimposed inductance characteristic when a thin magnet is applied and a DC superimposed inductance characteristic when a thin magnet is not applied as a comparison.
FIG. 24 (a) is a diagram showing a use area of a core for a conventional inductance component.
(B) is a figure which shows the use area | region of the core of the inductance component to which the thin-plate magnet by the 23rd Embodiment of this invention is applied.
FIG. 25 is an external perspective view showing an inductance component to which a thin plate magnet according to a twenty-fourth embodiment of the present invention is applied.
26 is a structural perspective view of a core and a thin plate magnet that form a magnetic path of the inductance component of FIG. 25. FIG.
FIG. 27 is a diagram showing the measurement results of the inductance characteristics when the thin plate magnet of the present invention is applied and the DC superimposed inductance characteristics when the thin magnet is not applied as a comparison.
FIG. 28 is a sectional view of an inductance component to which a thin plate magnet according to a twenty-fifth embodiment of the present invention is applied.
29 is a structural perspective view of a core and a thin plate magnet that form a magnetic path of the inductance component of FIG. 28. FIG.
FIG. 30 is a diagram showing a measurement result of a DC superimposed inductance characteristic of an inductance component according to a twenty-fifth embodiment of the present invention and a DC superimposed inductance characteristic when a thin magnet is not applied as a comparison.
[Explanation of symbols]
31 Magnet
33 core
35 coils
37 Inductance parts
39 core
41 coils
43 Magnet
51 Inductance parts
53 core
55 core
59 Magnet
61 Inductance parts
63 Bobbins
65 core
67 Winding (coil)
69 Magnet
81 Inductance parts
83 coils
85 bobbins
87 core
89 core
91 magnet
93 Inductance parts
95 core
97 Insulating paper
101 magnet
111 Inductance parts
113 core
115 core
117 coil
119 bobbin
121 magnet
127 Inductance component
129 core
131 coils
133 Magnet
135 core
137 terminal

Claims (53)

樹脂に磁石粉末が分散されてなるボンド磁石であり、1Ω・cm以上の比抵抗を有し、該磁石粉末は、固有保磁力が5KOe以上、キュリー点Tcが300℃以上、粉末粒径が150μm以下である粉末を無機ガラスで被覆したものからなり、前記無機ガラスを重量比で10%以下含有することを特徴とする永久磁石。A bonded magnet in which magnet powder is dispersed in a resin, and has a specific resistance of 1 Ω · cm or more. The magnet powder has an intrinsic coercive force of 5 KOe or more, a Curie point Tc of 300 ° C. or more, and a powder particle size of 150 μm. It does from those of the powder is less coated with inorganic glass Ri, permanent magnet, characterized in that it contains less than 10% of the inorganic glass by weight. 請求項に記載の永久磁石において、前記磁石粉末の平均粒径が2.0〜50μmであることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the magnet powder has an average particle size of 2.0 to 50 μm. 請求項に記載の永久磁石において、前記磁石粉末の平均粒径が2.5〜25μmで、最大粒径が50μmであることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the magnet powder has an average particle size of 2.5 to 25 μm and a maximum particle size of 50 μm. 請求項に記載の永久磁石において、前記無機ガラスは、軟化点が220℃〜500℃であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the inorganic glass has a softening point of 220 ° C. to 500 ° C. 請求項に記載の永久磁石において、前記樹脂含有量が体積比で20%以上であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the resin content is 20% or more by volume ratio. 請求項に記載の永久磁石において、前記磁石粉末は、希土類磁石粉末であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the magnet powder is a rare-earth magnet powder. 請求項に記載の永久磁石において、成形圧縮率が20%以上であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein a molding compression rate is 20% or more. 請求項に記載の永久磁石において、前記磁石粉末の平均粒径が2.5〜50μmであることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the magnet powder has an average particle size of 2.5 to 50 μm. 請求項記載の永久磁石において、該磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、キュリー点Tcが500℃以上であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the magnet powder has an intrinsic coercive force of 10 KOe or more and a Curie point Tc of 500 ° C. or more. 請求項に記載の永久磁石において、前記無機ガラスは、軟化点が400℃〜550℃であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 9 , wherein the inorganic glass has a softening point of 400 ° C. to 550 ° C. 請求項に記載の永久磁石において、前記樹脂含有量が体積比で30%以上であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 9 , wherein the resin content is 30% or more by volume ratio. 請求項に記載の永久磁石において、前記磁石粉末は、希土類磁石粉末であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 9 , wherein the magnet powder is a rare earth magnet powder. 請求項に記載の永久磁石において、成形圧縮率が20%以上であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 9 , wherein a molding compression rate is 20% or more. 請求項に記載の永久磁石において、全体の厚みが10000μm以下であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the total thickness is 10,000 μm or less. 請求項14に記載の永久磁石において、全体の厚みが500μm以下であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 14 , wherein the total thickness is 500 μm or less. 請求項に記載の永久磁石において、その着磁磁場が、2.5Tであることを特徴とする薄板磁石。The thin magnet according to claim 1 , wherein the magnetizing magnetic field is 2.5T. 請求項に記載の永久磁石において、中心線平均粗さRaが10μm以下であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the center line average roughness Ra is 10 μm or less. 請求項に記載の永久磁石において、金型成形によって製造されたことを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the permanent magnet is manufactured by molding. 請求項に記載の永久磁石において、熱プレスによって製造されたことを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the permanent magnet is manufactured by hot pressing. 請求項に記載の永久磁石において、樹脂と磁石粉末との混合塗料からドクターブレード法、印刷法などの成膜法によって製造されたことを特徴とする永久磁石。2. The permanent magnet according to claim 1 , wherein the permanent magnet is manufactured from a mixed paint of resin and magnet powder by a film forming method such as a doctor blade method or a printing method. 請求項に記載の永久磁石において、表面のグロス(光沢度)が25%以上であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 1 , wherein the surface has a gloss (glossiness) of 25% or more. 請求項に記載の永久磁石において、前記樹脂は、ポリプロピレン樹脂、6−ナイロン樹脂、12−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であることを特徴とする永久磁石。2. The permanent magnet according to claim 1 , wherein the resin is at least one selected from polypropylene resin, 6-nylon resin, 12-nylon resin, polyimide resin, polyethylene resin, and epoxy resin. . 請求項に記載の永久磁石において、前記樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液晶ポリマーから選択された少なくとも1種であることを特徴とする永久磁石。2. The permanent magnet according to claim 1 , wherein the resin is at least one selected from a polyimide resin, a polyamideimide resin, an epoxy resin, a polyphenylene sulfide resin, a silicon resin, a polyester resin, an aromatic polyamide resin, and a liquid crystal polymer. A permanent magnet characterized by that. 請求項に記載の永久磁石において、前記磁石粉末は、SmCo、NdFeB、SmFeNから選択された希土類磁石粉末であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 6 , wherein the magnet powder is a rare earth magnet powder selected from SmCo, NdFeB, and SmFeN. 請求項24に記載の永久磁石において、前記磁石粉末は、Sm−Co磁石であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet according to claim 24 , wherein the magnet powder is an Sm-Co magnet. 請求項25に記載の永久磁石において、前記SmCo希土類磁石粉末は、Sm(CobalFe0.15〜0.25Cu0.05〜0.06Zr0.02〜0.037.0〜8.5で表される合金粉末であることを特徴とする永久磁石。The permanent magnet of claim 25, wherein the SmCo rare earth magnet powder, Sm (Co bal Fe 0.15~0.25 Cu 0.05~0.06 Zr 0.02~0.03) 7.0~ A permanent magnet, which is an alloy powder represented by 8.5 . 磁路の少なくとも1箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記磁気バイアス用磁石が、請求項1に記載の永久磁石であることを特徴とする磁気バイアス用磁石を有する磁気コア。  A magnetic core having a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap to a magnetic core having a magnetic gap at least at one location in the magnetic path. A magnetic core having a magnet for magnetic bias, wherein the magnetic core is a permanent magnet according to claim 1. 磁路の少なくとも1箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記磁気ギャップは約50〜10000μmのギャップ長を有し、前記磁気バイアス用磁石が、請求項17に記載の永久磁石であることを特徴とする磁気コア。  In order to supply a magnetic bias from both ends of the gap to a magnetic core having a magnetic gap in at least one location of the magnetic path, the magnetic gap has a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap. A magnetic core having a gap length of 50 to 10,000 μm, wherein the magnetic bias magnet is the permanent magnet according to claim 17. 請求項28に記載の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記磁気ギャップは約500μmより大きなギャップ長を有し、前記磁気バイアス用磁石は該磁気ギャップ長に対応した厚さを有することを特徴とする磁気コア。29. The magnetic core having a magnetic bias magnet according to claim 28 , wherein the magnetic gap has a gap length greater than about 500 [mu] m, and the magnetic bias magnet has a thickness corresponding to the magnetic gap length. And magnetic core. 請求項28に記載の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記磁気ギャップは約500μm以下のギャップ長を有し、前記磁気バイアス用磁石は該磁気ギャップ長に対応した厚さを有することを特徴とする磁気コア。29. The magnetic core having a magnetic bias magnet according to claim 28 , wherein the magnetic gap has a gap length of about 500 [mu] m or less, and the magnetic bias magnet has a thickness corresponding to the magnetic gap length. And magnetic core. 請求項28に記載の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアに、1ターン以上の巻線を少なくとも1つ施してあることを特徴とするインダクタンス部品。An inductance component comprising at least one winding of one turn or more on a magnetic core having the magnetic bias magnet according to claim 28 . 磁路の少なくとも1箇所以上に約50〜10000μmのギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有するインダクタンス部品において、
前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗1Ω・cm以上のボンド磁石であり、
該磁石粉末は、固有保磁力が5KOe以上、キュリー点が300℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2〜50μmの希土類磁石粉末を無機ガラスで被覆したものからなり、該希土類磁石粉末は、Sm−Co磁石粉末、Nd−Fe−B磁石粉末、およびSm−Fe−N磁石粉末の内から選ばれたものであり、前記ボンド磁石は、前記無機ガラスを、重量比で10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品。
A magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 50 to 10000 μm at least at one location of the magnetic path, and a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap to supply a magnetic bias from both ends of the magnetic gap; An inductance component having a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn,
The magnetic bias magnet is a bonded magnet having a specific resistance of 1 Ω · cm or more and having a resin and magnet powder dispersed in the resin.
The magnet powder consists of a rare earth magnet powder having an intrinsic coercive force of 5 KOe or more, a Curie point of 300 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, and an average particle size of 2 to 50 μm coated with inorganic glass. The Sm—Co magnet powder, the Nd—Fe—B magnet powder, and the Sm—Fe—N magnet powder are selected, and the bonded magnet contains the inorganic glass in a weight ratio of 10% or less. An inductance component characterized by that.
請求項32に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス用永久磁石は、金型成形によって成形されていることを特徴とするインダクタンス部品。33. The inductance component according to claim 32 , wherein the permanent magnet for bias is formed by molding. 請求項33に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス永久磁石は、成形圧縮率が20%以上であることを特徴とするインダクタンス部品。 34. The inductance component according to claim 33 , wherein the bias permanent magnet has a molding compression ratio of 20% or more. 請求項32に記載のインダクタンス部品において、前記無機ガラスは軟化点が220℃〜550℃であることを特徴とするインダクタンス部品。The inductance component according to claim 32 , wherein the inorganic glass has a softening point of 220 ° C to 550 ° C. 請求項32に記載のインダクタンス部品において、前記樹脂の含有量は、体積比で20%以上であり、該樹脂は、ポリプロピレン樹脂、6−ナイロン樹脂、12−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であることを特徴とするインダクタンス部品。33. The inductance component according to claim 32 , wherein the resin content is 20% or more by volume, and the resin is polypropylene resin, 6-nylon resin, 12-nylon resin, polyimide resin, polyethylene resin, epoxy resin. An inductance component that is at least one selected from resins. 磁路の少なくとも1箇所以上に約50〜10000μmのギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有し、半田リフロー処理されるインダクタンス部品において、
前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗1Ω・cm以上のボンド磁石であり、
該磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、キュリー点が500℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2.5〜50μmのSm−Co希土類磁石粉末であり、無機ガラスによって被覆されているものからなり、前記ボンド磁石は前記無機ガラスを重量比で10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品。
A magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 50 to 10000 μm at least at one location of the magnetic path, and a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap to supply a magnetic bias from both ends of the magnetic gap; And an inductance component having a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn and subjected to solder reflow processing.
The magnetic bias magnet is a bonded magnet having a specific resistance of 1 Ω · cm or more and having a resin and magnet powder dispersed in the resin.
The magnet powder is an Sm—Co rare earth magnet powder having an intrinsic coercive force of 10 KOe or more, a Curie point of 500 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, and an average particle size of 2.5 to 50 μm, and coated with inorganic glass. Tona is, the bonded magnet inductance component characterized by containing 10% or less of the inorganic glass by weight.
請求項37に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス用永久磁石は、金型成形によって成形されていることを特徴とするインダクタンス部品。38. The inductance component according to claim 37 , wherein the biasing permanent magnet is formed by molding. 請求項38に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス永久磁石は、成形圧縮率が20%以上であることを特徴とするインダクタンス部品。39. The inductance component according to claim 38 , wherein the bias permanent magnet has a molding compression ratio of 20% or more. 請求項37に記載のインダクタンス部品において、前記SmCo希土類磁石粉末が、Sm(CobalFe0.15〜0.25Cu0.05〜0.06Zr0.02〜0.037.0〜8.5で表される合金粉末であることを特徴とするインダクタンス部品。In the inductance component according to claim 37, wherein the SmCo rare earth magnet powder, Sm (Co bal Fe 0.15~0.25 Cu 0.05~0.06 Zr 0.02~0.03) 7.0~ An inductance component characterized by being an alloy powder represented by 8.5 . 請求項37に記載のインダクタンス部品において、前記無機ガラスは、軟化点が220℃〜500℃であることを特徴とするインダクタンス部品。The inductance component according to claim 37 , wherein the inorganic glass has a softening point of 220 ° C to 500 ° C. 請求項37に記載のインダクタンス部品において、前記樹脂の含有量は体積比で30%以上であり、該樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液晶ポリマーから選択された少なくとも1種であることを特徴とするインダクタンス部品。38. The inductance component according to claim 37 , wherein the resin content is 30% or more by volume, and the resin is polyimide resin, polyamideimide resin, epoxy resin, polyphenylene sulfide resin, silicon resin, polyester resin, aromatic An inductance component comprising at least one selected from a group polyamide resin and a liquid crystal polymer. 磁路の少なくとも1箇所以上に約500μm以下のギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有するインダクタンス部品において、
前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗0.1Ω・cm以上、厚さ500μm以下のボンド磁石であり、
該磁石粉末は、固有保磁力が5KOe以上、キュリー点が300℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2.0〜50μmの希土類磁石粉末であり、該希土類磁石粉末は、Sm−Co磁石粉末、Nd−Fe−B磁石粉末、およびSm−Fe−N磁石粉末の内から選ばれたものであるとともに、無機ガラスによって被覆されものからなり、前記ボンド磁石は前記無機ガラスを重量比で10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品。
A magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 500 μm or less at least at one location of the magnetic path, and a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap to supply a magnetic bias from both ends of the magnetic gap; An inductance component having a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn;
The magnetic bias magnet is a bonded magnet having a specific resistance of 0.1 Ω · cm or more and a thickness of 500 μm or less having a resin and magnet powder dispersed in the resin.
The magnet powder is a rare earth magnet powder having an intrinsic coercive force of 5 KOe or more, a Curie point of 300 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, and an average particle size of 2.0 to 50 μm. , Nd-Fe-B magnetic powder, and Sm-Fe-N with those selected from among the magnet powder, Ri Do from those covered by the inorganic glass, wherein the bonded magnet is the inorganic glass at a weight ratio of 10 Inductance components characterized by containing no more than% .
請求項43に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス用永久磁石は、樹脂と磁石粉末の混合物からドクターブレード法および印刷法等の成膜法によって成形されていることを特徴とするインダクタンス部品。44. The inductance component according to claim 43 , wherein the biasing permanent magnet is molded from a mixture of resin and magnet powder by a film forming method such as a doctor blade method or a printing method. 請求項43に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス永久磁石は、成形圧縮率が20%以上であることを特徴とするインダクタンス部品。44. The inductance component according to claim 43 , wherein the bias permanent magnet has a molding compression ratio of 20% or more. 請求項43に記載のインダクタンス部品において、前記無機ガラスは、軟化点が220℃〜500℃であることを特徴とするインダクタンス部品。44. The inductance component according to claim 43 , wherein the inorganic glass has a softening point of 220 [deg.] C. to 500 [deg.] C. 請求項43に記載のインダクタンス部品において、前記樹脂の含有量は、体積比で20%以上であり、該樹脂は、ポリプロピレン樹脂、6−ナイロン樹脂、12−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であることを特徴とするインダクタンス部品。44. The inductance component according to claim 43 , wherein the content of the resin is 20% or more by volume, and the resin includes polypropylene resin, 6-nylon resin, 12-nylon resin, polyimide resin, polyethylene resin, epoxy resin. An inductance component that is at least one selected from resins. 磁路の少なくとも1箇所以上に約500μm以下のギャップ長を有する磁気ギャップを有する磁気コアと、該磁気ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に配した磁気バイアス用磁石と、該磁気コアに少なくとも1ターン卷回されたコイル巻線とを有し、半田リフロー処理されるインダクタンス部品において、
前記磁気バイアス用磁石は、樹脂と該樹脂中に分散された磁石粉末とを有する比抵抗0.1Ω・cm以上、厚さ500μm以下のボンド磁石であり、
該磁石粉末は、固有保磁力が10KOe以上、キュリー点が500℃以上、最大粒径150μm、平均粒径2.5〜50μmのSm−Co希土類磁石粉末であるとともに無機ガラスによって被覆されたものからなり、前記ボンド磁石は前記無機ガラスを重量比で、10%以下含有することを特徴とするインダクタンス部品。
A magnetic core having a magnetic gap having a gap length of about 500 μm or less in at least one location of the magnetic path; and a magnetic bias magnet disposed in the vicinity of the magnetic gap to supply a magnetic bias from both ends of the magnetic gap; In an inductance component having a coil winding wound around the magnetic core for at least one turn and subjected to solder reflow processing,
The magnetic bias magnet is a bonded magnet having a specific resistance of 0.1 Ω · cm or more and a thickness of 500 μm or less having a resin and magnet powder dispersed in the resin.
The magnet powder is an Sm— Co rare earth magnet powder having an intrinsic coercive force of 10 KOe or more, a Curie point of 500 ° C. or more, a maximum particle size of 150 μm, and an average particle size of 2.5 to 50 μm and coated with inorganic glass. The bond magnet contains the inorganic glass in a weight ratio of 10% or less .
請求項48に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス用永久磁石は、樹脂と磁石粉末の混合物からドクターブレード法あるいは印刷法等の成膜法によって成形されていることを特徴とするインダクタンス部品。49. The inductance component according to claim 48 , wherein the biasing permanent magnet is formed from a mixture of resin and magnet powder by a film forming method such as a doctor blade method or a printing method. 請求項48に記載のインダクタンス部品において、前記バイアス永久磁石は、成形圧縮率が20%以上であることを特徴とするインダクタンス部品。49. The inductance component according to claim 48 , wherein the bias permanent magnet has a molding compression ratio of 20% or more. 請求項48に記載のインダクタンス部品において、前記無機ガラスは軟化点が220℃〜500℃であることを特徴とするインダクタンス部品。49. The inductance component according to claim 48 , wherein the inorganic glass has a softening point of 220 [deg.] C. to 500 [deg.] C. 請求項48に記載のインダクタンス部品において、前記SmCo希土類磁石粉末が、Sm(CobalFe0.15〜0.25Cu0.05〜0.06Zr0.02〜0.037.0〜8.5 で表される合金粉末であることを特徴とするインダクタンス部品。In the inductance component according to claim 48, wherein the SmCo rare earth magnet powder, Sm (Co bal Fe 0.15~0.25 Cu 0.05~0.06 Zr 0.02~0.03) 7.0~ An inductance component characterized by being an alloy powder represented by 8.5 . 請求項48に記載のインダクタンス部品において、前記樹脂の含有量は体積比で30%以上であり、該樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液晶ポリマーから選択された少なくとも1種であることを特徴とするインダクタンス部品。49. The inductance component according to claim 48 , wherein the resin content is 30% or more by volume, and the resin is polyimide resin, polyamideimide resin, epoxy resin, polyphenylene sulfide resin, silicon resin, polyester resin, aromatic An inductance component comprising at least one selected from a group polyamide resin and a liquid crystal polymer.
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