JP6807022B2 - 樹脂被膜付き磁心の製造方法および樹脂被膜付き磁心 - Google Patents

Description

本発明は、トランスやリアクトルに用いられる円環状の磁心に熱硬化性樹脂を塗装する樹脂被膜付き磁心の製造方法と樹脂被膜付き磁心に関する。

従来、家電機器、産業機器、車両など多種多様な用途において、インダクタ、トランス、チョーク、モータ等のコイル部品が用いられている。一般的なコイル部品は、磁心（磁性コア）と、その磁心の周囲に巻回されたコイルで構成される場合が多い。かかる磁心には磁性材料として、磁気特性、形状自由度、価格に優れるソフトフェライトが広く用いられている。

近年、電子機器等の電源装置の小型化が進んだ結果、小型・低背で、かつ大電流に対しても使用可能なコイル部品の要求が強くなり、ソフトフェライトと比較して飽和磁束密度が高い金属系磁性材料を使用した磁心の採用が進んでいる。金属系磁性材料としては、例えばＦｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系などのＦｅ系の磁性合金粉末や、Ｆｅ基やＣｏ基のアモルファス合金の粉末や薄帯、ファインメット（登録商標）等のナノ結晶軟磁性合金の粉末や薄帯が用いられている。

フェライトや金属系磁性材料を使用した磁心は、耐衝撃性や絶縁性、耐候性の向上を図るように、磁心の外面を樹脂で塗装して樹脂被膜を形成することが行なわれる。磁心への樹脂塗装には流動浸漬法による塗装を採用する場合が多い。その一例として特許文献１に示された従来の流動浸漬法による塗装方法について図５を用いて説明する。
ロッド１２０に円環状の磁心１００の中空部が通されていて、磁心１００は自重でロッド１２０に吊り下がった状態となっている。磁心１００の内周面１００ｂは図示上方側でロッド１２０の外周面と当接し、図示下方側ではロッド１２０の外周面との間で空間を形成する。磁心１００はロッド１２０から与えられる回転力によって回転し、また、図中にて矢印で例示するように前記ロッド１２０に設けられた噴気孔１３０から気体を噴出させた状態で、磁心１００の全体を前記ロッド１２０とともに図示しない粉体流動槽内の樹脂粉末中に浸漬して塗装が行なわれる。

特開平１１−１９７５８５号 公報

特許文献１ではロッド１２０に形成された噴気孔１３０から気体を噴出させながら粉体塗装することで、樹脂粉末が磁心１００の内周面１００ｂに堆積するのを防止し、樹脂粉末が硬化した内周面１００ｂの樹脂被膜の膜厚が大きくなるのを防いでいる。しかしながらこの方法では複数の磁心１００をロッド１２０に通し、並べて塗装を行なう場合に幾つかの問題がある。１つは図５に示すように複数の磁心１００をロッド１２０に通して並べる場合に、隣り合う磁心１００間に空間Ｓが形成される。空間Ｓから外方へ噴出する気体によって、空間Ｓに樹脂粉体が流入するのが阻害され、磁心の両側面１００ｃ、１００ｄの樹脂被膜の膜厚が磁心の外周側１００ａの厚みに対して薄くなって不均一となり易い問題がある。空間Ｓを広くとれば樹脂粉体の流入阻害は改善されるが、ロッド１２０に通す磁心１００の数を減らさざるを得ない。

また、磁心１００の内周面１００ｂとロッド１２０との間を通る気体によって、気体を噴出させない場合と比べて磁心１００とロッド１２０との間の接触抵抗が小さくなりやすい。そのため、磁心１００の形状や重量バランスの影響を受け易く、磁心を回転させるとロッド１２０の軸方向にも動いて、隣り合う磁心１００が次第に接近して空間Ｓが狭まり、ついには磁心１００同士が接触するなどして磁心側面１００ｃ、１００ｄの塗装が十分に行なわれず、外観品質を損なう場合があった。ロッド１２０の軸方向における磁心の移動を制限するには、仕切りや位置決めのための段差や突起を設けることが有効だが、磁心の内周側への樹脂粉体の流入が一層阻害されて樹脂粉体の供給不足となり、樹脂被膜の膜厚不均一さが増すといった問題が懸念される。

また、樹脂被膜の膜厚が不均一であると、局所的に生じる応力差によって磁心の磁気特性の劣化や樹脂被膜の割れが生じる問題がある。加えて樹脂被膜の収縮や磁心との熱膨張係数差による応力の影響による磁気特性の劣化についても考慮する必要があった。また、磁心の磁性材料として、Ｆｅ基アモルファス合金のような磁歪が大きな材料を用いる場合に磁気特性劣化の影響が大きいといった問題がある。

そこで本発明の目的は、円環状の磁心に熱硬化性樹脂を塗装する樹脂被覆工程を備えた樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、磁心の内周面、外周面および両側面に対して均一な膜厚の樹脂被膜を形成できる樹脂被膜付き磁心の製造方法と、磁気特性に優れた樹脂被膜付き磁心を提供することにある。

本発明は、円環状の磁心に流動浸漬法により粉状の熱硬化性樹脂を塗装する樹脂被覆工程を備えた、樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、前記樹脂被覆工程は、前記磁心を熱硬化性樹脂が溶融する温度以上に加熱する第１工程と、前記熱硬化性樹脂の溶融温度よりも低い温度に調整された回転ロールに複数の磁心を通し、前記回転ロールに支持され軸方向に間隔を持って吊り下がった状態の磁心に、前記回転ロールによって回転力を付与して前記磁心を回転状態とし、磁心の吊り下げ方向において、容器内で流動する粉状の熱硬化性樹脂に磁心の外径側から内径側にわたって浸漬させ、かつ、回転ロールの全体を浸漬させないで塗装する第２工程と、前記第２工程を経た磁心を加熱し、塗装した熱硬化性樹脂を硬化して樹脂被膜とする第３工程を有し、前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂に無機充填材を含ませたエポキシ系樹脂であり、前記樹脂被膜の平均厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下の樹脂被膜付き磁心の製造方法である。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法においては、面取りを施した磁心を用いるのが好ましい。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法においては、前記第３工程において、２００℃以上の温度にて１０分以上連続して加熱するのが好ましい。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法においては、前記第３工程において、磁心を回転ロールに吊り下げた状態で熱硬化性樹脂を硬化しても良いし、磁心を回転ロールから取り外して熱硬化性樹脂を硬化しても良い。またその両方を行なっても良い。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法においては、前記磁心に用いる磁性材料が、磁歪定数λｓの絶対値が３０×１０^−６以下の金属磁性材料であるのが好ましい。更に好ましくは、金属磁性材料をＦｅ基アモルファス合金とし、前記磁心は金属ＣｕをＣｕの粉末として含み、Ｆｅ基アモルファス合金の粉末とＣｕの粉末の総量を１００質量％とするとき、Ｃｕの粉末を７質量％以下とするのが好ましい。Ｃｕを含むことで磁心の占積率が向上し、透磁率を維持しながら磁心損失を低減することが出来る。また、非磁性体であるＣｕの粉末が７質量％を超えると、占積率の向上によって維持されていた透磁率が低下を始め、得られる飽和磁束密度も低下する。また、前記Ｆｅ基アモルファスの粉末と樹脂被膜の熱膨張係数の差は７０ｐｐｍ／℃以内であるのが好ましい。熱膨張係数の差が小さいほど磁心に作用する応力を小さく出来て磁心損失の増加を抑制し、また樹脂被膜にクラック等の欠陥が生じるのを防ぐことが出来る。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法においては、樹脂被膜の平均厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましい。樹脂被膜の厚みが１５０μｍ未満であるとピットが生じやすくなって樹脂被膜に期待する諸特性（耐衝撃性や絶縁性、耐候性）が得られない場合があり、１５０μｍ以上の厚みで、平均厚みとしては２００μｍ以上であるのが好ましい。
また、樹脂被膜の平均厚みを５００μｍ超としても、前記諸特性の向上は僅かであるし、外形寸法が大きくなり、内周側の領域が狭まって巻線が困難になる場合がある。また、樹脂被膜の厚みが増せば磁心に与えられる応力も増加し磁心損失の増加を招くため、磁歪の小さな磁性材料を使用するなどの制限が生じ、材料選択の自由度を狭めてしまうため、平均厚みは５００μｍ以下とするのが好ましい。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法においては、前記無機充填材は樹脂被膜に低熱膨張性を与え、絶縁性や耐燃性であれば特には限定されないが、特にはＣａＣＯ_３又はＳｉＯ_２の粉末であるのが好ましい。前記無機充填材の粉末の平均粒径は形成する樹脂被膜の厚みやその強度、熱硬化樹脂への混合・分散性等を考慮して適宜設定され得るが、得ようとする樹脂被膜の平均厚みが５００μｍ以下であれば、平均粒径が０．２μｍ〜５μｍであって、樹脂被膜の平均厚みの１０％以上の粗粒を篩で分級して除くのが好ましい。また、無機充填材の含有量は、樹脂被膜の強度や溶融時の流動性から熱硬化性樹脂に対して１０質量％から６０質量％であるのが好ましい。

また本発明は、磁心の表面を熱硬化性樹脂で被覆した樹脂被膜付き磁心であって、前記磁心は磁歪定数λｓが絶対値として３０×１０^−６以下の金属磁性材料を主体とし、前記熱硬化性樹脂は無機充填材を含み、前記磁心表面に直接被覆された樹脂被膜の平均厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下であって、最大磁束密度１５０ｍＴ、周波数２０ｋＨｚの条件で磁心損失Ｐｃｖが１９０ｋＷ／ｍ^３未満の樹脂被膜付き磁心である。

樹脂被膜付き磁心の樹脂被膜に含む無機充填材はＣａＣＯ_３又ＳｉＯ_２の粉末であるのが好ましい。

樹脂被膜付き磁心に用いる磁心は、Ｆｅ基アモルファス合金の粉末とＣｕの粉末を含み、Ｆｅ基アモルファス合金の粉末とＣｕの粉末の総量を１００質量％とするとき、Ｃｕの粉末を７質量％以下含み、磁心の占積率が７５％以上であるのが好ましい。

本発明は、円環状の磁心に熱硬化性樹脂を塗装する樹脂被覆工程を備えた樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、磁心の内周面、外周面および両側面に対して均一な膜厚の樹脂被膜を形成できる樹脂被膜付き磁心の製造方法と、磁気特性に優れた樹脂被膜付き磁心を提供することが出来る。

本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法の工程を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法の第２工程において、塗装装置の動作を説明するための要部拡大断面図である。 図２（ｃ）のａ−ａ’断面矢視図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法で得られる樹脂被膜付磁心を示す正面図であり、（ｂ）は （ａ）におけるｂ−ｂ’断面を示す斜視図である。 従来例に示された流動浸漬法による塗装装置の動作を説明するための要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法について具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。なお、図の一部又は全部において、説明に不要な部分は省略し、また説明を容易にするために拡大または縮小等して図示した部分がある。また説明において示される寸法や形状、構成部材の相対的な位置関係等は特に断わりの記載がない限りは、それのみに限定されない。さらに説明においては、同一の名称、符号については同一又は同質の部材を示していて、図示していても詳細説明を省略する場合がある。

本発明の樹脂被膜付き磁心の製造方法は、流動浸漬法により環状の磁心をコーティングするための方法であって、加熱された円環状の磁心の中空部に回転ロールを通し、回転ロールにより磁心を回転させつつ、容器内の所定の深さまで、且つ所定の時間で粉状の熱硬化性樹脂に浸漬させ、加熱した磁心の熱により熱硬化性樹脂の粉末を溶融するとともに、磁心表面を溶融樹脂でコーティングする。その後、磁心を所定温度で所定の時間加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させて樹脂被膜とする。

図１は本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法の工程を示す図である。また図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法の第２工程において、塗装装置の動作を説明するための要部拡大断面図である。図３は図２（ｃ）のａ−ａ’断面矢視図である。また、図４（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る樹脂被膜付き磁心の製造方法で得られる磁心を示す正面図と一部断面を示す斜視図である。

樹脂被膜付き磁心の製造方法では円環状の磁心に流動浸漬法により熱硬化性樹脂を塗装する。前記樹脂被覆工程は複数の工程に分かれ、大別すれば図１に示した第１〜第３工程に区分される。第１工程では磁心を熱硬化性樹脂が溶融する温度に加熱する。次いで第２工程では磁心のもつ余熱で熱硬化性樹脂の粉末を溶融して磁心の表面を塗装する。そして第３工程では塗装した熱硬化性樹脂を硬化して樹脂被膜を完成する。

塗装される磁心の材質は、前述のソフトフェライトや金属系磁性材料など特に制限されない。またその形態も材質に応じて焼結体、巻磁心、積層磁心、圧粉磁心などのいずれであっても良い。好ましくは、飽和磁束密度や磁心損失に優れる圧粉磁心であって、用いる磁性材料は、例えば磁歪定数λｓが３０×１０^−６以下のＦｅ基アモルファス合金を用いるのが好ましい。Ｆｅ基アモルファス合金は例えばＦｅ−Ｂ−Ｓｉ系の合金である。Ｆｅ基アモルファス合金は粉末にして用いられるが、更にＣｕの粉末を加えて、Ｃｕの粉末をＦｅ基アモルファス合金の粉末の間に分散させ、エポキシ系等の樹脂バインダーで結着して構成しても良い。Ｆｅ基アモルファス合金の粉末とＣｕの粉末の総量１００質量％に対してＣｕの粉末を７質量％以下とすれば、Ｃｕの粉末は非磁性であるものの、成形時の圧縮性を高めて占積率を高め透磁率の低下を抑えつつ磁心損失を低減することが出来る。より好ましく０．１質量％〜１．５質量％である。また、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系などのＦｅ系の磁性合金のアトマイズ粉末を用いても良い。また金属系磁性材料を用いる磁心では、体積に占める磁性体の割合で表される占積率が７５％以上であるのが好ましい。

磁心２の形状は中空部を有する実質的な円環状であれば良く、ここで実質的な円環状とは磁心の内周側（中空部）や磁心２の外周部が、円、あるいは楕円形状や多角形状であっても円に近似可能な形状となっていて、回転ロール５０の回転に伴って回転可能な形状であれば良く、凹凸などの変形が加えられていてもかまわない。また寸法は本発明の効果が得られる範囲で適宜設定され得るが、回転ロール５０の径寸法や、与えられる回転力などを考慮すれば、外径２０〜７５ｍｍ、内径１０〜５０ｍｍ、高さ５〜２５ｍｍ程度であるのが望ましい。

第１工程において、磁心２を熱硬化性樹脂が溶融する温度以上の高温となるように加熱する。加熱温度は熱硬化性樹脂の種類や磁心材質等に応じて適宜設定され得るが、例えば、１３０〜３５０℃程度の範囲から選択できる。加熱炉は、恒温槽やリフロー炉等、周知の装置が利用出来る。

第２工程において、磁心の余熱を利用し熱硬化性樹脂の粉末を溶融して塗装する。図２に示すように、塗装には複数の磁心２を挿通可能な回転ロール５０と、前記回転ロール５０を回転させるための回転機構（図示せず）と、熱硬化性樹脂の粉体が収められた容器である粉体流動槽１５０と、前記磁心２を熱硬化性樹脂の粉体に浸漬するため、回転ロール５０又は粉体流動槽１５０を上下動させる昇降手段（図示せず）と、前記回転ロール５０の温度調整を行なう冷却機構（図示せず）を備えた塗装装置２００を用いるのが好ましい。粉体流動槽１５０内では、図３に示すように、その下部の気体流路１３５から多孔質板１２５を介して気体が送り込まれていて、熱硬化性樹脂の粉体は流動状態となっている。

次に第２工程について作業順に詳細に説明を行なう。
まず、串状の回転ロール５０に複数の磁心２を通す（図２（ａ）〜（ｂ））。その際、回転ロール５０は回転状態であっても良いが、回転を停止した状態で作業を行う方が容易で好ましい。回転ロール５０は熱硬化性樹脂の溶融温度よりも低い温度に保たれている。回転ロール５０を温度調整することで、回転ロール５０自体に熱硬化性樹脂が溶着するのを防いでいる。また回転ロール５０と磁心２の内周面との間に巻き込んだ熱硬化性樹脂の粉末は、回転ロール５０及び磁心２の回転とともに余剰分として容器に排出されて、磁心２の内周側の樹脂被膜厚みが無用に厚くなるのを防いでいる。そのため回転ロール５０の温度は、熱硬化性樹脂の溶融温度Ｔｍよりも低く、１０℃〜８０℃で調整するのが好ましい。また、回転ロール５０に吊り下がった状態の磁心２の下端側の内周面２ｂから回転ロール５０の外周面５０ａまでの間隔が狭いと、回転ロール５０と磁心２の内周面２ｂとの間に入り込んだ熱硬化性樹脂の粉末の余剰分が排出されにくくなって、磁心２の回転を妨げる場合もあるので、前記間隔は２ｍｍ以上となるように構成するのが好ましい。

軸方向の間隔Ｓを持って回転ロール５０に支持され吊り下がった状態の複数の磁心２は、前記回転ロール５０によって回転力を付与される。回転ロール５０からの回転力で磁心２が回転するが、磁心の回転速度が遅いと樹脂被膜の厚みが不均一になりやすく、速いと熱硬化性樹脂の粉末を回転ロール５０と磁心２の内周面との間に巻き込み易くなる。そのため回転ロール５０の回転は樹脂被膜の状態に応じて適宜設定されるが、前述した磁心の寸法であれば、磁心に２５〜３００ｒｐｍ程度の回転速度を与える設定であるのが好ましい。

回転ロール５０の根元側は塗装装置２００の内部にまで及び、塗装装置２００内の図示しないモータの回転がギア等の伝達手段を介して回転ロール５０に与えられる。また、塗装装置２００内に冷却機構を設けて、回転ロール５０をその根元側から空冷あるいは水冷して温度調整を行なうのが好ましい。また冷却水を通す回転式ヒートパイプ構造としても良い。回転ロール５０の材質は、強度や熱伝導性等によるが、例えばステンレスであるのが好ましい。回転ロール５０を、開口した中空状としたスリーブと、そこに熱伝導性に優れるＣｕなどの良熱伝導性金属を埋めた一体構造体として熱伝導性を改善しても良い。

回転ロール５０の外径は、磁心を支持し、熱硬化性樹脂の粉末の中で磁心を回転させるに十分な駆動力を与えることが出来る寸法であることが必要である。また、熱硬化性樹脂の粉末が磁心２の内径側へ流入するのを阻害せず、且つ巻き込みを防ぐには、前述した回転ロールの外周と磁心の内周との間隔を確保すれば良いが、更には回転ロールの外径Ｄ１が磁心の内径Ｄ２よりも十分に小さいことが望ましい。好ましくは回転ロールの外径Ｄ１と磁心の内径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が、０．２以上０．９６以下であるのが好ましい。

次に磁心２を回転状態のまま粉体流動槽１５０内で流動する熱硬化性樹脂の粉末１７０に浸漬した後、引き上げる（図２（ｃ）〜（ｄ））。回転ロール５０又は粉体流動槽１５０が図示しない昇降手段によって上下動が可能であって、どちらかを移動させることで、磁心２を熱硬化性樹脂の粉末１７０に浸漬することが出来る。昇降手段を制御することで、粉体流動槽１５０内で流動する熱硬化性樹脂の粉末１７０に磁心２を回転させながら所定の浸漬深さで所定の時間、浸漬することが出来る。

図４に示したように磁心２の熱硬化性樹脂の粉末１７０への浸漬深さＤは、磁心２の外周の吊り下げ方向の下端から粉体流動槽１５０から現われる熱硬化性樹脂の粉末１７０の表面１７５までの距離で規定される。通常熱硬化性樹脂の粉末１７０は流動状態であって、その表面は不規則に波打っている。従って本発明においては、磁心の吊り下げ方向において磁心の外径側から内径側にわたって容器内で流動する粉状の熱硬化性樹脂に浸漬している状態を「磁心２の内径側を超えて浸漬する」とする。また回転ロール５０の下端側５０ａが硬化性樹脂の粉末に完全に埋もれない状態であれば「回転ロールは浸漬しない」とする。いずれも状態も目視確認により判断すれば良い。

磁心２の浸漬深さの上限位置（これ以上は浸漬させない位置）を規定し、磁心２全体を熱硬化性樹脂の粉末１７０に浸漬させないようにすることで、粉末に浸漬することで生じる抵抗を低減し、もって磁心２の回転を安定に維持し、浸漬する磁心の部位を回転にムラなく更新することが出来る。

また磁心２の一部のみを粉末に浸漬するので浸漬深さを浅くすることが出来るので、所定の浸漬深さで磁心２を保持し、保持時間によって樹脂被膜の厚みをコントロールするのが容易となる。この場合、粉末に浸漬する、あるいは引き出す速度が遅いと、自ずと磁心が粉末に浸漬している時間も長くなるので、ともに浸漬する速度を６ｍ／分以上とするのが望ましい。また時間にすれば０．５秒未満とするのが望ましい。また、浸漬深さで磁心２を保持することなく、浸漬させたい深さに至るまでの速度や引き出す速度によって塗装時間をコントロールして所望の樹脂被膜厚みとしても良い。

浸漬時間は、得ようとする被膜の厚みによって調整され得るが、５００μｍ以下の平均厚みであれば５秒未満であるのが好ましい。ここで浸漬時間は、磁心２の外周側が熱硬化性樹脂の粉末１７０と接触している全体の時間とする。被膜の厚みが全体的に厚くなるほど表面の樹脂が半融解状態になりやすく被膜の面粗さが粗くなって、再び熱を加えて表面の樹脂を完全に溶かす処理が必要となり、被膜厚みの均一性が得られ難くなる場合がある。

用いる熱硬化性樹脂の粉末は、エポキシ樹脂に無機充填材を含ませたエポキシ系樹脂とするのが好ましい。熱硬化性樹脂の粉末の粒径は磁心の外形寸法にもよるが、流動性や被膜厚みの均一性から１０μｍ〜３００μｍであるのが好ましい。無機充填材は熱硬化性樹脂の樹脂被膜の機械的強度の向上と低熱膨張化に寄与するものであれば特に限定されない。更に絶縁性を向上するものあれば一層好ましい。無機充填材は、例えば酸化チタン、アルミナ、シリカ等の酸化物や、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等を用いることが出来る。無機充填材の含有量は、熱硬化性樹脂の全固形分中の１０質量％〜６０質量％であるのが好ましい。無機充填材が多いと溶融した熱硬化性樹脂の流動性が悪くて、被膜の厚みにばらつきが生じる場合がある。また少ないと、機械的強度の向上と低熱膨張化への寄与が十分に成されない場合がある。磁心に用いる磁性材料にＦｅ基アモルファス合金の粉末を用いる場合には、Ｆｅ基アモルファス合金と樹脂被膜の熱膨張係数の差が７０ｐｐｍ／℃以内であるのが好ましい。

エポキシ樹脂は特には限定されないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂をはじめ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂等を用いても良い。

エポキシ系樹脂は硬化剤を含み更に硬化促進剤を含んでも良い。硬化剤は例えばフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤を用いても良い。硬化促進剤も特に限定されないが、熱硬化性樹脂を構成する樹脂成分と相溶性のあるイミダゾール化合物であるのが好ましい。

第３工程では前記第２工程を経た磁心を加熱して熱硬化性樹脂を硬化して樹脂被膜１０を完成する。磁心が持つ余熱だけでは熱硬化性樹脂の硬化が不十分である場合があるので、第１工程の温度よりも高温で加熱するのが好ましい。特にはエポキシ樹脂に無機充填材を含むエポキシ系樹脂は硬化に必要な時間が長くなり易いため、例えば２００℃以上の温度にて、１０分以上連続して加熱するのが望ましい。

得られる磁心の樹脂被膜１０は、外周側１０ａ、内周側１０ｂ、第１側面側１０ｃ、第２側面側１０ｄの全体において２００μｍ以上５００μｍ以下の平均厚みであるのが好ましい。

また樹脂被膜付き磁心１に導線を巻く場合、磁心に面取りされない角部があると、被膜厚みが薄くなって、そこに導線が当たって局部的に応力が集中し易く、樹脂被膜１０の割れが生じる場合がある。そのため、磁心はその内周側及び外周側の角部を面取りしたものを使用するのが好ましい。図４（ｂ）に示すように、磁心２の内外周の角部に面取り設けることによって、磁心２の回転を妨げるバリが除去される点でも好ましい。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。また説明においては、磁心に用いる磁性材料をＦｅ基アモルファス合金とするが、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定する趣旨のものではない。

（磁心の作製）
Ｆｅ基アモルファス合金として、日立金属株式会社製Ｍｅｔｇｌａｓ（登録商標）２６０５ＳＡ１材とエプソンアトミックス株式会社製のＦｅ_７４Ｂ_１１Ｓｉ_１１Ｃ_２Ｃｒ_２材（アトマイズ粉末；平均粒径Ｄ５０＝６μｍ）を用いた。２６０５ＳＡ１材は厚みが２５μｍの薄帯で供給され、これを粉砕した。得られた粉砕粉末を目開き１０６μｍ（対角１５０μｍ）の篩に通し、次いで目開き３５μｍ（対角４９μｍ）の篩により通過する粉砕粉末を除去した。篩で分級した粉砕粉末にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）処理してシリコン酸化物被膜が形成された粉末を得た。また、Ｃｕの粉末は日本アトマイズ加工株式会社製ＨＸＲ−Ｃｕ材、平均粒径（Ｄ５０）５μｍの球状粉末を用いた。なお磁心の構成主体であるＦｅ基アモルファス合金の２６０５ＳＡ１材の熱膨張係数は７．６×１０^−６／℃、磁歪は２７×１０^−６である。後述するように、磁心はＦｅ基アモルファス合金の粉砕粉末を主体とするものであるので、本発明者の知見によれば、磁心の熱膨張係数や磁歪は２６０５ＳＡ１材の値を参考に出来て、２６０５ＳＡ１材の占める割合が９０質量％以上であれば磁心の値と見なすことが出来る。

Ｆｅ基アモルファス合金の粉砕粉末を９１．５質量％、アトマイズ粉末を７質量％およびＣｕの粉末を１．５質量％として、その総量が１００質量％となるように秤量した。さらに、それ等の粉末、合計１００質量％に対して、高温用バインダーとしてフェニルメチルシリコーン（旭化成ワッカーシリコーン株式会社製ＳＩＬＲＥＳ Ｈ４４）を１質量％、有機バインダーとしてアクリル樹脂（昭和高分子株式会社製ポリゾールＡＰ−６０４）を１．５質量％とし、前記粉砕粉末等とともに混合した後、１２０℃で１０時間乾燥し混合粉とした。

得られた混合粉を目開き４２５μｍの篩を通して造粒粉を得て、この造粒粉にステアリン酸亜鉛４０ｇを混合した後、プレス機を使用して、外径３３ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１２．５ｍｍの円環状になるように、圧力２ＧＰａ、保持時間２秒で圧粉成形した。得られた成形体の内周側角部、外周側角部をＣ１．５の面取りを施した。面取り後の成形体に恒温槽にて、大気雰囲気中、ピーク温度４００℃、保持時間１時間の熱処理を施して、占積率が７９％の磁心を得た。

（樹脂被覆工程）
（第１工程）
磁心を加熱処理して試料温度で１７０℃以上となるように、メッシュベルト式の連続熱処理炉を使ってピーク温度２１５℃で５分間加熱した。

（第２工程）
図２及び図３に示した塗装装置を用いて流動浸漬法により熱硬化性樹脂を塗装した。
熱硬化性樹脂は次の３種を準備した。一つ（試料Ｎｏ．１）は住友ベークライト株式会社製のエポキシ樹脂粉体塗料、スミライトレジン（登録商標）ＥＣＰシリーズで、シリカを無機充填材とした溶融温度が１００℃、硬化後の熱膨張係数が４５ｐｐｍ／℃の熱硬化性樹脂の粉末（以下樹脂粉末Ａとする）である。
二つ目（試料Ｎｏ．２）は、炭酸カルシウムを無機充填材とした溶融温度が１５５℃、硬化後の熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃の熱硬化性樹脂の粉末（以下樹脂粉末Ｂとする）である。
三つ目（試料Ｎｏ．４，５）は、ソマール株式会社製のエポキシ樹脂粉体塗料エピフォームＦ−２３５を用い、溶融温度が８０℃、硬化後の熱膨張係数が６５ｐｐｍ／℃の熱硬化性樹脂の粉末（以下樹脂粉末Ｃする）である。比較例として用いたエピフォームＦ−２３５は無機充填材を含まない。

外径がφ１０ｍｍで２０℃に調整された回転ロール５０に磁心２に通して、２０ｍｍの間隔をもって６個並べた。回転ロール５０の外周と磁心２の内周の吊り下げ方向（鉛直方向）の間隔は１０ｍｍである。回転ロール５０を回転して磁心２の回転速度を４０ｒｐｍとし、浸漬深さＤは、＊Ｎｏ．３を除いて吊り下げ方向の下端側の磁心内周面と回転ロールの外周面の間の略中間とし、＊Ｎｏ．３については磁心全体を熱硬化性樹脂の粉末に浸漬される２条件とし、浸漬深さを維持する浸漬時間をＮｏ．１、＊Ｎｏ．４、を３．５秒とし、Ｎｏ．２では４秒とし、＊Ｎｏ．３では２秒とし、＊Ｎｏ．５では５秒として流動浸漬することにより塗装した。

（第３工程）
熱硬化性樹脂を塗装した磁心を加熱処理し、メッシュベルト式の連続熱処理炉を使ってピーク温度２２０℃で１０分間加熱して硬化処理して樹脂被膜付き磁心１を得た。
作製した樹脂被膜付き磁心について表１に条件を纏める。表中、比較例の試料にはＮｏ．に＊を付与して区別している。

（評価方法および結果）
以上の工程により作製した各樹脂被膜付き磁心について、磁心損失、膜厚の評価を行った。

（磁心損失Ｐｃｖ）
磁心を被測定物とし、一次側巻線と二次側巻線とをそれぞれ５１ターンと１７ターン巻回し、岩通計測株式会社製Ｂ−ＨアナライザーＳＹ−８２３２により、最大磁束密度１５０ｍＴ、周波数２０ｋＨｚの条件で磁心損失Ｐｃｖ（ｋＷ／ｍ^３）を室温で測定した。

（膜厚）
図４に示すように、樹脂被膜付き磁心１０を切断機で中心を通る径方向に切断し、分割された円弧状の磁心１０の一方側の断面にて観察される外周側の樹脂被膜１０ａ、内周側の樹脂被膜１０ｂ、第１側面の樹脂被膜１０ｃ、第２側面の樹脂被膜１０ｄの厚みを、万能投影機を使用して計測した。被膜の厚みは磁心表面を基準とする被膜の最も厚い部分までの距離とした。

表２に試料Ｎｏ．１，２，及び＊Ｎｏ．４，５の平均被膜厚みと磁心損失の関係を示す。平均被膜厚みは、１試料における二側面と内外周面の厚みの平均値である。無機充填材を含む樹脂粉末Ａ（Ｎｏ．１），Ｂ（Ｎｏ．２）を用いた樹脂被膜付き磁心は、無機充填材を含まない樹脂粉末Ｃを用いた樹脂被膜付き磁心（＊Ｎｏ．４、＊Ｎｏ．５）よりも低損失となった。

浸漬深さを異ならせた試料Ｎｏ．１と＊Ｎｏ．３について、表３に試料数ｎ＝１２での被膜厚みの平均値（試料全体での二側面側と内外周面側の樹脂被膜の厚みの平均）と標準偏差σ、磁心の内周側被膜厚みの平均値（Ｔｉａ）と外周側被膜厚みの平均値（Ｔｏａ）との差（Ｔｉａ− Ｔｏａ）を示す。試料Ｎｏ．１の被膜厚みのばらつきは＊Ｎｏ．３と較べて小さく、内外周での被膜厚みの差も小さいものとなった。

実施例の試料Ｎｏ．１では、比較例の試料＊Ｎｏ．３に比べて、被膜厚みの最大値と最小値の差が小さく、磁心全体で均一な厚みの樹脂被膜を形成できる。また磁心の全体を樹脂粉末に浸漬しなくても、樹脂被膜の表面は滑らかでピットは認められなかった。本発明によれば磁心にピットが無く全体で均一な膜厚の樹脂被膜を形成できる。また得られた樹脂被膜付き磁心は耐衝撃性や絶縁性、耐候性に優れるとともに、磁心損失に優れたものとなる。

１ 樹脂被膜付き磁心
２ 磁心
１０ 樹脂被膜
５０ 回転ロール
１２０ ロッド
１２５ 多孔質板
１３０ 噴気孔
１３５ 気体流路
１５０ 粉体流動槽
２００ 塗装装置

Claims (9)

1. 円環状の磁心に流動浸漬法により粉状の熱硬化性樹脂を塗装する樹脂被覆工程を備えた、樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記樹脂被覆工程は、
   前記磁心を熱硬化性樹脂が溶融する温度以上に加熱する第１工程と、
   前記熱硬化性樹脂の溶融温度よりも低い温度に調整された回転ロールに複数の磁心を通し、前記回転ロールに支持され軸方向に間隔を持って吊り下がった状態の磁心に、前記回転ロールによって回転力を付与して前記磁心を回転状態とし、磁心の吊り下げ方向において、容器内で流動する粉状の熱硬化性樹脂に磁心の外径側から内径側にわたって浸漬させ、かつ、回転ロールの全体を浸漬させないで塗装する第２工程と、
   前記第２工程を経た磁心を加熱し、塗装した熱硬化性樹脂を硬化して樹脂被膜とする第３工程を有し、
   前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂に無機充填材を含ませたエポキシ系樹脂であり、
   前記樹脂被膜の平均厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下である樹脂被膜付き磁心の製造方法。
2. 請求項１に記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   面取りを施した磁心を用いる樹脂被膜付き磁心の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記第３工程において、２００℃以上の温度にて１０分以上連続して加熱する樹脂被膜付き磁心の製造方法。
4. 請求項３に記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記第３工程において、磁心を回転ロールに吊り下げた状態で熱硬化性樹脂を硬化する樹脂被膜付き磁心の製造方法。
5. 請求項３又は４に記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記第３工程において、磁心を回転ロールから取り外して熱硬化性樹脂を硬化する樹脂被膜付き磁心の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記磁心に用いる磁性材料が、磁歪定数λｓの絶対値が３０×１０^−６以下の金属磁性材料である樹脂被膜付き磁心の製造方法。
7. 請求項６に記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記磁心はＦｅ基アモルファス合金の粉末とＣｕの粉末を含み、Ｆｅ基アモルファス合金の粉末とＣｕの粉末の総量を１００質量％とするとき、Ｃｕの粉末を７質量％以下含むようにした樹脂被膜付き磁心の製造方法。
8. 請求項７に記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記Ｆｅ基アモルファス合金の粉末と樹脂被膜の熱膨張係数の差が７０ｐｐｍ／℃以内である樹脂被膜付き磁心の製造方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の樹脂被膜付き磁心の製造方法であって、
   前記無機充填材がＣａＣＯ_３又はＳｉＯ_２の粉末である樹脂被膜付き磁心の製造方法。
   

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