JP6902666B1 - 圧粉磁芯の製造方法及び圧粉磁芯 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも一部が被覆された磁性体粉末を金型内で所定温度で加熱しながら加圧して圧粉磁芯を製造する方法であって、
前記金型は、ダイスと、上パンチと、下パンチとで構成されており、
前記上パンチは、上下方向において前記下パンチの上方に位置しており、
前記金型には、低温部と、高温部とが設けられており、
前記低温部の温度は、前記高温部の温度よりも10℃以上低い
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記高温部は、前記ダイスである
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記金型には、付加的高温部が更に設けられており、
前記付加的高温部は、前記下パンチであり、
前記付加的高温部の温度は、前記低温部の温度よりも10℃以上高い
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記ダイスは、前記上下方向において下方に向かって先細りとなる内壁を有しており、
前記低温部は、前記上パンチである
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記上パンチは、複数の部材を組み合わせて構成されており、
前記複数の部材は、低温用部材と、高温用部材とを含んでおり、
前記金型には、補助的高温部が更に設けられており、
前記低温部は、前記低温用部材であり、
前記補助的高温部は、前記高温用部材であり、
前記補助的高温部の温度は、前記低温部の温度よりも10℃以上高い
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記加圧の際に前記圧粉磁芯の非晶質相中にナノ結晶が析出する
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記磁性体粉末の結晶化温度は、前記所定温度より低い
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
前記磁性体粉末の一部は、被覆されていない
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
少なくとも一部が被覆された磁性体粉末を含有する圧粉磁芯であって、
前記磁性体粉末は、ナノ結晶を含有しており、
前記圧粉磁芯は、第1面と、第2面と、周面とを有しており、
前記第1面は、所定方向における第1方位に向いており、
前記第2面は、前記第1方位の逆方位である第2方位に向いており、
前記周面は、前記所定方向と直交する直交方向と交差しており、
前記第1面の結晶化度をC1、前記第2面の結晶化度をC2、前記周面の結晶化度をCとしたとき、max(C1,C2,C)−min(C1,C2,C)≧1を満たしている
圧粉磁芯を提供する。
max(C1,C2,C)=Cである
圧粉磁芯を提供する。
少なくとも一部が被覆された磁性体粉末を含有する圧粉磁芯であって、
前記磁性体粉末は、ガラス転移点を有する金属ガラスであり、
前記圧粉磁芯は、第1面と、第2面と、周面とを有しており、
前記第1面は、所定方向における第1方位に向いており、
前記第2面は、前記第1方位の逆方位である第2方位に向いており、
前記周面は、前記所定方向と直交する直交方向と交差しており、
前記第1面の表面抵抗値をR1、前記第2面の表面抵抗値をR2、前記周面の表面抵抗値をRとしたとき、min(R1,R2,R)/max(R1,R2,R)≦0.95を満たしている
圧粉磁芯を提供する。
max(R1,R2,R)=Rである
圧粉磁芯を提供する。
図1に示されるように、本実施の形態の圧粉磁芯600は、被覆110された磁性体粉末100を含有している。なお、本発明はこれに限定されず、圧粉磁芯600は、少なくとも一部が被覆110された磁性体粉末100を含有していればよい。即ち、一部の磁性体粉末100は、被覆されていなくてもよい。
本実施の形態の磁性体粉末100は、非晶質相中にナノ結晶を含有している。即ち、磁性体粉末100は、熱処理により非晶質中にナノ結晶が析出するものであり、具体的には、Fe−B−Si−P−C−Cu系、Fe−B−Si−Nb−Cu系、Fe−(Nb,Zr)−B系などである。磁性体粉末100は、結晶化温度Tcを有している。
本実施の形態の被覆110は、磁性体粉末100の絶縁および機械強度向上を目的として施されている。被覆110は、樹脂等の有機物や、金属酸化物等の無機物で構成されている。ここで、被覆110を構成する樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂など熱硬化性樹脂や、PPS樹脂、PEEK樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、被覆110を構成する無機物としては、アルミナ、シリカ、マグネシアなどの金属酸化物や、リン酸塩系、ホウ酸塩系、ケイ酸塩系などの低融点ガラス、ポリシラン、ポリシラザンなどの無機高分子が挙げられる。なお、被覆110は、有機物のみで構成されていてもよいし、無機物のみで構成されていてもよいし、有機物と無機物の複合材で構成されていてもよい。より詳しくは、被覆110を、磁性体粉末100の表面に接する内層であって無機物で形成されている内層と、この内層の外側に位置する外層であって有機物で形成されている外層との、2層構造で構成してもよい。なお、被覆110は、複数の材料を併用しても良く、異なる材料で2層またはそれ以上の多層構造を形成しても良い。
図1から図6までを参照して、本実施の形態の圧粉磁芯600は、以下のように製造される。
被覆工程においては、圧粉磁芯600の原料として、表面に被覆110を施した磁性体粉末100を準備する。なお、本発明はこれに限定されず、被覆110を施した磁性体粉末100に被覆されていない磁性体粉末100を混合し、この混合物を原料として以降の工程に供してもよい。
被覆工程の遂行後、磁性体粉末100を予備成型する。
図4を参照して、予備成形工程の遂行後、予備成形された成形体を所定の金型300内に収容する。本実施の形態の圧粉磁芯600の製造に使用される金型300について、以下詳述する。
図4から図6までを参照して、充填工程の遂行後、磁性体粉末100を金型300内で加圧しながら加熱し、成形体としての圧粉磁芯600を得る。即ち、本実施の形態の圧粉磁芯600は、被覆110された磁性体粉末100を金型300内で所定温度Tで加熱しながら加圧して製造される。なお、本発明はこれに限定されず、圧粉磁芯600は、少なくとも一部が被覆110された磁性体粉末100を金型300内で所定温度Tで加熱しながら加圧して製造してもよい。換言すれば、圧粉磁芯600は、被覆110された磁性体粉末100と被覆されていない磁性体粉末100とを金型300内で所定温度Tで加熱しながら加圧して製造してもよい。なお、所定温度Tは、磁性体粉末100の結晶化温度Tcよりも高い。
本実施の形態の磁性体粉末100Aは、ガラス転移点を有する金属ガラスであり、具体的には、FePCBSiGa系や、FeSiBM(Mは遷移金属)系、FePBM(Mは遷移金属)系である。磁性体粉末100Aは、ガラス転移温度Tgを有している。
本実施の形態の被覆110Aは、磁性体粉末100Aの絶縁および機械強度向上を目的として施されている。被覆110Aは、樹脂等の有機物や、金属酸化物等の無機物で構成されている。ここで、被覆110Aを構成する樹脂としては、第1の実施の形態の被覆110と同様のものが利用可能である。
図3から図9までを参照して、本実施の形態の圧粉磁芯600Aは、以下のように製造される。
図9を参照して、予備成形工程の遂行後、磁性体粉末100Aを所定の金型300内に充填する。本実施の形態の金型300は、上述の第1の実施の形態の金型300と同様な構造を有しているため、詳細な説明は省略する。
図9及び図4から図6までを参照して、充填工程の遂行後、磁性体粉末100Aを金型300内で加圧しながら加熱し、成形体としての圧粉磁芯600Aを得る。即ち、本実施の形態の圧粉磁芯600Aは、被覆110Aされた磁性体粉末100Aを金型300内で所定温度TAで加熱しながら加圧して製造される。なお、本発明はこれに限定されず、圧粉磁芯600Aは、少なくとも一部が被覆110Aされた磁性体粉末100Aを金型300A内で所定温度TAで加熱しながら加圧して製造してもよい。換言すれば、圧粉磁芯600Aは、被覆110Aされた磁性体粉末100Aと被覆されていない磁性体粉末100Aとを金型300内で所定温度TAで加熱しながら加圧して製造してもよい。
図10を参照して、磁性体粉末100,100Aの金型300Bへの充填及び加圧成型は、上述の実施の形態と同様に実施される。
変形例おいても、以上のように所定の条件で加圧・加熱を行うことにより、被覆110,100Aされた磁性体粉末100,100Aを含有する圧粉磁芯600,600Aが得られる。
磁性体粉末100として、Fe80.9Si3B6P8.5Cr1Cu0.6(at%)を使用し、P2O5−ZnO−R2O系のコーティング剤を全体に対して重量比1.0wt%となるように混合して磁性体粉末100に絶縁被覆を施したうえで、被覆110された磁性体粉末100とバインダーとしてのフェノール樹脂とを、バインダーが全体に対して重量比0.4wt%となるように混合して混合物を作製する。この混合物(重量:37g)を金型300に充填し、成形圧力8t/cm2及び下表1の温度条件にて加圧成型し、長さ55.69mm、幅23mm、厚さ4.5mmの圧粉磁芯を作製した。なお、Fe80.9Si3B6P8.5Cr1Cu0.6は、αFeの析出温度(結晶化温度Tc)は400℃であり、Fe−B化合物の析出温度は499℃であった。作製された圧粉磁芯の評価結果を表1に示す。
磁性体粉末100AとしてFe77.1B14.4P5.5Cr1Nb2(at%)の金属ガラス粉末を使用し、P2O5−ZnO−R2O系のコーティング剤を全体に対して重量比1.0wt%となるように混合して磁性体粉末100Aに絶縁被覆を施したうえで、被覆110された磁性体粉末100Aとバインダーとしてのフェノール樹脂とを、バインダーが全体に対して重量比0.4wt%となるように混合して混合物を作製する。この混合物(重量:37g)を金型300に充填し、成形圧力8t/cm2及び下表3の温度条件にて加圧成型し、長さ55.69mm、幅23mm、厚さ4.5mmの圧粉磁芯を作製した。なお、金属ガラス粉末であるFe77.1B14.4P5.5Cr1Nb2は、ガラス転移温度Tgは484℃であり、結晶化温度は511℃であった。作製された圧粉磁芯の評価結果を表3に示す。
110,110A 被覆
300,300B 金型
310 ダイス
312 内壁
314 収容部
316 第1開口
318 第2開口
330 下パンチ
350,350B 上パンチ
352B 低温用部材
356B 高温用部材
400,400B 低温部
500 高温部
520 付加的高温部
540 補助的高温部
600,600A 圧粉磁芯
620,620A 第1面
640,640A 第2面
660,660A 周面
Claims (9)
- 少なくとも一部が被覆された磁性体粉末を金型内で所定温度で加熱しながら加圧して圧粉磁芯を製造する方法であって、
前記金型は、ダイスと、上パンチと、下パンチとで構成されており、
前記上パンチは、上下方向において前記下パンチの上方に位置しており、
前記金型には、低温部と、高温部とが設けられており、
前記低温部の温度は、前記高温部の温度よりも10℃以上低く、
前記高温部は、前記ダイスであり、
前記低温部は、前記上パンチである
圧粉磁芯の製造方法。 - 請求項1記載の圧粉磁芯の製造方法であって、
前記ダイスは、前記上下方向において下方に向かって先細りとなる内壁を有している
圧粉磁芯の製造方法。 - 少なくとも一部が被覆された磁性体粉末を金型内で所定温度で加熱しながら加圧して圧粉磁芯を製造する方法であって、
前記金型は、ダイスと、上パンチと、下パンチとで構成されており、
前記上パンチは、上下方向において前記下パンチの上方に位置しており、
前記金型には、低温部と、高温部とが設けられており、
前記低温部の温度は、前記高温部の温度よりも10℃以上低く、
前記高温部は、前記ダイスであり、
前記低温部は、前記下パンチである
圧粉磁芯の製造方法。 - 請求項1又は請求項2記載の圧粉磁芯の製造方法であって、
前記金型には、付加的高温部が更に設けられており、
前記付加的高温部は、前記下パンチであり、
前記付加的高温部の温度は、前記低温部の温度よりも10℃以上高い
圧粉磁芯の製造方法。 - 請求項1から請求項4までのいずれかに記載の圧粉磁芯の製造方法であって、
前記加圧の際に前記圧粉磁芯の非晶質相中にナノ結晶が析出する
圧粉磁芯の製造方法。 - 請求項5記載の圧粉磁芯の製造方法であって、
前記磁性体粉末の結晶化温度は、前記高温部の温度より低い
圧粉磁芯の製造方法。 - 請求項1から請求項6までのいずれかに記載の圧粉磁芯の製造方法であって、
前記磁性体粉末の一部は、被覆されていない
圧粉磁芯の製造方法。 - 少なくとも一部が被覆された磁性体粉末を含有する圧粉磁芯であって、
前記磁性体粉末は、ナノ結晶を含有しており、
前記圧粉磁芯は、第1面と、第2面と、周面とを有しており、
前記第1面は、所定方向における第1方位に向いており、
前記第2面は、前記第1方位の逆方位である第2方位に向いており、
前記周面は、前記所定方向と直交する直交方向と交差しており、
前記第1面の結晶化度をC1、前記第2面の結晶化度をC2、前記周面の結晶化度をCとしたとき、max(C1,C2,C)−min(C1,C2,C)≧1%を満たしている
圧粉磁芯。 - 請求項8記載の圧粉磁芯であって、
max(C1,C2,C)=Cである
圧粉磁芯。
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