JP7157946B2 - Method for manufacturing magnetic material, method for manufacturing powder magnetic core, and method for manufacturing coil component - Google Patents
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Description
本開示は、磁性材料の製造方法、圧粉磁心およびコイル部品ならびにこれらの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to methods of manufacturing magnetic materials, dust cores and coil components, and methods of manufacturing these.
従来、インダクタおよび変圧器の磁心向けの磁性材料として、フェライトをはじめとする酸化物磁性体材料および金属磁性材料が用いられている。これらの磁性材料を用いた磁心として、例えば金属粉を圧縮成形した圧粉磁心がある。圧粉磁心は、高い飽和磁束密度を有し、インダクタおよび変圧器等の部品を小型化するのに有利な磁心である。また、圧粉磁心は金型成形が可能なため、磁心の形状の自由度が高く、また、複雑な形状であっても簡便な工程で高精度に製造できることから、その有用性が注目されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, oxide magnetic materials such as ferrite and metal magnetic materials have been used as magnetic materials for magnetic cores of inductors and transformers. As a magnetic core using these magnetic materials, there is, for example, a powder magnetic core obtained by compression-molding metal powder. A powder magnetic core has a high saturation magnetic flux density and is a magnetic core that is advantageous for miniaturizing parts such as inductors and transformers. In addition, since powder magnetic cores can be molded with a mold, there is a high degree of freedom in the shape of the magnetic core, and even complex shapes can be manufactured with high precision in a simple process. (See
特許文献1では、圧粉磁心を構成する磁性材料として鉄(Fe)およびケイ素(Si)を主成分とする磁性材料、および、当該磁性材料を用いた圧粉磁心について開示されている。特許文献1では、FeおよびSiを主成分とする磁性体粉の表面に、絶縁被膜が形成されている。
絶縁被膜が形成された磁性材料を用いた圧粉磁心は、金属磁性粒子間の絶縁性および密着性を確保するために、シリコーン樹脂およびシランカップリング剤等をバインダーとして添加し、熱乾燥処理を施した後に高圧成形することにより作製される。しかし、熱乾燥処理において、シランカップリング剤が反応し始めたりバインダーが硬化し始めたりするため、圧粉磁心の成形時に磁性材料を高充填化することができない。これにより、高い磁気特性の圧粉磁心を得ることができないという問題が生じている。 Dust cores using magnetic materials with insulating coatings are added with silicone resins and silane coupling agents as binders and heat-dried to ensure insulation and adhesion between metal magnetic particles. It is made by high pressure molding after application. However, since the silane coupling agent begins to react and the binder begins to harden in the heat drying treatment, the magnetic material cannot be highly filled during molding of the powder magnetic core. As a result, there is a problem that a dust core with high magnetic properties cannot be obtained.
上述した課題に鑑み、本発明は、高い磁気特性を有する磁性材料の製造方法、圧粉磁心およびコイル部品を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems described above, an object of the present invention is to provide a method for producing a magnetic material having high magnetic properties, a dust core, and a coil component.
本開示の一態様に係る磁性材料の製造方法は、有機溶剤と、鉄を主成分とする磁性体粉と、樹脂材料と、主成分が金属キレート錯体または環状アルミニウムオリゴマーである添加剤と、を含む混合物を加熱して前記有機溶剤を除去することで、前記磁性体粉と前記樹脂材料と前記添加剤とが一体化し、前記磁性体粉の表面に前記添加剤から形成された絶縁材が絶縁被膜として形成された中間材料を得る第1の熱処理工程と、前記第1の熱処理工程によって得られた前記中間材料を粉末にする粉末化工程とを含み、前記樹脂材料の分子量は、前記添加剤の分子量よりも大きく、前記添加剤の分子量は、300以上1000以下であり、前記樹脂材料は熱可塑性材料である。 A method for producing a magnetic material according to an aspect of the present disclosure includes an organic solvent, a magnetic powder containing iron as a main component, a resin material, and an additive whose main component is a metal chelate complex or a cyclic aluminum oligomer. By removing the organic solvent by heating the mixture containing A first heat treatment step of obtaining an intermediate material formed as a film, and a powdering step of powdering the intermediate material obtained by the first heat treatment step, wherein the molecular weight of the resin material is the same as that of the additive The molecular weight of the additive is 300 or more and 1000 or less, and the resin material is a thermoplastic material .
また、本開示の一態様に係る圧粉磁心の製造方法は、上述した特徴を有する製造方法で得られた磁性材料を粉体成形する第1の成形工程と、前記第1の成形工程で得られた成形体を加熱する第2の熱処理工程とを含む。 Further, a method for manufacturing a dust core according to an aspect of the present disclosure includes a first molding step of powder-molding the magnetic material obtained by the manufacturing method having the characteristics described above, and the first molding step. and a second heat treatment step of heating the formed body.
また、本開示の一態様に係るコイル部品の製造方法は、上述した特徴を有する製造方法で得られた磁性材料とコイルとを粉体成形により一体化させる第2の成形工程と、前記第2の成形工程で得られた成形体を加熱する第3の熱処理工程とを含む。 Further, a method for manufacturing a coil component according to an aspect of the present disclosure includes a second molding step of integrating the magnetic material and the coil obtained by the manufacturing method having the characteristics described above by powder molding; and a third heat treatment step of heating the compact obtained in the molding step of (1).
本開示によれば、高い磁気特性を有する磁性材料の製造方法、圧粉磁心およびコイル部品を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this indication, the manufacturing method of the magnetic material which has a high magnetic property, a dust core, and coil components can be provided.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、接続形態、ステップ及びステップの順序等は一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 It should be noted that each of the embodiments described below is a specific example of the present disclosure. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions of components, connection forms, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest concept will be described as arbitrary constituent elements.
(実施の形態1)
[1-1.コイル部品および磁性コアの構成]
本実施の形態に係るコイル部品1は、磁性材料で形成された磁性コア(ダストコア)と、磁性コアの内部に配置されたコイル部とで構成されている。
(Embodiment 1)
[1-1. Configuration of coil parts and magnetic core]
A
図1Aは、本実施の形態に係るコイル部品1の構成を示す概略斜視図である。図1Bは、本実施の形態に係るコイル部品1の構成を示す分解斜視図である。図2は、本実施の形態に係る磁性材料の構成を示す断面図である。
FIG. 1A is a schematic perspective view showing the configuration of
図1Aおよび図1Bに示すように、コイル部品1は、2つの分割磁心12と、導体13と、2つのコイル支持体14とを備えている。2つの分割磁心12により磁性コアが形成され、導体13および2つのコイル支持体14によりコイル部が形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
分割磁心12は、基台12aと、基台12aの一方の面に形成された円筒状の芯部12bとを備えている。また、基台12aを構成する四つの辺のうち対向する二つの辺には、基台12aの縁から立設する壁部12cが形成されている。芯部12bおよび壁部12cは、基台12aの一方の面からの高さが同一である。2つの分割磁心12のそれぞれは、磁性材料が所定の形状に加圧成形された圧粉磁心である。
The split
2つの分割磁心12は、それぞれの芯部12bおよび壁部12cが当接するように配置されている。このとき、芯部12bの周囲を囲むように、導体13が配置される。導体13は、コイル支持体14を介して分割磁心12に組み込まれている。
The two split
2つのコイル支持体14は、図1Bに示すように、円環状の基部14aと、円筒部14bとを備えている。円筒部14bの内部に分割磁心12の芯部12bが配置され、円筒部14bの外周に導体13が配置されている。
The two coil supports 14, as shown in FIG. 1B, have an
分割磁心12を構成する磁性材料は、例えばFeおよびSiを主成分とする合金であるFe-Si系の金属磁性材料である。
The magnetic material forming the split
詳細には、図2に示すように、分割磁心12では、複数の金属磁性粉17が加圧成形されており、各金属磁性粉17の表面には、絶縁材18が形成されている。近接する各金属磁性粉17の表面を覆う絶縁材18は互いに結着している。つまり、各金属磁性粉17の間には絶縁材18が配置され、各金属磁性粉17は互いに絶縁されている。
Specifically, as shown in FIG. 2 , in the split
Fe-Si系の金属磁性粉17は、FeおよびSiを主成分とする金属軟磁性粉末、または、Fe、SiおよびAlを主成分とする金属軟磁性粉末である。金属磁性粉17は、Fe、Si、Al以外に不可避な不純物を含んでいてもよい。本実施の形態における金属磁性粉17において、Siは、軟磁気特性の向上のために用いられている。Siの添加により、金属磁性粉17の磁気異方性および磁歪定数を小さくし、また、電気抵抗を高め渦電流損失を低減させることができる。Siの添加量は、例えば1wt%以上8wt%以下である。Si添加量が1wt%より少ないと軟磁気特性の改善効果に乏しく、8wt%より多いと飽和磁化の低下が大きく直流重畳特性が低下する。この場合、金属磁性粉17において、Si以外の残りの組成はFeである。
The Fe—Si based metal
本実施の形態に係る金属磁性粉17の作製方法は、特に限定されるものでなく、各種アトマイズ法や各種粉砕法を用いることが可能である。
A method for producing the metal
本実施の形態に係る金属磁性粉17の平均粒径は、1μm以上100μm以下が好ましい。平均粒径が1μmより小さいと成形密度が低くなり、透磁率が低下する。平均粒径が100μmより大きくなると、高周波での渦電流損失が大きくなってしまう。さらに好ましくは、金属磁性粉17の平均粒径は50μm以下とすることがよい。なお、金属磁性粉の平均粒径とは、レーザ回折式粒度分布測定法により求められるものである。例えば、直径10μmの球と同じ回折および散乱光のパターンを示す被測定粒子の粒径は、その形状に関わらず10μmとする。そして、粒径を小さなものからカウントしていき、積算が全体の50%となったときの粒径を平均粒径とする。
The average particle diameter of metal
絶縁材18は、例えばTi、Zr、およびAlの少なくともいずれかを含んでいる。絶縁材18は、後述するように、製造工程において、絶縁材18を形成するために加えられた添加剤が金属磁性粉17の表面を覆うように形成された被膜である。絶縁材18により、金属磁性粉17は絶縁されている。添加剤は、例えば、Al、Ti、Zr等を含むキレート、オリゴマー、カップリング剤であるアシレート、ポリマー(レジン)等を主成分として含んでいる。
The insulating
これらの添加剤を用いることにより、金属磁性粉17の表面に絶縁材18として絶縁被膜を生成することができる。添加剤の主成分としてTiを含む材料を用いた場合には、金属磁性粉17の周囲には、絶縁材18としてTiを含む絶縁被膜が配置される。添加剤の主成分としてZrを含む材料を用いた場合には、金属磁性粉17の周囲には、絶縁材18としてZrを含む絶縁被膜が配置される。添加剤の主成分としてAlを含む材料を用いた場合には、金属磁性粉17の周囲には、絶縁材18としてAlを含む絶縁被膜が配置される。
By using these additives, an insulating film can be formed on the surface of the metal
また、これらの添加剤を用いることにより、絶縁材18を塑性変形しやすい構成とすることができるため、磁性コアに含まれる金属磁性粉17の間の絶縁材18の厚さを薄くし、金属磁性粉17同士の距離を近接させることができる。これにより、磁性コアにおける金属磁性粉17の密度を高くすることができる。すなわち、磁性コアにおける金属磁性粉17の充填率を高くすることができる。これにより、当該磁性コアを用いたコイル部品1において、磁気特性を向上することができる。
In addition, by using these additives, the insulating
[1-2.コイル部品の製造方法]
以下、本実施の形態に係る磁性材料およびコイル部品の製造方法について説明する。図3は、本実施の形態に係る磁性材料およびコイル部品1の製造工程を示すフローチャートである。
[1-2. Coil component manufacturing method]
A method of manufacturing a magnetic material and a coil component according to the present embodiment will be described below. FIG. 3 is a flow chart showing the manufacturing process of the magnetic material and the
図3に示すように、本実施の形態に係るコイル部品1の製造工程は、造粒粉製造工程S(ステップS10)と、コア製造工程(ステップS20)と、コイル組み立て工程(ステップS30)とを含んでいる。造粒粉製造工程では、上述した磁性コアを構成する磁性材料を生成する。コア製造工程では、磁性材料を成形することにより、分割磁心12を形成する。コイル組み立て工程では、上述した分割磁心12、13および14を組み立ててコイル部品1を完成させる。以下、各工程について詳細に説明する。
As shown in FIG. 3, the manufacturing process of
図4は、本実施の形態に係る造粒粉製造工程を示すフローチャートである。図4に示すように、造粒粉製造工程では、はじめに、磁性材料を生成する原材料を準備する(ステップS11)。磁性材料の原材料として、金属磁性粉17と、絶縁材18を形成するための添加剤と、結着材としての樹脂材料と、有機溶剤とを準備する。
FIG. 4 is a flow chart showing the granulated powder manufacturing process according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, in the granulated powder production process, first, raw materials for producing a magnetic material are prepared (step S11). As raw materials for the magnetic material, metal
金属磁性粉17には、Feを主成分とする磁性体粉を用いる。例えば、金属磁性粉17には、FeとSiの合金、センダスト、パーマロイ等を用いる。FeとSiの合金を用いる場合には、FeとSiの含有率を調整してもよい。金属磁性粉17の粒径は、例えば20μmである。
As the metal
絶縁材18を形成するための添加剤には、主成分として、Al、Ti、Zr等の金属を含む金属キレート錯体、オリゴマー、カップリング剤であるアシレート、ポリマー(レジン)等を用いる。オリゴマーは、例えば環状アルミニウムオリゴマーを用いてもよい。添加剤の主成分は、アルミニウム有機化合物であってもよい。添加剤の分子量は、例えば300以上1000以下である。なお、添加剤の分子量はこれに限らず、300より小さくてもよいし、1000より大きくてもよい。また、後述する樹脂材料に加える添加剤の量は、後述する樹脂材料に対して重量比率が5%以上40%以下であるとよい。また、分子量が300よりも小さい、他の効果を発揮する添加剤をさらに添加してもよい。
As an additive for forming the insulating
また、分割磁心12を加圧成形するときの結着材(バインダー)には、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂等の樹脂材料を用いる。樹脂材料の分子量は、添加剤の分子量よりも大きい。樹脂材料は、常温において液状である熱硬化性材料、または、熱可塑性材料である。
Resin materials such as acrylic resins, silicone resins, butyral resins, etc., are used as binders when the split
さらに、金属磁性粉17、添加剤および結着材を混錬および分散させやすくするための有機溶剤として、例えばトルエン、キシレン、エタノール等を用いる。
Furthermore, for example, toluene, xylene, ethanol, or the like is used as an organic solvent for facilitating kneading and dispersing the metal
次に、金属磁性粉17、絶縁材18を形成するための添加剤、結着材となる樹脂材料、および、有機溶剤をそれぞれ秤量する。そして、金属磁性粉17、添加剤、樹脂材料および有機溶剤を混錬および分散させる(ステップS12)。混錬および分散は、秤量した金属磁性粉17と、添加剤と、樹脂材料および有機溶剤とを容器に入れ、回転ボールミルで混合し分散させることにより行う。なお、混錬および分散は、回転ボールミルを用いた混錬および分散に限らず、他の混錬および分散方法であってもよい。
Next, the metal
次に、金属磁性粉17、添加剤、樹脂材料および有機溶剤を混錬および分散させた後、磁性材料の造粒を行う(ステップS13)。このとき、混錬および分散された金属磁性粉17、添加剤、樹脂材料および有機溶剤を、例えば100℃前後の温度で熱処理することで乾燥させる。このときの熱処理の工程は、第1の熱処理工程である。
Next, after kneading and dispersing the metal
熱処理により、混錬および分散された金属磁性粉17、添加剤、樹脂材料および有機溶剤から有機溶剤が除去され、金属磁性粉17と添加剤と樹脂材料とが一体化した中間材料である磁性材料が得られる。当該磁性材料において、金属磁性粉17の表面には絶縁材18が形成されている。絶縁材18の厚さは、例えば、10[nm]程度である。なお、絶縁材18の厚さは、これに限らず、1~200nmの厚さでもよい。また、絶縁材18は、コア製造工程で加圧成形するときに塑性変形する程度の硬さに形成されている。したがって、コア製造工程で磁性材料を加圧成形するときに、単位体積当たりの磁性材料中に含まれる金属磁性粉17の密度(充填率)を高くすることができる。
By heat treatment, the organic solvent is removed from the kneaded and dispersed metal
さらに、造粒された磁性材料を粉砕し(ステップS14)、粒径を小さくする。この工程は、粉末化工程である。その後、磁性材料を所定の粒径ごとに分級する(ステップS15)。以上により、粉径が100μm~500μmの磁性材料を得る。 Further, the granulated magnetic material is pulverized (step S14) to reduce the particle size. This step is a pulverization step. After that, the magnetic material is classified by predetermined particle size (step S15). As described above, a magnetic material having a powder diameter of 100 μm to 500 μm is obtained.
なお、金属磁性粉17の周囲に絶縁材18を形成する方法は、上述した方法に限らず、有機溶剤に金属磁性粉17、添加剤および樹脂材料を混錬および分散させた液状の材料を噴霧し乾燥させるスプレードライ法により行ってもよい。
The method of forming the insulating
図5は、本実施の形態に係るコア製造工程を示すフローチャートである。コア製造工程では、磁性材料を成形して磁性コアを作製する。 FIG. 5 is a flow chart showing the core manufacturing process according to this embodiment. In the core manufacturing process, a magnetic material is molded to produce a magnetic core.
まず、磁性材料を所定の形状に加圧成形する(ステップS21)。この工程は、第1の成形工程である。具体的には、分級された磁性材料を成形金型に入れて圧縮し、成形体を作製する。このとき、例えば一定圧力10[ton/cm2]で一軸成形を行う。成形体の形状は、例えば、図1Bに示した分割磁心12の形状である。なお、成形体の形状は、これに限らず、例えば、分割磁心12のうち芯部12bが別体で構成された形状であってもよい。
First, a magnetic material is pressure-molded into a predetermined shape (step S21). This step is the first molding step. Specifically, the classified magnetic material is placed in a molding die and compressed to produce a compact. At this time, uniaxial molding is performed at a constant pressure of 10 [ton/cm 2 ], for example. The shape of the compact is, for example, the shape of the split
その後、例えばN2ガス等の不活性ガス雰囲気中または大気中において、成形体を200~450[℃]の温度で加熱し、脱脂を行う(ステップS22)。これにより、成形体に含まれる結着材としての樹脂材料が除去される。なお、使用する結着材の種類および特性により、脱脂の工程を省略してもよい。 After that, the compact is heated at a temperature of 200 to 450[° C.] in an atmosphere of an inert gas such as N 2 gas or in the air for degreasing (step S22). As a result, the resin material as the binder contained in the molded body is removed. The degreasing step may be omitted depending on the type and characteristics of the binder used.
さらに、脱脂後の成形体をアニール(熱処理)する(ステップS23)。このときのアニールの工程は、第2の熱処理工程である。成形体のアニールには、例えば雰囲気制御電気炉を用いる。雰囲気制御電気炉としては、例えば、箱型炉、管状炉、ベルト炉等がある。なお、これらの方法に限らず、他の方法を用いてもよい。成形体のアニールは、例えば、所定の酸素分圧において、800[℃]のアニール温度で1時間行う。 Further, the compact after degreasing is annealed (heat treated) (step S23). The annealing step at this time is the second heat treatment step. An atmosphere-controlled electric furnace, for example, is used for annealing the compact. Atmosphere-controlled electric furnaces include, for example, box furnaces, tubular furnaces, and belt furnaces. In addition, you may use not only these methods but another method. Annealing of the compact is carried out, for example, at a predetermined oxygen partial pressure at an annealing temperature of 800[° C.] for one hour.
なお、アニール温度、およびアニール時間は、上述したものに限らず、例えばアニール温度を600~1000[℃]、アニール時間を数十分~数時間としてもよい。アニールを行うことにより、成形体は、一軸成形されるときの圧力により生じていた歪みが緩和される。なお、アニールにより、成形体において絶縁材18の少なくとも一部が分解されていてもよい。
The annealing temperature and annealing time are not limited to those described above. For example, the annealing temperature may be 600 to 1000 [° C.] and the annealing time may be several tens of minutes to several hours. Annealing relaxes the distortion caused by the pressure during uniaxial molding. At least part of the insulating
次に、アニールが行われた成形体に、樹脂材料を含浸させる(ステップS24)。樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂を用いてもよい。樹脂材料を含浸させることにより、成形体の強度を向上することができる。 Next, the annealed compact is impregnated with a resin material (step S24). For example, an epoxy resin may be used as the resin material. By impregnating the resin material, the strength of the molded body can be improved.
以上の工程を経ることにより、金属磁性粉17の表面が絶縁材18で覆われ、金属磁性粉17の充填率が高い磁性コアが完成する。なお、ここでは、磁性コアとして分割磁心12が2つ形成されている。2つの分割磁心12とコイル部とを以下のようにして組み立てることにより、コイル部品1を得ることができる。
Through the above steps, the surface of the metal
図6は、本実施の形態に係るコイル組み立て工程を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flow chart showing a coil assembly process according to this embodiment.
はじめに、導体13を所定回数巻き回したコイルを形成する(ステップS31)。 First, a coil is formed by winding the conductor 13 a predetermined number of times (step S31).
次に、分割磁心12、導体13およびコイル支持体14を組み立てる(ステップS32)。図1Bに示したように、2つの分割磁心12の芯部12bの周囲を囲むように、導体13が配置される。このとき、導体13と2つの分割磁心12のそれぞれの芯部12bとの間には、2つのコイル支持体14のそれぞれの円筒部14bが配置される。また、導体13と2つの分割磁心12のそれぞれの基台12aとの間には、2つのコイル支持体14のそれぞれの円環状の基部14aが配置される。このとき、2つのコイル支持体14の円筒部14bの、円環状の基部14aが形成された側と反対側の端部は、互いに当接するように配置される。
Next, the split
また、2つの分割磁心12は、それぞれの芯部12bおよび壁部12cが当接するように配置される。このように、導体13がコイル支持体14を介して分割磁心12に組み込まれることにより、コイル部品1が組み立てられる。これにより、分割磁心12の芯部12bの周りに導体13が巻き回された構成が完成する。つまり、分割磁心12は、芯部12bが導体13を当該導体13の巻回軸方向に貫通した磁性コアとなる。
Also, the two split
さらに、組み立てられたコイル部品1を樹脂材料によりモールドする(ステップS33)。これにより、コイル部品1が完成する。
Furthermore, the assembled
[1-3.コイル部品における磁性材料の充填率および磁気特性]
以下、コイル部品1の磁性コアにおける磁性材料の充填率および磁気特性について説明する。
[1-3. Filling rate and magnetic properties of magnetic material in coil parts]
The filling rate and magnetic properties of the magnetic material in the magnetic core of the
[1-3-1.絶縁材の種類と成形体の初透磁率および磁気損失]
図7は、本実施の形態の実施例と比較例とに係る磁性コアの添加剤の種類と磁性コアの初透磁率および磁気損失を示す図である。
[1-3-1. Type of insulating material and initial permeability and magnetic loss of compact]
FIG. 7 is a diagram showing the types of additives in magnetic cores and the initial magnetic permeability and magnetic loss of magnetic cores according to examples and comparative examples of the present embodiment.
図7では、実施例1に示す磁性コアは、添加剤としてAlキレート錯体、結着材としてアクリル樹脂を用いて形成した磁性材料を成形した磁性コアである。実施例2に示す磁性コアは、添加剤としてAlキレート錯体、結着材としてシリコーン樹脂を用いて形成した磁性材料を成形した磁性コアである。 In FIG. 7, the magnetic core shown in Example 1 is a magnetic core molded from a magnetic material formed using an Al chelate complex as an additive and an acrylic resin as a binder. The magnetic core shown in Example 2 is a magnetic core molded from a magnetic material formed using an Al chelate complex as an additive and a silicone resin as a binder.
また、比較例1に示す磁性コアは、添加剤としてシリコーン樹脂、結着材としてアクリル樹脂を用いて形成した磁性材料を成形した磁性コアである。比較例2に示す磁性コアは、添加剤としてシランカップリング剤、結着材としてアクリル樹脂を用いて形成した磁性材料を成形した磁性コアである。 The magnetic core shown in Comparative Example 1 is a magnetic core formed by molding a magnetic material using a silicone resin as an additive and an acrylic resin as a binder. The magnetic core shown in Comparative Example 2 is a magnetic core formed by molding a magnetic material using a silane coupling agent as an additive and an acrylic resin as a binder.
つまり、本実施の形態に係る実施例1および実施例2の磁性コアは、添加剤としてAlキレート錯体を用いている。これに対し、比較例1および比較例2に係る磁性コアは、添加剤としてAlキレート錯体を用いていない。 That is, the magnetic cores of Examples 1 and 2 according to the present embodiment use an Al chelate complex as an additive. In contrast, the magnetic cores according to Comparative Examples 1 and 2 do not use the Al chelate complex as an additive.
なお、実施例1および実施例2、ならびに比較例1および比較例2では、それぞれ添加剤を0.2重量部、結着材を1重量部の割合で混合している。 In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, 0.2 parts by weight of the additive and 1 part by weight of the binder were mixed.
また、各磁性コアの初透磁率を計測すると、図7に示すように、実施例1では160、実施例2では150、比較例1では120、比較例2では117という結果が得られた。したがって、添加剤としてAlキレート錯体を用いた実施例1および実施例2に係る磁性コアのほうが、添加剤としてAlキレート錯体を用いていない比較例1および比較例2に係る磁性コアよりも、初透磁率が向上することがわかった。 Further, when the initial magnetic permeability of each magnetic core was measured, as shown in FIG. Therefore, the magnetic cores according to Examples 1 and 2, in which the Al chelate complex was used as an additive, were superior to the magnetic cores according to Comparative Examples 1 and 2, in which the Al chelate complex was not used as an additive. It was found that the magnetic permeability was improved.
また、実施例1に係る磁性コアと実施例2に係る磁性コアとを比較すると、結着材としてアクリル樹脂を用いた実施例1に係る磁性コアのほうが、実施例2に係る磁性コアよりも初透磁率が向上することがわかった。 Further, when the magnetic core according to Example 1 and the magnetic core according to Example 2 are compared, the magnetic core according to Example 1 using an acrylic resin as a binder is higher than the magnetic core according to Example 2. It was found that the initial permeability was improved.
また、各磁性コアの磁気損失を計測すると、図7に示すように、実施例1では1240[kW/m3]、実施例2では1230[kW/m3]、比較例1では1300[kW/m3]、比較例2では1420[kW/m3]という結果が得られた。したがって、添加剤としてAlキレートを用いた実施例1および実施例2に係る磁性コアのほうが、添加剤としてAlキレートを用いていない比較例1および比較例2に係る磁性コアよりも、磁気損失が低減することがわかった。 Further , when measuring the magnetic loss of each magnetic core, as shown in FIG. /m 3 ], and in Comparative Example 2, 1420 [kW/m 3 ] was obtained. Therefore, the magnetic cores according to Examples 1 and 2 using the Al chelate as an additive have a higher magnetic loss than the magnetic cores according to Comparative Examples 1 and 2 not using the Al chelate as an additive. was found to be reduced.
また、実施例1に係る磁性コアと実施例2に係る磁性コアとを比較すると、結着材としてアクリル樹脂を用いた実施例2に係る磁性コアのほうが、実施例1に係る磁性コアよりも磁気損失が若干低下することがわかった。 Further, when the magnetic core according to Example 1 and the magnetic core according to Example 2 are compared, the magnetic core according to Example 2 using an acrylic resin as a binder is higher than the magnetic core according to Example 1. It was found that the magnetic loss was slightly reduced.
[1-3-2.添加剤の分子量と成形体における磁性材料の充填率および初透磁率]
次に、添加剤の分子量と成形体における磁性材料の充填率との関係について説明する。
[1-3-2. Molecular Weight of Additive and Filling Rate and Initial Permeability of Magnetic Material in Molded Body]
Next, the relationship between the molecular weight of the additive and the filling rate of the magnetic material in the compact will be described.
図8Aは、本実施の形態に係る磁性コアの添加剤の種類と磁性コアの密度とを示す図である。図8Bは、本実施の形態に係る磁性コアの添加剤の種類と磁性コアの密度とを示すグラフである。 FIG. 8A is a diagram showing the types of additives in the magnetic core and the density of the magnetic core according to the present embodiment. FIG. 8B is a graph showing the types of additives in the magnetic core and the density of the magnetic core according to the present embodiment.
ここでは、磁性コアのサンプルとして、サンプル1、サンプル2およびサンプル3を用意した。各サンプルに用いられている金属磁性粉17は、Fe-Si系の磁性体粉である。サンプル1は、添加剤としてAlキレート、結着材としてアクリル樹脂を用いた磁性コアである。Alキレートの分子量は、491である。サンプル2は、添加剤としてSiアシレート、結着材としてアクリル樹脂を用いた磁性コアである。Siアシレートの分子量は、179である。サンプル3は、添加剤を添加せず、結着材であるアクリル樹脂のみを用いた磁性コアである。サンプル1、サンプル2およびサンプル3は、混錬後に熱処理温度をそれぞれ80℃、100℃、120℃として熱乾燥を行ったものである。サンプル1、サンプル2およびサンプル3のそれぞれについて、上記熱処理温度の各サンプルの密度を計測した。
Here,
図8Aおよび図8Bに示すように、サンプル1では、熱処理温度が80℃、100℃、120℃と上がるにつれて、磁性コア内の磁性材料の密度は6.789[g/cm3]、6.794[g/cm3]、6.809[g/cm3]と高くなっている。これに対し、サンプル2では、熱処理温度が80℃、100℃、120℃と上がるにつれて、磁性コア内の磁性材料の密度は6.706[g/cm3]、6.716[g/cm3]、6.673[g/cm3]となり、熱処理温度が100℃のときに磁性材料の密度が最も高くなっている。同様に、サンプル3についても、熱処理温度が80℃、100℃、120℃と上がるにつれて、磁性コア内の磁性材料の密度は6.748[g/cm3]、6.775[g/cm3]、6.740[g/cm3]となり、熱処理温度が100℃のときに磁性材料の密度が最も高くなっている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, in
したがって、分子量が491のAlキレートを結着材として用いた場合には、磁性コア内の磁性材料の密度は、熱処理温度に依存して増加することがわかる。 Therefore, it can be seen that the density of the magnetic material in the magnetic core increases depending on the heat treatment temperature when the Al chelate having a molecular weight of 491 is used as the binder.
また、添加剤の分子量と成形体における磁性材料の初透磁率との関係について説明する。 Also, the relationship between the molecular weight of the additive and the initial magnetic permeability of the magnetic material in the compact will be described.
図9Aは、本実施の形態に係る磁性コアの添加剤の種類と磁性コアの初透磁率とを示す図である。図9Bは、本実施の形態に係る磁性コアの添加剤の種類と磁性コアの初透磁率とを示すグラフである。 FIG. 9A is a diagram showing the types of additives in the magnetic core and the initial magnetic permeability of the magnetic core according to the present embodiment. FIG. 9B is a graph showing the types of additives in the magnetic core and the initial magnetic permeability of the magnetic core according to the present embodiment.
なお、磁性コアのサンプルは、上述したサンプル1、サンプル2およびサンプル3であり、それぞれ80℃、100℃、120℃で熱処理を行ったものの初透磁率を計測した。
The magnetic core samples are
図9Aおよび図9Bに示すように、サンプル1では、熱処理温度が80℃、100℃、120℃と上がるにつれて、磁性コア内の磁性材料の初透磁率は156、161、168と高くなっている。これに対し、サンプル2では、熱処理温度が80℃、100℃、120℃と上がるにつれて、磁性コア内の磁性材料の初透磁率は136、134、133と低くなっている。同様に、サンプル3についても、熱処理温度が80℃、100℃、120℃と上がるにつれて、磁性コア内の磁性材料の初透磁率は149、149、146と低くなっている。
As shown in FIGS. 9A and 9B, in
したがって、分子量が491のAlキレートを結着材として用いた場合にのみ、磁性コア内の磁性材料の初透磁率は、熱処理温度に依存して増加することがわかる。 Therefore, it can be seen that the initial magnetic permeability of the magnetic material in the magnetic core increases depending on the heat treatment temperature only when the Al chelate having a molecular weight of 491 is used as the binder.
ここで、金属磁性粉17および添加剤の種類を変更した場合の、添加剤の分子量と磁性コアの初透磁率との関係について説明する。
Here, the relationship between the molecular weight of the additive and the initial magnetic permeability of the magnetic core when the types of the metal
図10A~図10Cは、本実施の形態に係る磁性コアにおける磁性材料の分子量と初透磁率を示す図である。 10A to 10C are diagrams showing the molecular weight and initial permeability of the magnetic material in the magnetic core according to this embodiment.
図10Aは、金属磁性粉17としてFe-Si系の磁性粉、添加剤として異なる種類のAlキレート錯体を主成分とする材料を用いた磁性コアの初透磁率について示している。図10Aでは、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の5種類の磁性コアを用意した。「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」に使用したキレート錯体は、それぞれ、(i-C3H7O)2Al(C6H9O3)、Al(C6H9O3)2(C5H7O2)、Al(C6H9O3)3、(i-C3H7O)2Al(C22H39O3)、Al(C22H39O3)2(C5H7O2)である。「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の各磁性コアに使用した添加剤の分子量は、274、384、414、491、829である。
FIG. 10A shows the initial magnetic permeability of a magnetic core using Fe—Si magnetic powder as the metal
また、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を使用した磁性コアとの比較のため、サンプル名が「Siアシレート」および「アクリル樹脂のみ」の磁性コアについても透磁率を示した。サンプル名が「Siアシレート」の磁性コアは、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた磁性コアである。Siアシレートの分子量は179である。サンプル名が「アクリル樹脂のみ」の磁性コアは、添加剤を用いずアクリル樹脂(C5O2H8)nのみで形成された磁性コアである。アクリル樹脂の分子量は、添加剤よりも高く、例えば44万である。また、各磁性コアは、混錬後に熱処理温度をそれぞれ90℃および120℃として熱乾燥を行ったものである。各磁性コアについて、初透磁率を計測した。 In addition, for comparison with magnetic cores using an additive containing an Al chelate complex as a main component, magnetic permeability is also shown for magnetic cores with sample names of "Si acylate" and "acrylic resin only". A magnetic core with a sample name of "Si acylate" is a magnetic core using an additive containing Si acylate as a main component. The molecular weight of Si acylate is 179. A magnetic core with a sample name of "acrylic resin only" is a magnetic core formed only of acrylic resin (C5O2H8)n without using any additive. The molecular weight of the acrylic resin is higher than that of the additive, for example 440,000. Each magnetic core was heat-dried at heat treatment temperatures of 90° C. and 120° C. after kneading. The initial magnetic permeability was measured for each magnetic core.
熱処理温度を90℃とした場合、図10Aに示すように、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアでは、初透磁率は149であった。これに対し、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の磁性コアでは、初透磁率はそれぞれ156、154、152、178、166であった。一方、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた「Siアシレート」の磁性コアでは、初透磁率は136であった。
When the heat treatment temperature was 90° C., as shown in FIG. 10A , the initial magnetic permeability was 149 for the magnetic core of “acrylic resin only”. On the other hand, in the magnetic cores of "
したがって、熱処理温度を90℃とした場合、Alキレートを主成分とする添加剤を用いた場合の初透磁率は、添加剤を用いない場合と比べて高くなるが、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた場合の初透磁率は、添加剤を用いない場合と比べて低くなることがわかった。 Therefore, when the heat treatment temperature is 90° C., the initial magnetic permeability when using the additive containing Al chelate as the main component is higher than when the additive is not used, but the Si acylate is used as the main component. It was found that the initial magnetic permeability when the additive was used was lower than when the additive was not used.
同様に、熱処理温度を120℃とした場合、図10Aに示すように、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアでは、初透磁率は146であった。これに対し、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の磁性コアでは、初透磁率はそれぞれ149、160、162、181、172であった。一方、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた「Siアシレート」の磁性コアでは、初透磁率は133であった。
Similarly, when the heat treatment temperature was 120° C., the initial magnetic permeability was 146 for the magnetic core of “acrylic resin only”, as shown in FIG. 10A. On the other hand, in the magnetic cores of "
したがって、熱処理温度を120℃とした場合も、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた場合の初透磁率は、添加剤を用いない場合と比べて向上し、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた場合の初透磁率は、添加剤を用いない場合と比べて向上しないことがわかった。 Therefore, even when the heat treatment temperature is 120° C., the initial magnetic permeability when using the additive containing the Al chelate complex as the main component is improved compared to when the additive is not used, and the Si acylate is used as the main component. It was found that the initial magnetic permeability when the additive was used did not improve compared to when the additive was not used.
なお、図10Aでは、判定結果として、「アクリル樹脂のみ」の場合と比較して初透磁率が高いものを〇、低いものを×で示している。図10Aより、分子量が179と低いSiアシレートを主成分とする添加剤を用いた場合には、初透磁率は向上しないが、分子量が274以上のAlキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた場合には、初透磁率が向上することがわかった。 In addition, in FIG. 10A, as the determination result, ◯ indicates that the initial magnetic permeability is higher than in the case of "acrylic resin only", and x indicates that it is lower. From FIG. 10A, when an additive containing Si acylate with a low molecular weight of 179 as a main component is used, the initial magnetic permeability is not improved, but an additive containing an Al chelate complex with a molecular weight of 274 or more as a main component is used. It was found that the initial permeability was improved when the
図10Bは、金属磁性粉17としてFe-Si系の磁性粉、添加剤としてAlキレート、Tiキレート、Zrキレート、Tiアシレート、Tiオリゴマーを主成分とする材料を用いた磁性コアの初透磁率について示している。
FIG. 10B shows the initial magnetic permeability of a magnetic core using Fe—Si magnetic powder as the metal
図10Bでは、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「Alキレート6」の磁性コアを用意した。「Alキレート6」に使用したAlキレート錯体は、Al(C5H7O2)3である。
In FIG. 10B, a magnetic core with a sample name of "
また、Tiキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「Tiキレート1」、「Tiキレート2」、「Tiキレート3」の磁性コアを用意した。「Tiキレート1」、「Tiキレート2」、「Tiキレート3」に使用したTiキレート錯体は、(i-C3H7O)2Ti(C5H7O2)2、Ti(C5H7O2)4、(C8H17O)2Ti(O2C8H17)2である。
Magnetic cores with sample names of "
また、Zrキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「Zrキレート1」、「Zrキレート2」、「Zrキレート3」の磁性コアを用意した。「Zrキレート1」、「Zrキレート2」、「Zrキレート3」に使用したZrキレート錯体は、(n-C4H9O)3Zr(C5H7O2)、(n-C4H9O)2Zr(C6H9O3)2、Zr(C5H7O2)4である。
Magnetic cores with sample names of "
また、Tiアシレートを主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「Tiアシレート」の磁性コアを用意した。Tiオリゴマーを主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「Tiオリゴマー」の磁性コアを用意した。 Further, a magnetic core with a sample name of "Ti acylate" was prepared as a magnetic core using an additive containing Ti acylate as a main component. A magnetic core with a sample name of "Ti oligomer" was prepared as a magnetic core using an additive containing Ti oligomer as a main component.
「Alキレート6」、「Tiキレート1」、「Tiキレート2」、「Tiキレート3」、「Zrキレート1」、「Zrキレート2」、「Zrキレート3」、「Tiアシレート」、「Tiオリゴマー」の各磁性コアに使用した添加剤の分子量は、324、364、444、596、409、452、487、957、数千である。また、比較のため、添加剤を用いずアクリル樹脂のみで形成された、サンプル名が「アクリル樹脂のみ」の磁性コアを用意した。各磁性コアの熱処理温度は、90℃である。
"
図10Bに示すように、「Alキレート6」、「Tiキレート1」、「Tiキレート2」、「Tiキレート3」、「Zrキレート1」、「Zrキレート2」、「Zrキレート3」、「Tiアシレート」、「Tiオリゴマー」のそれぞれの初透磁率は、135、142、148、129、147、139、144、152、131であった。これに対し、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアの初透磁率は128であった。
As shown in FIG. 10B, "
したがって、Alキレート錯体、Tiキレート錯体、Zrキレート錯体、Tiアシレート、Tiオリゴマーを主成分とする添加剤を用いた磁性コアの初透磁率は、いずれの場合も添加剤を用いない場合と比べて高くなっていることがわかる。 Therefore, the initial magnetic permeability of the magnetic core using an additive containing an Al chelate complex, a Ti chelate complex, a Zr chelate complex, a Ti acylate, or a Ti oligomer as a main component is You can see that it is getting higher.
なお、図10Bでは、判定結果として、「アクリル樹脂のみ」の場合と比較して初透磁率が高いものを〇、低いものを×で示している。図10Bより、分子量が324以上の添加剤を用いた場合には、初透磁率が向上することがわかった。 In addition, in FIG. 10B, as the determination result, ◯ indicates that the initial magnetic permeability is higher than in the case of "acrylic resin only", and x indicates that it is lower. From FIG. 10B, it was found that the initial permeability was improved when an additive with a molecular weight of 324 or more was used.
図10Cは、金属磁性粉17としてFe-Si-Al系の磁性粉、添加剤としてオリゴマーおよびポリマーを主成分とする材料を用いた磁性コアの初透磁率について示している。
FIG. 10C shows the initial magnetic permeability of a magnetic core using Fe—Si—Al based magnetic powder as the metal
図10Cでは、環状アルミニウムオリゴマー(アルゴマー)を主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「アルゴマー1」、「アルゴマー2」、「アルゴマー3」の磁性コアを用意した。また、Si系のポリマー(レジン)を主成分とする添加剤を用いた磁性コアとして、サンプル名が「ポリマー」の磁性コアを用意した。「アルゴマー1」、「アルゴマー2」、「アルゴマー3」、「ポリマー」の各磁性コアに使用した添加剤の分子量は、306、559、979、数万である。また、比較のため、添加剤を用いずアクリル樹脂のみで形成された、サンプル名が「アクリル樹脂のみ」の磁性コアを用意した。各磁性コアの熱処理温度は、90℃である。
In FIG. 10C, magnetic cores with sample names "
図10Cに示すように、「アルゴマー1」、「アルゴマー2」、「アルゴマー3」、「ポリマー」のそれぞれの初透磁率は、83、116、111、79であった。これに対し、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアの初透磁率は82であった。
As shown in FIG. 10C, the initial magnetic permeability of "
したがって、アルゴマーを主成分とする添加剤を用いた磁性コアの初透磁率は、いずれの場合も添加剤を用いない場合と比べて高くなっていることがわかる。 Therefore, it can be seen that the initial magnetic permeability of the magnetic core using the additive containing algomer as a main component is higher than the case where the additive is not used in any case.
なお、図10Cでは、判定結果として、「アクリル樹脂のみ」の場合と比較して初透磁率が高いものを〇、低いものを×で示している。図10Cより、分子量が306以上979以下の添加剤を用いた場合には、初透磁率が向上することがわかった。 In addition, in FIG. 10C, as the determination result, ◯ indicates that the initial magnetic permeability is higher than in the case of "acrylic resin only", and x indicates that it is lower. From FIG. 10C, it was found that the initial magnetic permeability was improved when an additive with a molecular weight of 306 or more and 979 or less was used.
図11Aおよび図11Bは、本実施の形態に係る磁性コアにおける磁性材料の分子量と初透磁率および充填率を示す図である。 11A and 11B are diagrams showing the molecular weight, initial permeability, and filling rate of the magnetic material in the magnetic core according to this embodiment.
図11Aは、金属磁性粉17としてFe-Si系の磁性粉、添加剤として異なる種類のAlキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアの充填率について示している。充填率とは、単位体積当たりの磁性コアに含まれる金属磁性粉17の割合をいう。
FIG. 11A shows the filling rate of a magnetic core using Fe—Si magnetic powder as the metal
図11Aに示す磁性コアは、図10Aに示したサンプル名が「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の5種類の磁性コアである。また、比較のため、サンプル名が「Siアシレート」および「アクリル樹脂のみ」の磁性コアについても充填率を示した。各磁性コアにおける熱処理温度は、90℃および120℃である。また、充填率と初透磁率との関係を示すため、各磁性コアの初透磁率も示した。
The magnetic core shown in FIG. 11A has five types of magnetic properties with the sample names "
熱処理温度を90℃とした場合、図11Aに示すように、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアでは、充填率は89.9%であった。これに対し、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の磁性コアでは、充填率はそれぞれ90.7%、90.3%、90.4%、90.8%、90.7%であった。一方、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた「Siアシレート」の磁性コアでは、充填率は89.2%であった。
When the heat treatment temperature was 90° C., as shown in FIG. 11A, the filling rate was 89.9% for the magnetic core of “acrylic resin only”. On the other hand, in the magnetic cores of "
したがって、熱処理温度を90℃とした場合、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた場合の充填率は、添加剤を用いない場合と比べて高くなるが、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた場合の充填率は、添加剤を用いない場合と比べて低くなることがわかった。 Therefore, when the heat treatment temperature is 90 ° C., the filling rate when using the additive containing the Al chelate complex as the main component is higher than when the additive is not used, but the Si acylate is used as the main component. It was found that the fill factor with the additive was lower than without the additive.
同様に、熱処理温度を120℃とした場合、図11Aに示すように、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアでは、充填率は89.6%であった。これに対し、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた「Alキレート1」、「Alキレート2」、「Alキレート3」、「Alキレート4」、「Alキレート5」の磁性コアでは、充填率はそれぞれ90.6%、90.3%、90.7%、91.1%、90.8%であった。一方、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた「Siアシレート」の磁性コアでは、充填率は88.7%であった。
Similarly, when the heat treatment temperature was 120° C., as shown in FIG. 11A, the filling rate was 89.6% for the magnetic core of “acrylic resin only”. On the other hand, in the magnetic cores of "
したがって、熱処理温度を120℃とした場合も、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた場合の充填率は、添加剤を用いない場合と比べて向上し、Siアシレートを主成分とする添加剤を用いた場合の充填率は、添加剤を用いない場合と比べて向上しないことがわかった。よって、Fe-Si系の磁性粉を金属磁性粉17として磁性コアを形成するとき、分子量が179と低いSiアシレートを添加剤として用いた場合には、充填率は向上しないが、分子量が274以上のAlキレート錯体を添加剤として用いた場合には、充填率が向上することがわかった。この場合の充填率は、例えば90%以上、初透磁率は例えば149以上である。
Therefore, even when the heat treatment temperature is 120 ° C., the filling rate when using the additive containing the Al chelate complex as the main component is improved compared to the case where the additive is not used, and the Si acylate is used as the main component. It was found that the fill factor with the additive did not improve as compared to the case without the additive. Therefore, when the magnetic core is formed by using the Fe—Si magnetic powder as the metal
図11Bは、金属磁性粉17としてFe-Si-Al系の磁性粉、添加剤としてオリゴマーおよびポリマーを主成分とする材料を用いた磁性コアの充填率について示している。
FIG. 11B shows the filling rate of a magnetic core using Fe—Si—Al based magnetic powder as the metal
図11Bに示す磁性コアは、図10Cに示したサンプル名が「アルゴマー1」、「アルゴマー2」、「アルゴマー3」の磁性コアである。また、比較のため、サンプル名が「ポリマー」の磁性コアについても充填率を示した。各磁性コアの熱処理温度は、90℃である。
The magnetic cores shown in FIG. 11B are the magnetic cores with the sample names "
図11Bに示すように、「アルゴマー1」、「アルゴマー2」、「アルゴマー3」、「ポリマー」のそれぞれの充填率は、81.3%、82.3%、83.0%、81.0%であった。これに対し、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアの充填率は81.0%であった。
As shown in FIG. 11B, the respective filling rates of “
したがって、アルゴマーを主成分とする添加剤を用いた磁性コアの充填率は、いずれの場合も添加剤を用いない場合と比べて高くなっていることがわかった。また、添加剤としてポリマーを主成分とする添加剤を用いた磁性コアの充填率は、「アクリル樹脂のみ」の磁性コアの充填率と同等であり、アルゴマーを主成分とする添加剤を用いた磁性コアよりも充填率が低いことがわかった。以上より、分子量が306以上979以下の添加剤を用いた場合には、充填率が向上することがわかった。この場合の充填率は、例えば81%以上、初透磁率は例えば83以上である。 Therefore, it was found that the filling rate of the magnetic core using the additive containing algomer as a main component was higher than that in the case where the additive was not used in any case. In addition, the filling rate of the magnetic core using the polymer-based additive as the additive is equivalent to the filling rate of the magnetic core "acrylic resin only", and the filling rate of the magnetic core using the algomer-based additive is It was found that the filling factor was lower than that of the magnetic core. From the above, it was found that when an additive having a molecular weight of 306 or more and 979 or less was used, the filling rate was improved. In this case, the filling rate is, for example, 81% or more, and the initial magnetic permeability is, for example, 83 or more.
ここで、添加剤の分子量と充填率および初透磁率について説明する。上述したように、分子量が179のSiアシレートを主成分とする添加剤を用いた場合には、添加剤を用いない場合と比較して充填率および初透磁率は向上しないが、分子量が274以上のAlキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた場合には、添加剤を用いない場合よりも充填率および初透磁率は向上する。したがって、分子量が274以上の添加剤を用いることにより、磁性コアの充填率および初透磁率を向上させることができるといえる。より確実には、分子量が300以上の添加剤を用いることにより、磁性コアの充填率および初透磁率を向上させることができるといえる。 Here, the molecular weight, filling rate and initial permeability of the additive will be explained. As described above, when an additive containing Si acylate having a molecular weight of 179 as a main component is used, the filling factor and the initial magnetic permeability are not improved as compared with the case where the additive is not used, but the molecular weight is 274 or more. When the additive containing the Al chelate complex as the main component is used, the filling rate and the initial magnetic permeability are improved as compared with the case where the additive is not used. Therefore, it can be said that by using an additive having a molecular weight of 274 or more, the filling rate and the initial magnetic permeability of the magnetic core can be improved. More reliably, it can be said that by using an additive having a molecular weight of 300 or more, the filling rate and initial permeability of the magnetic core can be improved.
また、分子量が数万のポリマーを主成分とする添加剤を用いた場合には、添加剤を用いない場合と比較して充填率および初透磁率は向上しないが、分子量が数千のTiオリゴマーを主成分とする添加剤を用いた場合には、添加剤を用いない場合よりも充填率および初透磁率は向上する。したがって、分子量が数千以下の添加剤を用いることにより、磁性コアの充填率および初透磁率を向上させることができるといえる。より確実には、分子量が1000以下の添加剤を用いることにより、磁性コアの充填率および初透磁率を向上させることができるといえる。 In addition, when an additive containing a polymer having a molecular weight of several tens of thousands as a main component is used, the filling rate and the initial magnetic permeability are not improved as compared with the case where no additive is used, but a Ti oligomer having a molecular weight of several thousand is used as the main component, the filling rate and the initial magnetic permeability are improved as compared with the case where the additive is not used. Therefore, it can be said that the filling rate and the initial magnetic permeability of the magnetic core can be improved by using an additive with a molecular weight of several thousand or less. More reliably, it can be said that by using an additive having a molecular weight of 1000 or less, the filling rate and initial permeability of the magnetic core can be improved.
分子量が300以上1000以下の上述した材料は、耐熱性が高く、熱処理後でも可塑効果が持続する性質を有する。したがって、これらの材料を添加剤としてFe系の金属磁性粉に添加して磁性コアを作製することにより、分子量が添加剤よりも高い結着材(樹脂材料)を軟化させて、磁性コア内に金属磁性粉17をより近接させた状態で保持することができる。これにより、磁性コアにおける金属磁性粉17の充填率を向上することができる。このように、分子量が300以上1000以下の添加剤を用いることにより、金属磁性粉17の充填率を向上し、透磁率を向上することができる。
The above-mentioned material having a molecular weight of 300 or more and 1000 or less has high heat resistance and has a property that the plasticizing effect is maintained even after heat treatment. Therefore, by adding these materials as additives to Fe-based metal magnetic powder to produce a magnetic core, the binder (resin material) having a higher molecular weight than the additive is softened, and The metal
また、Alキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアについて、「Alキレート1」と「Alキレート4」とを比較すると、図11Aに示したように、「Alキレート4」のほうが「Alキレート1」よりも初透磁率が高く、充填率が高くなっている。
Further, when comparing "
この理由は、以下のとおりである。図12は、無機粉体とキレート錯体との反応機構を説明するための図である。 The reason for this is as follows. FIG. 12 is a diagram for explaining the reaction mechanism between the inorganic powder and the chelate complex.
「Alキレート1」は、キレート錯体におけるアルキルアセト酢酸基(キレート化剤)のアルキル部分にエチル基(C2H5)を有している。これに対し、「Alキレート4」は、キレート化剤のアルキル部分にオレイル基(C18H35)を有している。オレイル基は、エチル基よりも炭素鎖長が長い炭化水素である。
“
一般に、キレート錯体は、親水基となるアルコキシル基(RO)と疎水基となるアルキルアセト酢酸基とを有しており、図12に示すように、親水基と無機粉体の表面に存在する水酸基、カルボキシル基、吸着水等とが反応する。したがって、無機粉体は、キレート錯体が備えるアルキルアセト酢酸基のアルキル部分における炭化水素に被覆された構成となっている。これにより、アルキル部分における炭化水素に被覆された無機粉体は、有機物との親和性を有する。 In general, a chelate complex has an alkoxyl group (RO) as a hydrophilic group and an alkylacetoacetate group as a hydrophobic group. , carboxyl groups, and adsorbed water. Therefore, the inorganic powder has a structure in which the alkyl portion of the alkylacetoacetate group of the chelate complex is covered with hydrocarbons. As a result, the inorganic powder coated with hydrocarbons in the alkyl moiety has an affinity for organic substances.
また、キレート錯体は、アルキル部分における炭化水素によって無機粉体を被覆することにより、無機粉体の表面エネルギーを低下させ、アクリル樹脂などの有機樹脂に対する無機粉体の濡れ性および分散性を顕著に向上することができる。また、キレート錯体は、アルキル部分における炭化水素が有機樹脂と溶相し絡み合うことによって、界面にかかる応力およびひずみを緩和させ、かつ、有機樹脂を可塑化させる。このとき、アルキル部分における炭化水素の炭素鎖長が長いほど、キレート錯体は無機粉体の表面エネルギーをより低下させ、界面にかかる応力およびひずみをより緩和させる。また、アルキル部分における炭化水素の炭素鎖長が長いほど、キレート錯体は有機樹脂をより可塑化させる。 In addition, the chelate complex lowers the surface energy of the inorganic powder by coating the inorganic powder with the hydrocarbon in the alkyl moiety, and significantly improves the wettability and dispersibility of the inorganic powder with respect to organic resins such as acrylic resins. can be improved. In addition, the chelate complex relieves the stress and strain applied to the interface and plasticizes the organic resin by causing the hydrocarbon in the alkyl portion to dissolve and intertwine with the organic resin. At this time, the longer the carbon chain length of the hydrocarbon in the alkyl portion, the more the chelate complex lowers the surface energy of the inorganic powder and relaxes the stress and strain applied to the interface. Also, the longer the carbon chain length of the hydrocarbon in the alkyl moiety, the more the chelate complex plasticizes the organic resin.
したがって、アルキル部分に長鎖のオレイル基を有する「Alキレート4」を用いる場合には、アルキル部分に短鎖のエチル基を有する「Alキレート1」を用いる場合よりも、無機粉体の表面エネルギーを著しく低下させ、界面にかかる応力およびひずみをより緩和させ、かつ、有機樹脂をより可塑化させることができる。これにより、造粒粉の粘度を低下させ、成形性を向上することができるため、磁性材料の高充填化を実現することができる。
Therefore, when using "Al chelate 4" having a long-chain oleyl group in the alkyl moiety, the surface energy of the inorganic powder is higher than when using "
また、Alキレート錯体、Tiキレート錯体およびZrキレート錯体を主成分とする添加剤を用いた磁性コアについて、熱処理温度が90℃のときの初透磁率を比較すると、図10Bに示した磁性コアのうち、アセチルアセトンキレートを主成分とする添加剤を用いた「Tiキレート2」が最も初透磁率が高く、グリコールキレートを主成分とする添加剤を用いた「Tiキレート3」が最も初透磁率が低くなっていることがわかる。
In addition, when comparing the initial magnetic permeability at a heat treatment temperature of 90° C. for the magnetic core using an additive containing an Al chelate complex, a Ti chelate complex, and a Zr chelate complex as main components, the magnetic core shown in FIG. Among them, "
また、他の磁性コアについても、アセチルアセトンキレートを配位子として有する添加剤を用いた磁性コアは初透磁率が高い傾向にある。また、アセト酢酸エチルキレートを配位子として有する添加剤を用いた磁性コアの初透磁率は、グリコールキレートを配位子として有する添加剤を用いた磁性コアよりも初透磁率は高くなっている。 As for other magnetic cores, magnetic cores using an additive having acetylacetone chelate as a ligand tend to have high initial magnetic permeability. In addition, the initial magnetic permeability of the magnetic core using the additive having ethyl acetoacetate chelate as a ligand is higher than that of the magnetic core using the additive having glycol chelate as the ligand. .
一般に、キレートの反応速度はアルコキシドの反応速度と比較して遅く、配位子の種類により反応速度を比較すると、アセチルアセトンキレート、アセト酢酸エチルキレート、グリコールキレートのうちでは、アセチルアセトンキレートの反応速度が最も遅く、グリコールキレートの反応速度が最も早い。このことより、金属キレート錯体の中でも反応速度が遅い配位子を持つものを主成分とする添加剤を用いることにより、結着材である樹脂材料を軟化して、磁性コアにおける金属磁性粉17の充填率を高くすることができるといえる。したがって、反応速度が遅い金属キレート錯体を主成分とする添加剤を用いることにより、磁性コアの初透磁率を向上することができる。
In general, the reaction rate of chelates is slower than that of alkoxides. Comparing the reaction rates according to the type of ligand, acetylacetone chelate has the highest reaction rate among acetylacetone chelate, ethyl acetoacetate chelate, and glycol chelate. slow, with the fastest reaction rate for glycol chelates. For this reason, by using an additive whose main component is a metal chelate complex having a ligand with a slow reaction rate, the resin material that is a binder is softened and the metal
なお、添加剤の主成分としては、金属キレート錯体に限らず、分子量が300以上1000以下の材料であれば、環状アルミニウムオリゴマー、または、その他の材料であってもよい。 The main component of the additive is not limited to the metal chelate complex, and may be a cyclic aluminum oligomer or other material as long as the material has a molecular weight of 300 or more and 1000 or less.
[1-4.効果等]
以上、本実施の形態にかかる磁性材料の製造方法は、有機溶剤と、鉄を主成分とする磁性体粉と、樹脂材料と、添加剤と、を含む混合物を加熱して前記有機溶剤を除去することで、前記磁性体粉と前記樹脂材料と前記添加剤とが一体化した中間材料を得る第1の熱処理工程と、前記第1の熱処理工程によって得られた前記中間材料を粉末にする粉末化工程とを含み、前記樹脂材料の分子量は、前記添加剤の分子量よりも大きく、前記添加剤の分子量は、300以上1000以下である。
[1-4. effects, etc.]
As described above, in the method for manufacturing a magnetic material according to the present embodiment, a mixture containing an organic solvent, a magnetic powder containing iron as a main component, a resin material, and an additive is heated to remove the organic solvent. a first heat treatment step for obtaining an intermediate material in which the magnetic powder, the resin material, and the additive are integrated; and a powder for pulverizing the intermediate material obtained by the first heat treatment step. The molecular weight of the resin material is greater than the molecular weight of the additive, and the molecular weight of the additive is 300 or more and 1000 or less.
この構成によれば、分子量が300以上1000以下の材料を添加剤としてFe系の金属磁性粉に添加して磁性材料を作製することにより、分子量が添加剤よりも高い樹脂材料を軟化させて、磁性材料内に金属磁性粉を近接させた状態で保持することができる。これにより、磁性材料における金属磁性粉の充填率を向上することができる。したがって、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, a magnetic material is produced by adding a material having a molecular weight of 300 to 1000 as an additive to the Fe-based metal magnetic powder, thereby softening the resin material having a molecular weight higher than that of the additive. It is possible to hold the metal magnetic powder in close proximity within the magnetic material. Thereby, the filling rate of the metal magnetic powder in the magnetic material can be improved. Therefore, the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、前記添加剤の主成分は、金属キレート錯体または環状アルミニウムオリゴマーであってもよい。 Also, the main component of the additive may be a metal chelate complex or a cyclic aluminum oligomer.
この構成によれば、磁性材料における金属磁性粉の充填率をより向上し、磁性材料の透磁率をより向上することができる。 According to this configuration, the filling rate of the metal magnetic powder in the magnetic material can be further improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be further improved.
また、前記添加剤の主成分は、アルミニウム有機化合物であってもよい。 Further, the main component of the additive may be an aluminum organic compound.
この構成によれば、磁性材料における金属磁性粉の充填率をより向上し、磁性材料の透磁率をより向上することができる。 According to this configuration, the filling rate of the metal magnetic powder in the magnetic material can be further improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be further improved.
また、前記樹脂材料に対する前記添加剤の重量比率は、5%以上40%以下であってもよい。 Further, the weight ratio of the additive to the resin material may be 5% or more and 40% or less.
この構成によれば、金属磁性粉、磁性材料および添加剤の種類に応じて添加剤の重量比率を変更することにより、樹脂材料の軟度を変更することができる。したがって、磁性材料における金属磁性粉の充填率を向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, the softness of the resin material can be changed by changing the weight ratio of the additive according to the types of the metal magnetic powder, the magnetic material, and the additive. Therefore, the filling rate of the metal magnetic powder in the magnetic material can be improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、前記樹脂材料は、常温において液状の熱硬化性材料であってもよい。 Further, the resin material may be a thermosetting material that is liquid at room temperature.
この構成によれば、常温において金属磁性粉、樹脂材料および添加剤を混錬分散しやすく、かつ、熱処理により成形体を形成しやすいため、製造工程を容易にすることができる。 According to this configuration, the metal magnetic powder, the resin material, and the additive can be easily kneaded and dispersed at room temperature, and the molded body can be easily formed by heat treatment, thereby facilitating the manufacturing process.
また、前記樹脂材料は、熱可塑性材料であってもよい。 Further, the resin material may be a thermoplastic material.
この構成によれば、磁性材料の粉体を圧粉した磁性コアを形成するときに、金属磁性粉の充填率をより向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, when forming the magnetic core by compressing the powder of the magnetic material, the filling rate of the metal magnetic powder can be further improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、本実施の形態にかかる圧粉磁心(磁性コア)の製造方法は、上述した特徴を有する製造方法で得られた磁性材料を粉体成形する第1の成形工程と、前記第1の成形工程で得られた成形体を加熱する第2の熱処理工程とを含む。 Further, the method for manufacturing a powder magnetic core (magnetic core) according to the present embodiment includes a first molding step of powder molding the magnetic material obtained by the manufacturing method having the characteristics described above, and the first molding step. and a second heat treatment step of heating the compact obtained in the step.
この構成によれば、磁性材料の粉体を圧粉することにより、磁性コアを容易に形成することができる。 According to this configuration, the magnetic core can be easily formed by compacting the powder of the magnetic material.
また、本実施の形態にかかる圧粉磁心は、Fe-Siからなる磁性材料を含み、前記磁性材料の充填率は90%以上であり、初透磁率は149以上である。 Further, the powder magnetic core according to the present embodiment contains a magnetic material made of Fe—Si, the filling rate of the magnetic material is 90% or more, and the initial magnetic permeability is 149 or more.
この構成によれば、Fe-Siからなる磁性材料を用いた磁性コアにおいて、金属磁性粉の充填率を向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, in the magnetic core using the magnetic material made of Fe—Si, the filling rate of the metal magnetic powder can be improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、Fe-Si-Alからなる磁性材料を含み、前記磁性材料の充填率は81%以上であり、初透磁率は83以上であってもよい。 Further, a magnetic material made of Fe--Si--Al may be included, and the magnetic material may have a filling rate of 81% or more and an initial magnetic permeability of 83 or more.
この構成によれば、Fe-Si-Alからなる磁性材料を用いた磁性コアにおいて、金属磁性粉の充填率を向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, in the magnetic core using the magnetic material made of Fe--Si--Al, it is possible to improve the filling rate of the metal magnetic powder and improve the magnetic permeability of the magnetic material.
また、前記磁性材料の周囲に、Tiを含む絶縁被膜が配置されていてもよい。 Also, an insulating coating containing Ti may be arranged around the magnetic material.
この構成によれば、金属磁性粉の周囲にTiを含む絶縁膜が形成された磁性コアにおいて、金属磁性粉の充填率を向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, in the magnetic core in which the insulating film containing Ti is formed around the metal magnetic powder, the filling rate of the metal magnetic powder can be improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、前記磁性材料の周囲に、Zrを含む絶縁被膜が配置されていてもよい。 Also, an insulating coating containing Zr may be arranged around the magnetic material.
この構成によれば、金属磁性粉の周囲にZrを含む絶縁膜が形成された磁性コアにおいて、金属磁性粉の充填率を向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, in the magnetic core in which the insulating film containing Zr is formed around the metal magnetic powder, the filling rate of the metal magnetic powder can be improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、前記磁性材料の周囲に、Alを含む絶縁被膜が配置されていてもよい。 Further, an insulating coating containing Al may be arranged around the magnetic material.
この構成によれば、金属磁性粉の周囲にAlを含む絶縁膜が形成された磁性コアにおいて、金属磁性粉の充填率を向上し、磁性材料の透磁率を向上することができる。 According to this configuration, in the magnetic core in which the insulating film containing Al is formed around the metal magnetic powder, the filling rate of the metal magnetic powder can be improved, and the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
また、本実施の形態にかかるコイル部品は、上述した特徴を有する圧粉磁心を備える。 Moreover, the coil component according to the present embodiment includes the dust core having the characteristics described above.
この構成によれば、上述した特徴を有する磁性コアを備えるコイル部品を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a coil component including a magnetic core having the characteristics described above.
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態1に係るコイル部品1は、磁性コアとしていわゆるダストコアを用いたコイル部品であったが、本実施の形態に係るコイル部品2は、製造工程においてコイルが磁性コアに組み込まれたメタルコンポジット型のコイル部品である。
(Embodiment 2)
Next,
[2-1.磁性体粉の構成]
図13Aは、本実施の形態に係るコイル部品2の構成を示す概略斜視図である。図13Bは、本実施の形態に係るコイル部品2の構成を示す断面図である。図13Bは、図13AにおけるXIIB-XIIB線における断面を示している。
[2-1. Structure of Magnetic Powder]
FIG. 13A is a schematic perspective view showing the configuration of
図13Aおよび図13Bに示すように、コイル部品2は、メタルコンポジット材で構成される磁性コア部22と、コイル部23とを備えている。
As shown in FIGS. 13A and 13B, the
磁性コア部22は、平面視したときの中央付近に、円柱状の芯部22aを有している。磁性コア部22を構成する磁性材料は、実施の形態1に係るコイル部品1の分割磁心12と同様、例えばFeおよびSiを主成分とする合金であるFe-Si系の金属磁性材料である。なお、当該磁性材料については、実施の形態1に示した磁性材料と同様であるため詳細な説明は省略する。磁性コア部22の円柱状の芯部22aの周囲には、コイル部23が配置されている。
The
コイル部23は、導体が複数回巻き回された巻き回し部23aと、磁性コア部22の外側に形成された配線部23bとを有している。巻き回し部23aの巻き回された導体の巻回軸として磁性コア部22の芯部22aが配置されている。導体は、例えば銅で構成されている。導体は、コイル部品2の形成時に加えられた熱により破壊されない材料で構成されている。
The
コイル部23は、磁性コア部22と一体に形成されている。コイル部23巻き回し部23aは磁性コア内に埋められており、配線部23bは磁性コア部22の外側に配置されている。
The
[2-2.コイル部品の製造方法]
以下、本実施の形態にかかるコイル部品2の製造方法について説明する。図14は、本実施の形態に係るコイル部品2の製造工程を示すフローチャートである。
[2-2. Coil component manufacturing method]
A method for manufacturing the
図14に示すように、コイル部品2の製造工程は、造粒粉製造工程S(ステップS10)と、コア製造およびコイル組み立て工程(ステップS40)とを含んでいる。造粒粉製造工程では、上述した磁性コアを構成する磁性材料を生成する。コア製造工程では、磁性材料を成形した磁性コア部22とコイル部23とを形成し、磁性コア部22とコイル部23とを組み立てることによりコイル部品2を完成させる。
As shown in FIG. 14, the manufacturing process of the
なお、コイル部品2の製造工程における造粒粉製造工程は、実施の形態1に示した造粒粉製造工程と同様であるため、説明を省略する。
Note that the granulated powder manufacturing process in the manufacturing process of the
以下、コア製造およびコイル組み立て工程について詳細に説明する。図15は、本実施の形態に係るコア製造およびコイル組み立て工程を示すフローチャートである。 The core manufacturing and coil assembly processes are described in detail below. FIG. 15 is a flow chart showing core manufacturing and coil assembling processes according to the present embodiment.
図15に示すように、はじめにコイル部23を形成する(ステップS41)。コイル部23は、実施の形態1に示した導体13と同様、例えば銅等の金属からなる導体を所定回数巻き回すことにより、巻き回し部23aを形成する。
As shown in FIG. 15, first, the
次に、磁性コア部22とコイル部23とを一体に成形する(ステップS42)。ステップS42は、第2の成形工程である。磁性コア部22の材料としては、造粒粉製造工程において製造された磁性材料を用いる。まず、造粒粉製造工程において分級された磁性材料を成形金型に入れる。このとき、コイル部23の導体の巻き回し部23aの端部以外が磁性材料に覆われるように、コイル部23と磁性材料とを成形金型に入れる。
Next, the
続けて、例えば一定圧力4~5[ton/cm2]で一軸成形を行い、成形体を作製する。このときの圧力は、実施の形態1に示したコイル部品1のコア製造工程における一軸成形の圧力よりも低い圧力である。これにより、磁性材料とともに成形されるコイル部23が成形時に破壊されるのを抑制することができる。
Subsequently, uniaxial molding is performed at a constant pressure of 4 to 5 [ton/cm 2 ], for example, to produce a compact. The pressure at this time is lower than the uniaxial molding pressure in the core manufacturing process of the
成形体の形状は、例えば、図13Aおよび図13Bに示した磁性コア部22の形状である。なお、成形体の形状は、これに限らず、他の形状としてもよい。
The shape of the compact is, for example, the shape of the
さらに、脱脂後の成形体を熱硬化する(ステップS43)。この工程は、第3の熱処理工程である。成形体の熱硬化には、例えば雰囲気制御電気炉を用いる。なお、成形体の熱硬化には、他の方法を用いてもよい。 Further, the compact after degreasing is thermally cured (step S43). This step is the third heat treatment step. An atmosphere-controlled electric furnace, for example, is used for thermosetting the compact. It should be noted that other methods may be used for thermosetting the molded body.
成形体の熱硬化は、例えば、所定の酸素分圧において、200[℃]の温度で1時間行う。このときの温度は、実施の形態1に示したコイル部品1の成形体のアニール温度よりも低い。これにより、成形体の熱硬化中にコイル部23が破壊されるのを抑制することができる。
The thermosetting of the molded product is performed, for example, at a predetermined oxygen partial pressure at a temperature of 200[° C.] for 1 hour. The temperature at this time is lower than the annealing temperature of the compact of
さらに、成形体の熱硬化の後、コイル部23の巻き回し部23aの端部に、磁性コア部22の外側に配置される配線部23bを接続してもよい。
Further, after the molded body is thermally cured, the
以上の工程を経ることにより、磁性コア部22とコイル部23とが一体となったコイル部品2が完成する。
Through the above steps, the
[2-3.効果等]
以上、本実施の形態にかかるコイル部品の製造方法は、上述した特徴を有する製造方法で得られた磁性材料とコイルとを粉体成形により一体化させる第2の成形工程と、前記成形工程で得られた成形体を加熱する第3の熱処理工程とを含む。
[2-3. effects, etc.]
As described above, the method of manufacturing a coil component according to the present embodiment includes a second molding step of integrating the magnetic material obtained by the manufacturing method having the above-described features and the coil by powder molding, and the molding step. and a third heat treatment step of heating the obtained compact.
この構成によれば、圧粉磁心とコイルとを一体化させたコイル部品を容易に形成することができる。 According to this configuration, it is possible to easily form a coil component in which the dust core and the coil are integrated.
また、分子量が300以上1000以下の材料を添加剤としてFe系の金属磁性粉に添加して磁性材料を作製することにより、分子量が添加剤よりも高い樹脂材料を軟化させて、磁性材料内に金属磁性粉を近接させた状態で保持することができる。これにより、磁性材料における金属磁性粉の充填率を向上することができる。したがって、磁性材料の透磁率を向上することができる。 Further, by adding a material having a molecular weight of 300 or more and 1000 or less as an additive to Fe-based metal magnetic powder to produce a magnetic material, the resin material having a molecular weight higher than that of the additive is softened and incorporated into the magnetic material. It is possible to hold the metal magnetic powder in close proximity. Thereby, the filling rate of the metal magnetic powder in the magnetic material can be improved. Therefore, the magnetic permeability of the magnetic material can be improved.
(その他の実施の形態等)
以上、本開示の実施の形態および変形例に係る磁性材料および磁性体粉について説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments, etc.)
Although the magnetic material and the magnetic powder according to the embodiments and modifications of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to these embodiments.
例えば、上述した磁性材料を用いたコイル部品についても、本発明に含まれる。コイル部品としては、例えば、高周波用のリアクトル、インダクタ、トランス等のインダクタンス部品等が挙げられる。また、上述したコイル部品を備えた電源装置についても、本発明に含まれる。 For example, the present invention also includes a coil component using the magnetic material described above. Examples of coil components include high-frequency reactors, inductors, and inductance components such as transformers. The present invention also includes a power supply device including the coil component described above.
また、金属磁性粉は、Fe-Si系およびFe-Si-Al系の磁性材料に限らず、Feを主成分とする他の磁性材料であってもよい。 Further, the metal magnetic powder is not limited to Fe--Si and Fe--Si--Al magnetic materials, and may be other magnetic materials containing Fe as a main component.
また、添加剤の主成分は、Alキレート錯体以外のキレート錯体であってもよいし、その他の金属を含むキレート錯体であってもよい。また、キレート錯体以外に、オリゴマー、アシレート、ポリマー等を主成分として含んでもよい。 Moreover, the main component of the additive may be a chelate complex other than the Al chelate complex, or may be a chelate complex containing other metals. In addition to the chelate complex, it may contain an oligomer, an acylate, a polymer, or the like as a main component.
また、樹脂材料は、上述したアクリル樹脂であってもよいし、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂またはその他の樹脂材料であってもよい。また、有機溶剤についても、上述したトルエン、キシレン、エタノール等に限らず、他の有機溶剤を用いてもよい。 Moreover, the resin material may be the acrylic resin described above, or may be a silicone resin, a butyral resin, or another resin material. Also, the organic solvent is not limited to toluene, xylene, ethanol, etc., and other organic solvents may be used.
また、Fe-Si系の金属磁性材料の混錬・分散の方法、および、金属磁性粉、添加剤、樹脂材料および有機溶剤等の混合の方法は、上述した回転ボールミルによる混錬・分散に限らず、他の混合方法を用いてもよい。 In addition, the method of kneading and dispersing the Fe—Si based metallic magnetic material and the method of mixing the metallic magnetic powder, additive, resin material, organic solvent, etc. are limited to kneading and dispersing by the rotary ball mill described above. However, other mixing methods may be used.
また、第1の熱処理工程、第2の熱処理工程および第3の熱処理工程における熱処理の方法については、上述した方法に限らず、他の方法を用いてもよい。また、上述した各ステップにおける圧力、温度および時間は一例であって、他の圧力、温度および時間を採用してもよい。 Moreover, the heat treatment methods in the first heat treatment step, the second heat treatment step, and the third heat treatment step are not limited to the methods described above, and other methods may be used. Also, the pressure, temperature and time in each step described above are examples, and other pressures, temperatures and times may be adopted.
また、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 Also, the present disclosure is not limited to this embodiment. As long as it does not deviate from the spirit of the present disclosure, various modifications that a person skilled in the art can think of are applied to this embodiment, and a form constructed by combining the components of different embodiments is also within the scope of one or more aspects may be included within
本開示にかかる磁性材料は、高周波用のインダクタ、トランスの磁心の材料等に適用できる。 The magnetic material according to the present disclosure can be applied to high-frequency inductors, transformer magnetic core materials, and the like.
1、2 コイル部品
12 分割磁心(磁性材料)
12a 基台
12b 芯部
12c 壁部
13 導体(コイル)
14 コイル支持体
14a 基部
14b 円筒部
17 金属磁性粉(磁性体粉)
18 絶縁材
22 磁性コア部(磁性材料)
22a 芯部
23 コイル部(コイル)
23a 巻き回し部
23b 配線部
1, 2
REFERENCE SIGNS
18 insulating
Claims (5)
前記第1の熱処理工程によって得られた前記中間材料を粉末にする粉末化工程とを含み、
前記樹脂材料の分子量は、前記添加剤の分子量よりも大きく、
前記添加剤の分子量は、300以上1000以下であり、
前記樹脂材料は熱可塑性材料である、
磁性材料の製造方法。 By heating a mixture containing an organic solvent, a magnetic powder containing iron as a main component, a resin material, and an additive whose main component is a metal chelate complex or a cyclic aluminum oligomer to remove the organic solvent. a first heat treatment step of obtaining an intermediate material in which the magnetic powder, the resin material, and the additive are integrated, and an insulating material formed from the additive is formed as an insulating coating on the surface of the magnetic powder; When,
a powdering step of powdering the intermediate material obtained by the first heat treatment step;
The molecular weight of the resin material is greater than the molecular weight of the additive,
The additive has a molecular weight of 300 or more and 1000 or less ,
The resin material is a thermoplastic material,
A method for manufacturing a magnetic material.
請求項1に記載の磁性材料の製造方法。 The main component of the additive is an aluminum organic compound,
A method for manufacturing the magnetic material according to claim 1 .
請求項1または2に記載の磁性材料の製造方法。 The weight ratio of the additive to the resin material is 5% or more and 40% or less.
3. A method for manufacturing the magnetic material according to claim 1 or 2 .
前記第1の成形工程で得られた成形体を加熱する第2の熱処理工程とを含む、
圧粉磁心の製造方法。 A first molding step of powder molding the magnetic material obtained by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3 ;
and a second heat treatment step of heating the molded body obtained in the first molding step,
A method for manufacturing a powder magnetic core.
前記第2の成形工程で得られた成形体を加熱する第3の熱処理工程とを含む、
コイル部品の製造方法。 A second molding step of integrating the magnetic material and the coil obtained by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3 by powder molding;
and a third heat treatment step of heating the molded body obtained in the second molding step,
A method of manufacturing a coil component.
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