JPH11204322A - 圧粉磁芯、その製造方法、及び巻線部品 - Google Patents
圧粉磁芯、その製造方法、及び巻線部品Info
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- JPH11204322A JPH11204322A JP10022713A JP2271398A JPH11204322A JP H11204322 A JPH11204322 A JP H11204322A JP 10022713 A JP10022713 A JP 10022713A JP 2271398 A JP2271398 A JP 2271398A JP H11204322 A JPH11204322 A JP H11204322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 飽和磁束密度が高く、ヒステリシス損失また
は残留損失の少ない圧粉磁芯及びその製造方法と、直流
重畳性に優れ、低損失な巻線部品を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金に
対し、１〜１０重量％の酸化物粉末を高周波溶解により
混入し、その後、急冷、解砕して得た合金粉末を、バイ
ンダと混合した後、加圧成型して得られる、前記酸化物
粉末が、前記合金粉末中に島状に分散した圧粉磁芯。
は残留損失の少ない圧粉磁芯及びその製造方法と、直流
重畳性に優れ、低損失な巻線部品を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金に
対し、１〜１０重量％の酸化物粉末を高周波溶解により
混入し、その後、急冷、解砕して得た合金粉末を、バイ
ンダと混合した後、加圧成型して得られる、前記酸化物
粉末が、前記合金粉末中に島状に分散した圧粉磁芯。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器用の直流
電源等に用いられる巻線部品に関し、特に、トランス、
インダクタ等の巻線部品に用いて好適な圧粉磁芯とその
製造方法に関する。
電源等に用いられる巻線部品に関し、特に、トランス、
インダクタ等の巻線部品に用いて好適な圧粉磁芯とその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器用の直流電源等において、高周
波で用いられる巻線部品であるチョークコイル等は、一
般に、フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されている。
波で用いられる巻線部品であるチョークコイル等は、一
般に、フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されている。
【０００３】このうち、フェライト磁芯は、飽和磁束密
度が低いという欠点を有している。また、合金粉末を加
圧成形して作製される圧粉磁芯は、軟磁性フェライトに
比べて高い飽和磁束密度を持つ。そのため、圧粉磁芯を
用いた巻線部品は、直流重畳性に優れているという長所
がある。
度が低いという欠点を有している。また、合金粉末を加
圧成形して作製される圧粉磁芯は、軟磁性フェライトに
比べて高い飽和磁束密度を持つ。そのため、圧粉磁芯を
用いた巻線部品は、直流重畳性に優れているという長所
がある。
【０００４】一方、近年の電子機器の小型化および高周
波化に伴い、巻線部品の低損失化と、直流重畳特性の向
上が要求されている。すなわち、圧粉磁芯の低損失化
と、飽和磁束密度の向上が要求されている。
波化に伴い、巻線部品の低損失化と、直流重畳特性の向
上が要求されている。すなわち、圧粉磁芯の低損失化
と、飽和磁束密度の向上が要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】巻線部品の損失は、い
わゆるコアロス（磁芯による損失）とオーミックロス
（巻線の抵抗損）に分解される。一般に、高周波で稼働
する巻線部品の場合、抵抗損は比較的小さく、磁芯によ
る損失が大きい。そして、磁芯による損失は、ヒステリ
シス損失、渦電流損失および残留損失に分けられる。
わゆるコアロス（磁芯による損失）とオーミックロス
（巻線の抵抗損）に分解される。一般に、高周波で稼働
する巻線部品の場合、抵抗損は比較的小さく、磁芯によ
る損失が大きい。そして、磁芯による損失は、ヒステリ
シス損失、渦電流損失および残留損失に分けられる。
【０００６】このうち、渦電流損失の低減のために、合
金粉末の表面に絶縁膜を形成する方法や絶縁性のバイン
ダを混合する方法などが用いられているが、更に、損失
を低減するためには、ヒステリシス損失、あるいは残留
損失の低減が必要である。
金粉末の表面に絶縁膜を形成する方法や絶縁性のバイン
ダを混合する方法などが用いられているが、更に、損失
を低減するためには、ヒステリシス損失、あるいは残留
損失の低減が必要である。
【０００７】そこで、本発明の課題は、飽和磁束密度が
高く、ヒステリシス損失または残留損失の少ない圧粉磁
芯及びその製造方法と、直流重畳性に優れ、低損失な巻
線部品を提供することである。
高く、ヒステリシス損失または残留損失の少ない圧粉磁
芯及びその製造方法と、直流重畳性に優れ、低損失な巻
線部品を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】我々は、種々の検討を行
った結果、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金に対
し、１〜１０重量％の酸化物粉末を混入し、解砕して得
た合金粉末を、バインダと混合した後、加圧成型して得
られる圧粉磁芯を用いることにより、直流重畳性に優
れ、かつ、低損失な軟磁性材料が得られることを見いだ
した。
った結果、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金に対
し、１〜１０重量％の酸化物粉末を混入し、解砕して得
た合金粉末を、バインダと混合した後、加圧成型して得
られる圧粉磁芯を用いることにより、直流重畳性に優
れ、かつ、低損失な軟磁性材料が得られることを見いだ
した。
【０００９】ヒステリシス損失は、磁壁の非可逆的運動
により発生する損失である。一般に、結晶粒を均質にす
ることにより、ヒステリシス損失は低減できるとされて
いる。しかしながら、均質な材料ほど磁壁の数が少なく
なる。これら少数の磁壁に一定の磁化変化を行わせるた
めには、磁壁は長い距離を移動しなければならない。こ
れは、一定の周波数で交番的に磁化変化を行わせる時に
は、磁壁の移動速度が速くなることを示している。ヒス
テリシス損失は、磁壁の移動速度が速いほど増大するの
で、均質すぎると逆にヒステリシス損失は高くなる。即
ち、圧粉磁芯の結晶粒を不均質にすることによって、低
損失化を図ることができる。
により発生する損失である。一般に、結晶粒を均質にす
ることにより、ヒステリシス損失は低減できるとされて
いる。しかしながら、均質な材料ほど磁壁の数が少なく
なる。これら少数の磁壁に一定の磁化変化を行わせるた
めには、磁壁は長い距離を移動しなければならない。こ
れは、一定の周波数で交番的に磁化変化を行わせる時に
は、磁壁の移動速度が速くなることを示している。ヒス
テリシス損失は、磁壁の移動速度が速いほど増大するの
で、均質すぎると逆にヒステリシス損失は高くなる。即
ち、圧粉磁芯の結晶粒を不均質にすることによって、低
損失化を図ることができる。
【００１０】そこで、本発明は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主
成分とする合金粉末と、酸化物粉末と、バインダとの混
合物を加圧成型してなる圧粉磁芯であって、前記酸化物
が、前記合金中に島状に分散している圧粉磁芯である。
成分とする合金粉末と、酸化物粉末と、バインダとの混
合物を加圧成型してなる圧粉磁芯であって、前記酸化物
が、前記合金中に島状に分散している圧粉磁芯である。
【００１１】更に、本発明は、前記酸化物粉末の混合比
が、前記合金粉末重量に対し、１〜１０重量％の範囲に
ある上記の圧粉磁芯である。
が、前記合金粉末重量に対し、１〜１０重量％の範囲に
ある上記の圧粉磁芯である。
【００１２】また、本発明は、前記酸化物粉末が、少な
くともＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｈｆ
Ｏ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかを含む上記の圧粉
磁芯である。
くともＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｈｆ
Ｏ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかを含む上記の圧粉
磁芯である。
【００１３】また、本発明は、アトマイズ法によって得
られたＦｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉末に、酸
化物粉末を混合し、粉砕機を用いて、前記合金粉末中
に、前記酸化物粉末を分散させる上記の圧粉磁芯の製造
方法である。
られたＦｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉末に、酸
化物粉末を混合し、粉砕機を用いて、前記合金粉末中
に、前記酸化物粉末を分散させる上記の圧粉磁芯の製造
方法である。
【００１４】また、本発明は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成
分とする塊状の合金を粗粉砕した前記合金粉末に、酸化
物粉末を混合し、粉砕機を用いて、前記合金粉末中に、
前記酸化物粉末を分散させる上記の圧粉磁芯の製造方法
である。
分とする塊状の合金を粗粉砕した前記合金粉末に、酸化
物粉末を混合し、粉砕機を用いて、前記合金粉末中に、
前記酸化物粉末を分散させる上記の圧粉磁芯の製造方法
である。
【００１５】また、本発明は、上記の圧粉磁芯を有する
巻線部品である。
巻線部品である。
【００１６】本発明により得られる圧粉磁芯は、合金粉
末中に酸化物もしくはその固溶体を島状に分散させるこ
とにより、磁区を分断し、多磁区構造となる。多磁区化
し、磁壁の数を多くすることにより、一つあたりの磁壁
の移動距離が短くなり、ヒステリシス損失の低減を図れ
る。
末中に酸化物もしくはその固溶体を島状に分散させるこ
とにより、磁区を分断し、多磁区構造となる。多磁区化
し、磁壁の数を多くすることにより、一つあたりの磁壁
の移動距離が短くなり、ヒステリシス損失の低減を図れ
る。
【００１７】また、本発明の圧粉磁芯は、合金中に酸化
物粉末もしくはその固溶体が島状に分散するため、比抵
抗が高くなり、渦電流損失の低減も図れる。
物粉末もしくはその固溶体が島状に分散するため、比抵
抗が高くなり、渦電流損失の低減も図れる。
【００１８】本発明において、酸化物粉末の含有量を、
合金重量に対し１〜１０重量％としたのは、１重量％未
満では、合金中の酸化物の量が少ないので、磁区の細分
化が十分でなく、損失が低減できないためであり、１０
重量％を超えると、合金の占める割合が相対的に少なく
なることより、飽和磁束密度が小さくなるためである。
合金重量に対し１〜１０重量％としたのは、１重量％未
満では、合金中の酸化物の量が少ないので、磁区の細分
化が十分でなく、損失が低減できないためであり、１０
重量％を超えると、合金の占める割合が相対的に少なく
なることより、飽和磁束密度が小さくなるためである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、実施例によって、本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００２０】
【実施例】（実施例１）ＢａｌＦｅ−１０重量％Ｓｉ−
５重量％Ａｌ合金（メルト）に、酸化物粉末として粒径
１.５μｍのＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｈ
ｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3を５重量％混合し、急冷し
た後、アトマイズ法によって粉末にし、更に、粉砕機で
あるボールミルを使用して解砕し、前記合金粉末中に、
酸化物を、島状に分散させた。
５重量％Ａｌ合金（メルト）に、酸化物粉末として粒径
１.５μｍのＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｈ
ｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3を５重量％混合し、急冷し
た後、アトマイズ法によって粉末にし、更に、粉砕機で
あるボールミルを使用して解砕し、前記合金粉末中に、
酸化物を、島状に分散させた。
【００２１】次に、シリコーン樹脂３重量％をこれに混
合し、外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍの金型を用い、室温
で加圧（５ｔｏｎ／ｃｍ2）成形し、トロイダル形状の
圧粉磁芯を得た。
合し、外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍの金型を用い、室温
で加圧（５ｔｏｎ／ｃｍ2）成形し、トロイダル形状の
圧粉磁芯を得た。
【００２２】次に、上記の圧粉磁芯を１７０℃で２時間
大気中で熱処理を行い、バインダ硬化を行った。次に、
酸化性雰囲気である大気中で、７００℃×２時間の熱処
理を行った。
大気中で熱処理を行い、バインダ硬化を行った。次に、
酸化性雰囲気である大気中で、７００℃×２時間の熱処
理を行った。
【００２３】次に、これら圧粉磁芯に対して巻線を施
し、岩崎通信社製のＢ−Ｈトレーサーを用いて、損失
（Ｐｃｖ）を測定した。表１に、酸化物粉末を変化させ
た時の１００ｋＨｚ−１００ｍＴにおけるトータル損失
（Ｐｃｖ）、ヒステリシス損失（Ｐｈ）、及び残留損失
（Ｐｃｖ−Ｐｈ）を示す。
し、岩崎通信社製のＢ−Ｈトレーサーを用いて、損失
（Ｐｃｖ）を測定した。表１に、酸化物粉末を変化させ
た時の１００ｋＨｚ−１００ｍＴにおけるトータル損失
（Ｐｃｖ）、ヒステリシス損失（Ｐｈ）、及び残留損失
（Ｐｃｖ−Ｐｈ）を示す。
【００２４】
【００２５】表１に示すように、酸化物粉末を加えずに
作製した試料と比較し、本発明品の圧粉磁芯は、損失
が、トータル損失、ヒステリシス損失、残留損失とも
に、大幅に少なくなっている。又、飽和磁束密度の低減
は、ほとんど見られなかった。
作製した試料と比較し、本発明品の圧粉磁芯は、損失
が、トータル損失、ヒステリシス損失、残留損失とも
に、大幅に少なくなっている。又、飽和磁束密度の低減
は、ほとんど見られなかった。
【００２６】又、本実施例では、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3の酸化
物粉末を用いたが、他のセラミックス粉末でも同様の効
果が得られた。
ｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3の酸化
物粉末を用いたが、他のセラミックス粉末でも同様の効
果が得られた。
【００２７】（実施例２）ＢａｌＦｅ−１０重量％Ｓｉ
−５重量％Ａｌ合金（塊状）を粗粉砕した合金粉末に、
酸化物粉末として粒径１.５μｍのＳｉＯ2を０〜１０重
量％混合し、ボールミルを使用して解砕し、前記合金粉
末中に、酸化物を島状に分散させた。
−５重量％Ａｌ合金（塊状）を粗粉砕した合金粉末に、
酸化物粉末として粒径１.５μｍのＳｉＯ2を０〜１０重
量％混合し、ボールミルを使用して解砕し、前記合金粉
末中に、酸化物を島状に分散させた。
【００２８】次に、シリコーン樹脂３重量％をこれに混
合し、外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍの金型を用い、室温
で加圧（５ｔｏｎ／ｃｍ2）成形し、トロイダル形状の
圧粉磁芯を得た。
合し、外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍの金型を用い、室温
で加圧（５ｔｏｎ／ｃｍ2）成形し、トロイダル形状の
圧粉磁芯を得た。
【００２９】次に、上記の圧粉磁芯を１７０℃で２時間
大気中で熱処理を行い、バインダ硬化を行った。次に、
酸化性雰囲気である大気中で、７００℃×２時間熱処理
を行った。
大気中で熱処理を行い、バインダ硬化を行った。次に、
酸化性雰囲気である大気中で、７００℃×２時間熱処理
を行った。
【００３０】次に、これら磁芯に対して巻線をし、岩崎
通信社製のＢ−Ｈトレーサーを用いて、損失（Ｐｃｖ）
を求めた。表２に、酸化物粉末の添加量を変化させた時
の１００ｋＨｚ−１００ｍＴにおけるトータル損失（Ｐ
ｃｖ）、ヒステリシス損失（Ｐｈ）、及び残留損失（Ｐ
ｃｖ−Ｐｈ）を示す。
通信社製のＢ−Ｈトレーサーを用いて、損失（Ｐｃｖ）
を求めた。表２に、酸化物粉末の添加量を変化させた時
の１００ｋＨｚ−１００ｍＴにおけるトータル損失（Ｐ
ｃｖ）、ヒステリシス損失（Ｐｈ）、及び残留損失（Ｐ
ｃｖ−Ｐｈ）を示す。
【００３１】
【００３２】表２に示すように、本実施例の圧粉磁芯
は、酸化物粉末の添加量が１〜１０重量％の範囲で、従
来の場合に比べ、損失が、トータル損失、ヒステリシス
損失、残留損失ともに、大幅に少なくなっている。又、
飽和磁束密度の低減は、ほとんど見られなかった。
は、酸化物粉末の添加量が１〜１０重量％の範囲で、従
来の場合に比べ、損失が、トータル損失、ヒステリシス
損失、残留損失ともに、大幅に少なくなっている。又、
飽和磁束密度の低減は、ほとんど見られなかった。
【００３３】上記のようにして得た圧粉磁芯に、巻線を
施して、巻線部品であるチョークコイルを得、チョーク
コイルとしての特性評価をしたところ、損失は低減さ
れ、又、飽和磁束密度の低減がないので、直流重畳性に
優れ、高い磁束密度で稼動できた。
施して、巻線部品であるチョークコイルを得、チョーク
コイルとしての特性評価をしたところ、損失は低減さ
れ、又、飽和磁束密度の低減がないので、直流重畳性に
優れ、高い磁束密度で稼動できた。
【００３４】なお、本実施例（１および２）では、合金
に混合する酸化物粉末の粒径を１.５μｍにしたが、酸
化物粉末の粒径は、１.５μｍに限定されるものではな
く、他の粒径であってもよい。
に混合する酸化物粉末の粒径を１.５μｍにしたが、酸
化物粉末の粒径は、１.５μｍに限定されるものではな
く、他の粒径であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、飽和磁束密度が高く、
ヒステリシス損失または残留損失の少ない圧粉磁芯及び
その製造方法と、直流重畳性に優れ、低損失な巻線部品
が得られる。
ヒステリシス損失または残留損失の少ない圧粉磁芯及び
その製造方法と、直流重畳性に優れ、低損失な巻線部品
が得られる。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉
末と、酸化物粉末と、バインダとの混合物を加圧成型し
てなる圧粉磁芯であって、前記酸化物は、前記合金中に
島状に分散していることを特徴とする圧粉磁芯。 - 【請求項２】 前記酸化物粉末の混合比は、前記合金粉
末重量に対し、１〜１０重量％の範囲にあることを特徴
とする請求項１記載の圧粉磁芯。 - 【請求項３】 前記酸化物粉末は、少なくともＳｉ
Ｏ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｎｂ
2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3のいずれかを含むことを特徴とする請求
項１または２のいずれかに記載の圧粉磁芯。 - 【請求項４】 アトマイズ法によって得られたＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌを主成分とする合金粉末に、前記酸化物粉末を
混合し、粉砕機を用いて、前記合金粉末中に、前記酸化
物粉末を分散させることを特徴とする請求項１ないし３
のいずれかに記載の圧粉磁芯の製造方法。 - 【請求項５】 Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする塊状の
合金を粗粉砕した前記合金粉末に、前記酸化物粉末を混
合し、粉砕機を用いて、前記合金粉末中に、前記酸化物
粉末を分散させることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載の圧粉磁芯の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の圧
粉磁芯を有することを特徴とする巻線部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022713A JPH11204322A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 圧粉磁芯、その製造方法、及び巻線部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022713A JPH11204322A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 圧粉磁芯、その製造方法、及び巻線部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204322A true JPH11204322A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=12090473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022713A Pending JPH11204322A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 圧粉磁芯、その製造方法、及び巻線部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11204322A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101369109B1 (ko) * | 2011-05-09 | 2014-03-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 압분자심의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어진 압분자심 |
| JP2017112173A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Tdk株式会社 | 磁性シート |
| EP3118868A4 (en) * | 2014-03-13 | 2017-11-29 | Hitachi Metals, Ltd. | Powder magnetic core manufacturing method, and powder magnetic core |
-
1998
- 1998-01-19 JP JP10022713A patent/JPH11204322A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101369109B1 (ko) * | 2011-05-09 | 2014-03-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 압분자심의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 얻어진 압분자심 |
| EP3118868A4 (en) * | 2014-03-13 | 2017-11-29 | Hitachi Metals, Ltd. | Powder magnetic core manufacturing method, and powder magnetic core |
| US10354790B2 (en) | 2014-03-13 | 2019-07-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for manufacturing powder magnetic core with a metallic soft magnetic material powder |
| EP3591677A1 (en) * | 2014-03-13 | 2020-01-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Powder magnetic core |
| US11508512B2 (en) | 2014-03-13 | 2022-11-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for manufacturing powder magnetic core |
| US11636970B2 (en) | 2014-03-13 | 2023-04-25 | Proterial, Ltd. | Method for manufacturing powder magnetic core, and powder magnetic core |
| JP2017112173A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Tdk株式会社 | 磁性シート |
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