JPH1154314A - 圧粉磁芯,その製造方法,及びそれを用いたコイル部品 - Google Patents

圧粉磁芯,その製造方法,及びそれを用いたコイル部品

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JPH1154314A
JPH1154314A JP9203146A JP20314697A JPH1154314A JP H1154314 A JPH1154314 A JP H1154314A JP 9203146 A JP9203146 A JP 9203146A JP 20314697 A JP20314697 A JP 20314697A JP H1154314 A JPH1154314 A JP H1154314A
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JP
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powder
pot
pressurized
outer peripheral
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JP9203146A
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Mitsugi Kawarai
貢 川原井
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14791Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体として極めて高い実効透磁率を得ること
ができる圧粉磁芯とその製造方法とを提供し,この利点
を備えた圧粉磁芯を用いたコイル部品を提供すること。 【解決手段】 Fe−Si−Alを主成分としアスペク
ト比が5以上で粉末の短軸径が50μm以下である合金
粉末と,バインダーとの混合粉末を圧縮成型してなる圧
粉磁芯10において,前記合金粉末8の長軸方向が当該
圧粉磁芯の磁路方向に配向している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,チョークコイル等
に用いられるポットコア型の圧粉磁芯の高性能化に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高周波で用いられるチョークコイルとし
て,フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されている。これ
らの内フェライト磁芯は,飽和磁束密度が小さいという
欠点を有している。これに対して,金属粉末を成形して
作成される圧粉磁芯は軟磁性フェライトに比べて著しく
大きい飽和磁束密度を持つ為,直流重畳性に優れている
という長所を有している。
【0003】一方,近年の電子機器の小型化要請に伴う
電子部品の小型化の要求に対し,圧粉磁芯の磁気特性に
対しても高特性化が強く望まれている。これは圧粉磁芯
の小型化を達成しつつコイルのインダクタンスは同等で
ある事が要求されているためであり,その為には圧粉磁
芯の透磁率の向上が必須である。
【0004】ところで,材料の透磁率を向上させる方法
は,大別して原料である素材自体の透磁率を上げるこ
と及び充填率を上げることの二点が考えられる。
【0005】従来,透磁率を向上する方法は,主として
充填率の向上に主点が置かれており,その手段として,
例えば,成形圧を上げることや,バインダー条件を種々
変化させること,二つ以上の異種形状,粒度,組成等の
異なる粉末の配合すること等が検討されている。
【0006】さらに,近年,上記金属粉末を用いた圧粉
磁芯において,高アスペクト比の粉末を用いた圧粉磁芯
において,粉末の長軸方向を配向させることによって,
配向方向について著しく高い透磁率が得られることが分
かっている。即ち,高アスペクト比を有する金属粉末の
圧縮成型体では,粉末の長軸方向は圧縮方向と垂直に配
向する事が分かっている。
【0007】従って,リング形状の圧粉磁芯等をリング
直径方向と垂直に圧縮成型した場合には,リング状コア
の磁路方向とほぼ並行に粉末の長軸方向が配向するた
め,著しく高い実効透磁率が得られる。
【0008】また,近年の表面実装型部品としてポット
コア(壺型コア)が利用されている。図5は従来の方法
によるポットコアの製造方法を示す図である。図5に示
すように,金型50のダイ14及び下パンチ15によっ
て形成される空間に,軟磁性粉末とバインダとの混合粉
末16を充填し,ポットコアの形状に対応した凹凸を有
する上パンチ51によって,一回の室温での圧縮成型で
ポットコアが得られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記方
法によって製造されたポットコアにおいては,得られた
ポットコアの底部では,成形圧縮方向と垂直となる粉末
長軸の配向方向が磁路方向と一致するため高透磁率とな
るが,ポットコアの中芯部及び外周部では,磁路方向が
成形圧縮方向と一致するため,成形圧縮方向と垂直とな
る粉末長軸の配向方向が磁路方向と垂直となりきわめて
低い透磁率となり,ポットコア全体では,極めて低い実
効透磁率となってしまうという欠点があった。
【0010】そこで,本発明の一技術的課題は,全体と
して極めて高い実効透磁率を得ることができる圧粉磁芯
とその製造方法とを提供することにある。
【0011】また,本発明の他の技術的課題は,上記利
点を備えた圧粉磁芯を用いたコイル部品を提供すること
にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,Fe−
Si−Alを主成分としアスペクト比が5以上で粉末の
短軸径が50μm以下である合金粉末とバインダーとの
混合粉末を圧縮成型してなる圧粉磁芯において,前記合
金粉末の長軸方向が当該圧粉磁芯の磁路方向に配向して
いることを特徴とする圧粉磁芯が得られる。
【0013】また,本発明によれば,前記圧粉磁芯にお
いて,中芯部および外周部とこれらの一端に設けられた
底部とを備えたポットコア型であり,前記合金粉末の長
軸方向が前記中芯部及び前記外周部の両端方向と,前記
底部の中心から外方に向かう方向に配向していることを
特徴とする圧粉磁芯が得られる。
【0014】また,本発明によれば,前記いずれかの圧
粉磁芯と,前記圧粉磁芯の凹部に装着されたボビンと,
前記ボビンに巻回されたコイルとを備えていることを特
徴とするコイル部品が得られる。
【0015】また,本発明によれば,中芯部および外周
部とによって規定される凹部を備えたポットコア型の圧
粉磁芯を製造する方法において,Fe−Si−Alを主
成分としアスペクト比が5以上で粉末の短軸径が50μ
m以下である合金粉末とバインダーとを混合し,単一デ
ィスク形状に圧縮成型する一次成形した後,前記ポット
コア型の凹部の形状に対応する形状を備えたパンチを押
し込み,同時に前記中芯部および前記外周部に対応する
パンチを引き上げる二次成形することによりポットコア
を得ることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法が得られ
る。
【0016】さらに,本発明によれば,中芯部および外
周部とこれらの一端に設けられた底部とを備えたポット
コア型の圧粉磁芯を製造する方法において,Fe−Si
−Alを主成分としアスペクト比が5以上で粉末の短軸
径が50μm以下である合金粉末とバインダーとを混合
し,混合粉末を一次成形とこれに続く二次成形とによっ
てポットコアに圧縮成型することを備え,前記一次成形
によって一旦圧縮成型された粉末が,前記二次成形によ
って前記ポットコアの底部から前記中芯部及び前記外周
部へ流動しながら圧縮成型されることを特徴とする圧粉
磁芯の製造方法が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【0018】図1は本発明の実施の形態によるコイル部
品を示す図である。図1に示すように,コイル部品20
は,ポットコア型の圧粉磁芯10の本体1の凹部2に,
プラスチック製のボビン21に12ターン巻き線したコ
イル22を,ボビン21が中芯部3に装着されるように
収容し,更に,平板状の圧粉体からなる蓋部6で蓋をし
て,これを接着剤で固定することによって形成されてい
る。
【0019】図2は図1に示すコイル部品20の圧粉磁
芯10を示す斜視図である。図2に示すように,圧粉磁
芯10は,本体1と蓋部6とを備えている。本体1は,
外周部4と,中芯部3と,それらの一端に設けられた底
部5と,これらによって規定される凹部2とを備えてい
る。この本体1の凹部2が開口した端面に,蓋部6が重
ねられる。
【0020】図3(a),(b)及び(c)は,図2の
圧粉磁芯10の製造方法を順に示す断面図である。図3
を用いて,圧粉磁芯10の製造方法について説明する。
【0021】まず,アトマイズ法にて作製されたbal
Fe−10wt%Si−5wt%Al合金粉を原料と
し,ボールミルを使用して粉末の偏平化処理を行った。
アスペクト比は約10になるように偏平化処理を行っ
た。次に,これら粉末にシリコーン樹脂を3wt%混合
し,混合粉末を作製した。
【0022】次に,図3(a)の断面図に示すように,
ダイ14と下パンチ15とでできる空間内に混合粉末1
6を充填し,第1乃至第3のパンチ11,12及び13
の高さを等しくして,室温で5(トン/cm2 )で,図
3(b)に示すように,円板状に成形し(一次成形),
一次成形体17を得た。続いて,図1(c)に示すよう
に,第2のパンチ12を押し込むと同時に,第2のパン
チ12の押し込んだ体積と同等分第1及び第2のパンチ
11,13を引き上げて(二次成形),として,外径1
0mm角,高さ5mmのポットコア形状の二次成形体1
8を得た。また,ポットコアの蓋部6となる平板状の厚
さ1mmの圧粉体も作製した。成形したポットコア形状
の二次成形体18,及び平板状の圧粉体を,恒温層内1
70℃で2時間,バインダの硬化処理を行った。その結
果,前述の図2に示す形状のポットコア圧粉体を得た。
その後,酸化性雰囲気である大気中で,ポットコア圧粉
体を700℃,2時間熱処理を行って,ポットコア圧粉
体と同形状で若干寸法が縮小した圧粉磁芯の本体1を得
た。尚,二次成形体18と,ポットコア圧粉体と,圧粉
磁芯の本体1は,夫々若干寸法の大小があるが,ほぼ同
じ形状を有する。
【0023】比較のために,上記と同様に作製した合金
粉末に,バインダーを同様に混合し,前述した図5に示
すように,一回の圧縮成型で製品形状のポットコアが得
られる金型50を用いて,上記同様に室温で5(トン/
cm2 )で成形し,外径10mm角,高さ5mmの図2
に示すものと同様なポットコア形状の圧粉体を得た。ま
た,ポットコアの蓋部6となる平板状の厚さ1mmの圧
粉体も作製した。
【0024】成形したポットコア形状の圧粉体及び平板
状の圧粉体からなる蓋部6とを,恒温層内170℃で2
時間,バインダの硬化処理を行った。その後,酸化性雰
囲気である大気中で,700℃,2時間熱処理を行っ
て,図2に示すものと同様な形状を有する圧粉磁芯10
の比較材を作製した。
【0025】次に,上記圧粉磁芯の評価のために,前述
した図1に示すコイル部品20を作製した。比較のため
に,上記比較材を用いた比較コイル部品も,コイル部品
20と同様に作製した。
【0026】作製したコイル部品20のインダクタンス
を,YHP製インピーダンスアナライザ−4194Aを
用いて測定し,コア定数から圧粉磁芯10の透磁率を計
算で求めた。また,圧粉体中の粉末の配向状態を,圧粉
体の断面観察により評価した。
【0027】下記表1に,上記本発明の実施の形態によ
るコイル部品及び比較コイル部品の圧粉磁芯の透磁率を
夫々示す。下記表1に示すとおり,実施の形態で作製し
た,コア磁路方向に粉末の長軸方向を配向させることに
より,全体として極めて高い実効透磁率が得られること
が分かる。
【0028】図4は,切断前の圧粉体中の粉末の配向状
態について圧粉体の断面を観察した結果を模式的に示し
たものである。図4に示すように,粉末を一次成形によ
りディスク状に成形し,その後二次成形として,ポット
コアの中芯部3および外周部4に対して,流動させなが
ら流動成型することにより,扁平状粉末の粉末粒子8を
磁路方向に配向させることができることが分かる。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】以上,説明したように,本発明では,粉
末の圧縮成型時に,一次成形によって一旦圧縮成型され
た粉末が,二次成形によりポットコア底部から中芯部及
び外周部ヘ流動しながら圧縮成型されることにより,ポ
ットコア底部では圧縮方向と垂直に粉末の長軸方向が配
向し,ボットコア中芯部及び外周部では圧縮方向に粉末
の長軸方向が配向し,すべての部分で,コア磁路方向に
粉末の長軸方向を配向させることにより,全体として極
めて高い実効透磁率を得ることができる圧粉磁芯とその
製造方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるコイル部品を示す断
面図である。
【図2】図1により作製した最終製品形状の圧粉磁芯の
外観図を示す斜視図である。
【図3】図2の圧粉磁芯の製造方法を示す断面図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態による切断前の圧粉体中の
粉末の配向状態を模式的に示す断面端面図である。
【図5】従来技術による圧粉磁芯の製造方法を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 本体 2 凹部 3 中芯部 4 外周部 5 底部 6 蓋部 8 粉末粒子 10 圧粉磁芯 11 第1の上パンチ 12 第2の上パンチ 13 第3の上パンチ 14 ダイ 15 下パンチ 16 混合粉末 17 一次成形体 18 二次成形体(ポットコア圧粉体) 21 ボビン 22 コイル 20 コイル部品 50 金型 51 上パンチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Fe−Si−Alを主成分としアスペク
    ト比が5以上で粉末の短軸径が50μm以下である合金
    粉末とバインダーとの混合粉末を圧縮成型してなる圧粉
    磁芯において,前記合金粉末の長軸方向が当該圧粉磁芯
    の磁路方向に配向していることを特徴とする圧粉磁芯。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧粉磁芯において,中芯
    部および外周部とこれらの一端に設けられた底部とを備
    えたポットコア型であり,前記合金粉末の長軸方向が前
    記中芯部及び前記外周部の両端方向と,前記底部の中心
    から外方に向かう方向に配向していることを特徴とする
    圧粉磁芯。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の圧粉磁芯と,前記
    圧粉磁芯の凹部に装着されたボビンと,前記ボビンに巻
    回されたコイルとを備えていることを特徴とするコイル
    部品。
  4. 【請求項4】 中芯部および外周部とによって規定され
    る凹部を備えたポットコア型の圧粉磁芯を製造する方法
    において,Fe−Si−Alを主成分としアスペクト比
    が5以上で粉末の短軸径が50μm以下である合金粉末
    とバインダーとを混合し,単一ディスク形状に圧縮成型
    する一次成形した後,前記ポットコア型の凹部の形状に
    対応する形状を備えたパンチを押し込み,同時に前記中
    芯部および前記外周部に対応するパンチを引き上げる二
    次成形することによりポットコアを得ることを特徴とす
    る圧粉磁芯の製造方法。
  5. 【請求項5】 中芯部および外周部とこれらの一端に設
    けられた底部とを備えたポットコア型の圧粉磁芯を製造
    する方法において,Fe−Si−Alを主成分としアス
    ペクト比が5以上で粉末の短軸径が50μm以下である
    合金粉末とバインダーとを混合し,混合粉末を一次成形
    とこれに続く二次成形とによってポットコアに圧縮成型
    することを備え,前記一次成形によって一旦圧縮成型さ
    れた粉末が,前記二次成形によって前記ポットコアの底
    部から前記中芯部及び前記外周部へ流動しながら圧縮成
    型されることを特徴とする圧粉磁芯の製造方法。
JP9203146A 1997-07-29 1997-07-29 圧粉磁芯,その製造方法,及びそれを用いたコイル部品 Withdrawn JPH1154314A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441062B1 (ko) * 2001-08-07 2004-07-19 주식회사 디씨엔 Fe-Si 연자성 포트코아, 그 제조방법 및 이를 이용한 리액터
JP2009009985A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Sumida Corporation コイル部品
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