JPS6016406A - 鉄心の製造方法 - Google Patents
鉄心の製造方法Info
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- JPS6016406A JPS6016406A JP58124408A JP12440883A JPS6016406A JP S6016406 A JPS6016406 A JP S6016406A JP 58124408 A JP58124408 A JP 58124408A JP 12440883 A JP12440883 A JP 12440883A JP S6016406 A JPS6016406 A JP S6016406A
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- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0094—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with organic materials as the main non-metallic constituent, e.g. resin
-
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- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/255—Magnetic cores made from particles
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、鉄粉または鉄基合金磁性粉を樹脂で結着せし
めて鉄心を製造する方法に係わり、特に透磁率の周波数
特性に優れ、且つ高い磁束密度を得ることのできる鉄心
の製造方法に関するＯ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 たとえば電力変換装置や無接点しゃ断器等の電気機器に
は、ターンオンストレス緩和用リアクトル、転流リアク
トル、エネルギー蓄積用リアクトルまたはマツチング用
変圧器等が使用される。
めて鉄心を製造する方法に係わり、特に透磁率の周波数
特性に優れ、且つ高い磁束密度を得ることのできる鉄心
の製造方法に関するＯ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 たとえば電力変換装置や無接点しゃ断器等の電気機器に
は、ターンオンストレス緩和用リアクトル、転流リアク
トル、エネルギー蓄積用リアクトルまたはマツチング用
変圧器等が使用される。
従来は、このようなりアクドルや変圧器を構成する鉄心
として、 （ａ） 層間絶縁を施した薄い電磁鋼板又はパーマロイ
板等を積層して作製した積層鉄心、（ｂ） カーぜニル
鉄微粉、ノヤーマロイ微粉等を、例えば、フェノール樹
脂等の樹脂を使用して結着せしめた、所謂ダストコア、
或いは （ｃ） 酸化物系磁性材料を焼結して作製した。
として、 （ａ） 層間絶縁を施した薄い電磁鋼板又はパーマロイ
板等を積層して作製した積層鉄心、（ｂ） カーぜニル
鉄微粉、ノヤーマロイ微粉等を、例えば、フェノール樹
脂等の樹脂を使用して結着せしめた、所謂ダストコア、
或いは （ｃ） 酸化物系磁性材料を焼結して作製した。
所謂フェライトコア等が使用されていた。
しかしながら、積層鉄心は、商用周波数帯域においては
優れた電気特性を示すものの、高い周波数帯域において
は、鉄心の鉄損が著しく、殊に、渦電流損失が周波数の
２乗に比例して増加するうえ、鉄心を形成する板材の表
面から内部へ入るにつれ、鉄心材料の表皮効果によって
磁化力が変化しにくくなるという不具合があった。従っ
て、積層鉄心は、高い周波数帯域においては、本来鉄心
材料自身が有している飽和磁束密度よりもはるかに低い
磁束密度でしか使用することができないという問題があ
った。更に。
優れた電気特性を示すものの、高い周波数帯域において
は、鉄心の鉄損が著しく、殊に、渦電流損失が周波数の
２乗に比例して増加するうえ、鉄心を形成する板材の表
面から内部へ入るにつれ、鉄心材料の表皮効果によって
磁化力が変化しにくくなるという不具合があった。従っ
て、積層鉄心は、高い周波数帯域においては、本来鉄心
材料自身が有している飽和磁束密度よりもはるかに低い
磁束密度でしか使用することができないという問題があ
った。更に。
積層鉄心は、高い周波数に対する実効透磁率が、商用周
波数に対する実効透磁率と比較して著しく低いため、半
導体素子のスイッチングに伴う１００ ＫＨｚから場合
によっては５００ ＫＨｚを超える高い周波数の電流が
流れる上記リアクトルや変圧器等にこのような積層鉄心
を使用する場合には、実効透磁率および磁束密度を補償
するために、鉄心自体を大型にしなければならなかった
〇 一方、ダストコアは、比較的高い抵抗率を有し、周波数
特性に優れている反面、たとえば、比較的高い磁束密度
を有するカービニル鉄粉を使用したダストコアにおいて
も、その、１００ＯＯＡＴ／ｉｎの磁化力における磁束
密度は０．１ Ｔ ｉやや上回る程度であり、透磁率は
１．２５ Ｘ １０−”Ｈ／ｍ程度のものである。従っ
て、ダストコアを鉄心材料として使用したりアクドル又
は変圧器等においては、磁束密度や透磁率の低さを補償
するために、鉄心の巨大イヒが避けられず、それに伴い
、リアクトル又は変圧器等の銅損が大きくなるという問
題点を有している。
波数に対する実効透磁率と比較して著しく低いため、半
導体素子のスイッチングに伴う１００ ＫＨｚから場合
によっては５００ ＫＨｚを超える高い周波数の電流が
流れる上記リアクトルや変圧器等にこのような積層鉄心
を使用する場合には、実効透磁率および磁束密度を補償
するために、鉄心自体を大型にしなければならなかった
〇 一方、ダストコアは、比較的高い抵抗率を有し、周波数
特性に優れている反面、たとえば、比較的高い磁束密度
を有するカービニル鉄粉を使用したダストコアにおいて
も、その、１００ＯＯＡＴ／ｉｎの磁化力における磁束
密度は０．１ Ｔ ｉやや上回る程度であり、透磁率は
１．２５ Ｘ １０−”Ｈ／ｍ程度のものである。従っ
て、ダストコアを鉄心材料として使用したりアクドル又
は変圧器等においては、磁束密度や透磁率の低さを補償
するために、鉄心の巨大イヒが避けられず、それに伴い
、リアクトル又は変圧器等の銅損が大きくなるという問
題点を有している。
又、小型の電気機器に使用されているフェライトコアは
、高い固有抵抗値及び比較的硬れた高周波特性を有して
いる。しかしながら、フェライトコアは、１００００
ＡＴ／ｍの磁化力における磁束密度が０．４Ｔ程度と低
いうえ、鉄心の使用温度範囲である一４０〜１２０℃に
おいて、透磁率並びに同一磁化力における磁束密度の値
がそれぞれ数十チも変化してしまうという問題がある。
、高い固有抵抗値及び比較的硬れた高周波特性を有して
いる。しかしながら、フェライトコアは、１００００
ＡＴ／ｍの磁化力における磁束密度が０．４Ｔ程度と低
いうえ、鉄心の使用温度範囲である一４０〜１２０℃に
おいて、透磁率並びに同一磁化力における磁束密度の値
がそれぞれ数十チも変化してしまうという問題がある。
しかも、フェライトコアは焼結体であるため、大型鉄心
の製造が困難なことに加え、磁歪による騒音が大きいと
いう問題もあり、リアクトルや変圧器等には不向きであ
った。
の製造が困難なことに加え、磁歪による騒音が大きいと
いう問題もあり、リアクトルや変圧器等には不向きであ
った。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、優れた透磁率の周波数特性および
高い磁束密度を有する鉄心の製造方法を提供することに
ある。
目的とするところは、優れた透磁率の周波数特性および
高い磁束密度を有する鉄心の製造方法を提供することに
ある。
本発明は電気絶縁性を有する無機化合物粉末と樹脂とを
混合し、これ全粉末状にしたものを粉体結着剤として用
い、この粉体結着剤と鉄粉または鉄合金磁性粉とを混合
させた後、圧縮成形し、必要に応じて熱処理を施すこと
によって鉄心を製造するようにしたことを特徴としてい
る。
混合し、これ全粉末状にしたものを粉体結着剤として用
い、この粉体結着剤と鉄粉または鉄合金磁性粉とを混合
させた後、圧縮成形し、必要に応じて熱処理を施すこと
によって鉄心を製造するようにしたことを特徴としてい
る。
さらに詳しく述べると、上記無機化合物粉末としては、
シリカ、炭酸カルシウム等の粉末で、その平均粒径が磁
性粉末の粒径より小さく、望ましくは２０μｍ以下の粉
末が用いられ、上記樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂が用いら
れる。
シリカ、炭酸カルシウム等の粉末で、その平均粒径が磁
性粉末の粒径より小さく、望ましくは２０μｍ以下の粉
末が用いられ、上記樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂が用いら
れる。
そして、上記無機化合物粉末と上記樹脂とを混合および
混練し、また必要ならば硬化剤によって硬化させた後、
粉砕し、または、液状のままでノズルから噴射して粉体
状にする。この粉体結着剤と純鉄またはＦｅ−８ｔ合金
、Ｆｅ−Ａ１合金、Ｆｅ−８１−Ａｔ合金、Ｆｅ−Ｎｉ
合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金等の鉄合金磁性粉とを混合攪拌し
、圧縮成形する。
混練し、また必要ならば硬化剤によって硬化させた後、
粉砕し、または、液状のままでノズルから噴射して粉体
状にする。この粉体結着剤と純鉄またはＦｅ−８ｔ合金
、Ｆｅ−Ａ１合金、Ｆｅ−８１−Ａｔ合金、Ｆｅ−Ｎｉ
合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金等の鉄合金磁性粉とを混合攪拌し
、圧縮成形する。
本発明によれば、粉体結着剤と鉄または鉄基合金磁性体
等の磁性粉と全混合させた際に粉体結着剤が磁性粉粒子
間に均一に入り込む。さらに、これを圧縮成形すると、
上記粉体結着剤に予め均等配合された無機化合物粉体が
樹脂を磁性粉粒子間に流し込むための担体として作用す
るので、樹脂が磁性粉粒子間へ極めて均一に流れ込む。
等の磁性粉と全混合させた際に粉体結着剤が磁性粉粒子
間に均一に入り込む。さらに、これを圧縮成形すると、
上記粉体結着剤に予め均等配合された無機化合物粉体が
樹脂を磁性粉粒子間に流し込むための担体として作用す
るので、樹脂が磁性粉粒子間へ極めて均一に流れ込む。
この結果、各磁性粉粒子間に確実に薄い絶縁層を形成さ
せることができ、もって、抵抗率の大きい、つまり鉄損
が少す＜、且つ透磁率の周波数特性に優れた鉄心を製造
することができる。
せることができ、もって、抵抗率の大きい、つまり鉄損
が少す＜、且つ透磁率の周波数特性に優れた鉄心を製造
することができる。
また、各磁性粉粒子間に効率良く回り込んだ無機化合物
粉体と樹脂とによって、磁性粉粒子相互の摩擦抵抗が減
少し、工業上容易に使用できる１０００ＭＰａ以下の成
形圧力によっても、磁性粉粒子の占積率を非常に高いも
のとすることができる。この結果、磁束密度の極めて高
い鉄心を製造することができる。
粉体と樹脂とによって、磁性粉粒子相互の摩擦抵抗が減
少し、工業上容易に使用できる１０００ＭＰａ以下の成
形圧力によっても、磁性粉粒子の占積率を非常に高いも
のとすることができる。この結果、磁束密度の極めて高
い鉄心を製造することができる。
以下、本発明の詳細を実施例に基づき説明する。
実施例１
無機化合物である平均粒径３μｍのＳ ｉ Ｏ２（シリ
カ）粉末と、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の液体と
を混合させた後、アミン系硬化剤を加え、加熱しながら
混練し、 ５ｔＯ２粉末とエポキシ樹脂との混合物から
なる結着剤を製造した。この時、上記結着剤中における
シリカ粉末の含有量が体積チにして５，２０，３０．４
Ｂ、６５．８０％となる６種の結着剤を製造した。
カ）粉末と、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の液体と
を混合させた後、アミン系硬化剤を加え、加熱しながら
混練し、 ５ｔＯ２粉末とエポキシ樹脂との混合物から
なる結着剤を製造した。この時、上記結着剤中における
シリカ粉末の含有量が体積チにして５，２０，３０．４
Ｂ、６５．８０％となる６種の結着剤を製造した。
そして、これら結着剤中のエポキシ樹脂が半硬化状態と
なった後、押し出しＤロエ、粉砕の工程を経て、粒径１
５０μｍ以下の結着剤の粉体を製造した。
なった後、押し出しＤロエ、粉砕の工程を経て、粒径１
５０μｍ以下の結着剤の粉体を製造した。
これら６種の結着剤粉体の各々と、平均粒径４４μｍ〜
６３μｍのＦｅ−１゜８％Ｓｉ合金粉末とを体積比にし
て２５ニア５の割合に混合させた。
６３μｍのＦｅ−１゜８％Ｓｉ合金粉末とを体積比にし
て２５ニア５の割合に混合させた。
そして、これらの混合粉体をそれぞれ金型に充填してそ
れぞれ５００ ＭＰａの圧力にて圧縮成形を行っだ後、
２００℃、１時間の熱処理を施して６種類の鉄心を製造
した。
れぞれ５００ ＭＰａの圧力にて圧縮成形を行っだ後、
２００℃、１時間の熱処理を施して６種類の鉄心を製造
した。
しかして、これら６種の鉄心の外部磁界１００００ Ａ
Ｔ／ｍにおける磁束密度の値を調べたところ１図に示す
結果を得た。なお、図中Δ印は、比較例として上記結着
剤中にシリカ粉末を全く含まない鉄心の結果を示してい
る。
Ｔ／ｍにおける磁束密度の値を調べたところ１図に示す
結果を得た。なお、図中Δ印は、比較例として上記結着
剤中にシリカ粉末を全く含まない鉄心の結果を示してい
る。
図から明らかなように、同一成形圧力においても、結着
剤中におけるシリカ粉末の含有率が高いほど磁束密度が
向上している。これはシリカ粉末のこる作用に別え、各
磁性粉粒子間に介在する樹脂によって磁性粉粒子間の摩
擦抵抗が減少し、鉄心中でのＦｅ−１，８チＳｉ合金粉
末の占積率が向上したことによる。また、上記のように
して製造されたコアは、その実効電気抵抗率が５００ｍ
Ω−α以上であり、従来の粉末鉄心の抵抗率（３０ｍΩ
−備以下）に比べ格段に向上していることが判明し、高
周波特性に優れた鉄心であることが確認された。
剤中におけるシリカ粉末の含有率が高いほど磁束密度が
向上している。これはシリカ粉末のこる作用に別え、各
磁性粉粒子間に介在する樹脂によって磁性粉粒子間の摩
擦抵抗が減少し、鉄心中でのＦｅ−１，８チＳｉ合金粉
末の占積率が向上したことによる。また、上記のように
して製造されたコアは、その実効電気抵抗率が５００ｍ
Ω−α以上であり、従来の粉末鉄心の抵抗率（３０ｍΩ
−備以下）に比べ格段に向上していることが判明し、高
周波特性に優れた鉄心であることが確認された。
実施例２
無機化合物である平均粒径２μｍのＣａＣｏｓ粉末を、
熱可塑性樹脂であるポリアミド樹脂に対し体積チにして
２５チ混合し冷却および押し出し工程にて得られた固体
状の結着剤を粉砕し、粒径７４μｍ以下の結着剤の粉体
を製造した。
熱可塑性樹脂であるポリアミド樹脂に対し体積チにして
２５チ混合し冷却および押し出し工程にて得られた固体
状の結着剤を粉砕し、粒径７４μｍ以下の結着剤の粉体
を製造した。
次に、この粉体と平均粒径が６３μｍのＦｅ−１，５％
Ｓｉ合金磁性粉末を混合した。この時、この混合体にお
ける合金磁性粉末の含有量が体積チにして５５，６５．
９８．９９％となる４種の混合体を製造した。
Ｓｉ合金磁性粉末を混合した。この時、この混合体にお
ける合金磁性粉末の含有量が体積チにして５５，６５．
９８．９９％となる４種の混合体を製造した。
さらに、これらの混合体をそれぞれ８００ＭＰａの圧力
で成形した後、樹脂の軟化温度で熱処理を施して４種類
の鉄心を得た。
で成形した後、樹脂の軟化温度で熱処理を施して４種類
の鉄心を得た。
しかして、これら鉄心の外部磁界１００００ＡＴ／ｍに
おける磁束密度および実効抵抗率の値を調べたところ、
表に示す結果を得た。
おける磁束密度および実効抵抗率の値を調べたところ、
表に示す結果を得た。
表
この表から明らかなように、コア中における結着剤の含
有率が４０％全超えると、その磁束密度 はフェライト
コア以下となってしまうが、上記含有率が４０−以下で
あれば極めて高い磁束密度が得られる。また、」−記含
有率が１５％未満では鉄心の実効抵抗率 が極端に低下
し。
有率が４０％全超えると、その磁束密度 はフェライト
コア以下となってしまうが、上記含有率が４０−以下で
あれば極めて高い磁束密度が得られる。また、」−記含
有率が１５％未満では鉄心の実効抵抗率 が極端に低下
し。
現状の粉末磁心以下となってしまうが、上記含有率が１
．５％以上であれば極めて高い値が得られることが確認
された。
．５％以上であれば極めて高い値が得られることが確認
された。
このように、鉄心中の結着剤含有率を適当に設定するこ
とによって、用途に応じた鉄心を得ることができる。
とによって、用途に応じた鉄心を得ることができる。
なお、上記した無機化合物、結着樹脂および磁性粉は上
記２つの実施例に用いたものに限定されるものではなく
、たとえば無機化合物としてマイカ、アルミナ等を用い
てもよい。
記２つの実施例に用いたものに限定されるものではなく
、たとえば無機化合物としてマイカ、アルミナ等を用い
てもよい。
図は本発明の第１実施例にて得られた鉄心の磁束密度金
示した特性図である。 ・ 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦□ （イオ
Ｊｉ−／、）
示した特性図である。 ・ 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦□ （イオ
Ｊｉ−／、）
Claims (3)
- （１）電気絶縁性を有する無機化合物粉末と樹脂とを混
合させて結着剤を製造する工程と、上記結着剤を粉体に
して粉体結着剤を製造する工程と、上記粉体結着剤と鉄
粉または鉄合金磁性粉とを混合させて圧縮成形する工程
とを具備したことを特徴とする鉄心の製造方法。 - （２）鉄心中の上記粉体結着剤の含有率は体積比で１．
５〜４０％であることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の鉄心の製造方法。 - （３）粉体結着剤中の無機化合物の含有量は、体積比で
５〜８０チであることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項ないしは第（２）項記載の鉄心の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124408A JPS6016406A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 鉄心の製造方法 |
| US06/564,847 US4543208A (en) | 1982-12-27 | 1983-12-23 | Magnetic core and method of producing the same |
| DE8383113121T DE3365486D1 (en) | 1982-12-27 | 1983-12-27 | Magnetic core and method of producing the same |
| EP83113121A EP0112577B2 (en) | 1982-12-27 | 1983-12-27 | Magnetic core and method of producing the same |
| CA000444324A CA1218283A (en) | 1982-12-27 | 1983-12-28 | Magnetic core and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124408A JPS6016406A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 鉄心の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016406A true JPS6016406A (ja) | 1985-01-28 |
| JPH0151046B2 JPH0151046B2 (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=14884722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58124408A Granted JPS6016406A (ja) | 1982-12-27 | 1983-07-08 | 鉄心の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016406A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102306525A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-01-04 | 浙江科达磁电有限公司 | 磁导率μ=26的铁硅合金软磁材料及其制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128356A (en) * | 1974-09-04 | 1976-03-10 | Taketoshi Iwano | Yudemenhaisui no jokahoho |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58124408A patent/JPS6016406A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128356A (en) * | 1974-09-04 | 1976-03-10 | Taketoshi Iwano | Yudemenhaisui no jokahoho |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102306525A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-01-04 | 浙江科达磁电有限公司 | 磁导率μ=26的铁硅合金软磁材料及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0151046B2 (ja) | 1989-11-01 |
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