WO2002021543A1 - Aimant permanent, noyau magnétique utilisant cet aimant comme aimant de polarisation, et pièces à inductance utilisant ce noyau - Google Patents

Aimant permanent, noyau magnétique utilisant cet aimant comme aimant de polarisation, et pièces à inductance utilisant ce noyau Download PDF

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magnetic
resin
permanent magnet
core
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Teruhiko Fujiwara
Masayoshi Ishii
Haruki Hoshi
Keita Isogai
Hatsuo Matsumoto
Toru Ito
Tamiko Ambo
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Nec Tokin Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a permanent magnet for a magnetic bias used for a magnetic core, that is, a magnetic core (hereinafter, also simply referred to as a “core”) of an inductance component such as a choke coil or a transformer.
  • the present invention also relates to a magnetic core using a permanent magnet as a magnetic bias magnet, and an inductance component using the magnetic core.
  • Ferrite magnetic cores and powder magnetic cores are used as high-frequency magnetic cores. Ferrite magnetic cores have high initial permeability and low saturation magnetic flux density, and dust magnetic cores have low initial magnetic permeability and low saturation magnetic flux density. The characteristic is derived from the physical properties of the material. Therefore, the dust core is often used in a toroidal shape.
  • a magnetic gap magnetic gap
  • the magnetic gap of the magnetic core has to be reduced, and a magnetic core with a higher permeability for DC superposition is strongly required. Have been.
  • the magnetic bias method using a permanent magnet is an excellent method for improving the DC bias characteristics.On the other hand, when a sintered metal magnet is used, the core loss of the magnetic core increases significantly, and a ferrite magnet is used. However, the superimposition characteristics were not stable and were not very practical.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-1333453 uses a pound magnet obtained by mixing a rare earth magnet powder having a high coercive force and a binder as a permanent magnet for a magnetic bias and compression-molding. It discloses that the DC bias characteristics and the temperature rise of the core are improved.
  • a surface mount type coil has been desired, but for surface mount, the coil is subjected to reflow soldering. It is desired that the characteristics of the magnetic core of the coil do not deteriorate under the reflow conditions. In addition, it is desirable that the magnets have oxidation resistance.
  • An object of the present invention is to provide a magnetic core having a gap at at least one or more locations in a magnetic path of a small inductance component. To provide magnets that are particularly suitable as And there.
  • An object of the present invention is to provide a permanent magnet capable of imparting excellent DC superimposition characteristics and core loss characteristics to a magnetic core when used as a magnet for a magnetic bias of the magnetic core.
  • a further object of the present invention is to provide a magnetic core having excellent magnetic characteristics and core loss characteristics.
  • Another object of the present invention is to provide an inductance component using a magnetic core having excellent DC superimposition characteristics and core loss characteristics. Disclosure of the invention
  • magnetic powder is dispersed in a resin, has a specific resistance of 0.1 lQ'cm or more, and has a specific coercive force of 5 KOe or more and a Curie point Tc of 3
  • a permanent magnet characterized by having a temperature of at least 100 ° C. and a particle size of at most 150 zzm is obtained.
  • the magnet powder preferably has an average powder particle diameter of 2.0 to 50 m.
  • the resin content is preferably 20% or more by volume.
  • the magnet powder is a rare earth magnet powder.
  • the molding compression ratio is 20% or more.
  • a silane coupling material and a titanium coupling material are added to the rare earth magnet powder used for the pound magnet.
  • the permanent magnet is made anisotropic by being magnetically oriented at the time of its production.
  • the magnet powder is coated with a surfactant Is preferred.
  • the center line average roughness is 10 / m or less.
  • the entire thickness be 50 10000 / im.
  • the permanent magnet preferably has a specific resistance of 1 ⁇ ⁇ cm or more. In addition, it is manufactured by die molding or hot pressing. According to another embodiment of the present invention, the permanent magnet has a total thickness of 500 m or less. In this case, it is preferable to manufacture from a mixed paint of resin and magnet powder by a film forming method such as a doctor blade method or a printing method. Further, it is preferable that the surface has a dalos (gloss) of 25% or more.
  • the resin is preferably at least one selected from a polypropylene resin, a 6-nylon resin, a 12-nylon resin, a polyimide resin, a polyethylene resin, and an epoxy resin.
  • the surface of the magnet is coated with a resin or a heat-resistant paint having a heat-resistant temperature of 120 or more.
  • the magnet powder is a rare earth magnet powder selected from SmCo NdFeB SmFeN.
  • the magnet powder has a specific coercive force of 10 KOe or more, a single point of a lily of 500 ° C or more, and a powder particle size of 2.550 m. A characteristic permanent magnet is obtained.
  • the magnet powder is a SmCo rare earth magnet powder.
  • the SmCo rare earth magnet powder is
  • the resin content be 30% or more by volume.
  • the resin has a softening point of 250 ⁇ or more. Is preferred.
  • the resin is preferably a thermosetting resin having a carbonization point of 250 ° C. or more.
  • the resin is at least one selected from a polyimide resin, a polyamide imide resin, an epoxy resin, a polyphenylene sulfide resin, a silicon resin, a polyester resin, an aromatic polyamide resin, and a liquid crystal polymer.
  • a polyimide resin e.g., a polyimide resin
  • a polyamide imide resin e.g., an epoxy resin
  • a magnetic bias disposed near the magnetic gap is provided.
  • the magnetic gap of the magnetic core has a gap length of about 50-1000 m.
  • the magnetic gap has a gap length of greater than about 50 Oim, and according to another embodiment, the magnetic gap has a gap length of about 500 m or less.
  • an inductance component characterized in that at least one winding of at least one turn is applied to a magnetic core having the magnetic bias magnet according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of an inductance component obtained by winding the magnetic core of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a magnetic core according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of an inductance component obtained by winding the magnetic core of FIG.
  • Figure 5 shows a magnetic core without a magnet for magnetic bias as a comparative example in Example 3.
  • the measured data of the change in magnetic permeability (DC superposition characteristics) with respect to the DC superimposed magnetic field Hm are shown for repeated superposition.
  • Fig. 6 shows the measured data of the change in permeability (DC superposition characteristics) with respect to the DC superposition magnetic field Hm of the magnetic core when a ferrite magnet (sample S1-1) was inserted into the magnetic gap as the magnet for magnetic bias in Example 3. , It shows about repeated superposition.
  • FIG. 7 shows the relationship between the magnetic permeability ⁇ and the DC superimposed magnetic field Hm of the magnetic core when an Sm-Fe-N magnet (sample S-2) was inserted into the magnetic gap as the magnetic bias magnet in Example 3.
  • the measurement data of the change (DC superimposition characteristics) is shown for repeated superposition.
  • FIG. 8 shows the change in permeability / X with respect to the DC superimposed magnetic field Hm of the magnetic core when a Sm—Co magnet (sample S13) was inserted into the magnetic gap as the magnetic bias magnet in Example 3.
  • the measurement data of (superimposition characteristics) is shown for repeated superposition.
  • Fig. 9 shows the measurement data of the frequency characteristics of the DC superposition characteristics (permeability) // of the magnetic core in the case of using magnets S-1 to S-4 of the sample in which the resin amount was variously changed in Example 6. It is.
  • Figure 10 shows the measurement of the frequency characteristics at different temperatures of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core at different temperatures when the bias magnet (sample S-1) to which the titanium coupling agent was added in Example 7 was used. Data.
  • Figure 11 shows the measurement data of the frequency characteristics at different temperatures of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when the bias magnet (sample S-2) to which the silane coupling agent was added in Example 7 was used. It is.
  • Figure 12 shows the measured data of the frequency characteristics at different temperatures of the DC superposition characteristics (magnetic permeability) of the magnetic core when the bias magnet (sample S-3) without the coupling agent was used in Example 7. is there.
  • FIG. 13 shows the heat treatment of the pound magnet (S-2) not coated with resin and the pound magnet (sample S-2) coated on the surface with epoxy resin in Example 8. It is a measurement data showing the change in the amount of lux.
  • Fig. 14 shows the DC superposition characteristics (Example 8) when a magnetic core formed by inserting a resin-uncoated pound magnet (sample S-2) into a magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 8 and heat-treated at different temperatures. It is measurement data showing magnetic permeability x).
  • Fig. 15 shows the DC superposition characteristics when the magnetic core formed by inserting a pound magnet coated with an epoxy resin (sample S-1)) into a magnetic gap as a magnetic bias magnet and heat-treated at different temperatures in Example 8. It is measurement data showing (permeability).
  • Fig. 16 shows the relationship between the heat treatment time and the amount of flux in Example 9 when heat treatment was performed on a resin-uncoated pound magnet (Sample S-2) and a pound magnet whose surface was coated with fluororesin (Sample S-1). It is an overnight measurement showing the change.
  • Fig. 17 shows the DC superimposition characteristics (transparency) in Example 9 when a magnetic core formed by inserting a resin-uncoated pound magnet (sample S-2) into a magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 9 was heat-treated. It is measured data showing magnetic susceptibility.
  • Fig. 18 shows the DC superposition characteristics in Example 9 when heat treatment was performed on a magnetic core formed by inserting a fluorine resin-coated pound magnet (sample S-1) into the magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 9. It is a measurement data showing (permeability).
  • Fig. 19 shows the DC superposition characteristics (permeability of magnetic permeability) of the magnetic core when a magnet (sample S-1) made of Sm 2 Fe 17 N 3 magnet powder and polypropylene resin in Example 11 was inserted into the magnetic gap. It is the measurement data of each.
  • FIG. 20 shows the DC superposition characteristics (permeability / permeability) of a magnetic core obtained by inserting a pound magnet made of Sm 2 Fe 17 N 3 magnet powder and 12-nylon resin into a magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 11. This is the measurement data for each measurement count of /).
  • FIG. 21 shows data for each measurement of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when a pound magnet made of Ba ferrite magnet powder and 12 nylon resin in Example 11 was inserted into the magnetic gap.
  • FIG. 22 shows the results of the measurement of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core without using the thin plate magnet in the gap in Example 11.
  • Fig. 23 shows the measured data before and after reflow of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when each magnet sample (S-1 to S-3) in Example 17 was inserted into the magnetic gap. .
  • FIG. 24 shows the measured data before and after reflow of the DC superposition characteristic (permeability) of the magnetic core when the magnet samples (S-1 to S-3) having different binders were inserted into the magnetic gap in Example 18.
  • FIG. 25 shows measurement data before and after reflow of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when each magnet sample (S-1 to S-3) in Example 19 was inserted into the magnetic gap.
  • Figure 26 shows the measured data before and after reflow of the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when each magnet sample (S-1 to S-3) in Example 20 was inserted into the magnetic gap. It is.
  • Fig. 27 shows the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when magnet samples (S-1 to S-8) using magnet powders having different average particle diameters were inserted into the magnetic gap in Example 21. 5 shows measurement data before and after reflow.
  • FIG. 28 is a graph showing a difference in the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when the magnet samples (S-1 and S-2) using different Sm-Co magnet powders were inserted into the magnetic gap in Example 23. It is measurement data before and after the mouth.
  • Fig. 29 shows the DC superposition characteristics (magnetic permeability //) of the magnetic core when a magnet sample (S-1 to S-3) using a different resin as the binder was inserted into the magnetic gap in Example 24. This is measurement data before and after reflow.
  • FIG. 30 shows the DC superposition characteristics (permeability) of the magnetic core when the magnet sample (S-1 and S-2), which does not use the orientation magnetic field during magnet production, and the magnet sample (S-1 and S-2) were introduced into the magnetic gap in Example 26. This is measured data before and after reflow of magnetic susceptibility.
  • Fig. 31 shows the magnet samples (S-1 to S-
  • FIG. 32 shows the resin-coated pound magnet (S-2) and the epoxy resin in Example 28. These are measurement data showing the change in the amount of flux with respect to the heat treatment temperature when heat treatment was performed on a pound magnet (S-1) whose surface was coated with resin-based resin.
  • Fig. 33 shows the DC superposition characteristics (magnetic permeability) at different heat treatment temperatures of a magnetic core obtained by inserting a resin-uncoated pound magnet (sample S-2) into a magnetic gap as a magnet for a magnetic gap in Example 28. It is the measurement data showing 2).
  • FIG. 34 shows that in Example 28, a magnetic core formed by inserting a pound magnet (sample S-1) coated with an epoxy resin into a magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 28 was subjected to DC superimposition characteristics (transparency) at different heat treatment temperatures. It is measurement data showing magnetic susceptibility X).
  • FIG. 35 is measurement data showing a change in the amount of flux when a resin-uncoated pound magnet (sample S-2) and a pound magnet whose surface was coated with fluororesin were heat-treated in Example 29.
  • Fig. 36 shows the DC superposition characteristics (magnetic permeability) at different heat treatment temperatures of a magnetic core obtained by inserting a resin-uncoated pound magnet (sample S-2) as a magnetic bias magnet into a magnetic gap in Example 29. ) Is the measurement data.
  • FIG. 37 shows that in Example 29, a magnetic core formed by inserting a fluorine resin-coated pound magnet (sample S-1) into a magnetic gap as a magnetic bias magnet was subjected to direct current superposition characteristics (magnetic permeability) at different heat treatment temperatures.
  • FIG. 38 shows a case where a magnetic core formed by inserting a pound magnet (sample S-1) made of Sm 2 Co 17 magnet and polyimide resin into a magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 31 was repeatedly subjected to heat treatment. Measurement data showing DC superimposition characteristics (magnetic permeability).
  • FIG. 39 shows a case where the magnetic core formed by inserting a magnet (S-2) made of an Sm 2 Co 17 magnet and an epoxy resin into a magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 31 was repeatedly subjected to heat treatment.
  • This is measurement data showing the DC bias characteristics (magnetic permeability) of.
  • FIG. 40 shows that in Example 31, a magnetic core formed by inserting a Sm 2 Fe 17 N 3 magnet and a pound magnet (S-3) made of a polyimide resin into a magnetic gap as a magnetic bias magnet was repeatedly subjected to heat treatment. Shows the DC bias characteristics (permeability) Measurement data.
  • Figure 41 shows the magnetic core obtained by inserting a pond magnet (sample S-4) made of a Ba ferrite magnet and a polyimide resin into the magnetic gap as a magnetic bias magnet in Example 31 in Example 31, and repeatedly subjecting it to heat treatment. It is measured data showing the DC bias characteristics (magnetic permeability) at the time.
  • Figure 42 shows the results of Example 31.
  • a magnetic core formed by inserting a Sm 2 Co 17 magnet and a pound magnet (sample S-5) made of polypropylene resin into a magnetic gap as a magnetic bias magnet was repeatedly heat-treated. It is measurement data showing the DC superposition characteristics (magnetic permeability z) when exposed to water.
  • Figure 43 shows the DC superposition characteristics (permeability) when the magnetic core formed by inserting the pound magnet of sample S-2 into the magnetic gap as a magnetic biasing magnet in Example 37 was repeatedly exposed to heat treatment. Measurement data.
  • FIG. 44 shows the DC superimposition characteristics (permeability) when the magnetic core formed by inserting the pound magnet of the comparative example (S-6) into the magnetic gap as the magnet of the comparative example (S-6) in Example 37 was repeatedly subjected to heat treatment. It is measurement data showing magnetic susceptibility;
  • Fig. 45 shows the reflow of the DC bias characteristics (permeability) of the magnetic core in Example 39 when the pound magnets of samples S-2 and S-4 were inserted into the magnetic gap and when the magnet was not inserted. It is measurement data before and after.
  • a magnetic core according to one embodiment of the present invention has two ⁇ ⁇ -shaped ferrite cores 2 butted against each other. A gap is left at the abutment surface between the middle legs of the two ⁇ -shaped ferrite cores 2, and a permanent magnet 1 for supplying a bias magnetic field is inserted into this gap.
  • an inductance component is formed by applying a winding 3 to the magnetic core of FIG.
  • FIG. 3 there is shown a magnetic core according to another embodiment of the present invention.
  • the magnetic core uses a toroidal dust core 5.
  • a gap is provided in the magnetic path of the dust core, and a permanent magnet 4 for supplying a bias magnetic field is inserted into the gap.
  • FIG. 4 there is shown an inductance component obtained by applying a winding 6 to the magnetic core of FIG.
  • the present inventors have studied the possibility of a permanent magnet for supplying a bias magnetic field as shown by 1 and 4 in FIGS.
  • the permanent magnet has a specific resistance of 0.1 ⁇ ⁇ cm or more (preferably 1 ⁇ ⁇ cm or more, and the higher the better, the better)
  • a magnetic core can be formed that has superimposed characteristics and does not degrade core loss characteristics. This means that the magnet properties required to obtain excellent DC bias characteristics are intrinsic coercivity rather than energy product. Therefore, it was found that a sufficiently high DC bias characteristic can be obtained by using a permanent magnet having a high specific resistance and a high intrinsic coercive force as a magnetic biasing magnet of the magnetic core of the inductance component.
  • Permanent magnets with high specific resistance and high specific coercivity as described above are obtained from rare earth pound magnets formed by mixing rare earth magnet powder with a specific coercivity i Hc of 5 K ⁇ e or more together with a binder.
  • the magnet powder is not limited to rare earth magnets, and any magnet powder having a high coercive force with an intrinsic coercive force i Hc of 5 KOe or more can be used.
  • Types of rare earth magnet powder include SmCo-based, NdFeB-based, and SmFeN-based. Considering the thermal demagnetization during use, the magnet powder must have a Curie point Tc of 300 ° C or more and an intrinsic coercive force i He of 5 KOe or more.
  • the maximum particle size of the magnet powder When the average maximum particle size of the magnet powder is 50 zm or more, core loss characteristics deteriorate.Therefore, it is desirable that the maximum particle size of the powder be 50 m or less, and if the minimum particle size is 2.0 m or less, pulverization is performed. Because the decrease in magnetization becomes remarkable by powder oxidation
  • a particle size of 11 m or more is required.
  • a binder In order to achieve a specific high value of specific resistance of 0.1 ⁇ cm or more, a binder, This can be achieved by adjusting the amount of resin, but if the amount of resin is not more than 20% by volume, molding is difficult.
  • Good dispersion of the powder in the compact can be obtained by adding a force coupling material such as a silane coupling material or a titanium coupling material to the magnet powder, or by coating the particle surface with a surfactant.
  • a force coupling material such as a silane coupling material or a titanium coupling material
  • the characteristics of the permanent magnet are improved, and a magnetic core with higher characteristics can be obtained.
  • the surface of the permanent magnet should be covered with a heat-resistant resin or heat-resistant paint. This makes it possible to achieve both oxidation resistance and high characteristics.
  • any binder can be used as long as it is an insulating resin that can be mixed with the magnetic powder and compression-molded and does not affect the magnetic powder.
  • examples include polypropylene resin, 6-nylon resin, 12-nylon resin, polyimide resin, polyethylene resin, and epoxy resin.
  • the magnet powder used should have a specific coercive force i He of 1 OKO e or more and a single point T c of 500 ° C or more. Need to be used.
  • a specific coercive force i He of 1 OKO e or more and a single point T c of 500 ° C or more. Need to be used.
  • an SmCo magnet is preferable.
  • the minimum average particle size of the magnet powder must be 2. If it is smaller than that, the powder is oxidized during the powder heat treatment and reflow, and the magnetization is significantly reduced.
  • the volume ratio be 30% or more.
  • Such a resin examples include a polyimide resin, a polyamide-imide amide resin, an epoxy resin, a polyphenylene sulfide resin, a silicone resin, a polyester resin, an aromatic polyamide resin, and a liquid crystal polymer.
  • thermosetting resin for example, an epoxy resin or a fluororesin
  • a heat resistance temperature of at least 270 or a heat-resistant paint can be used to improve heat resistance.
  • the average particle size of the magnet powder is more preferably 2.5 to 25 x m. If it is larger than this, the surface roughness becomes too large and the amount of magnetic bias decreases.
  • the center line average roughness Ra of the magnet surface is preferably 10 im or less. If the surface is too rough, a gap is created between the soft magnetic core and the thin plate magnet to be inserted, and the permeance coefficient decreases, and the magnetic flux density acting on the magnetic core decreases.
  • any material having soft magnetic properties is effective for the magnetic core for the choke coil and the transformer.
  • MnZn-based or NiZn-based ferrite, powder magnetic core, silicon steel sheet, amorphous, and the like are used.
  • the permanent magnet of the present invention can be applied to magnetic cores of any shape, such as a toroidal core, an EE core, and an EI core.
  • a magnetic gap is provided in at least one location of the magnetic path of these cores, and a permanent magnet is inserted and arranged in the gap.
  • the gap length is not particularly limited, but if the gap length is too narrow, the DC superposition characteristics deteriorate. If the gap length is too wide, the magnetic permeability will be too low, so the gap length to be formed naturally will be determined.
  • a preferred range is 50 to 1000 m.
  • the gap length In order to make the overall size of the magnetic core smaller, it is preferable to keep the gap length at 500. In this case, in order to insert the permanent magnet for magnetic bias into the gap, the permanent magnet is naturally suppressed to 500 m or less.
  • Magnetic core dimensions The magnetic path length of the E-E core is 7.5 cm, the effective area is 0.74 cm 2 , and the gap length is G.
  • the dimensions and shape of the cross section are the same as those of the magnetic core, and the thickness is T.
  • the magnet powder and resin are mixed, and a pound magnet having a predetermined size and shape is formed by molding and / or hot pressing, or by a doctor blade method as a film forming method.
  • a slurry in which the mixture is suspended in a solvent is formed, and the slurry is applied using a doctor blade to form a green sheet, which is then cut out to a predetermined size and, if necessary, heated. Do the press.
  • Intrinsic coercive force Create a test piece with a diameter of 1 Omm and thickness of 1 Omm, and measure the intrinsic coercive force (i Hc) using a DC BH tracer.
  • the test piece is tested using the so-called four-terminal method.
  • Provide electrodes on both ends of the sample apply a constant current between both electrodes, and measure the potential difference between two appropriate points at the center of the sample using a voltmeter.
  • a permanent magnet is placed in the magnetic gap of the magnetic core, and magnetized in the direction of the magnetic path using an electromagnet or a pulse magnetizer.
  • An alternating current (frequency f, alternating magnetic field Ha) is applied to the coil wound around the magnetic core, and measurement is performed using an alternating current B-H tracer (SY-8232 manufactured by Iwasaki Tsushinki).
  • a permanent magnet sample is placed in the gap of the magnetic core of the inductance component and An alternating current (frequency f) is applied and a direct current is superimposed (superimposed magnetic field Hm in the direction opposite to the magnetizing direction of the magnet), and the inductance is measured by LCR measurement. From the core constant and the number of windings, The magnetic permeability was calculated and used as the DC bias characteristics (magnetic permeability).
  • Darros is a quantity that indicates the intensity of reflection when light is applied to the sheet surface, and is determined by the ratio of the intensity of reflected light at the measurement part to the intensity of reflected light from the glossy standard plate. Measurement of surface magnetic flux (flux):
  • the roughness profile of the sample surface is measured by the probe method. Draw the center line so that the upper and lower areas are equal, and find the distance from the center line for any point. Take these countless numbers and take the root mean square deviation. The magnitude of the deviation from the center line is defined as the center line roughness. Examples will be described below. Example 1 Relationship between specific resistance and core loss
  • Shape 'area E-shaped midfoot section
  • Intrinsic coercive force 5KOe or more Magnetic core: EE core (Fig.1, 2), MnZn ferrite
  • the core loss sharply increases when the specific resistance is less than 0.1 ⁇ cm, and decreases sharply when the specific resistance is 1 ⁇ cm or more.Therefore, the specific resistance is at least 0.1 ⁇ cm. It is found that preferably 1 ⁇ ⁇ cm or more is good.
  • the core loss is 80 (W / m 3 ) when the bias magnet is not used in the gap, which is lower than that when the bias magnet is used, but the DC superposition characteristic (permeability) is extremely low at 15, showed that.
  • Resin amount 10% by weight for each sample
  • Magnetic core Toroidal core (Figs. 3 and 4):
  • the core loss is 100 (KW / m 3 ) when the bias magnet is not used in the gap, which is lower than that when the bias magnet is used, but the DC bias characteristic (permeability) is extremely low at 15, showed that.
  • Magnet powder S—1: Ba ferrite
  • Binder All samples are polypropylene resin (softening point 80 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Cross-sectional area shape Same as core midfoot section Specific resistance: S—110 4 ⁇ ⁇ cm or more
  • Magnetic core EE core (Figs. 1 and 2): MnZn ferrite
  • Figures 5 to 8 show the DC bias characteristics of the same magnetic core, which was measured five times repeatedly for each sample.
  • Resin amount 40% by volume
  • Magnetic core EE core (Figs. 1 and 2): MnZn ferrite
  • Table 3 shows the measurement results of surface magnetic flux and core loss for each sample.
  • the permanent magnet 1 for magnetic bias was removed from the core 2
  • the surface magnetic flux of the magnet was measured with TOE I: TDF-5
  • the surface magnetic flux calculated from the measured values and the dimensions of the magnet was also shown in Table 3. Shown in
  • the core loss with an average particle size of 1.0 / m is large because the powder has a large surface area and the oxidation of the powder has progressed.
  • the core loss is large at an average particle size of 55 / im or more because the average particle size of the powder is large and the eddy current loss is large. is there.
  • Magnet powder Sm 2 Fe 17 N 3
  • Table 4 shows that a magnetic core having a specific resistance of 1 or more with a resin content of 2 Owt% or more shows good core opening characteristics.
  • Example 6 Relationship between resin amount and DC superimposition characteristics
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnet powder Sm 2 F e 17 ⁇ 3
  • Coupling material S—1: Titanium coupling material 0.5wt%
  • Resin amount 30% by volume
  • Figures 10 to 12 show the measurement results of the frequency characteristics of the DC bias characteristics when samples S-1 to S-3 were used.
  • the frequency characteristics of the magnetic core sandwiching the pound magnet to which the titanium coupling agent and the silane coupling agent of the present invention are added are stable up to high temperature.
  • the temperature characteristics of each of the force-pulling treatments are excellent because the addition of the coupling agent improves the dispersibility of the powder in the resin and reduces the volume change of the magnet due to the temperature.
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figures 1 and 2): MnZn ferrite
  • Magnetic gap length G 1.5 mm
  • the magnet surface coating was obtained by immersing the magnet in an epoxy resin solution, removing it, drying it, and then heat-treating it at the curing temperature of the resin to cure it. '
  • Samples S-1 and S-2 to be compared were heat-treated in air from 120 ° C to 220 ° C in increments of 20 ° C for 30 minutes each, and removed from the furnace for each heat treatment.
  • the surface magnetic flux (flux amount) and the DC superimposition characteristics were measured. These results are shown in FIGS. 13 to 15.
  • FIG. 13 is a diagram showing a change in the surface magnetic flux due to the heat treatment. Based on these results, the magnet without the coating was demagnetized at 220 by 49%, while the core with the magnet coated with epoxy resin was about 28% by heat treatment at 220 ° C. It was found that there was very little deterioration and stable characteristics were exhibited. This is thought to be due to the fact that the magnet surface was coated with epoxy resin, which suppressed oxidation and suppressed the decrease in flux.
  • Fig. 14 and Fig. 15 show the results of DC bias characteristics measured by inserting these pound magnets into the core.
  • the core with the resin-uncoated magnet of sample S-2 inserted shows a decrease in the bias magnetic field from the magnet due to the decrease in flux due to the heat treatment shown in Fig. 13; It can be seen that in C, the magnetic permeability shifts to the lower magnetic field side by about 30 Oe, and the characteristics deteriorate significantly.
  • the sample S-1 coated with the epoxy resin shifted to the lower magnetic field side by about 17 Oe as shown in Fig.15.
  • the DC superposition characteristics are greatly improved by coating with epoxy resin, as compared with those without resin coating.
  • Example 8 is the same as Example 8 except that the magnet powder was Sm 2 Co 17 , the binder was polypropylene resin, and the surface coating was a fluororesin. Remove the fluoropolymer-coated pound magnet (Sample S-1) and the resin-uncoated pound magnet (Sample S-2) from the furnace in the air every 220 minutes at 220 ° C. , Flux measurement, and DC superimposition characteristics were measured, and heat treatment was performed for a total of 5 hours. These results are shown in FIGS.
  • FIG. 16 is a diagram showing changes in surface magnetic flux due to heat treatment. Based on these results, the core with the magnet of sample S-1 coated with fluororesin was heat-treated for 5 hours, while the magnet of sample S-2 without coating was demagnetized by 34% in 5 hours. It was found that the deterioration was very small at about 15% and stable characteristics were exhibited.
  • the DC superimposition characteristics are greatly improved by coating with a fluororesin, as compared with those without resin coating.
  • S-312 Nylon Nylon Magnet powder and each resin as a binder are varied in resin content between 15 and 40% by volume.
  • the thickness is 0.5 mm by hot pressing without applying an orientation magnetic field. Was formed.
  • Magnet powder S—1: Sm 2 Fe 17 N 3
  • Resin amount 40 parts by volume
  • Resin amount 40 parts by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core (Fig. 1): MnZn ferrite
  • the Ba ferrite magnet has a small coercive force, so that the demagnetization or the reversal of the magnetization occurs due to the reverse magnetic field applied to the magnet, and the DC superimposition characteristics have deteriorated. It was also found that the permanent magnet for bias inserted into the magnetic gap exhibited excellent DC superposition characteristics for permanent magnets with a coercive force of 5 kOe or more.
  • Resin amount 30% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Binder 12 nylon resin
  • Resin amount 35% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Intrinsic coercive force 1 OKOe
  • the surface magnetic flux (flux) and gloss (Daros) of the above magnets were measured and the results are shown in Table 6.
  • Table 6 From the results shown in Table 6, thin magnets with a daroth of 25% or more have excellent magnet properties. This is because the filling factor of the thin-plate magnet becomes 90% or more when the Daroth of the manufactured thin-plate magnet is 25% or more.
  • the filling ratio is obtained by dividing the weight of the compact by the volume to obtain the density, and dividing the density by the true density of the magnet alloy, and means the volume ratio occupied by the alloy in the compact.
  • Resin amount 40% by volume
  • Magnet manufacturing method doctor blade method, no alignment magnetic field, hot press after drying Pulse magnetizing machine
  • Intrinsic coercivity Different samples with a compressibility of 0 to 22 (%) were obtained by changing the pressure of the hot press, the same as for the magnet powder.
  • Table 7 shows the results. Table 7 From the results in Table 7, good magnet properties can be obtained when Darross is 25% or more. The reason for this is that the filling rate of thin-plate magnets becomes 90% or more when Darros is 25% or more.
  • the compressibility it was found that good magnet properties were obtained at a compressibility of 20% or more. The reason for this is that when the compression ratio is 20% or more, the filling rate of the thin plate magnet becomes 90% or more.
  • Magnet powder Sm 2 Fe 17 N 3 Average particle size: 2.5 m
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Magnet powder Sm 2 Fe 17 N 3
  • Binder polypropylene resin
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Table 9 shows that magnetic cores with a specific resistance of 0.1 ⁇ ⁇ cm or more show good core loss characteristics. This is because eddy current loss can be suppressed by increasing the specific resistance of the thin plate magnet.
  • Magnet powder S—1: Nd 2 Fe 14 B
  • Average particle size 3 to 3.5 am
  • Binder Polyimide resin (softening point: 300 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core (Fig. 1) Mn Zn ferrite
  • the DC bias characteristics were measured before and after performing a process of holding for 1 hour in a high-temperature bath at 270 ° C, which is the temperature condition of the reflow furnace, cooling to room temperature, and allowing to stand for 2 hours.
  • a sample in which nothing was inserted into the magnetic gap was prepared in the same manner as above, and the DC superposition characteristics were measured.
  • Figure 23 shows the results.
  • Binder S-1 Polyethylene resin (softening point: 160 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Figure 24 shows the results.
  • the pond magnet using a polyimide resin with a softening point of 300 ° C and an epoxy resin with a curing temperature of 100 ° C, which is a thermosetting resin had almost the same DC superposition characteristics as before the reflow.
  • Magnet powder S—1: Nd 2 Fe 14 B
  • Binder Polyimide resin (softening point 300 ° C)
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Shape 'area E-shaped core midfoot section Specific resistance ( ⁇ ⁇ cm): 10-30
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Magnet powder S—1: Nd 2 F e 14 B
  • Binder polyimide resin (softening point 300 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • the DC superimposition characteristics were measured before and after performing a process of holding for 1 hour in a high-temperature bath at 270 which is the temperature condition of the reflow furnace, cooling to room temperature, and allowing to stand for 2 hours.
  • a sample in which nothing was inserted into the magnetic gap was prepared in the same manner as above, and the DC bias characteristics were measured.
  • Figure 26 shows the results.
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnetic core EE core (Figs. 1 and 2): MnZn ferrite
  • Gap length G 0.5mm
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figures 1 and 2), MnZn ferrite
  • Magnet powder S - 1: Sill (. CO 0 78 F e 0. 1 1 CU 0. 1 0 Z r 0. 0 1) 7. 4
  • Binder epoxy (curing point approx. 150 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Intrinsic coercive force same as magnet powder Magnetization: pulse magnetizer
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • a sample in which nothing was inserted into the magnetic gap was prepared in the same manner as above, and the DC bias characteristics were measured. The results are shown in FIG.
  • Binder one S-1: Polyethylene resin (softening point 160 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Resin amount 50% by volume
  • Resin amount 50% by volume Magnet manufacturing method: Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • the DC bias characteristics were measured by applying a magnet sample using each resin S-1 to S-3 to the same magnetic core.
  • the DC superposition characteristics were measured before and after the treatment in a high-temperature bath at 270 ° C, which is the temperature condition of the reflow furnace, for 1 hour, cooling to room temperature, and standing for 2 hours.
  • a sample in which nothing was inserted into the magnetic gap was prepared in the same manner as described above, and the DC bias characteristics were measured.
  • Figure 29 shows the results.
  • Magnetic core EE core (Figs. 1 and 2): MnZn ferrite
  • Binder epoxy resin (with a curing point of about 250)
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, S-1: Orientation magnetic field in the thickness direction: 2 T
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Binder Epoxy resin (curing point approx. 250 ° C)
  • Resin amount 50% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Shape 'area E-shaped core midfoot section
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Resin amount 40% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core (Figs. 1 and 2): MnZn ferrite
  • the magnet surface coating is obtained by immersing the magnet in an epoxy resin solution, removing it, drying it, and then heat-treating it at the curing temperature of the resin to cure it.
  • Samples S-1 and S-2 to be compared were heat-treated in the air for 12 minutes (from TC to 270 in increments of 40 ° C) for 30 minutes, taken out of the furnace for each heat treatment, surface flux (flux) and DC The superposition characteristics were measured, and the results are shown in FIGS.
  • FIG. 32 is a diagram showing a change in the surface magnetic flux due to the heat treatment. From these results, While the magnet of sample S-2 without coating was demagnetized by 280% at 270 ° C, the core with the magnet of sample S-1 coated with epoxy resin was 270 ° C. The heat treatment of C showed very little degradation of about 8%, indicating stable characteristics. This is thought to be due to the fact that the surface of the magnet was coated with the epoxy resin, thereby suppressing oxidation and suppressing the decrease in flux.
  • Fig. 33 and Fig. 34 show the results of inserting these pound magnets into the gap of the magnetic core (Figs. 1 and 2) and measuring the DC bias characteristics.
  • the core of Sample S-2 into which the resin-uncoated magnet was inserted showed a decrease in the bias magnetic field from the magnet due to the decrease in the flux accompanying the heat treatment shown in Fig. 32, resulting in a loss of 270 °.
  • the magnetic permeability shifts toward the lower magnetic field side by about 15 Oe, and the characteristics deteriorate significantly.
  • the sample S-1 coated with epoxy resin was shifted toward the low magnetic field side by about 5 Oe at 270 ° C, as shown in Fig. 34.
  • Example 28 is the same as Example 28 except that the binder was a polyimide resin and the surface coating was a fluororesin.
  • a fluoropolymer-coated pound magnet (Sample S-1) and a resin-uncoated pound magnet (Sample S-2) were compared in air at 270 ° C every 60 minutes from the furnace. Unloading, flux measurement and DC superimposition characteristics were measured, and heat treatment was performed for a total of 5 hours. These results are shown in FIGS. 35 to 37.
  • FIG. 35 is a diagram showing a change in the surface magnetic flux due to the heat treatment. Based on these results, the core of the sample S-1 coated with the fluororesin had the magnet inserted for 5 hours, while the magnet of the sample S-2 not coated was demagnetized by 58% in 5 hours. The heat treatment showed very little degradation of about 22%, indicating stable characteristics.
  • the core containing the magnet of sample S-2 which was not coated with resin, showed a decrease in the bias magnetic field from the magnet due to the decrease in flux accompanying the heat treatment shown in Fig. 35, and after 5 hours, It can be seen that the magnetic permeability shifts toward the lower magnetic field side by about 300 e, and the characteristics deteriorate significantly.
  • the magnet of the sample S-1 coated with the fluororesin shifted to the low magnetic field side by about 100 e as shown in FIG.
  • the DC superimposition characteristics are greatly improved by coating with a fluororesin, as compared with those without resin coating.
  • Binder Polyimide resin Magnet powder and each resin as a binder are changed in resin content between 15 and 40% by volume, and the thickness is 0.5 mm by die molding without applying an alignment magnetic field. Was formed.
  • Resin amount 50 parts by weight
  • Resin amount 50 parts by weight
  • Resin amount 50 parts by weight
  • Resin amount 50 parts by weight
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Fig. 42 The magnetic core in which the magnet of sample S-5, in which Sn ⁇ Cc ⁇ 7 magnet powder is dispersed in polypropylene resin, is inserted in the gap, has greatly deteriorated DC superimposition characteristics after the second time. I understand. This is because the thin permanent magnet was deformed by reflow. As shown in Fig. 41, in the core in which the magnet of sample S14 with the coercive force of only 4 kOe and Ba ferrite dispersed in polyimide resin was inserted and placed, the DC superposition characteristics increased as the number of measurements increased. It turns out that it deteriorates.
  • the Ba ferrite pound magnet has a small coercive force, so that the demagnetization or the reversal of magnetization occurs due to the reverse magnetic field applied to the pound magnet, and the DC superposition characteristics have deteriorated.
  • a thin plate magnet made of a resin selected from polyolefin sulfide resin, silicone resin, polyester resin, aromatic polyamide, and liquid crystal polymer other than combinations other than this example. It was confirmed that the same effect was obtained in Example 3 2 Relationship between magnet powder particle size and core loss
  • Resin amount 30% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field Magnet thickness: 0.5 mm
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Table 14 shows that the core loss characteristics are excellent when the powder average particle diameter of the magnet used for the bias permanent magnet is 2.5 to 50 m.
  • Example 33 Relationship between Daroth (gloss) and flux (surface magnetic flux)
  • Resin amount 40% by volume
  • Magnet manufacturing method Mold forming (while changing the pressing pressure) No orientation magnetic field
  • Intrinsic coercivity 17KOe The surface magnetic flux (flux) and glossiness (Daros) of each sample magnet with different press pressure were measured. Table 15 shows the results.
  • Resin amount 40% by volume
  • Magnet manufacturing method doctor blade method, no alignment magnetic field,
  • Intrinsic coercive force 17KO e
  • Six samples with different compression ratios from 0 to 21 (%) were obtained by changing the pressure of the hot press.
  • the gloss and surface magnetic flux (flux) of each sample were measured. Table 6 shows the results.
  • Binder Polyphenyl sulfide resin
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Table 17 shows that the sample to which the surfactant was added exhibited good core loss characteristics. This is because the addition of a surfactant prevented aggregation of the primary particles and suppressed eddy current loss.
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field
  • Shape 'area E-shaped midfoot section
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Table 18 shows that magnetic cores with a specific resistance of 0.1 ⁇ ⁇ cm or more show good core loss characteristics. This is because eddy current loss can be suppressed by increasing the specific resistance of the thin plate magnet.
  • Example 37 Relationship between Specific Resistance, Core Loss, and DC Superposition Characteristics
  • Binder polyamide resin
  • Magnet manufacturing method Mold molding, no orientation magnetic field, hot press Magnet: Thickness: 0.5 mm
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Table 19 shows that magnetic cores with a specific resistance of 0.1 ⁇ ⁇ cm or more show good core loss characteristics. This is because eddy current loss can be suppressed by increasing the specific resistance of the thin plate magnet.
  • Figure 43 shows the results of a total of five measurements.
  • FIG. 43 also shows, for comparison, the DC bias characteristics when no magnet is inserted into the magnetic gap.
  • Resin amount 40% by volume
  • Magnetic core EE core (Figs. 1 and 2): MnZn ferrite
  • Gap length G 0.5 mm Samples S-1 to S-6 shown in Table 20 were obtained by changing the pressing pressure during hot pressing.
  • sample S-1 which has an average particle size of 2.0 zm, the flux is low and the vial amount is small. This is presumably because the oxidizing power of the magnet powder was increased by one during the manufacturing process.
  • sample S-4 which has a large average particle size
  • the flux was low due to the low powder filling rate, and the rough surface roughness of the magnet resulted in poor adhesion to the core and reduced the coefficient of PM. Therefore, it is considered that the bias amount is reduced.
  • sample S-15 which has insufficient pressing pressure and large surface roughness, has a low flux due to a low powder filling rate, and the bias amount is small.
  • sample S-6 in which coarse grains are mixed, it is considered that the bias amount is reduced due to the rough surface roughness.
  • Magnet powder 6 types from S-1 to S-6 (magnet powder and amount are shown in Table 21)
  • Binder Type and content are shown in Table 21
  • Magnet manufacturing method S-1, S-5, S-5, S-6:
  • Magnetic core EE core ( Figure 1): MnZn ferrite
  • Table 21 shows the measurement results for each sample.
  • Figure 45 shows the DC bias characteristics (permeability) of samples S-2 and S-4 and the comparative sample.
  • the Ba ferrite pond magnet (Sample S-5) has a small coercive force, so demagnetization or reversal of magnetization occurs due to the opposite magnetic field applied to the pond magnet, degrading the DC bias characteristics. I can guess.
  • the SmFeN magnet (Sample S-4) has a high coercive force, its Curie point Tc is as low as 470 ° C, causing thermal demagnetization and degraded properties due to the synergistic effect of demagnetization due to the opposite magnetic field. It is presumed that it was done.
  • a pound magnet entering the gap of the magnetic core a pound magnet having a coercive force of 10 KOe or more and a Tc of 500 or more (samples S-1 to S-3 S-6) is used. It has been found that they exhibit excellent DC superimposition characteristics.
  • Magnet powder Sm (Co 0.742- ⁇ 0.20 ⁇ ⁇ ⁇ 0. ⁇ 055 c ⁇ 0.029) 7
  • Magnet manufacturing method doctor blade method, hot pressing after drying, no orientation magnetic field
  • Magnetic core EE core (Fig. 1): MnZn fiber
  • the core loss characteristics of the EE core with exactly the same gap under the same measurement conditions were 520 (KW / m 3 ).
  • Table 22 shows that a magnetic core with a specific resistance of 0.1 ⁇ cm or more shows good core loss characteristics. This is presumably because eddy current loss can be suppressed by increasing the specific resistance of the thin plate magnet.
  • the bias magnet can be obtained as a thin plate magnet having a thickness of 500 zm or less, and the magnetic core and the inductance component can be reduced in size.
  • a thin bias magnet that is resistant to solder reflow temperature has been realized, it is possible to provide a compact, surface-mountable device and inductance components.

Description

明 永久磁石、 それを磁気バイアス用磁石とした磁気コア、 およびそれを用いたイン ダク夕ンス部品 技術分野
本発明は、 チヨ一クコイルやトランス等のィンダク夕ンス部品の磁心即ち磁気 コア (以下、 単に 「コア」 とも呼ぶ) に用いる磁気バイアス用の永久磁石に関す るものである。 また、 本発明は、 永久磁石を磁気バイアス用磁石とした磁気コア、 およびその磁気コアを用いたインダクタンス部品に関するものである。 背景技術
従来から、 例えばスイツチング電源などに用いられるチョークコィル及びトラ ンスにおいては、 通常、 交流は直流に重畳して印加される。 したがって、 これら チョークコイルやトランスに用いる磁気コアは、 この直流重畳に対して磁気飽和 しない透磁率特性 (この特性を 「直流重畳特性」 あるいは単に 「重畳特性」 と呼 ぶ) の良好なことが求められている。
高周波用の磁気コァとしてはフエライト磁気コァゃ圧粉磁気コァが使用されて いるが、 フェライト磁気コアは初透磁率が高く飽和磁束密度が小さく、 圧粉磁気 コァは初透磁率が低く飽和磁束密度が高い、 という材料物性に由来した特徴があ る。 従って、 圧粉磁気コアはトロイダル形状で用いられることが多い。 他方、 フ エライト磁気コアの場合には、 例えば E型コアの中足に磁気空隙 (磁気ギヤッ プ) を形成して直流重畳により磁気飽和することを避けることが行われている。 しかし、 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より、 磁気コアの磁気ギヤップも小さくせざるを得ず、 直流重畳に対してより高い透磁 率の磁気コアが強く求められている。
この要求に対しては、 一般に、 飽和磁化の高い磁気コアを選択する事、 つまり 高磁界で磁気飽和しない磁気コアの選択が必須とされている。 しかし、 飽和磁化 は材料の組成で必然的に決まるものであり、 無限に高く出来るものではない。 その解決手段として、 磁気コアの磁路に設けた磁気ギャップに永久磁石を配置 し、 直流重畳による直流磁界を打ち消す事、 すなわち、 磁気コアに磁気バイアス を与えることが古くから提案されている。
この永久磁石を用いた磁気バイアス方法は、 直流重畳特性を向上させるには優 れた方法であるが、 一方で金属焼結磁石を用いると磁気コアのコァロスの増大が 著しく、 またフェライト磁石を用いると重畳特性が安定しないなどとても実用に 耐え得るものではなかった。
これらを解決する手段として、 例えば特開昭 5 0— 1 3 3 4 5 3は、 磁気バイ ァス用永久磁石として保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮 成形したポンド磁石を用いること、 これにより、 直流重畳特性およびコアの温度 上昇が改善されたことを開示している。
しかし近年、 電源に対する電力変換効率向上の要求はますます厳しくなつてお り、 チョークコイル用及びトランス用の磁気コアについても単にコア温度を測定 するだけでは優劣が判断不能なレベルとなっている。 そのため、 コアロス測定装 置による測定結果の判断が不可欠であり、 実際本発明者等が検討を行った結果、 特開昭 5 0 - 1 3 3 4 5 3に示された抵抗率の値ではコアロス特性が劣化する事 が明らかになった。 '
又、 近年の電子機器の小型化に伴い、 インダクタンス部品の小型化がますます 要求され、 したがって、 磁気バイアス用磁石の薄型化も又要求されているところ である。
また近年、 表面実装タイプのコイルが所望されているが、 表面実装のためには コイルはリフローはんだ処理に付される。 このリフロー条件で、 コイルの磁気コ ァの特性が劣化しない事が望まれる。 また、 磁石が耐酸化性であることが望まれ る。
本発明の課題は、 小型ィンダク夕ンス部品の磁路の少なくとも 1箇所以上にギ ャップを有する磁気コァに、 該ギヤップ両端から磁気バイァスを供給するために、 該ギヤップ近傍に配する磁気バイァス用磁石として特に適した磁石を提供するこ とにある。
本発明の目的は、 磁気コアの磁気バイアス用磁石として用いたとき、 磁気コア に優れた直流重畳特性とコアロス特性を付与できる永久磁石を提供することであ る。
さらに、 本発明の目的は、 リフロー温度に晒されても磁気特性が劣化しないよ うなバイアス磁石用の永久磁石を提供することである。
本発明の、 更なる目的は、 優れた磁気特性とコアロス特性を有する磁気コアを 提供することである。
本発明の、 他の目的は、 優れた直流重畳特性とコアロス特性を有する磁気コア を用いたインダクタンス部品を提供することである。 発明の開示
本発明によれば、 樹脂に磁石粉末が分散されてなり、 0 . l Q ' c m以上の比 抵抗を有し、 該磁石粉末は、 固有保磁力が 5 KO e以上、 キュリー点 T cが 3 0 0 °C以上、 粉末粒径が 1 5 0 zz m以下であることを特徴とする永久磁石が得られ る。
ここで、 磁石粉末は、 その粉末平均粒径が 2 . 0〜 5 0 mであることが好ま しい。
前記永久磁石において、 前記樹脂含有量が体積比で 2 0 %以上であることが好 ましい。
前記の永久磁石において、 前記磁石粉末は、 希土類磁石粉末であることが好ま しい。
前記の永久磁石において、 成形圧縮率が 2 0 %以上であることが好ましい。 前記の永久磁石において、 前記ポンド磁石に使用する前記希土類磁石粉末にシ ランカップリング材、 チタンカップリング材を添加することが好ましい。
前記の永久磁石において、 その作製時に磁場配向されることにより異方性化さ れていることが好ましい。
前記の永久磁石において、 前記磁石粉末は、 表面活性剤でコーティングされて いることが好ましい。
前記の永久磁石において、 中心線平均粗さが 10 / m以下であることが好まし い。
また、 前記の永久磁石において、 全体の厚みが 50 10000 /imであるこ とが好ましい。
本発明の 1実施の態様においては、 永久磁石は、 比抵抗が 1 Ω · cm以上であ ることが好ましい。 また、 金型成形あるいは熱プレスによって製造される。 本発明の他の実施の態様によれば、 永久磁石は、 全体の厚みが 500 m以下 である。 この場合、 樹脂と磁石粉末との混合塗料から、 ドクターブレード法や印 刷法等の成膜法によって製造されるのが好ましい。 また、 表面のダロス (光沢 度) が 25 %以上であることが好ましい。
前記の永久磁石において、 前記樹脂は、 ポリプロピレン樹脂、 6—ナイロン樹 脂、 12—ナイロン樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリエチレン樹脂、 エポキシ樹脂か ら選択された少なくとも一種であることが好ましい。
前記の永久磁石において、 前記磁石の表面に、 耐熱温度 120 以上の樹脂ま たは耐熱塗料を被覆することが好ましい。
前記永久磁石において、 前記磁石粉末は、 SmCo NdFeB SmFeN から選択された希土類磁石粉末であることが好ましい。
本発明による前記永久磁石の 1つの態様によれば、 前記磁石粉末は、 固有保磁 力が 10 K O e以上、 キユリ一点が 500 °C以上、 粉末粒径が 2. 5 50 m であることを特徴とする永久磁石が得られる。
前記 1つの態様による永久磁石において、 前記磁石粉末は、 SmCo希土類磁 石粉末であることが好ましい。 この場合、 前記 SmCo希土類磁石粉末は、 Sm
( C O b a J t β 0 ュ 5 o. 25し U 0. 05~0. 06 0. 02~0. 03^ 7. 0~8. 5一しあ とが好ましい。
前記 1つの態様による永久磁石において、 前記樹脂含有量が体積比で 30 %以 上であることが好ましい。
前記 1つの態様による永久磁石において、 前記樹脂は、 軟化点が 250^以上 の熱可塑性樹脂であることが好ましい。
前記 1つの態様による永久磁石において、 前記樹脂は、 炭化点が 2 5 0 °C以上 の熱硬化性樹脂であることが好ましい。
前記 1つの態様による永久磁石において、 前記樹脂は、 ポリイミド樹脂、 ポリ アミドイミド樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン 樹脂、 ポリエステル樹脂、 芳香族ポリアミド樹脂、 液晶ポリマーから選択された 少なくとも 1種であることが好ましい。
本発明の別の態様によれば、 磁路の少なくとも 1箇所以上に磁気ギャップを有 する磁気コアに、 該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、 該磁気ギ ヤップ近傍に配した磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、 該磁気バイ ァス用磁石が本発明による前記永久磁石であることを特徴とする磁気バイアス用 磁石を有する磁気コアが得られる。
この磁気コアの前記磁気ギャップは約 5 0〜1 0 0 0 0 mのギャップ長を有 することが好ましい。 1実施例よれば、 前記磁気ギャップは約 5 0 O i mより大 きなギャップ長であり、 また、 他の実施例によればね前記磁気ギャップは約 5 0 0 m以下のギャップ長である。
本発明による更に別の態様によれば、 本発明による前記磁気バイアス用磁石を 有する磁気コアに、 1ターン以上の巻線を少なくとも 1つ施してあることを特徴 とするインダクタンス部品が得られる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態に係る磁気コアの斜視図である。
図 2は、 図 1の磁気コアに卷線を施してなるィンダク夕ンス部品の正面図であ る。
図 3は、 本発明の他の実施の形態に係る磁気コアの斜視図である。
図 4は、 図 3の磁気コアに巻線を施してなるインダクタンス部品の斜視図であ る。
図 5は、 実施例 3における比較例として、 磁気バイアス用磁石なしの磁気コア の直流重畳磁界 Hmに対する透磁率 の変化 (直流重畳特性) の測定データを、 繰り返し重畳に関して、 示している。
図 6は、 実施例 3における磁気バイアス用磁石としてフェライト磁石 (試料 S 一 1 ) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳磁界 Hmに対する透 磁率 の変化 (直流重畳特性) の測定データを、 繰り返し重畳に関して、 示して いる。
図 7は、 実施例 3における磁気バイアス用磁石として S m— F e— N磁石 (試 料 S— 2 ) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳磁界 Hmに対す る透磁率^の変化 (直流重畳特性) の測定データを、 繰り返し重畳に関して、 示 している。
図 8は、 実施例 3における磁気バイアス用磁石として S m— C o磁石 (試料 S 一 3 ) を磁気ギャップに揷入した場合の磁気コアの直流重畳磁界 Hmに対する透 磁率 /Xの変化 (直流重畳特性) の測定データを、 繰り返し重畳に関して、 示して いる。
図 9は、 実施例 6において、 樹脂量を種々に変えた試料の磁石 S— 1から S— 4を用いた場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率) //の周波数特性の測定デー 夕である。
図 1 0は、 実施例 7におけるチタンカップリング剤を添加したバイアス磁石 (試料 S— 1 ) を用いた場合の異なる温度における磁気コアの直流重畳特性 (透 磁率) の異なる温度における周波数特性の測定データである。
図 1 1は、 実施例 7におけるシランカップリング剤を添加したバイアス磁石 (試料 S— 2 ) を用いた場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率) の異なる温 度における周波数特性の測定デー夕である。
図 1 2は、 実施例 7におけるカップリング剤を添加しないバイアス磁石 (試料 S - 3 ) を用いた場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率) の異なる温度にお ける周波数特性の測定データである。
図 1 3は、 実施例 8において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (S— 2 ) とエポキシ 樹脂で表面を被覆したポンド磁石 (試料 S— 2 ) とを熱処理した場合におけるフ ラックス量の変化を示す測定デー夕である。
図 14は、 実施例 8において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (試料 S— 2) を磁気 バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる磁気コアを異なる温度で熱処 理した場合の直流重畳特性 (透磁率 x) を示す測定データである。
図 15は、 実施例 8において、 エポキシ樹脂を被覆したポンド磁石 (試料 S— 1) ) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる磁気コアを異な る温度で熱処理した場合の直流重畳特性 (透磁率 ) を示す測定データである。 図 16は、 実施例 9において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (試料 S— 2) とフッ 素樹脂で表面を被覆したポンド磁石 (試料 S— 1) とを熱処理した場合における 熱処理時間に対するフラックス量の変化を示す測定デ一夕である。
図 17は、 実施例 9において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (試料 S— 2) を磁気 バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる磁気コアを熱処理した場合の 異なる熱処理時間における直流重畳特性 (透磁率 ) を示す測定データである。 図 1 8は、 実施例 9において、 フッ素樹脂を被覆したポンド磁石 (試料 S— 1) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる磁気コアを熱処理 した場合の異なる熱処理時間における直流重畳特性 (透磁率 ) を示す測定デー 夕である。
図 19は、 実施例 11における Sm2F e 17N3磁石粉末とポリプロピレン樹 脂からなる磁石 (試料 S— 1) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流 重畳特性 (透磁率 の測定回数ごとの測定データである。
図 20は、 実施例 11における Sm2F e 17N3磁石粉末と 12—ナイロン樹 脂からなるポンド磁石を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる 磁気コアの直流重畳特性 (透磁率//) の測定回数ごとの測定デ一夕である。 図 21は、 実施例 11における Baフェライト磁石粉末と 12ナイロン樹脂か らなるポンド磁石を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特性 (透 磁率 ) の測定回数ごとのデータである。
図 22は、 実施例 11におけるギャップに薄板磁石を用いない磁気コアの直流 重畳特性 (透磁率 ) の測定回数ごとのデ一夕である。 図 23は、 実施例 17における各磁石試料 (S— 1から S— 3) を磁気ギヤッ プに揷入した場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率 ) のリフロー前後におけ る測定データである。
図 24は、 実施例 18における、 バインダーの異なる磁石試料 (S— 1から S -3) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率 ) の リフロー前後の測定データである。
図 25は、 実施例 19における各磁石試料 (S— 1から S— 3) を磁気ギヤッ プに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率 ) のリフロー前後におけ る測定データである。
図 26は、 実施例 20における各磁石試料 (S— 1から S— 3) を磁気ギヤッ プに揷入した場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率 ) のリフロー前後におけ る測定デ一夕である。
図 27は、 実施例 21において、 平均粒径の異なる磁石粉末を使用した磁石試 料 (S— 1から S— 8) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特 性 (透磁率 ) のリフロー前後における測定データである。
図 28は、 実施例 23において、 異なる Sm- Co磁石粉末を用いた磁石試料 (S— 1および S— 2) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特 性 (透磁率 ) のリフ口一前後における測定データである。
図 29は、 実施例 24において、 バインダーとして異なる樹脂を用いた磁石試 料 (S— 1から S— 3) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特 性 (透磁率//) のリフロー前後における測定データである。
図 30は、 実施例 26において、 磁石製造時に配向磁場を使用した磁石試料と しない磁石試料 (S— 1および S— 2) を磁気ギャップに揷入した場合の磁気コ ァの直流重畳特性 (透磁率 ) のリフロー前後における測定データである。 図 31は、 実施例 27において、 着磁磁場の異なる磁石試料 (S— 1から S—
5) を磁気ギャップに挿入した場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率 2) のリ フ口一前後における測定デー夕である。
図 32は、 実施例 28において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (S— 2) とェポキ シ系'樹脂で表面を被覆したポンド磁石 (S— 1) とを熱処理した場合における熱 処理温度に対するフラックス量の変化を示す測定データである。
図 33は、 実施例 28において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (試料 S— 2) を磁 気パイァス用磁石として磁気ギヤップに揷入してなる磁気コアの異なる熱処理温 度における直流重畳特性 (透磁率 2) を示す測定データである。
図 34は、 実施例 28において、 エポキシ系樹脂を被覆したポンド磁石 (試料 S- 1) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに揷入してなる磁気コアを異 なる熱処理温度における直流重畳特性 (透磁率 X) を示す測定データである。 図 35は、 実施例 29において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (試料 S— 2) とフ ッ素樹脂で表面を被覆したポンド磁石とを熱処理した場合におけるフラックス量 の変化を示す測定データである。
図 36は、 実施例 29において、 樹脂未被覆のポンド磁石 (試料 S— 2) を磁 気バイァス用磁石として磁気ギヤップに揷入してなる磁気コアを異なる熱処理温 度における直流重畳特性 (透磁率 ) を示す測定データである。
図 37は、 実施例 29において、 フッ素樹脂を被覆したポンド磁石 (試料 S— 1 ) を磁気バイァス用磁石として磁気ギヤップに揷入してなる磁気コアを異なる 熱処理温度における直流重畳特性 (透磁率 ) を示す測定データである。
図 38は、 実施例 31において、 Sm2Co17磁石とポリイミド樹脂からなる ポンド磁石 (試料 S— 1) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入して なる磁気コアを繰り返し熱処理に晒したときの直流重畳特性 (透磁率 ) を示す 測定データである。
図 39は、 実施例 31において、 Sm2Co17磁石とエポキシ樹脂からなるポ ンド磁石 (S— 2) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる磁 気コアを繰り返し熱処理に晒したときの直流重畳特性 (透磁率 ) を示す測定デ —タである。
図 40は、 実施例 31において、 Sm2F e 17N3磁石とポリイミド樹脂から なるポンド磁石 (S— 3) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに揷入して なる磁気コアを繰り返し熱処理に晒したときの直流重畳特性 (透磁率 ) を示す 測定データである。
図 4 1は、 実施例 3 1にいて、 B aフェライト磁石とポリイミド樹脂からなる ポンド磁石 (試料 S— 4 ) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入して なる磁気コアを繰り返し熱処理に晒したときの直流重畳特性 (透磁率 ) を示す 測定データである。
図 4 2は、 実施例 3 1において、 S m2 C o 1 7磁石とポリプロピレン樹脂から なるポンド磁石 (試料 S— 5 ) を磁気バイアス用磁石として磁気ギャップに挿入 してなる磁気コアを繰り返し熱処理に晒したときの直流重畳特性 (透磁率 z ) を 示す測定データである。
図 4 3は、 実施例 3 7において、 試料 S— 2のポンド磁石を磁気バイアス用磁 石として磁気ギャップに挿入してなる磁気コアを繰り返し熱処理に晒したときの 直流重畳特性 (透磁率 を示す測定データである。
図 4 4は、 実施例 3 7において、 比較例 (S— 6 ) のポンド磁石を磁気パイァ ス用磁石として磁気ギャップに挿入してなる磁気コアを繰り返し熱処理に晒した ときの直流重畳特性 (透磁率; ) を示す測定データである。
図 4 5は、 実施例 3 9において、 試料 S— 2および S— 4のポンド磁石を磁気 ギャップに挿入した場合と磁石を挿入しなかった場合の磁気コアの直流重畳特性 (透磁率 ) のリフロー前後における測定データである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 図面を参照して説明する。
図 1を参照すると、 本発明の 1実施の形態に係る磁気コアは、 二つの Ε型フエ ライトコァ 2を互いに突き合わせたものである。 二つの Ε型フェライトコア 2の 中足間の突合せ面にギヤップが残されており、 このギヤップにはバイァス磁界を 供給するための永久磁石 1が挿入されている。
また図 2を参照すると、 図 1の磁気コアに対し巻線 3を施してィンダク夕ンス 部品が構成されている。
図 3を参照すると、 本発明の他の実施の形態に係る磁気コアが示されている。 この磁気コアはトロイダル形状のダストコア 5を用いている。 このダストコアの 磁路にギヤップが設けられており、 このギヤップ中にバイアス磁界を供給するた めの永久磁石 4を挿入している。
また図 4を参照すると、 図 3の磁気コアに対し巻線 6を施してなるィンダクタ ンス部品が示されている。
本発明者等は、 前記課題を達成するべく、 図 1〜4において 1および 4で示さ れるようなバイアス磁界供給用の永久磁石の可能性について検討した。 その結果、 永久磁石の比抵抗が 0. 1 Ω · cm以上 (好ましくは 1 Ω · cm以上、 高いほど 良い。 ) で固有保磁力 i Heが 5 KOe以上の永久磁石を使用した時優れた直流 重畳特性が得られ、 しかもコアロス特性の劣化が生じない磁気コアを形成できる 事を発見した。 これは、 優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性は、 エネ ルギ一積よりもむしろ固有保磁力であることを意味する。 従つて比抵抗が高く固 有保磁力が高い永久磁石を、 ィンダクタンス部品の磁気コアの磁気バイアス用磁 石として用いることによって、 充分に高い直流重畳特性が得られる事を見出した ことによる。
上記のように比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い永久磁石は、 固有保磁力 i H cが 5 K〇 e以上の希土類磁石粉末をバインダ一とともに混合して成形した希 土類ポンド磁石で得られる。 しかしながら、 磁石粉末としては、 希土類磁石に限 らず、 固有保磁力 i H cが 5 KO e以上の保磁力の高い磁石粉末であればどのよ うな組成の磁石粉末でも可能である。 希土類磁石粉末の種類は SmCo系、 Nd FeB系、 SmFeN系等がある。 なお、 使用時の熱減磁を考えると、 磁石粉末 としては、 キュリー点 Tcが 300°C以上、 固有保磁力 i Heが 5 KOe以上で あることが必要である。
また、 磁石粉末の平均最大粒径が 50 zm以上になるとコアロス特性が劣化す るので、 粉末の最大粒径は 50 m以下である事が望ましく、 最小粒径が 2. 0 m以下になると粉砕による粉末酸化により磁化の減少が顕著になるため 2. 0
11 m以上の粒径が必要である。
比抵抗の 0, 1 Ω · cm以上の一定の高い値を実現するには、 バインダー即ち 樹脂量を調節することによって実現されるが、 樹脂量が、 体積比で 2 0 %以上で ないと、 成形が困難であった。
また、 磁石粉末にシラン力ップリング材やチタンカップリング材等の力ップリ ング材を添加したり、 あるいは、 粒子表面を界面活性材でコ一ティングすること により成形体中での粉末の分散が良好となり永久磁石の特性が向上するため、 さ らに高特性の磁気コアが得られる。
また、 さらに、 高特性を得るためには、 成形時に配向磁場中で成形して、 異方 性を持たせることもできる。
磁石の耐酸化性を向上させるために、 永久磁石表面を耐熱性の樹脂または耐熱 塗料で被覆すると良い。 これによつて、 耐酸化性と高特性を両立させることがで きる。
なお、 バインダーとしては、 絶縁性の樹脂で磁石粉末と混合、 圧縮成形でき、 磁石粉末に影響を与えないものであれば何でも良い。 例を挙げれば、 ポリプロピ レン樹脂、 6 —ナイロン樹脂、 1 2—ナイロン樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリェチ レン樹脂、 エポキシ樹脂がある。
次に、 前記したようにリフローにより表面実装されるインダク夕ンス部品に用 いる磁気コアの磁気バイアス用永久磁石について述べる。
リフ口一温度を考慮すると、 リフロー時の熱減磁を避けるために、 使用する磁 石粉末としては、 固有保磁力 i H eが 1 O K O e以上、 キユリ一点 T cが 5 0 0 °C以上のものを用いる必要がある。 このような磁石粉末の例としては、 希土類 磁石のうち、 S m C o磁石が良い。
また、 磁石粉末の最小平均粒径は、 2 . が必要である。 それより小さい と、 粉末熱処理およびリフロー時に粉末が酸化され、 磁化の減少が顕著になるか らである。
また、 リフロー温度に晒されるとの条件と、 成形の確実性を考慮して、 体積比 で 3 0 %以上であることか好ましい。
樹脂としては、 リフロー時の温度で、 炭化したり、 軟化したりしないように、 炭化温度が 2 5 0 °C以上の熱硬化性樹脂、 あるいは軟化温度が 2 5 0 °C以上の熱 可塑性樹脂を用いると良い。
このような樹脂の例としては、 ポリイミド樹脂、 ポリアミドイミドアミド樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン樹脂、 ポリエステル 樹脂、 芳香族ポリアミド樹脂、 液晶ポリマーが挙げられる。
また、 永久磁石表面の被覆としては、 耐熱温度 2 7 0 以上の熱硬化性樹脂 (例えば、 エポキシ樹脂、 フッ素樹脂) 、 あるいは耐熱塗料を用いる、 耐熱性を 向上させることができる。
また、 磁石粉末の平均粒径は、 2 . 5〜2 5 x mがより好ましい。 これより大 きくなると、 表面粗さが大きくなりすぎ、 磁気バイアス量が低下する。
磁石の表面の中心線平均粗さ R aは、 1 0 i m以下が良い。 表面が粗すぎると 軟磁性磁気コァと挿入する薄板磁石の間に空隙が生じ、 パーミァンス係数が低下 し、 磁気コアに作用する磁束密度が低下する。
チョークコイル用及びトランス用磁気コァとしては軟磁気特性を有する材料で あればなんでも有効である。 一般的には M n Z n系又は N i Z n系フェライト、 圧粉磁気コア、 珪素鋼板、 アモルファス等が用いられる。 また、 磁気コアの形状 についても特に制限があるわけではなく、 トロイダルコア、 E Eコア、 E Iコア 等あらゆる形状の磁気コアに本発明の永久磁石の適用が可能である。 これらコア の磁路の少なくとも 1箇所以上に磁気ギヤップを設け、 そのギヤップに永久磁石 を挿入配置する。 ギヤップ長に特に制限はないがギヤップ長が狭すぎると直流重 畳特性が劣化し。 またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、 おの ずから形成するギャップ長は決まってくる。 好ましい範囲は、 5 0〜1 0 0 0 0 mである。
磁気コア全体の寸法をより小さくするために、ギャップ長を 5 0 0 に抑え るのが好ましい。 この場合、 磁気バイアス用永久磁石をギャップに挿入するため には、 永久磁石は、 当然 5 0 0 m以下に抑えられる。
以下、本発明の実施例について説明する。 以下の実施例の説明において、 特に 断りがない限り、 次を前提とする。
磁気コアの寸法: E - Eコアの磁路長は 7. 5 cm、 実効断面積は 0. 74 cm2、 ギャップ長 は Gとする。
永久磁石:
断面の寸法および形状は、 磁気コアの断面寸法および形状と同様とし、 厚みを Tとする。
永久磁石の製造法:
磁石粉末と樹脂を混合して、 金型成形および/または熱プレスにより、 あるい は、 成膜法としてドクターブレード法により、 所定寸法および形状のポンド磁石 を成形する。
成形時に、 必要に応じて配向磁場をかける。
なお、 ドクターブレード法は、 混合物を溶媒に懸濁したスラリーを形成し、 こ のスラリーをドクターブレードを用いて塗布することによってグリーンシートを 作成し、 その後所定寸方に切り出し、 必要に応じて熱プレスを行う。
磁石特性の測定:
固有保磁力:直径 1 Ommおよび厚み 1 Ommのテストピースを作り、 直流 B Hトレーサーを用いて固有保磁力 (i Hc) を測定する。
比抵抗の測定:
テストピースに対していわゆる 4端子法で行う。試料の両端面に電極を設け、 両電極間に一定の電流を流し、 試料の中央部の適当な 2点間の電位差を電圧計で 測定して求める。 永久磁石を磁気コアの磁気ギャップ中に配置し、 電磁石を用いるか、 パルス着 磁機を用いて、 磁路方向に着磁する。
磁気コアのコアロスの測定:
磁気コアに卷回したコイルに、 交流電流 (周波数 f、 交流磁界 Ha) を流して、 交流 B— Hトレーサ (岩崎通信機製 SY— 8232) により測定する。
直流重畳特性の測定:
永久磁石試料をインダク夕ンス部品の磁気コアのギャップに配置し、 コイルに 交流電流 (周波数 f) を流すと共に直流を重畳し(磁石の着磁方向と反対の方向 の重畳磁界 Hm)、 LCRメ一夕でインダク夕ンスを測定して、 コア定数と巻線 数から、 透磁率を計算し、 直流重畳特性 (透磁率)とした。
ダロス (光沢度) の測定:
ダロスとは、 シート表面に光を当てたときの反射の強さを表す量で、 測定部分 での反射光の強さと、 光沢標準板からの反射光の強さとの比で決められる。 表面磁束 (フラックス) の測定:
フラックスメータ(例えば、 TOE I : TDF— 5)に結線されたサーチコイル の中を試料を通過させたときに変化するフラックス量を読み取る。
中心線粗さの測定:
触針法により試料表面の粗さのプロファイルを測定する。 その中心線を上下の 面積が等しくなるように引き、 任意の点について中心線からの距離を求める。 こ れらを無数にとつて平均自乗平方根偏差をとる。 中心線からの偏りの大きさを中 心線粗さとする。 以下実施例について述べる。 実施例 1 比抵抗とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2F e 17N3
平均粒径: 3 /im
固有保磁力 i H c 10. 5KOe
キュリー点 Tc : 470°C
エポキシ樹脂
樹脂量 (体積%) 比抵抗を得るように調整
磁石製造法 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T: 1. 5 mm
形状'面積: E形の中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : S— 1 : 0. 0 S— 2 0. 1
S— 3
S— 4 10
S— 5 100
固有保磁力: 5KOe以上 磁気コア: EEコア (図 1、 2) 、 MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
コアロス測定: f = 100KHz、 Ha=0. IT (テスラ) にて測定
直流重畳特性 (透磁率 )の測定: f = 100 KH z、 Hm- 10 OOeにて測定 各試料に対して同一の磁気コアを用い、 測定した各試料のコアロスは、 下記表 1に示す通りである。
Figure imgf000018_0001
表 1から、 コアロスは、 比抵抗が 0. 1 Ω · cm未満では急激に上昇し、 1 Ω · cm以上で急激に減少するので、 比抵抗は、 最低で、 0. 1 Ω · cmであり、 好ましくは、 1 Ω · c m以上が良いことが判る。
ギャップにバイアス用磁石を使用しなかった場合、 コアロスは 80 ( W/m 3) であり、 バイアス用磁石を用いる場合よりも低いが、 直流重畳特性 (透磁 率) は 15と、 きわめて低い値を示した。 実施例 2 磁石粉末粒径とコアロスの関係 磁石粉末: Sm2C o 17
キュリー点 T c : 8 1 0。C
エネルギー積: 2 8MGOe
S— 1 最大粒径: 2 00 m、 固有保磁力 i H c 1 2KOe S- 2 最大粒径: 1 7 5 m、 固有保磁力 i H c 1 2 KO e S- 3 最大粒径: 1 50 m、 固有保磁力 i H c 1 2 KOe S— 4 最大粒径: 1 00 m、 固有保磁力 i H c 1 2KOe S— 5 最大粒径: 50 /xm、 固有保磁力 i H c 1 1 KO e バインダー:エポキシ樹脂
樹脂量: 各試料とも 1 0重量%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし 磁石 厚み T: 0. 5 mm
形状,面積: 7mmx 1 0mm
比抵抗: S _ 1 1 2 Ω · cm
S - 2 5 Ω · c m
S— 3 2 0 Ω · c m
S-4 3 0 Ω · c m
S— 5 5 0 Ω · c m
固有保磁力:磁石粉末と同じ
磁気コア トロイダルコア (図 3、 4) :
F e -S i -A 1 (商標:センダスト) ダストコア 寸法:外径 2 8mm、 内径 14mm、 高さ 1 0mm 磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス測定: f = 1 0 0KHz、 Hm=0. I Tにおいて測定
直流重畳特性 (透磁率)測定: f = 1 0 0 KH z、 Hm= 2 0 O Oe 各試料のコァロスの測定結果は、 下記表 2の通りである t 表 2
Figure imgf000020_0001
表 2から、 コアロスは、 粉末の最大粒径が 150 xmを超えると、 急激に上昇 することが判った。
ギャップにバイアス用磁石を使用しなかった場合、 コアロスは 100 (KW/ m3) であり、 バイアス用磁石を用いる場合よりも低いが、 直流重畳特性 (透磁 率) は 15と、 極めて低い値を示した。 実施例 3 磁石の保磁力と直流重畳特性 (透磁率) との関係
磁石粉末: S— 1 : B aフェライト
固有保磁力 i He : 4. OKOe
キュリー点 T c : 450 °C
S - 2 : Sm2F e 17N3
固有保磁力 i He : 5. OKOe
キユリ一点 Tc : 470°C
S— 3 : Sm2C o 17
固有保磁力 i He : 10. OKOe
キユリ一点 T c : 810 °C
粒径 (平均) :いずれの試料も 3. 0 urn
バインダー:いずれの試料もポリプロピレン樹脂 (軟化点 80°C)
樹脂量: 50体積%
磁石製造: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T : 1. 5 mm
断面積形状:コアの中足断面と同じ 比抵抗: S— 1 104Ω · cm以上
S— 2 103 Ω · c m以上
S— 3 103Ω · c m以上
固有保磁力:磁石粉末と同じ
パルス着磁機
磁気コア: EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
干ャップ: s G: 1. 5 mm
直流重畳特性 (透磁率/ )の測定: f = 100 KH z、 Hm= 0〜 200 O e の範囲で変化させて測定
同一の磁気コアを用いて、 各試料について繰り返して 5回測定した直流重畳特 性を図 5〜 8に示す。
これらの図から、 保磁力が 4 kOeしかないフェライト磁石を挿入したコアで は測定回数がすすむにつれ、 直流重畳特性が大きく劣化しすることがわかる。 逆 に、 保磁力の大きなポンド磁石を挿入したコアは、 繰り返しの測定においても大 きな変化は無く、 非常に安定した特性を示すことが分かる。 これらの結果よりフ ェライ卜磁石は保磁力が小さいために、 磁石に印加される逆向きの磁界によって 減磁、 または磁化の反転が起こり、 直流重畳特性が劣化したものと推測できる。 また、 コアに挿入する磁石は保磁力が 5 kOe以上の希土類系ポンド磁石におい て優れた直流重畳特性を示すことが分かった。 実施例 4 磁石粉末粒径とコアロスおよび表面磁束との関係
磁石粉末: Sm2Co17
平均粒径 (; m) S— 1 1. 0
S-2 2. 0
S— 3 25
S— 4 50
S- 5 55
S- 6 75 バインダー: ポリエチレン樹脂
樹脂量: 40体積%
金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 1. 5 mm
形状,面積: E形の中足断面
比抵抗: 0. 01〜100Qcm (樹脂量を調節)
固有保磁力:全ての試料が 5 KO e以上
金型成形、 磁場配向なし
磁気コア: EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
ギヤップ長 G: 1. 5 mm 各試料について、 表面磁束とコアロスの測定結果を表 3に示す。 表 3
Figure imgf000022_0001
コアロス測定後、 磁気バイアス用永久磁石 1をコア 2から取り外し、 磁石の表 面磁束を TOE I : TDF— 5で測定し、 その測定値と磁石の寸法より計算で求 めた表面磁束も表 3に示す。
表 3で平均粒径 1. 0 / mのコアロスが大きいのは粉末の表面積が大きいため に粉末の酸化が進んだためである。 平均粒径 55 /im以上においてコアロスが大 きいのは粉末の平均粒径が大きくなったために渦電流損失が大きくなったためで ある。
また、 粉末粒径が 1. の試料 S— 1の表面磁束が小さいのは、 粉砕中又 は乾燥中に粉末が酸化され磁化に寄与する磁性部分が減少するためである。 実施例 5 樹脂量と比抵抗とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2Fe 17N3
平均粒径: 5. 0 m
固有保磁力 i He : 5KOe
キユリ一点 T c : 470 °C
6 _ナイロン樹脂
樹脂量 (体積%) : S- 1 : 10
S - 2 : 15
S— 3 : 20
S -4 : 32
S - 5 : 42
磁石製造法 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T: 1. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · cm) :表 4参照
固有保磁力:全試料とも 5 KOe以上 磁気コア EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
ギヤッフ。長 G: 1. 5 mm
コアロス f = 100KHz/Ha=0. ITにて測定。 各試料について測定されたコアロスを表 4に示す。 表 4
Figure imgf000024_0001
表 4から、 樹脂量 2 Owt %以上の比抵抗 1以上の磁気コアでは良好なコア口 ス特性を示しているのがわかる。 実施例 6 樹脂量と直流重畳特性との関係
磁石粉末: Sm2F e 17N3
平均粒径: 5 xm
固有保磁力 i H c : 5. OKo e
キュリー点 T c : 47 0 °C
バインダー: 1 2—ナイロン樹脂
樹脂量 (体積%) : S - 1 : 1 0 S 2 : 1 5、
S - 3 : 2 0 S 4 : 3 0
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T: 1. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗: S— 1 0. 0 1 Ω · cm
S- 2 0. 0 5 Ω · cm
S- 3 0. 2 Ω · cm
S-4 1 5 Ω · cm
固有保磁力:全試料とも 5 KO e以上 磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
干ャップ S G: 1. 5 mm
直流重畳特性 (透磁率)の周波数特性の測定: f = l〜100000kHzの範 囲の各周波数において直流重畳特性 (透磁率^)を測定。 同一の磁気コアを用いて、 各試料について測定された透磁率 Xの周波数特性を 図 9に示す。
図 9から、 樹脂量が 2 Owt %以上の磁気コアは、 透磁率 μの周波数特性が高 周波まで良好であることが判る。 実施例 7 カツプリング材添加と直流重畳特性との関係
磁石粉末: Sm2F e 17Ν3
平均粒径: 5 m
固有保磁力 i He : 5. OKO e
キユリ一点 Tc : 470°C
カップリング材: S— 1 :チタンカップリング材 0. 5w t %
S— 2 :シランカップリング材 0. 5 w t %
S-3 :カツプリング材なし
エポキシ榭脂
樹脂量: 30体積%
磁石製造法 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T : l. 5mm 形状 ·面積: E形コアの中足断面
比抵抗: S— 1 : 10 Ω · c m
S-2 : 15Q - cm
S-3 : 2 Ω · cm
固有保磁力:全試料とも 5KOe以上 磁気コア EEコア (図 1、 2) : Mn Z nフェライト 磁気ギャップ長 G : l. 5mm
直流重畳特性 (透磁率)の周波数特性の測定: f = l〜100000 kHzの範囲 の各周波数および異なる温度において透磁率 Xを測定。 試料 S— 1〜S— 3を用いた場合の直流重畳特性の周波数特性についての測定 結果を図 10〜12に示す。
図 10〜 12から、 本発明のチタンカップリング剤、 シラン力ップリング剤を 添加したポンド磁石を挟んだ磁気コアは高温まで /2の周波数特性が安定している。 各力ップリング処理を行ったものが温度特性が優れているのは、 カップリング剤 を添加することにより、 樹脂中の粉末の分散性がよくなり温度による磁石の体積 変化が少ないためである。 実施例 8 磁石表面被覆と磁束量との関係 . 磁石粉末: Sm2F e 17N3
平均粒径: 3 im
固有保磁力 i H c : 10. OKOe
キュリー点 Tc : 470 °C 樹脂量: 40体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 1. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗: 100 Ω · c m
固有保磁力:磁石粉末に同じ
表面被覆: S— 1 :エポキシ樹脂
S— 2 :なし
着磁: パルス着磁機
10 T 磁気コア: E Eコア (図 1、 2 ) : M n Z nフェライト
磁気ギヤップ長 G : 1 . 5 mm なお、 磁石表面被覆は、 エポキシ樹脂の溶液に磁石を浸漬して取り出し、 乾か した後、 樹脂の硬化温度で熱処理を行い、 硬化させたものである。 '
試料 S— 1と比較対象の S— 2を大気中で 1· 2 0 °Cから 2 0 °C刻みで 2 2 0 °C まで、 各 3 0分間熱処理を行い、 各熱処理ごとに炉から取り出し、 表面磁束 (フ ラックス量) と直流重畳特性の測定を行った。 これらの結果を図 1 3から図 1 5 に示す。
図 1 3は表面磁束の熱処理による変化を示した図である。 これらの結果より、 被覆を行わなかった磁石が 2 2 0 で 4 9 %減磁したのに比べ、 エポキシ系樹脂 を被覆した磁石を挿入したコアは 2 2 0 °Cの熱処理で 2 8 %程度と劣化が非常に 少なく、 安定した特性を示すことが分かった。 これは磁石の表面がエポキシ系樹 脂で被覆されたことにより酸化が抑制され、 フラックスの減少が抑えられたもの と考えられる。
また、 これらのポンド磁石をコアに挿入し、 直流重畳特性を測定した結果が図 1 4及び図 1 5である。
図 1 4を参照すると、 試料 S— 2の樹脂未被覆の磁石を挿入したコアは、 図 1 3に示した熱処理に伴うフラックスの減少により、 磁石からのバイァス磁界が減 少し、 2 2 0 °Cでは透磁率が約 3 0 O eほど低磁界側へシフトして、 特性が大き く劣化していくのが分かる。 これに比べ、 試料 S— 1のエポキシ樹脂を被覆した ものは、 図 1 5に示されるように、 約 1 7 O eだけ低磁界側へシフトした。 このように、 直流重畳特性は、 エポキシ樹脂を被覆することにより、 樹脂未被 覆のものに比べ、 大きく改善されている。 実施例 9 磁石表面被覆と磁束量との関係
磁石粉末を S m2 C o 1 7、 バインダーをポリプロピレン樹脂とし、 表面被覆を フッ素樹脂とした以外は、 実施例 8と同じである。 フッ素樹脂で被覆したポンド磁石 (試料 S— 1)と比較対象としての樹脂未被覆 のポンド磁石 (試料 S— 2) とを、 大気中 · 220°Cで、 60分ごとに炉から取 り出し、 フラックス測定、 直流重畳特性の測定を行い、 合計 5時間まで熱処理を 行った。 これらの結果を図 16から図 18に示す。
図 16は、 表面磁束の熱処理による変化を示した図である。 これらの結果より、 被覆を行わなかった試料 S— 2の磁石が 5時間で 34 %減磁したのに比べ、 フッ 素樹脂を被覆した試料 S— 1の磁石を挿入したコアは 5時間の熱処理で 15 %程 度と劣化が非常に少なく、 安定した特性を示すことが分かった。
これは磁石の表面がフッ素樹脂で被覆されたことにより酸化が抑制され、 フラ ックスの減少が抑えられたものと考えられる。
また、 これらの試料 S— 2および S— 1のポンド磁石を、 それぞれ、 同じ磁気 コアのギャップ中に挿入し、 直流重畳特性を測定した。 その結果が図 17及び図 18である。 図 17を参照すると、 樹脂未被覆の試料 S— 2の磁石を挿入したコ ァは、 図 16に示した熱処理に伴うフラックスの減少により、 磁石からのバイァ ス磁界が減少し、 5時間後では透磁率が約 20〇 eほど低磁界側へシフトして、 特性が大きく劣化していくのが分かる。
これに比べ、 フッ素樹脂を被覆した試料 S— 1の磁石は、 図 18に示されるよ うに、 約 80 eだけ低磁界側へシフトした。
このように、 直流重畳特性は、 フッ素樹脂を被覆することにより、 樹脂未被覆 のものに比べ、 大きく改善されている。
上記のことから、 表面をフッ素系樹脂で被覆したポンド磁石は酸化が抑制され 且つ優れた特性を示すことが分かった。 また、 その他の耐熱性の樹脂や耐熱塗料 に関しても同様な結果を得ている。 実施例 10 樹脂の種類および樹脂量と成形性との関係
磁石粉末: Sm2Co17
平均粒径: 5. OKOe
固有保磁力: 15. OKOe キユリ一点: 8 10°C
一: S— 1 ポリプロピレン樹脂
S - 2 6一ナイロン
S— 3 12一ナイロン 磁石粉末と、 バインダーとしての各樹脂とを樹脂含有量を 1 5〜40体積%の 間で変化させて、 配向磁場をかけずに、 熱プレスにより、 厚み 0. 5 mmの磁石 を成形した。
この結果、 いずれの樹脂を用いても、 樹脂の含有量 20体積%以上でないと成 形できないことが判った。 実施例 1 1 磁石粉末と直流重畳得特性との関係
磁石粉末: S— 1 : Sm2F e 17N3
平均粒径: 3. 0 nm
保磁力 i He : 1 OKOe
キュリー温度 Tc 470V
量: 100重量部
S - 2 : Sm2F e 17N3
平均粒径: 5. 0 urn
保磁力 i He : 5KO e
キュリー点 Tc : 470°C
量: 100重量部
S— 3 : B aフェライ卜
平均粒径: 1. 0 τη
保磁力 i He : 4KO e
キュリー点 Tc : 450°C
量: 100重量部
-: S- 1 :ポリプロピレン樹脂 樹脂量: 40体積部
S-2 12—ナイロン樹脂
樹脂量: 40体積部
S— 3 12—ナイロン樹脂
樹脂量: 40体積部
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 ·面積: E形コアの中足断面
比抵抗: S— 1 : 10 Ω · c m、
S— 2 : 5 Ω · c m、
S— 3 : 104 Ω · c m以上
固有保磁力: S— 1、 S-2 : 5KOe以上
S-3 : 4KOe以下
パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100 KH z、 Hm= 0〜 200 O eの範囲で 変化させて測定
直流重畳特性の測定は、 各試料 S— 1から S— 3を同じ磁気コアに対して用い、 それぞれについて 5回行い、 その結果を図 19〜図 21に示す。 比較として、 磁 気ギャップにバイアス用磁石を挿入しない場合の直流重畳特性を測定し、 その結 果を図 22に示す。
図 21から、保磁力が 4 kOeしかない B aフェライトを 12—ナイロン樹脂 に分散した試料 S— 3の磁石を挿入配置したコアでは、 測定回数がすすむにつれ、 直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。 逆に、 保磁力が l OKOeおよび
5 k〇eの Sm2Fe17N3磁石粉末とポリプロピレンあるいは 12—ナイロン 樹脂とを用いた試料 S— 1および S— 2の磁石を用いた場合には、 図 19および 図 20に見られる通り、 繰り返しの測定においても大きな変化は無く、 非常に安 定した特性を示すことが分かる。
これらの結果より B aフェライ卜磁石は保磁力が小さいために、 磁石に印加さ れる逆向きの磁界によって減磁、 または磁化の反転が起こり、 直流重畳特性が劣 化したものと推測できる。 また、 磁気ギャップに挿入するバイアス用永久磁石は 保磁力が 5 k O e以上の永久磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分か つた。 実施例 12 磁石粉末粒径とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2C o 17
キュリー点 Tc : 810°C
S— 1 :平均粒径: 1. 0 m、 保磁力: 5 KO e S-2 :平均粒径: 2. 0 rn, 保磁力: 8 KO e S— 3 :平均粒径: 25 urn, 保磁力: 10 KO e S-4 :平均粒径: 50 m, 保磁力: 1 1 KO e S— 5 :平均粒径: 55 rn, 保磁力: 11 KO e バインダー: 6ナイロン樹脂
樹脂量: 30体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗: S— 1 : 0. 05 Ω · cm
S-2 : 2. 5 Ω · cm
S-3 : 1. 5 Ω · cm
S— 4 : 1. 0 Ω · cm
S - 5 : 0. 5 Ω · c m
固有保磁力:磁石粉末と同じ
パルス着磁機 着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha = 0. ITにて測定 測定したコアロスを表 5に示す。 表 5
Figure imgf000032_0001
表 5から、 バイアス用永久磁石に用いる磁石の粉末平均粒径が 2. 0〜50 x mではコアロス特性が優れていることがわかった。 実施例 13 ダロス (光沢度) とフラックス (表面磁束)との関係
磁石粉末: Sm2F e 17N3
平均粒径: 3 m
保磁力 i He : 1 OKOe
キュリー点 T c : 470 °C
バインダー: 12ナイロン樹脂
樹脂量: 35体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁石: 寸法: 1 cmx 1 cm 厚み: 0. 4mm 比抵抗: 3 Ω · c m
固有保磁力: 1 OKOe 上記の磁石の表面磁束 (フラックス) と光沢度 (ダロス) を測定し、 その結果 を表 6に示す。 表 6
Figure imgf000033_0001
表 6の結果から、 ダロスが 25%以上の薄板磁石では磁石特性が優れている。 これは、 作製した薄板磁石のダロスが 25%以上では薄板磁石の充填率が 90% 以上となるためである。
ここで、 充填率とは、 成形体の重量を体積で割って密度を求め、 この密度を磁 石合金の真密度で割った値で、 その成形体における合金の占有する体積率を意味 する。
また、 本実施例では 12—ナイロン樹脂を用いたものについて実験を行った結 果を示したが、 これ以外の例えば、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 6—ナイ口 ン等の樹脂でも同様の結果が得られた。 実施例 14 ダロスとラックスと圧縮率との関係
磁石粉末: Sm2F e 17N3
平均粒径: 5 m
保磁力 i He : 5KOe
キュリー点 Tc : 470°C
バインダー:ポリイミド樹脂
樹脂量: 40体積%
磁石製造法: ドクターブレード法、 配向磁場なし、 乾燥後熱プレス パルス着磁機
4T
磁石 寸法: 1 cmx 1 cm、 厚み: 500
比抵抗: 50 Ω · cm
固有保磁力:磁石粉末と同じ 熱プレスの圧力を変えて、 圧縮率 0〜22 (%) までの異なる試料を得た。 熱 プレスによる圧縮率は、 圧縮率 =1一 (熱プレス後の厚み/熱プレス前の厚み) で定義される。 各試料について、 光沢度と表面磁束を測定した。 その結果を表 7に示す。 表 7
Figure imgf000034_0001
表 7の結果から、 ダロスが 25%以上では良好な磁石特性が得られる。 この理 由もダロス 25 %以上では薄板磁石の充填率が 90 %以上となるためである。 ま た、 圧縮率についてみると圧縮率 20%以上で良好な磁石特性が得られることが わかった。 この理由も、 圧縮率 20 %以上では薄板磁石の充填率が 90 %以上と なるためである。
本実施例ではポエチレン樹脂で上記組成、 配合比で実験を行った結果を示した が、 これ以外のこれ以外の配合比および他の、 例えば、 ポリプロピレン、 ナイ口 ン等の樹脂においても同様の結果が得られた。 実施例 15 界面活性剤添加とコアロス特性との関係
磁石粉末: Sm2Fe17N3 平均粒径: 2. 5 m
保磁力 i He : 12KOe
キュリー点 T c : 470 °C
添加物 界面活性材: S— 1 :リン酸ナトリウム 0. 3wt %
S— 2 :カルポキシメチルセルロースナトリゥム
0. 3 w t %
S— 3 :珪酸ナトリウム 0. 3wt %
-:ポリプロピレン樹脂
樹脂量 (体積%) : 35体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 ·面積: E形コアの中足断面
比抵抗: S— 1、 S— 2、 S— 3とも 10 Q ' cm、
固有保磁力:磁石粉末と同じ
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: ; f = 300KHz、 Ha = 0. ITにて測定 比較試料 (S— 4) として、 磁石粉末の平均粒径が 5. 0 mであることと、 界面活性材を用いない点で異なる永久磁石試料を作成し、 同様に、 コアロスを; 定した。 測定されたコアロスを、 表 8に示す。 表 8
Figure imgf000036_0001
表 8より界面活性剤を添加したものは良好なコアロス特性を示している。 こ れは、 界面活性剤を添加することにより、 1次粒子の凝集を防止し、 渦電流損を 抑制したためである。 本実施例ではリン酸塩を添加した結果を示したがこれ以外 の界面活性剤を添加しても同様に、 コァロス特性が良好である結果が得られた。 実施例 16 比抵抗とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2Fe17N3
平均粒径: δ ΓΙΙ
保磁力 i He : 5. OKOe
キュリー点 T c : 470 °C
バインダー:ポリプロピレン樹脂
樹脂量:調整
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形の中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : S— 1 0. 05
S— 2 0.
S- 3 0. 2
S-4 0. 5
S- 5 0
固有保磁力: 5. OKOe 着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha=0. ITにて測定 測定されたコアロスを表 9に示す。 表 9
Figure imgf000037_0001
表 9から、 比抵抗 0. 1 Ω · cm以上の磁気コアでは良好なコアロス特性を示 していることがわかる。 これは、 薄板磁石の比抵抗をあげることにより渦電流損 失を抑制できるためである。 次に、 半田リフロー処理されるインダクタンス素子、 それに用いるバイアス用 磁石の実施例について述べる。 実施例 17 磁石粉末の種類と直流重畳特性との関係
磁石粉末: S— 1 : Nd2Fe14B
平均粒径: 3〜3. 5 am
保磁力 i He : 9KOe
キュリー温度 Tc : 31 O
S-2 : Sm2F e 17N3 平均粒径: 3〜3. 5 nm
保磁力 i He : 8. 8KOe
キュリー点 Tc : 470°C
S— 3 : Sm2C o 17
平均粒径: 3〜3· 5 rn
保磁力 i He : 17KOe
キュリー点 T c : 810。C
バインダ一: ポリイミド樹脂 (軟化点: 300 °C)
樹脂量: 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 1. 5 mm
形状,面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : 10〜30
固有保磁力 (iHc) S 1 9KOe
S 2 8. 8KOe
S 3 17KOe
パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア EEコア (図 1) Mn Z nフェライ卜
磁気ギャップ長 G : l. 5 mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100 KH z、 Hm= 0〜 200 O eの範囲
で変化させて測定 直流重畳特性は、 リフロー炉の温度条件である 270 °Cの高温槽で 1時間保持 後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で測定された。 また、 比較例と して磁気ギヤップに何も挿入しない試料も上記と同様に作製して、 直流重畳特性 を測定した。 その結果を図 23に示す。
図 23より、 リフロー前では、 全ての磁石ギャップ試料で何も挿入しない試料 より直流重畳特性が伸びていることがわかる。 しかし、 一方、 リフロー後では、
Tcが低い Nd2F e 14Bポンド磁石と Sm2F e 17Nポンド磁石を挿入した試 料では直流重畳特性が劣化しており、 何も挿入しない試料と優位さが無くなって いることがわかる。 また、 Tcの高い Sm2Co17ポンド磁石では、 リフロー後 も優位性を保っているのがわかる。 実施例 18 樹脂の種類と磁石特性との関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径 3〜3. 5 / m、
キユリ一点 Tc = 900°C
固有保磁力 (iHc) : 17KOe ·
バインダー: S— 1 ··ポリエチレン樹脂 (軟化点: 160°C)
S— 2 :ポリイミド樹脂 (軟化点: 300°C)
S— 3 :エポキシ樹脂 (硬化点: 100°C)
樹脂量: 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 1. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : 10〜30
固有保磁力 ( iHc) :
S - 1、 S_2、 S- 3 (いずれも) : 1. 7KOe 着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100 KH z、 Hm= 0〜 200 O eの範囲 にて測定 直流重畳特性は、 リフロー炉の温度条件である 270 °Cの高温槽で 1時間保持 後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で測定された。 その結果を図 2 4に示す。
図 24より、 リフロー後、 軟化点 300°Cのポリイミド樹脂、 熱硬化性樹脂で ある硬化温度 100°Cのエポキシ樹脂を用いたポンド磁石では、 直流重畳特性が リフロー前とほぼ同様であつた。
これに対し、 軟化点 160°Cのポリエチレン樹脂を用いたポンド磁石では、 榭 脂が軟化してしまいギャップに何も挿入しない試料と同等の直流重畳特性である こと力わかる。 実施例 19 磁石の種類 (固有保磁力) と直流重畳特性との関係
磁石粉末: S— 1 : Nd2Fe 14B
平均粒径 3〜3. 5 ^m,
キユリ一点 Tc : 310°C
固有保磁力 (iHc) : 5. 0 KOe
Figure imgf000040_0001
平均粒径: 3〜3. 5 urn
キユリ一点 Tc : 470°C
固有保磁力 (i Hc) : 8. 0 KOe
S— 3 Sm2 C o! 7
平均粒径 3〜3. 5
キュリー点 T c : 810°C
固有保磁力 (i Hc) : 17. 0 KOe
パインダー:ポリイミド樹脂 (軟化点 300 °C)
樹脂 : 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 1. 5 mm
形状'面積: E形コアの中足断面 比抵抗 (Ω · cm) : 10〜30
固有保磁力 (iHc) :磁石粉末と同じ
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100 KH z、 Hm= 0〜 150 (Oe) の範囲 で変化させて測定 直流重畳特性は、 リフロー炉の温度条件である 270 °Cの高温槽で 1時間保持 後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で測定された。 また、 比較例と して磁気ギャップに何も挿入しない試料も上記と同様に作製して、 直流重畳特性 を測定した。 その結果を図 25に示す。
' 図 25から、 磁気ギャップに磁気バイアス用永久磁石を挿入配置した試料は、 いずれも、 リフロー前では、 磁気バイアス用永久磁石を用いない試料よりも、 直 流重畳特性が向上していることがわかる。
一方、 リフロー後では、 磁気バイアス用永久磁石として Heが低い B aフェラ ィト焼結磁石と Sm2F e 17Nポンド磁石を用いた試料では直流重畳特性が劣化 している。 これは、 これらの永久磁石が、 その固有保磁力 i Heが低いために、 熱減磁を受けやすくなつているためである。 また、 固有保磁力 i Heの高い Sm 2Co17ポンド磁石ではリフロー後も、 他のものと比較して、 直流重畳特性につ いて、 優位性を保っているのがわかる。 実施例 20 磁石の種類 (キュリー点) と直流重畳特性との関係
磁石粉末: S— 1 : Nd2F e 14B
平均粒径 3〜3. 5/ m、
キュリー点 Tc : 310°C
固有保磁力 (iHc) : 9KOe S = 2 : Sm2F e 17N3
平均粒径: 3〜3. 5 urn
キュリー点 Tc : 470 °C
固有保磁力 ( i He) : 8. 8KOe
S— 3 : Sm2C o 17
平均粒径 3〜3. 5 urn
キュリー点 T c : 810 °C
固有保磁力 ( i He) : 17KOe
バインダー:ポリイミド樹脂 (軟化点 300 °C )
樹脂量: 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 1. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : 10〜30 (いずれの試料とも)
固有保磁力 (iHc) :磁石粉末と同じ
着磁: パルス着磁機
着磁磁場: 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100 KH z、 Hm= 0〜 150 O eの範囲
で変化させて測定 直流重畳特性は、 リフロ一炉の温度条件である 270での高温槽で 1時間保持 後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で測定された。 また、 比較例と して磁気ギャップに何も挿入しない試料も上記と同様に作製して、 直流重畳特性 を測定した。 その結果を図 26に示す。
図 26から、 磁気ギャップに磁気バイアス用永久磁石を挿入配置した試料は、 いずれも、 リフ口一前では、 磁気バイアス用永久磁石を用いない試料よりも、 直 流重畳特性が向上していることがわかる。
—方、 リフロー後では、 磁気バイアス用永久磁石としてキュリー点 Tcが低い Nd2F e 14Bポンド磁石と Sm2F e 17Nポンド磁石を挿入した試料では直流 重畳特性が劣化しており、 何も挿入しない試料と優位さが無くなつていることが わかる。 また、 キュリー点 Tcの高い Sm2Co17ポンド磁石ではリフロー後も 優位性を保っているのがわかる。 実施例 21 磁石粉末粒径とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径 ( zm) S— 1 150
S - 2 100
S - 3 50
S-4 10
S- 5 5. 6
S-6 3 3
S- 7 2 4
S— 8 8
-: エポキシ樹脂
樹脂量: 50体積%
磁石製造 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形の中足断面
比抵抗: 0. 01〜100Ω · οπι (樹脂量を調節)
固有保磁力:表 10
パルス着磁機 '
着磁磁場 4 Τ
磁気コア: EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
ギャップ長 G: 0. 5mm 各試料に対して、 同一の磁気コアを用いて、 コアロスを f = 3 0 0 KH z、 H m= l 0 0 0 Gの条件で、 常温にて、 測定した。 測定結果を表 1 1に示す。 表 1 0
Figure imgf000044_0001
Figure imgf000044_0002
次に、 直流重畳特性は、 リフ口一炉の温度条件である 2 7 の高温槽で 1時 間保持後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行った後に測定された。 また、 比 較例として磁気ギャップに何も挿入しない試料も上記と同様に作製して、 直流重 畳特性を測定した。 その結果を図 2 7に示す。
表 1 1に示す通り、 磁石粉末の最大粒径 (粉末粒度) が 5 0 mを超えると急 激にコアロスが増大する事が分かった。 また、 リフロー後では、 図 2 7から粉末 粒径が 2 . 5 m以下で直流重畳特性が劣化する。 よって磁石粉末の平均粒径を 2 . 5〜5 0 mとしたポンド磁石を磁気バイアス用永久磁石として用いること によって、 リフロー後も優れた直流重畳特性が得られ、 しかもコアロスの劣化も 生じない磁気コアが得られることがわかった。 実施例 22 比抵抗とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径 3
固有保磁力 i He : 17KOe
キュリー点 T c : 810°C
バインダー:エポキシ樹脂
樹脂』 (体積%) :各比抵抗が得られるよう
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T : 1. 5 mm
形状 '面積: E形の中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : S— 1 0. 0
S— 2 0. 1
S - 3 1
• S— 4 10
S— 5 100
固有保磁力: 5KOe以上
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1、 2) 、 MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha= 1000 Gにて測定 各試料について同一の磁気コアを用いて測定したコアロスは、 下記表 12に示 す通りである。 表 12
Figure imgf000046_0001
表 1 2から、 ポンド磁石の比抵抗が 1 Ω · cmよりも小さくなると急激にコア ロスが劣化する事が分かる。 以上の結果から、 直流バイアス磁気用永久磁石の比 抵抗が 1 Ω · cm以上において、 コアロス特性の劣化が小さい直流重畳特性に優 れた磁気コァが得られる事が分かった。 実施例 2 3 _磁石の種類 (固有保磁力) _と直流重畳特性との関係
磁石粉末: S - 1 : Sill (C O0. 78 F e 0. 1 1 C U 0. 1 0 Z r 0. 0 1 ) 7. 4
平均粒径: 5. 0 urn
キユリ一点 Tc : 8 2 0°C
固有保磁力 ( i He) : 8 KOe
°一ム · ° αΏ 、こ◦(). 742 r e 0. 20 ^ ^ 0. 055 ^ ^ 0. 03 7. 5 平均粒径: 5. 0 urn
キュリー点 Tc : 8 1 0
固有保磁力 ( i He) : 2 0 KO e
バインダー:エポキシ (硬化点 約 1 50 °C)
樹脂量: 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · cm) :いずれの試料も 1 Ω · cm以上
固有保磁力 ( i H c ) :磁石粉末と同様 着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100KHz、 Hm= 0〜 1 50 O eの範囲で変 化させて測定 直流重畳特性は、 リフロー炉の温度条件である 270 °Cの高温槽で 1時間保持 後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で測定された。 また、 比較例と して磁気ギャップに何も挿入しない試料も上記と同様に作製して、 直流重畳特性 を測定した。 その結果を図 28に示す。
図 28から、 更に保磁力の高い試料 S— 2の S m2 C o 7磁石粉末を使用した ボンド磁石を磁気バイアス用永久磁石として用いたの場合、 リフロー後も良好な 直流重畳特性が得られることがわかった。 以上から組成が Sm (Coba l. Fe0.
15-0. 25 C U 0. 05-0. 06 Z Γ Q.02_0.。3) 7.。 8. sである磁石粉末 用いたポ ンド磁石は、 直流重畳特性が良好であることがわかった。 実施例 24 樹脂の種類と直流重畳得特性との関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径: 3. 0〜3. 5 nm
保磁力 i He : 1 OKOe
キュリー温度 T c : 810で
バインダ一: S— 1 :ポリエチレン樹脂 (軟化点 160 °C)
樹脂量: 50体積%
S-2 :ポリイミド樹脂 (軟化点 300°C)
樹脂量: 50体積%
S-3 :エポキシ樹脂 (硬化点 100 °C)
樹脂量: 50体積% 磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗: 10〜 30 Ω · c m以上
固有保磁力:磁石粉末と同じ
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100 KH z、 Hm= 0〜 150 O eの範囲で 変化させて測定
直流重畳特性の測定は、 各樹脂 S— 1から S— 3を用いた磁石試料を同じ磁気 コアに対して適用して行われた。
リフロー炉の温度条件である 270°Cの高温槽で 1時間保持後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で、 直流重畳特性を測定した。 また、 比較例とし て磁気ギャップに何も挿入しない試料も上記と同様に作製して、 直流重畳特性を 測定した。 その結果を図 29に示す。
図 29から、 リフロー後、 軟化点 300°Cのポリイミド樹脂、 熱硬化性樹脂で ある硬化温度 100°Cのエポキシ樹脂を用いたポンド磁石では直流重畳特性がリ フロー前とほぼ同様だったのに対し、 軟化点 160°Cのポリエチレン樹脂を用い たボンド磁石では樹脂が軟化してしまい、 直流バイアス用永久磁石を用いない試 料と同等の ¾流重畳特性であつた。 実施例 25 カップリング材添加とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2Co17
平均粒径: 3~3. 5 urn
固有保磁力 iHc : 17KOe
キュリー点 Tc : 810°C カツプリング材: S— 1 ··シランカップリング材 0. 5w t %
S - 2 :カップリング材なし
エポキシ樹脂
樹脂量 (体積%) : 50体積%
磁石製造法 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み T: 1. 5 mm
形状,面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · c m) : S— 1 : 10、 S-2 : 1 00 固有保磁力: 17KOe
パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha= 1000 Gにて測定 各試料について同一の磁気コアを用いて測定したコアロスは、 下記表 13に示 す通りである。
表 13
Figure imgf000049_0001
表 13よりカツプリング剤を添加することによりロスが低下しているのがわか る。 これはカップリング処理により粉末間の絶縁が良好になったと考えられる。 また、 リフ口一後の直流重畳特性においてもカップリング処理を施したポンド 磁石で良好な結果が得られた。 これはカップリング処理により、 リフロー時の酸 化が防止できたためと考えられる。 以上説明したように、 粉末のカップリング処 理により良好な結果が得られた。 実施例 26 異方性磁石と直流重畳特性との関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径 3〜3. 5 m
キュリー点 T c : 810°C
固有保磁力 UHc) : 17KOe
バインダー:エポキシ樹脂 (硬化点 約 250で)
樹脂量: 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 S— 1 :厚み方向に配向磁場: 2 T
S— 2 :配向磁場なし
磁石: 厚み: 1. 5 mm
形状,面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : 1 Ω · cm
固有保磁力 (iHc) : 17KOe
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 2 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : l. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f =10 OKHz, Hm= 0〜 150 (Oe) の範囲 で変化させて測定 直流重畳特性は、 磁場配向したものとしないものの各試料 S— 1および S— 2 を、 同じ磁気コアに対して用い、 リフロー炉の温度条件である 270°Cの高温槽 で 1時間保持後常温まで冷却し 2時間放置する処理を行う前後で測定された。 そ の結果を図 30に示す。
図 30から、 磁場配向した異方性磁石の方が、 磁場配向しない磁石の比べて、 リフロー前後とも良好な直流重畳特性が得られていることが判る。 実施例 27 着磁磁場と直流重畳特性との関係
磁石粉末: Sm2C O 17
平均粒径 3〜3. 5 nm
キュリー点 Tc : 810°C
固有保磁力 ( i He) : 17KOe
バインダ一:エポキシ樹脂 (硬化点 約 250 °C)
樹脂量: 50体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 1. 5 mm
形状'面積: E形コアの中足断面
比抵抗 (Ω • cm) : 1 Ω · c m
固有保磁力 (iHc) : 17KOe
着磁磁場: S— 1 : 1 T (電磁石)
S— 2 : 2 T (電磁石)
S一 3 : 2. 5 T (電磁石)
S— 4 : 3 T (パルス着磁)
S一 5 : 3. 5T (パルス着磁)
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 1. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f =10 OKHz, Hm=0〜; 150 (Oe) の範囲 で変化させて測定 直流重畳特性は、 各試料 S— 1から S— 5を、 同じ磁気コアに対して用い、 リ フロー炉の温度条件である 270°Cの高温槽で 1時間保持後常温まで冷却し 2時 間放置する処理を行う前後で測定された。 その結果を図 31示す。
図 31から、 着磁磁場が 2. 5T (テスラ) 以上でリフロー後も良好な結果が 得られることがわかった。 実施例 28 磁石表面被覆と磁束量および直流重畳特性との関係 磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径: 3 xm
固有保磁力 i He : 17KOe
キュリー点 Tc : 81 O :
バインダー:エポキシ樹脂
樹脂量: 40体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 1. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗: 1 Ω · c m
固有保磁力: 17KOe
表面被覆: S— 1 :エポキシ樹脂
S— 2 :なし
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 10 T
磁気コア: EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
磁気ギヤップ長 G : 1. 5 mm
直流重畳特性 (透磁率) : f = 100 k H z、 Hm= 0〜 250 O eの範囲 で変化させて測定
なお、 磁石表面被覆は、 エポキシ樹脂の溶液に磁石を浸漬して取り出し、 乾か した後、 樹脂の硬化温度で熱処理を行い、 硬化させたものである。
試料 S— 1と比較対象の S— 2を大気中で 12 (TCから 40°C刻みで 270 まで、 各 30分間熱処理を行い、 各熱処理ごとに炉から取り出し、 表面磁束 (フ ラックス) と直流重畳特性の測定を行った。 これらの結果を図 32から図 34に 示す。
図 32は表面磁束の熱処理による変化を示した図である。 これらの結果より、 被覆を行わなかった試料 S— 2の磁石が 2 7 0 °Cで 2 8 %減磁したのに比べ、 ェ ポキシ系樹脂を被覆した試料 S— 1の磁石を挿入したコアは 2 7 0 °Cの熱処理で 8 %程度と劣化が非常に少なく、 安定した特性を示すことが分かった。 これは磁 石の表面がエポキシ系樹脂で被覆されたことにより酸化が抑制され、 フラックス の減少が抑えられたものと考えられる。
また、 これらのポンド磁石を磁気コア (図 1および 2 ) のギャップに挿入し、 直流重畳特性を測定した結果が図 3 3及び図 3 4である。 図 3 3を参照すると、 試料 S— 2の樹脂未被覆の磁石を挿入したコアは、 図 3 2に示した熱処理に伴う フラックスの減少により、 磁石からのバイアス磁界が減少し、 2 7 0 °Cでは透磁 率が約 1 5 O eほど低磁界側へシフトして、 特性が大きく劣化していくのが分か る。 これに比べ、 試料 S— 1のエポキシ樹脂を被覆したものは、 図 3 4に示され るように、 2 7 0 °Cで約 5 O eだけ低磁界側へシフ卜した。
このように、 直流重畳特性は、 エポキシ樹脂を被覆することにより、 樹脂未被 覆のものに比べ、 大きく改善されている。 実施例 2 9 磁石表面被覆と磁束量との関係 „
バインダーをポリイミド樹脂とし、 表面被覆をフッ素樹脂とした以外は、 実施 例 2 8と同じである。
フッ素樹脂で被覆したポンド磁石 (試料 S— 1 )と比較対象としての樹脂未被覆 のポンド磁石 (試料 S— 2 ) とを、 大気中 · 2 7 0 °Cで、 6 0分ごとに炉から取 り出し、 フラックス測定、 直流重畳特性の測定を行い、 合計 5時間まで熱処理を 行った。 これらの結果を図 3 5から図 3 7に示す。
図 3 5は、 表面磁束の熱処理による変化を示した図である。 これらの結果より、 被覆を行わなかった試料 S— 2の磁石が 5時間で 5 8 %減磁したのに比べ、 フッ 素樹脂を被覆した試料 S - 1の磁石を挿入したコアは 5時間の熱処理で 2 2 %程 度と劣化が非常に少なく、 安定した特性を示すことが分かった。
これは磁石の表面がフッ素樹脂で被覆されたことにより酸化が抑制され、 フラ ックスの減少が抑えられたものと考えられる。 また、 これらの試料 S— 2および S— 1のポンド磁石を、 それぞれ、 同じ磁気 コアのギャップ中に挿入し、 直流重畳特性を測定した。 その結果が図 3 6及び図 3 7ある。
図 3 6を参照すると、 樹脂未被覆の試料 S— 2の磁石を揷入したコアは、 図 3 5に示した熱処理に伴うフラックスの減少により、 磁石からのバイァス磁界が減 少し、 5時間後では透磁率が約 3 0 0 eほど低磁界側へシフトして、 特性が大き く劣化していくのが分かる。 これに比べ、 フッ素樹脂を被覆した試料 S— 1の 磁石は、 図 3 7に示されるように、 約 1 0 0 eだけ低磁界側へシフトした。 この ように、 直流重畳特性は、 フッ素樹脂を被覆することにより、 樹脂未被覆のもの に比べ、 大きく改善されている。
上記のことから、 表面をフッ素系樹脂で被覆したボンド磁石は酸化が抑制され 且つ優れた特性を示すことが分かった。 また、 その他の耐熱性の樹脂や耐熱塗料 に関しても同様な結果を得ている。 実施例 3 0 樹脂量と成形性との関係
磁石粉末: S m2 C o 1 7
平均粒径: 5 m
固有保磁力: 1 7 KO e
キュリー点: 8 1 0 °C
バインダー:ポリイミド樹脂 磁石粉末と、 バインダーとしての各樹脂とを樹脂含有量を 1 5〜4 0体積%の 間で変化させて、 配向磁場をかけずに、 金型成形により、 厚み 0 . 5 mmの磁石 を成形した。
この結果、 いずれの樹脂を用いても、 樹脂の含有量が 3 0体積%以上でないと 成形できないことが判った。
エポキシ樹脂、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン樹脂、 ポリエステ ル樹脂、 芳香族ポリアミド樹脂、 液晶ポリマーにおいても同様の結果を得た。 実施例 3 1 磁石粉末および樹脂と直流重畳特性との関係 磁石粉末: S— 1 : Sm2C o 17
平均粒径: 5 jum
保磁力 i He : 1 5KO e キュリー温度 T c : 8 1 0°C 量: 1 00重量部
S - 2 : Sm2C o 17
平均粒径: 5 m
保磁力 i He : 1 5KO e キュリー点 Tc : 8 1 0°C 量: 1 0 0重量部
S - 3 : Sm2F e 17N3
平均粒径: 3 m
保磁力 i He : 1 0. 5KO e キュリー点 T c : 47 0 °C 量: 1 0 0重量部
S -4 : B aフェライ 卜
平均粒径: 1 m
保磁力 i He : 4KOe キュリー点 Tc : 4 5 0°C 量: 1 0 0重量部
S— 5 : Sm2 C 0! 7
平均粒径: 5 m
保磁力 i He : 1 5KO e キュリー点 T c : 8.1 0°C 量: 1 0 0重量部
一: S— 1 :ポリイミド樹脂 樹脂』 50重 t部
S-2 :エポキシ樹脂
樹脂量: 50重量部
S-3 :ポリイミド樹脂
樹脂量: 50重量部
S-4 :ポリイミド樹脂
樹脂量: 50重量部
S— 5 :ポリプロピレン樹脂
樹脂量: 50重量部
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗: 1 Ω · c m以上
固有保磁力:磁石粉末に同じ
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
直流重畳特性 (透磁率): f = 100KHz、 Hm= 0〜 200 O eの範囲で 変化させて測定
各試料 S_ 1から S— 5を同じ磁気コアに対して用い、 それぞれについて、 2 70°Cで 30分間保持しその後常温へ冷却する処理を 4回繰り返し、 熱処理前と、 各熱処理後の後に、 直流重畳特性を測定した。 それぞれの試料についての合計 5 回の測定結果を、 図 38〜図 42に示す。
図 42力、ら、 Sn^Cc^ 7磁石粉末をポリプロピレン樹脂に分散した試料 S— 5の磁石をギヤップ中に挿入配置した磁気コアは、 2回目以降の直流重畳特性が 大きく劣化していることがわかる。 これは、 リフローで薄い永久磁石が変形して しまった為である。 保磁力が 4 kO eしかない B aフェライトをポリイミド樹脂に分散した試料 S 一 4の磁石を挿入配置したコアでは、 図 41に見られるように、 測定回数がすす むにつれ、 直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。
逆に、 保磁力が 1 0 kOe以上の磁石粉末とポリイミドあるいはエポキシ樹脂 とを用いた試料 S— 1から S— 3の磁石を磁気ギャップに挿入配置したコアでは、 図 3 8〜40に見られる通り、 繰り返しの測定においても、 直流重畳特性に大き な変化は無く、 非常に安定した特性を示すことが分かる。
これらの結果より B aフェライトポンド磁石は保磁力が小さいために、 ポンド 磁石に印加される逆向きの磁界によって減磁、 または磁化の反転が起こり、 直流 重畳特性が劣化したものと推測できる。
また、 コアの磁気ギャップに揷入するポンド磁石は保磁力が 1 O kOe以上の 磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分かった。
また、 本実施例では示さなかったが、 本実施例以外の組み合わせ以外でも、 ポ リフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン樹脂、 ポリエステル樹脂、 芳香族系ポ リアミド、 液晶ポリマーから選択した樹脂で作製した薄板磁石においても同様の 効果が得られることを確認した。 実施例 3 2 磁石粉末粒径とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2C o 17
キュリー点 T c : 8 1 0 °C
S— 1 平均粒径: 2. 0 zm、 保磁カ〖11じ : 1 01^06 S— 2 平均粒径: 2. 5 τη, 保磁力 i He : 14 KOe S - 3 平均粒径: 2 5 m、 保磁力 i H c : 1 7KOe S-4 平均粒径: 5 0 m、 保磁力 i H c : 1 8 KO e S- 5 平均粒径: 5 5 rn, 保磁力 i H c : 2 OKOe 一:ポリフエ二 ド樹脂
樹脂量: 3 0体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし 磁石 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗 S— 1 0 01 Ω · cm
S— 2 2 0 Ω · c m
S- 3 0 Ω · c m
S-4 0 5 Ω · c m
S— 5 0 015 Ω · cm
固有保磁力:磁石粉末に同じ
パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha = 0. ITにて測定 定したコアロスを表 14に示す。
4
Figure imgf000058_0001
表 14力 ^ら、 バイアス用永久磁石に用いる磁石の粉末平均粒径が 2. 5〜50 mではコアロス特性が優れていることがわかる。 実施例 33 ダロス (光沢度) とフラックス (表面磁束)との関係
磁石粉末: Sm2Co17
平均粒径: 5 m 保磁力 i He : 17KOe
キュリー点 T c : 810°C
バインダー:ポリイミド樹脂
樹脂量: 40体積%
磁石製造法: 金型成形 (プレス圧を変化させながら) 配向磁場なし
パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁石 厚み: 0. 3 mm 、 1 c mx 1 c m
比抵抗: 1 Ω · c m以上
固有保磁力: 17KOe プレス圧の異なる各試料磁石の表面磁束 (フラックス) と光沢度 (ダロス) を 測定し、 その結果を表 15に示す。
表 15
Figure imgf000059_0001
表 15の結果から、 ダロスが 25 %以上のポンド磁石では磁石特性が優れてい る。 これは、 作製したポンド磁石のグロスが 25%以上ではポンド磁石の充填率 が 90 %以上となるためである。
また、 バインダーとして、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン樹脂、 ポリエステル樹脂、 芳香族系ポリアミド、 液晶ポリマ一から選択した樹脂を用い ても同様の結果が得られた。 実施例 34 ダロスとラックスと圧縮率との関係
磁石粉末: Sm2Co17
平均粒径: 5 m
保磁力 i He : 17KOe キュリー点 T c : 8 1 0 °C
バインダー:ポリイミド樹脂
樹脂量: 40体積%
磁石製造法: ドクターブレード法、 配向磁場なし、
乾燥後熱プレス (プレス圧を変化)
パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁石 寸法: 1 c m l cm, 厚み : 5 0 0 τη
比抵抗: 1 Ω · c m以上
固有保磁力: 1 7KO e 熱プレスの圧力を変えて、 圧縮率 0〜2 1 (%) までの異なる 6個の試料を得 た。 各試料について、 光沢度と表面磁束 (フラックス) を測定した。 その結果を表 6に示す。
表 1 6
Figure imgf000060_0001
表 1 6の結果から、 ダロスが 2 5 %以上では良好な磁石特性が得られる。 この 理由もダロス 2 5 %以上ではポンド磁石の充填率が 9 0 %以上となるためである c また、 圧縮率についてみると圧縮率 2 0 %以上で良好な磁石特性が得られること がわかった。 この理由も、 圧縮率 2 0 %以上ではポンド磁石の充填率が 90%以 上となるためである。
バインダーとして、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン樹脂、 ポリエ ステル樹脂、 芳香族系ポリアミド、 液晶ポリマーから選択した樹脂を用いても同 様の結果が得られた。 実施例 35 界面活性剤添加とコアロス特性との関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径: 5. 0 urn
保磁力 i He : 17KOe
キユリ一点 T c : 810°C
添加物:界面活性材: S— 1 :リン酸ナトリウム 0. 5wt%
S- 2 :カルポキシメチルセルロースナトリウム
0. 5 w t %
S— 3 :珪酸ナトリウム
S-4 :なし
バインダ一:ポリフエニルサルフアイド樹脂
樹脂量 (体積%) : 35体積%
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
'比抵抗: 1 Ω · c m以上
固有保磁力: 17KOe
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギヤップ長 G : 0. 5 mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha = 0. ITにて測定 測定されたコアロスを、 表 17に示す。 表 17
Figure imgf000062_0001
表 17から、 界面活性剤を添加した試料は良好なコアロス特性を呈することが 判る。 これは、 界面活性剤を添加することにより、 1次粒子の凝集を防止し、 渦 電流損を抑制したためである。
本実施例ではリン酸塩を添加した結果を示したがこれ以外の界面活性剤を添加 しても同様に、 コアロス特性が良好である結果が得られた。 実施例 36 比抵抗とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm2C o 17
平均粒径: 5. 0 rn
保磁力 i He : 17KOe
キュリー点 T c ·· 810°C
バインダー:ポリイミド樹脂
樹脂量:調整
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし
磁石 厚み: 0. 5 mm
形状'面積: E形の中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : S— 1 : 0. 05
S-2 : 0. 1
S— 3 : 0. 2
S-4 : 0. 5、
S- 5 : 1. 0 固有保磁力: 17KOe
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha = 0. ITにて測定 測定されたコアロスを表 18に示す。 表 18
Figure imgf000063_0001
表 18から、 比抵抗 0. 1 Ω · cm以上の磁気コアでは良好なコアロス特性を 示していることがわかる。 これは、 薄板磁石の比抵抗をあげることにより渦電流 損失を抑制できるためである。 実施例 37 比抵抗とコアロスおよび直流重畳特性との関係
磁石粉末: Sm2C o17
平均粒径: 5. 0 urn
保磁力 i He : 17KOe
キュリー点 T c : 810 °C
バインダー:ポリアミド樹脂
樹脂量:調整 (表 19 )
磁石製造法: 金型成形、 配向磁場なし、 熱プレス 磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形の中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : S— 1 0 05
S— 2 0 1
S - 3 0 2
S— 4 0 5
S- 5 0
固有保磁力: 7KOe
パルス着磁機 Aim ^
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: f = 300KHz、 Ha = 0. ITにて測定
直流重畳特性 (透磁率) : f = 100 k H z、 Hm= 0 20 OOeの範囲 で変化させて測定 同一の磁気コアを用いて、 各試料のコアロスを測定した。 測定結果を表 19に 示す。
表 19
比抵抗 コアロス 試 料 磁石組成
(Ω · cm) (kWAn3)
S-1 20 0.05 1230
S-2 30 0.1 530
S-3 Sm2Co17 35 0.2 520
S-4 40 0.5 515
S-5 50 1 530 表 19から、 比抵抗 0. 1 Ω · cm以上の磁気コアでは良好なコアロス特性を 示していることがわかる。 これは、 薄板磁石の比抵抗をあげることにより渦電流 損失を抑制できるためである。
更に、 試料 S— 2の磁石を同じ磁気コアに対して用い、 270°Cで 30分間保 持しその後常温へ冷却する処理を 4回繰り返し、 熱処理前と、 各熱処理後の後に、 直流重畳特性を測定した。 合計 5回の測定結果を、 図 43に示す。 図 43には、 比較のために、 磁気ギャップに磁石を挿入しない場合の直流重畳特性も示されて いる。
また、 比較例 (S— 6) として、 磁石粉末として B aフェライト粉末 (iHc = 4KOe) を用いた磁石について、 同様の測定結果を図 44に示す。
図 44から、 保磁力が 4 kOeしかない比較例の B aフェライ卜の薄板磁石を 挿入したコアでは測定回数がすすむにつれ、 直流重畳特性が大きく劣化すること がわかる。 これは保磁力が小さいために、 薄板磁石に印可される逆向きの磁界に よって減磁、 または磁化の反転が起こり、 直流重畳特性が劣化したものと推測で さる。
これに対し、 図 43から、 保磁力が 15 kOeの試料 S— 2の薄板磁石を挿入 した磁気コアでは、 繰り返しの測定においても大きな変化は無く、 非常に安定し た直流重畳特性を示すことが分かる。 実施例 38 磁石粉末粒径と中心線平均粗さと磁石表面磁束の関係
磁石粉末: Sm2C o17
平均粒径 ( /m) :表 20参照
- : ポリイミド樹脂
樹脂量: 40体積%
ドクターブレード法、 配向磁場なし、 熱プレス
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形の中足断面
比抵抗: 1 Ω · c m以上 固有保磁力: 17KOe
磁気コア: EEコア (図 1、 2) : MnZnフェライト
ギャップ長 G: 0. 5mm 熱プレス時のプレス圧を変化させて、 表 20に示す試料 S— 1から S— 6を得 た。
各試料の、 表面磁束、 中心線平均粗さ、 バイアス量を測定した。 その結果を表 20に示す。 表 20
Figure imgf000066_0001
平均粒径が 2. 0 zmの試料 S— 1では、 フラックスが低下しており、 バイァ ス量が小さい。 これは作製工程中で磁石粉末の酸化力 ¾1行しているためと考えら れる。
また、 平均粒径が大きい試料 S— 4では、 粉末充填率が低いためフラックスが 低めであり、 また磁石の表面粗さが粗いため、 コアとの密着性が悪くパ一ミアン ス係数が低下したことによりバイアス量が低下していると考えられる。
また、 粒径が小さいものでも、 プレス圧が充分でなく表面粗さの大きい試料 S 一 5は、 粉末の充填率が低いためフラックスが低下しており、 バイアス量が小さ い。 また、 粗大粒が混ざっている試料 S— 6では、 表面粗さが粗いため、 バイアス 量が低下していると考えられる。
これらの結果から、 磁性粉の平均粒径が 2. 5 m以上 25 xm以下で、 かつ 最大粒径が 50 m以下であり、 中心線平均粗さ R aが 10 以下の薄板磁石 を磁気コアのギャップに挿入したとき、 優れた直流重畳特性を示すことがわかつ た。 実施例 39 磁石の種類 (固有保磁力) と直流重畳特性との関係
磁石粉末: S— 1から S— 6の 6種 (磁石粉末と量を表 21に示す)
バインダー:種類と含有量を表 21に示す
磁石製造法: S— 1, S— 5, S— 5, S— 6 :
金型成形、 熱プレス、 配向磁場なし
S - 2 : ドクターブレード法、 熱プレス
S— 3 : 金型成形後、 硬化
磁石 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形コアの中足断面
比抵抗:全試料とも 0. I Q ' cm
固有保磁力 (iHc) :磁石粉末と同様
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフェライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
f = 10 OKHz, Hm= 350 eにて測定 各試料を、 270°Cのリフロー炉で 30分間保持する熱処理を行った後、 再度、 直流重畳特性を測定した。
比較例として、 磁気コアのギャップに磁石を挿入しない場合についても同様に 測定した。 この場合は、 熱処理前後で、 直流重畳特性 (実効等磁率) は 70と一 定で、 熱処理によっても変化しなかった c
各試料の測定結果を表 21に示す。
21
Figure imgf000068_0001
試料 S— 2および S— 4と比較試料の直流重畳特性 (透磁率 ) を図 45に示 す。
これらの結果より B aフェライトポンド磁石 (試料 S— 5) は保磁力が小さい ために、 ポンド磁石に印可される逆向きの磁界によって減磁、 または磁化の反転 が起こり、 直流重畳特性が劣化したものと推測できる。
また、 SmFeN磁石 (試料 S— 4) は保磁力が高いものの、 キュリー点 Tc が 470°Cと低いために熱減磁が生じ、 それに逆向きの磁界による減磁の相乗効 果により特性が劣化したと推測される。
一方、 磁気コアのギャップに揷入するポンド磁石としては、 保磁力が 10KO e以上で Tcが 500 以上のポンド磁石 (試料 S— 1から S— 3 S— 6) に おいて優れた直流重畳特性を示すことが分かつた。 実施例 40 比抵抗とコアロスとの関係
磁石粉末: Sm (Co 0. 742 -^ 0. 20 ^ ^ Λ 0. π 055 c Γ 0. 029ノ ) 7
平均粒径: 5
保磁力 i He : 15KO e
キュリー点 T c : 810°C
バインダー:ポリアミドイミド樹脂
樹脂量:調整 (表)
磁石製造法: ドクターブレード法、 乾燥後熱プレス、 配向磁場なし
磁石: 厚み: 0. 5 mm
形状 '面積: E形の中足断面
比抵抗 (Ω · cm) : S— 1 0 06
S— 2 0
S— 3 0 2
S-4 0 5
S— 5 0
固有保磁力: 15KOe
着磁: パルス着磁機
着磁磁場 4 T
磁気コア: EEコア (図 1) : MnZnフヱライト
磁気ギャップ長 G : 0. 5mm
コアロス: : f = 300KHz Ha = 0. ITにて測定 各試料の磁石を同一の磁気コアに適用してコアロスを測定した。 測定結果を表 22に示す。 表 2 2
Figure imgf000070_0001
比較例として、 全く同じギャップ付の E Eコアの、 同じ測定条件でのコアロス 特性は 5 2 0 (KW/m 3 ) であった。 表 2 2から、 比抵抗 0 . 1 Ω c m以上の 磁気コアで良好なコアロス特性を示している。 これは薄板磁石の比抵抗をあげる と渦電流損失を抑制できるためと推測される。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 優れた直流重畳特性とコアロス特性を有する磁心及びそれを 用いたインダクタンス部品を容易かつ安価に提供することができる。 特に、 バイ ァス用磁石を厚み 5 0 0 z m以下の薄板磁石として得ることが出来、 磁心やイン ダク夕ンス部品を小型化することができる。 また、 半田リフロー温度にも強い薄 型のバイアス磁石を実現したので、 小型で、 表面実装可能な自身やインダクタン ス部品を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲 .
1. 樹脂に磁石粉末が分散されてなるポンド磁石であり、 0. Ι Ω - cm 以上の比抵抗を有し、 該磁石粉末は、 固有保磁力が 5 KOe以上、 キュリー点 T cが 300°C以上、 粉末粒径が 150 zm以下であることを特徴とする永久磁石。
2. 請求項 1記載の永久磁石において、 前記磁石粉末の平均粒径が 2. 0 〜50 mであることを特徴とする永久磁石。
3. 請求項 1または 2に記載の永久磁石において、 前記樹脂含有量が体積 比で 20%以上であることを特徴とする永久磁石。
4. 請求項 1カ ら 3のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記磁石 粉末は、 希土類磁石粉末であることを特徴とする永久磁石。
5. 請求項 1から 4のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 成形圧縮 率が 20%以上であることを特徴とする永久磁石。
6. 請求項 1カ ら 5のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記ボン ド磁石に使用する前記希土類磁石粉末にシランカップリング材、 チタンカツプリ ング材を添加したことを特徴とする永久磁石。
7. 請求項 1から 6のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記ボン ド磁石は、 その作製時に磁場配向されることにより異方性化されていることを特 徴とする永久磁石。
8. 請求項 1力、ら 7のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記磁石 粉末は、 表面活性剤でコーティングされていることを特徴とする永久磁石。
9. 請求項 1力 ^ら 8のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 中心線平 均粗さが 10 m以下であることを特徴とする永久磁石。
10. 請求項 1力 ^ら 9のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 全体の 厚みが 50〜10000; amであることを特徴とする永久磁石。
11. 請求項 10に記載の永久磁石において、 比抵抗が 1 Ω · c m以上で あることを特徴とする永久磁石。
12. 請求項 11に記載の永久磁石において、 金型成形によって製造され たことを特徴とする永久磁石。
13. 請求項 11に記載の永久磁石において、 熱プレスによって製造され たことを特徴とする永久磁石。
14. 請求項 1から 10のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 全体 の厚みが 500 以下であることを特徴とする永久磁石。
15. 請求項 14に記載の永久磁石において、 樹脂と磁石粉末との混合塗 料からドクターブレード法、 印刷法などの成膜法によって製造されたことを特徴 とする永久磁石。
16. 請求項 14または 15に記載の永久磁石において、 表面のダロス (光沢度) が 25%以上であることを特徴とする永久磁石。
17. 請求項 1から 16のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記 樹脂は、 ポリプロピレン樹 J3旨、 6 ナイロン樹 S旨、 12 ナイロン樹脂、 ポリイ ミド樹脂、 ポリエチレン樹脂、 エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であ ることを特徴とする永久磁石。
18. 請求項 1から 17のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記 磁石の表面に、 耐熱温度 120°C以上の樹脂または耐熱塗料を被覆していること を特徴とする永久磁石。
19. 請求項 1から 18のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記 磁石粉末は、 SmCo NdFeB SmF e Nから選択された希土類磁石粉末 であることを特徴とする永久磁石。
20. 請求項 1から 16のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前記 磁石粉末は、 固有保磁力が 10K〇e以上、 キュリー点が 50 Ot:以上、 粉末平 均粒径が 2. 5 50 mであることを特徴とする永久磁石。
21. 請求項 20に記載の永久磁石において、 前記磁石粉末は Sm— Co 磁石であることを特徴とする永久磁石。
22. 請求項 21に記載の永久磁石において、 前記 SmC o希土類磁石粉 末は、
j II ( Obai し ^ Ζ Γ Ο で表される合金粉末であることを特徴とする永久磁石。
2 3 . 請求項 2 1または 2 2に記載の永久磁石において、 前記樹脂含有量 が体積比で 3 0 %以上であることを特徴とする永久磁石。
2 4. 請求項 2 3に記載の永久磁石において、 前記樹脂は、 軟化点が 2 5 0 °C以上の熱可塑性樹脂であることを特徴とする永久磁石。
2 5 . 請求項 2 3に記載の永久磁石において、 前記樹脂は、 炭化点が 2 5 0 °C以上の熱硬化性樹脂であることを特徴とする永久磁石。
2 6 . 請求項 2 3に記載の永久磁石において、 前記樹脂は、 ポリイミド樹 脂、 ポリアミドイミド樹脂、 エポキシ樹脂、 ポリフエ二レンサルファイド樹脂、 シリコン樹脂、 ポリエステル樹脂、 芳香族ポリアミド樹脂、 液晶ポリマーから選 択された少なくとも 1種であることを特徴とする永久磁石。
2 7 . 請求項 2 0から 2 6のいずれか 1つに記載の永久磁石において、 前 記磁石の表面に、 耐熱温度 2 7 0 °C以上の樹脂または耐熱塗料を被覆しているこ とを特徴とする永久磁石。
2 8 . 磁路の少なくとも 1箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、 該ギヤップ両端から磁気バイァスを供給するために、 該磁気ギヤップ近傍に配し た磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、 前記磁気バイアス用磁石が、 請求項 1から 2 7のいずれか 1つに記載の永久磁石であることを特徴とする磁気 バイアス用磁石を有する磁気コア。
2 9 . 請求項 2 8に記載の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、 前記磁気ギャップは約 5 0〜1 0 0 0 0 mのギャップ長を有することを特徴と する磁気コア。
3 0 . 請求項 2 9に記載の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、 前記磁気ギャップは約 5 0 0 mより大きなギャップ長を有することを特徴とす る磁気コア。
3 1 . 請求項 3 0に記載の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、 前記磁気ギャップは約 5 0 O w m以下のギャップ長を有することを特徴とする磁 気コア。
3 2 . 請求項 2 8から 3 1のいずれか 1つに記載の磁気バイアス用磁石を 有する磁気コアに、 1ターン以上の巻線を少なくともひとつ施してあることを特 徴とするインダクタンス部品。
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