WO2008133319A1

WO2008133319A1 - 圧粉磁心とその製造方法、電動機およびリアクトル

Info

Publication number: WO2008133319A1
Application number: PCT/JP2008/058000
Authority: WO
Inventors: Eisuke Hoshina; Toshiya Yamaguchi; Yusuke Oishi; Junghwan Hwang; Kazuhiro Kawashima
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha; Fine Sinter Co., Ltd.
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2008-11-06
Also published as: JP2008270539A; US20100079015A1; CN101663716A; DE112008002226T5

Abstract

　絶縁性能に優れ、かつ、高強度で高密度（高磁束密度）の圧粉磁心とその製造方法、および該圧粉磁心からなるコア材を有する電動機またはリアクトルを提供する。そのために、軟磁性金属粉末（純鉄粉１１）の表面に予め絶縁被膜（シリカ膜１２）が形成されてなる磁性粉末１と、樹脂粉末２を用意する第１の工程と、磁性粉末１と樹脂粉末２を混合して粉末混合体とする第２の工程と、樹脂粉末２が縮重合しない温度雰囲気にて樹脂粉末２をゲル化させ、粉末混合体を加圧成形することで加圧成形体１０を成形し、焼鈍処理して圧粉磁心２０が製造される第３の工程と、からなる圧粉磁心の製造方法である。

Description

明細書圧粉磁心とその製造方法、電動機およびリアタトル技術分野

本発明は、圧粉磁心とその製造方法、および該圧粉磁心からコア材が形成されてなる電動機およびリアクトルに関するものである。背景技術

地球環境への負荷軽減の観点から自動車産業ではハイプリッド自動車や電気自動車の開発が日々進められており、中でも、主要な搭載機器である電動機やリアクトルの高性能化や小型化は急務の開発課題の一つとなっている。

この電動機を構成するステータコアやロータコア、リアクトルを構成するリアクトルコアは珪素鋼板を積層してなる鋼板積層体から形成されたり、樹脂コーティングされた鉄系の軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心から形成されている。圧粉磁心から各種コアを形成する場合には、その磁気特性として積層鋼板に比して高周波鉄損が少ないこと、加圧成形されることから形状バリエーションに臨機かつ安価に対応できること、などの利点を有している。

圧粉磁心用の軟磁性金属粉末は、該金属粉末の表面に絶縁被膜を形成することで粉末の絶縁性、ひいては圧粉磁心自体の絶縁性を確保して鉄損の発生を抑止している。具体的には、鉄粉にシリコン樹脂やエポキシ樹脂を被覆するものであるが、加圧成形時の被膜破壌を防止して鉄粉間の絶縁性を確保するために鉄粉への樹脂添加量を多量にするなどの方策が採られている。

図 1 1には樹脂添加量と比抵抗、強度、密度それぞれとの関係を示した本発明者等の実験結果を示している。なお、この実験においては、鉄が主成分で 1重量％ S iを含有し、アスペクト比が 6の扁平鉄粉を使用している。図 l l a， bから明らかなように、樹脂の添加量を増加させることによって比抵抗が増大し（したがって絶縁性が向上し）、圧粉磁心強度も高まる。しかし、図 1 1 cから明らかなように、鉄粉に対する樹脂の割合が増大することによって圧粉磁心密度が低下し、この密度の低下は圧粉磁心の磁束密度（磁気特性）の低減の原因となる。また、鉄粉周面に予めシリコン榭脂が縮合された磁性粉末を加圧成形して圧粉磁心を製造する方法もあるが、この方法では、磁性粉末間に隙間が生じ易く、今度は圧粉磁心の強度が低下する。また、鉄粉周面に予めシリカ被膜が形成された磁性粉末を加圧成形して圧粉磁心を製造する方法においては、シリ力被膜が無機絶縁物であることから、磁性粉末同士がその絡み合いのみで結合され、やはり圧粉磁心の強度の低下が否めない。

したがって、絶縁性能に優れ、かつ、高強度で高密度な圧粉磁心の製造開発が急務の課題となっている。

なお、従来の圧粉磁心の製造方法として例えば特許文献 1〜 3を挙げることができる。特許文献 1に開示の圧粉磁心の製造方法は、鉄粉表面を分散剤にて表面処理した後にシリコン榭脂等を混合して加圧成形し、加熱処理するものである。特許文献 2， 3に開示の圧粉磁心の製造方法は、純鉄粉またはリン酸被膜を有する純鉄粉にボリフエ二レンサルフアイド (P P S) や熱可塑性ポリイミド（P Ϊ ) を混合して加圧成形し、加熱処理するものである。

特許文献 1の製造方法で圧粉磁心を製造する場合には、上記する圧粉磁心の密度低下の課題を解決することができず、特許文献 2, 3の製造方法の場合には、加熱処理にて軟化した P P Sや P Iが粉末間の隙間を埋めるまでには至らず、したがって圧粉磁心の強度低下の課題を解決することができない。

特許文献 1

特開平 1 1一 1 26 72 1号公報

特許文献 2

特開 2002— 24621 9号公報

特許文献 3

特開 2 006— 3 1 08 73号公報発明の開示

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、絶縁性能に優れ、かつ、高強度で高密度（高磁束密度）の圧粉磁心とその製造方法、およぴ該圧粉磁心からなるコア材を有する電動機またはリアクトルを提供することを目的とする。前記目的を達成すべく、本発明による圧粉磁心の製造方法は、軟磁性金属粉末の表面に予め絶縁被膜が形成されてなる磁性粉末と、樹脂粉末を用意する第 1の工程と、前記磁性粉末と前記樹脂粉末を混合して粉末混合体とする第 2の工程と、所定の温度雰囲気下で樹脂粉末をゲル化させ、粉末混合体を加圧成形することで加圧成形体である圧粉磁心が製造される第 3の工程と、を少なくとも具備するものである。

ここで、軟磁性金属粉末として、たとえば、純鉄、鉄一シリコン系合金、鉄一窒素系合金、鉄一ニッケル系合金、鉄一炭素系合金、鉄一ホウ素系合金、鉄ーコバルト系合金、鉄一リン系合金、鉄一ニッケル一コバルト系合金および鉄一アルミニゥムーシリコン系合金などを用いることができる。また、絶縁被膜としては、たとえば、シリカ（S i 0 ₂) 、窒化膜（S i ₃ N , ) などの無機素材、セラミック素材からなる被膜を使用できるが、温間成形時の温度以上の溶融温度を有し、該温間成形時にゲル化しない素材であれば特に限定されるものではない。

さらに、樹脂粉末として、たとえば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂、フエノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等を使用することができる。

本発明の圧粉磁心の製造方法は、まず、上記する軟磁性金属粉末表面に予め絶縁被膜を形成しておき、この絶縁被膜にてコーティングされた磁性粉末を用意する。ここで、この絶縁被膜の形成方法は、純鉄等の軟磁性金属粉末表面に脱炭 · 還元反応を利用して S iを高濃度で浸珪させ、その後に酸化処理する方法などがある（第 1の工程）。

次に、形成された磁性粉末と上記する樹脂粉末とを混合して粉末混合体を作り、この粉末混合体を所定の高温雰囲気下に置いて樹脂粉末のみをゲル化させる。樹脂粉末がゲル状となった粉末混合体を所定形状の成形型内で加圧成形することにより、硬質な絶縁被膜にてコーティングされた磁性粉末間の隙間をゲル化した榭脂粒子が満たす。

上記製造方法によれば、比較的多量の樹脂で被膜を形成している軟磁性金属粉末を加圧成形する従来の製造方法に比して、製造される圧粉磁心の密度を高めることができ、この高密度化は圧粉磁心の磁束密度の向上に繋がる。ここで、圧粉磁心の密度が高められるのは以下の理由に基づいている。すなわち、従来法では樹脂粒子が絶縁層を形成することを目的とされていたため、高い絶縁性を確保するために多くの樹脂粒子が使用され、圧粉磁心に占める樹脂粒子の含有割合が高められる結果、その密度が低下する。一方、本発明の製造方法によれば、軟磁性金属粉末表面に予め絶縁被膜が形成されているため、混合される樹脂粒子は絶縁性の確保を目的としたものではなく、磁性粉末同士を結合させるバインダーとしての作用を果たすものであり、したがって必要とされる樹脂量は磁性粉末間の隙間を満たす量のみとなるからである。

また、磁性粉末同士が樹脂バインダーで結合されることにより、製造される圧粉磁心の強度は向上する。本発明者等の検証によれば、上記する従来の製造方法では、加圧成形時、磁性粉末間に隙間が生じるために強度が劣化するが、本発明の製造方法によれば、ゲル化された樹脂粒子が磁性粉末間を満たした状態で全体が加圧成形されるため、磁性粉末同士の嚙み合い力に加えて樹脂バインダ一による付着力が付加された高い結合力にて強固に結合する。なお、圧粉磁心の強度としては、曲げ強度や引張強度、圧環強度などで規定することができる。

ここで、樹脂粒子がゲル化した状態とは、その粘度がガラスの流動温度を規定する粘度である 1 0 0 0 0 P a · s (パスカル秒）よりも少ない粘度特性を有した状態であり、通常は、 5 0 0 0 P a · s前後またはそれ以下の粘度状態を呈している。

以上より、本発明の圧粉磁心の製造方法によれば、絶縁性を確保しながら、強度特性と磁気特性に優れた圧粉磁心を製造することが可能となる。

また、本発明による圧粉磁心の製造方法の好ましい実施の形態として、前記第 3の工程において、前記加圧成形体を焼鈍処理することが好ましい。パインダーとして添加する樹脂がシリカ被膜となることで絶縁性を確保するとともに、加圧成形によつて圧粉磁心内に生じた加工歪を焼鈍処理によつて解消することで、加圧成形による磁気特性の低下を防止するものである。

また、本発明による圧粉磁心の製造方法の実施の形態として、前記第 3の工程は、成形型内に粉末混合体を充填し、前記樹脂粉末が縮重合しない温度雰囲気にて加圧成形する温間成形であることを特徴とするものである。

•温間成形とは、およそ 1 00〜 1 5 0°C程度の温度雰囲気で粉末と成形型（金型）を加熱した姿勢で加圧成形する成形方法のことであり、この温度雰囲気はたとえばシリコン樹脂が縮重合しない温度範囲である。

樹脂が縮重合しない温度、すなわちその縮重合温度よりも低い温度雰囲気であつて上記温間成形時の温度雰囲気では樹脂粒子がゲル状を呈し、既述するように磁性粉末間の隙間をこのゲル状樹脂粒子が満たすことができる。

また、使用する樹脂粒子としてシリコン樹脂を使用する場合であって、その仕様が市販の YR 33 70 (GE東芝シリコーン株式会社製）や KRシリーズ（K R 22 1, 240、 220 Lなど）（信越化学工業株式会社製）の場合には、前記第 3の工程における温度雰囲気、すなわち、温間成形時の温度雰囲気はおよそ 1 20〜 1 45°Cの範囲に設定されるのがよい。かかる市販のシリコン樹脂（パウダ一）は廉価に購入できるため、より安価に圧粉磁心を製造することができる。また、本発明による圧粉磁心は、軟磁性金属粉末の表面に予め絶縁被膜が形成されてなる磁性粉末の隙間を樹脂が充填硬化されてなる圧粉磁心であって、前記樹脂の混合量が 0. 3重量％以下であり、その磁束密度（B 50) が 1. 4T以上であり、かつ、その圧環強度が 70 MP a以上であることを特徴とするものである。

従来の製造方法によって製造された圧粉磁心においては、その絶縁性を向上させようとすれば樹脂量が多くなり、圧粉磁心における樹脂の割合が高まることでその密度が低下し、圧粉磁心の密度低下はその磁束密度の低下に直結するものであった。逆に圧粉磁心の磁束密度を高めようとすれば、樹脂量が少なくなる結果、樹脂バインダーによる付着力が十分に得られず、圧粉磁心の圧環強度等の強度特性が低下することになる。したがって、従来の製造方法によって製造された圧粉磁心は、その強度特性と磁気特性（磁束密度）の双方に優れたものではなかった。なお、本発明者等の実験によれば、従来の圧粉磁心の製造方法では、磁束密度（B

5 0) を 1. 4 T以上にしょうとすると圧環強度はせいぜい 3 OMP a程度であり、逆に磁束密度（B 5 0) を 1. 2 T程度に抑えた場合でも得られる圧環強度はせいぜい 5 OMP a程度であることが実証されている。上記する従来法にて製造される圧粉磁心に対し、既述する本発明の製造方法によって得られる圧粉磁心は、その磁束密度（B 5 0) が 1. 4 T以上であって、かつその圧環強度が 7 OMP a以上の特性を有しており、強度特性と磁気特性の双方に優れた圧粉磁心である。

ここで、上記特性を有する圧粉磁心を形成する絶縁被膜としてはシリカ (S i o₂) を使用し、前記樹脂としてはシリコン樹脂を使用するのが製造コスト等の観点から好ましい。

さらに、上記特性を有する圧粉磁心を形成する際の樹脂添加量は、 0. 3重量％程度もしくはそれ以下に調整されている。本発明者等の実験によれば、圧環強度に関しては、樹脂添加量が 0. 2重量％程度で最も高くなり、磁束密度に関しては、樹脂添加量の増加に伴って漸減することが実証されている。この実験結果を勘案すると、磁束密度（B 5 0) が 1. 4 T以上で圧環強度が 70 MP a以上の圧粉磁心を得るためには、樹脂添加量を上記する 0. 3重量％程度以下に設定すればよく、好ましくは、 0. 1〜0. 3重量％の範囲に設定されるのがよい。また、使用される軟磁性金属粉末のァスぺクト比は 1〜 1 0程度の範囲に、該粉末の平均粒径は 1 50〜200 μ m程度の範囲にそれぞれ設定することができる。高強度かつ高磁束密度を有する上記圧粉磁心をステータコアおよび Zまたは口ータコアに使用して電動機を製造することにより、この電動機は、磁気特性、強度特性の双方に優れた駆動用電動機を要するハイプリッド車ゃ電気自動車等に好適となる。

また、同様にリアクトルコアとして上記する本発明の圧粉磁心を使用することにより、このリアクトルコアもハイプリッド車ゃ電気自動車等に搭載されるリァクトルに好適となる。

以上の説明から理解できるように、本発明の圧粉磁心の製造方法によれば、絶縁性を確保しながら、高強度かつ高磁束密度の圧粉磁心を製造することができる。また、本発明による圧粉磁心は、磁束密度（B 5 0) が 1. 4 T以上で圧環強度が 7 OMP a以上の優れた強度特性おょぴ磁気特性を有するものである。図面の簡単な説明図 1は、シリコン樹脂の固形、ゲル状、縮重合の温度範囲を説明した図である。図 2は、本発明の圧粉磁心の製造方法をフローで説明した説明図である。

図 3は、図 2 aの III部の拡大図である。

図 4は、図 2 bの IV部の拡大図である。

図 5は、図 2 dの V部の拡大図である。

図 6は、シリコン樹脂のゲル化温度範囲を説明したグラフである。

図 7は、本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の圧環強度と樹脂添加量の関係に関する実験結果を示したグラフである。

図 8は、本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の磁束密度と樹脂添加量の関係に関する実験結果を示したグラフである。

図 9は、本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の強度特性および磁気特性に関する実験結果を示したグラフである。

図 1 0は、軟磁性金属粉末のァスぺクト比と、樹脂混合量および平均粒径に関する計算結果を示したグラフである。

図 1 1は、 F e— 1 S i成分でアスペクト比 6の鉄粉において、（a ) は樹脂添加量と比抵抗の関係を示したグラフであり、 ( b ) は樹脂添加量と強度の関係を示したグラフであり、（c )は樹脂添加量と密度の関係を示したグラフである。図面において、 1は磁性粉末、 1 1は純鉄粉（軟磁性金属粉末）、 1 2はシリ力膜（絶縁被膜）、 2はシリコン樹脂粉末（樹脂粉末）、 2 Aはゲル状樹脂、 1 0は加圧成形体、 2 0は圧粉磁心をそれぞれ示している。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図 1はシリコン樹脂の固形、ゲル状、縮重合の温度範囲を説明した図であり、図 2は本発明の圧粉磁心の製造方法をフローで説明した説明図であり、図 3〜 5はそれぞれ図 2の III部、

IV部、 V部の拡大図である。図 6はシリコン樹脂のゲル化温度範囲を説明したダラフである。図 7は本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の圧環強度と樹脂添加量の関係に関する実験結果を示したグラフであり、図 8は本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の磁束密度と榭脂添加量の関係に関する実験結果を示したグラフである。図 9は本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の強度特性および磁気特性に関する実験結果を示したグラフである。図 1 0は軟磁性金属粉末のァスぺクト比と平均粒径において、磁性粉末間の空隙を埋めるのに必要とする樹脂混合量に関する計算結果を示したグラフである。

まず、図 1〜5に基づいて本発明の圧粉磁心の製造方法を詳述する。なお、対象となる磁性粉末に関し、軟磁性金属粉末としては純鉄を使用し、その表面に予め形成される絶縁被膜はシリカ（s i o ₂) からなるものであり、磁性粉末同士の隙間を満たす樹脂はシリコン樹脂を使用するものである。

図 1は、シリコン樹脂の固形（図中の A領域）、ゲル状（図中の B領域）、縮重合の温度範囲（図中の。領域）を説明した図である。シリコン樹脂がゲル状を呈する温度は温間成形時の温度にほぼ対応し、その範囲は ΐ 3 ：およそ 1 2 0 °C 〜 t 4 ：およそ 1 4 5 °Cである。

図 2は、圧粉磁心の製造方法をフローで説明した説明図である。図 2 ( a ) は、常温にて磁性粉末 1とシリコン樹脂粉末 2を混合している状況を説明したものであり、具体的には、磁性粉末と所定量のシリコン樹脂粉末を攪拌混合する方法、または、図 1の温度： t 1近傍で磁性粉末 1と混合し、次いで、図 1の温度： t 2近傍にて溶媒を揮発させ、シリコン樹脂粉末 2を磁性粉末 1に均質に混合させる方法のいずれかで粉末混合体が形成される。なお、使用されるシリコン樹脂粉末 2としては、他の同種材料に比して安価な Y R 3 3 7 0 ( G E東芝シリコーン株式会社製）を使用することができる。

ここで、図 2 aの III部の拡大図を図 3に示している。図示するように、磁性粉末 1は、純鉄粉 1 1の周面にシリカ膜 1 2が形成されたものであり、前工程にてすでにこの磁性粉末 1が生成されている。具体的には、純鉄粉 1 1を脱炭 .還元反応を利用して S iを高濃度で浸珪させ、その後に酸化処理することにより、該純鉄粉 1 1の周面に硬質で絶縁性に優れたシリカ膜が形成される。

図 2 (の図 2 b ) に戻り、磁性粉末 1とシリコン樹脂粉末 2との粉末混合体を下パンチ A 1と周側金型 B内に充填し、粉末混合体充填後、図 2 cに示すように上パンチ A 2にて閉切り、図 2 dに示すように上パンチ A 2を所定の押圧力で加圧することにより、圧粉磁心の中間成形体である加圧成形体 1 0が成形される。ここで、図 2 b〜図 2 dの工程は温間成形工程であり、図 1に示す温度： t 3 〜 t 4範囲の温度雰囲気下にて実行されるものである。

ここで、図 2 bの IV部の拡大図を図 4に示している。温度 1 0 0 ~ 1 5 0 °C、なかでも 1 2 0〜 1 4 5 °Cの温度雰囲気下においては、粉末混合体中のシリコン樹脂粉末 2のみがゲル化してゲル状樹脂 2 Aが生成される。ここで、シリコン樹脂のゲル化温度範囲に関する本発明者等の実験結果を図 6に示している。図 6より、シリコン樹脂として Y R 3 3 7 0を使用した場合、そのゲル化温度範囲はおよそ 1 2 0〜1 4 5 °Cの範囲であり、この温度範囲では該シリコン樹脂の粘度は

5 0 0 0 P a · s程度またはそれ以下の値であることが分かった。なお、図中の点線ラインはガラスの流動温度を定義する粘度を示しており、 l O O O O P a · s程度の値である。したがって、シリコン樹脂のゲル化をその粘度で規定する場合には、せいぜい l O O O O P a . sの粘度であり、一般には 5 0 0 0 P a . s 前後の粘度特性を有した状態であると特定できる。

成形型内で粉末混合体中のシリコン樹脂粉末 2がゲル状樹脂 2 Aとなった状態で、図 2 dのごとく加圧成形することにより、その V部の拡大図である図 5に示すように、磁性粉末 1 , …の間の隙間内にゲル状樹脂 2 Aが満たされた状態で硬化してなる加圧成形体 1 0が成形される。

最後に、図 1の温度： t 5に相当する 6 0 0〜 7 5 0 °C程度の温度雰囲気下で加圧成形体 1 0を焼鈍処理することにより、加工歪が解消された所望形状の圧粉磁心 2 0が得られる。なお、この焼鈍処理により、シリコンのゲル状樹脂が縮重合される結果、磁性粉末 1， …同士は相互の嚙み合い力とこのシリコン樹脂を介した付着力とによって強固に結合されることになる。

[本発明の圧粉磁心（実施例）と比較例の強度特性および磁気特性に関する実験とその結果]

本発明者等は、軟磁性金属粉末として純鉄粉を使用し、その周面にシリコン樹脂（Y R 3 3 7 0 ) の酸化物であるシリカ膜を形成させて磁性粉末を生成し、この磁性粉末と添加量が 0 . 2重量％のシリコン樹脂を混合して粉末混合体を形成し、上記する方法によって該シリコン樹脂をゲル化させた後に加圧成形し、焼鈍処理して圧粉磁心を成形した（実施例）。一方、従来の製造法によって圧粉磁心を成形して 2つの比較例を得た。そのうちの一つ（比較例 1 ) は、予め純鉄の表面にシリカの薄膜が形成されてなる磁性粉末を単に加圧成形したものであり、比較例 2は、比較的多量の S i樹脂でコーティングされた純鉄粉を加圧成形したものである。以下の表 1に実施例、比較例 1 , 2の密度、渦損、強度（圧環強度）、磁束密度 B 5 0の各計測値を示している。また、図 7は、圧環強度とシリコン樹脂添加量の関係に関する実験結果を、図 8は磁束密度 B 5 0とシリコン添加量の関係に関する実験結果を、図 9は、圧環強度および磁束密度 B 5 0の双方を一つのダラフで表した実験結果をそれぞれ示している。

なお、圧環強度の測定方法は、厚みが 5 m m、外径 3 9 m m、内径 3 O m mのリング状の圧粉磁心試験片を製作し、この試験片を圧縮機にて加圧してひぴ割れが生じた際の加圧力をもって圧環強度としている。

ほ 1 ]

表 1より、比較例 2ではシリコン樹脂量が多くなり、純鉄粉まわりの樹脂膜厚が厚くなる結果、密度が実施例および比較例 1に比して低下し、磁束密度の値も低下する。

比較例 1では、実施例と同程度の磁束密度を有するものの、その圧環強度は実施例の 2割強程度と極めて低くなる。比較例 1の強度が比較例 2に比して低下した理由は、比較例 2では磁性粉末同士の結合において榭脂バインダ一による付着力が加わったためである。

比較例 1， 2に比して実施例では、磁束密度（B 5 0 ) も 1 . 4 T以上の高い値を呈し、かつ、圧環強度も 7 O M P a以上の高い値を呈するものであり、強度特性と磁気特性の双方に優れた圧粉磁心であることが理解できる。また、図 7に示す圧環強度とシリコン樹脂添加量の関係に関する実施例（図中のグラフ P 1) と比較例 2 (図中のグラフ Q 1) の結果より、シリコン樹脂添加量の多少に関わらず、比較例 2ではその圧環強度はせいぜい 5 OMP a程度でピーク値となる。その一方で、実施例ではシリコン樹脂添加量が 0. 2弱〜 0. 3 5重量％程度以下の範囲で高い圧環強度が得られ、特に 0. 2重量％程度で 9 0 MP aもの強度が得られることが実証された。

また、図 8に示す磁束密度 B 50とシリコン樹脂添加量の関係に関する実施例

(図中のグラフ P 2) と比較例 2 (図中のグラフ Q 2) の結果より、ともにシリコン樹脂添加量の増加に伴って密度が低下し、密度低下に起因して磁束密度も漸減する傾向を示しているが、実施例においては、シリコン添加量が 0. 3重量。 /₀ 以下で 1. 4 T以上の磁束密度（B 50) が得られることが理解できる。

図 7, 8の実験結果より、本発明の製造方法にて圧粉磁心を製造すること、おょぴシリコン樹脂の添加量を 0. 3重量％以下で、好ましくは 0. 1重量％以上

(図 7より、圧環強度は 60 MP a程度）の範囲に設定されるのがよいと結論付けることができる。

図 9は、図 7、図 8の結果を一つのグラフにまとめたものであり、縦軸に圧環強度を、横軸に磁束密度を示している。図において、実施例を示す: X I , X2は上記する好ましいシリコン樹脂添加量の場合の圧粉磁心の結果であり、比較例 A を示す X 3〜X 7は、本発明の製造方法を適用しながらもシリコン樹脂の添加量が上記する好ましい添加量範囲外である圧粉磁心の結果である。さらに、比較例 Bは上記する比較例 2の圧粉磁心である。

図 9より、本発明の製造方法を適用すること、および、シリコン樹脂の添加量を上記する所定範囲内に設定すること、により、強度特性と磁気特性の双方に優れた圧粉磁心が得られることが明らかとなる。

図 1 0は、樹脂添加量と磁性粉末の平均粒径の関係をァスぺクト比を 1〜 1 8 に変化させて計算した結果である。一般にァスぺクト比が 1〜 6程度の軟磁性金属粉末が使用されている力上記する好ましレ、樹脂添加量範囲である 0.2重量％の場合には、磁性粉末の平均粒径が 1 50〜200 μ m程度になることが検証された。上記する本発明の圧粉磁心は、その強度特性と磁気特性の双方に優れた性能を有することから、適用される環境変化が激しく、高性能で小型化が要求されるハイブリツド車等の電動機のステータコアやロータコア、リアクトル装置のリアクトルコアに本発明の圧粉磁心は特に好適である。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

Claims

請求の範囲

1 . 軟磁性金属粉末の表面に予め絶縁被膜が形成されてなる磁性粉末と、樹脂粉末を用意する第 1の工程と、

前記磁性粉末と前記樹脂粉末を混合して粉末混合体とする第 2の工程と、所定の温度雰囲気下で樹脂粉末をゲル化させ、粉末混合体を加圧成形することで加圧成形体である圧粉磁心が製造される第 3の工程と、を少なくとも具備する圧粉磁心の製造方法。

2 . 前記第 3の工程において、前記加圧成形体を焼鈍処理することを特徴とする請求項 1に記載の圧粉磁心の製造方法。

3 . 前記第 3の工程は、成形型内に粉末混合体を充填し、前記樹脂粉末が縮重合しない温度雰囲気にて加圧成形する温間成形であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の圧粉磁心の製造方法。

4 . 前記樹脂粉末がシリコン樹脂からなり、

前記第 3の工程における温度雰囲気が 1 1 0〜 1 5 0 °Cの範囲であることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の圧粉磁心の製造方法。

5 . 軟磁性金属粉末の表面に予め絶縁被膜が形成されてなる磁性粉末の隙間を樹脂が充填硬化されてなる圧粉磁心であって、

前記樹脂の混合量が 0 . 3重量％以下であり、

その磁束密度（B 5 0 ) が 1 . 4 T以上であり、かつ、その圧環強度が 7 O M P a以上であることを特徴とする圧粉磁心。

6 . 前記絶縁被膜がシリカ（ S i O ₂) からなり、前記樹脂がシリコン樹脂からなることを特徴とする請求項 5に記載の圧粉磁心。

7 . ステータコアおよび Zまたはロータコアが請求項 5または 6に記載の圧粉磁心から形成されていることを特徴とする電動機。

8 . リアクトルコアが請求項 5または 6に記載の圧粉磁心から形成されていることを特徴とするリアクトル。