JP4358743B2 - ボンド磁石の製造方法及びボンド磁石を備えた磁気デバイスの製造方法 - Google Patents
ボンド磁石の製造方法及びボンド磁石を備えた磁気デバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電器製品および小型精密機器、自動車等に使用されるアクチュエータ、センサー、電子部品等のデバイスに幅広く使用されるのに好適なボンド磁石に関し、特にその製造方法及びそれを利用した磁気デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石は、各種の電気製品から小型精密機器、自動車など幅広い分野で使用されており、重要な電気、電子材料のひとつに挙げられる。近年の機器の小型化、高効率化の要求から高特性の永久磁石が求められている。これらの要求に対応して、高特性を有する永久磁石の需要が、ここ数年急速に伸びている。
【０００３】
ここで、永久磁石は大別すると、焼結磁石とボンド磁石に分けられ、ボンド磁石は、次に挙げるような焼結磁石では得られない利点を有しており、最近、各種アクチュエータ、センサー、電子部品等での需要が急増している。その利点とは、次の通りである。
【０００４】
（１）複雑薄肉形状のものが容易に得られる。
（２）焼結磁石に比較して欠けにくい。
（３）量産性に優れる。
【０００５】
このような利点を有するボンド磁石を成形方法で、さらに大別すると、圧縮成形法、射出成形法、及び押出成形法に分類される。このうち、圧縮成形法の製造方法は、磁石合金粉末としてフェライト系、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系磁石合金粉末等を使用し、バインダーとしての熱硬化性樹脂等をその磁石合金粉末に混合したのち、その混合粉末を金型充填の後、圧縮成形する方法である。ここで、圧縮成形を磁場中で行えば、異方性を有するボンド磁石を製造できる。
【０００６】
また、射出成型法及び押出成型法は、前述の磁石合金粉末と熱可塑性樹脂を加熱混練したものを金型に射出成形、または押出成形するものであり、これらの成形を磁場中で行えば異方性を有するボンド磁石を製造できる。
【０００７】
近年、各種の電気製品および小型精密機器等の小型化に伴い、アクチュエータ、センサー、電子部品等も小型化が求められている。、それゆえ、それらに用いられる磁心はより大きな重畳磁界において、より高い透磁率が強く求められている。また、それらに組み込まれて使用される磁石においては、形状、特性の設計が多様化し、薄型など磁石の特性として不利な動作点において大きな逆磁界がかかるような状況下においても、長期間減磁等の劣化が小さいなど、高い信頼性が求められるようになってきている。
【０００８】
同時に、それらの製品、機器は、省スペースでの設計となるため、熱放散も不利となり、磁石の使用環境温度はより高いものとなっている。つまり、磁石に対して、使用環境温度が高い中で、磁石として不利な動作点において、大きな逆磁界がかかるような状況下においても長期間減磁等の劣化が小さいなど、高い信頼性が求められるようになってきている。
【０００９】
また、近年、表面実装タイプのコイルが所望されており、そのようなコイルに用いられるコアにはリフロー条件下で特性が劣化しない耐酸化性の希土類磁石が必須である。
【００１０】
また、地球環境問題を背景として、自動車のハイブリッド化が急速に進みつつあり、車載で使用されるアクチュエータ、センサー、電子部品等の数量が増加している。これに伴い、それらに使用される磁石に関しても形状、特性の設計が多様化し、より厳しい使用環境下での高い信頼性が求められると同時に、低コスト化も強く求められている。
【００１１】
永久磁石が用いられる電子部品としては、磁気回路を構成する磁気デバイス、即ち、磁気コア、ヨーク、別の永久磁石及びコイルのうちの少なくとも１つを含むデバイスがある。永久磁石は、磁気デバイスが構成する磁気回路中の少なくとも１ヶ所に挿入され、その磁気回路に磁気バイアスを印加する。この種のデバイスとしては、例えば特開２００２−２３１５４０号公報に記載されたインダクタンス部品がある。
【００１２】
従来の磁気デバイスの製造は、例えば、次のように行われる。
【００１３】
まず、図３２（ａ）に示すように、所定の形状・サイズを有するシート磁石３２１を公知の方法により製造する。あるいは、上述した圧縮成形法、射出成形法あるいは押出成形法等を用いてボンド磁石を製造する。
【００１４】
次に、図３２（ｂ）に示すように、得られたシート磁石３２１を、磁気回路の磁気ギャップに位置するように一対のコア（Ｅ型コア３２２及びＩ型コア３２３）に組み付ける。このとき、各コア３２２，３２３とシート磁石３２１との間には、例えば、熱硬化性の接着剤（図示せず）が配される。
【００１５】
最後に、接着剤を硬化させて、図３２（ｃ）に示すような磁気デバイスが完成する。
【００１６】
しかし、前述の圧縮成形によるボンド磁石の製造方法では、成形時に磁場を印加して製造した異方性磁石では、その合金磁石粉末の磁場配向性が悪いという問題点があった。
【００１７】
更に、減磁しにくい固有保磁力の高い磁石を得るためには、着磁を行う際に強い磁場が必要であるが、前述の従来のボンド磁石の製造方法では、金型中での成形と同時に磁石合金粉末を着磁し配向させることが必要であるため、得られる磁石に対し過大な印加磁場を必要とし、その磁場を発生させるコイルは大型となり、成形機も大型且つ複雑なものが必要であった。
【００１８】
また、前述した形状の多様化の要求に対し、前述の従来の成形方法においては、例えば、厚さ０.５ｍｍ程度の薄型のボンド磁石は製造することができないという問題点があった。
【００１９】
また、前述の多様化してきている設計の一つである磁気的な着磁のパターンに関し、例えば円盤形状（またはリング形状）において円の中心から外周に向けて放射状に磁束を生じさせるラジアル方向の着磁は、高い着磁磁場を前述のラジアル方向に印加させることが難しく、飽和磁束密度の高い鉄のヨークを用いても２Ｔ程度が限界である。それゆえ、円盤形状の固有保磁力の高い磁石粉末を用いたボンド磁石を得ることは工業的に不可能であった。
【００２０】
また、上記特開２００２−２３１５４０号公報は、磁気コアの磁路の少なくとも１ヶ所のギャップ部に挿入した永久磁石を、該磁気コアの磁路方向に着磁することにより、磁気バイアスが印加されたインダクタンス部品が得られることを開示している。しかしながら、この方法においては、該インダクタンス部品中に挿入された前述の永久磁石を着磁するために、該インダクタンス部品よりも大きな着磁コイルを有する着磁機が必要であり、また該インダクタンス部品に挿入されている前述の永久磁石を１個ずつ着磁する必要があり、設備投資ならびに生産性に関し不利であるという問題点があった。
【００２１】
また、特開２００２−２３１５４０号公報に開示される従来のインダクタンス部品では、フェライトコアと永久磁石とヨークとで構成される磁気回路において、前述の永久磁石とフェライトコアとの間のギャップ間隔を小さくし、磁気的な損失を小さくすることが困難であるという問題点がある。そして、この問題を解決するには、機械加工による仕上がりの精度を高める必要があるため、コスト的に不利になるという欠点を有していた。
【００２２】
上述のとおり、従来の製法によるボンド磁石の製造方法では、固有保磁力の高い合金磁石粉末を得るためには、、前記磁石合金粉末を配向、着磁させるための大型且つ複雑な着磁コイル及び成形機が必要でコスト的に問題があり、また、前記磁石合金粉末を用いた厚さ０.５ｍｍ程度の薄型のボンド磁石の製造が困難であり、さらに前記磁石合金粉末を用いた円盤形状磁石におけるラジアル方向等の複雑な形状の着磁は困難であるという欠点があった。
【００２３】
そこで、本発明の第一の技術的課題は、固有保磁力の高いボンド磁石の製造に際し、大型かつ複雑な成形機と大型の着磁用コイルを必要とせず、例えば、０.５ｍｍ以下の薄型の形状等を任意に形成することが可能であり、なおかつ円盤形状磁石等におけるラジアル方向等の複雑なパターンでの着磁が可能なボンド磁石の製造方法を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の第二の技術的課題は、磁気コア、ヨーク、永久磁石及びコイルのいずれかを少なくとも１つ備えた磁気デバイスにおいて、そのデバイスにより構成される磁気回路中または磁気回路外の少なくとも１ヶ所以上に、ボンド磁石を具備したことを特徴とするデバイスに関し、ボンド磁石の着磁を行うために、該デバイスよりも大きな着磁コイルを有する着磁機が不要で、また該デバイスに具備された状態のボンド磁石を１個ずつ着磁する必要のない、設備投資ならびに生産性に関し有利なボンド磁石製造方法及びデバイス製造方法を提供することにある。
【００２５】
従って、本発明の課題は、優れた磁石特性を有するボンド磁石を、容易に、安価に製造できるボンド磁石の製造方法及びそれを用いた磁気デバイスの製造方法を提供し、もって安価なボンド磁石及びデバイスを提供することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明によれば、予め５Ｔ〜１０Ｔの磁場を印加することにより着磁された合金磁石粉末と樹脂とを重量比で７０：３０〜９７：２の範囲となるように混合して粘度１０ポイズ以上の粘性体とし、該粘性体を、磁気デバイスに接触配置された前記粘性体に３０〜５００ｍＴの磁場を印加して当該粘性体に含まれる前記合金磁石粉末を磁気的に配向させつつ前記樹脂を硬化させ、それによって前記磁気デバイスの所定箇所に密着形成するようにしたことを特徴とするボンド磁石の製造方法が得られる。
また、このボンド磁石の製造方法において、前記合金磁石粉末を前記樹脂と混合する前に、Ｚｎ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，ＳｂおよびＳｎから選択された１種又は２種以上の金属粉あるいその合金の金属粉と混合して混合物を得、当該混合物に熱処理を施して、前記合金磁石粉末の表面を金属膜で被覆するようにしてよい。
【００２７】
また、本発明によれば、ボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法において、前記ボンド磁石の形成が、予め５Ｔ〜１０Ｔの磁場を印加することにより着磁された合金磁石粉末と樹脂とを重量比で７０：３０〜９７：３の範囲となるように混合して粘度１０ポイズ以上の粘性体とし、該粘性体を、磁気デバイスの所定個所に接触配置し、前記磁気デバイスに接触配置された前記粘性体に３０〜５００ｍＴの磁場を印加して当該粘性体に含まれる前記合金磁石粉末を磁気的に配向させつつ前記樹脂を硬化させることにより行われ、それによって前記ボンド磁石が前記所定個所に接着剤を用いることなく密着形成されることを特徴とするボンド磁石を具備するデバイスの製造方法が得られる。
【００２８】
このデバイスの製造方法において、前記所定個所が磁気ギャップを規定する互いに対向する一対の面である場合は、前記磁気ギャップに前記粘性体を配置することにより、前記一対の面の双方に前記粘性体を接触させるようにしてよい。
【００２９】
あるいは、前記所定個所がドラム型コアの端面又は鍔部外周面である場合は、前記粘性体を前記端面又は前記鍔部外周面上にリング状に塗布するようにしてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態によるボンド磁石及びその製造方法及びそれを用いたデバイス及びその製造方法について、以下に説明する。
【００３１】
本発明のボンド磁石は、磁石合金粉末（着磁されていない状態を指す。）として、ネオジウム（Ｎｄ）−鉄（Ｆｅ）−ホウ素（Ｂ）系やサマリウム（Ｓｍ）−コバルト系（Ｃｏ）の希土類磁石粉末、あるいはフェライト系などの磁石粉末を使用する。まず、予め用意した磁石合金粉末を、樹脂等の非磁性の円筒容器に充填し着磁用コイルの中に置き、例えば希土類磁石粉末の場合５Ｔから１０Ｔの範囲の磁場を印加し、着磁させる。
【００３２】
次に、着磁された合金磁石粉末（着磁された状態を指し、上記磁石合金粉末と区別される。）を、樹脂と混練し、ペースト化する。
【００３３】
このとき用いる樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を単独または溶媒で希釈し使用するか、あるいはポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニルサルファイト樹脂、芳香族系ナイロン、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を単独で加熱して混練するかまたは溶媒で希釈したものを使用する。
【００３４】
前述の着磁された合金磁石粉末と前述の樹脂との混合物を混練して作製した粘性体の粘度は、１０ポイズ（＝１［Ｐａ・ｓ］）以上に調整することが好ましく、１０ポイズ以下の粘度では、合金磁石粉末が樹脂と分離、沈降しやすく、該粘性体を均一に充填または塗布することが必要な際は撹拌する等の注意を要する。
【００３５】
次に、ディスペンサー（またはシリンダー）などを用いて、上述の粘性体を磁気デバイスの所望の位置に塗布または金型に充填する。磁気デバイスを製造する場合は、このときコアにコイルを組み付けるなどの磁気デバイス組み立て工程を行う。このとき、粘性体は、接着剤として利用することも可能である。
【００３６】
その後、磁気デバイスの所望位置に塗布等された粘性体をそのままの状態で、３０〜５００ｍＴ程度の弱磁界中におき、粘性体中の合金磁石粉末を磁気的に配向させる。また、このとき同時に、粘性体中の樹脂が熱硬化性樹脂であれば加熱硬化させ、熱可塑性樹脂であれば冷却して硬化させる。あるいは、粘性体中の樹脂が溶媒で希釈された樹脂である場合は、加熱により溶媒の乾燥を行いつつ樹脂の硬化を行う。なお、金型等を使用する場合は、シリコーングリス等の離型剤を予め金型の内部に塗っておくことが望ましい。
【００３７】
この際、配向のために印加する磁界（以下、配向磁場という。）は、３０〜５００ｍＴの弱磁界であるので永久磁石にて印加が可能であるが、必要に応じ電磁石にて印加することも可能である。永久磁石により配向磁場を印加する場合、その永久磁石は、熱硬化性樹脂の硬化温度または熱可塑性樹脂の軟化温度等である１２０℃以上の環境下に置かれることになるため、キュリー温度Ｔｃの高いＳｍＣｏ系磁石等であることが望ましい。
【００３８】
また、上記の方法で作製した粘性体を、アクチュエータ、センサー等の永久磁石を用いた磁気デバイスの磁気回路中に配置しまたは接着剤として用い、磁束量を増加させる、またはギャップによる磁気的なロスを軽減させることも可能であるが、この場合は粘性体を硬化させる際の外部からの配向磁界の印加は不要である。即ち、この場合は、磁気回路を構成する永久磁石により配向磁界が与えられるので、粘性体の樹脂が硬化する温度に保持するのみで異方性のボンド磁石を形成することが可能である。
【００３９】
また、磁気コア、ヨーク、別の永久磁石及びコイルのうちの少なくともいずれか１つを備えた磁気デバイスの所定個所に上記粘性体を接触配置する場合も、同様である。例えば、磁気コアと少なくとも１ヶ以上のコイルにより構成されるデバイスの磁気回路中の少なくとも１ヶ所以上に、永久磁石を具備したことを特徴とするデバイスとして、磁気バイアス方式のインダクタ等の電子部品がある。この種のデバイスでは、粘性体を磁気コアの所定位置に塗布するなどして接触配置した後、該コイルに通電すれば磁気回路に磁束（即ち配向磁界）が発生するため、この状態で粘性体の樹脂が硬化する温度に保持するのみで、粘性体中の合金磁石粉末を磁路方向に磁気的に配向させつつ硬化させることができ、それによって異方性のボンド磁石を具備したデバイスを得ることができる。
【００４０】
以下、本発明の実施例として、図面等を参照し、具体的なボンド磁石及びその製造方法、及びそれを用いた磁気デバイス及びその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００４１】
平均粒子径２０μｍのＳｍＣｏ磁石合金粉末を１０Ｔのパルス磁界にて着磁してＳｍＣｏ合金磁石粉末とし、該ＳｍＣｏ合金磁石粉末と２液性のエポキシ樹脂を重量比で、７０：３０、８０：２０、９０：１０、９７：３となるように配合し、混練を行い、４種類の粘性体とした。
【００４２】
この４種類の粘性体をそれぞれ直径１０ｍｍ、高さ１ｍｍの非磁性のステンレスの金型に充填し、圧力をかけない状態で、高さ方向と平行に０.５Ｔの磁場を印加した状態のまま１５０℃に加熱し、その状態を２時間維持した。これにより、予め着磁されたＳｍＣｏ合金磁石粉末を金型内で磁気的に配向のみをさせた状態で樹脂を硬化させ、ボンド磁石を形成した。各金型からボンド磁石を抜き出し、発明品１から発明品４とした。なお、前述のステンレスの金型内面には、離型剤として予めシリコーングリスを塗布している。
【００４３】
また、比較のため、前述のＳｍＣｏ磁石合金粉末を予め着磁しないこと以外は前述と同様に粘性体を製造し、次いで、その粘性体に磁場を印加しないこと以外は前述と同様にして硬化させ、取り出した後に高さ方向と平行に１０Ｔのパルス磁界を印加することにより、樹脂内部のＳｍＣｏ磁石合金粉末の着磁を行いボンド磁石を得、これを従来例１から従来例４とした。
【００４４】
それらを振動型磁力計により、配向（または着磁）方向、及び配向（または着磁）方向に垂直な方向にて残留磁束密度（Ｂｒ）を測定した結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１より、発明品１〜４は、成形時に０.５Ｔと弱い磁界を印加するだけで異方性の高いボンド磁石が得られていることが確認された。なお、重量比が７０：３０未満であると、合金磁石粉末の量が少なく、磁束密度が低下する不具合があり、また、重量比が９７：３を超えると、合金磁石粉末の量が多すぎて、機械的にもろくなるという不具合が発生する。
【００４７】
ここで、発明品１と発明品２の合金磁石粉末とエポキシ樹脂との重量比が７０：３０と８０：２０の場合は、チョークコイル用のバイアス用のボンド磁石として利用できる。また、発明品３と発明品４の合金磁石粉末とエポキシ樹脂との重量比が９０：１０と９７：３の場合は、強い磁束密度が必要な、モータ用あるいはアクチュエータ用あるいはセンサ用のボンド磁石として利用できる。
【実施例２】
【００４８】
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明のボンド磁石（及び磁気デバイス）の製造方法の説明図である。ここでは、磁気デバイスとしてＥ型コアとＩ型コアからなるＮｉ−Ｚｎフェライトコアを含む、インダクタンス素子の製造方法について説明する。図２は、図１の製造方法により製造される本発明の実施例によるインダクタンス素子の説明図である。
【００４９】
まず、実施例１と同様に、平均粒子径２０μｍのＳｍＣｏ磁石合金粉末を１０Ｔのパルス磁界にて着磁してＳｍＣｏ合金磁石粉末を得る（図１（ａ））。
【００５０】
次に、得られたＳｍＣｏ合金磁石粉末と２液性のエポキシ樹脂とを重量比で、７０：３０〜９７：３の間の所定の値、例えば、７０：３０となるように配合し、混練してペースト化し、粘性体を得る（図１（ｂ））。
【００５１】
次に、図１（ｃ）に示すように、得られた粘性体４をディスペンサ（またはシリンダ）１０１等に充填する。
【００５２】
次に、図１（ｄ）に示すように、ディスペンサ１０１を用いてＥ型コア２の中央磁脚の上面に、粘性体４を塗布する。具体的には、コア外径１８ｍｍ、磁気回路長１５ｍｍ、有効断面積０.３ｃｍ２のＥ型コア２に、粘性体４を１０ｍｇ塗布する。
【００５３】
次に、図１（ｅ）に示すように、Ｅ型コア２にコイル３とＩ型コア１とを組み付ける。これにより、Ｅ型コアの中央磁脚の上面に塗布された粘性体４は、Ｉ型コアにより押しつぶされて変形し、Ｅ型コア２とＩ型コアの磁気ギャップを形成する一対の面（互いに対向する面）の双方に密着する。
【００５４】
この後、図１（ｆ）に示すように、ＳｍＣｏ系の永久磁石５を、前記Ｎｉ−Ｚｎフェライトコア１，２の下部に配置し、そのままの状態で１５０℃の雰囲気中に１時間置き粘性体４に含まれる樹脂を硬化させた。この間、粘性体４には、前記永久磁石５によって、それが硬化するまで常に磁場が印加されている。
【００５５】
ここで、図２は、図１（ｆ）の状態から、ＳｍＣｏ系の永久磁石５を除去したもの、即ち、図１の工程により製造されたインダクタンス素子である。図１の粘性体４は、図２においては硬化してボンド磁石４ａとなっている。なお、ボンド磁石４ａは、Ｅ型コア２とＩ型コア１の磁気ギャップを形成する対向面に密着形成されており、従来のシート状磁石を用いた場合のような接着層はない。また、ボンド磁石４ａの側面の形状は、粘性体の粘度、表面張力の影響を受けるために、明らかに従来の打ち抜き法等で作製されたシート状磁石またはプレス磁石等の形状とは異なっている。つまり、本発明によるボンド磁石４ａは、磁気コアに対しては隙間なく密着して形成されており、さらに、前述のボンド磁石の磁気コアに面していない側面は粘性体の自由表面がそのまま硬化した滑らかな凹凸形状であり、複数の曲率面により構成されている。
【００５６】
また、比較のために、前述と同様なＮｉ−Ｚｎフェライトコアに、圧縮成形法にて作製したシート状の磁石を接着し、インダクタンス素子を作製し、従来例とした。図３は、シート状の磁石を搭載する前のインダクタンス素子の説明図であり、図４は、従来例によるインダクタンス素子の説明図である。図３及び図４から理解されるように、従来例のインダクタンス素子は、Ｎｉ−Ｚｎフェライトコアの磁気ギャップ６にシート状磁石７を挿入接着したものである。
【００５７】
図５は、本発明のインダクタンス素子と、従来のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図である。図５に示すとおり、異方性ボンド磁石が形成されたことにより、本発明のインダクタンス素子は、直流重畳特性において、従来のインダクタンス素子より飽和電流値が高くなっている。
【実施例３】
【００５８】
図６は、本発明の実施例３に係るボンド磁石（及びインダクタンス素子）の製造方法を説明するための図である。また、図７は、図６の製造方法により製造されるインダクタンス素子の説明図である。
【００５９】
本実施例に係るインダクタンス素子は、一対のＥ型コアを有している点で実施例２のインダクタンス素子と異なっている。
【００６０】
図６に示すように、Ｅ型コア１とＥ型コア２にて構成される、コア外径７ｍｍ、磁気回路長１３．６ｍｍ、有効断面積０．０８ｃｍ２のＭｎ−Ｚｎフェライトコアの中央磁脚のギャップ部に、実施例２と同一の方法で作製した粘性体４を８ｍｇ塗布した。そして、Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアの下部にＳｍＣｏ系の永久磁石５を配置し、その状態で１５０℃の雰囲気下に１時間置いた。これにより、粘性体４は硬化するが、その間、粘性体４には永久磁石からの磁場が常に印加される。
【００６１】
図７は、図６の状態からＳｍＣｏ系の永久磁石を除去した状態、即ち、図６の製造方法により製造されたインダクタンス素子を示す。図１の粘性体４は、硬化してボンド磁石４ａとなっている。なお、ボンド磁石４ａは、Ｅ型コア１とＥ型コア２の磁気ギャップを形成する対向面に密着形成されており、従来のシート状磁石を用いた場合のような接着層はない。また、ボンド磁石４ａの側面の形状は、粘性体の粘度、表面張力の影響を受けるために、明らかに従来の打ち抜き法等で作製されたシート状磁石またはプレス磁石等の形状とは異なっている。つまり、本発明によるボンド磁石４ａは、磁気コアに対しては隙間なく密着して形成されており、さらに、前述のボンド磁石の磁気コアに面していない側面は粘性体の自由表面がそのまま硬化した滑らかな凹凸形状であり、複数の曲率面により構成されている。
【００６２】
また、比較のために、前述と同様なＭｎ−Ｚｎフェライトコアに、圧縮成形法にて作製したシート状の磁石を接着し、インダクタンス素子を作製し、従来例とした。図８は、シート状の磁石を搭載する前のインダクタンス素子の説明図であり、図９は、従来例によるインダクタンス素子の説明図である。図８及び図９から理解されるように、従来例のインダクタンス素子は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアの磁気ギャップ６にシート状磁石７を挿入接着したものである。
【００６３】
図１０は、本発明のインダクタンス素子と、従来のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図である。図１０に示すとおり、異方性ボンド磁石が形成されたことにより、本発明のインダクタンス素子は、直流重畳特性において、従来のインダクタンス素子より飽和電流値が高くなっている。
【実施例４】
【００６４】
図１１は、本発明の実施例４による、ドラム型コアへ実施例１〜３で述べたような粘性体を塗布してボンド磁石を製造する方法の説明図である。図１１において、ドラム型コア１１を回転させ、デイスペンサ１０からは、端面上で円周方向に粘性体５１を塗布し、またデイスペンサ２０からは、鍔部外周面上に周方向に粘性体を塗布する。これらの方法により、ドラム型コアの端面または外周面上に、リング形状（または円形状）に、粘性体５１を塗布することができる。
【００６５】
図１２（ａ）〜（ｄ）は、図１１の方法にて作製された、ボンド磁石を形成したドラム型コアの説明図である。図１２（ａ）は、開磁路タイプの例を示す図であって、粘性体５１ａが鍔部１２の外周面上に周方向に形成されている。図１２（ｂ）は、開磁路タイプの他の例を示す図であって、粘性体５１ｂが鍔部１２の端面上に円周方向に形成されている。図１２（ｃ）は、閉磁路タイプの例を示す図で、粘性体５１ｃが鍔部１２の外周面と円筒型コア１４ａの内周面との間に設けられている。図１２（ｄ）は、開磁路タイプのさらに他の例を示す図で、粘性体５１ｄが、コイル１４を埋め込むように設けられている。
【００６６】
図１３は、本発明のドラム型コア１３に塗布された粘性体５１ｄへの磁場印加の方法の説明図である。図１３（ａ）は、ディスクマグネット１６を使用する場合を示す図、図１３（ｂ）は、リングマグネット１７を使用する場合を示す図、図１３（ｃ）は、コイル１５に自己通電する場合を示す図である。いずれの方法においても、ドラム型コア１３に塗布されたリング状（または円形）の粘性体５１ｄに対し、ラジアル方向の配向磁場を印加することができる。これにより、ラジアル方向に配向(着磁)された高特性のボンド磁石を得ることができる。
【実施例５】
【００６７】
実施例２で使用したコアと同形状のコアのギャップに磁石を挿入配置した試料を製造した。磁石には、Ｂａフェライト焼結磁石、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石、Ｓｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石を用いた。固有保磁力Ｈｃはそれぞれ４．０，５．０，及び１０．０ｋＯｅであった。また、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末の平均粒径はともに３．０μｍとした。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石及びＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石は、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末に、夫々バインダーとして熱可塑性樹脂である軟化点約８０℃のポリプロピレン樹脂を、５０vol％加え、ラボプラストミルで熱混錬した後、実施例１と全く同様の方法で作成した。そして、作成したボンド磁石を、実施例２で使用した磁心と同じ形状で材質がＭｎＺｎフェライトの中芯のギャップ部に挿入して試料とした。なお、得られたボンド磁石の比抵抗を下記の測定後に測定した結果は、約１０〜３０Ω・ｃｍであった。
【００６８】
Ｂａフェライト焼結磁石については、コアの中芯ギャップ形状に加工し、コアのギャップに挿入して、パルス着磁機で磁路方向に着磁した。
【００６９】
次に、各コアに巻線を施して、ＨＰ製−４２８４ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、繰り返し５回測定した。このとき、直流バイアス磁界の向きが配向方向または着磁した磁石の磁化の向きとは逆になるように、重畳電流を印加した。また、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。各コアの５回目までの測定結果を図１４〜図１７に示す。なお、図１４は、比較のため、ギャップに磁石を持たないコアについての測定結果である。
【００７０】
図１５を見ると、保磁力が４ｋＯｅ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進むにつれ、直流重畳特性が大きく劣化することが分かる。一方、図１６及び図１７を見ると、保磁力の大きなボ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なく、非常に安定した特性を示すことが分かる。
【００７１】
これらの結果より、フェライト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（または形成）される磁石は保磁力が５ｋＯｅ以上の希土類系ボ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６】
【００７２】
平均粒径が約１．０μｍ、２．０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍのＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末に、それぞれ、バインダーとしてのポリエチレン樹脂を４０vol％加え、ラボプラストミルで熱混錬した後、実施例５と同様の方法でボンド磁石を製作した。ボンド磁石の特性はＶＳＭで測定し、粉末の反磁界係数で補正した。その結果、全ての磁石について固有保磁力が５ｋＯｅ以上得られていることが分かった。また、実施例５と同様にコアのギャップに製作したボンド磁石を挿入し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで、３００ｋＨｚ０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは、その特性がほぼ同一のものである。コアロスを測定した結果を表２に示す。比較としてギャップに磁石を挟まないコアについて測定した結果も表２に並べて示す。また、コアロス測定後、挿入した磁石を取り出し、磁石の表面磁束をＴＯＥＩ：ＴＤＦ−５で測定した。その測定値と、磁石の寸法により計算で求めた表面磁束とを表２に示す。
【００７３】
表２で平均粒径１．０μｍのコアロスが大きいのは合金磁石粉末の表面積が大きいためにその合金磁石粉末の酸化が進んだためである。平均粒径７５μｍのコアロスが大きいのは合金磁石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１．０μｍのものが表面磁束が大きいのは保磁力が大きいために着磁し難くなるためである。
【００７４】
【表２】
【実施例７】
【００７５】
実施例２で使用したコアと同形状のコアのギャップに磁石を挿入配置した試料を製造した。磁石には、Ｂａフェライト焼結磁石、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石、Ｓｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石を用いた。固有保磁力Ｈｃはそれぞれ５．０，８．０，１７．０ｋＯｅであった。また、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末の平均粒径は３〜３．５μｍとした。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石及びＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石は、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末に、夫々バインダーとして熱可塑性樹脂である軟化点３００℃のポリイミド樹脂を５０vol％混合した。次に実施例２と全く同様の方法で、実施例５で使用した磁心と同様のＭｎＺｎフェライトの中芯のギャップ部に挿入して試料とした。なお、ボンド磁石の比抵抗を下記の測定後に測定した結果は、約１０〜３０Ω・ｃｍであった。
【００７６】
Ｂａフェライト焼結磁石については、コアの中芯ギャップ形状に加工し、コアのギャップに挿入して、パルス着磁機で磁路方向に着磁した。
【００７７】
次に、各コアに巻線を施し、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定し、コア定数と巻き線数から透磁率を計算した。結果を図１８に示す。測定が終わった試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持したあと、常温まで冷却して２時間放置した。その後、上記と同様にＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。その結果も図１８に示す。
【００７８】
また、比較例としてＧＡＰ部に何も挿入していない試料も上記と同様に作製した。
【００７９】
図１８より、リフロー前は、ギャップに磁石が挿入または形成された全ての試料において、ギャップに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、リフロー後では固有保磁力Ｈｃが低いＢａフェライト焼結磁石とＳｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石をギャップに挿入した試料では直流重畳特性が劣化している。これは、固有保磁力Ｈｃが低いために熱減磁しやすくなっているためである。また、固有保磁力Ｈｃの高いＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石ではリフロー後も優位性を保っていることがわかる。
【実施例８】
【００８０】
ボンド磁石の合金磁石粉末には、キュリー温度Ｔｃ＝３１０℃のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金磁石粉末と、Ｔｃ＝４００℃のＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末とＴｃ＝７７０℃のＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末で各平均粒径３〜３．５μｍの合金磁石粉末を使用した。この各合金磁石粉末に、バインダーとして熱可塑性樹脂である軟化点３００℃のポリイミド樹脂を５０vol％加え、混合した後、実施例５と同様にフェライト磁心の中芯にボンド磁石を配置した。なお、ボンド磁石の比抵抗を下記の測定後に測定した結果は、約１０〜３０Ω・ｃｍであった。
【００８１】
次に、各コアに巻線を施し、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定し、コア定数と巻き線数から透磁率を計算した。結果を図１９に示す。測定が終わった試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持したあと、常温まで冷却した。その後、上記と同様に、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。その結果も図１９に示す。また、比較例としてギャップ部に何も挿入しない試料も上記と同様に製作した。
【００８２】
図１９よりリフロー前は、ギャップに磁石が挿入（または形成された）全ての試料において、ギャップに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、リフロー後ではキュリー温度Ｔｃが低いＮｄ２Ｆｅ１４Ｂボンド磁石とＳｍ２Ｆｅ１７Ｎボ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性がなくなっていることがわかる。また、キュリー温度Ｔｃの高いＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石ではリフロー後も優位性を保っていることがわかる。
【実施例９】
【００８３】
ＳＭ２Ｃｏ１７系でエネルギー積が約２８ＭＧＯｅの焼結磁石を粗粉粉砕後、有機溶媒中でボールミルにより微粉砕した。その微粉砕時間を変化させることにより平均粒径１５０μｍ、１００μｍ、５０μｍ、１０μｍ、５．６μｍ、３．３μｍ、２．４μｍ、１．８μｍの合金磁石粉末を作製した。次にこれら作製した磁石粉末に着磁を行い、磁石合金粉末とした後、各々に、バインダーとしてエポキシ樹脂を１０wt％混合し、実施例１と同様にボンド磁石を作製した。ボンド磁石の特性はＶＳＭで測定し、各磁石合金粉末の反磁界係数で補正した値を表３に示す。また比抵抗を特定した結果、全ての磁石について１Ω・ｃｍ以上の値を示した。次に実施例５と同様にＭｎＺｎ系フェライトのギャップに挿入し、各試料のコアロスを３００ｋＨｚ−１０００Ｇ、常温の条件で測定した。その結果を表４に示す。
【００８４】
【表３】
【００８５】
【表４】
【００８６】
次に試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持したあと、常温まで冷却した。その後、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。結果を図２０に示す。また、比較例としてギャップ部に何も挿入しない試料も上記と同様に作製した。
【００８７】
表４に示す通り磁石合金粉末の最大粒径が５０μｍを超えると急激にコアロスが増大することがわかった。また、図２０よりリフロー後、２．５μｍ以下で直流重畳特性が劣化している。よって平均粒径２．５〜５０μｍで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心が得られることがわかった。
【実施例１０】
【００８８】
Ｓｍ２Ｃｏ１７系でＺｒ量が０．０１at％で組成がＳｍ（Ｃｏ0.78Ｆｅ0.11Ｃｕ0.10Ｚｒ0.01）7.4の第２世代Ｓｍ２Ｃｏ１７と呼ばれる焼結磁石と、Ｚｒ量が０．０３at％で組成がＳｍ（Ｃｏ0.742Ｆｅ0.20Ｃｕ0.07Ｚｒ0.03）7.5の第３世代Ｓｍ２Ｃｏ１７と呼ばれる焼結磁石を用いた。上記第２世代Ｓｍ２Ｃｏ１７磁石は８００℃で１．５時間の時効を施し、第３世代Ｓｍ２Ｃｏ１７磁石は８００℃で１０時間の時効を施した。焼結磁石の保磁力は、第２世代が８ｋＯｅで第３世代が２０ｋＯｅであった。これらの焼結体を粗粉砕後、有機溶媒中でボールミルにより微粉砕し、磁石合金粉末を得た。次にこれら作製した磁石合金粉末に着磁を行い合金磁石粉末として、それぞれに、バインダーとしてエポキシ樹脂を５０vol％混合し、実施例１と同様にボンド磁石を作製した。
【００８９】
次にこれら各ボンド磁石を実施例５と同様にＭｎＺｎ系フェライトのギャップに挿入し、巻き線を施し、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。その結果を図２１に示す。
【００９０】
また、測定が終わった試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持した後、常温まで冷却した。その後、上記と同様にＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。その結果も図２１に示す。
【００９１】
図２１より保磁力の高い第３世代Ｓｍ２Ｃｏ１７磁石粉末を使用した場合、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。以上より組成が第３世代であるＳｍ（Ｃｏbal.Ｆｅ0.15-0.20Ｃｕ0.06-0.08Ｚｒ0.02-0.03）7.0-8.5で直流重畳特性が良好であることがわかった。
【実施例１１】
【００９２】
Ｓｍ−Ｃｏ合金磁石粉末（粉末平均粒径約３μｍ）に、Ｚｎ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｎ金属を１種類ずつ５wt％混合し、各々をＡｒ雰囲気下で２時間熱処理を施した。その結果、合金磁石粉末の表面は、各金属により被覆された。各熱処理温度を表５に示す。
【００９３】
【表５】
【００９４】
その後、各混合粉末に対して、総体積の４０vol％にあたる量のバインダー（エポキシ樹脂）を加えて混合した後、実施例１と全く同じ方法でボンド磁石を作製した。得られたボンド磁石を実施例５と同様のコアのギャップに挿入して試料とした。次に２７０℃・大気中で各試料の熱処理を行い、３０分ごとに炉から出し、直流重畳特性、コアロス特性を測定した。
【００９５】
直流重畳特性はヒューレットパッカード社製４２８４Ａ ＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で測定した。このときの直流バイアス磁界の向きが磁石形成時の配向の向きとは逆となるように、重畳電流を印加した。その測定結果を図２２〜３１に示す。
【００９６】
図２２〜図３１から理解されるように、金属被覆を行わなかったもの（図２２）に比べ、上記の金属を被覆した磁石合金粉末を用いて製造した磁石がギャップに形成されたコア（図２３〜図３１）は熱処理時間が増加しても重畳特性の劣化は少なく、安定した特性を示すことがわかった。これは磁石の表面が金属で被覆されたことにより酸化が抑制され、バイアス磁界の減少が抑えられたものと考えられる。
【００９７】
次に各コアについて、岩崎通信機社製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで５０ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。これらの結果を表６に示す。
【００９８】
【表６】
【００９９】
金属を被覆しないものは１２０分の熱処理において、コアロスは３倍以上の値になるが、上記金属を被覆したものは平均で２０〜３０％のコアロスの増加であり、非常に優れた特性を示すことがわかった。
【実施例１２】
【０１００】
Ｓｍ−Ｃｏ磁石合金粉末（粉末平均粒径約３μｍ）にＺｎ３wt％＋Ｍｇ２wt％を混合したものと、Ｍｇ３wt％＋Ａｌ２wt％を混合したものとを、それぞれ、６００℃・Ａｒ雰囲気下で２時間熱処理を施し、各磁石合金粉末に金属被覆を行った。その後、各混合粉末に、総重量の１０wt％にあたる量のバインダー（エポキシ樹脂）を混合した後、実施例１と同様の方法でボンド磁石を作製した。そして、実施例５と同様のコアのギャップに各ボンド磁石を挿入して、試料とした。これらの試料を２７０℃・大気中で熱処理を行い、熱処理時間がトータルで４時間までは１時間置きに、それ以降は２時間置きに炉から出し、フラックス測定を行った。
【０１０１】
フラックス特性は各磁石をＴＯＥＩ製ＴＤＦ−５ディジタルフラックスメーターで測定した。熱処理前のフラックス量を１００％としたときの測定結果を表７に示す。
【０１０２】
【表７】
【０１０３】
金属被覆を行わなかった磁石が１０時間で７０％以上減磁したのに比べ、上記の金属を被覆した磁石をは１０時間の熱処理で減磁が６％程度と劣化が非常に少なく、安定した特性を示すことがわかった。これは磁石の表面が金属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。
【０１０４】
以上、本発明について、いくつかの実施例に即して説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例５〜１２では、実施例１と同じ方法、即ちボンド磁石を金型に充填して製造する方法を用いる場合について説明したが、実施例２と同様に直接コアの一部に粘性体を塗布して硬化させるようにしてもよい。この場合、ボンド磁石がコアに密着形成されるので、ボンド磁石とコアとの隙間がなくなり、さらに特性の改善が期待できる。
【０１０５】
以上のように、本発明によれば、高磁石特性で、かつ工業的に製造が容易で、かつ安価なボンド磁石を得ることができるボンド磁石の製造方法及びそれを用いデバイスの製造方法を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
永久磁石を用いるいかなるデバイスにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】 図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施例２によるボンド磁石の製造方法の説明図。
【図２】 図２は、図１の製造方法により製造されるインダクタンス素子の説明図。
【図３】 図３は、シート状の磁石を搭載する前のＥ型コア及びＩ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図４】 図４は、従来例によるＥ型コア及びＩ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図５】 図５は、本発明の実施例２によるインダクタンス素子と、従来例のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図。
【図６】 図６は、本発明の実施例３によるインダクタンス素子（ボンド磁石）の製造方法の説明図。
【図７】 図７は、図６の製造方法により製造される一対のＥ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図８】 図８は、シート状磁石を搭載する前の一対のＥ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図９】 図９は、従来例による一対のＥ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図１０】 図１０は、本発明の実施例３によるインダクタンス素子と、従来例のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図。
【図１１】 図１１は、ドラム型コアへ粘性体を塗布してボンド磁石を製造する方法の説明図。
【図１２】 図１２（ａ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって開磁路タイプの一例を示す図。図１２（ｂ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって開磁路タイプの他の例を示す図。図１２（ｃ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって閉磁路タイプの例を示す図。図１２（ｄ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって開磁路タイプのさらに他の例を示す図。
【図１３】 図１３（ａ）は、ディスクマグネットを用いてドラム型コアに塗布された粘性体に配向磁場を印加する方法の説明図。図１３（ｂ）は、リングマグネットを用いてドラム型コアに塗布された粘性体に配向磁場を印加する方法の説明図。図１３（ｃ）は、コイルに自己通電してドラム型コアに塗布された粘性体に配向磁場を印加する方法の説明図。
【図１４】 図１４は、実施例５に使用されるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１５】 図１５は、ギャップにＢａフェライト焼結磁石を挿入したコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１６】 図１６は、ギャップにＳｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石を挿入したコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１７】 図１７は、ギャップにＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石を挿入したコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１８】 図１８は、ギャップに挿入された磁石の固有保磁力の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図１９】 図１９は、ギャップに挿入された磁石のキュリー温度の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図２０】 図２０は、ギャップに挿入された磁石の平均粒径の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図２１】 図２１は、ギャップに挿入された磁石の組成の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図２２】 図２２は、その表面が金属で被覆されていない磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２３】 図２３は、Ｚｎで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２４】 図２４は、Ａｌで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【０１３１】
【図２５】 図２５は、Ｂｉで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２６】 図２６は、Ｇａで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２７】 図２７は、Ｉｎで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２８】 図２８は、Ｍｇで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【０１３５】
【図２９】 図２９は、Ｐｄで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図３０】 図３０は、Ｓｂで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図３１】 図３１は、Ｓｎで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図３２】 図３２（ａ）〜（ｃ）は、従来の磁気デバイスの製造方法の説明図。
【０００１】
本発明は、各種の電器製品および小型精密機器、自動車等に使用されるアクチュエータ、センサー、電子部品等のデバイスに幅広く使用されるのに好適なボンド磁石に関し、特にその製造方法及びそれを利用した磁気デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石は、各種の電気製品から小型精密機器、自動車など幅広い分野で使用されており、重要な電気、電子材料のひとつに挙げられる。近年の機器の小型化、高効率化の要求から高特性の永久磁石が求められている。これらの要求に対応して、高特性を有する永久磁石の需要が、ここ数年急速に伸びている。
【０００３】
ここで、永久磁石は大別すると、焼結磁石とボンド磁石に分けられ、ボンド磁石は、次に挙げるような焼結磁石では得られない利点を有しており、最近、各種アクチュエータ、センサー、電子部品等での需要が急増している。その利点とは、次の通りである。
【０００４】
（１）複雑薄肉形状のものが容易に得られる。
（２）焼結磁石に比較して欠けにくい。
（３）量産性に優れる。
【０００５】
このような利点を有するボンド磁石を成形方法で、さらに大別すると、圧縮成形法、射出成形法、及び押出成形法に分類される。このうち、圧縮成形法の製造方法は、磁石合金粉末としてフェライト系、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系磁石合金粉末等を使用し、バインダーとしての熱硬化性樹脂等をその磁石合金粉末に混合したのち、その混合粉末を金型充填の後、圧縮成形する方法である。ここで、圧縮成形を磁場中で行えば、異方性を有するボンド磁石を製造できる。
【０００６】
また、射出成型法及び押出成型法は、前述の磁石合金粉末と熱可塑性樹脂を加熱混練したものを金型に射出成形、または押出成形するものであり、これらの成形を磁場中で行えば異方性を有するボンド磁石を製造できる。
【０００７】
近年、各種の電気製品および小型精密機器等の小型化に伴い、アクチュエータ、センサー、電子部品等も小型化が求められている。、それゆえ、それらに用いられる磁心はより大きな重畳磁界において、より高い透磁率が強く求められている。また、それらに組み込まれて使用される磁石においては、形状、特性の設計が多様化し、薄型など磁石の特性として不利な動作点において大きな逆磁界がかかるような状況下においても、長期間減磁等の劣化が小さいなど、高い信頼性が求められるようになってきている。
【０００８】
同時に、それらの製品、機器は、省スペースでの設計となるため、熱放散も不利となり、磁石の使用環境温度はより高いものとなっている。つまり、磁石に対して、使用環境温度が高い中で、磁石として不利な動作点において、大きな逆磁界がかかるような状況下においても長期間減磁等の劣化が小さいなど、高い信頼性が求められるようになってきている。
【０００９】
また、近年、表面実装タイプのコイルが所望されており、そのようなコイルに用いられるコアにはリフロー条件下で特性が劣化しない耐酸化性の希土類磁石が必須である。
【００１０】
また、地球環境問題を背景として、自動車のハイブリッド化が急速に進みつつあり、車載で使用されるアクチュエータ、センサー、電子部品等の数量が増加している。これに伴い、それらに使用される磁石に関しても形状、特性の設計が多様化し、より厳しい使用環境下での高い信頼性が求められると同時に、低コスト化も強く求められている。
【００１１】
永久磁石が用いられる電子部品としては、磁気回路を構成する磁気デバイス、即ち、磁気コア、ヨーク、別の永久磁石及びコイルのうちの少なくとも１つを含むデバイスがある。永久磁石は、磁気デバイスが構成する磁気回路中の少なくとも１ヶ所に挿入され、その磁気回路に磁気バイアスを印加する。この種のデバイスとしては、例えば特開２００２−２３１５４０号公報に記載されたインダクタンス部品がある。
【００１２】
従来の磁気デバイスの製造は、例えば、次のように行われる。
【００１３】
まず、図３２（ａ）に示すように、所定の形状・サイズを有するシート磁石３２１を公知の方法により製造する。あるいは、上述した圧縮成形法、射出成形法あるいは押出成形法等を用いてボンド磁石を製造する。
【００１４】
次に、図３２（ｂ）に示すように、得られたシート磁石３２１を、磁気回路の磁気ギャップに位置するように一対のコア（Ｅ型コア３２２及びＩ型コア３２３）に組み付ける。このとき、各コア３２２，３２３とシート磁石３２１との間には、例えば、熱硬化性の接着剤（図示せず）が配される。
【００１５】
最後に、接着剤を硬化させて、図３２（ｃ）に示すような磁気デバイスが完成する。
【００１６】
しかし、前述の圧縮成形によるボンド磁石の製造方法では、成形時に磁場を印加して製造した異方性磁石では、その合金磁石粉末の磁場配向性が悪いという問題点があった。
【００１７】
更に、減磁しにくい固有保磁力の高い磁石を得るためには、着磁を行う際に強い磁場が必要であるが、前述の従来のボンド磁石の製造方法では、金型中での成形と同時に磁石合金粉末を着磁し配向させることが必要であるため、得られる磁石に対し過大な印加磁場を必要とし、その磁場を発生させるコイルは大型となり、成形機も大型且つ複雑なものが必要であった。
【００１８】
また、前述した形状の多様化の要求に対し、前述の従来の成形方法においては、例えば、厚さ０.５ｍｍ程度の薄型のボンド磁石は製造することができないという問題点があった。
【００１９】
また、前述の多様化してきている設計の一つである磁気的な着磁のパターンに関し、例えば円盤形状（またはリング形状）において円の中心から外周に向けて放射状に磁束を生じさせるラジアル方向の着磁は、高い着磁磁場を前述のラジアル方向に印加させることが難しく、飽和磁束密度の高い鉄のヨークを用いても２Ｔ程度が限界である。それゆえ、円盤形状の固有保磁力の高い磁石粉末を用いたボンド磁石を得ることは工業的に不可能であった。
【００２０】
また、上記特開２００２−２３１５４０号公報は、磁気コアの磁路の少なくとも１ヶ所のギャップ部に挿入した永久磁石を、該磁気コアの磁路方向に着磁することにより、磁気バイアスが印加されたインダクタンス部品が得られることを開示している。しかしながら、この方法においては、該インダクタンス部品中に挿入された前述の永久磁石を着磁するために、該インダクタンス部品よりも大きな着磁コイルを有する着磁機が必要であり、また該インダクタンス部品に挿入されている前述の永久磁石を１個ずつ着磁する必要があり、設備投資ならびに生産性に関し不利であるという問題点があった。
【００２１】
また、特開２００２−２３１５４０号公報に開示される従来のインダクタンス部品では、フェライトコアと永久磁石とヨークとで構成される磁気回路において、前述の永久磁石とフェライトコアとの間のギャップ間隔を小さくし、磁気的な損失を小さくすることが困難であるという問題点がある。そして、この問題を解決するには、機械加工による仕上がりの精度を高める必要があるため、コスト的に不利になるという欠点を有していた。
【００２２】
上述のとおり、従来の製法によるボンド磁石の製造方法では、固有保磁力の高い合金磁石粉末を得るためには、、前記磁石合金粉末を配向、着磁させるための大型且つ複雑な着磁コイル及び成形機が必要でコスト的に問題があり、また、前記磁石合金粉末を用いた厚さ０.５ｍｍ程度の薄型のボンド磁石の製造が困難であり、さらに前記磁石合金粉末を用いた円盤形状磁石におけるラジアル方向等の複雑な形状の着磁は困難であるという欠点があった。
【００２３】
そこで、本発明の第一の技術的課題は、固有保磁力の高いボンド磁石の製造に際し、大型かつ複雑な成形機と大型の着磁用コイルを必要とせず、例えば、０.５ｍｍ以下の薄型の形状等を任意に形成することが可能であり、なおかつ円盤形状磁石等におけるラジアル方向等の複雑なパターンでの着磁が可能なボンド磁石の製造方法を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の第二の技術的課題は、磁気コア、ヨーク、永久磁石及びコイルのいずれかを少なくとも１つ備えた磁気デバイスにおいて、そのデバイスにより構成される磁気回路中または磁気回路外の少なくとも１ヶ所以上に、ボンド磁石を具備したことを特徴とするデバイスに関し、ボンド磁石の着磁を行うために、該デバイスよりも大きな着磁コイルを有する着磁機が不要で、また該デバイスに具備された状態のボンド磁石を１個ずつ着磁する必要のない、設備投資ならびに生産性に関し有利なボンド磁石製造方法及びデバイス製造方法を提供することにある。
【００２５】
従って、本発明の課題は、優れた磁石特性を有するボンド磁石を、容易に、安価に製造できるボンド磁石の製造方法及びそれを用いた磁気デバイスの製造方法を提供し、もって安価なボンド磁石及びデバイスを提供することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明によれば、予め５Ｔ〜１０Ｔの磁場を印加することにより着磁された合金磁石粉末と樹脂とを重量比で７０：３０〜９７：２の範囲となるように混合して粘度１０ポイズ以上の粘性体とし、該粘性体を、磁気デバイスに接触配置された前記粘性体に３０〜５００ｍＴの磁場を印加して当該粘性体に含まれる前記合金磁石粉末を磁気的に配向させつつ前記樹脂を硬化させ、それによって前記磁気デバイスの所定箇所に密着形成するようにしたことを特徴とするボンド磁石の製造方法が得られる。
また、このボンド磁石の製造方法において、前記合金磁石粉末を前記樹脂と混合する前に、Ｚｎ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，ＳｂおよびＳｎから選択された１種又は２種以上の金属粉あるいその合金の金属粉と混合して混合物を得、当該混合物に熱処理を施して、前記合金磁石粉末の表面を金属膜で被覆するようにしてよい。
【００２７】
また、本発明によれば、ボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法において、前記ボンド磁石の形成が、予め５Ｔ〜１０Ｔの磁場を印加することにより着磁された合金磁石粉末と樹脂とを重量比で７０：３０〜９７：３の範囲となるように混合して粘度１０ポイズ以上の粘性体とし、該粘性体を、磁気デバイスの所定個所に接触配置し、前記磁気デバイスに接触配置された前記粘性体に３０〜５００ｍＴの磁場を印加して当該粘性体に含まれる前記合金磁石粉末を磁気的に配向させつつ前記樹脂を硬化させることにより行われ、それによって前記ボンド磁石が前記所定個所に接着剤を用いることなく密着形成されることを特徴とするボンド磁石を具備するデバイスの製造方法が得られる。
【００２８】
このデバイスの製造方法において、前記所定個所が磁気ギャップを規定する互いに対向する一対の面である場合は、前記磁気ギャップに前記粘性体を配置することにより、前記一対の面の双方に前記粘性体を接触させるようにしてよい。
【００２９】
あるいは、前記所定個所がドラム型コアの端面又は鍔部外周面である場合は、前記粘性体を前記端面又は前記鍔部外周面上にリング状に塗布するようにしてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態によるボンド磁石及びその製造方法及びそれを用いたデバイス及びその製造方法について、以下に説明する。
【００３１】
本発明のボンド磁石は、磁石合金粉末（着磁されていない状態を指す。）として、ネオジウム（Ｎｄ）−鉄（Ｆｅ）−ホウ素（Ｂ）系やサマリウム（Ｓｍ）−コバルト系（Ｃｏ）の希土類磁石粉末、あるいはフェライト系などの磁石粉末を使用する。まず、予め用意した磁石合金粉末を、樹脂等の非磁性の円筒容器に充填し着磁用コイルの中に置き、例えば希土類磁石粉末の場合５Ｔから１０Ｔの範囲の磁場を印加し、着磁させる。
【００３２】
次に、着磁された合金磁石粉末（着磁された状態を指し、上記磁石合金粉末と区別される。）を、樹脂と混練し、ペースト化する。
【００３３】
このとき用いる樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を単独または溶媒で希釈し使用するか、あるいはポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリフェニルサルファイト樹脂、芳香族系ナイロン、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を単独で加熱して混練するかまたは溶媒で希釈したものを使用する。
【００３４】
前述の着磁された合金磁石粉末と前述の樹脂との混合物を混練して作製した粘性体の粘度は、１０ポイズ（＝１［Ｐａ・ｓ］）以上に調整することが好ましく、１０ポイズ以下の粘度では、合金磁石粉末が樹脂と分離、沈降しやすく、該粘性体を均一に充填または塗布することが必要な際は撹拌する等の注意を要する。
【００３５】
次に、ディスペンサー（またはシリンダー）などを用いて、上述の粘性体を磁気デバイスの所望の位置に塗布または金型に充填する。磁気デバイスを製造する場合は、このときコアにコイルを組み付けるなどの磁気デバイス組み立て工程を行う。このとき、粘性体は、接着剤として利用することも可能である。
【００３６】
その後、磁気デバイスの所望位置に塗布等された粘性体をそのままの状態で、３０〜５００ｍＴ程度の弱磁界中におき、粘性体中の合金磁石粉末を磁気的に配向させる。また、このとき同時に、粘性体中の樹脂が熱硬化性樹脂であれば加熱硬化させ、熱可塑性樹脂であれば冷却して硬化させる。あるいは、粘性体中の樹脂が溶媒で希釈された樹脂である場合は、加熱により溶媒の乾燥を行いつつ樹脂の硬化を行う。なお、金型等を使用する場合は、シリコーングリス等の離型剤を予め金型の内部に塗っておくことが望ましい。
【００３７】
この際、配向のために印加する磁界（以下、配向磁場という。）は、３０〜５００ｍＴの弱磁界であるので永久磁石にて印加が可能であるが、必要に応じ電磁石にて印加することも可能である。永久磁石により配向磁場を印加する場合、その永久磁石は、熱硬化性樹脂の硬化温度または熱可塑性樹脂の軟化温度等である１２０℃以上の環境下に置かれることになるため、キュリー温度Ｔｃの高いＳｍＣｏ系磁石等であることが望ましい。
【００３８】
また、上記の方法で作製した粘性体を、アクチュエータ、センサー等の永久磁石を用いた磁気デバイスの磁気回路中に配置しまたは接着剤として用い、磁束量を増加させる、またはギャップによる磁気的なロスを軽減させることも可能であるが、この場合は粘性体を硬化させる際の外部からの配向磁界の印加は不要である。即ち、この場合は、磁気回路を構成する永久磁石により配向磁界が与えられるので、粘性体の樹脂が硬化する温度に保持するのみで異方性のボンド磁石を形成することが可能である。
【００３９】
また、磁気コア、ヨーク、別の永久磁石及びコイルのうちの少なくともいずれか１つを備えた磁気デバイスの所定個所に上記粘性体を接触配置する場合も、同様である。例えば、磁気コアと少なくとも１ヶ以上のコイルにより構成されるデバイスの磁気回路中の少なくとも１ヶ所以上に、永久磁石を具備したことを特徴とするデバイスとして、磁気バイアス方式のインダクタ等の電子部品がある。この種のデバイスでは、粘性体を磁気コアの所定位置に塗布するなどして接触配置した後、該コイルに通電すれば磁気回路に磁束（即ち配向磁界）が発生するため、この状態で粘性体の樹脂が硬化する温度に保持するのみで、粘性体中の合金磁石粉末を磁路方向に磁気的に配向させつつ硬化させることができ、それによって異方性のボンド磁石を具備したデバイスを得ることができる。
【００４０】
以下、本発明の実施例として、図面等を参照し、具体的なボンド磁石及びその製造方法、及びそれを用いた磁気デバイス及びその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００４１】
平均粒子径２０μｍのＳｍＣｏ磁石合金粉末を１０Ｔのパルス磁界にて着磁してＳｍＣｏ合金磁石粉末とし、該ＳｍＣｏ合金磁石粉末と２液性のエポキシ樹脂を重量比で、７０：３０、８０：２０、９０：１０、９７：３となるように配合し、混練を行い、４種類の粘性体とした。
【００４２】
この４種類の粘性体をそれぞれ直径１０ｍｍ、高さ１ｍｍの非磁性のステンレスの金型に充填し、圧力をかけない状態で、高さ方向と平行に０.５Ｔの磁場を印加した状態のまま１５０℃に加熱し、その状態を２時間維持した。これにより、予め着磁されたＳｍＣｏ合金磁石粉末を金型内で磁気的に配向のみをさせた状態で樹脂を硬化させ、ボンド磁石を形成した。各金型からボンド磁石を抜き出し、発明品１から発明品４とした。なお、前述のステンレスの金型内面には、離型剤として予めシリコーングリスを塗布している。
【００４３】
また、比較のため、前述のＳｍＣｏ磁石合金粉末を予め着磁しないこと以外は前述と同様に粘性体を製造し、次いで、その粘性体に磁場を印加しないこと以外は前述と同様にして硬化させ、取り出した後に高さ方向と平行に１０Ｔのパルス磁界を印加することにより、樹脂内部のＳｍＣｏ磁石合金粉末の着磁を行いボンド磁石を得、これを従来例１から従来例４とした。
【００４４】
それらを振動型磁力計により、配向（または着磁）方向、及び配向（または着磁）方向に垂直な方向にて残留磁束密度（Ｂｒ）を測定した結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
表１より、発明品１〜４は、成形時に０.５Ｔと弱い磁界を印加するだけで異方性の高いボンド磁石が得られていることが確認された。なお、重量比が７０：３０未満であると、合金磁石粉末の量が少なく、磁束密度が低下する不具合があり、また、重量比が９７：３を超えると、合金磁石粉末の量が多すぎて、機械的にもろくなるという不具合が発生する。
【００４７】
ここで、発明品１と発明品２の合金磁石粉末とエポキシ樹脂との重量比が７０：３０と８０：２０の場合は、チョークコイル用のバイアス用のボンド磁石として利用できる。また、発明品３と発明品４の合金磁石粉末とエポキシ樹脂との重量比が９０：１０と９７：３の場合は、強い磁束密度が必要な、モータ用あるいはアクチュエータ用あるいはセンサ用のボンド磁石として利用できる。
【実施例２】
【００４８】
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明のボンド磁石（及び磁気デバイス）の製造方法の説明図である。ここでは、磁気デバイスとしてＥ型コアとＩ型コアからなるＮｉ−Ｚｎフェライトコアを含む、インダクタンス素子の製造方法について説明する。図２は、図１の製造方法により製造される本発明の実施例によるインダクタンス素子の説明図である。
【００４９】
まず、実施例１と同様に、平均粒子径２０μｍのＳｍＣｏ磁石合金粉末を１０Ｔのパルス磁界にて着磁してＳｍＣｏ合金磁石粉末を得る（図１（ａ））。
【００５０】
次に、得られたＳｍＣｏ合金磁石粉末と２液性のエポキシ樹脂とを重量比で、７０：３０〜９７：３の間の所定の値、例えば、７０：３０となるように配合し、混練してペースト化し、粘性体を得る（図１（ｂ））。
【００５１】
次に、図１（ｃ）に示すように、得られた粘性体４をディスペンサ（またはシリンダ）１０１等に充填する。
【００５２】
次に、図１（ｄ）に示すように、ディスペンサ１０１を用いてＥ型コア２の中央磁脚の上面に、粘性体４を塗布する。具体的には、コア外径１８ｍｍ、磁気回路長１５ｍｍ、有効断面積０.３ｃｍ２のＥ型コア２に、粘性体４を１０ｍｇ塗布する。
【００５３】
次に、図１（ｅ）に示すように、Ｅ型コア２にコイル３とＩ型コア１とを組み付ける。これにより、Ｅ型コアの中央磁脚の上面に塗布された粘性体４は、Ｉ型コアにより押しつぶされて変形し、Ｅ型コア２とＩ型コアの磁気ギャップを形成する一対の面（互いに対向する面）の双方に密着する。
【００５４】
この後、図１（ｆ）に示すように、ＳｍＣｏ系の永久磁石５を、前記Ｎｉ−Ｚｎフェライトコア１，２の下部に配置し、そのままの状態で１５０℃の雰囲気中に１時間置き粘性体４に含まれる樹脂を硬化させた。この間、粘性体４には、前記永久磁石５によって、それが硬化するまで常に磁場が印加されている。
【００５５】
ここで、図２は、図１（ｆ）の状態から、ＳｍＣｏ系の永久磁石５を除去したもの、即ち、図１の工程により製造されたインダクタンス素子である。図１の粘性体４は、図２においては硬化してボンド磁石４ａとなっている。なお、ボンド磁石４ａは、Ｅ型コア２とＩ型コア１の磁気ギャップを形成する対向面に密着形成されており、従来のシート状磁石を用いた場合のような接着層はない。また、ボンド磁石４ａの側面の形状は、粘性体の粘度、表面張力の影響を受けるために、明らかに従来の打ち抜き法等で作製されたシート状磁石またはプレス磁石等の形状とは異なっている。つまり、本発明によるボンド磁石４ａは、磁気コアに対しては隙間なく密着して形成されており、さらに、前述のボンド磁石の磁気コアに面していない側面は粘性体の自由表面がそのまま硬化した滑らかな凹凸形状であり、複数の曲率面により構成されている。
【００５６】
また、比較のために、前述と同様なＮｉ−Ｚｎフェライトコアに、圧縮成形法にて作製したシート状の磁石を接着し、インダクタンス素子を作製し、従来例とした。図３は、シート状の磁石を搭載する前のインダクタンス素子の説明図であり、図４は、従来例によるインダクタンス素子の説明図である。図３及び図４から理解されるように、従来例のインダクタンス素子は、Ｎｉ−Ｚｎフェライトコアの磁気ギャップ６にシート状磁石７を挿入接着したものである。
【００５７】
図５は、本発明のインダクタンス素子と、従来のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図である。図５に示すとおり、異方性ボンド磁石が形成されたことにより、本発明のインダクタンス素子は、直流重畳特性において、従来のインダクタンス素子より飽和電流値が高くなっている。
【実施例３】
【００５８】
図６は、本発明の実施例３に係るボンド磁石（及びインダクタンス素子）の製造方法を説明するための図である。また、図７は、図６の製造方法により製造されるインダクタンス素子の説明図である。
【００５９】
本実施例に係るインダクタンス素子は、一対のＥ型コアを有している点で実施例２のインダクタンス素子と異なっている。
【００６０】
図６に示すように、Ｅ型コア１とＥ型コア２にて構成される、コア外径７ｍｍ、磁気回路長１３．６ｍｍ、有効断面積０．０８ｃｍ２のＭｎ−Ｚｎフェライトコアの中央磁脚のギャップ部に、実施例２と同一の方法で作製した粘性体４を８ｍｇ塗布した。そして、Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアの下部にＳｍＣｏ系の永久磁石５を配置し、その状態で１５０℃の雰囲気下に１時間置いた。これにより、粘性体４は硬化するが、その間、粘性体４には永久磁石からの磁場が常に印加される。
【００６１】
図７は、図６の状態からＳｍＣｏ系の永久磁石を除去した状態、即ち、図６の製造方法により製造されたインダクタンス素子を示す。図１の粘性体４は、硬化してボンド磁石４ａとなっている。なお、ボンド磁石４ａは、Ｅ型コア１とＥ型コア２の磁気ギャップを形成する対向面に密着形成されており、従来のシート状磁石を用いた場合のような接着層はない。また、ボンド磁石４ａの側面の形状は、粘性体の粘度、表面張力の影響を受けるために、明らかに従来の打ち抜き法等で作製されたシート状磁石またはプレス磁石等の形状とは異なっている。つまり、本発明によるボンド磁石４ａは、磁気コアに対しては隙間なく密着して形成されており、さらに、前述のボンド磁石の磁気コアに面していない側面は粘性体の自由表面がそのまま硬化した滑らかな凹凸形状であり、複数の曲率面により構成されている。
【００６２】
また、比較のために、前述と同様なＭｎ−Ｚｎフェライトコアに、圧縮成形法にて作製したシート状の磁石を接着し、インダクタンス素子を作製し、従来例とした。図８は、シート状の磁石を搭載する前のインダクタンス素子の説明図であり、図９は、従来例によるインダクタンス素子の説明図である。図８及び図９から理解されるように、従来例のインダクタンス素子は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアの磁気ギャップ６にシート状磁石７を挿入接着したものである。
【００６３】
図１０は、本発明のインダクタンス素子と、従来のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図である。図１０に示すとおり、異方性ボンド磁石が形成されたことにより、本発明のインダクタンス素子は、直流重畳特性において、従来のインダクタンス素子より飽和電流値が高くなっている。
【実施例４】
【００６４】
図１１は、本発明の実施例４による、ドラム型コアへ実施例１〜３で述べたような粘性体を塗布してボンド磁石を製造する方法の説明図である。図１１において、ドラム型コア１１を回転させ、デイスペンサ１０からは、端面上で円周方向に粘性体５１を塗布し、またデイスペンサ２０からは、鍔部外周面上に周方向に粘性体を塗布する。これらの方法により、ドラム型コアの端面または外周面上に、リング形状（または円形状）に、粘性体５１を塗布することができる。
【００６５】
図１２（ａ）〜（ｄ）は、図１１の方法にて作製された、ボンド磁石を形成したドラム型コアの説明図である。図１２（ａ）は、開磁路タイプの例を示す図であって、粘性体５１ａが鍔部１２の外周面上に周方向に形成されている。図１２（ｂ）は、開磁路タイプの他の例を示す図であって、粘性体５１ｂが鍔部１２の端面上に円周方向に形成されている。図１２（ｃ）は、閉磁路タイプの例を示す図で、粘性体５１ｃが鍔部１２の外周面と円筒型コア１４ａの内周面との間に設けられている。図１２（ｄ）は、開磁路タイプのさらに他の例を示す図で、粘性体５１ｄが、コイル１４を埋め込むように設けられている。
【００６６】
図１３は、本発明のドラム型コア１３に塗布された粘性体５１ｄへの磁場印加の方法の説明図である。図１３（ａ）は、ディスクマグネット１６を使用する場合を示す図、図１３（ｂ）は、リングマグネット１７を使用する場合を示す図、図１３（ｃ）は、コイル１５に自己通電する場合を示す図である。いずれの方法においても、ドラム型コア１３に塗布されたリング状（または円形）の粘性体５１ｄに対し、ラジアル方向の配向磁場を印加することができる。これにより、ラジアル方向に配向(着磁)された高特性のボンド磁石を得ることができる。
【実施例５】
【００６７】
実施例２で使用したコアと同形状のコアのギャップに磁石を挿入配置した試料を製造した。磁石には、Ｂａフェライト焼結磁石、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石、Ｓｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石を用いた。固有保磁力Ｈｃはそれぞれ４．０，５．０，及び１０．０ｋＯｅであった。また、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末の平均粒径はともに３．０μｍとした。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石及びＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石は、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末に、夫々バインダーとして熱可塑性樹脂である軟化点約８０℃のポリプロピレン樹脂を、５０vol％加え、ラボプラストミルで熱混錬した後、実施例１と全く同様の方法で作成した。そして、作成したボンド磁石を、実施例２で使用した磁心と同じ形状で材質がＭｎＺｎフェライトの中芯のギャップ部に挿入して試料とした。なお、得られたボンド磁石の比抵抗を下記の測定後に測定した結果は、約１０〜３０Ω・ｃｍであった。
【００６８】
Ｂａフェライト焼結磁石については、コアの中芯ギャップ形状に加工し、コアのギャップに挿入して、パルス着磁機で磁路方向に着磁した。
【００６９】
次に、各コアに巻線を施して、ＨＰ製−４２８４ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、繰り返し５回測定した。このとき、直流バイアス磁界の向きが配向方向または着磁した磁石の磁化の向きとは逆になるように、重畳電流を印加した。また、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。各コアの５回目までの測定結果を図１４〜図１７に示す。なお、図１４は、比較のため、ギャップに磁石を持たないコアについての測定結果である。
【００７０】
図１５を見ると、保磁力が４ｋＯｅ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進むにつれ、直流重畳特性が大きく劣化することが分かる。一方、図１６及び図１７を見ると、保磁力の大きなボ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なく、非常に安定した特性を示すことが分かる。
【００７１】
これらの結果より、フェライト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（または形成）される磁石は保磁力が５ｋＯｅ以上の希土類系ボ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６】
【００７２】
平均粒径が約１．０μｍ、２．０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍのＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末に、それぞれ、バインダーとしてのポリエチレン樹脂を４０vol％加え、ラボプラストミルで熱混錬した後、実施例５と同様の方法でボンド磁石を製作した。ボンド磁石の特性はＶＳＭで測定し、粉末の反磁界係数で補正した。その結果、全ての磁石について固有保磁力が５ｋＯｅ以上得られていることが分かった。また、実施例５と同様にコアのギャップに製作したボンド磁石を挿入し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで、３００ｋＨｚ０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは、その特性がほぼ同一のものである。コアロスを測定した結果を表２に示す。比較としてギャップに磁石を挟まないコアについて測定した結果も表２に並べて示す。また、コアロス測定後、挿入した磁石を取り出し、磁石の表面磁束をＴＯＥＩ：ＴＤＦ−５で測定した。その測定値と、磁石の寸法により計算で求めた表面磁束とを表２に示す。
【００７３】
表２で平均粒径１．０μｍのコアロスが大きいのは合金磁石粉末の表面積が大きいためにその合金磁石粉末の酸化が進んだためである。平均粒径７５μｍのコアロスが大きいのは合金磁石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１．０μｍのものが表面磁束が大きいのは保磁力が大きいために着磁し難くなるためである。
【００７４】
【表２】
【００７５】
実施例２で使用したコアと同形状のコアのギャップに磁石を挿入配置した試料を製造した。磁石には、Ｂａフェライト焼結磁石、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石、Ｓｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石を用いた。固有保磁力Ｈｃはそれぞれ５．０，８．０，１７．０ｋＯｅであった。また、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末の平均粒径は３〜３．５μｍとした。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石及びＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石は、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末及びＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末に、夫々バインダーとして熱可塑性樹脂である軟化点３００℃のポリイミド樹脂を５０vol％混合した。次に実施例２と全く同様の方法で、実施例５で使用した磁心と同様のＭｎＺｎフェライトの中芯のギャップ部に挿入して試料とした。なお、ボンド磁石の比抵抗を下記の測定後に測定した結果は、約１０〜３０Ω・ｃｍであった。
【００７６】
Ｂａフェライト焼結磁石については、コアの中芯ギャップ形状に加工し、コアのギャップに挿入して、パルス着磁機で磁路方向に着磁した。
【００７７】
次に、各コアに巻線を施し、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定し、コア定数と巻き線数から透磁率を計算した。結果を図１８に示す。測定が終わった試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持したあと、常温まで冷却して２時間放置した。その後、上記と同様にＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。その結果も図１８に示す。
【００７８】
また、比較例としてＧＡＰ部に何も挿入していない試料も上記と同様に作製した。
【００７９】
図１８より、リフロー前は、ギャップに磁石が挿入または形成された全ての試料において、ギャップに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、リフロー後では固有保磁力Ｈｃが低いＢａフェライト焼結磁石とＳｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石をギャップに挿入した試料では直流重畳特性が劣化している。これは、固有保磁力Ｈｃが低いために熱減磁しやすくなっているためである。また、固有保磁力Ｈｃの高いＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石ではリフロー後も優位性を保っていることがわかる。
【実施例８】
【００８０】
ボンド磁石の合金磁石粉末には、キュリー温度Ｔｃ＝３１０℃のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金磁石粉末と、Ｔｃ＝４００℃のＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ合金磁石粉末とＴｃ＝７７０℃のＳｍ２Ｃｏ１７合金磁石粉末で各平均粒径３〜３．５μｍの合金磁石粉末を使用した。この各合金磁石粉末に、バインダーとして熱可塑性樹脂である軟化点３００℃のポリイミド樹脂を５０vol％加え、混合した後、実施例５と同様にフェライト磁心の中芯にボンド磁石を配置した。なお、ボンド磁石の比抵抗を下記の測定後に測定した結果は、約１０〜３０Ω・ｃｍであった。
【００８１】
次に、各コアに巻線を施し、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定し、コア定数と巻き線数から透磁率を計算した。結果を図１９に示す。測定が終わった試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持したあと、常温まで冷却した。その後、上記と同様に、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。その結果も図１９に示す。また、比較例としてギャップ部に何も挿入しない試料も上記と同様に製作した。
【００８２】
図１９よりリフロー前は、ギャップに磁石が挿入（または形成された）全ての試料において、ギャップに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、リフロー後ではキュリー温度Ｔｃが低いＮｄ２Ｆｅ１４Ｂボンド磁石とＳｍ２Ｆｅ１７Ｎボ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性がなくなっていることがわかる。また、キュリー温度Ｔｃの高いＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石ではリフロー後も優位性を保っていることがわかる。
【実施例９】
【００８３】
ＳＭ２Ｃｏ１７系でエネルギー積が約２８ＭＧＯｅの焼結磁石を粗粉粉砕後、有機溶媒中でボールミルにより微粉砕した。その微粉砕時間を変化させることにより平均粒径１５０μｍ、１００μｍ、５０μｍ、１０μｍ、５．６μｍ、３．３μｍ、２．４μｍ、１．８μｍの合金磁石粉末を作製した。次にこれら作製した磁石粉末に着磁を行い、磁石合金粉末とした後、各々に、バインダーとしてエポキシ樹脂を１０wt％混合し、実施例１と同様にボンド磁石を作製した。ボンド磁石の特性はＶＳＭで測定し、各磁石合金粉末の反磁界係数で補正した値を表３に示す。また比抵抗を特定した結果、全ての磁石について１Ω・ｃｍ以上の値を示した。次に実施例５と同様にＭｎＺｎ系フェライトのギャップに挿入し、各試料のコアロスを３００ｋＨｚ−１０００Ｇ、常温の条件で測定した。その結果を表４に示す。
【００８４】
【表３】
【表４】
次に試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持したあと、常温まで冷却した。その後、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。結果を図２０に示す。また、比較例としてギャップ部に何も挿入しない試料も上記と同様に作製した。
【００８７】
表４に示す通り磁石合金粉末の最大粒径が５０μｍを超えると急激にコアロスが増大することがわかった。また、図２０よりリフロー後、２．５μｍ以下で直流重畳特性が劣化している。よって平均粒径２．５〜５０μｍで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心が得られることがわかった。
【実施例１０】
【００８８】
Ｓｍ２Ｃｏ１７系でＺｒ量が０．０１at％で組成がＳｍ（Ｃｏ0.78Ｆｅ0.11Ｃｕ0.10Ｚｒ0.01）7.4の第２世代Ｓｍ２Ｃｏ１７と呼ばれる焼結磁石と、Ｚｒ量が０．０３at％で組成がＳｍ（Ｃｏ0.742Ｆｅ0.20Ｃｕ0.07Ｚｒ0.03）7.5の第３世代Ｓｍ２Ｃｏ１７と呼ばれる焼結磁石を用いた。上記第２世代Ｓｍ２Ｃｏ１７磁石は８００℃で１．５時間の時効を施し、第３世代Ｓｍ２Ｃｏ１７磁石は８００℃で１０時間の時効を施した。焼結磁石の保磁力は、第２世代が８ｋＯｅで第３世代が２０ｋＯｅであった。これらの焼結体を粗粉砕後、有機溶媒中でボールミルにより微粉砕し、磁石合金粉末を得た。次にこれら作製した磁石合金粉末に着磁を行い合金磁石粉末として、それぞれに、バインダーとしてエポキシ樹脂を５０vol％混合し、実施例１と同様にボンド磁石を作製した。
【００８９】
次にこれら各ボンド磁石を実施例５と同様にＭｎＺｎ系フェライトのギャップに挿入し、巻き線を施し、ＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。その結果を図２１に示す。
【００９０】
また、測定が終わった試料をリフロー炉の条件である２７０℃の恒温槽で１時間保持した後、常温まで冷却した。その後、上記と同様にＬＣＲメーターで各試料の直流重畳特性を測定した。その結果も図２１に示す。
【００９１】
図２１より保磁力の高い第３世代Ｓｍ２Ｃｏ１７磁石粉末を使用した場合、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。以上より組成が第３世代であるＳｍ（Ｃｏbal.Ｆｅ0.15-0.20Ｃｕ0.06-0.08Ｚｒ0.02-0.03）7.0-8.5で直流重畳特性が良好であることがわかった。
【実施例１１】
【００９２】
Ｓｍ−Ｃｏ合金磁石粉末（粉末平均粒径約３μｍ）に、Ｚｎ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｓｎ金属を１種類ずつ５wt％混合し、各々をＡｒ雰囲気下で２時間熱処理を施した。その結果、合金磁石粉末の表面は、各金属により被覆された。各熱処理温度を表５に示す。
【００９３】
【表５】
その後、各混合粉末に対して、総体積の４０vol％にあたる量のバインダー（エポキシ樹脂）を加えて混合した後、実施例１と全く同じ方法でボンド磁石を作製した。得られたボンド磁石を実施例５と同様のコアのギャップに挿入して試料とした。次に２７０℃・大気中で各試料の熱処理を行い、３０分ごとに炉から出し、直流重畳特性、コアロス特性を測定した。
【００９５】
直流重畳特性はヒューレットパッカード社製４２８４Ａ ＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で測定した。このときの直流バイアス磁界の向きが磁石形成時の配向の向きとは逆となるように、重畳電流を印加した。その測定結果を図２２〜３１に示す。
【００９６】
図２２〜図３１から理解されるように、金属被覆を行わなかったもの（図２２）に比べ、上記の金属を被覆した磁石合金粉末を用いて製造した磁石がギャップに形成されたコア（図２３〜図３１）は熱処理時間が増加しても重畳特性の劣化は少なく、安定した特性を示すことがわかった。これは磁石の表面が金属で被覆されたことにより酸化が抑制され、バイアス磁界の減少が抑えられたものと考えられる。
【００９７】
次に各コアについて、岩崎通信機社製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで５０ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。これらの結果を表６に示す。
【００９８】
【表６】
金属を被覆しないものは１２０分の熱処理において、コアロスは３倍以上の値になるが、上記金属を被覆したものは平均で２０〜３０％のコアロスの増加であり、非常に優れた特性を示すことがわかった。
【実施例１２】
【０１００】
Ｓｍ−Ｃｏ磁石合金粉末（粉末平均粒径約３μｍ）にＺｎ３wt％＋Ｍｇ２wt％を混合したものと、Ｍｇ３wt％＋Ａｌ２wt％を混合したものとを、それぞれ、６００℃・Ａｒ雰囲気下で２時間熱処理を施し、各磁石合金粉末に金属被覆を行った。その後、各混合粉末に、総重量の１０wt％にあたる量のバインダー（エポキシ樹脂）を混合した後、実施例１と同様の方法でボンド磁石を作製した。そして、実施例５と同様のコアのギャップに各ボンド磁石を挿入して、試料とした。これらの試料を２７０℃・大気中で熱処理を行い、熱処理時間がトータルで４時間までは１時間置きに、それ以降は２時間置きに炉から出し、フラックス測定を行った。
【０１０１】
フラックス特性は各磁石をＴＯＥＩ製ＴＤＦ−５ディジタルフラックスメーターで測定した。熱処理前のフラックス量を１００％としたときの測定結果を表７に示す。
【０１０２】
【表７】
金属被覆を行わなかった磁石が１０時間で７０％以上減磁したのに比べ、上記の金属を被覆した磁石をは１０時間の熱処理で減磁が６％程度と劣化が非常に少なく、安定した特性を示すことがわかった。これは磁石の表面が金属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。
【０１０４】
以上、本発明について、いくつかの実施例に即して説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例５〜１２では、実施例１と同じ方法、即ちボンド磁石を金型に充填して製造する方法を用いる場合について説明したが、実施例２と同様に直接コアの一部に粘性体を塗布して硬化させるようにしてもよい。この場合、ボンド磁石がコアに密着形成されるので、ボンド磁石とコアとの隙間がなくなり、さらに特性の改善が期待できる。
【０１０５】
以上のように、本発明によれば、高磁石特性で、かつ工業的に製造が容易で、かつ安価なボンド磁石を得ることができるボンド磁石の製造方法及びそれを用いデバイスの製造方法を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
永久磁石を用いるいかなるデバイスにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】 図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施例２によるボンド磁石の製造方法の説明図。
【図２】 図２は、図１の製造方法により製造されるインダクタンス素子の説明図。
【図３】 図３は、シート状の磁石を搭載する前のＥ型コア及びＩ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図４】 図４は、従来例によるＥ型コア及びＩ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図５】 図５は、本発明の実施例２によるインダクタンス素子と、従来例のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図。
【図６】 図６は、本発明の実施例３によるインダクタンス素子（ボンド磁石）の製造方法の説明図。
【図７】 図７は、図６の製造方法により製造される一対のＥ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図８】 図８は、シート状磁石を搭載する前の一対のＥ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図９】 図９は、従来例による一対のＥ型コアを含むインダクタンス素子の説明図。
【図１０】 図１０は、本発明の実施例３によるインダクタンス素子と、従来例のインダクタンス素子との直流重畳特性を比較するための特性図。
【図１１】 図１１は、ドラム型コアへ粘性体を塗布してボンド磁石を製造する方法の説明図。
【図１２】 図１２（ａ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって開磁路タイプの一例を示す図。図１２（ｂ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって開磁路タイプの他の例を示す図。図１２（ｃ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって閉磁路タイプの例を示す図。図１２（ｄ）は、図６の方法にて形成されたボンド磁石を具備するドラム型コアであって開磁路タイプのさらに他の例を示す図。
【図１３】 図１３（ａ）は、ディスクマグネットを用いてドラム型コアに塗布された粘性体に配向磁場を印加する方法の説明図。図１３（ｂ）は、リングマグネットを用いてドラム型コアに塗布された粘性体に配向磁場を印加する方法の説明図。図１３（ｃ）は、コイルに自己通電してドラム型コアに塗布された粘性体に配向磁場を印加する方法の説明図。
【図１４】 図１４は、実施例５に使用されるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１５】 図１５は、ギャップにＢａフェライト焼結磁石を挿入したコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１６】 図１６は、ギャップにＳｍ２Ｆｅ１７Ｎボンド磁石を挿入したコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１７】 図１７は、ギャップにＳｍ２Ｃｏ１７ボンド磁石を挿入したコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）を示すグラフ。
【図１８】 図１８は、ギャップに挿入された磁石の固有保磁力の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図１９】 図１９は、ギャップに挿入された磁石のキュリー温度の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図２０】 図２０は、ギャップに挿入された磁石の平均粒径の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図２１】 図２１は、ギャップに挿入された磁石の組成の違いによるリフロー前後におけるコアの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の違いを示すグラフ。
【図２２】 図２２は、その表面が金属で被覆されていない磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２３】 図２３は、Ｚｎで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２４】 図２４は、Ａｌで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【０１３１】
【図２５】 図２５は、Ｂｉで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２６】 図２６は、Ｇａで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２７】 図２７は、Ｉｎで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図２８】 図２８は、Ｍｇで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【０１３５】
【図２９】 図２９は、Ｐｄで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図３０】 図３０は、Ｓｂで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図３１】 図３１は、Ｓｎで表面が被覆された磁石合金粉末を用いて作製した磁石をギャップに挿入したコアに対して熱処理を行ったときの直流重畳特性（磁界の強さＨｍ−周波数１００ｋＨｚにおける透磁率）の変化を示すグラフ。
【図３２】 図３２（ａ）〜（ｃ）は、従来の磁気デバイスの製造方法の説明図。
Claims (9)
- 予め５Ｔ〜１０Ｔの磁場を印加することにより着磁された合金磁石粉末と樹脂とを重量比で７０：３０〜９７：３の範囲となるように混合して粘度１０ポイズ以上の粘性体とし、
該粘性体を、磁気デバイスの所定個所に接触配置し、
前記磁気デバイスに接触配置された前記粘性体に３０〜５００ｍＴの磁場を印加して当該粘性体に含まれる前記合金磁石粉末を磁気的に配向させつつ前記樹脂を硬化させ、
それによって前記磁気デバイスの所定個所に密着形成するようにしたことを特徴とするボンド磁石の製造方法。 - 請求項１に記載されたボンド磁石の製造方法において、
前記合金磁石粉末を前記樹脂と混合する前に、Ｚｎ，Ａｌ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｐｂ，ＳｂおよびＳｎから選択された１種又は２種以上の金属粉あるいその合金の金属粉と混合して混合物を得、
当該混合物に熱処理を施して、前記合金磁石粉末の表面を金属膜で被覆する、
ことを特徴とするボンド磁石の製造方法。 - 請求項１または２に記載されたボンド磁石の製造方法において、
前記合金磁石粉末として、固有保磁力が５ｋＯｅ以上、キュリー温度が３００℃以上、及び粉末平均粒径が２．０〜５０μｍの希土類磁石粉末を用いることを特徴とするボンド磁石の製造方法。 - 請求項１または２に記載されたボンド磁石の製造方法において、
前記合金磁石粉末として、固有保磁力が１０ｋＯｅ以上、キュリー温度が５００℃以上、及び粉末平均粒径が２．５〜５０μｍの希土類磁石粉末を用いることを特徴とするボンド磁石の製造方法。 - 請求項４に記載されたボンド磁石の製造方法において、
前記合金磁石粉末として、組成がＳｍ（Ｃｏｂａｌ．Ｆｅ０．１５−０．２５Ｃｕ０．０６−０．０８Ｚｒ０．０２−０．０３）７．０−８．５の希土類磁石粉末を用いることを特徴とするボンド磁石の製造方法。 - 請求項１から５のいずれか一つに記載されたボンド磁石の製造方法において、
前記樹脂として、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニルサルファイト樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ナイロン、及び液晶ポリマーのうちのいずれかが用いられることを特徴とするボンド磁石の製造方法。 - ボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法において、
前記ボンド磁石の形成が、
予め５Ｔ〜１０Ｔの磁場を印加することにより着磁された合金磁石粉末と樹脂とを重量比で７０：３０〜９７：３の範囲となるように混合して粘度１０ポイズ以上の粘性体とし、
該粘性体を、磁気デバイスの所定個所に接触配置し、
前記磁気デバイスに接触配置された前記粘性体に３０〜５００ｍＴの磁場を印加して当該粘性体に含まれる前記合金磁石粉末を磁気的に配向させつつ前記樹脂を硬化させることにより行われ、
それによって前記ボンド磁石が前記所定個所に密着形成されることを特徴とするボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法。 - 請求項７に記載されたボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法において、
前記所定個所が磁気ギャップを規定する互いに対向する一対の面であって、
前記磁気ギャップに前記粘性体を配置することにより、前記一対の面の双方に前記粘性体を接触させるようにした、
ことを特徴とするボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法。 - 請求項７に記載されたボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法において、
前記所定個所がドラム型コアの端面又は鍔部外周面であって、
前記粘性体を前記端面又は前記鍔部外周面上にリング状に塗布するようにした、
ことを特徴とするボンド磁石を具備する磁気デバイスの製造方法。
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