JPH0478111A - 複合磁心 - Google Patents
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- JPH0478111A JPH0478111A JP2190453A JP19045390A JPH0478111A JP H0478111 A JPH0478111 A JP H0478111A JP 2190453 A JP2190453 A JP 2190453A JP 19045390 A JP19045390 A JP 19045390A JP H0478111 A JPH0478111 A JP H0478111A
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Landscapes
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は複合磁心に係り、特に長尺で円形断面を有し、
透磁率などの磁気特性が優れ、かつ機械的強度が大きな
複合磁心に関する。
透磁率などの磁気特性が優れ、かつ機械的強度が大きな
複合磁心に関する。
(従来の技術)
例えば自動車のエンジン点火装置のイグニッションコイ
ルなどに使用される比較的長尺な磁心には、従来、電磁
鋼板の積層体や巻回体が用いられてきた。ところで、イ
グニッションコイルでは高周波励磁か必要上されるか、
従来の電磁鋼板製の磁心は周波数特性か劣るために、以
下に示すような問題かあった。
ルなどに使用される比較的長尺な磁心には、従来、電磁
鋼板の積層体や巻回体が用いられてきた。ところで、イ
グニッションコイルでは高周波励磁か必要上されるか、
従来の電磁鋼板製の磁心は周波数特性か劣るために、以
下に示すような問題かあった。
すなわち、イグニッションコイルに数KHz以上の高周
波励磁を行なうと、渦電流損失の増大によって、磁化特
性が低下してしまう。これによって、イグニッションコ
イルの二次電圧が低下し、ミススパークが発生し易いと
いう問題か生じている。
波励磁を行なうと、渦電流損失の増大によって、磁化特
性が低下してしまう。これによって、イグニッションコ
イルの二次電圧が低下し、ミススパークが発生し易いと
いう問題か生じている。
また、電磁鋼板の積層体で磁心を形成する場合には、矩
形の電磁鋼板要素を積層する構造であるため、断面か円
形状の磁心を形成することが実質的に困難であり、通常
、角形断面を有するものが使用されている。そのため角
形の磁心にコイルを巻回してイグニッションコイルを形
成する際に、磁心の稜線部にコイルが当接して、切断し
易く、またコイルのエナメル被覆か剥離し易くなるなど
巻線性が極めて低い欠点がある。
形の電磁鋼板要素を積層する構造であるため、断面か円
形状の磁心を形成することが実質的に困難であり、通常
、角形断面を有するものが使用されている。そのため角
形の磁心にコイルを巻回してイグニッションコイルを形
成する際に、磁心の稜線部にコイルが当接して、切断し
易く、またコイルのエナメル被覆か剥離し易くなるなど
巻線性が極めて低い欠点がある。
また断面が角形の磁心は、一般に円筒状の収納容器内に
収納してイグニッションコイル等に形成されるため、磁
心の占積率を大きくとることが困難である。そのため、
製品となるコイル等の容積が増大して、配置スペースの
利用効率か大幅に低下してしまう欠点がある。
収納してイグニッションコイル等に形成されるため、磁
心の占積率を大きくとることが困難である。そのため、
製品となるコイル等の容積が増大して、配置スペースの
利用効率か大幅に低下してしまう欠点がある。
そこで円柱形状に形成して巻線性を向上させることが容
易であり、かつ占積率を大きく設定することが可能な圧
粉磁心が、近年多用化されている。
易であり、かつ占積率を大きく設定することが可能な圧
粉磁心が、近年多用化されている。
このような圧粉磁心は、一般に軟磁性粉と絶縁性を有す
るバインダとの混合体をプレス成形することによって製
造される。
るバインダとの混合体をプレス成形することによって製
造される。
このようにして製造された圧粉磁心は占積率を大きく設
定することが可能であるため、比較的に機器を小形に形
成することができる上に、高周波領域においても渦電流
損失が小さい軟磁性粉を使用しているため、周波数特性
が良好となる。
定することが可能であるため、比較的に機器を小形に形
成することができる上に、高周波領域においても渦電流
損失が小さい軟磁性粉を使用しているため、周波数特性
が良好となる。
(発明が解決しようとする課題)
このような従来の圧粉磁心は、絶縁性を有するエポキシ
樹脂等のバインダで粒状の磁性材料粉を相互に結合して
形成されており、各バインダ部が磁気的なギャップとな
るため、周波数の高低によって透磁率か大きな変化を受
けることは少ない。
樹脂等のバインダで粒状の磁性材料粉を相互に結合して
形成されており、各バインダ部が磁気的なギャップとな
るため、周波数の高低によって透磁率か大きな変化を受
けることは少ない。
しかし、概して透磁率は小さく、特に8〜12KII2
程度の周波数領域で使用される磁心としては、従来材の
電磁鋼板を積層して形成した磁心と比較して、磁気特性
か劣る欠点があった。
程度の周波数領域で使用される磁心としては、従来材の
電磁鋼板を積層して形成した磁心と比較して、磁気特性
か劣る欠点があった。
また磁性材料粉として一般にアスペクト比(粉体の縦横
の寸法比)が1に近い粒状の軟磁性粉を使用していたた
め、圧粉磁心の軸方向に多数の磁気的ギャップが形成さ
れ易い。したがって透磁率等の磁気特性が低いという問
題点がある。
の寸法比)が1に近い粒状の軟磁性粉を使用していたた
め、圧粉磁心の軸方向に多数の磁気的ギャップが形成さ
れ易い。したがって透磁率等の磁気特性が低いという問
題点がある。
さらに圧粉磁心に共通する難点であるが、圧粉磁心はバ
インダによって磁性材料粉を固定化しただけで形成され
ているため、衝撃に対する強度が弱く、外力あるいは機
械的な振動が付加するような条件下で使用する場合には
、その信頼性が低下し易い傾向がある。そしてこの傾向
は磁心がより長尺化するに伴ってより顕著になる。
インダによって磁性材料粉を固定化しただけで形成され
ているため、衝撃に対する強度が弱く、外力あるいは機
械的な振動が付加するような条件下で使用する場合には
、その信頼性が低下し易い傾向がある。そしてこの傾向
は磁心がより長尺化するに伴ってより顕著になる。
また従来から、高周波数領域で使用する磁心の材料とし
ては、パーマロイ、フェライトなどの結品質材料も用い
られている。
ては、パーマロイ、フェライトなどの結品質材料も用い
られている。
しかしなから、パーマロイは比抵抗か小さいので高周波
数領域での鉄損が大きくなる。また、フェライトは高周
波数領域での損失は小さいが、磁束密度もせいぜい50
00ガウスと小さく、そのため、大きな動作磁束密度で
の使用時にあっては、飽和に近くなり、その結果鉄損が
増大する。
数領域での鉄損が大きくなる。また、フェライトは高周
波数領域での損失は小さいが、磁束密度もせいぜい50
00ガウスと小さく、そのため、大きな動作磁束密度で
の使用時にあっては、飽和に近くなり、その結果鉄損が
増大する。
近年、高周波数領域で使用される電気機器の小型化が望
まれており、より鉄損を低減して動作磁束密度の増大を
図ることが要請されている。
まれており、より鉄損を低減して動作磁束密度の増大を
図ることが要請されている。
本発明は上記の問題点を解決するためにさなれたもので
あり、長尺て円形断面を有し、高周波数領域においても
透磁率などの磁気的特性が優れ、かつ機械的強度が大き
く耐久性に優れた複合磁心を提供することを目的とする
。
あり、長尺て円形断面を有し、高周波数領域においても
透磁率などの磁気的特性が優れ、かつ機械的強度が大き
く耐久性に優れた複合磁心を提供することを目的とする
。
(課題を解決するための手段と作用)
上記目的を達成するため本発明に係る複合磁心は、偏平
形状を有する軟磁性粉と絶縁材とから成る圧粉磁心と、
この圧粉磁心本体を収容する金属製外管とを備え、上記
軟磁性粉の偏平面が上記金属製外管の軸方向に配向され
ており、上記軟磁性粉は、一般式 %式%(1) MはCo、NiおよびAlから選択される少なくとも1
種の元素であり、 abはそれぞれ重量%(wt%)で 2≦a≦22゜ 3≦b≦16 を満足することを特徴とする。
形状を有する軟磁性粉と絶縁材とから成る圧粉磁心と、
この圧粉磁心本体を収容する金属製外管とを備え、上記
軟磁性粉の偏平面が上記金属製外管の軸方向に配向され
ており、上記軟磁性粉は、一般式 %式%(1) MはCo、NiおよびAlから選択される少なくとも1
種の元素であり、 abはそれぞれ重量%(wt%)で 2≦a≦22゜ 3≦b≦16 を満足することを特徴とする。
また、特に軟磁気特性を改善するためには下記(2)、
(3)式の組成を有する軟磁性粉が好ましい。
(3)式の組成を有する軟磁性粉が好ましい。
FJH−a−b a=lθ〜2231b=8〜16°
−−−−−(2)FeIQQ−a−b N1alO〜2
0S1b・6〜14・・・・・・(3) さらに、特に軟磁気特性を改善するためには下記(4)
式の組成が好ましい。
−−−−−(2)FeIQQ−a−b N1alO〜2
0S1b・6〜14・・・・・・(3) さらに、特に軟磁気特性を改善するためには下記(4)
式の組成が好ましい。
Al 5i
FeIOQ−a−b b□2〜8 b・3〜l
l・・・・・・ (4) また(4)式において、より特性を高めるために、Al
、Siの含有量はそれぞれ4〜5wt%、6〜10wt
%の範囲か好ましい。
l・・・・・・ (4) また(4)式において、より特性を高めるために、Al
、Siの含有量はそれぞれ4〜5wt%、6〜10wt
%の範囲か好ましい。
また、Feの5重量%を、周期律表第IVa族、Va族
、TVa族元素、Mn、Cu、GaおよびAlから選択
される少なくとも1種の元素で置換すると、より軟磁気
特性を向上させることができる。
、TVa族元素、Mn、Cu、GaおよびAlから選択
される少なくとも1種の元素で置換すると、より軟磁気
特性を向上させることができる。
さらに、Feの1重量%以下を、B、 PおよびCか
ら選択される少なくとも1種の元素で置換してもよい。
ら選択される少なくとも1種の元素で置換してもよい。
また軟磁性粉のアスペクト比(厚さに対する偏平面の最
大長さの比)を5以上に設定するとよい。
大長さの比)を5以上に設定するとよい。
以下本発明の各構成要素および組成の限定理由を説明す
る。
る。
本発明の対象となる複合磁心に使用される軟磁性合金材
としては、上記一般式(1)、 (2)。
としては、上記一般式(1)、 (2)。
(3)、 (4)で表わされる組成を有する。
二こで上記(1)式中において、Mは軟磁気特性の改善
等の効果を有しており、2〜22重量%の範囲で添加さ
れる。添加量が2重量%未満では改善効果が少ない一方
、22重量%を超える過大量になると飽和磁束密度が低
下してしまうため上記範囲に設定される。
等の効果を有しており、2〜22重量%の範囲で添加さ
れる。添加量が2重量%未満では改善効果が少ない一方
、22重量%を超える過大量になると飽和磁束密度が低
下してしまうため上記範囲に設定される。
またSiは、軟磁性合金粉の主成分であるFeに固溶し
磁歪、磁気異方性の低減に有効である。
磁歪、磁気異方性の低減に有効である。
その量が3型具%未満、16重量%以上では軟磁気特性
の改善効果が顕著ではなく、特に16重量%以上では飽
和磁束密度が低下し、良好な軟磁気特性は得られない。
の改善効果が顕著ではなく、特に16重量%以上では飽
和磁束密度が低下し、良好な軟磁気特性は得られない。
れない。
特に軟磁気特性を改善するために(2)式に示すように
MをCOとした場合には、その含有量aを10wt%以
上22wt%以下の範囲に設定するとともに、Si含有
量すを8wt%以上16wt%以下とする組成が望まし
い。
MをCOとした場合には、その含有量aを10wt%以
上22wt%以下の範囲に設定するとともに、Si含有
量すを8wt%以上16wt%以下とする組成が望まし
い。
同様に(3)式に示すようにMをNiとした場合にはそ
の含有量をaを10wt%以上20wt%以下の範囲に
設定するとともに、S1含有量すを5wt%以上14w
t%以下に設定するのか良い。
の含有量をaを10wt%以上20wt%以下の範囲に
設定するとともに、S1含有量すを5wt%以上14w
t%以下に設定するのか良い。
さらに特に、磁歪および磁気異方性をほとんど0にする
ためには(4)式に示すようにMをAlとし、その含有
量aを2wt%以上8wt%以下の範囲に設定するとと
もに、Si含有量すを3wt%以上11wt%以下に設
定することが必要である。
ためには(4)式に示すようにMをAlとし、その含有
量aを2wt%以上8wt%以下の範囲に設定するとと
もに、Si含有量すを3wt%以上11wt%以下に設
定することが必要である。
またIVa族、Va族、IVa族元素、Cu、 Mn。
Gaは、磁歪および磁気異方性を低減させ軟磁性特性の
改善、および温度変化に対する磁気特性の安定化に有効
な元素である。その量が5wt%を超えると、飽和磁束
密度が低くなるため、その量は5wt%以下とした。好
ましくは1〜4重量%である。
改善、および温度変化に対する磁気特性の安定化に有効
な元素である。その量が5wt%を超えると、飽和磁束
密度が低くなるため、その量は5wt%以下とした。好
ましくは1〜4重量%である。
M n 、 A ji 、 G a 、 G eは軟磁
性特性の改善あるいは耐食性の改善に有効な元素である
。
性特性の改善あるいは耐食性の改善に有効な元素である
。
またB、 P、 Cは磁気特性向上のための熱処理
条件の緩和に対して有効である。
条件の緩和に対して有効である。
また、Si量を3〜16重量%にすることにより磁歪λ
Sか0近くになり、樹脂モールドによる磁気特性劣化か
なくなり、熱処理直後に得られた優れた軟磁気特性か長
期間保持される。さらにこの場合、Mを2原子%以上に
することにより耐食性か大幅に改善され実用上好ましい
。
Sか0近くになり、樹脂モールドによる磁気特性劣化か
なくなり、熱処理直後に得られた優れた軟磁気特性か長
期間保持される。さらにこの場合、Mを2原子%以上に
することにより耐食性か大幅に改善され実用上好ましい
。
なお、上記Fe基基磁磁性合金粉おいて、0゜S等の通
常のFe系合金にも含まれているような不可避的な不純
物を微量含んでいても、本発明の効果を損うものではな
い。
常のFe系合金にも含まれているような不可避的な不純
物を微量含んでいても、本発明の効果を損うものではな
い。
なお軟磁性合金粉の偏平度は粉砕強度および粉砕時間を
変えることによって調整される。
変えることによって調整される。
また軟磁性合金粉は、アトマイズ法、メカニカルアロイ
ング法などによって直接非晶質合金粉末を調製した後に
、得られた合金粉末を、その結晶化温度以上の温度で熱
処理することにより微細結晶の平均粒径を所定値に設定
して製造することもてきる。
ング法などによって直接非晶質合金粉末を調製した後に
、得られた合金粉末を、その結晶化温度以上の温度で熱
処理することにより微細結晶の平均粒径を所定値に設定
して製造することもてきる。
次に、上記軟磁性合金材の微細結晶粒について述べる。
軟磁性合金中において、結晶粒か可及的に小さく、実質
的に非晶質である方が、一般に磁気特性が高い。しかし
、あまり微細結晶粒が少なく、すなわち非晶質相があま
り多いと鉄損が大きく、透磁率が低く、磁歪が大きいな
ど、磁気特性の劣化が増大するので好ましくない。一方
結晶粒径が50nmを超える粗大な結晶組織を形成した
場合にも軟磁気特性が低下する。
的に非晶質である方が、一般に磁気特性が高い。しかし
、あまり微細結晶粒が少なく、すなわち非晶質相があま
り多いと鉄損が大きく、透磁率が低く、磁歪が大きいな
ど、磁気特性の劣化が増大するので好ましくない。一方
結晶粒径が50nmを超える粗大な結晶組織を形成した
場合にも軟磁気特性が低下する。
また、本発明に使用される圧粉磁心は、前記のように調
製された、偏平形状を有し、かつ保磁力が小さい軟磁性
粉と、絶縁材である有機系バインダなどとの混合体をプ
レス等により圧縮成形したものである。
製された、偏平形状を有し、かつ保磁力が小さい軟磁性
粉と、絶縁材である有機系バインダなどとの混合体をプ
レス等により圧縮成形したものである。
また上記軟磁性粉としては、磁気特性を改善するために
、第4図に示すように、特に偏平形状を有する軟磁性粉
1を使用することが本発明の特徴の1つである。この偏
平状の軟磁性粉1の厚さtに対する偏平面の最大長さ1
の比をアスペクト比Rとした場合に、その値は5以上に
設定される。
、第4図に示すように、特に偏平形状を有する軟磁性粉
1を使用することが本発明の特徴の1つである。この偏
平状の軟磁性粉1の厚さtに対する偏平面の最大長さ1
の比をアスペクト比Rとした場合に、その値は5以上に
設定される。
アスペクト比Rが5未満の場合には後述する配向性か低
下するため磁気特性も低下する。特に顕著な磁気特性の
改善効果を発現させるためにはアスペクト比を20以上
に設定することか望ましい。
下するため磁気特性も低下する。特に顕著な磁気特性の
改善効果を発現させるためにはアスペクト比を20以上
に設定することか望ましい。
なお粉砕操作によって製造する軟磁性粉のアスペクト比
は、原料となる軟磁性材料片の粉砕強度や粉砕時間を適
宜変更することにより調整される。
は、原料となる軟磁性材料片の粉砕強度や粉砕時間を適
宜変更することにより調整される。
また金属製外管としては、圧粉磁心に対する巻線を容易
にするために、断面が円形状を有するものが好ましく、
またその材質は、使用用途に応じて適宜選択するものと
する。例えば軟磁性材からなる外管を用いれば、より磁
気特性の向上が図れ、また内部に充填される軟磁性材と
は異なる軟磁性材を用いることによって、中間的な磁気
特性を付与することも可能となる。また、ステンレスの
ような耐蝕性金属材料を用いることにより、過酷な条件
下での使用が可能となり、さらに磁心全体の機械的強度
の向上も図ることができる。
にするために、断面が円形状を有するものが好ましく、
またその材質は、使用用途に応じて適宜選択するものと
する。例えば軟磁性材からなる外管を用いれば、より磁
気特性の向上が図れ、また内部に充填される軟磁性材と
は異なる軟磁性材を用いることによって、中間的な磁気
特性を付与することも可能となる。また、ステンレスの
ような耐蝕性金属材料を用いることにより、過酷な条件
下での使用が可能となり、さらに磁心全体の機械的強度
の向上も図ることができる。
さらに圧粉磁心は、金属製外管の内容積に対する占積率
が98%以上となるように、金属製外管内に充填される
。また、充填された圧粉磁心の充填密度は75%以上と
することか好ましい。
が98%以上となるように、金属製外管内に充填される
。また、充填された圧粉磁心の充填密度は75%以上と
することか好ましい。
上記占積率は、上記圧粉磁心を一体化させたものとして
換算し、この圧粉磁心の金属製外管の内容積に対する占
積率として求めたもので、具体的には金属製外管の各断
面における外管内の面積に対する圧粉磁心の面積の割合
の平均値により求めるものとする。
換算し、この圧粉磁心の金属製外管の内容積に対する占
積率として求めたもので、具体的には金属製外管の各断
面における外管内の面積に対する圧粉磁心の面積の割合
の平均値により求めるものとする。
この占積率が98%未満であるということは、金属製外
管と圧粉磁心との間に、磁気特性の低下を招くような空
間が形成されることを意味する。
管と圧粉磁心との間に、磁気特性の低下を招くような空
間が形成されることを意味する。
つまり、圧粉磁心の占積率を98%以上、好ましくは1
00%により近付けることによって、金属製外管の存在
が磁気特性の低下要因となることか防止され、良好な磁
気特性が得られる。
00%により近付けることによって、金属製外管の存在
が磁気特性の低下要因となることか防止され、良好な磁
気特性が得られる。
また、上記充填密度は、軟磁性粉の固有密度を基準とし
、この密度値に対する実際に外管内に充填された軟磁性
粉の密度値の比率(密度比)として求めたものである。
、この密度値に対する実際に外管内に充填された軟磁性
粉の密度値の比率(密度比)として求めたものである。
この充填密度が75%未満であると、磁気特性の低下を
招いてしまう。
招いてしまう。
本発明の目的とする特性を有する複合磁心は、偏平形状
を有する軟磁性粉と絶縁材との混合体を金属製外管内に
充填した後に、金属製外管をスウ工−ジングマシンなど
を使用して周方向から転打したり、または熱間静水圧プ
レス(HI P’)処理して縮径したりすることにより
、上記軟磁性粉の偏平面を金属製外管の軸方向に配向さ
せた圧粉磁心を形成するとともに、圧粉磁心と金属製外
管とを一体化して製造される。
を有する軟磁性粉と絶縁材との混合体を金属製外管内に
充填した後に、金属製外管をスウ工−ジングマシンなど
を使用して周方向から転打したり、または熱間静水圧プ
レス(HI P’)処理して縮径したりすることにより
、上記軟磁性粉の偏平面を金属製外管の軸方向に配向さ
せた圧粉磁心を形成するとともに、圧粉磁心と金属製外
管とを一体化して製造される。
また他の製造方法として偏平形状を有する軟磁性粉と絶
縁材との混合体を冷間静水圧プレス(CIP)処理して
圧縮成形することにより、上記軟磁性粉の偏平面を長手
方向に配向させた圧粉磁心を形成した後に、得られた圧
粉磁心を円形断面を有する金属製外管内に装填し一体に
固定する製造方法でもよい。
縁材との混合体を冷間静水圧プレス(CIP)処理して
圧縮成形することにより、上記軟磁性粉の偏平面を長手
方向に配向させた圧粉磁心を形成した後に、得られた圧
粉磁心を円形断面を有する金属製外管内に装填し一体に
固定する製造方法でもよい。
このようなスウエーシング法、HIP処理法、CEP処
理法を利用することにより、金属製外管と混合体との間
に空隙を殆ど形成することなく、両者を一体化すること
かでき、同時に高い充填密度を有し、円形断面で長尺の
圧粉磁心を形成することができる。
理法を利用することにより、金属製外管と混合体との間
に空隙を殆ど形成することなく、両者を一体化すること
かでき、同時に高い充填密度を有し、円形断面で長尺の
圧粉磁心を形成することができる。
また軟磁性粉として、アスペクト比か大きな偏平形状を
有する軟磁性粉を使用してスウェーシング処理、HIP
処理またはCIP処理を行なった場合には、軟磁性粉等
の混合体は、徐々に縮径されることにより、各軟磁性粉
は、その偏平面が軸方向に配向されつつ高密度化される
。この際、軟磁性粉のアスペクト比が5未満であると、
配向か不充分となる。
有する軟磁性粉を使用してスウェーシング処理、HIP
処理またはCIP処理を行なった場合には、軟磁性粉等
の混合体は、徐々に縮径されることにより、各軟磁性粉
は、その偏平面が軸方向に配向されつつ高密度化される
。この際、軟磁性粉のアスペクト比が5未満であると、
配向か不充分となる。
上記構成に係る複合磁心によれば、構成材料としてアス
ペクト比が大きな偏平形状を有し、磁気特性が優れた軟
磁性粉を使用しており、この偏平面が軸方向に配向され
て、高密度の圧粉磁心が形成される。そのため、アスペ
クト比が小さな軟磁性粉で形成した従来の圧粉磁心と比
較して、軸方向に配列する粉体間に形成される磁気的ギ
ャップが大幅に減少し磁気特性が大幅に改善される。
ペクト比が大きな偏平形状を有し、磁気特性が優れた軟
磁性粉を使用しており、この偏平面が軸方向に配向され
て、高密度の圧粉磁心が形成される。そのため、アスペ
クト比が小さな軟磁性粉で形成した従来の圧粉磁心と比
較して、軸方向に配列する粉体間に形成される磁気的ギ
ャップが大幅に減少し磁気特性が大幅に改善される。
また金属製外管によって圧粉磁心が保護される構造であ
るため、磁心全体としての強度が高まり、過酷な条件下
で使用される場合にも優れた耐久性と信頼性とを保持て
きる。
るため、磁心全体としての強度が高まり、過酷な条件下
で使用される場合にも優れた耐久性と信頼性とを保持て
きる。
(実施例)
次に本発明の複合磁心について以下の実施例を参照して
より具体的に説明する。
より具体的に説明する。
実施例1〜10、比較例1〜5
実施例1〜10として第1表左欄に示す組成を有する合
金粉末をアトマイズ法により調製し、得られた粉末を粉
砕し、さらに600℃で1時間熱処理することにより、
平均粒径80〜120μm1アスペクト比(1/l)が
5〜90の偏平状のFe基基磁磁性合金粉末得た。
金粉末をアトマイズ法により調製し、得られた粉末を粉
砕し、さらに600℃で1時間熱処理することにより、
平均粒径80〜120μm1アスペクト比(1/l)が
5〜90の偏平状のFe基基磁磁性合金粉末得た。
次に各軟磁性合金粉末に、平均粒径が50μmのエポキ
シ樹脂粉末を1重量%添加し、充分に混合して均一な混
合体を調製した。
シ樹脂粉末を1重量%添加し、充分に混合して均一な混
合体を調製した。
一方金属製外管として、外径15mm、内径13−1長
さ300画の円形断面のステンレス管を用意し、このス
テンレス管内に、上記混合体を充填した後に、ステンレ
ス管の両端開口をシリコンゴムで封止した。
さ300画の円形断面のステンレス管を用意し、このス
テンレス管内に、上記混合体を充填した後に、ステンレ
ス管の両端開口をシリコンゴムで封止した。
次に上記混合体を充填したステンレス管をスウェーンン
グマシンにセットし、ステンレス管を回転させなから、
ステンレス管の外表面を四方から径方向に転打して、外
径8聰、内径5.4■まで縮径することにより、第1図
に示すような金属製外管としてのステンレス管2内に圧
粉磁心3か充填された複合磁心4を得た。上記圧粉磁心
3は、軟磁性合金粉としてのアトマイズ合金粉1と、絶
縁材としてのエポキシ樹脂粉末5とから成る。
グマシンにセットし、ステンレス管を回転させなから、
ステンレス管の外表面を四方から径方向に転打して、外
径8聰、内径5.4■まで縮径することにより、第1図
に示すような金属製外管としてのステンレス管2内に圧
粉磁心3か充填された複合磁心4を得た。上記圧粉磁心
3は、軟磁性合金粉としてのアトマイズ合金粉1と、絶
縁材としてのエポキシ樹脂粉末5とから成る。
なおこれらの実施例1〜12の複合磁心4・・・の占積
率はいずれも98.0〜99.5%で充填密度は88.
0〜88,7%の範囲であった。
率はいずれも98.0〜99.5%で充填密度は88.
0〜88,7%の範囲であった。
そして得られた複合磁心の磁気特性を評価するため、交
流での初透磁率μ をLCRメータをaC 使用して測定する一方、機械的強度を評価するために抗
折試験に供した。
流での初透磁率μ をLCRメータをaC 使用して測定する一方、機械的強度を評価するために抗
折試験に供した。
一方、比較例1として、実施例1で使用した軟磁性粉と
同一の組成を有し、平均粒径が80μm、アスペクト比
が1.2である粒状のアトマイズ鉄粉に、平均粒径が5
0μmのエポキシ樹脂粉末を1重量%添加して混合体を
調製した。そして得られた混合体を実施例1と同様な製
造プロセスを経て複合磁心を製造した。
同一の組成を有し、平均粒径が80μm、アスペクト比
が1.2である粒状のアトマイズ鉄粉に、平均粒径が5
0μmのエポキシ樹脂粉末を1重量%添加して混合体を
調製した。そして得られた混合体を実施例1と同様な製
造プロセスを経て複合磁心を製造した。
また比較例2として実施例1て調製した混合体を圧縮成
形して第2図に示すような8..8mmX3゜8mmX
100−の寸法で角形断面を有する従来の圧粉磁心3a
を製造した。なおこの圧粉磁心3aの充填密度は89.
0%であった。また、この圧粉磁心3aの寸法は、実施
例1で縮径したステンレス管(内径5.4mm)内に挿
入し得る最大寸法として選択したものである。
形して第2図に示すような8..8mmX3゜8mmX
100−の寸法で角形断面を有する従来の圧粉磁心3a
を製造した。なおこの圧粉磁心3aの充填密度は89.
0%であった。また、この圧粉磁心3aの寸法は、実施
例1で縮径したステンレス管(内径5.4mm)内に挿
入し得る最大寸法として選択したものである。
次に得られた圧粉磁心3aを抗折試験に供するとともに
、外径8−1内径5,4−のステンレス管内に挿入して
複合磁心とし、実施例1と同様に磁気特性の測定評価を
行なった。
、外径8−1内径5,4−のステンレス管内に挿入して
複合磁心とし、実施例1と同様に磁気特性の測定評価を
行なった。
一方、比較例3として第3図に示すように縦3゜8mm
、横100、厚さ0.35−の無方向電磁鋼板(S 1
4)で形成した多数の薄板6・・・を絶縁層を介して積
層して8.8mmX8.8mmX100mmの寸法を有
する従来の積層磁心7を製作し、特性評価に供した。
、横100、厚さ0.35−の無方向電磁鋼板(S 1
4)で形成した多数の薄板6・・・を絶縁層を介して積
層して8.8mmX8.8mmX100mmの寸法を有
する従来の積層磁心7を製作し、特性評価に供した。
また比較例4〜5として、第1表の左欄に示すように軟
磁性合金粉の組成範囲が本発明において規定する範囲か
ら逸脱した軟磁性合金粉を使用して実施例1〜10と同
様のプロセスで同一寸法の複合磁心を調製した。
磁性合金粉の組成範囲が本発明において規定する範囲か
ら逸脱した軟磁性合金粉を使用して実施例1〜10と同
様のプロセスで同一寸法の複合磁心を調製した。
こうして得た実施例1〜10および比較例1〜5の複合
磁心の、交流における初透磁率μ お【aC よび抗折強度の測定結果を第1表に示す。
磁心の、交流における初透磁率μ お【aC よび抗折強度の測定結果を第1表に示す。
第1表の測定結果から明らかなように実施例1〜10に
係る複合磁心によれば、アスペクト比が小さな粒状のア
トマイズ鉄粉を軟磁性粉として使用して形成した従来の
複合磁心(比較例1)と比較して、軟磁性に優れ、アス
ペクト比が大きな偏平状のアトマイズ鉄粉を軸方向に配
向させているため、軸方向の磁気的ギャップが少ない。
係る複合磁心によれば、アスペクト比が小さな粒状のア
トマイズ鉄粉を軟磁性粉として使用して形成した従来の
複合磁心(比較例1)と比較して、軟磁性に優れ、アス
ペクト比が大きな偏平状のアトマイズ鉄粉を軸方向に配
向させているため、軸方向の磁気的ギャップが少ない。
したかって高周波数領域においても高い透磁率を得るこ
とができる。
とができる。
また、磁束密度に関しては、実施例1〜10による複合
磁心は、電磁鋼板による磁心(比較例3)と同等の結果
が得られたのに対し、比較例2による磁心では管内の空
隙の存在によって約35%低下していた。
磁心は、電磁鋼板による磁心(比較例3)と同等の結果
が得られたのに対し、比較例2による磁心では管内の空
隙の存在によって約35%低下していた。
さらに、強度特性については、圧粉磁心のみで測定した
比較例2の磁心においては抗折強度が7kg/−と小さ
いが、実施例1〜10および比較例1の複合磁心によれ
ば、ステンレス管が補強部材として機能するため、機械
的強度が4倍程度に上昇する。なお実施例1〜10およ
び比較例2のような圧粉磁心3,3aをステンレス2管
内に挿填したものは、ステンレス管2によって圧粉磁心
3゜3aが保護されるため、長期間使用後においても、
圧粉磁心3,3aに割れや欠けが発生することか少なく
、耐久性が改善されることか実証された。
比較例2の磁心においては抗折強度が7kg/−と小さ
いが、実施例1〜10および比較例1の複合磁心によれ
ば、ステンレス管が補強部材として機能するため、機械
的強度が4倍程度に上昇する。なお実施例1〜10およ
び比較例2のような圧粉磁心3,3aをステンレス2管
内に挿填したものは、ステンレス管2によって圧粉磁心
3゜3aが保護されるため、長期間使用後においても、
圧粉磁心3,3aに割れや欠けが発生することか少なく
、耐久性が改善されることか実証された。
さらに、上記実施例1〜10の複合磁心に一次および二
次の巻線を施してコイル化し、動作特性を調べたところ
、KHzオーダーでの励磁に対しても二次巻線側での電
圧低下もほとんどなく、また機械的なノイズの発生も認
められなかった。
次の巻線を施してコイル化し、動作特性を調べたところ
、KHzオーダーでの励磁に対しても二次巻線側での電
圧低下もほとんどなく、また機械的なノイズの発生も認
められなかった。
以上説明の通り本発明に係る複合磁心によれば、構成材
料として軟磁気特性が優れアスペクト比が大きな偏平形
状を有する軟磁性粉を使用しており、この偏平面が軸方
向に配向されて、高密度の圧粉磁心が形成される。その
ため、アスペクト比が小さな軟磁性粉で形成した従来の
圧粉磁心と比較して、軸方向に配列する粉体間に形成さ
れる磁気的ギャップが大幅に減少し磁気特性が大幅に改
善される。
料として軟磁気特性が優れアスペクト比が大きな偏平形
状を有する軟磁性粉を使用しており、この偏平面が軸方
向に配向されて、高密度の圧粉磁心が形成される。その
ため、アスペクト比が小さな軟磁性粉で形成した従来の
圧粉磁心と比較して、軸方向に配列する粉体間に形成さ
れる磁気的ギャップが大幅に減少し磁気特性が大幅に改
善される。
また金属製外管によって圧粉磁心が保護される構造であ
るため、磁心全体としての強度が高まり、過酷な条件下
で使用される場合にも優れた耐久性と信頼性とを保持で
きる。
るため、磁心全体としての強度が高まり、過酷な条件下
で使用される場合にも優れた耐久性と信頼性とを保持で
きる。
さらに本発明に係る複合磁心の構造によれば、軟磁性粉
と絶縁材との混合体を充填した金属製外管をスウエージ
ングやHIP処理またはCIP処理することにより、金
属製外管内の軸方向に軟磁性粉の偏平面が配向した高密
度の磁心本体を容易に製造することが可能であり、特に
巻線性が優れる円形断面を有する複合磁心を容易に製造
することができる。
と絶縁材との混合体を充填した金属製外管をスウエージ
ングやHIP処理またはCIP処理することにより、金
属製外管内の軸方向に軟磁性粉の偏平面が配向した高密
度の磁心本体を容易に製造することが可能であり、特に
巻線性が優れる円形断面を有する複合磁心を容易に製造
することができる。
テンレス管(金属製外管)、3,3a・・・圧粉磁心、
4・・・複合磁心、5・・エポキシ樹脂粉末(絶縁材)
、6・・・薄板、7・・・積層磁心。
4・・・複合磁心、5・・エポキシ樹脂粉末(絶縁材)
、6・・・薄板、7・・・積層磁心。
Claims (9)
- 1.偏平形状を有する軟磁性粉と絶縁材とから成る圧粉
磁心と、この圧粉磁心を収容する金属製外管とを備え、
上記軟磁性粉の偏平面が上記金属製外管の軸方向に配向
されており、上記軟磁性粉は一般式: Fe_1_0_0_−_a_−_bM_aSi_bで表
わされ、 但し、 MはCo,NiおよびAlから選択される少なくとも1
種の元素であり、 a,bはそれぞれ重量%で 2≦a≦22, 3≦b≦16 を満足することを特徴とする複合磁心。 - 2.MがCoであり、かつa,bがそれぞれ10≦a≦
22,8≦b≦16を満足することを特徴とする請求項
1記載の複合磁心。 - 3.Feの5重量%を、周期律表第IVa族、Va族、I
Va族元素、Mn,Cu,Ga.NiおよびAlから選
択される少なくとも1種の元素で置換したことを特徴と
する請求項2記載の複合磁心。 - 4.MがNiであり、かつa,bがそれぞれ10≦a≦
20,6≦b≦14を満足することを特徴とする請求項
1記載の複合磁心。 - 5.Feの5重量%以下を、周期律表第IVa族、Va族
、IVa族元素、Mn,Cu,GaおよびAlから選択さ
れる少なくとも1種の元素で置換したことを特徴とする
請求項4記載の複合磁心。 - 6.MがAlであり、かつa,bがそれぞれ2≦a≦8
,3≦b≦11を満足することを特徴とする請求項1記
載の複合磁心。 - 7.Feの5重量%を、周期律表第IVa族、Va族、I
Va族元素、Mn,Cu,GaおよびNiから選択され
る少なくとも1種の元素で置換したことを特徴とする請
求項6記載の複合磁心。 - 8.Feの1重量%を、B,PおよびCから選択される
少なくとも1種の元素で置換したことを特徴とする請求
項1〜7いずれかに記載の複合磁心。 - 9.軟磁性粉のアスペクト比(厚さに対する偏平面の最
大長さの比)を5以上に設定したことを特徴とする請求
項1ないし8いずれかに記載の複合磁心。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2190453A JPH0478111A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 複合磁心 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2190453A JPH0478111A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 複合磁心 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0478111A true JPH0478111A (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=16258381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2190453A Pending JPH0478111A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 複合磁心 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0478111A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008258234A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Seiko Epson Corp | 圧粉磁心および磁性素子 |
JP2011105984A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Kobe Steel Ltd | 磁心用軟磁性薄片および電磁気部品用磁心 |
US11692250B2 (en) | 2018-08-02 | 2023-07-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plurality of flaky magnetic metal particles, pressed powder material, and rotating electric machine |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2190453A patent/JPH0478111A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008258234A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Seiko Epson Corp | 圧粉磁心および磁性素子 |
JP2011105984A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Kobe Steel Ltd | 磁心用軟磁性薄片および電磁気部品用磁心 |
US11692250B2 (en) | 2018-08-02 | 2023-07-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plurality of flaky magnetic metal particles, pressed powder material, and rotating electric machine |
US12049686B2 (en) | 2018-08-02 | 2024-07-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plurality of flaky magnetic metal particles, pressed powder material, and rotating electric machine |
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