JP2000021664A - 圧粉磁心の製造方法 - Google Patents
圧粉磁心の製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い透磁率で、高周波特性に優れ、しかも、
形状自由度があり、容易に製造できる圧粉磁心の製造方
法を提供すること。 【解決手段】 扁平状の軟磁性金属粉末にバインダーを
混合し、押出成形により得られる薄板状の成形体を、圧
粉磁芯の磁路方向と前記粉末の配向方向が平行になるよ
うに積層して圧縮成形する。
形状自由度があり、容易に製造できる圧粉磁心の製造方
法を提供すること。 【解決手段】 扁平状の軟磁性金属粉末にバインダーを
混合し、押出成形により得られる薄板状の成形体を、圧
粉磁芯の磁路方向と前記粉末の配向方向が平行になるよ
うに積層して圧縮成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧粉磁心に関し、
特に、チョークコイル等に最適な高性能の圧粉磁心の製
造方法に関する。
特に、チョークコイル等に最適な高性能の圧粉磁心の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波で用いられるチョークコイルとし
て、軟磁性フェライト磁心や圧粉磁心が使用されてい
る。これらのうち、フェライト磁心は、飽和磁束密度が
小さいという欠点を有している。これに対して、軟磁性
金属粉末を成形して作製される圧粉磁心は、フェライト
磁心に比べて、著しく大きい飽和磁束密度を有するた
め、直流重畳特性に優れているという長所を有してい
る。しかし、圧粉磁心は、金属粉末を有機バインダー等
と混合して圧縮成形して作製するため、透磁率が低く、
また、透磁率の高周波特性が悪いという欠点を有してい
る。
て、軟磁性フェライト磁心や圧粉磁心が使用されてい
る。これらのうち、フェライト磁心は、飽和磁束密度が
小さいという欠点を有している。これに対して、軟磁性
金属粉末を成形して作製される圧粉磁心は、フェライト
磁心に比べて、著しく大きい飽和磁束密度を有するた
め、直流重畳特性に優れているという長所を有してい
る。しかし、圧粉磁心は、金属粉末を有機バインダー等
と混合して圧縮成形して作製するため、透磁率が低く、
また、透磁率の高周波特性が悪いという欠点を有してい
る。
【０００３】また、近年の電子機器における小型化要請
に伴う電子部品の小型化の要求に対し、圧粉磁心の磁気
特性に対しても、高特性化が強く望まれている。これ
は、圧粉磁心の小型化を達成しつつ、コイルのインダク
タンスは同等であることが要求されているためであり、
そのためには、圧粉磁心の透磁率の向上及び周波数特性
の改善が必須である。
に伴う電子部品の小型化の要求に対し、圧粉磁心の磁気
特性に対しても、高特性化が強く望まれている。これ
は、圧粉磁心の小型化を達成しつつ、コイルのインダク
タンスは同等であることが要求されているためであり、
そのためには、圧粉磁心の透磁率の向上及び周波数特性
の改善が必須である。
【０００４】圧粉磁心の透磁率を向上させる方法は、大
別して以下の二点が考えられる。 金属粉末の充填率を上げる。 金属粉末の形状を扁平化させた粉末の長軸方向を圧粉
磁心の磁路方向に配向させ反磁界係数を下げる。
別して以下の二点が考えられる。 金属粉末の充填率を上げる。 金属粉末の形状を扁平化させた粉末の長軸方向を圧粉
磁心の磁路方向に配向させ反磁界係数を下げる。
【０００５】また、の方法では、磁路方向の粉末の断
面積が小さくなり、渦電流損失の低減による周波数特性
の改善も期待できる。
面積が小さくなり、渦電流損失の低減による周波数特性
の改善も期待できる。
【０００６】の手段として、例えば、成形圧力を上げ
る、バインダーの条件を種々変化させる、二つ以上の異
種形状、粒度、組成等の異なる粉末の配合等が検討され
ている。しかし、それらの方法による圧粉磁心の透磁率
の改善は、既に研究がし尽くされており、例えば、成形
圧力を上げる方法にしても金型破損の増加等、製造コス
トの面からも無視できない状況にある。
る、バインダーの条件を種々変化させる、二つ以上の異
種形状、粒度、組成等の異なる粉末の配合等が検討され
ている。しかし、それらの方法による圧粉磁心の透磁率
の改善は、既に研究がし尽くされており、例えば、成形
圧力を上げる方法にしても金型破損の増加等、製造コス
トの面からも無視できない状況にある。
【０００７】の方法に関しても、金属粉末にバインダ
ーを加えて、圧縮成形を行う従来の製造方法では、以下
の２つの問題点がある。
ーを加えて、圧縮成形を行う従来の製造方法では、以下
の２つの問題点がある。
【０００８】ａ）圧粉磁心の形状が、リング状等の圧縮
方向が磁心の磁路に対して直角方向である場合は、扁平
化粉末の磁路方向への配向がある程度期待できるが、成
形用原料粉末の金型の壁面との抵抗による配向乱れ等に
より、配向が不十分なものとなる。
方向が磁心の磁路に対して直角方向である場合は、扁平
化粉末の磁路方向への配向がある程度期待できるが、成
形用原料粉末の金型の壁面との抵抗による配向乱れ等に
より、配向が不十分なものとなる。
【０００９】ｂ）近年の電子機器の小型化、低コスト
化、高性能化の要求に対して、圧粉磁心も実装面積、巻
線コスト、漏洩磁束を同時に低減することが必要とな
り、圧粉磁心の形状もポット型や、ＥＥ型のような形状
を必要とされている。これらの形状を圧縮成形で得るた
めには、圧縮方向が磁心の磁路に対して直角方向でない
箇所が存在してしまうため、配向が不可能である。
化、高性能化の要求に対して、圧粉磁心も実装面積、巻
線コスト、漏洩磁束を同時に低減することが必要とな
り、圧粉磁心の形状もポット型や、ＥＥ型のような形状
を必要とされている。これらの形状を圧縮成形で得るた
めには、圧縮方向が磁心の磁路に対して直角方向でない
箇所が存在してしまうため、配向が不可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、扁平
化させた粉末を磁心の磁路方向に十分に配向させること
により、高い透磁率で、高周波特性に優れ、しかも形状
自由度があり、容易に製造できる圧粉磁心の製造方法を
提供することにある。
化させた粉末を磁心の磁路方向に十分に配向させること
により、高い透磁率で、高周波特性に優れ、しかも形状
自由度があり、容易に製造できる圧粉磁心の製造方法を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、扁平化さ
せた粉末を磁心の磁路方向に十分に配向させるための成
形方法について鋭意検討した結果、プラスチック等の分
野で一般的に行われている押出成形を応用することによ
り、本発明をなすに至った。
せた粉末を磁心の磁路方向に十分に配向させるための成
形方法について鋭意検討した結果、プラスチック等の分
野で一般的に行われている押出成形を応用することによ
り、本発明をなすに至った。
【００１２】即ち、本発明は、扁平状の軟磁性金属粉末
にバインダーを混合し、押出成形により得られる薄板状
の成形体を、圧粉磁心の磁路方向と前記粉末の配向方向
が平行になるように積層して圧縮成形する圧粉磁心の製
造方法である。
にバインダーを混合し、押出成形により得られる薄板状
の成形体を、圧粉磁心の磁路方向と前記粉末の配向方向
が平行になるように積層して圧縮成形する圧粉磁心の製
造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】押出成形は、加熱溶融状態の成形
用原料を、押出成形機の加熱されたシリンダー内に供給
し、次いで、シリンダー内に位置するスクリュウにより
ダイスから押し出し、成形体とするものである。
用原料を、押出成形機の加熱されたシリンダー内に供給
し、次いで、シリンダー内に位置するスクリュウにより
ダイスから押し出し、成形体とするものである。
【００１４】また、成形用原料は、扁平状粉末に、熱を
加えることにより流動性を持つバインダーを混合して作
製する。したがって、この成形用原料が押出成形工程の
中で、ダイスから押し出される際には、押し出しによる
せん断力と成形用原料の流動性により、成形用原料は、
流動抵抗が最小となるように、金型内の流路方向に扁平
状粉末が長軸方向に強く配向される。更に、得られた成
形体を、扁平状粉末の配向方向と磁心の磁路方向が一致
するように積層することにより、複雑形状のコアであっ
ても、扁平状粉末を磁心の磁路方向に十分に配向させる
ことが可能となる。
加えることにより流動性を持つバインダーを混合して作
製する。したがって、この成形用原料が押出成形工程の
中で、ダイスから押し出される際には、押し出しによる
せん断力と成形用原料の流動性により、成形用原料は、
流動抵抗が最小となるように、金型内の流路方向に扁平
状粉末が長軸方向に強く配向される。更に、得られた成
形体を、扁平状粉末の配向方向と磁心の磁路方向が一致
するように積層することにより、複雑形状のコアであっ
ても、扁平状粉末を磁心の磁路方向に十分に配向させる
ことが可能となる。
【００１５】成形用原料を加熱しながら、直接、圧縮成
形することによっても、磁路方向に配向することができ
るが、効果が不十分であり、本発明のように、押出成形
により、あらかじめ配向させた薄板を積層し、加熱しな
がら圧縮成形することにより、より高い配向度が得られ
る。
形することによっても、磁路方向に配向することができ
るが、効果が不十分であり、本発明のように、押出成形
により、あらかじめ配向させた薄板を積層し、加熱しな
がら圧縮成形することにより、より高い配向度が得られ
る。
【００１６】本発明で用いられる軟磁性金属粉末として
は、鉄系の軟磁性金属の粒子からなる粉末を用いること
が好ましい。鉄系の軟磁性金属としては、Ｆｅ、Ｆｅ−
Ｓｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆ
ｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｎｉ等により、必要とされる磁気
特性に応じて選択される。
は、鉄系の軟磁性金属の粒子からなる粉末を用いること
が好ましい。鉄系の軟磁性金属としては、Ｆｅ、Ｆｅ−
Ｓｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆ
ｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｎｉ等により、必要とされる磁気
特性に応じて選択される。
【００１７】扁平状の軟磁性金属粉末は、必要な組成の
インゴットをディスクミル等で粗粉砕した粉末を作製
し、次に圧延、せん断作用を持つボールミル等の粉砕メ
ディアを用いた粉砕機で粉砕することにより得られる。
上記のインゴット粉砕法による粗粉砕方法の代わりに、
ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、回転ディスク法等
を用いることも可能である。
インゴットをディスクミル等で粗粉砕した粉末を作製
し、次に圧延、せん断作用を持つボールミル等の粉砕メ
ディアを用いた粉砕機で粉砕することにより得られる。
上記のインゴット粉砕法による粗粉砕方法の代わりに、
ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、回転ディスク法等
を用いることも可能である。
【００１８】扁平状粉末のアスペクト比（径／厚さ）
は、１０〜４０程度が好ましく、実際の径としては、１
０〜８０μｍが高い磁気特性を得るため望ましい。
は、１０〜４０程度が好ましく、実際の径としては、１
０〜８０μｍが高い磁気特性を得るため望ましい。
【００１９】本発明で用いられるバインダーとしては、
押出成形可能な各種有機高分子やシリコーン樹脂を用い
ることが可能であり、必要とされる磁心の特性に応じて
各種選択される。
押出成形可能な各種有機高分子やシリコーン樹脂を用い
ることが可能であり、必要とされる磁心の特性に応じて
各種選択される。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【００２１】まず、真空溶解によってＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ
合金のインゴットを得た。次に、これをディスクミルで
粗粉砕して、１００μｍ以下の粉末を得た。この粉末を
湿式ボールミルにて５０ｈｒ粉砕することにより、平均
直径４０μｍ、平均厚さ２μｍ、つまりアスペクト比が
２０の扁平状粉末を得た。なお、粉末の平均直径、平均
厚さは、電子顕微鏡写真の１００個の粉末の平均により
求めた。
合金のインゴットを得た。次に、これをディスクミルで
粗粉砕して、１００μｍ以下の粉末を得た。この粉末を
湿式ボールミルにて５０ｈｒ粉砕することにより、平均
直径４０μｍ、平均厚さ２μｍ、つまりアスペクト比が
２０の扁平状粉末を得た。なお、粉末の平均直径、平均
厚さは、電子顕微鏡写真の１００個の粉末の平均により
求めた。
【００２２】得られた扁平状粉末にシリコーン樹脂とス
テアリン酸を重量比で９３：６：１となるように加圧ニ
ーダーにより３０分間混錬し、成形用原料として、ペレ
ットを得た。
テアリン酸を重量比で９３：６：１となるように加圧ニ
ーダーにより３０分間混錬し、成形用原料として、ペレ
ットを得た。
【００２３】次に、このペレットを、押出成形機により
成形温度２００℃で、幅が２０ｍｍで、厚さが２ｍｍの
板状の成形体を得た。
成形温度２００℃で、幅が２０ｍｍで、厚さが２ｍｍの
板状の成形体を得た。
【００２４】図１に示すように、この薄板状の成形体１
を１０枚重ね合わせ、形状ａ，ｂの金型２，３，１２，
１３により、２００℃にて圧縮成形した後、大気中、７
００℃で２時間、熱処理を行い、本発明の圧粉磁心を得
た。なお、図１中の矢印は、扁平状粉末の配向方向を示
す。
を１０枚重ね合わせ、形状ａ，ｂの金型２，３，１２，
１３により、２００℃にて圧縮成形した後、大気中、７
００℃で２時間、熱処理を行い、本発明の圧粉磁心を得
た。なお、図１中の矢印は、扁平状粉末の配向方向を示
す。
【００２５】比較例として、上記で作製した成形用原料
を用い、図１と同様な形状が得られる圧縮成形用金型に
より、２００℃にて圧縮成形した後、大気中、７００℃
で２時間、熱処理を行い、本発明と同形状の従来の圧粉
磁心を得た。
を用い、図１と同様な形状が得られる圧縮成形用金型に
より、２００℃にて圧縮成形した後、大気中、７００℃
で２時間、熱処理を行い、本発明と同形状の従来の圧粉
磁心を得た。
【００２６】次に、この圧粉磁心に５０ターンの巻線を
施し、インピーダンスアナライザーで１ｋＨｚ〜４０Ｍ
Ｈｚの透磁率の周波数特性を測定した。なお、測定に供
した磁心の寸法は、底部（磁継部）の長さが３０ｍｍ、
底部の厚さが５ｍｍ、磁脚の長さ（底面から接合面まで
の長さ）が２０ｍｍである。
施し、インピーダンスアナライザーで１ｋＨｚ〜４０Ｍ
Ｈｚの透磁率の周波数特性を測定した。なお、測定に供
した磁心の寸法は、底部（磁継部）の長さが３０ｍｍ、
底部の厚さが５ｍｍ、磁脚の長さ（底面から接合面まで
の長さ）が２０ｍｍである。
【００２７】本発明品と従来品の１００ｋＨｚの透磁率
の値を表１に示す。
の値を表１に示す。
【００２８】
【００２９】表１より、本発明品は、ａ，ｂの各形状
で、従来品より高い透磁率となっていることがわかる。
で、従来品より高い透磁率となっていることがわかる。
【００３０】また、図２に、形状ａの透磁率の周波数特
性を示す。図２より、本発明法で得られた圧粉磁心の透
磁率の方が、より高周波数まで一定値を示していること
がわかる。
性を示す。図２より、本発明法で得られた圧粉磁心の透
磁率の方が、より高周波数まで一定値を示していること
がわかる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、従来の方法よりも、高
い透磁率で、高周波特性に優れ、しかも、形状自由度が
あり、容易に製造できる圧粉磁心の製造方法を提供する
ことが可能である。従って、本発明は、工業上、極めて
有効である。
い透磁率で、高周波特性に優れ、しかも、形状自由度が
あり、容易に製造できる圧粉磁心の製造方法を提供する
ことが可能である。従って、本発明は、工業上、極めて
有効である。
【図１】実施例で得られた形状ａ，ｂの圧粉磁心及び成
形方法を示す図。
形方法を示す図。
【図２】実施例で得られた形状ａの圧粉磁心の透磁率の
周波数特性を示す図。
周波数特性を示す図。
１ 成形体 ２，３，１２，１３ 金型 ４ 形状ａの圧粉磁心 １４ 形状ｂの圧粉磁心
Claims (1)
- 【請求項１】 扁平状の軟磁性金属粉末にバインダーを
混合し、押出成形により得られる薄板状の成形体を、圧
粉磁心の磁路方向と前記粉末の配向方向が平行になるよ
うに積層して圧縮成形することを特徴とする圧粉磁心の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19678998A JP2000021664A (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 圧粉磁心の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19678998A JP2000021664A (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 圧粉磁心の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000021664A true JP2000021664A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16363681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19678998A Pending JP2000021664A (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 圧粉磁心の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000021664A (ja) |
Cited By (6)
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| JP2017150022A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 積層造形方法、積層造形体製造方法、および積層造形体 |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP19678998A patent/JP2000021664A/ja active Pending
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