圧粉磁心およびそれを使用したコイル部品
【課題】圧粉磁心の強度を上昇させるとともに、圧粉磁心全体の透磁率の劣化を回避することを図るもの。
【解決手段】磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚７と、この外磁脚７に挟まれた中磁脚８と、この中磁脚８と外磁脚７とを連結する背磁脚９により構成された圧粉磁心１２において、この圧粉磁心１２の全表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層１０を設けると共に、この含浸磁性体層１０の内面側に、樹脂を含浸しない非含浸磁性体層１１を設けた。
【解決手段】磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚７と、この外磁脚７に挟まれた中磁脚８と、この中磁脚８と外磁脚７とを連結する背磁脚９により構成された圧粉磁心１２において、この圧粉磁心１２の全表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層１０を設けると共に、この含浸磁性体層１０の内面側に、樹脂を含浸しない非含浸磁性体層１１を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器における磁性部品に使用される圧粉磁心およびそれを使用したコイル部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の圧粉磁心について図面を用いて説明する。図８は従来の圧粉磁心１を使用したコイル部品２の断面図であり、圧粉磁心１は外磁脚３と中磁脚４と、これらを連結する背磁脚５とを有し、この圧粉磁心１を対向させて突き合せ、かつ中磁脚４の周囲に巻線部６を配置することによりコイル部品２を構成するものであった。
【０００３】
そして、この圧粉磁心１は粉状の磁性体と有機物の混合物を加圧成型した後に高温処理を行うことで磁性体の表面に無機物の絶縁被膜を形成し、そこで高温処理後の機械的強度の低い状態の成型体に対して樹脂の含浸処理を行うことによって磁性体からなる成型体の強度を十分な水準へと上昇させているものであった。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧粉磁心１は図８に示すように、中磁脚４と外磁脚３および背磁脚５の全ての部分について樹脂を含浸させることとなり、非含浸領域（図示せず）を存在させないものであった。これにより、圧粉磁心１の機械的な強度については向上が見込まれるものの、透磁率の低下を招くと共に、圧粉磁心１を適用するチョークコイル（図示せず）やトランス（図示せず）の特性を低下させる要因となる可能性があるという課題があった。
【０００７】
これは一般的に、非含浸状態の圧粉磁心は樹脂含浸を施すことにより個々の磁性粉間の距離が変化することや、個々の磁性粉に応力が加わることで個々の磁性粉における磁気特性に変化が生じることによるとされているものである。
【０００８】
そこで本発明は、透磁率の劣化を抑制した圧粉磁心とそれを使用したコイル部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、磁性粉を加圧成形した磁性体からなり、一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれて位置する中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚とを備え、前記外磁脚と前記中磁脚と前記背磁脚とは、それぞれの表面に形成した含浸磁性体層と、それぞれの表面より深部側に形成した非含浸磁性体層とを設けることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧粉磁心の強度を上昇させるとともに、圧粉磁心全体の透磁率の劣化を回避するための非含浸層を形成することで圧粉磁心の信頼性を向上させるとともに、良好な磁気的特性を維持することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第１の断面図
【図３】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の製造工程図
【図４】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第２の断面図
【図５】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第３の断面図
【図６】本発明の第１の実施形態におけるコイル部品の断面図
【図７】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第４の断面図
【図８】従来のコイル部品の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の斜視図であり、図２はその断面図である。図１の斜視図に示すように、一対の外磁脚７と、この外磁脚７に挟まれて位置する中磁脚８と、この中磁脚８と双方の外磁脚７とを連結する背磁脚９とを備えた外観の構成としている。ここで、図２の断面図に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９とには、それぞれの表面層として外磁脚７や背磁脚８の厚みの半分以下にエポキシ樹脂を含浸させた薄い層として形成した含浸磁性体層１０と、表面層である含浸磁性体層１０より内面側に形成し、エポキシ樹脂を含浸させていない非含浸磁性体層１１とを設けている。
【００１４】
この構成によれば、相対的に透磁率が低い含浸磁性体層１０を圧粉磁心１２の表面のごく薄い領域に高強度領域として形成し、一方で相対的に透磁率が高い非含浸磁性体層１１を圧粉磁心１２の表面以外の大部分の領域に形成することにより、圧粉磁心１２の全体として透磁率の劣化を抑制したうえで高強度を得ることができ、衝撃などに対する高い信頼性を得ることができるものである。
【００１５】
ここで、含浸磁性体層１０の透磁率が相対的に低く、非含浸磁性体層１１の透磁率が相対的に高くなることは完全に解明されていない部分も含まれているものの、次に述べるこの製造工程において、個々の金属磁性粉（ここでは図示せず）の間にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸樹脂として侵入させ、さらにこの含浸樹脂を硬化させる工程においての、含浸樹脂の硬化前後における応力の変化や、個々の金属磁性粉（ここでは図示せず）の位置関係の小さな変化の積み重ねによって生じるものであることが一般的とされている。
【００１６】
そして、この圧粉磁心１２は、例えば図３の圧粉磁心の製造工程図に示すようにして製造されている。
【００１７】
まず第１の工程として混練分散工程１３があり、ここでは様々な大きさの粒からなる金属磁性粉１４と溶剤を含有した樹脂１５とを混合し、粘土状の混合物１６を生成する。
【００１８】
次に第２の工程として造粒工程１７があり、混練分散工程１３で生成した混合物１６を、例えば柱状固形物１８のような所定の塊状としたうえで乾燥させ、当初に混合物１６に含まれていた溶剤を除去し、その後に柱状固形物１８を粉砕する。これにより粉砕後の固形物片１９を得るが、この固形物片１９は、金属磁性粉１４の表面周囲にほぼ一定厚の樹脂皮膜２０を施した大小様々な複数の粉の集合体として形成されている。そして、固形物片１９を分級することにより任意の大きさの範囲内に限定した粒径からなる造粒粉２１を得る。
【００１９】
なお、ここでは、第２の工程として第１の工程で生成した混合物１６から造粒粉２１を得る方法を例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属磁性粉１４に対して溶剤を含んだ樹脂１５を噴霧状にしたうえで塗布することで、第１の工程である混練分散工程１３と第２の工程である造粒工程１７とを同時に行う形態としても構わない。
【００２０】
次に第３の工程としてプレス工程２２があり、造粒工程１７で生成した造粒粉２１を成形金型（図示せず）によって加圧成形し、所望の形状の成形体を形成する。このプレス工程２２においては、成形体として例えば分割磁心２３を形成するにあたり、矢印Ｙ０、Ｙ１の方向に圧力を加えている。そして、矢印Ｙ０、Ｙ１の方向から見て面積の大きな部分である肉厚部２４および連結部２６を高い圧力で、同じく面積の小さな部分である肉薄部２５を低い圧力で加圧成形している。これにより肉厚部２４および連結部２６を造粒粉２１や金属磁性粉１４あるいは磁性体の高密度部とし、肉薄部２５を造粒粉２１や金属磁性粉１４あるいは磁性体の低密度部とし、肉薄部２５は肉厚部２４や連結部２６よりもその密度を低くしている。
【００２１】
ここで、肉厚部２４および連結部２６を高い圧力で、肉薄部２５を低い圧力の下で加圧成形しているのは、成形金型の寿命を考慮するためのものであると同時に、磁性体の密度の制御により、透磁率の制御を行うとともに含浸樹脂の浸透の度合いを調整するものでもある。このとき、高密度状態となっている分割磁心２３の肉厚部２４や連結部２６においては造粒粉２１が加圧されて密集した状態となり、樹脂皮膜２０ａが大幅に圧縮されて金属磁性粉１４ａが密な状態でそれぞれが接近して配置されている。一方、加圧は行われているものの、その圧力が分割磁心２３の肉厚部２４や連結部２６よりも低くした条件下で成形が行われる分割磁心２３の肉薄部２５においては、樹脂皮膜２０ｂの圧縮度は肉厚部２４や連結部２６に比較して小さく、金属磁性粉１４ｂは疎な状態でそれぞれが離散して配置されている。
【００２２】
なお、ここでは分割磁心２３の形状をＥ型として説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、この工程を適用するにあたっては、この形状に限ったものではない。
【００２３】
次に第４の工程としてアニール熱処理工程２７があり、プレス工程２２において形成した成形体を高温で熱処理する。この熱処理によって分割磁心２３の肉厚部２４、肉薄部２５や連結部２６における樹脂皮膜２０ａ、２０ｂは除去されることとなり、また、金属磁性粉１４ａ、１４ｂは、個々の金属磁性粉１４ａ、１４ｂの間に位置することとなるアニール熱処理によって生成した無機物（図示せず）によって非接触状態の位置で機械的に結合され、磁束が存在する際に金属磁性粉１４ａ、１４ｂの表面に生じる渦電流による渦電流損失を低減する位置関係を維持している。そしてこのとき、成形体である分割磁心２３の肉厚部２４、肉薄部２５および連結部２６の形状は維持しているものの、機械的な強度については低い状態となっている。また、このアニール熱処理工程２７ではプレス工程２２において加圧成形により応力を受けた金属磁性粉１４ａ、１４ｂの応力を除去することでヒステリシス損失を低減させることを同時に行っている。
【００２４】
次に第５の工程である含浸工程２８があり、アニール熱処理工程２７においてアニール熱処理を行った後の成形体で、樹脂皮膜２０ａ、２０ｂが除去された部位を有する分割磁心２３に含浸樹脂の注入を行う。先に述べた第３の工程であるプレス工程２２においては、肉厚部２４や連結部２６を高い圧力で、また肉薄部２５を低い圧力で形成していることから、高圧成形の条件における肉厚部２４や連結部２６の金属磁性粉１４ａどうしの機械的結合度と、これに比較して圧力が低い成形の条件における肉薄部２５の金属磁性粉１４ｂどうしの機械的結合度とは差が存在すると同時にそれぞれの密度にも差が存在することとなる。よって、同一の成形体である分割磁心２３においても、そこにおける部位によっては機械的強度や磁性体の密度が異なることとなる。これに対し、含浸工程２８においては、アニール熱処理工程２７で一旦熱処理を行うことにより樹脂皮膜２０ａ、２０ｂを除去して結合力が低下した成形体である分割磁心２３の個々の金属磁性粉１４ａ、１４ｂの、それぞれの周囲に有する空間に含浸樹脂を含浸、注入し、その後にこの含浸樹脂を硬化させ、硬化後の含浸樹脂の結合力によって成形体の機械的強度を向上させている。
【００２５】
ここで、含浸樹脂の硬化後の結合力は第３の工程であるプレス工程２２における成形時の加圧によって得られる結合力に比較して非常に大きなものであることから、硬化後の含浸樹脂の結合力が成形体の機械的強度においても支配的なものとなる。そして、含浸樹脂の硬化後の強度について金属磁性粉１４ａの密度が高い肉厚部２４や連結部２６と、金属磁性粉１４ｂの密度が低い肉薄部２５とでは単位体積あたりで比較すると、肉薄部２５には肉厚部２４や連結部２６よりも多くの含浸樹脂が浸入することとなり、その硬化後の単位体積あたりの強度に関しては肉薄部２５を肉厚部２４や連結部２６よりも高くすることとなる。また、含浸樹脂をアニール熱処理後の分割磁心２３に注入するに際し、含浸時の圧力や時間を調整することにより、含浸樹脂の侵入量や侵入領域を制御できることとなる。これによって、例え肉厚部２４であっても含浸樹脂を多くして高強度とするものの相対的に透磁率の低い領域と、含浸樹脂を少なくして低強度とするものの相対的に透磁率の高い領域とを同じ部位内で形成することもまた可能である。
【００２６】
そして、その後に分割磁心２３の寸法を精密化する研磨工程２９と、それらを組み立てる組み立て工程３０が存在することとなる。
【００２７】
以上のように、プレス工程２２において各部位の成形密度を変化させることで分割磁心２３の個々の部位間の透磁率の差異を与えることが可能となる。また、含浸工程２８においては、含浸樹脂の浸入度合いを磁性体密度に応じて調整できることで、分割磁心２３の個々の部位内における透磁率の調整が可能となる。つまり、図２に示す、外磁脚７、中磁脚８あるいは背磁脚９にかかわらず、磁性体の密度を低くして含浸樹脂の厚みを大きくし、その部位の透磁率を下げることや、反対に磁性体の密度を高くして含浸樹脂の厚みを小さくし、その部位の透磁率を上げることが可能となる。
【００２８】
上記の例においては、図２の断面図に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９とには、それぞれの表面層としてエポキシ樹脂を含浸させた層で形成した含浸磁性体層１０と、表面層である含浸磁性体層１０より内面側に形成した非含浸磁性体層１１とを設けたものとしている。この一方で、図４の断面図に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９とには、それぞれの表面層としてエポキシ樹脂を含浸させた層で形成した高含浸度磁性体層３１と、表面層である高含浸度磁性体層３１より内面側に高含浸度磁性体層３１での含浸樹脂密度よりも小さな第１含浸樹脂密度で形成した第１低含浸度磁性体層３２と、さらに第１低含浸度磁性体層３２の内面側に第１含浸樹脂密度よりもさらに小さな第２含浸樹脂密度で形成した第２低含浸度磁性体層３３とを設けた構成としている。
【００２９】
これにより、樹脂の含浸密度が異なる層の境界部分であり、かつ、機械的強度が異なる層の境界部分は何らかの外からの衝撃等に起因する応力が集中し易いものの、段階的に樹脂の含浸密度を変化させた層を複数とすることで上記の応力が分散することとなるため、機械的強度を安定させることが可能である。
【００３０】
図面上では高含浸度磁性体層３１と第１低含浸度磁性体層３２と第２低含浸度磁性体層３３とは中磁脚８にのみ図示しているが、当然ながら上記で説明しているように外磁脚７と背磁脚９とにも適用しても構わない。
【００３１】
この構成によれば、相対的に透磁率が低い高含浸度磁性体層３１を圧粉磁心１２の表面のごく薄い領域に高強度領域として形成し、一方で相対的に透磁率が高い第１、第２低含浸度磁性体層３２、３３を圧粉磁心１２の表面以外の大部分の領域に形成することにより、圧粉磁心１２の全体として透磁率の劣化を抑制したうえで高強度を得ることができ、衝撃などに対する高い信頼性を得ることができるものである。これは含浸樹脂密度を低くすることにより、それに伴う応力の発生等が高含浸樹脂密度の部分に比較して抑制されることから透磁率が高くなり、全体をほぼ均一の高い含浸樹脂密度とした場合に比較し、磁気抵抗の低い領域を形成できることから、圧粉磁心１２の全体として透磁率の劣化を抑制できるものである。
【００３２】
また、ここでは、高含浸度磁性体層３１と第１低含浸度磁性体層３２と第２低含浸度磁性体層３３として不連続にそれぞれの含浸度が変化するものを例として示しているが、その含浸度の位置による変化は連続的であることがより望ましく、例えば、第１低含浸度磁性体層３２を含浸度が漸減するような状態とし、第２低含浸度磁性体層３３は非含浸状態に極めて近い状態としてもよく、この場合、含浸度が漸減する層を設けて変化を連続なものとすることで、含浸度の不連続点でもある機械的強度の不連続点を除去でき、機械的に安定した特性を得ることができる。
【００３３】
ここで、高含浸度磁性体層３１とは、含浸させた樹脂が圧粉磁心１２を構成する個々の磁性体粉（図示せず）の周囲を覆ったうえで、個々の磁性体粉（図示せず）間を空隙なく充填した状態で硬化した層としても構わなく、この高含浸度磁性体層３１では機械的強度は高い一方で磁気特性は樹脂が個々の磁性体（図示せず）の周囲に無い場合に比較して劣化することとなる。また、第１低含浸度磁性体層３２は、含浸させた樹脂が圧粉磁心１２を構成する個々の磁性体粉（図示せず）の周囲を覆っているものの、個々の磁性体粉（図示せず）間には空隙が存在する状態で硬化した層としても構わなく、この第１低含浸度磁性体層３２は高含浸度磁性体層３１よりは低いものの機械的強度は比較的高い一方で磁気特性は高含浸度磁性体層３１よりも劣化の度合いは小さいものの、樹脂が個々の磁性体（図示せず）の周囲に無い場合に比較して劣化することとなる。そして、第２低含浸度磁性体層３３は、第１低含浸度磁性体層３２からさらに含浸させた樹脂の量を少なくした状態であり、含浸させた樹脂が圧粉磁心１２を構成する個々の磁性体粉（図示せず）の周囲を部分的に覆っている状態で硬化した層としても構わなく、機械的強度は低いものの、磁気特性は樹脂が周囲に無い場合に比較して遜色のないものとなる。これらの状態の調整については、先にも述べたように磁性体の成形時の密度や樹脂を含浸させる際の圧力や時間によって行うとよい。
【００３４】
これまでは、図２に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９との全てについて、その表層と深層との間で透磁率が異なる状態としていたが、図５の断面図に示すように外磁脚７および背磁脚９をすべて含浸磁性体層１０により形成し、中磁脚８のみについて表面層としてごく薄くエポキシ樹脂を含浸させた層で形成した含浸磁性体層１０と、表面層である含浸磁性体層１０より深部側に深層として形成した非含浸磁性体層１１とを設けた圧粉磁心１２として構成しても構わない。
【００３５】
これは、例えば図６の断面図に示すように圧粉磁心１２を突き合せて中磁脚８の周囲に巻線部３４を巻回して配置することでコイル部品を形成する際、巻線部３４に電流が流れることによって発生する磁束はそのほとんどが中磁脚８を流れることとなり、中磁脚８の透磁率が突き合せた状態の２つの圧粉磁心１２の全体の透磁率に対して非常に大きな寄与度を有することとなる。その一方で、外磁脚７および背磁脚９については、巻線部３４で発生した磁束は概ね半分に分散されるとともに漏れ磁束を伴うことから、外磁脚７および背磁脚９に流れる磁束量は少なく、結果として中磁脚８の透磁率に比較して外磁脚７および背磁脚９の透磁率は圧粉磁心１２の全体の透磁率に対して寄与度が小さなものとなる。
【００３６】
従って、中磁脚８の透磁率を向上させるために、中磁脚８のみについて透磁率を低下させる含浸磁性体層１０は表面にごく薄く形成するのみとし、それ以外は非含浸磁性体層１１とする。これにより、圧粉磁心１２の全体の透磁率を向上させることが可能である。
【００３７】
また、特に外磁脚７については流れる磁束量の観点から他の部位に比較して薄い寸法形状としていることや、それに伴い磁性体密度を他に比較して小さくしていることから、含浸樹脂が他に比較して侵入し易い状態となっており、他の部位に比較して含浸樹脂の侵入度の調整の難易度が高いことより、敢えて外磁脚７のすべてを含浸磁性体層１０により形成し、個別の圧粉磁心１２による特性ばらつきを抑制することも可能である。
【００３８】
さらに、コイル部品として、チョークコイルやトランスとして圧粉磁心１２を突き合せて適用する際、巻線部３４には大電流や高電圧を印加して使用することも珍しいことではなく、当然ながらその時には絶縁性が巻線部３４の周囲に要求されることとなる。ここでは圧粉磁心１２の表面に含浸磁性体層１０を設けることで圧粉磁心１２の表面に防湿効果をもたせることができ、圧粉磁心１２の吸湿による絶縁性の劣化を抑制することができるものでもある。
【００３９】
そして、ここでは図示していないが圧粉磁心１２を突き合せてこれらを固定する手段としては、圧粉磁心１２の周囲および巻線部３４を配置している領域を外装樹脂（図示せず）によって封止することがその一つとして挙げられる。当然ながらこの時は圧粉磁心１２の突き合せ状態は常に安定していることが求められるものの、仮に突き合せて対向している圧粉磁心１２どうしの距離などが変化すると、これに伴いコイル部品としての特性に影響を及ぼすこととなる。例えば、中磁脚８を含浸磁性体層１０のみによって形成し、非含浸磁性体層１１を設けない形態とした場合、周囲環境をはじめとするストレスやそれに伴う応力の発生などによって含浸磁性体層１０を構成するエポキシ樹脂などが分解したものが含浸磁性体層１０の圧力上昇に伴って圧粉磁心１２の表面に析出し、圧粉磁心１２の表面状態が変化することで、圧粉磁心１２の突き合せ面および突き合せ状態を変化させ、コイル部品のインダクタンス値をはじめとする特性を低下させる可能性がある。これに対して、中磁脚８において中磁脚８の表面に形成した含浸磁性体層１０と、含浸磁性体層１０の内面側に非含浸磁性体層１１を設けることで、中磁脚８に生じるストレスの影響を受けやすい含浸磁性体層１０の体積を低減し、さらに含浸磁性体層１０内のエポキシ樹脂などが圧力上昇を起こしても非含浸磁性体層１１がそれを緩衝することとなり、エポキシ樹脂などが変質したものが圧粉磁心１２の表面に析出することを抑制することとなる。
【００４０】
この結果として、含浸磁性体層１０とその内面側に非含浸磁性体層１１を設けることで、単に個別の部位毎の透磁率の低下を抑制することのみならず、圧粉磁心１２の突き合せ面や突き合せ状態に大きく関係する形状を安定させることで、巻線部３４を含めたコイル部品全体としての特性の低下を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、図４に示すものに準じた状態で、中磁脚８のみに表面層としてそれらを形成した高含浸度磁性体層３１と、表面層である高含浸度磁性体層３１より内面側に高含浸度磁性体層３１での含浸樹脂密度よりも小さな第１含浸樹脂密度で形成した第１低含浸度磁性体層３２と、さらに第１低含浸度磁性体層３２の深層側に第１含浸樹脂密度よりもさらに小さな第２含浸樹脂密度で形成した第２低含浸度磁性体層３３とを設けた構成とし、外磁脚７および背磁脚９をすべて含浸磁性体層１０により形成しても構わない。
【００４２】
これによっても、中磁脚８の透磁率を向上させることで圧粉磁心１２の全体の透磁率を向上させることが可能である。
【００４３】
これまでに示した例では、図２に示した含浸磁性体層１０や非含浸磁性体層１１を設けることにより、それによる磁気的特性面に関する効果を中心に述べているが、強度面に関して考慮した場合、図７の断面図に示すように、含浸磁性体層１０の角に対応する部分に厚みの変化を持たせることが望ましい。
【００４４】
ここでは、中磁脚８の先端側角部８ａにおける角部含浸磁性体層１０ａの厚み寸法を、中磁脚８の天面に該当する先端面部８ｂおよび中磁脚８の周面に該当する側面部８ｃにおける面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法よりも大きくした形状としている。
【００４５】
一般的に、図６に示すように圧粉磁心１２を突き合せることでコイル部品を形成するため、図７に示す中磁脚８の先端側角部８ａは応力が発生しやすい部分となるため、それに応じた強度を有することが望ましい。よって、角部含浸磁性体層１０ａの厚み寸法を、面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法よりも大きくするとよい。ここで、面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法とは、概ね先端面部８ｂの中央付近や側面部８ｃの中央付近とすればよい。これにより、中磁脚８の欠けなどの損傷による特性の劣化を抑制することが可能である。
【００４６】
また、応力の集中という観点では、面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法を図に示すように曲線で連続的に変化させることが望ましい。これにより、角部含浸磁性体層１０ａと面部含浸磁性体層１０ｂとの境界に明確な厚みの不連続点が生じないこととなり、その不連続点への応力の集中を回避することができるものである。
【００４７】
ここでは図２に示した含浸磁性体層１０や非含浸磁性体層１１を例にとって説明したが、図４の断面図に示すように、高含浸度磁性体層３１と第１低含浸度磁性体層３２と第２低含浸度磁性体層３３で構成した中磁脚８に上記の寸法関係を適用しても構わない。この場合、不連続点がより生じにくい構造となることから、より信頼性の向上について大きな効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の圧粉磁心は、圧粉磁心全体の透磁率を向上させることでコイル部品の特性向上を可能とする効果を有し、各種電子機器において有用である。
【符号の説明】
【００４９】
７ 外磁脚
８ 中磁脚
８ａ 先端側角部
８ｂ 先端面部
８ｃ 側面部
９ 背磁脚
１０ 含浸磁性体層
１０ａ 角部含浸磁性体層
１０ｂ 面部含浸磁性体層
１１ 非含浸磁性体層
１２ 圧粉磁心
１３ 混練分散工程
１４ 金属磁性粉
１４ａ 金属磁性粉
１４ｂ 金属磁性粉
１５ 樹脂
１６ 混合物
１７ 造粒工程
１８ 柱状固形物
１９ 固形物片
２０ 樹脂皮膜
２０ａ 樹脂皮膜
２０ｂ 樹脂皮膜
２１ 造粒粉
２２ プレス工程
２３ 分割磁心
２４ 肉厚部
２５ 肉薄部
２６ 連結部
２７ アニール熱処理工程
２８ 含浸工程
２９ 研磨工程
３０ 組み立て工程
３１ 高含浸度磁性体層
３２ 第１低含浸度磁性体層
３３ 第２低含浸度磁性体層
３４ 巻線部
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器における磁性部品に使用される圧粉磁心およびそれを使用したコイル部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の圧粉磁心について図面を用いて説明する。図８は従来の圧粉磁心１を使用したコイル部品２の断面図であり、圧粉磁心１は外磁脚３と中磁脚４と、これらを連結する背磁脚５とを有し、この圧粉磁心１を対向させて突き合せ、かつ中磁脚４の周囲に巻線部６を配置することによりコイル部品２を構成するものであった。
【０００３】
そして、この圧粉磁心１は粉状の磁性体と有機物の混合物を加圧成型した後に高温処理を行うことで磁性体の表面に無機物の絶縁被膜を形成し、そこで高温処理後の機械的強度の低い状態の成型体に対して樹脂の含浸処理を行うことによって磁性体からなる成型体の強度を十分な水準へと上昇させているものであった。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧粉磁心１は図８に示すように、中磁脚４と外磁脚３および背磁脚５の全ての部分について樹脂を含浸させることとなり、非含浸領域（図示せず）を存在させないものであった。これにより、圧粉磁心１の機械的な強度については向上が見込まれるものの、透磁率の低下を招くと共に、圧粉磁心１を適用するチョークコイル（図示せず）やトランス（図示せず）の特性を低下させる要因となる可能性があるという課題があった。
【０００７】
これは一般的に、非含浸状態の圧粉磁心は樹脂含浸を施すことにより個々の磁性粉間の距離が変化することや、個々の磁性粉に応力が加わることで個々の磁性粉における磁気特性に変化が生じることによるとされているものである。
【０００８】
そこで本発明は、透磁率の劣化を抑制した圧粉磁心とそれを使用したコイル部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、磁性粉を加圧成形した磁性体からなり、一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれて位置する中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚とを備え、前記外磁脚と前記中磁脚と前記背磁脚とは、それぞれの表面に形成した含浸磁性体層と、それぞれの表面より深部側に形成した非含浸磁性体層とを設けることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧粉磁心の強度を上昇させるとともに、圧粉磁心全体の透磁率の劣化を回避するための非含浸層を形成することで圧粉磁心の信頼性を向上させるとともに、良好な磁気的特性を維持することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第１の断面図
【図３】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の製造工程図
【図４】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第２の断面図
【図５】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第３の断面図
【図６】本発明の第１の実施形態におけるコイル部品の断面図
【図７】本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の第４の断面図
【図８】従来のコイル部品の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における圧粉磁心の斜視図であり、図２はその断面図である。図１の斜視図に示すように、一対の外磁脚７と、この外磁脚７に挟まれて位置する中磁脚８と、この中磁脚８と双方の外磁脚７とを連結する背磁脚９とを備えた外観の構成としている。ここで、図２の断面図に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９とには、それぞれの表面層として外磁脚７や背磁脚８の厚みの半分以下にエポキシ樹脂を含浸させた薄い層として形成した含浸磁性体層１０と、表面層である含浸磁性体層１０より内面側に形成し、エポキシ樹脂を含浸させていない非含浸磁性体層１１とを設けている。
【００１４】
この構成によれば、相対的に透磁率が低い含浸磁性体層１０を圧粉磁心１２の表面のごく薄い領域に高強度領域として形成し、一方で相対的に透磁率が高い非含浸磁性体層１１を圧粉磁心１２の表面以外の大部分の領域に形成することにより、圧粉磁心１２の全体として透磁率の劣化を抑制したうえで高強度を得ることができ、衝撃などに対する高い信頼性を得ることができるものである。
【００１５】
ここで、含浸磁性体層１０の透磁率が相対的に低く、非含浸磁性体層１１の透磁率が相対的に高くなることは完全に解明されていない部分も含まれているものの、次に述べるこの製造工程において、個々の金属磁性粉（ここでは図示せず）の間にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸樹脂として侵入させ、さらにこの含浸樹脂を硬化させる工程においての、含浸樹脂の硬化前後における応力の変化や、個々の金属磁性粉（ここでは図示せず）の位置関係の小さな変化の積み重ねによって生じるものであることが一般的とされている。
【００１６】
そして、この圧粉磁心１２は、例えば図３の圧粉磁心の製造工程図に示すようにして製造されている。
【００１７】
まず第１の工程として混練分散工程１３があり、ここでは様々な大きさの粒からなる金属磁性粉１４と溶剤を含有した樹脂１５とを混合し、粘土状の混合物１６を生成する。
【００１８】
次に第２の工程として造粒工程１７があり、混練分散工程１３で生成した混合物１６を、例えば柱状固形物１８のような所定の塊状としたうえで乾燥させ、当初に混合物１６に含まれていた溶剤を除去し、その後に柱状固形物１８を粉砕する。これにより粉砕後の固形物片１９を得るが、この固形物片１９は、金属磁性粉１４の表面周囲にほぼ一定厚の樹脂皮膜２０を施した大小様々な複数の粉の集合体として形成されている。そして、固形物片１９を分級することにより任意の大きさの範囲内に限定した粒径からなる造粒粉２１を得る。
【００１９】
なお、ここでは、第２の工程として第１の工程で生成した混合物１６から造粒粉２１を得る方法を例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属磁性粉１４に対して溶剤を含んだ樹脂１５を噴霧状にしたうえで塗布することで、第１の工程である混練分散工程１３と第２の工程である造粒工程１７とを同時に行う形態としても構わない。
【００２０】
次に第３の工程としてプレス工程２２があり、造粒工程１７で生成した造粒粉２１を成形金型（図示せず）によって加圧成形し、所望の形状の成形体を形成する。このプレス工程２２においては、成形体として例えば分割磁心２３を形成するにあたり、矢印Ｙ０、Ｙ１の方向に圧力を加えている。そして、矢印Ｙ０、Ｙ１の方向から見て面積の大きな部分である肉厚部２４および連結部２６を高い圧力で、同じく面積の小さな部分である肉薄部２５を低い圧力で加圧成形している。これにより肉厚部２４および連結部２６を造粒粉２１や金属磁性粉１４あるいは磁性体の高密度部とし、肉薄部２５を造粒粉２１や金属磁性粉１４あるいは磁性体の低密度部とし、肉薄部２５は肉厚部２４や連結部２６よりもその密度を低くしている。
【００２１】
ここで、肉厚部２４および連結部２６を高い圧力で、肉薄部２５を低い圧力の下で加圧成形しているのは、成形金型の寿命を考慮するためのものであると同時に、磁性体の密度の制御により、透磁率の制御を行うとともに含浸樹脂の浸透の度合いを調整するものでもある。このとき、高密度状態となっている分割磁心２３の肉厚部２４や連結部２６においては造粒粉２１が加圧されて密集した状態となり、樹脂皮膜２０ａが大幅に圧縮されて金属磁性粉１４ａが密な状態でそれぞれが接近して配置されている。一方、加圧は行われているものの、その圧力が分割磁心２３の肉厚部２４や連結部２６よりも低くした条件下で成形が行われる分割磁心２３の肉薄部２５においては、樹脂皮膜２０ｂの圧縮度は肉厚部２４や連結部２６に比較して小さく、金属磁性粉１４ｂは疎な状態でそれぞれが離散して配置されている。
【００２２】
なお、ここでは分割磁心２３の形状をＥ型として説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、この工程を適用するにあたっては、この形状に限ったものではない。
【００２３】
次に第４の工程としてアニール熱処理工程２７があり、プレス工程２２において形成した成形体を高温で熱処理する。この熱処理によって分割磁心２３の肉厚部２４、肉薄部２５や連結部２６における樹脂皮膜２０ａ、２０ｂは除去されることとなり、また、金属磁性粉１４ａ、１４ｂは、個々の金属磁性粉１４ａ、１４ｂの間に位置することとなるアニール熱処理によって生成した無機物（図示せず）によって非接触状態の位置で機械的に結合され、磁束が存在する際に金属磁性粉１４ａ、１４ｂの表面に生じる渦電流による渦電流損失を低減する位置関係を維持している。そしてこのとき、成形体である分割磁心２３の肉厚部２４、肉薄部２５および連結部２６の形状は維持しているものの、機械的な強度については低い状態となっている。また、このアニール熱処理工程２７ではプレス工程２２において加圧成形により応力を受けた金属磁性粉１４ａ、１４ｂの応力を除去することでヒステリシス損失を低減させることを同時に行っている。
【００２４】
次に第５の工程である含浸工程２８があり、アニール熱処理工程２７においてアニール熱処理を行った後の成形体で、樹脂皮膜２０ａ、２０ｂが除去された部位を有する分割磁心２３に含浸樹脂の注入を行う。先に述べた第３の工程であるプレス工程２２においては、肉厚部２４や連結部２６を高い圧力で、また肉薄部２５を低い圧力で形成していることから、高圧成形の条件における肉厚部２４や連結部２６の金属磁性粉１４ａどうしの機械的結合度と、これに比較して圧力が低い成形の条件における肉薄部２５の金属磁性粉１４ｂどうしの機械的結合度とは差が存在すると同時にそれぞれの密度にも差が存在することとなる。よって、同一の成形体である分割磁心２３においても、そこにおける部位によっては機械的強度や磁性体の密度が異なることとなる。これに対し、含浸工程２８においては、アニール熱処理工程２７で一旦熱処理を行うことにより樹脂皮膜２０ａ、２０ｂを除去して結合力が低下した成形体である分割磁心２３の個々の金属磁性粉１４ａ、１４ｂの、それぞれの周囲に有する空間に含浸樹脂を含浸、注入し、その後にこの含浸樹脂を硬化させ、硬化後の含浸樹脂の結合力によって成形体の機械的強度を向上させている。
【００２５】
ここで、含浸樹脂の硬化後の結合力は第３の工程であるプレス工程２２における成形時の加圧によって得られる結合力に比較して非常に大きなものであることから、硬化後の含浸樹脂の結合力が成形体の機械的強度においても支配的なものとなる。そして、含浸樹脂の硬化後の強度について金属磁性粉１４ａの密度が高い肉厚部２４や連結部２６と、金属磁性粉１４ｂの密度が低い肉薄部２５とでは単位体積あたりで比較すると、肉薄部２５には肉厚部２４や連結部２６よりも多くの含浸樹脂が浸入することとなり、その硬化後の単位体積あたりの強度に関しては肉薄部２５を肉厚部２４や連結部２６よりも高くすることとなる。また、含浸樹脂をアニール熱処理後の分割磁心２３に注入するに際し、含浸時の圧力や時間を調整することにより、含浸樹脂の侵入量や侵入領域を制御できることとなる。これによって、例え肉厚部２４であっても含浸樹脂を多くして高強度とするものの相対的に透磁率の低い領域と、含浸樹脂を少なくして低強度とするものの相対的に透磁率の高い領域とを同じ部位内で形成することもまた可能である。
【００２６】
そして、その後に分割磁心２３の寸法を精密化する研磨工程２９と、それらを組み立てる組み立て工程３０が存在することとなる。
【００２７】
以上のように、プレス工程２２において各部位の成形密度を変化させることで分割磁心２３の個々の部位間の透磁率の差異を与えることが可能となる。また、含浸工程２８においては、含浸樹脂の浸入度合いを磁性体密度に応じて調整できることで、分割磁心２３の個々の部位内における透磁率の調整が可能となる。つまり、図２に示す、外磁脚７、中磁脚８あるいは背磁脚９にかかわらず、磁性体の密度を低くして含浸樹脂の厚みを大きくし、その部位の透磁率を下げることや、反対に磁性体の密度を高くして含浸樹脂の厚みを小さくし、その部位の透磁率を上げることが可能となる。
【００２８】
上記の例においては、図２の断面図に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９とには、それぞれの表面層としてエポキシ樹脂を含浸させた層で形成した含浸磁性体層１０と、表面層である含浸磁性体層１０より内面側に形成した非含浸磁性体層１１とを設けたものとしている。この一方で、図４の断面図に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９とには、それぞれの表面層としてエポキシ樹脂を含浸させた層で形成した高含浸度磁性体層３１と、表面層である高含浸度磁性体層３１より内面側に高含浸度磁性体層３１での含浸樹脂密度よりも小さな第１含浸樹脂密度で形成した第１低含浸度磁性体層３２と、さらに第１低含浸度磁性体層３２の内面側に第１含浸樹脂密度よりもさらに小さな第２含浸樹脂密度で形成した第２低含浸度磁性体層３３とを設けた構成としている。
【００２９】
これにより、樹脂の含浸密度が異なる層の境界部分であり、かつ、機械的強度が異なる層の境界部分は何らかの外からの衝撃等に起因する応力が集中し易いものの、段階的に樹脂の含浸密度を変化させた層を複数とすることで上記の応力が分散することとなるため、機械的強度を安定させることが可能である。
【００３０】
図面上では高含浸度磁性体層３１と第１低含浸度磁性体層３２と第２低含浸度磁性体層３３とは中磁脚８にのみ図示しているが、当然ながら上記で説明しているように外磁脚７と背磁脚９とにも適用しても構わない。
【００３１】
この構成によれば、相対的に透磁率が低い高含浸度磁性体層３１を圧粉磁心１２の表面のごく薄い領域に高強度領域として形成し、一方で相対的に透磁率が高い第１、第２低含浸度磁性体層３２、３３を圧粉磁心１２の表面以外の大部分の領域に形成することにより、圧粉磁心１２の全体として透磁率の劣化を抑制したうえで高強度を得ることができ、衝撃などに対する高い信頼性を得ることができるものである。これは含浸樹脂密度を低くすることにより、それに伴う応力の発生等が高含浸樹脂密度の部分に比較して抑制されることから透磁率が高くなり、全体をほぼ均一の高い含浸樹脂密度とした場合に比較し、磁気抵抗の低い領域を形成できることから、圧粉磁心１２の全体として透磁率の劣化を抑制できるものである。
【００３２】
また、ここでは、高含浸度磁性体層３１と第１低含浸度磁性体層３２と第２低含浸度磁性体層３３として不連続にそれぞれの含浸度が変化するものを例として示しているが、その含浸度の位置による変化は連続的であることがより望ましく、例えば、第１低含浸度磁性体層３２を含浸度が漸減するような状態とし、第２低含浸度磁性体層３３は非含浸状態に極めて近い状態としてもよく、この場合、含浸度が漸減する層を設けて変化を連続なものとすることで、含浸度の不連続点でもある機械的強度の不連続点を除去でき、機械的に安定した特性を得ることができる。
【００３３】
ここで、高含浸度磁性体層３１とは、含浸させた樹脂が圧粉磁心１２を構成する個々の磁性体粉（図示せず）の周囲を覆ったうえで、個々の磁性体粉（図示せず）間を空隙なく充填した状態で硬化した層としても構わなく、この高含浸度磁性体層３１では機械的強度は高い一方で磁気特性は樹脂が個々の磁性体（図示せず）の周囲に無い場合に比較して劣化することとなる。また、第１低含浸度磁性体層３２は、含浸させた樹脂が圧粉磁心１２を構成する個々の磁性体粉（図示せず）の周囲を覆っているものの、個々の磁性体粉（図示せず）間には空隙が存在する状態で硬化した層としても構わなく、この第１低含浸度磁性体層３２は高含浸度磁性体層３１よりは低いものの機械的強度は比較的高い一方で磁気特性は高含浸度磁性体層３１よりも劣化の度合いは小さいものの、樹脂が個々の磁性体（図示せず）の周囲に無い場合に比較して劣化することとなる。そして、第２低含浸度磁性体層３３は、第１低含浸度磁性体層３２からさらに含浸させた樹脂の量を少なくした状態であり、含浸させた樹脂が圧粉磁心１２を構成する個々の磁性体粉（図示せず）の周囲を部分的に覆っている状態で硬化した層としても構わなく、機械的強度は低いものの、磁気特性は樹脂が周囲に無い場合に比較して遜色のないものとなる。これらの状態の調整については、先にも述べたように磁性体の成形時の密度や樹脂を含浸させる際の圧力や時間によって行うとよい。
【００３４】
これまでは、図２に示すように、外磁脚７と中磁脚８と背磁脚９との全てについて、その表層と深層との間で透磁率が異なる状態としていたが、図５の断面図に示すように外磁脚７および背磁脚９をすべて含浸磁性体層１０により形成し、中磁脚８のみについて表面層としてごく薄くエポキシ樹脂を含浸させた層で形成した含浸磁性体層１０と、表面層である含浸磁性体層１０より深部側に深層として形成した非含浸磁性体層１１とを設けた圧粉磁心１２として構成しても構わない。
【００３５】
これは、例えば図６の断面図に示すように圧粉磁心１２を突き合せて中磁脚８の周囲に巻線部３４を巻回して配置することでコイル部品を形成する際、巻線部３４に電流が流れることによって発生する磁束はそのほとんどが中磁脚８を流れることとなり、中磁脚８の透磁率が突き合せた状態の２つの圧粉磁心１２の全体の透磁率に対して非常に大きな寄与度を有することとなる。その一方で、外磁脚７および背磁脚９については、巻線部３４で発生した磁束は概ね半分に分散されるとともに漏れ磁束を伴うことから、外磁脚７および背磁脚９に流れる磁束量は少なく、結果として中磁脚８の透磁率に比較して外磁脚７および背磁脚９の透磁率は圧粉磁心１２の全体の透磁率に対して寄与度が小さなものとなる。
【００３６】
従って、中磁脚８の透磁率を向上させるために、中磁脚８のみについて透磁率を低下させる含浸磁性体層１０は表面にごく薄く形成するのみとし、それ以外は非含浸磁性体層１１とする。これにより、圧粉磁心１２の全体の透磁率を向上させることが可能である。
【００３７】
また、特に外磁脚７については流れる磁束量の観点から他の部位に比較して薄い寸法形状としていることや、それに伴い磁性体密度を他に比較して小さくしていることから、含浸樹脂が他に比較して侵入し易い状態となっており、他の部位に比較して含浸樹脂の侵入度の調整の難易度が高いことより、敢えて外磁脚７のすべてを含浸磁性体層１０により形成し、個別の圧粉磁心１２による特性ばらつきを抑制することも可能である。
【００３８】
さらに、コイル部品として、チョークコイルやトランスとして圧粉磁心１２を突き合せて適用する際、巻線部３４には大電流や高電圧を印加して使用することも珍しいことではなく、当然ながらその時には絶縁性が巻線部３４の周囲に要求されることとなる。ここでは圧粉磁心１２の表面に含浸磁性体層１０を設けることで圧粉磁心１２の表面に防湿効果をもたせることができ、圧粉磁心１２の吸湿による絶縁性の劣化を抑制することができるものでもある。
【００３９】
そして、ここでは図示していないが圧粉磁心１２を突き合せてこれらを固定する手段としては、圧粉磁心１２の周囲および巻線部３４を配置している領域を外装樹脂（図示せず）によって封止することがその一つとして挙げられる。当然ながらこの時は圧粉磁心１２の突き合せ状態は常に安定していることが求められるものの、仮に突き合せて対向している圧粉磁心１２どうしの距離などが変化すると、これに伴いコイル部品としての特性に影響を及ぼすこととなる。例えば、中磁脚８を含浸磁性体層１０のみによって形成し、非含浸磁性体層１１を設けない形態とした場合、周囲環境をはじめとするストレスやそれに伴う応力の発生などによって含浸磁性体層１０を構成するエポキシ樹脂などが分解したものが含浸磁性体層１０の圧力上昇に伴って圧粉磁心１２の表面に析出し、圧粉磁心１２の表面状態が変化することで、圧粉磁心１２の突き合せ面および突き合せ状態を変化させ、コイル部品のインダクタンス値をはじめとする特性を低下させる可能性がある。これに対して、中磁脚８において中磁脚８の表面に形成した含浸磁性体層１０と、含浸磁性体層１０の内面側に非含浸磁性体層１１を設けることで、中磁脚８に生じるストレスの影響を受けやすい含浸磁性体層１０の体積を低減し、さらに含浸磁性体層１０内のエポキシ樹脂などが圧力上昇を起こしても非含浸磁性体層１１がそれを緩衝することとなり、エポキシ樹脂などが変質したものが圧粉磁心１２の表面に析出することを抑制することとなる。
【００４０】
この結果として、含浸磁性体層１０とその内面側に非含浸磁性体層１１を設けることで、単に個別の部位毎の透磁率の低下を抑制することのみならず、圧粉磁心１２の突き合せ面や突き合せ状態に大きく関係する形状を安定させることで、巻線部３４を含めたコイル部品全体としての特性の低下を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、図４に示すものに準じた状態で、中磁脚８のみに表面層としてそれらを形成した高含浸度磁性体層３１と、表面層である高含浸度磁性体層３１より内面側に高含浸度磁性体層３１での含浸樹脂密度よりも小さな第１含浸樹脂密度で形成した第１低含浸度磁性体層３２と、さらに第１低含浸度磁性体層３２の深層側に第１含浸樹脂密度よりもさらに小さな第２含浸樹脂密度で形成した第２低含浸度磁性体層３３とを設けた構成とし、外磁脚７および背磁脚９をすべて含浸磁性体層１０により形成しても構わない。
【００４２】
これによっても、中磁脚８の透磁率を向上させることで圧粉磁心１２の全体の透磁率を向上させることが可能である。
【００４３】
これまでに示した例では、図２に示した含浸磁性体層１０や非含浸磁性体層１１を設けることにより、それによる磁気的特性面に関する効果を中心に述べているが、強度面に関して考慮した場合、図７の断面図に示すように、含浸磁性体層１０の角に対応する部分に厚みの変化を持たせることが望ましい。
【００４４】
ここでは、中磁脚８の先端側角部８ａにおける角部含浸磁性体層１０ａの厚み寸法を、中磁脚８の天面に該当する先端面部８ｂおよび中磁脚８の周面に該当する側面部８ｃにおける面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法よりも大きくした形状としている。
【００４５】
一般的に、図６に示すように圧粉磁心１２を突き合せることでコイル部品を形成するため、図７に示す中磁脚８の先端側角部８ａは応力が発生しやすい部分となるため、それに応じた強度を有することが望ましい。よって、角部含浸磁性体層１０ａの厚み寸法を、面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法よりも大きくするとよい。ここで、面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法とは、概ね先端面部８ｂの中央付近や側面部８ｃの中央付近とすればよい。これにより、中磁脚８の欠けなどの損傷による特性の劣化を抑制することが可能である。
【００４６】
また、応力の集中という観点では、面部含浸磁性体層１０ｂの厚み寸法を図に示すように曲線で連続的に変化させることが望ましい。これにより、角部含浸磁性体層１０ａと面部含浸磁性体層１０ｂとの境界に明確な厚みの不連続点が生じないこととなり、その不連続点への応力の集中を回避することができるものである。
【００４７】
ここでは図２に示した含浸磁性体層１０や非含浸磁性体層１１を例にとって説明したが、図４の断面図に示すように、高含浸度磁性体層３１と第１低含浸度磁性体層３２と第２低含浸度磁性体層３３で構成した中磁脚８に上記の寸法関係を適用しても構わない。この場合、不連続点がより生じにくい構造となることから、より信頼性の向上について大きな効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の圧粉磁心は、圧粉磁心全体の透磁率を向上させることでコイル部品の特性向上を可能とする効果を有し、各種電子機器において有用である。
【符号の説明】
【００４９】
７ 外磁脚
８ 中磁脚
８ａ 先端側角部
８ｂ 先端面部
８ｃ 側面部
９ 背磁脚
１０ 含浸磁性体層
１０ａ 角部含浸磁性体層
１０ｂ 面部含浸磁性体層
１１ 非含浸磁性体層
１２ 圧粉磁心
１３ 混練分散工程
１４ 金属磁性粉
１４ａ 金属磁性粉
１４ｂ 金属磁性粉
１５ 樹脂
１６ 混合物
１７ 造粒工程
１８ 柱状固形物
１９ 固形物片
２０ 樹脂皮膜
２０ａ 樹脂皮膜
２０ｂ 樹脂皮膜
２１ 造粒粉
２２ プレス工程
２３ 分割磁心
２４ 肉厚部
２５ 肉薄部
２６ 連結部
２７ アニール熱処理工程
２８ 含浸工程
２９ 研磨工程
３０ 組み立て工程
３１ 高含浸度磁性体層
３２ 第１低含浸度磁性体層
３３ 第２低含浸度磁性体層
３４ 巻線部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の全表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、この含浸磁性体層の内面側に、前記樹脂を含浸しない非含浸磁性体層を設けた圧粉磁心。
【請求項２】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の全表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、この含浸磁性体層の内面側に少なくとも１層の低含浸磁性体層を設け、この低含浸磁性体層を、表面側に位置する含浸磁性体層に含浸された樹脂の密度よりも低い密度のものとした圧粉磁心。
【請求項３】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の外磁脚と背磁脚の全域、ならびに中磁脚の表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、前記中磁脚の表面に形成された含浸磁性体層の内面側に、前記樹脂を含浸しない非含浸磁性体層を設けた圧粉磁心。
【請求項４】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の外磁脚と背磁脚の全域、ならびに中磁脚の表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、前記中磁脚の表面に形成された含浸磁性体層の内面側に少なくとも１層の低含浸磁性体層を設け、この低含浸磁性体層を、表面側に位置する含浸磁性体層に含浸された樹脂の密度よりも低い密度のものとした圧粉磁心。
【請求項５】
中磁脚に形成された含浸磁性体層の角部の厚み寸法を、この角部以外の厚み寸法よりも厚くした請求項１〜４のいずれか一つに記載の圧粉磁心。
【請求項６】
含浸磁性体層に含浸された樹脂の密度が、非含浸磁性体層あるいは低含浸磁性体層へ向かって漸減するようにした請求項１〜５のいずれか一つに記載の圧粉磁心。
【請求項７】
外磁脚を構成する磁性粉の密度を、中磁脚ならびに背磁脚を構成する磁性粉の密度よりも低くした請求項１〜６のいずれか一つに記載の圧粉磁心。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の圧粉磁心を備えたコイル部品。
【請求項１】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の全表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、この含浸磁性体層の内面側に、前記樹脂を含浸しない非含浸磁性体層を設けた圧粉磁心。
【請求項２】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の全表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、この含浸磁性体層の内面側に少なくとも１層の低含浸磁性体層を設け、この低含浸磁性体層を、表面側に位置する含浸磁性体層に含浸された樹脂の密度よりも低い密度のものとした圧粉磁心。
【請求項３】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の外磁脚と背磁脚の全域、ならびに中磁脚の表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、前記中磁脚の表面に形成された含浸磁性体層の内面側に、前記樹脂を含浸しない非含浸磁性体層を設けた圧粉磁心。
【請求項４】
磁性粉を加圧成形してなり、対向する一対の外磁脚と、この外磁脚に挟まれた中磁脚と、この中磁脚と前記外磁脚とを連結する背磁脚により構成された圧粉磁心において、この圧粉磁心の外磁脚と背磁脚の全域、ならびに中磁脚の表面に、樹脂を含浸することにより形成される含浸磁性体層を設けると共に、前記中磁脚の表面に形成された含浸磁性体層の内面側に少なくとも１層の低含浸磁性体層を設け、この低含浸磁性体層を、表面側に位置する含浸磁性体層に含浸された樹脂の密度よりも低い密度のものとした圧粉磁心。
【請求項５】
中磁脚に形成された含浸磁性体層の角部の厚み寸法を、この角部以外の厚み寸法よりも厚くした請求項１〜４のいずれか一つに記載の圧粉磁心。
【請求項６】
含浸磁性体層に含浸された樹脂の密度が、非含浸磁性体層あるいは低含浸磁性体層へ向かって漸減するようにした請求項１〜５のいずれか一つに記載の圧粉磁心。
【請求項７】
外磁脚を構成する磁性粉の密度を、中磁脚ならびに背磁脚を構成する磁性粉の密度よりも低くした請求項１〜６のいずれか一つに記載の圧粉磁心。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の圧粉磁心を備えたコイル部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０４７２５（Ｐ２０１２−１０４７２５Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３４３９（Ｐ２０１０−２５３４３９）
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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