圧粉磁心用軟磁性材および圧粉磁心
【課題】磁気的な等方性を維持しつつ、透磁率を向上させることができ、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の作製に用いることが好適な圧粉磁心用軟磁性材と圧粉磁心を提供することを課題とする。
【解決手段】表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材であって、含有される軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０未満である。
【解決手段】表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材であって、含有される軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０未満である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の圧粉磁心の作製に用いられる表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材と、その圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製される圧粉磁心に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から交流で使用されるモータなどの電磁気部品の磁心には、電磁鋼板や電気鉄板を積層した磁心が用いられていたが、近年は、より磁気特性に優れ、三次元形状の自由度も高いことから、表面に絶縁処理した純鉄粉や軟磁性鉄基合金粉末等の軟磁性粉末を圧粉成形した圧粉磁心が用いられるようになってきた。
【０００３】
表面に絶縁処理した軟磁性粉末を圧粉成形した圧粉磁心は、磁気特性に優れるとはいうものの通常の製造方法で製造される球形に近い軟磁性粉末を圧粉成形するだけでは、高い透磁率を確保することはできない。
【０００４】
そこで、高い透磁率を確保するために考えられたのが軟磁性粉末を偏平形状にすることである。この軟磁性粉末を偏平形状にするという技術は、特許文献１〜１２等で数多く提案されている。これらの技術によれば、軟磁性粉末を偏平形状にすることで、確かに軟磁性粉末の長軸方向での反磁界が小さくなり、長軸方向の透磁率は高くすることができる。しかしながら、短軸方向では逆に反磁界が大きくなり、短軸方向の透磁率は低くなってしまう。これら偏平形状の軟磁性粉末を、成形金型のキャピティーに充填してプレスで圧粉成形すると、そのプレス圧により軟磁性粉末は、図２に示すように、その長軸方向がプレスの加圧方向（矢印で示す）と直交する方向を向いてしまう。その結果、圧粉成形された圧粉磁心は、プレスの加圧方向と直交する方向（図２の縦方向）では透磁率は高くなるが、逆にプレスの加圧方向と平行な方向（図２の横方向）では透磁率は低くなってしまう。このように異方性のある軟磁性粉末を単に圧粉成形して作製された圧粉磁心を、３次元的な磁気回路を構成するモータなどのコアに用いることは、圧粉磁心の磁気特性が等方的でないため望ましくはない。
【０００５】
また、偏平形状の軟磁性粉末と球形に近い軟磁性粉末を混合して圧粉磁心を作製する技術も特許文献１３として提案されている。この特許文献１３には、偏平形状の軟磁性粉末の長軸方向をプレスの加圧方向と平行にすると記載されているものの、振動を与えて偏平形状の軟磁性粉末の長軸方向をプレスの加圧方向と平行に配向させることが必要で、余計な製造設備、製造工程を必要とする。また、偏平形状の軟磁性粉末の長軸方向がプレスの加圧方向と平行な方向を向いてしまうため、前記した圧粉磁心とは逆に、圧粉成形された圧粉磁心は、プレスの加圧方向と平行な方向で透磁率は高くなるものの、プレスの加圧方向と直交する方向で透磁率は低くなってしまう。従って、特許文献１〜１２記載の軟磁性粉末から圧粉磁心を作製した場合と同様、この特許文献１３記載の圧粉磁心を、３次元的な磁気回路を構成するモータなどのコアに用いることは、圧粉磁心の磁気特性が等方的でないため望ましくはない。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２６７７２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１５９１４号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２９０９号公報
【特許文献４】特開２００６−８０１６６号公報
【特許文献５】特開平１−２９４８０１号公報
【特許文献６】特開平８−２６０１１４号公報
【特許文献７】特開平８−２６９５０１号公報
【特許文献８】特開２０００−３０９２４号公報
【特許文献９】特開２００１−３２６１１６号公報
【特許文献１０】特開平８−２３６３３１号公報
【特許文献１１】特開昭６３−２３３５０８号公報
【特許文献１２】特開２００５−２０９７５３号公報
【特許文献１３】特開２００６−２１０８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、磁気的な等方性を維持しつつ、透磁率を向上させることができ、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の作製に用いることが最適な圧粉磁心用軟磁性材と、その圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製される圧粉磁心を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材であって、含有される軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０未満であることを特徴とする圧粉磁心用軟磁性材である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製されたことを特徴とする圧粉磁心である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧粉磁心用軟磁性材および圧粉磁心によると、磁気的な等方性を維持しつつ、透磁率を向上させることができるので、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の作製に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
【００１５】
本発明の圧粉磁心用軟磁性材は、純鉄粉や軟磁性鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ）、或いはアモルファス粉末等の表面に絶縁処理した軟磁性粉末より構成される。これらの軟磁性粉末は、還元法や、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、粉砕等によって製造することができる。
【００１６】
これらの軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は３．０未満である。これら粒子径が小さな軟磁性粉末と粒子径が大きな軟磁性粉末は、日本粉末治金工業会で規定される「金属粉のふるい分析試験方法」（ＪＰＭＡ Ｐ０２−１９９２）で規定された篩を用いて篩い分けすることができる。
【００１７】
例えば、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径を７５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径を７５μｍ以上とする場合は、目開き７５μｍの篩を用いて篩い分けすることができる。目開き７５μｍの篩を通したとき、篩を通過した軟磁性粉末が、粒子径が７５μｍ未満の小さな軟磁性粉末、篩上に残った軟磁性粉末が、粒子径が７５μｍ以上の大きな軟磁性粉末となる。
【００１８】
目開き７５μｍの篩以外に、目開き１０６μｍ、目開き６３μｍ、目開き４５μｍの篩を用いて篩い分けすることで、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径を夫々１０６μｍ未満、６３μｍ未満、４５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径を夫々１０６μｍ以上、６３μｍ以上、４５μｍ以上とすることができる。
【００１９】
篩い分け前の軟磁性粉末は、還元法や、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、粉砕等によって製造したままで、平均アスペクト比（長径／短径）が３．０未満の球形に近い形状であるため、篩い分けした軟磁性粉末のうち、粒子径が大きな軟磁性粉末はそのまま使用することになるが、粒子径が小さな軟磁性粉末は、振動ボールミルなどのボールミル加工や、アトライタ圧延などの塑性加工などを用いて偏平加工することで、平均アスペクト比（長径／短径）を３．０以上にする。
【００２０】
偏平加工の条件は、軟磁性粉末の成分組成や、用いる装置などによって異なるため、一律に規定することはできないが、例えばボールミル加工の場合、軟磁性粉末の投入量や、ボールの種類、ボールの大きさ、ボールの投入量、振動数（回転数）、偏平加工時間、振幅などを制御すれば、偏平加工後の平均アスペクト比（長径／短径）を調整することができる。
【００２１】
このような軟磁性粉末の表面は絶縁処理されている。絶縁処理としては絶縁被膜を形成することが望ましい。この絶縁被膜としては、リン酸系化成被膜等のリン酸を主成分とする被膜やクロム系化成被膜などの無機物、或いは様々な樹脂を用いて形成することができる。樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン／アクリル樹脂、エステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレンなどのオレフィン樹脂、カーボネート樹脂、ケトン樹脂、フッ化メタクリレートやフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、ＰＥＥＫなどのエンジニアリングプラスッチックまたはその変性品などを被膜として用いることができる。
【００２２】
このような絶縁被膜の中でも、リン酸系化成被膜を形成することが推奨される。リン酸系化成被膜は、オルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）などの化成処理によって生成するガラス状の被膜であり、特に電気絶縁性に優れている。このリン酸系化成被膜の膜厚は１〜２５０ｎｍが好ましい。膜厚が１ｎｍより薄いと絶縁効果が発現し難く、２５０ｎｍを超えると絶縁効果が飽和する上、成形される圧粉磁心の高密度化を阻害するためである。また、その付着量は、０．０１〜０．８質量％程度が好ましい。尚、リン酸系化成被膜には、Ｎａ、Ｓ、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｇ、Ｂ、Ｃｏ等の元素を含有させることができる。これらの元素は、高温での歪取焼鈍中にリン酸系化成被膜中の酸素がＦｅと反応し、半導体を形成することを阻害し、歪取焼鈍による比抵抗の低下を抑制するのに有効に作用する。
【００２３】
軟磁性粉末の表面に、リン酸系化成被膜を形成するには、水性溶媒にオルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）などを溶解して、固形分０．１〜１０質量％程度の処理液とし、鉄基合金水アトマイズ粉末：１００質量部に対して、その処理液を１〜１０質量部添加して、ミキサー、ボールミル等の混合機で混合し、大気中、減圧下、或いは真空下で、１５０〜２５０℃で乾燥すれば形成できる。
【００２４】
また、このリン酸系化成被膜の表面に、シリコーン樹脂被膜が形成されていることが推奨される。シリコーン樹脂被膜は単独で形成しても良いが、電気絶縁性の熱的安定性を向上させる上に、成形される圧粉磁心の機械的強度も高めるという作用を有する。このシリコーン樹脂としては、硬化が遅くなると粉末がべとついて被膜形成後のハンドリング性が悪くなる二官能性のＤ単位（Ｒ２ＳｉＸ２：Ｘは加水分解性基）よりは、三官能性のＴ単位（ＲＳｉＸ３：Ｘは加水分解性基）を多く含有する方が好ましい。また、四官能性のＱ単位（ＳｉＸ４：Ｘは加水分解性基）が多く含まれていると、予備硬化の際に粉末同士が強固に結着してしまい、後の成形が行えなくなるので好ましくない。よって、Ｔ単位が６０モル％以上、好ましくは８０モル％以上、最も好ましくは全てがＴ単位のシリコーン樹脂被膜が形成されていることが推奨される。尚、シリコーン樹脂としては、前記Ｒがメチル基またはフェニル基となっているメチルフェニルシリコーン樹脂が一般的である。
【００２５】
このシリコーン樹脂被膜の膜厚は１〜２００ｎｍが好ましい。より好ましい膜厚は１〜１００ｎｍである。また、その付着量は、リン酸系化成被膜が形成された鉄基合金水アトマイズ粉末と、シリコーン樹脂被膜の合計を１００質量％としたとき、０．０５〜０．３質量％であることが好ましい。０．０５質量％より少ないと絶縁性に劣り、０．３質量％より多いと圧粉磁心の高密度化ができにくくなる。
【００２６】
また、シリコーン樹脂被膜とリン酸系化成被膜を合わせた厚みは２５０ｎｍ以下であることが好ましい。合計膜厚が２５０ｎｍを超えると磁束密度の低下が大きくなることがある。尚、リン酸系化成被膜をシリコーン樹脂被膜より厚めに形成すれば、鉄損を小さくすることができる。
【００２７】
リン酸系化成被膜の表面に、シリコーン樹脂被膜を形成するには、アルコール類やトルエン、キシレン等の石油系有機溶剤などにシリコーン樹脂を溶解させて、固形分が２〜１０質量％になるように調製した樹脂溶液を、リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基合金水アトマイズ粉末：１００質量部に対して、その樹脂溶液を０．５〜１０質量部添加して、混合して乾燥すれば形成できる。
【００２８】
以上説明した平均アスペクト比（長径／短径）が３．０以上の粒子径が小さな軟磁性粉末と、平均アスペクト比（長径／短径）が３．０未満の粒子径が大きな軟磁性粉末で成る圧粉磁心用軟磁性材を用いて圧粉成形することで、圧粉磁心は作製される。圧粉成形法は特に限定することはないが、例えば、軟磁性粉末を成形金型のキャピティーに充填してプレスで圧粉成形することで、圧粉磁心を製造することができる。尚、必要に応じて圧粉成形後の圧粉磁心は、歪取焼鈍等の熱処理が施される。
【００２９】
平均アスペクト比（長径／短径）が３．０以上で、偏平形状の粒子径が小さな軟磁性粉末と、平均アスペクト比（長径／短径）が３．０未満で、偏平加工せず球形に近い形状の粒子径が大きな軟磁性粉末で成る圧粉磁心用軟磁性材を用いて圧粉成形すると、図１に示すように、偏平形状の粒子径が小さな軟磁性粉末は、プレスの加圧方向とは関係なく、球形に近い形状の粒子径が大きな軟磁性粉末の周りの隙間で様々な方向を向くこととなる。その結果、圧粉成形された圧粉磁心は、どの方向においても透磁率は高くなり、且つ、異方性はなく磁気特性が等方向となるため、作製された圧粉磁心は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに好適に用いることができる。
【実施例】
【００３０】
日本粉末治金工業会で規定される「金属粉のふるい分析試験方法」（ＪＰＭＡ Ｐ０２−１９９２）に準拠して、神戸製鋼所製のアトマイズ粉末「アトメル３００ＮＨ」：１００ｋｇを、目開き１０６μｍ、目開き７５μｍ、目開き６３μｍ、目開き４５μｍの篩に夫々通すことで、粒子径が小さな軟磁性粉末と粒子径が大きな軟磁性粉末に篩い分けした。また、比較例として特に篩い分けしない神戸製鋼所製のアトマイズ粉末「アトメル３００ＮＨ」も準備した。
【００３１】
篩い分けした軟磁性粉末のうち粒子径が小さな軟磁性粉末を、振動式ボールミルに入れ、軟磁性粉末に偏平加工を施した。同様に、比較例の軟磁性粉末にも偏平加工を施した。
【００３２】
振動式ボールミルは、中央加工機製の「ＭＢ−５０型」で、この振動式ボールミルに、軟磁性粉末と共に大きさが１／５インチのカーボン鋼球を４００ｋｇ入れ、振動数を１２００ｃｐｍ（回／分）、振幅を８ｍｍとして偏平加工した。このときの加工時間を調整することで、偏平加工後の軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）を、５．１と１０．５の２種類とした。尚、比較例の軟磁性粉末は、偏平加工しないもの、偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を５．１としたもの、偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を１０．５としたものの合計３種類とした。
【００３３】
偏平加工後、粒子径が小さな偏平形状の軟磁性粉末と、偏平加工を施さない粒子径が大きな軟磁性粉末を混合し（比較例は混合する必要はない。）、水素ガス雰囲気中で、９５０℃で２時間の歪取焼鈍を行った。歪取焼鈍後の軟磁性粉末を、日本粉末治金工業会で規定される「金属粉のふるい分析試験方法」（ＪＰＭＡ Ｐ０２−１９９２）に準拠して目開きが２５０μｍの篩を用いて篩い分けし、篩上に残った粒子径２５０μｍ以上の粉末を除去して成形体を圧粉成形する軟磁性粉末を得た。
【００３４】
また、軟磁性粉末の絶縁処理は、水１リットル当たり、リン酸（１６３ｇ）、ＭｇＯ（３１ｇ以下）、ホウ酸（３０ｇ）を含む水溶液を、軟磁性粉末１ｋｇに対して、５０ｃｃの割合で混合して、この混合体を大気中２００℃で３０分間乾燥させることにより行った。
【００３５】
圧粉成形は型潤滑成形で行い、ステアリン酸カルシウムをアルコールに懸濁して成形金型の壁面に塗布した。この成形金型の内部に、前記した軟磁性粉末を充填し、プレス圧をかけて圧粉成形してφ５０ｍｍ×ｔ５０ｍｍの圧粉成形体を得た。尚、成形時の面圧はおおよそ１０〜２０ｔｏｎ／ｃｍ２であり、圧粉成形体の密度が７．５ｇ／ｃｍ３になるようにプレス圧を調整して成形を行った。
【００３６】
次に、この圧粉成形で得られた圧粉成形体を大気中２３０℃で１０分間熱処理、樹脂の硬化を行った。
【００３７】
その後、圧粉成形体からワイヤーカットで、φ３６ｍｍ×φ２４ｍｍ×ｔ５ｍｍのリング形状の試料を切り出した。切り出した試料からプレスの加圧方向と直交する方向と、プレスの加圧方向と平行する方向の二方向の磁気特性を測定できるように、図３および図４に示す部位から試料を切り出した。
【００３８】
測定は、理研電子製の直流磁気測定Ｂ−Ｈカーブトレーサ（ＢＨＮ−５０）を用いて、最大励磁磁場５００ｅで測定し、最大透磁率を評価した。尚、試料の１次巻数は２００回、２次巻数は２０回とした。測定では、作製した試料から、プレスの加圧方向と直交する方向（ａ）と、プレスの加圧方向と平行する方向（ｂ）の二方向の最大透磁率を測定し、夫々の透磁率、直交方向（ａ）の透磁率／平行方向（ｂ）の透磁率（以下、透磁率比という。）から、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに用いることができることが可能であるか否かを評価した。得られた測定結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
まず、比較例から説明する。Ｎｏ．８は、軟磁性粉末の偏平加工を施さなかった比較例、Ｎｏ．９は、軟磁性粉末を偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を５．１とした比較例、Ｎｏ．１０は、軟磁性粉末を偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を１０．５とした比較例である。
【００４１】
軟磁性粉末の偏平加工を施さなかったＮｏ．８の透磁率が評価基準となるが、Ｎｏ．８では、直交方向（ａ）の透磁率は５１０、平行方向（ｂ）の透磁率は５００であった。透磁率比は、１．０２０であり、Ｎｏ．８のように、偏平加工を施さなかった軟磁性粉末を用いて試料を作製した場合、直交方向（ａ）の透磁率と平行方向（ｂ）の透磁率に殆ど差が生じないことが分かる。尚、偏平加工を施さなかった軟磁性粉末を用いて作製した圧粉磁心は、直交方向（ａ）、平行方向（ｂ）ともに透磁率が低いため、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに採用するには問題がある。
【００４２】
これに対し、軟磁性粉末に偏平加工を施したＮｏ．９，１０では、直交方向（ａ）の透磁率が夫々６３０、７２０となっており、偏平加工により直交方向（ａ）の透磁率が高くなっていることが分かる。一方、平行方向（ｂ）の透磁率は４８０と４６０であり、軟磁性粉末の偏平加工を施さなかったＮｏ．８の透磁率よりも低くなっている。また、透磁率比は１．２３８と１．３６１である。これは、図２に示すように、プレス圧によって、軟磁性粉末の長軸方向がプレスの加圧方向と直交する方向を向いてしまったためである。このように、透磁率比が大きな軟磁性粉末から作製した圧粉磁心は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに採用するには問題がある。
【００４３】
次に、本発明の実施例について説明する。Ｎｏ．１，２は、目開き４５μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例（請求項４に該当する。）、Ｎｏ．３，４は、目開き６３μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例（請求項３に該当する。）、Ｎｏ．５，６は、目開き７５μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例（請求項２に該当する。）である。偏平加工した粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は、夫々５．１と１０．５の２種類とした。
【００４４】
これらの実施例では、直交方向（ａ）の透磁率、平行方向（ｂ）の透磁率ともに、６００以上であり、両方向ともに、評価基準のＮｏ．８よりも透磁率が高くなっている。また、透磁率比は、１．０１６〜１．０２５であって、評価基準のＮｏ．８の１．０２０と比べて殆ど差異のないことが分かった。以上の試験結果より、Ｎｏ．１〜６の軟磁性粉末から作製した圧粉磁心は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに好適に用いることができるということが分かった。尚、平均アスペクト比（長径／短径）は、大きくしたほうが直交方向（ａ）の透磁率が高くなるが、透磁率比もそれに伴い大きくなる傾向がある。
【００４５】
また、Ｎｏ．７は、目開き１０６μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例である。試料は、偏平加工した粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は、５．１のものだけとしたが、直交方向（ａ）の透磁率と平行方向（ｂ）の透磁率は、ともに６００以上となっており、特に直交方向（ａ）の透磁率は７００と非常に高くなっている。但し、透磁率比は、１．１０７であり、評価基準のＮｏ．８や他の実施例のＮｏ．１〜６と比べて多少大きくなっている。透磁率比の面で多少劣ってはいるが、その数値は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに用いるには問題のない数値であり、Ｎｏ．７の軟磁性粉末から作製した圧粉磁心も、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態を示すもので、偏平形状の粒子径が小さな軟磁性粉末と、球形に近い形状の粒子径が大きな軟磁性粉末で成る圧粉磁心用軟磁性材を用いて圧粉成形した圧粉磁心の軟磁性粉末の状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図２】背景技術を示すもので、偏平形状の軟磁性粉末のみを用いて圧粉成形した圧粉磁心の軟磁性粉末の状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図３】実施例で、プレスの加圧方向と直交する方向の磁気特性を測定するための試料を、圧粉成形体から切り出す位置を例示する説明図である。
【図４】実施例で、プレスの加圧方向と平行する方向の磁気特性を測定するための試料を、圧粉成形体から切り出す位置を例示する説明図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の圧粉磁心の作製に用いられる表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材と、その圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製される圧粉磁心に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から交流で使用されるモータなどの電磁気部品の磁心には、電磁鋼板や電気鉄板を積層した磁心が用いられていたが、近年は、より磁気特性に優れ、三次元形状の自由度も高いことから、表面に絶縁処理した純鉄粉や軟磁性鉄基合金粉末等の軟磁性粉末を圧粉成形した圧粉磁心が用いられるようになってきた。
【０００３】
表面に絶縁処理した軟磁性粉末を圧粉成形した圧粉磁心は、磁気特性に優れるとはいうものの通常の製造方法で製造される球形に近い軟磁性粉末を圧粉成形するだけでは、高い透磁率を確保することはできない。
【０００４】
そこで、高い透磁率を確保するために考えられたのが軟磁性粉末を偏平形状にすることである。この軟磁性粉末を偏平形状にするという技術は、特許文献１〜１２等で数多く提案されている。これらの技術によれば、軟磁性粉末を偏平形状にすることで、確かに軟磁性粉末の長軸方向での反磁界が小さくなり、長軸方向の透磁率は高くすることができる。しかしながら、短軸方向では逆に反磁界が大きくなり、短軸方向の透磁率は低くなってしまう。これら偏平形状の軟磁性粉末を、成形金型のキャピティーに充填してプレスで圧粉成形すると、そのプレス圧により軟磁性粉末は、図２に示すように、その長軸方向がプレスの加圧方向（矢印で示す）と直交する方向を向いてしまう。その結果、圧粉成形された圧粉磁心は、プレスの加圧方向と直交する方向（図２の縦方向）では透磁率は高くなるが、逆にプレスの加圧方向と平行な方向（図２の横方向）では透磁率は低くなってしまう。このように異方性のある軟磁性粉末を単に圧粉成形して作製された圧粉磁心を、３次元的な磁気回路を構成するモータなどのコアに用いることは、圧粉磁心の磁気特性が等方的でないため望ましくはない。
【０００５】
また、偏平形状の軟磁性粉末と球形に近い軟磁性粉末を混合して圧粉磁心を作製する技術も特許文献１３として提案されている。この特許文献１３には、偏平形状の軟磁性粉末の長軸方向をプレスの加圧方向と平行にすると記載されているものの、振動を与えて偏平形状の軟磁性粉末の長軸方向をプレスの加圧方向と平行に配向させることが必要で、余計な製造設備、製造工程を必要とする。また、偏平形状の軟磁性粉末の長軸方向がプレスの加圧方向と平行な方向を向いてしまうため、前記した圧粉磁心とは逆に、圧粉成形された圧粉磁心は、プレスの加圧方向と平行な方向で透磁率は高くなるものの、プレスの加圧方向と直交する方向で透磁率は低くなってしまう。従って、特許文献１〜１２記載の軟磁性粉末から圧粉磁心を作製した場合と同様、この特許文献１３記載の圧粉磁心を、３次元的な磁気回路を構成するモータなどのコアに用いることは、圧粉磁心の磁気特性が等方的でないため望ましくはない。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２６７７２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１５９１４号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２９０９号公報
【特許文献４】特開２００６−８０１６６号公報
【特許文献５】特開平１−２９４８０１号公報
【特許文献６】特開平８−２６０１１４号公報
【特許文献７】特開平８−２６９５０１号公報
【特許文献８】特開２０００−３０９２４号公報
【特許文献９】特開２００１−３２６１１６号公報
【特許文献１０】特開平８−２３６３３１号公報
【特許文献１１】特開昭６３−２３３５０８号公報
【特許文献１２】特開２００５−２０９７５３号公報
【特許文献１３】特開２００６−２１０８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決せんとしてなされたもので、磁気的な等方性を維持しつつ、透磁率を向上させることができ、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の作製に用いることが最適な圧粉磁心用軟磁性材と、その圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製される圧粉磁心を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材であって、含有される軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０未満であることを特徴とする圧粉磁心用軟磁性材である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製されたことを特徴とする圧粉磁心である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧粉磁心用軟磁性材および圧粉磁心によると、磁気的な等方性を維持しつつ、透磁率を向上させることができるので、交流で使用されるモータなどの電磁気部品の作製に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
【００１５】
本発明の圧粉磁心用軟磁性材は、純鉄粉や軟磁性鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ）、或いはアモルファス粉末等の表面に絶縁処理した軟磁性粉末より構成される。これらの軟磁性粉末は、還元法や、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、粉砕等によって製造することができる。
【００１６】
これらの軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は３．０未満である。これら粒子径が小さな軟磁性粉末と粒子径が大きな軟磁性粉末は、日本粉末治金工業会で規定される「金属粉のふるい分析試験方法」（ＪＰＭＡ Ｐ０２−１９９２）で規定された篩を用いて篩い分けすることができる。
【００１７】
例えば、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径を７５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径を７５μｍ以上とする場合は、目開き７５μｍの篩を用いて篩い分けすることができる。目開き７５μｍの篩を通したとき、篩を通過した軟磁性粉末が、粒子径が７５μｍ未満の小さな軟磁性粉末、篩上に残った軟磁性粉末が、粒子径が７５μｍ以上の大きな軟磁性粉末となる。
【００１８】
目開き７５μｍの篩以外に、目開き１０６μｍ、目開き６３μｍ、目開き４５μｍの篩を用いて篩い分けすることで、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径を夫々１０６μｍ未満、６３μｍ未満、４５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径を夫々１０６μｍ以上、６３μｍ以上、４５μｍ以上とすることができる。
【００１９】
篩い分け前の軟磁性粉末は、還元法や、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、粉砕等によって製造したままで、平均アスペクト比（長径／短径）が３．０未満の球形に近い形状であるため、篩い分けした軟磁性粉末のうち、粒子径が大きな軟磁性粉末はそのまま使用することになるが、粒子径が小さな軟磁性粉末は、振動ボールミルなどのボールミル加工や、アトライタ圧延などの塑性加工などを用いて偏平加工することで、平均アスペクト比（長径／短径）を３．０以上にする。
【００２０】
偏平加工の条件は、軟磁性粉末の成分組成や、用いる装置などによって異なるため、一律に規定することはできないが、例えばボールミル加工の場合、軟磁性粉末の投入量や、ボールの種類、ボールの大きさ、ボールの投入量、振動数（回転数）、偏平加工時間、振幅などを制御すれば、偏平加工後の平均アスペクト比（長径／短径）を調整することができる。
【００２１】
このような軟磁性粉末の表面は絶縁処理されている。絶縁処理としては絶縁被膜を形成することが望ましい。この絶縁被膜としては、リン酸系化成被膜等のリン酸を主成分とする被膜やクロム系化成被膜などの無機物、或いは様々な樹脂を用いて形成することができる。樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン／アクリル樹脂、エステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレンなどのオレフィン樹脂、カーボネート樹脂、ケトン樹脂、フッ化メタクリレートやフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、ＰＥＥＫなどのエンジニアリングプラスッチックまたはその変性品などを被膜として用いることができる。
【００２２】
このような絶縁被膜の中でも、リン酸系化成被膜を形成することが推奨される。リン酸系化成被膜は、オルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）などの化成処理によって生成するガラス状の被膜であり、特に電気絶縁性に優れている。このリン酸系化成被膜の膜厚は１〜２５０ｎｍが好ましい。膜厚が１ｎｍより薄いと絶縁効果が発現し難く、２５０ｎｍを超えると絶縁効果が飽和する上、成形される圧粉磁心の高密度化を阻害するためである。また、その付着量は、０．０１〜０．８質量％程度が好ましい。尚、リン酸系化成被膜には、Ｎａ、Ｓ、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｇ、Ｂ、Ｃｏ等の元素を含有させることができる。これらの元素は、高温での歪取焼鈍中にリン酸系化成被膜中の酸素がＦｅと反応し、半導体を形成することを阻害し、歪取焼鈍による比抵抗の低下を抑制するのに有効に作用する。
【００２３】
軟磁性粉末の表面に、リン酸系化成被膜を形成するには、水性溶媒にオルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）などを溶解して、固形分０．１〜１０質量％程度の処理液とし、鉄基合金水アトマイズ粉末：１００質量部に対して、その処理液を１〜１０質量部添加して、ミキサー、ボールミル等の混合機で混合し、大気中、減圧下、或いは真空下で、１５０〜２５０℃で乾燥すれば形成できる。
【００２４】
また、このリン酸系化成被膜の表面に、シリコーン樹脂被膜が形成されていることが推奨される。シリコーン樹脂被膜は単独で形成しても良いが、電気絶縁性の熱的安定性を向上させる上に、成形される圧粉磁心の機械的強度も高めるという作用を有する。このシリコーン樹脂としては、硬化が遅くなると粉末がべとついて被膜形成後のハンドリング性が悪くなる二官能性のＤ単位（Ｒ２ＳｉＸ２：Ｘは加水分解性基）よりは、三官能性のＴ単位（ＲＳｉＸ３：Ｘは加水分解性基）を多く含有する方が好ましい。また、四官能性のＱ単位（ＳｉＸ４：Ｘは加水分解性基）が多く含まれていると、予備硬化の際に粉末同士が強固に結着してしまい、後の成形が行えなくなるので好ましくない。よって、Ｔ単位が６０モル％以上、好ましくは８０モル％以上、最も好ましくは全てがＴ単位のシリコーン樹脂被膜が形成されていることが推奨される。尚、シリコーン樹脂としては、前記Ｒがメチル基またはフェニル基となっているメチルフェニルシリコーン樹脂が一般的である。
【００２５】
このシリコーン樹脂被膜の膜厚は１〜２００ｎｍが好ましい。より好ましい膜厚は１〜１００ｎｍである。また、その付着量は、リン酸系化成被膜が形成された鉄基合金水アトマイズ粉末と、シリコーン樹脂被膜の合計を１００質量％としたとき、０．０５〜０．３質量％であることが好ましい。０．０５質量％より少ないと絶縁性に劣り、０．３質量％より多いと圧粉磁心の高密度化ができにくくなる。
【００２６】
また、シリコーン樹脂被膜とリン酸系化成被膜を合わせた厚みは２５０ｎｍ以下であることが好ましい。合計膜厚が２５０ｎｍを超えると磁束密度の低下が大きくなることがある。尚、リン酸系化成被膜をシリコーン樹脂被膜より厚めに形成すれば、鉄損を小さくすることができる。
【００２７】
リン酸系化成被膜の表面に、シリコーン樹脂被膜を形成するには、アルコール類やトルエン、キシレン等の石油系有機溶剤などにシリコーン樹脂を溶解させて、固形分が２〜１０質量％になるように調製した樹脂溶液を、リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基合金水アトマイズ粉末：１００質量部に対して、その樹脂溶液を０．５〜１０質量部添加して、混合して乾燥すれば形成できる。
【００２８】
以上説明した平均アスペクト比（長径／短径）が３．０以上の粒子径が小さな軟磁性粉末と、平均アスペクト比（長径／短径）が３．０未満の粒子径が大きな軟磁性粉末で成る圧粉磁心用軟磁性材を用いて圧粉成形することで、圧粉磁心は作製される。圧粉成形法は特に限定することはないが、例えば、軟磁性粉末を成形金型のキャピティーに充填してプレスで圧粉成形することで、圧粉磁心を製造することができる。尚、必要に応じて圧粉成形後の圧粉磁心は、歪取焼鈍等の熱処理が施される。
【００２９】
平均アスペクト比（長径／短径）が３．０以上で、偏平形状の粒子径が小さな軟磁性粉末と、平均アスペクト比（長径／短径）が３．０未満で、偏平加工せず球形に近い形状の粒子径が大きな軟磁性粉末で成る圧粉磁心用軟磁性材を用いて圧粉成形すると、図１に示すように、偏平形状の粒子径が小さな軟磁性粉末は、プレスの加圧方向とは関係なく、球形に近い形状の粒子径が大きな軟磁性粉末の周りの隙間で様々な方向を向くこととなる。その結果、圧粉成形された圧粉磁心は、どの方向においても透磁率は高くなり、且つ、異方性はなく磁気特性が等方向となるため、作製された圧粉磁心は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに好適に用いることができる。
【実施例】
【００３０】
日本粉末治金工業会で規定される「金属粉のふるい分析試験方法」（ＪＰＭＡ Ｐ０２−１９９２）に準拠して、神戸製鋼所製のアトマイズ粉末「アトメル３００ＮＨ」：１００ｋｇを、目開き１０６μｍ、目開き７５μｍ、目開き６３μｍ、目開き４５μｍの篩に夫々通すことで、粒子径が小さな軟磁性粉末と粒子径が大きな軟磁性粉末に篩い分けした。また、比較例として特に篩い分けしない神戸製鋼所製のアトマイズ粉末「アトメル３００ＮＨ」も準備した。
【００３１】
篩い分けした軟磁性粉末のうち粒子径が小さな軟磁性粉末を、振動式ボールミルに入れ、軟磁性粉末に偏平加工を施した。同様に、比較例の軟磁性粉末にも偏平加工を施した。
【００３２】
振動式ボールミルは、中央加工機製の「ＭＢ−５０型」で、この振動式ボールミルに、軟磁性粉末と共に大きさが１／５インチのカーボン鋼球を４００ｋｇ入れ、振動数を１２００ｃｐｍ（回／分）、振幅を８ｍｍとして偏平加工した。このときの加工時間を調整することで、偏平加工後の軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）を、５．１と１０．５の２種類とした。尚、比較例の軟磁性粉末は、偏平加工しないもの、偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を５．１としたもの、偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を１０．５としたものの合計３種類とした。
【００３３】
偏平加工後、粒子径が小さな偏平形状の軟磁性粉末と、偏平加工を施さない粒子径が大きな軟磁性粉末を混合し（比較例は混合する必要はない。）、水素ガス雰囲気中で、９５０℃で２時間の歪取焼鈍を行った。歪取焼鈍後の軟磁性粉末を、日本粉末治金工業会で規定される「金属粉のふるい分析試験方法」（ＪＰＭＡ Ｐ０２−１９９２）に準拠して目開きが２５０μｍの篩を用いて篩い分けし、篩上に残った粒子径２５０μｍ以上の粉末を除去して成形体を圧粉成形する軟磁性粉末を得た。
【００３４】
また、軟磁性粉末の絶縁処理は、水１リットル当たり、リン酸（１６３ｇ）、ＭｇＯ（３１ｇ以下）、ホウ酸（３０ｇ）を含む水溶液を、軟磁性粉末１ｋｇに対して、５０ｃｃの割合で混合して、この混合体を大気中２００℃で３０分間乾燥させることにより行った。
【００３５】
圧粉成形は型潤滑成形で行い、ステアリン酸カルシウムをアルコールに懸濁して成形金型の壁面に塗布した。この成形金型の内部に、前記した軟磁性粉末を充填し、プレス圧をかけて圧粉成形してφ５０ｍｍ×ｔ５０ｍｍの圧粉成形体を得た。尚、成形時の面圧はおおよそ１０〜２０ｔｏｎ／ｃｍ２であり、圧粉成形体の密度が７．５ｇ／ｃｍ３になるようにプレス圧を調整して成形を行った。
【００３６】
次に、この圧粉成形で得られた圧粉成形体を大気中２３０℃で１０分間熱処理、樹脂の硬化を行った。
【００３７】
その後、圧粉成形体からワイヤーカットで、φ３６ｍｍ×φ２４ｍｍ×ｔ５ｍｍのリング形状の試料を切り出した。切り出した試料からプレスの加圧方向と直交する方向と、プレスの加圧方向と平行する方向の二方向の磁気特性を測定できるように、図３および図４に示す部位から試料を切り出した。
【００３８】
測定は、理研電子製の直流磁気測定Ｂ−Ｈカーブトレーサ（ＢＨＮ−５０）を用いて、最大励磁磁場５００ｅで測定し、最大透磁率を評価した。尚、試料の１次巻数は２００回、２次巻数は２０回とした。測定では、作製した試料から、プレスの加圧方向と直交する方向（ａ）と、プレスの加圧方向と平行する方向（ｂ）の二方向の最大透磁率を測定し、夫々の透磁率、直交方向（ａ）の透磁率／平行方向（ｂ）の透磁率（以下、透磁率比という。）から、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに用いることができることが可能であるか否かを評価した。得られた測定結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
まず、比較例から説明する。Ｎｏ．８は、軟磁性粉末の偏平加工を施さなかった比較例、Ｎｏ．９は、軟磁性粉末を偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を５．１とした比較例、Ｎｏ．１０は、軟磁性粉末を偏平加工して平均アスペクト比（長径／短径）を１０．５とした比較例である。
【００４１】
軟磁性粉末の偏平加工を施さなかったＮｏ．８の透磁率が評価基準となるが、Ｎｏ．８では、直交方向（ａ）の透磁率は５１０、平行方向（ｂ）の透磁率は５００であった。透磁率比は、１．０２０であり、Ｎｏ．８のように、偏平加工を施さなかった軟磁性粉末を用いて試料を作製した場合、直交方向（ａ）の透磁率と平行方向（ｂ）の透磁率に殆ど差が生じないことが分かる。尚、偏平加工を施さなかった軟磁性粉末を用いて作製した圧粉磁心は、直交方向（ａ）、平行方向（ｂ）ともに透磁率が低いため、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに採用するには問題がある。
【００４２】
これに対し、軟磁性粉末に偏平加工を施したＮｏ．９，１０では、直交方向（ａ）の透磁率が夫々６３０、７２０となっており、偏平加工により直交方向（ａ）の透磁率が高くなっていることが分かる。一方、平行方向（ｂ）の透磁率は４８０と４６０であり、軟磁性粉末の偏平加工を施さなかったＮｏ．８の透磁率よりも低くなっている。また、透磁率比は１．２３８と１．３６１である。これは、図２に示すように、プレス圧によって、軟磁性粉末の長軸方向がプレスの加圧方向と直交する方向を向いてしまったためである。このように、透磁率比が大きな軟磁性粉末から作製した圧粉磁心は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに採用するには問題がある。
【００４３】
次に、本発明の実施例について説明する。Ｎｏ．１，２は、目開き４５μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例（請求項４に該当する。）、Ｎｏ．３，４は、目開き６３μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例（請求項３に該当する。）、Ｎｏ．５，６は、目開き７５μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例（請求項２に該当する。）である。偏平加工した粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は、夫々５．１と１０．５の２種類とした。
【００４４】
これらの実施例では、直交方向（ａ）の透磁率、平行方向（ｂ）の透磁率ともに、６００以上であり、両方向ともに、評価基準のＮｏ．８よりも透磁率が高くなっている。また、透磁率比は、１．０１６〜１．０２５であって、評価基準のＮｏ．８の１．０２０と比べて殆ど差異のないことが分かった。以上の試験結果より、Ｎｏ．１〜６の軟磁性粉末から作製した圧粉磁心は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに好適に用いることができるということが分かった。尚、平均アスペクト比（長径／短径）は、大きくしたほうが直交方向（ａ）の透磁率が高くなるが、透磁率比もそれに伴い大きくなる傾向がある。
【００４５】
また、Ｎｏ．７は、目開き１０６μｍの篩を用いて篩い分けした軟磁性粉末から試料を作製した実施例である。試料は、偏平加工した粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比（長径／短径）は、５．１のものだけとしたが、直交方向（ａ）の透磁率と平行方向（ｂ）の透磁率は、ともに６００以上となっており、特に直交方向（ａ）の透磁率は７００と非常に高くなっている。但し、透磁率比は、１．１０７であり、評価基準のＮｏ．８や他の実施例のＮｏ．１〜６と比べて多少大きくなっている。透磁率比の面で多少劣ってはいるが、その数値は、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに用いるには問題のない数値であり、Ｎｏ．７の軟磁性粉末から作製した圧粉磁心も、３次元的な磁気回路を構成するモータなどに採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態を示すもので、偏平形状の粒子径が小さな軟磁性粉末と、球形に近い形状の粒子径が大きな軟磁性粉末で成る圧粉磁心用軟磁性材を用いて圧粉成形した圧粉磁心の軟磁性粉末の状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図２】背景技術を示すもので、偏平形状の軟磁性粉末のみを用いて圧粉成形した圧粉磁心の軟磁性粉末の状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図３】実施例で、プレスの加圧方向と直交する方向の磁気特性を測定するための試料を、圧粉成形体から切り出す位置を例示する説明図である。
【図４】実施例で、プレスの加圧方向と平行する方向の磁気特性を測定するための試料を、圧粉成形体から切り出す位置を例示する説明図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材であって、
含有される軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０未満であることを特徴とする圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項２】
前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項３】
前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項４】
前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製されたことを特徴とする圧粉磁心。
【請求項１】
表面に絶縁処理した軟磁性粉末より成る圧粉磁心用軟磁性材であって、
含有される軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０以上、粒子径が大きな軟磁性粉末の平均アスペクト比は３．０未満であることを特徴とする圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項２】
前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は７５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項３】
前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は６３μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項４】
前記軟磁性粉末のうち、粒子径が小さな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ未満、粒子径が大きな軟磁性粉末の粒子径は４５μｍ以上である請求項１記載の圧粉磁心用軟磁性材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の圧粉磁心用軟磁性材を圧粉成形して作製されたことを特徴とする圧粉磁心。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２５２９６１（Ｐ２００９−２５２９６１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９８３３２（Ｐ２００８−９８３３２）
【出願日】平成２０年４月４日（２００８．４．４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月４日（２００８．４．４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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