JP2011086810A

JP2011086810A - 圧粉コア

Info

Publication number: JP2011086810A
Application number: JP2009239314A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ono; 博史大野; Makoto Nakatsu; 良中津; Yukikazu Ninomiya; 亨和二宮; Chio Ishihara; 千生石原; Takashi Inagaki; 孝稲垣
Original assignee: Toyota Industries Corp; Hitachi Powdered Metals Co Ltd; Tamura Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Tamura Corp; Resonac Corp
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-04-28

Abstract

【課題】製造が容易な圧粉コアを提供する。
【解決手段】圧粉コア１０はＥＥ型コアであって、Ｅ型コア２０とＥ型コア３０にて構成されている。Ｅ型コア２０において、一部領域に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品２５が一体的に形成されている。Ｅ型コア３０において、一部領域に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品３５が一体的に形成されている。非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、セラミック粉末を樹脂コーティングしたものであり、セラミック粉末は、アルミナ粉末である。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧粉コアに関するものである。

リアクトルには、ギャップを設けて大電流領域のインダクタンスを確保する必要がある。そのギャップは、従来では、コアとコアの間にギャップ板を挟み接着剤で固定することでギャップを構成している（例えば特許文献１等）。

特開２００６−１３５０１８号公報

ところが、ギャップ板、接着剤が別部材として必要な上に、接着する工程がコスト高であった。
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、製造が容易な圧粉コアを提供することにある。

請求項１に記載の発明では、一部領域に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品を、一体的に形成したことを要旨とする。
請求項１に記載の発明によれば、コア製造の際に同時にギャップ材も配置・形成することができる。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の圧粉コアにおいて、前記非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、セラミック粉末を樹脂でコーティングしたものであってもよく、具体的には、例えば、請求項３に記載のように、前記セラミック粉末はアルミナ粉末であるとよい。

他にも、請求項４に記載のように、請求項１に記載の圧粉コアにおいて、前記非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、樹脂粉末であってもよい。他にも、請求項５に記載のように、請求項１に記載の圧粉コアにおいて、前記非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、導電性金属粉末を絶縁性樹脂でコーティングしたものであってもよく、具体的には、例えば、請求項６に記載のように、前記導電性金属粉末は、アルミ粉末であるとよい。

本発明によれば、製造が容易な圧粉コアを提供することができる。

本実施形態における圧粉コアの斜視図。（ａ）は圧粉コアの平面図、（ｂ）は圧粉コアの正面図、（ｃ）は圧粉コアの右側面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。別例の圧粉コアの斜視図。（ａ）は別例の圧粉コアの平面図、（ｂ）は圧粉コアの正面図、（ｃ）は圧粉コアの右側面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施形態における圧粉コア１０を示し、図２（ａ）は圧粉コア１０の平面図を、図２（ｂ）は圧粉コア１０の正面図を、図２（ｃ）は圧粉コア１０の右側面図を、図２（ｄ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線での断面図を示す。

図２に示すように、圧粉コア１０は、ＥＥ型コアであって、Ｅ型コア２０とＥ型コア３０にて構成されている。
Ｅ型コア２０は、六面体の本体部２１と、本体部２１の一方の面の中央部に突設される中央磁脚２２と、本体部２１の一方の面の端部に突設される両側磁脚２３，２４とからなる。両側磁脚２３，２４はそれぞれ中央磁脚２２と平行に延びている。また、中央磁脚２２は両側磁脚２３，２４よりも短くなっている。

同様に、Ｅ型コア３０は、六面体の本体部３１と、本体部３１の一方の面の中央部に突設される中央磁脚３２と、本体部３１の一方の面の端部に突設される両側磁脚３３，３４とからなる。両側磁脚３３，３４はそれぞれ中央磁脚３２と平行に延びている。また、中央磁脚３２は両側磁脚３３，３４よりも短くなっている。

Ｅ型コア２０における中央磁脚２２での一部領域には、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品２５が一体的に形成され、圧縮成形品２５は板状をなしている。同様に、Ｅ型コア３０における中央磁脚３２での一部領域には、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品３５が一体的に形成され、圧縮成形品３５は板状をなしている。

具体的には、非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、セラミック粉末を樹脂コーティングしたものである。例えば、セラミック粉末としてアルミナ粉末を用い、コーティングした樹脂はバインダーおよび絶縁体として機能する。

Ｅ型コア２０の両側磁脚２３，２４の先端面とＥ型コア３０の両側磁脚３３，３４の先端面とは密着（面接触）している。また、Ｅ型コア２０の中央磁脚２２の先端面とＥ型コア３０の中央磁脚３２の先端面とが離間した状態で対向している。つまり、Ｅ型コア２０の中央磁脚２２の先端面とＥ型コア３０の中央磁脚３２の先端面との間に空隙（エアギャップ）が形成されている。

図１に示すように、圧粉コア（ＥＥ型コア）１０におけるＥ型コア２０の中央磁脚２２およびＥ型コア３０の中央磁脚３２にはコイル４０が巻回される。これによりリアクトルが構成される。

次に、圧粉コア１０（Ｅ型コア２０，３０）の製造方法について説明する。
Ｅ型コア２０の製作用の金型内におけるギャップ材の配置領域に非磁性材料よりなる絶縁性粉末を充填するとともに他のコア形成領域に絶縁コーティングされた磁性体粉末を充填する。そして、Ｅ型コア２０の製作用の金型内の粉末をプレス（加圧）し、２００〜８００℃程度の温度でプレス後の焼鈍しを行なって仕上げる。このように圧縮成形することにより、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品２５が一体的に形成される。

同様に、Ｅ型コア３０の製作用の金型内におけるギャップ材の配置領域に非磁性材料よりなる絶縁性粉末を充填するとともに他のコア形成領域に絶縁コーティングされた磁性体粉末を充填する。そして、Ｅ型コア３０の製作用の金型内の粉末をプレス（加圧）し、２００〜８００℃程度の温度でプレス後の焼鈍しを行なって仕上げる。このように圧縮成形することにより、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品３５が一体的に形成される。

このようにして、コア材料の粉末をプレスしてＥ型コア２０およびＥ型コア３０を成型する際において、プレス時にギャップを構築する部分に非磁性材料の絶縁性粉末を配置することにより、コア成型時にギャップを作成することができる。そのため、ギャップ板、接着剤の部材と、接着工程を廃止することができる。

フェライトコアの製造工程においてギャップ部にセラミック（アルミナ）粉末を用いてフェライトと同時に焼結（焼結温度１０００℃〜１２００℃程度）する手法との対比において、本実施形態（圧粉コア）ではプレス後の焼鈍し温度が２００〜８００℃程度であり、セラミックは焼結することができない。これに対し本実施形態では、セラミックの粉末を絶縁コーティングして、同時にプレス可能としている。セラミックの粉末と磁性材料の粉末は絶縁コーティング材同士で接着されているので、接着力も確保できる。また、小さな粉末同士が接着されてギャップ材を構成しているので、当該ギャップ材において線膨張の影響なども分散することができる。絶縁コーティング材の種類は、セラミック粉末・磁性材料粉末ともに同じものを用いると、接着性に優れるという観点から望ましい。しかしながら、セラミック粉末における絶縁コーティング材と磁性材料粉末における絶縁コーティング材とは別の材料でもよい。

さらに、セラミック側は絶縁されてない単なる樹脂コーティングでもよい。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）圧粉コア１０（Ｅ型コア２０，３０）の構造として、一部領域に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品２５，３５を、一体的に形成した。これにより、特許文献１のようにコア間にギャップ板を挟み接着剤で固定する場合にはギャップ板の接着工程が必要であったが、本実施形態においてはコア製造の際に同時にギャップ材も配置・形成することができ、ギャップ板の接着工程が不要となり、製造が容易である。

（２）非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、セラミック粉末を樹脂コーティングしたものであると、安価にギャップ材を配置・形成することができる。
（３）特にセラミック粉末はアルミナ粉末であると、より安価にギャップ材を配置・形成することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・セラミック粉末（アルミナ粉末）を樹脂コーティングしたものを用いたが、これに限ることなく、他にも、非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、導電性金属粉末を絶縁性樹脂でコーティングしたものを用いてもよい。具体的には、導電性金属粉末として、アルミ粉末を用いることができる。

・他にも、非磁性材料よりなる絶縁性粉末として、樹脂粉末を用いてもよい。
・コアの形状は、ＥＥ型に限るものではなく、例えばＵＩ型であってもよく、ギャップが必要な形状であればよい。図３，４にはＵＩ型コアに適用した場合を示す。

図３，４に示す圧粉コア５０において、Ｕ型コア６０とＵ型コア６１とＩ型コア６２とＩ型コア６３とＩ型コア６４とＩ型コア６５を具備している。Ｕ型コア６０とＩ型コア６３との間に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品７２が一体的に形成されている。Ｕ型コア６０とＩ型コア６５との間に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品７５が一体的に形成されている。Ｕ型コア６１とＩ型コア６２との間に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品７０が一体的に形成されている。Ｕ型コア６１とＩ型コア６４との間に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品７３が一体的に形成されている。Ｉ型コア６２とＩ型コア６３との間に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品７１が一体的に形成されている。Ｉ型コア６４とＩ型コア６５との間に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品７４が一体的に形成されている。各圧縮成形品７０〜７５はそれぞれ板状をなしている。

コイル８０が、圧縮成形品７０、Ｉ型コア６２、圧縮成形品７１、Ｉ型コア６３、圧縮成形品７２等に巻回される。また、コイル８１が、圧縮成形品７３、Ｉ型コア６４、圧縮成形品７４、Ｉ型コア６５、圧縮成形品７５等に巻回される。

・ギャップのあるコアを用いるのであれば、リアクトルでなくトランスでもよい。

１０…圧粉コア、２０…Ｅ型コア、２５…圧縮成形品、３０…Ｅ型コア、３５…圧縮成形品、５０…圧粉コア、６０…Ｕ型コア、６１…Ｕ型コア、６２…Ｉ型コア、６３…Ｉ型コア、６４…Ｉ型コア、６５…Ｉ型コア、７０…圧縮成形品、７１…圧縮成形品、７２…圧縮成形品、７３…圧縮成形品、７４…圧縮成形品、７５…圧縮成形品。

Claims

一部領域に、ギャップ材として非磁性材料よりなる絶縁性粉末の圧縮成形品を、一体的に形成したことを特徴とする圧粉コア。
前記非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、セラミック粉末を樹脂でコーティングしたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧粉コア。
前記セラミック粉末は、アルミナ粉末であることを特徴とする請求項２に記載の圧粉コア。
前記非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、樹脂粉末であることを特徴とする請求項１に記載の圧粉コア。
前記非磁性材料よりなる絶縁性粉末は、導電性金属粉末を絶縁性樹脂でコーティングしたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧粉コア。
前記導電性金属粉末は、アルミ粉末であることを特徴とする請求項５に記載の圧粉コア。