JP2012238832A - Production method of green compact, green compact, reactor, converter and power converter - Google Patents
Production method of green compact, green compact, reactor, converter and power converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012238832A JP2012238832A JP2012023277A JP2012023277A JP2012238832A JP 2012238832 A JP2012238832 A JP 2012238832A JP 2012023277 A JP2012023277 A JP 2012023277A JP 2012023277 A JP2012023277 A JP 2012023277A JP 2012238832 A JP2012238832 A JP 2012238832A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soft magnetic
- converter
- reactor
- green compact
- molded body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/1003—Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
- B22F3/1007—Atmosphere
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/346—Preventing or reducing leakage fields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
-
- 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
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被覆軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉成形体の製造方法、その製造方法により製造される圧粉成形体、その圧粉成形体を具えるリアクトル、そのリアクトルを具えるコンバータ、および、そのコンバータを具える電力変換装置に関するものである。特に、低損失な圧粉成形体を製造する方法に関するものである。 The present invention provides a method for producing a green compact formed by press-molding a coated soft magnetic powder, a green compact produced by the production method, a reactor comprising the green compact, and a reactor therefor. The present invention relates to a converter and a power conversion device including the converter. In particular, the present invention relates to a method for producing a low-loss compact.
ハイブリッド自動車などは、モータへの電力供給系統に昇圧回路を備えている。この昇圧回路の一部品として、リアクトルが利用されている。リアクトルは、コアにコイルを巻回した構成である。コアを交流磁場で使用した場合、コアに鉄損と呼ばれる損失が生じる。鉄損は、概ね、ヒステリシス損と渦電流損との和で表され、特に、高周波での使用において顕著に増加する。 A hybrid vehicle or the like includes a booster circuit in a power supply system to a motor. A reactor is used as one component of this booster circuit. The reactor has a configuration in which a coil is wound around a core. When the core is used in an alternating magnetic field, a loss called iron loss occurs in the core. The iron loss is generally represented by the sum of hysteresis loss and eddy current loss, and particularly increases significantly when used at high frequencies.
リアクトルのコアにおける鉄損を低減するために、圧粉成形体でできたコアを用いることがある。圧粉成形体は、軟磁性粒子の表面に絶縁被膜を形成した被覆軟磁性粒子からなる被覆軟磁性粉末を加圧して形成され、軟磁性粒子同士が絶縁被膜により絶縁されているので、特に、渦電流損を低減する効果が高い。 In order to reduce iron loss in the core of the reactor, a core made of a green compact may be used. The green compact is formed by pressurizing coated soft magnetic powder made of coated soft magnetic particles in which an insulating coating is formed on the surface of the soft magnetic particles, and the soft magnetic particles are insulated from each other by the insulating coating. Highly effective in reducing eddy current loss.
しかし、圧粉成形体は、相対的に移動可能な柱状の第一パンチと筒状のダイとでつくられるキャビティに被覆軟磁性粉末を充填し、第一パンチと柱状の第二パンチとによりキャビティ内の被覆軟磁性粉末を加圧成形して作製されるため、この加圧成形時の圧力や、成形体の脱型時における金型との摺接により被覆軟磁性粒子の絶縁被膜が損傷する虞がある。絶縁被膜が損傷すると、軟磁性粒子が露出し展延することがあり、その結果、圧粉成形体における軟磁性粒子同士が導通して、略膜状の導通部を形成してしまい、渦電流損が増大する虞がある。 However, the green compact has a cavity formed by a relatively movable columnar first punch and a cylindrical die filled with coated soft magnetic powder, and the cavity is formed by the first punch and the columnar second punch. Since the coated soft magnetic powder is pressure molded, the insulating coating of the coated soft magnetic particles is damaged by the pressure during the pressure molding and the sliding contact with the mold when the molded product is removed. There is a fear. When the insulating coating is damaged, the soft magnetic particles may be exposed and spread, and as a result, the soft magnetic particles in the compacted body are electrically connected to each other to form a substantially film-like conductive part, resulting in an eddy current. Loss may increase.
そこで、上記渦電流損を低減するために、例えば、特許文献１には、被覆軟磁性粉末（軟磁性粉末）を加圧して成形して素材成形体の表面を、濃塩酸で表面処理することが記載されている。具体的には、素材成形体を濃塩酸に浸漬して、素材成形体の表面全面における上記導通部を除去して圧粉成形体としている。
Thus, in order to reduce the eddy current loss, for example, in
上述のように素材成形体の表面全体を表面処理することで、一定の低損失化を図ることができる。このように、素材成形体の表面全体を表面処理してしまうと、上記導通部を除去することができるが、一方で、絶縁被膜が損傷していない被覆軟磁性粒子の絶縁被膜をも損傷させる可能性もある。その結果、損失低減効果が小さくなる虞がある。 By subjecting the entire surface of the material molded body to surface treatment as described above, a certain reduction in loss can be achieved. In this way, if the entire surface of the material molded body is surface-treated, the conductive portion can be removed, but on the other hand, the insulating coating of the coated soft magnetic particles that are not damaged by the insulating coating is also damaged. There is a possibility. As a result, the loss reduction effect may be reduced.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、低損失な圧粉成形体を効率的に製造することができる圧粉成形体の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a method for producing a green compact that can efficiently produce a low-loss green compact. It is in.
本発明の他の目的は、上記本発明の製造方法により製造された圧粉成形体を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a green compact produced by the production method of the present invention.
本発明の別の目的は、上記圧粉成形体を具えるリアクトルを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a reactor comprising the above compacted body.
本発明の更に異なる目的は、上記リアクトルを具えるコンバータ、このコンバータを具える電力変換装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a converter including the reactor and a power conversion device including the converter.
本発明者らは、上記目的を達成するために、圧粉成形体の製造方法について鋭意検討した。具体的には、表面処理を施す領域を種々選択した圧粉成形体を製造して損失低減効果が小さくなる原因を調べた。その結果、次の知見を得た。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently studied about a method for producing a green compact. Specifically, the cause of the reduced loss reduction effect was investigated by manufacturing a compacted body with various surface treatment areas selected. As a result, the following knowledge was obtained.
素材成形体の表面全面に表面処理すると、素材成形体の脱型時における上記ダイと摺接する箇所（摺接面）に生じた上記導通部は除去される。一方で、素材成形体の上記各パンチと接触する箇所（圧接面）にはそもそも上記導通部が形成され難く、そこに表面処理を行うと、絶縁被膜が破壊されることがある。そのため、圧接面では軟磁性粒子が露出した状態になり、鉄損の低減効果が小さくなることがある。従って、表面処理は、素材成形体の一部、さらには上記摺接面の一部、特に摺接面において磁束方向全長に亘る領域に施すとよいことが判明した。 When the surface treatment is performed on the entire surface of the material molded body, the conductive portion generated at the portion (sliding contact surface) that is in sliding contact with the die when the material molded body is demolded is removed. On the other hand, in the first place, the conductive portion is unlikely to be formed at a position (pressure contact surface) in contact with the punches of the material molded body, and when the surface treatment is performed there, the insulating coating may be destroyed. Therefore, the soft magnetic particles are exposed at the pressure contact surface, and the effect of reducing iron loss may be reduced. Accordingly, it has been found that the surface treatment may be performed on a part of the material molded body, and further on a part of the sliding contact surface, particularly on a region covering the entire length in the magnetic flux direction on the sliding contact surface.
上記知見から、低損失な圧粉成形体を効率的に製造するには、素材成形体の特定の領域に表面処理を施す以下の方法が挙げられる。 From the above knowledge, in order to efficiently produce a low-loss compacted body, the following method for subjecting a specific region of the material compact to surface treatment can be mentioned.
その圧粉成形体の製造方法とは、軟磁性粒子の外周に絶縁被膜が被覆された被覆軟磁性粒子を複数具えてなる被覆軟磁性粉末を用いて圧粉成形体を製造する方法で、素材準備工程と、表面処理工程とを具える。素材準備工程では、被覆軟磁性粉末を加圧成形した素材成形体を用意する。表面処理工程では、素材成形体の表面で複数の軟磁性粒子の構成材料同士が導通した導通部を除去する。上記表面処理工程は、上記素材成形体の表面の一部に施される。ここでの表面処理工程には、化学的、機械的、電気的、光学的、熱的、あるいは、これらの複合的な処理により上記導通部の除去が可能なあらゆる表面処理が含まれる。具体的には、電気化学的な処理方法として電解処理が、機械的な処理方法として切削や研削がそれぞれ挙げられる。いずれの処理方法も導通部の除去が可能と考えられる。 The method for producing a green compact is a method for producing a green compact using a coated soft magnetic powder comprising a plurality of coated soft magnetic particles whose outer periphery is coated with an insulating coating. A preparation process and a surface treatment process are provided. In the material preparation step, a material molded body obtained by pressure-molding the coated soft magnetic powder is prepared. In the surface treatment step, the conduction portion where the constituent materials of the plurality of soft magnetic particles are conducted on the surface of the material molded body is removed. The said surface treatment process is given to a part of surface of the said raw material molded object. The surface treatment step here includes any surface treatment that can remove the conductive portion by chemical, mechanical, electrical, optical, thermal, or a combination of these treatments. Specifically, the electrolytic treatment method includes electrolytic treatment, and the mechanical treatment method includes cutting and grinding. Any of the processing methods is considered to be able to remove the conductive portion.
より具体的な方法として、以下の本発明の圧粉成形体の製造方法が挙げられる。 As a more specific method, the following manufacturing method of the compacting body of this invention is mentioned.
この製造方法は、軟磁性粒子の外周に絶縁被膜が被覆された被覆軟磁性粒子を複数具えてなる被覆軟磁性粉末を用いて圧粉成形体を製造する方法で、素材準備工程と、表面処理工程とを具える。素材準備工程では、被覆軟磁性粉末を加圧成形した素材成形体を用意する。表面処理工程では、上記素材成形体の表面の一部を電解処理する。 This manufacturing method is a method of manufacturing a compacted body using a coated soft magnetic powder comprising a plurality of coated soft magnetic particles whose outer periphery is coated with an insulating coating. Process. In the material preparation step, a material molded body obtained by pressure-molding the coated soft magnetic powder is prepared. In the surface treatment step, a part of the surface of the material molded body is subjected to electrolytic treatment.
本発明の製造方法によれば、素材成形体の表面の一部を電解処理することで、導通部を部分的に除去できる。その結果、渦電流を遮断できるため、圧粉成形体の損失を低減できる。その上、絶縁被膜が損傷していない被覆軟磁性粒子の絶縁被膜を損傷させる可能性が低くなり、損失低減効果が小さくなることがない。その結果、成形体の表面全面を表面処理した場合と同程度の低損失な圧粉成形体を製造することができる。加えて、損失低減効果が小さくなった場合の圧粉成形体よりも、低損失な圧粉成形体とすることができ、効率的に低損失な圧粉成形体を製造することができる。 According to the manufacturing method of the present invention, the conductive portion can be partially removed by electrolytically treating a part of the surface of the material molded body. As a result, since the eddy current can be interrupted, the loss of the green compact can be reduced. In addition, the possibility of damaging the insulating coating of the coated soft magnetic particles whose insulating coating is not damaged is reduced, and the loss reduction effect is not reduced. As a result, it is possible to produce a compacted body having a low loss comparable to that obtained when the entire surface of the molded body is surface-treated. In addition, it is possible to obtain a powder compact having a lower loss than the powder compact when the loss reduction effect is reduced, and it is possible to efficiently produce a powder compact having a low loss.
本発明の製造方法の一形態として、上記表面処理工程は、上記素材成形体の金型との摺接面の少なくとも一部に施されることが挙げられる。 As one form of the manufacturing method of this invention, it is mentioned that the said surface treatment process is given to at least one part of the sliding contact surface with the metal mold | die of the said raw material molded object.
上記の構成によれば、金型との摺接面に導通部が形成され易いので、摺接面の少なくとも一部に表面処理を施すことで、効果的に導通部を除去でき、渦電流を遮断できる。 According to the above configuration, since the conductive portion is easily formed on the slidable contact surface with the mold, the conductive portion can be effectively removed by applying a surface treatment to at least a part of the slidable contact surface. Can be blocked.
本発明の製造方法の一形態として、上記表面処理工程は、上記圧粉成形体を磁心として励磁した際、磁束方向との平行面の少なくとも一部となる素材成形体の表面に施されることが挙げられる。 As one form of the manufacturing method of this invention, the said surface treatment process is given to the surface of the raw material molded object used as at least one part of a parallel surface with a magnetic flux direction, when exciting the said compacting body as a magnetic core. Is mentioned.
上記の構成によれば、表面処理を施す箇所が、磁束方向との平行面のうち少なくとも一部であることで、磁束方向を軸とする円周方向に流れる渦電流を、上記表面処理が施された箇所で遮断できると考えられる。そのため、渦電流損を低減でき、低損失な圧粉成形体を製造することができる。 According to the above configuration, the surface treatment is applied to the eddy current flowing in the circumferential direction with the magnetic flux direction as an axis, because the surface treatment portion is at least a part of a plane parallel to the magnetic flux direction. It is thought that it can be cut off at the place where it was done. Therefore, eddy current loss can be reduced, and a low-loss compacting body can be manufactured.
本発明の製造方法の一形態として、上記表面処理工程は、上記圧粉成形体を磁心として励磁した際、磁束方向との平行面の少なくとも一部で、上記平行面において、上記圧粉成形体の磁束方向全長に亘る領域となる素材成形体の表面に施されることが挙げられる。 As one form of the manufacturing method of this invention, the said surface treatment process is at least one part of a parallel surface with the magnetic flux direction, when the said powder compact body is excited as a magnetic core, and the said powder compact body in the said parallel surface. It is mentioned that it is given to the surface of the material molding which becomes the field over the whole magnetic flux direction.
上記の構成によれば、表面処理を施す領域を、素材成形体の表面のうち、上記平行面の少なくとも一部で、その平行面において、圧粉成形体の磁束方向全長に亘る領域になる面とすることで、磁束方向を軸とする円周方向に流れる渦電流を上記全長に亘って分断することができると考えられる。従って、渦電流損をより低減することができ、より低損失な圧粉成形体を製造することができる。 According to said structure, the area | region which performs surface treatment is a surface which becomes an area | region covering the magnetic flux direction full length of a compacting body in the parallel surface among the surfaces of a raw material molded body at least a part of the said parallel surface. By doing so, it is considered that the eddy current flowing in the circumferential direction around the magnetic flux direction can be divided over the entire length. Therefore, the eddy current loss can be further reduced, and a green compact with lower loss can be manufactured.
本発明の圧粉成形体は、上記本発明の製造方法により製造された圧粉成形体である。 The green compact of the present invention is a green compact manufactured by the manufacturing method of the present invention.
本発明の圧粉成形体によれば、渦電流損の少ない低損失な圧粉成形体とすることができる。そのため、例えば、リアクトル用コアに好適に利用でき、その場合、コイルが高周波の交流で励磁される場合でも鉄損特性を改善できる。 According to the green compact of the present invention, a low-loss compact with low eddy current loss can be obtained. Therefore, for example, it can be suitably used for a reactor core, and in that case, even when the coil is excited by high-frequency alternating current, the iron loss characteristic can be improved.
本発明のリアクトルは、巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとを具える。磁性コアのうち少なくとも一部が圧粉成形体からなり、この圧粉成形体が上記本発明圧粉成形体である。 The reactor of the present invention includes a coil formed by winding a winding, and a magnetic core that is disposed inside and outside the coil to form a closed magnetic circuit. At least a part of the magnetic core is formed of a powder compact, and this powder compact is the powder compact of the present invention.
本発明のリアクトルによれば、損失低減効果に優れる圧粉成形体を具えることで、低損失なリアクトルとすることができる。 According to the reactor of this invention, it can be set as a low loss reactor by providing the compacting body which is excellent in the loss reduction effect.
本発明リアクトルは、コンバータの構成部品に好適に利用することができる。本発明のコンバータは、スイッチング素子と、上記スイッチング素子の動作を制御する駆動回路と、スイッチング動作を平滑にするリアクトルとを具え、上記スイッチング素子の動作により、入力電圧を変換するものであり、上記リアクトルが本発明リアクトルである。この本発明コンバータは、電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。本発明の電力変換装置は、入力電圧を変換するコンバータと、上記コンバータに接続されて、直流と交流とを相互に変換するインバータとを具え、このインバータで変換された電力により負荷を駆動するための電力変換装置であって、上記コンバータが本発明コンバータである。 The reactor of the present invention can be suitably used as a component part of a converter. The converter of the present invention comprises a switching element, a drive circuit that controls the operation of the switching element, and a reactor that smoothes the switching operation, and converts the input voltage by the operation of the switching element. The reactor is the reactor of the present invention. This converter of the present invention can be suitably used as a component part of a power converter. The power converter of the present invention includes a converter that converts an input voltage and an inverter that is connected to the converter and converts between direct current and alternating current, and drives a load with the power converted by the inverter. The above converter is the converter of the present invention.
上記の構成によれば、磁性コアが低損失な圧粉成形体からなる本発明リアクトルを具えることで、低損失であり、車載部品などに好適に利用することができる。 According to said structure, a magnetic core is provided with this invention reactor which consists of a compacting body with a low loss, It is a low loss and can utilize suitably for vehicle-mounted components.
本発明の圧粉成形体の製造方法は、渦電流損を低減でき、効率的に低損失な圧粉成形体を製造することができる。 The manufacturing method of the compacting body of this invention can reduce an eddy current loss, and can manufacture a compacting body with a low loss efficiently.
本発明の圧粉成形体は、渦電流損の少ない低損失な圧粉成形体とすることができる。 The green compact of the present invention can be a low-loss compact with low eddy current loss.
本発明のリアクトルは、低損失である。 The reactor of the present invention has a low loss.
本発明のコンバータや電力変換装置は、車載部品などに好適に利用できる。 The converter and power converter of the present invention can be suitably used for in-vehicle components.
以下、本発明の実施形態を説明する。まず、圧粉成形体の製造方法を説明し、その製造方法により得られた圧粉成形体を具えるリアクトル、そのリアクトルを具えるコンバータ及び電力変換装置の順に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below. First, the manufacturing method of a compacting body is demonstrated, and the reactor which provides the compacting body obtained by the manufacturing method, the converter which comprises the reactor, and a power converter device are demonstrated in order.
《圧粉成形体の製造方法》
本発明の圧粉成形体の製造方法は、被覆軟磁性粉末を用意して圧粉成形体を製造する方法で、素材準備工程と、表面処理工程とを具える。上記各工程について順に説明する。
<< Method for Producing Green Compact >>
The manufacturing method of the compacting body of the present invention is a method of preparing a compacting body by preparing a coated soft magnetic powder, and includes a material preparation step and a surface treatment step. Each of the above steps will be described in order.
〔素材準備工程〕
素材準備工程では、圧粉成形体を構成する被覆軟磁性粉末を用意して、その粉末を加圧成形して素材成形体を作製するか、予め同様に成形された素材成形体を購入するなどして用意する。前者の場合、原料準備工程と、その原料から素材成形体を成形する素材成形工程とを具える。原料準備工程として、圧粉成形体を構成する被覆軟磁性粉末を用意する。被覆軟磁性粉末は、軟磁性粒子の外周に絶縁被膜が被覆された被覆軟磁性粒子を複数具える。
[Material preparation process]
In the raw material preparation process, a coated soft magnetic powder constituting the green compact is prepared, and the powder is pressure-molded to produce a raw material compact, or a previously molded material compact is purchased in advance. Prepare. In the former case, a raw material preparation step and a raw material forming step of forming a raw material molded body from the raw material are provided. As the raw material preparation step, a coated soft magnetic powder constituting the green compact is prepared. The coated soft magnetic powder includes a plurality of coated soft magnetic particles in which an insulating coating is coated on the outer periphery of the soft magnetic particles.
［原料準備工程］
原料準備工程では、被覆軟磁性粉末を用意する。この工程では、後述する組成からなる軟磁性粒子を製造又は購入するなどして用意し、その軟磁性粒子の外周に後述する組成からなる絶縁被膜を被覆して被覆軟磁性粉末を製造してもよいし、予め製造された被覆軟磁性粉末を購入するなどしてもよい。前者のうち軟磁性粒子を製造する場合、以下に述べる軟磁性粒子の製法、及び絶縁被膜の被覆方法を経て被覆軟磁性粉末を製造することができる。
[Raw material preparation process]
In the raw material preparation step, a coated soft magnetic powder is prepared. In this step, soft magnetic particles having the composition described below are prepared or manufactured, and the outer periphery of the soft magnetic particles is coated with an insulating film having the composition described later to produce a coated soft magnetic powder. Alternatively, a coated soft magnetic powder manufactured in advance may be purchased. When the soft magnetic particles are manufactured among the former, the coated soft magnetic powder can be manufactured through the soft magnetic particle manufacturing method and the insulating film coating method described below.
（軟磁性粒子）
〈組成〉
軟磁性粒子は、鉄を５０質量％以上含有するものが好ましく、例えば、純鉄（Ｆｅ）が挙げられる。その他、鉄合金、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃ系合金、Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｐ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、及びＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金から選択される少なくとも１種からなるものが利用できる。特に、透磁率及び磁束密度の点から、９９質量％以上、更には９９．５質量％以上がＦｅである純鉄が好ましい。
(Soft magnetic particles)
<composition>
The soft magnetic particles preferably contain 50% by mass or more of iron, and examples thereof include pure iron (Fe). In addition, iron alloys such as Fe-Si alloys, Fe-Al alloys, Fe-N alloys, Fe-Ni alloys, Fe-C alloys, Fe-B alloys, Fe-Co alloys, Fe An alloy composed of at least one selected from a -P alloy, an Fe-Ni-Co alloy, and an Fe-Al-Si alloy can be used. In particular, from the viewpoint of magnetic permeability and magnetic flux density, 99% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more of pure iron is preferable.
〈粒径〉
軟磁性粒子の平均粒径は、圧粉成形体として低損失に寄与するサイズであればよい。つまり、特に限定することなく適宜選択することができるが、例えば、１μｍ以上１５０μｍ以下であれば好ましい。軟磁性粒子の平均粒径を１μｍ以上とすることによって、軟磁性粉末の流動性を落とすことがなく、軟磁性粉末を用いて製作された圧粉成形体の保磁力及びヒステリシス損の増加を抑制できる。逆に、軟磁性粒子の平均粒径を１５０μｍ以下とすることによって、１ｋＨｚ以上の高周波域において発生する渦電流損を効果的に低減できる。より好ましい軟磁性粒子の平均粒径は、４０μｍ以上１００μｍ以下である。この平均粒径の下限が４０μｍ以上であれば、渦電流損の低減効果が得られると共に、被覆軟磁性粉末の取り扱いが容易になり、より高い密度の成形体とすることができる。なお、この平均粒径とは、粒径のヒストグラム中、粒径の小さい粒子からの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径をいう。
<Particle size>
The average particle diameter of the soft magnetic particles may be any size that contributes to low loss as a green compact. That is, although it can select suitably, without specifically limiting, For example, if it is 1 micrometer or more and 150 micrometers or less, it is preferable. By setting the average particle size of soft magnetic particles to 1 μm or more, the increase in coercive force and hysteresis loss of compacted compacts made from soft magnetic powder is suppressed without reducing the fluidity of soft magnetic powder. it can. Conversely, by setting the average particle size of the soft magnetic particles to 150 μm or less, eddy current loss that occurs in a high frequency region of 1 kHz or more can be effectively reduced. The average particle size of the soft magnetic particles is more preferably 40 μm or more and 100 μm or less. If the lower limit of the average particle diameter is 40 μm or more, an effect of reducing eddy current loss can be obtained, and handling of the coated soft magnetic powder becomes easy, and a molded body having a higher density can be obtained. The average particle diameter means a particle diameter of particles in which the sum of masses from particles having a small particle diameter reaches 50% of the total mass in the particle diameter histogram, that is, 50% particle diameter.
〈形状〉
軟磁性粒子の形状は、アスペクト比が１．２〜１．８となるようにすると好ましい。このアスペクト比とは、粒子の最大径と最小径との比とする。上記範囲のアスペクト比を有する軟磁性粒子は、アスペクト比が小さな（１．０に近い）ものに比べて、圧粉成形体にしたときに反磁界係数を大きくでき、磁気特性に優れた圧粉成形体とすることができる。その上、圧粉成形体の強度を向上させることができる。
<shape>
The shape of the soft magnetic particles is preferably such that the aspect ratio is 1.2 to 1.8. The aspect ratio is the ratio between the maximum diameter and the minimum diameter of the particles. Soft magnetic particles having an aspect ratio in the above range can increase the demagnetizing factor when formed into a compact, compared to those having a small aspect ratio (close to 1.0), and have excellent magnetic properties. It can be set as a molded body. In addition, the strength of the green compact can be improved.
〈製法〉
軟磁性粒子は、水アトマイズ法やガスアトマイズ法などのアトマイズ法で製造されたものが好ましい。水アトマイズ法で製造された軟磁性粒子は、粒子表面に凹凸が多いため、その凹凸の噛合により高強度の成形体を得やすい。一方、ガスアトマイズ法で製造された軟磁性粒子は、その粒子形状がほぼ球形のため、絶縁被膜を突き破るような凹凸が少なくて好ましい。
<Production method>
The soft magnetic particles are preferably produced by an atomizing method such as a water atomizing method or a gas atomizing method. Since the soft magnetic particles produced by the water atomization method have many irregularities on the particle surface, it is easy to obtain a high-strength molded product by meshing the irregularities. On the other hand, the soft magnetic particles produced by the gas atomization method are preferable because the particle shape is almost spherical, and there are few irregularities that break through the insulating coating.
（絶縁被膜）
絶縁被膜は、隣接する軟磁性粒子同士を絶縁するために、軟磁性粒子の外周に被覆される。軟磁性粒子を絶縁被膜で覆うことによって、軟磁性粒子同士の接触を抑制し、成形体の比透磁率を低く抑えることができる。その上、絶縁被膜の存在により、軟磁性粒子間に渦電流が流れるのを抑制して、圧粉成形体の渦電流損を低減させることができる。
(Insulation coating)
The insulating coating is coated on the outer periphery of the soft magnetic particles in order to insulate adjacent soft magnetic particles. By covering the soft magnetic particles with an insulating film, the contact between the soft magnetic particles can be suppressed, and the relative magnetic permeability of the compact can be suppressed low. In addition, the presence of the insulating coating can suppress the eddy current from flowing between the soft magnetic particles, thereby reducing the eddy current loss of the green compact.
〈組成〉
絶縁被膜は、軟磁性粒子同士の絶縁を確保できる程度の絶縁性に優れるものであれば特に限定されない。例えば、絶縁被膜の材料は、リン酸塩、チタン酸塩、シリコーン樹脂、リン酸塩とシリコーン樹脂の２層からなるものなどが挙げられる。
<composition>
The insulating coating is not particularly limited as long as it has excellent insulating properties that can ensure insulation between soft magnetic particles. For example, examples of the material for the insulating film include phosphate, titanate, silicone resin, and two layers of phosphate and silicone resin.
特に、リン酸塩からなる絶縁被膜は変形性に優れるので、軟磁性材料を加圧して圧粉成形体を作製する際に軟磁性粒子が変形しても、この変形に追従して変形することができる。また、リン酸塩被膜は鉄系の軟磁性粒子に対する密着性が高く、軟磁性粒子表面から脱落し難い。リン酸塩としては、リン酸鉄やリン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウムなどのリン酸金属塩化合物を利用することができる。 In particular, since the insulating coating made of phosphate is excellent in deformability, even when soft magnetic particles are deformed when a soft magnetic material is pressed to produce a compact, a deformation follows the deformation. Can do. Further, the phosphate coating has high adhesion to iron-based soft magnetic particles and is difficult to fall off from the surface of the soft magnetic particles. As the phosphate, a metal phosphate compound such as iron phosphate, manganese phosphate, zinc phosphate, calcium phosphate, or aluminum phosphate can be used.
シリコーン樹脂からなる絶縁被膜の場合は、耐熱性に優れるので、後述する熱処理工程で分解し難く、圧粉成形体の完成までの間、軟磁性粒子同士の絶縁を良好に維持することができる。 In the case of an insulating coating made of a silicone resin, it is excellent in heat resistance, so that it is difficult to be decomposed in a heat treatment step to be described later, and the insulation between soft magnetic particles can be maintained well until the compacting body is completed.
絶縁被膜が上記リン酸塩とシリコーン樹脂の２層構造からなる場合、リン酸塩を上記軟磁性粒子側に、シリコーン樹脂をリン酸塩の直上に被覆することが好ましい。リン酸塩の直上にシリコーン樹脂を被膜しているので、上述したリン酸塩およびシリコーン樹脂の両方の特性を具えることができる。 When the insulating coating has a two-layer structure of the phosphate and the silicone resin, it is preferable to coat the phosphate on the soft magnetic particle side and the silicone resin directly on the phosphate. Since the silicone resin is coated directly on the phosphate, it is possible to have the characteristics of both the phosphate and the silicone resin described above.
〈膜厚〉
絶縁被膜の平均厚さは、隣接する軟磁性粒子同士を絶縁することができる程度の厚みであればよい。例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。絶縁被膜の厚みを１０ｎｍ以上とすることによって、軟磁性粒子同士の接触の抑制や渦電流によるエネルギー損失を効果的に抑制することができる。一方、絶縁被膜の厚みを１μｍ以下とすることによって、被覆軟磁性粒子に占める絶縁被膜の割合が大きくなりすぎず、被覆軟磁性粒子の磁束密度が著しく低下することを防止できる。
<Film thickness>
The average thickness of the insulating coating may be a thickness that can insulate adjacent soft magnetic particles. For example, it is preferably 10 nm or more and 1 μm or less. By setting the thickness of the insulating coating to 10 nm or more, it is possible to effectively suppress contact between soft magnetic particles and energy loss due to eddy current. On the other hand, by setting the thickness of the insulating coating to 1 μm or less, the ratio of the insulating coating to the coated soft magnetic particles does not become too large, and the magnetic flux density of the coated soft magnetic particles can be prevented from significantly decreasing.
上記絶縁被膜の厚さは、以下のようにして調べることができる。まず、組成分析(ＴＥＭ−ＥＤＸ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ)によって得られる膜組成と、誘導結合プラズマ質量分析(ＩＣＰ−ＭＳ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ−ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ)によって得られる元素量とを鑑みて相当厚さを導出する。そして、ＴＥＭ写真により直接、被膜を観察し、先に導出された相当厚さのオーダーが適正な値であることを確認して決定される平均的な厚さとする。 The thickness of the insulating coating can be examined as follows. First, the film composition obtained by composition analysis (TEM-EDX: transmission electron microscopic energy dispersive X-ray spectroscopy), and the amount of inductively coupled plasma mass (ICP-MS) obtained by inductively coupled plasma Considering this, a considerable thickness is derived. Then, the film is directly observed with a TEM photograph, and the average thickness determined by confirming that the order of the equivalent thickness derived earlier is an appropriate value is used.
〈被覆方法〉
軟磁性粒子に絶縁被膜を被覆する方法は、適宜選択するとよい。例えば、加水分解・縮重合反応などにより被膜することが挙げられる。軟磁性粒子と絶縁被膜を構成する原料とを配合して、その配合体を、加熱した状態で混合する。そうすることで、軟磁性粒子を被膜原料に十分に分散でき、個々の軟磁性粒子の外側に絶縁被膜を被覆することができる。
<Coating method>
The method of covering the soft magnetic particles with the insulating coating may be selected as appropriate. For example, the film may be formed by hydrolysis / polycondensation reaction. Soft magnetic particles and a material constituting the insulating coating are blended, and the blend is mixed in a heated state. By doing so, the soft magnetic particles can be sufficiently dispersed in the coating material, and the insulating coating can be coated on the outside of the individual soft magnetic particles.
上記加熱温度及び混合時間は適宜選択するとよい。加熱温度及び混合時間を選択することで、軟磁性粒子をより十分に分散させることができ、個々の粒子に絶縁被膜を被覆することが容易となる。 The heating temperature and mixing time may be appropriately selected. By selecting the heating temperature and mixing time, the soft magnetic particles can be more sufficiently dispersed, and it becomes easy to coat the individual particles with the insulating coating.
［素材成形工程］
素材成形工程では、上記原料準備工程により用意された複数の被覆軟磁性粒子からなる被覆軟磁性粉末を加圧成形して素材成形体を作製する。
[Raw material forming process]
In the raw material forming step, a coated soft magnetic powder composed of a plurality of coated soft magnetic particles prepared in the raw material preparing step is pressure-molded to produce a raw material compact.
素材成形工程では、代表的には、所定の形状のパンチとダイからなる成形金型内に被覆軟磁性粉末を注入し、加圧して押し固める。パンチとダイを使用する際、加圧により金型に成形体が焼き付くことや、被覆軟磁性粉末の絶縁被膜が破壊されることがないように被覆軟磁性粉末を加圧成形する。その手段として、パンチとダイの少なくとも一方の被覆軟磁性粉末と接触する箇所（内壁）に潤滑剤を塗布して被覆軟磁性粉末を加圧する外部潤滑成形方法でもよいし、被覆軟磁性粉末に予め潤滑剤を混合させて混合物を作製しておき、その混合物を金型で加圧する内部潤滑成形方法でもよい。前者の場合、潤滑剤を上記内壁に塗布するので、被覆軟磁性粉末との摩擦を低減すると共に、高密度な素材成形体を成形することができる。後者の場合、被覆軟磁性粉末の表面に付着した潤滑剤が被覆軟磁性粉末における粒子同士の摩擦を低減するため、被覆軟磁性粒子の絶縁被膜が破れることを抑制することができる。 In the raw material forming step, typically, the coated soft magnetic powder is injected into a molding die composed of a punch and die having a predetermined shape, and pressed and hardened. When the punch and die are used, the coated soft magnetic powder is pressure-molded so that the compact is not baked on the mold by pressurization and the insulating coating of the coated soft magnetic powder is not destroyed. As the means, an external lubrication molding method in which a lubricant is applied to a portion (inner wall) in contact with the coated soft magnetic powder of at least one of the punch and the die and the coated soft magnetic powder is pressed, or the coated soft magnetic powder is previously applied to the coated soft magnetic powder. An internal lubrication molding method may be used in which a mixture is prepared by mixing a lubricant, and the mixture is pressurized with a mold. In the former case, since the lubricant is applied to the inner wall, it is possible to reduce friction with the coated soft magnetic powder and to form a high-density material molded body. In the latter case, the lubricant adhering to the surface of the coated soft magnetic powder reduces friction between particles in the coated soft magnetic powder, so that the insulating coating of the coated soft magnetic particles can be prevented from being broken.
潤滑剤は、ステアリン酸、ステアリン酸リチウムなどの金属石鹸、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドなどの高級脂肪酸アミドなどの固体潤滑剤、固体潤滑剤を水などの液媒に分散させた分散液、液状潤滑剤、六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤などが挙げられる。 Lubricant is a solid soap such as stearic acid, metal stearate such as lithium stearate, fatty acid amide such as stearic acid amide, higher fatty acid amide such as ethylene bis stearic acid amide, solid lubricant dispersed in liquid medium such as water And dispersion liquid, liquid lubricant, and inorganic lubricant having a hexagonal crystal structure.
加圧する際には、上記成形金型を加熱してから加圧成形してもよい。その場合、例えば、成形金型温度を５０〜２００℃にすることが挙げられる。金型を加熱することで高密度な成形体を得ることができる。 When pressurizing, the molding die may be heated and then press-molded. In that case, for example, the mold temperature is set to 50 to 200 ° C. A high-density molded body can be obtained by heating the mold.
加圧する圧力は、適宜選択することができる。例えば、リアクトル用コアとなる圧粉成形体を製造するのであれば、４９０〜１４７０ＭＰａ（約５〜１５ｔｏｎ／ｃｍ２）、特に、４９０〜１０７９ＭＰａ（約５〜１１ｔｏｎ／ｃｍ２）程度とすることが好ましい。 The pressure to pressurize can be selected suitably. For example, if a green compact to be used as a reactor core is manufactured, it is set to about 490 to 1470 MPa (about 5 to 15 ton / cm 2 ), particularly about 490 to 1079 MPa (about 5 to 11 ton / cm 2 ). preferable.
この加圧により、例えば、図１（右下）に示す直方体状の素材成形体１０を形成できる。この素材成形体１０の形状は、加圧成形する際の金型の形状により適宜変更することができるため、直方体状の他に、台形状面を有する柱状体、またはＵ字状面を有するＵ字状体など種々の形状が挙げられる。このように素材成形体１０が直方体状の場合、素材成形体１０の両端面がパンチでの加圧面３１ｐで、それ以外の４つの側面がダイとの摺接面３１ｓである。
By this pressurization, for example, a rectangular parallelepiped material molded
〔表面処理工程〕
表面処理工程では、素材成形体の表面の一部を電解処理する。この電解処理により、素材成形体の表面で複数の軟磁性粒子の構成材料同士が導通した導通部を除去する。
[Surface treatment process]
In the surface treatment step, a part of the surface of the material molded body is subjected to electrolytic treatment. By this electrolytic treatment, the conduction portion where the constituent materials of the plurality of soft magnetic particles are conducted on the surface of the material molded body is removed.
電解処理する素材成形体の面は、導通部が形成され易いダイとの摺接面の少なくとも一部とすることが挙げられる。製造された素材成形体１０を磁心、例えば、図１（上側）に示すようなリアクトル用コア３として励磁する際、磁束方向との平行面の少なくとも一部とすることが好ましい。特に、パンチの加圧方向全長に亘る領域、更には上記平行面において磁束方向全長に亘る領域となる素材成形体の表面であることが好ましい。図１は、リアクトルに具わるリアクトル用コア３の一例であり、コイル（図示せず）に覆われる内側コア部３１と、コイルから露出される露出コア部３２とを分解した状態で示している。内側コア部３１は、コア片３１ｍとギャップ材３１ｇとを積層して構成される。コア片３１ｍは、素材成形体１０に電解処理した圧粉成形体１、または電解処理と後述する熱処理とを施した圧粉成形体１で構成することが挙げられる。このように、圧粉成形体１とコイルとを組み合わせて、そのコイルを励磁すれば、コイルの軸方向に沿った磁束が成形体内に形成される。
The surface of the material molded body to be electrolytically treated may be at least a part of the sliding contact surface with the die on which the conductive portion is easily formed. When the manufactured material molded
そこで、例えば、図１（右下）に示すように、矢印（Ｉ）の方向を磁束方向、即ち、加圧面３１ｐが磁束方向との直交面で、それ以外の４つの摺接面３１ｓが、上記平行面となる場合、電解処理する領域は、上記平行面（摺接面３１ｓ）となる素材成形体１０の表面の少なくとも一部でよい。電解処理した箇所で、磁束方向を軸とする円周方向に流れる渦電流を遮断することができると考えられる。特に、電解処理する領域は、上記平行面において加圧方向（磁束方向）全長に亘る素材成形体１０の表面とすることが好ましい。そうすれば、上記渦電流を上記全長に亘って遮断できると考えられ、一層効果的に低損失な圧粉成形体を製造できる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 1 (lower right), the direction of the arrow (I) is the magnetic flux direction, that is, the
一方、矢印（ＩＩ）の方向が磁束方向、即ち、加圧面３１ｐが上記平行面である場合、電解処理する領域は、上記直交面である摺接面３１ｓｏの少なくとも一部でよい。そうすれば、摺接面３１ｓｏの表面に流れる渦電流を遮断できるので、渦電流損を低減できると考えられる。特に、電解処理する領域は、摺接面３１ｓｏにおいて、長辺間や短辺間であることが好ましい。そうすれば、上記渦電流をより遮断し易い。加えて、電解処理は、上記平行面である摺接面３１ｓｐの少なくとも一部、特には摺接面３１ｓｐの磁束方向全長に亘る領域に施すことが好ましい。前者の場合、摺接面３１ｓｐの電解処理を施した箇所で、磁束方向を軸とする円周方向の渦電流をも遮断でき、後者の場合、その渦電流を上記全長に亘って遮断できる。
On the other hand, when the direction of the arrow (II) is the magnetic flux direction, that is, when the
素材成形体が円柱である場合、上記直交面がパンチでの加圧面であれば、上記平行面は円柱の円筒面となるので、電解処理する領域は、円筒面となる素材成形体の表面の少なくとも一部でよく、その表面の磁束方向全長に亘る領域であることが好ましい。 When the material molded body is a cylinder, if the orthogonal surface is a pressing surface with a punch, the parallel surface is a cylindrical surface of the cylinder, and therefore the area to be electrolytically treated is the surface of the material molded body that becomes the cylindrical surface. It may be at least a part, and is preferably a region extending over the entire length of the surface in the magnetic flux direction.
上記平行面において一方の端面側から他方の端面側に亘る領域に表面処理を施す場合、上記平行面において磁束方向と平行な方向の長さを縦ｔ、磁束方向を軸とした圧粉成形体の周方向の全長をｌとするとき、平行面の全面積はｔ×ｌで、当該平行面において実際に表面処理が施された領域の幅（磁束方向と直交する方向）を処理幅ｗとするとき、この領域はｔ×ｗと表される。この処理幅ｗは、被覆軟磁性粉末の平均粒径をｄとするとき、ｄ＜ｗ≦ｌを満たすことが好ましい。上記処理幅ｗを上記範囲とすることで、渦電流損の低減効果を効果的に得ることができる。より好ましくは、上記全長ｌに対する上記処理幅ｗの比率ｗ／ｌは、３０％以下、さらには２０％以下、１０％以下、特に５％以下とすることが挙げられる。 When surface treatment is performed on a region extending from one end face side to the other end face side in the parallel plane, the green compact with the length in the direction parallel to the magnetic flux direction as the length t and the magnetic flux direction as the axis in the parallel plane. When the total length in the circumferential direction is l, the total area of the parallel surface is t × l, and the width of the region actually surface-treated on the parallel surface (the direction perpendicular to the magnetic flux direction) is defined as the processing width w. This area is represented as t × w. This treatment width w preferably satisfies d <w ≦ l, where d is the average particle diameter of the coated soft magnetic powder. By setting the processing width w within the above range, an effect of reducing eddy current loss can be effectively obtained. More preferably, the ratio w / l of the processing width w to the total length l is 30% or less, further 20% or less, 10% or less, and particularly 5% or less.
電解処理する際、素材成形体に接触させる電解液の種類としては、素材成形体表面を電解処理して当該表面の導通部を除去するのに利用できる処理液であればよい。例えば、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、塩化ナトリウムなどの溶液が好ましい。そうすることで、上記導通部を除去できる。 The electrolytic solution to be brought into contact with the material molded body during the electrolytic treatment may be any treatment liquid that can be used for electrolytically treating the surface of the material molded body to remove the conductive portion on the surface. For example, a solution of sodium nitrate, potassium nitrate, sodium chloride or the like is preferable. By doing so, the conductive portion can be removed.
電解処理する際、印加する電圧と通電する電流はそれぞれ、例えば２０〜１００Ｖ、２０〜１００Ａであることが好ましい。そうすることで、上記導通部を除去し易い上に、表面処理を促進できる。 When performing the electrolytic treatment, it is preferable that the applied voltage and the energized current are, for example, 20 to 100 V and 20 to 100 A, respectively. By doing so, the conductive portion can be easily removed and surface treatment can be promoted.
また、素材成形体表面を電解処理する時間（処理時間）は、電解液の種類、濃度、印加電圧、通電電流、あるいは除去する領域などに合わせて適宜選択すればよい。特に、印加電圧と通電電流が上記範囲である場合、上記処理時間は、０．５ｓｅｃ〜５０ｓｅｃであることが挙げられる。つまり、上記印加電圧と通電電流で、上記範囲の時間成形体を電解処理することで、上記導通部を除去し易くなるとともに、上記導通部以外の成形体の表面を除去しすぎることがない。 In addition, the time (treatment time) for electrolytically treating the surface of the material molded body may be appropriately selected according to the type, concentration, applied voltage, energized current, or region to be removed. In particular, when the applied voltage and the energization current are in the above range, the processing time is 0.5 sec to 50 sec. That is, by subjecting the molded body for a time in the above range to electrolytic treatment with the applied voltage and the energizing current, the conductive portion can be easily removed, and the surface of the molded body other than the conductive portion is not excessively removed.
素材成形体を電解処理する方法は、例えば、素材成形体を電解液に浸漬させて、電解処理させて導通部を除去する箇所に陽極の電極を２ｍｍ以下の間隔で設置し、陰極の電極を電解液中に浸漬させて、導通部を除去する素材成形体に接触させる。その状態で、上述した電圧を印加して上述した電流を通電させることが挙げられる。この陽極が接触もしくは近接している箇所が電解処理されて導通部が除去される。つまり、電極の形を調整することで、上記表面処理する領域を適宜変更することができる。この電極には、Ｐｔなどを好適に利用することができる。 The method of electrolytically treating the material molded body is, for example, by immersing the material molded body in an electrolytic solution, electrolytically treating the material molded body to remove the conductive portion, and setting the anode electrode at intervals of 2 mm or less. It is immersed in the electrolytic solution and brought into contact with the material molded body from which the conductive portion is removed. In that state, the above-described current is applied by applying the voltage described above. A portion where the anode is in contact with or close to the anode is subjected to electrolytic treatment to remove the conductive portion. That is, the region to be surface-treated can be appropriately changed by adjusting the shape of the electrode. Pt or the like can be suitably used for this electrode.
［その他の工程］
（熱処理工程）
上記素材成形体には、素材成形工程で軟磁性粒子に導入された歪や転移などを除去するために加熱する熱処理を施してもよい。
[Other processes]
(Heat treatment process)
The material molded body may be subjected to heat treatment for heating in order to remove distortion or transition introduced into the soft magnetic particles in the material molding process.
熱処理の温度が高いほど、歪の除去を十分に行うことができることから、熱処理温度は、３００℃以上、特に４００℃以上が好ましく、上限は約８００℃程度が好ましい。このような熱処理温度であれば、歪の除去と共に、加圧時に軟磁性粒子に導入される転移などの格子欠陥も除去できる。それにより、圧粉成形体のヒステリシス損を効果的に低減することができる。 Since the higher the heat treatment temperature is, the more strain can be removed, the heat treatment temperature is preferably 300 ° C. or higher, particularly 400 ° C. or higher, and the upper limit is preferably about 800 ° C. With such a heat treatment temperature, not only strain can be removed, but also lattice defects such as transition introduced into the soft magnetic particles during pressurization can be removed. Thereby, the hysteresis loss of a compacting body can be reduced effectively.
熱処理を施す時間は、素材成形工程で軟磁性粒子に導入された歪や転移などを十分に除去するように、上記熱処理温度および成形体の体積に合わせて適宜選択すればよい。例えば、上記の温度範囲の場合、１０分〜１時間であることが好ましい。 What is necessary is just to select the time which heat-processes suitably according to the said heat processing temperature and the volume of a molded object so that the distortion | strain, transition, etc. which were introduce | transduced into the soft-magnetic particle in the raw material shaping | molding process may fully be removed. For example, in the above temperature range, it is preferably 10 minutes to 1 hour.
この熱処理を施す際の雰囲気は、大気中でも良いが、不活性ガス雰囲気内で施すと特に好ましい。それにより、潤滑剤の燃焼による煤などの素材成形体への付着を抑制することができる。 The atmosphere at the time of performing the heat treatment may be in the air, but it is particularly preferable to apply in an inert gas atmosphere. As a result, adhesion of soot or the like to the material molded body due to combustion of the lubricant can be suppressed.
この熱処理は、表面処理工程前における素材成形体に施してもよいし、表面処理工程後における素材成形体に施してもよい。 This heat treatment may be performed on the material molded body before the surface treatment step, or may be performed on the material molded body after the surface treatment step.
（洗浄工程）
表面処理工程後、表面処理工程で圧粉成形体表面に付着した電解液を洗い流すために圧粉成形体の表面を洗浄することが好ましい。そうすれば、表面処理工程で圧粉成形体表面に付着した電解液を除去できる。
(Washing process)
After the surface treatment step, it is preferable to wash the surface of the green compact in order to wash away the electrolytic solution adhering to the surface of the green compact in the surface treatment step. If it does so, the electrolyte solution adhering to the compacting body surface at the surface treatment process can be removed.
洗浄工程で使用する洗浄液は、上記電解液を洗浄できるものであればよい。例えば、水などを使用することが挙げられる。洗浄液の温度や、洗浄する時間は、圧粉成形体の表面から電解液が十分に除去できるように適宜選択するとよい。 The cleaning liquid used in the cleaning process may be any one that can clean the electrolytic solution. For example, use of water or the like can be mentioned. The temperature of the cleaning liquid and the time for cleaning may be appropriately selected so that the electrolyte can be sufficiently removed from the surface of the green compact.
《作用効果》
上述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
<Effect>
According to embodiment mentioned above, there exist the following effects.
（１）上述した実施形態によれば、圧粉成形体の表面にダイとの摺接により形成された導通部を電解処理することにより除去できる。この導通部の除去により、その除去した箇所で渦電流が流れ難く、あるいは渦電流を遮断できる。従って、渦電流損の少ない低損失な圧粉成形体を製造することができる。 (1) According to the embodiment described above, the conductive portion formed by sliding contact with the die on the surface of the green compact can be removed by electrolytic treatment. By removing the conductive portion, it is difficult for eddy current to flow at the removed portion, or the eddy current can be interrupted. Therefore, a low-loss compacting body with little eddy current loss can be manufactured.
（２）上述の製造方法により製造された圧粉成形体はリアクトル用コアに好適に利用することができる。詳しくは後述するが、その場合、例えば、一対のコイル素子を有して各コイル素子の軸が平行するように横並びされたコイルと、各コイル素子がそれぞれ配置される一対の柱状の内側コア部（ミドルコア部）、及びコイル素子が配置されず、内側コア部に連結されて閉磁路を構成する露出コア部（サイドコア部）を有する磁性コアとを具えるリアクトルにおいて、当該内側コア部に好適に利用できる。内側コア部を複数の分割コア片を組み合わせた構成とする場合、分割コア片の少なくとも一つ、好ましくは全てを本発明の圧粉成形体により構成することができる。このとき、内側コア部、或いは分割コア片において、上記表面処理を施す領域は、上記コイルを励磁した際、磁束方向と平行となる面の少なくとも一部である。ここでは、平行となる面はダイとの摺接面である。この分割コア片でリアクトルを組み立てた際、上記分割コア片の表面処理が施された面はコイルの内周面に対向される。それにより、コイルを励磁したとき、上記表面処理が施された領域で、内側コア部の周方向に生じる渦電流を分断して、渦電流損を低減できる。この表面処理を、例えば、上記平行面において、内側コア部、或いは各分割片の一方の端面側から他方の端面側に亘る領域に施せば、リアクトルを組み立てた際、その領域が内側コア部の磁束方向全長に及ぶ。そのため、内側コアの磁束方向全長に亘って上記渦電流を分断できるため、渦電流損をより一層低減できる。露出コア部は、端面がＵ字状、あるいは台形状が代表的である。この露出コア部においても本発明の製造方法により得られた圧粉成形体を用いてもよい。 (2) The compacting body manufactured by the above manufacturing method can be suitably used for the core for the reactor. As will be described in detail later, in that case, for example, a coil having a pair of coil elements and arranged side by side so that the axes of the coil elements are parallel to each other, and a pair of columnar inner core portions in which the coil elements are respectively disposed (Middle core part) and a reactor including a magnetic core having an exposed core part (side core part) that is connected to the inner core part and forms a closed magnetic path without being arranged with a coil element, is preferably used for the inner core part Available. When the inner core portion is configured by combining a plurality of divided core pieces, at least one, preferably all of the divided core pieces can be formed by the green compact of the present invention. At this time, in the inner core portion or the divided core piece, the region to be subjected to the surface treatment is at least a part of a surface parallel to the magnetic flux direction when the coil is excited. Here, the parallel surface is a sliding surface with the die. When the reactor is assembled with the split core pieces, the surface of the split core pieces that has been subjected to the surface treatment is opposed to the inner peripheral surface of the coil. Thereby, when the coil is excited, eddy current loss can be reduced by dividing the eddy current generated in the circumferential direction of the inner core portion in the surface-treated region. For example, if this surface treatment is applied to the inner core portion or the region extending from one end surface side to the other end surface side of each divided piece in the parallel plane, when the reactor is assembled, the region is the inner core portion. Covers the entire length in the magnetic flux direction. Therefore, since the eddy current can be divided over the entire length of the inner core in the magnetic flux direction, the eddy current loss can be further reduced. The exposed core is typically U-shaped or trapezoidal in the end face. Also in this exposed core part, you may use the compacting body obtained by the manufacturing method of this invention.
（３）電解処理することで導通部を除去するので、表面処理の処理時間を短縮することができるため、圧粉成形体の製造作業を簡略化することができる。 (3) Since the conductive portion is removed by electrolytic treatment, the treatment time of the surface treatment can be shortened, and therefore the production work of the green compact can be simplified.
（４）電解処理することで圧粉成形体の製造作業を簡略化することができるので、その製造コストを低減することができる。 (4) Since the manufacturing operation of the green compact can be simplified by electrolytic treatment, the manufacturing cost can be reduced.
《リアクトル》
上述の圧粉成形体の製造方法により製造された圧粉成形体は、リアクトルの構成部材として好適に利用できる。例えば、リアクトルは、巻線を巻回してなるコイルと、そのコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとを具え、磁性コアの少なくとも一部が圧粉成形体で構成される。その圧粉成形体に本発明製造方法により製造された本発明圧粉成形体を利用できる。つまり、本発明のリアクトルの特徴とするところは、リアクトルに具わる磁性コアの少なくとも一部に、本発明圧粉成形体を具える点にある。以下、そのリアクトルの一例を、図１、２を参照して説明する。ここでは、リアクトル１００に具わる磁性コア３のうち、コイル２の内側に配置される内側コア部３１が本発明圧粉成形体で構成されている場合を例に説明する。内側コア部３１を構成するコア片３１ｍ以外の構成は、公知のリアクトルの構成を利用することができる。もちろん、磁性コア３のうち、露出コア３２を本発明圧粉成形体で構成してもよい。
《Reactor》
The compacting body manufactured by the manufacturing method of the above-mentioned compacting body can be used suitably as a structural member of a reactor. For example, the reactor includes a coil formed by winding a winding, and a magnetic core that is disposed inside and outside the coil to form a closed magnetic path, and at least a part of the magnetic core is formed of a powder compact. The green compact body of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention can be used as the green compact body. That is, the feature of the reactor of the present invention is that at least a part of the magnetic core included in the reactor is provided with the green compact of the present invention. Hereinafter, an example of the reactor will be described with reference to FIGS. Here, the case where the
（コイル）
コイル２は、図２に示すように、接合部の無い１本の連続する巻線２ｗを螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子２ａ，２ｂと、両コイル素子２ａ，２ｂを連結する連結部２ｒとを具える。各コイル素子２ａ，２ｂは、互いに同一の巻数の中空の筒状体であり、各軸方向が平行するように並列（横並び）され、コイル２の他端側（図２では右側）において巻線２ｗの一部がＵ字状に屈曲されて連結部２ｒが形成されている。この構成により、両コイル素子２ａ，２ｂの巻回方向は同一となっている。
(coil)
As shown in FIG. 2, the coil 2 includes a pair of
巻線２ｗは、銅やアルミニウム、その合金といった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁材料からなる絶縁層（代表的には、ポリアミドイミドなどからなるエナメル層）を具える被覆線を好適に利用できる。巻線２ｗの導体は、断面円形状の丸線の他、断面矩形状の平角線を好適に利用できる。コイル素子２ａ，２ｂは、絶縁層を有する被覆平角線をエッジワイズ巻きして形成されたエッジワイズコイルである。
The winding 2w is preferably a covered wire having an insulating layer made of an insulating material (typically an enamel layer made of polyamideimide) on the outer periphery of a conductor made of a conductive material such as copper, aluminum, or an alloy thereof. Available. As the conductor of the winding 2w, a rectangular wire having a rectangular cross section can be suitably used in addition to a round wire having a circular cross section. The
（磁性コア）
磁性コアの説明は、図１を参照して行う。磁性コア３は、各コイル素子２ａ、２ｂ（図２）に覆われる一対の柱状の内側コア部３１と、コイル２（図２）が配置されず、コイル２から露出される一対の露出コア部３２とを有する。各内側コア部３１はそれぞれ、各コイル素子２ａ，２ｂの内周形状に沿った外形を有する柱状体（ここでは、実質的に直方体）であり、各露出コア部３２はそれぞれ、一対の台形状面を有する柱状体である。磁性コア３は、平行に配置される内側コア部３１を挟むように露出コア部３２が配置され、各内側コア部３１の端面と露出コア部３２の内端面とを接触させて環状に形成される。
(Magnetic core)
The magnetic core will be described with reference to FIG. The
内側コア部３１は、磁性材料からなるコア片３１ｍと、インダクタンスの調整のため、コア片よりも透磁率が低い材料（例えばアルミナなどの非磁性材料）から構成されるギャップ材３１ｇとを交互に積層して構成された積層体である。露出コア部３２も磁性材料からなるコア片である。上記コア片同士の一体化やコア片３１ｍとギャップ材３１ｇとの一体化には、例えば、接着剤や粘着テープなどを利用できる。
The
内側コア部３１の各コア片３１ｍはいずれも、本発明圧粉成形体により構成されている。コア片３１ｍ（内側コア部３１）において上記電解処理した領域を、コイル２を励磁した際、磁束方向と平行となるように配置することが好ましい。即ち、このコア片３１ｍでリアクトル１００を組み立てた際、上記コア片３１ｍの電解処理した面はコイル２の内周面に対向される。それにより、コイル１を励磁したとき、電解処理した領域で、磁束方向を軸として内側コア部３１の周方向に生じる渦電流を遮断して、渦電流損を低減できる。本例のように、内側コア部３１を構成する全てのコア片３１ｍを電解処理したコア片３１ｍ（本発明の圧粉成形体）で構成する場合、内側コア部３１の一方の端面側から他方の端面側に亘る領域に、電解処理した領域が連続して並ぶように各コア片３１ｍを配置することが好ましい。そうすれば、リアクトルを組み立てた際、電解処理した領域が内側コア部３１の磁束方向全長に及ぶ。そのため、内側コア部３１の磁束方向全長に亘って上記渦電流を遮断できるため、渦電流損をより一層低減できる。
Each
（その他の構成部材）
その他、コイル２とリアクトル用コア３との間の絶縁性を高めるために、絶縁性樹脂から構成されるインシュレータ（図示略）を具えたり、コイル２とリアクトル用コア３との組合体の外周を絶縁性樹脂で覆った一体化物としたり、組合体を金属材料などからなるケースに収納したり、ケースに収納した組合体を封止樹脂により覆ったりすることができる。
(Other components)
In addition, in order to improve the insulation between the coil 2 and the
上記の構成によれば、内側コア部３１を上述の圧粉成形体で構成し、コイル２を励磁した際、磁束方向と平行となるように配置すると、磁束方向を軸として内側コア部３１の周方向に生じる渦電流を遮断して、渦電流損を低減できる。そのため、低損失なリアクトル１００とすることができる。
According to said structure, when the
《コンバータと電力変換装置》
上述のリアクトルは、例えば、車両などに載置されるコンバータの構成部品や、このコンバータを具える電力変換装置の構成部品に利用することができる。
<Converter and power converter>
The above-described reactor can be used, for example, as a component part of a converter mounted on a vehicle or the like, or a component part of a power conversion device including the converter.
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両１２００は、図３に示すようにメインバッテリ１２１０と、メインバッテリ１２１０に接続される電力変換装置１１００と、メインバッテリ１２１０からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ（負荷）１２２０とを具える。モータ１２２０は、代表的には、３相交流モータであり、走行時、車輪１２５０を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両１２００は、モータ１２２０に加えてエンジンを具える。なお、図３では、車両１２００の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを具える形態とすることもできる。
For example, a
電力変換装置１１００は、メインバッテリ１２１０に接続されるコンバータ１１１０と、コンバータ１１１０に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ１１２０とを有する。この例に示すコンバータ１１１０は、車両１２００の走行時、２００Ｖ〜３００Ｖ程度のメインバッテリ１２１０の直流電圧（入力電圧）を４００Ｖ〜７００Ｖ程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。また、コンバータ１１１０は、回生時、モータ１２２０からインバータ１１２０を介して出力される直流電圧（入力電圧）をメインバッテリ１２１０に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ１２１０に充電させている。インバータ１１２０は、車両１２００の走行時、コンバータ１１１０で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ１２２０に給電し、回生時、モータ１２２０からの交流出力を直流に変換してコンバータ１１１０に出力している。
コンバータ１１１０は、図４に示すように複数のスイッチング素子１１１１と、スイッチング素子１１１１の動作を制御する駆動回路１１１２と、リアクトルＬとを具え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し（スイッチング動作）により入力電圧の変換（ここでは昇降圧）を行う。スイッチング素子１１１１には、ＦＥＴ，ＩＧＢＴなどのパワーデバイスが利用される。リアクトルＬは、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。このリアクトルＬとして、上述のリアクトルを具える。低損失なリアクトルを具えることで、電力変換装置１１００やコンバータ１１１０も全体として低損失化を図ることができる。
As shown in FIG. 4, the
なお、車両１２００は、コンバータ１１１０の他、メインバッテリ１２１０に接続された給電装置用コンバータ１１５０や、補機類１２４０の電力源となるサブバッテリ１２３０とメインバッテリ１２１０とに接続され、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ１１６０を具える。コンバータ１１１０は、代表的には、ＤＣ−ＤＣ変換を行うが、給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０は、ＡＣ−ＤＣ変換を行う。給電装置用コンバータ１１５０の中には、ＤＣ−ＤＣ変換を行うものもある。給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、上述のリアクトルなどと同様の構成を具え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用することができる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、上述のリアクトルを利用することもできる。
《試験例》
試験例として、以下の試料１〜８を作製し、各試料の磁気特性について後述する試験を行った。各試料のうち、試料１〜７は、以下に示す工程ａ→工程ｂ→工程ｃ→工程ｄ→工程ｅの順に各工程を経て作製され、試料８は試料１〜７とは工程の順番が異なる。試料１〜７において相違する点は、工程ｄにおいて表１に示す電解処理の処理時間のみであるため、まず先に代表して試料１を作製する手順についてのみ述べ、続けて、試料８を作製する手順を述べる。
《Test example》
As test examples, the following
［試料１]
試料１は、以下に示す工程ａ→工程ｂ→工程ｃ→工程ｄ→工程ｅの順に各工程を経て作製される。
工程ａ：被覆軟磁性粉末を用意する原料準備工程。
工程ｂ：被覆軟磁性粉末を加圧成形して素材成形体を作製する素材成形工程。
工程ｃ：素材成形体を加熱して熱処理成形体を作製する熱処理工程。
工程ｄ：熱処理成形体表面に電解処理する表面処理工程。
工程ｅ：圧粉成形体の表面を洗浄する洗浄工程。
[Sample 1]
Step a: Raw material preparation step of preparing coated soft magnetic powder.
Step b: A material molding step for producing a material molded body by press-molding the coated soft magnetic powder.
Step c: a heat treatment step of heating the material molded body to produce a heat treated molded body.
Step d: Surface treatment step of electrolytically treating the surface of the heat-treated molded body.
Step e: A cleaning step for cleaning the surface of the green compact.
（工程ａ）
圧粉成形体の構成材料として、鉄粉からなる軟磁性粒子の表面にリン酸鉄からなる絶縁被膜を被覆した被覆軟磁性粉末に、ステアリン酸亜鉛からなる潤滑剤を０．６質量％含有した混合材料を用意した。上記鉄粉は、水アトマイズ法により作製され、純度が９９．８％以上であった。この軟磁性粒子の平均粒径が５０μｍで、そのアスペクト比は１．２であった。この平均粒径は、粒径のヒストグラム中、粒径の小さい粒子からの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径により求めた。絶縁被膜は、軟磁性粒子の表面全体を実質的に覆い、その平均厚さは、２０ｎｍであった。
(Process a)
As a constituent material of the green compact, the coated soft magnetic powder in which the surface of soft magnetic particles made of iron powder was coated with an insulating coating made of iron phosphate contained 0.6% by mass of a lubricant made of zinc stearate. A mixed material was prepared. The iron powder was produced by a water atomization method and had a purity of 99.8% or more. The soft magnetic particles had an average particle size of 50 μm and an aspect ratio of 1.2. This average particle size was determined from the particle size of particles in which the sum of masses from particles with small particle sizes reached 50% of the total mass, that is, 50% particle size, in the particle size histogram. The insulating coating substantially covered the entire surface of the soft magnetic particles, and the average thickness was 20 nm.
（工程ｂ）
工程ａで準備した混合材料を所定の形状の金型内に注入し、金型を加熱せず７３０ＭＰａの圧力をかけて加圧成形して素材成形体を作製した。ここでは、直方体状の素材成形体を複数作製した。
(Process b)
The mixed material prepared in step a was poured into a mold having a predetermined shape, and pressure-molded by applying a pressure of 730 MPa without heating the mold to produce a material molded body. Here, a plurality of rectangular parallelepiped material molded bodies were produced.
（工程ｃ）
工程ｂで作製した素材成形体を窒素雰囲気下で４００℃×３０分、熱処理し、複数の熱処理成形体を得た。
(Process c)
The material molded body produced in step b was heat-treated at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a plurality of heat-treated molded bodies.
（工程ｄ）
工程ｄでは、工程ｃで得られた複数の直方体状の熱処理成形体を環状に組み合わせて、鉄損の評価用の試験片を作製するにあたり、熱処理成形体の少なくとも一部を電解処理する。ここでは、熱処理成形体の表面のうち、後述する磁気特性の測定試験でコイルが配置される熱処理成形体の表面の一部に対して電解処理した。その際、試料に生じる磁束の方向と平行となる面（平行面）の磁束方向全長に亘る領域に次に示す電解処理を施した。その電解処理は、濃度が２０質量％の硝酸ナトリウムが入った液槽に熱処理成形体を浸漬させて、電解処理する箇所に陽極のＰｔ電極を接触させ、陰極のＰｔ電極を電解液中に浸漬させて、熱処理成形体のその他の箇所に接触させる。その状態で、６５Ｖの電圧を印加して４０Ａの電流を通電する。その処理を表１に示す時間行った。その結果、磁束方向を軸とした熱処理成形体の周方向の全長ｌに対する表面処理の処理幅ｗの比ｗ／ｌが７％であった。また、コイルが配置されない熱処理成形体にも、電解処理してもよい。この表面処理を経た熱処理成形体が、圧粉成形体である。
(Process d)
In step d, in order to produce a test piece for evaluating iron loss by combining the plurality of rectangular parallelepiped heat-treated molded bodies obtained in step c in a ring shape, at least a part of the heat-treated molded body is subjected to electrolytic treatment. Here, of the surface of the heat-treated molded body, electrolytic treatment was performed on a part of the surface of the heat-treated molded body on which the coil is arranged in a magnetic property measurement test described later. At that time, the following electrolytic treatment was performed on a region extending over the entire length in the magnetic flux direction of a surface (parallel surface) parallel to the direction of the magnetic flux generated in the sample. The electrolytic treatment is performed by immersing the heat-treated molded body in a liquid bath containing sodium nitrate having a concentration of 20% by mass, bringing the Pt electrode of the anode into contact with the portion to be subjected to the electrolytic treatment, and immersing the cathode Pt electrode in the electrolytic solution. And contact with other portions of the heat-treated molded body. In this state, a voltage of 65V is applied to pass a current of 40A. The treatment was performed for the time shown in Table 1. As a result, the ratio w / l of the treatment width w of the surface treatment to the total length l in the circumferential direction of the heat-treated molded product with the magnetic flux direction as an axis was 7%. Moreover, you may electrolyze also to the heat processing molded object in which a coil is not arrange | positioned. The heat-treated molded body that has undergone this surface treatment is a green compact.
（工程ｅ）
工程ｄを経て得られた圧粉成形体を水で洗浄した。この洗浄を終えた圧粉成形体を試料１とする。
(Process e)
The green compact obtained through step d was washed with water. The green compact after the washing is designated as
［試料８］
試料８は、試料１〜７とは各工程を施す順番が以下のように異なる。試料８は、上記工程ａ→工程ｂ→工程ｄ→工程ｅ→工程ｃの順に各工程を経て作製される。工程ｄにおいて表面処理される領域は試料１〜７と同様とする。各工程を終えた圧粉成形体を試料８とする。
[Sample 8]
Sample 8 is different from
〔評価〕
試料１〜７においては、上記工程ｃ後工程ｄ前と、上記工程ｅ後とでそれぞれ複数の直方体状の熱処理成形体、圧粉成形体を環状に組み合わせて試験用磁心を作製した。各試験用磁心にそれぞれ巻線で構成したコイルを配して、磁気特性を測定するための測定部材を作製し、以下の磁気特性を測定した。試料８においては、上記工程ｂ後工程ｄ前と、上記工程ｃ後とで、それぞれ上記試料１〜７と同様にして測定部材を作製し、以下の磁気特性値を測定した。
[Evaluation]
In
［磁気特性試験］
各測定部材について、ＡＣ−ＢＨカーブトレーサを用いて、励起磁束密度Ｂｍ：１ｋＧ（＝０．１Ｔ）、測定周波数：５ｋＨｚにおける試料のヒステリシス損Ｗｈ（Ｗ）および渦電流損Ｗｅ（Ｗ）を求め、鉄損Ｗ（Ｗ）を算出した。
[Magnetic property test]
For each measurement member, the hysteresis loss Wh (W) and eddy current loss We (W) of the sample at the excitation magnetic flux density Bm: 1 kG (= 0.1 T) and measurement frequency: 5 kHz are obtained using an AC-BH curve tracer. The iron loss W (W) was calculated.
以上の試験から得られた特性値は、表１にまとめて記載する。試料１〜７において、表１の「前」とは、工程ｃ後工程ｄ前の熱処理成形体を示し、「後」とは、工程ｅを経た圧粉成形体を示す。一方、試料８において、表１の「前」とは、工程ｂ後工程ｄ前の素材成形体を示し、「後」とは、工程ｃを経た熱処理成形体を示す。
The characteristic values obtained from the above tests are summarized in Table 1. In
〔結果〕
試料１〜８のいずれにおいても、表面処理前の成形体よりも表面処理後の成形体の方の渦電流損が大きく低減している。そのため、鉄損を大きく低減することができた。また、処理時間に限らず、渦電流損が低減した。
〔result〕
In any of
以上の試験結果より、表面処理は、熱処理成形体の表面の一部、特に、リアクトル用コアとして励磁した際、磁束方向との平行面の一部に施すと渦電流損の低減に効果的であることが判明した。 From the above test results, the surface treatment is effective in reducing eddy current loss when applied to a part of the surface of the heat-treated molded body, particularly a part of the parallel surface with the magnetic flux direction when excited as a reactor core. It turned out to be.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
本発明圧粉成形体の製造方法は、各種磁心の作製に好適に利用することができる。また、本発明圧粉成形体は、ハイブリッド自動車などの昇圧回路や、発電・変電設備に用いられるリアクトルの他、トランスやチョークコイルのコアの材料に好適に利用することができる。 The manufacturing method of this invention compacting body can be utilized suitably for preparation of various magnetic cores. Further, the green compact of the present invention can be suitably used as a core material for a transformer or a choke coil in addition to a booster circuit such as a hybrid vehicle or a reactor used in power generation / transforming equipment.
１００ リアクトル
１ 圧粉成形体 １０ 素材成形体
２ コイル ２ａ、２ｂ コイル素子 ２ｒ 連結部
３ 磁性コア（リアクトル用コア）
３１ 内側コア部 ３１ｍ コア片 ３１ｇ ギャップ材 ３２ 露出コア部
３１ｐ 加圧面 ３１ｓ、３１ｓｏ、３１ｓｐ 摺接面
１１００ 電力変換装置
１１１０ コンバータ １１１１ スイッチング素子
１１１２ 駆動回路 Ｌ リアクトル １１２０ インバータ
１１５０ 給電装置用コンバータ １１６０ 補機電源用コンバータ
１２００ 車両
１２１０ メインバッテリ １２２０ モータ １２３０ サブバッテリ
１２４０ 補機類 １２５０ 車輪
DESCRIPTION OF
31
Claims (8)
前記被覆軟磁性粉末を加圧成形した素材成形体を用意する素材準備工程と、
前記素材成形体の表面の一部を電解処理する表面処理工程とを具えることを特徴とする圧粉成形体の製造方法。 A method for producing a green compact using a coated soft magnetic powder comprising a plurality of coated soft magnetic particles having an outer periphery of a soft magnetic particle coated with an insulating coating,
A material preparation step of preparing a material molded body obtained by pressure-molding the coated soft magnetic powder;
And a surface treatment step of electrolytically treating a part of the surface of the material molded body.
前記磁性コアのうち少なくとも一部が圧粉成形体からなり、
前記圧粉成形体は、請求項５に記載の圧粉成形体であることを特徴とするリアクトル。 A reactor comprising a coil formed by winding a winding and a magnetic core disposed inside and outside the coil to form a closed magnetic path,
At least a part of the magnetic core consists of a green compact,
The said compacting body is a compacting body of Claim 5, The reactor characterized by the above-mentioned.
前記リアクトルは、請求項６に記載のリアクトルであることを特徴とするコンバータ。 A converter comprising a switching element, a drive circuit that controls the operation of the switching element, and a reactor that smoothes the switching operation, and converts the input voltage by the operation of the switching element,
The converter according to claim 6, wherein the reactor is a reactor according to claim 6.
前記コンバータは、請求項７に記載のコンバータであることを特徴とする電力変換装置。 A converter for converting an input voltage, and an inverter connected to the converter for converting between direct current and alternating current, and for driving a load with electric power converted by the inverter,
The said converter is a converter of Claim 7, The power converter device characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012023277A JP2012238832A (en) | 2011-04-25 | 2012-02-06 | Production method of green compact, green compact, reactor, converter and power converter |
| PCT/JP2012/059363 WO2012147487A1 (en) | 2011-04-25 | 2012-04-05 | Method for producing compressed powder compact, compressed powder compact, reactor, converter, and power conversion device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011097646 | 2011-04-25 | ||
| JP2011097646 | 2011-04-25 | ||
| JP2012023277A JP2012238832A (en) | 2011-04-25 | 2012-02-06 | Production method of green compact, green compact, reactor, converter and power converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012238832A true JP2012238832A (en) | 2012-12-06 |
Family
ID=47072011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012023277A Pending JP2012238832A (en) | 2011-04-25 | 2012-02-06 | Production method of green compact, green compact, reactor, converter and power converter |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012238832A (en) |
| WO (1) | WO2012147487A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017047764A1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 日立金属株式会社 | Method for manufacturing dust core |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5771709A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Toshiba Corp | Machining of parts |
| JPH05217777A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-27 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Production of dust core |
| WO2005112053A1 (en) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetic circuit with excellent corrosion resistance, and voice coil motor or actuator |
| JP2011181654A (en) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Kobe Steel Ltd | Surface processing method for dust core, and dust core |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH079041B2 (en) * | 1988-07-28 | 1995-02-01 | 川崎製鉄株式会社 | Method for producing low iron loss grain-oriented silicon steel sheet whose characteristics are not deteriorated by stress relief annealing |
| JP4192399B2 (en) * | 1999-05-11 | 2008-12-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof |
| JP4120121B2 (en) * | 2000-01-06 | 2008-07-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet |
| JP5459120B2 (en) * | 2009-07-31 | 2014-04-02 | 住友電気工業株式会社 | Reactor, reactor parts, and converter |
| JP2009296015A (en) * | 2009-09-18 | 2009-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | In-vehicle power conversion device |
-
2012
- 2012-02-06 JP JP2012023277A patent/JP2012238832A/en active Pending
- 2012-04-05 WO PCT/JP2012/059363 patent/WO2012147487A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5771709A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Toshiba Corp | Machining of parts |
| JPH05217777A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-27 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Production of dust core |
| WO2005112053A1 (en) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetic circuit with excellent corrosion resistance, and voice coil motor or actuator |
| JP2011181654A (en) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Kobe Steel Ltd | Surface processing method for dust core, and dust core |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017047764A1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 日立金属株式会社 | Method for manufacturing dust core |
| JPWO2017047764A1 (en) * | 2015-09-16 | 2018-07-05 | 日立金属株式会社 | Manufacturing method of dust core |
| US11192183B2 (en) | 2015-09-16 | 2021-12-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for manufacturing powder magnetic core |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012147487A1 (en) | 2012-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5027945B1 (en) | Dust compact, manufacturing method of compact compact, reactor, converter, and power converter | |
| EP2750151B1 (en) | Compressed powder compact | |
| JP5096605B2 (en) | Outer core manufacturing method, outer core, and reactor | |
| CN103430250B (en) | Composite, reactor magnetic core, reactor, converter and power converter arrangement | |
| JP6544537B2 (en) | Composite materials, magnetic parts, and reactors | |
| JP2013214665A (en) | Method for manufacturing powder-compressed molded body, and powder-compressed molded body | |
| JP2014120743A (en) | Powder compressed molded body, reactor, and method of manufacturing powder compressed molded body | |
| JP2013131676A (en) | Green compact, core for reactor, reactor, converter, and electric power conversion system | |
| WO2012147487A1 (en) | Method for producing compressed powder compact, compressed powder compact, reactor, converter, and power conversion device | |
| JP2012199568A (en) | Green compact, production method of green compact, reactor, converter, and power converter | |
| JP2010238930A (en) | Composite soft magnetic material, method of manufacturing the composite soft magnetic material, and electromagnetic circuit component | |
| JP5845022B2 (en) | Magnetic circuit parts | |
| JP5845141B2 (en) | Compact body, reactor core, and magnetic circuit component | |
| JP2012243912A (en) | Production method of green compact, and green compact | |
| JP6174954B2 (en) | Method for producing a green compact | |
| JP5831941B2 (en) | Manufacturing method of outer core | |
| JP2013016656A (en) | Production method of green compact, and green compact | |
| JP2013038132A (en) | Magnetic circuit component |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160215 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160411 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160524 |