JP6300362B2 - Soft magnetic powder, core, reactor, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、低騒音リアクトルおよび高強度リアクトルと、その低騒音リアクトルおよび高強度リアクトルに適した軟磁性粉末、コアおよびコアの製造方法に関する。 The present invention relates to a low-noise reactor and a high-strength reactor, a soft magnetic powder suitable for the low-noise reactor and a high-strength reactor, a core, and a method for manufacturing the core.
ＯＡ機器、太陽光発電システム、自動車、無停電電源などの制御用電源にはチョークコイルが用いられており、そのコアとして、フェライト磁心や圧粉磁心が使用されている。これらの中で、フェライト磁心は飽和磁束密度が小さいという欠点を有している。これに対して、金属粉末を成形して作製される圧粉磁心は、軟磁性フェライトに比べて高い飽和磁束密度を持つため、直流重畳特性に優れている。 Choke coils are used for control power supplies such as office automation equipment, solar power generation systems, automobiles, and uninterruptible power supplies, and ferrite cores and dust cores are used as the cores. Among these, the ferrite core has a defect that the saturation magnetic flux density is small. On the other hand, a dust core produced by molding metal powder has a higher saturation magnetic flux density than soft magnetic ferrite, and thus has excellent DC superposition characteristics.
圧粉磁心には、エネルギー交換効率の向上や低発熱などの要求から、小さな印加磁場で大きな磁束密度を得ることが出来る磁気特性と、磁束密度変化におけるエネルギー損失が小さいという磁気特性が求められる。 The powder magnetic core is required to have a magnetic characteristic that can obtain a large magnetic flux density with a small applied magnetic field and a magnetic characteristic that an energy loss due to a change in the magnetic flux density is small because of demands for improving energy exchange efficiency and low heat generation.
圧粉磁心を交流磁場で使用した場合、鉄損（Ｐｃ）と呼ばれるエネルギー損失が生じる。この鉄損は、式１に示すように、ヒステリシス損失（Ｐｈ）、渦電流損失（Ｐｅ）の和で表され、主に問題となるのは、ヒステリシス損失と渦電流損失である。 When the dust core is used in an alternating magnetic field, an energy loss called iron loss (Pc) occurs. This iron loss is expressed as the sum of hysteresis loss (Ph) and eddy current loss (Pe) as shown in Equation 1, and the main problems are hysteresis loss and eddy current loss.
ヒステリシス損失は動作周波数に比例し、渦電流損失は動作周波数の２乗に比例する。そのため、ヒステリシス損失は低周波側領域で支配的になり、渦電流損失は高周波領域で支配的になる。圧粉磁心は、この鉄損の発生を小さくする磁気特性が求められている。 Hysteresis loss is proportional to the operating frequency, and eddy current loss is proportional to the square of the operating frequency. Therefore, the hysteresis loss is dominant in the low frequency region, and the eddy current loss is dominant in the high frequency region. The dust core is required to have magnetic characteristics that reduce the occurrence of this iron loss.
Ｐｃ＝Ｐｈ＋Ｐｅ 、Ｐｈ＝Ｋｈ×ｆ、Ｐｅ＝Ｋｅ×ｆ２ …式１
Ｋｈ：ヒステリシス損係数、Ｋｅ：渦電流損係数、ｆ：周波数
Pc = Ph + Pe, Ph = Kh × f, Pe = Ke × f 2 Formula 1
Kh: Hysteresis loss coefficient, Ke: Eddy current loss coefficient, f: Frequency
圧粉磁心のヒステリシス損失を低減するためには、磁壁の移動を容易にすればよく、そのためには軟磁性粉末粒子の保磁力を低下させればよい。この保持力を低減することで、初透磁率の向上とヒステリシス損失の低減が図れる。 In order to reduce the hysteresis loss of the dust core, the domain wall can be easily moved. To that end, the coercive force of the soft magnetic powder particles can be reduced. By reducing this holding force, it is possible to improve the initial permeability and reduce the hysteresis loss.
一方、渦電流損失は式２で示されるように、コアの比抵抗に反比例する。
Ｋｅ＝ｋ１（Ｂｍ２・ｔ２）／ρ …式２
ｋ１：係数、Ｂｍ：磁束密度、ｔ：粒子径（板材の場合厚さ）、ρ：比抵抗
On the other hand, eddy current loss is inversely proportional to the specific resistance of the core, as shown in Equation 2.
Ke = k1 (Bm 2 · t 2 ) / ρ Equation 2
k1: coefficient, Bm: magnetic flux density, t: particle diameter (thickness in the case of plate material), ρ: specific resistance
高密度成形された圧粉磁心は、高い磁束密度を有し優れた磁気特性を発揮する。 The high density molded dust core has a high magnetic flux density and exhibits excellent magnetic properties.
太陽光発電システム等は、室内にユニットを配置するケースが多く騒音等の問題があり、これらに用いられるリアクトルの圧粉磁心の材料としては、磁歪が小さいＦｅ−６．５Ｓｉ合金粉末、ＦｅＳｉＡｌ合金（センダスト）等が適している。しかし、これらの材質を用いても圧粉磁心の絶縁層の強度が不十分だと騒音が大きくなる問題が発生する。すなわち、粉末磁心の磁歪を小さくしても、駆動中の励磁磁界によって粉末が振動することにより、騒音が発生する。そのため、粉末振動を低減するために絶縁層と粉末の密着強度を向上させ、絶縁層の硬度を高くする必要がある。 Photovoltaic power generation systems and the like have many cases in which units are arranged indoors, and there are problems such as noise. As a material for a powder magnetic core of a reactor used for these, Fe-6.5Si alloy powder, FeSiAl alloy having a small magnetostriction are used. (Sendust) is suitable. However, even if these materials are used, if the strength of the insulating layer of the dust core is insufficient, there is a problem that the noise increases. That is, even if the magnetostriction of the powder magnetic core is reduced, noise is generated because the powder vibrates due to the exciting magnetic field during driving. Therefore, in order to reduce powder vibration, it is necessary to improve the adhesion strength between the insulating layer and the powder and increase the hardness of the insulating layer.
この種の低騒音化技術としては、特許文献１において、センダスト粉末磁心の平均硬度をＨｖ３５０以上あるいは圧縮破壊荷重を６．０ｔｏｎ／ｃｍ２以上（６００ＭＰａ以上）に高くするものが紹介されている。この従来技術では、磁心の硬度を高くする手段として、センダスト粉末に混合する水ガラスの添加量を１〜３ｗｔ％としている。 As this kind of noise reduction technology, Patent Document 1 introduces a technique in which the average hardness of a sendust powder magnetic core is increased to Hv 350 or higher or the compressive fracture load is increased to 6.0 ton / cm 2 or higher (600 MPa or higher). In this prior art, as a means for increasing the hardness of the magnetic core, the amount of water glass added to Sendust powder is set to 1 to 3 wt%.
しかし、特許文献１の技術は、磁性粉末内のクラックの発生による騒音を防止するものであって、クラックの発生がない状態での騒音を防止するものではない。すなわち、チョークコイルなどのリアクトルにおける騒音は、クラック発生時にのみ発生するものではなく、クラックがない場合でも、磁心を構成する粉末が励磁磁界によって振動することでも発生する。そのような磁心粉末による振動は、磁心粉末に水ガラスを添加するという特許文献１の方法では防止することができない。特に、特許文献１にも記載のように、硬度を高くするために水ガラスの添加量を多くすると、得られたリアクトルの磁気特性が低下する問題もある。 However, the technique of Patent Document 1 prevents noise due to the occurrence of cracks in the magnetic powder, and does not prevent noise in the absence of cracks. That is, noise in a reactor such as a choke coil is not generated only when a crack is generated, and is generated even when there is no crack or when the powder constituting the magnetic core is vibrated by an excitation magnetic field. Such vibration due to the magnetic core powder cannot be prevented by the method of Patent Document 1 in which water glass is added to the magnetic core powder. In particular, as described in Patent Document 1, when the amount of water glass added is increased in order to increase the hardness, there is also a problem that the magnetic characteristics of the obtained reactor are deteriorated.
また、チョークコイルなどのリアクトルは、磁心がリング状に成形されていることから、単に成形体の硬度を平均硬度がＨｖ３５０以上あるいは圧縮破壊荷重が６．０ｔｏｎ／ｃｍ２以上としただけでは騒音の抑止が十分ではない。 In addition, since the reactor core such as a choke coil has a magnetic core formed in a ring shape, noise can be generated simply by setting the hardness of the molded body to an average hardness of Hv 350 or higher or a compressive breaking load of 6.0 ton / cm 2 or higher. Deterrence is not enough.
一方、低騒音化技術として、特許文献２では、ＦｅＳｉ合金と純鉄を混合することで占有率を上げる技術が紹介されている。しかしながら、占有率を上げて空壁を少なくすることは有効であるものの、純鉄を添加することで損失が増加する問題が発生する。すなわち、周波数が低い大電流用リアクタ用途では使用することが可能であるが、比較的周波数が高い太陽光発電用途では損失が高く、使用できない。また、空壁を低減させても、励磁磁界からなる粉末振動を抑える効果は少ない。 On the other hand, as a noise reduction technique, Patent Document 2 introduces a technique for increasing the occupation ratio by mixing FeSi alloy and pure iron. However, although it is effective to increase the occupancy and reduce the vacant walls, there is a problem that the loss increases by adding pure iron. In other words, it can be used in a large current reactor application with a low frequency, but cannot be used in a photovoltaic power generation application with a relatively high frequency. Moreover, even if the empty wall is reduced, the effect of suppressing the powder vibration consisting of the excitation magnetic field is small.
本発明の軟磁性粉末は、軟磁性粉末と、前記軟磁性粉末に対し０．２０〜０．８０ｗｔ％のトリポリリン酸アルミニウムとを混合し、さらに絶縁微粉末を混合する。この軟磁性粉末の周囲に前記トリポリリン酸アルミニウムを含む被覆を形成したことを特徴とする。
The soft magnetic powder of the present invention is a mixture of soft magnetic powder and 0.20 to 0.80 wt% aluminum tripolyphosphate with respect to the soft magnetic powder, and further mixed with insulating fine powder. A coating containing the aluminum tripolyphosphate is formed around the soft magnetic powder.
また、以下の構成を有するようにしても良い。
（１）前記絶縁微粉末は、前記軟磁性粉末に対し、０．１〜０．６ｗｔ％混合することが好ましい。この絶縁微粉末としては、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２を使用することができる。
（２）トリポリリン酸アルミニウムに、硬化促進剤として、塩基性物質を添加しても良い。この塩基性物質としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、石綿、タルク、フライアッシュの少なくとも１種類を用いることができる。また、硬化促進剤は、トリポリリン酸アルミニウムに対して１０〜３０ｗｔ％添加されていることが好ましい。
Moreover, you may make it have the following structures.
(1) It is preferable that 0.1 to 0.6 wt% of the insulating fine powder is mixed with the soft magnetic powder. As this insulating fine powder, Al 2 O 3 or SiO 2 can be used.
( 2 ) A basic substance may be added to the aluminum tripolyphosphate as a curing accelerator. As this basic substance, at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, Mg (OH) 2 , CaO, Ca (OH) 2 , asbestos, talc, and fly ash can be used. Moreover, it is preferable that 10-30 wt% of hardening accelerators are added with respect to aluminum tripolyphosphate .
前記のような軟磁性粉末を使用したコアや、表面が、軟磁性粉末に対し０．２０〜０．８０ｗｔ％のトリポリリン酸アルミニウムを含むシリカ層によって覆われている軟磁性粉末を使用したコアも本発明の一態様である。これらの何れかのコアを使用した低騒音リアクトル、高強度リアクトル、これらのコアの製造方法も本発明の一態様である。
A core using soft magnetic powder as described above, or a core using soft magnetic powder whose surface is covered with a silica layer containing 0.20 to 0.80 wt% aluminum tripolyphosphate with respect to the soft magnetic powder. 1 is one embodiment of the present invention. A low-noise reactor using any one of these cores, a high-strength reactor, and a method for manufacturing these cores are also one aspect of the present invention.
本発明によれば、軟磁性粉末の絶縁層の硬度を上げることにより、粉末の振動を抑制して騒音発生を効果的に抑止できる低騒音リアクトル、高強度リアクトル、軟磁性粉末、コアおよびコアの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, by increasing the hardness of the insulating layer of the soft magnetic powder, it is possible to suppress the generation of noise by suppressing the vibration of the powder, the low noise reactor, the high strength reactor, the soft magnetic powder, the core and the core. A manufacturing method can be provided.
（１）軟磁性粉末
軟磁性粉末としては、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）粉などが使用できる。
(1) Soft magnetic powder As the soft magnetic powder, sendust (Fe-Si-Al alloy) powder or the like can be used.
他に、軟磁性粉末としては、Ｆｅ−Ｓｉ合金、純鉄粉、非晶質合金などが使用できる。軟磁性粉末は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、水・ガスアトマイズ法により製造されるものを使用できるが、特に、水アトマイズ法によるものが好ましい。理由は、水アトマイズ法はアトマイズ時に急冷するため、結晶化しにくいからである。 In addition, as the soft magnetic powder, Fe-Si alloy, pure iron powder, amorphous alloy, or the like can be used. As the soft magnetic powder, those produced by a water atomizing method, a gas atomizing method, or a water / gas atomizing method can be used, and those by a water atomizing method are particularly preferable. The reason is that the water atomization method is rapidly cooled at the time of atomization, so that it is difficult to crystallize.
軟磁性粉末の平均粒子径は２０μ〜１００μｍが好ましい。軟磁性粉末の粉末硬度（１０％変位するのに必要な圧力）は１００ＭＰａ以上であることが好ましい。例えば、非晶質合金の粉末硬度は７００ＭＰａ、Ｆｅ−６．５％Ｓｉ合金の粉末硬度は３９０ＭＰａ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の粉末硬度は１００ＭＰａであるから、これらの合金が本発明に適している。但し、粉末硬度が３０ＭＰａ程度の純鉄粉に対して、本発明を適用することも可能である。 The average particle size of the soft magnetic powder is preferably 20 μm to 100 μm. The powder hardness of the soft magnetic powder (pressure required for displacement by 10%) is preferably 100 MPa or more. For example, since the powder hardness of the amorphous alloy is 700 MPa, the powder hardness of the Fe-6.5% Si alloy is 390 MPa, and the powder hardness of the Fe-Si-Al alloy is 100 MPa, these alloys are suitable for the present invention. Yes. However, the present invention can also be applied to pure iron powder having a powder hardness of about 30 MPa.
（２）縮合リン酸金属化合物
縮合リン酸金属化合物としては、縮合リン酸金属塩が適しており、特に縮合リン酸アルミニウムが適している。その中でも第一リン酸アルミを加熱して脱水反応させたトリポリリン酸アルミニウムやメタリン酸アルミニウム又はこれらの混合物が適している。特に、トリポリリン酸二水素アルミニウムが適している。その平均粒子径が１．５μ〜６．０μｍであるとさらに好ましい。他にも縮合リン酸カルシウムや縮合リン酸マグネシウムなども同様の効果がある。軟磁性粉末に対する縮合リン酸金属化合物の添加量は、０．２０〜０．８０ｗｔ％が好ましい。この範囲にすることで、軟磁性粉末周囲の絶縁層を硬くすることができるとともに軟磁性粉末と絶縁層との密着強度を向上させることができる。そのため粉末の振動を抑制し、低騒音効果を得ることができる。添加量が０．２ｗｔ％未満であると騒音抑止効果が得られず、０．８０ｗｔ％超であると、透磁率が低下することでリップル電流が大きくなり、振動が大きくなって騒音が増加する。
(2) Condensed Phosphate Metal Compound As the condensed phosphate metal compound, a condensed phosphate metal salt is suitable, and condensed aluminum phosphate is particularly suitable. Among them, aluminum tripolyphosphate, aluminum metaphosphate, or a mixture thereof obtained by heating and dehydrating primary aluminum phosphate is suitable. In particular, aluminum dihydrogen tripolyphosphate is suitable. The average particle diameter is more preferably 1.5 μm to 6.0 μm. In addition, condensed calcium phosphate and condensed magnesium phosphate have the same effect. The amount of the condensed metal phosphate compound added to the soft magnetic powder is preferably 0.20 to 0.80 wt%. By setting it in this range, the insulating layer around the soft magnetic powder can be hardened and the adhesion strength between the soft magnetic powder and the insulating layer can be improved. Therefore, the vibration of the powder can be suppressed and a low noise effect can be obtained. If the addition amount is less than 0.2 wt%, the noise suppression effect cannot be obtained, and if it exceeds 0.80 wt%, the permeability decreases, the ripple current increases, the vibration increases, and the noise increases. .
（３）硬化促進剤
縮合リン酸金属化合物に、その硬化促進剤として、塩基性物質を添加することができる。塩基性物質としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、石綿、タルク、フライアッシュの少なくとも１種類が挙げられる。低騒音効果を得る観点からＡｌ２Ｏ３を添加するのが特に好ましく、その粒子径を７ｎ〜５００ｎｍとすると良い。さらに好ましくは、その粒子径を７ｎ〜５０ｎｍとすると良い。ＭｇＯを添加する場合も同様に低騒音効果が得られ、その粒子径を０．２μ〜１．０μｍとすると更に良い。硬化促進剤は、縮合リン酸金属化合物に対して、その１０〜３０ｗｔ％添加することが好ましい。１０ｗｔ％未満では硬化剤としての効果が少なく、３０ｗｔ％を超えると軟磁性粉末表面における縮合リン酸金属化合物の皮膜形成の妨げとなるからである。
(3) Curing accelerator A basic substance can be added to the condensed metal phosphate compound as the curing accelerator. Examples of the basic substance include at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, Mg (OH) 2 , CaO, Ca (OH) 2 , asbestos, talc, and fly ash. From the viewpoint of obtaining a low noise effect, it is particularly preferable to add Al 2 O 3 , and the particle diameter is preferably 7 n to 500 nm. More preferably, the particle diameter is 7 n to 50 nm. In the case of adding MgO, a low noise effect can be obtained in the same manner, and the particle diameter is preferably 0.2 μm to 1.0 μm. The curing accelerator is preferably added in an amount of 10 to 30 wt% with respect to the condensed metal phosphate compound. If the amount is less than 10 wt%, the effect as a curing agent is small, and if it exceeds 30 wt%, formation of a film of the condensed metal phosphate compound on the surface of the soft magnetic powder is hindered.
（４）結着性絶縁樹脂
結着性絶縁樹脂は、軟磁性粉末と縮合リン酸金属化合物の混合物に添加する。結着性絶縁樹脂としては、常温で軟磁性粉末と縮合リン酸金属化合物の混合物を加圧した場合に、ある程度緻密化された状態の成形体が得られ、しかも、その成形体に過大な力が加わらない限り、所定の形状を維持することのできる程度の粘性のある樹脂を用いる。
(4) Binder Insulating Resin The binder insulating resin is added to a mixture of soft magnetic powder and condensed metal phosphate compound. As a binder insulating resin, when a mixture of a soft magnetic powder and a condensed metal phosphate compound is pressurized at room temperature, a molded body that is densified to a certain degree is obtained, and an excessive force is applied to the molded body. Unless such is added, a resin having a viscosity that can maintain the predetermined shape is used.
例として、シリコーン系樹脂、ワックスなどが挙げられる。シリコーン系の樹脂としては、メチルフェニル系シリコーン樹脂が好ましい。メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量は、軟磁性粉末に対して０．７５〜２．０ｗｔ％が適量である。これよりも少なければ成形体の強度が不足して、割れが発生する。これより多いと、密度低下による最大磁束密度の低下、ヒステリシス損失の増加による磁気特性が低下する問題が発生する。 Examples include silicone resins and waxes. As the silicone resin, methylphenyl silicone resin is preferable. An appropriate amount of methylphenyl silicone resin added is 0.75 to 2.0 wt% with respect to the soft magnetic powder. If it is less than this, the strength of the molded product will be insufficient and cracks will occur. If it is more than this, there arises a problem that the maximum magnetic flux density is decreased due to the decrease in density and the magnetic characteristics are decreased due to an increase in hysteresis loss.
その他の結着性樹脂として、アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）エマルジョンを使用することができる。混合するアクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）エマルジョンの添加量は合金粉末に対して０．５〜２．０ｗｔ％であり、その場合の乾燥温度と乾燥時間は、８０〜１５０℃で２時間である。アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）エマルジョンの代りに、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液（１２％水溶液）を使用しても良い。ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液（１２％水溶液）の添加量は、軟磁性粉末に対して０．５〜３．０ｗｔ％が適量である。また、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）の水溶液（１２％水溶液）を用いても良く、キシレン、ブタノール等の溶剤に溶かして使用しても良い。その場合の軟磁性粉末に対する添加量は、ＰＶＡと同様である。 As other binder resin, an acrylic acid copolymer resin (EAA) emulsion can be used. The addition amount of the acrylic acid copolymer resin (EAA) emulsion to be mixed is 0.5 to 2.0 wt% with respect to the alloy powder, and the drying temperature and drying time in that case are 80 to 150 ° C. for 2 hours. . Instead of the acrylic acid copolymer resin (EAA) emulsion, an aqueous PVA (polyvinyl alcohol) solution (12% aqueous solution) may be used. The addition amount of the PVA (polyvinyl alcohol) aqueous solution (12% aqueous solution) is an appropriate amount of 0.5 to 3.0 wt% with respect to the soft magnetic powder. Further, an aqueous solution (12% aqueous solution) of PVB (polyvinyl butyral) may be used, or it may be used after being dissolved in a solvent such as xylene or butanol. In this case, the amount added to the soft magnetic powder is the same as that of PVA.
（５）潤滑性樹脂
潤滑性樹脂として、ステアリン酸及びその金属塩ならびにエチレンビスステアラマイドなどのワックスが使用できる。これらを混合することにより、粉末同士の滑りを良くすることができるので、混合時の密度を向上させ成形密度を高くすることができる。さらに、成形時の上パンチの抜き圧低減、金型と粉末の接触によるコア壁面の縦筋の発生を防止することが可能である。潤滑性樹脂の添加量は、軟磁性粉末に対して、０．１〜１．０ｗｔ％程度が好ましく、一般的には、０．５ｗｔ％程度である。
(5) Lubricating resin As the lubricating resin, stearic acid and metal salts thereof and waxes such as ethylene bisstearamide can be used. By mixing these, it is possible to improve the sliding between the powders, so that the density during mixing can be improved and the molding density can be increased. Further, it is possible to reduce the punching pressure of the upper punch during molding and to prevent the vertical streaks on the core wall surface from being brought into contact with the mold and powder. The addition amount of the lubricating resin is preferably about 0.1 to 1.0 wt%, and generally about 0.5 wt% with respect to the soft magnetic powder.
（６）絶縁微粉末
絶縁微粉末としては、アルミナ粉末（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＯ２、ＭｇＯなどを用いることができる。絶縁微粉末を添加することにより、軟磁性粉末周囲の絶縁層を硬くすることができ、軟磁性粉末の振動を抑制し、騒音抑制効果を得ることができる。騒音抑制効果の観点から絶縁微粉末の平均粒子径は、７ｎ〜１．０μｍとすることが好ましい。より好ましくは、その粒子径を７ｎ〜５００ｎｍとすると良い。さらに好ましくは、その粒子径を７ｎ〜５０ｎｍとすると良い。また絶縁微粉末は、その硬度が高いほど、より低騒音の効果を得ることができる。絶縁微粉末は、モース硬度が７以上のものを用いることが好ましい。例えば、モース硬度が７．０のＳｉＯ２、モース硬度が９．０のＡｌ２Ｏ３を用いることができる。ただ、モース硬度が４．０のＭｇＯを用いることでも低騒音の効果を得ることはできる。
(6) Insulating fine powder As the insulating fine powder, alumina powder (Al 2 O 3 ), SiO 2 , MgO or the like can be used. By adding the insulating fine powder, the insulating layer around the soft magnetic powder can be hardened, the vibration of the soft magnetic powder can be suppressed, and the noise suppressing effect can be obtained. From the viewpoint of noise suppression effect, the average particle size of the insulating fine powder is preferably 7 n to 1.0 μm. More preferably, the particle diameter is 7 n to 500 nm. More preferably, the particle diameter is 7 n to 50 nm. In addition, the insulating fine powder can obtain a lower noise effect as its hardness is higher. The insulating fine powder preferably has a Mohs hardness of 7 or more. For example, SiO 2 having a Mohs hardness of 7.0 and Al 2 O 3 having a Mohs hardness of 9.0 can be used. However, the effect of low noise can also be obtained by using MgO having a Mohs hardness of 4.0.
（７）製造方法
本実施形態のコアの製造方法は、次のような各工程を有する。
（ａ）軟磁性粉末と縮合リン酸金属化合物と絶縁微粉末とを混合する第１混合工程。
（ｂ）第１混合工程で得られた混合物に対し、結着性絶縁樹脂を混合する第２混合工程。
（ｃ）第２混合工程で得られた混合物を、加圧成型する加圧成型工程。
（ｄ）加圧成型工程で得られた成形体を熱処理する熱処理工程。
(7) Manufacturing Method The core manufacturing method of the present embodiment includes the following steps.
(A) A first mixing step of mixing the soft magnetic powder, the condensed metal phosphate compound, and the insulating fine powder.
(B) A second mixing step in which the binding insulating resin is mixed with the mixture obtained in the first mixing step.
(C) A pressure molding step of pressure molding the mixture obtained in the second mixing step.
(D) A heat treatment step of heat-treating the molded body obtained in the pressure molding step.
以下、各工程について、詳細に説明する。
（ａ）第１混合工程
第１混合工程では、例えば、平均粒子径が２０μ〜１００μｍの軟磁性粉末に対して、その０．２０〜０．８０ｗｔ％の縮合リン酸金属化合物と、軟磁性粉末に対して０．１〜０．６ｗｔ％の絶縁微粉末とを添加して混合する。例えば、前記の混合物を、Ｖ型混合機を使用して２時間程度混合する。縮合リン酸金属化合物を添加するタイミングは、必ずしもこの工程でなくとも良く、下記（ｂ）の結着性樹脂の第２混合工程において、潤滑剤と共に添加混合することも可能である。但し、前工程で縮合リン酸金属化合物を混合しておいた方が、軟磁性粉末表面における皮膜形成が効果的に行われる。
Hereinafter, each step will be described in detail.
(A) First mixing step In the first mixing step, for example, 0.20 to 0.80 wt% of the condensed phosphate metal compound and the soft magnetic powder with respect to the soft magnetic powder having an average particle size of 20 to 100 μm. 0.1 to 0.6 wt% of insulating fine powder is added and mixed. For example, the above mixture is mixed for about 2 hours using a V-type mixer. The timing at which the condensed metal phosphate compound is added is not necessarily this step, and can be added and mixed together with the lubricant in the second mixing step of the binder resin (b) below. However, the film formation on the surface of the soft magnetic powder is effectively performed when the condensed metal phosphate compound is mixed in the previous step.
（ｂ）第２混合工程
軟磁性粉末と縮合リン酸金属化合物の混合物に対して、軟磁性粉末に対して０．７５〜２．０ｗｔ％の結着性絶縁樹脂と、０．１〜１．０ｗｔ％の潤滑性樹脂とを添加して、更に混合する。前記（ａ）の縮合リン酸金属化合物の混合と、（ｂ）の結着性樹脂及び潤滑性樹脂の混合を同時に行うことも可能である。
(B) 2nd mixing process 0.75-2.0 wt% binding insulating resin with respect to soft-magnetic powder with respect to the mixture of soft-magnetic powder and a condensed phosphoric acid metal compound, and 0.1-1. Add 0 wt% of a lubricious resin and mix further. It is also possible to simultaneously perform the mixing of the condensed phosphate metal compound (a) and the binding resin and the lubricating resin of (b).
結着性絶縁樹脂の混合工程において、シランカップリング剤を加えることもできる。シランカップリング剤を使用した場合は、結着性絶縁樹脂の分量を少なくすることができる。相性の良いシランカップリング剤の種類としては、アミノ系のシランカップリング剤を使用することができ、特に、γ-アミノプロピルトリエトキシシランが良い。結着性絶縁樹脂に対するシランカップリング剤の添加量は、０．２５〜１．０ｗｔ％が好ましい。結着性絶縁樹脂にこの範囲のシランカップリング剤を添加することで、成形された圧粉磁心の密度の標準偏差、磁気特性、強度特性を向上させることができる。 In the step of mixing the binding insulating resin, a silane coupling agent can be added. When a silane coupling agent is used, the amount of the binding insulating resin can be reduced. As the type of silane coupling agent having good compatibility, an amino silane coupling agent can be used, and γ-aminopropyltriethoxysilane is particularly preferable. The amount of the silane coupling agent added to the binding insulating resin is preferably 0.25 to 1.0 wt%. By adding a silane coupling agent in this range to the binding insulating resin, the standard deviation, magnetic characteristics, and strength characteristics of the density of the molded dust core can be improved.
絶縁微粉末を混合する工程は、軟磁性粉末と縮合リン酸金属化合物を混合する第１混合工程と一緒に行うとよい。その他に、軟磁性粉末と縮合リン酸金属化合物との混合物に対し、結着性絶縁樹脂を混合する第２混合工程で絶縁微粉末を混合してもよい。また、第１混合工程の前に、軟磁性粉末に対し、絶縁微粉末を添加して混合し、その混合粉を熱処理する粉末熱処理工程を有してもよい。 The step of mixing the insulating fine powder may be performed together with the first mixing step of mixing the soft magnetic powder and the condensed metal phosphate compound. In addition, the insulating fine powder may be mixed in the second mixing step in which the binding insulating resin is mixed with the mixture of the soft magnetic powder and the condensed metal phosphate compound. Moreover, you may have the powder heat treatment process which adds and mixes insulation fine powder with respect to soft-magnetic powder, and heat-processes the mixed powder before a 1st mixing process.
（ｃ）加圧成型工程
加圧成型工程では、第２混合工程を経た混合物を金型内に充填して、加圧成形する。その場合、金型温度は常温が好ましいが、８０℃までの範囲であっても構わない。すなわち、ここでの常温とは、５〜３５℃までの範囲をいうが、５〜８０℃の範囲であっても構わない。成形圧力は、例えば、９００Ｍ〜２０００ＭＰａである。
(C) Pressure molding process In a pressure molding process, the mixture which passed through the 2nd mixing process is filled in a metal mold, and is pressure-molded. In that case, the mold temperature is preferably room temperature, but may be in the range up to 80 ° C. That is, the normal temperature here refers to a range of 5 to 35 ° C., but may be a range of 5 to 80 ° C. The molding pressure is, for example, 900 M to 2000 MPa.
（ｄ）熱処理工程
成形体に対する熱処理は、軟磁性粉末の種類に応じて所定雰囲気において所定温度で行う。加熱温度は５００℃以上であり、加熱保持時間は２時間〜４時間程度である。熱処理雰囲気は、軟磁性粉末がＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末の場合は、窒素雰囲気若しくは大気雰囲気である。特に大気雰囲気の方が作製されたリアクトルの騒音が低くなるため好ましい。Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、純鉄粉の場合は、窒素雰囲気、１０〜３０％水素ガスなどの還元雰囲気が好ましい。また、熱処理温度は、上げ過ぎると絶縁破壊を起こし、渦電流損失が増加する。そのため、鉄損の増加を抑制する観点からＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末及びＦｅ−Ｓｉ合金粉末の場合、６００〜７５０℃が好ましく、特にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末は６５０〜７２５℃がより好ましい。純鉄粉の場合は、５００〜６５０℃が好ましい。これらの温度範囲にすることで作製されたリアクトルの騒音が低くなる。
(D) Heat treatment step The heat treatment for the compact is performed at a predetermined temperature in a predetermined atmosphere according to the type of the soft magnetic powder. The heating temperature is 500 ° C. or higher, and the heating and holding time is about 2 to 4 hours. The heat treatment atmosphere is a nitrogen atmosphere or an air atmosphere when the soft magnetic powder is an Fe—Si—Al alloy powder. In particular, the atmosphere in the atmosphere is preferable because the noise of the manufactured reactor is reduced. In the case of Fe-Si alloy powder and pure iron powder, a reducing atmosphere such as a nitrogen atmosphere or 10-30% hydrogen gas is preferable. Further, if the heat treatment temperature is raised too much, dielectric breakdown will occur and eddy current loss will increase. Therefore, from the viewpoint of suppressing an increase in iron loss, in the case of Fe-Si-Al alloy powder and Fe-Si alloy powder, 600-750 ° C is preferable, and in particular, Fe-Si-Al alloy powder is more preferably 650-725 ° C. . In the case of pure iron powder, 500-650 degreeC is preferable. The noise of the reactor produced by setting it as these temperature ranges becomes low.
熱処理工程を得た成形体におけるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末や純鉄粉末の周囲には絶縁層（その厚さは２０ｎ〜５０ｎｍ程度）が形成される。この絶縁層には、絶縁微粉末や硬化促進剤の添加により、絶縁微粉末若しくは硬化促進剤又はその両方が含まれ得る。また、第２混合工程でシリコーンを含む結着性絶縁樹脂を添加した場合には、熱処理工程により、この結着性絶縁樹脂がシリカ層に変化する。すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末や純鉄粉末は、熱処理工程により、縮合リン酸金属化合物を含むシリカ層によって覆われた状態となる。例えば、結着性絶縁樹脂として、メチルフェニル系シリコーン樹脂や、これに加えてシランカップリング剤も添加した場合には、これらが酸化してシリカ層になる。シリカ層とすることで軟磁性粉末の周囲の層の硬度が向上するとともに、縮合リン酸金属化合物が含まれることによりこのシリカ層の硬度が更に向上するので、低騒音効果が得られる。縮合リン酸金属化合物に加えて硬化促進剤がシリカ層に含まれる場合には、さらに低騒音効果が得られる。 An insulating layer (having a thickness of about 20 n to 50 nm) is formed around the Fe—Si—Al alloy powder or pure iron powder in the molded body obtained through the heat treatment step. This insulating layer may contain insulating fine powder and / or curing accelerator by addition of insulating fine powder and / or curing accelerator. In addition, when a binding insulating resin containing silicone is added in the second mixing step, the binding insulating resin is changed to a silica layer by the heat treatment step. That is, the Fe—Si—Al alloy powder and the pure iron powder are covered with the silica layer containing the condensed phosphate metal compound by the heat treatment process. For example, when a methylphenyl silicone resin or a silane coupling agent is also added as the binding insulating resin, these are oxidized to form a silica layer. By using the silica layer, the hardness of the surrounding layer of the soft magnetic powder is improved, and the hardness of the silica layer is further improved by including the condensed metal phosphate compound, so that a low noise effect is obtained. When a curing accelerator is included in the silica layer in addition to the condensed metal phosphate compound, a further low noise effect can be obtained.
縮合リン酸金属化合物としてトリポリリン酸アルミニウムやメタリン酸アルミニウム又はこれらの混合物を添加した場合、熱処理成形後の成形体には、その組成にＡｌとＰが含まれるが、添加した縮合リン酸金属化合物が熱処理により変化し、メタリン酸Ａ型（Ａｌ（ＰＯ３）３）やメタリン酸Ｂ型（Ａｌ（ＰＯ３）３）として残存する場合もあり得る。縮合リン酸金属化合物として、縮合リン酸カルシウムや縮合リン酸マグネシウムを添加した場合は、熱処理成形後の成形体には、その組成にＣａとＰ、若しくはＭｇとＰが含まれる。 When aluminum tripolyphosphate, aluminum metaphosphate or a mixture thereof is added as the condensed metal phosphate compound, the molded product after heat treatment contains Al and P in its composition, but the added condensed metal phosphate compound contains It may be changed by heat treatment and may remain as metaphosphoric acid type A (Al (PO 3 ) 3 ) or metaphosphoric acid type B (Al (PO 3 ) 3 ). When condensed calcium phosphate or condensed magnesium phosphate is added as the condensed metal phosphate compound, the composition after heat treatment molding contains Ca and P or Mg and P in its composition.
本発明の軟磁性粉末は、必ずしも圧粉磁心にのみ使用するものではない。例えば、本発明の軟磁性粉末と所定の樹脂を射出成型やトランスファー成型することによって、コアを形成することもできる。その場合、樹脂に対する軟磁性粉末の充填率は、５５〜９５重量％が好ましい。樹脂としては、成形後の寸法安定性に優れる樹脂、例えば、熱硬化性樹脂であればエポキシ樹脂またはフェノール樹脂が、熱可塑性樹脂であればポリエーテルサルホンが、好適である。軟磁性粉末の充填率が低い場合には、磁気性能が低下する問題がある。一方で、９５ｗｔ％以上に高充填とした場合には、結着材の充填量が少なくなってコアの強度が低下し、軟磁性粉末の粉末振動が抑制できず、騒音が増大する。 The soft magnetic powder of the present invention is not necessarily used only for the dust core. For example, the core can be formed by injection molding or transfer molding of the soft magnetic powder of the present invention and a predetermined resin. In that case, the filling ratio of the soft magnetic powder to the resin is preferably 55 to 95% by weight. As the resin, a resin excellent in dimensional stability after molding, for example, an epoxy resin or a phenol resin is preferable for a thermosetting resin, and a polyether sulfone is preferable for a thermoplastic resin. When the filling rate of the soft magnetic powder is low, there is a problem that the magnetic performance is lowered. On the other hand, when the filling is high to 95 wt% or more, the filling amount of the binder is reduced, the strength of the core is lowered, the powder vibration of the soft magnetic powder cannot be suppressed, and the noise increases.
本発明の実施例を、表１、図１〜図２を参照して、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to Table 1 and FIGS.
（１）測定項目
測定項目は、透磁率、鉄損、及び騒音である。作製された各圧粉磁心のサンプルに対して、φ２．６ｍｍの銅線で４２ターンの巻線を施してリアクトルを作製した。このリアクトルの透磁率及び鉄損を下記の条件で算出し、下記の条件でリアクトルから発生する騒音について測定した。
(1) Measurement items Measurement items are magnetic permeability, iron loss, and noise. Reactors were prepared by winding 42 turns of copper powder with a diameter of 2.6 mm on each of the produced dust core samples. The permeability and iron loss of this reactor were calculated under the following conditions, and the noise generated from the reactor was measured under the following conditions.
＜透磁率及び鉄損＞
透磁率及び鉄損の測定条件は、周波数１００ｋＨｚ、最大磁束密度Ｂｍ＝５０ｍＴとした。透磁率は、鉄損Ｐｃｖ測定時に最大磁束密度Ｂｍを設定したときの振幅透磁率とした。鉄損については、磁気計測機器であるＢＨアナライザ（岩通計測株式会社：ＳＹ−８２３２）を用いて算出した。この算出は、鉄損の周波数曲線を次の（１）〜（３）式で最小２乗法により、ヒステリシス損係数、渦電流損失係数を算出することで行った。
<Permeability and iron loss>
The measurement conditions for magnetic permeability and iron loss were a frequency of 100 kHz and a maximum magnetic flux density Bm = 50 mT. The magnetic permeability was the amplitude magnetic permeability when the maximum magnetic flux density Bm was set when measuring the iron loss Pcv. The iron loss was calculated using a BH analyzer (Iwatori Measurement Co., Ltd .: SY-8232), which is a magnetic measurement device. This calculation was performed by calculating the hysteresis loss coefficient and the eddy current loss coefficient of the iron loss frequency curve by the following method (1) to (3) by the least square method.
Ｐｃｖ＝Ｋｈ×ｆ＋Ｋｅ×ｆ２ …（１）
Ｐｈ ＝Ｋｈ×ｆ …（２）
Ｐｅ ＝Ｋｅ×ｆ２ …（３）
Ｐｃｖ：鉄損
Ｋｈ ：ヒステリシス損係数
Ｋｅ ：渦電流損係数
ｆ ：周波数
Ｐｈ ：ヒステリシス損失
Ｐｅ ：渦電流損失
Pcv = Kh × f + Ke × f 2 (1)
Ph = Kh × f (2)
Pe = Ke × f 2 (3)
Pcv: Iron loss Kh: Hysteresis loss coefficient Ke: Eddy current loss coefficient f: Frequency Ph: Hysteresis loss Pe: Eddy current loss
＜騒音測定＞
騒音測定について、その測定装置、測定環境、測定方法等を以下に示す。
［騒音評価装置とソフトウェア］
(1) 測定装置 SOUND LEBEL METER NL-31 …リオン株式会社製
(2) 測定環境 無響箱（暗騒音は２５ｄＢ） KM-1…株式会社アコー製
(3) パワーアンプ（音源） HIGH SPEED POWER AMPLIFIER/BIPOLAR POWER SUPPLY 4025 …NF ELECTRONIC INSTRUMENTS社製
(4) 発振器 80MHz Function/Arbitrary Waveform Generator 33250A…アジレント・テクノロジー株式会社製
(5) 分析処理ソフト SA-01 CATSYSSA Ver3.5…リオン株式会社製
<Noise measurement>
Regarding noise measurement, its measurement equipment, measurement environment, measurement method, etc. are shown below.
[Noise evaluation equipment and software]
(1) Measuring device SOUND LEBEL METER NL-31 ...
(2) Measurement environment Anechoic box (background noise is 25 dB) KM-1 ... Made by Accor Corporation
(3) Power amplifier (sound source) HIGH SPEED POWER AMPLIFIER / BIPOLAR POWER SUPPLY 4025… NF ELECTRONIC INSTRUMENTS
(4) Oscillator 80MHz Function / Arbitrary Waveform Generator 33250A ... made by Agilent Technologies
(5) Analysis processing software SA-01 CATSYSSA Ver3.5… Rion Co., Ltd.
［測定方法］
(1) 太陽光発電用パワーコンディショナに接続
(2) マイク距離：測定サンプルから１０ｍｍ
(3) 測定サンプルを無響箱内に設置し、騒音測定用のマイクの距離はサンプルから１０ｍｍとした。
[Measuring method]
(1) Connected to photovoltaic power conditioner
(2) Microphone distance: 10mm from the measurement sample
(3) The measurement sample was placed in an anechoic box, and the distance of the noise measurement microphone was 10 mm from the sample.
（２）サンプルの作製方法
圧粉磁心のサンプルは、軟磁性粉末としてＦｅ―Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を用い、下記の作製方法で作成した。作製方法とその結果について下記に順に示す。
(2) Sample preparation method The sample of the powder magnetic core was prepared by the following preparation method using Fe-Si-Al alloy powder as the soft magnetic powder. The production method and the results are shown below in order.
硬度１００ＭＰａのＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末（平均粒子径４０μｍ）の粉末に対して、硬化促進剤として酸化マグネシウムを２５ｗｔ％混合したトリポリリン酸二水素アルミニウム（平均粒子径２．３μｍ）を０．０〜１．０ｗｔ％添加して混合し、絶縁微粉末としてＡｌ２Ｏ３（平均粒子径０．０５μｍ、モース硬度９．０、比表面積１００ｍ２／ｇ）を０．０〜０．８ｗｔ％添加し、さらに潤滑剤を０．３ｗｔ％混合した。次に、この混合物に対し、シランカップリング剤を１．０ｗｔ％、メチルフェニル系シリコーンレジンを１．０ｗｔ％混合し、１５０℃で２時間の加熱乾燥を行い、さらに潤滑剤を０．３ｗｔ％混合した。 0.02% aluminum trihydrogen phosphate (average particle size 2.3 μm) in which 25 wt% magnesium oxide was mixed as a hardening accelerator with respect to the powder of Fe—Si—Al alloy powder (average particle size 40 μm) having a hardness of 100 MPa. Add 1.0 to 1.0 wt%, mix, and add 0.02 to 0.8 wt% of Al 2 O 3 (average particle size 0.05 μm, Mohs hardness 9.0, specific surface area 100 m 2 / g) as insulating fine powder Further, 0.3 wt% of a lubricant was mixed. Next, 1.0 wt% of a silane coupling agent and 1.0 wt% of a methylphenyl silicone resin are mixed with this mixture, followed by heat drying at 150 ° C. for 2 hours, and further a lubricant of 0.3 wt%. Mixed.
これを室温にて１０００ＭＰａの圧力で加圧成型し、外径７７．８ｍｍ、内径４９．２ｍｍ、高さ３０．０ｍｍのリング状の成型体を作製し、大気中にて７００℃で保持時間２時間で熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。 This was pressure-molded at a pressure of 1000 MPa at room temperature to produce a ring-shaped molded body having an outer diameter of 77.8 mm, an inner diameter of 49.2 mm, and a height of 30.0 mm. Heat treatment was performed over time to produce a dust core.
これらのサンプルに対して、上記「（１）測定項目」で示したように、リアクトルを作製し、透磁率、損失の算出、及び騒音測定を行った。その結果を表１及び図１、図２に示す。なお、表１において、μａは透磁率、Ｐｃｖは鉄損を示している。騒音Ｍａｘ値は搬送周波数でのピーク値である。
図１は、絶縁微粉末を０．１ｗｔ％添加し、酸化マグネシウムを含む縮合リン酸金属化合物の添加量を変化させた時の、騒音の値を示すグラフである。表１及び図１から、縮合リン酸金属化合物の添加量は０．２０〜０．８０ｗｔ％が好ましい。添加量が０．２０ｗｔ％未満では、添加量が少なく圧粉磁心の絶縁層の硬度が十分に上がらない。そのため、励磁磁界による粉末振動を抑制できず、十分な騒音抑止の効果が得られない。 FIG. 1 is a graph showing the value of noise when 0.1 wt% of insulating fine powder is added and the amount of the condensed metal phosphate compound containing magnesium oxide is changed. From Table 1 and FIG. 1, the addition amount of the condensed metal phosphate compound is preferably 0.20 to 0.80 wt%. When the addition amount is less than 0.20 wt%, the addition amount is small and the hardness of the insulating layer of the dust core is not sufficiently increased. Therefore, powder vibration due to the excitation magnetic field cannot be suppressed, and a sufficient noise suppression effect cannot be obtained.
一方、縮合リン酸金属化合物の添加量が０．２０ｗｔ％以上で騒音Ｍａｘ値が低下し、低騒音になっていることが分かる。低騒音になった理由は、圧粉磁心の絶縁層の硬度が向上したことが考えられる。また、軟磁性粉末と絶縁層との密着強度が向上し、粉末振動が抑制できたことが考えられる。添加量が０．８０ｗｔ％超では、騒音Ｍａｘ値が増加している。その理由は、密度低下に起因した透磁率の低下によってリアクトルのＬ値が低下する。これにより、リップル電流が大きくなり、磁束密度変化が増加するため、粉末振動が増加し、騒音が増加すると考えられる。また、比較例１０４に示されるように、縮合リン酸金属化合物の添加量が０．８０ｗｔ％超では、透磁率や鉄損などの磁気特性が悪化しており、リアクトル製品とした場合の性能が十分でなく実用的でない。そのため、低騒音効果と高強度および良好な磁気特性の観点から、縮合リン酸金属化合物の添加量は軟磁性粉末に対し０．２０〜０．８０ｗｔ％が好ましい。前述の添加量でも十分な低騒音効果を得ることができるが、透磁率や鉄損などの磁気特性の観点から、縮合リン酸金属化合物の添加量は、より好ましくは０．２０〜０．５０ｗｔ％とすると良い。 On the other hand, it can be seen that when the addition amount of the condensed phosphate metal compound is 0.20 wt% or more, the noise Max value decreases and the noise is reduced. The reason for the low noise may be that the hardness of the insulating layer of the dust core has improved. Moreover, it is considered that the adhesion strength between the soft magnetic powder and the insulating layer was improved, and the powder vibration could be suppressed. When the addition amount exceeds 0.80 wt%, the noise Max value increases. The reason is that the L value of the reactor decreases due to the decrease in magnetic permeability due to the decrease in density. As a result, the ripple current increases and the change in magnetic flux density increases, so that the powder vibration increases and the noise increases. Further, as shown in Comparative Example 104, when the addition amount of the condensed phosphate metal compound exceeds 0.80 wt%, the magnetic properties such as magnetic permeability and iron loss are deteriorated, and the performance when a reactor product is obtained Not enough and impractical. Therefore, the addition amount of the condensed metal phosphate compound is preferably 0.20 to 0.80 wt% with respect to the soft magnetic powder from the viewpoint of low noise effect, high strength, and good magnetic properties. A sufficient low noise effect can be obtained even with the aforementioned addition amount, but from the viewpoint of magnetic properties such as magnetic permeability and iron loss, the addition amount of the condensed metal phosphate compound is more preferably 0.20 to 0.50 wt. % Is good.
図２は、酸化マグネシウムを２５ｗｔ％混合したトリポリリン酸二水素アルミニウムを０．２５ｗｔ％添加し、絶縁微粉末としてのＡｌ２Ｏ３の添加量を変化させた時の、騒音の値を示すグラフである。表１及び図２から、絶縁微粉末の添加量は軟磁性粉末に対し、０．１〜０．６ｗｔ％が好ましい。添加量が０．１ｗｔ％未満では、添加量が少なく圧粉磁心の絶縁層の硬度が十分に上がらない。そのため、励磁磁界による粉末振動を抑制できず、十分な騒音抑止の効果が得られない。 FIG. 2 is a graph showing the value of noise when 0.25 wt% of aluminum dihydrogen phosphate mixed with 25 wt% of magnesium oxide is added and the amount of Al 2 O 3 added as insulating fine powder is changed. is there. From Table 1 and FIG. 2, the addition amount of the insulating fine powder is preferably 0.1 to 0.6 wt% with respect to the soft magnetic powder. When the addition amount is less than 0.1 wt%, the addition amount is small and the hardness of the insulating layer of the dust core is not sufficiently increased. Therefore, powder vibration due to the excitation magnetic field cannot be suppressed, and a sufficient noise suppression effect cannot be obtained.
一方、絶縁微粉末の添加量が０．１ｗｔ％以上で騒音Ｍａｘ値が低下し、低騒音になっていることが分かる。低騒音になった理由は、圧粉磁心の絶縁層の硬度が向上したことが考えられる。また、軟磁性粉末と絶縁層との密着強度が向上し、粉末振動が抑制できたことが考えられる。添加量が０．６ｗｔ％超では、騒音Ｍａｘ値が増加している。その理由は、密度低下に起因した透磁率の低下によってリアクトルのＬ値が低下する。これにより、リップル電流が大きくなり、磁束密度変化が増加するため、粉末振動が増加し、騒音が増加すると考えられる。また、比較例１０７に示されるように、絶縁微粉末の添加量が０．６ｗｔ％超では、透磁率や鉄損などの磁気特性が悪化しており、リアクトル製品とした場合の性能が十分でなく実用的でない。そのため、低騒音効果と高強度および良好な磁気特性の観点から、絶縁微粉末の添加量は軟磁性粉末に対し、０．１〜０．６ｗｔ％が好ましい。 On the other hand, it can be seen that when the addition amount of the insulating fine powder is 0.1 wt% or more, the noise Max value decreases and the noise is low. The reason for the low noise may be that the hardness of the insulating layer of the dust core has improved. Moreover, it is considered that the adhesion strength between the soft magnetic powder and the insulating layer was improved, and the powder vibration could be suppressed. When the addition amount exceeds 0.6 wt%, the noise Max value increases. The reason is that the L value of the reactor decreases due to the decrease in magnetic permeability due to the decrease in density. As a result, the ripple current increases and the change in magnetic flux density increases, so that the powder vibration increases and the noise increases. Further, as shown in Comparative Example 107, when the amount of the insulating fine powder added exceeds 0.6 wt%, the magnetic properties such as magnetic permeability and iron loss are deteriorated, and the performance as a reactor product is sufficient. Not practical. Therefore, from the viewpoint of low noise effect, high strength, and good magnetic properties, the addition amount of the insulating fine powder is preferably 0.1 to 0.6 wt% with respect to the soft magnetic powder.
なお、低騒音がどの程度の騒音レベルを指すかは、リアクトルの使用環境によって要求するレベルが異なる。一般的には、リアクトルの使用時において不快と感じられないレベルの騒音は４２ｄＢ以下とされているが、太陽光発電システム等のユニットを室内に配置する場合には、さらに低い騒音レベルが要求される場合がある。本実施例では、このような場合においても縮合リン酸金属化合物の添加量を０．２０〜０．８０ｗｔ％とすることで低騒音効果を実現することができる。 It should be noted that the level required by the usage environment of the reactor is different depending on the level of low noise. Generally, the level of noise that does not feel uncomfortable when the reactor is used is 42 dB or less. However, when a unit such as a solar power generation system is placed indoors, a lower noise level is required. There is a case. In this example, even in such a case, a low noise effect can be realized by setting the addition amount of the condensed metal phosphate compound to 0.20 to 0.80 wt%.
［他の実施形態］
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
Claims (14)
The core curing method according to claim 13 , wherein the curing accelerator is added in an amount of 10 to 30 wt% with respect to the aluminum tripolyphosphate .
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