JP6858158B2 - Core, reactor, core manufacturing method and reactor manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、磁性粉末と樹脂からなるメタルコンポジットコアを有するコア、リアクトル、コアの製造方法及びリアクトルの製造方法に関する。 The present invention relates to a core having a metal composite core composed of a magnetic powder and a resin, a reactor, a method for producing a core, and a method for producing a reactor.

ＯＡ機器、太陽光発電システム、自動車、無停電電源など様々な用途にリアクトルが用いられている。リアクトルは、例えば、出力系への高調波電流の流出を防止するフィルタや、電圧を昇降させる電圧昇降用コンバータなどに用いられる。 Reactors are used in various applications such as office automation equipment, photovoltaic power generation systems, automobiles, and uninterruptible power supplies. The reactor is used, for example, in a filter for preventing the outflow of harmonic current to an output system, a voltage elevating converter for raising or lowering a voltage, or the like.

リアクトルには、用途に合わせて透磁率、インダクタンス値、鉄損などの磁気特性が求められる。例えば、電圧昇降用のコンバータに用いられるリアクトルは、エネルギー変換効率の向上が求められるため、エネルギー損失である鉄損が小さいことが求められる。 The reactor is required to have magnetic characteristics such as magnetic permeability, inductance value, and iron loss according to the application. For example, a reactor used in a converter for voltage raising and lowering is required to improve energy conversion efficiency, and thus is required to have a small iron loss, which is an energy loss.

また、様々な用途に対応するため、リアクトルに用いられるコアを任意の形状に成型したいという要望もある。このような要望に応えるリアクトルとして、メタルコンポジットコアと呼ばれるタイプのコアを備えたものがある。メタルコンポジットコア（以下、単にＭＣコアともいう。）は、金属磁性粉末と樹脂とを混ぜた材料を所定形状に成型して固化させてなるコアである。 There is also a demand for molding the core used for the reactor into an arbitrary shape in order to support various applications. As a reactor that meets such demands, there is one equipped with a type of core called a metal composite core. The metal composite core (hereinafter, also simply referred to as MC core) is a core formed by molding a material in which a metal magnetic powder and a resin are mixed into a predetermined shape and solidifying the material.

特開２０１２− ３３７２７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-33727

従来のＭＣコアは、その材料がスラリー状であり、容器に当該材料を流し込むことにより成型するので、所望の形状を容易に成型でき、形状の制約が少ないという成型性に利点がある。しかし、従来のＭＣコアの材料は、容器内での流動性を良くするために、樹脂の含有量を多くしていた。このため、当該材料中の磁性粉末の占める割合が少なくなり、コア密度の低下を招き、結果として磁気特性が低下していた。 Since the material of the conventional MC core is in the form of a slurry and the material is molded by pouring the material into a container, the desired shape can be easily molded, and there is an advantage in moldability that there are few restrictions on the shape. However, the conventional MC core material has a high resin content in order to improve the fluidity in the container. For this reason, the proportion of the magnetic powder in the material is reduced, which leads to a decrease in the core density, and as a result, the magnetic characteristics are deteriorated.

一方、高磁界で用いても、高い透磁率が得られることにより、優れた磁気特性が得られる圧粉磁心（以下、ダストコアともいう）と呼ばれるタイプのコアも存在する。しかし、ダストコアは、絶縁樹脂で被覆した軟磁性粉末を金型に入れて、１０〜２０ｔ／ｃｍ２の高圧で加圧成型することにより製造される。このため、金型を含む製造設備が大型化、高コスト化する。また、ダストコアを成型するには、高圧に耐え得る金型とする必要がある。このため、型の形状が限定されることになり、成型できる形状も限定されてしまう。さらに、ダストコアを成型するには型抜きが必要となるため、型抜き方向に直交する面ができない場合が生じるなど、形状の自由度が低い。 On the other hand, there is also a type of core called a dust core (hereinafter, also referred to as a dust core) in which excellent magnetic characteristics can be obtained by obtaining a high magnetic permeability even when used in a high magnetic field. However, the dust core is manufactured by putting a soft magnetic powder coated with an insulating resin into a mold and press-molding it at a high pressure of 10 to 20 t / cm 2. For this reason, the manufacturing equipment including the mold becomes large and costly. Further, in order to mold the dust core, it is necessary to use a mold that can withstand high pressure. Therefore, the shape of the mold is limited, and the shape that can be molded is also limited. Further, since die cutting is required to mold the dust core, there are cases where a surface orthogonal to the die cutting direction cannot be formed, and the degree of freedom in shape is low.

これに対処するため、型により成型し易い形状の部分コアを組み合わせることにより、所望の形状のダストコアを構成することが考えられる。しかし、このような分割構成の場合には、多種の金型を用意して、それぞれの金型によって各部分コアを成型し、さらにそれらを組み合わせる工程も必要となるので、コストや生産性に問題がある。 In order to deal with this, it is conceivable to form a dust core having a desired shape by combining partial cores having a shape that is easy to mold depending on the mold. However, in the case of such a divided configuration, it is necessary to prepare various molds, mold each partial core with each mold, and further combine them, which causes a problem in cost and productivity. There is.

本発明の目的は、優れた成型性と磁気特性の両立ができるコア、リアクトル、コアの製造方法及びリアクトルの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a core, a reactor, a method for producing a core, and a method for producing a reactor, which can achieve both excellent moldability and magnetic properties.

上記目的を達成するため、本発明は、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末、又はこれら２種以上の粉末の混合粉からなる磁性粉末と樹脂とからなるコアであって、前記磁性粉末は、平均粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下である第１の磁性粉末と、平均粒子径が３μｍ以上１０μｍ以下である第２の磁性粉末を含み、前記磁性粉末に対する前記第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７６．６％以上、８２％未満であり、初透磁率が３０以上、１２ｋＡ／ｍの透磁率が２４以上であり、前記磁性粉末に対して、樹脂が３〜５ｗｔ％である。
In order to achieve the above object, the present invention presents a magnetic powder and a resin composed of Fe powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Al alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder, or a mixed powder of two or more of these powders. The magnetic powder comprises a first magnetic powder having an average particle diameter of 100 μm or more and 200 μm or less and a second magnetic powder having an average particle diameter of 3 μm or more and 10 μm or less. The amount of the first magnetic powder added to the powder is 60 to 80 wt%, the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is 76.6% or more and less than 82%, and the initial magnetic permeability. Is 30 or more, the magnetic permeability of 12 kA / m is 24 or more, and the amount of resin is 3 to 5 wt% with respect to the magnetic powder.

前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７７％以上であってもよい。 Ratio of the apparent density of the core relative to the true density before Symbol magnetic powder, it may be 77% or more.

第１の磁性粉末の円形度は、０．９３以上であってもよい。前記コアの全表面が非摺動面であってもよい。上記のコアと、コイルとを備えたリアクトルも、本発明の一態様である。 The circularity of the first magnetic powder may be 0.93 or more. The entire surface of the core may be a non-sliding surface. A reactor provided with the core and a coil is also an aspect of the present invention.

また、本発明のコアの製造方法は、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末、又はこれら２種以上の粉末の混合粉からなる磁性粉末及び樹脂を含むコアの製造方法であって、前記磁性粉末は、平均粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下である第１の磁性粉末と、平均粒子径が３μｍ以上１０μｍ以下である第２の磁性粉末を含み、前記磁性粉末に対する前記第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、前記磁性粉末に対する樹脂の含有量が３〜５ｗｔ％となるように混合する混合工程と、前記混合工程で得た混合物を所定の容器に入れて成型する成型工程と、前記成型工程時に、前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７６．６％以上、８２％未満となるように、粘土状の前記混合物を押圧部材で押圧する加圧工程と、前記成型工程で得た成型体中の前記樹脂を硬化させる硬化工程と、を含み、前記加圧工程は、前記混合物を押圧する圧力が、１．６ｋｇ／ｃｍ２以上１５．７ｋｇ／ｃｍ２以下である。
Further, the method for producing the core of the present invention is a magnetic powder and a resin composed of Fe powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Al alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder, or a mixed powder of two or more of these powders. The magnetic powder contains a first magnetic powder having an average particle diameter of 100 μm or more and 200 μm or less and a second magnetic powder having an average particle diameter of 3 μm or more and 10 μm or less. Obtained in the mixing step and the mixing step of mixing so that the addition amount of the first magnetic powder to the magnetic powder is 60 to 80 wt% and the content of the resin to the magnetic powder is 3 to 5 wt%. Clay so that the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder during the molding step of placing the mixture in a predetermined container and molding is 76.6% or more and less than 82%. The pressurizing step includes a pressurizing step of pressing the mixed powder with a pressing member and a curing step of curing the resin in the molded body obtained in the molding step. is 1.6 kg / cm 2 or more 15.7 kg / cm 2 or less.

なお、前記コアの製造方法により製造されたコアと、前記コアに装着されたコイルとを備えたリアクトルの製造方法も、本発明の一態様である。 Na us, a core manufactured by the method of the core, the manufacturing method of the reactor and a coil mounted on the core is also an aspect of the present invention.

本発明によれば、成型がし易く、優れた磁気特性を得ることができるコア、リアクトル、コアの製造方法及びリアクトルの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a core, a reactor, a method for producing a core, and a method for producing a reactor, which are easy to mold and can obtain excellent magnetic properties.

実施形態に係るリアクトルの製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of the reactor which concerns on embodiment. 成型工程及び加圧工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the molding process and the pressurizing process. 実施例１〜４及び比較例１の面圧に対する理論密度のグラフである。It is a graph of the theoretical density with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. 実施例３のコア断面のＳＥＭ写真（１００倍）である。It is an SEM photograph (100 times) of the core cross section of Example 3. 比較例１のコア断面のＳＥＭ写真（１００倍）である。It is an SEM photograph (100 times) of the core cross section of Comparative Example 1. 実施例１〜４及び比較例１の面圧に対する透磁率のグラフである。It is a graph of the magnetic permeability with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. 実施例１〜４及び比較例１の面圧に対する鉄損のグラフである。It is a graph of the iron loss with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. 実施例５〜９及び比較例２〜４の樹脂量に対する透磁率のグラフである。It is a graph of the magnetic permeability with respect to the resin amount of Examples 5-9 and Comparative Examples 2-4. 実施例５〜９及び比較例２〜４の樹脂量に対する鉄損のグラフである。It is a graph of the iron loss with respect to the resin amount of Examples 5-9 and Comparative Examples 2-4. 実施例１０〜１３の面圧に対する透磁率のグラフである。It is a graph of the magnetic permeability with respect to the surface pressure of Examples 10 to 13. 実施例１０〜１３の面圧に対する鉄損のグラフである。It is a graph of iron loss with respect to the surface pressure of Examples 10-13. 実施例２、１４、１５及び比較例５〜７の第２の磁性粉末の添加量に対する透磁率のグラフである。It is a graph of the magnetic permeability with respect to the addition amount of the 2nd magnetic powder of Examples 2, 14, 15 and Comparative Examples 5 to 7. 実施例２、１４、１５及び比較例５〜７の第２の磁性粉末の添加量に対する密度のグラフである。It is a graph of the density with respect to the addition amount of the 2nd magnetic powder of Examples 2, 14, 15 and Comparative Examples 5 to 7. 本実施形態に対応するコア断面のＳＥＭ写真（１００倍）である。It is an SEM photograph (100 times) of the core cross section corresponding to this embodiment. ダストコア断面のＳＥＭ写真（１０００倍）である。It is an SEM photograph (1000 times) of the cross section of a dust core. 実施例１６、１７及び比較例８のリアクトルの直流励磁電流に対するインダクタンスのグラフである。It is a graph of the inductance with respect to the DC exciting current of the reactor of Examples 16 and 17 and Comparative Example 8.

［１．実施形態］
［１−１．構成］
本実施形態のリアクトルは、コアと、コイルとを備える。コアは、磁性粉末と樹脂とを含み構成されたメタルコンポジットコア（以下、ＭＣコアとも呼ぶ）である。磁性粉末と樹脂とを混合した粘土状の混合物を、所定の容器に充填し、加圧することでコアを所定の形状とすることができる。コアの形状は、例えば、トロイダル状コア、Ｉ型コア、Ｕ型コア、θ型コア、Ｅ型コア、ＥＥＲ型コアなど、種々の形状とすることができる。 [1. Embodiment]
[1-1. Constitution]
The reactor of this embodiment includes a core and a coil. The core is a metal composite core (hereinafter, also referred to as MC core) composed of a magnetic powder and a resin. A clay-like mixture of magnetic powder and resin is filled in a predetermined container and pressed to form a core into a predetermined shape. The shape of the core can be various, for example, a toroidal core, an I-type core, a U-type core, a θ-type core, an E-type core, an EER-type core, and the like.

磁性粉末としては、軟磁性粉末が使用でき、特に、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末（センダスト）、又はこれら２種以上の粉末の混合粉などが使用できる。Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末としては、例えば、Ｆｅ−６．５％Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−３．５％Ｓｉ合金粉末を使用できる。軟磁性粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は２０μｍ〜１５０μｍが好ましい。なお、本明細書において「平均粒子径」とは、特に断りがない限り、Ｄ５０、すなわちメジアン径を指すものとする。 As the magnetic powder, soft magnetic powder can be used, and in particular, Fe powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Al alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder (Sendust), or a mixed powder of two or more of these powders. Etc. can be used. As the Fe-Si alloy powder, for example, Fe-6.5% Si alloy powder and Fe-3.5% Si alloy powder can be used. The average particle size (D50) of the soft magnetic powder is preferably 20 μm to 150 μm. In the present specification, the "average particle size" refers to D50, that is, the median diameter, unless otherwise specified.

磁性粉末は、異なる平均粒子径の磁性粉末から構成する。つまり、磁性粉末は、第１の磁性粉末と、第１の磁性粉末より平均粒子径の小さい第２の磁性粉末を含む。また、磁性粉末に対する第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であることが好ましい。つまり、磁性粉末を、第１の磁性粉末と第２の磁性粉末により構成した場合、その重量比率は、第１の磁性粉末：第２の磁性粉末＝８０：２０〜６０：４０とすることが好ましい。この範囲とすることで密度が向上し、透磁率も向上するともに、鉄損を小さくすることができる。 The magnetic powder is composed of magnetic powders having different average particle sizes. That is, the magnetic powder includes a first magnetic powder and a second magnetic powder having an average particle size smaller than that of the first magnetic powder. Further, the amount of the first magnetic powder added to the magnetic powder is preferably 60 to 80 wt%. That is, when the magnetic powder is composed of the first magnetic powder and the second magnetic powder, the weight ratio thereof may be the first magnetic powder: the second magnetic powder = 80:20 to 60:40. preferable. Within this range, the density can be improved, the magnetic permeability can be improved, and the iron loss can be reduced.

第１の磁性粉末の平均粒子径は１００μｍ〜２００μｍとすることが好ましい。また、第２の磁性粉末は、３μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。第１の磁性粉末同士の隙間に平均粒子径の小さい第２の磁性粉末が入り込み、密度及び透磁率の向上と低鉄損化を図ることができるからである。本実施形態のコアは、初透磁率が３０以上、１２ｋＡ／ｍの透磁率が２４以上である。 The average particle size of the first magnetic powder is preferably 100 μm to 200 μm. The second magnetic powder is preferably 3 μm to 10 μm. This is because the second magnetic powder having a small average particle size enters the gap between the first magnetic powders, and the density and magnetic permeability can be improved and the iron loss can be reduced. The core of the present embodiment has an initial magnetic permeability of 30 or more and a magnetic permeability of 12 kA / m of 24 or more.

第１の磁性粉末及び第２の磁性粉末は、球形であることが好ましい。第１の磁性粉末の円形度は、０．９３以上であり、第２の磁性粉末の円形度は、０．９５以上であることが好ましい。第１の磁性粉末同士の隙間が少なくなり、かつ、当該隙間により多くの第２の磁性粉末が入り込み易くなり、密度及び透磁率の向上を図ることができるからである。ＭＣコアの場合、加圧工程において加わる圧力は、数ｋｇ／ｃｍ２〜数十ｋｇ／ｃｍ２であり、数ｔ／ｃｍ２〜数十ｔ／ｃｍ２を必要とする圧粉磁心（以下、ダストコアとも呼ぶ）に比べて、１０００分の１程度と非常に小さいため、磁性粉末の円形度が維持できる。つまり、高い圧力で加圧する必要があるダストコアの場合、このような磁性粉末の円形度は得られない。 The first magnetic powder and the second magnetic powder are preferably spherical. The circularity of the first magnetic powder is preferably 0.93 or more, and the circularity of the second magnetic powder is preferably 0.95 or more. This is because the gap between the first magnetic powders is reduced, and a large amount of the second magnetic powder can easily enter the gap, so that the density and the magnetic permeability can be improved. In the case of the MC core, the pressure applied in the pressurizing step is several kg / cm 2 to several tens of kg / cm 2 , and the dust core (hereinafter referred to as “dust magnetic core”) requiring several t / cm 2 to several tens of t / cm 2. Since it is very small, about 1/1000, as compared with (also called a dust core), the circularity of the magnetic powder can be maintained. That is, in the case of a dust core that needs to be pressurized with a high pressure, the circularity of such a magnetic powder cannot be obtained.

なお、平均粒子径が最大の第１の磁性粉末に対して、これよりも平均粒子径の小さい第２の磁性粉末が含まれていればよいため、第２の磁性粉末は、平均粒子径が異なる磁性粉末を含んでいてもよい。つまり、第２の磁性粉末は、平均粒子径が１つに規定できる磁性粉末であってもよいし、平均粒子径が２以上で規定される磁性粉末であってもよい。また、第１の磁性粉末と第２の磁性粉末の材質、つまり種類は同じでも良いし、異なっていても良い。異なる場合は３種以上であっても良い。３種類以上の粉末により磁性粉末を構成する場合、各種類で平均粒子径を異ならせても良い。 Since it is sufficient that the first magnetic powder having the largest average particle size contains the second magnetic powder having a smaller average particle size than the first magnetic powder, the second magnetic powder has an average particle size. It may contain different magnetic powders. That is, the second magnetic powder may be a magnetic powder whose average particle size can be defined as one, or may be a magnetic powder whose average particle size is specified by two or more. Further, the materials of the first magnetic powder and the second magnetic powder, that is, the types may be the same or different. If they are different, there may be three or more. When the magnetic powder is composed of three or more kinds of powders, the average particle size may be different for each kind.

第１の磁性粉末は、粉砕分を用いることが好ましい。第２の磁性粉末は、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、粉末が結晶化しにくいからである。 As the first magnetic powder, it is preferable to use a pulverized portion. As the second magnetic powder, those produced by a water atomizing method, a gas atomizing method, or a water / gas atomizing method can be used, but those produced by the water atomizing method are particularly preferable. The reason is that the water atomization method rapidly cools the powder during atomization, so that the powder is difficult to crystallize.

樹脂は、磁性粉末と混合され、磁性粉末を保持する。磁性粉末が平均粒子径の異なる粉末で構成される場合、各粉末を均質に混合した状態で保持する。樹脂としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂が使用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂などが使用できる。紫外線硬化性樹脂としては、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、アクリレート系、エポキシ系の樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミドやフッ素樹脂などの耐熱性に優れた樹脂を使用することが好ましい。硬化剤を添加することにより硬化するエポキシ樹脂は、硬化剤の添加量などによってその粘度を調整できることから、本発明に適している。熱可塑性のアクリル樹脂やシリコーン樹脂も使用可能である。 The resin is mixed with the magnetic powder and retains the magnetic powder. When the magnetic powder is composed of powders having different average particle diameters, each powder is held in a homogeneously mixed state. As the resin, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a thermoplastic resin can be used. As the thermosetting resin, phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane, diallyl phthalate resin, silicone resin and the like can be used. As the ultraviolet curable resin, urethane acrylate-based, epoxy acrylate-based, acrylate-based, and epoxy-based resins can be used. As the thermoplastic resin, it is preferable to use a resin having excellent heat resistance such as polyimide or fluororesin. The epoxy resin that is cured by adding a curing agent is suitable for the present invention because its viscosity can be adjusted by the amount of the curing agent added or the like. Thermoplastic acrylic resin and silicone resin can also be used.

樹脂は、磁性粉末に対して３〜５ｗｔ％含有されていることが好ましい。樹脂の含有量が３ｗｔ％より少ないと、磁性粉末の接合力が不足し、コアの機械的強度が低下する。また、樹脂の含有量が５ｗｔ％より多いと、第１の磁性粉末間に形成された樹脂が入り込み、その隙間を第２の磁性粉末が埋めることができなくなるなど、コアの密度が低下し、透磁率が低下する。 The resin is preferably contained in an amount of 3 to 5 wt% with respect to the magnetic powder. If the resin content is less than 3 wt%, the bonding force of the magnetic powder is insufficient and the mechanical strength of the core is lowered. Further, if the content of the resin is more than 5 wt%, the resin formed between the first magnetic powders enters, and the second magnetic powder cannot fill the gaps, so that the density of the core decreases. Permeability decreases.

樹脂の粘度は、磁性粉末との混合時において５０〜５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であると、混合時において樹脂が磁性粉末に絡みつくことがなく、容器内で磁性粉末と樹脂とが分離しやすくなり、コアの密度又は強度にバラツキが生じる。粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、粘度が高くなりすぎ、例えば、第１の磁性粉末間に形成された樹脂が入り込み、その隙間を第２の磁性粉末が埋めることができなくなるなど、コアの密度が低下し、透磁率が低下する。 The viscosity of the resin is preferably 50 to 5000 mPa · s when mixed with the magnetic powder. When the viscosity is less than 50 mPa · s, the resin does not get entangled with the magnetic powder during mixing, the magnetic powder and the resin are easily separated in the container, and the density or strength of the core varies. If the viscosity exceeds 5000 mPa · s, the viscosity becomes too high, for example, the resin formed between the first magnetic powders enters and the gaps cannot be filled by the second magnetic powders. Decreases, and the magnetic permeability decreases.

樹脂には、粘度調整材料として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２などを使用することができる。粘度調整材料としてのフィラーの平均粒子径は、第２の磁性粉末の平均粒子径以下、好ましくは第２の磁性粉末の平均粒子径の１／３以下が良い。フィラーの平均粒子径が大きいと、得られたコアの密度が低下するからである。また、樹脂には、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮなどの高熱伝導率材料を添加することができる。 As the resin, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , BN, AlN, ZnO, TiO 2 and the like can be used as the viscosity adjusting material. The average particle size of the filler as the viscosity adjusting material is preferably 1/3 or less of the average particle size of the second magnetic powder, preferably 1/3 or less of the average particle size of the second magnetic powder. This is because if the average particle size of the filler is large, the density of the obtained core decreases. Further, a high thermal conductivity material such as Al 2 O 3 , BN, and Al N can be added to the resin.

コアの見かけ密度の、磁性粉末の真密度に対する割合は、７６．６％以上、８２％未満であることが好ましい。７７％以上であると更に好ましい。当該割合が７６．６％以上であると、高磁界においても透磁率を高く維持することができる。逆に、当該割合が７６．６％未満であると、低密度により高磁界における透磁率が低下しやすい傾向がある。また、同じ透磁率の特性をダストコアで作成しようとすると、コアの見かけ密度の、磁性粉末の真密度に対する割合が８２％〜８８％程度まで達してしまう。ダストコアは粉末単体で樹脂をコーティングして、上記のように非常に高い圧力で押し固めた時点で外形が形成されるためである。ＭＣコアは、磁性粉末は樹脂に分散されて混ぜ込まれていて、上記のように低い圧力で内部の空気を抜く程度に加圧するに過ぎないため、樹脂が押し固めによらずに硬化している。従って、本実施形態のＭＣコアの見かけ密度の、磁性粉末の真密度に対する割合は８２％未満となる。 The ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is preferably 76.6% or more and less than 82%. It is more preferably 77% or more. When the ratio is 76.6% or more, the magnetic permeability can be maintained high even in a high magnetic field. On the contrary, when the ratio is less than 76.6%, the magnetic permeability in a high magnetic field tends to decrease due to the low density. Further, when trying to create the same magnetic permeability characteristics with a dust core, the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder reaches about 82% to 88%. This is because the outer shape of the dust core is formed when the powder itself is coated with a resin and compacted with a very high pressure as described above. In the MC core, the magnetic powder is dispersed and mixed in the resin, and as described above, the MC core is only pressurized to the extent that the air inside is evacuated, so that the resin hardens without compaction. There is. Therefore, the ratio of the apparent density of the MC core of the present embodiment to the true density of the magnetic powder is less than 82%.

なお、本実施形態のＭＣコアの表面とダストコアの表面とは、以下のような相違がある。まず、ダストコアは、上記のように、絶縁樹脂で被覆した軟磁性粉末を金型に入れて、非常に高い圧力で加圧成型した成型体に、焼鈍などの熱処理を行うことにより製造される。このため、ダストコアの表面は、比較的円滑である。一方、ＭＣコアは、上記のように絶縁樹脂を混合した複合磁性粉末を所定形状の容器に入れて、比較的低い圧力をかけることにより、所定の形状に成型する。このため、ＭＣコアの表面は、ダストコアに比べて粗い。例えば、ＭＣコアにはダストコアにはない微小な穴や凹凸が存在する、表面粗さがダストコアに比べて粗い等の相違がある。 The surface of the MC core and the surface of the dust core of the present embodiment have the following differences. First, the dust core is produced by putting a soft magnetic powder coated with an insulating resin into a mold and performing a heat treatment such as annealing on a molded body pressure-molded at a very high pressure as described above. Therefore, the surface of the dust core is relatively smooth. On the other hand, the MC core is molded into a predetermined shape by putting a composite magnetic powder mixed with an insulating resin as described above into a container having a predetermined shape and applying a relatively low pressure. Therefore, the surface of the MC core is rougher than that of the dust core. For example, the MC core has minute holes and irregularities that the dust core does not have, and the surface roughness is rougher than that of the dust core.

また、ダストコアは、絶縁樹脂で被覆した軟磁性粉末を、外型の成型孔の内周面と、下型の上面によって形成される領域に投入し、上型によって圧縮後、上型を抜くことにより成型する。このとき、絶縁樹脂で被覆した軟磁性粉末は型内で高圧で加圧されるため、形成されたダストコアを取り出す際に、型に対して押し付けられるような力が加わっている。従って、ダストコアの表面には、取り出しの際に金型の内周面に対して摺動する部分に、摺動痕が形成される。摺動痕とは、金型の表面を擦りながら移動することにより形成される複数の線状の痕である。本実施形態のＭＣコアは、型内で樹脂の硬化によりコアとなるため、コアが型に押し付けられることがなく、その表面は摺動痕を有しない。摺動痕を有しない面が非摺動面である。本実施形態のＭＣコアは、全ての表面が非摺動面である。 For the dust core, soft magnetic powder coated with an insulating resin is put into the region formed by the inner peripheral surface of the molding hole of the outer mold and the upper surface of the lower mold, compressed by the upper mold, and then removed from the upper mold. Molded by. At this time, since the soft magnetic powder coated with the insulating resin is pressurized at a high pressure in the mold, a force is applied to the mold when the formed dust core is taken out. Therefore, on the surface of the dust core, sliding marks are formed on the portion that slides with respect to the inner peripheral surface of the mold at the time of taking out. The sliding marks are a plurality of linear marks formed by moving while rubbing the surface of the mold. Since the MC core of the present embodiment becomes a core by curing the resin in the mold, the core is not pressed against the mold and its surface has no sliding marks. The surface having no sliding marks is the non-sliding surface. In the MC core of this embodiment, all surfaces are non-sliding surfaces.

コイルは、絶縁被覆が施された導線であり、線材として銅線やアルミニウム線を用いることができる。コイルは、コアの少なくとも一部に導線が巻き回されて形成され或いは装着されており、コアの少なくとも一部の周囲に配置される。コイルの巻き方や線材の形状は特に限定されない。 The coil is a conducting wire with an insulating coating, and a copper wire or an aluminum wire can be used as the wire material. The coil is formed or mounted by winding a wire around at least a part of the core, and is arranged around at least a part of the core. The winding method of the coil and the shape of the wire are not particularly limited.

［１−２．リアクトルの製造方法］
本実施形態に係るリアクトルの製造方法について、図面を参照しつつ説明する。本リアクトルの製造方法は、図１に示すように、(1)混合工程、(2)成型工程、(3)加圧工程、及び(4)硬化工程を備える。 [1-2. Reactor manufacturing method]
The method for manufacturing the reactor according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the method for producing this reactor includes (1) a mixing step, (2) a molding step, (3) a pressurizing step, and (4) a curing step.

(1) 混合工程
混合工程は、磁性粉末と樹脂とを混合する工程である。磁性粉末が、平均粒子径の異なる２種類の磁性粉末から構成される場合には、混合工程は、第１の磁性粉末と、第１の磁性粉末より平均粒子径の小さい第２の磁性粉末とを混合し、磁性粉末を構成する磁性粉末混合工程と、磁性粉末に対して３〜５ｗｔ％の樹脂を添加し、磁性粉末と樹脂とを混合する樹脂混合工程とを有する。 (1) Mixing step The mixing step is a step of mixing the magnetic powder and the resin. When the magnetic powder is composed of two kinds of magnetic powders having different average particle diameters, the mixing step involves the first magnetic powder and the second magnetic powder having an average particle diameter smaller than that of the first magnetic powder. It has a magnetic powder mixing step of mixing the two to form a magnetic powder, and a resin mixing step of adding 3 to 5 wt% of the resin to the magnetic powder and mixing the magnetic powder and the resin.

各混合工程の混合は、所定の混合器を用いて自動で、又は手動で行うことができる。各混合工程の混合時間は、適宜設定することができ、特に限定されるものではないが、例えば２分間とする。 The mixing of each mixing step can be performed automatically or manually using a predetermined mixer. The mixing time of each mixing step can be appropriately set and is not particularly limited, but is set to, for example, 2 minutes.

このような混合工程により、磁性粉末と樹脂との混合物（以下、複合磁性材料ともいう）を得ることができる。なお、混合工程は、成型工程において複合磁性材料を成型するための容器に、磁性粉末と樹脂とを充填して混合しても良い。これにより、複合磁性材料を容器に移し替える必要がなく、製造工数を削減することができる。 By such a mixing step, a mixture of the magnetic powder and the resin (hereinafter, also referred to as a composite magnetic material) can be obtained. In the mixing step, the magnetic powder and the resin may be filled in a container for molding the composite magnetic material in the molding step and mixed. As a result, it is not necessary to transfer the composite magnetic material to the container, and the manufacturing man-hours can be reduced.

(2) 成型工程
成型工程は、複合磁性粉末を所定形状の容器に入れて所定の形状に成型する工程である。成型工程では、複合磁性粉末とともにコイルを入れて成型しても良い。 (2) Molding step The molding step is a step of putting the composite magnetic powder into a container having a predetermined shape and molding the composite magnetic powder into a predetermined shape. In the molding step, a coil may be inserted together with the composite magnetic powder for molding.

容器としては、製造するコアの形状に合わせて各種の形状のものを使用する。コイルを入れる場合には、容器は、上方からコイルを挿入できるよう、上面開口型の箱型や皿形の容器を使用する。成型工程で使用する容器は、そのままコアとコイルとを収容するリアクトルの外装ケースとして使用することもできる。当該容器を外装ケースとして使用すれば、複合磁性粉末の硬化後に容器を取り出す必要がない利点がある。容器を外装ケースとして使用しない場合には、１つの容器で複数のリアクトルを製造するようにしても良い。すなわち、容器の底部に複数の凹部を形成しておき、当該凹部に複合磁性材料及びコイルを入れることにより、複数のリアクトルを製造するようにしても良い。このようにすることで、複数のリアクトルに対し、一度の成型工程で済むので、製造効率を向上させることができる。 As the container, various shapes are used according to the shape of the core to be manufactured. When inserting the coil, use a box-shaped or dish-shaped container with an open top so that the coil can be inserted from above. The container used in the molding process can also be used as it is as an outer case of the reactor that houses the core and the coil. If the container is used as an outer case, there is an advantage that it is not necessary to take out the container after the composite magnetic powder is cured. When the container is not used as an outer case, a plurality of reactors may be manufactured in one container. That is, a plurality of reactors may be manufactured by forming a plurality of recesses at the bottom of the container and inserting a composite magnetic material and a coil into the recesses. By doing so, it is possible to improve the manufacturing efficiency because only one molding step is required for a plurality of reactors.

成型工程に使用する容器としては、その全部又は一部を樹脂成型品によって構成することができる。容器を樹脂製にすることにより、製造コストを削減することができ、かつ、ＭＣコアの任意の形状とすることができる利点を活かすことができる。すなわち、樹脂は、比較的安価な材料であるため、容器を製造するコストを抑えることができるとともに、射出成型等により、任意の形状のコアを形成することができる。樹脂成型品の材料としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等を用いることができる。 The container used in the molding process may be entirely or partially made of a resin molded product. By making the container made of resin, it is possible to reduce the manufacturing cost and take advantage of the fact that the MC core can have an arbitrary shape. That is, since the resin is a relatively inexpensive material, the cost of manufacturing the container can be suppressed, and a core having an arbitrary shape can be formed by injection molding or the like. As the material of the resin molded product, for example, unsaturated polyester resin, urethane resin, epoxy resin, BMC (bulk molding compound), PPS (polyphenylene sulfide), PBT (polybutylene terephthalate) and the like can be used.

また、容器の全部又は一部を、アルミニウム、マグネシウムなどの熱伝導性の高い金属で構成しても良い。後述するように、加圧工程において複合磁性材料を温めやすくなるからである。 Further, all or a part of the container may be made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum and magnesium. This is because, as will be described later, it becomes easier to heat the composite magnetic material in the pressurizing step.

(3) 加圧工程
加圧工程は、成型工程時に、複合磁性材料を押圧部材で押圧する工程である。容器に入れられた粘土状の複合磁性材料を、押圧部材で押圧することにより、容器の形状に複合磁性材料を押し広げるとともに、複合磁性材料に含まれていた空隙を減少させ、見かけ密度及び透磁率を向上させる。 (3) Pressurization step The pressurization step is a step of pressing the composite magnetic material with a pressing member during the molding process. By pressing the clay-like composite magnetic material placed in the container with a pressing member, the composite magnetic material is expanded into the shape of the container, and the voids contained in the composite magnetic material are reduced, resulting in apparent density and permeability. Improve magnetic coefficient.

容器にコイルを入れない場合は、当該工程により、複合磁性材料が容器内部の形状となる。すなわち、複合磁性材料から構成された所定の形状の成型体を得ることができる。 When the coil is not put in the container, the composite magnetic material has the shape inside the container by the process. That is, it is possible to obtain a molded body having a predetermined shape made of a composite magnetic material.

容器にコイルを入れる場合は、図２に示すように、容器内に複合磁性材料を入れて、押圧部材により容器の形状に複合磁性材料を押し広げる。その後、複合磁性材料を押圧したことによりできたスペースにコイルを挿入し、さらに複合磁性材料を充填し、コイルとともに複合磁性材料を押圧部材により上から押圧する。或いは、容器内に複合磁性材料を入れ、その後、コイルをその内外周を含めて当該複合磁性材料に埋設し、コイルとともに複合磁性材料を上から押圧するようにしても良い。このように、コイルとともに複合磁性材料を押圧することにより、複合磁性材料に含まれていた空隙を減少させ、見かけ密度及び透磁率を向上させることができる。なお、コイルが存在する部分は避けて、複合磁性材料のみを押圧するようにしても良い。このように、当該工程により、コイルを含んだ所定形状の複合磁性材料の成型体を得ることができる。 When the coil is put in the container, as shown in FIG. 2, the composite magnetic material is put in the container, and the composite magnetic material is spread in the shape of the container by the pressing member. After that, the coil is inserted into the space created by pressing the composite magnetic material, the composite magnetic material is further filled, and the composite magnetic material is pressed together with the coil from above by the pressing member. Alternatively, the composite magnetic material may be placed in a container, and then the coil may be embedded in the composite magnetic material including the inner and outer circumferences thereof, and the composite magnetic material may be pressed together with the coil from above. By pressing the composite magnetic material together with the coil in this way, the voids contained in the composite magnetic material can be reduced, and the apparent density and the magnetic permeability can be improved. It should be noted that the portion where the coil exists may be avoided and only the composite magnetic material may be pressed. In this way, a molded body of a composite magnetic material having a predetermined shape including a coil can be obtained by the step.

このように、加圧工程は、複合磁性材料を押圧部材で押圧して、当該材料を容器の形状としても良く、この場合は、加圧工程を、加圧工程及び成型工程と捉えることができる。 As described above, in the pressurizing step, the composite magnetic material may be pressed by the pressing member to form the shape of the container. In this case, the pressurizing step can be regarded as a pressurizing step and a molding step. ..

複合磁性材料を押圧する圧力は、１．６ｋｇ／ｃｍ２以上であるとよい。この圧力によって、初透磁率を３０以上、１２ｋＡ／ｍの透磁率を２４以上とすることができる。但し、６．３ｋｇ／ｃｍ２以上であると、より好ましい。６．３ｋｇ／ｃｍ２未満であれば、押圧する圧力が小さく、見かけ密度を向上させる効果が小さいからである。また、当該値以上であっても、１５．７ｋｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。この値を超えて押圧しても、見かけ密度を向上させる効果が小さいからである。また、この値を超えて押圧すると、樹脂のみが押圧されて、磁性粉末間の絶縁性が悪化するからである。 The pressure for pressing the composite magnetic material is preferably 1.6 kg / cm 2 or more. With this pressure, the initial magnetic permeability can be 30 or more, and the magnetic permeability of 12 kA / m can be 24 or more. However, it is more preferably 6.3 kg / cm 2 or more. This is because if it is less than 6.3 kg / cm 2 , the pressing pressure is small and the effect of improving the apparent density is small. Moreover, even if it is more than the said value, it is preferable that it is 15.7 kg / cm 2 or less. This is because even if the pressure exceeds this value, the effect of improving the apparent density is small. Further, if the pressure exceeds this value, only the resin is pressed and the insulating property between the magnetic powders deteriorates.

複合磁性材料を押圧する時間は、樹脂の含有量や粘性によって適宜変更することができる。例えば、１０秒とすることができる。 The time for pressing the composite magnetic material can be appropriately changed depending on the content and viscosity of the resin. For example, it can be 10 seconds.

加圧工程は、容器又は複合磁性材料を押圧する押圧部材を常温（例えば２５℃）よりも高い温度にして行っても良い。容器又は押圧部材の温度を上げることにより、樹脂が温められ、柔らかくなる。そのため、容器内の隙間に複合磁性材料が流れ込み易くなり、成型性を向上させることができるとともに、複合磁性材料中の空隙に当該材料が流れ込み易くなり、密度を向上させることができる。容器又は複合磁性材料を押圧する押圧部材の温度は、複合磁性材料に含まれる樹脂の軟化点より高くすると良い。効果的に樹脂を柔らかくすることができるからである。加圧工程は、容器又は複合磁性材料を押圧する押圧部材の温度を保持したまま行っても良い。 The pressurizing step may be performed at a temperature higher than room temperature (for example, 25 ° C.) of the pressing member that presses the container or the composite magnetic material. By raising the temperature of the container or pressing member, the resin is warmed and softened. Therefore, the composite magnetic material can easily flow into the gaps in the container to improve the moldability, and the material can easily flow into the voids in the composite magnetic material to improve the density. The temperature of the pressing member that presses the container or the composite magnetic material is preferably higher than the softening point of the resin contained in the composite magnetic material. This is because the resin can be effectively softened. The pressurizing step may be performed while maintaining the temperature of the pressing member that presses the container or the composite magnetic material.

また、加圧工程は、容器又は押圧部材の温度を上げておく他、複合磁性材料自体を温めておいて当該複合磁性材料を押圧するようにしても良い。容器又は複合磁性材料を押圧する押圧部材の温度を保持し、かつ、複合磁性材料自体を温めておいて押圧するようにしても良い。 Further, in the pressurizing step, the temperature of the container or the pressing member may be raised, or the composite magnetic material itself may be warmed to press the composite magnetic material. The temperature of the pressing member that presses the container or the composite magnetic material may be maintained, and the composite magnetic material itself may be warmed and pressed.

(4) 硬化工程
硬化工程は、成型工程で得た成型体中の樹脂を硬化させる工程である。成型体中の樹脂の乾燥により硬化させる場合、乾燥雰囲気は、大気雰囲気とすることができる。乾燥時間は、樹脂の種類、含有量、乾燥温度等に応じて適宜変更可能であり、例えば、１時間〜４時間とすることができるが、これに限定されない。乾燥温度は、樹脂の種類、含有量、乾燥時間等に応じて適宜変更可能であり、例えば、８５℃〜１５０℃とすることができるが、これに限定されない。なお、乾燥温度は、乾燥雰囲気の温度である。 (4) Curing step The curing step is a step of curing the resin in the molded body obtained in the molding step. When the resin in the molded body is cured by drying, the drying atmosphere can be an air atmosphere. The drying time can be appropriately changed according to the type, content, drying temperature, etc. of the resin, and can be, for example, 1 hour to 4 hours, but is not limited thereto. The drying temperature can be appropriately changed according to the type, content, drying time, etc. of the resin, and can be, for example, 85 ° C. to 150 ° C., but is not limited thereto. The drying temperature is the temperature of the drying atmosphere.

また、樹脂の硬化は、乾燥に限られず、樹脂の種類によって硬化方法は異なる。例えば、樹脂が熱硬化性樹脂であれば、熱を加えることにより樹脂を硬化させ、樹脂が紫外線硬化性樹脂であれば、成型体に紫外線を照射させることで樹脂を硬化させる。 Further, the curing of the resin is not limited to drying, and the curing method differs depending on the type of resin. For example, if the resin is a thermosetting resin, the resin is cured by applying heat, and if the resin is an ultraviolet curable resin, the molded body is irradiated with ultraviolet rays to cure the resin.

硬化工程は、所定の温度で所定時間成型体を硬化させる工程を複数回繰り返しても良い。また、例えば、樹脂の乾燥により硬化させる場合、複数回繰り返す毎に、乾燥温度又は乾燥時間を異ならせても良い。 As the curing step, the step of curing the molded product at a predetermined temperature for a predetermined time may be repeated a plurality of times. Further, for example, when the resin is cured by drying, the drying temperature or the drying time may be different each time the resin is repeated a plurality of times.

［１−３．作用・効果］
（１）本実施形態のコアは、磁性粉末と樹脂とからなるコアであって、磁性粉末は、第１の磁性粉末と、第１の磁性粉末より平均粒子径の小さい第２の磁性粉末を含み、磁性粉末に対する第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７６．６％以上、８２％未満であり、初透磁率が３０以上、１２ｋＡ／ｍの透磁率が２４以上である。 [1-3. Action / effect]
(1) The core of the present embodiment is a core composed of a magnetic powder and a resin, and the magnetic powder is a first magnetic powder and a second magnetic powder having an average particle diameter smaller than that of the first magnetic powder. The amount of the first magnetic powder added to the magnetic powder is 60 to 80 wt%, and the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is 76.6% or more and less than 82%. The magnetic permeability is 30 or more, and the magnetic permeability of 12 kA / m is 24 or more.

このため、優れた成型性と磁気特性の両立ができる。つまり、本実施形態のコアは、ＭＣコアであるため、ダストコアと比べて形状の自由度が高く、分割構成としなくても所望の形状のコアを容易に作成できる。分割構成としないことにより、ギャップを無くすことができるので、本実施形態のコアをリアクトルとして構成した場合に、コイルへの漏れ磁束が低減でき、銅損が低下することによって、コイルの発熱を抑えることができる。また、ダストコアと比べても、高磁界で遜色のない透磁率を得ることができる。つまり、ギャップの存在は、高磁界における透磁率を維持することに寄与するため、ダストコアにおいては、敢えて分割構成としてギャップを生じさせている場合がある。磁性粉末同士の間隔もギャップの役割を果たすが、ダストコアは磁性粉末同士の間隔が密でありギャップとしての機能が弱いため、分割構成としてギャップを生じさせている。一方、ＭＣコアは磁性粉末同士の間隔が、ダストコアと比べて疎であるため、この間隔がギャップの役割を果たすことにより、分割構成とすることなく、高磁界でも高い透磁率を得ることができる。さらに、本実施形態のコアは、低圧力で成型できるため、製造設備の小型化、低コスト化が可能となる。 Therefore, both excellent moldability and magnetic properties can be achieved at the same time. That is, since the core of the present embodiment is an MC core, the degree of freedom in shape is higher than that of the dust core, and a core having a desired shape can be easily created without a divided configuration. Since the gap can be eliminated by not using the divided configuration, when the core of the present embodiment is configured as a reactor, the leakage flux to the coil can be reduced and the copper loss is reduced, thereby suppressing the heat generation of the coil. be able to. In addition, it is possible to obtain a magnetic permeability comparable to that of a dust core in a high magnetic field. That is, since the existence of the gap contributes to maintaining the magnetic permeability in a high magnetic field, the dust core may intentionally generate a gap as a divided configuration. The distance between the magnetic powders also plays a role of a gap, but the dust core has a gap as a divided structure because the distance between the magnetic powders is close and the function as a gap is weak. On the other hand, since the distance between the magnetic powders in the MC core is sparser than that in the dust core, this distance acts as a gap, so that high magnetic permeability can be obtained even in a high magnetic field without forming a divided structure. .. Further, since the core of the present embodiment can be molded at low pressure, the manufacturing equipment can be miniaturized and the cost can be reduced.

（２）本実施形態のコアは、磁性粉末に対して、樹脂が３〜５ｗｔ％である。これにより、成型性の利点を得つつも、生産性及び密度を向上させたコアを得ることができる。すなわち、樹脂量を３〜５ｗｔ％としたので、複合磁性材料が粘土状となって扱い易くなり、生産性を向上させることができる。 (2) The core of the present embodiment contains 3 to 5 wt% of resin with respect to the magnetic powder. As a result, it is possible to obtain a core with improved productivity and density while obtaining the advantage of moldability. That is, since the amount of resin is set to 3 to 5 wt%, the composite magnetic material becomes clay-like and easy to handle, and productivity can be improved.

（３）本実施形態のコアは、前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７７％以上である。このため、より一層優れた透磁率を得ることができる。 (3) In the core of the present embodiment, the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is 77% or more. Therefore, even more excellent magnetic permeability can be obtained.

（４）本実施形態のコアは、全表面が非摺動面である。このため、ダストコアではないにもかかわらず、上記のような優れた磁気特性を得ることができる。つまり、ダストコアは摺動痕により、磁性粉末を覆っている絶縁被膜が剥がれてしまうことから、渦電流損が悪化する。一方、本実施形態のコアは、摺動痕が生じないため、ダストコアよりも低損失になる。 (4) The entire surface of the core of the present embodiment is a non-sliding surface. Therefore, although it is not a dust core, the above-mentioned excellent magnetic characteristics can be obtained. That is, since the insulating film covering the magnetic powder of the dust core is peeled off due to the sliding marks, the eddy current loss is exacerbated. On the other hand, the core of the present embodiment has a lower loss than the dust core because no sliding marks are generated.

（５）本実施形態のコアは、第１の磁性粉末の円形度は、０．９３以上である。このため、ダストコアではないにもかかわらず、上記のような優れた磁気特性を得ることができる。つまり、ダストコアは、加圧による磁性粉末の変形が生じるため、ヒステリシス損が大きくなる。一方、本実施形態のコアは、加圧による磁性粉末の変形が生じないため、ヒステリシス損を抑えることができる。なお、ダストコアは、ヒステリシス損の悪化を軽減するために、加圧成型後に焼鈍を行う必要がある。一方、本実施形態のコアは、ヒステリシス損の悪化が無いため、焼鈍が不要となる。 (5) In the core of the present embodiment, the circularity of the first magnetic powder is 0.93 or more. Therefore, although it is not a dust core, the above-mentioned excellent magnetic characteristics can be obtained. That is, the dust core is deformed by the magnetic powder due to pressurization, so that the hysteresis loss becomes large. On the other hand, in the core of the present embodiment, the magnetic powder is not deformed by pressurization, so that hysteresis loss can be suppressed. The dust core needs to be annealed after pressure molding in order to reduce the deterioration of hysteresis loss. On the other hand, the core of the present embodiment does not require annealing because there is no deterioration in hysteresis loss.

（６）本実施形態のコアの製造方法は、磁性粉末及び樹脂を含むコアの製造方法であって、磁性粉末は、第１の磁性粉末と、第１の磁性粉末より平均粒子径の小さい第２の磁性粉末を含み、磁性粉末に対する第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、磁性粉末に対して、樹脂を混合する混合工程と、混合工程で得た混合物を所定の容器に入れて成型する成型工程と、成型工程時に、磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７６．６％以上、８２％未満となるように、混合物を押圧する加圧工程と、成型工程で得た成型体中の樹脂を硬化させる硬化工程と、を有する。 (6) The method for producing a core of the present embodiment is a method for producing a core containing a magnetic powder and a resin, and the magnetic powder is a first magnetic powder and a first magnetic powder having an average particle diameter smaller than that of the first magnetic powder. The amount of the first magnetic powder added to the magnetic powder is 60 to 80 wt%, and the mixing step of mixing the resin with the magnetic powder and the mixture obtained in the mixing step are placed in a predetermined container. A molding step of molding by putting in the powder, and a pressurizing step of pressing the mixture so that the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is 76.6% or more and less than 82% during the molding step. It has a curing step of curing the resin in the molded body obtained in the molding step.

これにより、成型性の利点を得つつも、生産性及び密度を向上させたコアを得ることができる。加圧工程を有することで、複合磁性材料の形状を所定の形状に成型することができるというＭＣコアの利点である成型性の利点を確保することができるとともに、複合磁性材料を押圧することにより、複合磁性材料に含まれる空隙に当該材料が入り込みやすくなり、コアの見かけ密度及び磁気特性を向上させることができる。 As a result, it is possible to obtain a core with improved productivity and density while obtaining the advantage of moldability. By having the pressurizing step, it is possible to secure the advantage of moldability, which is the advantage of the MC core that the shape of the composite magnetic material can be molded into a predetermined shape, and by pressing the composite magnetic material. , The material can easily enter the voids contained in the composite magnetic material, and the apparent density and magnetic properties of the core can be improved.

（７）加圧工程は、前記混合物を押圧する圧力を、１．６ｋｇ／ｃｍ２以上とした。これにより、ＭＣコアでありながら、コアの磁気特性を向上させることができる。 (7) In the pressurizing step, the pressure for pressing the mixture was set to 1.6 kg / cm 2 or more. This makes it possible to improve the magnetic characteristics of the core even though it is an MC core.

［１−４．実施例］
本発明の実施例を、表１〜表３及び図３〜図９を参照して、以下に説明する。
（１）測定項目
測定項目は、密度、透磁率及び鉄損である。作製された各コアのサンプルに対して、φ２．６ｍｍの銅線で４０ターンの巻線を施してリアクトルを作製した。各コアのサンプルの形状は、外径３５ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ１１ｍｍのトロイダル形状とした。また、作製したリアクトルの透磁率及び鉄損を下記の条件で算出した。 [1-4. Example]
Examples of the present invention will be described below with reference to Tables 1 to 3 and FIGS. 3 to 9.
(1) Measurement items The measurement items are density, magnetic permeability and iron loss. A reactor was prepared by winding 40 turns of a copper wire having a diameter of 2.6 mm for each core sample produced. The shape of the sample of each core was a toroidal shape having an outer diameter of 35 mm, an inner diameter of 20 mm, and a height of 11 mm. In addition, the magnetic permeability and iron loss of the prepared reactor were calculated under the following conditions.

＜密度＞
コアの密度は、見かけ密度である。すなわち、各コアのサンプルの外径、内径、及び高さを測り、これらの値からサンプルの体積（ｃｍ３）を、π×（外径２−内径２）×高さに基づき算出した。そして、サンプルの質量を測定し、測定した質量を算出した体積で除してコアの密度を算出した。 <Density>
The core density is the apparent density. That is, the outer diameter, inner diameter, and height of the sample of each core were measured, and the volume (cm 3 ) of the sample was calculated from these values based on π × (outer diameter 2 − inner diameter 2 ) × height. Then, the mass of the sample was measured, and the measured mass was divided by the calculated volume to calculate the core density.

＜透磁率及び鉄損＞
透磁率及び鉄損の測定条件は、周波数２０ｋＨｚ、最大磁束密度Ｂｍ＝３０ｍＴ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 20 kHz and a maximum magnetic flux density of Bm = 30 mT. The magnetic permeability was taken as the amplitude magnetic permeability when the maximum magnetic flux density Bm was set at the time of iron loss Pcv measurement. The iron loss was calculated using a BH analyzer (Iwatsu Measurement Co., Ltd .: SY-8232), which is a magnetic measuring instrument. This calculation was performed by calculating the hysteresis loss coefficient and the eddy current loss coefficient by the least squares method using the following equations (1) to (3) for the frequency curve of iron loss.

Ｐｃｖ＝Ｋｈ×ｆ＋Ｋｅ×ｆ２…（１）
Ｐｈｖ ＝Ｋｈ×ｆ…（２）
Ｐｅｖ ＝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
Ｐｈｖ：ヒステリシス損失
Ｐｅｖ：渦電流損失 Pcv = Kh × f + Ke × f 2 … (1)
Phv = Kh × f ... (2)
Pev = Ke × f 2 … (3)
Pcv: Iron loss Kh: Hysteresis loss coefficient Ke: Eddy current loss coefficient f: Frequency Phv: Hysteresis loss Pev: Eddy current loss

本実施例において、各粉末の平均粒子径と円形度は、下記装置を用いて３０００個の平均値をとったものであり、ガラス基板上に粉末を分散して、顕微鏡で粉末写真を撮り一個毎自動で画像から測定した。
会社名：Ｍａｌｖｅｒｎ
装置名：ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉ Ｇ３Ｓ
比表面積は、ＢＥＴ法により測定した。 In this embodiment, the average particle size and circularity of each powder are obtained by taking the average value of 3000 pieces using the following apparatus, the powder is dispersed on a glass substrate, and one powder photograph is taken with a microscope. It was automatically measured from the image every time.
Company name: Malvern
Device name: morphology G3S
The specific surface area was measured by the BET method.

（２）サンプルの作製方法
コアのサンプルは、下記のように、(a)加圧工程におけるプレス面圧、(b)樹脂量、(c)容器の温度の違いの観点から作製した。これらの作製方法と、その結果について下記に順に示す。 (2) Sample preparation method The core sample was prepared from the viewpoints of (a) the press surface pressure in the pressurizing step, (b) the amount of resin, and (c) the temperature of the container. These production methods and their results are shown below in order.

(a) 加圧工程におけるプレス面圧
まず、混合工程として、平均粒径１２３μｍのＦｅ−６．５％Ｓｉ合金粉末（円形度０．９４３）と、平均粒径５．１μｍのＦｅ−６．５％Ｓｉ合金粉末（円形度０．９０８）を重量比率７０：３０でＶ型混合機にて３０分混合して磁性粉末を構成した。そして、アルミカップに当該磁性粉末を入れ、当該磁性粉末に対して、３．５ｗｔ％のエポキシ樹脂を添加し、２分間ヘラを用いて手動で混合した。これにより、磁性粉末と樹脂との混合物である複合磁性材料を得た。 (a) Press surface pressure in the pressurizing step First, as a mixing step, Fe-6.5% Si alloy powder (circularity 0.943) having an average particle size of 123 μm and Fe-6 having an average particle size of 5.1 μm. A 5% Si alloy powder (circularity 0.908) was mixed at a weight ratio of 70:30 in a V-type mixer for 30 minutes to form a magnetic powder. Then, the magnetic powder was placed in an aluminum cup, 3.5 wt% epoxy resin was added to the magnetic powder, and the mixture was manually mixed with a spatula for 2 minutes. As a result, a composite magnetic material which is a mixture of magnetic powder and resin was obtained.

次に、混合工程で得た複合磁性材料を、トロイダル形状の空間を有する樹脂製の容器に充填し、油圧プレス機を用いて容器内の複合磁性材料を表１のプレス圧で１０秒間押圧し、トロイダル形状の成型体を作製した。この押圧の間、容器の温度は２５℃に保った。 Next, the composite magnetic material obtained in the mixing step is filled in a resin container having a toroidal-shaped space, and the composite magnetic material in the container is pressed with the press pressure shown in Table 1 for 10 seconds using a hydraulic press. , A toroidal shaped molded body was produced. During this pressing, the temperature of the container was kept at 25 ° C.

このように加圧工程及び成型工程で得られた成型体を大気中にて、８５℃で２時間乾燥させ、その後１２０℃で１時間乾燥させ、さらに１５０℃で４時間乾燥させて、サンプルとなるトロイダルコアを作製した。

Figure 0006858158
The molded product thus obtained in the pressurization step and the molding step was dried in the air at 85 ° C. for 2 hours, then at 120 ° C. for 1 hour, and further dried at 150 ° C. for 4 hours to prepare a sample. Toroidal core was produced.
Figure 0006858158

表１及び図３〜図７に各プレス圧にて得られた実施例１〜４、比較例１におけるコアの密度、透磁率、鉄損の結果を示す。実施例１〜４は、プレス圧を１００Ｎ、４００Ｎ、６００Ｎ、１０００Ｎとし、比較例１はプレス無しとした。プレス面はいずれも同じである。 Tables 1 and 3 to 7 show the results of core density, magnetic permeability, and iron loss in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 obtained at each press pressure. In Examples 1 to 4, the press pressure was 100N, 400N, 600N, 1000N, and in Comparative Example 1, there was no press. The pressed surfaces are the same.

表１における「理論密度」は、コアの見かけ密度／磁性粉末の真密度により算出された割合である。ここでは、第１の磁性粉末、第２の磁性粉末は、ともにＦｅ−６．５％Ｓｉ合金粉末を使用しており、その真密度を７．６３ｇ／ｃｍ３として理論密度を算出している。 The "theoretical density" in Table 1 is a ratio calculated by the apparent density of the core / the true density of the magnetic powder. Here, both the first magnetic powder and the second magnetic powder use Fe-6.5% Si alloy powder, and the theoretical density is calculated assuming that the true density is 7.63 g / cm 3. ..

図３は、実施例１〜４及び比較例１の面圧に対する理論密度のグラフである。表１及び図３に示すように、実施例１〜４の面圧に対する理論密度は、加圧工程を行わない比較例１よりも、加圧工程を行った実施例１〜４の方が高く、面圧が上がるにつれて高くなる傾向にあることが分かる。面圧が１．６ｋｇ／ｃｍ２の実施例１では、理論密度が７６．６２％であり、加圧無しの比較例１の理論密度７６．４７％との差は少ない。しかし、実施例１では、後述するように、透磁率を高くすることができる。面圧が６．３ｋｇ／ｃｍ２以上の実施例２〜４では、理論密度が７７．５％以上となり、比較例１、実施例１よりも高い値となっている。すなわち、面圧を６．３ｋｇ／ｃｍ２以上とすることで、複合磁性材料に含まれる空隙や、容器の隅々まで当該材料が行き渡ることにより密度が向上することが分かる。また、面圧が６．３ｋｇ／ｃｍ２以上となると、理論密度はほぼ一定であることが分かる。 FIG. 3 is a graph of the theoretical density with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. As shown in Table 1 and FIG. 3, the theoretical density with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 is higher in Examples 1 to 4 in which the pressurizing step is performed than in Comparative Example 1 in which the pressurizing step is not performed. It can be seen that the surface pressure tends to increase as the surface pressure increases. In Example 1 where the surface pressure is 1.6 kg / cm 2 , the theoretical density is 76.62%, which is small from the theoretical density of 76.47% in Comparative Example 1 without pressurization. However, in Example 1, as will be described later, the magnetic permeability can be increased. In Examples 2 to 4 having a surface pressure of 6.3 kg / cm 2 or more, the theoretical density is 77.5% or more, which is higher than that of Comparative Example 1 and Example 1. That is, it can be seen that when the surface pressure is 6.3 kg / cm 2 or more, the density is improved by spreading the material to the voids contained in the composite magnetic material and every corner of the container. Further, it can be seen that the theoretical density is almost constant when the surface pressure is 6.3 kg / cm 2 or more.

図４は、実施例３のコア断面のＳＥＭ写真（１００倍）である。図５は、比較例１のコア断面のＳＥＭ写真（１００倍）である。図４及び図５において、符号１は、第１の磁性粉末を示し、符号２は、第２の磁性粉末を示している。符号３は、樹脂を示し、符号４は空隙を示している。なお、空隙４は、ＳＥＭ写真において濃い黒で表されている部分であり、これに対し、比較的薄い黒で表されている部分が樹脂３である。図４、図５から明らかなように、図４に示す実施例３の方が、図５に示す比較例１より、複合磁性材料中の空隙４の数が減少し、空隙４自体の大きさも小さくできることが分かる。 FIG. 4 is an SEM photograph (100 times) of the core cross section of Example 3. FIG. 5 is an SEM photograph (100 times) of the core cross section of Comparative Example 1. In FIGS. 4 and 5, reference numeral 1 indicates a first magnetic powder, and reference numeral 2 indicates a second magnetic powder. Reference numeral 3 indicates a resin, and reference numeral 4 indicates a void. The void 4 is a portion represented by dark black in the SEM photograph, whereas the portion represented by relatively light black is the resin 3. As is clear from FIGS. 4 and 5, in Example 3 shown in FIG. 4, the number of voids 4 in the composite magnetic material is smaller than that in Comparative Example 1 shown in FIG. 5, and the size of the voids 4 itself is also large. You can see that it can be made smaller.

透磁率は、振幅透磁率であり、前述のインピーダンスアナライザーを使用することで、２０ｋＨｚ、１．０Ｖにおける各磁界の強さのインダクタンスから算出した。表１中の「μ０」は、直流を重畳させていない状態、すなわち磁界の強さが０Ｈ（Ａ／ｍ）の時の初透磁率を示す。表１中の「μ１２０００」は、磁界の強さが１２ｋＨ（ｋＡ／ｍ）の時の透磁率を示す。 The magnetic permeability is an amplitude magnetic permeability, which was calculated from the inductance of the strength of each magnetic field at 20 kHz and 1.0 V by using the impedance analyzer described above. “Μ0” in Table 1 indicates the initial magnetic permeability in a state where direct current is not superimposed, that is, when the strength of the magnetic field is 0H (A / m). “Μ12000” in Table 1 indicates the magnetic permeability when the strength of the magnetic field is 12 kHz (kA / m).

図６は、実施例１〜４及び比較例１の面圧に対する透磁率のグラフである。表１及び図６に示すように、透磁率は、加圧しない比較例１に比べて、加圧した実施例１〜４の方が高くなることが分かる。例えば、実施例２の初透磁率μ０は、比較例１と比べて、約８．７％上昇することが分かる。なお、加圧する実施例１でも、加圧しない比較例１と比べて透磁率が高くなる。但し、コアの密度上昇に対する寄与は比較的小さい。つまり、上記のように、実施例１は理論密度が７６．６２％であり、加圧無しの比較例１の理論密度７６．４７％との差は少ない。このため、密度が透磁率と関連するという技術常識からは、比較例１と実施例１との理論密度の差では、透磁率を飛躍的に向上させることはできないと想定される。しかし、本発明者らは、実施例１では、初透磁率μ０が３３．０、μ１２０００が２４．４であるため、比較例１が初透磁率μ０が３１．１、μ１２０００が２３．５であることに比べて、透磁率を飛躍的に向上させることができることを見出した。つまり、透磁率に着目した場合、理論密度７６．６％以上とすることは、臨界的意義を有している。 FIG. 6 is a graph of magnetic permeability with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. As shown in Table 1 and FIG. 6, it can be seen that the magnetic permeability of Examples 1 to 4 under pressure is higher than that of Comparative Example 1 without pressurization. For example, it can be seen that the initial magnetic permeability μ0 of Example 2 is increased by about 8.7% as compared with Comparative Example 1. Even in Example 1 in which pressurization is applied, the magnetic permeability is higher than that in Comparative Example 1 in which no pressurization is performed. However, the contribution to the increase in core density is relatively small. That is, as described above, the theoretical density of Example 1 is 76.62%, which is small from the theoretical density of 76.47% of Comparative Example 1 without pressurization. Therefore, from the common general knowledge that the density is related to the magnetic permeability, it is assumed that the magnetic permeability cannot be dramatically improved by the difference in the theoretical density between Comparative Example 1 and Example 1. However, in Example 1, the present inventors have an initial magnetic permeability of 33.0 and μ12000 of 24.4. Therefore, in Comparative Example 1, the initial magnetic permeability of μ0 is 31.1 and μ12000 is 23.5. We have found that the magnetic permeability can be dramatically improved compared to some cases. That is, when paying attention to the magnetic permeability, setting the theoretical density to 76.6% or more has a critical significance.

図７は、実施例１〜４及び比較例１の面圧に対する鉄損のグラフである。表１及び図７に示すように、鉄損については、加圧しない比較例１に比べて、加圧した実施例１〜４の方が低くなることが分かる。特に、面圧を大きくすることにより、ヒステリシス損失（Ｐｈｖ）が低下する傾向にあることが分かる。加圧する実施例１でも、加圧しない比較例１と比べて鉄損が低減するが、実施例２〜４の方がより鉄損が低減することが分かる。 FIG. 7 is a graph of iron loss with respect to the surface pressure of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. As shown in Table 1 and FIG. 7, it can be seen that the iron loss is lower in the pressurized Examples 1 to 4 than in the non-pressurized Comparative Example 1. In particular, it can be seen that the hysteresis loss (Phv) tends to decrease by increasing the surface pressure. It can be seen that even in Example 1 in which pressurization is applied, the iron loss is reduced as compared with Comparative Example 1 in which no pressurization is performed, but in Examples 2 to 4, the iron loss is further reduced.

面圧が６．３ｋｇ／ｃｍ２以上となると、透磁率及び鉄損がともにほぼ一定となり、加圧することに依る磁気特性への効果が飽和する傾向にあることが分かる。言い換えれば、面圧が１．６〜１５．７ｋｇ／ｃｍ２の範囲で、加圧工程を有することにより、透磁率の向上及び低鉄損化の効果が得られることが分かる。さらに、６．３ｋｇ／ｃｍ２以上とすると、密度上昇に大きく寄与し、鉄損低減効果が高いことが分かる。 When the surface pressure is 6.3 kg / cm 2 or more, both the magnetic permeability and the iron loss become almost constant, and it can be seen that the effect of pressurization on the magnetic characteristics tends to be saturated. In other words, it can be seen that the effect of improving the magnetic permeability and reducing the iron loss can be obtained by having the pressurizing step in the range of the surface pressure in the range of 1.6 to 15.7 kg / cm 2. Further, it can be seen that when the value is 6.3 kg / cm 2 or more, it greatly contributes to the increase in density and the iron loss reduction effect is high.

(b) 樹脂量
実施例３の樹脂量を表２に示す条件として、実施例３と同様の手順でコアのサンプル（実施例５〜９及び比較例２〜４）を作製した。表２及び図８、図９に、実施例５〜９及び比較例２〜４の密度、透磁率、鉄損の結果を示す。なお、表２のμ０、μ１２０００は、表１のものと同じ意味である。

Figure 0006858158
(b) Amount of resin A core sample (Examples 5 to 9 and Comparative Examples 2 to 4) was prepared in the same procedure as in Example 3 under the conditions shown in Table 2 for the amount of resin in Example 3. Table 2, FIGS. 8 and 9 show the results of the density, magnetic permeability, and iron loss of Examples 5 to 9 and Comparative Examples 2 to 4. Note that μ0 and μ12000 in Table 2 have the same meanings as those in Table 1.
Figure 0006858158

図８は、実施例５〜９及び比較例２〜４の樹脂量に対する透磁率のグラフである。図９は、実施例５〜９及び比較例２〜４の樹脂量に対する鉄損のグラフである。表２及び図８、９に示すように、樹脂量が、複合磁性材料に対して３ｗｔ％未満であると、コアの含まれる空隙が多くなり、密度が低下する。その結果、透磁率の低下及びヒステリシス損失増加の原因となる。また、樹脂量が３ｗｔ％未満であると、磁性粉末同士が点接触しやすく、渦電流損失の増加の原因となる。一方、樹脂量が、複合磁性材料に対して５ｗｔ％超であると、密度の低下が著しくなる。その結果、ヒステリシス損失が増大する。 FIG. 8 is a graph of magnetic permeability with respect to the amount of resin of Examples 5 to 9 and Comparative Examples 2 to 4. FIG. 9 is a graph of iron loss with respect to the amount of resin of Examples 5 to 9 and Comparative Examples 2 to 4. As shown in Table 2 and FIGS. 8 and 9, when the amount of resin is less than 3 wt% with respect to the composite magnetic material, the number of voids contained in the core increases and the density decreases. As a result, it causes a decrease in magnetic permeability and an increase in hysteresis loss. Further, when the amount of resin is less than 3 wt%, the magnetic powders are likely to come into point contact with each other, which causes an increase in eddy current loss. On the other hand, when the amount of resin is more than 5 wt% with respect to the composite magnetic material, the decrease in density becomes remarkable. As a result, the hysteresis loss increases.

(c) 容器の温度
容器の温度を異ならせてコアのサンプルを作製した。上記(a)の通り、実施例１〜４及び比較例１では、容器の温度は２５℃とした。また、容器の温度を７０℃とし、容器の温度以外は上記(a)で行った工程と同じにして得たサンプルを、実施例１０〜１３とした。表３及び図１０、図１１に、実施例１〜４、１０〜１３及び比較例１の密度、透磁率、鉄損の結果を示す。なお、表３の理論密度、μ０、μ１２０００は、表１のものと同じ意味である。

Figure 0006858158
(c) Container temperature Core samples were prepared at different container temperatures. As described in (a) above, in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the temperature of the container was set to 25 ° C. Further, the samples obtained by setting the temperature of the container to 70 ° C. and performing the same steps as in the above step (a) except for the temperature of the container were designated as Examples 10 to 13. Table 3, FIG. 10, and FIG. 11 show the results of the density, magnetic permeability, and iron loss of Examples 1 to 4, 10 to 13 and Comparative Example 1. The theoretical densities, μ0 and μ12000 in Table 3 have the same meanings as those in Table 1.
Figure 0006858158

図１０は、実施例１０〜１３の面圧に対する透磁率のグラフである。図１１は、実施例１０〜１３の面圧に対する鉄損のグラフである。表３及び図６、７、１０、１１に示すように、容器の温度を７０℃にした実施例１０〜１３の方が、容器の温度を２５℃にした実施例１〜４よりも、密度、理論密度が増加する傾向にあり、鉄損については低減する傾向にあることが分かる。透磁率は面圧によって増減する結果が見えられた。 FIG. 10 is a graph of magnetic permeability with respect to the surface pressure of Examples 10 to 13. FIG. 11 is a graph of iron loss with respect to the surface pressure of Examples 10 to 13. As shown in Table 3 and FIGS. 6, 7, 10 and 11, the densities of Examples 10 to 13 in which the temperature of the container was 70 ° C. were higher than those of Examples 1 to 4 in which the temperature of the container was 25 ° C. It can be seen that the theoretical density tends to increase and the iron loss tends to decrease. It was found that the magnetic permeability increased or decreased depending on the surface pressure.

また、容器の温度を７０℃とし、温度を高くした中でも、実施例１１〜１３は、理論密度が７７．９％以上となっており、面圧を上げることによって実施例１０よりも高くなることが分かる。このように、容器を常温（２５℃）よりも温めることで、複合磁性材料中の樹脂が柔らかくなり、当該材料中の空隙に当該材料が流れ込み易くなることにより、見かけ密度が向上し、理論密度が向上するものと考えられる。その結果として、低鉄損化の効果が得られることが分かった。 Further, even when the temperature of the container was set to 70 ° C. and the temperature was raised, the theoretical density of Examples 11 to 13 was 77.9% or more, which was higher than that of Example 10 by increasing the surface pressure. I understand. By warming the container above room temperature (25 ° C.) in this way, the resin in the composite magnetic material becomes soft, and the material easily flows into the voids in the material, thereby improving the apparent density and the theoretical density. Is expected to improve. As a result, it was found that the effect of reducing iron loss can be obtained.

(d) 樹脂の粘度測定
本実施例において使用した樹脂の粘度について、説明する。本実施例に使用した樹脂の粘度は、次のように複合磁性材料状に載せた分銅の沈み込みの深さを測定することにより、樹脂の粘度とした。 (d) Measurement of resin viscosity The viscosity of the resin used in this example will be described. The viscosity of the resin used in this example was determined by measuring the depth of subduction of the weight placed on the composite magnetic material as follows.

すなわち、まず、樹脂の添加量を表４に示す条件とし、上記(a)の混合工程と同様にして複合磁性材料を作製した。次に、得られた複合磁性材料を、直径５ｍｍのアルミニウム製の容器に厚さが３ｍｍになるように投入し、その複合磁性材料の上の中央にＪＩＳ標準の１０ｇの分銅を載せた。そして、分銅を載せてから１０秒経過後、分銅を取り除き、分銅の重みで形成された複合磁性材料の凹みの深さを測定した。その結果を表４に示す。

Figure 0006858158
That is, first, the amount of the resin added was set to the conditions shown in Table 4, and a composite magnetic material was produced in the same manner as in the mixing step of (a) above. Next, the obtained composite magnetic material was put into an aluminum container having a diameter of 5 mm so as to have a thickness of 3 mm, and a JIS standard 10 g weight was placed in the center on the composite magnetic material. Then, 10 seconds after the weight was placed, the weight was removed, and the depth of the dent of the composite magnetic material formed by the weight of the weight was measured. The results are shown in Table 4.
Figure 0006858158

表４に示すように、樹脂の添加量が多くなる程、凹みの深さが深くなっており、複合磁性材料の粘性が低く、分銅が沈み込みやすくなっていることが分かる。 As shown in Table 4, it can be seen that the greater the amount of the resin added, the deeper the depth of the dent, the lower the viscosity of the composite magnetic material, and the easier it is for the weight to sink.

(e) 樹脂の配合比率
実施例２の第１の磁性粉末と第２の磁性粉末の配合比率を表５に示す条件として、実施例２と同様の手順でコアのサンプル（実施例１４、１５及び比較例５〜７）を作製した。表５及び図１２、図１３に、実施例１４、１５及び比較例５〜７の密度、透磁率、鉄損の結果を示す。なお、表５の密度は表１の理論密度と同じ意味であり、μ０、μ１２０００は、表１のものと同じ意味である。

Figure 0006858158
(e) Resin blending ratio The core sample (Examples 14 and 15) was prepared in the same procedure as in Example 2 under the conditions shown in Table 5 for the blending ratio of the first magnetic powder and the second magnetic powder in Example 2. And Comparative Examples 5 to 7) were prepared. Table 5, FIG. 12, and FIG. 13 show the results of the density, magnetic permeability, and iron loss of Examples 14 and 15 and Comparative Examples 5 to 7. The densities in Table 5 have the same meaning as the theoretical densities in Table 1, and μ0 and μ12000 have the same meanings as those in Table 1.
Figure 0006858158

図１２は、実施例２、１４、１５及び比較例５〜７の第２の磁性粉末の添加量に対する透磁率のグラフである。図１３は、実施例２、１４、１５及び比較例５〜７の第２の磁性粉末の添加量に対する理論密度のグラフである。表５及び図１２、１３に示すように、第２の磁性粉末の添加量が、２０ｗｔ％未満であると、コアに含まれる空隙が多くなり、密度が低下する。その結果、透磁率の低下及び鉄損増加の原因となる。一方、第２の磁性粉末の添加量が４０ｗｔ％超であると、密度の低下が著しくなる。その結果、鉄損が増大する。 FIG. 12 is a graph of the magnetic permeability with respect to the addition amount of the second magnetic powder of Examples 2, 14, 15 and Comparative Examples 5 to 7. FIG. 13 is a graph of the theoretical density with respect to the addition amount of the second magnetic powder of Examples 2, 14, 15 and Comparative Examples 5 to 7. As shown in Table 5 and FIGS. 12 and 13, when the amount of the second magnetic powder added is less than 20 wt%, the voids contained in the core increase and the density decreases. As a result, it causes a decrease in magnetic permeability and an increase in iron loss. On the other hand, when the amount of the second magnetic powder added exceeds 40 wt%, the density is significantly reduced. As a result, iron loss increases.

［ＭＣコアとダストコアとの違い］
（断面）
図１４は、本実施形態のコアの断面のＳＥＭ写真（１００倍）である。成形したコアの材料は以下の通りである。
第１の磁性粉末…平均粒子径８０μｍ
第２の磁性粉末…平均粒子径１０μｍ
第１の磁性粉末：第２の磁性粉末＝７０：３０（重量比率）
樹脂…５ｗｔ％
図１５は、ダストコアの断面のＳＥＭ写真（１０００倍）である。図１４及び図１５において、符号１は、第１の磁性粉末を示し、符号２は、第２の磁性粉末を示している。符号３は、樹脂を示している。図１４、図１５から明らかなように、図１４に示すＭＣコアの方が、図１５に示すダストコアよりも、第１の磁性粉末１の円形度が高くなっている。つまり、ダストコアは、数ｔ／ｃｍ２〜数十ｔ／ｃｍ２という高い圧力で加圧するため、粉末同士が接触し磁性粉末の粒径が変形してしまう。一方、ＭＣコアは、数ｋｇ／ｃｍ２〜数十ｋｇ／ｃｍ２という低い圧力で、磁性粉末を内包する樹脂内部の空気を抜く程度に加圧するに過ぎず、コアの成形は樹脂の熱硬化によるものであるため、磁性粉末は変形しない。この相違は、図１４、図１５のＳＥＭ写真からもわかるように、視覚的に認識可能である。 [Difference between MC core and dust core]
(cross section)
FIG. 14 is an SEM photograph (100 times) of a cross section of the core of the present embodiment. The material of the molded core is as follows.
First magnetic powder ... Average particle size 80 μm
Second magnetic powder ... Average particle size 10 μm
First magnetic powder: Second magnetic powder = 70:30 (weight ratio)
Resin: 5 wt%
FIG. 15 is an SEM photograph (1000 times) of a cross section of the dust core. In FIGS. 14 and 15, reference numeral 1 indicates a first magnetic powder, and reference numeral 2 indicates a second magnetic powder. Reference numeral 3 indicates a resin. As is clear from FIGS. 14 and 15, the MC core shown in FIG. 14 has a higher circularity of the first magnetic powder 1 than the dust core shown in FIG. That is, since the dust core is pressurized at a high pressure of several t / cm 2 to several tens t / cm 2 , the powders come into contact with each other and the particle size of the magnetic powder is deformed. On the other hand, the MC core is only pressurized to the extent that the air inside the resin containing the magnetic powder is evacuated at a low pressure of several kg / cm 2 to several tens of kg / cm 2, and the core is formed by thermosetting the resin. Because of this, the magnetic powder does not deform. This difference is visually recognizable, as can be seen from the SEM photographs of FIGS. 14 and 15.

（リアクトルでの特性比較）
本実施形態に対応するＭＣコアを適用したリアクトルである実施例１６、実施例１７と、ダストコアを適用したリアクトルである比較例８の特性を比較した。 (Comparison of characteristics with reactor)
The characteristics of Examples 16 and 17, which are reactors to which the MC core corresponding to the present embodiment is applied, and Comparative Example 8 which is a reactor to which a dust core is applied are compared.

実施例１６、１７、比較例８のそれぞれの仕様を、以下の表６に示す。

Figure 0006858158
実施例１６、１７のコアの磁性粉末は実施例２と同様であり、比較例８のコアの磁性粉末はセンダストである。実施例１６、１７、比較例８のコアは、一対のヨーク部によって一対のリム部（脚部）を繋ぐことにより磁路が形成された構成である。コアの断面積は、６．１５ｍｍ２である。実施例１６、実施例１７のコアは、全体が継ぎ目なく形成されているため、ギャップが存在しない。比較例８のコアは、ヨーク部とリム部が別々に成型された分割構成であり、４箇所の接続部分において、それぞれ０．２５ｍｍ間隔のギャップが存在する。比較例８のコアは、ヨーク部の初透磁率が１４７、リム部の初透磁率が７５である。 The specifications of Examples 16 and 17 and Comparative Example 8 are shown in Table 6 below.
Figure 0006858158
 The magnetic powder of the cores of Examples 16 and 17 is the same as that of Example 2, and the magnetic powder of the core of Comparative Example 8 is sendust. The cores of Examples 16 and 17 and Comparative Example 8 have a configuration in which a magnetic path is formed by connecting a pair of rim portions (leg portions) with a pair of yoke portions. The cross-sectional area of the core is 6.15 mm 2 . Since the cores of Examples 16 and 17 are formed seamlessly as a whole, there are no gaps. The core of Comparative Example 8 has a divided structure in which the yoke portion and the rim portion are separately molded, and each of the four connecting portions has a gap of 0.25 mm. In the core of Comparative Example 8, the initial magnetic permeability of the yoke portion is 147, and the initial magnetic permeability of the rim portion is 75.

コイルの巻数は、比較例８、実施例１６は、一対のリム部にそれぞれ４１［Ｔ（Ｔｕｒｎｓ）］が巻装され、実施例１７は、一対のリム部にそれぞれ３９［Ｔ］が巻装されている。リアクトルのサイズは、直交する３辺Ｌ、Ｗ、Ｈの長さ及び体積が、比較例８と実施例１６が同じであるが、実施例１７は体積が小さくなっている。 Regarding the number of coil turns, in Comparative Example 8 and Example 16, 41 [T (Turns)] was wound around each of the pair of rims, and in Example 17, 39 [T] was wound around each of the pair of rims. Has been done. Regarding the size of the reactor, the lengths and volumes of the three orthogonal sides L, W, and H are the same in Comparative Example 8 and Example 16, but the volume is smaller in Example 17.

つまり、実施例１６は、比較例１のダストコアを、ＭＣコアに置き換えたものであり、実施例１７は、３０Ａで比較例１と同等のインダクタンス値（Ｌ値）が得られるように、コイルの巻数を少なくしている。従って、同等のサイズのコア及びコイルを用いた場合、ＭＣコアはダストコアよりもリアクトルの３０ＡでのＬ値を上げることができるので、コイルの巻数を落としてＬ値を同等とした場合、ダストコアよりもリアクトルの小型化が可能となる。 That is, in Example 16, the dust core of Comparative Example 1 is replaced with an MC core, and in Example 17, the coil has an inductance value (L value) equivalent to that of Comparative Example 1 at 30A. The number of turns is reduced. Therefore, when cores and coils of the same size are used, the MC core can raise the L value of the reactor at 30 A more than the dust core. It is also possible to reduce the size of the reactor.

さらに、ダストコアは、成型性に劣るため、分割コアとする必要があり、ギャップを有することになる。しかし、ＭＣコアは全体を継ぎ目なく形成できるので、ギャップを有しない。このため、コイルへの漏れ磁束を低減できるので、銅損が低下して、コイルの発熱を抑えることができる。 Further, since the dust core is inferior in moldability, it is necessary to use a split core, which has a gap. However, the MC core has no gap because the whole can be formed seamlessly. Therefore, since the leakage flux to the coil can be reduced, the copper loss can be reduced and the heat generation of the coil can be suppressed.

表７及び図１６に、比較例８、実施例１６、１７のリアクトルにおいて、直流励磁電流（Ｉｄｃ）を変化させた各値（Ａ）に応じたＬ値を詳細に示す。

Figure 0006858158
ＭＣコアを用いた実施例１６のリアクトルでは、ダストコアを用いた比較例８に比べて、３０Ａ以上において高いＬ値を得ることができるので、直流重畳特性が良好となる。従って、実施例１７のようにコイルの巻数を落として比較例１と同等以上のＬ値を得るとともに、小型化を図ることができる。 Table 7 and FIG. 16 show in detail the L value corresponding to each value (A) in which the DC exciting current (Idc) is changed in the reactors of Comparative Example 8, Examples 16 and 17.
Figure 0006858158
 In the reactor of Example 16 using the MC core, a higher L value can be obtained at 30 A or more as compared with Comparative Example 8 using the dust core, so that the DC superimposition characteristic is good. Therefore, as in Example 17, the number of turns of the coil can be reduced to obtain an L value equal to or higher than that of Comparative Example 1, and the size can be reduced.

［３．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。 [3. Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate.

１ 第１の磁性粉末
２ 第２の磁性粉末
３ 樹脂
４ 空隙 1 1st magnetic powder 2 2nd magnetic powder 3 Resin 4 Voids

Claims (7)

Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末、又はこれら２種以上の粉末の混合粉からなる磁性粉末と樹脂とからなるコアであって、
前記磁性粉末は、平均粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下である第１の磁性粉末と、平均粒子径が３μｍ以上１０μｍ以下である第２の磁性粉末を含み、
前記磁性粉末に対する前記第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、
前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７６．６％以上、８２％未満であり、
初透磁率が３０以上、１２ｋＡ／ｍの透磁率が２４以上であり、
前記磁性粉末に対して、樹脂が３〜５ｗｔ％であること、
を特徴とするコア。 A core composed of a magnetic powder and a resin composed of Fe powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Al alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder, or a mixed powder of two or more of these powders.
The magnetic powder contains a first magnetic powder having an average particle size of 100 μm or more and 200 μm or less, and a second magnetic powder having an average particle size of 3 μm or more and 10 μm or less.
The amount of the first magnetic powder added to the magnetic powder is 60 to 80 wt%, and the amount is 60 to 80 wt%.
The ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is 76.6% or more and less than 82%.
The initial magnetic permeability is 30 or more, and the magnetic permeability of 12 kA / m is 24 or more.
The resin content is 3 to 5 wt% with respect to the magnetic powder.
The core that features. 前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７７％以上であることを特徴とする請求項１記載のコア。 The core according to claim 1, wherein the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder is 77% or more. 前記第１の磁性粉末の円形度は、０．９３以上であることを特徴とする請求項１又は請
求項２記載のコア。 The core according to claim 1 or 2, wherein the circularity of the first magnetic powder is 0.93 or more. 前記コアの全表面が非摺動面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
のコア。 The core according to any one of claims 1 to 3, wherein the entire surface of the core is a non-sliding surface. 請求項１乃至４の何れかに記載のコアと、コイルとを備えたことを特徴とするリアクト
ル。 A reactor comprising the core according to any one of claims 1 to 4 and a coil. Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末、又はこれら２種以上の粉末の混合粉からなる磁性粉末及び樹脂を含むコアの製造方法であって、
前記磁性粉末は、平均粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下である第１の磁性粉末と、平均粒子径が３μｍ以上１０μｍ以下である第２の磁性粉末を含み、
前記磁性粉末に対する前記第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、
前記磁性粉末に対する樹脂の含有量が３〜５ｗｔ％となるように混合する混合工程と、
前記混合工程で得た混合物を所定の容器に入れて成型する成型工程と、
前記成型工程時に、前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７
６．６％以上、８２％未満となるように、粘土状の前記混合物を押圧部材で押圧する加圧
工程と、
前記成型工程で得た成型体中の前記樹脂を硬化させる硬化工程と、
を有し、
前記加圧工程は、前記混合物を押圧する圧力が、１．６ｋｇ／ｃｍ２以上１５．７ｋｇ／ｃｍ２以下であること、
を特徴とするコアの製造方法。 A method for producing a core containing a magnetic powder and a resin composed of Fe powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Al alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder, or a mixed powder of two or more of these powders.
The magnetic powder contains a first magnetic powder having an average particle size of 100 μm or more and 200 μm or less, and a second magnetic powder having an average particle size of 3 μm or more and 10 μm or less.
The amount of the first magnetic powder added to the magnetic powder is 60 to 80 wt%, and the amount is 60 to 80 wt%.
A mixing step of mixing so that the content of the resin with respect to the magnetic powder is 3 to 5 wt%,
A molding step of putting the mixture obtained in the mixing step into a predetermined container and molding the mixture,
During the molding process, the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder was 7
A pressurizing step of pressing the clay-like mixture with a pressing member so as to be 6.6% or more and less than 82%.
A curing step of curing the resin in the molded body obtained in the molding step, and
Have,
Said pressurizing step, the pressure for pressing the mixture, 1.6 kg / cm 2 or more 15.7 kg / cm 2 or less,
A method of manufacturing a core characterized by. Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末、又はこれら２種以上の粉末の混合粉からなる磁性粉末及び樹脂を含むコアと、前記コアに装着されたコイルとを備えたリアクトルの製造方法であって、
前記磁性粉末は、平均粒子径が１００μｍ以上２００μｍ以下である第１の磁性粉末と、平均粒子径が３μｍ以上１０μｍ以下である第２の磁性粉末を含み、
前記磁性粉末に対する前記第１の磁性粉末の添加量が６０〜８０ｗｔ％であり、
前記磁性粉末に対する樹脂の含有量が３〜５ｗｔ％となるように混合する混合工程と、
前記混合工程で得た混合物を所定の容器に入れて成型する成型工程と、
前記成型工程時に、前記磁性粉末の真密度に対する前記コアの見かけ密度の割合が、７
６．６％以上、８２％未満となるように、粘土状の前記混合物を押圧部材で押圧する加圧
工程と、
前記成型工程で得た成型体中の前記樹脂を硬化させる硬化工程と、
を含み、
前記加圧工程は、前記混合物を押圧する圧力が、１．６ｋｇ／ｃｍ２以上１５．７ｋｇ／ｃｍ２以下であること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。
A core containing a magnetic powder and a resin composed of Fe powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Al alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder, or a mixed powder of two or more of these powders, and a core attached to the core. It is a method of manufacturing a reactor equipped with a coil.
The magnetic powder contains a first magnetic powder having an average particle size of 100 μm or more and 200 μm or less, and a second magnetic powder having an average particle size of 3 μm or more and 10 μm or less.
The amount of the first magnetic powder added to the magnetic powder is 60 to 80 wt%, and the amount is 60 to 80 wt%.
A mixing step of mixing so that the content of the resin with respect to the magnetic powder is 3 to 5 wt%,
A molding step of putting the mixture obtained in the mixing step into a predetermined container and molding the mixture,
During the molding process, the ratio of the apparent density of the core to the true density of the magnetic powder was 7
A pressurizing step of pressing the clay-like mixture with a pressing member so as to be 6.6% or more and less than 82%.
A curing step of curing the resin in the molded body obtained in the molding step, and
Including
Said pressurizing step, the pressure for pressing the mixture, 1.6 kg / cm 2 or more 15.7 kg / cm 2 or less,
A method for manufacturing a reactor characterized by.
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