專利名稱：具有磁偏用磁體的磁芯和采用它的電感部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于扼流圈，變壓器等的電感部件的磁芯(下面也簡稱為“芯體”)的磁偏用的永久磁體，本發(fā)明特別是涉及磁性芯體，可減小電感部件厚度的薄型磁性芯體。
背景技術(shù)：
在過去，在用于比如，開關(guān)電源等的扼流圈和變壓器中，通常，按照與直流疊加的方式外加交流。因此，用于這些扼流圈，變壓器的磁芯要求相對該直流疊加，未實(shí)現(xiàn)磁性飽和的透磁率特性(將該特性稱為“直流疊加特性”)良好。
高頻用的磁性芯體采用鐵氧體磁芯，模制磁芯，但是鐵氧體磁芯具有初始透磁率較高，飽和磁通密度較小的材料物理特性造成的特征，模制磁芯具有初始透磁率較高，飽和磁通密度較高的材料物理特性造成的特征。因此，模制磁芯大多采用圓環(huán)形狀。另外，在鐵氧體磁芯的場合，比如，在E型芯體的中足，形成磁間隙(磁性空隙)，通過直流疊加，避免磁飽和。
但是，伴隨近年的電子設(shè)備的小型化要求而產(chǎn)生的電子部件的小型化的需要，磁芯的磁間隙也不得不減小，相對直流疊加，強(qiáng)烈要求更高的透磁率的磁芯。
相對該要求，一般必須選擇飽和磁化較高的磁芯，即必須選擇在高磁場中，未磁飽和的磁性芯體。但是，飽和磁化必然由材料的組分確定，不可能無限地高。
作為其解決方案，在過去人們提出在設(shè)置于磁芯的磁路中的磁間隙內(nèi)，設(shè)置永久磁體，消除直流疊加造成的直流磁場，即對磁芯，提供磁偏。
采用該永久磁體的磁偏方法為使直流疊加特性提高的優(yōu)良的方法，如果采用金屬燒結(jié)磁體，則磁芯的鐵損值的增加顯著，另外如果采用鐵氧體磁體，則產(chǎn)生疊加特性不穩(wěn)定等情況，無論如何，其是不耐用的。
作為解決這些問題的方案，比如，JP特開昭50-133453號文獻(xiàn)公開了下述方案，其中磁偏用永久磁體采用將矯頑力較高的稀土類磁體粉末與粘接劑混合，進(jìn)行壓縮成形的粘合磁體，由此，改善直流疊加特性和芯體的溫度上升。
但是，近年來，對電源的電力轉(zhuǎn)換效率提高的要求日益嚴(yán)格，即使對于扼流圈用和變壓器用的磁芯，僅僅通過測定芯體，無法對優(yōu)劣進(jìn)行判斷。由此，采用鐵損值測定裝置的測定結(jié)果的判斷是不可缺少的，作為實(shí)際上作為本發(fā)明人等進(jìn)行分析的結(jié)果，根據(jù)JP特開昭50-133453中給出的電阻率的值知道，鐵損特性變差。
另外，伴隨近年的電子設(shè)備的小型化，人們?nèi)找嬉箅姼胁考恼w尺寸減小，顯然還要求磁偏用磁體的厚度的減小。
此外，近年來，人們希望表面裝配型線圈，但是，為了實(shí)現(xiàn)表面裝配，對線圈進(jìn)行回流焊接處理。人們希望在此軟熔(reflow)條件下，線圈的磁芯的特性不退化。另外，必須采用耐氧化的稀土類磁體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供特別適合于下述場合的磁體的磁芯，以便對在小型電感部件的磁路中的至少1個(gè)以上的部位上具有間隙的磁芯，從該間隙兩端，提供磁偏，該場合指可減小具有在間隙附近設(shè)置永久磁體的磁偏用磁體的磁芯的整體尺寸。
另外，本發(fā)明的另一目的在于容易并且低價(jià)格地提供下述磁芯，該磁芯具有優(yōu)良的直流疊加特性，以及鐵損特性，即使在軟熔條件下，特性仍不受到影響，具有耐氧化性。
此外，本發(fā)明的還一目的在于容易并且低價(jià)格地提供下述磁芯，以便對在磁路中的至少1個(gè)以上的部位上具有間隙的磁芯，從該間隙兩端，提供磁偏，該磁芯具有在間隙附近設(shè)置有永久磁體的磁偏用磁體，考慮到上述情況，該磁芯具有優(yōu)良的直流疊加特性和鐵損特性。
按照本發(fā)明，獲得下述磁芯，其特征在于在磁路中的至少1個(gè)以上的部位，具有間隙，將永久磁體插入上述間隙，在直流外加磁場為120Oe的條件下，20kHz的交流透磁率大于45，并且在20kHz，最大磁通密度為0.1T的條件下，鐵損特性小于100kW/m3。
還有，按照本發(fā)明，獲得下述電感部件，其特征在于在上述磁芯上，纏繞至少1匝以上的線圈。
圖說明

圖1A為實(shí)施例1～3的EE型Mn-Zn系鐵氧體磁芯的示意性透視圖；圖1B為圖1A的電感部件的正視圖；圖2為表示實(shí)施例1中的，將矯頑力為3kOe的鐵氧體磁體插入Mn-Zn系鐵氧體磁芯的間隙部，反復(fù)地進(jìn)行直流疊加測定的結(jié)果的曲線圖；圖3為表示實(shí)施例1中的，將矯頑力為5kOe的Sm-Fe-N粘合磁體插入Mn-Zn系鐵氧體磁芯的間隙部，反復(fù)地進(jìn)行直流疊加測定的結(jié)果的曲線圖；圖4為表示實(shí)施例1中的，將矯頑力為11kOe的Sm-Fe-N粘合磁體插入Mn-Zn系鐵氧體磁芯的間隙部，反復(fù)地進(jìn)行直流疊加測定的結(jié)果的曲線圖；圖5為表示實(shí)施例1中的，將矯頑力為15kOe的Sm-Fe-N粘合磁體插入Mn-Zn系鐵氧體磁芯的間隙部，反復(fù)地進(jìn)行直流疊加測定的結(jié)果的曲線圖；圖6為實(shí)施例2的圓環(huán)形狀的鐵硅鋁磁合金磁芯的透視圖；圖7為對實(shí)施例2中的，未插入有磁體的Mn-Zn系鐵氧體磁芯、插入有Sm-Fe-N粘合磁體的Mn-Zn系鐵氧體磁芯、鐵硅鋁磁合金磁芯的直流疊加特性進(jìn)行比較的曲線圖；圖8為表示本發(fā)明的第1實(shí)施形式的扼流圈用的圓環(huán)柱芯體的透視圖；圖9為表示在圖8的圓環(huán)柱芯體上纏繞了線圈的扼流圈的透視圖；圖10為實(shí)施例8的，由Sm2Co17磁體與聚酰亞胺樹脂形成的薄片磁體的直流疊加特性的測定數(shù)據(jù)；圖11為實(shí)施例8的，由Sm2Co17磁體與環(huán)氧樹脂形成的薄片磁體的直流疊加特性的測定數(shù)據(jù)；圖12為實(shí)施例8的，由Sm2Co17N磁體與聚酰亞胺樹脂形成的薄片磁體的直流疊加特性的測定數(shù)據(jù)；圖13為實(shí)施例8的，由Ba鐵氧體磁體與聚酰亞胺樹脂形成的薄片磁體的直流疊加特性的測定數(shù)據(jù)；圖14為實(shí)施例8的，由Sm2Co17磁體與聚丙烯樹脂形成的薄片磁體的直流疊加特性的測定數(shù)據(jù)；圖15為表示采用實(shí)施例14的，由試樣2和4形成的薄片磁體的場合，以及不采用薄片磁體的場合的，軟熔前后的直流疊加特性的測定數(shù)據(jù)的圖；圖16為表示實(shí)施例20的，Sm2Co17磁體—環(huán)氧樹脂薄片磁體的磁化磁場與直流疊加特性的圖；圖17為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例21的薄片磁體的電感部件的外觀透視圖；圖18為圖17的電感部件的分解裝配透視圖；圖19為表示圖17的電感部件的直流疊加電感特性的圖；圖20為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例22的薄片磁體的電感部件的外觀透視圖；圖21為圖20的電感部件的分解裝配透視圖；圖22為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例23的薄片磁體的電感部件的外觀透視圖；圖23為圖22的電感部件的分解裝配透視圖；圖24為表示圖22的電感部件的直流疊加電感特性的圖；圖25A為用于圖22的電感部件的使用領(lǐng)域的說明的圖；圖25B為用于已有的電感部件的使用領(lǐng)域的說明的圖；圖26為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例24的薄片磁體的電感部件的實(shí)施形式的外觀透視圖；圖27為圖26的電感部件的分解裝配透視圖；圖28為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例25的薄片磁體的電感部件的外觀透視圖；圖29為圖28的電感部件的分解裝配透視圖；圖30為表示圖28的電感部件的直流疊加電感特性的圖；圖31A為用于已有的電感部件的使用領(lǐng)域的說明的圖；圖31B為用于圖28的電感部件的使用領(lǐng)域的說明的圖；圖32為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例26的薄片磁體的電感部件的實(shí)施形式的外觀透視圖；圖33為形成圖32的電感部件的磁路的芯體與薄片磁體的組成透況圖；圖34為表示圖32的電感部件的直流疊加電感特性的圖；圖35為表示適合采用本發(fā)明的實(shí)施例27的薄片磁體的電感部件的實(shí)施形式的剖視圖；圖36為表示形成圖35的電感部件的磁路的芯體與薄片磁體的組成的透視圖；圖37為表示圖35的電感部件的直流疊加電感特性的圖。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。
在本發(fā)明的磁芯中，在磁路中的至少1個(gè)以上的部位，具有間隙，永久磁體插入該間隙中，在直流外加磁場為120Oe的條件下，20kHz的交流透磁率大于45，并且鐵損特性在20kHz，最大磁通密度為0.1T的條件下，小于100kW/m3。
最好上述磁芯由Ni-Zn系鐵氧體或Mn-Zn系鐵氧體形成，上述磁體為由稀土類磁體粉末與粘接劑形成的粘合磁體。
另外，最好在上述磁芯中，上述粘合磁體的稀土類磁體粉末的平均粒徑在0(不包含0)～10μm的范圍內(nèi)，上述粘接劑的量按照重量百分比計(jì)在5～30wt％的范圍內(nèi)，比電阻大于1Ω·cm，矯頑力大于5kOe。
此外，在本發(fā)明的電感部件中，在上述磁芯上，至少纏繞1匝以上的線圈。
采用上述方式的原因在于獲得優(yōu)良的直流疊加特性所必需的磁體特性與其說是能積，還不說是固有矯頑力，因此即使在采用比電阻較高的永久磁體的情況下，如果固有矯頑力較高，則仍獲得足夠高的直流疊加特性。
比電阻較高，另外固有矯頑力較高的磁體一般由下述稀土類粘合磁體獲得，該稀土類粘合磁體是按照將稀土類磁體粉末與粘接劑一起混合而形成的，但是如果為矯頑力較高的磁體粉末，則可為任何組分的粉末。稀土類磁體粉末的種類可為Sm-Co系、Nd-Fe-B系、Sm-Fe-N系的任何一種，但是由于根據(jù)粉末的殘留磁化值，確定偏磁場的值，根據(jù)矯頑力的值，確定磁性的穩(wěn)定性，故必須根據(jù)磁芯的種類，選擇磁體粉末的種類。
本發(fā)明采用下述磁芯，其中扼流器用和變壓器用磁芯的材料采用鐵損值較低的Mn-Zn系或Ni-Zn系鐵氧體，在其磁路中的至少1個(gè)以上的部位上，設(shè)置間隙，稀土類粘合磁體插入該間隙中。
對于形狀，不特別進(jìn)行限制，本發(fā)明可適用于圓環(huán)磁芯、EE型磁芯、EI型磁芯等的全部形狀的磁芯。間隙尺寸不是特別限制的，但是如果間隙尺寸過窄，則直流疊加特性變差，另外，如果間隙尺寸過寬，則透磁率過于降低，由此，確定自然插入的間隙值。
在對插入間隙中的永久磁體的要求特性中，當(dāng)固有矯頑力小于5kOe時(shí)，在外加于磁芯上的直流磁場的作用下，磁化消失，由此，上述值以上的矯頑力是必要的，另外比電阻越大，越好，但是如果該比電阻大于1Ω·cm，則不構(gòu)成鐵損變差的重要原因。另外，由于當(dāng)粉末的平均粒徑實(shí)質(zhì)上大于10μm時(shí)，鐵損特性變差，故最好粉末的平均粒徑小于10μm。
如果那樣，則對本發(fā)明的具體實(shí)例進(jìn)行描述。
(實(shí)施例1)下面給出實(shí)例，在該實(shí)例中，測定，比較分別將Sm-Fe-N粘合磁體、鐵氧體磁體插入到磁路的一部分中的Mn-Zn系鐵氧體磁芯的直流疊加特性。
在試驗(yàn)用的鐵氧體磁芯中，通過Mn-Zn系鐵氧體材料制作的，磁路長度為7.5cm，有效截面面積為0.74cm的EE型磁芯的中足，加工有3.0mm的間隙。
在制作粘合磁體時(shí)，將Sm-Fe-N磁體粉末(粉末平均粒徑約為3μm)與相當(dāng)于總重量的5wt％的量的粘接劑(環(huán)氧樹脂)混合，然后，在非磁場中，采用金屬模成形。按照將在下面進(jìn)行描述的鐵氧體磁芯的中足截面形狀，并且高度為3.0mm的形狀，對其進(jìn)行加工。
通過電磁體，沿磁路方向?qū)φ澈洗朋w與鐵氧體磁體進(jìn)行磁化處理，然后，將上述磁體插入間隙部，制作磁芯。此外，在該磁芯上，纏繞120匝的線圈，制作電感部件。這些形狀在圖1A和圖1B中示出。在圖1A和圖1B中，標(biāo)號43(斜線部)表示磁體，標(biāo)號45表示鐵氧體磁芯，標(biāo)號47表示線圈部。對于已插入的Sm-Fe-N系粘合磁體，通過使用于磁化處理的磁場的大小變化，制備表1給出的矯頑力、殘留磁通密度的試樣。鐵氧體磁體采用矯頑力為3kOe的磁體。
表1

通過惠普(Hewlet Packerd)生產(chǎn)的4284A LCR儀表，在交流磁場頻率為100kHz，疊加磁場在0～200Oe的范圍內(nèi)的條件下，反復(fù)地測定插入了各磁體的磁芯的直流疊加特性。按照此時(shí)的直流偏磁場的方向與插入時(shí)進(jìn)行了磁化的磁體的磁化方向相反的方式，外加疊加電流。其測定結(jié)果在圖2～5中給出。
根據(jù)圖2知道，在插入了矯頑力僅僅為3kOe的鐵氧體磁體的磁芯中，隨著測定次數(shù)的增加，直流疊加特性顯著變差。與此相反，根據(jù)圖3～5知道，對于插入了矯頑力較大的Sm-Fe-N系磁體的磁芯，即使在反復(fù)測定的情況下，仍沒有較大變化，呈現(xiàn)非常穩(wěn)定的特性。
根據(jù)這些結(jié)果可推測，由于鐵氧體磁體的矯頑力較小，故在外加于磁體上的反向的磁場的作用下，產(chǎn)生，退磁或磁化的反轉(zhuǎn)，直流疊加特性變差。另外知道，插入到磁芯中的磁體呈現(xiàn)矯頑力大于5kO的稀土類系燒結(jié)磁體中的優(yōu)良的直流疊加特性。
(實(shí)施例2)下面給出下述實(shí)例，在該實(shí)例中，采用將磁體插入到磁路的一部分中的Mn-Zn系鐵氧體磁芯與未插入有磁體的相同組分的Mn-Zn系鐵氧體磁芯、鐵硅鋁磁合金磁芯，測定直流疊加特性，鐵損值，進(jìn)行比較。
實(shí)驗(yàn)用的鐵氧體磁芯采用與實(shí)施例1所使用的材料相同的Mn-Zn系鐵氧體材料制作，在磁路長度為7.5cm，有效截面面積為0.74cm的EE型磁芯的中足，加工有3.0mm的間隙。通過電磁體，沿磁路方向?qū)φ澈洗朋w進(jìn)行磁化處理，然后，將其插入上述間隙部。
鐵硅鋁磁合金磁芯采用下述類型，其中采用粉末粒徑小于150μm的粉末，將其與總重量為1.5wt％的粘接劑(硅酮系樹脂)混合，以20ton/cm2的壓力，對該混合物施加壓力，然后在700℃的溫度下，對其進(jìn)行2小時(shí)的熱處理。其形狀在圖3中示出。
在磁體的制作中，將Sm-Fe-N磁體粉末(粉末平均粒徑約為3μm)與相對于總重量的10wt％的量的粘接劑(環(huán)氧樹脂)混合，然后，在非磁場中，采用金屬模對其進(jìn)行成形。按照在下面將要描述的鐵氧體磁芯的中足截面形狀，并且高度為3.0mm的形狀，對其進(jìn)行加工。另外，單獨(dú)制作φ10×t10的試樣，通過直流BH追蹤器(tracer)，測定磁體特性。從其結(jié)果知道，固有矯頑力為12500Oe，殘留磁通密度為4000G。作為此時(shí)的注意方面，按照粘合磁體的磁化方向，與交流透磁率測定中的直流偏磁場的方向相反的方式插入磁體。
接著，通過惠普(Hewlet Packerd)生產(chǎn)的4284A LCR儀表，在交流磁場頻率為100kHz，疊加磁場在0～200Oe的范圍內(nèi)的條件下，測定直流疊加特性。其結(jié)果在圖7中給出。
根據(jù)圖7知道，如果對直流疊加磁場為1000Oe時(shí)的透磁率進(jìn)行比較，則對于鐵硅鋁磁合金磁芯，其透磁率小于30，對于僅僅有間隙的Mn-Zn系鐵氧體磁體，其透磁率為30，但是對于插入有Sm-Fe-N磁體的磁芯，其透磁率大于45，此時(shí)，呈現(xiàn)非常優(yōu)良的特性。
接著，在室溫下，通過巖崎通信機(jī)生產(chǎn)的SY-8232交流BH追蹤器(tracer)，測定交流磁場頻率為20kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。其結(jié)果列于表2中。
表2

根據(jù)表2知道，對于插入有磁體的磁芯，鐵損值為24KW/m3，與鐵硅鋁磁合金磁芯相比較，為1/5。另外知道，即使在與未插入磁體的鐵氧體磁芯相比較，鐵損值的上升仍較小。
根據(jù)這些結(jié)果知道，將磁體插入到間隙中的磁芯的直流疊加特性優(yōu)良，另外鐵損特性的變差程度較小，該特性優(yōu)良。
(實(shí)施例3)制備下述粉末，其中在平均粒徑為5μm的Sm-Co系磁體粉末中，混合分別作為粘接劑的環(huán)氧樹脂，其固體比例相對總重量，分別為2wt％，5wt％，10wt％，20wt％，30wt％，40wt％，通過金屬模對其進(jìn)行成形，制作長寬尺寸為7×10mm，高度為3.0mm的形狀的粘合磁體。
通過電磁體，沿磁路方向?qū)ι鲜龃朋w進(jìn)行磁化處理，然后，將該磁體插入到在實(shí)施例1中所使用的Mn-Zn系鐵氧體磁芯的間隙部中，在室溫下，通過巖崎通信機(jī)生產(chǎn)的SY-8232交流BH追蹤器(tracer)，測定交流磁場頻率為20kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。接著，通過惠普(Hewlet Packerd)生產(chǎn)的4284A LCR儀表，在交流磁場頻率為100kHz，疊加磁場在0～200Oe的范圍內(nèi)的條件下，測定直流疊加特性。這些測定數(shù)據(jù)在表3中給出。
表3

根據(jù)表3知道，在粘接劑量增加，并且鐵損值減小，粘接劑量為2wt％的試樣中，鐵損值呈現(xiàn)非常大的值，其大于200kW/m3。
人們將上述情況推測為在粘接劑量為2wt％的試樣中，比電阻為2.0×10-3Ω·cm，這是非常小的，故渦電流損失增加，鐵損值提高。
另外知道，在粘接劑量為40wt％的試樣中，直流疊加磁場為100Oe的透磁率非常小。人們將該情況推測為由于粘接劑量較大，故粘合磁體的殘留磁化的值減小，由此，偏磁場也減小，直流疊加特性未過度提高。
根據(jù)上述情況知道，通過將粘接劑量在5～30wt％的范圍內(nèi)，比電阻大于1Ω·cm的粘合磁體插入磁芯的間隙部，獲得下述優(yōu)良的磁芯，其具有優(yōu)良的直流疊加特性，另外鐵損特性也不變差。
(實(shí)施例4)對Sm-Co系的，能積約為28MGOe的燒結(jié)磁體進(jìn)行粗碎加工，然后，通過標(biāo)準(zhǔn)篩，按照最大粒徑為-100μm、-50μm、-30μm的方式，進(jìn)行分級。另外，在有機(jī)溶劑中，通過球磨機(jī)，對粗碎處理后的粉末的一部分進(jìn)行細(xì)碎加工，采用該粉末，通過旋流器(cyclone)制作相應(yīng)的最大粒徑為-10μm、-5μm的粉末。
接著，在這些制作的磁體粉末中，分別混合作為粘接劑的環(huán)氧樹脂10wt％，通過借助金屬模成形，制作長寬尺寸為7×10mm，高度為0.5mm的形狀的粘合磁體。粘合磁體的特性與實(shí)施例1相同，作為單獨(dú)制作試件而測定的結(jié)果，與最大粉末粒徑無關(guān)，全部呈現(xiàn)大于5kOe的固有矯頑力。另外，作為測定比電阻的結(jié)果，全部的磁體呈現(xiàn)大于1Ω·cm的值。
然后，將上述制作好的磁體插入到在實(shí)施例1中所使用的Mn-Zn系鐵氧體磁芯的間隙部中。接著，通過與實(shí)施例1完全相同的方法，對永久磁體進(jìn)行磁化，然后，測定交流磁場頻率為20kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。在這里，與實(shí)施例1完全相同，鐵氧體磁芯采用同一類型，僅僅更換插入的永久磁體，測定鐵損。其結(jié)果列于表4中。
表4

從表4知道，如果磁體粉末的最大粒徑大于10μm，則鐵損值急劇增加。根據(jù)該結(jié)果知道，在磁體粉末的粒徑大于10μm時(shí)，呈現(xiàn)更優(yōu)良的鐵損特性。
如上面所述，按照本發(fā)明的實(shí)施例1～3，可提供下述磁芯，其具有優(yōu)良的直流疊加特性和鐵損特性，并且可容易制造，價(jià)格較低。
下面對又一個(gè)本發(fā)明的磁芯進(jìn)行描述。在本發(fā)明的再一個(gè)磁芯中，在磁路的至少1個(gè)以上的部位，具有間隙的磁芯中，為了從該間隙兩端提供磁偏，針對具有在該間隙附近設(shè)置有永久磁體的磁偏用磁體的磁芯，上述磁芯為模制磁芯，上述永久磁體為下述粘合磁體，其由具有15kOe以上的固有矯頑力，以及300℃以上的居里點(diǎn)，粉末平均粒徑在2.0～50μm的范圍內(nèi)的稀土類磁體粉末和樹脂形成。
最好，作為上述磁偏用磁體的粘合磁體含有按照體積比計(jì)，大于10％的上述樹脂，其比電阻大于0.1Ω·cm。
另外，最好上述模制磁芯的初始透磁率大于100。
此外，按照本發(fā)明，可獲得下述電感部件，其特征在于在具有上述磁偏用磁體的磁芯中，卷繞有至少1個(gè)1匝以上的線圈。
還有，作為電感部件，線圈，扼流圈，變壓器，其它的部件一般包含必須要求磁芯和線圈的部件。
由于采用模制磁芯和稀土類粘合磁體，可制作直流疊加特性和鐵損特性優(yōu)良的線圈和變壓器用磁芯。
按照本發(fā)明，作為對所插入的永久磁體和所采用的芯體的組合進(jìn)行分析的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)芯體采用模制磁芯(最好初始透磁率大于100)，作為插入上述間隙中的磁體，采用比電阻大于0.1Ω·cm，固有矯頑力大于15Koe的永久磁石，此時(shí)便可形成獲得優(yōu)良的直流疊加特性，另外鐵損特性不變差的磁芯。上述情況的原因在于發(fā)現(xiàn)下述情況，即獲得優(yōu)良的直流疊加特性所必需的磁體特性與其說為能積，不如說是固有矯頑力，由此即使在比電阻較高的永久磁體的情況下，如果固有矯頑力較高，仍獲得足夠高的直流疊加特性。
比電阻較高，另外固有矯頑力較高的磁體一般通過下述磁體形成，在該下述磁體中，稀土類磁體粉末與粘接劑一起混合，但是，如果為矯頑力較高的磁體粉末，也可為任意的組分。稀土類磁體粉末的種類為SmCo系、NdFeB系、SmFeN系，而如果考慮使用時(shí)的熱退磁，則Tc大于300℃，矯頑力大于5Koe的磁體是必需的。已知道，作為樹脂，可采用熱塑性樹脂，也可采用熱硬化樹脂，由此抑制渦電流的增加。
模制磁芯的形狀不是特別限定的，但是一般為圓環(huán)柱芯體，還可采用壺型芯體。在這些芯體的磁路中的至少1個(gè)以上的部位，設(shè)置有間隙，將永久磁體插入該間隙中。間隙的距離不是特別限定的，但是，如果間隙的距離過窄，則直流疊加特性變差，另外，如果間隙的距離過寬，則透磁率過于降低，由此，確定自然插入的間隙距離。
另外，插入間隙之前的初始透磁率的值是重要的，如果其過低，則磁體的磁偏是非有效的，由此，至少100以上的初始透磁率是必要的。
在插入間隙中的永久磁體的要求特性中，當(dāng)固有矯頑力小于15kOe時(shí)，由于外加于磁芯上的直流磁場的作用，矯頑力消失，故上述值以上的矯頑力是必要的，另外，比電阻越大，越好，但是如果比電阻大于0.1Ω·cm，則鐵損特性是良好的，直至達(dá)到高頻率。
如果磁體粉末的平均最大粒徑大于50μm，則即使在增加芯體的比電阻若干程度的情況下，鐵損特性仍變差，由此，粉末的最大粒徑最好小于50μm，如果最小粒徑小于2.0μm，由于在粉末與樹脂混合時(shí)，粉末的氧化造成的磁化程度的減小顯著，故2.0μm以上的粒徑是必要的。
此外，由于不使鐵損值增加，故樹脂量的體積比至少必須大于10％。
下面對本發(fā)明的另一實(shí)施例進(jìn)行描述。
(實(shí)施例5)采用將Sm2CO17的坯塊粉碎而形成的粉末，按照普通的粉末冶金法，制作燒結(jié)體，對該燒結(jié)體進(jìn)行形成磁體用的熱處理，然后對其進(jìn)行細(xì)碎加工，制備平均粒徑約為3.5μm、4.5μm、5.5μm、6.5μm、7.5μm、8.5μm和9.5μm的磁體粉末。對這些磁體粉末，進(jìn)行適合的耦合處理，然后，分別混合作為熱硬化性樹脂的環(huán)氧樹脂40vol％，采用金屬模，施加3(t/cm2)的壓力，對其成形，由此，制作各粘合磁體。在這里，粘合磁體采用下述金屬模成形，該金屬模的截面形狀與圖8的圓柱狀的模制磁芯55相同。
單獨(dú)制作φ10×t10的試件(TP)，通過直流BH追蹤器(tracer)，測定固有矯頑力iHc。其結(jié)果列于表1中。
作為模制磁芯，采用Fe-Al-Si磁性合金(商標(biāo)センダスト)粉末，按照外徑為27mm，內(nèi)徑為14mm，厚度為7mm的尺寸，形成圖8所示的那樣的圓環(huán)柱形狀的芯體55。該芯體的初始透磁率為120。
在該圓環(huán)柱芯體中，加工形成0.5mm的間隙。將上述制作的粘合磁體57以插入方式設(shè)置于該間隙部，通過電磁體，沿芯體55的磁路方向?qū)Υ朋w57進(jìn)行磁化，然后，象圖9所示的那樣，纏繞線圈59，測定直流疊加特性。外加的直流形成直流磁場，矯頑力達(dá)到150Oe。反復(fù)進(jìn)行該測定達(dá)10次。其結(jié)果列于表5中。作為比較的，在間隙中未設(shè)置有磁體的試件的測定結(jié)果也并排地列于表5中。
表5

根據(jù)表5知道，當(dāng)插入的磁體的矯頑力大于150kOe時(shí)，即使在反復(fù)施加直流磁場的情況下，直流疊加特性仍變差。
(實(shí)施例6)作為磁體粉末，制備下述SmFeN粉末，其是通過下述方式形成的，對按照還元擴(kuò)散法制作的SmFe粉末進(jìn)行細(xì)碎加工而形成3μm的尺寸，然后，對其進(jìn)行氮化處理。接著，在該粉末中混合3wt％的Zn粉末，然后，在500℃的溫度下，在Ar中對其進(jìn)行熱處理達(dá)2個(gè)小時(shí)。作為通過VSM測定該粉末特性的結(jié)果，矯頑力約為20kOe。
接著，在該磁體粉末中，混合作為熱塑性樹脂的6尼龍45vol％，在230℃的溫度下進(jìn)行熱混勻處理，然后，在相同溫度下，按照0.2mm的厚度，進(jìn)行熱壓，獲得片狀的粘合磁體。
將該粘合磁體的片沖切成直徑為10mm的圓盤狀，將其按照10mm的厚度重合，測定其磁體特性，此時(shí)，呈現(xiàn)約18kOe的固有矯頑力。另外，作為測定比電阻的結(jié)果，呈現(xiàn)大于0.1Ω·cm的值。
對于模制磁芯，通過改變鐵硅鋁磁合金粉末的形狀和粉末的填充率，按照與實(shí)施例5完全相同的方式，制作初始透磁率分別為75、100、150、200和300的圓環(huán)柱形狀的模制磁芯。
接著，無論這些初始透磁率不同的模制磁芯是什么樣的水準(zhǔn)，均按照初始透磁率在50～60的范圍內(nèi)的方式，調(diào)整間隙距離。
然后，按照間隙未敞開的方式將粘合磁體插入該間隙中。為此，將磁體片疊置，根據(jù)需要，對其進(jìn)行研磨，將其插入。
測定直流疊加磁場為150Oe的透磁率μe的結(jié)果列于表6中。另外，該表6給出20KHz、100mT的鐵損特性。此外，初始透磁率為75的模制磁芯的直流疊加特性μe為16，鐵損值為100。
表6

從表6知道，如果模制磁芯的初始透磁率小于100，則疊加特性未出現(xiàn)提高。該情況表明如果模制磁芯的初始透磁率過小，則磁體的磁通量(flux)短路(short pass)，不穿過磁芯，故磁芯的初始透磁率必須至少大于100。
下面對又一項(xiàng)本發(fā)明進(jìn)行描述。
在本發(fā)明的磁芯中，采用薄片磁體。在該薄片磁體中，在從聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚亞苯基亞硫酸樹脂、硅酮樹脂、聚酯樹脂、芳香族系聚酰胺、液晶聚合物中選擇出的一種樹脂中分散有磁體粉末，該樹脂含量的體積比大于30％，整體的厚度小于500μm。在這里，在上述磁體粉末中，最好固有矯頑力大于10KOe，Tc大于500℃，粉末平均粒徑在2.5～50μm的范圍內(nèi)。
另外，在本發(fā)明的第1形式的薄片磁體中，上述磁體粉末為稀土類磁體粉末。
在上述薄片磁體中，最好表面的光澤度大于25％。
另外，在上述薄片磁體中，最好成形壓縮率大于20％。
在本發(fā)明的第1形式中，上述磁體粉末的表面通過表面活性劑涂敷。
在上述薄片磁體中，最好比電阻大于0.1Ω·cm。
再有，在本發(fā)明的磁芯中，在磁路的至少1個(gè)部位以上的地方，具有間隙的磁芯中，為了從該間隙兩端提供磁偏，針對具有在該間隙附近設(shè)置有永久磁體的磁偏用磁體的磁芯，具有上述永久磁體是上述的薄片磁體的偏磁用磁體。最好，上述磁性間隙具有約小于500μm的間隙距離，上述磁偏用磁體具有小于該間隙距離的厚度，沿厚度方向?qū)υ摯朋w進(jìn)行磁化。
還有，在將上述薄片磁體用作磁偏用磁體的磁芯中，設(shè)置至少1個(gè)1匝以上的線圈，獲得薄型的，直流疊加特性良好的，鐵損值較低的電感部件。
此外，本發(fā)明對作為以插入方式設(shè)置于磁芯的磁性間隙中的磁偏用的永久磁體的，厚度小于500μm的薄片磁體的可能性進(jìn)行了分析。其結(jié)果是，在采用特定樹脂的，含量按照體積比計(jì)大于30％的薄片磁體的比電阻大于0.1Ω·cm，固有矯頑力大于10KOe的薄片磁體時(shí)，獲得優(yōu)良的直流疊加特性。其原因在于發(fā)現(xiàn)了下述情況，即獲得優(yōu)良的直流疊加特性所必需的磁體特性與其說是能積，不如說是固有矯頑力，由此，即使在采用比電阻較高的永久磁體的情況下，如果固有矯頑力較高，仍獲得足夠高的直流疊加特性。
比電阻較高，另外固有矯頑力較高的磁體一般由下述稀土類磁粘合體形成，該粘合磁體是將稀土類磁體粉末與粘接劑一起混合而形成的，但是如果為矯頑力較高的磁體粉末，則也可為任意組分的粉末。稀土類磁體粉末的種類為SmCo系、NdFeB系、SmFeN系，但是考慮到軟熔等的使用時(shí)的熱退磁，則居里點(diǎn)Tc大于500℃，固有矯頑力iHc大于10kOe的磁體是必需的。
此外，由于在磁體粉末上，涂敷表面活性劑，故成形體中的粉末的分散性良好，磁體的特性提高，由此，獲得更高特性的磁芯。
作為扼流圈用和變壓器用磁芯，如果為具有軟磁特性的材料，則對于任何的材料，均是有效的，但是，一般采用MnZn系，NiZn系鐵氧體，模制磁芯，硅鋼片、非結(jié)晶物質(zhì)等。另外，磁芯的形狀也不是特別限定的，本發(fā)明可適合于圓環(huán)柱磁芯、EE磁芯、EI磁芯等的所有形狀的磁芯。這些磁芯的磁路中的至少1個(gè)以上的位置，設(shè)置有間隙，以插入方式將薄片磁體設(shè)置于該間隙中。間隙距離不是特別限定的，但是如果間隙距離過窄，則直流疊加特性變差，另外，如果間隙距離過寬，則透磁率過低，由此，確定自然插入間隙距離。為了減小磁芯整體的尺寸，將間隙距離控制在500μm。
對于插入間隙中的薄片磁體的要求特性，當(dāng)固有矯頑力小于10KOe時(shí)，由于外加于磁芯上的直流疊加磁場的作用，矯頑力消失，故上述值以上的矯頑力是必需的，另外，比電阻越達(dá)越好，但是如果該比電阻大于0.1Ω·cm，則不構(gòu)成鐵損特性變差的主要原因。另外，如果粉末的平均最大粒徑大于50μm，由于鐵損特性變差，故最好粉末的最大粒徑小于50μm，如果最小粒徑小于2.5μm，由于粉末熱處理和軟熔時(shí)的粉末的氧化造成的磁化程度的減小顯著，故粒徑大于2.5μm是必需的。
下面對本發(fā)明的還一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。
(實(shí)施例7)采用作為熱攪拌機(jī)的拉勃塑性磨，對Sm2CO17的磁體粉末和聚酰亞胺樹脂進(jìn)行熱混勻處理。作為樹脂用量，使其分別在15～40vol％的范圍內(nèi)變化，進(jìn)行混勻處理。采用通過熱混勻處理獲得的制品，通過熱壓機(jī)，試制厚度為0.5mm的薄片磁體。其結(jié)果是，如果樹脂的添加量不大于30vol％，則不能夠成形。另外，在本實(shí)施例中，給出了聚酰亞胺樹脂薄片磁體的結(jié)果，但是同樣對于其以外的環(huán)氧樹脂、聚亞苯基亞硫酸樹脂、硅酮樹脂、聚酯樹脂、芳香族系聚酰胺、液晶聚合物，獲得相同的結(jié)果。
(實(shí)施例8)采用拉勃塑性磨，對各磁體粉末和各種樹脂進(jìn)行熱混勻處理的運(yùn)行時(shí)的設(shè)定溫度分別比各樹脂的軟化點(diǎn)高5℃。
表7 實(shí)施例8的薄片磁體的組分

通過下述方式，分別制作厚度為0.5mm的薄片磁體，該方式為借助熱壓機(jī)，在非磁場中，通過金屬模對采用拉勃塑性磨進(jìn)行了混勻處理的制品進(jìn)行成形。按照與圖1A，圖1B所示的E型鐵氧體磁芯2的中間磁腿相同的截面形狀，切斷該薄片磁體。
接著，如圖1A，1B所示，在采用一般的MnZn系鐵氧體材料制作的，磁路長度為7.5cm，有效截面面積為0.74cm2的EE芯體的中間磁腿中，加工形成0.5mm的間隙。以插入方式將上述制作的薄片磁體43設(shè)置于該間隙中，制作具有磁偏磁體43的磁芯。在該圖中，標(biāo)號43表示薄片磁體，標(biāo)號45表示鐵氧體磁芯。接著，通過脈沖磁化機(jī)，沿磁芯45的磁路方向?qū)Υ朋w43進(jìn)行磁化處理，然后，在磁芯45上卷繞線圈47，通過HP制4284LCR儀，在交流磁場頻率為100kHz，疊置磁場在0～200Oe的范圍內(nèi)的條件下，測定電感L。在該測定后，在270℃的溫度下，在軟熔爐中，保持30分鐘，接著，再次測定電感L，反復(fù)測定5次。按照此時(shí)的直流疊加的磁場的方向與磁偏磁體的磁化的方向相反的方式，外加直流疊加電流。根據(jù)所獲得的電感L，以及磁芯常數(shù)(磁芯尺寸等)以及線圈數(shù)量，計(jì)算透磁率，獲得直流疊加特性?；诟鞔判镜?次測定的直流疊加特性在圖10～14中給出。
根據(jù)圖14知道，以插入方式設(shè)置有在聚丙烯樹脂中分散有Sm2Co17磁體粉末的薄片磁體的磁芯的，2次以后的直流疊加特性顯著變差。其原因在于由于軟熔，薄片磁體變形。從圖13知道，在以插入方式設(shè)置有于聚酰亞胺樹脂中分散有矯頑力僅僅為4kOe的Ba鐵氧體的薄片磁體的磁芯中，伴隨測定次數(shù)的上升，直流疊加特性顯著變差。反之，從圖10～12知道，對于以插入方式設(shè)置采用矯頑力大于10kOe的磁體粉末與聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂的薄片磁體的磁芯，即使在反復(fù)測定的情況下，仍沒有較大的變化，呈現(xiàn)非常穩(wěn)定的特性。根據(jù)這些結(jié)果可推測，由于Ba鐵氧體薄片磁體的矯頑力較小，故由于外加于薄片磁體上的反向磁場的作用，產(chǎn)生退磁、磁化的反轉(zhuǎn)，直流疊加特性變差。另外知道，插入磁芯中的薄片磁體呈現(xiàn)矯頑力大于10kOe的薄片磁體的，優(yōu)良的直流疊加特性。還有，已確認(rèn)，即使本實(shí)施例以外的組合，對于通過從聚亞苯基亞硫酸樹脂、硅酮樹脂、聚酯樹脂、芳香族系聚酰胺、液晶聚合物中選擇出的樹脂，制作的薄片磁體，均獲得相同的效果，雖然這一點(diǎn)在本實(shí)施例中未給出。
(實(shí)施例9)分別采用聚亞苯基亞硫酸樹脂30vol％，以及磁體粉末的粒徑為1.0μm、2.0μm、25μm、50μm、55的Sm2Co17磁體粉末，通過拉勃塑性磨，進(jìn)行熱混勻處理。對通過拉勃塑性磨，進(jìn)行混勻處理的制品，通過熱壓機(jī)，在非磁場中，借助金屬模進(jìn)行成形，由此分別制作厚度為0.5mm的薄片磁體。接著，與實(shí)施例8相同，如圖1A和圖1B所示，按照與E型鐵氧體芯體45的中間磁腿相同的截面形狀，將該薄片磁體43切斷，制作圖1A和圖1B所示的那樣的芯體。接著，沿磁芯45的磁路方向，通過脈沖磁化機(jī)對該薄片磁體43進(jìn)行磁化處理，然后，在芯體45上，卷繞線圈47，在室溫下，通過巖崎通信機(jī)生產(chǎn)的SY-8232交流BH追蹤器(tracer)，測定交流磁場頻率為300kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。其測定結(jié)果列于表8中。根據(jù)表8知道，當(dāng)薄片磁體所采用的磁體的粉末平均粒徑在2.5～50μm的范圍內(nèi)時(shí)，鐵損特性優(yōu)良。
表8 實(shí)施例9的鐵損值的測定結(jié)果

(實(shí)施例10)分別采用Sm2Co17磁體粉末60vol％，以及聚酰亞胺樹脂40vol％，借助拉勃塑性磨，進(jìn)行熱混勻處理。采用熱混勻處理而形成的制品，通過熱壓機(jī)，在改變壓力的情況下，制作0.3mm的成形體。通過脈沖磁化追蹤，按照磁通密度為4T的方式，對其進(jìn)行磁化，制作薄片磁體。已制作的薄片磁體的光澤度分別在15～33％的范圍內(nèi)，壓力越高，光澤度也呈現(xiàn)越高的值。按照1cm×1cm的尺寸，將這些成形體切斷，表9中并排地給出通過TOEI TDF-5數(shù)字式磁通量表，測定磁通量的結(jié)果和光澤度的測定結(jié)果。
表9 實(shí)施例10的磁通量的測定結(jié)果

根據(jù)表9的結(jié)果知道，在光澤度大于25％的薄片磁體中，磁體特性優(yōu)良。其原因在于當(dāng)所制作的薄片磁體的光澤度大于25％時(shí)，薄片磁體的填充率大于90％。另外，在本實(shí)施例中，給出了通過聚酰亞胺進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，但是對于通過從其以外的環(huán)氧樹脂、聚亞苯基亞硫酸樹脂、硅酮樹脂、聚酯樹脂、芳香族系聚酰胺、液晶聚合物中選擇出的一種樹脂，均獲得相同的效果(實(shí)施例11)采用干燥后的體積比為Sm2Co17磁體粉末60vol％，聚酰亞胺40vol％，在Sm2Co17磁體粉末與新日本理化制聚酰亞胺樹脂中，添加作為溶劑的γ-丁內(nèi)酯，通過離心脫泡機(jī)，攪拌5分鐘，接著，通過3個(gè)輥，進(jìn)行混勻處理，制作膏狀體。溶劑的配合比為Sm2Co17磁體粉末與新日本理化制聚酰亞胺樹脂為70重量份，而γ-丁內(nèi)酯為10重量份。通過所制作的膏狀體，通過刮刀片法，制作500μm的生片，對其進(jìn)行干造。按照1cm×1cm的尺寸將干燥的生片切斷，使壓力變化，通過熱壓機(jī)，進(jìn)行熱壓，對制作的成形體，通過脈沖磁化裝置，按照磁通密度為4T的方式，進(jìn)行磁化處理，制作薄片磁體。作為比較，未進(jìn)行熱壓的成形體也進(jìn)行磁化處理，形成薄片磁體。另外，此次，按照上述的配合比制作，但是其以外的成分可為也按照配合比，獲得可制作生片的膏狀體的成分。此外，為了進(jìn)行混勻處理，采用3個(gè)輥式破碎機(jī)，但是既可采用其以外的形式，還可采用高速攪拌器或砂磨機(jī)等。上述制作的薄片磁體的光澤度分別在9～28％的范圍內(nèi)，壓力越高，光澤度越高。通過TOE I TDF-5數(shù)字式磁通量表測定這些薄片磁體的磁通量的結(jié)果列于表10中。另外，此時(shí)的薄片磁體的熱壓造成的壓縮率(＝1-熱壓后的厚度/熱壓前的厚度)的結(jié)果也并列地給出。
表10 實(shí)施例11的磁通量的測定結(jié)果

根據(jù)上述結(jié)果，與實(shí)施例10相同，當(dāng)光澤度大于25％時(shí)，獲得良好的磁體特性。其原因也在于當(dāng)光澤度大于25％時(shí)，薄片磁體的填充率大于90％。另外知道，如果查看壓縮率，當(dāng)壓縮率大于20％，則獲得良好的磁體特性。
在本實(shí)施例中，給出了采用聚酰亞胺樹脂，按照上述組分，配合比，進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，但是對于上述以外的環(huán)氧樹脂、聚亞苯基亞硫酸樹脂、硅酮樹脂、聚酯樹脂、芳香族系聚酰胺、液晶聚合物中選擇出的一種樹脂和配合比，也可獲得同樣的效果。
(實(shí)施例12)將Sm2Co17磁體粉末，與作為界面活性劑的磷酸鈉0.5wt％混合。同樣，將Sm2Co17磁體粉末，與羧甲基纖維素鈉0.5wt％混合，將Sm2Co17磁體粉末與硅酸鈉混合。采用拉勃塑性磨，分別對這些已混合的粉末中的，相應(yīng)的65vol％的量，與聚亞苯基亞硫酸樹脂35vol％分別進(jìn)行熱混勻處理。借助熱壓方式，按照0.5mm的厚度，對通過拉勃塑性磨進(jìn)行了混勻處理的制品進(jìn)行成形，按照與實(shí)施例9相同的，即與如圖1A和1B所示的E型鐵氧體磁芯45的中間磁腿相同的截面形狀，將其切斷，將上述已制作的薄片磁體43以插入方式設(shè)置于EE磁芯45的中間磁腿間隙部中，制作圖1A和圖1B所示的磁芯。接著，沿磁芯45的磁路方向，通過脈沖磁化機(jī)，對該薄片磁體45進(jìn)行磁化處理，然后，將線圈47卷繞于磁芯45上，在室溫下，通過巖崎通信機(jī)生產(chǎn)的SY-8232交流BH追蹤器(tracer)，測定交流磁場頻率為300kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。其測定結(jié)果列于表11中。作為比較，不采用界面活性劑，通過拉勃塑性磨，將Sm2Co17磁體粉末65vol％，與聚亞苯基亞硫酸樹脂35wt％進(jìn)行混勻處理，通過熱壓機(jī)，按照0.5mm的厚度，對所混合的制品成形，與上述情況相同，將其以插入方式設(shè)置于EE磁芯的中間磁腿間隙部中，沿磁芯的磁路方向，通過脈沖磁化機(jī)，對其進(jìn)行磁化處理，然后，卷繞線圈，測定鐵損值。其結(jié)果也并列地列于表11中。
表11實(shí)施例12的鐵損值測定結(jié)果

根據(jù)表11知道，添加了界面活性劑的試樣呈現(xiàn)良好的鐵損特性。其原因在于由于添加界面活性劑，防止1次顆粒的凝聚，抑制渦電流損失，在本實(shí)施例中，給出添加了磷酸鹽的結(jié)果，即使在其以外的界面活性劑的情況下，仍同樣獲得鐵損特性良好的結(jié)果。
(實(shí)施例13)通過拉勃塑性磨，對Sm2Co17磁體粉末與聚酰亞胺樹脂進(jìn)行熱混勻處理，然后，通過熱壓機(jī)，在非磁場中，對壓力成形，由此，形成厚度為0.5mm的薄片磁體。在這里，通過調(diào)節(jié)聚酰亞胺樹脂的樹脂量，制作比電阻分別為0.05、0.1、0.2、0.5、1.0Ω·cm的薄片磁體。此后，與實(shí)施例9相同，按照與圖1(a)和(b)的E型鐵氧體磁芯45中的中間磁腿相同的截面形狀，對薄片磁體進(jìn)行加工。然后，在采用MnZn系鐵氧體材料制作的，磁路長度為7.5cm，有效截面面積為0.74cm2的EE磁芯45的中間磁腿的磁性間距中，以插入方式設(shè)置上述已制作的薄片磁體43，通過電磁體，沿磁路方向?qū)ζ溥M(jìn)行磁化處理，接著，卷繞線圈47，在室溫下，通過巖崎通信機(jī)生產(chǎn)的SY-8232交流BH追蹤器(tracer)，測定交流磁場頻率為20kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。在這里，測定所采用的鐵氧體芯體是相同的，僅僅將磁體更換為比電阻不同的芯體，測定鐵損值的結(jié)果列于表12中。
表12 實(shí)施例13的鐵損值的測定結(jié)果

根據(jù)表12知道，比電阻大于0.1Ω·cm的磁芯呈現(xiàn)良好的鐵損特性。其原因在于由于提高薄片磁體的比電阻，可抑制渦電流損失。
(實(shí)施例14)通過分別按照表13中給出的組分，以下述的方法，對各種磁體粉末和各種樹脂進(jìn)行混勻，成形，加工，制作厚度為0.5mm的試樣。在這里，Sm2Co17系粉末與鐵氧體粉末為燒結(jié)體的粉碎粉末，Sm2Fe17N粉末為對通過還元擴(kuò)散法制作的Sm2Fe17N粉末進(jìn)行氮化處理而形成的粉末，各粉末的平均粒徑約為5μm。對芳香族系聚酰胺樹脂(6T尼龍)與聚丙烯樹脂，通過拉勃塑性磨，在Ar中，溫度為300℃(聚酰胺)，在250℃(聚丙烯)的條件下，進(jìn)行熱混勻處理，然后，通過熱壓機(jī)，進(jìn)行成形，制作試樣。在可溶性聚酰亞胺樹脂中，添加作為溶劑的γ-聚內(nèi)酯，通過離心脫泡機(jī)，攪拌5分鐘，制作膏狀體，然后刮刀片法來完成，但是按照厚度為500μm的方式，制作生片，對其進(jìn)行干燥，然后，通過熱壓方式，制作試樣。在燒杯中對環(huán)氧樹脂進(jìn)行攪拌混合，然后通過金屬模對其進(jìn)行成形，通過適合的條件，制作試樣。這些試樣的比電阻均大于0.1Ω·cm。
按照下面將要描述的鐵氧體芯體的中芯截面形狀，切斷該薄片磁體。芯體為通過一般的MnZn系鐵氧體材料制作的，磁路長度5.9cm，有效截面面積為0.74cm的EE芯體，在中芯中，加工形成0.5mm的間隙。將上述已制作的薄片磁體插入該間隙部，象圖1(a)和圖1(b)所示的那樣設(shè)置(標(biāo)號43表示薄片磁體，標(biāo)號45表示鐵氧體芯體，標(biāo)號47表示線圈部)。
接著，沿磁路方向，通過脈沖磁化機(jī)，進(jìn)行磁化處理，然后通過惠普(HewletPackerd)生產(chǎn)的4284A LCR儀表，測定直流疊加特性中的，交流磁場頻率為100kHz，直流疊加磁場為350Oe條件下的有效透磁率。
然后，通過在270℃的軟熔爐中，保持這些芯體達(dá)30分鐘，接著，再次在相同的條件下，測定直流疊加特性。
作為比較實(shí)例，對在間隙中未插入磁體的磁芯，以同樣方式進(jìn)行測定，在軟熔前后，其特性不變化，有效透磁率μm值為70。
這些結(jié)果列于表13中，另外，作為結(jié)果的1個(gè)實(shí)例，在圖7中給出試樣②和④與比較實(shí)例的直流疊加特性。此外，顯然，按照直流偏磁場的方向與在插入時(shí)磁化的磁體的磁化的方向相反的方式，外加疊加電流。
還有，在插入有聚丙烯樹脂的薄片磁體的芯體中，由于磁體顯著變形，故不能夠測定。
可知道，在插入有矯頑力僅僅為4kOe的Ba鐵氧體的薄片磁體的芯體中，在軟熔后，直流疊加特性顯著變差。另外知道，同樣對于插入有Sm2Fe17N的薄片磁體的芯體，在軟熔后，直流疊加特性顯著變差。與此相反，可知道，在矯頑力大于10kOe，對于居里點(diǎn)Tc高達(dá)770℃的Sm2Co17的薄片磁體的芯體，未確認(rèn)特性的變差，呈現(xiàn)非常穩(wěn)定的特性。
根據(jù)這些結(jié)果可推測到由于Ba鐵氧體薄片磁體的矯頑力較小，故由于外加于薄片磁體上的反向的磁場的作用，產(chǎn)生退磁、或磁化的反轉(zhuǎn)，直流疊加特性變差，另外推測到雖然SmFeN磁體的矯頑力較高，但是居里點(diǎn)Tc低到470℃，由此，產(chǎn)生熱退磁，由于與此相反的磁場造成的退磁的疊加效果，特性變差。于是知道，插入芯體中的薄片磁體呈現(xiàn)矯頑力大于10kOe，居里點(diǎn)Tc大于500℃的薄片磁體中的，優(yōu)良的直流疊加特性。
此外，雖然在本實(shí)施例未給出，但是已確認(rèn)即使為本實(shí)施例以外的組合方式，在按照權(quán)利要求請求范圍內(nèi)給出的樹脂制作的薄片磁體中，仍均獲得相同的效果。
表13

(實(shí)施例15)在加壓混合機(jī)中，將與實(shí)施例15完全相同的Sm2Co17的磁體粉末(iHc＝15kOe)與可溶性聚酰胺-酰亞胺樹脂(東洋紡バイロマツクス)混勻處理，然后，通過行星式混合器，對其稀釋混勻處理，在離心脫泡機(jī)中對經(jīng)上述稀釋混勻處理的料攪拌5分鐘，制作膏狀體。按照膏狀體在通過刮刀片法干燥后的厚度約為500μm的方式，制作生片，對其干燥，然后通過熱壓方式，按照0.5mm的厚度對其進(jìn)行加工，形成薄片磁體試樣。在這里，聚酰胺-酰亞胺樹脂的樹脂用量按照比電阻分別為0.06、0.1、0.2、0.5、1.0Ω·cm的方式，象表14那樣，進(jìn)行調(diào)整。按照與實(shí)施例8完全相同的磁芯的中芯截面形狀，切斷這些薄片磁體，形成測定試樣。
接著在與實(shí)施例15完全相同，具有0.5mm的間隙距離的EE磁芯中，插入上述已制作的薄片磁體，通過脈沖磁化機(jī)，對磁體進(jìn)行磁化處理。對于這些芯體，在室溫下，通過巖崎通信機(jī)生產(chǎn)的SY-8232交流BH追蹤器(tracer)，測定交流磁場頻率為300kHz，磁通密度為0.1T條件下的鐵損特性。在這里，用于測定的鐵氧體芯體是相同的，僅僅更換比電阻不同的磁體，將其插入，再次通過脈沖磁化機(jī)，對其進(jìn)行磁化處理，然后，測定鐵損特性。
其結(jié)果列于表14中。作為比較實(shí)例，帶有全部相同的EE芯體中的，在相同測定條件下的鐵損特性為520(kW/m3)。
根據(jù)表14知道，在比電阻大于0.1Ω·cm的磁芯中，呈現(xiàn)良好的鐵損特性。經(jīng)推測其原因在于如果提高薄片磁體的比電阻，則可抑制渦電流損失。
表14

如上面所述，按照本發(fā)明的實(shí)施例，獲得厚度小于500μm的薄片磁體，通過將該薄片磁體用作偏磁磁體，可提供下述小型的磁芯，其中高頻的磁芯的直流疊加特性提高，并且即使在軟熔溫度的情況下，特性仍不變差，另外可采用該磁芯，提供電感部件，該電感部件在軟熔的情況下，沒有特性變差的危險(xiǎn)，可進(jìn)行表面裝配。
(實(shí)施例16)采用Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7的組分的燒結(jié)磁體(iHc＝15kOe)，改變粉碎時(shí)間，制備平均粒徑不同的粉末，接著通過粒徑不同的種類，調(diào)整最大粒徑。
干燥后的體積比為Sm2CO17磁體粉末60vol％與聚酰亞胺樹脂40vol％，在Sm2CO17磁體粉末與新日本理化制聚酰亞胺樹脂中，添加作為溶劑的γ-丁內(nèi)酯，通過離心脫泡機(jī)，攪拌5分鐘，制作膏狀體。溶劑的配合比為Sm2Co17磁體粉末與新日本理化制聚酰亞胺樹脂為70重量份，而γ-丁內(nèi)酯為10重量份。通過所制作的膏狀體，通過刮刀片法，制作厚度為500μm的生片，對其進(jìn)行干燥。按照鐵氧體芯體的中芯形狀，將其切斷，然后，采用脈沖磁化裝置，按照磁通密度為4T的方式，進(jìn)行磁化處理，制作薄片磁體。通過TOEITDF-5數(shù)字式磁通量表(Digital Fluxmeter)，測定這些薄片磁體的磁通量的結(jié)果列于表15中。另外，與實(shí)施例15相同，對鐵氧體芯體，重新測定直流疊加特性，接著測定偏磁量。偏磁量通過透磁率和疊加磁場的值的乘積計(jì)算。
表15

平均粒徑為2.1μm的試樣①的磁通量降低，偏磁量較小。人們認(rèn)為其原因在于在制作步驟中，磁體粉末發(fā)生氧化。比外人們認(rèn)為，在平均粒徑較大的試樣④中，由于粉末填充率較低，故磁通量較低，還有，由于磁體的表面粗糙度較大，與磁芯的緊密接觸性變差，由于磁導(dǎo)系數(shù)降低，故偏磁量降低。再有，由于即使在粒徑較小的試樣情況下，壓力不充分，表面粗糙度較大的試樣⑤的粉末填充率仍較低，故磁通量下降，偏磁量較小。另外人們認(rèn)為，由于混合有粗大顆粒的試樣⑥的表面粗糙度較高，故偏磁量降低。
根據(jù)這些結(jié)果知道，當(dāng)插入磁性粉末的平均粒徑大于25μm，并且最大粒徑為50μm，中心線平均粗細(xì)度小于10μm的薄片磁體時(shí)，呈現(xiàn)優(yōu)良的直流疊加特性。
(實(shí)施例17)Sm2CO17系采用下述第1磁體粉末和第2磁體粉末，該第1磁體粉末這樣形成，對Zn量為0.01at％，組分為Sm(Co0.78Fe0.11Cu0.10Zr0.01)8.2中的，一般稱為第2代Sm2CO17磁體的組分的坯料進(jìn)行粗碎加工，然后對其熱處理，該第2磁體粉末這樣形成，對Zn量為0.029at％，組分為Sm(Co0.0742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)8.2中的，一般稱為第3代Sm2CO17磁體的組分的坯料進(jìn)行粗碎加工，然后對其熱處理。上述第2代Sm2CO17磁體粉末在800℃的溫度下，進(jìn)行1.5Hr的時(shí)效熱處理，第3代Sm2CO17磁體粉末在800℃的溫度下，進(jìn)行10Hr的時(shí)效熱處理。由此通過VSM測定的磁體粉末的矯頑力，對于第2代，為8kOe，對于第3代，為20kOe。在有機(jī)溶劑中，通過球磨機(jī)，按照5.2μm的平均粒徑，對經(jīng)粗碎加工的這些粉末進(jìn)行細(xì)碎加工，另外，使其通過網(wǎng)眼尺寸為45μm的篩，獲得磁體粉末。接著，在這些制作的磁體粉末中，分別混合35vol％的，作為粘接劑的環(huán)氧樹脂，與實(shí)施例15相同，通過金屬模，模制EE芯體的中芯形狀和厚度為0.5mm的粘合磁體。在這里，單獨(dú)制作磁體特定尺寸為φ10×t10的試樣，通過直流BH跟蹤器(tracer)測定。
矯頑力基本上與經(jīng)粗碎處理的粉末相同的值。接著，在將這些磁體插入與實(shí)施例15完全相同的EE芯體后，然后，進(jìn)行脈沖磁化，卷繞線圈，之后，通過LCR儀，測定400e直流疊加時(shí)的100KHz的有效透磁率。接著，在作為軟熔爐的條件的270℃的恒溫槽中，保持這些芯體1個(gè)小時(shí)后，與上述情況相同，測定直流疊加特性。其結(jié)果也列于表16中。
表16

根據(jù)表16，在矯頑力較高的第3代Sm2Co17磁體粉末的場合，也在軟熔后，獲得良好的直流疊加特性。另外，按照Sm與遷移金屬的比，具有矯頑力的峰值，但是知道，經(jīng)確認(rèn)該適合的配合比隨合金中含有的氧量而變化，上述燒結(jié)體在7.0～8.0的范圍內(nèi)變化，坯料在8.0～8.5的范圍內(nèi)變化。根據(jù)上述情況知道，即使在組分為第3代的Sm(CobalFe0.15～0.25Cu0.05～0.06Zr0.02～0.03)7.0～8.5，在軟熔的條件下，直流疊加特性良好。
(實(shí)施例18)采用下述磁體粉末，其通過實(shí)施例16的試樣③制作，組分為Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7，粒徑平均為5μm，最大粒徑為45μm。按照與實(shí)施例2的試樣完全相同的方法，制作薄片磁體，其中在該磁體粉末的表面，涂敷無機(jī)玻璃(ZnO-B2O3-PbO，軟化點(diǎn)為400℃)，接著再次涂敷無機(jī)玻璃(ZnO-B2O3-PbO)，按照與實(shí)施例16完全相同的方式，測定插入有該薄片磁體的Mn·Zn系鐵氧體芯體的直流疊加特性，然后，計(jì)算偏磁量，按照與實(shí)施例2完全相同的方法，測定鐵損特性，進(jìn)行比較，其結(jié)果列于表17中。
在這里，在對磁體粉末進(jìn)行混合后，在Ar氣氛下對其進(jìn)行熱處理2個(gè)小時(shí)。ZnO-B2O3-PbO按照除了熱處理溫度大于450℃以外，以完全相同的方法進(jìn)行熱處理。為了形成復(fù)合層，首先將Zn與磁體粉末混合，在500℃的溫度下，對其進(jìn)行熱處理，在這里，一旦從爐中取出，則將該粉末與ZnO-B2O3-PbO粉末混合，然后，在450℃的溫度下進(jìn)行熱處理。在這些粉末中，混合相當(dāng)于總體積的45vol％的量的粘接劑(環(huán)氧樹脂)，然后，在非磁場中，通過金屬模進(jìn)行成形。在成形體中，鐵氧體芯體的中芯截面形狀與實(shí)施例15完全相同，其高度為0.5mm，將其插入芯體，在磁通密度為10T的脈沖磁場下對其進(jìn)行磁化，按照與實(shí)施例14相同的方法，測定直流疊加特性，按照與實(shí)施例15相同的方法，測定鐵損特性。接著，在270℃的恒溫槽中，保持這些芯體30分鐘，然后，同樣測定直流疊加特性，鐵損特性。作為比較實(shí)例，對于未覆蓋的粉末，按照完全相同的方法制作成形體，測定特性的結(jié)果也列于表17中。
根據(jù)該表知道，未覆蓋的粉末因熱處理，直流疊加特性，鐵損特性變差，但是覆蓋有Zn、無機(jī)玻璃，以及其復(fù)合體的粉末與未覆蓋的粉末相比較，熱處理的退差率非常小。可推斷，其原因在于通過覆蓋處理，磁體粉末的氧化受到抑制。
另外知道，對于混合大于10vol％的量的覆蓋材料的粉末，有效透磁率降低，磁體的偏磁場的強(qiáng)度與其它的粉末相比較，非常小。人們認(rèn)為其原因在于由于覆蓋材料的量增加，磁體粉末的比例減小，或磁體粉末與覆蓋材料發(fā)生反應(yīng)，磁化的強(qiáng)度減小。因此知道，如果覆蓋量在0.1～10wt％的范圍內(nèi)，則呈現(xiàn)非常優(yōu)良的特性。
表17

(實(shí)施例19)采用實(shí)施例16的試樣③的Sm2Co17磁體粉末，將其與作為粘接劑的50vol％環(huán)氧樹脂混合，然后，在磁通密度為2T的磁場中，沿中足上下方向采用金屬模成形，制作各向異性的磁體。另外，作為比較實(shí)例，在非磁場中，通過金屬模成形的磁體也以相同的方式制作。接著，與實(shí)施例15相同，將這些各粘合磁體，插入MnZn系鐵氧體件中，進(jìn)行脈沖磁化處理，纏繞線圈，通過LCR儀表，測定直流疊加特性，根據(jù)芯體常數(shù)與線圈數(shù)量，計(jì)算透磁率。其結(jié)果列于表18中。
另外，將測定結(jié)束的試樣保持在作為軟熔的條件的270℃的恒溫槽中1m，將其冷卻到常溫，與上述相同，通過LCR儀表，測定直流疊加特性。其結(jié)果也列于表18中。
根據(jù)表18知道，在軟熔前后，均獲得比無磁場磁體好的結(jié)果。
表18

(實(shí)施例20)采用實(shí)施例16的試樣③的Sm2Co17磁體粉末，將其與作為粘接劑的50vol％環(huán)氧樹脂混合，然后，在非磁場中，采用金屬模成形，制作厚度為0.5mm的磁體，到此的步驟與實(shí)施例19完全相同。接著，與實(shí)施例15相同，將其插入MnZn系鐵氧體件中，對其進(jìn)行磁化處理。此時(shí)的磁場的磁通密度為1T、2T、25T，3T，5T，10T，對其進(jìn)行磁化。對于磁通密度為1T、2T，25T的場合，通過電磁體進(jìn)行磁化處理，對于磁通密度為3T，5T，10T的場合，通過脈沖磁場進(jìn)行磁化。然后，通過LCR儀表，測定直流疊加特性，根據(jù)芯體常數(shù)與線圈數(shù)量，計(jì)算透磁率。根據(jù)其結(jié)果，按照實(shí)施例16中計(jì)算的方法，計(jì)算偏磁量，其結(jié)果列于表3中。
根據(jù)圖3知道，如果磁通密度不大于25T，則未獲得良好的疊加特性。
(實(shí)施例21)參照圖17和圖18，所采用的芯體65形成下述EE型磁芯，其由MnZn系鐵氧體材料形成，磁路長度為2.46，有效截面面積為0.394cm2。如圖18所示，在E型芯體65中，裝配模制線圈(通過樹脂密封的線圈(線圈匝數(shù)為4匝)67，然后，按照與E型芯體65的中腿截面面積相同的形狀進(jìn)行加工的，厚度為0.16mm的薄片磁體69設(shè)置于芯體間隙部，通過另一側(cè)的芯體65夾持，用作電感部件。
按照薄型磁體69的磁化方向與模制線圈所產(chǎn)生的磁場相反的方式進(jìn)行磁化。
測定采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，以及作為比較的，不采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，其結(jié)果由圖19的73(前者)與71(后者)表示。
另外，在通過軟熔爐(加熱溫度270℃)后，與上述情況相同，測定直流疊加電感特性，經(jīng)確認(rèn)其結(jié)果是與軟熔前的結(jié)果相同的。
(實(shí)施例22)參照圖20和圖21，與實(shí)施例21相同，所采用的芯體形成下述磁芯，其由MnZn系鐵氧體材料形成，磁路長度為2.46cm，有效截面面積為0.394cm2，但是其形成EI磁芯，用作電感部件。裝配步驟也與實(shí)施例21相同，但是一側(cè)的鐵氧體芯體77的形狀為I型。
采用薄型磁體的直流疊加電感特性，以及通過軟熔爐后的直流疊加電感特性相對實(shí)施例21，沒有變化。
(實(shí)施例23)參照圖22和圖23，用于采用本發(fā)明的實(shí)施例23的薄片磁體的電感部件的芯體87形成UU型磁芯，其由MnZn系鐵氧體材料形成，磁路長度為0.02cm，有效截面面積為5×10-6cm2。如圖23所示，在將線圈91纏繞于線圈骨架89上，裝配一對U型芯體87時(shí)，將按照U型芯體87的截面面積(接合部)相同形狀加工的，厚度為0.2mm的薄片磁體93，設(shè)置于芯體間隙部。由此，用作透磁率為4×10-3H/m的電感部件。
按照薄型磁體93的磁化方向與線圈形成的磁場相反的方式進(jìn)行磁化。
測定采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，以及作為比較的，不采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，其結(jié)果由圖24的97(前者)與95(后者)表示。
上述直流疊加電感特性的結(jié)果等價(jià)于呈現(xiàn)一般形成磁芯的芯體的使用磁通密度(ΔB)的擴(kuò)大的情況(按照圖25A，25B進(jìn)行補(bǔ)償，圖25A中的標(biāo)號99表示相對已有的電感部件的芯體的使用區(qū)域，圖25B中的標(biāo)號101表示適合采用本發(fā)明的薄片磁體的電感部件的芯體的使用區(qū)域。在這些附圖中，上述直流疊加特性的結(jié)果99，99，97與100分別相對應(yīng))。電感部件的一般的邏輯式通過下述公式(1)表示。
B＝(E·ton)/(N·Ae) …(1)E電感部件外加電壓 ton電壓外加時(shí)間N電感線卷的圈數(shù) Ae形成磁芯的芯體的有效截面面積根據(jù)上述公式(1)知道，上述使用磁通密度(ΔB)的擴(kuò)大效果與圈數(shù)N和磁芯的有效截面面積Ae的倒數(shù)成比例，前者使電感部件的圈數(shù)減小，由此獲得銅損失減小的效果，并且使電感部件的整體尺寸減小，后者有助于形成磁芯的芯體的整體尺寸的減小，在上述圈數(shù)減小造成的整體尺寸的降低的同時(shí)，大大有助于電感部件的整體尺寸的減小。在變壓器中，由于可減小初級和次級線圈圈數(shù)，故其效果極高。
另外，與輸出電力有關(guān)公式由公式(2)表示，根據(jù)該公式知道，使用磁通密度(ΔB)擴(kuò)大效果還有助于輸出電力擴(kuò)大的效果。
Po＝k·(ΔB)2·f…(2)Po表示電感線圈輸出電功率(電力) k表示比例常數(shù) f表示驅(qū)動(dòng)頻率此外，與電感部件的可靠有關(guān)，在通過軟熔爐(加熱溫度為270℃)后，與上述場合相同，測定直流疊加電感特性，經(jīng)確認(rèn)其結(jié)果與軟熔前的結(jié)果相同。
(實(shí)施例24)參照圖26和圖27，在適合采用本發(fā)明的實(shí)施例24的薄片磁體的電感部件中，所采用的芯體與實(shí)施例23相同，由MnZn系鐵氧體材料制成，形成下述磁芯，其中磁路長度為0.02m，有效截面面積為5×10-6m2，或形成UI型磁芯，用作電感部件。象圖27所示的那樣，在線圈骨架71上纏繞線圈109，將I型芯體裝配于線圈骨架上后，將按照與U型芯體105的截面面積(接合部)相同形狀加工的，厚度為0.1mm的薄片磁體113，逐個(gè)(在兩翼具有2個(gè))地裝配于纏繞有線圈的線圈骨架的兩翼部(I型芯體107從線圈骨架露出的部分)上，裝配成U型芯體105。
適合采用薄型磁體的直流疊加電感特性，以及軟熔爐投入后的直流疊加電感特性相對實(shí)施例23，沒有變化。
(實(shí)施例25)參照圖28和圖29，在適合采用本發(fā)明的實(shí)施例25的薄片磁體的電感部件中，所采用的4個(gè)I型芯體117由硅鋼制成，形成下述口字型磁芯，其中磁路長度為0.2m，有效截面面積為1×10-4m2。象圖28所示的那樣，在具有絕緣紙121的2個(gè)線圈119中，分別插入1個(gè)I型芯體117，按照形成口字型的磁路的方式，將另2個(gè)I型芯體117組合。在該接合部，設(shè)置本發(fā)明的薄片磁體123，形成透磁率為2×10-2H/m的口字型的磁路，用作電感部件。
按照薄型磁體123的磁化方向與線圈產(chǎn)生的磁場相反的方式進(jìn)行磁化。
測定適合采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，與作為比較的，不適合采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，其結(jié)果列于圖30的127(前者)和125(后者)中。
上述直流疊加電感特性的結(jié)果等價(jià)于呈現(xiàn)一般形成磁芯的芯體的使用磁通密度(ΔB)的擴(kuò)大的情況(按照圖31A，31B進(jìn)行補(bǔ)償，圖31A中的標(biāo)號129表示相對已有的電感部件的芯體的使用區(qū)域，圖31B中的標(biāo)號131表示適合采用本發(fā)明的薄片磁體的電感部件的芯體的使用區(qū)域。在這些附圖中，上述直流疊加特性的結(jié)果125與129，127與131分別相對應(yīng))，電感部件的一般的邏輯式通過下述公式(1)表示。
ΔB＝(E·ton)/(N·Ae)…(1)E電感部件外加電壓 ton電壓外加時(shí)間N電感線卷的圈數(shù) Ae形成磁芯的芯體的有效截面面積根據(jù)上述公式(1)知道，上述使用磁通密度(ΔB)的擴(kuò)大效果與圈數(shù)N和磁芯的有效截面面積Ae的倒數(shù)成比例，前者使電感部件的圈數(shù)減小，由此獲得銅損失減小的效果，并且使電感部件的整體尺寸減小，后者有助于形成磁芯的芯體的整體尺寸的減小，在上述圈數(shù)減小造成的整體尺寸的降低的同時(shí)，大大有助于電感部件的整體尺寸的減小。在變壓器中，由于可減小初級和次級線圈圈數(shù)，故其效果極高。
另外，與輸出電力有關(guān)公式由公式(2)表示，但是根據(jù)該公式知道，使用磁通密度(ΔB)擴(kuò)大效果還有助于電力擴(kuò)大的效果。
Po＝k·(ΔB)2·f…(2)Po表示電感線圈輸出電力 k表示比例常數(shù) f表示驅(qū)動(dòng)頻率此外，與電感部件的可靠有關(guān)，在通過軟熔爐(加熱溫度為270℃)后，與上述場合相同，測定直流疊加電感特性，經(jīng)確認(rèn)其結(jié)果與軟熔前的結(jié)果相同。
(實(shí)施例26)
參照圖32和圖33，本發(fā)明的實(shí)施例26的電感部件由具有凹狀的凹部的口字型芯體135和I型芯體132，卷繞有線圈139的線圈骨架141和薄片磁體143形成。象圖33所示的那樣，薄片磁體145設(shè)置于口字型的芯體135的凹狀部，即口字型芯體135與I型芯體137的接合部。
在這里使用的口字型芯體135和I型芯體137形成日字型磁芯，其由MnZn系鐵氧體材料，磁路長度為6.0cm，有效截面面積為0.1cm2。
另外，薄片磁體143的厚度為0.25cm，截面面積為0.1cm2，按照與線圈產(chǎn)生的磁場相反的方向?qū)ζ溥M(jìn)行磁化。
線圈139纏繞有18匝，測定該電感部件的直流疊加電感特性，以及作為比較的，不適合采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，其結(jié)果列于圖34的147(前者)和145(后者)中。
此外，在通過軟熔爐(加熱溫度為270℃)后，與上述場合相同，測定直流疊加電感特性，經(jīng)確認(rèn)其結(jié)果與軟熔前的結(jié)果相同。
(實(shí)施例27)參照圖35和圖36，適合采用本發(fā)明的實(shí)施例27的薄片磁體的電感部件按照下述方式形成，該方式為在凸?fàn)钚倔w153上纏繞線圈157，在凸?fàn)钚倔w153的凸部頂面上，設(shè)置其形狀與該凸部頂面相同(0.07mm)，厚度為120μm的薄片磁體159，覆蓋圓筒狀的罩狀(cap)芯體155。
在這里使用的凸?fàn)钚倔w153和圓筒狀的罩狀(cap)芯體155為NiZn系鐵氧體材料，形成磁路長度為1.85cm，有效面積面積為0.07cm2的磁芯。
還有，按照與線圈產(chǎn)生的磁場相反的方向，對薄片磁體159磁化處理。線圈157中纏繞有15匝，測定該電感部件的直流疊加電感特性，以及作為比較的，不適合采用薄型磁體的場合的直流疊加電感特性，其結(jié)果列于圖37的165(前者)和163(后者)中。
再有，在通過軟熔爐(加熱溫度為270℃)后，與上述場合相同，測定直流疊加電感特性，經(jīng)確認(rèn)其結(jié)果與軟熔前的結(jié)果相同。
權(quán)利要求
1.一種磁芯，其特征在于在磁路的至少1個(gè)以上的部位上，具有間隙，將永久磁體插入上述間隙，在直流外加磁場為120Oe的條件下，20kHz的交流透磁率大于45，并且在20kHz，最大磁通密度為0.1T的條件下，鐵損特性小于100kW/m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁芯，其特征在于上述初始透磁率大于100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁芯，其特征在于其由Ni-Zn系鐵氧體或Mn-Zn鐵氧體形成，上述磁體為由稀土類磁體粉末和粘接劑形成的粘合磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁芯，其特征在于在上述粘合磁體中，上述稀土類磁體粉末的平均粒徑在0(不包含0)～10μm的范圍內(nèi)，按照重量比計(jì)上述粘接劑的量在5～30wt％的范圍內(nèi)，比電阻大于1Ω·cm，并且固有矯頑力大于5kOe。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體為在樹脂中分散有磁體粉末的粘合磁體，其比電阻大于0.1Ω·cm，該磁體粉末的固有矯頑力大于5kOe，居里點(diǎn)Tc大于300℃，粉末粒徑小于150μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁芯，其特征在于上述磁體粉末的平均粒徑在2.0～50μm的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于按照體積比計(jì)，上述樹脂含量大于10％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述磁體粉末為稀土類磁體粉末。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于成形壓縮率大于20％。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于在用于上述粘合磁體的上述稀土類磁體粉末中，添加有硅烷耦合材料，鈦耦合材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于在制作時(shí)，通過磁場定向，對上述粘合磁芯進(jìn)行各向異性處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述磁體粉末上涂敷有表面活性劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體的中心線平均直徑小于10μm。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體的比電阻大于1Ω·cm。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體通過金屬模成形來制造。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體通過熱壓制造。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體的整體厚度小于500μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體由樹脂和磁體粉末的混合涂料，通過刮刀片法、印刷法等的成膜法制造。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁芯，其特征在于上述永久磁體的表面光澤度大于25％。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述樹脂為從聚丙烯樹脂、6尼龍樹脂、12尼龍樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂中選擇出的至少一種。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于在上述永久磁體的表面上，涂敷耐熱溫度大于120℃的樹脂或耐熱涂料。
22.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述磁體粉末為從SmCo、NdFeB、SmFeN中選擇出的稀土類磁體粉末。
23.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁芯，其特征在于上述磁體粉末的固有矯頑力大于10kOe，居里點(diǎn)大于500℃，粉末平均粒徑在2.5～50μm的范圍內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的磁芯，其特征在于上述磁體粉末為Sm-Co磁體。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的磁芯，其特征在于上述SmCo稀土類磁體粉末為由Sm(CobalFe0.15～0.25Cu0.05～0.06Zr0.02～0.03)7.0～8.5表示的合金粉末。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的磁芯，其特征在于按照體積比計(jì)，上述樹脂含量大于30％。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的磁芯，其特征在于上述樹脂從聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚苯硫樹脂、硅酮樹脂、聚酯樹脂、芳香族系聚酰胺、液晶聚合物中選擇出的至少一種。
28.一種電感部件，其特征在于在權(quán)利要求1～27中的任何一項(xiàng)所述的磁芯上，纏繞至少1匝以上的線圈。
全文摘要
磁芯在磁路中的至少1個(gè)以上的部位,具有間隙,將永久磁體插入上述間隙,在直流外加磁場為120Oe的條件下,交流磁場頻率為20kHz的交流透磁率大于45,并且在交流磁場頻率為20kHz,最大磁通密度為0.1T的條件下,鐵損特性小于100kW/m
文檔編號H01F3/10GK1363939SQ01145688
公開日2002年8月14日 申請日期2001年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月25日
發(fā)明者藤原照彥, 石井政義, 保志晴輝, 磯谷桂太, 伊藤透, 安保多美 申請人:株式會社東金