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MAGNETIC CORE MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF commons

Patent code P160013478
File No. N16014
Posted date Nov 4, 2016
Application number P2016-170452
Publication number P2018-037562A
Date of filing Sep 1, 2016
Date of publication of application Mar 8, 2018
Inventor
  • (In Japanese)曽根原 誠
  • (In Japanese)佐藤 敏郎
  • (In Japanese)村上 泰
  • (In Japanese)杉村 佳奈子
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title MAGNETIC CORE MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic core material having high permeability in several Mhz band and excellent magnetic properties for power conversion and capable of suppressing iron loss such as eddy current loss and being manufactured by a low-cost casting method, and to provide a suitable manufacturing method thereof.
SOLUTION: The magnetic core material is a magnetic core material formed by charging magnetic particles into resin which is a base material. The magnetic particles are amorphous particles including magnetic metal and surfaces of the magnetic particles are covered with oxide film constituted of glass phase. As the magnetic particles, ferrous amorphous particles whose main constituent is iron is suitably used.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、小型・高効率化が可能であることから、電力変換装置にSiC/GaNパワー半導体デバイスの利用が期待されている。これらのパワー半導体デバイスを用いれば、DC-DCコンバータのスイッチング周波数を数MHz~数十MHzに高周波化することができ、リアクトルやトランスの小型化を可能とし、電源の小型化を図ることができる。

現在、MHz帯のスイッチング用としてNi-Zn系のフェライトコアが用いられている。しかしながら、これらは通信用(磁束密度が低い領域)として用いられているもので、電力変換用(磁束密度が高い領域)としては鉄損が大きく使用することができない。
本発明者は、数MHz帯における電力変換用のコアとして、カルボニル鉄粉(CIP)/エポキシ樹脂からなる鉄系メタルコンポジット鉄心(CIP/Epoxy)を提案した(非特許文献1)。この鉄系メタルコンポジット鉄心は、磁性材としてカルボニル鉄粉を使用することにより、高周波領域での渦電流損失を低減させ、効率的な電力変換を可能にしたものである。しかしながら、CIPを用いる場合は、CIPが凝集しても導通しないように、CIPの表面を高抵抗膜により被覆する必要がある(非特許文献2)。本発明者は、表面を酸化させたカルボニル鉄粉を使用した鉄系メタルコンポジット鉄心を使用すると、高周波領域で渦電流損失が低減することを確かめている(非特許文献3)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、MHz帯域においてインバータやコンバータに用いられる低損失な磁心材料及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
母材である樹脂中に磁性粒子が充填されてなる磁心材料であって、
前記磁性粒子は、磁性金属を含むアモルファス粒子であり、該磁性粒子の表面がガラス相からなる酸化被膜により被覆されていることを特徴とする磁心材料。

【請求項2】
 
前記磁性粒子は、平均粒径が10μm以下のものからなることを特徴とする請求項1記載の磁心材料。

【請求項3】
 
前記磁性粒子は、粒径が異なる粒子が混在していることを特徴とする請求項1記載の磁心材料。

【請求項4】
 
前記磁性粒子は、鉄を主成分とする鉄系のアモルファス粒子であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の磁心材料。

【請求項5】
 
磁性粒子と樹脂の前駆体とから調製された混合スラリーを、磁心材料を成形する成形型にキャスティングし、
前記成形型内で前記混合スラリーを硬化させ、硬化後の成形品を前記成形型から離型して、母材である樹脂中に磁性粒子が充填された磁心材料を製造する方法であって、
前記磁性粒子は、磁性金属を含むアモルファス粒子であり、該磁性粒子の表面がガラス相からなる酸化被膜により被覆されたものであることを特徴とする磁心材料の製造方法。

【請求項6】
 
前記磁性粒子は、鉄を主成分とする鉄系のアモルファス粒子であることを特徴とする請求項5記載の磁心材料の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published
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