[发明专利]压粉磁芯、压粉磁芯的制造方法及使用它的电动机

说明书

技术领域

本发明涉及通过压缩成形含铁元素的磁粉而制造的压粉磁芯，特别是涉及用于回转电机、反应器等的电机部件的压粉磁芯。 

背景技术

近年来，从环保问题的观点出发，电机动车受到重视。作为这种电机动车的动力源，具备回转电机(电动机)，另外，在逆变器电路输出中具备平滑变压器(反应器)，并追求这些部件的效率提高。为此，作为用于回转电机和平滑变压器的磁芯，要求实现高比电阻和高磁通密度。 

作为用于使磁芯高电阻化的技术，可以列举以下专利文献1-3。 

在下述专利文献1和2中，记载有通过用氟化物绝缘膜在铁粉表面进行镀敷从而使压粉磁芯高电阻化。另外，在下述专利文献3中，记载有使镁在铁粉表面形成并进行热处理形成MgO膜，由此实现高电阻化。 

专利文献1：特开2006-41203号公报 

专利文献2：特开2006-283042号公报 

专利文献3：特开2006-97124号公报 

用于回转电机和平滑变换器的磁芯，必须是低铁损并且高磁通密度，并要求它们的磁特性即使在从低频到高频的区域中也不降低。 

铁损包括和磁芯的比电阻有很大关系的涡电流损和从铁粉的制造过程以及其后的工艺过程中产生的铁粉内的应变受到影响的磁滞损。而且，铁损(W)如下述公式1那样，可以由涡电流损(We)和磁滞损耗(Wh)的和表示。在公式1中，f是频率，Bm是励磁磁通密度，ρ是比电阻，t是材料的厚度、k₁和k₂是系数。 

W＝We+Wh＝(k₁Bm²t²/ρ)f²+k₂Bm^1.6f    (公式1) 

从公式1可知，因为涡电流损(We)和频率f的二次方呈比例变大， 所以，特别是为了不使高频的磁特性降低，必须抑制其涡电流损。为了抑制压粉磁芯的涡电流的产生，必须使用如下的压粉磁芯：使所用的磁粉的尺寸最佳化，并且，在磁粉一个一个的表面形成绝缘膜，使用该磁粉进行压缩成形。 

在这样的压粉磁芯中，在绝缘不充分时，比电阻ρ会降低，涡电流损(We)变大。另一方面，如果为了提高绝缘而加厚绝缘被膜，则磁芯中的软磁性粉所占的体积的比例降低，磁通密度B降低。另外，为了提高磁通密度，在高压下进行软磁性粉的压缩成形，增加软磁性粉的密度，如此则无法回避成形时软磁性粉的应变，磁滞损(Wh)变大，因此其结果是难以抑制铁损。特别是在低频区域中涡电流损(We)小，因此铁损(W)中的磁滞损(Wh)的影响变大。 

作为磁滞损失的原因的成形体矫顽磁力可以通过对成形体进行高温热处理(去除应变热处理)而降低，其结果可以减少磁滞损。但是，因为没有能够承受这样高温热处理的绝缘膜，所以为了不使涡电流损发生，热处理温受到限制，其结果不能实现低损耗的磁芯。 

在上述引用文献1、2中，由于在氟化物绝缘层的材料单体中即使在高温下也具有高电阻，所以认为优选作为压粉用绝缘膜。但为了适用于各种电动机磁轭，需要20μΩ·m以上的比电阻。为了降低磁滞损，压粉磁芯电动机磁轭需要进行压缩成形后600℃的去除应变热处理。使用具有代表性的作为氟化物的NdF₃，对适用于水雾化粉进行了研究，但即使增加NdF₃厚度，抵抗值也不充分。 

在上述引用文献3的方法中，事先需要对铁粉进行氧化处理，花费时间，此外也难以将Mg粉末均匀地涂敷在铁粉表面，在实用性上有缺陷。此外，MgO膜的耐热性的界限是600℃。 

本发明明确涂敷的必要制造条件，并提供能够在高频下使用或适用于大型旋转机的磁芯用软性磁粉，其目的是实现与现有技术相比比电阻和磁通密度提高的压粉磁芯。 

发明内容

在当初的讨论中，使用专利文献2的涂层膜制作方法，对铁粉进行改 良调整铁粉形状，以NdF₃作为原料粉，进行压缩成形、热处理时，电阻值充分高，但导致B的低下，作为旋转机是不能充分运转的。 

因此，在NdF₃涂敷之后，马上在变形热处理温度进行预热处理，成形后进行去除应变热处理，由此电阻值自身增加，能够使NdF₃膜薄化。但是由这种方法得到的成形体B为1.7T左右，进一步要求高B化。