[发明专利]复合材料、电抗器用磁芯、电抗器、转换器和功率转换器装置

说明书

技术领域

本发明涉及适合用作构成电抗器等磁性部件的材料的复合材料，由该复合材料制成的电抗器用磁芯，包括该芯部的电抗器、包括该电抗器的转换器、以及包括该转换器的功率转换器装置。具体而言，本发明涉及一种具有高饱和磁通密度的低损耗复合材料。

背景技术

一种包括线圈和其中设置有该线圈的磁芯的磁性部件（例如，电抗器或发动机）被用于多个领域中。例如，专利文献1公开了这样一种电抗器，其用作安装于混合动力汽车等车辆上的转换器的电路部件。并且，专利文献1还披露了，将由纯铁粉等磁性物质粉末和含有该粉末的树脂（结合剂树脂）形成的复合材料作为构成所述电抗器中所包括的磁芯的材料。所述复合材料可以通过下述的方法制造，将由原材料磁性物质粉末和未固化的液体树脂混合所得到的混合物填充于具有所需形状的模具组件等中，然后固化该树脂。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2008-147403

发明内容

技术问题

当磁芯表现出高饱和磁通密度的同时，也需要该磁芯具有低损耗的特性，这里的损耗为铁芯损耗（磁滞损耗+涡流损耗）等。

在将复合材料用作构成磁芯的材料的情况下，例如，使用纯铁粉末作为原材料磁性物质粉末时，由于纯铁具有高饱和磁通密度，因 此能够提供具有高饱和磁通密度的复合材料。然而，由于纯铁的电阻小，因此使用这样的纯铁可能会导致复合材料的涡流损耗较大。使用由极细颗粒制成的粉末作为这种纯铁粉末时，由于其粒径小，因此能够减少涡流损耗，并因此能够获得低损耗的复合材料。然而，若纯铁粉末的粒径过小则难以处理。这样，造成了加工性降低，并且最终使得复合材料的制造性降低。

另一方面，专利文献1公开了这样一种复合材料，在该复合材料中，磁性物质粉末为铁合金粉末。由于铁合金的电阻比纯铁大，所以使用铁合金粉末能够减少涡流损耗，并能够获得低损耗的复合材料。然而，由于铁合金的饱和磁通密度小，因此使用铁合金可能会导致复合材料的饱和磁通密度低。在增加磁性物质粉末的同时减少复合材料中的树脂成分，由此提高复合材料中磁性成分的比例（含量），能够增加饱和磁通密度。然而，原材料磁性物质粉末的含量过大会增加混合物的粘度，因此流动性变差。因此，很难将混合物倒入模具组件中，导致制造性变差。具体而言，当为复杂形状时，混合物可能不会充分填入模具组件中，从而可造成形状精度降低。因此，考虑到抑制损耗和制造性，增加磁性物质粉末的含量是有局限性的。

因此，本发明的目的在于提供一种具有高饱和磁通密度的低损耗的复合材料。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种具有高饱和磁通密度的低损耗的电抗器用磁芯，并提供一种包括该磁芯的电抗器。

问题的解决方案

通过采用以多种材料制成的粉末而非由一种材料制成的粉末作为复合材料中的磁性物质粉末，从而使本发明达到了上述目的。

本发明的复合材料包含磁性物质粉末和树脂，该树脂含有分散于其中的该粉末。所述磁性物质粉末包含分别由相对磁导率不同的多种材料形成的粉末。

本发明的复合材料包含相对磁导率不同的磁性物质粉末，具体而言，包含相对磁导率高的磁性物质粉末和相对磁导率相对较低的磁性物质粉末。由于本发明的复合材料包含由不同材料形成的磁性物质 粉末，因此该复合材料能够具有这两种粉末的特性。即，该复合材料可同时含有具有高饱和磁通密度的磁性物质和低损耗的磁性物质。因此，与含有由单一材料制成的磁性物质粉末的情况相比，本发明的复合材料能够很好地兼具高饱和磁通密度和低损耗特性。此外，由于本发明的复合材料含有分别由多种不同材料制成的磁性物质粉末，因此不需要使用不易于操作的很细的磁性物质粉末，或者使用过多的磁性物质粉末。从而表现出了优异的制造性。另外，本发明的复合材料能够同时含有高饱和磁通密度的磁性物质和低相对磁导率的磁性物质。因此，几乎不会发生磁通量的饱和。

需要注意的是，当磁性物质的组成不同时，通常会发生相对磁导率的改变。因此，在本发明中，将相对磁导率用作表示任意磁性物质组成间区别的指标。

作为本发明的复合材料的一种模式，所述磁性物质粉末可含有纯铁粉末。

由于纯铁具有高饱和磁通密度，因此该模式能提供更高的饱和磁通密度。此外，由于含有由不同材料形成的磁性物质粉末，因此实现了低损耗的特性。

作为本发明的复合材料的一种模式，所述复合材料可含有铁合金粉末。