[发明专利]软磁性部件、电抗器、磁粉芯用粉末和制造磁粉芯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有优越磁特性的软磁性部件、使用该软磁性部件的电抗器、磁粉芯用粉末和制造磁粉芯的方法。

背景技术

在混合动力车辆、电动车辆、太阳能发电装置等中，使用电抗器，并且该电抗器采用其中线圈缠绕在作为软磁性部件的环形磁芯周围的结构。在电抗器的使用期间，宽范围的电流流过线圈。因此，至少40kA/m的磁场被施加到磁芯。在这种情形下，有必要稳定地确保电抗器的电感。

考虑到上述各点，例如这样的电抗器9被公开：其中，如图9A所示，环形磁芯91被分成磁芯部分92A、92B，在分开的磁芯部分92A、92B之间设置有间隙93，并且线圈95A、95B缠绕在包括该间隙93的磁芯91周围(例如，参见日本专利申请公开No.2009-296015(JP 2009-296015A))。

根据电抗器9，在分开的磁芯部分92A、92B之间设置有间隙93；结果，即使当宽范围的电流流过电抗器9的线圈95，也可以在该宽范围的电流中稳定地确保电感。

然而，软磁性部件被用于扼流线圈、电感器等中。作为这种软磁性部件，这样的磁粉芯被公开：其中，当初始磁导率由μ₀表示且在24kA/m的施加磁场中磁导率由μ表示时，在μ₀与μ之间满足μ/μ₀≥0.5的关系(例如，参见日本专利申请公开No.2002-141213(JP 2002-141213 A))。根据该磁粉芯，即使高磁场被施加到磁粉芯，也可以抑制磁粉芯的磁导率的降低。

然而，例如，在JP 2009-296015 A中公开的技术中，在分开的磁芯部分之间形成有间隙。因此，如图9B所示，在分开的磁芯部分92A、92B之间形成的间隙93中泄露磁通T。特别地，在高电流所流过的混合动力车辆的电抗器中，约40kA/m的高磁场被施加到磁芯。因此，为了维持在施加磁场处的电抗器(即，磁芯)的电感，有必要进一步增加上述间隙。结果，磁通T从间隙的泄露增加，并且该泄露的磁通与线圈相交，这在磁芯中引起涡流损失。

使用电抗器的上述问题是一个例子。在其中处于从低磁场到高磁场(40kA/m)的范围的磁场被施加到软磁性部件的设备或装置中，难以维持电感，通常要采取结构上的措施。

即使使用具有在JP 2002-141213 A中公开的特性的软磁性部件，如从下面描述的本发明人的实验可以清楚地看出，也没有考虑约40kA/m的高磁场的施加。因此，即使使用这种材料，在高磁场(约40kA/m)中也呈现显著的电感降低。

发明内容

本发明提供软磁性部件、电抗器、磁粉芯用粉末和制造磁粉芯的方法，其中即使施加磁场很高(约40kA/m)，也可以抑制电感的降低。

作为充分研究的结果，本发明人认为，为了抑制高磁场中的电感降低，重要的是，即使在高磁场中也确保预定量的磁通密度并且将微分相对磁导率调整为高。因此，本发明人关注于特定低磁场中的微分相对磁导率与特定高磁场中的微分相对磁导率的比率。

根据本发明的第一方面，提供一种软磁性部件，其中，当在100A/m的施加磁场中微分相对磁导率由第一微分相对磁导率μ’L表示时，并且当在40kA/m的施加磁场中微分相对磁导率由第二微分相对磁导率μ’H表示时，所述第一微分相对磁导率μ’L与所述第二微分相对磁导率μ’H的比率满足μ’L/μ’H≤10的关系，并且在60kA/m的施加磁场中磁通密度为1.15T以上。

在根据本发明的该方面的软磁性部件中，第一微分相对磁导率μ’L与第二微分相对磁导率μ’H的比率满足μ’L/μ’H≤10的关系。结果，即使在高磁场中，也可以确保软磁性部件的B-H曲线的斜率(gradient)为大的，并且可以维持软磁性部件在40kA/m的施加磁场中的电感。

这里，当μ’L/μ’H>10时，低磁场与高磁场之间的微分相对磁导率的差增加。结果，当磁场被施加为高磁场区域，则电感的降低增大。例如，当磁芯在电抗器中被分成数个部分时，有必要增加分开的部分之间的间隙以维持电抗器的电感。结果，磁通从该间隙的泄露增加，并且该泄露的磁通与线圈相交，这在磁芯中引起涡流损失。优选μ’L/μ’H为低的，并且其下限为1。当μ’L/μ’H<1时，难以制造软磁性部件。