(57)【要約】【課題】比較的長期に亘って直流重畳特性の安定化、低騒音化を図ることが可能な直流リアクトル用ボンド磁石を提供する。【解決手段】超急冷法を用いて製粉された磁性粉２０ａと、磁性粉２０ａ間を結合する第１のバインダ２０ｂと、圧縮成形時に生じた気孔２２を埋める第２のバインダ２０ｃとを有するボンド磁石２０とする。第１のバインダ２０ｂは、熱硬化性樹脂であり、第２のバインダ２０ｃは、上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂であることが好ましい。【選択図】図１
2010245416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形を経て形成された直流リアクトル用ボンド磁石であって、
超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、
前記磁性粉間を結合する第１のバインダと、
前記圧縮成形時に生じた気孔を埋める第２のバインダと、
を有することを特徴とする直流リアクトル用ボンド磁石。
【請求項２】
前記第１のバインダは、熱硬化性樹脂であり、
前記第２のバインダは、前記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の直流リアクトル用ボンド磁石。
【請求項３】
前記磁性粉：８０〜９６質量％、
前記第１のバインダ：２〜１５質量％、
前記第２のバインダ：５質量％以下（但し、０を除く）を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の直流リアクトル用ボンド磁石。
【請求項４】
超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、第１のバインダと、第２のバインダとを含む原料粉末を準備する原料準備工程と、
前記原料粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を得る成形工程と、
前記圧縮成形体中の磁性粉間を第１のバインダにより結合して基本形状を形成した後、前記圧縮成形時に生じた気孔を第２のバインダで埋める気孔閉塞工程と、
を有することを特徴とする直流リアクトル用ボンド磁石の製造方法。
【請求項５】
前記第１のバインダは、熱硬化性樹脂であり、
前記第２のバインダは、前記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の直流リアクトル用ボンド磁石の製造方法。
【請求項６】
前記原料粉末において、
前記第１のバインダは、前記磁性粉の周囲に被覆されており、
前記第２のバインダは、粉状であることを特徴とする請求項４または５に記載の直流リアクトル用ボンド磁石の製造方法。
【請求項７】
超急冷法を用いて製粉されており、周囲に熱硬化性樹脂が被覆されている磁性粉と、
前記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂粉と、を含有することを特徴とするボンド磁石用原料粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流リアクトル用ボンド磁石およびその製造方法ならびにボンド磁石用原料粉末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ等における電圧変換回路では、インダクタンス部品として、直流リアクトルが使用されている。直流リアクトルは、軟質磁性材などからなる各種形状の磁心（コア）と、磁心に巻回された巻線部（コイル部）とを有している。直流リアクトルは、通常、直流がバイアスされた状態で、周期的に変化する電流が印加される。
【０００３】
この種の直流リアクトルは、比較的広い動作電流範囲でインダクタンスが一定であることが要求される。インダクタンスが変動すると、例えば、出力される直流電圧が変動してしまうなどの不具合が発生するためである。
【０００４】
そのため、従来、上記要求を満足させる目的で、直流リアクトルの磁心にギャップを形成することが行われている。磁心にギャップを形成することで、磁心の磁気抵抗が高くなって磁気飽和し難くなり、直流リアクトルの直流重畳特性が向上するためである。これまで上記ギャップ内には、ギャップ材としてガラスエポキシ等の絶縁材料が配置されてきたが、最近では、磁性粉をバインダにて結合したボンド磁石を配置する提案もなされるようになっている。
【０００５】
上記ボンド磁石の製造方法としては、例えば、圧縮成形法が広く知られている。圧縮成形法は、例えば、希土類磁石合金の焼結粉末からなる磁性粉と、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等のバインダとを混合し、この原料粉末を金型内に充填し、圧縮成形した後、バインダを加熱硬化させる方法であり、主に等方性のボンド磁石の製造に用いられている。
【０００６】
また、特許文献１には、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂にフェライト系磁性材料を加え、プレス等で予備成形した後、熱可塑性樹脂が溶融した状態で磁場を印加しながら熱硬化性樹脂を硬化させる磁気異方性のボンド磁石の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５０−５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術は、以下の点で改良の余地があった。すなわち、ボンド磁石を構成する磁性粉として焼結粉末を用いた場合、相対的に大きな保磁力を得ようとすれば、十分なバイアス磁界を発生させるのに必要な残留磁束密度を確保することが困難となり、直流重畳特性が低下する。
【０００９】
そこで、実用上必要な保磁力を有する焼結粉末を用いることが考えられるが、この場合には、十分なバイアス磁界を発生させることができず、直流リアクトルの使用時に騒音が増加してしまう。
【００１０】
本発明者によるこれまでの研究によれば、ボンド磁石を構成する磁性粉として、焼結粉末に代えて超急冷粉末を適用すると、直流リアクトルの直流重畳特性の向上に寄与できるとともに騒音低減効果があることが分かっている。
【００１１】
ところが、それでも１２０℃を越える熱環境下に長期間曝されると、ボンド磁石の磁力が低下し、直流リアクトルの長期に亘る直流重畳特性が低下しやすくなることが新たに判明した。さらに、ボンド磁石が著しく熱膨張して磁石形状が大きく変化すると、ボンド磁石と磁心との間に隙間が生じ、長期に亘って騒音低減効果を維持することが困難になることが新たに判明した。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、比較的長期に亘って直流重畳特性の安定化、低騒音化を図ることが可能な直流リアクトル用ボンド磁石を提供することにある。また、上記直流リアクトル用ボンド磁石を得ることが可能な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石は、圧縮成形を経て形成されたものであって、超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、上記磁性粉間を結合する第１のバインダと、上記圧縮成形時に生じた気孔を埋める第２のバインダとを有することを要旨とする。
【００１４】
ここで、上記第１のバインダは、熱硬化性樹脂であり、上記第２のバインダは、上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００１５】
また、上記直流リアクトル用ボンド磁石は、上記磁性粉：８０〜９６質量％、上記第１のバインダ：２〜１５質量％、上記第２のバインダ：５質量％以下（但し、０を除く）を含有していることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石の製造方法は、超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、第１のバインダと、第２のバインダとを含む原料粉末を準備する原料準備工程と、上記原料粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を得る成形工程と、上記圧縮成形体中の磁性粉間を第１のバインダにより結合して基本形状を形成した後、上記圧縮成形時に生じた気孔を第２のバインダで埋める気孔閉塞工程とを有することを要旨とする。
【００１７】
ここで、上記第１のバインダは熱硬化性樹脂であり、上記第２のバインダは上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００１８】
また、上記原料粉末において、上記第１のバインダは、上記磁性粉の周囲に被覆されており、上記第２のバインダは、粉状であることが好ましい。
【００１９】
本発明に係るボンド磁石用原料粉末は、超急冷法を用いて製粉されており、周囲に熱硬化性樹脂が被覆されている磁性粉と、上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂粉とを含有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石は、超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、磁性粉間を結合する第１のバインダと、圧縮成形時に生じた気孔を埋める第２のバインダとを有している。そのため、１２０℃を越える熱環境下に比較的長期間曝された場合でも、直流リアクトルの直流重畳特性の安定化、低騒音化を図ることができる。これは以下の理由によるものと推察される。
【００２１】
すなわち、一般に、圧縮成形体は粉末成形であるため、成形体内には必然的に数％前後の気孔が含まれる。この気孔内に存在する空気は、磁石内部から磁性粉の酸化を進行させる。そのため、磁力が低下し、その結果、直流重畳特性が低下する。さらに、気孔内の空気は、高温下で熱膨張し、膨張応力を発生させるため、磁石形状変化を引き起こす。また、上述の磁性粉の酸化も、磁性粉自体の体積膨張を生じさせるので、磁石形状変化の抑制上好ましいものではない。
【００２２】
この点、本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石は、超急冷法を用いて製粉された磁性粉の間が第１のバインダにより結合されて基本形状が保持されており、圧縮成形時に生じた気孔が第２のバインダにより埋められている。そのため、気孔内の空気によって超急冷粉末よりなる磁性粉の酸化が抑制されて磁力低下が生じ難くなり、長期に亘って直流重畳特性の安定化を図ることが可能になるものと考えられる。また、気孔内の空気の膨張が抑制されるため、磁石形状変化が抑制されてボンド磁石と磁心との間に隙間が生じ難くなり、長期に亘って低騒音化を図ることが可能になるものと考えられる。
【００２３】
ここで、上記第１のバインダが熱硬化性樹脂であり、上記第２のバインダが上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂である場合には、製造時に、磁性粉と熱硬化性樹脂とにより基本形状を形成した後、熱可塑性樹脂により気孔を閉塞できるので、磁石形状の安定性、気孔閉塞性に優れる。
【００２４】
また、磁性粉、第１のバインダ、第２のバインダを特定量含有している場合には、磁石性能、磁石形状、磁石強度、磁石外観のバランスに優れる。
【００２５】
本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石の製造方法によれば、超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、第１のバインダと、第２のバインダとを含む原料粉末を準備し、準備した原料粉末を圧縮成形して圧縮成形体を成形し、成形した圧縮成形体中の磁性粉間を第１のバインダにより結合して基本形状を形成した後、上記圧縮成形時に生じた気孔を第２のバインダで埋める。そのため、上述した構成を有するボンド磁石を得ることができる。
【００２６】
ここで、上記第１のバインダが熱硬化性樹脂であり、上記第２のバインダが上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂である場合には、熱硬化性樹脂を先に硬化させて、磁性粉と熱硬化性樹脂とにより基本形状を形成した後、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い温度に設定し、熱可塑性樹脂を溶融させることにより気孔を閉塞させることができる。そのため、磁石形状の安定性、気孔閉塞性に優れたボンド磁石を得やすくなる。
【００２７】
また、上記原料粉末において、上記第１のバインダが上記磁性粉の周囲に被覆されており、上記第２のバインダが粉状である場合には、磁性粉間が第１のバインダにより結合されやすくなるので、基本形状を保持しやすくなり、また、原料粉末内に第２のバインダが適度に分散されるので、気孔を埋めやすくなる。
【００２８】
本発明に係るボンド磁石用原料粉末は、超急冷法を用いて製粉されており、周囲に熱硬化性樹脂が被覆されている磁性粉と、上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂粉とを含有する。そのため、本発明に係るボンド磁石の製造方法にて準備する原料粉末として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石の断面を模式的に示した図である。
【図２】準備した原料粉末を圧縮成形して得られた圧縮成形体の断面を模式的に示した図である。
【図３】実施例にて作製した直流リアクトルの概略構成を模式的に示した図である。
【図４】実施例にて作製した直流リアクトルの直流重畳特性の概略測定方法を示す図である。
【図５】磁界の強さＡＴ（ＤＣ）と、巻線数１ターンあたりのインダクタンスを示すＡＬ値（μＨ／Ｎ２、Ｈ：インダクタンス、Ｎ：巻き数）との関係を示した図であり、（ａ）は使用初期のデータ、（ｂ）は１３０℃で３０，０００時間使用した後のデータである。
【図６】磁界の強さＡＴ（ＤＣ）とＪＩＳ−Ａ騒音（ｄＢ）との関係を示した図であり、（ａ）は使用初期のデータ、（ｂ）は１３０℃で３０，０００時間使用した後のデータである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態に係る直流リアクトル用ボンド磁石（以下、「本ボンド磁石」ということがある。）、直流リアクトル用ボンド磁石の製造方法（以下、「本製造方法」ということがある。）、ボンド磁石用原料粉末（以下、「本原料粉末」ということがある。）について詳細に説明する。
【００３１】
１．本ボンド磁石
本ボンド磁石は、直流リアクトルに適用されるもので、磁気的に等方性を示す。通常、直流リアクトルは、磁心（コア）と、磁心に少なくとも１ターン以上巻線が巻回された巻線部（コイル部）とを有している。
【００３２】
磁心材料としては、具体的には、例えば、Ｓｉを数％（例えば、１質量％以上）含有するＦｅ電磁鋼板、アモルファス系電磁鋼板、圧粉磁心などを例示することができる。また、磁心の形状としては、例えば、略環状、略Ｅ字状、略Ｕ字状などを例示することができる。
【００３３】
磁心は、磁路中にギャップを有している。この磁心のギャップ内に、ギャップ材として本ボンド磁石が配置される。この際、本ボンド磁石は、巻線部により生じる磁束に対して反対方向の磁束を生じるようにギャップ中に配置される。
【００３４】
上記直流リアクトルにおいて、ギャップ長は特に限定されるものではない。もっとも、ギャップ長が小さ過ぎると、所望の直流重畳特性が得られ難くなる傾向がある。一方、ギャップ長が大き過ぎると、磁気経路におけるトータルの透磁率が低下し、所望のインダクタンス値が得られ難くなる傾向がある。ギャップ長は、これらに留意して適宜設定される。
【００３５】
したがって、本ボンド磁石の磁石形状は、上記直流リアクトルが有するギャップの形状に応じて定まるものであり、特に限定されるものではない。本ボンド磁石の磁石形状としては、例えば、直方体形状、立方体形状、円柱形状、円筒形状、角筒形状、球形状などを例示することができる。
【００３６】
図１に、本ボンド磁石の断面を模式的に示す。図１に例示するように、本ボンド磁石２０は、磁性粉２０ａと、第１のバインダ２０ｂと、第２のバインダ２０ｃと、を少なくとも有している。
【００３７】
本ボンド磁石において、磁性粉は、超急冷法を用いて製粉されている。超急冷法は、一般に、冷却された回転ロール（単ロール等）上に、溶融させた磁石成分を接触させてこれを急冷凝固させ、必要に応じて粉砕、分級等を行うことにより超急冷粉末を得る方法である。
【００３８】
製粉時に高温の焼結プロセスを経る焼結粉末と、上記超急冷粉末とを比較すると、焼結粉末は、焼結により結晶粒が粗大であるのに対し、超急冷粉末は、超急冷により結晶粒が微細であるなどといった微細構造上の違いがある。また、超急冷粉末は、その製法に起因して、フレーク状、リボン状等の形状になりやすい。
【００３９】
上記超急冷粉末は、焼結粉末に比較して、相対的に高温な環境下において保磁力の低下が少ない。これは、結晶粒が細かいため、１つの結晶粒が磁化反転しても、結晶粒の外側に位置する結晶粒界が磁化反転の伝播を阻止し、全ての結晶粒が完全に磁化反転することを起き難くしていることによるものと推定される。
【００４０】
このように超急冷粉末は、高温での保磁力低下分が小さいため、焼結粉末に比較して、室温下など、相対的に低温な環境下において残留磁束密度を高く維持できる。それ故、磁性粉として、超急冷粉末を採用することで、磁石が熱減磁し難く、磁石磁束による巻線磁束のバイアス効果が大きくなり、低騒音化に有利となる。
【００４１】
上記磁性粉を構成する磁性材料としては、各種希土類合金を好適に用いることができる。上記希土類合金としては、具体的には、例えば、Ｒ−Ｘ１−Ｘ２系合金（但し、Ｒ：Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、ＴｂおよびＨｏから選択される１種または２種以上の希土類元素、Ｘ１：ＦｅおよびＣｏから選択される１種または２種、Ｘ２：ＢおよびＣから選択される１種または２種）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｓｍ−Ｃｏ系合金などを好適なものとして用いることができる。
【００４２】
好ましくは、比較的高い飽和磁化を有し、磁力が強力であるなどの観点から、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｓｍ−Ｃｏ系合金などを好適に用いることができる。特に、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｓｍ−Ｃｏ系合金は、耐食性、耐熱性にも優れるため有用である。なお、上記磁性粉は、１種の粉末からなっていても良いし、２種以上の異なる粉末の組み合わせからなっていても良い。
【００４３】
上記磁性粉の平均粒径は、充填密度の向上などの観点から、好ましくは、１０〜５００μｍ、より好ましくは、１００〜３００μｍであると良い。なお、上記平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察により測定することができる。
【００４４】
本ボンド磁石において、第１のバインダは、上記磁性粉間を結合している。したがって、上記磁性粉と第１のバインダとにより磁石形状の基本形状が保持されている。
【００４５】
第１のバインダの材料としては、例えば、各種の熱硬化性樹脂を適用することができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド、ビスマレイミドトリアジン、マレイミドなどの各種イミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。これらのうち、好ましくは、イミド系樹脂であると良い。
【００４６】
ここで、本ボンド磁石は、圧縮成形を経て形成されている。一般に、圧縮成形は、粉末成形であるため、圧縮成形体内には必然的に数％前後の気孔が含まれている。図１に示すように、本ボンド磁石２０では、圧縮成形時に生じた気孔２２が第２のバインダ２０ｃにより埋められている。
【００４７】
もっとも、本ボンド磁石は、本発明の趣旨を損なわない範囲内で、第２のバインダにより埋められていない気孔がわずかに存在していても構わない。完全にすべての気孔を閉塞することは製造上難易度が高いからである。
【００４８】
第２のバインダの材料としては、例えば、各種の熱可塑性樹脂を適用することができる。上記熱可塑性樹脂としては、上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。磁石製造時に、磁性粉と熱硬化性樹脂とにより基本形状を形成した後、熱可塑性樹脂を溶融させることにより気孔を閉塞できるので、磁石形状の安定性、気孔閉塞性に優れる等の利点があるからである。
【００４９】
但し、上記溶融温度は、上記熱硬化性樹脂の劣化温度よりも低い温度が選択される。より好ましくは、上記熱硬化性樹脂の硬化温度と上記熱可塑性樹脂の溶融温度との差は、耐熱性等の観点から、１０℃以上であると良い。また、磁性粉の酸化劣化防止等の観点から、上記熱硬化性樹脂の硬化温度および上記熱可塑性樹脂の溶融温度は、３００℃以下であると良い。
【００５０】
なお、上記熱硬化性樹脂の硬化温度および上記熱可塑性樹脂の溶融温度は、熱分析装置（ＤＳＣ）により測定することができる。
【００５１】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリベンズイミダゾール、ポリフッ化ビニリデン、芳香族ポリアミド、ポリエーテルイミドなどを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００５２】
これらのうち、好ましくは、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフォンであると良い。
【００５３】
本ボンド磁石は、磁性粉：８０〜９６質量％、第１のバインダ：２〜１５質量％、第２のバインダ：５質量％以下（但し、０を除く）を含有していることが好ましい。各成分の割合が上記範囲内にあれば、磁石性能、磁石形状、磁石強度、磁石外観等のバランスに優れるからである。
【００５４】
より具体的には、磁性粉の下限を８０質量％以上とすることにより、磁石性能の向上を図りやすくなる。一方、磁性粉の上限を９６質量％以下とすることにより、製造時に成形性を確保しやすくなる。より好ましくは、磁性粉は、９０〜９６質量％の範囲内であると良い。
【００５５】
また、第１バインダの下限を２質量％以上とすることにより、磁石強度を向上させやすくなる。一方、第１バインダの上限を１５質量％以下とすることにより、磁性粉割合を確保しやすくなって、磁気特性を高めやすくなる。より好ましくは、第１バインダは、２〜４質量％の範囲内であると良い。
【００５６】
また、第２のバインダの上限を５質量％以下とすることにより、磁石表面に必要以上に第２のバインダが表出し難くなり、磁石外観を良好に保ちやすくなる。より好ましくは、第２のバインダは、２質量％以下であると良い。
【００５７】
なお、本ボンド磁石中に含まれる磁性粉とバインダとの含有割合は、不活性ガス中にてバインダを焼失させることにより調査することができる。また、バインダ成分の含有割合や種類は、適当な溶媒を用いて本ボンド磁石から各バインダ成分を抽出したり、上記抽出成分についてＦＴ−ＩＲ（赤外吸収スペクトラム）やＮＭＲ（核磁気共鳴）等の分析を行うことにより調査することができる。
【００５８】
２．本製造方法
本製造方法は、原料準備工程と、成形工程と、気孔閉塞工程とを少なくとも有している。以下、各工程について順に説明する。
【００５９】
（原料準備工程）
原料準備工程は、超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、第１のバインダと、第２のバインダとを含む原料粉末を準備する工程である。
【００６０】
上記原料粉末は、自ら準備しても良いし、他から供給を受けても良い。なお、上記原料粉末における各成分の種類、含有量等は、「１．本ボンド磁石」にて上述した記載に準ずるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６１】
ここで、本原料準備工程では、原料粉末として、その周囲に第１のバインダが被覆されている磁性粉と、粉状の第２のバインダとを含有する混合粉末を準備することが好ましい。気孔閉塞工程において、磁性粉間が第１のバインダにより結合されやすくなるので、基本形状を保持しやすくなり、また、原料粉末内に第２のバインダが適度に分散されるので、気孔を埋めやすくなるからである。
【００６２】
より好ましくは、本原料準備工程では、原料粉末として、超急冷法を用いて製粉されており、その周囲に熱硬化性樹脂（未硬化）が被覆されている磁性粉と、上記熱硬化性樹脂の硬化温度よりも高い溶融温度を有する熱可塑性樹脂粉とを含有する混合粉末（本原料粉末）を準備すると良い。本ボンド磁石の構造を形成しやすくなるなどの利点があるからである。
【００６３】
なお、上記原料粉末において、磁性粉は、シランカップリング剤等によるカップリング処理等の表面処理が施されていても良い。また、上記原料粉末は、他に、固体潤滑剤（ステアリン酸化合物）等の各種の添加剤が１種または２種以上含まれていても良い。
【００６４】
（成形工程）
本成形工程は、上記原料粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を得る工程である。図２に、準備した原料粉末を圧縮成形して得られた圧縮成形体の断面を模式的に示す。準備した原料粉末を、プレス成形法等により圧粉成形すると、図２に示すように、成形体中には気孔２２が数％程度生じる。この気孔２２内には空気が存在しているため、このままでは磁性粉２０ａの酸化や、熱膨張の原因となる。本製造方法では、上記気孔２２を次工程にて閉塞することになる。
【００６５】
（気孔閉塞工程）
気孔閉塞工程は、上記成形工程にて得られた圧縮成形体中の磁性粉間を第１のバインダにより結合して基本形状を形成した後、前記圧縮成形時に生じた気孔を第２のバインダで埋める工程である。
【００６６】
具体的には、先ず、第１のバインダを先に固めて、磁性粉と第１のバインダとにより磁石形状を形成する。この段階では、圧縮成形時に生じた気孔が相対的に多く存在している。
【００６７】
第１のバインダを固める方法は、バインダ材質によっても異なるが、例えば、第１のバインダが熱硬化性樹脂の場合には、圧縮成形体を上記熱硬化性樹脂の硬化温度近傍で加熱すれば良い。加熱手段としては、例えば、遠赤炉等を例示することができる。遠赤炉による加熱は、迅速である、輻射加熱できる等の利点があり好ましい。
【００６８】
次いで、基本形状を保持したまま、気孔を第２のバインダで閉塞し、空気の存在している気孔を相対的に減少させる。なお、気孔は完全に閉塞することが好ましいが、気孔を完全に閉塞することは製造上の難易度が高い。そのため、本発明の趣旨を損なわない範囲内で第２のバインダにより閉塞されていない気孔が存在していても良く、本気孔閉塞工程の目的は達せられる。
【００６９】
気孔を閉塞させる方法は、第２のバインダの材質によっても異なるが、例えば、第２のバインダが熱可塑性樹脂の場合には、基本形状とされた圧縮成形体を上記熱可塑性樹脂の溶融温度近傍で加熱すれば良い。
【００７０】
加熱手段としては、例えば、遠赤炉等を例示することができる。好ましくは、迅速である、輻射加熱できる等の観点から、遠赤炉であると良い。
【００７１】
本気孔閉塞工程では、例えば、遠赤炉内で設定温度を変化させ、炉内に温度分布を設けることにより、第１のバインダを硬化させ、引き続き、第２のバインダの溶融させても良いし、第１のバインダを硬化させて一旦冷却した後、これを再度加熱して第２のバインダを溶融させる等しても良い。
【００７２】
本気孔閉塞工程によれば、磁性粉と第１バインダとにより磁石形状が定まった後、圧縮成形時に生じた気孔に第２のバインダが充填され、当該気孔内に存在した空気が押し出されて、気孔が閉塞される。
【００７３】
その後、得られた成形体について着磁を行えば、本ボンド磁石を得ることができる。
【００７４】
以上、本製造方法について説明したが、本製造方法は、他にも、必要に応じて、バリ取り工程、洗浄工程、塗装工程等の工程を有していても良い。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
１．直流リアクトル用ボンド磁石（ギャップ材）
（実施例１）
＜原料粉末の準備＞
Ｎｄ：３０．４質量％、Ｆｅ：６２．０質量％、Ｃｏ：６．００質量％、Ｂ：０．９１質量％、Ｇａ：０．５６質量％、不可避的不純物０．１３質量％の磁石合金組成となるように各原料を秤量し、秤量した各原料を加熱、溶解し、合金溶湯とした。得られた合金溶湯を、単ロール超急冷法を用いて急冷凝固させ、上記磁石合金組成からなる磁性粉（平均粒径２００μｍ）を製粉した。なお、ロール周速は、２５ｍ／ｓとした。
【００７６】
次いで、得られた磁性粉をシランカップリング処理した後、当該磁性粉の周囲に第１のバインダとして未硬化のポリアミドイミド（ＰＡＩ、硬化温度：約２３０℃）を被覆した。
【００７７】
次いで、第１のバインダであるポリアミドイミドが被覆された磁性粉と、第２のバインダとしてのポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ、溶融温度：約２６０℃）粉末とを混合し、原料粉末を得た。なお、原料粉末における各成分の割合は、磁性粉：９５質量％、第１のバインダであるポリアミドイミド：３．３質量％、第２のバインダであるポリエーテルスルフォン：０．７質量％である。なお、残り１質量％は、ステアリン酸リチウム、カップリング剤等である。
【００７８】
＜圧縮成形体の成形＞
準備した原料粉末を、室温下、プレス成形法を用いて、幅Ｗ：１６ｍｍ、高さＨ：２５ｍｍ、厚みｔ：１ｍｍの直方体形状に圧縮成形した。
【００７９】
＜硬化および気孔の閉塞＞
得られた圧縮成形体を、遠赤炉を用いて大気雰囲気中、２４０℃で１０分間加熱することにより、圧縮成形体中の磁性粉間をポリアミドイミドにより結合し、磁石の基本形状を形成した。
【００８０】
次いで、加熱温度を２７０℃とし、同雰囲気中、１０分間加熱することにより、ポリエーテルスルフォンを溶融させ、圧縮成形時に生じた気孔内にポリエーテルスルフォンを充填させた。
【００８１】
次いで、得られた未着磁の成形体をパルス磁界中にて着磁した。
【００８２】
以上により、超急冷法を用いて製粉された磁性粉と、磁性粉間を結合するポリアミドイミドと、圧縮成形時に生じた気孔を埋めるポリエーテルスルフォンとを有する直流リアクトル用ボンド磁石（幅Ｗ：１６ｍｍ、高さＨ：２５ｍｍ、厚みｔ：１ｍｍの直方体形状）を得た。
【００８３】
（比較例１）
実施例１において、第２のバインダを用いず、第１のバインダであるエポキシ樹脂が被覆された磁性粉を原料粉末（磁性粉：９７質量％、第１のバインダであるエポキシ樹脂：３質量％）として用いた点、第１のバインダを加熱硬化させて磁石の基本形状を形成した後、さらなる加熱を行わず、着磁を行った点以外は同様にして、比較例１に係る直流リアクトル用ボンド磁石を作製した。
【００８４】
２．直流リアクトル用絶縁体（ギャップ材）
（比較例２）
幅Ｗ：１６ｍｍ、高さＨ：２５ｍｍ、厚みｔ：１ｍｍの直方体形状に成形したガラスエポキシ樹脂体を、比較例２に係るギャップ材とした。
【００８５】
（比較例３）
幅Ｗ：１６ｍｍ、高さＨ：３０ｍｍ、厚みｔ：１ｍｍの直方体形状に成形したガラスエポキシ樹脂体を、比較例３に係るギャップ材とした。
【００８６】
（比較例４）
幅Ｗ：１６ｍｍ、高さＨ：３５ｍｍ、厚みｔ：１ｍｍの直方体形状に成形したガラスエポキシ樹脂体を、比較例４に係るギャップ材とした。
【００８７】
（比較例５）
幅Ｗ：１６ｍｍ、高さＨ：４０ｍｍ、厚みｔ：１ｍｍの直方体形状に成形したガラスエポキシ樹脂体を、比較例５に係るギャップ材とした。
【００８８】
３．直流リアクトルの作製
６．５質量％のＳｉを含有するＦｅ板（厚み０．１ｍｍ）を積層した一対のカットコア（磁路断面：２５ｍｍ×１６ｍｍ、平均磁路長：２２７ｍｍ、半環状形状）を１ｍｍ幅のギャップが形成されるように対向させ、当該ギャップに、実施例１、比較例１〜５に係るギャップ材（実施例１および比較例１はボンド磁石、比較例２〜５は絶縁体）をそれぞれ挿入接合し、略環状の磁心を作製した。
【００８９】
次いで、上記磁心のギャップ周辺に巻線を巻回し（５０ｔｕｒｎｓ）、巻線部を形成した。
【００９０】
これにより、実施例１、比較例１〜５に係る直流リアクトルを作製した。上記のようにして作製された直流リアクトルの概略構成を図３に示す。
【００９１】
直流リアクトル１０は、図３で見て上下方向に対向する略Ｕ字状の２つのカットコア（磁心）１１ａ、１１ｂと、対向する２つのカットコア１１ａ、１１ｂの間に形成されたギャップ１２内に挿入接合されたボンド磁石２０と、ボンド磁石２０の外側周辺に巻線３０を巻き回した巻線部３１ａ、３１ｂとから構成される。
【００９２】
ボンド磁石２０は、所定の幅Ｗ、高さＨ（紙面に垂直方向で図示されず）、厚みｔを有する直方体である。また、各巻線部３１ａ、３１ｂにより生じる磁束（図３中の破線矢印）は、ボンド磁石２０による磁束（図３中の実線矢印）とは反対方向となっている。
【００９３】
４．評価および考察
作製した各直流リアクトルを用いて、初期における巻線数１ターンあたりのインダクタンスを示すＡＬ値および１３０℃で３０，０００時間使用した後の巻線数１ターンあたりのインダクタンスを示すＡＬ値を測定した。
【００９４】
図４に、当該直流重畳特性の測定方法の概略を示す。すなわち、図４に示すように、直流電源１００（菊水電子（株）製、ＰＡＳシリーズ）、直流電流計１０２、ＡＣカット用リアクトル１０４（（株）アイペック製）、ＬＣＲメーター１０６（ＨＩＲＯＫＩ（株）製、３５２２）、ＤＣカット用フィルムコンデンサ１０８（（株）指付電機製作所、「ＵＤ６３０１０６」、ＴＹＰＥ  ＴＭＥ）をセットした。次いで、、ＬＣＲメーター１０６を定電流モードに設定するとともに周波数を１０ｋＨｚに設定した。次いで、測定サンプルＳ（作製した各直流リアクトル、巻線：５０ｔｕｒｎｓ＜巻線断面形状２ｍｍ×４ｍｍ＞）を接続し、直流電流計１０２が各設定電流になるように直流電源１００を調整した（ＡＴ＝設定電流×ターン数）。次いで、ＬＣＲメーター１０６のＬ値を読み取った。このＬ値は、ＡＣカット用リアクトル１０４と合成された値である。次いで、測定サンプルＳのＬ値を、（ＡＣカット用リアクトル１０４のＬ値×ＬＣＲメーター１０６のＬ値）／（ＡＣカット用リアクトル１０４のＬ値−ＬＣＲメーター１０６のＬ値）で算出した。
【００９５】
図５に、磁界の強さＡＴ（ＤＣ）と巻線数１ターンあたりのインダクタンスを示すＡＬ値（μＨ／Ｎ２、Ｈ：インダクタンス、Ｎ：巻き数）との関係を示す。
【００９６】
また、作製した各直流リアクトルを用いて、初期におけるＪＩＳ−Ａ騒音および１３０℃で３０，０００時間使用した後のＪＩＳ−Ａ騒音を測定した。測定方法および測定条件は、下記の通りである。
【００９７】
外部からの振動を遮断した長方形型防音箱内に、各種の直流リアクトルを当該防音箱内に上から吊り下げ、当該防音箱の振動が干渉しないようカットコアに巻線を６０ｔｕｒｎｓ巻き付けて電流を印加した（入力：ＤＣ可変＋リップル［三角波６．０Ａｐｐ（アンペア・ピーク・トゥー・ピーク）］）。そして、カットコア表面から１００ｍｍ離れた位置に騒音計を配置し、騒音計により各種の直流リアクトルから発生する騒音を測定した。なお、防音箱内の寸法は、５００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍとした。また、防音箱内の温度は、１３０℃とした。
【００９８】
より詳細には、下記の機器から構成される騒音測定装置をデータレコーダ（外部機器）へ接続し、騒音値と電流値とを測定した。
［騒音測定装置の構成機器］
ファンクションジェネレータ：ＨＩＯＫＩ社製（型式７０７０）
交流パワーアンプ：ＮＦ社製（型式４５２０）
昇圧トランス：ＮＦ社製
高周波ＣＴ：ＨＩＯＫＩ社製（型式９２７５）
騒音計：ＲＩＯＮ社製（型式ＮＬ−２０）
［寸法５００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍ］
騒音・振動計測部：ＢＫ製、ＰＵＬＳＥ音響振動解析装置
測定時のリップル周波数：１０ｋＨｚ
【００９９】
図６に、磁界の強さＡＴ（ＤＣ）とＪＩＳ−Ａ騒音（ｄＢ）との関係を示す。
【０１００】
図５、６によれば、以下のことが分かる。すなわち、図５に示すにように、比較例２〜５に係るギャップ材（絶縁体）を用いた比較例２〜５に係る直流リアクトルは、何れも使用初期および長期使用後においてインダクタンスに変化が見られないことが分かる。これは、長期使用後に、磁石の特性、形状に関する変化がないためである。
【０１０１】
次に、比較例１に係るギャップ材（ボンド磁石）を用いた比較例１に係る直流リアクトルは、１３０℃の熱環境下に長期間曝されると、インダクタンスが低下し、直流重畳特性が不安定になっていること分かる。これは、比較例１に係るギャップ材は、圧縮成形時に生じた気孔が熱可塑性樹脂により全く埋められていないため、磁石内部から磁性粉が酸化して磁力が低下したためである。
【０１０２】
また、比較例１に係る直流リアクトルは、１３０℃の熱環境下に長期間曝されると、騒音が大きくなることが分かる。これは、気孔内の空気の熱膨張により、ギャップ材の形状が変化（具体的には、磁路垂直方向に磁石が膨出）し、ギャップ材と磁心との間に隙間が生じてしまったためである。
【０１０３】
これらに対し、実施例１に係る直流リアクトルは、磁性粉間が第１のバインダである熱硬化性樹脂により結合されて基本形状が保たれており、圧縮成形時に生じた気孔は第２のバインダである熱可塑性樹脂によって埋められた実施例１に係るギャップ材（ボンド磁石）を使用している。そのため、１３０℃の熱環境下に長期間曝された場合でも、直流重畳特性の安定性、低騒音性に優れていることが分かる。
【０１０４】
以上、本発明に係る直流リアクトル用ボンド磁石およびその製造方法ならびにボンド磁石用原料粉末について説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０            直流リアクトル
１１ａ、１１ｂ  カットコア（磁心）
１２            ギャップ
２０            ボンド磁石
２０ａ          磁性粉
２０ｂ          第１のバインダ
２０ｃ          第２のバインダ
２２            気孔
３０            巻線
３１ａ、３１ｂ  巻線部
【図１】
2010245416.tif 000003
【図２】
2010245416.tif 000004
【図３】
2010245416.tif 000005
【図４】
2010245416.tif 000006
【図５】
2010245416.tif 000007
【図６】
2010245416.tif 000008