(57)【要約】【課題】フェライトコアと放熱器との熱的接触を容易に得ることが出来るフェライトコア、またそれを用いたフェライトコアからの発熱を効率良く放出可能で熱的に安定な磁界発生装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、フェライトコアの表面に樹脂系の電着膜を施し、フェライトコアと放熱器もしくは放熱器と接合する伝熱器と接触する領域の表面を均一で薄い膜を形成することで平滑な面を得ることができる。これによりフェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との熱的に良好な接触状態を実現でき、フェライトコアの熱を効率良く放出できるようになる。【選択図】　図１
2004014773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂系の電着膜で被覆され、酸化鉄と酸化マンガンと酸化亜鉛とを主成分とすることを特徴とするフェライトコア。
【請求項２】
樹脂系の電着膜は、ポリイミドを主成分としてなることを特徴とする請求項１記載のフェライトコア。
【請求項３】
放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアであって、前記フェライトコアの表面に樹脂系の電着膜が被覆されたことを特徴とするフェライトコア。
【請求項４】
樹脂系の電着膜は、ポリイミドを主成分としてなることを特徴とする請求項３記載のフェライトコア。
【請求項５】
酸化鉄と、酸化マンガンと、酸化亜鉛を主成分とするフェライト材料からなることを特徴とする請求項３，４いずれか１記載のフェライトコア。
【請求項６】
放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアの表面に樹脂系の電着膜が被覆された前記フェライトコアに巻線部を配し、前記フェライトコアから外部に磁界を放出することを特徴とする磁界発生装置。
【請求項７】
樹脂系の電着膜は、ポリイミドを主成分としてなることを特徴とする請求項６記載の磁界発生装置。
【請求項８】
フェライトコアは円筒形状からなることを特徴とする請求項６，７いずれか１記載の磁界発生装置。
【請求項９】
フェライトコアは複数のフェライトコアを集合して構成されることを特徴とする請求項６〜９いずれか１記載の磁界発生装置。
【請求項１０】
フェライトコアの表面に電着樹脂を析出させる第１の工程と、前記第１の工程に続いて前記フェライトコアに放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を装着してなる構成体を形成する第２の工程と、前記構成体を加熱処理して、前記フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器とを樹脂系の電着膜を介して固着する第３の工程とからなることを特徴とする磁界発生装置の製造方法。
【請求項１１】
フェライトコアの表面に電着樹脂を析出させる第１の工程と、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器に電着樹脂を析出させる第２の工程と、前記第１と前記第２の工程に引き続いて前記フェライトコアに前記放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を装着してなる構成体を形成する第３の工程と、前記構成体を加熱処理して、前記フェライトコアと前記放熱器又は放熱器と接合する伝熱器とを樹脂系の電着膜を介して固着する第４の工程とからなることを特徴とする磁界発生装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器や電気機器などに好適に用いられるフェライトコアとそのフェライトコアを用いた磁界発生装置、及び磁界発生装置の製造方法に関するもので、特に発熱等により室温よりも高い温度となる環境で使用される場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気電子機器の高速化、小型化、高効率化の流れの中で、一般電子部品として用いられるトランスやインダクタ以外にも、テレビ内の偏向ヨーク、電磁調理器およびプリンタの予備加熱等で用いられるフェライトコアを用いた磁界発生装置等で、高周波対応や低損失化の検討がなされている。
【０００３】
一般的にフェライトコアは１００℃以下での使用が主であるが、機器の小型化などによりフェライトコア周囲の空間が十分に取れないような場合や加熱装置として用いられる場合には、フェライトコアの温度上昇が問題となってくる。温度に関して最も大きな問題となるのは、フェライト材のキュリー温度が１５０〜３００℃と低いことであり、フェライト材の温度が高くなるにつれてその磁束密度は急速に低下してくる。フェライト材の磁束密度が低下してくると、磁気コアとしての機能が急速に失われ、機器の破壊の可能性も出てくる。
【０００４】
これらの特性の為に、高温となる環境下で使用されるフェライトコアは、フェライトコアで発生する熱を放散させ、フェライトコアの温度上昇を抑制すべく放熱器を付与した構成のものが用いられている。
【０００５】
ところで、焼結体への被覆膜形成は一般的に耐食性の向上を目的として成されることが多い。従来の技術として、例えば、特開昭６１−１３０４５３号公報に開示されている。この開示によれば、希土類元素を含む粉末体を焼結して作製した金属永久磁石の耐食性を向上させるためにアクリル系もしくはエポキシ系の樹脂を電着法により塗膜形成すると言うものである。この方法によれば、所要厚みで均一度に優れた被覆膜を形成できるから、永久磁石表面の酸化が確実に防止され、従って磁気特性の劣化がなく、磁気特性が著しく向上するというものである。
酸化物材料から成るフェライトの場合、酸化物ということから耐食性を目的とした被覆膜を形成されることはなく、絶縁被覆膜としての被覆膜形成が成される場合がある。絶縁耐圧の保持を目的とするため、被覆膜の厚みは最低厚みより厚ければく、一般に塗料を塗布するなどの方法が適用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に放熱器を用いて機器からの放熱を行う場合、放熱すべき機器と放熱器との接触状態が、放熱性に大きな影響を及ぼす。即ち、放熱すべき機器からの熱を放熱器へ伝える場合、放熱すべき機器で発生した熱は放熱すべき機器と放熱器との間を通って放熱器へと導かれることに成る。良好な放熱特性を得るためには、放熱すべき機器と放熱器との間の熱の伝導性を如何に高くするかが問題であり、これを達成するためには、放熱すべき機器と放熱器との接触領域の表面粗さなどの表面状態を良好なものとする必要がある。これは、フェライトコアからの放熱を放熱器を用いて行う場合も同様である。
【０００７】
しかしながら、フェライトコアは、酸化物粉を原料とする焼成体であるために、表面粗さを所定量よりも小さくすることが困難であるため、フェライトコアと放熱器との接触面を十分なものにするためには機械加工などの処理が必要であった。また、フェライトコアに放熱器を設置する場合も、フェライトコアが焼成体であることから、フェライトコアの放熱器の設置領域の寸法精度を出すことが困難であり、機械加工などの後工程により寸法出しを行うなどの必要があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するもので、フェライトコアと放熱器との良好な熱的接触を容易に得ることが出来、更にフェライトコアと巻線とのエッジショートが無い絶縁性に優れたフェライトコアを提供することを目的とするものである。
【０００９】
また本発明はフェライトコアからの発熱を効率良く放出可能で熱的に安定な磁界発生装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
また本発明はフェライトコアからの発熱を効率良く放出可能で熱的に安定な磁界発生装置を容易に生産性良く製造するための製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のフェライトコアは、樹脂系の電着膜が被覆されて、酸化鉄と酸化マンガンと酸化亜鉛とを主成分とするフェライトコアを用いる。
【００１２】
本発明のフェライトコアによれば、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触する領域の表面を均一で薄い膜を形成することで平滑な面を得ることができ、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との熱的に良好な接触状態を実現できる。また、本発明のフェライトコアは、酸化鉄と、酸化マンガンと、酸化亜鉛を主成分とするフェライト材料からなるフェライトコアであるから、焼結体で有りながら比較的小さな電気抵抗を有しているので、均一で薄い膜を形成することができる樹脂系の電着膜を容易に作製することが出来る。
【００１３】
なお、本発明のフェライトコアは、ポリイミドを主成分としてなる樹脂系の電着膜を被覆してなるので、高温度まで安定な被覆性を維持でき、従って放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と良好な熱的接触状態を維持できる。また、本発明のフェライトコアは、酸化鉄と、酸化マンガンと、酸化亜鉛を主成分とするフェライト材料からなるフェライトコアであるから、焼結体で有りながら比較的小さな電気抵抗を有しているので、樹脂系の電着膜を容易に作製することが出来る。
【００１４】
また、本発明のフェライトコアは、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアであって、前記フェライトコアの表面に樹脂系の電着膜を施したフェライトコアを用いる。
【００１５】
本発明の放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアによれば、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触する領域の表面を均一で薄い膜を形成することで平滑な面を得ることができ、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との熱的に良好な接触状態を実現できる。
【００１６】
なお、本発明の放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアは、ポリイミドを主成分としてなる樹脂系の電着膜を被覆してなるので、高温度まで安定な被覆性を維持でき、従って放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と良好な熱的接触状態を維持できる。また、本発明の放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアは、酸化鉄と、酸化マンガンと、酸化亜鉛を主成分とするフェライト材料からなるフェライトコアであるから、焼結体で有りながら比較的小さな電気抵抗を有しているので、樹脂系の電着膜を容易に作製することが出来る。
【００１７】
また、本発明の磁界発生装置は、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアの表面に樹脂系の電着膜を施した前記フェライトコアに巻線部を配し、前記フェライトコアから外部に磁界を放出する磁界発生装置である。
【００１８】
本発明の磁界発生装置によれば、フェライトコアに発生する熱を効率良く放散させる事ができ、高温となるような環境下でも安定して磁界を発生することが出来る。
【００１９】
なお、本発明の磁界発生装置は、ポリイミドを主成分としてなる樹脂系の電着膜を被覆してなるので、高温度まで安定な被覆性を維持でき、従って放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と良好な熱的接触状態を維持できるので、高温となるような環境下でも安定して磁界を発生することが出来る。また、本発明の磁界発生装置は、フェライトコアが円筒形状からなる磁界発生装置であるから、高温となるような環境下でも安定して空間的に等方的な磁界を発生することが出来る。また、本発明の磁界発生装置は、フェライトコアが複数のフェライトコアを集合してなる磁界発生装置であるから、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を複数のフェライトコアで挟みこむように配置でき、従って、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との接合性が向上し、フェライトコアの熱を更に効率良く放熱器に導くことが出来、高温となるような環境下でも安定して磁界を発生することが出来る。
【００２０】
また、本発明の磁界発生装置の製造方法は、フェライトコアの表面に電着樹脂を析出させる第１の工程と、前記第１の工程に続いて前記フェライトコアに放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を装着してなる構成体を形成する第２の工程と、前記構成体を加熱処理して、前記フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器とを樹脂系の電着膜を介して固着する第３の工程とからなる。ここで、磁界発生装置を得るためには、フェライトコアの表面に電着樹脂を析出させる第１の工程と、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器に電着樹脂を析出させる第２の工程と、前記第１と前記第２の工程に引き続いて前記フェライトコアに前記放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を装着してなる構成体を形成する第３の工程と、前記構成体を加熱処理して、前記フェライトコアと前記放熱器又は放熱器と接合する伝熱器とを樹脂系の電着膜を介して固着する第４の工程とからなる製造方法を用いても良い。これら、本発明の磁界発生装置の製造方法によれば、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との接合を、耐熱性の薄膜で強固にしかも容易に接合できるので、フェライトコアの熱を放熱器又は放熱器と接合する伝熱器へ効率的に伝導できる磁界発生装置を製造できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、樹脂系の電着膜が被覆されて、酸化鉄と酸化マンガンと酸化亜鉛とを主成分とするフェライトコアであるから、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触する領域の表面を均一で薄い膜を形成することで平滑な面を得ることが出来るので、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との熱的に良好な接触状態を実現でき、フェライトコアからの放熱性が向上し、フェライトコアの温度が上昇するような環境下での使用に対して安定な特性を確保できる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、樹脂系の電着膜は、ポリイミドを主成分としてなる請求項１記載のフェライトコアであるので、高温度まで安定な被覆性を維持でき、従って放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と良好な熱的接触状態を維持できる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアであって、前記フェライトコアの表面に樹脂系の電着膜を施したフェライトコアであるから、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触する領域の表面を均一で薄い膜を形成することで平滑な面を得ることが出来るので、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との熱的に良好な接触状態を実現でき、フェライトコアからの放熱性が向上し、フェライトコアの温度が上昇するような環境下での使用に対して安定な特性を確保できる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、樹脂系の電着膜は、ポリイミドを主成分としてなる請求項３記載のフェライトコアであるので、高温度まで安定な被覆性を維持でき、従って放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と良好な熱的接触状態を維持できる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、酸化鉄と、酸化マンガンと、酸化亜鉛を主成分とするフェライト材料からなる請求項３及び４に記載のフェライトコアであるから、焼結体で有りながら比較的小さな電気抵抗を有しているので、樹脂系の電着膜を容易に作製することが出来る。
【００２６】
請求項６記載の発明は、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作するフェライトコアの表面に樹脂系の電着膜を施した前記フェライトコアに巻線部を配し、前記フェライトコアから外部に磁界を放出する磁界発生装置であるから、フェライトコアに発生する熱を効率良く放散させる事ができ、高温となるような環境下でも安定して磁界を発生することが出来る。
【００２７】
請求項７記載の発明は、樹脂系の電着膜は、ポリイミドを主成分としてなる請求項６記載の磁界発生装置であるから、高温度まで安定な被覆性を維持でき、従って放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と良好な熱的接触状態を維持できるので、高温となるような環境下でも安定して磁界を発生することが出来る。
【００２８】
請求項８記載の発明は、フェライトコアが円筒形状からなる請求項６及び７に記載の磁界発生装置であるから、高温となるような環境下でも安定して空間的に等方的な磁界を発生することが出来る。
【００２９】
請求項９記載の発明は、フェライトコアは複数のフェライトコアを集合してなる請求項６、７及び８に記載の磁界発生装置であるから、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を複数のフェライトコアで挟みこむように配置でき、フェライトコアの熱を効率良く放熱器に導くことが出来高温となるような環境下でも安定して磁界を発生することが出来る。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、フェライトコアの表面に電着樹脂を析出させる第１の工程と、前記第１の工程に続いて前記フェライトコアに放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を装着してなる構成体を形成する第２の工程と、前記構成体を加熱処理して、前記フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器とを樹脂系の電着膜を介して固着する第３の工程とからなる磁界発生装置の製造方法であるから、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との接合を、耐熱性の薄膜で強固にしかも容易に接合できるので、フェライトコアの熱を放熱器又は放熱器と接合する伝熱器へ効率的に伝熱できる磁界発生装置を容易にしかも生産性良く製造できる。
【００３１】
請求項１１記載の発明は、フェライトコアの表面に電着樹脂を析出させる第１の工程と、放熱器又は放熱器と接合する伝熱器に電着樹脂を析出させる第２の工程と、前記第１と前記第２の工程に引き続いて前記フェライトコアに前記放熱器又は放熱器と接合する伝熱器を装着してなる構成体を形成する第３の工程と、前記構成体を加熱処理して、前記フェライトコアと前記放熱器又は放熱器と接合する伝熱器とを樹脂系の電着膜を介して固着する第４の工程とからなる磁界発生装置の製造方法であるから、フェライトコアと放熱器又は放熱器と接合する伝熱器との接合を、耐熱性の薄膜で強固にしかも容易に接合できるので、フェライトコアの熱を放熱器又は放熱器と接合する伝熱器へ効率的に伝熱放熱器又は放熱器と接合する伝熱器と接触させて動作する事ができる磁界発生装置を容易にしかも生産性良く製造できる。
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照にしながら述べる。
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の一実施の形態として図１（ａ）は実施の形態１のフェライトコアの斜視図を、図１（ｂ）には実施の形態１のフェライトコアの断面図を示す。フェライトコア１全体に薄くて均一な電着被膜２が形成されている。電着被覆膜２は電着法により形成されており、その被覆膜厚さは略均一である。また、電着被覆膜２は耐熱性に優れたポリイミド樹脂単体もしくはポリイミド樹脂を含む樹脂よりなる。
【００３４】
実施の形態１のフェライトコアは次のようにして作製した。
【００３５】
フェライトコア１は、酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化亜鉛の粉末を主成分として所定の比率で混ぜ合わせ、振動ミルなどを用いて十分に混合した後に空気中で仮焼成を行う。その後、ボールミルなどを用いて粉砕を行った仮焼成材料に、酸化珪素等の微量添加材を所定の比率で混合し、さらに成型のための樹脂系のバインダー材を添加して混練し、これを造粒してプレス原料粉体とする。このようにして調整した原料粉体を、所定の金型に充填し押圧成形を行い、例えば円筒状等のフェライト成形体を作製する。このフェライト成形体を焼成炉中に配置し、酸素濃度を調整した窒素雰囲気を用いて１０００℃以上の温度で焼成を行うことにより、フェライトコアを作製する。なお、高温で使用されるフェライトコアに求められる特性には、キュリー温度が高い事、コア損失が小さい事、飽和磁束密度が高い事などが求められるが、要求に応じた最適な特性を示すように酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛の組成は調整することになる。具体的な組成としては例えば、酸化鉄：５２〜５４ｍｏｌ％、酸化マンガン：３４〜４５ｍｏｌ％、酸化亜鉛：３〜１２ｍｏｌ％が挙げられる。
【００３６】
次にこのフェライトコア１の表面にポリイミド樹脂の電着被覆膜２を形成する。ポリイミド樹脂の電着被覆膜２は、厚みの制御が容易で均一な皮膜を得ることができる電着法にて行った。ポリイミド樹脂を水溶化し、ｐＨなどを調整した電着用カチオン性水溶液（例えば（株）シミズ製エレコートＰＩ）に、表面の汚れ、油脂分などを除去したフェライトコア１を浸漬する。フェライトコア１側を負極に接続し、同じ電着用カチオン性水溶液に浸漬したカーボンシートを正極に接続して両者に直流電圧を印加した。このときの直流電圧は１００Ｖとした。所定の時間が経過した後にフェライトコア１を電着用カチオン性水溶液から取出し、純水でフェライトコア１表面の洗浄を行う。その後、エアブローなどにより水分を除去する。この時点で、フェライトコア１表面は白色の樹脂析出物で被覆されている。この樹脂析出物を架橋硬化のために、またフェライトコア１との密着性を上げるために、例えば、２００℃−６０分の加熱処理を大気中で行う。この加熱処理により、樹脂析出物は架橋硬化が進み表面が滑らかで透明な電着被覆膜２となる。膜厚みはほぼ２０μｍであり、フェライトコア１全体がほぼ均一な厚みの被覆膜で被覆された。本実施の形態のフェライトコア１は、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を主成分とするフェライトコア１であるために電気抵抗率は６ｋΩ・ｍ程度であり、電着法による被服膜形成に何らの問題はない。
【００３７】
また、図１（ｃ）にフェライトコアエッジ部を拡大した断面図を示す。エッジ部でも均一な被覆が形成されていることがわかる。このように、電着法で電着被覆膜２を形成することで、エッジ部でも効果的に被覆が出来る。
【００３８】
図２は、本実施の形態１のフェライトコア１に巻線部３および、放熱器４を配して実際の駆動時の構成を示したものである。巻線部３は、フェライトコア１のエッジ部に当たって巻きまわされているが、エッジ部での被覆性に優れた樹脂系の電着被覆膜２を施しているので、フェライトコア１のエッジ部での巻線部３の短絡は発生しない。また、電着被覆膜２はフェライトコア１全体に被覆されており、放熱器４とフェライトコア１との接合面も電着被覆膜２を介して接合されている。電着被覆膜２を形成した場合その表面性状はフェライトコア１の表面粗さを反映するのではなく、フェライトコア１表面の面粗さを均した包絡線状の滑らかな表面となる。これは、電着された樹脂析出物を過熱により架橋硬化する場合に生じるものである。このため樹脂系の電着被覆膜２を介した放熱器４とフェライトコア１との接触は、熱的に良好な接触となり、フェライトコア１で発生する熱を効率良く放熱できることになる。従って、高温度域でこのようなフェライトコア１を動作させた場合でも、フェライトコア１の温度上昇を抑制でき、安定した動作を維持できるのである。
【００３９】
（実施の形態２）
本発明の一実施の形態として、図３（ａ）は実施の形態２の磁界発生装置の斜視図を示し、図３（ｂ）はその断面図を示す。図３（ａ）に示すように、本発明の磁界発生装置は、円筒状等の本発明のフェライトコア１に巻線部３を配したものであり、フェライトコア１の円筒部５には、放熱器４につながる伝熱器６を設けた構成からなる。リード線７に高周波電流を通電することにより電流に応じた磁界がフェライトコア１の両端から放出されることになる。また、フェライトコア１で発生した熱、巻線部３で発生した熱はフェライトコア１の円筒部内に設けた放熱器４につながる伝熱器６に導かれ、放熱器４を通して放熱されることになる。これにより、フェライトコア１の温度はキュリー温度に到達することなく安定して磁界の発生を継続できることになる。なお、伝熱器６は熱伝導率が高い銅或いは銅合金製の棒からなり、放熱器４は銅或いは銅合金製の板より構成されている。
【００４０】
ここで図３（ｂ）の断面図に示すように本発明のフェライトコア１は、フェライトコア１全体が薄い均一な厚さからなるポリイミドを主成分とする電着被覆膜２で覆われている。
【００４１】
フェライトコア１は、まず酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化亜鉛の粉末を主成分として所定の比率で混ぜ合わせ、振動ミルなどを用いて十分に混合した後に空気中で仮焼成を行う。その後、ボールミルなどを用いて粉砕を行った仮焼成材料に、酸化珪素等の微量添加材を所定の比率で混合し、さらに成型のための樹脂系のバインダー材を添加して混練し、これを造粒してプレス原料粉体とする。このようにして調整した原料粉体を、所定の金型に充填し押圧成形を行い、円筒状等のフェライト成形体を作製する。このフェライト成形体を焼成炉中に配置し、酸素濃度を調整した窒素雰囲気を用いて１０００℃以上の温度で焼成を行うことにより、フェライトコア１を作製する。なお、高温で使用されるフェライトコア１に求められる特性には、キュリー温度が高い事、コア損失が小さい事、飽和磁束密度が高い事などが求められるが、要求に応じた最適な特性を示すように酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛の組成は調整することになる。
【００４２】
次にこのフェライトコア１の表面にポリイミド樹脂の電着被覆膜２を形成する。ポリイミド樹脂の電着被覆膜２は、厚みの制御が容易で均一な被覆膜を得ることができる電着法にて行った。まず、ポリイミド樹脂を水溶化し、ｐＨなどを調整した電着用カチオン性水溶液（例えば（株）シミズ製エレコートＰＩ）に、表面の汚れ、油脂分などを除去したフェライトコアを浸漬する。フェライトコア１側を負極に接続し、同じ電着用カチオン性水溶液に浸漬したカーボンシートを正極に接続して両者に直流電圧を印加した。このときの直流電圧は１００Ｖとした。所定の時間が経過した後にフェライトコア１を電着用カチオン性水溶液から取出し、純水でフェライトコア１表面の洗浄を行う。その後、エアブローなどにより水分を除去する。この時点で、フェライトコア１表面は白色の樹脂析出物で被覆されている。この樹脂析出物を架橋硬化のために、またフェライトコア１との密着性を上げるために、２００℃−６０分の加熱処理を大気中で行う。この加熱処理により、樹脂析出物は架橋硬化が進み表面が滑らかで透明な電着被覆膜２となる。膜厚みはほぼ２０μｍであり、フェライトコア１全体がほぼ均一な厚みの電着被覆膜２で被覆された。本実施の形態のフェライトコアは、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を主成分とするフェライトコアであるために電気抵抗率は６ｋΩ・ｍ程度であり、電着法による電着被覆膜２の形成に何らの問題はない。
【００４３】
このようにして作製したフェライトコア１に巻線部３を設けると共に、フェライトコア円筒部内５に放熱器４につながる伝熱器６を装着して本実施の形態２の磁界発生装置を作製した。
【００４４】
比較例としてフェライトコアを塗布法により被覆膜形成を行った場合の比較例の磁界発生装置を作製した。
【００４５】
比較例１の磁界発生装置は、円筒状のフェライトコアに巻線部が被覆され、リード線７に高周波の電流を通電することにより、フェライトコア１の両端から電流に応じた強さの磁界が放出される点は本発明の実施の形態と同様である。ここで比較例１に用いられるフェライトコア１は、実施の形態１と同様にして作製した。
【００４６】
被覆膜形成は、実施の形態２のフェライトコア１が、ポリイミドを主成分とする被覆膜を電着法により形成したのに対して、比較例１のフェライトコア１では、ポリイミドを主成分とする被覆膜を塗布法により形成した。
【００４７】
比較例１のポリイミド被覆膜は次のようにして作製した。即ち、有機溶剤に溶解された、ポリイミド樹脂塗料をフェライトコア表面全体にスプレー法により塗装後、１２０℃の環境で加熱処理して、有機溶剤を飛ばすと共に樹脂を架橋硬化させた。スプレー法により樹脂を塗布する場合、フェライトコアに塗布されない塗料が多い、円筒部内部は塗布しにくいなどの問題があった。膜厚みは２２μｍであった。
【００４８】
このようにして作製したフェライトコア１に巻線部を設けると共に、フェライトコア円筒部内に放熱器につながる伝熱器を装着して比較例１の磁界発生装置を作製した。
【００４９】
また、比較例２のフェライトコア１に何も塗布しない場合の磁界発生装置を作製した。比較例２の磁界発生装置は、円筒状フェライトコアに絶縁シートを介して巻線部が被覆され、リード線に高周波の電流を通電することにより、フェライトコア１の両端から電流に応じた強さの磁界が放出される点は本発明の実施の形態と同様である。ここで比較例２に用いられるフェライトコア１は、実施の形態２と同様にして作製した。
【００５０】
なお、実施の形態２のフェライトコア１は、ポリイミドを主成分とする被覆膜を電着法により、また比較例１のフェライトコアでは、ポリイミドを主成分とする被覆膜を塗布により形成したが、比較例２では、フェライトコアの表面に被覆膜の形成は行っていない。
【００５１】
このようにして作製したフェライトコア１に巻線部を設けると共に、フェライトコア１の円筒部内に放熱器につながる伝熱器を装着して比較例の磁界発生装置を作製した。なお、巻線とフェライトコア１との電気的絶縁を確保するために巻線部にはポリイミドテープを巻いた。
【００５２】
実施の形態２のフェライトコア１と比較例のフェライトコア１のポリイミド被覆膜の厚みをフェライトコア１内の数カ所で測定した。測定は、あらかじめマスクをしておき、膜形成後、マスクを除去し、樹脂の厚さを段差計にて測定した。測定結果を（表１）に示す。
【００５３】
【表１】
2004014773.tif 000003
【００５４】
実施の形態２の電着法で電着被覆膜２を形成した場合の膜の厚みは１９〜２１μｍであるのに対して、塗布法で形成した場合の膜の厚みは１８〜２９μｍであった。電着法で電着被覆膜２を形成した場合、フェライトコア１全体に亘りほぼ均一な膜厚みの膜が得られることがわかる。これは、電着法で膜を形成する場合、電着液から一斉に電着被覆膜２が析出するため、フェライトコア１全体に亘り均一な膜が得られる事、電着液からの析出により膜の厚みが決まるため膜厚みの管理がしやすい事などによる。一方、塗布により被覆膜を形成する場合、塗布する場所場所での塗布時間、塗布むら、形状などに起因する塗り易さなどの影響が被覆膜厚みに直接影響するために、フェライトコア１全体に亘り均一な厚みの膜を形成することおよび、所望の膜厚みを得ることは極めて難しいのである。
【００５５】
前述の実施の形態２、比較例１および比較例２の磁界発生装置を、熱伝導性が低い樹脂製のケース内に配置して放熱性が悪い環境として、同一電流を通電しながら各コア部の発熱による温度上昇について熱電対をフェライトコア１に貼りつけて測定した。その結果、実施の形態１のコア温度は１６５℃、比較例１のコア温度は１７３℃、比較例２のコア温度は１７７℃であった。
【００５６】
このように実施の形態２の磁界発生装置は、フェライトコア１が高温と成るような環境下で使用しても、フェライトコア１の温度上昇を抑制できるのである。
【００５７】
実施の形態２と比較例とでの磁界発生装置の温度差は以下のようにして発生したものと考えられる。即ち、実施の形態２ではフェライトコア１に設けた電着被覆膜２の厚みは１９〜２１μｍと薄くしかも均一に付着しているため、フェライトコア１と、放熱器４と接合した伝熱器６との熱的接触は、極めて良好な熱的接触を得ている。このため、フェライトコア１の熱を伝熱器６へ効率良く伝えることが出来、フェライトコア１の温度上昇を抑制できたのである。一方で、比較例１の場合フェライトコアに設けた被覆膜厚みは１８〜２９μｍと厚く、しかも不均一に付着しているため、フェライトコア１と、放熱器と接合した伝熱器との熱的接触が悪く、フェライトコア１の熱を伝熱器へ効率良く伝えることが出来ないためにフェライトコア１の温度は実施の形態２と比べて相当高い温度となったのである。
【００５８】
また、比較例２のフェライトコア１に被覆膜を施さない場合、フェライトコア１と伝熱器とが直接触れることになる。フェライトコア１からは高周波磁界が発生しているために、フェライトコア１と伝熱器とが触れた場合、伝熱器に渦電流が流れやすくなるなどの問題が発生する。渦電流は最終的には熱となる。即ち、熱源が増えることとなる。また、フェライトコア１と伝熱器との直接の接触であり、フェライトコアの面粗さなどの為に、熱的に良好な接触を得ることができない。これらの影響により、フェライトコア１の温度は、実施の形態２、比較例１と比べ相当高いものになってしまうのである。また、伝熱器に渦電流が発生した場合、これは磁界発生に何ら寄与しない損失となるため、磁界発生の効率低下となる。
【００５９】
実施の形態２のフェライトコア１に電着法により電着被覆膜２を形成した場合、被覆膜厚みの均一性が良好であるとともに、被覆性にも優れている。このため、被覆膜厚みを厚くすること無く微細な突起などを被覆でき、従って金属製の放熱器４につながる伝熱器６と実施の形態２のフェライトコア１とを接触させても、伝熱器６とフェライトコア１とが電気的に接触することは無く、渦電流の発生などを抑制できると共に、良好な熱的接触を得ることができるのである。
【００６０】
なお、樹脂系の電着被覆膜２はポリイミド樹脂で行ったが、これはフェライトコアが放熱器を必要とするような高温の環境下で使用する樹脂として選定したものである。
【００６１】
フェライトコアを用いた磁界発生装置は駆動すればフェライトコアの特性であるコア損失や、巻線に電流を流すことにより発生する銅損等のために必ず発熱する。磁界発生装置を取り巻く空間を広くとれるなどで、使用する環境温度が特に高温とならない場合も、放熱器を用いて放熱をすれば、フェライトコアの温度上昇は抑制され、従って飽和磁束密度の低減も抑制されることになり、磁界発生装置は高い飽和磁束密度を維持した状態で駆動できることになり、磁界発生の効率も高く出来る。このような場合は、樹脂系の電着膜は特に高温で使用するポリイミドに限るものではなく、例えばアクリル樹脂などでも構わない。
【００６２】
また、本実施の形態２のフェライトコア１の形状は円筒形状としたが、これは空間的に等方な磁界を得るのに効果的であるから円筒形状としたのである。空間的に等方的でない磁界発生を要求される場合は、要求に応じてフェライトコア１の形状を変えれば良い。フェライトコア１の形状が円筒形から変わったとしても、面全体に均一な被覆膜を容易に得ることが出来る電着法によるポリイミド被覆膜の形成手法では実施の形態２で記述した場合と同様にコア全体に亘り均一な被覆膜を形成することが出来る。被覆膜を形成したフェライトコア１に、フェライトコア１の形状に応じた放熱器、もしくは放熱器と接合した伝熱器を接合させて磁界発生装置とすれば、高温と成るような環境下でも要求されるような分布の磁界を安定して発生できるのである。
【００６３】
また、本実施の形態２のフェライトコア１は、一体に形成されているが、フェライトコア１は複数に分割して形成しても何ら問題は無い。例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、実施の形態２で示した円筒状のフェライトコア１を２本の円弧状フェライトコア８に分割した場合、分割した２本の円弧状フェライトコア８それぞれに実施の形態１で示したように電着被覆膜２を電着法にて形成後、放熱器４と接合した伝熱器６を挟みこむようにして円弧状フェライトコア８を構成後、巻線部３を付与して磁界発生装置を作製する。このようにフェライトコアを分割して形成した場合でも、面全体に均一な電着被覆膜２を容易に得ることが出来る電着法で形成される電着被覆膜２の膜厚みや均一性には何ら問題は無い。
【００６４】
円弧状フェライトコア８と放熱器４と接合した伝熱器６部分との接触部分は円弧状フェライトコア８表面に電着被覆膜２を形成しており、更に分割した円弧状フェライトコア８で放熱器４と接合した伝熱器６を挟みこむ構成に出来るので、フェライトコア１と放熱器４と接合した伝熱器６との熱的接触は実施の形態２で示した場合の熱的接触よりも更に良くなり、フェライトコア１から放熱器４への放熱特性は更に向上する。なお、フェライトコアの分割は２分割に限るものではなく、また円弧形状に限るものでもない。要は、電着被覆膜２が施された複数のフェライトコアで放熱器４もしくは放熱器４と接合した伝熱器６部分を挟みこむような構成であればフェライトコアと放熱器４もしくは放熱器４と接合した伝熱器６との熱的接触は極めて良好になるのである。
【００６５】
また、本実施の形態２ではフェライトコアからの放熱に放熱器と接合した伝熱器をフェライトコアの円筒部に差し込んで放熱系を構成したが、放熱系はフェライトコアの形状、使用環境に合わせて構成すれば良い。その際、放熱器もしくは放熱器と接合した伝熱器とフェライトコアとの熱的接触をフェライトコアの表面に電着法で形成したポリイミド樹脂被覆膜を介して行えば実施の形態２と全く同様の効果を得ることが出来る。また、放熱器と接合した伝熱器は銅製の棒を用いたが、伝熱器は銅製の棒に限るものではなく、例えばヒートパイプなど熱輸送に優れた特性の伝熱体であれば何等問題ない。
【００６６】
また、本実施の形態２では、樹脂系の電着膜樹脂を耐熱性が高いポリイミド樹脂を用いたが、ポリイミド樹脂の電着液に、酸化アルミニウム、酸化チタン、窒化ボロン、窒化アルミ、炭素などの微粉末を分散調整した電着液を用いると、ポリイミドの樹脂系の電着膜に微粉末が取り込まれることになり、樹脂系の電着膜の熱伝導率を大きくすることができる。樹脂系の電着膜の熱伝導率が大きくなると、フェライトコアから放熱器もしくは放熱器と接合した伝熱器への熱の伝導を更に良くすることが出来る。
【００６７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の磁界発生装置は、実施の形態２と同様に円筒状等の本発明のフェライトコアに巻線部を配したものであり、フェライトコアの円筒部には、放熱器につながる伝熱器を設けた構成からなる。リード線７に高周波電流を通電することにより電流に応じた磁界がフェライトコアの両端から放出されることになる。また、フェライトコアで発生した熱、巻線で発生した熱はフェライトコアの円筒部内に設けた放熱器につながる伝熱器に導かれ、放熱器を通して放熱されることになる。これにより、フェライトコアの温度はキュリー温度に到達することなく安定して磁界の発生を継続できることになる。なお、伝熱器は熱伝導率が高い銅製の棒からなり、放熱部はアルミ製の板より構成されている。
【００６８】
実施の形態３の磁界発生装置は次のようにして作製した。
【００６９】
フェライトコアは実施の形態１と全く同様に、原料粉の調整、仮焼、粉砕、造粒、プレス成形、焼成などの工程により作製した。
【００７０】
次に得られたフェライトコア１に樹脂系の電着膜を施す。次にこのフェライトコア１の表面に実施の形態１と同様にして、ポリイミド樹脂の被覆膜を行う。ポリイミド樹脂の被覆膜は電着法にて行った。まず、ポリイミド樹脂を水溶化し、ｐＨなどを調整した電着用カチオン性水溶液（例えば（株）シミズ製エレコートＰＩ）に、表面の汚れ、油脂分などを除去したフェライトコア１を浸漬する。フェライトコア側を負極に接続し、同じ電着用カチオン性水溶液に浸漬したカーボンシートを正極に接続して両者に直流電圧を印加した。このときの直流電圧は１００Ｖとした。所定の時間が経過した後にフェライトコア１を電着用カチオン性水溶液から取出し、純水でフェライトコア１表面の洗浄を行う。その後、エアブローなどにより水分を除去する。この時点で、フェライトコア１表面は白色の樹脂析出物で被覆されている。
【００７１】
次にフェライトコア１の熱を放熱する放熱器と接合した伝熱器を、ポリイミド樹脂を電着したフェライトコア１に装着する。次にこの伝熱器を装着したフェライトコアを２００℃―６０分の加熱処理を行う。この加熱処理により、フェライトコア１表面に析出していた樹脂析出物は架橋硬化反応が進みポリイミド樹脂となると共に、ポリイミド樹脂とフェライトコアとの密着性が向上する。更に、樹脂析出物の段階で放熱器と接合した伝熱器は、樹脂析出物の架橋硬化反応が進む中で接着剤の様に作用しフェライトコアと伝熱器との熱的接触状態を良好なものとなる。
このようにして作製したフェライトコアに巻線部を設けることで、本実施の形態２の磁界発生装置を作製した。
【００７２】
実施の形態３の磁界発生装置を、樹脂製の熱伝導性が低いケース内に配置した放熱しにくい構成として、実施の形態と同一の電流を通電しながらコア部の発熱による温度上昇について熱電対をフェライトコアに貼りつけて測定した。実施の形態３の温度は、１６１℃であった。
【００７３】
このように実施の形態３の磁界発生装置での温度上昇は１６１℃で、実施の形態１のフェライトコアの温度１６５℃よりも低くできる。即ち、高温と成るような環境下で使用しても、フェライトコアの温度上昇を十分に抑制できる磁界発生装置を得ることが出来る。
【００７４】
なお、実施の形態３では、フェライトコアのみにポリイミド被覆膜を電着法にて形成し、樹脂が析出した状態で放熱器と接合した伝熱器を装着して、加熱処理を施し析出樹脂の架橋硬化反応中に伝熱器とフェライトコアとの熱的接触を強固なものとした。ポリイミド被覆膜の電着はフェライトコアのみだけでなく、放熱器と接合した伝熱器にもポリイミド被覆膜を電着し、架橋硬化反応の前の樹脂析出の状態でフェライトコアに放熱器と接合した伝熱器を装着し、装着した状態で加熱処理を行い、架橋硬化反応によりポリイミドの樹脂化を行うと、フェライトコアのみに被覆膜を形成していた場合よりもフェライトコアと放熱器と接合した伝熱器との熱的な接触状態は更に強固なものとなる。このようにして作製したフェライトコアに巻線部を施した磁界発生装置は、高温と成るような環境下で使用しても、フェライトコアの温度上昇を十分に抑制でき安定した磁界を発生することが出来る。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１から５記載のフェライトコアによれば、フェライトコア全体に亘り電着法にてポリイミド被覆膜を施し、ポリイミド被覆膜を介して放熱器、もしくは放熱器と接合する伝熱器と接触した構成とすることで、フェライトコアと放熱器、もしくは放熱器と接合する伝熱器との良好な熱的接触を得ることが出来るので、温度が高くなるような環境においてもフェライトコアの温度上昇を抑制でき、安定した磁界を発生し続けることが出来る。またフェライトコアにエッジ部の被覆性に優れた電着法にてポリイミド被覆膜を施したので、温度が高くなるような環境においてもフェライトコアと巻線とのエッジショートが無く安定した磁界を発生し続けることが出来る。
【００７６】
また請求項６から９記載の磁界発生装置によれば、フェライトコアと放熱器、もしくは放熱器と接合する伝熱器との良好な熱的接触を得ることが出来るので、温度が高くなるような環境においてもフェライトコアの温度上昇を抑制でき、安定した磁界を発生し続けることが出来る。
【００７７】
また請求項１０から１１記載の製造方法によれば、フェライトコアと放熱器と接合した伝熱器との熱的な接触状態を強固なものとできるので、フェライトコアからの発熱を効率良く放出可能で熱的に安定な磁界発生装置を容易に生産性良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のフェライトコアの斜視図、断面図及び部分拡大図
【図２】本発明の実施の形態１のフェライトコアの駆動時の構成図
【図３】本発明の実施の形態２の磁界発生装置の斜視図及び断面図
【図４】円弧状フェライトコアを用いた磁界発生装置の斜視図及び断面図
【符号の説明】
１　フェライトコア
２　電着被覆膜
３　巻線部
４　放熱器
５　円筒部
６　伝熱器
７　リード線
８　円弧状フェライトコア
【図１】
2004014773.tif 000004
【図２】
2004014773.tif 000005
【図３】
2004014773.tif 000006
【図４】
2004014773.tif 000007