(57)【要約】【課題】高い透磁率μおよび高い電気抵抗率ρを共に有する特性と柔軟性とを有する厚さが２００μｍ以下の磁性金属粉焼結シートの製造方法を提供する。【解決手段】調整工程Ｐ６で調整されたスラリーからシート化工程Ｐ７において所定厚みの生シート３８に成形され、焼結工程Ｐ８においてその生シート３８に熱処理を施すことによりその生シート３８中のバインダー( 有機質結合材) Ｂを焼失させるとともに、その生シート３８中の軟磁性金属粉Ｍを相互に焼結させて多気孔性の磁気シート( 磁性金属粉焼結シート）２２とされるので、高い透磁率μおよび高い電気抵抗率ρを共に有する特性と柔軟性とを有する厚さが２００μｍ以下の磁性シート２２が得られる。【選択図】図２
2009272500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが２００μｍ以下の磁性金属粉焼結シートの製造方法であって、
軟磁性金属粉と有機質結合材とを所定の割合で混合して所定粘度のスラリーを調整する調整工程と、
該調整工程で調整されたスラリーから所定厚みの生シートを成形するシート化工程と、
該シート化工程で成形された生シートに熱処理を施すことにより該生シート中の有機質結合材を焼失させるとともに、該生シート中の軟磁性金属粉を相互に焼結させ、多気孔性の磁性金属粉焼結シートとする焼結工程と
を、含むことを特徴とする磁性金属粉焼結シートの製造方法。
【請求項２】
前記軟磁性金属粉は、扁平形状および／または球形状の粒子を含むものである請求項１の磁性金属粉焼結シートの製造方法。
【請求項３】
前記軟磁性金属粉は、焼結温度の異なる少なくとも２種類の軟磁性金属粉末が混合されたものである請求項１または２の磁性金属粉焼結シートの製造方法。
【請求項４】
前記磁性金属粉焼結シートは、１５０以上の透磁率と、５００μΩｃｍ以上の体積抵抗率と、可撓性とを備えるものである請求項１乃至３のいずれか１の磁性金属粉焼結シートの製造方法。
【請求項５】
前記磁性金属粉焼結シートは、ｋＨｚ帯の周波数の無線通信に用いられるアンテナの周辺において、磁束の集束のために配置されるものである請求項１乃至４のいずれか１の磁性金属粉焼結シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｋＨｚ帯の周波数を利用する無線通信に用いられる磁性金属粉焼結シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、キーレスアンテナ、無接点( ワイヤレス）充電装置等では、ｋＨｚ帯の周波数を利用する電磁誘導方式の無線通信が行われている。このような電磁誘導方式の無線通信では、アンテナから漏れる磁束を遮蔽すること、通信に寄与させる磁束を効率的に集束させる必要があることから、アンテナの周辺にシート状の磁性体を設けることが知られている。このようなｋＨｚ帯の周波数を利用する電磁誘導方式の無線通信に用いられるシート状磁性体は、磁気遮蔽および磁束集束の性能を高めるために高い透磁率を有することが望まれるとともに、渦電流損失の発生を抑制するために高い電気抵抗率を有することが望まれる。
【０００３】
一般に、上記シート状磁性体としては、軟磁性金属を薄膜まで圧延することにより得られる磁性金属箔、フェライトを薄いシート状に成形して焼成することにより得られるフェライト焼結体、磁性金属粉を混入させたゴムをシート状に成形した磁性シートから構成することが考えられる。しかし、上記磁性金属箔では、高い透磁率を得ることができるものの、電気抵抗率が低いという欠点があり、上記フェライト焼結体では、高い透磁率および高い電気抵抗値が得られるものの、柔軟性がなく脆いことから薄板への加工が困難であるという欠点があり、上記磁性シートでは、高い電気抵抗率を得ることができるものの、透磁率が低いという欠点があった。
【０００４】
これに対し、特許文献１に記載されているように、扁平な軟磁性合金粉末をバインダや溶媒と混合してスラリー状とし、これを基板上に塗布し焼結させることで軟磁性合金圧膜を形成することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８９４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記引用文献１に記載の軟磁性合金圧膜は、厚みが極めて薄く形成され、フェライト焼結体よりも高い透磁率が得られるものの、基板の一面に焼結によって固着される構成であるため、フェライト焼結体と同様に柔軟性がなく脆いことから、形状などの加工に制約があるとともに、落下などの衝撃が加えられることが予測される機器への利用が困難であるという欠点があった。
【０００７】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、高い透磁率および高い電気抵抗率を共に有する特性と柔軟性とを有する厚さが２００μｍ以下の磁性金属粉焼結シートの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】
【０００８】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、厚さが２００μｍ以下の磁性金属粉焼結シートの製造方法であって、( １）軟磁性金属粉と有機質結合材とを所定の割合で混合して所定粘度のスラリーを調整する調整工程と、( ２）その調整工程で調整されたスラリーから所定厚みの生シートを成形するシート化工程と、( ３）そのシート化工程で成形された生シートに熱処理を施すことによりその生シート中の有機質結合材を焼失させるとともに、該生シート中の軟磁性金属粉を相互に焼結させ、多気孔性の磁性金属粉焼結シートとする焼結工程とを、含むことにある。
【発明の効果】
【０００９】
このようにすれば、スラリーから所定厚みに成形された生シートに熱処理を施すことによりその生シート中の有機質結合材を焼失させるとともに、その生シート中の軟磁性金属粉を相互に焼結させて多気孔性の磁性金属粉焼結シートとされるので、高い透磁率および高い電気抵抗率を共に有する特性と柔軟性とを有する厚さが２００μｍ以下の磁性金属粉焼結シートが得られる。
【００１０】
ここで、好適には、前記軟磁性金属粉は、扁平形状および／または球形状の粒子を含むものである。このようにすれば、扁平形状および球形状の軟磁性金属粉の一方および両方を、高い透磁率を維持しつつ高い電気抵抗率を得るために選択することができる。
【００１１】
また、好適には、前記軟磁性金属粉は、焼結温度の異なる少なくとも２種類の軟磁性金属粉末が混合されたものである。このようにすれば、焼結温度の異なる少なくとも２種類の軟磁性金属粉末の割合を調整することにより、軟磁性金属粉の焼結性金属粉の焼結の程度を適切に調節することができる。
【００１２】
また、好適には、前記磁性金属粉焼結シートは、１５０以上の透磁率と、５００μΩｃｍ以上の体積抵抗率と、可撓性とを備えるものである。このようにすれば、キーレスアンテナ、無接点充電装置等のｋＨｚ帯の周波数を利用する電磁誘導方式の無線通信において、アンテナから漏れる磁束を遮蔽したり、通信に寄与させる磁束を効率的に集束させたりすることができるとともに、耐衝撃性の高い部品として、好適に用いられる。
【００１３】
また、好適には、前記磁性金属粉焼結シートは、ｋＨｚ帯の周波数の無線通信に用いられるアンテナの周辺において、磁束の集束のために配置されるものである。このようにすれば、磁束の漏れが少なくなってアンテナの性能が高められる。
【００１４】
また、好適には、前記アンテナは、無線電力伝送に用いられるものである。このようにすれば、非接触の充電装置等における無線電力伝送において電力の伝送効率が高められる。
【００１５】
また、好適には、前記磁性金属粉焼結シートは、電気抵抗を高めるための溝又は割れ目を有するものである。このようにすれば、一層高い電気抵抗が得られ、渦電流損が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例の説明に用いる図は簡略化されており、各部の寸法等は必ずしも正確には描かれていない。
【実施例】
【００１７】
図１は、周波数がｋＨｚ帯の電磁誘導方式の無線通信の一種である無線電力伝送を利用した無接点( ワイヤレス）充電機能或いは高速電力線通信( ＰＬＣ）機能を有する携帯機器１０と、その携帯機器１０の充電および／または電力線通信のためにそれが載置される載置台１２とを、それぞれ示している。載置台１２には、その載置面１３に面一に位置する薄型のコイル電極すなわち通信用アンテナコイル１４と、電磁波を発生させるためにその通信用アンテナコイル１４をｋＨｚ帯の周波数で駆動制御する駆動制御回路１６と、通信用アンテナコイル１４の裏面側に密着して重ねられて配置された本発明の一例の製造方法により製造された磁性金属粉焼結シート( 以下、磁気シートという) ２２とが設けられている。
【００１８】
携帯機器１０には、たとえばリチウムイオンバッテリを収容した金属製の箱である薄型の電池セル２０と、載置台１２に設けられたものと同様の磁気シート２２と、薄型のコイル電極すなわち通信用アンテナコイル２４とが相互に密着して重ねられた状態で、合成樹脂製のケース１８の裏蓋２６内に収容されている。また、そのケース１８内の上記電池セル２０に隣接した位置には、無接点( ワイヤレス）充電および／または高速電力線通信( ＰＬＣ）を制御するための制御回路２９が設けられている。
【００１９】
上記磁気シート２２は、軟磁性粉末が相互の接触点において結合させられた多気孔性の焼結体であり、２００μｍ以下の厚みのシート状（平板状）に形成されると共に、必要に応じて補強シートに積層されたり、補強樹脂により含浸される。この磁気シート２２は、１５０乃至４００程度の比較的高い透磁率( μ’) と、５００乃至９００程度の比較的高い抵抗率（μΩ・ｃｍ）を備えるとともに、金属と同様の柔軟性を有していることから、高い耐割れ性や耐衝撃性を備えている。
【００２０】
上記磁気シート２２は、上記のように比較的高い透磁率μ’( 透磁率μの実数部) および電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）を備えているので、電池セル２０と通信用アンテナコイル２４との間に介在させられた状態でその通信用アンテナコイル２４に重ねられる結果、その通信用アンテナコイル２４の感度を高めるとともに磁気シート２２の渦電流損を低下させ、充電効率や通信感度を好適に高める機能を有している。また、上記磁気シート２２は、軟磁性粉末が相互の接触点において結合させられた多気孔性の焼結体であって、高い耐割れ性や耐衝撃性を備えているため、携帯機器１０の落下等に対する耐衝撃性能が高められる。
【００２１】
図２は、上記磁気シート２２の製造工程を説明する図である。図２において、溶融工程Ｐ１では、軟磁性金属であるＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金等を得るための所定のＦｅ原料、Ｓｉ原料、及びＣｒ原料等が坩堝に投入されて溶融され、溶湯が生成される。金属粉末生成工程Ｐ２では、よく知られた方法により上記溶湯から軟磁性金属粉末が生成される。例えば、ガスアトマイザー或いはガス水アトマイザーを用いて環状ノズルから噴射されたガス又は噴射水中に溶湯が落下させられることにより粒子化される。図３はその水アトマイザーの要部を説明する図である。図３において、タンデシュ３０の底に設けられた５ｍｍ以下の注湯ノズル径から１７００℃以下の温度の溶融合金ＭＭが流されて細い流れが形成される。そして、その細い流れが通過する環状のノズル３２が設けられ、その細い流れの周囲から溶融合金ＭＭに向かって水が所定の圧力及び水量で吹きつけられ、その水のジェット噴射のエネルギで溶湯ＭＭが粉粒化されて凝固させられ、容器３４内に受けられる。
【００２２】
上記軟磁性金属粉末Ｍとしては、Ｆｅ基であって、例えばＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金等が好適に用いられる。
【００２３】
続いて、扁平化処理工程Ｐ３では、金属粉末生成工程Ｐ２で粉末化された軟磁性金属粉Ｍを、アトライタまたはボールミルによる扁平化処理を行って、上記軟磁性金属粉末の扁平度（＝長径／厚み）が平均値で１５以上、好適には２８乃至３５の範囲内となるまで扁平粒子化され、例えば体積平均粒径Ｄ５０が２０〜４０μｍのものに適宜分級される。そして、必要に応じて焼鈍工程Ｐ４及び被膜処理工程Ｐ５が行われる。焼鈍工程Ｐ４では所定の特性を得るための焼鈍処理が行われる。被膜処理工程Ｐ５では、必要に応じて例えば酸化膜、燐酸化合物膜等に代表される非良導性被膜が上記軟磁性金属粉末の表面に施される。
【００２４】
次いで、調整工程Ｐ６では、生シート３８を構成する材料が所定の配合割合となるように秤量された後に混合される。たとえば、塩素化ポリエチレンなどの焼失可能なバインダー（ポリマ等の合成樹脂や油脂等の有機質結合剤）Ｂを９から１９重量部と、ジクミルパーオキサイド等の少量の架橋剤を１乃至２重量部とが秤量された後に、それらを有機溶媒( たとえばトルエン）中で溶解して、それに上記軟磁性金属粉末Ｍを８０乃至９０重量部( たとえば４６容積％）を混合して粘度を調整するとで、図４の生シート３８の原料となるスラリーができる。
【００２５】
シート化工程Ｐ７では、たとえばドクターブレード法を用いて、上記スラリーから２００乃至２５０μｍ程度の厚みとなるようにＰＥＴフィルム上に塗工されるとともに、乾燥されることにより有機溶媒が除去されてロール状に巻回され、１９０μｍ程度の厚みを有する生シート３８が得られる。次いで、１６０℃程度の温度で２０分間の熱プレスを行って、生シート３８を１００μｍ程度の厚みとする。この熱プレスを用いて圧縮され且つ加熱されることにより、生シート３８に含まれるバインダーＢの架橋処理が行われる。この状態における生シート３８は、図４に示すように、軟磁性金属粉末ＭがバインダーＢによって結合された可撓性のシートとなる。
【００２６】
次に、焼結工程Ｐ８では、上記熱プレスされた生シート３８が、真空炉内において、２００℃／ｈｒ程度の昇温速度で９００乃至１２００℃、好ましくは１１００乃至１１５０℃程度の最高温度まで加熱されるとともにその最高温度で２時間程度保持された後、５００℃まで炉内冷却され、さらに室温まで冷却される。この過程では、５００℃までの昇温区間においてバインダーＢが焼失させられた後、軟磁性金属粉末Ｍが相互に焼結させられて図５に示すたとえば１００μｍ程度の厚みの薄いシート状の磁気シート２２が得られる。図５に示すように、軟磁性金属粉末Ｍは相互の接触点で結合されることにより多孔質の組織から構成されており、比較的高い透磁率μおよび電気抵抗率ρを有するとともに、金属板と同様の柔軟性や曲げ変形能を備えるので、高い耐衝撃性を有する。
【００２７】
そして、必要に応じて、磁気シート２２に加えて、他の工程で得られた裏面シート、基体シート、及び表面シートの少なくとも１つが所定の順序で積層され、且つ必要に応じて加圧装置により相互に圧着或いは接着され、適当な長さのシート状に切断される。また、必要に応じて、打抜装置を用いてカード状となるように打抜き用金型を用いて所定の寸法に打ち抜かれ、さらに種々の項目の性能検査が行われる。図６は、上記打抜き用金型を用いて所定の寸法に打ち抜かれると同時に、全体としての電気抵抗率を高めるための溝或いは割れ目４０が設けられた磁気シート２２を示している。
【００２８】
以下、本発明者が磁気シート２２について行った実験を説明する。先ず、図７の表に示すように、３種類の軟磁性金属粉末、Ｆｅ−９．５Ｓｉ−５．４Ａｌ合金、Ｆｅ−８０Ｎｉ合金、Ｆｅ−８Ｓｉ−２Ｃｒ合金のそれぞれについて、前記金属粉末生成工程Ｐ２および扁平化処理工程Ｐ３のように、球状粉および扁平粉を用意した。なお、図７に示す各粉末の平均粒径Ｄ５０はレーザ回折式粒度分布計を用い、厚みｔは透過電子顕微鏡を用いて、それぞれ測定した。扁平度は、平均粒径Ｄ５０を厚みｔで割り算することにより得た。次いで、調整工程Ｐ６のように、４６容積％のＦｅ−８Ｓｉ−２Ｃｒ合金の扁平状粉と５４容積％のバインダーとからスラリー１を調整し、４６容積％のＦｅ−８０Ｎｉ合金の扁平状粉と５４容積％のバインダーとからスラリー２を調整し、Ｆｅ−９．５Ｓｉ−５．４Ａｌ合金の１１容積％の扁平状粉および３５容積％の球状粉の混合粉と５４容積％のバインダーとからスラリー３を調整し、焼結温度が相互に異なるＦｅ−９．５Ｓｉ−５．４Ａｌ合金の扁平状粉とＦｅ−８Ｓｉ−２Ｃｒ合金の扁平状粉との混合粉５０容積％とバインダー５０容積％とからスラリー４を調整し、それら４種類のスラリー１乃至４を用いて、シート化工程Ｐ７と同様にシート化して４種類の生シート３８を作成し、それら４種類の生シート３８から焼結工程Ｐ８と同様に焼結を施してシート状の磁気シート２２に相当する開発材１乃至４を作成した。
【００２９】
次いで、上記開発材１乃至４のそれぞれについて、外径７ｍｍ、内径３ｍｍ、の円環状試験片に打ち抜き、得られた試験片の周波数１００ｋＨｚにおけるインダクタンスＬを、アジレントテクノロジー社製のインピーダンスアナライザーＨＰ４２９４Ａを用いて測定した。また、上記開発材１乃至４のそれぞれについて、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍの正方形に加工した試験片について、抵抗率計を用いて体積当たりの電気抵抗率( 体積抵抗率) ρ（μΩ・ｃｍ）を測定した。そして、各開発材１乃至４について、得られたインダクタンスＬおよび電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）から各試験片の比透磁率μの実数部μ’および虚数部μ”をそれぞれ算出した。図８の図表は、上記開発材１乃至４のそれぞれについての測定値を示している。
【００３０】
また、５０容積％のＦｅ−９．５Ｓｉ−５．４Ａｌ合金の扁平状粉を含むゴム磁性シートと、シート状のＭｎ−Ｚｎ系フェライト焼結体と、シート状のＦｅ−７８Ｎｉ−４Ｍｏ合金からなる金属箔とを、比較材１、２、３として作成し、上記と同様にして、周波数１００ｋＨｚにおけるインダクタンスＬと電気抵抗率( 体積抵抗率) ρ（μΩ・ｃｍ）をそれぞれ測定し、比較材１乃至３について、得られたインダクタンスＬおよび電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）から各試験片の比透磁率μの実数部μ’および虚数部μ”をそれぞれ算出した。図８の図表は、上記比較材１乃至３、上記開発材１乃至４のそれぞれについての測定値を示している。
【００３１】
また、上記開発材１乃至４および比較材１乃至３について、９０°の曲げ試験を行って、割れの発生の有無に基づいて柔軟性を評価した。○印は割れなしを示し、×印は割れの発生を示している。
【００３２】
図８から明らかなように、比較材１( ゴム磁性シート) は、柔軟性は良好であるため耐衝撃性能が得られ且つ体積抵抗率ρは低いため渦電流損の発生が抑制されるものの、透磁率μ’が低いためアンテナコイルの感度を十分に高めることができない。また、比較材３は、柔軟性は良好であるため耐衝撃性能が得られ且つ透磁率μ’が高いためアンテナコイルの感度を十分に高められるものの、体積抵抗率ρが高いため渦電流損の発生が大きくなる。また、比較材２は、透磁率μ’が比較的高いためアンテナコイルの感度を十分に高められ且つ体積抵抗率ρが高いため渦電流損の発生が抑制されるものの、柔軟性が低く割れが発生しやすいので、十分な耐衝撃性が得られない。これらに対して、開発材１乃至４によれば、いずれも、透磁率μ’が比較的高いためアンテナコイルの感度を十分に高められ且つ体積抵抗率ρが高いため渦電流損の発生が抑制され、しかも、柔軟性が良好で割れが発生がないので、十分な耐衝撃性が得られる。上記開発材１乃至４においては、１５０以上の透磁率μ’と、５００μΩ・ｃｍ以上の体積抵抗率ρとを備えている点が共通している。
【００３３】
上記開発材１は、軟磁性金属粉として１種類のＦｅ−８Ｓｉ−２Ｃｒ合金の扁平状粉を含み、開発材２は、軟磁性金属粉として１種類のＦｅ−８０Ｎｉ合金の扁平状粉を含むものであったが、開発材３は、軟磁性金属粉としてＦｅ−９．５Ｓｉ−５．４Ａｌ合金の扁平状粉と球状粉との混合粉を含むものであり、開発材４は、軟磁性金属粉として、焼結温度が相互に異なるＦｅ−９．５Ｓｉ−５．４Ａｌ合金の扁平状粉とＦｅ−８Ｓｉ−２Ｃｒ合金の扁平状粉とを含むものである。したがって、軟磁性金属粉として、粉末の成分、形状、粉末の充填量、異型状粉末の混合割合、焼結温度の異なる種類の混合粉を変化させることにより、透磁率μ’と体積抵抗率ρとを、所望の範囲内の値に設定することが可能となる。
【００３４】
図９および図１０は他の実験に用いた測定方法を説明する図であり、図１１はその測定結果を示す図表である。図９は、線径０．４ｍｍφのワイヤから内径８ｍｍ、外径１６ｍｍの１０ターンの平面コイル４６を作成し、その平面コイル４６を、台座４８上の１ｍｍ厚みの金属台５０の上に、５０μｍのＰＥＴフィルム絶縁層５２、前記シート状の比較材１、比較材２、開発材２のいずれかの磁気シート、１００μｍのＰＥＴフィルム絶縁層５４を介して載置した状態で、アジレントテクノロジー社製のインピーダンスアナライザ４１９４Ａを用い、平面コイル４６のインダクタンスＬｃおよび抵抗値Ｒｃ( Ω) を、１００ｋＨｚの測定周波数を用いて比較材１、比較材２、開発材２毎にそれぞれ測定した。
【００３５】
図１１に示すように、平面コイル４６のインダクタンスＬｃは、比較材１、比較材２、開発材２のいずれにおいてもそれほど差がなく、磁気シートの影響は見られないが、平面コイル４６の抵抗値Ｒｃ( Ω) については、開発材２の場合は、比較材１の場合と同様に、比較材２の場合よりも１／５となり、平面コイル４８での出力が大きく得られる。
【００３６】
上記図８、図１１の実験結果によれば、本実施例の磁気シート２２に対応する開発材１乃至４は、ゴム磁性シートである比較材１および磁性金属箔である比較材３に比較して、周波数ｆおよび透磁率μ’に関しては図１２に示すように位置づけられ、電気抵抗率ρおよび透磁率μ’に関しては図１３に示すように位置づけられる。すなわち、本実施例の磁気シート２２に対応する開発材１乃至４は、ｋＨｚ帯において比較材１および比較材３よりも高い透磁率μ’が得られるとともに、比較材１および比較材３の中間的な電気抵抗率ρが得られる。したがって、ｋＨｚ帯において用いられる無線電力伝送を利用した非接触の充電装置や、ｋＨｚ帯の周波数を利用する電磁誘導方式の無線通信において、渦電流損失の発生を抑制しつつ磁気遮蔽および磁束集束の性能を高めることができ、通信効率や通信距離が大幅に改善されるという効果が得られる。
【００３７】
上述のように、本実施例の製造方法により得られた磁気シート２２によれば、調整工程Ｐ６で調整されたスラリーからシート化工程Ｐ７において所定厚みの生シート３８に成形され、焼結工程Ｐ８においてその生シート３８に熱処理を施すことによりその生シート３８中のバインダー( 有機質結合材) Ｂを焼失させるとともに、その生シート３８中の軟磁性金属粉Ｍを相互に焼結させて多気孔性の磁気シート( 磁性金属粉焼結シート）２２とされるので、高い透磁率μおよび高い電気抵抗率ρを共に有する特性と柔軟性とを有する厚さが２００μｍ以下の磁気シート２２が得られる。
【００３８】
また、本実施例によれば、軟磁性金属粉Ｍは、扁平形状および／または球形状の粒子を含むものであることから、扁平形状および球形状の軟磁性金属粉の一方および両方を、高い透磁率μを維持しつつ高い電気抵抗率ρを得るために選択することができる。
【００３９】
また、本実施例によれば、軟磁性金属粉Ｍは、焼結温度の異なる少なくとも２種類の軟磁性金属粉末が混合されたものであるので、焼結温度の異なる少なくとも２種類の軟磁性金属粉末Ｍの割合を調整することにより、軟磁性金属粉Ｍの焼結性金属粉の焼結の程度を適切に調節することができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、磁気シート( 磁性金属粉焼結シート）２２は、１５０以上の透磁率μと、５００μΩｃｍ以上の体積抵抗率ρと、柔軟性すなわち可撓性とを備えるものであることから、キーレスアンテナ、無接点充電装置等のｋＨｚ帯の周波数を利用する電磁誘導方式の無線通信において、アンテナから漏れる磁束を遮蔽したり、通信に寄与させる磁束を効率的に集束させたりすることができるとともに、耐衝撃性の高い部品として、好適に用いられる。
【００４１】
また、本実施例によれば、磁気シート( 磁性金属粉焼結シート）２２は、体積抵抗率ρを高めるための溝又は割れ目４０を設けることができ、そのようにすれば、一層高い体積抵抗率ρが得られる。
【００４２】
また、本実施例によれば、磁気シート( 磁性金属粉焼結シート）２２は、ｋＨｚ帯の周波数の無線通信に用いられる通信用アンテナコイル２４の周辺において、磁束の集束のために配置されるものであるので、磁束の漏れが少なくなって通信用アンテナコイル２４の性能が高められる。
【００４３】
また、本実施例によれば、通信用アンテナコイル２４が無線電力伝送に用いられるものであるので、非接触の充電装置等における無線電力伝送において電力の伝送効率が高められる。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４５】
たとえば、前述の実施例において、有機質結合剤として塩素化ポリエチレン樹脂( バインダー）が用いられていたが、焼結工程において焼失可能なポリマ等の合成樹脂や油脂、たとえばゴム或いはエラストマーが用いられていたが、ナイロン、ポリフェニレン、サイファイド、エポキシ樹脂などが用いられてもよい。
【００４６】
また、前述の金属粉末生成工程Ｐ２において、水アトマイザーが用いられていたが、必ずしも水が用いられなくてもよく、空気又は空気及び水等の冷却流体が用いられてもよい。
【００４７】
また、前述のシート化工程Ｐ７では、生シート３８に含まれるバインダーＢの架橋処理のために熱プレスが用いられていたが、熱間の分出圧延およびカレンダー圧延が用いられてもよい。
【００４８】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例の磁気シートが適用された非接触の充電装置を有する携帯機器および載置台を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例の磁気シートを製造するための製造工程を説明する工程図である。
【図３】図２の金属粉末生成工程において溶湯から軟磁性金属粉を生成する水アトマイザーの要部を説明する図である
【図４】図２のシート化工程において形成される可撓性生シートの要部を模式化して示す断面図である。
【図５】図２の焼結工程において生シートから焼結された磁気シートの要部を模式化して示す断面図である。
【図６】全体としての電気抵抗率を高めるための溝或いは割れ目が設けられた磁気シートの一例を示す平面図である。
【図７】本発明者等の実験に際して用意された６種類の軟磁性金属粉の組成および粒形状を示す図表である。
【図８】開発材１乃至４および比較材１乃至３に関しての、混合割合、透磁率、体積抵抗率、焼結温度、耐割れ性についての測定結果或いは評価結果をそれぞれ対比して示す図表である。
【図９】本発明者等の実験に際して用意された平面コイルの形状および測定台を説明する図である。
【図１０】図９の平面コイルのインピーダンスをインピーダンスアナライザを用いて測定する方法を説明する図である。
【図１１】図９および図１０に示すように、開発材２の上に載置された平面コイルのインダクタンスおよび抵抗値の測定値を、比較材１、比較材２と対比して示す図表である。
【図１２】図８、図１１の実験から得られた周波数および透磁率に関する、開発材１乃至４の比較材１および比較材３に対する位置づけを示す図である。
【図１３】図８、図１１の実験から得られた電気抵抗率および透磁率に関する、開発材１乃至４の比較材１および比較材３に対する位置づけを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
２２：磁気シート( 磁性金属粉焼結シート）
２４：通信用アンテナコイル( アンテナ) 
３８：生シート
４０：溝又は割れ目
Ｐ６：調整工程
Ｐ７：シート化工程
Ｐ８：焼結工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年5月27日(2008.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図８から明らかなように、比較材１( ゴム磁性シート) は、柔軟性は良好であるため耐衝撃性能が得られ且つ体積抵抗率ρは高いため渦電流損の発生が抑制されるものの、透磁率μ’が低いためアンテナコイルの感度を十分に高めることができない。また、比較材３は、柔軟性は良好であるため耐衝撃性能が得られ且つ透磁率μ’が高いためアンテナコイルの感度を十分に高められるものの、体積抵抗率ρが低いため渦電流損の発生が大きくなる。また、比較材２は、透磁率μ’が比較的高いためアンテナコイルの感度を十分に高められ且つ体積抵抗率ρが高いため渦電流損の発生が抑制されるものの、柔軟性が低く割れが発生しやすいので、十分な耐衝撃性が得られない。これらに対して、開発材１乃至４によれば、いずれも、透磁率μ’が比較的高いためアンテナコイルの感度を十分に高められ且つ体積抵抗率ρが高いため渦電流損の発生が抑制され、しかも、柔軟性が良好で割れが発生がないので、十分な耐衝撃性が得られる。上記開発材１乃至４においては、１５０以上の透磁率μ’と、５００μΩ・ｃｍ以上の体積抵抗率ρとを備えている点が共通している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図９および図１０は他の実験に用いた測定方法を説明する図であり、図１１はその測定結果を示す図表である。図９は、線径０．４ｍｍφのワイヤから内径８ｍｍ、外径１６ｍｍの１０ターンの平面コイル４６を作成し、その平面コイル４６を、台座４８上の１ｍｍ厚みの金属台５０の上に、５０μｍのＰＥＴフィルム絶縁層５２、前記シート状の比較材１、比較材３、開発材２のいずれかの磁気シート、１００μｍのＰＥＴフィルム絶縁層５４を介して載置した状態で、アジレントテクノロジー社製のインピーダンスアナライザ４１９４Ａを用い、平面コイル４６のインダクタンスＬｃおよび抵抗値Ｒｃ( Ω) を、１００ｋＨｚの測定周波数を用いて比較材１、比較材３、開発材２毎にそれぞれ測定した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図１１に示すように、平面コイル４６のインダクタンスＬｃは、比較材１、比較材３、開発材２のいずれにおいてもそれほど差がなく、磁気シートの影響は見られないが、平面コイル４６の抵抗値Ｒｃ( Ω) については、開発材２の場合は、比較材１の場合と同様に、比較材３の場合よりも１／５となり、平面コイル４８での出力が大きく得られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例の磁気シートが適用された非接触の充電装置を有する携帯機器および載置台を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例の磁気シートを製造するための製造工程を説明する工程図である。
【図３】図２の金属粉末生成工程において溶湯から軟磁性金属粉を生成する水アトマイザーの要部を説明する図である
【図４】図２のシート化工程において形成される可撓性生シートの要部を模式化して示す断面図である。
【図５】図２の焼結工程において生シートから焼結された磁気シートの要部を模式化して示す断面図である。
【図６】全体としての電気抵抗率を高めるための溝或いは割れ目が設けられた磁気シートの一例を示す平面図である。
【図７】本発明者等の実験に際して用意された６種類の軟磁性金属粉の組成および粒形状を示す図表である。
【図８】開発材１乃至４および比較材１乃至３に関しての、混合割合、透磁率、体積抵抗率、焼結温度、耐割れ性についての測定結果或いは評価結果をそれぞれ対比して示す図表である。
【図９】本発明者等の実験に際して用意された平面コイルの形状および測定台を説明する図である。
【図１０】図９の平面コイルのインピーダンスをインピーダンスアナライザを用いて測定する方法を説明する図である。
【図１１】図９および図１０に示すように、開発材２の上に載置された平面コイルのインダクタンスおよび抵抗値の測定値を、比較材１、比較材３と対比して示す図表である。
【図１２】図８、図１１の実験から得られた周波数および透磁率に関する、開発材１乃至４の比較材１および比較材３に対する位置づけを示す図である。
【図１３】図８、図１１の実験から得られた電気抵抗率および透磁率に関する、開発材１乃至４の比較材１および比較材３に対する位置づけを示す図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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