注塑成型电抗器及用于电抗器的复合物

申请号 CN201280056847.0 申请日 2012-09-19 公开(公告)号 CN103946935A 公开(公告)日 2014-07-23
申请人 大同特殊钢株式会社; 发明人 江崎润一; 登泽雄介; 梶并佳朋; 吉本耕助;
摘要 本 发明 提供一种进一步减少电抗器运作时的损耗的 注塑成型 电抗器。使用向熔点150℃以上的高耐热性 树脂 ,即占据热塑性树脂整体的大部分的基体树脂A中添加熔点150℃以下且熔点比该基体树脂A低的低熔点树脂B的所得物作为构成树脂粘结剂的热塑性树脂,将该基体树脂A及该低熔点树脂B与软 磁性 粉末一起按照下述式(1)表示的比率混合制成磁芯用复合物,使用复合物,在卷绕有导体线材的线圈无间隙地埋入内部的状态下将磁芯注塑成型,从而构成注塑成型电抗器,X·软磁性粉末+(100-X)·((100-Y)·基体树脂A+Y·低熔点树脂B)···式(1)其中,X:83~96 质量 %Y:2~40质量%。
权利要求

1.一种注塑成型电抗器,其特征在于,通过以下方式构成:
使用向熔点150℃以上的高耐热性树脂,即占据热塑性树脂整体的大部分的基体树脂A中添加熔点150℃以下且熔点比该基体树脂A低的低熔点树脂B的所得物作为构成树脂粘结剂的热塑性树脂,将该基体树脂A及该低熔点树脂B与软磁性粉末一起按照下述式(1)表示的比率混合制成磁芯用复合物,使用该复合物,在卷绕有导体线材的线圈无间隙地埋入内部的状态下将磁芯注塑成型,
X·软磁性粉末+(100-X)·((100-Y)·基体树脂A+Y·低熔点树脂B)···式(1)其中,X:83~96质量
Y:2~40质量%。
2.根据权利要求1所述的注塑成型电抗器,其特征在于,所述基体树脂A为聚苯硫醚树脂、聚酰胺树脂、聚醚醚树脂中的至少任意1种,所述低熔点树脂B为聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的至少任意1种。
3.一种磁芯用复合物,其为根据权利要求1、2中任意一项所述的注塑成型电抗器的磁芯用复合物。

说明书全文

注塑成型电抗器及用于电抗器的复合物

技术领域

[0001] 本发明涉及在将线圈无间隙地埋入内部的状态下对磁芯进行注塑成型而形成的注塑成型电抗器及用于电抗器的磁芯用复合物。

背景技术

[0002] 作为电感元件的电抗器目前用于各种各样的领域中,该电感元件在磁芯内部内置有卷绕导体线材而成的线圈。
[0003] 例如在混合动汽车燃料电池汽车、电动汽车等中,在蓄电池和向发动机(电动机)供给交流电力的逆变器之间设有升压电路,在该升压电路中使用作为电感元件的电抗器(扼流圈)。
[0004] 例如,在混合动力汽车中,蓄电池的电压最大为300V左右,另一方面,发动机中为了得到较大输出,需要施加600V左右的高电压。因此,使用电抗器作为升压电路用的元件。
[0005] 除此之外,该电抗器也被广泛用于太阳能发电的升压电路中。
[0006] 目前,作为这种电抗器,已知有注塑成型电抗器,该注塑成型电抗器通过对软磁性粉末和由热塑性树脂构成的树脂粘结剂的混合材料进行注塑成型,并以无间隙地埋入卷绕有导体线材的线圈的状态构成磁芯而形成。
[0007] 例如下述专利文献1中公开有这种注塑成型电抗器。
[0008] 在该注塑成型电抗器中,优选使用熔点150℃以上的高耐热性、阻燃性、机械强度等优异的聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚醚醚(PEEK)树脂等作为构成磁芯的树脂粘结剂的热塑性树脂。
[0009] 在该情况下,通常只用这些PPS树脂、PA树脂、PEEK树脂等构成热塑性树脂的整体。
[0010] 顺带提及,在注塑成型电抗器中,在施加交变磁场使电抗器运作时,由于磁芯中产生的磁滞损耗和涡电流损耗,产生了施加的能量以热量的方式放出的损耗(磁芯损耗),但在将构成磁芯的树脂粘结剂的热塑性树脂整体仅由高耐热性、阻燃性、机械强度等优异的上述那样的PPS、PA、PEEK树脂构成的注塑成型电抗器中,存在未充分减小损耗的问题。
[0011] 另外,作为对于本发明的现有技术,下述专利文献2中公开有关于“注塑成型软磁性体及软磁性混炼物”的发明,其中,作为注塑成型软磁性体的树脂,示例有:聚苯硫醚树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、环树脂等。
[0012] 但是,该专利文献2中未公开组合使用熔点不同的树脂的方面,以及限制熔点较低的树脂的配合量的方面。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1:日本特开2010-214590号公报
[0016] 专利文献2:日本特开2009-176974号公报

发明内容

[0017] 发明要解决的问题
[0018] 本发明以上述情况为背景,其目的在于,提供一种进一步减少电抗器运作时的损耗的注塑成型电抗器及用于电抗器的复合物。
[0019] 解决问题的方案
[0020] 于是,权利要求1涉及一种注塑成型电抗器,其特征在于,通过以下方式构成:使用向熔点150℃以上的高耐热性树脂,即占据热塑性树脂整体的大部分的基体树脂A中添加熔点150℃以下且熔点比该基体树脂A低的低熔点树脂B的所得物作为构成树脂粘结剂的热塑性树脂,将该基体树脂A及该低熔点树脂B与软磁性粉末一起按照下述式(1)表示的比率混合制成磁芯用复合物,使用该复合物,在卷绕有导体线材的线圈无间隙地埋入内部的状态下将磁芯注塑成型。
[0021] X·软磁性粉末+(100-X)·((100-Y)·基体树脂A+Y·低熔点树脂B)···式(1)[0022] 其中,X:83~96质量
[0023] Y:2~40质量%
[0024] 权利要求2是根据权利要求1所述的注塑成型电抗器,其特征在于,所述基体树脂A为聚苯硫醚树脂、聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂中的至少任意1种,所述低熔点树脂B为聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂中的至少任意1种。
[0025] 权利要求3涉及一种注塑成型电抗器中的磁芯用复合物,其为权利要求1、2中任意一项所述的注塑成型电抗器的磁芯用复合物。
[0026] 本发明的作用和效果
[0027] 如以上所述,本发明中,使用向占据热塑性树脂大部分的熔点150℃以上的高耐热性基体树脂A中添加熔点150℃以下且熔点比基体树脂A低的低熔点树脂B的所得物作为构成树脂粘结剂的热塑性树脂,然后,将基体树脂A及低熔点树脂B与软磁性粉末混合制成磁芯用复合物,使用该复合物,在线圈无间隙地埋入内部的状态下将磁芯注塑成型而构成电抗器。
[0028] 本发明中,在将软磁性粉末的混合比率设为X(质量%。以下相同)、将热塑性树脂的混合比率设为(100-X)、将热塑性树脂中的低熔点树脂B的混合比率设为Y、同一热塑性树脂中的基体树脂A的混合比率设为(100-Y)时,X为83~96质量%,Y为2~40质量%。
[0029] 通过将软磁性粉末的混合比率X设为83~96质量%,能够较高地保持作为电抗器的磁特性的电感特性,以及注塑成型电抗器时的软磁性粉末与树脂粘结剂的混合材料的流动性。
[0030] 若软磁性粉末的混合比率X不足83%,则电感特性得不到目标的值,相反,若增多超过96%,则得不到充分的流动性。
[0031] 本发明中,如上所述使用向占据热塑性树脂大部分的PPS树脂等的基体树脂A中添加熔点比基体树脂A低的低熔点树脂B的所得物作为构成树脂粘结剂的热塑性树脂。
[0032] 这样,可以确认电抗器运作时的损耗特性提高。
[0033] 虽然其原因目前不明确,但是可以推测由如下原因引起。
[0034] 据认为在电抗器运作时产生损耗的主要原因之一如下。
[0035] 在注塑成型电抗器中,软磁性粉末和树脂粘结剂的混合材料以树脂粘结剂为熔融状态的300℃左右的高温注塑,然后在成型模具内部冷却,构成作为成型体的磁芯。
[0036] 此时,软磁性粉末及形成树脂粘结剂的热塑性树脂由于从300℃左右的高温最终冷却到脱模后的室温而收缩。
[0037] 但是,软磁性粉末和热塑性树脂的线膨胀系数差异较大,即热塑性树脂比软磁性粉末的线膨胀系数大,由于冷却比软磁性粉末更大幅度收缩。
[0038] 其结果,对软磁性粉末施加热塑性树脂收缩所产生的压力(静压)。
[0039] 例如Fe-Si系的软磁性粉末的线膨胀系数为约1.5×10-5(1/K),另一方面,热塑性树脂的线膨胀系数取决于其种类,大致具有5倍~10倍大小的值。
[0040] 因此,在将熔融的热塑性树脂和软磁性粉末混合的状态设为无应力状态时,若从该温度冷却软磁性粉末及热塑性树脂,则与热塑性树脂大幅度收缩相比,软磁性粉末的收缩量较小。
[0041] 而且,该收缩量的差作为对软磁性粉末的压缩的静水压而施加。
[0042] 据认为该压力(静水压)对软磁性粉末的磁特性造成影响,且这会使电抗器的损耗特性恶化。
[0043] 此外,作为维拉里效应人们已知,对磁性体施加压力的话,磁性体的磁特性会发生变化。
[0044] 在此,作为电抗器的损耗特性恶化被推测为,由于软磁性粉末中产生的静水压应力,磁特性(BH曲线)发生改变,磁滞损耗变大,由此,电抗器的损耗特性恶化。
[0045] 本发明中,认为通过向基体树脂A中添加低熔点树脂B构成热塑性树脂整体导致损耗特性提高是由于,与仅用基体树脂A构成热塑性树脂整体的情况相比,通过添加低熔点树脂B,热塑性树脂整体的线膨胀系数变小。
[0046] 在此,通过向高熔点的基体树脂A中添加低熔点树脂B,热塑性树脂整体的线膨胀系数变小是以下现象引起的。
[0047] 在例如作为基体树脂A使用的聚苯硫醚(PPS)树脂的情况下,其线膨胀系数以-520℃~150℃的平均值计为8.5×10 (1/K),作为低熔点树脂B使用的低密度聚乙烯(PE)-5
树脂的线膨胀系数以20℃~100℃的平均值计为12.0×10 (1/K),若将它们混合,则认为热塑性树脂整体的线膨胀系数比只PPS树脂的线膨胀系数大,但实际相反,作为一例,向PPS树脂中添加17质量%的低密度聚乙烯树脂的所得物(在未混合软磁性粉末的情况下)-5
的线膨胀系数以20℃~150℃的平均值计成为7.0×10 (1/K),比原本的PPS树脂的线膨胀系数小。
[0048] 据认为产生这种现象是由于,低熔点的低密度聚乙烯树脂的情况在100℃以上成为熔融状态,该熔融状态的低密度聚乙烯树脂吸收了高熔点的PPS树脂的膨胀·收缩。
[0049] 即,在PPS树脂单独的情况下,PPS树脂的冷却产生的收缩直接作为对软磁性粉末的压缩压力发挥作用,但若在PPS树脂中存在熔融状态的低密度聚乙烯树脂,则PPS树脂的收缩被熔融状态的低密度聚乙烯树脂吸收,从而缓和了(变小)对软磁性粉末施加的压缩压力。
[0050] 作为其结果,认为由上述维拉里效应所带来的对软磁性粉末的磁特性的影响变小。
[0051] 此外,在本发明中,基于注塑形成时的模具的预热温度一般为150℃左右,以150℃为界限分成高熔点、低熔点。
[0052] 150℃以下的熔点较低的低熔点树脂B在电抗器从模具中脱模时还处于熔融状态,之后在冷却到室温的过程中固化。作为注塑成型品的电抗器在从脱模冷却到室温的过程中,也由于随着热塑性树脂的冷却的对软磁性粉末的不良影响,损耗变大,但通过使用150℃以下的低熔点树脂B,能够防止此时的冷却引起的特性劣化。
[0053] 此外,在从注塑温度冷却到模具温度的过程中,也自然地发挥着低熔点树脂B产生的热塑性树脂的收缩抑制的作用。
[0054] 作为注塑成型电抗器中的磁芯用的热塑性树脂,如上所述,可以优选使用:PPS树脂、PA树脂、PEEK树脂等高耐热性、阻燃性、机械强度优异的热塑性树脂,但这些高耐热性、机械强度等优异的热塑性树脂连同熔点、弹性模量(杨氏模量)也较高。
[0055] 稍带,将这些树脂的熔点、线膨胀系数、弹性模量与耐热温度一起在表1中表示。
[0056] [表1]
[0057] 表1基体树脂A
[0058]
[0059] *1:20℃~150℃的平均值
[0060] *2:20℃~210℃的平均值
[0061] *3:20℃~130℃的平均值
[0062] 另一方面,通过将低熔点树脂B添加至基体树脂A中,可以减小对软磁性粉末的磁特性造成的影响,但是,在该低熔点树脂B的情况下,连同该低熔点一般弹性模量也较小,阻燃性也较低。
[0063] 表2中,将作为该低熔点树脂B的代表例的低密度聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂的弹性模量与熔点、线膨胀系数一起示出。
[0064] 因此,若在一定以上较多地添加低熔点树脂B,则振动·噪音特性或阻燃性的特性超过设为目标的基准而恶化。
[0065] [表2]
[0066] 表2低熔点树脂B
[0067]
[0068] *4:20℃~100℃的平均值
[0069] *5:20℃~90℃的平均值
[0070] 在此,认为振动·噪音特性恶化是由如下原因引起的。
[0071] 在对电抗器施加交变磁场时,产生使磁芯中的软磁性粉末和软磁性粉末相互吸引的力。
[0072] 此时,软磁性粉末和软磁性粉末使它们之间的热塑性树脂弹性变形,同时试图向相互接近的方向移动。
[0073] 由于该原因,可以这么说作为软磁性粉末和热塑性树脂的复合体的磁芯产生作为体的磁致伸缩而产生振动·噪音。
[0074] 此时,在添加有低熔点树脂B的树脂中,低熔点树脂B一般连同熔点弹性模量也较小,因此热塑性树脂整体的弹性模量也变小,在软磁性粉末和软磁性粉末之间,热塑性树脂易于更大幅度地进行弹性变形,而且,可以认为该情况增大了软磁性粉末和软磁性粉末相互的接近方向的移动量,且这会引起磁芯中的振动·噪音的恶化(増大)。
[0075] 因此,在添加低熔点树脂B时,该添加量存在合适的范围。
[0076] 本发明人等确认到作为该低熔点树脂B的混合比率Y,2~40质量%为合适的范围。
[0077] 若低熔点树脂B的混合比率不足2%,则不能充分得到添加低熔点树脂B的效果,相反,若超过40%地大量添加,则振动·噪音特性或阻燃性的特性超过设为目标的基准而恶化。
[0078] 此外,优选低熔点树脂B为以0.2μm~2μm左右的大小在基体树脂A中均匀细致地分散成球状的状态。
[0079] 本发明中,作为向基体树脂A(占热塑性树脂的大部分的树脂)中添加的低熔点树脂B,优选使用:聚乙烯(PE)树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚(EVA)树脂、聚苯乙烯(PS)树脂、聚丙烯(PP)树脂中的至少任意1种(第二方面)。
[0080] 从熔点~370℃左右的温度域中热分解的难度的观点来看,特别优选为聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂。
[0081] 在此,作为聚乙烯树脂,低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂均可以使用(高密度聚乙烯树脂的熔点为120℃,与低密度聚乙烯树脂大致相等),但从与基体树脂A进行混合混炼时的分散性良好的观点来看,优选为低密度聚乙烯树脂。
[0082] 权利要求3涉及注塑成型电抗器的磁芯用复合物,通过使用该权利要求3的复合物注塑成型电抗器的磁芯,可以得到电感、流动性、损耗、振动·噪音、阻燃性等各个特性优异的注塑成型电抗器。
[0083] 在本发明中,电抗器的其它构成可以是以下构成。
[0084] (关于软磁性粉末的成分)
[0085] 本发明中,优选使用纯Fe或含有0.2~9.0%(质量%,以下相同)Si的组成的粉末作为软磁性粉末。
[0086] 纯Fe具有磁芯损耗高的难点,另一方面,廉价且易于操作,在磁性材料中,具有磁通密度次于帕明杜尔钴系高磁导率合金(Permendur)的高特征,因此,在重视该特征的情况下,优选使用纯Fe的粉末。
[0087] 含有0.2~9.0%的Si的Fe基软磁性合金粉末随着Si的増加,与纯Fe相比虽然磁通密度变低,但由于可以缩小磁芯损耗,因此,具有易于良好地处理两者平衡的优点。
[0088] 特别是Si的含量为6.5%时,磁芯损耗得到极小值,磁通密度也比较高,因此,成为优异的软磁性材料。
[0089] 若超过6.5%,则磁芯损耗向增加转变,尽管如此,直到9.0%为止,磁通密度也较高,因此,是足够实用的。
[0090] 但是,若超过9.0%,则磁通密度较小,磁芯损耗变大。
[0091] 另一方面,若不足0.2%,则成为与纯Fe大致相同的特征。
[0092] 在含有Si的Fe基软磁性合金粉末中,含有6~7%的Si的粉末的电感特性和发热特性的平衡良好,在重视这些特性的情况下,优选使用含有6~7%的Si的组成的粉末。
[0093] 另一方面,含有2~3%的Si的粉末的成本和电感特性及发热特性等性能的平衡良好,在重视这一点的情况下,优选使用含有2~3%的Si的粉末。
[0094] 本发明中,可以根据需要向软磁性粉末中添加作为任意元素的Cr、Mn、Ni的1种以上。
[0095] 但是,在添加Cr的情况下,可将其添加量设为5质量%以下。其原因在于更易于降低磁芯损耗。
[0096] 另外,Mn、Ni可以总共设为1质量%以下。其原因在于易于维持较低的矫顽力
[0097] (关于粉末)
[0098] 关于上述软磁性粉末,可以使用通过雾化法(其利用了气体喷雾、水喷雾、离心喷雾、这些喷雾的组合(例如,气体·水喷雾)、在气体喷雾之后立即进行冷却等)或机械粉碎法(其利用了喷射磨、捣磨机、球磨机等)或化学还原法等产生的粉末。
[0099] 从变形较小、易于成为球状从而分散性优异、粉碎中不需要机械能量等观点来看,上述软磁性粉末可以设为雾化法产生的粉末。从变形较小、氧化也较少等观点来看,可以更优选设为气体雾化法产生的粉末。
[0100] 例如,从雾化时的粉末的成品率、混炼时的混炼转矩或预烧性(焼き付き性)、注塑成型时的流动性、作为磁芯使用的频率等观点来看,上述软磁性粉末的粒径可以设为1~500μm的范围内,优选设为5~250μm的范围内,更优选设为10~150μm的范围内。
[0101] 粉末的粒径越小,在涡电流损耗的减少方面效果越大,但是,相反磁滞损耗具有变大的趋势。因此,从粉末的成品率(即成本)与得到的效果(即磁芯损耗)的平衡、使用的频率等来看,只要确定粉末粒径的上下限或粒径的分布等即可。
[0102] 为了实现变形的消除或晶粒的粗大化,所述软磁性粉末也可以进行热处理。作为热处理条件,可以示例在氢、氩任意一方或双方等氛围下,温度700℃~1000℃,时间30分钟~10小时等。
[0103] (复合物的制造方法)
[0104] 含有软磁性粉末和树脂粘结剂(其由向基体树脂A中添加低熔点树脂B而得到的热塑性树脂构成)而成的磁芯用复合物可以通过如下工序制造:以恰当的比率配合软磁性粉末和热塑性树脂中的基体树脂A、低熔点树脂B,使用双螺杆混炼机等混炼机,以树脂粘结剂为熔融状态捏合各配合材料等。
[0105] 在此,树脂粘结剂中也可以根据需要含有1种或2种以上的抗氧化剂、抗老化剂、紫外线吸收剂、着色剂等各种添加剤。
[0106] (电抗器构造体)
[0107] 关于注塑成型电抗器,在利用电绝缘性树脂从外侧整体包裹线圈的状态下进行包覆从而成为线圈包覆体,另一方面,在将线圈包覆体整体埋入内部的状态下,利用将软磁性粉末和树脂粘结剂的混合材料(复合物)注塑成型而成的成型体构成磁芯,并且该磁芯能够以下述形态构成:在边界面处接合1次成型体和2次成型体并进行一体化,所述1次成型体含有与线圈包覆体的外周面相接的筒状外周侧成型部,所述2次成型体含有与线圈包覆体的内周面相接的内周侧成型部。
[0108] 通过如此构成电抗器,可以将其如下制造。
[0109] 即,可以使用如下方法制造电抗器,即,将注塑成型磁芯的工序A分成:利用磁芯用的1次成型模具预先注塑成型磁芯的1次成型体的工序A-1,所述1次成型体含有与线圈包覆体的外周面相接的筒状外周侧成型部、并且形状为在线圈轴方向的一端具有线圈包覆体的嵌入用开口;以及利用磁芯用的2次成型模具成型2次成型体的工序A-2,所述2次成型体含有与线圈包覆体的内周面相接的内周侧成型部,在工序A-2中,在使线圈包覆体与工序A-1中得到的1次成型体的外周侧成型部以内嵌状态嵌合、并且利用磁芯用2次成型模具从外周侧沿径方向约束保持外周侧成型部的状态下,成型含有内周侧成型部的2次成型体,与此同时,将2次成型体和1次成型体及线圈包覆体进行一体化。
[0110] 在注塑成型磁芯而构成电抗器时,简单在注塑成型模具的内部安置线圈的状态下将磁芯注塑成型时,产生如下的困难问题。
[0111] 含有软磁性粉末和树脂粘结剂的混合材料在向成型模具的模腔注塑时,在温度为(例如)300℃以上的熔融状态下为液状混合材料,在注塑后在成型模具内部利用成型模具冷却并固化而形成成型体。
[0112] 此时、或在之后从成型模具中取出并冷却至室温的过程中,作为成型体的磁芯要沿径方向大幅度收缩。
[0113] 但是,金属制线圈位于磁芯内部,因此,磁芯在线圈的外周侧不能沿径方向收缩(在磁芯和金属制线圈之间,热膨胀系数有较大的差),其结果,线圈的外周侧部分要沿周方向收缩,而在磁芯的外周侧成型部产生龟裂。
[0114] 磁芯中的这种龟裂的产生成为降低作为电抗器的性能的主要原因。
[0115] 但是,在将电抗器设为上述结构且以上述方法制造电抗器的情况下,在该制造方法中,预先将磁芯的外周侧部分(外周侧成型部)与线圈分开而单独成型为1次成型体,因此,在成型磁芯时,不会发生由于位于其内侧的线圈而在外周侧成型部产生龟裂的问题。
[0116] 这是因为,含有外周侧成型部的1次成型体预先与线圈分开而单独成型,因此,在其成型时,1次成型体(详细来说外周侧成型部)可以随着冷却而自由地收缩。
[0117] 另一方面,含有与线圈内周面(严格来说线圈包覆体的内周面)相接的内周侧成型部的2次成型体以将线圈安置于成型模具的状态与线圈一体成型,但该内周侧成型部在沿径方向收缩时,没有特别受到线圈的阻力,因此,没有特别产生由于该收缩而发生龟裂的问题。
[0118] 即,根据上述制造方法,可以有效地解决由于线圈的存在而在磁芯中产生龟裂的问题。
[0119] 在该制造方法中,还可以在以下状态下成型磁芯的含有内周侧成型部的2次成型体:使线圈包覆体与工序A-1中得到的1次成型体的外周侧成型部以内嵌状态嵌合,并且利用磁芯用的2次成型模具将该1次成型体的外周侧成型部从外周侧沿径方向约束保持。
[0120] 在以该状态成型磁芯的2次成型体的情况下,在成型2次成型体时,可以防止线圈因注塑压及流动压而从安置位置发生位置偏离,而能够以在预先设定的位置准确地定位且保持线圈的状态将磁芯成型完成。
[0121] 因此,在成型磁芯时能够良好地防止由于线圈位置偏离而对线圈复合成型体的特性造成不良影响。
[0122] 上述线圈包覆体可以以如下形态构成:利用不含有软磁性粉末的热塑性树脂形成该树脂包覆层,而且,该树脂包覆层通过将含有包覆线圈外周面的外周包覆部的成型体与含有包覆线圈内周面的内周包覆部的成型体接合而一体化。
[0123] 通过这样构成线圈包覆体,可以如下制造含有该线圈包覆体的电抗器。
[0124] 即,可以通过注塑成型而成型线圈包覆体的树脂包覆层,且将注塑成型的工序B分成工序B-1和工序B-2进行注塑成型,从而进行电抗器制造,所述工序B-1为:在使树脂包覆层用的1次成型模具与线圈的内周面或外周面接触,且利用1次成型模具在内周面或外周面上沿径方向定位约束线圈的状态下,向形成于线圈的外周侧或内周侧的1次成型模具的1次成型模腔中注塑树脂材料,成型树脂包覆层中的含有外周包覆部或内周包覆部的1次成型体且与线圈一体化;所述工序B-2为:然后将1次成型体与线圈一起安置于树脂包覆层用的2次成型模具中,向形成于线圈的内周侧或外周侧的2次成型模具的2次成型模腔中注塑树脂材料,成型树脂包覆层中的含有内周包覆部或外周包覆部的2次成型体,且与线圈及1次成型体一体化。
[0125] 根据该制造方法,在注塑成型线圈包覆体时,通过将成型分成至少两次进行,能够以利用成型模具良好地定位保持线圈的状态良好地注塑成型线圈包覆体(具体而言树脂包覆层),在进行该成型时,能够良好地防止线圈由于注塑压或流动压而位置偏离,并且可以以线圈包覆状态良好地成型树脂包覆层。
[0126] 本发明的电抗器还被用于频率为1~50kHz的交变磁场中,可以适当地适用于(例如)上述混合动力汽车或燃料电池汽车、电动汽车或太阳能发电的升压电路中使用的电抗器。
[0127] 附图简要说明
[0128] 图1是表示本发明一个实施方案的电抗器的图。
[0129] 图2是图1的电抗器的主要部分剖面图。
[0130] 图3是将图1的电抗器分解表示的立体图。
[0131] 图4是将图3的线圈包覆体分解成树脂包覆层和线圈进行表示的立体图。
[0132] 图5是从与图4不同的度观察图4的线圈的图及分解成上、下线圈进行表示的图。
[0133] 图6是该实施方案的线圈包覆体的成型顺序的说明图。
[0134] 图7是与图6连续的成型顺序的说明图。
[0135] 图8是该实施方案的电抗器的制造方法的工序说明图。
[0136] 图9是该实施方案中的线圈包覆体的成型方法的说明图。
[0137] 图10是该实施方案中的磁芯的成型方法的说明图。
[0138] 图11是表示磁芯的特性评价的试验方法的说明图。
[0139] 图12是表示振动测定时的拾振器的安装位置的图。
[0140] 图13是表示软磁性粉末的比率X、低熔点树脂B的比率Y的测定方法的一例的说明图。

具体实施方式

[0141] 下面基于附图详细说明本发明的实施方案。
[0142] 图1中,15是作为电感元件的电抗器(扼流圈),将带绝缘涂层的线圈10以无间隙地埋入状态内包于磁芯16内部并一体化。即磁芯16以成为不具有间隙的构造的电抗器的方式进行制作。
[0143] 该实施方案中,如图4~图6(A)所示,线圈10为平绕线圈,将平角线材沿线材的厚度方向(径方向)卷绕重叠成线圈形状,在卷绕加工成型的自由形状状态下沿径方向邻接的线材彼此以相互接触状态重叠。
[0144] 本实施方案中,如图4、图5所示,线圈10构成如下:将上线圈块(以下简称为上线圈)10-1和下线圈块(以下简称为下线圈)10-2以卷绕方向为相反方向的方式沿线圈轴方向上下重叠两段,将各自的内径侧的端部20接合,成为1个连续的线圈。但是,也可以用1根线材连续构成上线圈10-1和下线圈10-2。
[0145] 另外,由于在上线圈10-1和下线圈10-2之间产生了较大的电位差,因此,如图5(B)所示,在它们之间插有圆环状的绝缘片材21。在此,绝缘片材21的厚度约为0.5mm左右。
[0146] 另外,图中18是线圈10的线圈端子,在径方向上向外方突出。
[0147] 如图5(A)所示,上线圈10-1、下线圈10-2为相同形状的线圈,平面形状都制成圆环状,因此,线圈10整体也是圆环状。
[0148] 如图2所示,上线圈10-1、下线圈10-2的线圈轴方向的上下方向的尺寸制成相同尺寸。
[0149] 另外,如图1所示,线圈10除线圈端子18前端侧的一部分之外,以整体埋入磁芯16的状态内包成一体。
[0150] 在该实施方案中,线圈10可以使用铜合金铝合金等各种材质(其中,在该实施方案中,线圈10为铜制)。
[0151] 本实施方案中,磁芯16由注塑成型混合材料(复合物)而得到的成型体构成,所述混合材料通过将软磁性粉末和树脂粘结剂(由含有基体树脂A及熔点比基体树脂A低的低熔点树脂B的热塑性树脂构成)混合而成。
[0152] 带绝缘涂层的线圈10除线圈端子18前端侧的一部分之外,其整体由电绝缘性树脂从外侧包覆。
[0153] 图1~图3中,24是由线圈10和树脂包覆层22构成的线圈包覆体,线圈10作为该线圈包覆体24埋入磁芯16内部。
[0154] 在该实施方案中,树脂包覆层22的厚度优选设为0.5~2.0mm。其原因是因为,若比0.5mm薄,则绝缘涂层的强度变弱,若比2.0mm厚,则磁路(magnetic circuit)的磁路径(magnetic path)长度变长,而必须以该程度增大磁芯。
[0155] 该树脂包覆层22由不含有软磁性粉末的电绝缘性热塑性树脂构成。作为该热塑性树脂,可以使用PPS、PA12、PA6、PA6T、POM、PE、PES、PVC、EVA其它各种材质的树脂。
[0156] 也如图3的分解图中所示,磁芯16通过将1次成型体16-1和2次成型体16-2在图1(B)所示的边界面P1处利用注塑成型接合而一体化构成。
[0157] 如图1~图3所示,1次成型体16-1形成这样的形状:其具有包含与线圈包覆体24的外周面相接的圆筒状的外周侧成型部25和位于线圈包覆体24的图中下侧的底部26的容器状且在线圈轴线方向的图中上端具有开口30。
[0158] 另外,在该1次成型体16-1的外周侧成型部25上设有切口部28。
[0159] 该切口部28用于使后述的线圈包覆体24的厚壁部36(参照图3)嵌入。
[0160] 另一方面,如图1~图3所示,2次成型体16-2整体上具有:内周侧成型部32,其与线圈包覆体24的内周面相接,且埋入线圈10内侧的空位并到达1次成型体16-1的底部26;上部圆形的盖部34,其位于线圈包覆体24的图中上侧,封闭1次成型体16-1的上述开口30,将1次成型体16-1的凹部40及收容于凹部40的线圈包覆体24隐藏于内侧。
[0161] 另一方面,包覆线圈10的树脂包覆层22也如图4的分解图所示,由1次成型体22-1和2次成型体22-2构成,这些成型体在图1(B)所示的边界面P2中通过注塑成型接合而一体化。
[0162] 1次成型体22-1整体上具有包覆线圈10外周面的圆筒状的外周包覆部46和包覆线圈10的下端面整体的下包覆部48。
[0163] 另一方面,2次成型体22-2整体上具有包覆线圈10内周面的圆筒状的内周包覆部50和包覆线圈10的上端面整体的上包覆部52。
[0164] 另外,在1次成型体22-1上贯穿整个高度形成有在径方向上向外方突出的厚壁部36,在该厚壁部36上形成有沿径方向贯通厚壁部36的一对缝隙38。
[0165] 线圈10的上述一对线圈端子18贯通这些缝隙38并在1次成型体22-1的径方向上向外方突出。
[0166] 另外,在2次成型体22-2上,与上包覆部52整体形成有在径方向上向外方突出的舌片状的突出部42。1次成型体22-1的厚壁部36的上面被该突出部42覆盖
[0167] 图3~图10中具体示出图1的电抗器15的制造方法。
[0168] 在该实施方案中,按照图6及图7所示的顺序以从外侧包裹图6(A)所示的带绝缘涂层的线圈10的方式形成树脂包覆层22,从而构成将线圈10和树脂包覆层22一体化形成的线圈包覆体24。
[0169] 此时,如图6(B)所示,首先成型整体上具有外周包覆部46和下包覆部48的1次成型体22-1,然后,如图7(C)所示,成型整体上具有内周包覆部50和上包覆部52的2次成型体22-2,从而成型树脂包覆层22的整体。
[0170] 图9中示出此时具体的成型方法。
[0171] 图9(A)中,54是线圈包覆体24具体而言树脂包覆层22用的1次成型模具,具有上模56和下模58。
[0172] 在此,下模58具有中模部58A和外模部58B。
[0173] 在使用图9(A)所示的1次成型模具54的1次成型中,首先将线圈10安置于1次成型模具54中。此时,关于线圈10,上下方向与图4所示的方向颠倒进行安置。
[0174] 详细来说,以下线圈10-2位于上侧且上线圈10-1位于下侧的方式将上下颠倒安置于1次成型模具54中。
[0175] 而且,使中模部58A与线圈10的内周面接触,利用该中模部58A沿径方向约束保持线圈10的内周面。
[0176] 而且,通过通路68向1次成型模具54的、形成于线圈10外周侧的1次成型模腔66中注塑树脂(热塑性树脂)材料,注塑成型图1及图6(B)所示的树脂包覆层22的1次成型体22-1。
[0177] 详细来说,注塑成型整体上具有图9(B)所示的外周包覆部46和下包覆部48的1次成型体22-1。
[0178] 如上所述,一旦成型树脂包覆层22的1次成型体22-1,则将1次成型体22-1和与其一体的线圈10一起安置于图9(B)所示的2次成型模具70中。
[0179] 此时,如图9(B)所示,将线圈10与1次成型体22-1一起上下颠倒安置于2次成型模具70中。
[0180] 该2次成型模具70具有上模72和下模74。另外,下模74具有中模部74A和外模部74B。
[0181] 该2次成型模具70在将1次成型体22-1与线圈10一起安置的状态下,在其内周侧和上侧形成2次成型模腔80。
[0182] 在使用该2次成型模具70的2次成型中,通过通路82向2次成型模腔80中注塑与1次成型时的树脂材料相同的树脂材料,从而注塑成型树脂包覆层22的2次成型体22-2,同时将2次成型体22-2与1次成型体22-1及线圈10一体化。
[0183] 本实施方案中,在成型图1的磁芯16时将以上那样成型的线圈包覆体24与磁芯16一体化。
[0184] 图8及图10中示出其具体的顺序。
[0185] 在该实施方案中,在成型磁芯16的整体时,如图8所示,首先预先成型制成容器状的1次成型体16-1。
[0186] 而且,之后如图8(A)所示,在制成容器状的1次成型体16-1的凹部40内部通过1次成型体16-1的开口30沿图中朝下方向贯穿整个高度地嵌入按照图6及图7所示的顺序成型的线圈包覆体24,使线圈包覆体24保持于1次成型体16-1中。
[0187] 而且,在该状态下,将1次成型体16-1和线圈包覆体24安置于成型模具中,注塑成型磁芯16的2次成型体16-2,并将2次成型体16-2与1次成型体16-1及线圈包覆体24一体化。
[0188] 图10(A)表示成型1次成型体16-1的磁芯16用的1次成型模具。
[0189] 84是成型1次成型体16-1的1次成型模具,具有上模86和下模88。
[0190] 在此,通过通路92向模腔94中注塑成型含有软磁性粉末和树脂粘结剂的混合材料(复合物),由此,成型整体上具有外周侧成型部25和底部26的1次成型体16-1。
[0191] 图10(B)表示成型磁芯16中的2次成型体16-2的2次成型模具。
[0192] 96是该2次成型模具,具有上模98和下模100。
[0193] 在该2次成型中,在使线圈包覆体24嵌入并保持于先成型的1次成型体16-1中的状态下,将它们安置于2次成型模具96中。
[0194] 此时,1次成型体16-1通过其外周面贯穿2次成型模具96的整周的接触而在径方向上定位,而且底部26的下面在2次成型模具96内沿上下方向保持成定位状态。
[0195] 即,线圈包覆体24经由1次成型体16-1在2次成型模具96内沿径方向也保持定位,还有沿上下方向也保持定位。
[0196] 在该2次成型中,在该状态下通过比模腔104更靠图中上方的通路102向模腔104内注塑与1次成型时相同的混合材料,由此,成型图1(B)、图3及图8(B)的2次成型体
16-2,同时,将2次成型体16-2与1次成型体16-1及线圈包覆体24一体化。
[0197] 在此,得到图1及图8(B)所示的电抗器15。
[0198] 在以上的本实施方案中,在带绝缘涂层的线圈10从外侧由树脂包覆层22包覆进行保护的状态下,注塑软磁性粉末和热塑性树脂的混合材料而成型磁芯16,因此,在进行注塑时,混合材料所含有的铁粉等软磁性粉末不会与线圈10的绝缘涂层直接强烈地碰撞或磨擦,因此,在磁芯16的成型时能够有效地防止绝缘涂层由于软磁性粉末与线圈10的绝缘涂层碰撞而损伤。
[0199] 另外,在磁芯16和线圈10的绝缘涂层之间插入有作为保护层或缓冲层的树脂包覆层22,因此,与磁芯16的膨胀收缩有关的热应力不会直接作用于绝缘涂层上,因此,也能够解决由该热应力引起的绝缘涂层的损伤问题。
[0200] 另外,线圈10形成有与树脂包覆层22一体的线圈包覆体24,因此,在注塑成型磁芯16时能够良好地防止线圈10发生变形。
[0201] 而且在该实施方案中,预先将磁芯16的外周侧成型部25与线圈10分开单独作为1次成型体16-1而成型,因此,在成型磁芯16时,不会产生由于位于其内侧的线圈10而在外周侧成型部25产生龟裂的问题。
[0202] 另外,在将线圈包覆体24即线圈10经由1次成型体16-1被磁芯16用的2次成型模具96定位保持的状态下,成型磁芯的2次成型体16-2,因此,此时能够防止线圈10因注塑压及流动压而从安置位置发生位置偏离,从而能够以在预先设定的位置准确地定位且保持线圈10的状态下将磁芯16成型完成。
[0203] 因此,在成型磁芯16时能够良好地防止由于线圈10位置偏离而对电抗器15的特性造成不良影响。
[0204] 另外,在本实施方案中,在注塑成型线圈包覆体24的树脂包覆层22时,通过将成型分成至少两次进行,能够以利用成型模具良好地定位保持线圈10的状态进行成型,在进行该成型时,能够防止线圈10由于注塑压或流动压而位置偏离。
[0205] 实施例
[0206] 使电抗器15的磁芯16中的软磁性粉末的混合比率X、向作为热塑性树脂的基体树脂A中添加的低熔点树脂B的混合比率发生各种变化,调查对损耗、振动、噪音、燃烧性、流动性、电感等各特性造成的影响。
[0207] (a)电抗器的结构
[0208] 表3、表4所示的各实施例、比较例中,使用Fe-6.5Si(质量%)组成的粉末作为磁芯16的软磁性粉末,使用PPS树脂作为热塑性树脂中的基体树脂A,另外,使用低密度聚乙烯树脂作为低熔点树脂B。
[0209] 此外,使用以下树脂作为PPS树脂、低密度聚乙烯树脂。
[0210] ·PPS树脂:DIC株式会社,产品名称H-1G,直链型PPS树脂,200μm粉碎粉末[0211] ·低密度聚乙烯树脂:宇部丸善聚乙烯株式会社,产品名称UM8350,200μm粉碎粉末
[0212] 上述软磁性粉末使用采用氩气喷雾的气雾化粉,粉末热处理以抗氧化及还原作用为目的在氢中进行750℃×3小时。
[0213] 另外,作为磁芯,假定在1~50kHz的交变磁场中使用,软磁性粉末使用在粉末热处理后用筛网筛分至250μm以下的粉末。
[0214] 将该软磁性粉末以表3、表4所示的混合比率与树脂粘结剂混合,然后通过双螺杆混炼机与在约300℃下熔融的树脂粘结剂等一起捏合并造粒,准备复合物。
[0215] 然后,通过水平同轴螺杆式注塑成型装置在约300℃下加热复合物,以熔融状态向预热温度150℃的模型内注塑,冷却,成型磁芯16。
[0216] 关于线圈10,使用带聚酰胺-酰亚胺树脂构成的绝缘涂层(涂层的膜厚为20~30μm)的纯铜平角线材(线材尺寸为厚度0.85mm,宽度9mm),将其作为扁平卷得到上线圈
10-1和下线圈10-2,将两者上下两段重叠,然后将内周侧端部20彼此连接,将其用聚酰亚胺带进行再绝缘处理。
[0217] 上线圈10-1和下线圈10-2的重叠方式如图5(B)所示,使上线圈10-1相对于下线圈10-2翻转重合,以使通电时电流向相同的旋转方向流动。
[0218] 就尺寸而言,线圈内径设为φ47mm,数设为下线圈10-2、上线圈10-1均为18匝,合计设为36匝。
[0219] 另外,在上线圈10-1和下线圈10-2之间,使0.5mm厚度的绝缘片材21插入中间。
[0220] 磁芯16以无间隙地埋入内部的状态内包线圈10,关于其尺寸,磁芯外径为φ90mm,磁芯高度为40.5mm。
[0221] 以磁芯16的轴心、线圈10的轴心及磁芯16的轴方向中央和线圈10的轴方向中央分别一致的方式对齐配置。
[0222] (b)评价方法
[0223] 表3、表4中的损耗、振动、噪音、电感等各特性的评价在将电抗器15收纳于图11所示具有容器部110和盖部112的铝箱(电抗器箱)114的内部的状态下进行。
[0224] 在此,铝箱114的壁厚设为5mm厚的尺寸。
[0225] 另外,铝箱114和电抗器15的固定如下进行:向容器部110和电抗器15之间的间隙充填有机树脂,然后盖上盖112并拧紧螺栓
[0226] (c)电感的测定
[0227] 在电感的测定中,将放入铝箱114的电抗器15组装于升压斩波电路中,以输入电压300V、升压后电压600V、开关频率10kHz流过规定的叠加电流而驱动电路。然后,测定流过电抗器的电流(在一个端子上安装钳式电流计进行测定)的波形,并由一定时间间隔的电流波形的斜率算出电感。
[0228] (d)损耗测定
[0229] 损耗测定通过以下方法进行。
[0230] 在水冷板上固定放入铝箱114中的电抗器15。此时,将导热油脂薄薄地涂布于水冷板和铝箱114之间。
[0231] 在叠加电流0A、300V→600V、10kHz的条件下在与电感测定相同的升压斩波电路中驱动,并连续运转直到热稳定状态(磁芯的内部温度或冷却水温不随时间变化的状态)。另外,用冷却器(恒温水循环装置)控制冷却水为50℃、每分钟流动10升。
[0232] 根据此时的水冷板的冷却水的流量和入侧与出侧的温度之差测定热量,将该热量设为损耗。
[0233] 在此,若按照各主要原因分解叠加电流0A中的损耗,则如下。
[0234] ·来自磁芯材料的损耗(磁滞损耗和涡电流损耗之和)的损耗(铁损耗)[0235] ·来自线圈发热的损耗(交流铜损耗),其由从流过电抗器的电流中消除直流叠加电流而得到的电流振幅量引起
[0236] ·来自在线圈导线中流过高频电流时产生的表皮效果的损耗(表皮效果损耗)[0237] ·来自相邻的导线彼此相互阻碍电流流动的接近效果的损耗(接近效果损耗)[0238] 由于难以精确地分解这些损耗,因此,表3中直接比较叠加电流0A中的损耗。
[0239] (e)振动测定
[0240] <驱动条件>:将容纳在铝箱114中的电抗器15组装在升压斩波电路中,并以输入电压300V、升压后电压600V、开关频率10kHz、叠加电流80A进行驱动。
[0241] 将橡胶块配置于铝箱114底面的四角上实施测定。
[0242] <测定条件>:将与FFT分析仪连接的拾振器经由绝缘垫片贴在由图12的黑色圆圈表示的位置。从拾振器收取的数据以10kHz进行FFT处理,作为振动值。将该图12的截面每次移动45度,同时测定整周,其中,将振动最大的值作为代表值。
[0243] <测定装置>:拾振器使用(株)小野侧器NP-2910,FFT分析仪使用(株)小野侧器DS-3000。
[0244] (f)噪音测定
[0245] <驱动条件>:设为与振动测定相同的条件。
[0246] <测定条件>:将麦克配置于距电抗器15中心100mm的正上方,以10kHz进行FFT处理并作为噪音值。
[0247] <测定装置>:麦克风使用リオン(株)NL-32,FFT程序使用リオン(株)NX-22FT。
[0248] (g)燃烧性评价
[0249] <测定方法>:基于UL94V标准进行。
[0250] <试验片>:使用与磁芯16相同的复合物,成型为125×13×1.5mm的条形并作为试验片。
[0251] (h)流动性
[0252] 表4的流动性是关于复合物的流动性,该流动性的评价通过基于JIS标准K7210的B法,在下述条件下测定下述的采样时间t,并求得下述的MVR来进行。
[0253] ·试验负载:10kg
[0254] ·温度:315℃
[0255] ·加热时间:6min
[0256] ·采样时间t:测定活塞移动距离L的时间(L=25mm)
[0257] ·MVR(cm3/10min)=427×L/t
[0258] 这些结果一并在表3、表4中表示。
[0259] <耐电压测定>
[0260] 耐电压测定如下进行。
[0261] 在此,将电抗器15直接放置于铝基板上,将电抗器15设为与铝基板电连接的状态,然后将测定装置的一个端子与电抗器15的一个线圈端子18进行线接,且将另一端子与铝基板线接,然后在该状态下进行通电,逐渐提高电压直到交流0V~3500V(伏特),并在3500V下保持1秒钟。
[0262] 此时,如果流动的电流为10mA(毫安)以下,则判定耐电压为合格,如果比10mA大,则判定耐电压为不合格。
[0263] <热冲击试验>
[0264] 热冲击试验如下进行。
[0265] (a)[试验方法]:在下述热冲击试验装置中,将低温槽设为-40℃,将高温槽设为150℃,交替重复低温暴露和高温暴露,并实施1000次循环。另外,各暴露时间设为2小时。
[0266] (b)[评价基准]:1000次循环后,(i)外观上没有裂纹。(ii)再次实施耐电压试验可以明确。(iii)热冲击试验前后的电感变化为5%以下。
[0267] (c)[试验装置]:ESPEC社制,型号为TSA-41L-A。
[0268] [表3]
[0269] 表3
[0270]
[0271] *6:20℃~150℃的平均值
[0272] [表4]
[0273] 表4
[0274]
[0275] 表3表示将软磁性粉末的混合比率X设为一定而使低密度聚乙烯树脂的混合比率Y变化时的结果,在该表1的结果中,未添加低密度聚乙烯树脂的比较例1中,损耗较大,不满足基准值。
[0276] 相反,超过40%地大量混合低密度聚乙烯树脂的比较例2中,虽然损耗较小,但是振动、噪音特性不满足基准值,且燃烧性也不合格。
[0277] 与之相对,以2质量%以上且40质量%以下的量混合低密度聚乙烯树脂的实施例1、实施例2、实施例3中,损耗较小,均满足基准值。
[0278] 另外,随着增加混合比率,损耗变小为实施例1→实施例2→实施例3。
[0279] 由这些情况可知:通过添加低密度聚乙烯树脂,损耗变小;另外通过增加混合比率,损耗变小,但另一方面,振动、噪音等特性倾向于恶化,进一步增多超过一定比率的话燃烧性也变为不合格;通过将低密度聚乙烯在2~40质量%的恰当范围内混合,损耗、振动、噪音、燃烧性的任意特性均良好等。
[0280] 接着,表4表示将低密度聚乙烯树脂的混合比率设为一定而使软磁性粉末的混合比率变化时的结果,在该表4的结果中,软磁性粉末的混合比率不足83%的比较例3中,虽然流动性良好,但电感不满足基准值。
[0281] 相反,在软磁性粉末的混合比率增多超过96%的比较例4中,虽然电感良好,但是流动性特性不能满足基准值。
[0282] 另一方面,软磁性粉末的混合比率在83~96%的范围内的实施例4~6中,电感、流动性的任意特性均满足基准值。
[0283] 从该表4的结果可见,通过将软磁性粉末在83~96%的合适的范围内混合,可以得到电感、流动性的任意特性均良好的特性。
[0284] 此外,在表3、表4的各实施例中,作为结果,耐电压、热冲击的试验结果为合格。
[0285] 接着,表5表示使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂代替表1的低密度聚乙烯树脂作为低熔点树脂B,且使该混合比率进行各种变化时的结果。
[0286] 此外,使用以下树脂作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂。
[0287] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂:宇部丸善聚乙烯株式会社,产品名称UM8420,EVA,200μm粉碎粉末
[0288] [表5]
[0289] 表5
[0290]
[0291] *7:20℃~150℃的平均值
[0292] 如表5的结果所示,在使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂作为低熔点树脂B的情况下,也可以得到与表1所示的结果相同的结果。
[0293] 此外,电抗器或复合物中实际含有的软磁性粉末的比率X、低熔点树脂B的比率Y等可以通过(例如)以下的方法进行测定。
[0294] 软磁性粉末的比率X可以根据JIS标准K7250(2006)“塑料-灰成分的求法”求得。
[0295] 首先,在燃烧前对测定样品的重量进行预先测定,将样品放入白金坩锅中,用弗炉在大气中加热至950℃,使有机材料成分燃烧而消除直到成为恒定重量,得到其燃烧残渣。
[0296] 但是,这样,软磁性粉末在燃烧时氧化,重量可能发生变化,因此,进一步用还原炉在氢气气氛中于950℃下使得到的燃烧残渣还原。
[0297] 用永久磁石从最终残留的灰分中选出软磁性粉末,测定其重量并根据下式确定X。
[0298] X=(燃烧后残留的软磁性粉末的重量/燃烧前测定样品的重量)×100[0299] 另一方面,低熔点树脂B的比率Y可以采用一般的热分析方法进行确定,其中,可以采用热重/差热分析法(TG/DTA)、热分解气相色谱质谱分析法(Py-GC/MS)、氯仿抽提法等。
[0300] 更具体而言,热重分析法(TG)中,微细地粉碎测定样品并按照氮气、干燥空气、氢气的各气氛的顺序切换气氛,在各气氛下,从100℃升温到900℃,测定期间的测定样品的重量变化。
[0301] 此外,在切换气氛时,在升温到900℃后降温到100℃,然后再次升温到900℃。
[0302] 在此,升温时的升温速度设为(例如)10℃/min。
[0303] 该重量变化的图表在图13中示出。
[0304] 图13中,W0为开始时的初始重量,通过在氮气气氛中的加热,低熔点树脂B先发生热分解,该部分的重量减少(W1)。
[0305] 随着进一步温度上升,接着,基体树脂A的一部分发生热分解,重量减少(W2)。
[0306] 然后,若将气氛切换成干燥空气进行加热,则残留的基体树脂A发生热分解且重量减少(W3),但此时,由于软磁性粉末的氧化,同时引起重量増加。
[0307] 因此,接着,若在气氛切换成氢气气氛之后进行升温还原,则氧化引起的重量増加量减少,最终得到重量(W4)。
[0308] Y为整个树脂中的低熔点树脂B的比例,因此,可以根据下式确定Y。
[0309] Y=((W0-W1)/(W0-W4))×100
[0310] 用于确定这些X及Y的测定试料可以使用从电抗器的磁芯材料的任意位置切出适量而得到的试料、或在任意时刻取出从混炼机产出的复合物而得到的试料进行研究。
[0311] 另外,优选研究多个测定试料,根据平均的数值确定X及Y。
[0312] 以上,详述了本发明的实施方案、实施例,但它们始终只是一个示例,本发明在不脱离其宗旨的范围内可以以增加各种变更的方式构成。
[0313] 符号说明
[0314] 10 线圈
[0315] 15 电抗器
[0316] 16 磁芯
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