JPH02156511A - 高周波特性に優れたＭｎ−Ｚｎ系フェライトコア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は偏向ヨークやフライバックトランス。

電源用トランス等の用途に用いて好適な高周波特性に優
れたＭｎ　−Ｚｎ系フェライトコアに関するものである
。

〈従来の技術〉 上記の如きトランスコアに対して要求される特性としは
高周波域における鉄１員が低いことが挙げられる。高周
波領域における鉄…を減少させるためには、ヒステリシ
スｔｉを低減させる必要があるのは勿論のこと、渦電流
…も同時に下げなければならない。

渦電流＃ハの低減方法としては、例えば特公昭３６−２
２８３号公報に開示されているように、素材中に０．０
５〜０．５　ｗＬ％程度の酸化カルシウムを含有させて
フェライトの結晶粒界にそれらを析出させ、粒界抵抗を
高めることが有効な手段であることが知られている。ま
た、Ｓｉｎｇ、　ＣａＯの複合添加により同様な効果の
あることが明らかにされている（例えば、明石雅人：扮
体及び粉末冶金、第８巻第８号（１９６１）　　１０１
頁参照）。

さらに、特開昭６２−１４２３０３号公報ニＶｔＯｓ、
ＮｂｇＯｓなどの複合添加も同様な効果があることが示
されている、しかしながら、上記のような技術では、せ
いぜい５００ｋｌＬｚ程度の周波数までが使用条件の限
度であり、それ以上の高周波では鉄■が増大し、それに
よる発熱が象、速に増大するため使用が制限されていた
。

〈発明が解決しようさする課題〉 機器の小型化が進む中で５００ｋｌｌｚまたはそれ以上
の高周波域での使用に適したトランスコア材料が求めら
れ“ζいた。　５００ｋｌＬｚを越える高周波における
トランスコアの使用条件においては表皮効果のため表面
層においては高磁束密度となるのに対し、内部の層では
励磁のされ方が小さい１本発明はこのような使用条件の
実情に鑑み、高周波特性に優れたＭｎ　−Ｚｎ系フェラ
イトコアを提案することを目的とするものである。

〈課題を解決するだめの手段〉 本発明者らは従来のようにコアの表面から内部に至るま
で同一の材質を使うのでなく、表面には高飽和磁束密度
材を、内部には励磁が小さい条件においてｋｉｔ気特性
の良い高這ｉ１１率材を複合させることにより、高周波
特性を向上できるのではないかと思いつき、上記の問題
を解決すべく数多（の実験を重ねた結果、主要成分であ
るＭｎＯ，ＺｎＯおよびＦｅｚｅｓの配合組成によって
、低鉄損に適した組成および高透磁率に適した組成が存
在することの知見を得て、本発明を開発するに至った。

本発明の高周波特性に優れたＭｎ−Ｚｎ系フェライトコ
アは、表裏両面部にＦｅ、０．を主成分にしＭｎＯ：　
３４．５〜３５．５モル％、　　ＺｎＯ：　１１．５〜
１２．５モル％の混合粉末ニ、サラニＣａＯ：　０．０
５〜０．１０ｗＬ％、　Ｓｉｎｇ：　０．０１〜０．０
２ｗｔ％の粉末を添加混合した低鉄用フェライト層を、
中心部にＦｅ、０３を主成分にしＭｎＯ：　２４．５〜
３５．５モル％　ル％、　　ＺｎＯ：　２ｆ、５〜２２
．５’Ｅ／ｌｚ％の混合粉末ニＣａＯ：　０．０１＝０
．０５ｗｔ％、　５ｉｆｔ　：　　０．００５〜Ｇ、０
１０　ｗＬ％の粉末を添加混合した高透磁率フェライト
層を形成するように成形したのち焼成してなることを特
徴とするものである。

〈作　用〉 以下、本発明についての構成を作用と共に具体的に説明
する。

トランスコアの特性として高周波域における鉄…を低（
することが要求されている。鉄損の大部分を占める渦電
流損を下げるためには粒界高抵抗層の形成と結晶粒の均
一微細化が必要である。

方晶透磁率化のためには６ｉ壁の移動を容易にすること
、即ち結晶粒を大きくすることが必要である。

このように低鉄ｔｎ化と高這Ｉｌｌ率化は相反する要因
が存在するため、両特性の最適化を目的として主要成分
の配合比を検討した。

低鉄を貝化に最適なフェライト原料の組成（以下Ａ１１
ｌ成）は、Ｆｅ１Ｏ，を主成分とし７　ＭｎＯ！　３４
．５〜３５．５モル％、　　ＺｎＯ：　１１．５〜１２
．５モル％を配合したもノヘ、さらニＣａＯ：　０．０
５〜Ｇ、　ｌ０ｗｔ％、Ｓｉｎｇ：０、Ｏ１〜０．０２
ｗｔ％添加したものである。高這■ｌ化に最適なフェラ
イト原料の組成（以下Ｂ組成）は、ｐｅｓｏｓを主成分
としＭｎＯ：　２４．５〜２５．５モル％。

ＺｎＯ：　２１．５〜２２．５モル％を配合したものへ
、さらにＣａＯ：　０．０１〜０．０５ｗｔ％、　５ｌ
Ｏｔ　＋　０．００５〜０．０１０ｗｔ％添加したもの
である。

本発明では、低鉄損化に適したフェライト原料粉末がフ
ェライトコアの表層部に、高這磁化に適したフェライト
原料粉末がコアの中心部になるように充填し、一定圧力
（０，８ｔｏｎ／ｃｄ以上の圧力）で成形し、しかるの
ち乾燥焼成し、フェライトコアとする。

このような方法によれば焼結体の表層部は均一微細粒で
かつ高抵抗層が形成され、内部は比較的、結晶粒が大き
い組織が得られ、かくして初透磁率を低下させることな
く、しかも高周波特性を著しく向上させ得るのである。

以下この発明に従うフェライトコアの製造方法を工程順
に具体的に説明する。まず原料としては酸化第二鉄（Ｆ
ｅ＊０３）を主原料として、ＭｎおよびＺｎの金属酸化
物と副原料としてＣａＯおよび５１０．を所定量配合（
へ組成、Ｂ組成ンし、次いでこの原料をアトライタや振
動ミルによって混合、粉砕したのち仮焼する。

ここに仮焼は本焼成における均質な反応を助勢し、かつ
反応により過度の収縮を緩和する意味で重要であり、本
焼成よりも２００〜４００℃低い８５０〜１０００℃の
温度で行うのが好ましい０次に仮焼粉をアトライタによ
って粉砕し、スプレードライヤなどで造粒する。なおこ
の発明では上記した混合。

粉砕、仮焼および造粒は必ずしもと達した通りの順序で
行う必要はな（、副原料の添加は仮焼工程のあとでも構
わない、しかるのちプレス加工により所定の形状に成形
するわけであるが、この発明では前述したへ組成＝ＯＢ
組成→Ａ＆ｕ成の順にフェライト粉末を金型のダイに充
填し、一定圧力で成形するところに特徴がある。

充填するへ組成粉末の体積比率は片側表層側で１０〜２
４％の範囲が好ましい、１０％未満、２４％趙ではその
効果が少ない６次いで常法に従い、８０〜１００℃の温
度で乾燥したのら、酸素分圧を！Ｉ！整しながら１２０
０〜１４００°Ｃ，２〜４時間程度の焼成を施して完全
に）Ｌライト化させた焼結体とするものである。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ Ｉ’ｅｚ０２　　：　５３モル％、　　ＭｎＯ：　３５
モル％、　　ＺｎＯ：　１２モル％粉末を配合して混合
したのち、さらにＣａＯ：　０．０７ｗＬ％、　５ｉｆ
ｔ　：　０．０１５ｗｔ％粉末を添加混合した原料粉末
（へ組成）およびＦｅｔｒｓ−５３モル％。

ＭｎＯ−２５モル％、　　ＺｎＯ＝　２２モル％各配合
混合したのら、Ｃａ０＝０．０３Ｈｔ％、　ＳｉＯ＊＝
０．０１ｗｔ％に配合した原料（Ｂ組成）を混合、粉砕
、仮焼（９００’ｃｘ２＋１）後、造粒工程を経てフェ
ライト粉末とし、成形時にＡ＆Ｉｌ成の原料粉末とＢ＆
［ｌ成の粉末を体積比率テＡ：Ｂ：Ａ＝３　：　７　：
　３　（充填深さ２５ｍｇ＋）の割合で金型のダイに充
填し、１　ｔ　／ｃｄの圧力で成形した。なお、比較の
ためへ組成およびＢ１１成のみでそれぞれ成形した。こ
れら成形体を乾燥したのち１３３０’Ｃｘ　３　Ｈで酸
素分圧を調整しながら焼成した。このようにして得られ
た焼結体の５００ｋＨｚにおける磁気特性（ｐｔ、鉄用
、μ、初透磁率）の温度依存性を調べた結果を第１図に
示す。

同第１図より明らかなようにへ組成およびＢ組成のフェ
ライト粉末を交互に充填して成形した試料の磁気特性は
とりわけ優れ、低鉄ＩＪＩで高透磁率、かつ温度特性を
も優れている。一方へ組成のみで充填、成形した試料の
磁気特性は同図から明らかなように、鉄…には優れ°ζ
いるが初透磁率が低い。

この理由は、副原料であるＣａＯおよびＳｉｎｇの添加
により、焼結体の結晶粒が微細化され、かつ粒界に高抵
抗層が形成されたため、鉄…に有利であるが初透磁率が
低いものと考えられる。一方８ｍ成のみで充填、成形し
た試料の磁気特性は高透磁率を示すが鉄…の向上は認め
られない、また鉄ｔＲの温度特性も劣る。

実施例２ 酸化第二鉄（ＦｅｔＯ，）　”’５３モル％、酸化マン
ガン（Ｍｎ０）　＝３５モル％、および酸化亜鉛（Ｚｎ
０）＝１２モル％、副成分としてＣａＯ−０，０７ｗＬ
％、　Ｓｉｎｇ−０，０１５ｗｔ％配合した原料（Ａ＆
ｌＮ成と呼ぶことにする）とＦｅ１Ｏｘ＝５３モル％、
　　Ｍｎ０−２５モル％、およびＺｎＯ＝　２２モル％
、副成分としてＣａ０＝０．０３ｗｔ％、　Ｓｉｎｇ−
０，０１ｗｔ％配合した原＄４（Ｂ組成と呼ぶことにす
る）をそれぞれアトライタにて湿式混合し、スプレード
ライヤにて造粒してから９００’Ｃの温度で２時間、空
気中で仮焼した０次いでアトライクで解砕後スプレード
ライヤにて１０Ｏｎ径の球状フェライト粉末とした。

他方、上記と同様の製法にて以下の組成のフェライト粉
末を準備した＊　　Ｆｅｔｕｓ”５４モル％、　　Ｍｎ
０＝３３−１１ｚ％、　　Ｚｎ０＝１３モル％、　　Ｃ
ａＯ−０，０４ｗｔ％。

ＳｆＯ＊＝　０．００９ｗｔ％配合した原料（ＣａＩｉ
成と呼ぶことにする）、Ｐｅ５ｏｓ−５３モル％、　　
ＭｎＯ−３６モル％。

Ｚｎ０＝１１モル％、　　Ｃａ０＝０．１１ｅ＊Ｌ％、
　Ｓｉｎｇ−０，０２２１１ｔ％配合した原料（Ｄ！Ｉ
ｌ成と呼ぶことにする）、ＦｅｘＯｓ＝５３．５モル％
、　　Ｍｎ０−２３．５モル％、　　ＺｎＯ−２３，０
モル％、　　Ｃａ０＝０．０６ｗＬ％、　ＳｉＯ＊＝　
０．００４ｗｔ％（Ｅ＆［ｌ成と呼ぶことにする）、Ｆ
ｅ＊０ｓ−５３，０モル％、　　Ｍｎ０＝２６．０モル
％、　　ＺｎＯ−２１，０モル％、　　Ｃａ０＝　０．
００８ｗｔ％、　５ＩＯｔ＝　０．０１１ｗｔ％（Ｆ組
成と呼ぶことにする）。

得られたＡｌ１成、Ｂ組成、Ｃ＆［ｌ成、Ｄ組成、Ｅ組
成およびＦｉｌｌ成のフェライト粉末を種々、充填条件
を変え、金型のダイに充填し、ｌＬ／ｒ：艷の圧力でト
ロイダル型（外径：３６ｗｍ、内径：２４ｗｍ、高さ＋
１２１１１）に成形した。この時の成形密度は２．８５
〜２．９０ｇ／ｃ艷に規制した。このような成形体を乾
燥機にて１００°Ｃ×２４時間乾燥した後、酸素分圧を
調整しながら１３３０℃で３時間焼成した。

か（して得られた焼結体の磁気特性（コアの温度９０℃
にて）を測定した。その結果を第１表に示す。

第１表より明らかなようにこの発明に従い、Ａ組成、Ｂ
＆ｕ成のフェライト粉末を体積比率でＡ：Ｒ：Ａ−３：
１：３又は２：６：２の割合に充填し、成形した焼結体
の試料は鉄ｔｎ　（Ｆ　＝５００ｋｌＬｚ。

Ｂｍ＝　０．ＩＴ）−１０８０〜１１２０ｍｗ／ｃｊ初
透磁率（Ｆ　＝５００ｋｌｌｚ）　＝８０００〜８２０
０が得られ、鉄損、初送１４１率共に比較例よりも優れ
ていることが判る。

〈発明の効果〉 以上説明したようにこの発明によれば、鉄ｉｎ特性のみ
ならず初透磁率にも優れたＭｎ　−Ｚｎ系フェライトコ
アを容易に得ることができ、特に電源用コアやテレビ用
コアが高周波化されている現状において、初透磁率を低
下させることなく鉄…を大幅に低減できることは、機器
の小型化ならびに発熱対策上、多大の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦｅｇＯｓ＝５３モル％、　　ＭｎＯ＝　３５
モル％。 ＺｎＯ＝　１２モル％、　　ＣａＯ−０，０７ｗｔ％、
　ＳｉＯｇ−０，０１５ｗＬ％に配合した原料（Ａｌ１
成）とＦｅ１Ｏ言−５３モル％、　ＭｎＯ＝　２５モル
％、　ＺｎＯ＝　２２モル％、　　ＣａＯ−０，０３ｗ
ｔ％＋　５ｓＯｔ−０，０１ｅ＊ｔ％に配合した原料（
Ｂｏｉｌ成）を混合、粉砕、仮焼（９００℃×２■）後
、造粒工程を経てフェライトむ）末とし、成形時にＡｌ
ＩＩ成とＢ１１成を体積比率でＡ：Ｂ：Ａ＝３ニア：３
　（充填深さ２５ｍ５）の割合で金型のダイに充填し、
Ｉｔ／Ｃ−の圧力で成形した。なお、比較のためＡ組成
とＢ＆１１成のみで成形した。これら成形体を乾燥した
のち１３３０℃Ｘ３Ｈで酸素分圧を調整しながら焼成し
た。このようにして得られた焼結体の磁気特性の温度依
存性を調べた結果を示すグラフである。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　表裏両面部にＦｅ＿２Ｏ＿３を主成分にしＭｎＯ：３
   ４．５〜３５．５モル％，ＺｎＯ：１１．５〜１２．５
   モル％の混合粉末に、さらにＣａＯ：０．０５〜０．１
   ０ｗｔ％，ＳｉＯ＿２：０．０１〜０．０２ｗｔ％の粉
   末を添加混合した低鉄損フェライト層を、中心部にＦｅ
   ＿２Ｏ＿３を主成分にしＭｎＯ：２４．５〜２５．５モ
   ル％，ＺｎＯ：２１．５〜２２．５モル％の混合粉末に
   ＣａＯ：０．０１〜０．０５ｗｔ％，ＳｉＯ＿２：０．
   ００５〜０．０１０１％の粉末を添加混合した高透磁率
   フェライト層を形成するように成形したのち焼成してな
   ることを特徴とする高周波特性に優れたＭｎ−Ｚｎ系フ
   ェライトコア。