特許 5740113 磁性体コアの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5740113

(24)【登録日】2015年5月1日

(45)【発行日】2015年6月24日

(54)【発明の名称】磁性体コアの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/02 20060101AFI20150604BHJP

   H01Q 7/08 20060101ALI20150604BHJP

【ＦＩ】

   H01F41/02 D

   H01Q7/08

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2010-183723(P2010-183723)

(22)【出願日】2010年8月19日

(65)【公開番号】特開2012-43971(P2012-43971A)

(43)【公開日】2012年3月1日

【審査請求日】2013年6月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003089

【氏名又は名称】東光株式会社

(72)【発明者】

【氏名】石井 善明

(72)【発明者】

【氏名】小川 高浩

【審査官】 池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２４５９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１２４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９４５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０３４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３０６７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４０３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１５６０７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−００９９８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ １／１２− １／３

Ｈ０１Ｆ ４１／００−４１／０４

Ｈ０１Ｆ ４１／０８−４１／１０

Ｈ０１Ｑ ５／００−１１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

球状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して形成された絶縁性磁性体層上に、マスクを配置し、該マスク上の球状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて絶縁性磁性体ペーストを印刷する工程と、該絶縁性磁性体ペーストをプレスする工程を繰り返して、該球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層上に、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層が複数層積層されて球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体によって形成された第１磁性体部を形成し、該第１磁性体部上に、マスクを配置し、該マスク上の偏平又は針状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて絶縁性磁性体ペーストを印刷し、該絶縁性磁性体ペーストをプレスして、該球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体によって形成された第１磁性体部上に、偏平又は針状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層が積層されて偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体によって形成された第２磁性体部が形成されて磁性体のコアが形成されたことを特徴とする磁性体コアの製造方法。

【請求項2】

前記磁性体粉は、鉄アルミ珪素合金、鉄ニッケル、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、鉄クロムシリコン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の磁性材料のうち少なくとも１種類以上を含有する請求項１に記載の磁性体コアの製造方法。

【請求項3】

前記有機結合剤は、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリル−ブタン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのうち少なくとも１種類以上を含有する請求項１又は請求項２に記載の磁性体コアの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性体粉と有機結合剤を有する磁性体によって形成された磁性体コアの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、通信端末の小型化、多用途化が進み、低中波帯の電波を利用した小型の端末が多く見られる。この様な低中波帯の送信及び受信に使用するコイルアンテナとして、図８に示す様に、偏平状又は針状の軟磁性体粉と有機結合剤を有する磁性体によって形成された磁性体シートを複数枚積層して磁性体コア８１を形成し、この磁性体コア８１に巻線８２を巻回して形成したものがある（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2005-317674号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この様な従来のコイルアンテナは、偏平状又は針状の軟磁性体粉を用い、この軟磁性体粉の平らな面が磁性体シートの厚み方向と垂直な方向に配列する様に配向した磁性体シートを複数枚積層しているため、磁性体コアの実数部透磁率を高くすることができ、これにより磁性体コアの形状を小さくでき、コイルの出力も大きくできる。しかしながら、この様な従来のコイルアンテナは、磁性体シートの厚みを厚くすると軟磁性体粉の平らな面が磁性体シートの厚み方向と垂直な方向に配列する様に軟磁性体粉を充分に配向することができなかった。そのため、磁性体シートの厚みを薄くする必要があり、所定の厚みのコアを形成するためには、より多くの磁性体シートが必要だった。従って、従来のコイルアンテナは、磁性体シートを形成するための支持体や、コアを形成するための作業工数をより多く必要とし、製造コストが高くなるという問題があった。

【0005】

本発明の磁性体コアの製造方法は、特別な製造工程を必要とせず、製造部品点数を少なくすることができ、安価な磁性体コアを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の磁性体コアの製造方法は、磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して形成された絶縁性磁性体層上に、磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを繰り返し印刷して、絶縁性磁性体層上に磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層が複数層積層されて磁性体のコアが形成される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の磁性体コアの製造方法は、磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して形成された絶縁性磁性体層上に、磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを繰り返し印刷して、絶縁性磁性体層上に磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層が複数層積層されて磁性体のコアが形成されるので、特別な製造工程を必要とせず、製造部品点数を少なくすることができ、安価な磁性体コアを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る磁性体コアを示す分解斜視図である。

【図2】本発明に係る磁性体コアを示す斜視図である。

【図3】本発明の磁性体コアの製造方法における製造工程を示す断面図である。

【図4】本発明の磁性体コアの製造方法における製造工程を示す斜視図である。

【図5】本発明に係る磁性体コアを用いたコイルアンテナの斜視図である。

【図6】本発明に係る別の磁性体コアを示す斜視図である。

【図7】本発明に係る磁性体コアを用いた無接点充電装置を示す斜視図である。

【図8】従来のコイルアンテナを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の磁性体コアの製造方法は、まず、支持体上に球状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して絶縁性磁性体層が形成される。この絶縁性磁性体層上に球状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを繰り返し印刷して、支持体上に形成された絶縁性磁性体層上に、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層が複数層積層される。これらの絶縁性磁性体層の積層体を支持体から剥離し、各々に切断して磁性体コアが形成される。球状の磁性体粉は、鉄アルミ珪素合金、鉄ニッケル、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、鉄クロムシリコン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の磁性材料のうち少なくとも１種類以上を含有する。また、有機結合剤は、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリル−ブタン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのうち少なくとも１種類以上を含有する。この時、この磁性体コアは、可撓性を有する様に、球状の磁性体粉と有機結合剤の材質及び比率が選択される。
また、本発明の磁性体コアの製造方法は、まず、支持体上に偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して絶縁性磁性体層が形成される。この絶縁性磁性体層上に偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを繰り返し印刷して、支持体上に形成された絶縁性磁性体層上に、偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体層が複数層積層される。これらの絶縁性磁性体層の積層体を支持体から剥離し、各々に切断して磁性体コアが形成される。偏平状又は針状の磁性体粉は、鉄アルミ珪素合金、鉄ニッケル、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、鉄クロムシリコン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の磁性材料のうち少なくとも１種類以上を含有する。また、有機結合剤は、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリル−ブタン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのうち少なくとも１種類以上を含有する。この時、この磁性体コアは、可撓性を有する様に、偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤の材質及び比率が選択される。
従って、本発明の磁性体コアの製造方法は、絶縁性磁性体層を印刷する印刷機に取り付けられた支持体上において複数の絶縁性磁性体層が印刷により積み重ねられ、しかも、磁性体粉として偏平状又は針状の磁性体粉を用いた場合でも、絶縁性磁性体層上に磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷する際のスキージに加える圧力によって磁性体粉の平らな面が絶縁性磁性体層の厚み方向と垂直な方向に配列する様に配向される。これにより、支持体の使用枚数を減らすことができると共に、磁性体コア内の磁性体粉を均一に配向することができる。
また、本発明の磁性体コアの製造方法は、支持体上に複数の絶縁性磁性体層が印刷により積み重ねられるので、磁性体シートを形成する場合の様に、溶媒の添加量を考慮する必要がなく、絶縁性磁性体ペーストの溶媒の添加量の自由度を大きくできる。

【実施例】

【0010】

以下、本発明の磁性体コアの製造方法の実施例を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は本発明に係る磁性体コアを示す分解斜視図、図２は本発明に係る磁性体コアを示す斜視図である。
絶縁性磁性体層１１Ａ〜１１Ｅは、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体を用いて形成される。球状の磁性体粉としては、例えば鉄とクロムとシリコンを含有した鉄クロムシリコン合金が用いられる。また、有機結合剤としては、例えばポリウレタン樹脂と難燃剤を組み合わせたものが用いられる。この有機結合剤は、鉄クロムシリコン合金に対して、ポリウレタン樹脂が４〜１０重量部と難燃剤が０．４〜２重量部添加される。
この絶縁性磁性体層１１Ａ乃至絶縁性磁性体層１１Ｅは、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体ペーストを繰り返し印刷することにより順次形成され、図２に示す様な磁性体コア１１が形成される。この磁性体コア１１は、可撓性を有する様に、球状の磁性体粉と有機結合剤の比率が選択され、縦が例えば５０ｍｍ、横が例えば７ｍｍ、厚みが例えば０．５ｍｍに形成される。

【0011】

この様な磁性体コアは次の様にして製造される。図３は本発明の磁性体コアの製造方法の実施例を示す製造工程の断面図、図４は本発明の磁性体コアの製造方法の実施例を示す製造工程の斜視図である。
まず、印刷機の印刷台に配置された支持体上にマスクを配置し、このマスク上の絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて、支持体の表面に絶縁性磁性体ペーストを印刷し、これを乾燥することにより、支持体３０上に絶縁性磁性体層３１Ａが形成される。絶縁性磁性体ペーストは、鉄クロムシリコン合金にポリウレタン樹脂４〜１０重量部と、難燃剤０．４〜２重量部を添加し、さらに溶媒を添加して攪拌機で混合分散してペースト状にして形成される。また、支持体３０上に形成された絶縁性磁性体層３１Ａは、プレス機によってプレスされる。
次に、支持体３０に形成された絶縁性磁性体層３１Ａ上にマスクを配置し、マスク上の絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて、絶縁性磁性体層３１Ａの表面に絶縁性磁性体ペーストを印刷し、これを乾燥することにより、図３（Ａ）に示す様に、絶縁性磁性体層３１Ａ上に絶縁性磁性体層３１Ｂが形成される。絶縁性磁性体層３１Ｂはプレス機によってプレスされる。
続いて、この絶縁性磁性体層３１Ｂ上にマスクを配置し、マスク上の絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて、絶縁性磁性体層３１Ｂの表面に絶縁性磁性体ペーストを印刷し、これを乾燥することにより、図３（Ｂ）に示す様に、絶縁性磁性体層３１Ｂ上に絶縁性磁性体層３１Ｃが形成される。絶縁性磁性体層３１Ｃはプレス機によってプレスされる。
さらに、この絶縁性磁性体層３１Ｃ上にマスクを配置し、マスク上の絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて、絶縁性磁性体層３１Ｃの表面に絶縁性磁性体ペーストを印刷し、これを乾燥することにより、図３（Ｃ）に示す様に、絶縁性磁性体層３１Ｃ上に絶縁性磁性体層３１Ｄが形成される。絶縁性磁性体層３１Ｄはプレス機によってプレスされる。
続いて、この絶縁性磁性体層３１Ｄ上にマスクを配置し、マスク上の絶縁性磁性体ペーストをスキージで捌いて、絶縁性磁性体層３１Ｄの表面に絶縁性磁性体ペーストを印刷し、これを乾燥することにより、図４（Ａ）に示す様に、絶縁性磁性体層３１Ｄ上に絶縁性磁性体層３１Ｅが形成される。絶縁性磁性体層３１Ｅはプレス機によってプレスされる。
さらに、この様にして支持体３０上に形成された絶縁性磁性体層３１Ａ〜３１Ｅの積層体３１は、支持体３０から剥離し、刃型、プレス金型、カッターの様な刃物等を用いて、所定の大きさになる様、図４（Ｂ）に示す点線の部分で切断されて、図２に示す様な磁性体コア１１が形成される。
この磁性体コアは、コイルアンテナとして用いられる場合、図５に示される様に、磁性体コア５１の外周に巻線５２が巻回される。

【0012】

図６は本発明に係る別の磁性体コアを示す斜視図である。
絶縁性磁性体層は、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体を用いて形成される。球状の磁性体粉としては、例えば鉄とクロムとシリコンを含有した鉄クロムシリコン合金が用いられる。また、有機結合剤としては、例えばポリウレタン樹脂と難燃剤を組み合わせたものが用いられる。この有機結合剤は、鉄クロムシリコン合金に対して、ポリウレタン樹脂が４〜１０重量部と難燃剤が０．４〜２重量部添加される。
絶縁性磁性体層は、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体ペーストを繰り返し印刷することにより順次形成され、図６に示す様な磁性体コア６１が形成される。この磁性体コア６１は、可撓性を有する様に、球状の磁性体粉と有機結合剤の比率が選択され、縦が例えば５０ｍｍ、横が例えば５０ｍｍ、厚みが例えば１ｍｍに形成される。
この様な磁性体コアは前述のものと同様にして製造される。この磁性体コアは、無接点充電装置として用いられる場合、図７に示される様に、磁性体コア７１の表面に、巻線を巻回した空芯コイル７２が配置される。

【0013】

以上、本発明の磁性体コアの製造方法の実施例を述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、実施例では絶縁性磁性体層を一層ごとにプレス機でプレスしているが、複数の絶縁性磁性体層を積層した後に全体をプレス機でプレスしてもよい。
また、球状の磁性体粉としては、鉄アルミ珪素合金、鉄ニッケル、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の磁性材料のうち少なくとも１種類以上を含有する磁性材料を用いてもよい。さらに、有機結合剤としては、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ニトリル−ブタン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは有機系難燃剤であるハロゲン化物、臭素化ポリマーのうち少なくとも１種類以上を含有するものを用いてもよい。またさらに、磁性体粉として、鉄アルミ珪素合金、鉄ニッケル、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジューム合金、鉄コバルトボロン合金、鉄クロムシリコン合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金、酸化物磁性粉、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉の磁性材料のうち少なくとも１種類以上を含有する偏平又は針状の磁性体粉が用いられてもよい。
さらに、絶縁性磁性体層１１Ａ〜１１Ｄを球状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して形成し、絶縁性磁性体層１１Ｅを偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤を含有する絶縁性磁性体ペーストを印刷して形成することにより、磁性体のコアが、球状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体によって形成された第１磁性体部と、偏平状又は針状の磁性体粉と有機結合剤を有する絶縁性磁性体によって形成された第２磁性体部を有する様に形成してもよい。

【符号の説明】

【0014】

１１ 磁性体コア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】