特許 6786841 磁心およびその製造方法、並びに車載用部品

(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】6786841

(24)【登録日】2020年11月2日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】磁心およびその製造方法、並びに車載用部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 3/04 20060101AFI20201109BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20201109BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20201109BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20201109BHJP

   C21D 6/00 20060101ALI20201109BHJP

   B22D 11/06 20060101ALI20201109BHJP

   H01F 27/245 20060101ALI20201109BHJP

   C22C 45/02 20060101ALI20201109BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   H01F3/04

   H01F17/04 F

   H01F41/02 C

   C21D9/00 S

   C21D6/00 C

   B22D11/06 360B

   H01F27/245 150

   C22C45/02 A

   C22C38/00 303S

【請求項の数】8

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-68443(P2016-68443)

(22)【出願日】2016年3月30日

(65)【公開番号】特開2016-197720(P2016-197720A)

(43)【公開日】2016年11月24日

【審査請求日】2019年1月15日

(31)【優先権主張番号】特願2015-75611(P2015-75611)

(32)【優先日】2015年4月2日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101683

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100155000

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 修市

(74)【代理人】

【識別番号】100180529

【弁理士】

【氏名又は名称】梶谷 美道

(72)【発明者】

【氏名】森次 仲男

(72)【発明者】

【氏名】吉田 孝志

(72)【発明者】

【氏名】萩原 和弘

【審査官】 佐久 聖子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−２３６２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０３４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０４３８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７６１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５０１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ３／０４

Ｂ２２Ｄ １１／０６

Ｃ２１Ｄ ６／００

Ｃ２１Ｄ ９／００

Ｃ２２Ｃ ３８／００

Ｃ２２Ｃ ４５／０２

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０１Ｆ ２７／２４５

Ｈ０１Ｆ ４１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体と、前記層状体に含漬した樹脂とを備えた磁心であって、
大気中で、室温から温度１６０℃まで２０分で昇温し、次いで５００時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験を行ったときに、前記加熱試験の前後で、周波数１００ｋＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_ｒｚの低下率が５％未満である磁心。

【請求項2】

前記加熱試験の前後で、周波数１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_ｒｚの低下率が１０％以下である、請求項１に記載の磁心。

【請求項3】

前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体の最外層の前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面およびその反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度をそれぞれ、Ｏ(ｏｕｔ)およびＯ（ｉｎ）としたとき、Ｏ（ｏｕｔ）／Ｏ（ｉｎ）＞１．０の関係が成立する請求項１または２に記載の磁心。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに規定される磁心を含む車載用部品。

【請求項5】

ナノ結晶化可能なＦｅ基アモルファス合金リボンを巻回または積み重ねて層状体を作製する工程と、
前記層状体を酸素濃度１００ｐｐｍ以下の第１雰囲気で熱処理することによって、前記層状体中にナノ結晶を析出させる第１熱処理工程と、
前記第１熱処理工程が行われた層状体を、前記第１熱処理工程における前記第１雰囲気よりも酸化性が高く、酸素濃度が０．１％以上５０％以下の第２雰囲気において、１００℃以上かつナノ結晶化開始温度未満の保持温度、および、１時間以上２４時間以下の保持時間で保持する第２熱処理工程と、
前記第２熱処理工程が行われた層状体に樹脂を含侵させる含浸工程と
を含む、Ｆｅ基ナノ結晶合金磁心の製造方法。

【請求項6】

前記第２熱処理工程において、前記保持温度は、１００℃以上３５０℃以下であり、前記保持時間は、１時間以上１０時間以下である請求項５に記載の製造方法。

【請求項7】

前記第１熱処理工程は、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体を最高温度５８０℃以上６００℃以下で熱処理する請求項５または６に記載の製造方法。

【請求項8】

前記第１熱処理工程の後、前記第２熱処理工程の前に、前記層状体の層方向に対して外力を付与し、次いで解放する弛緩工程をさらに含む、請求項５から７のいずれかに記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｆｅ基ナノ結晶合金から形成される磁心およびその製造方法、並びに車載用部品に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｆｅ基ナノ結晶合金は、高い飽和磁束密度と高い比透磁率とを両立できる優れた軟磁気特性を備えた軟磁性材料であり、コモンモードチョークコイルの磁心などの材料として広く用いられている。コモンモードチョークコイルは、スイッチング電源などに接続され、高周波ノイズを抑制するためのノイズフィルターとして利用される。本願出願人は、このような用途に適合するＦｅ基ナノ結晶合金として、ファインメット（登録商標）の開発および製造を行っている。

【0003】

Ｆｅ基ナノ結晶合金の組成としては、特許文献１に記載されているＦｅ−Ｃｕ−Ｍ'−Ｓｉ−Ｂ（Ｍ'は、Ｎｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏからなる群から選択される少なくとも１種の元素）系の組成が代表的である。この組成系において、Ｃｕの添加による結晶相の核生成効果と、Ｍ'の添加による結晶粒成長の抑制効果とが相乗的に生じ、均一で微細なナノ結晶粒を含む組織が形成される。より具体的には、主層としてのＦｅ（−Ｓｉ）結晶相の周囲にアモルファス相が残存する組織が形成される。ナノ結晶相の粒径は、例えば、５〜１００ｎｍ程度である。

【0004】

Ｆｅ基ナノ結晶合金は、一般的には、アモルファス（非晶質）合金を熱処理することによって形成される。また、元となるアモルファス合金は、融点以上に加熱された液相の合金（溶湯と呼ばれることがある）を急冷凝固することによって作製される。溶湯を急冷凝固する方法としては、回転する冷却ロールに合金溶湯を吐出する手法である単ロール法が採用されることが多い。

【0005】

コモンモードチョークコイル等に用いる環状の磁心を作製する工程では、まず、上述した単ロール法によって、Ｆｅ基ナノ結晶合金が得られる組成を有する合金溶湯から薄帯（リボン）状のアモルファス合金を作製する。アモルファス合金リボンの厚さは、例えば１０〜３０μｍである。次に、このアモルファス合金リボンを巻回することによって、環状の巻回体を形成する。その後、巻回体に対して結晶化温度に至る熱処理を行うことによって、合金組織に微結晶を析出させ（ナノ結晶化）、ナノ結晶合金からなる環状の磁心を得る。

【0006】

Ｆｅ基ナノ結晶合金は、Ｆｅ基アモルファス合金に匹敵する飽和磁束密度（例えば１Ｔ以上）を示す。また、広い周波数帯域にわたって、Ｃｏ基アモルファス合金と同等の高い透磁率を示し、高周波数帯域におけるインピーダンスも良好である。近年では、高周波ノイズ除去のために例えば１００ｋＨｚ以上の周波数帯域における高い透磁率・インピーダンス特性が求められることが多いが、コモンモードチョークコイルの磁心にＦｅ基ナノ結晶合金を用いれば、このような高周波ノイズを除去することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特公平４−４３９３号公報

【特許文献2】特開２００７−１０３４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、車載用途のコモンモードチョークコイルでは、他用途に比べて高い機械的強度、特に振動に対して高い耐振動性と、耐熱性とが要求される。

【0009】

磁心の機械的強度を向上させる技術としては、ナノ結晶合金巻回体に対して樹脂含浸を行う方法が知られている。樹脂含浸を行うことによって、ナノ結晶化熱処理によって脆弱化された巻回体（磁心）の機械的強度を向上させることができ、耐振動性を向上させることができる。

【0010】

特許文献２には、樹脂含浸した磁心を加熱試験した場合に、その前後でのインピーダンス特性の低下を抑制する技術が記載されており、具体的には、ナノ結晶化熱処理雰囲気中の酸素濃度を２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ（特に好ましくは、２５ｐｐｍ〜４５ｐｐｍ）の範囲に調節することが開示されている。このようにすれば、ナノ結晶化のための熱処理後、樹脂含侵した磁心において、１３０℃の加熱試験を行っても、その前後でのインピーダンス特性の低下が抑制される。

【0011】

しかしながら、近年の車載用途の磁心では、１５０℃以上（典型的には１６０℃）の高温で使用する際にも磁気特性が劣化しにくい磁心が求められている。本発明者らの検討によれば、特許文献２に記載の製造方法で得られる磁心は、後述の１５０℃以上で保持する加熱試験を行うとインピーダンス比透磁率μ_rzが大きく低下し、具体的には、前記の加熱試験の前後で、周波数１００ｋＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が５％、周波数１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が１０％を超えてしまうことを確認した。また、樹脂含浸した磁心は、この加熱試験によるインピーダンス特性が低下しやすいことも確認した。

【0012】

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、１５０℃以上の高温環境下での使用に適したＦｅ基ナノ結晶合金磁心およびその製造方法、並びにその磁心を含む車載用部品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】

【0013】

本発明の実施形態による磁心は、Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体と、前記層状体に含漬した樹脂とを備えた磁心であって、大気中で、室温から温度１６０℃まで２０分で昇温し、次いで５００時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験を行ったときに、前記加熱試験の前後で、周波数１００ｋＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が５％未満である。

【0014】

ある実施形態において、前記加熱試験の前後で、周波数１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が１０％以下である。

【0015】

ある実施形態において、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体の最外層の前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面およびその反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度をそれぞれ、Ｏ(ｏｕｔ)およびＯ（ｉｎ）としたとき、Ｏ（ｏｕｔ）／Ｏ（ｉｎ）＞１．０の関係が成立する。

【0016】

本発明の実施形態によるＦｅ基ナノ結晶合金磁心の製造方法は、ナノ結晶化可能なＦｅ基アモルファス合金リボンを巻回または積み重ねて層状体を作製する工程と、前記層状体を酸素濃度１００ｐｐｍ以下の第１雰囲気で熱処理することによって前記層状体中にナノ結晶を析出させる第１熱処理工程と、前記第１熱処理工程が行われた層状体を、前記第１熱処理工程における前記第１雰囲気よりも酸化濃度が高い第２雰囲気において、１００℃以上かつナノ結晶化開始温度未満の保持温度、および、１時間以上２４時間以下の保持時間で保持する第２熱処理工程と、前記第２熱処理工程が行われた層状体に樹脂を含侵させる工程とを含む。

【0017】

ある実施形態において、前記第２熱処理工程において、前記第２雰囲気の酸素濃度は、０．１％以上５０％以下であり、前記保持温度は、１００℃以上３５０℃以下であり、前記保持時間は、１時間以上１０時間以下である。

【0018】

ある実施形態において、前記第１熱処理工程は、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体を最高温度５８０℃以上６００℃以下で熱処理する。

【0019】

ある実施形態において、前記第１熱処理工程の後、前記第２熱処理工程の前に、前記層状体の層形成方向に対して外力を付与し、次いで解放する弛緩工程をさらに含む。

【発明の効果】

【0020】

本発明の実施形態によれば、１６０℃で保持する加熱試験の前後において１００ｋＨｚ以上の高周波帯域におけるインピーダンス比透磁率μ_rzの低下が抑制された樹脂含浸された磁心が提供され、高温環境下で長期間使用可能な磁心が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態による磁心の製造工程図である。

【図2】ナノ結晶化のための熱処理の温度プロファイルの一例を示す図である。

【図3】比較例の樹脂含浸しない磁心における加熱試験後のインピーダンス比透磁率μ_rz（周波数１００ｋＨｚ）である。

【図4】実施例６の一方の磁心の最外層のＦｅ基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。

【図5】実施例６の他方の磁心の最外層のＦｅ基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。

【図6】実施例１２の一方の磁心の最外層のＦｅ基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。

【図7】実施例１２の他方の磁心の最外層のＦｅ基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。

【図8】比較例の磁心の最外層のＦｅ基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。

【図9】比較例の特許文献２に相当する磁心における加熱試験後のインピーダンス比透磁率μ_rz（周波数１００ｋＨｚ）である。

【図10】比較例の特許文献２に相当する磁心における加熱試験後のインピーダンス比透磁率μ_rz（周波数１ＭＨｚ）である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られない。

【0023】

本実施形態の磁心は、Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの層状体と、層状体に含漬した樹脂とを備える。磁心は、以下において詳細に説明する工程によって製造されることにより、インピーダンス比透磁率μ_rzの高周波帯域における高温での低下が抑制されている。具体的には、室温から温度１６０℃まで２０分で昇温し、次いで５００時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験を行ったときに、加熱試験の前後において、周波数１００ｋＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が５％未満に抑制されている。

【0024】

インピーダンス比透磁率μ_rzの低下率は、加熱試験前（樹脂含浸後で加熱前）の磁心のインピーダンス比透磁率をμ_before、加熱試験した後の磁心のインピーダンス比透磁率をμ_afterとして、（μ_before−μ_after）／μ_before×１００（％）の式により算出したものである。

【0025】

図１は、本発明の実施形態の一例である磁心の製造方法における各製造工程を示す。

【0026】

本実施形態では、まず工程Ｓ１に示すように、熱処理によりナノ結晶化するＦｅ基アモルファス合金リボンを用意する。次に、工程Ｓ２に示すように、前記Ｆｅ基アモルファス合金リボンを巻回して環状の巻回体（層状体）を作製する。短冊状に切断された、あるいは円環状に形成された複数のＦｅ基アモルファス合金リボンを積み重ね、層状体を構成してもよい。

【0027】

その後、巻回体に対して、工程Ｓ３に示すように、第１熱処理工程（ナノ結晶化のための熱処理）を、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に制御した第１雰囲気中で行う。本熱処理における一定温度範囲内において、熱処理とともに巻回体に対して磁場を印加しても良い（磁場中熱処理）。

【0028】

その後、工程Ｓ４に示すように、巻回体に対して外力を付与し、次いで解放する弛緩工程を行うことが好ましい。

【0029】

さらに、工程Ｓ５に示すように、ナノ結晶化された巻回体に対して、酸素を含む酸化性の雰囲気中で、１００℃以上かつ結晶化開始温度未満の温度範囲での第２熱処理工程（第１熱処理温度より低温での熱処理）を行う。第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも酸素濃度の高い第２雰囲気中で行う。第２熱処理工程は、例えば０．１％以上５０％以下の酸素濃度雰囲気中で行われ、好ましくは大気中で行われる。

【0030】

この第２熱処理を行った後に、工程Ｓ６に示すように、ナノ結晶合金巻回体に対して耐振動性を向上させるための樹脂含浸処理を行う。工程Ｓ６により、層状体のリボンどうしの間に樹脂が含浸し、巻回体のＦｅ基ナノ結晶合金リボンによる層間および巻回体の表面に樹脂が配置され、本実施形態の磁心が完成する。

【0031】

以下、本実施形態における各工程Ｓ１〜Ｓ６について、より具体的に説明する。

【0032】

まず、工程Ｓ１に示すように、熱処理によりナノ結晶合金となるＦｅ基アモルファス合金リボンを準備する。Ｆｅ基アモルファス合金リボンは、例えば、公知の単ロール法によって作製することができる。単ロール法では、原料合金を溶解して得られた溶湯を回転ロール上に吐出し、急冷凝固することによって、リボン状のアモルファス合金を作製する。

【0033】

本実施形態において、Ｆｅ基アモルファス合金、または巻磁心を構成するナノ結晶化合金としては、たとえば、（Ｆｅ_1-aＭ_a）_100-x-y-z-α_-β_-γＣｕ_xＳｉ_yＢ_zＭ'αＭ"βＸγ（原子％）で表される組成を有する合金が適用できる。ここで、ＭはＣｏ及び／又はＮｉであり、Ｍ'はＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ及びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ"はＡｌ，白金族元素，Ｓｃ，希土類元素，Ａｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｒｅからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはＣ，Ｇｅ，Ｐ，Ｇａ，Ｓｂ，Ｉｎ，Ｂｅ，Ａｓからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素である。また、ａ，ｘ，ｙ，ｚ，α，β及びγは、それぞれ０≦ａ≦０．５，０．１≦ｘ≦３，０≦ｙ≦３０，０≦ｚ≦２５，５≦ｙ＋ｚ≦３０，０≦α≦２０，０≦β≦２０及び０≦γ≦２０を満足する。

【0034】

さらに、０≦ａ＜０．１，０．８≦ｘ≦１．５，１４≦ｙ≦２０，５≦ｚ≦７，２≦α≦５，０≦β≦１０及び０≦γ≦１０を満足すると結晶組織の粒径の制御がしやすい。この制御がしやすい組成は、第１熱処理工程において、最高温度５８０℃以上６００℃以下で熱処理する場合に、用いることが好ましい。

【0035】

上記のような組成に設定することによって、前記第１熱処理工程により安定してナノ結晶合金となる巻回体を作製することができる。

【0036】

Ｆｅ基アモルファス合金リボンの厚さは、例えば、１０μｍ〜３０μｍ程度であってよい。厚さが１０μｍ未満では、鋳造時のリボン破断の頻度が高くなり、安定した長時間の鋳造が困難であり、また、鋳造後のリボンの機械的強度が不十分になるおそれがある。厚さが３０μｍ超では急冷時の冷却が不十分となり安定してアモルファス相を形成することが困難になる場合がある。また、高周波用途に使用するため、渦電流の発生による損失を抑えるには、リボンは薄い方が好ましい。この観点から、リボンの厚さは１０〜２０μｍが好ましく、１０〜１５μｍがより好ましい。

【0037】

工程Ｓ１で得られるアモルファス合金リボンの幅は、例えば、１０ｍｍ〜１００ｍｍであってよい。ただし、合金リボンの安定した製造のためには、リボンの幅は７０ｍｍ以下、さらには６０ｍｍ以下が好ましい。なお、幅広に形成した合金リボンを裁断（スリット加工）して、より幅狭の複数のリボンを得るようにしてもよい。このようにすれば、生産性を向上させて低コスト化を図ることができる。

【0038】

次に、工程Ｓ２にて巻回体を形成する。この工程Ｓ２では、工程Ｓ１において得られたアモルファス合金リボンを、巻回体の内周の直径を規定する円柱状の基台に固定し、基台を回転させることによって巻回体（トロイダル形状）を作製する。巻回体の円柱状の基台の径（巻回体の内径）は例えば５ｍｍ〜３００ｍｍであってよく、巻回体の外径は、例えば１０ｍｍ〜４００ｍｍであってよい。

【0039】

また、工程Ｓ２において、巻回体を作製する代わりに、前記アモルファス合金リボンを、外径がリボン幅未満であるようにリング状に金型を用いて打ち抜いて（例えば、外径５０ｍｍ内径３０ｍｍ）、リング状の合金リボンを多数枚積み重ねることで積層体（層状体）を作製し、これを用いて磁心を作製してもよい。

【0040】

本明細書では、上記のようにリボンを巻回することによって得られる巻回体、および、リボンを積み重ねることによって得られる積層体を、「層状体」と称することがある。層状体は、層構造を有していればよく、巻回体のように、一続きのリボンを巻回して重ね合わせることによって層構造が形成されていてもよいし、積層体のように、分離したリボンを複数段重ねることによって層構造が形成されていてもよい。また、層状体の層面が重なる方向（典型的には層面に直交する方向）、すなわち、巻回体においては外周面から内周面に向かう方向、積層体においては積層の方向を、層状体の層方向と称することがある。

【0041】

なお、層状体の占積率（層状体の積層断面に占めるリボンの割合）は、７０〜８５％とすることが好ましい。占積率が８５％を超えると、リボンどうしの電気的な接続箇所が増大しやすくなって渦電流損が発生しやすくなるので、インピーダンス比透磁率が低下しやすくなる。一方、占積率が７０％未満であると、層状体のリボンがずれ易いため、樹脂含浸の際の層状体の取り扱いが難しくなる。

【0042】

次に、工程Ｓ３に示すように、作製した巻回体に対して、第１熱処理工程（ナノ結晶化のための熱処理工程）を行う。上記の組成を有するＦｅ基アモルファス合金を、結晶化温度以上に加熱すると、ナノ結晶化できる。なお、温度が高すぎると結晶が粗大化してナノ結晶組織が維持されなくなるので、典型的には最高温度５５０℃〜６００℃で第１熱処理を行うことが好ましい。

【0043】

図２は、ナノ結晶化熱処理における温度プロファイル（温度カーブ）の一例を示す。図２において、温度プロファイルにおける最高温度を以下では第１熱処理温度と呼ぶ。図示した例では５８５℃が、第１熱処理温度である。

【0044】

図２に示す例では、室温から４２０℃までは４．７℃／分の昇温速度で昇温し、その後、最高温度５８５℃までは０．７℃／分の昇温速度で昇温している。このように、室温から４００℃近傍までは、３〜７℃／分の昇温速度で比較的急速に昇温し、その後、最高温度までは、平均して０．２〜１℃／分の比較的緩やかな昇温速度とすることで、効率よく且つ安定してナノ結晶化を行うことができる。ここで、４００℃近傍から最高温度に至る途中で、前記温度範囲において、所定の温度での保持時間を２０分〜２時間程度設けても良い。また、保持する回数は１回以上であってもよい。更に、図２では最高温度での保持時間は設けられていないが、最高温度での保持時間を最長１時間程度設けても良い。また、ナノ結晶化後の冷却過程において、最高到達温度から２００℃低温までの温度域では、２〜１５℃／分の冷却速度で冷却してもよい。通常、１００℃以下まで冷却した後、ナノ結晶化された巻回体を大気中に取り出すことができる。

【0045】

なお、前記４００℃近傍から最高温度の範囲において、所定の温度での保持時間や、最高温度での保持時間は、熱処理する巻回体全体の熱容量と特性の安定性を考慮して、設定することが好ましい。

【0046】

また、熱処理温度の制御は、熱処理炉の容量や、熱処理される非晶質合金リボンが結晶化することによる発熱量を考慮しながら、実際の熱処理炉内の温度分布が±５℃以下になるように制御することが好ましい。このような制御を行うことによって、熱処理後の巻回体の磁気特性を安定させることができる。

【0047】

本実施形態において、ナノ結晶化のための第１熱処理工程は、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下に制限された第１雰囲気中で行われる。用いる第１雰囲気としては例えばＡｒガスやＮ₂ガス等の不活性ガスが挙げられる。

【0048】

後述するように、本実施形態では、第１熱処理工程よりも酸化性が高い第２の雰囲気中で第２熱処理工程を行うので、第１熱処理工程における酸素濃度は、例えば１００ｐｐｍ以下、典型的には、１０ｐｐｍ以下または５ｐｐｍ以下に抑えられていてよい。

【0049】

上記の第１熱処理工程において、所定の温度範囲で巻回体に対して直流磁場を印加しながら熱処理を行ってもよい。磁場の印加方向は、例えば、巻回体の軸方向（リボンの幅方向）である。巻回体の軸方向に磁場を印加することによって磁気異方性を与えて、高周波領域まで初透磁率の低下が抑制された特性を得ることができる。なお、磁場の印加方向に応じて角型比等の磁気特性が変化するので、用途に応じて異なる方向（例えば周方向）に磁場を印加してもよい。

【0050】

磁場を巻回体の軸方向に印加する場合、印加する磁場の強度は、例えば、５０ｋＡ／ｍ以上３００ｋＡ／ｍ以下（好ましくは６０ｋＡ／ｍ以上２４０ｋＡ／ｍ）であってよい。磁場を巻回体の周方向に印加する場合、印加する磁場の強度は、例えば、５Ａ／ｍ以上３０Ａ／ｍ以下（好ましくは６Ａ／ｍ以上２４Ａ／ｍ）であってよい。また、磁場を印加する時間については、特に制限はないが、１分〜１８０分程度が実用的である。

【0051】

上記の磁場の印加は、例えば、結晶化開始温度より５０℃低い温度から、結晶化開始温度より５０℃高い温度までの温度域においてのみ選択的に行ってもよいし、熱処理開始時から、最高温度を経て、１００℃程度まで冷却し、巻回体を取り出す直前まで行っても良い。結晶化開始温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）によって同定することができる。より具体的には、昇温時において、ナノ結晶化の開始による発熱反応をＤＳＣが検出したときの温度を結晶化開始温度と見なすことができる。なお、上記の（Ｆｅ_1-aＭ_a）_100-x-y-z-α_-β_-γＣｕ_xＳｉ_yＢ_zＭ'αＭ"βＸγ（原子％）で表される組成を有するＦｅ基アモルファス合金において、結晶化開始温度は約４８０℃〜約５００℃程度である。

【0052】

再び図１を参照する。工程Ｓ３に示した第１熱処理工程の後、工程Ｓ４に示すように、第１熱処理された巻回体に対して外部から力を付与する（加える）とともに、その後、巻回体に付与した外力を解放して弛緩する工程を行うことが好ましい。通常ナノ結晶化熱処理では、アモルファス合金の結晶化によって巻回体は１％程度収縮する。前記収縮により、合金リボンの層間が電気的に接続する状態で固定される箇所が発生する。この固定箇所を弛緩して電気的な接続箇所を低減するために、工程Ｓ４では、巻回体の径方向（層状体において層が形成されている方向：層方向）に、圧力をかける。指で押して、その後、指を離す程度の外力付与および解放によって固定箇所が弛緩され、弛緩後は層間同士が軸方向（幅方向）に幾分摺動できるようになる。その結果、コアロスの改善が見込める。

【0053】

その後、工程Ｓ５に示すように、前記工程Ｓ４により外力が付与および解放された巻回体に対して、第１熱処理工程よりも酸化性の雰囲気中で、第２熱処理工程を行う。第２熱処理工程は、第１熱処理工程後に１００℃以下にまで冷却され、大気中に取り出されて室温状態となったナノ結晶化合金（巻回体）に対して行われる。以下の実施例で詳細に説明するように、第２熱処理工程を行うことにより、樹脂が含浸した磁心でも、加熱試験後のインピーダンス特性の低下が抑制される。

【0054】

第２熱処理により加熱試験後のインピーダンス特性の低下が抑制される理由は、以下のものであると推測される。

【0055】

Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンは、単ロール法により製造されるが、肉厚に偏差があったり、表面に凹凸が存在する。そのため、層状体とした場合には、隣接するリボンどうしは面全体で接触しておらず、部分的に点接触しているものの、その他は隙間を介して積層されている。樹脂はこの隙間に含浸され、その後、加熱硬化される。加熱硬化された樹脂は、リボンの面に垂直に見て、斑状もしくは斑点状にリボン表面に存在している。これは、樹脂が有機溶剤等により希釈された状態で含浸され、また、樹脂が乾燥される際に有機溶剤が揮発するためである。このように、樹脂は部分的にリボンどうしを固定しているため、加熱試験により樹脂が収縮すると、リボンどうしの距離が縮まり、接触する可能性が高くなる。特にリボンの端部側（積層面側）は、拘束されていないので最も歪みやすい。リボンの端部側が接触してしまうと、通電時の渦電流損が大きくなりやすく、その結果、インピーダンス特性が低下するものと思われる。

【0056】

本発明の第２熱処理を、樹脂を含浸する前に行うことで、リボンは、リボンどうしの間に隙間があるので、その端部の表面が酸化される。酸化される端部は、リボンの端面だけでなく、リボンの両面の端面側も酸化される。酸化された端部の表面は絶縁性が生じるので、上記のように、リボンの端部どうしが接触しても通電が抑制され、渦電流損の発生を抑制でき、その結果、本発明の効果が得られるものと推察される。

【0057】

第２熱処理工程において、熱処理温度（最高温度：第２熱処理温度と呼ぶことがある）は、１００℃以上、かつ、上記のＤＳＣによって同定される結晶化開始温度未満の温度である。第２熱処理温度は、例えば、１００℃以上３５０℃以下の温度であってよい。この温度が１００℃未満である場合、インピーダンス特性の低下を抑制する効果が小さくなりやすい。一方、この温度が３５０℃超である場合、磁区の方向が乱れ、保磁力Ｈｃが増加する傾向がある。好ましい温度は、１５０℃以上３３０℃以下の範囲であり、さらに好ましい温度は、２００℃以上３００℃以下の範囲である。

【0058】

第２熱処理工程における熱処理温度は、最高でも結晶化開始温度未満の温度であるので、第１熱処理工程における最高温度に比べて低い。

【0059】

また、第２熱処理工程は、好ましくは大気中（酸素濃度：約２０．９％）で行われ、少なくとも第１熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する雰囲気中で行われる。

【0060】

第１熱処理工程において、高い酸素濃度を有する雰囲気中で行うことは現実的ではない。なぜなら、第１熱処理工程は、Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンにナノ結晶を析出させるための熱処理であるため、５５０℃以上の温度となるので、高い酸素濃度の雰囲気中で行うと、層状体が過剰に酸化されて得られる磁心の保磁力が大きくなってしまうためである。そのため、本発明では、第１熱処理工程とは別に第２熱処理工程を設け、その温度を１００℃以上３５０℃以下と第１熱処理工程よりも低い温度とし、さらに、第１熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する雰囲気中で行っている。

【0061】

第２熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度は、例えば、０．１％以上５０％以下であれば良い。また、磁場印加する場合は第１熱処理工程で行うため、第２熱処理工程は無磁場中で行うこともできる。

【0062】

第２熱処理温度での保持時間は、例えば１時間以上２４時間以下であってよく、好ましくは、２時間以上６時間以下である。

【0063】

本工程における温度プロファイルは特に限定されないが、例えば、巻回体を収容したオーブン内の温度を室温から１００℃以上３５０℃以下の第２熱処理温度まで３０分〜１時間かけて昇温し、第２熱処理温度で２時間〜６時間保持し、その後、第２熱処理温度から１００℃未満〜室温までの温度に、２時間〜４時間かけて冷却する工程を行えばよい。

【0064】

第１熱処理よりも酸化性の雰囲気（好ましくは、酸素濃度０．１％以上５０％以下の雰囲気）で行う第２熱処理では、合金リボン表面が酸化される。以下の実施例で示すように、発明者の解析によれば、巻回体の最外周の合金リボン表面では、第２熱処理により酸化層が厚くなる傾向があったが、巻回体の内部の合金リボン表面では、酸化層が厚くなる現象は認められなかった。

【0065】

この第２熱処理を施した本発明の磁心は、最外層の前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの露出する側の面とその裏側の面が、グロー放電発光分析（ＧＤ−ＯＥＳ）における分析値で、露出する側の面での酸素の発光強度をＯ(ｏｕｔ)、その裏側の面での酸素の発光強度をＯ（ｉｎ）としたとき、次式：Ｏ（ｏｕｔ）／Ｏ（ｉｎ）＞１．０を満たすものとなる。また、このＯ（ｏｕｔ）／Ｏ（ｉｎ）を、１．１以上、さらには１．２以上とすることもできる。なお、このＧＤ−ＯＥＳの測定結果であるＯ（ｏｕｔ）、及び、Ｏ（ｉｎ）は、リボンの表面から３０ｎｍ以下の範囲における酸素の発光強度の最大値を測定したものである。

【0066】

その後、図１の工程Ｓ６に示すように樹脂含浸処理を行う。含浸させる樹脂としては、エポキシ系、アクリル系などの樹脂を適宜使用できる。また、樹脂を含浸させる際に用いる溶剤としては、例えば、アセトンを用いることができる。

【0067】

樹脂と溶剤との合計質量に対する樹脂質量の比（すなわち、樹脂を含む溶剤中における樹脂含有率）は、５ｍａｓｓ％〜４０ｍａｓｓ％程度が好ましく、より好ましくは、７ｍａｓｓ％〜３０ｍａｓｓ％、さらに好ましくは、１０ｍａｓｓ％〜３０ｍａｓｓ％である。

【0068】

含浸処理は、例えば、常温、大気圧の条件下で３０秒〜５分程度、未硬化の樹脂と溶剤とを混合した樹脂溶液に巻回体を浸漬することによって行うことができる。また、樹脂含浸後の硬化処理は、常温大気中に放置した後、１００℃以上の温度に加熱することで行ってもよい。

【0069】

以上に説明した工程Ｓ１〜工程Ｓ６によって、樹脂含浸により高い耐振動性を有しつつ磁気特性に優れた磁心を作製できる。

【0070】

なお、通常は、磁心に導線を巻回してコイルやトランスを作製するが、合金リボンが巻回された磁心に直接導線を巻回すると、合金リボンと導線の絶縁が不十分となるおそれがあり、また、導線が磁心のエッジで破損・破断するおそれもある。このため、磁心を樹脂ケースに格納した状態で導線を巻回することが一般に行われる。従って、上記の工程Ｓ６の後に、樹脂含浸した巻磁心をケースに格納・収容してもよい。例えば、エンジニアリング・プラスチックからなる円環状のケースに巻磁心を収容し、このケースを介してコイルを形成する導線を巻回することによって、コモンモードチョークコイルを作製することができる。エンジニアリング・プラスチックとして、ガラスフィラーが混合されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などを使用できる。また、ケース中の磁心は、ケース内側と磁心との間に充填したシリコン系の接着剤によって固定するのが好ましい。ケース中の磁心が固定されない場合、振動や衝撃により磁心とケースの接触し、磁心の表面の一部が破損するおそれがある。

【0071】

コモンモードチョークコイルの特性指標として、インピーダンス比透磁率μ_rzを使用することが多い。インピーダンス比透磁率μ_rzとは、漏れ磁束が無視できる閉磁路磁心において，一次側巻線に交流電流（磁化力に相当）を流したとき、相互インダクタンスによって二次側に発生する電圧（磁束密度に相当）から計算される比透磁率である。本指標は、ＪＩＳ規格Ｃ２５３１（１９９９年改正）に記載されている通り、以下の式で表される。以下の式からわかるように、インピーダンス比透磁率μ_rzは、複素透磁率の絶対値に等しい。
μ_rz＝（μ_r'²＋μ_r"²）^1/2

【0072】

なお、本明細書では、インピーダンス比透磁率μ_rzの測定は、Agilent製４１９４Aを用い、測定条件は発信出力電圧ＯＳＣ＝０．５Ｖ、AVG 8、R-Xモードで行っている。

【0073】

インピーダンス比透磁率μ_rzが広い周波数帯域で高い値であれば、広い周波数帯域でのコモンモードノイズの吸収・除去能力に優れていることになる。

【0074】

本実施形態の磁心は、特に、１５０℃以上の高温環境下に長時間放置されたときにも１００ｋＨｚ以上の高周波帯域において、インピーダンス比透磁率の低下が抑制される。従って、特に、耐振動性、耐熱性が求められる車載用などの分野において好適に利用される。

【0075】

より具体的には、本実施形態による磁心は、１６０℃で５００時間保持する処理を含む加熱試験の前後で、周波数１００ｋＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率を５％未満にすることができる。また、同加熱試験の前後で周波数１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率を１０％以下にすることができる。なお、上記の加熱試験は、より詳細には、大気中で、室温から温度１６０℃まで２０分かけて昇温し、次いで５００時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験である。上記の室温まで空冷する工程は、磁心を１６０℃で５００時間保持した後、例えば、２４時間大気中に放置することによって行ってもよい。

【0076】

以下、本発明の実施例および比較例を説明する。

【0077】

（実施例１）
合金組成Ｆｅ：ｂａｌ、Ｃｕ：１．０、Ｎｂ：３．０、Ｂ：６．５、Ｓｉ：１５．５（数字はいずれも原子％を示し、ｂａｌは残部を示す）とする合金溶湯を、単ロール法により急速凝固させて、厚さ１３μｍ、幅５２ｍｍの合金リボンを作製した。作製した合金リボンをスリット加工して１０ｍｍ幅のリボンを５条得た。スリット加工後の１０ｍｍ幅の合金リボンを巻回して、内径２１ｍｍ、外径３１ｍｍ、高さ１０ｍｍとなる巻回体を２ヶ（試料Ａ、Ｂ）作製した。また、リボンを巻き回す際には張力を調整することで、巻回体の占積率が７５％となるようにした。巻始めと巻終わりは、スポット溶接によって隣接する合金リボンと固定させた。

【0078】

次に、前記巻回体２ヶに対して、図２に示すような、第１熱処理（ナノ結晶化磁場中熱処理）を行い、ナノ結晶合金とした。最高温度（第１熱処理温度）は５９５℃とした。温度４８０℃〜５３０℃の領域では１３０ｋＡ／ｍの磁場を巻回体の軸方向（合金リボンの幅方向）に印加した。また、第１熱処理は窒素雰囲気で行い、酸素濃度は５ｐｐｍであった。

【0079】

次に、前記第１熱処理後に室温まで冷却し、大気中に取り出した巻回体に対して、直径方向から指で押す工程を行って、隣接する合金リボン間の固定部分を弛緩させた。

【0080】

次に、大気雰囲気オーブンに巻回体を入れて、２５０℃まで３０分で加熱し、２５０℃で４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで第２熱処理を行った。

【0081】

次に、前記巻回体を樹脂含侵した。エポキシ樹脂とアセトンとを混合した樹脂溶液（質量比率：エポキシ樹脂／アセトン＝１０／９０）に、巻回体を浸漬させた。室温で１分浸漬させた後、巻回体を溶液から取り出し、巻回体表面の溶液を除去した。更に室温に１時間放置した後、大気雰囲気のオーブンで１５０℃で１５分加熱することでエポキシ樹脂の硬化を行った。以上の工程で磁心を作製した。

【0082】

次に、ガラスフィラーが混合されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）製のケースに前記樹脂含侵後の磁心を格納した。磁心とケース内側とはシリコン系の接着剤で固定した。

【0083】

次に、樹脂ケースに格納・固定された磁心に対して、樹脂ケースの上から１ターンのコイルを巻回し、周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。測定機は、Agilent製４１９４Aを用いた。測定条件は、OSC 0.5V、AVG 8、R-Xモードで行った。

【0084】

次に、大気雰囲気のオーブンに、前記磁心を収容して、室温から温度１６０℃まで２０分で加熱し、次いで５００時間保持した後、２４時間大気中に放置することで、室温まで空冷する加熱試験を行った。そして、この加熱試験の後、前記加熱試験の前と同様にして、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。

【0085】

これらの測定結果及び、樹脂含侵後のインピーダンス比透磁率μ_rzの測定値を１００として、上記の加熱試験後の測定値の比率（％）を＜＞内に記載した結果を表１に示す。また、表２に、上記の加熱試験後における加熱試験前に対するインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率をそれぞれの試料について示す。なお、表１および表２には、後述する比較例１、実施例２、実施例３の結果も同様に示している。

【0086】

表２に示すように、周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例１の試料Ａ、Ｂでは、１％または２％と小さい低下率である。

【0087】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例１の試料Ａ、Ｂでは、３％または４％と小さい低下率である。

【0088】

【表1】

【0089】

【表2】

【0090】

（比較例１）
実施例１に記載の２５０℃で４時間の第２熱処理を行うことなく（省略して）、他の工程は実施例１と同様にして、磁心２ヶ（試料Ｃ、Ｄ）を作製した。実施例１と同様に、１６０℃で５００時間保持する工程を含む上記の加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を上記の表１および表２に示している。

【0091】

周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例１の試料Ａ、Ｂでは、１％または２％と小さい低下率であるのに対して、比較例１の試料Ｃ、Ｄでは１４％または１６％と大きい。

【0092】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例１の試料Ａ、Ｂでは、３％または４％と小さい低下率であるのに対して、比較例１の試料Ｃ、Ｄでは２７％または３１％と大きい。

【0093】

（比較例２）
実施例１に記載の２５０℃で４時間の第２熱処理を行うことなく（省略して）、かつ、第１熱処理の第１雰囲気を酸素濃度３５ｐｐｍとした製造方法（特許文献２に該当する製造方法）により、巻回体を製造した。

【0094】

用いる合金リボンは、２０ｍｍ幅のものを用いた。この合金リボンを巻回して、内径４５ｍｍ、外径６０ｍｍ、高さ２０ｍｍとなる巻回体とし、この巻回体を６ヶ製造した。

【0095】

次に、この巻回体６ヶに対して、酸素濃度が３５ｐｐｍの窒素雰囲気中とした以外は、実施例１と同様に、図２に示すような第１熱処理（ナノ結晶化磁場中熱処理）を行い、ナノ結晶合金とした。

【0096】

その後は、第２熱処理を行うことなく（省略して）、他の工程は実施例１と同様にして巻回体及び磁心の作製を行った。その後、磁心の加熱試験を行った。加熱試験は、保持する温度を１５５℃とした以外は、実施例１と同様に行った。

【0097】

その結果を図９、図１０に示す。図９は周波数１００ｋＨｚでの測定結果であり、図１０は周波数１ＭＨｚでの測定結果である。なお、図９、図１０にプロットした点は、作製した磁心６ヶの測定値の平均値である。

【0098】

図９に示すように、周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１５５℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、その低下率は１５％を超えてしまう（１５．７％）。

【0099】

また、図１０に示すように、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１５５℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、その低下率は２５％を超えてしまう（２９．０％）。

【0100】

これらの加熱試験の結果は、保持温度が１５５℃である。そのため、もし加熱試験の保持温度が実施例１等と同じ１６０℃で行ったものであれば、低下率はさらに大きくなることは明らかである。

【0101】

（実施例２、３）
実施例１では最高温度５９５℃で第１熱処理を行っているが、実施例２では最高温度を５９０℃とし、実施例３では最高温度を５８５℃として第１熱処理を行い、他の工程は実施例１と同様にして、それぞれ磁心２ヶ（５９０℃：試料Ｅ、Ｆ）（５８５℃：試料Ｇ、Ｈ）を作製した。また、実施例１と同様にして、１６０℃で５００時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を、上記の表１および表２に示している。

【0102】

周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例１では、１％または２％、実施例２では２％、実施例３では３％と、いずれもと小さい低下率である。

【0103】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例１では、３％または４％、実施例２では４％、実施例３では７％と、いずれも小さい低下率である。

【0104】

（実施例４）
合金リボン幅を２５ｍｍとして、他の条件は実施例１と同様にして合金リボンを作製した。作製した合金リボンを巻回して、内径２１ｍｍ、外径３１ｍｍ、高さ２５ｍｍとなる磁心を２ヶ（試料Ｉ、Ｊ）作製し、第１熱処理等の後工程は実施例１と同様に行った。

【0105】

実施例１と同様にして、１６０℃で５００時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果およびインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率を下記の表３および表４に示す。

【0106】

なお、表３では、表１と同様に、樹脂含侵後のインピーダンス比透磁率μ_rzの測定値を１００として、上記の加熱試験後の測定値の比率（％）を＜＞内に記載している。また、表４は、表２と同様に、上記の加熱試験後における加熱試験前に対するインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率を示す。

【0107】

周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例４では、３％と小さい低下率である。

【0108】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例４では、６％または９％と小さい低下率である。

【0109】

（実施例５）
実施例１と同様にして５２ｍｍ幅の合金リボンを作製した。作製した合金リボンをスリット加工し、２５ｍｍ幅とした。スリット加工後の合金リボンを巻回して、内径２１ｍｍ、外径３１ｍｍ、高さ２５ｍｍとなる磁心を２ヶ（試料Ｋ、Ｌ）作製し、第１熱処理等の後工程を実施例１と同様に行った。

【0110】

実施例１と同様にして、１６０℃で５００時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を下記の表３および表４に示す。

【0111】

周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例５では、３％と小さい低下率である。

【0112】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例５では、５％または８％と小さい低下率である。

【0113】

実施例４と実施例５を対比すると、スリット加工有り無しで、特性の有意差は認められない。

【0114】

【表3】

【0115】

【表4】

【0116】

（比較例３）
比較例１と同様に、２５０℃で４時間の第２熱処理を行うことなく（省略して）、かつ、樹脂含浸しない以外は、他の工程は実施例１と同様にして、磁心５ヶを作製した。１６０℃で１時間、１００時間、２００時間、５００時間それぞれ保持する実施例１と同様の加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を図３に示している。なお、図３にプロットした点は、作製した磁心５ヶの測定値の平均値である。

【0117】

図３に示すように、周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、その低下率は僅か（３％）である。つまり、樹脂含浸しない磁心では、周波数１００ｋＨｚでの加熱試験後のインピーダンス比透磁率μ_rzが５００時間経過後でも５％未満であり、そもそも低下しづらいことがわかる。

【0118】

対して、樹脂含浸した磁心では、比較例１、２に示すように、第２熱処理を行わない場合は、加熱試験後のインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が１０％を大きく超えてしまう（１４％、１５％）。

【0119】

このことから、樹脂含浸した磁心は、樹脂含浸しないものよりも、加熱試験によるインピーダンス比透磁率μ_rzの低下率が大きくなることが分かる。

【0120】

（実施例６）
実施例１では１０ｍｍ幅の合金リボンを巻回して、内径２１ｍｍ、外径３１ｍｍ、高さ１０ｍｍとなる巻回体としているが、実施例６では外径の寸法を変え、内径２１ｍｍ、外径２６ｍｍ、高さ１０ｍｍとなる巻回体とした。他の工程は実施例１と同様にして、それぞれ磁心２ヶ（試料Ｍ、Ｎ）を作製した。また、実施例１と同様にして、１６０℃で５００時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を、下記の表５および表６に示している。

【0121】

表６に示すように、周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例６の試料Ｍ、Ｎは、２％または３％と小さい低下率である。

【0122】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例６の試料Ｍ、Ｎは、６％または７％と小さい低下率である。

【0123】

【表5】

【0124】

【表6】

【0125】

（実施例７、８）
上記の実施例６では第２熱処理を大気雰囲気で行っているが、実施例７では酸素濃度を１％とし、実施例８では酸素濃度を５％とした。他の工程は実施例６と同様にして、それぞれ磁心２ヶ（酸素濃度１％：試料Ｏ、Ｐ）（酸素濃度５％：試料Ｑ、Ｒ）を作製した。また、実施例６と同様にして、１６０℃で５００時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を、下記の表７および表８に示している。

【0126】

表８に示すように、周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例７の試料Ｏ、Ｐ、および、実施例８の試料Ｑ、Ｒでは、２％と小さい低下率である。

【0127】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例７の試料Ｏ、Ｐ、および、実施例８の試料Ｑ、Ｒでは、７％または８％と小さい低下率である。

【0128】

【表7】

【0129】

【表8】

【0130】

（実施例９〜１３）
上記の実施例６では第２熱処理を、２５０℃まで３０分で加熱し、２５０℃で４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで行っているが、実施例９〜１３は、保持する温度と保持する時間を変えて実験を行った。詳細には、実施例９では２００℃まで３０分で加熱し、２００℃で４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例１０では３００℃まで３０分で加熱し、３００℃で４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例１１では２００℃まで３０分で加熱し、２００℃で２４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例１２では２５０℃まで３０分で加熱し、２５０℃で２４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例１３では３００℃まで３０分で加熱し、３００℃で２４時間保持し、その後３時間で１００℃まで冷却する温度プロファイルで行った。他の工程は実施例６と同様にして、それぞれ磁心２ヶ（保持温度２００℃、４時間保持：試料Ｓ、Ｔ）（保持温度３００℃、４時間保持：試料Ｕ、Ｖ）（保持温度２００℃、２４時間保持：試料Ｗ、Ｘ）（保持温度２５０℃、２４時間保持：試料：試料Ｙ、Ｚ）（保持温度３００℃、２４時間保持：試料ＡＡ、ＡＢ）を作製した。また、実施例６と同様にして、１６０℃で５００時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数１００ｋＨｚ及び１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μ_rzを測定した。その結果を、表９および表１０に示している。なお、参考のため、表９および表１０には、実施例６の試料（保持温度２５０℃、４時間保持：試料：試料Ｍ、Ｎ）の測定結果を併記する。

【0131】

表１０に示すように、周波数１００ｋＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例９〜実施例１３の試料Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ＡＡ、ＡＢは、１％〜４％と小さい低下率である。

【0132】

また、周波数１ＭＨｚのインピーダンス比透磁率μ_rzについて、１６０℃で５００時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例９〜実施例１３の試料Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ＡＡ、ＡＢは、４％〜８％と小さい低下率である。特に実施例１３の試料（保持温度３００℃、２４時間保持：試料ＡＡ、ＡＢ）は、低下率が４％または５％と低い値である。

【0133】

【表9】

【0134】

【表10】

【0135】

（実施例１４）
実施例６の巻回体（第２熱処理（２５０℃で４時間保持）を行い、その後、樹脂含浸した巻回体）２ヶの最外層（最外周）のＦｅ基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面（以下、露出面）と、その反対側の面（以下、裏面）の組成を分析した。分析は、グロー放電発光分析（ＧＤ−ＯＥＳ：堀場社製GD-PROFILER2）を用いて行った。測定条件は、ガス圧力を６００Ｐａ、出力を３５Ｗ、パルスモードとし、アノード径をφ２ｍｍとした。測定する元素は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、Ｂとした。

【0136】

図４は、２ヶ測定した内の一方の巻回体の、露出面と裏面におけるＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。分析した酸素の発光強度は、上記測定条件において、スパッタ時間１秒以下で得られる酸素の発光強度を測定したものである。

【0137】

図４に示すように、露出面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｏｕｔ)）は０．５６であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｉｎ)）は０．３５であった。ピーク発光強度の比であるＯ(ｏｕｔ)／Ｏ(ｉｎ)は１．６であった。

【0138】

図５は、他方の巻回体の、露出面と裏面におけるＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。露出面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｏｕｔ)）は０．４４であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｉｎ)）は０．３２であった。ピーク発光強度の比であるＯ(ｏｕｔ)／Ｏ(ｉｎ)は１．４であった。

【0139】

（実施例１５）
実施例１２の巻回体（第２熱処理（２５０℃で２４時間保持）を行い、その後、樹脂含浸した巻回体）２ヶの最外層（最外周）のＦｅ基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面（以下、露出面）と、その反対側の面（以下、裏面）の組成を、実施例１２と同様に、分析した。

【0140】

図６は、２ヶ測定した内の一方の巻回体の、露出面と裏面におけるＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。露出面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｏｕｔ)）は０．４２であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｉｎ)）は０．２６であった。ピーク発光強度の比であるＯ(ｏｕｔ)／Ｏ(ｉｎ)は１．６であった。

【0141】

図７は、他方の巻回体の、露出面と裏面におけるＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。露出面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｏｕｔ)）は０．４２であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｉｎ)）は０．３５であった。ピーク発光強度の比であるＯ(ｏｕｔ)／Ｏ(ｉｎ)は１．２であった。

【0142】

（比較例４）
比較例１の巻回体（第２熱処理を行うことなく（省略して）、他の工程は実施例１と同様にして作製した巻回体）を用意し、実施例１４と同様にして露出面と裏面のＧＤ−ＯＥＳ分析を行った。

【0143】

図８は、比較例４の磁心における、露出面とその裏面でのＧＤ−ＯＥＳ分析結果である。

【0144】

図８に示すように、露出面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｏｕｔ)）は０．２７であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値（ピーク発光強度Ｏ(ｉｎ)）は０．３０であった。ピーク発光強度の比であるＯ(ｏｕｔ)／Ｏ(ｉｎ)は０．９であった。

【0145】

（考察）
実施例１〜１４および比較例１、２の結果から、磁心に樹脂を含浸させても、第２熱処理を行うことによって、高温環境下におけるインピーダンス比透磁率μ_rzの低下を抑制できることが分かる。したがって、本開示によれば、含浸樹脂によって機械的強度が向上しており、かつ、第２熱処理による高温でのインピーダンス比透磁率の低下が抑制された磁心が得られることが分かった。また、比較例３の結果から、磁心に樹脂を含浸させなければ、加熱試験後にインピーダンス比透磁率μ_rzは低下しにくいことが分かる。つまり、本発明の製造方法を用いる必要があるのは、樹脂を含浸させた磁心を製造する場合である。

【0146】

特に、本発明の実施形態による磁心は、１６０℃の高温環境下で長期間使用したときにも高いインピーダンス比透磁率μ_rzが維持されることが期待でき、車載用部品として好適に使用される。

【0147】

また、実施例１４、１５および比較例４の結果から、第２熱処理工程が施されたかどうかは、磁心の最外層の、外部に露出する面およびその反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度を測定すれば判別できることが分かる。第２熱処理工程は、第１熱処理工程よりも酸素濃度が高い雰囲気で熱処理を行うため、第２熱処理を行うことによって、最外層の外部に露出する面は、反対側の面よりも酸化される。実施例１４、１５では、第２熱処理が施されているため、最外層の外部に露出する面および反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度をそれぞれ、Ｏ(ｏｕｔ)およびＯ（ｉｎ）としたとき、Ｏ（ｏｕｔ）／Ｏ（ｉｎ）は１を超えている。これに対し、比較例１では、第２熱処理が施されていないため、Ｏ（ｏｕｔ）／Ｏ（ｉｎ）は１未満である。

【産業上の利用可能性】

【0148】

本発明の実施形態による磁心は、特に車載用のコモンモードチョークコイル用の磁心として好適に利用される。

【符号の説明】

【0149】

Ｓ１ Ｆｅ基アモルファスリボンを用意する工程
Ｓ２ 巻回体（層状体）を形成する工程
Ｓ３ 第１熱処理（ナノ結晶化熱処理）工程
Ｓ４ 外部から力を付与および解放する工程
Ｓ５ 第２熱処理（第１熱処理より低温での熱処理）工程
Ｓ６ 樹脂含浸処理工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】