特許 7104905 磁心コアとその製造方法、及びコイル部品

(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】

(24)【登録日】2022-07-13

(45)【発行日】2022-07-22

(54)【発明の名称】磁心コアとその製造方法、及びコイル部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/255 20060101AFI20220714BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20220714BHJP

【ＦＩ】

H01F27/255

H01F41/02 D

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021503979

(86)(22)【出願日】2020-02-25

(86)【国際出願番号】 JP2020007371

(87)【国際公開番号】W WO2020179534

(87)【国際公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-05-06

(31)【優先権主張番号】P 2019041453

(32)【優先日】2019-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100117477

【弁理士】

【氏名又は名称】國弘 安俊

(72)【発明者】

【氏名】篠原 剛太

(72)【発明者】

【氏名】金川 哲也

(72)【発明者】

【氏名】中村 和広

(72)【発明者】

【氏名】竹岡 勇伍

(72)【発明者】

【氏名】川口 肇

(72)【発明者】

【氏名】山本 修平

【審査官】秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２０２９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６４４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２１９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９２１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３９３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１５５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００５５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／２５５

Ｈ０１Ｆ ４１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性体粉末と結合剤とを含有した複合材料で形成された磁心コアであって、
前記結合剤が、シリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤と、該第１の結合剤に比べて高硬度の少なくとも１種以上の樹脂からなる第２の結合剤とを 含むと共に、
前記第１の結合剤の含有量が０．２５～１ｗｔ％であって前記第２の結合剤は、含有量が０．２５～１ｗｔ％であり、かつ前記第１及び第２の結合剤は、含有量が総計で１～１．７５ｗｔ％であり、
前記磁性体粉末が前記第１の結合剤で被覆されると共に、前記第１の結合剤同士が、前記第２の結合剤を介して接合されていることを特徴とする磁心コア。

【請求項2】

前記第２の結合剤は、フェノール樹脂及びポリイミド樹脂のうちの少なくとも一方を含んでいることを特徴とする請求項１記載の磁心コア。

【請求項3】

前記シリコーン樹脂は、メチルフェニル系であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁心コア。

【請求項4】

前記第１の結合剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁心コア。

【請求項5】

前記第２の結合剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の磁心コア。

【請求項6】

絶縁性材料からなる皮膜が前記磁性体粉末の表面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の磁心コア。

【請求項7】

前記磁性体粉末は、Ｆｅを主成分とすると共に、非晶質相とナノ結晶相とが混在していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の磁心コア。

【請求項8】

前記磁性体粉末は、平均粒径が円相当径に換算して３０～８０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の磁心コア。

【請求項9】

磁性体粉末を作製する工程と、
シリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤と前記磁性体粉末とを混合し、前記磁性体粉末を前記第１の結合剤で被覆する工程と、
前記第１の結合剤で被覆された前記磁性体粉末と該第１の結合剤よりも高硬度の少なくとも１種類以上の樹脂からなる第２の結合剤とを混合し、前記第１の結合剤同士を前記第２の結合剤を介して接合し、前記磁性体粉末と前記第１及び第２の結合剤とを含有した複合材料を作製する工程と、
前記複合材料を加圧成形して磁心コアを作製する工程とを 含み、
前記複合材料を作製する工程は、前記第１及び第２の結合剤の含有量を総計で１～１．７５ｗｔ％の範囲に規定すると共に、前記複合材料中の第１の結合剤の含有量が０．２５～１．０ｗｔ％となるように前記第１の結合剤を前記磁性体粉末に添加し、前記磁性体粉末を前記第１の結合剤で被覆する工程と、前記複合材料中の第２の結合剤の含有量が０．２５～１．０ｗｔ％となるように前記第２の結合剤を前記第１の結合剤で被覆された前記磁性体粉末に添加し、前記第１の結合剤同士を前記第２の結合剤を介して接合する工程とを含む ことを特徴とする磁心コアの製造方法。

【請求項10】

前記第２の結合剤は、フェノール樹脂及びポリイミド樹脂のうちの少なくとも一方を含んでいることを特徴とする請求項９記載の磁心コアの製造方法。

【請求項11】

前記磁性体粉末の表面に絶縁性材料を塗布し、絶縁性皮膜を作製する工程を含むことを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の磁心コアの製造方法。

【請求項12】

前記磁性体粉末を作製する工程は、少なくともＦｅ成分を含む所定の素原料を秤量し、調合する工程と、前記調合された調合物を加熱して溶融物を作製する工程と、前記溶融物を回転体上に噴出させて急冷凝固し、金属薄帯を作製する工程と、前記金属薄帯を熱処理し、非晶質相にナノ結晶が析出したＦｅを主成分とするナノ結晶化薄帯を作製する工程と、前記ナノ結晶化薄帯を粉砕して前記磁性体粉末を作製する工程とを含むことを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の磁心コアの製造方法。

【請求項13】

請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の磁心コアとコイル導体とを備えていることを特徴とするコイル部品。

【請求項14】

前記コイル導体が前記磁心コアに巻回されていることを特徴とする請求項１３記載のコイル部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁心コアとその製造方法、及びコイル部品に関し、より詳しくは合金系の磁性体粉末を使用した磁心コアとその製造方法、及びこの磁心コアを使用したリアクトルやインダクタ等のコイル部品に関する。

【背景技術】

【0002】

磁性体粉末、特に軟磁性特性に優れた非晶質合金類の磁性体粉末は、比透磁率や飽和磁束密度等の磁気特性が良好で高周波領域での使用に適していることから、近年、盛んに研究・開発されている。

【0003】

この磁性体粉末を使用した磁心コアは、磁性体粉末と結合剤とを含有した複合材料を加圧成形して得られるが、磁性体粉末は、外力負荷により加圧成形時に歪みが生じ易く、斯かる歪みに起因して磁気損失の増大を招くおそれがある。このため、従来では、加圧成形後に高温で熱処理を行い、歪みを除去している。また、結合剤としては高温で熱処理を行っても絶縁性の劣化を抑制できる耐熱性の良好なシリコーン樹脂が広く使用されている。

【0004】

しかしながら、非晶質合金類の磁性体粉末は塑性変形しにくいことから、加圧成形時の充填密度が低く、このため比透磁率の低下を招くおそれがある。

【0005】

そこで、例えば、特許文献１には、軟磁性合金粉末と複数の結合剤を含む複合材料（混合粉末）を、加圧成形した磁心コア（圧粉磁芯）であって、前記複数の結合剤は少なくとも２種の結合剤が互いに非相溶であり、互いに非相溶である結合剤の一方は熱硬化性のシリコーン樹脂であり、他方は熱硬化性のフェノール樹脂であり、前記軟磁性合金粉末の粒子表面において、前記複数の結合剤の成分比が異なる領域を有する磁心コアが提案されている。

【0006】

この特許文献１では、結合剤として互いに非相溶なシリコーン樹脂及びフェノール樹脂を使用し、軟磁性合金粉末の粒子表面をシリコーン樹脂の多い領域とフェノール樹脂の多い領域が形成されるようにこれら結合剤で被覆している。すなわち、特許文献１では、磁性体粉末の粒子表面は、互いに非相溶なシリコーン樹脂とフェノール樹脂とが混在するようにこれら結合剤と接している。そして、シリコーン樹脂の多い領域で絶縁性を確保する一方、フェノール樹脂の多い領域では、加圧成形時に軟磁性合金粉末の流動性を高めて該軟磁性合金粉末の充填密度を向上させることにより、絶縁抵抗が大きく比透磁率の高い磁心コアを得ようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６３５９２７３号公報（請求項１、段落［０００２］～［０００６］、［００１６］、［００１７］、［００２１］等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１では、フェノール樹脂はシリコーン樹脂に比べて絶縁性に劣ることから、フェノール樹脂と接している粒子表面では電流が漏れやすく、渦電流損が大きくなり、このため磁気損失の増加を招くおそれがある。

【0009】

一方、シリコーン樹脂はフェノール樹脂に比べて硬度が低いことから、シリコーン樹脂と接している粒子表面では絶縁性は良好であるものの、十分な機械的強度を確保することができず、大きな外力が負荷された場合に容易に破損するおそれがある。

【0010】

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、絶縁性が良好で低磁気損失であり、かつ十分な機械的強度を確保することができる磁心コアとその製造方法、及びこの磁心コアを使用したリアクトル等のコイル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】

【0011】

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を行ったところ、シリコーン樹脂を主成分とする所定量の第１の結合剤で磁性体粉末全体を被覆し、第１の結合剤よりも高硬度のフェノール樹脂等の所定量の第２の結合剤で前記第１の結合剤同士を接合させることにより、絶縁性が良好で低磁気損失であり、かつ十分な機械的強度を確保することができる磁心コアを得ることができるという知見を得た。

【0012】

本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る磁心コアは、磁性体粉末と結合剤とを含有した複合材料で形成された磁心コアであって、前記結合剤が、シリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤と、該第１の結合剤に比べて高硬度の少なくとも１種以上の樹脂からなる第２の結合剤とを含むと共に、前記第１の結合剤の含有量が０．２５～１ｗｔ％であって前記第２の結合剤は、含有量が０．２５～１ｗｔ％であり、かつ前記第１及び第２の結合剤は、含有量が総計で１～１．７５ｗｔ％であり、前記磁性体粉末が前記第１の結合剤で被覆されると共に、前記第１の結合剤同士が、前記第２の結合剤を介して接合されていることを特徴としている。

【0013】

これにより磁性体粉末は絶縁性の良好なシリコーンを主成分とする第１の結合剤で被覆されることから、磁性体粉末から電流が漏れるのを抑制でき、渦電流損が大きくなるのを抑制でき、これにより磁気損失を低く抑制することが可能となる。また、第１の結合剤で被覆された磁性体粉末同士が前記第１の結合剤よりも高硬度の第２の結合剤を介して接合されることから、高硬度の第２の結合剤により機械的強度が改善され、大きな外力が負荷されても破損するのを抑制することができる。

【0014】

このように本発明では低磁気損失と機械的強度が両立した磁心コアを得ることができる。

【0015】

また、本発明の磁心コアは、前記第２の結合剤が、フェノール樹脂及びポリイミド樹脂のうちの少なくとも一方を含んでいるのが好ましい。

【0016】

また、本発明の磁心コアは、前記シリコーン樹脂が、メチルフェニル系であるのが好ましい。

【0017】

すなわち、メチルフェニル系のシリコーン樹脂は、成形時の収縮率が小さいことから、成形時に磁性体粉末に歪みが生じるのを抑制でき、高温での熱処理を要することもなくヒステリシス損の上昇を抑制することができ、磁心コアの低磁気損失化に寄与することができる。

【0018】

また、本発明の磁心コアは、前記第１の結合剤は、含有量が０．５ｗｔ％以上であるのがより好ましく、前記第２の結合剤は、含有量が０．５ｗｔ％以上であるのがより好ましい。これにより良好な機械的強度や絶縁性を確保でき、良好で低磁気損失の磁心コアを得ることができる。

【0020】

また、本発明の磁心コアは、絶縁性材料からなる皮膜が前記磁性体粉末の表面に形成されているのが好ましい。これにより、より一層の絶縁性向上を図ることができる。

【0021】

また、本発明の磁心コアは、前記磁性体粉末が、Ｆｅを主成分とすると共に、非晶質相とナノ結晶相とが混在しているのが好ましい。

【0022】

これにより軟磁性特性が良好で低磁気損失かつ良好な機械的強度を有し、かつ比透磁率や磁束飽和密度等の磁気特性や直流重畳特性が良好な磁心コアを得ることができる。

【0023】

また、本発明の磁心コアでは、前記磁性体粉末は、平均粒径が円相当径に換算して３０～８０μｍであるのが好ましい。

【0024】

ここで、平均粒径とは、累積５０％粒子径Ｄ₅₀（メジアン径）をいう。

【0025】

また、本発明に係る磁心コアの製造方法は、磁性体粉末を作製する工程と、シリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤と前記磁性体粉末とを混合し、前記磁性体粉末を前記第１の結合剤で被覆する工程と、前記第１の結合剤で被覆された前記磁性体粉末と該第１の結合剤よりも高硬度の少なくとも１種類以上の樹脂からなる第２の結合剤とを混合し、前記第１の結合剤同士を前記第２の結合剤を介して接合し、前記磁性体粉末と前記第１及び第２の結合剤とを含有した複合材料を作製する工程と、前記複合材料を加圧成形して磁心コアを作製する工程とを含み、前記複合材料を作製する工程は、前記第１及び第２の結合剤の含有量を総計で１～１．７５ｗｔ％の範囲に規定すると共に、前記複合材料中の第１の結合剤の含有量が０．２５～１．０ｗｔ％となるように前記第１の結合剤を前記磁性体粉末に添加し、前記磁性体粉末を前記第１の結合剤で被覆する工程と、前記複合材料中の第２の結合剤の含有量が０．２５～１．０ｗｔ％となるように前記第２の結合剤を前記第１の結合剤で被覆された前記磁性体粉末に添加し、前記第１の結合剤同士を前記第２の結合剤を介して接合する工程とを含むことを特徴としている。

【0026】

これにより低磁気損失で良好な機械的強度を有する磁心コアを効率良く製造することができる。

【0027】

また、本発明の磁心コアの製造方法は、前記第２の結合剤が、フェノール樹脂及びポリイミド樹脂のうちの少なくとも一方を含んでいるのが好ましい。

【0028】

また、本発明の磁心コアの製造方法は、前記磁性体粉末の表面に絶縁性材料を塗布し、絶縁性皮膜を作製する工程を含むのが好ましい。

【0029】

これにより、より一層絶縁性の良好な磁心コアを効率良く作製することができる。

【0030】

また、本発明の磁心コアの製造方法は、前記磁性体粉末を作製する工程が、少なくともＦｅ成分を含む所定の素原料を秤量し、調合する工程と、前記調合された調合物を加熱して溶融物を作製する工程と、前記溶融物を回転体上に噴出させて急冷凝固し、金属薄帯を作製する工程と、前記金属薄帯を熱処理し、非晶質相にナノ結晶が析出したＦｅを主成分とするナノ結晶化薄帯を作製する工程と、前記ナノ結晶化薄帯を粉砕して前記磁性体粉末を作製する工程とを含むのが好ましい。

【0031】

このように単ロール急冷法で作製された金属薄帯を熱処理し、これを粉砕することにより軟磁性特性が良好な高品質のナノ結晶磁性体粉末を高効率で得ることができる。

【0032】

また、本発明に係るコイル部品は、上記いずれかに記載の磁心コアとコイル導体とを備えていることを特徴としている。

【0033】

さらに、本発明のコイル部品は、前記コイル導体が前記磁心コアに巻回されているのが好ましい。

【発明の効果】

【0034】

本発明の磁心コアによれば、磁性体粉末と結合剤とを含有した複合材料で形成された磁心コアであって、前記結合剤が、シリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤と、該第１の結合剤に比べて高硬度の少なくとも１種以上の樹脂からなる第２の結合剤とを含むと共に、前記第１の結合剤の含有量が０．２５～１ｗｔ％であって前記第２の結合剤は、含有量が０．２５～１ｗｔ％であり、かつ前記第１及び第２の結合剤は、含有量が総計で１～１．７５ｗｔ％であり、前記磁性体粉末が前記第１の結合剤で被覆されると共に、前記第１の結合剤同士が、前記第２の結合剤を介して接合されているので、磁性体粉末は絶縁性の良好なシリコーンを主成分とする第１の結合剤で被覆されることから、磁性体粉末から電流が漏れるのを抑制でき、渦電流損が大きくなるのを抑制でき、これにより磁気損失を低く抑制することが可能となる。また、第１の結合剤で被覆された磁性体粉末同士が前記第１の結合剤よりも高硬度の第２の結合剤を介して接合されることから、高硬度の第２の結合剤により機械的強度が改善され、外力が負荷されても破損するのを抑制することができる。このように本発明では低磁気損失と機械的強度が両立した磁心コアを得ることができる。

【0035】

また、本発明の磁心コアの製造方法によれば、磁性体粉末を作製する工程と、シリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤と前記磁性体粉末とを混合し、前記磁性体粉末を前記第１の結合剤で被覆する工程と、前記第１の結合剤で被覆された前記磁性体粉末と該第１の結合剤よりも高硬度の少なくとも１種類以上の樹脂からなる第２の結合剤とを混合し、前記第１の結合剤同士を前記第２の結合剤を介して接合し、前記磁性体粉末と前記第１及び第２の結合剤とを含有した複合材料を作製する工程と、前記複合材料を加圧成形して磁心コアを作製する工程とを含み、前記複合材料を作製する工程は、前記第１及び第２の結合剤の含有量を総計で１～１．７５ｗｔ％の範囲に規定すると共に、前記複合材料中の第１の結合剤の含有量が０．２５～１．０ｗｔ％となるように前記第１の結合剤を前記磁性体粉末に添加し、前記磁性体粉末を前記第１の結合剤で被覆する工程と、前記複合材料中の第２の結合剤の含有量が０．２５～１．０ｗｔ％となるように前記第２の結合剤を前記第１の結合剤で被覆された前記磁性体粉末に添加し、前記第１の結合剤同士を前記第２の結合剤を介して接合する工程とを含むので、低磁気損失で良好な機械的強度を有する磁心コアを効率良く製造することができる。

【0036】

また、本発明のコイル部品によれば、上記いずれかに記載の磁心コアとコイル導体とを備えているので、低磁気損失で良好な機械的強度を有し、高周波領域の使用に適したリアクトル等のコイル部品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明に係る磁心コアに使用される磁性体粉末の粒子形状の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図2】本発明に係る磁心コアの一実施の形態（第１の実施の形態）を示す斜視図である。

【図3】上記磁心コアの要部詳細を示す縦断面図である。

【図4】本発明に使用される金属薄帯の製造方法の一実施の形態を示す概略工程図である。

【図5】本発明に係るコイル部品としてのリアクトルの一実施の形態を示す斜視図である。

【図6】本発明に係る磁心コアの第２の実施の形態の要部詳細を示す縦断面図である。

【図7】本発明に係る磁心コアの第３の実施の形態の要部詳細を示す縦断面図である。

【図8】本実施例におけるシリコーン樹脂の含有量と粉体抵抗との関係を示す図である。

【図9】本実施例におけるシリコーン樹脂の含有量とコア損失との関係を示す図である。

【図10】本実施例におけるシリコーン樹脂の含有量と圧環強度との関係を示す図である。

【図11】本実施例におけるフェノール樹脂の含有量と粉体抵抗との関係を示す図である。

【図12】本実施例におけるフェノール樹脂の含有量とコア損失との関係を示す図である。

【図13】本実施例におけるフェノール樹脂の含有量と圧環強度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

次に、本発明の実施の形態を詳説する。

【0039】

図１は本発明に係る磁心コアに使用される磁性体粉末の粒子形状の一実施の形態を示す図であって、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【0040】

この図１の磁性体粉末では、説明の都合上、横断面形状を円形状とし、縦断面形状を４つの角部１ａが丸味を帯びた一定の厚みとしているが、実際は、横断面形状は、略円形状乃至略楕円形状であって外周が微小凹凸を有しており、縦断面形状は、厚みが不均一でバラツキを有している。したがって、図１中、径方向の平均長さａ及び厚み方向の平均厚みｂは、各々長さ及び厚みの算術平均を示している。

【0041】

そして、この磁性体粉末１は、立体的には扁平球状に形成され、前記平均長さａと前記平均厚みｂの比率を示すアスペクト比ａ／ｂが１．８～６．８であり、角部１ａが半径Ｒ：０．８～２５μｍの曲面状に形成されている。

【0042】

この磁性体粉末１を使用することにより、直流重畳特性が良好で低磁気損失の磁心コアを実現することができる。すなわち、本磁心コアは、後述するように金属薄帯の粉砕物からなる磁性体粉末を使用して作製されるが、金属薄帯を単に粉砕したのみでは、磁性体粉末のエッジ部がいびつで尖鋭な形状となる。このため、磁性体粉末のエッジ部同士が接触した状態で成形処理を行うと、磁束が前記エッジ部に集中し、このため直流重畳特性が劣化するおそれがある。したがって、磁束のエッジ部への集中を避けるためには、磁性体粉末１を球形状に形成するのが好ましく、特に角部１ａを曲面状に形成するのが好ましい。

【0043】

一方、金属薄帯に外力を負荷し、粉砕処理を含む機械加工を長時間行うと、球状化は進行するものの、磁性体粉末には大きな歪みが生じるおそれがある。斯かる歪みは機械加工後に高温で熱処理を行っても容易には除去することができず、この歪みに起因して磁性体粉末１の保磁力Ｈｃが上昇し、その結果、ヒステリシス損が増加することから、磁気損失が大きくなる。

【0044】

そこで、本実施の形態では、磁性体粉末１のアスペクト比ａ／ｂ、及び角部１ａの半径Ｒを上述のように規定している。以下、その理由を詳述する。

【0045】

（ａ）アスペクト比ａ／ｂ
上述したように磁性体粉末１が球形状に近くなると、いびつで尖鋭なエッジ部が形成された磁性体粉末とは異なり、磁束は球面上を拡散しながら流れることから磁束集中を抑制することができ、直流重畳特性を改善することができる。そのためにはアスペクト比ａ／ｂを６．８以下とする必要がある。すなわち、アスペクト比ａ／ｂが６．８を超えると、径方向の平均長さａが相対的に大きくなり、厚み方向の平均厚みｂが相対的に小さくなることから、磁性体粉末１は極端な扁平形状となり、角部１ａの半径Ｒも小さくなって角部１ａの曲面性が損なわれる。したがって、コイル部品に直流バイアス電流を通電した場合、磁束が角部１ａに集中し、インダクタンスが低下して直流重畳特性の劣化を招くおそれがある。さらに、角部１ａが尖鋭な形状を有することから、後述するように磁性体粉末１を結合剤で被覆しようとしても、磁性体粉末１を結合剤で均一に被覆するのが困難となり、絶縁不足が生じて磁気損失の増加を招くおそれがある。

【0046】

一方、アスペクト比ａ／ｂが１．８未満に球状化されると、金属薄帯に長時間外力が負荷されることから、加工処理後の磁性体粉末１には大きな歪みが形成され易く、その結果、保磁力Ｈｃの上昇を招き、ヒステリシス損が増加し、この場合も磁気損失が大きくなる。

【0047】

そこで、本実施の形態では、アスペクト比ａ／ｂを１．８～６．８に規定している。

【0048】

（ｂ）角部１ａの半径Ｒ
低磁気損失を確保しつつ磁束集中が生じるのを避けるためには角部１ａの半径Ｒも重要な因子となる。すなわち、角部１ａの半径Ｒが０．８μｍ未満になると、角部１ａの曲面性が損なわれることから、磁束が角部１ａに集中し易くなってインダクタンスの低下を招き、直流重畳特性が劣化するおそれがある。さらに、角部１ａが尖鋭な形状となることから、上述したように、磁性体粉末１を結合剤で被覆した場合に被覆膜の均一性が損なわれ、絶縁性が低下して磁気損失の増大を招くおそれがある。

【0049】

一方、角部１ａの半径Ｒが２５μｍを超えると、磁性体粉末１の球状化が進むことからインダクタンスは良好で直流重畳特性は改善できるものの、球状化のための加工処理が長時間行われることから、この場合も磁性体粉末１には大きな歪みが生じ易くなり、磁性体粉末１の保磁力Ｈｃが上昇し、ヒステリシス損が増加することから、磁気損失が大きくなる。

【0050】

そこで、本実施の形態では、角部１ａの半径Ｒを０．８～２５μｍに規定している。

【0051】

また、上記磁性体粉末１は、後述する球状化処理後の状態で熱処理を施すのが好ましい。すなわち、上記磁性体粉末１は、上述したように金属薄帯に対し外力を負荷し、機械的に加工処理を行うことにより得られる。具体的には、磁性体粉末１は、金属薄帯を粉砕して得られることから、磁性体粉末１には歪みが形成され易い。そして、斯かる歪みは磁気損失の増加を招くことから、金属薄帯を粉砕して得られた磁性体粉末１に熱処理を施すのが好ましい。例えば、短時間で４００℃程度に昇温させて短時間保持することにより、磁性体粉末１に形成された歪みを効率良く除去することができ、これにより保磁力Ｈｃが低下し、ヒステリシス損を小さくできることから、より一層の磁気損失の低下が可能となる。

【0052】

尚、磁性体粉末１としては、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金等の各種結晶質の合金粉末材料を使用することができるが、Ｆｅを主成分とし、軟磁性特性に優れた非晶質相とナノ結晶相とが混在したナノ結晶合金粉末を使用するのがより好ましい。

【0053】

ここで、上記主成分とは、Ｆｅ成分を磁性体粉末１中で６０ｗｔ％以上、好ましくは８０ｗｔ％以上含有していることをいう。

【0054】

このような磁性体粉末１としては、Ｆｅ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕを含有し、必要に応じてＳｉ、Ｃを含むのが好ましく、例えば、Ｆｅ：７１～８６ａｔ％、Ｂ：５～１５ａｔ％、Ｐ：１～１０ａｔ％、Ｃｕ：０．１～１．３ａｔ％、Ｓｉ：０～５ａｔ％、及びＣ：０～５ａｔ％（ただし、Ｆｅ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕ、Ｓｉ、及びＣの各ａｔ％の総計は１００）となるように配合された磁性体粉末を使用することができる。

【0055】

これにより非晶質相単相のみならず、非晶質相とナノ結晶質相とが混在していても、所望の磁気特性や直流重畳特性を確保でき、かつ低磁気損失で機械的強度の良好な磁心コアを得ることができる。

【0056】

磁性体粉末１の平均粒径Ｄ₅₀は、特に限定されるものではないが、通常は円相当径に換算して３０～８０μｍ、より好ましくは３０～６０μｍの磁性体粉末１を使用することができる。

【0057】

そして、この磁性体粉末１を使用することにより、直流重畳特性が良好で低磁気損失の磁心コアを得ることができ、さらに磁心コアを以下に示す態様とすることにより、機械的強度を改善することが可能となる。

【0058】

図２は、本発明に係る磁心コアの一実施の形態を示す斜視図であって、この磁心コア２は、長孔状の孔部２ａを有するリング形状に形成されている。

【0059】

図３は、磁心コア２の要部詳細を示す縦断面図であって、本磁心コア２は、磁性体粉末１と２種類の結合剤（第１の結合剤３及び第２の結合剤４）とを含有した複合材料５で形成されている。

【0060】

第１の結合剤３は、主成分がシリコーン樹脂で形成されると共に、第２の結合剤４は、第１の結合剤３に比べ高硬度の樹脂材料で形成されている。そして、磁性体粉末１は第１の結合剤３で被覆されると共に、第１の結合剤３同士が、第２の結合剤４を介して接合されている。

【0061】

ここで、上記主成分とは、第１の結合剤３中、シリコーン樹脂を９０ｗｔ％以上、好ましくは９５ｗｔ％以上含んでいることをいう。

【0062】

これにより絶縁性が良好で磁気損失が大きくなるのを抑制でき、かつ機械的強度の良好な磁心コア２を得ることができる。すなわち、第１の結合剤３の主成分であるシリコーン樹脂は、絶縁性・接着性に優れており、磁性体粉末１の粒子表面にＳｉ－Ｏ結合を有する強固な被膜を形成することができる。したがって、磁性体粉末１を第１の結合剤３で被覆することにより、磁性体粉末１から電流が漏れるのを抑制することができることから、渦電流損を抑制することができ、これにより磁気損失を低下させることが可能となる。そして、磁性体粉末１を被覆する第１の結合剤３同士を該第１の結合剤３よりも高硬度の第２の結合剤４を介して接合させることにより、圧環強度等の機械的強度を改善することができ、大きな外力が負荷されても破損するのを抑制することができる。

【0063】

ここで、第２の結合剤４としては、第１の結合剤３よりも高硬度であれば、特に限定されるものではなく、例えば、シリコーン樹脂（ロックウェル硬度：Ｍ８０～９０）よりも高硬度のフェノール樹脂（ロックウェル硬度：Ｍ１２４～１２８）やポリイミド樹脂（ロックウェル硬度：Ｍ１１０～１２０）単独で或いはこれらの混合物を使用することができる。

【0064】

シリコーン樹脂としては、特に限定されることものではないが、メチルフェニル系のシリコーン樹脂を好んで使用することができる。メチルフェニル系のシリコーン樹脂は、複合材料５を加圧成形する際に収縮率が０．１～０．２％と小さく、該加圧成形時に磁性体粉末１に歪みが生じるのを抑制することができる。これにより磁性体粉末１の保持力が上昇するのを抑制でき、ヒステリシス損の上昇を避けることができることから、磁気損失が大きくなるのを抑制することができる。

【0065】

第１の結合剤３の含有量は、他の特性に影響を与えることなく所望の絶縁性・接着性を確保できるのであれば特に限定されるものではなく、例えば、０．２５～１ｗｔ％、好ましくは０．５～１ｗｔ％に設定される。第１の結合剤３の含有量が０．２５ｗｔ％未満になると、第１の結合剤３の含有量が過少となって十分な絶縁性・接着性を確保することができなくなるおそれがある。一方、第１の結合剤３の含有量が１ｗｔ％を超えると、磁性体粉末１の含有量が相対的に減少して比透磁率の低下を招くおそれがある。

【0066】

また、第２の結合剤４の含有量も、他の特性に影響を与えることなく所望の機械的強度を確保できるのであれば特に限定されるものではなく、例えば、０．２５～１ｗｔ％、好ましくは０．５～１ｗｔ％に設定される。第２の結合剤４の含有量が０．２５ｗｔ％未満になると、第２の結合剤４の含有量が過少となって十分な機械的強度を確保することができなくなるおそれがある。一方、第２の結合剤３の含有量が１ｗｔ％を超えると、この場合も磁性体粉末１の含有量が相対的に減少して比透磁率の低下を招くおそれがある。

【0067】

また、第１及び第２の結合剤３、４の含有量総計も、絶縁性が良好で機械的強度が良好であれば特に限定されるものではないが、通常は、１～１．７５ｗｔ％に設定される。第１及び第２の結合剤３、４の含有量総計が１ｗｔ％未満になると、第１の結合剤３及び第２の結合剤４のいずれかが、過少となって絶縁性及び／又は機械的強度の低下を招くおそれがある。一方、第１及び第２の結合剤３、４の含有量総計が１．７５ｗｔ％を超えると、磁性体粉末１の含有量が相対的に減少することから、比透磁率や磁束飽和密度等の磁気特性の低下を招くおそれがある。

【0068】

また、上記実施の形態では、磁性体粉末１の粒子表面を第１の結合剤３で直接被覆しているが、磁性体粉末１を第１の結合剤３で被覆する前に磁性体粉末１の表面に１０～２００ｎｍ程度の絶縁性皮膜を形成するのも好ましく、これにより磁心コア２の絶縁性をより一層向上させることができる。この場合、絶縁性皮膜を形成する絶縁性材料としてはリン酸やＳｉを含有したものを好んで使用することができる。

【0069】

次に、上記磁心コアの製造方法を説明する。

【0070】

［金属薄帯の作製］
図４は、金属薄帯作製工程の一実施の形態を模式的に示す図であり、本実施の形態では、単ロール液体急冷法で金属薄帯を作製している。

【0071】

すなわち、この金属薄帯作製工程は、金属溶融物６が収容されるアルミナ等で形成された坩堝７と、該坩堝７の外周に配された誘導加熱コイル８と、矢印Ａ方向に高速回転するＣｕ等で形成されたロール（回転体）９と、矢印Ｂ方向に回転して金属薄帯１０を巻き取る巻取部１１とを備えている。

【0072】

そして、金属薄帯１０は以下のようにして製造することができる。

【0073】

まず、素原料としてＦｅ、Ｂ、Ｐ、Ｃｕ等のＦｅ系金属磁性材料を形成する各元素単体又はこれら元素を含有した化合物を用意し、所定量秤量して調合し、高周波誘導加熱炉等を使用して融点以上に加熱し、その後冷却して母合金を得る。

【0074】

次に、この母合金を破砕した後坩堝７に投入する。そして、高周波電源を誘導加熱コイル８に印加し、坩堝７を加熱して母合金を溶融させ、金属溶融物６を作製する。

【0075】

次いで、金属溶融物６を坩堝７のノズル７ａから噴出させて矢印Ａ方向に高速回転しているロール９上に落下させる。これにより金属溶融物６はロール９で急冷凝固されて非晶質の金属薄帯１０となり、矢印Ｂ方向に回転している巻取部１１に巻き取られる。

【0076】

[磁性体粉末の作製]
金属薄帯１０に４００℃程度の温度で熱処理を施し、非晶質相にナノ結晶相を析出させ、ナノ結晶化薄帯を得る。そして、このナノ結晶化薄帯を粉砕することにより、高品質の磁性体粉末１を高効率で作製することができる。すなわち、コイル部品では直流重畳特性が良好で低磁気損失が要請される。このようなコイル部品に適した磁性体粉末として、非晶質相にナノ結晶相を析出させたナノ結晶合金粉末が知られている。そして、従来、この種のナノ結晶合金粉末は、アトマイズ法で作製された非晶質のアトマイズ粉を熱処理し、このアトマイズ粉にナノ結晶相を析出させていた。しかしながら、このような方法ではアトマイズ粉の熱処理温度を個別に高精度に制御しなければならず、品質にバラツキが生じ易く、生産性にも劣っていた。

【0077】

そこで、本実施の形態では、金属薄帯１０を熱処理し、該金属薄帯１０の非晶質相にナノ結晶相を析出させることにより、煩雑な温度制御等を要することもなく、高品質の磁性体粉末１を高効率で作製できるようにしている。

【0078】

以下、ナノ結晶を析出させた金属薄帯１０、すなわちナノ結晶化薄帯から磁性体粉末１を作製する方法を詳述する。

【0079】

まず、このナノ結晶化薄帯をフェザーミル（登録商標）等の粗粉砕機で粗粉砕し、その後、ピンミル等の衝撃式微粉砕機で概ねの所定サイズになるまで微粉砕する。次いでアトライター（登録商標）等のメディア撹拌型乾式粉砕機を使用して球状化処理を施し、角部１ａを曲面状に機械加工し、平均粒径Ｄ₅₀が円相当径に換算して３０～８０μｍ、アスペクト比ａ／ｂが１．８～６．８、半径Ｒが０．８～２５μｍの曲面状の角部１ａを有する磁性体粉末１を作製する。

【0080】

尚、ナノ結晶化薄帯には外力が長時間負荷されることから、作製された磁性体粉末１には歪みが生じるおそれがあり、斯かる歪みの除去を目的として、上述したように球状化処理された磁性体粉末１に熱処理を施すのも好ましい。すなわち、例えば、短時間で４５０℃程度に昇温させて短時間保持することにより、磁性体粉末１に形成された歪みを効率良く除去することができ、保磁力Ｈｃが低下してヒステリシス損を抑制できることから、より一層の磁気損失の低下が可能となる。

【0081】

[磁心コアの作製］
シリコーン樹脂、好ましくはメチルフェニル系のシリコーン樹脂を主成分とする第１の結合剤３を用意する。次いで複合材料（磁性体粉末１、第１及び第２の結合剤３、４）中の第１の結合剤３の含有量が、好ましくは０．２５～１．０ｗｔ％、より好ましくは０．５～１．０ｗｔ％となるように該第１の結合剤３を上述した磁性体粉末１に添加し、さらにアセトン等の溶剤を所定量添加し混合する。そして、溶剤を蒸発除去し、磁性体粉末１の表面を第１の結合剤３で被覆する。

【0082】

次に、フェノール樹脂やポリイミド樹脂等の第１の結合剤３よりも高硬度の第２の結合剤４を用意する。次いで、複合材料（磁性体粉末１、第１及び第２の結合剤３、４）中の第２の結合剤４の含有量が、好ましくは０．２５～１．０ｗｔ％、より好ましくは０．５～１．０ｗｔ％となり、第１及び第２の結合剤３、４の含有量総計が、好ましくは１～１．７５ｗｔ％となるように第１の結合剤３で被覆された磁性体粉末１に第２の結合剤４を添加し、さらにアセトン等の溶剤を所定量添加し混合する。そして、溶剤を蒸発除去し、第１の結合剤３同士を第２の結合剤４を介して接合し、これにより磁性体粉末１と第１及び第２の結合剤３、４とからなる複合材料５を得る。

【0083】

次いで、金型のキャビティに前記複合材料５を流し込み、１００ＭＰａ程度に加圧してプレス加工を行い、これにより成形体を作製する。

【0084】

その後、金型から成形体を取り出し、成形体を１２０～１５０℃の温度で２４時間程度、熱処理を施して第１及び第２の結合剤３、４を硬化させ、これにより磁心コア２を作製する。

【0085】

尚、上記実施の形態では、磁性体粉末１を第１の結合剤３で被覆する工程で溶剤を蒸発除去しているが、溶剤を除去することなくそのまま第２の結合剤４を添加し、その後溶剤を蒸発除去して複合材料５を作製してもよい。

【0086】

また、絶縁性の更なる向上を図る観点から、上述したように磁性体粉末１を第１の結合剤３で被覆する前に磁性体粉末１の表面に絶縁性皮膜を形成するのも好ましく、その場合は、リン酸やＳｉを含有した絶縁性材料を使用し、ゾルーゲル法やメカノケミカル法等の公知の方法で容易に絶縁性皮膜を形成することができる。

【0087】

図５は、本発明に係るコイル部品の一実施の形態としてのリアクトルを示す斜視図であって、このリアクトルは、コイル導体１４が磁心コア２に巻回されている。

【0088】

すなわち、長孔状の磁心コア２は、互いに平行な２つの長辺部２０ａ、２０ｂを有している。そして、コイル導体１４は、一方の長辺部２０ａに巻回された第１のコイル導体（一次巻線）１４ａと、他方の長辺部２０ｂに巻回された第２のコイル導体（二次巻線）１４ｂと、第１のコイル導体１４ａと第２のコイル導体１４ｂとを連接する連接部１４ｃと有し、これらが一体的に形成されている。具体的には、このコイル導体１４は、銅等からなる平角形状の一本のワイヤ導線がポリエステル樹脂やポリアミドイミド樹脂等の絶縁性樹脂で被覆され、磁心コア２の一方の長辺部２０ａ及び他方の長辺部２０ｂにコイル状に巻回されている。

【0089】

このように本リアクトルは、磁心コア２にコイル導体１４が巻回されているので、高飽和磁束密度と低磁気損失を有し、機械的強度も良好かつ強磁性でヒステリシス損の小さい良好な軟磁気特性を有する高純度で高品質のリアクトルを高効率で得ることができる。

【0090】

図６は本発明に係る磁心コアの第２の実施の形態の要部詳細を示す縦断面図である。

【0091】

本第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様、磁性体粉末２１の表面がシリコーンを主成分とする第１の結合剤２２で被覆されると共に、第１の結合剤２２同士が該第１の結合剤２２よりも高硬度のフェノール樹脂等の第２の結合剤２３を介して接合されている。そして、本第２の実施の形態では、磁性体粉末２１、第１及び第２の結合剤２２、２３で複合材料２４を形成すると共に、磁性体粉末２１は、数量基準で５０％以上にクラック２５が形成されている。そして、クラック２５には、第１の結合剤２２が充填されている。

【0092】

このように磁性体粉末２１にクラック２５が形成されることにより、ナノ結晶化薄帯の粉砕時や成形加工時に生じ得る歪みが、前記クラック２５によって解放されることとなり、歪みに起因した磁気損失の増加を効果的に抑制することが可能となる。しかも、クラック２５の形成により、磁性体粉末２１の充填密度が向上し、より一層の直流重畳特性の向上や低磁気損失化が可能となる。

【0093】

本第２の実施の形態に係る磁心コアは以下の方法で作製することができる。

【0094】

すなわち、上述した第１の実施の形態と同様の方法・手順で、金属薄帯を熱処理し、ナノ結晶化薄帯を作製し、該ナノ結晶化薄帯を粉砕して磁性体粉末２１を作製する。

【0095】

次いで、この磁性体粉末２１を４００～４５０℃程度の温度で熱処理し、磁性体粉末２１の硬度を高めて該磁性体粉末２１を脆化させる。

【0096】

その後、上述と同様の方法・手順で、磁性体粉末２１の表面を第１の結合剤２２で被覆し、さらに第１の結合剤２２同士を第２の結合剤２３を介して接合し、複合材料２４を作製する。

【0097】

次いで、この複合材料２４を金型のキャビティに流し込んで加圧成形を行う。この加圧成形によって脆化した磁性体粉末２１にはクラック２５が形成され、該クラック２５には、第１の結合剤２２が充填される。そして、これを金型から取出し、これにより数量基準で５０％以上の磁性体粉末２１にクラック２５が形成された本第２の実施の形態の磁心コアが作製される。

【0098】

図７は本発明に係る磁心コアの第３の実施の形態の要部詳細を示す縦断面図である。

【0099】

本第３の実施の形態は、磁性体粉末３１間の間隙に平均粒径Ｄ₅₀が１～５０μｍの微粒子３５が充填されている。この微粒子３５は、磁性体粉末３１と同様、Ｆｅを主成分とする磁性体金属材料で形成されている。そして、第１及び第２の実施の形態と同様、磁性体粉末３１の表面がシリコーンを主成分とする第１の結合剤３２で被覆されると共に、第１の結合剤３２同士が該第１の結合剤３２よりも高硬度のフェノール樹脂等の第２の結合剤３３を介して接合されている。本第３の実施の形態では、磁性体粉末３１、第１及び第２の結合剤３２、３３に加え微粒子３５で複合材料３４が形成されている。

【0100】

上記微粒子３５の作製方法等は特に限定されるものではないが、好ましくはアトマイズ法で作製されたアトマイズ粉、より好ましくは水アトマイズ法で作製されたアトマイズ粉が使用される。水アトマイズ法は、ジェット流体に水を使用することから、ジェット流体に不活性ガスを使用するガスアトマイズ法とは異なり、高圧噴霧が可能であり、平均粒径Ｄ₅₀の小さい粉末粒子の作製が可能であり、金属薄帯１０から作製された磁性体粉末３１間の間隙に微粒子３５を効率よく充填することができる。

【0101】

このように磁心コア中に上述した微粒子３５を含有させることにより、微粒子３５は磁性体粉末３１間の間隙に存在することから、より一層の直流重畳特性及び比透磁率の向上を図ることができる。

【0102】

そして、本第３の実施の形態に係る磁心コアは以下の方法で作製することができる。

【0103】

すなわち、上述した第１の実施の形態と同様の方法・手順で、金属薄帯１０を熱処理し、ナノ結晶化薄帯を作製し、該ナノ結晶化薄帯を粉砕して磁性体粉末３１を作製する。

【0104】

次に、Ｆｅを主成分とする磁性金属材料を用意し、好ましくはアトマイズ法、より好ましくは水アトマイズ法で微粒子３５を作製する。

【0105】

次いで、上述と同様の方法・手順で磁性体粉末３１と微粒子３５とを混合し、次いで第１の結合剤３２を溶剤下、添加して磁性体粉末３１の表面を第１の結合剤３２で被覆し、その後、第２の結合剤３３を添加し、これにより第１の結合剤３２同士を第２の結合剤３３を介して接合する。

【0106】

その後、これを金型のキャビティに流し込んで加圧成形を行い、加圧成形後に金型から成形体を取出し、これにより本第３の実施の形態の磁心コアを作製することができる。

【0107】

この場合、磁性体粉末３１と微粒子３５とを混合する前に、磁性体粉末３１に熱処理を施して磁性体粉末３１の硬度を高めて脆化させるのも好ましい。これにより、第２の実施の形態と同様、加圧成形により磁性体粉末３１中にはクラックが形成されることから、ナノ結晶化薄帯の粉砕時や成形加工時に生じる得る歪みが、前記クラックによって解放されることとなる。

【0108】

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0109】

上記各実施の形態では、第２の結合剤４、２３、３３は第１の結合剤３、２２、３２の外表面に全面被覆するように形成されているが、第２の結合剤４、２３、３３は第１の結合剤３、２２、３２の全面が被覆されていなくてもよく、第２の結合剤４、２３、３３を介して第１の結合剤３、２２、３２同士が接合されていればよい。

【0110】

また、上記第２の実施の形態では、第１及び第２の結合剤２２、２３を添加する前に磁性体粉末２１を熱処理し、磁性体粉末２１の硬度を高めているが、熱処理条件を工夫することにより金属薄帯１０の熱処理時に非晶質相にナノ結晶相を析出させると同時に硬度を高めるようにしてもよい。

【0111】

また、上記実施の形態では、磁性体粉末を使用したコイル部品としてリアクトルを例示したが、その他のコイル部品、例えばインダクタにも適用できるのはいうまでもない。

【0112】

さらに、本磁性体粉末を構成する元素種についても、非晶質形成能を有する元素、例えばＧａ、Ｇｅ、Ｐｄを適宜添加してもよく、また、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎ_２、Ｔｉ等の微量の不純物を含んでいても特性に影響を与えるものではない。

【0113】

また、上記実施の形態では、金属薄帯の製法について、高周波誘導加熱により調合物を加熱・溶解しているが、加熱・溶解方法は高周波誘導加熱に限定されるものではなく、例えばアーク溶解であってもよい。

【0114】

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

【実施例】

【0115】

〔試料の作製〕
素原料としてＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、Ｆｅ_３Ｐを用意し、所定の組成となるように調合し、高周波誘導加熱炉で融点以上に加熱し溶解させ、次いで、この溶解物を銅製の鋳込み型に流し込んで冷却し、これにより母合金を作製した。

【0116】

次に、この母合金を５ｍｍ程度の大きさに破砕し、単ロール液体急冷装置の坩堝に投入し、高周波誘導加熱を行って母合金を溶解させ、金属溶融物を得た。

【0117】

次いで、この金属溶融物を坩堝の先端ノズルから噴出させ、高速回転しているロールに注いで急冷凝固させ、これにより薄帯が連続的に形成された幅５０ｍｍ、厚み２０～３０μｍの金属薄帯を作製した。

【0118】

次いで、４００℃の温度に調整された加熱炉に金属薄帯を通過させ、該金属薄帯を熱処理して非晶質相にナノ結晶相を析出させ、その後、これを粉砕し、平均粒径Ｄ₅₀が円相当径に換算して約６０μｍの磁性体粉末を作製した。

【0119】

次に、メチルフェニル系のシリコーン樹脂（第１の結合剤）を用意し、加圧成形後の試料が表１に示すような含有量となるように秤量し、所定量のアセトンを加え、混合した。その後、アセトンを蒸発除去し、試料番号１～９の粉末試料を作製した。

【0120】

試料番号１～９の各粉末試料をマイクロスコープで観察したところ、シリコーン樹脂を添加しなかった試料番号１を除き、試料番号２～９ではシリコーン樹脂が磁性体粉末の表面に被覆されていることが確認された。

【0121】

次に、フェノール樹脂（第２の結合剤）を用意し、加圧成形後の試料が表１に示す含有量となるように秤量し、所定量のアセトンを加え、混合した。その後、アセトンを蒸発除去し、試料番号１～９の複合材料を作製した。

【0122】

次いで、金型のキャビティに前記複合材料を流し込み、１００ＭＰａ程度に加圧してプレス加工を行い、成形体を作製した。その後、金型から成形体を取り出し、成形体を１２０～１５０℃の温度で２４時間程度、熱処理を施してシリコーン樹脂及びフェノール樹脂を硬化させ、これにより試料番号１～９のトロイダルコア型の試料（磁心コア）を作製した。作製された試料の外形寸法は、外径８ｍｍ、内径４ｍｍ、厚み２．５ｍｍであった。

【0123】

［試料の評価］
（粉体抵抗の測定）
シリコーン樹脂とフェノール樹脂の配合比率が、表１となるようにシリコーン樹脂とフェノール樹脂とを混合させた混合物１０ｇをそれぞれ作製した。そして、粉体抵抗測定システム（三菱ケミカルアナリテック社製、ＭＣＰ－ＰＤ５１）を使用し、これら混合物の粉体抵抗を測定した。

【0124】

（コア損失の測定）
試料番号１～９の各試料３個について、第１のコイル導体となる一次巻線を８ターン、第２のコイル導体となる二次巻線を８ターン巻回し、Ｂ－Ｈアナライザ (岩崎通信機社製、ＳＹ-８２１８）を使用し、測定周波数１００ｋＨｚで１００ｍＴの磁界を印加してコア損失を測定し、各試料３個の平均値を求めた。

【0125】

（圧環強度の測定）
試料番号１～９の各試料３個について、精密万能試験機（島津製作所社製 オートグラフＡＧＳ-５ｋＮＸ）を使用して圧環強度を測定し、各試料３個の平均値を求めた。

【0126】

（測定結果）
表１は、試料番号１～９の各試料のシリコーン樹脂、フェノール樹脂、その総計の各含有量、粉体抵抗、コア損失、及び圧環強度の各測定結果を示している。

【0127】

【表1】

【0128】

試料番号１～５は、フェノール樹脂の含有量を０．７５ｗｔ％と一定とし、シリコーン樹脂の含有量を０～１．０ｗｔ％の範囲で異ならせている。

【0129】

試料番号１は、シリコーン樹脂よりも高硬度のフェノール樹脂を０．７５ｗｔ％含有しているため、圧環強度は１６Ｎ／ｍｍ^２であり機械的強度は良好であるものの、シリコーン樹脂を含有していないことから、粉体抵抗は１．０×１０Ω・cmと低く絶縁性に劣り、このため電流が漏れて渦電流損が大きくなることから、コア損失も１０００ｋＷ／ｍ^３と大きくなった。

【0130】

これに対し試料番号２～５は、０．７５ｗｔ％のフェノール樹脂に加え０．２５～１．０ｗｔ％のシリコーン樹脂が含有されているので、粉体抵抗は１．０×１０^３～１．０×１０^７Ω・ｃｍと大きく絶縁性が良好であり、このため電流の漏れが抑制されて渦電流損が小さくなり、１６～１８Ｎ／ｍｍ^２と良好な圧環強度（機械的強度）を確保しつつコア損失を９００～５２０ｋＷ／ｍ^３に低減することができた。特に、試料番号３～５は、シリコーン樹脂の含有量が０．５～１．０ｗｔ％と多いため、粉体抵抗は１．０×１０^６～１．０×１０^７Ω・ｃｍと安定しており十分な絶縁性を確保することができることから、コア損失を６５０ｋＷ／ｍ^３以下に低減することができた。

【0131】

また、試料番号６～９は、シリコーン樹脂の含有量を０．７５ｗｔ％と一定とし、フェノール樹脂の含有量を０～１．０ｗｔ％の範囲で異ならせている。

【0132】

試料番号６は、シリコーン樹脂を０．７５ｗｔ％含有しているため、粉体抵抗は１．０×１０^７Ω・ｃｍと大きく絶縁性は良好であり、コア損失も５５０ｋＷ／ｍ^３と低いが、高硬度のフェノール樹脂が含有されていないため、圧環強度は７Ｎ／ｍｍ^２であり機械的強度に劣ることが分かった。

【0133】

これに対し試料番号７～９は、０．７５ｗｔ％のシリコーン樹脂に加え０．２５～１．０ｗｔ％のフェノール樹脂が含有されているので、圧環強度は１０～１８Ｎ／ｍｍ^２であり、５３０～５６０ｋＷ／ｍ^３の低コア損失を確保しつつ良好な機械的強度を得ることができた。特に、試料番号８～９は、フェノール樹脂の含有量が０．５～１．０ｗｔ％と多いため、圧環強度は１６～１８Ｎ／ｍｍ^２であり、より良好な機械的強度を得ることができることが分かった。

【0134】

図８はフェノール樹脂の含有量を一定とした場合におけるシリコーン樹脂の含有量と粉体抵抗との関係を示す図であり、図９はその場合におけるシリコーン樹脂の含有量とコア損失との関係を示す図である。図中、横軸はシリコーン樹脂の含有量（ｗｔ％）を示し、縦軸は粉体抵抗（Ω・ｃｍ）（図８）、コア損失（ｋＷ／ｍ^３）（図９）をそれぞれ示している。

【0135】

この図８から明らかなように、シリコーン樹脂の含有量が増加するのに伴い粉体抵抗も増加するが、シリコーン樹脂の含有量が０．７５ｗｔ％で粉体抵抗はほぼ一定となり、飽和状態となっている。

【0136】

また、図９から明らかなように、シリコーン樹脂の含有量が増加するのに伴いコア損失が低下し、両者には相関関係が存在することが分かる。

【0137】

図１０は、フェノール樹脂の含有量を一定とした場合におけるシリコーン樹脂の含有量と圧環強度との関係を示す図である。図中、横軸はシリコーン樹脂の含有量（ｗｔ％）を示し、縦軸は圧環強度（Ｎ／ｍｍ^２）を示している。

【0138】

この図１０から明らかなように、試料番号１～５は０．７５ｗｔ％のシリコーン樹脂を含有していることから、１６～１８Ｎ／ｍｍ^２の良好な圧環強度を得ているが、シリコーン樹脂の含有量が０．５ｗｔ％以上になると圧環強度が若干向上しており、シリコーン樹脂もその含有量に応じて圧環強度の向上に寄与し得ることが分かった。

【0139】

図１１はシリコーン樹脂の含有量を一定とした場合におけるフェノール樹脂の含有量と粉体抵抗との関係を示す図であり、図１２はその場合におけるフェノール樹脂の含有量とコア損失との関係を示す図である。図中、横軸はフェノール樹脂の含有量（ｗｔ％）を示し、縦軸は粉体抵抗（Ω・ｃｍ）（図１１）、コア損失（ｋＷ／ｍ^３）（図１２）をそれぞれ示している。

【0140】

この図１１から明らかなように、シリコーン樹脂の含有量が０．７５ｗｔ％と一定であるため、粉体抵抗も１．０×１０^７Ω・ｃｍと一定になっている。

【0141】

また、図１２から明らかなように、コア損失も５３０～５６０ｋＷ／ｍ^３であって略一定を維持しており、両者には相関関係が存在すると考えられる。

【0142】

図１３は、シリコーン樹脂の含有量を一定とした場合におけるフェノール樹脂の含有量と圧環強度との関係を示す図である。図中、横軸はフェノール樹脂の含有量（ｗｔ％）を示し、縦軸は圧環強度（Ｎ／ｍｍ^２）を示している。

【0143】

この図１３から明らかなように、フェノール樹脂の含有量が増加するのに伴い、圧環強度が向上し、フェノール樹脂の含有量が０．５ｗｔ％以上になると圧環強度も漸増することが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0144】

磁気損失が小さく、機械的強度の良好な磁心コア、及びこの磁心コアを使用したリアクトル等のコイル部品を実現することができる。

【符号の説明】

【0145】

１ 磁性体粉末
２ 磁心コア
３ 第１の結合剤
４ 第２の結合剤
５ 複合材料
６ 金属溶融物（溶融物）
１０ 金属薄帯
１４ コイル導体
２１ 磁性体粉末
２２ 第１の結合剤
２３ 第２の結合剤
２４ 複合材料
３１ 磁性体粉末
３２ 第１の結合剤
３３ 第２の結合剤
３４ 複合材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】