(57)【要約】【課題】磁心として必要なレベルの実効透磁率を備えつつ、周波数特性および直流重畳特性を両立できる圧粉磁心を提供する。【解決手段】圧粉磁心１は、絶縁被膜で被覆された軟磁性粉を圧縮成形したものであり、表面に絶縁層５が設けられている。また、圧粉磁心１はエアギャップ４を備える。軟磁性粉として、２．０ｍａｓｓ％以上、６．５ｍａｓｓ％以下のＳｉを含有するＦｅ系合金粉であり、体積平均粒径が１０μｍ以上、５０μｍ以下のものを使用する。また、圧粉磁心１の密度が６．４０ｇ／ｃｍ3を超えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ系合金粒子を絶縁被膜で被覆してなる軟磁性粉を成形することで形成され、表面に絶縁層が設けられ、かつエアギャップを備える圧粉磁心において、
前記Ｆｅ系合金粒子が２．０ｍａｓｓ％以上、６．５ｍａｓｓ％以下のＳｉを含有し、
前記軟磁性粉の体積平均粒径が１０μｍ以上、５０μｍ以下であり、
密度が６．４０ｇ／ｃｍ3を超えることを特徴とする圧粉磁心。
【請求項２】
前記Ｆｅ系合金粒子が、Ｓｉを含有し残部をＦｅおよび不可避的不純物としたものである請求項１に記載の圧粉磁心。
【請求項３】
体積抵抗率が１×１０4Ωｃｍ以上である請求項１または２に記載の圧粉磁心。
【請求項４】
前記絶縁層が、Ｓｉを含有する、体積抵抗率１０12Ωｃｍ以上の有機化合物もしくは無機化合物で形成され、前記絶縁層の厚さが５μｍよりも大きい請求項１〜３の何れか１項に記載の圧粉磁心。
【請求項５】
前記軟磁性粉は、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、前記平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末とを有し、
前記小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子と前記大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上、６．５ｍａｓｓ％以下含むと共に前記絶縁被膜で覆われており、
前記軟磁性粉中に、前記小径Ｆｅ系合金粉末が前記大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれている請求項１〜４の何れか１項に記載の圧粉磁心。
【請求項６】
前記軟磁性粉末に含まれる前記小径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で６０％以上かつ９５％以下で、前記軟磁性粉末に含まれる前記大径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で５％以上かつ４０％以下である請求項５に記載の圧粉磁心。
【請求項７】
前記小径Ｆｅ系合金粒子と前記大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを４．０ｍａｓｓ％以上かつ５．０ｍａｓｓ％以下含む請求項５または６に記載の圧粉磁心。
【請求項８】
前記絶縁被膜は、メチル系シリコーン樹脂で前記各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第一被膜層を有する請求項１〜７の何れか一項に記載の圧粉磁心。
【請求項９】
前記絶縁被膜は、前記各Ｆｅ系合金粒子と前記第一被膜層との間に形成され、シランカップリング剤で前記各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第二被膜層をさらに有する請求項８に記載の圧粉磁心。
【請求項１０】
前記第一被覆層の厚み寸法と前記第二被覆層の厚み寸法との総和が、２０ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下である請求項９に記載の圧粉磁心
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載された圧粉磁心に巻線を装着してなるインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉磁心およびインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧粉磁心は、表面を絶縁被膜で覆った状態の軟磁性粉末を圧縮成形して製造される電磁部品用の磁心である。この磁心は、磁性粉末を原料として作製するので、従来広く用いられている電磁鋼板製の磁心やフェライト製の磁心と比べて形状自由度に優れている。さらに、個々の粒子が絶縁されており電気抵抗が高いために電磁変換効率に優れ、磁性粉末中の鉄の含有量を多くできるために飽和磁束密度を高めることができるという特長がある。これらの利点を活かして、その用途は年々拡大しており、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータなどの変圧器、これら変圧器を備えたスイッチング電源などの電源装置のトランスコア、ノイズカット用チョークコイルなどに適用を拡大している。
【０００３】
近年、省資源化や省エネルギー化の観点から、圧粉磁心の小型化並びに高効率化が求められている。この要請に応えるため、高周波化を図りつつ、磁気特性の改善が求められる。高周波化として、例えばチップインダクタの場合は数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数域に対応する必要がある。磁気特性の改善項目としては、低鉄損化、高透磁率化、周波数特性の良化、直流重畳特性の良化を挙げることができる。
【０００４】
このうち、周波数特性を高める手段としては、Ｆｅ系アモルファス、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌなどの合金成分の比率が高い高比抵抗材料からなる磁性粉末を用いることが知られているが、この種の磁性粉末は、合金成分の比率が高い分だけＦｅの比率が少ない。そのために、この種の高比抵抗材料の飽和磁束密度は必然的に低くなり、この高比抵抗材料からなる圧粉磁心の直流重畳特性が悪いといった問題がある。また、直流重畳特性を改善するための手段としては、磁心で構成される磁路中にエアギャップを設けることが一般的に知られている。そのため、上述した圧粉磁心にエアギャップを付与すれば直流重畳特性を改善できるようにも思われるが、元々の飽和磁束密度が低すぎるために、必要なレベルの直流重畳特性を得ることは難しい。
【０００５】
例えば特許文献１には、Ｆｅ系合金軟磁性粉末として、Ｆｅ系アモルファス材を一部変質させてなるＦｅＳｉＢＰＣｕ系ナノ結晶材を適用し、かつこのＦｅ系合金軟磁性粉末間に絶縁体粉末を配置して成る圧粉磁心とすることによって、高い飽和磁束密度と低損失を示しつつも、軟磁性粉末間の絶縁性を確保して、周波数特性と直流重畳特性とのバランスに優れた磁気特性を示す圧粉磁心が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−３４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、最近では、スイッチング電源の駆動周波数に代表されるように、圧粉磁心が適用される機器の駆動周波数がｋＨｚ域からＭＨｚ域に移りつつある。これに対応するためには、高い実効透磁率を有する圧粉磁心を提供することが肝要となる。また、ＭＨｚレベルの高周波域での使用を検討した場合、圧粉磁心には、高い実効透磁率だけでなく、さらにＭＨｚ帯域における良好な周波数特性と直流重畳特性が求められる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の圧粉磁心は、ＭＨｚ帯域での使用を前提としたものではない。そのため、当該高周波域での使用環境下において要求されるレベルの周波数特性と直流重畳特性を満たしているとは言えなかった。
【０００９】
以上の実情に鑑み、本発明は、優れた周波数特性および直流重畳特性を両立できる圧粉磁心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】
【００１０】
以上の課題を解決するため、本発明は、Ｆｅ系合金粒子を絶縁被膜で被覆してなる軟磁性粉を成形することで形成され、表面に絶縁層が設けられ、かつエアギャップを備える圧粉磁心において、前記Ｆｅ系合金粒子が２．０ｍａｓｓ％以上、６．５ｍａｓｓ％以下のＳｉを含有し、前記軟磁性粉の体積平均粒径が１０μｍ以上、５０μｍ以下であり、圧粉磁心の密度が６．４０ｇ／ｃｍ3を超えることを特徴とするものである。
【００１１】
本実施形態のように、軟磁性粉として、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％〜６．５ｍａｓｓ％含有するＦｅ系合金粒子（Ｓｉを含有し残部をＦｅおよび不可避的不純物としたものが好ましい）を使用することで、高比抵抗となるため、渦電流損失を抑えることができる。また、軟磁性粉の体積平均粒径を１０μｍ以上、５０μｍ以下とし、総じて粒径を小さくしている点からも渦電流損失の抑制を図ることができる。これらの理由から、良好な周波数特性を得ることができる。また、合金成分が少なく、かつ圧粉磁心の密度が高いため、飽和磁束密度が大きくなる。これにより、良好な直流重畳特性を得ることができる。従って、本実施形態の圧粉磁心であれば、ＭＨｚ帯域のような高周波領域での使用に際しても、良好な周波数特性および直流重畳特性を両立することができる。閉磁路中にエアギャップを設けることにより、直流重畳特性をさらに良化することができる。
【００１２】
圧粉磁心の体積抵抗率は１×１０4Ωｃｍ以上であるのが好ましい。
【００１３】
絶縁層は、Ｓｉを含有する、体積抵抗率１０12Ωｃｍ以上の有機化合物もしくは無機化合物で形成し、絶縁層の厚さを５μｍよりも大きくするのが好ましい。これにより、巻線と圧粉磁心の間に配置されるボビンを省略することが可能となり、インダクタの小型化や低コスト化を図ることが可能となる。
【００１４】
圧粉磁心として、前記軟磁性粉が、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、前記平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末とを有し、前記小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子と前記大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上かつ６．５ｍａｓｓ％以下含むと共に前記絶縁被膜で覆われており、前記軟磁性粉中に、前記小径Ｆｅ系合金粉末が前記大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれているものを採用することができる。
【００１５】
前記軟磁性粉末に含まれる前記小径Ｆｅ系合金粉末の比率は、体積比で６０％以上かつ９５％以下で、前記軟磁性粉末に含まれる前記大径Ｆｅ系合金粉末の比率は、体積比で５％以上かつ４０％以下であるのが好ましい。
【００１６】
前記小径Ｆｅ系合金粒子と前記大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを４．０ｍａｓｓ％以上かつ５．０ｍａｓｓ％以下含んでいるのが好ましい。
【００１７】
以上に述べた圧粉磁心において、前記絶縁被膜は、メチル系シリコーン樹脂で前記各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第一被膜層を有するものであるのが好ましい。
【００１８】
前記絶縁被膜は、前記各Ｆｅ系合金粒子と前記第一被膜層との間に形成され、シランカップリング剤で前記各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第二被膜層をさらに有する者が好ましい。
【００１９】
前記第一被覆層の厚み寸法と前記第二被覆層の厚み寸法との総和は、２０ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下にするのが好ましい。
【００２０】
以上に述べた圧粉磁心に巻線を装着することで、周波数特性と直流重畳特性を兼ね備えたインダクタを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように、本発明によれば、周波数特性および直流重畳特性に優れる圧粉磁心を提供することが可能となる。特にＭＨｚ帯域で使用されるような高周波用途に適合した圧粉磁心を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】インダクタの一例を示す平面図である。
【図２】圧粉磁心の表面付近の拡大断面図である。
【図３】軟磁性粉の種類が周波数特性および直流重畳特性に及ぼす影響を試験した結果を示す表である。
【図４】粒子径が周波数特性および直流重畳特性に及ぼす影響を試験した結果を示す表である。
【図５】絶縁層の密度が周波数特性および直流重畳特性に及ぼす影響を試験した結果を示す表である。
【図６】絶縁層の種類が周波数特性および直流重畳特性に及ぼす影響を試験した結果を示す表である。
【図７】絶縁層の膜厚が周波数特性および直流重畳特性に及ぼす影響を試験した結果を示す表である。
【図８】圧粉磁心の製造方法の全体の流れを示すフローチャートである。
【図９】図８に示す調製工程の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１０】エアギャップ有りの場合と無しの場合の試験結果を示す表である。
【図１１】材質を変更した場合の試験結果を示す表である。
【図１２】Ｆｅ−３Ｓｉ粉末とＦｅ−６．５Ｓｉ粉末の配合比を異ならせた場合の試験結果を示す表である。
【図１３】平均粒子径を異ならせた場合の試験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１に本発明かかる圧粉磁心１を用いたインダクタ２の一例を概念的に示す。
圧粉磁心１は、例えば、二つの半円型の圧粉磁心部１ａを製作し、各圧粉磁心部１ａの両端間にエアギャップ４を形成して二つの圧粉磁心部１ａをリング状に配置した形態を有する。それぞれの圧粉磁心部１ａに巻線３を配置することで、閉磁路中にエアギャップ４を有するインダクタ２が製作される。エアギャップの幅寸法αは、圧粉成形体の大きさにもよるが、例えば０．５ｍｍ以上で２．０ｍｍ以下に設定される。なお、圧粉磁心部１ａ同士は互いに固定された状態にある。
【００２５】
なお、圧粉磁心１の形態は図１の形態に限られるものではなく、リング状以外の任意の形態を採用することができる。図１では、二つのエアギャップ４を有する圧粉磁心１を例示しているが、エアギャップ４の数は任意であり、一つあるいは三つ以上のエアギャップを設けることもできる。また、図１では二つの圧粉磁心部１ａで形成した圧粉磁心１を例示しているが、圧粉磁心部１ａの数も任意であり、一つあるいは三つ以上の圧粉磁心部１ａで圧粉磁心１を形成することができる。巻線３の数も任意であり、一つあるいは三つ以上の巻線３を圧粉磁心１に装着することができる。巻線３の装着位置は図１に示す位置には限定されない。
【００２６】
各圧粉磁心部１ａは、原料粉末となる軟磁性粉を調製する調製工程と、軟磁性粉を圧縮成形する成形工程と、圧縮成形で得た圧粉体の表面に絶縁層５（図２参照）を形成する工程と、圧粉体に磁気焼鈍を施す工程とを順次経て製作される。なお、絶縁層５は、磁気焼鈍後に形成することもできる。
【００２７】
調製工程では、Ｆｅ系合金粒子を絶縁被膜で被覆することによって軟磁性粉が調製される。
【００２８】
Ｆｅ系合金粒子としては、Ｓｉを含むものが使用される。Ｆｅ系合金粒子としては、Ｓｉを含有し、残部をＦｅおよび不可避的不純物とするものの他、例えばＣｒなど、ＦｅとＳｉ以外の成分を一または二種類以上を含むものも使用することができる。この場合、合金粒子に占めるＦｅの比率が第一位、Ｓｉの比率が第二位、ＦｅとＳｉ以外の成分が第三位以下とする。例えばＦｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金がＦｅ系合金粒子として使用可能である。Ｆｅ系合金粒子におけるＳｉの含有量は２．０ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％以下（好ましくは３．０ｍａｓｓ％以上６．５ｍａｓｓ％以下、より好ましくは３．０ｍａｓｓ％以上４．０ｍａｓｓ％以下）とする。Ｓｉの含有量が２．０ｍａｓｓ％を下回ると、純鉄に近くなるために周波数特性が低下する。また、Ｓｉの含有量が６．５ｍａｓｓ％を超えると、粉末が固くなって圧縮成形時に塑性変形しにくくなり、圧粉体の密度を高めることが困難となる。特にＦｅ−３．５ＳｉあるいはＦｅ−６．５Ｓｉ等のＦｅ−Ｓｉ系合金粉（Ｆｅ−３．５ＳｉとＦｅ−６．５Ｓｉの混合粉でもよい）を使用することにより、直流重畳特性の改善に高い効果が得られる。Ｆｅ系合金粒子をベースとして、比抵抗の高い任意の材料を配合することにより軟磁性粉を調製してもよい。
【００２９】
Ｆｅ系合金粒子としては、ガスアトマイズ法で製造したものが高純度となるので好ましい。但し、水アトマイズ法やその他のプロセスで製造されたＦｅ系合金粒子を使用することもできる。
【００３０】
軟磁性粉の粒径が小さいほど高周波域での渦電流損失を抑制することができ、これにより周波数特性を改善することができる。軟磁性粉の体積平均粒径は、１０μｍ以上、５０μｍ以下であるのが好ましい。体積平均粒径が１０μｍよりも小さいと、成形体にクラック（ラミネーション等）が生じやすくなり、体積平均粒径が５０μｍを超えると、渦電流損失が増大して周波数特性が悪化する。
【００３１】
軟磁性粉が均一径の球だと仮定すると、粉末を密充填しても粒子間に隙間を生じ、圧粉磁心の高密度化を達成することができない。微粉で隙間を埋められるように、例えば１μｍ〜１００μｍ程度の範囲の粒度分布を有するように軟磁性粉を調製するのが好ましい。微粉が多いと、粉末の流動性が低下し、偏析や金型のクリアランスへの粉末の侵入などの問題を招くため、バインダーで微粉同士を結着した造粒粉を使用することもできる。
【００３２】
なお、体積平均粒径ＭＶは、体積で重みづけされた平均径であり、粒子の集団中に、粒子径の小さい順から、ｄ１，ｄ２，・・・ｄｉ，・・・ｄｋの粒子径を持つ粒子がそれぞれｎ１，ｎ２，・・・ｎｉ，・・・ｎｋ個あるとし、粒子１個あたりの体積をＶｉとした時に、
ＭＶ＝（Ｖ１×ｄ１＋Ｖ２×ｄ２＋・・・Ｖｉ×ｄｉ＋・・・Ｖｋ×ｄｋ）／（Ｖ１＋Ｖ２＋・・・Ｖｉ＋・・・Ｖｋ）
ＭＶ＝Σ（Ｖｉ×ｄｉ）／Σ（Ｖｉ）
で表される。体積平均粒径は、レーザー回析／散乱式の粒度分布測定装置を用いることで、測定することができる。
【００３３】
Ｆｅ系合金粒子を被覆する絶縁被膜は、磁気焼鈍時の加熱温度（本実施形態では７００℃）以上の耐熱性を有する有機材料もしくは無機材料からなる公知の絶縁材料で形成することができる。磁気焼鈍を施す場合、焼鈍時の熱収縮が小さい材料が好適である。熱収縮が大きすぎると、磁気焼鈍時に軟磁性粉間の絶縁が破壊され、軟磁性粉同士が通電状態となるおそれがあるためである。この観点から、絶縁被膜の材料としては、シリコーン樹脂を使用するのが好ましい。
【００３４】
絶縁被膜の材料にシリコーン樹脂を用いる場合、第一被膜層となるシリコーン樹脂と各Ｆｅ系合金粒子との間にシランカップリング剤からなる中間層、好ましくはアミノ系シランカップリング剤からなる中間層を設けることにより、各Ｆｅ系合金粒子に対するシリコーン樹脂の密着性が向上する。これにより、磁気焼鈍前の圧粉体強度を向上させることが可能となる。シランカップリング剤で形成される中間層は、最終製品としての圧粉磁心においては、当該磁心を構成する各Ｆｅ系合金粒子と第一被膜層との間に形成される第二被膜層となる。なお、絶縁被膜材料（第一被膜層の材料、第二被膜層の材料）は、一種類でもよく、数種類を組み合わせて使用してもよい。もちろん、第一被膜層とＦｅ系合金粒子の表面との密着性が十分である場合には、中間層をなすカップリング剤を用いることなく第一被膜層となる絶縁被膜材料でＦｅ系合金粒子の表面を直接被覆してもよい。このように絶縁被膜の材料としてシリコーン樹脂（例えばメチル系シリコーン樹脂）を使用すれば、磁気焼鈍後の圧粉磁心の強度を向上させることができる。メチル系シリコーン樹脂およびシランカップリング剤を使用した場合、第一被覆層はＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｈを主とした主要な元素として構成され、第二被覆層はＳｉ，Ｏ，Ｃ，Ｎ，Ｈを主要な元素として構成される。
【００３５】
この他、絶縁被膜を形成する材料は、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｂｉ系酸化物及びこれらの複合酸化物、Ｌｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ系炭酸塩及びこれらの複合炭酸塩、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ系ケイ酸塩及びこれらの複合ケイ酸塩、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ系アルコキシドおよびこれらの複合アルコキシド等から選択可能である。上記各材料によるＦｅ系合金粒子の被覆方法は特に限定されず、例えば転動流動コーティング法、各種化成処理等を用いることが可能である。
【００３６】
成形工程では、調製工程で得た軟磁性粉を所定形状の金型で圧縮成形することにより、圧粉体を成形する。圧縮成形で使用する金型の長寿命化又は軟磁性粉末の流動性を確保する観点から、圧粉磁心材に固体潤滑剤を配合してもよい。固体潤滑剤には、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ベヘン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、モンタン酸アミド、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、スターチ、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、ポリテトラフルオロエチレン、ラウロイルリシン、シアヌル酸メラミン等を使用することが可能である。上記固体潤滑剤は単独で使用してもよいし、数種類を組み合わせて使用してもよい。また、上記固定潤滑剤は、圧縮成形の前に原料粉末となる軟磁性粉末に配合しておいてもよいし、金型の壁面に付着させておいてもよい。この際の配合量（又は付着量）は、例えば全軟磁性粉末に対して０．３〜２．０ｍａｓｓ％程度が好ましい。固体潤滑剤を過剰に配合すると、圧粉体の低密度化を招き、磁気特性や強度の低下を招く。
【００３７】
磁気焼鈍工程では、成形工程で得た圧粉体の磁気ひずみを除去する目的で、当該圧粉体に磁気焼鈍処理を施す。この焼鈍処理は、例えば窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気下で実施されるのが好ましいが、条件によっては、大気、空気、酸素、スチーム等の酸化性雰囲気下、あるいは水素等の還元性雰囲気下で実施することも可能である。
【００３８】
磁気焼鈍処理時の加熱温度（磁気焼鈍温度）は、対象となる軟磁性粉末の材質を考慮して設定するのがよく、例えば各Ｆｅ系合金粒子が２．０〜６．５ｍａｓｓ％のＳｉを含む組成を成す場合、７００℃以上かつ８５０℃以下に設定するのがよい。７００℃を下回る温度では、磁気ひずみが十分に除去できず鉄損失を十分に抑制することができないためである。また、８５０℃を超えると、絶縁被膜の劣化により渦電流損失が増加するためである。なお、メチル系シリコーン樹脂を絶縁被膜の形成材料として用いる場合、圧粉磁心の高強度化の観点からは、磁気焼鈍温度を８００℃以上かつ８５０℃以下に設定するのが好ましい。
【００３９】
磁気焼鈍の処理時間（磁気焼鈍温度の保持時間）は、圧粉磁心の内部まで十分に加熱できるように、圧粉磁心の大きさ、材料等を考慮して設定することが肝要である。
【００４０】
以上に述べた磁気焼鈍処理を施すことで、圧粉成形体内の磁気ひずみが除去され、ヒステリシス損失の低減を図ることができる。本実施形態のように、シリコーン樹脂とシランカップリング剤で各Ｆｅ系合金粒子を被覆している場合、ともに絶縁体としてのシリカが残り、これらシリカで各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆する第二被膜層、及び第二被膜層の表面（外表面）を被覆する第一被覆層が形成される。また、固体潤滑剤を原料粉末に配合している場合、当該潤滑剤も磁気焼鈍処理により除去される。以上より、磁気焼鈍後の圧粉成形体は、Ｆｅ系合金粒子、及び各Ｆｅ系合金粒子を被覆する第一被覆層及び第二被覆層とで構成された状態となる。
【００４１】
磁気焼鈍後の各圧粉磁心部１ａの表面には、図２に示すように絶縁層５が形成される。絶縁層５は、絶縁性を有する有機化合物もしくは無機化合物で形成され、圧粉磁心部１ａの全表面を覆っている。絶縁層５は、Ｓｉを主成分とし、かつ体積抵抗率として１０12Ωｃｍ以上を有する材料で形成するのが好ましい。以上の条件に適合する材料として、シリコーン樹脂や層状ケイ酸塩を挙げることができる。層状ケイ酸塩としては、Ａｌ、Ｍｇ，Ｎａ，Ｋのうち少なくとも一つ以上の元素を含有するものを使用することができる。
【００４２】
絶縁層５が薄すぎると必要な体積抵抗率を得ることができないため、絶縁層５の厚さは５μｍよりも大きくし、好ましくは１０μｍ以上とする。絶縁層５が厚すぎると、チップインダクタ等の小型部品に適用する場合は寸法公差への影響が無視できない。極端に絶縁層５を厚くすれば、実効透磁率が低下することも懸念される。そのため、絶縁層５の膜厚は５０μｍ以下とするのが適切である。絶縁層５は、例えばディップコートで形成することができる。
【００４３】
なお、既に述べたように、絶縁層５は磁気焼鈍後に形成する他、磁気焼鈍前に形成することもできる。磁気焼鈍前に絶縁層５を形成する場合には、磁気焼鈍時の加熱温度以上の耐熱性を有する材料で絶縁層５を形成する必要がある。
【００４４】
以上の手順で製作した圧粉磁心部１ａの体積抵抗率は１×１０4Ωｃｍ以上とするのが好ましい。体積抵抗率が１×１０4Ωｃｍを下回ると、後で述べるボビンレス化が困難となり、また、比抵抗が小さくなるために渦電流損失が大きくなる等の不具合を招く。なお、ここでいう「体積抵抗率」は、磁心の内部に１ｍ3の立方体を考え、その相対する両面間に電圧を加えた場合の両面間の電気抵抗を意味する（ＪＩＳ  Ｃ２５６０−１）。
【００４５】
周波数特性と直流重畳特性はトレードオフの関係にあり、一方が良好であれば、他方が低下するのが一般的である。ここで、周波数特性は周波数を変化させたときのインダクタンスの変化で表され、周波数を変えてもインダクタンスが変化しにくい磁心が周波数特性に優れた磁心となる。また、直流重畳特性はインダクタに直流磁界を印加した際のインダクタンスの変化で表され、大きな直流磁界を印加した際にもインダクタンスが低下しにくい磁心が直流重畳特性に優れた磁心となる。
【００４６】
本実施形態のように、Ｓｉを２．０〜６．５ｍａｓｓ％含有するＦｅ系合金粒子を使用することで、高比抵抗となるため、渦電流損失を抑えることができる。また、軟磁性粉の体積平均粒径を１０μｍ以上、５０μｍ以下とし、総じて粒径を小さくしている点からも渦電流損失の抑制を図ることができる。これらの理由から、良好な周波数特性を得ることができる。また、合金成分が少なく、飽和磁束密度が大きくなるため、良好な直流重畳特性を得ることができる。従って、本実施形態の圧粉磁心であれば、ＭＨｚ帯以上の高周波域での使用時にも、周波数特性と直流重畳特性を両立することができる。さらに、閉磁路中にエアギャップを設けているため、直流重畳特性を良化することができる。
【００４７】
加えて、圧粉磁心部１ａの体積抵抗率が１×１０4Ωｃｍ以上であり、絶縁層５を、Ｓｉを含有する、体積抵抗率１０12Ωｃｍ以上の有機化合物もしくは無機化合物で形成し、しかも絶縁層５の厚さを５μｍよりも大きくしているので、巻線３と圧粉磁心１の間に配置されるボビンを省略することが可能となる。
【００４８】
圧粉磁心１は、軟磁性粉を押し固めることで製造されるため、粒子表面に形成されたサブミクロン単位の絶縁被膜が変形、あるいは剥離して粒子間の絶縁性が低下するおそれがある。そのままでは、巻線３への通電時に、巻線３と圧粉磁心１との間で絶縁破壊が生じるおそれがあるため、これを回避する目的で、巻線３と圧粉磁心の間に絶縁材料からなるボビンを配置するのが一般的である。しかしながら、ボビンを配置することでインダクタが大型化するため、電気部品モジュールの設計自由度が低くなる問題がある。これは、特に小スケールのチップインダクタでは顕著な問題点となる。ボビンに代えて絶縁塗装を行う場合もあるが、絶縁塗装には多くの工程を要するため、インダクタが高コスト化する。これに対し、本実施形態の圧粉磁心ではボビンや絶縁塗装を省略することができるので、インダクタの小型化、あるいは低コスト化を図ることができる。
【００４９】
なお、ボビンレス化は、軟磁性粉に樹脂等の高抵抗材を多く配合して絶縁性を高めることによっても達成できるが、これでは、圧粉磁心中の磁気ギャップが多くなるため、実効透磁率が低くなりすぎる問題がある。この他、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の高比抵抗材（体積抵抗率１×１０7Ωｃｍ程度）でコアを形成することも考えられるが、フェライトは低飽和磁束密度であるためにインダクタの小型化には不利であること、１５０℃以上の高温域では鉄損が増加して磁性材料として機能しなくなること、等の問題が懸念される。
【００５０】
［実施例］
以下、本発明の有用性を確認するために行った試験について説明する。
【００５１】
＜試験片の作製条件＞
磁気特性の評価の基準となる試験片（実施例１）として、Ｆｅ−３Ｓｉ合金粒子の表面にシランカップリング剤およびシリコーン樹脂を用いて絶縁被膜を形成した。絶縁層５の厚さ（第一被膜層及び第二被膜層の厚さの和）は２０〜１００ｎｍとしている。この軟磁性粉を固体潤滑剤と混合した後、室温下で所定の圧力で圧縮成形し、リング状試験片を得た。この試験片を２分割し、それぞれシリコーン樹脂溶液に浸漬して厚さ２０μｍの絶縁層５を形成した後、７００℃以上の温度で磁気焼鈍を施して二つの圧粉磁心部１ａを製作した。図１に示すように、それぞれの圧粉磁心部１ａに巻線３を装着し、各圧粉磁心部１ａの両端を、エアギャップ４を介して対向させ、インダクタ２を構成した。巻線３は、自己インダクタンスが１０μＨとなるように形成した。
【００５２】
＜実効透磁率、周波数特性、及び直流重畳特性の測定条件＞
実施例１に対して、軟磁性粉の種類、平均粒径、および密度を変えた時の磁気特性の変化を評価した。評価対象となる磁気特性は、周波数特性、直流重畳特性、および圧粉磁心の体積抵抗率である。先ず、日置電機（株）製のインピーダンスアナライザー（ＩＭ３５７０）を用い、周波数１ｋＨｚの条件で、ＪＩＳ  Ｃ２５６０−１中の規定に則り、自己インダクタンス、巻線数、及び圧粉磁心の寸法に基づいて実効透磁率を算出した。周波数特性は、１ｋＨｚ時の実効透磁率を１００％として、１ＭＨｚ時の実効透磁率の低下率が１０％以下となる場合を合格とした。直流重畳特性は、交流電流０．０１Ａ、周波数１ｋＨｚ、直流磁界が０の時の実効透磁率を１００％として、１０ｋＡ／ｍの直流磁界を重畳した時の実効透磁率の低下率が１０％以下となる場合を合格とした。体積抵抗率は１０4Ωｃｍ以上となる場合を合格とした。周波数特性および直流重畳特性の評価は、各試験片にエアギャップを設けた状態で行っている。
【００５３】
以下、諸要素が周波数特性および直流重畳特性に及ぼす影響を試験した結果を示す。
【００５４】
（１）軟磁性粉の種類が及ぼす影響
軟磁性粉を構成するＦｅ系合金粒子の種類を変えた時の周波数特性および直流重畳特性の変化を測定した。Ｆｅ系合金粒子はＦｅ−３Ｓｉ（実施例１）、Ｆｅ−６．５Ｓｉ（実施例２）、純鉄（比較例１）、およびＦｅ系アモルファス合金（比較例２）の４種類である。試験結果を図３に示す。
【００５５】
図３に示すように、Ｆｅ系合金粒子としてＦｅ−３Ｓｉを使用した実施例１、およびＦｅ−６．５Ｓｉを使用した実施例２では、周波数特性および直流重畳特性ともに良好な結果が得られた。これに対しＦｅ系合金粒子として純鉄を使用した比較例１では、周波数特性が必要水準に達しない。また、Ｆｅ系合金粒子としてＦｅ系アモルファス合金を使用した比較例２では、直流重畳特性が必要水準に達しない。このように周波数特性と直流重畳特性はトレードオフの関係にあり、一方が良好であれば、他方が低下するのが通例であるが、実施例１，２であれば、周波数特性と直流重畳特性を両立できることが明らかになった。
【００５６】
（２）粒子径が及ぼす影響
次に、Ｆｅ−３Ｓｉを使用した軟磁性粉およびＦｅ−６．５Ｓｉを使用した軟磁性粉について、軟磁性粉の体積平均粒径が周波数特性および直流重畳特性に与える影響について評価した。Ｆｅ−３Ｓｉを使用した軟磁性粉の体積平均粒径は２０μｍ（実施例１）、１０μｍ（実施例３）、５０μｍ（実施例４）、７５μｍ（比較例３）の４種類とし、Ｆｅ−６．５Ｓｉを使用した軟磁性粉の体積平均粒径は５０μｍの１種類とした（実施例５）。試験結果を図４に示す。
【００５７】
図４に示すように、Ｆｅ−３Ｓｉを使用した軟磁性粉であるかＦｅ−６．５Ｓｉを使用した軟磁性粉であるかを問わず、軟磁性粉の体積平均粒径が２０μｍ、１０μｍ、５０μｍの実施例１〜５では周波数特性および直流重畳特性のそれぞれで必要水準を満足する結果が得られた。これに対し、軟磁性粉の体積平均粒径が７５μｍの比較例３では、周波数特性が必要水準に達していない。また、粒径が小さいほど直流重畳特性は低下するが、検討した最小の体積平均粒径（１０μｍ）においても既定水準の直流重畳特性を確保できることも明らかになった。その一方、粒径が大きいほど、高周波域での渦電流損失が増え、その結果、周波数特性が低下することも明らかになった。特に体積平均粒径が５０μｍを超えると、必要水準の周波数特性に満たない結果となる。従って、軟磁性粉の体積平均粒径を１０μｍ〜５０μｍにすれば、周波数特性と直流重畳特性を両立できることが明らかになった。
【００５８】
（３）圧粉磁心の密度が及ぼす影響
次に、Ｆｅ−３Ｓｉを用いた軟磁性粉について、圧粉磁心の密度が周波数特性および直流重畳特性に与える影響について評価した。密度は６．４０ｇ／ｃｍ3（比較例４）、６．６０ｇ／ｃｍ3（実施例１）、６．８０ｇ／ｃｍ3（実施例６）の三種類とした。試験結果を図５に示す。
【００５９】
図５に示すように、密度が６．６０ｇ／ｃｍ3、６．８０ｇ／ｃｍ3の実施例１，６では周波数特性および直流重畳特性のそれぞれで必要水準を満足する結果が得られた。これに対し、密度が６．４０ｇ／ｃｍ3の比較例４では、直流重畳特性が必要水準に達していない。従って、密度を６．４０ｇ／ｃｍ3を超える水準にすれば、周波数特性と直流重畳特性を両立できることが明らかになった。
【００６０】
（４）絶縁層の種類が及ぼす影響
次に、絶縁層５（図２参照）の材料の違いが周波数特性および直流重畳特性に与える影響を測定した。実施例１は有機化合物であるシリコーン樹脂で絶縁層５を形成したもの、実施例７は無機化合物である層状ケイ酸塩で絶縁層５を形成したものである。何れも絶縁層５中にはＳｉが含まれる。この他、比較例として、エポキシ樹脂を使用して絶縁層５を形成した圧粉磁心（比較例５）も準備した。試験結果を図６に示す。
【００６１】
図６に示すように、実施例１および７については、周波数特性と直流重畳特性のそれぞれで必要水準を満足することが明らかになった。比較例５で使用したエポキシ樹脂は１×１０12Ωｃｍ以上の体積抵抗率を有するが、磁気焼鈍後に圧粉磁心の変形が認められたため、不合格とした。このように、１×１０12Ωｃｍ以上の材料を絶縁層５として用いる場合、磁気焼鈍後に強度および形状保持に問題を生じないことが合格の条件となる。図６の結果から、シリコーン樹脂や層状ケイ酸塩が絶縁層５を形成する上で好ましい材料となる。もちろん、これ以外の無機化合物や有機化合物であっても、１×１０12Ωｃｍ以上の体積抵抗率を有し、かつ磁気焼鈍後に強度および形状保持に問題を生じない限り、絶縁層５の材料として使用することが可能である。
【００６２】
（５）絶縁層の膜厚が及ぼす影響
次に絶縁層の膜厚が周波数特性および直流重畳特性に与える影響を測定した。実施例１は絶縁層５の膜厚を２０μｍとしたもの、実施例８は膜厚を１０μｍにしたもの、比較例６は膜厚を５μｍにしたものである。試験結果を図７に示す。
【００６３】
図７に示すように、膜厚２０μｍの実施例１および膜厚１０μｍの実施例８では、周波数特性と直流重畳特性のそれぞれで必要水準を満足することが明らかになった。一方、膜厚５μｍとした比較例６では、圧粉磁心の体積抵抗率が必要水準を満たしていない。従って、絶縁層５の膜厚は５μｍよりも大きくするのが好ましい。
【００６４】
［第二の実施形態の説明］
次に、圧粉磁心の第二の実施形態を説明する。
【００６５】
近年、省資源化や省エネルギー化の観点から、圧粉磁心の小型化並びに高効率化が求められており、そのために磁気特性の更なる改善を図った圧粉磁心、具体的には、磁心として必要なレベルの透磁率を発揮しつつも、良好な周波数特性並びに直流重畳特性を示し得る圧粉磁心が要求されている。
【００６６】
最近では、スイッチング電源の駆動周波数に代表されるように、圧粉磁心が適用される機器の駆動周波数がｋＨｚ域からＭＨｚ域に移りつつある。例えばトランスであれば使用する周波数が高周波域になるほど小型化することができるので、トランスコアに圧粉磁心を適用する場合には、小型化可能な構造に圧粉磁心を改良する必要がある。そのためには、透磁率に優れた圧粉磁心を採用することが肝要となる。また、一方で、ＭＨｚレベルの高周波域での使用を検討した場合、圧粉磁心には、高い透磁率だけでなく、さらに上述したＭＨｚ域における良好な周波数特性と直流重畳特性が求められる。
【００６７】
以上の実情に鑑みると、磁心として必要なレベルの透磁率を発揮しつつも、高周波域での使用環境下において要求されるレベルの周波数特性並びに直流重畳特性を示し得る圧粉磁心を提供することが望まれる。
【００６８】
以上の課題の解決は、以下の圧粉磁心によって達成される。すなわち、この圧粉磁心は、原料粉末となる軟磁性粉末を圧縮成形して得られる圧粉成形体と、圧粉成形体に設けられたエアギャップとを備えた圧粉磁心であって、軟磁性粉末は、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末とを有し、小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上かつ６．５ｍａｓｓ％以下含むと共に絶縁被膜で覆われており、軟磁性粉末中に、小径Ｆｅ系合金粉末が大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれている点をもって特徴付けられる。
【００６９】
本発明者らは、軟磁性粉末を構成するＦｅ系合金粒子の組成及び粒子径に着目すると共に、これら粒子の組成及び粒度分布とエアギャップとの関係について鋭意検討した結果、以下のような組成及び粒度分布を示す鉄系合金粉末で形成した圧粉磁心にエアギャップを適用した場合に、直流重畳特性の大幅な改善効果が認められることを見出した。具体的には、第一に、鉄損の低減化のためにＦｅ系合金粉末を構成するＦｅ系合金粒子の平均粒子径を小さくした場合に起こり得る透磁率の低下を、相対的に大径となるＦｅ系合金粒子を適量配合することにより、良好な周波数特性を示しつつも、透磁率の低減化を抑制し得ることを見出した。そして第二に、上述のように、圧粉磁心の透磁率が所定のレベル以上で、かつ圧粉磁心を形成するＦｅ系合金粉末自体の直流重畳特性についても良好な圧粉磁心にエアギャップを適用した場合に、直流重畳特性の大幅な改善効果が認められることを見出した。
【００７０】
以下の第二の実施形態は、当該知見に基づいて成されたものであり、圧粉磁心を構成する軟磁性粉末が、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末とを有し、小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上かつ６．５ｍａｓｓ％以下含むと共に絶縁被膜で覆われており、軟磁性粉末中に、小径Ｆｅ系合金粉末が大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれるようにした。このように、圧粉磁心を構成する軟磁性粉末中に、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末が、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれるようにすることで、良好な周波数特性を示しつつも、透磁率の低下を抑制することができる。また、その際、Ｆｅ系合金粉末に含まれるＳｉの含有比を２．０ｍａｓｓ％以上、６．５ｍａｓｓ％以下に制御することで、鉄損を抑えて、周波数特性を向上させることが可能となり、かつ最低限必要なレベルの直流重畳特性を確保することができる。また、上記組成及び粒度分布を成す軟磁性粉末で形成した圧粉成形体にエアギャップを設けるようにしたので、言い換えると、一定レベル以上の透磁率並びに直流重畳特性を示し得る圧粉磁心にエアギャップを適用したので、エアギャップによる直流重畳特性の改善効果を効果的に享受することができる。以上より、この圧粉磁心によれば、磁心として必要なレベルの透磁率を発揮しつつも、高周波域での使用環境下において要求されるレベルの周波数特性並びに直流重畳特性を発揮することが可能となる。従って、圧粉磁心を小型化でき、省エネルギー化並びに小型化が進む電子機器に好適に適用することが可能となる。
【００７１】
また、この圧粉磁心において、小径Ｆｅ系合金粉末と、大径Ｆｅ系合金粉末の混合粉末の平均粒子径は、体積平均で２０μｍ以上かつ６０μｍ以下であってもよい。
【００７２】
後述する実験結果に示すように、各Ｆｅ系合金粉末の平均粒子径が２０μｍを下回る場合、圧粉磁心の成形性が大幅に低下するおそれが生じる。また、平均粒子径を過度に小さくすることで、透磁率の低下が顕著となるおそれも生じる。一方、各Ｆｅ系合金粉末の平均粒子径が６０μｍを超えると、周波数特性の低下が顕著となるおそれが生じる。以上より、小径Ｆｅ系合金粉末と大径Ｆｅ系合金粉末の混合粉末の平均粒子径を、体積平均で２０μｍ以上かつ６０μｍ以下にすることによって、透磁率、周波数特性、及び成形性全てにおいて優れた圧粉磁心を得ることが可能となる。
【００７３】
また、この圧粉磁心において、軟磁性粉末に含まれる小径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で６０％以上かつ９５％以下で、軟磁性粉末に含まれる大径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で５％以上かつ４０％以下であってもよい。
【００７４】
このように、軟磁性粉末に含まれる小径Ｆｅ系合金粉末の比率が体積比で６０％以上であれば、上述した小径Ｆｅ系合金粉末を配合したことによる作用効果、具体的には鉄損の低減による周波数特性の改善効果を享受することが可能となる。また、軟磁性粉末に含まれる大径Ｆｅ系合金粉末の比率が体積比で５％以上であれば、上述した透磁率の改善効果を享受することが可能となる。
【００７５】
また、この圧粉磁心において、小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上かつ６．５ｍａｓｓ％以下含んでもよい。
【００７６】
このように、各Ｆｅ系合金粒子に含まれるＳｉの比率が高すぎるとエアギャップの適用による直流重畳特性の大幅な改善効果は期待しづらい。これに対して、各Ｆｅ系合金粒子に含まれるＳｉの比率を６．５ｍａｓｓ％以下にすることにより、エアギャップの適用による直流重畳特性の大幅な改善効果が期待できる。また、各Ｆｅ系合金粒子に含まれるＳｉの比率を２．０ｍａｓｓ％以上にすることにより、比抵抗を高めて、より良好な周波数特性を得ることが可能となる。
【００７７】
また、以上に述べた圧粉磁心において、絶縁被膜は、メチル系シリコーン樹脂で各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第一被膜層を有してもよい。
【００７８】
このように、絶縁被膜として、シリコーン樹脂で、好ましくはメチル系シリコーン樹脂で各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第一被膜層を形成することによって、例えば磁気ひずみを除去するための磁気焼鈍後の圧粉磁心の強度を大幅に向上させることができる。
【００７９】
また、以上に述べた圧粉磁心において、第一被膜層を有する場合、絶縁被膜は、各Ｆｅ系合金粒子と第一被膜層との間に形成され、シランカップリング剤で各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆して成る第二被膜層をさらに有してもよい。
【００８０】
上述のように、絶縁被膜にシリコーン樹脂を用いる場合、第一塗膜層となるシリコーン樹脂と各Ｆｅ系合金粒子との間にシランカップリング剤からなる中間層、好ましくはアミノ系シランカップリング剤からなる中間層を設けることにより、各Ｆｅ系合金粒子に対するシリコーン樹脂の密着性が向上する。これにより、磁気焼鈍前の圧粉体強度を向上させることが可能となる。
【００８１】
また、以上に述べた圧粉磁心において、第一及び第二被膜層を有する場合、第一被膜層の厚み寸法と前記第二被膜層の厚み寸法との総和が、２０ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下であってもよい。
【００８２】
絶縁被膜を構成する第一被膜層の厚み寸法と第二被膜層との総和を上述の範囲に設定することにより、各Ｆｅ系合金粒子間の絶縁性を確保しつつも、磁心として必要な透磁率を得ることができるため、好適である。
【００８３】
以上述べたように、第二の実施形態によれば、磁心として必要なレベルの透磁率を発揮しつつも、高周波域での使用環境下において要求されるレベルの周波数特性並びに直流重畳特性を示し得る圧粉磁心を提供することが可能となる。
【００８４】
以下、第二の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００８５】
図８は、第二の実施形態に係る圧粉磁心の製造方法の全体の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、本実施形態に係る圧粉磁心の製造方法は、原料粉末となる軟磁性粉末を調製により得る調製工程Ｓ１と、調製工程Ｓ１で得た軟磁性粉末を圧縮成形して圧粉成形体を得る圧粉成形工程Ｓ２と、圧粉成形体に磁気焼鈍処理を施す磁気焼鈍工程Ｓ３と、磁気焼鈍処理が施された圧粉成形体にエアギャップを形成するエアギャップ形成工程Ｓ４とを備える。
【００８６】
また、調整工程Ｓ１は、図９に示すように、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末とを混合する混合工程Ｓ１１と、小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子、及び大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子を絶縁被膜材料で被覆する被覆工程Ｓ１２とを有する。
【００８７】
（Ｓ１）調製工程
（Ｓ１１）混合工程
この工程では、軟磁性粉末としての二種類のＦｅ系合金粉末を混合する。具体的には、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末を混合する。ここで、小径Ｆｅ系合金粉末及び大径Ｆｅ系合金粉末をそれぞれ構成する小径Ｆｅ系合金粒子および大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上かつ６．５ｍａｓｓ％以下含む組成をなす。また、各Ｆｅ系合金粒子は、上述のように、直流重畳特性の更なる改善効果を期待する観点から、Ｓｉを５．０ｍａｓｓ％以下含む組成とするのが好ましく、Ｓｉを４．０ｍａｓｓ％以下含む組成とするのがより好ましい。また、各Ｆｅ系合金粒子は、上述のように、比抵抗の向上による周波数特性の更なる改善を図る観点からは、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上含む組成とするのが好ましく、Ｓｉを３．０ｍａｓｓ％以上含む組成とするのがより好ましい。
【００８８】
なお、各Ｆｅ系合金粒子は、例えばＣｒなどＦｅとＳｉ以外の成分を一又は二種類以上を含む合金組織であってもよいが、当該合金組織に占めるＦｅの比率が第一位、Ｓｉの比率が第二位、ＦｅとＳｉ以外の成分が第三位以下であるのがよい。もちろん、ＦｅとＳｉのみを含むＦｅ系合金粒子であってもよい。また、合金組織を構成しない他の成分をさらに含んでいてもよいが、上記粒子に占める当該他の成分の比率は第三位以下であるのがよい。また、小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粒子とで組成が異なっていてもよいし、同じであってもよい。組成が異なる場合の一例として、例えば小径Ｆｅ系合金粒子に含まれるＳｉの比率が、大径Ｆｅ系合金粒子に含まれるＳｉの比率よりも大きくなるよう、小径Ｆｅ系合金粒子並びに大径Ｆｅ系合金粒子の組成を設定する場合が挙げられる。
【００８９】
小径Ｆｅ系合金粉末と大径Ｆｅ系合金粉末の混合粉末の平均粒子径は、例えば体積平均で２０μｍ以上かつ６０μｍ以下に設定される。ここで、各Ｆｅ系合金粉末の平均粒子径は、公知の手段で測定可能であり、例えばレーザー回折法を用いて測定することが可能である。また、各Ｆｅ系合金粉末が上述のようにＳｉを２．０〜６．５ｍａｓｓ％含むＦｅ系合金粒子で構成される場合、小径Ｆｅ系合金粉末の平均粒子径は、好ましくは、体積平均で１０μｍ以上かつ３０μｍ以下に設定され、より好ましくは、１０μｍ以上かつ２０μｍ以下に設定される。また、大径Ｆｅ系合金粉末の平均粒子径は、好ましくは、体積平均で６０μｍ以上かつ８０μｍ以下に設定され、好ましくは、７０μｍ以上かつ８０μｍ以下に設定される。
【００９０】
また、上記構成の小径Ｆｅ系合金粉末と、大径Ｆｅ系合金粉末との混合比率は、混合後の粉末中に小径Ｆｅ系合金粉末が大径Ｆｅ系合金粉末よりも含まれるように調整される。具体的には、小径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で６０％以上かつ９５％以下で、大径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で５％以上かつ４０％以下となるように、混合比率を設定するのがよく、好ましくは、小径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で８５％以上かつ９５％以下で、大径Ｆｅ系合金粉末の比率が、体積比で５％以上かつ１５％以下となるように、混合比率を設定するのがよい。
【００９１】
なお、混合対象となる各Ｆｅ系合金粉末の取得手段は任意であり、例えばそれぞれ所望の平均粒子径を示す二種類のＦｅ系合金粉末を製造又は購入し、製造又は購入した上記二種類のＦｅ系合金粉末を混合してもよい。あるいは、所定の平均粒子径並びに粒度分布を示す一種類のＦｅ系合金粉末を製造又は購入し、製造又は購入した上記一種類のＦｅ系合金粉末に一回又は複数回の分級処理を施して、平均粒子径の互いに異なる二種類のＦｅ系合金粉末を取得し、この二種類のＦｅ系合金粉末を混合してもよい。また、上記各Ｆｅ系合金粉末の製造手段も任意であり、例えば小径Ｆｅ系合金粉末として水アトマイズ法で製造した粉末を適用し、大径Ｆｅ系合金粉末としてガスアトマイズ法で製造した粉末を適用することが可能である。また、上述した粉末の混合は任意の手段を用いて行うことができ、例えばＶ型又はダブルコーン型のミキサーを用いて混合することが可能である。
【００９２】
（Ｓ１２）被覆工程
この工程では、小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子、及び大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子を絶縁被膜材料で被覆する。ここで使用する絶縁被覆材料としては公知の材料が適用可能であり、例えばＢ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｂｉ系酸化物及びこれらの複合酸化物、Ｌｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ系炭酸塩及びこれらの複合炭酸塩、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ系ケイ酸塩及びこれらの複合ケイ酸塩、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ系アルコキシドおよびこれらの複合アルコキシド等から選択可能である。また、本実施形態のように、圧粉成形体に磁気焼鈍を施す場合（図１の工程Ｓ３）には、焼鈍時の加熱温度（以下、単に磁気焼鈍温度）以上の耐熱性を有する材料が好適である。上述のように各Ｆｅ系合金粒子が２．０〜６．５ｍａｓｓ％のＳｉを含む組成を成す場合、７００℃以上の耐熱性を有する材料が好適である。また、磁気焼鈍を施す場合、焼鈍時の熱収縮が小さい材料が好適である。本実施形態では、例えば磁気焼鈍後の圧粉成形体の強度が大幅に向上し得るシリコーン樹脂、特にメチル系シリコーン樹脂が好適に使用される。このシリコーン樹脂で形成される被覆層は、最終製品としての圧粉磁心においては、当該磁心を構成する各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆する第一被膜層となる。
【００９３】
また、絶縁被膜材料にシリコーン樹脂を用いる場合、第一塗膜層となるシリコーン樹脂と各Ｆｅ系合金粒子との間にシランカップリング剤からなる中間層、好ましくはアミノ系シランカップリング剤からなる中間層を設けることにより、各Ｆｅ系合金粒子に対するシリコーン樹脂の密着性が向上する。これにより、磁気焼鈍前の圧粉体強度を向上させることが可能となる。このシランカップリング剤で形成される中間層は、最終製品としての圧粉磁心においては、当該磁心を構成する各Ｆｅ系合金粒子と第一被膜層との間に形成される第二被膜層となる。なお、絶縁被膜材料（第一被膜層の材料、第二被膜層の材料）は、一種類でもよく、数種類を組み合わせて使用してもよい。もちろん、第一被膜層とＦｅ系合金粒子の表面との密着性が十分である場合には、中間層をなすカップリング剤を用いることなく第一被膜層となる絶縁被膜材料でＦｅ系合金粒子の表面を直接被覆してもよい。また、上記材料による各Ｆｅ系合金粒子の被覆方法は特に限定されず、例えば転動流動コーティング法、各種化成処理等を用いることが可能である。本実施形態では、混合工程Ｓ１１で得た混合粉末に第二被膜層を形成するシランカップリング剤を供給し、次いで、第一被膜層を形成するシリコーン樹脂を供給する。これら絶縁被膜材料の各Ｆｅ系合金粉末への供給は、各Ｆｅ系合金粉末を撹拌（混合）しながら行われる。
【００９４】
（Ｓ２）圧粉成形工程
この工程では、調製工程Ｓ１（混合工程Ｓ１１、被覆工程Ｓ１２）で得た原料粉末としての軟磁性粉末を所定形状の金型で圧縮成形することにより、所定形状の圧粉成形体を取得する。
【００９５】
なお、金型の長寿命化又は軟磁性粉末の流動性を確保する観点から、固体潤滑剤を使用してもよい。固体潤滑剤には、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ベヘン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、モンタン酸アミド、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、スターチ、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、ポリテトラフルオロエチレン、ラウロイルリシン、シアヌル酸メラミン等を使用することが可能である。上記固体潤滑剤は単独で使用してもよいし、数種類を組み合わせて使用してもよい。また、上記固定潤滑剤は、圧縮成形の前に原料粉末となる軟磁性粉末に配合しておいてもよいし、金型の壁面に付着させておいてもよい。この際の配合量（又は付着量）は、例えば全軟磁性粉末に対して０．３〜２．０ｍａｓｓ％である。
【００９６】
（Ｓ３）磁気焼鈍工程
この工程では、圧粉成形工程Ｓ２で得た圧粉成形体の磁気ひずみを除去する目的で、当該圧粉成形体に磁気焼鈍処理を施す。この焼鈍処理は、例えば窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気下で実施されるのが好ましいが、条件によっては、大気、空気、酸素、スチーム等の酸化性雰囲気下、あるいは水素等の還元性雰囲気下で実施することも可能である。
【００９７】
磁気焼鈍処理時の加熱温度（磁気焼鈍温度）は、対象となる軟磁性粉末の材質を考慮して設定するのがよく、例えば各Ｆｅ系合金粉末が２．０〜６．５ｍａｓｓ％のＳｉを含む組成を成す場合、７００℃以上かつ８５０℃以下に設定するのがよい。７００℃を下回る温度では、磁気ひずみが十分に除去できず鉄損失を十分に抑制することができないためである。また、８５０℃を超えると、絶縁被膜の劣化により渦電流損失が増加するためである。なお、メチル系シリコーン樹脂を絶縁被膜の形成材料として用いる場合、圧粉磁心の高強度化の観点からは、磁気焼鈍温度を８００℃以上かつ８５０℃以下に設定するのが好ましい。
【００９８】
磁気焼鈍の処理時間（磁気焼鈍温度の保持時間）は、圧粉磁心の内部まで十分に加熱できるように圧粉磁心の大きさ、材料等を考慮して設定することが肝要である。
【００９９】
上述した処理を施すことで、圧粉成形体内の磁気ひずみが除去される。また、本実施形態のように、シリコーン樹脂とシランカップリング剤で各Ｆｅ系合金粒子を被覆している場合、ともに絶縁体としてのシリカが残り、これらシリカで各Ｆｅ系合金粒子の表面を被覆する第二被膜層、及び第二被膜層の表面（外表面）を被覆する第一被覆層が形成される。また、固体潤滑剤を原料粉末に配合している場合、当該潤滑剤も磁気焼鈍処理により除去される。以上より、磁気焼鈍後の圧粉成形体は、小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粒子、及び各Ｆｅ系合金粒子を被覆する第一被覆層及び第二被覆層とで構成された状態となる。
【０１００】
（Ｓ４）エアギャップ形成工程
この工程では、磁気焼鈍処理を施した圧粉成形体にエアギャップを形成する。詳述すると、圧粉成形体に形成される磁路を遮断するようにスリット状のエアギャップを圧粉成形体に形成する。例えば圧粉成形体が円環状を成す場合、圧粉成形体の半径方向及び軸方向に延び、圧粉成形体を貫通するスリット状のエアギャップを機械加工等により圧粉成形体の一箇所又は二箇所以上に形成する。この場合、エアギャップの幅方向寸法（ギャップ方向の寸法）は、圧粉成形体の大きさにもよるが、例えば０．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下に設定される。これにより、圧粉成形体にエアギャップを形成してなる圧粉磁心が完成する。
【０１０１】
完成した圧粉磁心は、第一被膜層及び第二被膜層を介して互いに隣接する小径Ｆｅ系合金粒子同士、及び小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粒子が接合された状態にある。圧粉磁心に含まれる小径Ｆｅ系合金粉末の比率は、大径Ｆｅ系合金粉末の比率よりも大きいために、大径Ｆｅ系合金粒子同士が第一被膜層及び第二被膜層を介して接合される領域は非常に少なく、又は存在しない。
【０１０２】
以上述べたように、第二の実施形態本に係る圧粉磁心の製造方法によれば、原料粉末となる軟磁性粉末を圧縮成形して得られる圧粉成形体と、圧粉成形体に設けられたエアギャップとを備えた圧粉磁心であって、軟磁性粉末は、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末と、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末とを有し、小径Ｆｅ系合金粉末を構成する小径Ｆｅ系合金粒子と大径Ｆｅ系合金粉末を構成する大径Ｆｅ系合金粒子は何れも、Ｓｉを２．０ｍａｓｓ％以上かつ６．５ｍａｓｓ％以下含むと共に絶縁被膜で覆われており、軟磁性粉末中に、小径Ｆｅ系合金粉末が前記大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれている圧粉磁心が得られる。
【０１０３】
このように、圧粉磁心を構成する軟磁性粉末中に、平均粒子径が相対的に小さい小径Ｆｅ系合金粉末が、平均粒子径が相対的に大きい大径Ｆｅ系合金粉末よりも多く含まれるようにすることで、良好な周波数特性を示しつつも、透磁率の低減化を抑制することができる。また、その際、Ｆｅ系合金粉末に含まれるＳｉの含有比を６．５ｍａｓｓ％以下に制御することで、鉄損を抑えて、周波数特性を向上させることと、最低限必要となるレベルの直流重畳特性を確保することができる。また、第二の実施形態に係る圧粉磁心では、上記組成及び粒度分布を成す軟磁性粉末で形成した圧粉成形体にエアギャップを設けるようにしたので、言い換えると、一定レベル以上の透磁率並びに直流重畳特性を示し得る圧粉磁心にエアギャップを適用したので、エアギャップによる直流重畳特性の改善効果を効果的に享受することができる。以上より、第二の実施形態に係る圧粉磁心によれば、磁心として必要なレベルの透磁率を発揮しつつも、高周波域での使用環境下において要求されるレベルの周波数特性並びに直流重畳特性を発揮することが可能となる。従って、この圧粉磁心を小型化でき、省エネルギー化並びに小型化が進む電子機器に好適に適用することが可能となる。
【０１０４】
以上、第二の実施形態について説明したが、第二の実施形態に係る圧粉磁心、及び圧粉磁心の製造方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。
【０１０５】
例えば上記実施形態では、圧粉成形体に磁気焼鈍を施した後に、エアギャップを形成する場合を例示したが、もちろんこれ以外の手順を採ることも可能である。例えば圧粉成形工程Ｓ２の後に、エアギャップ形成工程Ｓ４を実施し、その後に磁気焼鈍工程Ｓ３を実施することによっても、本発明に係る圧粉磁心を得ることができる。あるいは、圧粉成形工程Ｓ２で、エアギャップを有する圧粉成形体を成形し、その後に磁気焼鈍工程Ｓ３を実施することにより本発明に係る圧粉磁心を取得してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、原料粉末となる軟磁性粉末として、小径Ｆｅ系合金粉末と、大径Ｆｅ系合金粉末の二種類のＦｅ系合金粉末を混合した粉末を使用した場合を例示したが、これ以外の組成を採ることも可能である。例えば小径Ｆｅ系合金粉末と大径Ｆｅ系合金粉末の何れとも平均粒子径又は組成の異なるＦｅ系合金粉末をさらに混合してなる軟磁性粉末を採用することも可能であり、あるいは、Ｆｅ系合金以外の金属からなる粉末をさらに混合して原料粉末とすることも可能である。ただし、何れの場合においても、軟磁性粉末（原料粉末）全体に占める小径Ｆｅ系合金粉末の比率が第一位、大径Ｆｅ系合金粉末の比率が第二位となるよう、他の粉末の配合比率を調整するのがよい。
【０１０７】
以下、上記構成の有用性を立証するための実験について説明する。
【０１０８】
＜試験片の作製条件＞
圧粉成形体の原料粉末となる軟磁性粉末として、山陽特殊製鋼（株）製のＦｅ−６．５Ｓｉ粉末を使用した。この軟磁性粉末に分級処理を施して、平均粒子径が１０μｍの小径Ｆｅ系合金粉末と、平均粒子径が７５μｍの大径Ｆｅ系合金粉末とを作製した。作製した小径Ｆｅ系合金粉末と大径Ｆｅ系合金粉末とを所定の配合比で混合し、混合粉末の平均粒子径を３０μｍに調整した。
【０１０９】
また、絶縁被膜材料として、信越化学工業（株）製のアミノ系シランカップリング剤（ＫＢＥ−９０３）を上記混合粉末に供給して、上記カップリング剤で各Ｆｅ系合金粒子を被覆すると共に、信越化学工業（株）製のメチル系シリコーン樹脂（ＫＲ−２４２Ａ）を上記混合粉末に供給して、上記シリコーン樹脂で各Ｆｅ系合金粒子を被覆した。これら絶縁被膜材料で被覆して成る第一被膜層及び第二被膜層の厚み寸法の総和が２０〜１００ｎｍとなるように、供給量を調製した。また、固体潤滑剤として、ロンザ（株）製のＮ，Ｎ’−エチレンビスオクタデカンアミド（ＡＣＲＡＷＡＸ  Ｃ）を軟磁性粉末に対して０．３ｍａｓｓ％の割合で配合して原料粉末とした。
【０１１０】
上記構成の原料粉末を所定の金型に充填し、圧縮成形することにより、所定形状の圧粉成形体を得た。ここでは、φ２０ｍｍ×φ１２ｍｍ×７ｍｍの円環状をなす圧粉成形体を得た。また、この圧粉成形体の圧粉体密度が６．５５ｇ／ｃｍ3となるように、加圧力を調節した。次に、圧粉成形体に対して、磁気焼鈍処理を施した。そして、磁気焼鈍後の圧粉成形体に切削加工を施して、圧粉成形体を半径方向及び軸方向に貫く隙間幅寸法１ｍｍのエアギャップを円周方向の一箇所に形成した。
【０１１１】
＜周波数特性及び直流重畳特性の評価条件＞
上述のようにして作製した圧粉磁心に対して、自己インダクタンスが１０μＨとなるように巻線を施し、周波数又は交流電流を変化させたときの自己インダクタンスを測定し、その低下率を評価することにより、周波数特性及び直流重畳特性を評価した。ここで、自己インダクタンスは、日置電機（株）製のインピーダンスアナライザー（ＩＭ３５７０）を用いて測定した。周波数特性は、１ｋＨｚ時における自己インダクタンスを１００％とした場合に周波数を１ｋＨｚから５０００ｋＨｚまで増加させたときの自己インダクタンスの低下率として評価した。また、直流重畳特性は、交流電流０．０１Ａ、周波数１ｋＨｚ、直流重畳電流０Ａの条件下における自己インダクタンスを１００％とした場合に、直流重畳電流を０Ａから２０ｋＡまで増加させたときの自己インダクタンスの低下率として評価した。直流磁界は、直流重畳電流と試料の磁路長、及び巻線数とに基づいて算出した。上記条件で測定、評価した周波数特性は、２ＭＨｚ時のインダクタンス低下率が２０％以下のときに合格（〇）、２０％を超えるときに不合格（×）とした。また、上記条件で測定、評価した直流重畳特性は、１０ｋＡ時のインダクタンス低下率が１０％以下のときに合格（〇）、１０％を超えるときに不合格（×）とした。以下、諸要素が周波数特性、及び直流重畳特性に及ぼす影響を調査した結果を示す。
【０１１２】
（１）エアギャップの影響
上記条件で作成した圧粉成形体にエアギャップを設けたもの（実施例９）と、エアギャップを設けなかったもの（比較例７）とを用意し、周波数特性と直流重畳特性の評価を行った。エアギャップの有無以外の点については同じである。
【０１１３】
図１０に、エアギャップ有りの場合（実施例８）と、無しの場合（比較例６）の試験結果を示す。図１０に示すように、周波数特性に大きな差異は見られないものの、エアギャップを設けることで、直流重畳特性が大幅に改善することがわかった。
【０１１４】
（２）粒子組成の影響
次に、圧粉磁心として、軟磁性粉末となる小径Ｆｅ系合金粒子および大径Ｆｅ系合金粒子の組成をＦｅ−６．５Ｓｉ（実施例９）からＦｅ−３Ｓｉ（実施例１０）に変更したものを用意した。また、各Ｆｅ系合金粒子の組成をＦｅ−９．７Ｓｉ−５．５Ａｌ（比較例８）、純Ｆｅ（比較例９）、Ｆｅ系アモルファス（比較例１０）としたものをそれぞれ用意した。純Ｆｅの場合の磁気焼鈍温度を６００℃、Ｆｅ系アモルファスの場合の磁気焼鈍温度を４８０℃、その他の場合の磁気焼鈍温度を８００℃とした。粒子組成以外の点については同じである。
【０１１５】
図１１に、材質を変更した場合の試験結果を示す。Ｆｅ−３Ｓｉ（実施例１０）、Ｆｅ−６．５Ｓｉ（実施例９）を用いた場合、周波数特性、直流重畳特性ともに良好な結果が得られた。一方で、Ｆｅ−９．７Ｓｉ−５．５Ａｌ（比較例８）、Ｆｅ系アモルファス（比較例１０）を用いた場合、周波数特性には優れるものの、直流重畳特性が悪い結果となった。また純Ｆｅ（比較例９）を用いた場合、直流重畳特性には優れるものの、周波数特性が悪い結果となった。
【０１１６】
（３）Ｓｉの影響
次に、Ｓｉの含有率が異なる二種類のＦｅ系合金粉末を種々の配合比で混合したものを用意した。これらの粉末は実施例９および実施例１０と同一である。具体的には、Ｆｅ−３Ｓｉ組成の配合比を０ｍａｓｓ％（実施例９）、２５ｍａｓｓ％（実施例１１）、５０ｍａｓｓ％（実施例１２）、７５ｍａｓｓ％（実施例１３）、１００ｍａｓｓ％（実施例１０）の五段階に設定したものを用意した。この場合、Ｆｅ−６．５Ｓｉ組成の配合比はそれぞれ１００ｍａｓｓ％（実施例９）、７５ｍａｓｓ％（実施例１１）、５０ｍａｓｓ％（実施例１２）、２５ｍａｓｓ％（実施例１３）、０ｍａｓｓ％（実施例１０）である。粒子配合比以外の点については同じである。
【０１１７】
図１２に、Ｆｅ−３Ｓｉ粉末とＦｅ−６．５Ｓｉ粉末の配合比を異ならせた場合の試験結果を示す。図１２に示すように、どのような配合比（実施例９〜１３）においても、言い換えると、Ｓｉの含有率が一定の範囲内にあるＦｅ系合金を軟磁性粉末に用いた場合であれば、周波数特性と直流重畳特性の両面で良好な結果が得られることがわかった。
【０１１８】
（４）平均粒子径の影響
次に、小径Ｆｅ系合金粉末と大径Ｆｅ系合金粉末を適切に配合し、平均粒子径を１０μｍ（比較例１１）、２０μｍ（実施例１４）、３０μｍ（実施例９）、６０μｍ（実施例１５）、７０μｍ（比較例１２）の五段階に設定したものを用意した。平均粒子径以外の点については同じである。
【０１１９】
図１３に、平均粒子径を異ならせた場合の試験結果を示す。図１３に示すように、平均粒子径が小さすぎると（比較例１１）、成形体にクラックが生じる等して、成形性が不十分であることがわかった。また、平均粒子径が大きすぎると（比較例１２）、周波数特性が目標値に届かないことがわかった。一方で、平均粒子径が２０〜６０μｍの場合（実施例９，１４，１５）、周波数特性、直流重畳特性ともに良好な結果を示した。
【符号の説明】
【０１２０】
１      圧粉磁心
１ａ    圧粉磁心部
２      インダクタ
３      巻線
４      エアギャップ
５      絶縁層
Ｓ１    調製工程
Ｓ１１  混合工程
Ｓ１２  被覆工程
Ｓ２    圧粉成形工程
Ｓ３    磁気焼鈍工程
Ｓ４    エアギャップ形成工程。
【図１】
2020113739.tif 000003
【図２】
2020113739.tif 000004
【図３】
2020113739.tif 000005
【図４】
2020113739.tif 000006
【図５】
2020113739.tif 000007
【図６】
2020113739.tif 000008
【図７】
2020113739.tif 000009
【図８】
2020113739.tif 000010
【図９】
2020113739.tif 000011
【図１０】
2020113739.tif 000012
【図１１】
2020113739.tif 000013
【図１２】
2020113739.tif 000014
【図１３】
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