(57)【要約】【課題】充填率が高く透磁率の高い圧粉磁心を製造可能な複合粒子、かかる複合粒子を効率よく製造可能な複合粒子の製造方法、前記複合粒子を用いて製造された圧粉磁心、この圧粉磁心を備えた磁性素子、およびこの磁性素子を備えた携帯型電子機器を提供すること。【解決手段】圧粉磁心は、複合粒子５と結合材とを混合し、成形して得られたものである。複合粒子５は、軟磁性金属材料で構成されたコア粒子３と、コア粒子３を覆うようにコア粒子３に融着した軟磁性金属材料で構成された複数の被覆粒子４０と、を有し、複数の被覆粒子４０により被覆層４が形成されている。また、コア粒子３のビッカース硬度をＨＶ１とし、被覆層４のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係を満足し、コア粒子３についての投影面積円相当径の半分をｒとし、被覆層４の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係を満足する。【選択図】図１
2014103266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性金属材料で構成された粒子と、前記粒子を覆うように融着し前記粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層と、を有し、
前記粒子のビッカース硬度をＨＶ１とし、前記被覆層のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係にあり、
前記粒子の投影面積円相当径の半分をｒとし、前記被覆層の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係にあることを特徴とする複合粒子。
【請求項２】
２５０≦ＨＶ１≦１２００および１００≦ＨＶ２＜２５０の関係にある請求項１に記載の複合粒子。
【請求項３】
前記粒子を構成する軟磁性金属材料および前記被覆層を構成する軟磁性金属材料はそれぞれ結晶質金属材料であり、
Ｘ線回折法により測定された前記粒子における平均結晶粒径は、Ｘ線回折法により測定された前記被覆層における平均結晶粒径の０．２倍以上０．９５倍以下である請求項１または２に記載の複合粒子。
【請求項４】
前記粒子を構成する軟磁性金属材料は非晶質金属材料またはナノ結晶金属材料であり、前記被覆層を構成する軟磁性金属材料は結晶質金属材料である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合粒子。
【請求項５】
前記粒子を構成する軟磁性金属材料は、Ｆｅ−Ｓｉ系材料である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合粒子。
【請求項６】
前記被覆層を構成する軟磁性金属材料は、純Ｆｅ、Ｆｅ−Ｂ系材料、Ｆｅ−Ｃｒ系材料、およびＦｅ−Ｎｉ系材料のうちのいずれかである請求項５に記載の複合粒子。
【請求項７】
前記被覆層は、前記粒子の表面全体を覆っている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の複合粒子。
【請求項８】
軟磁性金属材料で構成された粒子と、前記粒子を覆うように融着し前記粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層と、を有し、
前記粒子のビッカース硬度をＨＶ１とし、前記被覆層のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係にあり、
前記粒子の投影面積円相当径の半分をｒとし、前記被覆層の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係にある複合粒子を製造する方法であって、
前記粒子の表面に前記粒子より小径の被覆粒子を機械的に圧接し融着させることにより、前記被覆層を形成することを特徴とする複合粒子の製造方法。
【請求項９】
前記粒子の表面を覆うように、前記被覆粒子を融着させる請求項８に記載の複合粒子の製造方法。
【請求項１０】
軟磁性金属材料で構成された粒子と前記粒子を覆うように融着し前記粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層とを有する複合粒子と、前記複合粒子同士を結合する結合材と、を圧縮成形してなる圧粉体で構成され、
前記粒子のビッカース硬度をＨＶ１とし、前記被覆層のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係にあり、
前記粒子の投影面積円相当径の半分をｒとし、前記被覆層の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係にあることを特徴とする圧粉磁心。
【請求項１１】
請求項１０に記載の圧粉磁心を備えることを特徴とする磁性素子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の磁性素子を備えることを特徴とする携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合粒子、複合粒子の製造方法、圧粉磁心、磁性素子および携帯型電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パソコンのようなモバイル機器の小型化・軽量化が顕著である。また、ノート型パソコンの性能は、デスクトップ型パソコンの性能と遜色ない程度まで向上が図られつつある。
このように、モバイル機器の小型化および高性能化を図るためには、スイッチング電源の高周波数化が必要となる。現在、スイッチング電源の駆動周波数は数１００ｋＨｚ程度まで高周波数化が進んでいるが、それに伴って、モバイル機器に内蔵されたチョークコイルやインダクター等の磁性素子の駆動周波数も高周波数化への対応が必要となる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｆｅ、Ｍ（ただし、Ｍは、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗから選ばれた少なくとも１種の元素）、Ｓｉ、Ｂ、Ｃを含む非晶質合金からなる薄帯が開示されている。また、この薄帯を積層し、打ち抜き加工等を施すことにより製造された磁心が開示されている。このような磁心により、交流磁気特性の向上が図られることが期待されている。
【０００４】
しかしながら、薄帯から製造された磁心では、磁性素子の駆動周波数がさらに高周波数化した場合、渦電流によるジュール損失（渦電流損失）の著しく増大が避けられないおそれがある。
かかる問題を解決するため、軟磁性粉末と結合材（バインダー）との混合物を加圧・成形した圧粉磁心が使用されている。圧粉磁心では、渦電流が生じる経路が分断されているため、渦電流損失の低減が図られることとなる。
【０００５】
また、圧粉磁心では、軟磁性粉末の粒子同士がバインダーによって結着されることにより、粒子間の絶縁と磁心形状の保持とが実現されている。その一方、バインダーが多くなり過ぎると圧粉磁心の透磁率の低下が避けられない。
そこで、特許文献２では、非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末との混合粉末を用いることにより、これらの課題を解決することを提案している。すなわち、非晶質金属は結晶質金属に比べて硬度が高いため、圧縮成形時に結晶質軟磁性粉末を塑性変形させることにより、充填率を向上させ、透磁率を高めることができる。
ところが、非晶質軟磁性粉末や結晶質軟磁性粉末の組成や粒径等によっては、粒子の偏析や均一な分散の課題等により充填率を十分に高められない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８２５９４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１８４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、充填率が高く透磁率の高い圧粉磁心を製造可能な複合粒子、かかる複合粒子を効率よく製造可能な複合粒子の製造方法、前記複合粒子を用いて製造された圧粉磁心、この圧粉磁心を備えた磁性素子、およびこの磁性素子を備えた携帯型電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の複合粒子は、軟磁性金属材料で構成された粒子と、前記粒子を覆うように融着し前記粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層と、を有し、
前記粒子のビッカース硬度をＨＶ１とし、前記被覆層のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係にあり、
前記粒子の投影面積円相当径の半分をｒとし、前記被覆層の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係にあることを特徴とする。
これにより、複合粒子の集合物（複合粒子粉末）が圧縮され成形されたとき、粒子と被覆層とが均一に分布するとともに、粒子同士の隙間に被覆層が変形して入り込むように移動可能であるという観点から、充填率が高く透磁率の高い圧粉磁心を製造可能な複合粒子が得られる。
【０００９】
本発明の複合粒子は、２５０≦ＨＶ１≦１２００および１００≦ＨＶ２＜２５０の関係にあることが好ましい。
これにより、圧縮されたときに粒子同士の隙間に適度な被覆層が入り込むことのできる複合粒子が得られる。
本発明の複合粒子では、前記粒子を構成する軟磁性金属材料および前記被覆層を構成する軟磁性金属材料はそれぞれ結晶質金属材料であり、
Ｘ線回折法により測定された前記粒子における平均結晶粒径は、Ｘ線回折法により測定された前記被覆層における平均結晶粒径の０．２倍以上０．９５倍以下であることが好ましい。
これにより、粒子と服装の硬度のバランスをより最適化することができる。すなわち、複合粒子を圧縮したときに被覆層が適度に変形し、圧粉磁心の充填率を特に高めることができる。
【００１０】
本発明の複合粒子では、前記粒子を構成する軟磁性金属材料は非晶質金属材料またはナノ結晶金属材料であり、前記被覆層を構成する軟磁性金属材料は結晶質金属材料であることが好ましい。
これにより、粒子は、硬度や靭性、比抵抗が高いものとなり、被覆層は、相対的に硬度が小さいものとなるため、上記金属材料はこれらの粒子の構成材料として有用である。
【００１１】
本発明の複合粒子では、前記粒子を構成する軟磁性金属材料は、Ｆｅ−Ｓｉ系材料であることが好ましい。
これにより、透磁率が高く、比較的靭性が高い粒子が得られる。
本発明の複合粒子では、前記被覆層を構成する軟磁性金属材料は、純Ｆｅ、Ｆｅ−Ｂ系材料、Ｆｅ−Ｃｒ系材料、およびＦｅ−Ｎｉ系材料のうちのいずれかであることが好ましい。
これにより、比較的硬度が低く、比較的靭性が高い被覆層が得られる。
【００１２】
本発明の複合粒子では、前記被覆層は、前記粒子の表面全体を覆っていることが好ましい。
これにより、複合粒子から製造される圧粉磁心等の成形体における機械的特性の低下を抑えつつ、充填率の高い圧粉磁心を得ることができる。
本発明の複合粒子の製造方法は、軟磁性金属材料で構成された粒子と、前記粒子を覆うように融着し前記粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層と、を有し、
前記粒子のビッカース硬度をＨＶ１とし、前記被覆層のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係にあり、
前記粒子の投影面積円相当径の半分をｒとし、前記被覆層の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係にある複合粒子を製造する方法であって、
前記粒子の表面に前記粒子より小径の被覆粒子を機械的に圧接し融着させることにより、前記被覆層を形成することを特徴とする。
これにより、被覆層は、粒子に対してより強固に融着したものとなる。このため、複合粒子が圧縮、成形されたときでも被覆層が脱落してしまうことが防止され、粒子と被覆層とがより均一に分布した充填率の高い圧粉磁心の実現に寄与する。したがって、本発明によればこのような複合粒子を効率よく製造することができる。
【００１３】
本発明の複合粒子の製造方法では、前記粒子の表面を覆うように、前記被覆粒子を融着させることが好ましい。
これにより、複合粒子を圧縮、成形して圧粉磁心を得たとき、その全体において粒子と被覆層とを均一に分布させることができ、かつ、粒子同士の隙間に被覆層を変形して入り込ませることができる。したがって、圧粉磁心全体における軟磁性金属材料の充填率をより高められる複合粒子を製造することができる。
【００１４】
本発明の圧粉磁心は、軟磁性金属材料で構成された粒子と前記粒子を覆うように融着し前記粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層とを有する複合粒子と、前記複合粒子同士を結合する結合材と、を圧縮成形してなる圧粉体で構成され、
前記粒子のビッカース硬度をＨＶ１とし、前記被覆層のビッカース硬度をＨＶ２としたとき、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係にあり、
前記粒子の投影面積円相当径の半分をｒとし、前記被覆層の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係にあることを特徴とする。
これにより、充填率が高く透磁率が高い圧粉磁心が得られる。
本発明の磁性素子は、本発明の圧粉磁心を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い磁性素子が得られる。
本発明の携帯型電子機器は、本発明の磁性粒子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い携帯型電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の複合粒子の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の複合粒子の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の磁性素子の第１実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図（平面図）である。
【図４】本発明の磁性素子の第２実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図（透過斜視図）である。
【図５】本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複合粒子、複合粒子の製造方法、圧粉磁心、磁性素子および携帯型電子機器について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
［複合粒子］
本発明の複合粒子は、軟磁性金属材料で構成されたコア粒子と、コア粒子を覆うようにコア粒子に融着しコア粒子とは組成の異なる軟磁性金属材料で構成された被覆層と、を有するものであり、このような複合粒子の集合物である粉末が、軟磁性粉末として圧粉磁心等の原材料として用いられる。
【００１７】
以下、複合粒子についてさらに詳述する。
図１、２は、それぞれ本発明の複合粒子の実施形態を示す断面図である。
図１に示すように、複合粒子５は、コア粒子３とその周囲を覆うようにコア粒子３に融着している被覆層４とを有するものである。ここで、融着とは、コア粒子３と被覆層４の原材料とを機械的に圧接する等して母材同士を一時的に溶融させ、共有結合、イオン結合、金属結合、水素結合等の化学結合に基づいて融合している状態を指す。
【００１８】
被覆層４は、軟磁性金属材料で構成された単なる被膜であってもよいが、図１に示すように、複数の被覆粒子４０が層状に集合してなるものであってもよい。これらの被覆粒子４０は、コア粒子３を覆うように分布しているとともに、コア粒子３の表面に融着している。
また、本実施形態に係るコア粒子３は、図１に示すように絶縁層３１で覆われている。一方、被覆粒子４０も、図１に示すように絶縁層４１で覆われている。
【００１９】
このような複合粒子５は、コア粒子３と被覆層４（被覆粒子４０）との間で、その硬度、粒径および層厚について所定の関係を満足している。
具体的には、コア粒子３は、軟磁性金属材料で構成されたものであるが、そのビッカース硬度をＨＶ１とし、一方、被覆層４は、コア粒子３とは異なる軟磁性金属材料で構成されたものであるが、そのビッカース硬度をＨＶ２としたとき、複合粒子５は、１００≦ＨＶ１−ＨＶ２の関係を満足している。
【００２０】
また、複合粒子５は、コア粒子３の投影面積円相当径の半分（半径）をｒとし、被覆層４の平均厚さをｔとしたとき、０．０５≦ｔ／ｒ≦１の関係を満足するよう構成されている。
このような関係を満足する複合粒子５は、圧縮されて圧粉磁心等に成形されたとき、充填率の高い圧粉磁心を製造し得るものとなる。これは、コア粒子３を覆うように被覆層４を設けたことにより、圧粉磁心全体においてこれらが均一に分布することができ、かつ、コア粒子３と被覆層４の硬度差が最適化されているためコア粒子３同士の隙間に被覆層４が変形して入り込むことで、圧粉磁心全体における軟磁性金属材料の充填率が高められることによるものである。その結果、全体の充填率がより均一で高いものとなり、透磁率や飽和磁束密度の高い圧粉磁心が得られる。
【００２１】
すなわち、被覆層４が設けられておらず、従来のように２種類の粒子が単に混合された混合粉末が用いられた場合、圧縮されたときに２種類の粒子が偏在し、その結果、コア粒子同士の間に大きな空隙を残すおそれがあるのに対し、本発明では、この隙間に変形した被覆層４が確実に入り込むことによって充填率の向上をもたらしていると考えられる。またこのとき、被覆層４が十分に変形しなければ、コア粒子３と被覆層４との間に大きな空隙が生じてしまうが、被覆層４が適度に変形する場合、隙間への充填性が向上し、全体の充填率をより高めることができるのである。
【００２２】
また、コア粒子３の円相当径に対して被覆層４の平均厚さを所定の範囲内にしたことで、コア粒子３同士の隙間に入り込むのに必要十分な量の被覆層４が確保される。このため、例えばコア粒子３の構成材料として靭性が低くても透磁率や飽和磁束密度が高い材料を用いた場合、このような必要十分な量の被覆層４を設けたことにより、靭性が低いという欠点を補いつつ、高透磁率や高飽和磁束密度といった長所を最大限活かすことのできる複合粒子５が得られる。
【００２３】
さらに、コア粒子３に対して被覆層４が融着されているため、複合粒子５が圧縮された場合でも、圧縮荷重によって被覆層４が剥がれ難い。このため、従来のように２種類の材料が偏在することがなく、とりわけ充填率の高い圧粉磁心を得ることができる。
なお、ＨＶ１−ＨＶ２が前記下限値を下回った場合、ＨＶ１とＨＶ２との差が十分に確保されず、複合粒子５に圧縮荷重が加わった場合、被覆層４を適度に変形させることができないため、コア粒子３同士の隙間に被覆層４が入り込めなくなる。
【００２４】
また、ＨＶ１−ＨＶ２は、好ましくは１２５≦ＨＶ１−ＨＶ２≦７００の関係を満足し、１５０≦ＨＶ１−ＨＶ２≦５００の関係を満足するものとされる。なお、ＨＶ１−ＨＶ２が前記上限値を上回った場合、コア粒子３の粒径や被覆層４の膜厚等によっては、被覆層４が過度に変形し、コア粒子３によって被覆層４が断ち切られるおそれがある。
また、ＨＶ１は、好ましくは２５０≦ＨＶ１≦１２００の関係を満足し、より好ましくは３００≦ＨＶ１≦１１００の関係を満足し、さらに好ましくは３５０≦ＨＶ１≦１０００の関係を満足するものとされる。さらに、ＨＶ２は、好ましくは１００≦ＨＶ２＜２５０の関係を満足し、より好ましくは１２５≦ＨＶ２≦２２５の関係を満足し、さらに好ましくは１５０≦ＨＶ２≦２００の関係を満足するものとされる。このような硬度を有する複合粒子５は、圧縮されたときにコア粒子３同士の隙間に適量の被覆層４が入り込むことができる。
【００２５】
なお、コア粒子３のビッカース硬度ＨＶ１が前記下限値を下回った場合、被覆層４の構成材料によっては、圧縮されたときにコア粒子３が必要以上に大きく変形してしまい、コア粒子３と被覆層４の均一な分布状態が損なわれるおそれがある。そのため、圧粉磁心における軟磁性金属材料の充填率が低下することにつながるおそれがある。また、コア粒子３のビッカース硬度ＨＶ１が前記上限値を上回った場合、被覆層４の構成材料によっては、今度は圧縮されたときに被覆層４が必要以上に大きく変形してしまい、やはりコア粒子３と被覆層４の均一な分布状態が損なわれるおそれがある。
【００２６】
一方、被覆層４のビッカース硬度ＨＶ２が前記下限値を下回った場合も、コア粒子３の構成材料によっては、圧縮されたときに被覆層４が必要以上に大きく変形してしまい、コア粒子３と被覆層４の均一な分布状態が損なわれるおそれがある。また、被覆層４のビッカース硬度ＨＶ２が前記上限値を上回った場合も、コア粒子３の構成材料によっては、圧縮されたときにコア粒子３が必要以上に大きく変形してしまうおそれがある。
【００２７】
なお、ビッカース硬度ＨＶ１、ＨＶ２は、それぞれコア粒子３、被覆層４の表面または断面に圧子を押圧し、これにより形成された圧痕の断面積の大きさや押圧時の荷重等に基づいて算出される。測定には、例えばマイクロビッカース硬さ計等が用いられる。
また、ｔ／ｒは、好ましくは０．１≦ｔ／ｒ≦０．９の関係を満足し、より好ましくは０．２≦ｔ／ｒ≦０．８の関係を満足するものとされる。
また、ｔは、好ましくは４０μｍ以上９０μｍ以下とされ、より好ましくは４５μｍ以上８０μｍ以下とされる。
【００２８】
なお、コア粒子３の投影面積円相当径の半分ｒが前記下限値を下回った場合、被覆層４の厚さによっては、複合粒子５が圧縮されたときに、コア粒子３に対して被覆層４を押し付けることが難しくなり、コア粒子３を覆うように被覆層４が分布しているという形態が維持され難くなる。また、コア粒子３の投影面積円相当径の半分ｒが前記上限値を上回った場合、被覆層４の厚さによっては、コア粒子３同士の隙間が必然的に大きくなり、その結果、複合粒子５が圧縮されて圧粉磁心等に成形されたとき、充填率が低くなり易い。
【００２９】
また、コア粒子３の投影面積円相当径の半分ｒは、複合粒子５について光学顕微鏡や電子顕微鏡等で撮像し、得られたコア粒子３の粒子像の面積と同じ面積を持つ円の半径として算出する。
同様に、被覆層４の平均厚さｔは、複合粒子５についての粒子像のうち、被覆層４に対応する像から厚さを算出し、１０か所の厚さのデータの平均値として算出する。
【００３０】
一方、コア粒子３の円形度は、０．５以上１以下であるのが好ましく、０．６以上１以下であるのがより好ましい。このような円形度を有するコア粒子３は、比較的真球に近いものであるといえることから、複合粒子５についても比較的流動性の高いものとなる。このため、複合粒子５を圧縮して圧粉磁心等を形成したとき、速やかに充填されるため、充填率が高く透磁率等に優れた圧粉磁心が得られる。
【００３１】
また、複合粒子５からなる粉末について、レーザー回折散乱法により測定された質量基準の累積粒度分布において、小径側から累積５０％のときの粒径をＤ５０としたとき、Ｄ５０が５０μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、８０μｍ以上４００μｍ以下であるのがより好ましい。このような複合粒子５は、コア粒子３の粒径と被覆層４の膜厚とのバランスがより優れているといえることから、充填率の高い圧粉磁心を製造する観点から好ましい。
【００３２】
さらには、複合粒子５からなる粉末について、レーザー回折散乱法により測定された質量基準の累積粒度分布において、小径側から累積１０％、累積９０％のときの粒径をそれぞれＤ１０、Ｄ９０としたとき、（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０は０．５以上３．５以下であるのが好ましく、０．８以上３以下であるのがより好ましい。このような複合粒子５は、コア粒子３の粒径と被覆層４の膜厚とのバランスが適度に保たれ、その中でも複合粒子５の粒径バラツキが小さいものであるので、特に充填率の高い圧粉磁心を製造するという観点から好ましい。
【００３３】
ここで、コア粒子３を構成する軟磁性金属材料は、被覆層４を構成する軟磁性金属材料よりビッカース硬度が高いものであれば特に限定されないが、例えば、純Ｆｅ、ケイ素鋼（Ｆｅ−Ｓｉ系材料）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系材料）、スーパーマロイ、パーメンジュール（Ｆｅ−Ｃｏ系材料）、センダストのようなＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系材料、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系材料、Ｆｅ−Ｃｒ系材料、Ｆｅ−Ｂ系材料、フェライト系ステンレス鋼等の各種Ｆｅ系材料の他、各種Ｎｉ系材料、各種Ｃｏ系材料、各種アモルファス金属材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含む複合材料であってもよい。
【００３４】
このうち、Ｆｅ−Ｓｉ系材料が好ましく用いられる。Ｆｅ−Ｓｉ系材料は、透磁率が高く、比較的靭性が高いことから、コア粒子３を構成する軟磁性金属材料として有用である。
一方、被覆層４を構成する軟磁性金属材料としても、例えば上述した軟磁性金属材料が用いられる。
【００３５】
このうち、純Ｆｅ、Ｆｅ−Ｂ系材料、Ｆｅ−Ｃｒ系材料、およびＦｅ−Ｎｉ系材料のいずれかが好ましく用いられる。これらは比較的硬度が低く、比較的靭性が高いことから、被覆層４を構成する軟磁性金属材料として有用である。なお、純鉄とは、炭素その他の不純物元素が非常に少ない鉄であり、不純物含有量が０．０２質量％以下のものである。
また、コア粒子３および被覆層４の構成材料としては、コア粒子３と被覆層４の双方が結晶質の軟磁性金属材料で構成されているか、あるいは、コア粒子３が非晶質またはナノ結晶の軟磁性金属材料で構成され、かつ被覆層４が結晶質の軟磁性材料で構成されている場合が挙げられる。
【００３６】
このうち、前者は、コア粒子３と被覆層４の双方が結晶質の軟磁性金属材料で構成された場合であるが、この場合、焼鈍処理等の条件を適宜変更する等して結晶の粒径を調整することにより、双方の硬度や靭性、比抵抗等を均一に制御することができ、充填率の高い圧粉磁心を得ることができる。したがって、結晶質の軟磁性金属材料は、コア粒子３や被覆層４の構成材料として有用である。
【００３７】
なお、コア粒子３中に存在する結晶組織の平均粒径は、被覆層４中に存在する結晶組織の平均粒径の０．２倍以上０．９５倍以下であるのが好ましく、０．３倍以上０．９倍以下であるのがより好ましい。これにより、コア粒子３と被覆層４の硬度のバランスをより最適化することができる。すなわち、複合粒子５を圧縮したときに被覆層４が適度に変形し、圧粉磁心の充填率を特に高めることができる。なお、結晶組織の平均粒径が前記下限値を下回る場合、そのような結晶組織を安定的かつ粒径バラツキを抑えながら形成することは、製造条件の調整に困難を伴うことがある。
【００３８】
これらの結晶組織の平均粒径は、例えばＸ線回折法により得られた回折ピークの幅から算出することができる。
また、被覆層４中に存在する結晶組織の平均粒径は、３０μｍ以上２００μｍ以下であるのが好ましく、４０μｍ以上１８０μｍ以下であるのがより好ましい。このような平均粒径を有する被覆層４は、硬度が特に最適化されるとともに、複合粒子５が圧粉磁心等の用途に適用される観点で靭性や比抵抗等がより最適化される。
【００３９】
一方、後者は、コア粒子３が非晶質またはナノ結晶の軟磁性金属材料で構成され、かつ、被覆層４が結晶質の軟磁性金属材料で構成された場合であるが、この場合、非晶質またはナノ結晶の材料は、非常に硬度や靭性、比抵抗が高いものとなり、コア粒子３の構成材料として有用であり、結晶質の材料は、相対的に硬度が小さいものとなり、被覆層４の構成材料として有用である。
【００４０】
なお、非晶質の軟磁性金属材料とは、コア粒子３についてＸ線回折スペクトルを得たとき、回折ピークが検出されないものをいう。また、ナノ結晶の軟磁性金属材料とは、Ｘ線回折法により測定された結晶組織の平均粒径が１μｍ未満であるものをいい、結晶質の軟磁性金属材料とは、Ｘ線回折法により測定された結晶組織の平均粒径が１μｍ以上であるものをいう。
【００４１】
非晶質（アモルファス）の軟磁性金属材料としては、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系等が挙げられる。
また、ナノ結晶の軟磁性金属材料としては、例えば、非晶質の軟磁性金属材料を結晶化させ、ｎｍオーダーの微結晶を析出させたものが用いられる。
【００４２】
なお、被覆層４は、表面の全体を覆っているのが好ましいが、一部を覆っていてもよい。この場合、被覆層４は、コア粒子３の表面の５０％以上を覆っているのが好ましく、７０％以上を覆っているのがより好ましい。特に７０％以上を覆っている場合、理論的には、コア粒子３の表面に対してそれ以上被覆層４を直接固着させられない状態になっていると考えられる。すなわち、このような状態は、実質的にコア粒子３の表面全体を被覆層４が覆っているとみなすことができる。そして、このような状態においては、圧粉磁心等の成形体における機械的特性の低下を抑えつつ、充填率の高い圧粉磁心を得ることができる。
【００４３】
図１に示すコア粒子３は、前述したように絶縁層３１で覆われており、一方、被覆粒子４０は、前述したように絶縁層４１で覆われている。
絶縁層３１、４１の構成材料としては、例えば、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カドミウムのようなリン酸塩、ケイ酸ナトリウムのようなケイ酸塩（水ガラス）、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、硫酸塩ガラス等の無機バインダー等が挙げられる。無機バインダーは、特に絶縁性に優れていることから、誘導電流によるジュール損失を特に小さく抑えることができる。また、無機バインダーは比較的硬度が高いことから、絶縁層３１、４１は、複合粒子５が圧縮されたときでも断ち切られ難いものとなる。また、無機バインダーで構成された絶縁層３１、４１を設けることにより、金属材料で構成された各粒子と絶縁層との密着性、親和性が向上し、粒子間の絶縁性を特に高めることができる。
【００４４】
絶縁層３１、４１の平均厚さは、０．３μｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、０．５μｍ以上８μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、コア粒子３と被覆粒子４０との間を十分に絶縁しつつ、全体の透磁率等の低下を抑制することができる。
また、絶縁層３１、４１は、コア粒子３および被覆粒子４０の表面全体を覆っていなくてもよく、一部のみを覆っていてもよい。
【００４５】
また、絶縁層３１、４１は必要に応じて設けられればよい。例えば、図２に示すように、絶縁層３１、４１を省略した代わりに、複合粒子５全体を覆うように絶縁層３１、４１と同様の絶縁層５１を設けるようにしてもよい。これにより、絶縁層は複合粒子５同士の絶縁性を確保するとともに複合粒子５を補強して、複合粒子５が圧縮されたときに複合粒子５が壊れてしまうのを抑制することができる。このような複合粒子５全体を覆う絶縁層５１についても、絶縁層３１、４１と同様に構成することができる。
【００４６】
以上のようなコア粒子３および被覆粒子４０は、例えば、アトマイズ法（例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法等）、還元法、カルボニル法、粉砕法等の各種粉末化法により製造される。
このうち、コア粒子３および被覆粒子４０は、アトマイズ法により製造されたものであるのが好ましく、水アトマイズ法または高速回転水流アトマイズ法により製造されたものであるのがより好ましい。アトマイズ法は、溶融金属（溶湯）を、高速で噴射された流体（液体または気体）に衝突させることにより、溶湯を微粉化するとともに冷却して、金属粉末を製造する方法である。コア粒子３および被覆粒子４０をこのようなアトマイズ法によって製造することにより、より真球に近く粒径の揃った粉末を効率よく製造することができる。このため、このようなコア粒子３および被覆粒子４０を用いることにより、充填率が高く透磁率が高い圧粉磁心が得られる。
【００４７】
なお、アトマイズ法として水アトマイズ法を用いた場合、溶融金属に向けて噴射される水（以下、「アトマイズ水」という。）の圧力は、特に限定されないが、好ましくは７５ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下（７５０ｋｇｆ／ｃｍ２以上１２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下）程度とされ、より好ましくは９０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下（９００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下）程度とされる。
【００４８】
また、アトマイズ水の水温も、特に限定されないが、好ましくは１℃以上２０℃以下程度とされる。
さらに、アトマイズ水は、溶湯の落下経路上に頂点を有し、外径が下方に向かって漸減するような円錐状に噴射される場合が多い。この場合、アトマイズ水が形成する円錐の頂角θは、１０°以上４０°以下程度であるのが好ましく、１５°以上３５°以下程度であるのがより好ましい。これにより、前述したような組成の軟磁性粉末を、確実に製造することができる。
また、得られたコア粒子３および被覆粒子４０には、必要に応じて焼鈍処理を施すようにしてもよい。
【００４９】
［複合粒子の製造方法］
次に、図１に示す複合粒子５を製造する方法（本発明の複合粒子の製造方法）について説明する。
［１］まず、コア粒子３に対して絶縁層３１を形成する。絶縁層３１の形成は、例えば原材料を溶解または分散させた液体をコア粒子３の表面に塗布する方法も用いられるが、好ましくは原材料を機械的に固着する方法が用いられる。これにより、コア粒子３に対して密着性の高い絶縁層３１が得られる。
【００５０】
原材料を機械的に固着させて絶縁層３１を形成するには、例えばコア粒子３と絶縁層３１の原材料の混合物に対して機械的な圧縮と摩擦とを生じさせる装置が用いられる。具体的には、ハンマーミル、ディスクミル、ローラーミル、ボールミル、遊星ミル、ジェットミル等の各種粉砕機や、ハイブリダイゼーション（登録商標）、クリプトロン（登録商標）のような高速衝撃式の機械的粒子複合化装置、メカノフュージョン（登録商標）、シーターコンポーザー（登録商標）のような圧縮せん断式の機械的粒子複合化装置、メカノミル、ＣＦミル、摩擦混合機のような混合せん断摩擦式の機械的粒子複合化装置等が用いられる。このような装置によって圧縮と摩擦とが生じることにより、絶縁層３１の原材料（固形物）が軟化または溶融しつつコア粒子３の表面に均一にかつ強固に付着し、コア粒子３を覆う絶縁層３１が形成される。また、コア粒子３の表面に凹凸があっても、原材料が押し付けられることにより、凹凸に関係なく均一な厚さの絶縁層３１を形成することができる。さらに、液体を用いないので、乾燥下や不活性ガス下で絶縁層３１を形成することができ、水分によるコア粒子３の変質、劣化を抑制することができる。
【００５１】
この際、絶縁層３１を形成しつつも、コア粒子３には変形等ができるだけ及ばないように、圧縮条件、摩擦条件を調整するのが好ましい。これにより、後述する工程において、コア粒子３に対して被覆粒子４０を効率よく融着させることができる。
絶縁層３１の構成材料として前述した無機バインダーを用いた場合、その軟化点は１００℃以上５００℃以下程度であるのが好ましい。
【００５２】
また、絶縁層３１の形成に際し、圧縮と摩擦の作用が働くため、仮にコア粒子３の表面に異物や不働態皮膜等が付着している場合でも、それを除去しつつ絶縁層３１を形成することができ、密着性の向上が図られる。
なお、これと同様にして、被覆粒子４０に対しても絶縁層４１を形成することができる。この際も、絶縁層４１を形成しつつも、被覆粒子４０には変形等ができるだけ及ばないように、圧縮条件、摩擦条件を調整するのが好ましい。
【００５３】
［２］次に、絶縁層３１を形成したコア粒子３に対して、絶縁層４１を形成した被覆粒子４０を圧接し融着させる。これにより、絶縁層３１を形成したコア粒子３を覆うように、絶縁層４１および被覆粒子４０で構成された被覆層４が形成され、複合粒子５が得られる。
被覆粒子４０の融着にも、例えば上述したような機械的な圧縮と摩擦とを生じさせる装置が用いられる。すなわち、絶縁層３１を形成したコア粒子３と、絶縁層４１を形成した被覆粒子４０と、を装置内に投入して圧縮摩擦作用による融着を行う。このとき、装置内において圧縮摩擦作用を及ぼす部材が被処理物を押圧する荷重は、装置の大きさ等に応じて異なるものの、一例として３０Ｎ以上５００Ｎ以下程度とされる。また、圧縮摩擦作用を及ぼす部材が装置内で回転しながら被処理物を押圧する場合、その回転速度は１分間に３００回以上１２００回以下程度に調整されるのが好ましい。
【００５４】
このような圧縮と摩擦とが生じることにより、被覆粒子４０はその粒子形状を残しつつも絶縁層３１を形成したコア粒子３の表面に沿って変形し、融着する。このとき、被覆粒子４０は、コア粒子３より小径であるため、コア粒子３をかわすように分布する。その結果、被覆粒子４０は、コア粒子３を覆うように均一に分布する。このようにして複合粒子５が得られるが、この複合粒子５は、圧縮成形されたとき全体の充填率を高めることに寄与する。そして、最終的には、透磁率や飽和磁束密度等の磁気特性に優れた圧粉磁心の製造に寄与する。
【００５５】
また、このような方法によれば、被覆粒子４０をより強固に融着させることができ、被覆粒子４０が脱落し難くなる。このため、複合粒子５を圧縮して成形する際等において被覆粒子４０が脱落してしまうのを防止することができ、コア粒子３と被覆層４とがより均一に分布した充填率の高い圧粉磁心を得ることができる。
なお、絶縁層３１を形成したコア粒子３と絶縁層４１を形成した被覆粒子４０との融着には、絶縁層３１と絶縁層４１との融着、および、コア粒子３と被覆粒子４０との融着を含む。
【００５６】
また、図１に示す複合粒子５では、被覆粒子４０がその粒子としての形状を維持した状態で被覆層４を構成しているが、被覆粒子４０は必ずしもその形状を維持していなくてもよい。すなわち、被覆粒子４０同士が連結して被覆層４を形成するとき、被覆粒子４０同士が融着して粒子としての形状を失っていても構わない。
なお、被覆粒子４０を融着させる際、必要に応じて潤滑剤を用いるようにしてもよい。この潤滑剤は、コア粒子３と被覆粒子４０との間における摩擦抵抗を低減し、複合粒子５が形成されるときの発熱等を抑制することができる。これにより、発熱に伴うコア粒子３や被覆粒子４０の酸化等を抑制することができる。さらに、複合粒子５が圧縮成形されたとき、潤滑剤が染み出すことにより、成形型のかじり等の不具合を抑制することができる。その結果、高品質な圧粉磁心を効率よく製造可能な複合粒子５が得られる。
【００５７】
潤滑剤の構成材料としては、例えば、ラウリン酸、ステアリン酸、コハク酸、ステアリル乳酸、乳酸、フタル酸、安息香酸、ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸、ナフテン酸、オレイン酸、パルミチン酸、エルカ酸のような高級脂肪酸と、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｄのような金属との化合物（脂肪酸金属塩）、ジメチルポリシロキサンおよびその変性物、カルボキシル変性シリコーン、αメチルスチレン変性シリコーン、αオレフィン変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、親水性特殊変性シリコーン、オレフィンポリエーテル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、アルコール変性シリコーンのようなシリコーン系化合物、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックスのような天然または合成樹脂誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いられる。
【００５８】
［圧粉磁心および磁性素子］
本発明の磁性素子は、チョークコイル、インダクター、ノイズフィルター、リアクトル、トランス、モーター、発電機のように、磁心を備えた各種磁性素子に適用可能である。また、本発明の圧粉磁心は、これらの磁性素子が備える磁心に適用可能である。
以下、磁性素子の一例として、２種類のチョークコイルを代表に説明する。
【００５９】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の磁性素子の第１実施形態を適用したチョークコイルについて説明する。
図３は、本発明の磁性素子の第１実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図（平面図）である。
図３に示すチョークコイル１０は、リング状（トロイダル形状）の圧粉磁心１１と、この圧粉磁心１１に巻き回された導線１２とを有する。このようなチョークコイル１０は、一般に、トロイダルコイルと称される。
【００６０】
圧粉磁心１１は、本発明の複合粒子からなる粉末と必要に応じて設けられる結合材と有機溶媒とを混合し、得られた混合物を成形型に供給するとともに、加圧・成形して得られたものである。
圧粉磁心１１の作製に用いられる結合材の構成材料としては、例えば、前述した有機バインダー、無機バインダー等が挙げられるが、好ましくは有機バインダーが用いられ、より好ましくは熱硬化性ポリイミドまたはエポキシ系樹脂が用いられる。これらの樹脂材料は、加熱されることによって容易に硬化するとともに、耐熱性に優れたものである。したがって、圧粉磁心１１の製造容易性および耐熱性をより高めることができる。
【００６１】
また、複合粒子５に対する結合材の割合は、作製する圧粉磁心１１の目的とする磁束密度や、許容される渦電流損失等に応じて若干異なるが、０．５質量％以上５質量％以下程度であるのが好ましく、１質量％以上３質量％以下程度であるのがより好ましい。これにより、複合粒子５同士を確実に絶縁しつつ、圧粉磁心１１の密度をある程度確保して、圧粉磁心１１の透磁率が著しく低下するのを防止することができる。その結果、より透磁率が高く、かつ、より低損失の圧粉磁心１１が得られる。
【００６２】
また、有機溶媒としては、結合材を溶解し得るものであれば特に限定されないが、例えば、トルエン、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、クロロホルム、酢酸エチル等の各種溶媒が挙げられる。
なお、前記混合物中には、必要に応じて、任意の目的で各種添加剤を添加するようにしてもよい。
【００６３】
また、このような結合材は、圧粉磁心１１の保形性を確保するとともに、複合粒子５同士の絶縁性を確保する。したがって、絶縁層３１、４１が省略された場合であっても鉄損が小さく抑えられた圧粉磁心が得られる。
一方、導線１２の構成材料としては、導電性の高い材料が挙げられ、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属材料、またはかかる金属材料を含む合金等が挙げられる。
なお、導線１２の表面に、絶縁性を有する表面層を備えているのが好ましい。これにより、圧粉磁心１１と導線１２との短絡を確実に防止することができる。
かかる表面層の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料等が挙げられる。
次に、チョークコイル１０の製造方法について説明する。
【００６４】
まず、複合粒子５（本発明の複合粒子）と、結合材と、各種添加剤と、有機溶媒とを混合し、混合物を得る。
次いで、混合物を乾燥させて塊状の乾燥体を得た後、この乾燥体を粉砕することにより、造粒粉を形成する。
次に、この混合物または造粒粉を、作製すべき圧粉磁心の形状に成形し、成形体を得る。
【００６５】
この場合の成形方法としては、特に限定されないが、例えば、プレス成形、押出成形、射出成形等の方法が挙げられる。なお、この成形体の形状寸法は、以後の成形体を加熱した際の収縮分を見込んで決定される。
次に、得られた成形体を加熱することにより、結合材を硬化させ、圧粉磁心１１を得る。このとき、加熱温度は、結合材の組成等に応じて若干異なるものの、結合材が有機バインダーで構成されている場合、好ましくは１００℃以上５００℃以下程度とされ、より好ましくは１２０℃以上２５０℃以下程度とされる。また、加熱時間は、加熱温度に応じて異なるものの、０．５時間以上５時間以下程度とされる。
【００６６】
以上により、本発明の複合粒子を加圧・成形してなる圧粉磁心（本発明の圧粉磁心）１１、および、かかる圧粉磁心１１の外周面に沿って導線１２を巻き回してなるチョークコイル（本発明の磁性素子）１０が得られる。このような圧粉磁心１１の製造において複合粒子５を用いることにより、圧粉磁心１１内においてコア粒子３および被覆粒子４０が均一に分布するとともに、コア粒子３同士の隙間に被覆粒子４０が入り込む。その結果、充填率が高く、それゆえ透磁率や飽和磁束密度の高い圧粉磁心１１が得られる。したがって、かかる圧粉磁心１１を備えたチョークコイル１０は、磁気応答性に優れ、かつ、高周波数域での損失（鉄損）が小さい低損失のものとなる。さらには、チョークコイル１０の小型化や定格電流の増大、発熱量の低減を容易に実現することができる。すなわち、高性能のチョークコイル１０が得られる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の磁性素子の第２実施形態を適用したチョークコイルについて説明する。
図４は、本発明の磁性素子の第２実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図（透過斜視図）である。
以下、第２実施形態にかかるチョークコイルについて説明するが、それぞれ、前記第１実施形態にかかるチョークコイルとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６８】
本実施形態にかかるチョークコイル２０は、図４に示すように、コイル状に成形された導線２２を、圧粉磁心２１の内部に埋設してなるものである。すなわち、チョークコイル２０は、導線２２を圧粉磁心２１でモールドしてなる。
このような形態のチョークコイル２０は、比較的小型のものが容易に得られる。そして、このような小型のチョークコイル２０を製造する場合、透磁率および磁束密度が大きく、かつ、損失の小さい圧粉磁心２１が、その作用・効果をより有効に発揮する。すなわち、より小型であるにもかかわらず、大電流に対応可能な低損失・低発熱のチョークコイル２０が得られる。
【００６９】
また、導線２２が圧粉磁心２１の内部に埋設されているため、導線２２と圧粉磁心２１との間に隙間が生じ難い。このため、圧粉磁心２１の磁歪による振動を抑制し、この振動に伴う騒音の発生を抑制することもできる。
以上のような本実施形態にかかるチョークコイル２０を製造する場合、まず、成形型のキャビティ内に導線２２を配置するとともに、キャビティ内を本発明の複合粒子で充填する。すなわち、導線２２を包含するように複合粒子を充填する。
次に、導線２２とともに、複合粒子を加圧して成形体を得る。
次いで、前記第１実施形態と同様に、この成形体に熱処理を施す。これにより、チョークコイル２０が得られる。
【００７０】
［携帯型電子機器］
次いで、本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器（本発明の携帯型電子機器）について、図５〜７に基づき説明する。
図５は、本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、チョークコイル１０、２０が内蔵されている。
【００７１】
図６は、本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能するチョークコイル１０、２０が内蔵されている。
【００７２】
図７は、本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００７３】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００７４】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、チョークコイル１０、２０が内蔵されている。
【００７５】
なお、本発明の磁性素子を備える携帯型電子機器は、図５のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図６の携帯電話機、図７のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【００７６】
以上、本発明の複合粒子、複合粒子の製造方法、圧粉磁心、磁性素子および携帯型電子機器について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、本発明の複合粒子の適用例として圧粉磁心について説明したが、適用例はこれに限定されず、例えば磁気遮蔽シート、磁気ヘッド等の圧粉体であってもよい。
【実施例】
【００７７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．圧粉磁心およびチョークコイルの製造
（サンプルＮｏ．１）
＜１＞まず、Ｆｅ−６．５質量％Ｓｉ合金で構成されたコア粒子と、Ｆｅ−５０質量％Ｎｉ合金で構成された被覆粒子と、を用意した。これらのコア粒子および被覆粒子は、それぞれ原材料を高周波誘導炉で溶融するとともに、水アトマイズ法により粉末して得られたものである。
【００７８】
＜２＞次に、コア粒子とリン酸塩系ガラスとを機械的粒子複合化装置に投入し、リン酸塩系ガラスをコア粒子の表面に固着させた。これにより、絶縁層付きのコア粒子を得た。同様にして、被覆粒子とリン酸塩系ガラスとを機械的粒子複合化装置に投入し、リン酸塩系ガラスを被覆粒子の表面に固着させた。これにより、絶縁層付きの被覆粒子を得た。なお、このリン酸塩系ガラスは、軟化点４０４℃のＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５−ＭｇＯ系ガラス（ＳｎＯ：６２モル％、Ｐ２Ｏ５：３３モル％、ＭｇＯ：５モル％）である。
【００７９】
＜３＞次に、絶縁層付きのコア粒子と絶縁層付きの被覆粒子とを機械的粒子複合化装置に投入し、融着させた。これにより、コア粒子とそれを覆う被覆層とを有する複合粒子を得た。なお、機械的粒子複合化装置には、コア粒子と被覆粒子の比率が質量比で１０：９０となるように、絶縁層付きのコア粒子と絶縁層付きの被覆粒子を投入した。
得られた複合粒子を切断し、その切断面についてマイクロビッカース硬度計により硬度を測定した。測定されたコア粒子の断面および被覆層の断面のビッカース硬度ＨＶ１、ＨＶ２を表１に示す。
【００８０】
また、得られた複合粒子で走査型電子顕微鏡により観察し、コア粒子と被覆層の観察像を得た。そして、コア粒子の観察像から円相当径を測定し、測定されたコア粒子の円相当径の半分ｒを表１に示す。また、被覆層の観察像から平均厚さを測定し、測定された被覆層の平均厚さｔを表１に示す。なお、被覆層は、コア粒子表面の７０％以上を覆うように分布していた（被覆率７０％）。
【００８１】
＜４＞次に、得られた複合粒子と、エポキシ樹脂（結合材）、トルエン（有機溶媒）とを混合して、混合物を得た。なお、エポキシ樹脂の添加量は、複合粒子１００質量部に対して２質量部とした。
＜５＞次に、得られた混合物を撹拌したのち、温度６０℃で１時間加熱して乾燥させ、塊状の乾燥体を得た。次いで、この乾燥体を、目開き５００μｍのふるいにかけ、乾燥体を粉砕して、造粒粉末を得た。
＜６＞次に、得られた造粒粉末を成形型に充填し、下記の成形条件に基づいて成形体を得た。
【００８２】
＜成形条件＞
・成形方法    ：プレス成形
・成形体の形状：リング状
・成形体の寸法：外径２８ｍｍ、内径１４ｍｍ、厚さ１０．５ｍｍ
・成形圧力    ：２０ｔ／ｃｍ２（１．９６ＧＰａ）
【００８３】
＜７＞次に、成形体を、大気雰囲気中において温度４５０℃で０．５時間加熱して、結合材を硬化させた。これにより、圧粉磁心を得た。
＜８＞次に、得られた圧粉磁心を用い、以下の作製条件に基づいて、図３に示すチョークコイル（磁性素子）を作製した。
＜コイル作製条件＞
・導線の構成材料        ：Ｃｕ
・導線の線径            ：０．５ｍｍ
・巻き数（透磁率測定時）：７ターン
・巻き数（鉄損測定時）  ：１次側３０ターン、２次側３０ターン
【００８４】
（サンプルＮｏ．２〜２３）
複合粒子として表１、２に示すものをそれぞれ用いるようにした以外は、サンプルＮｏ．１と同様にして圧粉磁心を得るとともに、この圧粉磁心を用いてチョークコイルを得た。なお、コア粒子表面に対する被覆層の被覆率は、７０〜８５％であった。
（サンプルＮｏ．２４）
コア粒子と被覆粒子とを単に撹拌するのみの撹拌混合機で撹拌、混合した後、得られた混合粉末と、エポキシ樹脂（結合材）、トルエン（有機溶媒）とを混合して、混合物を得た。以下、サンプルＮｏ．１と同様にして圧粉磁心を得るとともに、この圧粉磁心を用いてチョークコイルを得た。
また、表１、２においては、各サンプルＮｏ．の軟磁性粉末のうち、本発明に相当するものについては「実施例」、本発明に相当しないものについては「比較例」と示した。なお、表１、２において、（ｃ）は各粒子の構成材料が結晶質の軟磁性金属材料であることを、（ａ）は各粒子の構成材料が非晶質の軟磁性金属材料であることを示している。
【００８５】
（サンプルＮｏ．２５）
被覆粒子の添加量を減らすことにより、複合粒子においてコア粒子表面を覆う被覆粒子の被覆率を５５％に減らした以外は、サンプルＮｏ．５と同様にして圧粉磁心を得るとともに、この圧粉磁心を用いてチョークコイルを得た。
（サンプルＮｏ．２６）
被覆粒子の添加量を減らすことにより、複合粒子においてコア粒子表面を覆う被覆粒子の被覆率を４０％に減らした以外は、サンプルＮｏ．５と同様にして圧粉磁心を得るとともに、この圧粉磁心を用いてチョークコイルを得た。
【００８６】
２．複合粒子、圧粉磁心およびチョークコイルの評価
２．１  Ｘ線回折法による平均結晶粒径の測定
各サンプルＮｏ．の複合粒子について、Ｘ線回折法によりＸ線回折スペクトルを取得した。例えばサンプルＮｏ．１の複合粒子から得られたＸ線回折スペクトルには、Ｆｅ−Ｓｉ系合金に由来する回折ピークと、Ｆｅ−Ｎｉ系合金に由来する回折ピークと、が含まれていた。
そこで、各回折ピークの形状（半値幅）に基づき、コア粒子に含まれる結晶組織の平均結晶粒径と、被覆層に含まれる結晶組織の平均結晶粒径と、を算出した。算出結果を表１、２に示す。
【００８７】
２．２  圧粉磁心の密度の測定
各サンプルＮｏ．の圧粉磁心について密度を測定した。そして、各サンプルＮｏ．の複合粒子の組成から計算される真比重に基づき、各圧粉磁心の相対密度を算出した。算出結果を表１、２に示す。
２．３  チョークコイルの透磁率の測定
各サンプルＮｏ．のチョークコイルについて、それぞれの透磁率μ’、鉄損（コアロスＰｃｖ）を以下の測定条件に基づいて測定した。測定結果を表１、２に示す。
【００８８】
＜測定条件＞
・測定周波数（透磁率）：１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１０００ｋＨｚ
・測定周波数（鉄損）  ：５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ
・最大磁束密度        ：５０ｍＴ、１００ｍＴ
・測定装置            ：交流磁気特性測定装置（岩通計株式会社製、Ｂ−ＨアナライザＳＹ８２５８）
【００８９】
【表１】
2014103266.tif 000003
【００９０】
【表２】
2014103266.tif 000004
【００９１】
表１、２から明らかなように、実施例に相当する圧粉磁心は、相対密度が高いものであった。また、透磁率μ’についても相対密度に正の相関を有しており、実施例に相当する圧粉磁心は相対的に高い値を示した。一方、チョークコイルの鉄損については、高周波数帯でかつ広い周波数範囲において低鉄損であることが認められた。
なお、サンプルＮｏ．２４の圧粉磁心について、その内部におけるコア粒子と被覆粒子の分布状況を観察したところ、局所的にコア粒子のみが凝集したり被覆粒子のみが凝集したりした部位が含まれていることが認められた。
【００９２】
また、上記各サンプルＮｏ．の複合粒子はいずれも図１に示す形態のものであるが、図２に示す形態のものについても同様のサンプルを作製し、各種評価を行った。その結果、図２に示す形態のサンプルについての評価結果は、上記各サンプルＮｏ．の複合粒子が示す評価結果と同様の傾向を示した。
なお、サンプル２５、２６の圧粉磁心については、各表に掲載していないものの、表１、２に示した各実施例に相当する圧粉磁心に比べて、相対密度が低かった。これは、被覆率が低いことが影響しているものと考えられる。
【符号の説明】
【００９３】
１０、２０……チョークコイル  １１、２１……圧粉磁心  １２、２２……導線  ３……コア粒子  ４……被覆層  ４０……被覆粒子  ３１、４１……絶縁層  ５……複合粒子  ５１……絶縁層  １００……表示部  １１００……パーソナルコンピューター  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００……ディジタルスチルカメラ  １３０２……ケース  １３０４……受光ユニット  １３０６……シャッターボタン  １３０８……メモリー  １３１２……ビデオ信号出力端子  １３１４……入出力端子  １４３０……テレビモニター  １４４０……パーソナルコンピューター
【図１】
2014103266.tif 000005
【図２】
2014103266.tif 000006
【図３】
2014103266.tif 000007
【図４】
2014103266.tif 000008
【図５】
2014103266.tif 000009
【図６】
2014103266.tif 000010
【図７】
2014103266.tif 000011