(57)【要約】  【課題】  透磁率の高められたフェライト焼結体を提供する。また、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなるノイズフィルタを提供する。  【解決手段】  Ｔｉを含むＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなり、このＮｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在しているフェライト焼結体。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内の粒界付近にＴｉが偏在しており、合計を100モル％としたときの成分組成範囲が、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で48モル％以上50モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で29モル％以上31モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で14モル％以上16モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下であり、前記成分の合計100質量％に対し、ＴｉをＴｉＯ２換算で0.05質量％以上0.3質量％以下含むフェライト焼結体に金属線を巻きつけてなるノイズフィルタ。【選択図】  図１
2014028710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｉを含むＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなり、該Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在していることを特徴とするフェライト焼結体。
【請求項２】
合計を１００モル％としたときの成分組成範囲が、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４８モル％以上５０モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で２９モル％以上３１モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で１４モル％以上１６モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下であり、前記成分の合計１００質量％に対し、ＴｉをＴｉＯ２換算で０．０５質量％以上０．３質量％以下含むことを特徴とする請求に項１記載のフェライト焼結体。
【請求項３】
請求項２に記載のフェライト焼結体に金属線を巻きつけてなることを特徴とするノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト焼結体およびこのフェライト焼結体に金属線を巻きつけてなるノイズフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
比抵抗の高いＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料からなるフェライト焼結体は、インダクタ、変圧器、安定器、電磁石等のコアとして広く使用されている。
【０００３】
特に近年、電気自動車やハイブリッドカーなどの複雑な制御系を有する車の登場により、車に搭載される制御装置などに組み込まれる電気回路は複雑なものとなっており、電気回路が複雑になるのに伴い、電気回路から発せられるノイズが増加して回路上の電子部品に悪影響を及ぼすのを防ぐため、電気回路にはノイズ除去用として、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト材料からなるフェライト焼結体をコアとしたノイズフィルタが多数使用されるようになっている。
【０００４】
そして、このような用途のコアに使用されるＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料として、例えば特許文献１には、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，ＣｕをＦｅ２Ｏ３換算で48〜50モル％，ＺｎＯ換算で15モル％以上30モル％未満，ＮｉＯ換算で７〜35モル％，ＣｕＯ換算で２〜７モル％それぞれ含有する主成分100重量部に対し、ＴｉをＴｉＯ２換算で0.16〜1.0重量部含有したＮｉ−Ｚｎ系フェライトが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、主組成としてＦｅ２Ｏ３が49.0ｍｏｌ％〜50.0ｍｏｌ％，ＮｉＯが10.0ｍｏｌ％〜15.0ｍｏｌ％，ＣｕＯが5.0ｍｏｌ％〜8.0ｍｏｌ％，残部がＺｎＯであるＮｉ系フェライトにおいて、副成分としてＴｉをＴｉＯ２換算で0.1重量％以下（０
を含まず）を含有するＮｉ−Ｚｎ系フェライトが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2004−269316号公報
【特許文献２】特開2002−321971号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２で提案されたＮｉ−Ｚｎ系フェライトは、Ｔｉを含有することによって、高温におけるコア損失を小さくできるというものであるが、今般において、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトには、高い比抵抗に加えて、さらに透磁率が高いことが求められ、特に、ノイズフィルタのコアとなるＮｉ−Ｚｎ系フェライトにおいてこの要求が高い。
【０００８】
本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、透磁率の高められたフェライト焼結体を提供することを目的とする。また、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなるノイズフィルタ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】
【０００９】
本発明のフェライト焼結体は、Ｔｉを含むＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなり、該Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のノイズフィルタは、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在しており、合計を100モル％としたときの成分組成範囲が、ＦｅをＦｅ
２Ｏ３換算で48モル％以上50モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で29モル％以上31モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で14モル％以上16モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下であり、前記成分の合計100質量％に対し、ＴｉをＴｉＯ２換算で0.05質量
％以上0.3質量％以下含むフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなることを特徴とする
ものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のフェライト焼結体によれば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在していることにより、透磁率を高めることができる。
【００１２】
また、本発明のノイズフィルタによれば、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体に金属線を巻き付けてなることにより、ノイズの除去性能に優れたノイズフィルタとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のフェライト焼結体の一例を示す、（ａ）はトロイダルコアの斜視図であり、（ｂ）はボビンコアの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のフェライト焼結体およびこれを備えるノイズフィルタについて説明する。本実施形態のフェライト焼結体は、このフェライト焼結体をコアとして、金属線を巻き付けることによって、例えば、絶縁や変圧を目的としたインダクタ、変圧器、安定器および電磁石、ノイズ除去などを目的としたノイズフィルタに使用されるものである。
【００１５】
ここで、コアとなるフェライト焼結体には様々な形状のものがあり、例えば図１（ａ）の斜視図に示すリング状のトロイダルコア１や、図１（ｂ）の斜視図に示すボビン状のボビンコア２などがある。
【００１６】
そして、このようなフェライト焼結体には、透磁率を高めることが求められおり、Ｔｉを含むＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなり、このＮｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在していることにより、上述した要求を満たすフェライト焼結体とすることができる。
【００１７】
ここで、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトとは、Ｆｅの酸化物、Ｚｎの酸化物およびＮｉの酸化物、もしくはＦｅの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｎｉの酸化物およびＣｕの酸化物から構成されるものである。なお、以下において、上述したＮｉ−Ｚｎ系フェライトを構成する成分を総じて主成分と記載することもある。また、結晶粒子内における粒界付近とは、個々の結晶粒子において、結晶粒子の界面から、結晶粒子径の20％の長さに当たる範囲までのことを指し、粒界付近以外は内部と称す。また、本実施形態において、偏在とは、結晶粒子内において、粒界付近の方が内部よりも多くＴｉが存在していることをいう。なお、内部にはＴｉを含まない場合も偏在しているものであることはいうまでもない。
【００１８】
また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在していることにより、透磁率を高めることができる理由については明らかではないが、結晶粒子の内部および粒界付近の全域にわたってＴｉが存在しているときよりも、粒界付近にＴｉが偏在していることにより、透磁率を高めることができたという知見に基づく。
【００１９】
なお、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトからなる結晶粒子内におけるＴｉの存在量の確認方法と
しては、フェライト焼結体の表面や断面について研磨等を施した加工面を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、付設のエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて、結晶粒子内における内部や粒界付近にスポット（φ１ｎｍ）を当てて分析することにより、φ１ｎｍのスポットにおける質量を100質量％としたときの各元素の存在量（質量割合）を
知ることができる。具体的には、例えば、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｏが検出されたとき、各元素の存在量を確認することができ、内部および粒界付近のそれぞれ３点でＴｉの存在量を確認し、平均値を求めて比較すればよい。
【００２０】
また、透磁率については、ＬＣＲメータを用いて周波数100ｋＨｚの条件で試料を測定
すればよい。試料としては、例えば、外径が13ｍｍ、内径が７ｍｍ、厚みが３ｍｍの図１（ａ）に示すフェライト焼結体からなるリング状のトロイダルコア１を用いて、トロイダルコア１の巻き線部１ａの全周にわたって線径が0.2ｍｍの被膜導線を10回巻きつけたも
のを用いる。
【００２１】
そして、本実施形態のフェライト焼結体は、合計を100モル％としたときの成分組成範
囲が、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で48モル％以上50モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で29モル％以上31モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で14モル％以上16モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下であり、前記成分の合計100質量％に対し、ＴｉをＴｉＯ
２換算で0.05質量％以上0.3質量％以下含むことが好ましい。
【００２２】
まず、合計を100モル％としたときの成分組成範囲が、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で48モル
％以上50モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で29モル％以上31モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で14モル％以上16モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下であることにより、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体とすることができる。そして、このＮｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在し、Ｔｉの含有量がＴｉＯ２換算で0.05質量％以上0.3質量％以下であることにより、高い比抵抗を有し
つつ、さらに透磁率の高いフェライト焼結体とすることができる。なお、これらの成分組成の含有量は、フェライト焼結体を構成する全成分を100質量％としたとき、98質量％以
上を占めるものであることが好ましい。
【００２３】
ここで、上述したＮｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内におけるＴｉの存在量の確認において、例えば、主成分の合計100質量％に対するＴｉの含有量がＴｉＯ２換算で0.2質量％であるとき、Ｔｉでは0.12質量％となるが、結晶粒子内における粒界付近には、主成分の合計100質量％に対する含有量の数倍〜数10倍にも相当する量（例えば、0.3〜3.5％）
のＴｉが存在する。そして、粒界付近における存在量が多ければ、その分内部におけるＴｉの存在量は微量もしくは検出もされないものとなる。そのため、このようなＴｉの含有量において、具体的に偏在とは、粒界付近におけるＴｉの存在量が、主成分の合計100質
量％に対する含有量の数倍であり、内部におけるＴｉの存在量が、主成分の合計100質量
％に対する含有量の50％未満であることをいう。
【００２４】
そして、比抵抗については、例えば、φが10〜20ｍｍ、厚みが0.5〜２ｍｍの平板形状
の試料を用意し、超絶縁抵抗計（ＴＯＡ製  ＤＳＭ−8103）を用いて、印可電圧1000Ｖ、温度26℃、湿度36％の測定環境下で３端子法（ＪＩＳ  Ｋ6271；二重リング電極法）により測定すればよい。
【００２５】
また、主成分組成の測定方法については、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置を用いて、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕの含有量を求めて、それぞれＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯに換算し、それぞれの分子量からモル値を算出し、合計100モル％に対する占有率を算出することにより確認することができる
。また、Ｔｉの含有量については、ＩＣＰ発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置を用
いて、Ｔｉの含有量を求め、ＴｉＯ２に換算し、主成分100質量％に対する値を算出すれ
ばよい。
【００２６】
次に、本実施形態のフェライト焼結体の製造方法の一例について以下に詳細を示す。本実施形態のフェライト材料の製造方法は、まず、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライトとすべく、出発原料として、Ｆｅ、ＺｎおよびＮｉの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用意する。このとき平均粒径としては、例えば、Ｆｅが酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、Ｚｎが酸化亜鉛（ＺｎＯ）およびＮｉが酸化ニッケル（ＮｉＯ）であるとき、0.5μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。また、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライトに
Ｃｕの酸化物を含むものとするときには、Ｃｕの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用意する。このとき平均粒径としては、例えば、Ｃｕが酸化銅（ＣｕＯ）であるとき、0.5μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。
【００２７】
ここで、本実施形態のフェライト焼結体の製造方法においては、これらの出発原料に平均粒径が0.5〜10μｍの酸化珪素（ＳｉＯ２）を添加する。そして、各出発原料および酸
化珪素を所望量となるように秤量し、ボールミルや振動ミル等で粉砕混合した後、600℃
以上800℃以下の温度で２時間以上仮焼することにより、合成された仮焼体を得る。この
ように、出発原料に酸化珪素を加えて仮焼合成することにより、仮焼後に添加するＴｉを、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近に偏在させることができる。また、酸化珪素を含むことで比抵抗も高まる。これに対し、酸化珪素を添加しなかったり、仮焼後に酸化珪素を添加したときには、結晶粒子の内部や粒界付近の全域にＴｉが存在することとなり、透磁率を高めることができない。
【００２８】
なお、フェライト焼結体において、合計を100モル％としたときの成分組成範囲が、Ｆ
ｅをＦｅ２Ｏ３換算で48モル％以上50モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で29モル％以上31モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で14モル％以上16モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下となるように秤量することが好ましい。また、酸化珪素については、主成分100質量％に対し、0.3質量％以下（０質量％を除く）となるように秤量することが好ましい。
【００２９】
次に、平均粒径が0.5〜10μｍのＴｉの酸化物あるいは焼成によりＴｉの酸化物を生成
する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用い、所望量を秤量する。なお、主成分100質量％に対
し、ＴｉをＴｉＯ２換算で0.05質量％以上0.3質量％以下となるように秤量することが好
ましい。そして、仮焼体とともにボールミルや振動ミル等に入れて混合した後、さらに所定量のバインダを加えてスラリーとし、噴霧造粒装置（スプレードライヤ）を用いて造粒することにより球状顆粒を得る。
【００３０】
次に、この球状顆粒を用いてプレス成形して所定形状の成形体を得る。そして、得られた成形体を脱脂炉にて400〜800℃の範囲で脱バインダ処理を施して脱脂体とした後、これを焼成炉にて1000〜1200℃の最高温度で２〜５時間保持して焼成することにより本実施形態のフェライト焼結体を得ることができる。
【００３１】
また、本実施形態のフェライト焼結体においては、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２を含んでいてもよい。ＣａＯやＺｒＯ２を含んでいるときには、比抵抗を高めることができ、ＭｎＯ２を含んでいるときには、透磁率を高めることができる。なお、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＭｎＯ２は、いずれもフェライト焼結体において、主成分100質量％に対し0.2質量％未満の含有量であることが好ましいことから、フェライト焼結体に含ませるときには、この含有量の範囲となるように、仮焼体に添加すればよい。
【００３２】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はない。
【実施例１】
【００３３】
成分組成や製造方法等を異ならせたフェライト焼結体を作製し、透磁率の測定を行なった。まず、出発原料として、平均粒径が１μｍの酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を用意した。また、酸化珪素を用意した。
【００３４】
そして、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を用いて、表１に示す組成となるように秤量し、ボールミルに入れて粉砕混合した後、700℃以下の温度で２時間仮焼す
ることにより、合成された仮焼体を得た。
【００３５】
また、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を用いて、表２に示す組成となるように秤量し、主成分100質量％に対し、表２に示す含有量となるように酸化珪素を秤量
した。そして、ボールミルに入れて粉砕混合した後、700℃以下の温度で２時間仮焼する
ことにより、合成された仮焼体を得た。
【００３６】
次に、主成分100質量％に対し、表１および表２に示す含有量となるように、酸化チタ
ンを秤量し、仮焼体とともにボールミルに入れて混合した。その後、所定量のバインダを加えてスラリーとし、噴霧造粒装置を用いて造粒することにより球状顆粒を得た。そして、得られた球状顆粒を用いてプレス成形することにより、図１に示すトロイダルコア１の形状の成形体を得た。
【００３７】
次に、得られた成形体を脱脂炉にて600℃の最高温度で５時間保持して脱バインダ処理
を施して脱脂体とし、これを焼成炉にて大気雰囲気中、1100℃の最高温度で２時間保持して焼成した。そして、得られた焼結体に研削加工を施し、外径13ｍｍ、内径７ｍｍ、厚み３ｍｍのトロイダル形状のフェライト焼結体（試料Ｎｏ．１〜44）を得た。なお、表１における試料Ｎｏ．１と表２における試料Ｎｏ．23とは、出発原料への酸化珪素の添加の有無のみが異なるものであり、試料Ｎｏ．２〜22は、それぞれ試料Ｎｏ．24〜44と対応する。
【００３８】
そして、各試料の巻き線部10ａの全周にわたって線径が0.2ｍｍの被膜銅線を10回巻き
付けてＬＣＲメータを用いて周波数100ｋＨｚにおける透磁率を測定し、結果を表１およ
び表２に示した。そして、表１に示す酸化珪素の添加のない試料の透磁率をμ１、これに対応する酸化珪素を添加した試料（例えば、表１が試料Ｎｏ．１であれば、表２の試料Ｎｏ．23）の透磁率をμ２としたとき、（μ２−μ１）／μ１×100の計算式で求めた値を
透磁率の向上率として表２に示した。
【００３９】
また、形状以外については、各試料と同様の製造方法により、φが16ｍｍ、厚みが１ｍｍの測定試料を別途作製し、超絶縁抵抗計（ＴＯＡ製  ＤＳＭ−8103）を用いて、印可電圧1000Ｖ、温度26℃、湿度36％の環境下で３端子法（ＪＩＳ  Ｋ6271；二重リング電極法）により比抵抗を測定し、結果を表１および表２に示した。
【００４０】
また、各試料を切断した面を鏡面加工し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、付設のエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤS）を用いて、結晶粒子内における内部および粒界
付近の各３箇所にスポット（φ１ｎｍ）を当て、その平均値により結晶粒子内における内部と粒界付近との存在量の確認を行ない、その差が0.5％未満であるときには「内部＝粒
界」、粒界付近の方が0.5％以上多いときには「内部＜粒界付近」と、表１および表２に
記した。
【００４１】
また、各試料について、蛍光Ｘ線分析装置を用いて、Ｆｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの金
属元素量を求めて、それぞれ酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）に換算し、それぞれの分子量からモル値を算出し、合計100モル％に対する占有率を算出して表１および表２に示した。また、Ｔｉについても蛍光
Ｘ線分析装置を用いて測定し、ＴｉＯ２に換算し、主成分100質量％に対する値を算出し
て結果を表１および表２に示した。
【００４２】
【表１】
2014028710.tif 000003
【００４３】
【表２】
2014028710.tif 000004
【００４４】
表１および表２から、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトからなる結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在していることにより、透磁率を高められることがわかった。また、合計を100
モル％としたときの成分組成範囲が、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で48モル％以上50モル％以下、ＺｎをＺｎＯ換算で29モル％以上31モル％以下、ＮｉをＮｉＯ換算で14モル％以上16モル％以下およびＣｕをＣｕＯ換算で５モル％以上７モル％以下であることにより、比抵抗および透磁率の高いフェライト焼結体とすることができることがわかった。また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの結晶粒子内における粒界付近にＴｉが偏在し、Ｔｉの含有量がＴｉＯ２換算で0.05質量％以上0.3質量％以下であることにより、高い比抵抗を有しつつ、透磁
率の向上率は10％を超え、さらに透磁率の高いフェライト焼結体とできることがわかった。
【００４５】
なお、試料Ｎｏ．39については、結晶粒子内における内部にＴｉの存在が確認されたが、試料Ｎｏ．23〜38および40〜44については、内部にＴｉの存在は確認されなかった。したがって、酸化珪素は、フェライト焼結体における含有量が0.05質量％以上となるように秤量して出発原料に添加することにより、結晶粒子内における粒界付近にのみＴｉを存在させることができることがわかった。
【００４６】
また、試料Ｎｏ．25，26および40〜43のフェライト焼結体をコアとし、金属線を巻き付けてノイズフィルタを形成し、電気自動車やハイブリッドカーなどの複雑な制御を必要とする制御装置に組み込んだところ、電気回路のノイズ除去性能に優れたノイズフィルタで
あることがわかった。
【符号の説明】
【００４７】
１：トロイダルコア
１ａ：巻線部
２：ボビンコア
２ａ：巻線部
【図１】
2014028710.tif 000005