(57)【要約】 【課題】  ２００Ａ以上の領域における使用において、磁気飽和せずに良好な直流電流重畳特性を示し、かつ低騒音を実現する磁芯及びそれを用いた線輪部品を得る。【解決手段】  磁性体粉末と非磁性体粉末と樹脂との混成物を硬化させて得られる磁芯１０であって、前記磁性体粉末は略球状粉末であり、また非磁性体粉末は略球状粉末であり、７９．３ｋＡ／ｍの磁界中で１０以上の比透磁率を有し、前記混成物における前記樹脂の配合比は２０体積％以上から９０体積％以下の範囲であり、前記非磁性体粉末は、シリカ粉、アルミナ粉、酸化チタン粉、石英ガラス粉、ジルコニウム粉、炭酸カルシウム粉又は水酸化アルミニウム粉を含む無機質材系粉末、ガラス繊維から選択された少なくとも一つの材質であり、前記非磁性体粉末は、不活性ガスが充填された球状の中空粉で、前記非磁性体粉末を多層構造にする磁芯１０とする。                     【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体粉末と、非磁性体粉末と、樹脂との混成物を硬化させて得られる磁芯であって、前記磁性体粉末は略球状粉末であり、また前記非磁性体粉末は略球状粉末であり、また７９．３ｋＡ／ｍの磁界中にて１０以上の比透磁率を有し、前記混成物における前記樹脂の配合比は２０体積％以上から９０体積％以下の範囲であることを特徴とする磁芯。
【請求項２】
前記磁性体粉末と前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＡ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、Ａ群とＢ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である混成物とすることを特徴とする請求項１に記載の磁芯。
【請求項３】
前記磁性体粉末と、前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＤ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｃ群とＤ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である混成物とすることを特徴とする請求項１に記載の磁芯。
【請求項４】
前記磁性体粉末と前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＡ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、Ａ群とＢ群とＣ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とすることを特徴とする請求項１に記載の磁芯。
【請求項５】
前記磁性体粉末と前記非磁性体粉末との混成物は、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＤ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｂ群とＣ群とＤ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とすることを特徴とする請求項１に記載の磁芯。
【請求項６】
前記非磁性体粉末と前記樹脂との配合比率は３０体積％以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁芯。
【請求項７】
前記非磁性体粉末は、シリカ粉、アルミナ粉、酸化チタン粉、石英ガラス粉、ジルコニウム粉、炭酸カルシウム粉又は水酸化アルミニウム粉を含む無機質材系粉末、ガラス繊維から選択された少なくとも一つの材質であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の磁芯。
【請求項８】
前記非磁性体粉末は、内部が真空、あるいは不活性ガスが充填された略球状の中空粉を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁芯。   
【請求項９】
前記非磁性体粉末は、内部に弾性体が充填された略球状の中空粉を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁芯。                                     
【請求項１０】
非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が、請求項１ないし５のいずれかに記載の混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填されたことを特徴とする磁芯。
【請求項１１】
非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＨ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｇ群とＨ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が、請求項１ないし５のいずれかに記載の混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填されたことを特徴とする磁芯。
【請求項１２】
非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、Ｅ群とＦ群とＧ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が、請求項１ないし５のいずれかに記載の混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填されたことを特徴とする磁芯。 
【請求項１３】
非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＨ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｆ群とＧ群とＨ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が、請求項１ないし５のいずれかに記載の混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填されたことを特徴とする磁芯。
【請求項１４】
前記非磁性体粉末は、内部が真空、あるいは不活性ガスが充填された略球状の中空粉を含むことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載の磁芯。 
【請求項１５】
前記非磁性体粉末は、内部に弾性体が充填された略球状の中空粉を含むことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載の磁芯。
【請求項１６】
前記軟磁性金属粉末はＦｅ−Ｓｉ系粉末であり、平均Ｓｉ含有量は１１．０重量％以下であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の磁芯。
【請求項１７】
前記軟磁性金属粉末はＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末であり、平均Ｓｉ含有量は１１．０重量％以下であり、平均Ａｌ含有量は７．０重量％以下であることを特徴とする請求項１６に記載の磁芯。
【請求項１８】
前記軟磁性金属粉末はＦｅ−Ｎｉ系粉末であり、平均Ｎｉ含有量は３０．０重量％以上８５．０重量％以下であることを特徴とする請求項１６に記載の磁芯。
【請求項１９】
前記軟磁性金属粉末は、Ｆｅ系アモルファス粉末であることを特徴とする請求項１６に記載の磁芯。
【請求項２０】
前記磁芯は、３０００ＭＰａ以上の弾性率を有することを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の磁芯。
【請求項２１】
前記混成物を硬化させる際の条件と同条件にて前記樹脂を単独で硬化させた場合の前記樹脂の弾性率は１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の磁芯。
【請求項２２】
前記磁芯は、前記混成物を注型することにより得られる注型品であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の磁芯。
【請求項２３】
前記混成物は溶剤を用いることなく注型できる材料からなることを特徴とする請求項２２の記載の磁芯。
【請求項２４】
請求項１ないし２３のいずれかに記載の磁芯と、該磁芯の周囲に巻回してなる巻線とにより構成されたことを特徴とする線輪部品。
【請求項２５】
請求項１ないし２３のいずれかに記載の磁芯と、巻線とを備える線輪部品であって、前記磁芯は前記巻線の周囲に配置され、少なくとも磁路の一部を形成することを特徴とする線輪部品。
【請求項２６】
請求項１ないし２３のいずれかに記載の磁芯と、該磁芯内部に少なくとも一部を埋設してなる巻線とを備えることを特徴とする線輪部品。
【請求項２７】
前記巻線は、該巻線の端部を除き、前記磁芯により完全に包囲されていることを特徴とする請求項２４ないし２５のいずれかに記載の線輪部品。
【請求項２８】
前記巻線の周囲、または巻線の空洞部内に配置された少なくとも一つの特定透磁率磁芯部材を備えたことを特徴とする請求項２４ないし２５のいずれかに記載の線輪部品。
【請求項２９】
前記特定透磁率磁芯部材は、前記混成物からなる前記磁芯により前記巻線に対して固定されたことを特徴とする請求項２８に記載の線輪部品。
【請求項３０】
前記特定透磁率磁芯部材は、Ｆｅ系アモルファス粉末、又はＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、若しくはＦｅ−Ｎｉ系の粉末からなる圧粉磁芯部材であるか、又は、Ｆｅ系積層磁芯部材であることを特徴とする請求項２９に記載の線輪部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁芯及びそれを用いたコイル部品に関し、特に、電気自動車やハイブリッドカーに搭載される蓄電バッテリーのエネルギー制御においてリアクトルとして用いるのに好適な磁芯及びそれを用いた線輪部品に関する。 
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂と磁性体粉末とからなる磁芯を備えるコイル部品が知られている。例えば、特許文献１のコイル部品は、樹脂と磁性体粉末からなる磁芯に加え、フェライト焼結体の磁芯又は金属磁性体粉末からなる圧粉磁芯を備えている。コイルは磁芯の周囲に巻回され、それを覆うようにして樹脂と磁性体粉末とからなる別の磁芯が設けられている。
【０００３】
特許文献１の目的は、各種電子機器の大電流用途に適するインダクタ、チョークコイル、トランス等の磁性素子を提供することであると記載されている。ここで注意すべきこととしては、“大電流”という相対的な概念を有する文言が挙げられる。具体的には、特許文献１によれば、ターゲットとされていた電流範囲は、数十Ａ〜数百Ａに過ぎない。
【０００４】
また、当業者における常識として、コイル部品は、通常ターゲットとする領域内において可能な限り良好な直流電流重畳特性を有するように設計される。換言すると、コイル部品は、通常は、使用される電流範囲において可能な限り高い比透磁率を有する一方で、ターゲットとしている電流の領域を超えた場合にはインダクタンスが飽和することを前提に設計されている。
【０００５】
即ち、特許文献１に記載のコイル部品について言えば、数十Ａ〜数百Ａの電流値に対しては可能な限り大きなインダクタンスを得るように設計される一方、その範囲を超えた電流値においてはインダクタンスが飽和してしまっても構わないこととされるのが通常の設計手法から予測される事項である。このような設計手法が採用されるのは、ターゲットとしていない電流範囲中におけるインダクタンスまで考慮して設計しようとするとターゲットとしている電流範囲中でもインダクタンスが劣化してしまうことから、それを避けるためである。
【０００６】
一方、電気自動車やハイブリッドカーの蓄電バッテリーのエネルギー制御ような大電力システムにおけるコイル部品は、例えば２００Ａ以上の領域で使用される可能性もある。電流値が一桁違えば、電力値は二桁異なることになることからも理解されるように、特許文献１のコイル部品を電気自動車やハイブリッドカーの蓄電バッテリーのエネルギー制御に流用することは不適切であると考えられる。
【０００７】
また、電気自動車やハイブリッドカーにおいて昇圧・回生用として用いられるコイル部品の駆動周波数は可聴領域の数ｋＨｚから数十ｋＨｚにかかることから、駆動時には、コイルの線間、コイルと磁芯との間にて相互吸引力に起因した振動が生じるなどして、可聴ノイズ・うなりを発生させるという問題がある。加えて、エアギャップを設けることなく、例えば、２００Ａ以上の大電流を流した際にも磁気飽和しないような磁芯の構成は従来見当たらなかったのであるが、エアギャップを設けると上述した振動の可能性に加え、ギャップを挟んだコアとコアとの間で振動が生じる可能性もある。
【０００８】
樹脂と磁性体粉末とからなる磁芯を備えるコイル部品が知られている（特許文献１参照）。特許文献１のコイル部品は、樹脂と磁性体粉末からなる磁芯に加え、フェライト焼結体又は金属磁性体粉末からなる圧粉磁芯を備えている。コイルは圧粉磁芯の周囲に巻回され、それを覆うようにして樹脂と磁性体粉末とからなる磁芯が設けられている。
【０００９】
特許文献１の目的の一つは、駆動時にノイズ発生を低減することのできるインダクタ、チョークコイル、トランスなどの磁性素子を提供することであるとされている。しかしながら、以下に示すように、特許文献１において問題視しているノイズは、少なくとも本願において問題視している可聴ノイズ・うなりとは異なるメカニズムにより生じるものであると考えられる。
【００１０】
特許文献１に記載されたコイル部品の対象としている周波数範囲は、いわゆる“高周波”であり、可聴周波数を遥かに超えた周波数領域である。実際、特許文献１には「数百ｋＨｚ〜ＭＨｚ」という記載があり、且つ、「高周波」という文言がキーワードとして頻繁に用いられている。数百ｋＨｚ〜ＭＨｚといった非常に高い周波数で仮にエアギャップ部分が振動したとしても人間の耳では聞き取れない音を発生するのみであり、それが上述したような可聴ノイズ・うなりになることは考えられない。
【００１１】
従って、可聴周波数帯域にて駆動されたことにより生じる可聴ノイズ・うなりについての解決策は、特許文献１に記載された技術から離れて考察するのが妥当である。加えて、特許文献１においてターゲットとしているコイル部品は、その例示されているサイズなどからも明らかなように、小電力システム用のコイル部品である。当然のことながら、数百ボルト以上の耐電圧性能や数百アンペア以上の耐不要パルス電流性能（サージ電流などの望まれない電流ノイズに対する耐性）は望めない。このように、特許文献１に記載されていたコイル部品を大電力・低周波数用途に流用することは不適切であると考えるのが妥当である。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−１８５４２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、２００Ａ以上の領域において使用された場合であっても、磁気飽和せずに良好な直流電流重畳特性を示し、かつ低騒音を実現する磁芯及びそれを用いた線輪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】
【００１４】
本発明の磁芯は、磁性体粉末と、非磁性体粉末と、樹脂との混成物を硬化させて得られる磁芯であって、前記磁性体粉末は略球状粉末であり、また非磁性体粉末は略球状粉末とする。
【００１５】
即ち、本発明は、磁性体粉末と、非磁性体粉末と、樹脂との混成物を硬化させて得られる磁芯であって、前記磁性体粉末は略球状粉末であり、また非磁性体粉末は略球状粉末であり、また７９．３ｋＡ／ｍの磁界中にて１０以上の比透磁率を有し、前記混成物における前記樹脂の配合比は２０体積％以上から９０体積％以下の範囲である磁芯である。
【００１６】
また、本発明は、前記磁性体粉末と、前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＡ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、Ａ群とＢ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲の混成物とする磁芯である。
【００１７】
また、本発明は、前記磁性体粉末と、前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＤ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｃ群とＤ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である混成物とする磁芯である。
【００１８】
また、本発明は、前記磁性体粉末と、前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＡ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、Ａ群とＢ群とＣ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする磁芯である。
【００１９】
また、本発明は、前記磁性体粉末と、前記非磁性体粉末との混成物は、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＤ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｂ群とＣ群とＤ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする磁芯である。
【００２０】
また、本発明は、前記非磁性体粉末と前記樹脂との配合比率は３０体積％以上である磁芯である。
【００２１】
また、本発明は、前記非磁性体粉末は、シリカ粉、アルミナ粉、酸化チタン粉、石英ガラス粉、ジルコニウム粉、炭酸カルシウム粉又は水酸化アルミニウム粉を含む無機質材系粉末、ガラス繊維から選択された少なくとも一つの材質である磁芯である。
【００２２】
また、本発明は、前記非磁性体粉末は、内部が真空である略球状の中空粉を含む磁芯である。                         
【００２３】
また、本発明は、前記非磁性体粉末は、内部に弾性体が充填された略球状の中空粉を含む磁芯である。                                     
【００２４】
また、本発明は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である非磁性体粉末の混合粉末と樹脂との混合による絶縁物が、前記混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填された磁芯である。
【００２５】
また、本発明は、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＨ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｇ群とＨ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が、前記混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填された磁芯である。
【００２６】
また、本発明は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、Ｅ群とＦ群とＧ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が前記混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填された磁芯である。
【００２７】
また、本発明は、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＨ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｆ群とＧ群とＨ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物が前記混成物の外側の領域、あるいは巻線の周辺の領域に充填された磁芯である。 
【００２８】
また、本発明は、前記非磁性体粉末は内部が真空あるいは不活性ガスが充填された略球状の中空粉を含む磁芯であり、あるいは前記非磁性体粉末が内部に樹脂等の弾性体が充填された略球状の中空粉を含む磁芯である。
【００２９】
また、本発明は、前記軟磁性金属粉末がＦｅ−Ｓｉ系粉末であり、平均Ｓｉ含有量が１１．０重量％以下の磁芯である。
【００３０】
また、本発明は、前記軟磁性金属粉末がＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末であり、平均Ｓｉ含有量が１１．０重量％以下であり、平均Ａｌ含有量が７．０重量％以下の磁芯である。
【００３１】
また、本発明は、前記軟磁性金属粉末がＦｅ−Ｎｉ系粉末であり、平均Ｎｉ含有量が３０．０重量％以上８５．０重量％以下の磁芯である。
【００３２】
また、本発明は、前記軟磁性金属粉末がＦｅ系アモルファス粉末の磁芯であり、前記磁芯が３０００ＭＰａ以上の弾性率を有する磁芯である。
【００３３】
また、本発明は、前記混成物を硬化させる際の条件と同条件にて前記樹脂を単独で硬化させた場合の前記樹脂の弾性率は１００ＭＰａ以上の磁芯である。
【００３４】
また、本発明は、前記磁芯が前記混成物を注型することにより得られる注型品の磁芯であり、前記混成物が溶剤を用いることなく注型できる材料の磁芯である。
【００３５】
また、本発明は、前記磁芯と該磁芯の周囲に巻回してなる巻線とにより構成された線輪部品であり、前記磁芯と巻線とを備える線輪部品であって、前記磁芯は前記巻線の周囲に配置され、少なくとも磁路の一部を形成する線輪部品である。
【００３６】
また、本発明は、前記磁芯と、該磁芯内部に少なくとも一部を埋設してなる巻線とを備える線輪部品であり、前記巻線は、該巻線の端部を除き、前記磁芯により完全に包囲されている線輪部品である。
【００３７】
また、本発明は、前記巻線の周囲、または巻線の空洞部内に配置された少なくとも一つの特定透磁率磁芯部材を備えた線輪部品である。    
【００３８】
また、本発明は、前記特定透磁率磁芯部材は前記混成物からなる前記磁芯により前記巻線に対して固定された線輪部品である。      
【００３９】
また、本発明は、前記特定透磁率磁芯部材は、Ｆｅ系アモルファス粉末、又はＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、若しくはＦｅ−Ｎｉ系の粉末からなる圧粉磁芯部材か、又はＦｅ系積層磁芯部材の線輪部品である。      
【発明の効果】
【００４０】
本発明の磁芯は、磁界零中における比透磁率では、高い周波数で駆動される電子機器などにおいて用いられる小型コイル部品の比透磁率と比較すると低いが、磁界が高くなっても直流電流重畳特性は急激には飽和せず、本発明の磁芯の比透磁率は高い磁界中においても比較的大きな値を保持することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、２００Ａ以上の領域において使用された場合であっても、磁気飽和せずに良好な直流電流重畳特性を示し、かつ  低騒音を実現する磁芯及びそれを用いた線輪部品を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の実施の形態による磁芯は、磁性体粉末と非磁性体粉末と樹脂との混成物と、非磁性体粉末と樹脂とからなる絶縁物からなる。本発明の磁芯は、前記混成物を注型してなる注型品である。ここで、高電力用途のコイル部品のようにサイズが大きい場合、当該コイル部品が一定以上の高さを有する場合を考慮すると、混成物は溶剤を加えることなく注型できる材料からなることが好ましい。
【００４３】
注型は、基本的には無加圧又は減圧で行われる。一旦、注型した後に、圧力を加え、充填率（磁芯８０の密度）を向上させることとしても良い。混成物を注型する際の型については特に制限はなく、従って、混成物からなる磁芯の形状としてはあらゆる形状が考えられる。また、前記絶縁物は、前記混成物の外側の部分、または周辺部に形成される。
【００４４】
本実施の形態による磁性体粉末は、略球状粉末である。このように略球状の磁性体粉末を用いると、混成物における磁性体粉末の充填率を向上させることができる。かかる略球状の磁性体粉末は、例えばガスアトマイズ法によって得られる。ガスアトマイズ法によれば、磁性体粉末の粒径及び形状はある程度の分布を有することとなるが、目安としては、最も標準的な磁性体粉末の粒径（平均粒径）が９００μｍ以下であることが望ましく、これを超えると十分な歩留まりや特性・性能が得られない。
【００４５】
本実施の形態における磁性体粉末は、軟磁性粉末、詳しくはＦｅ系の軟磁性金属粉末である。更に具体的には、軟磁性金属粉末はＦｅ−Ｓｉ系粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末、Ｆｅ−Ｎｉ系粉末、及びＦｅ系アモルファス粉末からなる群から選択された粉末である。ここで、Ｆｅ−Ｓｉ系粉末における平均Ｓｉ含有量は好ましくは１１．０重量％以下である。また、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末における平均Ｓｉ含有量は好ましくは１１．０重量％以下であり、平均Ａｌ含有量は好ましくは７．０重量％以下である。また、Ｆｅ−Ｎｉ系粉末における平均Ｎｉ含有量は好ましくは３０．０重量％以上８５．０重量％以下である。
【００４６】
前記混成物における前記樹脂の配合比は２０体積％以上から９０体積％以下の範囲とする。樹脂が、２０体積％未満であると、磁性体粉末と樹脂との混合が困難となり、また、樹脂が、９０体積％を越えると、磁性体粉末の量が減るので、磁気特性が低下してしまうためである。
【００４７】
さらに、好ましくは前記混成物における前記樹脂の配合比は４０体積％以上から７０体積％以下の範囲とする。
【００４８】
前記樹脂は硬化性樹脂であり、前記硬化性樹脂は熱硬化性樹脂である。例えば、前記樹脂はエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂が使用される。
【００４９】
また、 本発明の磁芯について、前記磁性体粉末と、前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＡ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、Ａ群とＢ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である混成物している。
【００５０】
ここで、体積比での配合比率が、７０対３０（配合比３）未満の場合は、Ｂ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末がお互いに吸着する現象が起こり、密度が低下し、また、体積比での配合比率が、９０対１０（配合比９）を越える場合は、Ａ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末の粒径が大きいので、高密度の充填が困難となり、密度が低下するためである。
【００５１】
また、本発明の磁芯について、前記磁性体粉末と前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＤ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｃ群とＤ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である混成物としている。
【００５２】
ここで、体積比での配合比率が、７０対３０（配合比３）未満の場合は、Ｄ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末がお互いに吸着する現象が起こり、密度が低下し、また、体積比での配合比率が、９０対１０（配合比９）を越える場合は、Ｃ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末の粒径が大きいので、高密度の充填が困難となり、密度が低下するためである。
【００５３】
また、本発明の磁芯は、前記磁性体粉末と前記非磁性体粉末との混成物は、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＡ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、Ａ群とＢ群とＣ群の体積比での混合比率を、８０対２０対５とする磁芯である。
【００５４】
また、本発明の磁芯は、前記磁性体粉末と前記非磁性体粉末との混成物は、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＢ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、磁性体粉末と非磁性体粉末から形成されるＣ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、磁性粉末と非磁性体粉末から形成されるＤ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｂ群とＣ群とＤ群の体積比での混合比率を、８０対２０対５とする磁芯である。
【００５５】
本発明の線輪部品は、磁芯と該磁芯の周囲に巻回してなる巻線とにより構成された線輪部品であって、前記磁芯は前記巻線の周囲に配置され、少なくとも磁路の一部を形成する線輪部品とする。
【００５６】
また、本発明の線輪部品は、磁芯と該磁芯内部に少なくとも一部を埋設してなる巻線とを備える線輪部品である。
【００５７】
また、本発明の線輪部品は、巻線が、該巻線の端部を除き、前記磁芯により完全に包囲されている線輪部品である。      
【００５８】
また、本発明の線輪部品は、 巻線の周囲または巻線の空洞部内に配置された少なくとも一つの特定透磁率磁芯部材を備えた線輪部品である。
【００５９】
また、本発明の線輪部品は、前記特定透磁率磁芯部材は、前記混成物からなる前記磁芯により前記巻線に対して固定された線輪部品である。
【００６０】
ここで、前記特定透磁率磁芯部材は、Ｆｅ系アモルファス粉末、又はＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、若しくはＦｅ−Ｎｉ系の粉末からなる圧粉磁芯部材であるか、又は、Ｆｅ系積層磁芯部材とする。  
【００６１】
また、本発明の線輪部品は、前記磁芯内に埋設された、当該磁芯よりも磁気抵抗の高い高磁気抵抗部材を有する線輪部品である。ここで、前記高磁気抵抗部材は前記混成物における前記樹脂と同じ樹脂を含む材料からなる。
【００６２】
また、前記高磁気抵抗部材は前記巻線の前記空洞部内に配置されており、更に前記高磁気抵抗部材は前記磁芯内に比透磁率２０以下の領域を形成する。
【００６３】
本実施の形態による磁性体粉末は略球状粉末である。このように略球状の磁性体粉末を用いると、混成物における磁性体粉末の充填率を向上させることができる。かかる略球状の磁性体粉末は、例えばガスアトマイズ法によって得られる。ガスアトマイズ法によれば、磁性体粉末の粒径及び形状はある程度の分布を有することとなるが、目安としては、最も標準的な磁性体粉末の粒径（平均粒径）が９００μｍ以下であることが望ましく、これを超えると十分な歩留まりや特性・性能が得られない。
【００６４】
ガスアトマイズ法によれば、上記のような略球状の粉末の他に、非球状の粉末を意図的に形成することもできる。また、水アトマイズ法によれば、不定形の粉末を得ることもできる。本発明においては、当該実施の形態において採用されている略球状の粉末に代えて上記の手法により得られた非球状粉末や不定形粉末、その他の形状の粉末をも使用することができる。略球状以外のの磁性体粉末を採用する理由としては、例えばその形状に起因した異方性を利用することが挙げられる。より具体的には、例えば、非球状、扁平状、又は針状の磁性体粉末を樹脂に混成し、その樹脂を硬化させる前に所定の磁界を加えて粉末群の異方性配向を行い、その後に樹脂を硬化させるといった利用法が考えられる。
【００６５】
本実施の形態における樹脂はエポキシ樹脂である。本実施の形態においては、エポキシ樹脂に対して液状で低粘度であるといった要求があるため、添加剤、硬化剤、触媒との相溶性、保存安定性も具体的なエポキシ樹脂選定において考慮されるべき重要な特性である。そういったことを考慮すると、主剤としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、多官能型等のエポキシ樹脂を用いるのが好ましく、硬化剤としては芳香族ポリアミン系、カルボン酸無水物系、潜在性硬化剤系のものを用いることが好ましい。本実施の形態では、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂と無溶剤型低粘度液状芳香族アミンの硬化剤との組合せを使用した。
【００６６】
混成物における樹脂は、シリコーン樹脂のような他の熱硬化性樹脂であっても良い。また、化学反応性硬化樹脂、光硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂など他の硬化性樹脂であっても構わない。
【００６７】
混成物における樹脂の配合比率は流動性などを考慮して２０体積％以上９０体積％以下である必要がある。好ましくは、混成物における樹脂の配合比率は４０体積％以上７０体積％以下である。
【００６８】
混成物からなる磁芯の弾性率は３０００ＭＰａ以上とする。樹脂は、この磁芯の弾性率を実現すべく、混成物を硬化させて磁芯を得る際の条件と同条件にて樹脂を単独で硬化させた場合の当該樹脂の弾性率が１００ＭＰａ以上となるようにして、選択される。なお、上記の磁芯又は硬化樹脂の弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１（熱硬化性プラスチック一般試験方法）に従って測定される値である。
【００６９】
本実施の形態においては、混成物からなる磁芯の弾性率は１５０００ＭＰａであり、同一の硬化条件の下で硬化した樹脂単独の弾性率は１５００ＭＰａである。磁芯の弾性率が１５０００ＭＰａ以上となると熱伝導率がそれ以下の場合と比較して２Ｗ/(Ｋ・ｍ)以上と良くなる。従って、磁芯の弾性率は好ましくは１５０００ＭＰａ以上である。また、本発明の磁芯において、混成物内の非磁性体粉末と樹脂との配合比率を１００対３０体積％以上として高磁界中でもμの低下しない磁気特性を実現している。
【００７０】
また、本発明の磁芯の絶縁物は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である非磁性体粉末の混合粉末と樹脂との混合による絶縁物である。ここで、体積比での配合比率が７０対３０（配合比３）未満の場合は、Ｆ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末がお互いに吸着する現象が起こり、密度が低下する。また、体積比での配合比率が９０対１０（配合比９）を越える場合は、Ｅ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末の粒径が大きいので、高密度の充填が困難となり、密度が低下する。
【００７１】
また、本発明の磁芯の絶縁物は、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＨ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｇ群とＨ群の体積比での混合比率が、７０対３０から９０対１０の範囲である非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物である。ここで、体積比での配合比率が７０対３０（配合比３）未満の場合は、Ｇ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末がお互いに吸着する現象が起こり、密度が低下する。また、体積比での配合比率が９０対１０（配合比９）を越える場合は、Ｈ群の粉末の体積の割合が多くなり、粉末の粒径が大きいので、高密度の充填が困難となり、密度が低下する。
【００７２】
また、本発明の磁芯の絶縁物は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が９０μｍ以上から９００μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、Ｅ群とＦ群とＧ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物である。
【００７３】
また、本発明の磁芯の絶縁物は、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が４０μｍ以上から９０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＧ群の粉体の平均粒径が１５μｍ以上から４０μｍ以下の範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＨ群の平均粒径が１μｍ以上から１５μｍ以下の範囲であり、Ｆ群とＧ群とＨ群の体積比での混合比率が、８０対２０対５とする非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物である。
【００７４】
また、本発明の磁芯の絶縁物は、前記非磁性体粉末の内部が真空あるいは不活性ガスで充填された略球状の中空粉を含む磁芯であり、前記非磁性体粉末の内部が樹脂などの弾性体で充填された略球状の中空粉を含む磁芯である。                                 
【実施例１】
【００７５】
図２は、本発明の実施例１のコイル部品の説明図である。図２（ａ）は、コイル部品の外観図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のコイル部品の磁性体粉末と非磁性体粉末との混合状態の説明図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のコイル部品の絶縁物２５の非磁性体粉末の混合状態の説明図である。図２に示すコイル部品１００は、上述した混成物からなるトロイダル型の磁芯１０と、その片方の面に配置された絶縁物２５と、前記磁芯１０と絶縁物２５の周囲に巻回された巻線２０とで構成されている。
【００７６】
図２（ｂ）に示すように、平均粒径１２０μｍの磁性体粉末Ａと、平均粒径６０μｍの磁性体粉末Ｂと、平均粒径１２０μｍの中空形状の非磁性体粉末Ａ１と、平均粒径５０μｍの中空形状の非磁性体粉末Ｂ１とは混合され、最も高密度となるように混合される。
【００７７】
図２（ｃ）に示すように、絶縁物２５は、 非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が１２０μｍであり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が５０μｍであり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が８０対２０の範囲である非磁性体粉末の混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物である。
【００７８】
前記非磁性体粉末は、シリカであり、内部に不活性ガスが充填された略球状の中空粉である。あるいは、前記非磁性体粉末は、同じくシリカであり、内部に弾性体が充填された略球状の中空粉としても良い。図２（ｃ）に示すように、内部が真空である略球状の中空粉の非磁性体粉末Ｅの周辺に、寸法の小さい内部が真空である略球状の中空粉の非磁性体粉末Ｆが入り込んでいる。このような配合によって、騒音の音波が非磁性体中空粉の中で反射、吸収されて減衰し、絶縁物２５は磁芯１０からの騒音を防止する。
【００７９】
図３は、本発明の実施例１によるコイル部品の騒音特性と、従来の磁芯の騒音特性との比較図である。本発明では、騒音が約２０ｄＢ改善されている。
【００８０】
図１は、本発明の実施例１によるコイル部品の直流電流重畳特性を示すグラフである。図１において、本発明の磁芯（Ｆｅ−Ｓｉ系粉末とエポキシ樹脂とを５０体積％ずつ混成してなる混成物から得られる磁芯）と、従来の磁芯（Ｆｅ−Ｓｉ系粉末磁芯）の直流電流重畳特性を示す。図１に示すように、本実施の形態における混成物からなる磁芯の比透磁率は急激には飽和せず７９．３ｋＡ／ｍの磁界中においても１０以上という比較的高い比透磁率を有している。
【００８１】
上記した磁芯、その比透磁率が７９．３ｋＡ／ｍの磁界中において、１０以上である限り、適宜変更可能である。例えば、初期透磁率を若干大きくするために、磁性体粉末の表面に高透磁率薄膜層を形成することとしても良い。高透磁率薄膜の例としては、Ｆｅ−Ｎｉ系薄膜が挙げられる。また、磁性体粉末による電気的短絡を避けるべく、磁性体粉末を、樹脂と混成する前に、一以上の絶縁層でコーティングすることとしても良い。磁性体粉末の表面に高透磁率薄膜を形成する場合は、形成された高透磁率薄膜上に絶縁層をコーティングすることとする。更に、より高磁界中で高い比透磁率を確保すべく磁性体粉末及び樹脂の混成物に対して非磁性フィラーを加えることとしても良い。
【００８２】
非磁性フィラーとしては、例えば、シリカ粉、アルミナ粉、酸化チタン粉、石英ガラス粉、ジルコニウム粉、炭酸カルシウム粉または水酸化アルミニウム粉を含む無機質材系粉末、ガラス繊維、及び課粒状樹脂からなる群から選択された一の充填材が挙げられる。非磁性フィラーに代えて、真空または樹脂、不活性ガスの充填の施された酸化ケイ素製球状の中空粉を用いたり、あるいは比表面積を大きくすることで異密度の多層構造として線輪部品の一部に選択された磁芯としても良い。これは遮音効果を高めるために用いる。また、直流電流重畳特性をより高磁界中まで良好に伸ばすために永久磁石粉末を加えて磁芯に磁気バイアスをかけることとしても良い。
【００８３】
ここで、ＤＣ-ＤＣコンバーターとして想定する駆動周波数は、１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚである。１００ｋＨｚまでの駆動周波数を想定し、磁性粉体の組み居合わせをより高性能な組合わせとして、Ａ群の平均粒径は１２０μｍ、Ｂ群の平均粒径は６０μｍ、Ａ群とＢ群の混合比率が８０対２０の時、最良の特性が得られた。
【００８４】
図８は、本発明の磁芯における混合比と密度との関係の特性図である。図８に示すように、混合比率が８０対２０（混合比４）の場合が、密度が最大となっている。
【００８５】
また、数ＭＨｚまでの駆動周波数を想定し、磁性粉体の組み居合わせをより高性能な組合わせとして、１０ＭＨｚまで群Ｃの平均粒径は３０μｍ、Ｄ群の平均粒径は１０μｍ、Ｃ群とＢ群の混合比率が８０対２０の時、最良の特性が得られた。また、２実施例の応用として群Ｂの平均粒径は６０μｍに対してＣ群の平均粒径は３０μｍを混合する場合、Ｂ群とＣ群の混合比率が８０対２０であることは、当然ながら容易に推定できる内容である。
【実施例２】
【００８６】
図４は、本発明の実施例２のコイル部品１２０の説明図である。図４（a）は、コイル部品１２０の外観図であり、 図４（ｂ）は、図４（ａ）のコイル部品１２０の絶縁物２６の非磁性体粉末ＥとＦとの混合状態の説明図である。図４に示すコイル部品１２０は、トロイダルコイル部品の他の変形例の一つであり、巻線２０に加えて、特定透磁率磁芯部材３０を更に備えている。巻線２０は、端部２１，２２を除き、絶縁物２６内部に完全に埋設されている。
【００８７】
更に、コイル部品１２０においては、特定透磁率磁芯部材３０も完全に絶縁物２６の中に埋設されている。巻線２０は、絶縁物２６の内部において特定透磁率磁芯部材３０の周囲に巻回されている。特定透磁率磁芯部材３０は、巻線２０と関連する磁路の一部をなす限り、どこに配置されていても良い。例えば、特定透磁率磁芯部材３０は、絶縁物２６の周囲又は空洞部内に配置されることとしても良い。なお、コイルの空洞部は起磁力部分とも呼ばれることがある。
【００８８】
好ましくは、特定透磁率磁芯部材３０は、絶縁物２６により巻線２０に対して固定されている。また、好ましくは、特定透磁率磁芯部材３０は、Ｆｅ系アモルファス粉末、又はＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、若しくはＦｅ−Ｎｉ系の粉末からなる圧粉磁芯部材であるか、又は、Ｆｅ系積層磁芯部材である。
【００８９】
絶縁物２６は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が１２０μｍであり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が５０μｍであり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が、８０対２０の範囲である非磁性体粉末の混合粉末と樹脂との混合による絶縁物である。
【００９０】
図４（ｂ）に示すように、内部が真空である略球状の中空粉の非磁性体粉末Ｅの周辺に、寸法の小さい内部が真空である略球状の中空粉の非磁性体粉末Ｆが入り込んでいる。ここで、前記非磁性体粉末はシリカである。このような配合によって、絶縁物２６は特定透磁率磁芯部材３０から発生する、騒音を防止する。図３は、本発明によるコイル部品の騒音特性と、従来の磁芯の騒音特性との比較図である。本発明のコイル部品１２０では、騒音が、約２０ｄＢ改善されている。
【実施例３】
【００９１】
図５は、本発明の実施例３のコイル部品１６０の説明図である。図５（ａ）は、コイル部品１６０の外観図であり、 図５（ｂ）は、図５（ａ）のコイル部品１６０の絶縁物２６a、２７の非磁性体粉末の混合状態の説明である。ここで、絶縁物２６ａは、巻線２０の周辺に形成されており、絶縁物２６ａと巻線２０とで巻線部６０を構成している。また、絶縁物２７は、磁芯５０の外周部全体を覆っている。
【００９２】
図５に示すように、巻線２０を絶縁体２６ａによって完全に包囲し、且つ、隣接するコイル線の線間の絶縁も確保されることとしても良い。このように、各巻線２０は完全に周囲から絶縁されているため、２以上の巻線２０を連結して一つのコイルを形成するような場合には複数の巻線２０間における絶縁も確保することができる。
【００９３】
絶縁物２６ａおよび２７は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が１５０μｍであり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が５０μｍであり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が８０対２０の範囲である非磁性体粉末の混合粉末と樹脂との混合による絶縁物である。
【００９４】
図４（ｂ）に示すように、内部に不活性ガスが充填された略球状の中空粉の非磁性体粉末Ｅの周辺に、寸法の小さい、内部に不活性ガスが充填された略球状の中空粉の非磁性体粉末Ｆが入り込んでいる。前記非磁性体粉末はシリカである。このような配合によって、絶縁物２６および２７は、磁芯５０から発生する騒音を防止する。
【実施例４】
【００９５】
図６は、本発明の実施例４のコイル部品１４０の説明図である。図６（ａ）は、コイル部品の外観図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のコイル部品の絶縁物２８，２９の非磁性体粉末の混合状態の説明図である。
【００９６】
図６に示すコイル部品１４０は、ケース８０ａ、８０ｂを更に備えている。このコイル部品１４０におけるケース８０ａは、直方体形状を有している。また、ケース８０ｂは、板状である。巻線２０は、平角導線を縦巻してなるものである。巻線２０はケース８０ａ内に配置されており、混成物からなる磁芯１０が巻線２０とケース８０ａとの間の空間を満たし、かつ巻線２０を磁芯１０内部に封入している。ケース８０ａとしては、アルミニウム合金又はＦｅ−Ｎｉ合金といった金属からなるものが挙げられる。このようにケース８０ａが金属製の場合、内面に絶縁層を形成することが好ましい。ケース８０ａは、例えば、アルミナ成形体のようなセラミックスケースであっても良い。また、絶縁物２８が、ケース８０ａの内側に配置され、また、絶縁物２９がケース８０ｂの底面に配置されている。
【００９７】
混成物による磁芯１０は、実施の形態において説明した混成物を注型してなる注型品である。ここで、高電力用途のコイル部品のようにサイズが大きい場合、特に当該コイル部品が一定以上の高さを有する場合を考慮すると、混成物は溶剤を加えることなく注型できる材料からなることが好ましい。
【００９８】
また、注型は、基本的には無加圧又は減圧で行われる。一旦、注型した後に、圧力を加え、充填率（磁芯の密度）を向上させることとしても良い。混成物を注型する際の型形状については特に制限はなく、従って、混成物からなる磁芯の形状としては、あらゆる形状が考えられる。ここで、絶縁物２８および絶縁物２９は、図６（ｂ）に示すように、非磁性体粉末Ｅの周辺に非磁性体粉末Ｆが入り込んみ、これに樹脂（図示していない）が充填された構造となっている。
【００９９】
絶縁物２６は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が１２０μｍの範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が５０μｍの範囲であり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が、８０対２０である非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物である。ここで、前記非磁性体粉末ＥおよびＦはシリカであり、内部に不活性ガスを充填した中空粉である。このような配合によって、絶縁物２８，２９は、コイル部品１４０から発生する、騒音を防止する。  
【０１００】
図３は、本発明のコイル部品１４０の騒音特性と従来の磁芯の騒音特性との比較図である。本発明のコイル部品１２０では、騒音が約２０ｄＢ改善されている。
【実施例５】
【０１０１】
図７は、本発明の実施例５のコイル部品１５０の説明図である。図７（ａ）は、コイル部品の外観図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のコイル部品の絶縁物８４での非磁性体粉末の混合状態の説明図である。図７に示すコイル部品１５０は、ケース８２を備えている。ケース８２の形状は球状である。本実施例による磁芯１０は、いかなる形にも応用できるという利点がある。ケース８２が球状であることにより、その内部に形成された磁芯１０の形状も球状となっている。その結果、コイル２０の軸を中心とした場合、どの方位においても均等な磁束分布が得られることとなる。
【０１０２】
ケース８２は、アルミニウム合金やＦｅ−Ｎｉ合金から作製される金属ケースであり、その内面には、混成物における磁性体粉末に起因した外部との電気的短絡を防止するため、絶縁物８４が形成されている。不活性ガスの充填の施されたシリカ製球状の中空粉を絶縁物８４に対して用いることで、この層の厚みで遮音効果を高め、また弾性封止層で吸音性能をコントロールすることがより容易にできる。例えば、重さＭ、厚みＴの壁の遮音性を２倍にするためには、壁の厚みを４倍に、即ち、製造コストを４倍にしなくてはならない。これは、壁を多層構造の中間弾性層（複合材）にすることによって遮音効率を高め、共振を防ぐ事を目的としている。ここで、絶縁物８４は、図７（ｂ）に示すように、非磁性体粉末Ｅの周辺に非磁性体粉末Ｆが入り込んみ、これに樹脂（図示していない）が充填された構造となっている。
【０１０３】
絶縁物２６は、非磁性体粉末から形成されるＥ群の粉体の平均粒径が１５０μｍの範囲であり、非磁性体粉末から形成されるＦ群の粉体の平均粒径が５０μｍの範囲であり、Ｅ群とＦ群の体積比での混合比率が、８０対２０の範囲である非磁性体粉末混合粉末と、樹脂との混合による絶縁物である。ここで、前記非磁性体粉末ＥおよびＦはシリカであり、内部に不活性ガスが充填された略球状の中空粉である。このような配合によって、絶縁物８４は、騒音の音波が非磁性体中空粉の中で反射、吸収されて減衰し、コイル部品１５０から発生する騒音を防止する。      
【０１０４】
図３は、 本発明のコイル部品１５０の騒音特性と従来の磁芯の騒音特性との比較図である。本発明のコイル部品１５０では、騒音が約２０ｄＢ改善されている。
【０１０５】
上述したすべてのコイル部品１００，１２０，１４０，１５０，１６０において、混成物からなる磁芯１０は、巻線２０の中心を通る磁路のループを構成している。また、磁芯１０は巻線２０の周囲に配置され少なくとも磁路の一部を形成している。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
具体的な例を掲げて説明してきた磁芯及びコイル部品の応用先としては、例えば、電気自動車や太陽光発電や風力発電などに用いられる昇電圧制御用のコイル部品や降電圧制御用のコイル部品などがある。図９は、コイル部品の電力対周波数の関係の説明図である。本発明のコイル部品は、特に電気自動車用として最適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施例１によるコイル部品の直流電流重畳特性を示すグラフ。
【図２】本発明の実施例１のコイル部品の説明図。図２（ａ）は、コイル部品の外観図。図２（ｂ）は、図２（ａ）のコイル部品の磁芯の磁性体粉末と非磁性体粉末との混合状態の説明図。図２（ｃ）は、図２（ａ）のコイル部品の絶縁物の非磁性体粉末の混合状態の説明図。
【図３】本発明のコイル部品の騒音特性と、従来の磁芯の騒音特性との比較図。
【図４】本発明の実施例２のコイル部品の説明図。図４（ａ）は、コイル部品の外観図。図４（ｂ）は、図４（ａ）のコイル部品の絶縁物の非磁性体粉末の混合状態の説明図。
【図５】本発明の実施例３のコイル部品の説明図。図５（ａ）は、コイル部品の外観図。図５（ｂ）は、図５（ａ）のコイル部品の磁芯の磁性体粉末と非磁性体粉末との混合状態の説明図。図５（ｃ）は、図５（ａ）のコイル部品の絶縁物の非磁性体粉末の混合状態の説明図。
【図６】本発明の実施例４のコイル部品の説明図。図６（ａ）は、コイル部品の外観図。図６（ｂ）は、図６（ａ）のコイル部品の絶縁物の非磁性体粉末の混合状態の説明図。
【図７】本発明の実施例５のコイル部品の説明図。図７（a）は、コイル部品の外観図。図７（ｂ）は、図７（ａ）のコイル部品の絶縁物の非磁性体粉末の混合状態の説明図。
【図８】本発明の磁芯における混合比と密度との関係の特性図。
【図９】コイル部品の電力対周波数の関係の説明図。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，５０    磁芯
２０    巻線
２１，２２    端部
２５，２６，２６a，２７，２８，２９，８４    絶縁物
３０    特定透磁率磁芯部材
４０    高磁気抵抗部材
６０    巻線部
６１    溝    
６２    線間絶縁部  
７０    カバー
８０ａ，８０ｂ, ８２    ケース
１００，１２０，１４０，１５０，１６０    コイル部品
Ａ，Ｂ    磁性体粉末
Ｅ，Ｆ，Ａ１，Ｂ１    中空形状の非磁性体粉末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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