(57)【要約】【課題】圧粉磁心において、大径磁性粉末と小径磁性粉末とを好適に混合させることにより、磁性粉末の充填率をより向上させ、高周波応用に用いることができる磁性コアを提供すること。【解決手段】大径磁性粒子（１０２）および小径磁性粒子（１０４）を含んだ圧粉磁心（１００）であって、大径磁性粒子（１０２）は、その粒径Ｒ１が、Ｒ１min＜Ｒ１＜Ｒ１maxを満たし、小径磁性粒子（１０４）は、その粒径Ｒ２が、（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１minを満たす。【選択図】図１
2015073037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径磁性粒子および小径磁性粒子を含んだモータまたはスイッチング電源回路に用いられる圧粉磁心であって、
前記大径磁性粒子は、
その粒径Ｒ１が、Ｒ１min＜Ｒ１＜Ｒ１maxを満たし、
前記小径磁性粒子は、
その粒径Ｒ２が、（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１minを満たす
ことを特徴とする圧粉磁心。
【請求項２】
前記大径磁性粒子は、
長手方向の粒径をＲ１longとし、
短手方向の粒径をＲ１shortとした場合において、
１．０＜（Ｒ１long／Ｒ１short）＜１．１
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の圧粉磁心。
【請求項３】
前記大径磁性粒子と前記小径磁性粒子との体積比率が、７０：３０〜８０：２０である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧粉磁心。
【請求項４】
前記Ｒ１minは１μｍであり、
前記Ｒ１maxは１５μｍである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の圧粉磁心。
【請求項５】
前記大径磁性粒子および小径磁性粒子の少なくともいずれか一方は、非晶質合金である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の圧粉磁心。
【請求項６】
前記非晶質合金はＦｅを主成分とし、少なくともＰ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉのうち２種類以上を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の圧粉磁心。
【請求項７】
前記大径磁性粒子および小径磁性粒子の少なくともいずれか一方は、下記の組成式で表される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の圧粉磁心。
Ｆｅ１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＣｏａＮｉｂＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ
ただし、ＭはＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｌより選ばれる１種または２種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０原子％≦ｘ≦５原子％、０原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１５原子％、０原子％≦ｔ≦１２原子％、０原子％≦ａ≦２０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％、７０原子％≦(１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ)≦８３原子％を示す。
【請求項８】
前記大径磁性粒子は、
アトマイズ法により作製されたものである
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の圧粉磁心。
【請求項９】
前記小径磁性粒子は、
液中還元法により作製されたものである
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の圧粉磁心。
【請求項１０】
１００ｋＨｚ以上のスイッチング動作を伴う、力率改善回路および降圧回路を備えたＡＣアダプタであって、
前記力率改善回路のチョークコイルとして、請求項１から９のいずれか一項に記載の圧粉磁心を用いた
ことを特徴とするＡＣアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波スイッチング応用のための圧紛鉄心に関し、特に周波数１００ｋＨｚ以上のスイッチング回路で利用可能な圧粉磁心に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばモータ、変圧器等の磁心として、軟磁性金属粉末を圧縮成型することによって生成された圧粉磁心が用いられている。これにより、磁心を小型化しつつ、良好な磁気的特性を得ることが可能となっている。このような圧粉磁心においては、磁性粉末の充填率を高めることにより、透磁率を高めることができ、その結果、鉄損を抑制できることが知られている。そこで、従来、圧粉磁心に関し、磁性粉末の充填率を高める技術が考案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、大径磁性粉末と小径磁性粉末との混合粉末を含んで構成された圧粉磁心が開示されている。特に、特許文献１には、大径磁性粉末の粒径を８μｍ以上とし、小径磁性粉末の粒径を０．１μｍ以上１．５μｍ以下とすることが開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、特許文献１と同様、大径磁性粉末と小径磁性粉末との混合粉末を含んで構成された圧粉磁心が開示されている。特に、特許文献２では、大径磁性粉末の粒径に対し、１／４００〜１／２０の平均粒径の球状粒子からなる小径磁性粉末を用いることが開示されている。
【０００５】
さらに、下記特許文献３には、アスペクト比が１以上３.５以下の小径磁性粉末を用いることが開示されている。
【０００６】
これらの圧粉磁心によれば、大径磁性粉末同士の間に生じた隙間に小径磁性粉末が入り込むことにより、磁性粉末の充填率を高めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１２９３８４号公報（２０１２年７月５日公開）
【特許文献２】特開２００７−２００９６２号公報（２００７年８月９日公開）
【特許文献３】特開２００９−０５４６１５号公報（２００９年３月１２日公開）
【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、上記特許文献１に記載の圧粉磁心は、大径磁性粉末については、平均粒径を８μｍ以上とすることしか規定されておらず、好適な粒径を特定するに至っていない。また、小径磁性粉末については、粒径を０．１μｍ以上１．５μｍ以下とすることが規定されているが、その粒径は、大径磁性粉末の粒径に対する相対的な大きさを有するものではなく、好適な粒径が特定されているとはいえない。
【０００９】
また、特許文献２に記載の圧紛磁心は、大径磁性粉末の粒径に対し、１／４００〜１／２０の平均粒径の球状粒子からなる小径磁性粉末を用いるとされているが、例えば１μｍの大径磁性粉末に対して、１／２００＝０．００５μｍ＝５ｎｍとなるが、極端な微粒子化はその磁性特性を返って劣化させることになる。
【００１０】
また、特許文献３に記載のアスペクト比において、アスペクト比を大きくするほど、磁性コアとして用いた場合の周波数特性が悪くなることが明らかとなり、そのアスペクト比によって用いる周波数に違いがあることが明らかとなった。
【００１１】
すなわち、上記特許文献１〜３に記載の圧粉磁心は、大径磁性粉末および小径磁性粉末の各々の粒径が適切に設定されているとはいえず、このため、高周波応用に適した磁性粉末の組み合わせとなっていない。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧粉磁心において、大径磁性粉末と小径磁性粉末とを好適に混合させることにより、磁性粉末の充填率をより向上させ、高周波応用に用いることができる磁性コアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る圧粉磁心は、大径磁性粒子および小径磁性粒子を含んだ圧粉磁心であって、前記大径磁性粒子は、その粒径Ｒ１が、Ｒ１min＜Ｒ１＜Ｒ１maxを満たし、前記小径磁性粒子は、その粒径Ｒ２が、（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１minを満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、圧粉磁心において、大径磁性粉末と小径磁性粉末とが好適に混合されるため、磁性粉末の充填率をより向上させ、高周波応用に用いることができる磁性コアを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る圧粉磁心を拡大して示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１において、大径磁性粒子の粒径の上限値が互いに異なる複数の圧粉磁心の各々から得られた、透磁率を示す表である。
【図３】本発明の実施例２において、大径磁性粒子の粒径の上限値が互いに異なる複数の圧粉磁心の各々から得られた、透磁率を示す表である。
【図４】本発明の実施例３において、大径磁性粒子の粒径比が互いに異なる複数の圧粉磁心の各々から得られた、透磁率を示す表である。
【図５】本発明の実施例４において、大径磁性粒子と小径磁性粒子との体積比率が互いに異なる複数の圧粉磁心の各々から得られた、透磁率を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【００１７】
〔圧粉磁心１００の構成〕
初めに、図１を参照して、本発明の実施形態に係る圧粉磁心１００の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る圧粉磁心１００の一部（圧縮形成前の混合粉末）を拡大して示す模式図である。上記圧粉磁心１００は、モータ、変圧器等に利用され、コイルと組み合わされることにより、モータ、変圧器等の磁心として機能する。図１に示すように、圧粉磁心１００の材料となる混合粉末は、大径磁性粒子１０２（大径磁性粉末）と小径磁性粒子１０４（小径磁性粉末）とを含んで構成されている。
【００１８】
（大径磁性粒子１０２）
大径磁性粒子１０２は、比較的大きな粒径Ｒ１を有する、概ね球状の金属粒子である。
【００１９】
好適な例として、大径磁性粒子１０２の材料には、下記の組成式で表されるものを用いることが好ましい。
【００２０】
Ｆｅ１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＣｏａＮｉｂＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ
ただし、ＭはＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｌより選ばれる１種または２種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０原子％≦ｘ≦５原子％、０原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１５原子％、０原子％≦ｔ≦１２原子％、０原子％≦ａ≦２０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％、７０原子％≦(１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ)≦８３原子％を示す。
【００２１】
なお、上記組成において、Ｐの添加量ｙは２原子％以上であることがより好ましく、Ｂの添加量ｗは１２原子％以下であることがより好ましい。また、Ｓｉの添加量ｔは０．５原子％≦ｔ≦８原子％であることがより好ましい。
【００２２】
但し、大径磁性粒子１０２には、上記以外の材料を用いてもよい。
【００２３】
（小径磁性粒子１０４）
小径磁性粒子１０４は、比較的小さな粒径Ｒ２を有する、概ね球状の金属粒子である。小径磁性粒子１０４は、図１に示すように、大径磁性粒子１０２同士の間に生じた隙間に入り込むことにより、圧粉磁心１００の充填密度を高める役割を果たす。これにより、本実施形態の圧粉磁心１００は、磁気的結合作用が向上し、より高い透磁率が得られるようになっている。
【００２４】
好適な例として、小径磁性粒子１０４の材料には、下記の組成式で表されるものを用いることが好ましい。
【００２５】
Ｆｅ１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＣｏａＮｉｂＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ
ただし、ＭはＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｌより選ばれる１種または２種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０原子％≦ｘ≦５原子％、０原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１５原子％、０原子％≦ｔ≦１２原子％、０原子％≦ａ≦２０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％、７０原子％≦(１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ)≦８３原子％を示す。
【００２６】
なお、上記組成において、Ｐの添加量ｙは２原子％以上であることがより好ましく、Ｂの添加量ｗは１２原子％以下であることがより好ましい。また、Ｓｉの添加量ｔは０．５原子％≦ｔ≦８原子％であることがより好ましい。
【００２７】
但し、小径磁性粒子１０４には、上記以外の材料を用いてもよい。
【００２８】
（圧粉磁心１００の製造方法）
本実施形態の圧粉磁心１００は、例えば、以下の工程（Ａ）〜（Ｄ）を実施することによって製造することができる。
【００２９】
（Ａ：大径磁性粒子生成工程）大径磁性粒子１０２を生成する。大径磁性粒子１０２の生成方法としては、例えば、アトマイズ法が用いられる。アトマイズ法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法が挙げられるが、好ましくは、より小径の磁性粒子を生成することが可能な、水アトマイズ法、または、ディスクアトマイズ法を用いることである。なお、既に生成済みの大径磁性粒子１０２を用意できる場合は、本工程に代えて、大径磁性粒子１０２を用意する大径磁性粒子用意工程を実施してもよい。
【００３０】
（Ｂ：小径磁性粒子生成工程）小径磁性粒子１０４を生成する。小径磁性粒子１０４の生成方法としては、例えば、液中還元法が用いられる。液中還元法とは、以下に示す各工程を実施することにより、小径磁性粒子１０４を得る方法である。（Ｂ−１）原料となる金属塩（例えば、Ｆｅ元素を含有する塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、しゅう酸塩、金属錯体等）、錯化剤（例えば、塩化アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸、酢酸ナトリウム、エチレングリコール、アンモニア水等）、分散剤（例えば、ポリビニルピロリド等）およびＰ系還元剤（例えば、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸、次亜リン酸アンモニウム、次亜リン酸カルシウム、亜リン酸等）を含む原料液を用意する。（Ｂ−２）Ｂ系還元剤（例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、ジメチルアミンボラン等）を含む還元液を用意する。（Ｂ−３）上記原料液にｐＨ調整剤（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等）を加えることにより、上記原料液のｐＨを所定のｐＨ（還元反応の開始に最適なｐＨ）に調整する。（Ｂ−４）上記調整後の上記原料液を撹拌しながら、当該原料液に対して上記還元液を滴下する。これにより、小径磁性粒子１０４を得る。なお、既に生成済みの小径磁性粒子１０４を用意できる場合は、本工程に代えて、小径磁性粒子１０４を用意する小径磁性粒子用意工程を実施してもよい。
【００３１】
（Ｃ：混合粉末生成工程）大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４とを混合することにより、混合粉末を生成する。
【００３２】
（Ｄ：圧縮成型工程）上記混合粉末に結合剤（例えば、熱硬化性樹脂等）を添加した後、当該混合粉末を金型に充填し、所定の形状に圧縮成型する。
【００３３】
〔圧粉磁心１００の特徴的な構成〕
（粒径）
ここで、上記工程（Ａ）においては、発明者らが導き出した好適な粒径Ｒ１を有する、大径磁性粒子１０２を生成する。好適な粒径Ｒ１とは、[Ｒ１min＜Ｒ１＜Ｒ１max]を満たす粒径Ｒ１のことを指す。また、上記工程（Ｂ）においては、発明者らが導き出した好適な粒径Ｒ２を有する、小径磁性粒子１０４を生成する。好適な粒径Ｒ２とは、[（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１min]を満たす粒径Ｒ２のことを指す（ここで演算子「√」は、３のみに係る）。要するに、本実施形態では、発明者らの知見に基づき、大径磁性粉末および小径磁性粉末の双方の好適な粒径を具体的に規定し、特に、小径磁性粉末の粒径は、大径磁性粉末の粒径に対する相対的な大きさが規定されたものとなっている。さらに、粒径Ｒ２は、Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１min〜１／６．５を満たすことがより好ましい。なお、粒径Ｒ２の下限値を、（Ｒ１min／２０）としたのは、極端な微粒子化はその磁性特性を返って劣化させることになるからである。
【００３４】
（粒径の具体例）
上記粒径Ｒ１の好適な例を挙げると、その下限値（Ｒ１min）を１μｍとし、その上限値（Ｒ１max）を１５μｍとすることである。この場合、上記式[（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１min]に基づき、小径磁性粒子１０４の好適な粒径Ｒ２は、概ね０．０５μｍ＜Ｒ２＜０．１５５μｍとなる。
【００３５】
なお、このような大径磁性粒子の粒径範囲を選んだ場合、トランスとしての放熱特性にも最も優れていることが、発明者らによって見出されている。
【００３６】
（粒径比）
また、上記工程（Ａ）においては、発明者らが導き出した好適な粒径比を有する、大径磁性粒子１０２を生成することが好ましい。大径磁性粒子１０２の粒径比とは、大径磁性粒子１０２の長手方向の粒径をＲ１longとし、大径磁性粒子１０２の短手方向の粒径をＲ１shortとした場合において、[Ｒ１long／Ｒ１short]によって得られる比率のことである。大径磁性粒子１０２の粒径比が１．０に近いほど、その大径磁性粒子１０２は、真円に近いといえる。発明者らが導き出した好適な粒径比とは、１．０〜１．１の範囲内である。
【００３７】
（体積比）
また、上記工程（Ｃ）においては、発明者らが導き出した好適な混合比によって、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４とを混合することが好ましい。発明者らが導き出した好適な混合比とは、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率を、７０：３０〜８０：２０の範囲内とすることである。
【００３８】
このように、本実施形態の圧粉磁心１００は、磁性粒子の粒径、粒径比、および混合比が適切に設定されることで、その充填率が高められ、より高い透磁率を得ることが可能となっている。
【００３９】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る圧粉磁心（１００）は、大径磁性粒子（１０２）および小径磁性粒子（１０４）を含んだ圧粉磁心であって、前記大径磁性粒子は、その粒径Ｒ１が、Ｒ１min＜Ｒ１＜Ｒ１maxを満たし、前記小径磁性粒子は、その粒径Ｒ２が、（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１minを満たす。
【００４０】
上記の構成によれば、圧粉磁心において、大径磁性粒子および小径磁性粒子の各々について、好適な粒径が規定されるため、他の構成を採用した場合と比較して、磁性粉末の充填率を高めることができる。
【００４１】
本発明の態様２に係る圧粉磁心は、上記態様１において、前記大径磁性粒子は、長手方向の粒径をＲ１longとし、短手方向の粒径をＲ１shortとした場合において、１．０＜（Ｒ１long／Ｒ１short）＜１．１を満たしてもよい。
【００４２】
上記の構成によれば、圧粉磁心において、大径磁性粒子および小径磁性粒子の各々の粒径が、発明者らの知見に基づくより好適なものとなるため、磁性粉末の充填率をより高めることができる。上記構成により、磁性粉末の充填率がより高められることは、後述の実施例３からも明らかである。
【００４３】
本発明の態様３に係る圧粉磁心は、上記態様１または２において、前記大径磁性粒子と前記小径磁性粒子との体積比率が、７０：３０〜８０：２０であってもよい。
【００４４】
上記の構成によれば、圧粉磁心において、大径磁性粒子と小径磁性粒子との体積比率がが、発明者らの知見に基づくより好適なものとなるため、磁性粉末の充填率をより高めることができる。上記構成により、磁性粉末の充填率がより高められることは、後述の実施例４からも明らかである。
【００４５】
本発明の態様４に係る圧粉磁心は、上記態様１から３において、前記Ｒ１minは１μｍであり、前記Ｒ１maxは１５μｍであってもよい。
【００４６】
上記の構成によれば、圧粉磁心において、大径磁性粒子の粒径が、発明者らの知見に基づくより好適なものとなるため、磁性粉末の充填率をより高めることができる。上記構成により、磁性粉末の充填率がより高められることは、後述の実施例１からも明らかである。
【００４７】
本発明の態様５に係る圧粉磁心は、上記態様１から４において、前記大径磁性粒子および小径磁性粒子の少なくともいずれか一方は、非晶質合金であってもよい。
【００４８】
本発明の態様６に係る圧粉磁心は、上記態様５において、前記非晶質合金はＦｅを主成分とし、少なくともＰ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉのうち２種類以上を含んでもよい。
【００４９】
本発明の態様７に係る圧粉磁心は、上記態様１から６において、前記大径磁性粒子および小径磁性粒子の少なくともいずれか一方は、下記の組成式で表されるものであってもよい。
【００５０】
Ｆｅ１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＣｏａＮｉｂＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ
ただし、ＭはＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｌより選ばれる１種または２種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０原子％≦ｘ≦５原子％、０原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１５原子％、０原子％≦ｔ≦１２原子％、０原子％≦ａ≦２０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％、７０原子％≦(１００−ａ−ｂ−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ)≦８３原子％を示す。
【００５１】
本発明の態様８に係る圧粉磁心は、上記態様１から７において、前記大径磁性粒子は、
アトマイズ法により作製されたものであってもよい。
【００５２】
本発明の態様９に係る圧粉磁心は、上記態様１から８において、前記小径磁性粒子は、
液中還元法により作製されたものであってもよい。
【００５３】
本発明の態様１０に係るＡＣアダプタは、１００ｋＨｚ以上（より好ましくは、５００ｋＨｚ以上）のスイッチング動作を伴う、力率改善回路および降圧回路を備えたＡＣアダプタであって、前記力率改善回路のチョークコイルとして、上記態様１から９のいずれかの圧粉磁心を用いている。
【００５４】
本発明の態様１１に係る製造方法は、大径磁性粒子および小径磁性粒子を含んだ圧粉磁心の製造方法であって、前記大径磁性粒子と前記小径磁性粒子とを混合することにより、混合粉末を生成する混合粉末生成工程と、前記混合粉末を所定の形状に圧縮成型する圧縮成型工程と、を含み、前記大径磁性粒子には、その粒径Ｒ１が、Ｒ１min＜Ｒ１＜Ｒ１maxを満たす前記大径磁性粒子を用い、前記小径磁性粒子には、その粒径Ｒ２が、（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１minを満たす前記小径磁性粒子を用いる。
【００５５】
上記の製造方法によれば、大径磁性粒子および小径磁性粒子の各々について、好適な粒径が規定されるため、磁性粉末の充填率がより高められた状態で、圧粉磁心を製造することができる。
【００５６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【実施例１】
【００５７】
以下、図２を参照して、本発明の実施例１について説明する。実施例１では、実施形態の圧粉磁心１００において、大径磁性粒子１０２の粒径Ｒ１の上限値（Ｒ１max）を変化させ、これにより、透磁率がどのように変化するかを検証した。具体的には、実施例１では、大径磁性粒子１０２の粒径Ｒ１の上限値（Ｒ１max）が互いに異なる圧粉磁心Ａ〜Ｄを製造し、これらの各々の透磁率を測定した。
【００５８】
図２は、本発明の実施例１において、大径磁性粒子１０２の上限値（Ｒ１max）が互いに異なる複数の圧粉磁心（圧粉磁心Ａ〜Ｄ）の各々から得られた、透磁率を示す表である。図２においては、各圧粉磁心から得られた透磁率を、バルクの透磁率（同一組成の材料を用いて粉末の寄せ集めではなく、１つの塊として固めたものの透磁率）からの透磁率比で表している。
【００５９】
図２に示すように、本実施例１により、大径磁性粒子１０２の粒径Ｒ１の下限値（Ｒ１min）を１μｍ（図２ではＲ１minを１０μｍとした場合を示しているが、Ｒ１minを１μｍとした場合も同様である。）とし、上限値（Ｒ１max）を１５μｍとした場合（すなわち、圧粉磁心Ｄの場合）最も高い透磁率比（０．８５）が得られることが明らかになった。このように、高い透磁率が得られた理由は、粒径Ｒ１の上限値（Ｒ１max）を１５μｍとしたことにより、小径磁性粒子１０４を効率的に充填できる隙間を大径磁性粒子１０２が生み出し、よって、磁性粒子の充填率が高まったからであると考えられる。
【００６０】
そして、図２に示すように、本実施例１により、大径磁性粒子１０２の粒径Ｒ１の下限値を１μｍ（図２ではＲ１minを１０μｍとした場合を示しているが、Ｒ１minを１μｍとした場合も同様である。）としたまま、大径磁性粒子１０２の粒径Ｒ１の上限値を、２０μｍ、５０μｍ、１００μｍと、徐々に大きくすることにより、得られる透磁率比が、０．８０、０．７１、０．５５と、徐々に小さくなることが明らかになった。
【実施例２】
【００６１】
以下、図３を参照して、本発明の実施例２について説明する。実施例２では、実施形態の圧粉磁心１００において、小径磁性粒子１０４の粒径Ｒ２、および、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率を、発明者らが導き出した好適なものとし、これにより、透磁率がどのように変化するかを検証した。具体的には、実施例２では、実施例１に用いた圧粉磁心Ａ〜Ｄの各々について、上記式[（Ｒ１min／２０）＜Ｒ２＜（２／√３−１）Ｒ１min]に基づいて、小径磁性粒子１０４の粒径Ｒ２を、０．０５μｍ＜Ｒ２＜０．１５５μｍ（Ｒ１minを１０μｍとした場合、０．５μｍ＜Ｒ２＜１．５５μｍ）に限定した。さらに、圧粉磁心Ａ〜Ｄの各々について、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率を７０：３０とした。そして、圧粉磁心Ａ〜Ｄの各々について、透磁率を測定した。
【００６２】
図３は、本発明の実施例２において、大径磁性粒子１０２の粒径Ｒ１の上限値（Ｒ１max）が互いに異なる複数の圧粉磁心（圧粉磁心Ａ〜Ｄ）の各々から得られた、透磁率を示す表である。（図３ではＲ１minを１０μｍとした場合を示しているが、Ｒ１minを１μｍとした場合も同様である。）図３においても、図２と同様に、各圧粉磁心から得られた透磁率を、バルクの透磁率からの透磁率比で表している。
【００６３】
図２と図３とを比較すればわかるように、本実施例２により、圧粉磁心Ａ〜Ｄの各々について、小径磁性粒子１０４の粒径Ｒ２を、０．０５μｍ＜Ｒ２＜０．１５５μｍ（Ｒ１minを１０μｍとした場合、０．５μｍ＜Ｒ２＜１．５５μｍ）に限定するとともに、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率を７０：３０とすることにより、実施例１よりも高い透磁率比が得られることが明らかになった。例えば、粒径Ｒ１の上限値が１５μｍである圧粉磁心Ｄについては、透磁率比が０．８５から０．９２へ向上した。
【実施例３】
【００６４】
以下、図４を参照して、本発明の実施例３について説明する。実施例３では、実施形態の圧粉磁心１００において、大径磁性粒子１０２の粒径比を変化させ、これにより、透磁率がどのように変化するかを検証した。
【００６５】
具体的には、実施例３では、実施例２に用いた圧粉磁心Ｄをベースとして、大径磁性粒子１０２の粒径比が互いに異なる圧粉磁心Ｄ−１〜Ｄ−３を製造し、各々の透磁率を測定した。
【００６６】
図４は、本発明の実施例３において、大径磁性粒子１０２の粒径比が互いに異なる複数の圧粉磁心（圧粉磁心Ｄ−１〜Ｄ−３）の各々から得られた、透磁率を示す表である。図４においても、図２および図３と同様に、各圧粉磁心から得られた透磁率を、バルクの透磁率からの透磁率比で表している。
【００６７】
図４に示すように、本実施例３により、大径磁性粒子１０２の粒径比を１．０〜１．１の範囲内とした場合（すなわち、大径磁性粒子１０２がより真円に近い圧粉磁心Ｄ−３の場合）、最も高い透磁率比（０．９２）が得られることが明らかになった。そして、本実施例３により、大径磁性粒子１０２の粒径比の範囲を、１．０〜１．２（圧粉磁心Ｄ−２）、１．０〜１．３（圧粉磁心Ｄ−１）と、徐々に広げることにより、得られる透磁率比が、０．７７（圧粉磁心Ｄ−２）、０．６２（圧粉磁心Ｄ−１）と、徐々に小さくなることが明らかになった。
【実施例４】
【００６８】
以下、図５を参照して、本発明の実施例４について説明する。実施例４では、実施形態の圧粉磁心１００において、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率を変化させ、これにより、透磁率がどのように変化するかを検証した。具体的には、実施例４では、実施例２に用いた圧粉磁心Ｄをベースとして、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率が互いに異なる圧粉磁心Ｄ−４〜Ｄ−７を製造し、各々の透磁率を測定した。
【００６９】
図５は、本発明の実施例４において、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率が互いに異なる複数の圧粉磁心（圧粉磁心Ｄ−４〜Ｄ−７）の各々から得られた、透磁率を示す表である。図５においても、図２〜図４と同様に、各圧粉磁心から得られた透磁率を、バルクの透磁率からの透磁率比で表している。
【００７０】
図５に示すように、本実施例４により、大径磁性粒子１０２と小径磁性粒子１０４との体積比率を７０：３０〜８０：２０の範囲内とした場合（すなわち、圧粉磁心Ｄ−５，Ｄ−６の場合）、最も高い透磁率比（０．９１〜０．９２）が得られることが明らかになった。そして、本実施例４により、上記体積比率が上記範囲から逸脱すると、透磁率比が急激に低下してしまうことが明らかになった。
【００７１】
（本発明の好適な適用例）
特に、本発明はモータや電源のチョークコイルへの利用が有用である。例えば、本発明をモータに用いた場合には、高密度化された磁性材料によってコアの密度が向上するため、磁束密度を高めることができ、微小な電流でも高磁化を発現することが可能となり、よって、高いトルクを発するモータを形成することができる。また、本発明をチョークコイルに用いた場合には、高密度化による高磁化発現能の改善により、より多くの磁気エネルギーを蓄えることが可能となることから、機器の小型化に貢献できる。特に、１００ｋＨｚ以上（より好ましくは、５００ｋＨｚ以上）のスイッチング動作を伴う、力率改善回路（ＰＦＣ）および降圧回路を備えたＡＣアダプタにおいて、本発明の圧粉磁心を力率改善回路のチョークコイルに用いた場合、高密度化に伴い損失を小さくすることが可能なため、１００ｋＨｚ以上（より好ましくは、５００ｋＨｚ以上）で駆動した場合の発熱量を小さくすることが可能となり、機器の小型化を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る圧粉磁心は、モータ、変圧器等に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００  圧粉磁心
１０２  大径磁性粒子
１０４  小径磁性粒子
【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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