(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性材料としてＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒を用いた磁心にコイルを敷設したコイル部品であって、
前記磁心の表面および断面組織において観察されるＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の表層には、前記Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒から形成された酸化物層を備え、且つ前記磁心の断面組織には、前記酸化物層よりもＦｅ、ＣｒおよびＡｌの和に対するＦｅの比率が高い酸化物相を備えたことを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル部品であって、
前記磁心の占積率が８０％〜９０％であることを特徴とするコイル部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコイル部品であって、
前記磁心のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒が、Ａｌを３質量％以上且つ１０質量％以下、Ｃｒを３質量％以上且つ１０質量％以下で含み、残部がＦｅ及び不可避不純物よりなることを特徴とするコイル部品。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のコイル部品であって、
前記磁心は導体ペーストを焼き付けて形成された端子を有し、前記端子に前記コイルの端部が接続されたことを特徴とするコイル部品。
【請求項５】
請求項４に記載のコイル部品であって、
前記導体ペーストはＡｇ又はＡｇ合金の金属粒を含み、
前記端子に覆われた磁心の表面に、前記磁心の表面において観察されるＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の表層の酸化物層よりも厚い酸化物層を備えたことを特徴とするコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性粉末を用いた磁心を用いて構成されたコイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、家電機器、産業機器、車両など多種多様な用途において、インダクタ、トランス、チョーク等のコイル部品が用いられている。コイル部品は、磁心に敷設されたコイルで構成される。かかる磁心には、磁気特性、形状自由度、価格に優れるフェライトが広く用いられている。
【０００３】
近年、電子機器等の電源装置の小型化が進み、更に多様な環境下でも使用可能であることが求められるようになった。その結果、小型・低背であって、１３０℃を超える高温の環境下で、かつ大電流に対しても使用可能なコイル部品の要求が強くなっている。この様なコイル部品には、フェライトと比較してキュリー温度が高くて飽和磁束密度も大きい金属系の軟磁性材料を使用した磁心の採用が進んでいる。金属系の軟磁性材料としては、例えばＦｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金などの磁性粉末が用いられている。
【０００４】
金属系の磁性粉末は、飽和磁束密度が高い反面、電気抵抗率が低いため、それを圧密化して得られる磁心（圧粉磁心とも言う）では、表面にガラスや熱硬化性樹脂等の絶縁性の被覆が形成された合金粒を用いるなどして、絶縁性を高める方法が適用されている。
【０００５】
また他の方法として特許文献１に、金属系の磁性粉末として予め絶縁性被膜を形成したＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金の合金粒を用いた例が開示されている。例えば磁性粉末を８００℃以上の酸化性雰囲気で加熱処理して、合金粒の表面にアルミナを含む絶縁性の酸化皮膜を自己生成させ、かかる磁性粉末を放電プラズマ焼結によって固化成形してＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系磁性粉末成形体を得ている。この成形体はモ−タの固定子や回転子等、交流磁場中で使用される。
【０００６】
また、特許文献２には、鉄、ケイ素および鉄よりも酸化されやすい元素を含む磁性粉末で形成された磁心と、それを用いたコイル型電子部品が開示されている。前記磁心は、磁性粉末の成形体を酸化雰囲気中で熱処理し、磁性粉末を構成する合金粒を酸化して、その表面に酸化被膜を生成させ、前記酸化被膜を絶縁層として合金粒同士を結合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２２０４３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
合金粒の表面に、ガラスや熱硬化性樹脂などで絶縁性被覆を形成した磁性粉末を加圧成形して得られた磁心は、強度がフェライトからなる磁心と比べて低くて巻線時に破損しやすい。磁心の強度を高めるためには、大きな圧力で成形して密度を上げるのが有効だが、一般に高圧を発生させる成形装置は大型であるし、高圧成形では成形用の金型が破損しやすいなど、製造設備上の問題もあった。そのため、実用上得られる磁心の強度には限界があった。また、強度を高めるために成形圧を上げると、合金粒の表面に形成された絶縁性被覆が損傷し絶縁性が低下するという問題もあった。
【０００９】
一方、特許文献１では、上記のような高圧は必要としないものの、合金粒の表面に予め酸化皮膜を形成し、放電プラズマ焼結によって固化成形するので、複雑な設備と、多くの時間を必要とする製法であるし、酸化処理後の磁性粉末は凝集し易く、それを粉砕することが必要で、工程が煩雑なものとなってしまう。また、例えばドラム形状のような複雑な形状の磁心を作製する方法としても適しているとは言えない。
また、特許文献２に開示された磁心では、成形後に酸化性雰囲気で熱処理して絶縁層が形成されるので、特許文献１のような複雑な設備等は要しないものの、実施例の記載によれば、高い強度が得られる条件では比抵抗が低く、強度と比抵抗の両方を高める点について記載がない。またＳｉを多く含むので磁性粉末が硬く、複雑な形状の磁心を成形するのが容易でないと推定される。
【００１０】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、高強度と絶縁性が確保され、複雑な形状に形成可能な磁心を用いたコイル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】
【００１１】
本発明は、軟磁性材料としてＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒を用いた磁心にコイルを敷設したコイル部品であって、前記磁心の表面および断面組織において観察されるＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の表層には、前記Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒から形成された酸化物層を備え、且つ前記磁心の断面組織には、前記酸化物層よりもＦｅ、ＣｒおよびＡｌの和に対するＦｅの比率が高い酸化物相を備えたことを特徴とするコイル部品である。
【００１２】
本発明のコイル部品においては、前記磁心の占積率が８０％〜９０％であるのが好ましい。
【００１３】
本発明のコイル部品においては、前記磁心のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒が、Ａｌを３質量％以上且つ１０質量％以下、Ｃｒを３質量％以上且つ１０質量％以下で含み、残部がＦｅ及び不可避不純物よりなるのが好ましい。
【００１４】
本発明のコイル部品において、前記磁心は導体ペーストを焼き付けて形成された端子を有し、前記端子に前記コイルの端部を接続するのが好ましい。前記導体ペーストはＡｇ又はＡｇ合金の金属粒を含み、前記端子に覆われた磁心の表面に、前記磁心の表面において観察されるＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の表層の酸化物層よりも厚い酸化物層を備えるのが、より好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高強度と絶縁性を確保され、複雑な形状に成形可能な磁心を用いたコイル部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る磁心の外観斜視図である。
【図２】本実施例の一実施例に係る磁心の表面のＳＥＭ写真である。
【図３】（ａ）本実施例の一実施例に係る磁心の断面のＳＥＭ写真であり、（ｂ）磁心の断面における酸化物層を示すＳＥＭ写真である。
【図４】本発明の一実施例に係る磁心の実効透磁率の周波数特性を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るコイル部品の上面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係るコイル部品の下面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係るコイル部品のＡ−Ａ’断面を含む正面図である。
【図８】図５〜図７に示したコイル部品に用いた磁心の外観斜視図である。
【図９】図５〜図７に示したコイル部品に用いた磁心の正面図である。
【図１０】図９に示した磁心のＡ指示部の拡大図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るコイル部品の上面図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係るコイル部品の下面図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係るコイル部品のＡ−Ａ’断面を含む正面図である。
【図１４】図１３に示したコイル部品のＢ指示部の拡大図である。
【図１５】図１１〜図１３に示したコイル部品に用いた磁心の外観斜視図である。
【図１６】本発明の他の実施例に係るコイル部品の断面図である。
【図１７】本発明の他の実施例に係るコイル部品の部分断面を含む正面図である。
【図１８】本発明の他の実施例に係るコイル部品の断面図である。
【図１９】本発明の他の実施例に係るコイル部品の斜視図である。
【図２０】本発明の他の実施例に係るコイル部品の分解斜視図である。
【図２１】本発明のコイル部品の用途を説明するための図である。
【図２２】本発明の他の実施例に係るコイル部品の斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施例に係るコイル部品の斜視図である。
【図２４】本発明の他の実施例に係るコイル部品の斜視図である。
【図２５】本発明の他の実施例に係るコイル部品の斜視図である。
【図２６】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図２７】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図２８】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図２９】本発明の他の実施例に係るコイル部品の斜視図である。
【図３０】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図３１】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図３２】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図３３】（ａ）本発明の他の実施例に係る磁心の上面図であり、（ｂ）本発明の他の実施例に係る磁心のａ−ａ’断面図である。
【図３４】本発明の他の実施例に係る磁心の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のコイル部品とそれに用いる磁心の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
まずコイル部品に用いる磁心について説明する。磁心は軟磁性材料としてＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の磁性粉末を用い、所定の形状に成形し、成形体を、所定の温度で酸素（Ｏ）を含む雰囲気にて熱処理して形成される。
【００１９】
磁性粉末を構成するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒は、Ｆｅをベース元素とし、更にＡｌおよびＣｒを含有する。ＡｌやＣｒは後述する合金粒表面の酸化物形成に寄与し、磁心の大気環境中での耐食性等を高める。またＦｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、あるいはＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金と比較して、相対的に低い成形圧でも、高い占積率と強度を備えた磁心を得ることができる。そのため、成形機の大型化・複雑化も回避することができる。また、低圧で成形できるため、金型の破損も低減し生産性が向上する。
【００２０】
Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の磁性粉末を所定の形状に圧縮成形した後、酸素を含む雰囲気にて成形体を所定の温度で熱処理すると、酸素に対して親和力の大きい非鉄金属（Ａｌ，Ｃｒ）とＦｅの酸化物がＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒から自己生成されて、合金粒の表面を覆う。形成された酸化物の一部は、磁心のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒間に粒界相として現れて、合金粒間の抵抗を高めるとともに、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒間を強固に結合する。また、成形体の表面に現れたＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒にも酸化物が形成されるので、熱処理後の磁心の表面は酸化物で覆われたものとなって、磁心の絶縁性が向上する。
【００２１】
成形体の熱処理によって酸化物を形成することができるので、磁性粉末の絶縁処理工程を省略することが可能である上に、Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒを含む酸化物によって優れた絶縁性が発揮され、合金粒間の結合も簡易であるため、かかる点においても生産性が向上する。
【００２２】
Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の具体的な合金組成は、本発明のコイル部品に用いられる磁心を構成出来るものであれば特に限定するものではないが、各元素の好ましい範囲は、合金の粉末化の容易さや、磁心の磁気特性等を考慮して設定することが出来る。
【００２３】
ＡｌやＣｒは合金粒表面の酸化物形成に寄与し、大気環境中での耐食性等を高める元素である。Ａｌは透磁率等の磁気特性を改善する元素でもあるが、合金中に占める割合が多くなり過ぎると飽和磁束密度が低下する。また、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金とする際に、溶湯からＡｌが酸化物のスラグとなって分離して合金組成のずれを生じ易くなる。その為、Ａｌの組成量は１０．０質量％以下が好ましい。より好ましくは８．０質量％以下、さらに好ましくは６．０質量％以下である。またＡｌの組成量が３質量％未満であると、Ａｌによる酸化物の形成が十分でない場合があり、Ａｌを３．０質量％以上含むのが好ましい。より好ましくは４．０質量％以上である。
【００２４】
Ｃｒの組成量もまた、磁気特性においてＡｌと同様の理由で、３．０質量％以上、１０．０質量％以下とするのが好ましい。より好ましくは、Ｃｒは３．５質量％以上、７．０質量％以下、さらに好ましくは４．５質量％以下である。
【００２５】
一般的なＦｅ系合金の精錬工程においては、不純物である酸素を除くために脱酸剤として通常Ｓｉが用いられる。添加されたＳｉは不純物である酸素と結合し酸化物として分離し、精錬工程中に取り除かれるが、一部は合金中に残留する。そのため不可避不純物として０．５質量％程度まで合金中にＳｉを含む場合が多い。また、使用する原料の純度が低い場合や、原料を回収して利用する場合などには、１．０質量％程度まで合金中にＳｉを含む場合がある。Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒にＳｉを僅かに含む場合には、磁気特性向上の効果が得られる場合があり、また、Ｓｉ量が多いと磁心の強度が低下する傾向がある。純度が高い原料を用い、真空鋳造するなどして精錬し、不純物を低減することは可能だが、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒のＳｉ量を０．０５質量％未満とするのは量産性が乏しく、コストの面からも好ましくない。したがって本発明のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒においては、Ｓｉを０．０５質量％以上１．０質量％未満含んでいても良い。Ｓｉは不可避不純物レベル（０．５質量％未満）であることがより好ましい。
【００２６】
上記Ａｌ、ＣｒやＳｉ以外の残部は他の不可避不純物を除き、主にＦｅで構成されるが、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒が持つ成形性等が優れる利点を発揮する限りにおいて、他の元素を含むことができる。例えば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒに加えてＹ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａのいずれか一つ以上を含む磁心はその強度が向上する。但し、合金中に非磁性元素を多く含むと飽和磁束密度等が低下するため、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａの総量は１．０質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の平均粒径（ここでは、累積粒度分布におけるメジアン径Ｄ５０を用いる）は、これを限定するものではないが、例えば、１μｍ以上、１００μｍ以下の平均粒径を有するものを用いることができる。平均粒径を小さくすることで、磁心の強度、磁心損失、高周波特性が改善されるので、メジアン径Ｄ５０は、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下である。一方、平均粒径が小さい場合は透磁率が低くなるため、メジアン径Ｄ５０は、より好ましくは５μｍ以上である。
【００２８】
また、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の形態も特に限定するものではないが、例えば、流動性等の観点からは、所定組成に調整された溶湯から、比較的球状の粒が得られやすいアトマイズ法による合金粒を用いることが好ましい。前記Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒は通常、多結晶であるが、磁性粉末中に単結晶のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒を含んでいても良い。ガスアトマイズ、水アトマイズ等のアトマイズ法は、展性や延性が高く、粉砕しにくい合金の粉末作製に好適である。
【００２９】
次に、磁心の製造方法について説明する。磁心は基本３つの工程を経て形成される。前記工程は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒でなる磁性粉末とバインダを混合する第１の工程（混合工程）と、前記第１の工程（混合工程）を経て得られた混合物を加圧成形する第２の工程（成形工程）と、前記成形工程を経た成形体を熱処理する第３の工程（熱処理工程）である。熱処理工程によって、磁心の表面及び内部に、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒に含有する元素を含む酸化物を形成する。前記酸化物によってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒間が繋がれると共に磁心の表面が覆うことが出来る。
【００３０】
更に、第２の工程（成形工程）と第３の工程（滅処理工程）との間であって、前記成形工程を経て得られた成形体に、研削加工および切削加工の少なくとも一方（以下、「研削加工等」ともいう）を施す第４の工程（加工工程）を有しても良い。前記加工工程によれば一層複雑な形状の磁心を得ることが出来る。更に成形工程と加工工程との間であって、バインダの分解温度よりも高温で、且つ熱処理工程の熱処理温度よりも低温で予備熱処理を行う第５の工程（加工前熱処理工程）を有しても良い。予備熱処理によってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面にＡｌを含む酸化物層が形成し合金粒間を結合する。その強度は、熱処理工程での熱処理による合金粒間の結合によって得られる強度よりも弱く、成形工程でのバインダによる合金粒間の結合によって得られる強度よりも強い。研削加工等にて成形体よりも大きな強度が必要な場合には、加工前熱処理工程を設ければ良い。
【００３１】
次に、第１の工程（混合工程）で用いるバインダについて説明する。バインダは、第２の工程（成形工程）にて加圧成形する際、合金粒同士を結着させ、成形後の研削加工等やハンドリングに耐える強度を成形体に付与する。バインダの種類は、これを限定するものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル樹脂等の各種有機バインダを用いることができる。有機バインダは成形後の熱処理により熱分解するので、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ合金粒の表面に自己生成される酸化物による合金粒間の結合を妨げない。
【００３２】
バインダの添加量は、合金粒間に十分に行きわたり、十分な成形体強度を確保できる量にすればよい。一方、これが多すぎると熱処理後の密度や強度が低下するようになる。例えば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒でなる磁性粉末１００重量部に対して、０．２５〜３．０重量部にすることが好ましい。更に第４の工程（加工工程）で行う研削加工等に耐える強度とするためには、０．５〜１．５重量部とするのがより好ましい。
【００３３】
第１の工程（混合工程）における磁性粉末とバインダとの混合方法は、これを特に限定するものではない。従来から知られている混合方法や、混合機を用いることができる。バインダが混合された状態では、その結着作用により、混合粉は広い粒度分布をもった凝集粉になっている。かかる混合粉を、例えば振動篩等を用いて篩に通すことによって、成形に適した所望の二次粒子径の造粒粉を得ることができる。また、スプレードライヤを用いて造粒粉を得ることもできる。また、加圧成形時に磁性粉末と金型との摩擦を低減させるために、ステアリン酸、ステアリン酸塩等の潤滑剤を添加するのも好ましい。潤滑剤の添加量は、磁性粉末１００重量部に対して０．１〜２．０重量部とすることが好ましい。一方で、潤滑剤は、金型に塗布する、または吹き付けて用いることも可能である。
【００３４】
次に、第１の工程（混合工程）を経て得られた混合物を加圧成形する、第２の工程（成形工程）について説明する。第１の工程（混合工程）で得られた混合物は、好適には上述のように造粒されて、第２の工程（成形工程）に供される。造粒された混合物は、成形金型を用いて、板形状、角柱形状、円柱形状、直方体形状、トロイダル形状、ドラム形状や他の所定形状に加圧成形される。第２の工程（成形工程）における成形は、室温成形でもよいし、有機バインダが消失しない程度に加熱して行う温間成形でもよい。第２の工程（成形工程）においては、必ずしもニアネットシェイプの成形体を得る必要は無い。後述する第４の工程（加工工程）で研削加工等を行い得るからである。
【００３５】
上述のようにＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒からなる磁性粉末は、低い成形圧で磁心の占積率（相対密度）を高めることができ、磁心の強度も向上する。かかる作用を利用して、熱処理を経た磁心の占積率を８０〜９０％の範囲内にすることがより好ましい。占積率を８０〜９０％の範囲内とするのは、占積率を高めることで磁気特性が向上する一方、過度に占積率を高めようとすると、設備的、コスト的な負荷が大きくなるためである。
【００３６】
次に、前記第２の工程（成形工程）を経た成形体を熱処理する第３の工程（熱処理工程）について説明する。成形等で導入された応力歪を緩和して良好な磁気特性を得るために、またＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒から酸化物を自己生成させるように、第２の工程（成形工程）を経た成形体に対して熱処理が施される。かかる熱処理によって、成形体を構成するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面に、合金粒の含有元素であるＦｅ，Ａｌ，Ｃｒを含む酸化物層が形成される。
【００３７】
熱処理は、大気中や、酸素と不活性ガスの混合気体中など、酸素が存在する雰囲気中で行うことができる。また、水蒸気と不活性ガスの混合気体中など、水蒸気が存在する雰囲気中で熱処理を行うこともできる。これらの内、大気中の熱処理が容易であり好ましい。また、熱処理雰囲気の圧力もこれを特に限定するものではないが、圧力制御を必要としない大気圧下が好ましい。
【００３８】
上記の熱処理によってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面が酸化されて酸化物が形成される。この酸化物は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面全体を覆うように層状に形成されるとともに、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒間を埋めるように形成される。前記第３の工程（熱処理工程）を経た磁心においては、その内部において、前記酸化物の一部が２つの合金粒間（２粒子粒界と呼ぶ）の粒界相を形成し、また他の一部は複数の合金粒間に囲まれる領域を埋めるように形成される。また磁心の表面には、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面の酸化物層と、複数の合金粒間に囲まれる領域を埋めるように形成された酸化物が表れる。以下、複数の合金粒間に囲まれる領域を埋めるように形成された酸化物を酸化物相として、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面の酸化物層と区別する。この様な構成によって磁心の絶縁性および耐食性が向上する。また、かかる酸化物は、成形体を構成した後に形成され、合金粒同士の結合に寄与し、もって強度に優れた磁心が得られる。
【００３９】
第３の工程（熱処理工程）の熱処理は、上記酸化物が形成される温度で行えばよい。この熱処理は成形等によってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒に与えられた歪を開放する焼鈍でもある。熱処理は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の磁性粉末が著しく焼結しない温度で行うことが好ましい。ここで「著しく焼結」とは、熱処理により形成された酸化物による粒子間の結合が減じられ、多くの粒子間がネッキングにより直接結合する状態を言い、磁心損失の増加、絶縁性の劣化を招く。熱処理の「著しく焼結」しない温度は、具体的には、６００〜９００℃の範囲が好ましく、７００〜８５０℃の範囲がより好ましい。
【００４０】
熱処理においては、成形体の内部よりも表面に酸素が供給され易いことは、あらためて説明するまでも無いが、そのような雰囲気差と熱処理温度によって、磁心の表面側のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の酸化が進み、Ｆｅ酸化物であるヘマタイトが形成される場合がある。ヘマタイト自体は磁心の絶縁性を向上させるが、その量が多いとヘマタイト自体の色調によって磁心に発生した赤錆として認識され、外観上好ましくない場合がある。そのため、熱処理の温度は７００〜８００℃の範囲がより好ましい。保持時間は、磁心の大きさ、処理量、特性ばらつきの許容範囲などによって適宜設定される。例えば０．５〜３時間が好ましい。
【００４１】
次に、前記第２の工程（成形工程）を経て得られた成形体に、研削加工および切削加工の少なくとも一方を施す第４の工程（加工工程）について説明する。かかる研削加工等は、成形体を所定の形状、寸法にするための加工や、角部の面取り加工、成形時に生じたバリ取り加工を含んでも良い。磁心が相当に複雑な形状である場合や、磁心が小さくて、加圧成形では所定形状に形成するのが困難な場合に有効である。研削加工は回転砥石等を用い、切削加工は切削工具を用いて行うことができる。
【００４２】
第３の工程（熱処理工程）の前に第４の工程（加工工程）を行う理由を説明する。第３の工程（熱処理工程）の熱処理後の磁心は、形成された酸化物によって、硬くて加工が困難であり、磁心を所定の形状に加工するには時間を要するとともに、加工後の加工面の絶縁処理も必要となって工程が煩雑になるからである。それほどに、熱処理により形成された酸化物はＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒間を強固に結合するが、第２の工程（成形工程）を経た段階での成形体は、酸化物が形成される前段階にあるため、研削加工等が容易で、加工時間を大幅に短縮することが出来る。
【００４３】
第４の工程（加工工程）後の成形体は、加工面の合金粒が剥がれたり、削られたりして内部の合金相が露出する。しかしながら、第３の工程（熱処理工程）の熱処理を経ることで、合金粒の表面が酸化物に覆われるため、加工面の絶縁性が確保される。また熱処理は、成形時や加工時の歪み除去、合金粒同士の結合および加工面の絶縁層形成を兼ねることができるため、複雑な形状であっても、高強度、高絶縁性の磁心の効率的な製造が可能になる。
【００４４】
上記のようにして得られる磁心は、磁心自体が優れた効果を発揮する。Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の磁性粉末は、成形性に優れ、高い占積率と磁心強度を実現する上で好適である。また、前記酸化物によって、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒間、ひいては磁心の絶縁性が確保され、磁心として十分な磁心損失が実現される。
【００４５】
前記磁心は、その断面観察像において各Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の最大径の平均が１５μｍ以下であることが好ましく、８μｍ以下がより好ましい。磁心を構成するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒が細かいことで、特に高周波での磁心損失が改善される。一方、透磁率の低下を抑える観点からは最大径の平均は０．５μｍ以上であることがより好ましい。最大径の平均は、磁心の断面を研磨して顕微鏡観察し、一定の面積の視野内に存在する粒子について最大径を読み取り、その個数平均を取って算出すればよい。このとき、３０個以上の粒子についての平均をとることが好ましい。成形後のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒は塑性変形し、断面観察では、ほとんどの粒子が中心以外の部分の断面で露出するため、上記最大径の平均は粉末状態で評価したメジアン径Ｄ５０よりも小さい値となる。
【００４６】
磁心は絶縁性、強度に優れるので、磁心の表面にコイルの端部を接続する端子を設けることが出来る。例えばＳＰＣＣ、銅合金、Ｎｉ合金、ステンレス等の金属端子を接着固定したり、かしめて取り付けたりすることが出来る。金属端子には適宜Ｎｉめっき、Ｓｎめっき等のめっき皮膜を設けるのが好ましい。また、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいは導体ペーストを用いた印刷法、転写法、ディップ法などの方法で膜状に端子を形成しても良い。前記端子は回路基板と接続する機能を有し、コイル部品を回路基板に面実装可能とするので好ましい。
【００４７】
スパッタリング法、イオンプレーティング法で端子用の金属材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＡｌやＮｉ、あるいはＣｕ−Ｃｒ合金、Ａｕ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｕ合金等が挙げられる。スパッタリング法やイオンプレーティング法で形成される電極は、その厚みを〜数μｍに形成出来るので使用する金属材料が少なくて済む。また、端子の厚みが薄ければ、端子に生じる渦電流による磁心損失の低減も期待できる。
【００４８】
導体ペーストを用いた印刷法、転写法、ディップ法では、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉやその合金等の金属粒を含む導体ペーストを用いることが出来る。導体ペーストは前記金属粒とガラス粉末と有機ビヒクルと溶剤を含むのが望ましい。ガラス粉末を含む導体ペーストを用いると、焼付けた後、ガラスが端子と磁心の表面との界面に存在して、端子の密着強度を向上させる。導体ペーストを用いて第２の工程（成形工程）を経た成形体、或いは第３の工程（熱処理工程）を経た磁心の表面に、端子となるパターンを直接形成し、焼き付ければ良い。焼き付け後の厚みは１０〜３０μｍであるのが好ましい。第２の工程（成形工程）を経た成形体に導体ペーストで端子となるパターンを形成すれば、前記第３の工程（熱処理工程）で導体ペーストを焼付けて端子を形成出来るので、工数を低減できて好ましい。
【００４９】
ＡｇやＡｇ合金の金属粒を含む導体ペーストを用いて、第２の工程（成形工程）にて端子となるパターンを形成する場合に、前記第３の工程（熱処理工程）の熱処理によって、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表層の酸化物よりも厚く、端子直下に酸化物層が形成され易い。端子直下における厚い酸化物層の形成は、端子と磁心との絶縁と密着強度の向上に寄与するので好ましい。
【００５０】
導体ペーストには、焼き付け時の収縮率制御材として、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔｉ、及びＣｏからなる群から選ばれる一種以上の金属を添加する場合があり、それらを含む導体ペーストでは、端子直下における厚い酸化物層の形成が顕著となる。特にＰｔ、ＲｕあるいはＲｈは、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の酸化を促進する触媒として機能し、端子直下の厚い酸化物の形成を一層助長する傾向がある。
【００５１】
スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいは導体ペーストを用いた印刷法、転写法、ディップ法で形成する端子には、その保護や、耐熱性、はんだ付け性（濡れ性）等を向上するように、めっき皮膜を形成するのが好ましい。めっき皮膜は下地となる金属にもよるが、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉや、はんだが用いられる。磁心の表面は酸化物によって高抵抗であるため、電解めっき法、無電解めっき法のどちらでも採用できる。一方で、電解めっき法を採用する場合には、めっきの際に電流が集中し易い角部を避けて端子を形成することで、めっきが伸びて端子間が短絡するのを防ぐのが望ましい。
【００５２】
非接触型表面粗さの面分析による磁心表面の面粗さは、成形したままの未加工面では、例えばＲａ（算術平均粗さ）が１．０μｍ〜２．５μｍ、Ｒｙ（最大高さ）が１０μｍ〜３０μｍであり、成形後に研削加工等を施した加工面ではＲａが３．０μｍ〜５．０μｍ、Ｒｙが２０μｍ〜４０μｍである。いずれ方法で形成された端子であっても、加工面、未加工面にかかわらず形成することが出来るが、スパッタリング法、イオンプレーティング法では、面粗さが小さい、成形したままの未加工面に端子を形成するのが好ましい。磁心の表面の微小な窪みがもたらすアンカー効果によって、金属端子の固着強度や、膜状の端子の密着強度の向上が期待できる。
【００５３】
得られた磁心にコイルを敷設しコイル部品とする。コイルは所定の線径を有しエナメルからなる絶縁被覆された単線や平角導体線、あるいは細いエナメル銅線を数十〜数百本撚り合せて導体線の導体表面積を大きくしたリッツ線等を用いることが出来、１ターン以上で巻回させて構成される。コイルの端部は適宜前記端子と、はんだ付け、溶接や熱圧着、あるいは超音波振動等の接続手段により接合される。磁心は絶縁性に優れるので、磁心に接してコイルを配置することが出来る。前記コイル部品は、例えばチョーク、インダクタ、リアクトル、トランス等として用いられる。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
以下の様にして、まずＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の磁性粉末を用いた磁心を作製した。磁性粉末として、質量百分率でＦｅ−５．０％Ａｌ−４．０％Ｃｒ−０．２％Ｓｉの合金組成を有するアトマイズ粉を準備した。レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ−９２０）で測定したアトマイズ粉の平均粒径（メジアン系Ｄ５０）は９．８μｍであった。
【００５５】
前記磁性粉末１００重量部に対して、バインダとしてエマルジョンのアクリル樹脂系のバインダ（昭和高分子株式会社製ポリゾールＡＰ−６０４  固形分４０％）を２．０重量部の割合で混合した。混合粉を１２０℃で１時間乾燥し、篩に通して平均粒径（Ｄ５０）が６０〜８０μｍの範囲内の造粒粉を得た。この造粒粉に、磁性粉末１００重量部に対して０．４重量部の割合でステアリン酸亜鉛を添加、混合して成形用の混合物を得た。
【００５６】
得られた混合物を、プレス機を使用して、０．９１ＧＰａの成形圧で室温にて加圧成形した。得られたトロイダル形状の成形体に、大気中で、室温から４５０℃まで４時間で昇温し、４５０℃で１時間保持した後、７５０℃まで１時間で昇温し、７５０℃で１．０時間保持して熱処理を施した後、炉冷して磁心を得た。
【００５７】
（比較例１）
同様にして、比較用にＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金粒の磁性粉末を用いた磁心を作製した。磁性粉末として、質量百分率でＦｅ−４．０％Ｃｒ−３．５％Ｓｉの合金組成を有するアトマイズ粉を用いた。実施例１の場合と同様の条件で混合、加圧成形し、成形体を得た。それを大気中で熱処理を行い、磁心を得た。熱処理は、室温から７００℃まで３時間で昇温し、７００℃で１時間保持した後、炉冷する条件とした。
【００５８】
（比較例２）
同様にして、比較用にＦｅ−Ｓｉ系合金粒の磁性粉末を用いた磁心を作製した。磁性粉末として、質量百分率でＦｅ−３．５％Ｓｉの合金組成を有するアトマイズ粉を用いた。実施例１の場合と同様の条件で混合、加圧成形し、成形体を得た。それを大気中で熱処理を行い、磁心を得た。熱処理は、室温から５００℃まで２時間で昇温し、５００℃で１時間保持した後、炉冷する条件とした。Ｆｅ−Ｓｉ系合金粒の磁性粉末を用いた場合は、５００℃を超える温度で熱処理すると磁心損失が劣化するため、熱処理温度を実施例１や比較例１よりも低い５００℃とした。
【００５９】
以上の工程により、図１に示すトロイダル形状の磁心を作製した。磁心の外形寸法は、外径φ１３．４ｍｍ、内径φ７．７４ｍｍ、高さ４．３ｍｍである。得られた磁心を用いて強度や比抵抗を含む物性を評価した。
【００６０】
（密度及び占積率）
磁心の密度をその寸法および質量から算出し、更に磁心の密度を合金の真密度で除して占積率（相対密度）を算出した。
【００６１】
（圧環強度σｒ）
磁心の径方向に荷重をかけ、破壊時の最大加重Ｐ（Ｎ）を測定し、次式から圧環強度σｒ（ＭＰａ）を求めた。なお磁心の肉厚ｄは、磁心の外径と磁心の内径との差分を１／２にして算出する。
σｒ＝Ｐ×（Ｄ−ｄ）／（Ｉｄ２）
（ここで、Ｄ：磁心の外径（ｍｍ）、ｄ：磁心の肉厚（ｍｍ）、Ｉ：磁心の高さ（ｍｍ）である。）
【００６２】
（磁心損失Ｐｃｖ）
一次側巻線と二次側巻線として、それぞれ導線を１５ターン巻回し、岩通計測株式会社製Ｂ−ＨアナライザーＳＹ−８２３２により、最大磁束密度３０ｍＴ、周波数３００ｋＨｚの条件で磁心損失Ｐｃｖを室温で測定した。
【００６３】
（実効透磁率μｅ）
周波数１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚでは、磁心に導線を８ターン巻回してコイル部品とし、ヒューレット・パッカード社製ＬＣＲメータ４２８５Ａにより自己インダクタンスＬと損失抵抗Ｒｓを測定し、周波数１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚでは、磁心をアジレント・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９１Ａにより、１６４５４Ａのテストフィクスチャを用いて自己インダクタンスＬと損失抵抗Ｒｓを測定し、実効透磁率の実数成分（μ’ｅ）と虚数成分（μ”ｅ）を次式にて算出することにより求めた。
μ’ｅ＝（ｌｅ×Ｌ）／（μ０×Ａｅ×Ｎ２）
（ｌｅ：磁路長、Ｌ：試料の自己インダクタンス（Ｈ）、μ０：真空の透磁率＝４π×１０−７（Ｈ／ｍ）、Ａｅ：磁心の断面積、Ｎ：コイルの巻数）
μ”ｅ＝〔ｌｅ×（Ｒｓ−Ｒｗ）〕／（μ０×ω×Ａｅ×Ｎ２）
（ｌｅ：磁路長、Ｒｓ：試料の損失抵抗（Ω）、Ｒｗ：巻線の抵抗（Ω）、μ０：真空の透磁率＝４π×１０−７（Ｈ／ｍ）、ω：角周波数（２πｆ）、Ａｅ：磁心の断面積、Ｎ：コイルの巻数）
μｅ＝μ’ｅ−ｊμ”ｅ
【００６４】
（比抵抗ρ）
トロイダル形状の磁心と同様の条件で円板状の磁心を作製した。その対向する二平面に導電性接着剤を塗り、乾燥・固化の後、電極の間にセットし、電気抵抗測定装置（株式会社エーディーシー製８３４０Ａ）を用いて、５０Ｖの直流電圧を印加し、抵抗値Ｒ（Ω）を測定した。磁心の平面の面積Ａ（ｍ２）と厚みｔ（ｍ）とを測定し、次式により比抵抗ρ（Ω／ｍ）を算出した。磁心の代表寸法は、外径φ１３．５ｍｍ、厚みｔ＝４ｍｍである。
比抵抗ρ（Ω・ｍ）＝Ｒ×（Ａ／ｔ）
【００６５】
上記測定にて得られた結果を表１に纏めて示す。なお実効透磁率は１００ｋＨｚでの値を示す。また実施例１について実効透磁率の周波数特性を図４に示す。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
表１に示すように、磁性粉末としてＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒を用いた実施例１の磁心は、優れた磁気特性を発揮しつつ、比較例１，２の磁心と比べて圧環強度が高く、１００ＭＰａを超える圧環強度が得られた。また比抵抗は、比較例２の磁心と比べて２桁も大きく、１０４Ω／ｍを超えた。また、周波数が１０ＭＨｚでも実効透磁率は１００ｋＨｚと変わらず大きくて、高周波特性に優れていた。すなわち、実施例１に係る構成によれば、簡易な加圧成形によって得られ、高い強度を有し、比抵抗が高く、磁気特性に優れた磁心を用いたコイル部品の提供が可能である。
【００６８】
実施例１の磁心について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ／ＥＤＸ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ／ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて磁心の表面、及び断面の観察を行った。観察時の加速電圧は１０ｋＶである。加速電圧２０ｋＶで磁心の表面と断面にて組成の定性分析を行った。結果をＳＥＭ写真として図２、図３に示す。
【００６９】
図２は磁心の表面を１０００倍で観察したＳＥＭ写真であって、写真中央の四角で表されたマーカａは組成の定性分析位置を示している。定性分析では一つのＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒に焦点し、そのビーム径は２μｍである。磁心の表面は金型との当接面であるため、表面側のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒は平坦に押し潰された状態になっている。そして大きな合金粒間に、小さな合金粒と、後述する酸化物相が分散して位置し、合金粒間は窪み状を呈していた。ＳＥＭ写真において明度の濃淡で、合金粒は明るく、窪みは暗く観察されるが、大きな合金粒が隣り合う間の窪みは、小さな合金粒が隣り合う間の窪みと比べて一層暗く、その磁心表面からの深さが相対的に深く観察された。前記窪みの大部分は５０μｍ２以下の面積で、後述する断面観察によれば、深さは１０μｍ以下であった。定性分析によれば、磁心の表面を構成するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面では、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒を構成するＦｅ、Ａｌ、ＣｒとともにＯが検出され、酸化物となっていることを確認した。Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｏの総量を１００質量％とし、各成分元素を定量した結果を表２に示す。
【００７０】
【表２】
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【００７１】
図３（ａ）は磁心の断面を１０００倍で観察したＳＥＭ写真であって、四角で表されたマーカｂ、ｃは組成の定性分析位置を示している。図３（ｂ）は磁心の表面に位置するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒を５００００倍で観察したＳＥＭ写真である。図３（ａ）（ｂ）のＳＥＭ写真では、その上方側が成形によって現れた磁心の表面となる。図３（ａ）に示したＳＥＭ写真において、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２は明度の濃淡で明るく、空孔１８は暗く観察される。また、複数のＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２に囲まれた領域の組織１７や、磁心の表面側にあってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２と隣り合う組織は同じ明度で観察され、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２と空孔１８との間の明度で確認される。
【００７２】
図３（ｂ）に示したＳＥＭ写真において、磁心の最表面側に明るく確認される層は、観察のために形成したＰｔ膜である。前記Ｐｔ膜とＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２との間には、明度の異なる層状の組織１１が観察された。この層状の組織１１が前記表面観察で確認されたＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒表面の酸化物層である。Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２の表面の組織１１は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２の二粒子粒界の粒界相の厚みとほぼ同じ、１０ｎｍ程度の厚みで構成されていた。断面観察によれば、磁心の表面側に位置するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２の表面の組織１１はＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２の二粒子粒界の粒界相にまで及び、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２の表面全体を覆っているのが観察された。
【００７３】
断面観察にて、位置ｂではＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２に焦点し、そのビーム径を５μｍとしている。また位置ｃではＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒と隣り合う組織に焦点し、そのビーム径を２μｍとしている。定性分析の結果に基づいてＦｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｏの総量を１００質量％とし、各成分元素を定量した結果を表３に示す。
【００７４】
【表３】
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【００７５】
組成分析によれば、磁心の表面に位置するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２と隣り合う組織（分析位置ｃ）では、Ｆｅ、Ａｌ、ＣｒとともにＯが検出され、その成分量はＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒表面の酸化物層（分析位置ａ）と異なっていた。Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒表面の酸化物層（分析位置ａ）は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒（分析位置ｂ）よりも、Ｆｅ、ＡｌおよびＣｒの和に対するＡｌの比率が高く、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２と隣り合う組織である酸化物相（分析位置ｃ）は、前記酸化物層（分析位置ａ）よりもＦｅ、ＣｒおよびＡｌの和に対するＦｅの比率が高い酸化物であることが分かる。なお、合金粒内の分析位置ｂにて本来不純物とされる酸素（Ｏ）が検出されるが、この酸素  は、元々合金粒に含まれるものでは無くて、観察試料作製等の際に試料表面が酸化した等の要因によると推察される。
【００７６】
また、磁心内部であってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２に囲まれた領域の組織１７も、磁心の表面側にあってＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２と隣り合う組織（酸化物相）と同様に、Ｆｅ、ＣｒおよびＡｌの和に対するＦｅの比率が高い酸化物となっていた。
【００７７】
この様な形態の酸化物層や酸化物相は成形体では確認されず、また検出される金属元素は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒に由来するものであるので、成形体を熱処理することでＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒より自己形成されたことが分かる。
【００７８】
前述の通り、磁心の表面及び内部には、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒から自己形成された酸化物（酸化物相、酸化物層）を備える。前記酸化物はＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面の極近傍では層状であって、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の二粒子粒界の薄い粒界相を構成する。また、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒に囲まれた領域では、その領域を埋めるように酸化物が存在し、もって磁心を構成するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒は互いに結着され、また磁心の表面は前記酸化物で覆われる。それによって前記磁心を用いたコイル部品は、優れた磁気特性、高強度と絶縁性を有するものとなる。
【００７９】
Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒を用いた磁心とそれを用いたコイル部品は様々な形態を採用することが出来る。以下、その主な形態について説明する。
【００８０】
実施例２のコイル部品１０は、磁心をドラム型磁心とし、それにコイルを巻回したものである。図５はドラム型磁心を用いたコイル部品の上面図であり、図６はその下面図であり、図７はそのＡ−Ａ’断面図である。図８はドラム型磁心の外観を示す斜視図であり、図９はドラム型磁心の正面図であり、図１０はその鍔部のＡ部拡大図である。
図８及び図９に示すように、ドラム型磁心１は、コイル用の導線が巻回される柱状の導線巻回部５（胴部とも呼ばれる）の両端に、鍔部３ａ、３ｂ（フランジ部とも呼ばれる）を有する形状である。他の形態として、例えば、導線巻回部５が円柱状でその両端側の鍔部３ａ、３ｂが円板状のもの、導線巻回部が円柱状でその一端側の鍔部が円板状、他端側が方形を含む多角形板状のもの、導線巻回部が円柱状でその両端側の鍔部が方形を含む多角形板状のもの、導線巻回部が四角柱状でその両端側の鍔部が方形を含む多角形板状のもの等があるが、これに限定されるものではない。
【００８１】
一方の鍔部３ｂに、エポキシ系接着剤１６０でＳＰＣＣからなる金属端子５０ａ、５０ｂが固定される。金属端子５０ａ、５０ｂの固定は、他に溶着、かしめ等の手段が採用できる。ドラム型磁心１の導線巻回部５に敷設されたコイル２０の両端部２５ａ，２５ｂは、金属端子５０ａ、５０ｂにはんだ付けや溶着等によって接続される。
【００８２】
ドラム型磁心１の両鍔部３ａ、３ｂの角部は面取り１００が施されており、図示した例では片几帳の面取りとしている。図１０に示すように、鍔部の側面から内側に引き下がる部分は実質的に平坦に形成された面で構成され、更に、そこから突出する様に、傾斜をもって段差が設けられて鍔部の主面に至る。このような構成によれば、成形体において鍔部の角部の密度上げることが出来て、欠け、割れ等が生じるのを防ぐことが出来る。
【００８３】
鍔部の主面について、ＫＥＹＥＮＣＥ社の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００を用いてＲａ（算術平均粗さ）、Ｒｙ（最大高さ）を測定した。鍔部の主面は成形したままの面である。結果、十点の平均値で、Ｒａが１．４μｍ、Ｒｙが１７．０μｍであった。
このドラム型磁心１も高強度と絶縁性とともに優れた磁気特性が確保されており、優れた特性を有するコイル部品を得ることが出来た。
【００８４】
ドラム型磁心１は、加圧成形で得たブロック体（成形体）を加工して形成することも出来る。例えば、少なくとも一部が円柱状、あるいは角柱状の成形体を作製し、研削加工等によって、かかる成形体の側面方向から中心方向に向かってコイルを収める凹部を形成し、研削加工後の成形体を熱処理して、鍔部と導線巻回部を備えたドラム型磁心としても良い。この場合も、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００８５】
実施例３はドラム型磁心を用いた他のコイル部品である。図１１はコイル部品の上面図であり、図１２はその下面図であり、図１３はそのＡ−Ａ’断面図であり、図１４は端子を含む領域の部分拡大図である。図１５はドラム型磁心の外観を示す斜視図である。
【００８６】
ドラム型磁心１の一方の鍔部３ｂには、その主面を横断し、対向する２側面に至る窪み部６ａ、６ｂが設けられている。そこに、Ａｇ‐Ｐｔ合金の金属粒とガラス粉末とを含む導体ペーストを用いた端子６０が形成されている。端子６０の外縁は鍔部３ｂの外縁よりも内側に間隔をもって形成されている。端子６０にコイル２０の両端部２５ａ、２５ｂをはんだ７０で接続してコイル部品１０とした。端子６０は、成形体の窪み部に導体ペーストを印刷し、熱処理して焼き付けて形成されている。熱処理は実施例１と同じ条件とした。成形体の熱処理（焼鈍、酸化物形成）工程で、端子を焼き付けすることで、別に焼き付け工程を設けることなく端子を形成することが出来た。なお図１２では、はんだ７０が端子６０の全体を覆っている状態を示し、同じ引き出し線に２つの符号を付与している。
【００８７】
図１４に端子６０を含む領域の部分拡大図を示す。端子６０の近傍の磁心の表面には、前記Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒１２の表面の酸化物層よりも厚い酸化物の層７が形成されている。その厚みは断面観察によれば１００ｎｍ程度であった。ＳＥＭ／ＥＤＸによる分析の結果、酸化物の層７はＦｅとＯを多く含み、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面の酸化物層よりも、Ｆｅ、ＣｒおよびＡｌの和に対するＦｅの比率が高い酸化物となっていた。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られた。
【００８８】
図１６〜図１９に磁気シールド型のコイル部品を示す。実施例４のコイル部品を図１６に断面図として示す。両鍔のドラム型磁心１の鍔部間に配置されたコイル２０を、磁性粉末を含有する磁性樹脂３５で覆っている。磁性樹脂３５はシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂に磁性粉末を混合したものである。磁性粉末としては、Ｎｉ系フェライト、Ｍｎ系フェライト等のフェライト材や、磁心を構成するＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒等を用いることが出来る。更に、磁性樹脂３５の収縮率を調整するように、ＳｉＯ２を混ぜる場合もある。磁性樹脂３５の透磁率はコイル部品として必要なインダクタンス値に応じて適宜設定され得る。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００８９】
実施例５のコイル部品を図１７に示す。片鍔のドラム型磁心を用いたコイル部品で、磁性粉末を含有する磁性樹脂３５で、コイル２０を含むドラム型磁心１の一面を除く部分全体を覆っている。コイル２０の両端部は前記ドラム型磁心１の前記一面側に現れており、磁性樹脂３５で覆われたドラム型磁心１の角部に、ディップ法にて導体ペーストを用いて端子８０を形成し、加熱して固着している。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９０】
実施例６のコイル部品を図１８に示す。両鍔のドラム型磁心を用い、その外周側に筒状磁心を配置したコイル部品である。筒状磁心８はドラム型磁心と同じ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の磁心であっても良いし、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、パーマロイ等、他の金属系の磁性材料の磁心を使うこともできるし、フェライト材を使うこともできる。筒状磁心８は複数に分割された磁心を組み合わせて構成する場合もある。筒状磁心８に形成された端子５０は金属端子で構成している。筒状磁心８の透磁率は、コイル部品として必要なインダクタンス値に応じて適宜設定され得る。また、筒状磁心８とドラム型磁心１との間に形成される磁気ギャップによってもインダクタンス値を調整することが出来る。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９１】
実施例７のコイル部品を図１９に示す。磁心としてＩ型磁心を用いている。Ｉ型磁心１は前述のドラム型磁心と同様に、コイル２０が敷設される導線巻回部を有し、その両端側に鍔部を備える。両端側の鍔部にはディップ法によって形成された端子８０が設けられており、コイル２０の端部が接続される。そして鍔部間を繋ぐように板状磁心３０１が橋架けされて接着剤３００で固定される。板状磁心３０１はＮｉ系フェライト、Ｍｎ系フェライト等のフェライト材や金属系の磁性材料で形成された磁心が用いられる。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９２】
実施例８のコイル部品を図２０に示す。磁心として２つのＥ型磁心を用い、２つのコイル２０ａ、２０ｂを配置している。各コイル２０ａ、２０ｂは耐熱樹脂製の巻枠１６０ａ、１６０ｂに敷設されており、組み立てが容易である。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９３】
上記実施例１〜８のコイル部品は、例えばチョークコイル、リアクトル、ノイズフィルタ等のインダクタとして用いるのが好適である。
【００９４】
図２１は本発明のコイル部品の使用例を示す回路構成図である。棒状の磁心１にコイル２０を敷設したコイル部品（チョークコイル）１０と、環状の磁心１に２つのコイル２０を敷設したコイル部品（コモンモードチョークコイル）１０を用いた構成例である。この様な構成によって、ノーマルモードノイズとコモンモードのノイズを低減できて、コイル部品１０は自動車のエンジンルーム内のインバータ回路等に用いるのが好適である。
【００９５】
実施例９のコイル部品を図２２に示す。磁心として平板状の磁心１を用いた、近距離通信用アンテナ、あるいは非接触充電用コイルとして使用可能なコイル部品である。平板状の磁心１に平面コイル２０を重ねて配置する構造である。平板状の磁心１は０．３ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚みで、縦５ｍｍ以上、横５ｍｍ以上の寸法で形成されるのが好ましい。磁心１に割れ等が生じてもその形態が保持されるように、保護用の樹脂フィルム３６０を貼着しても良い。平板状の磁心１を薄く形成しても磁心が高強度なので、外力によって意図しない割れが生じるのを防ぐことが出来る。この場合も、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９６】
実施例１０のコイル部品を図２３に示す。棒状であって、その長手方向に貫通する孔部を備えた磁心１に導線を通して構成された、地上デジタルテレビ放送の受信用等のモノポールアンテナとして使用可能なコイル部品である。図示した例では、コイルの端部２５ａ、２５ｂを折り曲げているが、それを回路基板に設けられたスルーホールに通してはんだ固定することで、コイル部品１０の回路基板への実装を容易としている。磁心１は、長手方向に連続する溝部を有する棒状の磁心を２つ組み合わせて形成しても良い。また、長手方向に複数の磁心１を並べた構成としても良い。この場合も、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９７】
実施例１１のコイル部品を図２４に示す。棒状の磁心１にコイル２０を巻設したキーレスエントリー用の一軸アンテナや、近距離通信用アンテナ、あるいは非接触充電用コイルとして使用可能なコイル部品である。また、実施例１２のコイル部品を図２５に示す。片鍔のドラム型磁心１の導線巻回部５にコイル２０を敷設したコイル部品１０である。近距離通信用アンテナ、あるいは非接触充電用コイルとして使用可能である。ドラム型磁心１の鍔部３には複数の窪み部１２２が設けられており、コイル２０の端部２５ａ、２５ｂは、窪み部１２２を通って鍔部３の主面に設けられた端子（図示せず）に接続される。窪み部１２２は成形で形成しても良いし、研削加工で形成しても良い。いずれの場合も、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【００９８】
図２６〜図２８にコイル部品に用いる磁心の他の例としてＵ型の磁心を示す。図２６は、円柱状の脚部４５ａ、４５ｂを備え、それらを繋ぐ連結部４８が一体に形成された磁心であって、図２６（ａ）は上面図であり、図２６（ｂ）はａ−ａ’断面図である。また図２７は、長円柱状の脚部４５ａ、４５ｂを備え、それらを繋ぐ連結部４８が一体に形成された磁心であって、図２７（ａ）は上面図であり、図２７（ｂ）はａ−ａ’断面図である。また図２８は、矩形柱状の脚部４５ａ、４５ｂを備え、それらを繋ぐ連結部４８が一体に形成された磁心であって、図２８（ａ）は上面図であり、図２８（ｂ）はａ−ａ’断面図である。
【００９９】
図２６〜図２８に示した磁心は、実施例１２として図２９に示す、トランス等のコイル部品に用いるのが好適である。コイル部品は、Ｕ型の磁心１ｂと板状の磁心１ａと、２つの脚部に敷設されたコイル２０ａ、２０ｂとを有する。Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒を用いた磁性粉末は成形し易く、脚部４５ａ、４５ｂの形状の選択肢が広がる。板状の磁心１ａもＦｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒を用いた磁心であって良い。このコイル部品も、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【０１００】
図３０、図３１にコイル部品に用いる磁心の他の例として、Ｅ型の磁心を示す。磁心１は脚部４５ａ、４５ｂ、４５ｃを備え、それらを繋ぐ連結部４８が一体に形成されている。また、図３２はＥＰ型の磁心である。脚部４５ｃ、４５ｄを備え、それらを繋ぐ連結部４８が一体に形成された磁心である。それらの磁心はコイル部品としてトランス等の用途に好適である。
【０１０１】
図３３にコイル部品に用いる磁心としてＵ型の磁心の他の例を示す。脚部４５ｃ、４５ｅを備え、それらを繋ぐ連結部４８が一体に形成された磁心である。この磁心もコイル部品としてトランス等の用途に好適である。
【０１０２】
図３４は実施例１２のコイル部品に用いる磁心を示す。この磁心１は長円柱状の外形を有し、２つの貫通孔部５５ａ、５５ｂを有する構成となっていて、２つの貫通孔部にコイルを巻いて、インピーダンス変換、平衡信号―不平衡信号変換用のバルントランス等のコイル部品となる。この場合も前述のコイル部品と同様に、優れた特性を有するコイル部品が得られる。
【０１０３】
実施例において、幾つかの磁心とコイル部品の構成例、用途を示したが、例示した磁心の構造は一例であって、その形態に限定されるものでは無く、またコイル部品が適用される用途も前述の用途に限定されない。
【符号の説明】
【０１０４】
１  磁心
３、３ａ、３ｂ  鍔部
５  導線巻回部
７    端子下部の酸化物層
１０  コイル部品
１１  Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒の表面の組織（酸化物層）
１２  Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒
１７  Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金粒と隣り合う組織（酸化物相）
１８  空孔
２０  コイル
２５ａ、２５ｂ  コイルの端部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ  脚部
４８  連結部
５０、５０ａ、５０ｂ  金属端子
６０  端子電極
７０  はんだ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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