(57)【要約】  一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-ａで表される磁性体粉末であって、ガスアトマイズ法で作製される。一般式中のａ値とｂ値を（ａ，ｂ）で表したときに、Ａ１（７１．０，０．１９）、Ｂ１（７９．６、０）、Ｃ１（８０．０，０）、Ｄ１（８１．０，０．１７）、Ｅ１（８１．０，０．４４）、Ｆ１（７９．６，０．７８）、Ｇ１（７１．０，０．３８）で囲まれる所定の領域Ｖ１にある。同様に、ａ値とｃ値、及びａ値とｄ値についても、（ａ，ｃ）、（ａ，ｄ）が所定の領域の範囲内にある。これにより飽和磁束密度が高く磁気損失の低く、球状で取扱い容易な合金系の磁性体材料を得ることができ、この磁性体材料を使用して磁心コアや各種コイル部品、及びモータを実現することができる。
2016121950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分が、一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-ａで表されると共に、ガスアトマイズ法で作製されてなり、
前記ａと前記ｂを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｂ）がＡ１（７１．０，０．１９）、Ｂ１（７９．６、０）、Ｃ１（８０．０，０）、Ｄ１（８１．０，０．１７）、Ｅ１（８１．０，０．４４）、Ｆ１（７９．６，０．７８）、Ｇ１（７１．０，０．３８）で囲まれる領域にあり、
前記ａと前記ｃを（ａ，ｃ）で表したときに、（ａ，ｃ）がＡ２（７１．０，０．４８）、Ｂ２（７８．１、０）、Ｃ２（７９．６，０）、Ｄ２（８１．０，０．１８）、Ｅ２（８１．０，０．２６）、Ｆ２（７９．１，０．７５）、Ｇ２（７１．０，０．７２）で囲まれる領域にあり、
前記ａと前記ｄを（ａ，ｄ）で表したときに、（ａ，ｄ）がＡ３（７１．０，０．０８）、Ｂ３（７１．９，０）、Ｃ３（７９．１，０）、Ｄ３（８１．０，０．３６）、Ｅ３（８１．０，０．６２）、Ｆ３（７７．２，０．６７）、Ｇ３（７１．０，０．２３）で囲まれる領域にあることを特徴とする磁性体粉末。
【請求項２】
前記Ｆｅの一部が、１２ａｔ％以下の範囲でＣｏ及びＮｉのうちのいずれか一方と置換されていることを特徴とする請求項1記載の磁性体粉末。
【請求項３】
前記Ｂの一部が、８５ａｔ％以下の範囲でＣと置換されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁性体粉末。
【請求項４】
Ｘ線回折法で測定された結晶化度が、０％以上、３０％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁性体粉末。
【請求項５】
飽和磁束密度が、１．３０Ｔ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の磁性体粉末。
【請求項６】
主成分が一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-ａを満たすように少なくともＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＰの各元素単体又はこれら元素を含有した化合物を調合する調合工程と、
前記調合された調合物を加熱して溶湯を作製する加熱工程と、
不活性ガスを前記溶湯に噴霧して該溶湯を粉砕する噴霧工程とを含み、
前記調合工程は、前記ａと前記ｂを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｂ）がＡ１（７１．０，０．１９）、Ｂ１（７９．６、０）、Ｃ１（８０．０，０）、Ｄ１（８１．０，０．１７）、Ｅ１（８１．０，０．４４）、Ｆ１（７９．６，０．７８）、Ｇ１（７１．０，０．３８）で囲まれる領域を満足し、
前記ａと前記ｃを（ａ，ｃ）で表したときに、（ａ，ｃ）がＡ２（７１．０，０．４８）、Ｂ２（７８．１、０）、Ｃ２（７９．６，０）、Ｄ２（８１．０，０．１８）、Ｅ２（８１．０，０．２６）、Ｆ２（７９．１，０．７５）、Ｇ２（７１．０，０．７２）で囲まれる領域を満足し、
前記ａと前記ｄを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｄ）がＡ３（７１．０，０．０８）、Ｂ３（７１．９，０）、Ｃ３（７９．１，０）、Ｄ３（８１．０，０．３６）、Ｅ３（８１．０，０．６２）、Ｆ３（７７．２，０．６７）、Ｇ３（７１．０，０．２３）で囲まれる領域を満足するように前記元素単体又は前記化合物を調合することを特徴とする磁性体粉末の製造方法。
【請求項７】
前記噴霧工程は、水素ガスが前記不活性ガスに添加された混合ガスを前記溶湯に噴霧することを特徴とする請求項６記載の磁性体粉末の製造方法。
【請求項８】
前記不活性ガスは、アルゴンガスまたは窒素ガスであることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の磁性体粉末の製造方法。
【請求項９】
前記加熱工程及び前記噴霧工程は、不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の磁性体粉末の製造方法。
【請求項１０】
前記加熱工程及び前記噴霧工程は、水素ガスが前記不活性ガスに添加された混合ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項９記載の磁性体粉末の製造方法。
【請求項１１】
前記不活性ガスは、アルゴンガスであることを特徴とする請求項９又は請求項１０のいずれかに記載の磁性体粉末の製造方法。
【請求項１２】
前記混合ガス中の前記水素ガスの含有比率が、分圧換算で０．５〜７％であることを特徴とする請求項７、請求項８、請求項１０、又は請求項１１のいずれかに記載の磁性体粉末の製造方法。
【請求項１３】
主成分が、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の磁性体粉末で形成されていることを特徴とする磁心コア。
【請求項１４】
結合剤を含有すると共に、前記磁性体粉末の含有量が、体積比率で６０ｖｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１３記載の磁心コア。
【請求項１５】
請求項６至請求項１２のいずれかに記載の製造方法で作製された磁性体粉末と結合剤とを混合して成形処理を行い、成形体を作製する成形工程と、
前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含むことを特徴とする磁性コアの製造方法。
【請求項１６】
コイル導体がコア部に巻回されたコイル部品であって、
前記コア部が、請求項１３又は請求項１４記載の磁心コアで形成されていることを特徴とするコイル部品。
【請求項１７】
コイル導体が磁性体部に埋設されたコイル部品であって、
前記磁性体部は、主成分が請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の磁性体粉末で形成されていることを特徴とするコイル部品。
【請求項１８】
前記磁性体部が、結合剤を含有すると共に、
前記磁性体部中の前記磁性体粉末の含有量が、体積比率で６０ｖｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１７記載のコイル部品。
【請求項１９】
複数の電機子歯が同一円周上に等間隔に設けられたステータコアと、前記電機子歯に巻回されたコイル導体と、前記ステータコアの内部に回動自在に配されたロータコアとを備えたモータにおいて、
前記ステータコア及び前記ロータコアのうちの少なくとも一方は、主成分が請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の磁性体粉末で形成されていることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体粉末とその製造方法、及び磁心コアとその製造方法、並びにコイル部品、及びモータに関し、より詳しくはトランスやインダクタ等のコイル部品に適した合金系の磁性体粉末とその製造方法、及びこの磁性体材料を使用した磁心コアとその製造方法、並びに前記磁性体粉末を使用したリアクトルやインダクタ等のコイル部品、及びモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーインダクタやトランス等に使用されるコイル部品やモータに装備されるステータコアやロータコアでは、金属磁性体を使用した磁性体粉末が広く使用されている。【０００３】
特に、これら磁性体粉末のうち非晶質合金類は軟磁性特性に優れていることから、従来より盛んに研究・開発されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、組成式｛Ｆｅａ（ＳｉｘＢｙＰｚ）１−ａ｝１００−ｂＬｂで表され、該組成式の構成元素のうち、Ｌは、Ａｌ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷから選択される一種類以上の元素であり、０．７≦ａ≦０．８２、０＜ｂ≦５原子％、０．０５≦ｘ≦０．６、０．１≦ｙ≦０．８５、０．０５≦ｚ≦０．７及びｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たす軟磁性非晶質合金が提案されている。【０００５】
この特許文献１では、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、Ｆｅ３Ｐ、及びＡｌ、Ｃｒ等の特定元素Ｌを所定量秤量し、Ａｒ雰囲気中で高周波誘導加熱を行って溶解させて母合金を作製した後、該母合金を単ロール液体急冷法や水アトマイズ法で処理し、これにより連続薄帯状の非晶質合金や軟磁性粉末を得ている。【０００６】
また、この特許文献１では、前記母合金を金型鋳造法で処理して鋳造棒材を得た実施例も記載されている。【０００７】
すなわち、この特許文献１では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ系合金にＡｌ、Ｃｒ等の特定元素Ｌを添加し、上述のような組成範囲とすることにより、非晶質形成能や軟磁気特性が良好で飽和磁束密度が高く、高耐食性を有する軟磁性非晶質合金を得ようとしている。【０００８】
また、特許文献２には、一般式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｕｙであって、７３≦ａ≦８５ａｔ％、９．６５≦ｂ≦２２ａｔ％、９．６５≦ｂ＋ｃ≦２４．７５ａｔ％、０．２５≦ｘ≦５ａｔ％、０≦ｙ≦０．３５ａｔ％、及び０≦ｙ／ｘ≦０．５であり、厚さが３０μｍ以上３００μｍ以下の薄帯形状を有する非晶質合金組成物が提案されている。【０００９】
この特許文献２でも、特許文献１と同様、母合金を単ロール液体急冷法や金型鋳造法で処理して連続薄帯や鋳造棒材を得ている。【００１０】
また、この特許文献２では、前記母合金を双ロール急冷法で処理して板状材を作製した実施例も記載されている。【００１１】
すなわち、この特許文献２では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金にＰやＣｕを添加し、上述のように組成を限定することにより、高い非晶質形成能と高飽和磁束密度を有する高肉厚化が可能な棒状又は板状の非晶質合金組成物を得ようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２００９／０３７８２４号（請求項１、段落〔０００９〕、〔００１１〕、〔００４２〕、〔００６４〕等）
【特許文献２】特開２００９−１０８４１５号公報（請求項１、段落〔００１１〕〜〔００１３〕、〔００３５〕、〔００５３〕、〔００７７〕等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ系合金に特定元素Ｌを添加することにより、耐食性を向上させることができるものの、特定元素Ｌの添加量が増加するに伴い飽和磁束密度が低下する傾向があり、このため所望の良好な飽和磁束密度を安定して得るのは困難である。【００１４】
また、特許文献１では、上述したように単ロール液体急冷法や水アトマイズ法で作製しているため、以下のような課題がある。【００１５】
すなわち、単ロール液体急冷法では、溶湯（溶融金属）を高速回転する円盤状のロールに噴霧し、急冷固化して連続薄帯を得ているものの、連続薄帯を粉末状に粉砕するのは容易なことではなく、連続薄帯から磁性体粉末を効率良く製造するのが困難である。【００１６】
また、水アトマイズ法では、溶湯に水を噴霧しているため、酸素量が多く、このため粉末中に不純物が混入しやすく、高純度の磁性体粉末を得るのが困難である。しかも水アトマイズ法で製造された粉末は、一般に球状とはならずに不規則形状を有することから高品質の磁性体粉末を得るのは困難である。【００１７】
また、金型鋳造法は、磁性体粉末の製法には適さない。【００１８】
このように特許文献１では、高品質の磁性体粉末を効率良く得ることができず、このため所望の磁気特性を有する磁心コアやコイル部品等を得るのは困難と考えられる。【００１９】
一方、特許文献２は、連続薄帯や棒状、板状、小型複雑形状部材等のバルク材に好適な合金組成を開示したものであり、磁性体粉末の合金組成を開示したものではない。すなわち、磁性体材料は、作製方法が異なれば冷却速度も異なることから、冷却速度に応じて磁性体材料の組成範囲も変化すると考えられる。したがって、連続薄帯用やバルク材用に見出した組成範囲を磁性体粉末に適用しても所望の磁気特性を得るのは困難と考えられる。【００２０】
しかも、特許文献２は、特許文献１と同様、単ロール液体急冷法や金型鋳造法を使用して作製していることから、特許文献１と同様の課題を内包しており、また、双ロール急冷法についても単ロール液体急冷法と同様の課題がある。【００２１】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、飽和磁束密度が高く低磁気損失が低い球状で取扱い容易な合金系の磁性体粉末とその製造方法、及びこの磁性体粉末を使用した磁心コアとその製造方法、並びにこの磁性体粉末を使用した各種コイル部品、及びモー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】
【００２２】
ガスアトマイズ法は、単ロール液体急冷法や水アトマイズ法に比べて冷却速度は遅いものの、単ロール液体急冷法のような製造工程上の制約が少なく、水アトマイズ法のようにジェット流体として水を使用しないため、球状で取扱い容易な高品質の磁性体粉末が得られると考えられる。【００２３】
そこで、本発明者らは、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ系合金について、ガスアトマイズ法を使用して鋭意研究を行ったところ、合金組成の原子組成比が所定範囲内であれば、非晶質相と結晶質相とが混在していても、高磁束飽和密度を有し磁気損失の低い球状で取扱い容易な高品質の磁性体粉末を得ることができるという知見を得た。【００２４】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る磁性体粉末は、主成分が、一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-ａで表されると共に、ガスアトマイズ法で作製されてなり、前記ａと前記ｂを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｂ）がＡ１（７１．０，０．１９）、Ｂ１（７９．６、０）、Ｃ１（８０．０，０）、Ｄ１（８１．０，０．１７）、Ｅ１（８１．０，０．４４）、Ｆ１（７９．６，０．７８）、Ｇ１（７１．０，０．３８）で囲まれる領域にあり、前記ａと前記ｃを（ａ，ｃ）で表したときに、（ａ，ｃ）がＡ２（７１．０，０．４８）、Ｂ２（７８．１、０）、Ｃ２（７９．６，０）、Ｄ２（８１．０，０．１８）、Ｅ２（８１．０，０．２６）、Ｆ２（７９．１，０．７５）、Ｇ２（７１．０，０．７２）で囲まれる領域にあり、前記ａと前記ｄを（ａ，ｄ）で表したときに、（ａ，ｄ）がＡ３（７１．０，０．０８）、Ｂ３（７１．９，０）、Ｃ３（７９．１，０）、Ｄ３（８１．０，０．３６）、Ｅ３（８１．０，０．６２）、Ｆ３（７７．２，０．６７）、Ｇ３（７１．０，０．２３）で囲まれる領域にあることを特徴としている。【００２５】
また、本発明の磁性体粉末は、前記Ｆｅの一部が、１２ａｔ％以下の範囲でＣｏ及びＮｉのうちのいずれか一方と置換されているのも好ましい。【００２６】
これにより高飽和磁束密度及び低磁気損失を有し、強磁性でヒステリシス特性の小さい軟磁性特性の良好な磁性体粉末を得ることが可能となる。【００２７】
また、本発明の磁性体粉末は、前記Ｂ（ホウ素）の一部が、８５ａｔ％以下の範囲でＣ（炭素）と置換されているのも好ましい。【００２８】
これによっても非晶質形成能を向上させることができ、しかもＣは融点を低下させる作用を有することから、低温合成が可能で所望の高飽和磁束密度低磁気損失を有する磁性体粉末を得ることが可能となる。【００２９】
また、本発明の磁性体粉末は、Ｘ線回折法で測定された結晶化度が、０％以上３０％以下であるのが好ましい。【００３０】
これにより磁性体粉末中に体心立方晶構造のα−Ｆｅ相（フェライト相）や化合物相等の結晶質相が含有されていても、粉末構造が非晶質相のみで形成された場合と遜色のない高飽和磁束密度と低磁気損失を有する高品質の磁性体粉末を得ることができる。【００３１】
本発明の磁性体粉末は、具体的には１．３０Ｔ以上の飽和磁束密度を確保することができる。【００３２】
また、本発明に係る磁性体粉末の製造方法は、主成分が一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-ａを満たすように少なくともＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＰの各元素単体又はこれら元素を含有した化合物を調合する調合工程と、前記調合された調合物を加熱して溶湯を作製する加熱工程と、前記不活性ガスを前記溶湯に噴霧して該溶湯を粉砕する噴霧工程とを含み、前記調合工程は、前記ａと前記ｂを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｂ）がＡ１（７１．０，０．１９）、Ｂ１（７９．６、０）、Ｃ１（８０．０，０）、Ｄ１（８１．０，０．１７）、Ｅ１（８１．０，０．４４）、Ｆ１（７９．６，０．７８）、Ｇ１（７１．０，０．３８）で囲まれる領域を満足し、前記ａと前記ｃを（ａ，ｃ）で表したときに、（ａ，ｃ）がＡ２（７１．０，０．４８）、Ｂ２（７８．１、０）、Ｃ２（７９．６，０）、Ｄ２（８１．０，０．１８）、Ｅ２（８１．０，０．２６）、Ｆ２（７９．１，０．７５）、Ｇ２（７１．０，０．７２）で囲まれる領域を満足し、前記ａと前記ｄを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｄ）がＡ３（７１．０，０．０８）、Ｂ３（７１．９，０）、Ｃ３（７９．１，０）、Ｄ３（８１．０，０．３６）、Ｅ３（８１．０，０．６２）、Ｆ３（７７．２，０．６７）、Ｇ３（７１．０，０．２３）で囲まれる領域を満足するように前記元素単体又は前記化合物を調合することを特徴としている。【００３３】
このように磁性体粉末をガスアトマイズ法で作製することにより、高飽和磁束密度と低磁気損失を満足する球状で高品質の磁性体粉末を効率よく得ることができる。【００３４】
また、本発明の磁性体粉末の製造方法は、前記噴霧工程は、水素ガスが前記不活性ガスに添加された混合ガス雰囲気中で行うのが好ましい。【００３５】
これにより磁性体粉末中に酸素が混入するのをより一層効果的に回避することができ、したがって酸素に起因した不純物の混入を極力回避することができる。【００３６】
さらに、本発明の磁性体粉末の製造方法は、前記不活性ガスは、比較的安価で入手容易なアルゴンガスまたは窒素ガスであるのが好ましい。【００３７】
また、本発明の磁性体粉末の製造方法は、前記加熱工程及び前記噴霧工程は、不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましく、更には水素ガスが前記不活性ガスに添加された混合ガス雰囲気中で行うのが好ましい。【００３８】
この場合も、前記不活性ガスは、比較的安価で入手容易なアルゴンガスまたは窒素ガスであるのが好ましい。【００３９】
また、本発明の磁性体粉末の製造方法は、前記混合ガス中の前記水素ガスの含有比率が、分圧換算で０．５〜７％であるのが好ましい。【００４０】
また、本発明に係る磁心コアは、主成分が、上記いずれかに記載の磁性体粉末で形成されていることを特徴としている。【００４１】
また、本発明の磁心コアは、結合剤を含有すると共に、前記磁性体粉末の含有量が、体積比率で６０ｖｏｌ％以上であるのが好ましい。【００４２】
また、本発明に係る磁心コアの製造方法は、上記いずれかに記載の製造方法で作製された磁性体粉末と結合剤とを混合して成形処理を行い、成形体を作製する成形工程と、前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含んでいることを特徴としている。【００４３】
また、本発明に係るコイル部品は、コイル導体がコア部に巻回されたコイル部品であって、前記コア部が、上記磁心コアで形成されていることを特徴としている。【００４４】
さらに、本発明に係るコイル部品は、コイル導体が磁性体部に埋設されたコイル部品であって、前記磁性体部は、主成分が上記磁性体粉末で形成されていることを特徴としている。【００４５】
また、本発明のコイル部品は、前記磁性体部が、結合剤を含有すると共に、前記磁性体部中の前記磁性体粉末の含有量が、体積比率で６０ｖｏｌ％以上であるのも好ましい。【００４６】
これにより透磁率や磁束飽和密度が低下することもなく良好な磁気特性を有するコイル部品を容易に得ることができる。【００４７】
また、本発明に係るモータは、複数の電機子歯が同一円周上に等間隔に設けられたステータコアと、前記電機子歯に巻回されたコイル導体と、前記ステータコアの内部に回動自在に配されたロータコアとを備えたモータにおいて、前記ステータコア及び前記ロータコアのうちの少なくともいずれか一方は、主成分が上記いずれかに記載の磁性体粉末で形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の磁性体粉末によれば、主成分が、一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-ａで表されると共に、ガスアトマイズ法で作製されてなり、（ａ，ｂ）、（ａ，ｃ）、（ａ，ｄ）が上述した所定の領域にあるので、非晶質相と結晶質相とが混在していても、磁束飽和密度が高く、磁気損失の低い球状で取扱い容易な高品質の磁性体粉末を得ることができる。【００４９】
また、本発明の磁性体粉末の製造方法によれば、少なくともＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＰの各元素単体又はこれら元素を含有した化合物を調合する調合工程と、前記調合された調合物を加熱して溶湯を作製する加熱工程と、不活性ガスを前記溶湯に噴霧して該溶湯を粉砕する噴霧工程とを含み、前記調合工程は、（ａ，ｂ）、（ａ，ｃ）、（ａ，ｄ）が上述した所定の領域を満足するように前記元素単体又は前記化合物を調合するので、単ロール液体急冷法のような製造工程の制約も少なく、また水アトマイズ法のように磁性体粉末が不規則形状を呈することもなく、球状で取扱い容易な高品質の磁性体粉末を得ることができる。また、不活性ガスを溶湯に噴霧していることから、酸素量も少なく、不純物の混入が抑制された磁性体粉末を得ることが可能となる。【００５０】
特に、噴霧工程において、水素ガスが前記不活性ガスに添加された混合ガスを溶湯に噴霧することにより、水素ガスで酸素を効果的に吸収できることから、酸素に起因した不純物の混入を抑制できる高純度の磁性体粉末を効率良く得ることができる。【００５１】
本発明の磁心コアによれば、主成分が、上記いずれかに記載の磁性体粉末で形成されているので、飽和磁束密度が高く磁気損失の低い磁気特性の良好な磁心コアを得ることができる。【００５２】
また、本発明の磁心コアの製造方法によれば、上記いずれかに記載の製造方法で作製された磁性体粉末と結合剤とを混合して成形処理を行い、成形体を作製する成形工程と、前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含んでいるので、磁気特性の良好な所望の磁心コアを容易に作製することができる。【００５３】
また、本発明のコイル部品によれば、コイル導体がコア部に巻回されたコイル部品であって、前記コア部が、上記磁心コアで形成されているので、飽和磁束密度が高く磁気損失の低い磁気特性の良好なコイル部品を容易に得ることができる。【００５４】
さらに、本発明のコイル部品によれば、コイル導体が磁性体部に埋設されたコイル部品であって、前記磁性体部が、上記磁心コアで形成されているので、飽和磁束密度が高く磁気損失の低い磁気特性の良好なコイル部品を容易に得ることができる。【００５５】
また、本発明のモータによれば、複数の電機子歯が同一円周上に等間隔に設けられたステータコアと、前記電機子歯に巻回されたコイル導体と、前記ステータコアの内部に回動自在に配されたロータコアとを備えたモータにおいて、前記ステータコア及び前記ロータコアのうちの少なくともいずれか一方は、主成分が上記いずれかに記載の磁性体粉末で形成されているので、電力損失の低い高品質のモータを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】Ｆｅの原子組成比ａとＳｉｂＢｃＰｄ中のＳｉの原子組成比ｂとの関係を示す図である。
【図２】Ｆｅの原子組成比ａとＳｉｂＢｃＰｄ中のＢの原子組成比ｃとの関係を示す図である。
【図３】Ｆｅの原子組成比ａとＳｉｂＢｃＰｄ中のＰの原子組成比ｄとの関係を示す図である。
【図４】本発明の磁性体粉末の回析ピークの一例を示す図である。
【図５】ガスアトマイズ装置の一例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る磁心コアの一実施の形態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係るコイル部品の一実施の形態（第１の実施の形態）としてのリアクトルの内部構造を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るコイル部品の第２の実施の形態としてのインダクタの斜視図である。
【図９】上記インダクタの内部構造を示す斜視図である。
【図１０】試料番号１１のＸ線回析スペクトルを示す図である。
【図１１】試料番号１８のＸ線回析スペクトルを示す図である。
【図１２】試料番号６５のＸ線回析スペクトルを示す図である。
【図１３】試料番号８４のＸ線回析スペクトルを示す図である。
【図１４】実施例１における各試料のａ値とｂ値をプロットした図である。
【図１５】実施例１における各試料のａ値とｃ値をプロットした図である。
【図１６】実施例１における各試料のａ値とｄ値をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００５８】
本発明に係る磁性体粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ系合金を主成分とし、ガスアトマイズ法で作製されている。
【００５９】
ここで、主成分とは、例えば磁性体粉末中で８０ｗｔ％以上、好ましくは９０ｗｔ％以上含有されていることを意味する。
【００６０】
ガスアトマイズ法は、単ロール液体急冷法や水アトマイズ法等に比べて冷却速度に劣るものの、単ロール液体急冷法のように製造工程の制約も少なく、所望の磁性体粉末を容易に得ることが可能である。また、このガスアトマイズ法は、ジェット流体に水を使用する水アトマイズ法とは異なり、ジェット流体が不活性ガスを主体としていることから酸素の吸収も少なく不純物の混入を抑制することが可能となり、球状で取扱い容易な高品質の磁性体粉末を得ることが可能である。換言すると、高飽和磁束密度と低磁気損失の高品質な本発明の磁性体粉末を得るためには、不純物の混入を抑制する必要があり、そのためにはガスアトマイズ法で作製する必要がある。
【００６１】
上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ系合金は、一般式（１）で表すことができる。
【００６２】
Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-a  …（１）
そして、本実施の形態では、上記一般式（１）において、Ｆｅの原子組成比ａとＳｉｂＢｃＰｄ中のＳｉ、Ｂ、Ｐの各構成元素の原子組成比ｂ、ｃ、ｄとが所定範囲を満足することにより、１．３０Ｔ以上の高飽和磁束密度を有し、かつ磁気損失の小さい磁性体粉末を得ることができる。
【００６３】
次に、上記一般式（１）において、Ｆｅの原子組成比ａとＳｉ、Ｂ、Ｐの各構成元素の原子組成比ｂ、ｃ、ｄとの関係を説明する。
【００６４】
図１は、Ｆｅの原子組成比ａとＳｉの原子組成比ｂとの関係を示す図である。図中、横軸はａ値、縦軸はｂ値を示している。
【００６５】
すなわち、Ｆｅの原子組成比ａとＳｉ原子組成比ｂは、前記ａと前記ｂを（ａ，ｂ）で表したときに、（ａ，ｂ）が、斜線で示すＡ１（７１．０，０．１９）、Ｂ１（７９．６、０）、Ｃ１（８０．０，０）、Ｄ１（８１．０，０．１７）、Ｅ１（８１．０，０．４４）、Ｆ１（７９．６，０．７８）、Ｇ１（７１．０，０．３８）で囲まれる領域Ｖ１を満たしている。
【００６６】
Ｆｅは磁性を担う重要な元素であり、一般式（１）の主たる元素を構成する。そして、所望の磁気特性を確保するためにはａ値は７１．０以上とする必要がある。すなわち、ａ値が７１．０未満になると、非晶質形成能が低くなり、体心立方晶構造を有するα−Ｆｅ相（フェライト相）やＦｅ−Ｂ等の構成元素間で形成される化合物相が過剰に生成し、磁気損失の増加を招くおそれがある。一方、ａ値が８１．０を超えると、高飽和磁束密度は確保できるものの磁気損失の増加を招くおそれがある。
【００６７】
また、Ｓｉは良好な非晶質形成能を有する元素である。しかしながら、Ｓｉの原子組成比であるｂ値が過少になったり過剰になると、磁気損失の増加を招くおそれがあることから、ｂ値を適度な範囲に制御する必要がある。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、ａ値とｂ値、すなわち（ａ，ｂ）が領域Ｖ１を満たすようにＦｅとＳｉの配合量を調整している。
【００６９】
図２は、Ｆｅの原子組成比ａとＢの原子組成比ｃとの関係を示す図である。図中、横軸はａ値、縦軸はｃ値を示している。
【００７０】
すなわち、Ｆｅの原子組成比ａとＢの原子組成比ｃは、前記ａと前記ｃを（ａ，ｃ）で表したときに、（ａ，ｃ）が、斜線で示すＡ２（７１．０，０．４８）、Ｂ２（７８．１、０）、Ｃ２（７９．６，０）、Ｄ２（８１．０，０．１８）、Ｅ２（８１．０，０．２６）、Ｆ２（７９．１，０．７５）、Ｇ２（７１．０，０．７２）で囲まれる領域Ｖ２を満たしている。
【００７１】
Ｆｅの原子組成比であるａ値は、上述した理由から７１．０〜８１．０の範囲に調整する必要がある。また、Ｂは、Ｓｉと同様、良好な非晶質形成能を有する元素であるが、Ｂの原子組成比であるｃ値が過少になったり過剰になると、磁気損失の増加を招くおそれがあることから、ｃ値も適度な範囲に制御する必要がある。
【００７２】
そこで、本実施の形態では、ａ値とｃ値、すなわち（ａ，ｃ）が領域Ｖ２を満たすようにＦｅとＢの配合量を調整している。
【００７３】
図３は、Ｆｅの原子組成比ａとＰの原子組成比ｄとの関係を示す図である。図中、横軸はａ値、縦軸はｄ値を示している。
【００７４】
すなわち、Ｆｅの原子組成比ａとＰの原子組成比ｄは、前記ａと前記ｄを（ａ，ｄ）で表したときに、（ａ，ｄ）が、斜線で示すＡ３（７１．０，０．０８）、Ｂ３（７１．９，０）、Ｃ３（７９．１，０）、Ｄ３（８１．０，０．３６）、Ｅ３（８１．０，０．６２）、Ｆ３（７７．２，０．６７）、Ｇ３（７１．０，０．２３）で囲まれる領域Ｖ３を満たしている。
【００７５】
Ｆｅの原子組成比であるａ値は、上述した理由から７１．０〜８１．０の範囲に調整する必要がある。また、Ｐは、ＳｉやＢと同様、良好な非晶質形成能を有する元素であるが、Ｐの原子組成比であるｄ値が過少になったり過剰になると、磁気損失の増加を招くおそれがあることから、ｄ値も適度な範囲に制御する必要がある。
【００７６】
そこで、本実施の形態では、ａ値とｄ値、すなわち（ａ，ｄ）が領域Ｖ３を満たすようにＦｅとＰの配合量を調整している。
【００７７】
このように本実施の形態では、一般式（１）が領域Ｖ１〜Ｖ３の全てを満たすように、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＰの配合量を調整し、ガスアトマイズ法で作製することにより、球状で取扱いが容易で飽和磁束密度が高く低磁気損失を有する高品質の磁性体粉末を得ることができる。すなわち、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＰの配合量の調整とガスアトマイズ法による作製との双方が相俟って球状で取扱いが容易で飽和磁束密度が高く低磁気損失を有する所望の高品質の磁性体粉末を得ることができる。具体的には１．３０Ｔ以上の高飽和磁束密度を有する磁性体粉末を得ることができる。
【００７８】
また、本磁性体粉末は、一般式（１）が領域Ｖ１〜Ｖ３を満たす場合、結晶質相の割合を示す結晶化度Ｘは３０％以下となる。したがって、本磁性体粉末は、結晶化度Ｘが３０％以下であれば、非晶質相のみで形成された場合のみならず、体心立方晶構造を有するα−Ｆｅ相やＦｅ−Ｂ等の構成元素間で形成された化合物相などの結晶質相が非晶質相と共に混在していても、非晶質相のみで形成された場合と遜色のない高飽和磁束密度と低磁気損失を有する高品質の磁性体粉末を得ることができる。
【００７９】
尚、この結晶化度ＸはＸ線回折法を使用して容易に算出することができる。
【００８０】
図４は、磁性体粉末のＸ線回折スペクトルの要部を示しており、横軸が回折角２θ（°）、縦軸が回折強度（ａ．ｕ．）である。
【００８１】
磁性体粉末中に結晶質相と非結晶質相とが混在する場合、Ｘ線回析スペクトルは、図４に示すように、回折角２θの所定範囲（例えば、３４〜５６°）において、結晶質相を示す部分は回折ピークＰを有し、非晶質相を示す部分はハローＨを形成する。そして、結晶化度Ｘは、結晶性を示すピーク領域の面積をＩｃ、非晶質性を示すハロー領域の面積をＩａとすると、数式（Ｉ）で表すことができる。
【００８２】
Ｘ＝{Ｉｃ／（Ｉｃ＋Ｉａ）}×１００  …（Ｉ）
尚、ハロー領域上にピーク領域が複数存在する場合は、ピーク領域の面積Ｉｃは、各ピーク領域の面積の積算値となる。
【００８３】
そして、上述したように本磁性体粉末は、一般式（１）が領域Ｖ１〜Ｖ３を満たす場合は、結晶化度Ｘが０％以上、３０％以下となる。
【００８４】
さらに、本発明の磁性体粉末は、Ｆｅの一部がＣｏ及び／又はＮｉで置換されているのも好ましく、この場合は、磁性体粉末は一般式（２）で表すことができる。
【００８５】
Ｆｅa-eＭｅ（ＳｉｂＢｃＰｄ）100-a  …（２）
ここで、ＭはＣｏ及び／又はＮｉである。
【００８６】
Ｃｏ及びＮｉは磁歪作用を低下させることから、軟磁気特性を向上させることが可能となる。
【００８７】
ただし、Ｆｅの一部をＣｏ及びＮｉの原子組成比ｅが総計で１２ａｔ％を超えて置換すると、非晶質形成能が低下して過剰な結晶相を形成し、磁気特性の低下を招くおそれがある。
【００８８】
したがって、Ｆｅの一部をＣｏ及び／又はＮｉで置換させる場合は、原子組成比ｅが総計で１２ａｔ％以下の範囲で行うのが好ましい。
【００８９】
また、本発明の磁性体粉末は、Ｂの一部がＣで置換されているのも好ましく、この場合は、磁性体粉末は一般式（３）又は（４）で表すことができる。
【００９０】
Ｆｅa｛Ｓｉｂ（Ｂ1-αＣα）ｃＰｄ｝100-a  …（３）
Ｆｅa-eＭｅ｛Ｓｉｂ（Ｂ1-αＣα）ｃＰｄ｝100-a  …（４）
ＣはＳｉ、Ｂ、Ｐと同様、非晶質相の形成に寄与する元素であり、しかも融点を低下させる作用を有することから、低温での合成が可能となる。
【００９１】
ただし、Ｂの一部をＣの原子組成比αで８５ａｔ％を超えて置換すると、磁気損失の増加を招くおそれがあることから好ましくない。
【００９２】
したがって、Ｂの一部をＣで置換させる場合は、原子組成比αが８５ａｔ％以下の範囲で行うのが好ましい。
【００９３】
尚、一般式（２）〜（４）で規定される磁性体粉末の場合も、結晶化度Ｘは０％以上、３０％以下となる。
【００９４】
次に、上記磁性体粉末の製造方法を詳述する。
【００９５】
図５は、磁性体粉末の製造方法で使用されるガスアトマイズ装置の一実施の形態を示す断面図である。
【００９６】
このガスアトマイズ装置は、仕切板１を介して溶解室２と噴霧室３とに画成されている。
【００９７】
溶解室２は、溶湯４が収容されるアルミナ等で形成された坩堝５と、該坩堝５の外周に配された誘導加熱コイル６と、坩堝５を閉蓋する天板７とを備えている。
【００９８】
また、噴霧室３は、噴射ノズル８ａが設けられたガス噴射室８と、ジェット流体としての不活性ガスをガス噴射室８に供給するガス供給管９と、溶湯４を噴霧室３に案内する溶湯供給管１０とを備えている。
【００９９】
本磁性体粉末は以下のようにして製造することができる。
【０１００】
まず、素原料としてＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、Ｐの各元素単体又はこれら元素を含有した化合物を用意し、さらに必要に応じてＣｏ及び／又はＮｉ、Ｃの各元素単体又はこれら元素を含有した化合物を用意し、所定量秤量して調合し、合金材料を得る。
【０１０１】
次に、高周波電源を誘導加熱コイル６に印加し、坩堝５を加熱すると共に、坩堝５に合金材料を供給して該合金材料を溶解させ、溶湯４を作製する。
【０１０２】
次いで、ガス供給管９及びガス噴射室８にジェット流体としての不活性ガスを供給し、溶湯供給管１０から落下してきた溶湯４に対し、矢印に示すように噴射ノズル８ａから不活性ガスを噴霧し、粉砕・急冷し、これにより例えば平均粒径が１００μｍ以下の一般式（１）〜（４）で表される磁性体粉末１１が作製される。
【０１０３】
このように本実施の形態では、ジェット流体に不活性ガスを使用するガスアトマイズ法で上述した磁性体粉末を作製しているので、単ロール液体急冷法のような製造工程の制約も少なく、また水アトマイズ法のように磁性体粉末が不規則形状を呈することもなく、球状で取扱い容易な高品質の磁性体粉末を得ることができる。また、ジェット流体に不活性ガスを使用していることから酸素量も少なく、不純物の混入を抑制することが可能となる。
【０１０４】
上記製造方法では、噴霧処理でジェット流体に不活性ガスを使用しているが、水素ガスを不活性ガスに添加した混合ガスを使用するのも好ましい。
【０１０５】
また、加熱処理及び噴霧処理の雰囲気について特に言及していないが、不活性ガス雰囲気で行うのが好ましく、水素ガスを不活性ガスに添加した混合ガス雰囲気中で行うのがより好ましい。
【０１０６】
すなわち、噴霧室３を上述した混合ガス雰囲気にして噴霧処理を行うことにより、磁性体粉末１１中に酸素が混入するのをより一層効果的に回避することができ、したがって酸素に起因した不純物の混入を極力回避することが可能となる。
【０１０７】
また、溶解室２を上述した混合ガス雰囲気にして高周波誘導加熱を行うことにより、印加電圧が上昇して坩堝５への入熱量が増加することから、合金材料の高速溶解が可能となり、溶湯４を迅速に作製することができる。
【０１０８】
尚、混合ガス中の水素ガスの含有比率は、特に限定されるものではないが、工業的な入手容易性等、実用的観点からは分圧換算で０．５〜７％が好ましい。
【０１０９】
また、ジェット流体や加熱処理及び噴霧処理の雰囲気ガスに使用される不活性ガスは、不活性ガスの範疇に属するものであれば特に限定されるものではなく、ヘリウムガス、ネオンガス等も使用可能であるが、通常は入手容易で安価なアルゴンガスが好んで使用される。
【０１１０】
このように本実施の形態では、不活性ガスに水素添加された混合ガス雰囲気で誘導加熱を行うことにより、合金材料の高速溶解が可能となり、さらに不活性ガスに水素添加された混合ガスを溶湯に噴霧することにより、磁性体粉末１１への不純物の混入がより効果的を抑制することができ、高飽和磁束密度と低磁気損失を有し球状で取扱い容易な高品質で高純度の磁性体粉末を迅速かつ効率よく得ることができる。
【０１１１】
図６は、本発明に係る磁心コアの一実施の形態を示す斜視図であって、この磁心コア１２は、長孔状の孔部１２ａを有するリング形状に形成されている。
【０１１２】
磁心コア１２は、上述した本発明の磁性体粉末を主成分とし、エポキシ樹脂等の樹脂材料（結合剤）を少なくとも含有した複合材料で形成されている。
【０１１３】
尚、複合材料中の磁性体粉末の含有量は、特に限定されるものではないが、体積比率で６０ｖｏｌ％以上が好ましい。磁性体粉末の含有量が６０ｖｏｌ％未満になると、磁性体粉末の含有量が過少となって透磁率や磁束飽和密度が低下して磁気特性が低下を招くおそれがある。また、磁性体粉末の含有量の上限は、樹脂材料が、所期の作用効果を奏する程度に含有されていればよいことから、９９ｖｏｌ％以下が好ましい。
【０１１４】
この磁心コアは、以下のようにして容易に製造することができる。
【０１１５】
上述した本磁性体粉末とエポキシ樹脂等の樹脂材料（結合剤）とを混錬し、分散させて複合材料を得る。次いで、例えば、圧縮成形法等を使用して成形処理を行い、成形体を作製する。すなわち、加熱された金型のキャビティに前記複合材料を流し込み、１００ＭＰａ程度に加圧してプレス加工を行い、成形体を作製する。
【０１１６】
その後、成形金型から成形体を取り出し、成形体を１２０〜１５０℃の温度で２４時間程度、熱処理を施して樹脂材料の硬化を促進し、これにより上述した磁心コア１２が作製される。
【０１１７】
図７は、本発明に係るコイル部品の一実施の形態としてのリアクトルを示す斜視図である。
【０１１８】
このリアクトルは、コイル導体１３がコア部２０に巻回されており、該コア部２０が磁心コア１２で形成されている。
【０１１９】
すなわち、長孔状のコア部２０は、互いに平行な２つの長辺部２０ａ、２０ｂを有している。そして、コイル導体１３は、一方の長辺部２０ａに巻回された第１のコイル導体１３ａと、他方の長辺部２０ｂに巻回された第２のコイル導体１３ｂと、第１のコイル導体１３ａと第２のコイル導体１３ｂとを連接する連接部１３ｃとからなり、これら第１のコイル導体１３ａ、第２のコイル導体１３ｂ、及び連接部１３ｃにより一体形成されている。具体的には、このコイル導体１３は、銅等からなる平角形状の一本のワイヤ導線がポリエステル樹脂やポリアミドイミド樹脂等の絶縁性樹脂で被覆され、コア部２０の一方の長辺部２０ａ及び他方の長辺部２０ｂの双方にコイル状に巻回されている。
【０１２０】
このように本リアクトルは、磁心コア１２からなるコア部２０にコイル導体１３が巻回されているので、高飽和磁束密度と低磁気損失を有し、強磁性でヒステリシス特性が小さい良好な軟磁気特性を有する高純度で高品質のリアクトルを高効率で得ることができる。
【０１２１】
図８は、本発明に係るコイル部品の第２の実施の形態としてのインダクタの斜視図である。
【０１２２】
このインダクタは、矩形形状に形成された磁性体部１４の表面略中央部に保護層１５が形成されると共に、該保護層１５を挟むような形態で前記磁性体部１４の表面両端部には一対の外部電極１６ａ、１６ｂが形成されている。
【０１２３】
図９は、インダクタの内部構造を示す図である。この図９では説明の都合上、保護層１５及び外部電極１６ａ、１６ｂを省略している。
【０１２４】
磁性体部１４は、上記磁心コア１２と同様、本発明の磁性体粉末を主成分とし、エポキシ樹脂等の樹脂材料を含有した複合材料で形成されている。そして、磁性体部１４にはコイル導体１７が埋設されている。
【０１２５】
尚、複合材料中の磁性体粉末の含有量は、特に限定されるものではないが、上記磁心コア１２の場合と同様の理由から、体積比率で６０ｖｏｌ％以上が好ましく、より好ましくは６０〜９９ｖｏｌ％がよい。
【０１２６】
コイル導体１７は、平角線がコイル状に巻回された円筒形状とされ、両端部１７ａ、１７ｂは外部電極１６ａ、１６ｂと電気的に接続可能となるように磁性体部１４の端面に露出している。コイル導体１７は、具体的には、第１の実施の形態と同様、銅等からなる平角形状のワイヤ導線がポリエステル樹脂やポリアミドイミド樹脂等の絶縁性樹脂で被覆され、帯状に形成されると共に空芯を有するようにコイル状に巻回されている。
【０１２７】
このインダクタは、以下のようにして容易に作製することができる。
【０１２８】
まず、第１の実施の形態と同様、本磁性体粉末と樹脂材料とを混錬し、分散させて複合材料を作製する。次いで、導体コイル１７が複合材料で封止されるように該導体コイル１７を複合材料中に埋め込む。そして、例えば、圧縮成形法を使用して成形加工を施し、導体コイル１７が埋設された成形体を得る。次いで、この成形体を成形金型から取り出した後、熱処理を行い、表面研磨し、これによりコイル導体１７の端部１７ａ、１７ｂが端面に露出した磁性体部１４を得る。
【０１２９】
次に、外部電極１６ａ、１６ｂの形成部位以外の磁性体部１４表面に絶縁性樹脂を塗布し硬化させて保護層１５を形成する。
【０１３０】
その後、磁性体部１４の両端部に導電性材料を主成分とした外部電極１６ａ、１６ｂを形成し、これによりインダクタが作製される。
【０１３１】
外部電極１６ａ、１６ｂの形成方法は特に限定されるものでなく、例えば塗布法、めっき法、薄膜形成方法等、任意の方法で形成することが可能である。
【０１３２】
このように本インダクタは、コイル導体１７が磁性体部１４に埋設されると共に、該磁性体部１４が上述した磁性体粉末を主成分としているので、高飽和磁束密度と低磁気損失を有し、強磁性でヒステリシス特性が小さい良好な軟磁気特性を有する高純度で高品質のコイル部品を高効率で得ることができる。
【０１３３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上記実施の形態では、磁性体粉末を使用したデバイスとしてリアクトルやインダクタ等のコイル部品を例示したが、本磁性体粉末は、高飽和磁束密度を有し低磁気損失であることから、モータに装備されるステータコアやロータコアに応用することも可能である。すなわち、モータは、通常、複数の電機子歯が同一円周上に等間隔に設けられたステータコアと、前記電機子歯に巻回されたコイル導体と、前記ステータコアの内部に回動自在に配されたロータコアとを備えている。そして、本磁性体粉末は、高飽和磁束密度を有し低磁気損失であることから、ステータコア及びロータコアのうちの少なくとも一方、好ましくは双方が、本磁性体粉末を主成分とすることにより、電力損失の低い高品質のモータを得ることが可能となる。
【０１３４】
また、磁心コア１２や磁性体部１４の作製方法についても、上述した圧縮成形法に限定されるものではなく、射出成形法やトランスファ成形法を使用してもよい。
【０１３５】
本磁性体粉末を構成する元素種についても、合金組成が上述した範囲を満たしておればよく、他の非晶質形成能を有する元素、例えばＧａ、Ｇｅ、Ｐｄを適宜添加してもよく、また、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎ２、Ｔｉ等の微量の不純物を含んでいても特性に影響を与えるものではない。
【０１３６】
また、上記実施の形態では、高周波誘導加熱により調合物を加熱・溶解しているが、加熱・溶解方法は高周波誘導加熱に限定されるものではなく、例えばアーク溶解であってもよい。
【０１３７】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【０１３８】
〔試料の作製〕
素原料としてＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、Ｆｅ３Ｐを用意した。そして、一般式Ｆｅａ（ＳｉｂＢｃＰｄ)100-aにおいて、ａ、ｂ、ｃ、ｄが表１〜表７に示す原子組成比となるように調合し、高周波誘導加熱炉で融点以上に加熱し溶解させ、次いで、この溶解物を銅製の鋳込み型に流し込んで冷却し、これにより母合金を作製した。【０１３９】
次に、この母合金を５ｍｍ程度の大きさに破砕し、また、分圧換算で３％の水素ガスをアルゴンガスに添加した混合ガス雰囲気とされたガスアトマイズ装置を用意した。次いで、前記母合金をガスアトマイズ装置の坩堝に投入し、高周波誘導加熱を行って母合金を溶解させ、溶湯を得た。【０１４０】
次いで、上記混合ガス雰囲気下、ジェット流体として水素添加されたアルゴンガスを前記溶湯に噴霧し、粉砕・急冷して合金粉末を得た。そして、この合金粉末を目開き３８μｍのフルイを通過させ、試料番号１〜１２３の試料を得た。【０１４１】
この作製された試料の平均粒径を、粒子径分布測定装置（堀場製作所社製ＬＡ−３００）で測定したところ、２３〜２９μｍであった。【０１４２】
〔試料の評価〕
（飽和磁束密度の測定）
試料番号１〜１２３の各試料１０ｍｇを採取し、非磁性の粘着テープ上に試料を載せて該粘着テープを二つ折りにし、縦７ｍｍ、横７ｍｍの板状に成形した。次いで、振動試料型磁力計（東英工業社製ＶＳＭ−５−１０）を使用し、最大印加磁界を１２０００Ａ／ｍ、室温（２５℃）で飽和磁化を測定した。そして、この測定値と試料の真比重から飽和磁束密度を算出した。【０１４３】
（粉末構造の同定）
粉末Ｘ線回折装置（リガク社製ＲＩＮＴ２２００）を使用し、回折角２θが３０°〜９０°の範囲で、ステップ幅０．０２°、ステップ時間２秒の測定条件でＸ線回折スペクトルを測定し、Ｘ線回折スペクトルから各試料の粉末構造相を同定した。【０１４４】
図１０〜図１３はＸ線回折スペクトルの一例を示している。具体的には、図１０は試料番号１１のＸ線回折スペクトルを示し、図１１は試料番号１８のＸ線回折スペクトルを示している。図１２は試料番号６５のＸ線回折スペクトルを示し、図１３は試料番号８４のＸ線回折スペクトルを示している。図１０〜図１３中、横軸は回折角２θ（°）、縦軸は回折強度（ａ．ｕ．）である。【０１４５】
図１０に示すように、試料番号１１は、非晶質相を示すハローＨが検出され、また、結晶質相を示すピークＰ１が存在している。このピークＰ１は、体心立方晶構造を示しており、この体心立方晶構造は、合金組成からα−Ｆｅ相と考えられる。したがって、試料番号１１は、非晶質相とα−Ｆｅ相とを有すると同定することができる。【０１４６】
図１１に示すように、試料番号１８は、結晶質相を示すピークが存在せず、非晶質相を示すハローＨのみが検出されたことから、この試料番号１８は、非晶質相単相であると同定することができる。【０１４７】
図１２に示すように、試料番号６５は、非晶質相を示すハローＨ、α−Ｆｅ相を示すピークＰ１、及びα−Ｆｅ相以外の他の結晶質相を示すピークＰ２が検出された。このピークＰ２は、Ｆｅ−Ｂ等の構成元素間の結合によって形成された化合物相と考えられることから、試料番号６５は、非晶質相、α−Ｆｅ相、及び化合物相を有すると同定することができる。【０１４８】
図１３に示すように、試料番号８４は、非晶質相を示すハローＨも化合物相を示すピークＰ２も検出されず、体心立方晶構造を示すピークＰ１のみが検出されたことから、試料番号８４は、α−Ｆｅ相単相であると同定することができる。【０１４９】
同様にして試料番号１〜１０、１２〜１７、１９〜６４、６６〜８３、及び８５〜１２３の各試料についてもＸ線回折スペクトルから粉末構造相を同定した。【０１５０】
また、このＸ線回折スペクトルから、〔発明を実施するための形態〕の項に記載した数式（Ｉ）に基づき各試料の結晶化度Ｘを算出した。【０１５１】
（磁気損失）
試料番号１〜１２３の各試料１００重量部に対し３重量部のエポキシ樹脂を添加し(磁性体粉末の体積含有量は８５ｖｏｌ％)、１００ＭＰａの圧力でプレス成形し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのトロイダルコアを作製した。【０１５２】
そして、励磁用の一次側巻線と電圧検出用の二次側巻線の各巻数がいずれも１６となるように、エナメルで被覆された線径０．３ｍｍの銅線をトロイダルコアの外周に二重巻きにし、コア損失測定用試料を得た。【０１５３】
次いで、Ｂ−Ｈアナライザ（岩通計測社製ＳＹ−８２１７）を使用し、周波数１ＭＨｚ、磁界３０ｍＴでコア損失（磁気損失）を測定した。【０１５４】
（測定結果）
表１〜表７は試料番号１〜１２３の各試料の成分組成、飽和磁化、飽和磁束密度、粉末構造の同定相、及びコア損失を示している。尚、表４〜表７中、*印は本発明範囲外の試料である。【０１５５】
【表１】
2016121950.tif 000003
【０１５６】
【表２】
2016121950.tif 000004
【０１５７】
【表３】
2016121950.tif 000005
【０１５８】
【表４】
2016121950.tif 000006
【０１５９】
【表５】
2016121950.tif 000007
【０１６０】
【表６】
2016121950.tif 000008
【０１６１】
【表７】
2016121950.tif 000009
【０１６２】
図１４は各試料のａ値とｂ値をプロットした図であり、図１５は各試料のａ値とｃ値をプロットした図であり、図１６は各試料のａ値とｄ値をプロットした図である。図１４〜図１６中、横軸はａ値を示し、縦軸はｂ値、ｃ値、又はｄ値をそれぞれ示している。【０１６３】
表１〜表７、及び図１４〜図１６から明らかなように、試料番号１〜６４は全てＡ１〜Ｇ１、Ａ２〜Ｇ２、及びＡ３〜Ｇ３で囲まれる領域内にあり、本発明範囲内にあることから、１．３０Ｔ以上の高飽和磁束密度と３６００ｋＷ／ｍ３以下の低コア損失の良好な磁気特性が得られることが分かった。【０１６４】
これに対し試料番号６５〜１２３は、（ａ，ｂ）、（ａ，ｃ）、（ａ，ｄ）のうちの少なくとも一つが上述した領域の外方に位置し、本発明範囲外であるので、飽和磁束密度は１．３０Ｔ未満に低下し、しかもコア損失も３６００ｋＷ／ｍ３を超えて増加することが分かった。【０１６５】
表８は、試料番号２、３４、５２、６１、６５、７５、７６、８４、９８、及び９９の結晶化度Ｘを示している。尚、表８中、*印は本発明範囲外の試料である。【０１６６】
【表８】
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【０１６７】
この表８から明らかなように本発明範囲外の試料番号６５、７５、７６、８４、９８、及び９９は、結晶化度Ｘが３０％を超えることが分かった。【０１６８】
これに対し本発明範囲内の試料番号２、３４、５２、及び６１は、いずれも結晶化度Ｘは３０％以下であることが確認された。【０１６９】
他の試料番号についても、本発明範囲内の試料については結晶化度Ｘが３０％以下となり、本発明範囲外の試料については結晶化度Ｘが３０％を超えることが確認された。【０１７０】
以上より組成範囲が図１４〜図１６のＡ１〜Ｇ１、Ａ２〜Ｇ２、及びＡ３〜Ｇ３で囲まれる領域を満たす場合は、結晶化度Ｘが３０％以下となり、したがって粉末構造は非晶質相単相のみならず、結晶質相を含んでいても１．３０Ｔ以上の高飽和磁束密度と３６００ｋＷ／ｍ３以下の低コア損失を有する磁性体粉末が得られることが分かった。
【実施例２】
【０１７１】
素原料としてＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＦｅ３Ｐに加え、Ｃｏ、Ｎｉを用意し、一般式ＦｅａＭa-e（ＳｉｂＢｃＰｄ)100-a（ただし、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ）において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅが表９に示す原子組成比となるように調合した以外は、実施例１と同様の方法・手順で試料番号２００〜２１０の試料を作製した。【０１７２】
次いで、実施例１と同様の方法・手順で飽和磁化、飽和磁束密度を求め、粉末構造を同定し、さらにコア損失を測定した。【０１７３】
表９は、試料番号２００〜２１０の成分組成とその測定結果を示している。【０１７４】
【表９】
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【０１７５】
この表９から明らかなようにＦｅの一部をＣｏ及び／Ｎｉと置換しても、１２ａｔ％以下の範囲内であれば、高飽和磁束密度と低コア損失を有する磁性体粉末が得られることが確認された。
【実施例３】
【０１７６】
素原料としてＦｅ、Ｓｉ、Ｂ、及びＦｅ３Ｐに加え、Ｃを用意し、一般式Ｆｅａ{Ｓｉｂ（Ｂ1-αＣα）ｃＰｄ}100-aにおいて、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びαが表１０に示す原子組成比となるように調合した以外は、実施例１と同様の方法・手順で試料番号３００〜３０４の試料を作製した。【０１７７】
次いで、実施例１と同様の方法・手順で飽和磁化、飽和磁束密度を求め、粉末構造を同定し、さらにコア損失を測定した。【０１７８】
表１０は、試料番号３００〜３０４の成分組成とその測定結果を示している。【０１７９】
【表１０】
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【０１８０】
この表１０から明らかなようにＢの一部をＣと置換しても、８５ａｔ％以下の範囲内であれば、高飽和磁束密度を有し、かつコア損失がより一層低い磁性体粉末が得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
高飽和磁束密度と低磁気損失を有する高品質の軟磁性の磁性体粉末及びこの磁性体粉末を使用した磁心コア、インダクタ等のコイル部品、モータ等を実現することができる。
【符号の説明】
【０１８２】
１２  磁心コア
１３  コイル導体
１４  磁性体部
１７  コイル導体
２０  コア部
【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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【国際調査報告】
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