(57)【要約】【課題】軟磁性合金粉末の高密度化と、高周波特性及び直流重畳特性の向上とを両立させた圧粉磁心を得ること。【解決手段】  圧粉磁心は、軟磁性合金粉末１１と、絶縁樹脂１２と、絶縁体粉末１３とを含む。絶縁体粉末１３は、軟磁性合金粉末１１の平均粒径よりも小さい平均粒径と軟磁性合金粉末１１の硬度よりも高い硬度とを有し、かつ絶縁樹脂１２中に分散され、絶縁樹脂１２とともに軟磁性合金粉末１１の間に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性合金粉末と、絶縁樹脂と、絶縁体粉末とを含む圧粉磁心であって、
前記絶縁体粉末は、前記軟磁性合金粉末の平均粒径よりも小さい平均粒径と前記軟磁性合金粉末の硬度よりも高い硬度とを有し、かつ前記絶縁樹脂中に分散され、前記絶縁樹脂とともに前記軟磁性合金粉末の間に配置されている
圧粉磁心。
【請求項２】
請求項１に記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末は、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表され、７９．０≦ａ≦８６．０ａｔ％、５．０≦ｂ≦１３．０ａｔ％、０．０≦ｃ≦８．０ａｔ％、１．０≦ｘ≦１０．０ａｔ％、０．０≦ｙ≦５．０ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％および０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０を満たす
圧粉磁心。
【請求項３】
請求項２に記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末は、前記Ｆｅの一部であって組成全体の３ａｔ％以下の部分を、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｇ、希土類元素、及び貴金属元素のうちの１種類以上の元素で置換してなる
圧粉磁心。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧粉磁心であって、
前記絶縁樹脂は、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂、あるいはこれらの混合物である
圧粉磁心。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末の平均粒径は、１μｍ以上２００μｍ以下であり、前記絶縁体粉末の平均粒径は、０．００５μｍ以上１０μｍ以下である
圧粉磁心。
【請求項６】
請求項５に記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末の平均粒径は、５μｍ以上１００μｍ以下であり、前記絶縁体粉末の平均粒径は、０．０１μｍ以上１μｍ以下である
圧粉磁心。
【請求項７】
請求項６に記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末の平均粒径は、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、前記絶縁体粉末の平均粒径は、０．０１μｍ以上１μｍ以下である
圧粉磁心。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の圧粉磁心であって、
前記絶縁体粉末の含有量は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であり、前記絶縁樹脂の含有量は、０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である
圧粉磁心。
【請求項９】
請求項８に記載の圧粉磁心であって、
前記絶縁体粉末の含有量は０．０１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であり、前記絶縁樹脂の含有量は、０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下である
圧粉磁心。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧粉磁心であって、
前記絶縁体粉末の含有量は０．０１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であり、前記絶縁樹脂の含有量は、０．２ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下である
圧粉磁心。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末の結晶化率は、３０％以上５０％未満である
圧粉磁心。
【請求項１２】
請求項１１に記載の圧粉磁心であって、
前記軟磁性合金粉末の結晶粒径は５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である
圧粉磁心。
【請求項１３】
請求項１２に記載の圧粉磁心であって、
前記結晶粒径は１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である
圧粉磁心。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の圧粉磁心であって、
前記絶縁体粉末が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、及びＺｒＯ２から選択された１つ又は２つ以上の混合物である
圧粉磁心。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の圧粉磁心であって、
シランカップリング剤をさらに含む
圧粉磁心。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の圧粉磁心であって、
潤滑剤をさらに含む
圧粉磁心。
【請求項１７】
軟磁性合金粉末と、絶縁体粉末と、絶縁樹脂とを混合して複合粉末を生成し、複合粉末を加圧成形する圧粉磁心の製造方法であって、
前記絶縁体粉末として、前記軟磁性合金粉末の平均粒径よりも小さい平均粒径と前記軟磁性合金粉末の硬度よりも高い硬度とを有するセラミック粉末を用い、
前記絶縁樹脂として、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂、あるいはこれらの混合物を用いる、
圧粉磁心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉磁心に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の粒径分布を有する軟磁性粒子の表面に絶縁体粒子を分散させた複合粒子を焼結させてなる圧粉磁心が開示されている。また、特許文献１には、焼結方法としてプラズマ焼結法が好ましい旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４７６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の圧粉磁心の製造方法は、通常の加圧成形法では軟磁性粒子の圧密化（高密度化）が困難であること等を理由に、プラズマ焼結法を採用している。
しかしながら、プラズマ焼結法は、原料粒子表面の気化や溶融を伴うため、軟磁性粒子間の絶縁性を損なう恐れがある。つまり、特許文献１の圧粉磁心では、軟磁性粒子同士が直接接合される可能性がある。このことは、特許文献１の段落００２４の記載「直接試料に電流を流すため・・・難焼結性の粒子同士の接合に適している。」からも読み取れる。また、軟磁性粒子同士が直接接合されると、渦電流が発生するなどして、高周波特性及び直流重畳特性が低下する。したがって、プラズマ焼結法を用いることなく圧粉磁心の高密度化を実現し、軟磁性粒子間の絶縁性を確保することで高周波特性及び直流重畳特性の向上を図ることが望まれている。
【０００５】
本発明は、高密度化と高周波特性及び直流重畳特性の向上とを両立させた圧粉磁心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】
【０００６】
本発明によれば、第１の圧粉磁心として、軟磁性合金粉末と、絶縁樹脂と、絶縁体粉末とを含む圧粉磁心であって、前記絶縁体粉末は、前記軟磁性合金粉末の平均粒径よりも小さい平均粒径と前記軟磁性合金粉末の硬度よりも高い硬度とを有し、かつ前記絶縁樹脂中に分散され、前記絶縁樹脂とともに前記軟磁性合金粉末の間に配置されている圧粉磁心が得られる。
【０００７】
また、本発明によれば、第２の圧粉磁心として、第１の圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末は、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表され、７９．０≦ａ≦８６．０ａｔ％、５．０≦ｂ≦１３．０ａｔ％、０．０≦ｃ≦８．０ａｔ％、１．０≦ｘ≦１０．０ａｔ％、０．０≦ｙ≦５．０ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％および０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０を満たす圧粉磁心が得られる。
【０００８】
また、本発明によれば、第３の圧粉磁心として、第２の圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末は、前記Ｆｅの一部であって組成全体の３ａｔ％以下の部分を、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｇ、希土類元素、及び貴金属元素のうちの１種類以上の元素で置換してなる圧粉磁心が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、第４の圧粉磁心として、第１乃至第３のいずれかの圧粉磁心であって、前記絶縁樹脂は、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂、あるいはこれらの混合物である圧粉磁心が得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、第５の圧粉磁心として、第１乃至第４のいずれかの圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末の平均粒径は、１μｍ以上２００μｍ以下であり、前記絶縁体粉末の平均粒径は、０．００５μｍ以上１０μｍ以下である圧粉磁心が得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、第６の圧粉磁心として、第５の圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末の平均粒径は、５μｍ以上１００μｍ以下であり、前記絶縁体粉末の平均粒径は、０．０１μｍ以上１μｍ以下である圧粉磁心が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、第７の圧粉磁心として、第６の圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末の平均粒径は、２０μｍ以上５０μｍ以下であり、前記絶縁体粉末の平均粒径は、０．０１μｍ以上１μｍ以下である圧粉磁心が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、第８の圧粉磁心として、第１乃至第７のいずれかの圧粉磁心であって、前記絶縁体粉末の含有量は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であり、前記絶縁樹脂の含有量は、０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である圧粉磁心が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、第９の圧粉磁心として、第８の圧粉磁心であって圧粉磁心であって、前記絶縁体粉末の含有量は０．０１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であり、前記絶縁樹脂の含有量は、０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下である圧粉磁心が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、第１０の圧粉磁心として、第９の圧粉磁心であって、前記絶縁体粉末の含有量は０．０１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下であり、前記絶縁樹脂の含有量は、０．２ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下である圧粉磁心が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、第１１の圧粉磁心として、第１乃至第１０のいずれかの圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末の結晶化率は、３０％以上５０％未満である圧粉磁心が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、第１２の圧粉磁心として、第１１の圧粉磁心であって、前記軟磁性合金粉末の結晶粒径は５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である圧粉磁心が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、第１３の圧粉磁心として、第１２の圧粉磁心であって、前記結晶粒径は１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である圧粉磁心が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、第１４の圧粉磁心として、第１乃至第１３のいずれかの圧粉磁心であって、前記絶縁体粉末が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、及びＺｒＯ２から選択された１つ又は２つ以上の混合物である圧粉磁心が得られる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、軟磁性合金粉末と、絶縁体粉末と、絶縁樹脂とを混合して複合粉末を生成し、複合粉末を加圧成形する圧粉磁心の製造方法であって、前記絶縁体粉末として、前記軟磁性合金粉末の平均粒径よりも小さい平均粒径と前記軟磁性合金粉末の硬度よりも高い硬度とを有するセラミック粉末を用い、前記絶縁樹脂として、フェノール樹脂又はシリコーン樹脂、あるいはこれらの混合物を用いる、圧粉磁心の製造方法が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
絶縁体粉末を絶縁樹脂に分散させ、軟磁性合金粉末間に配置した。これにより、成形時における軟磁性合金粉末間の潤滑性を高めて高密度化を実現するとともに、軟磁性合金粉末間の絶縁性を確保して高周波特性及び直流重畳特性の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による圧粉磁心の組織構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による圧粉磁心の製造に用いられる成形装置を示す概略図である。
【図３】比較例による圧粉磁心の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施の形態による圧粉磁心は、トランス、チョークコイル、インダクタ、リアクトル等、様々なコイル部品に用いることができる。換言すると、本実施の形態の圧粉磁心は、その形状や大きさに制限はなく、様々な形状及び大きさのコイル部品の磁気コアとして実現可能である。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態による圧粉磁心は、軟磁性合金粉末１１と、絶縁樹脂１２と、絶縁体粉末１３とを含む。絶縁体粉末１３は、絶縁樹脂１２中に分散されており、絶縁樹脂１２とともに軟磁性合金粉末１１の間に配置されている。
【００２５】
軟磁性合金粉末１１は、ＦｅＳｉＢＰＣｕ系ナノ結晶材である。Ｆｅ基ナノ結晶材は、特定組成のアモルファス薄帯材を熱処理し、一部結晶化させることで、アモルファス相中に１０ｎｍ程度の微細なαＦｅ（−Ｓｉ）結晶を析出させた材料である。αＦｅ（−Ｓｉ）結晶の粒径は、５〜４０ｎｍの範囲にあることが望ましく、１０〜３０ｎｍの範囲にあることがより望ましい。ここで、アモルファス材は、液体急冷法等により製造される結晶構造を持たないランダム構造の非平衡材料である。アモルファス材は、結晶磁気異方性がないため、良好な磁気特性を持つ磁心の製造を可能にする。一方、Ｆｅ基ナノ結晶材は、高磁化のαＦｅ結晶の存在、αＦｅ結晶の微細化による結晶磁気異方性の低減、及びアモルファス層の正磁歪とαＦｅ相の負磁歪の混相による磁歪の低減により、アモルファス材よりも高い飽和磁束密度及び低損失の特性を持つ磁心の製造を可能にする。ＦｅＳｉＢＰＣｕ系ナノ結晶材は、特許文献１に開示されているＦｅＳｉＢＮｂＣｕ系粉末に比べ、結晶化温度が１００〜１５０℃程度低いため、４００℃程度の低温成形で高密度化が可能である。したがって、本実施の形態では、プラズマ焼結法を用いる必要がない。プラズマ焼結法などの高温成形は、成形に使用される金型の寿命が短く、そのことがコストアップの主要因となっている。これに対して、本実施の形態では、比較的低い温度で成形を行えるので、成形に使用される金型の長寿命化によるコストダウンが期待できる。
【００２６】
軟磁性合金粉末１１は、具体的には、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表される。パラメータａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ、７９．０≦ａ≦８６．０ａｔ％、５．０≦ｂ≦１３．０ａｔ％、０．０≦ｃ≦８．０ａｔ％、１．０≦ｘ≦１０．０ａｔ％、０．０≦ｙ≦５．０ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％および０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０の条件を満たす。但し、Ｆｅの一部は、他の元素に置き換えられてもよい。具体的には、Ｆｅのうち組成全体の３ａｔ％以下の部分を、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃａ、Ｖ、Ｍｇ、希土類元素及び貴金属元素のうちの１種類以上の元素で置換してもよい。
【００２７】
軟磁性合金粉末１１は、アトマイズ法で製造することができる。アトマイズ法で製造した軟磁性合金粉末１１の平均粒径は１〜２００μｍ程度である。篩などを用いて、結晶粒径の範囲を選択（均一化）してもよい。結晶粒径を均一化することで、特性のばらつきを抑えることができる。
【００２８】
絶縁樹脂１２として、比較的耐熱温度の高い熱硬化性絶縁樹脂を用いる。つまり、成形後にも残存する絶縁樹脂を用いる。具体的には、絶縁樹脂１２として、フェノール樹脂（耐熱温度：約１５０℃）又はシリコーン樹脂（耐熱温度：２００℃以上）、あるいはこれらの混合物を用いる。フェノール樹脂は、主として冷間成形により製造される圧粉磁心に使用でき、シリコーン樹脂は、主として熱間成形により製造される圧粉磁心に使用できる。
【００２９】
絶縁体粉末１３は、軟磁性合金粉末１１よりも高硬度（ビッカース硬度）のセラミック粉末である。具体的には、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ及びＺｒＯ２から選択された１つ又は２つ以上の混合物である。ＳｉＯ２の使用は、特に、成形時における軟磁性合金粉末１１間の潤滑性の向上と、成形後における軟磁性合金粉末１１間の絶縁性の向上が期待される。また、Ａｌ２Ｏ３の使用は、特に、熱伝導性の向上が期待される。ＭｇＯ及びＺｒＯ２の各々の使用は、軟磁性合金粉末１１間の絶縁性の向上が期待される。また、絶縁体粉末１３の一部として軟磁性酸化物フェライトを混合してもよい。軟磁性酸化物フェライトを含ませることにより、飽和磁束密度Ｂｓの低下を抑制することができる。
【００３０】
次に、本実施の形態の圧粉磁心の製造方法について説明する。まず、軟磁性合金粉末１１をアトマイズ法により製造する。次に、軟磁性合金粉末１１、絶縁樹脂１２及び絶縁体粉末１３を所定の割合で混合し、複合粉末を造粒する。このとき、粉末間の潤滑性を改善する目的で、あるいは後の金型を用いる成形における離型を容易にする目的で金属石鹸等の一般的な潤滑材を添加してもよい。また、軟磁性合金粉末と樹脂との濡れ性改善を目的として、シランカップリング剤を添加してもよい。あるいは、軟磁性合金粉末の表面を予め処理し、シランカップリング剤で被覆しておいてもよい。次に、造粒した複合粉末を原料とし、成形装置を用いて成形すると同時に絶縁樹脂を固化させて、圧粉磁心を得る。なお、絶縁樹脂の固化は、成形装置を用いて成形した後に行っても良い。
【００３１】
アトマイズ法により製造される軟磁性合金粉末の粒径は、１〜２００μｍ程度である。圧粉磁心に使用する軟磁性合金粉末１１として、粒径５〜１００μｍのものを篩にかけるなどして選択して使用する。
【００３２】
複合粉末における絶縁樹脂１２の割合は、０．１〜５ｗｔ％が好ましい。０．１ｗｔ％未満では、軟磁性合金粉末１１を結着できず、５ｗｔ％を超えると軟磁性合金粉末１１の密度向上を阻害するからである。絶縁樹脂１２の割合は、０．１〜１ｗｔ％がより好ましく、０．２〜０．５ｗｔ％が最も好ましい。絶縁樹脂１２の割合を１ｗｔ％以下にすることで、軟磁性合金粉末１１の密度を９０％以上にすることができる。
【００３３】
絶縁体粉末１３の粒径は、０．００５〜１０μｍが好ましい。０．００５μｍ未満では、軟磁性合金粉末１１間の絶縁を確保できず、１０μｍを超えると軟磁性合金粉末１１の密度向上を阻害するからである。絶縁体粉末１３の粒径は、０．０１〜１μｍがより好ましい。軟磁性合金粉末１１間の絶縁確保と、軟磁性合金粉末１１の密度向上の両立が図れるからである。また、複合粉末における絶縁体粉末１３の割合は、０．０１〜２ｗｔ％が好ましく、０．０５〜０．５ｗｔ％がより好ましい。０．０１ｗｔ％未満では、軟磁性合金粉末１１間の絶縁を確保できず、２ｗｔ％を超えると軟磁性合金粉末１１の密度向上を阻害するからである。
【００３４】
成形温度は５０〜５００℃が望ましい。５０℃以上で絶縁樹脂１２の軟化による軟磁性合金粉末１１の密度向上が期待できる。また、２５０〜３５０℃において軟磁性合金粉末１１のアモルファス相部分の軟化による密度向上が期待できる。なお、成形温度は、軟磁性合金粉末１１の結晶化温度を考慮して設定される。結晶化温度は、結晶化が開始する温度であり、ＤＳＣ（示差操作熱量計）などで発熱反応を測定することで知ることができる。軟磁性合金粉末１１のＤＳＣ測定結果には、通常２つの発熱ピークが観測される。低温側ピーク(第１結晶化)はαＦｅの発熱ピーク、高温側ピーク(第２結晶化)は化合物(ＦｅＢ、ＦｅＰ等)の発熱ピークである。化合物を析出させずにαＦｅのみを析出させるように温度設定することで、良好な軟磁気特性を得ることができる。
【００３５】
成形時間は、結晶化率が３０〜５０％となるように設定する。結晶化率を調整するため、成形後に熱処理を行ってもよい。結晶化率が３０％より低いと飽和磁束密度Ｂｓが低下し、５０％を超えると化合物が析出する。
【００３６】
図２を参照すると、熱間成形装置の一例は、金型２１、成形パンチ２２及びヒーター２３を備えている。金型２１の空洞内に圧粉磁心の原料である複合粉末を位置させ、成形パンチ２２の先端を空洞内に挿入して複合粉末を加圧する。加圧の際、ヒーター２３により金型２１の温度を制御する。金型２１の温度を５０℃以上にすることで、絶縁樹脂１２（シリコーン樹脂）が軟化する。これにより、絶縁樹脂１２の流動性が高まり、絶縁体粉末１３の移動が容易になる。また、絶縁体粉末１３の移動が容易になることで、軟磁性合金粉末１１間の潤滑性が向上する。また、金型２１の温度２５０℃以上にすることで、軟磁性合金粉末１１（アモルファス相）の構造緩和による軟化が生じる。さらに、金型２１の温度を３５０℃以上にすることにより、軟磁性合金粉末１１（アモルファス相）の結晶化に伴う軟化が生じる。このような温度制御と、成形パンチ２２による圧力制御により、軟磁性合金粉末１１の高密度化が実現できる。
【００３７】
図１から理解されるように、軟磁性合金粉末１１間にはギャップが存在する。また、ギャップには、絶縁樹脂１２が充填されている。ギャップは、絶縁体粉末１３の存在に基づくものである。換言すると、絶縁体粉末１３が、軟磁性合金粉末１１間にギャップを形成している。絶縁体粉末１３は、軟磁性合金粉末１１よりも高い硬度を有しており、成形時の圧力によって変形する（つぶれる）ことはない。それゆえ、絶縁樹脂１２は、成形時の圧力によっても軟磁性合金粉末１１間から押し出されることなく、ギャップ内に残存する。
【００３８】
仮に絶縁体粉末１３が存在しないものとすると、加圧成形の際、軟化した絶縁樹脂１２は軟磁性合金粉末１１間から押し出される。即ち、図３に示すように、隣接する軟磁性合金粉末１１同士が互いに接触する。
【００３９】
図１と図３とを比較すると、図３の方が高密度化されているように見えるかもしれない。しかしながら、絶縁体粉末１３が存在しない場合、隣接する軟磁性合金粉末１１同士が互いに接触して、各軟磁性合金粉末１１の移動は困難となる。その結果、軟磁性合金粉末１１の高密度化は困難になる。したがって、圧粉磁心全体として見れば、軟磁性合金粉末１１の各々の位置が適正化される本実施の形態（図１）の方が高密度化を実現できる。このように、本実施の形態では、絶縁体粉末１３が存在することにより、軟磁性合金粉末１１の潤滑性が高いので、プラズマ焼結法を用いることなく、高密度化を実現することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、軟磁性合金粉末１１間のギャップに絶縁樹脂１２が残留することにより、軟磁性合金粉末１１間の絶縁性を確保することができる。さらに、軟磁性合金粉末１１同士を絶縁樹脂１２が強固に接合するので圧粉磁心の機械的強度が向上する。しかも、本実施の形態では、軟磁性合金粉末１１間の絶縁性が確保されることで、圧粉磁心の高周波特性が向上する。つまり、軟磁性合金粉末１１間を電気的に絶縁することで、渦電流の発生を抑えることができる。また、軟磁性合金粉末１１間にギャップが存在することで、圧粉磁心の直流重畳特性が向上する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、プラズマ焼結法を用いることなく高密度化が可能となり、高密度化と高周波特性及び直流重畳特性の向上の両立を実現することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、ヒーター２３による加熱を行う場合について説明したが、加熱を行わない場合（常温）であっても、加圧に伴い絶縁樹脂１２が軟磁性合金粉末１１間を流動する。その結果、絶縁体粉末１３の存在が、軟磁性合金粉末１１間の潤滑性を向上させ、高密度化を実現することができる。
【００４３】
また、上記実施の形態では、圧粉磁心の成形を一工程で行う場合について説明したが、複数の工程に分けて行ってもよい。例えば、圧粉磁心を熱間成形にて成形した後、結晶化を促進する目的で再熱処理するようにしてもよい。あるいは、熱間成形において予備成形をしたのち本成形をするようにしてもよい。
【実施例１】
【００４４】
Ｆｅ８３Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６．５Ｃｕ０．５の急冷軟磁性合金粉末を作製した。作製した軟磁性合金粉末にシリコーン樹脂０．５ｗｔ％と直径約１μｍのセラミック粉末を混合し、複合粉末を作製した。セラミック粉末として、ＳｉＯ２粉末０．１ｗｔ％、ＳｉＯ２粉末０．５ｗｔ％、及びＡｌ２Ｏ３粉末０．５ｗｔ％の３種類を用いた。金型温度を４００℃に制御しながら７．５ｔｏｎ／ｃｍ２にて加圧するプレス成形により、外径５６×内径３６×高さ７ｍｍの圧粉磁心を作製した。更に、得られた圧粉磁心を４２０℃にて熱処理を施し、結晶化を促進させた。それにより結晶化率は、２７％から４８％まで向上した。結晶化率はＸＲＤ（X-Ray Diffraction）を用いてアモルファス相とαＦｅ相の強度を分離し、その比として求めた。
【００４５】
熱処理後の圧粉磁心の評価を行い、セラミック粉末を含まない圧粉磁心との比較を行った。具体的には、圧粉密度測定、透磁率測定、直流重畳特性測定・コアロス測定、比抵抗測定、断面観察を行った。測定結果を表１に示す。なお、透磁率はインピーダンスアナライザーを用いて測定し、コアロスは交流ＢＨアナライザーを用いて測定した。また、Ｆｅ８３Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６．５Ｃｕ０．５のビッカース硬度は８００、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のビッカース硬度はそれぞれ９００、１５００であった。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１から理解されるように、セラミック粉末が入っていない場合、密度と１ｋＨｚの透磁率は高いものの、コアロス及び重畳特性が著しく悪い。それに対しセラミック粉末を混入すると密度が高いまま、高抵抗で優れた磁気特性を示した。
【実施例２】
【００４８】
実施例１と同様に、Ｆｅ８３Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６．５Ｃｕ０．５の急冷軟磁性合金粉末を作製した。作製した軟磁性合金粉末にシリコーン樹脂０．５ｗｔ％とセラミック粉末（ＳｉＯ２粉末）０．１ｗｔ％を混合し、複合粉末を作製した。金型温度を室温から４５０℃まで制御しながら７．５ｔｏｎ／ｃｍ２にて加圧するプレス成形により、複合粉末を原料として、外径５６×内径３６×高さ７ｍｍの圧粉磁心を作製した。表２から理解されるように、金型温度が上昇するに伴い、軟磁性合金粉末１１の密度は増加し、また、結晶構造はアモルファス相からナノ結晶相へと変化している。
【００４９】
【表２】
2017034069.tif 000004
【実施例３】
【００５０】
実施例１、２と同様に、Ｆｅ８３Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６．５Ｃｕ０．５の急冷軟磁性合金粉末を作製した。作製した軟磁性合金粉末にシリコーン樹脂１．０ｗｔ％とセラミック粉末（ＳｉＯ２粉末）０．１ｗｔ％を混合し、複合粉末を作製した。７．５ｔｏｎ／ｃｍ２にてプレス成型により外径１３×内径８×高さ５ｍｍの圧粉磁心を室温にて作製した。作製した圧粉磁心の特性をセラミック粉なしの成形体と比較した。表３に示すように、セラミック粉末を含む実施例３の圧粉磁心の方が、成形性が向上し、磁気特性も良好であった。
【００５１】
【表３】
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【符号の説明】
【００５２】
１１    軟磁性合金粉末
１２    絶縁樹脂
１３    絶縁体粉末
２１    金型
２２    成形パンチ
２３    ヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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