(57)【要約】  小型のインダクタの構成部材として好適であり、軟磁性材料からなる複数種類の粉末を含有する圧粉成形コアは、複数種類の粉末のうちの２種である第１粉末および第２粉末は下記式を満たす。    Ｄ１＞Ｄ２                                    （１−１）    ０．２３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１＜０．３        （１−２）    Ｄ１≦５．９μｍ                              （１−３）    ３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （１−４）  ここで、圧粉成形コアに含有される複数種類の粉末のうち、レーザ回折・散乱法にて測定した体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径（メジアン径）が最大のものが第１粉末であり、メジアン径が最小のものが第２粉末である。Ｄ１は第１粉末のメジアン径であり、Ｄ２は第２粉末のメジアン径である。ＤＴは、第１粉末の重量割合Ｒ１と第２粉末の重量割合Ｒ２とを用いて、Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２により求められる。
2020090405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれも軟磁性材料からなる複数種類の粉末を含有する圧粉成形コアであって、
前記複数種類の粉末について、レーザ回折・散乱法にて測定した体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径であるメジアン径を測定したときに、
前記メジアン径が最大である第１粉末のメジアン径である第１メジアン径Ｄ１、
前記メジアン径が最小である第２粉末のメジアン径である第２メジアン径Ｄ２、
および
前記圧粉成形コアにおける前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合である第１割合Ｒ１および前記圧粉成形コアにおける前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合である第２割合Ｒ２ならびに前記第１メジアン径Ｄ１および前記第２メジアン径Ｄ２を用いて、Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２として算出される平均メジアン径ＤＴが、下記式（１−１）から下記式（１−４）を満たすことを特徴とする圧粉成形コア。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （１−１）
０．２３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１＜０．３        （１−２）
Ｄ１≦５．９μｍ                              （１−３）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （１−４）
【請求項２】
いずれも軟磁性材料からなる複数種類の粉末を含有する圧粉成形コアであって、
前記複数種類の粉末について、レーザ回折・散乱法にて測定した体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径であるメジアン径を測定したときに、
前記メジアン径が最大である第１粉末のメジアン径である第１メジアン径Ｄ１、
前記メジアン径が最小である第２粉末のメジアン径である第２メジアン径Ｄ２、
および
前記圧粉成形コアにおける前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合である第１割合Ｒ１および前記圧粉成形コアにおける前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合である第２割合Ｒ２ならびに前記第１メジアン径Ｄ１および前記第２メジアン径Ｄ２を用いて、Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２として算出される平均メジアン径ＤＴが、下記式（２−１）から下記式（２−４）を満たすことを特徴とする圧粉成形コア。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （２−１）
０．３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≦０．５９        （２−２）
Ｄ１≦７μｍ                                  （２−３）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （２−４）
【請求項３】
いずれも軟磁性材料からなる複数種類の粉末を含有する圧粉成形コアであって、
前記複数種類の粉末について、レーザ回折・散乱法にて測定した体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径であるメジアン径を測定したときに、
前記メジアン径が最大である第１粉末のメジアン径である第１メジアン径Ｄ１、
前記メジアン径が最小である第２粉末のメジアン径である第２メジアン径Ｄ２、
および
前記圧粉成形コアにおける前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合である第１割合Ｒ１および前記圧粉成形コアにおける前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合である第２割合Ｒ２ならびに前記第１メジアン径Ｄ１および前記第２メジアン径Ｄ２を用いて、Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２として算出される平均メジアン径ＤＴが、下記式（３−１）から下記式（３−５）を満たすことを特徴とする圧粉成形コア。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （３−１）
０．３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≦０．６          （３−２）
Ｄ１≦７μｍ                                  （３−３）
Ｄ２≦３．９μｍ                              （３−４）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （３−５）
【請求項４】
下記式（３−６）および下記式（３−７）の少なくとも一方をさらに満たす、請求項３に記載の圧粉成形コア。
ＤＴ≧４．４μｍ                              （３−６）
（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≧０．４９                （３−７）
【請求項５】
前記第１粉末は非晶質磁性材料の粉末である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧粉成形コア。
【請求項６】
前記非晶質磁性材料は、少なくともＦｅ、ＰおよびＣを含むＦｅ基非晶質合金を含む、請求項５に記載の圧粉成形コア。
【請求項７】
前記Ｆｅ基非晶質合金は、少なくともＮｉ、ＢおよびＣｒをさらに含む、請求項６に記載の圧粉成形コア。
【請求項８】
前記第２粉末は結晶質磁性材料の粉末である、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の圧粉成形コア。
【請求項９】
前記結晶質磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金およびＦｅ−Ｎｉ系合金の少なくとも一方を含む、請求項８に記載の圧粉成形コア。
【請求項１０】
前記第１粉末および前記第２粉末を、前記圧粉成形コアに含有される他の材料に対して結着させる結着成分を含有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の圧粉成形コア。
【請求項１１】
前記結着成分は、樹脂材料に基づく成分を含む、請求項１０に記載の圧粉成形コア。
【請求項１２】
請求項１１に記載される圧粉成形コアの製造方法であって、前記第１粉末および前記第２粉末ならびに前記樹脂材料からなるバインダー成分を含む混合物の加圧成形を含む成形処理により成形製造物を得る成形工程を備えることを特徴とする圧粉成形コアの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれかに記載される圧粉成形コア、コイルおよび前記コイルのそれぞれの端部に接続された接続端子を備えるインダクタであって、前記圧粉成形コアの少なくとも一部は、前記接続端子を介して前記コイルに電流を流したときに前記電流により生じた誘導磁界内に位置するように配置されているインダクタ。
【請求項１４】
１ＭＨｚの条件で測定された初透磁率μ（０）、外部磁場が８ｋＡ／ｍの場合において１ＭＨｚの条件で測定された比透磁率μ（８）、および実効最大磁束密度が１５ｍＴの磁場が周波数２ＭＨｚで印加される条件で測定された鉄損Ｐｃｖ（単位：ｋＷ／ｍ３）が下記式（Ｉ）を満たす、請求項１３に記載のインダクタ。
μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ＞３ｋＷ−１ｍ３    （Ｉ）
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載されるインダクタが実装された電子・電気機器であって、前記インダクタは前記接続端子にて基板に接続されている電子・電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉成形コア、当該圧粉成形コアの製造方法、該圧粉成形コアを備えるインダクタ、および当該インダクタが実装された電子・電気機器に関する。本明細書において、「インダクタ」とは、圧粉成形コアを含む芯材およびコイルを備える受動素子を意味する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコンなどの電子機器では、小型化、軽量化、高性能化への要求が高まっている。こうした要求に応えるために、電子機器内のスイッチング電源回路は高い周波数に対応できることが必要となる。それゆえ、スイッチング電源回路に組み込まれるインダクタも、高周波で安定的に駆動できることが求められている。【０００３】
高い駆動周波数に対応できる磁性素子の構成材料を提供することを目的として、特許文献１には、平均第１粒径を有する第１粉末と、平均第２粒径を有する第２粉末とを含み、前記平均第１粒径と前記平均第２粒径との比が１／８〜１／３であり、前記第１粉末と前記第２粉末との混合比が、体積比で１０／９０〜２５／７５である、金属磁性材料粉末が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９２７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、スイッチング電源回路、特にＤＣ−ＤＣコンバータには小型化への要求が特に高まっており、この要求に応えた結果として、内部に組み込まれるインダクタには、小形でありながら大きな直流電流が流れるようになってきている。このため、インダクタを構成する磁性材料が置かれる磁気的環境は、この直流電流に起因する誘導磁界がバイアスとして印加された状態で、高周波でのスイッチングに基づく電流変動（リップル電流）に起因する変動磁場がさらに印加される環境となる。したがって、インダクタを構成する磁性材料は、このような磁気的には過酷な環境で、適切な磁気特性（例えば高い比透磁率かつ低いコアロス）を有することが求められてきている。【０００６】
本発明は、かかる現状を鑑み、磁気的に過酷な環境でも良好な磁気特性を有するインダクタの構成部材として好適な圧粉成形コアおよびかかる圧粉成形コアを備えるインダクタ材料として用いることが可能な圧粉成形コア、当該圧粉成形コアの製造方法、該圧粉成形コアを備えるインダクタ、および該インダクタが実装された電子・電気機器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】
【０００７】
上記課題を解決するために提供される本発明は、一態様において、いずれも軟磁性材料からなる複数種類の粉末を含有する圧粉成形コアであって、複数種類の粉末について、レーザ回折・散乱法にて測定した体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径であるメジアン径を測定したときに、次のように定義される第１メジアン径Ｄ１、第２メジアン径Ｄ２および平均メジアン径ＤＴが、次の第１条件から第３条件のいずれかを満たす。
第１メジアン径Ｄ１：メジアン径が最大である第１粉末のメジアン径。
第２メジアン径Ｄ２：メジアン径が最小である第２粉末のメジアン径。
平均メジアン径ＤＴ：圧粉成形コアにおける第１粉末の重量と第２粉末の重量との総和に対する第１粉末の重量の割合である第１割合Ｒ１および圧粉成形コアにおける第１粉末の重量と第２粉末の重量との総和に対する第１粉末の重量の割合である第２割合Ｒ２ならびに第１メジアン径Ｄ１および第２メジアン径Ｄ２を用いて、Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２として算出される。
なお、圧粉成形コアは、軟磁性材料からなる粉末を２種類含んでいてもよく、この場合には、圧粉成形コアが含む軟磁性材料からなる粉末は第１粉末および第２粉末となる。【０００８】
［第１条件］
第１条件では、下記式（１−１）から下記式（１−４）を満たす。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （１−１）
０．２３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１＜０．３        （１−２）
Ｄ１≦５．９μｍ                              （１−３）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （１−４）【０００９】
［第２条件］
第２条件では、下記式（２−１）から下記式（２−４）を満たすことを特徴とする圧粉成形コア。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （２−１）
０．３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≦０．５９        （２−２）
Ｄ１≦７μｍ                                  （２−３）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （２−４）【００１０】
［第３条件］
第３条件では、下記式（３−１）から下記式（３−５）を満たすことを特徴とする圧粉成形コア。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （３−１）
０．３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≦０．６          （３−２）
Ｄ１≦７μｍ                                  （３−３）
Ｄ２≦３．９μｍ                              （３−４）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （３−５）
第３条件では、下記式（３−６）および下記式（３−７）の少なくとも一方を満たすことが好ましい。
ＤＴ≧４．４μｍ                              （３−６）
（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≧０．４９                （３−７）【００１１】
上記の第１条件から第３条件のいずれかを満たす圧粉成形コアを備えるインダクタにおいて、第１粉末は非晶質磁性材料の粉末であってもよい。この場合において、非晶質磁性材料は、少なくともＦｅ、ＰおよびＣを含むＦｅ基非晶質合金を含んでいることが好ましいことがある。このＦｅ基非晶質合金は、少なくともＮｉ、ＢおよびＣｒをさらに含むことがより好ましいことがある。【００１２】
第２粉末は結晶質磁性材料の粉末であってもよい。この場合において、結晶質磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金およびＦｅ−Ｎｉ系合金の少なくとも一方を含んでいることが好ましいことがある。【００１３】
一具体例において、第１粉末は非晶質磁性材料の粉末であり、第２粉末は結晶質磁性材料の粉末である。この場合において、第１粉末の重量と第２粉末の重量との総和に対する第１粉末の重量の割合は３０質量％以上７０質量％以下とすることが好ましい場合がある。【００１４】
上記の圧粉成形コアは、結晶質磁性材料の粉末および非晶質磁性材料の粉末を圧粉成形コアに含有される他の材料に対して結着させる結着成分を含有していてもよい。ここで、結着成分は、樹脂材料に基づく成分を含んでいることが好ましい。【００１５】
本発明は、他の一態様として、上記の樹脂材料に基づく成分を含む結着成分を含有する圧粉成形コアの製造方法を提供する。当該製造方法は、第１粉末および第２粉末ならびに樹脂材料からなるバインダー成分を含む混合物の加圧成形を含む成形処理により成形製造物を得る成形工程を備える。この際の成形処理は常温程度の温度環境にて０．５ＧＰａ程度から２ＧＰａ程度で加圧する圧縮成形であることが生産性を高める観点などから好ましい。【００１６】
本発明は、別の一態様として、前述の本発明の一態様に係る圧粉成形コア、コイルおよびコイルのそれぞれの端部に接続された接続端子を備えるインダクタを提供する。当該インダクタは、圧粉成形コアの少なくとも一部は、接続端子を介してコイルに電流を流したときに電流により生じた誘導磁界内に位置するように配置されている。上記のインダクタは、圧粉成形コアの優れた特性に基づき、小型かつ低背であってもコアが絶縁破壊や破損しにくく、しかも直流重畳特性に優れる。【００１７】
上記のインダクタは、１ＭＨｚの条件で測定された初透磁率μ（０）、外部磁場が８ｋＡ／ｍの場合において１ＭＨｚの条件で測定された比透磁率μ（８）、および実効最大磁束密度が１５ｍＴの磁場が周波数２ＭＨｚで印加される条件で測定された鉄損Ｐｃｖ（単位：ｋＷ／ｍ３）が下記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。
μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ＞３ｋＷ−１ｍ３    （Ｉ）【００１８】
本発明は、また別の一態様として上記の本発明の一態様に係るインダクタが実装された電子・電気機器を提供する。当該電子・電気機器において、インダクタは接続端子にて基板に接続されている。上記の電子・電気機器におけるインダクタが組み込まれた回路は特に限定されないが、ＤＣ−ＤＣコンバータなどのスイッチング電源回路に用いられた場合には、直流重畳特性に優れる上記のインダクタの利点を活かしやすい。また、電子・電気機器がスマートフォンなどの携帯型の機器である場合には、小型かつ低背に対応しやすい上記のインダクタの利点を活かしやすい。
【発明の効果】
【００１９】
上記の発明に係る圧粉成形コアは、２種類の軟磁性材料の粉末のそれぞれのメジアン径（第１メジアン径Ｄ１、第２メジアン径Ｄ２）およびこれらの混合粉末のメジアン径（平均メジアン径ＤＴ）が前述の第１条件から第３条件のいずれかを満たすため、かかる圧粉成形コアを備えるインダクタについて、小型であっても良好な磁気特性を有することが可能である。また、本発明によれば、上記の圧粉成形コアの製造方法、当該圧粉成形コアを備えるインダクタ、および当該インダクタが実装された電子・電気機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧粉成形コアの形状を概念的に示す斜視図である。
【図２】造粒粉を製造する方法の一例において使用されるスプレードライヤー装置およびその動作を概念的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る圧粉成形コアを備えるインダクタの一種であるトロイダルコイルの形状を概念的に示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る圧粉成形コアを備えるインダクタの一種であるコイル埋設型インダクタの形状を概念的に示す斜視図である。
【図５】実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。
１．圧粉成形コア
図１に示す本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１は、その外観がリング状のトロイダルコアであって、軟磁性材料の粉末を複数種類含有する。これらの複数種類の粉末のそれぞれについて、レーザ回折・散乱法にて測定した体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径であるメジアン径（単位：μｍ）を求め、測定された複数種類の粉末のうち、メジアン径が最大となる粉末を第１粉末と定義し、第１粉末のメジアン径を第１メジアン径（単位：μｍ）と定義する。また、測定された複数種類の粉末のうち、メジアン径が最小となる粉末を第２粉末と定義し、第２粉末のメジアン径を第２メジアン径（単位：μｍ）と定義する。【００２２】
圧粉成形コア１における第１粉末の重量と第２粉末の重量との総和に対する第１粉末の重量の割合を第１割合Ｒ１と定義し、圧粉成形コア１における前記第１粉末の重量と前記第２粉末の重量との総和に対する前記第１粉末の重量の割合を第２割合Ｒ２と定義する。第１割合Ｒ１および第２割合Ｒ２は、０超１未満の実数であり、Ｒ１＋Ｒ２＝１を満たす。そして、第１割合Ｒ１および第２割合Ｒ２ならびに第１メジアン径Ｄ１および第２メジアン径Ｄ２を用いて、Ｒ１×Ｄ１＋Ｒ２×Ｄ２として算出されるパラメータを平均メジアン径（単位：μｍ）と定義する。【００２３】
本実施形態では、具体的な一例として、圧粉成形コア１は軟磁性材料の粉末を２種類含む。すなわち、本実施形態では、圧粉成形コア１が含む軟磁性材料の粉末は、第１粉末および第２粉末からなる。メジアン径が大きい方の粉末である第１粉末は非晶質磁性材料の粉末であり、メジアン径が小さい方の粉末である第２粉末は結晶質磁性材料の粉末である。本実施形態に係る圧粉成形コア１は、これらの粉末を含む混合物を加圧成形することを含む成形処理を備える製造方法により製造されたものである。限定されない一例として、本実施形態に係る圧粉成形コア１は、第１粉末（非晶質磁性材料の粉末）および第２粉末（結晶質磁性材料の粉末）を、圧粉成形コア１に含有される他の材料（同種の材料である場合もあれば、異種の材料である場合もある。）に対して結着させる結着成分を含有する。【００２４】
（１）第１条件
本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１の第１粉末および第２粉末は、第１条件として、下記式（１−１）から下記式（１−４）を満たす。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （１−１）
０．２３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１＜０．３        （１−２）
Ｄ１≦５．９μｍ                              （１−３）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （１−４）【００２５】
上記式（１−１）から上記式（１−４）を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、１ＭＨｚの条件で測定された初透磁率μ（０）が高いこと、外部磁場が８ｋＡ／ｍの場合において１ＭＨｚの条件で測定された比透磁率μ（８）が高いこと、および実効最大磁束密度が１５ｍＴの磁場が周波数２ＭＨｚで印加される条件で測定された鉄損Ｐｃｖ（単位：ｋＷ／ｍ３）が低いことのいずれをも満たす。それゆえ、第１条件を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、下記式（Ｉ）を満たすことができる。
Ｐ１＝μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ＞３ｋＷ−１ｍ３    （Ｉ）【００２６】
好ましい場合において、第１条件を満たす圧粉成形コアを備えるインダクタは、上記式（Ｉ）のＰ１が４以上であり、より好ましい場合においてＰ１が５以上となる。【００２７】
（２）第２条件
本発明の他の一実施形態に係る圧粉成形コア１の第１粉末および第２粉末は、第２条件として、下記式（２−１）から下記式（２−４）を満たす。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （２−１）
０．３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≦０．５９        （２−２）
Ｄ１≦７μｍ                                  （２−３）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （２−４）【００２８】
上記式（２−１）から上記式（２−４）を満たす圧粉成形コアを備えるインダクタは、１ＭＨｚの条件で測定された初透磁率μ（０）が高いこと、外部磁場が８ｋＡ／ｍの場合において１ＭＨｚの条件で測定された比透磁率μ（８）が高いこと、および実効最大磁束密度が１５ｍＴの磁場が周波数２ＭＨｚで印加される条件で測定された鉄損Ｐｃｖ（単位：ｋＷ／ｍ３）が低いことのいずれをも満たす。それゆえ、第２条件を満たす圧粉成形コアを備えるインダクタは、下記式（Ｉ）を満たすことができる。
Ｐ１＝μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ＞３ｋＷ−１ｍ３    （Ｉ）【００２９】
第２条件を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、好ましい場合において、上記式（Ｉ）のＰ１が４以上であり、より好ましい場合においてＰ１が５以上となる。第２条件を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、さらに好ましい場合においてＰ１が６以上となり、特に好ましい場合においてＰ１が７以上となる。【００３０】
（３）第３条件
本発明の別の一実施形態に係る圧粉成形コア１の第１粉末および第２粉末は、第３条件として、下記式（３−１）から下記式（３−５）を満たし、好ましい一例において、下記式（３−６）および下記式（３−７）の少なくとも一方を満たす。
Ｄ１＞Ｄ２                                    （３−１）
０．３≦（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≦０．６          （３−２）
Ｄ１≦７μｍ                                  （３−３）
Ｄ２≦３．９μｍ                              （３−４）
３μｍ≦ＤＴ≦５．７μｍ                      （３−５）
ＤＴ≧４．４μｍ                              （３−６）
（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≧０．４９                （３−７）【００３１】
上記式（３−１）から上記式（３−５）を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、１ＭＨｚの条件で測定された初透磁率μ（０）が高いこと、外部磁場が８ｋＡ／ｍの場合において１ＭＨｚの条件で測定された比透磁率μ（８）が高いこと、および実効最大磁束密度が１５ｍＴの磁場が周波数２ＭＨｚで印加される条件で測定された鉄損Ｐｃｖ（単位：ｋＷ／ｍ３）が低いことのいずれをも満たす。それゆえ、第３条件を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、下記式（Ｉ）を満たすことができる。
Ｐ１＝μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ＞３ｋＷ−１ｍ３    （Ｉ）【００３２】
第３条件を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、好ましい場合において、上記式（Ｉ）のＰ１が４以上であり、より好ましい場合においてＰ１が５以上となる。第３条件を満たす圧粉成形コア１を備えるインダクタは、さらに好ましい場合においてＰ１が６以上となり、特に好ましい場合においてＰ１が７以上となる。上記式（３−６）および上記式（３−７）の少なくとも一方をさらに満たす場合には、Ｐ１が５以上となることが安定的に実現される。Ｐ１が５以上となることをより安定的に実現する観点から、下記式（３−６−１）および下記式（３−７−１）の少なくとも一方を満たすことが特に好ましい。
ＤＴ≧４．６６μｍ                          （３−６−１）
（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１≧０．４９３            （３−７−１）【００３３】
（４）非晶質磁性材料の粉末（第１粉末）
本実施形態において、第１粉末は、非晶質磁性材料の粉末からなる。この第１粉末を与える非晶質磁性材料は、非晶質であること（一般的なＸ線回折測定により、材料種類を特定できる程度に明確なピークを有する回折スペクトルが得られないこと）、および強磁性体、特に軟磁性体であることを満たす限り、具体的な種類は限定されない。非晶質磁性材料の具体例として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｐ−Ｃ系合金およびＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金が挙げられる。非晶質磁性材料は、少なくともＦｅ、ＰおよびＣを含むＦｅ基非晶質合金（Ｆｅ−Ｐ−Ｃ系合金）を含むことが好ましく、少なくともＮｉ、ＢおよびＣｒをさらに含むことが好ましい。上記の非晶質磁性材料は１種類の材料から構成されていてもよいし複数種類の材料から構成されていてもよい。【００３４】
Ｆｅ−Ｐ−Ｃ系合金の具体例として、組成式が、Ｆｅ１００原子％−ａ−ｂ−ｃ−ｘ−ｙ−ｚ−ｔＮｉａＳｎｂＣｒｃＰｘＣｙＢｚＳｉｔで示され、０原子％≦ａ≦１０原子％、０原子％≦ｂ≦３原子％、０原子％≦ｃ≦６原子％、６．８原子％≦ｘ≦１３原子％、２．２原子％≦ｙ≦１３原子％、０原子％≦ｚ≦９原子％、０原子％≦ｔ≦７原子％であるＦｅ基非晶質合金が挙げられる。上記の組成式において、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｃｒ，ＢおよびＳｉは任意添加元素である。【００３５】
Ｎｉの添加量ａは、０原子％以上６原子％以下とすることが好ましく、０原子％以上４原子％以下とすることがより好ましい。Ｓｎの添加量ｂは、０原子％以上２原子％以下とすることが好ましく、１原子％以上２原子％以下の範囲で添加されていても良い。Ｃｒの添加量ｃは、０原子％以上２原子％以下とすることが好ましく、１原子％以上２原子％以下とすることがより好ましい。Ｐの添加量ｘは、８．８原子％以上とすることが好ましい場合もある。Ｃの添加量ｙは、５．８原子％以上８．８原子％以下とすることが好ましい場合もある。Ｂの添加量ｚは、０原子％以上３原子％以下とすることが好ましく、０原子％以上２原子％以下とすることがより好ましい。Ｓｉの添加量ｔは、０原子％以上６原子％以下とすることが好ましく、０原子％以上２原子％以下とすることがより好ましい。【００３６】
非晶質磁性材料の粉末からなる第１粉末の形状は限定されない。粉末の形状は球状であってもよいし非球状であってもよい。非球状である場合には、鱗片状、楕円球状、液滴状、針状といった形状異方性を有する形状であってもよい。【００３７】
粉末の形状は、粉末を製造する段階で得られた形状であってもよいし、製造された粉末を二次加工することにより得られた形状であってもよい。前者の形状としては、球状、楕円球状、液滴状、針状などが例示され、後者の形状としては、鱗片状が例示される。【００３８】
非晶質磁性材料は、製造方法の関係で球状または楕円球状とすることが容易である場合もある。また、一般論として非晶質磁性材料は結晶質磁性材料よりも硬質であるから、結晶質磁性材料を非球状として加圧成形の際に変形しやすいようにすることが好ましい場合もある。【００３９】
非晶質磁性材料の粉末からなる第１粉末の形状は、粉末を製造する段階で得られた形状であってもよいし、製造された粉末を二次加工することにより得られた形状であってもよい。前者の形状としては、球状、楕円球状、針状などが例示され、後者の形状としては、鱗片状が例示される。第１粉末の第１メジアン径Ｄ１は、取り扱い性を確保する観点から、１μｍ以上であることが好ましい場合がある。【００４０】
（５）結晶質磁性材料の粉末（第２粉末）
本実施形態において、第２粉末は、結晶質磁性材料の粉末からなる。この第２粉末を与える結晶質磁性材料は、結晶質（一般的なＸ線回折測定により、材料種類を特定できる程度に明確なピークを有する回折スペクトルが得られること）であって強磁性である。結晶質磁性材料の具体例として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｖ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、カルボニル鉄および純鉄が挙げられる。【００４１】
これらの中でも、良好な磁気特性を得やすい観点から、第２粉末を与える結晶質磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金およびＦｅ−Ｎｉ系合金の少なくとも一方を含むことが好ましい。Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金は、結晶質磁性材料の中では比較的飽和磁束密度が高く軟磁気特性が良好であり、比抵抗も高い材料である。したがって、他の結晶質磁性材料、例えばカルボニル鉄粉などに比べると、高磁場および高周波の条件下でも損失が低く、良好な磁気特性を示しやすい。第２粉末を与える結晶質磁性材料がＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金を含む場合において、その合金のＳｉの含有量およびＣｒの含有量は限定されない。限定されない例示として、Ｓｉの含有量を２〜７質量％程度とし、Ｃｒの含有量を２〜７質量％程度とし、残部はＦｅおよび不可避不純物とすることが挙げられる。Ｆｅ−Ｎｉ系合金の組成の具体例として、Ｎｉの含有量が５０質量％であって、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる組成が挙げられる。【００４２】
本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１が含有する非晶質磁性材料の粉末の形状は限定されない。粉末の形状の種類については結晶質磁性材料の粉末の場合と同様であるから説明を省略する。製造方法の関係で非晶質磁性材料は球状または楕円球状とすることが容易である場合もある。また、一般論として非晶質磁性材料は結晶質磁性材料よりも硬質であるから、結晶質磁性材料を非球状として加圧成形の際に変形しやすいようにすることが好ましい場合もある。【００４３】
結晶質磁性材料の粉末からなる第２粉末の形状は限定されない。粉末の形状は球状であってもよいし非球状であってもよい。非球状である場合には、鱗片状、楕円球状、液滴状、針状といった形状異方性を有する形状であってもよい。【００４４】
粉末の形状は、粉末を製造する段階で得られた形状であってもよいし、製造された粉末を二次加工することにより得られた形状であってもよい。前者の形状としては、球状、楕円球状、液滴状、針状などが例示され、後者の形状としては、鱗片状が例示される。第２粉末の第２メジアン径Ｄ２は、取り扱い性を確保する観点から、１μｍ以上であることが好ましい場合がある。【００４５】
圧粉成形コア１に含まれる軟磁性材料の粉末（第１粉末の重量、第２粉末）の少なくとも一部には表面絶縁処理が施されていてもよい。軟磁性材料の粉末に表面絶縁処理が施されている場合には、圧粉成形コア１の絶縁抵抗が向上する傾向がみられる。軟磁性材料の粉末に施す表面絶縁処理の種類は限定されない。リン酸処理、リン酸塩処理、酸化処理などが例示される。【００４６】
圧粉成形コア１に含まれる第１粉末の重量と第２粉末の重量との割合は、特に限定されないが、第１粉末の重量と第２粉末の重量との総和に対する第１粉末の重量の割合は３０質量％以上７０質量％以下とすることが好ましい場合がある。【００４７】
（６）結着成分
圧粉成形コア１は、結晶質磁性材料の粉末および非晶質磁性材料の粉末を圧粉成形コア１に含有される他の材料に対して結着させる結着成分を含有していてもよい。結着成分は、本実施形態に係る圧粉成形コア１に含有される軟磁性材料の粉末（具体的には、第１粉末および第２粉末を含み、本明細書において、「磁性粉末」と総称することもある。）を固定することに寄与する材料である限り、その組成は限定されない。結着成分を構成する材料として、樹脂材料および樹脂材料の熱分解残渣（本明細書において、これらを「樹脂材料に基づく成分」と総称する。）などの有機系の材料、無機系の材料などが例示される。樹脂材料として、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などが例示される。無機系の材料からなる結着成分は水ガラスなどガラス系材料が例示される。結着成分は一種類の材料から構成されていてもよいし、複数の材料から構成されていてもよい。結着成分は有機系の材料と無機系の材料との混合体であってもよい。【００４８】
結着成分として、通常、絶縁性の材料が使用される。これにより、圧粉成形コア１としての絶縁性を高めることが可能となる。【００４９】
２．圧粉成形コアの製造方法
上記の本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１の製造方法は特に限定されないが、次に説明する製造方法を採用すれば、圧粉成形コア１をより効率的に製造することが実現される。【００５０】
本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１の製造方法は、次に説明する成形工程を備え、さらに熱処理工程を備えていてもよい。【００５１】
（１）成形工程
まず、磁性粉末、および圧粉成形コア１において結着成分を与える成分を含む混合物を用意する。結着成分を与える成分（本明細書において、「バインダー成分」ともいう。）とは、結着成分そのものである場合もあれば、結着成分と異なる材料である場合もある。後者の具体例として、バインダー成分が樹脂材料であって、結着成分がその熱分解残渣である場合が挙げられる。このような熱分解残渣は、後述するように、成形工程に引き続いて行われる熱処理工程によって形成されるものである。【００５２】
この混合物の加圧成形を含む成形処理により成形製造物を得ることができる。加圧条件は限定されず、バインダー成分の組成などに基づき適宜設定される。例えば、バインダー成分が熱硬化性の樹脂からなる場合には、加圧とともに加熱して、金型内で樹脂の硬化反応を進行させることが好ましい。一方、圧縮成形の場合には、加圧力が高いものの、加熱は必要条件とならず、短時間の加圧となる。圧縮成形の場合における加圧力は適宜設定される。限定されない例示を行えば、０．５ＧＰａ以上２ＧＰａ以下であり、１ＧＰａ以上２ＧＰａ以下とすることが好ましい場合がある。【００５３】
以下、混合物が造粒粉であって、圧縮成形を行う場合について、やや詳しく説明する。造粒粉は取り扱い性に優れるため、成形時間が短く生産性に優れる圧縮成形工程の作業性を向上させることができる。【００５４】
（１−１）造粒粉
造粒粉は、磁性粉末およびバインダー成分を含有する。造粒粉におけるバインダー成分の含有量は特に限定されない。かかる含有量が過度に低い場合には、バインダー成分が磁性粉末を保持しにくくなる。また、バインダー成分の含有量が過度に低い場合には、熱処理工程を経て得られた圧粉成形コア１中で、バインダー成分の熱分解残渣からなる結着成分が、複数の磁性粉末を互いに他から絶縁しにくくなる。一方、上記のバインダー成分の含有量が過度に高い場合には、熱処理工程を経て得られた圧粉成形コア１に含有される結着成分の含有量が高くなりやすい。圧粉成形コア１中の結着成分の含有量が高くなると、圧粉成形コア１の磁気特性が低下しやすくなる。それゆえ、造粒粉中のバインダー成分の含有量は、造粒粉全体に対して、０．５質量％以上５．０質量％以下となる量にすることが好ましい。圧粉成形コア１の磁気特性が低下する可能性をより安定的に低減させる観点から、造粒粉中のバインダー成分の含有量は、造粒粉全体に対して、１．０質量％以上３．５質量％以下となる量にすることが好ましく、１．２質量％以上３．０質量％以下となる量にすることがより好ましい。【００５５】
造粒粉は、上記の磁性粉末およびバインダー成分以外の材料を含有してもよい。そのような材料として、潤滑剤、シランカップリング剤、絶縁性のフィラーなどが例示される。潤滑剤を含有させる場合において、その種類は特に限定されない。有機系の潤滑剤であってもよいし、無機系の潤滑剤であってもよい。有機系の潤滑剤の具体例として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなどの金属石鹸が挙げられる。こうした有機系の潤滑剤は、熱処理工程において気化し、圧粉成形コア１にはほとんど残留していないと考えられる。【００５６】
造粒粉の製造方法は特に限定されない。上記の造粒粉を与える成分をそのまま混錬し、得られた混練物を公知の方法で粉砕するなどして造粒粉を得てもよいし、上記の成分に分散媒（水が一例として挙げられる。）を添加してなるスラリーを調製し、このスラリーを乾燥させて粉砕することにより造粒粉を得てもよい。粉砕後にふるい分けや分級を行って、造粒粉の粒度分布を制御してもよい。【００５７】
上記のスラリーから造粒粉を得る方法の一例として、スプレードライヤーを用いる方法が挙げられる。図２に示されるように、スプレードライヤー装置２００内には回転子２０１が設けられ、装置上部からスラリーＳを回転子２０１に向けて注入する。回転子２０１は所定の回転数により回転しており、スプレードライヤー装置２００内部のチャンバーにてスラリーＳを遠心力により小滴状として噴霧する。さらにスプレードライヤー装置２００内部のチャンバーに熱風を導入し、これにより小滴状のスラリーＳに含有される分散媒（水）を、小滴形状を維持したまま揮発させる。その結果、スラリーＳから造粒粉Ｐが形成される。この造粒粉Ｐをスプレードライヤー装置２００の下部から回収する。回転子２０１の回転数、スプレードライヤー装置２００内に導入する熱風温度、チャンバー下部の温度など各パラメータは適宜設定すればよい。これらのパラメータの設定範囲の具体例として、回転子２０１の回転数として４０００〜８０００ｒｐｍ、スプレードライヤー装置２００内に導入する熱風温度として１００〜１７０℃、チャンバー下部の温度として８０〜９０℃が挙げられる。またチャンバー内の雰囲気およびその圧力も適宜設定すればよい。一例として、チャンバー内をエアー（空気）雰囲気として、その圧力を大気圧との差圧で２ｍｍＨ２Ｏ（約０．０２ｋＰａ）とすることが挙げられる。得られた造粒粉Ｐの粒度分布をふるい分けなどによりさらに制御してもよい。【００５８】
（１−２）加圧条件
圧縮成形における加圧条件は特に限定されない。造粒粉の組成、成形品の形状などを考慮して適宜設定すればよい。造粒粉を圧縮成形する際の加圧力が過度に低い場合には、成形品の機械的強度が低下する。このため、成形品の取り扱い性が低下する、成形品から得られた圧粉成形コア１の機械的強度が低下する、といった問題が生じやすくなる。また、圧粉成形コア１の磁気特性が低下したり絶縁性が低下したりする場合もある。一方、造粒粉を圧縮成形する際の加圧力が過度に高い場合には、その圧力に耐えうる成形金型を作成するのが困難になってくる。圧縮加圧工程が圧粉成形コア１の機械特性や磁気特性に悪影響を与える可能性をより安定的に低減させ、工業的に大量生産を容易に行う観点から、造粒粉を圧縮成形する際の加圧力は、０．３ＧＰａ以上２ＧＰａ以下とすることが好ましく、０．５ＧＰａ以上２ＧＰａ以下とすることがより好ましく、０．８ＧＰａ以上２ＧＰａ以下とすることが特に好ましい。【００５９】
圧縮成形では、加熱しながら加圧を行ってもよいし、常温で加圧を行ってもよい。【００６０】
（２）熱処理工程
成形工程により得られた成形製造物が本実施形態に係る圧粉成形コア１であってもよいし、次に説明するように成形製造物に対して熱処理工程を実施して圧粉成形コア１を得てもよい。【００６１】
熱処理工程では、上記の成形工程により得られた成形製造物を加熱することにより、磁性粉末間の距離を修正することによる磁気特性の調整および成形工程において磁性粉末に付与された歪を緩和させて磁気特性の調整を行って、圧粉成形コア１を得る。【００６２】
熱処理工程は上記のように圧粉成形コア１の磁気特性の調整が目的であるから、熱処理温度などの熱処理条件は、圧粉成形コア１の磁気特性が最も良好となるように設定される。熱処理条件を設定する方法の一例として、成形製造物の加熱温度を変化させ、昇温速度および加熱温度での保持時間など他の条件は一定とすることが挙げられる。【００６３】
熱処理条件を設定する際の圧粉成形コア１の磁気特性の評価基準は特に限定されない。評価項目の具体例として圧粉成形コア１の鉄損Ｐｃｖを挙げることができる。この場合には、圧粉成形コア１の鉄損Ｐｃｖが最低となるように成形製造物の加熱温度を設定すればよい。鉄損Ｐｃｖの測定条件は適宜設定され、一例として、周波数を２ＭＨｚ、実効最大磁束密度Ｂｍを１５ｍＴとする条件が挙げられる。【００６４】
熱処理の際の雰囲気は特に限定されない。酸化性雰囲気の場合には、バインダー成分の熱分解が過度に進行する可能性や、磁性粉末の酸化が進行する可能性が高まるため、窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気や、水素などの還元性雰囲気で熱処理を行うことが好ましい。バインダー成分が樹脂材料で形成されている場合には、上記のような熱処理によってこのバインダー成分が熱分解残渣となる場合がある。上記のように歪を緩和させる際に、バインダー成分が熱分解残渣となっていることが考えられる。【００６５】
３．インダクタ、電子・電気機器
本発明の一実施形態に係るインダクタは、上記の本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１、コイルおよびこのコイルのそれぞれの端部に接続された接続端子を備える。ここで、圧粉成形コア１の少なくとも一部は、接続端子を介してコイルに電流を流したときにこの電流により生じた誘導磁界内に位置するように配置されている。本発明の一実施形態に係るインダクタは、上記の本発明の一実施形態に係る圧粉成形コア１を備えるため、直流重畳特性に優れるとともに、絶縁特性および機械特性に優れる。【００６６】
このようなインダクタの一例として、図３に示されるトロイダルコイル１０が挙げられる。トロイダルコイル１０は、リング状の圧粉成形コア（トロイダルコア）１に、被覆導電線２を巻回することによって形成されたコイル２ａを備える。巻回された被覆導電線２からなるコイル２ａと被覆導電線２の端部２ｂ，２ｃとの間に位置する導電線の部分において、コイル２ａの端部２ｄ，２ｅを定義することができる。このように、本実施形態に係るインダクタは、コイルを構成する部材と接続端子を構成する部材とが同一の部材から構成されていてもよい。【００６７】
本発明の一実施形態に係るインダクタの他の一例として、図４に示されるコイル埋設型インダクタ２０が挙げられる。コイル埋設型インダクタ２０は、数ｍｍ角の小形のチップ状に形成することが可能で・BR> り、箱型の形状を有する圧粉成形コア２１を備え、その内部に、被覆導電線２２におけるコイル部２２ｃが埋設されている。被覆導電線２２の端部２２ａ，２２ｂは、圧粉成形コア２１の表面に位置し、露出している。圧粉成形コア２１の表面の一部は、互いに電気的に独立な接続端部２３ａ，２３ｂによって覆われている。接続端部２３ａは被覆導電線２２の端部２２ａと電気的に接続され、接続端部２３ｂは被覆導電線２２の端部２２ｂと電気的に接続されている。図４に示されるコイル埋設型インダクタ２０では、被覆導電線２２の端部２２ａは接続端部２３ａによって覆われ、被覆導電線２２の端部２２ｂは接続端部２３ｂによって覆われている。【００６８】
被覆導電線２２のコイル部２２ｃの圧粉成形コア２１内への埋設方法は限定されない。被覆導電線２２を巻回した部材を金型内に配置し、さらに磁性粉末を含む混合物（造粒粉）を金型内に供給して、加圧成形を行ってもよい。あるいは、磁性粉末を含む混合物（造粒粉）をあらかじめ予備成形してなる複数の部材を用意し、これらの部材を組み合わせ、その際に形成される空隙部内に被覆導電線２２を配置して組立体を得て、この組立体を加圧成形してもよい。コイル部２２ｃを含む被覆導電線２２の材質は限定されない。例えば、銅合金とすることが挙げられる。コイル部２２ｃはエッジワイズコイルであってもよい。接続端部２３ａ，２３ｂの材質も限定されない。生産性に優れる観点から、銀ペーストなどの導電ペーストから形成されたメタライズ層とこのメタライズ層上に形成されためっき層とを備えることが好ましい場合がある。このめっき層を形成する材料は限定されない。当該材料が含有する金属元素として、銅、アルミ、亜鉛、ニッケル、鉄、スズなどが例示される。【００６９】
本発明の一実施形態に係る電子・電気機器は、上記の本発明の一実施形態に係るインダクタが実装された電子・電気機器であって、インダクタがその接続端子にて基板に接続されているものである。かかるインダクタを備える回路の一例として、ＤＣ−ＤＣコンバータのようなスイッチング電源回路が挙げられる。スイッチング電源回路は、電子・電気機器の小型化、軽量化、高機能化といった多様な要求に応えるために、スイッチング周波数が高くなり、回路を流れる電流量が増加する傾向がある。このため、回路の構成部品であるインダクタに流れる電流も、変動周波数が高くなり、平均電流量が増加する傾向がある。この点に関し、上記のとおり、本発明の一実施形態に係る圧粉成形コアを備えるインダクタは小型であっても、高磁場環境において適切に動作することが可能である。しかも、本発明の一実施形態に係るインダクタはコアロスが低いため、かかるインダクタを備えるスイッチング電源回路では効率の低下が抑制され、発熱の問題が生じにくい。このように、本発明の一実施形態に係るインダクタが実装された電子・電気機器は、小型化、軽量化に対応しつつ、高機能化を実現することが可能である。【００７０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。本実施形態では、圧粉成形コアに含まれる軟磁性材料の粉末は第１粉末および第２粉末の２種類であったが、これに限定されず、圧粉成形コアは３種類以上の粉末を含有していてもよい。この場合には、メジアン径が最大の粉末が第１粉末と定義され、メジアン径が最小の粉末が第２粉末と定義される。また、圧粉成形コアが３種類以上の粉末を含有している場合において、第１粉末および第２粉末以外の粉末の組織は限定されず、非晶質磁性材料の粉末であってもよいし、結晶質磁性材料の粉末でもよい。第１粉末および第２粉末以外の粉末の具体的な組成についても、第１粉末の軟磁性材料の組成および第２粉末の磁性材料の組成いずれとも相違する組成を有していてもよいし、第１粉末の軟磁性材料の組成または第２粉末の磁性材料の組成と等しい組成を有していてもよい。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
（実施例１）【００７２】
（１）磁性粉末の準備
Ｎｉ含有量が５０質量％のＦｅ−Ｎｉ合金からなる結晶質磁性材料の粉末（結晶質粉末）を４種類（Ｆｅ−５０％Ｎｉ  Ｎｏ．１〜Ｆｅ−５０％Ｎｉ  Ｎｏ．４）用意した（市販品）。用意した結晶質粉末のいくつかの種類には、表１に示されるように、表面絶縁処理が施されていた。【００７３】
Ｓｉ含有量が３．５質量％かつＣｒ含有量が４．５質量％のＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金からなる結晶質粉末を４種類（Ｆｅ−３．５Ｓｉ−４．５Ｃｒ材  Ｎｏ．１〜Ｆｅ−３．５Ｓｉ−４．５Ｃｒ材  Ｎｏ．４）用意した（市販品）。用意した結晶質粉末のいくつかの種類には、表１に示されるように、表面絶縁処理が施されていた。【００７４】
市販されるカルボニル鉄粉を１種類用意した（Ｆｅ  Ｎｏ．１）。【００７５】
市販される次の２種類の非晶質磁性材料の粉末（非晶質粉末）を用意した。
アモルファス  Ｎｏ．１、Ｎｏ．２：Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ系合金【００７６】
元素としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐ、ＣおよびＢを有し、所定の組成になるように原料を秤量してＦｅ−Ｐ−Ｃ系合金を溶製し、得られたＦｅ−Ｐ−Ｃ系合金に対して水アトマイズ法を用いて、非晶質磁性材料の粉末（非晶質粉末）を作製した。得られた非晶質磁性材料の粉末を分級し、異なる粒度分布を有する非晶質粉末（アモルファス  Ｎｏ．３〜アモルファス  Ｎｏ．８）を用意した。【００７７】
ナノ結晶材料からなる軟磁性粉末（ナノ結晶粉末）として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｎｂ−Ｃｕ系合金を用意した（微結晶材  Ｎｏ．１）。【００７８】
用意された結晶質粉末、非晶質粉末、およびナノ結晶粉末の粒度分布を、日機装社製「マイクロトラック粒度分布測定装置  ＭＴ３３００ＥＸ」を用いて体積分布で測定した。体積基準の粒度分布において小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径（非晶質粉末メジアン径）は、表１に示される値となった。【００７９】
【表１】
2020090405.tif 000003
【００８０】
（２）造粒粉の作製
表２および表３に示されるように、上記の結晶質粉末、非晶質粉末、およびナノ結晶粉末から２種を選び出して、メジアン径の大きい方を第１粉末とし、他方を第２粉末とした。これらを表２および表３に示される割合で混合して混合粉末を得た。なお、表２および表３では、第１粉末の重量および第２粉末の重量の総和（混合粉末の重量）に対する第１粉末の重量の割合を第１割合Ｒ１とし、混合粉末の重量に対する第２粉末の重量の割合を第２割合Ｒ２とした。【００８１】
【表２】
2020090405.tif 000004
【００８２】
【表３】
2020090405.tif 000005
【００８３】
得られた混合粉末１００質量部に対し、アクリル樹脂およびフェノール樹脂からなる絶縁性結着材を２〜３質量部、およびステアリン酸亜鉛からなる潤滑剤０〜０．５質量部を混合し、さらに溶媒として水を使用してスラリーを得た。【００８４】
得られたスラリーを、図２に示されるスプレードライヤー装置２００を用いて、上述した条件にて造粒し、造粒粉を得た。【００８５】
（３）圧縮成形
得られた造粒粉を金型に充填し、面圧９８０ＭＰａで加圧成形して、外径２０ｍｍ×内径１２ｍｍ×厚さ３ｍｍのリング形状を有する成形体を得た。【００８６】
（４）熱処理
得られた成形体を、窒素気流雰囲気の炉内に載置し、炉内温度を、室温（２３℃）から昇温速度１０℃／分で最適コア熱処理温度である２００〜５００℃まで加熱し、この温度にて１時間保持し、その後、炉内で室温まで冷却する熱処理を行い、圧粉成形コア１からなるトロイダルコアを得た。【００８７】
得られたトロイダルコアにおいて、第１メジアン径Ｄ１および第２メジアン径Ｄ２ならびにこれらから導かれる２種類のパラメータ（［（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１］、平均メジアン径）を表４および表５にまとめた。なお、平均メジアン径ＤＴは、Ｄ１×Ｒ１＋Ｄ２×Ｒ２により求めた。また、こうして得られたメジアン径に関する数値から、得られたトロイダルコア（圧粉成形コア１）が第１条件から第３条件を満たすか否かについて確認し、「条件」の列に結果を示した。「条件」の列において、「１」は第１条件を満たすことを意味し、「２」は第２条件を満たすことを意味し、「２、３」は第２条件および第３条件を満たすことを意味する。得られたトロイダルコア（圧粉成形コア１）が第１条件から第３条件のいずれについても満たさなかった場合には、「条件」の列を「０」とした。【００８８】
【表４】
2020090405.tif 000006
【００８９】
【表５】
2020090405.tif 000007
【００９０】
（試験例１）μ（０）の測定
実施例および比較例において作製したトロイダルコアに被覆銅線をそれぞれ１次側４０回、２次側１０回巻いて得られたトロイダルコイルについて、インピーダンスアナライザー（ＨＰ社製「４１９２Ａ」）を用いて、１ＭＨｚの条件で初透磁率μ（０）を測定した。測定結果を表６および表７に示す。【００９１】
（試験例２）μ（８）の測定
実施例および比較例で作製したトロイダルコイルを用いて、１ＭＨｚの条件で直流電流を重畳し、その重畳した直流電流の誘導磁界が８ｋＡ／ｍのときの比透磁率μ（８）を測定した。測定結果を表６および表７に示す。【００９２】
（試験例３）鉄損Ｐｃｖの測定
実施例および比較例において作製したトロイダルコアに被覆銅線をそれぞれ１次側１５回、２次側１０回巻いて得られたトロイダルコイルについて、ＢＨアナライザー（岩崎通信機社製「ＳＹ−８２１７」）を用いて、実効最大磁束密度Ｂｍを１５ｍＴとする条件で、測定周波数２ＭＨｚで鉄損Ｐｃｖ（単位：ｋＷ／ｍ３）を測定した。測定結果を表６および表７に示す。【００９３】
（評価例１）μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ
試験例１から試験例３により測定された結果に基づき、Ｐ１＝μ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ（単位：ｋＷ−１ｍ３）を算出した。算出結果を表６および表７に示す。【００９４】
【表６】
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【００９５】
【表７】
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【００９６】
表６および表７に示される結果を図５に示した。図５は、実施例の結果を示すグラフである。図５において、第１条件を満たす結果（図５中「〇」）の範囲を破線で囲い、第２条件を満たす結果（図５中「△」）の範囲を点線で囲い、第２条件および第３条件を満たす結果（図５中「▲」）の範囲を実線で囲った。表６および表７ならびに図５に示されるように、本発明に係る実施例のトロイダルコアを用いた場合には、得られたトロイダルコイル（インダクタ）のＰ１が３を超えることが確認された。これに対し、比較例に係るトロイダルコイル（インダクタ）のＰ１は３以下となった。したがって、第１条件から第３条件を満たす場合には高磁場環境においても良好な磁気特性を有するインダクタが得られることが確認された。【００９７】
表６および表７には、Ｐ１ｃ（ｋＷ−１ｍ３）の列に、第１粉末単独の測定結果に基づくμ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ（単位：ｋＷ−１ｍ３）および第２粉末単独の測定結果に基づくμ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ（単位：ｋＷ−１ｍ３）ならびにこれらの結果と混合比率とから求めた混合粉末のμ（０）×μ（８）／Ｐｃｖ（単位：ｋＷ−１ｍ３）の算出結果を示した。混合粒子のＰ１ｃの算出式は次のとおりである。
Ｐ１ｃ（混合粉末）＝Ｐ１ｃ（第１粉末）×Ｒ１＋Ｐ２ｃ（第２粉末）×Ｒ２
なお、第１粉末や第２粉末単独の測定結果を有しない場合には、各粉末単独の測定結果および混合粉末のＰ１ｃの欄に「−」を示した。【００９８】
表６および表７には、さらに、Ｐ１−Ｐ１ｃ（混合粉末）の算出結果を「増減量」の列に示した。表６および表７に示されるように、実施例に係るトロイダルコイル（インダクタ）は増減量が正の値となりやすく、しかも２以上の数値となる場合もあった。このことは、各粉末の結果の単純な算術平均からは予測できない程度に磁気特性が良好となる結果が実施例において得られたことを意味している。実施例に係るトロイダルコア（圧粉成形コア１）では、第１粉末および第２粉末の少なくとも一方に例えば変形が生じて磁性粉末の密度が高まるなどの現象が生じ、こうした現象に起因して、磁気特性が改善されている可能性がある。なお、混合粉末のＰ１ｃの測定結果を有しない場合には、増減量の欄に「−」を示した。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の圧粉成形コアを備えるインダクタは、ＤＣ−ＤＣコンバータなどスイッチング電源回路の構成部品となるインダクタとして好適に使用されうる。
【符号の説明】
【０１００】
１…圧粉成形コア（トロイダルコア）
１０…トロイダルコイル
２…被覆導電線
２ａ…コイル
２ｂ，２ｃ…被覆導電線２の端部
２ｄ，２ｅ…コイル２ａの端部
２０…コイル埋設型インダクタ
２１…圧粉成形コア
２２…被覆導電線
２２ａ，２２ｂ…端部
２３ａ，２３ｂ…接続端部
２２ｃ…コイル部
２００…スプレードライヤー装置
２０１…回転子
Ｓ…スラリー
Ｐ…造粒粉
【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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【国際調査報告】
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