インダクタおよびインダクタの製造方法
【課題】 従来よりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタを提供する。
【解決手段】インダクタ１００は非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなる混合粉末と絶縁性材料との混合物が固化されたものを含む成形体１と、成形体１の内部に設けられたコイル２を有している。
混合粉末の混合比は非晶質軟磁性粉末が９０〜９８mass％、結晶質軟磁性粉末が２〜１０mass％であるのが望ましい。これは、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上増加させると絶縁抵抗が低下し、コア損失が増加するためであり、また、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上減少させると透磁率やコア強度が低下するためである。
【解決手段】インダクタ１００は非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなる混合粉末と絶縁性材料との混合物が固化されたものを含む成形体１と、成形体１の内部に設けられたコイル２を有している。
混合粉末の混合比は非晶質軟磁性粉末が９０〜９８mass％、結晶質軟磁性粉末が２〜１０mass％であるのが望ましい。これは、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上増加させると絶縁抵抗が低下し、コア損失が増加するためであり、また、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上減少させると透磁率やコア強度が低下するためである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタおよびその製造方法、トロイダルコアおよびトロイダルコイルを用いたインダクタ、インダクタを用いたチョークコイルおよび電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンやＰＤＡ用のＣＰＵ（Central Processing Unit）の高性能化に伴った大電流化により、これら電源回路に用いられる素子の電力効率の改善および小型化の要求が強まっている。
【０００３】
これらの大電流を要する電源回路にチョークコイルとして用いられるインダクタの磁心には、磁気飽和を起しにくい、高い飽和磁束密度を有する軟磁性金属粉末を成形したコアが用いられている。
【０００４】
また近年、素子の小型化要求に伴って、デットスペースの極めて少ない、圧粉磁心とコイル部を一体成形したインダクタが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
これらの一体成形型インダクタは、高飽和磁束密度を有する軟磁性金属粉末を樹脂バインダーと共に成形することにより、優れた直流重畳特性を示す反面、磁心内部にコイルが配置されるため、一般的な圧粉磁心において成形後に磁気特性を向上させるために行われる高温での熱処理が困難であり、従来の圧粉磁心に比べてコア損失が大きく、電源素子として用いる際の効率が低下するという問題がある。
【０００６】
これらの解決手法として結晶磁気異方性を持たず、コア損失が少ない非晶質金属磁性粉末をコアの原料としている手法が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、一般に非晶質金属は結晶質金属に比べて硬度が著しく高く、圧縮成形時に塑性変形による充填率の向上が望めず透磁率が低くなるという問題がある。
【０００８】
加えて非晶質粉末の成型時の変形量が少ないことによって、成形体に生ずる粉末同士の結合が減少するため強度が低下するという問題がある。
【０００９】
これらの解決手法として非晶質金属粉末に結晶質金属粉末を混合しコア材とする手法が提案されている（特許文献３、４）。
【００１０】
これらの手法では結晶質粉末を非晶質粉末に添加することにより、充填率を向上させ、透磁率を増加させている。
【００１１】
さらに、結晶質金属粉末が変形することにより非晶質粉末同士を接着するバインダーの役割を果たすため、コア強度が向上する。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−３０９０２４号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８１４号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７２１８号公報
【特許文献４】特開２００４−３６３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、大きな結晶磁気異方性を有する結晶質粉末を非晶質粉末に添加すると、コアの保磁力の増加に伴いコア損失が増大することが懸念される。
【００１４】
特許文献３、４の例では非晶質粉末のみで作製した際のコア損失が、結晶質粉末のみで作製したコア損失に対してそれほど小さくないため、結晶質粉末を添加した際の保磁力増加の影響より透磁率の増加の効果が大きく、混合比率によってコア損失を低減しているが、結晶質材に比較して著しく軟磁気特性に優れた非晶質粉末を用いれば、結晶質粉末の添加によってコア損失が大幅に増加することが推測される。
【００１５】
また、結晶質粉末を非晶質粉末に添加すると、成形体表面と金型との摩擦で結晶質粉末が過度に変形し、コア表面を導通させ、素子としての絶縁抵抗が低下するという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、その課題は、従来よりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決するために、本発明の第１の態様は、磁心と、前記磁心の内部に配置されたコイルと、を有し、前記磁心は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物が固化したものを含むことを特徴とするインダクタである。
【００１８】
本発明の第２の態様は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物の内部にコイルを配置し、前記混合物を固化させる工程を有することを特徴とするインダクタの製造方法である。
【００１９】
本発明の第３の態様は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物を固化してなることを特徴とするトロイダルコアである。
【００２０】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載のトロイダルコアに巻線を施して形成されることを特徴とするインダクタである。
【００２１】
本発明の第５の態様は、第１の態様または第４の態様に記載のインダクタを有することを特徴とするチョークコイルである。
【００２２】
本発明の第６の態様は、第１の態様または第４の態様に記載のインダクタを有することを特徴とする電源回路である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、従来よりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
まず、図１を用いて本実施形態に係るインダクタ１００の構造について簡単に説明する。
【００２６】
図１に示すように、インダクタ１００は後述する非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなる混合粉末と絶縁性材料との混合物が固化されたものを含む成形体１と、成形体１の内部に設けられたコイル２を有している。
【００２７】
図１から明らかなように、インダクタ１００は一体成形型のインダクタであり、成形体１は磁心部分３を構成し、コイル２の両端は成形体１から露出して端子部分４ａ、４ｂを構成している。
【００２８】
次に、インダクタ１００を構成する各部材について説明する。
【００２９】
非晶質軟磁性粉末はインダクタ１００のコア損失を低くするために必須の材料であり、例えば、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表される組成である。
【００３０】
より具体的には、上記組成比率の条件を満たす非晶質Ｆｅ−Ｐ−Ｂ−Ｎｂ−Ｃｒ粉末、非晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ粉末、非晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ粉末等のＦｅ基非晶質粉末、あるいはＣｏ基非晶質粉末が用いられる。
【００３１】
結晶質軟磁性粉末は混合粉末の充填率を向上させ、透磁率を増加させるとともに、非晶質軟磁性粉末同士を接着するバインダーの役割を果たすため、必須である。
【００３２】
結晶質軟磁性粉末は例えば結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末等の結晶質軟磁性粉末が挙げられる。
【００３３】
なお、結晶質軟磁性粉末の粒径（平均粒径Ｄ５０）は１〜５μｍであるのが望ましい。これは、平均粒径をこれ以上増加させると渦電流の増大により磁心部分３のコア損失が増大し、結晶質軟磁性粉末のみで作製したコア（磁心部分）に対する優位性が失われるからである。
【００３４】
ここで、非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなる混合粉末の混合比は、非晶質軟磁性粉末が９０〜９８mass％、結晶質軟磁性粉末が２〜１０mass％であるのが望ましい。即ち、混合粉末は非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなり、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量が２〜１０mass％であるのが望ましい。
【００３５】
これは、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上増加させると磁心部分３の絶縁抵抗の低下や、コア損失の増加が生じる一方、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上減少させると磁心部分３の透磁率やコア強度が低下するためである。
【００３６】
絶縁性材料は混合粉末を接着するバインダーとしての役割を果たすものであり、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの各種樹脂、あるいは無機ガラスが挙げられる。
【００３７】
コイル２は例えば、金属等の導体に絶縁被覆を施したものが用いられる。
【００３８】
なお、図１ではインダクタ１００を、コイル２を磁心部分３の内部に設けた一体型のインダクタとして構成しているが、磁心部分３をトロイダルコアとし、トロイダルコアにコイル２を巻いてインダクタを構成してもよい。
【００３９】
次に、インダクタ１００の製造方法について簡単に説明する。
【００４０】
まず、水アトマイズ法等を用いて非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末を作製し、これを前述した混合比率で混合し、混合粉末を得る。
【００４１】
次に、得られた混合粉末に絶縁性材料を混合物全量に対して例えば２〜１０mass％の割合、好ましくは５mass％の割合で混合し、混合物を得る。
【００４２】
次に、金型内にコイル２を配置し、さらに前記の造粒粉（混合物）を金型に充填して加圧成形し、その後、例えば３００〜４００℃、好ましくは３５０℃で１時間程度の歪取り熱処理をすることにより、図１に示す一体成形型のインダクタ１００が完成する。
【００４３】
なお、前述のように、コイル２と磁心部分３を一体成形せず、磁心部分３をトロイダルコアとして構成し、これに巻線を施してインダクタを構成してもよい。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、インダクタ１００が磁心部分３と、前記磁心の内部に配置されたコイル２と、を有し、磁心部分３は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と絶縁性材料との混合物が固化したものを含んでいる。
【００４５】
そのため、インダクタ１００は従来のインダクタよりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低い。
【実施例】
【００４６】
次に、具体的な例を挙げ、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００４７】
まず、種々の混合比で結晶質軟磁性粉末と非晶質軟磁性粉末が混合されたトロイダルコアおよび一体成形型インダクタを製造した。
【００４８】
最初に、結晶質軟磁性粉末と非晶質軟磁性粉末を製造した。
【００４９】
まず、結晶質軟磁性粉末として、結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を水アトマイズ法を用いて作製した後、フルイ分級でそれぞれ平均粒径Ｄ５０がそれぞれ５．０μｍ、１０．０μｍ、２０．８μｍ の粉末を、風力分級を用いて１．０μｍ、２．５μｍ、の微粉末を得た。
【００５０】
これと同様に非晶質軟磁性粉末として非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2および非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末を水アトマイズ法で作製し、共に平均粒径１０．０μｍの粉末を得た。
【００５１】
次に、パーキンエルマー社製 PYRIS Diamond DSCを用いて昇温速度40℃／minで、作製した非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末、非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末のＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry）曲線を測定した。
【００５２】
図２Ａに測定したＤＳＣ曲線を示す。
【００５３】
図２Ａに示すように、非晶質Fe75P12B8Nb3Cr２粉においては、ガラス転移温度Ｔｇを示す吸熱が４７１℃に確認されており、この組成が結晶化温度Ｔｘ以下にガラス転移温度Ｔｇをもつ金属ガラスであることがわかった。
【００５４】
次に、作製した非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末と結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を、種々の割合でＶ型混連機を用いて十分に混合し、混合粉末を得た。同様に、Fe76Si9B13Cr2粉末についても混合粉末を作製した。
【００５５】
次に、得られた混合粉末に絶縁性材料としてフェノール樹脂を全量に対して５mass％の割合で混合し、目開きが５００μｍのフルイを通すことにより、平均粒径が５００μｍ以下の造粒粉（混合物）を作製した。
【００５６】
なお、いずれの粉末の平均粒径Ｄ５０の測定も、レーザー式粒度分布測定機を用いて行った。
【００５７】
作製した造粒粉末（混合物）を外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの金型に充填し、面圧７Ｔｏｎ／ｃｍ２（７×１０９Ｐａ）で成形し、高さ５ｍｍのトロイダル形状の成形体とした。
【００５８】
得られた成形体に対し、窒素雰囲気中１５０℃、２時間の硬化処理を行い、さらに窒素雰囲気中、３５０℃で１時間の歪取り熱処理を施し、トロイダルコアを得た。
【００５９】
同様に、１０ｍｍ角金型中にコイル２を配置し、さらに前記の造粒粉（混合物）を充填し、面圧７Ｔｏｎ／ｃｍ２（７×１０９Ｐａ）を加えて図１に示す一体成形型のインダクタ１００の形状に成形した。
【００６０】
得られた成形体１は、トロイダル形状と同様に、窒素雰囲気中１５０℃、２時間の硬化処理の後、３５０℃の温度範囲で１時間の歪取り熱処理を施したのち、端子部分４ａ、４ｂを半田処理することにより、面実装インダクタ（インダクタ１００、すなわち一体成形型インダクタ）とした。
【００６１】
以上の工程により、種々の混合比で結晶質軟磁性粉末と非晶質軟磁性粉末が混合されたトロイダルコアおよび一体成形型インダクタが製造された。
【００６２】
次に、作成したコアおよび一体成形型インダクタの物性について調査した。
【００６３】
まず、結晶材料である結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末と非晶質材料である非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末の混合比によるコアの強度の差を調査した。
【００６４】
具体的には、平均粒径が５μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を、非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2に添加して作製したトロイダルコアに対して焼結含油軸受の圧環強さ試験方法（ＪＩＳ Ｚ２５０７）に準じた強度試験を行い、圧環強さを評価した。
【００６５】
図２Ｂに結晶質軟磁性粉末の添加量と圧環強さの関係を示す。
【００６６】
図２Ｂに示すように、非晶質軟磁性粉末のみでトロイダルコアを作製した場合の圧環強さは２３．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００６７】
一方、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量が２mass％の場合、圧環強さは３８．５Ｎ／ｍｍ２となり、非晶質軟磁性粉末のみの場合と比べて１．７倍増加していた。
【００６８】
上記の結果から、非晶質軟磁性粉末に対する結晶質軟磁性粉末の添加が有用であることがわかった。なお、さらに添加量を増やすにつれ、圧環強さは増加していた。
【００６９】
次に、同様に非晶質軟磁性粉末に対して結晶質軟磁性粉末を添加した際のコア損失を評価した。
【００７０】
平均粒径Ｄ５０が５μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末をFe75P12B8Nb3Cr2（金属ガラス）および非晶質Fe76Si9B13Cr2（金属ガラスではない非晶質材料）に添加して作製したトロイダルコアのコア損失を図３に示す。測定には市販のＢ−Ｈアナライザを用い、励磁条件を５０ｍＴ、３００ｋＨｚとして行った。
【００７１】
図３に示すように、非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末のみでトロイダルコアを作製した場合はコア損失が８００ｋＷ／ｍ３、非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末のみで作製した場合は１４００ｋＷ／ｍ３を示していた。
【００７２】
また、金属ガラスである非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末を用いた場合は、金属ガラスではない非晶質材料である非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末を用いた場合よりも低いコア損失を示しており、金属ガラスを用いることにより、低いコア損失を実現できることがわかった。
【００７３】
一方で、上記したこれらの非晶質粉末に、結晶質軟磁性粉末である結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を添加した場合は、添加量が増加するに従ってコア損失は増加していった。
【００７４】
また、結晶質軟磁性粉末のみでトロイダルコアを作製した場合のコア損失は２５００ｋＷ／ｍ３を示した。
【００７５】
上記の結果より、コア損失と結晶質軟磁性粉末の添加量は比例関係にあり、添加量が多くなるとコア損失が増加し非晶質材の利点が失われるため、コア損失の低減という観点からは、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量は少ない方が良いことがわかった。
【００７６】
次に同様に結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末に種々の割合で添加して作製した面実装インダクタ（インダクタ１００）の５０Ｖでの絶縁抵抗を、菊水電子工業社製絶縁抵抗試験器TOS7200を用いて測定した。結果を図４に示す。
【００７７】
図４に示すように、混合粉末全量に対する結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr（結晶質軟磁性粉末）の添加量が１０mass％までは３０００ＭΩ以上の高い絶縁抵抗を示すのに対し、添加量が２０mass％では８０ＭΩと大幅に低下し、以降も添加量が増加するにつれて絶縁抵抗が低下していった。これは結晶質軟磁性粉末が成形により変形し、電流の導通が生じたと考えられる。
【００７８】
ここまでの検討で、コア強度を高め、かつコア損失が低く、回路素子としての十分な絶縁抵抗を示す素子を作製するためには、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量を２〜１０mass％以下とするのが望ましいことが示された。
【００７９】
次に添加する結晶質軟磁性粉末の粒度の影響を検討した。分級によって作製した平均粒径Ｄ５０が１．０μｍ、２．５μｍ、５．０μｍ、１０．０μｍ、２０．８μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末に対して１０mass％の割合で添加し、市販のＢ−Ｈアナライザを用いてコア損失（コアロス）を比較した。結果を図５に示す。
【００８０】
図５に示すように、平均粒径Ｄ５０が１．０μｍ、２．５μｍ、５．０μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を添加したコアにおいては、コア損失が９００前後と低い値を示すのに対して、平均粒径Ｄ５０が１０．０μｍ、２０．８μｍの粉末を添加したコアではコア損失が増大し、結晶質軟磁性粉末のみで作製したコアに対する優位性が失われる。コア損失が増大する原因としては渦電流の増大が考えられる。よって、添加する結晶質軟磁性粉末の平均粒径Ｄ５０は１．０μｍから５．０μｍが適当と判断される。
【００８１】
以上の検討により、本発明によってコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタが提供可能であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明のインダクタとその製造方法は、チョークコイルや電源回路やその製造に適用できる。
【００８３】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態および実施例に左右されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態に係るインダクタ１００の斜視図であって、磁心部分３は外周を点線で表し、内部を透明に描いている。
【図２Ａ】非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末と非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末のＤＳＣ曲線を示す図である。
【図２Ｂ】結晶質軟磁性粉末の添加量と圧環強さの関係を示す図である。
【図３】結晶質軟磁性粉末の添加量とコア損失の関係を示す図である。
【図４】結晶質軟磁性粉末の添加量と絶縁抵抗の関係を示す図である。
【図５】結晶質軟磁性粉末の平均粒径Ｄ５０とコア損失（コアロス）の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１………成形体
２………コイル
３………磁心部分
４ａ……端子部分
４ｂ……端子部分
１００…インダクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタおよびその製造方法、トロイダルコアおよびトロイダルコイルを用いたインダクタ、インダクタを用いたチョークコイルおよび電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンやＰＤＡ用のＣＰＵ（Central Processing Unit）の高性能化に伴った大電流化により、これら電源回路に用いられる素子の電力効率の改善および小型化の要求が強まっている。
【０００３】
これらの大電流を要する電源回路にチョークコイルとして用いられるインダクタの磁心には、磁気飽和を起しにくい、高い飽和磁束密度を有する軟磁性金属粉末を成形したコアが用いられている。
【０００４】
また近年、素子の小型化要求に伴って、デットスペースの極めて少ない、圧粉磁心とコイル部を一体成形したインダクタが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
これらの一体成形型インダクタは、高飽和磁束密度を有する軟磁性金属粉末を樹脂バインダーと共に成形することにより、優れた直流重畳特性を示す反面、磁心内部にコイルが配置されるため、一般的な圧粉磁心において成形後に磁気特性を向上させるために行われる高温での熱処理が困難であり、従来の圧粉磁心に比べてコア損失が大きく、電源素子として用いる際の効率が低下するという問題がある。
【０００６】
これらの解決手法として結晶磁気異方性を持たず、コア損失が少ない非晶質金属磁性粉末をコアの原料としている手法が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、一般に非晶質金属は結晶質金属に比べて硬度が著しく高く、圧縮成形時に塑性変形による充填率の向上が望めず透磁率が低くなるという問題がある。
【０００８】
加えて非晶質粉末の成型時の変形量が少ないことによって、成形体に生ずる粉末同士の結合が減少するため強度が低下するという問題がある。
【０００９】
これらの解決手法として非晶質金属粉末に結晶質金属粉末を混合しコア材とする手法が提案されている（特許文献３、４）。
【００１０】
これらの手法では結晶質粉末を非晶質粉末に添加することにより、充填率を向上させ、透磁率を増加させている。
【００１１】
さらに、結晶質金属粉末が変形することにより非晶質粉末同士を接着するバインダーの役割を果たすため、コア強度が向上する。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−３０９０２４号公報
【特許文献２】特開２００４−２２８１４号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７２１８号公報
【特許文献４】特開２００４−３６３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、大きな結晶磁気異方性を有する結晶質粉末を非晶質粉末に添加すると、コアの保磁力の増加に伴いコア損失が増大することが懸念される。
【００１４】
特許文献３、４の例では非晶質粉末のみで作製した際のコア損失が、結晶質粉末のみで作製したコア損失に対してそれほど小さくないため、結晶質粉末を添加した際の保磁力増加の影響より透磁率の増加の効果が大きく、混合比率によってコア損失を低減しているが、結晶質材に比較して著しく軟磁気特性に優れた非晶質粉末を用いれば、結晶質粉末の添加によってコア損失が大幅に増加することが推測される。
【００１５】
また、結晶質粉末を非晶質粉末に添加すると、成形体表面と金型との摩擦で結晶質粉末が過度に変形し、コア表面を導通させ、素子としての絶縁抵抗が低下するという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、その課題は、従来よりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決するために、本発明の第１の態様は、磁心と、前記磁心の内部に配置されたコイルと、を有し、前記磁心は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物が固化したものを含むことを特徴とするインダクタである。
【００１８】
本発明の第２の態様は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物の内部にコイルを配置し、前記混合物を固化させる工程を有することを特徴とするインダクタの製造方法である。
【００１９】
本発明の第３の態様は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物を固化してなることを特徴とするトロイダルコアである。
【００２０】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載のトロイダルコアに巻線を施して形成されることを特徴とするインダクタである。
【００２１】
本発明の第５の態様は、第１の態様または第４の態様に記載のインダクタを有することを特徴とするチョークコイルである。
【００２２】
本発明の第６の態様は、第１の態様または第４の態様に記載のインダクタを有することを特徴とする電源回路である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、従来よりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
まず、図１を用いて本実施形態に係るインダクタ１００の構造について簡単に説明する。
【００２６】
図１に示すように、インダクタ１００は後述する非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなる混合粉末と絶縁性材料との混合物が固化されたものを含む成形体１と、成形体１の内部に設けられたコイル２を有している。
【００２７】
図１から明らかなように、インダクタ１００は一体成形型のインダクタであり、成形体１は磁心部分３を構成し、コイル２の両端は成形体１から露出して端子部分４ａ、４ｂを構成している。
【００２８】
次に、インダクタ１００を構成する各部材について説明する。
【００２９】
非晶質軟磁性粉末はインダクタ１００のコア損失を低くするために必須の材料であり、例えば、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表される組成である。
【００３０】
より具体的には、上記組成比率の条件を満たす非晶質Ｆｅ−Ｐ−Ｂ−Ｎｂ−Ｃｒ粉末、非晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ粉末、非晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ粉末等のＦｅ基非晶質粉末、あるいはＣｏ基非晶質粉末が用いられる。
【００３１】
結晶質軟磁性粉末は混合粉末の充填率を向上させ、透磁率を増加させるとともに、非晶質軟磁性粉末同士を接着するバインダーの役割を果たすため、必須である。
【００３２】
結晶質軟磁性粉末は例えば結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末等の結晶質軟磁性粉末が挙げられる。
【００３３】
なお、結晶質軟磁性粉末の粒径（平均粒径Ｄ５０）は１〜５μｍであるのが望ましい。これは、平均粒径をこれ以上増加させると渦電流の増大により磁心部分３のコア損失が増大し、結晶質軟磁性粉末のみで作製したコア（磁心部分）に対する優位性が失われるからである。
【００３４】
ここで、非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなる混合粉末の混合比は、非晶質軟磁性粉末が９０〜９８mass％、結晶質軟磁性粉末が２〜１０mass％であるのが望ましい。即ち、混合粉末は非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末からなり、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量が２〜１０mass％であるのが望ましい。
【００３５】
これは、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上増加させると磁心部分３の絶縁抵抗の低下や、コア損失の増加が生じる一方、結晶質軟磁性粉末の配合比をこれ以上減少させると磁心部分３の透磁率やコア強度が低下するためである。
【００３６】
絶縁性材料は混合粉末を接着するバインダーとしての役割を果たすものであり、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの各種樹脂、あるいは無機ガラスが挙げられる。
【００３７】
コイル２は例えば、金属等の導体に絶縁被覆を施したものが用いられる。
【００３８】
なお、図１ではインダクタ１００を、コイル２を磁心部分３の内部に設けた一体型のインダクタとして構成しているが、磁心部分３をトロイダルコアとし、トロイダルコアにコイル２を巻いてインダクタを構成してもよい。
【００３９】
次に、インダクタ１００の製造方法について簡単に説明する。
【００４０】
まず、水アトマイズ法等を用いて非晶質軟磁性粉末と結晶質軟磁性粉末を作製し、これを前述した混合比率で混合し、混合粉末を得る。
【００４１】
次に、得られた混合粉末に絶縁性材料を混合物全量に対して例えば２〜１０mass％の割合、好ましくは５mass％の割合で混合し、混合物を得る。
【００４２】
次に、金型内にコイル２を配置し、さらに前記の造粒粉（混合物）を金型に充填して加圧成形し、その後、例えば３００〜４００℃、好ましくは３５０℃で１時間程度の歪取り熱処理をすることにより、図１に示す一体成形型のインダクタ１００が完成する。
【００４３】
なお、前述のように、コイル２と磁心部分３を一体成形せず、磁心部分３をトロイダルコアとして構成し、これに巻線を施してインダクタを構成してもよい。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、インダクタ１００が磁心部分３と、前記磁心の内部に配置されたコイル２と、を有し、磁心部分３は、９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と絶縁性材料との混合物が固化したものを含んでいる。
【００４５】
そのため、インダクタ１００は従来のインダクタよりもコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低い。
【実施例】
【００４６】
次に、具体的な例を挙げ、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００４７】
まず、種々の混合比で結晶質軟磁性粉末と非晶質軟磁性粉末が混合されたトロイダルコアおよび一体成形型インダクタを製造した。
【００４８】
最初に、結晶質軟磁性粉末と非晶質軟磁性粉末を製造した。
【００４９】
まず、結晶質軟磁性粉末として、結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を水アトマイズ法を用いて作製した後、フルイ分級でそれぞれ平均粒径Ｄ５０がそれぞれ５．０μｍ、１０．０μｍ、２０．８μｍ の粉末を、風力分級を用いて１．０μｍ、２．５μｍ、の微粉末を得た。
【００５０】
これと同様に非晶質軟磁性粉末として非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2および非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末を水アトマイズ法で作製し、共に平均粒径１０．０μｍの粉末を得た。
【００５１】
次に、パーキンエルマー社製 PYRIS Diamond DSCを用いて昇温速度40℃／minで、作製した非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末、非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末のＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry）曲線を測定した。
【００５２】
図２Ａに測定したＤＳＣ曲線を示す。
【００５３】
図２Ａに示すように、非晶質Fe75P12B8Nb3Cr２粉においては、ガラス転移温度Ｔｇを示す吸熱が４７１℃に確認されており、この組成が結晶化温度Ｔｘ以下にガラス転移温度Ｔｇをもつ金属ガラスであることがわかった。
【００５４】
次に、作製した非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末と結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を、種々の割合でＶ型混連機を用いて十分に混合し、混合粉末を得た。同様に、Fe76Si9B13Cr2粉末についても混合粉末を作製した。
【００５５】
次に、得られた混合粉末に絶縁性材料としてフェノール樹脂を全量に対して５mass％の割合で混合し、目開きが５００μｍのフルイを通すことにより、平均粒径が５００μｍ以下の造粒粉（混合物）を作製した。
【００５６】
なお、いずれの粉末の平均粒径Ｄ５０の測定も、レーザー式粒度分布測定機を用いて行った。
【００５７】
作製した造粒粉末（混合物）を外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの金型に充填し、面圧７Ｔｏｎ／ｃｍ２（７×１０９Ｐａ）で成形し、高さ５ｍｍのトロイダル形状の成形体とした。
【００５８】
得られた成形体に対し、窒素雰囲気中１５０℃、２時間の硬化処理を行い、さらに窒素雰囲気中、３５０℃で１時間の歪取り熱処理を施し、トロイダルコアを得た。
【００５９】
同様に、１０ｍｍ角金型中にコイル２を配置し、さらに前記の造粒粉（混合物）を充填し、面圧７Ｔｏｎ／ｃｍ２（７×１０９Ｐａ）を加えて図１に示す一体成形型のインダクタ１００の形状に成形した。
【００６０】
得られた成形体１は、トロイダル形状と同様に、窒素雰囲気中１５０℃、２時間の硬化処理の後、３５０℃の温度範囲で１時間の歪取り熱処理を施したのち、端子部分４ａ、４ｂを半田処理することにより、面実装インダクタ（インダクタ１００、すなわち一体成形型インダクタ）とした。
【００６１】
以上の工程により、種々の混合比で結晶質軟磁性粉末と非晶質軟磁性粉末が混合されたトロイダルコアおよび一体成形型インダクタが製造された。
【００６２】
次に、作成したコアおよび一体成形型インダクタの物性について調査した。
【００６３】
まず、結晶材料である結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末と非晶質材料である非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末の混合比によるコアの強度の差を調査した。
【００６４】
具体的には、平均粒径が５μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を、非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2に添加して作製したトロイダルコアに対して焼結含油軸受の圧環強さ試験方法（ＪＩＳ Ｚ２５０７）に準じた強度試験を行い、圧環強さを評価した。
【００６５】
図２Ｂに結晶質軟磁性粉末の添加量と圧環強さの関係を示す。
【００６６】
図２Ｂに示すように、非晶質軟磁性粉末のみでトロイダルコアを作製した場合の圧環強さは２３．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００６７】
一方、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量が２mass％の場合、圧環強さは３８．５Ｎ／ｍｍ２となり、非晶質軟磁性粉末のみの場合と比べて１．７倍増加していた。
【００６８】
上記の結果から、非晶質軟磁性粉末に対する結晶質軟磁性粉末の添加が有用であることがわかった。なお、さらに添加量を増やすにつれ、圧環強さは増加していた。
【００６９】
次に、同様に非晶質軟磁性粉末に対して結晶質軟磁性粉末を添加した際のコア損失を評価した。
【００７０】
平均粒径Ｄ５０が５μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末をFe75P12B8Nb3Cr2（金属ガラス）および非晶質Fe76Si9B13Cr2（金属ガラスではない非晶質材料）に添加して作製したトロイダルコアのコア損失を図３に示す。測定には市販のＢ−Ｈアナライザを用い、励磁条件を５０ｍＴ、３００ｋＨｚとして行った。
【００７１】
図３に示すように、非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末のみでトロイダルコアを作製した場合はコア損失が８００ｋＷ／ｍ３、非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末のみで作製した場合は１４００ｋＷ／ｍ３を示していた。
【００７２】
また、金属ガラスである非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末を用いた場合は、金属ガラスではない非晶質材料である非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末を用いた場合よりも低いコア損失を示しており、金属ガラスを用いることにより、低いコア損失を実現できることがわかった。
【００７３】
一方で、上記したこれらの非晶質粉末に、結晶質軟磁性粉末である結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を添加した場合は、添加量が増加するに従ってコア損失は増加していった。
【００７４】
また、結晶質軟磁性粉末のみでトロイダルコアを作製した場合のコア損失は２５００ｋＷ／ｍ３を示した。
【００７５】
上記の結果より、コア損失と結晶質軟磁性粉末の添加量は比例関係にあり、添加量が多くなるとコア損失が増加し非晶質材の利点が失われるため、コア損失の低減という観点からは、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量は少ない方が良いことがわかった。
【００７６】
次に同様に結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末に種々の割合で添加して作製した面実装インダクタ（インダクタ１００）の５０Ｖでの絶縁抵抗を、菊水電子工業社製絶縁抵抗試験器TOS7200を用いて測定した。結果を図４に示す。
【００７７】
図４に示すように、混合粉末全量に対する結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr（結晶質軟磁性粉末）の添加量が１０mass％までは３０００ＭΩ以上の高い絶縁抵抗を示すのに対し、添加量が２０mass％では８０ＭΩと大幅に低下し、以降も添加量が増加するにつれて絶縁抵抗が低下していった。これは結晶質軟磁性粉末が成形により変形し、電流の導通が生じたと考えられる。
【００７８】
ここまでの検討で、コア強度を高め、かつコア損失が低く、回路素子としての十分な絶縁抵抗を示す素子を作製するためには、混合粉末全量に対する結晶質軟磁性粉末の添加量を２〜１０mass％以下とするのが望ましいことが示された。
【００７９】
次に添加する結晶質軟磁性粉末の粒度の影響を検討した。分級によって作製した平均粒径Ｄ５０が１．０μｍ、２．５μｍ、５．０μｍ、１０．０μｍ、２０．８μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末に対して１０mass％の割合で添加し、市販のＢ−Ｈアナライザを用いてコア損失（コアロス）を比較した。結果を図５に示す。
【００８０】
図５に示すように、平均粒径Ｄ５０が１．０μｍ、２．５μｍ、５．０μｍの結晶質Fe-6.5wt%Si-3wt%Cr粉末を添加したコアにおいては、コア損失が９００前後と低い値を示すのに対して、平均粒径Ｄ５０が１０．０μｍ、２０．８μｍの粉末を添加したコアではコア損失が増大し、結晶質軟磁性粉末のみで作製したコアに対する優位性が失われる。コア損失が増大する原因としては渦電流の増大が考えられる。よって、添加する結晶質軟磁性粉末の平均粒径Ｄ５０は１．０μｍから５．０μｍが適当と判断される。
【００８１】
以上の検討により、本発明によってコア強度および絶縁抵抗が高く、かつコア損失が低いインダクタが提供可能であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明のインダクタとその製造方法は、チョークコイルや電源回路やその製造に適用できる。
【００８３】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態および実施例に左右されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態に係るインダクタ１００の斜視図であって、磁心部分３は外周を点線で表し、内部を透明に描いている。
【図２Ａ】非晶質Fe75P12B8Nb3Cr2粉末と非晶質Fe76Si9B13Cr2粉末のＤＳＣ曲線を示す図である。
【図２Ｂ】結晶質軟磁性粉末の添加量と圧環強さの関係を示す図である。
【図３】結晶質軟磁性粉末の添加量とコア損失の関係を示す図である。
【図４】結晶質軟磁性粉末の添加量と絶縁抵抗の関係を示す図である。
【図５】結晶質軟磁性粉末の平均粒径Ｄ５０とコア損失（コアロス）の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１………成形体
２………コイル
３………磁心部分
４ａ……端子部分
４ｂ……端子部分
１００…インダクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁心と、
前記磁心の内部に配置されたコイルと、
を有し、
前記磁心は、
９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物が固化したものを含むことを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
前記結晶質軟磁性粉末は、
平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍであることを特徴とする、請求項１記載のインダクタ。
【請求項３】
前記非晶質軟磁性粉末は、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表されることを特徴とする請求項１または２に記載のインダクタ。
【請求項４】
前記非晶質軟磁性粉末は、ガラス転移点を示す金属ガラスであることを特徴とする、請求項３記載のインダクタ。
【請求項５】
前記非晶質軟磁性粉末は、
Ｃｏ基非晶質粉末であることを特徴とする請求項３に記載のインダクタ。
【請求項６】
前記結晶質軟磁性粉末は、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末のいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項７】
前記絶縁性材料は、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、無機ガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項８】
９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物の内部にコイルを配置し、前記混合物を固化させる工程を有することを特徴とするインダクタの製造方法。
【請求項９】
前記結晶質軟磁性粉末は、
平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍであることを特徴とする、請求項８記載のインダクタの製造方法。
【請求項１０】
前記非晶質軟磁性粉末は、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表されることを特徴とする請求項８または９に記載のインダクタの製造方法。
【請求項１１】
前記非晶質軟磁性粉末は、ガラス転移点を示す金属ガラスであることを特徴とする請求項１０に記載のインダクタの製造方法。
【請求項１２】
前記非晶質軟磁性粉末は、
Ｃｏ基非晶質粉末であることを特徴とする請求項１０に記載のインダクタの製造方法。
【請求項１３】
前記結晶質軟磁性粉末は、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末のいずれかであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のインダクタの製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁性材料は、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、無機ガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載のインダクタの製造方法。
【請求項１５】
９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物を固化してなることを特徴とするトロイダルコア。
【請求項１６】
前記結晶質軟磁性粉末は、
平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍであることを特徴とする、請求項１５記載のトロイダルコア。
【請求項１７】
前記非晶質軟磁性粉末は、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表されることを特徴とする請求項１５または１６に記載のトロイダルコア。
【請求項１８】
前記非晶質軟磁性粉末は、ガラス転移点を示す金属ガラスであることを特徴とする請求項１７に記載のトロイダルコア。
【請求項１９】
前記非晶質軟磁性粉末は、
Ｃｏ基非晶質粉末であることを特徴とする請求項１７に記載のトロイダルコア。
【請求項２０】
前記結晶質軟磁性粉末は、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末のいずれかであることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載のトロイダルコア。
【請求項２１】
前記絶縁性材料は、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、無機ガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項１５〜２０のいずれかに記載のトロイダルコア。
【請求項２２】
請求項１５〜２１のいずれかに記載のトロイダルコアに巻線を施してなることを特徴とするインダクタ。
【請求項２３】
請求項１〜７または請求項２２のいずれかに記載のインダクタを有することを特徴とするチョークコイル。
【請求項２４】
請求項１〜７または請求項２２のいずれかに記載のインダクタを有することを特徴とする電源回路。
【請求項１】
磁心と、
前記磁心の内部に配置されたコイルと、
を有し、
前記磁心は、
９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物が固化したものを含むことを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
前記結晶質軟磁性粉末は、
平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍであることを特徴とする、請求項１記載のインダクタ。
【請求項３】
前記非晶質軟磁性粉末は、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表されることを特徴とする請求項１または２に記載のインダクタ。
【請求項４】
前記非晶質軟磁性粉末は、ガラス転移点を示す金属ガラスであることを特徴とする、請求項３記載のインダクタ。
【請求項５】
前記非晶質軟磁性粉末は、
Ｃｏ基非晶質粉末であることを特徴とする請求項３に記載のインダクタ。
【請求項６】
前記結晶質軟磁性粉末は、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末のいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項７】
前記絶縁性材料は、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、無機ガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項８】
９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物の内部にコイルを配置し、前記混合物を固化させる工程を有することを特徴とするインダクタの製造方法。
【請求項９】
前記結晶質軟磁性粉末は、
平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍであることを特徴とする、請求項８記載のインダクタの製造方法。
【請求項１０】
前記非晶質軟磁性粉末は、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表されることを特徴とする請求項８または９に記載のインダクタの製造方法。
【請求項１１】
前記非晶質軟磁性粉末は、ガラス転移点を示す金属ガラスであることを特徴とする請求項１０に記載のインダクタの製造方法。
【請求項１２】
前記非晶質軟磁性粉末は、
Ｃｏ基非晶質粉末であることを特徴とする請求項１０に記載のインダクタの製造方法。
【請求項１３】
前記結晶質軟磁性粉末は、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末のいずれかであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のインダクタの製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁性材料は、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、無機ガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載のインダクタの製造方法。
【請求項１５】
９０〜９８mass％の非晶質軟磁性粉末と２〜１０mass％の結晶質軟磁性粉末の配合比からなる混合粉末と、絶縁性材料との混合物を固化してなることを特徴とするトロイダルコア。
【請求項１６】
前記結晶質軟磁性粉末は、
平均粒径Ｄ５０が１〜５μｍであることを特徴とする、請求項１５記載のトロイダルコア。
【請求項１７】
前記非晶質軟磁性粉末は、式：（Ｆｅ１-ａＴＭａ）１００−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＰＷＢｘＬｙＳｉＺ（但し、不可避不純物が含まれ、ＴＭはＣｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上、ＬはＡｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗから選ばれる１種以上であって、０≦ａ≦０．９８、２≦ｗ≦１６原子％、２≦ｘ≦１６原子％、０＜ｙ≦１０原子％、０≦ｚ≦８原子％）で表されることを特徴とする請求項１５または１６に記載のトロイダルコア。
【請求項１８】
前記非晶質軟磁性粉末は、ガラス転移点を示す金属ガラスであることを特徴とする請求項１７に記載のトロイダルコア。
【請求項１９】
前記非晶質軟磁性粉末は、
Ｃｏ基非晶質粉末であることを特徴とする請求項１７に記載のトロイダルコア。
【請求項２０】
前記結晶質軟磁性粉末は、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ粉末、結晶質カルボニルＦｅ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｎｉ粉末、結晶質Ｆｅ−Ａｌ粉末、結晶質Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末のいずれかであることを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載のトロイダルコア。
【請求項２１】
前記絶縁性材料は、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、無機ガラスのいずれかを含むことを特徴とする請求項１５〜２０のいずれかに記載のトロイダルコア。
【請求項２２】
請求項１５〜２１のいずれかに記載のトロイダルコアに巻線を施してなることを特徴とするインダクタ。
【請求項２３】
請求項１〜７または請求項２２のいずれかに記載のインダクタを有することを特徴とするチョークコイル。
【請求項２４】
請求項１〜７または請求項２２のいずれかに記載のインダクタを有することを特徴とする電源回路。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１８４８６（Ｐ２０１０−１１８４８６Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０４６５（Ｐ２００８−２９０４６５）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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