高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品
【課題】 高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による安価な高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品を提供すること。
【解決手段】 高周波用磁心１は、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体からなる。インダクタンス部品１０１，１０２は、この高周波用磁心１に巻線３を施してなる。
【解決手段】 高周波用磁心１は、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体からなる。インダクタンス部品１０１，１０２は、この高周波用磁心１に巻線３を施してなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として軟磁性材料を用いた高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に高周波用磁心の材料としては、主にソフトフェライト，高珪素鋼，アモルファス，圧紛磁心等が使用されている。これらの材料が使用される理由は、ソフトフェライトの場合のように材料自体の比抵抗が高いためか、或いはその他の金属材料の場合のように薄板化したり、粉末化して、材料自体の比抵抗が低くても渦電流を小さくできるためである。又、これらの材料は、使用される周波数や用途で使い分けられるが、その理由を抜粋して説明すると、ソフトフェライトのように比抵抗が高い材料では飽和磁束密度が低く、高珪素鋼のように飽和磁束密度が高い材料では比抵抗が低く、飽和磁束密度及び比抵抗の何れにおいても高い磁性材料が提供されていないことによる。
【０００３】
ところで、最近の各種電子機器の急激な小型化と高機能化に伴い、コイル、トランス等のインダクタンス部品には小型化と同時に大きな直流電流下におけるインダクタンスが求められており、それを達成するには磁心の飽和磁束密度と高周波での損失特性を同時に向上させることが必要視されている。また、巻線コイルの電気抵抗に起因する銅損によってコイル・トランスが発熱する量も増大しており、この温度上昇を抑制するための方法も求められている。
【０００４】
しかしながら、ソフトフェライトの場合、飽和磁束密度を向上させることは検討されてはいるものの、殆ど改善されてないのが実情である。又、高珪素鋼やアモルファスの場合、材料自体の飽和磁束密度は高いものの、高周波帯域用に対応させるためには、高周波帯域になればなる程、薄板化しなければならず、その積層磁心は占積率の低下により飽和磁束密度の低下を招くことになっている。
【０００５】
更に、圧紛磁心の場合、微細な粉末の粒子間に絶縁物質を挿入することによって高比抵抗化を計り、しかも高密度成形をすれば高飽和磁束密度を達成できる可能性はあるが、使用される軟磁性粉末の飽和磁化を高める事や粉末間の絶縁を取りながら高密度に成形体を成形する方法が現状において確立されていない等の難題がある。
【０００６】
そこで、こうした問題、特に飽和磁束密度及び比抵抗の何れも高い磁性材料が得難いという問題を改善するものとして、軟磁性粉末として金属ガラス粉末を用い、その粉末に絶縁材を混合した後、常温以上の温度で成形体を成形することにより、比較的良好な周波数特性を有して高透磁率な軟磁性材料を得るための圧紛磁心及びその製造方法（特許文献１、参照）が提案されている。
【０００７】
ここで、一般に金属ガラスと総称される合金系は各種存在するが、軟磁性材料として使用されるのはＦｅ系合金に限定され、更にそれを大きく分類すれば、ＦｅＰＣＢＳｉＧａ系とＦｅＳｉＢＭ（Ｍは遷移金属）系とになる。
【０００８】
特許文献１では前者のＦｅＰＣＢＳｉＧａ系の合金を使用したものであり、その軟磁性材料によれば、高比抵抗及び高飽和磁束密度を達成できる良好な磁気特性が得られるようになっている。因みに、後者のＦｅＳｉＢＭ系の合金組成を開示したもの（特許文献２，特許文献３、参照）も知られており、更にその軟磁性材料を磁心に使用する旨を開示したもの（特許文献４、参照）もある。
【０００９】
一方、巻線コイルと金属粉末とが一体化して小型化しながら直流重畳特性を改善する旨を開示したもの（特許文献５，特許文献６、参照）もある。
【００１０】
上述した高周波用磁心として好適な軟磁性材料の場合、特許文献１に開示されたＦｅＰＣＢＳｉＧａ系のものでは、比較的良好な周波数特性を有して高透磁率な磁気特性が得られるが、ここではＧａ等の高価な金属を使用する必要があるため、材料自体がコスト高になって工業化の促進を阻害するという問題があり、又特許文献２や特許文献３に開示され、且つ特許文献４で磁心への適用が検討されているＦｅＳｉＢＭ系のものでは、材料自体の経済性に優れるという利点はあるが、高比抵抗及び高磁束密度を得るための手法が示されておらず（これはその合金系に適合した粉末製造法や成形体の成形方法が見い出されていないことが原因と推定される）、現状では高周波用磁心やそれを用いたインダクタンス部品への適用が困難であるという問題がある。また、特許文献５や特許文献６にはコイルの小型化について開示されているが、従来の金属軟磁性材料を使用しているため損失の低減が充分ではなかった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１８９２１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９４５１４号公報
【特許文献３】特開平１１−１３１１９９号公報
【特許文献４】特開平１１−７４１１１号公報
【特許文献５】特開平０４−２８６３０５号公報
【特許文献６】特開２００２−３０５１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による安価な高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体を特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体の粉末充填率が５０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印可した時の磁束密度が０．５Ｔ以上であり，且つ比抵抗が１×１０４Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で５％以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が７０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．７０Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で３％以下混合した混合物を該バインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が８０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で１％以下混合した混合物を該軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が９０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法で作製され、少なくとも粒子の５０％以上が１０μｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径であって、かつ硬度が低い軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記成形体は、成形後に合金粉末のキュリー点以上で熱処理され、且つ該合金粉末の粒子間の介在物の少なくとも一部にＳｉＯ２を含有することを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記インダクタンス部品において、前記高周波用磁心の磁路の一部にギャップが設けられていることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径、かつ硬度が小さい軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波磁心において、粉末充填率が５０％以上で５００ｋＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が４０以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、粉末最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が２０μｍ以下であって、前記高周波磁心の１ＭＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が５０以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化してあることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記成形体は、少なくとも１ターンの巻線コイルを構成し、前記巻線コイルが磁性体内に封じ込まれ、加圧成形を施されて一体化されていることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記インダクタンス部品において、６００℃以下で熱処理してなることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る高周波用磁心は、経済性に優れる軟磁性金属ガラス粉末として、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）の合金組成を規定するように選択して磁気特性及びガラス形成性能及び粉末充填性の優れた粉末を得ることを可能としており、しかもその粉末に酸化処理や絶縁コーティングを施したものを金型等を用いて適当な成形方法で成形体を得るように成形することで圧粉磁心を作製するようにしているため、広帯域で優れた透磁率特性を示す従来に無い高透磁率圧粉磁心が得られ、結果として高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による高周波用磁心を安価に作製できるようになり、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成るインダクタンス部品においても、従来に無く安価で高性能なものとして作製できるため、工業上において極めて有益となる。
【００３４】
また、上記金属ガラス粉末の最大粒径が篩径で４５μｍ以下，中心粒径が３０μｍ以下、更に望ましくは２０μｍ以下の粉末を用いた時には、更に高周波における損失特性が極めて低い圧紛磁心が得られ、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも１ターン以上巻回してなるインダクタンス部品はＱ特性が極めて優れるので電源効率を向上させる事が可能となり、工業上において非常に有益となる。
【００３５】
更に、上記金属ガラス粉末の最大粒径が篩径で４５μｍ以下，中心粒径が３０μｍ以下、更に望ましくは２０μｍ以下の粉末を、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化することによって、金属ガラス特有の優れた磁心特性に加えて、巻線コイルに流れる電流に起因する発熱は金属磁性体を通じて放熱されるため、その相乗効果によって同じ形状で有ればより定格電流を高めたインダクタンス部品が得られる。ここで本金属ガラス粉末の歪取り熱処理温度は、巻線コイルに使用されている銅線及び被覆材の耐熱温度の上限と考えられる６００℃を超える温度よりも低いので、６００℃以下で熱処理をする事によって損失の著しく低いコイルを得る事が可能となるので、巻線コイルと粉末とが一体化されたコアを構成する粉末として本発明の合金組成は非常に適していると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明について詳しく説明する。
【００３７】
本発明者等は、種々検討の結果、経済性に優れる軟磁性金属ガラス粉末として、（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）の合金組成を規定するように選択すれば、磁気特性及びガラス形成性能の優れた粉末が得られ、その粉末に酸化処理や絶縁コーティングを施したものを金型等を用いて適当な成形方法で成形体を得るように成形することで圧粉磁心を作製すれば、この圧粉磁心が広帯域で優れた透磁率特性を示す従来に無い優れた性能を持つ高透磁率圧粉磁心となり、結果として高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による高周波用磁心を安価に作製できることを見出した。
【００３８】
又、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して作製されるインダクタンス部品においても、従来に無く安価で高性能なものとして作製できることを見出した。
【００３９】
また、本発明者等は、上記組成式で表される軟磁性金属ガラス粉末の粒径を限定することによって、更に高周波における磁心損失に優れた圧粉磁心となることを見出した。
【００４０】
又、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して作製されるインダクタンス部品においても、従来に無く安価で高性能なものとして作製できることを見出した。また、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化することによって、高周波で大電流に対応したインダクタンス部品が得られることを見出した。
【００４１】
ここで成形体の比抵抗を高めるため、成形前の合金粉末を大気中で酸化熱処理しても良いし、又成形体を高密度に成形するため、バインダである樹脂の軟化点以上の温度で成形しても良く、更に成形体を高密度化するため合金粉末の過冷却液体領域で成形しても良い。
【００４２】
具体的に言えば、軟磁性金属ガラス粉末については、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされるものとし、この軟磁性金属ガラス粉末に対して質量比で所定量のバインダを混合した混合物を成形することで成形体を得るようにすれば良い。
【００４３】
ここで、軟磁性金属ガラス粉末の合金組成について説明すれば、主成分であるＦｅは磁性を担う元素であり、高い飽和磁束密度を得るために必須である。このＦｅの一部は０〜０．５の範囲の割合でＣｏと置換することが可能であり、この置換成分がガラス形成性能を向上させる効果があり、更に飽和磁束密度も改善する効果が期待される。これらＦｅ及びその置換元素の総量は、合金粉末全体の７０原子％以上で７５原子％以下の範囲とするが、その理由は７０原子％以上でないと磁心の飽和磁束密度が低過ぎて有用性が失われ、７５原子％以上であると結晶化により磁心の透磁率とコアロスとが低下するためである。
【００４４】
Ｍ元素については、ガラス形成性能を向上させるために必要な遷移金属元素であり、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とするが、Ｍ元素の含有量は２原子％以上で５原子％以下の範囲とする。
【００４５】
その理由は、２原子％未満であればガラス形成性能が落ちて透磁率とコアロスとが著しく劣化し、５原子％を超えると飽和磁束密度が低下し、有用性が失われるためである。ここで、Ｍ元素の０〜０．５の割合をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）で置換する事によって、ガラス形成能を劣化させずにＦｅ，Ｃｏの比率を高める事が出来るため飽和磁束密度を改善することができる。
【００４６】
Ｓｉ及びＢは、軟磁性金属ガラス粉末を作製するために必須の元素であり、Ｓｉは８原子％以上で１２原子％以下の範囲とし、Ｂは１２原子％以上で１７原子％以下の範囲とする。その理由は、Ｓｉが８原子％未満であったり、或いは１２原子％を超える場合やＢが１２原子％未満であったり、或いは１７原子％を超える場合には、何れもガラス形成性能が落ちて安定した軟磁性金属ガラス粉末を作製することができないためである。尚、ここで、Ｓｉは、Ｐと置換することができる。
【００４７】
Ａｌ及びＣは、他の構成元素とともに本発明を構成する合金組成の範囲内で用いれば、各種アトマイズ法で粉末を作製する際に粉末形状を球状にする作用がある。その加える量としては、Ａｌ量は０．２原子％よりも少なければ粉末球状化の効果が小さく、２．０原子％よりも多ければアモルファス形成能を劣化させる。また、Ｃ量についても同様に０．１原子％よりも少なければ粉末球状化の効果が小さく、１．０原子％よりも多ければアモルファス形成能を劣化させる。また、Ａｌ及びＣは単独で用いる事も出来るし、複合して用いる事も出来る。
【００４８】
又、軟磁性金属ガラス粉末については、水アトマイズ法か、或いはガスアトマイズ法で作製されたものとし、少なくとも粒径の５０％以上が１０μｍ以上であるものとすることが好ましい。特に水アトマイズ法は、合金粉末を安価に大量に製造する方法として確立されており、この方法で粉末を製造できるのは工業的に非常に大きな利点である。但し、従来のアモルファス組成の場合、１０μｍ以上の合金粉末は結晶化するために磁気特性が著しく劣化し、結果として製品歩留が著しく劣化するので工業化の妨げとなっていたが、本発明の軟磁性金属ガラス粉末の合金組成は１５０μｍ以下であれば容易にガラス化（アモルファス化）するため、製品歩留も高くコスト面で非常に有利である。加えて、水アトマイズ法で作製された合金粉末は、粉末表面に適度な酸化被膜が既に形成されているので、これに樹脂を混合して成形体を成形すると比抵抗の高い磁心が容易に得られる。因みに、ここで説明した水アトマイズ法で作製した合金粉末やガスアトマイズ法で作製した合金粉末の何れにおいても、使用する合金粉末の結晶化温度以下とする温度条件下において大気中で熱処理すれば、更に良好な酸化被膜が形成されて磁心にしたときの比抵抗を高められる効果があり、これによって磁心のコアロスを低減することができる。一方、更に高周波用途のインダクタンス部品に対して、微細な粒径の金属粉末を用いて渦電流損失を低減出来る事は分かっているが、従来公知の合金組成では中心粒径（平均粒径）が３０μｍ以下になると製造時に粉末の酸化が著しくなり、一般的な水アトマイズ装置で作製した粉末では所定の特性が得られにくいという欠点があるが、金属ガラス粉末は合金の耐食性に優れているため微細な粉末でも酸素量の少ない優れた特性の粉末が比較的容易に製造できる利点を有する。
【００４９】
次に、成形体の成形方法については、基本的に軟磁性金属ガラス粉末に質量比で１０％以下のシリコーン樹脂等のバインダを混合し、金型を用いたり、或いはモールド成形により成形体を得れば良く、この成形体は粉末充填率が５０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．５Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１×１０４Ωｃｍ以上の高周波用磁心となる。尚、ここでのバインダの添加量について、質量比で１０％以下とした理由は、１０％を超えると飽和磁束密度がフェライトと同等かそれ以下になり、磁心の有用性が失われるためである。
【００５０】
又、成形体は、軟磁性金属ガラス粉末に対してバインダを質量比で５％以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得ても良く、この場合の成形体は、粉末充填率が７０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．７５Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上となる。磁束密度が０．７５Ｔ以上で、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上であると、センダストによる磁心よりも良好な特性となり、有用性が更に高まる。
【００５１】
更に、成形体は、軟磁性金属ガラス粉末に対してバインダを質量比で３％以下混合した混合物をバインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得ても良く、この場合の成形体は、粉末充填率が８０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上となる。磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であると、現在市販されているどの圧紛磁心よりも良好な特性となり、有用性が更に高まる。加えて、成形体は、軟磁性金属ガラス粉末に対してバインダを質量比で１％以下混合した混合物を軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度範囲で圧縮成形することで得ても良く、この場合の成形体は、粉末充填率が９０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上となる。磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上になると、実用領域ではアモルファス及び高珪素鋼鈑の積層コアとほぼ同等の磁束密度を示すようになるが、ここでの成形体の方がヒステリシス損失が小さく、比抵抗の高い分だけコアロス特性が格段に優れるので、磁心としては更に有用性が高まる。
【００５２】
更に、これらの高周波用磁心を成す成形体については、歪取り熱処理として、成形後にキュリー点以上の温度条件下で熱処理を施せば、コアロスが更に低下し、磁心としての有用性が更に高まる。このとき、合金粉末の粒子間の絶縁性を維持するため、粒子間の介在物の少なくとも一部にＳｉＯ２が含まれていれば望ましい（或いは介在物の全部がＳｉＯ２であっても良い）。
【００５３】
ところで、このような高周波用磁心に対し、必要に応じて磁路の一部にギャップを設けた上で巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回してインダクタンス部品を作製すれば、高磁界において高い透磁率を示す優れた特性を持つ製品を製造することができる。
【００５４】
それでは、本発明について図面を参照しながらさらに、詳しく説明する。
【００５５】
図１は、本発明の高周波用磁心１の基本構成に係る一例を示した外観斜視図である。図１では、上述した軟磁性金属ガラス粉末を用いた高周波用磁心１を円環板状に形成した様子を示している。
【００５６】
図２は、この高周波用磁心１に巻線を施して成るインダクタンス部品１０１を示した外観斜視図である。図２では、円環板状の高周波用磁心１に対し、巻線３を所定の巻回数で巻回してリード線引き出し部分３ａ，３ｂを含むようにインダクタンス部品１０１を作製した様子を示している。
【００５７】
図３は、本発明の高周波用磁心１の基本構成に係る他例を示した外観斜視図である。図３では、上述した軟磁性金属ガラス粉末を用いた高周波用磁心１を円環板状に形成した上、磁路の一部にギャップ２を設けた様子を示している。
【００５８】
図４は、このギャップ２を持つ高周波用磁心１に巻線を施して成るインダクタンス部品を示した外観斜視図である。図４では、ギャップ２を持つ円環板状の高周波用磁心１に対し、巻線３を所定の巻回数で巻回してリード線引き出し部分３ａ，３ｂを含むようにインダクタンス部品を作製した様子を示している。
【００５９】
また、上記金属ガラス組成であって最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が３０μｍ以下の軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで圧粉磁心を作製すれば、高周波で極めて低い損失特性を示す従来に無い優れた性能を持つ圧粉磁心となり、これに巻線を施すことよってＱ特性の優れたインダクタンス部品が得られる。更に巻線コイルが磁性体内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化することによって、高周波で大電流に対応したインダクタンス部品が得られる。
【００６０】
ここで粉末粒径を規定した理由を具体的に言えば、最大粒径が篩径で４５μｍを超えると高周波領域でのＱ特性が劣化するためであって、更に中心粒径が３０μｍ以下でないと５００ｋＨｚ以上でのＱ特性が４０を超えない。更に、中心粒径が２０μｍ以下でないと１ＭＨｚ以上でのＱ値（＝ｔａｎ１／δ）が５０以上にならないためである。金属ガラス粉末は合金自体の比抵抗が従来材料に比較して２〜１０倍程度高いので同じ粒径であってもＱ特性が高くなる利点が有る。また、Ｑ特性が同じで構わないのであれば使用可能な粒径範囲を広く取る事で粉末製造コストを低減することが可能となる。
【００６１】
図５は、本発明の高周波用インダクタンス部品の基本構成に係る他の一例を示した外観斜視図である。図５では、上述した軟磁性金属ガラス粉末によって形成された巻線コイル６が磁性体８内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化したインダクタンス部品１０３の様子を示している。なお、符号５は引き出し部分である。
【００６２】
次に、本発明の高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品の具体例について、製造工程を含めて説明する。
【００６３】
（例１〜２６、及び比較例１〜１１）
先ず、粉末作製工程として、Ｆｅ，Ｓｉ，Ｂ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｃ及びその置換元素の純金属元素材料、または必要に応じて各種母合金を所定の組成になるように秤量し、これらを用いて一般的な水アトマイズ法により各種軟磁性合金粉末を作製した。但し、ミッシュメタルは混合希土類金属であって、ここではＬａ３０％，Ｃｅ５０％，Ｎｄ１５％，その他希土類元素残部のものを使用した。
【００６４】
次に、成形体作製工程として、得られた合金粉末をそれぞれ粉径が４５μｍ以下のものに分級してからバインダとしてシリコーン樹脂を質量比で４％混合した後、外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるように室温で圧力１．１８ＧＰａ（約１２ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。
【００６５】
更に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形態のものとする）を作製した。
【００６６】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、ＬＣＲメーターを用いて１００ｋＨｚのインダクタンス値から透磁率を求め、更に直流磁気特性測定装置を用いて１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの飽和磁束密度を測定すると共に、各磁心の上下面を研磨してＸ線回折（ＸＲＤ）の測定を行うことで相を観察したところ、下記表１に示されるような結果となった。
【００６７】
（例１〜２６）
【表１】
【００６８】
但し、上記表１では各種試料の組成比を示している他、ＸＲＤの測定で得られたＸＲＤパターンにおいて、ガラス相特有のブロードなピークしか検出されないものをガラス相とし、又結晶に起因する鋭いピークがブロードなピークと共に観察されたものを（ガラス＋結晶）相とし、ブロードなピークが見られず鋭いピークのみの場合を結晶相と判断した。尚、ガラス相が得られた組成の試料についてはＤＳＣによる熱分析として、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、全ての試料について、過冷却液体温度領域ΔＴｘ（＝Ｔｘ−Ｔｇ，Ｔｘ：結晶化温度、Ｔｇ：ガラス遷移温度）が３０Ｋ以上であることを確認した。各種成形体（磁心）の比抵抗を直流２端子法で測定したところ、比抵抗はすべての試料が１Ωｃｍ以上の良好な値を示していることも確認した。
【００６９】
ＤＳＣの昇温速度は４０Ｋ／ｍｉｎである。例１〜３と比較例１〜２より、Ｎｂ量が３〜６％のときガラス相を有する磁心が得られる事が分かる。
【００７０】
しかし、比較例２のＮｂ６％の場合には磁束密度が０．７０Ｔ以下と低い事が分かる。
【００７１】
また、例４〜９と比較例３〜６より、Ｓｉ量が８〜１２及びＢ量が１２〜１７でＦｅ量が７０〜７５のときガラス相を有する磁心が得られる事が分かる。
【００７２】
例１０〜１４と比較例７より、Ｆｅの一部をＣｏで置換する事により、Ｎｂ２％でも金属ガラス粉末が得られている事が分かる。しかし、置換量が０．５を超えると磁束密度の改善効果が見られない事が分かる。また、Ｎｂの代わりにＴａ，Ｍｏを使用しても同様の効果が得られる事が分かる。
【００７３】
例１５〜１６と比較例８より、ＮｂをＺｎで置換する事によって飽和磁束密度が向上するが、その置換の割合が０．５を超えるとガラス相が形成出来なくなる事が分かる。
【００７４】
また、ＺｎとＮｂの合計添加量については、例１７〜１８と比較例９より、５％以下が適当である事が分かる。例１９〜２０より、Ｚｎの代わりにＳｎまたはミッシュメタルを添加しても同様の効果が得られる事が分かる。
【００７５】
例２１〜２３より、Ｆｅの一部をＣｏで置換しても、同様の効果が得られる事が分かるし、Ｎｂの代わりにＴａ，Ｍｏを使用しても同様の効果が得られる事が分かる。また、例２４〜２６と比較例１１〜１２に示す通り、Ａｌは２．０以下添加する事が出来、Ｃは１．０以下添加する事が出来るが、それ以上添加するとアモルファス形成能が著しく劣化することが分かる。
【００７６】
（例２７）
（Ｆｅ０．８Ｃｏ０．２）７３Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ２Ａｌ１．０Ｃ０．５の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法で作製した。得られた粉末を７５μｍ以下に分級し、ＸＲＤの測定を行いガラス相特有のブロードなピークを確認した。
【００７７】
次に、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度および結晶化温度の測定を行い、ΔＴｘが３５Ｋである事が分かった。次に、この粉末をガラス遷移温度よりも低い４５０℃で０．５時間大気中で熱処理し、粉末表面に酸化物を形成させた。次に、この粉末を使用してシリコーン樹脂を１０％，５％，２．５％，１％，０．５％混合した。これらの粉末をφ２７×φ１４の金型を用いてそれぞれ室温，樹脂の軟化温度より高い１５０℃，本金属ガラス粉末の過冷却液体領域である５５０℃の３条件でそれぞれ成形し、粉末充填率、直流磁気特性によって磁束密度、直流の比抵抗を測定した結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
【００７９】
表２よりバインダーが５％を越える時は比抵抗がフェライト磁心に匹敵する≧１０４の高い値が得られるが、成形温度を高くしてもその効果は見られず室温での成形で充分である。次に、バインダーが５％の時も、１００Ωｃｍ以上の高い比抵抗が得られるが、室温での成形で充分である。次に、バインダー量が２．５％の時は、１５０℃で成形すると飛躍的に粉末充填率が改善され磁束密度が高く、しかも１０Ωｃｍ以上の比抵抗が得られる事が分かる。次に、バインダー量が１％と０．５％の時は５５０℃で成形した時に飛躍的に粉末充填率が改善され飽和磁束密度が高く、しかも０．１Ωｃｍ以上の比抵抗が得られる事が分かる。
【００８０】
（例２８）
例２８では、Ｆｅ７２Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３Ａｌ１．０Ｃ０．５の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法により粉末作製した後、得られた粉末を粒径が７５μｍ以下のものに分級してからＸＲＤの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。
【００８１】
又、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却液体温度領域ΔＴｘが３５Ｋであることを確認した。次に、この粉末をガラス遷移温度よりも低い温度条件４５０℃に保ち、０．５時間大気中で熱処理して粉末表面に酸化物を形成させた。
【００８２】
更に、この酸化物が形成された粉末を使用してバインダとしてシリコーン樹脂を質量比で、それぞれ１０％，５％，２．５％，１％，０．５％混合し、これらの粉末を外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるようにそれぞれ室温，樹脂の軟化温度より高い１５０℃，軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域である５５０℃の３つの条件下でそれぞれ圧力１．１８ＧＰａ（約１２ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。
【００８３】
次に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形状のものとする）を作製した。
【００８４】
次に、各種試料（Ｎｏ．１〜１５）のインダクタンス部品について、粉末充填率％、直流磁気特性による磁束密度（ａｔ１．６×１０４Ａ／ｍ）、直流の比抵抗Ωｃｍを測定したところ、下記表３に示されるような結果となった。
【００８５】
【表３】
【００８６】
上記表３からは、バインダの添加量（樹脂量）が５％を越えるときは比抵抗がフェライト磁心に匹敵する≧１０４の高い値が得られるが、成形温度を高くしてもその効果は見られずに室温程度の成形条件で充分であることが判る。又、樹脂量が５％のときにも、１００Ωｃｍ以上の高い比抵抗が得られるが、同様に室温での成形で充分であることが判る。
【００８７】
更に、樹脂量が２．５％のときには、１５０℃で成形すると飛躍的に粉末充填率が改善されて磁束密度が高くなり、しかも１０Ωｃｍ以上の比抵抗が得られることが判る。加えて、樹脂量が１％のとき、及び０．５％のときは５５０℃で成形すると飛躍的に粉末充填率が改善されて飽和磁束密度が高くなり、しかも０．０１Ωｃｍ以上の比抵抗が得られることが判る。
【００８８】
（例２９）
例２７のうち試料Ｎｏ．１２を用いて、各種の磁心材料とインダクタンス特性を測定した。また、同一の合金粉末と製造工程で作製した磁心を５００℃で０．５時間窒素雰囲気中で熱処理した試料のインダクタンス特性についても下記表４に示した。ただし、インダクタンス値は規格化のため透磁率を求め比較した。比較した磁心材料はセンダスト，６．５％珪素鋼，鉄系アモルファスである。
【００８９】
【表４】
【００９０】
表４より、本発明のインダクタンス部品は、アモルファスを用いたインダクタンス部品と同等の磁束密度を有しながら、センダストを用いたインダクタンス部品よりも低いコアロス特性を示すので、非常に優れたインダクタンス部品として使用できる事が分かる。また、熱処理した磁心を用いたインダクタンス部品では更に透磁率とコアロスが向上する事が確認された。
【００９１】
（例３０）
例３０では、先の例２８にあっての試料Ｎｏ．１２に該当する材料を用いてインダクタンス部品を作製し、又同じ合金粉末と製造工程とにより作製した高周波用磁心を５００℃で０．５時間窒素雰囲気中で熱処理したもの、更に比較としてセンダスト，６．５％珪素鋼，Ｆｅ系アモルファスによる磁心材料でそれぞれ作製したインダクタンス部品（図４に示したように磁路の一部にギャップを持つ形態を含む）について、直流磁気特性による磁束密度（ａｔ１．６×１０４Ａ／ｍ）、直流の比抵抗Ωｃｍ、インダクタンス値の規格化のため透磁率、コアロス（２０ｋＨｚ，０．１Ｔ）を測定したところ、下記表５に示されるような結果となった。
【００９２】
【表５】
【００９３】
表５からは、本発明のインダクタンス部品は、磁心にＦｅ系アモルファスを用いたインダクタンス部品の場合とほぼ同等な磁束密度を有しながら、磁心にセンダストを用いたインダクタンス部品の場合よりも低いコアロスを示すので、非常に優れた特性を持つことが判る。又、熱処理を施した磁心を用いたインダクタンス部品では、更に透磁率とコアロスとが向上していることが確認され、一層優れた特性を持つようになることが判る。
【００９４】
（例３１）
例３１では、Ｆｅ７２Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３Ａｌ１．０Ｃ０．５の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法により粉末作製した後、得られた粉末を粒径が４５μｍ以下のものに分級してからＸＲＤの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。
【００９５】
又、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却温度範囲ΔＴｘが３５Ｋであることを確認した。次に、以下の合金組成の水アトマイズ粉末を標準篩で２０μｍ以下に篩った粉末を表６に示す比率で混合した。
【００９６】
更に、この粉末を使用してバインダとしてシリコーン樹脂を質量比でそれぞれ１．５％混合し、これらの粉末を外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるように室温でそれぞれ圧力１．１８ＧＰａ（約１２ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。成形後に５００℃Ａｒ中で熱処理した。
【００９７】
次に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形態のものとする）を作製した。
【００９８】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、粉末充填率％、透磁率、コアロス（２０ｋＨｚ０．１Ｔ）を測定したところ、下記表６に示されるような結果となった。
【００９９】
【表６】
【０１００】
上記表６からは、本発明のインダクタンス部品は、金属ガラス粉末にそれよりも粒径の細かい軟磁性粉末を添加する事によって粉末充填率が改善され、それによって透磁率が向上する事を示している。一方、添加量が５０％を超えると改善効果が薄れて、またコアロス特性が著しく劣化することから、添加量は５０％以下が望ましい事が分かる。
【０１０１】
（例３２）
例３２では、Ｆｅ７３．５−ｑ−ｒＳｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３ＣｑＡｌｒの合金組成において、ｑとｒの比率を種々変化させた合金粉末を水アトマイズ法により製造する事によって、下記表７に示すようなアスペクト比を有する粉末を作製した後、得られた粉末を粒径が４５μｍ以下のものに分級してからＸＲＤの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。又、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却温度範囲ΔＴｘが３５Ｋであることを確認した。
【０１０２】
更に、この粉末を使用してバインダとしてシリコーン樹脂を質量比でそれぞれ３．０％混合し、これらの粉末を外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるように室温でそれぞれ圧力１．４７ＧＰａ（約１５ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。成形後に５００℃Ａｒ中で熱処理した。
【０１０３】
次に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形態のものとする）を作製した。
【０１０４】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、粉末充填率％、透磁率を測定したところ、下記表７に示されるような結果となった。
【０１０５】
【表７】
【０１０６】
表７からは、本発明のインダクタンス部品は、金属ガラス粉末のアスペクト比を高くする事によって透磁率が向上する事を示している。一方、アスペクト比が２．０を超えると初期透磁率は高いが直流重畳下での透磁率が劣化するので粉末のアスペクト比は２以下が望ましい事が分かる。
【０１０７】
（例３３）
先ず、粉末作製工程として、Ｆｅ７２．０Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３Ｃ０．５Ａｌ１．０の組成になるように秤量し、これらを用いて高圧水アトマイズ法により中心粒径の異なる軟磁性合金の微粉末を作製した。
【０１０８】
次に、成形体作製工程として、得られた合金粉末を各種の標準篩で篩う事によって、下記表８に示すような粉末を作製してからバインダとしてシリコーン樹脂を質量比で３％混合した後、１０ｍｍ×１０ｍｍの金型に粉末と共に成形した際に巻線コイルが成形体の丁度中心に来る様に配置した外径φＯＵＴ＝８，内径φＩＮ＝４ｍｍに高さ２ｍｍの巻線コイルとともに、高さが４ｍｍになるように室温で圧力４９０ＭＰａ（約５ｔ／ｃｍ２）を加えることにより成形体を成形した。
【０１０９】
次に１５０℃で樹脂硬化を行なった。なお、試料Ｎｏ．５の条件については、部品形状のまま５００℃，０．５Ｈｒ窒素中で熱処理した試料も作製した。
【０１１０】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、ＬＣＲメーターを用いて各周波数におけるインダクタンスと抵抗の測定から求めた１ＭＨｚのインダクタンス値とＱのピーク周波数とその値を求めたところ、下記表８に示されるような結果となった。
【０１１１】
次に、同じ試料のインダクタンス部品について、一般的なＤＣ／ＤＣコンバーターの評価キットを使用して電源変換効率を測定した結果を示す。測定条件は、入力１２Ｖ，出力５Ｖ，駆動周波数３００ｋＨｚ，出力電流は１Ａであった。
【０１１２】
【表８】
【０１１３】
上記表８から分かる通り、本発明のインダクタンス部品は、篩粒径が４５μｍ以下で中心粒径を３０μｍ以下とする事によって、Ｑのピーク周波数が５００ｋＨｚ以上で、かつ４０以上の値が得られ、その時に電源変換効率は８０％以上の良好な結果が得られた。また、篩粒径が４５μｍ以下で中心粒径が２０μｍ以下とする事によって、Ｑのピーク周波数が１ＭＨｚ以上で、かつ５０以上の値が得られ、その時に電源変換効率は８５％以上の更に良好な結果が得られた。また、インダクタンス部品を熱処理する事によって更に変換効率が向上する事が分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
以上の説明の通り、本発明の高周波用磁心は、高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性金属ガラス材料により安価に得られる上、これに巻線を施して成るインダクタンス部品についても、従来に無く高周波帯域での磁気特性が優れたものとなることにより、安価に高性能な従来に無い高透磁率圧粉磁心を作製できるので、各種電子機器の電源用部品であるチョークコイル，トランス等への適用が好適である。
【０１１５】
また、本発明の微細な粒径の粉末で成形された高周波用磁心は、更に高周波用において高性能のインダクタンス部品を作製出来、更に、これらの微細な粒径の粉末で成形された高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化する事によって、小型で大電流に対応したインダクタンス部品を作製出来るので、チョークコイル，トランス等のインダクタンス部品に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の高周波用磁心の基本構成に係る一例を示した外観斜視図である。
【図２】図１に示す高周波用磁心に巻線を施したインダクタンス部品を示した外観斜視図である。
【図３】本発明の高周波用磁心の基本構成に係る他の例を示した外観斜視図である。
【図４】図３に示す高周波用磁心に巻線を施したインダクタンス部品を示した外観斜視図である。
【図５】本発明の高周波用磁心の基本構成に係るもう一つの例を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 高周波用磁心
２ ギャップ
３ 巻線
３ａ，３ｂ 引き出し部分
５ 引き出し部分
６ 巻線
７ 高周波磁心
８ 磁性体
１０１，１０２，１０３ インダクタンス部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として軟磁性材料を用いた高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に高周波用磁心の材料としては、主にソフトフェライト，高珪素鋼，アモルファス，圧紛磁心等が使用されている。これらの材料が使用される理由は、ソフトフェライトの場合のように材料自体の比抵抗が高いためか、或いはその他の金属材料の場合のように薄板化したり、粉末化して、材料自体の比抵抗が低くても渦電流を小さくできるためである。又、これらの材料は、使用される周波数や用途で使い分けられるが、その理由を抜粋して説明すると、ソフトフェライトのように比抵抗が高い材料では飽和磁束密度が低く、高珪素鋼のように飽和磁束密度が高い材料では比抵抗が低く、飽和磁束密度及び比抵抗の何れにおいても高い磁性材料が提供されていないことによる。
【０００３】
ところで、最近の各種電子機器の急激な小型化と高機能化に伴い、コイル、トランス等のインダクタンス部品には小型化と同時に大きな直流電流下におけるインダクタンスが求められており、それを達成するには磁心の飽和磁束密度と高周波での損失特性を同時に向上させることが必要視されている。また、巻線コイルの電気抵抗に起因する銅損によってコイル・トランスが発熱する量も増大しており、この温度上昇を抑制するための方法も求められている。
【０００４】
しかしながら、ソフトフェライトの場合、飽和磁束密度を向上させることは検討されてはいるものの、殆ど改善されてないのが実情である。又、高珪素鋼やアモルファスの場合、材料自体の飽和磁束密度は高いものの、高周波帯域用に対応させるためには、高周波帯域になればなる程、薄板化しなければならず、その積層磁心は占積率の低下により飽和磁束密度の低下を招くことになっている。
【０００５】
更に、圧紛磁心の場合、微細な粉末の粒子間に絶縁物質を挿入することによって高比抵抗化を計り、しかも高密度成形をすれば高飽和磁束密度を達成できる可能性はあるが、使用される軟磁性粉末の飽和磁化を高める事や粉末間の絶縁を取りながら高密度に成形体を成形する方法が現状において確立されていない等の難題がある。
【０００６】
そこで、こうした問題、特に飽和磁束密度及び比抵抗の何れも高い磁性材料が得難いという問題を改善するものとして、軟磁性粉末として金属ガラス粉末を用い、その粉末に絶縁材を混合した後、常温以上の温度で成形体を成形することにより、比較的良好な周波数特性を有して高透磁率な軟磁性材料を得るための圧紛磁心及びその製造方法（特許文献１、参照）が提案されている。
【０００７】
ここで、一般に金属ガラスと総称される合金系は各種存在するが、軟磁性材料として使用されるのはＦｅ系合金に限定され、更にそれを大きく分類すれば、ＦｅＰＣＢＳｉＧａ系とＦｅＳｉＢＭ（Ｍは遷移金属）系とになる。
【０００８】
特許文献１では前者のＦｅＰＣＢＳｉＧａ系の合金を使用したものであり、その軟磁性材料によれば、高比抵抗及び高飽和磁束密度を達成できる良好な磁気特性が得られるようになっている。因みに、後者のＦｅＳｉＢＭ系の合金組成を開示したもの（特許文献２，特許文献３、参照）も知られており、更にその軟磁性材料を磁心に使用する旨を開示したもの（特許文献４、参照）もある。
【０００９】
一方、巻線コイルと金属粉末とが一体化して小型化しながら直流重畳特性を改善する旨を開示したもの（特許文献５，特許文献６、参照）もある。
【００１０】
上述した高周波用磁心として好適な軟磁性材料の場合、特許文献１に開示されたＦｅＰＣＢＳｉＧａ系のものでは、比較的良好な周波数特性を有して高透磁率な磁気特性が得られるが、ここではＧａ等の高価な金属を使用する必要があるため、材料自体がコスト高になって工業化の促進を阻害するという問題があり、又特許文献２や特許文献３に開示され、且つ特許文献４で磁心への適用が検討されているＦｅＳｉＢＭ系のものでは、材料自体の経済性に優れるという利点はあるが、高比抵抗及び高磁束密度を得るための手法が示されておらず（これはその合金系に適合した粉末製造法や成形体の成形方法が見い出されていないことが原因と推定される）、現状では高周波用磁心やそれを用いたインダクタンス部品への適用が困難であるという問題がある。また、特許文献５や特許文献６にはコイルの小型化について開示されているが、従来の金属軟磁性材料を使用しているため損失の低減が充分ではなかった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１８９２１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９４５１４号公報
【特許文献３】特開平１１−１３１１９９号公報
【特許文献４】特開平１１−７４１１１号公報
【特許文献５】特開平０４−２８６３０５号公報
【特許文献６】特開２００２−３０５１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による安価な高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体を特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体の粉末充填率が５０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印可した時の磁束密度が０．５Ｔ以上であり，且つ比抵抗が１×１０４Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で５％以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が７０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．７０Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で３％以下混合した混合物を該バインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が８０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で１％以下混合した混合物を該軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が９０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法で作製され、少なくとも粒子の５０％以上が１０μｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径であって、かつ硬度が低い軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記成形体は、成形後に合金粉末のキュリー点以上で熱処理され、且つ該合金粉末の粒子間の介在物の少なくとも一部にＳｉＯ２を含有することを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記インダクタンス部品において、前記高周波用磁心の磁路の一部にギャップが設けられていることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径、かつ硬度が小さい軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波磁心において、粉末充填率が５０％以上で５００ｋＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が４０以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、粉末最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が２０μｍ以下であって、前記高周波磁心の１ＭＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が５０以上であることを特徴とする高周波用磁心が得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化してあることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記いずれか１つの高周波用磁心において、前記成形体は、少なくとも１ターンの巻線コイルを構成し、前記巻線コイルが磁性体内に封じ込まれ、加圧成形を施されて一体化されていることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記インダクタンス部品において、６００℃以下で熱処理してなることを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る高周波用磁心は、経済性に優れる軟磁性金属ガラス粉末として、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）の合金組成を規定するように選択して磁気特性及びガラス形成性能及び粉末充填性の優れた粉末を得ることを可能としており、しかもその粉末に酸化処理や絶縁コーティングを施したものを金型等を用いて適当な成形方法で成形体を得るように成形することで圧粉磁心を作製するようにしているため、広帯域で優れた透磁率特性を示す従来に無い高透磁率圧粉磁心が得られ、結果として高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による高周波用磁心を安価に作製できるようになり、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成るインダクタンス部品においても、従来に無く安価で高性能なものとして作製できるため、工業上において極めて有益となる。
【００３４】
また、上記金属ガラス粉末の最大粒径が篩径で４５μｍ以下，中心粒径が３０μｍ以下、更に望ましくは２０μｍ以下の粉末を用いた時には、更に高周波における損失特性が極めて低い圧紛磁心が得られ、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも１ターン以上巻回してなるインダクタンス部品はＱ特性が極めて優れるので電源効率を向上させる事が可能となり、工業上において非常に有益となる。
【００３５】
更に、上記金属ガラス粉末の最大粒径が篩径で４５μｍ以下，中心粒径が３０μｍ以下、更に望ましくは２０μｍ以下の粉末を、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化することによって、金属ガラス特有の優れた磁心特性に加えて、巻線コイルに流れる電流に起因する発熱は金属磁性体を通じて放熱されるため、その相乗効果によって同じ形状で有ればより定格電流を高めたインダクタンス部品が得られる。ここで本金属ガラス粉末の歪取り熱処理温度は、巻線コイルに使用されている銅線及び被覆材の耐熱温度の上限と考えられる６００℃を超える温度よりも低いので、６００℃以下で熱処理をする事によって損失の著しく低いコイルを得る事が可能となるので、巻線コイルと粉末とが一体化されたコアを構成する粉末として本発明の合金組成は非常に適していると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明について詳しく説明する。
【００３７】
本発明者等は、種々検討の結果、経済性に優れる軟磁性金属ガラス粉末として、（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）の合金組成を規定するように選択すれば、磁気特性及びガラス形成性能の優れた粉末が得られ、その粉末に酸化処理や絶縁コーティングを施したものを金型等を用いて適当な成形方法で成形体を得るように成形することで圧粉磁心を作製すれば、この圧粉磁心が広帯域で優れた透磁率特性を示す従来に無い優れた性能を持つ高透磁率圧粉磁心となり、結果として高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性材料による高周波用磁心を安価に作製できることを見出した。
【００３８】
又、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して作製されるインダクタンス部品においても、従来に無く安価で高性能なものとして作製できることを見出した。
【００３９】
また、本発明者等は、上記組成式で表される軟磁性金属ガラス粉末の粒径を限定することによって、更に高周波における磁心損失に優れた圧粉磁心となることを見出した。
【００４０】
又、この高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して作製されるインダクタンス部品においても、従来に無く安価で高性能なものとして作製できることを見出した。また、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化することによって、高周波で大電流に対応したインダクタンス部品が得られることを見出した。
【００４１】
ここで成形体の比抵抗を高めるため、成形前の合金粉末を大気中で酸化熱処理しても良いし、又成形体を高密度に成形するため、バインダである樹脂の軟化点以上の温度で成形しても良く、更に成形体を高密度化するため合金粉末の過冷却液体領域で成形しても良い。
【００４２】
具体的に言えば、軟磁性金属ガラス粉末については、合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされるものとし、この軟磁性金属ガラス粉末に対して質量比で所定量のバインダを混合した混合物を成形することで成形体を得るようにすれば良い。
【００４３】
ここで、軟磁性金属ガラス粉末の合金組成について説明すれば、主成分であるＦｅは磁性を担う元素であり、高い飽和磁束密度を得るために必須である。このＦｅの一部は０〜０．５の範囲の割合でＣｏと置換することが可能であり、この置換成分がガラス形成性能を向上させる効果があり、更に飽和磁束密度も改善する効果が期待される。これらＦｅ及びその置換元素の総量は、合金粉末全体の７０原子％以上で７５原子％以下の範囲とするが、その理由は７０原子％以上でないと磁心の飽和磁束密度が低過ぎて有用性が失われ、７５原子％以上であると結晶化により磁心の透磁率とコアロスとが低下するためである。
【００４４】
Ｍ元素については、ガラス形成性能を向上させるために必要な遷移金属元素であり、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とするが、Ｍ元素の含有量は２原子％以上で５原子％以下の範囲とする。
【００４５】
その理由は、２原子％未満であればガラス形成性能が落ちて透磁率とコアロスとが著しく劣化し、５原子％を超えると飽和磁束密度が低下し、有用性が失われるためである。ここで、Ｍ元素の０〜０．５の割合をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）で置換する事によって、ガラス形成能を劣化させずにＦｅ，Ｃｏの比率を高める事が出来るため飽和磁束密度を改善することができる。
【００４６】
Ｓｉ及びＢは、軟磁性金属ガラス粉末を作製するために必須の元素であり、Ｓｉは８原子％以上で１２原子％以下の範囲とし、Ｂは１２原子％以上で１７原子％以下の範囲とする。その理由は、Ｓｉが８原子％未満であったり、或いは１２原子％を超える場合やＢが１２原子％未満であったり、或いは１７原子％を超える場合には、何れもガラス形成性能が落ちて安定した軟磁性金属ガラス粉末を作製することができないためである。尚、ここで、Ｓｉは、Ｐと置換することができる。
【００４７】
Ａｌ及びＣは、他の構成元素とともに本発明を構成する合金組成の範囲内で用いれば、各種アトマイズ法で粉末を作製する際に粉末形状を球状にする作用がある。その加える量としては、Ａｌ量は０．２原子％よりも少なければ粉末球状化の効果が小さく、２．０原子％よりも多ければアモルファス形成能を劣化させる。また、Ｃ量についても同様に０．１原子％よりも少なければ粉末球状化の効果が小さく、１．０原子％よりも多ければアモルファス形成能を劣化させる。また、Ａｌ及びＣは単独で用いる事も出来るし、複合して用いる事も出来る。
【００４８】
又、軟磁性金属ガラス粉末については、水アトマイズ法か、或いはガスアトマイズ法で作製されたものとし、少なくとも粒径の５０％以上が１０μｍ以上であるものとすることが好ましい。特に水アトマイズ法は、合金粉末を安価に大量に製造する方法として確立されており、この方法で粉末を製造できるのは工業的に非常に大きな利点である。但し、従来のアモルファス組成の場合、１０μｍ以上の合金粉末は結晶化するために磁気特性が著しく劣化し、結果として製品歩留が著しく劣化するので工業化の妨げとなっていたが、本発明の軟磁性金属ガラス粉末の合金組成は１５０μｍ以下であれば容易にガラス化（アモルファス化）するため、製品歩留も高くコスト面で非常に有利である。加えて、水アトマイズ法で作製された合金粉末は、粉末表面に適度な酸化被膜が既に形成されているので、これに樹脂を混合して成形体を成形すると比抵抗の高い磁心が容易に得られる。因みに、ここで説明した水アトマイズ法で作製した合金粉末やガスアトマイズ法で作製した合金粉末の何れにおいても、使用する合金粉末の結晶化温度以下とする温度条件下において大気中で熱処理すれば、更に良好な酸化被膜が形成されて磁心にしたときの比抵抗を高められる効果があり、これによって磁心のコアロスを低減することができる。一方、更に高周波用途のインダクタンス部品に対して、微細な粒径の金属粉末を用いて渦電流損失を低減出来る事は分かっているが、従来公知の合金組成では中心粒径（平均粒径）が３０μｍ以下になると製造時に粉末の酸化が著しくなり、一般的な水アトマイズ装置で作製した粉末では所定の特性が得られにくいという欠点があるが、金属ガラス粉末は合金の耐食性に優れているため微細な粉末でも酸素量の少ない優れた特性の粉末が比較的容易に製造できる利点を有する。
【００４９】
次に、成形体の成形方法については、基本的に軟磁性金属ガラス粉末に質量比で１０％以下のシリコーン樹脂等のバインダを混合し、金型を用いたり、或いはモールド成形により成形体を得れば良く、この成形体は粉末充填率が５０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．５Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１×１０４Ωｃｍ以上の高周波用磁心となる。尚、ここでのバインダの添加量について、質量比で１０％以下とした理由は、１０％を超えると飽和磁束密度がフェライトと同等かそれ以下になり、磁心の有用性が失われるためである。
【００５０】
又、成形体は、軟磁性金属ガラス粉末に対してバインダを質量比で５％以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得ても良く、この場合の成形体は、粉末充填率が７０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．７５Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上となる。磁束密度が０．７５Ｔ以上で、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上であると、センダストによる磁心よりも良好な特性となり、有用性が更に高まる。
【００５１】
更に、成形体は、軟磁性金属ガラス粉末に対してバインダを質量比で３％以下混合した混合物をバインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得ても良く、この場合の成形体は、粉末充填率が８０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上となる。磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であると、現在市販されているどの圧紛磁心よりも良好な特性となり、有用性が更に高まる。加えて、成形体は、軟磁性金属ガラス粉末に対してバインダを質量比で１％以下混合した混合物を軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度範囲で圧縮成形することで得ても良く、この場合の成形体は、粉末充填率が９０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上となる。磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上になると、実用領域ではアモルファス及び高珪素鋼鈑の積層コアとほぼ同等の磁束密度を示すようになるが、ここでの成形体の方がヒステリシス損失が小さく、比抵抗の高い分だけコアロス特性が格段に優れるので、磁心としては更に有用性が高まる。
【００５２】
更に、これらの高周波用磁心を成す成形体については、歪取り熱処理として、成形後にキュリー点以上の温度条件下で熱処理を施せば、コアロスが更に低下し、磁心としての有用性が更に高まる。このとき、合金粉末の粒子間の絶縁性を維持するため、粒子間の介在物の少なくとも一部にＳｉＯ２が含まれていれば望ましい（或いは介在物の全部がＳｉＯ２であっても良い）。
【００５３】
ところで、このような高周波用磁心に対し、必要に応じて磁路の一部にギャップを設けた上で巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回してインダクタンス部品を作製すれば、高磁界において高い透磁率を示す優れた特性を持つ製品を製造することができる。
【００５４】
それでは、本発明について図面を参照しながらさらに、詳しく説明する。
【００５５】
図１は、本発明の高周波用磁心１の基本構成に係る一例を示した外観斜視図である。図１では、上述した軟磁性金属ガラス粉末を用いた高周波用磁心１を円環板状に形成した様子を示している。
【００５６】
図２は、この高周波用磁心１に巻線を施して成るインダクタンス部品１０１を示した外観斜視図である。図２では、円環板状の高周波用磁心１に対し、巻線３を所定の巻回数で巻回してリード線引き出し部分３ａ，３ｂを含むようにインダクタンス部品１０１を作製した様子を示している。
【００５７】
図３は、本発明の高周波用磁心１の基本構成に係る他例を示した外観斜視図である。図３では、上述した軟磁性金属ガラス粉末を用いた高周波用磁心１を円環板状に形成した上、磁路の一部にギャップ２を設けた様子を示している。
【００５８】
図４は、このギャップ２を持つ高周波用磁心１に巻線を施して成るインダクタンス部品を示した外観斜視図である。図４では、ギャップ２を持つ円環板状の高周波用磁心１に対し、巻線３を所定の巻回数で巻回してリード線引き出し部分３ａ，３ｂを含むようにインダクタンス部品を作製した様子を示している。
【００５９】
また、上記金属ガラス組成であって最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が３０μｍ以下の軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで圧粉磁心を作製すれば、高周波で極めて低い損失特性を示す従来に無い優れた性能を持つ圧粉磁心となり、これに巻線を施すことよってＱ特性の優れたインダクタンス部品が得られる。更に巻線コイルが磁性体内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化することによって、高周波で大電流に対応したインダクタンス部品が得られる。
【００６０】
ここで粉末粒径を規定した理由を具体的に言えば、最大粒径が篩径で４５μｍを超えると高周波領域でのＱ特性が劣化するためであって、更に中心粒径が３０μｍ以下でないと５００ｋＨｚ以上でのＱ特性が４０を超えない。更に、中心粒径が２０μｍ以下でないと１ＭＨｚ以上でのＱ値（＝ｔａｎ１／δ）が５０以上にならないためである。金属ガラス粉末は合金自体の比抵抗が従来材料に比較して２〜１０倍程度高いので同じ粒径であってもＱ特性が高くなる利点が有る。また、Ｑ特性が同じで構わないのであれば使用可能な粒径範囲を広く取る事で粉末製造コストを低減することが可能となる。
【００６１】
図５は、本発明の高周波用インダクタンス部品の基本構成に係る他の一例を示した外観斜視図である。図５では、上述した軟磁性金属ガラス粉末によって形成された巻線コイル６が磁性体８内に封じ込まれている状態で加圧成形し一体化したインダクタンス部品１０３の様子を示している。なお、符号５は引き出し部分である。
【００６２】
次に、本発明の高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品の具体例について、製造工程を含めて説明する。
【００６３】
（例１〜２６、及び比較例１〜１１）
先ず、粉末作製工程として、Ｆｅ，Ｓｉ，Ｂ，Ｎｂ，Ａｌ，Ｃ及びその置換元素の純金属元素材料、または必要に応じて各種母合金を所定の組成になるように秤量し、これらを用いて一般的な水アトマイズ法により各種軟磁性合金粉末を作製した。但し、ミッシュメタルは混合希土類金属であって、ここではＬａ３０％，Ｃｅ５０％，Ｎｄ１５％，その他希土類元素残部のものを使用した。
【００６４】
次に、成形体作製工程として、得られた合金粉末をそれぞれ粉径が４５μｍ以下のものに分級してからバインダとしてシリコーン樹脂を質量比で４％混合した後、外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるように室温で圧力１．１８ＧＰａ（約１２ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。
【００６５】
更に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形態のものとする）を作製した。
【００６６】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、ＬＣＲメーターを用いて１００ｋＨｚのインダクタンス値から透磁率を求め、更に直流磁気特性測定装置を用いて１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの飽和磁束密度を測定すると共に、各磁心の上下面を研磨してＸ線回折（ＸＲＤ）の測定を行うことで相を観察したところ、下記表１に示されるような結果となった。
【００６７】
（例１〜２６）
【表１】
【００６８】
但し、上記表１では各種試料の組成比を示している他、ＸＲＤの測定で得られたＸＲＤパターンにおいて、ガラス相特有のブロードなピークしか検出されないものをガラス相とし、又結晶に起因する鋭いピークがブロードなピークと共に観察されたものを（ガラス＋結晶）相とし、ブロードなピークが見られず鋭いピークのみの場合を結晶相と判断した。尚、ガラス相が得られた組成の試料についてはＤＳＣによる熱分析として、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、全ての試料について、過冷却液体温度領域ΔＴｘ（＝Ｔｘ−Ｔｇ，Ｔｘ：結晶化温度、Ｔｇ：ガラス遷移温度）が３０Ｋ以上であることを確認した。各種成形体（磁心）の比抵抗を直流２端子法で測定したところ、比抵抗はすべての試料が１Ωｃｍ以上の良好な値を示していることも確認した。
【００６９】
ＤＳＣの昇温速度は４０Ｋ／ｍｉｎである。例１〜３と比較例１〜２より、Ｎｂ量が３〜６％のときガラス相を有する磁心が得られる事が分かる。
【００７０】
しかし、比較例２のＮｂ６％の場合には磁束密度が０．７０Ｔ以下と低い事が分かる。
【００７１】
また、例４〜９と比較例３〜６より、Ｓｉ量が８〜１２及びＢ量が１２〜１７でＦｅ量が７０〜７５のときガラス相を有する磁心が得られる事が分かる。
【００７２】
例１０〜１４と比較例７より、Ｆｅの一部をＣｏで置換する事により、Ｎｂ２％でも金属ガラス粉末が得られている事が分かる。しかし、置換量が０．５を超えると磁束密度の改善効果が見られない事が分かる。また、Ｎｂの代わりにＴａ，Ｍｏを使用しても同様の効果が得られる事が分かる。
【００７３】
例１５〜１６と比較例８より、ＮｂをＺｎで置換する事によって飽和磁束密度が向上するが、その置換の割合が０．５を超えるとガラス相が形成出来なくなる事が分かる。
【００７４】
また、ＺｎとＮｂの合計添加量については、例１７〜１８と比較例９より、５％以下が適当である事が分かる。例１９〜２０より、Ｚｎの代わりにＳｎまたはミッシュメタルを添加しても同様の効果が得られる事が分かる。
【００７５】
例２１〜２３より、Ｆｅの一部をＣｏで置換しても、同様の効果が得られる事が分かるし、Ｎｂの代わりにＴａ，Ｍｏを使用しても同様の効果が得られる事が分かる。また、例２４〜２６と比較例１１〜１２に示す通り、Ａｌは２．０以下添加する事が出来、Ｃは１．０以下添加する事が出来るが、それ以上添加するとアモルファス形成能が著しく劣化することが分かる。
【００７６】
（例２７）
（Ｆｅ０．８Ｃｏ０．２）７３Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ２Ａｌ１．０Ｃ０．５の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法で作製した。得られた粉末を７５μｍ以下に分級し、ＸＲＤの測定を行いガラス相特有のブロードなピークを確認した。
【００７７】
次に、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度および結晶化温度の測定を行い、ΔＴｘが３５Ｋである事が分かった。次に、この粉末をガラス遷移温度よりも低い４５０℃で０．５時間大気中で熱処理し、粉末表面に酸化物を形成させた。次に、この粉末を使用してシリコーン樹脂を１０％，５％，２．５％，１％，０．５％混合した。これらの粉末をφ２７×φ１４の金型を用いてそれぞれ室温，樹脂の軟化温度より高い１５０℃，本金属ガラス粉末の過冷却液体領域である５５０℃の３条件でそれぞれ成形し、粉末充填率、直流磁気特性によって磁束密度、直流の比抵抗を測定した結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
【００７９】
表２よりバインダーが５％を越える時は比抵抗がフェライト磁心に匹敵する≧１０４の高い値が得られるが、成形温度を高くしてもその効果は見られず室温での成形で充分である。次に、バインダーが５％の時も、１００Ωｃｍ以上の高い比抵抗が得られるが、室温での成形で充分である。次に、バインダー量が２．５％の時は、１５０℃で成形すると飛躍的に粉末充填率が改善され磁束密度が高く、しかも１０Ωｃｍ以上の比抵抗が得られる事が分かる。次に、バインダー量が１％と０．５％の時は５５０℃で成形した時に飛躍的に粉末充填率が改善され飽和磁束密度が高く、しかも０．１Ωｃｍ以上の比抵抗が得られる事が分かる。
【００８０】
（例２８）
例２８では、Ｆｅ７２Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３Ａｌ１．０Ｃ０．５の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法により粉末作製した後、得られた粉末を粒径が７５μｍ以下のものに分級してからＸＲＤの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。
【００８１】
又、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却液体温度領域ΔＴｘが３５Ｋであることを確認した。次に、この粉末をガラス遷移温度よりも低い温度条件４５０℃に保ち、０．５時間大気中で熱処理して粉末表面に酸化物を形成させた。
【００８２】
更に、この酸化物が形成された粉末を使用してバインダとしてシリコーン樹脂を質量比で、それぞれ１０％，５％，２．５％，１％，０．５％混合し、これらの粉末を外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるようにそれぞれ室温，樹脂の軟化温度より高い１５０℃，軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域である５５０℃の３つの条件下でそれぞれ圧力１．１８ＧＰａ（約１２ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。
【００８３】
次に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形状のものとする）を作製した。
【００８４】
次に、各種試料（Ｎｏ．１〜１５）のインダクタンス部品について、粉末充填率％、直流磁気特性による磁束密度（ａｔ１．６×１０４Ａ／ｍ）、直流の比抵抗Ωｃｍを測定したところ、下記表３に示されるような結果となった。
【００８５】
【表３】
【００８６】
上記表３からは、バインダの添加量（樹脂量）が５％を越えるときは比抵抗がフェライト磁心に匹敵する≧１０４の高い値が得られるが、成形温度を高くしてもその効果は見られずに室温程度の成形条件で充分であることが判る。又、樹脂量が５％のときにも、１００Ωｃｍ以上の高い比抵抗が得られるが、同様に室温での成形で充分であることが判る。
【００８７】
更に、樹脂量が２．５％のときには、１５０℃で成形すると飛躍的に粉末充填率が改善されて磁束密度が高くなり、しかも１０Ωｃｍ以上の比抵抗が得られることが判る。加えて、樹脂量が１％のとき、及び０．５％のときは５５０℃で成形すると飛躍的に粉末充填率が改善されて飽和磁束密度が高くなり、しかも０．０１Ωｃｍ以上の比抵抗が得られることが判る。
【００８８】
（例２９）
例２７のうち試料Ｎｏ．１２を用いて、各種の磁心材料とインダクタンス特性を測定した。また、同一の合金粉末と製造工程で作製した磁心を５００℃で０．５時間窒素雰囲気中で熱処理した試料のインダクタンス特性についても下記表４に示した。ただし、インダクタンス値は規格化のため透磁率を求め比較した。比較した磁心材料はセンダスト，６．５％珪素鋼，鉄系アモルファスである。
【００８９】
【表４】
【００９０】
表４より、本発明のインダクタンス部品は、アモルファスを用いたインダクタンス部品と同等の磁束密度を有しながら、センダストを用いたインダクタンス部品よりも低いコアロス特性を示すので、非常に優れたインダクタンス部品として使用できる事が分かる。また、熱処理した磁心を用いたインダクタンス部品では更に透磁率とコアロスが向上する事が確認された。
【００９１】
（例３０）
例３０では、先の例２８にあっての試料Ｎｏ．１２に該当する材料を用いてインダクタンス部品を作製し、又同じ合金粉末と製造工程とにより作製した高周波用磁心を５００℃で０．５時間窒素雰囲気中で熱処理したもの、更に比較としてセンダスト，６．５％珪素鋼，Ｆｅ系アモルファスによる磁心材料でそれぞれ作製したインダクタンス部品（図４に示したように磁路の一部にギャップを持つ形態を含む）について、直流磁気特性による磁束密度（ａｔ１．６×１０４Ａ／ｍ）、直流の比抵抗Ωｃｍ、インダクタンス値の規格化のため透磁率、コアロス（２０ｋＨｚ，０．１Ｔ）を測定したところ、下記表５に示されるような結果となった。
【００９２】
【表５】
【００９３】
表５からは、本発明のインダクタンス部品は、磁心にＦｅ系アモルファスを用いたインダクタンス部品の場合とほぼ同等な磁束密度を有しながら、磁心にセンダストを用いたインダクタンス部品の場合よりも低いコアロスを示すので、非常に優れた特性を持つことが判る。又、熱処理を施した磁心を用いたインダクタンス部品では、更に透磁率とコアロスとが向上していることが確認され、一層優れた特性を持つようになることが判る。
【００９４】
（例３１）
例３１では、Ｆｅ７２Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３Ａｌ１．０Ｃ０．５の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法により粉末作製した後、得られた粉末を粒径が４５μｍ以下のものに分級してからＸＲＤの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。
【００９５】
又、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却温度範囲ΔＴｘが３５Ｋであることを確認した。次に、以下の合金組成の水アトマイズ粉末を標準篩で２０μｍ以下に篩った粉末を表６に示す比率で混合した。
【００９６】
更に、この粉末を使用してバインダとしてシリコーン樹脂を質量比でそれぞれ１．５％混合し、これらの粉末を外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるように室温でそれぞれ圧力１．１８ＧＰａ（約１２ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。成形後に５００℃Ａｒ中で熱処理した。
【００９７】
次に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形態のものとする）を作製した。
【００９８】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、粉末充填率％、透磁率、コアロス（２０ｋＨｚ０．１Ｔ）を測定したところ、下記表６に示されるような結果となった。
【００９９】
【表６】
【０１００】
上記表６からは、本発明のインダクタンス部品は、金属ガラス粉末にそれよりも粒径の細かい軟磁性粉末を添加する事によって粉末充填率が改善され、それによって透磁率が向上する事を示している。一方、添加量が５０％を超えると改善効果が薄れて、またコアロス特性が著しく劣化することから、添加量は５０％以下が望ましい事が分かる。
【０１０１】
（例３２）
例３２では、Ｆｅ７３．５−ｑ−ｒＳｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３ＣｑＡｌｒの合金組成において、ｑとｒの比率を種々変化させた合金粉末を水アトマイズ法により製造する事によって、下記表７に示すようなアスペクト比を有する粉末を作製した後、得られた粉末を粒径が４５μｍ以下のものに分級してからＸＲＤの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。又、ＤＳＣにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却温度範囲ΔＴｘが３５Ｋであることを確認した。
【０１０２】
更に、この粉末を使用してバインダとしてシリコーン樹脂を質量比でそれぞれ３．０％混合し、これらの粉末を外径φＯＵＴ＝２７ｍｍ×内径φＩＮ＝１４ｍｍの溝を持つ金型を使用し、高さが５ｍｍになるように室温でそれぞれ圧力１．４７ＧＰａ（約１５ｔ／ｃｍ２）を加えることにより各種成形体を成形した。成形後に５００℃Ａｒ中で熱処理した。
【０１０３】
次に、得られた各種成形体を樹脂硬化した後、各種成形体の重量及び寸法を測定してから適当な巻回数で巻線を施して各種インダクタンス部品（図２に示される形態のものとする）を作製した。
【０１０４】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、粉末充填率％、透磁率を測定したところ、下記表７に示されるような結果となった。
【０１０５】
【表７】
【０１０６】
表７からは、本発明のインダクタンス部品は、金属ガラス粉末のアスペクト比を高くする事によって透磁率が向上する事を示している。一方、アスペクト比が２．０を超えると初期透磁率は高いが直流重畳下での透磁率が劣化するので粉末のアスペクト比は２以下が望ましい事が分かる。
【０１０７】
（例３３）
先ず、粉末作製工程として、Ｆｅ７２．０Ｓｉ９Ｂ１４．５Ｎｂ３Ｃ０．５Ａｌ１．０の組成になるように秤量し、これらを用いて高圧水アトマイズ法により中心粒径の異なる軟磁性合金の微粉末を作製した。
【０１０８】
次に、成形体作製工程として、得られた合金粉末を各種の標準篩で篩う事によって、下記表８に示すような粉末を作製してからバインダとしてシリコーン樹脂を質量比で３％混合した後、１０ｍｍ×１０ｍｍの金型に粉末と共に成形した際に巻線コイルが成形体の丁度中心に来る様に配置した外径φＯＵＴ＝８，内径φＩＮ＝４ｍｍに高さ２ｍｍの巻線コイルとともに、高さが４ｍｍになるように室温で圧力４９０ＭＰａ（約５ｔ／ｃｍ２）を加えることにより成形体を成形した。
【０１０９】
次に１５０℃で樹脂硬化を行なった。なお、試料Ｎｏ．５の条件については、部品形状のまま５００℃，０．５Ｈｒ窒素中で熱処理した試料も作製した。
【０１１０】
次に、各種試料のインダクタンス部品について、ＬＣＲメーターを用いて各周波数におけるインダクタンスと抵抗の測定から求めた１ＭＨｚのインダクタンス値とＱのピーク周波数とその値を求めたところ、下記表８に示されるような結果となった。
【０１１１】
次に、同じ試料のインダクタンス部品について、一般的なＤＣ／ＤＣコンバーターの評価キットを使用して電源変換効率を測定した結果を示す。測定条件は、入力１２Ｖ，出力５Ｖ，駆動周波数３００ｋＨｚ，出力電流は１Ａであった。
【０１１２】
【表８】
【０１１３】
上記表８から分かる通り、本発明のインダクタンス部品は、篩粒径が４５μｍ以下で中心粒径を３０μｍ以下とする事によって、Ｑのピーク周波数が５００ｋＨｚ以上で、かつ４０以上の値が得られ、その時に電源変換効率は８０％以上の良好な結果が得られた。また、篩粒径が４５μｍ以下で中心粒径が２０μｍ以下とする事によって、Ｑのピーク周波数が１ＭＨｚ以上で、かつ５０以上の値が得られ、その時に電源変換効率は８５％以上の更に良好な結果が得られた。また、インダクタンス部品を熱処理する事によって更に変換効率が向上する事が分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
以上の説明の通り、本発明の高周波用磁心は、高飽和磁束密度であって、且つ比抵抗の高い軟磁性金属ガラス材料により安価に得られる上、これに巻線を施して成るインダクタンス部品についても、従来に無く高周波帯域での磁気特性が優れたものとなることにより、安価に高性能な従来に無い高透磁率圧粉磁心を作製できるので、各種電子機器の電源用部品であるチョークコイル，トランス等への適用が好適である。
【０１１５】
また、本発明の微細な粒径の粉末で成形された高周波用磁心は、更に高周波用において高性能のインダクタンス部品を作製出来、更に、これらの微細な粒径の粉末で成形された高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化する事によって、小型で大電流に対応したインダクタンス部品を作製出来るので、チョークコイル，トランス等のインダクタンス部品に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の高周波用磁心の基本構成に係る一例を示した外観斜視図である。
【図２】図１に示す高周波用磁心に巻線を施したインダクタンス部品を示した外観斜視図である。
【図３】本発明の高周波用磁心の基本構成に係る他の例を示した外観斜視図である。
【図４】図３に示す高周波用磁心に巻線を施したインダクタンス部品を示した外観斜視図である。
【図５】本発明の高周波用磁心の基本構成に係るもう一つの例を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 高周波用磁心
２ ギャップ
３ 巻線
３ａ，３ｂ 引き出し部分
５ 引き出し部分
６ 巻線
７ 高周波磁心
８ 磁性体
１０１，１０２，１０３ インダクタンス部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体を特徴とする高周波用磁心。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体の粉末充填率が５０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印可した時の磁束密度が０．５Ｔ以上であり，且つ比抵抗が１×１０４Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で５％以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が７０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．７０Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項４】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で３％以下混合した混合物を該バインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が８０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項５】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で１％以下混合した混合物を該軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が９０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項６】
請求項１〜５の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法で作製され、少なくとも粒子の５０％以上が１０μｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項７】
請求項１〜６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径であって、かつ硬度が低い軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心。
【請求項８】
請求項１から７の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項９】
請求項１〜８の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記成形体は、成形後に合金粉末のキュリー点以上で熱処理され、且つ該合金粉末の粒子間の介在物の少なくとも一部にＳｉＯ２を含有することを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１０】
請求項１〜９の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１１】
請求項１０に記載のインダクタンス部品において、前記高周波用磁心の磁路の一部にギャップが設けられていることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１２】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１３】
請求項１２に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径、かつ硬度が小さい軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１５】
請求項１２〜１４の内のいずれか１つに記載の高周波磁心において、粉末充填率が５０％以上で５００ｋＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が４０以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１６】
請求項１２〜１５の内のいずれか１つに記載の高周波磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、粉末最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が２０μｍ以下であって、前記高周波磁心の１ＭＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が５０以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１７】
請求項１２〜１６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１８】
請求項１２〜１６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化してあることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１９】
請求項１２〜１６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記成形体は、少なくとも１ターンの巻線コイルを構成し、前記巻線コイルが磁性体内に封じ込まれ、加圧成形を施されて一体化されていることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項２０】
請求項１７〜１９の内のいずれか１つに記載のインダクタンス部品において、６００℃以下で熱処理してなることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１】
合金組成式が（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ−ｒ（Ｍ１−ｐＭ’ｐ）ｘＴｙＢｚＣｑＡｌｒ（但し、０≦ａ≦０．５０、０≦ｐ≦０．５、２原子％≦ｘ≦５原子％、８原子％≦ｙ≦１２原子％、１２原子％≦ｚ≦１７原子％、０．１原子％≦ｑ≦１．０原子％、０．２原子％≦ｒ≦２．０原子％とし、且つ２５≦（ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｑ＋ｒ）≦３０、ＭをＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｗから選ばれた１種以上とし、Ｍ’をＺｎ，Ｓｎ，Ｒ（ＲはＹを含む希土類金属）から選ばれた１種以上とし、ＴをＳｉ，Ｐから選ばれた１種以上とする）で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で１０％以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体を特徴とする高周波用磁心。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体の粉末充填率が５０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印可した時の磁束密度が０．５Ｔ以上であり，且つ比抵抗が１×１０４Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で５％以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が７０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．７０Ｔ以上であり、且つ比抵抗が１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項４】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で３％以下混合した混合物を該バインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が８０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が０．９Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項５】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で１％以下混合した混合物を該軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が９０％以上で１．６×１０４Ａ／ｍの磁界を印加したときの磁束密度が１．０Ｔ以上で、且つ比抵抗が０．０１Ωｃｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項６】
請求項１〜５の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法で作製され、少なくとも粒子の５０％以上が１０μｍ以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項７】
請求項１〜６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径であって、かつ硬度が低い軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心。
【請求項８】
請求項１から７の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項９】
請求項１〜８の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記成形体は、成形後に合金粉末のキュリー点以上で熱処理され、且つ該合金粉末の粒子間の介在物の少なくとも一部にＳｉＯ２を含有することを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１０】
請求項１〜９の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１１】
請求項１０に記載のインダクタンス部品において、前記高周波用磁心の磁路の一部にギャップが設けられていることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１２】
請求項１に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１３】
請求項１２に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径、かつ硬度が小さい軟磁性合金粉末を体積比で５％〜５０％添加した事を特徴とする高周波用磁心。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比（長軸／短軸）が実質的に１〜２であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１５】
請求項１２〜１４の内のいずれか１つに記載の高周波磁心において、粉末充填率が５０％以上で５００ｋＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が４０以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１６】
請求項１２〜１５の内のいずれか１つに記載の高周波磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、粉末最大粒径が篩径で４５μｍ以下で中心粒径が２０μｍ以下であって、前記高周波磁心の１ＭＨｚ以上におけるＱ（１／ｔａｎδ）のピーク値が５０以上であることを特徴とする高周波用磁心。
【請求項１７】
請求項１２〜１６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で１ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１８】
請求項１２〜１６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化してあることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項１９】
請求項１２〜１６の内のいずれか１つに記載の高周波用磁心において、前記成形体は、少なくとも１ターンの巻線コイルを構成し、前記巻線コイルが磁性体内に封じ込まれ、加圧成形を施されて一体化されていることを特徴とするインダクタンス部品。
【請求項２０】
請求項１７〜１９の内のいずれか１つに記載のインダクタンス部品において、６００℃以下で熱処理してなることを特徴とするインダクタンス部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３２９０７（Ｐ２００６−３２９０７Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３６９５８（Ｐ２００５−１３６９５８）
【出願日】平成１７年５月１０日（２００５．５．１０）
【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１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１０日（２００５．５．１０）
【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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