以下、本発明の実施の形態を説明する。

 <リアクトル>
 ハイブリッド自動車等の昇圧回路に用いら� ��る代表的なリアクトルRのコアは、図1に示� �ようなリング状のコアMである。このコアMは 、以下のような複数のコア片を組み合わせて 構成されている。コアMは、矩形状の端面を� �するU字状コア片mu一対と、I字状コア片mi4つ� ��から成り、各U字状コア片muを互いの端面同� ��が対向するように配し、各端面間にI字状コ ア片miを2つずつ並べて、それぞれを接合して 構成している。上記コアMは、絶縁被膜を有� �る金属磁性粒子、つまり複合磁性粒子を加� �成形して得ることができる。

 また、上記コアMは、通常、磁気飽和を回 避するため、コア片の各接合部にスペーサs� �配することにより、閉磁路中にギャップが� �けられている。リアクトルのインダクタン� �は、主として閉磁路に形成するギャップの� �計長(ここではスペーサsの合計厚み)により� �定される。各スペーサsにはアルミナといっ� ��非磁性材料の板材を高精度に加工して利用� ��ている。

 そして、このようなコアMの一部に巻線を 巻回してコイルCを形成し、このコイルCに電� ��を流すことでコアMに閉磁路を形成する。巻 線は、銅線などにエナメルなどの絶縁被膜を 施したものが利用できる。巻線の断面形状に は、丸や多角形が挙げられる。

 その他、図示しないが、コアの形態をい� ��ゆるポットコアとしてもよい。ポットコア� ��、例えば、コイルの内側に配される柱状の� ��側コアと、コイルの外側に配される円筒状� ��外側コアと、コイルの両端側の各々に配さ� ��る円盤状の端部コアとを有する。ポットコ� ��とすれば、コイルがコア内に収納された状� ��のリアクトルとなるため、コイルの励磁に� ��なう振動による騒音を効果的に抑制したり� ��コイルを機械的に保護したりすることがで� ��る。さらに、コアを介してのコイルの放熱� ��効果的に行うことができる。

 〔コア〕
 上述したようなコアを構成する複合磁性粒� ��は、金属磁性粒子の表面に絶縁被膜と外周� ��膜とが形成された粉末である。

  (金属磁性粒子)
 金属磁性粒子としては、鉄を50質量%以上含� ��するものが好ましく、例えば、純鉄(Fe)が挙 げられる。その他、鉄合金、例えば、鉄(Fe)-� ��リコン(Si)系合金、鉄(Fe)-アルミニウム(Al)系 合金、鉄(Fe)-窒素(N)系合金、鉄(Fe)-ニッケル(N i)系合金、鉄(Fe)-炭素(C)系合金、鉄(Fe)-ホウ素 (B)系合金、鉄(Fe)-コバルト(Co)系合金、鉄(Fe)-� ��ン(P)系合金、鉄(Fe)-ニッケル(Ni)-コバルト(Co )系合金、及び鉄(Fe)-アルミニウム(Al)-シリコ� ��(Si)から選択される1種からなるものが利用� �きる。特に、透磁率及び磁束密度の点から� �99質量%以上がFeである純鉄が好ましい。また 、純鉄は、鉄合金と比較して安価であり、経 済性にも優れる。

 金属磁性粒子の平均粒径は、1μm以上70μm� ��下とする。金属磁性粒子の平均粒径を1μm以 上とすることによって、複合磁性粒子の流動 性を落とすことがなく、複合磁性粒子を用い て製作された圧粉磁心の保磁力およびヒステ リシス損の増加を抑制できる。逆に、金属磁 性粒子の平均粒径を70μm以下とすることによ� ��て、1kHz以上の高周波域において発生する渦 電流損を効果的に低減できる。より好ましい 金属磁性粒子の平均粒径は、50μm以上70μm以� �である。この平均粒径の下限が50μm以上であ れば、渦電流損の低減効果が得られると共に 、複合磁性粒子の取り扱いが容易になり、よ り高い密度の成形体とすることができる。な お、この平均粒径とは、粒径のヒストグラム 中、粒径の小さい粒子からの質量の和が総質 量の50%に達する粒子の粒径、つまり50%粒径を いう。

 また、金属磁性粒子は、その粒径の標準� ��差(σ)と平均粒径(μ)との比である変動係数Cv (σ/μ)が0.40以下であることとする。変動係数C vを0.40以下とすることによって、金属磁性粒� ��の粒径の分布を均一にできるので、複合磁� ��粒子を用いて作製された成形体内部の均一� ��を向上できる。その結果、コアの磁化過程� ��おいて磁壁の移動を容易にできるので、直� ��重畳特性を向上できる。より好ましい変動� ��数Cvは、0.38以下であり、さらに好ましくは0 .36以下である。この変動係数Cvは小さいほど� ��ましいが、製造の容易性の観点から、下限� ��0.001以上程度である。

 金属磁性粒子の形状は、円形度が0.80以上 1以下となるような形状とする。円形度を0.80� ��上とすることで、複合磁性粒子の加圧成形� ��に金属磁性粒子の表面に生じる歪みを低減� ��きるので、直流重畳特性を向上できる。ま� ��、円形度が0.80以上であれば、先鋭な突起が 少なく球形に近い形状であるため、複合磁性 粒子の加圧成形時に、この粉末同士が圧接さ れて絶縁被膜が損傷することを抑制できる。 その結果、金属磁性粒子間の絶縁をより確実 に保持して、渦電流損の低減を図ることがで きる。特に、円形度は0.91以上が好ましい。� �お、金属磁性粒子の外形が真球状である場� �には、金属磁性粒子の円形度は1.0となる。

  (絶縁被膜)
 絶縁被膜は、金属磁性粒子間の絶縁層とし� ��機能する。この金属磁性粒子を絶縁被膜で� ��うことによって、金属磁性粒子同士の接触� ��抑制し、成形体の比透磁率を抑えることが� ��きる。また、絶縁被膜の存在により、金属� ��性粒子間に渦電流が流れるのを抑制して、� ��形体の渦電流損を低減させることができる� ��絶縁被膜は、リン化合物、ケイ素化合物、� ��ルコニウム化合物およびアルミニウム化合� ��からなる群より選択された少なくとも一種� ��含む材質が好適に利用できる。これらの物� ��は絶縁性に優れているため、金属磁性粒子� ��流れる渦電流を効果的に抑制できる。具体� ��としては、リン酸鉄、リン酸マンガン、リ� ��酸亜鉛、リン酸カルシウム、酸化シリコン� ��酸化ジルコニウムなどが挙げられる。また� ��絶縁被膜には、金属酸化物、金属窒化物、� ��たは金属炭化物や、リン酸金属塩化合物、� ��ウ酸金属塩化合物、または珪酸金属塩化合� ��などの絶縁性物質が利用できる。ここでの� ��属には、Fe、Al、Ca、Mn、Zn、Mg、V、Cr、Y、Ba� ��Sr、希土類元素などから選択された少なく� �も一種が利用できる。このような材質から� �る絶縁被膜は、単層でもよいし複数層でも� �い。

 絶縁被膜の厚みは、10nm以上1μm以下であ� �ことが好ましい。絶縁被膜の厚みを10nm以上� ��することによって、金属磁性粒子同士の接� ��の抑制や渦電流によるエネルギー損失を効� ��的に抑制することができる。また、絶縁被� ��の厚みを1μm以下とすることによって、複合 磁性粒子に占める絶縁被膜の割合が大きくな りすぎない。このため、この複合磁性粒子の 磁束密度が著しく低下することを防止できる 。なお、複合磁性粒子の粒径が小さければ、 絶縁被膜の厚みも小さくなる傾向にある。

 上記絶縁被膜の厚さは、組成分析(TEM-EDX:t ransmission electron microscope energy dispersive X-ray  spectroscopy)によって得られる膜組成と、誘導 結合プラズマ質量分析(ICP-MS:inductively coupled  plasma-mass spectrometry)によって得られる元素量� ��を鑑みて相当厚さを導出し、更に、TEM写真� ��より直接、被膜を観察し、先に導出された� ��当厚さのオーダーが適正な値であることを� ��認して決定される平均的な厚さとする。

  (外周被膜)
 外周被膜の具体的構成や成膜方法は特開2006 -202956号公報に記載の構成や方法が利用でき� �。

   <耐熱性付与保護被膜>
 耐熱性付与保護被膜は、成形体の熱処理時� ��下層の絶縁被膜が加熱されて熱分解するの� ��防ぐ役割を果たしている。そのため、耐熱� ��付与保護被膜は、絶縁被膜の直上に形成す� ��ことが好ましい。耐熱性付与保護被膜の材� ��としては、有機シリコン化合物を含み、か� ��シロキサン架橋密度(R/Si)が0より大きく1.5以 下である材料が挙げられる。ここで、シロキ サン架橋密度(R/Si)とは、Si原子1個に結合して いる有機基の平均数を表わす数値であり、こ の値が小さいほど架橋度が大きく、Si元素の� ��有量が大きくなる。

   <可撓性保護被膜>
 可撓性保護被膜は、複合磁性粒子の加圧成� ��時に下層の耐熱性付与保護被膜や絶縁被膜� ��破壊されるのを防ぐ役割を果たしている。� ��のため、可撓性保護被膜は耐熱性付与保護� ��膜や絶縁被膜の直上に形成することが好ま� ��い。もっとも、絶縁被膜の上に順次可撓性� ��護被膜、耐熱性付与保護被膜が形成されて� ��よい。この可撓性保護被膜は、たとえば、� ��ロキサン架橋密度(R/Si)が1.5より大きいシリ� ��ーン樹脂よりなっている。その他、可撓性� ��護被膜は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂� ��またはアミド樹脂などよりなっていてもよ� ��。

 このような可撓性保護被膜は、所定の屈� ��性を有する材料よりなっている。具体的に� ��、直径6mmの丸棒を用いて室温にてJISに規定� ��る屈曲性試験を行なった場合に、塗膜にひ� ��が入らず、かつ金属板から剥がれない材料� ��りなっている。この屈曲性試験は、以下の� ��法により行なわれる。試験片を、自然乾燥� ��ニスについては24時間室内に置いてから、� �熱乾燥ワニスについては規定の温度と時間� �で追加加熱する。その後、室温で放冷して� �ら、金属板の試験片については25±5℃の水中 に約2分保ちそのままの状態で塗膜を外側に� �て所定の直径をもつ丸棒に沿って約3秒間で1 80度折り曲げる。そして、塗膜にひびが入っ� ��いないか、また、金属板から剥がれていな� ��かどうかを目視で調べる。

   <混合組成部>
 耐熱性付与保護被膜と可撓性保護被膜は、� ��み方向に組成が連続的に変化する混合組成� ��を有することが好ましい。絶縁被膜の表面� ��混合組成部を有する外周被膜を形成する方� ��としては、たとえば耐熱性付与保護被膜の� ��分を溶解した有機溶媒中に、絶縁被膜を形� ��した金属磁性粒子を浸漬して攪拌し、徐々� ��可撓性保護被膜の成分を有機溶媒中に溶解� ��ていきながら有機溶媒を蒸発させる方法が� ��げられる。この方法では、耐熱性付与保護� ��膜の成分が始めに絶縁被膜の表面を被覆し� ��耐熱性付与保護被膜の成分の割合が有機溶� ��中で減少していく。一方、可撓性保護被膜� ��成分は有機溶媒中において増加していき、� ��々に可撓性保護被膜の成分が増加した外周� ��膜が得られる。

 〔コアの製造方法〕
  (準備工程)
 まず、準備工程では、上述した平均粒径、� ��動係数、円形度の金属磁性粒子を用意する� ��金属磁性粒子の変動係数を変えるには、金� ��磁性粒子をふるいにかけて分級するなどし� ��、その粒径のばらつきを小さくする。また� ��円形度が0.8以上の金属磁性粒子を得るには� ��アトマイズ法にて金属磁性粒子を作製する� ��合、噴霧した金属が凝固する際の冷却速度� ��遅くしたりすることが挙げられる。アトマ� ��ズ法には、ガスアトマイズ法で生成された� ��末や、水アトマイズ法で生成された粉末が� ��る。このうち、前者がほぼ球状の粒子であ� ��、後者は表面に凹凸が形成された非球状の� ��子である。ただし、この水アトマイズ法で� ��成された金属磁性粒子であっても、ボール� ��ルなどで粉砕して球状に形成することで0.8� ��上の円形度を得ることができる。

 上述した所定の金属磁性粒子には、絶縁� ��膜の形成前に、700℃以上1400℃未満の温度で 予備熱処理することが好ましい。金属磁性粒 子には、アトマイズ処理時の熱応力などに起 因する歪みや結晶粒界などの多数の欠陥が存 在している。そのため、上記の予備熱処理を 実施することによって、これらの欠陥を低減 させることができる。この予備熱処理は省略 されてもよい。

 得られた金属磁性粒子には、絶縁被膜を� ��す。絶縁被膜の形成手法の代表例としては� ��リン酸塩化成処理が挙げられる。その他に� ��剤吹きつけや前駆体を用いたゾルゲル処理� ��利用することもできる。また、有機溶剤を� ��いた湿式被覆処理や、ミキサーによる直接� ��覆処理などを利用して、シリコン系有機化� ��物の絶縁被膜を形成してもよい。その他、� ��可塑性樹脂、非熱可塑性樹脂、または高級� ��肪酸塩なども絶縁被膜として利用できる。

 市販の複合磁性粒子で金属磁性粒子が上� ��の平均粒径、変動係数、円形度を満たすも� ��があれば、その市販品が利用できることは� ��うまでもない。

 そして、絶縁被膜の表面に外周被膜を形� ��する。外周被膜が耐熱性付与保護被膜の場� ��、絶縁被膜の表面に耐熱性付与保護被膜を� ��成する方法としては、たとえば耐熱性付与� ��護被膜の成分を溶解した有機溶媒中に、絶� ��被膜を形成した金属磁性粒子を浸漬して攪� ��し、有機溶媒を蒸発させ、その後、耐熱性� ��与保護被膜を硬化させる方法(湿式被膜処理 法)が挙げられる。

 さらに、耐熱性付与保護被膜の表面に可� ��性保護被膜を形成する方法としても、上述� ��た湿式被膜処理法を同様に用いることがで� ��る。

  (成形工程)
 コアを製造するには、上記複合磁性粒子を� ��望の形状に成形する。成形は、所望の金型� ��複合磁性粒子を充填し、パンチで押圧する� ��とで行う。押圧時の圧力は、390MPa以上1500MPa 以下が好ましい。390MPa未満では、圧縮度合い が少ないため、コアの密度が小さくなり易く 、1500MPa超では、粉末同士の接触により、絶� �被膜が損傷することがある。より好ましく� �、700MPa以上1300MPa以下である。成形時の雰囲� ��は、複合磁性粒子が大気中の酸素により酸� ��されることを防止するために、Arなどの不� �性ガス雰囲気や減圧雰囲気が好ましい。

 この成形時、適宜潤滑剤を適用すること� ��好ましい。潤滑剤は、複合磁性粒子の流動� ��をよくして高密度の成形体を得ることや、� ��合磁性粒子同士の強い擦れ合いを回避して� ��絶縁被膜の損傷を抑制すること、ひいては� ��電流損を抑制することに寄与する。潤滑剤� ��具体例としては、金属石鹸および六方晶系� ��結晶構造を有する無機潤滑剤の少なくとも� ��方が挙げられる。

 潤滑剤の添加量は、複合磁性粒子に対し� ��、0.001質量%以上0.2質量%以下が好適である。 この添加量を0.001質量%以上とすることによっ て、金属石鹸および六方晶系の結晶構造を有 する無機潤滑剤の高い潤滑性から、複合磁性 粒子の流動性を向上できるので、金型に充填 したときの複合磁性粒子の充填性を向上でき る。その結果、得られる成形体の密度を向上 できるので、直流重畳特性を向上できる。ま た、上記添加量を0.2質量%以下とすることに� �って、成形体の密度の低下を抑制できるの� �、直流重畳特性の劣化を防止できる。

 潤滑剤の平均粒径は2.0μm以下であること� ��好ましい。2.0μm以下とすることによって、� ��合磁性粒子を加圧成形する時の絶縁被膜の� ��傷をより低減できるので、鉄損をより低減� ��ることができる。この平均粒径は、粒径の� ��ストグラム中、粒径の小さい方からの質量� ��和が総質量の50%に達する粒子の粒径、つま� ��50%粒径をいう。

 そして、上記の潤滑剤と共に、複合磁性� ��子を混合して混合材料とする。この混合法� ��は特に制限がなく、振動ボールミル、遊星� ��ールミルなどが好適に利用できる。もちろ� ��、必要に応じて、樹脂や他の添加剤を混合� ��てもよい。

  (熱処理工程)
 得られた成形体に熱処理を施し、成形によ� ��複合磁性粒子に導入された歪みなどの欠陥� ��除去して、ヒステリシス損の向上を図る。� ��処理の温度は、高いほどヒステリシス損の� ��減が行えるため好ましいが、絶縁被膜材料� ��熱分解温度に応じて、その熱分解温度未満� ��適切な値を選択する。通常、絶縁被膜がリ� ��酸鉄やリン酸亜鉛などの非晶質リン酸塩被� ��の場合、熱処理温度はせいぜい500℃程度ま� ��である。一方、金属酸化物などからなる耐� ��性の高い絶縁被膜の場合、熱処理温度は550� ��以上、特に600℃以上、更に650℃以上が好ま� ��い。保持時間は、30分以上60分以下が挙げら れる。加熱温度や保持時間は、絶縁被膜の種 類によって変更してもよい。

 〔インシュレータ〕
 その他、本発明リアクトル用コアとコイル� ��の間には、インシュレータを介在させても� ��い。このインシュレータを用いることで、� ��にコイルを形成する巻線の絶縁被膜が損傷� ��ても、コイルとコアとの絶縁を確保するこ� ��ができる。このインシュレータは、予め樹� ��を射出成形するなどして構成することがで� ��る。