本発明は、第一の磁性体としてFe系アモル� �ァス合金薄帯の粉砕粉と、第二の磁性体と� �てCrを含むFe系アモルファス合金アトマイズ� ��状粉とを主成分とする圧粉磁心であって、� ��記粉砕粉は、薄板状で、対向する二主面を� ��し、前記主面の面方向の最小値を粒径とし� ��とき、粒径が粉砕粉の厚さの2倍を超え6倍� �下の粉砕粉が全粉砕紛の80質量%以上であり� �かつ粒径が粉砕粉の厚さの2倍以下の粉砕粉� ��全粉砕粉の20質量%以下であり、更に、前記� ��トマイズ球状粉の粒径は、前記粉砕粉の厚� ��の1/2以下、3μm以上であることを特徴とする 圧粉磁心である。
 また、前記、第一の磁性体である脆化熱処� ��されたFe系アモルファス合金薄帯の粉砕粉� �、第二の磁性体であるCrを含むFe系アモルフ� ��ス合金アトマイズ球状粉との混合比率が、� ��量比で95:5から75:25の間であることを特徴と� ��る圧粉磁心である。
 また、周波数50kHz、磁束密度50mTにおけるコ� ��ロスが70kW/m ³ 以下で、かつ、磁場10000A/mにおける比透磁率� ��30以上であることを特徴とする圧粉磁心で� �る。
 更に、前記圧粉磁心に導線が複数回巻回さ� ��てコイルを形成されていることを特徴とす� ��チョークである。
 また、圧粉磁心の表面に、シリコーンゴム� ��コーティング後、エポキシ樹脂がコーティ� ��グされたことを特徴とする圧粉磁心である� ��
 更に、前記圧粉磁心に導線が複数回巻回さ� ��てコイルを形成されていることを特徴とす� ��チョークである。
 また、圧粉磁心は樹脂ケース内に格納され� ��前記圧粉磁心と前記樹脂ケース内側とはシ� ��コーンゴムで固着され、前記樹脂ケース外� ��に導線が複数回巻回されてコイルを形成さ� ��ていることを特徴とするチョークである。

 本発明者は、Fe系アモルファス合金薄帯� �備える低損失で直流重畳特性に優れるとい� �特長が、粉砕によって磁気特性が劣化して� �まうという問題に対して、粉砕による劣化� �最小限に抑える検討を行った。また、比較� �自由形状に成形できる圧粉磁心の検討を行� �た。

(脆化熱処理)
Fe系アモルファス合金薄帯は300℃以上の熱処� ��により脆化が起こり、粉砕しやすくなる性� ��を持っている。より高温での処理により、� ��り脆化し、粉砕しやすくなる。しかし、380� ��を超えるとコアロスが増加する。よって、� ��ましくは、320℃以上370℃以下である。

(予備検討)
 先ず、360℃での熱処理により脆化したFe系� �モルファス合金薄帯(厚さ25μm)をインパクト� ��ルで粉砕し、目開き106μmの篩を通過した粉� ��粉でコア(圧粉磁心)を作製した。粉砕粉に� �クリル系の有機バインダーを添加し、更に� �機バインダーとしてSb系低融点ガラスを添加 し、37トンプレスを用いて2GPaの圧力でリング 形状に成形した。次に、粉砕粉の粉砕による 加工歪を除去し、かつ、前記無機バインダー で粉砕粉同士を絶縁し、結着させるための熱 処理を400℃で行った。この熱処理により前記 有機バインダーは熱分解によって消失する。 このコアに絶縁フィルムを介して、導線を巻 回しコイルを形成した。コアロス測定を行っ たところ、磁束密度50mT、周波数50kHzで115kW/m ³ 、100kHzで249kW/m ³ と大きな値しか得られなかった。(比較例3)

(Fe系アモルファス合金薄帯粉砕粉)
 そこで、この大きいコアロス値の原因を明� ��かにするため、前記目開き106μmの篩を通過� ��た粉砕粉を、更に目開きがより小さい篩を� ��いて分級して、粉砕粉の粒径をパラメータ� ��してコアロスを調べた。結果を図3に示す。 ここで、粉砕粉の粒径とは、篩の目開きに1.4 倍掛けた数値であって、薄板状に粉砕された 粉の、主面の面方向の最小値と概ね同一であ る。
図8に示す例で説明する。Fe系アモルファス合 金薄帯粉砕粉1の粒径は、主面の面方向の最� �値dである。tはFe系アモルファス合金薄帯の� ��さである。
 粉砕粉の粒径は、篩の目開きで管理される� ��値であるが、走査型電子顕微鏡(以下、SEMと 記載する。)によって観察、測定した数値と� �ね一致するものである。
 図3より粒径が50μm(薄帯厚さの2倍)以下のも� ��では急激にコアロスが増えることが分かる� ��従って、粒径が50μm(薄帯厚さの2倍)以下の� �砕粉が含まれることによって、コアロスが� �大すると考えられる。更に、それぞれの粒� �の粉砕粉形状をSEMで観察を行った。その結� �、コアロスが小さい値を示している粒径が50 μmを超える粉砕粉では、図1に示すように、� �砕前のアモルファス薄帯の二主面に対応す� �、粉砕粉の二主面には加工の痕跡が不明瞭� �あった。また、前記二主面端部はエッジが� �瞭に観察することができた。他方、50μm以下 の粉砕粉では、図2に示すように、二主面に� �粉砕により、明らかに加工により削りとら� �た形態が観察され、二主面端部のエッジも� �瞭でなかった。

 次に、特にコアロスを劣化させる粒径50μm(� ��帯厚さの2倍)以下の粉砕粉の含有量につい� �の検討を行った。目開き35μm(粒径49μm)の篩� �通過した粉砕粉を、粒径50μm超150μm以下の粉 砕粉に混合させ、粒径50μm以下の粉砕粉のコ� ��ロスへの影響を調べた。結果を図6に示す。 粒径50μm以下の粉砕粉の含有量が20質量%以下� ��あればコアロスの劣化はほとんど起こらな� ��ことがわかる。
 つまり、粒径50μm以下の粉砕粉が20質量%以� �であればコアロスを増加させる恐れは無い� �

 以上の測定結果とSEM観察結果とにより、Fe� �アモルファス合金薄帯(厚さ25μm)の粉砕にお� ��て、粉砕前のFe系アモルファス合金薄帯の� �主面への加工痕跡が不明瞭な粉砕(粒径50μm� �)であれば、低コアロスの特長が維持可能で� ��るが、二主面の端部エッジを含む、少なく� ��も二主面への粉砕が明らかな場合(粒径50μm� ��下)、コアロスが著しく増大することが確認 できた。前記コアロスが著しく増加する原因 としては、二主面に及ぶ加工歪が粉砕粉に残 留するためと考えられる。
 脆化したFe系アモルファス合金薄帯の粉砕� �場合、薄帯の厚さの2倍を超える粒径(粒径50� �m超)であれば、主面への粉砕はほとんどなさ れないと推定できる。
 しかしながら、二主面への粉砕が明らかな� ��砕粉(粒径50μm以下)が含まれる場合であって も、全粉砕粉の含有量の20質量%以下であれば コアロスの劣化はほとんど起こらない。
 プレス成形時には、成形金型内での粉が流� ��することで、成形密度が向上し、緻密な成� ��体を得ることができるが、薄板状の粉は、� ��動性に劣る。従って、粒径が150μm(薄帯厚さ の6倍)を超えると緻密な成形体が得られない� ��よって、粉砕粉の粒径は、より好ましくは5 0μm(薄帯厚さの2倍)を超えて、150μm(薄帯厚さ� ��6倍)以下である。
 尚、粉砕粉では、篩による分級後でも、分� ��範囲を超える粗大粉砕粉が微量混合するこ� ��がある。本発明において、前記分級範囲を� ��える粗大粉砕粉が存在する場合でも、微量� ��あれば問題ない。

(Feアモルファス合金球状粉)
 次に、成形体密度の向上について検討した� ��前述のように特許文献2に記載の球状粉の粒 径では、混合しても密度向上は不可能であっ た。発明者は、水アトマイズ法で得られたFe� ��アモルファス合金球状粉の粒径をパラメー� ��として検討した。その結果、粉砕粉の厚さ� ��りも粒径が小さい場合に成形体の密度が向� ��することが分かった。原因として、薄板状� ��粉砕粉の粉砕面近傍の空隙は、粉砕粉のみ� ��場合ではプレスによっても充填され難いの� ��対して、粉砕粉の厚さ未満の球状粉が前記� ��砕面近傍の空隙に入り込むことにより充填� ��度が向上すると考えられる。また、球状粉� ��よってプレス成形時の粉体の流動性が向上� ��ていると考えられる。
 密度向上には、球状粉の粒径は、薄板状粉� ��粉の厚さの50%以下が好ましい。薄帯の厚さ� ��25μmであれば、12.5μm以下が好ましい。より� ��さい粒径は、前述の空隙を、より効果的に� ��めることが可能となるが、粒径が小さくな� ��と、球状粉同士の凝集力が大きくなり、分� ��が困難となる。従って、粒径としては3μm以 上が好ましい。
 球状粉の粒径は、レーザー回折・散乱法に� ��って測定されたメジアン径D50(累積50質量%に 相当する粒子径)であり、Fe系アモルファス合 金薄帯粉砕粉と同様にSEMによって観察、測定 した数値と概ね一致するものである。
尚、Fe系の球状粉では粒径が小さくなるに従� ��て、表面積が大きくなることから、コア作� ��時の水蒸気などの雰囲気による酸化の問題� ��発生する。この対策には、球状粉の組成に� ��いて、Crを含有するFe系アモルファス合金ア トマイズ球状粉を使用することで解決できる 。

(粉砕粉と球状粉との混合比率)
 粉砕粉と球状粉との混合比率であるが、質� ��比で95:5以上の球状粉が存在すると、成形体 密度向上効果が明確となり、質量比75:25まで� ��度は向上する。これを超えて球状粉を増や� ��ても、成形体密度は向上しない。原因とし� ��前記空隙を埋める効果が無くなるためと考� ��られる。従って、球状粉の混合率は5質量%� �上、25質量%以下が好ましい。(実施例9、10、1 1、比較例5、6)

(有機バインダー・無機バインダー)
 粉砕粉と球状粉との混合粉を、プレスで成� ��する際、室温で粉体同士を結着させるため� ��有機バインダーが必要である。
 また、粉砕の加工歪を除去するために、成� ��後に400℃、1時間の熱処理が必要である。前 記熱処理により、有機バインダーは熱分解に よって消失してしまう。従って、有機バイン ダーのみの場合、熱処理後に粉砕粉及び球状 粉の各粉末同士の結着力はほとんど無くなっ てしまい、成形体強度も無くなってしまう。
 そこで、400℃程度の熱処理後、室温まで冷� ��後においても各粉末同士を結着させるため� ��、無機バインダーが有機バインダーと共に� ��加される。無機バインダーは、有機バイン� ��ーが熱分解する温度領域で流動性を発現し� ��め、粉末表面に濡れ広がり、粉末同士を結� ��させる。また、同時に、粉末表面の無機バ� ��ンダーは粉末間の毛管現象によって絶縁を� ��り確実にする。前記結着力や絶縁性は、室� ��に冷却後にも保持される。

 有機バインダーは、成形工程および熱処� ��前段取りで、成形体に欠けやクラックを発� ��することがないように粉体間の結着力を維� ��し、かつ、成形後の熱処理で容易に熱分解� ��るものが好ましい。温度400℃で熱分解が概� ��終了するバインダーとしてはアクリル系樹� ��が好適である。

 無機バインダーとしては、比較的低温で流� ��性が得られる低融点ガラスや、耐熱性、絶� ��性に優れるシリコーンレジンが好ましい。� ��リコーンレジンはメチルシリコーンレジン� ��フェニルメチルシリコーンレジンがより好� ��しい。
 添加する量は、無機バインダーの流動性や� ��末表面との濡れ性や接着力、金属粉末の表� ��積と熱処理後のコアに求められる機械的強� ��、更には求められるコアロスにより決定さ� ��る。無機バインダーの添加量を増やすと、� ��アの機械的強度は増加するが、粉砕粉や球� ��粉への応力も同時に増加する。このため、� ��アロスも増加する。よって、低いコアロス� ��び高い機械的強度はトレードオフの関係と� ��っている。要求されるコアロスと機械的強� ��とを鑑み、添加量は適正化される。

(粉砕粉と球状粉等の混合)
 粉砕粉と球状粉、及び有機バインダー、更� ��は無機バインダーの混合には、乾式撹拌混� ��機を用いる。また、プレス成形時の粉末と� ��型との摩擦を低減させるために、ステリア� ��酸、またはステアリン酸亜鉛等ステリアン� ��塩を1質量%以下添加するのが好ましい。

(造粒)
 前記混合工程で、有機バインダーに含有し� ��いる有機溶剤により、混合粉は広い粒度分� ��をもった凝集粉となっている。振動篩にて� ��目開き425μmの篩を通すことで造粒粉が得ら� ��る。

(成形)
 成形には、成形金型を用いて、プレス成形� ��行う。1GPa以上3GPa以下の圧力で、数秒程度� �保持時間で成形できる。前記有機バインダ� �の含有量や必要な成形体強度によって圧力� �び保持時間は適正化される。

(成形後熱処理)
 高い軟磁性特性を得るためには、前述の粉� ��工程及び成形工程での応力歪を緩和するこ� ��が必要である。コアロスと熱処理温度との� ��係を調べると、350℃以上420℃以下で応力歪� ��緩和の効果が大きく、低いコアロスを得る� ��とができる。
 350℃未満では応力緩和が不十分であり、ま� ��、420℃を超えると粉砕粉の一部結晶化が開� ��するため、コアロスが著しく増加する。従� ��て、好ましくは350℃以上、420℃以下である� ��更に、安定して低いコアロス特性を得るた� ��には380℃以上410℃以下がより好ましい。
 ここで、結晶化温度について述べる。結晶� ��温度は示差走査熱量計(DSC)で発熱挙動を測� �することで決定できる。後述の実施例ではFe 系アモルファス合金薄帯としてMetglas社製2605S A1を使用している。合金薄帯の結晶化温度は5 10℃であり、前記粉砕粉の結晶化温度420℃に� ��べて高い。
 この原因として、粉砕粉では粉砕時の応力� ��より、合金薄帯本来の結晶化温度よりも低� ��温度で結晶化が開始していると推定できる� ��

(コアの絶縁コーティング)
 一般に、導電性のある金属製コアには表面� ��樹脂コーティングなどの絶縁処理を行うこ� ��により、巻回する導線との間に十分な絶縁� ��確保させ、使用時のコアを介した短絡を防� ��させている。他の絶縁方法として、コアを� ��脂ケース内に格納し、ケース外面上に導線� ��巻回する方法がある。小型化には樹脂コー� ��ィングによる絶縁処理の方が好ましく、高� ��絶縁信頼性を確保するには樹脂ケース内格� ��が好ましい。
 発明者は当初流動層によるエポキシ樹脂コ� ��ティングを試みたところ、コーティング後� ��コーティング前(無し)に比べて特性が劣化� �る現象が観察された。この原因として、エ� �キシ樹脂が固化することでコアに応力がか� �り磁気特性が劣化したと推測した。そこで� �アへの応力が小さい樹脂等により磁気特性� �劣化が回避できる可能性を検討した。その� �果、シリコーンゴムコーティングによれば� �気特性がほとんど劣化しないことが分かっ� �。
 しかし、シリコーンゴムコーティング上に� ��接導線を巻回する場合、シリコーンゴムが� ��性変形し、均一に巻回することが困難とな� ��ため、シリコーンゴムコーティング上に更� ��エポキシ樹脂などのコーティングを行うこ� ��で、磁気特性の劣化を回避しながら、エポ� ��シ樹脂コーティング上に導線を均一に巻回� ��ることが可能となる。
 尚、前記エポキシ樹脂コーティングよる特� ��の劣化は、コアが大型化するに従って、認� ��られなくなる。コア体積に対するコア表面� ��の比率が小さくなることで、コア全体に対� ��ての応力がかかるコア表面近傍の体積率が� ��下し、実質的に劣化が認められなくなるこ� ��によるものと推定できる。コア表面積及び� ��ア体積の比率として、コア表面積/コア体積 の値が0.7以上であればシリコーンコーティン グによる劣化防止に有効であり、更に0.9以上 であれば顕著な効果を奏する。

(コアの樹脂ケースによる絶縁)
 前述のように、高い絶縁信頼性を確保する� ��はコアを樹脂ケース内に格納することが行� ��れる。樹脂ケースに格納する際は、コアに� ��力がかからないようにするため、コアの外� ��寸法より、樹脂ケースの内寸が少し大きく� ��るように作製される。また、コアがケース� ��部で動くと使用時にノイズ発生の恐れがあ� ��ため、ケース内側とコアとは接着によって� ��着する必要がある。固着方法は、前記のよ� ��に、樹脂からコアに応力が小さいシリコー� ��ゴムによる接着が好ましい。また、想定さ� ��る衝撃の範囲で、コアがケース内で固定さ� ��ていれば良いので、ケース内面とコア表面� ��全面とで固着する必要は無く、予想される� ��衝撃性を考慮して接着面積及び接着箇所を� ��定すれば良い。

(Fe系アモルファス合金薄帯)
 Fe系アモルファス合金薄帯について以下に� �明する。
 Fe系アモルファス合金薄帯として、合金組� �がFe _a Si _b B _c C _d M _e (但し、MはCr、Mo、Mn、Zr、Hfの1種以上の元素� �あり、原子%で、50≦a≦90、5≦b≦30、2≦c≦15 、0≦d≦3、0≦e≦10、a+b+c+d+e=100)で表されるも のが好ましい。
 Fe量aは、原子%で60%以上80%以下が好ましい。 また、50原子%(以下、%と記載のものは原子%を 表す)より少ないと耐蝕性が低下してしまい� �長期安定性に優れたアンテナ用磁心を得る� �とが出来ない。また、90%超では後述するSi、 Bなどが不足するため、アモルファス合金薄� �を得ることが工業的に難しくなる。Fe量aが50 原子%以上となる範囲で、Fe量の10%以下をCo、N iの1種または2種で置換してもよい。Co、Niは� �Fe量の5%以下であれば、なお好ましい。
 Siは非晶質形成能に寄与する元素として必� �であり、Si量bとして5%以上添加する。但し、 飽和磁束密度を向上させるためには30%以下と する必要がある。
 Bは非晶質形成能に最も寄与する元素として 必須である。B量cとして2%未満では熱安定性� �低下してしまい、15%より多いと添加しても� �晶質形成能などの改善効果が見られない。
 Mは軟磁気特性の改善に有効な元素である。 M量eとして好ましくは8%以下であり、10%超だ� �飽和磁束密度が低下してしまう。
 Cは角形性および飽和磁束密度の向上に効果 があるため、C量dは全体で3%以下であれば含� �でも良い。3%より多いと脆化と熱安定性が低 下してしまう。
 また、前記合金組成を100%として、不可避な 不純物としてS、P、Sn、Cu、Al、Tiから少なく� �も1種以上の元素を0.5%以下存在してもよい。