JP2003007542A

JP2003007542A - 磁芯及びそれを用いたインダクタンス部品

Info

Publication number: JP2003007542A
Application number: JP2001327256A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Fujiwara; 照彦藤原; Masayoshi Ishii; 政義石井; Haruki Hoshi; 晴輝保志; Keita Isotani; 桂太磯谷; Tamiko Anpo; 多美子安保; Toru Ito; 透伊藤
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-01-10
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: JP3860456B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型インダクタンス部品の磁路の少なくとも
１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ
両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近
傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する
磁気コアの小型化を可能とするために特に適した磁石を
用いた磁気コアを提供することにある。【解決手段】磁芯４５は、磁路中の少なくとも１箇所
以上にギャップを有し、前記ギャップに永久磁石４３を
挿入してなり、２０ｋＨｚにおける交流透磁率が直流印
加磁界１２０Ｏｅの条件で４５以上で、かつ鉄損特性が
２０ｋＨｚ、最大磁束密度０．１Ｔの条件で１００ｋＷ
／ｍ^３以下である。インダクタンス部品は、この磁芯４
５に巻線を１ターン以上施してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チョークコイルや
トランス等のインダクタンス部品の磁気コア（以下、単
に「コア」とも呼ぶ）に用いる磁気バイアス用の永久磁
石に関し、特に、磁気コア、したがって、インダクタン
ス部品の厚みを小さくすることを可能とする薄型の磁気
コアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えばスイッチング電源など
に用いられるチョークコイル及びトランスにおいては、
通常、交流は直流に重畳して印加される。したがって、
これらチョークコイルやトランスに用いる磁気コアは、
この直流重畳に対して磁気飽和しない透磁率特性（この
特性を「直流重畳特性」と呼ぶ）の良好なことが求めら
れている。

【０００３】高周波用の磁気コアとしてはフェライト磁
気コアや圧粉磁気コアが使用されているが、フェライト
磁気コアは初透磁率が高く飽和磁束密度が小さく、圧粉
磁気コアは初透磁率が低く飽和磁束密度が高い、という
材料物性に由来した特徴がある。従って、圧粉磁気コア
はトロイダル形状で用いられることが多い。他方、フェ
ライト磁気コアの場合には、例えばＥ型コアの中足に磁
気空隙（磁気ギャップ）を形成して直流重畳により磁気
飽和することを避けることが行われている。

【０００４】しかし、近年の電子機器の小型化要請に伴
う電子部品の小型化の要求により、磁気コアの磁気ギャ
ップも小さくせざるを得ず、直流重畳に対してより高い
透磁率の磁気コアが強く求められている。

【０００５】この要求に対しては、一般に、飽和磁化の
高い磁気コアを選択する事、つまり高磁界で磁気飽和し
ない磁気コアの選択が必須とされている。しかし、飽和
磁化は材料の組成で必然的に決まるものであり、無限に
高く出来るものではない。

【０００６】その解決手段として、磁気コアの磁路に設
けた磁気ギャップに永久磁石を配置し、直流重畳による
直流磁界を打ち消す事、すなわち、磁気コアに磁気バイ
アスを与えることが古くから提案されている。

【０００７】この永久磁石を用いた磁気バイアス方法
は、直流重畳特性を向上させるには優れた方法である
が、一方で金属焼結磁石を用いると磁気コアのコアロス
の増大が著しく、またフェライト磁石を用いると重畳特
性が安定しないなどとても実用に耐え得るものではなか
った。

【０００８】これらを解決する手段として、例えば特開
昭５０−１３３４５３は、磁気バイアス用永久磁石とし
て保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを混合し
圧縮成形したボンド磁石を用いること、これにより、直
流重畳特性およびコアの温度上昇が改善されたことを開
示している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、電源に
対する電力変換効率向上の要求はますます厳しくなって
おり、チョークコイル用及びトランス用の磁気コアにつ
いても単にコア温度を測定するだけでは優劣が判断不能
なレベルとなっている。そのため、コアロス測定装置に
よる測定結果の判断が不可欠であり、実際本発明者等が
検討を行った結果、特開昭５０―１３３４５３に示され
た抵抗率の値ではコアロス特性が劣化する事が明らかに
なった。

【００１０】又、近年の電子機器の小型化に伴い、イン
ダクタンス部品の小型化がますます要求され、したがっ
て、磁気バイアス用磁石の薄型化も又要求されていると
ころである。

【００１１】また近年、表面実装タイプのコイルが所望
されているが、表面実装のためにはコイルはリフローは
んだ処理に付される。このリフロー条件で、コイルの磁
気コアの特性が劣化しない事が望まれる。また、耐酸化
性の希土類磁石が必須である。

【００１２】そこで、本発明の一技術的課題は、小型イ
ンダクタンス部品の磁路の少なくとも１箇所以上にギャ
ップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイ
アスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配
してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアの小型化
を可能とするために特に適した磁石を用いた磁気コアを
提供することにある。

【００１３】また、本発明のもう一つの技術的課題は、
優れた直流重畳特性と、コアロス特性と、リフロー条件
でも特性に影響を受けず、耐酸化性を有する磁気コアを
容易かつ安価に提供する事にある。

【００１４】また、本発明のさらにもう一つの技術的課
題は、磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを有する
磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給す
るために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気
バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、上記を考慮
して、優れた直流重畳特性とコアロス特性を有する磁気
コアを容易かつ安価に提供する事にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁路中
の少なくとも１箇所以上にギャップを有し、前記ギャッ
プに永久磁石を挿入してなり、２０ｋＨｚにおける交流
透磁率が直流印加磁界１２０Ｏｅの条件で４５以上で、
かつ鉄損特性が２０ｋＨｚ、最大磁束密度０．１Ｔの条
件で１００ｋＷ／ｍ^３以下であることを特徴とする磁芯
が得られる。

【００１６】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、初透磁率が１００以上であることを特徴とする磁芯
が得られる。

【００１７】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＭｎ−Ｚｎフェライト
からなり、前記磁石は、希土類磁石粉末とバインダーと
で構成されたボンド磁石であることを特徴とする磁芯が
得られる。

【００１８】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記ボンド磁石は、前記希土類磁石粉末の平均粒径
が０μｍ以上〈０を含まず〉１０μｍ以下であり、前記
バインダーの量を重量比で５〜３０ｗｔ％含有するもの
であって、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上でかつ固有保磁力が
５ｋＯｅ以上であることを特徴とする磁芯が得られる。

【００１９】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は、樹脂に磁石粉末が分散されてなる
ボンド磁石であり、０．１Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有
し、該磁石粉末は、固有保磁力が５ｋＯｅ以上、キュリ
ー点Ｔｃが３００℃以上、粉末粒径が１５０μｍ以下で
あることを特徴とする磁芯が得られる。

【００２０】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記磁石粉末の平均粒径が２．０〜５０μｍである
ことを特徴とする磁芯が得られる。

【００２１】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記樹脂含有量が体積比で１０％以上であることを
特徴とする磁芯が得られる。

【００２２】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記磁石粉末は、希土類磁石粉末であることを特徴
とする磁芯が得られる。

【００２３】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、成形圧縮率が２０％以上であることを特徴とする磁
芯が得られる。

【００２４】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記ボンド磁石に使用する前記希土類磁石粉末にシ
ランカップリング材、チタンカップリング材を添加した
ことを特徴とする磁芯が得られる。

【００２５】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記ボンド磁石は、その作製時に磁場配向されるこ
とにより異方性化されていることを特徴とする磁芯が得
られる。

【００２６】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記磁石粉末は、表面活性剤でコーティングされて
いることを特徴とする磁芯が得られる。

【００２７】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石の中心線平均粗さが１０μｍ以下であ
ることを特徴とする磁芯が得られる。

【００２８】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上であるこ
とを特徴とする磁芯が得られる。

【００２９】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は金型成形によって製造されたことを
特徴とする磁芯が得られる。

【００３０】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は熱プレスによって製造されたことを
特徴とする磁芯が得られる。

【００３１】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は、全体の厚みが５００μｍ以下であ
ることを特徴とする磁芯が得られる。

【００３２】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は、樹脂と磁石粉末との混合塗料から
ドクターブレード法、印刷法などの成膜法によって製造
されたことを特徴とする磁芯が得られる。

【００３３】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は、表面のグロス（光沢度）が２５％
以上であることを特徴とする磁芯が得られる。

【００３４】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記樹脂は、ポリプロピレン樹脂、６−ナイロン樹
脂、１２−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種で
あることを特徴とする磁芯が得られる。

【００３５】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記永久磁石は表面に耐熱温度１２０℃以上の樹脂
又は耐熱塗料を被覆していることを特徴とする磁芯が得
られる。

【００３６】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記磁石粉末は、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅ
Ｎから選択された希土類磁石粉末であることを特徴とす
る磁芯が得られる。

【００３７】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記磁石粉末は、固有保磁力が１０ＫＯｅ以上、キ
ュリー点が５００℃以上、粉末平均粒径が２．５〜５０
μｍであることを特徴とする磁芯が得られる。

【００３８】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記磁石粉末は、Ｓｍ−Ｃｏ磁石であることを特徴
とする磁芯が得られる。

【００３９】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記ＳｍＣｏ希土類磁石粉末は、Ｓｍ（Ｃｏ_ｂａｌ
Ｆｅ_{０．１５〜０．２５}Ｃｕ_{０．０５〜０．０６}Ｚｒ
_０．０２ _{〜０．０３}）_{７．０〜８．５}で表される合金粉
末であることを特徴とする磁芯が得られる。

【００４０】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記樹脂含有量が体積比で３０％以上であることを
特徴とする磁芯が得られる。

【００４１】また、本発明によれば、前記磁芯におい
て、前記樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、
シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹
脂、液晶ポリマーから選択された少なくとも１種である
ことを特徴とする磁芯が得られる。

【００４２】さらに、本発明によれば、前記したうちの
いずれか一つに記載の磁芯に少なくとも１ターン以上の
巻線が施されたことを特徴とするインダクタンス部品が
得られる。

【００４３】

【発明の実施の形態】まず、本発明についてさらに、具
体的に説明する。

【００４４】本発明の磁芯は、磁路中の少なくとも１箇
所以上にギャップを有し、該ギャップに永久磁石を挿入
してなり、２０ｋＨｚにおける交流透磁率が直流印加磁
界１２０Ｏｅの条件で４５以上で、かつ鉄損特性が２０
ｋＨｚ、最大磁束密度０．１Ｔの条件で１００ｋＷ／ｍ
^３以下である。

【００４５】上記の磁芯において、Ｎｉ−Ｚｎ系フェラ
イト又はＭｎ―Ｚｎ系フェライトからなり、前記磁石
は、希土類磁石粉末とバインダーとで構成されたボンド
磁石であることが好ましい。

【００４６】また、上記の磁芯において、前記ボンド磁
石は、前記希土類磁石粉末の平均粒径が０μｍ以上（０
を含まず）１０μｍ以下であり、前記バインダーの量を
重量比で５〜３０ｗｔ％含有するものであって、比抵抗
が１Ω・ｃｍ以上でかつ固有保磁力が５ｋＯｅ以上であ
ることが好ましい。

【００４７】また、本発明のインダクタンス部品は、上
記の磁芯に、少なくとも１ターン以上の巻線が施されて
なる。

【００４８】これは、優れた直流重畳特性を得るのに必
要な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力で
あり、従って、比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有
保磁力が高ければ充分に高い直流電畳特性が得られるこ
とによる。

【００４９】比抵抗が高く、しかも固有保磁力が高い磁
石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに
混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁
力の高い磁石粉末であれば、どのような組成のものでも
良い。希土類磁石粉末の種類は、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ‐
Ｆｅ―Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系のいずれでもよいが、粉
末の残留磁化の大きさによってバイアス磁界の大きさが
決まり、保磁力の値によって磁気特性の安定性が決まる
ので、磁芯の種類によって磁石粉末の種類を選択する必
要がある。

【００５０】本発明においては、チョークコイル用及び
トランス用磁芯の材料として、コアロスの値が低いＭｎ
−Ｚｎ系又はＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用い、その磁路
の少なくとも１箇所以上にギャップを設け、そのギャッ
プに希土類系ボンド磁石を挿入した磁芯である。

【００５１】形状については、特に制限があるわけでは
なく、トロイダル磁芯、ＥＥ型磁芯、ＥＩ型磁芯等あら
ゆる形状の磁芯に本発明の適用が可能である。ギャップ
長に特に制限はないが、ギャップ長さが狭すぎると、直
流電畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁
率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長
は決まってくる。

【００５２】次に、ギャップに挿入される永久磁石に対
する要求特性は、固有保磁力については５ｋＯｅ未満で
は、磁芯に印加される直流磁界によって磁化が消失する
ので、それ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大
きいほど良いが、１Ω・ｃｍ以上であれば、コアロス劣
化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均粒径が
実質的に１０μｍを超えるとコアロス特性が劣化するの
で、粉末の平均粒径は１０μｍ以下であることが望まし
い。

【００５３】それでは、本発明の具体例について説明す
る。

【００５４】（第１の実施の形態）以下に、磁路の一部
にそれぞれ、Ｓｍ―Ｆｅ−Ｎボンド磁石、フェライト磁
石を挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯の直流重畳特
性を測定し、比較を行った例を示す。

【００５５】実験に用いたフェライト磁芯は、Ｍｎ―Ｚ
ｎ系フェライト材で作製された磁路長７．５ｃｍ、実効
断面積０．７４ｃｍのＥＥ型磁芯の中足に３．０ｍｍの
ギャップ加工をしたものである。

【００５６】ボンド磁石の作製には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁
石粉末（粉末平均粒径約３μｍ）と総重量の５ｗｔ％に
当たる量のバインダー（エボキシ樹脂）を混合した後、
無磁場中で金型成形を行った。以下に説明するフェライ
ト磁芯の中足断面形状で、かつ高さ３．０ｍｍの形状に
加工した。

【００５７】ボンド磁石とフェライト磁石を電磁石で磁
路方向に着磁後、そのギャップ部に挿入し、磁芯を作製
した。また、１２０ターンの巻線を施し、インダクタン
ス部品を作製した。これらの形状を図１（Ａ）及び
（Ｂ）に示す。図１（Ａ）及び（Ｂ）において、４３
（斜線部）は磁石、４５はフェライト磁芯、４７は巻線
部である。挿入したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系ボンド磁石は着磁
に周いた磁場の大きさを変化させることによって、表１
に示すような保磁力、残留磁束密度の試料を用意した。
フェライト磁石は、保磁力が３ｋＯｅのものを用いた。

【００５８】

【表１】各磁石を挿入した磁芯をＨｅｗｌｅｔＰａｃｋｅｒｄ
製４２８４ＡＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００
ｋＨｚ、重畏磁場０〜２００Ｏｅの条件で、直流重畳特
性を繰り返し測定した。この時の直流バイアス磁界の向
きは、挿入時に着磁した磁石の磁化の向きとは逆になる
ように重畳電流を印加した。その測定結果を図２〜図５
に示す。

【００５９】図２より、保磁力が３ｋＯｅしかないフェ
ライト磁石を挿入した磁芯では、測定回数が進むにつ
れ、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。逆
に、図３〜図５より、保磁力の大きなＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系
ボンド磁石を挿入した磁芯は、繰り返しの測定において
も大きな変化は無く、非常に安定した特性を示すことが
わかる。

【００６０】これらの結果より、フェライト磁石は、保
磁力が小さいために、磁石に印加される逆向きの磁界に
よって減磁、または磁化の反転が起こり、直流重畳特性
が劣化したものと推測できる。また、磁芯に挿入する磁
石は、保磁力が５ｋＯｅ以上の希土類系ボンド磁石にお
いて優れた直流重畳特性を示すことがわかった。

【００６１】（第２の実施の形態）以下に、磁路の一部
に磁石を挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯と磁石を
挿入していない同組成のＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯、
センダスト磁芯を用いて、直流重畳特性、コアロス測定
を行い、比較を行った例を示す。

【００６２】実験に用いたフェライト磁芯は、第１の実
施の形態で用いられたものと同じくＭｎ−Ｚｎ系フェラ
イト材で作製された磁路長７．５ｃｍ、実効断面積０．
７４ｃｍのＥＥ型磁芯の中足に３．０ｍｍのギャップ加
工されたものである。ボンド磁石を電磁石で磁路方向に
着磁後、そのギャップ部に挿入した。

【００６３】センダスト磁芯については、粉末粒径が１
５０μｍ以下のものを用い、それを総重量１．５ｗｔ％
のバインダー（シリコーン系樹脂）を混合したものを２
０ｔｏｎ／ｃｍ^２でプレスした後、７００℃で２時間熱
処理したものを用いた。この形状を図３に示す。

【００６４】磁石の作製には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉末
（粉末平均粒径約３μｍ）と総重量の１０ｗｔ％に当た
る量のバインダー（エポキシ樹脂）を混合した後、無磁
場中で金型成形を行った。以下に説明するフェライト磁
芯の中足断面形状で、かつ高さ３．０ｍｍの形状に加工
した。なお、磁石特性は、φ１０×ｔ１０のテストピー
スを別途作製し、直流ＢＨトレーサーで測定した。その
結果、固有保磁力が１２５００Ｏｅ、残留磁束密度が４
０００Ｇとわかった。この時の注意点としてボンド磁石
の磁化の向きは、交流透磁率測定における直流バイアス
磁界の向きとは逆になるように挿入する。

【００６５】次に、ＨｅｗｌｅｔＰａｃｋｅｒｄ製４
２８４ＡＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００ｋＨ
ｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、直流電畳特性を
測定した。その結果を図７に示す。

【００６６】図７より、直流瓊畳磁界が１００Ｏｅの時
における透磁率で比較を行うと、センダスト磁芯では３
０未満であり、ギャップのみのＭｎ‐Ｚｎ系フェライト
磁芯は３０であったが、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を挿入した
磁芯では４５以上と、非常に優れた特性を示すことがわ
かった。

【００６７】次に、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流
ＢＨトレーサーで２０ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコァロ
ス特性を室温で測定した。その結果を表２に示す。

【００６８】

【表２】表２より、磁石を挿入した磁芯は、コアロスが２４ｋＷ
／ｍ^３であり、センダスト磁芯に比べ、５分の１である
ことがわかる。また、磁石を挿入していないフェライト
磁芯と比較しても、コアロスの上昇は比較的小さいこと
がわかる。

【００６９】これらの結果より、ギャップに磁石を挿入
した磁芯は、直流重畳特性に優れ、しかもコアロス特性
の劣化が小さく優れていることがわかった。

【００７０】（第３の実施の形態）平均粒径が５μｍの
Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末に各々バインダーとしてエポキシ
樹脂の固形分比が総重量に対し、それぞれ２ｗｔ％、５
ｗｔ％、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％、３０ｗｔ％、４０ｗ
ｔ％混合したものを用意し、それらを金型成形により７
×１０ｍｍで高さ３．０ｍｍの形状のボンド磁石を作製
した。

【００７１】上記の磁石を電磁石で磁路方向に着磁後、
第１の実施の形態で用いたＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯
のギャップ部に挿入し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２
交流ＢＨトレーサーで２０ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコ
アロス特性を室温で測定した。さらにＨｅｗｌｅｔＰ
ａｃｋｅｒｄ製４２８４ＡＬＣＲメーターで交流磁場
周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件
で、直流重畳特性を測定した。これらの測定データを表
３に示す。

【００７２】

【表３】表３より、バインダー量の増加とともにコアロス値が減
少していき、バインダー量が２ｗｔ％の試料では、コア
ロスが２００ｋＷ／ｍ^３以上と非常に大きな値を示すこ
とがわかる。

【００７３】これは、バインダー量が２ｗｔ％の試料で
は比抵抗が２．０×１０^−３Ω・ｃｍと非常に小さいた
めに、渦電流損失が大きくなり、コアロス値が増加した
ものと推測される。

【００７４】また、バインダー量が４０ｗｔ％の試料で
は、直流重畳磁界が１００Ｏｅにおける透磁率が非常に
小さいことがわかる。これは、バインダー量が多いため
にボンド磁石の残留磁化の値が減少し、そのためバイア
ス磁界も小さくなり、直流重畳特性があまり向上しなか
ったものと推測される。

【００７５】以上のことから、バインダー量が５ｗｔ％
以上、３０ｗｔ％以下で、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上のボ
ンド磁石を磁芯のギャップ部に挿入することにより優れ
た直流重畳特性が得られ、しかもコアロスの劣化も生じ
ない優れた磁芯が得られることがわかった。

【００７６】（第４の実施の形態）Ｓｍ−Ｃｏ系でエネ
ルギー積が約２８ＭＧＯｅの焼結磁石を粗粉砕後、標準
飾により最大粒径が−１００μｍ、−５０μｍ、−３０
μｍに分級を行った。さらに、粗粉砕後の粉末の一部を
有機溶媒中でボールミルにより微粉砕し、その粉末をサ
イクロンにより−１０μｍ、−５μｍの各最大粒径を有
する粉末を作製した。

【００７７】次に、これらの作製した磁石粉末に各々バ
インダーとしてエポキシ樹脂を１０ｗｔ％混合し、金型
成形により７×１０ｍｍで高さ０．５ｍｍの形状のボン
ド磁石を作製した。ボンド磁石の特性は、第１の実施の
形態と同様に、テストピースを別途作製し測定した結
果、最大粉末粒径によらず全て５ｋＯｅ以上の固有保磁
力を示した。また、比抵抗を測定した結果、全ての磁石
について１Ω・ｃｍ以上の値を示した。

【００７８】次に、第１の実施の形態で用いたＭｎ−Ｚ
ｎ系フェライト磁芯のギャップ部に作製したボンド磁石
を挿入した。次に、第１の実施の形態と全く同じ方法で
永久磁石を着磁後、２０ｋＨｚ、０．１ｍＴのコアロス
を測定した。ここで、第１の実施の形態と全く同様に、
フェライト磁芯は同一のものを使用し、挿入する永久磁
石だけを交換してコアロスを測定した。その結果を表４
に示す。

【００７９】

【表４】表４に示す通り、磁石粉末の最大粒径が１０μｍをこえ
ると急激にコアロスが増大することがわかる。この結果
により、磁石粉末の粒径が１０μｍ以上の時、更に優れ
たコアロス特性を示すことがわかった。

【００８０】以上に説明したように、本発明の第１〜第
３の実施の形態によれば、優れた直流重畳特性とコアロ
ス特性を有し、かつ容易に製造でき、安価な磁芯を提供
することができた。

【００８１】次にもう一つの本発明の磁芯について説明
する。本発明のもう一つの磁芯では、磁路の少なくとも
１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ
両端から磁気バイアスを供給するために、このギャップ
近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有す
る磁気コアにおいて、前記磁気コアは圧粉磁心であり、
前記永久磁石が、１５ＫＯｅ以上の固有保磁力及び３０
０℃以上のキュリー点を持つ粉末平均粒径が２．０〜５
０μｍの希土類磁石粉末と樹脂とからなるボンド磁石で
ある。

【００８２】前記磁気バイアス用磁石としてのボンド磁
石は、前記樹脂を体積比で１０％以上含有し、比抵抗が
０．１Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。

【００８３】また、前記圧粉磁心の初透磁率が１００以
上であることが好ましい。

【００８４】更に，本発明では、前記の磁気バイアス用
磁石を有する磁気コアに、１ターン以上の巻線を少なく
とも１つ施してあるインダクタンス部品を得ることがで
きる。

【００８５】なお、インダクタンス部品とは、コイル、
チョークコイル、トランス、その他一般に磁気コアと巻
き線とを必須とした部品を含むものとする。

【００８６】圧粉磁心と希土類ボンド磁石を使用する事
によって直流重畳特性とコアロス特性に優れたコイル及
びトランス用磁心が製造可能となる。

【００８７】本発明では、挿入する永久磁石と用いるコ
アとの組み合わせについて検討した結果、コアとしては
圧粉磁心（初透磁率が１００以上であることが好まし
い）を用い、そのギャップに挿入する磁石としては、比
抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上で固有保磁力が１５ｋＯｅ以
上の永久磁石を使用した時優れた直流重畳特性が得ら
れ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁芯を形成で
きる事を発見した。これは、優れた直流重畳特性を得る
のに必要な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保
磁力であり、従って比抵抗の高い永久磁石を使用しても
固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られ
る事を見出したことによる。

【００８８】比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石
は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混
合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力
の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能
である。希土類磁石粉末の種類はＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅ
Ｂ系、ＳｍＦｅＮ系とあるが、使用時の熱減磁を考える
とＴｃが３００℃以上、保磁力が５ｋＯｅ以上の磁石が
必要である。樹脂としては熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹
脂も使用することが可能であり、これによって渦電流損
の増大が抑制されることが分かった。

【００８９】圧粉磁心の形状については特に制限がある
わけではないが、一般的にはトロイダルコアであり、壷
型コアで用いられる事もある。これらコアの磁路の少な
くとも１箇所以上にギャップを設け、そのギャップに永
久磁石を挿入する。ギャップ長に特に制限はないがギャ
ップ長が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャッ
プ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずか
ら挿入するギャップ長は決まってくる。

【００９０】また、ギャップを挿入する前の初透磁率の
値は重要であり、これが低すぎると磁石によるバイアス
が効かないので少なくとも１００以上の初透磁率が必要
である。

【００９１】次にギャップに挿入される永久磁石に対す
る要求特性は、固有保磁力については１５ｋＯｅ以下で
は磁心に印加される直流磁界によって保磁力が消失する
のでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大き
いほど良いが０．１Ω・ｃｍ以上であればコアロス特性
が高周波まで良好である。

【００９２】磁石粉末の平均最大粒径が５０μｍ以上に
なるとコアの比抵抗をいくら大きくしてもコアロス特性
が劣化するので、粉末の最大粒径は５０μｍ以下である
事が望ましく、最小粒径が２．０μｍ以下になると粉末
と樹脂の混練時に粉末の酸化による磁化の減少が顕著に
なるため２．０μｍ以上の粒径が必要で有る。

【００９３】また、コアロスを増大させないため樹脂の
量は少なくとも体積比で１０％以上必要である。

【００９４】以下、本発明の他の実施の形態について、
以下説明する。

【００９５】（第５の実施の形態）Ｓｍ_２Ｃｏ_１７のイ
ンゴットを粉砕した粉末から通常の粉末冶金法で焼結体
を作成し、その焼結体に磁石化のための熱処理を施した
後微粉砕し、平均粒径が約３．５μｍ、４．５μｍ、
５．５μｍ、６．５μｍ、７．５μｍ、８．５μｍおよ
び９．５μｍの磁石粉末を用意した。これらの磁石粉末
に適当なカップリング処理を施した後、熱硬化性樹脂と
してエポキシ樹脂をそれぞれ４０ｖｏｌ％混合し、金型
を使用して３（ｔ／ｃｍ^２）の圧力を加えて成形する事
により各ボンド磁石を作製した。ここで、ボンド磁石
は、図８のトロイダル状の圧粉磁芯５５と同じ断面形状
を持つ金型を用いて成形された。

【００９６】一方、φ１０×ｔ１０のテストピース（Ｔ
Ｐ）を別途作成して直流ＢＨトレーサーで固有保磁力ｉ
Ｈｃを測定した。その結果を表１に示す。

【００９７】圧粉磁心として、図８に示すようなトロイ
ダル形状のコア５５を、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ磁性合金（商
標：センダスト）粉末を用いて外径２７ｍｍ、内径１４
ｍｍ、厚さ７ｍｍの寸法に成形した。このコアの初透磁
率は１２０であった。

【００９８】このトロイダルコアに０．５ｍｍのギャッ
プ加工をした。そのギャップ部に上記作成したボンド磁
石５７を挿入配置し、電磁石でコア５５の磁路方向に磁
石５７を着磁後、図９に示す様にコイル５９を巻き線
し、直流重畳特性を測定した。印加した直流は、直流磁
界にして１５０Ｏｅであった。その測定を１０回繰り返
した。その結果を表５に示す。比較としてギャップに磁
石を配置しなかったものの測定結果も表５に並べて示
す。

【００９９】

【表５】表５から、挿入される磁石の保磁力が１５ｋＯｅ以上の
ときは、繰り返し直流磁界を印加しても直流重畳特性の
劣化を生じないことがわかった。

【０１００】（第６の実施の形態）磁石粉末として還元
拡散法で作成されたＳｍＦｅ粉末を３μｍに微粉砕後、
窒化処理する事で得られたＳｍＦｅＮ粉末を用意した。
次にこの粉末にＺｎ粉末を３ｗｔ％混合した後、５００
℃で２時間Ａｒ中で熱処理した。その粉末特性をＶＳＭ
で測定した結果、保磁力が約２０ｋＯｅであった。

【０１０１】次に、この磁石粉末に、熱可塑性の樹脂と
して６ナイロンを４５ｖｏｌ％混合して、２３０℃で熱
混練したのち、同じ温度で厚さ０．２ｍｍに熱プレスし
てシート状のボンド磁石を得た。

【０１０２】このボンド磁石のシートを１０ｍｍ径の円
盤状に打抜き、厚さ１０ｍｍに重ねて、その磁石特性を
測定したところ、約１８ｋＯｅの固有保磁力を示した。
また比抵抗を測定した結果、０．１Ω・ｃｍ以上の値を
示した。

【０１０３】一方、圧粉磁心についてはセンダスト粉末
の形状と粉末の充填率を変える事により初透磁率が、そ
れぞれ、７５、１００、１５０、２００、および３００
のトロイダル形状の圧粉磁心を第５の実施の形態と全く
同様に作成した。

【０１０４】つぎに、これら初透磁率の異なる圧粉磁心
のどの水準についても初透磁率が５０〜６０になるよう
にギャップ長を調整した。

【０１０５】次にそのギャップに、ボンド磁石を隙間が
開かないように挿入した。その為、磁石シートを重畳し
たり、必要に応じて研磨して挿入した。

【０１０６】次に直流重畳磁界１５０Ｏｅにおける透磁
率μｅを測定した結果を表６に示す。また、２０ＫＨ
ｚ、１００ｍＴのコアロス特性を示す。なお初透磁率７
５の圧粉磁心の直流重畳特性μｅは１６であり、コアロ
スは１００であった。

【０１０７】

【表６】表６に示す通り、圧粉磁心の初透磁率が１００より小さ
くなると重畳特性の向上が見られ無くなることが分か
る。これは、圧粉磁心の初透磁率が小さすぎると磁石の
フラックスがショートパスしてコアを通らない事を示し
たものであり、コアの初透磁率は少なくとも１００以上
必要な事を示している。

【０１０８】次のさらにもう一つの本発明について説明
する。

【０１０９】本発明の磁芯では、薄板磁石を用いてい
る。この薄板磁石は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミ
ド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹
脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリア
ミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂に磁石
粉末が分散されてなり、該樹脂含有量が体積比で３０％
以上で、全体の厚みが５００μｍ以下である。ここで、
前記磁石粉末は、固有保磁力が１０ＫＯｅ以上、Ｔｃが
５００℃以上、粉末平均粒径が２．５〜５０μｍである
ことが好ましい。

【０１１０】また、本発明の１態様の薄板磁石において
は、前記磁石粉末は、希土類磁石粉末である。前記薄板
磁石において、表面のグロス（光沢度）が２５％以上で
あることが好ましい。また、前記薄板磁石においては、
成形圧縮率が２０％以上であることが好ましい。

【０１１１】本発明の１態様においては、前記磁石粉末
は、表面活性剤でコーティングされている。前記薄板磁
石において、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上あることが好
ましい。

【０１１２】又、本発明の磁芯は、磁路の少なくとも１
箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、該ギャッ
プ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャ
ップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を
有する磁気コアにおいて、前記永久磁石が、前記した薄
板磁石であること磁気バイアス用磁石を有する磁芯であ
る。前記磁気ギャップは、約５００μｍ以下のギャップ
長を有し、前記磁気バイアス用磁石は該ギャップ長以下
の厚みを有し、厚み方向に磁化されていることが好まし
い。

【０１１３】更に前記薄板磁石を磁気バイアス用磁石と
して備えた磁芯に、１ターン以上の巻線を少なくともひ
とつ施して、薄型で、直流重畳特性が良好で、コアロス
低いインダクタンス部品が得られる。

【０１１４】また、本発明は、磁気コアの磁気ギャップ
に挿入配置する磁気バイアス用の永久磁石として、５０
０μｍ以下の厚みの薄板磁石の可能性について検討し
た。その結果、特定樹脂の含有量が体積比で３０％以上
の薄板磁石の比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上で固有保磁力
が１０ｋＯｅ以上の薄板磁石を使用した時優れた直流重
畳特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない
磁気コアを形成できる事を発見した。これは、優れた直
流重畳特性を得るのに必要な磁石特性は、エネルギー積
よりもむしろ固有保磁力であり、従って比抵抗の高い永
久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直
流重畳特性が得られる事を見出したことによる。

【０１１５】比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石
は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混
合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力
の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能
である。希土類磁石粉末の種類はＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅ
Ｂ系、ＳｍＦｅＮ系とあるが、リフロー等の使用時の熱
減磁を考えるとキュリー点Ｔｃが５００℃以上、固有保
磁力ｉＨｃが１０ＫＯｅ以上の磁石が必要である。

【０１１６】また、磁石粉末に表面活性材でコーティン
グすることにより成形体中での粉末の分散が良好となり
磁石の特性が向上するためさらに高特性の磁気コアが得
られる。

【０１１７】チョークコイル用及びトランス用磁気コア
としては軟磁気特性を有する材料であればなんでも有効
であるが、一般的にはＭｎＺｎ系又はＮｉＺｎ系フェラ
イト、圧粉磁気コア、珪素鋼板、アモルファス等が用い
られる。また、磁気コアの形状についても特に制限があ
るわけではなく、トロイダルコア、ＥＥコア、ＥＩコア
等あらゆる形状の磁気コアに本発明の適用が可能であ
る。これらコアの磁路の少なくとも１箇所以上にギャッ
プを設け、そのギャップに薄板磁石を挿入配置する。ギ
ャップ長に特に制限はないがギャップ長が狭すぎると直
流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁
率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長
は決まってくる。磁気コア全体の寸法を小さくするため
に、ギャップ長を５００μｍに抑える。

【０１１８】次にギャップに挿入される薄板磁石に対す
る要求特性は、固有保磁力については１０ｋＯｅ以下で
は磁気コアに印加される直流重畳磁界によって保磁力が
消失するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵
抗は大きいほど良いが０．１Ω・ｃｍ以上であればコア
ロス劣化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均
最大粒径が５０μｍ以上になるとコアロス特性が劣化す
るので、粉末の最大粒径は５０μｍ以下である事が望ま
しく、最小粒径が２．５μｍ以下になると粉末熱処理及
びリフロー時に粉末の酸化による磁化の減少が顕著にな
るため２．５μｍ以上の粒径が必要で有る。

【０１１９】以下、さらにもう一つの本発明の実施の形
態について説明する。

【０１２０】（第７の実施の形態）Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石
粉末とポリイミド樹脂を熱混練機としてラボプラストミ
ルを用いて熱混練を行った。樹脂量としては１５ｖｏｌ
％〜４０ｖｏｌ％で変化させそれぞれ混練した。熱混練
で得たものを熱プレス機で０．５ｍｍの薄板磁石の成形
を試みた。この結果、樹脂の添加量は３０ｖｏｌ％以上
でないと成形できないことがわかった。また、本実施の
形態ではポリイミド樹脂薄板磁石の結果を示したが、こ
れ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹
脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリア
ミド、液晶ポリマーのそれぞれにおいても、同様の結果
が得られた。

【０１２１】（第８の実施の形態）各磁石粉末と各種樹
脂とを、それぞれ、下の表７に示す組成でラボプラスト
ミルを用いて熱混練を行った。ラボプラストミルの運転
時の設定温度は各樹脂の軟化点よりもそれぞれ５℃高い
温度とした。

【０１２２】

【表７】ラボプラストミルで混練したものを、熱プレス機で無磁
場中で金型成形する事によりそれぞれ０．５ｍｍの薄板
磁石を作製した。この薄板磁石を図１（Ａ），（Ｂ）に
示すＥ型フェライトコア４５中央磁脚と同一断面形状に
切断した。

【０１２３】次に、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、
一般的なＭｎＺｎ系フェライト材で作成された磁路長
７．５ｃｍ、実効断面積０．７４ｃｍのＥＥコアの中央
磁脚に０．５ｍｍのギャップ加工をした。そのギャップ
部に上記作製した薄板磁石４３を挿入配置して、磁気バ
イアス磁石４３を有する磁気コアを作製した。同図にお
いて、４３が薄板磁石、４５がフェライトコアである。
次に、磁石４３を、パルス着磁機でコア４５の磁路方向
に着磁後、コア４５にコイル４７を巻き線し、ＨＰ製−
４２８４ＬＣＲメーターで、交流磁場周波数１００ｋＨ
ｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、インダクタンス
Ｌを測定した。この測定後、２７０℃でリフロー炉で３
０分保持した後、インダクタンスＬを再び測定し、この
繰り返しで５回測定した。この時の直流重畳による磁界
の向きが、磁気バイアス磁石の磁化の向きとは逆になる
ように直流重畳電流を印加する。得られたインダクタン
スＬと、コア定数（コア寸法等）と巻線数から透磁率を
計算して、直流重畳特性を得た。各コアの５回の測定に
基づく直流重畳特性を図１０〜図１４に示す。

【０１２４】図１４から、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末をポ
リプロピレン樹脂に分散した薄板磁石を挿入配置したコ
アは２回目以降直流重畳特性が大きく劣化していること
がわかる。これは、リフローで薄板磁石が変形してしま
った為である。保磁力が４ｋＯｅしかないＢａフェライ
トをポリイミド樹脂に分散した薄板磁石を挿入配置した
コアでは、図１３に見られるように、測定回数がすすむ
につれ、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。
逆に、保磁力が１０ｋＯｅ以上の磁石粉末とポリイミド
あるいはエポキシ樹脂とを用いた薄板磁石を挿入配置し
たコアは、図１０〜１２に見られる通り、繰り返しの測
定においても大きな変化は無く、非常に安定した特性を
示すことが分かる。これらの結果よりＢａフェライト薄
板磁石は保磁力が小さいために、薄板磁石に印加される
逆向きの磁界によって減磁、または磁化の反転が起こ
り、直流重畳特性が劣化したものと推測できる。また、
コアに挿入する薄板磁石は保磁力が１０ｋＯｅ以上の薄
板磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分かっ
た。また、本実施の形態では示さなかったが、本実施の
形態以外の組み合わせでもポリフェニレンサルファイト
樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリ
アミド、液晶ポリマーから選択した樹脂で作製した薄板
磁石においても同様の効果が得られることを確認した。

【０１２５】（第９の実施の形態）ポリフェニレンサル
ファイト樹脂３０ｖｏｌ％と、磁石粉末の粒径が１．０
μｍ、２．０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、５５μｍのＳ
ｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末とを、それぞれ、ラボプラストミ
ルを用いて熱混練を行った。ラボプラストミルで混練し
たものを、熱プレス機により無磁場中で金型成形する事
によりそれぞれ０．５ｍｍの薄板磁石を作製した。次
に、第８の実施の形態と同様に、図１（Ａ）及び（Ｂ）
に示すように、この薄板磁石４３をＥ型フェライトコア
４５の中央磁脚と同一断面形状に切断し、図１（Ａ）及
び（Ｂ）に示すようなコアを作製した。次に、薄板磁石
４３を、パルス着磁機でコア４５の磁路方向に着磁後、
コア４５にコイル４７を巻き線し、岩崎通信機製のＳＹ
−８２３２交流ＢＨトレーサーで、３００ＫＨｚ、０．
１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。その測定
結果を表８に示す。表８より薄板磁石に用いる磁石の粉
末平均粒径が２．５〜５０μｍではコアロス特性が優れ
ていることがわかった。

【０１２６】

【表８】

【０１２７】（第１０の実施の形態）Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁
石粉末６０ｖｏｌ％とポリイミド樹脂４０ｖｏｌ％とを
ラボプラストミルを用いてそれぞれ熱混練を行った。熱
混練で得たものを熱プレス機でプレス圧を変化させ０．
３ｍｍの成形体を作製し、パルス着磁装置で４Ｔで着磁
を行い、薄板磁石を作製した。作製した薄板磁石のグロ
ス（光沢度）は、それぞれ１５％〜３３％でプレス圧が
高いほどグロスも高い値を示した。これらの成形体を１
ｃｍ×１ｃｍに切断を行い、ＴＯＥＩＴＤＦ−５Ｄ
ｉｇｉｔａｌＦｌｕｘｍｅｔｅｒでフラックスを測定し
た結果とグロスの測定結果を表９に並べて示す。

【０１２８】

【表９】表９の結果から、グロスが２５％以上の薄板磁石では磁
石特性が優れている。これは、作製した薄板磁石のグロ
スが２５％以上では薄板磁石の充填率が９０％以上とな
るためである。また、本実施の形態ではポリイミド樹脂
で実験を行った結果を示したが、これ以外のエポキシ樹
脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、
ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマー
から選択された一種類の樹脂でも同様の結果が得られ
た。

【０１２９】（第１１の実施の形態）乾燥後の体積比が
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末６０ｖｏｌ％、ポリイミド樹脂
４０ｖｏｌ％となるように、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と
新日本理化製リカコート（ポリイミド樹脂）に、溶剤と
してγ−ブチロラクトンを加えて、円心脱泡機で５分攪
拌後、３本ロールで混練を行ってペーストを作製した。
溶剤の配合比は、Ｓｍ _２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化
製リカコートを合わせて７０重量部に対してγ−ブチロ
ラクトンを１０重量部とした。作製したペーストをドク
ターブレード法により５００μｍのグリーンシートを作
製し乾燥を行った。乾燥させたグリーンシートを１ｃｍ
×１ｃｍに切断し、プレス圧を変化させ熱プレス機で熱
プレスを行い、作製した成形体をパルス着磁装置で４Ｔ
で着磁を行い、薄板磁石を作製した。比較として、熱プ
レスを行っていない成形体も着磁して薄板磁石にした。
また、今回は上記の配合比で作製したが、これ以外の成
分、配合比でも、グリーンシート作製可能なペーストが
得られるものであれば良い。また、混練のために三本ロ
ールミルを用いたが、これ以外にもホモジナイザーやサ
ンドミル等を用いても良い。作製した薄板磁石のグロス
（光沢度）は、それぞれ９％〜２８％でプレス圧が高い
ほどグロスも高い値を示した。これらの薄板磁石のフラ
ックスをＴＯＥＩＴＤＦ−５ＤｉｇｉｔａｌＦｌ
ｕｘｍｅｔｅｒで測定した結果を表１０に示す。また、
この時の薄板磁石の熱プレスによる圧縮率（＝１−熱プ
レス後の厚さ／熱プレス前の厚さ）を測定した結果も並
べて示す。

【０１３０】

【表１０】以上の結果から、第１０の実施の形態と同様に、グロス
が２５％以上では良好な磁石特性が得られる。この理由
もグロス２５％以上では薄板磁石の充填率が９０％以上
となるためである。また、圧縮率についてみると圧縮率
２０％以上で良好な磁石特性が得られることがわかっ
た。

【０１３１】本実施の形態ではポリイミド樹脂で上記組
成、配合比で実験を行った結果を示したが、これ以外の
これ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト
樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリ
アミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂及び
配合比、においても同様の結果が得られた。

【０１３２】（第１２の実施の形態）Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁
石粉末と、界面活性剤としてリン酸ナトリウムを０．５
ｗｔ％とを混合した。同様にして、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石
粉末と、カルボキシメチルセルロースナトリウム０．５
ｗｔ％とを混合、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と珪酸ナトリ
ウムとを、それぞれ混合した。これら混合した粉末の、
それぞれ、６５ｖｏｌ％と、ポリフェニルサルファイト
樹脂３５ｖｏｌ％とをラボプラストミルを用いてそれぞ
れ熱混練を行った。ラボプラストミルで混練したものを
熱プレスにより０．５ｍｍに成型し、第８の実施の形態
と同一の、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すＥ型フェライト
コア４５の中央磁脚と同一断面形状に切断し、ＥＥコア
４５の中央磁脚ギャップ部に上記作製した薄板磁石４３
を挿入配置し、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すコアを作製
した。次に、この薄板磁石４３をパルス着磁機でコア４
５の磁路方向に着磁後、コア４５にコイル４７を巻き線
し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサー
にて、３００ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を
室温で測定した。その測定結果を表１１に示す。比較と
して、界面活性剤を用いずに、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末
６５ｖｏｌ％とポリフェニルサルファイト樹脂３５ｖｏ
ｌ％とをラボプラストミルで混練したものを熱プレスに
より０．５ｍｍに成型し、上記と同じフェライトＥＥコ
アの中央磁脚の磁気ギャップ中に挿入配置し、これをパ
ルス着磁機でコアの磁路方向に着磁後に、コイルを巻き
線し、コアロスを測定した。その結果も表１１に並べて
示す。

【０１３３】

【表１１】表１１より界面活性剤を添加したものは良好なコアロス
特性を示している。これは、界面活性剤を添加すること
により、１次粒子の凝集を防止し、渦電流損を抑制した
ためである。本実施の形態ではリン酸塩を添加した結果
を示したがこれ以外の界面活性剤を添加しても同様に、
コアロス（鉄損）特性が良好である結果が得られた。

【０１３４】（第１３の実施の形態）Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁
石粉末とポリイミド樹脂とをラボプラストミルで熱混練
した後、熱プレス機で無磁場中でプレス成形する事によ
り厚さ０．５ｍｍの薄板磁石を作製した。ここでポリイ
ミド樹脂の樹脂量を調節する事により、比抵抗が各々
０．０５、０．１、０．２、０．５、１．０Ω・ｃｍの
薄板磁石を作成した。その後、第８の実施の形態と同様
に、図１（Ａ）及び（Ｂ）のＥ型フェライトコア４５の
中央磁脚と同一断面形状に加工した。次にこのＭｎＺｎ
系フェライト材で作成された磁路長７．５ｃｍ、実効断
面積０．７４ｃｍのＥＥコア４５の中央磁脚の磁気ギャ
ップに上記作成した薄板磁石４３を挿入配置し、電磁石
で磁路方向に着磁後、コイル４７巻き線し、岩崎通信機
製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで、３００ＫＨ
ｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。
ここで測定に使用したフェライトコアは同一のものであ
り、磁石だけを比抵抗の異なるものと交換して、コアロ
スを測定したその結果を表１２に示す。

【０１３５】

【表１２】表１２より比抵抗０．１Ω・ｃｍ以上の磁気コアでは良
好なコアロス特性を示していることがわかる。これは、
薄板磁石の比抵抗をあげることにより渦電流損失を抑制
できるためである。

【０１３６】（第１４の実施の形態）各種磁石粉末と各
種樹脂とを各々表１３に示す組成で、以下の記載した方
法で混練、成形、加工して厚さ０．５ｍｍの試料を作製
した。ここでＳｍ_２Ｃｏ_１７系紛末とフェライト紛末は
焼結体の粉砕粉末であり、Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ紛末は還元
拡散法で作製したＳｍ_２Ｆｅ_１７紛末を窒化処理した紛
末であり、各粉末は平均粒径で約５μｍであった。芳香
族系ポリアミド樹脂（６Ｔナイロン）とポリプロピレン
樹脂はラボプラストミルを用いてＡｒ中３００℃（ポリ
アミド）、２５０℃（ポリプロピレン）で熱混練後、熱
プレス機で成形し試料を作成した。可溶性ポリイミド樹
脂は溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて遠心脱泡機
で５分間攪拌してペーストを作製後、ドクターブレード
法により出来あがりが５００μｍになるようにグリーン
シートを作製し、乾燥後、熱プレスによって試料を作製
した。エポキシ樹脂はビーカーで攪拌混合後金型成形し
適当なキュア条件により試料を作製した。これら試料の
比抵抗は全て０．１Ω・ｃｍ以上であった。

【０１３７】この薄板磁石を以下に説明するフェライト
コアの中芯断面形状に切断した。コアは一般的なＭｎＺ
ｎ系フェライト材で作成された磁路長５．９ｃｍ、実効
断面積０．７４ｃｍのＥＥコアであり中芯には０．５ｍ
ｍのギャップ加工をした。そのギャップ部に上記作製し
た薄板磁石を挿入し、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すよう
に配置した（４３が薄板磁石、４５がフェライトコア、
４７は巻き線部）。

【０１３８】次にパルス着磁機で磁路方向に着磁後、Ｈ
ｅｗｌｅｔＰａｃｋａｒｄ製ＨＰ−４２８４ＡＬＣ
Ｒメーターで直流重畳特性を交流磁場周波数１００ＫＨ
ｚ、直流重畳磁場３５Ｏｅの実効透磁率を測定した。

【０１３９】次にこれらコアを２７０℃のリフロー炉で
３０分間保持した後、再び直流重畳特性を全く同じ条件
で測定した。

【０１４０】比較例として、ギャップに磁石を挿入しな
いものについても同様に測定し、これはリフロー前後で
特性の変化はなく、実効透磁率μｅは７０であった。

【０１４１】これらの結果を表１３に、また結果の１例
として図７に試料とと比較例との直流重畳特性を示
す。また直流バイアス磁界の向きは、挿入時に着磁した
磁石の磁化の向きとは逆になるように重畳電流を印加す
るのはもちろんのことである。

【０１４２】なお、ポリプロピレン樹脂の薄板磁石を挿
入したコアは、磁石が著しく変形したため測定出来なか
った。

【０１４３】保磁力が４ＫＯｅしかないＢａフェライト
の薄板磁石を挿入したコアではリフロー後、直流重畳特
性が大きく劣化することがわかる。またＳｍ_２Ｆｅ_１７
Ｎの薄板磁石を挿入したコアでもリフロー後、直流重畳
特性が大きく劣化することがわかる。逆に、保磁力が１
０ｋＯｅ以上でＴｃが７７０℃と高いＳｍ_２Ｃｏ_１７の
薄板磁石を挿入したコアは、特性の劣化が認められず、
非常に安定した特性を示すことが分かる。

【０１４４】これらの結果よりＢａフェライト薄板磁石
は保磁力が小さいために、薄板磁石に印加される逆向き
の磁界によって減磁、または磁化の反転が起こり、直流
重畳特性が劣化したものと推測でき、またＳｍＦｅＮ磁
石は保磁力が高いもののＴｃが４７０℃と低いために熱
減磁が生じ、それに逆向きの磁界による減磁の相乗効果
により特性が劣化したと推測される。従って、コアに挿
入する薄板磁石は保磁力が１０ＫＯｅ以上でＴｃが５０
０℃以上の薄板磁石において優れた直流重畳特性を示す
ことが分かった。

【０１４５】また、本実施の形態では示さなかったが、
本実施の形態以外の組み合わせでも、請求の範囲で示し
た樹脂で作製した薄板磁石においても同様の効果が得ら
れることを確認した。

【０１４６】

【表１３】

【０１４７】（第１５の実施の形態）第１４の実施の形
態と全く同じＳｍ_２Ｃｏ_１７系磁石粉末（ｉＨｃ＝１５
ｋＯｅ）と可溶性ポリアミドイミド樹脂（東洋紡バイロ
マックス）を加圧ニーダーで混練後、プラネタリーミキ
サーで希釈混練したものを遠心脱泡機で５分間攪拌して
ペーストを作製した。ペーストはドクターブレード法に
より乾燥後の厚みが約５００μｍになるようにグリーン
シートを作製し、乾燥後、熱プレス、次に厚さ０．５ｍ
ｍに加工し、薄板磁石試料とした。ここでポリアミドイ
ミド樹脂の樹脂量は、比抵抗が各々０．０６、０．１、
０．２、０．５、１．０Ω・ｃｍとなるように表１４の
とおりに調製した。これらの薄板磁石を第７の実施の形
態と全く同じコアの中芯断面形状に切断し、測定試料と
した。

【０１４８】次に、第１４の実施の形態と全く同じ０．
５ｍｍのギャップ長を有するＥＥコアに上記作製した薄
板磁石を挿入し、パルス着磁機で磁石を着磁した。これ
らのコアについて、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流
ＢＨトレーサーを用いて３００ＫＨｚ、０．１Ｔにおけ
るコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用し
たフェライトコアは同一のものであり、比抵抗の異なる
磁石だけを交換、挿入し再びパルス着磁機で着磁後コア
ロス特性を測定した。

【０１４９】その結果を表１４に示す。比較例として、
全く同じギャップ付のＥＥコアの、同じ測定条件でのコ
アロス特性は５２０（ｋＷ／ｍ^３）であった。

【０１５０】表１４から、比抵抗０．１Ω・ｃｍ以上の
磁気コアで良好なコアロス特性を示している。これは薄
板磁石の比抵抗をあげると渦電流損失を抑制できるため
と推測される。

【０１５１】

【表１４】以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、５
００μｍ以下の薄板磁石が得られ、この薄型磁石を磁気
バイアス磁石として使用することにより、小型で、高周
波における磁気コアの直流重畳特性が向上した且つリフ
ロー温度でも特性の劣化のない磁気コア及び、この磁気
コアを用いて、リフローにて特性の劣化の恐れなく表面
実装を可能としたインダクタンス素子を提供することが
できる。

【０１５２】（第１６の実施の形態）Ｓｍ（Ｃｏ
_{０．７４２}Ｆｅ_０．２０Ｃｕ_{０．０５５}Ｚ
ｒ_{０．０２９}）_７．７組成の焼結磁石（ｉＨｃ＝１５Ｋ
Ｏｅ）から、粉砕時間を変えて平均粒径の異なるものを
用意し、次に径の異なるふるいを通じて最大粒径を調整
した。

【０１５３】乾燥後の体積比がＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末
６０ｖｏ１％とポリイミド樹脂４０ｖｏｌ％となるよう
に、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化製リカコート
（ポリイミド樹脂）に溶剤としてγ−ブチロラクトンを
加えて円心脱泡機で５分攪拌してペーストを作製した。
溶剤の配合比は、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化
製リカコートを合わせて７０重量部に対してγ−ブチロ
ラクトンを１０重量部とした。作製したペーストをドク
クーブレード法により５００μｍのグリーンシートを作
製し乾燥、熱プレスを行った。これをフェライトコアの
中芯形状に切断後、パルス着磁装置を使用して４Ｔで着
磁を行い、薄板磁石を作製した。これらの薄板磁石のフ
ラックスをＴＯＥＩＴＤＦ−５ＤｉｇｉｔａｌＦ
ｌｕｘｍｅｔｅｒで測定した結果を表１５に示す。さ
らに第１４の実施の形態と同様にフェライトコアにはさ
んで直流重畳特性を測定し、次にバイアス量を測定し
た。バイアス量は透磁率と重畳磁界の大きさの積で求め
た。

【０１５４】

【表１５】平均粒径が２．１μｍの試料はフラックスが低下して
おり、バイアス量が小さい。これは作製工程中で磁石粉
末の酸化が進行しているためと考えられる。また平均粒
径が大きい試料は、粉末充填率が低いためフラックス
が低く、また磁石の表面粗さが粗いため、コアとの密着
性が悪くパーミアンス係数が低下するため、バイアス量
が低下していると考えられる。また、粒径が小さいもの
でも、プレス圧が充分でなく表面粗さの大きい試料
は、粉末の充填率が低いためフラックスが低下してお
り、バイアス量が小さい。また粗大粒が混ざっている試
料は表面粗さが粗いため、バイアス量が低下している
と考えられる。

【０１５５】これらの結果より、磁性粉の平均粒径が２
５μｍ以上で、かつ最大粒径が５０μｍであり、中心線
平均粗さが１０μｍ以下の薄板磁石を挿入したとき、薄
板磁石を挿入したときに、優れた直流重畳特性を示すこ
とがわかった。

【０１５６】（第１７の実施の形態）Ｓｍ_２Ｃｏ_１７系
でＺｒ量が０．０１ａｔ％で組成がＳｍ（Ｃｏ_０．７８
Ｆｅ _０．１１Ｃｕ_０．１０Ｚｒ_０．０１）_８．２の俗に
第２世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石と呼はれる組成のインゴッ
トを粗粉砕後に熱処理した磁石紛末と、Ｚｒ量が０．０
２９ａｔ％で組成がＳｍ（Ｃｏ_{０．０７４２}Ｆｅ
_０．２０Ｃｕ_{０．０５５}Ｚｒ _{０．０２９}）_８．２の俗に
第３世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石と呼ばれる組成のインゴツ
ドを粗粉砕後に熱処理した磁石粉末を用いた。上記第２
世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末は８００℃で１．５Ｈｒの
時効熱処理を行い、第３世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石は８０
０℃で１０Ｈｒの時効熱処理を行った。これによってＶ
ＳＭで測定された磁石粉末の保磁力は、第２世代が８Ｋ
Ｏｅで第３世代が２０ＫＯｅであった。これらの粗粉砕
粉末を、有機溶媒中でボールミルにより平均粒径５．２
μｍに微粉砕し、さらに目開き４５μｍの篩を通し、磁
石粉末を得た。次にこれら作製した磁石粉末にそれぞれ
バインダーとしてエポキシ樹脂を３５ｖｏ１％混合し、
第１４の実施の形態と全く同しＥＥコアの中芯形状と厚
み０．５ｍｍのボンド磁石を金型成形により作成した。
ここで磁石特注はφ１０＊ｔ１０のテストピースを別途
作成し、直流ＢＨトレーサーで測定した。

【０１５７】保磁力は粗粉砕粉末とほぼ同様の値であっ
た。次にこれら磁石を第１４の実施の形態と全く同じＥ
Ｅコアに挿入後、パルス着磁、巻き線後、ＬＣＲメータ
で４０Ｏｅ直流重畳時の１００ＫＨｚにおける実効透磁
率を測定した。次に、これらコアをリフロー炉の条件で
ある２７０℃の恒混槽で１Ｈｒ保持した後、上記と同様
に直流重畳特性を測定した。その結果も表１６に示す。

【０１５８】

【表１６】表１６より保磁力の高い第３世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉
末を使用した場合、リフロー後も良好な直流重畳特性が
得られることがわかった。なお、Ｓｍと遷移金属の比で
保磁力のピークを有することが知られているが、この最
適値の組成比は合金に含有される酸素量によって変動す
ることが知られており、焼結体は７．０〜８．０でイン
ゴットは８．０〜８．５の間で変動することを確認して
いる。以上より組成が第３世代であるＳｍ（Ｃ
ｏ_ｂａｌ．Ｆｅ_{０．１５−０．２５}Ｃｕ_０
_{．０５−０．０６}Ｚｒ_{０．０２−０．０３}）
_{７．０−８．５}でリフロー条件でも直流重畳特性が良好
であることがわかった。

【０１５９】（第１８の実施の形態）第１６の実施の形
態の試料で作製した、組成がＳｍ（Ｃｏ_{０．７４２}Ｆ
ｅ_０ _．２０Ｃｕ_{０．０５５}Ｚｒ_{０．０２９}）_７．７で粒
径が平均で５μｍ、最大粒径で４５μｍの磁石紛末を用
いた。その磁石粉末の表面に、Ｚｎ、無機ガラス（Ｚｎ
Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ）軟化点４００℃、及びＺｎ後更
に無機ガラス（ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ）を夫々被覆
した薄板磁石を第２の実施の形態の試料と全く同様の
方法で作製し、それを挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト
コアの直流重畳特性は第１６の実施の形態と全く同様に
測定後バイアス量を求め、コアロス特性は第２の実施の
形態と全く同様の方法で測定し、比較を行った結果を表
１７に示す。

【０１６０】ここでＺｎは磁石粉末と混合後、５００
℃，Ａｒ雰囲気下で２時間熱処理を施した。ＺｎＯ−Ｂ
_２Ｏ_３−ＰｂＯは熱処理温度が４５０℃以外は全く同じ
方法で熱処理した。一方、複合層を形成するためには始
めにＺｎと磁石粉末とを混合し５００℃で熱処理し、こ
こで一旦炉から取り出してこの粉末とＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３
−ＰｂＯ粉末を混合後、４５０℃で熱処理する。これら
紛末は総体積の４５ｖｏｌ％に当たる量のバインター
（エポキシ樹脂）を混合した後、無磁場中で金型成形を
行った。成形体は第１５の実施の形態と全く同じフェラ
イトコアの中芯断面形状でかつ高さ０．５ｍｍでありコ
アに挿入後約１０Ｔのパルス磁場で着磁して、第１４の
実施の形態と同じ方法で直流重畳特性と第１５の実施の
形態と同じ方法でコアロス特性とを測定した。次にこれ
らコアを２７０℃の恒温糟で３０分間保持した後、同様
に直流重畳特性、コアロス特性を測定した。比較例とし
て被覆していない粉末でも全く同じ方法で成形体を作成
後、特性を測定した結果も表１７に示す。

【０１６１】未被覆のものは熱処理により大きく直流重
畳特性、コアロス特性が劣化するが、Ｚｎ、無機ガラ
ス、及びその複合体を被覆したものは未被覆のものに比
へ、熱処理における劣化率は非常に小さいことが分か
る。これは被覆により磁石粉末の酸化が抑制されたため
と推測できる。

【０１６２】また被覆材を１０ｖｏ１％以上混合したも
のについては実効透磁挙が低く、磁石によるバイアス磁
界の大きさが他のものに比へ非常に小さくなっているこ
とが分かる。これは被覆材の量が増大したために、磁石
粉末の割合が減少したため、もしくは磁石粉末と被覆材
が反応し磁化の大きさが減少したためと考えられる。従
って被覆する量は０．１〜１０ｗｔ％の範囲で非常に優
れた特性を示すことが分かった。

【０１６３】

【表１７】

【０１６４】（第１９の実施の形態）第１６の実施の形
態の試料のＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末を用い、バインダ
ーとしてエポキシ樹脂を５０ｖｏ１％混合した後、２Ｔ
の磁場中で中足上下方向に金型成形し異方性の磁石を作
製した。また、比較例として無磁場中で金型成形したも
のも同様に作製した。次にこれらの各ボンド磁石を第１
５の実施の形態と同様にＭｎＺｎ系フェライト材に挿入
し、パルス着磁、巻き線を施し、ＬＣＲメーターで直流
重畳特性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算
した。その結果を下記表１８に示す。

【０１６５】また、測定が終わった試料をリフローの条
件である２７０℃の恒温糟で１ｍ保持し常温まで冷却し
上記と同様にＬＣＲメーターで直流重畳特注を測定し
た。その結果も下記表１８に示す。

【０１６６】下記表１８よりリフロー前後とも無磁場磁
石に比べ良好な結果が得られることがわかった。

【０１６７】

【表１８】

【０１６８】（第２０の実施の形態）第１６の実施の形
態の試料のＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末を用い、バインダ
ーとしてエポキシ樹脂を５０ｖｏ１％混合した後、無磁
場中で金型成形し０．５ｍｍ厚の磁石を作製したところ
までは第１９の実施の形態と全く同じである。次に第１
４の実施の形態と同様にＭｎＺｎ系フェライト材に挿入
し着磁を行った。このときの磁場を１Ｔ、２Ｔ、２５
Ｔ、３Ｔ、５Ｔ、１０Ｔで着磁を行った。１Ｔ、２Ｔ、
２５Ｔは、電磁石で着磁し、３Ｔ、５Ｔ、１０Ｔはパル
ス着磁機で着磁した。その後、ＬＣＲメーターで直流重
畳物性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算し
た。その結果から第１６の実施の形態で求めた方法でバ
イアス量を求めその結果を図３に示す。

【０１６９】図３より２５Ｔ以上でないと良好な重畳特
性が得られないことがわかった。

【０１７０】（第２１の実施の形態）図１７及び図１８
を参照すると、使用するコア６５は、ＭｎＺｎ系フェラ
イト材で作成され磁路長２．４６、実効断面積０．３９
４ｃｍ^２のＥＥ型磁芯を形成する。図１８のように、Ｅ
型コア６５に、モールドコイル（樹脂封止された巻線
（巻回数４ターン））６７を組み込んだ後、さらにＥ型
コア６５の中脚断面積と同形状に加工された、厚み０．
１６ｍｍの薄板磁石６９を、コアキャップ部に配置し
て、もう片側のコア６５により挾みこんでインダクタン
ス部品として機能するものである。

【０１７１】薄型磁石６９の着磁方向は、モールドコイ
ルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。

【０１７２】薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダ
クタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合
の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図１９
の７３（前者）と７１（後者）に示す。

【０１７３】またリフロー炉（ピーク温度２７０℃）に
通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定
し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認
した。

【０１７４】（第２２の実施の形態）図２０及び図２１
を参照すると、使用するコアは第２１の実施の形態同
様、ＭｎＺｎ系フェライト材で作成され磁路長２．４６
ｃｍ、実効断面積０．３９４ｃｍの磁芯を形成するが、
ＥＩ型磁芯を形成してインダクタンス部品として機能す
る。組立て工程も第２１の実施の形態と同様てあるが、
片側のフェライトコア７７の形状は、Ｉ型である。

【０１７５】薄型磁石を適用した直流重畳インダクタン
ス特性、及びリフロー炉に通した後の直流重畳インダク
タンス特性は、第２１の実施の形態と変化はない。

【０１７６】（第２３の実施の形態）図２２及び図２３
を参照すると、本発明の第２３の実施の形態による薄板
磁石を適用したインダクタンス部品に使用するコア８７
はＭｎＺｎ系フェライト材で作成され磁路長０．０２
ｍ、実効断面積５×１０^−６ｃｍのＵＵ型磁芯を形成す
る。図２３のように、ボビン８９にコイル９１を巻回
し、一対のＵ型コア８７を組み込む際、Ｕ型コア８７の
断面積（接合部）と同形状に加工された、厚み０．２ｍ
ｍの薄板磁石９３を、コアギャップ部に配置する。これ
により、透磁率４×１０^−３Ｈ／ｍのインダクタンス部
品として機能するものである。

【０１７７】薄型磁石９３の着磁方向は、コイルが作る
磁界と逆向きに着磁されているものとする。

【０１７８】薄型磁石を適用した薯合の直流重畳インダ
クタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合
の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図２４
の９７（前者）と９５（後者）に示す。

【０１７９】上記直流重畳インダクタンス特性の結果
は、一般に磁芯を形成するコアの使用磁束密度（△Ｂ）
の拡大を示していることと等価であり（図２５により補
足，図２５の９９は従来のインダクタンス部品に対する
コアの使用領域を示し、図２５の１０１は本発明による
薄板磁石を適用したインダクタンス部品のコアの使用領
域を示す。これらの図は、前記直流重畳インダクタンス
特性の結果９５と９９と９７と１０１の各々対応する）
インダクタンス部品の一般的な理論式は次の数１式によ
り表わされる。

【０１８０】

【数１】この数１式より、前記使用磁束密度（△Ｂ）拡大の効果
は、巻回数Ｎと磁芯の実効断面積Ａｅの逆数に比例し、
前者はインダクタンス部品の巻回数を減らすことで銅損
失低減の効果とインダクタンス部品の小型化をもたら
し、後者は、磁芯を形成するコアの小型化に寄与して、
前記巻回数低減による小型化と併せて、インダクタンス
部品の小型化に大きく寄与することが明らかである。ト
ランスにおいては一次及び二次コイル巻回数を低減でき
るため、その効果は絶大である。

【０１８１】さらに出力電力に関する式を数２式に示す
が、この式から使用磁束密度（△Ｂ）拡大効果は、出力
電力拡大の効果にも作用していることが言える。

【０１８２】

【数２】また、インダクタンス部品の信頼性に関し、リフロー炉
（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳
インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の
結果と同様である事を確認した。

【０１８３】（第２４の実施の形態）図２６及び図２７
を参照すると、本発明の第２４の実施の形態による薄板
磁石を適用したインダクタンス部品において、使用する
コアは第２３の実施の形態と同様、ＭｎＺｎ系フェライ
ト材で作成され磁路長０．０２ｍ、実効断面積５×１０
^−６ｍ^２の磁芯を形成するが、ＵＩ型磁芯を形成してイ
ンダクタンス部品として機能する。図２７のように、ボ
ビン１０９にコイル１１１を巻回し、Ｉ型コア１０７を
ボビンに組み込んだ後、Ｕ型コア１０５の断面積（接合
部）と同形状に加工された、厚み０．１ｍｍの薄板磁石
１１３を、コイルを巻回したボビンの両翼部（Ｉ型コア
１０７がボビンからはみ出す部分）に各１枚（両翼で２
枚）づつ配置して、Ｕ型コア１０５を組み込んで完成す
る。

【０１８４】薄型磁石を適用した直流重畳インダクタン
ス特性、及びリフー炉投入後の直流重畳インダクタンス
特性は、第２３の実施の形態と変化はない。

【０１８５】（第２５の実施の形態）図２８及び図２９
を参照すると、本発明の第２５の実施の形態による薄板
磁石を適用したインダクタンス部品においては、使用す
る４本のＩ型コア１１７は珪素鋼で作成され、磁路長
０．２ｍ、実効断面積１×１０^−４ｍ^２の口の字型磁芯
を形成する。図２８のように、絶縁紙１２１を備えた２
つのコイル１１９に、各１本ずつＩ型コア１１７を挿入
し、口の字の磁路を形成するように、もう２本のＩ型コ
ア１１７を組む。その接合部に本発明による薄板磁石１
２３を配置して、透磁率２×１０^−２Ｈ／ｍの口の字型
の磁路を形成してインダクタンス部品として機能する。

【０１８６】薄型磁石１２３の着磁方向は、コイルが作
る磁界と逆向きに着磁されているものとする。

【０１８７】薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダ
クタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合
の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図３０
の１２７（前者）と１２５（後者）に示す。

【０１８８】上記直流重畳インダクタンス特性の結果
は、一般に磁芯を形成するコアの使用磁束密度（△Ｂ）
の拡大を示していることと等価であり（図３１により補
足，図３１の１２９は従来のインダクタンス部品に対す
るコアの使用領域を示し、図３１の１３１は本発明によ
る薄板磁石を適用したインダクタンス部品のコアの使用
領域を示す。これらの図は、前記直流重畳インダクタン
ス特性の結果１２５と１２９、１２７と１３１の各々対
応する）、インダクタンス部品の一般的な理論式は次式
数３式により表わされ、

【数３】この数３式より前記使用磁束密度（△Ｂ）拡大の効果
は、巻回数Ｎと磁芯の実効断面積Ａｅの逆数に比例し、
前者はインダクタンス部品の巻回数を減らすことで銅損
失低減の効果とインダクタンス部品の小型化をもたら
し、後者は、磁芯を形成するコアの小型化に寄与して、
前記巻回数低減による小型化と併せて、インダクタンス
部品の小型化に大きく寄与することが明らかである。ト
ランスにおいては一次及び二次コイル巻回数を低減でき
るため、その効果は絶大である。

【０１８９】さらに出力電力に関する式を数４式に示す
が、この式から使用磁束密度（△Ｂ）拡大効果は、出力
電力拡大の効果にも作用していることが言える。

【０１９０】

【数４】またインダクタンス部品の信頼性に関し、リフロー炉
（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳
インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の
結果と同様である事を確認した。

【０１９１】（第２６の実施の形態）図３２及び図３３
を参照すると、本発明の第２６の実施の形態によるイン
ダクタンス部品は、凹状のくぼみを有する口の字型コア
１３５とＩ型コア１３２、コイル１３９が巻線されたボ
ビン１４１及び薄板磁石１４３で構成される。図３３の
ように、薄板磁石１４５は、口の字型コア１３５の凹状
くぼみ部、すなわち口の字型コア１３５とＩ型コア１３
７の接合部に配置される。

【０１９２】ここで使用の口の字型コア１３５及びＩ型
コア１３７は、ＭｎＺｎ系フェライト材で、磁路長６．
０ｃｍ、実効断面積０．１ｃｍ^２の日の字型磁芯を形成
する。

【０１９３】また、薄板磁石１４３は、厚み０．２５ｍ
ｍ、断面積０．１ｃｍ^２であって、コイルが作る磁界と
逆向きに着磁されているものとする。

【０１９４】コイル１３９は１８ターン巻回されてお
り、本インダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特
性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳
インダクタンス特性を測定し、結果を図３４の１４７
（前者）と１４５（後者）に示す。

【０１９５】またリフロー炉（ピーク温度２７０℃）に
通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定
し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認
した。

【０１９６】（第２７の実施の形態）図３５及び図３６
を参照すると、本発明の第２７の実施の形態による薄板
磁石を適用したインダクタンス部品においては、凸状コ
ア１５３にコイル１５７が巻線され凸状コア１５３の凸
部上面に、この凸部上面と同形状（０．０７ｍｍ）で、
厚み１２０μｍの薄板磁石１５９を配置して、円筒状の
キャップコア１５５を被せて構成されているものであ
る。

【０１９７】ここで使用の凸状コア１５３及び円筒状の
キャップコア１５５は、ＮｉＺｎ系フェライト材で、磁
路長１．８５ｃｍ、実効断面積０．０７ｃｍ^２の磁芯を
形成する。

【０１９８】また薄板磁石１５９は、コイルが作る磁界
と逆向きに着磁されているものとする。

【０１９９】コイル１５７は１５ターン巻回されてお
り、本インダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特
性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳
インダクタンス特性を測定し、結果を図３７の１６５
（前者）と１６３（後者）に示す。

【０２００】またリフロー炉（ピーク温度２７０℃）に
通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定
し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認
した。

【０２０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型インダクタンス部品の磁路の少なくとも１箇所以上
にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁
気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁
石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアの
小型化を可能とするために特に適した磁石を用いた磁気
コアを提供することができる。

【０２０２】また、本発明によれば、優れた直流重畳特
性と、コアロス特性と、リフロー条件でも特性に影響を
受けず、耐酸化性を有する磁気コアを容易かつ安価に提
供する事ができる。

【０２０３】また、本発明によれば、磁路の少なくとも
１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ
両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近
傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する
磁気コアにおいて、上記を考慮して、優れた直流重畳特
性とコアロス特性を有する磁気コアを容易かつ安価に提
供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は第１〜第３の実施の形態におけるＥＥ
型Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯の概略斜視図である。
（Ｂ）は（Ａ）におけるインダクタンス部品の正面図で
ある。

【図２】第１の実施の形態において、保磁力が３ｋＯｅ
のフェライト磁石をＭｎ−ｚｎ系フヱライト磁芯のギャ
ッブ部に挿入し、直流掌畳測定を繰り返し行った結果を
示すグラフである。

【図３】第１の実施の形態において、保磁力が５ｋＯｅ
のＳｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石をＭｎ−Ｚｎ系フェライト
磁芯のギャップ部に挿入し、直流重畳測定を繰り返し行
った結果を示すグラフである。

【図４】第１の実施の形態において、保磁力が１１ｋＯ
ｅのＳｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石をＭｎ−Ｚｎ系フェライ
ト磁芯のギャップ部に挿入し、直流重畳測定を繰り返し
行った結果を示すグラフである。

【図５】第１の実施の形態において、保磁力が１５ｋＯ
ｅのＳｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石をＭｎ−Ｚｎ系フェライ
ト磁芯のギャップ部に挿入し、直流重畳測定を繰り返し
行った結果を示すグラフである。

【図６】第２の実施の形態におけるトロイダル形状のセ
ンダスト磁芯の斜視図である。

【図７】第２の実施の形態において、磁石を挿入してな
いＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎボンド
磁石を挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯、センダス
ト磁芯について直流重畳特性を比較したグラフである。

【図８】本発明の１実施の形態によるチョークコイルに
用いるトロイダルコアを示す斜視図である。

【図９】図８のトロイダルコアに巻線を施したチョーク
コイルを示す斜視図である。

【図１０】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁
石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の
測定データである。

【図１１】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁
石とエポキシ樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測
定データである。

【図１２】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７Ｎ
磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性
の測定データである。

【図１３】第８の実施の形態におけるＢａフェライト磁
石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の
測定データである。

【図１４】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁
石とポリプロピレン樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特
性の測定データである。

【図１５】第１４の実施の形態における試料２および４
からなる薄板磁石を用いた場合と、薄板磁石を用いない
場合について、リフロー前後における直流重畳特性の測
定データを示す図である。

【図１６】第２０の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７
磁石−エポキシ樹脂薄板磁石の着磁磁界と直流重畳特性
を示す図である。

【図１７】本発明の第２１の実施の形態による薄板磁石
を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図であ
る。

【図１８】図１７のインダクタンス部品の分解組立斜視
図である。

【図１９】図１７のインダクタンス部品の直流重畳イン
ダクタンス特性を示す図である。

【図２０】本発明の第２２の実施の形態による薄板磁石
を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図であ
る。

【図２１】図２０のインダクタンス部品の分解組立斜視
図である。

【図２２】図２２は本発明の第２３の実施の形態による
薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視
図である。

【図２３】図２２のインダクタンス部品の分解組立斜視
図である。

【図２４】図２２のインダクタンス部品の直流重畳イン
ダクタンス特性を示す図である。

【図２５】（Ａ）は図２２のインダクタンス部品の使用
領域の説明に供せられる図である。（Ｂ）は従来のイン
ダクタンス部品の使用領域の説明に供せられる図であ
る。

【図２６】本発明の第２４の実施の形態による薄板磁石
を適用したインダクタンス部品の実施形態を示す外観斜
視図である。

【図２７】図２６のインダクタンス部品の分解組立斜視
図である。

【図２８】本発明の第２５の実施の形態による薄板磁石
を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図であ
る。

【図２９】図２８のインダクタンス部品の分解組立斜視
図である。

【図３０】図２８のインダクタンス部品の直流重畳イン
ダクタンス特性を示す図である。

【図３１】（Ａ）は従来のインダクタンス部品の使用領
域の説明に供せられる図である。（Ｂ）は図２８のイン
ダクタンス部品の使用領域の説明に供せられる図であ
る。

【図３２】本発明の第２６の実施の形態による薄板磁石
を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図であ
る。

【図３３】図３２のインダクタンス部品の磁路を形成す
るコアと薄板磁石の構成斜視図である。

【図３４】図３２のインダクタンス部品の直流重畳イン
ダクタンス特性を示す図である。

【図３５】本発明の第２７の実施の形態による薄板磁石
を適用したインダクタンス部品を示す断面図である。

【図３６】図３５のインダクタンス部品の磁路を形成す
るコアと薄板磁石の構成を示す斜視図である。

【図３７】図３５のインダクタンス部品の直流重畳イン
ダクタンス特性を示す図である。

【符号の説明】

４３磁石４５フェライト磁芯（コア）４７巻線部（コイル）５５圧粉磁芯（コア）５７磁石５９コイル６５コア６７樹脂封止された巻線６７６９薄型磁石８７コア８９ボビン９１コイル９３薄板磁石１０５Ｕ型コア１０７Ｉ型コア１１１コイル１１３薄板磁石１１７Ｉ型コア１２１絶縁紙１１９コイル１２３薄板磁石１３５口の字型コア１３７Ｉ型コア１３９コイル１４１ボビン１４３薄板磁石１５３凸状コア１５７コイル１５９薄板磁石１５５キャップコア

フロントページの続き (72)発明者保志晴輝宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内 (72)発明者磯谷桂太宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内 (72)発明者安保多美子宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内 (72)発明者伊藤透宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内Ｆターム(参考） 5E040 AA03 BB03 CA01 NN01 NN18 5E070 AA11 BA08 BA15 BB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁路中の少なくとも１箇所以上にギャッ
プを有し、前記ギャップに永久磁石を挿入してなり、２
０ｋＨｚにおける交流透磁率が直流印加磁界１２０Ｏｅ
の条件で４５以上で、かつ鉄損特性が２０ｋＨｚ、最大
磁束密度０．１Ｔの条件で１００ｋＷ／ｍ^３以下である
ことを特徴とする磁芯。
【請求項２】請求項１記載の磁芯において、初透磁率
が１００以上であることを特徴とする磁芯。
【請求項３】請求項１記載の磁芯において、Ｎｉ−Ｚ
ｎ系フェライト又はＭｎ−Ｚｎフェライトからなり、前
記磁石は、希土類磁石粉末とバインダーとで構成された
ボンド磁石であることを特徴とする磁芯。
【請求項４】請求項３記載の磁芯において、前記ボン
ド磁石は、前記希土類磁石粉末の平均粒径が０μｍ以上
〈０を含まず〉１０μｍ以下であり、前記バインダーの
量を重量比で５〜３０ｗｔ％含有するものであって、比
抵抗が１Ω・ｃｍ以上でかつ固有保磁力が５ｋＯｅ以上
であることを特徴とする磁芯。
【請求項５】請求項１記載の磁芯において、前記永久
磁石は、樹脂に磁石粉末が分散されてなるボンド磁石で
あり、０．１Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有し、該磁石粉末
は、固有保磁力が５ｋＯｅ以上、キュリー点Ｔｃが３０
０℃以上、粉末粒径が１５０μｍ以下であることを特徴
とする磁芯。
【請求項６】請求項５に記載の磁芯において、前記磁
石粉末の平均粒径が２．０〜５０μｍであることを特徴
とする磁芯。
【請求項７】請求項６に記載の磁芯において、前記樹
脂含有量が体積比で１０％以上であることを特徴とする
磁芯。
【請求項８】請求項６に記載の磁芯において、前記磁
石粉末は、希土類磁石粉末であることを特徴とする磁
芯。
【請求項９】請求項６に記載の磁芯において、成形圧
縮率が２０％以上であることを特徴とする磁芯。
【請求項１０】請求項６に記載の磁芯において、前記
ボンド磁石に使用する前記希土類磁石粉末にシランカッ
プリング材、チタンカップリング材を添加したことを特
徴とする磁芯。
【請求項１１】請求項６に記載の磁芯において、前記
ボンド磁石は、その作製時に磁場配向されることにより
異方性化されていることを特徴とする磁芯。
【請求項１２】請求項６に記載の磁芯において、前記
磁石粉末は、表面活性剤でコーティングされていること
を特徴とする磁芯。
【請求項１３】請求項６に記載の磁芯において、前記
永久磁石の中心線平均粗さが１０μｍ以下であることを
特徴とする磁芯。
【請求項１４】請求項６に記載の磁芯において、前記
永久磁石は、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上であることを特徴
とする磁芯。
【請求項１５】請求項１４に記載の磁芯において、前
記永久磁石は金型成形によって製造されたことを特徴と
する磁芯。
【請求項１６】請求項１５に記載の磁芯において、前
記永久磁石は熱プレスによって製造されたことを特徴と
する磁芯。
【請求項１７】請求項６に記載の磁芯において、前記
永久磁石は、全体の厚みが５００μｍ以下であることを
特徴とする磁芯。
【請求項１８】請求項１７に記載の磁芯において、前
記永久磁石は、樹脂と磁石粉末との混合塗料からドクタ
ーブレード法、印刷法などの成膜法によって製造された
ことを特徴とする磁芯。
【請求項１９】請求項１７に記載の磁芯において、前
記永久磁石は、表面のグロス（光沢度）が２５％以上で
あることを特徴とする磁芯。
【請求項２０】請求項６に記載の磁芯において、前記
樹脂は、ポリプロピレン樹脂、６−ナイロン樹脂、１２
−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、
エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であること
を特徴とする磁芯。
【請求項２１】請求項６に記載の磁芯において、前記
永久磁石は表面に耐熱温度１２０℃以上の樹脂又は耐熱
塗料を被覆していることを特徴とする磁芯。
【請求項２２】請求項６に記載の磁芯において、前記
磁石粉末は、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮから選
択された希土類磁石粉末であることを特徴とする磁芯。
【請求項２３】請求項６に記載の磁芯において、前記
磁石粉末は、固有保磁力が１０ＫＯｅ以上、キュリー点
が５００℃以上、粉末平均粒径が２．５〜５０μｍであ
ることを特徴とする磁芯。
【請求項２４】請求項２３に記載の磁芯において、前
記磁石粉末は、Ｓｍ−Ｃｏ磁石であることを特徴とする
磁芯。
【請求項２５】請求項２３に記載の磁芯において、前
記ＳｍＣｏ希土類磁石粉末は、Ｓｍ（Ｃｏ_ｂａｌＦｅ
_{０．１５〜０．２５}Ｃｕ_{０．０５〜０．０６}Ｚｒ
_{０．０２〜０．０３}）_{７．０〜８．５}で表される合金粉
末であることを特徴とする磁芯。
【請求項２６】請求項２３に記載の磁芯において、前
記樹脂含有量が体積比で３０％以上であることを特徴と
する磁芯。
【請求項２７】請求項２３に記載の磁芯において、前
記樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液
晶ポリマーから選択された少なくとも１種であることを
特徴とする磁芯。
【請求項２８】請求項１から２７のうちのいずれか一
つに記載の磁芯に少なくとも１ターン以上の巻線が施さ
れたことを特徴とするインダクタンス部品。