【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトランスあるいはインダクタ等の磁気素子に関するものであり、特にコイル部分を特別な形状にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータのＭＰＵ（マイクロプロセッサ）回りの電源（ＤＣ−ＤＣコンバーター）は、低電圧化、大電流化の傾向にあるため、より定格電流の大きなインダクタが求められている。このインダクタの定格電流はコアの温度上昇で規定される場合が多く、温度上昇を抑えるためには、磁性材料の損失、いわゆる鉄損による発熱を抑制することに加え、コイル自体のジュール熱による発熱を抑えなくてはならない。即ち、定格電流の大きなインダクタを得るためには、コアを構成する磁性材料の低損失化とともにコイルの直流抵抗（ＤＣＲ）を下げる必要を生じる。また、この種のインダクタ等の磁気部品には基板に実装することを考慮した薄型化、小型化も望まれている。
【０００３】
図７は、基板実装のための薄型化を図りつつ大電流化を図ったコイルの一例として、特開平９−７８５４号公報に開示されている構成を示す。
この例のコイル１００は、コイル導体の厚さに制限があることを考慮し、コイル自体を縦巻き構造（エッジワイズ構造）としたものである。更にこの縦巻き構造のコイル１００において、その内周側と外周側とでコイル加工時の変形量の違いに起因して厚さが異なる傾向になることを考慮し、別々の厚さの内周側コイル素材と外周側コイル素材とを組み合わせてコイル加工することで、加工後に等しい厚さの内周側コイル１０１と外周側コイル１０２とを得ることができるようにしたものである。
なお、この例のコイル１００はその上下に配置される磁性材料製のＥ型コア１０３、１０４に挟まれた状態でチョークコイルとして利用される。
【０００４】
図８は、特開平９−３０６７５７号公報に開示されている低背型コイルを示すもので、この例のコイル１０５においても内周側コイル１０６と外周側コイル１０７とを組み合わせて縦巻きしてコイル加工がなされてなり、内周側コイル１０６と外周側コイル１０７の導体幅や厚さを特定の範囲に調整することで内周側と外周側の両コイルの導体抵抗の均一化がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７と図８に示す従来のコイルにあっては、いずれも平型の導体を縦巻きすることで大電流化を図っているが、コイルを内周側と外周側に２分割した構造では、高いインダクタンスを得るためには、コア外形を大きくする必要がある。近年の電子機器の小型化に伴い電子部品に対しては薄型化とともに、基板場の占有面積、即ち部品外形が小さいことも必要とされている。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、許容電流を増大させて大電流化に対応できるようにした磁気素子を提供することを目的とする。
本発明は、インダクタンスを高くし、直流抵抗を低くするとともに、許容電流を増大させて大電流化に対応できるようにした部品外形の小さい磁気素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の磁気素子は、平型線をその幅方向に折り曲げてなる平型折曲線をその軸方向に巻き上げてなるコイル部を備えたことを特徴とする。
コイル部を構成する平型折曲線はコイル部の幅の倍以上の平型線からなるので、電流を通過させる部分における断面積が大きくなり、電流が増加しても発熱を抑制できるようになるので、大電流化に対応できるようになる。また、単純にコイルの厚みを増加させた場合に比べ、コイルの表面積が大きくなっているので、表皮効果による高周波でのインダクタンスおよびＱ（品質係数）の低下を抑えることができる。
【０００８】
本発明の磁気素子は、複数枚の平型線をその厚さ方向に積層してなる平型積層線をその軸方向に巻き上げてなるコイル部を備えたことを特徴とする。
コイル部を構成する平型積層線は複数枚の平型線からなるので、電流を通過させる部分における断面積が大きくなり、電流が増加しても発熱を抑制できるようになるので、大電流化に対応できるようになる。また、単純にコイルの厚みを増加させた場合に比べ、コイルの表面積が大きくなっているので、表皮効果による高周波でのインダクタンスおよびＱ（品質係数）の低下を抑えることができる。
本発明の磁気素子は、前記コイル部を軟磁性材料製のコアに装着してなることを特徴とする。
本発明の磁気素子は、前記コイル部を軟磁性材料からなるコアで被包してなることを特徴とする。
コイル部を軟磁性材料のコアで被包することで、コイル部からの漏れ磁束を少なくすることができ、損失低減に寄与する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
「第１の実施形態」
以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明するが、以下の各図においては理解を容易にするために各部分の寸法を適宜調整して記載している。
図１は本発明に係る磁気素子の分解斜視図であり、この形態の磁気素子（磁心）Ａは、平型線１ａをその幅方向に折り曲げてなる平型折曲線１Ａをその軸方向に巻き上げてなるコイル１と該コイル１を上下から挟む形で装着されたＥ型のコア２、３とから構成されている。
前記コイル１は、銅などの良導電性金属材料製のテープ状の平型線１ａを図２に拡大して示すようにその幅方向中央部１ａ’から２つ折りに、即ち、平型線１ａをその幅方向に２つ折りとした平型折曲線１Ａをその軸方向に巻き上げて構成された円環状のコイル部１Ｄと、コイル部１Ｄから並行に引き出された平型折曲線１Ａの端部１Ｂ、１Ｃとから構成されている。換言するとコイル部１Ｄは、２つ折りテープ状の平型折曲線１Ａをその表面と裏面が重なるように同心円状に縦巻きにして形成され、平型折曲線１Ａの一方の端部１Ｂと他方の端部１Ｃが同心円状に巻かれたコイル部１Ｄの外方に直線状に並行に引き出され、コイル部１Ｄの中心部に透孔１Ｅが形成されている。
【００１０】
なお、図面では略したが平型折曲線１Ａは絶縁層で覆われた状態で巻き上げられており、平型折曲線１Ａが巻かれた状態で互いに接触されている平型折曲線１Ａの上面部分と下面部分は相互に絶縁されており、コイル１としてのコイル部１Ｄの導体断面積は２つ折りとした平型折曲線１Ａが占める横断面積とされ、コイル１としてのコイル部１Ｄの表面積は２つ折りとした平型折曲線１Ａの全表面積とされている。
また、図１に示すコイル部１ＤのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面形状を図３に示すが、図３では平型折曲線１Ａの状態を明瞭に示すために平型線１ａの折り返し重ね部分を重ねていないように間隔をあけて示している。これに対して実際の磁気素子Ａにおいては、平型線１ａの全面を絶縁層で覆い、これを折り返すので、平型線１ａの折り返し重ね部分は絶縁層を介して隙間なく重ねられてコイル部１Ｄとされる。
【００１１】
この形態のコア２、３は例えば軟磁性材料粉末からＥ型に圧密成形されてなるもので、例えば後述する組成の非晶質系の軟磁性材料粉を圧密成形して構成されている。これらのコア２、３は、板状の本体部２ａ、３ａとそれら本体部２ａ、３ａの両端部に立設された壁部２ｂ、３ｂと本体部２ａ、３ａの中央部に立設された円柱状の突起部２ｄ、３ｄとから構成されたＥ型のものである。
前記構成のコア２、３はそれらの壁部２ｂ、３ｂと突起部２ｄ、３ｄを突き合わせてそれらの間に先のコイル１を装着できるように構成されている。即ち、コイル１の透孔１Ｅに先の突起部２ｄ、３ｄを挿通し、重ねたコア２、３の壁部２ｂ、２ｂ間と壁部３ｂ、３ｂ間に巻付部１Ｄを位置させて磁気素子Ａが構成されるようになっている。
【００１２】
以上構成のコア２、３を備えた本実施形態の磁気素子Ａは、２つ折りテープ状の平型折曲線１Ａをその表面と裏面が重なるように同心円状に縦巻きにしてコイル１が形成されているので、コイル１を導体として見た場合の導体表面積を２つ折りテープ状の平型折曲線１Ａの全表面積とすることができる。
また、コイル部１Ｄのターン数が少ない場合、平型折曲線１Ａの厚さを従来の縦巻きコイル導体に適用されている平型線と同じ厚さにしておくならば、磁気素子Ａとしての全体の厚さをそれほど増加させずに導体の断面積を増加できるとともに導体の表面積もほぼ２倍にできるので、直流抵抗の低減に寄与するとともに、表皮効果による高周波のインダクタンス及びＱ（品質係数）の低下を抑制することができる。
ここで、コイル全体の厚さを従来のコイルと同一にしたと仮定し、コイルを構成する導体部分の厚さを従来のものよりも約半分の厚さの平型線１ａから形成したとするならば、平型折曲線１Ａの表面積は従来のコイルを構成する導体表面積のほぼ２倍とすることができる。そのため、表皮効果を抑制することができ、高周波用のインダクタンスおよびＱの低下を抑制することができる。
【００１３】
更に前記構成の磁気素子Ａによれば、折り返した平型折曲線１Ａにより導体としての表面積を確保するので、逆に従来のコイル部と同じ導体表面積であれば従来のコイル部に対して外径を同じとしても、内径を大きくして平型折曲線１Ａの幅を小さくすることができるようになる。この場合、コイル部１Ｄの透孔１Ｅの直径を大きくすることができるので、コア２、３の突起部２ｄ、３ｄの直径を大きくすることができ、これによりインダクタンスを大きくして、コイル部１Ｄとしての巻線数を削減することができ、その場合に巻線数の削減によりコイル部１Ｄの薄型化をなし得る。即ち、低背化したコイル部１Ｄを提供できる。
【００１４】
次に前記構成のコア２、３は、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ（ただしＴｘは結晶化開始温度を示し、Ｔｇはガラス遷移温度を示す）の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが２０Ｋ以上の非晶質相を主相とする組織からなる軟磁性合金粉末とシリコーン樹脂等からなる結着剤とが混合されたものを圧密化してなるものから構成することができる。また、この場合にコア２、３に、更にステアリン酸塩からなる潤滑剤を添加していてもよく、更にシランカップリング剤等の添加剤を添加していてもよい。勿論、前記軟磁性合金粉末の圧密体に限らず、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金やパーマロイ等のコア材料として通常使用されている種類の軟磁性合金を適用しても良い。
【００１５】
前記の軟磁性合金粉末は、例えば過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが２０Ｋ以上の金属ガラス合金であり、非晶質相を主相とする組織からなるものであって、後に述べる組成式で表され、高い透磁率と高い飽和磁化を示すとともに、低保磁力かつ低鉄損な合金である。またこの金属ガラス合金は非晶質相を主相とする合金であり、結晶化開始温度Ｔｘが６００℃（８７３Ｋ）程度であるため、Ｔｘ以下の温度で熱処理することにより、内部応力が緩和されて磁気特性が向上する。
従って、約５００℃以下の温度で熱処理が可能なシリコーン樹脂等の結着剤を用いることができ、更に結晶質相を析出させることなく金属ガラス合金粉末の応力を緩和させることができ、高いインダクタンスを有する磁気素子Ａを構成できる。
【００１６】
即ち、コイルとコアとを複合して構成するタイプの磁気素子においては、コイルとコアを組み合わせて使用する場合の低損失化も課題の１つとされている。
例えば、コイル部分がコアの側部から外側に大きく露出された構成では、コイルから生じた磁界が外部に漏洩し易いといった問題がある。該磁界の漏洩は、インダクタンスＬや品質係数（Ｑ値）の低下につながり、磁気部品としての特性が低下するおそれがある。
そこでインダクタンスＬや品質係数（Ｑ値）の低下を防止すべく、コアを構成する軟磁性材料の粉末とシリコーンレジンとコイルとを一体成形し、コイル全体を圧粉コア内に埋め込んだ構成の磁気素子が研究されている。また、軟磁性材料として軟磁気特性の優れたＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用いることも研究されている。
【００１７】
ところでシリコーンレジンは一般に熱的安定性に劣るため、５００℃以下の温度で熱処理する必要があるが、５００℃以下の温度で熱処理した場合、先のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の応力を充分に緩和することが難しい問題があった。
即ち、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の応力緩和に必要な熱処理温度は８００℃以上であるが、ここまで温度を上げて熱処理するとシリコーンレジンが熱分解して圧粉コアを一定の形状に保持させておくことが困難となる。従って、やむを得ず５００℃以下の温度で熱処理することになるが、この場合の圧粉コア磁心の１ＭＨｚにおける透磁率は４０〜５０程度と低く、このためインダクタンス及び品質係数（Ｑ値）が低くなり、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を用いた構造の磁気素子の高性能化が困難な課題があった。
この点において先の如く後述の組成の軟磁性合金粉末を圧密したコア２、３とするならば、約５００℃以下の温度で熱処理が可能なシリコーン樹脂等の結着剤を用いることができ、更に結晶質相を析出させることなく金属ガラス合金粉末の応力を緩和させることができるので、高いインダクタンスを有する磁気素子Ａを形成できる。
【００１８】
なお、軟磁性合金粉末の過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが２０Ｋ未満であると、非晶質形成能が低下して結晶質相が析出しやすくなり、軟磁性合金粉末とシリコーン樹脂とを固化成形した後に行う熱処理時に、結晶化させずに十分に内部応力を緩和させることが困難になる。ΔＴｘが２０Ｋ以上であれば、熱処理温度が低くても十分に応力緩和を行うことができ、コア２、３の磁気特性を向上させることができる。
【００１９】
シリコーン樹脂等の結着剤の添加量は、コアに対して０．０５質量％以上、５質量％以下の範囲が好ましく、０．１質量％以上、３質量％以下の範囲がより好ましい。添加量が０．０５質量％未満では、軟磁性合金粉末を完全に絶縁することができなくなって渦電流損失が増大し、透磁率が低下する傾向となる。添加量が５質量％を越えると、軟磁性合金粉末の表面に厚く結着剤が付着し、合金粉末同士の間隔が広がって反磁界の影響が強まり、透磁率が低下する傾向となる。
【００２０】
また、ステアリン酸塩の添加量は、コアに対して０．１質量％以上、５質量％以下の範囲が好ましく、０．１質量％以上、３質量％以下の範囲がより好ましい。添加量が０．１質量％未満では、合金粉末の潤滑性を高くすることができず、これにより圧粉コアの相対密度が低下して透磁率が低下するとともに鉄損が増大する傾向になる。また、添加量が５質量％を越えると、熱処理時にステアリン酸塩が分解してガス発生が起き、これにより圧粉コアの相対密度が低下して透磁率が低下するとともに鉄損が増大する傾向になる。
【００２１】
更に、シランカップリング剤の添加量は、圧粉コアに対して０．１質量％以上、２質量％以下の範囲が好ましく、０．５質量％以上、２質量％以下の範囲がより好ましい。添加量が０．１質量％未満では、軟磁性合金とシリコーン樹脂の密着性が低下し、圧粉コアの強度が低下する傾向となる。また、２質量％を越えて添加しても、添加に見合う効果が得られ難い。
【００２２】
更に、本発明に係るコア２、３は、キュリー点以上の温度であってかつ結晶化温度以下、より具体的には２００℃以上、５００℃以下の範囲で熱処理することにより、応力緩和されるとともに結晶質相を析出させることがなく、高透磁率で低鉄損のコア２、３を構成することが可能になる。
熱処理温度がキュリー温度未満だと、応力緩和が不十分になる傾向があり、熱処理温度が結晶化温度を超えると、軟磁性合金粉末の軟磁気特性が劣化してしまう。
本実施形態のコア２、３は、例えば、軟磁性合金粉末とシリコーン樹脂とステアリン酸アルミニウムとシランカップリング剤とを混合して圧縮成形し、キュリー温度以上、結晶化温度以下、即ち２００℃以上５００℃以下で熱処理することにより得られる。
【００２３】
前述の軟磁性合金粉末を圧縮成形するには、通常の粉末成形の他、ホットプレス法や押出成形法や静水圧プレス法、放電プラズマ焼結法等を用いることができる。
本発明において、前記の混合物を圧縮成形する際の温度は、軟磁性合金粉末の結晶化開始温度（Ｔｘ）以下にする必要がある。結晶化開始温度以下の温度範囲で混合物を圧縮成形するとシリコーン樹脂が適度に軟化し、軟磁性合金粉末を結着させて所定の形状に成形することができる。
なお、結晶化開始温度は軟磁性合金粉末の組成により異なるが、概ね７７３〜１０００Ｋの範囲である。
【００２４】
（軟磁性合金の組成）
本発明に係る磁気素子Ａのコア２、３を構成する場合に適用できる軟磁性合金粉末は、磁性を示すＦｅと、非晶質形成能を有するＰ、Ｃ、Ｂを少なくとも具備してなり、非晶質相を主相とする組織から構成され、優れた軟磁気特性を示す。
また、前記組成にＡｌを添加しても良く、Ｎｉ、Ｃｏのいずれか一方または両方をＦｅ置換で添加しても良く、更に、Ｐ、Ｃ、Ｂに加えてＳｉを添加しても良い。また元素Ｘ（Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏより選ばれる１種または２種以上の元素）を添加しても良い。
【００２５】
本発明に係るコア２、３に適用できる軟磁性合金粉末は、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが２０Ｋ以上を示すものであり、組成によってはΔＴｘが３０Ｋ以上、さらには５０Ｋ以上という顕著な温度間隔を有し、軟磁性についても室温で優れた特性を有している。
従来から軟磁性合金の１種としてＦｅ−Ａｌ−Ｇａ−Ｃ−Ｐ−Ｓｉ−Ｂ系の金属ガラス合金が知られている。この従来の軟磁性合金に対して本発明に係る軟磁性合金は、Ｇａを除去してこのＧａ置換でＡｌ若しくはＦｅを増量させたものであり、従来から必須元素と考えられてきたＧａを除去しても非晶質相を形成することが確認され、更には過冷却液体の温度間隔ΔＴｘをも発現することが見出されたものである。
【００２６】
本発明で用いる軟磁性合金粉末は、従来のＦｅ−Ａｌ−Ｇａ−Ｃ−Ｐ−Ｓｉ−Ｂ系合金よりもＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の磁性元素を多く含むために高い飽和磁化を示す。この軟磁性合金粉末は、組織全体が完全な非晶質相であることから、適度な条件で熱処理した場合に結晶質相が析出させることなく内部応力を緩和でき、このため圧粉コアを成形した後に熱処理することで軟磁気特性をより向上させることができる。
更に本発明に係る軟磁性合金粉末は、非晶質の粉末を作る上で必要な非晶質形成能を十分に維持しつつ、従来のＦｅ−Ａｌ−Ｇａ−Ｃ−Ｐ−Ｓｉ−Ｂ系合金よりも磁気特性を向上させることができ、なおかつ、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法など、様々な粉末形成方法に耐え得る耐食性を得ることができるものである。
【００２７】
本発明で用いる非晶質軟磁性合金は、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが大きいために、溶融状態から冷却するとき、広い過冷却液体領域を有し、結晶化することなく温度の低下に伴って、ガラス遷移温度Ｔｇに至って非晶質相を容易に形成する。 従って、冷却速度が比較的遅くても充分に非晶質相を形成することが可能であり、例えばガスアトマイズ法のように、合金溶湯を不活性ガスにより噴霧して急冷する方法によって非晶質相組織を主体とする粉末状の合金を得ることができ、実用性に優れたものとなる。
【００２８】
前記の非晶質軟磁性合金の一例として、下記の組成式で表すものを挙げることができる。
Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＡｌｘＰｙＣｚＢｗＸｔ
ただし、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｖより選ばれる１種または２種以上の元素であり、組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０原子％≦ｘ≦１０原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１１原子％≦（ｙ＋ｚ＋ｗ）≦３０原子％である。
【００２９】
また、前記の非晶質軟磁性合金の別の例として、下記の組成式で表すものを挙げることができる。
（Ｆｅ１−ａ Ｔ ａ）１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＡｌｘＰｙＣｚＢｗＸｔ
ただし、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｖより選ばれる１種または２種の元素であり、ＴはＣｏ、Ｎｉより選ばれる１種または２種の元素であり、組成比を示すａ、ｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０．１≦ａ≦０．１５、０原子％≦ｘ≦１０原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１１原子％≦（ｙ＋ｚ＋ｗ）≦３０原子％である。
【００３０】
更に、前記の非晶質軟磁性合金の他の例として、下記の組成式で表すものを挙げることができる。
Ｆｅ１００−ｘ−ｖ−ｚ−ｗ−ｔＡｌｘ（Ｐ１−ｂＳｉｂ）ｖＣｚＢｗＸｔ
ただし、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｖより選ばれる１種または２種の元素であり、組成比を示すｂ、ｘ、ｖ、ｚ、ｗ、ｔは、０．１≦ｂ≦０．２８、０原子％≦ｘ≦１０原子％、２原子％≦ｖ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１１原子％≦（ｖ＋ｚ＋ｗ）≦３０原子％である。
【００３１】
更にまた、前記の非晶質軟磁性合金のその他の例として、下記の組成式で表すものを挙げることができる。
（Ｆｅ１−ａＴａ）１００−ｘ−ｖ−ｚ−ｗ−ｔＡｌｘ（Ｐ１−ｂＳｉｂ）ｖＣｚＢｗＸｔ
ただし、ＸはＣｒ、Ｍｏ、Ｖより選ばれる１種または２種の元素であり、ＴはＣｏ、Ｎｉより選ばれる１種または２種の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｘ、ｖ、ｚ、ｗ、ｔは、０．１≦ａ≦０．１５、０．１≦ｂ≦０．２８、０原子％≦ｘ≦１０原子％、２原子％≦ｖ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦（１００−ｘ−ｖ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１１原子％≦（ｖ＋ｚ＋ｗ）≦３０原子％である。
【００３２】
前記の組成の軟磁性合金は、合金の融点をＴｍとしたとき、Ｔｇ／Ｔｍ≧０．５７を示すとともに、飽和磁化σｓが１８０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上を示す。
また、ＦｅとＰ、Ｃ、Ｂとを少なくとも含む前記の軟磁性合金の好ましい組成範囲は、前記の組成比のうちのｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔが、０原子％≦ｘ≦６原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦４原子％、７６原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１８原子％≦（ｙ＋ｚ＋ｗ）≦２４原子％となる範囲である。
また、ＦｅとＰ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉとを少なくとも含む前記の非晶質軟磁性合金の好ましい範囲は、前記の組成比のうちのｘ、ｖ、ｚ、ｗ、ｔが、０原子％≦ｘ≦６原子％、２原子％≦ｖ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦４原子％、７６原子％≦（１００−ｘ−ｖ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１８原子％≦（ｖ＋ｚ＋ｗ）≦２４原子％となる範囲である。
【００３３】
前記の好ましい組成範囲の非晶質軟磁性合金においては、Ｔｇ／Ｔｍ≧０．５７を示すとともに、飽和磁化σｓが２００×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上を示す。
更に、ＦｅとＰ、Ｃ、Ｂとを少なくとも含む前記の非晶質軟磁性合金のより好ましい組成範囲は、前記の組成比のうちのｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔが、０原子％≦ｘ≦５原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦３原子％、７７原子％≦（１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１８原子％≦（ｙ＋ｚ＋ｗ）≦２３原子％となる範囲である。
更にまた、ＦｅとＰ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉとを少なくとも含む前記の非晶質軟磁性合金のより好ましい組成範囲は、前記の組成比のうちのｘ、ｖ、ｚ、ｗ、ｔが、０原子％≦ｘ≦５原子％、２原子％≦ｖ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦１１．５原子％、４原子％≦ｗ≦１０原子％、０原子％≦ｔ≦３原子％、７７原子％≦（１００−ｘ−ｖ−ｚ−ｗ−ｔ）≦７９原子％、１８原子％≦（ｖ＋ｚ＋ｗ）≦２３原子％となる範囲である。
前記のより好ましい組成の非晶質軟磁性合金においては、Ｔｇ／Ｔｍ≧０．５７を示すとともに、飽和磁化σｓが２１０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上を示す。
前記非晶質軟磁性合金を示す組成比ｔは、２原子％≦ｔ≦８原子％の範囲であっても良く、２原子％≦ｔ≦４原子％の範囲であっても良く、２原子％≦ｔ≦３原子％の範囲であっても良い。
【００３４】
以下に、本発明に係るコア２、３に適用できる非晶質軟磁性合金の組成限定理由について説明する。
Ｆｅは磁性を担う元素であって、本発明に係る軟磁性合金粉末に必須の元素である。また、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉのいずれか一方または両方の元素Ｔで置換しても良い。Ｆｅ単独、またはＦｅと元素Ｔとの合計の組成比を高くすると、軟磁性合金粉末の飽和磁化σｓを向上できる。
Ｆｅ単独、またはＦｅと元素Ｔとの合計の組成比は、７０原子％以上７９原子％以下であることが好ましく、７６原子％以上７９原子％以下であることがより好ましく、７７原子％以上７９原子％以下であることが更に好ましい。
Ｆｅ単独、またはＦｅと元素Ｔとの合計の組成比が７０原子％未満では、飽和磁化σｓが１８０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ未満に低下してしまうので好ましくない。また、組成比が７９原子％を越えると、合金の非晶質形成能の程度を示すＴｇ／Ｔｍが０．５７未満になり、非晶質形成能が低下するので好ましくない。
尚、組成比が７６原子％以上であれば合金の飽和磁化σｓを２００×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にでき、組成比が７７原子％以上であれば合金の飽和磁化σｓを２１０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にできる。
【００３５】
また、Ｆｅ置換で元素Ｔを添加する場合には、前記組成式中の組成比ａで示すように、Ｆｅの添加量の１０〜１５％を置換して元素Ｔを添加することが好ましい。元素Ｔを添加することにより、合金を構成する原子の充填密度が向上し、原子の再配列が抑制されることにより熱的安定性が向上する。特にＣｏを添加すると、キュリー温度が向上し、また融点が低下することにより非晶質形成能も向上する。
元素Ｔの添加量がＦｅ量の１０％未満では元素Ｔの添加効果が見られず、添加量がＦｅ量の１５％を越えるとＦｅ量が相対的に低下して飽和磁化が低下してしまうので好ましくない。
【００３６】
Ａｌは、本発明に係る軟磁性合金粉末の非晶質形成能を向上させるために必要に応じて添加する元素である。Ａｌの組成比ｘを０原子％以上１０原子％以下の範囲とすることにより、合金の非晶質形成能を更に向上させることができる。
具体的には、組成比ｘが０原子％以上１０原子％以下であるときに、合金の非晶質形成能の程度を示すＴｇ／Ｔｍが０．５７以上となり、飽和磁化σｓが１８０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にできる。しかし、ＡｌをＦｅ置換で添加する場合、飽和磁化σｓが低下し、コストも増大するため、Ａｌは必要に応じて添加するのがよい。
またＡｌは、Ｆｅとの間での混合エンタルピーが負であり、Ｆｅよりも原子半径が大きく、更にＦｅよりも原子半径が小さいＰ、Ｂ、Ｓｉとともに用いることにより、結晶化し難く、非晶質構造が熱的に安定化した状態となる。
Ａｌの組成比ｘは、０原子％以上１０原子％以下であることが好ましく、０原子％以上６原子％以下であることがより好ましく、０原子％以上５原子％以下であることが更に好ましい。組成比ｘが１０原子％を越えると、Ｆｅ量が相対的に低下して飽和磁化σｓが低下し、またＴｇ／Ｔｍが０．５７未満になって非晶質形成能が低下するので好ましくない。
また、Ａｌを添加する場合、Ａｌの添加効果、即ち、非晶質形成能と熱的安定性の向上を得るためには、少なくとも１原子％以上添加することが好ましい。
【００３７】
また、Ｆｅ単独、あるいはＦｅと元素Ｔの合計の組成比が７６原子％以上であり、かつＡｌの組成比ｘが０原子％以上６原子％以下の場合に、合金の飽和磁化σｓを２００×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にすることができる。
更に、Ｆｅ単独、またはＦｅと元素Ｔの合計の組成比が７７原子％以上であり、かつＡｌの組成比ｘが０原子％以上５原子％以下の場合に、合金の飽和磁化σｓを２１０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にすることができる。
【００３８】
Ｃ、Ｐ、Ｂ及びＳｉは、非晶質形成能を高める元素であり、ＦｅとＡｌにこれらの元素を添加して多元系とすることにより、ＦｅとＡｌのみの２元系の場合よりも安定して非晶質相が形成される。
特にＰはＦｅと低温（約１０５０℃）で共晶組成を持つため、組織の全体が非晶質相になるとともに過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが発現しやすくなる。
またＰとＳｉを同時に添加すると、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘがより大きくなって非晶質形成能が向上し、非晶質単相の組織を得る際の製造条件を比較的簡易な方向に緩和できる。
Ｓｉを無添加とした場合におけるＰの組成比ｙは、２原子％以上１５原子％以下であることが好ましく、５原子％以上１５原子％以下であることがより好ましく、７原子％以上１３原子％以下であることが最も好ましい。
Ｐの組成比ｙが前記の範囲であれば、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが発現して合金の非晶質形成能が向上する。
【００３９】
ＰとＳｉを同時に添加する場合は、ＰとＳｉの合計量を示す組成比ｖが２原子％以上１５原子％以下であることが好ましく、８原子％以上１５原子％以下であることがより好ましく、１０原子％以上１４原子％以下であることが最も好ましい。
ＰとＳｉの合計量を示す組成比ｖが前記の範囲であれば、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが向上し、これにより合金の非晶質形成能が向上する。
また、ＰとＳｉを同時に添加した場合のＳｉとＰとの比を表す組成比ｂは、０．１≦ｂ≦０．２８であることが好ましい。組成比ｂが０．１未満ではＳｉの添加効果が見られないので好ましくなく、組成比ｂが０．２８を越えるとＳｉの量が過剰になって過冷却液体領域ΔＴｘが消滅するおそれがあるので好ましくない。
ＰとＳｉの組成比を示すｂ、ｖを前記の範囲とすれば、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘを向上させ、非晶質単相となるバルクの大きさを増大させることができる。
【００４０】
更に、Ｂの組成比ｗは４原子％以上１０原子％以下であることが好ましく、６原子％以上１０原子％以下であることがより好ましく、６原子％以上９原子％以下であることが最も好ましい。
更にＣの組成比ｚは、０原子％を越えて１１．５原子％以下であることが好ましく、２原子％以上８原子％以下であることがより好ましく、２原子％以上５原子％以下であることが最も好ましい。
【００４１】
そして、これらの半金属元素Ｃ、Ｐ、Ｂ及びＳｉの合計の組成比（ｙ＋ｚ＋ｗ）または（ｖ＋ｚ＋ｗ）は、１１原子％以上３０原子％以下であることが好ましく、１８原子％以上２４原子％以下とすることがより好ましく、１８原子％以上２３原子％以下とすることが更に好ましい。
半金属元素の合計の組成比が１１原子％未満であると、軟磁性合金粉末の非晶質形成能が低下して非晶質相単相組織を得ることができないので好ましくなく、半金属元素の合計の組成比が３０原子％を越えると、特にＦｅの組成比が相対的に低下し、飽和磁化σｓが低下するので好ましくない。
【００４２】
また、Ｆｅ単独またはＦｅと元素Ｔの合計の組成比が７６原子％以上のときに、半金属元素Ｃ、Ｐ、Ｂ及びＳｉの合計の組成比（ｙ＋ｚ＋ｗ）または（ｖ＋ｚ＋ｗ）を１８原子％以上２４原子％以下とすることにより、合金の飽和磁化σｓを２００×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にできる。
更に、Ｆｅ単独またはＦｅと元素Ｔの合計の組成比が７７原子％以上のときに、半金属元素Ｃ、Ｐ、Ｂ及びＳｉの合計の組成比（ｙ＋ｚ＋ｗ）または（ｖ＋ｚ＋ｗ）を１８原子％以上２３原子％以下とすることにより、合金の飽和磁化σｓを２１０×１０−６Ｗｂ・ｍ／ｋｇ以上にできる。
【００４３】
また、Ｃｒを添加することによって合金の耐食性が向上する。例えば、水アトマイズ法により合金粉末を製造する場合おいて、溶湯が直接水に触れたとき、更には粉末の乾燥工程において生じる錆の発生を防ぐことができる（目視レベル）。Ｃｒの組成比ｔは、０原子％以上８原子％以下であることが好ましい。Ｃｒを添加すると合金の耐食性を高めることができるが、Ｃｒの組成比ｔが８原子％を越えるとＦｅ濃度が相対的に低下し、磁気特性が低下するので好ましくない。
また組成比ｔは、０原子％以上４原子％以下であることがより好ましく、０原子％以上３原子％以下であることが更に好ましい。
更に組成比ｔは、１原子％以上８原子％以下でもよく、１原子％以上４原子％以下でもよく、１原子％以上３原子％以下でもよい。
組成比ｔが２原子％以上であれば合金の耐食性をより向上させることができる。また、組成比ｔが４原子％以下であれば飽和磁化σｓを向上させることができ、組成比ｔが３原子％以下であれば飽和磁化σｓをより向上させることができる。
また、同様な効果はＣｒの他にＭｏ、Ｖにもあり、これらの元素を単独で添加するか、Ｍｏ、ＶとＭｏ、ＣｒとＶ、Ｃｒ及びＣｒ、Ｍｏ、Ｖ等の組合せで複合添加しても良い。これらの元素のうち、Ｃｒは耐食性に最も良く効き、Ｍｏ，Ｖは耐食性がＣｒより若干劣るものの非晶質形成能が向上するため、必要に応じてこれらの元素を選択する。
また、前記の組成に、Ｇｅが４原子％以下含有されていてもよく、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒのうち少なくとも１種以上が０〜７原子％含有されていてもよい。
前記のいずれの場合の組成においても、本発明においては、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘは２０Ｋ以上、組成によっては３５Ｋ以上が得られる。
また、前記組成でなくとも、ΔＴｘが２０Ｋ以上で２００〜５００℃の熱処理温度で歪み取りができるものであれば、本発明に適用できる。
また前記の組成で示される元素の他に不可避的不純物が含まれていても良い。
【００４４】
本発明に係る組成比の軟磁性合金は、溶製してから単ロールもしくは双ロールによる急冷法によって、さらには液中紡糸法や溶液抽出法によって、あるいはガスアトマイズ法または水アトマイズ法によって、もしくは射出成形法によって、バルク状、リボン状、線状体、粉末等の種々の形状として製造される。
特に、従来公知の非晶質軟磁性合金薄帯を粉砕して得られた薄片状の粒子からなる粉末に対し、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法によって、形状が略球状の粒子からなる合金粉末を得ることができる。前記バルク状、リボン状、線状体の非晶質合金を得た場合は、この非晶質合金を粉砕して粉末化すれば良い。
【００４５】
ガスアトマイズ法により得られた前記組成の軟磁性合金粉末は、室温において磁性を有し、また熱処理によってより良好な磁性を示す。このため優れた軟磁気特性を有する材料として、本発明の磁気素子のコア用として好適に用いることができる。
なお、製造方法について付言すると、合金の組成、そして製造のための手段と製品の大きさ、形状等によって、好適な冷却速度が決まるが、通常は１〜１０４Ｋ／ｓ程度の範囲を目安とすることができる。そして実際には、ガラス相（ｇｌａｓｓｙ ｐｈａｓｅ）に結晶相としてのＦｅ３Ｂ、Ｆｅ２Ｂ、Ｆｅ３Ｐ等の相が析出するかどうかを確認することで決めることができる。
【００４６】
前記の軟磁性合金粉末は、例えばガスアトマイズ法により製造できる。ガスアトマイズ法は、上述の組成からなる軟磁性合金の溶湯を、高圧の不活性ガスとともに不活性ガスで満たされたチャンバ内部に霧状に噴霧し、該不活性ガス雰囲気中で急冷して合金粉末を製造するというものである。
【００４７】
軟磁性合金の溶湯は、例えば、加熱装置付きの溶湯るつぼに軟磁性合金の合金溶湯を充填し、この合金溶湯を溶湯るつぼの底部に設けられた溶湯ノズルから不活性ガスが充填されたチャンバ内部に向けて滴下させるか、若しくは溶湯るつぼ内に不活性ガスを加圧状態で導入して合金溶湯を溶湯ノズルから霧状に噴出させる。溶湯を滴下させる場合は、別のノズルから不活性ガスを溶湯流に向けて噴出させることで、溶湯流を霧化させる。霧状にされた合金溶湯はチャンバ内で急冷凝固し、非晶質相を主相とする略球状の粒子となってチャンバの底部に堆積する。このようにして軟磁性合金粉末が得られる。
軟磁性合金粉末の粒径は、噴出する不活性ガスの圧力、溶湯の滴下速度、溶湯ノズルの内径等により調整することができ、数μｍ〜百数十μｍの粒径のものを得ることができる。
【００４８】
また、得られた合金粉末あるいは圧密したコア２、３に熱処理を施すことで合金の内部応力を緩和でき、軟磁性合金粉末の軟磁気特性をより向上させることができる。熱処理温度は、合金のキュリー温度以上、ガラス遷移温度Ｔｇ以下の範囲が好ましい。また熱処理時間は、合金の内部応力を充分に緩和させるとともに結晶質相の析出のおそれのない範囲が好ましく、例えば３０〜３００分の範囲が好ましい。
このように軟磁気特性の優れたコア２、３と先に記載の形状のコイル１とを組み合わせたコイル１とするならば、コイル１が有する大電流対応性能に加えてコア２、３が有する低損失特性を有し、高い品質係数（Ｑ）を有し、インダクタンスも良好な磁気素子Ａを得ることができる。
【００４９】
「第２の実施形態」
図４は本発明に係る第２の実施形態の磁気素子の分解斜視図であり、この形態の磁気素子Ｂは、等幅の平型線１１ａをその厚さ方向に２枚重ねてなる平型積層線１１Ａをその軸方向に巻き上げてなるコイル１１と該コイル１１を上下から挟む形で装着されたＥ型のコア２、３とから構成されている。ここで適用されているコア２、３は先の第１実施形態で用いたコア２、３と同等のものである。
前記コイル１１は、銅などの良導電性金属材料製のテープ状の平型線１１ａを２枚重ねに、即ち、平型線１１ａをその厚さ方向に２枚相互に絶縁して積層した平型積層線１１Ａをその軸方向に巻き上げて構成されている。換言するとコイル１１は、絶縁被覆した平型積層線１１Ａをその表面と裏面が重なるように同心円状に縦巻きにして形成され、平型積層線１１Ａの一方の端部１１Ｂと他方の端部１１Ｃとが同心円状に巻かれたコイル部１１Ｄの外方に並行に引き出され、コイル部１１Ｄの中心部には透孔１１Ｅが形成されている。
なお、図面では略したが平型積層線１１Ａは絶縁層で覆われた状態で巻き上げられており、平型積層線１１Ａが巻かれた状態で互いに接触されている平型積層線１１Ａの上面部分と下面部分は相互に絶縁されており、コイル１１としてのコイル部１１Ｄの導体断面積は２枚積層とした平型積層線１１Ａが占める横断面積とされ、コイル１１としてのコイル部１１Ｄの表面積は２枚積層とした平型積層線１１Ａの全表面積とされている。
【００５０】
コア２、３を備えた本実施形態の磁気素子Ｂは、２層テープ状の平型積層線１１Ａをその表面と裏面が重なるように同心円状に縦巻きにしてコイル１１が形成されているので、コイル１１を導体として見た場合の導体表面積を２層テープ状の平型積層線１１Ａの全表面積とすることができる。
ここで、コイル全体の厚さを従来のコイルと同一にしたとするならば、コイルを構成する導体部分の厚さを従来のものよりも約半分の厚さの平型線１１ａから形成した場合に、平型積層線１１Ａの表面積は従来のコイルを構成する導体表面積のほぼ２倍とすることができる。従って、表皮効果を抑制することができ、高周波におけるインダクタンス及びＱの低下を抑制することができる。
また、コイル部１１Ｄのターン数が少ない場合、平型積層線１１Ａの厚さを従来の縦巻きコイル導体に適用されている平型線と同じ厚さにしておくならば、導体の断面積を増加できるとともに表面積もほぼ２倍にできるので、直流抵抗の低減に寄与するとともに、表皮効果による高周波のインダクタンス及びＱの低下を抑制できる。
【００５１】
更にこの第２の実施形態においてもコア２、３は先に説明した軟磁性材料の圧密体から構成されているので、先の第１の実施形態のコア２、３で得られた場合と同等の効果が得られる。
【００５２】
「第３の実施形態」
図５及び図６に本発明に係る第３の実施形態の磁気素子（インダクタ）Ｃを示す。
図５及び図６に示す磁気素子Ｃは、平型折曲線４１Ａを同心円状に縦巻きしてなるコイル部４１Ｄとこのコイル部４１Ｄから引き出された平型折曲線４１Ａの一方の端部４１Ｂと他方の端部４１Ｃとからなるコイルの少なくともコイル部４１Ｄの全体もしくは大部分を軟磁性合金粉末圧密体に埋め込まれるように一体成形され、コア４２で覆ってなる（被包してなる）構成とされている。
前記コア４２は先の第１の実施形態においてコア２、３を構成するために用いられた軟磁性合金粉末の圧密体からなる。この圧密体には先の第１の実施形態の場合と同様に、軟磁性合金粉末とシリコーン樹脂等からなる結着剤とが混合されたものを圧密化してなるものであるが、ステアリン酸塩からなる潤滑剤が適量添加されていてもよく、更にシランカップリング剤等の添加剤が適量添加されていてもよい。
【００５３】
また、コア４２の内部に設けられている平型折曲線４１Ａの外周には絶縁層４４が被覆され、コイル部４１Ｄにおいて上下に位置する平型折曲線４１Ａどうしは絶縁分離された状態とされている。
この第３の実施形態の磁気素子Ｂは、２つ折りテープ状の平型折曲線４１Ａをその表面と裏面を重ねたように同心円状に縦巻きにしてコイル部４１Ｄを形成しているので、先の第１の実施形態の場合と同様に、コイル部４１Ｄの表面積を従来のコイルの導体表面積のほぼ２倍とすることができる。従って、表皮効果を抑制することができ、高周波におけるインダクタンス及びＱの低下を抑制することができる。
更にこの第３の実施形態においてもコア４２は先に説明した軟磁性材料の圧密体から構成されているので、先の第１の実施形態においてコア２、３から得られたものと同等の効果が得られる。
【００５４】
更にこの第３実施形態においてはコア４２の断面を示す図６に示すように、コイル部４１Ｄにおいて同心円状に重ねられた平型折曲線４１Ａの間にコア４２の構成材料である軟磁性合金粉末圧密体が回り込んで平型折曲線４１Ａと密着しており、コア４２とコイル部４１Ｄの間に空隙が全く存在しない、ち密な状態になっている。
このように、コイル部４１Ｄを構成する平型折曲線４１Ａの周囲を軟磁性合金粉末圧密体が取り囲むため、コイル部４１Ｄに対するコア４２の磁路断面積が向上する。また、コア４２とコイル部４１Ｄの間にギャップ等が一切存在しないため、コイル部４１Ｄから発した磁界が空間に漏れることなくコア４２に印加される。このため本実施形態の磁気素子Ｃは、第１実施形態や第２実施形態において適用したコア２、３とコイル１、１１との組み合わせ構造よりも更に優れたインダクタンス及び品質係数（Ｑ値）を発現させることができる。
【００５５】
【実施例】
図１に示す形状のコイルを備えた磁気素子を製造した。コイル部の寸法として外径１０ｍｍ、内径６ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのもので２ターン巻きしたコイルを製造するには、幅４ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの銅製平型線を絶縁被覆したものを幅方向に２つ折として幅２ｍｍの平型折曲線とし、この平型折曲線を軸方向に２ターン縦巻きしてコイル部を構成するものとした。このコイル部に対してＦｅ７４ ． ４３Ｃｒ１ ． ９６Ｐ９ ． ０４Ｃ２ ． １６Ｂ７ ． ５４Ｓｉ４ ． ８７なる組成の非晶質軟磁性材料からなるＥ型コアを組み合わせて磁気素子とした。
また、先のコイル部と同じ寸法のコイル部をＦｅ７４ ． ４３Ｃｒ１ ． ９６Ｐ９ ． ０４Ｃ２ ． １６Ｂ７ ． ５４Ｓｉ４ ． ８７なる組成の非晶質軟磁性材料からなる粉末圧密体に埋め込んで一体成形した磁気素子を作製し、試料とした。
比較のために、厚さ０．３ｍｍの１枚ものの銅テープを縦巻きしてなるコイル部を作製し、これに先と同じＥ型コアを装着して比較用の磁気素子とした。得られた各試料のコイル部寸法と、ターン数と、コア外形と、コア形状と、磁気素子のインダクタンス、並びに直流抵抗（ＤＣＲ）の測定値を以下の表１と表２に示す。
【００５６】
【００５７】
【００５８】
表１と表２に示す結果から明らかなように、実施例１の試料はインダクタンスが高く直流抵抗も低い。実施例２の試料は実施例１の試料よりも更に高いインダクタンスを有し、直流抵抗も同等に低くなっている。
これらに対して比較例１の試料は実施例１、２と同じコイル外径と内径を有するが、直流抵抗がほぼ２倍に増加している。これでは直流抵抗の増加に起因して発熱量が大きくなり、磁気素子としての定格電流を大きくすることができない。比較例２の試料はコイルの外径を維持し、内径を小さくしてコイルの導体幅を大きくし、コイルの導体断面積を大きくした試料であるが、直流抵抗は小さくなるものの、インダクタンスが大幅に低下した。比較例３の試料はコイル外径を大きくした試料であり、インダクタンスがある程度高く、直流抵抗も小さいが、全体の外径が大きくなるので、磁気素子全体としての小型化、軽量化には不利である。
これらに対して実施例１、２の試料は外径を大きくすることなく、即ち小型軽量化を図った上で、若干の厚さの上昇（厚さ０．８ｍｍの上昇）はするが、高いインダクタンスと低い直流抵抗を実現することができ、磁気素子としての定格容量の増加に寄与するという特徴を備えていることが明らかになった。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の磁気素子によれば、コイル部を構成する平型折曲線をコイル部の幅の数倍の幅の平型線から構成するので、電流を通過させる部分における断面積が大きくなり、電流が増加しても発熱を抑制できるようになるので、大電流化に対応できるようになり、定格電流の大きな磁気素子を提供することができるようになる効果がある。従って、表皮効果を抑制することができ、高周波におけるインダクタンス及びＱの低下を抑制することができる。
また、本発明の磁気素子では、コイル部を構成する平型積層線を複数枚の平型線から構成するので、電流を通過させる部分における断面積が大きくなり、電流が増加しても発熱を抑制できるようになるので、大電流化に対応できるようになり、定格電流の大きな磁気素子を提供することができるようになる効果がある。従って、表皮効果を抑制することができ、高周波におけるインダクタンス及びＱの低下を抑制することができる。
【００６０】
また、本発明において軟磁性合金の圧密体でコイル部を被包した構成とするならば、コイル部が発生させる磁界が通る磁路断面積を向上させることができ、インダクタンス及び品質係数を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気素子の第１の実施形態の分解斜視図である。
【図２】平型線を折り曲げてなる平型折曲線の斜視図である。
【図３】図１に示す磁気素子のコイル部の断面図である。
【図４】本発明に係る磁気素子の第２の実施形態の分解斜視図である。
【図５】本発明に係る磁気素子の第３の実施形態の一部を断面とした斜視図である。
【図６】図５に示す磁気素子のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】従来の磁気素子の第１の例を示す分解斜視図である。
【図８】従来の磁気素子の第２の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ…磁気素子（磁心）、１、１１…コイル、１Ａ、１１Ａ、
４１Ａ…平型折曲線、１ａ、１１ａ…平型線、
１Ｂ、１Ｃ、４１Ｂ、４１Ｃ…端部、１Ｄ、１１Ｄ、４１Ｄ…コイル部、
１Ｅ、１１Ｅ…透孔、２、３、４２…コア。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic element such as a transformer or an inductor, and particularly to a magnetic element having a specially shaped coil portion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a power supply (DC-DC converter) around an MPU (microprocessor) of a computer tends to have a lower voltage and a larger current, and therefore an inductor having a higher rated current is required. In many cases, the rated current of this inductor is specified by the core temperature rise. To suppress the temperature rise, in addition to suppressing the heat generated by the loss of magnetic material, so-called iron loss, the heat generated by the Joule heat of the coil itself Must be suppressed. That is, in order to obtain an inductor having a large rated current, it becomes necessary to reduce the loss of the magnetic material constituting the core and to reduce the DC resistance (DCR) of the coil. In addition, it is desired that this type of magnetic component such as an inductor be made thinner and smaller in consideration of being mounted on a substrate.
[0003]
FIG. 7 shows a configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-7854 as an example of a coil that achieves a large current while reducing the thickness for mounting on a substrate.
The coil 100 of this example has a vertical winding structure (edgewise structure) in consideration of the limitation on the thickness of the coil conductor. Further, in consideration of the fact that the thickness of the coil 100 having the vertical winding structure tends to be different between the inner circumferential side and the outer circumferential side due to a difference in the amount of deformation at the time of coil processing, the inner circumferential side and the outer circumferential side have different thicknesses. By performing coil processing by combining the side coil material and the outer coil material, the inner coil 101 and the outer coil 102 having the same thickness after the processing can be obtained.
The coil 100 of this example is used as a choke coil while being sandwiched between E-shaped cores 103 and 104 made of a magnetic material disposed above and below it.
[0004]
FIG. 8 shows a low-profile coil disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-306757. In the coil 105 of this example as well, the inner coil 106 and the outer coil 107 are combined and vertically wound. Coil processing is performed, and by adjusting the conductor width and thickness of the inner peripheral side coil 106 and the outer peripheral side coil 107 to a specific range, the conductor resistance of both the inner peripheral side coil and the outer peripheral side coil is made uniform. I have.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional coils shown in FIGS. 7 and 8, the current is increased by vertically winding a flat conductor, but the coil is divided into an inner peripheral side and an outer peripheral side. In the structure, in order to obtain high inductance, it is necessary to enlarge the core outer shape. With the recent miniaturization of electronic devices, it has become necessary to reduce the thickness of electronic components and also reduce the area occupied by the board space, that is, the external shape of components.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a magnetic element capable of responding to an increase in current by increasing an allowable current.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic element having a small component outer shape that can increase inductance and reduce DC resistance and increase the allowable current to cope with an increase in current.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
The magnetic element according to the present invention includes a coil portion formed by winding a flat folding line formed by bending a flat wire in a width direction thereof in an axial direction thereof.
Since the flat folded curve that forms the coil portion is formed of a flat wire that is twice or more the width of the coil portion, the cross-sectional area of the portion through which the current passes increases, and heat generation can be suppressed even when the current increases. Therefore, it is possible to cope with an increase in current. Further, since the surface area of the coil is larger than when the thickness of the coil is simply increased, it is possible to suppress a decrease in inductance and Q (quality factor) at a high frequency due to a skin effect.
[0008]
The magnetic element according to the present invention is characterized in that the magnetic element includes a coil portion formed by winding a plurality of flat wires in a thickness direction thereof and winding a flat stacked wire in an axial direction thereof.
The flat laminated wire that constitutes the coil section is composed of a plurality of flat wires, so the cross-sectional area of the portion through which the current passes increases, and even if the current increases, the heat generation can be suppressed, so that the current increases. Will be able to respond to Further, since the surface area of the coil is larger than when the thickness of the coil is simply increased, it is possible to suppress a decrease in inductance and Q (quality factor) at a high frequency due to a skin effect.
The magnetic element of the present invention is characterized in that the coil portion is mounted on a core made of a soft magnetic material.
The magnetic element of the present invention is characterized in that the coil portion is covered with a core made of a soft magnetic material.
By enclosing the coil portion with a core made of a soft magnetic material, magnetic flux leakage from the coil portion can be reduced, which contributes to loss reduction.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
"First Embodiment"
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following drawings, dimensions of respective portions are appropriately adjusted and described for easy understanding.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a magnetic element according to the present invention. A magnetic element (magnetic core) A of this embodiment winds a flat folded curve 1A formed by bending a flat wire 1a in the width direction in the axial direction. And an E-shaped core 2 or 3 mounted so as to sandwich the coil 1 from above and below.
The coil 1 is formed by folding a tape-shaped flat wire 1a made of a good conductive metal material such as copper from the center 1a ′ in the width direction as shown in FIG. Is folded in the width direction into a flat folded curve 1A, and an annular coil portion 1D formed by winding up in the axial direction, and an end 1B of the flat folded curve 1A drawn out in parallel from the coil portion 1D. , 1C. In other words, the coil part 1D is formed by vertically winding a two-fold tape-shaped flat folding curve 1A concentrically so that its front and back surfaces overlap, and one end 1B of the flat folding curve 1A and the other end thereof. The end 1C is linearly pulled out parallel to the outside of the coil part 1D concentrically wound, and a through hole 1E is formed in the center of the coil part 1D.
[0010]
Although not shown in the drawings, the flat folded curve 1A is wound up in a state of being covered with the insulating layer, and the upper surface portion of the flat folded curve 1A is in contact with the wound flat folded curve 1A. And a lower surface portion thereof are insulated from each other, the conductor cross-sectional area of the coil portion 1D as the coil 1 is a cross-sectional area occupied by the flat folded curve 1A folded in half, and the surface area of the coil portion 1D as the coil 1 is 2 It is the total surface area of the folded flat folding curve 1A.
3 shows a cross-sectional shape of the coil portion 1D shown in FIG. 1 along the line III-III. In FIG. 3, in order to clearly show the state of the flat folding line 1A, the folded portion of the flat wire 1a is shown. They are shown at intervals so that they do not overlap. On the other hand, in the actual magnetic element A, since the entire surface of the flat wire 1a is covered with the insulating layer and is folded, the folded portion of the flat wire 1a is overlapped with no gap through the insulating layer and the coil portion is formed. 1D.
[0011]
The cores 2 and 3 in this form are formed by compacting a soft magnetic material powder into an E-shape, for example, and are formed by compacting an amorphous soft magnetic material powder having a composition described later. These cores 2 and 3 are plate-shaped main bodies 2a and 3a, and walls 2b and 3b provided on both ends of the main bodies 2a and 3a, and are erected at the center of the main bodies 2a and 3a. It is an E-shaped one composed of columnar projections 2d and 3d.
The cores 2 and 3 having the above-described configuration are configured so that the wall portions 2b and 3b and the protruding portions 2d and 3d abut each other and the coil 1 can be mounted between them. That is, the protrusions 2d, 3d are inserted through the through holes 1E of the coil 1, and the winding portion 1D is positioned between the wall portions 2b, 2b and between the wall portions 3b, 3b of the superposed cores 2, 3 so as to be magnetic. The element A is configured.
[0012]
In the magnetic element A of the present embodiment having the cores 2 and 3 having the above-described configuration, the coil 1 is formed by concentrically vertically winding a two-fold tape-shaped flat folding curve 1A so that the front surface and the back surface overlap. Therefore, when the coil 1 is viewed as a conductor, the surface area of the conductor can be the total surface area of the two-fold tape-shaped flat folding curve 1A.
When the number of turns of the coil part 1D is small, if the thickness of the flat folded curve 1A is set to the same thickness as the flat wire applied to the conventional vertically wound coil conductor, the magnetic element A Since the cross-sectional area of the conductor can be increased without increasing the overall thickness and the surface area of the conductor can be almost doubled, it contributes to the reduction of the DC resistance and the high frequency inductance and Q (quality factor) by the skin effect. Can be suppressed.
Here, it is assumed that the thickness of the entire coil is the same as that of the conventional coil, and that the thickness of the conductor portion forming the coil is formed from the flat wire 1a having a thickness approximately half that of the conventional coil. Then, the surface area of the flat folded curve 1A can be made approximately twice as large as the surface area of the conductor constituting the conventional coil. Therefore, the skin effect can be suppressed, and a decrease in inductance and Q for high frequency can be suppressed.
[0013]
Further, according to the magnetic element A having the above configuration, the surface area as a conductor is secured by the folded flat folding curve 1A. Is the same, the inner diameter can be increased and the width of the flat folded curve 1A can be reduced. In this case, since the diameter of the through hole 1E of the coil portion 1D can be increased, the diameter of the projections 2d, 3d of the cores 2, 3 can be increased, thereby increasing the inductance and increasing the coil portion 1D. The number of windings can be reduced, and in that case, the coil part 1D can be made thinner by reducing the number of windings. That is, it is possible to provide the coil portion 1D having a reduced height.
[0014]
Next, in the cores 2 and 3 having the above-described configuration, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid represented by the formula of ΔTx = Tx−Tg (where Tx indicates a crystallization start temperature and Tg indicates a glass transition temperature) is 20K. A mixture obtained by compacting a mixture of a soft magnetic alloy powder having a structure having the above-described amorphous phase as a main phase and a binder comprising a silicone resin or the like can be used. In this case, a lubricant composed of a stearate may be further added to the cores 2 and 3, and an additive such as a silane coupling agent may be further added. Of course, the present invention is not limited to the compact of the soft magnetic alloy powder, and a soft magnetic alloy of a type generally used as a core material such as an Fe-Al-Si alloy or permalloy may be applied.
[0015]
The soft magnetic alloy powder is, for example, a metallic glass alloy in which the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid is 20K or more, has a structure having an amorphous phase as a main phase, and is represented by a composition formula described later. It has high magnetic permeability, high saturation magnetization, low coercive force and low iron loss. Further, since this metallic glass alloy is an alloy having an amorphous phase as a main phase, and the crystallization start temperature Tx is about 600 ° C. (873 K), the internal stress is relaxed by heat treatment at a temperature equal to or lower than Tx. As a result, the magnetic characteristics are improved.
Therefore, it is possible to use a binder such as a silicone resin that can be heat-treated at a temperature of about 500 ° C. or less, further reduce the stress of the metallic glass alloy powder without depositing a crystalline phase, and obtain a high inductance. Can be configured.
[0016]
That is, in a magnetic element of a type configured by combining a coil and a core, one of the issues is to reduce the loss when the coil and the core are used in combination.
For example, in a configuration in which the coil portion is largely exposed to the outside from the side of the core, there is a problem that a magnetic field generated from the coil is likely to leak outside. The leakage of the magnetic field leads to a reduction in the inductance L and the quality factor (Q value), and the characteristics as a magnetic component may be reduced.
Therefore, in order to prevent the inductance L and the quality factor (Q value) from lowering, a soft magnetic material powder constituting the core, a silicone resin and a coil are integrally formed, and the entire coil is embedded in a dust core. Devices have been studied. The use of Fe-Al-Si-based alloy powder having excellent soft magnetic properties as a soft magnetic material has also been studied.
[0017]
Incidentally, since silicone resins generally have poor thermal stability, they need to be heat-treated at a temperature of 500 ° C. or less. However, when heat-treated at a temperature of 500 ° C. or less, the stress of the Fe—Al—Si-based alloy can be sufficiently reduced. There was a problem that was difficult to mitigate.
That is, the heat treatment temperature required to relax the stress of the Fe-Al-Si alloy is 800 ° C. or higher. However, when the temperature is increased to this point, the silicone resin is thermally decomposed to keep the dust core in a certain shape. It becomes difficult to keep. Therefore, heat treatment must be performed at a temperature of 500 ° C. or less. In this case, the magnetic permeability at 1 MHz of the dust core is as low as about 40 to 50, and thus the inductance and the quality factor (Q value) are low. There is a problem that it is difficult to improve the performance of a magnetic element having a structure using an Fe-Al-Si alloy powder.
At this point, if the cores 2 and 3 are made of a soft magnetic alloy powder having a composition described later as described above, a binder such as a silicone resin that can be heat-treated at a temperature of about 500 ° C. or less can be used. Further, since the stress of the metallic glass alloy powder can be relaxed without depositing a crystalline phase, the magnetic element A having a high inductance can be formed.
[0018]
If the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid of the soft magnetic alloy powder is less than 20K, the amorphous forming ability is reduced and a crystalline phase is easily precipitated, and the soft magnetic alloy powder and the silicone resin are solidified and formed. It is difficult to sufficiently relax the internal stress without crystallization during the heat treatment performed after the heat treatment. When ΔTx is equal to or higher than 20K, stress can be sufficiently relaxed even at a low heat treatment temperature, and the magnetic characteristics of the cores 2 and 3 can be improved.
[0019]
The addition amount of the binder such as silicone resin is preferably in the range of 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 3% by mass or less based on the core. If the addition amount is less than 0.05% by mass, the soft magnetic alloy powder cannot be completely insulated, the eddy current loss increases, and the magnetic permeability tends to decrease. If the addition amount exceeds 5% by mass, a thick binder is attached to the surface of the soft magnetic alloy powder, the interval between the alloy powders is widened, the influence of the demagnetizing field is increased, and the magnetic permeability tends to decrease.
[0020]
Further, the addition amount of the stearate is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the core, and more preferably in the range of 0.1% by mass or more and 3% by mass or less. If the addition amount is less than 0.1% by mass, the lubricity of the alloy powder cannot be increased, whereby the relative density of the dust core decreases, the magnetic permeability decreases, and iron loss tends to increase. . On the other hand, if the amount exceeds 5% by mass, the stearate is decomposed during the heat treatment to generate gas, whereby the relative density of the dust core decreases, the magnetic permeability decreases, and iron loss tends to increase. become.
[0021]
Further, the addition amount of the silane coupling agent is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 2% by mass or less, more preferably in the range of 0.5% by mass or more and 2% by mass or less based on the dust core. If the addition amount is less than 0.1% by mass, the adhesiveness between the soft magnetic alloy and the silicone resin decreases, and the strength of the dust core tends to decrease. Moreover, even if it exceeds 2% by mass, it is difficult to obtain an effect commensurate with the addition.
[0022]
Further, the stress of the cores 2 and 3 according to the present invention is relaxed by performing a heat treatment at a temperature equal to or higher than the Curie point and equal to or lower than the crystallization temperature, more specifically, in the range of 200 ° C. to 500 ° C. At the same time, it is possible to form the cores 2 and 3 having high magnetic permeability and low iron loss without depositing a crystalline phase.
If the heat treatment temperature is lower than the Curie temperature, stress relaxation tends to be insufficient. If the heat treatment temperature exceeds the crystallization temperature, the soft magnetic properties of the soft magnetic alloy powder deteriorate.
The cores 2 and 3 of the present embodiment are formed by, for example, mixing a soft magnetic alloy powder, a silicone resin, aluminum stearate, and a silane coupling agent, and compression-molding the mixture. It is obtained by heat treatment at 500 ° C. or less.
[0023]
In order to compression-mold the above-mentioned soft magnetic alloy powder, a hot press method, an extrusion molding method, an isostatic pressing method, a discharge plasma sintering method, or the like can be used in addition to the usual powder molding.
In the present invention, the temperature at which the mixture is compression-molded must be equal to or lower than the crystallization start temperature (Tx) of the soft magnetic alloy powder. When the mixture is compression-molded in a temperature range equal to or lower than the crystallization start temperature, the silicone resin is appropriately softened, and the soft magnetic alloy powder can be bound to form a predetermined shape.
The crystallization start temperature varies depending on the composition of the soft magnetic alloy powder, but is generally in the range of 773 to 1000K.
[0024]
(Composition of soft magnetic alloy)
The soft magnetic alloy powder that can be applied when forming the cores 2 and 3 of the magnetic element A according to the present invention includes at least Fe having magnetism and P, C, and B having an ability to form amorphous, It is composed of a structure having an amorphous phase as a main phase and exhibits excellent soft magnetic properties.
Further, Al may be added to the composition, one or both of Ni and Co may be added by Fe substitution, and Si may be added in addition to P, C, and B. Further, the element X (one or more elements selected from Cr, V, and Mo) may be added.
[0025]
The soft magnetic alloy powder applicable to the cores 2 and 3 according to the present invention has a temperature interval ΔTx of the supercooled liquid of 20K or more, and a remarkable temperature interval of ΔTx of 30K or more and further 50K or more depending on the composition. And also has excellent soft magnetic properties at room temperature.
BACKGROUND ART Fe-Al-Ga-CP-Si-B-based metallic glass alloys have been conventionally known as one kind of soft magnetic alloys. In contrast to this conventional soft magnetic alloy, the soft magnetic alloy according to the present invention is obtained by removing Ga and increasing the amount of Al or Fe by this Ga substitution, and removing Ga which has been conventionally considered to be an essential element. However, it was confirmed that an amorphous phase was formed, and further, a temperature interval ΔTx of the supercooled liquid was also exhibited.
[0026]
The soft magnetic alloy powder used in the present invention shows higher saturation magnetization because it contains more magnetic elements such as Fe, Ni, and Co than the conventional Fe-Al-Ga-CP-Si-B-based alloy. Since this soft magnetic alloy powder has a completely amorphous phase in its entire structure, it can relieve internal stress without precipitating a crystalline phase when heat-treated under appropriate conditions. After the heat treatment, the soft magnetic characteristics can be further improved.
Furthermore, the soft magnetic alloy powder according to the present invention can maintain the amorphous forming ability required for producing an amorphous powder sufficiently while using a conventional Fe-Al-Ga-CP-Si-B-based powder. Magnetic properties can be improved as compared with alloys, and corrosion resistance that can withstand various powder forming methods such as a gas atomizing method and a water atomizing method can be obtained.
[0027]
Since the amorphous soft magnetic alloy used in the present invention has a large temperature interval ΔTx of the supercooled liquid, it has a wide supercooled liquid region when cooled from a molten state, and does not crystallize, Thus, an amorphous phase is easily formed up to the glass transition temperature Tg. Therefore, it is possible to form an amorphous phase sufficiently even if the cooling rate is relatively slow. A powdery alloy mainly composed of a structure can be obtained, which is excellent in practicality.
[0028]
As an example of the above-mentioned amorphous soft magnetic alloy, an alloy represented by the following composition formula can be given.
Fe100-xy-z-wtAlxPyCzBwXt
Here, X is one or more elements selected from Cr, Mo, and V, and x, y, z, w, and t indicating the composition ratio are 0 atom% ≦ x ≦ 10 atom%, 2 atom % ≦ y ≦ 15 at%, 0 at% <z ≦ 11.5 at%, 4 at% ≦ w ≦ 10 at%, 0 at% ≦ t ≦ 8 at%, 70 at% ≦ (100-xy −z−w−t) ≦ 79 at%, 11 at% ≦ (y + z + w) ≦ 30 at%.
[0029]
Further, as another example of the amorphous soft magnetic alloy, one represented by the following composition formula can be given.
(Fe1-a T a)100-xy-z-wtAlxPyCzBwXt
Here, X is one or two elements selected from Cr, Mo, and V, T is one or two elements selected from Co and Ni, and a, x, y, z, w, and t are 0.1 ≦ a ≦ 0.15, 0 atomic% ≦ x ≦ 10 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦ 15 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 11.5 atomic%, Atomic% ≦ w ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 8 atomic%, 70 atomic% ≦ (100-xyzwt) ≦ 79 atomic%, 11 atomic% ≦ (y + z + w) ≦ 30 Atomic%.
[0030]
Further, as another example of the amorphous soft magnetic alloy, one represented by the following composition formula can be given.
Fe100-xvzwtAlx(P1-bSib)vCzBwXt
Here, X is one or two elements selected from Cr, Mo, and V, and b, x, v, z, w, and t indicating the composition ratio are 0.1 ≦ b ≦ 0.28, 0 Atomic% ≦ x ≦ 10 atomic%, 2 atomic% ≦ v ≦ 15 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 11.5 atomic%, 4 atomic% ≦ w ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 8 atomic% , 70 at% ≦ (100-xyzwt) ≦ 79 at%, 11 at% ≦ (v + z + w) ≦ 30 at%.
[0031]
Further, as other examples of the amorphous soft magnetic alloy, those represented by the following composition formula can be mentioned.
(Fe1-aTa)100-xvzwtAlx(P1-bSib)vCzBwXt
Here, X is one or two elements selected from Cr, Mo and V, T is one or two elements selected from Co and Ni, and a, b, x, v, z, w, and t are 0.1 ≦ a ≦ 0.15, 0.1 ≦ b ≦ 0.28, 0 at% ≦ x ≦ 10 at%, 2 at% ≦ v ≦ 15 at%, 0 Atomic% <z ≦ 11.5 atomic%, 4 atomic% ≦ w ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 8 atomic%, 70 atomic% ≦ (100-xvzzwt) ≦ 79 Atomic%, 11 atomic% ≦ (v + z + w) ≦ 30 atomic%.
[0032]
When the melting point of the alloy is Tm, the soft magnetic alloy having the above composition exhibits Tg / Tm ≧ 0.57, and has a saturation magnetization σs of 180 × 10-6Indicates Wb · m / kg or more.
Further, a preferable composition range of the soft magnetic alloy containing at least Fe, P, C, and B is such that x, y, z, w, and t in the composition ratio are such that 0 atomic% ≦ x ≦ 6 atomic %, 2 at% ≦ y ≦ 15 at%, 0 at% <z ≦ 11.5 at%, 4 at% ≦ w ≦ 10 at%, 0 at% ≦ t ≦ 4 at%, 76 at% ≦ (100 −xyzwt) ≦ 79 atomic%, and 18 atomic% ≦ (y + z + w) ≦ 24 atomic%.
The preferred range of the amorphous soft magnetic alloy containing at least Fe and P, C, B, and Si is such that x, v, z, w, and t in the composition ratio are 0 atomic% ≦. x ≦ 6 at%, 2 at% ≦ v ≦ 15 at%, 0 at% <z ≦ 11.5 at%, 4 at% ≦ w ≦ 10 at%, 0 at% ≦ t ≦ 4 at%, 76 at% % ≦ (100−x−v−z−w−t) ≦ 79 at%, and 18 at% ≦ (v + z + w) ≦ 24 at%.
[0033]
In the amorphous soft magnetic alloy having the above preferred composition range, Tg / Tm ≧ 0.57 is exhibited, and the saturation magnetization σs is 200 × 10-6Indicates Wb · m / kg or more.
Further, a more preferable composition range of the amorphous soft magnetic alloy containing at least Fe, P, C, and B is such that x, y, z, w, and t in the composition ratio are 0 atomic% ≦. x ≦ 5 at%, 2 at% ≦ y ≦ 15 at%, 0 at% <z ≦ 11.5 at%, 4 at% ≦ w ≦ 10 at%, 0 at% ≦ t ≦ 3 at%, 77 at% % ≦ (100−x−y−z−w−t) ≦ 79 at%, and 18 at% ≦ (y + z + w) ≦ 23 at%.
Furthermore, a more preferable composition range of the amorphous soft magnetic alloy containing at least Fe and P, C, B, and Si is such that x, v, z, w, and t in the composition ratio are 0%. Atomic% ≦ x ≦ 5 atomic%, 2 atomic% ≦ v ≦ 15 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 11.5 atomic%, 4 atomic% ≦ w ≦ 10 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 3 atomic% , 77 at% ≦ (100−xv−z−w−t) ≦ 79 at%, and 18 at% ≦ (v + z + w) ≦ 23 at%.
In the amorphous soft magnetic alloy having the more preferable composition, Tg / Tm ≧ 0.57 is exhibited, and the saturation magnetization s is 210 × 10-6Indicates Wb · m / kg or more.
The composition ratio t indicating the amorphous soft magnetic alloy may be in the range of 2 at% ≦ t ≦ 8 at%, or in the range of 2 at% ≦ t ≦ 4 at%, and may be in the range of 2 at%. % ≦ t ≦ 3 atomic%.
[0034]
Hereinafter, the reasons for limiting the composition of the amorphous soft magnetic alloy applicable to the cores 2 and 3 according to the present invention will be described.
Fe is an element responsible for magnetism, and is an essential element in the soft magnetic alloy powder according to the present invention. Further, a part of Fe may be replaced with one or both elements T of Co and Ni. When the composition ratio of Fe alone or the total of Fe and the element T is increased, the saturation magnetization s of the soft magnetic alloy powder can be improved.
The composition ratio of Fe alone or the total composition of Fe and the element T is preferably 70 to 79 atomic%, more preferably 76 to 79 atomic%, and more preferably 77 to 79 atomic%. More preferably, it is at most atomic%.
When the composition ratio of Fe alone or the total composition of Fe and the element T is less than 70 atomic%, the saturation magnetization s is 180 × 10-6It is not preferable because it is reduced to less than Wb · m / kg. On the other hand, if the composition ratio exceeds 79 atomic%, Tg / Tm indicating the degree of amorphous forming ability of the alloy becomes less than 0.57, and the amorphous forming ability is undesirably reduced.
If the composition ratio is 76 atomic% or more, the saturation magnetization s of the alloy is set to 200 × 10-6If the composition ratio is 77 atomic% or more, the saturation magnetization s of the alloy is 210 × 10-6Wb · m / kg or more.
[0035]
In addition, when the element T is added by Fe substitution, as shown by the composition ratio a in the composition formula, it is preferable to add the element T by substituting 10 to 15% of the added amount of Fe. By adding the element T, the packing density of atoms constituting the alloy is improved, and the rearrangement of atoms is suppressed, so that the thermal stability is improved. In particular, when Co is added, the Curie temperature is improved, and the melting point is lowered, so that the ability to form an amorphous phase is also improved.
If the added amount of the element T is less than 10% of the Fe amount, the effect of adding the element T is not seen, and if the added amount exceeds 15% of the Fe amount, the Fe amount relatively decreases and the saturation magnetization decreases. It is not preferred.
[0036]
Al is an element that is added as necessary to improve the ability of the soft magnetic alloy powder according to the present invention to form amorphous. When the composition ratio x of Al is in the range of 0 atomic% to 10 atomic%, the amorphous forming ability of the alloy can be further improved.
Specifically, when the composition ratio x is 0 atomic% or more and 10 atomic% or less, Tg / Tm indicating the degree of amorphous forming ability of the alloy becomes 0.57 or more, and the saturation magnetization σs becomes 180 × 10 8-6Wb · m / kg or more. However, when Al is added by substitution with Fe, the saturation magnetization s decreases and the cost increases. Therefore, it is preferable to add Al as necessary.
Also, Al has a negative enthalpy of mixing with Fe, has a larger atomic radius than Fe, and has a smaller atomic radius than Fe, and is difficult to crystallize when used together with P, B, and Si. The structure is in a thermally stabilized state.
The composition ratio x of Al is preferably 0 atomic% or more and 10 atomic% or less, more preferably 0 atomic% or more and 6 atomic% or less, further preferably 0 atomic% or more and 5 atomic% or less. . If the composition ratio x exceeds 10 atomic%, the amount of Fe is relatively reduced, the saturation magnetization s is reduced, and the Tg / Tm is less than 0.57, and the amorphous forming ability is undesirably reduced. .
When Al is added, it is preferable to add at least 1 atomic% or more in order to obtain the effect of adding Al, that is, to improve the amorphous forming ability and the thermal stability.
[0037]
Further, when the composition ratio of Fe alone or the total composition ratio of Fe and the element T is 76 atomic% or more, and the composition ratio x of Al is 0 atomic% or more and 6 atomic% or less, the saturation magnetization σs of the alloy is 200 × 10-6Wb · m / kg or more.
Further, when the composition ratio of Fe alone or the total composition ratio of Fe and the element T is 77 atom% or more and the composition ratio x of Al is 0 atom% or more and 5 atom% or less, the saturation magnetization σs of the alloy is 210 × 10-6Wb · m / kg or more.
[0038]
C, P, B, and Si are elements that increase the ability to form an amorphous phase. By adding these elements to Fe and Al to form a multi-component system, C, P, B, and Si are higher than in a binary system including only Fe and Al. An amorphous phase is formed stably.
In particular, since P has a eutectic composition with Fe at a low temperature (about 1050 ° C.), the entire structure becomes an amorphous phase and the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid is easily developed.
When P and Si are added at the same time, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid becomes larger, the ability to form an amorphous phase is improved, and the production conditions for obtaining an amorphous single-phase structure are changed in a relatively simple direction. Can be relaxed.
When Si is not added, the composition ratio y of P is preferably 2 to 15 atomic%, more preferably 5 to 15 atomic%, and more preferably 7 to 13 atomic%. % Is most preferred.
When the composition ratio y of P is in the above range, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid is developed, and the amorphous forming ability of the alloy is improved.
[0039]
When P and Si are added at the same time, the composition ratio v indicating the total amount of P and Si is preferably 2 atomic% or more and 15 atomic% or less, more preferably 8 atomic% or more and 15 atomic% or less. Most preferably, it is 10 atomic% or more and 14 atomic% or less.
When the composition ratio v indicating the total amount of P and Si is within the above range, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid is improved, and thereby the amorphous forming ability of the alloy is improved.
Further, the composition ratio b representing the ratio of Si and P when P and Si are simultaneously added is preferably 0.1 ≦ b ≦ 0.28. If the composition ratio b is less than 0.1, the effect of adding Si is not seen, so that it is not preferable. If the composition ratio b exceeds 0.28, the amount of Si becomes excessive and the supercooled liquid region ΔTx may disappear. It is not preferred.
When b and v, which indicate the composition ratio of P and Si, are within the above ranges, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid can be improved, and the size of the amorphous single phase bulk can be increased.
[0040]
Further, the composition ratio w of B is preferably from 4 at% to 10 at%, more preferably from 6 at% to 10 at%, and most preferably from 6 at% to 9 at%. preferable.
Further, the composition ratio z of C is preferably more than 0 atomic% and 11.5 atomic% or less, more preferably 2 atomic% or more and 8 atomic% or less, and more preferably 2 atomic% or more and 5 atomic% or less. Most preferably.
[0041]
The total composition ratio (y + z + w) or (v + z + w) of these metalloid elements C, P, B and Si is preferably from 11 at% to 30 at%, and from 18 at% to 24 at%. It is more preferable that the content be 18 atomic% or more and 23 atomic% or less.
If the total composition ratio of the metalloid elements is less than 11 atomic%, the amorphous forming ability of the soft magnetic alloy powder is reduced, and an amorphous single phase structure cannot be obtained. If the total composition ratio exceeds 30 atomic%, the composition ratio of Fe is relatively decreased, and the saturation magnetization σs is undesirably decreased.
[0042]
When the composition ratio of Fe alone or the total composition of Fe and the element T is 76 atomic% or more, the total composition ratio (y + z + w) or (v + z + w) of the metalloid elements C, P, B and Si is 18 atomic% or more. By setting it to 24 atomic% or less, the saturation magnetization σs of the alloy is set to 200 × 10-6Wb · m / kg or more.
Furthermore, when the composition ratio of Fe alone or the total composition ratio of Fe and the element T is 77 atom% or more, the total composition ratio (y + z + w) or (v + z + w) of the metalloid elements C, P, B, and Si is 18 atom% or more. By setting it to 23 atomic% or less, the saturation magnetization σs of the alloy is set to 210 × 10-6Wb · m / kg or more.
[0043]
Further, the addition of Cr improves the corrosion resistance of the alloy. For example, in the case of producing an alloy powder by a water atomizing method, it is possible to prevent the occurrence of rust that occurs when the molten metal comes into direct contact with water and further in the step of drying the powder (visual level). The composition ratio t of Cr is preferably from 0 atomic% to 8 atomic%. When Cr is added, the corrosion resistance of the alloy can be increased. However, if the composition ratio t of Cr exceeds 8 atomic%, the Fe concentration relatively decreases, and the magnetic properties deteriorate, which is not preferable.
Further, the composition ratio t is more preferably 0 atomic% or more and 4 atomic% or less, further preferably 0 atomic% or more and 3 atomic% or less.
Further, the composition ratio t may be 1 at% to 8 at%, 1 at% to 4 at%, or 1 at% to 3 at%.
When the composition ratio t is 2 atomic% or more, the corrosion resistance of the alloy can be further improved. If the composition ratio t is 4 atomic% or less, the saturation magnetization s can be improved, and if the composition ratio t is 3 atomic% or less, the saturation magnetization s can be further improved.
The same effect is obtained with Mo and V in addition to Cr. These elements are added alone or in combination with Mo, V and Mo, Cr and V, Cr and Cr, Mo, V, etc. in combination. You may. Among these elements, Cr has the best effect on the corrosion resistance, and Mo and V have a slightly inferior corrosion resistance to Cr but have an improved ability to form an amorphous phase. Therefore, these elements are selected as necessary.
The composition may contain 4 atomic% or less of Ge, and may contain 0 to 7 atomic% of at least one of Nb, Mo, Hf, Ta, W, and Zr.
In any of the above-mentioned compositions, in the present invention, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid is 20K or more, and 35K or more depending on the composition.
In addition, the present invention can be applied to the present invention as long as it can remove strain at a heat treatment temperature of 200 to 500 ° C. at ΔTx of 20 K or more even if it is not the above composition.
Further, unavoidable impurities may be contained in addition to the elements represented by the above composition.
[0044]
The soft magnetic alloy having the composition ratio according to the present invention is melted and then quenched by a single roll or twin rolls, furthermore, by a liquid spinning method or a solution extraction method, or by a gas atomizing method or a water atomizing method, or by injection. Depending on the molding method, it is manufactured in various shapes such as bulk, ribbon, linear, and powder.
In particular, for a powder composed of flaky particles obtained by pulverizing a conventionally known amorphous soft magnetic alloy ribbon, a gas atomizing method or a water atomizing method is used to obtain an alloy powder composed of substantially spherical particles. be able to. When the bulk, ribbon, or linear amorphous alloy is obtained, the amorphous alloy may be ground and powdered.
[0045]
The soft magnetic alloy powder having the above composition obtained by the gas atomizing method has magnetism at room temperature and shows better magnetism by heat treatment. Therefore, it can be suitably used as a material having excellent soft magnetic properties for the core of the magnetic element of the present invention.
It should be noted that a suitable cooling rate is determined depending on the composition of the alloy, the means for production and the size, shape, etc. of the product.4A range of about K / s can be used as a standard. Actually, the glass phase (glassy @ phase) contains Fe as a crystal phase.3B, Fe2B, Fe3It can be determined by confirming whether a phase such as P precipitates.
[0046]
The soft magnetic alloy powder can be produced by, for example, a gas atomization method. In the gas atomization method, a melt of a soft magnetic alloy having the above-described composition is sprayed in a mist state inside a chamber filled with an inert gas together with a high-pressure inert gas, and the alloy powder is rapidly cooled in the inert gas atmosphere. Is to manufacture.
[0047]
For example, a molten metal of a soft magnetic alloy is filled in a molten metal crucible with a heating device with a molten alloy of the soft magnetic alloy, and the molten alloy is filled with an inert gas from a molten metal nozzle provided at the bottom of the molten metal crucible. Or an inert gas is introduced into the molten crucible in a pressurized state, and the molten alloy is ejected from the molten metal nozzle in the form of a mist. When the molten metal is dropped, an inert gas is jetted from another nozzle toward the molten metal stream, thereby atomizing the molten metal stream. The atomized alloy melt is rapidly cooled and solidified in the chamber, becomes substantially spherical particles having an amorphous phase as a main phase, and is deposited on the bottom of the chamber. Thus, a soft magnetic alloy powder is obtained.
The particle size of the soft magnetic alloy powder can be adjusted by the pressure of the inert gas to be jetted, the dropping speed of the molten metal, the inner diameter of the molten metal nozzle, and the like, and a particle size of several μm to one hundred and several tens μm can be obtained. it can.
[0048]
Further, by subjecting the obtained alloy powder or the consolidated cores 2 and 3 to heat treatment, the internal stress of the alloy can be reduced, and the soft magnetic properties of the soft magnetic alloy powder can be further improved. The heat treatment temperature is preferably in the range from the Curie temperature of the alloy to the glass transition temperature Tg. The heat treatment time is preferably in a range in which the internal stress of the alloy is sufficiently relaxed and there is no possibility of precipitation of a crystalline phase, for example, in a range of 30 to 300 minutes.
If the coil 1 is obtained by combining the cores 2 and 3 having the excellent soft magnetic properties and the coil 1 having the above-described shape, the cores 2 and 3 have the large current handling performance of the coil 1 A magnetic element A having low loss characteristics, a high quality factor (Q), and a good inductance can be obtained.
[0049]
"Second embodiment"
FIG. 4 is an exploded perspective view of a magnetic element according to a second embodiment of the present invention. The magnetic element B of this embodiment has a flat type in which two flat wires 11a having the same width are stacked in the thickness direction. It is composed of a coil 11 formed by winding up a laminated wire 11A in the axial direction, and E-shaped cores 2 and 3 mounted so as to sandwich the coil 11 from above and below. The cores 2 and 3 applied here are equivalent to the cores 2 and 3 used in the first embodiment.
The coil 11 is formed by laminating two tape-shaped flat wires 11a made of a good conductive metal material such as copper, that is, two flat wires 11a are insulated from each other in the thickness direction thereof. The mold lamination wire 11A is wound up in the axial direction. In other words, the coil 11 is formed by vertically winding a flat laminated wire 11A concentrically insulated so that the front and back surfaces of the laminated flat wire 11A overlap with each other, and one end 11B and the other end 11C of the flat laminated wire 11A. Are drawn out in parallel to the outside of the coil portion 11D concentrically wound, and a through hole 11E is formed in the center of the coil portion 11D.
Although not shown in the drawing, the flat laminated wire 11A is wound up in a state of being covered with an insulating layer, and the upper surface portion of the flat laminated wire 11A in contact with the wound flat laminated wire 11A. And a lower surface portion thereof are insulated from each other. The conductor cross-sectional area of the coil portion 11D as the coil 11 is defined as a cross-sectional area occupied by the two flat laminated wires 11A, and the surface area of the coil portion 11D as the coil 11 is It is the total surface area of the two flat laminated wires 11A.
[0050]
The magnetic element B of the present embodiment having the cores 2 and 3 has the coil 11 formed by vertically winding the two-layer tape-shaped flat laminated wire 11A concentrically so that the front and back surfaces thereof overlap. When the coil 11 is viewed as a conductor, the surface area of the conductor can be the total surface area of the two-layer tape-shaped flat laminated wire 11A.
Here, assuming that the thickness of the entire coil is the same as that of the conventional coil, the thickness of the conductor portion forming the coil is formed from the flat wire 11a having a thickness that is about half that of the conventional coil. In addition, the surface area of the flat laminated wire 11A can be almost twice as large as the surface area of the conductor constituting the conventional coil. Therefore, the skin effect can be suppressed, and a decrease in inductance and Q at high frequencies can be suppressed.
When the number of turns of the coil portion 11D is small, if the thickness of the flat laminated wire 11A is set to the same thickness as the flat wire applied to the conventional vertically wound coil conductor, the cross-sectional area of the conductor is reduced. Since it can be increased and the surface area can be almost doubled, it contributes to the reduction of the DC resistance and suppresses the decrease of the high-frequency inductance and Q due to the skin effect.
[0051]
Further, also in the second embodiment, since the cores 2 and 3 are made of the above-described compacted body of the soft magnetic material, the cores 2 and 3 are the same as those obtained by the cores 2 and 3 of the first embodiment. The effect of is obtained.
[0052]
"Third embodiment"
5 and 6 show a magnetic element (inductor) C according to a third embodiment of the present invention.
The magnetic element C shown in FIGS. 5 and 6 has a coil portion 41D formed by concentrically winding a flat folding curve 41A and one end 41B of the flat folding curve 41A drawn from the coil portion 41D. At least the whole or most of the coil portion 41D of the coil composed of the other end portion 41C is integrally molded so as to be embedded in the soft magnetic alloy powder compact, and is covered (enclosed) by the core 42. Have been.
The core 42 is made of a compact of a soft magnetic alloy powder used for forming the cores 2 and 3 in the first embodiment. As in the case of the first embodiment, the compact is formed by compacting a mixture of a soft magnetic alloy powder and a binder made of a silicone resin or the like. May be added in an appropriate amount, and an additive such as a silane coupling agent may be added in an appropriate amount.
[0053]
The outer circumference of the flat folding curve 41A provided inside the core 42 is covered with an insulating layer 44, and the flat folding curves 41A located vertically above and below the coil portion 41D are insulated from each other. I have.
In the magnetic element B of the third embodiment, the coil section 41D is formed by concentrically vertically winding the flat folding curve 41A in the form of a two-fold tape so that its front and back surfaces are overlapped. As in the case of the first embodiment, the surface area of the coil portion 41D can be made approximately twice as large as the conductor surface area of the conventional coil. Therefore, the skin effect can be suppressed, and a decrease in inductance and Q at high frequencies can be suppressed.
Further, also in the third embodiment, since the core 42 is formed of the above-described compacted body of the soft magnetic material, the same effect as that obtained from the cores 2 and 3 in the first embodiment is obtained. Is obtained.
[0054]
Further, in the third embodiment, as shown in FIG. 6 showing a cross section of the core 42, a soft magnetic alloy powder which is a constituent material of the core 42 is disposed between the flat folded curves 41A concentrically stacked in the coil portion 41D. The compacted body wraps around and is in close contact with the flat folding curve 41A, so that there is no gap between the core 42 and the coil portion 41D, and the compacted body is in a compact state.
As described above, since the soft magnetic alloy powder compact surrounds the flat folded curve 41A constituting the coil portion 41D, the magnetic path cross-sectional area of the core 42 with respect to the coil portion 41D is improved. Further, since there is no gap or the like between the core 42 and the coil portion 41D, the magnetic field generated from the coil portion 41D is applied to the core 42 without leaking into the space. For this reason, the magnetic element C of the present embodiment has more excellent inductance and quality factor (Q value) than the combined structure of the cores 2 and 3 and the coils 1 and 11 applied in the first and second embodiments. Can be expressed.
[0055]
【Example】
A magnetic element provided with a coil having the shape shown in FIG. 1 was manufactured. In order to manufacture a coil wound two turns with a coil portion having an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 6 mm, and a thickness of 0.3 mm, a copper wire having a width of 4 mm and a thickness of 0.3 mm is insulated and coated. A flat folded curve having a width of 2 mm was formed by folding in two in the width direction, and the flat folded curve was vertically wound in the axial direction for two turns to form a coil portion. Fe74 . 43Cr1 . 96P9 . 04C2 . 16B7 . 54Si4 . 87A magnetic element was obtained by combining an E-type core made of an amorphous soft magnetic material having the following composition.
Also, a coil part having the same dimensions as the previous coil part74 . 43Cr1 . 96P9 . 04C2 . 16B7 . 54Si4 . 87A magnetic element was formed by embedding into a powder compact made of an amorphous soft magnetic material having the following composition and integrally molding, and used as a sample.
For comparison, a coil portion was formed by vertically winding one piece of copper tape having a thickness of 0.3 mm, and the same E-shaped core was mounted thereon to obtain a magnetic element for comparison. Table 1 and Table 2 below show the measured values of the coil portion dimensions, the number of turns, the core outer shape, the core shape, the inductance of the magnetic element, and the DC resistance (DCR) of each of the obtained samples.
[0056]
[0057]
[0058]
As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, the sample of Example 1 has a high inductance and a low DC resistance. The sample of Example 2 has a higher inductance than the sample of Example 1, and the DC resistance is equally low.
On the other hand, the sample of Comparative Example 1 has the same coil outer diameter and inner diameter as Examples 1 and 2, but the DC resistance is almost doubled. In this case, the calorific value increases due to the increase in the DC resistance, and the rated current as the magnetic element cannot be increased. The sample of Comparative Example 2 maintains the outer diameter of the coil, reduces the inner diameter, increases the conductor width of the coil, and increases the conductor cross-sectional area of the coil. Dropped to. The sample of Comparative Example 3 is a sample having a large coil outer diameter, and has a relatively high inductance and a small DC resistance, but has a large overall outer diameter, which is disadvantageous in reducing the size and weight of the entire magnetic element. is there.
On the other hand, the samples of Examples 1 and 2 did not increase the outer diameter, that is, after reducing the size and weight, slightly increased the thickness (increased the thickness by 0.8 mm), but were high. It has been clarified that inductance and low DC resistance can be realized, and the magnetic element has a feature of contributing to an increase in rated capacity.
[0059]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the magnetic element of the present invention, since the flat folding line forming the coil portion is formed from the flat wire having a width several times the width of the coil portion, the current passing portion is used. Since the heat generation can be suppressed even if the cross-sectional area increases and the current increases, it is possible to cope with an increase in the current, and it is possible to provide a magnetic element having a large rated current. Therefore, the skin effect can be suppressed, and a decrease in inductance and Q at high frequencies can be suppressed.
Further, in the magnetic element of the present invention, since the flat laminated wire forming the coil portion is composed of a plurality of flat wires, the cross-sectional area in the portion through which the current passes increases, and even if the current increases, heat is generated. Since this can be suppressed, it is possible to cope with an increase in current, and it is possible to provide a magnetic element having a large rated current. Therefore, the skin effect can be suppressed, and a decrease in inductance and Q at high frequencies can be suppressed.
[0060]
Further, in the present invention, if the coil portion is covered with the compacted body of the soft magnetic alloy, the magnetic path cross-sectional area through which the magnetic field generated by the coil portion passes can be improved, and the inductance and the quality factor can be improved. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a first embodiment of a magnetic element according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a flat folding curve obtained by bending a flat wire.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a coil portion of the magnetic element shown in FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a second embodiment of the magnetic element according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a cross section of a part of a third embodiment of the magnetic element according to the present invention.
6 is a cross-sectional view of the magnetic element shown in FIG. 5, taken along the line VI-VI.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a first example of a conventional magnetic element.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a second example of a conventional magnetic element.
[Explanation of symbols]
A, B, C: magnetic element (magnetic core), 1, 11: coil, 1A, 11A,
41A: flat folded curve, 1a, 11a: flat line,
1B, 1C, 41B, 41C: end portion, 1D, 11D, 41D: coil portion,
1E, 11E: through-hole, 2, 3, 42: core.
