JP2006027920A - 焼結体及びそれを用いたコイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い飽和磁束密度、飽和磁束密度の良好な温度特性、高い耐熱衝撃性を有する焼結体及びそれを用いたコイル部品を提供する。
【解決手段】 本発明に係るフェライトコア１２は、Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部であるＳｉＯ_２とからなる酸化物磁性材料によって構成されたことを特徴とするため、高い飽和磁束密度と、飽和磁束密度の良好な温度特性と、高い耐熱衝撃性とを兼ね備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チョークコイルやインダクタのコアなどに適用される焼結体及びそれを用いたコイル部品に関するものである。

近年、携帯機器やデジタルカメラを始めとした各種電子機器の小型化、軽量化及び高機能化が急速に進んでいる。それに伴い、電子機器に用いる電子部品に対しても、さらなる小型化や高性能化が求められるようになった。

このような電子部品の一つに、電源回路用チョークコイルがある。この電源回路用チョークコイルには、小さなサイズでも大きな電流が流せること、且つ直流重畳した際の実効透磁率の変化が小さく安定していることが求められる。そして、この要求を満たすチョークコイルを得るためには、チョークコイルの磁心（コア）が、高い比抵抗を有すること、高い飽和磁束密度（Ｂｓ）を有すること、動作環境温度の変化に飽和磁束密度が影響を受けにくいこと等の電磁気的特性を有する必要がある。

このチョークコイルのコア材料の一つとして、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトが知られている。このＮｉ−Ｚｎ系フェライトは、成分組成を調整することで飽和磁束密度やキュリー点等を制御できるため、用途に応じた飽和磁束密度や温度特性を得ることができる。また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは固有抵抗が高いため、コアにワイヤを直巻線することが可能であり、チョークコイルの小型化及び低コスト化を実現できるという利点がある。

このようなＮｉ−Ｚｎ系フェライトを焼結させて作製されたフェライトコア（焼結体）は、例えば、下記特許文献１〜特許文献４等に開示されている。

下記特許文献１に開示されたフェライトコアは、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎの酸化物を、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ換算で、Ｆｅ_２Ｏ_３：４８〜５０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１〜５ｍｏｌ％、ＭｎＯ：０．１〜１ｍｏｌ％含有し、残部をなすＺｎＯ／ＮｉＯのモル比が１〜１．６である主成分中に、副成分としてＭｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒの酸化物を、それぞれＭｇＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３換算で、ＭｇＯ：０．０１〜０．２重量部、ＳｉＯ_２：０．０５〜０．５重量部、Ａｌ_２Ｏ_３：０．０５〜０．５重量部、Ｃｒ_２Ｏ_３：０．０１〜０．２重量部含有するフェライト材料で構成されている。このフェライト材料においては、適宜ＺｒＯ_２及びＹ_２Ｏ_３を添加して、所定の成分含有量、平均結晶粒径、結晶密度を満足させることにより、高い飽和磁束密度、室温における高抵抗、高い透磁率を有するフェライトコアを得ることができる。

また、下記特許文献２に開示されたフェライトコアは、成分組成が、Ｆｅ_２Ｏ_３：４８〜５０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：１５〜２５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：２．５ｍｏｌ％以下、ＮｉＯ：２２〜３７ｍｏｌ％及び残部不可避的不純物からなるフェライト材料であって、ＭｏＯ_３換算で３０００ｐｐｍ以下のＭｏ酸化物が添加されたフェライト材料で構成されている。また、このフェライトコアの焼結密度は、理論密度の９５〜９９％となっている。この特許文献２によると、このようなフェライトコアにおいては、６０〜１００℃の温度域において高い飽和磁束密度が実現されて、且つ、室温で１０^６Ω・ｃｍ以上の比抵抗と３００以上の高透磁率が実現される。

さらに、下記特許文献３に開示されたフェライトコアは、Ｆｅ_２Ｏ_３：４７〜５０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１５〜３５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１０ｍｏｌ％以下、ＺｎＯ：１０〜３３ｍｏｌ％を主成分とし、副成分として、主成分の全重量に対して、Ｂｉ_２Ｏ_３：０．０５〜２．０ｗｔ％、ＳｉＯ_２：０．０５〜１．０ｗｔ％及びＣｒ_２Ｏ_３を含有するフェライト材料で構成されている。特許文献３によれば、このフェライトコアにおいては、耐熱衝撃性に優れ、４３０℃、3秒間の半田浴でもひび割れが発生しない。

また、下記特許文献４に開示されたフェライトコアは、Ｆｅ_２Ｏ_３：４０〜５０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２０〜３５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：３〜１０ｍｏｌ％、残部ＮｉＯからなるフェライト材料であって、Ｂｉ_２Ｏ_３：０．０５〜２．０ｗｔ％を含み、さらにＳｉＯ_２：０〜１ｗｔ％が添加されたフェライト材料で構成されている。特許文献４によると、このフェライトコアにおいては、耐熱衝撃性に優れ、高い飽和磁束密度を有する。

特開２００１−１５１５６４号公報 特開平６−２９５８１１号公報 特開平１１−３５３６９号公報 特開平１−１０３９５３号公報

ところで、フェライトコアとこのフェライトコアに巻回されたワイヤのリード線との接続には、一般に、リード線の両端とフェライトコアの端面とを接触させた状態で溶融半田に浸漬する、いわゆる半田ディップ法が採用される。ところが、フェライトコアの耐熱衝撃性が低い場合、その半田浴をおこなった際に、フェライトコアの局所的且つ急激な熱膨張に起因して割れやクラック等が発生してしまう。特に、環境への配慮から積極的に採用されている高融点の鉛フリー半田を用いた場合には、フェライトコアの割れやクラック等がより発生しやすい。従って、フェライトコアには高い耐熱衝撃性が求められる。

また、フェライトコアが良好な直流重畳特性を有するためには、高い飽和磁束密度を有する必要がある。ところが、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、同じ電源向けコイルに使用されるＭｎ−Ｚｎ系フェライトに比べて飽和磁束密度が低いため、飽和磁束密度を改善する必要がある。さらに、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトコアのチョークコイルのコイル特性を、動作環境温度の変化に対して影響されにくいものとするために、フェライトコアの飽和磁束密度の温度特性も改善する必要がある。

つまり、高い飽和磁束密度と、温度変化の影響を受けにくい飽和磁束密度の良好な温度特性と、高い耐熱衝撃性とを兼ね備えたＮｉ−Ｚｎ系フェライトコアが切望されている。しかしながら、前述した従来のフェライトコアの中には、これら３つの要件を全て満たすものがなかった。

すなわち、特許文献１では、飽和磁束密度の温度特性や耐熱衝撃性についての記載がない上、飽和磁束密度は最も高い値でも４５８０ガウス（４５８ｍＴ）程度となっている。特許文献２では、耐熱衝撃性についての記載がない上、飽和磁束密度は最も高い値でも４２５０ガウス（４２５ｍＴ）程度となっている。

また、特許文献３では、耐熱衝撃性について言及されているものの、飽和磁束密度の温度特性についての記載がなく、その上、飽和磁束密度は４０００ガウス（４００ｍＴ）以下の値までしか示されていない。特許文献４では、飽和磁束密度及び耐熱衝撃性について言及されているものの、飽和磁束密度の温度特性についての記載はなく、その上、飽和磁束密度は最も高い値でも４２０ｍＴ程度である。

以上で説明したように、従来、高い飽和磁束密度、良好な飽和磁束密度温度特性、高い耐熱衝撃性の３要件を全て満たすようなフェライトコアはなく、そのようなフェライトコアは、電磁気的特性に優れた電源回路用チョークコイルなどの電子部品を得る上で切望されている。

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高い飽和磁束密度、飽和磁束密度の良好な温度特性、高い耐熱衝撃性を有する焼結体及びそれを用いたコイル部品を提供することを目的とする。

本発明に係る焼結体は、Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部であるＳｉＯ_２とからなる酸化物磁性材料によって構成されたことを特徴とする。

また、２３℃における飽和磁束密度が４７０ｍＴ以上であり、２３℃から１００℃へ環境温度が変わった際の飽和磁束密度Ｂｓの変化率｜ΔＢｓ｜が２０％以下であることが好ましい。

また、平均結晶粒径が２．０〜８．０μｍであることが好ましい。

本発明に係るコイル部品は、Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部であるＳｉＯ_２とからなる酸化物磁性材料によって構成された焼結体コアと、焼結体コアに巻回された巻線とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、高い飽和磁束密度、飽和磁束密度の良好な温度特性、高い耐熱衝撃性を有する焼結体及びそれを用いたコイル部品が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明に係る焼結体及びそれを用いたコイル部品を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

図１に示すように、コイル部品１０は、ドラム型のフェライトコア（焼結体コア）１２と、このフェライトコア１２に巻回された絶縁被覆付き銅線（巻線）１４とで構成されている。

フェライトコア１２は、酸化鉄（α−Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及び酸化ニッケル（ＮｉＯ）で構成された主成分と、副成分の酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）とからなるフェライト材料（酸化物磁性材料）で構成されており、所定条件における焼成によって求められる。

フェライトコア１２の主成分を構成する原料のうち、Ｆｅ_２Ｏ_３のモル比は、４９．０〜５０．０ｍｏｌ％の範囲となっている。Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０ｍｏｌ％未満では、フェライトコア１２の飽和磁束密度が低下してしまい、十分な飽和磁束密度を得ることができない。また、Ｆｅ_２Ｏ_３が化学量論組成を超えた範囲から（すなわち、Ｆｅ_２Ｏ_３が５０ｍｏｌ％を超えてから）、空気中の焼成においてＦｅ_３Ｏ_４が析出し、フェライトコア１２の焼結体密度の低下と、フェライトコア１２の比抵抗の低下を招く。このような理由で、Ｆｅ_２Ｏ_３のモル比は５０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

フェライトコア１２の主成分を構成する原料のうち、ＣｕＯのモル比は、１．０〜６．０ｍｏｌ％の範囲となっている。ＣｕＯが１．０ｍｏｌ％未満では、フェライト材料の焼結性が著しく劣化して焼結体密度が低下するため、フェライトコア１２の機械的強度が低下してしまう。一方、ＣｕＯが６．０ｍｏｌ％を超えると、フェライトコア１２の比抵抗が実用的な範囲から逸脱してしまう。

フェライトコア１２の主成分を構成する原料のうち、ＺｎＯのモル比は、２０．０〜３０．０ｍｏｌ％の範囲となっている。ＺｎＯが２０．０ｍｏｌ％未満では、初透磁率（μｉ）が低下してしまう。一方、ＺｎＯが３０．０ｍｏｌ％を超えると、キュリー点が低下してしまい、フェライトコア１２が実用に耐えられなくなる。

フェライト材料の主成分は、上述したＦｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＺｎＯを所定量だけ含有しており、その他には残部としてＮｉＯを含有している。すなわち、フェライト材料の諸特性をＦｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ及びＺｎＯの成分組成によって調整し、残りの部分をこのＮｉＯとする。なお、このＮｉＯを含有していない場合、飽和磁束密度の温度特性が劣化する。

この温度特性としては、例えば、フェライトコア１２の環境温度が室温（２３℃）から１００℃に変化した際の飽和磁束密度の変化量（｜ΔＢｓ｜）が用いられる。この飽和磁束密度の変化量｜ΔＢｓ｜は、下記式（１）のように表すことができる。

なお、この式（１）において、Ｂｓ_１００℃は１００℃における飽和磁束密度の値を示し、Ｂｓ_R.T.は２３℃における飽和磁束密度の値を示している。すなわち、飽和磁束密度の温度特性（変化量｜ΔＢｓ｜）は、所定の温度範囲内における飽和磁束密度の変化率によって得られる特性であり、その値（絶対値）が小さいほど好ましい。フェライトコア１２においては、この飽和磁束密度の変化量｜ΔＢｓ｜は２０％以下となっている。

また、上述したように、フェライトコア１２を構成するフェライト材料には、主成分の他に、副成分としてＳｉＯ_２が含まれている。このように、フェライト材料に所定量のＳｉＯ_２を添加することで、結晶粒径の制御を焼成時に容易におこなうことができる。このＳｉＯ_２は、上述した主成分１００重量部に対して、０．０１〜０．０３重量部の範囲となっている。ＳｉＯ_２が０．０１重量部未満では、結晶粒を十分に微細化することができず、良好な耐熱衝撃性を得ることができない。一方、ＳｉＯ_２が０．０３重量部を超えると、フェライト材料の焼結性が劣化し、結果として飽和磁束密度及び機械的強度が低下してしまう。すなわち、フェライト材料に適切な量のＳｉＯ_２を添加することで、結晶粒が微細化されて良好な耐熱衝撃性を得ることができると共に、高い飽和磁束密度及び高い機械的強度を得ることができる。

すなわち、上述した所定量のＳｉＯ_２添加により、フェライトコア１２においては、その平均結晶粒径（Ｄ５０）の範囲を、２．０〜８．０μｍの範囲に制御することが可能となっている。ここで、平均結晶粒径が２．０μｍ未満だと、焼結密度が低いため、飽和磁束密度及び初透磁率μｉなどの磁気特性が十分に得られない。一方、平均結晶粒径が８．０μｍを超えると、粗大な結晶が認められるようになり、結晶粒径が不均一となる。結果として、耐熱衝撃性、機械的強度及び磁気特性の劣化を招くこととなる。

次に、上述したフェライト材料の製造方法を説明する。

フェライト材料の原料として、α−Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＳｉＯ_２を準備する。そして、これらの酸化物を、上述したフェライト材料の構成比と同一の割合となるように混合する。なお、このような酸化物（Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＳｉＯ_２）を混合する以外に、その他の化合物を用いることも可能である。その場合には、上記酸化物に換算したときに、最終的に得られるフェライト材料の上記各酸化物の構成比が上述した組成範囲内となっていればよい。

原料を混合した後、その混合物を仮焼する。仮焼は通常は空気中でおこなえばよく、仮焼温度は８００〜１１００℃、仮焼時間は１〜３時間とすることが好ましい。次に、得られた仮焼物をボールミル等により所定の粒径となるまで粉砕する。仮焼物を粉砕した後、ポリビニルアルコール等の適当なバインダーを適量加えて、フェライトコア１２の形状に成型する。

そして、その成型体を焼成する。焼成は通常は空気中でおこなえばよく、焼成温度９００〜１３００℃、焼成時間は２〜５時間とすることが好ましい。以上のような焼成工程を経て、上述のフェライトコア１２が完成する。なお、フェライトコア１２の成型は、焼成前の成型の他、焼成後の加工によるものであってもよい。

以上で説明したフェライトコア１２を有するコイル部品１０においては、発明者らの実験により、室温において印加磁界４０００Ａ／ｍで４７０ｍＴ以上の高い飽和磁束密度が得られることが確認された。さらに、コイル部品１０においては、飽和磁束密度の変化率｜ΔＢｓ｜が２０％以下となる良好な温度特性、及び高い耐熱衝撃性が得られることが確認された。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、コイル部品の形状は、ドラム状に限定されず、筒状やトロイダル状など様々な形状を採用することができる。また、コイル部品には、適宜樹脂モールド等を施してもよい。

本発明の効果をより一層明らかなものとするため、以下に実施例を示す。

実施例として、それぞれ異なる成分組成を有するトロイダルコアサンプル＃１〜＃１２を作製した。各サンプル＃１〜＃１２の各原料の構成比は、図２の表に示すとおりとなっている。なお、各サンプル＃１〜＃１２の主成分を構成するＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＮｉＯの構成比はｍｏｌ％で表し、この主成分に対するＳｉＯ_２添加率はｗｔ％で表している。

各サンプル＃１〜＃１２は、以下のようにして作製した。すなわち、図２の表に示した構成比と同一の割合となるように各原料を秤量し、ボールミルで５時間混合した。そして、上述のようにして得られた混合物を空気中において９００℃で２時間仮焼し、再度ボールミルで２０時間混合及び粉砕をおこなった。粉砕後の混合物を乾燥させ、ポリビニルアルコールを１．０ｗｔ％加えて磁性体粉末とした。その磁性体粉末を１００ｋＰａの圧力で加圧成型して、外径３０ｍｍ、内径１９ｍｍ、高さ６ｍｍのトロイダル状の成型体を作製した。作製した成型体を空気中において、所定の温度で２時間焼成した。この焼成によって、磁性材料からなるサンプル＃１〜＃１２を得た。なお、各サンプル＃１〜＃１２の焼成温度は図３の表に示すとおりである。

このサンプル＃１〜＃１２それぞれにφ０．３５ｍｍのワイヤ（巻線）を３０回巻回した後、ＬＣＲメータによりインダクタンス値を測定し、各サンプル＃１〜＃１２の１００ｋＨｚ、０．４Ａ／ｍにおける初透磁率μｉを求めた。また、μｉの測定に用いた各サンプル＃１〜＃１２にさらにφ０．６ｍｍの被覆導線を６５回巻回した後、理研電子社製Ｂ−Ｈカーブトレーサーにて４０００Ａ／ｍの磁場を印加したときの飽和磁束密度Ｂｓを室温（２３℃）及び１００℃において測定した。すなわち、図３のＢｓ（Ｒ．Ｔ．）は室温における各サンプル＃１〜＃１２の飽和磁束密度Ｂｓを示し、図３のＢｓ（１００℃）は１００℃における各サンプル＃１〜＃１２の飽和磁束密度Ｂｓを示している。

この図３の表から、Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部である副成分ＳｉＯ_２とで構成されたサンプル＃１〜＃７では、Ｂｓ（Ｒ．Ｔ．）が４７０ｍＴ以上の高い値を示した。また、サンプル＃１〜＃７では、上述した飽和磁束密度の変化率｜ΔＢｓ｜が２０％以下となる良好な温度特性が得られた。一方、サンプル＃９〜＃１２のＢｓ（Ｒ．Ｔ．）では、Ｂｓ（Ｒ．Ｔ．）がいずれも４７０ｍＴ未満であり、｜ΔＢｓ｜も２０％以上となるものがあった。なお、サンプル＃８は、高いＢｓ（Ｒ．Ｔ．）を有し、｜ΔＢｓ｜が２０％以下であったものの、後述する耐熱衝撃性が悪い結果となっている。

上述のような磁性体粉末を用いてドラム型形状に成型加工し、これら成型体を空気中において、１１００〜１３００℃の範囲で２〜５時間焼成して、外径５ｍｍ、中芯径２．５ｍｍ、巻き幅１ｍｍの磁性材料によるドラムコアサンプルαを得た。このドラムコアサンプルαの材料構成比は、上記サンプル＃６と実質的に同一のものである。そして、ドラムコアサンプルαにφ０．１２ｍｍのワイヤを用いて３０回巻回した後、直流重畳特性の評価をおこなった。測定条件は周波数１００ｋＨｚ、印加電圧１Ｖ、２３℃及び１００℃とし、直流電流を０〜１．５Ａで重畳させた。図４の実線は、２３℃において、電流Ｉｄｃに対するインダクタンスの値を測定したときのデータであり、図５の実線は、１００℃において、電流Ｉｄｃに対するインダクタンスの値を測定したときのデータである。

そして、図４及び図５のデータに基づき、直流電流０ＡにおけるインダクタンスをＬ_０、直流電流１．２ＡにおけるインダクタンスをＬ_１とし、ΔＬ＝Ｌ_０−Ｌ_１を求めて変化率ΔＬ／Ｌ_０を算出した。

また、ドラムコアサンプルαと同形状、同寸法であるドラムコアサンプルβを、Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．３ｍｏｌ％、ＮｉＯが１９．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが５．５ｍｏｌ％、ＺｎＯが２６．２ｍｏｌ％で残部がＮｉＯで構成された従来磁性材料を用いて作製した。なお、図４の破線は、２３℃において、電流Ｉｄｃに対するインダクタンスの値を測定したときのデータであり、図５の破線は、１００℃において、電流Ｉｄｃに対するインダクタンスの値を測定したときのデータである。このドラムコアサンプルβについても、ドラムコアサンプルα同様、図４及び図５のデータに基づき、直流電流０ＡにおけるインダクタンスをＬ_０、直流電流１．２ＡにおけるインダクタンスをＬ_１とし、ΔＬ＝Ｌ_０−Ｌ_１を求めて変化率ΔＬ／Ｌ_０を算出した。

そして、ドラムコアサンプルαの特性（ΔＬ／Ｌ_０）とドラムコアサンプルβの特性（ΔＬ／Ｌ_０）とを比較した。その比較結果を図６の表に示す。すなわち、従来磁性材料からなるドラムコアサンプルβの変化率ΔＬ／Ｌ_０は、２３℃において−７．５８％、１００℃において−５８．６７％であったのに対し、ドラムコアサンプルαは、変化率ΔＬ／Ｌ_０が２３℃において−３．８１％、１００℃において−１２．２８％とドラムコアサンプルβよりも低くて良好であった。

また、耐熱衝撃性の検証のため、平均結晶粒径Ｄ５０がの範囲が２．０〜８．０μｍの範囲である４つのドラムコアサンプルＡ〜Ｄを準備した。すなわち、ドラムコアサンプルＡのＤ５０は２．３μｍであり、ドラムコアサンプルＢのＤ５０は３．７μｍであり、ドラムコアサンプルＣのＤ５０は５．９μｍであり、ドラムコアサンプルＤのＤ５０は７．７μｍである。なお、これらのドラムコアサンプルＡ〜Ｄの材料構成比は、上記サンプル＃６と実質的に同一のものであり、各ドラムコアサンプルの平均結晶粒径Ｄ５０は、焼成条件（焼成温度及び焼成時間）を変えることによって調整した。すなわち、ドラムコアサンプルＡ、ドラムコアサンプルＢ、ドラムコアサンプルＣ及びドラムコアサンプルＤのそれぞれの焼成温度は、１１３０℃、１１７０℃、１２１０℃及び１２５０℃であり、焼成時間はいずれのサンプルＡ〜Ｄも２時間とした。

そして、これらのドラムコアサンプルＡ〜Ｄのそれぞれについて、耐熱衝撃性試験をおこなった。具体的には、各ドラムコアサンプルＡ〜Ｄを４２０〜５００℃の半田槽に外径１／２の位置まで３秒間浸漬させ、割れやクラック等のコア破損の有無を確認した。図７の表に、耐熱衝撃試験の結果を示す。この表は、ドラムコアサンプルＡ〜Ｄを各２５個準備して、半田浴で破損した割合を破損率[％]で示したものである。なお、Ｄ５０は、各サンプルの研磨面をＳＥＭ観察して、その観察結果を画像解析することにより求めた。

この試験により、ドラムコアサンプルＣ及びドラムコアサンプルＤにおいては、それぞれ４６０℃及び４４０℃まで破損が防止され、高い耐熱衝撃性を有することが確認された。また、ドラムコアサンプルＡ及びドラムコアサンプルＢにおいては、５００℃もの高温半田温度までコア破損が生じず、特に優れた耐熱衝撃性を有することが確認できた。なお、図３に示した各サンプル＃１〜１２の耐熱衝撃性の結果では、４４０℃における上記耐熱衝撃性試験において、破損が生じなかった（破損率０％）ものを「○」で示し、破損が生じたものを「×」で示している。また、各ドラムコアサンプルＡ〜Ｄにおいて、上記条件下（温度条件２３℃）で直流重畳特性を測定した。測定結果は、図８のグラフのとおりとなった。また、この測定結果から算出した変化率ΔＬ／Ｌ_０はドラムコアサンプルＣが最も低い値となった。

以上で説明したように、Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部である副成分ＳｉＯ_２とで構成された材料で構成されたトロイダルコアサンプル＃１〜＃７では、室温において４７０ｍＴ以上の高い飽和磁束密度と、飽和磁束密度の良好な温度特性を得ることができた。また、同様の組成成分を有するドラムコアサンプルαでは、優れた直流重畳特性が得られた。さらに、同様の組成成分を有するドラムコアサンプルＡ〜Ｄでは、高い耐熱衝撃性が得られた。

また、サンプル＃１〜＃７のＤ５０は、図３の表から明らかなように、２．０〜８．０μｍの範囲内に収まっている。一方、この範囲よりも大きいＤ５０（１１．１μｍ）を有するサンプル＃８では、結晶粒径が不均一となった結果、耐熱衝撃性が悪い結果を示した。また、この範囲よりも小さいＤ５０（１．７μｍ）を有するサンプル＃９は、焼結密度が低くなっており、飽和磁束密度及び初透磁率μｉが低い値を示した。

本発明の実施形態に係るコイル部品を示した概略構成図である。 実施例に用いた各サンプルの磁性体材料の原料構成比を示した表である。 図２の各サンプルの焼成温度及び諸特性を示した表である。 ２３℃における電流に対するインダクタンスの変化を示したグラフである。 １００℃における電流に対するインダクタンスの変化を示したグラフである。 直流重畳特性の比較結果を示した表である。 耐熱衝撃実験の実験結果を示した表である。 各サンプルの２３℃における電流に対するインダクタンスの変化を示したグラフである。

符号の説明

１０…コイル部品、１２…フェライトコア、１４…絶縁被覆付き銅線。

Claims (4)

1. Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、前記主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部であるＳｉＯ_２とからなる酸化物磁性材料によって構成された焼結体。
2. ２３℃における飽和磁束密度が４７０ｍＴ以上であり、２３℃から１００℃へ環境温度が変わった際の飽和磁束密度Ｂｓの変化率｜ΔＢｓ｜が２０％以下である、請求項１に記載の焼結体。
3. 平均結晶粒径が２．０〜８．０μｍである、請求項１又は２に記載の焼結体。
4. Ｆｅ_２Ｏ_３が４９．０〜５０．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２０．０〜３０．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが１．０〜６．０ｍｏｌ％で残部がＮｉＯである主成分と、前記主成分１００重量部に対して０．０１〜０．０３重量部であるＳｉＯ_２とからなる酸化物磁性材料によって構成された焼結体コアと、
   前記焼結体コアに巻回された巻線とを備える、コイル部品。
   

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