JP2024079245A - 磁気コアおよび磁性部品 - Google Patents

Abstract

【課題】従来とは異なるアプローチによりコアロスの改善を図ることが可能な磁気コアおよび磁性部品を提供すること。【解決手段】金属磁性粒子を含む磁気コアである。磁気コアの断面において金属磁性粒子が占める合計面積割合が、７５％以上である。金属磁性粒子は、磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、アモルファス構造を有する第１大粒子１１ａと、磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、ナノ結晶構造を有する第２大粒子１１ｂと、を含む。第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａが、第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂよりも厚い。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、金属磁性粉末を含む磁気コアおよび磁性部品に関する。

金属磁性粉末および樹脂を含む磁気コア（圧粉磁心）は、たとえばインダクタ、トランス、チョークコイルなどの磁性部品に用いられている。このような磁気コアに関して、透磁率などの諸特性を向上させるために、様々な試みがなされてきた。

たとえば、下記に示す特許文献１および２では、結晶質の合金粉末と非晶質の合金粉末とを混合した金属磁性粉末を用いることで、磁気コアにおける金属磁性粉末の充填率を向上させ、透磁率やコアロス（磁気損失）を改善させる試みがなされている。

また、下記に示す特許文献３では、粒径が異なる２種類の金属磁性粉末を用い、２種類の金属磁性粉末の粒径比を所定の範囲に調整することで、金属磁性粉末の充填率を向上させ、透磁率を向上させる試みが成されている。

特開２００４－１９７２１８号公報 特開２００４－３６３４６６号公報 特開２０１１－１９２７２９号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、従来とは異なるアプローチによりコアロスの改善を図ることが可能な磁気コアおよび磁性部品を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一観点に係る磁気コアは、
金属磁性粒子を含む磁気コアであって、
前記磁気コアの断面において前記金属磁性粒子が占める合計面積割合が、７５％以上であり、
前記金属磁性粒子は、
前記磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、アモルファス構造を有する第１大粒子と、
前記磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、ナノ結晶構造を有する第２大粒子と、を含み、
前記第１大粒子の絶縁被膜が、前記第２大粒子の絶縁被膜よりも厚い。

材料として低損失な材料としてナノ結晶構造の軟磁性金属材料が注目されているが、他の軟磁性金属材料と比較してＢｓが低い傾向がある。また、磁気コアのＢｓを上げるためには、磁性粉末の高密充填を行う必要があり、高圧成型が必要となる。また、材料面からナノ結晶材と比較して高Ｂｓのアモルファス材を用いると、磁歪の影響が高く、高密充填するためには高い応力が必要とされるためヒステリシス損失が大きくなると考えられる。

本発明者等は、アモルファス構造の第１大粒子およびナノ結晶構造の第２大粒子の絶縁被膜の厚みを制御することで、単純な配合で得られる磁気コアでは実現できなかった低損失なコアを実現することを見出し、本発明を完成させるに至った。つまり、アモルファス構造を有する第１大粒子の絶縁被膜を、第２大粒子の絶縁被膜よりも厚くすることで、緩衝効果が得られ、結果的に、低損失なコアを実現することができたと考えられる。

前記第１大粒子の前記絶縁被膜の平均厚みをＴ１とし、
前記第２大粒子の前記絶縁被膜の平均厚みをＴ２として、
Ｔ１／Ｔ２が、好ましくは、１．３以上４０以下、さらに好ましくは、１．３以上２０以下である。

前記第２大粒子の前記絶縁被膜の平均厚みＴ２は、好ましくは、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である。

前記金属磁性粒子は、前記磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ未満である粒子群を含んでもよい。また、ヘイウッド径が３μｍ未満である前記粒子群は、被膜の組成が異なる２種以上の小粒子を含んでもよい。

本発明の一観点に係る磁性部品は、上記のいずれかに記載の磁気コアを有する。磁気コアは、インダクタ、チョークコイル、トランス、リアクトルなどの各種磁性部品に含まれ、磁性部品の高効率化に寄与する。なお、磁性部品としては、磁気コアを有する磁性部品に限定されず、磁気コアを有さない磁性部品であってもよい。

たとえば、本発明の他の観点に係る磁性部品は、金属磁性粒子を含む磁性体を有する磁性部品であって、
前記磁性体の断面において前記金属磁性粒子が占める合計面積割合が、７５％以上であり、
前記金属磁性粒子は、
前記磁性体の断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、アモルファス構造を有する第１大粒子と、
前記磁性体の断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、ナノ結晶構造を有する第２大粒子と、を含み、
前記第１大粒子の絶縁被膜が、前記第２大粒子の絶縁被膜よりも厚い。

図１は、一実施形態に係る磁気コアの断面を示す模式図である。 図２Ａは、金属磁性粒子の粒度分布の一例を示すグラフである。 図２Ｂは、金属磁性粒子の粒度分布の一例を示すグラフである。 図２Ｃは、金属磁性粒子の粒度分布の一例を示すグラフである。 図３Ａは、図１に示す磁気コアの断面を拡大した模式図である。 図３Ｂは、第２実施形態に係る磁気コアの断面を拡大した模式図である。 図４は、金属磁性粒子に絶縁被膜を形成する際に用いる粉末処理装置の一例を示す、断面模式図である。 図５は、磁性部品の一例を示す断面図である。

以下、実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１に示す本実施形態に係る磁気コア２は、所定の形状を保持していればよく、その外形寸法や形状は特に限定されない。磁気コア２は、少なくとも金属磁性粒子１０と樹脂２０とを含み、金属磁性粒子１０が樹脂２０中に分散している。すなわち、金属磁性粒子１０が樹脂２０を介して結着することにより、磁気コア２が所定の形状を成している。

磁気コア２の断面において金属磁性粒子１０が占める合計面積割合Ａ０は、好ましくは７５％以上である。合計面積割合の上限は、特に限定されないが、コアロスを低減する観点では、Ａ０が９０％以下であってもよく、８９％以下であってもよい。なお、透磁率を高くする観点からは、Ａ０は、高いほど好ましい。この金属磁性粒子１０の合計面積割合Ａ０は、磁気コア２における金属磁性粒子１０の充填率に相当し、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）やＳＴＥＭ（走査透過型電子顕微鏡）などの電子顕微鏡を用いて、磁気コア２の断面を解析することで算出すればよい。

たとえば、磁気コア２の任意の断面を、連続する複数の視野に分割して観察し、各視野に含まれる各金属磁性粒子１０の面積を計測する。そして、金属磁性粒子１０の面積の合計を、観察した視野の合計面積で割ることで、金属磁性粒子１０の合計面積割合Ａ０（％）を算出する。この断面解析において、視野の合計面積は、少なくとも１００００００μｍ² とすることが好ましい。

また、断面解析において、観察試料の切断面（磁気コア２を切断し研磨した面）が上記の視野の合計面積に満たない場合、所定の切断面を解析した後、当該切断面を再度１００μｍ以上研磨等行い、再度断面解析を行うことで、視野の合計面積を１００００００μｍ² 以上としてもよい。

磁気コア２に含まれる金属磁性粒子１０は、ヘイウッド径（Ｈｅｙｗｏｏｄ ｄｉａｍｅｔｅｒ）が３μｍ以上である第１の粒子群１０ａを含み、さらに、ヘイウッド径が３μｍ未満である第２の粒子群１０ｂを含むことが好ましい。ここで、本実施形態における「ヘイウッド径」とは、磁気コア２の断面で観測される各金属磁性粒子１０の円相当径を意味する。具体的に、磁気コア２の断面における各金属磁性粒子１０の面積をＳとして、各金属磁性粒子１０のヘイウッド径は、（４Ｓ／π）^1/2 で表される。

金属磁性粒子１０が第１の粒子群１０ａと第２の粒子群１０ｂとを含む場合、磁気コア２では、第１の粒子群１０ａの含有率と、第２の粒子群１０ｂの含有率とは、特に限定されないが、透磁率を高める観点からは、第１の粒子群１０ａの含有率が、第２の粒子群１０ｂの含有率よりも多いことが好ましい。つまり、磁気コア２の断面において、第１粒子１０ａが占める合計面積割合をＡＬとし、第２粒子１０ｂが占める合計面積割合をＡＳとすると、金属磁性粒子１０の面積割合は、ＡＬ＞ＡＳを満たすことが好ましい。

第２粒子１０ｂよりも第１粒子１０ａの含有率を多くすることで、磁気コア２の透磁率を向上させることができる。なお、ＡＬとＡＳの合計が金属磁性粒子１０の合計面積割合Ａ０となり（ＡＬ＋ＡＳ＝Ａ０）、ＡＬおよびＡＳについても、Ａ０と同様の方法で測定すればよい。

また、金属磁性粒子１０は、平均粒径が異なる２以上の粒子群を含むことが好ましい。たとえば、金属磁性粒子１０は、少なくとも、第１の粒子群１０ａに該当する大粒子１１を含んでいればよいが、大粒子１１と小粒子１２とを含むことが好ましく、その他に中粒子１３を含んでいてもよい。大粒子１１、小粒子１２、および中粒子１３は、金属磁性粒子１０の粒度分布に基づいて区別することができる。金属磁性粒子１０の粒度分布は、磁気コア２の任意の断面において、少なくとも１０００個の金属磁性粒子１０のヘイウッド径を計測することで特定すればよい。

たとえば、図２Ａ～図２Ｃで例示しているグラフが、金属磁性粒子１０の粒度分布である。図２Ａ～図２Ｃの各グラフにおいて、縦軸は面積基準の頻度（％）であり、横軸はヘイウッド径換算の粒子径（μｍ）を示す対数軸である。なお、図２Ａ～図２Ｃに示す粒度分布は例示であり、金属磁性粒子１０の粒度分布は図２Ａ～図２Ｃに限定されない。

金属磁性粒子１０が平均粒径の異なる２つの粒子群（大粒子および小粒子）で構成してある場合には、図２Ａに示すように、金属磁性粒子１０の粒度分布が、２つのピークを有する。また、金属磁性粒子１０が平均粒径の異なる３つの粒子群（大粒子、中粒子、および小粒子）で構成してある場合には、図２Ｂに示すように、金属磁性粒子１０の粒度分布が、３つのピークを有する。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、金属磁性粒子１０の粒度分布を一連の分布曲線で表した場合、最も大径側に位置するピーク（横軸の最右側に位置するピーク）に属し、かつ、Ｄ２０が３μｍ以上である粒子群を大粒子１１とし、最も小径側に位置するピーク（横軸の最左側に位置するピーク）に属し、かつ、Ｄ８０が３μｍ未満である粒子群を小粒子１２とする。また、大粒子１１および小粒子１２以外の粒子を、中粒子１３とする。

ここで、「最も大径側に位置するピークに属する粒子群」とは、分布曲線を大径側（グラフ右側）から辿った際に、分布曲線の裾部（最右端）からピークトップを経由して局所極小点にいたるまでの範囲に含まれる粒子群を意味する。すなわち、図２Ａに示す粒度分布の場合、ＥＰ１からＰｅａｋ１を経由してＬＰに至るまでの範囲に含まれる粒子群が、「最も大径側に位置するピークに属する粒子群」に該当する。図２Ｂに示す粒度分布の場合、ＥＰ１からＰｅａｋ１を経由してＬＰ１に至るまでの範囲に含まれる粒子群が、「最も大径側に位置するピークに属する粒子群」に該当する。

また、Ｄ２０は、面積基準の累積頻度が２０％となるヘイウッド径を意味する。図２Ａおよび図２Ｂの粒度分布では、Ｐｅａｋ１に属する粒子群のＤ２０が３μｍ以上であり、このＰｅａｋ１に属する粒子群が大粒子１１である。

「最も小径側に位置するピークに属する粒子群」とは、分布曲線を小径側（グラフ左側）から辿った際に、分布曲線の裾部（最左端）からピークトップを経由して局所極小点にいたるまでの範囲に含まれる粒子群を意味する。すなわち、図２Ａに示す粒度分布の場合、ＥＰ２からＰｅａｋ２を経由してＬＰに至るまでの範囲に含まれる粒子群が、「最も小径側に位置するピークに属する粒子群」に該当する。また、図２Ｂに示す粒度分布の場合、ＥＰ２からＰｅａｋ２を経由してＬＰ２に至るまでの範囲に含まれる粒子群が、「最も小径側に位置するピークに属する粒子群」に該当する。

また、Ｄ８０は、面積基準の累積頻度が８０％となるヘイウッド径を意味する。図２Ａおよび図２Ｂの粒度分布では、Ｐｅａｋ２に属する粒子群のＤ８０が３μｍ未満であり、このＰｅａｋ２に属する粒子群が小粒子１２である。

なお、図２Ｂに示す粒度分布では、ＬＰ１からＰｅａｋ３を経由してＬＰ２に至るまでの粒子群が、Ｐｅａｋ３に属する粒子群である。このＰｅａｋ３に属する粒子群では、Ｄ２０が３μｍ未満であり、Ｄ８０が３μｍ以上である。つまり、Ｐｅａｋ３に属する粒子群は、大粒子１１と小粒子１２のいずれにも該当しない中粒子１３である。

金属磁性粒子１０が平均粒径の異なる２以上の粒子群を含む場合、小粒子１２または／および中粒子１３は、大粒子１１と同じ粒子組成を有していてもよいし、大粒子１１とは異なる粒子組成を有していてもよい。なお、「粒子組成が異なる」とは、粒子本体に含まれる構成元素の種類が異なる場合、もしくは、構成元素の種類が一致していたとしても、各構成元素の含有比率が異なる場合を意味する。構成元素は、粒子本体において１ａｔ％以上含まれる元素を意味する。つまり、粒子本体に含まれる元素のうち不純物元素以外の元素を構成元素と称することとする。

小粒子１２または／および中粒子１３が、大粒子１１とは異なる粒子組成を有している場合には、組成分析と粒度解析とを併用して、金属磁性粒子１０を分類してもよい。具体的に、電子顕微鏡による磁気コア２の断面観察時に、ＥＤＸ装置（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）もしくはＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザ）を用いて、観察視野中に含まれる各金属磁性粒子１０の組成を分析し、組成に基づいて金属磁性粒子１０を分類する。そして、各組成に属する金属磁性粒子１０のヘイウッド径を計測することで、複数の分布曲線が得られる。

たとえば、金属磁性粒子１０が粒子組成の異なる４つの粒子群で構成してある場合には、図２Ｃに示すように、４つの分布曲線が得られる。図２Ｃの粒度分布では、組成Ａを有する粒子群の分布曲線を実線で示し、組成Ｂを有する粒子群の分布曲線を点線で示し、組成Ｃを有する粒子群の分布曲線を一点鎖線で示し、組成Ｄを有する粒子群の分布曲線を二点鎖線で示している。

図２Ｃに示すように、金属磁性粒子１０の粒度分布を組成に応じた複数の分布曲線で表した場合、Ｄ２０が３μｍ以上である粒子群を大粒子１１とし、Ｄ８０が３μｍ未満である粒子群を小粒子１２とし、大粒子１１および小粒子１２以外の粒子群を中粒子１３とする。すなわち、図２Ｃでは、組成Ａを有する粒子群および組成Ｂを有する粒子群が大粒子１１であり、組成Ｃを有する粒子群が小粒子１２であり、組成Ｄを有する粒子群が中粒子１３である。

前述のとおり、大粒子１１のＤ２０は３μｍ以上であり、大粒子１１のヘイウッド径は、いずれも３μｍ以上であることが好ましい。また、大粒子１１のヘイウッド径の平均値（算術平均径）は、特に限定されず、たとえば、５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましい。小粒子１２のＤ８０は３μｍ未満であり、小粒子１２のヘイウッド径は、いずれも３μｍ未満であることが好ましい。また、小粒子１２のヘイウッド径の平均値（算術平均径）は、特に限定されず、たとえば、２μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上２μｍ未満であることがより好ましい。

前述したように、磁気コア２の断面において大粒子１１が占める合計面積割合をＡＬとし、磁気コア２の断面において小粒子１２が占める合計面積割合をＡＳとすると、透磁率を高める観点からは、ＡＬがＡＳよりも大きいことが好ましい（ＡＬ＞ＡＳ）。なお、本実施形態では、ＡＬがＡＳと同等以下である場合でも、コアロスの低減効果を実現することができる。

具体的に、金属磁性粒子１０の合計面積に対する大粒子１１の合計面積の比率（ＡＬ／Ａ０）は、特に限定されないが、１５％以上９５％以下でもよく、透磁率を高める観点からは、５０％超過９０％以下であることが好ましく、６０％以上８８％以下であることがより好ましい。

また、金属磁性粒子１０の合計面積に対する小粒子１２の合計面積の比率（ＡＳ／Ａ０）は、５％以上８５％以下でもよく、透磁率を高める観点からは、５％以上５０％未満が好ましく、１０％以上４０％以下がより好ましい。磁気コア２が大粒子１１と共に上記の比率で小粒子１２を含むことで、透磁率を向上させることができる。なお、上記のＡＬおよびＡＳは、Ａ０と同様の方法で測定すればよい。

金属磁性粒子１０は、中粒子１３を含んでもよく、中粒子１３を含む場合、中粒子１３のヘイウッド径の平均値（算術平均径）は、特に限定されず、たとえば、３μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。また、金属磁性粒子１０の合計面積（Ａ０）に対する中粒子１３の合計面積（ＡＭ）の比率（ＡＭ／Ａ０）は、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは５～２０％である。

また、磁気コア２の断面における大粒子１１の平均円形度は、０．９０以上であることが好ましく、０．９５以上であることがより好ましい。大粒子１１の平均円形度が高いほど、耐電圧と直流重畳特性とをより向上させることができる。なお、各大粒子１１の円形度は、磁気コア２の断面における各大粒子１１の面積をＳ_L、各大粒子１１の周囲長をＬとして、２（πＳ_L ）^1/2 ／Ｌで表される。真円の円形度は１であり、円形度が１に近いほど、粒子の球形度が高くなる。大粒子１１の平均円形度は、少なくとも１００個の大粒子１１の円形度を測定することで、算出することが好ましい。

なお、小粒子１２の平均円形度、および、中粒子１３の平均円形度については、特に限定されないが、大粒子１１と同様に、高い平均円形度を有することが好ましい。具体的に、小粒子１２の平均円形度、および、中粒子１３の平均円形度は、いずれも、０．８０以上であることが好ましい。

なお、本実施形態では、金属磁性粒子１０を大粒子１１および小粒子１２などに分類する方法として、図２Ａ～図２Ｃに示す方法を提示しているが、小粒子１２が、大粒子１１と同じ粒子組成を有する場合には、図２Ａまたは図２Ｂに示す分類方法を採用することが好ましく、小粒子１２が、大粒子１１と異なる粒子組成を有する場合には、図２Ｃに示す分類方法を採用することが好ましい。

本実施形態の磁気コア２において、大粒子１１は、粒内の物質状態が異なる２種類の粒子群に細別することができる。具体的に、大粒子１１は、アモルファス構造を有する第１大粒子１１ａと、ナノ結晶構造を有する第２大粒子１１ｂと、を含む。

ここで、「ナノ結晶構造」とは、非晶質化度Ｘが８５％未満であり、かつ、平均結晶子径が０．５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である結晶構造のことを意味する。一方、「アモルファス構造」とは、非晶質化度Ｘが８５％以上である結晶構造のことを意味しヘテロアモルファスからなる構造が含まれる。

ヘテロアモルファスからなる構造とは、初期微結晶がアモルファス中に存在する構造を意味し、ヘテロアモルファス構造における初期微結晶の平均径は、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本実施形態において、「結晶質構造」とは、非晶質化度Ｘが８５％未満であり、かつ、平均結晶子径が１００ｎｍ以上である結晶構造のことを意味する。

粒内の結晶構造（すなわち非晶質化度Ｘや結晶子サイズ）は、ＳＥＭ、ＴＥＭ、およびＳＴＥＭなどの各種電子顕微鏡、電子線回折、ＸＲＤ（Ｘ線回折）、もしくはＥＢＳＤ（電子後方散乱回折）などを用いた構造解析により特定することができる。たとえば、ＥＢＳＤの方位マッピング像や、電子顕微鏡の明視野像などでは、結晶部分とアモルファス部分とを視覚的に識別することができ、このような画像を解析することで、非晶質化度Ｘおよび平均結晶子径を計測することができる。また、電子線回折で結晶起因のスポットが確認されない場合には、測定対象粒子がアモルファス構造を有すると特定することができる。

なお、非晶質化度Ｘ（単位％）は、結晶の割合をＰ_C 、アモルファスの割合をＰ_A として、Ｘ＝（Ｐ_A ／（Ｐ_C ＋Ｐ_A ））×１００で表される。ＸＲＤを用いて非晶質化度Ｘを算出する場合は、結晶の割合Ｐ_Cは結晶性散乱積分強度Ｉｃとして測定し、アモルファスの割合Ｐ_Aは非晶質性散乱積分強度Ｉａとして測定すればよい。ＥＢＳＤや電子顕微鏡を用いて非晶質化度Ｘを算出する場合は、Ｐ_Cは粒内における結晶部分の面積割合、Ｐ_Aはアモルファス部分の面積割合として測定すればよい。

電子顕微鏡で大粒子１１を分類する場合、上述したとおり、観測視野内に含まれる大粒子１１に対して、物質状態を特定するための構造解析を実施するが、この構造解析は、観測視野内から一部の大粒子１１を任意に選定して実施してもよい。この場合、物質状態を特定した大粒子１１を解析粒子として、当該解析粒子と同じ組成を有する他の大粒子１１は、解析粒子と同じ物質状態を有すると見なすことができる。

たとえば、大粒子１１として、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系の第１大粒子１１ａと、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系の第２大粒子１１ｂとが存在している場合、ＥＤＸを用いた面分析により、これらを識別することができる。そして、たとえばＦｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系の粒子群から任意の解析対象粒子を選定して構造解析を実施し、当該解析対象粒子がアモルファス構造を有することが特定できれば、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系の粒子群はいずれもアモルファス構造を有すると見なすことができる。

同様に、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系の粒子群から任意の解析対象粒子を選定して構造解析を実施し、当該解析対象粒子がナノ結晶構造を有することが特定できれば、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系の粒子群はいずれもナノ結晶構造を有すると見なすことができる。

アモルファス系の第１大粒子１１ａと、ナノ結晶系の第２大粒子１１ｂとは、いずれも軟磁性合金からなり、その合金組成は特に限定されない。第１大粒子１１ａと第２大粒子１１ｂとは、互いに異なる物質状態を有するものの同じ合金組成を有していてもよく、異なる合金組成を有していてもよい。

ナノ結晶構造を有する軟磁性合金または非晶質構造を有する軟磁性合金としては、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃ―Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｎｂ－Ｂ系合金、Ｆｅ－Ｎｂ－Ｂ－Ｐ系合金、Ｆｅ－Ｎｂ－Ｂ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｐ－Ｃ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｐ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金などが挙げられる。

磁気コア２の断面においてアモルファス系の第１大粒子１１ａが占める合計面積割合をＡＬ₁ とし、金属磁性粒子１０の合計面積割合（Ａ０）に対する第１大粒子１１ａの合計面積割合（ＡＬ₁ ）の比をＡＬ₁ ／Ａ０で表す。同様に、磁気コア２の断面においてナノ結晶系の第２大粒子１１ｂが占める合計面積割合をＡＬ₂ とし、金属磁性粒子１０合計面積割合（Ａ０）に対する第２大粒子１１ｂの合計面積割合（ＡＬ₂ ）の比をＡＬ₂ ／Ａ０で表す。ＡＬ₁ ／Ａ０およびＡＬ₂ ／Ａ０は、特に限定されないが、いずれも３％以上であることが好ましく、好ましくは４％～７８％、さらに好ましくは７％～４４％である。

また、ＡＬ₁／（ＡＬ₁＋ＡＬ₂）およびＡＬ₂／（ＡＬ₁＋ＡＬ₂）は、特に限定されないが、それぞれ、たとえば４％～９６％の範囲内としてもよく、優れた直流重畳特性を得る観点では、ＡＬ₁ ／（ＡＬ₁ ＋ＡＬ₂ ）が５０％～９６％であることがより好ましく、よりコアロスを低くする観点では、ＡＬ₂ ／（ＡＬ₁ ＋ＡＬ₂ ）が５０％～９０％であることがより好ましい。

コアロスと直流重畳特性をバランスよく向上させ、コアロスの改善効果を高める観点では、ＡＬ₁ ／（ＡＬ₁ ＋ＡＬ₂ ）が、好ましくは１０％～９４％、さらに好ましくは１８％～８５％である。なお、ＡＬ₁ およびＡＬ₂ については、金属磁性粒子１０の合計面積割合Ａ０と同様の方法で測定すればよい。

金属磁性粒子１０が小粒子１２を含む場合、小粒子１２の組成は、特に限定されない。小粒子１２は、非晶質構造もしくはナノ結晶構造を有していてもよいが、飽和磁束の観点から、結晶質構造を有することが好ましい。

結晶質構造を有する軟磁性金属としては、カルボニル鉄などの純鉄、Ｃｏ、Ｆｅ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｖ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、もしくは、Ｃｏ系合金などが挙げられる。

小粒子１２は、特に、純鉄粒子、Ｆｅ－Ｎｉ系合金粒子、Ｆｅ－Ｃｏ系合金粒子、Ｆｅ－Ｓｉ系合金粒子、もしくは、Ｃｏ粒子、であることが好ましい。

また、金属磁性粒子１０が中粒子１３を含む場合、中粒子１３の組成は、特に限定されない。たとえば、中粒子１３は、結晶質構造を有していてもよいが、保磁力を低くする観点から、ナノ結晶構造もしくは非晶質構造を有することが好ましい。

なお、金属磁性粒子１０の組成は、たとえば、電子顕微鏡に付随のＥＤＸ装置もしくはＥＰＭＡを用いて分析することができる。第１大粒子１１ａと第２大粒子１１ｂとが互いに異なる粒子組成を有する場合には、ＥＤＸ装置もしくはＥＰＭＡを用いた面分析により、第１大粒子１１ａと第２大粒子１１ｂとを識別できる場合がある。また、３ＤＡＰ（３次元アトムプローブ）を用いて金属磁性粒子１０の組成を分析してもよい。

３ＤＡＰを用いる場合には、測定対象の金属磁性粒子の内部において小さな領域（例えばΦ２０ｎｍ×１００ｎｍの領域）を設定して平均組成を測定することができ、磁気コア２に含まれる樹脂成分や粒子表面の酸化などの影響を除外して粒子本体の組成を特定することができる。

図３Ａに示すように、各第１大粒子１１ａは、粒子表面を覆う絶縁被膜４ａを有しており、各第２大粒子１１ｂは、粒子表面を覆う絶縁被膜４ｂを有している。絶縁被膜４ａおよび絶縁被膜４ｂは、いずれも、粒子表面の全体を覆っていてもよいし、粒子表面の一部のみを覆っていてもよい。各絶縁被膜４ａおよび各絶縁被膜４ｂは、磁気コア２の断面で観測される粒子表面の８０％以上を覆っていることが好ましい。

また、各絶縁被膜４ａおよび各絶縁被膜４ｂは、いずれも、単一の粒子において、厚みの偏りを有していてもよいが、なるべく均等な厚みを有することが好ましい。たとえば、被膜表面の輪郭曲線における算術平均高さＲａは０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。上記のＲａは、線粗さパラメータの１種であり、磁気コア２の断面で観測される絶縁被膜（４ａ，４ｂ）の最表面部分を輪郭曲線として特定し、算出すればよい。例えば任意の金属粒子においてＲａを求める際は、透過型電子顕微鏡により断面を観察し評価してもよい。評価方法としては透過型電子顕微鏡により断面を観察の場合は５μｍ以上の輪郭曲線で評価をすればよい。

絶縁被膜４ａの材質、および、絶縁被膜４ｂの材質は、特に限定されず、絶縁被膜４ａおよび絶縁被膜４ｂは、同じ組成を有していてもよいし、互いに異なる組成を有していてもよい。たとえば、絶縁被膜４ａおよび絶縁被膜４ｂは、粒子表面の酸化による被膜、または／および、ＢＮ、ＳｉＯ₂ 、ＭｇＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、ビスマス酸塩、各種ガラスなどの無機材料を含む被膜を含むことができる。

磁気コア２の抵抗率の低下を抑制する観点では、絶縁被膜４ａおよび絶縁被膜４ｂは、いずれも、Ｐ、Ｓｉ、Ｂｉ、およびＺｎから選択される１種以上の元素を含む酸化物ガラスの被膜を有することが好ましい。酸化物ガラスの被膜では、被膜に含まれる元素のうち、酸素を除いた元素の合計量を１００ｗｔ％とした場合に、Ｐ、Ｓｉ、Ｂｉ、およびＺｎから選択される１種以上の元素の合計量が、最も多いことが好ましく、５０ｗｔ％以上であることがより好ましく、６０ｗｔ％以上であることがさらに好ましい。

上記のような酸化物ガラスの被膜としては、たとえば、リン酸塩（Ｐ₂ Ｏ₅ ）系ガラス被膜、ビスマス酸塩（Ｂｉ₂ Ｏ₃ ）系ガラス被膜、および、ホウケイ酸塩（Ｂ₂ Ｏ₃ －ＳｉＯ₂ ）系ガラス被膜などが例示される。

リン酸塩系ガラスとしては、たとえば、Ｐ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系ガラス、Ｐ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｒ－Ｏ系ガラス（「Ｒ」は、アルカリ金属から選択される１種以上の元素）などが例示され、リン酸塩系ガラス被膜ではＰ₂ Ｏ₅ が５０ｗｔ％以上含まれることが好ましい。

ビスマス酸塩系ガラスとしては、Ｂｉ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ｏ系ガラス、Ｂｉ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系ガラスなどが例示され、ビスマス酸塩系ガラス被膜では、Ｂｉ₂ Ｏ₃ が５０ｗｔ％以上含まれることが好ましい。

ホウケイ酸塩系ガラスとしては、Ｂａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系ガラスなどが例示され、ホウケイ酸塩系ガラス被膜では、Ｂ₂ Ｏ₃ が１０ｗｔ％以上含まれることが好ましい。

なお、絶縁被膜４ａおよび絶縁被膜４ｂは、いずれも、単層構造を有していてもよいし、多層構造を有していてもよい。多層構造としては、たとえば、粒子表面の酸化層と、当該酸化層を覆う酸化物ガラス層と、を含む積層構造が挙げられる。絶縁被膜４ａまたは／および４ｂが多層構造を有する場合は、各層の合計厚みを、絶縁被膜の厚みとする。また、絶縁被膜４ａおよび４ｂの組成は、たとえば、ＥＤＸ、ＥＰＭＡ、もしくはＥＥＬＳ（電子エネルギー損失分光）などにより分析することができる。

本実施形態の磁気コア２では、第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａが、第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂよりも厚い。アモルファス構造を有する第１大粒子１１ａが、ナノ結晶構造の第２大粒子１１ｂよりも厚い絶縁被膜を有することで、良好な直流重畳特性を保ちながら、コアロスを低減することができる。

第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａの平均厚みをＴ１とし、第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂの平均厚みをＴ２とすると、Ｔ１／Ｔ２は、１．０超過であり、コアロスを低減させる観点からは、好ましくは１．３以上、さらに好ましくは１．５以上、さらに好ましくは２．０以上である。Ｔ１／Ｔ２の上限は、特に限定されないが、粉末の絶縁性の観点からは、好ましくは４０以下、あるいは好ましくは３０以下、あるいは好ましくは２０以下である。

また、磁性コアの透磁率の観点からは、Ｔ１は２００ｎｍ以下であることが好ましい。絶縁を確保しつつコアロスの低減を図る観点からは、Ｔ２は、好ましくは５ｎｍ以上である。Ｔ２の上限は、Ｔ１に基づき決定され、たとえば１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下としてもよい。

Ｔ１は、磁気コア２の断面を各種電子顕微鏡で観察することで算出すればよく、少なくとも１０個の第１大粒子１１ａについて絶縁被膜４ａの厚みを計測することでＴ１を算出することが好ましい。Ｔ２についても、Ｔ１と同様の方法で算出すればよい。なお、磁気コア２には、絶縁被膜４を有していない大粒子１１が含まれていてもよい。

金属磁性粒子１０が小粒子１２を含む場合、小粒子１２は必ずしも絶縁被膜を有していなくともよいが、各小粒子１２が、粒子表面を覆う絶縁被膜６を有することが好ましい。絶縁被膜６の材質は、特に限定されず、たとえば、絶縁被膜６は、小粒子１２の表面の酸化による被膜（酸化被膜）、もしくは、ＢＮ、ＳｉＯ₂ 、ＭｇＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、ビスマス酸塩、または各種ガラスなどの無機材料を含む被膜とすることができ、酸化物ガラスの被膜を含むことが好ましい。また、絶縁被膜６は、単層構造を有していてもよく、２種以上の被膜を積層した構造を有していてもよい。絶縁被膜６の平均厚みは、特に限定されず、たとえば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

金属磁性粒子１０が中粒子１３を含む場合、中粒子１３についても、他の粒子群と同様に、粒子表面を覆う絶縁被膜を有することが好ましい。中粒子１３の絶縁被膜の組成は、特に限定されず、大粒子１１の絶縁被膜４ａまたは４ｂと同じ組成を有していてもよく、大粒子１１の絶縁被膜４ａまたは４ｂとは異なる組成を有していてもよい。中粒子１３の絶縁被膜の平均厚みは、特に限定されず、たとえば、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

小粒子１２の絶縁被膜６および中粒子１３の絶縁被膜についても、絶縁被膜４と同様に、粒子表面の全体を覆っていてもよいし、粒子表面の一部のみを覆っていてもよく、磁気コア２の断面で観測される粒子表面の８０％以上を覆っていることが好ましい。なお、磁気コア２には、絶縁被膜を有していない小粒子１２や中粒子１３が含まれていてもよい。

たとえば図３に示す樹脂２０は、金属磁性粒子１０を所定の分散状態で固定する絶縁性の結着材として機能する。樹脂２０の材質は、特に限定されず、樹脂２０には、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が含まれることが好ましい。

なお、磁気コア２は、軟磁性金属粒子同士の接触を抑制するための改質剤を含んでいてもよい。改質剤としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）などの高分子材料を用いることができ、ポリカプロラクトン構造を有する高分子材料を用いることが好ましい。

ポリカプロラクトン構造を有する高分子としては、たとえば、ポリカプロラクトンジオール、ポリカプロラクトンテトラオールなどのウレタンの原料、もしくは、ポリエステルの一部が挙げられる。改質剤の含有量は、磁気コア２の総量に対して０．０２５ｗｔ％以上０．５００ｗｔ％以下であることが好ましい。上記のような改質剤は、金属磁性粒子１０の表面をコーティングするように吸着して存在すると考えられる。

以下、本実施形態に係る磁気コア２の製造方法の一例について説明する。

まず、金属磁性粒子１０の原料粉として、第１大粒子１１ａを含む原料粉、および、第２大粒子１１ｂを含む原料粉を製造する。また、磁気コア２に小粒子１２や中粒子１３を添加する場合には、小粒子１２を含む原料粉および中粒子１３を含む原料粉を準備する。

各原料粉の製造方法は、特に限定されず、所望の粒子組成に応じて、適する製造方法を採用すればよい。たとえば、水アトマイズ法やガスアトマイズ法などのアトマイズ法により原料粉を作製してもよい。もしくは、金属塩の蒸発、還元、熱分解のうち少なくとも１種以上を用いたＣＶＤ法などの合成法により原料粉を作製してもよい。また、電解法やカルボニル法を用いて原料粉を作製してもよく、薄帯状や薄板上の出発合金を粉砕することで原料粉を作製してもよい。特に、第１大粒子１１ａを含む原料粉および第２大粒子１１ｂを含む原料粉については、急冷ガスアトマイズ法にて製造することが好ましい。

各原料粉の粒度は、粉末の製造条件や各種分級法により調整することができる。また、ナノ結晶系の第２大粒子１１ｂとなる原料粉に関しては、第２大粒子１１ｂの結晶構造を制御するための熱処理を施すことが好ましい。

なお、小粒子１２の組成を、大粒子１１（第１大粒子１１ａまたは／および第２大粒子１１ｂ）と同じ組成とする場合には、幅の広い粒度分布を有する原料粉を製造し、当該原料粉を分級することで、大粒子１１を含む原料粉と、小粒子１２を含む原料粉と、を得てもよい。

次に、各原料粉に対して被膜形成処理を施す。複数の粒子群を含む金属磁性粉を用いて磁気コアを製造する場合、製造工程を簡素化するために、複数の原料粉を混合した後に、その混合粉に対して一度に被膜形成処理を施すことが通常である。ただし、混合粉に対して被膜形成処理を施すと、各粒子群の絶縁被膜が同程度の厚みになる（すなわちＴ１≒Ｔ２となる）可能性が高い。

本実施形態では、第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａを、第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂよりも厚くするために（すなわちＴ１＞Ｔ２を実現するために）、第１大粒子１１ａと第２大粒子１１ｂとに対して個別に被膜形成処理を施すことが好ましい。

被膜形成処理の方法としては、熱処理、リン酸塩処理、メカニカルアロイング、シランカップリング処理、もしくは、水熱合成などが例示され、形成する絶縁被膜の種類に応じて、適する被膜形成処理を選択すればよい。

たとえば、絶縁被膜４ａまたは／および絶縁被膜４ｂが酸化物ガラスの被膜を含む場合、酸化物ガラスの被膜は、メカノフュージョン装置を用いたメカノケミカル法によって形成することが好ましい。具体的には、メカノケミカル法による被膜形成処理では、大粒子を含む原料粉と、絶縁被膜の構成元素を含む粉末状のコーティング材とを、メカノフュージョン装置の回転ロータ内に導入し、回転ロータを回転させる。

回転ロータの内部には、プレスヘッドが設置されており、回転ロータを回転させると、原料粉とコーティング材との混合物が、回転ロータの内壁面とプレスヘッドとの隙間で圧縮され、摩擦熱が発生する。この摩擦熱により、コーティング材が軟化し、圧縮作用によって大粒子の表面に固着し、酸化物ガラスの被膜が形成される。

なお、絶縁被膜４ａの厚みおよび絶縁被膜４ｂの厚みは、コーティング材の混合比や、回転速度、および処理時間などに基づいて制御すればよい。

小粒子１２に対して絶縁被膜６を形成する場合、絶縁被膜６は、小粒子１２を含む原料粉と、絶縁被膜６の構成元素を含む粉末状のコーティング材とを、機械的衝撃エネルギーを加えながら混合することで形成することが好ましく、衝撃、圧縮、および、せん断のエネルギーを加えながら混合することで形成することがより好ましい。

このような被膜形成処理では、粉末に対して機械的エネルギーを加えることができる装置として、遊星型ボールミルやホソカワミクロン株式会社製のノビルタなどの粉末処理装置を用いることができる。たとえば、小粒子１２への被膜形成処理では、高い回転速度で混合できる、図４に示すような粉末処理装置６０を使用することができる。

粉末処理装置６０は、円筒状の断面を有し、チャンバ６１を備え、このチャンバ６１の内部に回転可能な羽根６２が設置してある。小粒子１２を含む原料粉とコーティング材とをチャンバ６１内に投入し、羽根６２を、２０００～６０００ｒｐｍの回転速度で回転させることで、原料粉とコーティング材との混合物６３に対して、機械的衝撃、圧縮、および、せん断のエネルギーを加えることができる。このような粉末処理装置６０を用いることで、特に粒径が小さい小粒子１２であっても、その粒子表面に絶縁被膜６を形成することができる。

絶縁被膜を有する中粒子１３を使用する場合、中粒子１３を、第１大粒子１１ａまたは第２大粒子１１ｂと混ぜ合わせて、第１大粒子１１ａまたは第２大粒子１１ｂと共に被膜形成処理を施すことで、中粒子１３の表面に絶縁被膜を形成してもよい。もしくは、中粒子１３の原料粉のみに対して、個別に被膜形成処理を施してもよい。

以下、金属磁性粒子１０の各原料粉を用いて磁気コア２を製造する方法について説明する。まず、絶縁被膜を形成した各原料粉および樹脂原料（熱硬化性樹脂など）を混練して、樹脂コンパウンドを得る。この混練工程では、ニーダー、プラネタリーミキサー、自転・公転ミキサーまたは二軸押出機などの各種混練機を用いればよく、樹脂コンパウンドには、改質剤、防腐剤、分散剤、非磁性粉末などを添加してもよい。

次に、樹脂コンパウンドを金型に充填し、圧縮成形することで、成形体を得る。この際の成形圧は、特に限定されず、たとえば、１２５０ＭＰａ以上、２０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、磁気コア２における金属磁性粒子１０の合計面積割合は、樹脂２０の添加量によっても制御できるが、成形圧によっても制御可能である。樹脂２０として熱硬化性樹脂を用いた場合には、上記の成形体を、１００℃～２００℃で１時間～５時間保持して、熱硬化性樹脂を硬化させる。以上の工程により、図１に示すような磁気コア２が得られる。

本実施形態に係る磁気コア２は、特に限定されないが、たとえばインダクタ、チョークコイル、トランス、リアクトルなどの各種磁性部品に適用することができる。たとえば、図５に示す磁性部品１００が、磁気コア２を有する磁性部品の一例である。

図５に示す磁性部品１００では、素体が、図１に示すような磁気コア２で構成してある。素体である磁気コア２の内部には、コイル５が埋設してあり、コイル５の端部５ａ，５ｂは、それぞれ、磁気コア２の端面に引き出されている。また、磁気コア２の端面には、一対の外部電極７，９が形成してあり、一対の外部電極７，９は、それぞれ、コイル５の端部５ａ，５ｂと電気的に接続してある。なお、磁性部品１００のように、磁気コア２の内部にコイル５が埋設してある場合には、Ａ０、ＡＬ（ＡＬ₁ およびＡＬ₂ ）およびＡＳなどの金属磁性粒子１０の面積割合は、コイル５が映らない視野で解析することとする。

磁気コア２を含む磁性部品は、図５に示すような様態に限定されず、所定形状（たとえばリング形状またはドラム形状）の磁気コアの表面にワイヤが所定の巻き数だけ巻回されてなる磁性部品であってもよい。図５に示す磁性部品１００に限定されない磁性部品の用途は、特に限定されないが、たとえば周波数が４００ｋＨｚ以下程度の比較的に低周波用途の磁性部品（たとえばチョークコイル、リアクトルなど）が例示され、特に低周波用途の場合にコアロスの低減効果が大きい。なお、磁性部品としては、磁気コアを有する磁性部品に限定されず、磁気コアを有さない磁性部品であってもよい。

（第１実施形態のまとめ）
本実施形態の磁気コア２は、金属磁性粒子１０と樹脂２０とを含み、磁気コア２の断面に示す金属磁性粒子１０の合計面積割合Ａ０が、７５％以上である。金属磁性粒子１０は、アモルファス構造を有する第１大粒子１１ａと、ナノ結晶構造を有する第２大粒子１１ｂと、を含み、第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａが、第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂよりも厚い。

磁気コア２が上記の特徴を有することで、良好な直流重畳特性を保ちながらコアロスを低減させることができる。具体的には、本発明者等の実験によって以下に示す事実が明らかとなった。

ナノ結晶構造の粒子を主粉として含む磁気コア（以下、ナノ結晶系の磁気コアと称する）と、アモルファス構造の粒子を主粉として含む磁気コア（以下、アモルファス系の磁気コアと称する）と、を比較すると、コアロスは、アモルファス系の磁気コアよりもナノ結晶系の磁気コアの方が低く、直流重畳特性は、ナノ結晶系の磁気コアよりもアモルファス系の磁気コアの方が優れる。しかしながら、アモルファス構造の粒子とナノ結晶構造の粒子とを単に混合するだけでは、コアロスは混合比から計算的に求められる程度の値しか得られない。

本実施形態の磁気コア２では、相対的に厚い絶縁被膜４ａを有するアモルファス構造の第１大粒子１１ａと、相対的に薄い絶縁被膜４ｂを有するナノ結晶構造の第２大粒子１１ｂと、を混在させてある。本実施形態の磁気コア２では、直流重畳特性を良好に維持しながら、コアロスを効果的に低減することができる。

また本実施形態では、磁気コア２のＢｓを上げるためには、磁性粉末の高圧成形を行ったとしても、アモルファス構造を有する第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａを、ナノ結晶構造の第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂよりも厚くすることで、高い透磁率（たとえば透磁率２０以上、２５以上、３０以上もしくは３５以上）を確保しつつコアロスをより低減することができる。

第２実施形態
第２実施形態では、図３Ｂに示す磁気コア２ａについて説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成に関しては、説明を省略し、第１実施形態と同様の符号を使用する。

図３Ｂに示すように、第２実施形態の磁気コア２ａでは、アモルファス構造を有する第１大粒子１１ａと、ナノ結晶構造を有する第２大粒子１１ｂと、が混在しており、第１大粒子１１ａの絶縁被膜４ａが、第２大粒子１１ｂの絶縁被膜４ｂよりも厚くなっている。そのため、第２実施形態の磁気コア２ａにおいても、第１実施形態の磁気コア２と同様の作用効果が得られる。

磁気コア２ａには、絶縁被膜６の組成が異なる２種以上の小粒子１２が含まれる。換言すると、金属磁性粒子１０に含まれる小粒子１２は、被膜組成に基づいて、２種以上の小粒子群に細別することができる。具体的には、小粒子１２には、少なくとも、第１絶縁被膜６ａを有する第１小粒子１２ａ、および、第１絶縁被膜６ａとは組成が異なる第２絶縁被膜６ｂを有する第２小粒子１２ｂが含まれ、さらに、他の小粒子群とは被膜組成が異なる第３小粒子１２ｃ～第ｎ小粒子１２ｘが含まれていてもよい。ｎは、被膜組成に基づいて小粒子１２を細別した場合の小粒子群の数を意味し、ｎの上限は特に限定されない。製造工程を簡素化する観点では、ｎは４以下であることが好ましい。

ここで、「被膜組成が異なる」とは、絶縁被膜６に含まれる構成元素の種類が異なることを意味し、絶縁被膜６の構成元素とは、絶縁被膜６に含まれる元素のうち、酸素および炭素以外の元素の合計含有率を１００ａｔ％として、絶縁被膜６において１ａｔ％以上含まれる元素を意味する。絶縁被膜６の組成は、ＥＤＸ装置もしくはＥＰＭＡを用いた面分析や点分析により解析すればよい。

小粒子１２が有する各絶縁被膜６（第１絶縁被膜６ａ、第２絶縁被膜６ｂ、および、第３絶縁被膜６ｃ～第ｎ絶縁被膜６ｘ）の材質は、特に限定されない。たとえば、各絶縁被膜６は、小粒子１２の表面の酸化による被膜（酸化被膜）、もしくは、ＢＮ、ＳｉＯ₂ 、ＭｇＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、ビスマス酸塩、または、各種ガラスなどの無機材料を含む被膜とすることができ、酸化物ガラスの被膜を含むことが好ましい。酸化物ガラスとしては、たとえば、ケイ酸塩（ＳｉＯ₂ ）系ガラス、リン酸塩（Ｐ₂ Ｏ₅ ）系ガラス、ビスマス酸塩（Ｂｉ₂ Ｏ₃ ）系ガラス、および、ホウケイ酸塩（Ｂ₂ Ｏ₃ －ＳｉＯ₂ ）系ガラスなどが例示される。

第１絶縁被膜６ａと第２絶縁被膜６ｂとは、互いに異なる組成を有していればよく、被膜組成の組合せは、特に限定されない。たとえば、第１絶縁被膜６ａと第２絶縁被膜６ｂの組合せとしては、Ｐ－Ｏ系ガラス被膜とＰ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系ガラス被膜の組合せ、Ｂｉ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ｏ系ガラス被膜とＳｉ－Ｏ系ガラス被膜の組合せ、もしくは、Ｂａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系ガラス被膜とＳｉ－Ｏ系ガラス被膜の組合せが好ましく、Ｂａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系ガラス被膜とＳｉ－Ｏ系ガラス被膜の組合せがより好ましい。

小粒子１２が、第１小粒子１２ａおよび第２小粒子１２ｂに加えて、第３小粒子１２ｃ～第ｎ小粒子１２ｘを含む場合においても、被膜組成の組合せは、特に限定されず、第３小粒子１２ｃ～第ｎ小粒子１２ｘについても、他の小粒子群とは組成が異なる酸化物ガラスの被膜を有していてもよい。

絶縁被膜６の平均厚みは、特に限定されず、たとえば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。第１絶縁被膜６ａ～第ｎ絶縁被膜６ｘは、同程度の平均厚みを有していてもよいし、それぞれ、異なる平均厚みを有していてもよい。

なお、第１絶縁被膜６ａや第２絶縁被膜６ｂなどの絶縁被膜６は、複数の被覆層を積層した積層構造を有していてもよい。たとえば、絶縁被膜６が、粒子表面の酸化層と、当該酸化層を覆う酸化物ガラス層と、を含む積層構造を有していてもよい。第１小粒子１２ａ～第ｎ絶縁被膜６ｘのうちのいずれか１種以上の絶縁被膜６が積層構造を有する場合には、最外層（最も表面側に位置する被覆層）の組成が、第１絶縁被膜６ａ～第ｎ絶縁被膜６ｘでそれぞれ異なっていればよく、最外層と粒子表面との間に位置する他の被覆層の組成は、第１絶縁被膜６ａ～第ｎ絶縁被膜６ｘで一致していてもよいし、異なっていてもよい。

また、第１小粒子１２ａ～第ｎ小粒子１２ｘは、いずれも同じ粒子組成を有していてもよいし、それぞれ異なる粒子組成を有していてもよい。第１小粒子１２ａ～第ｎ小粒子１２ｘの物質状態は、特に限定されず、第１小粒子１２ａ～第ｎ小粒子１２ｘのうちのいずれか１種以上の小粒子群が、非晶質もしくはナノ結晶であってもよいが、前述したように、第１小粒子１２ａ～第ｎ小粒子１２ｘは、いずれも結晶質であることが好ましい。

磁気コア２ａの断面において第１小粒子１２ａ～第ｎ小粒子１２ｘが占める合計面積割合を、それぞれ、ＡＳ₁ ～ＡＳ_n とする。この場合、磁気コア２ａの断面に占める小粒子１２の合計面積割合ＡＳは、ＡＳ₁ ～ＡＳ_n の合計で表すことができる。また、小粒子１２の合計面積割合ＡＳに対する各小粒子群の合計面積割合の比は、それぞれ、ＡＳ₁ ／ＡＳ～ＡＳ_n ／ＡＳで表すことができる。ＡＳ₁ ／ＡＳ～ＡＳ_n ／ＡＳは、いずれも、１％以上であることが好ましく、６％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。

磁気コア２ａの製造時には、各小粒子群（第１小粒子１２ａ～第ｎ小粒子１２ｘ）に対して個別に被膜形成処理を施し、各小粒子群への被膜形成処理では、第１実施形態で述べたとおり、図４に示すような粉末処理装置６０を使用することが好ましい。また、各絶縁被膜６（第１絶縁被膜６ａ、第２絶縁被膜６ｂ、および、第３絶縁被膜６ｃ～第ｎ絶縁被膜６ｘ）の組成は、原料粉に混ぜ合わせるコーティング材の種類や組成によって制御すればよい。なお、上記以外の製造条件は、第１実施形態と同様とすればよい。

（第２実施形態のまとめ）
第２実施形態の磁気コア２ａでは、ヘイウッド径が３μｍ未満である第２の粒子群１０ｂが、被膜の組成が異なる２種以上の小粒子１２（第１小粒子１２ａおよび第２小粒子１２ｂなど）を含む。

上記のように、金属磁性粒子１０が、被膜組成の異なる２種以上の小粒子１２を含むことで、樹脂との混練時において金属磁性粒子間の電気的な反発力が向上し、金属磁性粒子１０の磁気的凝集が抑制されていると考えられる。その結果、磁気コア２ａでは、直流重畳特性をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態を組み合わせることも可能であり、本発明の範囲内で種々に改変することも可能である。

たとえば、磁性部品の構造は、図５に示す様態に限定されず、複数の磁気コア２を組み合わせて、磁性部品を製造してもよい。また、磁気コアの製造方法については、上記の実施形態で示す製造方法に限定されず、磁気コア２および磁気コア２ａは、シート法や射出成型により製造してもよく、２段階圧縮により製造してもよい。２段階圧縮による製造方法では、たとえば、樹脂コンパウンドを仮圧縮して複数の予備成形体を作製した後、これら予備成形体を組み合わせて本圧縮することで磁気コアが得てもよい。

また、磁性部品としては、磁気コアを有する磁性部品に限定されず、磁気コアを有さない磁性部品であってもよい。つまり、樹脂と金属粉末が複合されているものを磁気コアと定義してもよい。たとえば、磁気シートなどが例示される。

以下、具体的な実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されない。

（実験１）
実験１では、１種類の大粒子と１種類の小粒子とを混合した金属磁性粒子を用いて、アモルファス系の磁気コア試料（試料番号１～６）と、ナノ結晶系の磁気コア試料（試料番号７～１２）とを製造した。なお、実験１で示す試料番号１～１２の磁気コアは、比較例に相当する。

金属磁性粒子の原料粉として、アモルファス構造（非晶質構造）を有する大径粉、ナノ結晶構造を有する大径粉、および、純鉄の小粒子からなる小径粉を準備した。アモルファス構造の大径粉は、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金粉末であり、急冷ガスアトマイズ法により製造した。当該Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金粉末の平均粒径は２０μｍ、非晶質化度は８５％以上であった。

ナノ結晶構造の大径粉は、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金粉末であり、急冷ガスアトマイズ法で得られた粉末に対して熱処理を施すことで製造した。当該Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金粉末の平均粒径は２０μｍ、非晶質化度は８５％未満、平均結晶子径は０．５ｎｍ～３０ｎｍの範囲内であった。また、小径粉である純鉄粉末の平均粒径は、１μｍであった。

実験１の試料番号１～６では、アモルファス構造の大径粉に対して、メカノフュージョン装置を用いた被膜形成処理を施し、大粒子の表面にＰ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成した。一方、実験１の試料７～１２では、ナノ結晶構造の大径粉に対して、メカノフュージョン装置を用いた被膜形成処理を施し、大粒子の表面にＰ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成した。なお、上記の被膜形成処理では、絶縁被膜の平均厚みが表１に示す値となるようにコーティング材の添加量を制御した。

実験１で使用した小径粉に対しては、図４に示すような粉末処理装置（ホソカワミクロン株式会社製：ノビルタ）を用いて被膜形成処理を施し、小粒子の表面にＢａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成した。小粒子に形成した絶縁被膜の平均厚みは、いずれの試料においても、１５±１０ｎｍの範囲内であった。

次に、金属磁性粒子の原料粉（大径粉および小径粉）と、エポキシ樹脂とを、混練することで、樹脂コンパウンドを得た。より具体的には、試料番号１～６では、アモルファス構造の大粒子と小粒子とを混ぜ合わせて樹脂コンパウンドを得た。一方、試料番号７～１２では、ナノ結晶構造の大粒子と小粒子とを混ぜ合わせて樹脂コンパウンドを得た。なお、樹脂コンパウンドにおけるエポキシ樹脂の添加量（樹脂量）は、実験１のいずれの試料においても、金属磁性粒子１００質量部に対して２．５質量部とした。また、大径粉と小径粉は、実験１のいずれの試料においても、面積割合が「大粒子：小粒子＝約８：２」となるように配合した。

次に、樹脂コンパウンドを、金型に充填し加圧することで、トロイダル形状の成形体を得た。この際の成形圧は、磁気コアの透磁率（比透磁率）が約３５となるように、制御した。そして、上記の成形体を１８０℃で６０分間、加熱処理することで、成形体中のエポキシ樹脂を硬化させ、トロイダル形状（外形１１ｍｍ、内径６．５ｍｍ、厚み２．５ｍｍ）の磁気コアを得た。

実験１の各試料では、作製した磁気コアに対して、以下に示す評価を実施した。

磁気コアの断面観察
磁気コアの断面をＳＥＭで観察し、観察視野の合計面積（１００００００μｍ² ）に対する金属磁性粒子の合計面積の比（金属磁性粒子の合計面積割合Ａ０）を算出した。実験１の各試料では、いずれも、金属磁性粒子の合計面積割合Ａ０が、８０±２％の範囲内であった。

また、ＳＥＭ観察時には、各金属磁性粒子のヘイウッド径を測定すると共に、ＥＤＸによる面分析を実施して各金属磁性粒子の組成系を特定し、磁気コアの断面で観測された各金属磁性粒子を、大粒子と小粒子に分類した。実験１の各試料では、大粒子のＤ２０が３μｍ以上、大粒子の平均粒径（ヘイウッド径の算術平均値）が１０μｍ～３０μｍの範囲内、小粒子のＤ８０が３μｍ未満、小粒子の平均粒径が０．５μｍ～１．５μｍの範囲内であった。また、観測視野内に含まれる大粒子の合計面積と、小粒子の合計面積とを測定し、金属磁性粒子の合計面積に対する大粒子の合計面積の比（ＡＬ／Ａ０）、および、金属磁性粒子の合計面積に対する小粒子の合計面積の比（ＡＳ／Ａ０）を算出した。

また、上記のＳＥＭ観察において、観察視野内に存在する各大粒子の絶縁被膜の厚みを計測し、その平均厚みを算出した。

透磁率および直流重畳特性の評価
透磁率および直流重畳特性の評価では、まず、トロイダル形状の磁気コアに対して、ポリウレタン銅線（ＵＥＷ線）を巻回した。そして、ＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー社製４２８４Ａ）および直流バイアス電源（アジレント・テクノロジー社製４２８４１Ａ）を用いて、周波数２０ｋＨｚにおける磁気コアのインダクタンスを測定した。より具体的に、直流磁界を印加していない条件（０ｋＡ／ｍ）でのインダクタンスと、８ｋＡ／ｍの直流磁界を印加した条件でのインダクタンスと、を測定し、これらインダクタンスからμ0（０Ａ／ｍでの透磁率）およびμＨｄｃ（８ｋＡ／ｍでの透磁率）を算出した。

直流重畳特性は、直流磁界を印加した際の透磁率の変化率に基づいて評価した。つまり、透磁率の変化率（単位％）は、（μ0－μＨｄｃ）／μ0で表され、この透磁率の変化率が小さいほど、直流重畳特性が良好であると判断できる。

コアロスの評価
各磁気コアのコアロス（単位：ｋＷ／ｍ³）は、ＢＨアナライザ（岩通計測社製ＳＹ－８２１８）を用いて、測定した。コアロスを測定した際の磁束密度は、２００ｍＴに設定し、周波数は２０ｋＨｚに設定した。

実験１の総合評価
実験１の評価結果を表１Ａに示す。

表１Ａに示すように、アモルファス構造の大粒子を主粉とする試料番号１～６の磁気コア（アモルファス系の磁気コア）は、ナノ結晶構造の大粒子を主粉とする試料番号７～１２の磁気コア（ナノ結晶系の磁気コア）に比べて、直流重畳特性が優れるが、コアロスが高い傾向であった。反対に、試料番号７～１２のナノ結晶系の磁気コアは、アモルファス系の磁気コアに比べて、コアロスが低いが、直流重畳特性が劣る傾向であった。

なお、ナノ結晶系の磁気コアおよびアモルファス系の磁気コアの両方において、大粒子が有する絶縁被膜を厚くすることで、コアロスが増大する傾向にあることがわかった。これらの結果から、磁気コアの主粉が１種類の大粒子のみからなる場合には、低いコアロスと、良好な直流重畳特性とを両立させることが容易ではないことがわかった。

（実験２）
実験２では、表１Ｂおよび表1Ｃに示すように、アモルファス構造の第１大粒子とナノ結晶構造の第２大粒子とを混ぜ合わせた金属磁性粒子を用いて、磁気コアを製造した。

実験２においても、金属磁性粒子の原料粉として、実験１と同じ仕様のＦｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金粉末（アモルファス構造の第１大粒子）、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金粉末（ナノ結晶構造の第２大粒子）、および、純鉄粉末（小粒子）を準備した。

次に、メカノフュージョン装置を用いて、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｐ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金粉末の粒子表面に、Ｐ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成した。この際、コーティング材の添加量や処理時間を制御して絶縁被膜の厚みを調整し、平均厚みＴ１が異なる６種類の第１大粒子を得た。同様に、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金粉末に対して、メカノフュージョン装置による被膜形成処理を施し（Ｐ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成）、平均厚みＴ２が異なる６種類の第２大粒子を得た。また、図４に示すような粉末処理装置を用いて、純鉄粉末に対して被膜形成処理を施し、小粒子の表面に、Ｂａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成した。小粒子の絶縁被膜の平均厚みは、１５±１０ｎｍの範囲内であった。

次に、アモルファス構造の第１大粒子、ナノ結晶構造の第２大粒子、小粒子、および、エポキシ樹脂を混錬することで、樹脂コンパウンドを得た。この際、大粒子と小粒子は、実験２のいずれの試料においても、面積割合が「第１大粒子：第２大粒子：小粒子＝約４：４：２」となるように配合した。また、樹脂コンパウンドにおけるエポキシ樹脂の添加量（樹脂量）は、実験２のいずれの試料においても、金属磁性粒子１００質量部に対して２．５質量部とした。

次に、樹脂コンパウンドを、金型に充填し加圧することで、トロイダル形状の成形体を得た。この際の成形圧は、磁気コアの透磁率（μ0）が３５となるように、制御した。そして、上記の成形体を１８０℃で６０分間、加熱処理することで、成形体中のエポキシ樹脂を硬化させ、トロイダル形状（外形１１ｍｍ、内径６．５ｍｍ、厚み２．５ｍｍ）の磁気コアを得た。

実験２においても、実験１と同様の評価（磁気コアの断面観察、透磁率、直流重畳特性、およびコアロスの測定）を実施した。磁気コアの断面観察では、いずれの試料においても、第１大粒子および第２大粒子のＤ２０が３μｍ以上、第１大粒子および第２大粒子の平均粒径が１０μｍ～３０μｍの範囲内、小粒子のＤ８０が３μｍ未満、小粒子の平均粒径が０．５μｍ～１．５μｍの範囲内であることが確認できた。

また、アモルファス構造の第１大粒子が有する絶縁被膜の平均厚みＴ１、ナノ結晶構造の第２大粒子が有する絶縁被膜の平均厚みＴ２、および、金属磁性粒子の合計面積に対する各粒子群の合計面積の比（ＡＬ₁ ／Ａ０、ＡＬ₂ ／Ａ０、およびＡＳ／Ａ０）は、表１Ｂおよび表１Ｃに示す結果となった。なお、実験２の各試料では、いずれも、金属磁性粒子の合計面積割合Ａ０が、８０±２％の範囲内であった。

実験２では、第１大粒子と第２大粒子の配合比に基づいてコアロスの期待値（配合比から算出されるコアロスの計算値）を算出し、当該期待値を基準として各試料におけるコアロスの改善率を求めた。たとえば、試料番号１３におけるコアロスの期待値は、以下の式により算出した。

期待値＝〔（β₁ ／α₁ ）×Ｃ₁ 〕＋〔（β₂ ／α₇ ）×Ｃ₇ 〕
α₁ ：試料番号１におけるアモルファス系大粒子の割合（ＡＬ／Ａ０）
Ｃ₁ ：試料番号１のコアロス
α₇ ：試料番号７におけるナノ結晶系大粒子の割合（ＡＬ／Ａ０）
Ｃ₇ ：試料番号７のコアロス
β₁ ：試料番号１３におけるアモルファス系大粒子の割合（ＡＬ₁ ／Ａ０）
β₂ ：試料番号１３におけるナノ結晶系大粒子の割合（ＡＬ₂ ／Ａ０）

上記のとおり、期待値（計算値）を算出する際には、表１Ａを参照し、各試料（試料番号１３～４８）で使用した大粒子と同じ仕様（粒子組成、被膜組成、および、被膜の平均厚みが同じ）の大粒子を含む磁気コア（試料番号１～１２）の特性値を使用した。

上記の方法でコアロスの期待値を算出した後、期待値と実測したコアロスとの間の改善率：〔（期待値－測定値）／期待値）〕を計算した。この「改善率」が大きいほど、コアロスが低減されていることを意味する。本実験では、改善率が５％以上、好ましくは１０％以上、さらに好ましくは１５％以上を良好と判断した。結果を表１Ｂおよび表１Ｃに示す。

また、直流重畳特性に関しても、コアロスと同様に、測定値に加えて、期待値（計算値）と改善率を計算により求めた。結果を表１Ｂおよび表１Ｃに示す。直流重畳特性に関しては、改善率が－１％以上のものを表１Ａに示すコアと同等もしくは良好とした。

表１Ｂおよび表１Ｃに示すように、実験２の各試料では、アモルファス系の磁気コア（試料番号１～６）よりも、コアロスを低くすることができた。また、Ｔ１／Ｔ２が１．０以下である比較例では、コアロスが、配合比から算出される期待値と同程度か、期待値よりも悪い結果となった。これに対して、Ｔ１／Ｔ２が１．０よりも大きい実施例では、期待値（計算値）よりもコアロスが１５％以上低くなった。なお、直流重畳特性に関しては、実施例（Ｔ１／Ｔ２が１．０より大きい）と比較例（Ｔ１／Ｔ２が１．０以下）とでは、改善率に関して大きな差異は認められず、いずれも、ナノ結晶系の磁気コア（試料番号７～１２）よりも、直流重畳特性が向上していた。

上記のとおり、相対的に厚い絶縁被膜を有するアモルファス構造の第１大粒子と、相対的に薄い絶縁被膜を有するナノ結晶構造の第２大粒子とを混在させることで、良好な直流重畳特性を保ちながら、コアロスを低減させることが確認できた。特に、Ｔ１＞Ｔ２を満たす磁気コア（実施例）では、Ｔ１／Ｔ２は、コアロスを低減させる観点からは、好ましくは１．３以上、さらに好ましくは１．５以上、さらに好ましくは２．０以上であることが確認できた。なお、絶縁を確保しつつコアロスの低減を図る観点からは、Ｔ２は、好ましくは５ｎｍ以上である。Ｔ２の上限は、Ｔ１に基づき決定され、たとえば１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下としてもよいことが確認できた。

（実験３）
実験３では、第１大粒子および第２大粒子が有する絶縁被膜の組成を変えて、表２に示す磁気コア（試料番号４９～５６）を製造した。絶縁被膜の組成以外の製造条件は、実験２の試料番号３２の製造条件と同様とし、実験３の各試料に対して実験１と同様の評価を実施した。

実験３における断面観察結果と、透磁率、直流重畳特性（（μ0－μＨｄｃ）／μ0）、およびコアロスの測定結果と、を表２に示す。

実験３の各試料では、直流重畳特性およびコアロスが、実験２の試料番号３２と同程度であり、良好な直流重畳特性を保ちながらコアロスを低減させることができた。各大粒子に形成する絶縁被膜の組成は、表２のように変化させてもよいことが確認できた。

（実験４）
実験４では、アモルファス構造の第１大粒子の割合（ＡＬ₁ ／Ａ０）と、ナノ結晶構造の第２大粒子の割合（ＡＬ₂ ／Ａ０）と、を変えて、表３に示す磁気コア試料（試料番号５７～７４）を製造した。

比較例である試料番号５７～６２では、Ｔ１を１５ｎｍ、Ｔ２を１００ｎｍとし、大粒子の割合以外の製造条件は、実験２の試料番号２２と同様とした。試料番号６３～６８では、Ｔ１およびＴ２を１５ｎｍとし、大粒子の割合以外の製造条件は、実験２の試料番号２０と同様とした。試料番号６９～７４では、Ｔ１を１００ｎｍ、Ｔ２を１５ｎｍとし、大粒子の割合以外の製造条件は、実験２の試料番号３２と同様とした。

実験４では、実験２と同様の評価を実施した。評価結果を表３に示す。

表３に示すように、Ｔ１＞Ｔ２を満たす実施例では、第１大粒子と第２大粒子の混在比を変更したとしても、アモルファス系の磁気コアよりもコアロスを５％以上低減させることができた。特に、ＡＬ₁ ／Ａ０およびＡＬ₂ ／Ａ０は、いずれも３％以上であることが好ましく、好ましくは４％～７８％、さらに好ましくは７％～４４％であることが確認できた。

また、表３に示す結果から、ＡＬ₁／（ＡＬ₁＋ＡＬ₂）およびＡＬ₂／（ＡＬ₁＋ＡＬ₂）は、それぞれ、４％～９６％の範囲内としてもよく、優れた直流重畳特性を得る観点では、ＡＬ₁ ／（ＡＬ₁ ＋ＡＬ₂ ）が５０％～９６％であることがより好ましく、よりコアロスを低くする観点では、ＡＬ₂ ／（ＡＬ₁ ＋ＡＬ₂ ）が５０％～９０％であることがより好ましいことが確認できた。

さらに、コアロスと直流重畳特性をバランスよく向上させ、コアロスの改善効果を高める観点では、ＡＬ₁ ／（ＡＬ₁ ＋ＡＬ₂ ）が、好ましくは１０％～９４％、さらに好ましくは１８％～８５％であることも確認できた。

（実験５）
実験５では、小粒子の割合（ＡＳ／Ａ０）を変えて、表４に示す磁気コア試料（試料番号７５～９２）を製造した。実験５の各試料では、アモルファス構造の大粒子とナノ結晶構造の大粒子とを、約「１：１」の割合で配合した。小粒子の割合以外の製造条件は、小粒子の混合比率に合わせて成形圧を変化させた以外は実験２と同様として、透磁率、直流重畳特性（（μ０－μＨｄｃ）／μ０）、およびコアロスを測定した。評価結果を表４に示す。

表４に示すように、小粒子の割合を変えた場合であっても、Ｔ１／Ｔ２が１．０よりも大きい実施例は、Ｔ１／Ｔ２が１．０以下である比較例よりもコアロスが２０％以上低くなった。

なお、磁気コアにおける小粒子の割合を高くすると、コアロスおよび直流重畳特性がより向上する一方で、透磁率が低下する傾向が確認できた。高透磁率を確保しつつ、コアロスおよび直流重畳特性を改善する観点では、小粒子の割合（ＡＳ／Ａ０）が、好ましくは５％以上８５％以下、５％以上５０％未満、５％以上４０％以下、１０％以上４０％以下が順次より好ましいことが確認できた。

（実験６）
実験６では、金属磁性粒子の充填率（すなわちＡ０）を変えて、表５に示す磁気コア試料を製造した。金属磁性粒子の充填率は、エポキシ樹脂の添加量に基づいて制御した。実験６の各試料における樹脂量（金属磁性粒子に対するエポキシ樹脂の含有量）、および、金属磁性粒子の合計面積割合Ａ０を表５に示す。

上記以外の実験条件は、実験２と同様とし、各試料の透磁率、直流重畳特性、およびコアロスを評価した。結果を表５に示す。

表５に示すように、試料番号９５、９８、３２および１０１が、実験６の実施例であり、Ａ０が７５％以上で、かつ、Ｔ１／Ｔ２が１．０超の場合に、Ｔ１／Ｔ２が１．０以下の比較例に比較して、２０％以上コアロスが低くなることが確認された。

なお、表５に示すように、金属磁性粒子の充填率を高くすると、透磁率μ０が高くなる一方で、コアロス特性や直流重畳特性が悪くなる傾向が確認できた。コアロスを低く保つ観点では、Ａ０が９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましいことがわかった。

（実験７）
実験７では、小粒子の仕様を変更して、表６および表７に示す磁気コア試料を製造した。具体的に、試料番号１０５では、小粒子として平均粒径が１μｍであるＦｅ－Ｎｉ系合金粒子を用い、試料番号１０６では小粒子として平均粒径が１μｍであるＦｅ－Ｓｉ系合金粒子を用い、試料番号１０７では、小粒子として平均粒径が１μｍであるＦｅ－Ｃｏ系合金粒子を用い、試料番号１０８では、小粒子として平均粒径が１μｍであるＣｏ粒子を用いた。表６に示す各試料の小粒子には、平均厚みが１５±１０ｎｍであるＢａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの絶縁被膜を形成した。小粒子の組成以外の製造条件は、実験２の試料番号３２と同様とした。

また、表７の試料番号１０９および１１０では、被膜組成が異なる２種類の小粒子を添加した。具体的に、試料番号１０９では、Ｂａ－Ｚｎ－Ｂ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスの被膜を形成したＦｅ粒子（第１小粒子）と、Ｓｉ－Ｏ系の絶縁被膜を形成したＦｅ粒子（第２小粒子）とを混在させた。

また、試料番号１１０では、Ｓｉ－Ｂａ－Ｍｎ－Ｏ系酸化物ガラスの被膜を形成したＦｅ粒子（第１小粒子）と、Ｓｉ－Ｏ系の絶縁被膜を形成したＦｅ粒子（第２小粒子）とを混在させた。試料番号１０９および１１０において、小粒子の絶縁被膜の平均厚みは、いずれも、１５±１０ｎｍの範囲内であった。上記以外の製造条件は、実験２の試料番号３２と同様とした。

実験７の評価結果を表６および表７に示す。

表６に示すように、小粒子の組成を変更した試料番号１０５から１０８においても、実験２の試料番号３２と同様に、良好な直流重畳特性を保ちながらコアロスを低減させることができた。この結果から、磁気コアに小粒子を添加する場合、小粒子の組成は特に限定されず、任意に設定できることがわかった。

表７に示すように、試料番号１０９および１１０では、コアロスを低く保ちながらも実験２の試料番号３２よりも直流重畳特性を向上させることができた。この結果から、被膜組成が異なる２種類の小粒子を磁気コア中に分散させることで、コアロスを低く保ちながら直流重畳特性の向上も図れることがわかった。

（実験８）
実験８では、第１大粒子、第２大粒子、および小粒子と共に、さらに中粒子を加えて、表８に示す３種類の磁気コア試料（試料番号１１１～１１３）を製造した。具体的に、試料番号１１１の磁気コアには、中粒子として、平均粒径が５μｍであるナノ結晶のＦｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｎｂ－Ｃｕ系合金粒子を添加し、試料番号１１２の磁気コアには、中粒子として、平均粒径が５μｍである結晶質のＦｅ－Ｓｉ系合金粒子を添加し、試料番号１１３の磁気コアには、中粒子として、平均粒径が５μｍである非晶質のＦｅ－Ｓｉ－Ｂ系合金粒子を添加した。なお、実験８で使用した中粒子は、いずれも、Ｄ２０が３μｍ未満であり、かつ、Ｄ８０が３μｍ以上であった。なお中粒子においてはコーティングをしていなくてもよいが、絶縁の観点からコーティングをしていたほうがなおよい。本実験で用いた中粒子は大粒子と同様の平均厚みが１５±１０ｎｍＰ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｏ系酸化物ガラスを用いたコーティング粉末を用いた。

上記以外の製造条件は、実験２の試料番号３２と同様とし、透磁率、直流重畳特性、およびコアロスを測定した。評価結果を表８に示す。

表８に示すように、中粒子を添加した各実施例においても、実験２の試料番号３２と同様に、良好な直流重畳特性を保ちながらコアロスを低減させることができた。実験８の評価結果から、磁気コアには中粒子を添加してもよいことがわかった。

（実験９）
実験９では、アモルファス構造を有する第１大粒子の組成、および、ナノ結晶構造を有する第２大粒子の組成を変更して、表９Ａおよび表９Ｂに示す磁気コア試料を製造した。実験９で使用した第１大粒子の平均粒径は、いずれも２０μｍであり、第１大粒子の非晶質化度は８５％以上であった。また、実験９で使用した第２大粒子の平均粒径は、いずれも２０μｍであり、第２大粒子における平均結晶子径は、０．５ｎｍ～３０ｎｍの範囲内であった。

なお、表９Ａに示す試料番号１１４～１３６は、アモルファス構造の第１大粒子とナノ結晶構造の第２大粒子のいずれか一方のみを使用した比較例である。試料番号１１４～１３６の粒子組成以外の製造条件は、実験１の試料番号４または８と同様とした。表９Ｂ～表９Ｇに示す各実施例は、第１大粒子と第２大粒子とを混在させた実施例である。各実施例の粒子組成以外の製造条件は、実験２の試料番号３２と同様とした。

実験９の評価結果を表９Ａ～表９Ｇに示す。

表９Ｂ～表９Ｇに示す各実施例では、いずれも、直流重畳特性を良好に保ちながらコアロスの改善率が１５％以上となった。この実験９の結果から、第１大粒子および第２大粒子の粒子組成は特に限定されず、任意に選択できることがわかった。

２ … 磁気コア
１０ … 金属磁性粒子
１０ａ … 第１の粒子群
１１ … 大粒子
１１ａ … 第１大粒子
１１ｂ … 第２大粒子
４ … 大粒子の絶縁被膜
４ａ … 第１大粒子の絶縁被膜
４ｂ … 第２大粒子の絶縁被膜
１０ｂ … 第２の粒子群
１２ … 小粒子
１２ａ … 第１小粒子
１２ｂ … 第２小粒子
６ … 小粒子の絶縁被膜
６ａ … 第１絶縁被膜
６ｂ … 第２絶縁被膜
１３ … 中粒子
２０ … 樹脂
６０ … 粉末処理装置
６１ … チャンバ
６２ … 羽根
６３ … 混合物
１００ … 磁性部品
５ … コイル
５ａ … 端部
５ｂ … 端部
７，９ … 外部電極

Claims (7)

1. 金属磁性粒子を含む磁気コアであって、
   前記磁気コアの断面において前記金属磁性粒子が占める合計面積割合が、７５％以上であり、
   前記金属磁性粒子は、
   前記磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、アモルファス構造を有する第１大粒子と、
   前記磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、ナノ結晶構造を有する第２大粒子と、を含み、
   前記第１大粒子の絶縁被膜が、前記第２大粒子の絶縁被膜よりも厚い磁気コア。
2. 前記第１大粒子の前記絶縁被膜の平均厚みをＴ１とし、
   前記第２大粒子の前記絶縁被膜の平均厚みをＴ２として、
   Ｔ１／Ｔ２が、１．３以上、４０以下である請求項１に記載の磁気コア。
3. 前記第２大粒子の前記絶縁被膜の平均厚みＴ２が、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である請求項１または２に記載の磁気コア。
4. 前記金属磁性粒子は、前記磁気コアの断面におけるヘイウッド径が３μｍ未満である粒子群を含む請求項１または２に記載の磁気コア。
5. ヘイウッド径が３μｍ未満である前記粒子群は、被膜の組成が異なる２種以上の小粒子を含む請求項４に記載の磁気コア。
6. 請求項１または２に記載の磁気コアを有する磁性部品。
7. 金属磁性粒子を含む磁性体を有する磁性部品であって、
   前記磁性体の断面において前記金属磁性粒子が占める合計面積割合が、７５％以上であり、
   前記金属磁性粒子は、
   前記磁性体の断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、アモルファス構造を有する第１大粒子と、
   前記磁性体の断面におけるヘイウッド径が３μｍ以上であり、ナノ結晶構造を有する第２大粒子と、を含み、
   前記第１大粒子の絶縁被膜が、前記第２大粒子の絶縁被膜よりも厚い磁性部品。

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