JP3860456B2 - 磁芯及びそれを用いたインダクタンス部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイルやトランス等のインダクタンス部品の磁気コア（以下、単に「コア」とも呼ぶ）に用いる磁気バイアス用の永久磁石に関し、特に、磁気コア、したがって、インダクタンス部品の厚みを小さくすることを可能とする薄型の磁気コアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばスイッチング電源などに用いられるチョークコイル及びトランスにおいては、通常、交流は直流に重畳して印加される。したがって、これらチョークコイルやトランスに用いる磁気コアは、この直流重畳に対して磁気飽和しない透磁率特性（この特性を「直流重畳特性」と呼ぶ）の良好なことが求められている。
【０００３】
高周波用の磁気コアとしてはフェライト磁気コアや圧粉磁気コアが使用されているが、フェライト磁気コアは初透磁率が高く飽和磁束密度が小さく、圧粉磁気コアは初透磁率が低く飽和磁束密度が高い、という材料物性に由来した特徴がある。従って、圧粉磁気コアはトロイダル形状で用いられることが多い。他方、フェライト磁気コアの場合には、例えばＥ型コアの中足に磁気空隙（磁気ギャップ）を形成して直流重畳により磁気飽和することを避けることが行われている。
【０００４】
しかし、近年の電子機器の小型化要請に伴う電子部品の小型化の要求により、磁気コアの磁気ギャップも小さくせざるを得ず、直流重畳に対してより高い透磁率の磁気コアが強く求められている。
【０００５】
この要求に対しては、一般に、飽和磁化の高い磁気コアを選択する事、つまり高磁界で磁気飽和しない磁気コアの選択が必須とされている。しかし、飽和磁化は材料の組成で必然的に決まるものであり、無限に高く出来るものではない。
【０００６】
その解決手段として、磁気コアの磁路に設けた磁気ギャップに永久磁石を配置し、直流重畳による直流磁界を打ち消す事、すなわち、磁気コアに磁気バイアスを与えることが古くから提案されている。
【０００７】
この永久磁石を用いた磁気バイアス方法は、直流重畳特性を向上させるには優れた方法であるが、一方で金属焼結磁石を用いると磁気コアのコアロスの増大が著しく、またフェライト磁石を用いると重畳特性が安定しないなどとても実用に耐え得るものではなかった。
【０００８】
これらを解決する手段として、例えば特開昭５０−１３３４５３は、磁気バイアス用永久磁石として保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを混合し圧縮成形したボンド磁石を用いること、これにより、直流重畳特性およびコアの温度上昇が改善されたことを開示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、電源に対する電力変換効率向上の要求はますます厳しくなっており、チョークコイル用及びトランス用の磁気コアについても単にコア温度を測定するだけでは優劣が判断不能なレベルとなっている。そのため、コアロス測定装置による測定結果の判断が不可欠であり、実際本発明者等が検討を行った結果、特開昭５０―１３３４５３に示された抵抗率の値ではコアロス特性が劣化する事が明らかになった。
【００１０】
又、近年の電子機器の小型化に伴い、インダクタンス部品の小型化がますます要求され、したがって、磁気バイアス用磁石の薄型化も又要求されているところである。
【００１１】
また近年、表面実装タイプのコイルが所望されているが、表面実装のためにはコイルはリフローはんだ処理に付される。このリフロー条件で、コイルの磁気コアの特性が劣化しない事が望まれる。また、耐酸化性の希土類磁石が必須である。
【００１２】
そこで、本発明の一技術的課題は、小型インダクタンス部品の磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアの小型化を可能とするために特に適した磁石を用いた磁気コアを提供することにある。
【００１３】
また、本発明のもう一つの技術的課題は、優れた直流重畳特性と、コアロス特性と、リフロー条件でも特性に影響を受けず、耐酸化性を有する磁気コアを容易かつ安価に提供する事にある。
【００１４】
また、本発明のさらにもう一つの技術的課題は、磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、上記を考慮して、優れた直流重畳特性とコアロス特性を有する磁気コアを容易かつ安価に提供する事にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、磁路中の少なくとも１箇所以上にギャップを有し、前記ギャップに永久磁石を挿入してなる磁心であって、２０ｋＨｚにおける交流透磁率が直流印加磁界１２０Ｏｅの条件で４５以上で、かつ鉄損特性が２０ｋＨｚ、最大磁束密度０．１Ｔの条件で１００ｋＷ／ｍ^３以下であり、前記永久磁石は、樹脂に磁石粉末が分散されてなるボンド磁石であり、０．１Ω・ｃｍ以上の範囲の比抵抗を有し、該磁石粉末は、希土類磁石粉末からなり、固有保磁力が５ｋＯｅ以上、キュリー点Ｔｃが３００℃以上、粉末粒径が１５０μｍ以下であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記磁芯において、初透磁率が１００以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記磁芯において、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＭｎ−Ｚｎフェライトからなり、前記ボンド磁石は、前記希土類磁石粉末と前記樹脂のバインダーとで構成されていることを特徴とする磁芯が得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記ボンド磁石は、前記希土類磁石粉末の平均粒径が０μｍ以上〈０を含まず〉１０μｍ以下であり、前記バインダーの量を重量比で５〜３０ｗｔ％含有するものであって、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上でかつ固有保磁力が５ｋＯｅ以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記希土類磁石粉末の平均粒径が２．０〜５０μｍであることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記樹脂含有量が体積比で１０％以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記磁芯において、成形圧縮率が２０％以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記ボンド磁石に使用する前記希土類磁石粉末にシランカップリング材、チタンカップリング材を添加したことを特徴とする磁芯が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記ボンド磁石は、その作製時に磁場配向されることにより異方性化されていることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記希土類磁石粉末は、表面活性剤でコーティングされていることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石の中心線平均粗さが１．７μｍ〜１０μｍであることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は金型成形によって製造されたことを特徴とする磁芯が得られる。
【００３０】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は熱プレスによって製造されたことを特徴とする磁芯が得られる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は、全体の厚みが１００〜５００μｍであることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は、樹脂と前記希土類磁石粉末との混合塗料からドクターブレード法、印刷法などの成膜法によって製造されたことを特徴とする磁芯が得られる。
【００３３】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は、表面のグロス（光沢度）が２５％以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３４】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記樹脂は、ポリプロピレン樹脂、６−ナイロン樹脂、１２−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３５】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記永久磁石は表面に耐熱温度１２０℃以上の樹脂又は耐熱塗料を被覆していることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３６】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記希土類磁石粉末は、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮから選択された希土類磁石粉末であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３７】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記希土類磁石粉末は、固有保磁力が１０ＫＯｅ以上、キュリー点が５００℃以上、粉末平均粒径が２．５〜５０μｍであることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３８】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記希土類磁石粉末は、Ｓｍ−Ｃｏ磁石であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００３９】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記ＳｍＣｏ希土類磁石粉末は、Ｓｍ（Ｃｏ_ｂａｌＦｅ_{０．１５〜０．２５}Ｃｕ_{０．０５〜０．０６}Ｚｒ_{０．０２〜０．０３}）_{７．０〜８．５}で表される合金粉末であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００４０】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記樹脂含有量が体積比で３０％以上であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００４１】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液晶ポリマーから選択された少なくとも１種であることを特徴とする磁芯が得られる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、前記したうちのいずれか一つに記載の磁芯に少なくとも１ターン以上の巻線が施されたことを特徴とするインダクタンス部品が得られる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明についてさらに、具体的に説明する。
【００４４】
本発明の磁芯は、磁路中の少なくとも１箇所以上にギャップを有し、該ギャップに永久磁石を挿入してなり、２０ｋＨｚにおける交流透磁率が直流印加磁界１２０Ｏｅの条件で４５以上で、かつ鉄損特性が２０ｋＨｚ、最大磁束密度０．１Ｔの条件で１００ｋＷ／ｍ^３以下である。
【００４５】
上記の磁芯において、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＭｎ―Ｚｎ系フェライトからなり、前記磁石は、希土類磁石粉末とバインダーとで構成されたボンド磁石であることが好ましい。
【００４６】
また、上記の磁芯において、前記ボンド磁石は、前記希土類磁石粉末の平均粒径が０μｍ以上（０を含まず）１０μｍ以下であり、前記バインダーの量を重量比で５〜３０ｗｔ％含有するものであって、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上でかつ固有保磁力が５ｋＯｅ以上であることが好ましい。
【００４７】
また、本発明のインダクタンス部品は、上記の磁芯に、少なくとも１ターン以上の巻線が施されてなる。
【００４８】
これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力であり、従って、比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流電畳特性が得られることによる。
【００４９】
比抵抗が高く、しかも固有保磁力が高い磁石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力の高い磁石粉末であれば、どのような組成のものでも良い。希土類磁石粉末の種類は、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ‐Ｆｅ―Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系のいずれでもよいが、粉末の残留磁化の大きさによってバイアス磁界の大きさが決まり、保磁力の値によって磁気特性の安定性が決まるので、磁芯の種類によって磁石粉末の種類を選択する必要がある。
【００５０】
本発明においては、チョークコイル用及びトランス用磁芯の材料として、コアロスの値が低いＭｎ−Ｚｎ系又はＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用い、その磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを設け、そのギャップに希土類系ボンド磁石を挿入した磁芯である。
【００５１】
形状については、特に制限があるわけではなく、トロイダル磁芯、ＥＥ型磁芯、ＥＩ型磁芯等あらゆる形状の磁芯に本発明の適用が可能である。ギャップ長に特に制限はないが、ギャップ長さが狭すぎると、直流電畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長は決まってくる。
【００５２】
次に、ギャップに挿入される永久磁石に対する要求特性は、固有保磁力については５ｋＯｅ未満では、磁芯に印加される直流磁界によって磁化が消失するので、それ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが、１Ω・ｃｍ以上であれば、コアロス劣化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均粒径が実質的に１０μｍを超えるとコアロス特性が劣化するので、粉末の平均粒径は１０μｍ以下であることが望ましい。
【００５３】
それでは、本発明の具体例について説明する。
【００５４】
（第１の実施の形態）
以下に、磁路の一部にそれぞれ、Ｓｍ―Ｆｅ−Ｎボンド磁石、フェライト磁石を挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯の直流重畳特性を測定し、比較を行った例を示す。
【００５５】
実験に用いたフェライト磁芯は、Ｍｎ―Ｚｎ系フェライト材で作製された磁路長７．５ｃｍ、実効断面積０．７４ｃｍのＥＥ型磁芯の中足に３．０ｍｍのギャップ加工をしたものである。
【００５６】
ボンド磁石の作製には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉末（粉末平均粒径約３μｍ）と総重量の５ｗｔ％に当たる量のバインダー（エボキシ樹脂）を混合した後、無磁場中で金型成形を行った。以下に説明するフェライト磁芯の中足断面形状で、かつ高さ３．０ｍｍの形状に加工した。
【００５７】
ボンド磁石とフェライト磁石を電磁石で磁路方向に着磁後、そのギャップ部に挿入し、磁芯を作製した。また、１２０ターンの巻線を施し、インダクタンス部品を作製した。これらの形状を図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１（Ａ）及び（Ｂ）において、４３（斜線部）は磁石、４５はフェライト磁芯、４７は巻線部である。挿入したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系ボンド磁石は着磁に周いた磁場の大きさを変化させることによって、表１に示すような保磁力、残留磁束密度の試料を用意した。フェライト磁石は、保磁力が３ｋＯｅのものを用いた。
【００５８】
【表１】

各磁石を挿入した磁芯をＨｅｗｌｅｔ Ｐａｃｋｅｒｄ製４２８４Ａ ＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、直流重畳特性を繰り返し測定した。この時の直流バイアス磁界の向きは、挿入時に着磁した磁石の磁化の向きとは逆になるように重畳電流を印加した。その測定結果を図２〜図５に示す。
【００５９】
図２より、保磁力が３ｋＯｅしかないフェライト磁石を挿入した磁芯では、測定回数が進むにつれ、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。逆に、図３〜図５より、保磁力の大きなＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系ボンド磁石を挿入した磁芯は、繰り返しの測定においても大きな変化は無く、非常に安定した特性を示すことがわかる。
【００６０】
これらの結果より、フェライト磁石は、保磁力が小さいために、磁石に印加される逆向きの磁界によって減磁、または磁化の反転が起こり、直流重畳特性が劣化したものと推測できる。また、磁芯に挿入する磁石は、保磁力が５ｋＯｅ以上の希土類系ボンド磁石において優れた直流重畳特性を示すことがわかった。
【００６１】
（第２の実施の形態）
以下に、磁路の一部に磁石を挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯と磁石を挿入していない同組成のＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯、センダスト磁芯を用いて、直流重畳特性、コアロス測定を行い、比較を行った例を示す。
【００６２】
実験に用いたフェライト磁芯は、第１の実施の形態で用いられたものと同じくＭｎ−Ｚｎ系フェライト材で作製された磁路長７．５ｃｍ、実効断面積０．７４ｃｍのＥＥ型磁芯の中足に３．０ｍｍのギャップ加工されたものである。ボンド磁石を電磁石で磁路方向に着磁後、そのギャップ部に挿入した。
【００６３】
センダスト磁芯については、粉末粒径が１５０μｍ以下のものを用い、それを総重量１．５ｗｔ％のバインダー（シリコーン系樹脂）を混合したものを２０ｔｏｎ／ｃｍ^２でプレスした後、７００℃で２時間熱処理したものを用いた。この形状を図３に示す。
【００６４】
磁石の作製には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉末（粉末平均粒径約３μｍ）と総重量の１０ｗｔ％に当たる量のバインダー（エポキシ樹脂）を混合した後、無磁場中で金型成形を行った。以下に説明するフェライト磁芯の中足断面形状で、かつ高さ３．０ｍｍの形状に加工した。なお、磁石特性は、φ１０×ｔ１０のテストピースを別途作製し、直流ＢＨトレーサーで測定した。その結果、固有保磁力が１２５００Ｏｅ、残留磁束密度が４０００Ｇとわかった。この時の注意点としてボンド磁石の磁化の向きは、交流透磁率測定における直流バイアス磁界の向きとは逆になるように挿入する。
【００６５】
次に、Ｈｅｗｌｅｔ Ｐａｃｋｅｒｄ製４２８４Ａ ＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、直流重畳特性を測定した。その結果を図７に示す。
【００６６】
図７より、直流重畳磁界が１００Ｏｅの時における透磁率で比較を行うと、センダスト磁芯では３０未満であり、ギャップのみのＭｎ‐Ｚｎ系フェライト磁芯は３０であったが、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を挿入した磁芯では４５以上と、非常に優れた特性を示すことがわかった。
【００６７】
次に、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで２０ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコァロス特性を室温で測定した。その結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】

表２より、磁石を挿入した磁芯は、コアロスが２４ｋＷ／ｍ^３であり、センダスト磁芯に比べ、５分の１であることがわかる。また、磁石を挿入していないフェライト磁芯と比較しても、コアロスの上昇は比較的小さいことがわかる。
【００６９】
これらの結果より、ギャップに磁石を挿入した磁芯は、直流重畳特性に優れ、しかもコアロス特性の劣化が小さく優れていることがわかった。
【００７０】
（第３の実施の形態）
平均粒径が５μｍのＳｍ−Ｃｏ系磁石粉末に各々バインダーとしてエポキシ樹脂の固形分比が総重量に対し、それぞれ２ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％、３０ｗｔ％、４０ｗｔ％混合したものを用意し、それらを金型成形により７×１０ｍｍで高さ３．０ｍｍの形状のボンド磁石を作製した。
【００７１】
上記の磁石を電磁石で磁路方向に着磁後、第１の実施の形態で用いたＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯のギャップ部に挿入し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで２０ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。さらにＨｅｗｌｅｔ Ｐａｃｋｅｒｄ製４２８４Ａ ＬＣＲメーターで交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、直流重畳特性を測定した。これらの測定データを表３に示す。
【００７２】
【表３】

表３より、バインダー量の増加とともにコアロス値が減少していき、バインダー量が２ｗｔ％の試料では、コアロスが２００ｋＷ／ｍ^３以上と非常に大きな値を示すことがわかる。
【００７３】
これは、バインダー量が２ｗｔ％の試料では比抵抗が２．０×１０^−３Ω・ｃｍと非常に小さいために、渦電流損失が大きくなり、コアロス値が増加したものと推測される。
【００７４】
また、バインダー量が４０ｗｔ％の試料では、直流重畳磁界が１００Ｏｅにおける透磁率が非常に小さいことがわかる。これは、バインダー量が多いためにボンド磁石の残留磁化の値が減少し、そのためバイアス磁界も小さくなり、直流重畳特性があまり向上しなかったものと推測される。
【００７５】
以上のことから、バインダー量が５ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下で、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上のボンド磁石を磁芯のギャップ部に挿入することにより優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロスの劣化も生じない優れた磁芯が得られることがわかった。
【００７６】
（第４の実施の形態）
Ｓｍ−Ｃｏ系でエネルギー積が約２８ＭＧＯｅの焼結磁石を粗粉砕後、標準飾により最大粒径が−１００μｍ、−５０μｍ、−３０μｍに分級を行った。さらに、粗粉砕後の粉末の一部を有機溶媒中でボールミルにより微粉砕し、その粉末をサイクロンにより−１０μｍ、−５μｍの各最大粒径を有する粉末を作製した。
【００７７】
次に、これらの作製した磁石粉末に各々バインダーとしてエポキシ樹脂を１０ｗｔ％混合し、金型成形により７×１０ｍｍで高さ０．５ｍｍの形状のボンド磁石を作製した。ボンド磁石の特性は、第１の実施の形態と同様に、テストピースを別途作製し測定した結果、最大粉末粒径によらず全て５ｋＯｅ以上の固有保磁力を示した。また、比抵抗を測定した結果、全ての磁石について１Ω・ｃｍ以上の値を示した。
【００７８】
次に、第１の実施の形態で用いたＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯のギャップ部に作製したボンド磁石を挿入した。次に、第１の実施の形態と全く同じ方法で永久磁石を着磁後、２０ｋＨｚ、０．１ｍＴのコアロスを測定した。ここで、第１の実施の形態と全く同様に、フェライト磁芯は同一のものを使用し、挿入する永久磁石だけを交換してコアロスを測定した。その結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】

表４に示す通り、磁石粉末の最大粒径が１０μｍをこえると急激にコアロスが増大することがわかる。この結果により、磁石粉末の粒径が１０μｍ以上の時、更に優れたコアロス特性を示すことがわかった。
【００８０】
以上に説明したように、本発明の第１〜第３の実施の形態によれば、優れた直流重畳特性とコアロス特性を有し、かつ容易に製造でき、安価な磁芯を提供することができた。
【００８１】
次にもう一つの本発明の磁芯について説明する。本発明のもう一つの磁芯では、磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、このギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記磁気コアは圧粉磁心であり、前記永久磁石が、１５ＫＯｅ以上の固有保磁力及び３００℃以上のキュリー点を持つ粉末平均粒径が２．０〜５０μｍの希土類磁石粉末と樹脂とからなるボンド磁石である。
【００８２】
前記磁気バイアス用磁石としてのボンド磁石は、前記樹脂を体積比で１０％以上含有し、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００８３】
また、前記圧粉磁心の初透磁率が１００以上であることが好ましい。
【００８４】
更に，本発明では、前記の磁気バイアス用磁石を有する磁気コアに、１ターン以上の巻線を少なくとも１つ施してあるインダクタンス部品を得ることができる。
【００８５】
なお、インダクタンス部品とは、コイル、チョークコイル、トランス、その他一般に磁気コアと巻き線とを必須とした部品を含むものとする。
【００８６】
圧粉磁心と希土類ボンド磁石を使用する事によって直流重畳特性とコアロス特性に優れたコイル及びトランス用磁心が製造可能となる。
【００８７】
本発明では、挿入する永久磁石と用いるコアとの組み合わせについて検討した結果、コアとしては圧粉磁心（初透磁率が１００以上であることが好ましい）を用い、そのギャップに挿入する磁石としては、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上で固有保磁力が１５ｋＯｅ以上の永久磁石を使用した時優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁芯を形成できる事を発見した。これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力であり、従って比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる事を見出したことによる。
【００８８】
比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能である。希土類磁石粉末の種類はＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系とあるが、使用時の熱減磁を考えるとＴｃが３００℃以上、保磁力が５ｋＯｅ以上の磁石が必要である。樹脂としては熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂も使用することが可能であり、これによって渦電流損の増大が抑制されることが分かった。
【００８９】
圧粉磁心の形状については特に制限があるわけではないが、一般的にはトロイダルコアであり、壷型コアで用いられる事もある。これらコアの磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを設け、そのギャップに永久磁石を挿入する。ギャップ長に特に制限はないがギャップ長が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長は決まってくる。
【００９０】
また、ギャップを挿入する前の初透磁率の値は重要であり、これが低すぎると磁石によるバイアスが効かないので少なくとも１００以上の初透磁率が必要である。
【００９１】
次にギャップに挿入される永久磁石に対する要求特性は、固有保磁力については１５ｋＯｅ以下では磁心に印加される直流磁界によって保磁力が消失するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが０．１Ω・ｃｍ以上であればコアロス特性が高周波まで良好である。
【００９２】
磁石粉末の平均最大粒径が５０μｍ以上になるとコアの比抵抗をいくら大きくしてもコアロス特性が劣化するので、粉末の最大粒径は５０μｍ以下である事が望ましく、最小粒径が２．０μｍ以下になると粉末と樹脂の混練時に粉末の酸化による磁化の減少が顕著になるため２．０μｍ以上の粒径が必要で有る。
【００９３】
また、コアロスを増大させないため樹脂の量は少なくとも体積比で１０％以上必要である。
【００９４】
以下、本発明の他の実施の形態について、以下説明する。
【００９５】
（第５の実施の形態）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７のインゴットを粉砕した粉末から通常の粉末冶金法で焼結体を作成し、その焼結体に磁石化のための熱処理を施した後微粉砕し、平均粒径が約３．５μｍ、４．５μｍ、５．５μｍ、６．５μｍ、７．５μｍ、８．５μｍおよび９．５μｍの磁石粉末を用意した。これらの磁石粉末に適当なカップリング処理を施した後、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂をそれぞれ４０ｖｏｌ％混合し、金型を使用して３（ｔ／ｃｍ^２）の圧力を加えて成形する事により各ボンド磁石を作製した。ここで、ボンド磁石は、図８のトロイダル状の圧粉磁芯５５と同じ断面形状を持つ金型を用いて成形された。
【００９６】
一方、φ１０×ｔ１０のテストピース（ＴＰ）を別途作成して直流ＢＨトレーサーで固有保磁力ｉＨｃを測定した。その結果を表１に示す。
【００９７】
圧粉磁心として、図８に示すようなトロイダル形状のコア５５を、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ磁性合金（商標：センダスト）粉末を用いて外径２７ｍｍ、内径１４ｍｍ、厚さ７ｍｍの寸法に成形した。このコアの初透磁率は１２０であった。
【００９８】
このトロイダルコアに０．５ｍｍのギャップ加工をした。そのギャップ部に上記作成したボンド磁石５７を挿入配置し、電磁石でコア５５の磁路方向に磁石５７を着磁後、図９に示す様にコイル５９を巻き線し、直流重畳特性を測定した。印加した直流は、直流磁界にして１５０Ｏｅであった。その測定を１０回繰り返した。その結果を表５に示す。比較としてギャップに磁石を配置しなかったものの測定結果も表５に並べて示す。
【００９９】
【表５】

表５から、挿入される磁石の保磁力が１５ｋＯｅ以上のときは、繰り返し直流磁界を印加しても直流重畳特性の劣化を生じないことがわかった。
【０１００】
（第６の実施の形態）
磁石粉末として還元拡散法で作成されたＳｍＦｅ粉末を３μｍに微粉砕後、窒化処理する事で得られたＳｍＦｅＮ粉末を用意した。次にこの粉末にＺｎ粉末を３ｗｔ％混合した後、５００℃で２時間Ａｒ中で熱処理した。その粉末特性をＶＳＭで測定した結果、保磁力が約２０ｋＯｅであった。
【０１０１】
次に、この磁石粉末に、熱可塑性の樹脂として６ナイロンを４５ｖｏｌ％混合して、２３０℃で熱混練したのち、同じ温度で厚さ０．２ｍｍに熱プレスしてシート状のボンド磁石を得た。
【０１０２】
このボンド磁石のシートを１０ｍｍ径の円盤状に打抜き、厚さ１０ｍｍに重ねて、その磁石特性を測定したところ、約１８ｋＯｅの固有保磁力を示した。また比抵抗を測定した結果、０．１Ω・ｃｍ以上の値を示した。
【０１０３】
一方、圧粉磁心についてはセンダスト粉末の形状と粉末の充填率を変える事により初透磁率が、それぞれ、７５、１００、１５０、２００、および３００のトロイダル形状の圧粉磁心を第５の実施の形態と全く同様に作成した。
【０１０４】
つぎに、これら初透磁率の異なる圧粉磁心のどの水準についても初透磁率が５０〜６０になるようにギャップ長を調整した。
【０１０５】
次にそのギャップに、ボンド磁石を隙間が開かないように挿入した。その為、磁石シートを重畳したり、必要に応じて研磨して挿入した。
【０１０６】
次に直流重畳磁界１５０Ｏｅにおける透磁率μｅを測定した結果を表６に示す。また、２０ＫＨｚ、１００ｍＴのコアロス特性を示す。なお初透磁率７５の圧粉磁心の直流重畳特性μｅは１６であり、コアロスは１００であった。
【０１０７】
【表６】

表６に示す通り、圧粉磁心の初透磁率が１００より小さくなると重畳特性の向上が見られ無くなることが分かる。これは、圧粉磁心の初透磁率が小さすぎると磁石のフラックスがショートパスしてコアを通らない事を示したものであり、コアの初透磁率は少なくとも１００以上必要な事を示している。
【０１０８】
次のさらにもう一つの本発明について説明する。
【０１０９】
本発明の磁芯では、薄板磁石を用いている。この薄板磁石は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂に磁石粉末が分散されてなり、該樹脂含有量が体積比で３０％以上で、全体の厚みが５００μｍ以下である。ここで、前記磁石粉末は、固有保磁力が１０ＫＯｅ以上、Ｔｃが５００℃以上、粉末平均粒径が２．５〜５０μｍであることが好ましい。
【０１１０】
また、本発明の１態様の薄板磁石においては、前記磁石粉末は、希土類磁石粉末である。前記薄板磁石において、表面のグロス（光沢度）が２５％以上であることが好ましい。また、前記薄板磁石においては、成形圧縮率が２０％以上であることが好ましい。
【０１１１】
本発明の１態様においては、前記磁石粉末は、表面活性剤でコーティングされている。前記薄板磁石において、比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上あることが好ましい。
【０１１２】
又、本発明の磁芯は、磁路の少なくとも１箇所以上に磁気ギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該磁気ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記永久磁石が、前記した薄板磁石であること磁気バイアス用磁石を有する磁芯である。前記磁気ギャップは、約５００μｍ以下のギャップ長を有し、前記磁気バイアス用磁石は該ギャップ長以下の厚みを有し、厚み方向に磁化されていることが好ましい。
【０１１３】
更に前記薄板磁石を磁気バイアス用磁石として備えた磁芯に、１ターン以上の巻線を少なくともひとつ施して、薄型で、直流重畳特性が良好で、コアロス低いインダクタンス部品が得られる。
【０１１４】
また、本発明は、磁気コアの磁気ギャップに挿入配置する磁気バイアス用の永久磁石として、５００μｍ以下の厚みの薄板磁石の可能性について検討した。その結果、特定樹脂の含有量が体積比で３０％以上の薄板磁石の比抵抗が０．１Ω・ｃｍ以上で固有保磁力が１０ｋＯｅ以上の薄板磁石を使用した時優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロス特性の劣化が生じない磁気コアを形成できる事を発見した。これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要な磁石特性は、エネルギー積よりもむしろ固有保磁力であり、従って比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有保磁力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる事を見出したことによる。
【０１１５】
比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能である。希土類磁石粉末の種類はＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系とあるが、リフロー等の使用時の熱減磁を考えるとキュリー点Ｔｃが５００℃以上、固有保磁力ｉＨｃが１０ＫＯｅ以上の磁石が必要である。
【０１１６】
また、磁石粉末に表面活性材でコーティングすることにより成形体中での粉末の分散が良好となり磁石の特性が向上するためさらに高特性の磁気コアが得られる。
【０１１７】
チョークコイル用及びトランス用磁気コアとしては軟磁気特性を有する材料であればなんでも有効であるが、一般的にはＭｎＺｎ系又はＮｉＺｎ系フェライト、圧粉磁気コア、珪素鋼板、アモルファス等が用いられる。また、磁気コアの形状についても特に制限があるわけではなく、トロイダルコア、ＥＥコア、ＥＩコア等あらゆる形状の磁気コアに本発明の適用が可能である。これらコアの磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを設け、そのギャップに薄板磁石を挿入配置する。ギャップ長に特に制限はないがギャップ長が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入するギャップ長は決まってくる。磁気コア全体の寸法を小さくするために、ギャップ長を５００μｍに抑える。
【０１１８】
次にギャップに挿入される薄板磁石に対する要求特性は、固有保磁力については１０ｋＯｅ以下では磁気コアに印加される直流重畳磁界によって保磁力が消失するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は大きいほど良いが０．１Ω・ｃｍ以上であればコアロス劣化の大きな要因にはならない。また、粉末の平均最大粒径が５０μｍ以上になるとコアロス特性が劣化するので、粉末の最大粒径は５０μｍ以下である事が望ましく、最小粒径が２．５μｍ以下になると粉末熱処理及びリフロー時に粉末の酸化による磁化の減少が顕著になるため２．５μｍ以上の粒径が必要で有る。
【０１１９】
以下、さらにもう一つの本発明の実施の形態について説明する。
【０１２０】
（第７の実施の形態）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末とポリイミド樹脂を熱混練機としてラボプラストミルを用いて熱混練を行った。樹脂量としては１５ｖｏｌ％〜４０ｖｏｌ％で変化させそれぞれ混練した。熱混練で得たものを熱プレス機で０．５ｍｍの薄板磁石の成形を試みた。この結果、樹脂の添加量は３０ｖｏｌ％以上でないと成形できないことがわかった。また、本実施の形態ではポリイミド樹脂薄板磁石の結果を示したが、これ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーのそれぞれにおいても、同様の結果が得られた。
【０１２１】
（第８の実施の形態）
各磁石粉末と各種樹脂とを、それぞれ、下の表７に示す組成でラボプラストミルを用いて熱混練を行った。ラボプラストミルの運転時の設定温度は各樹脂の軟化点よりもそれぞれ５℃高い温度とした。
【０１２２】
【表７】

ラボプラストミルで混練したものを、熱プレス機で無磁場中で金型成形する事によりそれぞれ０．５ｍｍの薄板磁石を作製した。この薄板磁石を図１（Ａ），（Ｂ）に示すＥ型フェライトコア４５中央磁脚と同一断面形状に切断した。
【０１２３】
次に、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、一般的なＭｎＺｎ系フェライト材で作成された磁路長７．５ｃｍ、実効断面積０．７４ｃｍのＥＥコアの中央磁脚に０．５ｍｍのギャップ加工をした。そのギャップ部に上記作製した薄板磁石４３を挿入配置して、磁気バイアス磁石４３を有する磁気コアを作製した。同図において、４３が薄板磁石、４５がフェライトコアである。次に、磁石４３を、パルス着磁機でコア４５の磁路方向に着磁後、コア４５にコイル４７を巻き線し、ＨＰ製−４２８４ＬＣＲメーターで、交流磁場周波数１００ｋＨｚ、重畳磁場０〜２００Ｏｅの条件で、インダクタンスＬを測定した。この測定後、２７０℃でリフロー炉で３０分保持した後、インダクタンスＬを再び測定し、この繰り返しで５回測定した。この時の直流重畳による磁界の向きが、磁気バイアス磁石の磁化の向きとは逆になるように直流重畳電流を印加する。得られたインダクタンスＬと、コア定数（コア寸法等）と巻線数から透磁率を計算して、直流重畳特性を得た。各コアの５回の測定に基づく直流重畳特性を図１０〜図１４に示す。
【０１２４】
図１４から、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末をポリプロピレン樹脂に分散した薄板磁石を挿入配置したコアは２回目以降直流重畳特性が大きく劣化していることがわかる。これは、リフローで薄板磁石が変形してしまった為である。保磁力が４ｋＯｅしかないＢａフェライトをポリイミド樹脂に分散した薄板磁石を挿入配置したコアでは、図１３に見られるように、測定回数がすすむにつれ、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。逆に、保磁力が１０ｋＯｅ以上の磁石粉末とポリイミドあるいはエポキシ樹脂とを用いた薄板磁石を挿入配置したコアは、図１０〜１２に見られる通り、繰り返しの測定においても大きな変化は無く、非常に安定した特性を示すことが分かる。これらの結果よりＢａフェライト薄板磁石は保磁力が小さいために、薄板磁石に印加される逆向きの磁界によって減磁、または磁化の反転が起こり、直流重畳特性が劣化したものと推測できる。また、コアに挿入する薄板磁石は保磁力が１０ｋＯｅ以上の薄板磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分かった。また、本実施の形態では示さなかったが、本実施の形態以外の組み合わせでもポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択した樹脂で作製した薄板磁石においても同様の効果が得られることを確認した。
【０１２５】
（第９の実施の形態）
ポリフェニレンサルファイト樹脂３０ｖｏｌ％と、磁石粉末の粒径が１．０μｍ、２．０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、５５μｍのＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末とを、それぞれ、ラボプラストミルを用いて熱混練を行った。ラボプラストミルで混練したものを、熱プレス機により無磁場中で金型成形する事によりそれぞれ０．５ｍｍの薄板磁石を作製した。次に、第８の実施の形態と同様に、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この薄板磁石４３をＥ型フェライトコア４５の中央磁脚と同一断面形状に切断し、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなコアを作製した。次に、薄板磁石４３を、パルス着磁機でコア４５の磁路方向に着磁後、コア４５にコイル４７を巻き線し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで、３００ＫＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。その測定結果を表８に示す。表８より薄板磁石に用いる磁石の粉末平均粒径が２．５〜５０μｍではコアロス特性が優れていることがわかった。
【０１２６】
【表８】

【０１２７】
（第１０の実施の形態）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末６０ｖｏｌ％とポリイミド樹脂４０ｖｏｌ％とをラボプラストミルを用いてそれぞれ熱混練を行った。熱混練で得たものを熱プレス機でプレス圧を変化させ０．３ｍｍの成形体を作製し、パルス着磁装置で４Ｔで着磁を行い、薄板磁石を作製した。作製した薄板磁石のグロス（光沢度）は、それぞれ１５％〜３３％でプレス圧が高いほどグロスも高い値を示した。これらの成形体を１ｃｍ×１ｃｍに切断を行い、ＴＯＥＩ ＴＤＦ−５ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｌｕｘｍｅｔｅｒでフラックスを測定した結果とグロスの測定結果を表９に並べて示す。
【０１２８】
【表９】

表９の結果から、グロスが２５％以上の薄板磁石では磁石特性が優れている。これは、作製した薄板磁石のグロスが２５％以上では薄板磁石の充填率が９０％以上となるためである。また、本実施の形態ではポリイミド樹脂で実験を行った結果を示したが、これ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂でも同様の結果が得られた。
【０１２９】
（第１１の実施の形態）
乾燥後の体積比がＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末６０ｖｏｌ％、ポリイミド樹脂４０ｖｏｌ％となるように、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化製リカコート（ポリイミド樹脂）に、溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて、円心脱泡機で５分攪拌後、３本ロールで混練を行ってペーストを作製した。溶剤の配合比は、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化製リカコートを合わせて７０重量部に対してγ−ブチロラクトンを１０重量部とした。作製したペーストをドクターブレード法により５００μｍのグリーンシートを作製し乾燥を行った。乾燥させたグリーンシートを１ｃｍ×１ｃｍに切断し、プレス圧を変化させ熱プレス機で熱プレスを行い、作製した成形体をパルス着磁装置で４Ｔで着磁を行い、薄板磁石を作製した。比較として、熱プレスを行っていない成形体も着磁して薄板磁石にした。また、今回は上記の配合比で作製したが、これ以外の成分、配合比でも、グリーンシート作製可能なペーストが得られるものであれば良い。また、混練のために三本ロールミルを用いたが、これ以外にもホモジナイザーやサンドミル等を用いても良い。作製した薄板磁石のグロス（光沢度）は、それぞれ９％〜２８％でプレス圧が高いほどグロスも高い値を示した。これらの薄板磁石のフラックスをＴＯＥＩ ＴＤＦ−５ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｌｕｘｍｅｔｅｒで測定した結果を表１０に示す。また、この時の薄板磁石の熱プレスによる圧縮率（＝１−熱プレス後の厚さ／熱プレス前の厚さ）を測定した結果も並べて示す。
【０１３０】
【表１０】

以上の結果から、第１０の実施の形態と同様に、グロスが２５％以上では良好な磁石特性が得られる。この理由もグロス２５％以上では薄板磁石の充填率が９０％以上となるためである。また、圧縮率についてみると圧縮率２０％以上で良好な磁石特性が得られることがわかった。
【０１３１】
本実施の形態ではポリイミド樹脂で上記組成、配合比で実験を行った結果を示したが、これ以外のこれ以外のエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族系ポリアミド、液晶ポリマーから選択された一種類の樹脂及び配合比、においても同様の結果が得られた。
【０１３２】
（第１２の実施の形態）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と、界面活性剤としてリン酸ナトリウムを０．５ｗｔ％とを混合した。同様にして、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と、カルボキシメチルセルロースナトリウム０．５ｗｔ％とを混合、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と珪酸ナトリウムとを、それぞれ混合した。これら混合した粉末の、それぞれ、６５ｖｏｌ％と、ポリフェニルサルファイト樹脂３５ｖｏｌ％とをラボプラストミルを用いてそれぞれ熱混練を行った。ラボプラストミルで混練したものを熱プレスにより０．５ｍｍに成型し、第８の実施の形態と同一の、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すＥ型フェライトコア４５の中央磁脚と同一断面形状に切断し、ＥＥコア４５の中央磁脚ギャップ部に上記作製した薄板磁石４３を挿入配置し、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すコアを作製した。次に、この薄板磁石４３をパルス着磁機でコア４５の磁路方向に着磁後、コア４５にコイル４７を巻き線し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーにて、３００ｋＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。その測定結果を表１１に示す。比較として、界面活性剤を用いずに、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末６５ｖｏｌ％とポリフェニルサルファイト樹脂３５ｖｏｌ％とをラボプラストミルで混練したものを熱プレスにより０．５ｍｍに成型し、上記と同じフェライトＥＥコアの中央磁脚の磁気ギャップ中に挿入配置し、これをパルス着磁機でコアの磁路方向に着磁後に、コイルを巻き線し、コアロスを測定した。その結果も表１１に並べて示す。
【０１３３】
【表１１】

表１１より界面活性剤を添加したものは良好なコアロス特性を示している。これは、界面活性剤を添加することにより、１次粒子の凝集を防止し、渦電流損を抑制したためである。本実施の形態ではリン酸塩を添加した結果を示したがこれ以外の界面活性剤を添加しても同様に、コアロス（鉄損）特性が良好である結果が得られた。
【０１３４】
（第１３の実施の形態）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末とポリイミド樹脂とをラボプラストミルで熱混練した後、熱プレス機で無磁場中でプレス成形する事により厚さ０．５ｍｍの薄板磁石を作製した。ここでポリイミド樹脂の樹脂量を調節する事により、比抵抗が各々０．０５、０．１、０．２、０．５、１．０Ω・ｃｍの薄板磁石を作成した。その後、第８の実施の形態と同様に、図１（Ａ）及び（Ｂ）のＥ型フェライトコア４５の中央磁脚と同一断面形状に加工した。次にこのＭｎＺｎ系フェライト材で作成された磁路長７．５ｃｍ、実効断面積０．７４ｃｍのＥＥコア４５の中央磁脚の磁気ギャップに上記作成した薄板磁石４３を挿入配置し、電磁石で磁路方向に着磁後、コイル４７巻き線し、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーで、３００ＫＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは同一のものであり、磁石だけを比抵抗の異なるものと交換して、コアロスを測定したその結果を表１２に示す。
【０１３５】
【表１２】

表１２より比抵抗０．１Ω・ｃｍ以上の磁気コアでは良好なコアロス特性を示していることがわかる。これは、薄板磁石の比抵抗をあげることにより渦電流損失を抑制できるためである。
【０１３６】
（第１４の実施の形態）
各種磁石粉末と各種樹脂とを各々表１３に示す組成で、以下の記載した方法で混練、成形、加工して厚さ０．５ｍｍの試料を作製した。ここでＳｍ_２Ｃｏ_１７系紛末とフェライト紛末は焼結体の粉砕粉末であり、Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ紛末は還元拡散法で作製したＳｍ_２Ｆｅ_１７紛末を窒化処理した紛末であり、各粉末は平均粒径で約５μｍであった。芳香族系ポリアミド樹脂（６Ｔナイロン）とポリプロピレン樹脂はラボプラストミルを用いてＡｒ中３００℃（ポリアミド）、２５０℃（ポリプロピレン）で熱混練後、熱プレス機で成形し試料を作成した。可溶性ポリイミド樹脂は溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて遠心脱泡機で５分間攪拌してペーストを作製後、ドクターブレード法により出来あがりが５００μｍになるようにグリーンシートを作製し、乾燥後、熱プレスによって試料を作製した。エポキシ樹脂はビーカーで攪拌混合後金型成形し適当なキュア条件により試料を作製した。これら試料の比抵抗は全て０．１Ω・ｃｍ以上であった。
【０１３７】
この薄板磁石を以下に説明するフェライトコアの中芯断面形状に切断した。コアは一般的なＭｎＺｎ系フェライト材で作成された磁路長５．９ｃｍ、実効断面積０．７４ｃｍのＥＥコアであり中芯には０．５ｍｍのギャップ加工をした。そのギャップ部に上記作製した薄板磁石を挿入し、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように配置した（４３が薄板磁石、４５がフェライトコア、４７は巻き線部）。
【０１３８】
次にパルス着磁機で磁路方向に着磁後、Ｈｅｗｌｅｔ Ｐａｃｋａｒｄ製ＨＰ−４２８４Ａ ＬＣＲメーターで直流重畳特性を交流磁場周波数１００ＫＨｚ、直流重畳磁場３５ Ｏｅの実効透磁率を測定した。
【０１３９】
次にこれらコアを２７０℃のリフロー炉で３０分間保持した後、再び直流重畳特性を全く同じ条件で測定した。
【０１４０】
比較例として、ギャップに磁石を挿入しないものについても同様に測定し、これはリフロー前後で特性の変化はなく、実効透磁率μｅは７０であった。
【０１４１】
これらの結果を表１３に、また結果の１例として図７に試料▲２▼と▲４▼と比較例との直流重畳特性を示す。また直流バイアス磁界の向きは、挿入時に着磁した磁石の磁化の向きとは逆になるように重畳電流を印加するのはもちろんのことである。
【０１４２】
なお、ポリプロピレン樹脂の薄板磁石を挿入したコアは、磁石が著しく変形したため測定出来なかった。
【０１４３】
保磁力が４ＫＯｅしかないＢａフェライトの薄板磁石を挿入したコアではリフロー後、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。またＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎの薄板磁石を挿入したコアでもリフロー後、直流重畳特性が大きく劣化することがわかる。逆に、保磁力が１０ｋＯｅ以上でＴｃが７７０℃と高いＳｍ_２Ｃｏ_１７の薄板磁石を挿入したコアは、特性の劣化が認められず、非常に安定した特性を示すことが分かる。
【０１４４】
これらの結果よりＢａフェライト薄板磁石は保磁力が小さいために、薄板磁石に印加される逆向きの磁界によって減磁、または磁化の反転が起こり、直流重畳特性が劣化したものと推測でき、またＳｍＦｅＮ磁石は保磁力が高いもののＴｃが４７０℃と低いために熱減磁が生じ、それに逆向きの磁界による減磁の相乗効果により特性が劣化したと推測される。従って、コアに挿入する薄板磁石は保磁力が１０ＫＯｅ以上でＴｃが５００℃以上の薄板磁石において優れた直流重畳特性を示すことが分かった。
【０１４５】
また、本実施の形態では示さなかったが、本実施の形態以外の組み合わせでも、請求の範囲で示した樹脂で作製した薄板磁石においても同様の効果が得られることを確認した。
【０１４６】
【表１３】

【０１４７】
（第１５の実施の形態）
第１４の実施の形態と全く同じＳｍ_２Ｃｏ_１７系磁石粉末（ｉＨｃ＝１５ｋＯｅ）と可溶性ポリアミドイミド樹脂（東洋紡バイロマックス）を加圧ニーダーで混練後、プラネタリーミキサーで希釈混練したものを遠心脱泡機で５分間攪拌してペーストを作製した。ペーストはドクターブレード法により乾燥後の厚みが約５００μｍになるようにグリーンシートを作製し、乾燥後、熱プレス、次に厚さ０．５ｍｍに加工し、薄板磁石試料とした。ここでポリアミドイミド樹脂の樹脂量は、比抵抗が各々０．０６、０．１、０．２、０．５、１．０Ω・ｃｍとなるように表１４のとおりに調製した。これらの薄板磁石を第７の実施の形態と全く同じコアの中芯断面形状に切断し、測定試料とした。
【０１４８】
次に、第１４の実施の形態と全く同じ０．５ｍｍのギャップ長を有するＥＥコアに上記作製した薄板磁石を挿入し、パルス着磁機で磁石を着磁した。これらのコアについて、岩崎通信機製のＳＹ−８２３２交流ＢＨトレーサーを用いて３００ＫＨｚ、０．１Ｔにおけるコアロス特性を室温で測定した。ここで測定に使用したフェライトコアは同一のものであり、比抵抗の異なる磁石だけを交換、挿入し再びパルス着磁機で着磁後コアロス特性を測定した。
【０１４９】
その結果を表１４に示す。比較例として、全く同じギャップ付のＥＥコアの、同じ測定条件でのコアロス特性は５２０（ｋＷ／ｍ^３）であった。
【０１５０】
表１４から、比抵抗０．１Ω・ｃｍ以上の磁気コアで良好なコアロス特性を示している。これは薄板磁石の比抵抗をあげると渦電流損失を抑制できるためと推測される。
【０１５１】
【表１４】

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、５００μｍ以下の薄板磁石が得られ、この薄型磁石を磁気バイアス磁石として使用することにより、小型で、高周波における磁気コアの直流重畳特性が向上した且つリフロー温度でも特性の劣化のない磁気コア及び、この磁気コアを用いて、リフローにて特性の劣化の恐れなく表面実装を可能としたインダクタンス素子を提供することができる。
【０１５２】
（第１６の実施の形態）
Ｓｍ（Ｃｏ_{０．７４２}Ｆｅ_０．２０Ｃｕ_{０．０５５}Ｚｒ_{０．０２９}）_７．７組成の焼結磁石（ｉＨｃ＝１５ＫＯｅ）から、粉砕時間を変えて平均粒径の異なるものを用意し、次に径の異なるふるいを通じて最大粒径を調整した。
【０１５３】
乾燥後の体積比がＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末６０ｖｏ１％とポリイミド樹脂４０ｖｏｌ％となるように、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化製リカコート（ポリイミド樹脂）に溶剤としてγ−ブチロラクトンを加えて円心脱泡機で５分攪拌してペーストを作製した。溶剤の配合比は、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末と新日本理化製リカコートを合わせて７０重量部に対してγ−ブチロラクトンを１０重量部とした。作製したペーストをドククーブレード法により５００μｍのグリーンシートを作製し乾燥、熱プレスを行った。これをフェライトコアの中芯形状に切断後、パルス着磁装置を使用して４Ｔで着磁を行い、薄板磁石を作製した。これらの薄板磁石のフラックスをＴＯＥＩ ＴＤＦ−５ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｌｕｘ ｍｅｔｅｒ で測定した結果を表１５に示す。さらに第１４の実施の形態と同様にフェライトコアにはさんで直流重畳特性を測定し、次にバイアス量を測定した。バイアス量は透磁率と重畳磁界の大きさの積で求めた。
【０１５４】
【表１５】

平均粒径が２．１μｍの試料▲１▼はフラックスが低下しており、バイアス量が小さい。これは作製工程中で磁石粉末の酸化が進行しているためと考えられる。また平均粒径が大きい試料▲４▼は、粉末充填率が低いためフラックスが低く、また磁石の表面粗さが粗いため、コアとの密着性が悪くパーミアンス係数が低下するため、バイアス量が低下していると考えられる。また、粒径が小さいものでも、プレス圧が充分でなく表面粗さの大きい試料▲５▼は、粉末の充填率が低いためフラックスが低下しており、バイアス量が小さい。また粗大粒が混ざっている試料▲６▼は表面粗さが粗いため、バイアス量が低下していると考えられる。
【０１５５】
これらの結果より、磁性粉の平均粒径が２５μｍ以上で、かつ最大粒径が５０μｍであり、中心線平均粗さが１０μｍ以下の薄板磁石を挿入したとき、薄板磁石を挿入したときに、優れた直流重畳特性を示すことがわかった。
【０１５６】
（第１７の実施の形態）
Ｓｍ_２Ｃｏ_１７系でＺｒ量が０．０１ａｔ％で組成がＳｍ（Ｃｏ_０．７８Ｆｅ_０．１１Ｃｕ_０．１０Ｚｒ_０．０１）_８．２の俗に第２世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石と呼はれる組成のインゴットを粗粉砕後に熱処理した磁石紛末と、Ｚｒ量が０．０２９ａｔ％で組成がＳｍ（Ｃｏ_{０．０７４２}Ｆｅ_０．２０Ｃｕ_{０．０５５}Ｚｒ_{０．０２９}）_８．２の俗に第３世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石と呼ばれる組成のインゴツドを粗粉砕後に熱処理した磁石粉末を用いた。上記第２世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末は８００℃で１．５Ｈｒの時効熱処理を行い、第３世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石は８００℃で１０Ｈｒの時効熱処理を行った。これによってＶＳＭで測定された磁石粉末の保磁力は、第２世代が８ＫＯｅで第３世代が２０ＫＯｅであった。これらの粗粉砕粉末を、有機溶媒中でボールミルにより平均粒径５．２μｍに微粉砕し、さらに目開き４５μｍの篩を通し、磁石粉末を得た。次にこれら作製した磁石粉末にそれぞれバインダーとしてエポキシ樹脂を３５ｖｏ１％混合し、第１４の実施の形態と全く同しＥＥコアの中芯形状と厚み０．５ｍｍのボンド磁石を金型成形により作成した。ここで磁石特注はφ１０＊ｔ１０のテストピースを別途作成し、直流ＢＨトレーサーで測定した。
【０１５７】
保磁力は粗粉砕粉末とほぼ同様の値であった。次にこれら磁石を第１４の実施の形態と全く同じＥＥコアに挿入後、パルス着磁、巻き線後、ＬＣＲメータで４０Ｏｅ直流重畳時の１００ＫＨｚにおける実効透磁率を測定した。次に、これらコアをリフロー炉の条件である２７０℃の恒混槽で１Ｈｒ保持した後、上記と同様に直流重畳特性を測定した。その結果も表１６に示す。
【０１５８】
【表１６】

表１６より保磁力の高い第３世代Ｓｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末を使用した場合、リフロー後も良好な直流重畳特性が得られることがわかった。なお、Ｓｍと遷移金属の比で保磁力のピークを有することが知られているが、この最適値の組成比は合金に含有される酸素量によって変動することが知られており、焼結体は７．０〜８．０でインゴットは８．０〜８．５の間で変動することを確認している。以上より組成が第３世代であるＳｍ（Ｃｏ_ｂａｌ．Ｆｅ_{０．１５−０．２５}Ｃｕ_{０．０５−０．０６}Ｚｒ_{０．０２−０．０３}）_{７．０−８．５}でリフロー条件でも直流重畳特性が良好であることがわかった。
【０１５９】
（第１８の実施の形態）
第１６の実施の形態の試料▲３▼で作製した、組成がＳｍ（Ｃｏ_{０．７４２}Ｆｅ_０．２０Ｃｕ_{０．０５５}Ｚｒ_{０．０２９}）_７．７で粒径が平均で５μｍ、最大粒径で４５μｍの磁石紛末を用いた。その磁石粉末の表面に、Ｚｎ、無機ガラス（ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ）軟化点４００℃、及びＺｎ後更に無機ガラス（ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ）を夫々被覆した薄板磁石を第２の実施の形態の試料▲２▼と全く同様の方法で作製し、それを挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライトコアの直流重畳特性は第１６の実施の形態と全く同様に測定後バイアス量を求め、コアロス特性は第２の実施の形態と全く同様の方法で測定し、比較を行った結果を表１７に示す。
【０１６０】
ここでＺｎは磁石粉末と混合後、５００℃，Ａｒ雰囲気下で２時間熱処理を施した。ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯは熱処理温度が４５０℃以外は全く同じ方法で熱処理した。一方、複合層を形成するためには始めにＺｎと磁石粉末とを混合し５００℃で熱処理し、ここで一旦炉から取り出してこの粉末とＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ粉末を混合後、４５０℃で熱処理する。これら紛末は総体積の４５ｖｏｌ％に当たる量のバインター（エポキシ樹脂）を混合した後、無磁場中で金型成形を行った。成形体は第１５の実施の形態と全く同じフェライトコアの中芯断面形状でかつ高さ０．５ｍｍでありコアに挿入後約１０Ｔのパルス磁場で着磁して、第１４の実施の形態と同じ方法で直流重畳特性と第１５の実施の形態と同じ方法でコアロス特性とを測定した。次にこれらコアを２７０℃の恒温糟で３０分間保持した後、同様に直流重畳特性、コアロス特性を測定した。比較例として被覆していない粉末でも全く同じ方法で成形体を作成後、特性を測定した結果も表１７に示す。
【０１６１】
未被覆のものは熱処理により大きく直流重畳特性、コアロス特性が劣化するが、Ｚｎ、無機ガラス、及びその複合体を被覆したものは未被覆のものに比へ、熱処理における劣化率は非常に小さいことが分かる。これは被覆により磁石粉末の酸化が抑制されたためと推測できる。
【０１６２】
また被覆材を１０ｖｏ１％以上混合したものについては実効透磁率が低く、磁石によるバイアス磁界の大きさが他のものに比べ非常に小さくなっていることが分かる。これは被覆材の量が増大したために、磁石粉末の割合が減少したため、もしくは磁石粉末と被覆材が反応し磁化の大きさが減少したためと考えられる。従って被覆する量は０．１〜１０ｗｔ％の範囲で非常に優れた特性を示すことが分かった。
【０１６３】
【表１７】

【０１６４】
（第１９の実施の形態）
第１６の実施の形態の試料▲３▼のＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末を用い、バインダーとしてエポキシ樹脂を５０ｖｏ１％混合した後、２Ｔの磁場中で中足上下方向に金型成形し異方性の磁石を作製した。また、比較例として無磁場中で金型成形したものも同様に作製した。次にこれらの各ボンド磁石を第１５の実施の形態と同様にＭｎＺｎ系フェライト材に挿入し、パルス着磁、巻き線を施し、ＬＣＲメーターで直流重畳特性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。その結果を下記表１８に示す。
【０１６５】
また、測定が終わった試料をリフローの条件である２７０℃の恒温糟で１ｍ保持し常温まで冷却し上記と同様にＬＣＲメーターで直流重畳特注を測定した。その結果も下記表１８に示す。
【０１６６】
下記表１８よりリフロー前後とも無磁場磁石に比べ良好な結果が得られることがわかった。
【０１６７】
【表１８】

【０１６８】
（第２０の実施の形態）
第１６の実施の形態の試料▲３▼のＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石粉末を用い、バインダーとしてエポキシ樹脂を５０ｖｏ１％混合した後、無磁場中で金型成形し０．５ｍｍ厚の磁石を作製したところまでは第１９の実施の形態と全く同じである。次に第１４の実施の形態と同様にＭｎＺｎ系フェライト材に挿入し着磁を行った。このときの磁場を１Ｔ、２Ｔ、２５Ｔ、３Ｔ、５Ｔ、１０Ｔで着磁を行った。１Ｔ、２Ｔ、２５Ｔは、電磁石で着磁し、３Ｔ、５Ｔ、１０Ｔはパルス着磁機で着磁した。その後、ＬＣＲメーターで直流重畳物性を測定し、コア定数と巻線数から透磁率を計算した。その結果から第１６の実施の形態で求めた方法でバイアス量を求めその結果を図３に示す。
【０１６９】
図３より２５Ｔ以上でないと良好な重畳特性が得られないことがわかった。
【０１７０】
（第２１の実施の形態）
図１７及び図１８を参照すると、使用するコア６５は、ＭｎＺｎ系フェライト材で作成され磁路長２．４６、実効断面積０．３９４ｃｍ^２のＥＥ型磁芯を形成する。図１８のように、Ｅ型コア６５に、モールドコイル（樹脂封止された巻線（巻回数４ターン））６７を組み込んだ後、さらにＥ型コア６５の中脚断面積と同形状に加工された、厚み０．１６ｍｍの薄板磁石６９を、コアキャップ部に配置して、もう片側のコア６５により挾みこんでインダクタンス部品として機能するものである。
【０１７１】
薄型磁石６９の着磁方向は、モールドコイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【０１７２】
薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図１９の７３（前者）と７１（後者）に示す。
【０１７３】
またリフロー炉（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【０１７４】
（第２２の実施の形態）
図２０及び図２１を参照すると、使用するコアは第２１の実施の形態同様、ＭｎＺｎ系フェライト材で作成され磁路長２．４６ｃｍ、実効断面積０．３９４ｃｍの磁芯を形成するが、ＥＩ型磁芯を形成してインダクタンス部品として機能する。組立て工程も第２１の実施の形態と同様てあるが、片側のフェライトコア７７の形状は、Ｉ型である。
【０１７５】
薄型磁石を適用した直流重畳インダクタンス特性、及びリフロー炉に通した後の直流重畳インダクタンス特性は、第２１の実施の形態と変化はない。
【０１７６】
（第２３の実施の形態）
図２２及び図２３を参照すると、本発明の第２３の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品に使用するコア８７はＭｎＺｎ系フェライト材で作成され磁路長０．０２ｍ、実効断面積５×１０^−６ｃｍのＵＵ型磁芯を形成する。図２３のように、ボビン８９にコイル９１を巻回し、一対のＵ型コア８７を組み込む際、Ｕ型コア８７の断面積（接合部）と同形状に加工された、厚み０．２ｍｍの薄板磁石９３を、コアギャップ部に配置する。これにより、透磁率４×１０^−３Ｈ／ｍのインダクタンス部品として機能するものである。
【０１７７】
薄型磁石９３の着磁方向は、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【０１７８】
薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図２４の９７（前者）と９５（後者）に示す。
【０１７９】
上記直流重畳インダクタンス特性の結果は、一般に磁芯を形成するコアの使用磁束密度（△Ｂ）の拡大を示していることと等価であり（図２５により補足，図２５の９９は従来のインダクタンス部品に対するコアの使用領域を示し、図２５の１０１は本発明による薄板磁石を適用したインダクタンス部品のコアの使用領域を示す。これらの図は、前記直流重畳インダクタンス特性の結果９５と９９と９７と１０１の各々対応する）インダクタンス部品の一般的な理論式は次の数１式により表わされる。
【０１８０】
【数１】

この数１式より、前記使用磁束密度（△Ｂ）拡大の効果は、巻回数Ｎと磁芯の実効断面積Ａｅの逆数に比例し、前者はインダクタンス部品の巻回数を減らすことで銅損失低減の効果とインダクタンス部品の小型化をもたらし、後者は、磁芯を形成するコアの小型化に寄与して、前記巻回数低減による小型化と併せて、インダクタンス部品の小型化に大きく寄与することが明らかである。トランスにおいては一次及び二次コイル巻回数を低減できるため、その効果は絶大である。
【０１８１】
さらに出力電力に関する式を数２式に示すが、この式から使用磁束密度（△Ｂ）拡大効果は、出力電力拡大の効果にも作用していることが言える。
【０１８２】
【数２】

また、インダクタンス部品の信頼性に関し、リフロー炉（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【０１８３】
（第２４の実施の形態）
図２６及び図２７を参照すると、本発明の第２４の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品において、使用するコアは第２３の実施の形態と同様、ＭｎＺｎ系フェライト材で作成され磁路長０．０２ｍ、実効断面積５×１０^−６ｍ^２の磁芯を形成するが、ＵＩ型磁芯を形成してインダクタンス部品として機能する。図２７のように、ボビン１０９にコイル１１１を巻回し、Ｉ型コア１０７をボビンに組み込んだ後、Ｕ型コア１０５の断面積（接合部）と同形状に加工された、厚み０．１ｍｍの薄板磁石１１３を、コイルを巻回したボビンの両翼部（Ｉ型コア１０７がボビンからはみ出す部分）に各１枚（両翼で２枚）づつ配置して、Ｕ型コア１０５を組み込んで完成する。
【０１８４】
薄型磁石を適用した直流重畳インダクタンス特性、及びリフー炉投入後の直流重畳インダクタンス特性は、第２３の実施の形態と変化はない。
【０１８５】
（第２５の実施の形態）
図２８及び図２９を参照すると、本発明の第２５の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品においては、使用する４本のＩ型コア１１７は珪素鋼で作成され、磁路長０．２ｍ、実効断面積１×１０^−４ｍ^２の口の字型磁芯を形成する。図２８のように、絶縁紙１２１を備えた２つのコイル１１９に、各１本ずつＩ型コア１１７を挿入し、口の字の磁路を形成するように、もう２本のＩ型コア１１７を組む。その接合部に本発明による薄板磁石１２３を配置して、透磁率２×１０^−２Ｈ／ｍの口の字型の磁路を形成してインダクタンス部品として機能する。
【０１８６】
薄型磁石１２３の着磁方向は、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【０１８７】
薄型磁石を適用した場合の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図３０の１２７（前者）と１２５（後者）に示す。
【０１８８】
上記直流重畳インダクタンス特性の結果は、一般に磁芯を形成するコアの使用磁束密度（△Ｂ）の拡大を示していることと等価であり（図３１により補足，図３１の１２９は従来のインダクタンス部品に対するコアの使用領域を示し、図３１の１３１は本発明による薄板磁石を適用したインダクタンス部品のコアの使用領域を示す。これらの図は、前記直流重畳インダクタンス特性の結果１２５と１２９、１２７と１３１の各々対応する）、インダクタンス部品の一般的な理論式は次式数３式により表わされ、
【数３】

この数３式より前記使用磁束密度（△Ｂ）拡大の効果は、巻回数Ｎと磁芯の実効断面積Ａｅの逆数に比例し、前者はインダクタンス部品の巻回数を減らすことで銅損失低減の効果とインダクタンス部品の小型化をもたらし、後者は、磁芯を形成するコアの小型化に寄与して、前記巻回数低減による小型化と併せて、インダクタンス部品の小型化に大きく寄与することが明らかである。トランスにおいては一次及び二次コイル巻回数を低減できるため、その効果は絶大である。
【０１８９】
さらに出力電力に関する式を数４式に示すが、この式から使用磁束密度（△Ｂ）拡大効果は、出力電力拡大の効果にも作用していることが言える。
【０１９０】
【数４】

またインダクタンス部品の信頼性に関し、リフロー炉（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【０１９１】
（第２６の実施の形態）
図３２及び図３３を参照すると、本発明の第２６の実施の形態によるインダクタンス部品は、凹状のくぼみを有する口の字型コア１３５とＩ型コア１３２、コイル１３９が巻線されたボビン１４１及び薄板磁石１４３で構成される。図３３のように、薄板磁石１４５は、口の字型コア１３５の凹状くぼみ部、すなわち口の字型コア１３５とＩ型コア１３７の接合部に配置される。
【０１９２】
ここで使用の口の字型コア１３５及びＩ型コア１３７は、ＭｎＺｎ系フェライト材で、磁路長６．０ｃｍ、実効断面積０．１ｃｍ^２の日の字型磁芯を形成する。
【０１９３】
また、薄板磁石１４３は、厚み０．２５ｍｍ、断面積０．１ｃｍ^２であって、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【０１９４】
コイル１３９は１８ターン巻回されており、本インダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図３４の１４７（前者）と１４５（後者）に示す。
【０１９５】
またリフロー炉（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【０１９６】
（第２７の実施の形態）
図３５及び図３６を参照すると、本発明の第２７の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品においては、凸状コア１５３にコイル１５７が巻線され凸状コア１５３の凸部上面に、この凸部上面と同形状（０．０７ｍｍ）で、厚み１２０μｍの薄板磁石１５９を配置して、円筒状のキャップコア１５５を被せて構成されているものである。
【０１９７】
ここで使用の凸状コア１５３及び円筒状のキャップコア１５５は、ＮｉＺｎ系フェライト材で、磁路長１．８５ｃｍ、実効断面積０．０７ｃｍ^２の磁芯を形成する。
【０１９８】
また薄板磁石１５９は、コイルが作る磁界と逆向きに着磁されているものとする。
【０１９９】
コイル１５７は１５ターン巻回されており、本インダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性と、比較として薄型磁石を適用しない場合の直流重畳インダクタンス特性を測定し、結果を図３７の１６５（前者）と１６３（後者）に示す。
【０２００】
またリフロー炉（ピーク温度２７０℃）に通した後、上記同様直流重畳インダクタンス特性を測定し、その結果、リフロー前の結果と同様である事を確認した。
【０２０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型インダクタンス部品の磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアの小型化を可能とするために特に適した磁石を用いた磁気コアを提供することができる。
【０２０２】
また、本発明によれば、優れた直流重畳特性と、コアロス特性と、リフロー条件でも特性に影響を受けず、耐酸化性を有する磁気コアを容易かつ安価に提供する事ができる。
【０２０３】
また、本発明によれば、磁路の少なくとも１箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにおいて、上記を考慮して、優れた直流重畳特性とコアロス特性を有する磁気コアを容易かつ安価に提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第１〜第３の実施の形態におけるＥＥ型Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯の概略斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）におけるインダクタンス部品の正面図である。
【図２】第１の実施の形態において、保磁力が３ｋＯｅのフェライト磁石をＭｎ−ｚｎ系フヱライト磁芯のギャッブ部に挿入し、直流掌畳測定を繰り返し行った結果を示すグラフである。
【図３】第１の実施の形態において、保磁力が５ｋＯｅのＳｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石をＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯のギャップ部に挿入し、直流重畳測定を繰り返し行った結果を示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態において、保磁力が１１ｋＯｅのＳｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石をＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯のギャップ部に挿入し、直流重畳測定を繰り返し行った結果を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態において、保磁力が１５ｋＯｅのＳｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石をＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯のギャップ部に挿入し、直流重畳測定を繰り返し行った結果を示すグラフである。
【図６】第２の実施の形態におけるトロイダル形状のセンダスト磁芯の斜視図である。
【図７】第２の実施の形態において、磁石を挿入してないＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石を挿入したＭｎ−Ｚｎ系フェライト磁芯、センダスト磁芯について直流重畳特性を比較したグラフである。
【図８】本発明の１実施の形態によるチョークコイルに用いるトロイダルコアを示す斜視図である。
【図９】図８のトロイダルコアに巻線を施したチョークコイルを示す斜視図である。
【図１０】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データである。
【図１１】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石とエポキシ樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データである。
【図１２】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７Ｎ磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データである。
【図１３】第８の実施の形態におけるＢａフェライト磁石とポリイミド樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データである。
【図１４】第８の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石とポリプロピレン樹脂からなる薄板磁石の直流重畳特性の測定データである。
【図１５】第１４の実施の形態における試料２および４からなる薄板磁石を用いた場合と、薄板磁石を用いない場合について、リフロー前後における直流重畳特性の測定データを示す図である。
【図１６】第２０の実施の形態におけるＳｍ_２Ｃｏ_１７磁石−エポキシ樹脂薄板磁石の着磁磁界と直流重畳特性を示す図である。
【図１７】本発明の第２１の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図１８】図１７のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図１９】図１７のインダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性を示す図である。
【図２０】本発明の第２２の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図２１】図２０のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図２２】図２２は本発明の第２３の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図２３】図２２のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図２４】図２２のインダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性を示す図である。
【図２５】（Ａ）は図２２のインダクタンス部品の使用領域の説明に供せられる図である。（Ｂ）は従来のインダクタンス部品の使用領域の説明に供せられる図である。
【図２６】本発明の第２４の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品の実施形態を示す外観斜視図である。
【図２７】図２６のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図２８】本発明の第２５の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図２９】図２８のインダクタンス部品の分解組立斜視図である。
【図３０】図２８のインダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性を示す図である。
【図３１】（Ａ）は従来のインダクタンス部品の使用領域の説明に供せられる図である。
（Ｂ）は図２８のインダクタンス部品の使用領域の説明に供せられる図である。
【図３２】本発明の第２６の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す外観斜視図である。
【図３３】図３２のインダクタンス部品の磁路を形成するコアと薄板磁石の構成斜視図である。
【図３４】図３２のインダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性を示す図である。
【図３５】本発明の第２７の実施の形態による薄板磁石を適用したインダクタンス部品を示す断面図である。
【図３６】図３５のインダクタンス部品の磁路を形成するコアと薄板磁石の構成を示す斜視図である。
【図３７】図３５のインダクタンス部品の直流重畳インダクタンス特性を示す図である。
【符号の説明】
４３ 磁石
４５ フェライト磁芯（コア）
４７ 巻線部（コイル）
５５ 圧粉磁芯（コア）
５７ 磁石
５９ コイル
６５ コア
６７ 樹脂封止された巻線６７
６９ 薄型磁石
８７ コア
８９ ボビン
９１ コイル
９３ 薄板磁石
１０５ Ｕ型コア
１０７ Ｉ型コア
１１１ コイル
１１３ 薄板磁石
１１７ Ｉ型コア
１２１ 絶縁紙
１１９ コイル
１２３ 薄板磁石
１３５ 口の字型コア
１３７ Ｉ型コア
１３９ コイル
１４１ ボビン
１４３ 薄板磁石
１５３ 凸状コア
１５７ コイル
１５９ 薄板磁石
１５５ キャップコア

Claims (26)

1. 磁路中の少なくとも１箇所以上にギャップを有し、前記ギャップに永久磁石を挿入してなる磁心であって、２０ｋＨｚにおける交流透磁率が直流印加磁界１２０Ｏｅの条件で４５以上で、かつ鉄損特性が２０ｋＨｚ、最大磁束密度０．１Ｔの条件で１００ｋＷ／ｍ^３以下であり、前記永久磁石は、樹脂に磁石粉末が分散されてなるボンド磁石であり、０．１Ω・ｃｍ以上の範囲の比抵抗を有し、該磁石粉末は、希土類磁石粉末からなり、固有保磁力が５ｋＯｅ以上、キュリー点Ｔｃが３００℃以上、粉末粒径が１５０μｍ以下であることを特徴とする磁芯。
2. 請求項１記載の磁芯において、初透磁率が１００以上であることを特徴とする磁芯。
3. 請求項１記載の磁芯において、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＭｎ−Ｚｎフェライトからなる、前記ボンド磁石は、前記希土類磁石粉末と前記樹脂のバインダーとで構成されていることを特徴とする磁芯。
4. 請求項３記載の磁芯において、前記ボンド磁石は、前記希土類磁石粉末の平均粒径が０μｍ以上〈０を含まず〉１０μｍ以下であり、前記バインダーの量を重量比で５〜３０ｗｔ％含有するものであって、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする磁芯。
5. 請求項１に記載の磁芯において、前記希土類磁石粉末の平均粒径が２．０〜５０μｍであることを特徴とする磁芯。
6. 請求項５に記載の磁芯において、前記樹脂含有量が体積比で１０％以上あることを特徴とする磁芯。
7. 請求項５に記載の磁芯において、成形圧縮率が２０％以上であることを特徴とする磁芯。
8. 請求項５に記載の磁芯において、前記ボンド磁石に使用する前記希土類磁石粉末にシランカップリング材、チタンカップリング材を添加したことを特徴とする磁芯。
9. 請求項５に記載の磁芯において、前記ボンド磁石は、その作製時に磁場配向されることにより異方性化されていることを特徴とする磁芯。
10. 請求項５に記載の磁芯において、前記希土類磁石粉末は、表面活性剤でコーティングされていることを特徴とする磁芯。
11. 請求項５に記載の磁芯において、前記永久磁石の中心線平均粗さが１．７μｍ〜１０μｍであることを特徴とする磁芯。
12. 請求項５に記載の磁芯において、前記永久磁石は、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする磁芯。
13. 請求項１２に記載の磁芯において、前記永久磁石は金型成形によって製造されたことを特徴とする磁芯。
14. 請求項１３に記載の磁芯において、前記永久磁石は熱プレスによって製造されたことを特徴とする磁芯。
15. 請求項５に記載の磁芯において、前記永久磁石は、全体の厚みが１００〜５００μｍであることを特徴とする磁芯。
16. 請求項１５に記載の磁芯において、前記永久磁石は、樹脂と前記希土類磁石粉末との混合塗料からドクターブレード法、印刷法などの成膜法によって製造されたことを特徴とする磁芯。
17. 請求項１５に記載の磁芯において、前記永久磁石は、表面のグロス（光沢度）が２５％であることを特徴とする磁芯。
18. 請求項５に記載の磁芯において、前記樹脂は、ポリプロピレン樹脂、６−ナイロン樹脂、１２−ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも一種であることを特徴とする磁芯。
19. 請求項５に記載の磁芯において、前記永久磁石は表面に耐熱温度１２０℃以上の樹脂又は耐熱塗料を被覆していることを特徴とする磁芯。
20. 請求項５に記載の磁芯において、前記希土類磁石粉末は、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮから選択された希土類磁石粉末であることを特徴とする磁芯。
21. 請求項５に記載の磁芯において、前記希土類磁石粉末は、固有保磁力が１０ＫＯｅ以上、キュリー点が５００℃以上、粉末平均粒径が２．５〜５０μｍであることを特徴とする磁芯。
22. 請求項２１に記載の磁芯において、前記希土類磁石粉末は、Ｓｍ−Ｃｏ磁石であることを特徴とする磁芯。
23. 請求項２１に記載の磁芯において、前記ＳｍＣｏ希土類磁石粉末は、Ｓｍ（Ｃｏ_ｂａｌＦｅ_{０．１５〜０．２５}Ｃｕ_{０．０５〜０．０６}Ｚｒ_{０．０２〜０．０３}）_{７．０〜８．５}で表される合金粉末であることを特徴とする磁芯。
24. 請求項２１に記載の磁芯において、前記樹脂含有量が体積比で３０％であることを特徴とする磁芯。
25. 請求項２１に記載の磁芯において、前記樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液晶ポリマーから選択された少なくとも１種であることを特徴とする磁芯。
26. 請求項１から２５のうちのいずれか一つに記載の磁芯に少なくとも巻線が施されたことを特徴とするインダクタンス部品。

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