CN107369532B - 陶瓷芯体、绕线式电子部件以及陶瓷芯体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够实现小型并且扩大绕线区域的陶瓷芯体、绕线式电子部件以及陶瓷芯体的制造方法。陶瓷芯体(20)具有沿长度方向(Ld)延伸的轴芯部(30)和设置于轴芯部(30)的长度方向(Ld)的两端并朝向与长度方向(Ld)正交的高度方向(Td)和宽度方向(Wd)向轴芯部(30)的四周突出的一对凸缘部(40)。陶瓷芯体(20)的沿着长度方向(Ld)的长度尺寸L为0mm<L≤1.1mm。轴芯部(30)的沿着高度方向(Td)的厚度尺寸t与凸缘部(40)的沿着高度方向(Td)的高度尺寸T之比t/T为0<t/T≤0.6。轴芯部(30)的沿着宽度方向(Wd)的宽度尺寸w与凸缘部(40)的沿着宽度方向(Wd)的宽度尺寸W之比w/W为0<w/W≤0.6。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷芯体、绕线式电子部件以及陶瓷芯体的制造方法。
背景技术
以往的绕线式电子部件(例如,线圈部件)具备具有轴芯部与形成于该轴芯部的两端的一对凸缘部的陶瓷芯体和卷绕于轴芯部的绕线(例如,参照专利文献1)。在制造陶瓷芯体的情况下,首先,如图16中的(a)所示,向设置于模具101的填充孔102插入下冲头103,向填充孔102中填充陶瓷粉末110。接着,如图16中的(b)所示,使上冲头105进入填充孔102。接下来,如图16中的(c)所示,利用下冲头103与上冲头105对填充于填充孔102的陶瓷粉末110进行加压而成形成形体200。接着,如图16中的(d)所示,从模具101取出成形体200。然后,对成形体200进行烧制而制造陶瓷芯体。此时,下冲头103与上冲头105使与轴芯部对应的部分和与凸缘部对应的部分形成为一体。
专利文献1:日本特开2005-317591号公报
然而,手机等电子设备的小型化和高性能化得以推进,对于搭载于上述的电子设备的绕线式电子部件,也推高了要求小型化和特性提高(例如,高电感)的期望。为了应对上述的要求,在陶瓷芯体中,不但要实现小型化,还需要扩大能够卷绕绕线的区域(换句话说,绕线区域)。但是,在上述的制造方法中,制造满足上述要求的陶瓷芯体较困难。
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而完成的,其目的在于提供一种小型且能够扩大绕线区域的陶瓷芯体、线圈部件以及陶瓷芯体的制造方法。
解决上述课题的陶瓷芯体具有沿长度方向延伸的轴芯部和设置于上述轴芯部的上述长度方向的两端并朝向与上述长度方向正交的高度方向和宽度方向向上述轴芯部的四周突出的一对凸缘部,该陶瓷芯体沿着上述长度方向的尺寸L为0mm<L≤1.1mm,上述轴芯部的沿着上述高度方向的尺寸t与上述凸缘部的沿着上述高度方向的尺寸T之比t/T为0<t/T≤0.6,上述轴芯部的沿着上述宽度方向的尺寸w与上述凸缘部的沿着上述宽度方向的尺寸W之比w/W为0<w/W≤0.6。
根据该构成,在将长度尺寸L设定为0mm<L≤1.1mm的小型的陶瓷芯体中,能够增大轴芯部与凸缘部的在高度方向上的台阶差,并且能够增大轴芯部与凸缘部的在宽度方向上的台阶差。由此,能够实现小型,并且也扩大绕线区域。
在上述陶瓷芯体中,优选上述各凸缘部的沿着上述长度方向的尺寸D在0.08mm~0.15mm的范围内。
在上述陶瓷芯体中,优选上述轴芯部的在上述高度方向上的中心相对于上述凸缘部的在上述高度方向上的中心错开。
根据该构成,例如在将陶瓷芯体应用于绕线式电子部件的情况下,在凸缘部的位于轴芯部错开的方向的反方向的端面形成电极,从而能够扩大轴芯部与电极分离的距离。由此,能够将电极的形成区域确保为较大。
在上述陶瓷芯体中,优选上述轴芯部处的孔隙的存在比例与上述凸缘部处的孔隙的存在比例之差值在20%以内。
根据该构成,轴芯部的成形密度与凸缘部的成形密度之差值变小。即,在厚度不同的轴芯部与凸缘部中,在成形密度上的差值变小。由此,能够抑制在以往的制造方法中成形密度容易变小的凸缘部的强度降低。
在上述陶瓷芯体中,优选上述各凸缘部具有与上述轴芯部连接并与另一个上述凸缘部对置的主面,上述凸缘部的主面具有将上述轴芯部的上述长度方向的端部与上述主面的上述高度方向的端部连接的带状的面,上述带状的面形成为与上述主面的其他的部分的面平行。
根据该构成,作为凸缘部的主面的局部的带状的面形成为与凸缘部的主面的其他的部分成为同一平面且与高度方向平行地延伸。即,凸缘部的包含带状的面的主面整个面不是形成为倾斜面。由此,与带状的面形成为倾斜面的情况相比,能够扩大绕线区域。
在上述陶瓷芯体中,优选上述轴芯部在与上述长度方向正交的截面形状中具有形成为椭圆状或者圆形状的主体部和从上述主体部的上述宽度方向的两端部向外侧突出的突出部。
根据该构成,轴芯部的与长度方向正交的截面形状成为大致椭圆状或者大致圆形状,因此在将陶瓷芯体应用于绕线式电子部件的情况下,容易在轴芯部卷绕绕线。
解决上述课题的绕线式电子部件具有:上述陶瓷芯体、形成于上述凸缘部的上述高度方向的一个端面的电极和卷绕于上述轴芯部并且端部电连接于上述电极的绕线。
根据该构成,在将长度尺寸L设定为0mm<L≤1.1mm的小型的陶瓷芯体中,能够增大轴芯部与凸缘部的在高度方向上的台阶差,并且能够增大轴芯部与凸缘部的在宽度方向上的台阶差。由此,能够实现小型,并且也扩大绕线区域。因此,能够提高卷绕于轴芯部的绕线的匝数。其结果,例如在将绕线式电子部件设为线圈部件的情况下,能够提高该线圈部件的电感值。
解决上述课题的陶瓷芯体的制造方法中的陶瓷芯体具有沿长度方向延伸的轴芯部和设置于上述轴芯部的上述长度方向的两端的一对凸缘部,该陶瓷芯体在上述长度方向的尺寸L为0mm<L≤1.1mm,该陶瓷芯体的制造方法具有:成形工序,在该工序中,通过下冲头和具有被分割成上述凸缘部用的第一上冲头与上述轴芯部用的第二上冲头的构造的上冲头,对填充于模具的陶瓷粉末进行加压,成形具有上述轴芯部与上述凸缘部的成形体;和烧制工序,在该工序中,对上述成形体进行烧制,在上述成形工序中,单独地控制上述下冲头、上述第一上冲头以及上述第二上冲头的相对于上述模具的相对的移动量,使上述烧制后的上述轴芯部的沿着加压方向的尺寸t与上述烧制后的上述凸缘部的沿着加压方向的尺寸T之比t/T成为0<t/T≤0.6。
根据该制造方法,能够单独地控制下冲头、凸缘部用的第一上冲头以及轴芯部用的第二上冲头的移动量,因此,即便是在该陶瓷芯体的长度尺寸L为1.1mm以下,该陶瓷芯体成为小型的情况下,也能够将凸缘部与轴芯部的在加压方向上的台阶差形成得较大。其结果,能够制造能够实现小型并且扩大绕线区域的陶瓷芯体。
在上述陶瓷芯体的制造方法中,优选在上述成形工序中,单独地控制上述下冲头、上述第一上冲头以及上述第二上冲头的相对于上述模具的相对的移动量,使上述凸缘部的压缩比R1与上述轴芯部的压缩比R2之比R1/R2成为0.9~1.1的范围。
根据该制造方法,能够缩小凸缘部的成形密度与轴芯部的成形密度间的差值。由此,能够抑制成形密度容易变小的凸缘部的强度降低。
在上述陶瓷芯体的制造方法中,优选上述成形工序具有:填充工序,在该工序中,向由上述下冲头与上述模具形成的填充空间中填充上述陶瓷粉末;使上述上冲头进入上述填充空间内的工序;加压工序,在该工序中,在上述填充空间内通过上述上冲头和上述下冲头对上述陶瓷粉末进行加压而成形上述成形体;脱模工序,在该工序中,使上述上冲头和上述下冲头相对于上述模具相对地向上方移动而使上述成形体脱离上述模具;以及释放工序,在该工序中,使上述上冲头向上方移动,在上述加压工序后且上述释放工序前,具有使上述第二上冲头先于上述第一上冲头离开上述成形体的工序。
根据该构成,在成形成形体后,仅上冲头中的第二上冲头先离开成形体。由此,能够在使余下的第一上冲头离开成形体时,减少成形体与上冲头整体相接触的接触面积。其结果,能够抑制成形体保持附着于第一上冲头的状态与第一上冲头一同向上方移动(吊起)这种情况出现。
在上述陶瓷芯体的制造方法中,优选在上述加压工序后且在上述脱模工序前,具有在上述上冲头和上述下冲头没有离开上述成形体的范围内进行减压的工序。
根据该构成,能够在成形体处于模具内时,对向该成形体施加的加压力进行减压。由此,能够抑制成形体脱离模具时产生弹性回跳(spring back)。其结果,能够抑制成形体附着于第一上冲头而吊起这种情况出现。
在上述陶瓷芯体的制造方法中,优选作为上述下冲头,使用具有被分割成上述凸缘部用的第一下冲头与上述轴芯部用的第二下冲头的构造的冲头,上述填充工序具有如下工序:使上述第一下冲头配置于比加压开始位置靠下第一满溢量(overfill)的位置,并且使上述第二下冲头配置于比加压开始位置靠下第二满溢量的位置,并向上述填充空间内填充上述陶瓷粉末;和使上述第一下冲头和上述第二下冲头相对于上述模具相对地向上方移动移送到上述加压开始位置,此外,上述第二满溢量被设定为大于上述第一满溢量。
根据该构成,在向填充空间内填充陶瓷粉末时,能够扩大与凸缘部对应的填充空间。由此,陶瓷粉末容易进入与凸缘部对应的填充空间,因此能够向与凸缘部对应的填充空间适当地填充陶瓷粉末,从而能够适当地抑制陶瓷粉末的填充量不足。其结果,能够减少成形体的重量的偏差。
在上述陶瓷芯体的制造方法中,优选上述第二满溢量设定为大于上述第一满溢量,使得上述第二下冲头的上表面与上述第一下冲头的上表面齐平,或者使得上述第二下冲头的上表面的位置比上述第一下冲头的上表面靠下方。
根据该构成,能够更加扩大与凸缘部对应的填充空间。因此,能够更加适当地抑制向与凸缘部对应的填充空间填充陶瓷粉末的填充量不足。其结果,能够减少成形体的重量的偏差。
根据本发明的陶瓷芯体、绕线式电子部件以及陶瓷芯体的制造方法,起到能够实现小型且扩大绕线区域的效果。
附图说明
图1是表示第一实施方式的线圈部件的主视图。
图2是表示第一实施方式的陶瓷芯体的简要立体图。
图3是表示第一实施方式的陶瓷芯体的简要剖视图。
图4是表示第一实施方式的线圈部件的制造方法的流程图。
图5中的(a)是表示第一实施方式的粉状体成形装置的简要剖视图,(b)是表示第一实施方式的粉状体成形装置的模具的简要俯视图。
图6中的(a)~(c)是表示第一实施方式的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
图7中的(a)、(b)是表示第一实施方式的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
图8中的(a)~(c)是表示第一实施方式的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
图9中的(a)~(c)是表示第一实施方式的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
图10中的(a)~(c)是表示参考例的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
图11中的(a)~(c)是表示第二实施方式的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
图12是表示第三实施方式的线圈部件的主视图。
图13是表示第三实施方式的陶瓷芯体的主视图。
图14是表示第四实施方式的陶瓷芯体的剖视立体图。
图15是表示第四实施方式的粉状体成形装置的简要立体图。
图16中的(a)~(d)是表示以往的陶瓷芯体的制造方法的简要剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对各实施方式进行说明。
此外,附图存在为了使理解变得容易而放大构成要素来表示的情况。另外,构成要素的尺寸比率存在与实际的尺寸比率或者其他的附图中的尺寸比率不同的情况。另外,在剖视图中,为了使理解变得容易,存在麻面替代表示一部分构成要素的剖切线的情况。
(第一实施方式)
接下来,如图1所示,线圈部件10具有陶瓷芯体20、电极50、绕线(线圈)55。陶瓷芯体20例如由铁氧体、氧化铝等陶瓷材料构成。
首先,根据图2,对陶瓷芯体20的构造进行说明。
陶瓷芯体20具有轴芯部30和形成于该轴芯部30的两端部的一对凸缘部40。该轴芯部30与凸缘部40形成为一体。
此处,在本说明书中,如图1~图3所示,将一对凸缘部40排列的方向定义为“长度方向Ld”,将与“长度方向Ld”正交的方向中的图1~图3的上下方向定义为“高度方向(厚度方向)Td”,将与“长度方向Ld”和“高度方向Td”都正交的方向定义为“宽度方向Wd”。
轴芯部30形成为例如沿长度方向Ld延伸的长方体状。轴芯部30的中心轴与长度方向Ld大致平行地延伸。轴芯部30具有在高度方向Td相互对置的一对主面31、32和在宽度方向相互对置的一对侧表面33、34。
此外,在本说明书中,在“长方体状”包含有拐角部、棱线部被进行了倒角的立方体、对拐角部、棱线部形成了圆角的立方体。另外,也可以在主面和侧表面的局部或者全部形成有凹凸等。
一对凸缘部40设置于轴芯部30的长度方向Ld的两端部。各凸缘部40形成为长度方向Ld厚度较薄的长方体状。各凸缘部40形成为朝向高度方向Td和宽度方向Wd向轴芯部30的四周突出。具体而言,从长度方向Ld观察时的各凸缘部40的平面形状形成为,相对于轴芯部30向高度方向Td和宽度方向Wd突出。
各凸缘部40具有在长度方向Ld相互对置的一对主面41、42、在宽度方向Wd相互对置的一对侧表面43、44以及在高度方向Td相互对置的一对端面45、46。各凸缘部40的主面41配置为与另一个凸缘部40的主面41相互对置。
陶瓷芯体20的沿着长度方向Ld的长度尺寸L为大于0mm且在1.1mm以下(换句话说,0mm<L≤1.1mm)。陶瓷芯体20的长度尺寸L优选为0mm<L≤0.85mm,更加优选为0mm<L≤0.65mm。陶瓷芯体20的沿着高度方向Td的高度尺寸T(凸缘部40的沿着高度方向Td的高度尺寸)例如为0.1mm~0.6mm左右。陶瓷芯体20的沿着宽度方向Wd的宽度尺寸W(凸缘部40的沿着宽度方向Wd的宽度尺寸)例如为0.1mm~0.6mm左右。轴芯部30的沿着高度方向Td的厚度尺寸t例如为0.05mm~0.3mm左右。轴芯部30的沿着宽度方向Wd的宽度尺寸w例如为0.05mm~0.3mm左右。凸缘部40的沿着长度方向Ld的厚度尺寸D例如为0.08mm~0.15mm左右。
此处,轴芯部30的厚度尺寸t与凸缘部40的高度尺寸T之比t/T为0<t/T≤0.6。该比t/T优选在0.1~0.6的范围内,更加优选在0.2~0.5的范围内。另外,轴芯部30的宽度尺寸w与凸缘部40的宽度尺寸W之比w/W为0<w/W≤0.6。该比w/W优选在0.1~0.6的范围内,更加优选在0.2~0.5的范围内。将比t/T设为0.6以下,从而能够增大轴芯部30与凸缘部40的在高度方向上的台阶差,将比w/W设为0.6以下,从而能够增大轴芯部30与凸缘部40的在宽度方向Wd上的台阶差。因此,在陶瓷芯体20中,能够将绕线区域确保为较大。
各凸缘部40的主面41的整个面形成为,与轴芯部30的中心轴延伸的方向(换句话说,长度方向Ld)大致垂直地延伸。即,各凸缘部40的主面41整个面形成为与高度方向Td平行地延伸。换言之,在各凸缘部40的主面41不形成倾斜面。
此处,在陶瓷芯体20中,轴芯部30的主面31、32、凸缘部40的主面41的局部和端面45、46为冲头面(换句话说,在加压成形时与冲头抵接的面),余下的表面为模具面(换句话说,在加压成形时与模具抵接的面)。若详述,则主面41中的沿着高度方向Td从轴芯部30的主面31、32延伸出来的带状的面41A、41B成为冲头面。具体而言,面41A为如下的带状的面:将轴芯部30的主面31的在长度方向Ld上的端部与作为端面45和主面41之间的边界部的棱线部47的局部连接。另外,面41B为如下的带状的面:将轴芯部30的主面32的在长度方向Ld上的端部与作为端面46和主面41的边界部的棱线部48的局部连接。而且,上述的面41A、41B形成为与高度方向Td平行地延伸。换言之,面41A、41B形成为与主面41的其他的部分的面平行。
图3所示的面41A、41B的倾斜角度θ1优选为5°以下,更加优选为3°以下,进一步优选为0°。该倾斜角度θ1为,与轴芯部30的中心轴延伸的方向(换句话说,长度方向Ld)垂直地延伸的平面(与高度方向Td平行的平面)和面41A(面41B)所成的角度。尺寸A优选为10μm以下,更加优选为5μm以下。该尺寸A在面41A(面41B)中为沿着长度方向Ld的从棱线部47(棱线部48)至主面31(主面32)的在长度方向Ld上的端部的尺寸。此处,图3是图2所示的轴芯部30的沿着中心轴剖切得到的简要剖视图。另外,在图3中,为了对倾斜角度θ1和尺寸A进行说明,对使面41A、41B倾斜程度做了夸张图示。
在轴芯部30和凸缘部40的内部存在孔隙P1(气泡)。轴芯部30和凸缘部40的成形密度越低,则孔隙P1越多。即,孔隙P1的存在比例与轴芯部30和凸缘部40的成形密度对应地变化。因此,当在轴芯部30与凸缘部40中成形密度之差值较小的情况下,轴芯部30处的孔隙P1的存在比例与凸缘部40处的孔隙P1的存在比例的差值变小。此外,在本说明书中,“凸缘部40处的孔隙P1的存在比例”为凸缘部40处的每单位面积中的孔隙P1的总面积,“轴芯部30处的孔隙P1的存在比例”为轴芯部30处的每单位面积中的孔隙P1的总面积。
此处,凸缘部40处的孔隙P1的存在比例与轴芯部30处的孔隙P1的存在比例之差值优选为20%以内,更加优选为15%以内,进一步优选为10%以内。将凸缘部40处的孔隙P1的存在比例与轴芯部30处的孔隙P1的存在比例之差值设为20%以内,能够抑制凸缘部40处的强度的降低这种情况出现。
如图1所示,电极50设置于各凸缘部40的在高度方向Td上的一个端面46。电极50例如在将线圈部件10安装于电路基板时,与电路基板的电极电连接。电极50例如由镍(Ni)-铬(Cr)、Ni-铜(Cu)等Ni系合金、银(Ag)、Cu、锡(Sn)等构成。
绕线55卷绕于轴芯部30。绕线55具有例如以Cu、Ag等导电性材料为主要成分的芯线上覆盖聚氨基甲酸乙酯、聚酯等绝缘材料的构造。绕线55的直径为例如20μm左右。绕线55的两端部分别电连接于电极50。
接下来,参照图1和图4,对线圈部件10的制造方法进行说明。
首先,对陶瓷粉末进行加压成形而形成成形体(步骤S1)。接下来,将成形体在烧制炉内以规定的温度(约1100℃)保持规定时间(例如,1小时)来进行烧制(步骤S2)。通过该烧制,能够获得烧结体。接着,将烧结体投入滚桶内并利用研磨材料进行研磨(步骤S3)。通过该滚磨,从烧结体除去毛刺,在烧结体的外表面(特别是拐角部、棱线部)形成曲面状的圆角。通过以上的制造工序,制造图2所示的陶瓷芯体20。
接着,在陶瓷芯体20的凸缘部40的端面46形成电极50(步骤S4)。例如,在凸缘部40的端面46涂覆由Ag等构成的导电性糊剂,在进行烘干处理而形成基底金属层后,通过电解镀法,在基底金属层上依次形成镍(Ni)镀膜与锡(Sn)镀膜,从而能够形成电极50。
接下来,当在陶瓷芯体20的轴芯部30上卷绕了绕线55后(步骤S5),通过热压接等公知的方法,使绕线55的端部与电极50接合(步骤S6)。通过以上的制造工序,能够制造线圈部件10。
接下来,根据图5~图9,对步骤S1的成形工序进行详述。首先,对在成形工序中使用的粉状体成形装置60的构造进行说明。
如图5中的(a)所示,粉状体成形装置60具有模具(dies)61、下冲头70、上冲头80以及供料器90。
在模具61形成有沿高度方向Td贯通的填充孔62。如图5中的(b)所示,在从高度方向Td观察时,填充孔62形成为与图1所示的陶瓷芯体20的形状大致相同的H型。即,填充孔62具有与图1所示的一对凸缘部40对应的填充部62A和与轴芯部30对应的填充部62B。此时,在填充孔62中,填充部62B的沿着宽度方向Wd的宽度尺寸w1与填充部62A的沿着宽度方向Wd的宽度尺寸W1之比w1/W1设定为成为0<w1/W1≤0.6。
如图5中的(a)所示,下冲头70具有被分割成凸缘部用的第一下冲头71与轴芯部用的第二下冲头72的构造。第一下冲头71与第二下冲头72分别由不同的驱动源71D、72D驱动(下降或者上升)。上冲头80具有被分割成凸缘部用的第一上冲头81与轴芯部用的第二上冲头82的构造。第一上冲头81与第二上冲头82分别由不同的驱动源81D、82D驱动(下降或者上升)。此外,例如能够使用伺服马达作为驱动源71D、72D、81D、82D。
供料器90形成为箱状。供料器90设置于该模具61的上表面,能够在模具61的上表面上沿左右方向(长度方向Ld)滑动。
粉状体成形装置60具有凸缘部用的一对第一下冲头71、第一上冲头81和轴芯部用的一对第二下冲头72、第二上冲头82这样多对上下冲头。而且,在粉状体成形装置60中,模具61和冲头71、72、81、82分别独立地驱动。即,粉状体成形装置60为多轴冲压方式(多段冲压方式)的粉状体成形装置。使用该粉状体成形装置60实施以下的各工序。以下,对固定模具61而进行成形的模具固定方式的动作例进行说明。
首先,在图6中的(a)所示的工序中,使供料器90向填充孔62的上部移动。
接下来,在图6中的(b)所示的工序中,从供料器90的开口部供给陶瓷粉末95,并且使下冲头70相对于模具61相对地下降规定量。具体而言,使第一下冲头71移动到比加压开始位置(压缩开始位置)靠下满溢量(overfill)L1的位置,使第二下冲头72移动到比加压开始位置靠下满溢量L2的位置。由此,从供料器90向能够收容比最终的所希望的填充量量大的陶瓷粉末95的填充空间填充陶瓷粉末95。此外,满溢量L1、L2例如为0.3mm左右。
接着,在图6中的(c)所示的工序中,使第一、第二下冲头71、72相对于模具61相对地上升满溢量L1、L2,向加压开始位置移动(满溢)。由此,多余的陶瓷粉末95被推回供料器90内,从而在填充孔62内密实地填充有陶瓷粉末95。
此外,也可以是,省略图6中的(b)和图6中的(c)所示的满溢工序,而使第一下冲头71和第二下冲头72从图6中的(a)所示的状态移动至加压开始位置。
接下来,在图7中的(a)所示的工序中,使供料器90向图中右方向后退。此时,利用供料器90的侧壁等,刮掉从填充孔62探出的陶瓷粉末95。
接着,在图7中的(b)所示的工序中,使上冲头80向下方移动而进入填充孔62内。此时,为了抑制陶瓷粉末95的排出,也可以在使上冲头80进入填充孔62之前,使下冲头70相对于模具61相对地向下方移动(底部填充)。
接下来,在图8中的(a)所示的工序中,将各冲头71、72、81、82向加压开始位置移送(移送工序)。接着,在图8中的(b)所示的工序中,通过下冲头70与上冲头80对填充于由下冲头70、上冲头80以及模具61围成的填充空间中的陶瓷粉末95进行加压而成形成形体20A(加压工序)。例如,使第一、第二下冲头71、72相对于模具61相对地向上方移动,使第一、第二上冲头81、82相对于模具61相对地向下方移动,从而对陶瓷粉末95进行加压。
此时,在粉状体成形装置60中,能够独立地驱动各冲头71、72、81、82,因此能够单独地控制(设定)各冲头71、72、81、82的相对于模具61的相对的移动量(移动距离)。因此,能够单独地调整各冲头71、72、81、82的加压开始位置,从而能够单独地调整各冲头71、72、81、82的在进行加压时的移动距离。由此,能够自由地调整填充于图8中的(a)所示的加压开始位置处的在第一下冲头71与第一上冲头81之间的填充部62A中的陶瓷粉末95的填充深度D1。另外,能够自由地调整填充于加压开始位置处的在第二下冲头72与第二上冲头82之间的填充部62B中的陶瓷粉末95的填充深度D2。另外,能够自由地调整图8中的(b)所示的成形后的凸缘部40的沿着加压方向(图中上下方向)的尺寸T1与成形后的轴芯部30的沿着加压方向的尺寸t1。
在本实施方式的移送工序和加压工序中,单独地控制各冲头71、72、81、82的移动量,使轴芯部30的沿着加压方向的尺寸t1与凸缘部40的沿着加压方向的尺寸T1之比t1/T1成为0<t1/T1≤0.6。另外,单独地控制各冲头71、72、81、82的移动量,使烧制后的轴芯部30的厚度尺寸t与烧制后的凸缘部40的高度尺寸T之比t/T成为0<t/T≤0.6。由此,能够成形增大轴芯部30与凸缘部40的在加压方向上的台阶差的成形体20A。
另外,在移送工序和加压工序中,单独地控制各冲头71、72、81、82的移动量,使凸缘部40的压缩比R1与轴芯部30的压缩比R2相等。此处,成形体20A(轴芯部30和凸缘部40)的压缩比(成形密度)由成形前的陶瓷粉末95的填充深度(或者填充量)与成形后的成形体20A的厚度(或者,在加压成形时的下冲头70和上冲头80的总移动距离)等决定。在本说明书中,将成形后的成形体20A的厚度与成形前的陶瓷粉末95的填充深度之比定义为“压缩比”。例如,凸缘部40的压缩比R1成为凸缘部40的沿着加压方向的尺寸T1与填充深度D1(参照图8中的(a))之比T1/D1。另外,轴芯部30的压缩比R2成为轴芯部30的沿着加压方向的尺寸t1与填充深度D2(参照图8中的(a))之比t1/D2。该压缩比R1、R2能够通过单独地控制各冲头71、72、81、82的移动量来单独地调整。
此处,凸缘部40的压缩比R1与轴芯部30的压缩比R2之比R1/R2优选在0.9~1.1的范围内,更加优选在0.95~1.05的范围内。将比R1/R2设为0.9~1.1,能够在加压方向上的厚度不同的轴芯部30与凸缘部40处,缩小成形密度的差值。
接下来,在图8中的(c)所示的工序中,在形成成形体20A后,在下冲头70和上冲头80没有离开成形体20A的范围内进行减压。具体而言,在下冲头70和上冲头80没有离开成形体20A的范围内,减少对于成形体20A施加的加压力。该减压工序在成形体20A处于模具61内时进行。此外,在本工序中,若减压至下冲头70和上冲头80离开成形体20A,则会产生成形体20A因膨胀而破损的问题。
接着,在图9中的(a)所示的工序中,仅使上冲头80中的轴芯部用的第二上冲头82向上方移动,使该第二上冲头82离开成形体20A。即,使第二上冲头82先于第一上冲头81离开成形体20A。由此,能够在使第一上冲头81的下表面与凸缘部40接触的状态下,换句话说在通过第一上冲头81限制成形体20A向上方移动的状态下,使第二上冲头82上升。因此,能够抑制成形体20A附着于第二上冲头82而吊起这种情况出现。
接下来,在图9中的(b)所示的工序中,使下冲头70和上冲头80相对于模具61相对地向上方移动,而使成形体20A脱离模具61(脱模工序)。
接下来,在图9中的(c)所示的工序中,使第二下冲头72向下方移动,并且使第一上冲头81和第二上冲头82向上方移动(释放工序)。由此,第二下冲头72离开成形体20A,第一上冲头81从成形体20A离开。在本工序中,使第二下冲头72向下方移动的时机与使上冲头80向上方移动的时机不被特别地限定。例如,也可以是,与使第二下冲头72向下方移动的同时,使上冲头80向上方移动。另外,也可以在使第二下冲头72向下方移动后,使上冲头80向上方移动。另外,也可以在使上冲头80向上方移动了之后,使第二下冲头72向下方移动。
此外,使上述的第二上冲头82先于第一上冲头81离开成形体20A的工序只要是在加压工序(参照图8中的(b))之后至释放工序(参照图9中的(c))之前的期间,就可以是随时进行。
然后,使供料器90向图中左方向移动(前进)而推出成形体20A。由此,成形体20A被收集于外部的收集部。根据以上说明的制造工序,能够制造与图2所示的陶瓷芯体20大致相同的形状的成形体20A。
此外,即使在模具是模具浮动方式的模具的情况下,以上说明的制造工序也能够相同地实施。在是模具浮动方式的情况下,例如,将第一下冲头71固定,使模具61、第二下冲头72以及上冲头80上下移动。此时,例如使模具61向上方移动,从而能够使第一下冲头71相对于模具61相对地向下方移动。另外,使模具61向下方移动,从而能够使第一下冲头71相对于模具61相对地向上方移动。
根据以上说明的本实施方式,能够起到以下的作用效果。
(1)在图16所示的以往的粉状体成形装置100中,下冲头103和上冲头105均为单轴,因此若在轴芯部30与凸缘部40处在加压方向的厚度不同,则厚度较厚的凸缘部40的压缩比变得小于轴芯部30的压缩比。轴芯部30与凸缘部40的在加压方向上的台阶差越大,则该压缩比的差值越大。因此,若轴芯部30与凸缘部40的在加压方向上的台阶差增大,则会产生凸缘部40的成形密度降低,凸缘部40的强度降低这样的问题。特别地,在制造长度尺寸L为1.1mm以下、比t/T成为0.6以下的陶瓷芯体的情况下,凸缘部40的强度显著降低,在加压成形时在凸缘部40产生缺损而无法成形成形体。因此,在以往的粉状体成形装置100中,无法成形增大了轴芯部30与凸缘部40的在加压方向上的台阶差的成形体。
与此相对,在本实施方式的制造方法中,通过具有被分割成凸缘部用的第一下冲头71与轴芯部用的第二下冲头72的构造的下冲头70和具有被分割成凸缘部用的第一上冲头81与轴芯部用的第二上冲头82的构造的上冲头80,对填充于模具61的陶瓷粉末95进行加压而成形了成形体20A。然后,单独地驱动冲头71、72、81、82,单独地控制各冲头71、72、81、82的移动量。因此,能够单独地调整各冲头71、72、81、82的加压开始位置,能够单独地调整各冲头71、72、81、82的在进行加压时的移动距离。由此,能够单独地调整凸缘部40的压缩比R1与轴芯部30的压缩比R2。因此,即便是在轴芯部30与凸缘部40的在加压方向上的台阶差增大的情况下,也能够抑制凸缘部40的成形密度降低,能够抑制凸缘部40的强度降低。因此,根据本实施方式的制造方法,即便是在长度尺寸L为1.1mm以下成为小型的情况下,也能够成形增大了凸缘部40与轴芯部30的在加压方向上的台阶差(换句话说,缩小了比t/T)的成形体。其结果,能够制造能够实现小型且扩大绕线区域的陶瓷芯体20。
(2)在陶瓷芯体20中,将比t/T设定为0.6以下,并且将比w/W设定为0.6以下。由此,能够增大轴芯部30与凸缘部40的在高度方向Td和宽度方向Wd上的台阶差,因此能够将绕线区域确保为较大。
(3)在陶瓷芯体20中能够扩大绕线区域,因此能够在线圈部件10中,提高绕线55的匝数。由此,能够提高线圈部件10的电感值。另外,也能够增大绕线55的直径。在该情况下,能够减少线圈部件10的直流电阻。
(4)根据本发明人们的专心研究,在未实施图9中的(a)所示的工序的情况下,很明显成形体20A容易附着于上冲头80而被吊起。另外,在成形体20A附着于上冲头80而被吊起的情况下,也很明显下冲头70和上冲头80破损。以下,对该点进行详述。
例如,如图10中的(a)所示,在加压成形后,使下冲头70和上冲头80向上方移动,而使成形体20A脱离模具61。然后,如图10中的(b)所示,若使第一上冲头81与第二上冲头82同时向上方移动,则成形体20A容易附着于上冲头80而被吊起。这被推测为是因为成形体20A为小型且轻型。如上,若在成形体20A附着于上冲头80的状态下,实施下一个工件的加压(压缩)工序,则附着于上冲头80的成形体20A再次被压缩。此时,如图10中的(c)所示,配置于下冲头70与上冲头80之间的陶瓷粉末95的量成为所希望的填充量的2倍,因此产生在加压时对下冲头70和上冲头80施加过负荷,使下冲头70和上冲头80破损的问题。在该情况下,无法通过粉状体成形装置60连续地成形成形体20A。以上说明的问题是因成形体20A为小型且成为轻型而产生的特有的问题。
与此相对,在本实施方式的制造方法中,在加压成形后,仅使上冲头80中的第二上冲头82先离开成形体20A。因此,在使余下的第一上冲头81离开成形体20A时(参照图9中的(c)),成形体20A与上冲头80整体的接触面积减少。由此,能够适当地抑制成形体20A附着于第一上冲头81而被吊起这种情况出现。其结果,能够抑制冲头71、72、81、82的破损。因此,能够连续地成形成形体20A,因此在制造效率方面有利。
(5)在加压成形后且在使成形体20A脱离模具61之前,在没有离开成形体20A的范围内,对下冲头70和上冲头80进行减压。即,在成形体20A位于模具61内时,对下冲头70和上冲头80进行减压。由此,能够抑制使成形体20A脱离模具61时的弹性回跳的产生。其结果,能够抑制在使第一上冲头81离开成形体20A时,成形体20A附着于第一上冲头81而被吊起这种情况出现。
(6)然而,在以往的粉状体成形装置100中,如图16中的(d)所示,为了使上冲头105离开成形体200,需要将上冲头105的与轴芯部30对应的突出部106的侧表面形成为倾斜面(楔面)。例如,在成形长度尺寸L为1.1mm以下,比t/T为0.63左右的成形体200的情况下,需要将突出部106的侧表面(倾斜面)的倾斜角度θ1设定为10°以上。在该情况下,沿着突出部106的倾斜面形成凸缘部40的主面201,因此在凸缘部40的主面201形成有倾斜面,该倾斜面的倾斜角度θ1成为10°以上。
与此相对,在本实施方式中,单独地驱动凸缘部用的第一上冲头81与轴芯部用的第二上冲头82,在加压成形后,仅使上冲头80中的第二上冲头82先离开成形体20A。由此,能够在使第一上冲头81的下表面与凸缘部40接触的状态下,换句话说在通过第一上冲头81限制成形体20A向上方移动的状态下,使第二上冲头82上升。因此,不在第二上冲头82的侧表面设置倾斜面,就能够抑制成形体20A附着于第二上冲头82而吊起这种情况出现,从而能够使第二上冲头82适当地离开成形体20A。因此,能够形成为不在凸缘部40的主面41中的作为冲头面(换句话说,在加压成形时与第二上冲头82抵接的面)的带状的面41A形成倾斜面,而使该面41A与起模方向(图中上下方向)大致平行地延伸。例如,能够将面41A形成为,面41A的倾斜角度θ1小于上述的成形体200的倾斜角度θ1(例如,10°)。其结果,能够与没有将面41A形成为倾斜面这一点相对应地将绕线区域确保为较大。
(7)单独地控制各冲头71、72、81、82的移动量,使凸缘部40的压缩比R1与轴芯部30的压缩比R2相等。由此,能够在加压方向上的厚度不同的轴芯部30与凸缘部40上,减小成形密度的差值。
(第二实施方式)
以下,根据图11对第二实施方式进行说明。以下,围绕与第一实施方式的区别进行说明。
在本实施方式的成形工序中,在向填充孔62填充陶瓷粉末95的填充工序下,使轴芯部用的第二下冲头72的满溢量L2大于凸缘部用的第一下冲头71的满溢量L1。以下,对该点进行详述。
首先,如图11中的(a)所示,使供料器90向模具61的填充孔62的上部移动。接下来,在图11中的(b)所示的工序中,使冲头71、72相对于模具61相对地向下方移动,使得第一下冲头71配置于比加压开始位置靠下满溢量L1的位置,第二下冲头72配置于比加压开始位置靠下满溢量L2(>L1)的位置。例如如图11中的(b)所示,设定满溢量L1、L2,使第二下冲头72的上表面与第一下冲头71的上表面齐平。由此,能够去除图6中的(b)所示的由第二下冲头72的侧表面、第一下冲头71的上表面以及填充孔62的内侧表面围起的狭窄的空间62C,换句话说,去除陶瓷粉末95难以进入的空间62C。即,如图11中的(b)所示,能够扩大与凸缘部40对应的填充空间。因此,陶瓷粉末95容易进入由第一下冲头71的上表面、第二下冲头72的上表面以及填充孔62的内侧表面围起的填充空间整体。因此,能够向与凸缘部40对应的填充部62A中适当地填充比所希望的填充量量大的陶瓷粉末95。其结果,能够适当地抑制陶瓷粉末95对于填充部62A的填充量不足。
此外,满溢量L1例如能够形成0.3mm左右,第二下冲头72的满溢量L2例如能够形成0.8mm左右。另外,在本工序中,也可以将满溢量L1、L2设定为,使第二下冲头72的上表面的位置比第一下冲头71的上表面靠下方。
接下来,在图11中的(c)所示的工序中,使第一下冲头71相对于模具61相对地上升与满溢量L1对应的量,使第二下冲头72相对于模具61相对地上升与满溢量L2对应的量。由此,使第一下冲头71和第二下冲头72向加压开始位置移动。在本工序中,第二下冲头72的移动距离比第一下冲头71的移动距离多出了与满溢量L1和满溢量L2间的差值相应的量。
然后,实施图7中的(a)~图9中的(c)所示的工序,从而成形成形体20A(参照图9中的(c))。
采用图11中的(b)和图11中的(c)所示的满溢,能够在将陶瓷粉末95填充于填充孔62时,减少填充部62A的填充不足,从而能够向填充部62A内密实地填充陶瓷粉末95。因此,能够抑制陶瓷粉末95对于填充部62A填充的填充量少于所希望的填充量这种情况出现。由此,能够缩小轴芯部30的成形密度与凸缘部40的成形密度的差值。另外,能够减少成形体20A(参照图9中的(c))的重量的偏差。其结果,能够减少烧制后的陶瓷芯体20的尺寸的偏差。
(第三实施方式)
以下,根据图12和图13对第三实施方式进行说明。以下,围绕与第一实施方式的区别进行说明。
如图12所示,线圈部件11具有陶瓷芯体21、电极50以及绕线55。
如图13所示,陶瓷芯体21的轴芯部30设置于相对于凸缘部40(陶瓷芯体21)的高度方向Td的中心C1错开的位置。具体而言,轴芯部30的高度方向Td的中心C2设置于相对于凸缘部40的高度方向Td的中心C1错开的位置。例如,轴芯部30设置为比凸缘部40的中心C1偏向端面45侧。此外,轴芯部30的中心C2与凸缘部40的中心C1间的错开量B例如能够形成0.01mm~0.025mm左右。
如图12所示,电极50形成于凸缘部40的端面46。即,电极50形成于在与轴芯部30相对于中心C1偏心的方向(图中上方向)相反侧配置的端面46。因此,与轴芯部30的中心C2和凸缘部40的中心C1对其的情况相比,能够扩大轴芯部30与电极50分离的距离。由此,能够将电极50的形成区域确保为较大。另外,能够扩大卷绕于轴芯部30的绕线55(线圈)与电极50分离的距离。因此,能够适当地抑制在卷绕于轴芯部30的绕线55与电极50之间产生短路不良这种情况出现。另外,例如在将线圈部件11安装于电路基板时,能够使卷绕于轴芯部30的绕线55远离电路基板上的电路图案。由此,不易因线圈部件11的绕线55而在上述电路图案产生涡流。其结果,能够抑制涡损的增加,从而能够抑制Q值的降低。
以上说明的线圈部件11能够通过例如与第一实施方式的制造方法或者第二实施方式的制造方法大致相同的制造方法制造。例如在图8中的(b)所示的工序,换句话说对陶瓷粉末95进行加压成形的工序中,变更第二下冲头72的移动距离与第二上冲头82的移动距离,从而能够制造与图13所示的陶瓷芯体20大致相同的形状的成形体。即,在第一实施方式和第二实施方式的制造方法中,通过仅变更第二下冲头72的移动距离与第二上冲头82的移动距离,就能够自由地调整轴芯部30的高度方向Td的位置。
(第四实施方式)
以下,根据图14和图15对第四实施方式进行说明。以下,围绕与第一实施方式的区别进行说明。
如图14所示,陶瓷芯体22的轴芯部30的与轴芯部30的中心轴(长度方向Ld)正交的截面形状形成为大致椭圆状。具体而言,轴芯部30在与轴芯部30的中心轴正交的截面形状中,具有大致椭圆状的主体部35和从主体部35的宽度方向Wd的两端部向外侧突出的大致矩形状的突出部36。突出部36设置为用于防止制造工序的冲头的破损。
在本实施方式的陶瓷芯体22中,轴芯部30的与长度方向Ld正交的截面形成为大致椭圆状,因此容易在该轴芯部30卷绕绕线55(参照图1),能够在卷绕绕线55时抑制绕线55的断线。
此处,与上述各实施方式相同,轴芯部30的沿着高度方向Td的最大尺寸t与凸缘部40的高度尺寸T之比t/T为0<t/T≤0.6。另外,与上述各实施方式相同,轴芯部30的沿着宽度方向Wd的最大尺寸w与凸缘部40的宽度尺寸W之比w/W为0<w/W≤0.6。
以上说明的陶瓷芯体22能够使用例如图15所示的下冲头70和上冲头80制造。下冲头70是具有凸缘部用的第一下冲头71和轴芯部用的第二下冲头72A的分割冲头。在第二下冲头72A的上表面形成有将与轴芯部30的主体部35对应的凹圆柱面设为内表面的槽73。上冲头80是具有凸缘部用的第一上冲头81和轴芯部用的第二上冲头82A的分割冲头。在第二上冲头82A的下表面形成有将与轴芯部30的主体部35对应的凹圆柱面设为内表面的槽83。
(其他的实施方式)
此外,上述实施方式也能够通过将其适当地变更后的以下的方式来实施。
·在上述第四实施方式中,将主体部35的与长度方向Ld正交的截面形状形成为椭圆状,但例如,也可以将主体部35的与长度方向Ld正交的截面形状形成为圆形状。
·在上述第四实施方式中,将与轴芯部30对应的上下冲头具体化为成一对的第二下冲头72A和第二上冲头82A。不限定于此,也可以将第二下冲头72A和第二上冲头82A设为例如由与主体部35对应的部分和与突出部36对应的部分分割而成的冲头。
·在上述各实施方式中,将从长度方向Ld观察的凸缘部40的平面形状形成为四边形形状。不限定于此,例如,也可以将从长度方向Ld观察的凸缘部40的平面形状形成为四边形以外的多边形形状。
·在上述各实施方式的凸缘部40中,也可以将形成电极50的端面46的棱线部48变更成被进行了倒角的形状。由此,在通过热压接等处理在电极50上接合绕线55的端部时,能够抑制绕线55断线。
·在上述各实施方式中,具体化为具备陶瓷芯体20~22的线圈部件10、11,但也可以具体化为线圈部件以外的绕线式电子部件(例如,天线)。
·也可以适当地变更上述各实施方式的电极50的形成位置。例如,也可以在凸缘部40的侧表面43、44(模具面)形成电极50。
·在上述第二实施方式以外的各实施方式中,也可以与以往的下冲头103相同地,将下冲头70形成单轴成形轴(冲头)。即便在该情况下,也能够起到与上述第一实施方式的(1)~(7)的效果相同的效果。
·上述各实施方式和各变形例也可以适当地组合。
[实施例]
接下来,列举实施例和比较例对上述各实施方式进一步具体地进行说明。
(实施例1~10)
通过上述第一实施方式的制造方法制成陶瓷芯体20。作为原料粉末的陶瓷粉末95如下那样制成。首先,准备Ni-Zn-Cu铁氧体原料,添加有机粘合剂、分散剂以及纯水制成浆液。接下来,在利用喷雾干燥机对制成的浆液进行干燥、造粒后,使其通过网眼孔径为0.18mm的筛子,以平均粒径D50成为50μm的方式进行调整而制成了陶瓷粉末95。
将图5中的(b)所示的填充部62B的宽度尺寸w1与填充部62A的宽度尺寸W1之比w1/W1设定为0.5,将图6中的(b)和图6中的(c)所示的工序的满溢量L1、L2设定为0.3mm。另外,变更陶瓷芯体20的长度尺寸L、宽度尺寸W以及高度尺寸T、凸缘部40的厚度尺寸D、轴芯部30的宽度尺寸w和厚度尺寸t的目标值(设计值),从而制成了将比t/T设定为0.6以下的10种(实施例1~10)陶瓷芯体20。此时,将长度尺寸L的目标值设定为0.85mm以下,将凸缘部40的厚度尺寸D的目标值设定为0.15mm以下。
(实施例11)
通过上述第二实施方式的制造方法制成陶瓷芯体20。将第一下冲头71的满溢量L1设定为0.3mm,将第二下冲头72的满溢量L2设定为0.8mm。陶瓷芯体20的各种尺寸的目标值设定为与实施例5相同的值。其他的制造方法和制造条件与实施例1~10相同。
(实施例12)
通过上述第一实施方式的制造方法,制成了上述第三实施方式的陶瓷芯体21。在对填充于填充孔62的陶瓷粉末95进行加压成形时,调整了第二下冲头72与第二上冲头82的移动距离,使凸缘部40的中心C1与轴芯部30的中心C2间的错开量B成为0.025mm。陶瓷芯体20的各种尺寸的目标值设定为与实施例5相同的值。其他的制造方法和制造条件与实施例1~10相同。
(比较例1)
使用图16所示的以往的粉状体成形装置100,通过以下的方法制成将比t/T设定为0.63、将比w/W设定为0.5的陶瓷芯体。
首先,通过图16中的(a)~图16中的(d)所示的工序制成了成形体。此时,使用与实施例1~12的陶瓷粉末95相同的陶瓷粉末,将填充孔102的形状也形成与实施例1~12相同的形状。接下来,通过与实施例1~12相同的条件,实施烧制和滚磨而制成了比较例1的样品(陶瓷芯体)。
(比较例2)
使用以往的粉状体成形装置100,制成将比t/T设定为0.59的陶瓷芯体。此外,陶瓷芯体的各种尺寸的目标值设定为与实施例5相同的值。其他的制造方法和制造条件与比较例1相同。
(测定条件)
根据以下的条件,测定出实施例1~12和比较例1、2的各个样品(陶瓷芯体)的各种尺寸。具体而言,在各实施例1~12和各比较例1、2中,从制成的样品提取10个样品,利用数字显微镜VHX-5000(基恩士公司制)分别测定出长度尺寸L、宽度尺寸W、高度尺寸T、厚度尺寸D、厚度尺寸t、宽度尺寸w以及错开量B。然后,针对测定出的各种尺寸,求得10个样品的平均值。其结果示于表1。
此外,表1的“比t/T”是根据测定出的高度尺寸T的平均值与厚度尺寸t的平均值求得的值,“比w/W”是根据测定出的宽度尺寸W的平均值与宽度尺寸w的平均值求得的值。另外,表1的“能不能成形”示出了是否能够以上述的条件成形所希望的成形体。此外,为“不能成形”的比较例2的尺寸是目标值(设计值),并非是实际测定出的尺寸。
【表1】
(见下页)
如根据表1明确的那样,将比t/T设定为0.6以下的0.59的比较例2的样品无法以使用了以往的粉状体成形装置100的单轴冲压方式制成。具体而言,在比较例2中,凸缘部40的压缩比显著变小(具体而言,成为陶瓷粉末的颗粒未压坏的状态),在烧制前的成形体的阶段,在凸缘部40产生缺损,从而无法成形成形体。这被考虑为因凸缘部40的压缩比较小而使凸缘部40的强度降低引起的。
另一方面,即使是在使用了以往的粉状体成形装置100的单轴冲压方式,也能够制成将比t/T设定为大于0.6的0.63的比较例1的样品。如根据这些比较例1、2的结果明确的那样,在单轴冲压方式的成形方法中,若比t/T成为0.6以下,则无法成形成形体。
与此相对,根据使用了图5中的(a)所示的粉状体成形装置60的多轴冲压方式的成形方法,即使在长度尺寸L为1.1mm以下且比t/T成为0.6以下的情况下,也能够制成所希望的尺寸的陶瓷芯体(实施例1~12)。具体而言,在长度尺寸L为0.85mm,比w/W为0.5的情况下,能够制成将比t/T设为0.59(实施例1)的陶瓷芯体。在长度尺寸L为0.79mm,比w/W为0.5的情况下,能够制成将比t/T设为0.59(实施例2)、0.42(实施例3)的陶瓷芯体。在长度尺寸L为0.6mm,比w/W为0.5的情况下,能够制成将比t/T设为0.59(实施例4)的陶瓷芯体。在长度尺寸L为0.51mm,比w/W为0.5的情况下,能够制成将比t/T设为0.59(实施例5、11、12)、0.47(实施例6)、0.42(实施例7)、0.21(实施例8)、0.11(实施例9)的陶瓷芯体。此外,针对实施例12的陶瓷芯体,能够将错开量B制成为目标值的0.025mm。
接下来,针对轴芯部30的成形密度与凸缘部40的成形密度的均匀性,以以下的方法进行了评价。此处,将比较例1的样品与实施例1~12中具有最接近比较例1的尺寸的实施例5的样品设为评价对象。
首先,使用离子研磨装置IM4000(日立高新技术公司制),对评价对象的样品进行研磨,而使轴芯部30的大致中央部的截面与凸缘部40的大致中央部的截面分别暴露出来。接着,使用扫描式电子显微镜(JEOL公司制JSM-6390A),以倍率3000倍分别在18处(一个单位视野位30μm×40μm的范围)拍摄了上述暴露出来的轴芯部30和凸缘部40的截面。接下来,使用图像解析式粒度分布测定软件Mac-View(Mountech公司制),根据拍摄到的图像测定出孔隙P1的个数与孔隙P1的总面积。根据该测定结果,求得凸缘部40的孔隙P1的总数与轴芯部30的孔隙P1的总数之比。另外,根据上述测定结果,求得凸缘部40的孔隙P1的总面积与轴芯部30的孔隙P1的总面积之比。其结果示于表2。此外,上述测定结果的孔隙P1的总面积示出了单位规定面积的孔隙P1的存在比例。
【表2】
表2
如根据表2的结果明确的那样,在通过单轴冲压方式成形的样品(比较例1)中,凸缘部40的成形密度变小,因此凸缘部40的孔隙数相对于轴芯部30增大30%,凸缘部40的孔隙P1的总面积相对于轴芯部30增大约80%。
与此相对,在通过多段冲压方式成形的样品(实施例5)中,凸缘部40的孔隙数与轴芯部30的孔隙数大致相同,凸缘部40的孔隙P1的总面积相对于轴芯部30仅差17%。根据该结果,通过多段冲压方式制成陶瓷芯体,从而能够确认在厚度不同的轴芯部30和凸缘部40缩小成形密度的差值。
接下来,针对成形体20A的重量的偏差,以以下的方法进行了评价。此处,将通过上述第二实施方式的制造方法制成的实施例11的样品和通过上述第一实施方式的制造方法制成并具有与实施例11大致相同的尺寸的实施例5的样品设为评价对象。
制成多个实施例5与实施例11的样品(此处,为烧制前的成形体20A),从中随机地各提取10个样品,测定出这些10个样品的重量。根据该测定结果,求得平均值、最大值、最小值以及偏差范围(最大值与最小值的差)。其结果示于表3。
【表3】
表3
如根据表3的结果明确的那样,在将满溢量L1、L2均设定为0.3mm的样品(实施例5)中,成形体20A的重量的偏差范围为0.018g。
与此相对,在将满溢量L1设定为0.3mm,将满溢量L2设定为0.8mm的样品(实施例11)中,成形体20A的重量的偏差范围为0.004g小于实施例5的样品。根据该结果,能够确认将满溢量L2设定为大于满溢量L1,扩大凸缘部40的填充空间,从而能够减少成形体20A的重量的偏差。
此外,本发明不限定于上述实施例,关于陶瓷芯体的制造所使用的原料粉末的种类、制造时的成形工序、之后的烧制工序的具体的条件、绕线的具体的构造等,能够施加各种应用、变形。
附图标记说明
10、11…线圈部件;20~22…陶瓷芯体;20A…成形体;30…轴芯部;35…主体部;36…突出部;40…凸缘部;41…主面;41A、41B…面;46…端面;50…电极;55…绕线;60…粉状体成形装置;61…模具;62…填充孔;70…下冲头;71…第一下冲头;72、72A…第二下冲头;80…上冲头;81…第一上冲头;82、82A…第二上冲头;95…陶瓷粉末;P1…孔隙。
Claims (5)
1.一种陶瓷芯体的制造方法,该陶瓷芯体具有沿长度方向延伸的轴芯部和设置于所述轴芯部的所述长度方向的两端的一对凸缘部,所述陶瓷芯体的在所述长度方向上的尺寸L为0mm<L≤1.1mm,
所述陶瓷芯体的制造方法的特征在于,具备:
成形工序,在该工序中,通过下冲头和具有被分割成所述凸缘部用的第一上冲头与所述轴芯部用的第二上冲头的构造的上冲头,对填充于模具的陶瓷粉末进行加压,成形具有所述轴芯部与所述凸缘部的成形体;和
烧制工序,在该工序中,对所述成形体进行烧制,
在所述成形工序中,单独地控制所述下冲头、所述第一上冲头以及所述第二上冲头的相对于所述模具的相对的移动量,使所述烧制后的所述轴芯部的沿着加压方向的尺寸t与所述烧制后的所述凸缘部的沿着加压方向的尺寸T之比t/T成为0<t/T≤0.6,
所述成形工序具备:
填充工序,在该工序中,向由所述下冲头与所述模具形成的填充空间填充所述陶瓷粉末;
使所述上冲头进入所述填充空间内的工序;
加压工序,在该工序中,在所述填充空间内通过所述上冲头和所述下冲头对所述陶瓷粉末进行加压,成形所述成形体;
脱模工序,在该工序中,使所述上冲头和所述下冲头相对于所述模具相对地向上方移动,使所述成形体脱离所述模具;以及
释放工序,在该工序中,使所述上冲头向上方移动,
在所述加压工序之后且在所述释放工序之前,具有使所述第二上冲头先于所述第一上冲头离开所述成形体的工序。
2.根据权利要求1所述的陶瓷芯体的制造方法,其特征在于,
在所述成形工序中,单独地控制所述下冲头、所述第一上冲头以及所述第二上冲头的相对于所述模具的相对的移动量,使所述凸缘部的压缩比R1与所述轴芯部的压缩比R2之比R1/R2成为0.9~1.1的范围。
3.根据权利要求1所述的陶瓷芯体的制造方法,其特征在于,
在所述加压工序之后且在所述脱模工序之前,具有在所述上冲头和所述下冲头没有离开所述成形体的范围内进行减压的工序。
4.根据权利要求1或3所述的陶瓷芯体的制造方法,其特征在于,
作为所述下冲头,使用具有被分割成所述凸缘部用的第一下冲头与所述轴芯部用的第二下冲头的构造的冲头,
所述填充工序具备:
使所述第一下冲头配置于比加压开始位置靠下第一满溢量的位置,并且使所述第二下冲头配置于比加压开始位置靠下第二满溢量的位置,并向所述填充空间内填充所述陶瓷粉末的工序;和
使所述第一下冲头和所述第二下冲头相对于所述模具相对地向上方移动移送到所述加压开始位置的工序,
所述第二满溢量被设定为大于所述第一满溢量。
5.根据权利要求4所述的陶瓷芯体的制造方法,其特征在于,
所述第二满溢量设定为大于所述第一满溢量,使得所述第二下冲头的上表面与所述第一下冲头的上表面齐平,或者,使得所述第二下冲头的上表面的位置比所述第一下冲头的上表面靠下方。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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