JP2000129305A - 中空回転形磁性体の製造方法及び製造装置並びに中空回転形磁性体 - Google Patents

中空回転形磁性体の製造方法及び製造装置並びに中空回転形磁性体

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JP2000129305A
JP2000129305A JP10242263A JP24226398A JP2000129305A JP 2000129305 A JP2000129305 A JP 2000129305A JP 10242263 A JP10242263 A JP 10242263A JP 24226398 A JP24226398 A JP 24226398A JP 2000129305 A JP2000129305 A JP 2000129305A
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    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子形状が長形状である磁性粉末を主原料と
する成形原料から、チョークコイル等に用いるドーナツ
盤状をした磁性体を圧縮成形する場合に、磁性粉末の長
軸をドーナツ盤状としての周方向に沿うように整列させ
た状態で、圧縮成形が行えるようにする。これにより、
圧縮成形後に得られる磁性体としての透磁性を良好に
し、チョークコイル等に用いた場合の高性能化を図る。 【解決手段】 中子型10を内装してそのまわりに円筒
形の成形凹部11を形成させた金型6に成形原料17を
装填後、中子型10に対して、その軸方向に沿うような
電流Aを流す。このようにすると、成形原料17中の磁
性粉末は、中子型10のまわりを囲むように生じる磁力
線に対して長軸を平行させるようになる。そこで、この
状態でパンチ装置7により圧縮成形を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空回転形磁性体
の製造方法及び製造装置並びに中空回転形磁性体に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】チョークコイル、ノイズフィルター、ト
ランス等における主要部品として用いられる中空回転形
(円盤状や円筒状等)を有する磁性体は、一般に、金属
粉末等の磁性粉末をホットプレス等により所要形状に圧
縮成形することによって得ている。
【0003】今日、磁性粉末を含む非晶質合金のバルク
成形体の製造方法として、その高効率化や連続操業の可
能化、及び得られる金属粉末の高品質化を図った各種の
方法が提案されている(例えば、特開平6−32241
7号公報、特開平8−209208号公報、特公平7−
103407号公報等参照)。そして、これらの提案技
術に用いる磁性粉末は、その粒子形状が球形であると反
磁界の影響が大きいことから、その粒子形状が球形から
図4に示すような楕円扁平回転体(完全な回転体ではな
いが、以下では便宜上、このように呼ぶことにする)等
の長形状(アスペクト比を有する粉末)をしたものにな
る傾向にある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
アスペクト比(縦横比)を有する楕円扁平回転体の磁性
粉末を用いて中空回転形磁性体を製造する場合、磁性粉
末の長軸を中空回転形磁性体の周方向に揃えると透磁率
が良好となることが判ってきており、逆に、磁性粉末の
方向性が上記以外のとき又は何ら考慮されていないとき
には反磁界の影響を強く受けることが判ってきている。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、磁性体を製造するにあたり、磁性粉末の長軸
を周方向に揃えた中空回転形に形成することができるよ
うにして、磁気特性の中でアスペクト比と大きく関連す
る反磁界の影響を低減させることで透磁率を良好にでき
るようにした中空回転形磁性体の製造方法及び製造装置
と、これらの方法や装置によって得られた中空回転形磁
性体とを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明に係る中空回転形磁性体の製造方法では、金型に中子
型を内装してこの中子型のまわりに円筒形の成形凹部を
形成し、この成形凹部に粒子形状が長形状の磁性粉末を
含む成形原料を充填した後、前記中子型のみに対してそ
の軸方向へ電流を流し、これによって中子型のまわりに
これを囲む磁力線を発生させることで前記磁性粉末の長
軸方向を周方向に整列させた後、成形原料に成形圧縮力
を加えることを特徴とするものである。
【0007】このようにすると、中子型のまわりには、
フレミングの左手(右手)の法則によってこの中子型を
中心として取り囲むような磁力線を持った磁場が生じる
ことになり、この磁場中で、磁性粉末がその長軸を磁力
線方向に沿わせるように整列されることになる。そこ
で、この後、通電を解除して(又は通電させたままでも
よい)、成形凹部内の成形原料に成形圧縮力を加えるよ
うにすると、磁気特性の中でアスペクト比(縦横比)と
大きく関連する反磁界の影響を低減させることで透磁率
が大きく向上するのである。
【0008】なお、金型内へ磁性粉末を装填後、リング
形の中蓋を装入して成形原料の上面を押えておき、それ
から中子型に通電するようにすると、磁性粉末の上層等
において乱れ(暴れや踊り)が生じ難く、整列効果が一
層良好となる。本発明に係る中空回転形磁性体の製造装
置では、上記した本発明の製造方法を実施するうえで、
中子型を内装した金型とパンチ装置とを具備し、更に金
型内の中子型のみに対してその軸方向へ沿って通電を可
能にした整列手段を設けた構成としている。
【0009】一方、本発明に係る中空回転形磁性体で
は、粒子形状が楕円扁平回転体とされた磁性粉末を原料
として、各磁性粉末の長軸が周方向に揃えられた状態で
中空回転形に圧縮成形されているため、透磁率が良好と
なり、チョークコイル、ノイズフィルター、トランス等
として用いた場合の高性能化が図れることになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図2に一例を示すように、本発明
に係る中空回転形磁性体1は、図4(A)(B)で示す
ように粒子形状が長軸P1と短軸P2を有する楕円扁平
回転体とされた磁性粉末Pを主原料としてチョークコイ
ル、ノイズフィルター、トランス等の主要部品として適
用可能となる円盤状乃至円筒状等に圧縮成形されてい
る。
【0011】この中空回転形磁性体1は、圧縮成形前に
おける原料の配列状況を、図3に示すように各磁性粉末
Pがその長軸を中空回転形の周方向に揃えたものとなっ
ている。そのため、この中空回転形磁性体1をチョーク
コイル、ノイズフィルター、トランス等として用いた場
合には、磁気特性の中でアスペクト比と大きく関連する
反磁界の影響を低減させることで透磁率に優れ、それぞ
れにおいて高性能を発揮するものとなる。
【0012】図1は、上記中空回転形磁性体1を製造す
るために用いる本発明に係る製造装置5を示している。
この製造装置5は、雌型である金型6と雄型であるパン
チ装置7とを有して構成されるホットプレス装置に対し
て、金型6に内装した中子型10のみに軸方向の電流を
流すことでフレミングの法則による磁場を形成する磁性
粉末Pの整列手段8が接続されたものである。
【0013】金型6は、縦方向に設けられた円形孔6a
の底部寄り中心部に、円柱形をした中子型10を立設状
態で内装させたものであって、この中子型10のまわり
に円筒形状をした成形凹部11を形成させており、中子
型10とその底盤10Aとは電気絶縁されていて中子型
10のみにその軸方向に通電可能とされている。パンチ
装置7は、この金型6の成形凹部11へ向けてポンチ1
2を流体圧又は電動機構等によって圧入可能にしたもの
である。
【0014】なお、ポンチ12は、金型6の成形凹部1
1に対応した円筒形状のものとして一体形成することも
可能ではあるが、本実施形態では、成形凹部11内へ嵌
合可能なドーナツ盤状(リング形)をした(即ち、中子
型10が嵌まる中央孔14を有している)中蓋15と、
この成形凹部11より上方の円形孔6a内に留まる状態
で嵌合可能なドーナツ盤状(リング形)をした押え盤1
6とを、それぞれ別部材として具備する構成にした。
【0015】従って、金型6の成形凹部11内へアスペ
クト比を有する磁性粉末Pを主原料とする成形原料17
を装填し、そのうえでパンチ装置7を作動させた場合、
成形原料17には、最大の場合で中蓋15の厚さ分に相
当する成形圧縮力が付加されることになる。このような
中蓋15を具備する構造にすると、コンテナ6の成形凹
部11内に装填された成形原料17に、整列手段8によ
る整列作用(詳細は後述する)を生じさせる場合にあっ
て、中蓋15を一次押えとして利用することができ、こ
れによって成形原料17の上層等において乱れ(暴れや
踊り)を防止できるという利点に繋がる。
【0016】また、中蓋15をその肉厚の異なるものに
交換するだけで、圧縮比率を変更できる利点もあるし、
更に、中子型10をその外径の異なるものに交換すると
共に、中蓋15をその中央孔14の内径が異なるものに
交換することにより、得られる中空回転形磁性体1とし
ての内径のサイズ変更が可能になる利点もある。整列手
段8は、金型6の中子型10に対し、その軸方向に沿っ
て電流(白抜き矢符A参照)を流すことができるように
したものである。本実施形態では、図1で示すように、
バッテリーで例示する電源8Aに、中子型10に対して
図示のように直列に結線(配線)8Bしており、中子型
10の周囲10Bは必要に応じて電気絶縁材を備えて1
0アンペアの電流を通電させるものとした。
【0017】このように、中子型10のみに矢符Aの電
流を流すことにより、フレミングの左手又は右手の法則
によって図3で矢符Bで示すような円周方向の磁場が形
成され、磁性粉末Pの長軸P1が円周方向に整列される
のである。なお、成形原料17には、磁性粉末Pに対し
て低軟化点ガラス粉末等より成るバインダー材の適量
を、ボールミル等の適宜混合手段により、混合させたも
のを用いるものとした。
【0018】次に、上記製造装置5の作動状況に基づい
て、本発明に係る中空回転形磁性体1の製造方法を説明
する。まず、金型6の成形凹部11内へ成形原料17を
装填すると共に、この上方の円形孔6a内へ中蓋15を
嵌め入れ、この中蓋15によって成形原料17の一次押
えをする。
【0019】次に、中子型10に対してその軸方向に沿
わせて所定時間、通電する(白抜き矢符A参照)。この
通電により、中子型10を中心としてそのまわりを取り
囲むような磁力線Bを持った磁場が生じることになる。
そのため、この磁場中において成形原料17中の磁性粉
末Pは、図3に示したようにそれらの長軸を磁力線方向
に沿わせるように(即ち、中子型10まわりの周方向に
揃えられるように)整列されることになる。
【0020】そこで、この通電を解除した後、金型6の
円形孔6a内へ押え盤16を嵌め入れ、続いてパンチ装
置7を作動させて、金型6内の成形原料17に成形圧縮
力を加え、且つ同時に加熱する。このようにして、所望
する中空回転形磁性体1を得ることができる。ところ
で、本発明は、上記実施形態に限定されるものではな
い。
【0021】例えば、中子型10に対して整列手段8に
よる通電を行っている最中に、金型6に際して適度な振
動を与えるようにして、整列作用を促進させるようにし
てもよい。整列手段8による通電は、連続的なものとし
ても間欠的なもの(パルス的なものを含む)としてもよ
い。また、この整列手段8において使用する電流値は、
例えば10アンペアであるが磁性粉末Pの粒径や装填量
(圧縮率)、或いは得ようとする中空回転形磁性体1の
大きさ等によって変更可能である。
【0022】圧縮成形は、加圧・加熱を同時に行うホッ
トプレスに限らず、加圧のみを冷間で行うものや、ゴム
型を用いるもの、高圧下で行うもの等の他の圧縮方法を
採用したものであってもよい。中空回転形磁性体1は、
圧縮成形時に磁性粉末Pに混合するバインダー材によっ
て硬化させるだけでなく、その後に焼結させるようにし
てもよい。
【0023】中空回転形磁性体1の大きさ(特に、軸方
向長さ等)は何ら限定されるものではない。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る中空回転形磁性体の製造方法及び製造装置では、
金型内へ長形状の粒子形状を有した磁性粉末を装填した
後、金型に内装された中子型へその軸方向に電流を流し
てから圧縮成形を行っているので、得られた中空回転形
磁性体は、磁性粉末がその長軸を周方向に整列させた状
態となっている。
【0025】このようにして得られた本発明に係る中空
回転形磁性体は、透磁率が良好となり、チョークコイ
ル、ノイズフィルター、トランス等として用いた場合の
高性能化が図れるものである。なお、金型内へ磁性粉末
を含む成形原料を装填後、その原料の上面をリング形中
蓋で押えた状態で中子型に通電するようにすると、磁性
粉末の上層等において乱れ(暴れや踊り)が生じ難く、
整列効果が一層良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る中空回転形磁性体の製造装置を示
した正面断面図である。
【図2】本発明に係る中空回転形磁性体を示す斜視図で
ある。
【図3】本発明に係る中空回転形磁性体における圧縮成
形直前の原料配列を示した説明図である。
【図4】(A)は粒子形状が楕円扁平回転体とされた磁
性粉末の平面図であり、(B)は同側面図である。
【符号の説明】
1 中空回転形磁性体 5 製造装置 6 金型 7 パンチ装置 8 整列手段 10 中子型 11 成形凹部 15 中蓋 17 成形原料 P 磁性粉末

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型(6)に中子型(10)を内装して
    この中子型(10)のまわりに円筒形の成形凹部(1
    1)を形成し、この成形凹部(11)に粒子形状が長形
    状の磁性粉末(P)を含む成形原料(17)を充填した
    後、前記中子型(10)のみに対してその軸方向へ電流
    を流し、これによって中子型(10)のまわりにこれを
    囲む磁力線を発生させることで前記磁性粉末(P)の長
    軸方向を周方向に整列させた後、成形原料(17)に成
    形圧縮力を加えることを特徴とする中空回転形磁性体の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 成形凹部(11)内に成形原料(17)
    を充填後、リング形の中蓋(15)を装入して成形原料
    (17)の上面を押えた状態で、中子型(10)のみに
    その軸方向へ電流を流すことを特徴とする請求項1記載
    の中空回転形磁性体の製造方法。
  3. 【請求項3】 中子型(10)を内装してそのまわりに
    円筒形の成形凹部(11)を形成させた金型(6)と、
    中子型(10)に対してその軸方向へ電流を流すことで
    中子型(10)のまわりに磁力線を発生して磁性粉末
    (P)の長軸方向を周方向にする整列手段(8)と、磁
    性粉末(P)が整列された成形原料(17)に対して成
    形圧縮力を付与するパンチ装置(7)と、を有している
    ことを特徴とする中空回転形磁性体の製造装置。
  4. 【請求項4】 粒子形状が楕円扁平回転体とされた磁性
    粉末(P)を原料として各磁性粉末(P)の長軸が周方
    向に揃えられた状態で中空回転形に圧縮成形されている
    ことを特徴とする中空回転形磁性体。
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