JP2009218268A - 圧粉磁心コアの製造方法、及びそれに用いられる金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮成形で、圧縮成形体をダイから抜き出す際の、圧縮成形体と金型のキャビティ壁の間の高摩擦抵抗による樹脂コート鉄系粉末の樹脂剥離部を樹脂被覆し、圧縮成形体の強度を高めることが可能な圧粉磁心コア製造方法及びそれに用いられる金型を提供する。
【解決手段】 ダイ１と下パンチ３によって形成されるキャビティ２内へ樹脂コート系鉄粉末５を充填し、上パンチ７と下パンチ３により、プレスして圧縮成形体６を作製する。開口の水平断面の面積が、キャビティ２の水平断面の面積よりも大きい樹脂成形用金型９を、樹脂成形体６を覆うように配置し、充填孔１０から溶融状態のシリコン樹脂１２を充填する。下パンチ３を上方向にプレス圧を与えて変位させ、シリコン樹脂を圧縮成形体６に含浸し、側面６’に被覆する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧粉磁心製コアを製造する方法、及びそれに用いられる金型に関し、さらに詳細には、樹脂で被覆される圧粉磁心製コアを製造する方法、及び当該方法に用いられる金型に関する。

近年、高電圧用リアクトルの磁心材料や、小型モータの高回転数化や電源トランスの高周波数化による小型化等に伴って高周波磁場で使用される磁心材料として、圧粉磁心製コアが使用されている。一般に、この圧粉磁心製コアは、表面にシリコン樹脂等の絶縁性樹脂をコーティングした鉄系粒子からなる粉末（以下、本明細書では、適宜「樹脂コート鉄系粉末」という。）を、ダイと、このダイのキャビティ内で変位可能な上パンチと下パンチとを具備する金型のキャビティ内に充填し、圧縮成形加工により作製されている。このような樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形して圧粉磁心製コアを製造することは、従来から行われている（例えば特許文献１参照）。

ところで、この圧縮成形加工では、ダイ壁面に潤滑剤を塗布しながら、高圧力（高プレス圧）を樹脂コート鉄系粉末にかけて圧縮成形体が作製されるが、この圧縮成形体をダイから抜き出す際に、圧縮成形体と金型のキャビティ壁との間に高い摩擦抵抗が発生し、この摩擦抵抗により、樹脂コート鉄系粉末の粒子表面を被覆していた樹脂が剥離される。この剥離部分は、鉄系材料が空気に曝される結果、酸化（錆びが発生）し易く、もって、この酸化（錆びの発生）部分が、圧粉磁心製コアの磁気特性を劣化させる要因となる。

また、樹脂コート鉄系粉末を構成する粒子は、略球状や少なくともエッジ部のないような滑らかな面を持つ形状であり、その上に樹脂コートが被覆されている。そして、圧粉磁心製コア作製工程に圧粉の粒子間を結合する焼結工程がないためもあって、圧粉磁心製コアとなる圧縮成形体の粒子同士の結合力が弱く、もって圧縮成形体の強度が低い。そのため、圧縮成形体（特にエッジ部）に欠けや割れ等の不具合を生じ易くなる。
特開２００１−２６７１６０号公報

そこで、本発明は、樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形加工し、圧粉磁心コアを製造する際、樹脂コート鉄系粉末からなる圧縮成形体を、下パンチで鉛直下方から押圧しながら金型のキャビティから抜き出す（押し出す）ときに発生しうる樹脂コート鉄系粉末の樹脂の剥離部を、溶融状態の樹脂でさらに被覆し、もって、酸化（錆びの発生）を防止することが可能な圧粉磁心コアの製造方法を提供することを第１の目的とする。さらには、その樹脂被覆によって、同時に、圧粉磁心コアの強度を高めて、ハンドリング（若しくはアセンブリ）時に圧縮磁心コアに欠けや割れ等が発生することを防止することができる、圧粉磁心コアの製造方法を提供することを第２の目的とする。また、上記製造方法に使用される金型を提供することを第３の目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の圧粉磁心コアの製造方法は、ダイのキャビティ内で、樹脂コート鉄系粉末を下パンチと上パンチ間で圧縮成形し（以下、これらダイと上下パンチとで構成される金型の１セットを、適宜「第一の金型」という。）、樹脂コート鉄系粉末の圧縮成形体を形成し、上パンチを前記キャビティから除去し、樹脂充填孔を持つ樹脂成形用金型（以下、適宜「第二の金型」という。）を、前記ダイの上に前記キャビティを覆うようにして設置し、所定量の樹脂を、前記樹脂充填孔から前記圧縮成形体へ含浸かつ被覆し、前記下パンチを前記キャビティ内で変位させて、前記圧縮成形体を溶融状態の樹脂に覆われた樹脂成形用金型に当接させ、前記樹脂コート鉄系粉末の圧縮成形体を樹脂で被覆して圧粉磁心コアを製造する。これにより、圧粉磁心コアの酸化（錆びの発生）を防ぎ、かつ、その強度を高めることを可能とする。なお、本発明の圧粉磁心コア製造方法及び及びそれに用いられる金型の、各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、発明の態様の項において詳しく説明する。
＜発明の態様＞

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項乃至（５）項の各々が、請求項１乃至請求項５の各々に相当する。

（１） ダイと、このダイのキャビティ内で一軸方向に変位可能な上パンチと下パンチとを具備する金型を用いて、圧縮成形加工により圧粉磁心コアを製造する方法であって、
ダイと下パンチとによって形成されるキャビティへ、樹脂コート鉄系粉末を充填する工程Ａと、
前記樹脂コート鉄系粉末を下パンチと上パンチで圧縮成形し、前記樹脂コート鉄系粉末の圧縮成形体を作製する工程Ｂと、
上パンチをキャビティから除去し、樹脂充填孔を持つ樹脂成形用金型を、前記ダイの上にキャビティを覆うようにして設置する工程Ｃと、
溶融状の樹脂を、前記樹脂充填孔から前記キャビティ内に充填する工程Ｄと、
前記下パンチを前記キャビティ内で鉛直上方向へ変位させ、前記溶融状の樹脂を前記圧縮成形体に含浸し被覆して、前記圧縮成形体の表面に樹脂層を形成する工程Ｅと、を含むことを特徴とする圧粉磁心コアの製造方法。

本項に記載の態様は、ダイのキャビティに充填された樹脂コート鉄系粉末を、上パンチ及び／又は下パンチのプレス圧で、圧縮成形（一軸方向圧縮成形）し、圧粉磁心コアを製造する際に適用可能である。当該圧縮成形の際に、上パンチ及び／又は下パンチのプレス圧により、樹脂コート鉄系粉末からなる圧縮成形品と金型のキャビティの内壁とが擦れ合うことで摩擦抵抗が生じ、樹脂コート鉄系粉末の粒子を覆っていた樹脂コートが剥離され非酸化面が露出するが、本項に記載の圧粉磁心コアの製造方法によれば、一連の成形工程の中で、その樹脂コート剥離部を、樹脂で被覆し、酸化（錆びの発生）を防止できる。また、この樹脂被覆によって、本来的に強度が低い圧粉磁心コアの強度を高めることができる。

（２） 工程Ｅにおいて、前記樹脂コート鉄系粉末の圧縮成形体の少なくとも側面に、前記樹脂層を形成することを特徴とする（１）に記載の圧粉磁心コアの製造方法。
本項に記載の態様によれば、例えば、（１）項の樹脂成形用金型を、下向きに開口された中空形状とすることによって、この中空内に、溶融状態の樹脂（シリコン樹脂等）を充填し、その充填された樹脂に対して、圧縮成形品を下パンチにより押し上げて含浸させることで、特に樹脂コート剥離部を含む側面に対して樹脂被覆を可能とする。さらに、圧縮成形品の側面を被覆した樹脂の余剰分が、圧縮成形品の上面にも回りこむようにすることが可能である。この際、圧縮成形品の側面、さらには上面に、溶融状態の樹脂が、圧縮成形品、すなわち圧粉磁心コアを構成する樹脂コート鉄系粉末の粒子間の空隙に入り込む。これにより、圧粉磁心コアの酸化（錆びの発生）を防止し、さらに圧粉磁心コアの強度を高めることができる。

本項に記載の態様では、上記被覆樹脂として、耐熱性があり、熱膨張、熱収縮に追従し易いシリコン樹脂を使用することが好ましい。また、シリコン樹脂（熱硬化性）を被覆樹脂とすれば、後工程で別途熱処理を施すことで、シリコン樹脂を、ＳｉＯ_２（シリコン酸化物）にさせることができ、圧粉磁心コアの表面に、強固な絶縁層の形成を可能とする。

（３） 樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、その圧縮成形体に溶融状の樹脂を含浸かつ被覆して圧粉磁心コアを製造するのに使用される金型であって、
ダイと、このダイのキャビティ内で樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を作製することが可能な上パンチと下パンチとを含む第一の金型と、
前記キャビティを覆うように前記ダイに配置された第二の金型と、を具備し、
この第二の金型が、下向きに開口され、溶融状の樹脂が充填可能な中空部を有し、この中空部の開口部の面積が、前記第一の金型のキャビティの開口部の面積よりも大きく形成されていることを特徴とする金型。

本項に記載の態様は、（１）の態様に係る圧粉磁心コアの製造方法に用いられる金型の第一の基本構成を規定するものである。すなわち、ダイと、このダイのキャビティ内で樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を作製することが可能な上パンチと下パンチとを含む第一の金型と、前記キャビティを覆うようにダイに配置された第二の金型と、を基本構成要素とし、第二の金型が、下向きに開口され、溶融状の樹脂が充填可能な中空部を有するように形成されている。そして、中空部の水平方向の断面形状は、中空部の開口部の面積が、前記第一の金型のキャビティの開口部の面積よりも大きくなるようにして、圧粉磁心コアの水平方向の断面形状に対応して形成される。例えば、直方体状の圧粉磁心コアを製造する場合にあっては、第二の金型は、中空で開口を有する筐体の形状となるように作製され、溶融状の樹脂が隙間から漏洩しないように、ダイに対してシール状態に配置されるように壁部の端部が同一平面にあるように形成される。

本項に記載の態様では、溶融状の樹脂を外部から中空部へ注入し充填することができる開孔を、少なくとも一つ、第二の金型の頂壁に外部から中空部に向け貫通して設けることが好ましい。ただし、溶融状の樹脂の充填は、必ずしも中空部を充満する必要はなく、圧粉磁心コアの側面と上面を含浸し被覆できるような量であればよい。

また、本項に記載の態様では、一定時間まで、樹脂が溶融状態に維持されるように、加熱手段（ヒータ）で熱が第二の金型に付与されていることが好ましい。したがって、第二の金型は、その耐熱温度が、当該樹脂の融点以上であることを要する（第一の金型のダイや下パンチも同様）。樹脂は、粒子状のものを開孔から必要量投入し、同加熱手段からの熱で第二の金型の中空部内で溶融状態にするようにしてもよい。

（４） 樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、その圧縮成形体に溶融状の樹脂を含浸かつ被覆して圧粉磁心コアを製造するのに使用される金型であって、
ダイと、このダイのキャビティ内で樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を作製することが可能な上パンチと下パンチとを含む第一の金型と、
前記キャビティを覆うように前記ダイに配置された第二の金型と、を具備し、
この第二の金型が、前記第一の金型のキャビティに対向する平面部を含み、かつ、前記第一の金型のキャビティの溶融状の樹脂を充填する部位のキャビティの水平断面積が、前記圧縮成形体を成形する部位の水平断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする金型。

本項に記載の態様は、（１）の態様に係る圧粉磁心コアの製造方法に用いられる金型の第２の基本構成を規定するものである。すなわち、当該金型は、ダイと、このダイのキャビティ内で樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を作製することが可能な上パンチと下パンチとを含む第一の金型と、前記キャビティを覆うようにダイに配置された第二の金型と、を基本構成要素とし、第二の金型とダイに、以下の構造的特徴を持たせている。

本項に記載の態様において、第二の金型は、板厚状中実ブロック体であって、好ましくは、溶融状の樹脂が隙間から漏れないように、ダイに対してシール状態に配置される。そして、溶融状の樹脂を、外部からダイと圧縮成形体により画成される中空部へ、注入し充填することができる開孔を、少なくとも一つ、第二の金型の頂壁に外部から中空部に向け貫通して設けることが好ましい。ただし、溶融状の樹脂の充填は、必ずしも中空部を充満する必要はなく、圧粉磁心コアの側面と上面を含浸し被覆できるような量であればよい。

なお、本項に記載の態様でも、上記（３）の態様の場合と同様にして、図示しない加熱手段（ヒータ）で熱が、特に、第二の金型に付与されることが好ましい。

本項に記載の態様では、上記ダイは、頂面から鉛直下方に向かって、一定距離まで、段部が設けられ、もって、第一の金型のキャビティの、溶融状の樹脂を充填する部位のキャビティの水平断面積を、前記圧縮成形体を成形する部位の水平断面積よりも大きくされている。

また、本項の態様では、基本的に、樹脂コート鉄系粉末が、この段部を含む仮想水平面よりも下のレベルになるように、充填されることが好ましい。段部上に、樹脂コート鉄系粉末が存在してしまい、上パンチがダイのキャビティに好適に嵌合せず、もって、かじり現象が生じることを未然防止するためである。

以上のような金型の構成によれば、溶融状の樹脂を充填後に、下パンチを、ダイのキャビティ内で鉛直上方向へ、好ましくは、下パンチが第二の金型の溶融状の樹脂で覆われた面と当接するまで変位させて、溶融状の樹脂を圧縮成形体に含浸し被覆して、圧縮成形体の表面（「表面」には、樹脂コート鉄系粉末の粒子間に存在する微小空間も含む（図４参照）。）に、樹脂層を形成することができる。その結果、酸化（錆びの発生）を防止し、かつ、強度を向上させる樹脂層を備えた圧粉磁心コアを製造することを可能とする。

さらに、本項に記載の態様によれば、樹脂層（シリコン樹脂層）を薄く形成して圧粉磁心コアを作製することができ、従来の射出成形による圧粉磁心コアの製造方法に比べて利点をもたらす。より具体的には、第一の実施形態の欄で、後述する。

さらに、本項に記載の態様によれば、溶融状態の樹脂が圧縮成形体の鉄系粒子同士の狭い隙間にも入りこみ、溶融状態の樹脂と樹脂コート鉄系粉末との密着性が高くなるため、圧粉磁心コアの強度が高まり、耐欠け性（欠けにくい性質）に優れた圧粉磁心コアを製造することを可能とする。
（５） 前記下パンチを前記キャビティ内で鉛直上方向へ変位し、前記溶融状の樹脂を前記圧縮成形体に含浸し被覆して、前記圧縮成形体の表面に樹脂層を形成する駆動手段を有することを特徴とする（３）又は（４）に記載の金型。

本項に記載の態様は、前述したように、（３）又は（４）に記載の態様の金型の下パンチを鉛直上方向に変位させる駆動手段を、当該金型に具備させるものである。この駆動手段による下パンチの駆動によって、溶融状の樹脂を圧縮成形体に含浸し被覆し、圧縮成形体の表面に樹脂層を形成することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１及び図２は、それぞれ、本発明の圧粉磁心コアを製造する方法を実施する第一の実施の形態及び第二の実施の形態を示すための図であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成は図に示す従来のものと同様である。

第一の実施の形態 以下、図１を参照し、（１）で、第一の実施形態に用いられる金型について説明し、（２）で、この金型を用いた第一の実施形態について説明する。

（１）当該金型は、図１に示されるように、ダイ１と、このダイ１のキャビティ２内で樹脂コート鉄系粉末５を圧縮成形し、圧縮成形体６を形成することが可能な上パンチ７と下パンチ３とを含む第一の金型８と、前記キャビティ２を覆うようにダイ１に配置される第二の金型９と、を基本構成要素とし、この後者の第二の金型９に、以下の構造的特徴を持たせている。

すなわち、図１の（ｃ）に示されているように、第二の金型９は、下向きに開口され、溶融状の樹脂１０が充填可能な中空部１１を有している。そして、中空部１１の水平方向の断面形状は、中空部１１の開口部の面積が、前記第一の金型８のキャビティ２の開口部の面積よりも大きくなるように、圧粉磁心コア（図３参照）の水平方向の断面形状に対応して形成されている。例えば、直方体状の圧粉磁心コアを製造する場合は、第二の金型９は、枡のような形状の、開口部を備えた中空の筐体であって、ダイ１に対して、溶融状の樹脂１０が隙間から漏洩しないようにシール状態に開口部の周辺端部が同一平面となるように形成されている。

そして、第二の金型９の頂壁に、溶融状の樹脂１０を外部から中空部９へ注入し充填することができる開孔１０を、少なくとも一つ、外部から中空部に向け貫通して設けるようにされている。溶融状の樹脂１０の充填は、必ずしも中空部１１を充満する必要はなく、圧粉磁心コアの側面６´と上面６Ｔを含浸し被覆できるような量で足りる（図３の参照符号１２参照）。

また、一定時間（少なくとも図１の（ｅ）、（ｄ）に相当する工程の間）まで、樹脂が溶融状態に維持されるように、図示しない、加熱手段（ヒータ）で第二の金型９が加熱される。したがって、第二の金型９は（第一の金型８のダイ１や下パンチ３も同様であるが）、その耐熱温度が、当該樹脂の融点より大きくする必要がある。
なお、図１の（ｄ）の段階で、樹脂は（好ましくは流動性の優れた）粉状のものを開孔１０から必要量投入し、同加熱手段からの熱で第二の金型９の中空部１１内で溶融状態にすることも可能である。

以下に、上記金型の効果を述べるが、第二の実施態様で用いられる金型も同様な効果を奏するため、後述の第二の実施態様で用いられる金型の説明で効果の記載は省略する（よって、以下、説明の便宜のため、両実施態様で同一の材料名や同一部材名等に関し、第二の実施態様を示す図２の参照符号を括弧で括るようにして適宜付した）。

上記の金型によれば、溶融状の樹脂１２（１７）を充填後に、下パンチ３（３０）を、ダイ１（４）のキャビティ内で鉛直上方向へ（好ましくは、下パンチ３（３０）が、第二の金型９（１６）の溶融状の樹脂１２（１７）で覆われた面９Ｂ（１６Ｂ）と当接するまで変位させ、そして、溶融状の樹脂１２（１７）を圧縮成形体６（６０）に含浸し被覆して、圧縮成形体６（６０）の表面（「表面」には、樹脂コート鉄系粉末の粒子間に存在する微小空間も含むものとする（図４参照）。）に、図３及び図４に示されるような樹脂層１２を形成し、もって、酸化（錆びの発生）を防止し、かつ、強度を向上させることができる樹脂層１２を備えた圧粉磁心コア２０（２２）を製造することを可能とする。

さらに、同金型によれば、樹脂層（シリコン樹脂層）を薄くして圧粉磁心コアを製造することができ、従来の射出成形による製造方法に比べて利点をもたらす。より具体的には、従来の射出成形に比べて、同金型によれば、樹脂層が薄膜化されたとき、一般に０．５ｍｍ程度の厚さが限界であるが、樹脂層を０．０５ｍｍ（５０μｍ）程度以下の厚さに形成される。圧粉磁心コアの酸化（錆びの発生）防止目的には、樹脂コートの鉄系粉末が材料であるため、樹脂層の厚さは防錆にそれほど寄与せず、樹脂が剥離した部分の鉄系材料が酸素に触れなければ十分である。むしろ、樹脂層の薄膜化は、後工程で樹脂の除去をする工程を容易化し、さらに、圧粉磁心コアの寸法精度を優れたものとし、さらに全体の体積が、樹脂層が存在しても、無用に増加することがない利点がある。また、従来の射出成形に比べて、同金型によれば、圧粉磁心コア（ワーク）と、ダイのキャビテ_ィとの間のクリアランスが、ほぼなくなるため、ワークとこのワークの側面（外周部）に形成される樹脂層との位置関係が精確となり、加えて、樹脂層の厚みばらつき（偏肉）を小さくすることもできる。

さらに、同金型によれば、溶融状態の樹脂が圧縮成形体（圧粉磁心コア）の鉄系粒子同士の狭い隙間にも入りこみ（図４参照）、溶融状態の樹脂と樹脂コート鉄系粉末との密着性が高くなるため、圧粉磁心コアの強度が高まり、耐欠け性（欠けにくい性質）に優れた圧粉磁心コアを製造することを可能とする。

以上より、図３に示されたような、圧縮成形体６に樹脂層１２に被覆された圧粉磁心コア２０（２２）が製造される。なお、この圧粉磁心コア２０（２２）は、その用途に応じて、上記金型を交換し、水平断面形状を変更することによって、直方体状、円柱状、棒状、円板状、トロイダル状等、任意の形状、並びに任意の体積に作製することができる。

（２）以下、第一の実施形態を、工程Ａから工程Ｅに分けて説明をする。
工程Ａ：この工程では、図１の（ａ）に示されているように、ダイ１と下パンチ３とによって形成されるキャビティへ、図示しないホッパーに収納された樹脂コート鉄系粉末５が、上方から図示しないチューブ部材を通過して充填される。ダイ１は、図示しないプレス成形機（圧縮成形機）に固定されているが、圧縮成形品（圧粉磁心コア）の形状を変更するときや、ダイ１、上パンチ７及び下パンチ３の間で、かじり等の現象が発生したときに、上パンチ７及び下パンチ３と共に、若しくは別個に交換することができる。

このダイ１に嵌合された上パンチ７及び下パンチ３は、ダイ１のキャビティ２内の鉛直上下方向に沿って、任意のプレス圧力によって変位可能とされている。樹脂コート鉄系粉末５が、キャビティ内に充填される前に、ステアリン酸リチウム等の高級脂肪酸塩が潤滑剤として、ダイ１のキャビティ２の内壁に塗布される。これにより、上パンチ７又は下パンチ３のキャビティ２内の変位が円滑になされ、第１のキャビティ２内における、早発のかじり発生を予防することができる。

また、この工程Ａにおいて、キャビティ２に樹脂コート鉄系粉末５が充填される際、ダイ１、上パンチ７、及び下パンチ３を含む金型（金型のセット）や、図示しないホッパーに収納されている樹脂コート鉄系粉末５を、適度に振動させながら、図示しないチューブ状部材を通じキャビティへ充填することもできる。また、キャビティに樹脂コート鉄系粉末５が充填されている最中又はその後に、振動により充填状態を均一化することもできる。

樹脂コート鉄系粉末５は、鉄系粒子をコア材として、その上にシリコン樹脂等の樹脂コートで予め被覆されたものである。鉄系粒子は、鉄を含む、強磁性の非酸化性金属粒子であって、例えば、鉄（純鉄のような非酸化鉄）、ケイ化鉄、パーマロイ、スーパーマロイ等の鉄系粒子や、ヘガネス社製のＡＢＣ１００．３０（商品名）を用いることができる。鉄系粒子（鉄系粉粒）は、造粒若しくは粗粒でもよいが、高密度の圧粉磁心コアを得るには、その粒径が２０から３００μｍが好ましく、さらに、５０から２００μｍがさらに好ましい。該鉄系粒子に、公知の方法で樹脂被覆させ樹脂コート鉄系粉末を作製してもよいが、例えばヘガネス社製のＳＯＭＡＬＯＹ５００（商品名）のように予め樹脂コートが被覆された鉄粉を用いてもよい。

工程Ｂ：この工程では、図１の（ｂ）に示されているように、下パンチ３の頂面と対向する底面を有する上パンチ７を、ダイ１のキャビティへ上方から嵌合させ、鉛直下方向に沿って変位させて、樹脂コート鉄系粉末５に、上パンチ７及び／又は下パンチ３でプレス圧を加え圧縮成形することで、圧縮成形体６が形成される。このとき、樹脂コート鉄系粉末５を、最密状態（樹脂コート鉄系粉末５を構成する粒子が最も充填された状態）まで圧縮成形してもよいが、後述する工程Ｅで、圧縮成形体６へ（樹脂コート鉄系粉末５を構成する粒子間に）溶融シリコン樹脂１２を多めに含浸かつ被覆させるためには、最密状態よりも低い密度状態で圧縮成形をとどめておくようにする。

工程Ｃ：この工程では、図１の（ｃ）に示されているように、上パンチ７を鉛直上方向に沿って変位させ、ダイ１のキャビティ２から除去させる。そして、その後、下向きに開口された中空形状を持ち、この開口の水平断面の面積が、前記キャビティの水平断面の面積よりも大きい樹脂成形用金型９であって、その頂面からその裏面に通じる樹脂充填孔１０が設けられているものが、ダイ１のキャビティ２の上に、キャビティ２を覆うようにして、好ましくは溶融状態の樹脂が漏れないようにシール状態になるように配置される。樹脂充填孔１０の位置は、ダイ１のキャビティの鉛直中心軸に沿った中央位置にあることが、樹脂コート鉄系粉末５が圧縮成形体６の上を均一に覆うようにするためには望ましい。なお、樹脂充填孔１０を複数個、設けるようにしてもよい。

工程Ｄ：この工程では、図１の（ｄ）に示されているように、樹脂成形用金型９の樹脂充填孔１０から、シリコン樹脂１２を充填する。充填前にシリコン樹脂１２が溶融状態にされていることが好ましい。充填量は、少なくとも圧縮成形体６の側面全体６´を覆う量と、圧縮成形体６の上面６Ｔを覆う量との総計量であればよい。また、シリコン樹脂１２が、圧縮成形体６に、好適に密着し、含浸かつ被覆するように、樹脂成形用金型９の温度を適宜上昇させるようにしてもよい。

工程Ｅ：この工程では、図１の（ｅ）に示されているように、下パンチ３を、ダイ１のキャビティの鉛直上方向へプレス圧を与えて変位させ、圧縮成形体６を、溶融状のシリコン樹脂１２に覆われた樹脂成形用金型９に当接させて、溶融状のシリコン樹脂１２を用いて圧縮成形体６を被覆する。この工程Ｅにより、溶融状のシリコン樹脂１２が、圧縮成形体６の側面６´及び上面６Ｔを被覆し、さらに、側面６´及び上面６Ｔの数μｍから数十μｍほど、圧縮成形体６の内部に含浸する。これにより、側面６´が、シリコン樹脂１２でさらに被覆され、もって、その部分からの酸化（錆びの発生）を防止することができ、さらには、側面６´と上面６Ｔの樹脂による含浸によって、圧粉磁心コア２０（図３）の全体強度を高めることができる。この工程Ｅの最後には、溶融状のシリコン樹脂を、冷却し、熱収縮させつつ固体状態にする。

この工程では、樹脂成形用金型９の樹脂充填孔１０から、圧縮成形体６を含浸かつ被覆したシリコン樹脂に使用された以外の余剰のシリコン樹脂が、基本的に樹脂充填孔１０から押し出される。かかる場合、この余剰のシリコン樹脂は、自然冷却し、熱収縮させつつ固体状態にされた後で、樹脂成形用金型９をダイ１面から取り除く前に、樹脂成形用金型９の頂面に沿って切断加工され、その後、樹脂成形用金型９をダイ１から取り除いた後で、樹脂充填孔１０を充填していた分の凸状のシリコン樹脂部１３についてさらに、圧縮成形体６の頂面に沿って切断加工する。このようにして、図３に示されたような樹脂コート鉄系粉末が圧縮成形され、かつ、樹脂コート１２が含浸かつ被覆された圧粉磁心コア２０（図３）が製造される。なお、凸状のシリコン樹脂部６を、切断加工せずに、圧粉磁心コア２０（図３）の上に巻き線をするときの、巻き線のストッパー部、アセンブリ時の位置決め手段、若しくは固定手段等に適宜利用するようにしてもよい。

第二の実施の形態 以下、図２を参照して、（１）で、第二の実施形態に用いられる金型について説明し、（２）で、この金型を用いた第二の実施形態について説明する。なお、第二の実施の形態と第一の実施形態において重複する内容についての説明は適宜省略する。

（１）当該金型は、ダイ４と、このダイ４のキャビティ２１内で樹脂コート鉄系粉末５０を圧縮成形し、圧縮成形体６０を形成することが可能な上パンチ７０と下パンチ３０とを含む第一の金型８０と、前記キャビティ２１を覆うようにダイ４に配置された第二の金型１６と、を基本構成要素とし、第二の金型１６とダイ４に、以下の構造的特徴を持たせている。

まず、図２の（ｃ）に示されるように、第二の金型１６は、板厚の中実ブロック体であって、溶融状の樹脂１７を、外部から、ダイ４と圧縮成形体６０により画成される中空部１５へ、注入し充填することができる開孔１８が、少なくとも一つ、第二の金型１６の頂壁に外部から中空部１５に向け貫通して設けられており、ダイ４に対してシール状態に配置されている。溶融状の樹脂１７の充填は、必ずしも中空部１５を充満する必要はなく、圧粉磁心コアの側面６０´と上面６０Ｔを含浸し被覆できるような量であればよい（図３の参照符号１２参照）。

そして、図２の（ａ）に示されるように、ダイ４は、キャビティ２１に、ダイ４の頂面４Ｔから鉛直下方に向かって、一定距離まで、段部４´が、仮想水平面に沿って設けられ、もって、第一の金型８０のキャビティの溶融状の樹脂１７を充填する部位のキャビティ１５の水平断面積が、前記圧縮成形体を成形する部位６０の水平断面積よりも大きく形成されている。

そして、同図から分かるように、基本的に、樹脂コート鉄系粉末５０が、この段部４´を含む仮想水平面よりも下のレベルＬ以下になるように、充填される。段部４´上に、樹脂コート鉄系粉末２１が存在してしまい、もって、上パンチ７０がダイ４のキャビティ５０に好適に嵌合せず、いわゆる、かじり現象を防止するためである。

（２）以下、当該第二の実施形態を、工程Ａから工程Ｅに分けて説明をする。
工程Ａ：この工程では、図２の（ａ）に示されているように、ダイ４と下パンチ３０とによって形成されるキャビティ２１へ、図示しないホッパーに収納された樹脂コート鉄系粉末５０が、上方から充填されるが、第二の実施形態の工程Ａでは、ダイ４に段部４´が設けられている。そして、樹脂コート鉄系粉末５０は、この段部４´のレベルＬよりも低いレベルまで充填されるに留まるようにされている。この段部４´のレベルＬよりも上に、樹脂コート鉄系粉末５があるときは、かじり等の不具合をおこすおそれもあり、また後の溶融状態の樹脂に混在し樹脂被覆にも好ましくない。そのため、金型全体を振動させて、すべての樹脂コート鉄系粉末５をダイ２のキャビティ２１内に落としこんでおくようにする。

工程Ｂ：この工程では、図２の（ｂ）に示されているように、下パンチ３０の頂面と対向する底面を有する上パンチを、ダイ４のキャビティ２１へ上方から嵌合させ、鉛直下方向に沿って変位させて、樹脂コート鉄系粉末５０に、上パンチ７０、下パンチ３０でプレス圧を加え圧縮成形し、圧粉磁心コアとなる圧縮成形体６０を形成する。第二の実施形態の工程Ｂの特徴は、圧縮成形体６０の頂面が、段部４´のレベルＬと同じか、それよりも低いレベルに留まるようにされている点にある。

工程Ｃ：この工程では、図１の（ｃ）に示されているように、上パンチ７０を鉛直上方向に沿って変位させ、ダイ４のキャビティから除去するが、工程Ｃの特徴は、水平断面の面積が、ダイ４のキャビティの水平断面の面積よりも大きい、中実形状の樹脂成形用金型であって、その頂面からその裏面に通じる樹脂充填孔１８が設けられているものを、ダイ４のキャビティ２１の上に、キャビティ２１を覆うようにして設置する点にある。

工程Ｄ：この工程では、図２の（ｄ）に示されているように、樹脂成形用金型１６の樹脂充填孔１８から、溶融状態のシリコン樹脂１７が充填されるが、第二の実施形態の工程Ｄの特徴は、シリコン充填箇所が、樹脂成形用金型１６Ｂの下面から段部４´のレベルＬまでの部分までを高さとする空間である点にある。

工程Ｅ：この工程では、図２の（ｅ）に示されているように、図示しない駆動手段により、プレス圧を与えて、下パンチ３０を、ダイ４のキャビティの鉛直上方向へ変位させ、圧縮成形体６０を、樹脂充填孔１８を持つ樹脂成形用金型１６に当接するようにさせながら、溶融状のシリコン樹脂１７を用いて圧縮成形体６０を被覆する。第二の実施形態の工程Ｅで、段部４´の上に存在する溶融状のシリコン樹脂１７が、圧縮成形体６０の側面６０´を被覆する。これにより、側面の樹脂コート鉄系粉末から成形された圧縮成形体６０の樹脂剥離部が、シリコン樹脂１７でさらに被覆することで補修され、もって、第一の実施形態の場合の圧粉磁心コア２０と同様な、図３に示された圧粉磁心コア２２が製造される。

本発明は、樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧粉磁心コアを作製する分野に利用できる。

図１は、本発明の圧粉磁心コア製造方法の、第一の実施形態の製造工程のフローを説明するための概念図である。 図２は、本発明の圧粉磁心コア製造方法の、第二の実施形態の製造工程のフローを説明するための概念図である。 図３は、本発明の圧粉磁心コア製造方法により製造される圧粉磁心コアの断面図の一例である。 図４は、本発明の圧粉磁心コア製造方法により製造される圧粉磁心コアの樹脂層近傍を拡大して概略的に示した断面図の一例である。

符号の説明

１、４：ダイ、２、２１：キャビティ、３、３０：下パンチ、５、５０：樹脂コート鉄系粉末、６、６０：圧縮成形体、７、７０：上パンチ、１１、１６：樹脂成形用金型、１０、１８：貫通口、１１、１５：中空形状、１２、１７：樹脂

Claims (5)

1. ダイと、このダイのキャビティ内で一軸方向に変位可能な上パンチと下パンチとを具備する金型を用いて、圧縮成形加工により圧粉磁心コアを製造する方法であって、
   ダイと下パンチとによって形成されるキャビティへ、樹脂コート鉄系粉末を充填する工程Ａと、
   前記樹脂コート鉄系粉末を下パンチと上パンチで圧縮成形し、前記樹脂コート鉄系粉末の圧縮成形体を形成する工程Ｂと、
   上パンチをキャビティから除去し、樹脂充填孔を持つ樹脂成形用金型を、前記ダイの上にキャビティを覆うようにして設置する工程Ｃと、
   溶融状の樹脂を、前記樹脂充填孔から前記キャビティ内に充填する工程Ｄと、
   前記下パンチを前記キャビティ内で鉛直上方向へ変位させ、前記溶融状の樹脂を前記圧縮成形体に含浸し被覆して、前記圧縮成形体の表面に樹脂層を形成する工程Ｅと、を含むことを特徴とする圧粉磁心コアの製造方法。
2. 工程Ｅにおいて、前記樹脂コート鉄系粉末の圧縮成形体の少なくとも側面に、前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項１に記載の圧粉磁心コアの製造方法。
3. 樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、その圧縮成形体に溶融状の樹脂を含浸かつ被覆して圧粉磁心コアを製造するのに使用される金型であって、
   ダイと、このダイのキャビティ内で樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を作製することが可能な上パンチと下パンチとを含む第一の金型と、
   前記キャビティを覆うように前記ダイに配置された第二の金型と、を具備し、
   この第二の金型が、下向きに開口され、溶融状の樹脂が充填可能な中空部を有し、この中空部の開口部の面積が、前記第一の金型のキャビティの開口部の面積よりも大きく形成されていることを特徴とする金型。
4. 樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、その圧縮成形体に溶融状の樹脂を含浸かつ被覆して圧粉磁心コアを製造するのに使用される金型であって、
   ダイと、このダイのキャビティ内で樹脂コート鉄系粉末を圧縮成形し、圧縮成形体を作製することが可能な上パンチと下パンチとを含む第一の金型と、
   前記キャビティを覆うように前記ダイに配置された第二の金型と、を具備し、
   この第二の金型が、前記第一の金型のキャビティに対向する平面部を含み、かつ、前記第一の金型のキャビティの溶融状の樹脂を充填する部位のキャビティの水平断面積が、前記圧縮成形体を成形する部位の水平断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする金型。
5. 前記下パンチを前記キャビティ内で鉛直上方向へ変位し、前記溶融状の樹脂を前記圧縮成形体に含浸し被覆して、前記圧縮成形体の表面に樹脂層を形成する駆動手段を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の金型。

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