JP2013201394A - Split magnetic core and method of molding dust core for split magnetic core - Google Patents

Split magnetic core and method of molding dust core for split magnetic core Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of molding a dust core for a split magnetic core that suppresses iron loss W.SOLUTION: A molding die comprises: a fixed die 10 having a through hole 11 forming a side face of a dust core; a movable die 20 fitted slidably in the through hole 11 of the fixed die 10 to form a die hole of its side face 21 and the through hole 11 of the fixed die 10, the side face 21 forming an end face crossing a magnetic path; a lower punch 30 fitted slidably in the die hole, an upper end surface thereof forming a lower surface of the dust core; and an upper punch 40 fitted slidably in the die hole, a lower end surface thereof forming an upper surface of the dust core. The molding die is used, material powder P is charged in a cavity formed of the die hole and the upper end surface of the lower punch 30, and the charged material powder P is pressed with the upper punch 40 and the lower punch 30 to be formed by compression. The lower punch 30 and the movable die 20 are synchronously elevated relatively to the fixed die 10 to extract a compression-molded body C from the die hole.

Description

本発明は、磁性粉末を圧縮成形してなる圧粉磁心を複数所定形状に組み合わせた分割磁心と分割磁心用圧粉磁心の成形方法に関する。   The present invention relates to a divided magnetic core in which a plurality of powder magnetic cores formed by compression molding magnetic powder are combined in a predetermined shape and a method for forming a powder magnetic core for a divided magnetic core.

近年、燃料電池車、電気自動車、ハイブリッド自動車等の低公害車の開発が進められている。特に、ハイブリッド自動車は、国内外で普及が進みつつある。このようなハイブリッド自動車等において、バッテリーの電圧から電装品用の電圧へ降圧する場合や、モータ等をインバータ制御する場合には、直流電流から高周波数の交流電源への変換がスイッチング電源などを介して行われる。   In recent years, development of low-emission vehicles such as fuel cell vehicles, electric vehicles, and hybrid vehicles has been promoted. In particular, hybrid vehicles are becoming increasingly popular in Japan and overseas. In such a hybrid vehicle or the like, when the voltage of the battery is lowered to the voltage for the electrical component or when the motor or the like is controlled by an inverter, conversion from a direct current to a high frequency alternating current power supply is performed via a switching power supply or the like. Done.

上記のようなスイッチング電源の回路には、磁心と、その磁心の周囲に巻回されたコイルとからなるリアクトルが設けられる。リアクトルの性能としては、小型、低損失、低騒音であることに加え、幅広い直流電流領域で安定したインダクタンス特性を有すること、すなわち、直流重畳特性に優れることが求められる。そのため、リアクトル用磁心としては、低鉄損であるとともに、低磁場から高磁場まで微分透磁率が低下せず透磁率が安定している磁心、すなわち、恒透磁率性に優れる磁心が望ましい。   In the circuit of the switching power supply as described above, a reactor including a magnetic core and a coil wound around the magnetic core is provided. As the performance of the reactor, in addition to being small in size, low loss and low noise, it is required to have stable inductance characteristics in a wide DC current range, that is, excellent in DC superimposition characteristics. Therefore, the core for the reactor is preferably a magnetic core that has a low iron loss and a stable permeability without decreasing the differential magnetic permeability from a low magnetic field to a high magnetic field, that is, a magnetic core having excellent constant magnetic permeability.

一般に、リアクトル用磁心は、珪素鋼板により構成されているが、透磁率が高い材料であるため高磁場側では磁束密度が飽和し、磁化曲線の接線の傾きである微分透磁率が低下してしまう。このような恒透磁率性に劣る磁心をリアクトルに適用するためには、磁心を複数に分割した分割磁心とし、そのギャップにより磁束密度の飽和を抑制して恒透磁率となるよう調整している。   In general, a reactor magnetic core is made of a silicon steel plate, but since it is a material with high magnetic permeability, the magnetic flux density is saturated on the high magnetic field side, and the differential magnetic permeability, which is the slope of the tangent to the magnetization curve, is reduced. . In order to apply such a magnetic core inferior to the constant magnetic permeability to the reactor, the magnetic core is divided into a plurality of divided cores, and the gap is adjusted so as to obtain a constant magnetic permeability by suppressing saturation of the magnetic flux density. .

しかしながら、珪素鋼板は、鉄を硬化させる珪素を含有することで渦電流損を向上させているため硬く、曲げ加工が困難である。このため、一般的な磁心の場合には、珪素鋼板を打ち抜き加工するとともに、打ち抜かれた珪素鋼板を積層することで作製せざるを得ず、造形性に乏しいものであった。このような加工性に乏しい珪素鋼板によりリアクトルを製造する場合は、珪素鋼板を芯材に巻き付けて巻き鉄心を作製するとともに、巻き付けた珪素鋼板を溶接等により接着し、次いでこれを切断して複数に分割し、切断面の調整や寸法の調整を行う微加工を行う等多大な工程を要する。また、珪素鋼板は透磁率が高いことから、磁路の途中でギャップを形成した分割磁心とする場合に、ギャップを厚くする必要があるが、そうすると、漏れ磁束の発生、損失の増加、騒音の増大やリアクトルの大型化を招くこととなる。   However, the silicon steel sheet is hard because it contains silicon that hardens iron to improve eddy current loss, and is difficult to bend. For this reason, in the case of a general magnetic core, a silicon steel sheet must be punched and produced by stacking the punched silicon steel sheets, and the moldability is poor. When manufacturing a reactor with such a silicon steel plate having poor workability, a silicon steel plate is wound around a core material to produce a wound iron core, and the wound silicon steel plate is bonded by welding or the like, and then cut into a plurality of It requires a large number of steps such as fine processing for adjusting the cut surface and adjusting the dimensions. In addition, since the silicon steel sheet has high magnetic permeability, it is necessary to increase the gap when forming a split core with a gap formed in the middle of the magnetic path. This will increase the size of the reactor and reactor.

このため、近年、鉄などの軟磁性金属粉末を圧縮成形して作製した圧粉磁心の適用が進んでいる。圧粉磁心は、珪素鋼板などによる積層磁心と比較して、作製時の材料歩留まりが良く、材料コストを低減することができる。また、形状自由度が高く、磁心形状の最適設計を行うことにより特性向上を図ることが可能である。さらに、有機樹脂や無機粉末などの電気絶縁物質と金属粉末を混合したり、金属粉末の表面に電気絶縁被膜を被覆したりして金属粉末間の電気絶縁性を向上させることにより、磁心の渦電流損を大幅に低減することができ、特に高周波域において優れた磁気特性が得られる。これらの特徴から、リアクトル用磁心として圧粉磁心が注目されている(特許文献1,2等)。   For this reason, in recent years, the application of powder magnetic cores produced by compression-molding soft magnetic metal powder such as iron has been advanced. Compared with a laminated magnetic core made of a silicon steel plate or the like, the dust core has a good material yield at the time of production and can reduce the material cost. In addition, the degree of freedom in shape is high, and it is possible to improve the characteristics by optimal design of the magnetic core shape. Furthermore, by mixing the metal powder with an electrical insulation material such as organic resin or inorganic powder, or by coating the surface of the metal powder with an electrical insulation coating, the electrical insulation between the metal powders is improved, thereby improving the vortex of the magnetic core. The current loss can be greatly reduced, and excellent magnetic properties can be obtained particularly in the high frequency range. Because of these characteristics, dust cores are attracting attention as reactor cores (Patent Documents 1, 2, etc.).

特開2004−146804号公報JP 2004-146804 A 国際公開WO2011/118774号公報International Publication WO2011 / 118774

上記の圧粉磁心を磁路の途中でギャップを形成しない一般の磁心として用いる場合は、金属粉末表面に形成された電気絶縁被膜が有効に機能し、磁心の渦電流損Wを大幅に低減して鉄損Wを低く抑制することができるが、磁路の途中でギャップを形成した分割磁心を構成すると渦電流損Wが増大し、鉄損Wが増加するという現象が生じた。 When used as a magnetic core for general without the dust core to form a gap in the middle of the magnetic path, the electrical insulating film formed on the metal powder surface is effectively functioning, greatly reduce the eddy current loss W e of the magnetic core and it is possible to suppress lowering the iron loss W, when forming the divided cores forming a gap in the middle of the magnetic path increases the eddy current loss W e is resulted a phenomenon that iron loss W are increased.

鉄損Wは渦電流損Wとヒステリシス損Wの和であり、渦電流損Wは下記数1、ヒステリシス損Wは下記数2のように示されるから鉄損Wは下記数3のように示される。ここで、fは周波数、Bは励磁磁束密度、ρは固有抵抗値、tは材料の厚み、k,kは係数である。 The iron loss W is the sum of the eddy current loss W e and the hysteresis loss W h . The eddy current loss W e is expressed by the following formula 1, and the hysteresis loss W h is expressed by the following formula 2, so the iron loss W is expressed by the following formula 3 As shown. Here, f is a frequency, B m is an exciting magnetic flux density, ρ is a specific resistance value, t is a thickness of the material, and k 1 and k 2 are coefficients.

Figure 2013201394
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これら数1〜3から明らかなように、渦電流損Wは周波数fの二乗に比例して大きくなり、特に、リアクトルは高周波領域において使用されるため、このような用途向けとした場合、鉄損Wを低減するためには渦電流損Wの抑制が不可欠である。 As these numbers 1-3 clear, eddy current loss W e increases in proportion to the square of the frequency f, especially since the reactor is used in a high frequency range, the case of such a application, iron to reduce the losses W is essential suppression of eddy current loss W e.

よって、本発明は、磁路の途中で分割された分割磁心を圧粉磁心で構成するに際し、渦電流損Wを低減して、鉄損Wを抑制した分割磁心を提供するとともに、分割磁心用として好適な圧粉磁心の成形方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention, when constituting the divided split core in the middle of the magnetic path in the dust core, by reducing the eddy current loss W e, as well as providing a split magnetic core that suppresses the iron loss W, split core An object of the present invention is to provide a method for forming a dust core suitable for use.

本発明の分割磁心は、磁路の中途で分割され、磁路に対し横断する端面を有する複数の圧粉磁心を組み合わせて構成される分割磁心において、個々の圧粉磁心は、表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末をダイの型孔に充填し、上下一対のパンチで圧縮成形した後、得られた成形体をダイの型孔から抜き出すことにより成形されるとともに、前記端面をダイの型孔と擦過することなしにダイの型孔から抜き出した圧粉磁心により構成されていることを特徴とする。なお、本発明における「擦過」とは、部材どうしが互いに擦れ合うことで痕が残ることを言う。また、以下の説明で使用する「摺動」とは、部材どうしが互いに擦れ合うが痕が残らないことを言う。   The split magnetic core of the present invention is divided in the middle of the magnetic path, and in the split magnetic core configured by combining a plurality of dust cores having end faces that cross the magnetic path, the surface of each of the dust cores is insulation-coated. After filling the raw material powder with the soft magnetic powder as a main raw material into the die hole and compression molding with a pair of upper and lower punches, the resulting molded body is molded by extracting from the die hole, It is characterized by comprising a dust core extracted from the die hole without rubbing the end face with the die hole. In the present invention, “rubbing” means that marks remain when members are rubbed against each other. In addition, “sliding” used in the following description means that the members rub against each other but no trace remains.

また、本発明の分割磁心用圧粉磁心の成形方法は、磁路の中途で分割され、磁路に対し横断する端面を有する複数の圧粉磁心を組み合わせて構成される分割磁心用圧粉磁心のうちの少なくとも1つの分割磁心用圧粉磁心の成形方法であって、圧粉磁心の端面に隣接する側面を形成する貫通孔を有する固定ダイと、固定ダイの貫通孔に摺動自在に嵌合され、その側面と固定ダイの貫通孔とで型孔を構成するとともに、側面が前記端面を形成する可動ダイと、型孔に摺動自在に嵌合し、その上端面が圧粉磁心の下面を形成する下パンチと、型孔に摺動自在に嵌合し、その下端面が圧粉磁心の上面を形成する上パンチと、からなる成形金型を用い、型孔と下パンチの上端面から形成されるキャビティに、表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末を充填し、上パンチおよび下パンチにより充填された原料粉末を押圧して圧縮成形し、下パンチと可動ダイを同期させて、固定ダイと相対的に上昇して圧縮成形された成形体を型孔から抜き出すことを特徴とする。   In addition, the method for forming a powder magnetic core for a divided magnetic core according to the present invention comprises a powder magnetic core for a divided magnetic core configured by combining a plurality of powder magnetic cores having end faces that are divided in the middle of the magnetic path and intersect the magnetic path. A method for forming a powder magnetic core for at least one of the divided magnetic cores, comprising: a fixed die having a through hole forming a side surface adjacent to an end surface of the powder magnetic core; and a slidably fitted in the through hole of the fixed die The side surface and the through hole of the fixed die form a mold hole, the side surface is slidably fitted into the mold hole, and the upper end surface of the dust core is Using a molding die consisting of a lower punch that forms the lower surface and an upper punch that slidably fits in the mold hole and whose lower end surface forms the upper surface of the dust core, Soft magnetic powder whose surface is insulated and coated in the cavity formed from the end face The raw powder filled with the upper punch and the lower punch is pressed and compression molded, and the lower punch and the movable die are synchronized to rise relative to the fixed die. The body is extracted from the mold cavity.

本発明の分割磁心用圧粉磁心の成形方法においては、可動ダイと下パンチを一体化し、圧粉磁心の下面を形成する段部上面と、圧粉磁心の磁路に対し横断する端面を形成する角部側面を備えた段付き下パンチを用いてもよく、成形金型が、圧粉磁心の内周側面を形成するコアロッドを備えていてもよい。また、可動ダイは、圧粉磁心の磁路に対し横断する2つの端面を形成する2つの側面を備えていてもよい。   In the method of molding a powder magnetic core for a split magnetic core according to the present invention, a movable die and a lower punch are integrated to form an upper surface of a step portion that forms the lower surface of the powder magnetic core and an end surface that intersects the magnetic path of the powder magnetic core. A stepped lower punch having a corner side surface to be used may be used, and the molding die may include a core rod that forms the inner peripheral side surface of the dust core. Further, the movable die may include two side surfaces that form two end surfaces that cross the magnetic path of the dust core.

本発明の分割磁心は、磁路に対し横断する端面をダイの型孔と擦過することなしにダイの型孔から抜き出した圧粉磁心により構成されるので、擦過による絶縁被膜の破損がなく、渦電流損Wが抑制され鉄損Wの低い分割磁心とすることができる。また、本発明の分割磁心用圧粉磁心の成形方法では、磁路に対し横断する端面をダイの型孔と擦過させることなく圧粉磁心をダイの型孔から抜き出すことができる。したがって、磁路に対し横断する端面に塑性流動が生じておらず、絶縁被覆が維持された良好な状態で成形を行うことができ、分割磁心を構成する圧粉磁心の成形に好適である。 Since the split magnetic core of the present invention is composed of the dust core extracted from the die hole without rubbing the die end hole crossing the magnetic path, there is no damage to the insulating coating due to rubbing, can be eddy current loss W e is a lower split core of iron loss W is suppressed. Further, in the method for forming a powder magnetic core for a split magnetic core according to the present invention, the powder magnetic core can be extracted from the die hole without rubbing the end face crossing the magnetic path with the die hole of the die. Therefore, plastic flow does not occur on the end face crossing the magnetic path, and the molding can be performed in a good state in which the insulating coating is maintained, which is suitable for molding the dust core constituting the split magnetic core.

分割磁心の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of a division | segmentation magnetic core. サイドコアを成形する一般的な成形金型を示す概略図である。It is the schematic which shows the general shaping die which shape | molds a side core. 図2に示す一般的な成形金型を用いた場合の成形工程を説明する概略図であり、(a)は充填段階、(b)は圧縮段階、(c)は抜き出し段階、(d)は抜き出された成形体の側面部表面の組織を示す模式図、(e)は抜き出された成形体の側面部表面のSEM写真である。It is the schematic explaining the shaping | molding process at the time of using the general shaping die shown in FIG. 2, (a) is a filling stage, (b) is a compression stage, (c) is an extraction stage, (d) is a drawing stage. The schematic diagram which shows the structure | tissue of the side part surface of the extracted molded object, (e) is a SEM photograph of the side part surface of the extracted molded object. 本発明の第1実施形態で用いる成形金型を示す概略図であり、(a)は、固定ダイ、可動ダイ、下パンチ、および上パンチの各々の斜視図、(b)は、固定ダイと可動ダイを組み合わせた際の、(a)における破線で破断した断面斜視図、(c)はその平面図である。It is the schematic which shows the shaping die used in 1st Embodiment of this invention, (a) is a perspective view of each of a fixed die, a movable die, a lower punch, and an upper punch, (b) is a fixed die, The cross-sectional perspective view fractured | ruptured with the broken line in (a) at the time of combining a movable die, (c) is the top view. 本発明の第1実施形態の成形方法を説明するための図4(c)のA−A’線断面における各部の動作状態を説明する概略図であり、(a)は充填段階、(b)は圧縮段階、(c)は抜き出し段階を示す図である。It is the schematic explaining the operation | movement state of each part in the AA 'line cross section of FIG.4 (c) for demonstrating the shaping | molding method of 1st Embodiment of this invention, (a) is a filling step, (b). Is a diagram showing a compression stage, and (c) is a drawing showing an extraction stage. 本発明の分割磁心用圧粉磁心の成形方法により成形された圧粉磁心の磁路に対し横断する端面の表面を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the surface of the end surface crossing with respect to the magnetic path of the powder magnetic core shape | molded by the shaping | molding method of the powder magnetic core for division | segmentation magnetic cores of this invention. 本発明の第2実施形態で用いる成形金型を示す概略図であり、(a)は、固定ダイ、段付き下パンチ、および上パンチの各々の斜視図、(b)は、固定ダイと段付き下パンチを組み合わせた際の、(a)における破線で破断した断面斜視図、(c)は固定ダイの平面図である。It is the schematic which shows the shaping die used in 2nd Embodiment of this invention, (a) is a perspective view of each of a fixed die, a stepped lower punch, and an upper punch, (b) is a fixed die and a step. The cross-sectional perspective view which fractured | ruptured with the broken line in (a) at the time of combining a subordinate punch, (c) is a top view of a fixed die. 本発明の第2実施形態の成形方法を説明するための図7(c)のA−A’線断面における各部の動作状態を説明する概略図であり、(a)は充填段階程、(b)は圧縮段階、(c)は抜き出し段階を示す図である。It is the schematic explaining the operation | movement state of each part in the AA 'line cross section of FIG.7 (c) for demonstrating the shaping | molding method of 2nd Embodiment of this invention, (a) is a filling step, (b ) Is the compression stage, and (c) is the drawing stage. 本発明の実施形態の変形例であり、固定ダイ10の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a fixed die 10 which is a modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の他の変形例であり、(a)は分割磁心の平面図、(b)は分割磁心を構成する磁心の斜視図、(c)は(b)の磁心を成形する成形金型の平面図である。It is the other modification of embodiment of this invention, (a) is a top view of a division | segmentation magnetic core, (b) is a perspective view of the magnetic core which comprises a division | segmentation magnetic core, (c) is shaping | molding which shape | molds the magnetic core of (b). It is a top view of a metal mold | die. 分割磁心を構成するミドルコアの成形に本発明の実施形態を適用した例であり、(a)は図1に示すミドルコアの斜視図、(b)は(a)の磁心を成形する成形金型の平面図、(c)〜(e)は(b)のB−B’線断面における成形金型の断面図である。It is the example which applied embodiment of this invention to shaping | molding of the middle core which comprises a division | segmentation magnetic core, (a) is a perspective view of the middle core shown in FIG. 1, (b) is the molding die which shape | molds the magnetic core of (a). Plan views (c) to (e) are cross-sectional views of the molding die taken along the line BB 'in (b). 分割磁心を構成するミドルコアの形状およびミドルコアを成形する成形金型を説明するための概略図であり、(a)は図1に示すミドルコアの斜視図、(b)はミドルコアを成形するための成形金型を構成するダイ、下パンチ、および上パンチの各々の斜視図である。It is the schematic for demonstrating the shape of the middle core which comprises a division | segmentation magnetic core, and the shaping die which shape | molds a middle core, (a) is a perspective view of the middle core shown in FIG. 1, (b) is shaping | molding for shape | molding a middle core. It is a perspective view of each of the die | dye which comprises a metal mold | die, a lower punch, and an upper punch.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1は実施形態の分割磁心100を示す図である。この図に示す分割磁心100は、外周面(側面)112と内周面(側面)113を有する略U字状の一対のサイドコア110間に、略矩形のミドルコア120を複数配置して構成されている。ここで、ミドルコア120の端面121(斜線部)は、サイドコア110の端面111(斜線部)または隣合うミドルコア120の端面121に対向配置され閉回路を構成している。磁路は各々の磁心の端面111,121を貫いて閉磁路を構成する。このため、サイドコア110の端面111およびミドルコア120の端面121は、磁路に対して横断する端面となる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a split magnetic core 100 according to an embodiment. The split magnetic core 100 shown in this figure is configured by arranging a plurality of substantially rectangular middle cores 120 between a pair of substantially U-shaped side cores 110 having an outer peripheral surface (side surface) 112 and an inner peripheral surface (side surface) 113. Yes. Here, the end surface 121 (shaded portion) of the middle core 120 is disposed opposite to the end surface 111 (shaded portion) of the side core 110 or the end surface 121 of the adjacent middle core 120 to form a closed circuit. The magnetic path passes through the end faces 111 and 121 of each magnetic core to form a closed magnetic path. For this reason, the end surface 111 of the side core 110 and the end surface 121 of the middle core 120 serve as end surfaces that cross the magnetic path.

このような分割磁心100のサイドコア110およびミドルコア120を圧粉磁心で構成する方法について、以下、サイドコア110を例として説明する。   Hereinafter, a method of forming the side core 110 and the middle core 120 of the split magnetic core 100 with a dust core will be described by taking the side core 110 as an example.

サイドコア110を構成する圧粉磁心は、一般に、図2に示す成形金型を用いて成形される。図2(a)は成形金型の一部であるダイ10の平面図であり、図2(b)はダイ10、下パンチ30および上パンチ40の斜視図である。この成形金型は、サイドコア110の外形形状(外周面112、内周面113および磁路に対して横断する端面111)を形成する貫通孔(型孔)11を有するダイ10と、サイドコア110の下端面を形成する上端面31を有する下パンチ30と、サイドコア110の上端面を形成する下端面41を有する上パンチ40とからなる。   The dust core constituting the side core 110 is generally molded using a molding die shown in FIG. 2A is a plan view of the die 10 that is a part of the molding die, and FIG. 2B is a perspective view of the die 10, the lower punch 30, and the upper punch 40. FIG. This molding die includes a die 10 having a through hole (die hole) 11 that forms an outer shape of the side core 110 (an outer peripheral surface 112, an inner peripheral surface 113, and an end surface 111 that crosses the magnetic path), and the side core 110. The lower punch 30 has an upper end surface 31 that forms the lower end surface, and the upper punch 40 has a lower end surface 41 that forms the upper end surface of the side core 110.

このような成形金型を用いて成形された圧粉磁心をサイドコア110として用いた分割磁心においては、渦電流損が増大することが判明している。その原因について本発明者等が検討を行ったところ、次のような知見を得た。   It has been found that the eddy current loss increases in the split magnetic core using the dust core formed by using such a mold as the side core 110. When the present inventors examined the cause, the following knowledge was obtained.

すなわち、サイドコア110を構成する圧粉磁心は、上記の成形金型を用いて、図3に示すように、ダイ10の貫通孔11と、下パンチ30の上端面31とから形成されるキャビティに、表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末Pを充填し(図3(a))、上パンチ40および下パンチ30により充填された原料粉末Pを押圧して圧縮成形した後(図3(b))、成形体Cをダイ10の貫通孔11から抜き出して取り出すことで成形される(図3(c))。   That is, the dust core constituting the side core 110 is formed in the cavity formed by the through hole 11 of the die 10 and the upper end surface 31 of the lower punch 30 as shown in FIG. The raw material powder P mainly composed of the soft magnetic powder whose surface is insulated and coated is filled (FIG. 3A), and the raw material powder P filled by the upper punch 40 and the lower punch 30 is pressed and compression molded. After (FIG. 3B), the molded body C is molded by being extracted from the through hole 11 of the die 10 and taken out (FIG. 3C).

このような成形工程において、原料粉末Pは、図3(b)に示すように、圧縮成形時において、上パンチ40および下パンチ30の圧力を受けて圧縮成形されるが、この圧力により成形体Cの内部では貫通孔11の内周面側に膨張しようとする圧力が生じる。このように、貫通孔11の内周面側に膨張しようとする圧力が生じた成形体Cを、図3(c)に示すように、ダイ10の貫通孔11から抜き出す際には、成形体Cの外周はこの膨張の圧力により摩擦を受ける。その結果、図3(d)に示すように、成形体Cの内部は、軟磁性粉末MPの表面に形成した絶縁被覆Iが維持され電気的絶縁性が確保されているが、成形体Cの表面は塑性流動して軟磁性粉末MPの表面に形成した絶縁被覆Iが剥がれて、軟磁性粉末MPどうしが接続した状態となる。   In such a molding process, as shown in FIG. 3B, the raw material powder P is compression-molded under the pressure of the upper punch 40 and the lower punch 30 at the time of compression molding. Inside C, a pressure is generated to expand the inner peripheral surface of the through hole 11. As shown in FIG. 3C, when the molded body C in which pressure to expand on the inner peripheral surface side of the through hole 11 is thus extracted from the through hole 11 of the die 10, The outer periphery of C receives friction due to the pressure of this expansion. As a result, as shown in FIG. 3 (d), the inside of the molded body C maintains the insulation coating I formed on the surface of the soft magnetic powder MP and ensures electrical insulation. The surface is plastically flowed and the insulating coating I formed on the surface of the soft magnetic powder MP is peeled off, and the soft magnetic powder MPs are connected to each other.

上記のようにして成形した圧粉磁心Cの外周表面のSEM写真が図3(e)である。この写真に示すように、圧粉磁心Cの外周表面には、ダイ10の貫通孔11との擦過痕が形成されており、軟磁性粉末MPどうしが塑性流動して互いに接続されている状態が判る。このように、軟磁性粉末MPどうしが塑性流動して接続されると、リアクトルとして使用した際に、接続された部分で大きな渦電流が発生し、渦電流損Wが増大するものと考えられる。 An SEM photograph of the outer peripheral surface of the dust core C molded as described above is shown in FIG. As shown in this photograph, the outer peripheral surface of the dust core C is formed with scratch marks with the through-holes 11 of the die 10, and the soft magnetic powder MPs are plastically flowed and connected to each other. I understand. Thus, when and if the soft magnetic powder MP is connected by plastic flow, when used as a reactor, a large eddy current is generated in the connection portion, it is believed that eddy current loss W e is increased .

しかしながら、 磁路の途中でギャップを形成しない磁心に圧粉磁心を適用した場合、例えばリング状の圧粉磁心においても、上記と同様に外周部に塑性流動が発生するが、分割磁心に圧粉磁心を適用した場合のような渦電流損Weの増加は生じない。両者を比較すると、リング状の圧粉磁心においては磁路に対して横断する端面が存在しないことに対し、分割磁心においては磁路に対して横断する端面が存在する点が異なる。このことから、磁路に対して横断する端面の絶縁被覆が剥がれて電気的絶縁性が失われたことが渦電流損Wの増加の原因と考えられる。そこで、上記のように成形して作製した圧粉磁心の磁路に対して横断する端面111,121のみをエッチングして、表層の塑性流動し接続した軟磁性粉末MPを除去して分割磁心を構成したところ、渦電流損Wの増加が生じないことが確認された。 However, when a dust core is applied to a magnetic core that does not form a gap in the middle of the magnetic path, for example, even in a ring-shaped dust core, plastic flow occurs in the outer peripheral portion in the same manner as described above. The eddy current loss We does not increase as in the case where the magnetic core is applied. When both are compared, in the ring-shaped dust core, there is no end face crossing the magnetic path, whereas in the split magnetic core, there is an end face crossing the magnetic path. Therefore, the electrical insulation peeled off the insulation coating of the end surface transverse to the magnetic path is lost is considered to cause an increase in eddy current loss W e. Therefore, by etching only the end faces 111 and 121 that cross the magnetic path of the dust core produced by molding as described above, the soft magnetic powder MP that is plastically flowed and connected to the surface layer is removed, and the split magnetic core is formed. was constructed, it was confirmed that the increase of eddy current loss W e does not occur.

以上より、分割磁心に圧粉磁心を適用する場合、磁路に対し横断する端面111,121をダイ10の貫通孔11と擦過することなしにダイ10の貫通孔11から抜き出した圧粉磁心により構成すれば、各圧粉磁心の磁路に対し横断する端面111,121にはダイ10の貫通孔11の擦過痕が形成されず、絶縁被覆が維持された端面となり、渦電流損Wを低減して、鉄損Wを抑制した分割磁心を提供することができることが判った。 As described above, when a dust core is applied to the split magnetic core, the end surfaces 111 and 121 crossing the magnetic path are not removed from the through-hole 11 of the die 10 and the dust core is extracted from the through-hole 11 of the die 10. If configured, the end faces 111 and 121 traversing the magnetic paths of the respective powder magnetic cores are not formed with scratch marks of the through-holes 11 of the die 10 and become end faces in which the insulation coating is maintained, and the eddy current loss We is reduced . It has been found that a split magnetic core with reduced iron loss W can be provided.

上記のように磁路に対し横断する端面をダイの貫通孔と擦過することなしにダイの貫通孔から抜き出すことができる本発明の第一の実施形態の成形金型を図4に示す。図4において(a)は成形金型を構成する固定ダイ10、可動ダイ20、下パンチ30および上パンチ40の斜視図、(b)は、固定ダイ10と可動ダイ20を組み合わせた際の(a)における破線で破断した断面斜視図、(c)はその平面図である。   FIG. 4 shows a molding die according to the first embodiment of the present invention that can be extracted from the through-hole of the die without rubbing the end face crossing the magnetic path as described above without rubbing with the through-hole of the die. 4A is a perspective view of the fixed die 10, the movable die 20, the lower punch 30 and the upper punch 40 constituting the molding die, and FIG. 4B is a view when the fixed die 10 and the movable die 20 are combined ( The cross-sectional perspective view fractured | ruptured with the broken line in a), (c) is the top view.

固定ダイ10には、上面から下面に亘る貫通孔11が形成されている。貫通孔11は、サイドコア110の形状を有する圧粉磁心の磁路に対し横断する端面111を除く外形形状、すなわち外周面112および内周面113を形成するものであり、サイドコア110の形状に対応して略U字状をなしている。また、貫通孔11には、図2に示した一般的な成形金型におけるダイ10と異なり、サイドコア110の形状を有する圧粉磁心の磁路に対し横断する端面111に相当する箇所に、可動ダイ20を収容するための空間が余剰に設けられている。   A through-hole 11 is formed in the fixed die 10 from the upper surface to the lower surface. The through hole 11 forms an outer shape excluding the end surface 111 that traverses the magnetic path of the dust core having the shape of the side core 110, that is, the outer peripheral surface 112 and the inner peripheral surface 113, and corresponds to the shape of the side core 110. Thus, it is substantially U-shaped. Further, unlike the die 10 in the general molding die shown in FIG. 2, the through-hole 11 is movable to a position corresponding to the end surface 111 crossing the magnetic path of the dust core having the shape of the side core 110. An extra space for accommodating the die 20 is provided.

可動ダイ20は、サイドコア110の形状を有する圧粉磁心の磁路に対し横断する端面を形成する側面21を有しており、上記の固定ダイ10の貫通孔11に設けられた余剰の空間に、上下方向へ摺動自在に嵌合されている。このような固定ダイ10と可動ダイ20を組み合わせることにより、固定ダイ10の貫通孔11と可動ダイ20の側面21とでサイドコア110の形状を有する圧粉磁心の外形形状を成形する型孔を構成する。なお、サイドコア110の磁路を横断する端面111は2箇所有り、これらを形成する側面21を別々の2本の可動ダイ20で構成してもよく、図4に示すように、下部で一体化して構成してもよい。   The movable die 20 has a side surface 21 that forms an end surface that traverses the magnetic path of the dust core having the shape of the side core 110, and in the surplus space provided in the through hole 11 of the fixed die 10. It is fitted so as to be slidable in the vertical direction. By combining the fixed die 10 and the movable die 20 as described above, a mold hole for forming the outer shape of the dust core having the shape of the side core 110 is formed by the through hole 11 of the fixed die 10 and the side surface 21 of the movable die 20. To do. Note that there are two end faces 111 that cross the magnetic path of the side core 110, and the side faces 21 that form these may be configured by two separate movable dies 20, and are integrated at the bottom as shown in FIG. May be configured.

下パンチ30および上パンチ40は、固定ダイ10の貫通孔11と可動ダイ20の側面21とにより形成される型孔にそれぞれ摺動自在に嵌合され、下パンチ30の上端面31でサイドコア110の形状を有する圧粉磁心の下端面を形成し、上パンチ40の下端面41でサイドコア110の形状を有する圧粉磁心の上端面をそれぞれ成形する。なお、下パンチ30および上パンチ40の形状は、図2に示した一般的な金型装置のものと同一である。   The lower punch 30 and the upper punch 40 are each slidably fitted into a mold hole formed by the through hole 11 of the fixed die 10 and the side surface 21 of the movable die 20, and the side core 110 is formed at the upper end surface 31 of the lower punch 30. The lower end surface of the dust core having the shape is formed, and the upper end surface of the dust core having the shape of the side core 110 is formed by the lower end surface 41 of the upper punch 40, respectively. The shapes of the lower punch 30 and the upper punch 40 are the same as those of the general mold apparatus shown in FIG.

上記の固定ダイ10、可動ダイ20、下パンチ30、および上パンチ40からなる成形金型を用いた成形方法を図5を参照して説明する。図5は、図4(c)に示す成形金型のA−A’線断面図である。まず、図5(a)に示すように、固定ダイ10の貫通孔11に可動ダイ20を嵌合し、固定ダイの貫通孔11と可動ダイ20の側面21とにより型孔を形成するとともに、この型孔に下パンチ30を嵌合する。この状態で、固定ダイの貫通孔11と、可動ダイ20の側面21と、下パンチ30の上端面31とにより形成されたキャビティに、表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末Pを充填する。   A molding method using a molding die comprising the fixed die 10, the movable die 20, the lower punch 30, and the upper punch 40 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the molding die shown in FIG. First, as shown in FIG. 5A, the movable die 20 is fitted into the through hole 11 of the fixed die 10, and a mold hole is formed by the through hole 11 of the fixed die and the side surface 21 of the movable die 20, The lower punch 30 is fitted into this mold hole. In this state, a raw material whose main raw material is a soft magnetic powder whose surface is insulation-coated in a cavity formed by the through hole 11 of the fixed die, the side surface 21 of the movable die 20, and the upper end surface 31 of the lower punch 30 Fill with powder P.

次いで、図5(b)に示すように、上パンチ40を降下させるとともに、固定ダイ10を降下させることにより下パンチ30を固定ダイ10に対して相対的に上昇させ、上パンチ40の下端面41と下パンチ30の上端面31によりキャビティに充填された原料粉末Pを押圧して圧縮成形する。このとき、可動ダイ20は、流体圧シリンダやサーボモータ等の可動ダイ駆動手段22により固定ダイ10の降下と連動して降下するよう駆動される。   Next, as shown in FIG. 5 (b), the upper punch 40 is lowered and the fixed die 10 is lowered to raise the lower punch 30 relative to the fixed die 10. 41 and the upper end surface 31 of the lower punch 30 press and compress the raw material powder P filled in the cavity. At this time, the movable die 20 is driven by the movable die driving means 22 such as a fluid pressure cylinder or a servo motor so as to move down in conjunction with the lowering of the fixed die 10.

成形が完了したら、図5(c)に示すように、上パンチ40を上昇させて退避させるとともに、固定ダイ10をさらに降下させることにより下パンチ30を固定ダイ10に対して相対的にさらに上昇させて、固定ダイ10の貫通孔11から成形された成形の抜き出しを行う。このとき、可動ダイ20は下パンチ30と同期して固定ダイ10に対して相対的に上昇させる。なお、図5(b)に示す状態において、下パンチ30は不動で固定ダイ10が降下することにより、固定ダイ10に対して相対的に下パンチ30が上昇するため、可動ダイ20も下パンチ30と同様に不動とすれば、可動ダイ20は下パンチ30と同期して固定ダイ10に対して相対的に上昇する。このようにして抜き出されたサイドコア111の形状を有する成形体(圧粉磁心)Cは、磁路を横断する端面111が可動ダイ20の側面21により成形されるとともに、抜き出し時に磁路を横断する端面111が可動ダイ20の側面21と擦過することなく成形体Cが抜き出される。このため、磁路を横断する端面111には、従来のような塑性流動が生じず、図6に示すように、絶縁被覆が維持された良好な状態となる。   When the forming is completed, as shown in FIG. 5C, the upper punch 40 is raised and retracted, and the lower die 30 is further lowered relative to the fixed die 10 by further lowering the fixed die 10. Then, the molding formed from the through hole 11 of the fixed die 10 is extracted. At this time, the movable die 20 is raised relative to the fixed die 10 in synchronization with the lower punch 30. In the state shown in FIG. 5B, the lower punch 30 does not move and the fixed die 10 is lowered, so that the lower punch 30 is raised relative to the fixed die 10, so that the movable die 20 is also moved to the lower punch. If it is immovable like 30, the movable die 20 rises relative to the fixed die 10 in synchronization with the lower punch 30. In the molded body (powder magnetic core) C having the shape of the side core 111 extracted in this way, the end surface 111 crossing the magnetic path is formed by the side surface 21 of the movable die 20, and the magnetic path is crossed when extracted. The molded body C is extracted without the end surface 111 to be scraped against the side surface 21 of the movable die 20. For this reason, the end surface 111 crossing the magnetic path does not generate plastic flow as in the prior art, and as shown in FIG. 6, the insulating coating is maintained in a good state.

なお、上記の成形金型の動作状況は、粉末冶金法で一般的なウイズドロアル法によるものであるが、固定ダイ10を不動として、下パンチ30および可動ダイ20を駆動してもよい。また、上記においては、成形段階で図5(b)に示すように、可動ダイ20を固定ダイ10の降下と連動して降下させたが、可動ダイ20と下パンチの30を完全に同期、すなわち、図5(b)において不動としてもよい。   The operating condition of the molding die is based on the withdrawal method that is common in the powder metallurgy method, but the lower punch 30 and the movable die 20 may be driven with the fixed die 10 fixed. In the above, as shown in FIG. 5B, the movable die 20 is lowered in conjunction with the lowering of the fixed die 10 in the molding stage, but the movable die 20 and the lower punch 30 are completely synchronized. That is, it may be immovable in FIG.

次に、本発明の第2の実施形態を実施するための成形金型を図7に示す。図7において(a)は成形金型を構成する固定ダイ10、下パンチ32および上パンチ40のそれぞれの斜視図、(b)は固定ダイ10と下パンチ32を組み合わせた際の(a)における破線で破断した断面斜視図、(c)はその平面図である。本発明の第2の実施形態の成形金型は、本発明の第1の実施形態の成形金型における可動ダイ20と下パンチ30を一体化して、段付き下パンチ32としたものである。なお、第2の実施形態において、固定ダイ10および上パンチ40は第1の実施形態と同じものである。   Next, a molding die for carrying out the second embodiment of the present invention is shown in FIG. 7A is a perspective view of each of the fixed die 10, the lower punch 32, and the upper punch 40 constituting the molding die, and FIG. 7B is a view in (a) when the fixed die 10 and the lower punch 32 are combined. The cross-sectional perspective view fractured | ruptured with the broken line, (c) is the top view. In the molding die of the second embodiment of the present invention, the movable die 20 and the lower punch 30 in the molding die of the first embodiment of the present invention are integrated into a stepped lower punch 32. In the second embodiment, the fixed die 10 and the upper punch 40 are the same as those in the first embodiment.

この段付き下パンチ32は、第1の実施形態の下パンチ30の上端面31に相当する段部上面33を有する。また、第1の実施形態の可動パンチ20に相当する角(ツノ)部34を有しており、角部34は固定ダイ10の貫通孔11に設けられた余剰の空間に、摺動自在に嵌合されている。この角部34の側面35が第1の実施形態の可動パンチ20の側面21に相当し、磁路を横断する端面111を形成する。   The stepped lower punch 32 has a stepped portion upper surface 33 corresponding to the upper end surface 31 of the lower punch 30 of the first embodiment. Moreover, it has the corner | angular part (horn) part 34 equivalent to the movable punch 20 of 1st Embodiment, and the corner | angular part 34 is slidable in the surplus space provided in the through-hole 11 of the fixed die 10. It is mated. The side surface 35 of the corner portion 34 corresponds to the side surface 21 of the movable punch 20 of the first embodiment, and forms an end surface 111 that crosses the magnetic path.

この第2の実施形態の成形金型を用いた成形方法を図8を参照して説明する。図8は、図7(c)に示す成形金型のA−A’線断面図である。まず、図8(a)に示すように、固定ダイ10の貫通孔11に段付き下パンチ32を嵌合して、固定ダイ10の貫通孔11と、下パンチ32の角部34の側面35と、段付き下パンチ32の段部上面33によりキャビティを形成し、このキャビティに表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末Pを充填する。   A molding method using the molding die of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the molding die shown in FIG. First, as shown in FIG. 8A, the stepped lower punch 32 is fitted into the through hole 11 of the fixed die 10, and the through hole 11 of the fixed die 10 and the side surface 35 of the corner portion 34 of the lower punch 32. Then, a cavity is formed by the stepped upper surface 33 of the stepped lower punch 32, and a raw material powder P whose main material is soft magnetic powder whose surface is insulated and coated is filled in the cavity.

次いで、図8(b)に示すように、上パンチ40を降下させるとともに、固定ダイ10を降下させることにより段付き下パンチ32を固定ダイ10に対して相対的に上昇させ、上パンチ40の下端面41と段付き下パンチ32の段部上面33によりキャビティに充填された原料粉末Pを押圧して圧縮成形する。これにより、サイドコア110の形状を有する圧粉磁心の外周面112および内周面113を固定ダイ10の貫通孔11で、該圧粉磁心の磁路を横断する端面111を段付き下パンチ32の角部34の側面35で、該圧粉磁心の下端面を段付き下パンチ32の段部上面33で、該圧粉磁心の上端面を上パンチ40の下端面41で成形する。   Next, as shown in FIG. 8 (b), the upper punch 40 is lowered and the fixed die 10 is lowered to raise the stepped lower punch 32 relative to the fixed die 10. The raw material powder P filled in the cavity is pressed and compressed by the lower end surface 41 and the stepped upper surface 33 of the stepped lower punch 32. As a result, the outer peripheral surface 112 and the inner peripheral surface 113 of the dust core having the shape of the side core 110 are used as the through holes 11 of the fixed die 10, and the end surface 111 crossing the magnetic path of the dust core is used as the stepped lower punch 32. At the side surface 35 of the corner portion 34, the lower end surface of the dust core is formed by the stepped upper surface 33 of the stepped lower punch 32, and the upper end surface of the dust core is formed by the lower end surface 41 of the upper punch 40.

成形が完了したら、図8(c)に示すように、上パンチ40を上昇させて退避させるとともに、固定ダイ10をさらに降下させることにより段付き下パンチ32を固定ダイ10に対して相対的にさらに上昇させて、固定ダイ10の貫通孔11から成形された成形体(圧粉磁心)Cの抜き出しを行う。このようにして抜き出されたサイドコア110の形状を有する成形体Cは、磁路を横断する端面111が段付き下パンチ32の角部34の側面35により成形されるとともに、抜き出し時に磁路を横断する端面111が該側面35と擦過することなく抜き出される。このため、磁路を横断する端面111には、従来のような塑性流動が生じず、絶縁被覆が維持された良好な状態となる。   When the forming is completed, as shown in FIG. 8C, the upper punch 40 is raised and retracted, and the fixed die 10 is further lowered to bring the stepped lower punch 32 relative to the fixed die 10. Further, the molded body (powder magnetic core) C formed from the through hole 11 of the fixed die 10 is extracted. In the molded body C having the shape of the side core 110 extracted in this way, the end surface 111 crossing the magnetic path is formed by the side surface 35 of the corner portion 34 of the stepped lower punch 32, and the magnetic path is The transverse end face 111 is extracted without rubbing against the side face 35. For this reason, the end surface 111 crossing the magnetic path does not generate plastic flow as in the conventional case, and is in a good state in which the insulation coating is maintained.

サイドコア110の形状を有する圧粉磁心を成形する本発明の成形金型の変形例を図9に示す。図9(a)は、図4に示す可動ダイ20(もしくは図7に示す段付き下パンチ32の角部34)の形状を変更し、可動ダイ20の側面21(もしくは段付き下パンチ32の角部34の側面35)でサイドコア110の形状を有する圧粉磁心の磁路を横断する端面111とともに、内周面113を形成するようにした例である。   FIG. 9 shows a modification of the molding die of the present invention for molding a dust core having the shape of the side core 110. 9A shows a change in the shape of the movable die 20 shown in FIG. 4 (or the corner 34 of the stepped lower punch 32 shown in FIG. 7), and the side surface 21 of the movable die 20 (or the stepped lower punch 32). This is an example in which the inner peripheral surface 113 is formed together with the end surface 111 crossing the magnetic path of the dust core having the shape of the side core 110 at the side surface 35) of the corner portion 34.

図9(b)は、2箇所あるサイドコア110の磁路を横断する端面111を、一体化した可動ダイ20(もしくは段付き下パンチ32の角部34)の側面21(もしくは段付き下パンチ32の角部34の側面35)で形成するように変形するとともに、サイドコア110の内周面113をコアロッド50を配置してコアロッド50の外周面51で形成するようにした例である。   FIG. 9B shows the side surface 21 (or stepped lower punch 32) of the movable die 20 (or the corner 34 of the stepped lower punch 32) integrated with the end surface 111 that crosses the magnetic path of the two side cores 110. In this example, the inner peripheral surface 113 of the side core 110 is formed by the outer peripheral surface 51 of the core rod 50 by arranging the core rod 50.

以上は、分割磁心用圧粉磁心として、図1に示すサイドコア110の形状を例として説明したが、本発明の分割磁心用圧粉磁心の成形方法はこの形状に限定されず、他の形状にも適用可能である。このような圧粉磁心の形状を変えた例を図10に示す。図10(a)は分割磁心の構成を示す平面図である。この分割磁心においては、ミドルコア120は図8の分割磁心と同じであるが、図1に示すサイドコア110に替えて、これを2つに分割したサイドコア130としたものである。このサイドコア130は、図10(b)に示すように、磁路を横断する2つの端面131が互いに略直角をなして配置される。   The above is an example of the shape of the side core 110 shown in FIG. 1 as a dust core for a split magnetic core. However, the method for forming a dust core for a split magnetic core according to the present invention is not limited to this shape. Is also applicable. An example in which the shape of such a dust core is changed is shown in FIG. FIG. 10A is a plan view showing the configuration of the split magnetic core. In this divided magnetic core, the middle core 120 is the same as the divided magnetic core shown in FIG. 8, but instead of the side core 110 shown in FIG. 1, a side core 130 obtained by dividing the middle core 120 into two is used. As shown in FIG. 10B, the side core 130 has two end faces 131 that cross the magnetic path arranged so as to be substantially perpendicular to each other.

このようなサイドコア130の形状を有する圧粉磁心を成形する成形金型の一例を図10(c)に示す。固定ダイ10は、サイドコア130の形状を有する圧粉磁心の外周面132および内周面133を形成するとともに、可動ダイ20(もしくは段付き下パンチ32の角部34)を収容する余剰の空間が形成された貫通孔11を有する。可動ダイ20(もしくは段付き下パンチ32の角部34)はこの余剰の空間に摺動自在に嵌合させられ、可動ダイ20(もしくは段付き下パンチ32の角部34)の側面21(もしくは段付き下パンチ32の角部34の側面35)によりサイドコア130の形状を有する圧粉磁心の磁路を横断する端面131を形成する。このような成形金型を用いて、上記のように成形を行うと、磁路を横断する端面131が固定ダイ10と擦過することなく固定ダイ10の貫通孔11より抜き出すことができ、磁路を横断する端面131において従来のような塑性流動が生じず、絶縁被覆が維持された良好な状態とすることができる。   An example of a molding die for molding the powder magnetic core having the shape of the side core 130 is shown in FIG. The fixed die 10 forms an outer peripheral surface 132 and an inner peripheral surface 133 of the dust core having the shape of the side core 130, and an excess space for accommodating the movable die 20 (or the corner portion 34 of the stepped lower punch 32). It has the formed through hole 11. The movable die 20 (or the corner portion 34 of the stepped lower punch 32) is slidably fitted into this excess space, and the side surface 21 (or the corner portion 34 of the stepped lower punch 32) (or An end surface 131 that crosses the magnetic path of the dust core having the shape of the side core 130 is formed by the side surface 35) of the corner portion 34 of the stepped lower punch 32. When molding is performed as described above using such a molding die, the end surface 131 that crosses the magnetic path can be extracted from the through-hole 11 of the fixed die 10 without rubbing against the fixed die 10, and the magnetic path In the end surface 131 that crosses the surface, the conventional plastic flow does not occur, and the insulating coating is maintained in a good state.

ここで、ミドルコア120の形状を有する圧粉磁心を成形する場合に、図10(c)において、可動ダイ20(もしくは段付き下パンチ32の角部34)を互いに向かい合わせて配置し、向かい合った面で圧粉磁心の磁路を横断する端面121を形成してもよい。すなわち、図11(a)に示すように、ミドルコア120の圧粉磁心の磁路を横断する端面121は、互いに反対側を向き、この端面121を固定ダイ10と擦過することなく抜き出すため、図11(b)に示すように、可動ダイ20(もしくは段付き下パンチ32の角部34)は互いに対向して配置される。この場合、図11(c)のように、ミドルコア120の互いに反対側を向く端面121を両方とも可動ダイ20の側面21で成形してもよい。また、図11(d)に示すように、ミドルコア120の一方の端面121を可動ダイ20の側面21で成形するとともに、もう一方の端面121を段付き下パンチ32の角部34の側面35で成形するようにしてもよい。さらに、図11(e)に示すように、段付き下パンチ32に角部34を対向させて2本形成し、これらの対向する角部34の側面35にてミドルコア120の端面121を成形してもよい。これらの態様において、ミドルコア120の圧粉磁心の磁路を横断する端面121は、可動ダイ20もしくは段付き下パンチ32の角部34により保護された状態で抜き出されるため、成形体抜き出し時の大きな塑性流動は防止される。ただし、ダイ10から抜き出された成形体は、対向する可動ダイ20および/または段付き下パンチ32の角部34に挟持されているため。これを取り出す際に、ごく僅かではあるが擦過が生じる虞がある。   Here, when molding the dust core having the shape of the middle core 120, in FIG. 10C, the movable dies 20 (or the corners 34 of the stepped lower punch 32) are arranged to face each other and face each other. You may form the end surface 121 which cross | intersects the magnetic path of a powder magnetic core by a surface. That is, as shown in FIG. 11A, end surfaces 121 crossing the magnetic path of the dust core of the middle core 120 face opposite sides, and the end surfaces 121 are extracted without rubbing against the fixed die 10. As shown in FIG. 11B, the movable dies 20 (or the corners 34 of the stepped lower punch 32) are arranged to face each other. In this case, as shown in FIG. 11C, both end surfaces 121 of the middle core 120 facing opposite to each other may be formed by the side surface 21 of the movable die 20. 11D, one end surface 121 of the middle core 120 is formed by the side surface 21 of the movable die 20, and the other end surface 121 is formed by the side surface 35 of the corner portion 34 of the stepped lower punch 32. You may make it shape | mold. Further, as shown in FIG. 11 (e), two corner portions 34 are formed opposite to the stepped lower punch 32, and the end surface 121 of the middle core 120 is formed by the side surfaces 35 of the opposed corner portions 34. May be. In these embodiments, the end surface 121 that crosses the magnetic path of the dust core of the middle core 120 is extracted in a state protected by the corner portion 34 of the movable die 20 or the stepped lower punch 32. Large plastic flow is prevented. However, the molded body extracted from the die 10 is sandwiched between the opposing movable die 20 and / or the corner 34 of the stepped lower punch 32. When this is taken out, there is a possibility that rubbing will occur although it is very slight.

このような僅かな擦過をも防止してミドルコア120の形状を有する圧粉磁心を成形する場合には、一般的な成形金型を用い、ミドルコア120の磁路を横断する端面121をパンチ面として成形すればよい。すなわち、図1のミドルコア120は、平行に配置された磁路を横断する端面121を有する直方体の形状を呈しており、図12(a)に示すように、一対の平行に配置される磁路を横断する端面121と、これら一対の磁路を横断する端面121に隣接して一対の上面(122)および下面(123)、並びに一対の側面(124)の6面から構成される。ここで、図12(b)に示すように、ダイ10の貫通孔(型孔)11の形状を、磁路を横断する端面121に隣接する上面、下面および一対の側面から構成される矩形とし、これらの面をダイ10の貫通孔11により形成するとともに、ミドルコア120の磁路を横断する端面121を上パンチ40の下端面41および下パンチ30の上端面31により成形して直方体の圧粉磁心を成形する。このとき、磁路を横断する端面121に隣接する上面、下面および一対の側面は、抜き出し時に摩擦を受け塑性流動が生じるが、上パンチおよび下パンチで形成された、対向する磁路を横断する端面121は、抜き出し時に摩擦を受けないことから、塑性流動が生じず、絶縁被覆が維持された良好な状態となる。   When molding a dust core having the shape of the middle core 120 while preventing such slight rubbing, a general molding die is used and the end surface 121 crossing the magnetic path of the middle core 120 is used as a punch surface. What is necessary is just to shape | mold. That is, the middle core 120 in FIG. 1 has a rectangular parallelepiped shape having end faces 121 that traverse parallel magnetic paths, and a pair of parallel magnetic paths as shown in FIG. , And a pair of upper surfaces (122) and a lower surface (123), and a pair of side surfaces (124) adjacent to the end surface 121 that crosses the pair of magnetic paths. Here, as shown in FIG. 12B, the shape of the through hole (mold hole) 11 of the die 10 is a rectangle composed of an upper surface, a lower surface, and a pair of side surfaces adjacent to the end surface 121 crossing the magnetic path. These surfaces are formed by the through holes 11 of the die 10, and the end surface 121 that crosses the magnetic path of the middle core 120 is formed by the lower end surface 41 of the upper punch 40 and the upper end surface 31 of the lower punch 30 to form a rectangular compact. Mold the magnetic core. At this time, the upper surface, the lower surface, and the pair of side surfaces adjacent to the end surface 121 that traverses the magnetic path undergo friction during extraction and cause plastic flow, but cross the opposing magnetic path formed by the upper punch and the lower punch. Since the end face 121 is not subjected to friction during extraction, plastic flow does not occur and the insulating coating is maintained in a good state.

以上より、磁路の中途で分割され、磁路に対し横断する端面を有する複数の圧粉磁心を組み合わせて構成される分割磁心が、全て磁路を横断する端面が平行かつ対向して配置されていない分割磁心用圧粉磁心で構成されている場合(例えばミドルコア120を有さない場合等)には、全ての分割磁心用圧粉磁心を上記の成形金型を用いた本発明の成形方法により成形することができ、全ての分割磁心用圧粉磁心において、対向する磁路を横断する端面121は、抜き出し時に摩擦を受けないことから、塑性流動が生じず、絶縁被覆が維持された良好な状態とできるので、渦電流損Wを低減して、鉄損Wを抑制した分割磁心とすることができる。 As described above, the divided magnetic cores configured by combining a plurality of dust cores that are divided in the middle of the magnetic path and have end faces that cross the magnetic path are all arranged so that the end faces that cross the magnetic path are parallel and opposite to each other. In the case where the powder core is not divided magnetic core (for example, when the middle core 120 is not provided), all the powder magnetic cores for the divided core are molded according to the present invention using the molding die described above. In all of the powder magnetic cores for divided magnetic cores, the end face 121 crossing the opposing magnetic path is not subjected to friction during extraction, so that plastic flow does not occur and the insulation coating is maintained. since it a state, by reducing the eddy current loss W e, can be divided magnetic core that suppresses the iron loss W.

また、磁路の中途で分割され、磁路に対し横断する端面を有する複数の圧粉磁心を組み合わせて構成される分割磁心が、磁路を横断する端面が平行かつ対向して配置された分割磁心用圧粉磁心を含む場合には、それ以外の分割磁心用圧粉磁心、すなわち磁路を横断する端面が平行かつ対向して配置されていない分割磁心用圧粉磁心を上記の成形金型を用いた本発明の成形方法により成形するとともに、磁路を横断する端面が平行かつ対向して配置された分割磁心用圧粉磁心については、磁路を横断する端面をパンチ面として成形すれば、この場合も対向する磁路を横断する端面121は、抜き出し時に摩擦を受けないことから、塑性流動が生じず、絶縁被覆が維持された良好な状態とできるので、渦電流損Wを低減して、鉄損Wを抑制した分割磁心とすることができる。 In addition, a split magnetic core configured by combining a plurality of dust cores that are divided in the middle of the magnetic path and have end faces that cross the magnetic path is divided so that the end faces that cross the magnetic path are parallel and opposite to each other. In the case of including a magnetic core for a magnetic core, the other powder magnetic core for a divided magnetic core, i.e., a powder magnetic core for a divided magnetic core whose end faces crossing the magnetic path are not arranged in parallel and facing each other, For the powder magnetic core for a split magnetic core in which the end surfaces crossing the magnetic path are arranged in parallel and facing each other, the end surface crossing the magnetic path is formed as a punch surface. , the end face 121 transverse to the magnetic path is also facing this case, since not subject to friction during extraction, does not occur plastic flow, it is possible to a satisfactory state where the insulating coating is maintained, reducing the eddy current loss W e And reduced iron loss W A split magnetic core can be used.

本発明の分割磁心は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電圧の昇圧回路や高圧回路もしくは直流電流から高周波数の交流電流への変換回路等に用いられるリアクトル等として利用することができる。   The split magnetic core of the present invention can be used as a reactor used in a voltage boosting circuit, a high voltage circuit, or a conversion circuit from a direct current to a high frequency alternating current, for example, in an electric vehicle or a hybrid vehicle.

10…固定ダイ
11…固定ダイの貫通孔
20…可動ダイ
21…可動ダイの側面
30…下パンチ
31…下パンチの上端面
32…段付き下パンチ
33…段付き下パンチの段部上面
34…段付き下パンチの角部
35…段付き下パンチの角部の側面
40…上パンチ
41…上パンチの下端面
100…分割磁心
110…サイドコア
111…サイドコアの磁路に対し横断する端面
120…ミドルコア
121…ミドルコアの磁路に対し横断する端面
130…サイドコア
131…サイドコアの磁路に対し横断する端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fixed die 11 ... Through hole of fixed die 20 ... Movable die 21 ... Side surface of movable die 30 ... Lower punch 31 ... Upper end surface of lower punch 32 ... Lower punch with step 33 ... Upper surface of step with lower step with step 34 ... Corner part of stepped lower punch 35 ... Side face of corner part of stepped lower punch 40 ... Upper punch 41 ... Lower end face of upper punch 100 ... Divided core 110 ... Side core 111 ... End face transverse to magnetic path of side core 120 ... Middle core 121 ... End face crossing the magnetic path of the middle core 130 ... Side core 131 ... End face crossing the magnetic path of the side core

Claims (5)

磁路の中途で分割され、磁路に対し横断する端面を有する複数の圧粉磁心を組み合わせて構成される分割磁心において、
個々の圧粉磁心は、表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末をダイの型孔に充填し、上下一対のパンチで圧縮成形した後、得られた成形体を前記ダイの前記型孔から抜き出すことにより成形されるとともに、前記端面を前記ダイの前記型孔と擦過することなしに前記ダイの前記型孔から抜き出した圧粉磁心により構成されていることを特徴とする分割磁心。
In a split magnetic core configured by combining a plurality of dust cores having end faces that are divided in the middle of the magnetic path and intersect the magnetic path,
Each dust core is filled with a raw material powder mainly composed of a soft magnetic powder whose surface is insulated and coated in a die hole and compression-molded with a pair of upper and lower punches. The mold core is formed by being extracted from the mold hole, and is configured by a dust core extracted from the mold hole of the die without rubbing the end surface with the mold hole of the die. Split magnetic core.
磁路の中途で分割され、磁路に対し横断する端面を有する複数の圧粉磁心を組み合わせて構成される分割磁心用圧粉磁心のうちの少なくとも1つの分割磁心用圧粉磁心の成形方法であって、
圧粉磁心の前記端面に隣接する側面を形成する貫通孔を有する固定ダイと、
前記固定ダイの前記貫通孔に摺動自在に嵌合され、その側面と前記貫通孔とで型孔を構成するとともに、該側面が前記端面を形成する可動ダイと、
前記型孔に摺動自在に嵌合し、その上端面が圧粉磁心の下面を形成する下パンチと、
前記型孔に摺動自在に嵌合し、その下端面が圧粉磁心の上面を形成する上パンチと、からなる成形金型を用い、
前記型孔と前記下パンチの上端面から形成されるキャビティに、表面が絶縁被覆された軟磁性粉末を主原料とする原料粉末を充填し、
前記上パンチおよび前記下パンチにより充填された原料粉末を押圧して圧縮成形し、
前記下パンチと前記可動ダイを同期させて、前記固定ダイと相対的に上昇して圧縮成形された成形体を前記型孔から抜き出すことを特徴とする分割磁心用圧粉磁心の成形方法。
A method of forming a powder magnetic core for at least one divided magnetic core among powder magnetic cores for a divided magnetic core, which is configured by combining a plurality of powder magnetic cores divided in the middle of a magnetic path and having end faces that cross the magnetic path. There,
A fixed die having a through hole forming a side surface adjacent to the end surface of the dust core;
A movable die that is slidably fitted into the through hole of the fixed die, forms a mold hole with the side surface and the through hole, and the side surface forms the end surface;
A lower punch that is slidably fitted into the mold hole and whose upper end surface forms the lower surface of the dust core;
Using a molding die that is slidably fitted into the mold hole, and whose lower end surface forms an upper surface of the dust core,
Filling the cavity formed from the mold hole and the upper end surface of the lower punch with raw material powder whose main raw material is soft magnetic powder whose surface is insulated,
Press and compress the raw material powder filled with the upper punch and the lower punch,
A method for forming a powder magnetic core for a split magnetic core, wherein the lower punch and the movable die are synchronized with each other, and a molded body that is raised relative to the fixed die and is compression-molded is extracted from the mold hole.
前記可動ダイと前記下パンチを一体化し、圧粉磁心の下面を形成する段部上面と、圧粉磁心の磁路に対し横断する前記端面を形成する角部側面を備えた段付き下パンチを用いることを特徴とする請求項2に記載の分割磁心用圧粉磁心の成形方法。   A stepped lower punch having a stepped upper surface that forms the lower surface of the dust core by integrating the movable die and the lower punch, and a corner side surface that forms the end surface that intersects the magnetic path of the dust core. The method for forming a powder magnetic core for a split magnetic core according to claim 2, wherein the method is used. 前記成形金型が、圧粉磁心の内周側面を形成するコアロッドを備えることを特徴とする請求項2または3に記載の分割磁心用圧粉磁心の成形方法。   The method for molding a powder magnetic core for a split magnetic core according to claim 2 or 3, wherein the molding die includes a core rod that forms an inner peripheral side surface of the powder magnetic core. 可動ダイは、前記圧粉磁心の磁路に対し横断する2つの前記端面を形成する2つの側面を備えていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の分割磁心用圧粉磁心の成形方法。   The movable die has two side surfaces forming the two end faces traversing the magnetic path of the dust core, and the dust for a split magnetic core according to any one of claims 2 to 4 Magnetic core forming method.
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