JP2709068B2 - 圧粉磁心 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、モータやトランス等の電気機器の磁心や、
永久磁石材料等に用いられる圧粉磁心に関する。

（従来の技術） モータやトランス等の電気機器の磁心等に圧粉磁心を
用いた例が知られているが、この圧粉磁心としては、従
来より、鉄や鉄合金若しくはフェライト等の強磁性粉を
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂よりなるバインダー樹脂
を用いて結合させた後、所定形状に成形して形成した圧
粉磁心が良く知られている（例えば、特公昭47−22514
号、特公昭50−14207号、特開昭49−4197号等）。

従来、この種の圧粉磁心は、鉄や鉄合金若しくはフェ
ライト等の強磁性粉と、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂
よりなるバインダー樹脂とを混合した混合物を金型内に
充填し、圧縮成形して成形体を形成した後、該成形体を
金型から取り出し、恒温槽内等で加熱硬化して形成され
ていた。

ところで、この種の圧粉磁心では、渦電流損失の防止
や、圧粉性の向上を図るため、その磁気特性を荷う強磁
性粉として、比較的小粒径の強磁性粉を用いていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、使用される強磁性粉の粒径が小さい場合に
は、その強磁性粉とバインダー樹脂との混合物（コンパ
ウンド）の流動性が悪くなり、金型内への流し込み不良
や気泡の混入等の不具合が発生しやすく、金型への充填
性が悪くなるという問題があった。

このため、従来技術による圧粉磁心においては、粒径
が小さい強磁性粉を用いて形成した場合に、圧縮成形後
の成形体中に空隙部分が多く形成されやすく、成形体密
度が低下してしまい、圧粉磁心の機械的強度、磁気特性
が低下するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、粒
径の小さい強磁性粉を材料に使用して形成された場合に
おいても、成形体中の空隙率が低く抑えられ、成形体密
度が高く、強度及び磁気特性が向上された圧粉磁心を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明による圧粉磁心は、
粒径50μｍ以下の強磁性粉とバインダー樹脂との混合物
を、造粒径200μｍ〜500μｍに造粒した後、型内に充填
し、型成形して形成したことを特徴とする。

（作用） 粒型50μｍ以下の強磁性粉を用いて圧粉磁心を形成す
る際に、予め混合物を造粒径200μｍ〜500μｍに造粒し
た後、型成形するようにしたことにより、その混合物の
流動性が改善され、金型への充填性が向上する。

（実 施 例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による圧粉磁心の製造工程の一例を示
す工程図であって、この例では、強磁性粉として粒径20
μｍの還元鉄粉、バインダー樹脂として熱硬化性のエポ
キシ樹脂を用いた例を示し、配合比は、エポキシ樹脂を
３重量％、残部を還元鉄粉とした例である。

以下、第１図に沿って、圧粉磁心の製造工程を説明す
る。

同図において、先ず、夫々の配合比で秤量された還元
鉄粉とエポキシ樹脂とを、攪拌機等により約１時間攪拌
・混合する（S2）。

次に、還元鉄粉とエポキシ樹脂との混合物（コンパウ
ンド）を仮形成用の金型内に流し込み、圧縮圧力1ton/c
m²で加圧成形し、第３図（Ｉ）に示す如くコンパウンド
をブロック状に仮成形する（S3）。

次に、ブロック状に仮成形されたコンパウンド１を、
例えば、第３図（II）に示すようなハンマーミル２やス
タンプミル等により30分間程度粉砕処理し、粉体状のコ
ンパウンドを造粒する（S4）。

粉砕され粉体状に造粒されたコンパウンドは第３図
（III）に示すように分級網４等によりふるい分け（分
級）され粒径0.5mm（500μｍ）以上のコンパウンド粉が
除去され、粒径0.5mm以下のコンパウンド粉５が選抜さ
れる（S5）。

尚、コンパウンドの造粒方法としては、周知の皿回し
法や押出し法等を用いても良い。

また、粒径0.5mm以下のコンパウンド粉の分級方法と
しては、この他、第４図に示すような湿式造粒機を用い
る方法がある。この湿式造粒機を用いる方法では、前述
したと同様にして形成されたコンパウンド粉７を台８等
の上に散布しながら水シャワー９で流し、こし網等の選
別器10を通して粒径0.5mm以下のコンパウンド粉11を分
級するものである。

次に、分級工程で選抜された粒径0.5mm以下のコンパ
ウンド粉は、金型内に充填された後、約2ton/cm²の圧縮
圧力で圧縮成形され成形体が形成させる（S6）。そし
て、形成された成形体は恒温槽内等で、約150℃の温度
のもとで約１時間加熱処理され硬化される（S7）。加熱
硬化後の成形体は自然冷却され圧粉磁心が形成される
（S8）。

さて、以上のように造粒工程を経て形成された本発明
による圧粉磁心と、従来の造粒工程を経ずに形成された
圧粉磁心とについて、成形体密度を測定したところ、次
の結果を得た。

上記測定結果より明らかなように、強磁性粉をバイン
ダー樹脂と混合した後、仮成形し、仮成形したコンパウ
ンドを粉砕して造粒した後、型成形して形成された本発
明による圧粉磁心の方が、成形体密度が高くなるという
結果が得られた。

尚、造粒工程を取らずに造粒後成形体と同一の密度を
得ようとすると、成形時の圧縮圧力は、3ton/cm²必要で
あった（造粒したものでは2ton/cm²の成形圧で良い）。

これは、粒径の小さい強磁性粉を磁性材料として用い
た場合に、この強磁性粉とバインダー樹脂とのコンパウ
ンドの流動性が悪く、このため、従来技術のようにコン
パウンドを直接金型へ充填した場合には、金型への充填
が不十分となり充填密度が低下し空隙が発生しやすくな
るためである。

このため、造粒工程を取らない場合には、型内への充
填密度が不十分なため、圧縮圧力が低い場合には成形体
の密度を高くすることができず、成形体の密度を高くす
るためには、成形時の圧縮圧力を大きくする必要が生じ
る。

これに対して、本発明では、上記コンパウンドを流動
性の良い粒径に造粒した後、金型に充填するため、充填
性が高まり充填密度が大幅に向上し、空隙の発生が抑制
される。このため、成形時の圧力が低くとも成形体の密
度を高くすることができる。

したがって、本発明による圧粉磁心は、従来品と比較
して成形体密度を容易に高くすることができ、機械的強
度の向上を図れる。また、成形体密度が高いため、飽和
磁束密度が大きくなる等、磁気特性の向上が図れる。

尚、強磁性粉とバインダー樹脂とのコンパウンドの造
粒径は、0.2mm〜0.5mmの場合が最もよく、それ以上でも
以下でも効果は薄くなる。

これは、第２図に示す造粒径と成形圧（同一密度の成
形体を得るための圧縮圧力）との関係を示すグラフに見
られるように、コンパウンドの造粒径が0.2mm以下、0.5
mm以上の場合には成形圧が大きくなってしまうからであ
る。

すなわち、コンパウンドの造粒径が0.2mm以下では、
粉体の流動性が悪くなり、コンパウンドを造粒せずに型
成形する場合と同様に充填性が悪くなってしまい、成形
圧が高くなってしまい、また、コンパウンドの造粒径が
0.5mm以上では、流動性は良いが、造粒粉間に空隙がで
きやすく、この空隙を無くすには、成形時に造粒粉を変
形させる必要があり、変形させるだけの圧力が必要にな
るためである。

したがって、型成形時の圧縮圧力を低く抑えて十分な
成形密度を得るためには、コンパウンドの造粒径は0.2m
m〜0.5mmの範囲内に規定する。

そして、このように規定することによって、型成形時
の圧縮圧力を低くすることができる。

尚、型成形時の圧縮圧力を低くした場合には、金型の
痛みが少なくなり、１つの金型で多数の成形体を取るこ
とが可能となり、生産性が向上される。

（発明の効果） 以上、実施例に基づいて説明した通り、本発明によれ
ば、粒径50μｍ以下の強磁性粉を用いて圧粉磁心を形成
する際に、強磁性粉とバインダー樹脂との混合物を、予
め、造粒径0.2mm〜0.5mmに造粒した後、金型内に充填し
加圧成形するようにしたことにより、金型内への充填性
が大幅に向上され、比較的低い成形圧でも、高密度の成
形体が得られるようになる。

従って、本発明によれば、成形体密度が高く機械的強
度及び磁気特性が改善された圧粉磁心を容易に提供する
ことができる。

また、本発明によれば、従来の圧粉磁心と同密度の成
形体を作成する場合に、型成形時の成形圧を低くするこ
とができるため、一つの金型から多数個の成形体を得る
ことが可能となり、生産性も向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧粉磁心の製造工程の一例を示す
工程図、第２図はコンパウンドの造粒径と、同一密度の
成形体を得るために必要とされる成形圧との関係を示す
グラフ、第３図は造粒方法の一例を示す造粒方法の説明
図、第４図は造粒方法の別の例を示す説明図である。 １……混合物、２……造粒用のハンマーミル、5,11……
造粒粉。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒径50μｍ以下の強磁性粉とバインダー樹
   脂との混合物を、造粒径200μｍ〜500μｍに造粒した
   後、型内に充填し、型成形して形成したことを特徴とす
   る圧粉磁心。