JP3027785B2 - 放電加工で生成された加工紛から磁性体を製造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電加工により得られ
る加工粉を用いて所定形状の磁性体を製造する放電加工
で生成された加工粉から磁性体を製造する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の放電加工装置を示す構成図
であり、加工槽１には油（鉱物油）や水などの加工液２
が満たされ、鉄などの金属を材料とする被加工物３を固
定し、銅等を材料とする電極４がサーボ機構５により被
加工物３に対して、相対的に電極４と被加工物３間の間
隙を制御する。一方、電圧源６は、制御回路９によって
オン、オフ制御するスイッチ７（ここでは、トランジス
タで示している）と電流を決める抵抗器８の直列体を被
加工物３と電極４との間に接続し、放電加工の電力を供
給する。

【０００３】次に、上記のような構成の放電加工装置の
動作について説明する。サーボ機構５により電極４と被
加工物３間の間隙が狭くなると、スイッチ７をオンする
ことにより電圧源６の電圧が電極４と被加工物３の間に
印加され、絶縁破壊と同時に極小部分に放電が発生す
る。この放電が発生する間隙は数μｍ〜３０μｍであ
る。また、放電の強さは抵抗８とスイッチ７がオンして
いる時間によって制御される。

【０００４】図９の（ａ）は従来の放電加工装置の電極
と被加工物の部分を示す拡大図、（ｂ）は加工粉を示す
拡大図であるが、放電１０が発生した部分の加工液２は
その放電１０の熱により爆発的に蒸発する。また、被加
工物３側の放電が発生した部分１１は高密度の電流によ
り溶融する。加工液２が蒸発した爆発力により溶融した
被加工物３が吹き飛ばされ加工粉１３が生成する。ま
た、電極４の放電が発生した部分１２は同様に高密度の
電流が流れ溶融する場合もあるが、銅等の熱伝導の良い
金属を使えば溶融する量は非常に少ない。

【０００５】なお、従来のこの種の放電加工により加工
粉を発生させる技術に関連するものとして、例えば、特
開昭６４−２５９０５号公報、特開平３−２２６５０８
号公報、特開昭５８−１００６０２号公報、特開昭５９
−８５８０７号公報、特開昭５９−８５８０８号公報に
掲載の技術がある。特開昭６４−２５９０５号公報に
は、気中で連続したアーク放電により溶融した金属を、
電極を回転させて遠心力で飛散させることにより、金属
粉を生成する技術と、同じく気中で連続したアーク放電
により溶融した金属を、高速回転するディスク（円板）
に落下させて、遠心力を利用して側壁部に飛散させるこ
とにより金属粉を生成する技術が示されている。また、
特開平３−２２６５０８号公報にも、気中アーク放電に
よる遠心力を利用してベリリウム球状粒子を製造する方
法が開示されている。そして、特開昭５９−８５８０７
号、特開昭５９−８５８０８号公報には、気中アーク放
電により、電極の金属を溶融し蒸発させ、この蒸気を凝
固して金属超微粒子を生成する技術が示されている。

【０００６】図１０は従来の磁性体の製造手順を示すも
ので、まず、（ａ）のように鉄やこれに属する磁性材料
を溶融し、精製後凝固させたのち、（ｂ）のように粉砕
し、（ｃ）のように加熱圧縮して、（ｄ）のような形状
の磁性体を成形する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の磁
性体の製造方法では、次に述べるような問題点が存在し
ていた。図１０の（ａ）に示す磁性材料が溶融後凝固す
る時間は比較的長く、結晶が生じていた。これは、図１
０の（ｂ）のように粉砕しても同じであるから、これを
加熱圧縮成形しても、磁性特性の高周波損失はそれほど
改善できず、１００ＫHz程度までしか使用できなかっ
た。

【０００８】また、その磁性材料の一つとして、高純度
電解鉄が用いられるが、通常、鉄は粘りが強く粉砕する
のはかなり困難であった。さらに、図１０の（ｂ）のよ
うに粉砕すると、その粒度は大小様々で、１０μｍ〜５
０μｍのものができ、その粒度を一定にすることはでき
なかった。したがって、密度の高いふるいにより一定の
粒度のものを選別する必要があった。このことは、ふる
いにより漉された小粒度のものは利用できないことにな
り、利用効率が低かった。

【０００９】さらに、図１０の（ｃ）に示したように、
一粒々の形状が一定していないので、成形後の磁性特性
にバラツキが生じ、高品質のものができなかった。他の
先行技術である特開平２ー１６６２０２号公報には、少
なくとも一方を消耗電極とした電極を液中に対向配置
し、電極間の放電によっては小径で組織にむらのない均
質な金属粒を得る金属粒の製造方法の技術が、また、特
公昭５９ー２１３６２号公報には、対向電極の一方を回
転電極とし、電極間の放電、電蝕により小径の金属微粒
子を形成し、更に高周波電界により生成微粒子を分解す
る微粒子の製造方法の技術が、特開昭６３ー７３５０３
号公報には、アモルファス合金粉末に樹脂を結合剤とし
て用いた電磁石用ヨークを形成する技術が開示されてい
る。そして、特開昭６２ー２３２１０２号公報には、結
晶質相を３０％未満含有するアモルファス合金からな
り、微粉末粒子間が電気的に実質的に絶縁されている圧
粉磁心を形成する技術が、また、特開昭６１ー１６６９
０２号公報には、アモルファス合金粉末の粒子表面被覆
材として耐熱性有機被覆材を全体に均一に分布させた状
態で含有するアモルファス合金粉末プレス成形体からな
るアモルファス合金粉末電磁部品を形成する技術が、更
に、特開平１ー１６２７０５号公報には真空に近い低圧
容器内の不活性ガス雰囲気中で、直流の定電流電源によ
るアーク放電で材料を蒸発させて超微粒子を製造する技
術が開示されている。しかし、例えば、特開平２ー１６
６２０２号公報の技術では、アーク放電を発生させてそ
のエネルギーで金属を溶融し、そして、液体によってそ
れを急冷するものであるから、アーク放電の大きさ及び
消耗電極の消耗速度、冷却液温度等によって粉体粒度が
決定され、現実には、その粉体粒度の制御が困難なた
め、粒度が一定の球状の非晶質の金属粉を得ることが出
来ない。また、特公昭５９ー２１３６２号公報、特開昭
６３ー７３５０３号公報、特開昭６２ー２３２１０２号
公報、特開昭６１ー１６６９０２号公報には、高周波特
性が良く、かつ、高品質な非晶質の磁性体粉を生成する
という技術が開示されていない。更にまた、特開平１ー
１６２７０５号公報の技術では、粒子の大きさは電流と
雰囲気圧力で調整しており、溶融部分が連続して溶融
し、蒸発による粒子形成であって、本発明のように、放
電発生前は溶融しておらず、放電発生と共に発生する急
峻な熱により微小部分が溶融し、同時に、加工液の部分
的爆発蒸発により溶融金属を吹き飛ばしたものが再凝縮
し、粒子として形成され、その後、放電終了と共に溶融
部分は冷えて凝固する、と言う動作を繰り返すものとは
粒子形成方法が異なるもので、この方法により得られる
磁性体粉を用いても、高周波特性の良い、高品質の磁性
体が得られない。

【００１０】そこで、本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、放電加工により粒度が
一定の磁性体粉を生成し、この磁性体粉を結合させて所
定形状の磁性体を製造する放電加工で生成された加工粉
から磁性体を製造する方法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
放電加工で生成された加工粉から磁性体を製造する方法
は、加工液中で対向する電極及び被加工物のうちの少な
くとも一方が磁性材料からなり、前記電極と被加工物と
の間にパルス状の加工エネルギーを供給すると共に、前
記パルス状の加工エネルギーを制御して放電加工を行う
ことにより、所定粒度で、かつ、加工液中での絶縁破壊
によって吹き飛ばされて瞬時に急速冷却されて凝固した
非晶質の球状磁性体粉を生成し、前記磁性体粉を結合さ
せて所定形状の磁性体を製造するものである。

【００１２】請求項２の発明にかかる放電加工で生成さ
れた加工粉から磁性体を製造する方法は、請求項１の発
明において、電極及び被加工物のうちの少なくとも一方
に用いる磁性材料を、異なる回転軸を有する円筒状とす
ると共に、前記電極及び被加工物の一方または双方を低
速回転させながら放電加工を行なうものである。

【００１３】請求項３の発明にかかる放電加工で生成さ
れた加工粉から磁性体を製造する方法は、請求項１ある
いは請求項２の発明において、磁性体粉を合成樹脂と共
に練り合わせて所定形状の磁性体を製造するものであ
る。

【００１４】

【作用】請求項１の発明の放電加工で生成された加工粉
から磁性体を製造する方法においては、加工液中で対向
する電極及び被加工物のうちの少なくとも一方が磁性材
料からなり、前記電極と被加工物との間にパルス状の加
工エネルギーを供給すると共に、前記パルス状の加工エ
ネルギーを制御して放電加工を行うことにより、所定粒
度で、かつ、加工液中での絶縁破壊によって吹き飛ばさ
れて瞬時に急速冷却されて凝固した非晶質の球状磁性体
粉を生成し、これを所定形状に成形するものであるか
ら、この放電加工の加工粉は球状で非晶質であり、磁性
体の高周波特性を改善できる。

【００１５】請求項２の発明の放電加工で生成された加
工粉から磁性体を製造する方法においては、磁性材料を
電極及び被加工物に用い、この磁性材料を円筒状にし、
電極及び被加工物を油または水等の絶縁性の加工液中で
対向させて一方または双方を回転させながら放電加工を
行ない、その結果生成した加工粉を結合させて所定形状
に成形したものであるから、放電加工により球状で非晶
質の加工粉が連続して生成でき、磁性体の高周波特性を
改善できる。

【００１６】請求項３の発明の放電加工で生成された加
工粉から磁性体を製造する方法においては、磁性材料を
電極及び被加工物に用い、この電極及び被加工物を油ま
たは水等の絶縁性の加工液中で対向させて放電加工を行
ない、その結果生成した加工粉と合成樹脂とを練合わせ
て所定形状に成形したものであるから、この放電加工の
加工粉は球状で非晶質であるため、磁性体の高周波特性
を改善でき、しかも、任意の形状の磁性体を形成でき
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明をする。
図１は本発明の第一実施例を説明するもので、放電加工
により加工粉を製造する装置例を示す構成図である。図
において、加工粉を得ようとする磁性材料１６，１７の
塊をそれぞれ放電加工装置の電極と被加工物として取付
ける。この電極と被加工物との間隙に放電を発生させる
と磁性材料１６，１７から加工粉が生成される。この加
工粉は加工液２中に浮遊するので、濾過器１４を通し、
ポンプ１５で加工液２を加工槽１に循環させることによ
り、濾過器１４に加工粉が蓄まる。磁性材料１６，１７
の塊は放電加工により双方が消耗するが、同一の材料と
することによって異種の金属粉が生じない。

【００１８】次に、他の装置例を図２に示す。図２は本
発明の第二実施例を説明するもので、放電加工により加
工粉を製造する他の装置例を示す構成図である。図にお
いて、加工粉を得ようとする磁性材料１８，１９を図に
示すように、異なる回転軸を有する円筒状とすると共
に、一方または双方を低速回転させながら放電加工を行
なうことにより、連続的に加工粉１３を生成できる。即
ち、この図は、図１の磁性材料１６，１７の塊を円筒状
の磁性材料１８，１９にしたものである。この装置にお
いても、加工粉１３は加工液２中に浮遊するので、濾過
器１４を通し、ポンプ１５で加工液２を加工槽１に循環
させることにより、濾過器１４に加工粉１３が蓄まる。

【００１９】図３は本発明の第一及び第二実施例の放電
加工の加工粉で構成した磁性体の製造方法を示す説明図
である。図のように、図１または図２の装置の濾過器１
４に蓄まった加工粉１３を金型２０，２１，２２の間に
入れ、金型２１，２２をプレス等を使用して高圧力をか
けることにより、加工粉１３どうしが結合し、図４のよ
うな形状の磁性体を製造することができる。このとき、
金型２０，２１，２２または加工粉１３を直接加熱する
ことにより、結合の強度を増加させることもできる。図
４の（ａ）及び（ｂ）は本発明の放電加工の加工粉で構
成した磁性体例を示す斜視図である。

【００２０】特に、本実施例においては、加工液２中で
の微小なパルス放電による絶縁破壊により、加工液２の
瞬時局部蒸発により溶融した金属が吹き飛ばされた瞬間
に加工液２によって急速に冷却され凝固するので、磁性
材料１６，１７，１８，１９から非晶質で球状の加工粉
１３が生成できる。したがって、高周波特性の良い磁性
体を構成できる。

【００２１】加工粉１３は放電の強さにより、その大き
さを適宜制御できるので、任意の直径の球状の加工粉１
３を生成できる。また、その加工粉１３の直径は１μｍ
から５０μｍ程度まで、従来のような粉砕では不可能で
あった微細な加工粉１３を生成できるので、高性能の磁
性体を構成することができる。

【００２２】また、磁性材料としては、高純度電解鉄を
用いたが、本実施例の方法によれば他のコバルト、ニッ
ケル、銅などを含む磁性体など従来粉砕することのでき
なかった磁性材料であっても容易に加工粉として生成で
きるので、高性能の磁性体を構成することができる。

【００２３】このように、本実施例の放電加工の加工粉
で構成した磁性体は、油または水等の絶縁性の加工液２
中で微小間隙離れて対向する電極及び被加工物のうちの
少なくとも一方が磁性材料１６，１７からなり、前記電
極及び被加工物にパルス状の放電を発生させて放電加工
を行なうことによって発生する加工粉１３を図３のよう
に結合させ、図４のような形状に成形したものである。

【００２４】したがって、粒度が一定の球状の非晶質の
磁性体粉を放電加工により生成でき、この磁性体粉を加
圧成形して所定形状の磁性体にしたものであるから、磁
性体の高周波特性が改善できる。

【００２５】また、図２のように、電極及び被加工物に
用いる磁性材料１８，１９を円筒状にし、前記電極及び
被加工物の一方または双方を低速回転させながら放電加
工を行なうことによって加工粉１３を発生させ、その加
工粉１３を結合させて所定形状に成形して磁性体を構成
すれば、連続して加工粉１３を生成できるので、生成効
率が高まる。しかも、この場合も、放電加工の加工粉１
３は球状で非晶質であるため、磁性体の高周波特性を改
善できる。

【００２６】図５は本発明の一実施例である放電加工の
加工粉で構成した磁性体の加工粉と合成樹脂とを練合わ
せた磁性体例を示す部分拡大図である。図において、２
４は加工粉１３と合成樹脂２３とを練合わせた磁性体で
ある。合成樹脂２３としては、エポキシ樹脂、シリコン
樹脂など初期は液体であって凝固剤または加熱等により
固化するものが良い。加工粉１３はできるだけ合成樹脂
２３に比べ多いほうが磁性体２４の透磁率が高くなる。
磁性体の構成方法は図３に示したような金型に入れて、
プレスで圧力をかけて成形する方法がある。この場合、
加工粉１３のみを高圧で結合させる圧力よりも、かなり
低い圧力であっても成形ができる。したがって、図４の
ような形状に限定されることなく、また、大きな形状の
磁性体２４を容易に形成できる。

【００２７】図６は図５に示した加工粉と合成樹脂とを
練合わせた磁性体例の用途を説明するための説明図であ
る。図６に示すものは、容器２５の内面に、図５に示し
た合成樹脂と練合わせた磁性体２４を被覆したものであ
り、電磁シールドに有効である。なお、図６は容器２５
の内面を磁性体２４で被覆したものであるが、容器２５
の外面に磁性体２４を被覆してもよい。

【００２８】図７は図５に示した加工粉と合成樹脂とを
練合わせた磁性体例の用途を説明するための説明図であ
る。図７に示すものは、電線２６を図５に示したシリコ
ン樹脂などの弾性のある柔らかい合成樹脂と練合わせた
磁性体２４で被覆したものであり、屈曲自在な電線であ
る。したがって、電線からの電波輻射が少なく、電磁シ
ールドに有効である。

【００２９】このように、磁性材料１６，１７，１８，
１９を電極及び被加工物に用い、この電極及び被加工物
を油または水等の絶縁性の加工液２中で対向させて放電
加工を行ない、その結果生成した加工粉１３と合成樹脂
２３とを図５のように練合わせて、図６や図７のような
形状の磁性体２４に成形すれば、任意の形状の磁性体２
４を容易に形成できる。しかも、この場合も、放電加工
の加工粉１３は球状で非晶質であるため、磁性体２４の
高周波特性を改善できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
放電加工で生成された加工粉から磁性体を製造する方法
は、電極及び被加工物のうち少なくとも一方に磁性材料
を用い、この電極及び被加工物を加工液中で対向させて
放電加工を行ない、その結果生成した加工粉を結合させ
て所定形状に成形することにより、粒度が一定の球状の
非晶質の磁性体粉を加圧成形して所定形状の磁性体が構
成でき、高周波特性の良い、高品質の磁性体を得ること
ができる。

【００３１】請求項２の発明の放電加工で生成された加
工粉から磁性体を製造する方法は、磁性材料を電極及び
被加工物に用い、この磁性材料を円筒状にし、電極及び
被加工物を加工液中で対向させて一方または双方を回転
させながら放電加工を行ない、その結果生成した加工粉
を結合させて所定形状に成形することにより、粒度が一
定の球状の非晶質の磁性体粉を放電加工によって連続し
て生成でき、それを加圧成形して磁性体が構成されるの
で、高周波特性の良い、高品質の磁性体を得ることがで
きる。

【００３２】請求項３の発明の放電加工で生成された加
工粉から磁性体を製造する方法は、磁性材料を電極及び
被加工物に用い、この電極及び被加工物を加工液中で対
向させて放電加工を行ない、その結果生成した加工粉と
合成樹脂とを練合わせて所定形状に成形することによ
り、粒度が一定の球状の非晶質の磁性体粉を放電加工に
よって生成でき、それを加圧成形して磁性体が構成され
るので、高周波特性が良く、高品質で、しかも任意の形
状の磁性体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】図２は本発明の第二実施例を示す構成図であ
る。

【図３】図３は本発明の第一及び第二実施例の放電加工
の加工粉で構成した磁性体の製造方法を示す説明図であ
る。

【図４】図４は本発明の実施例による磁性体例を示す斜
視図である。

【図５】図５は本発明の実施例による磁性体粉と合成樹
脂とを練合わせた磁性体例を示す部分拡大図である。

【図６】図６は図５に示した磁性体例の用途を説明する
ための説明図である。

【図７】図７は図５に示した磁性体例の他の用途を説明
するための説明図である。

【図８】図８は従来の放電加工装置を示す構成図であ
る。

【図９】図９の（ａ）は従来の放電加工装置の電極と被
加工物の部分を示す拡大図、（ｂ）は加工粉を示す拡大
図である。

【図１０】図１０の（ａ）から（ｄ）は従来の磁性体の
製造手順を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１ 加工槽、２ 加工液、３ 被加工物、４ 電極、１
０ 放電、１３ 加工粉、１４ 濾過器、１６〜１９
磁性材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−166202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−232102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−166902（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162705（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−21362（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工液中で対向する電極及び被加工物の
   うちの少なくとも一方が磁性材料からなり、前記電極と
   被加工物との間にパルス状の加工エネルギーを供給する
   と共に、前記パルス状の加工エネルギーを制御して放電
   加工を行うことにより、所定粒度で、かつ、加工液中で
   の絶縁破壊によって吹き飛ばされて瞬時に急速冷却され
   て凝固した非晶質の球状磁性体粉を生成し、前記磁性体
   粉を結合させて所定形状の磁性体を製造する放電加工で
   生成された加工粉から磁性体を製造する方法。
2. 【請求項２】 前記電極及び被加工物のうちの少なくと
   も一方に用いる磁性材料は、異なる回転軸を有する円筒
   状とすると共に、前記電極及び被加工物の一方または双
   方を低速回転させながら放電加工を行うことを特徴とす
   る請求項１記載の放電加工で生成された加工粉から磁性
   体を製造する方法。
3. 【請求項３】 前記磁性体粉を剛性樹脂と共に練り合わ
   せて所定形状の磁性体を製造する請求項１あるいは請求
   項２記載の放電加工で生成された加工粉から磁性体を製
   造する方法。