KR930008462B1 - 전자부재(電磁部材)의 제조방법 - Google Patents

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히로시 가이누마
도시유끼 슈또오
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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
미다 가쓰시게
히다찌 덴센 가부시기가이샤
하시모도 히로지
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Abstract

내용 없음.

Description

전자부재(電磁部材)의 제조방법
제 1 도는 종래의 전기기계 부품을 나타낸 일부 파단사시도.
제 2 도는 제 1 도의 Q틀내를 확대해서 나타낸 사시도.
제 3 도 및 제 4 도는 종래의 제조방법에 의해 제조된 전자부재를 나타낸 평면도.
제 5 도는 본원 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 제 1 의 실시예의 전자부재의 일부 파단 사시도.
제 6 도 및 제 7 도는 본원 발명에 의한 제조방법의 과정을 나타낸 것으로서, 제 6 도는 복합자성 조체(條體)의 일부 파단 사시도. 제 7 도는 복합자성 조체를 묶은 상태를 나타낸 사시도.
제 8 도 및 제 9 도는 본원 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 전자부재를 나타낸 평면도.
제 10 도는 본원 발명을 설명하기 위한 철의 점적률(占積率)과 투자율 및 저항율의 관계를 나타낸 곡선도.
제 11 도는 본원 발명의 제조방법의 제 2 의 실시예를 설명하기 위한 과정의 사시도.
제 12 도는 제 11 도의 제조방법에 의해 제조된 전자부재를 나타낸 평면도.
제 13 도 및 제 14 도는 각기 본원 발명의 제조방법의 제 3 및 제 4 의 실시예를 설명하기 위한 한 과정의 사시도.
제 15 도는 본원 발명의 제조방법에 의해 제조된 다른 전자부재를 나타낸 평면도.
제 16 도 및 제 17 도는 본원 발명의 복합자성 조체의 다른 실시예를 나타낸 평면도.
제 18 도는 제 5 도에 나타낸 제 1 의 실시예를 다시 개량한 전자부재의 일부 파단 사시도.
본원 발명은 전기기계나 전기기기에 사용되는 전자부재의 제조방법에 관한 것이며, 특히 자기이방성(磁氣異方性) 및 도전성을 아울러 갖는 전자부재의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기기계 또는 전기기기등의 요부에는 자성부재 및 통전부재가 설치되지만, 이 요부가 자기적으로 이방성을 가지며, 또한 도전성을 갖는 자기이방성 도전재로 이루어진 것이 알려져 있다. 예를 들면 회전기기기(回轉氣機器의 댐퍼 damper), 리니어 모우터(linear motor)의 2차도체 또는 자기차폐판 등에 채용되는 일이 많다.
하나의 예에 대해 구체적으로 설명하면, 예를들면 일본국 특개소 57-46656호에도 개시되어 있지만, 제 1 도 및 제 2 도에 나타낸 바와 같이, 유도전동기의 회전자와 외피 (2)와 철심(3)의 2중원통구조로 하며, 외피 2에 자기이방성 도전부재(6)를 사용하는 것이다. 이와 같이 구성하면 효율좋은 전동기가 얻어지는 것이다. 그리고 이 경우, 외피(2)는 직경방향 투자율 μr이 주방향 투자율(μθ)보다 큰 자기이방성 도전부재(6)이며, 구체적으로 제 2 도에 나타낸 바와 같이 직경방향으로 긴 자성선(磁性線)이 자성조재(磁性條材) (4)를 방사상으로 줄짓게 하고, 그사이에 동이나 알루미늄 등의 도전재(5)를 주탕하여 성형한다.
이와 같은 전자기적인 작용을 하는 성형부품에서는, 소정의 전자기 특성을 가지며, 균질하고 튼튼한 재료로 이루어진 것이 필요하다. 그런데, 철과 같은 자성선을 줄짓게 하여 그 사이에 동이나 알루미늄 등의 도전재를 주탕하면, 철과 동 또는 알루미늄과의 혼합비 및 배열에 의해 전자기특성이 좌우되는지에 불구하고, 그 비율 및 균질성을 자재로 조정하는 것이 어려우며, 또한 철과 동 또는 철과 알루미늄과의 친숙성이 나빠, 주탕시에 때때로 기포의공간인 머리카락이 흐터진 모양이 생겨, 그 결과 철과 동의 접촉부, 또는 철과 알루미늄의 접촉부에 틈이 생겨 양자가 완전히 접촉되지 않는다고 하는 결점이 있었다.
다음에 종래의 방법에서는 철선을 묶어서 동을 주탕하면, 소정의 전자기 성능을 갖는 균질의 성형부재를 만들기가 곤란했었다.
제 3 도 및 제 4 도는 종래의 제조방법에 의해 제조된 전자부재의 평면도를 각각 나타낸다.
제 3 도에 있어서 자성조재(4)의 철선을 빽빽하게 묶어 도전재(5)인 동을 주탕하면, 예를들면 주탕이 잘되더라도 도전재(5)끼리 서로 접촉하는 구성으로 된다.
이 경우, 얻어지는 철과 동의 면적비율은 철선의 직경을 바꾸어도 마찬가지로 대체적으로 결정되어 버려, 자유롭게 조정할 수 없다. 이 때문에 도면중 투자율 μz, μx, μy의 크기, 저항율 ρz, ρx, ρy의 크기는 각각 대략 일정치를 나타낸다. 전자기적인 설계를 하는 데는 각각의 구성부재에 각기 적당한 투자율 또는 도전율을 부여하는 것이 바람직하며, 그러기 위해서는 철과 동의 단면, 면적비율을 바꾸지 않으면 안된다. 이와같은 점에서 단지 철선을 묶어서 동을 주탕하는 방식에는 난점이 있다. 이 난점을 제거하기 위해, 철선은 묶을 때 느슨하게 묶어서 동 부분을 많게 하는 방법이 고려되지만, 이 경우는 철선의 위치가 주탕시에 움직여 예를들면 제 4 도와 같은 일부에 치우친 분포를 나타내어, 전자기적으로 균질의 성형부재로 하기가 어려웠다.
본원 발명의 주요 목적은 자성과 도정성과의 비율을 용이하게 조정할 수 있고, 기계적으로 튼튼하게 구성되는 전자부재의 제조방법을 제공하는 점에 있다.
본원 발명의 다음 목적은 자기이방성 및 도전성을 가지며 원형 또는 장방형의 소망의 형인 전자부재를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
즉 본원 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 먼저 자성체인 자성조재의 외측에 도전재를 씌우고 일체와 한 도전재 피복자성체를 구성하는 복합자성조체를 형성하고, 이 복합자성조체를 소정수 줄짓게하며, 이어서 그 사이에 복합자성조체의 외피에 사용한 도전재와 대략 동등한 도전재를 채워서 주탕하도록 한 것이다.
이 전자부재의 제조방법에 의하면, 복합자성조체는 자성선의 외주에 미리 도전재를 씌우고 있으므로, 이 도전재의 두께를 미리 조정함으로써, 전자부재의 자성과 도전재와의 비율을 용이하게 조정할 수 있으며, 또한 복합자성조체의 외주의 도전재와 주탕하는 도전재는 같은 종류의 재료 또는 서로 가까운 종류의 재료를 사용하고 있으므로, 주탕시에 양자의 친숙성이 좋아 떨어지지 않기 때문에, 주탕을 신속하게 실시할 수 있어서 엉성하게 되는 것을 충분히 방지할 수 있고 기계적으로 견고한 것이다.
다음에 도시한 실시예에 의거하여 본원 발명을 상세히 설명한다. 먼저, 일례로서 제 5 도에 나타낸 전동기의 편평회전자를 위해 성형한 본원 발명에 의한 전자부재의 제조방법에 대해 설명하지만, 그에 앞서서 이 회전자의 개요를 기술한다. 제 5 도중 r, z, θ의 3방향 성분에 의거하여 설명하면, z 방향으로 뻗는 자성조재 (4)의 철선과 그 주위에 말착해서 막힌 z 방향으로 뻗는 도전재(5)인 동으로 이루어지며, 일체의 원판상의 자기이방성도체인 전자부재(6)를 이룬다. 즉 자성조체(4)의 철선이 뻗는 방향(z방향)의 투자율 μz는 자성조재(4)의 철선을 가로지르는 방향(r, θ방향)의 투자율 μr, μθ의 어느 것보다도 큰 자기이방성을 갖는다. 동과 철은 도전성을 가지고 있으며, 결국 이 부재는 도전체이면서도 자기이방성으로 된다. 또(r, θ)면을 보면, 단면 원형인 자성조재(4)의 철선이 소정의 간격으로 복수개 규칙적으로 배치되어 있으며, 철선은 z 방향으로는 평행으로 줄짓고 있으므로, 전체적으로 균질의 부재로 되어 있다. 물론 외주부는 도전재(5)인 강철로 구성되어 있다.
이 부재를 회전자로서 사용하여, z 방향 갭을 두고 회전자계를 만드는 고정자와 대치시키면, 자기적으로는 감는 철심과 동등한 성능을 또 전기적으로는 동과 동등한 성능을 갖는 회전자로 되며, 예를들면 유도전동기의 바구니형로우터, 또는 등방자성(等方磁性)의 솔리드모우터에 비해, 더욱 성능이 뛰어난 전동기를 얻을 수 있는 것이다.
다음에 본원 발명의 주안점인 이 전자부재의 제조방법에 대해 설명한다. 제 6 도 및 제 7 도는 그 공정을 나타낸 것이다.
먼저 제 6 도에 나타낸 바와 같이 철선자성조재(4) 철선의 외주에 미리 정한 일정두께의 제 1 의 도전재(5a)동을 씌워서 일체화한다. 즉 복합자성조체(7)를 형성한다. 양자의 일체화는 예를들면 냉간압연에 의해 제작하면 좋고, 철과 동이 완전히 금속결합하도록 한다. 바람직하게는 단일재로서 가골할 수 있도록 하는 것이 좋다. 이어서 제 7 도에 나타낸 바와 같이 이 복합자성조체(7)와 틀체(8)와의 사이에 제 2 의 도전재(5b)를 주입하여 복합자성조체(7)를 적당한 길이로 절단해서 소정의 크기로 되기까지 모아서 묶는다.
틀체(8)는 복수개의 복합자성조체(7)를 조이는 데 사용된다.
이 경우, 틀체(8)는 동으로 만들어져 있으며, 도면중 화살표 방향으로 힘을 가하여, 견고하게 복수개의 복합자성조체(7)를 묶도록 하고 있다. 다음에 이와 같이 묶은 복합자성조체(7)의 덩어리를, 필요하다면 적당한 온도까지 예열하고, 경우에 따라서는 불활성가스중에서, 고온의 용융동을 주탕하는 것이다. 그리고 냉각된 다음 이 덩어리를 소정의 치수로 절삭 가공하면 제 5 도와 같은 소망의 전자부재가 얻어지는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 철선 주위에 미리 동이 소정두께로 씌워져 있으며, 그리고 이들 사이에 동이 주탕되므로, 양자의 친숙성이 좋고, 경계층이 떨어지는 일이 없으므로 주탕을 신속히 할 수 있으며, 엉성하게 되지는 않아 견고한 자기아방성도체로 이루어진 전자부재로 할 수 있다.
제 8 도 및 제 9 도는 본원 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 전자부재의 평면도를 나타낸다.
본원 발명에 의하면, 자성조재(4)의 철선 외주에 도전재(5)인 동을 씌워서 얻어지는 복합자성조체(7)를 사용하고 있으므로, 미리 철선의 직경과 동피의 두께를 적절한 것으로 선정함으로써, 단순히 복합자성조체(7)를 묵어서 동을 주탕하는 것만으로, 제 8 도에 나타낸 바와 같이 적절한 면적비를 가지며, 균질의 자기이방성과 도전성을 갖는 전자부재를 만들 수 있는 것이다. 즉 제 8 도는 도면중 2점쇄선 P과 같이 비교적 동이 얇은 복합자성조체(7)를 사용하고 있지만, 제 9 도의 2점쇄선 Q와 같은 비교적 동이 두꺼운 복합자성조체(7)를 사용하면, 동이 많은 균질의 전자부재로 할 수 있다. 참고로 실험결과에서는 철선의 점적율과 전자기적성질은 제 10 도에 나타낸 바와 같은 경향으로 된다.
제 10 도에 있어서, μz, μx는 각기 z방향 및 x 방향의 투자율 ρx는 x 방향의저향율을 나타내며, 철의 점적률이 증가함에 따라, μz, μx, ρx의 모두가 증가하지만 μz의 증가가 특히 현저하다.
또한 본 실시예에서는 틀체(8)를 철로 제작하고 있으므로, 틀체(8)와 주탕한 동 사이의 친숙성도 좋고, 이 부분에서도 주탕을 빨리 실시할 수 있어서 엉성하게 되는 일이 없다. 성형한 부재의 외주부 근방에 이틀체(8)를 위치시키도록 하면, 전자부재의 외주부에 제 5 도에 나타낸 바와 같이 동이 위치하게 되어, 측면이 균일한 취급하기 쉬운 전자부재로 된다.
제 11 도 내지 제 14 도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서 각기 제 5 도와는 다른 형상의 전자부재를 만들 때의 복합자성조체의 묶는 방법을 나타내고 있다. 제 11 도는 제 12 도와 같이, 한복판에 구멍이 뚫린 링상(ring 牀)의 전자부재를 만들 때의 예이며, 내경부에 접하는 동파이프(10)를 사용하여, 화살표 방향으로 틀체(8)에 힘을 가하여 복합자성조체(7)를 묶는다. 제 13 도는 직방체의 전자부재를 만들 때의 예이며, 틀체(11)로서는 2매의 동판(12)과 2개의 동블록(13)을 사용한 화살표 방향으로 힘을 가하여 복합자성조체(7)를 묶고 있다. 제 14 도는 어떤 소망의 곡률을 갖는 봉상(棒牀)의 전자부재의 예이다. 틀체(14)는 대상(帶狀)의 것을 사용하며, 화살표 방향으로 힘을 가하여 복합자성조체(7)를 묶어 복합자성조체의 길이방향의 투자율이 다른 방향보다 커지는 자기이방성을 나타낸다.
제 15 도는 복삽자성조체의 조합방법을 나타낸 것으로서 2종류의 크기가 다른 복합자성조체(16), (17)를 사용하여, 철의 점적률의 향상을 도모한 것으로서, 각기 도전재(5a')인 동으로 둘레를 덮은 복수개의 복합자성조체(16)의 틈에 각기 도전재(5a")의 동으로 역시 둘레를 덮은 더욱 반경이 작은 복수개의 복합자성조체(17)를 파묻도록 구성된다. 이와 같이 구성하면 각 복합자성조체간의 틈이 작아져, 제 2 의 도전재(5b)를 주입하는 영역을 좁게 할 수 있다.
그리고, 이상의 설명에서는 틀체(8), (11), (12), (14)로서 동을 사용하도록 설명했고, 또 그것이 가장 바람직하지만, 알루미늄이나 강철제의 틀체를 사용해도 된다. 단, 이 경우에는 틀체와 주탕한 동과의 친숙성이 나빠지므로, 제 7 도, 제 11 도, 제 13 도 및 제 14 도에 나타낸 바와 같이, 틀체는 주탕후, 깎아내는 것이 바람직하다. 또 최초에 형을 만들어 주고, 그 안에 복합자성조체를 채워 넣고 나서 주탕해도 된다.
제 16 도, 제 17 도는 각기 다른 복합자성조체(7)의 단면을 나타낸 것으로서, 복합자성도선은 제 6 도에 나타낸 바와 같이 반드시 원형 단면을 가질 필요는 없으며 도면과 같이 구형을 하고 있어도 된다. 이 경우는 직방체상의 성형부재를 만들때 편리하다. 단, 용탕동(溶湯銅)이 흐르는 통로를 확보하기 위해, 제 16 도와 같이 일부에 잘라낸 곳(20)을 설치하거나, 제 17 도와 같이 부분적으로 오목한 곳(21)을 설치하면 좋다.
제 18 도는 제 5 도에 나타낸 제 1 의 실시예를 다시 개량한 전자부재의 일부 파단사시도를 나타낸 것으로서, 앞서 설명한 제 7 도, 제 11 도, 제 13 도 및 제 14 도의 실시예에서는 모두 틀체(8)는 제 2 의 도전재(5b)의 주탕후, 깎아내고 있었지만, 제 2 의 도전재(5b) 및 틀체(8)에 각기 동을 사용하면 틀체(8)를 깎아낼 필요는 없고, 제 18 도에 나타낸 바와 같이 그대로 남겨도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본원 발명의 방법에 의하면,
1. 자성과 도전성을 적절히 선택할 수 있고, 균질의 기계적으로 튼튼한 전자기계용의 전자부재를 얻을 수 있다.
2. 자기이방성 및 도전성을 가지며, 원형, 장방형 등의 소망의 형상의 전자부재를 만들 수 있다.
3. 복합저성조체의 외주의 제 1 의 도전재와, 주탕하는 제 2 의 도전재는 같은 종류의 재료 또는 서로 가까운 종류의 재료를 사용하고 있으므로 접촉부분이 떨어지지 않고 엉성하게 되는 것을 방지할 수 있다. 라고하는 뛰어난 효과가 얻어진다.

Claims (9)

  1. 병설된 복수개의 자성조재(磁性條材) (4)간에 도전재(5)를 채워서 전자부재(6)를 제조하는 방법이며, a. 상기 자성조재(4)의 외주에 제 1 의 도전재(5a)를 소정의 두께를 갖도록 씌워서 복합자성조체(7)를 형성하는 공정, b. 상기 복합자성조체(7)의 복수개를 묶고, 그 전체를 고정유지하는 공정, 및 c. 상기 묶여진 복수개의 복합자성조체(7)의 인접공간에 제 2 의 도전재(5b)를 채우는 공정, 으로 이루어진 전자부재의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 의 도전재(5a)와 상기 제 2 의 도전재(5b)를 동일 종류로 한 것을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 의 도전재(5a) 및 상기 제 2 의 도전재(5b)는 모두 동(銅)임을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 자성조재(4)의 외주에 상기 제 1 의 도전재(5a)를 씌울 때, 냉간압연에 의해 씌우는 것을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 복합자성조체(7)를 동 파이프에 두루 감아, 도우넛형(doughnut)의 전자부재(6)를 만드는 것을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 묶어진 복합자성조체(7)의 사방을 틀체(11)로 둘러싸서 장방체의 전자부재(6)를 만드는 것을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 묶어진 복합자성조체(7)를 대상(帶狀)의 틀체(14)로 둘러싸서 소망의 곡률을 갖는 봉상(棒狀)의 전자부재(6)를 만드는 것을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
  8. 병설된 복수개의 자성조재(4)간에 도전재(5)를 채워서 전자부재(6)를 제조하는 방법이며, a. 상기 자성조재(4)의 외주에 제 1 의 도전재(5a)를 소정의 두께를 갖도록 씌워서 복합자성조체(7)를 형성하는 공정, b. 상기 복합자성조체(7)를 복수개 묶는 공정, c. 상기 묶어진 복수개의 복합자성조체(7)의 외주에 도전재로 이루어지며 또한 묶여진 복합자성조체(7)를 죄어 붙일 수 있는 틀체(8, 11, 14)를 배치하여 이 복합자성체(7)를 죄는 공정, 및 d. 상기 죄어 붙여진 복합자성조체(7)의 인접공간에 제 2 의 도전재(5b)를 채우는 공정, 으로 이루어진 전자부재의 제조방법.
  9. 병설된 복수개의 자성조재(4)간에 도전재(5)를 채워서 전자부재(6)를 제조하는 방법이며, a. 상기 자성조재(4)의 외주에 제 1 의 도전재(5a)를 소정의 두께를 갖도록 씌워서 복합자성조체(7)를 형성하는 공정, b. 상기 복합자성체(7)를 복수개 묶는 공정, c. 상기 묶어진 복수개의 복합자성조체(7)의 외주에 도전재로 이루어지며 또한 묶여진 복합자성체(7)를 죄어 붙일 수 있는 틀체(8, 11, 14)를 배치하여 이 복합자성조체(7)를 죄는 공정, 및 d. 상기 죄어 붙여진 복합자성조체(7)의 인접공간에 제 2 의 도전재(5b)를 채우는 공정, e. 상기 제 2 의 도전재(5b) 및 복합자성체(7)를 냉각하는 공정, 및. f. 상기 틀체(8, 11, 14)를 제거하는 공정, 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자부재의 제조방법.
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