WO2005045857A1 - 電磁石用コア及びその製造方法 - Google Patents

電磁石用コア及びその製造方法 Download PDF

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Masahisa Miyahara
Koichiro Morimoto
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Mitsubishi Materials Pmg Corporation
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Definitions

  • Electromagnet core and method of manufacturing the same are Electromagnet core and method of manufacturing the same
  • the present invention relates to an electromagnet core used for a liquid fuel injector or the like, and a method for manufacturing the same.
  • an electromagnet core formed of a powder composite material is known.
  • it is composed of a fixed core made of a magnetic material, an exciting coil, and an armature for activating a valve.
  • the fixed core is formed by pressing a mixture of a powdered iron material and an epoxy binder, and after the core is formed.
  • An electromagnet for controlling a metering valve of a fuel injector for firing a core is known.
  • the powdered iron material is made of ferrite, and the epoxy binder is selected from a large number of epoxy resins, and the mixture contains 2 to 50% of the epoxy resin by weight! /. is there.
  • the iron particles are covered with an extremely thin and electrically insulating phosphate layer (insulating film), and the iron particles contain, for example, 0.5% by mass of a polymer additive (for example, Also known are those provided with lamide, phenol resin, etc.).
  • a polymer additive for example, Also known are those provided with lamide, phenol resin, etc.
  • Such an epoxy binder-polymer additive has an electrical insulating action and binds particles together, and due to a high electric resistance between powder particles, it can be used in this place. Almost no eddy currents are formed.
  • Patent Document 1 JP-A-7-310621
  • Patent Document 2 JP-T-2000-501570
  • the electromagnet core Since the liquid fuel injector having the electromagnet core is disposed in the middle of the liquid fuel supply path, the electromagnet core provided integrally with the liquid fuel injector directly touches the liquid fuel, May come into contact with the vaporized gas. For this reason, the magnet core is required to have chemical resistance.
  • a liquid fuel injector with an electromagnet core Since the ejector is integrated with the engine, the electromagnet core exposed to relatively high temperatures must have heat resistance.
  • the electromagnet core is formed by pressing a mixture of a raw material powder and a binder made of a soft magnetic material by press calorie. As the ratio of the occupied volume of the power raw material powder becomes higher, the magnetic flux density and the magnetic permeability become higher. Excellent performance.
  • the binder of the raw material powder is an epoxy resin having a heat resistance of about 150 to 16 ° C, or a polyamide, a phenol resin, or the like. Has a problem that chemical resistance and heat resistance are low. For this reason, there was a limit as an electromagnet for valve control of liquid fuel injectors.
  • a mixture of the raw material powder and the binder is usually mixed with a fluidizing agent in order to increase the fluidity at the time of pressing force.
  • a fluidizing agent in order to increase the fluidity at the time of pressing force.
  • the problem to be solved is to improve the chemical resistance and heat resistance of an electromagnet core used for a liquid fuel injector or the like.
  • Another problem to be solved by the present invention is a method of manufacturing a core for an electromagnet used for a liquid fuel injector or the like, in which a mixture of a raw material powder and a binder also forming a soft magnetic material is formed by press working. Another point is that the fluidity of the mixture is improved to increase the volume occupied by the raw material powder.
  • the invention according to claim 1 is characterized in that in a core for an electromagnet formed of a soft magnetic material and provided with a coil, the core is formed of a soft magnetic material powder and a binder of the soft magnetic material powder made of polyimide resin. This is a core for an electromagnet.
  • the electromagnet core according to claim 1 wherein the polyimide resin is contained in an amount of 0.05 to 1.0% by weight based on the soft magnetic material powder.
  • the electromagnet core according to claim 1 or 2 wherein the electromagnet core is used for a valve control electromagnet of a liquid fuel injector.
  • the invention of claim 4 is the manufacture of an electromagnet core formed of a soft magnetic material and provided with a coil.
  • a mixture of a binder made of a soft magnetic material powder and a polyimide resin is inserted into a molding die, when the mixture is molded by pressing, the molding die is stored in the molding die. And a lubricating layer provided on the surface of the part.
  • the housing portion is heated to a temperature higher than room temperature, and a lubricant is applied to the surface of the housing portion before the mixture is inserted, and the lubricant is applied.
  • the lubricating layer is formed by evaporating the water content of a lubricating liquid by the heat of the storage section.
  • the invention of claim 6 is the method for producing an electromagnet core according to claim 5, wherein a reflow agent is further added to the mixture.
  • heat resistance and chemical resistance can be improved by using a polyimide resin having a thermally and chemically stable molecular structure as a binder of the soft magnetic material powder. it can.
  • the polyimide resin in an amount of 0.05 to 1.0% by weight based on the soft magnetic material powder, molding can be performed well and the soft magnetic material in the core can be formed. The occupancy ratio of the powder can also be ensured.
  • the electromagnet core having improved heat resistance and chemical resistance for the valve control electromagnet of the liquid fuel injector by using the electromagnet core having improved heat resistance and chemical resistance for the valve control electromagnet of the liquid fuel injector, it can operate well even when attached to the engine. it can.
  • the lubricating layer formed on the surface of the accommodating portion enhances the lubricity between the soft magnetic material powder and the surface
  • the soft magnetic material powder and the surface are formed during molding by pressing pressure.
  • the soft magnetic material powder and the soft magnetic material powder and the binder can be densely formed with as few voids as possible.
  • the thickness of the lubricating layer is reduced and precise molding is performed. be able to.
  • FIG. 1 to FIG. 5 show Embodiment 1, in which an electromagnet 1 is composed of a core 2 and an exciting coil 3, and the core 2 has a cylindrical shape in which a through hole 4 is formed in an axis z. At the same time, a groove 5 is formed in an annular shape around the axis z on one side surface, and the cylindrical coil 3 is inserted into the groove 5 on the coaxial core.
  • a plunger 6 serving as an operating body is disposed on the axis z, and a substantially disk-shaped armature 6a formed by a magnetic iron or the like provided at the base end of the plunger 6 has one side surface of the coil 3, and thus the core. 2 is provided so as to be able to approach and separate from one side surface.
  • the coil 3 is excited to operate the plunger 6 in the axis z direction.
  • the armature 6a is attracted to the electromagnet 1 side.
  • the electromagnet 1 is provided in an injector of the engine liquid fuel injection device.
  • the injector 7 is disposed in a valve body 9 having a liquid fuel injection port 8 at the tip, a valve seat 10 formed in the inner end of the liquid fuel injection port 8, and a valve body 9. It has a one-dollar valve 11 and further opens and closes the liquid fuel injection port 8 so that the electromagnet 1 driving the plunger 6 connected to the needle valve 11 and the needle valve 11 are held in the closed position.
  • an armature 6a and a return panel (not shown) for urging the plunger 6 are provided.
  • a liquid fuel supply port 13 is provided on the other side 12 of the valve body 9, and the liquid fuel supply port 13 is connected to a liquid fuel pump (not shown). F is supplied at a predetermined pressure. Accordingly, in the injector 7, when a driving voltage is applied to the coil 3 and an exciting current is supplied, the armature 6a and, consequently, the plunger 6 are drawn into the exciting coil 3 side. Open mouth 8. Then, the needle valve 11 is demagnetized by the electromagnet 1 Until the liquid fuel injection port 8 is opened, the liquid fuel is injected.
  • the core 2 is made of a soft magnetic material powder such as electromagnetic soft iron or K steel, which can relatively easily perform magnetic demagnetization or demagnetization, that is, a soft magnetic material powder 14 is integrally fixed to the core 2 via a binder 15.
  • the surface of the soft magnetic material powder 14 is formed with an insulating film 16 through which lines of magnetic force pass.
  • a polyimide resin which is a polymer having a molecular structure such as an imide ring (complex ring) or an aromatic ring which is thermally and chemically stable in the main chain is used.
  • the particle size (maximum width) of the soft magnetic material powder 14 is 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. If the particle size (maximum width) of the soft magnetic material powder 14 is less than 10 ⁇ m, it is difficult to manufacture, whereas if the particle size (maximum width) is larger than 200 m, sufficient specific resistance cannot be obtained and sufficient This is because a high strength cannot be obtained.
  • the polyimide resin is a wholly aromatic polyimide, a bismaleide-based polyimide, an addition-type polyimide, or the like, and the amount of addition is 0.05% or more by weight to the soft magnetic material powder 14. 0% or less, preferably 0.1 or more and less than 0.5%. This is because if the polyimide resin is less than 0.05%, the specific resistance is not maintained, while if the polyimide resin exceeds 1.0%, the density is not easily increased and the magnetic flux density and magnetic permeability decrease. That's why.
  • the binder 15 is mixed with a fluidizing agent 17 described later.
  • the molding die 18 includes a female die 20 having a through hole 19 formed therein, an upper punch 21 as a male die inserted into the through hole 19 from above, and a cylindrical core pin 22 inserted from below the through hole 19 into a ring shape. And first and third lower punches 23, 24, 25.
  • the core pin 22 is disposed on the axis of the through hole 19, the upper surface 22 a is disposed substantially on the upper surface of the female die 20, and the first lower punch 23 is disposed concentrically outside the core pin 22.
  • the upper surface 23a forms a bottom surface.
  • the second lower punch 24 is arranged concentrically outside the first lower punch 23, and its upper surface 24 a is provided above the upper surface 23 a to form the groove 5.
  • the third lower punch 25 is arranged concentrically outside the second lower punch 24, and its upper surface 24a forms a bottom surface like the upper surface 23a.
  • a receiving hole 26 into which the upper surface 22a of the core pin 22 is inserted is formed on the axis.
  • the female mold 20 is set at a predetermined temperature higher than room temperature, for example, for example, a heater 27 as a heating means for keeping the temperature at 120 ° C. is provided.
  • the core pin 22 and the first, second, and third lower punches 23, 24, and 25 are previously inserted into the through-holes 19, and the accommodation portions 28 such as the through-holes 19 for accommodating a raw material.
  • a lubricating layer 29 is formed on the wall surface, that is, on the surfaces of the upper surfaces 23a, 24a, 25a and the inner and outer peripheral surfaces of the second lower punch 24 in addition to the wall surface of the through hole 19. This is done by spraying an aqueous lubricating liquid 29a from the jet port 30 provided on the upper surface of the female die 20 and facing the through hole 19, and applying the lubricating liquid 29a to the wall surface and the surface of the housing portion 28.
  • a lubricating liquid an aqueous solution of 1% sodium benzoate and 1% dihydrogen phosphate was used and spray-coated on the mold wall heated to 120 ° C. Is formed.
  • the soft magnetic material powder 14 on which the insulating film 16 has been formed is added to, for example, 0.2% by weight of an additional polyimide resin.
  • additional polyimide resin other polyimide ⁇ as butter, and the like the bar Indah, for example to accommodate plunge a mixture of 0.01 weight 0/0 ethylenebisstearic port Ami de etc. flow initiating material in the housing portion 28.
  • a bisamide-based wax such as ethylene bisstearamide, ethylenebislauramide, or methylene bisstearamide alone or a mixture thereof is preferable.
  • the above-mentioned wax has a low melting point in a monoamide type having a high melting point of 140 ° C. or higher, and is softened by heating during warm molding to lower the fluidity.
  • the fluid refining agent those obtained by adding 30% or less of lithium stearate or 12-hydroxylithium stearate to the wax (including the mixture) are preferable.
  • the added amount of the fluid-reforming agent is 0.002 to 0.1% by weight, preferably 0.004 to 0.05% by weight, and the particle size (maximum width) of the fluidizing agent is 1%. It is 20 / ⁇ , preferably 110 m. If the added amount of the fluidizer is less than 0.002% by weight, sufficient fluidity cannot be secured, while if the added amount is greater than 0.1% by weight, sufficient fluidity cannot be obtained. Strength cannot be obtained.
  • the fluidizing agent it is difficult to manufacture the fluidizing agent if the particle size (maximum width) is smaller than 1 ⁇ m, and if it is larger than 20 m, lubricating properties must be ensured. Therefore, a larger amount is required, and in that case, sufficient strength cannot be obtained.
  • the core 2 is formed by inserting the upper punch 21 into the through hole 19 at a predetermined pressure.
  • the soft magnetic material powder 14 is applied to the outer peripheral surface of the core pin 22 and the surfaces of the upper surfaces 23 a, 24 a, 25 a and the second lower punch 24. Contact the inner and outer peripheral surfaces of.
  • the lubricating layer 29 is interposed between the soft magnetic material powder 14 and each surface of the housing portion 28, the soft magnetic material powder 14 is lubricated and the female die 20, the upper punch 21 and The first, third, and lower punches 23, 24, and 25 are pressed to reduce the contact resistance on each surface.
  • the pressing pressure reaches the inside of the compact, that is, the inside of the compact.
  • the occupation volume of the soft magnetic material powder 14 per unit volume can be increased.
  • the fluidizing agent 17 is also interposed between the soft magnetic material powder 14 and various surfaces of the storage section 28, so that the pressing pressure can reach the inside of the compact. Further, since the fluid refining agent 17 is interposed between the soft magnetic material powders 14 and between the soft magnetic material powder 14 and the binder 15, the pressing pressure can reach the inside of the compact.
  • the upper punch 21 is raised, and the first, second and third lower punches 23, 24, 25 are raised to move the formed body (core) through the through holes 19. I'm going to pick something more.
  • the core according to the present invention is superior to the core made of a sintered material in the response at the start and end of the operation. It is known.
  • the polyimide resin having a molecular structure that is thermally and chemically stable is used as the binder 15 of the soft magnetic material powder 14 so that the heat resistance is higher than that of the conventional core of this type.
  • Chemical resistance can be improved.
  • the polyimide resin as a binder 15 in an amount of 0.05 to 1.0% by weight with respect to the soft magnetic material powder 14, sufficient specific resistance and strength can be obtained and molding can be performed satisfactorily.
  • the pressing force also depends on the pressing pressure because the lubricating layer 29 formed on the surface of the through-hole 28 or the like of the housing 28 formed by the molding die 18 improves the lubricity between the soft magnetic material powder 14 and the surface.
  • the frictional force between the soft magnetic material powder 14 and the surface of the through-hole 28 etc. is reduced, and the soft magnetic material powder 14 is formed with the voids between the soft magnetic material powder 14 and the binder 15 as small as possible. can do.
  • the lubricating layer 29 is formed by evaporating the water content of the applied lubricating liquid 29a by the heat of the storage section 28, so that the thickness of the lubricating layer 28 can be made small and uniform, and the force can be reduced.
  • the flowability of the mixture at the time of pressing or the like can be further improved by adding a fluidizing agent 17 in addition to the soft magnetic material powder 14 and the binder 15.
  • the electromagnet core of the present invention can be applied to uses other than the valve control electromagnet of the liquid fuel injector.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an electromagnet showing Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a core, showing Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding apparatus showing Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part during molding showing Example 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an injector of a liquid fuel injection device for an engine according to a first embodiment of the present invention, with a portion cut away.
  • FIG. 6 (a) is a graph of the responsiveness of the core of the present invention
  • FIG. 6 (b) is a graph of the responsiveness of the core of the sintered material.

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Abstract

【課題】　液体燃料インジェクタ等に使用される電磁石用コアにおいて、耐薬品性及び耐熱性を向上する。 【解決手段】　コアを、熱的、化学的に安定な分子構造を有するポリイミド樹脂を軟磁性材粉末14のバインダー15として成形する。ポリイミド樹脂からなるバインダー15を軟磁性材粉末14に対して０．０５～１.０重量％含むようにする。コアの耐熱性や耐薬品性を向 上することができるので、液体燃料インジェクタ７のバルブ制御用電磁石として用い、エンジンに取り付けても良好に作動することができる。

Description

明 細 書
電磁石用コア及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液体燃料インジェクタ等に使用される電磁石用コア及びその製造方法に 関するものである。
背景技術
[0002] 従来、電磁石用コアとして粉末複合材料により形成されているものが公知である。例 えば磁性材による固定コアと、励磁コイルと、バルブ起動用の接極子とで構成され、 固定コアが粉末鉄材及びエポキシバインダの混合物をプレスして形成されており、コ ァが形成された後、コアを焼成する燃料インジェクタの計量バルブ制御用電磁石が 公知である。そして、前記粉末鉄材はフェライトからなり、またエポキシバインダが多 数のエポキシ榭脂から選択されるものであって、前記混合物が重量でエポキシ榭脂 を 2— 50%含んで!/、るものである。
[0003] また、鉄粒子は、極めて薄 ヽ、電気的な絶縁性を有するホスフェート層（絶縁皮膜）に よって覆われ、そしてこの鉄粒子には例えば 0. 5質量％のポリマー添加材 (例えばポ リアミド、フエノール榭脂等）を備えたものも公知である。
[0004] このようなエポキシバインダゃポリマー添加材は、電気的な絶縁作用を有し、粒子同 士を結合するものであって、粉末粒子相互間の高い電気的な抵抗によって、この場 所にはほとんど渦電流は形成されな 、ようになって 、る。
特許文献 1：特開平 7 - 310621公報
特許文献 2 :特表 2000-501570号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 電磁石用コアを備えた液体燃料インジェクタは、液体燃料供給経路の途中に配置 されるので、液体燃料インジェクタと一体的に設けられる電磁石用コアは直接液体燃 料に触れたり、或いは液体燃料の気化ガスに触れたりするおそれがある。このため電 磁石用コアには耐薬品性が要求される。また電磁石用コアを設けた液体燃料インジ ェクタはエンジンに一体的に取り付けられるので、比較的高温にさらされる電磁石用 コアには耐熱性が要求される。
[0006] さらに、電磁石用コアは、軟磁性材からなる原料粉末とバインダの混合物をプレスカロ ェにより成形するものである力 原料粉末の占有容積の比率が高いほど磁束密度の 透磁率など電磁石としての性能が優れる。
[0007] しかしながら、前記従来技術においては、原料粉末のバインダは耐熱性が 150— 16 o°c程度のエポキシ榭脂であったり、またポリアミド、フエノール榭脂等であったので、 電磁石用コアとしては耐薬品性や耐熱性が低いという問題があった。このため液体 燃料インジェクタのバルブ制御用電磁石としては限界があった.
さらに、電磁石用コアの製造方法にあっては、プレス力卩ェの際に原料粉末とバインダ の混合物に通常流動性を高めるために改流動剤を混合するものであるが、改流動剤 作用による流動性の向上には限度があり、この結果コアにおける原料粉末の占有容 積の比率のさらなる向上が求められている。
[0008] 解決しょうとする問題点は、液体燃料インジェクタ等に使用される電磁石用コアにお いて、耐薬品性及び耐熱性を向上する点である。また、本発明の解決しょうとする問 題点は、軟磁性材カもなる原料粉末とバインダの混合物をプレス加工により成形する 液体燃料インジェクタ等に使用される電磁石用コアの製造方法にぉ ヽて、混合物の 流動性を向上して原料粉末の占有容積を高くする点である。
課題を解決するための手段
[0009] 請求項 1の発明は、軟磁性材により形成されコイルが設けられる電磁石用コアにおい て、軟磁性材粉末及びポリイミド榭脂からなる前記軟磁性材粉末のバインダーにより 形成されたことを特徴とする電磁石用コアである。
[0010] 請求項 2の発明においては、前記ポリイミド榭脂を前記軟磁性材粉末に対して 0. 05 一 1.0重量％含まれることを特徴とする請求項 1記載の電磁石用コアである。
[0011] 請求項 3の発明においては、前記電磁石用コアは、液体燃料インジェクタのバルブ 制御用電磁石に用いられることを特徴とする請求項 1又は 2記載の電磁石用コアであ る。
[0012] 請求項 4の発明は、軟磁性材により形成されコイルが設けられる電磁石用コアの製造 方法にお!、て、軟磁性材粉末及びポリイミド榭脂からなるバインダーの混合物を成形 用型に挿入した後、該混合物をプレスにより成形する際、前記混合物を収容する前 記成形用型の収容部の表面に潤滑層を設けることを特徴とする電磁石用コアの製造 方法である。
[0013] 請求項 5の発明においては、前記収容部は常温より高温に加熱されており、前記混 合物を挿入する前に前記収容部の表面に潤滑液を塗布すると共に、該塗布された 潤滑液の水分を前記収容部の熱により蒸発して前記潤滑層を形成することを特徴と する請求項 4記載の電磁石用コアの製造方法である。
[0014] 請求項 6の発明は、前記混合物にさらに改流動剤を添加することを特徴とする請求 項 5記載の電磁石用コアの製造方法である。
発明の効果
[0015] 請求項 1の発明によれば、熱的、化学的に安定な分子構造を有するポリイミド榭脂を 軟磁性材粉末のバインダーとすることにより、耐熱性ゃ耐薬品性を向上することがで きる。
[0016] 請求項 2の発明によれば、ポリイミド榭脂を前記軟磁性材粉末に対して 0. 05— 1.0 重量％含むことにより、成形を良好に行うことができると共に、コアにおける軟磁性材 粉末の占有の比率も確保することができる。
[0017] 請求項 3の発明によれば、耐熱性ゃ耐薬品性を向上した電磁石用コアを液体燃料ィ ンジェクタのバルブ制御用電磁石に用いることにより、エンジンに取り付けても良好に 作動することができる。
[0018] 請求項 4の発明によれば、収容部の表面に形成した潤滑層により軟磁性材粉末と前 記表面との潤滑性を向上するのでプレス圧力による成形時に軟磁性材粉末と前記 表面との摩擦力が低減して軟磁性材粉末相互、軟磁性材粉末とバインダーとを空隙 を可及的に少なくして密に成形することができる。
[0019] 請求項 5の発明によれば、潤滑液の水分を前記収容部の熱により蒸発して前記潤 滑層を形成することにより、該潤滑層の厚みを小さくして精密な成形を行うことができ る。
[0020] 請求項 6の発明によれば、改流動剤を添加することにより、プレス時などにおける混 合物の流動性を向上していっそう密度を向上することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以 下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定す るものではない。また、以下に説明される構成の全て力 本発明の必須要件であると は限らない。
実施例 1
[0022] 図 1一図 5は実施例 1を示しており、電磁石 1は、コア 2と励磁用のコイル 3からなり、 前記コア 2は軸芯 zに貫通孔 4を形成した円柱形をなすと共に、一側面には前記軸芯 zを中心に溝 5が円環状に形成されており、この溝 5に円筒状のコイル 3が同軸芯上 に挿入するようになって 、る。そして作動体たるプランジャ 6が軸芯 z上に配置され、 そのプランジャ 6の基端に設けられた磁鉄等によって形成される略円板状の接極子 6 aがコイル 3の一側面、ひいてはコア 2の一側面に接離可能に設けられている。そして 、コイル 3に電流を流すと励磁し、プランジャ 6を軸芯 z方向に作動するようになってい る。図 5においては、コイル 3に電流を流すと接極子 6aが電磁石 1側に吸引されるよう になっている。
[0023] そして、前記電磁石 1はエンジン用液体燃料噴射装置のインジェクタに設けられてい る。インジェクタ 7は、例えば図 5に示したように、先端に液体燃料噴射口 8を有するバ ルブボディ 9と、液体燃料噴射口 8の内端部に形成された弁座 10及びバルブボディ 9 内に配置されたに-一ドル状バルブ 11を備え、さらに液体燃料噴射口 8を開閉する ニードル状バルブ 11に接続されたプランジャ 6を駆動する電磁石 1と、ニードル状バ ルブ 11を閉位置に保持するように接極子 6a、ひいてはプランジャ 6を付勢する図示し ない復帰パネとを備えている。さらにバルブボディ 9の他側 12には、液体燃料供給口 13が設けられて 、て、該液体燃料供給口 13が図示しな 、液体燃料ポンプに接続さ れ、該液体燃料ポンプカゝら液体燃料 Fが所定の圧力で供給されている。したがって、 このインジェクタ 7において、コイル 3に駆動電圧が印加されて励磁電流が供給される と、接極子 6a、ひいてはプランジャ 6が励磁コイル 3側に引き込まれるため-一ドル状 バルブ 11が液体燃料噴射口 8を開く。そして、ニードル状バルブ 11は電磁石 1が消磁 されるまでの間開状態に保持され、液体燃料噴射口 8が開 ヽて ヽる間液体燃料が噴 射されるようになつている。
[0024] 前記コア 2は、磁ィ匕や減磁が比較的容易にできる例えば電磁軟鉄、ケィ鋼等の軟磁 性材の粉末、すなわち軟磁性材粉末 14をバインダー 15を介して一体的に固着して形 成されるものであり、軟磁性材粉末 14の表面には磁力線を通す絶縁皮膜 16が形成さ れている。そして、ノインダー 15として、主鎖中に熱的、化学的に安定なイミド環 (複 素環)や芳香環などの分子構造を有する高分子であるポリイミド榭脂を用いる。前記 軟磁性材粉末 14の粒度 (最大幅）は、 10 μ m以上で 200 μ m以下であって、好ましく は 10 μ m以上で 100 μ m以下である。これは軟磁性材粉末 14の粒度（最大幅）力 10 μ m未満であると製造が困難であり、一方粒度 (最大幅）が 200 mより大きくなると 十分な比抵抗が得られず、また十分な強度が得られなくなるためである。
[0025] 前記ポリイミド榭脂は、全芳香族ポリイミド、ビスマレイド系ポリイミド、或いは付加型ポ リイミド等であって、その添加量は軟磁性材粉末 14に対して重量比で 0. 05%以上 1 . 0%以下、好ましくは 0. 1以上 0. 5%未満である。これはポリイミド榭脂が 0. 05% 未満であると、比抵抗が保たれず、一方ポリイミド榭脂が 1. 0%を越えると密度が上 力 Sり難く磁束密度、透磁率の低下を招くためである。
[0026] 尚、前記バインダー 15には後述する改流動剤 17が混合している。
[0027] 次にコア 2の製造方法について説明する。成形用型 18は貫通孔 19を形成した雌型 20と、貫通孔 19に上方より挿入する雄型たる上パンチ 21と、前記貫通孔 19の下方より 挿入する円柱状のコアピン 22とそれぞれリング状の第 1一第 3の下パンチ 23,24,25と を備える。コアピン 22は貫通孔 19の軸芯 上に配置されており、その上面 22aは雌型 20のほぼ上面に配置されており、第 1の下パンチ 23はコアピン 22の外側に同芯上に 配置されており、その上面 23aは底面を形成している。第 2の下パンチ 24は第 1の下 パンチ 23の外側に同芯上に配置されており、その上面 24aは溝 5を形成するために 上面 23aより上方に設けられている。第 3の下パンチ 25は第 2の下パンチ 24の外側に 同芯上に配置されており、その上面 24aは上面 23aと同様に底面を形成している。尚 、前記上パンチ 21の下面には前記コアピン 22の上面 22aが挿入する受け孔 26が軸芯 上に形成されている。また、雌型 20には該雌型 20を常温より高い所定温度、例え ば 120°Cに保温するための加熱手段たるヒータ 27が設けられている。
[0028] そして、製造にあっては予めコアピン 22と第 1一第 3の下パンチ 23,24,25が貫通孔 19 に挿入しており、そして貫通孔 19等原料を収容する収容部 28の壁面、すなわち貫通 孔 19の壁面の他に上面 23a,24a,25aの表面及び第 2の下パンチ 24の内外周面のそ れぞれの表面に潤滑層 29を形成する。これは雌型 20の上面上に設けられ貫通孔 19 に臨んだ噴出口 30より水溶液状の潤滑液 29aを噴出して収容部 28の壁面、表面に塗 布し、塗布された潤滑液 29aは雌型 20の熱により水分が蒸発して貫通孔 19の壁面の 他に上面 23a,24a,25aの表面及び第 2の下パンチ 24の内外周面の表面などに潤滑 層 29が形成される。潤滑液としては、 1 %安息香酸ナトリウム、 1%リン酸水素 2力リウ ムの水溶液を用い、 120°Cに熱した型壁面に噴射塗布することにより、水溶液が蒸 発して壁面に潤滑層としての晶出層が形成される。
[0029] このようにして、収容部 28の壁面等に潤滑層 29が形成された状態で、絶縁皮膜 16が 形成された軟磁性材粉末 14と、例えば 0. 2重量％の付加型ポリイミド榭脂等前記バ インダーとしてのポリイミド榭脂の他に、例えば 0. 01重量0 /0エチレンビスステア口アミ ド等の改流動剤との混合物を収容部 28に落とし込んで収容する。
[0030] 尚、改流動剤としては、エチレンビスステアロアミド、エチレンビスラウリルアミド、或い はメチレンビスステアロアミド等ビスアミド系ワックス単体或 、はその混合体が好まし ヽ 。これは前記ワックスは融点が 140°C以上と高ぐモノアミド系では融点が低く温間成 形時の加熱により軟ィ匕し流動性が低下するためである。さらに、改流動剤としては、 前記ワックス (混合体を含む）に 30%以下のステアリン酸リチウム又は 12ヒドロキシス テアリン酸リチウムを添加したものが好ましい。これはステアリン酸リチウム又は 12ヒド ロキシステアリン酸リチウムは流動性改善の効果をもち、また融点が 220°Cと高く軟ィ匕 は生じないためである。そして、改流動剤の添加量は、 0. 002-0. 1重量％、好まし くは 0. 004—0. 05重量％であり、また、改流動剤の粒度（最大幅）は、 1一 20 /ζ πι、 好ましくは 1一 10 mである。添加改流動剤の添加量を 0. 002重量％より小さくした 場合には、十分な流動性を確保することができず、一方添加量を 0. 1重量％より大き くした場合には十分な強度が得られなくなる。さらに、改流動剤の粒度 (最大幅）を 1 μ mより小さくするには製造が困難であり、 20 mより大きいと潤滑性を確保するた めにより多くの添加量が必要となり、その場合に十分な強度が得られなくなる。
[0031] 次に上パンチ 21を所定圧力で貫通孔 19に挿入することによりコア 2を成形する。この 成形の際、軟磁性材粉末 14と貫通孔 19の壁面との接触の他に、軟磁性材粉末 14は コアピン 22の外周面や上面 23a,24a,25aの表面及び第 2の下パンチ 24の内外周面の 表面に接触する。これら接触において、軟磁性材粉末 14と収容部 28の各面との間に はそれぞれ潤滑層 29が介在してヽるので、軟磁性材粉末 14は潤滑状態で雌型 20、 上パンチ 21及び第 1一第 3の下パンチ 23,24,25によりプレス加工され、それぞれの面 における接触抵抗を低減でき、この結果プレス圧力を成形体、すなわち圧粉体の内 部まで達することとなり、成形体における単位体積当りの軟磁性材粉末 14の占有容 積を高めることができる。さらに、軟磁性材粉末 14と収容部 28の各種の面との間にも それぞれ改流動剤 17が介在してプレス圧力を成形体の内部まで達することができる ようになる。さらに、軟磁性材粉末 14相互及び軟磁性材粉末 14とバインダー 15との間 にも改流動剤 17が介在することになるのでプレス圧力を成形体の内部まで達すること ができるようになる。
[0032] このようにして温間成形が終了した後、上パンチ 21を上昇すると共に、第 1一第 3の 下パンチ 23,24,25を上昇することにより成形体 (コア)を貫通孔 19より抜き出すもので める。
[0033] 次に図 6を参照して本件発明に係るコアの応答性（図 5 (a) )と、焼結材によるコアとの 応答性（図 5 (b) )について説明する。本件発明に係るコアにおいては、透磁率/ z max : 6 X 10— 4HZm、磁束密度 B : 1. 67T、比抵抗： 500 Ω πιである。一方焼結
10KA/m
材によるコア透磁率 max : 5 X 10— 5HZm、磁束密度 B : 1. 57T、比抵抗： 1
10KA/m 一
1. 5 μ Ω πιとなった。この結果本件発明に係るコアにおいては、鉄に近い磁束密度 が可能となり、また金属材料に比べ 2— 3桁高 、比抵抗値を可能とするものである。 そして図 5 (a) (b)に示したプランジャリフト量に示すように動作開始時及び動作終了 時における応答性にっ 、て本件発明に係るコアは焼結材によるコアより優れて 、るこ とが判明している。
[0034] 以上のように、前記実施例では熱的、化学的に安定な分子構造を有するポリイミド榭 脂を軟磁性材粉末 14のバインダー 15とすることにより、従来のこの種のコアよりも耐熱 性ゃ耐薬品性を向上することができる。そして、ポリイミド榭脂をバインダー 15として軟 磁性材粉末 14に対して 0. 05— 1.0重量％含むことにより、十分な比抵抗や強度を得 て成形を良好に行うことができ。さらに耐熱性ゃ耐薬品性を向上したコア 2を設けた 電磁石 1を液体燃料インジェクタ 7のバルブ制御用電磁石に用いることにより、ェンジ ンに取り付けても良好に作動することができる。
[0035] し力も、成形用型 18により形成される収容部 28の貫通孔 28等の表面に形成した潤滑 層 29により軟磁性材粉末 14と前記表面との潤滑性を向上するのでプレス圧力による 成形時に軟磁性材粉末 14と前記貫通孔 28等表面との摩擦力が低減して軟磁性材粉 末 14相互、軟磁性材粉末 14とバインダー 15とを空隙を可及的に少なくして成形する ことができる。また、前記潤滑層 29は塗布した潤滑液 29aの水分を前記収容部 28の熱 により蒸発させて形成することにより、該潤滑層 28の厚みを小さぐしかも均一に形成 することができ、し力も、軟磁性材粉末 14とバインダー 15の他に、改流動剤 17を添カロ することにより、プレス時などにおける混合物の流動性をいつそう向上することができ る。
産業上の利用可能性
[0036] 以上のように本発明に力かる電磁石用コアは、液体燃料インジェクタのバルブ制御 用電磁石以外の用途にも適用できる。
図面の簡単な説明
[0037] [図 1]本発明の実施例 1を示す電磁石の分解斜視図である。
[図 2]本発明の実施例 1を示すコアの要部の断面図である。
[図 3]本発明の実施例 1を示す成形装置の断面図である。
[図 4]本発明の実施例 1を示す成形時の要部の断面図である。
[図 5]本発明の実施例 1を示すエンジン用液体燃料噴射装置のインジェクタの一部切 り欠きした概略断面図である。
[図 6]図 6 (a)は本発明のコアに係る応答性のグラフであり、図 6 (b)は焼結材のコア に係る応答性のグラフである。
符号の説明
[0038] 2 コア コイル
液体燃料インジェクタ ニードル状バルブ 磁性材粉末 バインダー 流動剤
成形用型 収容部
潤滑層
a 潤滑液

Claims

請求の範囲
[1] 軟磁性材により形成されコイルが設けられる電磁石用コアにぉ 、て、軟磁性材粉末 及びポリイミド榭脂からなる前記軟磁性材粉末のバインダーにより形成されたことを特 徴とする電磁石用コア。
[2] 前記ポリイミド榭脂を前記軟磁性材粉末に対して 0. 05— 1.0重量％含まれることを 特徴とする請求項 1記載の電磁石用コア。
[3] 前記電磁石用コアは、液体燃料インジェクタのノ レブ制御用電磁石に用いられること を特徴とする請求項 1又は 2記載の電磁石用コア。
[4] 軟磁性材により形成されコイルが設けられる電磁石用コアの製造方法において、軟 磁性材粉末及びポリイミド榭脂からなるバインダーの混合物を成形用型に挿入した 後、該混合物をプレスにより成形する際、前記混合物を収容する前記成形用型の収 容部の表面に潤滑層を設けることを特徴とする電磁石用コアの製造方法。
[5] 前記収容部は常温より高温に加熱されており、前記混合物を挿入する前に前記収容 部の表面に潤滑液を塗布すると共に、該塗布された潤滑液の水分を前記収容部の 熱により蒸発させて前記潤滑層を形成することを特徴とする請求項 4記載の電磁石 用コアの製造方法。
[6] 前記混合物にさらに改流動剤を添加することを特徴とする請求項 5記載の電磁石用 コアの製造方法。
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