WO2006022262A1 - 磁性コア部品の製造方法 - Google Patents

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powder
coil
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Kiyotaka Matsukawa
Kozo Ishihara
Kazuo Ishikawa
Tomohiro Toyoda
Toshikazu Tanaka
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Nippon Kagaku Yakin Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an inductor, a transformer, an antenna (bar antenna), a choke coil, and a filter.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a resin-molded magnetic core component of an electrical device such as a sensor or an electronic device.
  • a magnetic part in which a coil and magnetic powder are integrated (a coil-enclosed magnetic part) has also been proposed, but it protrudes from the side of the green compact.
  • a coil-enclosed magnetic part in which two or more terminals are pulled out from the side of the green compact body, the upper and lower surfaces of the green compact corresponding to the upper and lower positions of the terminal extraction position are wider than the terminal width.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-309024
  • Patent Document 2 JP-A-10-257701
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 5-315176
  • Patent Document 4 JP-A-50-133453
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a magnetic powder having poor formability that is free from the occurrence of cracks by increasing the packing density of the green compact.
  • the purpose is to provide a small and inexpensive method for manufacturing magnetic core components that have different shapes and characteristics. Speak.
  • the present invention provides a method for producing a core part having a predetermined magnetic property by injection molding, wherein a magnetic powder contained in a resin composition used for injection molding is treated with an insulating material. It is characterized in that it is insert-molded into the above-mentioned resin composition by either covering the powdered magnetic body or the compacted magnet molded body.
  • the compacted magnetic body or compacted magnet molded body contains a binder having a melting point lower than the injection molding temperature.
  • the particle diameter of the magnetic powder used for the compacted magnetic body is larger than the magnetic powder particle diameter of the resin composition.
  • the compacted magnet molded body preferably contains a thermosetting resin having a curing temperature lower than the injection molding temperature.
  • the core part can be formed integrally with the resin composition by at least partially pulverizing the compacted magnetic body or compacted magnet compact during injection molding.
  • the magnetic core component may be constituted by a coil, and insert molding may be performed with at least a dust-molded magnetic body or a dust-magnet molded body inserted inside the coil.
  • the magnetic core component may be constituted by a coil, and insert molding may be performed in a state in which a dust-molded magnetic body or a dust-magnet molded body is disposed on both sides in the axial direction of the coil!
  • the present invention is a method of manufacturing a core part having a predetermined magnetic property by injection molding, in which a coil is produced by winding a wire rod onto a rod, and the rod is also removed.
  • a toroidal air core core is formed by bending the shaft center into a substantially circular shape, and the toroidal air core core is insert-molded into a resin composition containing magnetic powder coated with an insulating material.
  • a foil-like material having a higher magnetic permeability than that of the resin composition can be disposed along the axis of the coil, and insert molding can be performed in the resin composition. .
  • the powder-molded magnetic body is insert-molded in the resin composition, the powder-molded body is disposed in a portion where the magnetic flux density is desired to be increased compared with a normal injection molded product.
  • the magnetic flux density can be increased, and the magnetic core component can be miniaturized.
  • the compacted body can be simplified in shape, it is possible to increase the packing density and to prevent the occurrence of cracks that occur when the electrode terminals are bent.
  • the compacted magnet molded body is arranged in a part of the magnetic path, a magnetic bias is applied to the magnetic core component, and the magnetic core component is saturated even at a high magnetic field.
  • the compacting magnetic body or compacting magnet compact contains a binder having a melting point lower than the injection molding temperature, the compacting magnetic body or compacting magnet at the time of injection molding When the binder melts in the molded product, softness occurs, and at the same time, injection pressure is applied, which is similar to warm pressurization. As a result, pressure compression proceeds, and the magnetic properties of the powder molded magnetic body or the powder magnet molded body itself are improved.
  • thermosetting resin having a curing temperature lower than the injection molding temperature is contained in the compacted magnet molding, curing of the thermosetting resin starts at the time of injection molding. As a result, the density of the compacted magnet molded body increases, and it is possible to prevent the occurrence of cracks due to improved magnetic properties and increased strength.
  • the powder-molded magnetic body or the powder magnet-molded body is at least partially pulverized at the time of injection molding, there is a powder-molded magnetic body!
  • the voids present therein are released, the overall filling rate is improved, and the whole is homogenized as compared to the case where the shape of the powder-molded magnetic body or the compacted magnet-molded body remains as it is.
  • the collapse of the compacted magnetic body or compacted magnet molded body is locally generated, for example, at the end face of a magnetic core part, etc., depending on the presence or absence of the compacted magnetic body or compacted magnet molded body Rapid changes in magnetic properties can be mitigated.
  • the manufacturing process of the magnetic core component can be simplified.
  • the magnetic flux density can be partially increased or an effective magnetic bias can be applied by appropriately selecting the positional relationship between the coil and the compacted magnetic body or compacted magnet molded body.
  • the number of turns or the overall height of the magnetic core component including the coil can be reduced as necessary.
  • the resin composition protects the compacted magnetic body or compacted magnet molded body !, it is generated when the electrode terminal is bent as occurs with the compacted magnetic body or compacted magnet molded body alone. There is no worry about cracks.
  • the shape of the magnetic core component is simplified.
  • the shape of the compacted magnetic body or compacted magnet molded body is simplified, the structure of the compacted mold can be simplified, resulting in longer mold life and higher molding speed.
  • FIG. 1 is a schematic view of a dust-molded magnetic body used in a method for producing a resin-molded magnetic core component according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a state after injection molding of the compacted magnetic body of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state after injection molding of the compacted magnetic body of FIG. 1 according to a modification.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state after injection molding of the compacted magnetic body of FIG. 1 according to another modification.
  • FIG. 5A is a plan view of a toroidal core manufactured by the method for manufacturing a resin-molded magnetic core component according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5B is a sectional view taken along line Vb—Vb in FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a plan view of an E core manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core component according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line VIb—VIb in FIG. 6A.
  • FIG. 7A shows a manufacturing method of a resin-molded magnetic core component according to Embodiment 2 of the present invention. It is a top view of the magnetic core components manufactured more.
  • FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the magnetic core component of FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a plan view of a modification of the magnetic core component of FIG. 7A.
  • FIG. 8B is a partial cross-sectional view of the magnetic core component of FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a plan view of a magnetic core component manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core component according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a partial cross-sectional view of the magnetic core component of FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a plan view of a modification of the magnetic core component of FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a partial cross-sectional view of the magnetic core component of FIG. 10A.
  • FIG. 11A is a plan view of a toroidal core manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core component according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line 3 ⁇ 4-11) in FIG. 11-8.
  • FIG. 12A is a plan view of an E core manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core component according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a sectional view taken along line Xllb—Xllb in FIG. 12A.
  • FIG. 1 shows a magnetic material in a powder-molded state used in the method for producing a resin-molded magnetic core component according to Embodiment 1 of the present invention, and constitutes a magnetic powder coated with an insulating material.
  • a large number of binder particles 4 are contained (dispersed) between a large number of powder particles 2.
  • the binder 4 As the binder 4, a resin having a melting temperature lower than a predetermined injection molding temperature is used, and the resin is ejected at a predetermined temperature together with a base resin containing magnetic powder coated with an insulating material. By molding, the binder 4 melts or softens, and as shown in FIG. 2, the interval between the magnetic powder particles 2 is shortened, and the compacting magnetic body contracts to increase its packing density.
  • the magnetic powder particles 2 materials having excellent soft magnetic properties such as the following are preferred: U ⁇ • Examples of pure iron-based soft magnetic materials include metal powder, iron nitride powder, etc.
  • thermoplastic resin As the binder 4 used for compacting, the following thermoplastic resin can be used.
  • the insulating material for covering the magnetic powder particles 2 or the insulating material for covering the magnetic powder of the base resin the following materials can be used. • Insulating metal or metalloid oxide such as Al O, YO, MgO, ZrO, etc.
  • the base resin used for injection molding may be the same as or different from the resin used for the binding material 4 as long as it can be used for normal injection molding. .
  • the melting point of the resin used for the binder 4 is preferably lower by 30 ° C. or more than the injection molding temperature. However, if the difference is too large, harmful effects such as decomposition of the binder 4 will occur.
  • the binder 4 in the powder-molded magnetic body 2. Even when the powder-molded magnetic body 2 is simply insert-molded in the base resin, the magnetic flux density is increased! By disposing the compacted magnetic body 2 in the / ⁇ part, the magnetic flux density can be increased compared to a normal injection molded product, and the magnetic core component can be downsized. In addition, since the shape of the compacted magnetic body 2 can be simplified, it is possible to increase the packing density and to prevent the occurrence of cracks when the electrode terminals are bent.
  • the particle diameter of the magnetic powder particles 2 used in the above-described powder-molded magnetic body is preferably set larger than the particle diameter of the insulated magnetic powder particles contained in the base resin composition.
  • Fig. 3 shows the state during injection molding with this setting!
  • the binder 4 melts and the packing density of the powder compacted magnetic body increases, but the particles of the magnetic powder particles 2 used for the powder compacted magnetic body.
  • the diameter is larger than the particle diameter of the magnetic powder particles 8 in the resin composition 6, the magnetic powder particles 8 enter the gap near the surface of the compacted magnetic body, and the continuity as the magnetic body is improved.
  • the particle diameter of the magnetic powder particles 2 used in the powder-molded magnetic body is preferably about 1.5 to 3 times the average particle diameter of the magnetic powder particles 8 in the resin composition 6. .
  • this particle size ratio may be larger, but depending on the combination of magnetic powder particles, there may be a problem when actually performing compacting or injection molding.
  • the compacted magnetic body has an edged shape (for example, a shape having a large burr) or a low density part, or if the binder 4 is less than the magnetic powder 2, as shown in FIG.
  • the magnetic powder particles 2 are at least partially crushed by the pressure due to the flow during the injection molding.
  • the core part is integrally formed with the base resin composition, and the amount of magnetic substance in the resin composition is substantially increased.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 6A, and FIG. 6B show the toroidal core and the E core manufactured by the manufacturing method of the resin-molded magnetic core component that is effective in this embodiment, respectively. Used for inductors, transformers, choke coils, filters, etc. that have excellent air characteristics (having the prescribed magnetic characteristics).
  • the toroidal core shown in Fig. 5A and Fig. 5B insert-molds a compacted compact in a circular shape into the resin composition, whereas the E core shown in Fig. 6A and Fig. 6B The green compact placed in the center is insert-molded into the resin composition.
  • FIG. 7A and 7B show a magnetic core component manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core component according to Embodiment 2 of the present invention, and shows the case where the magnetic core component is a coil-enclosed magnetic component. Yes.
  • the compact 10 is inserted into the inside of the coil 10 with the lead-out portions 12 at both ends of the coil 10 being substantially parallel and in the same direction.
  • the permeability of the resin-molded magnetic core part is partially increased, and the performance is improved.
  • the magnetic permeability inside the coil 10 is increased, so that the coil diameter can be set small and the number of turns can be reduced.
  • FIG. 9A and FIG. 9B show magnetic core parts manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core part according to Embodiment 3 of the present invention, and in particular, when the resin-molded magnetic core part is a coil-encapsulated magnetic part. Showing
  • a conductive material such as Cu.
  • the coil 16 is wound on a straight bar (not shown) to make the coil 16, and the coil 16 is pulled out of the bar and the axis of the coil 16 is bent into a substantially circular shape. , Pull out the drawers 18 at both ends in the same direction. Thereafter, the coil 16 thus curved is insert-molded together with the resin composition 6 to expose only the lead-out portions 18 at both ends, so that the air core coil-integrated toroidal core can be made much easier than before. Complete.
  • FIGS. 10A and 10B show a modified example of the resin-molded magnetic core component (air core colloidal toroidal core) shown in FIGS. 9A and 9B, and are shown in FIGS. 9A and 9B.
  • the difference from the molded magnetic core component is that it has a higher magnetic permeability than the resin composition 6 along the axis of the coil 16 whose axis is bent in a substantially circular shape!
  • insert molding is performed together with the resin composition 6 in a state where the high magnetic permeability material 20 is disposed, so that only the drawn portions 18 at both ends are exposed.
  • FIG. 11A, FIG. 11B, FIG. 12A, and FIG. 12B show a toroidal core and an E core manufactured by the method of manufacturing a resin-molded magnetic core component according to Embodiment 4 of the present invention, respectively, and all have excellent magnetic properties. Used for inductors, transformers, coil coils, filters, etc. (having predetermined magnetic properties).
  • the toroidal core shown in Figs. 11A and 11B is formed by insert-molding a compacted magnet molded body 22 having a T-shaped cross section into a part of the resin composition 6, whereas Figs. 12A and 12B
  • the E-core shown in FIG. 1 is formed by insert-molding a resin composition 6 with a compacted magnet molded body 22 having an inverted T-shaped cross section disposed at the center thereof.
  • the dust-molded magnetic body 2 is insert-molded in the resin composition
  • the two are different in that the compacted magnet molded body 22 is insert-molded into the resin composition.
  • the compacted magnet molded body 22 can also be used in place of the compacted magnetic body 2 in the magnetic core components of FIGS. 7A, 7B, 8A, and 8B. At this time, Magnetic properties can be improved more effectively by magnetizing the compacted magnet molded body 22 so as to cancel the magnetic field generated by the magnet 10.
  • a large number of binder particles 4 are formed between a large number of powder particles 2 covered with an insulating material and constituting magnetic powder.
  • the compacted magnet molded body 22 used in the present embodiment by including a large number of binder particles between a large number of magnet powder particles coated with an insulating material, Increase the packing density of the green compact.
  • the magnet powder particles are preferably hard magnetic materials such as ferrite magnet powders and rare earth magnet powders such as Fe-Nd-B, and amorphous materials and fine crystal materials can be used. Further, when a thermoplastic resin is used as the binder 4 used for compacting, the following thermoplastic resin can be used.
  • thermosetting resin a resin such as phenol, polyimide, urea, melamine, or epoxy can be used.
  • Embodiments 1 to 3 The other temperature conditions and the like are substantially the same as in Embodiments 1 to 3, but in Embodiments 1 to 3, as described above, the particles of magnetic powder particles 2 used in the compacting magnetic body While the continuity as the magnetic material is improved by making the diameter larger than the particle diameter of the magnetic powder particles 8 in the resin composition 6, this embodiment uses a hard magnetic material as the magnetic powder particles 2. Therefore, there is no point in improving the continuity as a magnetic material, so it is not necessary to set the particle diameter of the magnet powder particles to be larger than the particle diameter of the magnetic powder particles 8.
  • the dust magnet molded body 22 preferably includes a thermosetting resin having a curing temperature lower than the injection molding temperature
  • the dust magnet composition is formed during injection molding.
  • the shape 22 shrinks and then hardens, the density of the compacted magnet compact increases, resulting in magnetic properties.
  • the force S can be improved and the occurrence of wrinkle cracks can be prevented.
  • the filling density of the resin-molded magnetic core component can be increased, which is suitable for mass production of small and inexpensive magnetic core components. It is useful for manufacturing electrical equipment and electronic equipment such as antennas (bar antennas), choke coils, finoletas, and sensors.

Abstract

　射出成形に用いる樹脂組成物６に含まれる磁性粉末を絶縁材で被覆し、圧粉成形磁性体２あるいは圧粉磁石成形体２２を樹脂組成物６中にインサート成形するようにした。

Description

磁性コア部品の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、インダクタ、トランス、アンテナ (バーアンテナ）、チョークコイル、フィルタ
、センサ等の電気機器あるいは電子機器の榭脂成形磁性コア部品の製造方法に関 するものである。
背景技術
[0002] 近年、電気機器あるいは電子機器の小型化、高周波化、大電流化が進む中で、コ ァ部品にも同様の対応が求められている。しカゝしながら、現在主流のフェライト材料で は材料特性そのものが限界に来ており、新たな材料が模索されている。センダストや アモルファス箔帯等の新材料がフェライト材料に置き換えられてはいる力 一部の動 きにとどまつている。磁気特性に優れたアモルファス粉末材料も登場している力 成 形性が従来の材料に比べて悪ぐ実用化が遅れている。
[0003] また、コア部品の小型化を目的として、コイルと磁性粉が一体になつた磁性部品（コ ィル封入型磁性部品)も提案されているが、圧粉成形体の側面より突出したコイルの 電極端子を折り曲げる際に、電極端子の引出部の周辺の圧粉成形体にクラックが発 生したり、圧粉成形体が折れるという問題がある。そこで、二つ以上の端子を圧粉成 形体側面から引き出したコイル封入型磁性部品において、端子の引出位置の真上 及び真下に対応する圧粉成形体の上面及び下面に端子の幅よりも広い凹部を形成 することで、端子引出部の周囲の成形体密度を向上させ、端子折り曲げ等に起因す るクラックの発生や成形体の折れの発生を防止するようにしたものも提案されて ヽる（ 例えば、特許文献 1参照)。
[0004] また、榭脂材を使用したインサート成形により回転軸と永久磁石とを一体ィ匕する小 型モータ用ロータの製造方法において、軟磁性材を含有する榭脂を使用したインサ ート成形を行うことにより生産効率を上げているものもある (例えば、特許文献 2参照） [0005] さらに、帯状の金属板力もキャリア部と端子部材カもなるリードフレームを打ち抜き、 端子部分の先端部を折曲した後、フェライト榭脂のインサート成形により端子部材の 一部を残すようにしてコアを一体的に形成するようにしたものも提案されて ヽる（例え ば、特許文献 3参照)。
[0006] また、永久磁石片と絶縁物とを混合し、圧縮成形した磁石を磁心の空隙に挿入して 磁気特性を向上させる提案もなされている (例えば、特許文献 4参照)。
[0007] 特許文献 1：特開 2003— 309024号公報
特許文献 2 :特開平 10— 257701号公報
特許文献 3：特開平 5— 315176号公報
特許文献 4：特開昭 50 - 133453号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、特許文献 1に記載の圧粉成形の場合、コイルに力かる圧力が大きぐ コイルの絶縁被膜を十分に取らないと短絡が生じる問題がある。また、コイルを挿入 すると圧粉成形体を構成する各粒子への圧力の伝達が不均一になりやすぐ形状に 制約があるば力りでなぐ外部に突出する電極端子の折り曲げに際しやはりクラックが 発生する場合もあった。
[0009] また、特許文献 2に記載のロータの製造法にあっては、生産効率は上がるものの、 磁性材の特性は改善されず、磁性材が絶縁されていないため、交流磁気特性、特に 直流重畳特性が悪 、と 、う問題がある。
[0010] さらに、特許文献 3に記載の製造方法においては、圧粉成形によるインサート成形 と違ってクラックの問題はないが、磁性榭脂材料のみを使用していることから、圧粉成 形体に比べて磁束密度が低 、と 、う問題がある。
[0011] また、圧粉成形体に加える圧力を増大したり、温度を上げた加圧成形を行うことによ り圧粉成形体の充填密度をあげてクラックの発生を防止することも考えられるが、製 造コストの上昇を惹起したり、連続量産には不向きであるという問題がある。
[0012] また、特許文献 4に記載の圧縮成形磁石の場合、磁石を磁心に組み込むと言うェ 程が発生するため、生産効率を向上させにくいという問題がある。さらに、圧縮成形 体のままでは、部品を取り扱うための十分な強度が得られず、クラックが発生する虞 がある。
[0013] 本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、圧粉 成形体の充填密度を上げることによりクラックの発生の虞がなぐ成形性の悪い磁性 粉末を使用してバリエーションのある形状や特性を有する小型で安価な磁性コア部 品の製造方法を提供することを目的として！ヽる。
課題を解決するための手段
[0014] 上記目的を達成するため、本発明は、所定の磁気特性を有するコア部品を射出成 形により製造する方法であって、射出成形に用いる榭脂組成物に含まれる磁性粉末 を絶縁材で被覆し、圧粉成形磁性体及び圧粉磁石成形体の!、ずれかを前記榭脂組 成物中にインサート成形することを特徴とする。
[0015] また、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体が射出成形温度よりも低!ヽ融点を 持つ結着剤を含有するのが好まし ヽ。
[0016] さらに、圧粉成形磁性体に用いる磁性粉末の粒子径を榭脂組成物の磁性粉末粒 子径よりも大きく設定するのがよい。
[0017] また、圧粉磁石成形体が射出成形温度よりも低!ヽ硬化温度を持つ熱硬化性榭脂を 含有するのが好ましい。
[0018] また、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体を射出成形時に少なくとも部分的 に粉砕して榭脂組成物と一体的にコア部品を形成することもできる。
[0019] また、コイルにより磁性コア部品を構成し、少なくともコイルの内側に圧粉成形磁性 体あるいは圧粉磁石成形体を挿入した状態でインサート成形するようにしてもよ!ヽ。
[0020] また、コイルにより磁性コア部品を構成し、コイルの軸心方向の両側に圧粉成形磁 性体あるいは圧粉磁石成形体を配置した状態でインサート成形するようにしてもよ!ヽ
[0021] さらに、本発明は、所定の磁気特性を有するコア部品を射出成形により製造する方 法であって、線材を棒材に卷回してコイルを作製し、棒材カも抜き取ったコイルの軸 心を略円形に湾曲させてトロイダル空芯コアを形成し、該トロイダル空芯コアを絶縁 材で被覆された磁性粉末を含有する榭脂組成物中にインサート成形したことを特徴 とする。 [0022] また、榭脂組成物より透磁率の高 ヽ線状ある!/、は箔状の材料を前記コイルの軸心 に沿って配置し、榭脂組成物中にインサート成形することもできる。
発明の効果
[0023] 本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を 奏する。
本発明によれば、圧粉成形磁性体を榭脂組成物中にインサート成形するようにした ので、磁束密度を高くしたい部分に圧粉成形体を配置することにより通常の射出成 形品に比べ磁束密度を高くすることができ、磁性コア部品の小型化を図ることができ る。また、圧粉成形体も形状を単純ィ匕できるので充填密度を高くすることができるとと もに、電極端子の折り曲げ時等に発生するクラックの発生を防止することができる。さ らに、圧粉磁石成形体を磁路の一部に配置すると、磁性コア部品に磁気バイアスを 与えることとなり、高磁界でも磁性コア部品が飽和しに《なる。
[0024] また、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体中に射出成形温度よりも低!ヽ融点 を持つ結着剤を含有させたので、射出成形時に圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石 成形体中の結着剤の溶融ある ヽは軟ィ匕が生じ、これと同時に射出圧力が加えられる ため、温間加圧と類似した状態になる。その結果、加圧圧縮が進行し、圧粉成形磁 性体あるいは圧粉磁石成形体そのものの磁気特性が改善される。
[0025] また、圧粉磁石成形体中に射出成形温度よりも低!、硬化温度を持つ熱硬化性榭 脂を含有させたので、射出成形時に熱硬化性榭脂の硬化が始まる。その結果、圧粉 磁石成形体の密度が上昇し、磁気特性の改善や強度上昇によるクラック発生を防止 できる。
[0026] また、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体を射出成形時に少なくとも部分的 に粉砕するようにしたので、圧粉成形磁性体ある!ヽは圧粉磁石成形体の崩壊の過程 でその中に存在する空隙が解放され、全体の充填率が改善されるとともに、圧粉成 形磁性体あるいは圧粉磁石成形体の形状がそのまま残る場合に比べ全体が均質化 する。また、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体の崩壊を例えば磁性コア部品 の端面等のように局部的に発生させるようにすると、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁 石成形体の有無による急激な磁気特性の変化を緩和することができる。 [0027] さらに、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体をコイルと組み合わせてインサー ト成形するようにしたので、磁性コア部品の製造工程を簡略ィ匕することができる。また 、コイルと圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体との位置関係を適宜選択するこ とにより磁束密度を部分的に高くしたり、効果的な磁気バイアスを与えることができ、 コイル径ゃターン数、あるいはコイルを含む磁性コア部品の全体の高さ等のサイズを 必要に応じ減少することができる。また、榭脂組成物が圧粉成形磁性体あるいは圧 粉磁石成形体を保護して!/ヽるので、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体単独 で生じるような電極端子の折り曲げ時に発生するクラックの心配がない。
[0028] また、コイル、アモルファス箔帯、圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体のうち 少なくとも一つを榭脂組成物中にインサート成形するようにしたので、磁性コア部品 の形状が単純化し、形状面の制約が少なくなる。特に圧粉成形磁性体あるいは圧粉 磁石成形体の形状が単純化されると、圧粉成形金型の構造も単純化でき、結果的に 金型寿命が長くなるとともに成形速度が上昇する。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方法に使 用される圧粉成形磁性体の概略図である。
[図 2]図 2は図 1の圧粉成形磁性体の射出成形後の状態を示す概略図である。
[図 3]図 3は変形例にかかる図 1の圧粉成形磁性体の射出成形後の状態を示す概略 図である。
[図 4]図 4は別の変形例にかかる図 1の圧粉成形磁性体の射出成形後の状態を示す 概略図である。
[図 5A]図 5Aは本発明の実施の形態 1にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方法に より製造したトロイダルコアの平面図である。
[図 5B]図 5Bは図 5Aにおける線 Vb— Vbに沿った断面図である。
[図 6A]図 6Aは本発明の実施の形態 1にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方法に より製造した Eコアの平面図である。
[図 6B]図 6Bは図 6Aにおける線 VIb— VIbに沿った断面図である。
[図 7A]図 7Aは本発明の実施の形態 2にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方法に より製造した磁性コア部品の平面図である。
[図 7B]図 7Bは図 7Aの磁性コア部品の部分断面図である。
[図 8A]図 8Aは図 7Aの磁性コア部品の変形例の平面図である。
[図 8B]図 8Bは図 8Aの磁性コア部品の部分断面図である。
圆 9A]図 9Aは本発明の実施の形態 3にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方法に より製造した磁性コア部品の平面図である。
[図 9B]図 9Bは図 9Aの磁性コア部品の部分断面図である。
[図 10A]図 10Aは図 9Aの磁性コア部品の変形例の平面図である。
[図 10B]図 10Bは図 10Aの磁性コア部品の部分断面図である。
圆 11A]図 11Aは本発明の実施の形態 4にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方 法により製造したトロイダルコアの平面図である。
[図 11B]図 11Bは図 11八にぉける線 ¾— 11)に沿った断面図でぁる。
圆 12A]図 12Aは本発明の実施の形態 4にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方 法により製造した Eコアの平面図である。
[図 12B]図 12Bは図 12Aにおける線 Xllb— Xllbに沿った断面図である。
符号の説明
2 圧粉成形磁性体の磁性粉末粒子、ある!、は圧粉磁石成形体の磁石粉末粒子
4 結着剤
6 榭脂組成物
8 榭脂組成物中の磁性粉末粒子
10 コィノレ
12 引出部
16 コィノレ
18 引出部
20 高透磁率材料
22 圧粉磁石成形体
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 実施の形態 1.
図 1は本発明の実施の形態 1にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造方法に使用さ れる圧粉成形された状態の磁性体を示しており、絶縁材で被覆された磁性粉末を構 成する多数の粉末粒子 2間に多数の結着剤粒子 4を含有 (分散)させたものである。
[0032] 結着剤 4としては、所定の射出成形温度より低い溶融温度を持つ榭脂を使用して おり、絶縁材で被覆された磁性粉末を含有するベース榭脂とともに所定の温度で射 出成形を行うことにより結着剤 4が溶融あるいは軟ィ匕し、図 2に示されるように、磁性 粉末粒子 2間の間隔が短くなり、圧粉成形磁性体が収縮してその充填密度が上昇す る。
[0033] 磁性粉末粒子 2としては、軟磁気特性に優れた例えば以下に示す材料が好ま Uヽ •純鉄系軟磁性材料としては、メタル粉、窒化鉄粉等、
'鉄基合金系軟磁性材料としては、 Fe— Si—Al合金 (センダスト）粉末、スーパー センダスト粉末、 Ni— Fe合金 (パーマロイ)粉末、 Co— Fe合金粉末、純鉄系軟磁性 材料、 Fe— Si— B系合金粉末等、
'フェライト系材料、
'アモルファス材料、
•微細結晶材料。
[0034] また、圧粉成形に用いる結着材 4としては、以下のような熱可塑性榭脂を用いること ができる。
'ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン、
'ポリビュルアルコール、ポリエチレンオキサイド、 PPS、液晶ポリマー、 PEEK,ポリ イミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリ カーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフエ二レン オキサイド、ポリフタールアミド、ポリアミド等、
'上記榭脂の混合物。
[0035] さらに、磁性粉末粒子 2を被覆する絶縁材あるいはベース樹脂の磁性粉末を被覆 する絶縁材としては、以下のような材料を用いることができる。 •Al O、 Y O、 MgO、 ZrO等の絶縁性金属または半金属の酸化物、
2 3 2 3 2
'ガラス材料、
•それらの混合物。
[0036] なお、射出成形に用いるベース榭脂は、通常の射出成形に用いることができるもの であれば特に制限はなぐ結着材 4に用いる榭脂と同じでも異なって 、ても構わな 、 。ただし、射出成形時に圧粉成形体を加圧圧縮させるためには、結着材 4に用いる 榭脂の融点は、射出成形温度より 30°C以上低いのが好ましい。ただし、あまり差が大 きいと結着材 4の分解などの弊害が出る。
[0037] また、圧粉成形磁性体 2中に結着剤 4を必ずしも含有させる必要はなぐベース榭 脂中に圧粉成形磁性体 2を単にインサート成形する場合でも、磁束密度を高くした！/ヽ 部分に圧粉成形磁性体 2を配置することにより通常の射出成形品に比べ磁束密度を 高くすることができ、磁性コア部品の小型化を図ることができる。また、圧粉成形磁性 体 2の形状も単純ィ匕できるので充填密度を高くすることができるとともに、電極端子の 折り曲げ時等に発生するクラックの発生を防止することができる。
[0038] 上述した圧粉成形磁性体に用いる磁性粉末粒子 2の粒子径は、ベースとなる榭脂 組成物中に含まれる絶縁された磁性粉末粒子の粒子径よりも大きく設定するのがよく 、図 3はそのように設定した場合の射出成形時の状態を示して!/、る。
[0039] 図 3に示されるように、射出成形時、結着剤 4が溶融して圧粉成形磁性体の充填密 度が上昇するが、圧粉成形磁性体に用いる磁性粉末粒子 2の粒子径が榭脂組成物 6中の磁性粉末粒子 8の粒子径より大きいと、磁性粉末粒子 8が圧粉成形磁性体の 表面近くの隙間に入り込み、磁性体としての連続性が向上する。
[0040] なお、圧粉成形磁性体に用いる磁性粉末粒子 2の粒子径は榭脂組成物 6中の磁 性粉末粒子 8の粒子径より平均粒子径で 1. 5倍から 3倍程度が好ましい。理論上は この粒子径の比率はさらに大きくても良いが、磁性粉末粒子の組み合わせによって は、圧粉成形あるいは射出成形を実際に行う場合に問題が生じる場合がある。
[0041] さらに、圧粉成形磁性体がエッジのある形状 (例えばバリが大きい形状)や低密度 部を持っていたり、磁性粉末 2に比べ結着剤 4が少ないと、図 4に示されるように、射 出成形時の流動による圧力により磁性粉末粒子 2が少なくとも部分的に粉砕されて ベースとなる榭脂組成物と一体的にコア部品を形成することになり、榭脂組成物中の 磁性体充填量が実質的に上昇する。
[0042] 図 5A、図 5B及び図 6A、図 6Bは本実施の形態に力かる榭脂成形磁性コア部品の 製造方法により製造したトロイダルコア及び Eコアをそれぞれ示しており、 V、ずれも磁 気特性に優れた (所定の磁気特性を有する)インダクタ、トランス、チョークコイル、フィ ルタ等に使用される。
[0043] 図 5 A及び図 5Bに示されるトロイダルコァは円形状に配置した圧粉成形体を榭脂 組成物にインサート成形しているのに対し、図 6A及び図 6Bに示される Eコアはその 中心部に配置した圧粉成形体を榭脂組成物にインサート成形している。
[0044] 実施の形態 2.
図 7A及び図 7Bは本発明の実施の形態 2にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造 方法により製造した磁性コア部品を示しており、磁性コア部品がコイル封入型磁性部 品の場合を示している。
[0045] 図 7A及び図 7Bに示されるように、コイル 10をその両端の引出部 12を略平行で同 一方向に引き出した状態で、コイル 10の内側に圧粉成形磁性体 2を挿入し、榭脂組 成物 6とともにインサート成形して両端の引出部 12のみを露出させることで、榭脂成 形磁性コア部品の透磁率が部分的に高くなり、その性能が改善される。特にコイル 1 0の内側に圧粉成形磁性体 2を挿入すると、コイル 10の内側の透磁率が高くなりコィ ル径を小さく設定することができるとともに、ターン数を減少させることもできる。
[0046] また、図 8A及び図 8Bに示されるように、コイル 10の軸心方向の両側に透磁率が高 Vヽ圧粉成形磁性体 2を配置した状態で、榭脂組成物 6とともにインサート成形して両 端の引出部 12のみを露出させると、コイル 10の軸心方向における両側の透磁率が 部分的に高くなり、コア（コイル)全体の高さを低く抑えることができる。
[0047] 実施の形態 3.
図 9A及び図 9Bは本発明の実施の形態 3にかかる榭脂成形磁性コア部品の製造 方法により製造した磁性コア部品を示しており、特に榭脂成形磁性コア部品がコイル 封入型磁性部品の場合を示して 、る。
[0048] 図 9A及び図 9Bに示される榭脂成形磁性コア部品の場合、まず Cu等の導電性材 料カゝらなる線材を直線状の棒材（図示せず）に卷回してコイル 16を作製し、作製した コイル 16を棒材カも抜き取り、コイル 16の軸心を略円形に湾曲させるとともに、その 両端の引出部 18を略平行で同一方向に引き出す。その後、このように湾曲させたコ ィル 16を榭脂組成物 6とともにインサート成形して両端の引出部 18のみを露出させ ることで、従来に比べ極めて簡単に空芯コイル一体型トロイダルコアが完成する。
[0049] 図 10A及び図 10Bは、図 9 A及び図 9Bに示される榭脂成形磁性コア部品（空芯コ ィルー体型トロイダルコア）の変形例を示しており、図 9A及び図 9Bに示される榭脂 成形磁性コア部品と異なる点は、軸心を略円形に湾曲させたコイル 16の軸心に沿つ て榭脂組成物 6よりも透磁率の高 ヽ線状ある!/、は箔状の高透磁率材料 20を配置さ せた状態で榭脂組成物 6とともにインサート成形して両端の引出部 18のみを露出さ せるようにしたことである。
[0050] このように高透磁率材料 20をコイル 16の軸心に沿って配置させることで、圧粉体だ けでは実現が難し 、榭脂成形磁性コア部品の製造を容易に行うことができる。なお、 高透磁率材料としてはアモルファス箔帯等を使用することができる。
[0051] 実施の形態 4.
図 11A、図 11B及び図 12A、図 12Bは本発明の実施の形態 4にかかる榭脂成形 磁性コア部品の製造方法により製造したトロイダルコア及び Eコアをそれぞれ示して おり、いずれも磁気特性に優れた (所定の磁気特性を有する)インダクタ、トランス、チ ヨークコイル、フィルタ等に使用される。
[0052] 図 11A及び図 11Bに示されるトロイダルコアは断面 T字状の圧粉磁石成形体 22を 榭脂組成物 6の一部にインサート成形して ヽるのに対し、図 12A及び図 12Bに示さ れる Eコアはその中心部に配置した断面逆 T字状の圧粉磁石成形体 22を榭脂組成 物 6にインサート成形している。
[0053] なお、図 5A、図 5B及び図 6A、図 6Bに示される実施の形態においては、圧粉成形 磁性体 2が榭脂組成物中にインサート成形されているのに対し、本実施の形態にお いては、圧粉磁石成形体 22が榭脂組成物中にインサート成形されて!ヽる点で両者 は相違している。圧粉磁石成形体 22はまた、図 7A、図 7B及び図 8A、図 8Bの磁性 コア部品において、圧粉成形磁性体 2に代えて使用することもできる。このとき、コィ ル 10により発生する磁界を打ち消すように、圧粉磁石成形体 22を着磁すれば磁気 特性がより効果的に向上する。
[0054] また、上述した実施の形態 1乃至 3においては、図 1に示されるように、絶縁材で被 覆され磁性粉末を構成する多数の粉末粒子 2間に多数の結着剤粒子 4を含有させ ているのに対し、本実施の形態で使用される圧粉磁石成形体 22においては、絶縁 材で被覆された多数の磁石粉末粒子間に多数の結着剤粒子を含有させることで、圧 粉磁石成形体の充填密度を上昇させて 、る。
[0055] なお、磁石粉末粒子としては、フェライト系磁石粉末、 Fe— Nd— B系等の希土類 系磁石粉末などの硬質磁性材料が好ましく、アモルファス材料や微細結晶材料など を用いることができる。また、圧粉成形に用いる結着剤 4として熱可塑性榭脂を用いる 場合は、以下のような熱可塑性榭脂を用いることができる。
'ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン、
'ポリビュルアルコール、ポリエチレンオキサイド、 PPS、液晶ポリマー、 PEEK,ポリ イミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリ カーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフエ二レン オキサイド、ポリフタールアミド、ポリアミド等、
'上記榭脂の混合物。
さらに、結着剤 4として熱硬化性榭脂を用いる場合は、フエノール、ポリイミド、ユリア 、メラミン、エポキシ等の榭脂を用いることができる。
[0056] 他の温度条件等は、実施の形態 1乃至 3と略同じではあるが、実施の形態 1乃至 3 においては、上述したように、圧粉成形磁性体に用いる磁性粉末粒子 2の粒子径を 榭脂組成物 6中の磁性粉末粒子 8の粒子径より大きくすることで磁性体としての連続 性が向上するのに対し、本実施の形態は、磁性粉末粒子 2として硬質磁性材料を用 いており、磁性体としての連続性向上には意味がないため、磁石粉末粒子の粒子径 を磁性粉末粒子 8の粒子径より大きく設定する必要はない。
[0057] さらに、本実施の形態においては、圧粉磁石成形体 22が射出成形温度よりも低い 硬化温度を持つ熱硬化性榭脂を含有するのが好ましぐ射出成形時、圧粉磁石成 形体 22が収縮した後、硬化することで、圧粉磁石成形体の密度が上昇し、磁気特性 力 S改善するととも〖こクラックの発生を防止することができる。
産業上の利用可能性
本発明に力かる磁性コア部品の製造方法によれば、榭脂成形磁性コア部品の充填 密度を上げることができるので、小型で安価な磁性コア部品の量産に適しており、ィ ンダクタ、トランス、アンテナ（バーアンテナ）、チョークコイル、フイノレタ、センサ等の電 気機器あるいは電子機器の製造に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 所定の磁気特性を有するコア部品を射出成形により製造する方法であって、
射出成形に用いる榭脂組成物に含まれる磁性粉末を絶縁材で被覆し、圧粉成形 磁性体及び圧粉磁石成形体の ヽずれかを前記榭脂組成物中にインサート成形する ことを特徴とする磁性コア部品の製造方法。
[2] 前記圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体が射出成形温度よりも低！ヽ融点を持 つ結着剤を含有することを特徴とする請求項 1に記載の磁性コア部品の製造方法。
[3] 前記圧粉成形磁性体に用いる磁性粉末の粒子径を前記榭脂組成物の磁性粉末粒 子径よりも大きく設定したことを特徴とする請求項 1あるいは 2に記載の磁性コア部品 の製造方法。
[4] 前記圧粉磁石成形体が射出成形温度よりも低い硬化温度を持つ熱硬化性榭脂を含 有することを特徴とする請求項 1あるいは 2に記載の磁性コア部品の製造方法。
[5] 前記圧粉成形磁性体あるいは圧粉磁石成形体を射出成形時に少なくとも部分的に 粉砕して前記榭脂組成物と一体的にコア部品を形成するようにしたことを特徴とする 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の磁性コア部品の製造方法。
[6] コイルにより磁性コア部品を構成し、少なくとも前記コイルの内側に前記圧粉成形磁 性体あるいは圧粉磁石成形体を挿入した状態でインサート成形することを特徴とする 請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載の磁性コア部品の製造方法。
[7] コイルにより磁性コア部品を構成し、前記コイルの軸心方向の両側に前記圧粉成形 磁性体あるいは圧粉磁石成形体を配置した状態でインサート成形することを特徴と する請求項 1乃至 5のいずれ力 1項に記載の磁性コア部品の製造方法。
[8] 所定の磁気特性を有するコア部品を射出成形により製造する方法であって、
線材を棒材に卷回してコイルを作製し、棒材カゝら抜き取ったコイルの軸心を略円形 に湾曲させてトロイダル空芯コアを形成し、該トロイダル空芯コアを絶縁材で被覆され た磁性粉末を含有する榭脂組成物中にインサート成形したことを特徴とする磁性コア 部品の製造方法。
[9] 前記榭脂組成物より透磁率の高！ヽ線状ある！、は箔状の材料を前記コイルの軸心に 沿って配置し、前記榭脂組成物中にインサート成形したことを特徴とする請求項 8に 記載の磁性コア部品の製造方法。
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