(57)【要約】【課題】コア外表面を介したショートを予防することができる金属圧粉コイル部品等を提供する。【解決手段】金属圧粉コイル部品１では、金属及び樹脂よりなる金属圧粉コア９を組み合わせて金属圧粉コア集合体３とし、その巻芯部に巻線部５が支持され、金属圧粉コア集合体の外表面に一対の電極部材７が設けられる。金属圧粉コア集合体の外表面は、巻軸が交差する一対の対向する端面１１１ａ、１１１ｂと、それら端面の対応する縁辺を接続する四つの側面１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄとを有する。側面のうち、一対の電極部材に挟まれた部分を有する側面のそれぞれには、巻軸に対して傾斜した溝部１３５が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属及び樹脂を含んで構成された金属圧粉コアを組み合わせて金属圧粉コア集合体とし、前記金属圧粉コア集合体の巻芯部に巻線部が支持され、前記金属圧粉コア集合体の外表面に一対の電極部材が設けられた金属圧粉コイル部品であって、
前記金属圧粉コア集合体の外表面は、前記巻線部の巻軸が交差する一対の対向する端面と、前記一対の端面の対応する縁辺を接続する複数の側面とを有し、
前記側面のうち、前記一対の電極部材に挟まれた部分を有する該側面のそれぞれには、溝部が設けられており、
前記一対の電極部材の間は、前記側面においては前記溝部によって分離されている
金属圧粉コイル部品。
【請求項２】
前記一対の電極部材は、対向する一対の前記側面に設けられており、前記溝部は、別の対向する一対の前記側面に設けられている、請求項１の金属圧粉コイル部品。
【請求項３】
前記一対の電極部材は、対向する一対の前記端面に設けられており、前記溝部は、全ての前記側面に設けられている、請求項１の金属圧粉コイル部品。
【請求項４】
前記溝部の深部には、巻軸に対して傾斜した傾斜面部が設けられており、
前記傾斜面部は、前記金属圧粉コアの単位でみて、前記端面側ほど前記溝部の深さが浅くなる向きに傾斜している
請求項１乃至３の何れか一項の金属圧粉コイル部品。
【請求項５】
成形室の一部の画定を担う部分として、成形体の抜き出し方向と直交する方向であって該成形体に対し接近・離隔する方向に移動可能な可動部を有する、金型を用意するステップと、
前記可動部を、前記成形室を画定する他の部位よりも突出した状態に保持するステップと、
金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を前記金型の成形室内に充填するステップと、
前記成形室内の前記原料粉末を加圧するステップと、
加圧後に、前記可動部を、前記成形体から離隔する方向に移動させるステップと、
前記可動部を前記成形体から離隔する方向に移動させた後に、前記金型から前記成形体を抜き出すステップと
を備える金属圧粉コアの製造方法。
【請求項６】
成形室の一部の画定を担う部分として、成形体の抜き出し方向と直交する方向であって該成形体に対し接近・離隔する方向に突出した凸部を有する、金型を用意するステップと、
金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を前記金型の成形室内に充填するステップと、
前記成形室内の前記原料粉末を加圧するステップと、
前記金型から前記成形体を抜き出すステップとを備え、
前記凸部の先端部には、成形室の抜き出し口に近いほど該凸部の突出量が小さくなる向きの傾斜面部が形成されている
金属圧粉コアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属圧粉コイル部品、及び、金属圧粉コアの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コイル装置に含まれているコアとして、金属圧粉コアがある。従来のコアとしては、フェライトコアもあるが、磁気飽和の改善、直流重畳インダクタンス特性の温度依存性の低減などの要望から、金属圧粉コアが期待されている。金属圧粉コアは、金属粉末と樹脂材とを含む粉末材料を用い、例えば特許文献１に開示されているような粉末圧縮成形によって製造される。
【特許文献１】特開平５−３３００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、本発明者による検査によれば、金属圧粉コアの外表面において十分に離隔した部位に引き出されたコイル巻線端子間で、ショートを生じるものが発見されている。
【０００４】
本発明は、これに鑑みてなされたものであり、コア外表面を介したショートを予防することができる金属圧粉コイル部品及び金属圧粉コアの製造方法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】
【０００５】
上述した課題を解決するための本発明は、金属及び樹脂を含んで構成された金属圧粉コアを組み合わせて金属圧粉コア集合体とし、前記金属圧粉コア集合体の巻芯部に巻線部が支持され、前記金属圧粉コア集合体の外表面に一対の電極部材が設けられた金属圧粉コイル部品であって、前記金属圧粉コア集合体の外表面は、前記巻線部の巻軸が交差する一対の対向する端面と、前記一対の端面の対応する縁辺を接続する複数の側面とを有し、前記側面のうち、前記一対の電極部材に挟まれた部分を有する該側面のそれぞれには、溝部が設けられており、前記一対の電極部材の間は、前記側面においては前記溝部によって分離されている。
【０００６】
前記一対の電極部材は、対向する一対の前記側面に設けられており、前記溝部は、別の対向する一対の前記側面に設けられていてもよいし、あるいは、前記一対の電極部材は、対向する一対の前記端面に設けられており、前記溝部は、全ての前記側面に設けられていてもよい。
【０００７】
前記溝部の深部には、巻軸に対して傾斜した傾斜面部が設けられており、前記傾斜面部は、前記金属圧粉コアの単位でみて、前記端面側ほど前記溝部の深さが浅くなる向きに傾斜しているようにしてもよい。
【０００８】
同課題を解決するための本発明に係る金属圧粉コアの製造方法は、成形室の一部の画定を担う部分として、成形体の抜き出し方向と直交する方向であって該成形体に対し接近・離隔する方向に移動可能な可動部を有する、金型を用意するステップと、前記可動部を、前記成形室を画定する他の部位よりも突出した状態に保持するステップと、金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を前記金型の成形室内に充填するステップと、前記成形室内の前記原料粉末を加圧するステップと、加圧後に、前記可動部を、前記成形体から離隔する方向に移動させるステップと、前記可動部を前記成形体から離隔する方向に移動させた後に、前記金型から前記成形体を抜き出すステップとを備える。
【０００９】
同課題を解決するための本発明に係る別の金属圧粉コアの製造方法は、成形室の一部の画定を担う部分として、成形体の抜き出し方向と直交する方向であって該成形体に対し接近・離隔する方向に突出した凸部を有する、金型を用意するステップと、金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を前記金型の成形室内に充填するステップと、前記成形室内の前記原料粉末を加圧するステップと、前記金型から前記成形体を抜き出すステップとを備え、前記凸部の先端部には、成形室の抜き出し口に近いほど該凸部の突出量が小さくなる向きの傾斜面部が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明によれば、コア外表面を介したショートを予防することができる。
なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る金属圧粉コイル部品及び金属圧粉コアの製造方法に関する実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１２】
図１及び図２は、金属圧粉コイル部品の斜視図及び分解図である。金属圧粉コイル部品１は、金属圧粉コア集合体３と、巻線部５と、一対の電極部材７とを備えている。
【００１３】
図２に示されているように、金属圧粉コア集合体３は、紙面の概ね上下方向（巻軸Ａ方向もしくは分離面が巻軸と直交する方向）に分離する二つの金属圧粉コア９を組み合わせることにより構成されている。より詳細には、金属圧粉コア９は、それぞれが、平板部１１と、中脚部（巻芯部）１３と、一対の外脚部１５とを有している。中脚部１３は、平板部１１のほぼ中央部に立設されており、巻線部５は、この部分に巻き回されるような態様で支持される。一対の外脚部１５も平板部１１に立設されており、中脚部１３を挟むようにして相互に反対側に配置されている。また、一対の外脚部１５は、中脚部１３と十分に離れており、中脚部１３との間に巻線部５を収容するスペースを画定している。そして、一対の金属圧粉コア９は、それぞれの平板部１１が上下外側を向くような態様で組み合わされ、金属圧粉コア集合体３を構成している。
【００１４】
中脚部１３の外周面１３ａは、曲面部分のみからなり、あるいは、少なくとも曲面部分を含み、すなわち、外周面１３ａの平面方向からみた輪郭は、円形状、あるいは、直線と弧の組み合わせ形状となっている。中脚部１３の外周面１３ａは、外脚部１５と接続されることなく、全周が露出している。また、外脚部１５における内側面１５ａ（すなわち中脚部１３と対面する側の面）は、窪んだ曲面部分を有する。このような形態から、本実施の形態に係る金属圧粉コア９においては、粉末圧縮成形時、金型からの抜き出し方向は、巻軸Ａ方向に沿うこととなり、巻軸Ａ方向と直交する向きを抜き出し方向に設定することは困難となっている。この点、後述する金属圧粉コア集合体の側面とは、抜き出し時、金型に対して摺動する面としても観念できる。
【００１５】
図１から了解されるように、金属圧粉コア集合体３は、完全な平面の外表面からなるものではなく且つ空所が存在している面もあるものの概ね六面を観念できる立方体形状を有している。金属圧粉コア集合体３の六つの外表面は、巻線部５の巻軸Ａが交差する一対の対向する端面（上下面）１１１ａ、１１１ｂと、一対の端面１１１ａ、１１１ｂの対応する縁辺を接続する四つの側面１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄとを有する。四つの側面１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄのうち、一対の電極部材７に挟まれた部分を有する側面１１５ａ、１１５ｂのそれぞれには、溝部１３５が設けられている。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、一対の電極部材７は、金属圧粉コア集合体３の外表面のうち、一対の外脚部１５が対向している方向の側面１１５ｃ、１１５ｄに付着されている。よって、前述の構成より、一対の電極部材７の間は、一対の電極部材７に挟まれた部分を有する側面１１５ａ、１１５ｂにおいては、面を介したつながりでみた場合、溝部１３５で相互に分離されている。換言するならば、一対の電極部材７は、側面における面を伝ったつながりに関しては、溝部１３５を通ることなく連通できない関係にある。一対の電極部材７に挟まれた部分を有する側面１１５ａには、異極となる電極部材７の引き出し部分７ａ、７ｂが配置されている。
【００１７】
続いて、本実施の形態に係る金属圧粉コアの製造方法について説明する。本方法は、上述した金属圧粉コイル部品を構成する金属圧粉コアの製造に係るものである。まず、本方法に用いる製造装置につき説明するが、図３は、金属圧粉コアの製造装置の金型部分の斜視図であり、成形室が画定されている状態を示す図である。図４は、図３同様、金型部分の斜視図であり、成形体を抜き出す際の状態を示す図である。金属圧粉コア製造装置２１は、金型２３と、加圧部２５と、制御手段２７とを備えている。金型２３は、例えば、粉末圧縮成形を実施するためのダイ及び下パンチにより構成されており、少なくとも、成形室２９と、可動部３１とを有している。成形室２９は、金属圧粉コア９の成形に対応した設定形状を有している。可動部３１は、本実施の形態では一対設けられており、それぞれ、成形室２９の一部の画定を担う部分として、成形体の抜き出し方向（加圧方向）Ｚと直交する方向であってその成形体に対し接近・離隔する方向に移動可能に設けられている。可動部３１は、図示例では、金型２３のダイ部分に設けられており、可動部３１の上部は、ダイ部分の上面まで延びている。
【００１８】
加圧部２５は、例えば、粉末圧縮成形を実施するための上パンチにより構成されており、成形室２９に対して進入・退出可能に設けられている。本実施の形態では、制御手段２７は、加圧前に、図３に示されるように、可動部３１を、成形室２６を画定する他の部分（可動部周囲部分）よりも突出した位置に保持すると共に、加圧後に、図４に示されるように成形体から離隔する方向に可動部３１を移動させるような可動部位置制御を行うものである。具体的な例を挙げると、加圧前の可動部３１の位置の維持は、可動部３１に設けた当接ストッパやアクチュエータを用い、すなわち、当接ストッパによって可動部３１の成形室２９内への進入しすぎを抑制し、アクチュエータによって可動部３１が加圧中に加圧力によって後退しないようにする。加圧後は、アクチュエータによって可動部３１を後退させるようにする。アクチュエータとしては、油圧シリンダやボールねじ等を用いることができる。あるいは、他の例として、加圧前の可動部３１の位置の維持と、加圧後の可動部３１の移動との一方を、ばね等の常時付勢手段の付勢力に担わせてもよい。
【００１９】
なお、図４は、あくまでも例示であり、可動部は、後述する抜き出し前に、加圧時の突出状態よりも成形体から離隔する方向に移動していればよく、図４に示されるように、可動部の先端が可動部周囲部分と面一になることには限定されない。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る金属圧粉コアの製造方法の手順について説明する。まず、図５に示されるように、ステップＳ１として、上述したような可動部３１を有する金型２３を用意する。ステップＳ２として、可動部３１を、成形室２６を画定する他の部分よりも突出した位置に保持する（図３参照）。
【００２１】
次に、ステップＳ３として、金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を金型２３の成形室２９内に充填する。原料粉末の態様としては、特に限定はなく、例えば、金属粒子そのものに対して樹脂をコーティングする処理を施したものを用いてもよいし、金属粉と樹脂とを単に混ぜ合わせたものを用いてもよい。次に、ステップＳ４として、加圧部２５を成形室２９内に進入させて成形室２９内の原料粉末への加圧を行い、成形体（金属圧粉コア９）を得る。成形体には、突出した可動部３１の作用によって、対応する部分に溝部１３５が形成される。成形が完了したならば、加圧部２５を成形室２９から退出させて、加圧を終了する。
【００２２】
次に、ステップＳ５として、加圧終了後に、可動部３１を、成形体から離隔する方向に移動させる（図４参照）。これにより、可動部３１の先端部は、成形体における溝部１３５の深部（底部）３３（図１参照）と接触しなくなる。その後、ステップＳ６として、成形体を金型２３から抜き出す。
【００２３】
以上のような本実施の形態によれば、成形体の抜き出し時に、成形体と成形室の画定面との擦れを一部分（溝部の深部）で防止することができるので、次のような利点がある。まず、金属圧粉コアを用いた金属圧粉コイル部品においては、前述しように、金属粉末と電気抵抗の高い樹脂とを含む材料から構成されているため、本来、十分に高い電気絶縁性を具備しているため、コア外周面を介したショートの心配はない。しかし、本発明者による検査によれば、金属圧粉コアの外表面において十分に離隔した部位に引き出されたコイル巻線端子間で、ショートを生じるものが発見されている。これは、本発明者の分析によると、成形体を金型から抜き出す際に、成形体が、金型における成形室の画定面と擦れ、成形体表面すなわち金属圧粉コアの外表面における金属粒子が引きずられて延び（面ダレし）、隣接する金属粒子に接近もしくは接触する状態が生じることによるものと考える。換言するならば、金属圧粉コアの外表面において本来露出しているべき電気絶縁樹脂が引きずられて延びた金属によって覆われてしまう部位が生じることによる。本発明者は、このような部位がある程度、連続的に発生してしまうと、ショートが生じる得るものと考える。
【００２４】
これに対して、本実施の形態では、上述したように、出来上がった成形体（金属圧粉コア）を抜き出す際に、可動部に対面する部分において、成形体と成形室の画定面との擦れを一部分で防止することができる。このため、最終的な金属圧粉コイル部品における電極部材の引き出し配置に応じて予めショートが問題となりうることが分っているコア外表面を、可動部と対面するように成形することで、問題となりうるコア外表面に所期のように電気絶縁樹脂が露出している部分を積極的に残すことができ、コア外表面を介したショートを確実に予防することができる。
【００２５】
また、比較態様として、本発明者は、成形体を金型から抜き出した後に、ショートが問題となりうる面に溝を付ける加工を行い、成形室の画定面と摺れていない部分を、露出させる態様も検討した。しかしながら、かかる態様では、製造工程が増加し、且つ、溝加工のための力の付与の仕方によってはクラックを誘発してしまう恐れがある。一方、本実施の形態では、そのような製造工程の増加や、クラックの誘発を伴うこともない。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、加圧終了後に可動部の移動がなされるため、加圧中に、成形体において部分的に圧力が解放された部分が生じないで済む。また、原料粉末の成形室への充填前に、可動部の移動がなされるため、可動部と金型との間に粉末がかみ込むことを回避することもできる。
【００２７】
次に、図６〜図８に基づいて、本発明に係る改変した実施の形態について説明する。本改変した実施の形態は、図１〜図５に示した形態において、溝部１３５及び可動部３１をそれぞれ、異なる溝部２３５及び凸部２３１に変更したものであり、それらに関する部分を除いては、同様に構成することができる。
【００２８】
まず、金属圧粉コイル部品について説明する。図６は、本改変した実施の形態に関する図１と同態様の図である。金属圧粉コイル部品２０１における四つの側面１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄのうち、一対の電極部材７に挟まれた部分を有する側面１１５ａ、１１５ｂのそれぞれには、溝部２３５が設けられている。それぞれの溝部２３５における深部には、傾斜面部２３３が設けられている。傾斜面部２３３はそれぞれ、金属圧粉コア９の単位でみて、端面１１１ａ、１１１ｂ側に近いほど溝の深さが浅くなる向きに傾斜している。
【００２９】
続いて、このような金属圧粉コイル部品を製造する金型部分について説明する。図７は、本改変した実施の形態に関する図３と同態様の図である。金属圧粉コア製造装置２２１における成形室２９内には、凸部２３１が設けられている。凸部２３１は、本実施の形態では一対設けられており、それぞれ、成形室２９の一部の画定を担う部分として、成形体の抜き出し方向（加圧方向）Ｚと直交する方向であってその成形体に対し接近・離隔する方向に移動可能に設けられている。凸部２３１は、図示例では、金型２３のダイ部分に設けられており、凸部２３１の上部は、ダイ部分における抜き出し口２３ａを画定している上面まで延びている。凸部２３１の先端部には、成形室２９の抜き出し口２３ａに近いほど凸部２３１の突出量が小さくなる向きの傾斜面部２３１ａが形成されている。
【００３０】
次に、本改変した実施の形態に係る金属圧粉コアの製造方法の手順について説明する。まず、図８に示されるように、ステップＳ１として、上述したような凸部２３１を有する金型２３を用意する。ステップＳ２として、金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を金型２３の成形室２９内に充填する。次に、ステップＳ３として、加圧部２５を成形室２９内に進入させて成形室２９内の原料粉末への加圧を行い、成形体（金属圧粉コア９）を得る。成形体には、突出した凸部２３１の作用によって、対応する部分に溝部２３５が形成され、しかも、それぞれの溝部２３５における深部には、凸部２３１における傾斜面部２３１ａの作用によって、端面１１１ａ、１１１ｂ側に近いほど溝の深さが浅くなる向きの傾斜面部２３３が形成される。成形が完了したならば、加圧部２５を成形室２９から退出させて、加圧を終了する。
【００３１】
最後に、ステップＳ４として、成形体を金型２３から抜き出す。このとき、金属圧粉コア９の溝部２３５の傾斜面部２３３は、端面１１１ａ、１１１ｂ側に近いほど溝の深さが浅くなる向きに傾斜し、且つ、金型２３の凸部２３１の傾斜面部２３１ａは、抜き出し口２３ａに近いほど凸部２３１の突出量が小さくなる向きに傾斜しているため、金属圧粉コア９の抜き出しが進むにつれて、金属圧粉コア９の傾斜面部２３３と金型２３の傾斜面部２３１ａとは、相対的にみて相互に離れていくこととなる。
【００３２】
以上のような本実施の形態によっても、図１〜図５に示した形態と同様、出来上がった成形体（金属圧粉コア）を抜き出す際に、金型２３の凸部２３１に対面する部分において、成形体と成形室の画定面との擦れを一部分（溝部の傾斜面部）で防止することができる。このため、最終的な金属圧粉コイル部品における電極部材の引き出し配置に応じて予めショートが問題となりうることが分っているコア外表面を、可動部と対面するように成形することで、問題となりうるコア外表面に所期のように電気絶縁樹脂が露出している部分を積極的に残すことができ、コア外表面を介したショートを確実に予防することができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、製造工程の増加や、クラックの誘発を伴うことがないことも、図１〜図５に示した形態と同様である。さらに、本実施の形態では、金型の凸部はダイと一体的に設けるだけでよく、金型に別体の可動部分を設けないで済むという利点もある。
【００３４】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【００３５】
例えば、金属圧粉コアは、巻線部が埋設されているものであってもよい。すなわち、巻線部を金型によって成形室内に支持した状態で、原料粉末を成形室内に充填・加圧することで、巻線部が埋設された金属圧粉コアが得られる。このような態様においてもショートが問題となりうる面は存在しうるため、本発明を実施することも可能である。
【００３６】
また、図１〜図５に示した形態では、可動部を加圧時よりも成形体から離隔した位置に移動させた後に、成形体を抜き出すことが肝要である。よって、例えば、成形が完了した後であれば加圧を除去する前に可動部を離隔方向に移動させてもよいし、原料粉末の充填後に、可動部を突出方向に移動させてもよい。
【００３７】
上述した実施の形態では、一対の電極部材が、対向する一対の金属圧粉コア集合体の側面に設けられており、溝部は、別の対向する一対の側面に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、金属圧粉コア集合体の側面（抜き出し時に金型と擦れる面）のみを対象として、一対の電極部材に挟まれた部分を有する側面の全てにおいて、面を介したつながりでみた場合に、一対の電極部材の間が溝部で分離されていればよい。つまり、溝部の形成態様は、一対の電極部材の形成位置に依ることとなる。よって、他の例として、一対の電極部材が、金属圧粉コア集合体における対向する一対の端面（上下面）に設けられているならば、溝部を全ての側面に設ける（全ての側面に亙って環状に設ける）ようにして本発明を実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る金属圧粉コイル部品の斜視図である。
【図２】図１の金属圧粉コイル部品の分解図である。
【図３】本発明に関する金属圧粉コアの製造装置の金型部分の斜視図であり、成形室が画定されている状態を示す図である。
【図４】図３と同様の斜視図であり、成形体を抜き出す際の状態を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る金属圧粉コアの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の改変した実施の形態に関する図１と同態様の図である。
【図７】本発明の改変した実施の形態に関する図３と同態様の図である。
【図８】本発明の改変した実施の形態に関する図５と同態様の図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２０１                                  金属圧粉コイル部品
３                                          金属圧粉コア集合体
５                                          巻線部
７                                          電極部材
９                                          金属圧粉コア
２３                                        金型
２３ａ                                      抜き出し口
２９                                        成形室
３１                                        可動部
３３                                        深部
１１１ａ、１１１ｂ                          端面側面
１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄ      側面
１３５、２３５                              溝部
２３１                                      凸部
２３１ａ                                    傾斜面部
２３３                                      傾斜面部
【図１】
2010118493.tif 000003
【図２】
2010118493.tif 000004
【図３】
2010118493.tif 000005
【図４】
2010118493.tif 000006
【図５】
2010118493.tif 000007
【図６】
2010118493.tif 000008
【図７】
2010118493.tif 000009
【図８】
2010118493.tif 000010