(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アの製造方法等を提供する。【解決手段】金属圧粉コアの製造方法として、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と直交する方向であって成形体に対する接近・離隔する方向に移動可能な可動部３１を有する、金型２３を用意する。次に、可動部を、成形室の設定形状を維持する位置に保持する。次に、金属粉末及び絶縁用樹脂を含む原料粉末を金型の成形室内に充填する。成形室内の原料粉末を加圧する。加圧後に、可動部を、成形体から離隔する方向に移動させる。可動部を成形体から離隔する方向に移動させた後に、金型から成形体を抜き出す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記成形室の設定形状を維持する位置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２】
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、
前記可動部に対して、前記成形室の設定形状を保持するための保持力を付与しておくステップと、
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、前記可動部に対して付与していた保持力を、低減もしくは除去するステップと、
前記保持力を低減もしくは除去した後に、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３】
成形室を有すると共に、該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、金型と、
前記成形室に対して進入・退出方向に可動に設けられた加圧部と、
加圧前に前記成形室の設定形状を維持する位置に前記可動部を保持する共に、加圧後に成形体から離隔する方向に前記可動部を移動させる、可動部位置制御手段と
を備えた金属圧粉コアの製造装置。
【請求項４】
成形室を有すると共に、該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、金型と、
前記成形室に対して進入・退出方向に可動に設けられた加圧部と、
前記可動部に対して、加圧前は前記成形室の設定形状を保持するための保持力を付与し、加圧後は該保持力を低減もしくは除去する、保持力制御手段と
を備えた金属圧粉コアの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属圧粉コアの製造方法、及び、金属圧粉コアの製造装置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アの製造方法等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、前記成形室の設定形状を維持する位置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。
【０００６】
同課題を解決するための本発明に係る他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、前記可動部に対して、前記成形室の設定形状を保持するための保持力を付与しておくステップと、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、前記可動部に対して付与していた保持力を、低減もしくは除去するステップと、前記保持力を低減もしくは除去した後に、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。
【０００７】
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装置は、成形室を有すると共に、該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、金型と、前記成形室に対して進入・退出方向に可動に設けられた加圧部と、加圧前に前記成形室の設定形状を維持する位置に前記可動部を保持する共に、加圧後に成形体から離隔する方向に前記可動部を移動させる、可動部位置制御手段とを備える。
【０００８】
同課題を解決するための本発明に係る他の金属圧粉コアの製造装置は、成形室を有すると共に、該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、金型と、前記成形室に対して進入・退出方向に可動に設けられた加圧部と、前記可動部に対して、加圧前は前記成形室の設定形状を保持するための保持力を付与し、加圧後は該保持力を低減もしくは除去する、保持力制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【００１０】
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アの製造方法、及び、金属圧粉コアの製造装置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】
製造方法を説明するに先立ち、まず、本製造方法の対象となる金属圧粉コアを含むコイル装置、さらに、本製造方法を実施する製造装置の説明を行う。図１及び図２は、コイル装置の斜視図及び分解図である。コイル装置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。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。
【００１３】
図２に示されているように、金属圧粉コア集合体３は、紙面上下方向（巻線巻軸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から構成されている。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配置される。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。なお、本発明を提供する金属圧粉コアとしては、図示に限定されるものではなく、例えば、外脚部と中脚部とが適宜接続されているような形状でも適用できる。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】
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におけるそれぞれ対応する側の外脚部１５の外表面に付着されている。図１から了解されるように、概ね六面体と観念できる金属圧粉コア集合体３の少なくとも一の外表面には、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。しかしながら、金属圧粉コア集合体３（金属圧粉コア９）は、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おり、十分に高い電気絶縁性を具備しているため、後述する問題を除けば、本来、コア外周面を介したショートの心配はない。
【００１５】
続いて、本製造方法を実施する製造装置の説明を行う。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。
【００１６】
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、加圧前に成形室２６の設定形状を維持する位置に可動部３１を保持する共に、加圧後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バネを用い、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、バネによって可動部３１が加圧中に加圧力によって後退しないようにする。加圧後の可動部３１の移動は、アクチュエータによって行うようにすることができる。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の移動との双方を、アクチュエータによって行うようにすることもできる。さらに、本発明における制御手段２７は、可動部の位置そのものを直接とらえることに代えて、可動部３１に付与する保持力を制御する態様であってもよい。すなわち、制御手段２７は、可動部３１に対して、加圧前は成形室２９の設定形状を保持するための保持力を付与し、加圧後は保持力を低減もしくは除去する保持力制御を行うようにしてもよい。例を挙げると、前述のようにストッパ、バネ、アクチュエータなどを適宜用い、可動部３１の位置そのものではなく保持力を監視対象として制御を行うことができる。
【００１７】
次に、上記金属圧粉コア製造装置を用いた本発明に係る金属圧粉コアの製造方法について説明する。金属圧粉コアを用いたコイル装置においては、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。
【００１８】
そこで、本実施の形態では、次のようにして金属圧粉コアの製造を行う。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２９の設定形状を維持する位置に保持する。もしくは、可動部３１に対して、成形室２９の設定形状を保持するための保持力を付与しておく。なお、この状態が、図３に示される状態である。
【００１９】
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。
【００２０】
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。この状態における金型２３及び可動部３１を、図４に示す。すなわち、図４にあるように、成形室２９の一部の画定を担っていた可動部３１の該当面が成形体から離隔する方向に移動するため、成形室２９の画定面の一部に空所３３が生じる。もしくは、ステップＳ２において保持力を付与していた態様ならば、ステップＳ５として、加圧終了後に、可動部３１に対して付与していた保持力を、低減もしくは除去し、成形体に対する反力低減部を生じさせる。最後に、ステップＳ６として、成形体を金型２３から抜き出す。
【００２１】
以上のような本実施の形態によれば、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、最終的なコイル装置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。
【００２２】
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。さらに、別の比較態様として、本発明者は、加圧前に成形室内に突起を立て、成形体に溝を設けておく態様も検討した。この場合、溝加工のためだけの工程は不要となるものの、上下パンチによる上下方向の圧縮に加え、左右方向の力まで付与されることとなり、適正な圧縮結合の妨げとなり、結合が不十分となったり、クラックを誘発する恐れがある。さらに、別の比較態様として、本発明者は、抜き出し時に成形室に突起を立て、金型から成形体を抜き出す過程で突起により引掻き溝を形成する態様も検討した。しかしながら、かかる態様でも、抜き出し時の局部的な力の付与により、割れ欠け、クラックを誘発する恐れがある。これより分るように、本実施の形態によれば、製造工程の増加を伴うことなく、割れ欠け、クラックの誘発を回避することも可能となっている。
【００２３】
さらに、本実施の形態では、加圧終了後に可動部の移動（保持力の低減・除去）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。
【００２４】
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。
【００２５】
まず、成形室内に出現させる空所は、前述したような可動部によって発生させることには限定されない。よって、例えば、金型（ダイ部分）を二つ以上の分離したパートから構成し、少なくとも加圧時はそれらのパートを完全に接合させておき、成形体の抜き出し時にそれらパートを僅かに分離させパート間に生じる隙間を空所として機能させる態様も可能である。
【００２６】
また、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。
【００２７】
また、本発明は、空所（反力低減部）の出現（保持力の低減・除去）の後に、成形体を抜き出すことが肝要である。よって、例えば、空所（反力低減部）の出現（保持力の低減・除去）の後に加圧を除去してもよいし、原料粉末の充填後に、本来の成形室の設定形状を確保するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係るコイル装置の斜視図である。
【図２】図１のコイル装置の分解図である。
【図３】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】図４は、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。
【符号の説明】
【００２９】
９                      金属圧粉コア
２１                    金属圧粉コア製造装置
２３                    金型
２５                    加圧部
２７                    制御手段
２９                    成形室
３１                    可動部
３３                    空所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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