(57)【要約】  円柱状又は円筒状で、外径より長さが大きい形状を有し、少なくとも一方の端部に研削加工面で形成されたテーパ部を有し、テーパ部がフェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ付きフェライトコアは、フェライトコアを自転させながら、回転する砥石によりセンタレス研削することにより形成することができる。
2018225719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状又は円筒状で、外径より長さが大きい形状を有し、
少なくとも一方の端部に研削加工面で形成されたテーパ部を有し、
前記テーパ部がフェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有することを特徴とするテーパ付きフェライトコア。
【請求項２】
請求項1に記載のテーパ付きフェライトコアにおいて、顆粒粒界による欠陥を実質的に有さないことを特徴とするテーパ付きフェライトコア。
【請求項３】
請求項1又は2に記載のテーパ付きフェライトコアにおいて、前記テーパ部を除く表面部分が実質的に焼結肌のままであることを特徴とするテーパ付きフェライトコア。
【請求項４】
請求項1〜3のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアにおいて、前記テーパ部がテーパ率が異なる複数の加工面からなることを特徴とするテーパ付きフェライトコア。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアにおいて、両端にテーパ部を有することを特徴とするテーパ付きフェライトコア。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアを製造する方法において、円柱状又は円筒状のフェライトコアの少なくとも一方の端部を、前記フェライトコアの中心軸線を回転軸として自転させながら、回転する砥石によりセンタレス研削し、前記フェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ部を形成することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項6に記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、円柱状又は円筒状のフェライトコアを顆粒粒界のない円柱状又は円筒状のフェライト成形体を焼結することにより作製することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項８】
請求項6又は7に記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
円環状外周面を有する回転自在なワーク送り車と、前記ワーク送り車の円環状外周面と対面するワーク押さえ部材とを具備するセンタレス研削装置を用い、
回転する前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との間に前記フェライトコアを回転自在に支持し、
前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との回転速度差により前記フェライトコアを自転させることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項９】
請求項8のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
前記砥石の外周面は軸線方向中央部がくびれた円弧状をなし、
前記砥石の回転軸と前記ワーク送り車の回転軸とは実質的に直交し、
自転する各フェライトコアを前記ワーク送り車の円環状外周面に沿って移動させ、
自転する各フェライトコアを前記砥石の凹円弧状外周面に摺接させることによりセンタレス研削し、もって前記テーパ部を形成することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１０】
請求項8〜9のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
複数の軸線方向スリットを有する円環状のキャリアガイドを前記ワーク送り車の外周に配置し、
前記キャリアガイドの各スリットと前記ワーク送り車の外周面とで構成される溝部に前記フェライトコアを配置することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１１】
請求項8〜9のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
前記ワーク送り車が外周面に複数の軸線方向溝部を有し、
各溝部に各フェライトコアを配置することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１２】
請求項8〜11のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、前記ワーク押さえ部材が、(a) 前記ワーク送り車の円環状外周面と同心の円環状内周面を有する固定部材か、(b) 前記ワーク送り車の外周を回る円環状ベルトであることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１３】
請求項12に記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、前記固定部材が、前記フェライトコアに接する内周側に耐摩耗層を有することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１４】
請求項13に記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、前記耐摩耗層が超硬からなることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１５】
請求項10〜14のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
前記溝部の軸線方向後端部に前記フェライトコアの軸線方向移動を制限するワークストッパを設け、
前記ワークストッパをセンタレス研削の軸線方向基準面とすることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１６】
請求項15に記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、センタレス研削により前記フェライトコアを前記ワークストッパ側に押す方向に前記砥石を回転させることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１７】
請求項15又は16に記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、前記ワーク送り車の回転軸方向に対して前記溝部を所定の角度で傾斜させ、もって前記溝部内の前記フェライトコアを前記ワークストッパに押圧することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１８】
請求項6〜17のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、顆粒粒界のない円柱状又は円筒状のフェライト成形体を押出成形により形成することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造方法。
【請求項１９】
請求項1〜5のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアを製造する装置であって、
円環状外周面を有する回転自在なワーク送り車と、
前記ワーク送り車の円環状外周面と対面するワーク押さえ部材と、
前記ワーク送り車の回転軸の方向に複数のスリットを有し、前記ワーク送り車の外周に配置された回転自在な円筒形キャリアガイドと、
円環状外周面を有し、前記スリットのほぼ長手方向に沿って回転する砥石とを具備し、
前記ワーク送り車の円環状外周面と前記円筒形キャリアガイドの各スリットとで形成された溝部に、円柱状又は円筒状のフェライトコアを配置し、
前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との回転速度差により前記フェライトコアを自転させるとともに、前記円筒形キャリアガイドの回転により前記フェライトコアを前記ワーク送り車に沿って公転させて、前記フェライトコアを前記砥石に摺接する位置まで移動させ、
自転する前記フェライトコアの少なくとも一方の端部を前記砥石によりセンタレス研削し、前記フェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ部を形成することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造装置。
【請求項２０】
請求項19に記載のテーパ付きフェライトコアの製造装置において、前記ワーク押さえ部材が、前記フェライトコアに接する内周側に耐摩耗層を有する固定部材であることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造装置。
【請求項２１】
請求項1〜5のいずれかに記載のテーパ付きフェライトコアを製造する装置であって、
円環状外周面に複数の軸線方向溝部を有する回転自在なワーク送り車と、
前記ワーク送り車の円環状外周面と対面するワーク押さえ部材と、
円環状外周面を有し、前記ワーク送り車の溝部のほぼ長手方向に沿って回転する砥石とを具備し、
前記ワーク送り車の各溝部に円柱状又は円筒状のフェライトコアを配置し、
前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との回転速度差により前記フェライトコアを自転させるとともに、前記ワーク送り車の回転により前記フェライトコアを公転させて、前記フェライトコアを前記砥石に摺接する位置まで移動させ、
自転する前記フェライトコアの少なくとも一方の端部を前記砥石によりセンタレス研削し、前記フェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ部を形成することを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造装置。
【請求項２２】
請求項21に記載のテーパ付きフェライトコアの製造装置において、前記ワーク押さえ部材が前記ワーク送り車の外周を回る円環状ベルトであることを特徴とするテーパ付きフェライトコアの製造装置。
【請求項２３】
請求項1〜5に記載のテーパ付きフェライトコアに導線を巻回したことを特徴とするインダクタンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端部にテーパ部を有する円柱状又は円筒状のフェライトコア、及びそれを高精度に効率良く製造する方法及び装置、並びにそれを用いたインダクタンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレットのような電子機器には、その操作情報や文字情報をユーザが容易に入力可能とする入力手段として、位置を指示するための電子ペンと、前記位置を検出するためのセンサ基板とを組み合わせた位置検出装置が設けられている。例えば特開平08-050535号に開示された位置検出装置では、センサ基板に設けられたX-Y方向のセンサコイル群に、電子ペンのコイルからパルス信号を付与し、電磁誘導の原理でコイル群に起電力を生じさせ、それによりX-Y座標の位置情報を得る。電子機器においては、センサ基板がディスプレイパネルの下部に設けられていて、様々なソフトウエアでディスプレイ上に表示される情報等と前記位置情報とを連動させて、電子機器への情報入力を容易にしている。【０００３】
このような位置検出装置に用いる電子ペンでは、センサ基板のコイル群との結合を高め、位置情報の正確性を高めるために、コイルの空芯部に円筒状の磁心が配置されている。図13は特開平08-050535号に記載された位置検出装置に用いる電子ペンの内部構造を示す。この電子ペンでは、筐体501の内部にコイル509が巻きつけられた円筒状フェライトコア506が収められている。円筒状フェライトコア506は、筐体501の内部構造に応じて縮径する先端テーパ部507と、先端がキャップ状のカバー503で覆われたスイッチ棒502が摺動可能な中空部504とを有する。フェライトコア506の後端側は筐体501内の支持部508に固定されている。また、スイッチ棒502の後端部は回路基板511に固定された動作スイッチ505に連結している。【０００４】
特開平08-050535号に記載の電子ペンに用いるような小型のフェライトコアは、細長い筺体に収めるために、例えば外径が5 mm以下、厚さが1 mm以下、かつ長さが10 mm以上と細長い円筒形状を有する。このような小型の円筒状フェライトコアでは、円筒研削盤でチャックし、端部を研削してテーパ部を形成することが考えられるが、研削盤のスピンドル（回転軸）に固定するフェライトコアを所定の精度で心出しする煩雑な作業が必要であり、多数のフェライトコアの加工には不向きである。また、フェライトコアは脆性破壊し易いため、チャックの際に割れや欠けが生じやすいという問題もある。【０００５】
また、細長い小型の円筒状フェライトコアでも乾式成形できなくはないが、フェライト顆粒を金型に密に充填するのが困難であり、特にテーパ部を形成する端部では成形密度が不十分になり易い。成形密度が低い部分では、焼結工程で変形や空孔等の欠陥が生じる。このように、乾式成形法により細長い小型の円筒状フェライトコアを高精度にニアネットシェイプで、かつ効率良く形成することは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、端部にテーパ部を高精度に形成した円柱状又は円筒状のフェライトコア、及びかかるテーパ付きフェライトコアをセンタレス研削により割れや欠けの発生を抑えて効率良く製造する方法、並びにかかるテーパ付きフェライトコアを用いたインダクタンス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明のテーパ付きフェライトコアは、
円柱状又は円筒状で、外径より長さが大きい形状を有し、
少なくとも一方の端部に研削加工面で形成されたテーパ部を有し、
前記テーパ部がフェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有することを特徴とする。【０００８】
本発明のテーパ付きフェライトコアは顆粒粒界による欠陥を実質的に有さないのが好ましい。【０００９】
本発明のテーパ付きフェライトコアは、前記テーパ部を除く表面部分が実質的に焼結肌のままであるのが好ましい。【００１０】
前記テーパ部はテーパ率が異なる複数の加工面からなるのが好ましい。【００１１】
本発明のテーパ付きフェライトコアは両端にテーパ部を有しても良い。【００１２】
上記テーパ付きフェライトコアを製造する本発明の方法は、円柱状又は円筒状のフェライトコアの少なくとも一方の端部を、前記フェライトコアの中心軸線を回転軸として自転させながら、回転する砥石によりセンタレス研削し、前記フェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ部を形成することを特徴とする。【００１３】
前記円柱状又は円筒状のフェライトコアは、顆粒粒界のない円柱状又は円筒状のフェライト成形体を焼結することにより作製するのが好ましい。【００１４】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法は、
円環状外周面を有する回転自在なワーク送り車と、前記ワーク送り車の円環状外周面と対面するワーク押さえ部材とを具備するセンタレス研削装置を用い、
回転する前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との間に前記フェライトコアを回転自在に支持し、
前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との回転速度差により前記フェライトコアを自転させるのが好ましい。【００１５】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
前記砥石の外周面は軸線方向中央部がくびれた円弧状をなし、
前記砥石の回転軸と前記ワーク送り車の回転軸とは実質的に直交し、
自転する各フェライトコアを前記ワーク送り車の円環状外周面に沿って移動させ、
自転する各フェライトコアを前記砥石の凹円弧状外周面に摺接させることによりセンタレス研削し、もって前記テーパ部を形成するのが好ましい。【００１６】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
複数の軸線方向スリットを有する円環状のキャリアガイドを前記ワーク送り車の外周に配置し、
前記キャリアガイドの各スリットと前記ワーク送り車の外周面とで構成される各溝部に各フェライトコアを配置するのが好ましい。【００１７】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
前記ワーク送り車は外周面に複数の軸線方向溝部を有し、
各溝部に各フェライトコアを配置するのが好ましい。【００１８】
前記ワーク押さえ部材は、(a) 前記ワーク送り車の円環状外周面と同心の円環状内周面を有する固定部材か、(b) 前記ワーク送り車の外周を回る円環状ベルトであるのが好ましい。【００１９】
前記固定部材は、前記フェライトコアに接する内周側に耐摩耗層を有するのが好ましい。【００２０】
前記耐摩耗層は超硬からなるのが好ましい。【００２１】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、
前記溝部の軸線方向後端部に前記フェライトコアの軸線方向移動を制限するワークストッパを設け、
前記ワークストッパをセンタレス研削の軸線方向基準面とするのが好ましい。【００２２】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、センタレス研削により前記フェライトコアを前記ワークストッパ側に押す方向に前記砥石を回転させるのが好ましい。【００２３】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、前記ワーク送り車の回転軸方向に対して前記溝部を所定の角度で傾斜させ、もって前記溝部内の前記フェライトコアを前記ワークストッパに押圧するのが好ましい。【００２４】
本発明のテーパ付きフェライトコアの製造方法において、顆粒粒界のない円柱状又は円筒状のフェライト成形体を押出成形により形成するのが好ましい。【００２５】
上記テーパ付きフェライトコアを製造する本発明の第一の装置は、
円環状外周面を有する回転自在なワーク送り車と、
前記ワーク送り車の円環状外周面と対面するワーク押さえ部材と、
前記ワーク送り車の回転軸の方向に複数のスリットを有し、前記ワーク送り車の外周に配置された回転自在な円筒形キャリアガイドと、
円環状外周面を有し、前記スリットのほぼ長手方向に沿って回転する砥石とを具備し、
前記ワーク送り車の円環状外周面と前記円筒形キャリアガイドの各スリットとで形成された各溝部に、円柱状又は円筒状の各フェライトコアを配置し、
前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との回転速度差により各フェライトコアを自転させるとともに、前記円筒形キャリアガイドの回転により各フェライトコアを前記ワーク送り車に沿って公転させて、各フェライトコアを前記砥石に摺接する位置まで移動させ、
自転する各フェライトコアの少なくとも一方の端部を前記砥石によりセンタレス研削し、前記フェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ部を形成することを特徴とする。【００２６】
上記第一の装置において、前記ワーク押さえ部材は、前記フェライトコアに接する内周側に耐摩耗層を有する固定部材であるのが好ましい。【００２７】
上記テーパ付きフェライトコアを製造する本発明の第二の装置は、
円環状外周面に複数の軸線方向溝部を有する回転自在なワーク送り車と、
前記ワーク送り車の円環状外周面と対面するワーク押さえ部材と、
円環状外周面を有し、前記ワーク送り車の溝部のほぼ長手方向に沿って回転する砥石とを具備し、
前記ワーク送り車の各溝部に円柱状又は円筒状の各フェライトコアを配置し、
前記ワーク送り車と前記ワーク押さえ部材との回転速度差により各フェライトコアを自転させるとともに、前記ワーク送り車の回転により各フェライトコアを公転させて、各フェライトコアを前記砥石に摺接する位置まで移動させ、
自転する各フェライトコアの少なくとも一方の端部を前記砥石によりセンタレス研削し、前記フェライトコアの長手方向に沿う筋状研削痕を有するテーパ部を形成することを特徴とする。【００２８】
上記第二の装置において、前記ワーク押さえ部材は前記ワーク送り車の外周を回る円環状ベルトであるのが好ましい。【００２９】
本発明のインダクタンス素子は、上記テーパ付きフェライトコアに導線を巻回してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、円柱状又は円筒状のフェライトコアの少なくとも一方の端部を、回転する砥石によりセンタレス研削するので、長手方向の筋状研削痕を有するテーパ部を少なくとも一方の端部に有するフェライトコアを、割れや欠けの発生を抑えつつ高能率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態によるインダクタンス素子の製造工程を示すフロー図である。
【図２】フェライトコアの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図３】本発明のテーパ付きフェライトコアの製造に用いるセンタレス研削装置の一例を示す概略図である。
【図４】図3のセンタレス研削装置の要部を示す拡大断面図である。
【図５】図3のセンタレス研削装置におけるワーク送り車及びキャリアガイドを示す斜視図である。
【図６】図4のB-B断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるフェライトコアのセンタレス研削方法において砥石の凹円弧状外周面に沿って移動するフェライトコアを示す概略図である。
【図８】図3のセンタレス研削装置における溝部の傾斜を示す部分底面図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるフェライトコアのセンタレス研削方法を示す断面図である。
【図１０（ａ）】本発明の一実施形態によるテーパ付きフェライトコアを示す斜視図である。
【図１０（ｂ）】本発明の一実施形態によるテーパ付きフェライトコアを示す長手方向断面図である。
【図１１】図10のテーパ付きフェライトコアのテーパ部を示す部分拡大斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるテーパ付きフェライトコアを示す側面図である。
【図１３】テーパ付きフェライトコアを用いた電子ペンの一例を示す断面図である。
【図１４】フェライト成形体における顆粒粒界を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施形態を添付図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で適宜変更可能である。添付図面は本発明の理解が容易なように要部を記載し、細部は適宜省略している。
【００３３】
[1] フェライトコアの製造方法
図1は本発明のテーパ付きフェライトコアを製造する方法の一例を示すフロー図である。この方法は、ソフトフェライト粉末から顆粒粒界がないフェライト成形体を形成する成形工程S1、フェライト成形体を所定の温度及び条件で焼結し、表面が実質的に焼結肌のままの円柱状又は円筒状のフェライトコアを作製する焼成工程S2、及びフェライトコアの端部をテーパ状にセンタレス研削する工程S3を有する。テーパ部を形成したフェライトコアに巻線を施すことにより、インダクタンス素子とすることができる（コイル巻線工程S4）。
【００３４】
顆粒粒界のないフェライト成形体とは、ソフトフェライト粉末を顆粒化せずに成形したフェライト成形体である。顆粒粒界のないフェライト成形体を得る方法としては、(1) ソフトフェライト粉末にメチルセルロース等の水溶性バインダを添加し、バンバリーミキサーやミキシングロール等の高剪断混練機で混練して粘土状の坏土とし、それを押出成形する方法、(2) 熱可塑性樹脂やワックスをバインダとしてソフトフェライト粉末と混合し、加熱してスラリー状として射出成形する方法等がある。特に長尺の円柱状や円筒状で顆粒粒界のないフェライト成形体を得るには、生産性の点から押出成形が好適である。
【００３５】
顆粒粒界のないフェライト成形体の形成方法を説明する前に、フェライト顆粒を用いる乾式成形法について説明する。乾式成形は、フェライト粉末を成形に適度な大きさの凝集粒子（顆粒）に造粒し、フェライト顆粒を金型の所定形状のキャビティ内に充填し、加圧・圧縮することにより、所定形状のフェライト成形体を得る方法である。乾式成形で得られるフェライト成形体の表面形態を図14に模式的に示す。フェライト成形体は比較的大きな顆粒400により構成されているので、顆粒400の境界（顆粒粒界）401に大きな空隙402が残留しやすい。このような成形体を焼成したフェライトコアには、顆粒粒界における空隙402が欠陥（顆粒粒界による欠陥）として残留するおそれがある。
【００３６】
これに対して、押出成形や射出成形では顆粒を用いないため、得られるフェライト成形体は顆粒粒界を有さない。そのため、焼成により得られるフェライトコアは顆粒粒界による欠陥を有さず、高い機械的強度を有する。成形工程S1の一例として、図2に示す押出成形法を以下詳細に説明する。
【００３７】
(1) 成形原料の調製
押出成形には、ソフトフェライト粉末にバインダを所定の割合で加えた粘土状の坏土を使用する。フェライトコアの使用目的に応じた磁気特性を考慮し、ソフトフェライト粉末は一般的なMn系フェライトやNi系フェライト等から選定すれば良い。ソフトフェライト粉末は、例えばFe、Zn、Cu、Ni等の酸化物を所定割合で湿式混合した後乾燥し、750〜1000℃で仮焼して実質的に全体がスピネル化した仮焼体とし、それを粉砕機により解砕し、更に仮焼体をイオン交換水とともにボールミル等に投入し、所定の粒径まで粉砕し、得られたソフトフェライト粉末を含有するスラリーを乾燥することにより得ることができる。なお、スラリーにポリビニルアルコール（PVA）等のバインダを加えた後にスプレードライヤで乾燥する場合、顆粒状のソフトフェライト粉末が得られるが、後述の混練によりソフトフェライト粉末同士の凝集を解くことにより、顆粒粒界がないフェライト成形体を得ることができる。その場合、混練の前に予め脱バインダ処理を行うのが好ましい。
【００３８】
ソフトフェライト粉末の粒径が小さいほどソフトフェライト粉末同士の反応活性が上がるため、低い焼成温度から焼結による緻密化が促進され、1000℃以下の焼成温度でも、結晶粒径が小さく均一で緻密なフェライトコアが得られる。低温焼結とすることで、焼成工程を短時間とし、またエネルギー消費も少なくすることができる。一方、ソフトフェライト粉末の粒径が小さくなると比表面積が大きくなるため、成形に必要なバインダの量が多くなる。以上に鑑み、ソフトフェライト粉末の空気透過法による平均粉砕粒径は0.8〜5μmであるのが好ましく、1〜3μmであるのがより好ましい。
【００３９】
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース等のセルロース系樹脂や、水溶性アクリル樹脂等の水系バインダが好ましい。純水にバインダ及び必要に応じて分散剤、滑剤等を添加してなるバインダ水溶液にソフトフェライト粉末を混合し、混練して押出成形用の原料（坏土）とする。バインダの量が少ないと、混練で均一な坏土が得られなかったり、押出しに過大な負荷がかかったり、所望の成形体強度が得られなかったりする。またバインダの量が増加すると、成形体密度が低下し、焼成収縮が増加し、その結果フェライトコアに変形が生じ易くなる。バインダの添加量は、ソフトフェライト粉末100質量部に対して、3〜10質量部であるのが好ましい。また、純水の添加量はバインダの種類及び配合量、坏土の所望の硬さにもよるが、ソフトフェライト粉末100質量部に対して、10〜20質量部であるのが好ましい。
【００４０】
混練にはバンバリーミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、三本ロール、加圧式ニーダ等の混練装置を用いることができる。混練は、水分の蒸発を抑えるために冷却状態で行うのが好ましい。セルロース系バインダの場合、40〜50℃程度でゲル化が始まるので、混練中のゲル化を防止するために坏土の混練を40℃未満とすするのが好ましく、10℃以下とするのがより好ましい。一方、混練温度が低すぎると結露による水分が坏土に加わって坏土中の水分量がばらついたり、坏土が硬くなって混練が困難になったりする。それを防ぐには、坏土の混練温度を5℃以上とするのが好ましい。坏土の温度調節のために、混練装置自体又はそれを覆うウォータジャケットに設けた水路に温度調節した冷却水を循環させるのが好ましい。
【００４１】
(2) 押出成形
混練した坏土を、冷却機構を備えた押出成形機で円筒状又は円柱状に成形する。冷却は混練時と同様に坏土の発熱を抑制するために行う。押出し方式はプランジャー式でも良いが、スクリュー式を用いて坏土に更に混練を加えるのが好ましい。押出成形機の金型から押出されたフェライト成形体には顆粒粒界がない。フェライト成形体を搬送コンベアで連続して速やかに乾燥工程に送る。
【００４２】
(3) 乾燥
フェライト成形体を、成形体中のバインダのゲル化温度以上かつ熱分解温度未満の温度で、ベルト乾燥機等により連続乾燥する。乾燥温度は50〜200℃が好ましく、乾燥時間は成形体の寸法にもよるが、外形が5 mm以下であれば2〜10分とするのが好ましい。
【００４３】
(4) 仮切断
乾燥固化により機械的強度が向上した円筒状又は円柱状のフェライト成形体を所望の長さに仮切断する。切断は回転砥石により行うのが好ましいが、刃物による切断でも良い。乾燥したフェライト成形体は乾燥前より耐変形性が高いので、切断による潰れや延びといった変形を抑制することができる。
【００４４】
(5) 焼成
切断したフェライト成形体を脱脂してバインダを除くとともに、焼成により焼結体とする。フェライト成形体を配列するセラミック製の焼成冶具（セッター）は、フェライト成形体の転がりを防止する窪みを具備するのが好ましい。焼成工程ではローラーハースキルン等の連続焼成炉やバッチ式の焼成炉を使用することができる。ソフトフェライト粉末の組成及び粒径にもよるが、焼成は900〜1300℃で4〜24時間行うのが好ましい。
【００４５】
(6) 本切断
得られた焼結体の両端を切断機で切断して、所定の長さの円筒状又は円柱状のフェライトコアとする。切断には回転砥石を使用し、端部をフェライトコアの中心軸に対して直角に切り落とすのが好ましい。得られたフェライトコアは顆粒粒界による空隙等がなく、かつ変形が少なく、寸法精度に優れている。
【００４６】
(7) センタレス研削
円筒状又は円柱状のフェライトコアの端部をセンタレス研削することにより、高精度のテーパ部を有するフェライトコアとする。
【００４７】
図3は本発明のフェライトコアの製造に用いるセンタレス研削装置の一例を示し、図4はその要部を示す。図3に示すように、センタレス研削装置200は、主要構成部として基台250上に配置されたワーク送り部210とワーク研削部220とを具備する。ワーク送り部210は、円筒形キャリアガイド104と、キャリアガイド104の内側に配置された円環状外周面を有する円盤状のワーク送り車101と、ワーク送り車101と対面しワーク（フェライトコア）10を支持するワーク押さえ部材102とを具備する。ワーク送り車101は、図3においてX方向を回転軸C1とするように配置され、サーボモータ等を含む駆動手段260に連結している。ワーク研削部220は、図3においてZ方向を回転軸C2とするように配置され、サーボモータ等の駆動手段（図示せず）に連結した研削用砥石100を含む。
【００４８】
ワーク送り部210は、複数のスライド部材からなる可動ベッド230を介して基台250に取付けられており、砥石100との位置関係を調整し得るように図3のX-Z面でスライド自在である。
【００４９】
フェライトコア10を自転させる円盤状のワーク送り車101に対して、その回転軸C1より下方に砥石100の回転軸C2が位置する。砥石100は、例えばダイヤモンド砥粒やCBN（キュービックボロンナイトライド）砥粒等をメタルボンド等の結合材で固定したものが好ましい。図示の例では砥石100の回転軸C2とワーク送り車101の回転軸C1は直交している。ここで「直交」とは幾何学的に厳密な直交に限定されず、2〜3°程度の傾斜を有する場合も含むものとする。
【００５０】
ワーク送り車101のまわりに、砥石100に向かって開口する櫛歯状の軸線方向スリット109を所定のピッチで有する円筒形キャリアガイド104が配置されている。図5はキャリアガイド104とワーク送り車101との組合せを示す。各スリット109及びワーク送り車101の円環状外周面は各フェライトコア10を収容する各溝部16を形成している。図示（図６）の例では、キャリアガイド104はワーク送り車101の回転方向R1と同じ方向R2に回転する。
【００５１】
ワーク送り車101の下側に、その円環状外周面と対面するワーク押さえ部材102が設置されている。図示の例では、ワーク押さえ部材102は固定されていて、ワーク送り車101の円環状外周面と同心の円弧状内周面を有し、ワーク送り車101とワーク押さえ部材102との間隔は、ワーク送り部210の溝部16に配置されたフェライトコア10の外径とほぼ等しく設定されている。
【００５２】
ワーク押さえ部材102は、フェライトコアに接触する側に剛性及び耐摩耗性に優れた超鋼等からなる耐摩耗層108を有するのが好ましい。フェライトコア10に接触するワーク送り車101の円環状外周部は、適当な弾性及び摩擦抵抗を有するウレタンゴム等の弾性体で形成されているのが好ましい。
【００５３】
砥石100はその外周面がフェライトコア10の端部に形成するテーパ部13aに沿って移動するように、フェライトコア10のほぼ長手方向に沿って回転する。砥石100は図4に示す矢印方向R5（フェライトコア10の後端に向かう方向）に回転するので、砥石100の研削力によりフェライトコア10はワーク送り車101の後方（スリット109の開口端の反対側）に押される。そのため、スリット109の軸線方向後端部にフェライトコア10の後端面（センタレス研削されない端面）が当接するワークスストッパ103が設けられている。センタレス研削加工中フェライトコア10は常にワークスストッパ103に押圧されているので、センタレス研削加工中フェライトコア10は軸線方向に正確に位置決めされる。
【００５４】
供給装置（図示せず）から溝部16に一つずつ供給されたフェライトコア10は、図6に示すように、対面するワーク送り車101の円環状外周面とワーク押さえ部材102の円環状内周面との間を挟持された状態で通過する。フェライトコア10はワーク送り車101によりワーク押さえ部材102に押し付けられるので、フェライトコア10にワーク送り車101の回転が伝えられる。その結果、フェライトコア10はワーク送り車101の回転方向R1と逆方向R3に自転する。
【００５５】
一般に、フェライトコア10の自転速度は、ワーク送り車101とワーク押さえ部材102との回転速度差により決まる。そこで、フェライトコア10を所望の速度で自転させるために、ワーク送り車101の回転速度V1及びワーク押さえ部材102の回転速度V2を適宜設定する。図示の例ではワーク押さえ部材102の回転速度V2は０であるので、ワーク送り車101の回転速度V1自体が「回転速度差」となる。ただし、後述するようにワーク押さえ部材102が回転する場合、「回転速度差」は、ワーク送り車101及びワーク押さえ部材102が同方向に回転するときは両者の回転速度V1，V2の差であり、逆方向に回転するときは両者の回転速度V1，V2の和である。
【００５６】
ワーク送り車101によりワーク押さえ部材102に押し付けられて自転するフェライトコア10は、自転速度に対応する速度でワーク送り車101の円環状外周面とワーク押さえ部材102との間を移動（以下「公転」と呼ぶ）する。しかし、十分な自転速度V4を得ようとすると公転速度V5が大きくなりすぎ、フェライトコア10が砥石100に摺接する時間が短くなりすぎる。フェライトコア10が砥石100に摺接する時間を十分に確保するために、キャリアガイド104の回転速度V3をワーク送り車101の回転速度V1より十分に遅くするのが好ましい。キャリアガイド104の回転速度V3／ワーク送り車101の回転速度V1は0.4〜0.7が好ましい。
【００５７】
先端部が溝部16の開口端から突出し、後端面がワークスストッパ103に当接した状態で溝部16に収容されたフェライトコア10は、ワーク送り車101の回転速度V1で決まる速度V4で溝部16内で自転しながら、キャリアガイド104の回転速度V3と同じ速度V5でワーク送り車101とワーク押さえ部材102との間の円環状空間を公転し、図4に示すようにその先端部は砥石100の外周面に十分な時間摺接する。
【００５８】
図7に示すように、砥石100の外周面は、ワーク送り車101と同心円状に軸線方向中央が窪んだ円弧状になっているのが好ましい。フェライトコア10がワーク送り車101の周囲を公転しながら研削される間、溝部16から突出するフェライトコア10の先端部は砥石100と実質的に一様な摺接状態で研削され、テーパ部13が形成される。
【００５９】
砥石100の直径はフェライトコア10の外径より十分に大きいので、テーパ部13の傾斜角α（図11においてテーパ部13の加工面とフェライトコア10の中心軸線C3とがなす角度）は、砥石100の中心軸線C2上の中心点からY方向に垂直に延びる線分と、フェライトコア10が砥石100の外周面と接触する点と前記中心点とを結ぶ線分とが成す角度θと実質的に等しい。
【００６０】
図8に示すように、ワーク送り部210の溝部16は、ワーク送り車101の回転軸C1に対して所定の角度βだけ傾斜しているのが望ましい。ワーク送り車101とキャリアガイド104は所定の回転速度差（V1−V3）で同一方向（図8では右方向）に回転している。砥石100は図8では手前側に位置している。例えば溝部16を砥石100側が回転方向の遅れ側に傾斜させると、ワーク送り車101とキャリアガイド104の回転速度差（V1−V3）により、フェライトコア10の外周面はキャリアガイド104のスリット109の側面（図8で左側）に接触する。この状態でフェライトコア10の先端部が砥石100によりセンタレス研削されると、フェライトコア10の後端面はスリット109の側面からの反力により図8で下側のワークストッパ103に押圧されやすくなる。その結果、ワークストッパ103によりフェライトコア10は軸線方向に正確に位置決めされる。なお、ワークストッパ103に当接するフェライトコア10の端部外周縁における割れ及び欠けを防止するために、溝部16の傾斜角βを3°以下に設定し、ワークストッパ103に向かう分力を小さくするのが望ましい。
【００６１】
図9は本発明に用いる他のセンタレス研削装置を示す。このセンタレス研削装置は、図3〜図5に示す平坦な円環状外周面を有する回転自在なワーク送り車の代わりに、円環状外周面に複数の軸線方向溝部116を有する回転自在なワーク送り車101を具備するとともに、図3及び図4に示す固定のワーク押さえ部材の代わりに、ワーク送り車101の外周に沿って逆方向R6に移動するベルト105を具備する。円環状外周面を有する砥石100は、その外周面がフェライトコア10の端部に形成するテーパ部13に沿って移動するように、ワーク送り車101の溝部116のほぼ長手方向に沿って回転する。
【００６２】
フェライトコア10はワーク送り車101の外周に設けた溝部116に配置され、ワーク送り車101とベルト105の逆方向回転により自転する。このセンタレス研削装置でも、フェライトコア10の端部を砥石100に接触させてテーパ部13を形成するので、高精度のテーパ部を有するフェライトコアが得られる。なお、フェライトコア10の公転のために、図3及び図4に示すセンタレス研削装置と同じキャリアガイド及びワーク送り車を用いても良い。
【００６３】
[2] テーパ付きフェライトコア
図10(a) は端部をセンタレス研削した円筒状フェライトコアの外観を示し、図10(b) はその長手方向断面を示し、図11はフェライトコアのテーパ部付近を示す。フェライトコア10は外周部11と、内周部12と、中心軸線C3に対して直角に切断加工された両端面14a、14bと、一方の端面14a側に形成されたテーパ部13と、内周部12の開口部15とを有する。テーパ部13以外の外周部11及び内周部12は焼成したままの状態（「焼結肌」の状態）にある。図示のフェライトコア10は、外周部11の外径に対して長さが約6倍の長尺なものである。
【００６４】
センタレス研削により形成したテーパ部13の加工面には、筋状研削痕（ツールマーク、ホイールマーク）が残っている。砥石100の回転速度は自転するフェライトコア10の回転速度より十分に大きいので、テーパ部13の加工面に刻まれる筋状研削痕はほぼ円筒形フェライトコア10の長手方向に直線状に延在する。このようにフェライトコア10の中心軸線C3から放射状に伸びる等方的な筋状研削痕とすることにより、フェライトコア10のテーパ部13の機械的強度低下を補い、耐欠け性、耐割れ性、耐衝撃性等を確保することができる。
【００６５】
図12はテーパ付きフェライトコアの別の例を示す。このテーパ付きフェライトコア10は、先端のテーパ部13及び後端面14bにそれぞれ面取り部13b，13cが形成されている。面取り部13b，13cもテーパ部13と同様に本発明の装置を用いたセンタレス研削により形成することができる。勿論、面取り部13b，13cの場合、砥石100の外周面に対するフェライトコア10の傾斜角θを適宜変更する。
【００６６】
顆粒粒界による空隙がなく、真円度、同心度、円筒度及び真直度に優れたフェライトコアをセンタレス研削すると、テーパ部13を高精度に形成できるだけでなく、外径が3 mm以下と小径のものや厚みが0.5 mm以下と薄肉のものでも、割れや欠けが生じ難い。また、センタレス研削によりテーパ部13を形成するので、フェライトコア10をチャックしたりフェライトコア10の固定の際に中心出したりする必要がなくなり、生産性が高い。
【００６７】
[3] インダクタンス素子
コイル巻線工程S4では、フェライトコアに巻線を施してインダクタンス素子とする。巻線に用いる導線は特に限定されないが、例えば、銅線にポリアミドイミドを被覆したエナメル線や、リッツ線等の撚り線等を使用し、インダクタンス素子の高周波でのＱ値を向上させても良い。導線の巻数は、要求されるインダクタンスに基づいて適宜設定し、また線径も通電する電流により適宜選択することができる。フェライトコアに直接巻線を施しても良いが、比抵抗が例えば103Ω・mを下回る比較的低抵抗のフェライトコアである場合、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、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等の樹脂からなるボビンを用いるのが好ましい。本発明のフェライトコアを用いたインダクタンス素子は、電子ペン、LF（長波）アンテナ、チョークコイル等に用いることができる。
【００６８】
本発明では、円柱状又は円筒状のフェライトコアの端部側のテーパ部をセンタレス研削により形成するので、割れや欠けの発生が抑えられ、格別の熟練を要さず人為的ミスのおそれもなく、高能率である。
【符号の説明】
【００６９】
10  フェライトコア
11  フェライトコアの外周部
12  フェライトコアの内周部
13a  フェライトコアのテーパ部
13b，13c  フェライトコアの面取り部
14a，14b  フェライトコアの端面
15  内周部の開口部
16，116  溝部
101  ワーク送り車
102  ワーク押さえ部材
103  ワークストッパ
104  キャリアガイド
105  ベルト
108  耐摩耗層
109  スリット
200  センタレス研削装置
210  ワーク送り部
220  ワーク研削部
230  可動ベッド
250  基台
260  駆動手段
S  筋状研削痕
C1  ワーク送り車の回転軸
C2  砥石の回転軸
R1  ワーク送り車の回転方向
R2  キャリアガイドの回転方向
R3  フェライトコアの自転方向
R4  フェライトコアの公転方向
V1  ワーク送り車の回転速度
V2  ワーク押さえ部材の回転速度
V3  キャリアガイドの回転速度
V4  フェライトコアの自転速度
V5  フェライトコアの公転速度
【図１】
2018225719.tif 000003
【図２】
2018225719.tif 000004
【図３】
2018225719.tif 000005
【図４】
2018225719.tif 000006
【図５】
2018225719.tif 000007
【図６】
2018225719.tif 000008
【図７】
2018225719.tif 000009
【図８】
2018225719.tif 000010
【図９】
2018225719.tif 000011
【図１０（ａ）】
2018225719.tif 000012
【図１０（ｂ）】
2018225719.tif 000013
【図１１】
2018225719.tif 000014
【図１２】
2018225719.tif 000015
【図１３】
2018225719.tif 000016
【図１４】
2018225719.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月25日(2019.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
砥石100はその外周面がフェライトコア10の端部に形成するテーパ部13aに沿って移動するように、フェライトコア10のほぼ長手方向に沿って回転する。砥石100は図4に示す矢印方向R5（フェライトコア10の後端に向かう方向）に回転するので、砥石100の研削力によりフェライトコア10はワーク送り車101の後方（スリット109の開口端の反対側）に押される。そのため、スリット109の軸線方向後端部にフェライトコア10の後端面（センタレス研削されない端面）が当接するワークストッパ103が設けられている。センタレス研削加工中フェライトコア10は常にワークストッパ103に押圧されているので、センタレス研削加工中フェライトコア10は軸線方向に正確に位置決めされる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
先端部が溝部16の開口端から突出し、後端面がワークストッパ103に当接した状態で溝部16に収容されたフェライトコア10は、ワーク送り車101の回転速度V1で決まる速度V4で溝部16内で自転しながら、キャリアガイド104の回転速度V3と同じ速度V5でワーク送り車101とワーク押さえ部材102との間の円環状空間を公転し、図4に示すようにその先端部は砥石100の外周面に十分な時間摺接する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図8に示すように、ワーク送り部210の溝部16は、ワーク送り車101の回転軸C1に対して所定の角度βだけ傾斜しているのが望ましい。ワーク送り車101とキャリアガイド104は所定の回転速度差（V1−V3）で同一方向（図8では右方向）に回転している。砥石100は図8では手前側に位置している。例えば溝部16を砥石100側が回転方向の遅れ側に来るように傾斜させると、ワーク送り車101とキャリアガイド104の回転速度差（V1−V3）により、フェライトコア10の外周面はキャリアガイド104のスリット109の側面（図8で左側）に接触する。この状態でフェライトコア10の先端部が砥石100によりセンタレス研削されると、フェライトコア10の後端面はスリット109の側面からの反力により図8で下側のワークストッパ103に押圧されやすくなる。その結果、ワークストッパ103によりフェライトコア10は軸線方向に正確に位置決めされる。なお、ワークストッパ103に当接するフェライトコア10の端部外周縁における割れ及び欠けを防止するために、溝部16の傾斜角βを3°以下に設定し、ワークストッパ103に向かう分力を小さくするのが望ましい。
【国際調査報告】
2018225719.tif 000018
2018225719.tif 000019
2018225719.tif 000020
2018225719.tif 000021