(57)【要約】【課題】表面処理の際に破損が生じる事態が抑制された磁性部品の製造方法を提供する。【解決手段】磁性部品１の製造方法においては、射出成形工程（ステップＳ１）で得られた成形体５に対し、表面処理工程（ステップＳ２）においてレーザが照射される。すなわち、表面処理工程では、図４、５に示すように、成形体５の表面に生じている突部３０に対してレーザＬＢを照射することで表面処理がおこなわれる。焼結前の成形体５は、焼結後の磁性部品１よりも外力に対して脆弱な状態であるが、上述したようなレーザ照射による表面処理では、成形体５に対してほとんど機械的応力が付加されず、成形体５が破損する事態が有意に抑制されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性紛体１００重量部に対してバインダ樹脂５〜２０重量部が含まれる主材を射出成形して、磁性部品となるべき成形体を得る成形工程と、
前記成形工程で得られた前記成形体の表面に生じている突部に対してレーザを照射して該突部を均す表面処理工程と、
前記表面処理工程の後に、前記成形体を焼結する焼結工程と
を含む、磁性部品の製造方法。
【請求項２】
前記突部が、前記成形工程の際に前記成形体の表面に生じたバリである、請求項１に記載の磁性部品の製造方法。
【請求項３】
前記成形体が凹部を有するドラム型形状であり、
前記表面処理工程において、前記成形体の前記凹部の内面に生じた前記突部に対してレーザを照射して前記凹部の内面を均す、請求項１または２に記載の磁性部品の製造方法。
【請求項４】
前記成形体が凹部を有するドラム型形状であり、
前記表面処理工程において、前記成形体の鍔部に生じた前記突部に対してレーザを照射して前記鍔部の表面を均す、請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁性部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、機械部品や電子部品の表面を平滑にするための表面処理として、バフ研磨、ニードル等による機械研磨、サンドブラスト等の粒子吹き付け処理等が知られている。
【０００３】
また、ＣＩＭ成形（セラミック・インジェクション・モールド）等の射出成形によって磁性部品を得る技術が知られている。たとえば、下記特許文献１には、射出成形により焼結磁石を得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１６７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように射出成形により磁性部品を作製する際、部品の表面を平滑にする表面処理が必要とされる場合がある。ただし、焼結後の磁性部品は非常に固いため表面処理が困難であり、焼結前に表面処理する必要がある。
【０００６】
しかしながら、焼結前に表面処理する場合において、焼結前の成形体は外力に対して脆弱な状態であるため、表面処理時に成形体に割れや欠け等の破損が生じ得る。
【０００７】
そこで、発明者らは、脆弱な状態の成形体に対する表面処理について研究を重ね、成形体の破損を招く機械的応力をほとんど生じさせることなく表面処理をおこなう技術を新たに見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、表面処理の際に破損が生じる事態が抑制された磁性部品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】
【０００９】
本発明の一側面に係る磁性部品の製造方法は、磁性紛体１００重量部に対してバインダ樹脂５〜２０重量部が含まれる主材を射出成形して、磁性部品となるべき成形体を得る成形工程と、成形工程で得られた成形体の表面に生じている突部に対してレーザを照射して該突部を均す表面処理工程と、表面処理工程の後に、成形体を焼結する焼結工程とを含む。
【００１０】
上記磁性部品の製造方法においては、表面処理工程の際にレーザが照射される。すなわち、表面処理工程において、成形体の表面に生じている突部に対してレーザを照射することで表面処理がおこなわれる。そのため、表面処理工程では、焼結前の成形体に対して機械的応力がほとんど付加されず、成形体が破損する事態が有意に抑制されている。
【００１１】
本発明の他の側面に係る磁性部品の製造方法では、突部が成形工程の際に成形体の表面に生じたバリである。この場合、表面処理工程において、成形工程の際に生じたバリがレーザ照射により除去され得る。
【００１２】
本発明の他の側面に係る磁性部品の製造方法では、成形体が凹部を有するドラム型形状であり、表面処理工程において、成形体の凹部の内面に生じた突部に対してレーザを照射して凹部の内面を均すようにしてもよく、成形体の鍔部に生じた突部に対してレーザを照射して鍔部の表面を均すようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の種々の側面によれば、表面処理の際に破損が生じる事態が抑制された磁性部品の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、一実施形態に係る磁性部品を示した概略斜視図である。
【図２】図２は、図１の磁性部品を作製する手順を示したフロー図である。
【図３】図３は、図２の射出成形により得られた成形体の一例を示した概略斜視図である。
【図４】図４の（ａ）、（ｂ）は、表面処理の一態様を示した図である。
【図５】図５の（ａ）、（ｂ）は、図４に示した態様とは異なる態様の表面処理を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素または同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
まず、図１を参照しつつ、実施形態に係る製造方法により作製される磁性部品１について説明する。
【００１７】
磁性部品１は、コイル部品に用いられるドラム型形状のコア（ボビン）である。磁性部品１は、磁性粉体の焼結体であり、後述する焼結工程を経て得られたものである。
【００１８】
磁性部品１は、円柱状の巻芯部１０と、巻芯部１０の両端に位置する一対の鍔部２０Ａ、２０Ｂとが一体的に形成された一体成形物である。
【００１９】
各鍔部２０Ａ、２０Ｂは、巻芯部１０と同軸的に位置する円板状の部分である。磁性部品１は、円柱状の外形を有しており、巻芯部１０はその外形から凹んだ凹部ととらえることができる。両鍔部２０Ａ、２０Ｂは、同一の形状および寸法となるように設計されている。たとえば、各鍔部２０Ａ、２０Ｂの厚さｄ１は同一となるように設計されている。
【００２０】
続いて、磁性部品１を作製する手順について、図２を参照しつつ説明する。
【００２１】
磁性部品１を作製する際には、まず、磁性部品１となるべき主材を射出成形する（ステップＳ１）。主材には、磁性紛体およびバインダ樹脂を含むペレットを用いる。ペレットは、磁性粉末をバインダ樹脂と共に混練し、ペレタイザなどで成形することにより得られる。混練は、たとえばニーダなどでおこなうことができる。ペレタイザとしては、たとえば２軸１軸押出機を用いることができる。
【００２２】
主材に用いるバインダ樹脂としては、熱可塑性樹脂などの高分子化合物を用いることができ、熱可塑性樹脂としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アタクチックポリプロピレン、アクリルポリマー、ポリスチレン、ポリアセタールなどが挙げられる。バインダ樹脂の添加量は、磁性粉体１００重量部に対して５〜２０重量部である。
【００２３】
主材には、磁性粉体およびバインダ樹脂の他に、必要に応じてワックス類や滑剤などが添加され得る。
【００２４】
ワックス類としては、カルナバワックス、モンタンワックス、蜜蝋などの天然ワックス以外に、パラフィンワックス、ウレタン化ワックス、ポリエチレングリコールなどの合成ワックスを用いることができる。ワックス類を添加する場合には、その添加量は磁性粉体１００重量部に対して５〜２０重量部である。
【００２５】
滑剤としては、たとえば脂肪酸エステルなどが用いられ、可塑剤としては、フタル酸エステルが用いられる。滑剤を添加する場合には、その添加量は磁性粉体１００重量部に対して０．１〜５重量部である。
【００２６】
射出成形では、上述した主材を、１６０〜２３０℃に加熱溶融しておこなってもよい。また、射出成形の際、金型内の主材に磁場を印加してもよい。
【００２７】
上記の射出成形により、図３に示した成形体５が得られる。成形体５は、巻芯部１０となるべき部分１５と、鍔部２０Ａ、２０Ｂとなるべき部分２５Ａ、２５Ｂとを含んでいる。図３に示すように、成形体５の表面には、突部３０として、射出成形に用いた金型のパーティングラインに沿うバリが生じ得る。たとえば、巻芯部１０となるべき部分１５には、その周面に、延在方向に沿って延びる突部３０が生じ得る。また、鍔部２０Ａ、２０Ｂとなるべき部分２５Ａ、２５Ｂには、その端面の縁に、該端面に平行に延びる突部３０が生じ得る。
【００２８】
次に、ステップＳ１の射出成形により得られた成形体５に対して表面処理をおこなう（ステップＳ２）。表面処理の工程では、具体的には、射出成形で得られた成形体５の表面に生じている突部３０に対してレーザを照射して突部３０を均す。バリ等の突部３０にレーザを照射することで、突部３０が昇華したり飛散したりして、成形体５の表面から突部３０が除去され、その表面が均されて平滑になり得る。表面処理にレーザを用いることで、成形体５に対してほとんど機械的応力を付加することがなく、また、迅速な表面処理をおこなうことができる。表面処理に用いるレーザの種類は、鉄などの金属に対する吸収性が高い観点から、近赤外レーザや緑色レーザ光が好適である。
【００２９】
成形体５の表面に生じている突部３０に対しては、図４、５に示したようなレーザ照射が可能である。図４、５において、（ａ）は成形体の側面から見た図、（ｂ）は巻芯部１０となるべき部分１５の断面図（延在方向に直交する面における断面図）である。
【００３０】
図４には、レーザ光源４０からレーザＬＢを照射して、巻芯部１０となるべき部分１５の周面に生じた突部３０を除去する一態様が示されている。図４に示したレーザ照射では、突部３０の突出方向に対して直交する方向からレーザＬＢが照射されている。図４に示したレーザ照射では、たとえば突部３０の基部（すなわち、突部３０と巻芯部１０との境界近傍）にレーザを照射するにより、突部３０を巻芯部１０から切除することができる。この場合、突部３０全体をレーザ照射により昇華させる場合に比べて、効率良く突部３０を巻芯部１０から除去することができる。特に、突部３０が突出方向に沿って長く延びた形態を有する場合や、突部３０が薄く広範囲に亘って広がっている膜状の形態を有する場合に有効である。また、突部３０が突出方向に対して傾いて延びる形態を有する場合や屈曲した形態を有する場合にも有効である。突部３０が巻芯部１０から一方向に沿って延びていない場合や、巻芯部１０の周面に対する突部３０の高低差や厚さ差が大きい場合には、突部３０の高さ方向からレーザＬＢを照射すると各処理箇所においてレーザＬＢが到達する高さ位置にバラツキが生じ、それにより各処理箇所においてレーザ処理される体積にもバラツキが生じ、成形体の構成材料によっては表面が平滑になりにくい場合があり得るため、突部３０に直交する方向からレーザＬＢを照射することが好ましい。
【００３１】
図５に示した態様では、レーザ光源４０からレーザＬＢを照射して、巻芯部１０となるべき部分１５の周面に生じた突部３０を、図４とは異なる態様にて除去している。図５に示したレーザ照射では、突部３０の突出方向に平行なレーザＬＢが突部３０の先端に向かって照射されている。図５に示したレーザ照射によれば、突部３０の先端が鈍化される。巻芯部１０に巻かれるワイヤの被覆が厚い場合や表面処理の効率が求められる場合等においては、突部３０の完全な除去が求められず、急峻な突部３０をある程度鈍化するだけでも十分な場合があり得る。そのような場合には、図５に示したレーザ照射により、突部３０の先端を鈍化させてもよい。
【００３２】
上記レーザ照射の後、成形体５の表面に微粉が付着している場合には、ガスを吸引するノズルやガスを噴出するノズルを用いて、微粉を除去してもよい。
【００３３】
表面処理の工程では、上記レーザ照射した後に、成形体５に対して追加的な表面処理をおこなってもよい。追加的な表面処理の一例として梨地加工が挙げられる。一般的に、射出成形に用いる金型の内面は、成形品の離型性を良くするため鏡面に仕上げられるが、このような金型の内面が成形品の表面に転写されるため、成形品の表面も鏡面に近い状態になる。そのため、梨地様の表面が求められる場合には、たとえば、射出成形の工程において鏡面様に仕上げられた成形体５の表面の一部または全部にレーザを照射して、梨地様の表面にする。このような梨地加工は、ブラスト加工でも実現可能であるが、成形体５のように外力に対して脆弱な状態では、ブラスト加工よりも成形体５に機械的応力を付加しにくいレーザ照射でおこなうことが好適である。また、梨地加工を追加的におこなうことで、外観上、突部３０を目立たなくすることができる。
【００３４】
ステップＳ２の表面処理の工程の後は、成形体５を所定の条件下にて焼結する（ステップＳ３）。それにより、成形体５を構成する主材に含まれるバインダ樹脂が除かれて、磁性粉体の焼結体である磁性部品１が得られる。
【００３５】
以上において説明したとおり、磁性部品１の製造方法においては、射出成形工程（ステップＳ１）で得られた成形体５に対し、表面処理工程（ステップＳ２）においてレーザが照射される。すなわち、表面処理工程では、図４、５に示すように、成形体５の表面に生じている突部３０に対してレーザＬＢを照射することで表面処理がおこなわれる。
【００３６】
焼結前の成形体５は、焼結後の磁性部品１よりも外力に対して脆弱な状態であるが、上述したようなレーザ照射による表面処理では、成形体５に対してほとんど機械的応力が付加されず、成形体５が破損する事態が有意に抑制されている。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、磁性部品１を多数作製するときの歩留まり向上が図られる。
【００３７】
磁性部品１およびその成形体５が、上述したようなドラム型形状である場合には、巻芯部１０の表面（凹部の内面）に突部３０が生じ得る。特に、ワイヤが巻かれる巻芯部１０に突部３０があると、ワイヤの被覆が剥がれる等の不具合が生じ得るため、突部３０が存在しないことが求められる。上述したレーザ照射による表面処理では、レーザ光源４０をある程度離間させることで、バフ等の機械研磨では困難な狭小部分（たとえば凹部の隅部）に対しても容易に表面処理をおこなうことができる。また、巻芯部１０の断面寸法が小さい場合には、巻芯部１０は外力に対して特に脆弱な部分となるが、レーザ照射による表面処理により破損が効果的に抑制される。
【００３８】
さらに、磁性部品１およびその成形体５が、上述したようなドラム型形状である場合には、鍔部２０Ａ、２０Ｂの表面にも突部３０が生じ得る。鍔部２０Ａ、２０Ｂは、外力に対して特に脆弱な形状を有するため、レーザ照射による表面処理により破損が効果的に抑制される。特に、鍔部２０Ａ、２０Ｂの厚さｄ１が薄い場合（たとえば、０．５ｍｍ以下）には、上述したレーザ照射による表面処理が有効である。
【００３９】
なお、磁性部品の製造方法は、上述した実施形態に限らず、様々に変形することができる。
【００４０】
磁性部品の形状は、ドラム形状に限らず、射出成形可能な形状であればよく、たとえば、直方体状、立方体状、多角柱状、セグメント状、扇状、矩形状、板状、球状、円板状、円柱状、リング状、カプセル状や、これらを組合わせた形状であってよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…磁性部品、５…成形体、１０…巻芯部、２０Ａ、２０Ｂ…鍔部、３０…突部、ＬＢ…レーザ、４０…レーザ光源、Ｓ１…射出成形工程、Ｓ２…表面処理工程、Ｓ３…焼結工程。
【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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