(57)【要約】【課題】Ｅ型圧粉磁心を形成する際に雌型に傷が生じることを防止することができる金型を提供する。【解決手段】本発明は、Ｅ型断面を有するＥ型圧粉磁心を形成する金型であって、Ｅ型断面形状の成形孔が第１の方向に沿って形成された雌型と、Ｅ型断面形状を有し、Ｅ型断面形状が連続している前記第１の方向に沿って形成され、成形孔の一端側から挿入され得る第１の雄型と、Ｅ型断面形状を有し、第１の方向に沿って形成され、成形孔の他端側から挿入され得る第２の雄型と、を備え、第２の雄型は、一対のＬ型柱部からなり、一対のＬ型柱部は、離間して鏡面対称に対向して配置され、一対の第１の貫通孔に挿入され得る一対の第１の挿入部と、四角柱部からなり、四角柱部は、一対のＬ型柱部の間に隣接して配置されている第２の挿入部と、を有し、第２の挿入部の先端部は、挿入方向において第１の挿入部の先端部よりも突出している。【選択図】図２
2017051997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｅ型断面を有するＥ型圧粉磁心を形成する金型であって、
Ｌ型断面形状のＬ型貫通孔が連続して一対に形成され、前記Ｌ型断面形状が連続する第１の方向に一対の前記Ｌ型貫通孔が離間して鏡面対称に対向して配置されている第１の貫通孔と、矩形断面形状の矩形貫通孔が前記第１の方向に沿って形成され、一対の前記Ｌ型貫通孔の間に前記矩形貫通孔が一対の前記Ｌ型貫通孔に隣接して配置されている第２の貫通孔と、からなるＥ型断面形状の成形孔が前記第１の方向に沿って形成された雌型と、
Ｅ型断面形状を有し、前記Ｅ型断面形状が連続している前記第１の方向に沿って形成され、前記成形孔の一端側から挿入され得る第１の雄型と、
Ｅ型断面形状を有し、前記第１の方向に沿って形成され、前記成形孔の他端側から挿入され得る第２の雄型と、を備え、
前記第２の雄型は、前記第１の方向に沿って形成されたＬ型断面形状を有する一対のＬ型柱部からなり、一対の前記Ｌ型柱部は、前記第１の方向に沿って離間して鏡面対称に対向して配置され、一対の前記第１の貫通孔に挿入され得る第１の挿入部と、前記第１の方向に沿って形成された矩形断面形状を有する四角柱部からなり、前記四角柱部は、一対の前記Ｌ型柱部の間に隣接して配置され、前記第２の貫通孔に挿入され得る第２の挿入部と、を有し、
前記第２の挿入部の先端部は、挿入方向において前記第１の挿入部の先端部よりも突出している、金型。
【請求項２】
前記第１の雄型は、前記第２の雄型と同一形状を有する、
請求項１に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を圧縮してＥ型断面を有するＥ型圧粉磁心を形成するための金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトル等のコイル素子に用いられる磁心として、Ｅ型断面を有するＥ型磁心が利用される。特許文献１には、Ｅ型フェライトコアが例示されている。図１１に示されるように、このＥ型フェライトコア１００は、矩形の板状部１１３と、板状部１１３の両端に平行に配置された一対の脚部１１１,１１２と、板状部１１３上において一対の脚部１１１,１１２の間に配置された四角柱部１０１とを有している。四角柱部１０１の高さＳ１は、板状部１１３の高さＳ２よりも短い。板状部１１３は、脚部１１１と四角柱部１０１との間の第１の部分１１４と、脚部１１２と四角柱部１０１との間の第２の部分１１５と、四角柱部１０１の一端面１０１ａ側で第１の部分１１４と第２の部分１１５とを連結するように脚部１１１,１１２間で延在した第３の部分１１６と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−６２８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１２に示されるように、特許文献１にかかるＥ型磁心を圧粉磁心として成形する場合、金型２００を用いる。金型２００は、Ｅ型断面の成形孔２０２を有する雌型２０１と、成形孔２０２の上側から成形孔２０２に挿入されるＥ型断面を有する上側の雄型２１０と、成形孔２０２の下側から成形孔２０２に挿入されるＥ型断面を有する下側の雄型２２０とを備える。下側の雄型２２０の頂面には、四角柱部の一端面１０１ａ側に当接する第１の頂面２２０ａと、第３の部分１１６の一端１１６ａ側に当接する第２の頂面２２０ｂとが形成されている。第１の頂面２２０ａと第２の頂面２２０ｂとの間に第３の部分１１６を形成するための段差面２２０ｃが形成されている。
【０００５】
Ｅ型圧粉磁心１００の成形時に、成形孔２０２に入れられた粉粒体を上側の雄型２１０と下側の雄型２２０とによって高い圧力（例えば６００ＭＰａ以上）で圧縮する。このとき、第３の部分１１６を形成するための段差面２２０ｃにおいて、粉粒体の圧力により下側の雄型２２０が雌型２０１の成形孔２０２の壁面に押し付けられ、成形孔２０２の壁面に傷Ｐが形成される場合がある。更に、この傷Ｐによって成形されるＥ型圧粉磁心１００の表面に傷が形成されるおそれがある。
本発明は、Ｅ型圧粉磁心を形成する際に雌型の成形孔の壁面に傷が生じることを防止すると共に、成形されるＥ型圧粉磁心の表面に傷が生じることも防止することができる金型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】
【０００６】
本発明に係る金型は、Ｅ型断面を有するＥ型圧粉磁心を形成する金型であって、
Ｌ型断面形状のＬ型貫通孔が連続して一対に形成され、前記Ｌ型断面形状が連続する第１の方向に一対の前記Ｌ型貫通孔が離間して鏡面対称に対向して配置されている第１の貫通孔と、矩形断面形状の矩形貫通孔が前記第１の方向に沿って形成され、一対の前記Ｌ型貫通孔の間に前記矩形貫通孔が一対の前記Ｌ型貫通孔に隣接して配置されている第２の貫通孔と、からなるＥ型断面形状の成形孔が前記第１の方向に沿って形成された雌型と、
Ｅ型断面形状を有し、前記Ｅ型断面形状が連続している前記第１の方向に沿って形成され、前記成形孔の一端側から挿入され得る第１の雄型と、
Ｅ型断面形状を有し、前記第１の方向に沿って形成され、前記成形孔の他端側から挿入され得る第２の雄型と、を備え、
前記第２の雄型は、前記第１の方向に沿って形成されたＬ型断面形状を有する一対のＬ型柱部からなり、一対の前記Ｌ型柱部は、前記第１の方向に沿って離間して鏡面対称に対向して配置され、一対の前記第１の貫通孔に挿入され得る第１の挿入部と、前記第１の方向に沿って形成された矩形断面形状を有する四角柱部からなり、前記四角柱部は、一対の前記Ｌ型柱部の間に隣接して配置され、前記第２の貫通孔に挿入され得る第２の挿入部と、を有し、
前記第２の挿入部の先端部は、挿入方向において前記第１の挿入部の先端部よりも突出している。
【０００７】
この金型は、第２の挿入部の先端部が挿入方向において第１の挿入部の先端部よりも突出して配置されている。そのため、この金型においてはＥ型圧粉磁心の成形時に、圧力が高くなる雌型に形成された第２の貫通孔は、段差のない形状となり粉粒体に生じる圧力によって第２の挿入部を第２の貫通孔の壁面方向に押し付ける方向の力が生じない。これにより、この金型において、雌型の成形孔の壁面に傷が生じることが防止されると共に、成形されるＥ型圧粉磁心の表面に傷が生じることも防止することができる。
【０００８】
また、前記第１の雄型は、前記第２の雄型と同一形状を有する。この金型によると、更に、Ｅ型断面が連続する方向に対して対称形となるＥ型圧粉磁心を形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる金型によると、Ｅ型圧粉磁心を形成する際に雌型の成形孔の壁面に傷が生じることを防止すると共に、成形されるＥ型圧粉磁心の表面に傷が生じることも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る金型で成形されるＥ型圧粉磁心を示した斜視図である。
【図２】金型を示した斜視図である。
【図３】金型を別方向から示した斜視図である。
【図４】金型が有する雌型を示した平面図である。
【図５】金型が有する下側の雄型を示した斜視図である。
【図６】下側の雄型を別方向から見た斜視図である。
【図７】Ｅ型圧粉磁心の製造工程を示した図である。
【図８】Ｅ型圧粉磁心の成形時に金型に働く力を示した断面図である。
【図９】金型の変形例を示した斜視図である。
【図１０】Ｅ型圧粉磁心の変形例を示した斜視図である。
【図１１】関連するＥ型圧粉磁心を示した斜視図である。
【図１２】関連するＥ型圧粉磁心の成形時に金型に働く力を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る金型の実施形態について説明する。
【００１２】
図１に示されるように、Ｅ型断面を有するＥ型圧粉磁心１０は、一対のＬ型柱部１１、１２と、一対のＬ型柱部１１、１２の間に隣接して配置された四角柱部１９とを有している。一対のＬ型柱部１１、１２は、Ｌ形断面形状を有する柱状体である。そして、一対のＬ型柱部１１、１２は、それぞれＬ形断面形状が連続する方向に沿って離間して配置されている。また、一対のＬ型柱部１１、１２は、それぞれＬ形断面形状が連続する方向に沿って鏡面対称で対向して配置されている。
【００１３】
鏡面対称とは、Ｌ型柱部１１を鏡に映した場合に、鏡に映るＬ型柱部１１の鏡像となるような位置にＬ型柱部１２が配置されている関係をいう。また、Ｌ型柱部１２に対するＬ型柱部１１の配置関係も同様である。Ｌ型柱部１１、１２は、矩形の脚部１７，１８と、矩形の第１および第２の平板部１３，１４とをそれぞれ有している。脚部１７，１８は、平行に配置されている。第１および第２の平板部１３，１４は、それぞれ脚部１７，１８に対して直角に配置されている。
【００１４】
四角柱部１９は、矩形断面形状を有する柱状体である。四角柱部１９において、矩形断面形状が連続する方向は上記のＬ形断面形状が連続する方向と同じである。四角柱部１９は、一対のＬ型柱部１１、１２の第１および第２の平板部１３，１４の間に隣接して配置されている。四角柱部１９の高さＳ３は、Ｌ型柱部１１、１２の高さＳ４よりも短い。これにより、四角柱部１９の一端面１９ａ側において、第１の平板部１３と第２の部分との間に矩形の隙間１５が形成されている。即ち、Ｅ型圧粉磁心１０の一端において、Ｌ型柱部１１、１２の一端が四角柱部１９より突出している突出部１１ａ，１２ａがそれぞれ形成されている。
【００１５】
図２、図３に示されるように、金型３０は、Ｅ型圧粉磁心１０（図１参照）を圧粉磁心として形成するためのものである。金型３０は、Ｅ型断面形状の成形孔３２が形成された雌型３１と、成形孔３２の一端側から挿入されるＥ型断面形状を有する第１の雄型３５と、成形孔３２の他端側から挿入されるＥ型断面形状を有する第２の雄型３６と、を備えている。
【００１６】
図４に示されるように、雌型３１は、円柱状のダイス型である。雌型３１には、軸線方向に沿って貫通した成形孔３２が形成されている。成形孔３２は、Ｌ形断面形状を有する一対の第１の貫通孔３２ａ,３２ｂと、一対の第１の貫通孔３２ａ,３２ｂの間に隣接して配置された矩形断面形状を有する第２の貫通孔３２ｃとからなる。一対の第１の貫通孔３２ａ,３２ｂはそれぞれＬ形貫通孔であり、Ｌ形断面形状が連続する第１の方向に沿ってそれぞれ離間して配置されている。
【００１７】
また、一対の第１の貫通孔３２ａ,３２ｂは、Ｌ形断面形状が連続する第１の方向に沿って鏡面対称で対向してそれぞれ配置されている。一対の第１の貫通孔３２ａ,３２ｂの間には、矩形断面形状を有する第２の貫通孔３２ｃが形成されている。第２の貫通孔３２ｃは矩形貫通孔であり、一対の第１の貫通孔３２ａ,３２ｂの間に隣接して配置されている。
【００１８】
成形孔３２の上端側（一端側）からは、第１の雄型３５が挿入される（図２，図３参照）。第１の雄型３５は、Ｅ型断面形状を有する柱状体として形成されている。第１の雄型３５は、Ｅ型断面形状が連続する第２の方向に沿って形成されている。第２の方向は、第１の方向と同じ方向である。第１の雄型３５は、成形孔３２に入れられた粉粒体Ｇ（図７参照）を上側から圧縮するために利用される。成形孔３２の下端側（他端側）からは、第２の雄型３６が挿入される。
【００１９】
図５、図６に示されるように、第２の雄型３６は、Ｅ型断面形状を有する柱状体として形成されている。第２の雄型３６は、Ｅ型断面形状が連続する第２の方向に沿って形成されている。第２の雄型３６は、成形孔３２に充填された粉粒体Ｇ（図７参照）を下側から圧縮するために利用される。第２の雄型３６は、一対の第１の挿入部３７，３８と、一対の第１の挿入部３７，３８の間に配置された第２の挿入部３９とからなる。
【００２０】
一対の第１の挿入部３７，３８は、それぞれＬ形断面形状を有するＬ型柱部からなる柱状体である。一対の第１の挿入部３７，３８は、第２の方向に沿って離間して配置されている。そして、一対の第１の挿入部３７，３８は、第２の方向に沿って鏡面対称で対向して配置されている。一対の第１の挿入部３７，３８は、一対の第１の貫通孔３２ａ，３２ｂにそれぞれ挿入される。一対の第１の挿入部３７，３８は、Ｅ型圧粉磁心１０のＬ型柱部１１、１２を成形する。
【００２１】
一対の第１の挿入部３７，３８の間には、一対の第１の挿入部３７，３８に隣接して第２の挿入部３９が配置されている。第２の挿入部３９は、矩形断面形状の四角柱部からなる柱状体である。第２の挿入部３９は、第２の方向に沿って矩形断面形状が連続して形成されている。第２の挿入部３９は、第２の貫通孔３２ｃに挿入される。第２の挿入部３９は、Ｅ型圧粉磁心１０の四角柱部１９を成形する。
【００２２】
第２の挿入部３９は、頂部（先端部）３９ａが一対の第１の挿入部３７，３８の頂部（先端部）３７ａ，３８ａよりも突出するように配置されている。この配置により、Ｅ型圧粉磁心１０に隙間１５（図１参照）が成形される。第２の挿入部３９は、一対の第１の挿入部３７，３８に対して軸線方向に摺動自在である。これにより、Ｅ型圧粉磁心１０の成形時に粉粒体Ｇ（図７参照）の密度を調整することができる。
【００２３】
そして、後述するように成形孔３２には、Ｅ型圧粉磁心１０を成形するための粉状体が充填される。成形孔３２において、第１の雄型３５と第２の挿入部３９とによって上下が挟まれた第２の貫通孔３２ｃではＥ型圧粉磁心１０の四角柱部１９が形成される。この部分では、成形時に第１の雄型３５と第２の挿入部３９との挿入方向に働く力はお互いに打ち消し合う。そして、第２の挿入部３９の頂部３９ａでは、Ｅ型圧粉磁心１０の突出部１１ａ，１２ａの間の隙間１５（図１参照）が成形される。
【００２４】
Ｅ型圧粉磁心１０の成形時に、第２の挿入部３９の頂部３９ａは突出部１１ａ，１２を成形する粉粒体Ｇ（図７参照）からの圧力により、それぞれ対向する方向の力Ｆを受ける。このとき、力Ｆは、それぞれ打ち消し合い、粉粒体Ｇ（図７参照）に生じる圧力によって第２の挿入部３９を第２の貫通孔３２ｃの壁面３２ｄ（図８参照）方向に押し付ける方向の力が生じない。これにより、成形孔３２に傷が生じることが防止され、金型３０の摩耗が防止される。そして、金型３０によると、Ｅ型圧粉磁心１０の表面に傷が形成されることも防止される。
【００２５】
以下、金型３０によってＥ型圧粉磁心１０を成形する方法について説明する。
【００２６】
雌型３１に下側の雄型３６をセットする（図７（Ａ）参照）。その後、雌型３１の成形孔３２に上から粉粒体Ｇを充填する（図７（Ｂ）参照）。粉粒体Ｇの粉末の粒度（粒径）は、１μｍ以下のものから１ｍｍ程度までの間で分布している。その後、成形孔３２に上側の雄型３５を挿入し、充填された粉粒体Ｇを上側の雄型３５と下側の雄型３６とで圧縮する（図７（Ｃ）参照）。成形時の圧力は例えば６００ＭＰａ以上である。
【００２７】
その後、雌型３１を下方向に移動させ、成形されたＥ型圧粉磁心１０を露出させる（図７（Ｄ）参照）。上側の雄型３５を上昇させた後、成形されたＥ型圧粉磁心１０を取り出す（図７（Ｅ）参照）。取り出されたＥ型圧粉磁心１０は、その後、焼鈍処理（例えば５００度以上）が行われる。上記の金型３０による成形において、潤滑剤が使用される。潤滑剤は金型３０の成形孔３２の壁面３２ｄに直接塗布してもよい。また、潤滑剤は、鉄粉や合金粉に固形の状態で予め粉粒体Ｇに混合しておいてもよい。
【００２８】
図８に示されるように、Ｅ型圧粉磁心１０の成形時において、成形孔３２に充填された粉粒体Ｇは、上側の雄型３５と下側の雄型３６とによって高い圧力（例えば６００ＭＰａ以上）で圧縮される。このとき、下側の雄型３６が有する一対の第１の挿入部３７，３８と第２の挿入部３９との配置関係により、成形孔３２の壁面３２ｄに対して下側の雄型３６が押し付けられる力が発生しない。
【００２９】
即ち、第２の挿入部３９の先端部３９ａが挿入方向において第１の挿入部３７，３８の先端部３７ａ,３８ａより突出して配置されているので、Ｅ型圧粉磁心１０の成形時に、圧力が高くなる第２の貫通孔３２ｃ（図４参照）は、金型２００（図１２参照）に比べて段差のない形状となり、粉粒体Ｇに生じる圧力によって第２の挿入部３９を第２の貫通孔３２ｃの壁面３２ｄ方向に押し付ける方向の力が生じない。
【００３０】
これにより、金型３０は、Ｅ型圧粉磁心１０の成形時に雌型３１の成形孔３２の壁面に傷が生じることが防止される。そして、金型３０には、６００ＭＰａ以上の高圧でＥ型圧粉磁心１０を成形しても摩耗、損傷が生じない。そのため、金型３０によって、高密度（例えば相対密度８５％以上）で突出部１１ａ，１２ａを有するＥ型圧粉磁心１０の成形をすることができる。そして、金型３０は、６００ＭＰａ以上の高圧成形を行っても摩耗、損傷がなく連続成形を可能となる。その結果、金型３０で成形されるＥ型圧粉磁心１０の表面性状が向上し、Ｅ型圧粉磁心１０の絶縁抵抗の低下が防止される。
【００３１】
金型３０で成形されるＥ型圧粉磁心１０は、突出部１１ａ，１２ａに隙間１５が形成されているが、隙間１５による磁気性能への影響は極めて小さい。従って、金型３０で成形されるＥ型圧粉磁心１０は、コイル素子としての磁気性能（インダクタンス、損失等）が低下することがない。更に、金型３０は、損耗が低減され、寿命が長い。その結果、Ｅ型圧粉磁心１０を用いた小型リアクトルの製造コストを低減することができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。以下の説明では上記部分と同一の部分は同一の名称および符号を用い、同様の構成部分については説明を省略する。例えば、図９に示されるように、金型３０において、上側の雄型３５を下側の雄型３６と同一形状を有する上側の雄型４０に変更してもよい。これにより、図１０に示されるように、四角柱部２９の一端面２９ａ及び他端面２９ｂ側に矩形の隙間２５，２６がそれぞれ形成された突出部２１〜２４を有するＥ型圧粉磁心２０を形成することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０…Ｅ型圧粉磁心  １１，１２…Ｌ型柱部  １１ａ，１２ａ…突出部  １３…第１の平板部  １４…第２の平板部  １５…隙間  １７，１８…脚部  １９…四角柱部  １９ａ…一端面  ２０…Ｅ型圧粉磁心  ２１−２４…突出部  ２５，２６…隙間  ２９…四角柱部  ２９ａ…一端面  ２９ｂ…他端面  ３０…金型  ３１…雌型  ３２…成形孔  ３２ａ，３２ｂ…第１の貫通孔  ３２ｃ…第２の貫通孔  ３５…上側の雄型  ３６…下側の雄型  ３７，３８…第１の挿入部  ３９…第２の挿入部  Ｇ…粉粒体
【図１】
2017051997.tif 000003
【図２】
2017051997.tif 000004
【図３】
2017051997.tif 000005
【図４】
2017051997.tif 000006
【図５】
2017051997.tif 000007
【図６】
2017051997.tif 000008
【図７】
2017051997.tif 000009
【図８】
2017051997.tif 000010
【図９】
2017051997.tif 000011
【図１０】
2017051997.tif 000012
【図１１】
2017051997.tif 000013
【図１２】
2017051997.tif 000014