(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によって該フェライトコアに４フッ化エチレン粉末を付着させる工程と、付着した前記４フッ化エチレン粉末を３３０℃乃至３９５℃の処理温度で、少なくとも２０分間保持して被膜を形成する工程とを備えることを特徴とするフェライトコアの製造方法。
【請求項２】
４フッ化エチレン粉末を付着させる前記工程では、前記フェライトコアと前記４フッ化エチレン粉末とを入れた回転容器を回転させて、前記フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によって前記フェライトコアに前記４フッ化エチレン粉末を付着させることを特徴とする請求項１に記載のフェライトコアの製造方法。
【請求項３】
フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によって該フェライトコアに４フッ化エチレン粉末を付着させる工程と、付着した前記４フッ化エチレン粉末を３３０℃乃至３９５℃の処理温度で、少なくとも２０分間保持して被膜を形成する工程とを備え、樹脂ボビンを嵌合し、該ボビン外周に表面が絶縁された電線で巻き回すことを特徴とするインダクタンス可変コイルの製造方法。
【請求項４】
４フッ化エチレン粉末を付着させる前記工程では、前記フェライトコアと前記４フッ化エチレン粉末とを入れた回転容器を回転させて、前記フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によって前記フェライトコアに前記４フッ化エチレン粉末を付着させることを特徴とする請求項３に記載のインダクタンス可変コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間周波トランス、オシレーター、フィルター等の各種電子機器に使用されるインダクタンス可変コイルに適するフェライトコアに関するものであり、特に、フェライトコア、及びそれを用いた可変コイル、並びにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェライトコアの外周に雄ねじを形成し、これに嵌合する雌ねじを有する樹脂ボビンと、ボビン外周に巻かれた、銅からなる表面が絶縁された電線でコイルを構成した可変コイルにおいて、雄ねじと雌ねじの一方または両方の表面に、水や有機溶媒にフッ素樹脂を分散させた溶液を用いて、フッ素樹脂被膜をスプレー方式、浸漬方式、はけ塗り方式で形成することにより、リフローはんだにおける２００℃から２５０℃の温度の影響や、その後の有機溶剤洗浄の影響を回避し、フェライトコアの円滑な回転を確保するという技術は、例えば特開平３−１９８３０７に開示されている。
【０００３】
可変コイルにおいて、フェライトコアの表面にフッ素樹脂被膜を被覆形成する技術は、例えば実開昭６２−６５８１７に開示されている。
【０００４】
一般的には、ねじ部分を潤滑油やワックスにて処理してフェライトコアの円滑な回転を確保するという技術が知られている。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術は、円滑な回転やフェライトコアの破損防止の点では優れてはいるが、なお下記のような問題があった。水にポリテトラフルオロエチレンを分散させた溶液を用いた場合、表面張力により乾燥後に表面から剥離する問題があった。有機溶媒にポリテトラフルオロエチレンを分散させた溶液を用いた場合、ポリテトラフルオロエチレンの分散溶液を調整する際には、フロン系溶剤を使用する必要があった。
【０００６】
また、ねじ部分のフェライト表面の微少な凹凸や、隙間を埋めて摩擦の少ない面を得るための厚みは、１５μm乃至４５μmであるが、この厚みを確保するには、スプレー噴霧方式、浸漬方式では、何回も被膜形成、乾燥をくり返し行わなければならず、生産性が悪かった。はけ塗り方式も生産性に問題があった。
【０００７】
さらに、環境試験における経時変化もあり、フェライトコアが固着して、回転させて調整する際に、フェライトコアを破損してしまう不具合を生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、十分な信頼性を確保し、フロンを用いないでも作成できる、フェライトコアの製造方法及びインダクタンス可変コイルの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明に係るフェライトコアの製造方法は、フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によって該フェライトコアに４フッ化エチレン粉末を付着させる工程と、付着した４フッ化エチレン粉末を３３０℃乃至３９５℃の処理温度で、少なくとも２０分間保持して被膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るインダクタンス可変コイルの製造方法は、フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によって該フェライトコアに４フッ化エチレン粉末を付着させる工程と、付着した４フッ化エチレン粉末を３３０℃乃至３９５℃の処理温度で、少なくとも２０分間保持して被膜を形成する工程とを備え、樹脂ボビンを嵌合し、該ボビン外周に表面が絶縁された電線で巻き回すことを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、４フッ化エチレン粉末を付着させる工程では、フェライトコアと４フッ化エチレン粉末とを入れた回転容器を回転させて、フェライトコア同士の接触によって発生した静電気によってフェライトコアに４フッ化エチレン粉末を付着させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
最初にフェライト粉末を成形、焼成して図１に示すようなフェライトコア1を得る。このフェライトコア1は円柱状である。次に、このフェライトコア1をダイヤモンドブレード等で切削加工してフェライトコア1の上下両端面にドライバー調整溝３a、３b及び側面部にねじ部分４を形成する。この様にして得られたねじ部分４は、非常に粗い面に仕上がっている。このため、樹脂ボビンに挿入して回転調整させて使用する際、摩擦が大きく、フェライトコア1の破損に至ることもあった。従って、潤滑のための材料をねじ部分４に設ける必要があった。
【００２０】
本発明に係る、４フッ化エチレンは、耐熱性、耐寒性、耐候性、耐薬品性といった、電子機器に要求される特性を満足する材料である。また低摩擦係数、非粘着性、静電気で凝集する特徴も有している。低分子量の４フッ化エチレンは炭素鎖の周囲をフッ素原子のみが囲む構造であり、安定であると同時に、フッ素原子の表面は表面自由エネルギーが小さい。また被膜には弾力があり、被膜に凹凸や隙間があってもボビンにフェライトコアを挿入する際には問題とはならない。パークロルエチレン中、分散液を光透過法にて測定した時の粒径は、４μm乃至６μmである。
【００２１】
これを秤量し、回転容器に入れ、次に被付着物であるフェライトコア1を入れる。２０回転／分の回転数で、２０分保持して、ねじ部分４に４フッ化エチレン粉末を付着させる。フェライトコア1同士の接触によって発生した静電気によって、回転を与え始めてから７分程度経過すると、フェライトコア1のねじ部分４に均一に４フッ化エチレン粉末が付着し、フェライトコア1の滑りが良くなる。これは、フェライトコア1同士の接触で生じる音が変わる事で確認できる。フェライトコア1同士の接触による破損やかけを防ぐためには、２０回転／分以下の回転数が良い。２０回転／分より遅いと、静電気が十分に発生せず、フェライトコア1のねじ部分４に均一に４フッ化エチレン粉末を付着させるのに長時間要してしまう。２０回転／分より早いと、フェライトコア1同士の接触による破損やかけが発生してしまう。
【００２２】
次に加熱炉に入れ、３３０℃乃至３９５℃で少なくとも２０分間保持し、炉内から取り出して室温まで冷却する。４フッ化エチレン粉末の融点は、３３０℃であるが付着量のばらつきによって、３５０℃でも熔解にむらが生じてしまう。熔解にむらが生じてしまった場合は、外観上は白い部分と透明な部分が混在して見える。３６５℃以上で有れば、外観上は白い部分は存在せず、透明な部分のみが見える。４００℃以上になると熱分解速度が早くなり、４３０℃以上になるとフェライトコア1の表面の４フッ化エチレン被膜２a、２b同士が互いに癒着し、大きな固まりになると共に、熱分解生成物としてテトラフルオロエチレンを生じてしまう。
【００２３】
回転トルクについては、４フッ化エチレン粉末を付着させただけでも潤滑効果が生ずるが、すぐに脱落してしまうので信頼性がない。３３０℃乃至３６０℃で熔解させると、４フッ化エチレン粉末の未熔解部分の脱落が生じやすいので実用上問題はないが、信頼性は小さい。３６５℃乃至３９５℃で熔解させると、４フッ化エチレン粉末の未熔解部分がないため信頼性も十分に確保できる。
【００２４】
フェライトコア1の重量に対し被膜部分の重量が１．０重量％乃至３．０重量％であれば、ねじ部分4のフェライト表面の微少な凹凸や、隙間を埋めて摩擦の少ない面を得るのに好適である１５μm乃至４５μmの４フッ化エチレン被膜２a、２bが得られる。１．０重量％より少ないと、摩擦の少ない面は得られず、回転させたときの抵抗が大きく、３．０重量％より多いと、ねじ部分4の溝が埋まるという不具合が生じてしまう。また、回転させたときの効果が変わらないように、ねじのピッチ、外形、長さに応じ、適宜付着量と付着厚みを変えて使用する。
【００２５】
前記４フッ化エチレン被膜２a、２bを付着させたフェライトコアとボビンとコイルからなるインダクタンス可変コイルは、回転させたときの抵抗が少ないため、ボビン側にはフッ素樹脂被膜等を形成しなくても、フェライトコアの回転に支障が無い。すなわち、この様にして得られた４フッ化エチレン被膜２a、２bが形成されたフェライトコア1は、その回転トルクは２０gf・cm乃至５０gf・cmとなる。
【００２６】
なお、以上雄ねじを有するフェライトコアについて説明したが、雌ねじを有する樹脂ボビン及びボビン外周のコイル等は、従来技術をそのまま適用すれば良いので説明を省略する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２８】
〔実施例〕
４２g秤量した、粒径５μmの４フッ化エチレン（ダイキン工業製ルブロンL-2）と、直径２．５mm、長さ２．５mm、重量３５mgのフェライトコアを６００００個用意し、回転容器にこの順に入れ、これら全体を回転させてフェライトコア1を転動させ、４フッ化エチレン粉末を均等にまぶした。その結果、ねじ部分4に４フッ化エチレン粉末が十分に付着した。４フッ化エチレン粉末が付着したフェライトコア1をステンレス製メッシュ篭に移した。
【００２９】
次に小型バッチ炉（ヤマト製FP41）に入れ、室温から３８０℃まで１時間２００℃の速度で昇温を行い、３８０℃で３０分保持した。昇温速度は小型バッチ炉の特性上、１時間２００℃の速度としたが、これより早くても良いし、遅くても構わない。表１に４フッ化エチレン処理温度別の外観を示す。
【００３０】
【表１】
0003836956.tif 000002
【００３１】
サンプルの数は５個である。表中の△は4フッ化エチレン未熔解部分、すなわち白い部分が残った事を示す。○は4フッ化エチレンの透明な被膜が形成され、フェライトコア1同士の癒着も発生しなかった事を示す。●は4フッ化エチレンは熔解したが、フェライトコア1同士の癒着が発生した事を示す。これより被膜の形成温度は３６５℃乃至３９５℃とすることが望ましい。また、保持時間は２０分で十分に被膜を得ることが出来る。なお４０分間保持しても、回転トルク特性の差は生じなかった。その後小型バッチ炉から取り出し冷却する。
【００３２】
室温まで冷却後、回転トルク測定を行う。測定器は、自動計測（株）製のJKT-300RモデルNo.50  ST1000を用いた。トルク試験条件は、４フッ化エチレン被膜２a、２bを形成したフェライトコア1を毎分３０回転の速度でボビンに挿入した時のトルク強度を測定した。表２に４フッ化エチレン処理温度別のトルク強度測定結果を示す。
【００３３】
【表２】
0003836956.tif 000003
【００３４】
３３０℃乃至４３０℃の処理温度において得られたトルク強度測定結果は、３５gf・cm乃至４３gf・cmであった。未処理品のトルク強度測定結果は、１０６gf・cm乃至１５２gf・cmであった。なお、本発明におけるフェライトの材料は限定されることなく、Ni-Cu-Zn系フェライト、Mn-Zn系フェライトのいずれの材料を用いても同一の結果となった。
【００３５】
表３に、信頼性試験の結果を示す。
【００３６】
【表３】
0003836956.tif 000004
【００３７】
試験に用いたサンプルは、あらかじめ作成された4フッ化エチレン被膜を形成したフェライトコアを用意し、この母集団の中から10個のトルク強度を測定したのち、同じ母集団の別のサンプルを試験に提供した。
【００３８】
耐湿定常の試験条件は、４０℃９０％乃至９５％で２４０時間放置した。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３４．２gf・cm、ばらつき、R＝１３であった。Rとは、ばらつきの最大と最小の差である。
【００３９】
はんだリフローの試験条件は、２３０℃で３０秒加熱を３回くり返して行った。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３４．２gf・cmばらつき、R＝１２であった。
【００４０】
はんだ耐熱の試験条件は、３５０℃で５秒加熱を３回くり返して行った。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３８．２gf・cmばらつき、R＝１０であった。
【００４１】
低温放置試験条件は、−４０℃で２４０時間放置して行った。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３４．８gf・cmばらつき、R＝１０であった。
【００４２】
高温放置試験条件は、８５℃で２４０時間放置して行った。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３５．３gf・cmばらつき、R＝１２であった。
【００４３】
熱衝撃試験条件は、−４０℃と８５℃を各３０分間保持したものを１サイクルとし、１２５サイクル行った。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３３．０gf・cmばらつき、R＝１０であった。
【００４４】
振動試験条件は、周波数６６．７HzでXとYの各方向を２時間、Z方向を４時間シリーズに行った。前記試験後、室温にて特性を計測したデータを記載する。サンプル数n＝１０個を用いて行った前記試験の結果は、初期の回転トルク３４．６gf・cm、ばらつき、R＝９であったのに対し、試験後の回転トルクは３５．５gf・cmばらつき、R＝９であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の効果は、次の通りである。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、十分な信頼性を確保し、フロンを用いないでも作成できる、フェライトコアの製造方法及びインダクタンス可変コイルの製造方法を提供することができる。そして、ねじ部分に潤滑性に優れた４フッ化エチレン被膜が施されているので、フェライトコアは円滑に回転できるようになり、調整作業が容易で、調整時にフェライトコアが破損することのない安価な可変高周波コイルが得られる。さらに２０ｇｆ・ｃｍ乃至５０ｇｆ・ｃｍの回転トルクであれば、調整時も出荷後の経時安定性も非常に良い。フェライトコアと前記フェライトコアのねじ部分に形成された４フッ化エチレン被膜は、リフローはんだ付けや、通常のはんだ耐熱性として要求される温度よりも高温のプロセスで形成されているため、リフローはんだ付け方式を採用しても、フェライトコアとねじ部分に施した４フッ化エチレン被膜は温度の影響を受けない。信頼性試験後における特性も試験前に比較してほとんど変化がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の４フッ化エチレンの被膜が形成されたフェライトコアを、模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
1    フェライトコア
2a  ４フッ化エチレン被膜
2b  ４フッ化エチレン被膜
3a  ドライバー調整溝
3b  ドライバー調整溝
4    ねじ部分
【図１】
0003836956.tif 000005