JP2014156057A - Manufacturing method of molded product, and reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は成形体の製造方法、特に、樹脂中に軟磁性金属粉末が分散混合した成形体の製造方法に関する。また、この製造方法により製造されたリアクトル用のコアを備えるリアクトルに関する。 The present invention relates to a method for producing a molded body, and more particularly to a method for producing a molded body in which soft magnetic metal powder is dispersed and mixed in a resin. Moreover, it is related with a reactor provided with the core for reactors manufactured with this manufacturing method.
近年、地球環境保護の観点からハイブリッド自動車や電気自動車が実用化されている。ハイブリッド自動車は、エンジン及びモータを駆動源として備え、その一方又は双方を用いて走行する自動車である。このようなハイブリッド自動車等は、モータへの電力供給系統に昇降圧回路を備えている。そして、昇降圧回路の部品の一つとして、電気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄えることができるリアクトルが利用される。 In recent years, hybrid vehicles and electric vehicles have been put into practical use from the viewpoint of protecting the global environment. A hybrid vehicle is a vehicle that includes an engine and a motor as drive sources and travels using one or both of them. Such a hybrid vehicle has a step-up / down circuit in a power supply system to a motor. A reactor that can store electric energy as magnetic energy is used as one of the components of the step-up / step-down circuit.
リアクトルは、コイルとコアとを具備し、このコイルの励磁により閉磁路をコアに形成する。ハイブリッド自動車等の昇降圧回路に用いられる代表的なリアクトルとしては、ポット型のものや環状型のもの、およびこれらにケースを配したもの等が知られている（例えば、特許文献１）。リアクトルのコアには、磁性粉末を加圧成形した圧粉成形体や、樹脂中に磁性粉末が分散混合した複合材料を成形した成形体（複合材料の成形体）等が一般的に用いられる。 The reactor includes a coil and a core, and a closed magnetic path is formed in the core by excitation of the coil. As a typical reactor used in a step-up / step-down circuit of a hybrid vehicle or the like, a pot type or an annular type, and a case in which a case is arranged (for example, Patent Document 1) are known. For the core of the reactor, a compacted body in which magnetic powder is pressure-molded, a molded body in which a composite material in which magnetic powder is dispersed and mixed in a resin (composite material molded body), and the like are generally used.
コアに複合材料の成形体を用いる場合、注型成形によりリアクトルを作製する技術が知られている（例えば、特許文献２）。しかし、一般的に、注型成形では、樹脂が溶融状態の複合材料（複合溶融体）を注型してから成形体として固化するまでの時間が長い。 When using a molded body of a composite material for the core, a technique for producing a reactor by casting is known (for example, Patent Document 2). However, in cast molding, generally, it takes a long time from casting a composite material (composite melt) in which the resin is in a molten state to solidifying it as a molded body.
他方、コイル内部のコア片とコイル外部のコア片を射出成形により作製し、コイル内部のコア片に予め巻回したコイルを挿入したうえで、最終的にコイル内部のコア片とコイル外部のコア片とを接合するリアクトルの作製方法が知られている。この作製方法では、コア片の射出成形材料として、樹脂と磁性粉末とを予め混合してペレット化したものを用いることで、磁性粉末が均一に分散混合したコア片を効率的に作製することができる。また、射出成形であれば注型成形よりも生産効率が良いので、低コスト化の要求も満たすことができる。 On the other hand, a core piece inside the coil and a core piece outside the coil are produced by injection molding, and a coil wound in advance is inserted into the core piece inside the coil, and finally the core piece inside the coil and the core outside the coil A method of manufacturing a reactor that joins pieces is known. In this production method, a core piece in which magnetic powder is uniformly dispersed and mixed can be efficiently produced by using a resin and magnetic powder previously mixed and pelletized as an injection molding material for the core piece. it can. In addition, since the injection molding has better production efficiency than the cast molding, the demand for cost reduction can be satisfied.
しかし、樹脂と磁性粉末とを混合してペレット化する際には、一度樹脂を溶融させなければならない。樹脂、特に熱可塑性樹脂などでは加熱によって分子量の低下等が生じるおそれがあり、ひいては、コア片の機械的特性が低下するおそれがある。また、混合工程とペレット化工程が必要となるため、コストの面でも好ましいものではない。これらの問題を解決する手段として、固形状の樹脂と磁性粉末とを予め混合してから単一のホッパ内にストックし、これを射出成形機の射出シリンダ内に供給して加熱シリンダ内で溶融混練させる方法が提案されている（例えば、特許文献３）。 However, when the resin and magnetic powder are mixed and pelletized, the resin must be melted once. In the case of a resin, particularly a thermoplastic resin, the molecular weight may be lowered by heating, and the mechanical properties of the core piece may be lowered. Moreover, since a mixing step and a pelletizing step are required, it is not preferable in terms of cost. As a means to solve these problems, solid resin and magnetic powder are mixed in advance and then stocked in a single hopper, which is supplied into an injection cylinder of an injection molding machine and melted in a heating cylinder. A method of kneading has been proposed (for example, Patent Document 3).
しかし、特許文献３に記載の方法では、樹脂と磁性粉末との密度差、ならびに形状や大きさの違いにより、ホッパ内にストックした磁性粉末が沈降するおそれがある。特に、樹脂と磁性粉末は密度差が大きいので、密度差による磁性粉末の沈降は大きな問題となる。すなわち、磁性粉末が沈降すると、得られるコア片の品質（磁性粉末の含有量や分散状態）が一定とならない。
However, in the method described in
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、樹脂に磁性粉末として軟磁性金属粉末が分散混合した成形体の効率的な製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide an efficient manufacturing method of a molded body in which a soft magnetic metal powder is dispersed and mixed as a magnetic powder in a resin.
また、本発明の別の目的は、上記の製造方法により得られたリアクトル用のコアを備えたリアクトルを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a reactor including a reactor core obtained by the above manufacturing method.
本発明者らは、樹脂と軟磁性金属粉末の各々を、別々の投入口から加熱シリンダ内へ投入することで上記の目的を達成できるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。 The present inventors have obtained the knowledge that the above object can be achieved by charging each of the resin and the soft magnetic metal powder into the heating cylinder through separate charging ports, and have completed the present invention. .
本発明の成形体の製造方法は、樹脂投入工程と、軟磁性金属粉末投入工程と、調整工程と、射出注入工程とを備える。樹脂投入工程では、射出装置の樹脂投入口から、射出装置の加熱シリンダ内へ樹脂を投入する。軟磁性金属粉末投入工程では、射出装置の軟磁性金属粉末投入口から、射出装置の加熱シリンダ内へ軟磁性金属粉末を投入する。調整工程では、樹脂投入工程で加熱シリンダ内へ投入された樹脂と、軟磁性金属粉末投入工程で加熱シリンダ内へ投入された軟磁性金属粉末とを、加熱シリンダ内で混練および加熱し、溶融された樹脂中に軟磁性金属粉末が分散混合した複合溶融体を調製する。射出注入工程では、複合溶融体を金型内に射出注入し、樹脂中に軟磁性金属粉末が分散混合した成形体を製造する。 The method for producing a molded body of the present invention includes a resin charging process, a soft magnetic metal powder charging process, an adjustment process, and an injection injection process. In the resin charging process, the resin is charged into the heating cylinder of the injection device from the resin charging port of the injection device. In the soft magnetic metal powder charging step, the soft magnetic metal powder is charged into the heating cylinder of the injection device from the soft magnetic metal powder charging port of the injection device. In the adjustment process, the resin charged in the heating cylinder in the resin charging process and the soft magnetic metal powder charged in the heating cylinder in the soft magnetic metal powder charging process are kneaded and heated in the heating cylinder to be melted. A composite melt in which soft magnetic metal powder is dispersed and mixed in the prepared resin is prepared. In the injection injection step, the composite melt is injected and injected into a mold to produce a molded body in which soft magnetic metal powder is dispersed and mixed in a resin.
本発明の製造方法によれば、樹脂と軟磁性金属粉末とを混合してあらかじめペレット化する必要がないので、樹脂へ与える熱履歴を削減でき、得られる成形体の機械的特性の低下を防ぐことができる。また、ペレット化工程が不要となるため、成形体の製造コストを低減できる。さらに、樹脂と軟磁性金属粉末とは別々の投入口から投入されるので、各投入口から射出シリンダまでの間で軟磁性金属粉末の沈降が起こるおそれがなく、射出シリンダ内でも樹脂と軟磁性金属粉末との配合比率が維持できるので、軟磁性金属粉末と樹脂との密度差や形状、大きさの差により成形体の品質がばらつくことも抑制できる。特に、ホッパ内での密度差に基づく沈降が起こり得ないので、密度差による沈降に起因する成形体の品質のばらつきを抑制できる。 According to the production method of the present invention, since it is not necessary to mix the resin and the soft magnetic metal powder in advance and pelletize, the heat history applied to the resin can be reduced, and the deterioration of the mechanical properties of the resulting molded body is prevented. be able to. Moreover, since the pelletizing step is unnecessary, the manufacturing cost of the molded body can be reduced. In addition, since the resin and the soft magnetic metal powder are fed from separate inlets, there is no possibility of sedimentation of the soft magnetic metal powder between each inlet and the injection cylinder. Since the blending ratio with the metal powder can be maintained, it is possible to suppress variations in the quality of the molded body due to the difference in density, shape, and size between the soft magnetic metal powder and the resin. In particular, since sedimentation based on the density difference in the hopper cannot occur, it is possible to suppress variations in the quality of the molded body due to sedimentation due to the density difference.
本発明の成形体の製造方法は、添加材投入工程をさらに備えることが好ましい。添加材投入工程では、射出装置の添加材投入口から、射出装置の加熱シリンダ内へ添加材を投入する。 It is preferable that the manufacturing method of the molded body of the present invention further includes an additive charging step. In the additive material charging step, the additive material is charged into the heating cylinder of the injection device from the additive material input port of the injection device.
本工程を付加することにより、所望の機能を持つ添加材の分散状態が均一な成形体を効率よく製造することができる。特に、添加材として非導電性フィラーを用いれば、さらに軟磁性金属粉末の分散状態が良好な成形体を得ることができる。 By adding this step, it is possible to efficiently produce a molded body in which the additive having a desired function is uniformly dispersed. In particular, if a non-conductive filler is used as an additive, a molded body with a better dispersion state of the soft magnetic metal powder can be obtained.
本発明の製造方法で得られる成形体としては、リアクトル用のコアであることが好ましい。 The molded body obtained by the production method of the present invention is preferably a reactor core.
本発明の製造方法によれば、樹脂中に軟磁性金属粉末が良好に分散したリアクトル用のコア、及びこれを用いたリアクトルを提供することができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to provide a reactor core in which soft magnetic metal powder is well dispersed in a resin, and a reactor using the same.
本発明のリアクトルは、本発明の製造方法により得られたリアクトル用のコアを備える。 The reactor of this invention is equipped with the core for reactors obtained by the manufacturing method of this invention.
本発明の製造方法により得られたリアクトル用のコアを備えるリアクトルは、コンバータ等の電力変換装置の構成部品に利用することができる。 The reactor provided with the core for reactors obtained by the manufacturing method of the present invention can be used as a component of a power converter such as a converter.
本発明によれば、樹脂中に軟磁性金属粉末が良好に分散した高品質な成形体、特に高品質なリアクトル用のコアの製造方法を提供することができる。また、この製造方法により得られたリアクトル用のコアを用いたリアクトルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the high quality molded object in which the soft-magnetic metal powder was disperse | distributed favorably in resin, especially the core for high quality reactors can be provided. Moreover, the reactor using the core for reactors obtained by this manufacturing method can be provided.
以下、本発明の成形体の製造方法に係る実施形態を図１、図３に基づいて説明する。ここでは、成形体として、図３に記載したリアクトルＲに用いられるコア片ｍｉを製造する場合を例として、先にリアクトルの構成を説明し、その後にコア片ｍｉの製造方法を射出成形機の構成と合せて説明する。 Hereinafter, an embodiment according to a method for producing a molded body of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3. Here, as the molded body, as an example, a case of manufacturing the core pieces m i used in reactor R described in FIG. 3 describes the construction of a previously reactor, then injected the manufacturing method of the core pieces m i the molding It will be described together with the configuration of the machine.
＜実施形態１＞
［リアクトル］
図３に示す環状型のリアクトルＲは、コアＭと、このコアＭに巻回するコイルＣとから構成される。このコアＭは、図３に示すような環状（トラック状）のコアであり、複数のコア片ｍｕ、ｍｉと、ギャップ材ｇとを組み合わせて構成されている。コイルＣは、コアＭのうち各コア片ｍｕ、ｍｉとギャップ材ｇとを組み合わせた箇所の外周を覆うように配置され、このコイルＣに電流を流すことでコアＭに閉磁路を形成する。
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[Reactor]
An annular reactor R shown in FIG. 3 includes a core M and a coil C wound around the core M. The core M is an annular (track-shaped) core as shown in FIG. 3, and is configured by combining a plurality of core pieces m u and mi and a gap material g. The coil C is disposed so as to cover the outer periphery of the core M where the core pieces m u and mi and the gap material g are combined, and a current is passed through the coil C to form a closed magnetic circuit in the core M. To do.
［コイル］
本実施形態では、コイルＣとしてポリアミドイミドを被覆した被覆平角線をエッジワイズ巻きにしたコイル素子ｃ１、ｃ２を連結部ｒにより連結している。コイルの下端は、コア片ｍｕの下端と面一になっており、リアクトル設置時の放熱性を高める構造となっている。コイルの端面はギャップ材ｇの端面と面一になっている。
[coil]
In the present embodiment, coil elements c 1 and c 2 in which a coated rectangular wire coated with polyamideimide is wound edgewise as a coil C are connected by a connecting portion r. The lower end of the coil is flush with the lower end of the core piece mu , and has a structure that enhances heat dissipation when the reactor is installed. The end face of the coil is flush with the end face of the gap material g.
［コア］
コアＭは、上述の通り、ドーム形状の柱状体であるコア片ｍｕと、直方体状のコア片ｍｉと、ギャップ材ｇとから成る。コアＭは、一対のコア片ｍｕと、６つのコア片ｍｉと、８つのギャップ材ｇを備える。ギャップ材ｇは、磁気飽和を回避するための部材であり、各コア片ｍｕ、ｍｉよりも比透磁率が低い材料である。ギャップ材ｇの構成材料としては、アルミナ、ガラスエポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどの非磁性材料のみならず、磁性粉末と非磁性樹脂の混合材料であって、かつ、比透磁率が各コア片ｍｕ、ｍｉよりも低い混合材料も利用できる。そして、コアＭは、一対のコア片ｍｕを互いの端面同士が対向するように配し、各端面間に直方体のコア片ｍｉを３つずつ並べ、ギャップ材ｇを各コア片ｍｕ、ｍｉの間に介在してそれぞれを接合することで構成している。
[core]
The core M, as described above, consisting of a core piece m u is a columnar body of the dome-shaped, and rectangular core piece m i, the gap material g. The core M includes a pair of core pieces mu , six core pieces mi , and eight gap members g. Gap material g is a member for avoiding magnetic saturation, the core pieces m u, relative permeability than m i is less material. The constituent material of the gap material g is not only a nonmagnetic material such as alumina, glass epoxy resin, and unsaturated polyester, but also a mixed material of magnetic powder and nonmagnetic resin, and the relative magnetic permeability of each core piece m. u, also lower mixed material than m i can be used. The core M is arranged a pair of core pieces m u as each other end confront each other, arranged one by three rectangular core piece m i between the end faces, the core pieces of the gap material g m u constitute by joining each interposed between the m i.
本実施形態において製造するコア片ｍｉは、樹脂中に軟磁性金属粉末が分散された成形体で、必要に応じて添加材も含まれる成形体である。そして、図３に示すリアクトルＲのコアＭにおいて、コイルＣを巻回する部分を構成する。以下、本発明の成形体の構成につき説明する。 Core pieces m i be manufactured in the present embodiment, a molded body soft magnetic metal powder is dispersed in a resin, a molded body also contains additional material as needed. And the part which winds the coil C is comprised in the core M of the reactor R shown in FIG. Hereinafter, the configuration of the molded body of the present invention will be described.
（樹脂）
本発明の成形体の製造方法に用いられる樹脂の種類は、特に制限されるものではなく、目的とする成形物の種類や用途に応じて適宜選定される。樹脂は軟磁性粉末を分散状態で保持するものである。この樹脂には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が利用できる。
(resin)
The type of resin used in the method for producing a molded body of the present invention is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type and application of the target molded product. The resin holds the soft magnetic powder in a dispersed state. As this resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like can be used.
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化性ポリイミド、シリコーン樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include phenol resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane, diallyl phthalate resin, thermosetting polyimide, and silicone resin.
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエン共重合樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミド、メタクリル樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene terephthalate, acrylonitrile butadiene copolymer resin, polybutylene terephthalate, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyamide, polyacetal, thermoplastic polyimide, methacrylic resin, fluorine resin, and the like. Can be mentioned.
リアクトル用のコアに用いる樹脂としては、特に制限されるものではないが、上記の樹脂の中でも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などが好適に利用できる。 Although it does not restrict | limit especially as resin used for the core for reactors, An epoxy resin, a phenol resin, a silicone resin etc. can be utilized suitably among said resin.
樹脂の射出成形機への投入前の形状は、特に制限されるものではなく、目的とする成形物の種類や用途、射出装置の能力や加熱温度等に応じて適宜選定される。形状としては、ペレット、フレーク等の粒体形状、グラニュール、ビーズ等の顆粒形状、パウダー等の粉体形状が挙げられる。 The shape of the resin before being charged into the injection molding machine is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type and application of the target molded product, the capacity of the injection device, the heating temperature, and the like. Examples of the shape include granule shapes such as pellets and flakes, granule shapes such as granules and beads, and powder shapes such as powder.
本発明の成形体の製造方法に用いる樹脂の形状としては、取扱いの容易さからペレットが好ましい。ペレットの場合、例えば直径５ｍｍ程度、厚さ５ｍｍ程度のものを好適に用いることができる。また、後述するシリンダ内での溶融混練の際に、樹脂を溶融する時間が短縮でき、結果として軟磁性金属粉末との混合が良好となり易いため、パウダーも好適に用いることができる。 As the shape of the resin used in the method for producing a molded article of the present invention, pellets are preferable because of easy handling. In the case of pellets, for example, those having a diameter of about 5 mm and a thickness of about 5 mm can be suitably used. In addition, during melt kneading in a cylinder, which will be described later, the time for melting the resin can be shortened, and as a result, the mixing with the soft magnetic metal powder tends to be good, so that powder can also be suitably used.
樹脂の材質は、１種類の樹脂を用いてもよいし、複数種類の樹脂を用いてもよい。複数種類の樹脂を用いる場合、各々の樹脂の形状は同じでもよいし、異なっていてもよい。また、同じ形状の樹脂を複数種類用いる場合も、形状の大きさ（ペレットの大きさやパウダーの平均粒径等）は同程度であってもよいし、有意に異なっていてもよい。 As the material of the resin, one type of resin may be used, or a plurality of types of resins may be used. When a plurality of types of resins are used, the shape of each resin may be the same or different. Also, when a plurality of types of resins having the same shape are used, the size of the shape (the size of the pellets, the average particle size of the powder, etc.) may be the same or significantly different.
（軟磁性金属粉末）
軟磁性金属粉末の種類は、特に制限されるものではなく、目的とする成形物の種類や用途に応じて適宜選定される。以下、軟磁性金属粉末の種類（組成）につき説明し、その後、軟磁性金属粉末の形状および大きさ等について説明する。
(Soft magnetic metal powder)
The type of the soft magnetic metal powder is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type and application of the target molded product. Hereinafter, the type (composition) of the soft magnetic metal powder will be described, and then the shape and size of the soft magnetic metal powder will be described.
（種類）
軟磁性金属粉末としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族金属、Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金といった鉄基材料等の粉末が挙げられる。以下、この例示した鉄基材料について説明する。
(type)
Examples of the soft magnetic metal powder include iron group metals such as Fe, Co, and Ni, and powders of iron-based materials such as Fe-based alloys mainly composed of Fe. Hereinafter, the exemplified iron-based material will be described.
（鉄族金属）
鉄族金属を用いる場合、上記の材料の中でも、比透磁率及び飽和磁束密度の点から純鉄が好ましい。純鉄は、例えば、９９質量％以上がＦｅであり、残部が不可避不純物からなるものが挙げられる。純鉄は、飽和磁束密度が高い。そのため、純鉄粉を軟磁性金属粉末として含む複合材料の成形体は、純鉄粉の含有割合が高いほど飽和磁束密度が高くなり易い。よって、飽和磁束密度が高い成形体（コア片ｍｉ）を得易い。
(Iron group metal)
In the case where an iron group metal is used, pure iron is preferable among the above materials in terms of relative permeability and saturation magnetic flux density. Pure iron includes, for example, 99% by mass or more of Fe and the balance of inevitable impurities. Pure iron has a high saturation magnetic flux density. Therefore, in a composite material molded body containing pure iron powder as soft magnetic metal powder, the saturation magnetic flux density tends to increase as the content ratio of pure iron powder increases. Therefore, it is easy to obtain a molded body (core piece mi ) having a high saturation magnetic flux density.
（Ｆｅ基合金）
Ｆｅ基合金を用いる場合、Ｆｅ基合金は、添加元素として、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、及びＣｒから選択される１種以上の元素を合計１．０質量％以上２０．０質量％以下含有する合金が挙げられる。具体的には、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金などが挙げられる。Ｆｅ基合金は、一般に、純鉄よりも電気抵抗が高い。特にＦｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（センダスト）といったＳｉを含有するＦｅ基合金は、電気抵抗率が高い。そのため、Ｆｅ基合金粉を軟磁性金属粉末として含む複合材料の成形体を製造し、この成形体をコアとして備えるリアクトルとすれば、リアクトルに生じる渦電流損を低減し易い上に、ヒステリシス損も小さくできる。これにより、低損失なリアクトルを得易い。
(Fe-based alloy)
When an Fe-based alloy is used, the Fe-based alloy contains one or more elements selected from Si, Ni, Al, Co, and Cr as additive elements in total of 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less. Alloy to be used. Specific examples include Fe—Si alloys, Fe—Ni alloys, Fe—Al alloys, Fe—Co alloys, Fe—Cr alloys, Fe—Si—Al alloys, and the like. Fe-based alloys generally have higher electrical resistance than pure iron. In particular, Fe-based alloys containing Si, such as Fe-Si alloys and Fe-Si-Al alloys (Sendust), have high electrical resistivity. Therefore, if a molded body of a composite material containing Fe-based alloy powder as a soft magnetic metal powder is manufactured and a reactor including this molded body as a core is used, it is easy to reduce eddy current loss generated in the reactor, and hysteresis loss is also increased. Can be small. Thereby, it is easy to obtain a low-loss reactor.
（形状）
軟磁性金属粉末を構成する粒子は、球状、非球状（例えば、板状、針状、棒状など、その他異形状）など、任意の形状を取り得る。原料に用いる軟磁性金属粉末と複合材料の成形体中の軟磁性金属粉末とは、その形状が実質的に等しい。そのため、原料に所望の粒子形状の軟磁性金属粉末を用いることで、所望の粒子形状（例えば、後述の円形度が特定の範囲を満たすもの）の軟磁性金属粉末を含有する複合材料の成形体となる。
(shape)
The particles constituting the soft magnetic metal powder can take any shape such as a spherical shape or a non-spherical shape (for example, other shapes such as a plate shape, a needle shape, a rod shape, etc.). The shape of the soft magnetic metal powder used for the raw material is substantially the same as that of the soft magnetic metal powder in the compact of the composite material. Therefore, by using a soft magnetic metal powder having a desired particle shape as a raw material, a molded body of a composite material containing a soft magnetic metal powder having a desired particle shape (for example, a circularity satisfying a specific range described below). It becomes.
軟磁性金属粉末を構成する粒子の形状が球形に近いと、この球状の粒子間の隙間に、別の粒子（好ましくはこの粒子よりも微細な粒子）が介在可能な隙間を形成し易い。その結果、成形体中における軟磁性金属粉末の充填率を高め易い。充填率を高めることで、上述のように飽和磁束密度が高い複合材料となり易い。 When the shape of the particles constituting the soft magnetic metal powder is close to a sphere, it is easy to form a gap in which another particle (preferably a finer particle than this particle) can be interposed in the gap between the spherical particles. As a result, it is easy to increase the filling rate of the soft magnetic metal powder in the molded body. By increasing the filling rate, a composite material having a high saturation magnetic flux density is easily obtained as described above.
上記円形度は、最大径／円相当径とする。円相当径とは、軟磁性金属粉末を構成する粒子の輪郭を特定し、その輪郭で囲まれる面積Ｓと同一の面積を有する円の直径とする。つまり、円相当径＝２×｛上記輪郭内の面積Ｓ／π｝１／２で表される。最大径とは、上記輪郭を有する粒子の最大長さである。上記面積Ｓは、例えば、原料に用いる磁性体粉末を樹脂などで固めたサンプルを作製し、このサンプルの断面を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などで観察し、得られた断面の観察画像を画像処理（例えば、二値化処理）などして粒子の輪郭を抽出し、輪郭内の面積Ｓを算出するとよい。最大径は、抽出した粒子の輪郭から、粒子の最大長さを抽出することが挙げられる。ＳＥＭを利用する場合、測定条件は、断面数：５０個以上（一断面につき一視野）、倍率：５０倍〜１０００倍、一視野あたりの測定粒子数：１０個以上、合計粒子数：１０００個以上が挙げられる。 The circularity is the maximum diameter / equivalent circle diameter. The equivalent circle diameter is defined as the diameter of a circle having the same area as the area S surrounded by the outline of the particles constituting the soft magnetic metal powder. That is, the equivalent circle diameter = 2 × {area S / π} in the above contour 1/2 . The maximum diameter is the maximum length of particles having the above contour. For the area S, for example, a sample in which a magnetic powder used as a raw material is hardened with a resin or the like is prepared, and a cross section of the sample is observed with an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), or the like. The contour of the particle may be extracted by performing image processing (for example, binarization processing) on the image, and the area S in the contour may be calculated. As for the maximum diameter, extraction of the maximum length of the particle from the contour of the extracted particle can be mentioned. When SEM is used, the measurement conditions are: the number of cross sections: 50 or more (one field per cross section), magnification: 50 to 1000 times, the number of particles measured per field: 10 or more, the total number of particles: 1000 The above is mentioned.
上述のようにして測定した円形度が１である粒子は、真球に該当する。原料に用いる磁性体粉末の円形度が１に近いほど、充填率を高め易く、流動性に優れる。複合材料中の磁性体粉末の円形度が１に近いほど、損失を低減したり、比透磁率が大きくなり過ぎることを抑制したりできる。従って、上記円形度は１．０以上１．５以下、特に１．０以上１．３以下が好ましい。 Particles having a circularity of 1 measured as described above correspond to true spheres. The closer the circularity of the magnetic powder used for the raw material is to 1, the easier it is to increase the filling factor and the better the fluidity. As the circularity of the magnetic powder in the composite material is closer to 1, the loss can be reduced or the relative permeability can be suppressed from becoming too large. Therefore, the circularity is preferably 1.0 or more and 1.5 or less, particularly preferably 1.0 or more and 1.3 or less.
また、上記円形度の範囲を満たす粒子（以下、球状の粒子という）は、この範囲を満たさない粒子（以下、非球状の粒子という）に比べて成形体中のボイドの発生を抑制できる。非球状の粒子は、表面に凹凸が多いため、表面処理を行っても、その凹凸内に十分樹脂を行き渡らせることが難しいことがあり、成形体中にボイドが発生することが考えられる。しかし、球状の粒子であれば、粒子の周囲に樹脂が十分に行き渡るため、ボイドの発生を低減することができる。 Further, particles satisfying the above-mentioned circularity range (hereinafter referred to as spherical particles) can suppress the generation of voids in the molded body compared to particles not satisfying this range (hereinafter referred to as non-spherical particles). Since the non-spherical particles have many irregularities on the surface, it may be difficult to spread the resin sufficiently in the irregularities even if the surface treatment is performed, and voids may be generated in the molded body. However, if the particles are spherical, the resin is sufficiently distributed around the particles, so that the generation of voids can be reduced.
その他、球状の粒子であれば、粒子同士が隣接しても、実質的に点接触するだけであり、面接触することがほとんどない。樹脂中に分散される軟磁性金属粉末の粒子同士が接触した状態が多くなると、成形体の比透磁率が高くなる傾向にあり、粒子間に渦電流が流れる問題もある。そのため、後述するように、絶縁被覆を有する軟磁性金属粉末を用いることが好ましいが、球状の粒子を用いれば、絶縁被覆のない粒子であっても、軟磁性金属粉末の粒子同士の接触の発生を低減し、複合材料の比透磁率を抑えることができる。この場合、軟磁性金属粉末を得る際に、軟磁性金属粉末に絶縁被覆を形成する必要がない。 In addition, in the case of spherical particles, even if the particles are adjacent to each other, they are substantially only in point contact and hardly in surface contact. When the number of the soft magnetic metal powder particles dispersed in the resin increases, the relative permeability of the compact tends to increase, and there is a problem that eddy current flows between the particles. Therefore, as described later, it is preferable to use a soft magnetic metal powder having an insulating coating. However, if spherical particles are used, even if the particles have no insulating coating, the generation of contact between the particles of the soft magnetic metal powder occurs. And the relative permeability of the composite material can be suppressed. In this case, it is not necessary to form an insulating coating on the soft magnetic metal powder when obtaining the soft magnetic metal powder.
軟磁性金属粉末の具体例としては、ガスアトマイズ法で生成された粉末や、水アトマイズ法で生成された粉末がある。このうち、前者がほぼ球状の粒子であり、後者は表面に凹凸が形成された非球状の粒子である。この水アトマイズ法で生成された粉末の表面部をボールミルなどで粉砕して球状に形成することで円形度が上記範囲となるようにしてもよい。 Specific examples of the soft magnetic metal powder include a powder generated by a gas atomization method and a powder generated by a water atomization method. Among these, the former is a substantially spherical particle, and the latter is a non-spherical particle having irregularities formed on the surface. The surface portion of the powder produced by the water atomization method may be pulverized with a ball mill or the like to form a spherical shape so that the circularity falls within the above range.
特に、上記球状の粉末を分級して粗粒を除去することが好ましい。この分級は、例えばふるいで所定の粗粒を除去することで行う。より具体的には、後述する軟磁性金属粉末の平均粒径よりも１５０％以上径の大きな粗粒を除去することが好ましい。このような分級により、軟磁性金属粉末の粒子同士の接触面積が大きくなりやすい粗粒を除去することができ、比透磁率の増大を抑制すると共に、見掛密度の高い粉末を得ることができる。より好ましくは軟磁性金属粉末の平均粒径よりも１００％以上径の大きな粗粒を除去し、特に好ましくは５０％以上径の大きな粗粒を除去すれば良い。さらに軟磁性金属粉末の微粒を除去するようにしてもよい。例えば、軟磁性金属粉末の平均粒径よりも５０％以上径の小さな微粒を除去することが好ましい。このような分級により、粒径のばらつきを抑制し、軟磁性金属粉末が均質に分散された成形体を得ることができる。この微粒の除去もふるいを用いて行えばよい。 In particular, it is preferable to classify the spherical powder to remove coarse particles. This classification is performed, for example, by removing predetermined coarse particles with a sieve. More specifically, it is preferable to remove coarse particles having a diameter of 150% or more than the average particle diameter of the soft magnetic metal powder described later. By such classification, it is possible to remove coarse particles that tend to increase the contact area between the particles of the soft magnetic metal powder, and it is possible to suppress the increase of the relative magnetic permeability and obtain a powder with a high apparent density. . More preferably, coarse grains having a diameter of 100% or more than the average particle diameter of the soft magnetic metal powder are removed, and particularly preferably coarse grains having a diameter of 50% or more are removed. Further, the fine particles of the soft magnetic metal powder may be removed. For example, it is preferable to remove fine particles having a diameter 50% or more smaller than the average particle diameter of the soft magnetic metal powder. By such classification, it is possible to obtain a molded body in which variation in particle size is suppressed and soft magnetic metal powder is uniformly dispersed. The fine particles may be removed using a sieve.
（大きさ）
軟磁性金属粉末の大きさは、平均粒径が１μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５００μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下が特に好ましい。平均粒径が上記範囲を満たす軟磁性金属粉末を本発明の成形体に用いると、流動性が高く、射出成形機により複合材料の成形体を生産性よく製造できる。そして、成形体中における軟磁性金属粉末と材料に用いた軟磁性金属粉末とは、その大きさが実質的に同じである(維持されている)。
(size)
The size of the soft magnetic metal powder is preferably 1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 10 μm or more and 500 μm or less, and particularly preferably 50 μm or more and 200 μm or less. When a soft magnetic metal powder having an average particle size satisfying the above range is used for the molded body of the present invention, the fluidity is high, and a molded body of a composite material can be produced with high productivity by an injection molding machine. The size of the soft magnetic metal powder in the compact and the soft magnetic metal powder used for the material are substantially the same (maintained).
軟磁性金属粉末は、種類、大きさ（平均粒径）および形状が単一の軟磁性金属粉末を用いてもよいし、種類、大きさ及び形状の少なくともいずれかが有意に異なる２種以上の軟磁性金属粉末を用いてもよい。 The soft magnetic metal powder may be a soft magnetic metal powder having a single type, size (average particle size), and shape, or two or more types that are significantly different in at least one of the type, size, and shape. Soft magnetic metal powder may be used.
種類が異なる例としては、純鉄粉とＦｅ基合金粉とを含む形態や、複数の異なる組成のＦｅ基合金粉を含む形態が挙げられる。前者の形態は、純鉄粉の含有によって飽和磁束密度を高められ、Ｆｅ基合金粉の含有によって渦電流損を低減できる。従って、この形態の軟磁性金属粉末を利用することで、飽和磁束密度が高く、例えば、低損失なリアクトル用のコアを得易い。この形態では、純鉄粉の含有量が多いほど、飽和磁束密度が高められる。そのため、飽和磁束密度の向上を望む場合、複合材料に含まれる軟磁性金属粉末のうち、純鉄粉を最も多く含有することが好ましく、過半数が純鉄粉であることがより好ましい。後者の形態は、軟磁性金属粉末の全てがＦｅ基合金粉であるため、渦電流損を低減でき、この軟磁性金属粉末を利用することで、例えば、低損失なリアクトル用のコアを得易い。Ｆｅ基合金の組成を調整することで、飽和磁束密度を高めることもできる。 Examples of different types include a form containing pure iron powder and Fe-based alloy powder and a form containing Fe-based alloy powders having a plurality of different compositions. In the former form, saturation magnetic flux density can be increased by containing pure iron powder, and eddy current loss can be reduced by containing Fe-based alloy powder. Therefore, by using the soft magnetic metal powder of this form, it is easy to obtain a core for a reactor having a high saturation magnetic flux density, for example, a low loss. In this form, the saturation magnetic flux density is increased as the content of the pure iron powder is increased. For this reason, when desiring to improve the saturation magnetic flux density, it is preferable that pure iron powder is contained most in the soft magnetic metal powder contained in the composite material, and the majority is more preferably pure iron powder. In the latter form, since all of the soft magnetic metal powder is Fe-based alloy powder, eddy current loss can be reduced, and by using this soft magnetic metal powder, for example, a core for a low-loss reactor can be easily obtained. . The saturation magnetic flux density can also be increased by adjusting the composition of the Fe-based alloy.
大きさが異なる例としては、ある小さい粒径の軟磁性金属粉末（微細な粒子）と、ある大きい粒径の軟磁性金属粉末（粗大な粒子）とを、２以上用いる形態が挙げられる。この形態は、粗大な粒子間につくられる隙間に微細な粒子が介在できる。そのため、軟磁性金属粉末の充填率を高め易く、軟磁性成分の割合が高くなり易いことから、飽和磁束密度が高い。かつ、軟磁性金属粉末の粒径が小さいほど、渦電流損を低減できることから低損失である。 Examples of different sizes include a mode in which two or more soft magnetic metal powders (fine particles) having a certain small particle diameter and soft magnetic metal powders (coarse particles) having a certain large particle diameter are used. In this form, fine particles can intervene in gaps formed between coarse particles. Therefore, it is easy to increase the filling rate of the soft magnetic metal powder and the ratio of the soft magnetic component tends to be high, so that the saturation magnetic flux density is high. In addition, the smaller the particle size of the soft magnetic metal powder, the lower the loss because eddy current loss can be reduced.
軟磁性金属粉末の複合材料中における配合割合は、目的とする成形物に要求される物性に応じて適宜選定されるもので、特に制限されるものではない。なお、リアクトル用のコアとしては、比透磁率が比較的低いほうが好ましい。リアクトルが、適切なインダクタンス値を備えることができるからである。したがって、通常は、複合材料全体を１００体積％とするとき、２０体積％以上７５体積％以下が好ましい。軟磁性金属粉末が２０体積％以上であれば、飽和磁束密度といった磁気特性を高め易いからである。また、軟磁性金属粉末が７５体積％以下であることで、比透磁率が比較的低い複合材料を容易に得ることができ、さらには、製造時、軟磁性金属粉末と樹脂とを混合し易くなり、製造性に優れる。リアクトルのコアの場合、より好ましい配合割合は３０体積％以上７５体積％以下であり、さらに好ましい配合割合は４０体積％以上７０体積％以下である。 The blending ratio of the soft magnetic metal powder in the composite material is appropriately selected according to the physical properties required for the target molded product, and is not particularly limited. In addition, as a core for reactors, it is preferable that the relative permeability is relatively low. This is because the reactor can have an appropriate inductance value. Therefore, normally, when the total composite material is 100% by volume, it is preferably 20% by volume or more and 75% by volume or less. This is because if the soft magnetic metal powder is 20% by volume or more, it is easy to improve magnetic characteristics such as saturation magnetic flux density. In addition, since the soft magnetic metal powder is 75% by volume or less, a composite material having a relatively low relative magnetic permeability can be easily obtained, and furthermore, the soft magnetic metal powder and the resin can be easily mixed during production. It is excellent in manufacturability. In the case of the core of the reactor, a more preferable mixing ratio is 30 volume% or more and 75 volume% or less, and a more preferable mixing ratio is 40 volume% or more and 70 volume% or less.
配合割合は、｛軟磁性金属粉末の体積／（軟磁性金属粉末の体積＋樹脂の体積）｝×１００で表される。より具体的には、ＪＩＳ Ｋ ７２５０（２００６）「プラスチック−灰分の求め方」に準拠して配合割合を求めることができる。軟磁性金属粉末の体積は、例えば複合材料をマッフル炉にて６００℃に加熱して樹脂分を除去し、残った軟磁性金属粉末の重量を測って、この重量を軟磁性金属粉末の真密度で除することで求められる。一方、樹脂の体積は、複合材料の重量から軟磁性金属粉末の重量を減じて樹脂の重量を求め、この樹脂の重量を樹脂の密度で除することで求められる。そして、これら軟磁性金属粉末の体積と樹脂の体積とから上述の式に基づいて配合割合を算出できる。なお、後述する添加材が含まれている成形体の場合、配合割合は、｛軟磁性金属粉末の体積／（軟磁性金属粉末の体積＋樹脂の体積＋添加剤の体積）｝×１００で表される。成形体の樹脂を除去した後に残存する軟磁性金属粉末と添加材とをマグネットで選別すれば、軟磁性金属粉末の体積やフィラーの体積が求められる。 The blending ratio is represented by {volume of soft magnetic metal powder / (volume of soft magnetic metal powder + volume of resin)} × 100. More specifically, the blending ratio can be determined according to JIS K 7250 (2006) “Plastics—How to determine ash content”. The volume of the soft magnetic metal powder is determined by, for example, heating the composite material to 600 ° C. in a muffle furnace to remove the resin component, measuring the weight of the remaining soft magnetic metal powder, and measuring this weight as the true density of the soft magnetic metal powder. It is calculated by dividing by. On the other hand, the volume of the resin is obtained by subtracting the weight of the soft magnetic metal powder from the weight of the composite material to obtain the weight of the resin, and dividing the weight of the resin by the density of the resin. The blending ratio can be calculated from the volume of the soft magnetic metal powder and the volume of the resin based on the above formula. In the case of a molded body containing an additive described later, the blending ratio is represented by {volume of soft magnetic metal powder / (volume of soft magnetic metal powder + volume of resin + volume of additive)} × 100. Is done. If the soft magnetic metal powder remaining after the resin of the molded body is removed and the additive are selected with a magnet, the volume of the soft magnetic metal powder and the volume of the filler are obtained.
軟磁性金属粉末には、絶縁被膜が被膜されていても良い。絶縁被膜は、隣接する軟磁性金属粉末の粒子同士を絶縁するために軟磁性金属粒子に被覆される。軟磁性金属粉末の粒子を絶縁被膜で覆うことによって、軟磁性金属粉末の粒子同士の接触を抑制し、成形体の比透磁率を抑えることができる。その上、絶縁被膜の存在により、軟磁性金属粉末の粒子間に渦電流が流れるのを抑制して、成形体の渦電流損を低減させることができる。絶縁被膜の材料としては軟磁性金属粉末の粒子同士の絶縁を確保できる程度の絶縁性に優れるものであれば特に限定されない。例えば、燐酸化合物、珪素化合物、ジルコニウム化合物、アルミニウム化合物、硼素化合物、シリコーン樹脂、リン酸塩とシリコーン樹脂の２層からなるものなどが挙げられる。特に、シリコーン樹脂からなる絶縁被膜の場合は、耐熱性に優れるので、成形体の完成までの間、軟磁性金属粉末の粒子同士の絶縁を良好に維持することができる。また、絶縁被膜が上記リン酸塩とシリコーン樹脂の２層構造からなる場合、リン酸塩を上記軟磁性金属粉末の粒子側に、シリコーン樹脂をリン酸塩の直上に被覆することが好ましい。リン酸塩の直上にシリコーン樹脂を被膜しているので、上述したリン酸塩およびシリコーン樹脂の両方の特性を備えることができる。 The soft magnetic metal powder may be coated with an insulating film. The insulating coating is covered with soft magnetic metal particles in order to insulate adjacent soft magnetic metal powder particles. By covering the particles of the soft magnetic metal powder with the insulating coating, the contact between the particles of the soft magnetic metal powder can be suppressed, and the relative magnetic permeability of the molded body can be suppressed. In addition, the presence of the insulating coating can suppress the eddy current from flowing between the particles of the soft magnetic metal powder, thereby reducing the eddy current loss of the compact. The material of the insulating coating is not particularly limited as long as it is excellent in insulation so as to ensure insulation between the particles of the soft magnetic metal powder. Examples thereof include a phosphoric acid compound, a silicon compound, a zirconium compound, an aluminum compound, a boron compound, a silicone resin, and a material composed of two layers of a phosphate and a silicone resin. In particular, in the case of an insulating coating made of a silicone resin, since it is excellent in heat resistance, it is possible to maintain good insulation between the particles of the soft magnetic metal powder until the completion of the molded body. When the insulating coating has a two-layer structure of the phosphate and the silicone resin, it is preferable to coat the phosphate on the particle side of the soft magnetic metal powder and the silicone resin directly on the phosphate. Since the silicone resin is coated directly on the phosphate, it is possible to have the characteristics of both the phosphate and the silicone resin described above.
絶縁被膜の平均厚さは、隣接する軟磁性金属粉末の粒子同士を絶縁することができる程度の厚みであればよい。例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。絶縁被膜の厚みを１０ｎｍ以上とすることによって、軟磁性金属粉末の粒子同士の接触の抑制や渦電流によるエネルギー損失を効果的に抑制することができる。一方、絶縁被膜の厚みを１μｍ以下とすることによって、軟磁性金属粉末に占める絶縁被膜の割合が大きくなりすぎず、成形体の飽和磁束密度が著しく低下することを防止できる。 The average thickness of the insulating coating may be a thickness that can insulate adjacent soft magnetic metal powder particles. For example, it is preferably 10 nm or more and 1 μm or less. By setting the thickness of the insulating coating to 10 nm or more, it is possible to effectively suppress contact between the particles of the soft magnetic metal powder and energy loss due to eddy current. On the other hand, by setting the thickness of the insulating coating to 1 μm or less, the proportion of the insulating coating in the soft magnetic metal powder does not become too large, and it is possible to prevent the saturation magnetic flux density of the compact from being significantly reduced.
（添加材）
本発明の成形体の製造方法に用いられる成形材料は、基本的には、樹脂と、軟磁性金属粉末から構成されるが、必要に応じて、アルミナやシリカ、マイカあるいはタルク、炭素繊維、ガラス繊維等の補強効果の大きな充填材やその他公知の添加材を適量添加することができる。特に、添加材として熱伝導性フィラーを用いれば成形体の放熱性の向上に、非導電性フィラーを用いれば軟磁性金属粉末の偏在の抑制（均一的な分散）に寄与する。また、複合溶融体中の軟磁性金属粉末の沈降を抑制する効果もある。
(Additives)
The molding material used in the method for producing a molded article of the present invention is basically composed of a resin and a soft magnetic metal powder, but if necessary, alumina, silica, mica or talc, carbon fiber, glass An appropriate amount of a filler having a large reinforcing effect such as a fiber and other known additives can be added. In particular, if a heat conductive filler is used as an additive, the heat dissipation of the molded body is improved, and if a non-conductive filler is used, it contributes to suppression (uniform dispersion) of the soft magnetic metal powder. In addition, there is an effect of suppressing sedimentation of the soft magnetic metal powder in the composite melt.
添加材の形状は、球状、非球状（板状、針状、棒状、ひげ状など）、などの各種形状の中実粒子が挙げられる。添加材が微粒であれば、軟磁性金属粉末間に添加材が介在することとなり、添加材の含有による軟磁性金属粉末の割合の低下を抑制できる。その他、中空粒子も利用できる。中空の添加材であれば、中実の添加材を用いた場合に比べて成形体を軽量化することができる。市販されている中空の添加材としては、ＳｉＯ２などが挙げられる。 Examples of the shape of the additive include solid particles of various shapes such as a spherical shape and a non-spherical shape (a plate shape, a needle shape, a rod shape, a whisker shape, etc.). If the additive is fine, the additive is interposed between the soft magnetic metal powders, and a decrease in the proportion of the soft magnetic metal powder due to the inclusion of the additive can be suppressed. In addition, hollow particles can be used. If it is a hollow additive, a molded object can be reduced in weight compared with the case where a solid additive is used. Examples of the commercially available hollow additive include SiO 2 .
添加材の大きさは、平均粒径が軟磁性金属粉末の平均粒径の１／５以下であることが好ましい。このように軟磁性金属粉末に比べて微細な添加材を用いることで、添加材の粒子を軟磁性粉末の周囲に分散させて行き渡らせることができる。それによって、軟磁性金属粉末同士が接触する確率を低減し、成形体の比透磁率を低く抑えると共に、磁気的・機械的特性を均質化することができる。 The size of the additive is preferably 1/5 or less of the average particle diameter of the soft magnetic metal powder. Thus, by using a fine additive as compared with the soft magnetic metal powder, the particles of the additive can be dispersed around the soft magnetic powder. Thereby, the probability that the soft magnetic metal powders come into contact with each other can be reduced, the relative permeability of the molded body can be kept low, and the magnetic and mechanical characteristics can be homogenized.
添加材は、種類、形状および大きさ（平均粒径）が単一の添加材を用いてもよいし、種類、形状および大きさの少なくともいずれかが有意に異なる２以上の添加材を用いてもよい。そして、成形体中における添加材と材料に用いた添加材とは、その大きさが実質的に同じである(維持されている)。 As the additive, an additive having a single type, shape and size (average particle size) may be used, or two or more additives having at least one of the kind, shape and size being significantly different. Also good. The size of the additive in the molded body and the additive used for the material are substantially the same (maintained).
添加材の含有量は、所望の効果が発揮される含有量であれば特に制限はないが、一般的には、複合材料全体を１００体積％とするとき、５〜３０体積％程度含有すればよい。添加材の含有量がこの範囲であれば、成形の際に悪影響を与え難いからである。添加材を２５体積％以上３０体積％以下含有させる場合、軟磁性粉末の含有量は７５体積％未満、より好ましくは７０体積％未満、さらに好ましくは６０体積％以下とする。 The content of the additive is not particularly limited as long as the desired effect is exhibited, but generally, when the total composite material is 100% by volume, the content is about 5 to 30% by volume. Good. This is because if the content of the additive is within this range, it is difficult to adversely affect the molding. When the additive is contained in an amount of 25% by volume to 30% by volume, the content of the soft magnetic powder is less than 75% by volume, more preferably less than 70% by volume, and still more preferably 60% by volume or less.
（磁気特性）
成形体の磁気特性は、所望の性能を発揮できるように設計すればよいが、リアクトル用のコアとしては、コア全体の比透磁率を５以上５０以下とすることが好ましく、１０以上４０以下とすることがより好ましく、１０以上３５以下とすることがさらに好ましい。この範囲の比透磁率を備える成形体をコアとして用いたリアクトルであれば、例えば自動車の昇圧回路用のリアクトルとして好適に利用できる。また、成形体の飽和磁束密度は、０．６Ｔ以上とすることが好ましく、０．８Ｔ以上とすることがより好ましく、１．０Ｔ以上とすることがさらに好ましい。このような好ましい値の成形体をコアとして用いたリアクトルを構成すれば、より大電流用途のリアクトルを構成することができる。
(Magnetic properties)
The magnetic properties of the molded body may be designed so that the desired performance can be exhibited. However, as the core for the reactor, the relative permeability of the entire core is preferably 5 or more and 50 or less, and 10 or more and 40 or less. More preferably, it is 10 or more and 35 or less. If it is a reactor using the molded object provided with the relative magnetic permeability of this range as a core, it can utilize suitably, for example as a reactor for the booster circuit of a motor vehicle. Further, the saturation magnetic flux density of the molded body is preferably 0.6 T or more, more preferably 0.8 T or more, and further preferably 1.0 T or more. If a reactor using such a molded body having a preferable value as a core is configured, a reactor for a larger current application can be configured.
上記各コア片及びギャップ材の比透磁率は、次のようにして求めたものをいう。各コア片及びギャップ材と同じ材料で、外径３４ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状試験片を作製する。この試験片に、一次側３００巻き、二次側２０巻きの巻線を施して、試験片のＢ―Ｈ初磁化曲線をＨ＝０〜１００エルステッド（Ｏｅ）の範囲で測定する。この測定には、例えば、理研電子株式会社製ＢＨカーブトレーサ「ＢＨＳ−４０Ｓ１０Ｋ」を使用することができる。そして、得られたＢ−Ｈ初磁化曲線の勾配（Ｂ／Ｈ）の最大値を求め、それを各コア片及びギャップ材の比透磁率とする。ここでの磁化曲線とは、いわゆる直流磁化曲線であり、比透磁率とは直流比透磁率である。 The relative permeability of each of the core pieces and the gap material is determined as follows. A ring-shaped test piece having an outer diameter of 34 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 5 mm is produced using the same material as each core piece and gap material. The test piece is subjected to winding of 300 turns on the primary side and 20 turns on the secondary side, and the BH initial magnetization curve of the test piece is measured in the range of H = 0 to 100 Oersted (Oe). For this measurement, for example, a BH curve tracer “BHS-40S10K” manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. can be used. And the maximum value of the gradient (B / H) of the obtained BH initial magnetization curve is calculated | required, and let it be the relative magnetic permeability of each core piece and a gap material. The magnetization curve here is a so-called DC magnetization curve, and the relative permeability is a DC relative permeability.
一方、上記各コア片の飽和磁束密度は、上記試験片に対して電磁石で１００００（Ｏｅ）の磁界を印加し、十分に磁気飽和させたときの磁束密度とする。 On the other hand, the saturation magnetic flux density of each of the core pieces is the magnetic flux density when a magnetic field of 10,000 (Oe) is applied to the test piece with an electromagnet and sufficiently magnetically saturated.
リアクトル用のコアは、全体として所望の磁気特性を備えるのであれば、各部分で磁気特性が異なっていてもよい。例えば、コアＭにおいて、コイルが巻回する部分であるコア片ｍｉの比透磁率と、主としてコイル外部に位置するコア片ｍｕの比透磁率が異なっていてもよい。 The reactor core may have different magnetic characteristics as long as it has desired magnetic characteristics as a whole. For example, the core M, a relative permeability of the core pieces m i is a portion in which the coil is wound, may be different relative permeability of the core pieces m u mainly located in the coil outside.
ここで、コアにギャップ材が介在していない場合は、コア全体の比透磁率とは、各コア片を合わせた比透磁率である。同様に、本実施形態のように、コアにギャップ材が介在する場合、コア全体の比透磁率とは、各コア片とギャップ材とを合わせた比透磁率である。例えば、コアＭの比透磁率とは、コア片ｍｉの比透磁率と、コア片ｍｕの比透磁率と、ギャップ材ｇの比透磁率とを合わせた比透磁率である。 Here, when the gap material is not interposed in the core, the relative permeability of the entire core is a relative permeability obtained by combining the core pieces. Similarly, when a gap material is interposed in the core as in the present embodiment, the relative permeability of the entire core is a relative permeability obtained by combining each core piece and the gap material. For example, the relative permeability of the core M, a relative permeability of the core pieces m i, and the relative permeability of the core pieces m u, a relative permeability of a combination of the relative permeability of the gap material g.
［コア片の製造方法］
（射出成形機）
図１に本発明の成形体の製造方法に用いる射出成形機を示す。この射出成形機は、射出装置１０と成形用の金型５を備える。
[Method of manufacturing core piece]
(Injection molding machine)
FIG. 1 shows an injection molding machine used in the method for producing a molded article of the present invention. The injection molding machine includes an
射出装置１０は、円筒状の加熱シリンダ１と、スクリュ２と、加熱手段３と、樹脂供給装置４１ａと、軟磁性金属粉末供給装置４１ｂと、モータｍと、圧縮機構ｓとを具備している。加熱シリンダ１は、先端（図中、左側）にノズル１ｎを備え、基端側（図中、右側）に２つの連通口１ａ、１ｂが設けられている。連通口１ａは、後述するホッパ４３ａから導入された樹脂を加熱シリンダ１内に投入するための孔である。連通口１ｂは、後述するホッパ４３ｂから導入された軟磁性金属粉末を加熱シリンダ１内に投入するための孔である。本実施形態では、連通口１ｂは連通口１ａよりも金型側（図中、左側）に位置している。さらに、加熱シリンダ１は内部に逆流防止弁（図示せず）を備えている。スクリュ２は、基端側から供給部、圧縮部、計量部の３部から構成され、加熱シリンダ１内に同軸状に配設される。そして、スクリュ２は、モータｍに駆動されて回転すると共に、圧縮機構ｓにより加熱シリンダ１内で進退するようになっている。圧縮機構ｓには各種シリンダが利用でき、本実施形態では油圧シリンダである。加熱手段３は、加熱シリンダ１の外周を覆って配設され、加熱シリンダ１を加熱することで、加熱シリンダ１内に投入された樹脂を溶融させる。この加熱手段３には、例えばバンドヒータが利用でき、本実施形態でもバンドヒータを備えている。樹脂供給装置４１ａは、定量供給装置４２ａと、樹脂投入口であるホッパ４３ａを有し、連通口１ａに接合される。軟磁性金属粉末供給装置４１ｂは、定量供給装置４２ｂと、軟磁性金属粉末投入口であるホッパ４３ｂとを有し、連通口１ｂに接合される。
The
金型５は、ここでは、スプルー５ｓ、及びキャビティ５ｃを有するダイレクトゲート方式の金型である。スプルー５ｓは、射出装置のノズル１ｎから射出された複合溶融体を金型５内に移送するための経路であり、ノズル１ｎに当接している。キャビティ５ｃは、スプルー５ｓから流入した複合溶融体が注入され、成形体（ここではコア片ｍｉ）が成形される空隙である。すなわち、加熱シリンダ１の内空部が、スプルー５ｓを介してキャビティ５ｃと連通した状態となっている。
Here, the
通常の射出成形機は、一つのホッパと一つの連通口とを備える。よって、本発明の成形体の製造方法に用いられる射出成形機は、これら従来の射出成形機に、少なくとも１つ以上の連通口を増設し、各連通口に供給装置とホッパとを配置したものを利用することができる。また、特に制限されるものではないが、成形材料の流動性が不十分な場合、通常よりもスクリュ２の回転数を増加させる、圧縮／混練部の長さを長くする等の改良を適時施してもよい。また、スクリュ２に成形材料がかみ込み難い場合には、強制かみ込み設備を増設するなどしてもよい。
A normal injection molding machine includes one hopper and one communication port. Therefore, the injection molding machine used in the method for producing a molded body of the present invention is an apparatus in which at least one or more communication ports are added to these conventional injection molding machines, and a supply device and a hopper are arranged at each communication port. Can be used. Further, although not particularly limited, when the flowability of the molding material is insufficient, improvements such as increasing the number of rotations of the
本実施形態では、樹脂が加熱シリンダ１内へ投入される連通口１ａが、軟磁性金属粉末が加熱シリンダ１内へ投入される連通口１ｂよりも射出装置側に一定距離離間して設けられているが、両連通口の位置は特に限定されるものではない。よって、樹脂の連通口１ａが軟磁性金属粉末の連通口１ｂよりも金型５側に設けられていても良い。また、加熱シリンダ１の同一断面における周方向の異なる位置に両連通口を設ける等、両連通口の位置は加熱シリンダ１の軸方向の同じ位置又は近接する位置に設けても良い。図１のように、樹脂の連通口１ａを圧縮機構ｓ側に設け、軟磁性金属粉末の連通口１ｂを一定距離離間して設けた場合、ヒータから伝播する熱で、樹脂がある程度軟化した状態で軟磁性金属粉末が投入されることとなるので、軟磁性金属粉末の樹脂への分散性をより高めることができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、樹脂及び軟磁性金属粉末、必要に応じて添加材を加熱シリンダ内へ投入する際に定量供給装置を用いたが、成形体の軟磁性金属粉末の含有量にばらつきが出ないのであれば、各連通口に直接両投入口（ここではホッパ）を設置し、成形材料の自重で加熱シリンダ内に供給する構成としてもよい。 In this embodiment, the quantitative supply device is used when the resin and soft magnetic metal powder, and if necessary, the additive is put into the heating cylinder, but there is no variation in the content of the soft magnetic metal powder in the compact. In this case, a configuration may be adopted in which both inlets (here, hoppers) are installed directly at each communication port, and the weight of the molding material is supplied into the heating cylinder.
（成形体の製造方法）
この射出成形機により、本発明の成形体の製造方法に従ってリアクトルＲ用のコア片ｍｉを製造する際の手順及び動作を説明する。この製造方法では、樹脂、軟磁性金属粉末の各原料の投入工程、投入原料の調整工程、及び複合溶融体（調整原料）の射出注入工程が順次行われる。
(Method for producing molded body)
This injection molding machine, a procedure and operation in the production of the core pieces m i of reactor R according to the manufacturing method of the molded article of the present invention. In this manufacturing method, the step of charging each raw material of resin and soft magnetic metal powder, the step of adjusting the input raw material, and the injection injection step of the composite melt (adjusted raw material) are sequentially performed.
まず、樹脂投入工程と軟磁性金属粉末投工程が行われる。両投入工程は並行して行われることが好ましい。樹脂投入工程では、ホッパ４３ａにストックされた樹脂が、定量供給装置４２ａにより加熱シリンダ１に設けた連通口１ａを通じて加熱シリンダ１内に投入される。軟磁性金属粉末投入工程では、ホッパ４３ｂにストックされた軟磁性金属粉末が、定量供給装置４２ｂにより加熱シリンダ１に設けた連通口１ｂを通じて加熱シリンダ１内に投入される。軟磁性金属粉末投入工程は、樹脂投入工程で投入された樹脂の一部がスクリュ２の供給部の回転により軟磁性金属粉末の連通口１ｂの直下まで運ばれたタイミングで行うことが好ましい。このようにすることで、樹脂への軟磁性金属粉末の含有量がより均一となる。
First, a resin charging process and a soft magnetic metal powder casting process are performed. Both charging steps are preferably performed in parallel. In the resin charging step, the resin stocked in the
調整工程では、投入された両材料が、スクリュ２の供給部の回転によって混合され始めながら加熱シリンダ１のヒータ設置領域（加熱シリンダ１の圧縮部）へと運ばれる。そして、バンドヒータ３とスクリュ２の圧縮部の回転による圧縮とにより、加熱シリンダ１内で樹脂が加熱溶融されると共に、溶融した樹脂と軟磁性金属粉末とが上記スクリュ２の回転により混練および加熱され、溶融した樹脂中に軟磁性金属粉末が分散混合した複合溶融体が加熱シリンダ１内で調製される。
In the adjustment step, both the charged materials are conveyed to the heater installation region of the heating cylinder 1 (the compression portion of the heating cylinder 1) while starting to be mixed by the rotation of the supply unit of the
射出注入工程では、この複合溶融体が、上記スクリュ２の計量部の回転により加熱シリンダ１内の前方へと圧送され、所定量の複合溶融体が計量される。そして、一旦スクリュ２の回転を停止させた後、スクリュ２を油圧シリンダｓにより前進させ、加熱シリンダ１の前端のノズル１ｎを金型５のスプルー５ｓに当接させる。そして、金型５のキャビティ５ｃ内に複合溶融体を射出注入して、金型５内で冷却固化させることにより、樹脂中に軟磁性金属粉末が分散混合したリアクトルＲ用のコア片ｍｉが成形される。最終的に、成形されたリアクトルＲ用のコア片ｍｉを、金型５を開いて取り出した後、スプルー５ｓで形成されたバリを切り落とし最終製品となる。
In the injection injection process, the composite melt is pumped forward in the
成形体に添加材を含有させる場合、添加材投入工程は、樹脂投入工程及び軟磁性金属粉末投入工程と同様に、シリンダにさらに連通口を設け、ホッパ内にストックした添加材を定量供給装置等によりシリンダ内へ投入することで行うことができる。添加材を投入する位置やタイミングは特に制限されるものではないが、樹脂の連通口よりも射出シリンダ側に設けることが好ましい。上記同様、ヒータから伝播する熱で、樹脂がある程度溶融した状態で添加材が投入されることとなるので、樹脂への分散性をより高めることができるからである。 When the additive is included in the molded body, the additive charging process is similar to the resin charging process and the soft magnetic metal powder charging process, in which a communication port is further provided in the cylinder, and the additive stocked in the hopper is quantitatively supplied. This can be done by putting it into the cylinder. The position and timing of adding the additive are not particularly limited, but it is preferably provided on the injection cylinder side rather than the resin communication port. This is because, similarly to the above, the additive material is introduced in a state where the resin is melted to some extent by the heat propagating from the heater, so that the dispersibility in the resin can be further improved.
形状および大きさの少なくとも一方が有意に異なる２以上の樹脂を用いる場合、これらを同一のホッパ内にストックすると、形状差や大きさの差によって沈降のばらつきが発生するおそれがある。このような場合、樹脂の連通口をさらに増設して、それぞれの樹脂を単独で加熱シリンダ内に投入し、加熱シリンダ内で２種以上の樹脂を溶融混練すればよい。軟磁性金属粉末、及び添加材に２以上のものを用いる場合についても同様である。 When two or more resins having significantly different shapes and sizes are used, if they are stocked in the same hopper, there is a risk of variation in sedimentation due to differences in shape and size. In such a case, the number of resin communication ports may be further increased, and the respective resins may be put into the heating cylinder alone, and two or more kinds of resins may be melt-kneaded in the heating cylinder. The same applies to the case of using two or more soft magnetic metal powders and additives.
＜実施形態２＞
以下、実施形態１に記載の射出成形機との相違点を中心に、実施形態２で用いる射出成形機、およびこれを用いた成形体の製造方法を、図２に従って説明する。なお、実施形態１と共通する部分に関しては説明を省略する。
<
Hereinafter, the injection molding machine used in the second embodiment and a method of manufacturing a molded body using the same will be described with reference to FIG. 2 with a focus on differences from the injection molding machine described in the first embodiment. Note that description of portions common to the first embodiment is omitted.
この射出成形機が備える射出装置１１は、実施形態１に記載の射出装置１０と基本的には共通の構成を備えるが、加熱シリンダ１が連通口１ｂを備えずに連通口１ａのみ備える点、及び、樹脂供給装置４１ａ及び軟磁性金属粉末供給装置４１ｂを統合した材料供給装置４０を備える点が異なる。ここでは、加熱シリンダ１の連通口１ａは、樹脂と軟磁性金属粉末の両方を加熱シリンダ１内に投入するための連通口である。材料供給装置４０は、樹脂供給装置４１ａ及び軟磁性金属粉末供給装置４１ｂと、投入部４４とからなる。樹脂供給装置４１ａは、定量供給装置４２ａと、樹脂をストックするホッパ４３ａとからなり、定量供給装置４２ａの終端が投入部４４の側面に接合する。軟磁性金属粉末供給装置４１ｂは、定量供給装置４２ｂと、軟磁性金属粉末をストックするホッパ４３ｂとからなり、定量供給装置４２ｂの終端が投入部４４の左側面に接合する。投入部４４は、その下端が連通口１ａに接合する。この構成により、両ホッパ４３ａ、４３ｂの下端側の開口は、投入部４４を介して単一の連通口１ａに集約される。
The
この射出成形機により、本発明の成形体の製造方法に従ってリアクトルＲ用のコア片ｍｉを製造する際の手順及び動作を説明する。この製造方法では、樹脂、軟磁性金属粉末の各原料の投入工程、投入原料の調整工程、及び複合溶融体（調整原料）の射出注入工程が順次行われる。以下、実施形態１と異なる樹脂、軟磁性金属粉末の各原料の投入工程につき説明する。 This injection molding machine, a procedure and operation in the production of the core pieces m i of reactor R according to the manufacturing method of the molded article of the present invention. In this manufacturing method, the step of charging each raw material of resin and soft magnetic metal powder, the step of adjusting the input raw material, and the injection injection step of the composite melt (adjusted raw material) are sequentially performed. Hereinafter, the steps of charging the raw materials for the resin and soft magnetic metal powder different from those in the first embodiment will be described.
本実施形態では、樹脂投入工程と軟磁性金属粉末投工程は同時に行われる。樹脂投入工程では、ホッパ４３ａにストックされた樹脂が、併設された定量供給装置４２ａにより投入部４４に移送される。そして、この移送された樹脂が、投入部４４から加熱シリンダ１に設けた連通口１ａを通じて加熱シリンダ１内に投入される。軟磁性金属粉末投入工程では、ホッパ４３ｂにストックされた軟磁性金属粉末が、併設された定量供給装置４３ｂにより投入部４４に移送される。そして、この移送された軟磁性金属粉末が、投入部４４から加熱シリンダ１に設けた連通口１ａを通じて加熱シリンダ１内に投入される。
In this embodiment, the resin charging process and the soft magnetic metal powder casting process are performed simultaneously. In the resin charging process, the resin stocked in the
本実施形態の射出成形機を用いた成形体の製造方法によれば、ホッパ内での沈降を抑制できるという効果に加えて、射出装置のシリンダに連通口を増設する必要がない。よって、既存の射出装置の供給装置を改良するだけで、本発明の製造方法を実施できる。 According to the method for manufacturing a molded body using the injection molding machine of the present embodiment, in addition to the effect that the sedimentation in the hopper can be suppressed, there is no need to add a communication port to the cylinder of the injection device. Therefore, the manufacturing method of the present invention can be carried out only by improving the supply device of the existing injection apparatus.
本実施形態において添加剤投入工程をさらに備える場合、材料供給装置４０の投入部４４に、添加材供給装置を増設すればよい。
In the present embodiment, when the additive supply step is further provided, an additive supply device may be added to the
投入部に接合する樹脂供給装置は、２以上設けてもよい。このようにすることで、密度差が小さくとも、形状や大きさが有意に異なる樹脂を２種以上用いる場合に、均一な組成の成形体を得ることができる。形状や大きさが有意に異なる軟磁性金属粉末を２種以上用いる場合、および、場合によって用いる形状や大きさが有意に異なる添加材を２種以上用いる場合についても同様である。 You may provide two or more resin supply apparatuses joined to an injection | throwing-in part. By doing in this way, even if a density difference is small, when using 2 or more types of resin from which a shape and a magnitude | size differ significantly, the molded object of a uniform composition can be obtained. The same applies to the case where two or more types of soft magnetic metal powders having significantly different shapes and sizes are used, and the case where two or more types of additives having significantly different shapes and sizes are used depending on the case.
投入部には、樹脂及び軟磁性金属粉末、並びに場合によって用いる添加材を予め混合する混合装置や、これらを予め溶融混練する溶融混練装置を設けてもよい。これにより、各材料が予め混合された状態、又は溶融混練した状態でシリンダ内に投入されることとなり、軟磁性金属粉末の均一的な分散がより促進される。 The charging unit may be provided with a mixing device for previously mixing the resin and the soft magnetic metal powder and optional additives, and a melt kneading device for previously melting and kneading them. As a result, the respective materials are put into the cylinder in a premixed state or in a melt-kneaded state, and the uniform dispersion of the soft magnetic metal powder is further promoted.
以上、本発明の成形体の製造方法につき、実施形態１，２により説明した。いずれの実施形態においても、加熱シリンダ内に両材料が投入されるまでの間、両材料の配合比を維持することができる。よって、複数のコア片を量産した場合に、個々のコア片間での樹脂と金属粉末との配合比のばらつきを抑制できる。
As mentioned above,
成形体を製造する際、樹脂中における軟磁性金属粉末の分散性を向上させるために、添加材として分散剤を配合することが考えられる。しかし、本発明の成形体の製造方法であれば、分散剤の配合割合を低下させても、又は分散剤を配合しなくとも、軟磁性金属粉末が樹脂中に良好に分散した成形体を製造することができる。 When manufacturing a molded object, in order to improve the dispersibility of the soft magnetic metal powder in resin, it is possible to mix | blend a dispersing agent as an additive. However, the method for producing a molded article of the present invention produces a molded article in which the soft magnetic metal powder is well dispersed in the resin even if the blending ratio of the dispersant is reduced or the dispersant is not blended. can do.
本発明の成形体の製造方法を実施するための射出装置は、実施形態１、２で用いた、いわゆるインラインスクリュタイプの射出装置に限定されるものではなく、目的とする成形体の種類や、製造規模などに応じて適宜変更することができる。例えば、いわゆるスクリュプリプラタイプ等も用いることができる。スクリュプリプラタイプの場合、金型に成形材料を射出する射出シリンダと、射出シリンダに接続される可塑化専用シリンダとを備えるプリプラ式射出成形機を用いる。この可塑化専用シリンダに連通口を増設して樹脂用と軟磁性金属粉末用の各投入口を設ければ良い。その他、これら各投入口を可塑化専用シリンダに至る途中で集約し、一つの連通口で可塑化専用シリンダにつながるように構成しても良い。 The injection apparatus for carrying out the method for producing a molded article of the present invention is not limited to the so-called inline screw type injection apparatus used in the first and second embodiments, and the type of the objective molded article, It can be appropriately changed depending on the production scale. For example, a so-called screw prep plastic type can also be used. In the case of the screw prep plastic type, a prep plastic type injection molding machine including an injection cylinder for injecting a molding material into a mold and a plasticizing cylinder connected to the injection cylinder is used. What is necessary is just to add a communication port to this plasticizing cylinder and provide each inlet for resin and soft magnetic metal powder. In addition, each of these inlets may be integrated on the way to the plasticizing cylinder and connected to the plasticizing cylinder through one communication port.
同様に、本発明の射出成形方法を実施するための金型は、図１及び図２に示したものに限定されるものではなく、目的とする成形体の形状に合わせて最適なものを選択することができる。例えば、上記の構成にさらにランナーやゲートを備える公知の金型を用いることができる。 Similarly, the mold for carrying out the injection molding method of the present invention is not limited to that shown in FIGS. 1 and 2, and an optimum mold is selected according to the shape of the target molded body. can do. For example, a well-known metal mold | die provided with a runner and a gate further in said structure can be used.
本発明の成形体の製造方法は、公知の金型により製造できる形状であれば、さまざまな構成の公知のリアクトル用のコアを製造する場合に利用できる。例えば、コア片ｍｕを作製する場合、特許文献１に記載のポット型のリアクトルの内部コアを作製する場合、および外部コアを複数のコア片として作製する場合等にも利用できる。
The method for producing a molded body of the present invention can be used for producing known reactor cores having various configurations as long as the shape can be produced by a known mold. For example, the case of manufacturing a core piece m u, the case of manufacturing a pot inner core of reactor described in
（樹脂、金属粉末、及び添加剤の関係）
上述した特許文献３のように、ホッパ内で樹脂と軟磁性金属粉末と、場合によっては添加材とを混合した状態でストックする場合、これらの形状および大きさ、並びに密度差の少なくともいずれかに起因して発生することが、本願の発明者の検討により判明している。特に、樹脂と軟磁性金属粉末との密度差が５ｇ／ｃｍ３以上程度のときに沈降が顕著に発生する。また、樹脂、軟磁性金属粉末、及び添加材の少なくともいずれかの間で密度差が５ｇ／ｃｍ３以上程度のときに沈降が顕著に発生する。よって、これらが上記の密度差を有する場合に、本発明の製造方法は特に有益である。なお、本発明はストック時の沈降が問題にならない程度の密度、形状および大きさの少なくともいずれかに差を有する２以上の同種材料を用いる場合に、これらを同一のホッパにストックすることを排除するものではない。例えば、２以上の樹脂を用いる場合に、いずれか一方がホッパ内で沈降しないのであれば、同一のホッパ内にストックしてもよい。軟磁性金属粉末および添加材についても同様である。
(Relationship between resin, metal powder, and additives)
As in the above-mentioned
本発明の成形体の製造方法は、リアクトル用のコア等の各種磁心を製造することに利用できる。また、本発明の成形体の製造方法により得られたリアクトル用のコアを備えるリアクトルは、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車といった車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータや空調機のコンバータといった電力変換装置の構成部品に利用することができる。 The manufacturing method of the molded object of this invention can be utilized for manufacturing various magnetic cores, such as a core for reactors. A reactor having a reactor core obtained by the method for producing a molded body of the present invention includes a DC-DC converter and an air conditioner mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle. It can utilize for the component of power converters, such as a converter.
１０，１１ 射出装置
１ 加熱シリンダ
１ａ，１ｂ 連通口 １ｎ ノズル
２ スクリュ ３ 加熱手段（バンドヒータ）
４０ 材料供給装置
４１ａ 樹脂供給装置
４２ａ 定量供給装置 ４３ａ ホッパ
４１ｂ 軟磁性金属粉末供給装置
４２ｂ 定量供給装置 ４３ｂ ホッパ
４４ 投入部
ｓ 圧縮機構（油圧シリンダ） ｍ モータ
５ 金型
５ｃ キャビティ ５ｓ スプルー
Ｒ リアクトル
Ｍ コア
ｍｕ，ｍｉ コア片 ｇ ギャップ材
Ｃ コイル
ｃ１、ｃ２ コイル素子 ｒ 連結部
10, 11
40
Claims (5)
前記射出装置の軟磁性金属粉末投入口から前記加熱シリンダ内へ軟磁性金属粉末を投入する軟磁性金属粉末投入工程と、
前記加熱シリンダ内で前記樹脂と前記軟磁性金属粉末とを混練および加熱し、溶融された前記樹脂中に前記軟磁性金属粉末が分散混合した複合溶融体を調製する調整工程と、
前記複合溶融体を金型内に射出注入して樹脂中に軟磁性金属粉末が分散混合した成形体を得る射出注入工程とを備える成形体の製造方法。 A resin charging step of charging the resin from the resin charging port of the injection device into the heating cylinder of the injection device;
A soft magnetic metal powder charging step of charging the soft magnetic metal powder into the heating cylinder from the soft magnetic metal powder charging port of the injection device;
An adjustment step of kneading and heating the resin and the soft magnetic metal powder in the heating cylinder to prepare a composite melt in which the soft magnetic metal powder is dispersed and mixed in the molten resin;
A method of manufacturing a molded body, comprising: an injection injection step of obtaining a molded body in which a soft magnetic metal powder is dispersed and mixed in a resin by injecting and injecting the composite melt into a mold.
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