JPH0350803A

JPH0350803A - 磁心

Info

Publication number: JPH0350803A
Application number: JP1187134A
Authority: JP
Inventors: Tooru Nonami; 亨野浪; Nobuo Yasui; 安井　信夫
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1991-03-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、磁心に関し、特にトランスまたはインダクタ
用の磁心とりわけビデオカセットレコーダ（ＶＣＲ）、
デジタルオーディオチーブレコーダ（ＤＡＴ）等に用い
られるロータリートランス用の磁心に関する。

〈従来の技術〉例えばＶＣＲ，ＤＡＴ等の回転シリンダには、ロータリ
ートランスが用いられている。

これらに用いられるロータリートランスは、表面に溝を
官し、この溝内に巻線されたディスク状のフェライト製
のｂｉ心を、上部シリンダおよび下部シリンダのそれぞ
れに設け、これらの磁心が一定の間隙を挟んで対向する
ように構成される。　そして、作動時には、上部シリン
ダは高速回転する。

このようなロータリートランスでは、両磁心間の間隙は
スペーシングロスを低減するためにできるだけ小さいこ
とが望まれ、しかも、両磁心が接触しないだけの間隙の
確保が必要とされる。

このため、ディスク状磁心にはソリが生じないことが必
要である。

また、両磁心が接触しない範囲で可能な限り間隙を小さ
（するために、他方の磁心と対向する面の平滑度が十分
高いことが必要である。

さらには、巻線用の溝の寸法および形状精度も必要とさ
れる。

従来、このようなソフトフェライトの焼結体用の磁心な
作製するには、以下のような２種の方法によっている。

その第１は、射出成形法である。

この場合は、フェライト原料に５〜２０重量％程度のバ
インダ成分を混合し、これに必要に応じ可塑剤等を混合
し、これを金型内に射出して成形する。

その後、脱バインダおよび焼結を行う。

このような射出成形では、溝精度はある程度満足できる
ものではあるが、焼結によりソリが生じてしまう。　こ
のソリは、５０ｍｍ径の場合、最大１ｍｍ程度まで達す
る。

このため、ある程度サイズの大きな焼結体を得、焼結後
に裏面および表面を研削、研磨する必要がある。

また、研磨は、パフ研磨等によるが、十分な平滑度は得
られない。

一方、その第２は、プレス成形法である。

この場合は、バインダ量を０．１〜１重量重量％上し、
プレス成形し、その後、脱バインダおよび焼結を行う。

プレス成形では、ソリの発生は少なくなるが、必ずしも
十分満足できるものではない。

しかも、プレス成形では十分な溝精度は得られない。

このため、この場合は、焼結後、表面に研削加工により
溝を形成し、また表面研磨を行っているが、表面平滑度
は、第１の場合と同様不十分である。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明の主たる目的は、焼結後に、良好なソリ矯正、形
状成形あるいは表面平滑化等が、簡便な方法でなされた
磁心を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉上記目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成さ
れる。

（１）フェライト焼結体を超塑性加工したことを特徴と
する磁心。

（２）平均グレインサイズが３０μｍ以下である上記（
１）に記載の磁心。

（３）超塑性加工により、表面が平滑化された上記（１
）または（２）に記載の磁心。

（４）平板状であって、超塑性加工によりソリが糟正六
ねた１−ｉｒ’（＋）むいＬ（７１）のいずれかに記載
の磁心。

（５）超塑性加工により、表面に凹部が形成された上記
（１）ないしく４）のいずれか（こ記載の磁心。

（６）対向する一対の磁心を有するロータリートランス
に用いられる上記（１）ないしく５）のいずれかに記載
の磁心。

く作用〉本発明の磁心は、超塑性を示すフェライト焼結体を、超
塑性加工により、ソリ矯正、形状成形あるいは表面平滑
化して得られる。

一般に、セラミックスは焼結によって作製されるが、そ
の成形に際しては、金属加工と同様に鍛造、押し出し、
圧延などの塑性加工も試みられている。　しかし、セラ
ミックスの塑性加工には融点の６０％程度以上の高温が
必要であり、材料によっては２０００　’Ｃにも達する
。

ところが、超塑性を示すセラミックスは、Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＪＳＴＰ　ｖｏｌ、２９　ｎｏ、３
２６（１９８８−３）、セラミックス２４　（１９８９
）Ｎｏ、　２、鉄と網筒７５巻（１９８９）第３号等に
記載されているように、焼結温度あるいは鍛造温度より
もはるかに低い温度、例えば５００°Ｃ程度低い温度に
おいて、低応力で１００％あるいはそれを超える巨大な
延性を示す。

従来、超塑性を示すセラミックスとして知られている代
表的な材料は、Ｙ　−Ｔ　Ｚ　Ｐ　（Ｙｔｔｒｉａ−ｓ
ｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ　Ｚｒ０２
Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｓ）、Ｚｒ０ｚ　−Ａｎｚ　０
３系であり、その塑性変形を利用して、押し出し加工、
薄板成形、型押しによる表面加工などが試みられている
。　また、超塑性により同材質同士を拡散接合する試み
もなされている。

しかしながら、磁心に用いられるソフトフェライト焼結
体に関して、このような超塑性の報告はなされておらず
、磁心、特にロータリートランスに用いられる磁心のソ
リ矯正や、形状加工や表面平滑化等を超塑性により行な
うという提案はなされていない。

本発明者らは、ソフトフエライ１へ焼結体が、超塑性変
形できることを見出して、本発明に至ったものである。

く具体的構成〉以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の磁心は、ソフトフェライト焼結体から形成され
る。

本発明で用いるソフトフェライト焼結体は、逆スピネル
構造を有するソフトフェライト焼結体であれば公知のい
ずれのものであってもよく、例えば、Ｎ　１−Ｚｎ系、
Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｚｎ系等種々のものを挙げること
がでる。

磁心の平均グレインサイズは、３０μｍ以下であること
が好ましい。

平均グレインサイズは、走査型電子顕微鏡によって測定
すればよく、具体的には平均グレーｒン面積から、これ
を円と仮定してその工均直仔を求め、これを平均グレイ
ンサイズとする。

この場合、平均グレインサイズが大きくなると、ソリ矯
正や、形状加工や表面平滑化を行うために必要な超塑性
の発現が不十分となるので、磁心の平均サイズは３０μ
ｍ以下とすることか好ましい。

なお、平均グレインサイズは１０μｍ以下、特に５μｍ
以下、さらには１μｍ以下であることが好ましく、その
下限は一般に０．０１μｍ程度であることが好ましい。

焼結体の平均グレインサイズは、後述する超塑性加工に
よってもほぼ保持されるので、加工前の焼結体の平均グ
レインサイズは、加工後、すなわち磁心中のそれとほぼ
同等である。

ただし、本発明の磁心は、超塑性変形を生じさせるので
、グレインの変形およびグレイン間の４己向が認められ
ることもある。

本発明の磁心の製造は、公知の方法に従えばよく、一般
に、原料混合後、必要に応じ、仮焼、粉砕、顆粒化等を
行い、これを成形し、焼成すればよい。

成形に際しては、前記したように、フェラーｉ′ト原料
に５〜２０Ｍ量％程度のバインダと、ｌ・要に応じ可塑
剤等を混合し、これを射出成形してもよい。

あるいは、バインダｆｆ１０．１〜１重１％程度とし、
プレス成形してもよい。

成形に際しては、磁場中プレスを行なってもよい。

焼成に先立って、通常は脱バインダを行う。

焼成は、通常の温度および雰囲気にて行えばよい。

焼結体の平均グレインサイズは、通常、目的とする磁心
の５０〜１００％程度のものとする。

焼結体形状および寸法は目的に応じて決定すればよく特
に制限はないが、通常、ロータリートランスではディス
ク状であり、直径５０　ｍｍ％？度、厚さ１〜５ｍｍ程
度である。

なお、特に射出成形法でロータリートランス用のものを
作製するときには、凹部として、巻線用溝を表面に設け
たディスク体とするが、ディスク体を平面に載置して、
ディスク中央を平面と接触させたとき、外周部のソリ高
さは、最大１ｍｍ程度にも及ぶ。

また、プレス成形法でロータリートランス用のものを作
製するときには、一般に、溝をもたないディスク体とす
る。

なお、焼結体は超塑性加工時に厚さ方向に圧縮されて変
形する。　このため、超塑性加工後に目的とする磁心の
厚さが得られるような厚さの焼結体を用いることが好ま
しい。

次いで、この焼結体、特にロータリートランスの場合は
、ディスク体の両面を、超塑性加工により押圧してソリ
を矯正する。

あるいは、これに加え、またこれにかえ、少なくとも他
方のコアと対向する側の表面を、超塑性加工により平滑
化する。

さらには、これらに加え、またこれらにかえ、ディスク
体の他方のコアと対向する面に、超塑性加工により、巻
線用の溝等の凹部を形成する。

超塑性加工としては、平滑面および必要とする凹部等に
対応する形状の凸部等を有する型材あるいはパンチによ
り型押しする方法が好ましいが、平滑度の高い表面が得
易いことから、型・押し法を用いることが好ましい。

加工温度は、６００℃以上で、焼結温度より５０℃以上
低い温度にて行うが、−６に６００〜１２００℃とする
ことが好ましい。

なお、加工温度が、９００〜９５０℃程度のスピネル崩
壊温度以上であるときには、雰囲気制御を行って、酸素
分圧を制御する必要がある。

このときの圧縮速度、加圧力、変形量は、通常、圧縮速
度０．０１〜５０　ｍｍ／ｍｉｎｍ／ｍ下、加圧力１〜
１００　ＭＰａとし、変形量は真ひずみで０．０１−１
．５程度とすることが好ましい。

このような条件で超塑性変形を行なうことにより、ソリ
矯正や、凹部等の形状加工や表面平滑化は１〜２０分程
度の極めて短時間で完了する。

なお、型押しと、圧延、引き抜き等とを複合して行なう
こともできる。

上記したような超塑性加工は、必要に応じ何回かくり返
すこともできる。

このようにして超塑性加工を行なうことにより、ソリは
ほとんど皆無となり、通常ソリ高さは１０μｍ、特に１
戸以下となり、要求特性を満足する。

また、表面粗さＲｍａｘが１０μｍ以下、特に０．１〜
１−程度である磁心な得ろことができる。

さらには、溝等の凹部などの寸法精度もきわめて高いも
のとなる。

このような超塑性加工によれば、磁心表面のＲｍａｘを
型材表面のＲｍａｘとほぼ同等とすることができる。　
従って、用いる型材のＲｍａｘは、目的とする磁心表面
のＲｍａｘに応じて決定すればよい。

また、用いる型材は、上記した超塑性加工により変形を
生じず、また、超塑性加工時に焼結体と接合しないもの
であればよ（、モリブデン合金等の各種金属、あるいは
窒化ボロン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ
素、アルミナ、ジルコニア等の各種セラミックス等が好
適である。

このような超塑性加工を行なった場合、焼結体のグレイ
ンサイズには、前述のとおり、２倍程度以下の変化しか
ない。　ただし、グレインは、粒界に沿ってすべり、ま
たグレインの変形をともない、グレインの配向が観察さ
れることがある。

このような超塑性加工がなされたロータリートランス用
磁心の１例を、第１図に示す。

本発明では、第１図に示されるようなロータノートラン
ス用磁心において、超塑性加工によりソリが矯正され、
少なくとも他の磁心との対向面２が超塑性加工により平
滑化されているものである。

さらに、本発明をロータリートランス用の磁心に適用す
る場合、少なくとも他方の磁心との対向面２には、第１
図に示されるように巻線が収容される同心円状の溝３が
必要に応じて所定の本数設けられる。　本発明では、こ
の溝３を超塑性加工により形成することができる。

すなわち、上記したように、溝の母型を有する型材を用
い、平滑化と溝形成とを同時に行なうことができる。

また、ロータリートランス用磁心に限らず、このような
巻線用の溝あるいはその他必要なパターンの形状の成形
を上記と同様にして超塑性加工により行なうことができ
る。

〈実施例〉以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を更に詳細
に説明する。

実施例１平均粒径約０．１μｍのＮｉＺｎフェライト原料を混合
し、これに１０ｗｔ％のバインダと、さらに可塑剤とを
混合し、射出成形し、表面に溝を有するディスク体を得
た。

次いで、これを脱バインダーし、大気中で、１２５０″
Ｃ１２時間焼成し、ディスク状焼、拮体を得た。

得られたディスク状焼結体の寸法は、直答５０ｍｍ、厚
さ３ｍｍであった。

溝は、一方の面に０．５ｍｍ巾、０．５ｍｍ？Ｗさにて
複数本設けた。

焼結体の相対密度は９９．５％、平均グレインサイズは
１μｍであった。

また、焼結体１００個中のソリ高さは、泥大１　ｍｍ、
平均で０．２ｍｍであった。

次いで、型材を用いて、超塑性加工により型押しし、ソ
リ矯正を行い、第１図に示されるようなロータリートラ
ンス用磁心を得た。

なお、型材のＲｍａｘは０．１−とした。

成形時の保持温度は１１５０℃、焼結体の圧縮速度はＱ
　、　　ｌ　ｍｍ／ｍｉｎ、加圧力は５０ＭＰａとした
。　また、変形量は真ひずみで０．０５とした。

なお、超塑性加工は、Ａｒ’Ｍ囲気中で行った。

触針型の表面粗さ計でソリを測定したところ、１−以下
であった。

また、Ｒｍａｘｏ、１戸であった〇なお、成形後の平均グレインサイズは１−であった。

実施例２実施例１において、バインダ量を０．５重Ｍ％とし、プ
レス成形し、実施例１と同様に焼結した。　ただし、表
面に溝は形成しなかった。

次いで、実施例１の溝サイズと対応する凸部を有し、Ｒ
ｍａｘｏ、１ｐｙの型材を用いて、実施例１と同一の条
件で超塑性加工を行った。

この結果、実施例１同様、ソリがなく、Ｒｍａｘｏ、１
−以下で、表面に溝を有する磁心が作製された。

〈発明の効果〉本発明によれば、ソリがなく、表面粗さＲｍａｘが小さ
く、あるいは良好な精度の試部等を有する磁心が、簡単
な操作で短時間に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁心の好適実施例であるロータリー
トランス用磁心の１例を示す正面図である。符号の説明１・・・ロータリートランス用６琺心２・・・対向面・・・溝出願人ティーデイ−ケイ株式会社代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェライト焼結体を超塑性加工したことを特徴と
する磁心。
（２）平均グレインサイズが３０μｍ以下である請求項
１に記載の磁心。
（３）超塑性加工により、表面が平滑化された請求項１
または２に記載の磁心。
（４）平板状であって、超塑性加工によりソリが矯正さ
れた請求項１ないし３のいずれかに記載の磁心。
（５）超塑性加工により、表面に凹部が形成された請求
項１ないし４のいずれかに記載の磁心。
（６）対向する一対の磁心を有するロータリートランス
に用いられる請求項１ないし５のいずれかに記載の磁心
。