JPS6115312A - 巻鉄心の製造方法 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は非晶質磁性合金薄帯からなる巻鉄心の製造方法
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時％変圧器などに扇いる巻鉄心においては、優れた磁
気特性を有する非晶質“磁性合金材料により製造するこ
とが検討されている。

この非晶質磁性合金材料は、鉄、コバルトナどの金属と
ほう素、炭素などの元素からなる合金を成分として超急
冷法により製造した薄帯をなすもので、従来の鉄心材料
であるけい素鋼板に比較して、鉄損および励磁電流が著
しく優れた励磁特性を示している。

しかして、非晶質磁性合金材料（以下非晶質磁性合金薄
帯と称する。）は、超急冷法により製造するので、材料
の内部に熱応力が残留することから、一般に磁場中にて
熱処理（焼鈍）を施して歪を除去しないと、材料が本来
有している良好な磁気特性が得られない。

このため、非晶質磁性合金薄帯により巻鉄心を製造する
場合には、非晶質磁性合金薄帯を巻回した後に、磁場中
焼鈍（熱処理）を行なっている。

この場合、非晶質磁性合金薄帯は適正な熱処理温度条件
の範囲が狭く、良好な磁気特性を得るためには、温度お
よび保持時間を所定の範囲に設定することが必要である
。すなわち、熱処理温度が低くすぎても、あるいは高す
ぎても、非晶質磁性合金薄帯の磁気特性の回復率（内部
歪の除かれる割合）が小さく。

その許容温度範囲は±５℃以内が良い・とされ、±ｌＯ
℃以上になると磁気特性が悪化する。

また、熱処理温度の保持時間が長くなると、非晶質磁性
合金薄帯の磁気特性が悪化する。

このため、非晶質磁性合金薄帯を、この材料が本来有し
ている優れた磁気特性を損なうことなく歪取り熱処理す
るためには、薄帯全体を短時間で均一温度（、±５℃）
にすることが必要である。

しかして、従来非晶質磁性合金薄帯を用いて巻鉄心を製
造する場合には、第９図および第１Ｏ図で示すように非
晶質磁性合金薄帯イを１巻型口の周囲に幅方向に均一に
揃えて連続的に巻回して巻回体ハとし、この巻回体ノ・
に歪取り熱処理を施している。

しかしながら、前記のような巻回構成の巻回体ハを熱処
理すると１巻回体ノ・の巻厚方向の各部分および幅方向
の各部分に／Ｍ開度差生じて１巻回体ハ全体、すなわち
巻回した非晶質磁性合金薄帯イ全体を、短時間で均一温
度に昇温および降温（冷却）することが困難で。

その結果、非晶質磁性合金薄帯イの優れた磁気特性を劣
化させるという問題があった。第１１図は、熱処理の昇
温時（４１０℃、１時間保持）における巻回体ハの巻厚
方向の温度分布の一例を示す線図である。この線図によ
れば１巻回体ノ・の巻取り厚方向中央部の温度が、内周
部および外周部の温度に比して特に低く、両者間に５〜
２５℃の温度差を生じることが判る。第１２図は、前記
と同じ昇温時における巻回体ハの巻取り幅方向の温度分
布の一例を示す線図である。この線図によれば。

巻回体ハの巻取り幅方向中央部の温度が１両端部の温度
に比して特に低く１両者間に２〜５°Ｃの畠度差を生じ
ることが判る。この、ように巻回体ハを熱処理すると１
巻回体ノ・は部分的に温度の高低差を生じて、温度分布
が不均一になり１巻回体ハ全体を均一な温度にすること
ができないＯそこで１巻回体ノ・の中央部が所定の熱処
理温度になるまで温度を保持すると１巻回体ノ・の外周
部（巻終り部）と内周部、（巻始め部）における非晶質
磁性合金薄帯イが茜温となって結晶化が始まり、磁気特
性の劣化を招く原因となしていた０ 〔発明の目的〕 本発明は前記事情に基づいてなされたもので。

非晶質磁性合金薄帯が本来有する優れた磁気特性を低下
させることなく巻鉄心を製造することができる巻鉄心の
製造方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明の巻鉄心の製造方法は１巻型を巻取り幅方向に複
数に分割例えば３分割し、各分割巻型に非晶質磁性合金
薄帯を各々巻取り、各分割巻型で巻取った非晶質磁性合
金薄帯に各々磁場中にて熱処理を施し、その後に各分割
巻型で巻取った非晶質磁性合金薄帯を巻取り幅方向に組
合せて巻鉄心を形成することを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す実施例について説明する。

本発明の製造方法の一実施例を第１図ないし第７図につ
いて説明する。

まず、第３図で示すように巻型２を図示しない巻取機に
取付けて回転させ、供給リール８に巻付けである反数の
非晶質磁性含金薄帯１を重ねて必要とする巻厚寸法まで
例えば第２図でも示すように矩形状に巻取る。ここで巻
型２は非晶質磁性合金薄帯１の巻取′り幅方向ＶＣ複数
に分割したものを用いる。例えば巻型２は第１図で示す
ように巻取り幅方向の中央に位置する１個の中央部巻型
２Ａと両側部に位置する２個の側＠巻型２Ｂ、２Ｂ−と
に３分割したものを用いる。

中央部巻型２Ａは矩形筒状をなすものである。

側部巻型２Ｂ、２Ｂは第５図に示す様に矩形筒状をなす
巻芯部２ａとこの巻芯部２ａの一端に形成したフランジ
２ｂからなるもので、フランジ２ｂには効果的な熱処理
が行なえる様にスリット２Ｃが設けられている。中央部
巻型２Ａを真中にしてその両［１ｔｌＪを側部巻型２Ｂ
、２Ｂではさみ込み、各巻型２Ａ、２Ｂ、、？Ｂの巻芯
部にスタッド３全通して側部巻型２Ｂ、ｚＢの両側から
押え板４を介して六角ナツト５で締付けることにより１
巻型２１Ｌ、２Ｂ、２Ｂｆ一体的に固定して巻型２を構
成している。そして、このように分割した各巻型２Ａ・
２Ｂ・２Ｂで各々個別に非晶質合金薄帯１を巻取る。ま
た、この場合に中央部巻型２にと側部巻型２Ｂ、２Ｂと
では非晶−質磁性合金薄帯１の巻取り噛を各々異ならせ
て巻取る。すなわち、第１図で示すように中央部巻型２
Ａでは、非晶質磁性含金薄帯１を巻始め部（内周部）を
最大、；晶とし、所定巻取り厚毎に中央）−に同かうに
従って次第に巻取り幅を狭くして中央層を最小幅とする
ように巻取り、次に中央層から巻終り部（外１ｔｊｄ部
）に同かうに蛇って次第に巻取り幅金広くし巻終り部を
最大μ畠として巻取る。また両測部巻型２Ｂ。

２Ｂでは、非晶質磁性合金薄帯１：と中央部巻型２人で
の巻取り幅とは逆に巻始め部（内周；３）を最小幅とし
、所定巻取り厚毎に中央１−に同かうに従って次第に巻
取り幅を広くして中央層全最大幅とするように巻取り１
次に中央層から巻終り部（外局部）に向かうに従って次
第に巻取す璃を狭くし巻終り部を最小幅として巻き取る
。

各段毎の非晶質磁性合金薄帯１の巻取り厚さは。

３分割した鉄心幅も含めて熱容量ができるだけ等しくな
る様に最適な寸法に決める。

この様にして各巻型２Ａ、２Ｂ、２Ｂ毎に非晶質磁性合
金薄帯１を巻取り、第４図でも示す様に３組の分割同体
６Ａ、６Ｂ、６Ｂからなる巻回体６を形成する。

次いで、第４図で示すように巻型２を各巻型、？Ａ、、
？Ｂ、、？Ｂすなわち分割巻回体６Ａ。

６Ｂ、６Ｂに分割し、各々’ｔｌｉｆｌ場中にて焼鈍す
る歪取り熱処理を施す。この熱処理は１巻回体６を不活
性ガスを封入した焼鈍炉の内部で焼鈍温度まで加熱した
後に冷却して、非晶質磁性含金薄帯１の歪を除去するも
のである。

ここで分割巻回体６Ａ、６Ｂ、６Ｂは、非晶質磁性合金
薄帯１の巻回体を幅方向に小さなブロックとして分割し
たもので：届方同長さが小さいために、各分割巻回体６
Ａ、６Ｂ、６Ｂにおける幅方向の熱伝導が早く行なわれ
る。このため、昇温過程では各分割巻回体６Ａ、６Ｂ、
６Ｂが各々均一な状態で短時間に所定１Ｍ度に上昇し、
且つ降温過程では各分割巻回体６Ａ、６Ｂ。

６Ｂが各々均一な状態で短時間に降温する。

特にこの実施例では各分割巻回体６に、６Ｂ、６Ｂにお
いては、非晶質磁性合金薄帯１′ｔ−巻取り厚方向に多
段に分割し且つ所定の巻取り厚毎に巻取り幅を変えて巻
回しであるので１巻回体６全体としては同一体積（熱答
“（社））ではあるが巻回体表面積を大きくできる。ま
た、側部巻型２Ｂ、２Ｂの７ランジ２ｂにスリット２ｃ
を形成しているので１分割巻回体６Ｆ３．６Ｂの表面積
を増大することができる。このため各分割巻回体６１．
６Ｂ、、６Ｂの巻取り厚方向の中央部の温度は炉内の強
制対流と熱伝導により短時間に昇温または降温されて設
定温度に近づき。

巻回体内温度差を少なくすることができる。従って分割
巻回体６ｉＡ、６Ｂ、６ｉＢの温ば分布はより均一化さ
れ磁気特性の同上を図ることが士きる。

このようにして熱処理を施すことにより１巻回体６全体
における巻取り幅方向および巻取り厚方向の各部分の温
度分布を均一化して、非晶質磁性合金薄帯１全体を短時
間で所定の温度に均一に昇温および降温できる。

そして熱処理が終了した後には、各分割巻回体６Ａ、６
Ｂ、６Ｂを再び巻取り幅方向に並べて組合せ、各巻型２
Ａ、２Ｂ、２Ｂｔ−取外して第６図で示す矩形の巻鉄心
７を形成する。

第７図は１本実施例の熱処理時における巻回体６の巻取
り厚方向のＧＡ度分布を示す線図である。温度測定は熱
電対法によっている。この線図から明らかなように巻回
体６の各部の温度差が１０℃以内であることが判る。こ
の温度差は。

前記したように非晶質磁性合金薄帯１の磁気特性を低下
させない許ｙ温度範囲±５℃に収まる大きさであり、こ
のため巻回体６の温度差が２５℃もあった従来の場合に
比して１本発明では巻回体６の磁気特性を約７％向上で
きた。

なお、前述した実施例では側部巻型２Ｂ。

２Ｂにフランジ２ｃｆ形成して巻回体６の幅方向の両端
部を支えているため、非晶質磁性合金薄帯１を巻き取る
場合の蛇行を防止することができるとともに１巻き取る
時間も少なくなる。

第８図は他の実施例を示すもので、第３図と同様に巻型
２に非晶質磁性合金薄帯１を巻取つ。

た状態を示す拡大断面図である。本実施例は非晶質磁性
合金薄帯１を巻型、？Ａ、、？Ｂ、２Ｂに巻き取る場合
、非晶質磁性合金薄帯１のフープ材を３分割にスリット
しながら巻いていく方法であり１巻取り厚が段階状でな
く傾斜状としているのが特徴である。本実施例において
も磁場中熱処理による巻回体６の磁気特性は前記実施例
と同様に優れた効果を得ることができる。

さらに前述した実施例では１巻鉄心として。

非晶質磁性合金薄帯１の接合部をもたないノーカット形
のものを対象にしているが−Ｃカット形などの巻鉄心も
対象にできる。

また１本発明は矩形鉄心に限らず１円形の鉄心にもノ厘
用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の巻鉄心の製造方法によれば
、非晶質磁性合金薄帯を巻回した巻回体を歪取り熱処理
する時に１巻回体の各部分を短時間で均一な所定の温度
に昇温および降温することができ、非晶質磁性合金薄帯
本来の優れた磁気特性を有する巻鉄心を製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の製造方法の一実施例をホ
すもので、第１図は巻回体の一部を断面して示す拡大側
面図、第２図は巻回体を示す正面図、第３図は巻回体の
形成時の状態を示す正面図、第４図は巻回体を分割した
状態を示す拡大断面図、第５図ｆａｌ　（ｂｌは側部巻
型を不す正面図および一部切欠側面図、第６図は巻鉄心
を示す斜視図、第７図は熱処理時の巻回体における温は
分布を示す線図、第８図は他の実施例における非晶質磁
性合金薄帯巻取り状態ヲ示す拡大断面図、第９図は従来
の製造方法により形成した巻回体を示す正面図、第１０
図は第９図Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、第１１図および第１
２図は夫々従来の巻回体における熱処理時の温度分布を
示す線図である。 ｌ・・・非晶質磁性合金薄帯、２．２Ｌ、２Ｂ。 ２Ｂ・・・巻型、６・・・巻回体、６１ｙ、６Ｂ、６Ｃ
・・・分割巻同体−７・・・巻鉄心。 出願人代理人　弁理士　鈴　圧式　彦 第４図 （ａ）　　　　　（ｂ） 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非晶質磁性合金薄帯を巻回する巻型を巻取り幅方
   向に複数に分割し、これら分割した各分割巻型に前記非
   晶質磁性合金薄帯を各々巻取り、前記各分巻型で巻取つ
   た前記非晶質磁性合金薄帯に各々磁場中にて熱処理を施
   し、その後に前記各分割巻型で巻取つた前記非晶質磁性
   合金薄帯を巻取り幅方向に組合せて巻鉄心を形成するこ
   とを特徴とする巻鉄心の製造方法。
2. （２）巻型は、１個の中央部巻型と２個の側部巻型とに
   ３分割したものである特許請求の範囲第１項に記載の巻
   鉄心の製造方法。
3. （３）中央部巻型では、非晶質磁性合金薄帯を巻始め部
   および巻終り部から中央部に向けて順次巻取り幅寸法が
   小さくなるようにして巻取り、側部巻型では、非晶質磁
   性合薄帯を巻始め部および巻終り部から中央部に向けて
   巻取り幅寸法が順次大きくなるようにして巻取る特許請
   求の範囲第２項に記載の巻鉄心の製造方法。