JP2014003084A - 磁心及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転可能なロール上に溶融した金属が噴射されて冷却されることにより形成された、前記金属を含む軟磁性箔体を有し、前記軟磁性箔体作製時の前記ロールから引き出された、前記軟磁性箔体のロール方向に垂直な方向に磁界が印加されることを特徴とする、磁心、並びに、この磁心を製造する方法であって、前記軟磁性箔体に対して熱処理が行われることを特徴とする、磁心の製造方法。
【選択図】図4
Description
本実施形態の磁心は、回転可能なロール上に、溶融した金属が噴射されて冷却されることにより形成された、前記金属を含む軟磁性箔体を有している。そして、本実施形態の磁心は、前記軟磁性箔体作製時の前記ロールから引き出された、前記軟磁性箔体のロール方向に垂直な方向に磁界が印加されるものである。
本発明者らは、磁心の飽和磁化に影響を与えうる構造不均一性(図1を参照しながら説明した、歪に似た構造の不均一性)を解消するための検討を行った。その結果、非晶質箔体(例えば鉄を含む)の結晶化温度以下で熱処理を行うことにより、磁気特性が改善されることがわかった。特に、非晶質箔体の面内の一方向に磁界を印加しながら熱処理すると、磁界中での冷却過程において、原子同士(例えば鉄原子同士)の方向配列(ペアオーダリング)が固定される。そのため、磁界印加方向が磁化容易軸となる。一方で、この磁界印加方向に垂直な方向は磁化困難軸となる。
次に、本実施形態の磁心を構成する非晶質箔体について説明する。
・実施例1
メルトスパン法により、厚さ25μm幅30mmの非晶質箔体ロール(鉄を含む)を調製した。そして、調製した非晶質箔体ロールから長さ1mを切り出した。これを12回繰り返し、得られた12枚の非晶質箔体1を図9(図示の簡略化のために一部省略)に示すように積層して積層体2を得た。そして、積層体2を捲回し、直径21mm、長さ35mmの空間を有する成形型(図示しない)に端部をそろえて圧入し、無磁界、窒素中、350℃で3時間熱処理した。
メルトスパン法により、厚さ25μm幅1mの非晶質箔体ロール(鉄を含む)を調製した。そして、調製した非晶質箔体ロールから長さ30mmを切り出した。この場合、非晶質箔体のロール方向に磁界が印加される。そして、実施例1と同様にして飽和磁界及び保磁力を算出した。その結果、実施例1の飽和磁界は500A/m、保磁力は50A/mであった。
実施例1の結果と比較例1の結果とを比較すると、飽和磁界及び保磁力のいずれも実施例1の結果の方が小さく、実施例1の方が良好な結果であった。また、結果は示さないが、本発明者らの検討によれば、ロール方向に垂直な方向に磁界を印加する場合、ロール方向と磁界の印加方向との為す角度が80°以上100°以下程度で特に良好な結果が得られることがわかった。
・実施例2
前記した実施例1と同様の材料を用い、同様の方法により、無磁界中で熱処理を行った。そして、熱処理完了した試料について、実施例1と同様にして飽和磁界及び保磁力を算出した。その結果、実施例2の飽和磁界は210A/m、保磁力は25A/mであった。なお、この試料は前記した実施例1と同様の試料であるが、測定誤差を考慮すると、これらの飽和磁界及び保磁力の実験結果はほぼ同じであった。
80kA/mの磁界中で熱処理を行ったこと以外は実施例2と同様にして飽和磁界及び保磁力を算出した。その結果、実施例3の飽和磁界は350A/m、保磁力は40A/mであった。
実施例2及び実施例3の飽和磁界及び保磁力は、前記した比較例1の飽和磁界及び保磁力よりも小さいものであった。即ち、実施例2及び実施例3は、比較例1よりも良好な結果を示した。従って、熱処理中の磁界の有無に関らず、良好な結果が得られることがわかった。
・実施例4〜6及び比較例2〜4
非晶質箔体の大きさを以下の表1に示す大きさにしたこと以外は実施例1と同様にして飽和磁界及び保磁力を算出した(実施例4〜6)。また、非晶質箔体の大きさを以下の表1に示す大きさにしたこと以外は比較例1と同様にして飽和磁界及び保磁力を算出した(比較例2〜4)。算出された飽和磁界及び保磁力を表1に示す。
表1に示すように、各組み合わせにおいても、実施例4〜6の飽和磁界及び保磁力の方が、比較例2〜4の飽和磁界及び保磁力よりも小さくなった。従って、試料の大きさによらず、実施例4〜6の方が比較例2〜4の方よりも良好な結果が得られた。
メルトスパン法により、厚さ25μm幅80mmの非晶質箔体ロール(鉄を含む)を調製した。そして、調製した非晶質箔体ロールから非晶質箔体を巻き出し、巻き出した箔体に対してパンチ抜きを行って、矩形状(幅80mm×使用方向50mm)の箔体を得た。
・実施例12
メルトスパン法により、厚さ25μm幅30mmの非晶質箔体ロール(鉄を含む)を調製した。そして、調製した非晶質箔体ロールから長さ1mを切り出した。これを12回繰り返し、得られた箔体12枚を積層した。積層物を断面積415mm2、長さ35mmの断面扇型形状を有する成形型に端部をそろえて圧入し、無磁界、窒素中で350℃3時間熱処理し、試料を作製した。また、同様にして、全12個の試料を作製した。作製した試料(コア)を用い、12極のアキシャルギャップモータを作製した。
熱処理を80kA/mの磁界中で行ったこと以外は実施例12と同様にしてアキシャルギャップモータを作製した。
実施例12のアキシャルギャップモータと実施例13のアキシャルギャップモータとの効率を比較した。その結果、実施例12(無磁界中での熱処理)では定格動作時の効率が93.5%であり、実施例13(磁界中での熱処理)では定格動作時の効率が92.5%であった。この結果から、無磁界中で作製したコアを含むアキシャルギャップモータは高い効率を示すことがわかった。従って、本実施形態によれば、コア作製時に磁界を印加せずに、高効率なモータを作製できることがわかった。
2 積層体
3 試料
10 試験装置
Claims (5)
- 回転可能なロール上に、溶融した金属が噴射されて冷却されることにより形成された、前記金属を含む軟磁性箔体を有し、
前記軟磁性箔体作製時の前記ロールから引き出された、前記軟磁性箔体のロール方向に垂直な方向に磁界が印加されることを特徴とする、磁心。 - 磁界印加時の磁界と磁束密度との関係を示す磁化曲線において、磁束密度の飽和値である飽和磁束密度の90%の磁束密度に対応する磁界を飽和磁界と定義した場合、
飽和磁界の値が270A/m以下であることを特徴とする、請求項1に記載の磁心。 - 前記軟磁性箔体が、非晶質箔体、金属ガラス箔体、微結晶箔体及びパーマロイ箔体からなる群より選ばれる何れか1種以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の磁心。
- 請求項1又は2に記載の磁心を製造する方法であって、
前記軟磁性箔体に対して熱処理が行われることを特徴とする、磁心の製造方法。 - 前記熱処理は、350℃以上の温度で30分間以上行われることを特徴とする、請求項4に記載の磁心の製造方法。
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JPWO2015022904A1 (ja) * | 2013-08-13 | 2017-03-02 | 日立金属株式会社 | Fe基アモルファストランス磁心及びその製造方法、並びにトランス |
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2012
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