JP2812574B2 - 低周波トランス - Google Patents
低周波トランスInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 この発明は、低周波領域で使用
されるインバータトランスや商用周波数で使用される配
電用トランスなどとして好適な低周波トランスに関する
ものである。
されるインバータトランスや商用周波数で使用される配
電用トランスなどとして好適な低周波トランスに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、低周波領域で使用されるインバー
タトランスや商用周波数で使用される配電用トランスな
どにおいては、高飽和磁束密度で比較的低鉄損失のケイ
素鋼板が主に使用されている。この種のケイ素鋼板にお
いては、特公昭６２−３７６８８号公報や特公昭６２−
４５２８５号公報に見られるように、圧延や焼鈍による
再結晶化などの技法によって磁束密度の向上と鉄損の低
減が図られている。
タトランスや商用周波数で使用される配電用トランスな
どにおいては、高飽和磁束密度で比較的低鉄損失のケイ
素鋼板が主に使用されている。この種のケイ素鋼板にお
いては、特公昭６２−３７６８８号公報や特公昭６２−
４５２８５号公報に見られるように、圧延や焼鈍による
再結晶化などの技法によって磁束密度の向上と鉄損の低
減が図られている。
【０００３】また、最近においては、超急冷法の進展に
より、低鉄損の高ケイ素Ｓi箔帯や 鉄基アモルファス合
金薄帯が作成されるようになり、低周波トランス材とし
て注目されている。これらの中で特に、鉄基のアモルフ
ァス合金は、商用周波数における鉄損がケイ素鋼板の数
分の一と小さいために、省エネルギー材として注目さ
れ、一部で実用に供されている。
より、低鉄損の高ケイ素Ｓi箔帯や 鉄基アモルファス合
金薄帯が作成されるようになり、低周波トランス材とし
て注目されている。これらの中で特に、鉄基のアモルフ
ァス合金は、商用周波数における鉄損がケイ素鋼板の数
分の一と小さいために、省エネルギー材として注目さ
れ、一部で実用に供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら前記ケ
イ素鋼板は、鉄損が十分低くはないために、省エネルギ
ー、トランスの発熱等の点で十分に満足できるものでは
ない。また、従来のケイ素鋼板は、鉄基アモルファス合
金よりも飽和磁束密度が低い問題がある。
イ素鋼板は、鉄損が十分低くはないために、省エネルギ
ー、トランスの発熱等の点で十分に満足できるものでは
ない。また、従来のケイ素鋼板は、鉄基アモルファス合
金よりも飽和磁束密度が低い問題がある。
【０００５】一方、鉄基アモルファス合金は、鉄損は少
ないが、磁歪が著しく大きく、応力に敏感であるため
に、機械的振動や合金自体の自重による変形などにより
磁気特性が劣化しやすい問題がある。
ないが、磁歪が著しく大きく、応力に敏感であるため
に、機械的振動や合金自体の自重による変形などにより
磁気特性が劣化しやすい問題がある。
【０００６】このような背景の基に本発明者らは、先
に、高飽和磁束密度のＦe系軟磁性合 金を特願平２ー１
０８３０８号明細書において平成２年４月２４日付けで
特許出願している。
に、高飽和磁束密度のＦe系軟磁性合 金を特願平２ー１
０８３０８号明細書において平成２年４月２４日付けで
特許出願している。
【０００７】この特許出願に係る合金の他の１つは、次
式で示される組成からなることを特徴とする高飽和磁束
密度合金であった。(Ｆe 1-a Ｃo a)b Ｂx Ｔy Ｔ'z
式で示される組成からなることを特徴とする高飽和磁束
密度合金であった。(Ｆe 1-a Ｃo a)b Ｂx Ｔy Ｔ'z
【０００８】但しＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗ
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、Ｔ'は
Ｃu,Ａg,Ａu,Ｎi,Ｐd,Ｐtからなる群から選ばれた１種
又は２種以上の元素であり、a≦０.０５、 b≦９２原子
％、 x＝０.５〜１６原子％、 y＝４〜１０原子％、z＝
０.２〜４.５原子％である。
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、Ｔ'は
Ｃu,Ａg,Ａu,Ｎi,Ｐd,Ｐtからなる群から選ばれた１種
又は２種以上の元素であり、a≦０.０５、 b≦９２原子
％、 x＝０.５〜１６原子％、 y＝４〜１０原子％、z＝
０.２〜４.５原子％である。
【０００９】また、前記特許出願に係る合金の他の１つ
は、次式で示される組成からなることを特徴とする高飽
和磁束密度合金であった。Ｆe b ＢxＴy Ｔ'z
は、次式で示される組成からなることを特徴とする高飽
和磁束密度合金であった。Ｆe b ＢxＴy Ｔ'z
【００１０】但しＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗ
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、Ｔ'は
Ｃu,Ａg,Ａu,Ｎi,Ｐd,Ｐtからなる群から選ばれた１種
又は２種以上の元素であり、b≦９２原子％、 x＝０.５
〜１６原子％、 y＝４〜１０原子％、 z＝０.２〜４.５
原子％である。
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、Ｔ'は
Ｃu,Ａg,Ａu,Ｎi,Ｐd,Ｐtからなる群から選ばれた１種
又は２種以上の元素であり、b≦９２原子％、 x＝０.５
〜１６原子％、 y＝４〜１０原子％、 z＝０.２〜４.５
原子％である。
【００１１】更に本発明者らは、前記合金の発展型の合
金として、先に、以下に示す組成の合金について特許出
願を行っている。
金として、先に、以下に示す組成の合金について特許出
願を行っている。
【００１２】この特許出願に係る合金の１つは、次式で
示される組成からなることを特徴とする高飽和磁束密度
合金であった。(Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy
示される組成からなることを特徴とする高飽和磁束密度
合金であった。(Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy
【００１３】但しＱはＣo,Ｎiのいずれか、または、両
方であり、ＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからな
る群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且
つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、 a≦０.０５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％、
y＝４〜９原子％であ る。
方であり、ＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからな
る群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且
つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、 a≦０.０５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％、
y＝４〜９原子％であ る。
【００１４】また、前記特許出願に係る合金の他の１つ
は、次式で示される組成からなることを特徴とする高飽
和磁束密度合金であった。Ｆe b ＢxＴy
は、次式で示される組成からなることを特徴とする高飽
和磁束密度合金であった。Ｆe b ＢxＴy
【００１５】但しＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗ
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９
３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜９原子％で
ある。
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９
３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜９原子％で
ある。
【００１６】以上のように本発明者らは、前記各組成の
種々のＦe系軟磁性合金を開発した わけであるが、前記
組成の合金について研究を重ねた結果、これをトランス
用として用いても良好な特性がえられることが判明した
ので本願発明に到達した。
種々のＦe系軟磁性合金を開発した わけであるが、前記
組成の合金について研究を重ねた結果、これをトランス
用として用いても良好な特性がえられることが判明した
ので本願発明に到達した。
【００１７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、高飽和磁束密度を示し、低周波領域で鉄損が
少なく、耐熱性にもすぐれた低周波トランスを提供する
ことを目的とする。
たもので、高飽和磁束密度を示し、低周波領域で鉄損が
少なく、耐熱性にもすぐれた低周波トランスを提供する
ことを目的とする。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【課題を解決するための手段】 請求項１に記載した発明
は前記課題を解決するために、次式で示される組成から
なり、微細な結晶粒を主とする組織からなる高飽和磁束
密度Ｆe系軟磁性合金と導線とからなるものである。 (Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy
は前記課題を解決するために、次式で示される組成から
なり、微細な結晶粒を主とする組織からなる高飽和磁束
密度Ｆe系軟磁性合金と導線とからなるものである。 (Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy
【００２３】但しＱはＣo,Ｎiのいずれか、または、両
方であり、ＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからな
る群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且
つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、a≦０.０
５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜
９原子％であ る。
方であり、ＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからな
る群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且
つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、a≦０.０
５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜
９原子％であ る。
【００２４】請求項２に記載した発明は前記課題を解決
するために、次式で示される組成からなり、微細な結晶
粒を主とする組織からなる高飽和磁束密度Ｆe系軟磁性
合金と導線とからなるものである。 Ｆe b Ｂx Ｔy
するために、次式で示される組成からなり、微細な結晶
粒を主とする組織からなる高飽和磁束密度Ｆe系軟磁性
合金と導線とからなるものである。 Ｆe b Ｂx Ｔy
【００２５】但しＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗ
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９
３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜９原子％で
ある。
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９
３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜９原子％で
ある。
【００２６】
【作用】微細な結晶粒を主とする組織からなり、特定の
組成の軟磁性合金を用いてトランスを形成するので、高
飽和磁束密度と高透磁率を兼ね備え、熱安定性を併せ持
つ低周波トランスを得ることができる。
組成の軟磁性合金を用いてトランスを形成するので、高
飽和磁束密度と高透磁率を兼ね備え、熱安定性を併せ持
つ低周波トランスを得ることができる。
【００２７】
【実施例】図１は本発明のトランスの一実施例を示すも
ので、この例のトランスＴは、左右一対の磁心１と、磁
心１,１に巻回されてなる導線２を主体として構成され
ている。前記磁心１は図２に示すように、薄帯を巻回し
て構成されている。この薄帯は、Ｆe 90 Ｚr 7 Ｂ 2 Ｃ
u 1 なる組成などからなる軟磁性合金薄帯と、この軟磁
性合金薄帯の一面に形成されたＭgＯなどの絶縁層とか
らなるものである。
ので、この例のトランスＴは、左右一対の磁心１と、磁
心１,１に巻回されてなる導線２を主体として構成され
ている。前記磁心１は図２に示すように、薄帯を巻回し
て構成されている。この薄帯は、Ｆe 90 Ｚr 7 Ｂ 2 Ｃ
u 1 なる組成などからなる軟磁性合金薄帯と、この軟磁
性合金薄帯の一面に形成されたＭgＯなどの絶縁層とか
らなるものである。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】なお、前記薄帯を構成する軟磁性合金の１
つとして、次式で示される組成からなる高飽和磁束密度
Ｆe系軟磁性合金を使用することができる。 (Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy
つとして、次式で示される組成からなる高飽和磁束密度
Ｆe系軟磁性合金を使用することができる。 (Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy
【００３３】但しＱはＣo,Ｎiのいずれか、または、両
方であり、ＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからな
る群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且
つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、a≦０.０
５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜
９原子％であ る。
方であり、ＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからな
る群から選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且
つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、a≦０.０
５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜
９原子％であ る。
【００３４】更にまた、前記薄帯を構成する軟磁性合金
の１つとして、次式で示される組成からなる高飽和磁束
密度Ｆe系軟磁性合金を使用することができる。Ｆe b
Ｂx Ｔy
の１つとして、次式で示される組成からなる高飽和磁束
密度Ｆe系軟磁性合金を使用することができる。Ｆe b
Ｂx Ｔy
【００３５】但しＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗ
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９
３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜９原子％で
ある。
からなる群から選ばれた１種又は２ 種以上の元素であ
り、且つ、Ｚr,Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９
３原子％、 x＝０.５〜８原子％、 y＝４〜９原子％で
ある。
【００３６】本発明で用いる軟磁性合金は、前記組成の
非晶質合金あるいは非晶質相を含む結晶質合金を溶湯か
ら急冷することにより得る工程と、これを加熱し微細な
結晶粒を形成する熱処理工程によって通常得ることがで
きる。
非晶質合金あるいは非晶質相を含む結晶質合金を溶湯か
ら急冷することにより得る工程と、これを加熱し微細な
結晶粒を形成する熱処理工程によって通常得ることがで
きる。
【００３７】本発明のトランスに用いる軟磁性合金にお
いて、非晶質相を得やすくするためには、非晶質形成能
の高いＺr、Ｈfのいずれかを含む必要がある。またＺr、
Ｈf はその一部を他の４Ａ〜６Ａ族元素のうち、Ｔi,
Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗと置換する ことが出来る。ここでＣ
rを含めなかったのは、Ｃrが他の元素に比べ非晶質形成
能が劣っているからであるが、Ｚr,Ｈfを適量添加した
ならば、更にＣrを添加しても良いのは勿論である。
いて、非晶質相を得やすくするためには、非晶質形成能
の高いＺr、Ｈfのいずれかを含む必要がある。またＺr、
Ｈf はその一部を他の４Ａ〜６Ａ族元素のうち、Ｔi,
Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗと置換する ことが出来る。ここでＣ
rを含めなかったのは、Ｃrが他の元素に比べ非晶質形成
能が劣っているからであるが、Ｚr,Ｈfを適量添加した
ならば、更にＣrを添加しても良いのは勿論である。
【００３８】Ｂには本発明に用いる合金の非晶質形成能
を高める効果、および前記熱処理工程において磁気特性
に悪影響を及ぼす化合物相の生成を抑制する効果がある
と考えられ、このためＢ添加は必須である。Ｂと同様に
Ａ１,Ｓi,Ｃ,Ｐ等も非晶質形成元素として一般に用いら
れており、これらの元素を添加した場合も本発明と同一
とみなすことができる。
を高める効果、および前記熱処理工程において磁気特性
に悪影響を及ぼす化合物相の生成を抑制する効果がある
と考えられ、このためＢ添加は必須である。Ｂと同様に
Ａ１,Ｓi,Ｃ,Ｐ等も非晶質形成元素として一般に用いら
れており、これらの元素を添加した場合も本発明と同一
とみなすことができる。
【００３９】なお、Ｃu,Ｎiおよびこれらと同族元素の
うちから選ばれた少なくとも１種又は２種以上の元素
を、４.５原子％以下、より好ましくは０.２原子％〜
４.５原子％配合すると、前記熱処理工程により優れた
軟磁気特性を得ることができる。又これらの元素の中で
もＣｕは特に好適である。
うちから選ばれた少なくとも１種又は２種以上の元素
を、４.５原子％以下、より好ましくは０.２原子％〜
４.５原子％配合すると、前記熱処理工程により優れた
軟磁気特性を得ることができる。又これらの元素の中で
もＣｕは特に好適である。
【００４０】上述のＣu,Ｎi等の元素の配合量が０.２原
子％以下の場合は、熱処理後の冷却速度を速めることが
望ましい。図３は、Ｆｅ88Ｃｕ1Ｂ3Ｚｒ8なる組成の軟
磁性合金の試料を６５０℃に１時間加熱した後、種々の
冷却速度で冷却した後の透磁率を測定した結果を示す、
冷却速度と透磁率の関係のグラフである。このグラフか
ら、冷却速度を速めると透磁率が向上することが分か
る。Ｃu,Ｎi等の元素が０.２原子％以下になると、透磁
率が低下する傾向があるが、前記のように冷却速度を速
めることによって、透磁率が低下する傾向を打ち消すこ
とができる。
子％以下の場合は、熱処理後の冷却速度を速めることが
望ましい。図３は、Ｆｅ88Ｃｕ1Ｂ3Ｚｒ8なる組成の軟
磁性合金の試料を６５０℃に１時間加熱した後、種々の
冷却速度で冷却した後の透磁率を測定した結果を示す、
冷却速度と透磁率の関係のグラフである。このグラフか
ら、冷却速度を速めると透磁率が向上することが分か
る。Ｃu,Ｎi等の元素が０.２原子％以下になると、透磁
率が低下する傾向があるが、前記のように冷却速度を速
めることによって、透磁率が低下する傾向を打ち消すこ
とができる。
【００４１】また、Ｃu,Ｎi等の添加により、軟磁気特
性が著しく改善される機構については明らかではない
が、結晶化温度を示差熱分析法により測定したところ、
Ｃu,Ｎi等を添加した合金の結晶化温度は、添加しない
合金に比べてやや低い温度であると認められた。これは
前記元素の添加により非晶質相が不均一となり、その結
果、非晶質相の安定性が低下したことに起因すると考え
られる。また不均一な非晶質相が結晶化する場合、部分
的に結晶化しやすい領域が多数でき不均一核生成するた
め、得られる組織が微細結晶粒組織となると考えられ
る。
性が著しく改善される機構については明らかではない
が、結晶化温度を示差熱分析法により測定したところ、
Ｃu,Ｎi等を添加した合金の結晶化温度は、添加しない
合金に比べてやや低い温度であると認められた。これは
前記元素の添加により非晶質相が不均一となり、その結
果、非晶質相の安定性が低下したことに起因すると考え
られる。また不均一な非晶質相が結晶化する場合、部分
的に結晶化しやすい領域が多数でき不均一核生成するた
め、得られる組織が微細結晶粒組織となると考えられ
る。
【００４２】また特にＦeに対する固溶度が著しく低い
元素であるＣuの場合、相分離傾向があるため、加熱に
よりミクロな組成ゆらぎが生じ、非晶質相が不均一とな
る傾向がより顕著になると考えられ、組織の微細化に寄
与するものと考えられる。
元素であるＣuの場合、相分離傾向があるため、加熱に
よりミクロな組成ゆらぎが生じ、非晶質相が不均一とな
る傾向がより顕著になると考えられ、組織の微細化に寄
与するものと考えられる。
【００４３】以上の観点からＣu及びその同族元素、Ｎi
およびＰd,Ｐt以外の元素でも結晶 化温度を低下させる
元素には同様の効果が期待できる。またＣuのようにＦe
に対する固溶限が小さい元素にも同様の効果が期待でき
る。
およびＰd,Ｐt以外の元素でも結晶 化温度を低下させる
元素には同様の効果が期待できる。またＣuのようにＦe
に対する固溶限が小さい元素にも同様の効果が期待でき
る。
【００４４】以上、本発明の高飽和磁束密度Ｆe系軟磁
性合金に含まれる合金元素の限定理 由を説明したが、
これらの元素以外でも耐食性を改善するために、Ｃr,Ｒ
uその 他の白金族元素を添加することも可能であり、ま
た、必要に応じて、Ｙ,希土類 元素,Ｚn,Ｃd,Ｇa,Ｉn,
Ｇe,Ｓn,Ｐb,Ａs,Ｓb,Ｂi,Ｓe,Ｔe,Ｌi,Ｂe,Ｍg,Ｃa,Ｓ
r,Ｂa等の元素を添加することで磁歪を調整することも
できる。その他、Ｈ,Ｎ,Ｏ,Ｓ等の不可避的不純物につ
いては所望の特性が劣化しない程度に含有していて も
本発明の高飽和磁束密度Ｆe系軟磁性合金の組成と同一
とみなすことができる のは勿論である。
性合金に含まれる合金元素の限定理 由を説明したが、
これらの元素以外でも耐食性を改善するために、Ｃr,Ｒ
uその 他の白金族元素を添加することも可能であり、ま
た、必要に応じて、Ｙ,希土類 元素,Ｚn,Ｃd,Ｇa,Ｉn,
Ｇe,Ｓn,Ｐb,Ａs,Ｓb,Ｂi,Ｓe,Ｔe,Ｌi,Ｂe,Ｍg,Ｃa,Ｓ
r,Ｂa等の元素を添加することで磁歪を調整することも
できる。その他、Ｈ,Ｎ,Ｏ,Ｓ等の不可避的不純物につ
いては所望の特性が劣化しない程度に含有していて も
本発明の高飽和磁束密度Ｆe系軟磁性合金の組成と同一
とみなすことができる のは勿論である。
【００４５】本発明に用いる合金の１つにおけるＦe,Ｃ
o量のbは、９２原子％以下である。これは、bが９２原
子％を越えると高い透磁率が得られないためであるが、
飽和 磁束密度１０kＧ以上を得るためには、bが７５原
子％以上であることがより好ましい。なお、元素Ｔ'zを
含有しない合金系においては、Ｆe,Ｃo,Ｎi量のbは、高
い飽和磁束密度を得るために９３原子％以下とする。
o量のbは、９２原子％以下である。これは、bが９２原
子％を越えると高い透磁率が得られないためであるが、
飽和 磁束密度１０kＧ以上を得るためには、bが７５原
子％以上であることがより好ましい。なお、元素Ｔ'zを
含有しない合金系においては、Ｆe,Ｃo,Ｎi量のbは、高
い飽和磁束密度を得るために９３原子％以下とする。
【００４６】前記合金の飽和磁束密度は、通常１０ＫＧ
以上のものが多いが、低周波トランス用としては、トラ
ンスを小型化する上で特に１３ＫＧ以上あるものが好ま
しい。
以上のものが多いが、低周波トランス用としては、トラ
ンスを小型化する上で特に１３ＫＧ以上あるものが好ま
しい。
【００４７】前記合金は、前記組成の非晶質合金あるい
は非晶質相を含む結晶質合金を溶湯から急冷することに
より得る工程と、この工程で得られたものを加熱し微細
な結晶粒を析出させる工程によって通常得ることができ
る。
は非晶質相を含む結晶質合金を溶湯から急冷することに
より得る工程と、この工程で得られたものを加熱し微細
な結晶粒を析出させる工程によって通常得ることができ
る。
【００４８】ここで前記組成の合金の薄帯を得る方法の
１つを片ロール液体急冷法に基づいて説明する。
１つを片ロール液体急冷法に基づいて説明する。
【００４９】まず、１つの回転している鋼製ロール上に
置かれたるつぼのノズルから、溶融金属をアルゴンガス
などの圧力により前記ロール上に噴出させ、急冷して薄
帯を得る。この方法によって幅約数十mm、厚さ２０〜４
０μm程度の薄帯を得ること ができる。薄帯が得られた
ならば、この薄帯上に電気泳動法、溶射法、スパッタリ
ング法、蒸着法などの常法によってＭgＯなどからなる
絶縁層を形成し、この 絶縁層を内側にして薄帯を巻回
することで図２に示す磁心１を得ることができる。
置かれたるつぼのノズルから、溶融金属をアルゴンガス
などの圧力により前記ロール上に噴出させ、急冷して薄
帯を得る。この方法によって幅約数十mm、厚さ２０〜４
０μm程度の薄帯を得ること ができる。薄帯が得られた
ならば、この薄帯上に電気泳動法、溶射法、スパッタリ
ング法、蒸着法などの常法によってＭgＯなどからなる
絶縁層を形成し、この 絶縁層を内側にして薄帯を巻回
することで図２に示す磁心１を得ることができる。
【００５０】次に磁心１を５００〜７００℃の温度に１
時間保持し、水焼き入れなどの手法によって急冷し、続
いて焼鈍することで、磁心１を構成するＦe系軟磁性合
金を 結晶化する。このように結晶化させることによ
り、磁気特性と耐熱性が向上し、目的の磁心１を得るこ
とができる。
時間保持し、水焼き入れなどの手法によって急冷し、続
いて焼鈍することで、磁心１を構成するＦe系軟磁性合
金を 結晶化する。このように結晶化させることによ
り、磁気特性と耐熱性が向上し、目的の磁心１を得るこ
とができる。
【００５１】以上のように得られた低周波トランスは、
高い飽和磁束密度を示し、高い透磁率を示すＦe系軟磁
性合金からなるので、優れた磁気特性を発揮するととも
に、合金自体、５００℃以上の温度で熱処理されて製造
されるので、当然、耐熱性にも優れている。
高い飽和磁束密度を示し、高い透磁率を示すＦe系軟磁
性合金からなるので、優れた磁気特性を発揮するととも
に、合金自体、５００℃以上の温度で熱処理されて製造
されるので、当然、耐熱性にも優れている。
【００５２】従って、商用周波数で使用する配電用トラ
ンスや低い周波数で使用するインバータトランス等に好
適なトランスが得られる。
ンスや低い周波数で使用するインバータトランス等に好
適なトランスが得られる。
【００５３】（製造例１）Ｆe 90 Ｚr 7 Ｂ 2 Ｃu 1 な
る組成を有し、厚さ２０μm、幅５０mmの軟磁性薄帯
に、ＭgＯからなる厚さ１μmの絶縁層を被覆して薄帯を
作成し、この薄帯を巻き回して高さ２００mm、幅１００
mmのリング状の磁心を作成した。この磁心をＮ2ガス雰
囲気中で６００℃に１時間加熱した後に１００℃／分の
冷却速度で室温まで冷却した。
る組成を有し、厚さ２０μm、幅５０mmの軟磁性薄帯
に、ＭgＯからなる厚さ１μmの絶縁層を被覆して薄帯を
作成し、この薄帯を巻き回して高さ２００mm、幅１００
mmのリング状の磁心を作成した。この磁心をＮ2ガス雰
囲気中で６００℃に１時間加熱した後に１００℃／分の
冷却速度で室温まで冷却した。
【００５４】この熱処理後の磁心を２つ用い、これらの
間に図１に示すように導線を巻回することで図１に示す
構造のトランスを作成した。このトランスの飽和磁束密
度Ｂs は、１６.７kＧ、角形比Ｂr／Ｂsは８０％、保磁
力Ｈcは３０mＯe、飽和磁歪定数は５×１０-6であり、
従来の配電トランス用のＦe基アモルファス合金が示す
値の１×１０-5以下の優れた値であった。また、５０Ｈ
z、Ｂmが１２kＧにおける鉄損が０.１０Ｗ／kgであり、
優れた値を発揮することが判明した。
間に図１に示すように導線を巻回することで図１に示す
構造のトランスを作成した。このトランスの飽和磁束密
度Ｂs は、１６.７kＧ、角形比Ｂr／Ｂsは８０％、保磁
力Ｈcは３０mＯe、飽和磁歪定数は５×１０-6であり、
従来の配電トランス用のＦe基アモルファス合金が示す
値の１×１０-5以下の優れた値であった。また、５０Ｈ
z、Ｂmが１２kＧにおける鉄損が０.１０Ｗ／kgであり、
優れた値を発揮することが判明した。
【００５５】（製造例２）表１に示す組成の合金溶湯を
単ロール法により急冷し、幅２５mm、厚さ１８μmの合
金薄帯を作製した。
単ロール法により急冷し、幅２５mm、厚さ１８μmの合
金薄帯を作製した。
【００５６】次にこの合金薄帯を外径４０mm、内径３５
mmに巻き回し、トロイダルコアとし、製造例１と同等の
熱処理を行った。熱処理後の合金は、１００〜２００オン
ク゛ストローム以下の粒径の超微細な結晶粒が組織の大部分を
占めていた。
mmに巻き回し、トロイダルコアとし、製造例１と同等の
熱処理を行った。熱処理後の合金は、１００〜２００オン
ク゛ストローム以下の粒径の超微細な結晶粒が組織の大部分を
占めていた。
【００５７】次にこの磁心をコアケースに入れ、１次側
と２次側それぞれ２５０ターンの巻線を行い、５０Ｈ
z、１２kＧにおける鉄損を測定した。得られた結果を表
１に示す。
と２次側それぞれ２５０ターンの巻線を行い、５０Ｈ
z、１２kＧにおける鉄損を測定した。得られた結果を表
１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】表１から明らかなように、本考案に係るト
ランスは、従来のケイ素鋼によるトランスよりも鉄損が
低く、柱状トランスや低周波インバータトランス等に適
していることが明らかになった。
ランスは、従来のケイ素鋼によるトランスよりも鉄損が
低く、柱状トランスや低周波インバータトランス等に適
していることが明らかになった。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
別の組成の軟磁性合金からなるために、商用周波数で使
用される配電用トランスや低周波数領域で使用するイン
バータトランス等に好適な、飽和磁束密度が高く、低鉄
損失であって、しかも耐熱性に優れたトランスを提供す
ることができる効果がある。
別の組成の軟磁性合金からなるために、商用周波数で使
用される配電用トランスや低周波数領域で使用するイン
バータトランス等に好適な、飽和磁束密度が高く、低鉄
損失であって、しかも耐熱性に優れたトランスを提供す
ることができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図
【図２】本発明の一実施例を示す磁心の斜視図
【図３】冷却速度と透磁率の関係を示すグラフ
１ 磁心 ２ 導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内 無番地川内住 宅11−806 (56)参考文献 特開 平１−242755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−72153（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−294847（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 1/153
Claims (2)
- 【請求項１】 次式で示される組成からなり、微細な結
晶粒を主とする組織からなる高飽和磁束密度Ｆe系軟磁
性合金と導線とからなることを特徴とする低周波トラン
ス。(Ｆe 1-a Ｑ a)b Ｂx Ｔy 但しＱはＣo,Ｎiのいずれか、または、両方であり、Ｔ
はＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからなる群から選ば
れた１種又は２種以上の元素であり、且つ、Ｚr,Ｈfの
いずれか、又は両方を含み、 a≦０.０５、 b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％ 、
y＝４〜９原子％である 。 - 【請求項２】 次式で示される組成からなり、微細な結
晶粒を主とする組織からなる高飽和磁束密度Ｆe系軟磁
性合金と導線とからなることを特徴とする低周波トラン
ス。Ｆe b Ｂx Ｔy 但しＴはＴi,Ｚr,Ｈf,Ｖ,Ｎb,Ｔa,Ｍo,Ｗからなる群か
ら選ばれた１種又は２種以上の元素であり、且つ、Ｚr,
Ｈfのいずれか、又は両方を含み、b≦９３原子％、 x＝０.５〜８原子％ 、 y＝４〜９原子
％である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104944A JP2812574B2 (ja) | 1990-09-07 | 1991-03-06 | 低周波トランス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-237755 | 1990-09-07 | ||
| JP23775590 | 1990-09-07 | ||
| JP3104944A JP2812574B2 (ja) | 1990-09-07 | 1991-03-06 | 低周波トランス |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11760298A Division JP3183857B2 (ja) | 1990-09-07 | 1998-04-27 | 低周波トランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229604A JPH04229604A (ja) | 1992-08-19 |
| JP2812574B2 true JP2812574B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=26445304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3104944A Expired - Fee Related JP2812574B2 (ja) | 1990-09-07 | 1991-03-06 | 低周波トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812574B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112008000720T5 (de) | 2007-03-20 | 2010-04-29 | Nec Tokin Corp., Sendai | Weichmagnetische Legierung, die weichmagnetische Legierung verwendendes magnetisches Teil und Verfahren zum Herstellen derselbigen |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6648994B2 (en) | 2000-01-06 | 2003-11-18 | Hitachi Metals, Ltd. | Methods for producing iron-based amorphous alloy ribbon and nanocrystalline material |
| US6749700B2 (en) | 2001-02-14 | 2004-06-15 | Hitachi Metals Ltd. | Method for producing amorphous alloy ribbon, and method for producing nano-crystalline alloy ribbon with same |
| BR122017017768B1 (pt) | 2008-08-22 | 2021-02-17 | Tohoku Magnet Institute Co., Ltd. | composição de liga e método para formar uma liga nanocristalina baseada em ferro |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5672153A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-16 | Takeshi Masumoto | Amorphous iron alloy of high permeability |
| JPH01242755A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Hitachi Metals Ltd | Ｆｅ基磁性合金 |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP3104944A patent/JP2812574B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112008000720T5 (de) | 2007-03-20 | 2010-04-29 | Nec Tokin Corp., Sendai | Weichmagnetische Legierung, die weichmagnetische Legierung verwendendes magnetisches Teil und Verfahren zum Herstellen derselbigen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04229604A (ja) | 1992-08-19 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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