JPH02128405A - トランス鉄心自動巻き成形用方向性電磁鋼板 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、トランス用の巻鉄心を製作する場合に、方向
性電磁鋼ストリットコイルを所定長さに自動切断すると
共に、これをコア巻取機にギャップ部をずらして巻き取
ることにより、トランス用の巻鉄心を製作する方式にお
いて使用する方向性電磁鋼板に関するものである。

（従来の技術） トランス用電磁鋼板材料として、方向性電磁鋼板が多量
に使用されているが、これらは２．５〜３．５％の珪素
を含有した珪素−鉄合金であって公知の圧延と熱処理の
組合せにより（１１０）（００１）方位を選択的に発達
させるために高温仕上げ焼鈍が行なわれる。

この時の鋼板の焼付きを防止するためにマグネシャを主
成分とする焼鈍分離剤が用いられている。

これらの焼鈍分離剤は鋼板の焼付きを防止すると同時に
該鋼板表面の酸化物層との反応によって、フォルステラ
イト（２Ｍ　ｇ　Ｏ−３ｉ　Ｏｔ　）を主成分とする皮
膜（以下フォルステライト皮膜と呼ぶ）を形成する。

この皮膜は絶縁皮膜の下地として有効であり、又鋼板と
の熱膨張系数が鋼板より小さいために鋼板に張力を付与
して、鉄損や磁気ひずみ特性を改善する効果がある。

小型トランスとして使用される場合には、このフォルス
テライト皮膜だけでも絶縁性が充分なため、グラスグレ
ードと呼ばれて、巻鉄心用として用いられることがある
。

更にすぐれた絶縁性、耐蝕性、および張力付加による鉄
損、磁気ひずみを改善するために特公昭５３−２８３７
５号公報に示されるようなコロイダルシリカ−クロム酸
−リン酸アルミニウムを主成分として無機系絶縁皮膜処
理液が塗布され、３０００〜６０００ｍｇ／ｍ”の付着
量で８５０″Ｃ前後焼付けと同時に鋼板のまきぐせを取
り除く、いわゆるフラットニング処理が行なわれている
。

近年、巻鉄心製作の自動化のために従来のギロチンシャ
ーカット方式に変えて、鉄心の自動巻き成形法が用いら
れる様になって来た。第１図はその概要を示したもので
、方向性電磁鋼のストリットコイル１を巻戻してフィー
ドロール２へ供給しこのフィードロール２でシャー３へ
の送り速度をコントロールして、シャー３で所定の長さ
に切断する。ガイドロールＳ、巻取機４及びサポートロ
ール８には、図示の如くベルト６が巻回走行されており
、切断された材料は、上下に設けられたシュータ−９に
沿って、第２図に示した両端凸状ガイド５′　５′を有
するガイドロール５により幅方向の移動を矯正されなが
ら、巻取機４にベルト６で押えつつ所定枚を巻取る。

又、巻取機４の下部にはシュー（左右一対）７が設けら
れており、巻取られるコアを下部から支持する様になっ
ている。巻取機４に巻取られたコアは、−枚毎にギャッ
プが開けられており、且つこのギャップはコアの上下巻
き１枚毎に位置がずれている。この様にして巻取られた
コアは、巻取機から取出され、圧縮成形、歪取り焼鈍さ
れ、レーシングと呼ばれる巻取線作業を行ってトランス
とされる。

前記方向性電磁鋼板の表面の絶縁皮膜は、無機質である
ために、潤滑性が悪く、この材料を用いて上記鉄心の自
動巻き成形法により巻鉄心を製作した場合には、シャー
による切断時に絶縁皮膜の一部が剥離し多量のホコリ、
粉塵が発生して、精密機器である自動巻き成形装置の故
障の原因となると共に、環境が悪化する。又左右シュー
による材料への不均一なスリ疵の発生による蛇行及びガ
イドロールのガイド部への材料の乗り上げ等により、コ
ア端面の不揃いが発生する、ギャップ部のピッチの不揃
いが発生する、といった問題があった。

これに対して、本発明者等は既に特開昭６２１４４０５
号公報により、切断性の改善に主眼を置き前記鉄心の自
動巻き成形法への適用も意図した発明を提案済みであり
、その要旨は、通常の方向性電磁鋼板の表面に２０〜７
００ｍｇ／ｍ”の比較的厚手の有機樹脂皮膜を形成した
ものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記特開昭６２−１４４０５号公報においては、鉄心の
自動巻き成形法への適用に対してもすべり性（潤滑性）
が優れている程良いとの考え方であったが、本発明者等
はその後鉄心の自動巻き成形法について詳細に検討し、
且つ幾多の実験を重ねた結果、上記提案の発明では効果
不十分で、未だ改善すべき点を有していることが判った
。

即ち、上記提案の発明では、潤滑性が極めてすぐれてい
るために、スリットコイルの切断性が良好であると共に
シューによるスリ疵防止効果も良好なものである。しか
し反面潤滑性が良過ぎるが故に、ガイドロールのガイド
部への材料の乗り上げが頻繁となり、結果としてコア端
面の不揃いを防止することができず、又フィードロール
でのスリップが発生し、ギャップ部のピッチの不揃いを
防止し得ないものであった。

本発明は上記の問題点を解決し、鉄心の自動巻き成形法
に全く適した方向性電磁鋼板を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、方向性電磁鋼板の表面に形成する有機樹脂皮
膜の厚みと潤滑性が関係あることに着目し種々検討した
結果、有機樹脂皮膜の厚みを１〜１５ｍｇ／ｍ”に限定
して、潤滑能を適正に押えたものとすることにより、鉄
心の自動巻き成形法に適用して、すぐれた結果を得るこ
とに成功したものである。

上記の如く、方向性電磁鋼板の表面の有機樹脂皮膜の量
を１〜１５Ｂ／ｍ”とすることにより、それより多い有
機樹脂皮膜量に対して、方向性電磁鋼板スリットコイル
の切断性（１つのシャーで切断できる枚数）は若干劣る
が、有機樹脂皮膜がない場合に比較すれば切断性は大巾
に向上する。

一方、切断時、絶縁皮膜から発生するホコリ、粉塵の防
止は、有機樹脂皮膜量にそれ程関係なく、有機樹脂皮膜
が存在することに意味があり、１〜１５ｗ１ｇ／ｍ”の
有機樹脂皮膜の形成により効果的に防止できるものであ
る。

次にシューによるスリ疵については、１ｍｇ／ｍ”以上
の有機樹脂皮膜の形成により効果的に防止できるもので
ある。

更に、ガイドロールのガイド部への材料の乗り上げにつ
いては、従来の無機質絶縁皮膜であっても、又特開昭１
３２−１４４０５号提案の２０〜７００ｍｇ／ｍ”１！
−の有機樹脂皮膜を有するものであっても発生するもの
である。

これは従来の無機質絶縁皮膜は潤滑性がないために、す
べり性にとぼしくて一旦蛇行、変位が始まると復元力が
なく、ガイドロールのガイドへの材料の乗り上げが起る
ものである。一方、潤滑性の良過ぎる場合には、通板の
安定性がとぼしくてガイド内からはみ出そうとする作用
が働く結果、同様にガイド部への乗り上げが起るもので
ある。

これに対して本発明の１〜１５ｍｇ／ｍ”の有機樹脂皮
膜の場合には、従来の無機質絶縁皮膜と特開昭６２−１
４４０５号による有機樹脂皮膜の中間的な潤滑性を有す
るものであり、その結果、ガイドロールのガイド部への
材料の乗り上げが効果的に防止できる結果、コア端面の
不揃いが解消されるものである。

本発明は上記のとおりであり、方向性電磁鋼板の表面に
形成する有機樹脂としては例えば、次記のものが使用で
きる。

■　ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン等のポ
リアルキレンポリアミンおよびその誘導体。

■　ポリカルボン酸とポリアミンとの縮合により生成す
るポリアミドポリアミンおよびその誘導体。

■　エポキシ樹脂等のポリグリシジル化合物とアミン及
び／又はポリアミンとの反応によって得られる陽イオン
性エポキシ系樹脂。

■　ウレタンプレポリマー等のポリイソシアネート化合
物とアミン及び／又はポリアミンとの反応によって得ら
れる陽イオン性尿素系樹脂。

■　ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート等
のアミノエステル基を含有するビニル化合物、ビニルピ
リジン、ビニルイミダゾールあるいはそれらの塩類等の
陽イオン性窒素含有ビニル化合物から選ばれた１種又は
２種以上から導かれた重合体あるいはこれらの陽イオン
性窒素含有ビニル化合物と共重合可能な他の単量体との
多成分共重合体。

■　ジアリルアミンおよびその塩類からなる群から選ば
れた１種又は２種以上の単量体から導かれた重合体ある
いはこれらの単量体と共重合可能な他の単量体との共重
合体。

■　クロルメチル基及び／又はヒドロキシメチル基含有
重合体とアミン及び／又はポリアミンとの反応によって
得られるアミノメチル基含有樹脂。

■　ポリハロアルカン及び／又はエビハロヒドリン及び
／又はポリエビハロヒドリンとアミン及び／又はポリア
ミンとの重縮合物。

■　前記第■〜■項の陽イオン性樹脂に公知の方法で（
１例としてクロル酢酸等を用いて）陰イオン性基として
カルボキシル基を導入した樹脂。

［相］　（メタ）アクリル系樹脂、アルキッド系樹脂あ
るいはマレイン化ポリブタジェン等のカルボキシル基含
有樹脂とエチレンイミン、プロピレンイミン、ヒドロキ
シエチレンイミン、１．６−へキサメチレンジエチレン
ウレア、ジフェニルメタン４．４’−Ｎ、Ｎ’−ジエチ
レンウレア等のアリジン化合物やグリシジルアミンまた
はその塩等の塩基性窒素含有アルキル化剤との反応によ
って得られる両性イオン基を有する樹脂。

■　ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、
ビニルピリジン、ビニルイミダゾールあるいはそれらの
塩類等の塩基性窒素含有ビニル化合物から選ばれた１種
又は２種以上と、（メタ）アクリル酸、クロトン酸ある
いはマレイン酸等のカルボキシル基含有ビニル化合物の
１種又は２種以上との共重合体あるいは共重合可能な他
の単量体との多成分共重合体等の■〜■の水溶性あるい
は水分散性の樹脂の１種又は２種以上の混合樹脂が用い
られる。この様に長鎖状有機高分子を主成分としている
ので、歪取り焼鈍時に分解しやすく、カーボン汚れの生
じにくい樹脂が用いられる。

また乾燥後のブロッキング性皮膜の硬度の改善としてコ
ロイダルシリカ等の微粒子コロイド状酸化物や耐水性の
改善としてクロム酸塩、リン酸塩の添加が可能である。

これら添加物量としては有機樹脂１００部に対して１〜
２０部が好ましい。

次にこれら処理液はロール又はスプレーで所定量塗布さ
れ、板温が７０〜２５０″Ｃで乾燥され、皮膜が不溶化
される。

これらの乾燥としては鋼板のフラットニングや無機系絶
縁皮膜処理液の焼付炉の出側の板温を調節して鋼板の潜
熱で乾燥させる方法が設備費、ランニングコスト面から
も好ましい方法である。

（実施例） 以下、実施例、比較例及び従来例について述べる。

実施例１〜３は、方向性電磁鋼板（板厚０．３Ｍ）の高
温仕上げ焼鈍で形成されるフォルステライ）　（２Ｍｇ
Ｏ１Ｓ、Ｏ□）を主成分とする皮膜上に、張力付加によ
る鉄損改善、磁気歪を改善するために無機系絶縁皮膜処
理を焼付処理した材料に、表１に示す処理液Ａをロール
塗布し、板温８０°Ｃ出乾燥した。

尚、乾燥有機皮膜付着量を１．１０．１４ｍｇ／ｌ１１
２に調節し、３コイルを製造した。

この有機皮膜量の測定は次のように行なった。

有機皮膜の付着形成でた方向性電磁鋼板から所定面積を
採取して全体の重量を測定し、しかるのち有機皮膜剥離
剤により有機皮膜を完全に除去後の方向性電磁鋼板の重
量を測定して有機皮膜量を求めた。

実施例４−５は、高温仕上げ焼鈍で形成されるフォルス
テライトを主成分とする皮膜表面に、表１に示す処理液
Ｂをロール塗布し、板温８０°Ｃで乾燥した。乾燥有機
皮膜量を５及び１０ｍｇ／ｍ”に調節したコイルを２コ
イル製造した。

また比較例１〜２として、実施例１−３と同一材料を用
い、表１に示した処理液Ａをロール塗布し板温８０°Ｃ
で乾燥し、乾燥皮膜量は５０および５００ｍｇ／ｍ”と
極めて多くした２コイルを製造した。

更に、従来例は、実施例１−３と同一材料（フォルステ
ライト皮膜上に無機系絶縁皮膜処理した）をそのままの
コイルを使用した。

以上述べた夫々のコイルを１５０閣幅にスリットした材
料を用い、トランスを鉄心製造用の自動巻き成形装置に
て、肉厚７５ｕ＋＋のコアに巻き取り試験を約１００個
目標に実施した。

成形装置に関する種々の巻き性に係わる諸性能項目（巻
取時のギャップ、コイル端面の揃い方、ガイドロールの
接触、乗り上げ、シューによるスリ疵の有無）について
の試験結果の概要を表２に示した。

（以下余白、次頁へつづく） （１）表２に示したように、本発明例１〜５のように有
機皮膜量が１〜１４ｍｇ／ｍ２範囲では自動巻き成形装
置にて、何らの支障も無かった。しかも押えシュー表面
も平滑で何ら疵が見られなく美麗であった。また、コイ
ルを所定長さに切断するシャー処理時に、皮膜剥離も全
く無く、６０ｍ／ｗｉｎの巻取り速度で全て円形巻き成
形ができた。

この巻鉄心を８５０°Ｃで３時間１００％Ｎ２中で歪取
り焼鈍したところ、ステッキングもなく表面のカーボン
汚れは認められなかった。

（２）また、比較例１〜２の５０　、５００ｎ＋ｇ／ｎ
＋”厚塗布の材料は、当初約６０ｍ／＋ａｉｎで実施し
た押えシューによるスリ疵は無いが連続処理にて多量の
コア形成によりシューへの有機皮膜の一部が堆積し、材
料の滑り度が変動し、コイルギャップのずれが発生した
。

また厚塗布の為滑りが良過ぎることから、しばしばガイ
ドロールの端部ガイドに乗り上げコア端面の不揃い、折
れが生じたり、フィードロールのスリップによるシャー
剪断長さの狂い、またはベルトとの接触スリップが生ず
る問題が発生し、巻取速度を６０ｍ／１Ｉｌｉｎより低
速にてしばらく巻き形成ができたが、コア製造歩留が７
−８割程度で、手直しをしたり、若干のものは、スクラ
ップとなった。

（３）従来例の材料についても、巻取速度６０ｍ／　Ｉ
Ｉ　Ｉ　ｎで製造したが、比較例と同様にガイドロール
への乗り上げおよびコア端面の不揃い、折れが発生した
。また左右一対の押えシューによるスリ疵が見られ、疵
の深さ、本数が左右不均一であった。

この為巻取速度を減速して製造したが、巻きコア形成し
た個数の歩留は、５割程度であり、コアの手直しあるい
はスクラップとなった。

尚、比較、従来例で巻かれたコアを８５０°Ｃで３時間
、Ｎ２中で歪取り焼鈍したがステッキングもなく、表面
汚れは認められなかった。

（発明の効果） 以上の如く、本発明のように適正なる有機皮膜量を有す
ることで、生産性を低下すること無く巻トランス自動巻
き成形性が優れ、しかもその他の緒特性を満足する方向
性電磁鋼板が得られるもので、巻鉄心の製造に大きく寄
与したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図とトランス鉄心自動巻き成形装置の概要を示す説
明図、第２図は、ガイドロールの断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　方向性電磁鋼板の表面に、有機樹脂を主成分とする１
   〜１５ｍｇ／ｍ＾２の薄膜を有するトランス鉄心自動巻
   き成形用方向性電磁鋼板。