JPH0213923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は必晶質（アモルフアス）磁性薄帯を用
いた巻鉄心の製造方法に関する。

近年開発されたアモルフアスと称する非晶質の
磁性材料は、変圧器等静止誘導機器の鉄心材料と
して磁気的性質が優れ、特にその鉄損値が従来の
方向性珪素鋼帯に比べて格段に低く、この磁性材
料を配電用変圧器等の巻鉄心に採用するための開
発研究が現在進められている。しかし、この非晶
質の磁性材料（以下非晶質磁性薄帯という）は、
製法上の理由から方向性珪素鋼帯のように板厚を
厚くすることが困難で、通常は20〜30μｍ程度と
非常に薄く、その上、靭性に富んでいるため、こ
の非晶質磁性薄帯を使用して変圧器等の巻鉄心を
製作するには数々の困難が伴う。例えば、この非
晶質磁性薄帯を用いて１ターンカツト方式の巻鉄
心を製作する場合、通常は方向性珪素鋼帯を使用
して１ターンカツト方式の巻鉄心を製作するとき
と同様、非晶質磁性薄帯を巻鉄心の一層分を巻回
する毎にこれを切断して円形に順次巻回して円形
鉄心を形成し、つづいてこの円形鉄心を成形治具
により矩形状に成形加工し、次にこの矩形鉄心
を、所要の鉄心特性を得るためと、成形時に生ず
る加工歪を除去するうえから、磁場焼鈍を行つて
１ターンカツト方式の巻鉄心を製作していた。そ
して、この巻鉄心をコイルに組付ける場合は、前
記巻鉄心を、適当枚数を１ブロツクとして数ブロ
ツクに分割してから、１ブロツクづつカツト部分
を拡開しながらコイルに嵌め込んで巻鉄心の組立
を行つていた。然るに、前記巻鉄心は、非晶質磁
性薄帯を巻回したものを矩形成形してから磁場焼
鈍を行つている関係上、矩形成形された鉄心の焼
鈍時における内面コーナー部の曲率半径は小さく
なつており、この状態で通常の磁場焼鈍を行う
と、前記矩形鉄心の内面コーナー部は脆性が大き
くなつてコイル組立時、前記コーナー部が剥落し
て巻鉄心としての機能を果し得なくなる場合があ
つた。即ち、巻鉄心の材料として非晶質磁性薄帯
を使用した場合、この非晶質磁性薄帯を、その曲
率半径を大きくして焼鈍した場合と、曲率半径を
小さくして焼鈍した場合では、曲率半径を大きく
した方が脆性の進み具合が小さくなるということ
は一般によく知られている。従つて、前記のよう
に、非晶質磁性薄帯を巻回した鉄心は、成形工程
を経てから焼鈍処理を行つたものを、例えば、前
記の１ターンカツト方式の岐鉄心に使用した場
合、この巻鉄心の内面コーナー部は小さな曲率半
径でもつて焼鈍処理されている関係上、前記内面
コーナー部の脆性が比較的大きくなつており、従
つて、この巻鉄心を、そのカツト部分を拡開しな
がらコイルに挿入して巻鉄心組立を行うと、巻鉄
心の内面コーナー部は脆性が大きくなつているの
でその一部が折損したり剥落して鉄心組立作業の
続行が困難となる場合があつた。

本発明は前記の問題点を解消したもので、巻鉄
心の内面コーナー部における脆性の度合を小さく
して所定の形状に成形可能とした非晶質磁性薄帯
を用いた巻鉄心の製造方法を提供するもので、以
下本発明を第１図乃至第５図において１ターンカ
ツト方式の巻鉄心に実施した例について説明す
る。

第１図は非晶質磁性薄帯の巻回時の状態を示す
概略図で、図示しない巻取機の巻軸１に円形の巻
取枠２を取外し自在に取付け、この巻取枠２を巻
軸１により回転させて、非晶質磁性薄帯Ｔを前記
巻取枠２に１回分巻回する毎に切断装置３にて切
断しながら所要回数円形に巻回して巻鉄心素体４
ａを形成する。この巻鉄心素体４ａは巻回後その
巻回端を接着剤等により巻鉄心素体４ａの外周面
に接着して巻軸１より取り外す。次に銅線をガラ
ステープ等で被覆して耐納性を持たせた電線を第
２図に示すように、巻鉄心素体４ａにトロイダル
状に所定数巻回して磁場焼鈍用の励磁コイル５を
形成する。続いて、前記巻鉄心素体４ａを還元性
雰囲気の焼鈍炉入れて、励磁コイル５に通電し、
かつ、焼鈍炉内の温度は磁場焼鈍に適した温度
（約400℃前後）に設定して、巻鉄心素体４ａを一
定時間磁場焼鈍を行い、所要の鉄心特性を得るよ
うにする。前記の焼鈍処理工程において、巻鉄心
素体４ａは大きな曲率半径で以つて巻回形成され
ているので、焼鈍処理によつて脆性化を余り進展
させることなく所要の特性を得るための磁場焼鈍
を効果的に行うことができる。前記磁場焼鈍は非
晶質磁性薄帯Ｔの製造中に生じた歪を除去し、こ
の非晶質磁性薄帯Ｔを巻回した巻鉄心の特性向上
をはかるために行われる。前記の焼鈍後巻鉄心素
体４ａを焼鈍炉から取り出し、冷却させてから励
磁コイル５および巻取枠２を巻鉄心素体４ａから
取り外す。次に焼鈍処理を行つた巻鉄心素体４ａ
は第３図のように、成形板６，６′を介して油圧
プレス等にて巻鉄心素体４ａをその上下方向から
押圧して長円形に変形し、この状態で巻鉄心素体
４ａの内側に成形用の矩形芯金７を挿入し、つづ
いて、前記長円形の巻鉄心素体４ａを、更に、上
下および左右方向から成形板６，６′を介して押
圧することにより矩形状に成形する。そして、こ
の成形加工を行つた巻鉄心４は、曲率半径の大き
な巻鉄心素体４ａの段階で磁場焼鈍を行つている
関係上、巻鉄心４自体には靭性が残つており、こ
の靭性を軽減させないと、矩形成形された巻鉄心
４から成形板６，６′を取外した場合、巻鉄心４
は靭性により矩形状態が解消されて巻鉄心素体４
ａの原型に近い状態に戻つてしまう。このため、
本発明においては、前記矩形状態に成形した巻鉄
心４を、成形板６，６′により矩形状に保持させ
た状態で、巻鉄心４の脆性化が余り進展しない範
囲の温度、即ち、前記磁場焼鈍時の約半分程度の
温度（200〜250℃）により所定時間が熱処理する
ことによつて、前記矩形成形した巻鉄心４は矩形
状態を維持するための形付けが行われることとな
る。このあと、成形板６，６′を除去して第４図
で示す矩形状の巻鉄心４の製作を完了する。

前記のようにして構成した１ターンカツト方式
の巻鉄心４を第５図のようにコイル８に嵌め込ん
で巻鉄心の組立を行う場合、前記巻鉄心４は、そ
の製作工程において、曲率半径を大きくした巻鉄
心素体４ａの段階での磁場焼鈍（鉄心特性を得る
ため）と、成形加工後の焼鈍（巻鉄心の矩形状態
を保持させるため）とを行つて構成されているた
め、巻鉄心４の内面コーナー部ａにおける脆性化
の進み具合は非常に小さく、従つて、巻鉄心４を
第５図のように、拡開してコイル８に挿入する
際、このコーナー部ａは前記のように脆性が小さ
いので、折損したり剥落したりすることはほとん
どないので、巻鉄心４のコイル８への組立作業を
迅速にかつ円滑に行うことができる。

尚、第６図乃至第８図は巻鉄心素体４ａを形成
する場合の他の実施例を示すもので、先づ、第６
図は非晶質磁性薄帯Ｔを長円形に巻回することに
より、焼鈍時における巻鉄心素体Ａの曲率半径を
大きくした実施例を示し、又、第７図は透磁率の
低いステンレスの薄帯等の金属薄板Ｓを内周面に
備えて非晶質磁性薄帯Ｔを円形に巻回して巻鉄心
素体Ｂを形成した実施例を示し、更に、第８図は
同じく透磁率の低い金属板を内、外周面に備えて
円形な巻鉄心素体Ｃを形成した実施例を示すもの
で、これら各巻鉄心素体Ａ乃至Ｃはいずれもその
曲率半径を大きくして巻回形成されているので、
焼鈍処理後における非晶質磁性薄帯の曲線部にお
ける脆性化の進展はほとどなく、従つて、これら
各巻鉄心素体Ａ及Ｃを矩形状に成形加工した場合
の鉄心の内面コーナー部はその脆性の度合を小さ
くした状態で巻鉄心を得ることができる。又、第
７図および第８図の巻鉄心素体Ｂ，Ｃの如く、巻
鉄心素体の内側又は内、外両周面に透磁率の低い
金属薄板Ｓを介在させることにより、巻鉄心のう
ず電流損を少なくし、かつ、鉄心を矩形状に保持
できるので、非晶質磁性薄帯を使用した巻鉄心の
剛性を強くすることができると共に、この取扱い
も容易となる。

更に、本発明は１ターンカツト方式の巻鉄心に
限らず、ノーカツト方式あるいはＣカツト方式の
巻鉄心に使用してもよいことは勿論である。

本発明は以上説明したように、非晶質磁性薄帯
を円形状に巻回して巻鉄心素体を形成した時点
で、非晶質磁性薄帯の製造時あるいは巻回時にお
いて生じた歪取り行つて所要の鉄心特性を得るた
めの磁場焼鈍を行い、次に、前記巻鉄心素体を油
圧プレス等により成形板を介して矩形状に成形
し、このあと、更に、成形板により矩形状態が維
持されている巻鉄心を、鉄心自体の内面コーナー
部における脆性が進展しない程度の温度、即ち、
磁場焼鈍時の約半分程度の温度により、前記巻鉄
心の矩形状態を維持させるための加熱処理を行う
ことによつて、非晶質磁性薄帯を使用した巻鉄心
の製造を行うようにしたもので、本発明の製造方
法により次に示すような効果を得ることができ
る。

本発明は非晶質磁性薄帯を円形状に巻回した
曲率半径の大きな巻鉄心素体の時点で磁場焼鈍
を行うことにより脆性の進み具合を小さくし、
このあと、巻鉄心素体を矩形成形した状態で、
この矩形形状を形付けるための加熱処理を行つ
て巻鉄心を製造する方法が採用されているた
め、巻鉄心の内面コーナー部における脆性を小
さくすることが可能となり、巻鉄心をコイルに
挿入しての巻鉄心組立体を行う場合、前記巻鉄
心の内面コーナー部は、その脆性が小さくなつ
ていることにより、折損したり、剥落したりし
て巻鉄心としての使用ができなくなるという問
題を解決することができ、巻鉄心のコイルへの
組立作業、あるいは、巻鉄心へのコイル巻回作
業を、巻鉄心を損傷させることなく、円滑に、
しかも、効率よく行うことができる。

又、本発明の方法においては、磁場焼鈍を曲
率半径の大きな巻鉄心素体の時点で行つている
ため、即ち、加工歪（ストレス）が余り生じて
いない最良の鉄心特性が得られるときに磁場焼
鈍を行うようになつているので、巻鉄心の特性
の向上をはかることが可能となり、又、磁場焼
鈍を行つた巻鉄心素体を矩形成形した際、巻鉄
心に残存する靭性、特に、巻鉄心の内面コーナ
ー部における靭性を、矩形成形後に行う加熱処
理によつて軽減することがきるので、巻鉄心を
成形板等の押圧保持手段を特に必要とすること
なく矩形状に形付けることができ、しかも、前
記の加熱処理は、巻鉄心の脆性化を余り促進さ
せない程度の温度により靭性を軽減して巻鉄心
を矩形状に形付けるだけであるため、この加熱
処理によつて鉄心特性を損うことなく、巻鉄状
の製造を行うことができる。

このように、本発明においては、巻鉄心の製造
工程において磁場焼鈍を行う工程の他に、巻鉄心
の形付けを行うための加熱処理工程を介在させる
ことにより、巻鉄心の特性向上及び脆性対策をは
かることができ、しかも、鉄心組立に際しては、
特に、巻鉄心の内面コーナー部の脆性が小さくな
つているので、その取扱い操作が容易に行える
等、非晶質磁性薄帯を使用するに好適な巻鉄心の
製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質磁性薄帯を巻取枠に巻付ける状
態の一実施例を示す概略図、第２図は磁場焼鈍用
の励磁コイルを巻鉄心素体に取付けた状態を示
す。説明図、第３図は巻鉄心素体の成形状態を示
す説明図、第４図は本発明により製造された巻鉄
心の正面図、第５図は本発明により製造された巻
鉄心をコイルに組み込む状態を示す正面図、第６
図乃至第８図は巻鉄心素体の他の実施例を示す正
面図である。 ４……巻鉄心、４ａ……巻鉄心素体、５……磁
場焼鈍用の励磁コイル、６，６′……成形板、７
……矩形芯金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非晶質磁性薄帯を円形状にその曲率半径を大
   きくして所定回数巻回して巻鉄心素体を形成する
   工程と、前記巻鉄心素体に磁場焼鈍用の励磁コイ
   ルを巻装して曲率半径の大きな状態で巻鉄心素体
   を磁場焼鈍する工程と、前記磁場焼鈍を行つた巻
   鉄心素体から励磁コイルを除去したあとこの曲率
   半径の大きな巻鉄心素体を成形板を介して油圧プ
   レス等により矩形状に成形して巻鉄心を形成する
   工程と、更に、前記矩形成形された巻鉄心を、成
   形板にて矩形状に保持させた状態で巻鉄心自体の
   脆性化が進展しない範囲の前記磁場焼鈍時より低
   い温度で加熱させて前記巻鉄心の矩形状態を維持
   させるための加熱処理工程とを備えたことを特徴
   とする巻鉄心の製造方法。