JPH04260310A - 巻磁心の製造方法 - Google Patents
巻磁心の製造方法Info
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- JPH04260310A JPH04260310A JP3042758A JP4275891A JPH04260310A JP H04260310 A JPH04260310 A JP H04260310A JP 3042758 A JP3042758 A JP 3042758A JP 4275891 A JP4275891 A JP 4275891A JP H04260310 A JPH04260310 A JP H04260310A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質合金薄帯を巻回
して製造される、変圧器、可飽和リアクトル、チョーク
コイル等の磁性部品に用いられる巻磁心の製造方法に関
するものである。
して製造される、変圧器、可飽和リアクトル、チョーク
コイル等の磁性部品に用いられる巻磁心の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】非晶質材料の熱処理は、該非晶質合金が
製造された時に材料内部に導入された歪、及び磁心とし
て成形された時に導入された歪を緩和し、かつ必要とす
る磁気特性を付与する目的で、通常約２００℃以上の温
度範囲で行われる。
製造された時に材料内部に導入された歪、及び磁心とし
て成形された時に導入された歪を緩和し、かつ必要とす
る磁気特性を付与する目的で、通常約２００℃以上の温
度範囲で行われる。
【０００３】非晶質合金薄帯を巻回して矩型状磁心を作
製する場合、矩型状の巻芯の外周部に非晶質合金薄帯を
所定寸法まで巻回し、更にその外周方向から加圧して外
形形状を整形してその状態を保ったまま熱処理をするの
が一般的である。また円形状の磁心作製の場合、その形
状が比較的大型の場合あるいは、比較的小型でも内外径
の比が１に近い場合には、磁心の形状を保つために所定
寸法の耐熱性を有する巻芯を使用し、該巻芯の外周部に
非晶質合金を巻回して磁心を作製し、熱処理する方法が
一般にとられていた。
製する場合、矩型状の巻芯の外周部に非晶質合金薄帯を
所定寸法まで巻回し、更にその外周方向から加圧して外
形形状を整形してその状態を保ったまま熱処理をするの
が一般的である。また円形状の磁心作製の場合、その形
状が比較的大型の場合あるいは、比較的小型でも内外径
の比が１に近い場合には、磁心の形状を保つために所定
寸法の耐熱性を有する巻芯を使用し、該巻芯の外周部に
非晶質合金を巻回して磁心を作製し、熱処理する方法が
一般にとられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】合金薄帯を巻回して作
製される巻磁心は、磁心の小型軽量化のために、出来る
だけ占積率が高いことが望まれ、通常、適切な張力を付
与しつつ合金薄帯を巻回して磁心が作製される。従って
高い占積率を有する磁心を得るために従来法により、高
張力で非晶質合金薄帯を巻回して磁心を作製した場合に
は、熱処理を実施しても、十分に歪を除去することが出
来ず、所望の磁気特性を有する磁心が得られないことが
多々有った。
製される巻磁心は、磁心の小型軽量化のために、出来る
だけ占積率が高いことが望まれ、通常、適切な張力を付
与しつつ合金薄帯を巻回して磁心が作製される。従って
高い占積率を有する磁心を得るために従来法により、高
張力で非晶質合金薄帯を巻回して磁心を作製した場合に
は、熱処理を実施しても、十分に歪を除去することが出
来ず、所望の磁気特性を有する磁心が得られないことが
多々有った。
【０００５】また、従来法により低張力で巻回された磁
心であっても、構造敏感な磁気特性である、高透磁率を
有する磁心を作製しようとする場合には、巻芯を使用せ
ずに熱処理して作製した磁心に比べ実効透磁率が低い、
保磁力が大きい等の欠点を有していた。
心であっても、構造敏感な磁気特性である、高透磁率を
有する磁心を作製しようとする場合には、巻芯を使用せ
ずに熱処理して作製した磁心に比べ実効透磁率が低い、
保磁力が大きい等の欠点を有していた。
【０００６】これらは、磁心を熱処理した後も磁心構成
材料の組織は実質的に非晶質構造を有しているものであ
るが、近年開発された特開昭６３−３０２５０４号に開
示されるＦｅ基超微結晶質磁性合金薄帯においては、従
来法による磁心の影響は、更に大なるものであった。
材料の組織は実質的に非晶質構造を有しているものであ
るが、近年開発された特開昭６３−３０２５０４号に開
示されるＦｅ基超微結晶質磁性合金薄帯においては、従
来法による磁心の影響は、更に大なるものであった。
【０００７】これらの点に鑑み、本願発明者が検討した
結果、従来行われている非晶質合金薄帯巻磁心の製造方
法による磁気特性の劣化は、巻心材料と非晶質合金薄帯
との熱膨張率の差と、熱処理により非晶質材料が収縮す
ることが主なる原因であることが判明した。
結果、従来行われている非晶質合金薄帯巻磁心の製造方
法による磁気特性の劣化は、巻心材料と非晶質合金薄帯
との熱膨張率の差と、熱処理により非晶質材料が収縮す
ることが主なる原因であることが判明した。
【０００８】すなわちＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等を主成分とし
、熱処理後も実質的に非晶質材料である材料では、その
熱処理により非晶質材料長さが約０．０５％から０．２
％程度収縮すること、および前述した、熱処理によりそ
の組織を非晶質から微結晶となす材料においては、熱処
理により材料長さが約０．３％から約０．８％程度収縮
することを発見した。
、熱処理後も実質的に非晶質材料である材料では、その
熱処理により非晶質材料長さが約０．０５％から０．２
％程度収縮すること、および前述した、熱処理によりそ
の組織を非晶質から微結晶となす材料においては、熱処
理により材料長さが約０．３％から約０．８％程度収縮
することを発見した。
【０００９】製造された状態の非晶質合金材料が熱処理
されることによって、その構造的緩和現象が進行して体
積収縮を示し、更に結晶化により構成原子の再配列が進
行して更に収縮する訳である。
されることによって、その構造的緩和現象が進行して体
積収縮を示し、更に結晶化により構成原子の再配列が進
行して更に収縮する訳である。
【００１０】熱処理の昇温過程で、巻心及び巻芯外周に
巻回された非晶質合金は膨張し、降温過程でそれらは収
縮するが、ある温度範囲で上述の、非晶質合金薄帯の収
縮が平行して進行するために、実質的に非晶質合金薄帯
は張力下で熱処理される事となり、この為に材料の磁気
特性の劣化、すなわち透磁率の低下，励磁電流，磁心損
失，保磁力の増大等の問題が生じたものである。
巻回された非晶質合金は膨張し、降温過程でそれらは収
縮するが、ある温度範囲で上述の、非晶質合金薄帯の収
縮が平行して進行するために、実質的に非晶質合金薄帯
は張力下で熱処理される事となり、この為に材料の磁気
特性の劣化、すなわち透磁率の低下，励磁電流，磁心損
失，保磁力の増大等の問題が生じたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性を有す
る巻芯の外周部に、非晶質合金薄帯を巻回すことに先だ
って、熱処理の昇温過程で、その体積または板厚が減少
あるいは消失する部材を巻芯外周部に適切な厚さだけ巻
回し、あるいは巻芯外周部の一部に適切な厚さの前記部
材を配し、その外周に非晶質合金薄帯巻回して磁心形成
となしかかる後に必要な熱処理を施すことにより、磁心
の熱処理過程で磁心を形成する磁性材料に対する応力の
作用を減じ、磁気特性の劣化をなくす様にしたものであ
る。
る巻芯の外周部に、非晶質合金薄帯を巻回すことに先だ
って、熱処理の昇温過程で、その体積または板厚が減少
あるいは消失する部材を巻芯外周部に適切な厚さだけ巻
回し、あるいは巻芯外周部の一部に適切な厚さの前記部
材を配し、その外周に非晶質合金薄帯巻回して磁心形成
となしかかる後に必要な熱処理を施すことにより、磁心
の熱処理過程で磁心を形成する磁性材料に対する応力の
作用を減じ、磁気特性の劣化をなくす様にしたものであ
る。
【００１２】熱処理後もその組成が実質的に非晶質相で
ある材料の場合、合金の化学組成及び熱処理の条件によ
り若干異なるが、２００℃から３００℃以上の温度で熱
処理を実施した場合には、その材料長は約０．０５％か
ら約０．２％程度収縮する。従って、応力緩和用材料と
して熱変形温度或は体積減少開始温度が、非晶質合金材
料の実質的な構造緩和現象が生じる２００℃以下である
様な物質を使用する。例えば磁心の内周長が０．０５％
収縮する熱処理を施すときで、応力緩和部材の板厚或は
体積のほぼ１００％が熱処理中に消失する部材を使用す
る場合には、応力緩和部材を含めた巻芯外周長を巻芯の
みの外周長より０．０２％以上大とすることで磁気特性
の劣化が緩和され、更に好ましくは０．０５％大とする
ことで、上記の磁気特性の劣化は見られなくなる。又同
様に応力緩和部材の板厚の５０％が熱処理中に減少する
部材を使用する場合には、熱処理後にも残留している応
力緩和材を含めた巻芯外周長が作製されるべき磁心の内
周長よりも０．０２％以上、好ましくは０．０５％程大
とすることで磁気特性の劣化が見られなくなる。この場
合、熱処理前の応力緩和部材の外周長は、耐熱性巻芯外
周長の約０．０４％から０．１％程度大となる。
ある材料の場合、合金の化学組成及び熱処理の条件によ
り若干異なるが、２００℃から３００℃以上の温度で熱
処理を実施した場合には、その材料長は約０．０５％か
ら約０．２％程度収縮する。従って、応力緩和用材料と
して熱変形温度或は体積減少開始温度が、非晶質合金材
料の実質的な構造緩和現象が生じる２００℃以下である
様な物質を使用する。例えば磁心の内周長が０．０５％
収縮する熱処理を施すときで、応力緩和部材の板厚或は
体積のほぼ１００％が熱処理中に消失する部材を使用す
る場合には、応力緩和部材を含めた巻芯外周長を巻芯の
みの外周長より０．０２％以上大とすることで磁気特性
の劣化が緩和され、更に好ましくは０．０５％大とする
ことで、上記の磁気特性の劣化は見られなくなる。又同
様に応力緩和部材の板厚の５０％が熱処理中に減少する
部材を使用する場合には、熱処理後にも残留している応
力緩和材を含めた巻芯外周長が作製されるべき磁心の内
周長よりも０．０２％以上、好ましくは０．０５％程大
とすることで磁気特性の劣化が見られなくなる。この場
合、熱処理前の応力緩和部材の外周長は、耐熱性巻芯外
周長の約０．０４％から０．１％程度大となる。
【００１３】熱処理により、その組織を非晶質から微結
晶組織となす材料で、本発明に用いる合金は特開昭６３
−３０２５０４号のＦｅ基の超微結晶合金である。この
合金は、約４００℃から６５０℃の結晶化温度を有し、
通常の熱処理では、結晶化温度以上の温度範囲まで昇温
して結晶化を進行せしめた後冷却する。この過程で本合
金は約０．３％から０．８％程度収縮する。従って、本
合金の場合には、結晶化による激しい収縮を示す温度、
すなわち結晶化温度以下で熱変形或は体積収縮を示す材
料を応力緩和用部材として用いることが必要である。
晶組織となす材料で、本発明に用いる合金は特開昭６３
−３０２５０４号のＦｅ基の超微結晶合金である。この
合金は、約４００℃から６５０℃の結晶化温度を有し、
通常の熱処理では、結晶化温度以上の温度範囲まで昇温
して結晶化を進行せしめた後冷却する。この過程で本合
金は約０．３％から０．８％程度収縮する。従って、本
合金の場合には、結晶化による激しい収縮を示す温度、
すなわち結晶化温度以下で熱変形或は体積収縮を示す材
料を応力緩和用部材として用いることが必要である。
【００１４】例えば、磁心内周長が０．６％収縮する熱
処理を行うときで、応力緩和部材の板厚或は体積のほぼ
１００％が熱処理中に消失する部材を使用する場合には
、応力緩和部材を含めた巻芯外周長を巻芯のみの外周長
より０．２〜０．３％以上大とすることで磁気特性の劣
化が緩和され、更に好ましくは０．６％大とすることで
、上記磁気特性の見られなくなる。又同様に応力緩和部
材の板厚の２０％が熱処理中に減少する部材を使用する
場合には、熱処理後にも残留している応力緩和材を含め
た巻芯外周長が作製されるべき磁心の内周長よりも０．
２〜０．３％以上、好ましくは０．６％程大とすること
で磁気特性の劣化が見られなくなる。この場合、熱処理
前の応力緩和部材の外周長は、耐熱性巻芯外周長の約１
％から３％程度大となる。
処理を行うときで、応力緩和部材の板厚或は体積のほぼ
１００％が熱処理中に消失する部材を使用する場合には
、応力緩和部材を含めた巻芯外周長を巻芯のみの外周長
より０．２〜０．３％以上大とすることで磁気特性の劣
化が緩和され、更に好ましくは０．６％大とすることで
、上記磁気特性の見られなくなる。又同様に応力緩和部
材の板厚の２０％が熱処理中に減少する部材を使用する
場合には、熱処理後にも残留している応力緩和材を含め
た巻芯外周長が作製されるべき磁心の内周長よりも０．
２〜０．３％以上、好ましくは０．６％程大とすること
で磁気特性の劣化が見られなくなる。この場合、熱処理
前の応力緩和部材の外周長は、耐熱性巻芯外周長の約１
％から３％程度大となる。
【００１５】さて、熱処理中にその板厚或は体積が減少
或は消失する、応力緩和用材料としては、熱変形温度或
は体積減少開始温度が、非晶質材料が実質的に収縮を開
始する温度程度以下であって、熱処理中にその材料から
発生する物質、例えばガスや粘着性物質等が、熱処理後
の非晶質材料の磁気特性に悪影響を及ぼすことのない材
料が使用可能である。
或は消失する、応力緩和用材料としては、熱変形温度或
は体積減少開始温度が、非晶質材料が実質的に収縮を開
始する温度程度以下であって、熱処理中にその材料から
発生する物質、例えばガスや粘着性物質等が、熱処理後
の非晶質材料の磁気特性に悪影響を及ぼすことのない材
料が使用可能である。
【００１６】また、巻回される非晶質合金の主成分をＦ
ｅまたはＣｏと限定したのは、Ｎｉを主成分とする非晶
質合金薄帯を巻回してなる巻磁心は、その磁気特性から
して、産業上有用な製品となる可能性が小であり、また
Ｆｅを主成分とする非晶質合金よりも磁歪定数が一般的
に低い値のため、熱処理中の磁心による応力の影響が小
さいからである。
ｅまたはＣｏと限定したのは、Ｎｉを主成分とする非晶
質合金薄帯を巻回してなる巻磁心は、その磁気特性から
して、産業上有用な製品となる可能性が小であり、また
Ｆｅを主成分とする非晶質合金よりも磁歪定数が一般的
に低い値のため、熱処理中の磁心による応力の影響が小
さいからである。
【００１７】種々の磁気特性のうち、透磁率、特に交流
に於ける実効透磁率は、材料の構造及び材料内部歪に敏
感な特性の一つである。実効透磁率の異なる材料に関し
て検討した結果、本発明の効果は、実効透磁率の高い材
料ほどその効果が顕著に現れ、実効透磁率が低くなるに
従って本発明の効果が低減することが明かとなった。例
えば、熱処理後の１ｋＨｚに於ける実効透磁率が１００
０以上、特に２０００〜３０００以上の巻磁心では本発
明の効果が顕著であるが、実効透磁率が数百程度の材料
に於いては、磁気特性の改善効果は殆ど見られなかった
。すなわち、本発明の効果が及ぶ範囲は、熱処理後の１
ｋＨｚでの実効透磁率が数百以上、好ましくは１０００
以上である材料と言うことになる。
に於ける実効透磁率は、材料の構造及び材料内部歪に敏
感な特性の一つである。実効透磁率の異なる材料に関し
て検討した結果、本発明の効果は、実効透磁率の高い材
料ほどその効果が顕著に現れ、実効透磁率が低くなるに
従って本発明の効果が低減することが明かとなった。例
えば、熱処理後の１ｋＨｚに於ける実効透磁率が１００
０以上、特に２０００〜３０００以上の巻磁心では本発
明の効果が顕著であるが、実効透磁率が数百程度の材料
に於いては、磁気特性の改善効果は殆ど見られなかった
。すなわち、本発明の効果が及ぶ範囲は、熱処理後の１
ｋＨｚでの実効透磁率が数百以上、好ましくは１０００
以上である材料と言うことになる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例について詳しく説明する。図
１は、本発明による巻磁心の一例であり、外径６０ｍｍ
，内径５８．５ｍｍ，高さ２５ｍｍのＳＵＳ３０４製巻
芯１に板厚０．２ｍｍ，幅２５ｍｍのポリアセタール樹
脂２を一巻巻回した上に板厚２０μｍ，幅２５ｍｍのＦ
ｅ基非晶質磁性合金 Ｆｅ７６Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３Ｂ
７に、メチルトリメトキシシランで厚さ２μｍのＳｉＯ
２絶縁層をコーティングした薄帯を外径１５４ｍｍまで
巻回した後、５５０℃で１時間、熱処理し、熱処理後、
外周を板厚０．５ｍｍ，幅２５ｍｍのＳＵＳ３０４製薄
帯３で固定した。表１は、本発明による巻磁心と比較材
としてポリアセタール樹脂を巻回しせずに、他は本発明
と同様に作製した磁心の比較である。
１は、本発明による巻磁心の一例であり、外径６０ｍｍ
，内径５８．５ｍｍ，高さ２５ｍｍのＳＵＳ３０４製巻
芯１に板厚０．２ｍｍ，幅２５ｍｍのポリアセタール樹
脂２を一巻巻回した上に板厚２０μｍ，幅２５ｍｍのＦ
ｅ基非晶質磁性合金 Ｆｅ７６Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３Ｂ
７に、メチルトリメトキシシランで厚さ２μｍのＳｉＯ
２絶縁層をコーティングした薄帯を外径１５４ｍｍまで
巻回した後、５５０℃で１時間、熱処理し、熱処理後、
外周を板厚０．５ｍｍ，幅２５ｍｍのＳＵＳ３０４製薄
帯３で固定した。表１は、本発明による巻磁心と比較材
としてポリアセタール樹脂を巻回しせずに、他は本発明
と同様に作製した磁心の比較である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、材料の磁気特性の劣化
を少なくし、比較的大型の磁心を製作することが出来た
。
を少なくし、比較的大型の磁心を製作することが出来た
。
【図１】本発明に係る磁心を示す図である。
１ 巻心
２ ポリアセタール樹脂
３ 外周固定薄帯
Claims (4)
- 【請求項１】 金属あるいは耐熱材料からなる巻芯の
外周に非晶質合金薄帯を巻回し、該巻芯と共に熱処理を
施す巻磁心の製造方法において、熱処理中にその厚さが
減少あるいは消失する材料を巻芯外周に巻回しあるいは
巻芯の一部に配し、非晶質合金薄帯を巻回し、しかる後
に熱処理を行うことを特徴とする巻磁心の製造方法。 - 【請求項２】 前記非晶質合金薄帯は、一般式：（Ｆ
ｅ１−ａＭａ）１００−Ｘ−Ｙ−Ｚ−αＣｕＸＳｉＹＢ
ＺＭ’α（ただし、ＭはＣｏ及び／又はＮｉであり、Ｍ
’はＮｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、ａ，ｘ
，ｙ，ｚ及びαはそれぞれ ０≦ａ≦０．５， ０．１
≦ｘ≦３， ０≦ｙ≦３０， ０≦ｚ≦２５， ５≦ｙ
＋ｚ≦３０ 及び０．１≦α≦３０を満たす。）により
表される組成を有し、組織の少なくとも５０％が１００
０オングストローム以下の平均粒径を有する微細な結晶
粒からなるＦｅ基微結晶軟磁性合金である請求項１に記
載の巻磁心の製造方法。 - 【請求項３】 前記非晶質金属薄帯は、Ｆｅ基あるい
はＣｏ基非晶質磁性薄帯であり、熱処理後の１ｋＨｚに
おける実効透磁率が１，０００以上であること請求項１
に記載の巻磁心の製造方法。 - 【請求項４】 前記非晶質合金薄帯に層間絶縁が施さ
れている請求項１ないし３のいづれかに記載の巻磁心の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042758A JPH04260310A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 巻磁心の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042758A JPH04260310A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 巻磁心の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260310A true JPH04260310A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=12644894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042758A Pending JPH04260310A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 巻磁心の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260310A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008071982A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 変圧器 |
| WO2018150807A1 (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | パナソニック株式会社 | 薄帯部品とその製造方法、および、薄帯部品を用いたモータ |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP3042758A patent/JPH04260310A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008071982A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 変圧器 |
| WO2018150807A1 (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | パナソニック株式会社 | 薄帯部品とその製造方法、および、薄帯部品を用いたモータ |
| JPWO2018150807A1 (ja) * | 2017-02-14 | 2019-02-21 | パナソニック株式会社 | 薄帯部品とその製造方法、および、薄帯部品を用いたモータ |
| US10862354B2 (en) | 2017-02-14 | 2020-12-08 | Panasonic Corporation | Thin strip component, method for manufacturing same, and motor using thin strip component |
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