JPH04336408A - 軟磁性材複合巻きコアの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーマロイ、ケイ素鋼
板、パーメンシュール、アモルファス材、微結晶化材そ
の他の軟磁性巻きコアの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟磁性パーマロイ（Ｎｉ　−Ｆｅ　合金
）、純鉄、ケイ素鋼板（Ｓｉ　−Ｆｅ　合金）、パーメ
ンジュール（Ｃｏ　−Ｆｅ　合金）　、アモルファス材
、微結晶化材等は高透磁率を有し、その薄帯の巻きコア
は弱電用を中心とした鉄心材料として大量に用いられて
いる。

【０００３】つまりこれら巻きコアは閉磁気回路を構成
する事から、磁性材料の持つ優れた高透磁率特性や、急
峻な角形ヒステリシスをそのまゝ利用出来るので、例え
ば変性能変流器、零相変流器、磁気増幅器等に広く使用
されている。これ等巻きコアは、通常の場合、単一の素
材コイルから構成されている。かゝる巻コアは、広幅原
薄帯コイルをスリッターにより最終幅にスリットし、必
要に応じて表面に焼鈍分離剤機能、あるいは層間絶縁機
能を有する塗膜を施した上で最終巻き厚に巻き、必要に
応じてプレス等により最終形状に加工し、そののち該素
材に取って必要な温度並びにサイクルにてひずみ取り機
能、さらには純化機能、オーター・デイスオーダー調整
機能を有する加熱焼鈍処理を施して製造され、鉄心材料
として機器に組込まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような巻きコア
に用いられる軟質磁性材料は、各々独自の商品特性を有
しており、その限定された個々の特徴を生かして使用さ
れている。例えば、Ｎｉ−Ｆｅ　合金から成るパーマロ
イはコストが高く、且つ飽和磁束密度が低いが、透磁率
並びに加工性が他の軟磁性材に比して著るしく優れてい
る特徴を有する。

【０００５】他方鈍鉄あるいはケイ素鋼ではコストが低
く、且つ飽和磁束密度が高いが、透磁率はパーマロイに
劣っている。また、パーメンジュールはケイ素鋼よりも
高い飽和磁束密度を所有しているが、コストが高く、且
つ透磁率はケイ素鋼より低い等の欠点を有している。本
発明の目的は、従来かゝる特徴を有している巻コアを、
複合巻きコア化する事により互いの長所を兼ね備えたも
のにする所にある。複合巻きに関しては、例えば巻きコ
アの内側が外側より磁束密度が高くなり易い等の問題か
ら、内側に磁束密度の低いものを巻くなど一部において
従来から成形されているが、巻きコアの製造方法が前述
のように、最終幅にスリットしてからの巻き作業である
だけに複合化が煩雑となるため、一般には行われていな
い。

【０００６】本発明は、巻きコアの製造方法を根本的に
変える事により、より積極的に各々の素材の特長をひと
つの巻コアに生かすことができる方法を提供するもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、広幅コ
イルの段階で複合化するものであって、従来の製造方法
には見当らない新規な方法であり、複合巻きコアの製造
方法を大幅に実用的なものとなし、複合効果を積極的に
享受できるようにしたものである。すなわち、本発明は
層間絶縁抵抗機能、さらには必要に応じての焼鈍分離機
能を有するコーティングが、各層間の少くとも一方に施
こされてある材質機能の異る複数の広巾軟磁性薄帯を、
巻きコアとしての所定の内径、所定の巻数に少くとも一
部につき同時に重ねて巻取ってコイル状とする事、かゝ
るコイルから巻きコアとしての所定の最終長さ（巾）に
高速にて回転せる薄歯カッター、鋸歯あるいはレーザー
カッターなどにて切断する事、必要に応じて、切断側面
に焼鈍分離剤を補助的に塗布してから、ひずみ取り焼鈍
あるいは磁性焼鈍を行う事を特徴とする軟磁性複合巻き
コアの製造方法を提供するものである。

【０００８】本発明における材質機能の異る複数の広幅
軟磁性薄帯とは、複合化効果のある軟磁性薄帯であれば
特に限定するものでは無いが、通常はパーマロイ、ケイ
素鋼板、パーメンジュール、アモルファス材、微結晶化
材等が特に適合する。この場合、例えばパーマロイとケ
イ素鋼板との組合せ等が考えられるが、同一パーマロイ
であっても、低Ｎｉ　系（相対的に、透磁率が低いが、
飽和磁束密度が高い）と高Ｎｉ　系（相対的に飽和磁束
密度が低いが透磁率が高い）、あるいは同一高Ｎｉ系で
あっても板厚が厚い材料（直流磁気特性が優れている）
と板厚が薄い材料（交流磁気特性が優れている）など、
材質機能が異るものであれば複合効果が期待できる事は
云うまでもない。

【０００９】各薄帯の厚さは特に限定するものでは無く
、通常例えば０．０１ｍｍ程度のいわゆる箔から、厚い
ところで５．０ｍｍ程度の薄板コイルでも良い。板幅に
ついては、最終幅に複数条（個）が採取される幅であれ
ば特に限定するものでは無く、一般には１０〜１２００
ｍｍ程度、通常は５０〜７００　ｍｍの場合が多い。本
願ではこれら原コイルを便宜上広幅軟磁性薄帯と称した
。

【００１０】一般に、かゝる巻きコアの層間は絶縁して
ある方が磁性が良い。従って本発明では巻きコアの層間
に絶縁抵抗機能を有するコーティングが施こされている
事を前提としている。この場合、複合コイル各々の表面
全てにコーティングが存在する必要は無く、例えばコー
ティング無しのパーマロイとフォルステライトが両面に
形成されている方向性電磁鋼板の組合せなど、巻きコア
として形成された場合、各層間に一層以上のコーティン
グ層が存在すれば良い事は云うまでも無い。

【００１１】複合コイルが、純鉄、ケイ素鋼板、パーメ
ンジュールの場合には、ひずみ取り焼鈍温度が　８５０
℃以下で良く、層間が焼付く事は少ない。従って焼鈍分
離機能を有するコーティングである必要は無いが、前記
層間絶縁抵抗コーティングはかゝるひずみ取り焼鈍で大
幅に絶縁抵抗機能が低下するものであってはならない。 複合コイルにパーマロイが含まれる場合、いわゆる磁性
焼鈍は１０００〜１３００℃の温度で行われる。従って
かゝる場合には層間の焼付け妨止のための焼鈍分離機能
を有するコーティングが、パーマロイ自身あるいは組合
わされるべき他方の表面に施こされている必要がある。

【００１２】かゝるコーティングとしては、主成分がＡ
ｌ２Ｏ３，　ＭｇＯ，　Ｍｇ（ＯＨ）２，　ＣａＯ，　
Ｃａ（ＯＨ）２，ＴｉＯ２などの１種又は２種以上から
成るセラミックス微粉体であるのが通常であり、また特
開昭６３−１２１６７０号公報にて狭幅コイルに対する
コーティング方法として提案されている有機金属化合物
又はその分解生成分から選ばれる少くとも１種から成る
ものなどで良いが、本発明の目的に合致するものであれ
ば特に限定するものでは無い。かゝる焼鈍分離剤はひず
み取り焼鈍あるいは磁性焼鈍後も残存し、一般には層間
絶縁抵抗機能を兼ね備えている。

【００１３】かゝる層間絶縁抵抗さらには必要に応じて
の焼鈍分離機能を有するコーティングの厚さに関しては
特に限定するものでは無いが、通常は０．１〜５０μｍ
である。複合巻きコアは、少くとも一部につき同時に重
ねて巻取る。つまり、巻き初めから巻き終りまで複数の
コイルを同時に巻く場合もあり、あるいは主たるコイル
を巻き、目的に応じてその巻込み途中に他のコアを一部
又は複数部巻き込む場合もある。

【００１４】広幅複合巻きコアは、巻きコアとしての所
定の内径、所定の巻数に巻き取るが、その場合所定の巻
数と云う内容は実質的には所定の巻き肉厚をも含むもの
とする。かくして得られた所定の内径、巻数（巻厚）を
有する長い複合コイルは、巻きコア製品としての最終幅
（長さ）に切断する。個々の最終形の巻きコアの材質的
なバラツキは、従来法のコーティング塗布・乾燥を経た
１本づつの巻きコア材に比し、巻き圧などが著るしく改
善された均質なものから成る。当然作業効率も大幅に改
善される。切断方法は、複合巻きコアの径サイズ、目的
などにより異るが、一般には高速にて回転する薄歯カッ
ター、鋸歯、さらには最近発達の著るしいレーザーカッ
ターなども有効である。この場合、切断個所での板のダ
レ等が無い様に留意すべきである。

【００１５】なお、コーティングの主成分としてマイカ
、Ｍｇ（ＯＨ）２　粉を用いる場合には、固体潤滑作用
があるため機械的な切断機の摩耗対策として有効である
。以上によって得られた最終形の巻きコアは、ひずみ取
り焼鈍あるいは磁性焼鈍に供されるが、巻きコアの切断
側面は金属光沢面が露出しているので、必要に応じて焼
鈍分離剤等と塗布する。かゝる作業は従来の１本１本の
塗布作業に比し極めて簡単なものである。

【００１６】ひずみ取り焼鈍あるいは磁性焼鈍の温度条
件に関しては、複合化する構成材により大別すると３種
ある。アモルファス材並びに微結晶化材を構成材とする
場合には、ひずみ取り焼鈍温度は数　１００℃であるの
で、純鉄、ケイ素鋼などとの複合はできずあくまでひず
み取り焼鈍温度域の類似したアモルファス材、微結晶化
材間で複合化すべきである。

【００１７】また純鉄、ケイ素鋼、パーメンジュール間
の複合の場合には　７５０℃以上の温度で良いが、それ
にパーマロイが入る場合、あるいはパーマロイのみの構
成の場合には１０００〜１３００℃の高温域で焼鈍を行
う必要がある。またパーマロイの高Ｎｉ　系並びにパー
メンジュールの焼鈍後の冷却に関しては、磁性確保上そ
の冷却速度と制御する必要がある事は云うまでもない。

【００１８】本発明によれば、複数の軟磁性材の機能を
兼ね備えた、新らしい機能を有する複合化巻コアが得ら
れる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。Ｎｉ　７９
．５％、Ｍｏ　５．０％、残部Ｆｅ　から成る板厚０．
０５ｍｍ、板幅　３００ｍｍのパーマロイＰＣＳ級の冷
延箔コイルと、表面にフォルステライト被膜が形成され
ている板厚０．２３ｍｍ、板幅　３００ｍｍの３％Ｓｉ
　−Ｆｅ　方向性ケイ素鋼板とを、外径４０ｍｍの丸棒
に肉厚６ｍｍまで一緒に巻込み、最外端部を速乾性の接
着剤で止めた。

【００２０】丸棒を抜き去ったのち、薄歯の高速カッタ
ーにより長さ１０ｍｍづつ輪切り切断を行い、内径４０
ｍｍ、外径５２ｍｍ、幅１０ｍｍの、パーマロイＰＣＳ
と方向性ケイ素鋼板から成る複合巻きコアを得た。各々
の切断端部にアルミナ粉を塗布後、乾水素気流中１１０
０℃２時間の加熱焼鈍を行い、次いで１１００℃から　
６００℃までを　３００℃／ｈｒ、６００℃から　３０
０℃までを　１００℃／ｈｒの速度で冷却し、そののち
炉冷した。

【００２１】尚比較例として、上記パーマロイ並びにケ
イ素鋼単独で同様の巻きコアを作成焼鈍した。以下に、
上記で得られた巻きコアの直流磁気測定結果を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】複合コア材は、高磁場での磁束密度は劣化
するが、低磁場では著るしく改善された特性を示してい
る。尚、従来の巻コア製造方法に準じ、最終幅にスリッ
トしてから二種のコイルを各巻きコア毎に巻く場合に比
べ、本発明のように広幅コイルの状態で巻き込んだ方が
効率が良い事は例示するまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の複合化巻
きコアの製造方法によれば、容易に新機能を有する巻き
コアが得られるので、工業上極めて価値が高いものであ
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　層間絶縁抵抗機能を有するコーテング
   が各層間の少くとも一方に施こされている材質機能の異
   なる複数の広幅軟磁性薄帯を、巻きコアとしての所定内
   径又は所定巻数に同時に重ねて巻取ってコイルを形成し
   、次いでかゝるコイルを巻きコアとしての所定最終長さ
   に切断したのち、ひずみ取り焼鈍又は磁性焼鈍を施すこ
   とを特徴とする軟磁性複合巻きコアの製造方法。
2. 【請求項２】　　前記コイルを高速に回転する薄歯カッ
   ター、鋸歯、又はレーザーカッターで切断する請求項１
   記載の方法。
3. 【請求項３】　　前記広幅軟磁性薄帯の少くとも一部を
   他の薄帯に巻込む請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】　　前記コイルの切断側面に焼鈍分離剤を
   塗布する請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】　　前記コーテングが焼鈍分離機能を有す
   る請求項１記載の方法。