JPH10270227A - 低周波トランス - Google Patents
低周波トランスInfo
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- JPH10270227A JPH10270227A JP10117603A JP11760398A JPH10270227A JP H10270227 A JPH10270227 A JP H10270227A JP 10117603 A JP10117603 A JP 10117603A JP 11760398 A JP11760398 A JP 11760398A JP H10270227 A JPH10270227 A JP H10270227A
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Abstract
少なく、耐熱性にも優れた低周波トランスを提供する。 【解決手段】 次式で示される組成からなる高飽和磁束
密度Fe系軟磁性合金と導線とからなることを特徴とす
る低周波トランスを採用する。 (Fe1-a Co a)b Bx Ly T'z (1) Fe b Bx Ly T'z (2) (但しLはTi等、T'はCu等である。)
Description
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。
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。
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。
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。
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。
に、高飽和磁束密度のFe系軟磁性合金を開発し特願平
2−108308号明細書において提案するとともに、
これに更に改良したものを平成3年3月18日付けで特
許出願している。
る合金には、以下の4種類が含まれている。 (1) (Fe1-a Co a)b Bx Ly T'z a≦0.05、b≦92原子%、x=6.5〜18原子%、y
=4〜10原子%、 z=4.5原子%以下である。
子%、z=4.5原子%以下である。
=4〜9原子%である。
%である。
ばれた1種又は2種以上の元素であり 、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、MはCo,Niのいずれか、または、
両方である。)
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。
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。
した発明は前記課題を解決するために、次の(1)及び
(2)で示される組成からなる高飽和磁束密度Fe系軟
磁性合金と導線とからなるものである。
=4〜10原子%、 z=4.5原子%以下である。
子%、z=4.5原子%以下である。
ばれた1種又は2種以上の元素であり 、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
以上の元素である。)
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。
トランスを示すもので、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
80Nb7B12Cu1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。
つとして、次の(1)〜(2)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。
=4〜10原子%、 z=4.5原子%以下である。
子%、z=4.5原子%以下である。
ばれた1種又は2種以上の元素であり 、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。
めには、非晶質形成能を有するTi,Nb,Taの少なくと
も1つ及びBを含む必要がある。
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。
これらの元素の中でもNbとTaは、融点の高い金属材料
であって熱的に安定であり、製造時に酸化しずらいもの
である。よってこれらの元素を添加している場合は、先
に本願発明者らが特願平2−108308号において特
許出願している材料(HfやZrを含有するもの)より
も製造条件が容易で安価に製造することができ、また、
コストの面でも有利である。即ち、先に本願発明者らが
特願平2−108308号で特許出願している系の合金
においては、真空雰囲気中において不活性ガスを供給し
て酸化に留意しつつ製造する必要があったが、本願発明
の合金においては製造条件をゆるくすることができる。
具体的には、ノズル先端部に不活性ガスを部分的に供給
しつつ大気中で製造もしくは大気中の雰囲気で製造する
ことができる。
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。
と、透磁率が低下する傾向があるが、飽和磁束密度は高
くなる傾向が有る。
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。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。
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。
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,Ru
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,G
e,Sn,Pb,As,Sb,Bi,Se,Te,Li,Be,Mg,Ca,Sr,
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。
o量のbは、T’成分を含まない場合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、T'成分を含有しない合金系において、F
e,Co,Ni量のbは、高い飽和磁束密度を得るために、9
3原子%以下とする。
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。
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。
1つを片ロール液体急冷法に基づいて説明する。
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。
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。
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。
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。
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100mm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。
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、14.1kG、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、5
0Hz、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。
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。
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。
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。
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。
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。
視図である。
示すの斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 次式で示される組成からなる高飽和磁束
密度Fe系軟磁性合金と導線とからなることを特徴とす
る低周波トランス。 (Fe1-a Co a)b Bx Ly T'z 但しLはTi,Nb,Ta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、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=6.5〜18原子%、y
=4〜10原子%、z=4.5原子%以下である。 - 【請求項2】 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 Ly T'z 但し、LはTi,Nb,Ta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、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=6.5〜18原子%、y=4〜10原
子%、z=4.5原子%以下である。 - 【請求項3】 MgOからなる絶縁層が形成された前記
組成の高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金の薄帯を巻回し
てなる磁心を備えたことを特徴とする請求項1または請
求項2記載の低周波トランス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11760398A JP3228905B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 低周波トランス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11760398A JP3228905B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 低周波トランス |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3078640A Division JP2812569B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 低周波トランス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10270227A true JPH10270227A (ja) | 1998-10-09 |
JP3228905B2 JP3228905B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=14715885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11760398A Expired - Lifetime JP3228905B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 低周波トランス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3228905B2 (ja) |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP11760398A patent/JP3228905B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3228905B2 (ja) | 2001-11-12 |
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