JPS5813462A - 鉄心製造方法及び装置 - Google Patents
鉄心製造方法及び装置Info
- Publication number
- JPS5813462A JPS5813462A JP10937981A JP10937981A JPS5813462A JP S5813462 A JPS5813462 A JP S5813462A JP 10937981 A JP10937981 A JP 10937981A JP 10937981 A JP10937981 A JP 10937981A JP S5813462 A JPS5813462 A JP S5813462A
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- Japan
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- molten metal
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- core manufacturing
- solidified
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/04—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of shallow solid or hollow bodies, e.g. wheels or rings, in moulds rotating around their axis of symmetry
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄心製造方法及び装置に関する。
従来、回転電機及び変圧器等の電気機器用の鉄心制料に
はＳｌを約３係含有した珪素鋼板が用いられてきている
。これら珪素鋼板は溶製後、圧延・熱処理を繰返し、最
終段階で鋼板表面に電気的な絶縁皮膜処理を施して積層
することによって製造されるものであわ、その製造工程
は複雑であり、製造段階におけるエネルギ消費量も多い
。
はＳｌを約３係含有した珪素鋼板が用いられてきている
。これら珪素鋼板は溶製後、圧延・熱処理を繰返し、最
終段階で鋼板表面に電気的な絶縁皮膜処理を施して積層
することによって製造されるものであわ、その製造工程
は複雑であり、製造段階におけるエネルギ消費量も多い
。
一方、電気機器用鉄心としての省エネルギ対策は如何に
してその鉄損を低減するかにあり、そのためには高５ｉ
−１’ｉ”ｅ合金の採用並びに薄板化が指向されている
。５ｉ−１ｉ”ｅ合金において、Ｓｉ量を０係から７ｑ
ｂ程度まで変化させると磁束密度はＳｉ量に比例して低
下するが、Ｓｌ量が約６５係の所で磁歪がほぼ零になり
、結晶磁気異方性エネルギも半減するのでヒステリシス
損が最小値を示すようになることは古くから知られてい
る。さらに、高５ｉ−ｐｅ合金を用い、かつ薄板にする
と電気抵抗も増加するので渦電流損が低減し、ヒステリ
シス損と渦電流損の和である鉄損が減少し、電気機器用
鉄心材料として非常に優れたものとなることは以前より
知られていた。
してその鉄損を低減するかにあり、そのためには高５ｉ
−１’ｉ”ｅ合金の採用並びに薄板化が指向されている
。５ｉ−１ｉ”ｅ合金において、Ｓｉ量を０係から７ｑ
ｂ程度まで変化させると磁束密度はＳｉ量に比例して低
下するが、Ｓｌ量が約６５係の所で磁歪がほぼ零になり
、結晶磁気異方性エネルギも半減するのでヒステリシス
損が最小値を示すようになることは古くから知られてい
る。さらに、高５ｉ−ｐｅ合金を用い、かつ薄板にする
と電気抵抗も増加するので渦電流損が低減し、ヒステリ
シス損と渦電流損の和である鉄損が減少し、電気機器用
鉄心材料として非常に優れたものとなることは以前より
知られていた。
しかしながら、Ｆｅに約６．５％ものＳｉを含有させる
と非常に脆くなり圧延等・の加工が困難で工業的規模で
薄板化することは不可能であるため優れた磁気的性質を
有するにもかかわらずＳｉ高含有のｐｅ−８ｉ合金から
なる鉄心は実用化されるに至っていない。
と非常に脆くなり圧延等・の加工が困難で工業的規模で
薄板化することは不可能であるため優れた磁気的性質を
有するにもかかわらずＳｉ高含有のｐｅ−８ｉ合金から
なる鉄心は実用化されるに至っていない。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解消し
、製造工程を著しく短縮し、製造段階の省エネルギ化を
図るとともに、従来工業的に製造不可能であった高Ｓ
’ Ｆ ｅ合金の薄板のうす巻き鉄心の製造を可能と
する鉄心の製造方法及び装置を提供するにある。
、製造工程を著しく短縮し、製造段階の省エネルギ化を
図るとともに、従来工業的に製造不可能であった高Ｓ
’ Ｆ ｅ合金の薄板のうす巻き鉄心の製造を可能と
する鉄心の製造方法及び装置を提供するにある。
本発明は、回転する鋳型の中に金属溶湯を注湯し、該鋳
型壁面に沿って溶湯を回転中心方向へ層状に析出凝固さ
せるものである。
型壁面に沿って溶湯を回転中心方向へ層状に析出凝固さ
せるものである。
以下に本発明を、本発明の一実施態様を示す第１図に基
いて説明する。
いて説明する。
図中１は、回転可能に支持された鋳型２へ溶湯を注湯す
るだめの導入口である。鋳型２は、変速機３を介して電
動機４によって回転されるようになっている。 。
るだめの導入口である。鋳型２は、変速機３を介して電
動機４によって回転されるようになっている。 。
この鋳型２はｉ′□心の外状法めをするものであると同
時に、溶湯を潜動するための放熱基盤となるものである
。従って、鋳型２は熱伝導性及び機械的強度の高い金属
材料、例えば銅もしくは鉄系金属を用いて作製されるの
が好ましい。
時に、溶湯を潜動するための放熱基盤となるものである
。従って、鋳型２は熱伝導性及び機械的強度の高い金属
材料、例えば銅もしくは鉄系金属を用いて作製されるの
が好ましい。
このような鉄心製造装置において、導入口１から溶湯を
鋳型内に注湯すると、該溶湯は鋳型の内周面に沿って析
出、凝固する。
鋳型内に注湯すると、該溶湯は鋳型の内周面に沿って析
出、凝固する。
溶湯は鋳型の回転速度（回転数）及び溶融金属の温度等
によって決まる厚さ分だけ鋳型内周面及び溶融金属の表
面層で固化し、その固化した薄板が、鋳型の回転方向に
沿って引き上げられ、鋳型の内周面に密着したうす巻き
状積層構造体をつくる。す々わち、鋳型が一回転して固
化した金属の先端が再び溶湯金属中に入ると、最初に固
化した金属薄板層の表面層に新しい固化金属層が形成さ
れ、鋳型の回転に伴ってこの現象が継続するので順次新
しい固化金属層が形成され、うす巻き状積層体を形成す
る。
によって決まる厚さ分だけ鋳型内周面及び溶融金属の表
面層で固化し、その固化した薄板が、鋳型の回転方向に
沿って引き上げられ、鋳型の内周面に密着したうす巻き
状積層構造体をつくる。す々わち、鋳型が一回転して固
化した金属の先端が再び溶湯金属中に入ると、最初に固
化した金属薄板層の表面層に新しい固化金属層が形成さ
れ、鋳型の回転に伴ってこの現象が継続するので順次新
しい固化金属層が形成され、うす巻き状積層体を形成す
る。
この製造過程における鋳型２内の状態を第２図に示す。
第２図は鋳型２の回転軸に垂直な断面図であり、５は溶
湯、６は鋳型２Ｉ７？内周壁面に沿って凝固しだ薄層状
金属を示す。
湯、６は鋳型２Ｉ７？内周壁面に沿って凝固しだ薄層状
金属を示す。
第２図に示されるように、回転する鋳型内において、薄
層状に凝固が進行するが、この凝固過程においては、鋳
型壁面もしくは、凝固した金属薄層表面で凝固核が発生
し、この核が面状に成長することによって薄層が形成さ
れる。このような核の発生及び核の成長は鋳型２内の温
度によって大きな影響を受けるものであり、鋳型壁面も
しくは凝固した金属層表面近傍において溶湯が過冷却状
態となるように、鋳型壁温及び鋳型内部温度に従って溶
湯供給量及び鋳型回転速度を制御するのが好ましい。
層状に凝固が進行するが、この凝固過程においては、鋳
型壁面もしくは、凝固した金属薄層表面で凝固核が発生
し、この核が面状に成長することによって薄層が形成さ
れる。このような核の発生及び核の成長は鋳型２内の温
度によって大きな影響を受けるものであり、鋳型壁面も
しくは凝固した金属層表面近傍において溶湯が過冷却状
態となるように、鋳型壁温及び鋳型内部温度に従って溶
湯供給量及び鋳型回転速度を制御するのが好ましい。
また、本発明によって鉄心を製造するに際しては、鋳型
内の雰囲気を酸化雰囲気（例えば空気）とするのが好ま
しい。酸化雰囲気下において実施すれば、第２図に示さ
れるように凝固して壁面に沿って引きあげられた金属薄
層６の表面に酸化皮膜が形成され、形成された該皮膜は
鉄心の金属薄層間の電気的絶縁作用を働くようになると
ともに、上述の凝固核が発生しやすくなるからである。
内の雰囲気を酸化雰囲気（例えば空気）とするのが好ま
しい。酸化雰囲気下において実施すれば、第２図に示さ
れるように凝固して壁面に沿って引きあげられた金属薄
層６の表面に酸化皮膜が形成され、形成された該皮膜は
鉄心の金属薄層間の電気的絶縁作用を働くようになると
ともに、上述の凝固核が発生しやすくなるからである。
すなわち、凝固し形成された金属薄層は、鋳型の回転に
伴って溶湯から離れて冷却が進んだ後、再び溶湯中に浸
漬される状態となるが、この時金属薄層表面に酸化物が
存在すると、該表面は溶融金属に対して異種物質表面と
して作用し、前記凝固核の発生を容易にする。また、鋳
型内で形成された金属薄層表面に空気等を吹きつけるこ
とも可能である。
伴って溶湯から離れて冷却が進んだ後、再び溶湯中に浸
漬される状態となるが、この時金属薄層表面に酸化物が
存在すると、該表面は溶融金属に対して異種物質表面と
して作用し、前記凝固核の発生を容易にする。また、鋳
型内で形成された金属薄層表面に空気等を吹きつけるこ
とも可能である。
なお、このような電気絶縁層及び異種物質層は、鋳型内
において、形成された金属薄層表面に電気絶縁性の粉末
を噴射することによっても形成可能である。
において、形成された金属薄層表面に電気絶縁性の粉末
を噴射することによっても形成可能である。
以下実施例について説明する。
実施例
第３図は本発明の実施例に係る鉄心製造装置の要部にあ
たる回転鋳型及び溶湯供給部の縦断面の概略構成図であ
る。
たる回転鋳型及び溶湯供給部の縦断面の概略構成図であ
る。
るつぼ６内で溶解された金属の溶湯７は電磁流量弁８を
通ってノズル９より・鋳：□励２内に供給される。鋳型
２は熱伝導率の高い金属製の円周壁１゜と熱伝導率の低
いセラミックス製の鋳型側板１１で構成され、これらは
回転シャフト１２と一体となって回転さ九る。鋳型２内
の４箇所には熱電対１３が配設されており、これによっ
て各部の温度がスリップリング１４を通して検出される
ようになっている。回転冷却鋳型２の外側には鋳型の冷
却を効率的に行うため冷却筒１５が設けられており、鋳
型２と筒１５の間隙１６を冷媒が通るようになっている
。
通ってノズル９より・鋳：□励２内に供給される。鋳型
２は熱伝導率の高い金属製の円周壁１゜と熱伝導率の低
いセラミックス製の鋳型側板１１で構成され、これらは
回転シャフト１２と一体となって回転さ九る。鋳型２内
の４箇所には熱電対１３が配設されており、これによっ
て各部の温度がスリップリング１４を通して検出される
ようになっている。回転冷却鋳型２の外側には鋳型の冷
却を効率的に行うため冷却筒１５が設けられており、鋳
型２と筒１５の間隙１６を冷媒が通るようになっている
。
本装置においては高周波コイル１７によって加熱され溶
融した金属７は必要な温度に保持され電磁流量弁８を通
してコントロールされながらノズルから鋳型２内に噴射
される。回転シャフト１２は時間応答性の良好な図示し
ない可変速モードルに連結され、回転速度がコントロー
ルされるようになっている。また、電磁流量弁８を通る
溶湯の瞬時の量及び回転冷却鋳型２の瞬時瞬時の回転速
度は４箇所の熱電対１３で検出される各部の温度１１： の組合せでコントロールされ、はぼ一様な薄板のりす巻
き状積層体が多層状態においてもなされるように作動す
る。
融した金属７は必要な温度に保持され電磁流量弁８を通
してコントロールされながらノズルから鋳型２内に噴射
される。回転シャフト１２は時間応答性の良好な図示し
ない可変速モードルに連結され、回転速度がコントロー
ルされるようになっている。また、電磁流量弁８を通る
溶湯の瞬時の量及び回転冷却鋳型２の瞬時瞬時の回転速
度は４箇所の熱電対１３で検出される各部の温度１１： の組合せでコントロールされ、はぼ一様な薄板のりす巻
き状積層体が多層状態においてもなされるように作動す
る。
このように構成された装置を用いて鉄心を製造した。す
なわち、重量比で６．５％のｓｉと残部実質的にＦｅよ
りなる組成の原料約４にりをるっぽ６に入れて高周波誘
導加熱により溶解し、回転冷却鋳型の中に注湯した。そ
の時の回転冷却鋳型２の寸法は鉄心寸法で外径２００ｍ
＋＋＋、幅４■になるように七ッ卜した。注湯前の溶融
金属の温度は１６５０ｒとした。回転冷却鋳型の回転速
度は６００ｒ、Ｉ）、ｍで溶湯をＩＫｇだけ急速に注入
し、その後電磁流量弁８での流量コントロールとモータ
の回転速度のコントロールを、温度の検出信号に従って
行い、原料のすべてをキャスティングした。
なわち、重量比で６．５％のｓｉと残部実質的にＦｅよ
りなる組成の原料約４にりをるっぽ６に入れて高周波誘
導加熱により溶解し、回転冷却鋳型の中に注湯した。そ
の時の回転冷却鋳型２の寸法は鉄心寸法で外径２００ｍ
＋＋＋、幅４■になるように七ッ卜した。注湯前の溶融
金属の温度は１６５０ｒとした。回転冷却鋳型の回転速
度は６００ｒ、Ｉ）、ｍで溶湯をＩＫｇだけ急速に注入
し、その後電磁流量弁８での流量コントロールとモータ
の回転速度のコントロールを、温度の検出信号に従って
行い、原料のすべてをキャスティングした。
溶融した６、５％Ｓ１を含むｐｅ金合金鋳型円周壁１０
の冷却作用によって鋳型内周面側から固化し、全体の積
層厚さが約２５胴のリング状の巻き鉄心が得られた。リ
ング状鉄心の断面を調べたところ一層の厚さが約０．５
ｍｎの積層構造を有していた。
の冷却作用によって鋳型内周面側から固化し、全体の積
層厚さが約２５胴のリング状の巻き鉄心が得られた。リ
ング状鉄心の断面を調べたところ一層の厚さが約０．５
ｍｎの積層構造を有していた。
次にこのようにして製造された鉄心の磁気特性を調べる
ためにリング状うず巻鉄心を１００００で水素中で１時
間の焼鈍を施した後、所定の１次及び２次の巻き線を施
して磁気特性を測定した。その結果を従来材の磁気特性
と対比して第１表に示す。
ためにリング状うず巻鉄心を１００００で水素中で１時
間の焼鈍を施した後、所定の１次及び２次の巻き線を施
して磁気特性を測定した。その結果を従来材の磁気特性
と対比して第１表に示す。
第１表
第１表により、本発明による鉄心はｓ１含有量が６．５
係と多いためにｌ１８ｏは市販珪素鋼板８１８゜０．３
５ｔに比べ低いが保磁力はほぼ同等で優れた磁気特性を
示すことが認められる。また、鉄損値’Ｗ＋ａ、／ｐｏ
は市販珪素鋼板Ｓ １８ 、０．３５１［１ｓへ約２０
％も低く低損失特性を示している。これは、一層の厚み
が約０．５１と８１８，０１３５ｔに比べ厚いにもかか
わらす鉄損が低くなっており、高８１による電気抵抗の
増大、層間の絶縁が適当な酸化皮膜が有効に作用してい
るためである。
係と多いためにｌ１８ｏは市販珪素鋼板８１８゜０．３
５ｔに比べ低いが保磁力はほぼ同等で優れた磁気特性を
示すことが認められる。また、鉄損値’Ｗ＋ａ、／ｐｏ
は市販珪素鋼板Ｓ １８ 、０．３５１［１ｓへ約２０
％も低く低損失特性を示している。これは、一層の厚み
が約０．５１と８１８，０１３５ｔに比べ厚いにもかか
わらす鉄損が低くなっており、高８１による電気抵抗の
増大、層間の絶縁が適当な酸化皮膜が有効に作用してい
るためである。
以上のように、本発明によれば溶融金属から直接所定の
寸法・形状の鉄心を成型できるから、製造工程が著しく
簡略化される。さらに、従来工業的に圧延加工が不可能
であった５ｌ−ｐｃ金合金鉄心も製造可能となり、磁気
的損失が小さく、鉄損の低い鉄心を製造することができ
る。
寸法・形状の鉄心を成型できるから、製造工程が著しく
簡略化される。さらに、従来工業的に圧延加工が不可能
であった５ｌ−ｐｃ金合金鉄心も製造可能となり、磁気
的損失が小さく、鉄損の低い鉄心を製造することができ
る。
第１図は本発明の鉄製造装置の概略構成図、第２図は第
１図の装置を用いた製造過程における鋳型内の状態を表
わす断面図、第３図は本発明の実施例に係る製造装置の
要部の縦断面の概略構成図である。 ２・・・鋳型、３・・・るつぼ、８・・・電磁流量弁、
９・・・ノズル、１０・・・鋳型内周壁、１１・・・鋳
型側板、１３・・・熱電対、１４・・・スリップリング
、１５・・・冷却筒、１７・・・高周波コイル。 第 １ 図 第２ 図
１図の装置を用いた製造過程における鋳型内の状態を表
わす断面図、第３図は本発明の実施例に係る製造装置の
要部の縦断面の概略構成図である。 ２・・・鋳型、３・・・るつぼ、８・・・電磁流量弁、
９・・・ノズル、１０・・・鋳型内周壁、１１・・・鋳
型側板、１３・・・熱電対、１４・・・スリップリング
、１５・・・冷却筒、１７・・・高周波コイル。 第 １ 図 第２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １０回転する鋳型の中に金属溶湯を注湯し、該鋳型壁面
に沿って溶湯を薄層状に凝固させその上に溶湯を注湯し
て薄層状に積層することを特徴とする鉄心製造方法。 ２、鋳型温度及び鋳型内温度を検出し、該検出された温
度に基いて前記鋳型の回転速度及び前記金属溶湯の供給
量を制御し、金属薄層厚を一定に保持することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の鉄心製造方法。 ３、 前記金属溶湯は、Ｆｅ−８１合金の溶湯である特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の鉄心製造方法。 ４、鋳型内の雰囲気は酸化雰囲気である特許請求の範囲
第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の鉄心製造方
法。 ５、鋳型中において、析出凝固した金属薄層の表面に電
気絶縁層を形成しながら薄層を積層することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に
記載の鉄心製造方法。 ６ 回転可能に支持された鋳型と、該鋳型回転用の駆動
装置と、該鋳型内に金属溶湯を供給する、金属溶湯供給
装置と、を備えた鉄心製造装置。 ７、鋳型内温度検出器と鋳型温度検出器とを備え、該検
出器からの信号に基いて前記鋳型回転用の駆動装置と前
記金属溶湯供給装置とを制御する制御装置を備えた特許
請求の範囲第５項記載の鉄心製造装置。 ８、 粉末噴射手段を鋳型内に設けた特許請求の範囲第
６項又は第７項記載の鉄心製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10937981A JPS5813462A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 鉄心製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10937981A JPS5813462A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 鉄心製造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5813462A true JPS5813462A (ja) | 1983-01-25 |
Family
ID=14508745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10937981A Pending JPS5813462A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | 鉄心製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5813462A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0761712A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-07 | Murata Mach Ltd | パッケージ搬送システム |
| EP1020244A1 (fr) * | 1997-07-09 | 2000-07-19 | Jean-Claude Werquin | Procédé et installation de coulée centrifuge verticale de cylindres composites de laminoir |
| CN107876722A (zh) * | 2013-03-11 | 2018-04-06 | 冶联科技地产有限责任公司 | 熔融材料的离心铸造的增强技术 |
-
1981
- 1981-07-15 JP JP10937981A patent/JPS5813462A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0761712A (ja) * | 1993-08-26 | 1995-03-07 | Murata Mach Ltd | パッケージ搬送システム |
| EP1020244A1 (fr) * | 1997-07-09 | 2000-07-19 | Jean-Claude Werquin | Procédé et installation de coulée centrifuge verticale de cylindres composites de laminoir |
| CN107876722A (zh) * | 2013-03-11 | 2018-04-06 | 冶联科技地产有限责任公司 | 熔融材料的离心铸造的增强技术 |
| US10252327B2 (en) | 2013-03-11 | 2019-04-09 | Ati Properties Llc | Enhanced techniques for centrifugal casting of molten materials |
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