JPS5922749A - 金属磁性材料の箔帯からなる積層体の製造方法および装置 - 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】 本発明は金属磁性材料帯を積層し積層体を製造する方法
および装置に関する。

金属磁性材料帯を積層して製造される積層体としては、
例えば珪素鋼など電気鉄板を積層する巻鉄心、巻鉄心を
切断して製造するカットコアなどがあシ一般には変圧器
などに用いられている。

まず珪素鋼帯でＣＭカットコアを製造する一般的な方法
を第１図によシその工程を追って（第１図（イ）→（ト
））説明する。

所定の幅にスリットされた珪素鋼帯１はツノ々２のつい
た回転軸に取付けられた製品寸法に対応する形状の巻枠
３にツバ２をガイドにして所定の厚さになるまで巻取ら
れると切断され、その末端は溶着される。巻取られた珪
素鋼帯１（以下巻鉄心１ａという）は巻枠３ごと回転軸
から取シはすされ、所定の寸法を得るため珪素鋼帯１の
面に垂直に、即ち矢印Ｆの方向にプレスなどで圧下され
る。

（第１図（ロ）） 以上の工程で加えられた加工によυ生じたひずみは珪素
鋼固有の磁気特性を劣化させる。このため巻枠３に取付
けられた巻鉄心１ａを第１図（ハ）の如く非酸化性雰囲
気の焼鈍炉４にて７８０〜８２０℃の温度で２時間以上
焼鈍しひずみを除去する。

このままの状態ではＣ形カットコアに加工することが不
可能であるため、巻鉄心１ａを巻枠３から取シはずし第
１図に）に示す如く密閉可能な容器、例えばオートクレ
ーブ５の中にニーキシ４ｔｔＪ］ｌｉ。

接着剤と共に入れオートクレーブ５内を減圧することに
よシ眉間に接着剤を含浸させた後、オートクレーｆ５よ
シ取出し乾燥硬化させる。

乾燥硬化が終了した巻鉄心１ａは第１図（ホ）に示す如
く切断機６によって２つの部分に力、トされＣ形カット
コア１ｂとなる。

次いで第１図丙に示す如くカット面は研磨機７で研磨さ
れ、不足ならば更にラッピング、エツチングが行われる
。研磨されたカット面には防錆処理が施されＣ形力、ト
コアｌｂ（第１図（ト））は製品となシ、変圧器などに
用いられる。

近年珪素鋼、低炭素鋼、パーマロイ、非晶質合・金など
厚さ０．１　Ｉ！Ｉ１１以下の金属磁性材料が製造され
るようになシ、従来の商用周波数域での使用に限らず高
周波域でも使用可能となシ、例えば電縫管製造用インピ
ーダのコアのように高周波強磁界下でも使用されるよう
になった。

珪素鋼箔帯（あらかじめ箔帯表面には絶縁被膜を施しで
ある場合もおる）をインビーダのコアとして用いる場合
は、第２図に示すように所定の幅にスリットされた細幅
珪素鋼箔帯１′をエポキシ樹脂系の絶縁接着剤８で接着
積層し角柱状積層体ｆｂとなしこの角柱状積層体ｆｂｔ
１’ｂ−・・を組合せて用いている。

ところがこの角柱状積層体１’　ｂを工業的に製造する
方法としては従来性われているＣ形カッ）コアの製造方
法が利用できるがこの方法では珪素鋼帯の接着を真空含
浸法によって行うため、積層する材料の厚さが箔のよう
に薄い場合には、各積層箔間の絶縁接着剤を厚く均一に
つけることが困難である。

電縫管製造用インピーダのコアのように高周波の強磁界
下に曝される場合には積層体にも高周波の電圧が誘起さ
れるので絶縁接着剤層が絶縁破壊され易い。絶縁接着剤
層の絶縁破壊は誘起される電圧が高いほど又絶縁接着剤
層が薄いほど生じ易い。更に互に隣合う細幅珪素鋼箔帯
の金属同志の接触個所あるいは絶縁性の悪い個所には渦
電流が流れ、金属同志の接触部分あるいは絶縁性の悪い
部分が急激に加熱され、細幅珪素鋼箔帯の発熱が大きく
なる。このように細幅珪素鋼箔帯の金属同志の接触個所
あるいは絶縁性の悪い個所が多けれ□ば多いは゛ど積層
体の温度上昇は大きく疫る・細幅珪素鋼箔帯の金属同志
の接触個所あるいは絶縁性の悪い個所が増す原因として
は各積層箔間の絶縁接着剤の厚さが薄く均一でないこと
とは別に第３図に示すような細幅珪素鋼箔帯のエツジ部
のパリがある。このパリは細幅珪素鋼箔帯のス１゜ブト
時に生成するもので、積層体中で互に隣合う細幅珪素鋼
箔帯が接触する原因となる。

この細幅珪素鋼箔帯同志の接触状態は積層体の断面を積
層方向に電気抵抗を測定することによって知ることがで
きる。即ち積層方向の電気抵抗（以下層間抵抗という）
が大きければ金属同志の接触個所あるいは絶縁性の悪い
個所が少なく、層間抵抗が小さければ金属同志の接触個
所あるいは絶縁性の悪い個所が多いことを表わしている
。

従って高周波の強磁界下で用いられる積層体は絶縁接着
剤層を厚く均一にすることおよび金属磁性材料箔帯の金
属同志の接触あるいは絶縁性の悪い個所をできる限シ少
なくして層間抵抗を大きくすることが必要である。

本発明は金属磁性材料の箔帯で絶縁性のすぐれた積層体
を製造する方法および装置を提供することを目的とする
。

本発明は金属磁性材料の箔帯に接着剤を付着せしめつつ
多角形の積層枠に巻取連接着剤を硬化せしめ積層体を製
造する工程、およびこの工程に金属磁性材料箔帯のパリ
を除去又は圧延矯正する工程および又は金属磁性材料箔
帯に絶縁物質を均一に固着させる工程を適宜付加して積
層体を製造することを特徴とする。

以下本発明の構成を実施例に基すき図面によって説明す
る。

第４図は本発明の方法によシ金属磁性材料の細幅箔帯で
角柱状の積層体を製造する場合の実施例を示す図である
。

所定の幅にスリ、トされた細幅珪素鋼箔帯１′は支持具
９を介して回転軸に取付けられ角形積層枠にその先端が
固定され順次アンコイルされながら・守り圧延装置１１
を通過し、絶縁物質固着装置１２で箔帯全面に均一に絶
縁物質が固着せしめられ、次いで接着剤塗付装置１３に
てエポキシ樹脂などの接着剤を塗付せしめられ角形積層
枠１０の回転によシ押えロール１４で角形積層枠１０に
押え導かれながら角形積層枠１０に巻取られ、巻取回数
が予じめ設定された占積率に対応する回数に達したら切
断されその末端は角形積層枠１０に粘着テープなどで固
定され巻積層体１１ａとなる。巻積層体１１ａは角形積
層枠ごと回転軸から取シはすされ辺の部分は押え治具１
５を用いて押圧され、所定の積層高さに整形された後、
そのコーナ部が切断され乾燥炉１６にて乾燥硬化（自然
乾燥あるいは強制乾燥でもよい）され角形積層枠１０か
ら取シはずされる。所定の長さに切断された積層体はそ
の切断面に研磨エツチングなどが施された後、検査され
、寸法形状および層間抵抗など必要とされる特性値が所
定の値となっているものに防錆処理が施こされて第２図
に示す角柱状積層体１’　ｂとなる０第４図に示す角形
積層枠１０は第５図に示すように横断面形状（第４図Ａ
−Ａ断面）が凹型をなす棒状体を四角形に組合せたもの
で支持具９にて回転軸に取付けられている。角形積層枠
１０の凹部の溝幅は細幅珪素鋼箔帯１′の幅よシ僅かに
広くなっておシ、その−辺の長さは必要とする積層体長
さの整数倍に切断代を加えた長さがあれば良い。

又特に四角形である必要はなく五角形、六角形と角数が
増すに従い製造能率は向上し、又速度変動は小さくなる
。

第４図に示すパリ圧延装置１１は第６図に示すように一
対のローラからなシ、上ロールｌ１ｍと下ロールｌｌｂ
の間を細幅珪素鋼箔帯１′が通過する機構になっている
。上ロールｌ１ｍは圧下刃を調整するロールであシ、７
〜ウジングｌｉｅを支点とする圧下調整ネジｌｉｄをま
わしコイルバネ１１ｅを介して圧下する機構になってお
シ回転自在に支承されている。下ロールｌｌｂは圧荷重
を受けるロールで回転自在であるが、必要に応じて強制
回転させうるようにモータＭをカップリングＣによって
連結しうる機構になっている。モータＭは直流モータの
ように任意に回転速度を選択できるものが望ましい。圧
延荷重は余り大きくとると細幅珪素鋼箔帯丁が変形し積
層体の磁気特性が低下するので約２０ゆ以下程度が適当
で望ましくは約１０ｋｇ以下である。圧延荷重１０ｋｇ
以下では磁気特性の低下は大きくなく、又箔帯の・９り
も第７図（イ）、（ロ）に示すように押潰されたシ矯正
されたシする。

第４図に示す押えロール１４は細幅珪素鋼箔帯１′の幅
とほぼ等しいロール幅となっておシ細幅珪素鋼箔帯１′
を角形積層枠１０に押えながら導くものであシ、図には
示さない支点からアーム１７を介して上下動自在かつ回
転自在な機構になってお多角形積層枠１０の回転による
位置変動に容易に追従し、細幅珪素鋼箔帯１′を常に定
荷重で押え細幅珪素鋼箔帯１′にキャンバなどの変形が
あっても角形積層枠１０に導くことができる。

第４図に示す絶縁物質固着装置１，２は第８図に示すよ
うに細幅珪素鋼箔帯丁に絶縁物質を塗伺するだめのロー
ル１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび絶縁物質の容器１２ｄ
、１２ｅからなるロールコータおよび管状乾燥炉１２ｆ
で構成されている。ロール１２ａおよびロール１２ｂは
細幅珪素鋼箔帯１′と接触しつつ細幅珪素鋼箔帯１′の
走行方向に回転している。ロール１２ａには高絶縁性高
分子金主成分とした絶縁物質の容器１２ｄが接触してお
シ、ロール１２ａと接触する容器１２ｄの面はフェルト
などの液体を浸みこませうる材料でできている。

ロール１２ｂは容器１２ｅ中の高絶縁性高分子を主成分
とする絶縁物質と接触するロール１２ｃと接触している
。ロール１２ａ、１２ｂの間を通過した細幅珪素鋼箔帯
ｒには全体に均一に絶縁物質プ；塗付され、更にこの細
幅珪素鋼箔帯１′が管状乾燥炉１２ｆを通過することに
よシ高絶縁性高分子を主成分とする絶縁物質の被膜が全
体に均一に固着される。

第４図に示す接着剤塗付装置１３は第９図に示すように
一対のロールの上ロール１３ａと下ロール１３ｂの間を
細幅珪素鋼箔帯１′が通過する機構になっている。下ロ
ール１３ｂは容器１３ｅ中のエポキシ樹脂などの接着剤
と接触しつつ細幅珪素鋼箔帯１′の走行方向に回転し細
幅珪素鋼箔帯ｆに接着剤を塗付せしめる。接着剤の塗付
量は上ロール１３ｍの圧下刃を調整することによって調
整される。

第４図に示す押え治具１５は第１０図に示すように角形
積層枠１０の溝幅にはぼ一致する幅の矩形の突起を有す
る棒状体である。

以上本発明の実施例による角柱状積層体の製造条件およ
び製造結果は表１の通シで九る。

次に本発明の作用効果を述べる。

細幅珪素鋼箔帯１′に接着剤を塗付した後角形積層枠１
０に所定の回数だけ巻きとることにょシ絶縁接着剤層の
厚く均一な角柱状積層体ｉ’　ｂを得る″ことができ、
更に押え治具１５によって押圧することによシ所定の絶
縁接着剤層を得るに必要な量以外の接着剤を押出すため
絶縁接着剤層厚さの均一な角柱状積層体１’　ｂを得る
ことができる。又接着剤の粘度が低い場合や巻取シ時の
張力が大きい場合には巻積層体１’　ａのコーナ部に近
い辺の部分の積層厚さが所定の値よシ薄くなる場合があ
るが、コーナ部分を切断することにょシ全姫に亙って均
一　　−な積層厚さを有する角柱状積層体ｒｂを得るこ
とができる。更に細幅珪素鋼箔帯１′がパリ圧延装置１
１を通過することにょシェッジ部のパリが押潰されたシ
矯正されたシするため互に隣合う細幅珪素鋼箔帯１′、
１′同志の接触が少なくなシ角柱状積層体ｆｂの層間抵
抗が向上、又絶縁物質固着装置１２を通過することにょ
シ絶縁物質がパリを含め全体を均一に被覆するため角柱
状積層体１’　ｂの絶縁性は著しく向上する。

これらによって角柱状積層体ｉ’　ｂは絶縁耐圧および
層間抵抗が著しく向上するため高周波の強磁界下におい
てもその発熱が抑制され耐久性が向上する。又角柱状積
層体ｉ’　ｂの製造能率は従来のＣ形力、トコアを製造
する方法にょるよシも良い。

本発明の方法によれば寸法精度のすぐれた積層体が得ら
れるが、要求される寸法精度が厳しくない場合はコーナ
部の切断および押え治具による整形は行わなくても良い
。

細幅珪素鋼箔帯１′のエツジ部のパリは本実施例におい
ては圧延矯正する方法を用いたが、当然ながら除去して
も良くパリ除去の手段としては研削法、電解法、化学研
磨法などの手段があシこれらを単独で又は組合せて用い
ても良い。

絶縁物質としては本実施例では高絶縁性高分子化合物を
用い、これの固着手段としては管状乾燥炉を用いたが、
絶縁物質は固着後均−な被膜が得られ絶縁性を有する物
質であるならば液体、粉体いずれでも良く、成分も限定
されるものではない。

又塗付方法もスプレ方式、浸漬方式、静電塗装方式静穏
々あシ絶縁物質の種類にょシ適尚な方式を選択すれば良
く、固着方法は高周波加熱、紫外線照射等があるが絶縁
物質の種類によって選択する必要がある。

細幅珪素鋼箔帯に接着剤を塗付する方法としては実施例
に示した方式以外にも浸漬方式、スプレ方式など種々の
方式があシ必要とする量を塗付できればいずれの方式を
選択しても良い。

細幅珪素鋼箔帯にパリがない場合、パリが小さく接着剤
で充分に絶縁できる場合等には状況に応じ、パリの圧延
矯正、絶縁物質の固着は省略できる。

なお角形積層枠の形状は実施例では全長側壁のある形状
で示しであるが、第１１図に示す如く側壁を切欠いた形
状にしても良い。又実施例は角柱状積層体について述べ
たが第１２図（イ）、←）に積層体の断面１“ａ、ｌ“
′ａで示す如く種々の形状の積層体の製造も可能である
。

又実施例においては巻積層体の辺の部分を押圧し整形し
た後、コーナ部を切断したが、順序を変えてコーナ部を
切断した後、切断された巻積層体の辺の部分を整形して
も効果は変らない。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣ形カットコアの一般的製造工程を示す図、第
２図は本発明に係る角柱状の積層体の斜視図、第３図は
細幅珪素鋼箔帯のエツジ部のパリを示す細幅珪素鋼箔帯
の断面図、第４図は本発明の方法による積層体の製造工
程の実施例を示す図、第５図は第４図中Ａ−Ａ断面にお
ける角形積層枠の断面形状図、第６図はパリ圧延装置の
機構を示す概略図、第７図は・々す圧延装置通過後のパ
リの状態を示す細幅珪素鋼箔帯の断面図、第８図は絶縁
物質固着装置の構成を示す概略図、第９図は接着剤塗付
装置を示す図、第１０図は押え治具を用いて積層厚さを
調整する方法を示す第５図に対応する断面図、第１１図
は角形積層枠の形状例を示す図、第１２図は本発明の他
の実施例である積層体の断面形状を示す図である。 １・・・珪素鋼帯、ｌａ・・・巻鉄心、■ｂ・・・Ｃ形
カットコア、１′・・・細幅珪素鋼箔帯、ｒａｐｔ“＠
　、　１／／／。 ｌ ・・・巻積層体、ｒｂ・・・角柱状積層体、２・・・ツ
・９．３・・・巻枠、４・・・焼鈍炉、５・・・オート
クレーブ、６・・・切断機、７・・・研磨機、８・・・
絶縁接着剤、９・・・支□持具、１’０，１０’・１０
“・・・角形積層枠、１１・・・パリ圧延装置、１２・
・・絶縁物質固着装置、１３・・・接着剤塗付装置、１
４・・・押えロール、１５，１５’、１５“・・・押え
治具、１６・・・乾燥炉、１７・・・アーム特許出願人
　　新日本製鐵株式會社ほか１名（イ）　　　　　（ロ
）　　　　（ハ）第２訂 （二 第３図 手続補正書（自発） 昭１１１５７年１１月１２「１ ４、旨′１庁長官若杉和夫殿 Ｊ、　事１′１０表示 昭和５７年特許願第１３２１５２号 ２　ずｉ四の名称 金属磁性材料の箔帯からなる積層体の製造方法および装
置 ３、　補１１：をする者 事件との関係　特許出願人 東京都千代Ｉｌ＋区大手町ニー」「１６番３号（６６５
）新１−１本製鐵株弐會社　（ほか１名）代表者　武　
　１）　　　豊 ４代用１人〒１００ 東卓都千代１１１区丸の内二］１４１４番１−υ・６、
　　ｉ＋ｌｉ止の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、　１ｉｌｉ＋Ｅの内容 １）明細書１２頁７行、１１行及び１６行「高絶縁性高
分子」を「高耐熱、高絶縁性高分子」に補正する。 ２）同１３頁２〜３行「エポキシ樹脂などの」を１工ポ
キシ樹脂系接着剤あるいは高耐熱、高絶縁性高分子を主
成分とする」に補正する。 ３）同１３頁７行と８行の間に下記全挿入する。 「高耐熱、高絶縁性高分子についてであるが、高耐熱、
高絶縁性高分子を絶縁物質および接着剤として用いた場
合、均一々厚さの絶縁接着剤層が得られると同時に高い
絶縁耐圧が得られ且つその絶縁接着剤層は、高耐熱性で
あるため、高周波の強磁界下に曝された場合の湯度上昇
に対しても高耐久性を示す。通常この種の高耐熱、高絶
縁性高分子を主成分とする絶縁物質は、塗料として用い
られ、その接着力は常温では、エポキシ系接着剤よりは
弱いが、高周波の強磁界下で加熱されるとむしろエポキ
シ系接着剤で積層接着した場合よりもよシ高耐久性を示
す。高耐熱、高絶縁性高分子を主成分とする絶縁物質と
しては、例えばポリ（フェニレン）オキシド、ポリ（ｐ
−キシリレン）芳香族４リスルホン、芳香族ポリアミド
−イミド。 醪すエステルイミド、芳香族ポリイミド、フェノキシ樹
脂などの高分子化合物の１種又は２種以上の混合物を主
成分とするものである。高耐熱、高絶縁性高分子を絶縁
物質として固着させる工程では約３０ポイズ以下の低粘
度に調整されたものを用いることが望ましく、約４０．
１？イズ以上の粘度では、均一な厚さの被膜が得られに
くくなる。高耐熱、高絶縁性高分子を接着剤として塗布
する工程では、約３ポイズ以上の粘度に調整されたもの
を用いることが望ましく、それ以下の粘度では乾燥固化
後の積層体の接着強度が充分得られない場合がある。」 ４）同１３頁１１行「実施例」を１１実施例」に補正す
る。 ５）同１６頁１６〜１７行「高絶縁性高分子化合物」を
「高耐熱、高絶縁性高分子化合物」に補正する。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属磁性材料の箔帯をその両面又は片面に接着剤
   を付着しながら多角形の積層枠に所定の回数だけ巻取っ
   て多角形の巻積層体となし、前記接着剤を自然乾燥ある
   いは強制乾燥によって硬化した後、前記多角形の巻積層
   体の辺の部分を切取って柱状積層体となすことを特徴と
   する金属磁性材料の箔帯からなる積層体の製造方法。
2. （２）金属磁性材料の箔帯を多角形の巻積層体となし、
   該多角形の巻積層体の辺の部分を押圧して整形すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）金属磁性材料の箔帯を多角形の積層体となし、該
   多角形の積層体の辺の部分を押圧し整形した後、該多角
   形の積層体のコーナ部分をあらかじめ切断しておくこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）金属磁性材料の箔帯に絶縁物質を固着させた素材
   を用いることおよび／又は金属磁性材料の箔帯のパリを
   除去するかあるいは圧下して押潰し又は矯正した素材を
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
5. （５）金属磁性材料の箔帯をその両面又は片面に接着剤
   を付着しながら多角形の積層枠に所定の回数だけ巻取シ
   多角形の巻積層体となし、該多角形の巻積層体のコーナ
   部を切断し、切断された該巻積層体の辺の部分を整形し
   た後、前記接着剤を自然乾燥あるいは強制乾燥し硬化す
   ることを特徴とする金属磁性材料の箔帯からなる積層体
   の製造方法。
6. （６）金属磁性材料の箔帯に絶縁物質を固着させた素利
   を用−ることおよび／又は金属磁性材料の箔帯のパリを
   除去するかあるいは圧下して押潰し又は矯正した素材を
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方
   法。
7. （７）帯状体を巻取装置によシ巻取シ、積層する装置に
   おいて断面形状が凹形をなす棒状体を多角形に組合せた
   積層枠を具備した巻取装置と、該巻取装置の前工程に前
   記帯状体に接着剤を塗付する装置を配設したことを特徴
   とする金属磁性材料の箔帯から々る積層体の製造装置。
8. （８）前記巻取装置は積層枠断面形状凹部の溝幅にほぼ
   一致する突起部を有する帯状体積層部の押え治具を具備
   する特許請求の範囲第７項記載の装置。
9. （９）接着剤を塗付する装置の前工程に、金属磁性材料
   の箔帯に絶縁物を固着させる装置を配置した特許請求の
   範囲第７項記載の装置〇 （１１接着剤を塗付する装置の前工程に金属磁性材料の
   箔帯に生じたパリを押潰すための圧下装置を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の装置。