JPS594109A

JPS594109A - 非晶質コア

Info

Publication number: JPS594109A
Application number: JP57114212A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Oota; 幸彦太田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1982-06-30
Publication date: 1984-01-10

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】この発明は安定器やトランス等に用いられる非晶質（ア
モルファス）コア［ｇする。

磁気コアをつくるのに適した非晶質は、普通、浴融した
原材料を急冷して長尺薄帯（リボン）の形状に加工され
る。薄帯の厚みは１５〜５０μｍ程度であって、急冷後
（ａｓ　ｑｕｅｎｃｈｅｄ’）では弾性が大きい。

トランス用の磁気コアに適する非晶質磁性薄体は、鉄（
Ｆｅ　’）あるいは鉄、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（
Ｎ１）の３者にホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｔ）　、　　
炭素（Ｃ）　、　ＩＪン（Ｐ）を加えた原材料を非晶質
化したものである。非晶質磁性薄帯の特性を改善するた
め、必要に応じて原材料にクロム（Ｃｒ）、　　モリブ
デン（Ｍｏ）　　を加えることもある。

参考までに、Ｆｅ−Ｂ系およびＦｅ−Ｂ−５ｉ系非晶質
磁性薄帯の機械的特性および磁気的特性を第１表および
第２表にそれぞれ示す。

（以　Ｆ　余　白）非晶質磁性薄帯から磁気コア（非晶質コア）をつくる代
表的な加工工程をつぎに示す。

■リボン（非晶質磁性薄帯）巻取り−■焼鈍−■樹脂含
浸−■コア切断−■研磨これら五つの加工工程をつぎに具体的に説明する。

リボン巻取りは、急冷後所定の幅にスリットされた非晶
質磁性薄帯を一定の張力でボビンに巻き取ることによっ
て行なう。非晶質磁性薄帯を巻かずに積層する場合もあ
る。

焼鈍は非晶質磁性薄帯の磁気特性を改善するため行ない
、高減圧下またはＮ２　、　Ａｒ等のガス雰囲気中で、
キュリ一温度と結晶化温度の中間程度に加熱することに
より行なう。第１表および第２表で示した組成の非晶質
磁性薄帯は、普通、３５０〜４８０℃程度で２０分〜２
００分程度処理するが、必要により、熱処理の際磁場を
印加することもある。

焼鈍により非晶質磁性薄帯の磁気特性が改善される例を
つぎに示す。

非晶質磁性薄帯としてアラーｆドケミカル社製のＭｅｔ
ｇｌａｓ　２６０５■Ｓ３を用い、これを内径２０ｍｍ
φｌ　外径３０　ｍｍ−のトロイダルコアの形に巻回し
たのち、１０　　ｍｍＥｌｇの減圧五において４００℃
で１００分間熱処理を行なった。得られたトロイダルコ
アの高周波鉄損を、交流磁気特性自動記録装置ＴＹＰＥ
　３２６２　　（横筒電機社製）およびＵ関数針ＳＥＭ
−４６０３（ノルマ社製）で計測すると、３　ｋ　　Ｇ
ａｕｓｓ　、　２０　ｋＨｚのとき２５０ｍＷ／ｃｃ程
度であった。

焼鈍（熱処理）条件は非晶質磁性薄帯の組成と、非晶質
コアの用途に応じて要求される特性を考慮したうえで適
当に設定する。

一般に、非晶質磁性薄帯は熱処理により、磁気特性は改
善されるが、逆に靭性が失われてもろくなり、機械的強
度が劣化する。高周波用途の場合は、非晶質磁性薄帯の
熱処理をさらに進めて、部分的に結晶ができる程度とす
るのがよ＾とされている。この場合、非晶質磁性薄帯の
機械的強度はますます劣化する。そのため、従来では機
械的強度の補強のため、非晶質磁性薄帯の積層品に樹脂
を含浸させるようにしていた。また、多層に巻回された
り積層されたりした非晶質磁性薄帯をコアの形状に固定
し、巻回時のストレスや装置への取付けに耐えつるよう
、さらに防錆のためや耐湿性。

耐熱性を改善するためにも樹脂を含浸させるようにして
いた。すなわち熱処理された非晶質磁性薄帯のトロイダ
ルコアに硬質あるいは軟質のエポキシ樹脂を減圧下ある
いは大気中で含浸させていた。

樹脂は非晶質磁性薄帯の層間に浸透し、非晶質磁性薄州
同志を固着させる。

樹脂が含浸されたトロイダルコアはそのまま使用される
か、必要に応じてカットコアに切断する。

鉄系の非晶質磁性薄帯はけい素鋼板に較べて硬いので、
このような非晶質磁性薄帯が巻かれてなるトロイダルコ
アは切断時、往復刃または回転刃により長時間振動が加
えられる。このような振動に耐えつるようにするために
も前記のように樹脂を含浸させるようにしていた。

トロイダルコアあるいはカットコアはこのあと研磨され
て、非晶質コア製品となる。

従来の非晶質コアは、非晶質磁性薄帯を焼鈍してその磁
気特性を向上させるようにしてｂるにもかかわらず、比
較的性能が悪かった。発明者は、その原因を探求した結
果、非晶質磁性薄帯が薄いこと、捷た％に鉄を主体とす
る組成の非晶質磁性薄帯では磁歪が大きいことのため、
樹脂含浸により磁気特性の劣化が起きていることを見出
した。

磁気特性に対する影響の１例を次に示す。アラルダイト
ＸＮ１１３３．ハードナーＸＮ１１３４の硬質エポキシ
樹脂を含浸させた場合は、それぞれ鉄損が２０００　ｔ
ｎＷ／ｃｃ　ノ非晶質コアが得られ、アラルダイトＸＮ
１０１９．ハードナーＸＮ１１２４の可撓性エポキシ樹
脂ではそｉｚそれ８００ｍＷ／ｃｃ　の非晶質コアが得
られた。また、シリコンゴムでも８００　ｍＷ／ｃｃの
非晶質コアが得られた。いずれ本、熱処理を行なって磁
気特性を改善した時点での鉄損と比べ数倍となっている
。このような磁気特性の低下は程度の差こそあれ、樹脂
の硬度に関係なく生じる。

また、発明者らは、非晶質コアの磁気特性の初期低下は
、樹脂含浸の際樹脂が硬化する時に体積収縮が起きるこ
とにより生じる応力、あるいは硬化温度から冷却する時
に樹脂と非晶質磁性薄帯（被着材）との間に熱膨張係数
差にもとづき生ずる熱収縮底力により発生するらしいと
いうことも見出した。すなわち、非晶質磁性薄帯の層間
に浸透した樹脂が非晶質磁性薄帯表面に圧縮応力を与え
るのである。この圧縮応力は非晶質磁性薄帯の材質、含
浸させる樹脂の材質、樹脂の硬化条件によって異なるが
大体１０〜１００　ｋ　ｇ／ｃｍ２である。

このような応力が非晶質磁性薄帯の層間に生じると、Ｂ
　ｒ／Ｂ　ｓ比の低下、保持力Ｈｃの増加、交流鉄損Ｗ
Ｌの増加が発生するのである。Ｂｒは残留磁束密度、Ｂ
ｓは飽和磁束密度である。このような磁気特性は、層間
に浸透する比率が非晶質コア全体の１０〜２０係程度以
上になると急に劣化するようになる。

発明者は磁気特性がすぐれ、しかも機械的強度が高く、
耐湿性等にもすぐれた非晶質コアを得ようとして研究を
重ねた。その結果焼鈍した非晶質磁性薄帯の積層品外周
を樹脂でモールドし、積層品内部への樹脂の含浸を制限
するようにすれば、そのようなすぐれた非晶質コアが得
られるということを見い出し、ここにこの発明を完成し
た。

したがって、この発明にかかる非晶質コアは、焼鈍した
非晶質磁性薄帯の積層品外周が樹脂でモールドされてな
る非晶質コアをその要旨とする。

以下この発明の詳細な説明する。

この発明にかかる非晶質コアは、従来のものと同様焼鈍
した非晶質磁性薄帯の積層品を備えているが、積層品の
外周が樹脂でモールドされているところが従来とけ異な
る。すなわち、積層品内部に樹脂を含浸させるのではな
く、外周を樹脂モールドすることにより、機械的強度を
高くしたり、耐湿性等を向−ヒさせたりするのである。

もちろん、積層品の内部に多少樹脂が含浸されている場
合もある。しかし、含浸量は従来よりも制限されている
のである。

この発明にかかる非晶質コアは、樹脂含浸工程を除けば
前述したような従来の製法とほぼ同様の工程でつくられ
る。樹脂含浸工程の代わりに樹脂モールド工程を行なう
。

非晶質磁性薄帯の表面は一般に粗く、特に単ロール法に
よって作製されたものは自由面側で５μｍ程度の凹凸が
ある。このような非晶質磁性薄帯を従来と同様にしてト
ロイダルコアに巻回すると、その占積率は７０〜８０係
にとどまる。したがって、隙間が多いので、従来では低
粘度樹脂を含浸させるようにした場合、大気圧あるいは
減圧下で容易に樹脂か積層品内に浸透していた。

積層品内部に樹脂を浸透させないための対策は、たとえ
ばつぎの通りである。

■リボン巻取りの際、巻取りテンションを大きくする。

巻取りテンションは０．１　ｋｇ／ｃｍ２以上とするの
が望ましい。

■モールド用樹脂として粘度の高いものを用いる。粘度
は２０００　ｃｐｓが望ましｈ０■モールド用樹脂とし
てチクソトロピー性を有するものを用いる。

■樹脂モールドの際減圧しな＾。

（１１） ■非晶質磁性薄帯の積層品の端面にワックスや接着剤等
を塗っておく。ワックスとしては、たとえばマイクロク
リスタリンワックス等があげられ、接着剤としてはホッ
トメルト接着剤、たとえば■デービーリタック（ダイア
ボンド工業社製）等があげられる。

これらの対策のうちの少なくとも１つを講じたのち、積
層品の外周を樹脂モールドするようにすれば、積層品内
部に樹脂が含浸するのが容易に制限される。

なお、非晶質磁性薄帯は、鉄、コバルト、ニッケル、ホ
ウ素、ケイ素、炭素およびリンを含むものが好ましく、
キュリ一温度以上、結晶化温度以下（保持力Ｈｃが最小
より増加する点）で焼鈍され、部分結晶化が発生してい
るものが好ましい。非晶質コアの磁気特性が向上するか
らである。非晶質磁性材料がＡｌ　１ｉｅｄ　Ｍｅｔｇ
ｌａｓ　２６０５■Ｓ３の場合は、１０　　ｍｍＨｇの
真空中におりで４５０℃で８０分間焼鈍を行なえば部分
結晶化した非晶質磁性薄帯が得られる。また、モールド
用樹脂はエポキシ樹（１２）脂あるｒｌｒｉシリコン樹脂のそれぞれリジッド（硬質
）タイプが好ましい。これらは硬度および硬化時の収縮
率が適しており、接着力や耐熱性も良好であるからであ
る。積層品内に浸透しにくいことからもこれらは好まし
い。さらに、カットコアをつくる場合は、Ｇ、　Ｃブレ
ーン（緑色炭化ケイ素質ブレーン、　Ｍｅｅｃ　等のと
石で切断するようにするのがよい。切断後、樹脂にクラ
ッキングが生じなＡからである。

この発明はこのように構成されるものであって、この発
明にかかる非晶質コアは焼鈍した非晶質磁性薄帯の積層
品外周が樹脂でモールドされているので、機械的強度が
高く、耐湿性等にもすぐれ、しかも磁気特性にもすぐれ
ている。

つぎに、実施例および比較例について説明する。

まず、比較例について説明する。比較例１〜１６の非晶
質コアをつざのようにしてつくつｆｃ。比較例１−１６
は非晶質磁性薄帯としてＭｅｔｇｌａｓ　２６０５■Ｓ
３を使用し、従来のように樹脂含浸を行なう方法で非晶
質コアをつくった。すなわち、非晶質磁性薄帯を用いて
、外径３０　ｍｍ−のトロイダルコアをつくった。この
トロイダルコアを真空中４００℃で１２０分間熱処理（
焼鈍）したのち、それぞれ第３表に示す樹脂を１０〜２
００　ｔｏｒｒの減圧下で１０分間浸透させた。ただし
、樹脂Ａ−Ｇはエポキシ樹脂、樹脂Ｈ−にはシリコン、
樹脂りはシリコンゲル、１１１Ｊ＆Ｍ〜ＯＶｉシリコン
ゴム、樹脂Ｐはエポキシゲルである。また、樹脂Ａ−Ｅ
はそれぞれＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社製の樹脂を混合した
ものである。そのあと、同じく第３表に示す条件で樹脂
を硬化させた。積層品内部に含浸されている樹脂の体積
はトロイダルコアの体積の５０係以上であった。得られ
た比較例１〜１６の非晶質コアのうちのいくつかの磁気
特性（鉄損）の測定結果を第３表に示す。ただし、３ｋ
Ｇａｕｓｓ　Ｉ　２０ｋＨｚで測定した。第３表より、
樹脂金没前のトロイダルコアの鉄損が’１５０　ｍＷ／
　ＣＣであるのに対し、比較例１〜７．１５，１６け鉄
損がｈずれも大きくなっていることがわかる。

実施例１〜３の非晶質コアをっきのようにしてつくった
。比較例１〜１６と同様、非晶質磁性薄帯としてＭｅｔ
ｇｌａｓ　２６０５■Ｓ３を使用してトロイダルコアを
つくった。このトロイダルコアを４２０’Ｃ，１２０分
で熱処理したのち、カットコアにする場合における切断
中のカッターの振動に耐えうるよう、第４表に示す樹脂
でモールドを行なった。

すなわち、まずトロイダルコア（巻取コア）の両端面に
、片面ずつ表面を接触させることにより、接着剤を塗布
してモールド用樹脂か浸透しないようにした。つきに、
トロイダルコアの両端面に厚み２ｒ１１１１１　となる
よう樹脂を塗布し、樹脂を一旦硬化させた。さらに、今
度はトロイダルコア全体を同じ樹脂で被覆し硬化させて
モールドした。得られた非晶質コアの磁気特性を第４表
に示す。ただし、鉄損は３　ｋ　Ｇａｕｓｓ　、　２０
　ｋＨ２の条件で測定した。

（以　　下　　余　　白）第４表第３表および第４表かられかるように実施例１〜３はそ
れぞれ比較例１，５．６に比べて鉄損が小さｈことがわ
かる。

実施例４〜８の非晶質コアをっぎのようにしてつくった
。比較例１−１６と同様、非晶質磁性薄帯としてＭｅｔ
ｇｌａｓ　２６０５■Ｓ３を使用し、これを１　ｋｇ／
ｃｍ２の張力を加えながら緊密に巻き取り、外径３０　
ｍｍ−＊巾（薄帯中）１０　ｍｍのトロイダルコアをつ
くった。つぎに、トロイダルコア全体而に極少量のワッ
クスを塗布したのち、第５表に示されるような樹脂に浸
漬（ディッピング処理）して樹脂モールドした。得られ
た非晶質コア（製品）および樹脂モールド前の非晶質コ
ア（トロイダルコア）の磁気特性（鉄損）を測定した。

その結果を第５表に示す。ただし、測定ば３　ｋＧａｕ
ｓｓ　ｙ２０ｋＨｚの条件下で行なった。

第５表第５表かられかるように、実施例４〜８の非晶質コアの
鉄損は樹脂モールド前に比べわずかしか増えていな＾。

また、第３表および第５表より、実施例４，５の非晶質
コアと比較例１．５の非晶質コアの鉄損をそれぞれ比較
すると実施例はいずれも鉄損が少ないことがわかる。

特許出願人　松下電工株式会社代理人　弁理士　松　本　　武　　彦（１８）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　焼鈍した非晶質磁性薄帯の積層品外周が樹脂
でモールドされてなる非晶質コア。
（２）非晶質磁性薄帯が、鉄、コバルト、ニッケル、ホ
ウ素、ケイ素、炭素、リンを含む特、ｆＦ請求の範囲第
１項記載の非晶質コア。
（３）非晶質磁性薄帯がキュリ一温度以上、結晶化温度
以下で焼鈍されたものである特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の非晶質コア。
（４）　　樹脂がエポキシ樹脂およびシリコン樹脂のそ
れぞれのリジッドタイプの少なくとも一方である特許請
求の範囲第１項から第３項までのいすね。かに記載の非晶質コア。