JPS6134909A - 変圧器用積層鉄心の製造方法 - Google Patents
変圧器用積層鉄心の製造方法Info
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- JPS6134909A JPS6134909A JP15406184A JP15406184A JPS6134909A JP S6134909 A JPS6134909 A JP S6134909A JP 15406184 A JP15406184 A JP 15406184A JP 15406184 A JP15406184 A JP 15406184A JP S6134909 A JPS6134909 A JP S6134909A
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- alloy
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (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】
（産業上の利用分野）
この発明はＦｅ基非晶質合金よりなる薄板を積み重ねた
変圧器用積層鉄心に関する。
変圧器用積層鉄心に関する。
（従来の技術）
溶湯状態から急冷凝固することによって作製される非晶
質合金薄板あるいは帯は種々の優れた性質を示し、応用
上注目されている。なかでも、Ｆｅ基非晶質合金は飽和
磁束密度が高く、鉄損が低いため各種鉄心の材料として
利用されつつある。Ｆｅ基非晶質合金の鉄損が低い理由
として、Ｆｅ基非晶賀合金は原理的に異方性がなく、結
晶粒界等の欠陥がないためヒステリシス損が小さいこと
が挙げらている。
質合金薄板あるいは帯は種々の優れた性質を示し、応用
上注目されている。なかでも、Ｆｅ基非晶質合金は飽和
磁束密度が高く、鉄損が低いため各種鉄心の材料として
利用されつつある。Ｆｅ基非晶質合金の鉄損が低い理由
として、Ｆｅ基非晶賀合金は原理的に異方性がなく、結
晶粒界等の欠陥がないためヒステリシス損が小さいこと
が挙げらている。
変圧器の積層鉄心には積重ね型と巻型とがある。前者は
長方形の薄板を多数枚積み重ねて、端部をボルトなどで
締め付けて鉄心を構成する。後者は薄帯を多層に巻いて
鉄心を構成する。
長方形の薄板を多数枚積み重ねて、端部をボルトなどで
締め付けて鉄心を構成する。後者は薄帯を多層に巻いて
鉄心を構成する。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、従来のＦｅ基非晶質合金を用いた変圧器用ｍ
層鉄心は薄板あるいは帯の厚みが５０ルｍ未満であった
。一方、積重ね型鉄心の場合、積み重ねられた薄板は薄
板間に隙間があると自重あるいは隣り合う薄板から力を
受けて撓みやすい。また、薄板面が垂直になるような姿
勢で鉄心が使用される場合が多いが、このような場合に
も自重により薄板は撓み易い。したがって、上記従来の
薄板のように厚みが５０ｐＬｍ未満であると機械的な歪
はかなり大きなものとなる。歪は磁化の際に磁壁の移動
を妨げるので、薄板の′８１気特性は低下す −る。
層鉄心は薄板あるいは帯の厚みが５０ルｍ未満であった
。一方、積重ね型鉄心の場合、積み重ねられた薄板は薄
板間に隙間があると自重あるいは隣り合う薄板から力を
受けて撓みやすい。また、薄板面が垂直になるような姿
勢で鉄心が使用される場合が多いが、このような場合に
も自重により薄板は撓み易い。したがって、上記従来の
薄板のように厚みが５０ｐＬｍ未満であると機械的な歪
はかなり大きなものとなる。歪は磁化の際に磁壁の移動
を妨げるので、薄板の′８１気特性は低下す −る。
鉄心が大型になると、この傾向は一層顕著になる。また
、薄板を積み重ねてボルトなどで締め付けると締付は部
に局部的に機械的な歪が生じ、これによっても磁気特性
が劣化する。さらにまた、材料が薄いと、組立作業に時
間がかかる上に１作業中材料に加わる歪も大きい。
、薄板を積み重ねてボルトなどで締め付けると締付は部
に局部的に機械的な歪が生じ、これによっても磁気特性
が劣化する。さらにまた、材料が薄いと、組立作業に時
間がかかる上に１作業中材料に加わる歪も大きい。
この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、磁気特性に優れた変圧器用積層鉄心を提供しよ
うとするものである。
もので、磁気特性に優れた変圧器用積層鉄心を提供しよ
うとするものである。
（問題点を解決するだめの手段）
この発明の変圧器用積層鉄心は厚さが５０ｐｍ以上のＦ
ｅ基非晶質合金よりなる薄板を磁性改善のための焼鈍を
施した後積み重ねて構成されている。
ｅ基非晶質合金よりなる薄板を磁性改善のための焼鈍を
施した後積み重ねて構成されている。
本発明の非晶質合金薄帯はＦｅを主成分とし、Ｂ、Ｓｉ
、Ｃ，Ｐ等の１種または２種以上を半金属として含
む合金であり、また要求される特性に応じてＦｅを機械
的性質を低下させない範囲で一部他の金属と置換しても
よい。磁気特性を向上するためＦｅの１／２以内の量を
Ｃｏ、Ｎ ｉの１種または２種と置換し、あるいはＭｏ
、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｓｎの１種または２種以りを添加しても
よい。耐食性改善のためにＭｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ
、 Ｈｆ、Ｔａ、Ｗの１種または２種以上、機械的特
性改善のためにＭ ｎ 。
、Ｃ，Ｐ等の１種または２種以上を半金属として含
む合金であり、また要求される特性に応じてＦｅを機械
的性質を低下させない範囲で一部他の金属と置換しても
よい。磁気特性を向上するためＦｅの１／２以内の量を
Ｃｏ、Ｎ ｉの１種または２種と置換し、あるいはＭｏ
、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｓｎの１種または２種以りを添加しても
よい。耐食性改善のためにＭｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ
、 Ｈｆ、Ｔａ、Ｗの１種または２種以上、機械的特
性改善のためにＭ ｎ 。
Ａ交、Ｃｕ、Ｓｎ等を添加してもよい。なお含有量の範
囲はＦｅは４０〜８２％ （ａｔ ％ 、以下同じ）
（但しＦｅの１／２以内をＣｏ、Ｎｉの１種または２種
と置換可能） 、 ＢＬＬ８〜１７％ 、 Ｓｉ ハ０
−１５％ 。
囲はＦｅは４０〜８２％ （ａｔ ％ 、以下同じ）
（但しＦｅの１／２以内をＣｏ、Ｎｉの１種または２種
と置換可能） 、 ＢＬＬ８〜１７％ 、 Ｓｉ ハ０
−１５％ 。
Ｃは７ｚ以下、その他の元素は合計１０％以下の範囲で
用途に応じて選択される。また合金を構成する全元素の
合計を１０ｏｚとする。
用途に応じて選択される。また合金を構成する全元素の
合計を１０ｏｚとする。
薄板は薄帯を所要の長さに切断して得らえる。
薄帯は例えば単ロール法において、複数の開口部をもつ
ノズルから溶湯流を移動する冷却基板（すなわちロール
表面）上に噴出させて製造される。
ノズルから溶湯流を移動する冷却基板（すなわちロール
表面）上に噴出させて製造される。
開口部は冷却基板の移動方向に狭い間隔をおいて並んで
おり、溶湯流をこれら開口部から次々に冷却基板上に噴
出させて重ね合せていく。これより薄帯と冷却基板との
熱接触は高まるとともに、複数の開口部にわたる距離、
すなわち長い接触時間を得ることができ、これによって
厚みが５０ＪＬｍ以上の薄帯を製造することができる。
おり、溶湯流をこれら開口部から次々に冷却基板上に噴
出させて重ね合せていく。これより薄帯と冷却基板との
熱接触は高まるとともに、複数の開口部にわたる距離、
すなわち長い接触時間を得ることができ、これによって
厚みが５０ＪＬｍ以上の薄帯を製造することができる。
また噴出する溶湯流によって形成されるパドルを囲む部
分を加圧するかあるいは薄帯の自由面にガスを噴出し薄
帯を基板に押付けることなどにより薄帯と冷却基板との
熱伝達率を高め接触時間を長くすることができる。ある
いは冷却基板の温度り昇を防ぐための手段を講じる等も
有効である。
分を加圧するかあるいは薄帯の自由面にガスを噴出し薄
帯を基板に押付けることなどにより薄帯と冷却基板との
熱伝達率を高め接触時間を長くすることができる。ある
いは冷却基板の温度り昇を防ぐための手段を講じる等も
有効である。
製造された薄帯はそのままでは残留歪によって磁性が悪
いので一般に熱処理する、熱処理条件は歪が取れる充分
な温度と時間を要するが、結晶化するほど高温、長時間
であってはならない。また熱処理中、磁界を付与すると
より効果的である。
いので一般に熱処理する、熱処理条件は歪が取れる充分
な温度と時間を要するが、結晶化するほど高温、長時間
であってはならない。また熱処理中、磁界を付与すると
より効果的である。
積重ね型鉄心を構成するには前記磁気特性の劣化を考慮
すると、鉄心を構成する薄板の厚さは実用的には５０ｐ
−ｍ以上必要である。また、厚さが大きくなれば、それ
だけ薄板の機械的な歪は小さくなるが、大きくなり過ぎ
ると材料が脆くなり、作業中に割れや、欠けが生じやす
くなったり、磁性も渦流損が増して劣化する。この点か
ら、厚さの上限は２００ ｇ ｍ程度であると思われる
。なお、実用的な点から薄板の幅は２０ｍｆｆ１以上が
適当である。
すると、鉄心を構成する薄板の厚さは実用的には５０ｐ
−ｍ以上必要である。また、厚さが大きくなれば、それ
だけ薄板の機械的な歪は小さくなるが、大きくなり過ぎ
ると材料が脆くなり、作業中に割れや、欠けが生じやす
くなったり、磁性も渦流損が増して劣化する。この点か
ら、厚さの上限は２００ ｇ ｍ程度であると思われる
。なお、実用的な点から薄板の幅は２０ｍｆｆ１以上が
適当である。
Ｆｅ基非晶質合金薄板は磁区細分化処理を施して磁性を
改善してもよい。磁区細分化処理を施す手段としては、
Ｆｅ基非晶質合金薄帯の表面に幅方向に例えばスポット
径５０〜２５０ ｐ、ｍ程度のレーザビームを点列状に
照射し、該照射部を直径３０〜２５０ ルｍ程度の大き
さに局部的に、瞬間的に溶解させ、次いで直ちに急冷凝
固させ、再び非晶質化させる方法、薄帯の表面を先端の
尖った硬質の物体でその幅方向に線状または破線状に罫
書く方法などがある。またこれらの場合磁区細分化処理
を施す間隔は０．５〜１０ｍｍ程度でよい。また上記処
理の時期は焼鈍の前後どちらでもよい。
改善してもよい。磁区細分化処理を施す手段としては、
Ｆｅ基非晶質合金薄帯の表面に幅方向に例えばスポット
径５０〜２５０ ｐ、ｍ程度のレーザビームを点列状に
照射し、該照射部を直径３０〜２５０ ルｍ程度の大き
さに局部的に、瞬間的に溶解させ、次いで直ちに急冷凝
固させ、再び非晶質化させる方法、薄帯の表面を先端の
尖った硬質の物体でその幅方向に線状または破線状に罫
書く方法などがある。またこれらの場合磁区細分化処理
を施す間隔は０．５〜１０ｍｍ程度でよい。また上記処
理の時期は焼鈍の前後どちらでもよい。
また絶縁コーティングを施して、層間に流れる渦電流を
低減することもできる。コーティングの種類および塗布
の方法は例えば特開昭５９−２０４９１公報、同５９−
２５９９．８号公報などに開示されているが、これらに
限定するものではない。
低減することもできる。コーティングの種類および塗布
の方法は例えば特開昭５９−２０４９１公報、同５９−
２５９９．８号公報などに開示されているが、これらに
限定するものではない。
、に記のようにして得られたＦｅ基非晶質合金よりなる
薄板はケイ素銅板を用いたものと同様にワニス処理をす
るか絶縁材を介して積み重ねられ、内鉄形あるいは外鉄
形鉄心が形成される。
薄板はケイ素銅板を用いたものと同様にワニス処理をす
るか絶縁材を介して積み重ねられ、内鉄形あるいは外鉄
形鉄心が形成される。
（作用）
上記積層鉄心は、通常のものと同様に巻線が巻かれて変
圧器に構成され、磁路として作用する。
圧器に構成され、磁路として作用する。
鉄心を形成する薄板は厚みが大きいので、外力あるいは
自重による機械歪は小さい、したがって、薄板の積重ね
、締付けなどによって、非晶質合金が本来有する優れた
磁気特性が失われることはない。
自重による機械歪は小さい、したがって、薄板の積重ね
、締付けなどによって、非晶質合金が本来有する優れた
磁気特性が失われることはない。
（実施例）
次に実施例をあげて説明する。
実施例Ｉ
Ｃｕ合金製で直径１０００ｍｍφのロールを用いる単ロ
ール法によって、組成Ｆｅｇ。、ｇ３１６．５ Ｂ１２
Ｃ１（ａｔ２）の合金を３重のスロット状の開口部（＃
ｄ０．４ 、ｍｍ 、長さ９５０ｍｍ 、間隔ａ ｌ
ｍ＋ｎ）を有するものを用いて薄帯に鋳造した。製造条
件は噴出圧０．２５ｋｇ／ｃｍ、’ロール周速１８ ｍ
／ｓｅｃ 、ロールとノズル面との間隔０．２ ｍｍで
行なった。
ール法によって、組成Ｆｅｇ。、ｇ３１６．５ Ｂ１２
Ｃ１（ａｔ２）の合金を３重のスロット状の開口部（＃
ｄ０．４ 、ｍｍ 、長さ９５０ｍｍ 、間隔ａ ｌ
ｍ＋ｎ）を有するものを用いて薄帯に鋳造した。製造条
件は噴出圧０．２５ｋｇ／ｃｍ、’ロール周速１８ ｍ
／ｓｅｃ 、ロールとノズル面との間隔０．２ ｍｍで
行なった。
作製された非晶質薄帯（平均板厚約６５ルｍ）は所定の
長さに切断した後、３８０°Ｃ×８０分の磁界中焼鈍（
Ｎ２中）した。第１図に示すように上記薄板２を積み重
ねてＢ０６接合の単相変圧器用鉄心１を構成した。鉄心
は約５ｋｇ、単相でその磁気特性を第１表に示した。な
お積層は１枚積みで行なった。
長さに切断した後、３８０°Ｃ×８０分の磁界中焼鈍（
Ｎ２中）した。第１図に示すように上記薄板２を積み重
ねてＢ０６接合の単相変圧器用鉄心１を構成した。鉄心
は約５ｋｇ、単相でその磁気特性を第１表に示した。な
お積層は１枚積みで行なった。
比較例として弔−スロットのノズル（幅ｄ Ｏ，７■、
長さ文５０））を用いて作成した板厚２５ルｍ 。
長さ文５０））を用いて作成した板厚２５ルｍ 。
幅５０ｍｍの同一組成の非晶質薄帯を用いた積層鉄心の
特性も第１表に示しである。
特性も第１表に示しである。
実施例２
実施例１と同し条件で製造した同一組成、同一板幅でほ
ぼ同じ平均板厚の薄板にレーザ照射後、所定の長さに切
断し磁場中焼鈍したものを鉄心に積層した。レーザ照射
条件は、パルスレーザを用いビーム径約０．２ｍｍ、周
波数４００Ｈｚ、パワー４Ｗであった。レーザスポット
の点列間の距離は平均５ｍｍで点列は薄板の幅方向に対
して平均１０°以下の角度で並んでいた。照射後の磁場
中焼鈍は実施例１と同じ条件で行なった。積層された約
５ｋｇの鉄心の磁気特性を第２表に示す。
ぼ同じ平均板厚の薄板にレーザ照射後、所定の長さに切
断し磁場中焼鈍したものを鉄心に積層した。レーザ照射
条件は、パルスレーザを用いビーム径約０．２ｍｍ、周
波数４００Ｈｚ、パワー４Ｗであった。レーザスポット
の点列間の距離は平均５ｍｍで点列は薄板の幅方向に対
して平均１０°以下の角度で並んでいた。照射後の磁場
中焼鈍は実施例１と同じ条件で行なった。積層された約
５ｋｇの鉄心の磁気特性を第２表に示す。
第１表
鉄損、励磁実効ＶＡともに周波数５０Ｈｚ 、磁束密度
１．３Ｔにおける値を示す。ビルディングファクタは鉄
損（鉄心）／鉄損（単板）である。
１．３Ｔにおける値を示す。ビルディングファクタは鉄
損（鉄心）／鉄損（単板）である。
第２表
第１表および第２表から明らかなように、本発明の厚手
非晶質合金は従来材に比べて磁性特に励磁ＶＡが従来材
より優れている。
非晶質合金は従来材に比べて磁性特に励磁ＶＡが従来材
より優れている。
第２図はこの発明の積層鉄心の他の例を示している。積
層鉄心１は上記のようにして得られた薄板２を額縁形に
接合し、積み重ねたちのでる。図中、鎖線は巻線３を示
す。この形式の積層鉄心１は薄板２の中間部に隙間が生
じやすいが、隙間か生じても板厚が大きいので積層鉄心
組立による機械的な歪は小さい。
層鉄心１は上記のようにして得られた薄板２を額縁形に
接合し、積み重ねたちのでる。図中、鎖線は巻線３を示
す。この形式の積層鉄心１は薄板２の中間部に隙間が生
じやすいが、隙間か生じても板厚が大きいので積層鉄心
組立による機械的な歪は小さい。
（発明の効果）
この発明の変圧器用積層鉄心は厚さが５０ｋＩ１１以上
のＦｅ基非晶質合金よりなる薄板を積み重ねて構成され
ているので、薄板は処理、組立作業時あるいは使用中で
あっても過大な機械的歪を生ずることはなく、材料本来
の優れた磁気特性を発揮することができる。
のＦｅ基非晶質合金よりなる薄板を積み重ねて構成され
ているので、薄板は処理、組立作業時あるいは使用中で
あっても過大な機械的歪を生ずることはなく、材料本来
の優れた磁気特性を発揮することができる。
なお、前記のように薄板を磁区細分化処理する場合、薄
板の厚みが増すほど渦流損低減効果が増す （ヒステリ
シス損はあまり変化しない）ので、本発明の効果は一層
大きい。
板の厚みが増すほど渦流損低減効果が増す （ヒステリ
シス損はあまり変化しない）ので、本発明の効果は一層
大きい。
第１図はこの発１ノの積層鉄心の一例を示す平面図およ
び第２図は他の例を示す刺視図である。 １・・・積層鉄心、２・・・薄板、３・・・巻線。
び第２図は他の例を示す刺視図である。 １・・・積層鉄心、２・・・薄板、３・・・巻線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）厚さが５０μｍ以上のＦｅ基非晶質合金よりなる薄
板を積み重ねたことを特徴とする変圧器用積層鉄心。 ２）前記薄板が焼鈍前または後に、磁区細分化処理が行
なわれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の積層鉄心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15406184A JPS6134909A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 変圧器用積層鉄心の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15406184A JPS6134909A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 変圧器用積層鉄心の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134909A true JPS6134909A (ja) | 1986-02-19 |
| JPH0376572B2 JPH0376572B2 (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=15576047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15406184A Granted JPS6134909A (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 変圧器用積層鉄心の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6134909A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63110614A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | Osaki Electric Co Ltd | アモルフアス変流器 |
| JPS63110615A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | Osaki Electric Co Ltd | アモルフアス変流器 |
| JP2012174824A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Hitachi Metals Ltd | 超急冷Ｆｅ基軟磁性合金薄帯および磁心 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125810A (en) * | 1980-02-08 | 1981-10-02 | Westinghouse Electric Corp | Amorphous magnetic alloy strip |
| JPS5959862A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-05 | Kawasaki Steel Corp | 非晶質合金 |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP15406184A patent/JPS6134909A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125810A (en) * | 1980-02-08 | 1981-10-02 | Westinghouse Electric Corp | Amorphous magnetic alloy strip |
| JPS5959862A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-05 | Kawasaki Steel Corp | 非晶質合金 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63110614A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | Osaki Electric Co Ltd | アモルフアス変流器 |
| JPS63110615A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | Osaki Electric Co Ltd | アモルフアス変流器 |
| JP2012174824A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Hitachi Metals Ltd | 超急冷Ｆｅ基軟磁性合金薄帯および磁心 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376572B2 (ja) | 1991-12-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |