JPS6137925A - 鉄心の熱処理方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は非晶質磁性合金薄板からなる鉄心の熱処理方法
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、変圧器などに用いられる鉄心では、鉄心材料とし
て従来からのけい素鋼板に代り非晶質磁性合金薄板を用
いることが検討されつつある。この非晶質磁性合金薄板
は磁性合金材料の溶湯な超急冷１７て製作したもので、
優れた低損失特性を有している。

しかして、非晶質磁性合金薄板は超急冷法により製作す
乙時に内部歪みを生じ、このままでは材料本来の優れた
低損失特性を発揮させることができ外い。このため、非
晶質磁性合金薄板からなる鉄心は歪取り焼鈍（熱処理）
を施して歪みを除去し、良好な磁気特性を得るようにし
ている。

従来における歪取り焼鈍とＬ２ては、鉄心を電気炉に入
れて加熱する外部加熱方法が行なわれてきた。しかしこ
の焼鈍方法は、鉄心温度を上げるために炉内雰囲気を加
温しなければならないので熱効率が悪く、また鉄心内部
を均一に加熱することができない欠点がある。このため
最近では、鉄心に高周波磁界を印加することにより、鉄
心内部に磁気的に発生する損失熱を利用して加熱を行な
う高周波焼鈍方法が考えられている。この焼鈍方法は鉄
心各部で発生する損失熱により加熱を行なうので熱効率
が良く、また鉄心各部を均一に加熱できる効果がある。

しか１〜て、磁性体を交流で磁化する場合、その交流周
波数の磁束変化により電磁誘導作用で起電力が発生し、
これにより磁性体にうず電機が流れてジーール熱が発生
する。前記の高周波焼鈍に利用される損失は、ジ＝−ル
熱として消費される電力のことをいう。従ってこのうず
電機積は、うず電機路の大きさく磁性体の厚さ）、交流
周波数、磁化の各条件の２乗に比例して増加１２、発生
するジュール熱つまり温度上昇も増加する。ところで、
非晶質磁性合金薄板の飽和磁化はその温度の上昇ととも
に低下し、キューリ点において消失する０そして、飽和
磁化が低下すると発生損失量も減少する０従って非晶質
磁性合金薄板の発生損失はその温度上昇に伴って減少し
ていく。なぜならば、高周波磁界により非晶質磁性合金
薄板に生ずる損失はうず電機積であり、（磁化）３　、
（周波数）２　、（厚さ）！の条件に比例しているかじ
であるＯそして、通常非晶質磁性合金薄板からなる鉄心
の歪取り焼鈍は、非晶質磁性合金薄板のキー−９点の近
傍で行なう。このため、非晶質磁性合金薄板に発生する
うず電機積がそのキー　ＩＪ点付近で大幅に低下すると
薄板の温度上昇すなわち鉄心の温度上昇に限界を）え、
巻鉄心を所定の焼鈍温度まで上昇させることが困難に女
る。従って、非晶質磁性合金薄板からなる鉄心を高周波
励磁により歪取り焼鈍することができなかという問題が
ある。

第６図は、非晶質磁性合金薄板のうち鉄心に多く使用さ
れるＭＥＴＧＬ請ｓ　　２６０５８２（商品名ニアライ
ド社製材料）における飽和磁化の温度特性を示している
。この材料のキューリ点は４１５℃、焼鈍温度は４００
℃である。第６図の線図によれば材料の温度が上昇する
につれて飽和磁化が低下しキューリ点（４１５℃）で消
失する。

焼鈍温度（４００℃）でも飽和磁化は室温時の２Ｏ４程
度でしかない。このため材料に発生するうず電機積も大
幅に減少し、鉄心を焼鈍温度まで上昇させることが困難
で、鉄心に対して高周波励磁により歪取り焼鈍を行なえ
ないという問題が生じる。なお、非晶質磁性合金薄板は
巻回しても層間抵抗が大きいので、うず電機路が小さい
。この点は巻鉄心の磁気特性としては有利であるが、高
周波焼鈍を施す場合には不利である。

〔発明の目的〕

本発明は前記問題点を解決することにより、非晶質磁性
合金薄板からなる鉄心を所定の焼鈍温度まで上昇させ、
浸れた利点を有する高周波励磁による歪取り焼鈍を可能
にした鉄心の熱処理方法を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明の鉄心の熱地理方法は、非晶質磁性合金薄板から
なる鉄心の積層面に金属から々る短絡板を当接して配置
し、次いで前記鉄心にコイルを巻回して、このコイルに
交流電機を通電して前記鉄心を励磁し、この励磁に伴す
前記鉄心に生ずる損失により前記鉄心自身を発熱させて
焼鈍を打力うことを特徴とするものである０すなわち、
鉄心を高周波励磁する際に短絡板により鉄心の積層面に
短絡をおこさせ、これにより鉄心に生ずるうず電機路を
大きくしてうず電機積を増大し、飽和磁化の低下による
発生損失の減少な補々うものである。

（発明の実施例〕 以下本発明を図面で示す実施例について説明する。

第１図ないし８３図は本発明の熱処理方法の一実施例を
示している。この実施例は非晶質磁性合金薄板からなる
巻鉄心を対象としている。

まず、帯状をなす非晶質磁性合金薄板２を連続的に巻回
１−て矩形状をなす巻鉄心１を形成する。

この巻鉄心１の両方の積層面に、短絡板３゜３を各々面
全体にわたり当接して配設する。この短絡板３．３は銅
、アルミニウム、ステンレス鋼などの高導電性をもつ金
属材料からなる板材を巻鉄心１の積層面全体形状に合わ
せて加工したもので、巻鉄心１の内積層面に接触させて
適宜な方法で固定する。

次いで、巻鉄心１Ｏ脚部に高周波励磁用コイル４を巻装
する。

そして、窃素ガスなどの不活性ガスを封入した高周波焼
鈍用タンク（図示せず）の内部に巻鉄心１を収納し、巻
鉄心１に巻装した励磁用コイル４に高周波例えば２〜４
ＫＨｚ　　の交流電機を流す。励磁用コイル４に交流電
機を流すと電磁誘導作用により巻鉄心１に磁束が発生し
、この磁束によってうず電機が流れる。このうず電機の
発生に伴う電力損失により巻鉄心１にジュール熱が発生
する。このため、巻鉄心１はそれ自身の内部発熱に↓り
加熱されて温度上昇する。

巻鉄心１が非晶質磁性合金薄板２の適正焼鈍温度例えば
４００℃まで昇温すれば、励磁用コイル４に流す交流の
電圧を調整して一定時間温度を保持し、その後に励磁用
コイル４への通電を停止して巻鉄心１を冷却する。この
冷却時には励磁用コイル４に直流電機を流して、巻鉄心
１に対して磁場を形成する。このようにして巻鉄心１の
歪堆り焼鈍を行なう。

この焼鈍方法において、巻鉄心１０両積層面に短絡板３
，３を設けであるので、励磁用コイル４に交流電機を流
すことにより巻鉄心１に生ずるうず電機は、ｆｓ３図で
示すように非晶質磁性合金薄板２の各巻回層の両端面に
接触する短絡板３，３を通って流れる。すなわち、巻鉄
心１における非晶質磁性合金薄板２の各巻回層の積層間
が短絡板３，３により短絡され、巻鉄心１におけるうず
電機路つまり（磁性体の厚さ）′を大きくすることがで
きる。このためうず電機路の拡大に伴い巻鉄心１に発生
するうず電機積が増大し、巻鉄心１の温度上昇に伴う飽
和磁化の低下によるうず電機積の減少を補うことができ
る。従って、励磁用コイル４に交流電機を流すことによ
り巻鉄心１を適正な焼鈍温度まで良好に温度上昇させ、
この焼鈍温度で高周波焼鈍を行なうことができる。そし
て、この高周波焼鈍により巻鉄心１の各部を均一に加熱
でき、巻鉄心１を構成する非晶質磁性合金薄板２に優れ
た低損失特性を付与することができる。

第４図は、非晶質磁性合金薄板（２６０５８２）を巻回
して内径４９ｍ、外径５０Ｂ１幅２５５ｍに形成した巻
鉄心に高周波焼鈍を施し、その時の巻鉄心における温度
増加を時間に対してプロットした実験結果を示す線図で
ある。この線図で実線人は巻鉄心１の積層面に短絡板を
装着した場合、また破線Ｂは巻鉄心に短絡板を装着しな
い場合の夫々における温度と時間との関係を示している
。この結果巻鉄心の積層面を短絡板で短絡した場合の方
が温度上昇速度が大きく、焼鈍温度に充分達しているこ
とが判る。なお、実験条件は交流周波数５ＫＨｚ、励磁
容量７５０ＶＡである。

前述した実施例では、巻鉄心の積層面全体に短絡板を設
けているが、これに限らず巻鉄心の積層面に部分的に短
絡板を設けて高周波焼鈍を行なうこともできる。この場
合には高周波焼鈍の際に巻鉄心の各部分で発生する。う
ず電機積のむらを調節し、より均一な温度分布を得るこ
とができる。第５図はこの場合の実施例を示している。

巻鉄心１のけい鉄部および脚部における角部を除く直線
部分の両種層面に、その部分に合わせた形状の短絡板１
３を各々当接して設け、さらに巻鉄心１に励磁用コイル
４を巻装して交流電機を流すことにより、巻鉄心１を焼
鈍温度まで加熱して高周波焼鈍を行う。これは非晶質磁
性合金薄板２を巻回１．て矩形の巻鉄心１を形成する場
合に、鉄心角部での薄板２の面圧が直線部での面圧より
大きくなり、このため、高周波焼鈍を行なう場合に鉄心
角部のうず電機積が直線部に比して多く発生することを
考慮したものである。従って、巻鉄心１のうず電機積の
発生が少ない直線部に短絡板１３を設け、この直線部で
のうず電機積の発生を増加させることにより、巻鉄心１
全体でうず電機積の発生を均一化させて発生むらを小さ
くシ７、熱歪みの発生などによる巻鉄心１の特性劣化を
無くすことができる。

なお、前述した各実施例において焼鈍処理を施した後に
は、巻鉄心ノから短絡板３，１３を取り外す。

前述の各実施例では巻鉄心を対象にして説明したが、本
発明では非晶質磁性合金薄板を積層してなる積層鉄心を
高周波焼鈍する場合にも適用できる。また励磁用コイル
は変圧器コイルで兼用することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の鉄心の熱処理方法によれば
、非晶質磁性合金からなる鉄心に対して均一な加熱を行
なえる利点を有する高周波焼鈍を行なうことができ、低
損失特性に優れた鉄心を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本発明の熱処理方法の一実施
例を示す説明図、第３図は第２図１−１線に沿う断面図
、第４図は前記実施例により焼鈍を行なう場合における
鉄心の発熱温度と時間との関係を示す線図、第５図れ他
の実施例を示す説明図、第６図は非晶質磁性合金薄板の
飽和磁化と温度との関係を示す線図である。 １・・・巻鉄心、２・・・非晶質磁性合金薄板、３゜１
３・・・短絡板、４・・・励磁用コイル。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非晶質磁性合金薄板からなる鉄心の積層面に金属からな
   る短絡板を当接して設け、且つ前記鉄心にコイルを巻回
   して、このコイルに交流電機を流して前記鉄心を励磁し
   、この励磁に伴い前記鉄心に生ずる損失により前記鉄心
   自身を発熱させて焼鈍を行なうことを特徴とする鉄心の
   熱処理方法。