JPS62128509A - 誘導電器用分割鉄心の製造方法 - 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】 〔発明に属する技術分野〕 本発明は、非晶質斑性合金用いた電気機器用鉄心、特に
静止誘導電器用分割鉄心の製造方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

電気機器の鉄心材料は、従来、結晶質の材料が用いられ
ているが、近年結晶質材に比べると磁気特性が非常に潰
れた非晶質合金が開発されてその応用研究が進められて
おり、既に磁気へ、ドなどの小型鉄心には実用されてい
る。非晶質合金の形状には薄帯、線、粉末などがあるが
、鉄心に用いるのは主に薄帯であり、この薄帯の厚みは
加−，４０μｍで、現状では厚いものは製造できない。

非晶質合金の薄帯を磁性体として用いる場合、使用目的
によって加工法、成形法が異なるが、ここで対象として
いるのは薄帯を積層して用いる鉄心であり、製品の王な
６檀は変圧器とりアクドル、その大きさは電力機器用の
大形器から′域子機器のプリント板に取付ける小形のも
のまで広範囲に及んでいる。

これらの鉄心ｌこ非晶質合金を通用すると、損失が大幅
に低減して機器の幼名が向上するので実用化が望まれて
おり、特に電力用巻鉄心形柱上変圧器用に有望視されて
いる。

第４図は従来技術の一例を示す巻鉄心形質圧器の概略側
断面図であり、１は薄帯状の非晶質合金を角形リング状
に巻回してなる巻鉄心、２はガラステープ尋の耐熱テー
プからなる緊縛層、３はコイルの巻枠、４および５は一
次コイルおよび二次コイルである。図に示す変圧器の製
造方法としては、非晶質合金を角形リング状に巻回した
巻鉄心１を緊縛層２により形状を保持し、磁界中で熱処
理を行なって非晶質合金を巻回したことによって生じた
磁気特性の低下を回復させた後、２分割された巻枠３を
巻鉄心１に装着して＋＆層剤等により一体化し、絶縁４
１１ａ１２Ｊ４体を巻鉄心１の窓部ＩＣを通して巻枠３
に順次整列巻さすることにより一次コイル４および二次
コイル５を巻装する方法で行われる。ところがこの方法
では巻線能率が極めて悪く、巻線能率を上げるために巻
枠３を鉄心１の横断面のまわりで回動できるように形成
下れば巻枠３と鉄心１との間に無駄なスペースができて
変圧器が大型化する欠点があり、かつ巻線作業中に巻鉄
心ｌに歪が加わることにより非晶質合金の持つ優れた磁
気特性が損なわれて鉄桶が増加するという問題があり、
これらの諸問題を解決する手段として分割鉄心を用いた
変圧器の開発が望まれている。

第５図は分割鉄心を用いた１１アクドルの一例を示す概
略１１１１断面図であり、分割鉄心ＩＡおよびＩＢの間
には磁気特性の直線性を高めるための非磁性部９が設け
られている。図に示すようなりアクドルは、巻枠３にあ
らかじめ巻装されたコイル６に分割鉄心ＩＡ、１４４お
よび非磁性部９を挿入することにより組旦てを行うこと
ができるので、巻線および組立工程を大幅に簡素化でき
、鉄心に与える歪や無駄なスペースを排除することがで
きる。ところで、分割鉄心はｇ４図に示す巻鉄心１を熱
処理した後全体に接層剤を含浸固化し、回転式の高速切
断機を用いて分割鉄心ＩＡ、ＩＢに分割する方法が用い
られている。ところが、非晶質合金は熱処理を施すと非
常に脆弱になり、接着剤を含浸してプロ、り材と同様に
固化しないと切断できず、このようにして切断してもそ
の切断面にはかなりの凹凸が生じ、研摩加工が必要であ
る。この方法による鉄心の磁気特性は、接着剤の硬化収
縮により非晶質合金に加わる歪や切断加工による機械力
や熱影響が加わるために大幅に低下し、鉄損の値で３〜
４倍にまで悪化する。このように非晶質合金によるリア
クトル用鉄心（分割鉄心）は、加工時に特注が悪化して
も結晶質材に比べると利点があって、実用不可能ではな
いが、非晶質の特長をかなり減殺することになる。

以上のように、従来の非晶質合金による変圧器用巻鉄心
２分割鉄心の製作法には多くの問題点があり、その改善
が求められている。

〔発明の目的〕

本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、切断加工
による磁気特注の低下が少なく、巻線作業の高効尤化お
よびコンパクト化が可能な薄帯状の非晶質合金を用いた
誘導区器用分割鉄心の製造方法を提供することを目的と
する。

〔発明の要点〕

本発明は、薄帯状の非晶質合金を巻回した巻鉄心を耐熱
テープで緊縛して巷戻りを阻止した後、巻鉄心の２個所
の切断予定位置に対応する部分に着脱可能な押圧片を有
する押圧整形治具を用いて巻鉄心を所定の形状に整形、
かつ積層面に押圧力を加え、非晶質合金が熱処理による
脆化を起こす前に巻鉄心を抑圧片とともに切断するよう
、構成したことにより、切断部の変形や切断面の荒れを
防止することができ、押圧整形治具により所定の形状が
保持された分割鉄、心を磁界中で熱処理して低損失化す
るとともに、切断部分を接層処理した後押圧整形治具を
除去するよう構成したことにより、熱処理により非晶質
板が硬化して分割鉄心の剛性が増し、かつ緊縛テープお
よび接着処理により一体化されて分割鉄心の形状安定性
が増すことにより、その後の巻線組立作業により磁気特
性の低下を起こし難い分割鉄心を得られるようにしたも
のである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の型遣方法を実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例方法を説明するための平面図、
第２図は側面図であり、いずれも巻鉄心に抑圧整形治具
を装着した状態を示したものである。図において、１は
薄帯状の非晶質＆を角形リング状に頁ね巻きしてなる巻
鉄心であり、巻鉄心ｌの直線部分はガラステープなどの
耐熱テープを巻回した緊碍テープ層２によって要所が緊
縛されている。また鎖線Ａ−Ａは巻鉄心１の切断予定位
置を示しており、巻鉄心１が切断予定位置Ａ　−Ａで切
断されろことにより分割鉄心が形成されるものである。

１０は押圧歪形治具であり、巻鉄心の一対の脚部Ｉ　Ｄ
　Ｏ）　２個所の切断予定位置に相応する部分に押圧片
１２を有する２対（４枚）の押圧板１】と、４枚の押圧
＆１１を貫通する４結ボルト１４およびす、ト１５から
なる連結部材と、押圧片１２と連結板１１とを結合する
止めねじ１３とからなり、ナツト１５を調整することに
より巻鉄心１の窓ＩＣの幅Ｗおよび一対の鯉部ｌＤの千
行屓が所定の寸法に規制されて巻鉄心１が所定の形状に
保持されるとともに、切断予定部分を含む脚部ＩＤそれ
ぞれに非晶質合金の積層方向の押圧力が加えられるよう
構成されている。押圧整形治具１０が装着された巻鉄心
１は回転式の高速切断機あるいはワイヤ力、ト切断機な
どを用いて押圧片１２とともに切断予定位置Ａ−Ａで切
断され、巻鉄心１は一対の分割鉄心ＩＡ、ＩＢに分割さ
れる。切断加工に際して非晶質合金は３００℃以上にな
ると脆化が進み、結晶化温度（５００″Ｃ８度）で非晶
質の特質が失われるので、切断部分が３００℃以上にな
らないよう油などの冷却媒体により冷却を行う必要があ
る。切断工程を熱処理工程以前に行うよう構成したこと
により容易に切断加工できるとともに、積層方向に押圧
した状態で押圧片１２と共に切断することにより、切断
部分に変形を生ずることなく平滑な切断面が得られ、仕
上げ加工が不要であり、かつ切断後の分割鉄心ＩＡ、Ｉ
Ｂは２分割された押圧整形治具により押圧力と形状を保
持することができる。

上述のように押圧整形治具が装着された分割鉄心ＩＡお
よびＩＢは熱処理炉に移され、窒素ガス中で磁路方向に
８００Ａ／ｆｒＬの直流磁界を加えた状態で保持温度４
００℃、保持時間１時間の熱処理が行われ、冷却後押圧
片１２を除去し切断部分に接着剤が含浸硬化された後、
押圧整形治具が除去されることにより、分割鉄心ＩＡお
よびＩＢが完成する。

分割鉄心の鰻遣方法を前述のように構成したことにより
、熱処理により硬度が増した非晶質合金の薄帯はそれ自
体押圧整形治具で規制された角形リング状の形状を維持
する形状安定性を発揮するが、あらかじめ被着された緊
縛層２および切断部分の接着処理により一体化形成され
ろことによって剛性が増し、押圧整形治具の取外し作業
や巻線の組二作業等に際して加わる機械力に耐え、低損
失を保持することができる。また、取外された押圧整形
治具１０は、巻鉄心とともに切断された押圧搾成を交換
することにより再使用することができる。

第３図は前述の実施例方法によって製作された分割鉄心
の鉄損対磁束密度特性（曲［２１）を従来の製造方法に
なる分割鉄心のそれ（曲線２２）と比較して示した特性
線図であり、一対の分割鉄心の切断部分が相互に密着す
るよう突合わせて交流力Ｈｚの特性を求めたものである
。出東密ｉｔ、３’ｒにおける鉄損は実施例曲線２１に
おいては約Ｑ、２Ｗ、ｈ、ｑ、従来倒曲［２２において
は約Ｑ、　５　Ｗ／Ｋｇとなり、実施例方法を適用する
ことにより分割鉄心の鉄損を従来技術のほぼ３分の−に
低減することができる。

なお、曲線２１は最高級けい素＠根を用いた分割鉄心の
鉄損曲線に比べても部分の一以下という良い特性を示し
ており、電力用の大形変圧器やりアクドルに通用するこ
と番こより大幅な低損失化が期待でき、また高周波変圧
器に適用した場合には非晶質合金の特質を活かしてなお
一層の低損失化が期待できる。なお、複数の方形ブロッ
クの集合体からなり階段状断面を有する巻鉄心を切断し
て分割鉄心を製作する場合、押圧板および押圧片を階段
状の内周面を有する筒状に形成するか、あるいは−４ｔ
ｊ、′＃ｃ心の階段状部分に間隔片を配してほぼ円形に
成形した後、円筒状の押圧板および押圧片を取り付ける
ことにより、前述の実施例と同様に低損失化された分割
鉄心を得ることができろ。

〔発明の効果〕

本発明方法は前述のように、巻鉄心を耐熱テープで緊縛
し、押圧整形治具により積層面に押圧力を加えるととも
に所定の形状に規制された状態で巻鉄心を押圧竪形治具
の押圧片とともに切断するよう構成した。その結果、熱
処理後に切断作業を行う従来技術で問題となった非晶質
合金が脆化することによる切断作業の困ｍ任が排除され
、仕上げを必要としない平滑な切断面が得られるととも
に、巻鉄心とともに２分割された押圧整形治具により押
圧力と分割鉄心の形状をそのまま維持することができる
。またこのような状態の分割鉄心を熱処理することによ
り、巻鉄心の裏作や切断作用等によって非晶質合金薄帯
に生じた歪が排除されて鉄損を従来技術のそれのほぼ部
分の−に低減することができ、かつ熱処理による非晶質
合金の硬化および緊縛層の緊縛力ｌこより分割鉄心の剛
柱３よび形状安定性を得ることができる。さらに、分割
鉄心の切断部分にのみ局部的に接着処理を行った後押圧
整形治具を除去するよう構成したことにより、平滑な切
断面をそのまま維持しかつ巻ｇ組二時などにおける切断
面の損傷を防止できるので、一対の分割鉄心を突き合わ
せた際、接合部における磁気猷を低減することができろ
。また、熱処理後の巻鉄心全体に接Ｎ剤を含浸する従来
技術に比べて接着剤の硬化収縮に基づいて非晶質合金に
発生する歪および鉄損の増加をほとんど排除することが
できる。

本発明によれば、各種加工歪に基づく鉄損の増加要因が
排除されて低損失化された分割鉄心の製造方法を提供で
きるとともに、このように形成された分割鉄心を用いる
ことにより、犬ｕｆｌｆＷから小型変圧器まで各徨１ｓ
導′ｒｔ器の組二作業の効率化、鉄心窓部の縮小化、低
損失化に頁献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例方法を説明するた
めの平面図および側面図、第３図は実施例方法になる分
割鉄心の鉄撰対磁束密度特性線図、第４図は従来技術の
一例を示す変圧器の概略側断面図、第５図はりアクドル
の概略側断面図である。 １・・・巻鉄心、２・・・緊縛テープ層、３・・・巻枠
、４．５．６・・・巻線、ＩＡ、ＩＢ・・・分割鉄心、
ＩＣ・・・窓、ＩＤ・・・脚部、１０・・・押圧整形治
具、１１・・・押圧板、１２・・・押圧片、１３・・・
止めねじ、１４・・・連結ボルト、ｌよに乗　ンー浬　
　（Ｔ） 才３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）薄帯状の非晶質合金よりなる巻鉄心の、所を耐熱テ
   ープで緊縛した後、該巻鉄心の２個所の切断予定部分を
   含む所定範囲を連結して積層方向に押圧するよう形成さ
   れ前記切断予定部分に着脱可能な押圧片を有する押圧整
   形治具を装着する工程と、前記切断予定部分を押圧片と
   ともに切断して巻鉄心を２分割する工程と、前記押圧整
   形治具により所定の形状が保持された分割鉄心を磁界中
   で熱処理する工程と、押圧片を除去し切断部分に、局部
   的に接着剤を含浸固化した後押圧整形治具を除去する工
   程とを含むことを特徴とする誘導電器用分割鉄心の製造
   方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、押圧整
   形治具が中間部に押圧片を備えた２対の押圧板、ならび
   にこの２対の押圧板を相互に連結し、かつ各対の押圧板
   間に押圧力を加える連結部材とからなり、２個所の切断
   予定部分相互の位置が該押圧整形治具により位置決めさ
   れることを特徴とする誘導電器用分割鉄心の製造方法。