JPS6214408A - 非晶質磁性合金巻鉄心 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は非晶質磁性合金巻鉄心に関するものである。

〔発明の背景〕

最近、非晶質磁性合金の薄帯を用いて変圧器などの訪導
電器の鉄心を構成し、従来の珪素鋼板のものに比べ大幅
な鉄損低減を図る試みが盛んに行なわれている。この非
晶質磁性合金の薄帯は金属（１；’ｅ、　Ｃｏなど）と
非金戦元素（Ｂ、Ｓｔなど）との融体をノズルから高速
回転するドラムに噴射・超急冷し製造されるので、厚さ
が約３０μｍと非常に薄く、かつ硬くて脆い性質を有し
ている。

このような性質の非晶質磁性合金の薄帯を用いて積層鉄
心？：製作することは通常容易でないため。

一般に巻鉄心として用いられることが多いが、急冷した
ままでは大きな残留ひずみがあシ本来の低鉄損特性が十
分に発揮できないので、必ず事前に焼鈍が行なわれてい
る。この際に１８０度磁口金整列させるため、巻鉄心の
周方向に磁界をかけ乍ら行なわれている。

このようにして製作される非晶質磁性合金の薄帯の巻鉄
心は特開昭５９−２７５１１号公報や第１０図にその例
が示されているように、鉄心ブロック１ａから１ｇが組
み合わされており、その脚部とヨーク部との一部が直線
で他が曲線となり、しかも曲線部の半径が外周部はど大
きくなるほぼ小判形で、その断面形状は第１１図に示さ
れているようにほぼ円形をしているものが多かった。

このような構造で容器が数１０ｋＶＡから数１００ｋＶ
Ａの非晶質磁性合金の薄帯の巻鉄心を製作しようとする
と、板厚が約３０μｍの薄帯では数千回から数万回巻回
しなければならない。このため第１０図の曲線部で過大
な巻締り現象が起き、図中矢印表示の圧縮力Ｆが鉄心窓
内方向に働くので、応力に敏感な非晶質磁性合金の薄帯
の特性を著しく損なう。

また、非晶質磁性合金の薄帯で大形の巻鉄心を製作しよ
うとすると、焼鈍の点でも大きな間煩が生じてくる。通
常の焼鈍では温度３５０から４００Ｃの不活性ガス中で
１から２時間保持される条件で行なわれるが、大形の巻
鉄心ではこのような雰囲気を作る焼鈍炉自身が大形化し
てしまうのみならず１巻鉄心各部の温度分布がどうして
も不均一となる。このため巻鉄心の外層側では過焼鈍、
内部では不足焼鈍となり、非晶質磁性合金の薄帯の本来
の低鉄損特性を十分引き出せず、これらの点が非晶質磁
性合金の薄帯１−ｉ！！用して大形の巻鉄心を実現させ
る上での１章害となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点に鑑みなされたものでおり、非晶質磁
性合金の薄帯の有する低鉄損特性全十分に確保できるこ
とを可能とした非晶質磁性合金巻鉄心を提供することを
目的とするものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は非晶質磁性合金の薄帯が巻回され、か
つ四隅が曲線、他が直線となるほぼ四角形の形状の巻鉄
心が構成されるものにおいて、＠記蚤迭心が、前記薄帯
の積層方向に分割され、かつ所定の形状に善取りおよび
焼鈍された複数の鉄心ブロックで構成されたものである
ことを特徴とするものであり、これによって巻鉄心は所
定の形状に巻取りおよび焼鈍された複数の鉄心ブロック
から構成されるようになって、巻締シ現象および不均一
焼鈍が防止されるようＫなる。

〔発明の実施例〕

以下、図示した実捲例に基づいて本発明を説明する。第
１図囚、■）、０から第５図には本発明の一実施例が示
されている。なお従来と同じ部品には同じ符号を付した
ので説明を省略する。本実施例では巻鉄心を非晶質磁性
合金の薄帯２の積層方向に分割し、かつ所定の形状に巻
取りおよび焼鈍した複数の鉄心ブロック３　ａ、　　３
　ｂ、　　３　ｃ′ｃＷＩ：成した。このようにするこ
とによｐ巻鉄心は薄帯２の積層方向に分割し、かつ所定
の形状に巻取りおよび焼鈍した複数の鉄心ブロック３ａ
、３ｂ。

３Ｃで構成されるようになって１巻締り現象および不均
一焼鈍が防止されるようになり、非晶質磁性合金の薄帯
２の有する低鉄損特性を十分に確保できることを可能と
した非晶質磁性合金外鉄心を得ることができる。

すなわち第１図（至）、＠、０の（ト）に示されている
ように、非晶質磁性合金の薄帯２を素材フープ４からほ
ぼ四角形の所定寸法の鉄心ブロック３（３ａＳ　　３ｂ
ｌ　　３’）に巻回形成する。次いで同図（Ｂ）に示さ
れているように、所定寸法に巻回形成した鉄心ブロック
３に励磁コイル５全巻回して直流または交流のｔ流を流
し、鉄心ブロック３内に磁束を流し乍ら焼鈍する。この
除に素材の酸化を防ぐために不活性ガスを充満した容器
６中で焼鈍する。このように夫々巻回・焼鈍した鉄心ブ
ロック３ａ、３ｂ、３ｃｉ同図（Ｃ）に示されているよ
うに、必要な電気絶縁材や寸法調整用スペーサ等を介し
て組み立てる。このように夫々別個にた回・焼鈍した鉄
心ブロック３ａ、３ｂ、３ｃを組み立てるが、これらの
鉄心ブロック３ａ、　　３ｂ、　　３ｃを第２図にも示
されているように四隅でのみ曲線となる相似形とし、曲
線部の内径ａｌｌ　外径Ｒ０および積層厚さｔｌほぼ同
一にした。

このようにすることにより巻鉄心は第３図にも示されて
いるように、曲線部が四隅にのみ見られるほぼ四角形の
３，１１の鉄心ブロック３ａ、３ｂ。

３Ｃが直線部で密着し、四隅では各鉄心ブロック３ａ、
３ｂ、３ｃ間で三日月状に近い形状の空隙７が形成され
るようになって、巻鉄心隅部での巻締り現象が防止され
るようになり、巻鉄心窓内側への過大な圧縮力の伝達：
ｌｉ−阻止することができ。

非晶質磁性合金の薄帯の特性劣化が大幅に緩和できる。

また、３個の鉄Ｉしブロック３ａ、３ｂ。

３Ｃは上述のように夫々別個に焼鈍したので、一体で焼
鈍した場合に問題となる各鉄心各部の温度分布の不均一
による過焼鈍ｆ不足焼鈍がなくなり非晶質磁性合金の薄
帯に要求される憎しい焼鈍温度条件ｆ：構足し、特性の
低下を未然に防止することができる。

そしてまた、各鉄心ブロック３ａ、　　３ｂ、　　３ｃ
が第４図および第５図にも示されているように直線部で
は密着し、隅部の曲線部では空１！Ｊ７が発生するので
、その空間寸法ｇの数だけ鉄心幅が見掛上広がるように
なる。従ってこの空隙７に治具などを配して鉄心ブロッ
ク３ａ、３ｂ、３ｃの組み立てを容易にすることができ
、この空隙７に部材を挿入して鉄心の特性を劣化するよ
うな応力がかからないように支持することもできる。更
にこの空隙７をそのままとした場合でも、この空隙７全
介して十分な油冷却や空気冷却をすることができるよう
になり１通常問題となる鉄心内部の発熱を効率よく除去
することができる。

なお、本実施例では鉄心ブロック３ａ、３ｂ。

３Ｃの曲線部の内径几１．外径Ｒ０および積層厚さｔ６
ほぼ同一にした場合について説明したが、１　　これの
みに限るものではなく、曲線部の内径Ｒ＋のみをほぼ同
一にしても、各鉄心ブロック３ａ。

３ｂ、３Ｃ間の四隅に三日月状に近い形状の空隙７を形
成することができ、前述の場合と同様な作用効果金奏す
ることができる。この場合に鉄心ブロック３ａ、３ｂ、
３ｃはその角部が曲線となるほぼ四角形のほぼ相似形に
されることは云うまでもない。また、鉄心の分割個数（
鉄心ブロック数）、その巻厚、内外径などは巻鉄心の仕
様、容量により適宜選択することができる。

このように本実施例によれば次に述べるような効果を奏
することができる。

（１）同一幅の鉄心ブロックを曲線部でほぼ同一な内径
、外径を有するほぼ四角形に巻取るので、必要な治具、
工程が統一され、作業性が大幅に向上する。

（２）鉄心（薄Ｗｉ）の巻回数が鉄心ブロックの分割個
数だけ減るので、従来問題視されていた巻締り現象が大
幅に緩和され、鉄損特性の低下が防止できる。

（３）鉄心が分割されるので、焼鈍がし易く、鉄心中の
温度むらによる局部的な過焼鈍ｆ不足焼鈍がなくなυ、
非晶質磁性合金の薄帯の本来の低鉄損特性全発揮させる
ことができる。

（４）鉄心四隅に空隙を形成することができるので、こ
の空隙を利用して鉄心の組み立てヤ支持、更に鉄心内部
の冷却などを効率よく行なうことができる。

第６図には本発明の他の実施例が示されている。

本実施例では３組の鉄心ブロック３ａ、３ｂ。

３Ｃの内側に、非晶質磁性合金の薄帯よシ剛性のある剛
性部材８ｆｔ内側の形状に沿って配設した。

このようにすることにより巻鉄心の機械的強度を前述の
場合よりも向上させることができる。

すなわち現在の非晶質磁性合金の薄帯の厚さが約３０μ
ｍと薄く・、機械的強度が弱いために鉄心ブロック３ａ
、３ｂ、３ｃｉ組み立てる場合に変形することｆ、十分
な組立精度全確保できない問題を解決するもので、剛性
部材８の材質としては非晶質磁性合金の薄帯と成分的に
近く、かつ剛性のある例えば珪素鋼帯などが考えられる
。

第７図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例では同一鉄心幅でその巻厚（積層厚さ）が大とな
る場合には鉄心ブロック３ｂｌ＋３ｂｚのように鉄心を
分割し、その間に空１５Ｊ７を形成した。この場合にも
巻厚が大となる部分に空隙７が形成されるようになって
、上述の場合と同様な作用効果を奏することができる。

すなわちこれまでの実施例では同−鉄心幅毎に鉄心を分
割した（鉄心ブロックを形成した）が、本実施例ではこ
れまでの例と異なり、同一鉄心幅でもその巻厚が大とな
る場合は、その巻厚の大きい部分を鉄心ブロック３　ｂ
ｔ　＋　　３　ｂｔのように分割し、空隙７を形成する
ようにしだもので、鉄心が大形化する場合に特に有効で
ある。またこれまでの実施例では鉄心を積層方向にのみ
分割した例を示したが、現状のＪＰ品質磁性合金の薄帯
では最大鉄ノし幅が２００１１１１程度が限度であるこ
とを考えると、所定の鉄心幅とするには梁方向に鉄心を
組合わせ々ければならない。このような場合においても
本実施例で示したのと同様な構成が当然可能である。

第８図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例では鉄心ブロック３ａ、３ｂ。

３Ｃの内側に、非晶質磁性合金の薄帯より機械的強度に
すぐれた銅帯９を配設した。そしてこの鋼帯９を非晶質
磁性合金の通常の厚さ３０μｍよりも数倍から数１０倍
厚く、機械的強度にすぐれた非晶質磁性合金で形成した
。このようにすることにより各鉄心ブロック３ａ、３ｂ
、３ｃの内側で犬きくなる巻締り現象による鉄心の変形
を防止することができると共に、各鉄心ブロック３ａ。

３ｂ、３ｃの組み立てを容易にすることができる。

なお本実施例では／：＠帯９を各鉄心ブロック３ａ。

３ｂ、３ｃの内側に極く代か（積層厚さｔに対して）配
設したが、その割合は各鉄心ブロック３ａ。

３ｂ、３ｃの積層厚さく巻厚さ）ｔと巻締りによる応力
の程度とにより、適宜その配役量が決定される。

第９図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例では鉄心ブロック３ａ、３ｂ。

３Ｃの内側に、絶縁皮し’ｌ有し、かつ機械的強度にす
ぐれた非晶質磁性合金１０ｉ配設した。このようにする
ことにより各鉄心ブロック３ａ、３ｂ。

３０間の電気的絶縁を確保することができ、鉄心ブロッ
ク３ａ、３ｂ、３Ｃ間を流れるうず電流による鉄損の増
加を防止することができる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は非晶質磁性合金の薄帯の有する低
鉄損特性が十分に確保できるようになって、非晶質磁性
合金の薄帯の有する低鉄損特性を十分に確保できること
を可能とした非晶質磁性合金巻鉄心を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図■、　（Ｂ）、　（Ｃ）は本発明の非晶質磁性合
金巻鉄心の一実施例の鉄心ブロックによる巻鉄心の組み
立てを示すもので囚は鉄心ブロックの巻回状態を示す＠
親図、■は鉄心ブロックの焼鈍状態を示す斜視図、　（
Ｃ）は焼鈍の終了した各鉄心ブロックの組み立て状態を
示す斜視図、第２図は同じく一実施例の曲線部周りの拡
大平面図、第３図は同じく一実施例の平面図、＠４図は
第３図のＰ−Ｐ線に沿う断面図、第５図は第３図のＱ−
Ｑ線に沿う断面図、第６図は本発明の非晶質磁性合金巻
鉄心の他の実施例の曲線部内りの拡大平面ＩＪ第７図は
本発明の非晶質磁性合金巻鉄心の更に他の実施例の第３
図のＱ−１に相当する断面図、第８図は本発明の非晶質
磁性合金巻鉄心の更に他の実施例の曲線部周りの拡大平
面図、第９図は本発明の非晶質磁性合金巻鉄心の更に他
の実施例の第３図のＰ−Ｐ線に相当する断面図、第１０
図は従来の非晶質磁性合金巻鉄心の平面図、第１１図は
第１０図のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 ２・・・非晶質磁性合金の薄帯、３．　３ａ、　　３ｂ
。 ３　ｂｔ　＋　　３　ｂ！　＋　　３　Ｃ・・・鉄心ブ
ロック、４・・・素材フープ、５・・・励磁コイル、６
・・・容器、７・・・空隙、８・・・剛性部材、９・・
・鋼帯、１０・・・非晶質磁性合金、（ほか１名） 茅　６　口 ＃７　目 茅８　囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非晶質磁性合金の薄帯が巻回され、かつ四隅が曲線
   、他が直線となるほぼ四角形の形状の巻鉄心が構成され
   るものにおいて、前記巻鉄心が、前記薄帯の積層方向に
   分割され、かつ所定の形状に巻取りおよび焼鈍された複
   数の鉄心ブロックで構成されたものであることを特徴と
   する非晶質磁性合金巻鉄心。 ２、前記複数の鉄心ブロックが、角部が曲線となるほぼ
   四角形のほぼ相似形で、かつその曲線部の内径がほぼ同
   一に形成されたものである特許請求の範囲第１項記載の
   非晶質磁性合金巻鉄心。 ３、前記巻鉄心が、前記複数の鉄心ブロックの曲線部間
   に、ほぼ三日月形の空隙が形成されたものである特許請
   求の範囲第１項記載の非晶質磁性合金巻鉄心。 ４、前記巻鉄心が、前記複数の鉄心ブロックの夫夫内側
   に前記薄帯より剛性のある部材が前記内側形状に沿つて
   配設されたものである特許請求の範囲第１項記載の非晶
   質磁性合金巻鉄心。