JPS6265312A - 鉄心の焼鈍方法 - 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焼鈍方法に
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ている鉄心材料においては従
来から用いられているケイ素鋼板に代り優れた低鉄損特
性を有する非晶質磁性合金薄板を使用する検討が進めら
れている。非晶Ｗ磁性合金薄板はケイ素鋼板に比して鉄
損が１／３〜１／４と小さく磁気特性が優れている。し
かし非晶質磁性合金薄板は超急冷法により製造されてい
るためこのままでは急冷時の歪により鉄損などの磁気特
性が低下しており本来の優れた磁気特性が得られない。

このため非晶質磁性合金薄板からなる鉄心は直流磁界を
印加しながら、歪取焼鈍を行って、鉄損の減少など磁気
特性の回復を図っている。

従来、非晶質磁性合金薄板からなる鉄心の焼鈍は特開昭
３８−７７２７０に示されているように高温槽や電気炉
などに鉄心を収容し、熱源〈電熱ヒーター）により鉄心
を加熱する方式が採用されている。すなわち、第２図で
示すように非晶質磁性合金薄板２１からなる鉄心例えば
非晶質磁性合金薄板２１を巻回してなる巻鉄心２２に磁
界印加用のコイル２３を巻回し、この巻鉄心２２を電熱
ヒーター（図示せず）を熱源とする高温槽２４の内部に
収容する。そして直１ｆｆｉ源２５によりコイル２３に
直流電流を流して巻鉄心２２に磁界を印加するとともに
電熱ヒーターの加熱により恒温槽２４内部を所定の焼鈍
温度に上昇させて巻鉄心２２を加熱することによって焼
鈍を行なう方法である。

しかしながらこのような焼鈍方法においては巻鉄心２２
は熱源ヒーターの輻射熱により外部から加熱されるので
、巻鉄心内部まで均一に加熱されず巻鉄心２２表面と内
部の温度分布が不均一になりやすい。特に大形巻鉄心で
はこの温度不均一による熱応力により磁気特性が悪化す
ることがあり、本来の低鉄損特性を得ることがむずかし
い。また、電熱ヒーターにより巻鉄心２２を所定の焼鈍
温度ずなわち４００℃程度まで加熱するためには恒温槽
２４内部も同温度まで昇温する必要があるので、仮に変
圧器コイルを巻回した巻鉄心２２を恒温槽２４の内部に
入れて焼鈍を行なうと、変圧器コイルも一緒に外部から
４００℃まで加熱されることになる。

一般に変圧器コイルの絶縁被覆に用いる絶縁物は耐熱性
の限度が低く４００℃の温度に加熱されると損傷して実
用性がなくなる。このため、焼鈍後の工程で巻鉄心２２
に一変圧器コイルを巻回することになる。しかし焼鈍後
の巻鉄心２２は非晶質磁性合金薄板２１の脆化現象を伴
なうので焼鈍後に巻鉄心２２に変圧器コイルを巻回する
組立作業を行なうと非晶質磁性合金薄板が外力により損
傷する機会が増大して巻鉄心の品質を低下させることに
なる。

このようなことを配慮して最近、非晶質磁性合金薄板か
らなる鉄心に巻回したコイルに高周波電流を通して鉄心
を励磁し、この励磁により鉄心に生じる損失で鉄心自身
を発熱昇温させて焼鈍する方法が開発されている。この
方法は変圧器コイルの巻線作業や変圧器中身の組立作業
の大部分を焼鈍の前工程として行なうことができ、焼鈍
により非晶質磁性合金薄板が脆化した後の鉄心の取扱い
を極力少なくして非晶質磁性合金薄板に外力が加わる機
会を少なくできる利点がある。

しかしこの方法においては、鉄心の外周面部と内部とで
は、放熱歯の違いによって外周面部の方が低くなり易く
、従って鉄心全体が均一に加熱されないために、鉄心に
対して適正な焼鈍ができず、鉄心の磁気特性の低下、磁
気特性のバラツキが増大するなどの問題点が生じること
がある。

即ち、第３図は非晶質磁性合金薄板を巻回して形成した
矩形巻鉄心の積厚方向における温度分布を示したもので
、２２ａは内周面、２２ｂは外周面、２２Ｃは内部を示
している。

この分布から明らかのように、巻鉄心内部２２Ｃは比較
的均一であるが、内周面２２ａ及び外周面２２ｂは外気
に接しているためにどうしても内部２２ｃよりも温度が
低下する。特に外周面２２ｂは内部２２ｃに比べて約１
００℃も低くなることもあり、均一な加熱ができないこ
とにより非晶質磁性合金本来の優れた磁気特性が１９ら
れない。

［発明の目的］ 本発明は前記の事情に鑑みなされたものでその目的とす
るところは非晶質磁性合金薄板からなる鉄心に対して良
好な焼鈍を効率良く行ない、非晶質磁性合金薄板本来の
優れた磁気特性を十分発揮できる鉄心の焼鈍方法を提供
するものである。

［発明の概要１ 本発明の鉄心の焼鈍方法は非晶質磁性合金薄板からなる
鉄心に巻回したコイルに高周波電流を通して鉄心を励磁
し、この励磁に伴い鉄心に生ずる損失により鉄心自身を
発熱昇温さＵて焼鈍するに際して、鉄心の外周面をニク
ロム線などの発熱体を有する加熱板で覆い、これにｍ流
を流して発熱させ、鉄心外周面部の温度低下を防ぎ鉄心
各部を均一に発熱させることによって磁気特性の優れた
鉄心を得ることを特徴としている。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示すもので、この実施例で
は非晶質磁性合金薄板を巻回してなる２個の巻鉄心を並
べ、各巻鉄心の中央脚部に共通に変圧器コイルを巻回し
たものを対象にしている。

巻鉄心１は帯状の非晶質磁性合金薄板２を小判状に曲げ
成形された非磁性体枠３上に巻回して矩形状に形成され
ている。そして巻鉄心１を焼鈍する前工程において、巻
鉄心１．１を２個並べてその中央の脚部に共通に変圧器
コイル４を巻回する。

巻鉄心１．１を焼鈍するに際しては、各巻鉄心１．１の
脚部あるいは継鉄部に励磁用の高周波電流を流すための
仮巻コイル５を夫々巻回する。これら仮巻コイル５．５
は互いに巻回方向を逆にして巻回する。この巻回数とし
ては絶縁耐力上、問題のない電圧となるように、その大
きざを設定する。

仮巻コイル５は耐熱、耐電圧性を考慮しセラミックなど
の無機絶縁被覆電線などを用いると良い。

この仮巻コイル５は切換スイッチ６を介して高周波交流
電源７と直流電源８に各々接続する。９は交流電源の電
圧を調整する電圧調整器である。巻鉄心１の外周面部１
６にはニクロム線、シーズ線などの発熱体を埋めこ／ｖ
だり、あるいはシールした鉄板からなる加熱板１０で覆
い、これを交流電源１１に接続する。加熱板１０は一枚
の板を折り曲げて構成してもよいが何枚かに分割して構
成しても差しつかえない。その接続も全部の加熱板１０
を直列につないでも又、個々に並列につないでも支障な
く、要は巻鉄心１．１の外周面を覆って巻鉄心１．１の
放熱による温度低下分をこの加熱板１０の発熱体の発熱
に−よって補える構造であれば良い。

巻鉄心１．１の焼鈍を行なう場合、切換スイッチ６を高
周波交流電源７側に接続し、電圧調ｆＩ器８により電圧
を調整して仮巻コイル５に励磁用の高周波′Ｎｉ流を通
す。これにより、巻鉄心１．１には磁束が発生してヒス
テリシス損及びうず電流損に伴なう電力損失によってジ
ュール熱が発生ずる。

従って巻鉄心１．１はそれ自身の内部発熱により加熱さ
れて温度上昇する。このとき同時に加熱板１０の発熱体
に電流を流し、発熱体の抵抗あるいは通電時間を調整し
て鉄心内部と同程度の温度となるようにする。非晶質磁
性合金薄板の焼鈍温度は、その種類によっても異なるが
、現在変圧器用鉄心材料として適切とされているアライ
ド社ＩＩＭＥＴＧＬＡＳ２６０５Ｓ２では、３９０〜４
１０℃程度が適正な焼鈍温度である。巻鉄心の温度が非
晶質磁性合金薄板の適正焼鈍温度の４００℃迄上界すれ
ば、電圧調整器８を操作して交流電源２の電圧を調整す
ることにより鉄心温度４００℃で一定時簡保持する、こ
の保持時間は従来の恒温槽による焼鈍では２時間が適正
とされているが本焼鈍方法では非晶質磁性合金薄板を自
己発熱で昇温する方式であり、３０分程度で良好な特性
が得られた。

なお、仮巻コイル５．５は互いに逆極性に接続しである
ので仮巻コイル５．５に交流電流を流して巻鉄心１．１
を励磁した時に、巻鉄心１．１の中央脚部における磁束
の方向は互いに逆向きになり、中央脚部に巻回した変圧
器コイル４には磁束による誘起電圧が生じない。また仮
巻コイル５．５を逆直列に接続しても同じ効果が得られ
る。次いで切換スイッチ６の切換により、仮巻コイル５
．５を交流電源７から切離して直流電源９側へ接続する
。これにより仮巻コイル５．５への交流電源の通電が遮
断されて巻鉄心１．１の励磁が停止し、巻鉄心１．１が
冷却を始めると同時に直流電源９より直流電源が仮巻コ
イル５．５に流れ巻鉄心１．１に対して磁場を形成する
。この時、加熱板１０の発熱体への通電も中止する。こ
のようにして、巻鉄心１．１を磁場中にて冷部する。焼
鈍終了後は巻鉄心１．１から仮巻コイル５．５及び加熱
板１０を外して焼鈍を終了する。

なお、前述した実施例では、巻鉄心１．１を高周波で励
磁するために巻鉄心１．１に仮巻コイル５．５を巻回し
ているが、これに限定されず巻鉄心１．１に巻回した変
圧器コイル４を利用しても良い。但し、この場合高圧用
では変圧器コイル４の絶縁上の問題点が生じるので低圧
用の小形変圧器で採用することが可能である。また巻鉄
心１．１を冷却する時に巻鉄心１．１に直ｉｒａ界を付
与するためには仮巻コイル５．５を利用する方法の他に
、変圧器コイル４を利用することも可能であり、さらに
巻鉄心１．１を加熱さぼる過程から巻鉄心１．１に直流
磁界を付与することも可能である。焼鈍を行なう鉄心は
巻鉄心に限定されず非晶質磁性合金薄板を積層してなる
積層鉄心を対象にして同等の効果を得ることができる。

また本実施例ではノーカット巻鉄心について記述したが
、ラップジヨイント巻鉄心であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の鉄心の焼鈍方法によれば
、加熱板を設けたため、非晶質磁性合金薄板からなる鉄
心を均一な温度分布で昇温できる。

これにより、鉄心の磁気特性の劣化を防止できるととも
に焼鈍を短時間で迅速に行なうことができる。また鉄心
に変圧器コイルを巻回した状態でも変圧器コイルを損傷
することなく焼鈍が行なえるので、焼鈍後に行なう組立
工程の数を減少でき、非晶質磁性合金薄板の脆化による
破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鉄心の焼鈍方法の一実施例を示す
説明図、第２図は従来例を示す説明図、第３図は巻鉄心
の積層方向の温度分布を示す図である。 １・・・巻鉄心、　２・・・非晶質磁性合金薄板、３・
・・非磁性体枠、　４・・・変圧器コイル、５・・・仮
巻コイル（励磁用コイル）、７・・・高周波交１１！源
、　９・・・直流Ｔｉ源、１０・・・加熱板、　１１・
・・交流ｉｌ！源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　非晶質磁性合金薄板で構成した鉄心に励磁用コイルを
   巻回するとともに、外周面をニクロム線、シーズヒータ
   などの発熱体を有する放熱板で覆い、前記励磁用コイル
   に高周波電流を流して前記鉄心を励磁し、この励磁に伴
   ない前記鉄心に生ずる損失により前記鉄心自身を発熱さ
   せて焼鈍を行なう際に、前記加熱板を発熱させて前記鉄
   心の外周面部と内部の温度差を略等しくすることを特徴
   とする鉄心の焼鈍方法。