JPH02260613A

JPH02260613A - 積層鉄心

Info

Publication number: JPH02260613A
Application number: JP8239489A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Okazaki; 靖雄岡崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-23

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、変圧器やアクチユエータ等の電気機器に用い
られる電磁積層鉄心に関する。

〔従来の技術〕

電気機器に用いられる電磁鋼板には、無方向性電磁鋼板
と方向性電磁鋼板とがある。

これらの電磁鋼板の磁気特性は、鉄の結晶の揃い方によ
って左右される。鉄の結晶は立方体の各頂点とその中心
に鉄の原子が配列された体心立方格子と呼ばれる構造を
有している。鉄中の磁力線の透し易さは、磁化の方向が
、結晶中の原子配列方向（結晶方位）で異なる。稜の方
・向（１００）が最も透し易く、次いで面封角線方向（
１１０）。

体対角方向［１１１〕が最も悪い。

磁力線を最も透し易い稜方向［１００）を圧延方向に整
然と揃えた電磁鋼板を方向性（一方向性）電磁鋼板とい
う。また、この方向がランダムの電磁鋼板を無方向性電
磁鋼板という。

一方向性電磁鋼板は圧延方向（Ｌ方向）の磁性は良いが
、その他の方向１例えば、圧延と直角方向（Ｃ方向）或
いは厚み方向は非常に悪い。これに対し、無方向性電磁
鋼板は、圧延方向が若干良い磁性を示すものの、殆ど全
方向均等である。

一般に変圧器は磁力線の方向が常に一定に流れるので、
その方向と一方向性電磁鋼板の圧延方向を合致させて使
用する。一方、モーター等の回転機は磁力線の方向が常
に変化しているので、無力向性電磁鋼板を使用する。

一方向性電磁鋼板を用いる場合、巻鉄心型変圧器はその
磁束の方向を鋼板の磁化方向に合致させることができる
が、積層型鉄心に比べ製造方法が複雑になる。そのため
、鉄心をヨーク部（１！鉄部）とレグ部（脚鉄部）に分
割し、それぞれに、磁束の流れ方向に沿う磁化容易軸を
有する電磁鋼板を用い、これら８ｉ！いて鉄心を形成す
る構造としたものがある。しかしながら、このような複
雑な形状の積層鉄心型変圧器においては、その製造工程
が複雑になるばかりでなく、継鉄部１脚鉄部の接合部分
において複雑な磁束の流れを呈し、必ずしも磁気回路全
体にわたって磁気特性を保持することができない。

このような従来の電磁鋼板に対し、二方向性電磁鋼板が
提案されている（例えば特公昭３８−２１８５７号公報
参照）。

これは、圧延方向と、それに直角な方向に磁化容易軸を
持つものである。この二方向性電磁鋼板は、二方向で磁
気特性が優れていることから、方向性電磁鋼板に比較し
て優れた特性を備えており、変圧器の鉄心等の用途に適
用することが期待されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の方法によって製造した二方向性電
磁鋼板の鉄心は、その磁気特性が必ずしも良好ではない
。また、鉄心として重要な低磁場の磁気特性が悪い場合
もある。

そこで、本発明は、二方向性電磁鋼板鉄心の磁化特性の
うち、特に低磁場の立ち上げ特性を改善し、良好な磁気
特性を持つ鉄心を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の積層鉄心は、以上の目的を達成するため、二方
向性電磁鋼板を積層した鉄心において、該鉄心のヨーク
部及び／又は脚部に歪を導入したことを特徴とする。

ヨーク部又は脚部に対する歪の導入は、ＹＡＧやＣＯ２
レーザ等の照射、或いはケガキ、ロール等の機械的な手
段によって行うことができる。このようなヨーク部又は
脚部への歪の導入により、磁区が細分化され、磁化特性
が向上する。

〔作用〕

本発明においては、積層鉄心に二方向性電磁鋼板を使用
し、その鉄心のヨーク部又は脚部に歪を導入する。二方
向性電磁鋼板では、磁化容易軸が圧延方向とそれに直交
する方向（幅方向）に形成される。しかし、実際上、多
結晶の鋼板では完全な（１００）　＜ｏｏｔ＞方位粒が
鋼板全体を覆うのではなく、少しずつ＜００１　＞軸か
らのずれがある。したがって、鋼板の磁区構造も変わり
、磁気特性も異なってくる。この二方向性電磁鋼板を鉄
心にした場合、特に磁界の強さ４００Ａ／ｍ近傍以下の
磁気特性が鋼板特性から期待される値よりも悪くなる場
合がある。

これらの原因を追求した結果、鉄心素材である二方向性
電磁鋼板の一方向の特性劣化が生じて、方向比（Ｌ方向
特性とＣ方向特性の比）が大きくなり、磁化特性が悪く
なることを知見した。この素材での磁性劣化は、通常方
向性電磁鋼板の磁気特性の指標となる８００Δ／ｍ近傍
では見られず、４００Ａ　／　ｍ近傍以下で起きる。す
なわち、一方向に優先した磁区構造ができあがって、そ
れと９０度をなす励磁方向には、磁壁が移動し難く、低
磁場での立ち上げ特性のし方向とＣ方向の比が大きくな
るためであると考えられる。

そこで、一方向に優先磁区を持った場合、その９０度方
向励磁に対する磁壁の移動を容易にするため、９０度方
向の磁区の芽を導入する。これによって、Ｌ方向及びＣ
方向への磁壁の移動を起こし易くなり、特に低磁場での
磁化特性が数置されると共に、Ｌ、Ｃ方向比が向上した
良好な鉄心特性が得られる。この磁区の芽は、レーザ照
射又は機械的手段で歪を導入することによって得られる
ことが判明した。

鉄心への歪導入は、素材の二方向性電磁鋼板の低磁場（
４００Ａ／ｍ以下）でのり、Ｃ方向比が判明している場
合は、磁化特性が悪い方、すなわち鉄心のヨーク又は脚
の何れか一方に行ってよい。ただし、ヨーク及び脚の両
部に行ってもその効果は得られるため、実工程上は素材
の状態で歪導入を行うこともできる。

なお、従来、一方向性電磁鋼板に対する歪導入を、レー
ザ照射又は機械的手段で行うことが通常であった。しか
し、この場合は、一方向のみの磁区を細分化して鉄損を
下げることを目的としており、本発明における二方向に
磁壁移動を容易にする作用、目的はなく、本発明と全く
異なるものである。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

〔実施例〕

ＣＯ，０４８重債ｍ。Ｓｉ３．４０重量％、ＭｎＯ，１
４重量％、酸可溶性Ａｆ０．０２３重量％、全ＮＯ，０
０３５重量％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる厚
み１．６５＋ｎｍの熱延板を、１０７０℃で２分間焼鈍
した後、熱間圧延方向と同一方向に圧下＄６５％で冷間
圧延した。次いで、この圧延方向に交差する方向に圧下
率６０％で冷間圧延し、０．２３ｍｍの最終板厚に仕上
げた。この冷延板を、湿水素雰囲気中８１０℃で９０秒
間脱炭焼鈍した。

脱炭焼鈍後、Ｈ２１００％＋７）雰囲気中テ１２００　
”ｃ　ｘ２０時間の仕上げ焼鈍を行って、二次再結晶さ
せた。

これにより、（１００）　＜００１　＞方位粒をもつ二
方向性電磁鋼板が得られた。次いで、この二方向性電磁
鋼板から２つの＜１００＞方位をヨーク、脚部に合わせ
Ｅｌ型鉄心を製作した。その後、ＹＡＧレーザを３　＋
ｎ＋ｎ及び１０ｍｍ間隔でヨーク部及び脚部に照射した
。

第１表に、レーザ照射による鉄心特性の改善効果を示す
。なお、Ｅ型と■型とのギャップはｏ、０５胴とした。

また、第１表には、レーザ照射無しのものを比較例とし
て掲げている。

第１表　　鉄　　心　　特　　性　　　　（５０Ｈｚ）
なお、磁界の強さ１００ＯＡ／ｍにおけるレーザ照射に
よる磁束の向上は、１，０３〜１．０５と小さい結果と
なった。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明においては、二方向性電磁
鋼板を積層した鉄心のヨーク部及び／又は脚部に歪を導
入することにより、鉄心の励磁方向に合わせて鉄心のヨ
ーク部１脚部で磁化特性を向上させ、励磁特性が優れ且
つ鉄損の小さい積層鉄心を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．二方向性電磁鋼板を積層した鉄心において、該鉄心
のヨーク部及び／又は脚部に歪を導入したことを特徴と
する積層鉄心。
２．請求項１のヨーク部又は脚部への歪は、レーザ照射
により導入したものであること特徴とする積層鉄心。
３．請求項１のヨーク部又は脚部への歪は、機械的に導
入したものであることを特徴とする積層鉄心。