JPH04206609A - 複合磁芯 - 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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明はトランス、リアクトル、モータなとの磁芯（コ
ア）に関するものて、特に磁歪騒音の小さい複合磁芯を
提供するものである。

（従来の技術） トランス、リアクトル、モータの磁芯からは磁歪による
騒音が発生することは公知の如くで、近年これらの機器
が高周波化されつつあるに伴い、高周波騒音が発生し深
刻な問題となっている。然してこの磁歪騒音を低減する
には磁歪の小さな材料、例えば６．５％けい素鋼板（実
際のけい素置は６．４〜６．７ｗｔ％）を磁芯材料とし
て用いればよいか、磁歪の低い材料は一般に磁束密度か
低く高価である。そこで磁芯を他の材料と複合化するこ
とか検討されており、１９９０年電気関係学会東海支部
連合大会にて公表された方法はその１例であって、この
方法によれば磁芯の両端１０〜２０％（積層枚数比率）
を６．５％けい素鋼板とし、中心を低級けい素鋼板とす
ることにより騒音か低下できることを示している。

（発明か解決しようとする課題） 上記した１９９０年電気関係学会東海支部連合大会で公
表の方法は騒音低下かでき、また磁束密度も高くなるも
ので優れた方法であるが、その騒音低下はすべてを６．
５％けい素鋼板としたものに比較して、なお２ｄＢ（Ａ
スケール）程騒音か大きいものであり、騒音低減効果か
必ずしも満足し得るものとなし得ない。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明は上記したような従来のものの課題を解消すへく
検討を重ね磁芯の低騒音化を有効に達成したものであっ
て、部分的に使用する低磁歪材料の使用量を減少し、ま
た内側により磁歪の大きな低級材料の使用を可能ならし
め、部分的に磁歪の低い材料を用いて１００％磁歪の低
い材料を用いたものと同じ騒音低減効果を得ることに成
功したものであって、以下の如くである。

磁歪の絶対値が１０１以下で、且つ中心線平均粗さが０
．３μｍ以上３μｍ以下のけい素鋼板積層で、磁歪の絶
対値がｌｏ−６以上のけい素鋼板積層をはさみ込んだこ
とを特徴とする複合磁芯。

（作用） 本発明者は部分的に６．５％けい素鋼板を使用しながら
、すへてを６．５％けい素鋼板を使用したものと同じ騒
音低減効果を得ることについて検討した結果、６．５％
けい素鋼板の表面粗さを、ある程度以上に粗くすること
により目的を達成できることを知見した。即ち表面粗さ
を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以上とすること
により、すへてを６．５％けい素鋼板で作った磁芯と同
じ騒音値となることを確認したもので、この原因は以下
のように推定される。

即ち、６．５％けい素鋼板を磁芯の両端、つまり磁芯の
表面に配置することにより騒音が低下するのは、騒音強
度は騒音源表面の震動強度により決定され、この表面震
動強度は表面にある材質によって決定されるが、同時に
中心部にある材料からの震動によっても決まる。この中
心部からの震動を押さえきれないことか前述したような
従来技術の問題点となっており、震動の伝播を押さえる
には空気層が有効であって、この空気層を形成するのに
表面粗さを大きくすることが有効となると推定される。

しかし、この粗さが大きくなりすぎると、また騒音か大
きくなる。この原因は粗さが一定以上に大きくなると磁
芯の占積率が低下し、磁芯の性能を一定に保つためには
磁束密度を高くすることか必要になり、その結果、騒音
が増大するもので、検討の結果粗さが３μｍ　（Ｒａ）
以上で騒音増加か茎頁著となる。

磁歪１０−’： 磁歪が５Ｘ１０−６〜−１０−６の種々のけい素鋼板を
用い、中心部が磁歪の大きなけい素鋼板で、両端各々１
０％が磁歪の小さなけい素鋼板から成る磁芯を作り、そ
れらの騒音を測定し、両端に配置したけい素鋼板の磁歪
値が騒音に及ぼす効果を要約して示すと第１図の如くで
あって、磁歪か１０−’以下の場合において騒音が顕著
に低下する。

一般に軟磁性材料の磁歪絶対値はＯ〜３０×１０−６の
範囲にある。従って１Ｏ−６以下とは、０〜１０−’で
あり、これに該当する材料としては、けい素を６〜７ｗ
ｔ％含有するけい素鋼板、パーマロイ、センダストがあ
る。

磁歪か１０−６以上とは、１０−’（含まず）〜３０ｘ
ｌＯ−’であり、これに該当する材料として、けい素含
有量６ｗｔ％以下のけい素鋼板、純鉄、アモルファス、
フェライト、パーメンダーかある。

表面粗さについては後述する実施例１に関し第２図に示
す如くであって、０．３〜３μｍとすることにより、す
へてか低磁歪材料の場合の騒音レベルである５５ｄＢ以
下となる。

（実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
、以下の如くである。

実施例１ 磁歪が５Ｘ１０−＠の無方向性けい素鋼板を中心部に、
又磁歪が０．２Ｘ　Ｉ　Ｏ−’の６．５％無方向性けい
素鋼板を両端に配置したモータ・コア（ステータ）を作
成した。

６．５％けい素鋼板の量は片側１０％づつとし、表面粗
さを変えて騒音を測定した結果は第２図の如くである。

即ちこの第２図によるときは前記したような本発明に従
うことにより磁芯すべてを低磁歪材料とした場合と同じ
効果か得られることが確認される。

実施例２ 磁歪が−１，３Ｘ　１０−’の方向性けい素鋼板と、磁
歪が０．ｌＸ１０−’の６，５％けい素鋼板を用い、カ
ットコアを作成した。カットコアの最内層と最外層、各
々５％を６．５％けい素鋼板とし、この６．５％けい素
鋼板は表面粗さが０．１μｍと、１．１μｍのものを用
いた。

また、表面粗さが０．１μｍの６．５％けい素鋼板たけ
て比較用のコアを作成した。

各々のコアをＩＫＨｚの矩形波により作動させて騒音を
測定した結果を要約して示すと次の第１表の如くであっ
た。

第　　１　　表 即ち、この第１表によるときは本発明によることにより
、総てか低磁歪材料を用いたものと同じ低騒音性が得ら
れることを知った。

実施例３ 磁歪か−１，３Ｘ　１０−’の方向性けい素鋼板と、磁
歪か０．２Ｘ　１０−６の６．５％けい素鋼板を用い、
積みトランス（３ＫＶＡ）を作成した。６．５％けい素
鋼板は最外層各々８％使用した。６．５％けい素鋼板は
表面粗さ（Ｒａ）　１．３μｍと３６μｍのものを用い
た。

トランスの出力を一定の条件で騒音を測定した結果は次
の第２表に示す如くである。

第　　２　表 即ち、この第２表によるときは本発明により騒音がより
低下せしめられることは明らかである。

実施例４ 磁歪が０．２Ｘ　１０−’で、表面粗さが０．１４ｚｍ
（Ｒａ）と１．１％ｍ　（Ｒａ）の６．５％けい素鋼板
および磁歪か５Ｘ１０−’の３．５％けい素鋼板ならび
に磁歪か６Ｘ１０−’の１．５％けい素鋼板を用いて積
トランスコアを作成した。コアの両端は６．５％けい素
鋼板とし、中心部は３．５％もしくは１．５％けい素鋼
板とし、６．５％けい素鋼板の積層枚数比率を０〜１０
０％の範囲で変えた。

トランスを５００Ｈｚ矩形波で駆動したときの騒音を測
定した結果は第３図に示し、又この第３図におけるトラ
ンスＡ−Ｄの記号については該図の上部に表として示す
如くである。

トランスＡとＢの比較、あるいはＣとＤの比較により本
発明に従ったものが磁芯騒音の低下する様相が明らかで
ある。また同じ騒音レベルであれば本発明によることに
よりコスト高の低磁歪材料の比率を低下し得ることが理
解される。更にトランスＡとＤの比較によって本発明に
より中心部にコストの低い高磁歪材料を用いても高コス
トの低磁歪材料を用いたものと同等の効果が得られるこ
とが明らかである。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは、部分的に用い
られる低磁歪材料の使用量を減少し、また内側により磁
歪の大きな低級材料の採用を可能ならしめ、しかも一部
に磁歪の低い材料を用いたものにより全部が低磁歪材料
を用いたものと同等ないしそれ以上の騒音低減効果を得
しめ有利な複合磁芯を提供し得るものであって、工業的
にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は両端に各々１０％が磁歪の小さいけい素鋼板から成る
磁芯についての両端配置けい素鋼板の磁歪の値か騒音に
及はす効果を示した図表、第２図は実施例１について表
面粗さの騒音に及ぼす効果を示した図表、第３図は実施
例４について低磁歪材の積層枚数比率の騒音に及はす効
果を要約して示した図表である。 特許　出　願人　　日本鋼管株式会社 発　　　　明　　　　者　　　　高　　　１）　　芳　
　−第１図 Ｍ１走 第２図 表面粗さ　（Ｒａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　磁歪の絶対値が１０＾−＾６以下で、且つ中心線平均
   粗さが０．３μｍ以上３μｍ以下のけい素鋼板積層で、
   磁歪の絶対値が１０＾−＾６以上のけい素鋼板積層をは
   さみ込んだことを特徴とする複合磁芯。