JPH04368103A - 低振動磁芯 - Google Patents
低振動磁芯Info
- Publication number
- JPH04368103A JPH04368103A JP3169397A JP16939791A JPH04368103A JP H04368103 A JPH04368103 A JP H04368103A JP 3169397 A JP3169397 A JP 3169397A JP 16939791 A JP16939791 A JP 16939791A JP H04368103 A JPH04368103 A JP H04368103A
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- Japan
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【従来技術】磁芯（コア）はトランス、リアクトルある
いはモ−タの磁気回路として必要不可欠のものである。 磁芯を交流で磁化すると磁芯は振動し、これがトランス
、モ−タ等の電気機器本体の振動となり、多くの問題を
引き起こす。このような振動の原因は二つある。その一
つは、磁芯を構成する磁性材料の磁歪であり、また他の
一つは、磁芯にギャップがある場合にギャップに生ずる
磁極どうしの反発・吸引による振動である。
いはモ−タの磁気回路として必要不可欠のものである。 磁芯を交流で磁化すると磁芯は振動し、これがトランス
、モ−タ等の電気機器本体の振動となり、多くの問題を
引き起こす。このような振動の原因は二つある。その一
つは、磁芯を構成する磁性材料の磁歪であり、また他の
一つは、磁芯にギャップがある場合にギャップに生ずる
磁極どうしの反発・吸引による振動である。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来、このような磁芯
の振動を防ぐため数多くの提案がなされているが、その
提案の多くは、例えば特開昭５９−１３９６１２号に示
されるように磁芯のギャップに起因した磁極同士の吸引
、反発による振動を対象とするものであり、これでは上
述のような磁歪による振動を防ぐことはできない。本発
明はこのよう問題に鑑み、磁歪による振動が効果的に抑
制され、しかも安価に製造できる低振動磁芯の提供をそ
の目的とする。
の振動を防ぐため数多くの提案がなされているが、その
提案の多くは、例えば特開昭５９−１３９６１２号に示
されるように磁芯のギャップに起因した磁極同士の吸引
、反発による振動を対象とするものであり、これでは上
述のような磁歪による振動を防ぐことはできない。本発
明はこのよう問題に鑑み、磁歪による振動が効果的に抑
制され、しかも安価に製造できる低振動磁芯の提供をそ
の目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】このため本発明の特徴と
するところは、他の部品に面接触する部位の鋼板が低ヤ
ング率低磁歪珪素鋼板で構成され、他の部分が前記珪素
鋼板よりもヤング率と磁歪が高い通常の珪素鋼板で構成
された低振動磁芯である。上記低ヤング率低磁歪珪素鋼
板としては、通常、Ｓｉ：４．５〜７．０ｗｔ％、Ｍｎ
：０．０３〜０．５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０５〜５ｗｔ％
、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる珪素鋼板が用い
られる。
するところは、他の部品に面接触する部位の鋼板が低ヤ
ング率低磁歪珪素鋼板で構成され、他の部分が前記珪素
鋼板よりもヤング率と磁歪が高い通常の珪素鋼板で構成
された低振動磁芯である。上記低ヤング率低磁歪珪素鋼
板としては、通常、Ｓｉ：４．５〜７．０ｗｔ％、Ｍｎ
：０．０３〜０．５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０５〜５ｗｔ％
、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる珪素鋼板が用い
られる。
【０００４】
【作用】磁歪を原因とする振動を抑制するには、磁歪の
小さい材料を使用すればよいことは明らかである。しか
し、磁歪の小さい材料は一般に高価であり、このような
高価な低磁歪材料を使って磁芯を製造するのは特殊な用
途に限られる。本発明者らは磁芯における磁歪による振
動、特に振動の伝達経路を調べた。その結果、磁芯の振
動が伝搬する部分、すなわち他の部品に面接触する磁芯
部位だけにヤング率並びに磁歪の低い材料を使用するこ
とにより、振動が大幅に抑えられることを見出した。し
たがって、他の部品に面接触する部位の鋼板のみを低ヤ
ング率低磁歪珪素鋼板で構成し、他の部分の鋼板を前記
珪素鋼板よりもヤング率と磁歪が高い比較的安価な普通
の珪素鋼板で構成することにより、磁歪による振動が効
果的に抑制できる低振動磁芯を経済的に得ることができ
る。
小さい材料を使用すればよいことは明らかである。しか
し、磁歪の小さい材料は一般に高価であり、このような
高価な低磁歪材料を使って磁芯を製造するのは特殊な用
途に限られる。本発明者らは磁芯における磁歪による振
動、特に振動の伝達経路を調べた。その結果、磁芯の振
動が伝搬する部分、すなわち他の部品に面接触する磁芯
部位だけにヤング率並びに磁歪の低い材料を使用するこ
とにより、振動が大幅に抑えられることを見出した。し
たがって、他の部品に面接触する部位の鋼板のみを低ヤ
ング率低磁歪珪素鋼板で構成し、他の部分の鋼板を前記
珪素鋼板よりもヤング率と磁歪が高い比較的安価な普通
の珪素鋼板で構成することにより、磁歪による振動が効
果的に抑制できる低振動磁芯を経済的に得ることができ
る。
【０００５】積層方向の表裏各々で積層率１０％の部分
の鋼板を、種々のヤング率の珪素鋼板で構成した複数の
積トランス（出力３ＫＶＡ）を製造し、これら各トラン
スについて、電源盤シャ−シに取り付けた状態での振動
を測定した。なお、珪素鋼板の磁歪はＳｉ含有量が増加
するにつれて低下する。また、ヤング率もＳｉ含有量と
ともに低下するが、Ｍｎ、Ｎｉの添加がヤング率の低下
に効果がある。そこで、上記積層方向の表裏の鋼板とし
ては、Ｍｎ：０．０３〜０．０５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０
５〜０．０９ｗｔ％を含有する種々のＳｉ含有量の珪素
鋼板を用いた。また、各トランスの中心部はヤング率と
磁歪の高い３％方向性珪素鋼板で構成した。
の鋼板を、種々のヤング率の珪素鋼板で構成した複数の
積トランス（出力３ＫＶＡ）を製造し、これら各トラン
スについて、電源盤シャ−シに取り付けた状態での振動
を測定した。なお、珪素鋼板の磁歪はＳｉ含有量が増加
するにつれて低下する。また、ヤング率もＳｉ含有量と
ともに低下するが、Ｍｎ、Ｎｉの添加がヤング率の低下
に効果がある。そこで、上記積層方向の表裏の鋼板とし
ては、Ｍｎ：０．０３〜０．０５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０
５〜０．０９ｗｔ％を含有する種々のＳｉ含有量の珪素
鋼板を用いた。また、各トランスの中心部はヤング率と
磁歪の高い３％方向性珪素鋼板で構成した。
【０００６】トランスの電源盤シャ−シへの固定は、積
層方向表裏のトランス両側の基部にＬ型鋼材をボルト締
めし、このＬ型鋼材を電源盤にボルト締めした。振動は
Ｌ型鋼材の振動を加速度計を用いて測定した。図１に、
振動の測定結果を示す。トランスは４００Ｈｚで駆動し
たが、２倍高調波の８００Ｈｚに最も強い振動が観察さ
れ、その結果が示してある（加速度表示、０ｄＢ＝１／
１０５〔ｍ／ｓｅｃ２〕）。同図によれば、総てを３％
方向性珪素鋼板で構成した比較例のトランスの振動強度
は８４．１ｄＢである。これに対し、積層方向表裏の鋼
板のＳｉ含有量が増し、ヤング率と磁歪が低下すると振
動は急激に小さくなり、Ｓｉ含有量が４．５ｗｔ％以上
で５ｄＢ以上の効果が得られる。特に、Ｓｉ含有量が６
．６％付近で、ヤング率が１７０００Ｋｇ／ｍｍ２近傍
の鋼板（磁歪が略０）を使用した時に振動が最も小さく
なる。
層方向表裏のトランス両側の基部にＬ型鋼材をボルト締
めし、このＬ型鋼材を電源盤にボルト締めした。振動は
Ｌ型鋼材の振動を加速度計を用いて測定した。図１に、
振動の測定結果を示す。トランスは４００Ｈｚで駆動し
たが、２倍高調波の８００Ｈｚに最も強い振動が観察さ
れ、その結果が示してある（加速度表示、０ｄＢ＝１／
１０５〔ｍ／ｓｅｃ２〕）。同図によれば、総てを３％
方向性珪素鋼板で構成した比較例のトランスの振動強度
は８４．１ｄＢである。これに対し、積層方向表裏の鋼
板のＳｉ含有量が増し、ヤング率と磁歪が低下すると振
動は急激に小さくなり、Ｓｉ含有量が４．５ｗｔ％以上
で５ｄＢ以上の効果が得られる。特に、Ｓｉ含有量が６
．６％付近で、ヤング率が１７０００Ｋｇ／ｍｍ２近傍
の鋼板（磁歪が略０）を使用した時に振動が最も小さく
なる。
【０００７】上記試験の比較とするため、磁歪がほぼ０
であるがヤング率の大きいＣｏ基アモルファス合金板を
積層方向表裏の鋼板として用いたトランスを製造し、こ
のトランスについて上記と同様の振動測定試験を行った
。しかし、このＣｏ基アモルファス合金板を用いたトラ
ンスの場合は、振動強度が８２．７ｄＢであり振動抑制
の効果は小さかった。
であるがヤング率の大きいＣｏ基アモルファス合金板を
積層方向表裏の鋼板として用いたトランスを製造し、こ
のトランスについて上記と同様の振動測定試験を行った
。しかし、このＣｏ基アモルファス合金板を用いたトラ
ンスの場合は、振動強度が８２．７ｄＢであり振動抑制
の効果は小さかった。
【０００８】以上の試験結果から、他の部品に面接触す
る部位に低ヤング率低磁歪珪素鋼板を用いることにより
、磁芯の振動を効果的に抑制することができることが判
った。また、図１から上記ヤング率は１８５００ｋｇｆ
／ｍｍ２以下であることが好ましい。このように他の部
品との面接触部だけに低ヤング率低磁歪珪素鋼板を用い
ただけで振動抑制効果があるのは、トランスの振動がこ
の面接触部を通して伝わるため、この部分の振動を抑え
ることが振動抑制に有効であるためと考えられる。但し
、Ｃｏ基アモルファス合金を用いた例からも明らかなよ
うに、単に磁歪が小さいだけの材料を使用しても、十分
な振動抑制効果は得られず、ヤング率が低いことが絶対
的な条件とされる。このようにヤング率の低い材料が振
動抑制に有効であることの詳細な理由およびメカニズム
は必ずしも明らかではないが、振動の伝搬はヤング率と
相関関係があり、ヤング率が大きい程、振動が伝わり易
いためであると推定される。
る部位に低ヤング率低磁歪珪素鋼板を用いることにより
、磁芯の振動を効果的に抑制することができることが判
った。また、図１から上記ヤング率は１８５００ｋｇｆ
／ｍｍ２以下であることが好ましい。このように他の部
品との面接触部だけに低ヤング率低磁歪珪素鋼板を用い
ただけで振動抑制効果があるのは、トランスの振動がこ
の面接触部を通して伝わるため、この部分の振動を抑え
ることが振動抑制に有効であるためと考えられる。但し
、Ｃｏ基アモルファス合金を用いた例からも明らかなよ
うに、単に磁歪が小さいだけの材料を使用しても、十分
な振動抑制効果は得られず、ヤング率が低いことが絶対
的な条件とされる。このようにヤング率の低い材料が振
動抑制に有効であることの詳細な理由およびメカニズム
は必ずしも明らかではないが、振動の伝搬はヤング率と
相関関係があり、ヤング率が大きい程、振動が伝わり易
いためであると推定される。
【０００９】珪素鋼板は、Ｓｉ含有量を増やしていくと
磁歪が低下すると共にヤング率が低下するため、低ヤン
グ率低磁歪珪素鋼板としては、以下のような成分組成の
珪素鋼板を用いることが好ましい。Ｓｉ：図１に示され
るようにヤング率および磁歪を下げ５ｄＢ以上の効果を
得るためには、４．５ｗｔ％以上とする必要がある。一
方、７．０ｗｔ％を超えると合金が脆くなり鋼板を製造
できなくなるため、７．０ｗｔ％以下とする。Ｍｎ：ヤ
ング率を低下させるために添加するが、０．０３ｗｔ％
未満では効果がほとんどなく、一方、Ｍｎ量が多過ぎる
と固溶硬化のため鋼板の製造が不可能となり、このため
０．０３〜０．５ｗｔ％の範囲で添加する。Ｎｉ：ヤン
グ率を低下させるために添加するが、０．０５ｗｔ％未
満では効果がなく、一方、多量に添加すると磁歪が増大
してくるため、０．０５〜５ｗｔ％の範囲で添加する。 また、低ヤング率低磁歪珪素鋼板の積層率は、振動抑制
効果を確実に得るため各面接触部について各々５％以上
とすることが好ましい。
磁歪が低下すると共にヤング率が低下するため、低ヤン
グ率低磁歪珪素鋼板としては、以下のような成分組成の
珪素鋼板を用いることが好ましい。Ｓｉ：図１に示され
るようにヤング率および磁歪を下げ５ｄＢ以上の効果を
得るためには、４．５ｗｔ％以上とする必要がある。一
方、７．０ｗｔ％を超えると合金が脆くなり鋼板を製造
できなくなるため、７．０ｗｔ％以下とする。Ｍｎ：ヤ
ング率を低下させるために添加するが、０．０３ｗｔ％
未満では効果がほとんどなく、一方、Ｍｎ量が多過ぎる
と固溶硬化のため鋼板の製造が不可能となり、このため
０．０３〜０．５ｗｔ％の範囲で添加する。Ｎｉ：ヤン
グ率を低下させるために添加するが、０．０５ｗｔ％未
満では効果がなく、一方、多量に添加すると磁歪が増大
してくるため、０．０５〜５ｗｔ％の範囲で添加する。 また、低ヤング率低磁歪珪素鋼板の積層率は、振動抑制
効果を確実に得るため各面接触部について各々５％以上
とすることが好ましい。
【００１０】
〔実施例１〕出力１ＫＶＡの本発明に基づくカットコア
を製造し、その振動特性を評価した。カットコアは巻線
および固定金具が接する最内周および最外周に、各々５
％の積厚率で低ヤング率低磁歪材料である６．５％珪素
鋼板（Ｓｉ：６．６５ｗｔ％、Ｍｎ：０．０４ｗｔ％、
Ｎｉ：０．０７ｗｔ％）を使用し、中心部は３％方向性
珪素鋼板を使用した。また、比較例として全部を３％方
向性珪素鋼板で構成したコアを製造し、その振動特性の
評価も行った。各コアは固定金具を介して電源シャ−シ
に固定され、コアを５０Ｈｚで励磁した状態で、金具直
近のシャ−シの振動強度を加速度計を用いて測定した。 その結果を以下に示す。本発明例では振動が効果的に抑
制されていることが判る。
を製造し、その振動特性を評価した。カットコアは巻線
および固定金具が接する最内周および最外周に、各々５
％の積厚率で低ヤング率低磁歪材料である６．５％珪素
鋼板（Ｓｉ：６．６５ｗｔ％、Ｍｎ：０．０４ｗｔ％、
Ｎｉ：０．０７ｗｔ％）を使用し、中心部は３％方向性
珪素鋼板を使用した。また、比較例として全部を３％方
向性珪素鋼板で構成したコアを製造し、その振動特性の
評価も行った。各コアは固定金具を介して電源シャ−シ
に固定され、コアを５０Ｈｚで励磁した状態で、金具直
近のシャ−シの振動強度を加速度計を用いて測定した。 その結果を以下に示す。本発明例では振動が効果的に抑
制されていることが判る。
【００１１】〔実施例２〕誘導モ−タ（２極−４００Ｗ
−３００Ｈｚ）のステイタコアを本発明に基づき製造し
、モ−タの振動特性を評価した。このステイタコアは、
モ−タケ−スと接する外周部を低ヤング率低磁歪材料で
ある６．５％珪素鋼板（Ｓｉ：６．６０ｗｔ％、Ｍｎ：
０．３０ｗｔ％、Ｎｉ：０．３０ｗｔ％）で構成（重量
率で２０ｗｔ％）し、内周部を３％無方向性珪素鋼板で
構成した。また、比較例として全部を３％無方向性珪素
鋼板で構成したステイタコアを製造し、モ−タの振動特
性を評価した。下記は２００００ｒｐｍ時のモ−タケ−
スの振動を測定した結果を示すもので、本発明例ではモ
−タの振動が効果的に抑制されていることが判る。
−３００Ｈｚ）のステイタコアを本発明に基づき製造し
、モ−タの振動特性を評価した。このステイタコアは、
モ−タケ−スと接する外周部を低ヤング率低磁歪材料で
ある６．５％珪素鋼板（Ｓｉ：６．６０ｗｔ％、Ｍｎ：
０．３０ｗｔ％、Ｎｉ：０．３０ｗｔ％）で構成（重量
率で２０ｗｔ％）し、内周部を３％無方向性珪素鋼板で
構成した。また、比較例として全部を３％無方向性珪素
鋼板で構成したステイタコアを製造し、モ−タの振動特
性を評価した。下記は２００００ｒｐｍ時のモ−タケ−
スの振動を測定した結果を示すもので、本発明例ではモ
−タの振動が効果的に抑制されていることが判る。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、他の
部品に面接触する部位の鋼板を低ヤング低磁歪率珪素鋼
板で構成し、他の部分を通常の珪素鋼板で構成すること
により、安価でしかも振動の少ない磁芯を得ることがで
きる。
部品に面接触する部位の鋼板を低ヤング低磁歪率珪素鋼
板で構成し、他の部分を通常の珪素鋼板で構成すること
により、安価でしかも振動の少ない磁芯を得ることがで
きる。
【図１】トランスに関し、他の部品に面接触する部位を
構成する珪素鋼板のＳｉ含有量およびヤング率とトラン
スの振動強度との関係を示すグラフ
構成する珪素鋼板のＳｉ含有量およびヤング率とトラン
スの振動強度との関係を示すグラフ
Claims (2)
- 【請求項１】 他の部品に面接触する部位の鋼板が低
ヤング率低磁歪珪素鋼板で構成され、他の部分が前記珪
素鋼板よりもヤング率と磁歪が高い珪素鋼板で構成され
てなる低振動磁芯。 - 【請求項２】 低ヤング率低磁歪珪素鋼板がＳｉ：４
．５〜７．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．０３〜０．５ｗｔ％、
Ｎｉ：０．０５〜５ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなる珪素鋼板である請求項１に記載の低振動磁芯
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169397A JPH0770386B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 低振動磁芯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169397A JPH0770386B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 低振動磁芯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368103A true JPH04368103A (ja) | 1992-12-21 |
| JPH0770386B2 JPH0770386B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=15885845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3169397A Expired - Lifetime JPH0770386B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 低振動磁芯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770386B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004040057A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Nippon Steel Corp | 焼鈍鉄芯と鉄芯の製造方法 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3169397A patent/JPH0770386B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004040057A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Nippon Steel Corp | 焼鈍鉄芯と鉄芯の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770386B2 (ja) | 1995-07-31 |
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