JPH05258971A - 非晶質磁芯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】非晶質磁芯の磁芯の外側の取扱いの難しい部分
の取扱い作業性を改善させるとともに、合理的に鉄損を
小さくしてビルデイングファクタを小さくする。 【構成】非晶質磁性薄帯を巻回するとともに、この薄帯
の複数枚をブロック状にして磁芯を構成し、この磁芯の
内側部分のブロック厚を外側部分のブロック厚さよりも
小さくする。これにより、磁路長が短く磁束が多く通過
する内側部分は鉄損の小さい構造となり、磁束が多くな
い外側部分はブロックの強度をもたせて取扱い作業性が
改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非晶質磁性合金薄帯を
巻回してなる非晶質磁芯に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の変圧器の磁芯材料としては厚さが
0.25〜1.0mm の珪素鋼板が用いられており、鋼板は、強
度があり、またその表面に塗膜が形成されており、取扱
いが容易であった。すなわち珪素鋼板の磁芯は構造によ
る磁気特性の変化が小さく、一枚単位で巻回して容易に
磁芯とすることができるので、一般に材料費的に最も有
利な突き合わせ構造のものが使用されていた。

【０００３】また最近、磁気特性が良く特に鉄損が小さ
い非晶質磁性合金薄帯を巻回して変圧器などの磁芯とし
て実用化する試みがなされている。それによると、磁気
特性の面より絶縁塗膜の無い厚さ20〜50μｍの非晶質磁
性合金薄帯を複数枚用い、これをブロック状のほぼ同一
厚さにして巻回し、突き合わせ構造やオーバーラップ構
造などを採用することで、鉄損値やバラツキなどの特性
面で実用上問題の無い磁芯が製造できるようになってい
る。そして、図３に示すように、磁芯ボビン５の周囲に
ブロック状にした非晶質薄帯６を巻回して構成したオー
バーラップ構造の非晶質磁芯は、同様の珪素鋼板による
磁芯に比べ、その鉄損値が約１／３であるものが実現さ
れている。７は継ぎ目部の隙間であり、図示のように継
ぎ目部をずらすようにしたオーバラップ構造の方が磁芯
の膨らみを小さくできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非晶質磁性薄
帯の材料の鉄損特性は磁芯としたときの鉄損特性のたか
だか１／２以下であり、もっと鉄損値を改善することが
望まれる。また厚さ20〜50μｍの非晶質薄帯は、一枚単
位はもちろんブロック状にしても強度がなく、処理数が
多いので、その取扱いに工数が掛かる欠点がある。磁芯
における外側の積み厚さの大きいブロックは、強度がな
いうえに大きいので、取扱いが難しいという欠点があ
る。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するもので、
合理的に非晶質磁芯の鉄損特性を改善することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の非晶質磁芯は、非晶質磁性薄帯を巻回する
とともに、この薄帯の複数枚をブロック状にして磁芯を
構成し、この磁芯の内側部分のブロック厚さを外側部分
のブロック厚さよりも小さくすることを特徴とするもの
である。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、磁路長が短く磁束が多
く通過する内側部分は鉄損の小さい構造となり、磁束が
多くない外側部分はブロックの強度をもたせて取扱い作
業性を改善した構造とすることができ、その結果、取扱
い工数に対して鉄損値の小さい磁芯が実現できる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例について、図１を参照し
ながら説明する。図１は本発明の非晶質磁芯の継ぎ目部
の部分図で、１は、ステンレスやアルミニウムなどより
なる磁芯ボビンである。２は磁芯の内側の一ブロック
で、厚さｔ ₁ ＝25μｍの絶縁塗膜の無い非晶質磁性薄帯
の複数枚よりなるものである。３は同様の外側の一ブロ
ックで、厚さｔ₂ （＞ｔ₁ ）を有する。４は継ぎ目部の
隙間である。

【０００９】実験により、構成するブロック厚さにより
磁芯の鉄損値に差があることが知られた。また、同一積
み厚さのオーバラップ構造のブロック厚さと鉄損とは図
２に示すような関係となった。つまりブロック厚さが小
さい程鉄損が小さくなるので、ブロック厚さの小さな磁
芯にするのが望ましいことになった。これは、ブロック
厚さの大きな磁芯は渦電流や継ぎ目部での磁束の乱れに
起因して鉄損値が大きくなると考えられるためである。
しかし取扱い作業性はその逆の関係となり、ブロック厚
さが小さい程取扱い工数が増加するとともに、強度がな
いため移動などの作業に工数がかかる。

【００１０】これらのことから、磁芯の外側はその内側
よりも磁気抵抗が大きく、使用時の磁束が小さくなるの
で、ブロック厚さを大きくしても鉄損の増加は少なく、
厚さの大きな磁性薄帯を取り扱うことによる作業性改善
効果のほうが大きく、その方が合理的であると期待でき
る。

【００１１】ブロック厚さと、鉄損比および作業性比と
の関係についての具体的な実験結果を、表１に示す。こ
れより、内側のブロック厚さを外側のそれよりも小さく
した構造のものが合理的であることがわかる。

【００１２】

【表１】

【００１３】すなわち、ブロック厚さ0.5mm と1.5mm の
組み合わせで内側と外側の積み厚さを各50mmとしたと
き、内側のブロック厚さを0.5mm ，外側のブロック厚さ
を1.5mmとしたものは、その逆の構造のものと比べて、
表１の値で鉄損値で35％，作業性で37％良いという結果
が得られた。また従来のブロック厚さが1.0mm で内外と
も同一であるものの場合と比べて、作業性の増加が７％
であるのに比べて鉄損値の減少は15％もあった。また、
ブロック厚さが0.5mm で内外とも同一であるものの場合
と比べて、鉄損値の増加は10％だが作業性の減少は101
％もあって、合理的なものとなった。

【００１４】上記実施例では磁芯の内側と外側との２分
割構造を説明したが、もっと多分割にしてきめ細かくす
れば、さらに鉄損が改善され、材料自体の持つ特性に近
づけることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の非晶質磁芯は、磁芯の外側の取扱いの難しい部分のブ
ロック厚さを大きくすることにより取扱い作業性を改善
させることができるとともに、使用時に磁束の大きくな
る磁芯の内側のブロック厚さを小さくすることにより、
鉄損を小さくできてビルデイングファクタを小さくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の非晶質磁芯の継ぎ目部の正
面部分図である。

【図２】本発明にもとづくオーバラップ構造のブロック
厚さと鉄損との関係図である。

【図３】従来の非晶質磁芯の正面図である。

【符号の説明】

１ 磁芯ボビン ２ 磁芯の内側の一ブロック ３ 磁芯の外側の一ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非晶質磁性薄帯を券回するとともに、こ
   の薄帯の複数枚をブロック状にして磁芯を構成し、この
   磁芯の内側部分のブロック厚さを外側部分のブロック厚
   さよりも小さくしたことを特徴とする非晶質磁芯。