JPH0551385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、融体超急冷法が採用され、特にト
ロイダル状のトランスのコア材を形成するのに好
適な横断面形状が凸面形の軟磁性薄板の製造方法
に関する。

従来、MCトランス等のコア材を形成する場合
に、パーマロイ合金のような冷間圧延可能な材料
では第１図に示すように冷間圧延ロール１，１に
よつて冷間圧延された薄板２をリング状に巻付け
て第２図に示すようなトロイダルコア３を形成し
たり、また第３図に示すように打抜き加工等によ
つて得られたコア片４を積層させて積層コア５を
形成していた（第４図参照）。

ところで、センダスト合金、高珪素鋼等の硬く
て脆い軟磁性材料では、パーマロイ合金のような
冷間圧延加工法や打抜き加工法を採用することは
できなかつた。従つて第５図イ〜ハに示すよう
に、ブロツク６をスライスしてコア材７を形成し
た後に、この数枚のコア材７を積層して積層コア
５を形成していた。

しかしながら、パーマロイ合金のように、冷間
圧延法を採用することによつて均一な厚さの薄帯
または薄帯からコア材を形成する方法では、所望
の厚さの薄帯を製造するのに何度か、冷間圧延を
繰り返さななればならないので手間がかかつい
た。またトロイダルコア３を形成するのに薄帯の
表面が平滑であるため、滑動し易かつた。

このように薄帯相互の滑動を防止するのに表面
を荒らすと、その手間がかかるという欠点があつ
た。

またセンダスト合金、高珪素鋼等の硬くて脆い
材料では、ブロツク６からの切り出し、研摩、ラ
ツプ加工等を経て薄板を加工していた。

しかし、この方法では生産率が悪くなつて加工
費が高くなり、しかも製作できるコア材の板厚も
その加工上から制限されることになり、パーマロ
イ合金よりも優れた特性のある材料にもかかわら
ず、実際に使用するのが困難であつた。

この発明は上述の如き点に鑑みてなされたもの
でありその目的とするところは、センダスト合
金、高珪素鋼等の硬くて脆い軟磁性材料でも融体
超急冷法を採用してその軸心線よりも左右の縁部
が長く、所望の厚さで所望の長さの薄帯を得るこ
とができるのでその表面を荒らす等の加工を行う
ことがなく薄板相互を位置決めしてリング上に巻
付けることにより容易にトロイダルコアを得るよ
うな横断面形状が凸面形の軟磁性薄板の製造方法
を提供するのにある。

以下この発明の第１実施例を第６図乃至第１６
図に従つて説明する。

８はこの実施例に使用する融体超急冷装置の一
例を示したもので、この融体超急冷装置８は軟磁
性材料としてのセンダスト合金９をヒータ１０で
加熱、溶融させるための耐熱性の加熱容器１１
と、該加熱容器１１によつて加熱、溶融されたセ
ンダスト合金９を噴出するように加熱容器１１の
先端に設けたノズル１３の下方に回転自在に且つ
接触自在に対向配置した冷却用のロール１２，１
２とから形成される。そして加熱容器１１によつ
て加熱、溶融されたセンダスト合金を耐熱性の加
熱容器１１内にアルゴンガス等の不活性ガスを圧
入することにより、ノズル１３から下方のロール
１２，１２間に噴射して超急冷することにより薄
板１４を得るが、薄板１４の寸法および断面形状
は溶融母材の温度、射出速度、ローラ径、ローラ
１２，１２の回転速度等の諸条件で決定される。

この場合、溶融母材としてのセンダスト合金９
の溶融温度を低くし、ローラ１２，１２の回転速
度を速くして均一に冷却すると、第８図に示すよ
うに長さ方向に垂直な横断面形状が凸面形の軟磁
性材料の薄板１４が製造される。

ここで凸面形とは、断面での最も厚みのある略
中心点Ａにおける厚さD₀と、その最も厚みのあ
る略中心点Ａから所望の距離、離れた点Ｂ、すな
わち点Ｂは薄板１４の全幅Ｌの左右端から1/4離
れた位置での厚さd₀との比D₀／d₀が理論上１を
越えるものをいう。また得られた薄板１４は、第
９図に示すように薄板１４の軸心線Ｍを直線状に
伸長した時に、この軸心線Ｍ上において距離ａだ
け離れた２つの垂直面S₁，S₂で切断すると、この
軸心線Ｍの距離ａよりもその両側の縁部１４Ａ，
１４Ａの長さｂの方が長くなる。このように、薄
板１４の両側の縁部１４Ａ，１４Ａが軸心線Ｍよ
りも伸長されるのは、適切な条件下で超急冷圧延
を行つた場合に、ロール１２，１２のキス面は、
ノズル１３から噴出される溶融した磁性材料がロ
ール１２，１２間で噴出して凝固する時に荷重分
布に基づいて弾性変形して凹むが、溶融した磁性
材料が存在しない側では荷重分布がなくなつてロ
ール１２，１２の変形がなく第１０図のようにな
り、薄板１４の磁性材料の噴出量が多い軸心線Ｍ
よりも磁性材料の存在量が少ない両方の縁部１４
Ａ，１４Ａの方が薄板の単位厚さあたり大きな受
圧力を受けるので、軸心線Ｍよりも両側の縁部で
は圧延効果が大きくなり、縁部１４Ａ，１４Ａの
方が伸長することになるからである。

そして具体的にセンダスト合金を用いてその横
断面形状が凸面形で、両側の縁部１４Ａ，１４Ａ
が軸心線Ｍよりも伸長された形の薄板１４を得る
条件は、ロール１２，１２の直径φが例えば100
mmの場合、センダスト合金の加熱容器１１での溶
融温度が1250〜1600℃、ロール１２，１２の回転
数が400〜2000r.p.mであつて且つロール１２，１
２の直径φが前述のように100mmであることから
ロール１２，１２の周速度が略2.1〜10.5ｍ／sec、
またロール１２，１２のキス面（接触面）の受圧
力が５〜15tonの範囲、しかも加熱容器１１のノ
ズル１３の先端位置をノズル先端開口部の中心か
ら下方に引かれる鉛直線とキス面（接触部分）と
の距離が0.2mm（第１１図のl₂の半分）以下となる
ように設定する条件下で、センダスト合金を噴出
するようにする（第１１図参照）。ここにl₁は加
熱容器１１のノズル１３の先端からロール１２，
１２のキス面（接触部分）までの寸法をいう。

ここで、溶融温度は、1250℃より低いと溶融金
属の粘度が高すぎて噴出することが不可能とな
り、1600℃を越えるとロールによる溶融金属の冷
却が追いつかなくなり形状が良好な薄板を得るこ
とが困難になる。

また、周速度は、2.1ｍ／secより遅いとロール
のキス部分への溶融金属の溜りが大きくなり、ロ
ールによる超急冷が十分でなくなると共に、ロー
ル自体の温度も上昇するため、やはり超急冷が困
難な条件となる。逆に10.5ｍ／secを越えてくる
と、ロールが迅速に溶融金属を固化排出し、キス
部分における溶融金属の溜り量が少なくなるた
め、ロールキス面は第１０図のような加圧力分布
を持たなくなり、かなり均一な分布となるために
フラツトな形状の薄板になつてしまう。

また、受圧力は、5tonより低いと圧延効果が小
さくなつて縁部が長い形状の薄板を得ることがで
きなくなり、15tonを越えるとロールが塑性変形
する恐れが生じてくる。

さらに、ノズル先端位置を0.2mmを越えてずら
すと、溶融金属噴流のロールへの入射角度が大き
くなるために、ロールのキス面での溶融金属の溜
りが乱されてしまい、上記の条件下で形状が良好
な薄板を得ることが困難になる。

この時、薄板１４の幅、および最も厚みの厚い
略中心点Ａの部分での厚さD₀は、加熱容器１１
のノズル１３からのセンダスト合金の流量、およ
びロール１２，１２の回転数のパラメータにな
る。

そしてノズル１３からのセンダスト合金の流量
（射出速度）を約１ml／sec、ロール１２，１２の
回転数を1000r.p.mとした場合、幅が約５mm、厚
さが50ｍμの横断面形状が凸面形で両側の縁部１
４Ａ，１４Ａがその軸心線Ｍよりも伸長されて第
１２図に示すように、薄板１４の両側の縁部１４
Ａ，１４Ａがうねつたり、或いは第１３図に示す
ようにねじれた薄板１４が製造される。

このように得られた薄板１４を巻いてリング状
にした場合には、その横断面が第１４図に示すよ
うにその両側の縁部１４Ａ，１４Ａが反り返つて
重合された状態になる。従つて、この薄板１４を
何回か、巻き付けてリング状（トロイダル形状）
にした場合には、この反り返りをガイドとした
り、摩擦係合するようになして利用できるので、
重合される薄板１４相互の横滑り等を生ぜずに第
１５図に示すように薄板１４をリング状に巻付け
ることができる。

これは薄板１４のサイズは、例えば厚さ50ｍμ
程度と薄く、しかも幅５mm程度に狭く、容易に曲
げることができるため、薄板１４の反り返りやね
じれ等のように大きな周期的なうねりは巻付け力
により容易に強制できるものと考える。実際に薄
板１４が第１２図に示すようにうねつたり、或い
は第１３図に示すようにねじれを生じた図示する
ような各種の薄板１４について巻ねじれ実験を行
つたが、例えば薄板１４がねじれてもその表面に
凹凸が形成されてにいない限り、薄板１４の横断
面形状が凸面形であることによつて薄板１４の緻
密な巻取りは容易に且つ確実になることが判明し
た。

このように、巻き重ねた薄板１４をケース１５
内に封入して樹脂で固めた後に１次側又は２次側
の導線を巻き付けることによつてMCカートリツ
ジの出力電圧を昇圧するトランスを形成できる。

なお上記実施例では、センダスト合金をMC−
トランスのトロイダルコアとして説明した場合に
つき述べたが、高珪素鋼の場合にも、超急冷のロ
ール１２，１２をセンダスト合金の場合より若
干、高め（7ton以上）に設定するだけでセンダス
ト合金の時と同じように薄板１４に軸心線Ｍより
も両側の端部１４Ａ，１４Ａが伸長されたものが
得られる。

さらにこのような薄板１４で製造されたトロイ
ダルコアはMC−トランスのような小型なもので
はなく、もつと大型のトランスのコアの製作も可
能である。この場合は、製造した薄板１４の幅が
大きくなるにつれてロール径が大きくなり、また
ロール１２，１２の受圧力を大きくしてロール１
２，１２の回転数を充分に速くすればよい。また
ノズル１３からの溶融した軟磁性材料の流量を大
きくすることにより、薄板１４の幅を広げること
ができる。なおかかる場合のロール１２，１２へ
の他の射出条件は、ロール径が100mmの時の上記
説明と同様である。

このようにして幅の広い薄板１４でも、その両
側の縁部１４Ａ，１４Ａが中央部分よりも伸長さ
れた横断面が略凸面形の薄板１４を製造できる。

上述のように本発明は、センダスト合金、高珪
素鋼等の硬くて脆い軟磁性材料でも融体超急冷法
を採用することにより、略中心に位置する軸心線
よりも左右の縁部が長く所望の厚さの横断面形状
が略凸面形の薄帯が得られる。従つてその表面を
荒らす等の加工を行うことなく、リング状に巻付
けるだけで薄帯相互が活動することなく位置決め
されるので、容易にトロイダルコアを製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はパーマロイ合金を製造する場合の従来
の冷間圧延加工法を示した斜面図、第２図はトロ
イダルコアを示した斜面図、第３図は従来の打抜
き加工法を示した斜面図、第４図は積層コアを示
した斜面図、第５図はブロツクからコア材を切り
出す場合の一例を示した斜面図、第６図は本発明
の第１実施例に使用する装置を示した断面図、第
７図はこの装置を用いて射出した薄板の一例を示
した斜面図、第８図はこの薄板の横断面図、第９
図は同じく前記薄板の外観構成を示した斜面図、
第１０図は本実施例における装置を用いる双ロー
ルの一例を示した正面図、第１１図はこの装置に
使用するロールのキス面とロールの横断面方向の
寸法を示した断面図、第１２図および第１３図は
同じく第１１図に示す装置を用いて特殊条件下で
噴射して製造した薄板の夫々異なつた変形例を示
した斜面図、第１４図は同じく薄板をトロイダル
状に巻いた横断面図、第１５図はトロイダル状に
巻いた薄板の斜面図、第１６図はトロイダルコア
を示した斜面図である。 １０……ヒータ、１１……加熱容器、１２……
ロール、１３……ノズル、１４……薄板、１４Ａ
……縁部、Ｍ……軸心線、S₁，S₂……垂直面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ センダスト合金、高珪素鋼の軟磁性材料を加
   熱容器にて溶融し、該加熱容器のノズルの下方に
   回転自在に対向配置した双ロールに前記軟磁性材
   料の溶融材を吹付けて超急冷することにより薄板
   を製造する軟磁性薄板の製造方法にして、前記軟
   磁性材料の溶融温度を1250〜1600℃の範囲とし、
   前記双ロールは各々の周速度が略2.1〜10.5ｍ／
   sec、ロール相互のキス面の受圧力が略５〜15ton
   にて前記加熱容器のノズルの下方に回転自在に且
   つ接触自在に配置され、前記ノズルの先端位置を
   前記ノズル先端開口部の中心から下方に引かれる
   鉛直線と前記キス面との距離が0.2mm（l₂の半分）
   以下になるように設定する条件下で、溶融された
   軟磁性材料を前記ノズルから双ロールのキス面に
   射出して薄板の横断面形状を凸面形に形成するこ
   とを特徴とした横断面形状が凸面形の軟磁性薄板
   の製造方法。