JPH0672268B2 - 電気機器用鉄心の焼鈍方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は電気機器用鉄心の焼鈍方法に関するもので、
特に、静止機器用鉄心の製造過程における歪取り工程で
ある焼純方法に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来の静止機器用鉄心を示す斜視図、第４図は
従来の非晶質金属からなる静止機器用鉄心の焼鈍方法を
示す概略説明図である。

図において、（１）は静止機器として、例えば、変圧器
に使用される環状鉄心であり、この環状鉄心（１）は直
線部（1a）及びコーナー部（1b）よりなっている。
（２）は環状鉄心（１）の歪を除去するために環状鉄心
（１）の直線部（1a）に巻回した高周波励磁用巻線であ
る。

以上のような構成の電気機器用鉄心は、通常、第３図の
ように、例えば、けい素鋼板等に曲げ加工等を施してコ
ーナー部（1b）を形成し、これを多層に巻回して環状鉄
心（１）が形成されていた。したがって、この環状鉄心
（１）のコーナー部（1b）には内部歪を含む機械的歪を
有しているので、これらの歪を除去する必要があり、こ
れを加熱炉等による焼純により行なっていた。この焼純
温度は、通常、けい素鋼板を用いた環状鉄心（１）の場
合には、700℃から900℃の温度であり、非晶質金属を用
いた環状鉄心（１）の場合には300℃から400℃の温度で
ある。

また、非晶質金属を用いた環状鉄心（１）の場合には、
第４図に示すように、高周波励磁用巻線（２）を用いて
高周波励磁を行ない、環状鉄心（１）自体に鉄損による
自己発熱を行って焼純をする方法も採用されていた。

この電気機器用鉄心の焼鈍方法における歪取りの焼純工
程においては、歪を完全に除去することが必須であり、
そのために、適切な焼純温度を確保することが重要であ
った。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような電気機器用鉄心の焼鈍方法では、環状鉄心
（１）の歪取りを行なうために、高温の焼純温度を得る
加熱炉等の大掛かりな設備が必要となり、結果的に、製
造コストが高価にならざるを得ないという問題点があっ
た。また、高周波励磁で焼純工程を行なう場合には、環
状鉄心（１）自体の発熱温度を焼純に適切な一定温度に
管理することが困難であり、周囲温度等の諸条件の影響
を受け易いために、結局は、加熱炉並の設備が必要とな
る等の問題点があった。このような設備を有しない場合
には、作業者の経験的なノウハウ等に頼る結果となり、
製品の品質にバラツキが生じ、一定の品質維持が困難で
あるという問題点もあった。

そこで、この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたものであり、加熱炉等の大掛かりな設備を必要とせ
ず、環状鉄心の歪取りに適切な焼純温度を容易に確保す
ることが可能な電気機器用鉄心の焼鈍方法を得ることを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる電気機器用鉄心の焼鈍方法は、電気機
器用鉄心の歪取りとして、前記環状鉄心全体を高周波励
磁により一定温度に維持し、前記電気機器用鉄心のコー
ナー部及びその付近にレーザー光線の照射を部分的に行
い、焼純に必要な焼純温度を確保して歪取りを行うもの
である。

［作用］ この発明においては、電気機器用鉄心の歪取りとして、
電気機器用鉄心全体を高周波励磁により自己発熱せしめ
て一定温度に維持し、この電気機器用鉄心のコーナー部
及びその付近にレーザー光線の照射を部分的に行い、焼
純に必要な焼純温度を確保して、歪取りをするものであ
るから、歪部等の必要部分のみを集中的に加熱すること
ができ、しかもその温度管理もレーザー光線の強度管理
で行なうことができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である電気機器用鉄心の焼
鈍方法を示す概略説明図、第２図はこの発明の一実施例
による電気機器用鉄心を示す斜視図である。なお、図
中、（１）及び（２）は上記従来例の構成部分と同一ま
たは相当する構成部分を示すものである。

図において、（３）は高周波励磁用巻線（２）に高周波
電力を供給する高周波電源、（４）はレーザー光線の集
光レンズ、（５）は集光レンズ（４）によって集光され
たレーザー光線の集光軌跡、（６）はレーザー光線の点
焦点である。

まず、この実施例の電気機器用鉄心の製造工程における
環状鉄心（１）の歪取りの焼純方法について説明する。

図において、歪取りの焼純が必要な箇所は、当然のこと
ながら、歪を多く有している環状鉄心（１）のコーナー
部（1b）である。したがって、歪が発生していない環状
鉄心（１）の直線部（1a）は、この焼純を行なう必要は
ない。しかし、このような局部的な焼純を行なうと、こ
の焼純部分であるコーナー部（1b）と非焼純部分である
直線部（1a）との間に、焼純熱による温度差で熱歪が発
生し、環状鉄心（１）としての特性が悪化する原因とな
る。

そこで、この焼純熱による温度差で熱歪が発生するのを
防止するために、環状鉄心（１）の全体をある一定温度
まで上昇させておき、焼純熱による温度差を抑えて歪取
りを行なう必要がある。この環状鉄心（１）の全体をあ
る一定温度まで上昇させておくために、この実施例で
は、高周波励磁用巻線（２）及び高周波電源（３）を用
いて、高周波励磁用巻線（２）に高周波電流を供給し、
環状鉄心（１）を高周波で励磁し、環状鉄心（１）の特
性に影響を与えない程度の焼純熱による温度差とするま
で、環状鉄心（１）の全体の温度を上昇させている。

次に、実際の歪取り工程である歪部の焼純について説明
する。

この焼純に必要な温度を得るため、環状鉄心（１）の歪
部であるコーナー部（1b）に、例えば、炭酸ガスレーザ
ーを用いてレーザー光線を照射してその点焦点（６）を
結ばせ、コーナー部（1b）を焼純温度まで上昇させる。
このレーザー光線の点焦点（６）を、環状鉄心（１）の
コーナー部（1b）の全体に亙り短時間内に移動させれ
ば、このコーナー部（1b）の全体を一時的に焼純に必要
で適切な焼純温度まで上昇させることができる。そし
て、歪部の温度が焼純温度まで達した後は、レーザー光
線の照射を停止し、一定の速度で冷却をすることにより
焼なましを行なう。この際に、この冷却速度に合わせて
高周波励磁電流を順次弱めて、焼純部と非焼純部との間
に温度差が生じないようにして、熱歪の発生を防止する
ことができる。この一連の工程によって焼純工程は完了
する。

この焼純工程によれば、環状鉄心（１）の構成材料がけ
い素鋼板であっても、或いは、非晶質金属であっても、
歪取りの焼純を必要とする材料であれば、同様の作業工
程で歪取りを行なうことができる。特に、環状鉄心
（１）が非晶質金属で形成されている場合には、高周波
励磁に使用した高周波励磁用巻線（２）に、環状鉄心
（１）の冷却時の磁場発生用として直流電源を供給する
こともできる。

また、この焼純工程においては、コーナー部（1b）と直
線部（1a）との境界部、即ち、歪部と非歪部との境界部
は、レーザー光線の照射を必要とするが、この境界部と
隣接した非歪部付近までレーザー光線の照射をすれば、
歪取り効果を更に向上させることができる。

以上、この発明の実施例の電気機器用鉄心の歪取りの焼
純工程について説明したが、この実施例においては、ま
ず、環状鉄心（１）全体を高周波励磁により一定温度ま
で上昇させておき、この温度を堅持しつつ、環状鉄心
（１）の歪部及びその付近に部分的にレーザー光線の照
射を行い、焼純に必要な温度まで上昇させて、更に、こ
れを冷却して焼なましをするものであるから、歪部等の
必要部分のみを集中的に加熱することができ、しかもそ
の温度管理もレーザー光線の強度を管理することによっ
て行なうことができる。したがって、従来必要としてい
た加熱炉等の大掛かりな設備を必要とせず、比較的簡易
な設備で、環状鉄心（１）の歪取りに必要な焼純温度を
容易に確保することができる。このため、歪取りの焼純
工程が安価で短時間にでき、しかも信頼性の高い、品質
の安定した電気機器用鉄心を製造することができる。

なお、上記実施例のレーザー光線の照射では歪部に点焦
点を形成するものであったが、本発明を実施する場合に
は、次のようにすることができる。

まず、レーザー光線の点焦点（６）は、複数の点焦点か
らなる直線的焦点としてもよいし、また、同じく複数の
点焦点からなる面的焦点としてもよい。或いは走査によ
って加熱を行ってもよい。このように、複数の点焦点か
らなる直線的な、或いは面的な焦点とした場合には、レ
ーザー光線の照射が点焦点のみの場合と比較して広範囲
に亙り、焼純部の温度管理が容易になり、焼純作業も短
時間にできるという効果がある。

上記説明では、この発明の実施例を変圧器用の環状の巻
鉄心に利用する場合について述べたが、リアクトル等の
静止機器用の巻鉄心にも利用することができ、更に、巻
鉄心構造でない他の電気機器用鉄心であっても、歪取り
が必要な環状鉄心には、当然、この方法を利用すること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の電気機器用鉄心の焼鈍
方法は、電気機器用鉄心の歪取りとして、電気機器用鉄
心全体を高周波励磁により一定温度に維持し、この電気
機器用鉄心の歪部及びその付近にレーザー光線の照射
し、焼純に必要な温度を確保して焼純を行うものである
から、歪部等を集中的に加熱することができ、焼純に必
要な焼純温度の温度管理をレーザー光線の強度管理で行
なうことができるので、従来必要としていた加熱炉等の
大掛かりな設備を必要とせずに、比較的簡易な設備で焼
純温度を管理することが可能になる。したがって、歪取
りの焼純工程が安価で短時間にでき、しかも信頼性の高
い、品質の安定した電気機器等鉄心を製造することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である電気機器用鉄心の焼
鈍方法を示す概略説明図、第２図はこの発明の一実施例
による電気機器用鉄心を示す斜視図、第３図は従来の電
気機器用鉄心を示す斜視図、第４図は従来の非晶質金属
からなる電気機器用鉄心の焼鈍方法を示す概略説明図で
ある。 図において、 1:環状鉄心、1a:直線部、 1b:コーナー部、2:高周波励磁用巻線、 3:高周波電源、6:点焦点、 である。 なお、図中、同一符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気機器用鉄心の全体を高周波励磁するこ
   とにより一定温度に維持し、前記電気機器用鉄心の歪部
   及びその付近にレーザー光線の照射を部分的に行うこと
   により、必要な焼純温度を確保して焼純することを特徴
   とする電気機器用鉄心の焼鈍方法。
2. 【請求項２】前記レーザー光線の照射は、レーザー光線
   の点焦点を電気機器用鉄心の歪部及びその付近に照射す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電気
   機器用鉄心の焼鈍方法。
3. 【請求項３】前記レーザー光線の照射は、レーザー光線
   の複数の点焦点からなる直線的焦点を電気機器用鉄心の
   歪部及びその付近に照射することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の電気機器用鉄心の焼鈍方法。
4. 【請求項４】前記レーザー光線の照射は、レーザー光線
   の複数の点焦点からなる面的焦点を電気機器用鉄心の歪
   部及びその付近に照射することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の電気機器用鉄心の焼鈍方法。