JPS5810846B2 - ジキテツシンノセイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気装置の磁気鉄心の製造法に関するものであ
り、特に「微小薄片」 （ｍｉｃｒｏｌａｍｉｎ−ａｔ
ｉｏｎ）と呼ばれる実質的に平らな、長い矩形粒子で形
成された磁気鉄心の製造法に関するものである。

微小薄片は、普通の炭素鋼を切断して分離成形された粒
子（略々矩形断面を持つ長い平行六面体）に形成された
ものであり、次に微小薄片は脱炭され電気的に絶縁され
て成型形内に入れられ、所望密度にまで圧密される。

この圧密は結合剤を１吏用しないで完成した一体の磁気
鉄心を製造するのに有効である。

高および中周波用磁気鉄心は粉末金属磁性体あるいは小
片で暫々形成され、小片は普通粉末粒子を板状に圧延し
て作られる。

粉末あるいは小片を用いる目的は、粉末あるいは小片の
各々の間に空隙および絶縁が在るために高周波渦電流を
受けだときに小さな電気的損失および高い温度安定性を
与えるためである。

空隙は損失を減少するだめには望ましいが、他の点から
は望ましくない。

空隙は、単位体積の鉄心内の磁性体体積を小さくするの
で、実効透磁率を低下させるからである。

粉末鉄心の透磁率が低い欠点の幾つかは、高い密度即ち
高い充填率にできる小片で鉄心を造ることにより、解消
される。

特に、小片は又、低周波でＱ係数を改善する。

Ｑ係数は鉄心の実効直列抵抗に対する鉄心磁気抵抗の比
である。

一般に小片は絶縁され平らであり、長さおよび幅は厚さ
よりずっと大きい。

米国特許第２６８９３９８号明細書には磁化できる塑型
の製造法が記載されている。

そこに述べられている如く、細かい粒子あるいは粉末状
の磁性体は一対のローラー間に送らｎて平らにされ、厚
さ約０．０１５ｍｍ、幅約０．０２ｍｍ乃至０．５調の
小片が形成される。

次に平よな小片を分離するためにシリカ粉末と混合し、
混合物を約９００℃の温度に加熱して粒状材料に小片化
のだめのローラによる冷間加工中に形成された応力を除
去する。

この焼鈍処理中の材料の酸化を防止するために水素ある
いは砕いたアンモニアを用いるのが望ましい。

焼鈍後、小片を軟かい状態で分離機に移してシリカを除
去し、次に小片に酸化表面を形成するために空気中で約
２００℃乃至約２５０℃の温度に加熱するのが望ましい
。

しかし、小片の酸化表面は重要なものではない。

その後、小片は所定形状のダイに入れられるが、鉄心の
使用時に形成される磁力線に平行な向きに小片を配置す
るのが望ましい。

ダイに圧力を加えて小片の面に１５ｔ／ｉｎ２乃至３０
ｔ／ｉｎ２の圧力を掛けて小片を最終鉄心形状に圧縮
する。

米国特許第３２５５０５２号明細書記載の方法も基本的
に同じ経路を辿る。

即ち金属粉末から出発し圧延機に掛けて小片を形成しこ
れを最後に鉄心形状にして用いる。

先の米国特許と異なる点はこの特許では個々の小片を複
数の被覆で電気的に絶縁することであり、被覆は磁性体
小片の絶縁を破壊せずに高温で最終成型された鉄心を焼
鈍できるようにする。

従って、鉄心を最終的に形成した後、約８００℃乃至９
５０℃の温度で焼鈍して加工応力を除去し所望の磁気特
性を与える。

熱処理後、鉄心を約１５℃／ｍｉｎ 乃至７５℃／ｍ
ｉｎの冷却速度で急冷する。

この方法は市場でモリブデンバーマイロとして知られて
いる材料に特に適したものであるが、他の材料を用いて
も有効であると述べられている。

米国特許第２９３７９６４号明細書記載の方法に於ては
モリブデンパーマロイが用いられ、組成物を溶融させる
と共に、粉末を形成し、小片化し、焼鈍し、絶縁し、整
列させ、圧密する方法が記載されている。

この方法は更に、完成した鉄心を約６００℃乃至７００
℃の温度で焼鈍し次に空気中で室温に急冷する焼鈍工程
を持つものである。

上述の方法から、従来の望ましい方法は、回転長円体あ
るいは不規則な形の金属粒子を用い、これらを平らにし
て鉄心となる別々の小片状成層体を形成する方法である
ことが明らかである。

上述の特許では磁気鉄心の透磁率は小片の直径の増大に
より増大し、鉄損は小片の厚さの増大により増力口する
とされている。

米国特許第１８５０１８１号明細書では、約０、１ｍｍ
（４ｍ１Ｌ ）の直径の望ましくはニッケルー鉄合金の
細線を引き、短かく切断し、焼鈍し、リン酸鉄で被覆し
、絶縁フェスで被覆し、最後に１０ｔ／ｉｎ２乃至１５
ｔ／ｉｎ２の圧力で鉄心に圧縮して鉄心を製造できると
記載されている。

細線長さ方向の比較的大きな空間を満たすために、２０
係までの粉末鉄が加えられより密な鉄心を作ろうとして
いる。

細線は製造が非常に高価であり、細線の断面は充填率が
悪く、丸い断面が最良に配置された場合でも、より効率
の高い鉄心を製作するには空間を充填するために少なく
とも２０％までの粉末鉄を添加しなければならない。

これに対して本発明では、以前から市販されている板材
を新規な仕方で用い、分離成形された微小薄片を形成し
て用いている。

本発明の方法は、鉄合金の薄く平らな帯から実質的に長
い矩形の微小薄片を分断し、上記微小薄片を脱炭雰囲気
および脱酸雰囲気中で焼鈍して炭素および酸素を少なく
し応力を除去して磁気特性を改良し、上記微小薄片に薄
い弾性電気的絶縁を施し、所定形状の成型形内に複数の
上記微小薄片を入れ、上記微小薄片を入れ、上記微小薄
片を所望の方向に整列させ、その後上記整列した微小薄
片を加圧して所望の鉄心固体形状にする電気装置用の磁
気鉄心の製造法である。

微小薄片の形成に用いる材料が、市場でＡ１５１１０１
０型鉄として知られている性質のものであるのが望まし
い薄い普通炭素鋼板を備える鉄心を形成するのに利用さ
れる。

薄い普通炭素鋼板は切断されて小さな実質的に長い矩形
の平行六面体粒子の、望ましい長さ、幅および厚さ寸法
のものが形成される。

微小薄片の機械的加工の後、焼鈍熱処理が施され、普通
炭素鋼は脱炭され脱酸されて必要な磁気特性を形成し、
同時に微小薄片の形成中およびゲージを通すだめの普通
炭素鋼の冷間圧延中に発生した応力が除去される。

その後、微小薄片には被覆が施され、被覆は実際上、鉄
心形成のだめの成型圧力が加えられても付着する非常に
薄いが可撓性のある被覆を形成する酸化マグネシューム
基フオミュレーションを含むものである。

被覆された微小薄片は成型形あるいはダイに入れられ、
望ましくは電磁極片を用いて磁気的に整列される。

その後ダイにパンチを挿入し、材料に望ましくは約５０
ｔ／ｉｎ２乃至約１００ｔ／ｉｎ２の圧力を掛けて約
８０％を越える充填率を得る。

加圧後、一体化した鉄心をダイから取出すと、形状およ
び寸法はそのまま維持される。

次に本発明の実施例を添附図面に関連して説明する。

微小薄片を形成する材料は、ブリキ缶に用いられるもの
のような普通炭素鋼が望ましい。

これは低炭素鋼であり、低価格で入手しやすいので推奨
される。

この材料は通常黒板、即ち錫メツキ前のブリキ缶用鋼板
の状態で買われる。

これは普通約０．１２５ｍｍ乃至約０．５０ｍｍ（約０
°００５ｉｎ乃至約０°０２０ｉｎ）の広い範囲の厚さ
のものとして入手できる。

この黒板ブリキ缶用材料はこの厚さ範囲の最低価格鉄製
品の１つである。

典型的にはＡ１５１１０１０型鋼は、約０，０８％乃至
約０．１３チの炭素、約０．３０％乃至約０．６０ ％
のマンガン最大約０．０４０％のリン、最大約０．０５
０％の硫黄および少量の不純物を含んだ鉄である残余を
含む組成物である。

望ましい材料は普通炭素鋼ではあるが、シリコン含有鋼
、ニッケルー鉄、モリブデンパーマロイおよヒ他の。

磁性合金等の他の材料も本発明の実施に使用することが
できる。

微小薄片を形成したとき後に詳細に説明するようにひど
く歪んでしまわないように、鋼材は成る程度の強さを持
つことが望ましい。

従って約０．０５％乃至約０．１５％の炭素を含む普通
炭素鋼が適当であり、これはこの材料は充分強いが充分
な延性があり、後に説明するように微小薄片の大きさに
容易に剪断できるからである。

非常に炭素量の低い低炭素鋼（鉄と呼ぶ方がふされしい
もの）も使用できるが、微小薄片形成作業中に歪み易い
ので推奨できない。

普通炭素鋼は通常冷間圧延状態で買われ、望ましくはＡ
ＳＴＭ第９番第９番績晶のものである。

第１図は微小薄片の形に切断した材料の顕微鏡写真であ
る。

粒度は非常に細かく実質的に長いものであり、材料が冷
間圧延状態にあることを示している。

冷間加工状態に加えて普通炭素鋼の炭素量がこの材料を
、鉄心の製造に使用する実質的に長い矩形の微小薄片を
形成するのに理想的なものにしている。

初めに、銅粒子寸法および厚さは広範囲のもので満足で
きるが、微小薄片を制御して長さ約１．２５ｍｍ乃至約
２．５ ｍｍ （約０．０５ｉｎ乃至約０．１０ｉｎ）
幅約０．１２５ｍｍ乃至約１．２５ｗｎ（約０．００５
ｉｎ乃至約０．０５ｉｎ）、厚さ約０．０５ｍｍ乃至約
０．５０ｍｍ（約０．００２ｉｎ乃至約０．０２ｉｎ）
の寸法にするのが望ましいことに留意すべきである。

この広い寸法範囲のうちで、個々の微小薄片が長さ約１
．２５ｍｍ乃至約１．５０ｍｍ（約０．０５０ｉｎ乃至
約０．０６０ｉｎ）、幅約０．２５ｍｍ乃至約０．５０
ｍｍ（約０．０１０ｉｎ乃至約０．０２０ｉｎ）、厚さ
約０、１５０ｍｍ乃至約０．３２５ｍｍ（約０．００６
ｉｎ乃至約０．０１３ｉｎ）の場合に特に良い結果が得
られた。

微小薄片は様々な方法で形成でき、微小薄片の特定の形
成方法は処理方法全体の経済だけで決定される。

現在、鋼は自由空間内で高速回転ダイカッターで切断さ
れ、あるいは所望の幅の細いリボンに切り次にリボンが
固定ナツツエツジを通るときに回転カッターで切断して
微小薄片とする。

後の場合にはカッターとスリッターとは連続作動のため
に整列させるのは明らかであろう。

実際には、１０１０型炭素鋼の単線の例えば幅約１０ｃ
ｍ（約４ｉｎ）のものを、幅約１．３８ｍｍ（約０．０
５５ｉｎ）の複数の細いリボンに切ると良い結果が得ら
れる。

リボンの幅は後に微小薄片の長さの寸法となる。

リボンを所定の速さで送ってこれも所定の速さで運転さ
れている複数のナイフを持つ回転カッターに入れる。

微小薄片の幅は、回転しているナイフで剪断されるまで
に固定ナイフの面を通過するリボンの速さにより決まる
。

従って、リボンの送り速さが速い程、またカッター回転
速度が遅い程、微小薄片の幅は犬キく、逆の場合は幅が
小さくなる。

これに関連し、約０．１０％の炭素を含む冷間加工状態
の板材では、剪断時に自由空間内で行なわれたかあるい
は固定ナイフェツジに対して行なわれたかに拘わらず微
小薄片のまぐれが起ることが判った。

このまくれはそのままでも完成した鉄心の最終的磁気特
性に全く影響しないことが判った。

微小薄片を先に説明した方法で形成し本発明の方法で処
理し、一方では同様のバッチの微小薄片をその後化学的
に研磨して製造中に生じたまぐれを除去する実験が行な
われた。

まくれ除去工程を別にして、２つのバッチは同じ炭素鋼
原材料から同じ処理により鉄心に加工した。

まくれ除去をした微小薄片で形成した鉄心とまくれ除去
をしない微小薄片で形成したものとの間には、特にここ
に説明した工程により形成した場合、磁気特性に実質的
な差は認められなかった。

先に述べた寸法範囲の微小薄片の形成に続いて。

次には強く、高密度で優秀な磁気特性を持つ鉄心ができ
るように、磁気特性を改良し、機械的特性を調整するこ
とが必要である。

このため、炭素鋼から形成した微小薄片を脱炭し、脱酸
して所要の磁気特性を形成しなければならない。

炭素は、微小薄片の形成のために鋼を強化する作用をし
たので、磁気特性を改良するだめだけでなく、鉄心形成
のため後に圧力を掛ける際に、鋼が機械的に最も軟かい
状態にあり従って完成した鉄心の磁気特性を要求通りの
ものにするだめにより密に圧密され得る程度に充分に軟
化させるだめにも炭素を可能な限り除去するのが望まし
い。

これは脱炭焼鈍熱処理により行なうのが都合が良い。

ブリキ板原料で形成した微小薄片の場合には、微小薄片
を約７００℃乃至約８００℃の温度に約４時間加熱する
熱処理をするのが望ましい。

加熱時間はこれより長くも短かくも出来るが、望ましく
は約５０℃（約＋１２０”Ｆ）以北の露点を持つ湿性水
素雰囲気を用いつつ約２時間上述の温度範囲内の温度で
加熱すれば充分であることが判った。

湿性水素雰囲気と微小薄片を加熱する温度どけ協働して
効果的に鋼を脱炭し、公称０．１０％の炭素含有鋼は約
２時間で約Ｑ、００２％の炭素量とな谷８００℃では約
０．５時間でも良い。

勿論、焼鈍時間が長ければ更に炭素を除去するが、短か
いと残留炭素量が多くなる。

焼鈍後の炭素量は０°０１％より小さくすべきである。

湿性水素雰囲気を約２時間、７００℃乃至８００℃の温
度で保った場合に良い結果が得られた。

その後、冷却せずに、焼鈍熱処理を続けるが、雰囲気を
微小薄片を脱酸する効果を持ち後に説明するように全体
の磁気特性を改善する乾性水素雰囲気に変える。

普通炭素鋼を謂るフォーミングガス中で熱処理するのが
普通であるが、このような種類の雰囲気は除かねばなら
ず、また同様に鋼に酸化物を生成する他の酸化雰囲気も
使用できない。

これは酸化物の厚さが仕上り鉄心材料の充填率を悪くす
るからである。

約８００℃以上の焼鈍温度では微小薄片が互いに溶着す
る傾向があるのでこれを避けるべきである。

微小薄片を箱型炉内の平型器で焼鈍して良い結果が得ら
れたが、大量生産のためには、焼鈍処理工程中に微小薄
片が脱炭され脱酸され、かつ微小薄片の形成中および冷
間圧延中に生じた応力が実質的に除去できさえすれば、
回転炉あるいは複式帯域炉も使用できるのは勿論である
。

第２図は、約５０℃（約＋１２０下）の露点を持つ水素
雰囲気を使用して７４５℃で２時間更に約−４０℃（約
−４０下）の露点を持つ乾性水素雰囲気中で同じ温度で
２時間焼鈍しだ微小薄片の顕微鏡組織を示す。

第２図から結晶は実質的に等軸結晶となり約ＡＳＴＭ第
７番の大きさに成長していることが判かる。

結晶が大きくなったことは磁気特性の見地から望ましい
ことである。

焼鈍後、微小薄片は完成品に所要の鉄損特性を与えるだ
めに電気的に絶縁しなければならぬ。

このためには、成型圧力に耐え層間抵抗を保持する非常
に薄く可撓性の被覆が必要である。

しかし、この被覆を焼鈍前に施こすと、脱炭が不充分と
なり、また脱酸の代りに、鋼表面は実際には酸化されて
しまい、微小薄片に与えられる磁気特性に悪影響を及ぼ
すだめに、被覆は焼鈍後に施さねばならぬ。

適当な絶縁被覆の典型例はマグネシウム基フオミュレー
ションであり、望ましくは酸素含有基の無いものである
。

約６％乃至８％のマグネシウムメトキシドを含む水スラ
リーが満足できるものであることが判った。

マグネシウムメトキシド濃度をより高くすることもでき
る。

容器にマグネシウムメトキシド溶液を入れ、焼鈍した微
小薄片を溶液表面に一様に動かしながら加える。

特性上微小薄片は液体の表面張力で一瞬浮いた後タンク
の底に沈む。

次にマグネシウムメトキシドの略々一様な被着剤被覆で
被われた微小薄片をタンクから取出し被覆を空気乾燥す
る。

タンクに磁気装置を使用できる。

例えば、被覆された微小薄片をタンクから取出すのに揚
上磁気装置が非常に有用である。

空気乾燥した被覆は微小薄片表面に対して充分に被着し
ており、被覆表面を破壊せずに容易に微小薄片を普通に
扱うことができる。

電気的に絶縁された微小薄片は次に規則正しいレンガ積
み型の配置で成型形内に入れられるが、長い矩形が最終
用途に対して望ましい方向の磁束路に沿って整列するよ
うな配置が望ましい。

簡単な環状鉄心の場合には、微小薄片の平らな面を円周
方向にして整列させる。

この整列は、磁気針と呼ばれる鉄磁甑片を持つ電磁石を
ダイに適用することにより行なうのが最も容易である。

第４図には適当な電源により附勢される電磁石から主と
してなる磁気針を示す。

磁気針１０はスイッチ１６を持つ回路中の適当な電源１
４により附勢されるコイル電磁石１２を備えている。

電磁石１２は鉄磁極片２０を持つ鋼製保持チャック１８
に結合されている。

チャック１８をダイ内で回転させながらスイッチ１６を
閉じて周期的に附勢すると、多少ゆるく入れられた微小
薄片は円周方向に整列する。

あるいは、ダイに音波あるいは超音波の機械的エネルギ
ーを与えながら微小薄片をゆっくり成型形に注ぎ機械的
に攪拌すると、良い充填率で望ましい方向に微小薄片を
整列させるのに非常に有効であることを判った。

成型形が所定の高さまであるいは必要なら所定の重量ま
で満たされた後、磁気針を除去し、環状パンチを挿入し
て環状鉄心を公知のシロ＜圧密する。

第５図は複動同軸プレスを用いる、環状鉄心の圧密用の
典型的なパンチおよびダイ装置を示す。

第５図は、中心孔３４を持つ外ダイ部材３２と、ダイ部
材３２の中心孔３４内に整列した環状の下パンチ３６お
よび上パンチ３８とを備える環状鉄心成型形３０を断面
で示す。

下パンチ３６と上パンチ３８とを組立てる前に、環状の
パンチ３６および３８の中心に嵌まる鉄心棒４０を挿入
し、環状鉄心の内径の所望寸法を形成するように中心に
置かれる。

第４図に示す如き磁気針１０を使用して整列させた微小
薄片４２は、ダイ部材３２、鉄心棒４０、下パンチ３６
および上パンチ３８の間の空間内に閉じ込められる。

その後、全体に複動プレス（図示してない）あるいは単
動プレスで外径的２５ ｍｍ乃至７５闘の鉄心に対して
約５０を乃至１００ｔの力を出すものにより同軸圧力を
掛ける。

プレスの力は例にすぎないが、理論密度の約８０係乃至
１００係の密度あるいは充填率を得るためには、微小薄
片に少なくとも５００００ｐｓｉの充分の圧力を加える
ことが理解できるであろう。

後に詳紐に述べるように充填率は成型環状鉄心の磁気特
性に大きな影響を与えるものであり大きい方が良い。

上述の説明は簡単な環状鉄心の製造法について行なった
が、様々な複雑な鉄心も従来の粉末冶金ダイおよびプレ
スで微小薄片を圧密しても製造できる。

このようにして作った部品は圧縮方向に平行な断面に凹
入角度が無い限り様々な形状の穴を持つ非常に複雑な形
にできる。

この方法は基本的に屑鉄が出す、相当に高速の生産速度
に自動化することが出来る。

静水圧プレスあるいは等静圧プ；レスも又所要形状の鉄
心を形成するために公知の如く使用できることは勿論で
ある。

外径的４３ｍｍ（１３／４ｉｎ） 、内径約２５ｍ（ｆ
ｉｎ）の簡単な環状鉄心を形成した。

Ａ１５１１０１０型鋼の厚さ約０．２ ｍｍ （約０．
００８ｉｎ）の１ものを使用し、平均で長さ約１．３８
ｍ、（約０．０５５ｉｎ）、幅約０．３２５ｍｍ （約
０．０１３ｉｎ）の微小薄片に切断した。

この微小薄片を約５０℃（約＋１２０°Ｆ）の露点を持
つ湿性水素雰囲気中で７４５℃に２時間加熱し、次に雰
囲気を約−４０℃（約−４０下）より低い露点を持つ乾
性水素に変え、７４５℃の乾性水素雰囲気中での焼鈍を
更に２時間続けた。

水素雰囲気の影響下で微小薄片を冷却した。

その後に入れた７係のマグネシウムメトキシドフオミュ
レーションを用い微小薄片を溶液液面に供給した。

微小薄片が底に沈んでから磁石でタンクの底から出し、
空気乾燥させた。

微少薄片を環状鉄心の形にし、第４図に示す如き磁気針
を用いて整列させた。

磁気針は（鉄心棒４０を抜いて）ダイ空洞内で毎分１０
回転の速さで手で回転させながら、スイッチを周期的に
数回開閉して磁石を附勢したり消勢したりした。

種々の成型圧力を用いて複数の鉄心を作り、充填率を変
えた。

こうして作った鉄心を、公知の鉄小片処理にらり作った
市販の磁気鉄心と比較し、以下に述べる結果を得た。

鉄小片の鉄心は微小薄片の鉄心の価格に比べて非常に高
価であった。

表Ｉには、鉄小片処理により作った市販の鉄心と比較し
て、成型力、成型圧力、充填率およびそれぞれの充填率
の鉄心の直流および交流磁気特性が示しである。

本発明による直流特性が鉄小片で作った市販鉄心の２倍
以上であることは興味深い。

これに関連し、充填率が増大すると磁界強度が５００ａ
および１０００ｅのいずれの場合も磁束密度が増大して
いることが判かる。

予測される通り、大きな変形および大きな応力が充填率
を大きくするだめに与えられたので、６０Ｈ２，１５Ｋ
Ｇで６Ｗ／１ｂの鉄損が僅かに増加して６．５Ｗ／１ｂ
になっているが、このとき充填率は８９．０％から９６
．１％に増大している。

一方、１０ＫＧの磁化力では鉄小片で作った市販鉄心は
５Ｗ／ｌｂのワット損失を示した。

しかしながら、市販鉄心を１５ＫＧに附勢することは不
可能であったので、１５ＫＧでの鉄損は表■に示す１０
ＫＧでの値よりもずっと大きいものと結論できる。

先に述べた如く、微小薄片はその磁気特性が中程度の周
波数に用いられるときに特に有用である。

この優れた磁気特性を示すために表■を示す。

表■は、成型圧力不明、充填率７７、５ ％の市販の鉄
小片鉄心と、成型圧力１２４Ｋｐｓｉ （「微小」と
して示した）、充填率約９６．１％の微小薄片鉄心とを
、鉄損、励磁電圧アンペア数および４００Ｈ２乃至２０
００Ｈ２の周波数での透磁率について比較したものであ
る。

表■の試験結果は、鉄損に関する限り４００Ｈ２および
１０００Ｈ２の周波数で種々の磁束密度に対して僅かに
改善を示しているが、１０００Ｈ２以上では鉄損は本発
明による製品と市販の鉄小片鉄心とで実質的に同じであ
る。

しかしながら、Ｐａ／ｌｂで表わした励磁電圧アンペア
数を同１束密度および同じ周波数で比較すると、本発明
の方法に依れば励磁ＶＡあるいは見掛はワット損失に著
しい改善が明確に認められる。

略々同じ趣旨で、種々の磁束密度に対する中間周波数で
のＡＣ透磁率は本発明により著しく改善されたことが示
されている。

これらの優れた磁気特性は、本発明の方法を用いたこと
により、高密度即ち高充填率ごが他の利点に加えて鉄心
に実現されたことが一つの要因であると信じられる。

第３図は本発明により環状鉄心形状にプレスされた後の
微小薄片の断面の顕微鏡写真である。

第３図に示される如き基本的に規則的レンガ積配置１は
、得られた充填率が改善されたことを示し、また望まし
い方向の磁束路を与えるものである。

こｈは一部には、焼鈍処理中に、炭素量が減少されて延
性が改善され高い充填率が得られるように強さが低下さ
れただけでなく、本発明の方法にょる成型環状鉄心に実
際に生じた歪みが残留応力を小さくして先に述べた如く
磁気特性を改善したことによるものである。

別の実施例としては結合された鉄心があるが、この場合
は本発明で用いる絶縁被覆が変えられる。

典型的には、微小薄片は先に説明したのと同様に形成さ
れ、脱炭および脱酸のだめに焼鈍される。

しかしながら、この場合には、特に完成した磁気鉄心を
例えば電動機回転子あるいは継電器に用いる場合には、
回転あるいは衝撃による機械的応力があるため、微小薄
片の良く結合された鉄心を形成することが望ましく、こ
のため、微小薄片に用いる絶縁被覆の性質を変えるのが
望ましい。

これに関連し、約９００℃乃至約１２００℃の温度で焼
結される絶縁結合材が使用出来ることが３判った。

ケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムが共に良く作用
することが判ったが、他の絶縁被覆も本発明の範囲内で
使用できるのは勿論である。

絶縁被覆としても作用する結合材と、例えばマグネシウ
ムメトキシドとの特性の相違の１つは、とれまで説明し
て来たマグネシウムメトキシド被膜よりも結合絶縁被覆
の方が必然的に幾分厚いことである。

従って、結合絶縁被覆は幾分厚いので、充填率が幾分下
がり、磁気特性が悪くなることが予測される。

これは事実であるが、磁気特性に対する悪影響の幾つか
は補償できる。

これは、微小薄片鉄心のプレス後に結合絶縁被覆は普通
充分に高温に加熱されてプレス工程中に生じた残留応力
を除去するので、その結果、結合絶縁被覆を用いても磁
気特性全体は先に説明したマグネシウム膜と比較してひ
どく劣化しないからである。

詳細には、先に説明したように形成した微小薄片を、約
２５°Ｂｅ 乃至約４５°Ｂｅの密度のケイ酸カリウム
で被覆した。

Ｐｈ１１ａｄｅｌｐｈｉａ Ｑｕａｒｔｚ Ｃｏｍｐａ
ｎｙからＫａｓｉｌ＃１の商品名で販売されているもの
は２５°Ｂｅ のケイ酸カリウムであ本この製品を等容
の水と混合し、マグネシウムメトキシドについて説明し
だのと同様に微小薄片を被覆しだ。

空気乾燥後、微小薄片を環状鉄心形状にし整列させて先
の説明と同じ圧力でプレスした。

プレス後の充填率は８０係乃至８５係であった。

環状鉄心を焼鈍炉に入れ、９００℃の温度で微小薄片鉄
心内のケイ酸カリウム被覆が溶けて強靭な一体の鉄心を
形成するのに充分な時間加熱した。

室温に冷却し試験したところ、結合鉄心は表■に示す値
を持つ結合してない鉄心と略々同じ大きさの磁気特性を
示した。

上の説明から、本発明の方法によれば、薄い炭素鋼板か
ら切断し所要の磁気特性を与えるように処理した小さな
長い矩形の鋼粒子をプレスして高品質の鉄心を形成でき
ることが理解できる。

この鉄心の磁気特性は鉄小片あるいは粉末で形成した市
販の鉄心よりも優れている。

本発明の主な利点は、市販の鉄小片鉄心よりも改良され
た透磁率、小さい鉄損、低い励磁ＶＡ、低い製作費およ
び低い材料費である。

高周波での磁気特性は特に市販の鉄小片鉄心よりも遥か
に優れている。

本発明の磁気鉄心の製造法には他の結合剤も有利に１吏
用できる。

この場合、微小薄片をマグネシウムメトキシドで絶縁し
た後セラック等の空気硬化性結合剤と混合する。

その後微小薄片を鉄心形状内で整列させプレスし、加熱
しあるいは加熱せずに、結合剤が硬化するまで保持する
。

この場合、結合剤の量は最高の充填率を得るだめに最小
限に留めねばならぬ。

同様に、無水硬化剤を持つエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂
を絶縁された微小薄片と混合し、この混合物をプレスし
ている間、約２００℃の温度にするのに充分に加熱して
樹脂を硬化させることもできるこの結合剤ｑよ完成した
鉄心の強度を改善するのに有効であるが、結合剤を使用
せずに形成した鉄心も優れた強度を示し、多くの用途で
有利である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素含有量０．０５％乃至０．１５％の鉄合金の薄
   く平らな帯から実質的に長い矩形の微小薄片を分断し、
   上記微小薄片を７００℃乃至８００℃の温度で脱炭雰囲
   気および脱酸雰囲気中で焼鈍して炭素および酸素を少な
   くし応力を除去して磁気特性を改良し、上記微小薄片に
   薄い弾性絶縁層を施し、所定形状の成型形内に複数の上
   記微小薄片を入れ、上記微小薄片を所望の方向に整列さ
   せ、その後上記整列した微小薄片を加圧して所望の鉄心
   を形成する電気装置用の磁気鉄心の製造法。