JPS5956708A - 非晶質コア - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はトランスや安定器等に用いられる非晶質（ア
モルファス）コアに関する。

磁気コアをつくるのに適した非晶質材料は、溶融した原
材料を急冷して一普通、長尺薄帯（リボン）の形状に加
工される。薄帯の厚みは１５〜５０μｍ程度であって、
急冷後（ａｓ　ｑｕｅｎｃｈｅｄ’）では弾性が大きい
。

トラどス用等の磁気コアに適する非晶質磁性薄体は一鉄
（Ｆｅ）、あるいは鉄、コバルト（ｃｏ）、ニッケル（
Ｎｉ）の３者にホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、炭素（
Ｃ）　、　ＩＪン（Ｐ）を加えた原材料を非晶質化した
ものである。非晶質磁性薄帯の特性を改善するため、必
要に応じて原材料にクロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ
）を加えることもある。たとえば、Ｆｅ−Ｂ　系の非晶
質磁性薄帯として組成がＦｅａｏＢ２ｏのもの、Ｆｅ−
Ｂ−５ｉ　　系の非晶質磁性薄帯として組成がＦｅ７ｓ
ＢｚｏＳｉｔｚのもの等がある。

非晶質磁性薄帯から磁気コア（非晶質コア）をつくる代
表的な加工工程をつぎに示す。

■リボン（非晶質磁性薄帯）巻取り−■焼鈍−■樹脂含
浸−■コア切断−■研磨 これら五つの加工工程をつぎに具体的に説明する。

リボン巻取りは一急冷後所定の幅にスリットされた非晶
質磁性薄帯を一定の張力でボビンに巻き取ることによっ
て行なう。非晶質磁性薄帯を巻かずに積層する場合もあ
る。

焼鈍は、非晶質磁性薄帯を巻き取ったときに生シル応力
を除いたり、磁気特性を改善したりするために行ない、
高減圧ＦまたばＮ２　、　Ａｒ等のガヌ雰囲気中で、キ
ュリ一温度と結晶化温度の中間程度に加熱することによ
り行なう。組成がＦｅ５ｏｆ３ｚ。

あるいはＦｅ７ｓＢｌｏＳｉ　１２の非晶質磁性薄帯は
、普通、３５０〜４８０℃程度で２０〜２００分程度処
理するが、必要により、熱処理の際磁場を印加すること
もある。

焼鈍により非晶質磁性薄帯の磁気特性が改善される例を
つぎに示す。

非晶質磁性薄帯としてアライドケミカル社製のＭｅｔｇ
ｌａｓ　２６０５　Ｓ３■を用い、これを内径２０ｍｍ
φ、　外径３０　ｍｍφのトロイダルコアの形に巻回し
て積層品としたのち−１０−３ｍｍＨｇの減圧Ｆにおい
て４００℃で１００分間熱処理を行なった。得られたト
ロイダルコア（４′Ｒ層品）の高周波鉄損を一交流磁気
特性自動記録装置ＴＹＰＥ　３２６２（横河電擬社裂）
およびＵ関数針ＳＥＭ−４６０３（ノルマ社製）で計測
すると−３ｋＧａｕｓｓ　、　２０ｋＨｚのとき２５０
ｍＷ／ｃｃ程度であった。

焼鈍（熱処理）条件は非晶質磁性薄帯のに１１成と、非
晶質コアの用途に応じて要求さね、る特性を考慮したう
えで適当に設定する。

一般Ｖ？−非晶質磁性γ（γ帯は熱処理により、磁気特
性は改善されるが、逆に靭性が失われてもろくなり、機
械的強度が劣化する。高周波用途の場合は、非晶質磁性
薄帯の熱処理をさらに進めて、部分的に結晶ができる程
度とするのがよ＾とされている。この場合、非晶質磁性
薄帯の機械的強度はますます劣化する。そのだめ、従来
では機械的強度の補強のため、非晶質磁性薄帯の積層品
に樹脂を含浸させるようにしていた。また−多層に巻回
されたり積層されたりした非晶質磁性薄帯をコアの形状
に固定し一巻回時のストレスや装置への取付けに耐えつ
るよう、さらに防錆のためや耐湿性耐熱性を改善するた
めにも樹脂を含浸させるようにしていた。すなわち熱処
理された非晶質磁性薄帯のトロイダルコアに硬質あるい
は軟質のエポキシ樹脂を減圧下あるいは大気中で含浸さ
せていた。

樹脂は非晶質磁性薄帯の層間に浸透し、非晶質磁性薄帯
同志を固着させる。

樹脂が含浸されたトロイダルコアはそのまま使用さり、
るか−必要に応じてカットコアに切断する。

鉄系の非晶質磁性薄帯はけｂ素鋼板に較べて硬いノテ、
と（７）　、ｔ：　’）な非晶質磁性薄帯が巻かれてな
るトロイダルコアは切断時、往復方寸たけ回転刃により
長時間振ｆｆ１ｌ＋が加えられる。このような振動に剛
えつるようにするためにも前記のように樹脂を含浸させ
るようにしていた。

トロイダルコアあるいはカットコアはこのあと必要に応
じて研１ｇされる等して〜非晶質コア製品となる。

従来の非晶質コアは、非晶質磁性薄帯を焼鈍してその磁
気特性全同上させるようにしているにもかかわらず、比
較的性能が悪かった。発明者は−その原因を探求した結
果、非晶質磁性薄帯が薄いこと−また特に鉄を主体とす
る組成の非晶質磁性薄帯では磁歪が大きいことのため一
樹脂含浸により磁気特性の劣化が起きていることを見出
した。

また、発明者は一非晶質コアの磁気特性の初期低下は、
樹脂含浸のＶＡ崩脂が硬化する時に体積収縮が起きるこ
とにより生じる応力、あるいは硬化温度から冷却する時
に樹脂と非晶質磁性薄帯（被着材）との間に熱膨張係数
差にもとづき生ずる熱収縮応力により発生するらｌ、　
Ｉｔｓということも見出した。すなわち、非晶質磁性薄
帯の層間に浸透した樹脂が非晶質磁性薄帯表面に圧縮応
力を与えるのである。この圧縮応力は非晶質磁性薄帯の
材質。

含浸させる樹脂の材質、樹脂の硬化条件によって異なる
が大体１０〜１００　ｋｇ／ｃｍ２である。

このような応力が非晶質磁性薄帯の層間に生じると、Ｄ
ｒｌＢｓ比の低下、保持力Ｉ■ｃの増加、交流鉄損ｗＬ
の増加が発生するのである。Ｂｒｆ□よ残留磁束密度、
Ｂｓは飽和磁束密度である。このような磁気特性は、層
間に浸透する比率が非晶質コア全体の１０〜２０係程度
以上になると急に劣化するようになる。

そこで−発明者は一非晶質磁性薄帯の積層品の周囲を樹
脂でモールドし、積層品内部への樹脂の含浸を制限する
ようにすれば、磁気特性がすぐれ、しかも４）械的強度
が高く、耐湿性等にもすぐれた非晶質コアが得られると
考えた。

しかしながら、積層品内部に（樹脂を全く含浸させない
ようにしても、磁気特性の低下をまぬがれることはでき
なかった。こればつぎのような理由による。

鉄系の非晶質磁性薄帯は正の磁歪が大きいので、モール
ド用樹脂が硬化収縮したとき非晶質磁性薄帯に圧縮応力
が加わり、磁気特性が低下するのである。実験を行なっ
た結果−非晶質磁性薄帯の巾方向に沼って生じる圧縮応
力が磁気特性に最も大きな影響を与えることがわかった
。非晶質磁性薄帯をトロイダル状に巻回した場合は特に
そうである。

発明者は、機械的強度が高く、耐湿性等にもすぐれてい
るのはもちろん一磁気特性にもすぐれた非晶質コアを得
ようとしてさらに研究を重ねた。

その結果−非晶質磁性薄帯の幅方向に沿うモールド用樹
脂を可撓性のある樹脂（ダンピング樹脂）とすれば、そ
のようなすぐれた非晶質コアが？５られるということを
見ゐ出し〜ここにこの発明を完成した。

したがって、この発明にかかる非晶質コアは、非晶質磁
性薄帯の積層品の周囲がＷ脂でモールドされてなる非晶
質コアであって、非晶質磁性薄帯の幅方向に清う樹ｊ指
が可撓性のある樹１指であることを特徴とする非晶質コ
アをその要旨とする。以下、実施例をあられす図面にも
とづいて、この発明の詳細な説明する。

第１図は、トロイダル状の非晶質コアの一部を切り欠い
てあられした斜視図である。図にみるように、この非晶
質コアは非晶質磁性薄帯１ａが巻回されてなる積層品１
を備え、積層品１の周囲が樹脂２でモールドされている
。モールド用の（封１指２のうち非晶質磁性薄帯の幅方
向両端面にあたる樹ｊ指３は接着用の樹１指であり、幅
方向に浴う樹脂４は可撓性のある樹脂である。非晶質磁
性薄帯１ａとしては、アライドケミカル社製のＭｅｔｇ
ｌａｓ　２６０５ＳＣ■あるいは同社製のＭｅｔｇｌａ
ｓ　２　（５０５Ｓ　３■等が用いられるが−Ｂ、３分
的に結晶化させたものが好ましい。非晶質コアの磁気特
性が良好になるからである。可１゛２性のある樹脂（ダ
ンピング（樹脂）としては−長順チバ社製のＴ　４５７
／Ｒ９１０■（超可撓性エボキノゲル）、同Ｔ４５７／
Ｈ９１０■（超可撓性エボキンゲル）、東芝シリコン社
製のＹＥ５８１８Ａ■（シリコンゲル）、同ＹＥＳ８１
８Ｂ■（シリコンゲル、　ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社製の
アラルダイトＸＮ１０１９■（エポキシＩｆｆｔ　Ｉｉ
旨）、同ハードナーＸＮ　１１２４■（エポキシ１．）
ｌ　１１１７　）等が用＾られ、これらのうちの２行以
上が同時に用いられることもある。前記名前をあげた樹
脂は被モールド部品に応力を与えないようにするため開
発されたものであって−ヤング、１１．引張り強さ２曲
げ強さ等が非常に小さく、また接着強さも小さし）のが
特徴である。たとえば、こｙｔらの樹脂のヤング率は、
リジッドタイプの樹脂のヤング率（て比べ１桁以上率さ
い。また、これらの樹１１１７の線）Ｌり張係截りより
ジッドタイプの樹脂に比べやや大きい。参考までにこれ
らの樹脂の物性をつぎに記す。Ｔ４５７／Ｒ９１０、Ｔ
４５７／Ｈ９１０は、いずれも硬度（デュロメータ）Ａ
−Ｑ−東芝シリコンＹＥ５８１８Ａ、同ＹＥ５８１８Ｂ
は、いずれも無色透明ゲル状で一針人度（ＡＳＴＭ　１
／４コーン）は８０、アラルダイトＸＮ１０１９．同Ｘ
Ｎ１１２４は、いずれも引張強さ２．５　ｋｇ　７ｍ　
２．接着強さ８．２　ｋ　ｇ／ｍ２である。接着用の樹
脂は一非晶質磁性薄帯１ａの端同士を接着するために使
用されるが、機械的強度の面等を考慮すると、エポキシ
樹脂およびシリコン（樹脂というリジッドタイプのもの
の少なくとも一方を用いるようにするのが好寸しい。た
とえば、ＣＩ　ＢＡ−ＧＥ　Ｉ　ＧＹ社製のアラルダイ
トＸＮ１１３３■、同ハードナーＸＮ１１３４■、同ア
ラルダイトｘＮ１１８４■、同ハードナーＸＮ１１８５
■（いずれもエポキシ（樹脂）、あるいは東芝シリコン
ＴＳＲ１１７■、東芝シリコンＴＳＲ１９４■（ｂず）
Ｌもシリコン樹脂）等があげられる。参考までにこれら
の樹脂の物性をつき゛に記す。アラルダイ１−ＸＮ１１
３３ンよびハードナーＸＮ１１３４ばそれぞれ引張強さ
４　ｋｇ／ｒｒｍ２．曲げ強さ７　ｋｇ／ｍｍ２．弾性
串（ヤング率）８００　ｋｇ／ｍｍ２．線膨張係数は４
０Ｘ１０−６ｍｍ／ｍｍ’Ｃである。アラルゲイトＸＮ
１１８４およびハードナーＸＮ１１８５の物性も前記の
ものとほぼ同じである。東芝シリコンＴＳＲ１１７、同
ＴＳＲ１９４は耐曲げ性（ｈｒ）が２５０℃／３ｍｍφ
において１２時間以上である。

この非晶質コアは、モールド用の樹脂２のうち、幅方向
の樹脂４が可撓性の樹脂となっているので、（樹脂４を
硬化させる時、非晶質磁性薄帯の幅方向の圧縮応力がほ
とんど生じず一生じたとしても非常に小さい。したがっ
て−非晶質コアは磁気特性の高いものとなる。しかも、
積層体１の周囲が樹脂２でモールドされているので、機
械的強度が強く、耐湿性等にもすぐれている。

この発明にかかる非晶質コアは第１図に示される↓つな
ものに限られるものではない。たとえば。

つぎに説明するようなものであってもよい。第２図に示
されているのは、非晶質磁性薄帯１ａが巻回されてなる
積層品１の、薄帯両端面が位置する而を接着用の樹脂３
．３で覆ったもの（積層品の接着物）である。こノＬ全
体金ＩｊＴ（，５・１ＬＩＥの樹脂でモールド（ボッテ
ィング）する。このようにすｉｔば、積層品１の薄帯幅
方向に沿う愼１」旨が可撓性の樹ｊ１會となった非晶質
コアが得られる。非晶質コアに巻線を行なう場合は、積
層品の接若物に巻線を行なったあと、全体を９丁に９性
の（Ｈ脂でモールドするようにし、巻線がｆｆｆｔ＋指
中に内装さ）１．るようにしてもよい。

前記二つの実施例では、モールド用（樹脂のうち薄帯両
焔面にあたるものが接着用位１１指となっているが一必
ずしもこのようになっている必要シボない。

積層品全体が可ｉ３性のある樹脂によりモールドされて
いてもよい。要するに歩方くとも巾方向が可１）１件の
ある樹脂であればよいのである。しかし−非晶質コアの
機械的強度等を考えると一薄帯両端面Ｃτあたるものは
やはり、前記のように、エポキシ（封ｔＪ旨およびシリ
コン（立ｊ月旨というリジッドグイブの接着用樹脂とな
っているのが好ましい。また、積層品は非晶質磁性薄帯
が巻回されてなるとは限らず、複数枚の非晶質磁性薄帯
（薄片）が積層されてなる場合もある。さらに、非晶質
コアがトロイダル状をしているとは限らないし、非晶質
コアがカットされてカットコアの形になっている場合も
ある。

この発明にかかる非晶質コアは、このように溝成される
ものであって、積層品の周囲が樹脂でモールドされ、幅
方向の樹脂が可撓性のある樹脂となっているので、磁気
特性が高く、そのうえ、機械的強度が高く、耐湿性等に
もすぐれている。

つきに、実ノａ例について説明する。

〔実施例１．２〕 つぎのようにして実施例１，２の非晶質コアをつくった
。ただし、モールド用の樹脂を変えたほかは両者を同様
にしてつくった。アライドケミカル社製のＭ　ｅ　ｔ　
ｇ　ｌ　ａ　Ｓ　２５α５ｓｃ■を巻回して積層品をつ
くり、この積１０゛ｊ品を、３８０℃で１２０分間熱処
Ｊｌ！　した。つぎに、幅方向両端面側に接着用樹脂、
外周および内周側に可撓性のある樹脂をそれぞれ用いて
、積層品をモールドし、第１図に示されるような非晶質
コアをつくった。使用した接着用樹脂および可（ｊ’Ｑ
性のある樹脂（ｔの種類を第１表にそれぞれ示す。たた
し、アラルダイトおよびハードナーはＣＩＢＡ−Ｇｒ゛
、ＩＧＹ社製である。

（以　下　余　白） 前記のようにし７て得られた実施０’ＩＪ　１　：ｌ’
＋”　、ｈび実施例２の非晶質コアの鉄損を、：（ｋ　
Ｇａｕｓｓ　、　２０ｋｌＴｚの・条件でれ１１］定し
た。１ｌｉｌｌ定結果もｒｌ’、　１表に示す。実施例
１卦よび実施例２の非晶質コアの鉄損と熱処理直後の積
層品の鉄損とを比べると−わずか２０ｍＷ／ｃｃＬか劣
化していなかった。

〔実施例３，４〕 つぎのようにして実施例３．４の非晶質コアをつくった
。ただし−モールド用の樹１指を変えたほかは実施例１
，２と同様にしてつくった。アライドケミカル社製のＭ
ｅｔｇｌａｓ　　２６０５５３を巻回して積層品をつく
り、この積層品を４３０℃で６０分間熱処理した。つぎ
に、積層品の両側面（薄帯両端の位置）を接着用樹脂で
覆って一部２図に示されるような、積層品の接着体をつ
くった。積層品の接着体に巻線を行なったあと、これ全
体を可撓性のある樹脂でモールドして非晶質コアを得た
。

使用した接着用樹脂および可撓性のある樹脂の種類を第
２表にそれぞれ示す。

前記のようにして寿らＦＬだ実施例３および実施例４の
非晶質コアの鉄損を、３　ｋ　Ｇａｕｓｓ　、　２０ｋ
Ｈｚの条件で測定した。ｄ１１１定結果も第２表に示す
。焼鈍の効果を説明したところで記したように〜Ｍｅ　
ｔ　ｇ−１ａｓ　Ｓ　３の非晶質磁性薄帯をトロイダル
形に巻回してなる積層品に熱処理を施すと鉄損は２５０
ｍＷ／ｃｃ程度となった。ｂ〜処理条件Ｖよ少１７異な
るが、第２表より、実施例３および実施例４の非晶質コ
アの鉄損は一前記熱処理を施しｆｃ積層品とほぼ同じぐ
らいであることがわかる。したがって一実施例３訃よび
実施例４の非晶質コアは樹脂モールドにより鉄損がほと
んど劣化しなかったといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にがかる非晶質コアの１実施例の一部
を切り欠いてあられした斜視図−第２図は、積層品の両
側面（薄帯両端位置）が接着用樹脂で覆われている様子
を示す一部を切り欠いてあられした斜視図である。 １・・・積層品　１ａ・・・非晶質磁性薄帯　２・・・
樹脂　４・・・非晶質磁性薄帯の幅方向に沿う樹　１旨 代理人　弁理士　松　木　武 ａ 第１図 ａ 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非晶質磁性薄帯の積層品の周囲が樹脂でモールド
   されてなる非晶質コアであって、非晶質磁性薄帯の幅方
   向に沿う樹脂が可撓性のある樹脂であることを特徴とす
   る非晶質コア。
2. （２）非晶質磁性薄帯が、部分的に結晶化したものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の非晶質コア。
3. （３）非晶質磁性薄帯の幅方向両端面にあたる樹脂が一
   エポキシ樹脂およびシリコン樹脂の少なくとも一方であ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の非晶質コア
   。