JPS5980905A - トランス - 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】 本’ＡＦ１４ハ）ランスに係り、特に超急冷合金マトリ
ックス中に、第２相粒子を分散式せ超急冷合金と第２相
粒子それぞれの機能特性を相補した新規な磁心材を用い
たトランスに関するものである〇非晶質磁性合金は結晶
磁気異方性がないので本質的に軟磁性であり、容品に高
い透磁率が得られ島また結晶質磁性材に比較して、電気
抵抗が高く１高周波領域での損失が小さいことなどから
トランスの磁心材としての検討がされている。しかし、
非晶′ｊＭ、磁性合金は一般に磁壁枚数が少ないため、
　　　′鉄損の周波数特性は、それの高い電気抵抗や厚
さなどから期待されるほど良好ではない。

本発明の目的は、この工うな従来技術の欠点を解消し、
高周波領域においても鉄損の小石い、特性の優れたトラ
ンスを提供するにある。

本発明者らは従来エリ超急冷合金の製造法として一般的
に知られている液体急冷法を用いて第２相粒子分散型超
急冷合金を作成することに成功し、さらにこの新材料は
超急冷合金中に第２相粒子が３次元的に均一２分散され
ているため、この構成物質（超急冷合金と第２相粒子）
の特性が相補され、新規な特性を有することを見い出し
友。即ち、本発明の特色は１非晶質、結晶質、又はこれ
らの混合相からなる超急冷合金マトリックス中に、その
合金と相溶性のない第２相粒子を少な（とも１種３次元
的に均一分散させた第２相粒子分散型超急冷合金をトラ
ンスの磁心材として用いることにより、鉄損が著しく低
減できることを見出した。

本発明において、第２相粒子として例えば炭化物、′窒
化物、酸化物、ホウ化物、シリケイト及びそれらの複合
物が使用される。従ってこれら粒子と超急冷合金の複合
材では２つの構成材料の選択により種々の特性を有する
ものが得られる。

磁心材として使用するこの第２相粒子分散型超急冷合金
の引張試験による破断面を観察したところ、２つの破断
面上、対応する位置に第２相粒子の破断した部分が見ら
れ界面でのはくりが見られないことから＃Ｉ２相粒子と
超急冷合金界面の強度は非常に高いと考えられる。また
この第２相粒子分散型超急冷合金は、走査電子顕微鏡な
どによる観察から第２相粒子が超急冷合金マ）　ＩＪラ
ックス中５次元的に均一分散されており無孔であるため
１１８０度の曲げ変形が可能であるなど高強度な曖れた
機械的特性を有していると判断される。

ここで液体急冷法について説明する。現在１超急冷合金
を作成するために主として用し１られてし）る方法とし
ては１リボン状の合金を作成するための単ロール法、双
ロール法、遠心法カーありま九ワイヤーを作成するため
の水抛中紡糸法２回転液中紡糸法、ガラス被櫨紡糸法か
ある。これらの液体急冷法は合金組成の選択あるいは急
冷速度を制御することにより非晶質相、非平衡結晶質相
などＱ）平衡状態図にない準安定物質を創出でき１ある
し１は結晶質相も作成できる。

ところで本発明に用いられる第２相粒子は、超急冷合金
である非晶質合金、結晶質合金又はこれらの混合相と相
溶性のない化合物、金属又は合金又はそれらの複合物で
あれ＆ｆよく、例えはＣ，ＷＣ。

Ｔ　ｉ　Ｃ＊　Ｎ　ｂ　Ｃなどの炭素又はその化合物、
ＮｂＮ、ＴａＮなどの窒化物、Ｔｈ　Ｏｓ　ｅ　ＡＪｔ
　Ｏｈ　ｓ　ＦｅｔＯｓ　＋　ＺｎＯ、８ｉ　０＠など
の酸化物、ＢＮなどのホウ化物、８ｔｃなどのシリケイ
トなどの化合物又はこれらの複合物カミ適用される◎ 以下、実施例に従って本発−明を説明する。

実施例１ （Ｃｏｙｏ−＊Ｆｅ４．５ＳｉｘｏＢｔｓ　）　　　　
　　　・・・・・・試料Ａ（ＣｏｙｃｂａＦｅ４．５８
ｉｔｏＢｎ　）ｓｏ　（ＷＣ）ｓ　　　”　”試料Ｂ（
ＣＯｓ＠　Ｉ＋”ｅ４．１８　ｉｔａ　Ｂｔｓ　）ａｓ
　（ＷＣ）ｔ　　　”・・・・Ｅ　’ＪＲＣ’（ＣＯｙ
ｏ、＠Ｆｅ＋５８ｉｔｏ　Ｂｔｓ　）ａｙ　　（ＷＣ）
ｓ　　　　　　””　”’試料りなる非晶質合金および
第２相粒子分散型超急冷合金を単ロール法により作成し
友。なおＷＣ粒子の平均粒径は１μｍであり次。ここで
上記の組成式中左０中に超急冷合金組成を示し、その元
素右下の数字は原子％を示す。右０中に第２相粒子構成
物を示Ｔ０両０の右下の数字はそれぞれの体積率６）を
示す。他の実施例もこれと同じ表示方法を用いる。

具体的作成手順を次に示す。まず１所望の超急冷合金の
組成を得るべくｍ＊金属Ｃｏ　ｅ　Ｆｅ　＊　８　ｉお
よびＢをそれぞれ秤量し１アルゴン中で真空高周波溶解
法にＬり前記組成のインゴットを作製する。

ここで試料Ｂ、Ｃ，Ｄを得るために次にこのインボッ）
と所定量のＷＣ粉末とを、さらにアルゴン中高周波溶解
し友。このよ５にして得られたインゴットはさらに銅製
ロール直上に保持された石英ガラス製ノズル内でアルゴ
ンガス雰囲気にてシリコニット炉にて溶解した。

これらの工程中、合金成分のみ溶解しＷＣ粒子は溶解し
たい工５に保持温度を設定する必要がある。前記組成の
場合、１５００℃である。ＷＣ粒子を含む合金融体にア
ルゴンガス圧力、を印加し、石英ガラス先端のスリット
エリ２ｏｏｏｒｐｍで回転しているロール上にこれを吹
き付けた。また、ＷＣ粒子を含まない試料Ａも同様であ
る。作成され几非晶質合金は、輻２５Ｂ、厚と２５μｍ
、長さ２ｏｍのリボン状であり１第２相粒子分散型超急
冷合金（試料Ｂ、Ｃ，Ｄ）は幅２５１＋１　＊厚さＳ　
ＯμｍｒＬ　ｅ長さ２０ｍのリボン状であった。

ＥＲＡ及び試料Ｂ、Ｃ，Ｄのマトリックスが非晶質であ
ることはＸ１１回折にＬつで確認した。また第２相粒子
分散塵超急冷合金（試料Ｂ、Ｃ，Ｄ　）の表面、冷却ロ
ールと接した面ならびに長手方向に画直な断面を走査型
電子顕微鏡で組成像を観察した結果、超急冷合金マドＩ
Ｊツクス中にＷＣ粒子である第２相粒子が３次元的に均
一に分散していることを確認した。

前記リボン状の試料を用い、それぞれ外径が１０酊で内
径が６１１１のリングを作成した。各リングを真空中に
て４５０℃で５分間焼鈍後、水焼入れし・１ａｉｓｅの
磁界を印加して周波数と実効透磁率との関係を測定し、
その結果を第１図に示す。なお図中の曲線人、Ｂ、Ｃ，
Ｄは、前記実施列の試料に付し７’Ｃ入、Ｂ、Ｃ，Ｄ　
と符合している。

この図から明らかなように、第２相粒子であるＷＣ粒子
を３次元的に均一に分散した試料Ｂ　、　Ｃ。

Ｄは、ＷＣ粒子を含まない非晶質合金（試料Ａ）に比べ
ると高い実効透磁率を有し、特にＷＣ粒子の体積率が高
いものほど実効透磁率も高くなっており、この傾向は特
に高周波領域で顕著である。

これら各試料Ａ−１）の鉄損を次に測定した。鉄損の測
定手順は次の通りである。すなわち第２図に示す直列共
振ブリッジ回路を構成し、各試料のＬ（インダクタンス
）、Ｃ（容量）ならびにＲ（抵抗）を測定し、これら測
定値より後記（１）〜（３）式を用いて鉄損（Ｑ）を算
出し７ｔ。

なお、第２図において１は発振器、２は鉄損を測定しよ
うとする試料リング、■、はｌ平衡検出用ガルバノメー
タ、■、は電流モーター＃Ｚ重ハ１０Ω定抵抗＋　”Ｒ
は１０にΩ定抵抗＃２は可変抵抗で後記式中のＲとなる
。

、：２πｆ　　　　　　　　・・・・・・（２）０゛１
　　　　　　　　　・・・・・・（３）Ｑ＝１− 前記（１）　、　（２）　＊　（３）から算出した鉄損
と最大磁束密度Ｂｍとの関係を第５図に示す。図中にお
し１て破線Ａ１は試料人で周波数（ｆ）が５ｏｋＨｚ、
破線Ａ！は試料Ａで周波数が１００　ｋＨｚ　＃破線Ａ
、は試料Ａで周波数が１５ｏｋＨｚ＊実線Ｃ１は試料Ｃ
で周波数カー５０　ｋＨｚ　、実線Ｃ１は試料Ｃで周波
数が１００　ｋＨｚ　１実線Ｃ３は試料Ｃで周波数が１
５０ｋＨ！の場合のそれぞれの特性を示す。

この図において破線入１と実線Ｃ１、破線Ａ。

と実線ＣＩならびに破線Ａ１と実線Ｃ１ｔそれぞれ対比
すると明らかな工５に、どの測定条件の場合にも試料Ｃ
の方が試料Ａよりも鉄損か少なく、特に周波数が高くな
った場合にその差か大きく現われる。

また算出した鉄損と周波数との関係を第４図に示す。図
中の曲線Ａ、Ｂ、ｅ、Ｄは、前記実施例Ｑ）試料に付し
た入、Ｂ、Ｃ，Ｄと符合しており、下段の曲線ＡＮＤは
最大磁束密度をＩＫＧ、上段の曲線入〜Ｄは最大磁束密
度を３ＫＧにした場合の周波数と鉄損との関係をそれぞ
れ示す特性曲線である。この図から明らかなように、試
料Ｂ、Ｃ，Ｄは試料入に比べて鉄損が少なく、特に周波
数１００ｋＨｚ以上でその差が顕著である。

こｎら各試験結果より、第２相粒子が超急冷合金マトリ
ックス中に３次元的に均一に分散してしすることが、鉄
損を下げる有効な手段であることか分かる。

実施例 （Ｆｅｙｓ　８ｉｒｏ　Ｂｔｕ　）　　　　　　　　　
＝　・・・試料、Ｅ（Ｆｅｙａ　８ｉ＊ａ　Ｂ１１　）
＊ａ、ｓ　（ＷＣ）１．ｓ　　　　”・・・・試料Ｆな
る第２相粒子分散型超急冷合金を実施例とほぼ同様の方
法で作成した。ＷＣ粒子の平均粒径は１μｍであった。

走査戯電子顕微鏡観察により、ＷＣ粒子が超急冷合金マ
トリックス中に３次元的に均一分散し、孔もなく、試料
Ｅ及び超急冷合金マトリックス（試料Ｆ）はＸ線回折に
ょう非晶質相であることを確認した。この第２相粒子分
散型超急冷合金を用いて磁心材を構成する。この合金も
ＷＣ粒子を３次元的に均一に分散されているため、実施
例１と同様に鉄損が低減される。

本発明は前述の工うに、第２相粒子が超急冷合金マトリ
ックス中に３次元的に均一に分散した第２粒子分散型超
急冷合金で磁心材を構成したため、尚周波領域において
も鉄損の小さい、特性の優れたトランスを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種磁心材の周波数−実効透磁率の関係を示す
特性図、第２図は各種磁心材の鉄損な測定するための直
列共振ブリッジレ１路図、第３図は各種磁心材の最大磁
束密度−鉄損の関係を示す特性図、第４図は各種磁心材
の周波数−鉄損の関係を示す特性図である。 才１図 □ ２６− ブ　２　図 手　続　補　正　書（自発） 昭和５７年１２月８日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ｔ　事件の表示 特許［１５７−１８９９８４号 ２、発明の名称 トランス ６、補正をする首 事件との開係　　出願人 住所　′ｓｔ東部大田区官谷大塚町１番７号名称　　（
ＡＯ９）アルプス電気株式会社自発補正 ６　補正により増加する発明の数　　なしｌ　補正の対
象 （リ　明細書の特許請求の範匣の欄 ８、補正の内容 （１）特許請求の範囲の欄の記載を下記の通り補正しま
す。 ［（１）　　非晶質、結晶質、又はこれらの混合相から
なる超急冷合金マ）　ＩＪラックス中、その合金と相溶
性のない第２相粒子を少なくとも１１３次元的に均一、
分散場せた第２相粒子分散復超急冷合金を磁心材として
用いたことを特徴とするトランスＯ （２、特許請求の範囲第（１ン項記載において、前記超
急冷合金マトリックスがコバルトを主成分とするコバル
ト系非晶質合金で構成されていることを特徴とするトラ
ンス。 （６）　　特許請求の範囲第（り項記載において、前記
超急冷合金マトリックスが鉄を主成分とする鉄Ｍｕ）’
品質合金で構成されていることを特徴とするトランス。 」１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　非晶質、結晶質、又はこれらの混合相からなる超
   急冷合金マトリックス中に、その合金と相溶性のないＭ
   ２２相子を少なくとも１種３次元的に均一、分散させた
   ８２相粒子分散型超急冷合金を磁心材として用いたこと
   を／ｌ？１とするトランス。 （２）　　特許請求の範囲第（１１項記載において、前
   記超急冷合金マトリックスがコバルトを主成分とするコ
   バルト系合金で構成筋れていることを特徴とするトラン
   ス （５）　　特許請求の範囲第（０項記載において、前記
   超急冷合金マトリックスが鉄を主成分とする鉄系合金で
   構成されていることを特徴とＴるトランス