JPS60182119A - 巻鉄心の製造方法 - Google Patents

巻鉄心の製造方法

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JPS60182119A
JPS60182119A JP3670784A JP3670784A JPS60182119A JP S60182119 A JPS60182119 A JP S60182119A JP 3670784 A JP3670784 A JP 3670784A JP 3670784 A JP3670784 A JP 3670784A JP S60182119 A JPS60182119 A JP S60182119A
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JP
Japan
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winding
magnetic alloy
wound
amorphous magnetic
alloy ribbon
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Pending
Application number
JP3670784A
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English (en)
Inventor
Tadao Murata
村田 忠郎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • H01F41/0226Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は非晶質磁性合金薄帯からなる巻鉄心の製造方法
に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、変圧器などに用いる巻鉄心においては、優れた磁
気特性を有する非晶質磁性合金材料によシ製造すること
が検討されている。この非晶質磁性合金材料は、鉄、コ
バルトなどの金属とほう素、炭素などの元素からなる合
金を成分として、超急冷法により製造した薄帯をなすも
ので、従来の鉄心材料であるけい素鋼板に比較して、鉄
損および励磁電流が著しく小さい優れた励磁特性を示し
ている。
しかして、非晶質磁性合金材料(以下非晶質磁性合金薄
帯と称する。)は、超急冷法により製造するので、材料
の内部に熱応力が残留することから、一般に磁場中にて
熱処理(焼鈍)を施して歪を除去しないと、材料が本来
布している良好な磁気特性が得られない。このため、非
晶質磁性合金薄帯により巻鉄心を製造する場合には、非
晶質磁性合金薄帯を巻回した後に、歪取り焼鈍を行なっ
ている。
この場合、非晶質磁性合金薄帯は適正な熱処理温度条件
の範囲が狭く、良好な磁気特性を得るためには、温度お
よび保持時間を所定の範囲に設定することが必要である
。す々わち、熱処理温度が低くすぎても、あるいは高す
ぎても、非晶質磁性合金薄帯の磁気特性の回復率(内部
歪の除かれる割合)が小さく、その許容温度範囲は±5
℃以内が良いとされ、±10℃以上になると磁気特性が
悪化する。また、熱処理温度の保持時間が長くなると、
非晶質磁性合金薄帯1の磁気特性が悪化する。このため
、非晶質磁性合金薄帯を、この材料が本来有している優
れた磁気特性を損なうことなく歪取p熱処理するために
は、薄情全体を短時間で均一温度(±5℃)にすること
が必要である。
しかして、従来非晶質磁性合金薄帯を用いて巻鉄心を製
造する場合には、第1図および第2図で示すように非晶
質磁性合金薄帯1を、巻型2の周囲に幅方向に均一に揃
えて連続的に巻回して巻回体3とし、この巻回体3に歪
取り熱処理を施している。
しかしながら、前記のような巻回構成の巻回体3を熱処
理すると、巻回体30巻厚方向の各部分および幅方向の
各部分に温度差が生じて1巻回体3全体、すなわち巻回
した非晶質磁性合金薄帯I全体を、短時間で均一温度に
昇温および降温(冷却)することが困離で、その結果、
非晶質磁性合金薄帯1の優れた磁気特性を劣化させると
いう問題があった。策3図は、熱処理の昇温時(410
℃、1時間保持)における巻回体3の巻厚方向の温度分
布の一例を示す線図である。この線図によれば、巻回体
3の巻厚方向中央部の温度が、内周部および外周部の温
度に比して特に低く、両者間に5〜25℃の温度差を生
じることが判る。第4図は、前記と同じ昇温時における
巻回体30幅方向の温度分布の一例を示す線図である。
この線図によれば、巻回体3の幅方向中央部の温度が、
両端部の温度に比して特に低く、両者間に2〜5℃の温
度差を生じることが判る。このように巻回体3を熱処理
すると、巻回体3は部分的に温度の高低差を生じて、温
度分布が不均一にな9、巻回体3全体を均一な温度にす
ることができない。そこで、巻回体3の中央部が所定の
熱処理温度になるまで温度を保持すると、巻回体3の外
周部(巻終9部)と内周部(巻始め部)における非晶質
磁性合金薄帯1が高温となって結晶化が始まり、磁気性
の劣化を招く原因となっていた。
〔発明の目的〕
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、磁気特性
に優れた非晶質磁性合金薄帯からなる巻鉄心を、磁気特
性を低下させることなく製造することができる巻鉄心の
製造方法を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明の巻鉄心の製造方法は、巻取り内径が異なる複数
の巻取り部を、小径のものからj脈に同一軸線上に並べ
て−なる多段構成の巻型を使用し、この巻型の各巻取9
部に非晶質磁性合金薄帯を巻取り、次いで、非晶質磁性
合金薄帯に歪取シ熱処理を施し、その後に巻型の各巻取
り部に夫々巻取りた非晶質磁性合金薄帯の各巻回層を同
心状に組合せて巻鉄心を形成するものである。すなわち
、非晶質磁性合金薄帯を巻型に複数の巻回層に分けて巻
取った状態で歪取υ熱処理を施すことにより、熱処理時
に、巻取った非晶質磁性合金薄帯全体を短時間で均一な
所定温度に昇温および降温させ、非晶質磁性合金薄帯の
磁気特性の劣化を防止するものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を図面で示す実施例について説明で説明する
まず、第7図で示す巻型2を使用して、非晶質磁性合金
薄帯1を巻取る。巻型2は、非晶質磁性合金薄帯1を巻
取る複数、例えば矩形をなす4個の巻取シ部2a、2b
、2c、2dを有するもので、これら各巻取り部2a〜
2dにおける非晶質磁性合金薄帯1を巻取る巻取υ内径
d1 rd2 +da +d4が夫々異なっており、且
つ各巻取9部28〜2dを、小径のものから順に同一軸
線上に並べて配置した多段構成をなしている。すなわち
、巻型2により非晶質磁性合金薄帯1を巻回して形成さ
れる巻回体を、巻厚方向に複数の巻回層に分割し、これ
ら非晶質磁性合金薄帯1の各巻回層の内径を、前記各巻
取シ部2a〜2dの巻取シ内径d工〜d4として夫々設
定している。このため、各巻取り部28〜2dは、前記
分割した各巻回層に応じて非晶質磁性合金薄帯1を巻回
するものである。なお、各巻取り部2a〜2dで巻取る
非晶質磁性合金薄帯1の巻厚と、各巻取9部2a〜2d
の肉厚との合計は、各巻取9部2a〜2d毎に夫々熱容
量が出来るだけ等しくなるように設定する。また、各巻
取シ部2a〜2dの幅寸法は、本実施例では非晶質磁性
合金薄帯1の幅と等しく設定する。
そして、第5図で示すように巻型2を図示しない装置に
より回転させるとともに、供給リール3から非晶質磁性
合金薄帯1を順次繰多山して、巻型2の各巻取9部28
〜2dに非晶質磁性合金薄帯1を巻取る。この場合、各
巻取9部2a〜2dは、小径のものから順に非晶質磁性
合金薄帯1を所定巻厚で夫々巻取る。このため、非晶質
磁性合金薄帯1は、各巻取り部2a〜2dにより所定厚
さの巻回層に分割して巻取られ、且つこれら巻回層が薄
帯幅方向に階段状にずらした状態にして巻取られる。こ
の巻回層の幅方向ずらし量は、非晶質磁性合金薄帯1の
幅寸法に相当する。第6図は、巻型2に非晶質磁性合金
薄帯1を巻取った状態を示している。
次いで、前記のように巻型2に巻取りた非晶質磁性合金
薄帯1に対して歪取p熱処理を行ない、非晶質磁性合金
薄帯1に生じている歪を除去する。この熱処理は、不活
性ガスを封入した処理炉内において非晶質磁性合金薄帯
1を加熱して所定温度まで昇温し、その後に冷却して降
温させて行なうものである。ここで、非晶質磁性合金薄
帯1は、巻型2により複数の巻回層として巻鉄心巻厚方
向に多段に分割された状態で、加熱および冷却される。
、このため、非晶質磁性合金薄帯1の各巻回層は、処理
炉内の強制対流と熱伝導により加熱および冷却されて、
夫々均一な状態にて短時間で所定温度まで昇温および降
温する。また、各巻回層では良好に熱伝導が行なわれ、
非晶質磁性合金薄帯1の幅方向の温度差が小さくなる。
従って、巻型2に巻取られた非晶質磁性合金薄帯1の各
部分の温度分布が均一化され、非晶質磁性合金薄帯1は
全体が短時間で均一な所定温度に昇温および降温される
ことになる。
第9図は熱処理時における非晶質磁性合金薄帯1の巻回
体の巻厚方向の温度分布(昇温時410℃、1時間保持
)を示す線図である。この線図から明らかなように、巻
回した非晶質磁性合金薄体1における巻厚方向中央部の
温度と、内周部および外周部の温度との差が6℃であり
、前記したように磁気特性を低下させない許容温度範囲
±5℃に収めることができた。これにょ9非晶質磁性合
金薄帯1の鉄損を、従来に比して約10%向上できた。
このようにして非晶質磁性合金薄帯1の磁気特性を低下
させることなく熱処理を行なった後、巻型2の各巻取シ
部2a〜2dに巻取った非晶質磁性合金薄帯lを幅方向
にずらして、同心状に組合せることによシ、第8図で示
す巻鉄心4を形成する。
なS、前述した実施例においては、非晶質磁性合金薄帯
1を巻型2に巻取る場合に、非晶質磁性合金薄帯1の巻
回層の間に、磁気特性の向上を図るためのけい素鋼板を
介在して巻込むことができる。すなわち、巻型2の各巻
取9部2a〜2dに夫々予じめけい素鋼板を巻付けてお
いてそれぞれけい素鋼板上に非晶質磁性合金薄帯1を巻
取り、その後、各部28〜2dの非晶質磁性合金薄板1
をけい素鋼板とともに幅方向にずらせて重ね合わせれば
非晶質磁性合金薄板10巻回層の間にけい素鋼板を容易
に介在させることができる。このようにすれば、非晶質
磁性合金薄帯1の表面に絶縁被覆がなくても非晶質磁性
合金薄帯1の巻回層間が絶縁被覆を有するけい素鋼板に
よって絶縁されることになるので、うず電流の発生を低
減でき、巻鉄心の磁気特性を図る上で大変効果的である
また、本発明の巻取り工程において、非晶質磁性合金薄
帯1を幅方向にずらす量は、前述の実施例のように薄帯
幅と同じ大きさに限定されるものではない。非晶質磁性
合金薄帯1を巻型2の小径側の巻取9部2aから順に巻
取っていく場合には、第10図に示すように各巻取9部
2a〜2dの幅寸法を異ならせた巻型2を用いることに
よシ、非晶質磁性合金薄帯1を巻取る時に、その幅方向
への寸法を変えることができる。第10図で示す巻型2
は、巻取シ部2aの幅が非晶質磁性合金薄帯1の幅と同
じ大きさであシ、巻取9部2b〜2dの幅が薄帯1の幅
よシ小さく設定されて−いる。このため、この巻型2を
使用すると、非晶質磁性合金薄帯1は各巻回層の一部が
幅方向に重合する。このようにすれば、熱処理後に巻鉄
心を形成する場合に、各巻回層を幅方向に容易にずらす
ことができ、巻鉄心の形成が容易になる。
なお、本発明は矩形鉄心に限定されず、円形鉄心にも適
用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の巻鉄心の製造方法によれば
、非晶質磁性合金の磁気特性を損なうことなく熱処理を
行ない、非晶質磁性合金薄帯が有する優れた磁気特性を
発揮できる巻鉄心を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の製造方法によシ形成した巻回体を示す正
面図、第2図は第1図■−■線に沿う断面図、第3図お
よび第4図は夫々従来の巻回体における熱処理時の温度
分布を示す線図、第5図ないし第9図は本発明の製造方
法の一実施例を示すもので、第5図は巻取シ工程を示す
説明図、第6図は巻型に非晶質磁性合金薄帯を巻取った
状態を示す正面図、第7図は巻型を示す拡大断面図、第
8図は巻鉄心を示す斜視図、第9図は巻型に巻回した非
晶質磁性合金薄帯を熱処理した場合における温度分布を
示す線図、第10図は他の実施例における巻型で非晶質
磁性合金薄帯を巻回した状態を示す断面図である。 1・・・非晶質磁性合金薄帯、2・・・巻型、2a〜2
d・・・巻取シ部、4・・・巻鉄心。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 巻取り内径が異なる複数の巻取シ部を、小径のものから
    順に同一軸線上に並べてなる多段構成の巻型を使用し、
    この巻型の各巻取9部に夫夫非晶質磁性合金薄帯を巻取
    シ、次いでこの巻取り状態で前記非晶質磁性合金薄帯に
    歪取υ熱処理を施し、その後に前記巻型の各巻取9部に
    夫々巻取った前記非晶質磁性合金薄帯の巻回層を同心状
    に組合せて巻鉄心を形成することを特徴とする巻鉄心の
    製造方法。
JP3670784A 1984-02-28 1984-02-28 巻鉄心の製造方法 Pending JPS60182119A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581220A (en) * 1994-10-13 1996-12-03 American Superconductor Corporation Variable profile superconducting magnetic coil
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