JPS6237909A

JPS6237909A - 巻線機器

Info

Publication number: JPS6237909A
Application number: JP60177819A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Senda; 仙田　嘉美
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1987-02-18

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、特に小型・軽量化が要求される携帯用機器、
溶接ロボット用等に使用される小型化が可能な巻線機器
に関するものである。

本発明で巻線機器とは、鉄心とその外周に巻回された巻
線からなる、変圧器、各種変成機、インダクタンス、リ
アクトル等の総称とする。

〔従来の技術〕

現在トランス用鉄心材料として広く利用されているもの
は珪素鋼板である。この珪素鋼板は、永年の研究開発に
より、安価でかつ高品質な素材として大量に生産されて
いるが、飽和磁束密度及びキュリ一点の限界からトラン
スの小型・軽量化に限界があり、珪素鋼板より更に高い
飽和磁束密度及びキュリ一点を持つ材料が強く望まれて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

珪素鋼板は一般的な交番磁束用鉄心材料として非常に優
れた材料であり、その大部分が変圧器、発電機、電動器
などの大型電気機器に用いられている。

近年特に携帯用電気機器、溶接ロボット用等に使用され
るトランスに対し、小型・軽量化の要求が強くなってい
る。

すなわち、溶接ロボットの場合、溶接の電源トランスは
、可能の限りアーム先端の運動範囲に近い部位に設け、
これにより、大断面の電纜の長さの短縮、電纜が関節と
平行に走る等によるアームの運動性の低下の防止等が要
求される。しかし、このためには、トランスは、小型か
つ軽量とする必要がある。この小型・軽量トランス用鉄
心材料として、上記珪素鋼板は飽和磁束密度及びキュリ
一点に限界があり、小型・軽量化のニーズを充分満足す
るには至っていなかった。

本発明は、飽和磁束密度が高く、キュリ一点が高いＦ　
ｅ−Ｃｏ−Ｖ合金の冷間圧延コイル材（以下冷間帯鋼と
記す）を使用して小型・軽量化された巻線機器を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕本発明は、Ｃｏ　４６．０〜５２．０ｗｔ％およびＶ　
１．５〜２．３ｗｔ％を含むＦｅ−Ｇｏ−Ｖ系合金の薄
板材を積層した鉄心を有することを特徴とする巻線機器
であり、また、鉄心は該合金の帯状コイル材をその長手
方向に曲げ成形してなる巻鉄心型とするものである。

本発明に使用する合金の飽和磁束密度は約２４，０００
Ｇであり、方向性珪素鋼板の約２０，０ＯＯＧより２０
％高く、またキュリ一点も９６０℃で珪素鋼板の７４０
℃より２２０℃も高く、したがって、高温度まで高飽和
磁束密度の特性が接続され、トランス等の小型化を可能
にする材料である。

従来この材料は板工程、すなオ）ち、切板による処理で
作られていたため生産性が低く、非常に高価であり、ま
た板厚０．５ｍｍ以下になると寸法精度・形状等で充分
なものが得られず、上記のような優れた特徴を持ってい
るにもかかわらず、小型・軽量トランス等の鉄心材とし
ての検討がなされていなかった。

この点に鑑み、本発明は、Ｃｏ　４６，０〜５２．（ｌ
ｉｔ％、Ｖ　１．５〜２．３ｗｔ％を含むＦｅ−Ｃｏ−
Ｖ系合金を、熱処理等の製造工程を改良することにより
、コイル材で製造することに成功し、これにより寸法精
度・形状の優れた冷間帯鋼を得、これを積層使用して小
型、軽量のトランス用鉄心を製作し、所期の目的を達し
たことに基づくものである。

＝３− また、本発明者らは前述のように該Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ系合
金を帯状材として製造することに成功し、その帯材の特
性を種々測定した。その結果、長手方向の曲げ加工性は
、幅方向のそれ、および切板材のそれに比しかなり改善
されており、巻鉄心に成形加工するに十分であることが
確認された。

本発明でＧｏ　４６．０〜５２．０ｗｔ％とじたのは、
４６．０ｗｔ１未満でも５２．０ｗｔ％を越えても磁気
特性が劣化するためである。

また、■１．５〜２　、３ｗｔ％とじたのは、１．５讐
ｔ％未満では冷間加工性が悪く、冷間帯鋼の製造が難し
くなること、また２、３Ｉｉｔ％を越えると磁気特性が
劣化するためである。

さらに、Ｃｒは約０．５ｗｔ％以上では保磁力１（ｃを
やや劣下させるが被加工性を改善するので、また、Ｍｎ
は、磁気モーメントを他の多くの元素のごとく低下させ
ず、むしろ増加させるとともに被加工性を向」二するの
で、Ｃｒ、’Ｍｎを貼独または複合で１．５％程度以下
添加することがあるので、本発明はこれに従った。

〔作用〕

本発明の巻線機器は、磁束密度が高いＦ　ｅ−Ｃｏ−■
系合金を用いるので、鉄心の断面積を小さく、したがっ
て鉄心を小型・軽量化すること、および、さらにこの小
型化によって巻線長も短縮して全体を小型・軽量化する
ことが可能となる。

また、この合金は高価なＣｏを多量に含むので、前記の
ようにコイル材で製造することが可能になったとはいえ
、やはり高価である。したがって、巻鉄心型とする、ま
たは短冊型片を組合せる等により、素材の利用率を高め
ることが重要である。

そして、前者の場合、コイル材はその長手方向には、乏
しいとはいえ、曲げ成形性が改善されているので曲げ成
形可能である。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例に基づき以下詳述する。

Ｃｏ４９．３％、Ｖ　１．９７％、残部Ｆｅの組成の合
金を真空誘導溶解し、分塊後熱間圧延により、２．０ｍ
厚Ｘ２５０＋ｎｍ幅のコイルを製作した。このコイルを
溶体化処理後冷間圧延、脱スケール、トリミング等を行
ったのち、０　、３５　ｍｎ厚に仕−Ｌげし、製品幅４
０ｍにスリットした。この条を用い第１図に示す巻鉄心
型トランス鉄心を製作した。鉄心の重置は１゜９５ｋｇ
であった。これと比較用に、回し厚さ、同じ幅の珪素鋼
板を用い、内径を同一寸法にし、外径を変えてそれぞれ
重に２．ｌ３ｋｇ、２．５１ｋｇ、３．０２ｋｇの１〜
ランス鉄心を作った。以にの鉄心を磁性焼鈍したのち巻
線を施し、特性を測定した。第２図にその結果を示す。

本図から本発明のトランス鉄心（１，９５ｋｇ）は、２
．５１ｋｇの珪素鋼板ｌ・ランス鉄心とほぼ同等の特性
を示すことが判る。

〔発明の効果〕

前記のように、本発明による巻線機器は、従来゛　の方
向性珪素鋼板を用いたトランスより鉄心重量で約３０％
の軽量化ができることが判る。

また、鉄心の断面積が低下することは、巻線の長さ、し
たがって重量も低下させるのである。これから判るよう
に、本発明の巻線機器は、携帯用電気機器、溶接ロボッ
ト用等のトランス等の小型・軽量化に極めて有益なもの
である。

以上本発明をトランスを中心にして述べたが、その効果
は、トランスのみならず、各種変成機、インダクタンス
、チョーク、リアクトル等に対しても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトランス鉄心の正面図および側面図で
ある。第２図は本発明のトランス鉄心と珪素鋼板を使用したト
ランス鉄心の特性比較例であり、図中のＡは、本発明ト
ランス鉄心（鉄心重量１．９５ｋｇ）であり、ａ　−Ｑ
は珪素鋼板トランス鉄心であり、それずれ鉄心重量が３
．０２ｋｇ、２．５１ｋｇ、２．１３ｋｇのものである
。

Claims

【特許請求の範囲】１　Ｃｏ４６．０〜５２．０ｗｔ％およびＶ１．５〜２
．３ｗｔ％を含むＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系合金の薄板材を積層
した鉄心を有することを特徴とする巻線機器。２　鉄心は、帯状素材をその長手方向に曲げ成形してな
る巻鉄心型としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の巻線機器。３　鉄心の材質は、Ｃｏ４６．０〜５２．０ｗｔ％およ
びＶ１．５〜２．３ｗｔ％を含み、さらに必要に応じ、
Ｃｒ、Ｍｎの一種または二種合計で１．５ｗｔ％以下を
含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の巻線
機器。