JPS6295807A - 金属リボン、その製造法およびそれよりなる磁心 - 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】 本発明は接着した電気絶縁層を成る表面上に設ける方法
に関し、その方法においては、マグネシウムアルコーラ
ート溶液を表面上に付与し、その后適用した熱エネルギ
ーによって溶媒を蒸発させマグネシウムアルコーラート
を分解して酸化マグネシウムを形成する。

本発明は更に、接着した電気絶縁層を金属リボン上に設
ける方法に関する。

本発明は更にまた、接着した電気絶縁層を以って被覆し
た金属リボンに関する。

最後に、本発明は電磁應用のための低損失磁心に関し、
該磁心は無定形金属薄層から形成され、電気絶縁材料が
薄層間に設けである。

接着した電気絶縁層は例えば、磁心材料として例えば変
圧器鉄心用に使用する無定形金属リボン上に用いられる
。絶縁層は、例えば金属リボンを所望形状に巻回して形
成される積層構造よりなる磁心内において渦電流を抑制
する作用をなす。

酸化マグネシウム層を付与する方法は、米国特許第２７
９６３６４号明細書に開示されており、この方法では先
ずマグネシウムを例えばメタノールに添加してマグネシ
ウムメタノ−ラードのメタノール溶液を製造する。次い
でその溶液を浸漬または吹付けによって成る表面上に施
し、その后、該表面を加熱し溶媒を蒸発させて、表面に
接着した酸化マグネシウム層を形成する。溶液は水を含
むがそれは溶液を表面上に施す以前に除去することが好
ましい。

本発明の目的は、酸化マグネシウムの特に均一な層を与
え、その層厚さを精確に調整し得る方法を提供するにあ
る。

本発明によればこの目的は、空気から遮断された供給シ
ステムによってマグネシウムアルコーラート溶液を表面
上に施与することを特徴とする、座部に記載した如き方
法により達成される。

水の存在は雰囲気空気からのものをも含めて、マグネシ
ウムアルコーラート溶液を使用する際、特に乾燥時に形
成される酸化マグネシウムの層厚さの良好な調節を乱す
ので、問題となることが実験によって例証された。これ
は特に本発明の場合のように努めて少量の酸化マグネシ
ウムを使用せんとする場合不利である。

本発明方法の好ましい態様においては、マグネシウムア
ルコーラートの溶液をフェルトピンによって表面に施与
する。

本発明の別の目的は、少量のマグネシウムアルコーラー
トを使用し、組成物を蒸発させるに要する熱を従来公知
の方法に比して減少させ且つ絶縁層を施す速度を公知方
法に比して増大させた酸化マグネシウム層の施与方法を
提供するにある。

この目的は、マグネシウムアルコーラート溶液を表面の
一部分に施与することにより、表面を酸化マグネシウム
層を以って所定パターン形状に被覆することを特徴と〉
る本発明方法の態様で達成される。この方法の許容性は
、表面の一部にのみ絶縁層が存在すれば、大抵の場合、
例えば金属リボンを積層状で磁心に使用する場合、渦電
流の発生を抑制するのに充分であるという実験的に得た
知見に基く。絶縁層は薄層間のスペーサとして作用する
。この方法は、薄層間のこの間隔の結果として形成され
た磁心に例えばエポキシ樹脂を単に含浸するだけで、該
樹脂が薄層間の結合と磁心の変形抵抗とを改善する作用
をなし得るという付加的な利点を有する。

定速で移動する金属リボン上に酸化マグネシウム層を付
与する本発明方法の特別好適な態様は、リボンの運動方
向に実質的に直角な方向にフェルトピンを動かして、表
面上に正弦曲線状の絶縁トラックを形成することを特徴
とする。

金属リボン上に例えば正弦曲線状トラックを付与する方
法は米国特許第４４１３４０６号明細書から公知である
が、この方法は薄層間の接着を改良する作用をなす低融
点金属に関する。しかし乍ら、部分的結合は接着を保証
するのに充分であるという事実からは、部分的絶縁が電
気伝導性を所望の程度まで抑制するのに充分であると結
論することはできない。

本発明の池の目的は、少量の絶縁材料を必要とし、少量
の熱エネルギーを消費し、高速施与を達成し得る、接着
した電気絶縁層の金属リボン上への付与方法を提供する
ことである。

本発明によればこの目的は、液状シリコン化合物の正弦
曲線状トラックを金属リボンの少なくとも片面上に施し
、該シリコン化合物を熱エネルギーの供給により分解し
て酸化シリコンを形成することを特徴とする方法によっ
て達成される。

この方法は、金属リボンを所望形状に巻回し、その後磁
心を例えば４００℃で焼きもどして磁心から機械的歪を
取り除き、その後磁心に例えばエポキシ樹脂を含浸する
という金属リボンからの磁心製造法と特に有効に組合わ
せることができる。焼きもどしの間に液状シリコン化合
物は酸化シリコンに転換するので、この目的に対しては
この方法において別個の工程は全く必要がない。金属リ
ボンは局部的にのみ酸化シリコンで覆われているから、
巻回した磁心に合成樹脂を含浸することによって磁心の
積層構造を強力な接着状態で一緒に結合することができ
る。

尚、本発明の他の目的は、少量の絶縁（４十斗を費消し
絶縁層を高速で施与し得る、接着した電気絶縁層で被覆
した金属リボンを提供するにある。金属リボンは更に、
渦電流を、可成りの程度まで、また磁心を高周波で使用
する際には顕著に、抑制する積層形態で磁心材料として
使用するに好適でなければならない。その上積層構造は
、強力に接着する方法、例えば巻回した磁心にエポキシ
樹脂を含浸することにより一緒に結合し得ることが望ま
れる。

この目的は字部に述べた金属リボンにより本発明に従っ
て達成され、該金属リボンはそれが酸化マグネシウムお
よび酸化シリコンよりなる群から選ばれた材料の層を以
って所定のパターン形状に被覆されることを特徴とする
。

好ましい態様においては、金属リボンの表面を正弦曲線
状絶縁トラックで被覆する。

本発明金属リボンの特に有効な態様においては、絶縁ト
ラックは幅０．１乃至１ｍｍで厚さ０．２乃至１μｍで
ある。

絶縁トラックの厚さは、金属リボンのその後の工作、例
えば磁心の製作において、薄層間のスペーサとして満足
に作用することを保証するために少なくとも０．２μｍ
であることが好ましい。絶縁トラックの厚さが１μｍを
超えると磁心中の非磁気活性材料の容積が増大し過ぎて
好ましくない。

絶縁トラックの幅は、スペーサとしての充分な作用をな
すだめの厚さという点で大きくする。何故ならば、幅が
充分に大きいならば、厚さを確実に制御し得るからであ
る。絶縁トラックの幅がｌ　ｍｍを超えたならば、マグ
ネシラ１２アルコーラード、適用する熱エネルギー、お
よび加工時間の望ましい節減が充分な程度まで達成され
ない。

本発明の最終の目的は、磁心が、特に高周波で使用され
る際にも低損失を示し、無定形金属層の薄層から形成さ
れ且つ電気絶縁層が積層間に設けであるという、電磁石
に應用するための磁心を提供するにある。積層構造は強
力に接着した状態で一緒に結合されることが望ましい。

本発明によればこの目的は、薄層が少なくとも片側上で
、酸化マグネンウムおよび酸化シリコンよりなるｚｌｌ
から選ばれた材料を以って所定のパターン形状に被覆さ
れており、且つ合成樹脂を含浸したことを特徴とする磁
心によって達成される。

本発明をここに添付図面を参照し、実施例に基づいて更
に詳述する。

実施例１ 第１ａ図は本発明方法の一熊様の概略図である。

金属リボン２をリール１からプーリ３を経て案内し、リ
ボン湿潤器４に通した。この実施例によれば、金属リボ
ンは幅１２ｍｍ、厚さ２０μｍの無定形金属リボンであ
った。金属リボンの組成は、金属リボンが磁心の製作に
使用するのに適するように例えばＦｅｔｓＢ＋５Ｓｌｓ
の組成を選んだ。その他の用途の場合は、本発明方法は
金属リボンの任意所望の寸法および組成で何等問題なく
使用し得る。

リボン湿潤器４を通って一定速度で走行する金属リボン
２を、５重量％のマグネシウムエタノーラードのメタノ
ール溶液で被覆した。次いで金属リボン２を乾燥器５を
通って案内し、該乾燥器中では人口６を経て熱風を金属
リボンの表面上に通した。溶媒（メタノール）は蒸発し
て、マグネシウムエタノーラードは酸化マグネシウムと
ガス状残渣とに分解し、後者は熱風により溶媒と共に除
去された。酸化マグネシウムは、金属リボン上の表面上
に即時接着の電気絶縁層として残留した。この実施例に
よれば、熱風の温度は１５０℃であった。乾燥および分
解のために、その他の材料、例え。

ば赤外ランプ照射への露出をも使用し得ることは勿論で
ある。

最后に金属リボン２をゴム支持面を有する軸輪７を経て
リール８上に巻いた。連続法と金属リボンの一定の走行
速度の結果として、本発明方法は、所望ならばその他の
金属リボンの工程、例えば金属リボンを所望幅に切断す
る工程と組合わせることもできる。

マグネシウムエクノーラート溶液は、リボン湿潤器４へ
貯槽９からガス圧によって供給し、その目的のために不
活性ガス例えばアルゴンを供給口１０を経て供給した。

ガス圧は、リボン湿潤器４への液の流れを調節し、従っ
て金属リボン上の液体フィルムの厚さを随意に調節する
のに有効に使用することができた。

低温で蒸発する溶媒としてアルコール、例えばメタノー
ル、エタノールまたはインプロパツール等を用いること
が好ましい。マグネシウムアルコーラートは、好ましく
はマグネシウムメタノ−ラードおよびマグネシウムエタ
ノーラードよりなる群から選ばれる。溶液中のマグネシ
ウムアルコーラートの濃度は所望の溶液粘度によって例
えば１乃至１０重量％とする。

・第１ｂ図は、上述の方法に使用し得るようなリボン湿
潤器４の具体例を更に詳細に示す。リボン湿潤器４は２
個のパー′７１１を含んでなり、それらの間に金属リボ
ン２を矢示１２の移送方向に通した。

押圧スプリング１３によりリボン湿潤器４のパーツ１１
を互いに対峙弾支した。２個のパーツｌｌ中には多孔質
材料例えばフェルトまたはスポンジの充填物１４が存在
し、それは注入口１５からのマグネシウムアルコーラー
トで湿潤した。充填物１４の幅を金属リボン２の幅より
大きくしたから金１ｍ　ＩＪボン２は全幅に亘り両側を
液層１６で覆われた。

実施例２ 第２ａ図は本発明方法の別の具体例を模式的に示す。前
記実施例に述べた如き金属リボン２０を矢示２１方向に
定速で走行させた。リボン湿潤器２２はホース２３を介
して、図示しない供給器と接続した。

５重量％マグネシウムエタノーラートのメタノール溶液
のトラック２４を金属リボン２０上に設けた。

リボン湿潤器２２を矢示２５方向に往復動させたのでト
ラック２４は正弦曲線状に変化した。

次いで金属リボン２０を上述の方法で加熱したから、酸
化マグネシウムの正弦曲線状トラックが表面上に形成さ
れた。

第２ｂ図はフェルトピン形態のリボン湿潤器２２を更に
詳細に示すもので、フェルトピンは多孔質材料２７例え
ばフェルトまたはスポンジを充填したフェルトホルダ２
６よりなり、多孔質材料の端部２８はマグネシウムアル
コーラートのトラックの所望の幅に応じた幅を備える。

第３図のａは、５重量％マグネシウムエタノーラートの
メタノール溶液のトラック３１を具えた金属リボン３０
の横断面である。無定形金属リボンは一般に、成分の溶
融混合物を、回転する冷却ホイール上で高速冷却して製
造するから、ががる金属リボンは往々にして一粗面と一
平滑面とを具える。

片面のみに設けて所望の効果を得る必要のある液状トラ
ック３Ｉは平滑面に設けることが好ましい。

液状トラックの幅は例えば０．１乃至２ｍｍで厚さは１
乃至１０μｍである。

第３図のｂは、熱処理后の金属リボン３０の横断面図で
ある。固体酸化マグネシウムのトラック３２が形成され
ており、金属リボンに即時接着方式で結合している。熱
処理后のトラック３２の幅は好ましくは０．１乃至１ｍ
ｍ、厚さは０．２乃至１μｍである。トラックの幅と厚
さとが乾燥および酸化マグネシウムへの変換により減少
する程度は使用したマグネシウムアルコーラート溶液の
１農度によって変わるが再現性がある。絶縁トラック３
２に所望寸法を与えるには液体トラック３１をどの位の
寸法となすべきかを確立するのは簡単な実験で事足りる
。

第４ａ図は、金属リボンを所望形状に巻回して製作した
磁心４０の例の概要図である。巻回后、金属芯を例えば
４００℃の温度で焼きもどして機械的応力を除去し、次
いで例えばエポキシ樹脂を含浸する。酸化マグネシウム
トラックの存在の結果、エポキシ樹脂は容易に薄層間に
流入しく尋るがら薄層間に良好な結合が形成される。次
いで磁心４ｏを例えば２個の半休に鋸引き切断してもよ
い。

第４ｂ図は１個の磁心半体４１を示す。この磁心半体を
使用する場合は、磁場４２は面４３に垂直である。

それによって誘導される渦電流は矢印４４で示すように
磁場に垂直な面内を移動する。それらの通路の大部分を
確保するために、電子は層から層へと移動しなければな
らない。層間にはエポキシ樹脂と酸化マグネシウムとが
存在するために、電気抵抗は充分高くなりでおり、磁場
が層間渦電流を起こすことを防止する。

実施例３ 前記実施例１に述べたような無定形金属リボンを、液状
ンリコン化合物、例えばシリコンオイルまたはシリコン
ラッカーの正弦曲線状トラックで覆った。液体は、例え
ば、前記実施例と同様な方法で、同一寸法を以って付与
した。

次いで、金属リボンを磁心状に巻回し、例えば温度４０
０℃で焼きもどし、機械的応力を除いた。

焼きもどしの際に、／リコン化合物は分解し、酸化シリ
コンのトラックが形成された。酸化シリコントラックは
良好な電気絶縁効果を有し、更にまた層間スペーサとし
て作用した。次いで磁心にエポキシ樹脂を含浸したから
使用中、層間渦電流の高度に抑制された機械的に強力な
磁心が形成された。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は本発明方法の一態様を示し、 第２ａ図および第２ｂ図は本発明方法の別の態様を示し
、 第３図のａおよびｂは本発明金属リボンの断面図であり
、それぞれ金属リボンの熱処理の前後を示し、また 第４ａ図および第４ｂ図は本発明金属リボンを使用して
製作した磁心の概要図を示す。 ■・・・リール　　　　　　２・・・金属リボン３・・
・プーリ　　　　　　４・・・リボン湿潤器５・・・乾
燥器　　　　　　６・・・入ロア・・・軸輪　　　　　
　　８・・・リール９・・・貯槽　　　　　　　１０・
・・供給口　・１１・・・パーツ　　　　　　１３・・
・スプリング１４・・・充ｍ物　　　　　　１５・・・
注入口１６・・・液層　　　　　　　２０・・・金属リ
ボン２２・・・リボン湿潤器　　　２３・・・ホース２
４・・・トラック　　　　　２６・・・フェルトホルダ
２７・・・多孔質材料　　　　２８・・・端部３０・・
・金属リボン　　　　３１・・・トラック３２・・・ト
ラック 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン ＦＩＧ、１ｂ ＦｌＯ，３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属リボン表面が酸化マグネシウムおよび酸化シリ
   コンよりなる群から選ばれた材料の層を以って所定パタ
   ーン形状に被覆されたことを特徴とする接着した電気絶
   縁層で被覆された金属リボン。 ２、所定パターン形状が正弦曲線状トラックである特許
   請求の範囲第１項記載の金属リボン。 ３、トラックが幅０．１乃至１ｍｍであり厚さ０．２乃
   至１μｍである特許請求の範囲第２項記載の金属リボン
   。 ４、マグネシウムアルコーラート溶液を表面上に付与し
   、その后適用した熱エネルギーによって溶媒を蒸発させ
   、マグネシウムアルコーラートを分解して酸化マグネシ
   ウムを形成し、接着した電気絶縁層を表面上に設ける方
   法において、空気から遮断された供給システムによって
   マグネシウムアルコーラート溶液を表面上に施与するこ
   とを特徴とする表面に接着した電気絶縁層を具えた金属
   リボンの製造法。 ５、マグネシウムアルコーラート溶液をフェルトピンに
   よって表面上に施与する特許請求の範囲第４項記載の金
   属リボンの製造法。 ６、マグネシウムアルコーラート溶液を前記表面の一部
   に施与することにより、該表面を酸化マグネシウム層を
   以って所定パターン形状に被覆する特許請求の範囲第５
   項記載の金属リボンの製造法。 ７、酸化マグネシウム層を設けるべき金属リボンを定速
   で走行せしめ、該リボンの運動方向に実質的に直角な方
   向にフェルトピンを動かして前記表面に正弦曲線状の絶
   縁トラックを形成する特許請求の範囲第６項記載の金属
   リボンの製造法。 ８、液状シリコン化合物の正弦曲線状トラックを金属リ
   ボンの少なくとも一面上に施し、該シリコン化合物を熱
   エネルギーの供給により分解して酸化シリコンを形成す
   ることを特徴とする表面に接着した電気絶縁層を具えた
   金属リボンの製造法。 ９、磁心が無定形金属層の薄層から形成され且つ電気絶
   縁材料が積層間に設けられた電磁石に應用するための磁
   心において、薄層が少なくとも片側上で、酸化マグネシ
   ウムおよび酸化シリコンよりなる群から選ばれた材料を
   以って所定パターン形状に被覆されており、且つ合成樹
   脂を含浸したことを特徴とする低損失を示す磁心。