JPS6338189A - 磁気コア及びその製造方法 - 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】 ＆ユニ直上 木９．【φ１は、磁気コアに関し、より詳細には、透磁
性細片材より形成された構成簡明な磁気コアに関する。

磁束電力計又は傾斜計　（ｇｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ）の
ような可飽和測定装置は、可飽和コアを必要とする。

１９５９年１２月８目に発行された本発明者による米国
特許第２，９１６．６９６号は、例えば、透磁性ワイヤ
を、らせん状に巻くことにより形成された磁気コアを持
つ可飽和測定装置について開示している。１９６１年４
月２５日に発行された本発明者による米国特許第２，９
８１，８８５号では、透磁性細片材でてきた同軸コイル
を使用して、非磁性支持体」−に、（互いに）逆向きに
巻回１７、重畳して編み込んだ（ｉｎｔ、ｅｒｗｏｖｅ
ｎ）改良型の磁気コアについて開示しである。この型の
磁気コアは、永久磁化を使用しなくても済み、多くの点
において非常に有利ではあるのだが、この型のコアの製
造には、細片を一様に編み込むための、高度な技術を必
要とする。１９６５年２月２日に発行された本発明者に
よる米国特許第３，１６８，６９６号には、さらに改良
したものを開示しである。そこでは、透磁性材でできた
中空円筒が、編み込み細片型コアの利点を持つように、
特殊な形状をしているのだが、製造技術はそれほどの高
度さを必要としない。しかしながら、編み込み型コアの
利点の、そのすべてではないとしても、多くを持ち合わ
せ、かつより簡単な型の磁気コアに対する、要望されて
いる。本発明は、そのような目的を達成しようというも
のである。

ｉ孔二１末 広義に考えると、一方において、本発明は、磁気コアの
製造方法に関する。該磁気コアは、長尺の支持体の周り
に、複数の長尺の要素から成る透磁性材の、少なくとも
１片の包み込む工程から成り、該長尺の要素が、支持体
の周りを包み込むにしたがって、該要素は、支持体上に
、同時に、異なるねじれ角を持つ、２組の包旋を形成す
るように配置される磁気コアを製造する方法である。

また他方においては、本発明は、透磁性材の単片から形
成される層を表面に持つ細長尺の支持体から成る磁気コ
アに関する。前記竿片で支持体の周りを包み込み、支持
体の第１部分で、第１のらせん駄本包旋の組を、また支
持体の第２部分で、第２のらせん状包旋の組を成してお
り、前記第１のらせん状包旋の組はある向きのねじれ角
をそして、前記第２のらせん状包旋の組は、それと逆向
きのねしれ角を持つというものである。

また、別の１つとしては、本発明は、透磁性材からでき
た単片より成る磁気コアプリフォームに関する。該プリ
フォームは、１対の端部分から中央部分へ収わんしてい
る、１対の長尺な要素を持つものである。

本発明は、好適な実施例を示している添付の図面を参照
してさらに詳しく説明されるであろう。

発　の看細な。

すでに言及し、参考のため本願に採用した米国特許第２
，９８１，８８５号は、「パーマロイ」のような、透磁
性細片材を、らせん巻きに編み込んで形成した磁気コア
について開示している。本発明に基づけば、同じタイプ
の材料が本発明の磁気コアを形成するのに使用できる。

そのような磁気コアは、編み込みコアに構造的にも機能
的にも似ているものであるが、細片材を編み込む必要は
ないのである。とりわけ、編み込みコアに近い性能を備
えているコアは、マンドレル若しくは支持体の周りに、
好適には、予備成形をほどこしたブリフす一ムのｊ［ニ
である細片材を単純に包み込むことにより製造されるの
である。

第１図に図示されている、本発明の簡単な実施例におい
て、透磁性材からできた２つの細片１０および１２はＸ
−字形プリフォームＰを形成している。本発明によるコ
アは、別々の細片を巻きつけることによっても製造され
るのであるが、プリフォームを使用するのが好ましい。

プリフォームは、第１図の実施例においては、細片の中
央での重なり部分１４で、セメントによる接着又は溶接
によって接合個所を形成することにより、製造されてい
る。その結果生じた、Ｘ−字形プリフォームＰは、Ｘ−
字形の脚部分を形成している。細片要素１６．１６’　
および１８．１８’を有す。要素１６および１８は、１
対の離間した端部分１６ａ、１８ａから、中央部分１４
へ向かって収れんしており、また要素１６’　、１８’
　は、中央部分１４から、別の１対の離間した端部分１
６ｂ。

１８ｂに向かって発散している。

第１図のプリフォームＰから磁気コアを形成するために
は、端部分１６ａ、１８ａを、好適には非磁性材からで
きた円筒管状の、長尺のマンドレル若しくは支持体Ｓ（
第２図）上の長手方向に離間し、対応する場所に配置す
る。端部分１６ａ。

１８ａは、支持体に例えばセメントによって、接合して
も良い。プリフォームを、中央部分１４を支持体から離
して置き、また、端部分１６ｂ。

１８ｂを支持体より最も遠くに離して、水平に置く。次
に、支持体Ｓを、プリフォームＰが、支持体Ｓの外面を
包み込むように、長手方向軸の周りに転回させると、第
２図に図示されているように、透磁性細片材の連続的な
包旋が支持体上に形成される。支持体に、包旋を望みの
通り一致させるために、プリフォームＰをいくらかの摩
擦力若しくは、抵抗力のある水平面上でこすると（ｄｒ
ａｇ）　、一時的に端部分１６ｂ、１８ｂが固定されて
前成体の包み込みが行え、巻きつけ作業の間、支持体Ｓ
を端部分１６ｂ、１８ｂの方へ向かって移動することが
できる。

第２図において明らかなように、プリフォームが支持体
の周りを包み込むにしたがって、支持体上に包旋による
第１層が形成される。第１層は、第１のらせん状包旋の
組Ｃ１および実質上、支持体の長手方向部分を（ＣＩか
ら）連続的に覆っている、第２のらせん状包旋（ｃｏｎ
ｖｏｌｕｔｉｏｎ）の組Ｃ２とにより構成されている。

第２図においてまた、明らかなように、組Ｃ１はある向
きのねじれ角を持ち、組Ｃ２は、逆向きのねじれ角を持
っている。包み込みの作が続けられるにしたがい、プリ
フォームの中央部分１４は、支持体の方へ移動し、つい
には支持体上に載る。されに包み込みを行うと、プリフ
ォームの部分１６’、１８’　も第３図に図示されてい
るように、支持体上を包み込むようになり、第１層に重
畳する、包旋の第２層が形成されるようになる。第４図
において明らかなように、前記第２層は、第３のらせん
状包旋の組Ｃ３および第４のらせん状包旋の組Ｃ４とに
より構成されている、組Ｃ３は組Ｃ１に重畳しているが
、組Ｃ２と同じねじれ角を持ち、また、組Ｃ４は組Ｃ２
に重畳しているが、組Ｃ１と同じねじれ角を持つ。各層
は、形成されるにつれ、２組の包旋が同時に形成され、
２組の包旋は、支持体の中央部分へ向かって連続的に巻
きついているか、若しくは、中心部分から外向きに連続
的に巻きついている。包み込み操作が完了すると、例え
ば、セメントによる接着又は溶接により、端部分１８ｂ
は端部分１６ａに固定され、端部分１６ｂは端部分１８
ａに固着される。完成した磁気コアＣは、第４図に図示
されている。包旋の第２層が、第１層の上に形成されて
いるので、第２層の直径第１層より大きくするために、
部分１６′。

１８′が対応する部分１６．１８よりもわずかに長い方
が好ましい。部分１６′と１８′との間の角θ′は、部
分１６と１８との間の角θ′よりわずかに小さくすべき
で、それにより、端部分１６ｂ、１８ｂは巻きコアの端
部分１８ａ、１６ａとにそれぞれ一致するようになる。

細片材が細いものほど、層の径の差が小さくなる。細片
要素は、例えば、厚さ１／４ミル若しくは１／２ミル、
幅３／１６インチのものでよい。もし支持体Ｓを巻き細
片材の一時的なマンドレルとしてではなく、永久的な支
持体として形成するならば、細片の端を、セメントによ
腫接４又は溶接により、好適には、永欠的に支持体に接
合した方がよい。予め軟化させたパーマロイを使用する
ことにより、いくつかの適用例に対しては、パーマロイ
のその後の熱処理（例えば米国特許第２．９８１，８８
５号に開示のように）は省略できる。

本発明に基づいて、編み込みコアの性能に近い性能を備
えた、簡素化された磁気コアが提供される。しかし、包
旋を編み込むという骨の折れる作業は必要とされないの
である。

第５図および第６図は、本発明に基づいた、プリフォー
ムの変形例を図示している。これらの各各のプリフォー
ムＰ１およびＰ２は、一枚の材料から形成されているも
のである。これらプリフォームは例えば、バー７０イの
薄板から打ち抜きしたり、又は、ケミカル・ミリング処
理操作により、パーマロイの薄板から切り隠したりした
ものである。第５図に図示されている実施例において、
Ｘ−字形の脚の端に、小さなタブｔが付は加えられてい
る。Ｘ−字形の上部にあるタブは、巻き付ｉｊ完了後、
Ｘ−字形の下部のタブに折り市ねられる。そして、共に
コアを保持させるため、上部タブは下部タブに、例えば
セメントによる接着又は溶接で固定される。第６図の実
施例では、タブｔにさらに、張り出しタブｔ′が付は加
えられている６ｘ−字形の上部のタブｔ′は予め支持体
に接着され、巻き付は後、プリフォームの下部の対応す
るタブに接着される。その後、プリフォームの上部のタ
ブｔは下部のタブｔに溶接され、所望であれば、タブｔ
′は切り取ってもよい。

本発明の好適な実施例について図示し、詳述してきたが
、添付の特許請求の範囲に記載されているような、本発
明の原理および思想からそれることなしに、別の変形例
が実施されつるということは、当業者には明らかであろ
う。例えば、支持体から段々に離れて延在するよう、ひ
と連なりに配置されたＸ−字形を持つ、Ｘ−字形ブリフ
ォーム鎖は、２層以上の包旋を設けるのに使用でき、ま
た一方で、長い支持体に沿って延在するよう、Ｘ−字形
が一連なりに配置されれば、長いコア又は連続的なコア
部分が製造される。もし、２つの角部分を形成するため
に、第１図における要素１６’、１８’　を対応する要
素１６．１８から切断したものでも、これら別々の部分
をつなげて、支持体の周りに包み込めば、第４図に図示
されているようなコア構造か提供される。あるいはある
種の目的のためには、編み込みコアの特徴は明らかに１
つも持たないのではあるが、Ｌつの角部分を支持体の周
りに包み込んだものでも有用なコアが提供される。その
他のプリフォームも、適切な応用例に使用されつる。ま
た、Ｘ−字形プリフォームの脚を、直線でなく、曲線（
内向きの又は外向きの）にしてもよい。例えば２つの半
円環を中央部分で背中合わせに接合すると、そのような
Ｘ−字形プリフォームが提供される。巻きつけ操作の始
めに、アングル形のプリフォームの端部分ではなく、そ
の頂点又は中央部分を支持体上に配置してもよい。この
概念を推し進めれば、菱形状ブリフす一ム又は円形若し
くはだ円形のプリフォームも、ある種の応用例には使用
できる。しかしながら、そのようなプリフォームの多く
は図面に示された、編み込みコアに密接に擬似したプリ
フォームのような、非常に望ましい、一様で調和のとれ
た芝隔包旋を形成しないこともある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づいた、透磁性細片材でできたＸ
−字形プリフォームを示す平面図であり、 第２図、第３図および第４図は、第１図のプリフォーム
をマンドレル又は支持体上に巻き付けて磁気コアを形成
する方法を示す、平面図（完成図は第４図）であり、 第５図、第６図は、第１図に類似した、本発明の変形例
を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ブリフす−ム　−−−ｐ 透磁性細片材　−−−１６，１８ 中央部分　　　−一−１４ 端部分　　　　−−−１６ａ、１８ａｊ６ｂ、１８ｂ。 支持体　　　　−−−Ｓ 磁気コア　　　−−−Ｃ 包旋　　　　　−ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３，［４出　願　人　
：ショーンスナット　インスッルメント　カムパニ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長尺の支持体の周りに、複数の長尺の要素より成る
   透磁性材の少なくとも１片を包み込む工程から成り、前
   記長尺要素は、該透磁性材が、前記支持体の周りを包み
   込むにしたがって、該長尺要素が支持体上に、同時に異
   なるねじれ角を有する２組の包旋を、形成するように配
   置されることを特徴とする磁気コアの製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   要素は、離間した複数の端部分から中央部分へ収れんし
   ている、プリフォーム形状に形成された細片であり、そ
   して、該端部分は、前記支持体の長手方向に離間する領
   域に配置され、前記包み込み工程の間、前記離間する領
   域の間で１つの領域に向って、包旋が同時かつ連続的に
   形成されることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   要素は、中央部分から、離間した端部分へ発散するプリ
   フォーム状に成形された細片であり、そして、前記中央
   部分は、支持体から前記端部分が離れた状態で、支持体
   上の対応する領域に配置され、前記包み込み工程の間に
   、該領域から、反対方向に、離れて、包旋が同時に連続
   的に形成されることを特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   要素は、１対の、離間した端部分から、中央部分へ収れ
   んし、その後、該中央部分から、もう１対の、離間した
   端部分へ、発散するプリフォーム形状に成形された細片
   であり、該端部分対のうちの１方は、上記支持体上の対
   応する、長手方向に離間する領域に予め配置され、包み
   込み工程中に、前記離間する領域の間を中央部分へ向か
   って、包旋が同時に連続的に形成され、それから前記中
   央部分は、支持体上に配置され、その後、他方の対の端
   部分も、支持体上に配置されるまで、前記中央部分から
   離れるように、包旋か同時に連続的に形成されていくこ
   とを特徴とする方法。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の方法において、前記
   要素は、Ｘ−字形プリフォームに成形されたものであり
   、前記端部分とは、該Ｘ−字形の脚の端部にあたること
   を特徴とする方法。 ６、特許請求の範囲第５項に記載の方法において、前記
   中央部分から、前記他方の対の端部分に延在している前
   記脚の第１の部分を構成している要素の長さは、前記１
   方の対の端部分から、前記中央部分へと延在している前
   記脚の第２の部分を構成している要素の長さより長く、
   また該第１の脚部分の間の角度は該第２の脚部分の間の
   角度よりも小さいことを特徴とする方法。 ７、特許請求の範囲第５項に記載の方法において、前記
   脚の端部分は、複数のタブを備えて形成されていること
   を特徴とする方法。 ８、特許請求の範囲第７項に記載の方法において、一対
   の前記タブ１方は、包み込み工程を容易にするため、前
   記支持体に予め取り付けられていることを特徴とする方
   法。 ９、特許請求の範囲第７項に記載の方法において、一対
   の前記タブの片方は、包み込み工程が終わった後、コア
   型を保持するため、もう１方の対のタブに取り付けられ
   ることを特徴とする方法。 １０、特許請求の範囲第１項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １１、特許請求の範囲第２項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １２、特許請求の範囲第３項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １３、特許請求の範囲第４項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １４、特許請求の範囲第５項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １５、特許請求の範囲第６項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １６、特許請求の範囲第７項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １７、特許請求の範囲第８項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １８、特許請求の範囲第９項に記載の方法により形成さ
   れる磁気コア。 １９、長尺の非磁性の支持体から成る磁気コアであって
   、該支持体がその上に、透磁性材より成る少なくとも２
   層に重畳した層を有し、前記重畳層の下層は、ある向き
   のねじれ角を有する第１のらせん状包旋の組と、それに
   長手方向に連なる逆向きのねじれ角を有する、第２のら
   せん状包旋の組とにより構成されており、前記重畳層の
   上層は、前記第１の組の上に、それと逆向きのねじれ角
   を持って重畳する第３のらせん状包旋の組と、前記第２
   の組の上に、それと逆むきのねじれ角を持って重畳する
   第４のらせん状包旋の組とにより構成されていることを
   特徴とする磁気コア。 ２０、特許請求の範囲第１９項に記載のコアにおいて、
   上記支持体が、管状であることを特徴とする磁気コア。 ２１、長尺の支持体から成る磁気コアであつて、該支持
   体がその上に、透磁性材の単片より形成された１つの層
   を有し、前記単片は前記支持体の周りを包み込んでおり
   、かつ支持体の第１部分で、第１のらせん状包旋の組を
   、また、支持体の第２部分で、第２のらせん状包旋の組
   を成しており、前記第１のらせん状包旋の組は、ある向
   きのねじれ角を持ち、また、前記第２のらせん状包旋の
   組は、該ある向きとは逆向きのねじれ角を持つことを特
   徴とする磁気コア。 ２２、特許請求の範囲第２１項に記載のコアにおいて、
   前記包旋は、前記透磁性材から成る細片の要素により構
   成されていることを特徴とする磁気コア。 ２３、１対の端部分から中央部分へ収れんする、１対の
   長尺の要素を有する、透磁性材でできた単片より成るこ
   とを特徴とする磁気コアプリフォーム。 ２４、特許請求の範囲第２３項に記載のプリフォームに
   おいて、面記透磁性材は、細片材であることを特徴とす
   る磁気コアプリフォーム。 ２５、特許請求の範囲第２３項に記載のプリフォームに
   おいて、前記プリフォームが、前記中央部分から、別の
   １対の端部分に発散している長尺の要素をさらに１対有
   することを特徴とする、磁気コアプリフォーム。 ２６、特許請求の範囲第２３項に記載のプリフォームに
   おいて、前記プリフォームは、Ｘ−字形であることを特
   徴とする、磁気コアプリフォーム。