(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁軟鉄に、ビッカース硬さ１９５以下となる加工率３５％の機械加工を施した後、８５０℃以上の加熱温度で１８０分以上加熱して焼鈍することを特徴とする磁路構成材の製造方法。
【請求項２】
前記機械加工が、電磁軟鉄を屈曲した断面形状とする圧延加工であることを特徴とする請求項１に記載の磁路構成材の製造方法。
【請求項３】
焼鈍した電磁軟鉄を所定間隔に切断することを特徴とする請求項１または２に記載の磁路構成材の製造方法。
【請求項４】
機械加工後の電磁軟鉄を所定間隔に切断した後、焼鈍すること特徴とする請求項１または２に記載の磁路構成材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁路構成材、例えば、電磁継電器の鉄芯，ヨークに使用される磁路構成材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁路構成材を組み込んだ電気機器としては、例えば、特開平７−５７６０１号公報に記載の電磁継電器がある。
すなわち、一対の渦巻配線を印刷したプリント基板と、この渦巻配線の各中心にそれぞれ貫通突出する突出端の片方にのみ接点を突設した一対のコアを連立した凹形軟磁性体コア本体と、前記接点と対向する接点を一端寄りに突設して一対の前記コアに亙って臨ませるとともに、弾性付勢して一対の前記コアに対して常時開離習性を付与した継鉄とを備えることを特徴とする多接点リレーである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、軟磁性材を断面凹形に機械加工した凹形軟磁性体コア本体を使用している。このため、前述の機械加工によって生じた残留応力により、内部歪みが生じて磁気抵抗が増大し、所望の磁気特性が得にくいという問題点がある。
【０００４】
本発明は、前記問題点に鑑み、磁気特性に優れた磁路構成材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる磁路構成材の製造方法は、前記目的を達成するため、電磁軟鉄に、ビッカース硬さ１９５以下となる加工率３５％の機械加工を施した後、８５０℃以上の加熱温度で１８０分以上加熱して焼鈍する工程としてある。
【０００６】
前記機械加工は、電磁軟鉄を屈曲した断面形状とする圧延加工であってもよい。
【０００７】
また、焼鈍した電磁軟鉄を所定間隔に切断してもよく、あるいは、機械加工後の電磁軟鉄を所定間隔に切断した後、焼鈍する工程であってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる実施形態を図１および図２の添付図面に従って説明する。
電磁軟鉄は、透磁率が高く、保磁力が小さく、飽和磁束密度が高いという鉄芯材料としての条件を備えているものであり、例えば、磁気的性質の異なる市販の０種から３種の電磁軟鉄（ＳＵＹＰ ０〜３、ＳＵＹＢ ０〜３）から自由に選択できる
【０００９】
加工率とは、加工前の断面積から加工後の断面積を引いて得た値を、加工前の断面積で除して得た値の百分率である。
そして、前述の加工率としては３５％前後であることが必要である。３５％前後以外であると、焼鈍しても、所望の大きさの結晶粒が得られず、保磁力が大きくなるからである。
【００１０】
また、加工率が３５％前後の場合における機械加工後の硬さは、ビッカース硬さで１９５以下、好ましくは１５０以上、１９５以下の範囲であればよい。ビッカース硬さが１９５を越えると、焼鈍しても、十分な結晶粒の成長が見込めないからである。
【００１１】
前述の機械加工後における電磁軟鉄の断面形状は、円形に限らず、Ｌ字形、Ｕ字形であってもよく、必要に応じて所望の形状を選択できる。
【００１２】
なお、前述の加工率は、最終加工段階における機械加工の加工率である。そして、前加工として機械加工を施した場合には、その機械加工ごとに中間焼鈍を行い、残留歪みを除去しておくことが好ましい。
【００１３】
焼鈍は、磁気ひずみを減少させ、磁気特性の向上を図るための焼きなましである。そして、加工率３５％前後の電磁軟鉄に対する焼鈍の温度は、８５０℃以上、９００℃以下の範囲、特に、８５０℃ないし９００℃の範囲が好適である。焼鈍温度が８５０℃未満であると、十分な結晶粒の成長が見込めず、９００℃を越えると、変態ひずみによる磁気特性の低下が考えられるからである。
【００１４】
焼鈍の加熱時間は、機械加工の度合いによって異なるが、加工率が高くなるにつれて加熱時間を長くする必要がある。例えば、加工率が３５％前後である場合に、焼鈍温度が８５０℃であるとき、加熱時間は１８０分以上、特に１８０分ないし３００分の範囲が好適である。加熱時間が１８０分未満であると、十分な結晶粒の成長が見込めないからからであり、３００分を越えると、焼鈍による経費の増加が見込まれるからである。
【００１５】
切断作業は、前述の処理を施した電磁軟鉄である母材から鉄芯等の磁路構成部品を切り出す作業であり、最終の機械加工と前記焼鈍との間に行ってもよいが、焼鈍後に行ってもよい。前者の方法によれば、切断作業によって生じた僅かな残留応力をも完全に除去でき、作業工程を減らすことができるという利点がある。
また、切断作業は、例えば、せん断力を利用して行ってもよく、あるいは、ダイヤモンドソーで切断してもよい。
【００１６】
そして、例えば、母材である前記電磁軟鉄を切断して得られる鉄芯の使用例としては、例えば、図２（ａ）に示す電磁継電器がある。
すなわち、前述の焼鈍を行った母材３０から切り出した断面略Ｕ字形の鉄芯１１をベース１０に組み込む。このベース１０には、コイル端子１２の他、可動接点端子１４を間にして固定接点端子１３，１５が圧入されている。そして、前記可動接点端子１４および固定接点端子１３，１５に、可動接触片２０および固定接触片１９，２１がそれぞれ取り付けられる。さらに、前記鉄芯１１の片側には、コイル１７を巻回した筒状スプール１６が嵌合される。一方、残る片側には、ヒンジばね１８を介し、略く字形に屈曲した可動鉄片２２が回動可能に支持されている。
【００１７】
そして、前記コイル１７に電圧を印加，解除して励磁，消磁することにより、可動鉄片２２が回動して可動接触片２０を駆動し、可動接点２０ａが固定接点１９ａ，２１ａに交互に接離する。
【００１８】
【実施例】
（実施例）
直径７．０ｍｍ、０種の電磁軟鉄棒を、１次加工として所定の加工率で冷間引き抜きを行った後、１次中間焼鈍する。そして、最終の機械加工として所定の加工率で冷間引き抜きを行って得た電磁軟鉄を、所定の温度，加熱時間で焼鈍し、直径４．０ｍｍのサンプルを得た。
これらのサンプルについて種々の測定を行った。そして、測定結果のうち、最終の冷間加工を施した後の加工率とビッカース硬度との関係、加工率と焼鈍した場合におけるフェライト結晶粒度との関係、および、加工率と焼鈍した場合の保磁力との関係を、図３、図４、および、図５にそれぞれ示す。
【００１９】
図３から明らかなように、加工率の増大につれてビッカース硬さが増大していることがわかる。
また、図４および図５から明らかなように、３５％の電磁軟鉄を焼鈍すると、フェライト結晶粒が著しく大きくなり、保磁力が小さくなることがわかる。このことから、結晶粒が大きくなればなるほど、保磁力が小さくなることがわかった。このため、巻回したコイルに対する印加電圧が低い場合であっても、大きな起磁力が得られる。
さらに、保持力が小さいので、残留磁束を消失させるために大きな磁界を必要としない。このため、交番磁界の条件下ではエネルギー損失が小さく、応答性に優れた電磁石装置が得られることがわかった。
【００２０】
なお、加工率が３５％前後の場合には、比較的高い焼鈍温度で長時間の加熱を必要とするが、加工率１０％前後の場合よりも、保磁力のより小さい磁路構成材が得られることがわかった。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる請求項１の電磁継電器によれば、高い焼鈍温度で長時間の加熱が必要であるが、保磁力のより小さい磁路構成材が得られる。このため、低い電圧で大きな起磁力が得られるだけでなく、交番磁界の条件下においてもエネルギー損失が小さく、応答性に優れた磁路構成材が得られる。
請求項２によれば、所望の断面形状を有する磁路構成材が得られるので、生産性が向上し、使い勝手が良くなる。
請求項３によれば、均質に加工した電磁軟鉄から磁路構成材を切断するので、磁気特性が均一な鉄芯等が得られる。
請求項４によれば、電磁軟鉄から切断した後に焼鈍するので、切断によって生じた僅かな残留応力をも焼鈍によって除去でき、作業工程が簡単になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明にかかる磁路構成材の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】  本願発明にかかる磁路構成材である鉄芯を組み込んだ電磁継電器を示し、図（ａ）は分解斜視図、図（ｂ）は母材である電磁軟鉄から鉄芯を切り出す状態を示す斜視図である。
【図３】  加工率とビッカース硬さと関係を示すグラフ図である。
【図４】  加工率と、焼鈍した場合のフェライト結晶粒度との関係を示すグラフ図である。
【図５】  加工率と、焼鈍した場合の保磁力との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１１…鉄芯、３０…母材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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