(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性薄板を積層させた鉄心の鉄損特性の検査方法において、鉄心の最外層薄板間の抵抗値を測定し、該抵抗値から下記(1)式により積層間１層当たりの絶縁抵抗値を求め、該絶縁抵抗値に基づき鉄心の鉄損特性を検査するにあたり、
鉄心が板厚０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ未満の軟磁性薄板を積層したものである場合には、前記検査における前記絶縁抵抗値の基準を１．０Ω・ｃｍ２以上とし、
鉄心が板厚０．１ｍｍ以上の軟磁性薄板を積層したものである場合には、前記検査における前記絶縁抵抗値の基準を０．３Ω・ｃｍ２以上とすることを特徴とする鉄心の鉄損特性の検査方法。
（積層間１層当たりの絶縁抵抗値）＝（最外層薄板間の抵抗値）×{(最外層薄板の面積の平均値)／（鉄心の積層枚数）}  …  (1)
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変圧器やリアクトル用として好適な鉄損特性のばらつきが小さい鉄心を得るための、鉄心の鉄損特性の検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器やリアクトル用の鉄心として、軟磁性薄板を用いた鉄心が電力分野を中心に広く使用されているが、昨今では、電源機器の小型化、高効率化を目的とした機器の高周波化が進んだことに伴い、変圧器やリアクトル用の鉄心の鉄損特性に対する要求が厳さを増している。
従来、軟磁性薄板を用いた鉄心の鉄損特性は、素材である薄板自体の鉄損得性と比べて変動やばらつきが大きいため、出荷に際しては、鉄心を実際に励磁して鉄損特性を検査する方法を全製品に対して行うといった対策が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軟磁性薄板を用いた鉄心の鉄損特性のばらつきは高周波ほど大きくなる傾向があるため、鉄心を製造したものの鉄損特性検査の結果不合格品となってしまう頻度が、昨今の高周波用途の増加につれて増え、結果として製造コストの増加や納期の遅延を招くといった問題を生じていた。
したがって本発明の目的は、鉄損特性のばらつきが小さく、変圧器やリアクトル用として好適な鉄心を得るための、鉄心の鉄損特性の検査方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、軟磁性薄板を積層した鉄心において、薄板の厚さに応じて積層間１層当たりの絶縁抵抗値を特定の値以上とすることによって、鉄損特性のばらつきを極めて小さくできることを見い出した。
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、その特徴は以下の通りである。
【０００５】
［1］軟磁性薄板を積層させた鉄心の鉄損特性の検査方法において、鉄心の最外層薄板間の抵抗値を測定し、該抵抗値から下記(1)式により積層間１層当たりの絶縁抵抗値を求め、該絶縁抵抗値に基づき鉄心の鉄損特性を検査するにあたり、
鉄心が板厚０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ未満の軟磁性薄板を積層したものである場合には、前記検査における前記絶縁抵抗値の基準を１．０Ω・ｃｍ２以上とし、
鉄心が板厚０．１ｍｍ以上の軟磁性薄板を積層したものである場合には、前記検査における前記絶縁抵抗値の基準を０．３Ω・ｃｍ２以上とすることを特徴とする鉄心の鉄損特性の検査方法。
（積層間１層当たりの絶縁抵抗値）＝（最外層薄板間の抵抗値）×{(最外層薄板の面積の平均値)／（鉄心の積層枚数）}  …  (1)
【０００６】
【発明の実施の形態】
板厚０．０５ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心について、周波数１０ｋＨｚ、磁束密度０．１Ｔでの鉄損Ｗ1/10kと鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値との関係を図１に示す。ここで、鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値とは、鉄心の最外層薄板間の抵抗値から下記(1)式により求められる値である。なお、鉄心の最外層薄板とは、巻鉄心であれば図２に示すような最外周側と最内周側の薄板、積み鉄心の場合には図３に示に示すような最上層と最下層の薄板であり、最外層薄板間の抵抗値とはこれら両薄板間で測定された抵抗値である。
（積層間１層当たりの絶縁抵抗値）＝（最外層薄板間の抵抗値）×{（最外層薄板の面積の平均値）／（鉄心の積層枚数）}  …(1)
【０００７】
軟磁性薄板を積層した鉄心においては、積層間１層当たりの絶縁抵抗値がある程度ばらつくのは不可避である。図１によれば、板厚が０．０５ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心においては、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が１．０Ω・ｃｍ2未満の場合には、絶縁抵抗値がある程度ばらつくと鉄損値は大きく変動し、ばらついてしまう。一方、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が１．０Ω・ｃｍ2以上であれば、鉄損Ｗ1/10kの絶縁抵抗値に対する依存性が絶縁抵抗値１．０Ω・ｃｍ2以未満の場合と比較して極めて小さくなり、このため絶縁抵抗値がある程度ばらついても鉄損特性のばらつきを極めて小さくすることができ、また鉄損の絶対値も低い値で安定していることが判る。また、周波数４００Ｈｚ、磁束密度１．０Ｔでの鉄損Ｗ10/400と鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値との関係を図４に示すが、この場合も絶縁抵抗値と鉄損のばらつきとの関係は、上記と全く同様であることが判る。
【０００８】
次に、板厚０．１ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心について、周波数１０ｋＨｚ、磁束密度０．１Ｔでの鉄損Ｗ1/10kと積層間１層当たりの絶縁抵抗値との関係を図５に示す。板厚０．１ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心においては、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が０．３Ω・ｃｍ2未満の場合、絶縁抵抗値がある程度ばらつくと鉄損値は大きく変動し、ばらついてしまう。一方、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が０．３Ω・ｃｍ2以上であれば、鉄損Ｗ1/10kの絶縁抵抗値に対する依存性が０．３Ω・ｃｍ2未満の場合と比較して極めて小さくなり、このため絶縁抵抗値がある程度ばらついても鉄損特性のばらつきを極めて小さくすることができ、また鉄損の絶対値も低い値で安定していることが判る。
【０００９】
図１と図５に示した結果等から、薄板の板厚が厚くなるほど、鉄損特性のばらつきが小さくなる積層間１層当たりの絶縁抵抗値は低くてもよいことが判る。ここで、板厚０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ未満の軟磁性薄板を積層した鉄心においては、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が１．０Ω・ｃｍ２以上、板厚０．１ｍｍ以上の軟磁性薄板を積層した鉄心においては、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が０．３Ω・ｃｍ２以上であれば、鉄損特性のばらつきを極めて小さくし、且つ鉄損の絶対値も低い値で安定させることができる。
【００１０】
なお、鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値を得るための方法は特に問わないが、例えば、巻き鉄心の場合には型に巻き付ける時の張力を制御する、切り板を積層する積み鉄心の場合には鉄心の固定するボルトのかしめ圧を制御する等の方法が可能である。
本発明が対象とする鉄心には、カットコア、トロイダルコア等の巻鉄心及び積み鉄心が含まれる。
【００１１】
【実施例】
［実施例１］
板厚０．０５ｍｍで、実質的にＳｉを６．５ｗｔ％含有するＦｅ−Ｓｉ合金薄板を用いた日本巻鉄心工業会規格ＣＳ３２サイズのカットコアを１０個用意した。この鉄心に１次、２次コイルとも４０ターン施し、周波数１０ｋＨｚ、磁束密度０．１Ｔの励磁条件で励磁し、鉄損Ｗ1/10kを測定した。一方、図６に示す方法で鉄心の最外層薄板間の抵抗値を測定し、上記(1)式により積層間１層当たりの絶縁抵抗値を求めた。
【００１２】
鉄損Ｗ1/10kと積層間１層当たりの絶縁抵抗値との関係を図１に示す。これによれば、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が１．０Ω・ｃｍ2以上の範囲であれば、鉄損Ｗ1/10kの絶縁抵抗値に対する依存性が絶縁抵抗値１．０Ω・ｃｍ2未満の場合と比較して極めて小さくなり、鉄損特性のばらつきが極めて小さく、また鉄損の絶対値も低い値で安定していることが確かめられた。
【００１３】
［実施例２］
板厚０．１ｍｍで、実質的にＳｉを６．５ｗｔ％含有するＦｅ−Ｓｉ合金薄板を用いた日本巻鉄心工業会規格ＣＳ２０サイズのカットコアを９個、ＣＳ２００サイズのカットコアを５個、ＣＳ３２０サイズのカットコアを５個用意した。この鉄心に１次、２次コイルともＣＳ２０サイズ３２ターン、ＣＳ２００サイズ４２ターン、ＣＳ３２０サイズ４２ターン施し、周波数１０ｋＨｚ、磁束密度０．１Ｔの励磁条件で励磁し、鉄損Ｗ1/10kを測定した。一方、図６に示す方法で鉄心の最外層薄板間の抵抗値を測定し、上記(1)式により積層間１層当たりの絶縁抵抗値を求めた。
【００１４】
鉄損Ｗ1/10kと積層間１層当たりの絶縁抵抗値との関係を図５に示す。これによれば、鉄損Ｗ1/10kと鉄心の最外層薄板間１層当たりの絶縁抵抗値との間には高度の対応関係が存在し、しかもその対応関係は鉄心のサイズに拘りなく一定である。そして、積層間１層当たりの絶縁抵抗値が０．３Ω・ｃｍ2以上の範囲であれば、鉄損Ｗ1/10kの絶縁抵抗値に対する依存性が絶縁抵抗値０．３Ω・ｃｍ2未満の場合と比較して極めて小さくなり、鉄損特性のばらつきが極めて小さく、また鉄損の絶対値も低い値で安定していることが確かめられた。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の検査方法によれば、鉄損特性のばらつきが極めて小さく、変圧器やリアクトル用として極めて好適な鉄心を容易に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】板厚０．０５ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値と鉄損Ｗ1/10kとの関係を示すグラフ
【図２】巻鉄心における最外層薄板を示す説明図
【図３】積み鉄心における最外層薄板を示す説明図
【図４】板厚０．０５ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値と鉄損Ｗ10/400との関係を示すグラフ
【図５】板厚０．１ｍｍの軟磁性薄板を積層した鉄心の積層間１層当たりの絶縁抵抗値と鉄損Ｗ1/10kとの関係を示すグラフ
【図６】実施例に行った鉄心の最外層薄板間の抵抗値の測定方法を示す説明図
【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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【図６】
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