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公開番号2025099088
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215474
出願日2023-12-21
発明の名称鉄心用材料とその製造方法
出願人個人
代理人
主分類H01F 41/02 20060101AFI20250626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】低コストの鉄心用材料とその製造方法を提供する。
【解決手段】工業用純鉄の線材を伸線して断面が方形または6角、8角の約1mm径の素線とする。該素線を直進走行させて焼鈍炉を通過させ、磁気特性の改質と伸直化を図り、
次いで絶縁と接着を兼ねた樹脂被覆処理を適用し、線径の1000倍以上の大径のキャプスタンに整列巻き付けし、多段に集積して互いに接着した環状の平行素線束を形成する。
素線の断面形状故に整列巻きが安定する。キャプスタンが大径故に素線は弾性範囲内のコイリングとなり、束の1カ所を切断すると環状から板状に開き、鉄心用材料となる。
該鉄心用材料から適宜切り出して鉄心とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
工業用純鉄線材を素材とし、断面形状が方形、６角形、８角形のどれかであって接着性絶縁皮膜を持つ伸直焼鈍鉄線を平行に整列と積層と接着とを重ねて板状に形成したことを特徴とする電磁鉄心用材料。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
工業用純鉄線材を素材とし、断面形状が方形、６角形、８角形のどれかであって接着性絶縁皮膜を持つ伸直焼鈍鉄線を所定形状の枠上に巻き付け、平行整列と積層と接着とを重ねて環状に形成したことを特徴とする電磁鉄心用材料である。
【請求項３】
請求項１に特定した電磁鉄心用材料を形成する方法が、工業用純鉄線材を伸線機により線径が０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下、断面形状が方形、６角形、８角形のどれかである鉄線に引抜き、次いで該鉄線を焼鈍炉に直進走行させて焼鈍と真直と磁性改質を図り、貫通後、絶縁と接着を兼ねた樹脂被覆を施し、溝型のガイドを側面に保持した直径が線径の１０００倍以上のキャプスタンに整列して巻き付け、所定厚まで積層し、鉄線が互いに固着した環状の純鉄輪を形成し、次いで該純鉄輪の一部を切断して弾性により自動的に板状に変形させたことを特徴とする鉄心用材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁機器の鉄心に使用される鉄心用材料とその製造方法に関している。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電磁機器の鉄心用材料には軟磁性である電磁鋼板が多用される。成分はＦｅ－Ｓｉ合金である。該材料は複雑で高度のプロセスにより電磁的性質の高度化、具体的には材質面で透磁率が大きく、飽和磁化が大きく、磁気ヒステリシス損が少なく、導電率が小さく、構造面では絶縁薄板の積層等により、誘導損の最小化が図られている。従って使用に当たってエネルギーのロスが少なく、大型機器（変圧器・電動機）や稼働率の大きい機器には不可欠の材料となっている。
問題は通常の鋼板と比較して、コストが極めて高いこと、供給業者が限定されていることから高価な製品となっている。
その上小型機器では形状が多岐にわたるので金型費用等も割高になり、電磁鋼板の積層式鉄心はコスト問題が大きい。
【０００３】
自動車用小型モーター等では、例えばワイパー等稼働率があまりに小さいこと、直流機器が多いことにより磁性材としての性能よりもコストが優先される。最近では小物機器の鉄心には絶縁と接合に機能する樹脂被膜を持つ純鉄の球状粉粒体を使用して金型に圧粉成形したものが普及している。
電磁鋼板に比較して磁気的性質は相当劣位になるが、電気抵抗が全方向に極めて大きいので誘導損が抑制され周波数が大きい場合には特に望ましい。
劣位の理由は、鋼球が磁石への付着に弱いことから解るように、磁束が球体内に閉じこめられる傾向があるからである。従って当該鉄心は磁気的性質をあまり問題としない場合に適する。
【０００４】
特許文献１には、被覆鉄粉を鉄心に成形する方法が開示されている。それによると、被覆鉄粉はコストが高いのでその低減策として補助潤滑剤を活用して被覆鉄粉の約半量をコストの安い通常鉄粉に代替させるとしている。説明からは絶縁被覆粉粒体からの形成方式にもそれなりのコストが掛かることが解る。
【０００５】
鉄心材料として純鉄の棒鋼が市販されており一体鉄心の小物電磁機器に使用することができる。コスト面では電磁鋼板や被覆鉄粉磁心よりも優れる。
比透磁率や飽和磁化等の磁気的性質は電磁鋼板に劣らず、磁気ヒステリシス損には問題が生じないが、誘導損がかなり大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
公開特許公報２０１７－０６９５５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電磁機器において鉄心用材料はエネルギー効率を最優先するなら高性能電磁鋼板が必要となるがコスト面での問題がある。
他方稼働率が極めて小さい電磁機器はいくらでもある。当該製品では性能よりもコストが優先される。絶縁・接着被覆を持つ純鉄の粉粒体を圧接成形した鉄心ではコストある程度改善されるが磁気性能の低下が大きい。磁力不足から鉄心寸法が増加する。
純鉄棒鋼から形成した塊状鉄心ではコスト低減がさらに進む。磁気性能は優れるが電磁性能に問題が残る。
本願発明は電磁機器に使用される鉄心用材料として、電磁的性質が電磁鋼板と同等水準、製造コストが塊状鉄心と同等水準である新規の鉄心用材料とその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の第１は、工業用純鉄線材を素材とし、断面形状が方形、６角形、８角形のどれかであって接着性絶縁皮膜を持つ伸直焼鈍鉄線を平行に整列と積層と接着とを重ねて板状に形成したことを特徴とする電磁鉄心用材料である。
【０００９】
第２の発明は、工業用純鉄線材を素材とし、断面形状が方形、６角形、８角形のどれかであって接着性絶縁皮膜を持つ伸直焼鈍鉄線を所定形状の枠上に巻き付け、平行整列と積層と接着とを重ねて環状に形成したことを特徴とする電磁鉄心用材料である。
【００１０】
第３の発明は、第１発明に特定した電磁鉄心用材料を形成する方法が、工業用純鉄線材を伸線機により線径が０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下、断面形状が方形、６角形、８角形のどれかである鉄線に引抜き、次いで該鉄線を焼鈍炉に直進走行させて焼鈍と真直と磁性改質を図り、貫通後、絶縁と接着を兼ねた樹脂被覆を施し、溝型のガイドを側面に保持した直径が線径の１０００倍以上のキャプスタンに整列して巻き付け、所定厚まで積層し、鉄線が互いに固着した環状の純鉄輪を形成し、次いで該純鉄輪の一部を切断して弾性により自動的に板状に変形させたことを特徴とする鉄心用材料の製造方法である。
（【００１１】以降は省略されています）

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