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ニュースリリース　2005年


2005年10月20日
日立金属株式会社
株式会社日立産機システム

次世代アモルファス変圧器用の新アモルファス金属材料を開発

―――受電・配電時の電力損失を低減―――

日立金属株式会社 (以下、日立金属) は、変圧器の鉄心用に最適な新アモルファス金属材料を開発しました。
また、株式会社日立産機システム (以下、日立産機) は、この新アモルファス金属材料を使い、さらに小型化・低騒音化した低損失の次世代アモルファス変圧器を開発しました。
日立金属の新アモルファス金属材料と日立産機の次世代アモルファス変圧器は、電力損失低減に貢献し、地球温暖化防止の一翼を担うと同時に、世界的な電力需要の急増に対応いたします。

１．開発の背景

　 地球温暖化防止のために、二酸化炭素などの温室効果ガス排出量を削減するニーズは大きく、エネルギーの効率的な使用、使用電力量の低減等が求められています。使用電力量を減らすことと共に、発電所から変電所を経由して工場、ビルでの受電および一般家庭等への配電を行う時に変圧器※1で発生する電力損失を低減することが大きな課題です。
　変圧器の鉄心※2は軟磁性材料※3の一つである電磁鋼板※4が主流です。電磁鋼板を、日立金属のアモルファス金属※5材料に置き換えることで、変圧器の鉄心での電力損失を小さくできます。日立産機は、トップランナー方式※6の現行基準値に適合した変圧器（以下、トップランナー変圧器）である、アモルファス金属材料を鉄心に用いた変圧器 (以下、アモルファス変圧器)を１９９７年に国内メーカーとして初めて発売し、アモルファス変圧器のパイオニアとして普及に努めてまいりました。
　アモルファス変圧器は、省エネルギー性能としては大きな利点を持っていますが、さらに、変圧器の小型化・低騒音化のニーズに対応する次世代アモルファス変圧器の開発が求められていました。

２．開発の概要

　 日立金属は、従来材の鉄系アモルファス金属材料「２６０５ＳＡ１」（以下、従来材料）に比べ、磁束密度※7が高く、鉄損※8が小さく、変圧器の騒音を低減する「高飽和磁束密度アモルファス金属材料２６０５ＨＢ１」（以下、新アモルファス金属材料）を開発しました。
　また、日立産機は、この新アモルファス金属材料を使用し、低損失な配電用次世代アモルファス変圧器を開発しました。次世代アモルファス変圧器は、従来のアモルファス変圧器より鉄心の小型化が図れるために現行の電磁鋼板変圧器と据付面積を同レベルまで低減でき、また騒音を低減することができます。
　これまでも、日立金属はアモルファス金属材料分野で、また日立産機は変圧器分野で、継続的な研究開発を行ってきました。「アモルファス金属材料と応用製品」市場は電力インフラを支える変圧器を中心に世界で市場が拡大することが見込まれ、今後とも継続的な研究開発を行い、地球温暖化防止の一翼を担います。

[写真]新アモルファス金属材料（日立金属） [写真]新アモルファス鉄心（日立産機） [写真]（参考）アモルファス変圧器（日立産機）
新アモルファス金属材料（日立金属） 新アモルファス鉄心（日立産機） （参考）アモルファス変圧器（日立産機）

３．特長

(１) 日立金属の新アモルファス金属材料
 1) 変圧器の小型・軽量化に貢献
  ・新アモルファス金属材料は飽和磁束密度を5％向上
 2) 変圧器での電力損失を低減し、温室効果ガス排出量削減に貢献
  ・鉄損を10％低減

項目 新アモルファス金属材料 従来材料
飽和磁束密度Ｂｓ（Ｔ） １．６４ １．５６
鉄損Ｐｃ（Ｗ/kg）f=50Hz、Bm=1.3T ０．０６３ ０．０７

(２) 日立産機の次世代アモルファス変圧器
 1) 小型で低損失な変圧器を実現
  ・新アモルファス金属材料の飽和磁束密度が高いことを活かし、鉄心を小型化し、据付面積を削減
 2) 変圧器での騒音低減を実現
  ・新アモルファス金属材料を使用して騒音を10 dB (10 ホーン) 程度低減

４．用途

　 日立金属の新アモルファス金属材料
　・産業用変圧器の鉄心
　・電力用変圧器の鉄心
　・変圧器以外の各種鉄心

５．特許出願数

　 日立金属：２件
　日立産機：１件

６．販売計画

（１）日立金属の新アモルファス金属材料
　【２００６年度】 サンプル出荷開始、７億円／年
　【２００７年度】 １５億円／年
　【２００８年度】 ２５億円／年

（２）日立産機の次世代アモルファス変圧器
　【２００６年度】 サンプル出荷
　【２００７年度】 ２５億円／年
　【２００８年度】 ３５億円／年

７．担当事業部門

（１）日立金属の新アモルファス金属材料
　　　　　：日立金属株式会社 軟磁性材料カンパニー
（２）日立産機の次世代アモルファス変圧器
　　　　　：株式会社日立産機システム 事業統括本部 受配電・環境システム事業部

【お客様からのお問い合わせ】
　日立金属株式会社 軟磁性材料カンパニー企画部
  担当：池本 TEL ０３−５７６５−４０６０(直通)
　株式会社日立産機システム 事業統括本部 受配電・環境システム事業部
  担当：永井、林 TEL ０３−４３４５−６０７６(直通)
【報道機関からのお問い合わせ】
　日立金属株式会社 コミュニケーション室 担当：畑 TEL０３−５７６５−４０８２(直通)
　株式会社日立産機システム 経営サポート本部 担当：佐藤 TEL０３−４３４５−６６０５(直通)


ご参考 【用語解説】

※１　 変圧器
トランスとも呼ばれます。交流の電気の電圧を上げたり、下げたりするものです。大きいものは変電所で使われており、超高圧変電所の変圧器では、１台約500トンというものもあります。電柱には円筒型の変圧器が取りつけられ、ここで100ボルトまたは200ボルトに電圧を下げて、家庭や小商店、小工場等へ届けられます。
※２　 鉄心
磁心、コアとも呼ばれます。鉄の棒に絶縁した銅線（導線）を巻きつけ、導線に電流を流すと、鉄は電磁誘導作用によって磁力を持ち、磁石と同じ働きをします。電流を止めると磁力はなくなります。この鉄の棒に該当するのが鉄心です。なお、一時的に磁石にすることを磁化といいます。

※３　 軟磁性材料
コイル (導線を巻いたもの) に電流を流すと磁力が発生し磁界を作ります。鉄心を持つコイルに電流を流した時のみ、すなわち磁界の中に鉄心を入れた時のみに、鉄心に使われる材料が磁石になる性質を軟磁性といい、軟磁性を有する材料を軟磁性材料と呼びます。軟質磁性材料、磁心材料、鉄心材料とも言われます。代表的なものに電磁鋼板（ケイ素鋼板）、アモルファス金属材料、ナノ結晶軟磁性材料、パーマロイ、Fe-Si-Al合金、ソフトフェライトなどがあります。
　（＊） 一方、一旦磁化した後に磁界を除いても永久に磁化を保ち続ける材料が永久磁石（硬質磁性材料、磁石材料）で、Nd-Fe-BやSm-Co系の希土類磁石、ハードフェライトなどがあります。

※４　 電磁鋼板
軟磁性材料のうち最も使用量が多く、鉄とケイ素（Si）からなる結晶材料で、ケイ素鋼板とも呼ばれます。変圧器で最も多用されています。
※５　 アモルファス金属
通常の金属は、原子が規則的に整列した結晶ですが、液体（高温の溶湯）から急冷すると原子が整列する時間がないまま不規則な液体状態に似た原子配列の固体になります。これがアモルファス金属です。結晶質の金属に比べて理想的な軟磁性材料とされています。鉄を多く含むアモルファス金属は磁束密度が高く、小さな磁界で磁化され易く、鉄心に適した性質を持ちます。変圧器のほか、ノイズ抑制のための磁性部品にも使われています。
※６　 トップランナー方式
トップランナー方式とは、省エネルギー法で指定する特定機器の省エネルギー基準を、現在商品化されているうちで最も優れている機器の性能を基に設定し、目標年度を定めてエネルギー消費効率を高めていくように普及促進する方式です。
※７　 磁束密度
材料を磁化した時の磁化の程度を磁束密度と呼び、値が大きいほど鉄心を小型化できます。飽和磁束密度とは磁束密度の具体的な指標で、磁性材料の性能の基本になる尺度です。材料を磁化していってそれ以上磁化しない限度を飽和磁束密度と呼びます。
※８　 鉄損
鉄心（磁心）を特定の周波数で交番する磁界の中に置いたとき、鉄心の磁極はＮ極とＳ極の反転を繰り返しますが、その際に失われるエネルギーを鉄損（鉄心損失または磁心損失）と呼びます。鉄損が大きくなるとエネルギー損失が大きくなります。鉄損を少なくするには、鉄心材料の軟磁性を高めることが必要になります。

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