WO2022054725A1 - 磁性コアおよび磁気部品 - Google Patents

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WO2022054725A1
WO2022054725A1 PCT/JP2021/032516 JP2021032516W WO2022054725A1 WO 2022054725 A1 WO2022054725 A1 WO 2022054725A1 JP 2021032516 W JP2021032516 W JP 2021032516W WO 2022054725 A1 WO2022054725 A1 WO 2022054725A1
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block
strip
nanocrystal
magnetic core
magnetic
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宗光 阿部
成 花田
翔寛 山下
達也 大場
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アルプスアルパイン株式会社
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic core and a magnetic component including such a magnetic core.
  • Patent Document 1 describes a laminating jig that holds a laminated body of amorphous alloy strips, two heating plates that sandwich the laminated body from the upper and lower surfaces in the laminating direction without contacting the laminating jig, and the two heating plates.
  • a heat treatment device for a laminate of amorphous alloy strips comprising a heating control device for controlling the heating temperature of the heating plate.
  • Patent Document 2 a plurality of magnetic plates are laminated, and peaks and grooves are alternately formed along the rotation direction of the motor.
  • a laminated core of a motor is disclosed, characterized in that a welded portion for fixing the magnetic plates to each other is provided on the surface of the grooved portion.
  • the nanocrystal strip obtained by the heat treatment is fragile and difficult to handle, and the nanocrystal strip is damaged in the process of laminating the nanocrystal strip. It tends to occur, and there is a problem in terms of ensuring the quality of the magnetic core.
  • An object of the present invention is to provide a magnetic core having a structure in which nanocrystal ribbons are laminated and having excellent magnetic characteristics. It is also an object of the present invention to provide a magnetic component including such a magnetic core.
  • a magnetic core including a core assembly in which a plurality of block strips are arranged, wherein the block strips are nanos having a bcc-Fe phase as a main phase. It has a structure in which a plurality of crystal strips are laminated, and the iron loss of the nanocrystal strips located in the center of the block strips in the thickness direction is the iron of the nanocrystal strips located on the surface layer of the block strips. It is a magnetic core characterized by being lower than the loss.
  • the fact that the iron loss of the nanocrystal zonule (central zonule) located in the center is lower than the iron loss of the nanocrystal zonule (surface lamella) located on the surface layer means that crystallization at both ends. It is shown that the accompanying heat generation promotes crystallization in the central zonule, and therefore the block zonule with such a central zonule is a member with low iron loss as a whole.
  • the nanocrystal strip may be a heat-treated amorphous strip made of an amorphous alloy material.
  • the thickness of the block strip is preferably such that the amorphous strip can generate the nanocrystal strip by the heat treatment. If the thickness of the block strip is excessively large, the temperature cannot be controlled when the amorphous strip is heat-treated, and there is a concern that the block strip may be burnt out. Specifically, it may be preferable that the thickness of the block strip is 3 mm or less from the viewpoint of ease of controlling the heat treatment of the amorphous strip.
  • the block strips may have a fixing portion in which the nanocrystal strips adjacent to each other in the stacking direction are fixed to each other. Since it is possible to prepare a block strip in which multiple nanocrystal strips are laminated and arrange multiple block strips to form a core assembly (core assembly), one nanocrystal strip can be used. Compared to the case where the laminated cores are formed by laminating them one by one, defects such as breakage are less likely to occur in the nanocrystal ribbon, and as a result, the quality of the magnetic core provided with the core assembly can be improved.
  • the core assembly is an assembly of a plurality of block strips
  • a short-circuit path of the magnetic core including the core assembly is provided even when the fixed portion of the block strips is formed by welding, for example, and has conductivity. Is divided by the block strip.
  • the obtained magnetic core is also electrically integrated, so that the short-circuit path of the magnetic core becomes long. The longer the short-circuit path, the larger the eddy current loss of the magnetic core. Therefore, the magnetic core according to the present invention, which is divided into short-circuit path block strip units, is less likely to have iron loss, particularly eddy current loss.
  • the relationship between the arrangement direction of the plurality of block strips constituting the core assembly and the stacking direction of the nanocrystal strips in the block strips is arbitrary.
  • the arrangement direction and the stacking direction may or may not be aligned.
  • the nanocrystal ribbon may be welded to the fixing portion, and this fixing portion may be composed of a laser welded portion.
  • the magnetic core is a shift-arranged block band group composed of a plurality of the block strips arranged along the first direction and having a portion in which the fixed portions of the plurality of block strips do not line up in the first direction. You may have.
  • One specific example of the first direction is the thickness direction of the nanocrystal ribbon.
  • the fixed part may have different magnetic properties than the other parts, but even in such a case, by arranging the block strip so that the plurality of fixed parts contained in the core assembly do not line up in one direction. , It may be possible to increase the uniformity of the magnetic properties of a magnetic core with a core assembly.
  • the core assembly may be impregnated coated. If the core assembly is impregnated and coated, the problem that the thin band is peeled off from the core assembly is unlikely to occur.
  • the present invention provides, as another aspect, a magnetic component including the above-mentioned magnetic core.
  • a magnetic core having a structure in which nanocrystal ribbons are laminated and having excellent magnetic characteristics is provided.
  • the present invention also provides a magnetic component provided with the above magnetic core.
  • FIG. 1 is a plan view showing a magnetic core according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a diagram showing a core assembly provided in FIG. 1 (a).
  • A) is a diagram showing a block strip included in the core assembly shown in FIG. 1 (b), and (b) is a plan view of the block strip.
  • A) An example of a fixing portion provided on the block strip, a diagram showing a case where the thin strip laminate is cut and welded at the same time (fusing), and (b) provided on the block strip. It is another example of the fixed portion, and is the figure which shows the case where a part of the cut surface of the laminated body of a thin band is welded.
  • FIG. 1 A diagram showing one of the modified examples of the core assembly included in the magnetic core according to the embodiment of the present invention, (b) Other modified examples of the core assembly included in the magnetic core according to the embodiment of the present invention. It is a figure showing one, and (c) the figure which shows another one of the modification of the core assembly provided in the magnetic core which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the magnetic core which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the other example of the manufacturing method of the magnetic core which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows another example of the manufacturing method of the magnetic core which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 It is a figure and the figure which shows the arrangement of the heat reservoir (heater) in the heat treatment of FIG. 9 (b).
  • A It is a figure explaining the modification of the heat treatment of the coupled laminate of FIG. 9 (b), and (b) is a plan view which shows the shape of the heat reservoir used for the heat treatment of FIG. 10 (a).
  • A) is a plan view showing an example of a block strip manufactured by the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 7, and (b) is a diagram illustrating a fixed portion of the block strip of FIG. 10 (a).
  • FIG. 12 A plan view showing the shape of an amorphous ribbon for forming a core assembly included in the magnetic core according to another embodiment of the present invention, and (b) formed from the amorphous ribbon of FIG. 12 (a). It is a figure which shows the shape of the block thin band.
  • (A) is a diagram showing a core assembly having a block strip of FIG. 12 (b), and (b) is a diagram showing a core assembly obtained by further combining the core assemblies of FIG. 13 (a).
  • FIG. 3 is a graph showing the dependence of iron loss and crystal grain size on the laminated thickness based on the results of the examples. It is a graph which shows the relationship between the number of layers and the heat treatment temperature based on the result of an Example. It is a graph which shows the relationship between the stack thickness and the heat treatment temperature based on the result of an Example.
  • FIG. 1A is a plan view showing a magnetic core according to an embodiment (first embodiment) of the present invention.
  • FIG. 1 (b) is a diagram showing a core assembly included in FIG. 1 (a).
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing a block strip included in the core assembly shown in FIG. 1 (b).
  • FIG. 2B is a plan view of the block strip.
  • the magnetic core 100 has the shape of a motor stator. Specifically, the magnetic core 100 has a cylindrical main body 10 having a through hole 20 passing through a central axis along the Z1-Z2 direction, and a radial (inward direction in the XY plane) from the outer surface of the cylindrical main body 10. It has a plurality of extending teeth 30 and.
  • the magnetic core 100 shown in FIG. 1 has 12 teeth 30, and a tip portion 40 having a protruding portion protruding in the circumferential direction is located at the outer end portion of each tooth 30.
  • the magnetic core 100 is a core assembly 50 made of a soft magnetic material shown in FIG. 1 (b) coated with an impregnation coat.
  • the impregnation coat is formed by adhering a coating material made of a resin-based material to the surface of the core assembly 50 and impregnating it.
  • the coating material is made of, for example, an epoxy resin.
  • the thickness of the impregnated coat is set so that the magnetic core 100 appropriately covers the core assembly 50, which is a conductor, and has appropriate insulating properties. By way of example without limitation, the thickness of the impregnated coat is 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the core assembly 50 is composed of a plurality of block strips 51.
  • the core assembly 50 shown in FIG. 1 (b) consists of a stack of five block strips 51, 52, 53, 54, 55 in the Z1-Z2 direction.
  • the block strip 51 is a laminate of a plurality of nanocrystal strips 511.
  • the nanocrystal ribbon 511 is made of a nanocrystal-containing alloy material having a bcc-Fe phase as a main phase.
  • the block strip 51 shown in FIG. 2A includes a laminate of n nanocrystal strips 511 in the Z1-Z2 direction.
  • the iron loss of the nanocrystal thin band (central thin band) located in the center of the block thin band 51 in the thickness direction (Z1-Z2 direction) is the nanocrystal thin band (surface thin band) located on the surface layer of the block thin band 51. ) Is lower than the iron loss.
  • the block thin band 51 provided with the central thin band is a member having a low iron loss as a whole.
  • the shape of the block strip 51 in a plan view is the same as that of the magnetic core 100, and penetrates through the center of the circular main body 11.
  • Twelve teeth 31 radially extend from the outer surface of the main body portion 11 and have a portion 21, and a tip portion 41 having a protruding portion protruding in the circumferential direction is located at the outer end portion of each tooth 31.
  • the block strip 51 has a fixing portion 51B in which adjacent nanocrystal strips are fixed to each other in the stacking direction (Z1-Z2 direction).
  • the fixing portion 51B is provided on a part of the tip portions 41 of the four teeth 31.
  • the fixing portion 51B is composed of a laser welded portion.
  • the core assembly 50 shown in FIG. 1B is manufactured by arranging a plurality of block strips 51 prepared as an integral body of the plurality of nanocrystal strips 511.
  • the block strip 51 problems such as breakage are less likely to occur in the nanocrystal strips as compared with the case where the nanocrystal strips are laminated one by one to form a laminated core, and as a result, the core assembly 50 is impregnated. It is possible to improve the quality of the magnetic core 100 which is a coated body.
  • the size of the entire core assembly 50 can be easily adjusted by changing the number of arrangements of the block strips 51, which are easy to handle, and specifically by changing the number of layers. Therefore, it is possible to easily manufacture the magnetic core 100 having different magnetic characteristics. Further, since the magnetic characteristics of the magnetic core 100 can be changed only by changing the number of layers of the core assembly 50, the magnetic characteristics of the magnetic core 100 can be changed without changing the heat treatment conditions of the amorphous thin band laminate. .. As described above, if the number of layers of the amorphous ribbon is changed, it is necessary to newly set the heat treatment conditions. Therefore, the magnetic core 100 according to the present embodiment is compared with the magnetic core manufactured by such a method. Has excellent quality stability and productivity.
  • the fixing portion 51B of the block strip 51 is a laser welded portion, the adjacent nanocrystal strips 511 and 511 are electrically connected through the fixing portion 51B. Therefore, when an eddy current flows through the magnetic core 100, the short-circuit path of the eddy current is in units of 51 block strips. That is, since the core assembly 50 of the magnetic core 100 has a structure in which a plurality of block strips 51 are arranged, the short-circuit path is a block strip 51 unit. Therefore, it is possible to relatively reduce the eddy current loss generated in the magnetic core 100.
  • the fixing method of the fixing portion 51B is not limited. Adjacent nanocrystal strips in the block strip 51 may be fixed by an adhesive.
  • the fixing portion 51B When the fixing portion 51B is located so as to include the side surface of the nanocrystal thin band 511, the fixing portion 51B may be a cut portion of the nanocrystal thin band 511.
  • FIG. 3A is an example of the fixing portion 51B provided on the block strip 51, in which the laminated body of the nanocrystal strip 511 was cut (cut mark 51C) and welded (fixed portion 51B) at the same time. It is a figure which shows the case (fusing).
  • FIG. 3B is another example of the fixing portion 51B provided on the block strip 51, in which a part of the cut surface of the laminated body of the nanocrystal strip 511 is welded to form the fixing portion 51B. It is a figure which shows.
  • the five block strips 51, 52, 53, 54, 55 arranged along the first direction (Z1-Z2 direction) are the fixing portions 51B, 52B, respectively.
  • 53B, 54B, 55B have a shift-arranged block ribbon group having a portion not aligned in the first direction (Z1-Z2 direction).
  • the block strip 51 has four fastening portions 51B, all of which are located on the protruding portion 42 of the tip portion 41 of the teeth 31, and the block strip 51.
  • the fixing portions 51B are arranged every other in the twelve teeth 31 of the tooth 31.
  • the two adjacent block strips do not have the two fixing portions 51B and 52B lined up in the first direction (Z1-Z2 direction).
  • the fixing portions 51B, 52B, 53B, 54B, 55B have different magnetic properties from other portions. Even so, it is expected that spatial variation in the magnetic properties of the core assembly 50 will be less likely to occur.
  • FIG. 4 is a diagram showing one of the modified examples of the core assembly included in the magnetic core according to the embodiment of the present invention.
  • the fixing portions of the adjacent block strips may be arranged in the first direction (Z1-Z2 direction). Again, because there is magnetic continuity but no electrical continuity between the two adjacent block strips, the short circuit path of the core assembly 501 is the block strips 51, 52, 53, 54, 55, respectively. It becomes a unit of.
  • the fixing portion is not provided on the outermost surface of the core assembly 502, but the fixing portion is provided on the side surface located inside the outermost surface.
  • the fixing portions 51B, 53B, 54B, 55B are provided on one side surface of the circumferential protrusion 42 at the tip portion 41 of the teeth 31.
  • a magnetic path may be set so as to penetrate the outermost surface of the core assembly 502.
  • the core assembly 502 is not provided with a fixing portion on the outer side surface of the protrusion 42 corresponding to the outermost surface, it is expected that the magnetic characteristics of the magnetic core 100 provided with the core assembly 502 will be less affected by the fixing portion. Ru.
  • the core assembly 503 shown in FIG. 4C is a main body 11 located in a space (corresponding to a part of the slot SL of the magnetic core 100) between two adjacent teeth 31 in the block strip 51.
  • a fixing portion 51B is provided on the outer side surface. When the fixing portion 51B is provided at this position, the influence of the generation of the fixing portion 51B on the block thin band 51 can be reduced as compared with the case where the fixing portion 51B is provided on a part of the teeth 31.
  • the teeth 31 may be partially deformed (solidified after melting) due to the heat given by the laser welding, but the core In the case of the assembly 503, even if deformation occurs when the fixing portion 51B is formed by laser welding, since the fixing portion 51B is provided in the main body portion 11, the magnetic characteristics of the magnetic core 100 by the fixing portion 51B can be obtained.
  • the influence of the above can be smaller than that in the case where the fixing portion 51B is formed on a part of the teeth 31.
  • the nanocrystal strip 511 is a heat-treated amorphous strip made of an Fe-based amorphous alloy material. Specifically, it is a thin band made of a nanocrystal-containing alloy material having a bcc-Fe phase as a main phase, which is obtained by nanocrystallizing an amorphous thin band by heat treatment. As will be described later, the plurality of nanocrystal strips 511 constituting the block strip 51 can be obtained by temporarily heat-treating a laminate of amorphous strips corresponding to the block strip 51.
  • the thickness of the block strip 51 is set to a thickness capable of forming the nanocrystal strip 511 from the amorphous strip by this heat treatment.
  • the layered body of the amorphous thin band becomes thick, the heat generated when the amorphous thin band crystallizes is less likely to be released to the outside of the laminated body, and the controllability of the heat treatment is lowered. Therefore, from the viewpoint of appropriately advancing the heat treatment, it is preferable to set an upper limit on the thickness of the block strip 51.
  • the nanocrystal ribbon 511 produced by the heat treatment is hard and brittle, it is preferable that a certain number of nanocrystal ribbons 511 are laminated in the laminate produced by the heat treatment from the viewpoint of improving the handleability. From this viewpoint, it is preferable to set the lower limit of the thickness of the block strip 51.
  • the thickness of the block strip 51 is preferably 3 mm or less, and may be preferably 2 mm or less. Further, the thickness of the block strip 51 may be preferably 200 ⁇ m or more, and more preferably 500 ⁇ m or more.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a magnetic core according to an embodiment (first embodiment) of the present invention.
  • an amorphous ribbon is manufactured by a single roll method or the like (step S101).
  • the obtained amorphous strip is cut to an appropriate length, and the obtained strip is punched to obtain the shape shown in FIG. 2 in a plan view (shape seen from the Z1-Z2 direction).
  • a punching member to have is obtained (step S102).
  • a plurality of the obtained punched members are laminated to obtain a laminated body (step S103).
  • the amorphous ribbon has toughness more than the nanocrystal strip after heat treatment, chipping of the strip is less likely to occur even if the laminating work is performed.
  • a block body is obtained by performing a block formation step of laser welding the outer surface of the obtained laminated body at a plurality of places (step S104).
  • the obtained block body is heat-treated to obtain a block strip 51 (step S105).
  • the conditions of the heat treatment are that crystallization proceeds appropriately in all of the amorphous strips constituting the block body, and defects caused by the heat generated by the crystallization (generation of unnecessary substances such as compounds, burning, etc.) ) Is set to be appropriately suppressed.
  • a plurality of block strips 51 obtained by heat treatment are laminated to obtain the core assembly 50 shown in FIG. 1 (b).
  • the blocking portion 21 penetrates the block strip 52 adjacent to the block strip 51 so that the adjacent fixing portions (for example, the fixing portion 51B and the fixing portion 52B) do not line up in the first direction (Z1-Z2 direction).
  • Rotational laminating is performed by rotating and laminating around the central axis of the above (step S106).
  • the magnetic core 100 is obtained by performing a secondary heat treatment (step S107) on the core assembly 50 as necessary and then performing an impregnation coating (step S108). After the impregnation coating is applied, shape adjustment such as deburring may be performed as necessary (step S109).
  • FIG. 6 is a flowchart showing another example of the method for manufacturing a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is an explanatory diagram of a process for manufacturing a hoop material made of an amorphous ribbon for forming a nanocrystal ribbon included in the magnetic core according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram of the configuration of a hoop material made of an amorphous ribbon manufactured by the manufacturing process of FIG. 8A.
  • FIG. 8 (c) is a diagram illustrating a punched portion of a hoop material made of an amorphous ribbon shown in FIG. 8 (b).
  • FIG. 9A is a diagram showing a coupled laminate obtained by subdividing a hoop material made of an amorphous ribbon shown in FIG. 8B.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating the heat treatment of the coupled laminate of FIG. 9A.
  • FIG. 9 (c) is a diagram showing the arrangement of the heat treatment apparatus in the heat treatment of FIG. 9 (b).
  • an amorphous strip is first manufactured by a single roll method or the like in the same manner as in the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 5 (step S201). Since the obtained amorphous ribbon has higher toughness than the nanocrystal strip, the obtained amorphous strip is wound into a roll (amorphous roll 201).
  • FIG. 8A shows a method for manufacturing the roll-to-roll hoop material 205.
  • the amorphous strip 202 is fed out from the amorphous roll 201 in one direction (specifically, the X1-X2 direction X1 side), and the amorphous strip 202 is punched by a punching die (upper die 203, lower die 204). conduct.
  • the obtained hoop material 205 has a core strip portion 300 which is finally a direct component of the magnetic core 100 and an in-plane direction of the core strip portion 300 ( Specifically, the punching portion 350 including the base material portion 211 extending in the X1-X2 direction and the connecting rail 212 connecting the core strip portion 300 and the base material portion 211 extends in the direction in which the base material portion 211 extends (specifically, in the X1-X2 direction). They are arranged side by side in the X1-X2 direction).
  • the base material portion 211 is provided with a hole for positioning (positioning portion 213).
  • the shape of the core strip portion 300 of the punching portion 350 in a plan view is similar to that of the block strip 51, and is circular.
  • a penetrating portion 320 is provided at the center of the main body portion 310, twelve teeth 330 extend radially from the outer surface, and a tip portion 340 having a protruding portion 341 protruding in the circumferential direction is provided at the outer end portion of each tooth 330.
  • some of the connecting bars 212 project in the circumferential direction (Y1-Y2 direction) at the tip portions 340 of the two teeth 330 extending along the X1-X2 direction.
  • the connecting rail 212 It is provided so as to connect to the portion 341.
  • the other part of the connecting rail 212 is provided so as to connect to the protruding portion 341 protruding in the circumferential direction (X1-X2 direction) at the tip portion 340 of the two teeth 330 extending along the Y1-Y2 direction. ing. Therefore, the cut portion CP of the connecting rail 212 is not positioned so as to be connected to the outermost surface of the tip portion 340. Therefore, the block strip 51 obtained from the punched portion 350 shown in FIG. 8 (c) has a fixed portion 51B (that is, a cut mark 51C) on the outermost surface as shown in FIG. 4 (b). Not located.
  • the crystal state of the cutting mark 51C may change from that of other parts regardless of whether the cutting method is laser or mechanical cutting. Therefore, the magnetic core 100 may have different magnetic characteristics from other parts in the portion where the cutting mark 51C is located. Therefore, when the magnetic path of the magnetic circuit of the magnetic component including the magnetic core 100 passes through the cutting mark 51C, the magnetic characteristics change in that portion, and as a result, the stability of the magnetic characteristics of the magnetic component is affected. May reach. It is possible to minimize these effects by optimizing the cutting method.
  • a magnetic path may pass through the outermost surface thereof. For example, the punching portion 350 shown in FIG. 10 (a). Since the core assembly 502 shown in FIG. 4B is obtained, the possibility that the magnetic path of the magnetic circuit of the magnetic component passes through the cutting mark 51C can be further reduced.
  • the hoop material 205 obtained by punching is wound up into a roll material 206.
  • the hoop material 205 is fed out from the roll material 206 and cut into small pieces to obtain a coupled member 251 to which a predetermined number (for example, 3) of punching parts 350 are connected (step S203).
  • a predetermined number for example, 3
  • a plurality of the obtained coupled members 251 are laminated in the Z1-Z2 direction to obtain a coupled laminated body 360 (step S204).
  • a plurality of coupled members 251 can be easily laminated in the Z1-Z2 direction without touching the core thin band portion 300.
  • the obtained coupled laminated body 360 is heat-treated (step S205).
  • a plurality of sets of heat treatment devices 395, 396 are set according to the number of laminated bodies of the core strip portion 300 included in the coupled member 251 of the coupled laminated body 360. Is prepared, and the laminated body of the core thin band portion 300 is sandwiched between the heat treatment devices 395 and 396 of each set from the laminating direction (Z1-Z2 direction) of the coupled laminated body 360.
  • the heat treatment apparatus 395 and 396 are for controlling the temperature of the core zonal portion 300, and have a substantially columnar shape, respectively, and heat reservoirs 370 and 371 that are in direct contact with the core zonal portion 300. It is provided with heater blocks 390 and 391 for heating the heat reservoirs 370 and 371. As a result, the heat treatment apparatus 395 and 396 have a function of applying heat to the core thin band portion 300 and a function of receiving heat from the core thin band portion 300. By arranging a plurality of a set of heat treatment devices 395 and 396 in this way, it is possible to make the conditions of the heat treatment applied to each of the laminated bodies of the plurality of core strips 300 of the coupled laminated body 360 equal.
  • the heat treatment conditions are such that crystallization proceeds appropriately in all the amorphous strips constituting the core strip portion 300 of the coupled laminate 360, and defects (unnecessary substances such as compounds) caused by the heat generated by the crystallization occur. (Generation, burning, etc.) are set to be appropriately suppressed.
  • the amorphous ribbon constituting the core strip portion 300 of the coupled laminate 360 is crystallized into a nanocrystal strip 511.
  • the connecting portion (cutting portion CP) with the connecting crosspiece 212 in the protruding portion 341 is laser-fused to separate the laminated body of the core thin band portion 300 (nanocrystal thin band 511), and this laminated body is formed.
  • the plurality of nanocrystal ribbons 511 are fixed to obtain the block ribbon 51 shown in FIG. 4 (b) (step S206). Therefore, the fixing portion 51B of the block strip 51 manufactured by the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 6 is also a cutting mark 51C.
  • step S207 rotational lamination
  • step S208 a secondary heat treatment
  • step S208 an impregnation coating
  • step S210 shape adjustment
  • FIG. 10 (a) is a diagram illustrating a modified example of the heat treatment of the coupled laminate of FIG. 9 (b), and FIG. 10 (b) shows the shape of the heating member used for the heat treatment of FIG. 10 (a). It is a plan view which represents.
  • the cut portion CP when the heat reservoirs 370 and 371 provided in the heat treatment apparatus 395 and 396 have a substantially cylindrical shape, as shown in FIG. 9 (c), the cut portion CP. (See FIG. 8 (c)) is in direct contact with the heat reservoir 370. Therefore, in the coupled laminate 360 after the heat treatment step (step S205), the cut portion CP is also heat-treated and crystallized. Therefore, the cut portion CP may have a reduced cut workability. As described above, the protruding portion 341 to which the cutting portion CP is connected is unlikely to pass a magnetic path, but if the cutting workability is lowered, the shape uniformity of the cutting mark 51C is lowered and the block is thin. It may affect the maintenance of the shape quality of the band 51.
  • the heat treatment step if the plan view shape of the heat reservoirs 370A and 371A (shape seen from the Z1-Z2 direction) corresponds to the plan view shape of the core lamellae portion 300, the heat treatment step.
  • step S205 the portion of the connecting rail 212 connected to the protruding portion 341 of the tip portion 340 is not heat-treated and remains an amorphous alloy. Therefore, the coupled laminated body 360 after the heat treatment has good cutting workability of the cutting portion CP, and as shown in FIG. 4B, the side surface of the protruding portion 341 of the tip portion 340 of the block strip 51. Even if the fixing portion 51B is positioned in the position, the shape quality is unlikely to deteriorate.
  • FIG. 7 is a flowchart showing another example of the method for manufacturing a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
  • the “separate cutting / blocking” step of step S206 is divided into a separation cutting step (step S206A) and a blocking step (step S206B) in comparison with the flowchart shown in FIG. It differs in that it is done.
  • the separation cutting step is performed by, for example, mechanical cutting
  • the blocking step is performed by, for example, laser welding.
  • the heat treatment step (step S205) is performed after the blocking step (step S206B) in comparison with the flowchart shown in FIG. When the portion made of an amorphous alloy undergoes the heat treatment step (step S205), it is nanocrystallized and the cutting processability is lowered.
  • step S206A the separation cutting step
  • step S206B the blocking step
  • FIG. 11A is a plan view showing an example of a block strip manufactured by the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 7.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a fixed portion of the block strip of FIG. 11A.
  • the block strip 510 shown in FIG. 11 has a cut balance 214 at the outer end of the tip 41 of the teeth 31.
  • the cutting residue 214 is the cutting residue when the cutting portion CP of the connecting rail 212 is cut in the separation cutting step (step S206A).
  • the fixing portion 51B is laser-welded to the outer surface of the main body portion 11 forming the space corresponding to the slot SL, similarly to the core assembly 503 shown in FIG. 4 (c). It is provided by.
  • FIG. 12 (a) is a plan view showing the shape of an amorphous strip for forming a core assembly included in the magnetic core according to another embodiment (second embodiment) of the present invention.
  • FIG. 12 (b) is a diagram showing the shape of the block strip formed from the amorphous strip of FIG. 12 (a).
  • 13 (a) is a diagram showing a core assembly with the block strip of FIG. 12 (b).
  • FIG. 13 (b) is a diagram showing a core assembly obtained by further combining the core assemblies of FIG. 13 (a).
  • the block strips 70 are arranged side by side in directions other than the stacking direction (Z1-Z2 direction) of the nanocrystal strips 60 constituting the block strips 70. There is.
  • the nanocrystal ribbon 60 has a main body portion 61 having a shape in which the annulus is divided into four halves, and the main body portion 61 in the circumferential direction of the annulus. It is provided with a convex portion 62 protruding toward the surface, a concave portion 63 recessed in the circumferential direction of the annulus in the main body 61, and a teeth 64 projecting from the inner peripheral side of the annulus to the center side of the annulus.
  • the convex portion 62 and the concave portion 63 have a shape that allows them to be fitted so that they can be connected to another nanocrystal ribbon 60.
  • the block strip 70 having the fixing portion 70B can be obtained.
  • the block strip 70 has a fitting protrusion 71 based on the convex portion 62 of the nanocrystal strip 60 and a fitting recess based on the recess 63 of the nanocrystal strip 60 so that the block strip 70 can be fitted with another block strip 70.
  • 72 With 72.
  • the core assembly 90 has a ring assembly 80 in which four block strips 70 are fitted in the fitting portion 80C and the entire shape is annular.
  • the arrangement direction of the block strips 70 in the ring assembly 80 is different from the stacking direction (Z1-Z2 direction) of the nanocrystal strips 60.
  • a plurality of ring assemblies 80 (three in FIG. 13 (b)) are laminated to form the core assembly 90.
  • the fixing portions 81B, 82B, and 83B of the core assembly 90 derived from the fixing portion 70B of the block strip 70 are arranged in the stacking direction (Z1-Z2 direction), but the core assembly 90 is electrically operated for each block strip 70.
  • the short circuit path is limited to the block strip 70 because it is separated into. Therefore, the magnetic core provided with the core assembly 90 is unlikely to have a large eddy current loss.
  • FIG. 14A is an external view of a motor which is an example of a magnetic product in which a magnetic component provided with a magnetic core according to an embodiment of the present invention is used.
  • 14 (b) is an external view of a rotor which is one of the magnetic parts included in the motor of FIG. 14 (a).
  • 14 (c) is an external view of a stator which is another magnetic component included in the motor of FIG. 14 (a).
  • a rotation shaft 702 passing through the center of the bottom surface of the motor body 701 having a cylindrical shape protrudes to the Z1 side in the Z1-Z2 direction.
  • the rotor 710 shown in FIG. 14B is rotatably arranged around the rotation axis in the Z1-Z2 direction.
  • the rotor 710 is fixed to a rotor main body 711 having a hollow cylindrical shape in which one of the bottom surfaces (Z1-Z2 direction Z1 side) is open and a central portion of the bottom surface of the other (Z1-Z2 direction Z2 side) of the rotor main body 711. It is provided with a rotating shaft 702.
  • a plurality of magnets 712 are arranged side by side in the circumferential direction on the inner wall surface of the rotor main body 711.
  • a stator 720 having a columnar outer shape is arranged between the rotor main body 711 of the rotor 710 and the rotating shaft 702.
  • the stator 720 includes a magnetic core 100 according to an embodiment of the present invention, and a coil 721 wound around each of the plurality of teeth 30 thereof.
  • a rotation shaft 702 is inserted through the through hole 20 of the magnetic core 100.
  • the magnet 712 of the rotor 710 is provided on the inner side wall of the rotor main body 711 so as to face each of the tip portions 40 of the teeth 30 of the magnetic core 100.
  • the block strip 51 includes, but is not limited to, the fixing portion 50B.
  • the block strip 51 has a structure in which a plurality of nanocrystal strips 511 having a bcc-Fe phase as a main phase are laminated, and the iron loss of the central strip is a surface layer of the plurality of stacked nanocrystal strips 511. It should be lower than the iron loss of the thin band.
  • Example 1 According to the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 5, the block body 380 obtained by performing the blocking step (step S104) (on the side surface of the laminated body in which a plurality of core thin band portions 300 made of amorphous thin bands are laminated).
  • the heat treatment step (S105) was carried out in the case where the fixing portion 380B was provided by laser welding (see FIG. 15) as follows.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of the heat treatment processing apparatus used in the heat treatment step of the embodiment.
  • the heat treatment processing device 397 includes heat treatment devices 395 and 396 arranged on both sides of the block body 380 in the stacking direction (Z1-Z2 direction).
  • the heat treatment devices 395 and 396 are for controlling the temperature of the block body 380, and have a substantially columnar shape, respectively, and heat reservoirs 370 and 371 which are in direct contact with the core strip portion 300 and heat reservoirs. It is provided with heater blocks 390 and 391 for heating 370 and 371.
  • the shapes of the heat reservoirs 370 and 371 seen from the stacking direction of the block body 380 are slightly larger than the shape of the block body 380 from the viewpoint of enhancing the heating uniformity of the block body 380, and the stacking direction of the block body 380. It is preferable that all the surfaces on both sides of the above are in contact with the heat reservoirs 370 and 371. Further, from the viewpoint of more stably enhancing the heating uniformity of the block body 380, it is preferable that the heat reservoirs 370 and 371 are also located in the outer region beyond the outer edge of the block body 380.
  • the shape seen from the stacking direction (Z1-Z2 direction) of the block body 380 is circular, from the stacking direction (Z1-Z2 direction) of the block body 380 of the heat reservoirs 370 and 371.
  • the diameter ⁇ 2 of the inscribed circle of the seen shape is preferably 102% or more, more preferably 105% or more of the circular diameter ⁇ 1 of the block body 380.
  • a jig 375 is provided around the heat reservoirs 370 and 371 in the XY plane direction, leaving a space from the laminated body composed of the heat reservoirs 370 and 371 and the block body 380.
  • a heat insulating material 376 is provided between the jig 375 and the heater blocks 390 and 391, and the jig 375 is thermally isolated from the heater blocks 390 and 391.
  • the jig 375 is for discharging the heat released in the XY plane direction from the laminate composed of the heat reservoirs 370 and 371 and the block body 380 to the outside of the heat treatment processing apparatus 397 (heat dissipation function).
  • the maximum value d of the separation distance between the jig 375 and the block body 380 in the XY plane direction is preferably 1 cm or less, and more preferably 5 mm or less. It is particularly preferable that it is 2 mm or less.
  • the block body 380 is provided with 30 amorphous strips having a thickness of 30 ⁇ m, and has a thin columnar shape having a diameter of 35 mm and a thickness of 0.9 mm.
  • the heat reservoirs 370 and 371 have a bottom surface made of a circle having a diameter of 37 mm and a columnar shape having a thickness of 10 mm.
  • the jig 375 has a through hole having an inner diameter of 40 mm with the Z1-Z2 direction as the through axis, and is composed of a plate-like body that can be divided in the Z1-Z2 direction. Inside the through hole, heat reservoirs 370 and 371 and a block body are formed. A laminated body composed of 380 is arranged. Therefore, the maximum value d of the separation distance between the jig 375 and the block body 380 in the XY plane direction was 2.5 mm.
  • the block body 380 was heat-treated at a maximum heat treatment temperature of 450 ° C. for the heat reservoirs 370 and 371 to obtain a block strip 51 from the block body 380.
  • the obtained block strip 51 is separated into a plurality of nanocrystal strips 511, and the predetermined stacking positions (1st, 7th, 15th, 22nd, counting from the Z1 side in the Z1-Z2 direction).
  • the diffraction spectrum of the nanocrystal ribbon 511 (30th sheet) was measured by an X-ray diffractometer (XRD), and the crystal grain size (unit: nm) of the nanocrystal was measured from the obtained diffraction spectrum.
  • iron loss (unit: W15 / 50) was added by using a BH analyzer to add a fluctuating magnetic flux (W15 / 50) in which the maximum value of the magnetic flux density is 1.5 T and alternates at 50 Hz. : W / kg) was measured.
  • the results are shown in Table 1 and FIG.
  • the fifteenth nanocrystal zonule 511 (the central zonule located in the center of the block zonule 51 in the thickness direction (Z1-Z2 direction)) is the first nanocrystal thin band.
  • the iron loss was lower than that of the band 511 and the 30th nanocrystal thin band 511 (the surface thin band located on the surface layer of the block thin band 51).
  • the crystal grain size of the central zonule was smaller than that of the surface zonule. This result means that the heat treatment of all the amorphous strips constituting the block body 380 proceeded appropriately.
  • the heat generated when the amorphous zonules located near the center of the amorphous zonules constituting the block 380 are nanocrystallized is not properly released from the block 380.
  • the crystal grain size of the nanocrystal zonule (central zonule) obtained from the amorphous zonule located near the center tends to be larger than that of the nanocrystal zonule (surface zonal) located on the surface layer, and the central zonule Iron loss tends to be larger than that of the surface layer.
  • Examples 2 to 5 The number of laminated amorphous strips in the block body 380 is set to 10 (Example 2), 20 (Example 3), 50 (Example 4), and 100 (Example 5), and is the same as in Example 1.
  • Example 2 The number of laminated amorphous strips in the block body 380 is set to 10 (Example 2), 20 (Example 3), 50 (Example 4), and 100 (Example 5), and is the same as in Example 1.
  • Example 5 Was heat-treated. The results are shown in Tables 2 to 5 and FIGS. 17 to 20.
  • the maximum heat treatment temperatures of the heat reservoirs 370 and 371 are shown in each table. In Example 5, there was a nanocrystal strip 511 in which the iron loss was measured but the crystal grain size was not measured.
  • the central thin band had a lower iron loss and a larger crystal grain size than the surface thin band, as in the case of the case where the number of laminated sheets was 30.
  • Comparative Example 1 In the heat treatment processing apparatus 397 used in Example 1, a comparative jig made of a plate-like body having a through hole with an inner diameter of 120 mm having a through axis in the Z1-Z2 direction and being able to be divided in the Z1-Z2 direction was used for comparative healing. Inside the through hole of the tool, a laminated body composed of heat reservoirs 370 and 371 and a block body 380 was arranged inside the through hole of the tool. Therefore, the maximum value d of the separation distance between the comparison jig and the block body 380 in the XY plane direction was 42.5 mm.
  • the block body 380 was heat-treated with the maximum heat treatment temperature of the heat reservoirs 370 and 371 set to 430 ° C. to obtain a block strip 51 from the block body 380.
  • Table 6 and FIG. 21 show the measurement results of the iron loss and the crystal grain size of the obtained nanocrystal strip 511 of the block strip.
  • the fifteenth nanocrystal zonule 511 (central zonule) is located on the surface layer of the block zonule 51, and the first nanocrystal zonules 511 and thirty.
  • the iron loss was higher than that of the nanocrystal thin band 511 (surface thin band).
  • the crystal grain size of the central zonule was not always smaller than that of the surface zonule as in Example 1.

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Abstract

ナノ結晶薄帯が積層された構造を有し、磁気特性が安定しやすい本発明に係る磁性コア１００は、ブロック薄帯５１が複数配置されたコアアセンブリ５０を備え、ブロック薄帯５１は、ｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とするナノ結晶薄帯６０が複数積層された構造を有し、ブロック薄帯５１の厚さ方向の中央に位置するナノ結晶薄帯６０の鉄損は、ブロック薄帯５１の表層に位置するナノ結晶薄帯６０の鉄損よりも低い。ナノ結晶薄帯６０は、アモルファス合金材料からなるアモルファス薄帯２０２の熱処理体であってもよく、ブロック薄帯５１は、積層方向に隣り合うナノ結晶薄帯６０が互いに固着された固着部５１Ｂを有する。

Description

磁性コアおよび磁気部品
　本発明は、磁性コアおよびかかる磁性コアを備える磁気部品に関する。
　特許文献１には、アモルファス合金薄帯の積層体を保持する積層治具と、前記積層治具と接触することなく前記積層体を積層方向の上下面から挟み込む２つの加熱プレートと、前記２つの加熱プレートを加熱温度制御するための加熱制御装置と、を備えた、アモルファス合金薄帯の積層体の熱処理装置が開示されている。この熱処理装置を用いてアモルファス合金薄帯の積層体を加熱処理することにより、Ｆｅ基ナノ結晶合金の薄帯の積層体を備える磁性コアを得ることができる。
　特許文献２には、複数の磁性板が積層され、モータの回転方向に沿って山部と溝部とが交互に形成された表面凹凸形状の磁極を備えたモータの積層コアにおいて、前記磁極に形成された前記溝部の表面に前記磁性板を相互に固着する溶着部が設けられていることを特徴とするモータの積層コアが開示されている。
特開２０１７－１４１５０８公報 国際公開１９９９／２１２６４号公報
　特許文献１に記載されるようなアモルファス合金薄帯の積層体を熱処理すると、アモルファス合金薄帯の結晶化の際に熱が発生する。この熱を適切に制御しないと、得られたナノ結晶合金の薄帯（ナノ結晶薄帯）の積層体の磁気特性の劣化や、熱暴走が生じて薄帯が焼損したりすることがある。アモルファス合金薄帯の積層体の積層数は熱処理において積層体に生じる熱と関連するとともに、積層体を備える磁性コアの磁気特性にも深く関連する。このため、磁気特性が異なる複数種類の磁性コアを得るべく積層枚数の異なる積層体を用意すると、積層体ごとに熱処理条件を個別に設定する必要がある。積層体として熱処理せずにアモルファス合金薄帯を枚葉で熱処理すると、熱処理により得られたナノ結晶薄帯は脆いため取り扱い性が低く、ナノ結晶薄帯を積層する工程において割れや欠けといった破損が生じやすく、磁性コアの品質を確保する観点で問題がある。
　本発明は、ナノ結晶薄帯が積層された構造を有する磁性コアであって、磁気特性に優れる磁性コアを提供することを目的とする。本発明は、かかる磁性コアを備える磁気部品を提供することも目的とする。
　上記の課題を解決するための本発明は、一態様において、ブロック薄帯が複数配置されたコアアセンブリを備える磁性コアであって、前記ブロック薄帯は、ｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とするナノ結晶薄帯が複数積層された構造を有し、前記ブロック薄帯の厚さ方向の中央に位置するナノ結晶薄帯の鉄損は、前記ブロック薄帯の表層に位置するナノ結晶薄帯の鉄損よりも低いことを特徴とする磁性コアである。上記磁性コアにおいて、中央に位置するナノ結晶薄帯（中央薄帯）の鉄損が表層に位置するナノ結晶薄帯（表層薄帯）の鉄損よりも低いということは、両端の結晶化に伴う発熱が中央薄帯にて結晶化を促進していることを示しており、それゆえ、かかる中央薄帯を備えるブロック薄帯は、全体としても鉄損が低い部材となる。
　前記ナノ結晶薄帯は、アモルファス合金材料からなるアモルファス薄帯の熱処理体であってもよい。この場合において、前記ブロック薄帯の厚さは、前記アモルファス薄帯が前記熱処理により前記ナノ結晶薄帯を生成しうる厚さであることが好ましい。ブロック薄帯の厚さが過度に大きい場合には、アモルファス薄帯を熱処理した際に温度制御が不能となり、ブロック薄帯が焼損してしまうことが懸念される。具体的には、前記ブロック薄帯の厚さは３ｍｍ以下であることが、アモルファス薄帯の熱処理の制御しやすさの観点から好ましい場合がある。
　前記ブロック薄帯は、積層方向に隣り合う前記ナノ結晶薄帯が互いに固着された固着部を有していてもよい。複数のナノ結晶薄帯が積層されたブロック薄帯を用意し、このブロック薄帯を複数配置してコアアセンブリ（コア組立体）を作製することが可能となるため、ナノ結晶薄帯を一枚ずつ積層して積層コアを形成した場合に比べて、ナノ結晶薄帯に破損などの不具合が生じにくく、結果、コアアセンブリを備える磁性コアの品質を高めることが可能となる。
　このように、コアアセンブリが複数のブロック薄帯の組立体であることにより、ブロック薄帯の固着部が例えば溶接などにより形成されて導電性を有する場合でも、コアアセンブリを備える磁性コアの短絡経路はブロック薄帯により分割される。特許文献２に記載されるように複数の薄帯を溶接などにより一体的化すると、得られた磁性コアは電気的にも一体化するため、磁性コアの短絡経路が長くなる。短絡経路が長いほど、磁性コアの渦電流損が大きくなるため、短絡経路ブロック薄帯単位に分割される本発明に係る磁性コアは、鉄損、特に渦電流損が高まりにくい。
　なお、コアアセンブリを構成する複数のブロック薄帯の並び方向と、ブロック薄帯におけるナノ結晶薄帯の積層方向との関係は任意である。並び方向と積層方向とが揃っていてもよいし、揃っていなくてもよい。
　上記の固着部を有する磁性コアにおいて、前記固着部では、前記ナノ結晶薄帯が溶着していてもよく、この固着部がレーザ溶接部から構成されていてもよい。
　第１方向に沿って並ぶ複数の前記ブロック薄帯からなり、複数の前記ブロック薄帯の前記固着部が前記第１方向に並ばない部分を有するシフト配置ブロック薄帯群を、上記の磁性コアは有していてもよい。第１方向の一具体例はナノ結晶薄帯の厚さ方向である。固着部は他の部分に比べて磁気特性が異なる場合がありうるが、そのような場合でも、コアアセンブリに含まれる複数の固着部が一方向に並ばないようにブロック薄帯を配置することにより、コアアセンブリを備える磁性コアの磁気特性の均一性を高めることができることがある。
　上記の磁性コアにおいて、前記コアアセンブリは含浸コートされていてもよい。コアアセンブリが含浸コートされていれば、コアアセンブリから薄帯が剥離する不具合が生じにくい。
　本発明は、他の一態様として、上記の磁性コアを備えることを特徴とする磁気部品を提供する。
　本発明によれば、ナノ結晶薄帯が積層された構造を有し、磁気特性に優れる磁性コアが提供される。また、本発明により上記の磁性コアを備える磁気部品も提供される。
（ａ）本発明の一実施形態に係る磁性コアを表す平面図、および（ｂ）図１（ａ）が備えるコアアセンブリを表す図である。 （ａ）図１（ｂ）に示されるコアアセンブリが備えるブロック薄帯を表す図、および（ｂ）ブロック薄帯の平面図である。 （ａ）ブロック薄帯に設けられた固着部の一例であり、薄帯の積層体の切断と溶接とが同時に行われた場合（溶断）を示す図、および（ｂ）ブロック薄帯に設けられた固着部の他の一例であり、薄帯の積層体の切断面の一部を溶接した場合を示す図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る磁性コアが備えるコアアセンブリの変形例の一つを表す図、（ｂ）本発明の一実施形態に係る磁性コアが備えるコアアセンブリの変形例の他の一つを表す図、および（ｃ）本発明の一実施形態に係る磁性コアが備えるコアアセンブリの変形例の別の一つを表す図である。 本発明の一実施形態に係る磁性コアの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る磁性コアの製造方法の他の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る磁性コアの製造方法の別の一例を示すフローチャートである。 （ａ）本発明の一実施形態に係る磁性コアが備えるナノ結晶薄帯を形成するためのアモルファス薄帯からなるフープ材の製造プロセスの説明図、（ｂ）図８（ａ）の製造プロセスにより製造されるアモルファス薄帯からなるフープ材の構成の説明図、および（ｃ）図８（ｂ）に示されるアモルファス薄帯からなるフープ材の抜き加工部を説明する図である。 （ａ）図８（ｂ）に示されるアモルファス薄帯からなるフープ材を小分けして得られる連成積層体を表す図、（ｂ）図９（ａ）の連成積層体の熱処理を説明する図、および（ｃ）図９（ｂ）の熱処理における熱だめ（ヒータ）の配置を示す図である。 （ａ）図９（ｂ）の連成積層体の熱処理の変形例を説明する図、および（ｂ）図１０（ａ）の熱処理に用いられる熱だめの形状を表す平面図である。 （ａ）図７のフローチャートに示される製造方法により製造されたブロック薄帯の一例を示す平面図、および（ｂ）図１０（ａ）のブロック薄帯の固着部を説明する図である。 （ａ）本発明の他の一実施形態に係る磁性コアが備えるコアアセンブリを形成するためのアモルファス薄帯の形状を示す平面図、および（ｂ）図１２（ａ）のアモルファス薄帯から形成されたブロック薄帯の形状を表す図である。 （ａ）図１２（ｂ）のブロック薄帯を備えるコアアセンブリを表す図、および（ｂ）図１３（ａ）のコアアセンブリをさらに組み合わせて得られるコアアセンブリを表す図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る磁性コアを備える磁気部品が用いられた磁気製品の一例であるモータの外観図、（ｂ）図１４（ａ）のモータが備える磁気部品の１つであるロータの外観図、および（ｃ）図１４（ａ）のモータが備える磁気部品の他の１つであるステータの外観図である。 実施例の熱処理工程に用いた熱処理加工装置の説明図である。 実施例１の結果を示すグラフである。 実施例２の結果を示すグラフである。 実施例３の結果を示すグラフである。 実施例４の結果を示すグラフである。 実施例５の結果を示すグラフである。 比較例１の結果を示すグラフである。 実施例の結果に基づく、鉄損および結晶粒径の枚数依存性を示すグラフである。 実施例の結果に基づく、鉄損および結晶粒径の積層厚さ依存性を示すグラフである。 実施例の結果に基づく、積層枚数と熱処理温度との関係を示すグラフである。 実施例の結果に基づく、積層厚さと熱処理温度との関係を示すグラフである。
　以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
　図１（ａ）は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る磁性コアを表す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）が備えるコアアセンブリを表す図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）に示されるコアアセンブリが備えるブロック薄帯を表す図である。図２（ｂ）は、ブロック薄帯の平面図である。
　第１実施形態に係る磁性コア１００は、図１（ａ）に示されるように、モータのステータの形状を有する。具体的は、磁性コア１００は、Ｚ１－Ｚ２方向に沿う中心軸を通る貫通孔２０を有する円筒状の本体部１０と、円筒状の本体部１０の外側面から放射状（ＸＹ平面内方向）に延びる複数のティース３０とを有する。図１に示される磁性コア１００は、１２本のティース３０を有し、それぞれのティース３０の外側端部には周方向に突出する突出部を有する先端部４０が位置する。
　磁性コア１００は、図１（ｂ）に示される軟磁性体からなるコアアセンブリ５０に含浸コートが施されたものである。含浸コートは樹脂系材料からなるコート材をコアアセンブリ５０の表面に付着させて含浸させることによって形成される。コート材は例えばエポキシ樹脂からなる。含浸コートの厚さは導電体であるコアアセンブリ５０を適切に覆って磁性コア１００が適切な絶縁性を有するように設定される。限定されない例示をすれば、含浸コートの厚さは０．１μｍから５μｍである。
　コアアセンブリ５０は、複数のブロック薄帯５１から構成される。図１（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０は、５つのブロック薄帯５１、５２、５３、５４、５５のＺ１－Ｚ２方向の積層体からなる。
　ブロック薄帯５１は複数のナノ結晶薄帯５１１の積層体である。ナノ結晶薄帯５１１はｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とするナノ結晶含有合金材料からなる。図２（ａ）に示されるブロック薄帯５１は、ｎ枚のナノ結晶薄帯５１１のＺ１－Ｚ２方向の積層体を備える。ブロック薄帯５１の厚さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）の中央に位置するナノ結晶薄帯（中央薄帯）の鉄損は、ブロック薄帯５１の表層に位置するナノ結晶薄帯（表層薄帯）の鉄損よりも低い。中央薄帯の鉄損が表層薄帯の鉄損よりも低いということは、両端の結晶化に伴う発熱が中央薄帯にて結晶化を促進していることを示しており、それゆえ、かかる中央薄帯を備えるブロック薄帯５１は、全体としても鉄損が低い部材となる。
　図２（ｂ）に示されるように、ブロック薄帯５１の平面視の形状（Ｚ１－Ｚ２方向からみた形状）は、磁性コア１００と同様であって、円状の本体部１１の中心に貫通部２１を有し、本体部１１の外側面から１２本のティース３１が放射状に延出し、各ティース３１の外側端部には円周方向に突出する突出部を有する先端部４１が位置する。
　ブロック薄帯５１は、積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に隣り合うナノ結晶薄帯が互いに固着された固着部５１Ｂを有する。図２（ａ）に示されるブロック薄帯５１では、固着部５１Ｂは、４つのティース３１の先端部４１の一部に設けられている。本実施形態では、固着部５１Ｂはレーザ溶接部からなる。
　このように、図１（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０は、複数のナノ結晶薄帯５１１の一体化物として用意されたブロック薄帯５１を複数配置して作製されたものである。ブロック薄帯５１を用いることにより、ナノ結晶薄帯を一枚ずつ積層して積層コアを形成した場合に比べて、ナノ結晶薄帯に破損などの不具合が生じにくく、結果、コアアセンブリ５０の含浸コート体である磁性コア１００の品質を高めることが可能となる。
　また、取り扱い性が容易なブロック薄帯５１の配置数を変更することにより、具体的には積層数を変更することにより、コアアセンブリ５０全体の大きさを容易に調整することができる。このため、異なる磁気特性を有する磁性コア１００を容易に作製することが可能である。さらに、コアアセンブリ５０の積層数を変更するだけで磁性コア１００の磁気特性を変更できるため、アモルファス薄帯の積層体の熱処理条件を変更することなく、磁性コア１００の磁気特性変更が実現される。前述のように、アモルファス薄帯の積層体の枚数を変更すると熱処理条件を新たに設定する必要があるため、このような方法で製造された磁性コアに比べて、本実施形態に係る磁性コア１００は、品質の安定性に優れ、生産性にも優れる。
　上記のとおり、ブロック薄帯５１の固着部５１Ｂがレーザ溶接部である場合には、隣り合うナノ結晶薄帯５１１、５１１は固着部５１Ｂを通じて電気的に接続される。このため、磁性コア１００に渦電流が流れる場合に、渦電流の短絡経路はブロック薄帯５１単位となる。すなわち、磁性コア１００のコアアセンブリ５０は複数のブロック薄帯５１が配置された構造を有しているため、短絡経路はブロック薄帯５１単位となる。それゆえ、磁性コア１００に生じる渦電流損を相対的に少なくすることが可能である。これに対し、例えば特許文献２に記載される積層コアのように、積層コアを構成する複数の磁性板の全体を固着するように溶着部が設けられている場合には、積層コアの短絡経路はその全体となり、渦電流損が大きくなってしまう。
　固着部５１Ｂの固着方法は限定されない。ブロック薄帯５１において隣り合うナノ結晶薄帯は接着剤により固着されていてもよい。固着部５１Ｂがナノ結晶薄帯５１１の側面を含むように位置する場合には、固着部５１Ｂはナノ結晶薄帯５１１の切断部であってもよい。そのような場合の具体例として、固着部５１Ｂが溶断部である場合が例示される。図３（ａ）はブロック薄帯５１に設けられた固着部５１Ｂの一例であり、ナノ結晶薄帯５１１の積層体の切断（切断痕５１Ｃ）と溶接（固着部５１Ｂ）とが同時に行われた場合（溶断）を示す図である。図３（ｂ）は、ブロック薄帯５１に設けられた固着部５１Ｂの他の一例であり、ナノ結晶薄帯５１１の積層体の切断面の一部を溶接して固着部５１Ｂとした場合を示す図である。
　図１（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０では、第１方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に沿って並ぶ５つのブロック薄帯５１、５２、５３、５４、５５は、それぞれの固着部５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂ、５５Ｂが第１方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に並ばない部分を有するシフト配置ブロック薄帯群を有する。図２（ｂ）に示されるように、ブロック薄帯５１は４つの固着部５１Ｂを有し、これらの固着部５１Ｂはいずれもティース３１の先端部４１の突出部４２にあり、ブロック薄帯５１が有する１２個のティース３１において２つおきに固着部５１Ｂは配置されている。そして、コアアセンブリ５０において隣り合う２つのブロック薄帯（例えばブロック薄帯５１、５２）はいずれも、２つの固着部５１Ｂ、５２Ｂが第１方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に並んでいない。コアアセンブリ５０において複数のブロック薄帯５１、５２、５３、５４、５５がこのように配置されることにより、固着部５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂ、５５Ｂが他の部分と磁気的性質が異なる場合であっても、コアアセンブリ５０の磁気特性の空間的ばらつきが生じにくくなると期待される。
　図１（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０は、上記のように、コアアセンブリ５０を構成するブロック薄帯５１の固着部５１Ｂが隣り合うブロック薄帯５２の固着部５２Ｂと第１方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に並ばないように配置されているが、これに限定されない。図４は、本発明の一実施形態に係る磁性コアが備えるコアアセンブリの変形例の一つを表す図である。図４（ａ）に示されるコアアセンブリ５０１のように、隣り合うブロック薄帯の固着部が第１方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に並んでいてもよい。この場合も、隣り合う２つのブロック薄帯において磁気的な連続性はあるが電気的な連続性はないため、コアアセンブリ５０１の短絡経路はそれぞれのブロック薄帯５１、５２、５３、５４、５５の単位となる。
　図４（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０２では、コアアセンブリ５０２の最外側面に固着部が設けられておらず、最外側面よりも内側に位置する側面に固着部が設けられている。具体的には、コアアセンブリ５０２において、固着部５１Ｂ，５３Ｂ，５４Ｂ，５５Ｂは、ティース３１の先端部４１における周方向の突出部４２の一方の側面に設けられている。コアアセンブリ５０２を備える磁性コア１００が用いられた磁気部品の磁気回路は、コアアセンブリ５０２の最外側面を貫くように磁路が設定されている場合がある。このような場合には、最外側面に固着部が設けられていると、固着部を貫くように磁路が通ることが磁気部品の特性（例えばモータの回転特性）に影響を与える可能性もある。コアアセンブリ５０２では、最外側面に対応する突出部４２の外側の側面に固着部が設けられていないため、コアアセンブリ５０２を備える磁性コア１００の磁気特性が固着部の影響を受けにくくなると期待される。
　図４（ｃ）に示されるコアアセンブリ５０３は、ブロック薄帯５１において隣り合う２つのティース３１の間の空間（磁性コア１００のスロットＳＬの一部に対応する。）に位置する本体部１１の外側面に、固着部５１Ｂが設けられている。この位置に固着部５１Ｂを設ける場合には、ティース３１の一部に固着部５１Ｂを設ける場合に比べて、固着部５１Ｂを生成したことがブロック薄帯５１に与える影響を小さくすることができる。例えば、ティース３１の一部に固着部５１Ｂをレーザ溶接により形成する場合には、レーザ溶接により与えられた熱によって、ティース３１が部分的に変形（溶融後に固化）する可能性があるが、コアアセンブリ５０３の場合には、レーザ溶接によって固着部５１Ｂを形成した際に変形が起こったとしても、固着部５１Ｂが本体部１１に設けられているため、固着部５１Ｂによる磁性コア１００の磁気特性への影響はティース３１の一部に固着部５１Ｂを形成した場合よりも小さいものとすることができる。
　本実施形態において、ナノ結晶薄帯５１１は、Ｆｅ基アモルファス合金材料からなるアモルファス薄帯の熱処理体である。具体的には、アモルファス薄帯を熱処理によりナノ結晶化させて得られたｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とするナノ結晶含有合金材料からなる薄帯である。後述するように、ブロック薄帯５１を構成する複数のナノ結晶薄帯５１１は、ブロック薄帯５１に対応するアモルファス薄帯の積層体を一時に熱処理することによって得られる。
　ブロック薄帯５１の厚さは、この熱処理によりアモルファス薄帯からナノ結晶薄帯５１１を生成しうる厚さに設定されている。アモルファス薄帯の積層体が厚くなると、アモルファス薄帯が結晶化する際に生成する熱が積層体の外部に放出されにくくなり、熱処理の制御性が低下する。したがって、熱処理を適切に進行させる観点から、ブロック薄帯５１の厚さには上限が設定されることが好ましい。一方、熱処理により生成したナノ結晶薄帯５１１は堅く脆いため、熱処理により生成した積層体は、ある程度の枚数のナノ結晶薄帯５１１が積層されていることが、取り扱い性を高める観点から好ましい。この観点から、ブロック薄帯５１の厚さの下限は設定されることが好ましい。
　限定されない例示をすれば、ブロック薄帯５１の厚さは、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることが好ましい場合がある。また、ブロック薄帯５１の厚さは、２００μｍ以上であることが好ましい場合があり、５００μｍ以上であることがより好ましい場合がある。
　本実施形態に係る磁性コア１００の製造方法は限定されないが、次に説明する方法により製造すれば、磁性コア１００を生産性高く製造することが可能である。図５は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る磁性コアの製造方法の一例を示すフローチャートである。
　図５のフローチャートに示されるように、まず、単ロール法などにより、アモルファス薄帯を製造する（ステップＳ１０１）。得られたアモルファス薄帯を適当な長さに切断し、得られた薄帯片に対して打抜き加工を行い、平面視の形状（Ｚ１－Ｚ２方向からみた形状）が図２に示される形状を有する打ち抜き部材を得る（ステップＳ１０２）。得られた打ち抜き部材の複数を積層して、積層体を得る（ステップＳ１０３）。前述のように、アモルファス薄帯は熱処理後のナノ結晶薄帯よりも靱性を有するため、積層作業を行っても薄帯の欠けなどが生じにくい。
　得られた積層体の外側面を複数箇所レーザ溶接するブロック化工程を行って、ブロック体を得る（ステップＳ１０４）。得られたブロック体に熱処理を行ってブロック薄帯５１を得る（ステップＳ１０５）。前述のように、熱処理の条件は、そのブロック体を構成するアモルファス薄帯の全てに適切に結晶化が進行し、結晶化によって発生した熱に起因する不具合（化合物など不要物の生成、焼損など）が適切に抑制されるように設定される。
　熱処理により得られたブロック薄帯５１を複数積層して、図１（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０が得られる。この際、隣り合う固着部（例えば固着部５１Ｂ、固着部５２Ｂ）が第１方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に並ばないように、ブロック薄帯５１に対して隣り合うブロック薄帯５２を貫通部２１の中心軸周りで回転させて積層する、回転積層を行う（ステップＳ１０６）。
　コアアセンブリ５０に対して必要に応じ２次熱処理（ステップＳ１０７）を行い、含浸コートを行う（ステップＳ１０８）ことにより、磁性コア１００が得られる。含浸コートを行った後に、必要に応じ、バリ取りなどの形状調整が行われる（ステップＳ１０９）ことがある。
　続いて、図６、図８及び図９を用いて、コア薄帯部３００の複数に対して同時に熱処理することを含んで、図４（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０２が備える複数のブロック薄帯５１を効率的に製造する方法を説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る磁性コアの製造方法の他の一例を示すフローチャートである。図８（ａ）は、本発明の一実施形態に係る磁性コアが備えるナノ結晶薄帯を形成するためのアモルファス薄帯からなるフープ材の製造プロセスの説明図である。図８（ｂ）は図８（ａ）の製造プロセスにより製造されるアモルファス薄帯からなるフープ材の構成の説明図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示されるアモルファス薄帯からなるフープ材の抜き加工部を説明する図である。図９（ａ）は、図８（ｂ）に示されるアモルファス薄帯からなるフープ材を小分けして得られる連成積層体を表す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の連成積層体の熱処理を説明する図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の熱処理における熱処理装置の配置を示す図である。
　図６のフローチャートに示される製造方法においても、図５のフローチャートに示される製造方法と同様に、まず、単ロール法などにより、アモルファス薄帯を製造する（ステップＳ２０１）。得られたアモルファス薄帯はナノ結晶薄帯に比べると高い靱性を有するため、得られたアモルファス薄帯を巻き取って、ロール（アモルファスロール２０１）とする。
　次に打ち抜きによってフープ材２０５を生成する（ステップＳ２０２）。図８（ａ）には、ロールトゥロール方式のフープ材２０５の製造方法が示されている。アモルファスロール２０１からアモルファス薄帯２０２を一方向（具体的にはＸ１－Ｘ２方向Ｘ１側）に繰り出し、抜き金型（上型２０３、下型２０４）により、アモルファス薄帯２０２に対して打抜き加工を行う。
　得られたフープ材２０５は、図８（ｂ）に示されるように、最終的に磁性コア１００の直接的な構成部材となるコア薄帯部３００と、コア薄帯部３００の面内方向（具体的にはＸ１－Ｘ２方向）に延びる基材部２１１と、コア薄帯部３００と基材部２１１とを接続する繋ぎ桟２１２とからなる抜き加工部３５０が基材部２１１の延びる方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に並んで配置されてなる。基材部２１１には、位置決めのための孔（位置決め部２１３）が設けられている。
　図８（ｃ）に示されるように、抜き加工部３５０のコア薄帯部３００の平面視の形状（Ｚ１－Ｚ２方向からみた形状）は、ブロック薄帯５１と同様であって、円状の本体部３１０の中心に貫通部３２０を有し、外側面から１２本のティース３３０が放射状に延出し、各ティース３３０の外側端部には周方向に突出する突出部３４１を有する先端部３４０が位置する。図８（ｃ）に示されるように、一部の繋ぎ桟２１２は、Ｘ１－Ｘ２方向に沿って延在する２つのティース３３０の先端部３４０において周方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に突出する突出部３４１に接続するように設けられている。他の一部の繋ぎ桟２１２は、Ｙ１－Ｙ２方向に沿って延在する２つのティース３３０の先端部３４０において周方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に突出する突出部３４１に接続するように設けられている。このため、繋ぎ桟２１２の切断部ＣＰは、先端部３４０の最外側面につながるようには位置しない。それゆえ、図８（ｃ）に示される抜き加工部３５０から得られたブロック薄帯５１は、図４（ｂ）に示されるように、最外側面に固着部５１Ｂ（すなわち切断痕５１Ｃ）が位置しない。
　切断痕５１Ｃは、切断方法がレーザであるか機械的切断であるかにかかわらず、結晶状態が他の部分と変化する可能性がある。このため、磁性コア１００は切断痕５１Ｃが位置する部分において磁気特性が他の部分と異なる可能性がある。それゆえ、磁性コア１００を備える磁気部品の磁気回路の磁路が切断痕５１Ｃを通る場合には、その部分において磁気特性が変化し、結果的に、磁気部品の磁気特性の安定性に影響が及ぶ可能性がある。切断方法を最適化することにより、こうした影響を最小限に抑えることは可能である。ブロック薄帯５１を備える磁性コア１００が用いられた磁気部品の磁気回路は、その最外側面を貫くように磁路が通る場合があるが、例えば図１０（ａ）に示される抜き加工部３５０を用いれば、図４（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０２が得られるため、磁気部品の磁気回路の磁路が切断痕５１Ｃを通る可能性をより低減させることができる。
　打抜き加工により得られたフープ材２０５は巻き取られて、ロール材２０６となる。次に、ロール材２０６からフープ材２０５を繰り出して小分けする切断加工を行い、所定の数（例えば３）の抜き加工部３５０がつながった連成部材２５１を得る（ステップＳ２０３）。図９（ａ）に示されるように、得られた連成部材２５１の複数をＺ１－Ｚ２方向に積層して、連成積層体３６０を得る（ステップＳ２０４）。ここで、各連成部材２５１の位置決め部２１３を用いることにより、容易に、かつコア薄帯部３００に接することなく、複数の連成部材２５１をＺ１－Ｚ２方向に積層することができる。
　続いて、得られた連成積層体３６０の熱処理を行う（ステップＳ２０５）。図９（ｂ）および図９（ｃ）に示されるように、連成積層体３６０の連成部材２５１が有するコア薄帯部３００の積層体の数に応じて複数組の熱処理装置３９５、３９６を用意し、コア薄帯部３００の積層体を各組の熱処理装置３９５、３９６で連成積層体３６０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）から挟む。熱処理装置３９５、３９６は、コア薄帯部３００の温度を制御するためのものであり、それぞれ、ほぼ円柱状の形状を有しコア薄帯部３００に直接的に接する熱だめ３７０、３７１と、熱だめ３７０、３７１を加熱するヒータブロック３９０、３９１とを備える。これにより、熱処理装置３９５、３９６は、コア薄帯部３００に熱を与える機能を有するとともに、コア薄帯部３００から熱を受ける機能を有する。このように１組の熱処理装置３９５、３９６を複数配置することにより、連成積層体３６０が有する複数のコア薄帯部３００の積層体のそれぞれに加えられる熱処理の条件を等しくすることができる。なお、熱処理の条件は、連成積層体３６０のコア薄帯部３００を構成する全てのアモルファス薄帯において適切に結晶化が進行し、結晶化によって発生した熱に起因する不具合（化合物など不要物の生成、焼損など）が適切に抑制されるように設定される。
　こうして熱処理することにより、連成積層体３６０のコア薄帯部３００を構成するアモルファス薄帯は結晶化してナノ結晶薄帯５１１となる。続いて、突出部３４１における繋ぎ桟２１２との接続部（切断部ＣＰ）をレーザ溶断して、コア薄帯部３００（ナノ結晶薄帯５１１）の積層体を分離するとともに、この積層体を構成する複数のナノ結晶薄帯５１１を固着して、図４（ｂ）に示されるブロック薄帯５１を得る（ステップＳ２０６）。したがって、図６のフローチャートに示される製造方法により製造されたブロック薄帯５１の固着部５１Ｂは、切断痕５１Ｃでもある。
　以降、図５に示されるステップと同様に、回転積層（ステップＳ２０７）および必要に応じて２次熱処理（ステップＳ２０８）を行って、図１（ｂ）に示されるコアアセンブリ５０を得る。さらに含浸コート（ステップＳ２０９）および必要に応じて形状調整（ステップＳ２１０）を行って、図１（ａ）に示される磁性コア１００を得る。
　図１０（ａ）は、図９（ｂ）の連成積層体の熱処理の変形例を説明する図、および図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の熱処理に用いられる加熱部材の形状を表す平面図である。
　図９（ｂ）に示されるように、熱処理装置３９５、３９６が備える熱だめ３７０、３７１がほぼ円柱形状を有している場合には、図９（ｃ）に示されるように、切断部ＣＰ（図８（ｃ）参照）は熱だめ３７０に直接的に接触する。このため、熱処理工程（ステップＳ２０５）の後の連成積層体３６０では、切断部ＣＰも熱処理を受けて結晶化している。それゆえ、切断部ＣＰは切断加工性が低下している可能性がある。前述のように、切断部ＣＰが接続している突出部３４１は磁路が通る可能性は低いものの、切断加工性が低下していると、切断痕５１Ｃの形状均一性が低下し、ブロック薄帯５１の形状品質の維持に影響を与える可能性もある。
　そこで、図１０に示されるように、熱だめ３７０Ａ、３７１Ａの平面視の形状（Ｚ１－Ｚ２方向からみた形状）が、コア薄帯部３００の平面視の形状に対応していれば、熱処理工程（ステップＳ２０５）において、繋ぎ桟２１２における先端部３４０の突出部３４１につながる部分は熱処理されず、アモルファス合金のままとなる。それゆえ、熱処理後の連成積層体３６０は、切断部ＣＰの切断加工性が良好であり、図４（ｂ）に示されるように、ブロック薄帯５１の先端部３４０の突出部３４１の側面に固着部５１Ｂを位置させても、形状品質が低下しにくい。
　図６に示される製造方法では、レーザ溶断して、切断加工とブロック化加工とを同時に行ったが、これらの工程は別工程で行われてもよい。図７は、本発明の一実施形態に係る磁性コアの製造方法の別の一例を示すフローチャートである。
　図７に示されるフローチャートは、図６に示されるフローチャートとの対比で、ステップＳ２０６の「分離切断／ブロック化」工程が、分離切断工程（ステップＳ２０６Ａ）とブロック化工程（ステップＳ２０６Ｂ）とに分割されている点で相違する。この場合には、分離切断工程は例えば機械的切断により行われ、ブロック化工程は例えばレーザ溶接によって行われる。また、図７に示されるフローチャートは、図６に示されるフローチャートとの対比で、熱処理工程（ステップＳ２０５）がブロック化工程（ステップＳ２０６Ｂ）の後に行われている。アモルファス合金からなる部分は熱処理工程（ステップＳ２０５）を受けると、ナノ結晶化して切断加工性が低下する。したがって、熱処理工程（ステップＳ２０５）の前に分離切断工程（ステップＳ２０６Ａ）を行えば、繋ぎ桟２１２の良好な切断加工性を確保することが容易となる。また、アモルファス薄帯が熱処理により結晶化してナノ結晶薄帯５１１となると、脆化して取り扱い性が低下するが、熱処理工程（ステップＳ２０５）の前にブロック化工程（ステップＳ２０６Ｂ）を行えば、熱処理により得られる生成物は複数のナノ結晶薄帯５１１が積層・固着したブロック薄帯５１となるため、良好な取り扱い性を確保することができる。
　図１１（ａ）は、図７のフローチャートに示される製造方法により製造されたブロック薄帯の一例を示す平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のブロック薄帯の固着部を説明する図である。図１１に示されるブロック薄帯５１０は、ティース３１の先端部４１の外側端に切断残部２１４を有する。切断残部２１４は、分離切断工程（ステップＳ２０６Ａ）において繋ぎ桟２１２の切断部ＣＰを切断した際の切断残りである。図１１に示されるブロック薄帯５１０は、図４（ｃ）に示されるコアアセンブリ５０３と同様に、固着部５１Ｂは、スロットＳＬに対応する空間を形成する本体部１１の外側面に、レーザ溶接によって設けられている。
　図１２（ａ）本発明の他の一実施形態（第２実施形態）に係る磁性コアが備えるコアアセンブリを形成するためのアモルファス薄帯の形状を示す平面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のアモルファス薄帯から形成されたブロック薄帯の形状を表す図である。図１３（ａ）は、図１２（ｂ）のブロック薄帯を備えるコアアセンブリを表す図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のコアアセンブリをさらに組み合わせて得られるコアアセンブリを表す図である。
　本発明の第２実施形態に係るコアアセンブリ９０は、ブロック薄帯７０がブロック薄帯７０を構成するナノ結晶薄帯６０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）以外の方向にも並んで配置されている。
　第２実施形態に係るナノ結晶薄帯６０は、図１２（ａ）に示されるように、円環が四半分に分割された形状を有する本体部６１と、本体部６１において円環の周方向に突出する凸部６２と、本体部６１において円環の周方向に凹む凹部６３と、円環の内周側から円環の中心側へと突出するティース６４とを備える。凸部６２と凹部６３とは、他のナノ結晶薄帯６０と連結できるように、嵌合可能な形状となっている。
　複数のナノ結晶薄帯６０１が厚さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に沿って積層してなる積層体を固着することにより、固着部７０Ｂを有するブロック薄帯７０が得られる。ブロック薄帯７０は、他のブロック薄帯７０と嵌合できるように、ナノ結晶薄帯６０の凸部６２に基づく嵌合凸部７１と、ナノ結晶薄帯６０の凹部６３に基づく嵌合凹部７２とを有する。
　本実施形態に係るコアアセンブリ９０は、図１３（ａ）に示されるように、４つのブロック薄帯７０が嵌合部８０Ｃにおいて嵌合してなり全体形状が円環状のリングアセンブリ８０を有する。リングアセンブリ８０におけるブロック薄帯７０の並び方向はナノ結晶薄帯６０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）とは異なっている。そして、図１３（ｂ）に示されるように、リングアセンブリ８０が複数（図１３（ｂ）では３つ）積層されて、コアアセンブリ９０が構成されている。ブロック薄帯７０の固着部７０Ｂに由来するコアアセンブリ９０の固着部８１Ｂ，８２Ｂ，８３Ｂは、積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に並んでいるが、コアアセンブリ９０はブロック薄帯７０ごとに電気的に分離されているので、短絡経路はブロック薄帯７０に限定される。このため、コアアセンブリ９０を備える磁性コアは渦電流損が大きくなりにくい。
　図１４（ａ）は、本発明の一実施形態に係る磁性コアを備える磁気部品が用いられた磁気製品の一例であるモータの外観図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のモータが備える磁気部品の１つであるロータの外観図である。図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のモータが備える磁気部品の他の１つであるステータの外観図である。図１４（ａ）に示されるように、モータ７００において、円筒状の形状を有するモータ本体７０１から、その底面の中心を通る回転軸７０２がＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側に突出している。
　モータ本体７０１の内部には、図１４（ｂ）に示されるロータ７１０が、Ｚ１－Ｚ２方向の回転軸を中心として回転可能に配置されている。ロータ７１０は、底面の一方（Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側）が開いた中空の円柱形状を有するロータ本体７１１と、ロータ本体７１１の他方（Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ２側）の底面の中央部に固定された回転軸７０２とを備える。ロータ本体７１１の内側壁には、複数の磁石７１２が周方向に並んで配置されている。
　ロータ７１０のロータ本体７１１と回転軸７０２との間には円柱状の外形を有するステータ７２０が配置される。ステータ７２０は、本発明の一実施形態に係る磁性コア１００と、その複数のティース３０のそれぞれに巻回されたコイル７２１とからなる。磁性コア１００の貫通孔２０には回転軸７０２が挿通される。磁性コア１００のティース３０の先端部４０のそれぞれに対向するように、ロータ７１０の磁石７１２は、ロータ本体７１１の内側壁に設けられている。
　本発明の一実施形態に係る磁性コア１００は、複数のナノ結晶薄帯５１１が固着部５１Ｂで固定された積層体であるブロック薄帯５１が複数積層されたコアアセンブリ５０が含浸コートにより固定されたものであるから、優れた磁気特性を有する。具体的には、コアアセンブリ５０が有する複数のブロック薄帯５１は、磁気的には接続されているが、電気的には接続されていないため、渦電流損が少ない。また、磁性コア１００がコアアセンブリ５０２（図４（ｂ）参照）を備える場合には、先端部４１の最外側面に固着部５１Ｂが設けられていないため、モータ７００の磁気回路が安定しやすい。それゆえ、モータ７００は回転特性が特に安定すると期待される。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。上記の実施形態の説明では、ブロック薄帯５１は固着部５０Ｂを備えるが、これに限定されない。ブロック薄帯５１はｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とするナノ結晶薄帯５１１が複数積層された構造を有し、その積層された複数のナノ結晶薄帯５１１について、中央薄帯の鉄損が表層薄帯の鉄損よりも低ければよい。
　以下、本発明の効果を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
　図５のフローチャートに示される製造方法にしたがって、ブロック化工程（ステップＳ１０４）まで行って得られたブロック体３８０（アモルファス薄帯からなるコア薄帯部３００が複数積層されてなる積層体の側面にレーザ溶接により固着部３８０Ｂが設けられたもの、図１５参照）に熱処理工程（Ｓ１０５）を次のようにして行った。
　図１５は実施例の熱処理工程に用いた熱処理加工装置の説明図である。図１５に示されるように、熱処理加工装置３９７は、ブロック体３８０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）の両側に配置された熱処理装置３９５、３９６を備える。熱処理装置３９５、３９６は、ブロック体３８０の温度を制御するためのものであり、それぞれ、ほぼ円柱状の形状を有しコア薄帯部３００を直接的に接する熱だめ３７０、３７１と、熱だめ３７０、３７１を加熱するヒータブロック３９０、３９１とを備える。
　ブロック体３８０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）からみた熱だめ３７０、３７１の形状は、ブロック体３８０の加熱均一性を高める観点から、ブロック体３８０の形状よりやや大きく、ブロック体３８０の積層方向の両側の面の全てが熱だめ３７０、３７１に接していることが好ましい。さらに、ブロック体３８０の加熱均一性をより安定的に高める観点から、ブロック体３８０の外縁を超えた外側の領域にも熱だめ３７０、３７１が位置することが好ましい。限定されない例示をすれば、ブロック体３８０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）から見た形状が円形である場合には、熱だめ３７０、３７１のブロック体３８０の積層方向（Ｚ１－Ｚ２方向）から見た形状の内接円の直径φ２が、ブロック体３８０の円形の直径φ１の１０２％以上であることが好ましく、１０５％以上であることがより好ましい。
　熱処理加工装置３９７では、熱だめ３７０、３７１のＸＹ平面方向の周囲に、熱だめ３７０、３７１とブロック体３８０とからなる積層体から空間を空けて、治具３７５が設けられている。治具３７５とヒータブロック３９０、３９１との間には断熱材３７６が設けられて、治具３７５はヒータブロック３９０、３９１から熱的に隔離されている。治具３７５は、熱だめ３７０、３７１とブロック体３８０とからなる積層体からＸＹ平面方向に放出される熱を熱処理加工装置３９７の外部に排出するためのものである（放熱機能）。治具３７５の放熱機能を適切に果たす観点から、治具３７５とブロック体３８０とのＸＹ平面方向の離間距離の最大値ｄは、１ｃｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましく、２ｍｍ以下であること特に好ましい。
　実施例１では、ブロック体３８０は、一枚３０μｍの厚さのアモルファス薄帯を３０枚備え、直径３５ｍｍ、厚さ０．９ｍｍの薄い円柱状の形状を有する。熱だめ３７０、３７１は、直径３７ｍｍの円からなる底面を有し厚さ１０ｍｍの円柱状の形状を有する。治具３７５はＺ１－Ｚ２方向を貫通軸とする内径４０ｍｍの貫通孔を有しＺ１－Ｚ２方向に分割可能な板状体からなり、この貫通孔の内部に、熱だめ３７０、３７１とブロック体３８０とからなる積層体が配置されている。したがって、治具３７５とブロック体３８０とのＸＹ平面方向の離間距離の最大値ｄは２．５ｍｍであった。
　熱だめ３７０、３７１の最高熱処理温度を４５０℃としてブロック体３８０に熱処理を行って、ブロック体３８０からブロック薄帯５１を得た。得られたブロック薄帯５１を複数のナノ結晶薄帯５１１に分離して、所定の積層位置（Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側から数えて１枚目、７枚目、１５枚目、２２枚目、３０枚目）のナノ結晶薄帯５１１について、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）により回折スペクトルを測定し、得られた回折スペクトルから、ナノ結晶の結晶粒径（単位：ｎｍ）を測定した。また、回折スペクトルを測定したナノ結晶薄帯５１１について、Ｂ－Ｈアナライザーを用いて、磁束密度の最大値が１．５Ｔで５０Ｈｚで交番する変動磁束（Ｗ１５／５０）を加えて鉄損（単位：Ｗ／ｋｇ）を測定した。その結果を表１および図１６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１６に示されるように、１５枚目のナノ結晶薄帯５１１（ブロック薄帯５１の厚さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）の中央に位置する中央薄帯）は、１枚目のナノ結晶薄帯５１１および３０枚目のナノ結晶薄帯５１１（ブロック薄帯５１の表層に位置する表層薄帯）よりも、鉄損が低くなった。また、中央薄帯は表層薄帯よりも結晶粒径が小さくなった。この結果は、ブロック体３８０を構成する全てのアモルファス薄帯の熱処理が適切に進行したことを意味している。熱処理が適切に進行しない場合には、ブロック体３８０を構成するアモルファス薄帯のうち、中央付近に位置するアモルファス薄帯がナノ結晶化したときに発生する熱が適切にブロック体３８０から放出されず、中央付近に位置するアモルファス薄帯から得られたナノ結晶薄帯（中央薄帯）の結晶粒径が、表層に位置するナノ結晶薄帯（表層薄帯）よりも大きくなりやすく、中央薄帯の鉄損が表層薄帯よりも大きくなりやすい。
（実施例２から実施例５）
　ブロック体３８０におけるアモルファス薄帯の積層数を１０枚（実施例２）、２０枚（実施例３）、５０枚（実施例４）、１００枚（実施例５）にして、実施例１と同様の熱処理を行った。その結果を表２から表５および図１７から図２０に示す。各表に熱だめ３７０、３７１の最高熱処理温度を示した。なお、実施例５では、鉄損の測定を行ったが結晶粒径の測定を行わなかったナノ結晶薄帯５１１があった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　積層枚数が１０枚から１００枚のいずれの場合においても、積層枚数が３０枚の場合と同様に、中央薄帯は表層薄帯よりも、鉄損が低く、かつ結晶粒径が大きくなった。
（比較例１）
　実施例１で用いた熱処理加工装置３９７において、Ｚ１－Ｚ２方向を貫通軸とする内径１２０ｍｍの貫通孔を有しＺ１－Ｚ２方向に分割可能な板状体からなる比較治具を用い、比較治具の貫通孔の内部に、熱だめ３７０、３７１とブロック体３８０とからなる積層体を配置した。したがって、比較治具とブロック体３８０とのＸＹ平面方向の離間距離の最大値ｄは４２．５ｍｍであった。
　熱だめ３７０、３７１の最高熱処理温度を４３０℃としてブロック体３８０に熱処理を行って、ブロック体３８０からブロック薄帯５１を得た。実施例１よりも最高熱処理温度を低く設定したのは、比較治具とブロック体３８０とのＸＹ平面方向の離間距離の最大値ｄが実施例１の場合よりも広いので、ブロック体３８０において生じた熱が相対的に外部に放出されにくいと想定されたためである。得られたブロック薄帯のナノ結晶薄帯５１１の鉄損および結晶粒径の測定結果を表６および図２１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６および図２１に示されるように、１５枚目のナノ結晶薄帯５１１（中央薄帯）は、ブロック薄帯５１の表層に位置する、１枚目のナノ結晶薄帯５１１および３０枚目のナノ結晶薄帯５１１（表層薄帯）よりも、鉄損が高くなった。また、実施例１のような、中央薄帯が表層薄帯よりも常に結晶粒径が小さくなる傾向はみられなかった。
　上記の結果に基づき、鉄損および結晶粒径の平均値と、積層枚数および積層厚さとの関係を確認した。その結果を表７ならびに図２２および図２３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７ならびに図２２および図２３に示されるように、積層枚数が増えたり積層厚さが大きくなったりすると、鉄損や結晶粒径が大きくなる傾向が見られた。
　また、熱処理温度（熱だめ表面温度）と、積層枚数および積層厚さとの関係を確認した。その結果を表８ならびに図２４および図２５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表８ならびに図２４および図２５に示されるように、積層枚数が増えたり積層厚さが大きくなったりすると、熱暴走を生じさせない観点で設定される熱処理温度（最高熱処理温度）が低下する傾向が見られた。
１０、１１、６１、３１０　：本体部
２０　　　　：貫通孔
２１、３２０　：貫通部
３０、３１、６４、３３０　：ティース
４０、４１、３４０　：先端部
４２、３４１　：突出部
５０、９０、５０１、５０２、５０３　：コアアセンブリ
５１、５２、５３、５４、５５、５１０、７０　：ブロック薄帯
５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂ、５５Ｂ、７０Ｂ、３８０Ｂ、８１Ｂ、８２Ｂ、８３Ｂ　：固着部
５１Ｃ　　　：切断痕
６０　　　　：ナノ結晶薄帯
６２　　　　：凸部
６３　　　　：凹部
７１　　　　：嵌合凸部
７２　　　　：嵌合凹部
８０、８１、８２、８３　：リングアセンブリ
８０Ｃ　　　：嵌合部
１００　　　：磁性コア
２０１　　　：アモルファスロール
２０２　　　：アモルファス薄帯
２０３　　　：上型
２０４　　　：下型
２０５　　　：フープ材
２０６　　　：ロール材
２１１　　　：基材部
２１２　　　：繋ぎ桟
２１３　　　：位置決め部
２１４　　　：切断残部
２５１　　　：連成部材
３００　　　：コア薄帯部
３５０　　　：抜き加工部
３６０　　　：連成積層体
３７０、３７１、３７０Ａ、３７１Ａ　：熱だめ
３７５　　　：治具
３７６　　　：断熱材
３８０　　　：ブロック体
３９０、３９１　：ヒータブロック
３９５、３９６　：熱処理装置
３９７　　　：熱処理加工装置
５１１、６０１　：ナノ結晶薄帯
７００　　　：モータ
７０１　　　：モータ本体
７０２　　　：回転軸
７１０　　　：ロータ
７１１　　　：ロータ本体
７１２　　　：磁石
７２０　　　：ステータ
７２１　　　：コイル
ＣＰ　　　　：切断部
ＳＬ　　　　：スロット

Claims (8)

  1. 　ブロック薄帯が複数配置されたコアアセンブリを備える磁性コアであって、
    　前記ブロック薄帯は、ｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とするナノ結晶薄帯が複数積層された構造を有し、
    　前記ブロック薄帯の厚さ方向の中央に位置するナノ結晶薄帯の鉄損は、前記ブロック薄帯の表層に位置するナノ結晶薄帯の鉄損よりも低いことを特徴とする磁性コア。
  2. 　前記ナノ結晶薄帯は、アモルファス合金材料からなるアモルファス薄帯の熱処理体である、請求項１に記載の磁性コア。
  3. 　前記ブロック薄帯は、積層方向に隣り合う前記ナノ結晶薄帯が互いに固着された固着部を有する、請求項１または請求項２に記載の磁性コア。
  4. 　前記固着部では、前記ナノ結晶薄帯が溶着している、請求項３に記載の磁性コア。
  5. 　前記固着部はレーザ溶接部からなる、請求項４に記載の磁性コア。
  6. 　第１方向に沿って並ぶ複数の前記ブロック薄帯からなり、複数の前記ブロック薄帯の前記固着部が前記第１方向に並ばない部分を有するシフト配置ブロック薄帯群を有する、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の磁性コア。
  7. 　前記コアアセンブリは含浸コートされている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁性コア。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載される磁性コアを備えることを特徴とする磁気部品。
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