WO2022054726A1 - 磁性コア、フープ材、および磁気部品 - Google Patents

磁性コア、フープ材、および磁気部品 Download PDF

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magnetic
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magnetic core
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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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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic core, a hoop material for manufacturing such a magnetic core, and a magnetic component including such a magnetic core.
  • Patent Document 1 describes a punching process in which a metal material is punched and molded by press working to form an iron core constituent piece, and a plurality of iron core constituent pieces are integrated as a laminated iron core by laminating and joining the iron core constituent pieces.
  • the punching process comprises a plurality of punching steps using a progressive die, and prior to punching the outer peripheral shape of the iron core constituent piece, a metal material and an iron core are interposed via a connecting portion.
  • a method for manufacturing a laminated iron core comprises a step of removing a connecting portion for separating from a material.
  • the connecting portion formed by the opening forming step is located on the outer periphery of the iron core constituent piece. Therefore, when the connecting portion is cut off in the removing step, a part of the outer periphery of the iron core constituent piece is formed by the cutting. Therefore, as shown in FIG. 10, the outermost surface of the laminated iron core 800, which is formed by laminating a plurality of iron core constituent pieces 801, 802, ... 80 n, is based on the outer periphery formed by the opening forming step. There is a boundary 830 between the outer side surface (outer surface of the opening 810) and the outer surface (removal outer surface 820) based on the outer periphery formed by the removal step.
  • the magnetic path of the magnetic circuit of the magnetic product including the magnetic component is the outermost of the laminated iron core 800 constituting the magnetic component. May pass by the side.
  • the magnetic characteristics become unstable when the magnetic path passes through the boundary 830, and as a result, there is a concern that the operational stability of the magnetic product may be affected. Will be done.
  • An object of the present invention is to provide a magnetic core having a structure in which a plurality of core strips are laminated, and the magnetic characteristics are easily stabilized. It is also an object of the present invention to provide a hoop material for manufacturing such a magnetic core, and to provide a magnetic component provided with such a magnetic core.
  • a magnetic core including a laminated core in which a plurality of core strips are laminated, and a connecting bar connected to each of the core strips is connected to the core. It is a magnetic core having a cut mark formed by cutting in the stacking direction of the thin band, and the cut mark is located on the inner side of the outer periphery of the core thin band.
  • a core strip including a portion useful as a magnetic core (a portion through which a magnetic path passes in a magnetic component having a magnetic core, a main portion) and a base material other than the core strip are connected by a connecting bar.
  • the cutting mark formed by the cutting process as described above is located on the inner side of the outer circumference of the core thin band, the cutting mark is formed on the outermost surface of the laminated core formed by laminating a plurality of core thin bands. Is not located. Therefore, it is possible to particularly reduce the influence of cutting marks on the magnetic characteristics of the magnetic component formed by using the magnetic core provided with the laminated core.
  • the core strip may have a portion made of a nanocrystal-containing alloy material in which the amorphous alloy material is nanocrystallized by heat treatment. Even if the physical properties of the strip change due to heat treatment and it becomes a material that is difficult to cut, for example, it is possible to select not to perform heat treatment on the connecting bar where the cut portion is located. , It is possible to secure the cutting workability of the connecting rail.
  • the portion of the core strip where the cut mark is located is made of the amorphous alloy material.
  • the connecting bar is made of an amorphous alloy material without nanocrystallizing, the cutting processability is excellent.
  • the connecting bar portion is made of an amorphous alloy material without nanocrystallizing, the cutting processability is excellent.
  • the connecting bar portion As the support portion, the thin band can be moved without touching the part (core thin band) that has been nanocrystallized and embrittled in the thin band. Therefore, even if the magnetic core is produced by the step of laminating the core strips after the heat treatment with a single leaf, the magnetic core can be created without damaging the core strips.
  • the portion of the core strip where the cut marks are located may be made of the nanocrystal-containing alloy material. Even if the cutting processability of the nanocrystal alloy portion is reduced, since the connecting bar serves as the cutting portion, the influence of the cutting process on the core ribbon can be reduced.
  • the laminated core may have a block thin band in which the core strips adjacent to each other in the stacking direction are fixed to each other at the fixing portion.
  • the block strip can be handled as a unit, so that problems such as breakage are unlikely to occur in the process of assembling and manufacturing the magnetic core.
  • the fixing portion may include a portion where the cutting mark is located. Even if the magnetic characteristics of the fixed part are different from those of other parts, if the fixed part is provided so as to include the part where the cut mark is located, the influence on the magnetic characteristics of the core thin band can be reduced. preferable.
  • the cut mark may be welded to the fixed portion.
  • the material constituting the thin band may undergo thermal denaturation, but even in such a case, the thermally denatured portion is located at the cutting mark, so that the magnetic properties of the magnetic core are not easily affected.
  • the fixed portion is composed of a laser fusing portion. Since the cut portion and the fixed portion of the connecting bar coincide with each other, there is little variation in the characteristics of the core strips laminated in the block strip, and as a result, the quality of the magnetic core is improved.
  • the magnetic core has a fixing portion
  • a magnetic core equipped with a core assembly is less likely to have problems such as breakage in the nanocrystal ribbons as compared with a magnetic core equipped with a laminated core in which nanocrystal strips are laminated one by one, and as a result, an impregnated coated body of the core assembly. It is possible to improve the quality of the magnetic core.
  • the shift comprises a plurality of the block strips lined up along the first direction, and the anchored portions of the plurality of the block strips do not line up in the first direction. It may have a group of placement block strips.
  • the magnetic properties of the anchored part may differ from those of other parts, but even in such a case, by arranging the block strips so that the plurality of anchored parts contained in the core assembly do not line up in one direction, In some cases, the uniformity of magnetic properties as a magnetic core can be improved.
  • the laminated core is impregnated and coated. If the laminated core is impregnated and coated, the problem that the thin band is peeled off from the laminated core is unlikely to occur.
  • the core strip portion that is the core strip included in the magnetic core, the strip-shaped base material portion extending in the in-plane direction of the core strip portion, and the core strip portion. It is a hoop material provided with a connecting bar for connecting the base material portion.
  • Each of the plurality of core strips may be connected to the base material by the connecting bar.
  • the base material portion may have a positioning portion.
  • the magnetic component may be a stator of a motor or a rotor of a motor.
  • a magnetic core having a structure in which nanocrystal ribbons are laminated and whose magnetic characteristics are easy to stabilize.
  • the present invention also provides a magnetic component provided with the above magnetic core.
  • FIG. 1 (A) is a plan view showing a magnetic core according to an embodiment of the present invention
  • (b) 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.
  • 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. 7 It is a figure and is a figure which shows the arrangement of the heat treatment apparatus in the heat treatment of FIG. 7 (b).
  • A It is a figure explaining the modification of the heat treatment of the coupled laminate of FIG. 7 (b), and (b) is a plan view which shows the shape of the heat reservoir used for the heat treatment of FIG. 7 (a).
  • A An external view of a motor as an example of a magnetic product using a magnetic component having a magnetic core according to an embodiment of the present invention, (b) one of the magnetic components included in the motor of FIG. 9 (a). It is an external view of a certain rotor, and (c) is an external view of a stator which is one of the other magnetic parts included in the motor of FIG. 9 (a). It is explanatory drawing of the laminated iron core which concerns on the prior art.
  • 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 (laminated core) made of a soft magnetic material shown in FIG. 1 (b) coated with an impregnation.
  • 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.
  • 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 (core strips).
  • the nanocrystal strip 511 is made of a nanocrystal-containing alloy material. That is, the magnetic core 100 includes a laminated core (core assembly 50) in which core strips (nanocrystal strips 511) are laminated.
  • the block strip 51 shown in FIG. 2A includes a laminate of n nanocrystal strips 511 in the Z1-Z2 direction.
  • 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 one side surface of the circumferentially protruding portion 42 of the tip portion 41 of the teeth 31.
  • the fixing portion 51B coincides with the portion where the cutting mark 51C due to laser fusing is located.
  • 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, when 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 cutting portion formed by laser fusing and coincides with the portion where the cutting mark 51C is located. Therefore, the adjacent nanocrystal ribbons 511 and 511 are fixed. It is electrically connected through the 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 cutting mark 51C is located on the fixing portion 51B.
  • the cutting for forming the nanocrystal ribbon 511 is performed by machining and the fixing portion 51B is formed by laser welding.
  • the method of fixing the fixing portion 51B is not limited. Adjacent nanocrystal strips in the block strip 51 may be fixed by an adhesive.
  • 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 anchors 51B, all of which are located on the protrusions 42 of the tip 41 of the teeth 31 and the block 51.
  • the fixing portions 51B are arranged every other in the twelve teeth 31 possessed by the above.
  • 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.
  • the nanocrystal strip 511 is a strip made of a nanocrystal-containing alloy material obtained by nanocrystallizing an amorphous strip made of an amorphous alloy material by heat treatment.
  • the nanocrystals contained in the nanocrystal ribbon have the bcc-Fe phase as the main phase.
  • 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 more 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. 3 is a flowchart showing another example of the method for manufacturing a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A 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. 6B is an explanatory diagram of the configuration of a hoop material made of an amorphous ribbon manufactured by the manufacturing process of FIG. 6A.
  • FIG. 6 (c) is a diagram illustrating a punched portion of a hoop material made of an amorphous ribbon shown in FIG. 6 (b).
  • FIG. 7 (a) is a diagram showing a coupled laminate obtained by subdividing a hoop material made of an amorphous ribbon shown in FIG. 6 (b).
  • FIG. 7 (b) is a diagram illustrating the heat treatment of the coupled laminate of FIG. 7 (a).
  • FIG. 7 (c) is a diagram showing the arrangement of the heat treatment apparatus in the heat treatment of FIG. 7 (b).
  • an amorphous ribbon is manufactured by a single roll method or the like (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. 6A 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 of the main body portion 310, and each tooth 330 has a protruding portion 341 protruding in the circumferential direction at the outer end portion.
  • the tip 340 is located.
  • 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 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 which is the outer periphery of the nanocrystal thin band 511 (core thin band) after being cut by the connecting rail 212. Therefore, the block strip 51 obtained from the punching portion 350 shown in FIG. 6 (c) is fixed to the outermost surface of the tip portion 41 (that is, cut) as shown in FIG. 2 (a). Mark 51C) is 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. 6 (a). Since the core assembly 50 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).
  • the base material portion 211 of the coupled member 251 is supported, and the coupled member 251 can be transported without directly contacting the core thin band portion 300.
  • the positioning portion 213 of the coupled member 251 it is possible to easily stack the plurality of coupled members 251 in the Z1-Z2 direction without directly contacting 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. At this time, positioning is required between the laminated body of the core thin band portion 300 and the heat treatment devices 370 and 371, but even if the laminated body of the core thin band portion 300 does not have a portion for positioning.
  • the core strip portion 300 is laminated. It can be positioned between the body and the heat treatment apparatus 395, 396.
  • 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.
  • FIG. 8 (a) is a diagram illustrating a modified example of the heat treatment of the coupled laminate of FIG. 7 (b), and FIG. 8 (b) shows the shape of the heating member used for the heat treatment of FIG. 7 (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. 7 (c), the cut portion CP. (See FIG. 6 (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.
  • step S205 since the connecting rail 212 connected to the protruding portion 341 of the tip portion 340 of the connecting rail 212 has not been heat-treated, the material is still an amorphous alloy material. Therefore, the connecting rail 212 is still excellent in cutting workability.
  • the portion (cut portion CP) connected to the tip portion 340 of the teeth 330 in the connecting crosspiece 212 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.
  • a plurality of constituent nanocrystal strips 511 are fixed to obtain a block strip 51 shown in FIG. 2 (a) (step S206). Therefore, the fixing portion 51B of the block strip 51 manufactured by the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 3 is also a cutting mark 51C.
  • the cut mark 51C is formed by cutting the connecting rail 212 serially connected to each core strip (nanocrystal strip 511) of the block strip 51 in the stacking direction of the core strip (nanocrystal strip 511). It was formed.
  • a plurality of the obtained block strips 51 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 S207).
  • the core assembly 50 is subjected to a secondary heat treatment (step S208) as necessary and impregnated (step S209) to obtain the magnetic core 100 shown in FIG. 1 (a). After the impregnation coating is applied, shape adjustment such as deburring may be performed as necessary (step S210).
  • FIG. 4 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. 5 is a flowchart showing another example of the method for manufacturing a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
  • the coupled member 251 is heat-treated to change the material of the core strip portion 300 included in the coupled member 251 from an amorphous alloy material to a nanocrystal-containing alloy material.
  • the core thin band portion 300 becomes embrittled. Therefore, if the core thin band portion 300 is moved independently to be laminated, the possibility of breakage increases, but the core thin band portion 300 made of a nanocrystal-containing alloy material is used. Is integrated with the base material portion 211 made of an amorphous alloy material via a connecting rail 212 made of an amorphous alloy material. Therefore, by supporting the base material portion 211, the core strip portion 300 can be safely (risk of damage). It can be transported (with its properties sufficiently reduced).
  • a plurality of coupled members 251 are laminated to obtain a coupled laminated body 360 including a core strip portion 300 made of a nanocrystal-containing alloy material (step S204). Since the connecting bar 212 of the obtained coupled laminated body 360 has not been heat-treated, its material is still an amorphous alloy material. Therefore, the connecting rail 212 is still excellent in cutting workability. Therefore, the portion (cut portion CP) connected to the tip portion 340 of the teeth 330 in the connecting crosspiece 212 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. By fixing the plurality of constituent nanocrystal ribbons 511, the block strips 51 shown in FIG. 2A can be obtained (step S206). Therefore, the fixing portion 51B of the block strip 51 manufactured by the manufacturing method shown in the flowchart of FIG. 5 is also a cutting mark 51C.
  • FIG. 9A 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.
  • 9 (b) is an external view of a rotor, which is one of the magnetic components included in the motor of FIG. 9 (a).
  • 9 (c) is an external view of a stator, which is another magnetic component included in the motor of FIG. 9 (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. 9B 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 magnetic core according to the present invention includes a laminated core in which a plurality of core strips are laminated, and a cutting mark formed by cutting a connecting bar connected to each core strip in the stacking direction of the core strips.
  • the cut mark may be located on the inner side of the outer circumference of the core strip.
  • the core assembly 50 (laminated core) included in the magnetic core 100 is a laminate of block strips 51, but the core assembly 50 (laminated core) is composed of a plurality of nanocrystal strips 511.
  • the fixing portion 51B may not be provided.
  • the core assembly 50 (laminated core) having such a configuration is not blocked in the “separate cutting / blocking” step of step S206, but is “rotated” in step S207. It can be manufactured by not performing the "lamination” process. In step S206, it is possible not to perform blocking by simply performing laser cutting or cutting by machining.

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Abstract

コア薄帯が複数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、コア薄帯５１１が複数積層された積層コア５０を備え、それぞれのコア薄帯５１１に連設された繋ぎ桟２１２をコア薄帯５１１の積層方向に切断することにより形成された切断痕５１Ｃを有し、切断痕５１Ｃはコア薄帯５１１の外周よりも内方側に位置する。コア薄帯５１１は、アモルファス合金材料が熱処理によりナノ結晶化したナノ結晶含有合金材料からなる部分を有していてもよく、この場合において、コア薄帯において前記切断痕が位置する部分は前記アモルファス合金材料からなることが好ましいこともある。

Description

磁性コア、フープ材、および磁気部品
　本発明は、磁性コア、かかる磁性コアを製造するためのフープ材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、金属材料をプレス加工により打抜き成型し、鉄心構成片を形成する打ち抜き工程と、前記鉄心構成片を積層して結合することにより、複数の鉄心構成片を積層鉄心として一体化する積層工程とを含む積層鉄心の製造方法において、前記打ち抜き工程が順送り金型を用いた複数の打ち抜き工程からなり、鉄心構成片の外周形状の打ち抜きに先立ち、連結部を介して金属材料と鉄心構成片とが連結されるように、外周端面に沿って鉄心構成片の外周の一部を構成する複数の開口部を形成する開口部形成工程と、前記連結部を切除し鉄心構成片を金属材料から分離せしめる連結部除去工程とを含むようにしたことを特徴とする積層鉄心の製造方法が開示されている。
特開平４－１１７１５３号公報
　特許文献１に記載される積層鉄心の製造方法では、開口部形成工程により形成された連結部は、鉄心構成片の外周に位置する。このため、除去工程において、連結部が切除されると、切除により鉄心構成片の外周の一部が形成されることになる。このため、図１０に示されるように、複数の鉄心構成片８０１、８０２、・・・８０ｎが積層されてなる積層鉄心８００の最外側面には、開口部形成工程により形成された外周に基づく外側面（開口部外側面８１０）と除去工程により形成された外周に基づく外側面（除去外側面８２０）との境界８３０が存在してしまう。
　図１０にも示される積層鉄心８００を用いてなる磁気部品がステータである場合を典型例として、磁気部品を備える磁気製品の磁気回路の磁路はその磁気部品を構成する積層鉄心８００の最外側面を通過する場合がある。このような場合には、最外側面に境界８３０があると、磁路がその境界８３０を通過するときに磁気特性が不安定化し、結果、磁気製品の動作安定性に影響を及ぼすことが懸念される。
　本発明は、コア薄帯が複数積層された構造を有する磁性コアであって、磁気特性が安定しやすい磁性コアを提供することを目的とする。本発明は、かかる磁性コアを製造するためのフープ材を提供すること、および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、コア薄帯が複数積層された積層コアを備える磁性コアであって、それぞれの前記コア薄帯に連設された繋ぎ桟を前記コア薄帯の積層方向に切断することにより形成された切断痕を有し、前記切断痕は前記コア薄帯の外周よりも内方側に位置することを特徴とする磁性コアである。
　磁性コアとして有用な部分（磁性コアを備える磁気部品において磁路が通る部分、主要部）を含むコア薄帯とコア薄帯以外の部分である基材とが繋ぎ桟で接続された構造を有する薄帯（フープ材）を積層して、得られた積層体においてコア薄帯の積層方向に並ぶ繋ぎ桟を切断部として薄帯（フープ材）からコア薄帯を分離させることにより、切断加工がコア薄帯に与える影響（磁気的影響、機械的影響）を最小限に抑えることができる。上記のように切断加工により形成された切断痕がコア薄帯の外周よりも内方側に位置する場合には、複数のコア薄帯を積層してなる積層コアの最外側面には切断痕が位置しない。このため、積層コアを備える磁性コアを用いてなる磁気部品の磁気特性に、切断痕与える影響を特に少なくすることができる。
　上記の磁性コアにおいて、前記コア薄帯は、アモルファス合金材料が熱処理によりナノ結晶化したナノ結晶含有合金材料からなる部分を有してもよい。薄帯が熱処理によって物性が変化し、例えば切断加工しにくい材料となる場合であっても、切断部が位置する繋ぎ桟については熱処理を行わないという選択が可能であり、そのようにすることで、繋ぎ桟の切断加工性を確保することができる。
　この場合において、前記コア薄帯において前記切断痕が位置する部分は前記アモルファス合金材料からなることが好ましい。繋ぎ桟がナノ結晶化せずアモルファス合金材料から構成されていれば、切断加工性に優れる。また、コア薄帯のみが熱処理を受け、繋ぎ桟およびこれに連設される基材がアモルファス合金材料である場合には、熱処理を経たが切断加工を行う前の状態の薄帯における基材や繋ぎ桟の部分を支持部とすることにより、薄帯においてナノ結晶化して脆化した部分（コア薄帯）に触れることなく、薄帯を移動させることができる。それゆえ、熱処理後のコア薄帯を枚葉で積層する工程により磁性コアを作成しても、コア薄帯を破損させることなく磁性コアが作成できる。
　なお、前記コア薄帯において前記切断痕が位置する部分は前記ナノ結晶含有合金材料から構成されていてもよい。ナノ結晶合金部分は切断加工性が低下していても、繋ぎ桟が切断部となっているため、切断加工がコア薄帯に与える影響を少なくすることができる。
　上記の磁性コアにおいて、前記積層コアは、積層方向に隣り合う前記コア薄帯が固着部で互いに固着されたブロック薄帯を有していてもよい。固着部を有する場合にはブロック薄帯を一体として取り扱うことができるため、磁性コアの組み立て製造過程で破損などの不具合が生じにくい。
　上記の磁性コアが固着部を有する場合において、前記固着部の少なくとも一部は、前記切断痕が位置する部分を含んでいてもよい。固着部の磁気特性が他の部分と異なる場合であっても、切断痕が位置する部分を含むように固着部を設ければ、コア薄帯の磁気特性に与える影響を少なくすることができ、好ましい。
　この場合において、前記固着部では前記切断痕が溶着していてもよい。溶着部では薄帯を構成する材料が熱変性を生じる場合があるが、その場合であっても、熱変性した部分は切断痕に位置するため、磁性コアの磁気特性に影響を与えにくい。
　固着部では切断痕が溶着している場合において、前記固着部はレーザ溶断部からなることが好ましい。繋ぎ桟の切断部と固着部とが一致するため、ブロック薄帯において積層されるコア薄帯の特性のばらつきが少なく、結果、磁性コアの品質が向上する。
　上記の磁性コアが固着部を有する場合において、前記ブロック薄帯が複数配置された構造を有するコアアセンブリを備えることが好ましい。コアアセンブリを備える磁性コアは、ナノ結晶薄帯を一枚ずつ積層して積層コアを備える磁性コアに比べて、ナノ結晶薄帯に破損などの不具合が生じにくく、結果、コアアセンブリの含浸コート体である磁性コアの品質を高めることが可能となる。
　上記の磁性コアがコアアセンブリを備える場合において、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してもよい。固着部は他の部分に比べて磁気特性が異なる場合があるが、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、磁性コアとしての磁気特性の均一性を高めることができる場合がある。
　上記の磁性コアにおいて、前記積層コアは含浸コートされていることが好ましい。積層コアが含浸コートされていれば、積層コアから薄帯が剥離する不具合が生じにくい。
　本発明の他の一態様は、上記の磁性コアが備えるコア薄帯となるコア薄帯部と、前記コア薄帯部の面内方向に延びる帯状の基材部と、前記コア薄帯部と前記基材部とを接続する繋ぎ桟と、を備えるフープ材である。
　複数の前記コア薄帯部のそれぞれが前記繋ぎ桟により前記基材部に接続されていてもよい。前記基材部に位置決め部を有してもよい。
　本発明の別の一態様は、上記の磁性コアを備えることを特徴とする磁気部品である。前記磁気部品は、モータのステータであってもよいし、モータのロータであってもよい。
　本発明によれば、ナノ結晶薄帯が積層された構造を有し、磁気特性が安定しやすい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。 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６（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６（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６（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７（ａ）の連成積層体の熱処理を説明する図、および（ｃ）図７（ｂ）の熱処理における熱処理装置の配置を示す図である。 （ａ）図７（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７（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）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９（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９（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。 従来技術に係る積層鉄心の説明図である。
　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（積層コア）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（コア薄帯）の積層体である。ナノ結晶薄帯５１１はナノ結晶含有合金材料からなる。すなわち、磁性コア１００は、コア薄帯（ナノ結晶薄帯５１１）が積層された積層コア（コアアセンブリ５０）を備える。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。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、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。本実施形態では、固着部５１Ｂはレーザ溶断による切断痕５１Ｃが位置する部分と一致する。
　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が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は、レーザ溶断により形成されたレーザ溶断部であって、切断痕５１Ｃが位置する部分と一致するので、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。
　なお、固着部５１Ｂに切断痕５１Ｃが位置していなくてもよい。そのような場合の具体例として、ナノ結晶薄帯５１１を形成するための切断は機械加工によって行われ、固着部５１Ｂはレーザ溶接によって形成される場合が挙げられる。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。
　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。
　本実施形態において、ナノ結晶薄帯５１１は、アモルファス合金材料からなる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ナノ結晶含有合金材料からなる薄帯である。具体的には、ナノ結晶薄帯に含まれるナノ結晶はｂｃｃ-Ｆｅ相を主相とする。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以下であることがより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３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６（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６（ｂ）は図６（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６（ｃ）は、図６（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７（ａ）は、図６（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７（ｂ）は、図７（ａ）の連成積層体の熱処理を説明する図である。図７（ｃ）は、図７（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３のフローチャートに示される製造方法では、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６（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６（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６（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、本体部３１０の外側面から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６（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、繋ぎ桟２１２で切断した後のナノ結晶薄帯５１１（コア薄帯）の外周となる先端部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６（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２（ａ）に示されるように、先端部４１の最外側面に固着部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６（ａ）に示される抜き加工部３５０を用いれば、コアアセンブリ５０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７（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、連成部材２５１の基材部２１１を支持すれば、かつコア薄帯部３００に直接的に接することなく連成部材２５１を運搬することが可能である。また、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に直接的に接することなく、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７（ｂ）および図７（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。このとき、コア薄帯部３００の積層体と熱処理装置３７０、３７１との間で位置決めが必要とされるが、コア薄帯部３００の積層体に位置決めのための部位が存在していなくても、繋ぎ桟２１２を介してコア薄帯部３００に対する相対位置が確定している基材部２１１の位置決め部２１３と熱処理装置３９５、３９６との間で位置決めすることにより、コア薄帯部３００の積層体と熱処理装置３９５、３９６との間で位置決めすることができる。
　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。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。
　図８（ａ）は、図７（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８（ｂ）は、図７（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７（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７（ｃ）に示されるように、切断部ＣＰ（図６（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。
　一方、図８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につながる繋ぎ桟２１２は熱処理を受けていないため、その材質はアモルファス合金材料のままである。それゆえ、繋ぎ桟２１２は切断加工性に依然として優れる。そこで、繋ぎ桟２１２におけるティース３３０の先端部３４０につながる部分（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２（ａ）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３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。切断痕５１Ｃは、ブロック薄帯５１が有するそれぞれのコア薄帯（ナノ結晶薄帯５１１）に連設された繋ぎ桟２１２をコア薄帯（ナノ結晶薄帯５１１）の積層方向に切断することにより形成されたものである。
　続いて、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Ｓ２０７）。
　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Ｓ２０８）を行い、含浸コートを行う（ステップＳ２０９）ことにより、図１（ａ）に示される磁性コア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Ｓ２１０）ことがある。
　図３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４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４に示されるフローチャートは、図３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４に示されるフローチャートは、図３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３に示される製造方法では、複数の連成部材２５１を積層して得られた連成積層体３６０に対して熱処理したが、これに限定されない。連成部材２５１を熱処理してから積層してもよい。図５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５に示されるフローチャートは、図３に示されるフローチャートとの対比で、ステップＳ２０４の「積層」工程とステップＳ２０５の「熱処理」工程との順番が入れ替わり、熱処理の後に積層が行われている。
　この場合には、連成部材２５１を熱処理して連成部材２５１が備えるコア薄帯部３００の材質を、アモルファス合金材料からナノ結晶含有合金材料へと変化させる。これにより、コア薄帯部３００は脆化するため、コア薄帯部３００を単独で動かして積層しようとすると、破損の可能性が高くなるが、ナノ結晶含有合金材料からなるコア薄帯部３００はアモルファス合金材料からなる繋ぎ桟２１２を介してアモルファス合金材料からなる基材部２１１と一体化しているため、基材部２１１を支持することにより、コア薄帯部３００を安全に（破損の危険性が十分に低下した状態で）運搬することができる。
　熱処理（ステップＳ２０５）の後に複数の連成部材２５１を積層し、ナノ結晶含有合金材料からなるコア薄帯部３００を備える連成積層体３６０を得る（ステップＳ２０４）。得られた連成積層体３６０の繋ぎ桟２１２は熱処理を受けていないため、その材質はアモルファス合金材料のままである。それゆえ、繋ぎ桟２１２は切断加工性に依然として優れる。そこで、繋ぎ桟２１２におけるティース３３０の先端部３４０につながる部分（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を固着することにより、図２（ａ）に示されるブロック薄帯５１が得られる（ステップＳ２０６）。したがって、図５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。
　図９（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９（ｂ）は、図９（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９（ｃ）は、図９（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９（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９（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のコアアセンブリ５０では、ナノ結晶薄帯５１１（コア薄帯）の外周となっている先端部４１の最外側面に固着部５１Ｂ（切断痕）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。
　本発明に係る磁性コアは、コア薄帯が複数積層された積層コアを備え、それぞれのコア薄帯に連設された繋ぎ桟をコア薄帯の積層方向に切断することにより形成された切断痕を有し、切断痕はコア薄帯の外周よりも内方側に位置していればよい。例えば、上記の説明では、磁性コア１００が備えるコアアセンブリ５０（積層コア）はブロック薄帯５１の積層体であるが、コアアセンブリ５０（積層コア）は複数のナノ結晶薄帯５１１から構成され、固着部５１Ｂが設けられていなくてもよい。このような構成のコアアセンブリ５０（積層コア）は、例えば、図５のフローチャートに示される製造方法において、ステップＳ２０６の「分離切断／ブロック化」工程でブロック化を行なわず、ステップＳ２０７の「回転積層」工程も行わないことによって、製造することができる。ステップＳ２０６では、単なるレーザ切断や機械加工による切断を行うことにより、ブロック化を実施しないことが可能である。
１０、１１、３１０　：本体部
２０　　　　：貫通孔
２１、３２０　：貫通部
３０、３１、３３０　：ティース
４０、４１、３４０　：先端部
４２、３４１　：突出部
５０　：コアアセンブリ（積層コア）
５１、５２、５３、５４、５５　：ブロック薄帯
５１Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂ、５５Ｂ　：固着部
５１Ｃ　　　：切断痕
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
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
３９０、３９１　：ヒータブロック
３９５、３９６　：熱処理装置
５１１　：ナノ結晶薄帯（コア薄帯）
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
８００　　　：積層鉄心
８０１、８０２、８０３、８０ｎ　：鉄心構成片
８１０　　　：開口部外側面
８２０　　　：除去外側面
８３０　　　：境界
ＣＰ　　　　：切断部

Claims (17)

  1. 　コア薄帯が複数積層された積層コアを備える磁性コアであって、
    　それぞれの前記コア薄帯に連設された繋ぎ桟を前記コア薄帯の積層方向に切断することにより形成された切断痕を有し、
    　前記切断痕は前記コア薄帯の外周よりも内方側に位置することを特徴とする磁性コア。
  2. 　前記コア薄帯は、アモルファス合金材料が熱処理によりナノ結晶化したナノ結晶含有合金材料からなる部分を有する、請求項１に記載の磁性コア。
  3. 　前記コア薄帯において前記切断痕が位置する部分は前記アモルファス合金材料からなる、請求項２に記載の磁性コア。
  4. 　前記コア薄帯において前記切断痕が位置する部分は前記ナノ結晶含有合金材料からなる、請求項２に記載の磁性コア。
  5. 　前記積層コアは、積層方向に隣り合う前記コア薄帯が固着部で互いに固着されたブロック薄帯を有する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁性コア。
  6. 　前記固着部の少なくとも一部は、前記切断痕が位置する部分を含む、請求項５に記載の磁性コア。
  7. 　前記固着部では前記切断痕が溶着している、請求項６に記載の磁性コア。
  8. 　前記固着部はレーザ溶断部からなる、請求項７に記載の磁性コア。
  9. 　前記ブロック薄帯が複数配置された構造を有するコアアセンブリを備える、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の磁性コア。
  10. 　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９に記載の磁性コア。
  11. 　前記積層コアは含浸コートされている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の磁性コア。
  12. 　請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載される磁性コアが備えるコア薄帯となるコア薄帯部と、前記コア薄帯部の面内方向に延びる帯状の基材部と、前記コア薄帯部と前記基材部とを接続する繋ぎ桟と、を備えるフープ材。
  13. 　複数の前記コア薄帯部のそれぞれが前記繋ぎ桟により前記基材部に接続されている、請求項１２に記載のフープ材。
  14. 　前記基材部に位置決め部を有する、請求項１２または請求項１３に記載のフープ材。
  15. 　請求項１から請求項１１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。
  16. 　モータのステータである、請求項１５に記載の磁気部品。
  17. 　モータのロータである、請求項１５に記載の磁気部品。
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