(57)【要約】      （修正有）【課題】非晶質磁性金属箔帯が、折り曲げ位置において、破断せず精度良く折り曲げられた、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を提供する。【解決手段】非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体１０は、非晶質磁性金属箔帯１が、直線溝状の溶融凝固部１１を起点に折り曲げられていて、前記溶融凝固部１１に対する前記非晶質金属箔の裏面が、非溶融の非晶質組織になっている。また、前記溶融凝固部１１が、所定の間隔に複数形成されていて、前記非晶質磁性金属箔帯１が、前記溶融凝固部１１を起点に九十九折りに折り曲げられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質磁性金属箔帯が、直線溝状の溶融凝固部を起点に折り曲げられていて、
前記溶融凝固部に対する前記非晶質金属箔の裏面が、非溶融の非晶質組織になっている
ことを特徴とする非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体。
【請求項２】
前記溶融凝固部が、所定の間隔に複数形成されていて、
前記非晶質磁性金属箔帯が、前記溶融凝固部を起点に九十九折りに折り曲げられている
ことを特徴とする請求項１に記載の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体。
【請求項３】
前記非晶質磁性金属箔帯の前記溶融凝固部における溝深さ方向の断面において、粒界をもつ組織が観察されないことを特徴とする請求項１又は２に記載の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質磁性金属箔帯が折り曲げられた、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体に関する。
【背景技術】
【０００２】
非晶質磁性金属箔帯は、結晶質磁性金属帯に比べ、優れた軟磁気特性が得られることから、変圧器をはじめとする、種々の磁性部品の磁気コアに用いられている。
磁気コアに用いられる非晶質磁性金属箔帯は、通常５０μｍ以下の板厚であり、必要な磁気特性を得るために、積層体とされることが多い。このような積層体は、一般的に巻磁心により形成されるが、平板を積み重ねて形成されることもある。そして、平板を積み重ねる方法では、複数の平板を準備する工程に手間が掛かるので、例えば、特許文献１のように、非晶質磁性金属箔帯を切断せず折り曲げて、積層体を形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−０６４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、非晶質磁性金属箔帯を折り曲げた後、押圧成形により形成した積層体について記載されているものの、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を得る具体的な方法については記載されていない。
一方、本発明者らが非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体の作製を検討したところ、非晶質磁性金属箔帯は硬くて折り曲げにくく、そのまま所定の折り曲げ予定位置で折り曲げようとしても、直線状の正常な折り曲げ部を形成することが難しいという問題に直面した。また、非晶質磁性金属箔帯を折り曲げて磁気コア等を形成する際、非晶質磁性金属箔帯が破断してしまうと後の工程でバラけ易くなり、ハンドリング性が悪くなるといった問題もあった。
【０００５】
そこで本発明では、非晶質磁性金属箔帯が、破断せずに精度良く折り曲げ予定位置で折り曲げられた、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体は、非晶質磁性金属箔帯が、直線溝状の溶融凝固部を起点に折り曲げられていて、前記溶融凝固部に対する前記非晶質金属箔の裏面が、非溶融の非晶質組織になっている。
【０００７】
また、本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体は、前記溶融凝固部が、所定の間隔に複数形成されていて、前記非晶質磁性金属箔帯が、前記溶融凝固部を起点に九十九折りに折り曲げられていても良い。
そして、本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体は、前記溶融凝固部における溝深さ方向の断面において、前記非晶質磁性金属箔帯に粒界をもつ組織が観察されないものにすることが出来る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、非晶質磁性金属箔帯が、破断せずに精度良く折り曲げ予定位置で折り曲げられた、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を得ることが出来る。かかる非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体は、形状精度とハンドリング性とが要求される、磁気コア等の積層体を得るための中間素材として工業上有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を形成するのに用いることが出来る、レーザ照射装置を示す模式図である。
【図３】本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体である、磁気コアとなる積層体の製造工程の一部を説明する図である。
【図４】本発明の実施例において、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ性評価の折り曲げ方向を説明する図である。
【図５】本発明の実施例において、非晶質磁性金属箔帯に照射したレーザ照射条件と、折り曲げ予定位置の溶融の有無、及び、折り曲げ性の関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例において、レーザを照射した非晶質磁性金属箔帯の表裏面状態を示す図である。
【図７】本発明の実施例において、レーザを照射した非晶質磁性金属箔帯を折り曲げた状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例において、レーザを照射した非晶質磁性金属箔帯溶融凝固部の断面ＦＥ−ＳＥＭ像である。
【図９】本発明の実施例において、レーザを照射した非晶質磁性金属箔帯溶融凝固部近傍のＥＢＳＤ像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の重要な特徴の一つは、非晶質磁性金属箔帯をそのまま折り曲げたものではなく、所定の溶融凝固部を起点に折り曲げたものとしたことにある。
通常、非晶質磁性金属箔帯を加熱すると結晶化、もしくは結晶化まで至らなくとも規則化、が進行してしまい脆化すると考えられている。しかし、本発明者らによれば、レーザ等を使用した直線溝状の溶融凝固部を形成する手法を用いれば、非晶質磁性金属箔帯の溶融凝固部に対する裏面は、靭性の高い非溶融の非晶質組織を維持出来ることを確認した。そして、これを折り曲げると、破断せずに精度良く折り曲げられることを見出したものである。
【００１１】
以下、図面を用いて、本発明を説明する。
図１は、本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体１０の一例であって、九十九折りに折り曲げられた折り曲げ体を示す模式図である。本発明は、一つ折りの場合を含むものであるが、磁性コア等の積層体を形成する場合には、図１に示すように積層形態が直接得られる九十九折りとすることが有利である。
【００１２】
図１の折り曲げ体は、非晶質磁性金属箔帯１に直線溝状の溶融凝固部１１が形成され、非晶質磁性金属箔帯１は、溶融凝固部１１から折り曲げられている。また、図１の折り曲げ部断面図では、非晶質磁性金属箔帯１が、溶融凝固部１１を開く方向に折り曲げられている(以下、外曲げともいう)例を示しているが、本発明の折り曲げ体１０では、溶融凝固部１１が薄く(もしくは境界が明瞭でなく)、母材１２部分が非晶質組織を維持されていて、非晶質磁性金属箔帯１の溶融凝固部に対する裏面は、非溶融の状態になっている。
【００１３】
図１では、非晶質磁性金属箔帯１が、溶融凝固部１１で外曲げされている例を示したが、逆方向、すなわち、非晶質磁性金属箔帯１が、溶融凝固部１１を閉じる方向(以下、内曲げともいう)に曲げられても良い。よって、図１のような九十九折りを作製するにあたっては、非晶質磁性金属箔帯１の一方の面に、所定の間隔をもって複数の溶融凝固部１１を形成し、外曲げと内曲げとを交互に適用すればよい。このような溶融凝固部１１を形成するには、非晶質磁性金属箔帯１の一方の面のみにレーザ等を照射すればよく、生産性の高い折り曲げ体にすることが出来る。
【００１４】
また、本発明の実施形態においては、溶融凝固部における溝深さ方向の断面において、非晶質磁性金属箔帯に粒界をもつ組織が観察されないものとすることが出来た。溶融凝固部の溝深さ方向の断面で粒界をもつ組織、すなわち結晶質の組織が確認されないということは、もっとも応力が集中する部分の靭性を確保する上で有効であると考えられる。
【００１５】
以下、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体の具体的な製造方法について説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
まず、図２は、非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体の製造に用いることが出来る、レーザ照射装置の模式図を示したものである。
本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を形成するには、まず、非晶質磁性金属箔帯１を折り曲げる前に、レーザ照射装置２を用いて、非晶質磁性金属箔帯１の折り曲げ予定位置１ａの一方面１ｃに、レーザＬを照射する。なお、以降の説明では、一方面１ｃをレーザ照射面１ｃ或いは表面１ｃと称し、一方面１ｃの反対側の面１ｄを裏面１ｄと称する場合がある。
【００１６】
レーザ照射装置２は、レーザ発振器２ａ、光ファイバ２ｂ、ガルバノ光学系２ｃ、ステージ２ｄを備えていて、レーザ発振器２ａに光ファイバで接続されたガルバノ光学系２ｃを、ステージ２ｄ上に配置している。
そして、レーザ発振器２ａで励起したレーザＬを、光ファイバ２ｂを通してガルバノ光学系２ｃに伝送し、ガルバノ光学系２ｃからステージ２ｄ上に載置された非晶質磁性金属箔帯１の表面１ｃに照射出来るようになっている。
そして、ガルバノ光学系２ｃ内部の光学部品（不図示）を駆動させることにより、レーザ光Ｌを、非晶質磁性金属箔帯１の表面１ｃに対して、図のＹ方向に移動しながら照射出来るようになっている。
【００１７】
本発明である非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体を作製するには、まず、レーザ照射装置２を用いて、非晶質磁性金属箔帯１の折り曲げ予定位置１ａの表面１ｃにレーザＬを照射し、そのレーザＬを、非晶質磁性金属箔帯１の短手方向（図のＹ方向）に一定速度で移動させ、折り曲げ予定位置１ａの表面１ｃ側に、非晶質磁性金属箔帯１が溶融した直線溝状の溶融凝固部１ｂを形成する。そして、溶融凝固部１ｂを冷却して凝固した後、折り曲げ予定位置１ａにおいて非晶質磁性金属箔帯１を折り曲げるようにする。
【００１８】
レーザ照射装置２を用いてレーザＬを照射することにより、非晶質磁性金属箔帯１の折り曲げ予定位置１ａには、脆性が母材と異なる溶融凝固部１ｂが形成される。これにより、非晶質磁性金属箔帯１の曲げ強度が局部的に下がり、非晶質磁性金属箔帯１を折り曲げ予定位置１ａにおいて容易に折り曲げることが出来るようになる。
一方、後述するように、折り曲げ予定位置１ａが、表面１ｃから裏面１ｄに向って溶融し、溶融凝固部１ｂが表面１ｃから裏面１ｄまで到達すると、折り曲げ予定位置１ａの曲げ強度は脆性が低下し、非晶質磁性金属箔帯１は折り曲げ予定位置１ａにおいて破断し易くなる。よって、折り曲げ予定位置１ａは、レーザＬの照射により、表面１ｃ側から一定深さまで溶融して、裏面１ｄ側は溶融されないようにすることが好ましくなる。言い換えれば、レーザＬ照射後の折り曲げ予定位置１ａは、表面１ｃ側の一定深さ（非晶質磁性金属箔帯１の厚み途中）まで溶融凝固部１ｂを形成して、裏面１ｄ側は母材のままになるようにすることが好ましくなる。
【００１９】
以上、レーザ照射装置２により、折り曲げ予定位置１ａに溶融凝固部１ｂを形成する方法を説明してきたが、溶融凝固部１ｂを形成するには、レーザＬ以外の他の高エネルギービーム、例えば電子ビーム等を用いても良い。
また、レーザ照射装置２から照射するレーザＬは、連続的なビームと、パルス状のビームの、いずれのビームを用いても良く、非晶質磁性金属箔帯１は、溶融凝固部１ｂが狭幅に形成された方が、線状の折り目が形成されて折り曲げ易くなるので、ビーム中心に向かってエネルギー分布が急峻なレーザを、ビーム径を絞って用いることが好ましい。
【００２０】
次に、上記レーザ照射装置２を用いた、非晶質金属の折り曲げ体（磁気コアとなる積層体）の製造方法について説明する。
図３は、磁気コアとなる積層体の製造工程の一部を示したものである。本製造方法では、まず、図３（ａ）のように、非晶質磁性金属箔帯１の長手方向（図のＹ方向）に等間隔にして設定された折り曲げ予定位置１ａに対して、図１のレーザ照射装置２を用いてレーザを照射し、全ての折り曲げ予定位置１ａに溶融凝固部１ｂを形成する。その際、レーザ出力は、レーザ照射面側にのみ溶融凝固部１ｂが形成されるよう調整し、溶融凝固部１ｂがレーザ照射面と反対側の面（裏面）まで到達しないようにする。そして、溶融凝固部１ｂを冷却した後、非晶質磁性金属箔帯１を溶融凝固部１ｂを起点にして折り曲げ、九十九折状にする。
【００２１】
次に、図３（ｂ）のように、九十九状に折り曲げた非晶質磁性金属箔帯１を、ガイド容器３に収納し、非晶質磁性金属箔帯１の厚み方向に圧縮して、図３（ｃ）のような積層体４を形成する。
ここで、積層体４は、非晶質磁性金属箔帯１の溶融凝固部１ｂが端部４ａになるので、端部４ａと中央部４ｂとの磁気特性に差が生じる場合がある。このような場合、端部４ａを機械加工等により除去しても良く、図３（ｄ）のように、端部４ａが除去された積層体４’にしても良い。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明の非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体について、実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例では、非晶質磁性金属箔帯に、幅２０ｍｍ、厚み２１μｍのＦｅ基非晶質磁性金属箔帯を用いた。
本実施例の形成には、図２のレーザ照射装置２として、レーザ発振器にＩＰＧフォトニクス社製パルスファイバレーザ、ガルバノ光学系にＲＡＹＬＡＳＥ社製ガルバノスキャナを用い、非晶質磁性金属箔帯にパルスレーザを照射した。
レーザＬの照射条件は、レーザ発振器２ａにより、レーザ出力（Ｗ）とパルス周波数（ｋＨｚ）を変更し、ガルバノ光学系２ｃにより、ビーム速度（ｍｍ／Ｈｚ）とデフォーカス量（ｍｍ）を変更した。なお、デフォーカス量は、非晶質磁性金属箔帯のレーザ照射面に対する、レーザＬのフォーカスのずれ量を示すものであり、図２において、レーザＬのフォーカスが＋Ｚ方向にずれた場合、プラスのデフォーカス量とした。
【００２３】
非晶質磁性金属箔帯は、折り曲げ予定位置に溶融凝固部を形成した後、溶融凝固部を光学顕微鏡により観察し、折り曲げ性評価に供した。また、折り曲げる前の溶融凝固部は、断面をＦＥ−ＳＥＭにより観察し、溶融凝固部の結晶性は、断面のＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折）により解析した。
図４に示すように、折り曲げ性評価は、外曲げと内曲げの２通りで評価を行った。外曲げは、図４（ａ）に示すように、レーザ照射面１ｃを外側にして曲げる方法であり、内曲げは、図４（ｂ）に示すように、レーザ照射面１ｃを内側にして曲げる方法である。
また、折り曲げは、非晶質磁性金属箔帯１を指でつまんで行い、非晶質磁性金属箔帯１が、線状の折り曲げ予定位置１ａに沿って折り曲げて箔帯の表面同士を接することが出来た場合、折り曲げ予定位置１ａにおいて正常な折り曲げ部を形成して折り曲げ体を形成出来たとし、折り曲げ容易であると判断した。
【００２４】
図５は、レーザ照射条件と、折り曲げ予定位置の観察結果、及び、折り曲げ性の関係を示したものである。
本発明の実施例である非晶質磁性金属箔帯の折り曲げ体は、条件１から条件９で形成されたものであり、図６に、代表として条件１でレーザを照射した折り曲げ予定位置の写真を示す。図６の写真に示されるように、本実施例を形成する条件では、折り曲げ予定位置が、表面（レーザ照射面）１ｃ側のみ溶融され、裏面１ｄ側は溶融されない状態になる。言い換えれば、折り曲げ予定位置の表面１ｃ側にのみ（非晶質磁性金属箔帯１の厚み途中まで）溶融凝固部が形成され、裏面１ｄ側は母材ままの状態になる。このような条件でレーザを照射した非晶質磁性金属箔帯は、外曲げ、内曲げのいずれの方法でも、折り曲げ予定位置１ａにおいて容易に折り曲げることが出来、図７の条件１の写真のように、容易に九十九折状に折り曲げることが出来た。
【００２５】
一方、条件１０から条件１２は本発明の比較例であり、図６に、代表して条件１０でレーザを照射した折り曲げ予定位置の写真を示す。図６の写真に示されるように、本比較例を形成する条件では、折り曲げ予定位置が、表裏両面が溶融された状態になる。言い換えれば、折り曲げ予定位置の表面から裏面まで溶融凝固部が形成された状態になる。このような条件でレーザを照射した非晶質磁性金属箔帯は、外曲げ、内曲げのいずれの方法でも折り曲げた状態を保持出来ずに、破断してしまった。
また、条件１３も本発明の比較例であり、レーザを照射していない非晶質磁性金属箔帯を折り曲げた結果を示すものである。レーザを照射していない非晶質磁性金属箔帯は、折り曲げ予定位置に沿って正常な折り曲げ部を形成することが出来ず、折り曲げ予定位置において容易に折り曲げることは出来なかった。
【００２６】
また、図８は、実施例の非晶質磁性金属箔帯１について、折り曲げる前の溶融凝固部１ｂの断面をＦＥ−ＳＥＭ(電界放射型走査電子顕微鏡)により観察した結果である。非晶質磁性金属箔１の溶融凝固部１ｂのレーザ照射面側１ｃには、窪みが形成されているものの、溶融凝固部１ｂと非晶質磁性金属箔帯１の母材との間に、明確な境界は観察されなかった。
また、図９は、実施例の非晶質磁性金属箔帯１について、溶融凝固部における溝深さ方向の断面を、ＥＢＳＤ(電子線後方散乱回折法)により分析した結果である。図９によれば、断面の上部と下部のいずれからも、結晶化を示す菊池パターンは観察されず、溶融凝固部を含む断面では、非晶質磁性金属箔帯１に粒界をもつ組織が観察されなかった。
【符号の説明】
【００２７】
１  非晶質磁性金属箔帯
１ａ  折り曲げ予定位置
１ｂ  溶融凝固部
１ｃ  表面（一方面、レーザ照射面）
１ｄ  裏面（レーザ照射面と反対面）
２  レーザ照射装置
２ａ  レーザ発振器
２ｂ  光ファイバ
２ｃ  ガルバノ光学系
２ｄ  ステージ
３  ガイド容器
４，４’  積層体（折り曲げ体）
４ａ  端部
４ｂ  中央部
１０  折り曲げ体
１１  溶融凝固部
１２  母材
Ｌ  レーザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015037085.tif 000009
【図８】
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【図９】
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