(57)【要約】【課題】  長手方向の張力印加と同等の効果が期待できる熱処理用治具、およびその治具を用いた熱処理方法を提供する。【解決手段】  合金薄帯を巻き回したコアへ熱処理中に応力をかけるための治具であって、前記治具は、前記コアと周側面で接する少なくとも一箇所にスリットが入った環状部材と、前記環状部材と接する駆動部材と、前記環状部材および駆動部材よりも熱膨張率の低い材質で、かつ前記環状部材および駆動部材をコアの軸方向外側から抑止することが可能な固定部材とを具備していることを特徴とする。【選択図】図１
2007254823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金薄帯を巻き回したコアへ熱処理中に応力をかけるための治具であって、前記治具は、前記コアと周側面で接する少なくとも一箇所にスリットが入った環状部材と、前記環状部材と接する駆動部材と、前記環状部材および駆動部材よりも熱膨張率の低い材質で、かつ前記環状部材および駆動部材をコアの軸方向外側から抑止することが可能な固定部材とを具備していることを特徴とする治具。
【請求項２】
前記治具は、高温化で各部材が熱膨張するにつれ、前記固定部材から前記駆動部材及び環状部材へ与えるコア軸方向の圧力が増大して両部材が近づくよう構成されているとともに、前記環状部材がコアの周側面に与える応力が高くなるよう構成されていることを特徴とする治具。
【請求項３】
前記環状部材はコアの軸方向に対して傾斜したテーパ面が形成され、前記テーパ面で前記駆動部材と接していることを特徴とする請求項１乃至２に記載の治具。
【請求項４】
前記駆動部材はコアの軸方向に対して傾斜したテーパ面が形成され、前記テーパ面で前記環状部材と接していることを特徴とする請求項１乃至３に記載の治具。
【請求項５】
前記環状部材がコアの内周面側と外周面側のそれぞれに配置されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の治具。
【請求項６】
前記環状部材もしくは駆動部材のテーパ面は円筒状もしくは円錐状であり、かつその表面に螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする請求項３乃至４に記載の治具。
【請求項７】
合金薄帯を巻き回したコアへ熱処理中に応力をかけるための治具であって、前記治具は、前記コアの軸方向両側に配置される略板状の駆動部材と、前記駆動部材よりも熱膨張率の低い材質で、かつ前記駆動部材をコアの軸方向外側から抑止することが可能な固定部材とを具備していることを特徴とする治具。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の治具を用いて熱処理することを特徴とするコアの熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランス、チョ−クコイル、センサ等の各種磁性部品に用いられるナノ結晶磁性合金を巻き回したコアの磁気特性を改良する熱処理用の冶具とそれを用いたコアの熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近開発されたナノ結晶合金は、高飽和磁束密度でかつ優れた軟磁気特性を示すため、コモンモ−ドチョ−クコイル、高周波トランス、漏電警報器、パルストランスや磁気スイッチ等の磁心に使用されている。例えば、代表的組成系は特許文献１や特許文献２に記載のナノ結晶合金系等が知られている。これらのナノ結晶合金は、通常液相や気相から急冷し非晶質合金とした後、これを熱処理により微結晶化することにより作製されている。液相から急冷する方法としては単ロ−ル法、双ロ−ル法、遠心急冷法、回転液中紡糸法、アトマイズ法やキャビテーション法等が知られている。また、気相から急冷する方法としては、スパッタ法、蒸着法、イオンプレ−ティング法等が知られている。ナノ結晶合金はこれらの方法により作製した非晶質合金を微結晶化したもので、非晶質合金にみられるような熱的不安定性がほとんどなく、高飽和磁束密度、低磁歪で優れた軟磁気特性を示すことが知られている。
【０００３】
ところで、ナノ結晶合金を各種用途に使用する場合は、B-Hル−プの形状を変えなければいけないこともある。このような用途に対しては、ナノ結晶合金の場合、角形比を変えるために通常は磁場中熱処理を行なう。しかし、磁場を印加することは設備面での制約が多い。たとえば、磁場を印加する関係から試料の配置は特定の方向に向ける必要があるが、試料を自由に配置できないため自由度が低くなる問題がある。更に、磁場を印加するために大きな電源が必要となり、生産コストが上昇する問題もある。また、磁場処理により誘導される異方性には限界があり、たとえば飽和磁界を大きくするために透磁率を下げてB-Hル−プを傾斜させようとしても磁場中熱処理では限界があり、十分に異方性が付与できないという問題がある。
【０００４】
そこで、アモルファス合金を結晶化してナノ結晶合金を得るための熱処理工程で、熱処理工程の間に合金薄帯へ応力を印加し磁気異方性を付与することが提案されている。このような技術は、特許文献３のような特許や、T. Yanai 等によるJ. Magn. Magn. Mater., 290-291 (2005) 1502-1505.のような論文に開示されている。ここでは、平均結晶粒径が100nm以下である結晶粒が組織の少なくとも一部を占めるナノ結晶合金をアモルファス合金巻線磁心、積層磁心、圧粉磁心等の磁心を結晶化させる際の熱処理工程において、熱処理工程の間に合金薄帯へ応力を印加することにより、ナノ結晶軟磁性合金の磁気特性を改良することが記載されている。
【特許文献１】特公平４−４３９３号公報（第５頁右欄３１行目〜４３行目、図１）
【特許文献２】特開平１−２４２７５５号公報（第３頁左上欄１５〜右上欄５行目）
【特許文献３】特開平８−６７９１１号公報（（０００９））
【非特許文献１】第J. Magn. Magn. Mater., 290-291 (2005) 1502-1505.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、実際に部品に使用する場合は巻磁心や積層磁心で使用される場合がほとんどであり、合金薄帯の長手方向に張力を印加して熱処理を行なう前記プロセスでは、その後に合金薄帯を磁心状に巻こうとしても、合金薄帯が熱処理で脆化しているために巻くことが非常に困難となる。また、脆化した合金薄帯は張力を印加して巻くと破断するため、巻く際の張力を大きくできず磁心の占積率が低下する問題がある。積層磁心の場合も同様に熱処理後に積層する際に圧力をかけながら積層すると材料が破断するため、大きな圧力をかけられず磁心の占積率が低下する問題がある。このような占積率の低下は、磁心の大型化を招くため好ましくない。
【０００６】
そこで、本発明では、長手方向の張力印加と同等の効果が期待できる熱処理用治具を提供すること、およびその治具を用いたコアの熱処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために本発明者らは、合金薄帯の板厚方向に応力を印加することで、長手方向へ張力を印加する方法と同様の効果が得られることに着目し、その応力をコアに付与させるために最適な熱処理用治具を検討した。第１の本発明の治具は、合金薄帯を巻き回したコアへ熱処理中に応力をかけるための治具であって、前記治具は、前記コアと周側面で接する少なくとも一箇所にスリットが入った環状部材と、前記環状部材と接する駆動部材と、前記環状部材および駆動部材よりも熱膨張率の低い材質で、かつ前記環状部材および駆動部材をコアの軸方向外側から抑止することが可能な固定部材とを具備していることを特徴とする。
また、第２の本発明の治具は、上記の治具であって、高温化で各部材が熱膨張するにつれ、前記固定部材から前記駆動部材及び環状部材へ与えるコア軸方向の圧力が増大して両部材が近づくよう構成されているとともに、前記環状部材がコアの周側面に与える応力が高くなるよう構成されていることを特徴とする。
また、第３の本発明の治具は、上記の治具であって、環状部材はコアの軸方向に対して傾斜したテーパ面が形成され、前記テーパ面で前記駆動部材と接していることを特徴とする。
また、第４の本発明の治具は、上記の治具であって、駆動部材はコアの軸方向に対して傾斜したテーパ面が形成され、前記テーパ面で前記環状部材と接していることを特徴とする。
また、第５の本発明の治具は、環状部材がコアの内周面と外周面側のそれぞれに具備されることを特徴とする。
また、第６の本発明の治具は、環状部材もしくは駆動部材のテーパ面は円筒状もしくは円錐状であり、かつその表面に螺旋状の溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、コアの軸方向に応力を印加することで、長手方向へ張力を印加する方法と同様の効果が得られることに着目し、その応力をコアに付与させるために最適な熱処理用治具を検討した。第７の本発明の治具は、合金薄帯を巻き回したコアへ熱処理中に応力をかけるための治具であって、前記治具は、前記コアの軸方向両側に配置される略板状の駆動部材と、前記駆動部材よりも熱膨張率の低い材質で、かつ前記駆動部材をコアの軸方向外側から抑止することが可能な固定部材とを具備していることを特徴とする。
【０００９】
低熱膨張の部品の材料には、インバー合金等やMo,W,CuWなど、熱処理を施す温度範囲において、熱膨張係数の平均が数 10-6 K-1 程度以下のものまたは熱膨張係数が負のものを用いるのが好ましく,高熱膨張の部品にはステンレス等の平均の熱膨張係数が10-5K-1台以上のものを用いるのが好ましい。熱膨張係数の差が大きいほど、機構が作動したときに与えられる変位は大きく、温度サイクルが大きいほど同様に変位が大きくなる。応力印加時には冶具にも非常に大きな応力が働くことが予想できるので、低熱膨張、高熱膨張の各部品の材料は、熱に対する軟化が小さいものが好ましい。低熱膨張、高熱膨張の各部品の材料には、用途に合わせて、マルテンサイト相変態等の構造相変態における大きな変位を利用することもできる。
【００１０】
本発明の冶具は、巻き回したコアに歪を与えることにより、磁気異方性を付加し、磁化曲線の形を変形させることを目的としているが、本発明の機構を用いて、例えば、薄帯を積層する場合の接着剤の高温での乾燥時に圧縮応力を付加することや、コアを変形させたい場合等、コアの厚さ方向、もしくは軸方向に応力を付加させたい場合にも応用が可能である。本発明の治具を用いることで、Ｆｅ基ナノ結晶合金材料からなるコアとして、飽和磁界が200 A/m以上であり、占積率が80％以上のものが製造可能になる。
【００１１】
本発明の治具を用いた熱処理を行なうことにより磁場中熱処理を行なわなくとも恒透磁率性に優れた傾斜したB-Hル−プを示すナノ結晶磁性合金を得ることができる。このようなナノ結晶磁性合金はセンサや、トランス、チョ−クコイル用材料等に好適である。しかし、磁場中熱処理を同時に施すことにより、コアにより大きな異方性を付加することができる場合もあり、用途に適合した使用が可能である。
【００１２】
本発明の治具を用いる合金薄帯として、組成がFe100-a-b-cMaSibBc（原子％）で表され、0＜a≦10、0≦b≦20、2≦c≦15、9≦a+b+c≦35および不可避不純物からなり、ここでMはTi、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選ばれた少なくとも１種の元素であるアモルファス合金薄帯が適用でき、特に恒透磁率性に優れた傾斜したB-Hル−プを実現しやすい。また、Si量bが8≦b≦17、B量cが5≦c≦10であることがさらに好ましい。
この組成は、Feの3原子％以下をCu、Auから選ばれた少なくとも１種の元素で置換した組成でもよい。3原子％より多いと飽和磁束密度、透磁率の著しい低下をもたらし好ましくない。また、Feの5原子％以下をCo、Niから選ばれた少なくとも1種の元素で置換した組成でもよい。
さらに、上記ナノ結晶合金材料の組成は、SiとBの総量の50％以下をAl、P、Ga、Ge、Beから選ばれた少なくとも１種の元素で置換した組成でもよいし、Mの50％以下をCr、Mn、Zn、As、Se、S、O、N、Sb、Sn、In、Cd、Ag、Bi、Mg、Sc、Re、白金族元素、Y、希土類元素から選ばれた少なくとも１種の元素で置換した組成でもよい。
【００１３】
前記のアモルファス合金薄帯を本発明の治具を用いて熱処理することで、磁気特性を改良させた平均結晶粒径が100nm以下である結晶粒が組織の少なくとも一部を占めるナノ結晶合金が得られる。
【００１４】
上記ナノ結晶合金は、軟磁気特性を実現する観点から平均結晶粒径は100nm以下である必要がある。好ましくは50nm以下、より好ましくは30nm以下である。また上記合金は超微細なbccFe結晶粒を主体とする合金であり、bcc相はSi等を固溶しており規則格子を形成する場合もある。また、一部Fe-B化合物相を形成する場合もある。微細な結晶粒の残部は主にアモルファス相である。
【００１５】
Ｆｅ系の合金、化合物およびアモルファスの磁気的性質は、外部応力に対して敏感である。これは、特に自発体積磁歪や強制体積磁歪などの磁気体積効果や磁気弾性効果が非常に顕著であることに起因する。熱処理中には合金薄体に、大きな応力が加わる。常温に戻ると、結晶粒間もしくは析出した結晶粒と母相の間などに残留応力が加わり、局所的に磁気弾性効果が働き、結晶磁気異方性の起源となることが考えられる。また、熱処理時に応力を受けることにより、結晶粒や母相が変形して、形状磁気異方性の起源となることも考えられる。この様な効果がどのように現れるかは、組成および熱処理温度によるところが大きく、場合によっては恒透磁率が増加したり、B-H曲線の角形性が改善されることもある。
【００１６】
上記合金においてCu,Auは0.1〜５原子％の範囲とすることが好ましい。０．１原子％より少ないと透磁率改善の効果がなく、一方５原子％より多いと飽和磁束密度、透磁率の著しい低下をもたらし好ましくない。
また、MはTi,V,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta及びWからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素は、Cu,Au等との複合添加により結晶粒を微細化し、軟磁気特性を改善する効果を有する。M'の含有量yは0超〜10原子％である。10原子％を越えると飽和磁束密度の著しい低下を招く。少なすぎると結晶粒微細化の効果が不十分であるため、好ましいM'の含有量yは0.1〜8原子％である。Ti,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta及びW等が存在しない場合は結晶粒はあまり微細化されず軟磁気特性は悪い。Nb,Mo,Taは特に効果が大きいが、これらの元素の中でNbを添加した場合特に結晶粒が細かくなりやすく、軟磁気特性も優れたものが得られる。
【００１７】
Cu,AuとTi,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta及びW等との複合添加により透磁率が上昇する理由は明らかではないが次のように考えられる。Cu,AuとFeの相互作用パラメータは正であり、分離する傾向があるため、非晶質状態の合金を加熱するとFe原子同志またはCu,Au原子同志が寄り集まり、クラスターを形成するため組成ゆらぎが生ずる。このため部分的に結晶化しやすい領域が多数でき、そこを核として多数の微細結晶粒が形成される。この結晶粒はFeを主成分とするものであり、FeとCu、Auの固溶度はほとんどないため、結晶粒周辺のCu、Au濃度が高くなる。また、この結晶粒の周辺はSi等が多くTi,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta及びW等が存在する場合結晶化しにくいため結晶粒は成長しにくいと考えられる。このため結晶粒は微細化されると考えられる。このように結晶粒が微細化されることにより、結晶磁気異方性がみかけ上相殺されること、結晶相がbcc構造のFe固溶体が主体であり磁歪が小さく、内部応力−歪によりB-H曲線の角形性の向上が期待される。
【００１８】
Cr、Mn、Zn、As、Se、S、O、N、Sb、Sn、In、Cd、Ag、Bi、Mg、Sc、Re、白金族元素、Y、希土類元素からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素は耐食性を改善する、磁気特性を改善する、もしくは磁歪を調整する等の効果を有するものであるが、その含有量はMの50％以下が好ましい。これらの元素の中でRu,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,Crから選ばれる少なくとも１種の元素をMの50原子％以下含む場合は耐食性、耐摩耗性に優れ、比較的飽和磁束密度が高いものが得られる。
【００１９】
Si及びBは、合金の微細化に特に有用な元素である。前記ナノ結晶合金は、一旦Si,Bの添加効果により非晶質合金とした後で熱処理により微細結晶粒を形成させることにより得られる。Siの含有量cが１７原子％より多いと飽和磁束密度の著しい減少および軟磁気特性の劣化がおこりやすい。Siの含有量cが８％より少なすぎても上記の効果が薄れる。好ましいSiの含有量cは９〜１６．５原子％である。また、Bの含有量dが５原子％より少ないと結晶粒微細化の効果が薄れ、１０原子％より多いと飽和磁束密度の減少と軟磁気特性の劣化が起こりやすい。好ましいＢの含有量cは９〜９原子％である。
【００２０】
SiとBの総量の50％以下をAl、P、Ga、Ge、Beからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素で置換した組成でもよい。これらの元素は非晶質化に有効な元素であり、Si,Bと共に添加することにより合金の非晶質化を助けると共に、磁歪やキュリー温度調整に効果がある。
【００２１】
残部は不純物を除いて実質的にFeが主体であるが、Feの５原子％以下はCo，Ｎｉにより置換されていても良い。５原子％を越えると、透磁率が低下する場合がある。Coは高価であるが飽和磁束密度を上昇させる効果があり、高保磁力記録媒体に使用する磁気ヘッド用合金や平滑チョークコイル、低周波用トランス材としてより有利である。
【００２２】
特に高周波の用途に対しては板厚が1μmから15μmの範囲にあるナノ結晶合金薄帯が適している。本発明合金は必要に応じて層間絶縁が行われる場合がある。層間絶縁はたとえばSiO2,MgO,Al2O3の粉末や膜を用いることができるがこれに限定されるものではない。これは特に高周波における渦電流の影響を低減し、透磁率や磁心損失を改善するのに有効である。また、表面に熱膨張係数の異なる皮膜を形成し熱処理の際合金に応力が発生するような状態にしても本発明と同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の治具を用いることで、合金薄帯をコア状に巻き回した後に熱処理を行っても、応力を印加することが可能であり、磁場中熱処理を行わなくとも恒透磁率性に優れた傾斜したB-Hル−プを示すナノ結晶磁性合金を得ることができる。
このため、従来、トランス、チョ−クコイル、センサ等の各種磁性部品の用途に符合した恒透磁率を得るためには、コアにギャップを設けていたが、本発明の治具を用いることで、ギャップを設けることなく応力で恒透磁率を制御できるため、ギャップが存在することによる漏れ磁束、損失等を大きく低減することができ、省エネルギー、高効率、低ノイズ、信頼性向上等の効果が得られる。また、本発明冶具は、表面に接着剤を塗布した合金薄帯をコア状に巻き回した後に熱処理を施す製造方法に用いることで、コアの合金薄帯同士の接着力強化が図れる。さらに、同形状のコアあるいは含浸した同形状のコアに熱処理を施す場合に本発明冶具を用いることで、占積率を増加させることができる。Ｆｅ基ナノ結晶合金材料からなる閉磁路磁心として、飽和磁界が200 A/m以上であり、占積率が80％以上であるものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施例１）
以下本発明を実施例にしたがって説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
原子%でCu1%,Nb3%,Si15.5%,B6.5%残部実質的にFeからなる合金溶湯をＣｕ製の単ロ−ルを用いて急冷し、幅5mm厚さ18μmのアモルファス合金薄帯を得た。このアモルファス合金薄帯をコア状に巻き回し、内径１５ｍｍ、外形１９ｍｍのコアを作製した。
このコアを本発明の治具に取り付けて熱処理を行った。治具の形状を図１に示す。図１中、１がアモルファス合金薄帯を巻き回したコアである。２ａは駆動部材であり、頂点部分がない略円錐状の形状で、かつ軸方向には貫通した穴が形成されている。また、この駆動部材はコアの合金薄帯よりも高い熱膨張係数を有する材料で形成されている。３ａは環状部材であり、内周側には駆動部材２ａと勘合するようにテーパ面が形成されている。また、径方向にスリットが３ヶ所設けられており、環状部材に駆動部材が近づくほど環状部材３ａが押し広げられ、実質的に外径が大きくなるように形成されている。環状部材３ａの外径は、コア１の内径よりも若干小さい寸法に形成され、ＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は約16×10-6 K-1である。また、駆動部材２ａと環状部材３ａの中心部を貫通するように、ボルト状の固定部材４ａ、ナット状の固定部材４ｂが備えられる。固定部材４ａは、駆動部材２ａと環状部材３ａよりも低い熱膨張係数を有するMoで形成され、熱膨張係数は約5×10-6 K-1である。
まず、環状部材３ａをコア１の内径側に挿入した。その後、環状部材３ａの内側のテーパ面と、駆動部材２ａ側面のテーパ面が対向するように両部材を組合せた。その後、固定部材４ａの先端側を環状部材３ａと駆動部材２ａの中心部に貫通させ、最後にナット状の固定部材４ｂを固定部材４ａの先端側に螺着させた。この両固定部材４ａ，４ｂにより駆動部材２ａと環状部材３ａを軸方向の両側から抑え、離れないように固定した。
この治具にコアを装着した状態で熱処理を行った。熱処理は冶具の熱容量による昇温効率も考慮に入れて、Ar雰囲気中、熱処理の初期段階で４８０℃で１時間保持した後、５３０℃で０.５時間保持し、その後炉冷を行った。高温化に置かれると、駆動部材２ａと環状部材３ａは熱膨張により軸方向に離れようとするが、低熱膨張部材である固定部材４ａ，４ｂにより両端を固定されているため、両部材の重心は徐々に近づいていく。そのため、スリットの入った環状部材３ａは、内側から駆動部材２ａにより押され、徐々に広がっていく。これにより、コア１の内周面に応力がかかり、コア１が押し広げられる状態になる。
このようにして得られた合金の組織は約12nmの平均粒径の結晶粒により占められ、かつ（表１）に示すように本発明の治具を使用しない場合のコアと比較した場合、B-Hル−プが傾斜した磁気特性のものが得られ、熱膨張差が生じる経路差が大きく、印加される応力が大きいほど、飽和磁場が高くなる。
上記実施例で作成した本発明の閉磁路磁心は、飽和磁界が２２４A/mであり、占積率は９０．２％であった。
【００２５】
【表１】
2007254823.tif 000003
【００２６】
（実施例２）
実施例１と同様にして、内径１５ｍｍ、外形１９ｍｍのコアを作製した。このコアを本発明の別の治具に取り付けて熱処理を行った。治具の形状を図２に示す。図１と同一形状の部材に関しては、同一の図番をつけている。また、実施例１と異なり、コアの外周面よりも若干大きい内周面を持ち、かつ底部が形成された筒状部材５を使用した。中心部には固定部材４ａを通すための穴が形成されている。この筒状部材５は、コアの合金薄帯よりも低い熱膨張係数を有するMo鋼で形成され、熱膨張係数は5×10-6 K-1である。
まず、コア１を筒状部材５の内部に入れ、その後、環状部材３ａをコア１の内径側に挿入した。また、環状部材３ａの内周側のテーパ面と、駆動部材２ａ側面のテーパ面が対向するように両部材を組合せた。その後、固定部材４ａの先端側を環状部材３ａ、駆動部材２ａ、コア１および筒状部材５の中心部に貫通させ、最後にナット状の固定部材４ｂを固定部材４ａの先端側に螺着させた。この両固定部材４ａ，４ｂにより駆動部材２と環状部材３を軸方向の両側から抑え、離れないようにした。
この治具にコアを装着した状態で熱処理を行った。熱処理は冶具の熱容量による昇温効率も考慮に入れて、Ａｒ雰囲気中、熱処理の初期段階で４８０℃で１時間保持した後、５３０℃で０.５時間保持し、その後炉冷を行った。高温化に置かれると、駆動部材２aと環状部材３ａは熱膨張により軸方向に離れようとするが、低熱膨張部材である固定部材４ａ，４ｂにより両端を固定されているため、両部材の重心は徐々に近づいていく。そのため、スリットの入った環状部材は、内径側から駆動部材により押され、徐々に広がっていく。これにより、コア１の内径側に応力がかかり、コア１が押し広げられる状態になる。また、筒状部材５はコア１ほど熱膨張しないため、コア１の熱膨張が物理的に抑制されてコア１の外内径側にも応力がかかる。
このようにして得られた合金の組織は約12nmの平均粒径の結晶粒により占められ、かつ本発明の治具を使用しない場合のコアと比較した場合、B-Hル−プが傾斜した磁気特性のものが得られる。このB-Hル−プの傾斜の角度は、実施例１よりも小さいものとすることができる。
上記実施例で作成した本発明の磁心は、飽和磁界が４８５A/mであり、占積率は９１．１％であった。
【００２７】
（実施例３）
実施例１と同様にして、内径１５ｍｍ、外形１９ｍｍのコアを作製した。このコアを本発明の別の治具に取り付けて熱処理を行った。治具の形状を図３に示す。
図３中、１がアモルファス合金薄帯を巻き回したコアである。２ｂは駆動部材であり、内周面がテーパ状の環状に形成されている。また、この駆動部材２ｂはコアの合金薄帯よりも高い熱膨張係数を有する材料で形成されている。３ｂは環状部材であり、外周面には駆動部材２ｂの内周面と勘合するようにテーパ面が形成されている。また、径方向にスリットが３ヶ所設けられており、環状部材３ｂに駆動部材２ｂが近づくほど環状部材３ｂの径が縮められるように形成されている。環状部材３ｂの内径は、コアの外径よりも若干大きい寸法に形成され、ＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。また、駆動部材２ｂと環状部材３ｂの中心部を貫通するように、ボルト状の固定部材４ａ、ナット状の固定部材４ｂが備えられる。固定部材４ａは、駆動部材２と環状部材３よりも低い熱膨張係数を有するMoで形成され、熱膨張係数は5×10-6 K-1である。さらに、中心に固定部材４ａを通すための穴が形成された円盤状部材６ａ，６ｂが形成され、この円盤状部材はＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。
まず、コア１を環状部材３ｂの内部に入れ、その後、環状部材３ｂを駆動部材２ｂにテーパ面同士が相向きになるようにして組合せた。その後、駆動部材２ｂの下面と環状部材３ｂの上面から円盤状部材６ａ，６ｂを挟むよう併設させた。その後、固定部材４ａの先端側を環状部材３ｂ、駆動部材２ｂ、コアおよび円盤状部材６ａ，６ｂの中心部に貫通させ、最後にナット状の固定部材４ｂを固定部材４ａの先端側に螺着させた。この両固定部材４ａ，４ｂにより駆動部材２と環状部材３を円盤状部材６ａ，６ｂを介して軸方向の両側から抑え、離れないよう固定した。
この治具にコアを装着した状態で熱処理を行った。熱処理は冶具の熱容量による昇温効率も考慮に入れて、Ar雰囲気中、熱処理の初期段階で４８０℃で１時間保持した後、５３０℃で０.５時間保持し、その後炉冷を行った。高温化に置かれると、駆動部材２と環状部材３は熱膨張により軸方向に離れようとするが、低熱膨張部材である固定部材４ａ，４ｂにより両端を固定されているため、両部材の重心は徐々に近づいていく。
そのため、スリットの入った環状部材３ｂは、外側から駆動部材２ｂにより押され、徐々にスリット部分が狭まり、径を小さくしていく。これにより、コア１の外周面に応力がかかり、コア１が押し縮められる状態になる。また、円盤状部材６ａ，６ｂを挿入しているため、熱膨張による駆動部材２ｂと環状部材３ｂの移動量は大きくなり、よりコア１の外周面に応力がかかる。
このようにして得られた合金の組織は約12nmの平均粒径の結晶粒により占められ、かつ本発明の治具を使用しない場合のコアと比較した場合、B-Hル−プが傾斜した磁気特性のものが得られる。
上記実施例で作成した本発明の磁心は、飽和磁界が５０７A/mであり、占積率は９１．４％であった。
【００２８】
（実施例４）
実施例１と同様にして、内径１５ｍｍ、外形１９ｍｍのコアを作製した。このコアを本発明の別の治具に取り付けて熱処理を行った。図４は治具の構成を示す図であり、コアと組合せた場合のコアの軸に沿った断面を示すものである。
図４中、１がアモルファス合金薄帯を巻き回したコアである。２ｃ，２ｄは駆動部材であり、コア側の面には、コアとほぼ同じ平均径でありかつコア径方向の厚みよりも幅のあるＶ字状の環状溝２１が形成されている。また、中心部には後述する固定部材が貫通する穴が形成されている。３ｃ，３ｄは内周面若しくは外周面がコアの外周面若しくは内周面に接するよう形成され、かつ少なくとも一箇所にスリットが形成された環状部材である。ＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。環状部材３ｃは外周面の中心が凸になるようにテーパ面が形成され、また、内径がコア１の外径よりも若干大きい寸法に形成されている。また、環状部材３ｄは内周面の中心が凸になるようにテーパ面が形成され、また、外径がコア１の内径よりも若干小さい寸法に形成されている。
また、駆動部材２ｃ，２ｄと環状部材３ｃ，３ｄの中心部を貫通するように、ボルト状の固定部材４ａ、ナット状の固定部材４ｂが備えられる。固定部材４ａは、駆動部材２ｃ、２ｄと環状部材３ｃ、３ｄよりも低い熱膨張係数を有するMoで形成され、熱膨張係数は5×10-6 K-1である。さらに、中心に固定部材４ａを通すための穴が形成された円盤状部材６が形成され、この円盤状部材はＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。
まず、環状部材３ｄがコア１の内側に，環状部材３ｃが外側になるよう、同心円状に配置した。その後、環状部材３ｃ，３ｄのテーパ面と駆動部材２ｃ，２ｄに形成されたＶ字状の環状溝２１と合わさるように組合せた。その後、円盤状部材６を駆動部材２ｄの他端面に併設させた。その後、固定部材４ａの先端側を環状部材３ｃ，３ｄ、駆動部材２ｃ，２ｄ、コア１および円盤状部材６の中心部に貫通させ、最後にナット状の固定部材４ｂを固定部材４ａの先端側に螺着させた。この両固定部材４ａ，４ｂにより駆動部材２ｃ、２ｄと環状部材３ｃ，３ｄを円盤状部材６を介して軸方向の両側から抑え、離れないように固定した。
この治具にコアを装着した状態で熱処理を行った。熱処理は冶具の熱容量による昇温効率も考慮に入れて、Ar雰囲気中、熱処理の初期段階で４８０℃で１時間保持した後、５３０℃で０.５時間保持し、その後炉冷を行った。高温化に置かれると、駆動部材２ｃ，２ｄと環状部材３ｃ，３ｄは熱膨張により軸方向に離れようとするが、低熱膨張部材である固定部材４ａ，４ｂにより両端を固定されているため、両部材の重心は徐々に近づいていく。
そのため、スリットの入った環状部材２ｃ，２ｄは、側面を駆動部材により押され、徐々にスリット部分が狭まり、環状部材２ｃは径が小さく、環状部材２ｄは径が実質的に大きくなる。これにより、コア１の内周面および外周面に応力がかかり、コア１が薄帯の厚み方向に押し縮められる状態になる。また、円盤状部材６を挿入しているため、熱膨張による駆動部材２ｃ，２ｄと環状部材３ｃ，３ｄの移動量は大きくなり、よりコア１の内周面、外周面に応力がかかる。
このようにして得られた合金の組織は約12nmの平均粒径の結晶粒により占められ、かつ本発明の治具を使用しない場合のコアと比較した場合、B-Hル−プが傾斜した磁気特性のものが得られる。
上記実施例で作成した本発明の磁心は、飽和磁界が８０３A/mであり、占積率は９２．０％であった。
【００２９】
（実施例５）
図５は、実施例４の治具の改良形状である。図４と同じ形状のものは同じ番号をつけている。３ｅ、３ｆは内周面若しくは外周面がコアの外周面若しくは内周面に接するよう形成され、かつ少なくとも一箇所にスリットが形成された環状部材である。ＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。環状部材３ｅは外周面の両端にテーパ面が形成されている。また、環状部材３ｅの内周面はコアの外径よりも若干大きい軸に平行な面と、その両端に形成されたテーパ面からなる。環状部材３ｆは内周面の両端にテーパ面が形成されている。また、環状部材３ｆの外周面はコアの内径よりも若干小さい軸に平行な面と、その両端に形成されたテーパ面からなる。７ａ，７ｂはコアと同じ平均径で、かつコアの径方向の厚みよりも狭い幅で形成されたリングである。軸方向の一端面は平面であり、他端面は中央が凸になるようテーパ面が形成されている。材質は環状部材３ｅ、３ｆと同じである。
まず、リング７ａ，７ｂの平面側がコアの軸方向端面に接するようにリング７ａ，７ｂを配置した。その後、リング７ａ，７ｂのテーパ面と、環状部材３ｅの内周面のテーパ面および環状部材３ｆの外周面のテーパ面が接するように環状部材３ｅ、３ｆを配置した。その後、環状部材３ｅ，３ｆのテーパ面と駆動部材２ｅ，２ｆに形成されたＶ字状の環状溝２１と合わさるように組合せた。その後、円盤状部材６を駆動部材２ｆの他端面に併設させた。その後、固定部材４ａの先端側を環状部材３ｅ，３ｆ、駆動部材２ｅ，２ｆ、コア１およびリング７ａ，７ｂの中心部に貫通させ、最後にナット状の固定部材４ｂを固定部材４ａの先端側に螺着させた。この両固定部材４ａ，４ｂにより駆動部材２ｅ、２ｆと環状部材３ｅ，３ｆを軸方向の両側から抑え、離れないように固定した。
実施例４と異なり、環状部材３ｅと３ｆの距離が縮まることで、リング７ａ，７ｂがコア側に押される。これによってコアの内周面、外周面だけでなく、軸方向側面にも応力が付与される。
上記実施例で作成した本発明の磁心は、飽和磁界が１２８１A/mであり、占積率は９２．９％であった。
【００３０】
（実施例６）
図６は、駆動部材と環状部材の別の構造を示す図である。その他の構成は図２と同様のものを使用する。駆動部材２ｇは、頂点部分がない略円錐状の形状で、かつ軸方向には貫通した穴が形成されている。また、側面のテーパ面にはドリル状の凸溝が形成されている。環状部材３ｇは、内周側には駆動部材２と勘合するようにテーパ面が形成され、かつ駆動部材２ｇのドリル上の溝に勘合するように凹溝が形成されている。また、径方向にスリットが３ヶ所設けられており、環状部材に駆動部材が挿入されるほど環状部材３が押し広げられるように形成されている。環状部材の外径は、コアの内径よりも若干小さい寸法に形成され、ＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。
駆動部材２ｇと環状部材３ｇが互いに近づくと、溝に沿って回転子ながら近づくため、どちらかの部材が回転していくことになる。駆動部材２ｇの図中上側の端面を固定しておけば、環状部材３ｇが回転しながらコアの内周面に応力を付与する。しかしコアの外周面は、コアの外側にくる筒状部材との摩擦が働き、実際には回転しない。よってコアは、径方向の圧縮応力と、薄帯の長手方向の張力の２方向に応力が付与された状態とすることができる。
【００３１】
（実施例７）
実施例１と同様にして、内径１５ｍｍ、外形１９ｍｍのコアを作製した。このコアを本発明の別の治具に取り付けて熱処理を行った。図７は、別の治具の構造を示す図であり、コアと組合せた場合のコアの軸に沿った断面を示すものである。駆動部材２ｈ，２ｉは、略板状に形成されており、ＪＩＳ規格で規定される鋼材SUS304で製造され、熱膨張係数は16×10-6 K-1である。また、駆動部材２ｈ，２ｉとコア１の中心部を貫通するように、ボルト状の固定部材４ａ、ナット状の固定部材４ｂが備えられる。固定部材４ａは、駆動部材２ｈ、２ｉよりも低い熱膨張係数を有するMoで形成され、熱膨張係数は5×10-6 K-1である。
熱処理により、駆動部材２ｈ，２ｉ、コア１が熱膨張すると、熱膨張係数の低い固定部材４ａ，４ｂは駆動部材ほど熱膨張しないため、駆動部材２ｈ，２ｉの熱膨張がこの固定部材４ａ，４ｂにより抑制され、コア１の軸方向の側面へ応力が付与される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の冶具の一形態を示す図である。
【図２】本発明の冶具の別の一形態を示す図である。
【図３】本発明の冶具の別の一形態を示す図である。
【図４】本発明の冶具の別の一形態を示す図である。
【図５】本発明の冶具の別の一形態を示す図である。
【図６】本発明の冶具の別の一形態を示す図である。
【図７】本発明の冶具の別の一形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：コア、２：駆動部材、３：環状部材、４：固定部材、７：リング
【図１】
2007254823.tif 000004
【図２】
2007254823.tif 000005
【図３】
2007254823.tif 000006
【図４】
2007254823.tif 000007
【図５】
2007254823.tif 000008
【図６】
2007254823.tif 000009
【図７】
2007254823.tif 000010