特許 7375708 金属箔の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】金属箔の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/153 20060101AFI20231031BHJP

【ＦＩ】

H01F1/153 141

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020142063

(22)【出願日】2020-08-25

(65)【公開番号】P2021118349

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-07-11

(31)【優先権主張番号】P 2020010086

(32)【優先日】2020-01-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 修

【審査官】後藤 嘉宏

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３４９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４１５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１２５１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／００９３１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／００９３０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２５８４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０８３６２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ １／１５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔を製造する製造方法であって、
前記製造方法は、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を準備する工程と、
準備した前記金属箔が金属製のベースの設置面に倣うように、前記金属箔を前記ベースに密着させながら、前記金属箔を加熱することにより、前記金属箔のアモルファス系軟磁性材料を前記ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する工程と、を含み、
前記結晶化する工程において、前記ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する結晶化開始温度以上の加熱温度であり、かつ、結晶化する際に自己発熱により昇温される前記金属箔の温度よりも前記設置面の温度が低くなる加熱温度で、前記金属箔を加熱することにより、前記アモルファス系軟磁性材料を結晶化しつつ、前記結晶化する際の前記自己発熱の熱を前記ベースに吸熱させるものであり、
前記金属箔を準備する工程において、前記金属箔の素材を溶融した溶融金属を、回転しているロール上に吹き付けて、溶融金属を前記ロール上で冷却して凝固させることにより、前記ロールと接触していた側の表面が平坦な表面となるように、前記アモルファス系軟磁性材料からなる前記金属箔を製造し、
前記結晶化する工程において、前記金属箔を前記ベースに密着させる際に、前記ベースに形成された吸引口から前記金属箔を吸引することにより、前記金属箔の表面のうち、前記ロールと接触していた側の表面を、前記設置面に密着させることを特徴とする金属箔の製造方法。

【請求項2】

前記結晶化する工程において、前記ベースに内蔵したヒータにより、前記金属箔を加熱することを特徴とする請求項１に記載の金属箔の製造方法。

【請求項3】

金属箔を準備する工程において、前記金属箔として、鉄系のアモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を準備し、
前記結晶化する工程は、支持部材の上に、前記金属箔を配置し、前記ベースと前記支持部材とが接近する方向に、前記ベースと前記支持部材との少なくとも一方を移動させることにより、前記金属箔を、前記ベースと前記支持部材との間に挟み込んで、前記金属箔を前記ベースに密着させつつ、前記ベースに内蔵されたヒータにより、前記金属箔を加熱するものであり、
前記結晶化する工程において、以下の（ｉ）または（ｉｉ）の条件を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の金属箔の製造方法。
（ｉ）前記支持部材を構成する材料の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍＫ以下である。
（ｉｉ）前記支持部材の温度を、３００℃以上かつ前記結晶化開始温度未満にする。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のモータや変圧器などには、コアとして、金属箔を積層した積層体が利用されている。例えば、特許文献１には、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を積層した状態で加熱することにより、金属箔のアモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する金属箔の製造方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１４１５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、一般的に、アモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する際には、その材料が自己発熱することが知られており、この自己発熱したときの自己発熱温度は、材料の結晶化が開始する温度よりも高いことが知られている。したがって、例えば、特許文献１に示すように、金属箔を積層した状態で加熱すると、金属箔同士の間に、自己発熱した熱がこもり、金属箔が過度に加熱されるおそれがある。さらに、積層した金属箔のうち、内部の金属箔と、外側に位置する金属箔との加熱温度にも、バラツキが生じてしまう。このような結果、金属箔の結晶の大きさにバラツキが生じてしまう。

【0005】

このような点を鑑みると、金属箔を積層せずに、加熱されたベースの上で金属箔を１枚ずつ加熱することも考えられる。しかしながら、例えば、金属箔が反っている場合には、ベースに接触していない金属箔の部分の占める割合が多くなることがあり、結晶化時に金属箔の温度にバラツキが生じてしまう。特に、ベースに接触してない金属箔の部分と、ベースとの間に形成された空隙に熱が籠りやすく、この部分が過昇温となり、結晶粒が粗大化してしまう。このような結果、金属箔の結晶の大きさにバラツキが生じてしまい、金属箔の磁気特性が低下することがある。

【0006】

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔に対して、金属箔を均一に加熱することにより、均一な大きさの結晶のナノ結晶系軟磁性材料に結晶化することができる金属箔の製造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】

本発明に係る金属箔の製造方法は、ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔を製造する製造方法であって、前記製造方法は、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を準備する工程と、準備した前記金属箔が金属製のベースの設置面に倣うように、前記金属箔を前記ベースに密着させながら、前記金属箔を加熱することにより、前記金属箔のアモルファス系軟磁性材料を前記ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する工程と、を含み、前記結晶化する工程において、前記ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する結晶化開始温度以上の加熱温度であり、かつ、結晶化する際に自己発熱により昇温される前記金属箔の温度よりも前記設置面の温度が低くなる加熱温度で、前記金属箔を加熱することにより、前記アモルファス系軟磁性材料を結晶化しつつ、前記結晶化する際の前記自己発熱の熱を前記ベースに吸熱させることを特徴とする。

【0008】

本発明では、まず、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を準備する。次に、この金属箔が金属製のベースの設置面に倣うように、金属箔をベースに密着させながら、設置面に密着させた状態の金属箔を加熱することにより、金属箔のアモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する。この際に、ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する結晶化開始温度以上の加熱温度であり、かつ、結晶化する際に自己発熱により昇温される前記金属箔の温度よりも設置面の温度が低くなる加熱温度で、金属箔を加熱する。これにより、金属箔のアモルファス系軟磁性材料が結晶化するとともに、ベースの設置面の温度が自己発熱した金属箔の温度よりも低いため、自己発熱した熱をベースの設置面からベースに吸熱させることができる。ここで、金属箔は、ベースに密着しているので、金属箔の熱は均一にベースに吸熱され、結晶化の際に、金属箔の温度は均一となる。したがって、金属箔の結晶を、均一な大きさの結晶に結晶化することができる。このような結果、結晶粒の大きさのバラツキ（具体的には結晶粒の粗大化）に起因した、金属箔の磁気特性の低下を抑えることができる。

【0009】

前記結晶化する工程において、金属箔を加熱する際には、例えば、金属箔を挟んで、ベースに対向する位置から、ヒータによる熱または熱風による熱で、金属箔を加熱してもよい。しかしながら、より好ましい態様としては、前記結晶化する工程において、前記ベースに内蔵したヒータにより、前記金属箔を加熱する。

【0010】

この態様によれば、ベースに内蔵したヒータにより、ベースの設置面を均一に加熱しつつ、この加熱された熱で、金属箔を均一に加熱することができる。さらに、結晶化する際に自己発熱した金属箔の温度よりも、設置面の温度が低く、設置面の温度は均一であるため、金属箔の自己発熱した熱を、設置面からベースに均一に吸熱させることができる。

【0011】

なお、金属箔を反りなくベースに密着させることができるのであれば、例えばベースに磁石または電磁石等を設け、磁力により金属箔をベースに密着させてもよい。しかしながら、より好ましい態様としては、前記結晶化する工程において、前記金属箔を前記ベースに密着させる際に、前記ベースに形成された吸引口から前記金属箔を吸引することにより、前記金属箔を前記ベースに密着させる。

【0012】

この態様によれば、金属箔をベースに形成された吸引口から吸引することにより、金属箔の反りを矯正し、ベースの表面に隙間なく密着させることができる。また、ベースの表面に、例えば異物等が存在したとしても、この異物を吸引口から吸引することも可能であり、金属箔とベースとの間に異物が噛み込むことを防止することができる。

【0013】

さらに好ましい態様としては、前記金属箔を準備する工程において、前記金属箔の素材を溶融した溶融金属を、回転しているロール上に吹き付けて、溶融金属を前記ロール上で冷却して凝固させることにより、前記アモルファス系軟磁性材料からなる前記金属箔を製造し、前記金属箔を前記ベースに密着させる際に、前記金属箔の表面のうち、前記ロールと接触していた側の表面を、前記設置面に密着させる。

【0014】

この態様によれば、金属箔の素材を溶融した溶融金属を、回転しているロール上に吹き付けて、溶融金属をロール上で冷却して凝固させる方法、いわゆる単ロール法により、アモルファス系軟磁性材料からなる前記金属箔を製造する。このようにして、得られた金属箔の表面のうち、ロールと接触していた側の表面には、その反対側の表面に比べて、凹凸が少ないため、金属箔の表面をベースの設置面により均一に密着させることができ、この均一な密着状態で、金属箔を均一に加熱することができる。これにより、金属箔の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴う不均一な塑性変形を抑えることができるので、結晶化した金属箔をより緻密に積層することができる。

【0015】

さらに、好ましい態様としては、金属箔を準備する工程において、前記金属箔として、鉄系のアモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を準備し、前記結晶化する工程は、支持部材の上に、前記金属箔を配置し、前記ベースと前記支持部材とが接近する方向に、前記ベースと前記支持部材との少なくとも一方を移動させることにより、前記金属箔を、前記ベースと前記支持部材との間に挟み込んで、前記金属箔を前記ベースに密着させつつ、前記ベースに内蔵されたヒータにより、前記金属箔を加熱するものであり、前記結晶化する工程において、以下の（ｉ）または（ｉｉ）の条件を満たす。（ｉ）前記支持部材を構成する材料の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍＫ以下である。（ｉｉ）前記支持部材の温度を、３００℃以上かつ前記結晶化開始温度未満にする。

【0016】

この態様によれば、金属箔が配置された支持部材を、ベースに相対的に接近させることができるので、金属箔を、ベースと支持部材との間に挟み込んで、金属箔をベースにより均一に密着させることができる。

【0017】

この際に、金属箔は、ベースに内蔵されたヒータにより加熱されて、金属箔は結晶化するが、（ｉ）支持部材を構成する材料の熱伝導率を、０．２Ｗ／ｍＫ以下とすることにより、支持部材で熱が奪われ難い。具体的には、金属箔のひずみ、反りの形状に起因して、金属箔に密着した際にベースの設置面の温度分布に偏り等が生じたとしても、金属箔の熱が支持部材に奪われ難くなり、金属箔の温度分布の均一化が図られる。これにより、金属箔がベースに密着した状態で、ベースの設置面の局所的な温度低下を抑えることができる。このような結果、金属箔の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴う不均一な塑性変形を抑えることができるので、結晶化した金属箔をより緻密に積層することができる。

【0018】

ここで、支持部材を構成する材料の熱伝導率が、０．２Ｗ／ｍＫを超えた場合には、ベースの設置面の熱が、金属箔を介して支持部材に逃げやすい。したがって、金属箔とベースが密着した際にベースの設置面の温度分布に偏り等が生じたとしても、この偏りが均一にはなり難く、金属箔の結晶化が、高温の部位から優先的に開始されるため、結晶化に伴う収縮のタイミングが部位によって異なってしまう。この結果、金属箔に不均一な塑性変形が生じ、結晶化した金属箔を緻密に積層することができないことがある。

【0019】

一方、ベースに内蔵されたヒータにより加熱されて、金属箔を結晶化する際に、（ｉｉ）前記支持部材の温度を、３００℃以上かつ金属箔の結晶化開始温度未満にしても、ベースと支持部材との温度差が小さいため、ベースの熱が支持部材に奪われ難い。具体的には、金属箔のうねり等の形状に起因して、金属箔とベースが密着した際にベースの設置面の温度分布に偏り等が生じたとしても、金属箔の熱が支持部材に奪われ難く、金属箔の温度分布の均一化が図られる。これにより、金属箔がベースに密着した状態で、ベースの設置面の局所的な温度低下を抑えることができる。このような結果、金属箔の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴う不均一な塑性変形を抑えることができるので、結晶化した金属箔をより緻密に積層することができる。

【0020】

ここで、支持部材の温度が３００℃未満の場合には、ベースの設置面の熱が、金属箔を介して支持部材に逃げやすい。したがって、設置面の温度にバラツキがある場合には、この温度のバラツキに応じて、金属箔の結晶化の進み具合が部位によって異なるため、結晶化に伴う収縮のタイミングが部位によって異なってしまう。この結果、金属箔に不均一な塑性変形が生じ、結晶化した金属箔を緻密に積層することができないことがある。一方、支持部材の温度が金属箔の結晶化開始温度以上の場合には、支持部材に金属箔を配置した際に（すなわち、ベースと支持部材で金属箔を挟み込む前に）、金属箔が結晶化することがあり、ベースの熱による金属箔の結晶化の効果が得られない。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係るに金属箔の製造方法によれば、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔に対して、金属箔を過昇温させることなく、均一に加熱することにより、均一な大きさの結晶のナノ結晶系軟磁性材料に結晶化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る金属箔の製造方法を実施する加熱装置を示した模式的斜視図である。

【図2】図１に加熱装置のＡ－Ａ線における矢視方向の断面図である。

【図3】図１に示す加熱装置に金属箔を密着させた状態を示した模式的斜視図である。

【図4】図３に示す金属箔の温度プロフィールを示した図である。

【図5A】変形例に係る金属箔の製造方法における準備工程を説明するための模式的斜視図である。

【図5B】図５Ａにより製造された金属箔の模式的断面図である。

【図6A】図１に示す加熱装置を利用した金属箔の結晶化工程を説明するための模式的断面図である。

【図6B】金属箔をベースの設置面に吸着させながら加熱する状態を説明するための模式的断面図である。

【図6C】図６Ｂの変形例に係る模式的断面図である。

【図7】図６Ｂの比較となる模式的断面図である。

【図8A】ロータコアの製造工程を説明するための模式的斜視図である。

【図8B】モータの製造工程を説明するための模式的斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照して本発明に係る金属箔の製造方法について説明する。なお、図１～図４において、用いられる金属箔を説明した後に、各実施形態における製造方法を説明する。

【0024】

１．金属箔１０について
本実施形態において製造される金属箔は、ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔である。以下に示す製造方法では、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔を準備し、これを熱処理することにより、アモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化することで、金属箔を製造する。

【0025】

ここで、金属箔を構成するアモルファス系軟磁性材料およびナノ結晶系軟磁性材料について説明する。アモルファス系軟磁性材料およびナノ結晶系軟磁性材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の磁性金属と、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷからなる群から選択される少なくとも１種の非磁性金属とから構成されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0026】

アモルファス系軟磁性材料またはナノ結晶系軟磁性材料の代表的な材料として、例えば、ＦｅＣｏ系合金（例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金又はＦｅＳｉ系合金（例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＴａ系合金（例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）またはＦｅＺｒ系合金（例えばＦｅＺｒＮなど）を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。Ｆｅ系合金の場合にはＦｅは８０ａｔ％以上含まれることが好ましい。

【0027】

また、アモルファス系軟磁性材料又はナノ結晶系軟磁性材料の他の材料として、例えば、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることができる。Ｃｏ合金中Ｃｏは８０ａｔ％以上含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、製膜した場合にアモルファスとなり易く、結晶磁気異方性、結晶欠陥及び粒界が少ないため、非常に優れた軟磁性を示す。好適なアモルファス系軟磁性材料としては、例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

【0028】

本明細書でいうアモルファス系軟磁性材料は、主構造としてアモルファス構造を有する軟磁性材料である。アモルファス構造の場合には、Ｘ線回折パターンには明瞭なピークは見られず、ブロードなハローパターンのみが観測される。一方、アモルファス構造に熱処理を加えることでナノ結晶構造を形成することができるが、ナノ結晶構造を有するナノ結晶系軟磁性材料では、結晶面の格子間隔に対応する位置に回折ピークが観測される。その回折ピークの幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式を用いて結晶子径を算出することができる。

【0029】

本明細書でいうナノ結晶系軟磁性材料では、ナノ結晶とは、Ｘ線回折の回折ピークの半値全幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式で算出される結晶子径が１μｍ未満のものをいう。本実施形態において、ナノ結晶の結晶子径（Ｘ線回折の回折ピークの半値全幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式で算出される結晶子径）は、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下である。また、ナノ結晶の結晶子径は、好ましくは５ｎｍ以上である。ナノ結晶の結晶子径がこのような大きさであることで、磁気特性の向上が見られる。なお、従来の電磁鋼板の結晶子径は、μｍオーダーであり、一般的には、５０μｍ以上である。

【0030】

アモルファス系軟磁性材料は、例えば、上に示した組成となるように配合された金属原料を高周波溶解炉などにより高温で溶融して均一な溶湯とし、これを急冷して得ることができる。急冷速度は、材料にもよるが、例えば約１０^６℃／ｓｅｃであり、結晶化する前に、アモルファス構造を得ることができれば、その急冷速度は特に限定されない。本実施形態では、後述する金属箔は、回転する冷却ロールに金属原料の溶湯を吹きつけることでアモルファス系軟磁性材料からなる金属箔帯を製造し、これを、所望の形状に打ち抜き成形等により成形することにより得ることができる。このように、溶湯を急冷することにより、材料が結晶化する前に、アモルファス構造の軟磁性材料を得ることができる。金属箔の厚みは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であり、中でも２０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内が好ましい。

【0031】

なお、後述する図面では、矩形状の金属箔１０であるが、この形状に限定されるものではない。例えば、金属箔は、モータのロータコアの形状に応じた扇形の金属箔であってもよい。金属箔１０は、アモルファス系軟磁性材料の帯体から、打ち抜き成形等の成形で得られたものであり、このような成形により、図１に示すように、金属箔１０に反りが発生することがある。このように反りが発生した金属箔１０に対して、図１に示す加熱装置１で、ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔１０を好適に製造することができる。

【0032】

２．金属箔１０の加熱装置１について
加熱装置１は、金属箔１０を加熱する装置であり、金属箔１０を設置するベース（基台）２と、ベース２に設置された金属箔１０を吸引する吸引装置３と、ベース２を介して金属箔１０を加熱する複数のヒータ５、５、…と、を備えている。

【0033】

ベース２は、加熱される金属箔１０よりも熱伝導性の高い材料であることが好ましく、金属箔１０がＦｅ系アモルファス合金である場合には、アルミニウム合金、銅合金などの金属材料が好ましい。ベース２には、金属箔１０を設置する設置面２１が形成されている。本実施形態では、設置面２１は平面であるが、加熱される金属箔１０の形状に応じた形状であれば、設置面２１の形状は特に限定されるものではない。

【0034】

本実施形態では、設置面２１には、複数の吸引口２２、２２、…が形成されており、これらの吸引口２２、２２、…は、ベース２の内部に形成された吸引通路２３により連通している。吸引口２２、２２、２２、…に対して吸引通路２３の他方には、配管８を介して吸引装置３が接続されている。吸引装置３は、例えば、吸引ポンプなどであってもよいが、例えば、アスピーレータ（図示せず）により配管８内および吸引通路２３を減圧し、金属箔１０を吸引するものであってもよい。

【0035】

図２に示すように、ベース２には、各ヒータ５を収容する収容部２５が形成されている。本実施形態では、収容部２５は、吸引通路２３を挟んで設置面２１と反対側に設けられている。本実施形態では、ヒータ５は、棒状のヒータ５であることから、収容部２５は、一方向に延在した空洞であり、その一端が開口している。ヒータ５は、この開口した部分からベース２の収容部２５に挿入されている。

【0036】

本実施形態では、ヒータ５は、電気抵抗加熱式の棒状のヒータであり、配線５１を介して、電源（図示せず）に接続されている。ヒータ５は、ベース２に内蔵されている。具体的には、ヒータ５は、ベース２の収容部２５に収容されている。本実施形態では、ヒータ５は、棒状のヒータであるが、ベース２の設置面２１を均一に加熱することができるのであれば、ヒータ５の形状は特に限定されず、面状のヒータであってもよい。

【0037】

さらに、本実施形態では、ヒータ５の電気抵抗により、ベース２および金属箔１０を加熱しているが、例えば誘導加熱または熱媒体による加熱により、ベース２および金属箔１０を加熱してもよい。この他にも、ヒータ５をベース２の外部に設けて、外部からベース２を加熱してもよい。

【0038】

３．金属箔１０の製造方法
図１および図２に示す加熱装置１を用いて金属箔１０を加熱する。まず、本実施形態では、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔１０を金属製のベース２の設置面２１に設置する。この際、設置面２１に形成された吸引口２２、２２、…を覆うように金属箔１０を設置する。

【0039】

次に、アモルファス系軟磁性材料からなる金属箔１０をベース２の設置面２１に倣うように密着させる。具体的には、金属箔１０の設置後、吸引装置３を稼働する。これにより、配管８内および吸引通路２３は減圧状態になり、複数の吸引口２２、２２、…から金属箔１０を吸引することができる。本実施形態では、金属箔１０を複数の吸引口２２、２２…から吸引することにより、図３に示すように、例えば反った形状の金属箔１０を平面状の設置面２１に倣わせて、その形状を矯正し、金属箔１０をベース２の設置面２１に密着させることができる。また、ベース２の設置面２１に、例えば異物等が存在したとしても、この異物を吸引口２２から吸引することも可能であり、金属箔１０とベース２との間に異物が噛み込むことを防止することができる。

【0040】

次に、ベース２に密着させた状態の金属箔１０を加熱することにより、金属箔１０のアモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する。具体的には、ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する結晶化開始温度以上の加熱温度であり、かつ、結晶化する際に自己発熱により昇温される金属箔１０の表面温度よりも設置面２１の温度が低くなる加熱温度で、金属箔１０を加熱する。これにより、金属箔１０のアモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化しつつ、結晶化する際に、金属箔１０の自己発熱の熱を、ベース２に吸熱させる。

【0041】

ここで、金属箔１０の熱処理の条件は、その材料を結晶化でき、自己発熱時に金属箔１０の熱をベース２に吸熱させることができるのであれば、その熱処理条件は特に制限されるものではなく、金属原料の組成や発現させたい磁気特性などを考慮して適宜選択される。熱処理は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。

【0042】

ここで、金属箔１０を加熱する加熱温度の下限値は、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化が開始する結晶化開始温度である。「結晶化開始温度」は、アモルファス系軟磁性材料に対して結晶化が生じる温度である。

【0043】

結晶化の際には発熱反応が起きるため、結晶化開始温度は、金属箔１０の結晶化に伴って発熱する温度を測定することで決定することができる。例えば、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用い、所定の加熱速度（例えば０．６７Ｋｓ^－１）の条件下で結晶化温度を測定することができる。アモルファス系軟磁性材料の結晶化開始温度は、その材質等によって異なるものであるが、材質がＦｅ基アモルファス合金である場合には、例えば、４００℃以上４５０℃以下の範囲内となる。

【0044】

ここで、金属箔１０が、設置面２１からの伝達される熱により、室温から結晶化開始温度未満の温度まで昇温される際には、ｍｃΔＴの熱量が、顕熱として金属箔１０に保持される。ここで、ｍは、金属箔１０の質量であり、ｃは、金属箔１０の材料の比熱であり、ΔＴは昇温幅である。さらに、金属箔１０の露出した表面から、入熱された熱のうち一部の熱量ΔＱoutが放熱される。なお、本明細書で表記する「Δ」は、単位時間あたりを意味する。

【0045】

ここで、図４に示すように、金属箔１０が結晶化開始温度Ｔｓ以上に加熱されると、金属箔１０は、結晶化により自己発熱する。この際、金属箔１０に自己発熱による熱量ΔＱselfが発生する。

【0046】

例えば、ベース２の加熱温度（具体的には設置面２１の温度）Ｔｔを結晶化開始温度Ｔｓと同じ温度に設定したとき、金属箔１０は自己発熱する。このため、金属箔１０の自己発熱による熱量ΔＱselfが発生し、金属箔１０は、結晶化開始温度Ｔｓよりも高い温度に昇温され、金属箔１０の昇温速度が増加する。

【0047】

この場合には、金属箔１０の温度Ｔａが、ベース２の設置面２１の温度（加熱温度Ｔｔ）よりも高くなる。したがって、ベース２はヒータ５により加熱されているにもかかわらず、自己発熱した金属箔１０が熱源となって、自己発熱による発生した熱が、設置面２１からベース２に吸熱される。

【0048】

さらに、ベース２の設置面２１の温度（具体的には加熱温度Ｔｔ）を結晶化開始温度Ｔｓよりも、高い温度に設定した場合も、金属箔１０は結晶化開始温度Ｔｓ以上になった時点から自己発熱するため、金属箔１０の自己発熱による熱量ΔＱselfが発生する。

【0049】

ここで、金属箔１０の温度が結晶化開始温度Ｔｓ以上となったタイミングから、自己発熱による熱量ΔＱselfに応じて、金属箔１０の温度がさらに昇温されるが、加熱温度Ｔｔが、自己発熱時の金属箔１０の温度Ｔａよりも高い場合には、設置面２１から金属箔１０に熱が入熱され続ける。したがって、このような場合には、金属箔１０の自己発熱の熱を、設置面２１からベース２に吸熱することができない。

【0050】

このような観点から、金属箔１０を加熱する加熱温度Ｔｔ（設置面２１の温度）の上限値は、ベース２に金属箔１０を設置した状態で、結晶化する際に自己発熱により昇温される金属箔１０の温度Ｔａよりも低い温度に設定される。加熱温度Ｔｔの上限値は、その材質等によって異なるものであるが、材質がＦｅ基アモルファス合金である場合には、例えば、上述した結晶化開始温度Ｔｓよりも３０℃～１００℃高い温度であることが好ましい。

【0051】

このような範囲に加熱温度Ｔｔを設定することにより、自己発熱時の金属箔１０の温度Ｔａは、結晶化開始温度Ｔｓよりも高い温度となり、結晶化温度Ｔｓ以上の加熱温度Ｔｔで金属箔１０を加熱する期間Ｌ１のうち期間Ｌ２において、加熱温度Ｔｔよりも高い温度になる。すなわち、金属箔１０の温度Ｔａが結晶化開始温度Ｔｓに到達した時点Ａ１から、金属箔１０の結晶化が完了する時点Ａ２までの期間Ｌ１のうち、金属箔１０の温度Ｔａが加熱温度Ｔｔを超えた時点Ａ３から金属箔１０の結晶化が完了する時点Ａ２までの期間Ｌ２が、金属箔１０の自己発熱した熱をベース２に吸熱する期間となる。なお、金属箔１０の結晶化が完了する時点Ａ２は、金属箔１０のナノ結晶が所定の結晶粒径の範囲となる時点である。

【0052】

自己発熱により昇温される金属箔１０の温度は、金属箔１０に入熱される熱量、金属箔１０に保持される顕熱の熱量、金属箔１０の表面から放熱される熱量、金属箔１０の自己発熱による熱量、金属箔１０から設置面２１に吸熱される熱量、および金属箔１０と設置面２１の熱の接触抵抗等から一般的な熱計算により算出することができる。この他にも、自己発熱により昇温される金属箔１０の温度を、実際に設置面２１の加熱温度Ｔｔを変化させることで実験的に求めてもよい。

【0053】

このように、結晶化温度Ｔｓ以上の加熱温度Ｔｔで金属箔１０を加熱する期間Ｌ１内で、自己発熱時の金属箔１０の温度Ｔａが、加熱温度Ｔｔよりも高い温度になる期間Ｌ２が存在すればよい。これにより、金属箔１０から設置面２１に吸熱される熱量が、金属箔１０の自己発熱による熱量より大きくなる期間Ｌ２が存在するため、この期間Ｌ２において、金属箔１０が発熱した熱を、ベース２に吸熱させることができる。

【0054】

以上、本実施形態によれば、ベース２の設置面２１に密着させた状態の金属箔１０を加熱することにより、金属箔１０のアモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する。この際には、上述した温度の加熱温度Ｔｔとすることにより、金属箔１０のアモルファス系軟磁性材料が結晶化するとともに、自己発熱した金属箔１０の熱をベース２の設置面２１からベース２に吸熱させることができる。

【0055】

金属箔１０は、ベース２に密着しているので、金属箔１０の熱は均一にベース２に吸熱され、結晶化の際に、金属箔１０の温度は均一となる。したがって、金属箔１０の結晶を、均一な大きさの結晶に結晶化することができる。このような結果、結晶粒の大きさのバラツキ（具体的には結晶粒の粗大化）に起因した、金属箔１０の磁気特性の低下を抑えることができる。

【0056】

特に、本実施形態では、ベース２に内蔵したヒータ５により、金属箔１０を加熱するので、ベース２に内蔵したヒータ５により、ベース２の設置面２１を均一に加熱しつつ、この加熱された熱で、金属箔１０を均一に加熱することができる。さらに、結晶化する際に自己発熱した金属箔１０の温度よりも、設置面２１の温度が低く、設置面２１の温度は均一であるため、金属箔１０の自己発熱した熱を、設置面２１からベース２に均一に吸熱させることができる。

【0057】

ここで、金属箔１０を、図５Ａに示す成形装置２０を用いて、予め準備してもよく、この点に関しては上述したが、その詳細を図５Ａを参照しながら、以下に簡単に説明する。本実施形態では、成形装置２０は、坩堝５０と円柱状の冷却ロール６０とを備えており、液体急冷法により、金属箔１０が成形される。液体急冷法としては、単ロール法、双ロール法、または遠心法等が挙げられるが、本実施形態では、生産性及びメンテナンス性の観点から、高速で回転する一つの冷却ロール６０上に金属溶湯Ｍを供給して、急冷凝固させて帯状の金属箔１０Ａを得る単ロール法が採用される。

【0058】

図５Ａに示す坩堝５０には、高周波加熱ヒータ（図示せず）が設けられており、高周波加熱ヒータにより、金属箔１０の出発材料である金属が加熱されて、溶融金属Ｍとなる。溶融金属Ｍの組成は上述したとおりである。ここで、坩堝５０は、上述した高周波溶解炉に相当する。

【0059】

坩堝５０の下方には、坩堝５０内の溶融金属Ｍを噴出する噴射口５１が形成されている。噴射口５１は、スリット状の形状をしており、冷却ロール６０の軸方向に延在するように、冷却ロール６０の周面に対向して配置している。冷却ロール６０は、銅製のロールであり、モータ（図示せず）に接続され、回転駆動する。冷却ロール６０の内部には、冷却液が流れる冷却機構が設けられている。なお、坩堝５０の上流側には、噴射口からの溶融金属Ｍの吹き付け量（噴出量）を調整する圧力調整装置（図示せず）が設けられている。

【0060】

金属箔１０を製造する際には、金属箔１０の素材を溶融した溶融金属Ｍを、回転している冷却ロール６０の周面上に吹き付けて、溶融金属Ｍを冷却ロール６０の周面上で冷却して凝固させる。冷却ロール６０で溶融金属Ｍを急冷することにより、溶融金属Ｍが結晶化せず、アモルファス系軟磁性材料からなる帯状の金属箔１０を得ることができる。得られた帯状の金属箔１０Ａは、切断加工、打ち抜き加工等を経て、所望の形状に成形され、得られた金属箔１０を、例えば、図１に示す加熱装置１等で加熱する。

【0061】

ここで、図５Ａ、図５Ｂに示すように、得られた金属箔１０Ａ（１０）の表面のうち、冷却ロール６０に接触した表面１０ａは、円柱状の冷却ロール６０の表面の形状に応じて、平坦な表面となる。その一方、得られた金属箔１０の表面のうち、冷却ロール６０に接触した表面１０ａとは反対の表面１０ｂは、冷却ロール６０の溶融金属Ｍの付着量のバラツキにより、凹凸が形成されている。そこで、本実施形態では、図６Ａ、図６Ｂに示すように、加熱装置１Ａを用いて、金属箔１０を加熱する。

【0062】

図６Ａ、図６Ｂに示す加熱装置１Ａは、図１および２に示す加熱機構と同じであるが、図６Ａ、図６Ｂに示す加熱装置１Ａでは、ベース２の設置面２１が下方を向くように、上下反転して配置されている。加熱装置１Ａは、ベース２の設置面２１に対向する位置に、支持部材３０を、さらに備えている。ベース２と支持部材３０には、ベース２と支持部材３０とが相対的に接近および離間するように、これらの少なくとも一方を移動させる移動装置（図示せず）が、取り付けられている。

【0063】

本実施形態では、図６Ａ、図６Ｂに示すように、金属箔１０をベース２に密着させる際に、金属箔１０の表面のうち、冷却ロール６０と接触していた側の表面１０ａを、設置面２１に密着させる。具体的には、図６Ａに示すように、本実施形態では、金属箔１０の表面１０ａを、ベース２に対向するように、金属箔１０を支持部材３０に配置する。すなわち、金属箔１０の表面１０ａとは、反対側の表面１０ｂが支持部材３０に接触するように、金属箔１０を支持部材３０に配置する。

【0064】

次に、図６Ｂに示すように、ベース２と支持部材３０とが接近するように、ベース２および支持部材３０の少なくともいずれか一方を、複数の吸引口２２、２２、…から金属箔１０を吸引することができる位置まで移動させる。すなわち、本実施形態では、ベース２と支持部材３０とにより、金属箔１０を挟み込まない。したがって、金属箔１０の形状は、ベース２と支持部材３０とにより矯正されず、複数の吸引口２２、２２、…の吸引により矯正され、金属箔１０は、ベース２と支持部材３０とにより加圧されず、金属箔１０の反対側の表面１０ｂは、大気に露出している。これにより、金属箔１０の加圧される圧力分布のバラツキ等により、金属箔１０が不均一に加熱されることを抑えることができる。

【0065】

ところで、例えば、図７に示すように、金属箔１０の反対側の表面１０ｂをベース２の設置面２１に対して密着させる場合、その過程で、表面１０ｂの凹凸の程度にもよるが、均一に密着しない（その一部が浮き上がる）ことがある。ベース２の熱により、密着した部分１０ｃから結晶化が進むとともに、その部分１０ｃが収縮し、隙間Ｃにより部分的に密着していない部分１０ｄが遅れて結晶化して収縮する。このような結晶化による不均一な収縮により、金属箔が不均一に塑性変形することがある。なお、部分的に密着していない部分１０ｄは、密着した部分１０ｃに比べて、ベース２に遅れて密着する。

【0066】

しかしながら、金属箔１０の表面のうち、冷却ロール６０と接触していた側の表面１０ａは平坦であり、図６Ｂに示すように、この表面１０ａをベース２の設置面２１に密着させることにより、金属箔１０を設置面２１に均一に密着させることができる。このため、図７の場合と比べて、金属箔１０を均一に加熱して結晶化させることができる。このような結果、金属箔１０の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴うひずみにより、不均一な塑性変形が発生することを抑えることができるので、結晶化した金属箔１０をより緻密に積層することができる。なお、図１に示す加熱装置１を用いる場合には、金属箔１０の表面１０ａを、ベース２の設置面２１に配置すればよい。

【0067】

さらに、結晶化する工程において、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂを用いてもよい。この加熱装置１Ｂのベース２には、吸引口は設けられておらず、図６Ａと同様に、ベース２には、ヒータ５が内蔵されている。さらに、ベース２と支持部材３０との少なくとも一方には、金属箔１０を、ベース２と支持部材３０との間に挟み込むことができる位置まで、ベース２と支持部材３０とが接近する方向に移動させる移動装置（図示せず）が接続されている。

【0068】

本実施形態では、支持部材３０の上に、金属箔１０を配置し、ベース２と支持部材３０とを相対的に接近する方向に移動させることにより、金属箔１０を、ベース２と支持部材３０との間に挟み込む。金属箔１０は、この挟み込みにより、金属箔１０をベース２に密着させつつ、ベース２に内蔵されたヒータ５により、金属箔１０を加熱する。

【0069】

ここで、金属箔１０を均一に加熱することができるのであれば、金属箔１０のうち、ベース２に接触させる表面は、いずれの表面であってもよい。しかしながら、上述した単ロール法により、金属箔１０を製造する場合には、上述した理由と同じ理由により、冷却ロール６０と接触していた側の金属箔１０の表面１０ａを、設置面２１に密着させることが好ましい。

【0070】

さらに、図１に示す加熱装置１では、ベース２に吸引口を設けたが、例えば、図６Ｃに示す、加熱装置１Ｂにおいて、ベース２および支持部材３０のいずれか一方に、図１に示す吸引口を設け、金属箔１０を吸引してもよい。支持部材３０に吸引口を設けた場合には、支持部材３０に金属箔１０を載置した段階で、吸引口の吸引により、金属箔１０の反り等の変形を強制することができる。一方、ベース２に吸引口を設けた場合には、金属箔１０を配置した支持部材３０をベース２に接近させると、金属箔１０がベース２の設置面２１に吸着され、吸着された金属箔１０が、支持部材３０に挟み込まれて、加圧される。

【0071】

ここで、金属箔１０のうち、ベース２に接触させる表面は、いずれの表面であっても、金属箔１０の形状が僅かに反った形状、うねった形状である場合、図６Ｃに示す加熱装置1Ｂで金属箔１０を加熱すると、金属箔１０が不均一に加熱されるおそれがある。このような点を鑑みて、発明者らは、後述する実験からも明らかなように、以下の点を見出した。

【0072】

具体的には、結晶化する工程において、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂを用いる場合には、以下の（ｉ）または（ｉｉ）の条件を満たすことが好ましい。
（ｉ）支持部材３０を構成する材料の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍＫ以下である。
（ｉｉ）支持部材３０の温度を、３００℃以上かつ結晶化開始温度未満にする。

【0073】

金属箔１０は、ベース２と支持部材３０に挟み込まれた状態で、ベース２に内蔵されたヒータ５により加熱されて、金属箔１０は結晶化するが、（ｉ）支持部材３０を構成する材料の熱伝導率を、０．２Ｗ／ｍＫ以下とすることにより、支持部材３０で熱が奪われ難い。

【0074】

具体的には、打ち抜き加工、切断加工などにより発生する、金属箔１０のうねった形状（波状）、反った形状に起因して、金属箔１０に密着した際にベース２の設置面２１の温度分布に偏り等が生じたとしても、金属箔１０の熱が支持部材３０に奪われ難くなる。これにより、金属箔１０と支持部材３０との間において、熱が保持され易いため、金属箔１０の温度分布の均一化が図られる。

【0075】

これにより、金属箔１０がベース２に密着した状態で、ベース２の設置面２１の局所的な温度低下を抑えることができる。このような結果、金属箔１０の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴うひずみにより、不均一な塑性変形が発生することを抑えることができるので、結晶化した金属箔１０をより緻密に積層することができる。

【0076】

ここで、後述する実施例からも明らかなように、支持部材３０を構成する材料の熱伝導率が、０．２Ｗ／ｍＫを超えた場合には、ベース２の設置面２１の熱が、金属箔を介して支持部材に逃げやすい。したがって、金属箔１０に密着した際にベース２の設置面２１の温度分布に偏り等が生じたとしても、この偏りが均一にはなり難く、金属箔１０の結晶化が、高温の部位から開始されるため、結晶化に伴う収縮のタイミングが部位によって異なってしまう。この結果、金属箔１０の不均一な塑性変形が生じ、結晶化した金属箔１０を緻密に積層することができないことがある。

【0077】

ここで、支持部材３０を構成する材料として、熱伝導率が、０．２Ｗ／ｍＫ以下の条件を満たす材料としては、ケイ酸カルシウム、石膏、または、ＰＶＣ、アクリルなどの樹脂、などを挙げることができる。

【0078】

一方、ベース２に内蔵されたヒータ５により加熱されて、金属箔１０を結晶化する際に、（ｉｉ）支持部材３０の温度を、３００℃以上かつ金属箔の結晶化開始温度未満にしても、ベース２と支持部材３０との温度差が小さいため、ベースの熱が支持部材に奪われ難い。

【0079】

具体的には、金属箔１０の反り等の形状に起因して、金属箔１０に密着した際にベース２の設置面２１の温度分布に偏り等が生じたとしても、金属箔１０の熱が支持部材３０に奪われ難く、金属箔１０の温度分布の均一化が図られる。

【0080】

これにより、金属箔１０がベース２に密着した状態で、ベース２の設置面２１の局所的な温度低下を抑えることができる。このような結果、金属箔１０の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴うひずみにより、不均一な塑性変形が発生することを抑えることができるので、結晶化した金属箔１０をより緻密に積層することができる。

【0081】

ここで、後述する実施例からも明らかなように、支持部材３０の温度が３００℃未満の場合には、ベース２の設置面２１の熱が、金属箔１０を介して支持部材３０に逃げやすい。したがって、設置面２１の温度にバラツキがある場合には、この温度のバラツキに応じて、金属箔１０の結晶化の進み具合が部位によって異なるため、結晶化に伴う収縮のタイミングが部位によって異なってしまう。この結果、金属箔１０に不均一な塑性変形が生じ、結晶化した金属箔１０を緻密に積層することができないことがある。一方、支持部材３０の温度が金属箔１０の結晶化開始温度以上の場合には、支持部材３０に金属箔１０を配置した際に（すなわち、ベース２と支持部材３０で金属箔を挟み込む前に）、金属箔１０が結晶化することがあり、ベース２の熱による金属箔１０の結晶化の効果が得られない。

【0082】

結晶化する工程において、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂを用いる場合には、さらに、以下の条件を満たすことがより好ましい。具体的には、結晶化する工程において、ベース２と支持部材３０とが接近する方向に、移動速度が１２５ｍｍ／秒以上で、ベース２と支持部材３０の少なくとも一方を移動させて、金属箔１０を、ベース２と支持部材３０との間に挟み込む。これにより、金属箔１０がベース２の設置面２１に瞬時に接触させることができ、金属箔１０の各部位において、ベース２の設置面２１に加熱されるタイミングを近づけることができる。この結果、金属箔１０をより均一に加熱することができるため、金属箔１０の均一な結晶化が促進され、結晶化時の収縮に伴う不均一な塑性変形を抑えることができる。そのため、結晶化した金属箔１０をより緻密に積層することができる。

【0083】

ここで、ベース２と支持部材３０との移動速度が１２５ｍｍ／秒未満である場合には、他の部位に比べて、ベース２に接触して、局所的に加熱が開始される部位が存在することがあり、結晶化に伴う収縮のタイミングが部位によって異なってしまうことがある。この結果、金属箔１０に不均一な塑性変形が生じ、結晶化した金属箔１０を緻密に積層することができないことがある。

【0084】

本実施形態では、矩形状の金属箔１０を製造したが、例えば、モータのステータを製造する場合には、ステータコアをモータの回転軸を中心として周方向に分割した扇形状の金属箔を準備し、これを加熱することにより、ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔を製造する。次に、金属箔１０を、所定の圧力で互いに密着させて、積層体１０Ａを成形する。この際、各金属箔１０同士を接着剤などの樹脂等により拘束してもよい。

【0085】

さらに、図８Ａに示すように、積層体１０Ａをステータコアの状態に積み重ね、積層体１０Ａを固定することにより、ステータコア８０Ａを作製する。なお、図８Ａおよび８Ｂでは、ステータコアのティース等の詳細な形状は省略している。

【0086】

最後に、図８Ｂに示すように、組み付け工程を行う。この工程では、ステータコアのティース（図示せず）にコイル（図示せず）を配置してステータ８０とし、ステータ８０と、ロータ７０とをケース（図示せず）に配置することで、モータ１００が製造される。

【実施例】

【0087】

以下、実施例及び比較例を挙げて、本実施形態に係る金属箔の製造方法をさらに具体的に説明する。

【0088】

［実施例１］
まず、一般的な方法で作製された、厚さ２５μｍのアモルファス系軟磁性材料（Ｆｅ系アモルファス合金）からなる金属箔（株式会社東北マグネットインスティテュート製ＮＡＮＯＭＥＴ）を準備した。この金属箔の結晶化開始温度は４１９．１９℃である。この金属箔を、５００℃に加熱したホットプレートの表面に１秒間密着させた。すなわち、金属箔の加熱温度は、５００℃である。得られた金属箔は、ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化しており、飽和磁束密度が１．７６～１．７３Ｔの範囲にあり、保磁力が８～１０Ａ／ｍの範囲にあった。

【0089】

［比較例１］
実施例１と同じようにして金属箔を製造した。実施例１と相違する点は、金属箔を吸引せずに、金属箔の一部がホットプレートに接触していない状態で、金属箔を加熱した点である。得られた金属箔は、ナノ結晶系軟磁性材料に結晶化していたが、ホットプレートに接触していない金属箔の部分は過昇温されており、結晶の粗大化が確認された。飽和磁束密度が１．７４Ｔであり、保磁力が３７５１Ａ／ｍであった。この特性の金属箔をモータした場合には、トルクの損失が大きくなると言える。

【0090】

このように、比較例１の場合には、ホットプレートに接触していない金属箔の部分は、金属箔の自己発熱により８００℃程度まで昇温されたと考えられる。これにより、実施例１の金属箔の如く微細な結晶が得られず、実施例１よりも保磁力が高くなったと考えられる。

【0091】

［実施例２－１］
実施例１と同様に、金属箔を加熱した。具体的には、まず、厚さ２５μｍのアモルファス系軟磁性材料（Ｆｅ系アモルファス合金、具体的にはＦｅ－Ｎｉ－Ｂ系のアモルファス合金）を、図５Ａに示す成形装置２０を用いて、帯状の金属箔１０Ａを製造した。得られた帯状の金属箔１０Ａから、外径５０．４ｍｍ、内径３０ｍｍのリング状の金属箔１０を、複数枚打ち抜き成形した。次に、図６Ｂに示すように、５００℃に加熱したベース２の設置面２１に、冷却ロール６０と接触した側の金属箔１０の表面１０ａを密着させながら、金属箔１０を加熱した、ナノ軟磁性材料からなる複数枚の金属箔１０を製造した。この金属箔１０を４００枚積層した積層体を作製した。積層体の層厚さ方向の寸法を積層体の厚さとして測定し、その測定した積層体の厚さを、密度１００％としたときの積層体の厚さで除算し、１００を乗じた値を、積層体の占積率として算出した。この結果を表１に示す。

【0092】

［実施例２－２］
実施例２－１と同じようにして、積層体を作製した。実施例２－１と相違する点は、図６Ｃに示すようにして、加熱装置１Ｂにより、金属箔１０を加熱した点である。なお、実施例２－２では、鋼製の支持部材３０に複数の吸引口を設けて、金属箔１０を吸引することで、その形状を矯正した状態で、金属箔１０を支持部材３０とベース２との間に挟み込んだ。得られた積層体の占積率を、実施例２－１と同じように算出した。この結果を表１に示す。なお、実施例２－２では、ベース２の設置面２１に、冷却ロール６０と接触した側の金属箔１０の表面１０ａを密着させながら、金属箔１０を加熱した。

【0093】

［実施例２－３］
実施例２－１と同じようにして、積層体を作製した。実施例２－１と相違する点は、図７に示すようにして、ベース２の設置面２１に、冷却ロール６０と接触していない側の金属箔１０の表面１０ｂを密着させながら、金属箔１０を加熱した点である。得られた積層体の占積率を、実施例２－１と同じように算出した。この結果を表１に示す。

【0094】

［実施例２－４］
実施例２－２と同じようにして、積層体を作製した。実施例２－２と相違する点は、ベース２の設置面２１に、冷却ロール６０と接触していない側の金属箔１０の表面１０ｂを密着させながら、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂにより、金属箔１０を加熱した点である。得られた積層体の占積率を、実施例２－１と同じように算出した。この結果を表１に示す。

【0095】

【表1】

【0096】

実施例２－１～実施例２－４の順で、積層体の占積率は、低くなった。実施例２－１の積層体の占積率が最も高かったのは、冷却ロール６０と接触した側の表面１０ａは平坦であり、この表面１０ａを熱源であるベース２に均一に密着させたからであるとか考えられる。これに加えて、実施例２－１では、冷却ロール６０と接触していない側の表面１０ｂが、支持部材など、大気より熱伝導性の高い材料に接触せず、大気中に晒されているため、金属箔１０に、均一にベース２からの熱が伝達したと考えられる。

【0097】

実施例２－２の積層体の占積率が、実施例２－１のものよりも低いのは、金属箔１０がベース２と支持部材３０により挟み込まれることにより、ベース２からの熱が金属箔１０を介して支持部材３０に局所的に逃げてしまい、金属箔１０への熱伝達が不均一になったものと考えられる。

【0098】

さらに、実施例２－３、２－４の場合には、熱源であるベース２に、冷却ロール６０と接触していない側の金属箔１０の表面（凹凸を有した表面）１０ｂが接触するため、金属箔１０への熱伝達が不均一になったものと考えられる。この熱伝達の不均一により、金属箔１０が、結晶化時にひずんで塑性変形し、積層体の占積率が低下したと考えられる。

【0099】

［実施例３－１］
実施例２－１と同じようにして、積層体を作製した。実施例３－１では、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂにより、金属箔１０を加熱した。具体的には、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂのベース２と支持部材３０との相対的な移動速度が１２５ｍｍ／秒となるように、ベース２を支持部材３０に接近させ、これらで金属箔１０を挟み込んだ。支持部材３０の温度を室温（２０℃～５０℃の範囲内）とし、支持部材３０に、ケイ酸カルシウムからなる熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫの材料を用いた。加熱により得られた金属箔１０の外観を確認するとともに、得られた積層体の占積率を、実施例２－１と同じように算出した。この結果を表２に示す。

【0100】

［実施例３－２］
実施例３－１と同じようにして、積層体を作製した。実施例３－１と相違する点は、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂのベース２と支持部材３０との相対的な移動速度が１２８ｍｍ／秒となるように、ベース２を支持部材３０に接近させ、これらで金属箔１０を挟み込んだ点である。さらに、相違する点は、支持部材３０に、ガラス繊維とセメントからなる熱伝導率０．４Ｗ／ｍＫの材料を用いた点である。加熱により得られた金属箔１０の外観を確認するとともに、得られた積層体の占積率を、実施例２－１と同じように算出した。この結果を表２に示す。

【0101】

［実施例３－３］
実施例３－１と同じようにして、積層体を作製した。実施例３－１と相違する点は、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂのベース２と支持部材３０との相対的な移動速度が１２８ｍｍ／秒となるように、ベース２を支持部材３０に接近させ、これらで金属箔１０を挟み込んだ点である。さらに、相違する点は、支持部材３０に、一般構造用圧延鋼材（ＪＩＳ規格：ＳＳ４００）からなる熱伝導率５１．６Ｗ／ｍＫの材料を用いた点である。加熱により得られた金属箔１０の外観を確認した。この結果を表２に示す。

【0102】

［実施例３－４～実施例３－７］
実施例３－３と同じようにして、積層体を作製した。実施例３－４～実施例３－７が、実施例３－３と相違する点は、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂのベース２と支持部材３０との相対的な移動速度が１３６ｍｍ／秒、１３１ｍｍ／秒、１２９ｍｍ／秒、１３６ｍｍ／秒となるように、ベース２を支持部材３０に接近させ、これらで金属箔１０を挟み込んだ点である。さらに、相違する点は、金属箔１０が配置される支持部材３０の温度を、１００℃、２００℃、３００℃、４００℃に設定した点である。加熱により得られた金属箔１０の外観を確認した。この結果を表２に示す。実施例３－５、実施例３－６の積層体の占積率を、実施例２－１と同じように算出し、表２に示す。

【0103】

【表2】

【0104】

表２からも明らかなように、実施例３－１～実施例３－３を比較すると、実施例３－１の金属箔１０には、シワがなく、実施例３－１の積層体の占積率は、実施例３－２のものに比べて高かった。これは、実施例３－１～実施例３－３では、支持部材３０の熱伝導率が大きく相違する。実施例３－１の如く、熱伝導率が低い材料（０．２Ｗ／ｍＫ以下）で構成される支持部材３０を用いれば、支持部材３０に金属箔１０の熱が局所的に逃げ難く、金属箔１０を均一に加熱することができ、金属箔１０の結晶化時に塑性変形が発生し難いと考えられる。

【0105】

表２からも明らかなように、実施例３－３～実施例３－７を比較すると、実施例３－６、実施例３－７の金属箔１０には、シワがなく、実施例３－６の積層体の占積率は、実施例３－５のものに比べて高かった。これは、実施例３－３～実施例３－７では、支持部材３０の温度が大きく相違する。実施例３－６、実施例３－７の如く、支持部材３０を３００℃以上にすれば、支持部材３０の温度をベース２の温度に近づけ、支持部材３０に金属箔１０の熱が局所的に逃げ難く、金属箔１０を均一に加熱することができ、金属箔１０の結晶化時に塑性変形が発生し難いと考えられる。

【0106】

［実施例４－１～実施例４－４］
実施例３－１と同じようにして、積層体を作製した。実施例４－１～実施例４－４が、実施例３－１と相違する点は、図６Ｃに示す加熱装置１Ｂのベース２と支持部材３０との相対的な移動速度を、順次、２１ｍｍ／秒、８６ｍｍ／秒、１２５ｍｍ／秒、５３１ｍｍ／秒となるように、ベース２を支持部材３０に接近させ、これらで金属箔１０を挟み込んだ点である。なお、実施例４－３は、実施例３－１と同じである。加熱により得られた金属箔１０の外観を確認した。この結果を表３に示す。なお、表３には、実施例４－２、４－３の積層体の占積率も示した。

【表3】

【0107】

表３からも明らかなように、実施例４－１～実施例４－４を比較すると、実施例４－３、４－４の金属箔１０には、シワがなく、実施例４－３の積層体の占積率は、実施例４－２のものに比べて高かった。これは、実施例４－１～実施例４－４では、支持部材３０の移動速度が、大きく相違する。実施例４－３および実施例４－４の如く、移動速度を１２５ｍｍ／秒以上とすることにより、ベース２と支持部材３０の間に、金属箔１０を瞬時に挟み込み、金属箔１０を均一に加熱することができ、金属箔１０の結晶化時に塑性変形が発生し難いと考えられる。

【0108】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

【0109】

本実施形態では、ナノ結晶系軟磁性材料からなる金属箔を積層することにより、モータのステータコアを作製したが、金属箔を積層することにより、モータのロータコアを作製してもよい。

【0110】

本実施形態では、ベースの設置面を上方に向けたが、例えばベースの設置面を下方に向けて、金属箔の上方から金属箔に設置面を接近させ、金属箔を吸着し、ベースとともに搬送しながら、金属箔を加熱してもよい。

【0111】

本実施形態では、ベースの設置面の温度（加熱温度）を一定としたが、例えば、金属箔が自己発熱した時点で、ヒータの加熱を停止することで、設置面の温度を降下させてもよい。

【符号の説明】

【0112】

１０：金属箔、２：ベース、２１：設置面、：２２：吸引口、５：ヒータ、Ｔａ：金属箔の温度、Ｔｓ：結晶化開始温度、Ｔｔ：加熱温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8A】

【図8B】