JPH11144930A - 縞状磁路形成部材およびその製造方法 - Google Patents
縞状磁路形成部材およびその製造方法Info
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- JPH11144930A JPH11144930A JP9305152A JP30515297A JPH11144930A JP H11144930 A JPH11144930 A JP H11144930A JP 9305152 A JP9305152 A JP 9305152A JP 30515297 A JP30515297 A JP 30515297A JP H11144930 A JPH11144930 A JP H11144930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易で、強度が高く、優れた磁気特性
が得られる縞状磁路形成部材およびその製造方法を提供
する。 【解決手段】 本発明は、磁性領域となる磁性金属材料
と非磁性領域となる非磁性金属材料が交互に冶金的に接
合され面内で一方向の縞状に配置されてなる縞状金属片
が積層されてなる縞状磁路形成部材である。この部材は
磁性金属板と非磁性金属板を交互に積層し、この積層体
を熱間静水圧プレス成形により一体化した後、積層体が
層状に現れる面側から圧延した縞状金属板を縞状金属片
同士の縞状の方向を実質的に同じとするように積層する
ことによって得ることができる。好ましくは、積層され
る縞状金属片同士の間には、絶縁体を挿入する。
が得られる縞状磁路形成部材およびその製造方法を提供
する。 【解決手段】 本発明は、磁性領域となる磁性金属材料
と非磁性領域となる非磁性金属材料が交互に冶金的に接
合され面内で一方向の縞状に配置されてなる縞状金属片
が積層されてなる縞状磁路形成部材である。この部材は
磁性金属板と非磁性金属板を交互に積層し、この積層体
を熱間静水圧プレス成形により一体化した後、積層体が
層状に現れる面側から圧延した縞状金属板を縞状金属片
同士の縞状の方向を実質的に同じとするように積層する
ことによって得ることができる。好ましくは、積層され
る縞状金属片同士の間には、絶縁体を挿入する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、非磁性層と磁性層
が交互に積層された積層部によって磁路を形成する縞状
磁路形成部材およびその製造方法に関するものである。
が交互に積層された積層部によって磁路を形成する縞状
磁路形成部材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、ダイナモあるいはモ−タ分野にお
いて、同期式のダイナモあるいはモ−タが使用されてき
ている。たとえば、平成７年電気学会全国大会の概要集
5-29〜30、特開平６−３１１６７７号あるいは特開平７
−２７４４６０号公報によれば、同期式モ−タ（シンク
ロナスモ−タ）として、磁気抵抗効果を利用したリラク
タンス型モータが紹介されている。
いて、同期式のダイナモあるいはモ−タが使用されてき
ている。たとえば、平成７年電気学会全国大会の概要集
5-29〜30、特開平６−３１１６７７号あるいは特開平７
−２７４４６０号公報によれば、同期式モ−タ（シンク
ロナスモ−タ）として、磁気抵抗効果を利用したリラク
タンス型モータが紹介されている。
【０００３】リラクタンス型モータにおいては、磁気抵
抗効果を使用するため、そのコアには磁性材料と非磁性
材料が磁路を形成すべく交互に積層配置されている。具
体的にはたとえば、特開平６−３１１６７７号には磁性
領域を形成する材料として珪素鋼など、非磁性領域２を
構成する材料としてアルミニウムや樹脂などが挙げられ
ている。リラクタンス型のロ−タは、永久磁石が不要で
あり、コストおよび機械的強度に対して優れているとさ
れ、高速回転に適したシンクロナスモ−タ用ロ−タとし
て有望である。
抗効果を使用するため、そのコアには磁性材料と非磁性
材料が磁路を形成すべく交互に積層配置されている。具
体的にはたとえば、特開平６−３１１６７７号には磁性
領域を形成する材料として珪素鋼など、非磁性領域２を
構成する材料としてアルミニウムや樹脂などが挙げられ
ている。リラクタンス型のロ−タは、永久磁石が不要で
あり、コストおよび機械的強度に対して優れているとさ
れ、高速回転に適したシンクロナスモ−タ用ロ−タとし
て有望である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、リラクタ
ンス型モ−タのロ−タにおいては、非磁性領域と磁性領
域の積層構造が要求されるのであるが、特開平６−３１
１６７７号に記載されるような非磁性層と磁性層となる
部品を別部品として準備し、機械的に固着するか接着剤
で固定することにより得る方法では、部品点数が多く、
製造工程が煩雑になるという問題がある。また機械的に
固着する方法では、固着部分にかかる応力により、磁気
特性が劣化してしまうという問題もあった。また、特開
平７−２７４４６０号に記載のロータの一部の製造方法
として開示される磁性体の薄い円板から非磁性体部をプ
レス加工等で打ち抜き、これを軸方向に複数枚重ねてに
コアとする方法がある。この方法は、プレスで打ち抜く
という単純な機械加工で製造できるため、製造しやすい
という利点がある。
ンス型モ−タのロ−タにおいては、非磁性領域と磁性領
域の積層構造が要求されるのであるが、特開平６−３１
１６７７号に記載されるような非磁性層と磁性層となる
部品を別部品として準備し、機械的に固着するか接着剤
で固定することにより得る方法では、部品点数が多く、
製造工程が煩雑になるという問題がある。また機械的に
固着する方法では、固着部分にかかる応力により、磁気
特性が劣化してしまうという問題もあった。また、特開
平７−２７４４６０号に記載のロータの一部の製造方法
として開示される磁性体の薄い円板から非磁性体部をプ
レス加工等で打ち抜き、これを軸方向に複数枚重ねてに
コアとする方法がある。この方法は、プレスで打ち抜く
という単純な機械加工で製造できるため、製造しやすい
という利点がある。
【０００５】しかし、本発明者の検討によると、非磁性
体部を打ち抜いた構造では、強度および加工精度に問題
があった。すなわち、モータの性能を高めるためには、
できるだけ狭い間隔で非磁性体部と磁性体部を配置した
縞状磁路を形成した構造としなければならないが、狭い
打ち抜き間隔をとれば、それだけ強度が低下するのであ
る。また、たとえば１ｍｍ以下の間隔でスリット状に多
数箇所を打ち抜くのはかなり困難であり、プレスの精度
も格段に高いものが要求されるため、コストアップにも
つながるのである。本発明の目的は、上述した問題に鑑
み、特に製造が容易で、強度が高く、優れた磁気特性が
得られる縞状磁路形成部材およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
体部を打ち抜いた構造では、強度および加工精度に問題
があった。すなわち、モータの性能を高めるためには、
できるだけ狭い間隔で非磁性体部と磁性体部を配置した
縞状磁路を形成した構造としなければならないが、狭い
打ち抜き間隔をとれば、それだけ強度が低下するのであ
る。また、たとえば１ｍｍ以下の間隔でスリット状に多
数箇所を打ち抜くのはかなり困難であり、プレスの精度
も格段に高いものが要求されるため、コストアップにも
つながるのである。本発明の目的は、上述した問題に鑑
み、特に製造が容易で、強度が高く、優れた磁気特性が
得られる縞状磁路形成部材およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、磁気特性
を改善するため、非磁性領域と磁性領域をできるだけ狭
い間隔で配置できる構成を検討した。そして、磁性金属
材料と非磁性金属材料が冶金的に一体化して面内で一方
向の縞状に配置された縞状金属板を用いることができる
ことを見出し、本発明に到達した。
を改善するため、非磁性領域と磁性領域をできるだけ狭
い間隔で配置できる構成を検討した。そして、磁性金属
材料と非磁性金属材料が冶金的に一体化して面内で一方
向の縞状に配置された縞状金属板を用いることができる
ことを見出し、本発明に到達した。
【０００７】すなわち本発明は、磁性領域となる磁性金
属材料と非磁性領域となる非磁性金属材料が交互に冶金
的に接合され面内で一方向の縞状に配置されてなる縞状
金属片を、積層してなる縞状磁路形成部材である。好ま
しくは、積層される縞状金属板同士の間には、絶縁体を
挿入する。
属材料と非磁性領域となる非磁性金属材料が交互に冶金
的に接合され面内で一方向の縞状に配置されてなる縞状
金属片を、積層してなる縞状磁路形成部材である。好ま
しくは、積層される縞状金属板同士の間には、絶縁体を
挿入する。
【０００８】上述した縞状磁路形成部材は、たとえば磁
性金属板と非磁性金属板を交互に積層し、この積層体を
熱間静水圧プレス成形により一体化した後、積層体が層
状に現れる面側から圧延し縞状金属板とし、縞状金属板
を所定の形状に加工した縞状金属片とした後、該縞状金
属片を縞状金属片同士の縞状の方向を実質的に同じとす
るように積層することによって製造することができる。
性金属板と非磁性金属板を交互に積層し、この積層体を
熱間静水圧プレス成形により一体化した後、積層体が層
状に現れる面側から圧延し縞状金属板とし、縞状金属板
を所定の形状に加工した縞状金属片とした後、該縞状金
属片を縞状金属片同士の縞状の方向を実質的に同じとす
るように積層することによって製造することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴は、縞状磁路を縞状金属片で構成したことにある。
たとえばリラクタンスモータ用ロータコアでは、図１に
示すように磁性領域２と非磁性領域３とが、回転軸の延
長方向に連続した構造としなければならない。
特徴は、縞状磁路を縞状金属片で構成したことにある。
たとえばリラクタンスモータ用ロータコアでは、図１に
示すように磁性領域２と非磁性領域３とが、回転軸の延
長方向に連続した構造としなければならない。
【００１０】本発明をリラクタンスモータ用ロータコア
に適用すると具体的には、回転軸とコア部材とを具備
し、前記コア部材を回転軸に垂直な断面で見た断面形状
は、磁束を導く磁性領域と磁束の通りにくい非磁性領域
とによりコア部材の外周の一極から他極に向かった縞状
を形成しており、前記断面形状が回転軸の長手方向に延
長されてコア部材を形成したリラクタンスモータ用ロー
タコアであって、前記コア部材は、磁性領域となる磁性
金属材料と非磁性領域となる非磁性金属材料が交互に冶
金的に接合され、面内で一方向の縞状に配置されてなる
縞状金属片が回転軸の長手方向に積層されてなるリラク
タンスモータ用ロータコアとなる。
に適用すると具体的には、回転軸とコア部材とを具備
し、前記コア部材を回転軸に垂直な断面で見た断面形状
は、磁束を導く磁性領域と磁束の通りにくい非磁性領域
とによりコア部材の外周の一極から他極に向かった縞状
を形成しており、前記断面形状が回転軸の長手方向に延
長されてコア部材を形成したリラクタンスモータ用ロー
タコアであって、前記コア部材は、磁性領域となる磁性
金属材料と非磁性領域となる非磁性金属材料が交互に冶
金的に接合され、面内で一方向の縞状に配置されてなる
縞状金属片が回転軸の長手方向に積層されてなるリラク
タンスモータ用ロータコアとなる。
【００１１】たとえば熱間静水圧プレスを用いれば異種
金属板、あるいは薄帯を冶金的に接合が可能であり、図
２に製造工程の１例を示すように得られた積層体が層状
に現れる面側からロール４で圧延することにより、縞
状、言い換えればストライプ状の金属板が得られる。冶
金的に接合した縞状金属板１は、一体ものであり、打ち
抜き空間により非磁性部を形成する場合のような強度不
足の問題を解決できる。
金属板、あるいは薄帯を冶金的に接合が可能であり、図
２に製造工程の１例を示すように得られた積層体が層状
に現れる面側からロール４で圧延することにより、縞
状、言い換えればストライプ状の金属板が得られる。冶
金的に接合した縞状金属板１は、一体ものであり、打ち
抜き空間により非磁性部を形成する場合のような強度不
足の問題を解決できる。
【００１２】本発明においては、上述した熱間静水圧プ
レスではなく、熱間パック圧延等の圧延技術によって一
体化することも可能である。なお、熱間静水圧プレスに
よる方法は、圧延可能な厚さに制約されずに、厚い積層
体を得ることができる点において好ましい方法である。
厚い積層体が得られるということは、積層体が層状に現
れる面を広くできるということであり、材取り個数を多
くできる広幅の縞状金属板をえることができるのであ
る。
レスではなく、熱間パック圧延等の圧延技術によって一
体化することも可能である。なお、熱間静水圧プレスに
よる方法は、圧延可能な厚さに制約されずに、厚い積層
体を得ることができる点において好ましい方法である。
厚い積層体が得られるということは、積層体が層状に現
れる面を広くできるということであり、材取り個数を多
くできる広幅の縞状金属板をえることができるのであ
る。
【００１３】本発明において、リラクタンスモータ用ロ
ータコアとする場合は、縞状金属板を、図２に示すごと
きコア片５に加工するのであるが、薄板となった縞状金
属板からは、プレス打ち抜き、水ジェット、レーザカッ
ト等により、実質的にロータコアの断面形状に加工した
コア片とすることが可能である。なかでもプレス打ち抜
きは、加工工数が少なくてすみ、同一形状のコア片を製
造するのに優れた方法である。得られたコア片５を図１
のように重ね合わせ、コア片５にあけた軸孔と回転軸６
とを一体化して組み合わせれば、図１に示すリラクタン
スモータ用ロータコアを得ることができる。
ータコアとする場合は、縞状金属板を、図２に示すごと
きコア片５に加工するのであるが、薄板となった縞状金
属板からは、プレス打ち抜き、水ジェット、レーザカッ
ト等により、実質的にロータコアの断面形状に加工した
コア片とすることが可能である。なかでもプレス打ち抜
きは、加工工数が少なくてすみ、同一形状のコア片を製
造するのに優れた方法である。得られたコア片５を図１
のように重ね合わせ、コア片５にあけた軸孔と回転軸６
とを一体化して組み合わせれば、図１に示すリラクタン
スモータ用ロータコアを得ることができる。
【００１４】図１あるいは図２に示す縞状金属板は、構
造を単純化して表現したものである。たとえば、本発明
の重要な構成をなす縞状金属板を製造するために準備す
る異種金属板は、その厚さで、実質的に磁性領域および
非磁性領域の厚さ（縞の幅に対応する）を設定すること
ができる。すなわち、冷間圧延等により、１ｍｍ以下、
あるいは０．５ｍｍ以下の金属あるいは合金薄板を製造
することは容易であり、０．１ｍｍ以下の薄板を得るこ
ともできる。そして、この厚さを磁性領域あるいは非磁
性領域の幅とすることができるのである。したがって、
実際の縞状状態は数１０〜数１００層以上となる。特に
リラクタンスモータ用ロータコアとしては、できるだけ
磁性領域と非磁性領域の幅を小さくすることが求められ
ており、上述した薄板を積層した構造は有効である。
造を単純化して表現したものである。たとえば、本発明
の重要な構成をなす縞状金属板を製造するために準備す
る異種金属板は、その厚さで、実質的に磁性領域および
非磁性領域の厚さ（縞の幅に対応する）を設定すること
ができる。すなわち、冷間圧延等により、１ｍｍ以下、
あるいは０．５ｍｍ以下の金属あるいは合金薄板を製造
することは容易であり、０．１ｍｍ以下の薄板を得るこ
ともできる。そして、この厚さを磁性領域あるいは非磁
性領域の幅とすることができるのである。したがって、
実際の縞状状態は数１０〜数１００層以上となる。特に
リラクタンスモータ用ロータコアとしては、できるだけ
磁性領域と非磁性領域の幅を小さくすることが求められ
ており、上述した薄板を積層した構造は有効である。
【００１５】また本発明において、縞状金属片を積層す
る構造によれば、縞状金属片間の接触抵抗あるいは空間
による絶縁により、単純な一体構造よりもモータ作動時
等の渦電流損失を低減することが可能である。また、本
発明において、縞状金属片同士の間に絶縁体を挿入する
ことは、上述した渦電流損失を確実に抑えることができ
望ましい。リラクタンスモータ用ロータコアとしては、
できるだけ磁路を乱さないようにして、コア片にキー溝
等を形成しておくことも可能である。
る構造によれば、縞状金属片間の接触抵抗あるいは空間
による絶縁により、単純な一体構造よりもモータ作動時
等の渦電流損失を低減することが可能である。また、本
発明において、縞状金属片同士の間に絶縁体を挿入する
ことは、上述した渦電流損失を確実に抑えることができ
望ましい。リラクタンスモータ用ロータコアとしては、
できるだけ磁路を乱さないようにして、コア片にキー溝
等を形成しておくことも可能である。
【００１６】本発明に用いる磁性金属材料としては純
鉄、珪素鋼（Ｆｅ−３ｗｔ％Ｓｉ）、あるいはＦｅ−Ｎ
ｉ系合金といった強磁性材料を使用することができる。
また、非磁性材料としては、非磁性を示すオーステナイ
ト系ステンレス鋼あるいは、Ｃｕなどの非磁性金属を使
用することが可能である。また、縞状金属片同士の間に
挿入することができる絶縁体としては、樹脂やセラミッ
クなどが使用できるが、できるだけ薄いことが望まし
く、磁気特性から望ましく、好ましくは樹脂とする。
鉄、珪素鋼（Ｆｅ−３ｗｔ％Ｓｉ）、あるいはＦｅ−Ｎ
ｉ系合金といった強磁性材料を使用することができる。
また、非磁性材料としては、非磁性を示すオーステナイ
ト系ステンレス鋼あるいは、Ｃｕなどの非磁性金属を使
用することが可能である。また、縞状金属片同士の間に
挿入することができる絶縁体としては、樹脂やセラミッ
クなどが使用できるが、できるだけ薄いことが望まし
く、磁気特性から望ましく、好ましくは樹脂とする。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、磁性金属層と非磁性層
を有する磁気特性に優れた多層構造の縞状磁路形成部材
を容易に得ることができ、かつ強度も高いものとなる。
したがって、特に１００００ｒｐｍ以上もの高速回転を
適用するリラクタンスモ−タを実用・量産化する上で有
効な技術となる。
を有する磁気特性に優れた多層構造の縞状磁路形成部材
を容易に得ることができ、かつ強度も高いものとなる。
したがって、特に１００００ｒｐｍ以上もの高速回転を
適用するリラクタンスモ−タを実用・量産化する上で有
効な技術となる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の製造方法の一例を示す説明図である。
１ 縞状金属板、２ 磁性領域、３ 非磁性領域、４
ロール、５ コア片、６ 回転軸
ロール、５ コア片、６ 回転軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸上 一郎 島根県安来市安来町2107番地２ 日立金属 株式会社安来工場内 (72)発明者 川上 章 島根県安来市安来町2107番地２ 日立金属 株式会社安来工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 磁性領域となる磁性金属材料と非磁性領
域となる非磁性金属材料が交互に冶金的に接合され面内
で一方向の縞状に配置されてなる縞状金属片を、積層し
てなることを特徴とする縞状磁路形成部材。 - 【請求項２】 積層される縞状金属片同士の間には、絶
縁体を挿入することを特徴とする請求項１に記載の縞状
磁路形成部材。 - 【請求項３】 磁性金属板と非磁性金属板を交互に積層
し、この積層体を熱間静水圧プレス成形により一体化し
た後、積層体が層状に現れる面側から圧延し縞状金属板
とし、縞状金属板を所定の形状に加工した縞状金属片と
した後、該縞状金属片を縞状金属片同士の縞状の方向を
実質的に同じとするように積層することを特徴とする縞
状磁路形成部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9305152A JPH11144930A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 縞状磁路形成部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9305152A JPH11144930A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 縞状磁路形成部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144930A true JPH11144930A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17941707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9305152A Pending JPH11144930A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 縞状磁路形成部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11144930A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018777A (ja) * | 2001-04-25 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電動機 |
| EP2442432A2 (en) | 2010-10-12 | 2012-04-18 | ABB Oy | Rotor of a synchronous reluctance machine and the method for manufacturing the rotor of a synchronous reluctance machine |
| EP2651010A1 (en) | 2012-04-12 | 2013-10-16 | ABB Oy | A method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor |
| CN113678352A (zh) * | 2019-04-09 | 2021-11-19 | 西门子股份公司 | 用于制造磁片和磁片堆叠的方法以及电机和电动交通工具 |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP9305152A patent/JPH11144930A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018777A (ja) * | 2001-04-25 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電動機 |
| EP2442432A2 (en) | 2010-10-12 | 2012-04-18 | ABB Oy | Rotor of a synchronous reluctance machine and the method for manufacturing the rotor of a synchronous reluctance machine |
| US9219387B2 (en) | 2010-10-12 | 2015-12-22 | Abb Technology Ag | Rotor of a synchronous reluctance machine and the method for manufacturing the rotor of a synchronous reluctance machine |
| EP2651010A1 (en) | 2012-04-12 | 2013-10-16 | ABB Oy | A method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor |
| WO2013153160A1 (en) | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Abb Oy | A method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor |
| US9755465B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-09-05 | Abb Schweiz Ag | Method for manufacturing a rotor of a synchronous reluctance motor, a rotor of a synchronous reluctance motor, and a synchronous reluctance motor |
| CN113678352A (zh) * | 2019-04-09 | 2021-11-19 | 西门子股份公司 | 用于制造磁片和磁片堆叠的方法以及电机和电动交通工具 |
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