JP2002530042A - 電動モータ用のバルクアモルファス金属磁気構成要素 - Google Patents

電動モータ用のバルクアモルファス金属磁気構成要素

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JP2002530042A
JP2002530042A JP2000581730A JP2000581730A JP2002530042A JP 2002530042 A JP2002530042 A JP 2002530042A JP 2000581730 A JP2000581730 A JP 2000581730A JP 2000581730 A JP2000581730 A JP 2000581730A JP 2002530042 A JP2002530042 A JP 2002530042A
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amorphous metal
magnetic component
bulk
bulk amorphous
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デクリストファロ，ニコラス・ジョン
スタマティス，ピーター・ジョセフ
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ハネウェル・インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率の電動モータのバルクアモルファス金属磁気構成要素は、円弧状表面、好ましくは互いに反対側に配置された二つの円弧状表面を含む。磁気構成要素は、約６０Ｈｚ乃至２００００Ｈｚの範囲の周波数で作動でき、（ｉ）約６０Ｈｚの周波数及び約１．４テスラ（Ｔ）の磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損がほぼ１Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下であり、（ｉｉ）約１０００Ｈｚの周波数及び約１．４Ｔの磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損がほぼ２０Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下であり、（ｉｉｉ）約２００００Ｈｚの周波数及び約０．３０Ｔの磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損がほぼ７０Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下である。本発明のバルクアモルファス金属磁気構成要素の性能特性は、同じ周波数範囲に亘って作動させた珪素−鉄構成要素と比較した場合、大幅に良好である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファス金属磁気構成要素に関し、更に詳細には、全体に多面
形形状のバルクアモルファス金属磁気構成要素を持つ高効率の電動モータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータは、代表的には、非定方位電気鋼（ｎｏｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ）で形成された磁気構成要素を含む。可変磁気
抵抗モータ及び渦電流モータでは、ステータは、積み重ね積層体で形成されてい
る。かご形モータ、反作用同期モータ、及び切換磁気抵抗モータでは、ステータ
及びロータの両方が積み重ね積層体で形成されている。各積層体は、代表的には
、機械的に軟質の非定方位電気鋼を所望形状に打抜き、パンチ、又は切断によっ
て形成されている。次いで、形積層体を積み重ねて結合し、ロータ又はステータ
を形成する。
【０００３】 アモルファス金属は、非定方位電気鋼と比較した場合、優れた磁性性能を提供
するが、特定の物理的性質のため、及びこれと対応する製造上の制限のため、電
動モータのロータ及びステータ等のバルク磁気構成要素で使用するのに適してい
ないと長いこと考えられてきた。例えば、アモルファス金属は、非定方位電気鋼
よりも薄く且つ硬質であり、従って、製作工具及びダイスを非常に早く摩耗させ
てしまう。その結果、工具及び製造に要する費用が上昇し、このような技術を使
用してバルクアモルファス金属磁気構成要素を形成するのは経済的に引き合わな
い。更に、アモルファス金属が薄いため、組み立てた構成要素での層の数が多く
なり、アモルファス金属製のロータ又はステータ磁石アッセンブリの価格が全体
として更に高くなる。
【０００４】 アモルファス金属は、代表的には、均等な幅を持つ薄い連続したリボンの形態
で供給される。しかしながら、アモルファス金属は非常に硬質の材料であり、切
断及び容易に形成することが困難である。最高の磁気特性を得るためにアニール
処理を施すと非常に脆くなる。このため、従来の方法を使用してバルクアモルフ
ァス金属磁気構成要素を形成するのは困難であり、費用がかかる。アモルファス
金属の脆性は、更に、電動モータ等の用途でのバルク磁気構成要素の耐久性に懸
念を生じる。
【０００５】 バルクアモルファス金属磁気構成要素の別の問題点は、物理的応力が加えられ
ると、アモルファス金属材料の透磁率が低下するということである。この透磁率
の低下は、アモルファス金属材料に加わる応力の強さに大きく左右されるものと
考えられる。バルクアモルファス金属磁気構成要素に応力が加わると、工具が磁
束を差し向ける即ち焦合する効率が低下し、磁心損失が高くなり、発熱が上昇し
、出力が低下する。アモルファス金属の磁歪性によるこの応力感受性は、電動モ
ータの作動中に加わる磁力及び機械的力による応力、アモルファス金属磁気構成
要素を機械的クランプ又は他の方法で所定の場所に固定することにより生じる機
械的応力、又は熱膨張及び／又はアモルファス金属材料の磁気飽和による拡張に
よって生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、多面体形状を有し且つ複数のアモルファス金属ストリップ層を含む
、高効率の電動モータで使用するためのバルクアモルファス金属磁気構成要素を
提供する。本発明は、更に、バルクアモルファス金属磁気構成要素を製造するた
めの方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
磁気構成要素は約６０Ｈｚ乃至２００００Ｈｚの範囲の周波数で作動でき、同
じ周波数範囲に亘って作動する珪素−鋼磁気構成要素と比較して改良された性能
特性を示す。更に詳細には、本発明に従って形成された磁気構成要素は、（ｉ）
約６０Ｈｚの周波数及び約１．４テスラ（Ｔ）の磁束密度で作動した場合のアモ
ルファス金属材料の鉄損がほぼ１Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下であり、（
ｉｉ）約１０００Ｈｚの周波数及び約１．４Ｔの磁束密度で作動した場合のアモ
ルファス金属材料の鉄損がほぼ２０Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下であり、
（ｉｉｉ）約２００００Ｈｚの周波数及び約０．３０Ｔの磁束密度で作動した場
合のアモルファス金属材料の鉄損がほぼ７０Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下
である。
【０００８】 本発明の第１実施例では、バルクアモルファス金属磁気構成要素は、互いに積
層されて多面形形状の部品を形成するアモルファス金属ストリップでできた実質
的に同じ形状の複数の層を含む。
【０００９】 本発明は、更に、バルクアモルファス金属磁気構成要素の形成方法を提供する
。本発明の方法の第１実施例によれば、アモルファス金属ストリップ材料を切断
し、所定の長さを持つ複数の切断ストリップを形成する。切断したストリップを
積み重ね、積み重ねたアモルファス金属ストリップ材料のバーを形成し、アニー
ル処理を施す。アニール処理を施した、積み重ねたバーをエポキシ樹脂で含浸し
、硬化させる。次いで、積み重ねたバーを所定の長さに切断し、所定の立体的形
状を持つ多面形形状の複数の磁気構成要素を提供する。好ましいアモルファス金
属材料は、本質的に式Ｆｅ80Ｂ11Ｓｉ9によって定義される組成を有する。
【００１０】 本発明の方法の第２実施例によれば、アモルファス金属リボンをマンドレルに
巻付け、全体に丸味を帯びた隅部を持つ全体に矩形のコアを形成する。次いで、
全体に矩形のコアをアニールし、エポキシ樹脂で含浸し、硬化させる。次いで、
矩形のコアの短い方の側部を切断し、前記全体に矩形のコアの前記短い側部の大
きさ及び形状の所定の立体的形状を持つ二つの磁気構成要素を形成する。丸味を
帯びた隅部を前記全体に矩形のコアの長い方の側部から除去し、前記全体に矩形
のコアの長い方の側部を切断し、所定の立体的形状を持つ多面形形状の複数の磁
気構成要素を形成する。好ましいアモルファス金属材料は、本質的に式Ｆｅ80Ｂ 11 Ｓｉ9によって定義される組成を有する。
【００１１】 本発明は、更に、上述の方法によるバルクアモルファス金属構成要素に関する
。 本発明によるバルクアモルファス金属磁気構成要素の構造は、高効率のアモル
ファス金属ステータ構成要素、可変磁気抵抗モータ、及び渦電流モータに特に適
している。同様に、バルクアモルファス金属構成要素は、かご形モータ、反作用
同期モータ、及び切換磁気抵抗モータのロータ及びステータの両方で使用できる
。本発明が認識する利点には、バルクアモルファス金属構成要素の製造が簡単で
あるということ、製造時間が短縮されること、応力（即ち磁気歪）が小さいとい
うこと、及び完成したアモルファス金属磁気構成要素の性能が最適であるという
ことが含まれる。
【００１２】 本発明及び本発明のこの他の利点は、本発明の好ましい実施例の以下の詳細な
説明、及び同様のエレメントに同じ参照番号が附してある添付図面を参照するこ
とにより更に完全に理解されるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えばステータやロータ等のバルクアモルファス金属構成要素及び
これらのステータやロータ用の構成部品を使用して形成した高効率モータに関す
る。全体に多面形形状のバルクアモルファス金属構成要素は、本発明に従って形
成され、矩形形状、正方形形状、角柱形状を含むがこれらの形状に限定されない
様々な幾何学的形状を有する。更に、上文中に言及した幾何学的形状のうちの任
意の形状は、少なくとも一つの円弧状表面を含むのがよく、好ましくは、二つの
円弧状表面を両側に配置し、全体に湾曲した即ち円弧状をなしたバルクアモルフ
ァス金属構成要素を形成するのがよい。更に、完成したステータ及びロータは、
本発明によるバルクアモルファス金属構成要素として形成できる。これらのステ
ータ及びロータは、一体の構造を備えていてもよいし、集合して完成した構成要
素を形成する複数の部品から形成されていてもよい。別態様では、ステータ及び
／又はロータは、全体がアモルファス金属部品でできた又はアモルファス金属部
品と他の磁性体の組み合わせでできた複合構造であるのがよい。
【００１４】 次に添付図面を詳細に説明すると、図１は、全体に多面形形状のバルクアモル
ファス金属構成要素１０を示す。本明細書中で使用されているように、多面形と
いう用語は、多数の面即ち側部を持つ中実体に関する。これには、直方体、立方
体、立体的台形、及び角柱が含まれるが、これらに限定されない。更に、上文中
に言及した幾何学的形状のうちの任意の形状は、少なくとも一つの、好ましくは
二つの円弧状表面又は側部を含むのがよい。これらの円弧状表面が互いに反対側
に配置され、全体に円弧状形状の構成要素を形成する。図１に示す磁気構成要素
１０は、実質的に同様の形状のアモルファス金属ストリップ材料２０の複数の層
でできている。これらの層は互いに積層されており、アニールが施されている。
好ましい実施例では、本発明に従って形成された、磁束密度が約１．４テスラ（
Ｔ）の立体的磁気構成要素１０は、（ｉ）約６０Ｈｚの周波数及び約１．４テス
ラ（Ｔ）の磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損がほぼ１Ｗ／
ｋｇと等しいか或いはそれ以下であり、（ｉｉ）約１０００Ｈｚの周波数及び約
１．４Ｔの磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損がほぼ２０Ｗ
／ｋｇと等しいか或いはそれ以下であり、（ｉｉｉ）約２００００Ｈｚの周波数
及び約０．３０Ｔの磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損がほ
ぼ７０Ｗ／ｋｇと等しいか或いはそれ以下である。これらの性能値は、バルクア
モルファス金属構成要素の特定の幾何学的形状に拘わらず、本発明の様々な実施
例に適用される。
【００１５】 図２のＡに示す磁気構成要素１００は、全体に角柱形状をなしており、好まし
くは５つの側部即ち表面１１０を含む。５角形形状の多面体構成要素１００は、
アモルファス金属ストリップ材料２０の複数の層で形成されている。これらの材
料は、各々、実質的に同じ大きさ及び形状である。ストリップ材料２０を積み重
ね、互いに積層し、その後アニール処理を施す。
【００１６】 図２のＢに示す磁気構成要素２００は、少なくとも一つの好ましくは二つの反
対側に配置された円弧状表面２１０を含む。円弧状形状構成要素２００は、アモ
ルファス金属ストリップ材料２０の複数の層で形成されている。これらの材料は
、各々、実質的に同じ大きさ及び形状である。これらを積み重ね、互いに積層し
、その後アニール処理を施す。
【００１７】 図２のＣに示すバルクアモルファス金属磁気構成要素３００は、ラジアルギャ
ップ電動モータのステータとして使用でき、６個の磁気構成要素１００及び６個
の磁気構成要素２００を含む。
【００１８】 図３のＡに示すバルクアモルファス金属磁気構成要素４００は全体に円形であ
り、円形の構成要素４００の中央に向かって半径方向内方に延びる全体に矩形の
複数の歯４１０を含む。構成要素４００は、アモルファス金属ストリップ材料２
０の複数の層で形成されている。これらの材料は、各々、実質的に同じ大きさ及
び形状である。これらを積み重ね、互いに積層し、その後アニール処理を施す。
図３のＡの実施例に従って形成されたバルクアモルファス金属構成要素は、ラジ
アルエアギャップ電動モータのステータとして使用できる。
【００１９】 図３のＢに示すバルクアモルファス金属構成要素５００は全体にディスク状で
あり、半径方向外方に延びる全体に矩形の複数の歯５１０を含む。構成要素５０
０は、アモルファス金属ストリップ材料２０の複数の層で形成されている。これ
らの材料は、各々、実質的に同じ大きさ及び形状である。これらを積み重ね、互
いに積層し、その後アニール処理を施す。図３のＢの実施例に従って形成された
バルクアモルファス金属構成要素は、ラジアルエアギャップ電動モータのロータ
として使用できる。
【００２０】 次に図３のＣを参照すると、ステータ４００及びロータ５００は、本発明によ
るバルクアモルファス金属構成要素として形成されており、高効率ラジアルエア
ギャップ電動モータ６００の部品として使用される。
【００２１】 本発明は、更に、バルクアモルファス金属構成要素の形成方法を提供する。図
４に示すように、アモルファス金属ストリップ材料のロール３０を切断ブレード
４０で形状及び大きさが同じ複数のストリップ２０に切断する。これらのストリ
ップ２０を積み重ね、積み重ねたアモルファス金属ストリップ材料のバー５０を
形成する。このバー５０にアニールを施し、エポキシ樹脂を含浸し、硬化させる
。バー５０は、全体に台形形状の複数の磁気構成要素１０を製造するため、図５
に示す線５２に沿って切断できる。完成した磁気構成要素１０は、全体に矩形、
台形、正方形、又は他の多面形形状を備えているのがよい。バー５０は、更に、
図２のＡ及びＢ、及び図３のＡ及びＢの夫々に示すように、５角柱１１、円弧状
ブロック１２、円形ブロック１３、又はディスク状ブロック１４の形態の立体的
形状を製造するように切断してもよい。
【００２２】 図６及び図７に示す本発明の方法の第２実施例では、バルクアモルファス金属
磁気構成要素１０は、単一のアモルファス金属ストリップ２２又は一群のアモル
ファス金属ストリップ２２を全体に矩形のマンドレル６０に巻き付けて全体に矩
形の巻付けコア７０を形成することによって形成される。コア７０の短い方の側
部７４の高さは、好ましくは、完成したバルクアモルファス金属磁気構成要素１
０の所望の長さとほぼ等しい。コア７０にアニールを施し、エポキシ樹脂で含浸
し、硬化させる。短い方の側部７４を切断し、長い方の側部７８に所定半径の隅
部７６を残すことによって二つの構成要素１０を形成することもできる。所定半
径の隅部７６を長い方の側部７８から除去し、これらの長い方の側部７８を破線
７２が示す複数の箇所で切断することによって、追加の磁気構成要素１０を形成
できる。図７に示す例では、バルクアモルファス金属構成要素１０は全体に矩形
形状を有するが、本発明では他の形状も考えられる。巻付けコア７０を切断し、
図２のＡ及びＢ、及び図３のＡ及びＢの夫々に示すように、５角柱１１、円弧状
ブロック１２、円形ブロック１３、又はディスク状ブロック１４の形態の立体形
状を製造することもできる。
【００２３】 このようにして形成することが、電動モータのアモルファス金属ステータ及び
ロータアッセンブリ等の磁気構成要素に特に適している。磁気構成要素の製造が
簡単になり、製造時間が短縮する。この方法を採用しない場合にバルクアモルフ
ァス金属構成要素の製造中に加わる応力は最小になる。完成した構成要素の磁気
性能は最適化されている。
【００２４】 本発明のバルクアモルファス金属磁気構成要素１０は、多くのアモルファス金
属合金を使用して製造できる。概括的に述べると、本発明に従って形成された構
成要素１０で使用するのに適した合金は、次の式、即ち、Ｍ70-85Ｙ5-20Ｚ0-20
で定義される。ここで、添字は原子百分率であり、「Ｍ」は、Ｆｅ、Ｎｉ、及び
Ｃｏのうちの少なくとも一つであり、「Ｙ」は、Ｂ、Ｃ、及びＰのうちの少なく
とも一つであり、「Ｚ」は、Ｓｉ、Ａｌ、及びＧｅのうちの少なくとも一つであ
る。但し、（ｉ）成分「Ｍ」の最大１０原子百分率を、金属種Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＷのうちの少なくとも一つに代える
ことができ、（ｉｉ）成分（Ｙ＋Ｚ）の最大１０原子百分率を、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、及びＰｂのうちの少なくとも一つに代えることができる。「Ｍ」が鉄、「Ｙ
」が硼素、「Ｚ」が珪素である合金について、低い費用で最高誘導値が得られる
。この理由のため、鉄−硼素−珪素合金でできたアモルファス金属ストリップが
好ましい。最も好ましいアモルファス金属ストリップは、本質的に約１１原子百
分率の硼素及び約９原子百分率の珪素でできており且つ残りが鉄及び付随的不純
物である組成を持つ。このストリップは、アライドシグナル社がメトラス（メト
ラス（ＭＥＴＬＡＳ）は登録商標である）合金２６０５ＳＡ−１の商標で販売し
ている。
【００２５】 本発明のバルクアモルファス金属磁気構成要素１０は、積み重ねアモルファス
金属ストリップでできたバー５０から、又は巻付けアモルファス金属ストリップ
でできたコア７０から、多くの切断技術を使用して切断できる。構成要素１０は
、切断ブレード又はホイールを使用してバー５０又はコア７０から切断できる。
別の態様では、構成要素１０は、放電加工によって、又はウォータージェットで
切断できる。
【００２６】 バルクアモルファス磁気構成要素は、鉄を基材とした他の磁性体から製造され
た構成要素よりも効率的に磁化及び減磁を行うことができる。電動モータのロー
タ又はステータとして使用した場合、バルクアモルファス金属構成要素が発生す
る熱は、鉄を基材とした他の磁性体から製造された同様の構成要素よりも少ない
。これは、これらの二つの構成要素を同じ誘導及び周波数で磁化した場合にいえ
る。従って、バルクアモルファス金属構成要素を使用する電動モータは、鉄を基
材とした他の磁性体から製造された構成要素を使用する電動モータと比較したと
き、１）低い作動温度で、２）大きさ及び重量を減じるために高い誘導で、又は
３）高い周波数で作動するように設計でき、そのため、大きさ及び重量が減少し
、優れた動作制御が得られる。
【００２７】 以下の例は、本発明を更に完全に理解するために提供される。本発明の原理及
び実際を例示するためにここに説明する特定の技術、条件、材料、比率、及び報
告されたデータは、例示であって、本発明の原理を限定するものと解釈されるべ
きではない。
【００２８】 例１ アモルファス金属製四角柱の形成及び電磁試験 幅が約６０ｍｍで厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ80Ｂ11Ｓｉ9アモルファス金属
リボンを約２５ｍｍ×９０ｍｍの寸法を持つ矩形のマンドレル又はボビンに巻付
ける。アモルファス金属リボンをマンドレル又はボビンに約８００回巻付け、内
寸が約２５ｍｍ×９０ｍｍで厚さが約２０ｍｍの矩形のコアフォームを製造する
。コア／ボビンアッセンブリに窒素雰囲気でアニールを施す。アニールには、１
）アッセンブリを最大３６５℃まで加熱する工程、２）約３６５℃の温度を約２
時間に亘って保持する工程、及び３）アッセンブリを周囲温度まで冷却する工程
が含まれる。アモルファス金属製の矩形の巻付けコアをコア／ボビンアッセンブ
リから取り外す。コアにエポキシ樹脂溶液を真空含浸する。ボビンを再び配置し
、再形成した含浸したコア／ボビンアッセンブリを１２０℃で約４．５時間に亘
って硬化させる。完全に硬化したとき、コアをコア／ボビンアッセンブリから再
び取り外す。結果的に得られた、エポキシで結合したアモルファス金属製の矩形
の巻付けコアの重量は、約２１００ｇである。
【００２９】 エポキシで結合したアモルファス金属製のコアから、長さが６０ｍｍで幅が４
０ｍｍで、厚さが２０ｍｍの四角柱（約８００層）を、厚さが１．５ｍｍの切断
ブレードで切断する。四角柱の切断面及びコアの残りの断面を硝酸水溶液中で蝕
刻し、水酸化アンモニウム水溶液中できれいにする。
【００３０】 コアの残りの断面を硝酸水溶液中で蝕刻し、水酸化アンモニウム水溶液中でき
れいにする。次いで、四角柱及びコアの残りの断面を、完全な切断したコアフォ
ーム内に再度組み立てる。一次捲線及び二次捲線をコアの残りの区分に固定する
。切断したコアフォームを６０Ｈｚ、１０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、及び２００
００Ｈｚで電気的に試験し、他の強磁性体についてのカタログ値と同様の試験形
体（カリフォルニア州９２３０１のアデラント、マスクラットアベニューの１７
０３０ナショナル・アーノルド・マグネチックス（１９９５年））で比較する。
結果は、以下の表１、表２、表３、及び表４に示す通りである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】 例２ アモルファス金属製台形角柱の形成 幅が約４８ｍｍで厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ80Ｂ11Ｓｉ9アモルファス金属
リボンを約３００ｍｍの長さに切断する。約３８００層の切断したアモルファス
金属リボンを積み重ね、幅が約４８ｍｍで長さが３００ｍｍのバーを形成する。
得られた厚さは約９６ｍｍである。バーに窒素雰囲気でアニールを施す。アニー
ルには、１）バーを最大３６５℃まで加熱する工程、２）約３６５℃の温度を約
２時間に亘って保持する工程、及び３）アッセンブリを周囲温度まで冷却する工
程が含まれる。バーをエポキシ樹脂溶液で真空含浸し、１２０℃で約４．５時間
に亘って硬化させる。結果的に得られた、エポキシで結合したアモルファス金属
製のバーの重量は、約９０００ｇである。
【００３６】 台形角柱を、積み重ねてエポキシ結合したアモルファス金属バーから、厚さが
１．５ｍｍの切断ブレードで切断する。角柱の台形形状の面のベースは５２ｍｍ
乃至６２ｍｍであり、高さが６２ｍｍである。台形角柱の厚さは９６ｍｍである
（３８００層）。台形角柱の切断面及びコアの残りの断面を硝酸水溶液中で蝕刻
し、水酸化アンモニウム水溶液中できれいにする。
【００３７】 例３ 円弧状断面を持つ多角形バルクアモルファス金属構成要素の形成 幅が約５０ｍｍで厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ81Ｂ11Ｓｉ9アモルファス金属
リボンを約３００ｍｍの長さに切断する。約３８００層の切断したアモルファス
金属リボンを積み重ね、幅が約５０ｍｍで長さが３００ｍｍのバーを形成する。
得られた厚さは約９６ｍｍである。バーに窒素雰囲気でアニールを施す。アニー
ルには、１）バーを最大３６５℃まで加熱する工程、２）約３６５℃の温度を約
２時間に亘って保持する工程、及び３）バーを周囲温度まで冷却する工程が含ま
れる。バーをエポキシ樹脂溶液で真空含浸し、１２０℃で約４．５時間に亘って
硬化させる。結果的に得られた、エポキシで結合したアモルファス金属製のバー
の重量は、約９２００ｇである。
【００３８】 積み重ねてエポキシで結合したアモルファス金属バーを放電加工を使用して切
断し、立体的な円弧状ブロックを形成する。このブロックの外径は約９６ｍｍで
ある。ブロックの内径は約１３ｍｍである。円弧長さは約９０°である。ブロッ
ク厚さは約９６ｍｍである。
【００３９】 幅が約２０ｍｍで厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ81Ｂ11Ｓｉ9アモルファス金属
リボンを、外径が約１９ｍｍの円形のマンドレル又はボビンに巻き付ける。アモ
ルファス金属リボンをマンドレル又はボビンに約１２００回巻き付け、内径が約
１９ｍｍで外径が約４８ｍｍの円形コアフォームを製造する。かくして、コアの
厚さは約２９ｍｍである。コアに窒素雰囲気でアニールを施す。アニールには、
１）バーを最大３６５℃まで加熱する工程、２）約３６５℃の温度を約２時間に
亘って保持する工程、及び３）バーを周囲温度まで冷却する工程が含まれる。コ
アにエポキシ樹脂溶液を真空含浸し、１２０℃で約４．５時間に亘って硬化させ
る。結果的に得られた、エポキシで結合したアモルファス金属製の巻付けコアの
重量は、約７１ｇである。
【００４０】 エポキシで結合したアモルファス金属製の巻付けコアをウォータージェットを
使用して切断し、半円形の立体的形状の対象物を形成する。半円形の対象物は、
内径が約１９ｍｍであり、外径が約４９ｍｍであり、厚さが約２０ｍｍである。
【００４１】 多面形バルクアモルファス金属構成要素の切断面を硝酸水溶液中で蝕刻し、水
酸化アンモニウム水溶液中できれいにする。 かくして、本発明を詳細に説明したけれども、このような詳細に厳密に限定さ
れるものではなく、当業者が容易に思い付く様々な変形及び変更は、特許請求の
範囲に定義した本発明の範疇に含まれるということは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って形成された四角柱形状のバルクアモルファス金属
磁気構成要素の斜視図である。
【図２】 図２Ａは、本発明に従って形成された角柱形状のバルクアモルフ
ァス金属磁気構成要素の斜視図であり、図２Ｂは、本発明に従って形成された両
側に円弧状表面を備えたバルクアモルファス金属磁気構成要素の斜視図であり、
図２Ｃは、図２Ａに示す６個の角柱形状の構成要素及び図２Ｂに示す６個の円弧
状構成要素から形成された電動モータ用ステータの平面図である。
【図３】 図３Ａは、本発明に従って形成された電動モータ用バルクアモル
ファス金属磁気ステータの斜視図であり、図３Ｂは、本発明に従って形成された
電動モータ用バルクアモルファス金属磁気ロータの斜視図であり、図３Ｃは、図
３Ａのステータ及び図３Ｂのロータから形成さえた電動モータ用ステータ及びロ
ータの平面図である。
【図４】 本発明に従って切断され且つ積み重ねられるように位置決めされ
たアモルファス金属ストリップのコイルの側面図である。
【図５】 本発明による全体に角柱形状の複数の磁気構成要素を製造するた
めの切断線を示す、アモルファス金属ストリップ製のバーの斜視図である。
【図６】 本発明による全体に矩形のコアを形成するため、マンドレルに巻
付けられる、アモルファス金属ストリップのコイルの側面図である。
【図７】 本発明に従って形成された全体に角柱形状の複数の磁気構成要素
を製造するための切断線を示す、全体に矩形のアモルファス金属コアの斜視図で
ある。
【符号の説明】
１０ バルクアモルファス金属構成要素 ２０ アモルファス金属ストリップ材料
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１１月１０日（２０００．１１．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１６】 請求項１５に記載の電動モータにおいて、前記モータは、
かご形モータと、反作用同期モータと、切換磁気抵抗モータとからなる群から選
択された部材を含む、前記電動モータ。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月１０日（２００１．５．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】
【表１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】
【表２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】
【表３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】
【表４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA09 AB00 AC00 AE01 5H615 AA01 BB01 BB06 BB07 BB14 PP01 PP02 PP03 PP06 SS03 SS05 SS11 SS15 SS24 SS41 TT04 TT11

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電動モータであって、互いに積層されて多面形形状の部品を
    形成するアモルファス金属ストリップ製の実質的に同様の形状の複数の層を含む
    少なくとも一つのバルクアモルファス金属磁気構成要素を有する、電動モータ。 【請求項２】 請求項１に記載の電動モータにおいて、前記アモルファス金
    属ストリップの各々は、式Ｍ70-85Ｙ5-20Ｚ0-20によって本質的に定義される組
    成を有し、ここで添字は原子百分率であり、「Ｍ」は、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＣｏの
    うちの少なくとも一つであり、「Ｙ」は、Ｂ、Ｃ、及びＰのうちの少なくとも一
    つであり、「Ｚ」は、Ｓｉ、Ａｌ、及びＧｅのうちの少なくとも一つであり、但
    し、（ｉ）成分「Ｍ」の最大１０原子百分率を、金属種Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
    Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、及びＷのうちの少なくとも一つに代えることが
    でき、（ｉｉ）成分（Ｙ＋Ｚ）の最大１０原子百分率を、非金属種Ｉｎ、Ｓｎ、
    Ｓｂ、及びＰｂのうちの少なくとも一つに代えることができる、前記電動モータ
    。 【請求項３】 請求項２に記載の電動モータにおいて、前記ストリップの各
    々は、式Ｆｅ80Ｂ11Ｓｉ9よって本質的に定義される組成を有する、前記電動モ
    ータ。 【請求項４】 請求項２に記載の電動モータにおいて、前記バルクアモルフ
    ァス金属磁気構成要素は、前記電動モータのステータの一部を構成する、前記電
    動モータ。 【請求項５】 請求項２に記載の電動モータにおいて、前記バルクアモルフ
    ァス金属磁気構成要素は、前記電動モータのステータを構成する、前記電動モー
    タ。 【請求項６】 請求項２に記載の電動モータにおいて、前記バルクアモルフ
    ァス金属磁気構成要素は、前記電動モータのロータの一部を構成する、前記電動
    モータ。 【請求項７】 請求項２に記載の電動モータにおいて、前記バルクアモルフ
    ァス金属磁気構成要素は、前記電動モータのロータを構成する、前記電動モータ
    。 【請求項８】 請求項２に記載の電動モータにおいて、前記バルクアモルフ
    ァス金属磁気構成要素は、前記電動モータのロータ及びステータを構成する、前
    記電動モータ。 【請求項９】 請求項１に記載の電動モータにおいて、前記バルクアモルフ
    ァス金属磁気構成要素は、約６０Ｈｚの周波数及び約１．４Ｔの磁束密度で作動
    した場合のアモルファス金属材料の鉄損が１Ｗ／ｋｇとほぼ等しいか或いはそれ
    以下である、前記電動モータ。 【請求項１０】 請求項１に記載の電動モータにおいて、約１０００Ｈｚの
    周波数及び約１．４Ｔの磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の鉄損
    が２０Ｗ／ｋｇとほぼ等しいか或いはそれ以下である、前記電動モータ。 【請求項１１】 請求項１に記載の電動モータにおいて、約２００００Ｈｚ
    の周波数及び約０．３０Ｔの磁束密度で作動した場合のアモルファス金属材料の
    鉄損が７０Ｗ／ｋｇとほぼ等しいか或いはそれ以下である、前記電動モータ。 【請求項１２】 電動モータにおいて、少なくとも一つのバルクアモルファ
    ス金属磁気構成要素を有し、この構成要素は、互いに積層して多面形形状の部品
    を形成するアモルファス金属ストリップ製の実質的に同様の形状の複数の層を含
    む、前記電動モータ。 【請求項１３】 請求項１２に記載の電動モータにおいて、前記磁気構成要
    素はステータである、前記電動モータ。 【請求項１５】 請求項１２に記載の電動モータにおいて、前記磁気構成要
    素はロータである、前記電動モータ。 【請求項１６】 請求項１２に記載の電動モータにおいて、前記モータは、
    かご形モータ、反作用同期モータ、及び切換磁気抵抗モータからなる群から選択
    された部材を含む、前記電動モータ。 【請求項１７】 請求項１３に記載の電動モータにおいて、前記モータは、
    可変磁気抵抗モータ、渦電流モータ、かご形モータ、反作用同期モータ、及び切
    換磁気抵抗モータからなる群から選択された部材を含む、前記電動モータ。 【請求項１８】 請求項１４に記載の電動モータにおいて、前記モータは、
    かご形モータ、反作用同期モータ、及び切換磁気抵抗モータからなる群から選択
    された部材を含む、電動モータ。
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