JP2008104340A

JP2008104340A - 電動機用のバルク状非晶質金属磁性部材

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Publication number: JP2008104340A
Application number: JP2007229916A
Authority: JP
Inventors: Nicholas J Decristofaro; デクリストファロ，ニコラス・ジェイ; Peter Joseph Stamatis; スタマティス，ピーター・ジョセフ; Gordon E Fish; フィッシュ，ゴードン・イー
Original assignee: Metglas Inc
Current assignee: Metglas Inc
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2008-05-01
Also published as: EP1240700A1; HK1058862A1; CN1435003A; DE60036408T2; DE60036408D1; EP1240700B1; US6462456B1; ATE373330T1; JP2003518903A; AU2071101A; CN1237682C; KR100809728B1; TW554603B; US6675459B1; JP2011160655A; KR20020063604A; WO2001048889A1

Abstract

【課題】高効率の電動機に使用される多面形状を有しかつ複数の非晶質金属板片層からなる低鉄損性バルク状非晶質金属磁性部材の提供。
【解決手段】多面形状を有する３次元形状部分を形成する複数の実質的に類似形状の非晶質金属板片層を含んでなる少なくとも１つの低鉄損性バルク状非晶質金属磁性部材が互いに張り合わされる。前記低鉄損性バルク状非晶質金属磁性部材は湾曲表面を有し互いに対抗配置される２つの湾曲表面を含む。磁性部材は約５０ｋＨｚ〜約２０，０００Ｈｚの励起周波数で操作できる。電動機はピーク誘導レベルＢ_max、励起周波数“ｆ”で作動されて、前記鉄損、前記励起周波数および前記ピーク誘導レベルがそれぞれｋｇ当たりのワット、ヘルツおよびテスラで測定されたときその部材が、“Ｌ”（Ｌは、式Ｌ＝０．００７４ｆ（Ｂ_max）^1.3＋ｆ^1.5０．０００２８２ｆ^1.5（Ｂ_max）^2.4により与えられる）未満の鉄損を有する。
【選択図】図１

Description

発明の分野
本発明は、非晶質金属磁性部材に関し、より具体的には一般に多面形状のバルク状非晶質金属磁性部材を有する高効率電動機に関する。

先行技術の説明
電動機は、典型的に非配向電気スチールの複数の積上げ層から作られた電磁構成部分を含む。可変磁気抵抗電動機および渦電流電動機においては、固定子は、積層から作られる。固定子およびローターは、かご形電動機、磁気抵抗同期電動機およびスイッチド磁気抵抗電動機においては積層から作られる。それぞれの層は、典型的に型押、打抜、もしくは機械的に柔らかい非配向電気スチールを所望の形状に切断することにより形成される。ついで、形成された層は、積層され、結合されてローターもしくは固定子を形成する。

非晶質金属は、非配向電気スチールに比べると卓越した磁気性能を与えるが、それらは、いくつかの物理的性質および対応する二次加工限界のために電動機のローターおよび固定子などのバルク状磁性部材における使用に不適切であると長いことみなされてきた。例えば、非晶質金属は、非配向スチールよりも薄くかつ堅く、したがって二次加工工具およびダイをより急速に摩耗させる。その結果である工具および製造コストの増大は、そのような技術を用いるバルク状非晶質金属磁性部材の二次加工を商業的に実行不可能とする。非晶質金属の薄さは、また集成構成部分における層の数を増大させ、さらに非晶質金属ローターもしくは固定子磁石アセンブリーの全コストを増大させることになる。

非晶質金属は、典型的に均一なリボン幅を有する薄い連続リボンで供給される。しかし、非晶質金属は、非常に堅い材料で、容易に切断もしくは形成することが非常に難しく、いったん焼なまされてピーク磁性を達成すると、非常に脆くなる。このことは、従来のアプローチを用いてバルク状非晶質金属磁性部材を構成することを困難かつ不経済にする。非晶質金属の脆性は、また電動機などの用途でバルク状磁性部材の耐久性に対する懸念も生じ得る。

バルク状非晶質金属磁性部材に関する別の問題は、非晶質金属材料の磁気透過性が、それが物理的応力にさらされると低減することである。この低減透過性は、非晶質金属材料に対する応力の強度によりかなりのものになり得る。バルク状非晶質金属磁性部材が応力にさらされると、コアが磁気束を導く、もしくは集中させる効率は低減して、高磁気損失、増大した熱生成および低減出力をもたらす。非晶質金属の磁気歪性質のよるこの応力感度は、電動機の作動の間の磁気および機械力から生じる応力、機械的締付けもしくはバルク状非晶質金属磁性部材を所定位置に固定することから生じる機械的応力、もしくは非晶質金属材料の熱膨張および／または磁気飽和による膨張により生じる内部応力で起こり得る。

ある高速度電動機については、典型的なスチールの鉄損は、禁じられている。そのような場合、設計者は、代替としてパーマロイ合金の使用を強いられることがあり得る。しかし、飽和誘導における付随の低減（例、種々のパーマロイ合金の０．６〜０．９Ｔ以下対通常の電気スチールの１．８〜２．０Ｔ）は、パーマロイもしくはその変形からなる磁性部材のサイズ増大を必要とする。さらに、パーマロイの所望の軟磁性は、比較的低応力レベルで生じ得る塑性変形により悪影響かつ取り返しのつかない影響を及ぼされる。そのような応力は、パーマロイ構成部分の製造もしくは作動中に起こり得る。

本発明は、高効率の電動機に使用される多面形状を有し、かつ複数の非晶質金属板片層からなる低鉄損性バルク状非晶質金属磁性部材を提供する。本発明は、バルク状非晶質金属磁性部材を製造する方法も提供する。

磁性部材は、約５０Ｈｚ〜２０，０００Ｈｚの範囲の周波数で作動され、同じ周波数範囲で作動される珪素‐スチール磁性部材と比べて向上した性能特性を示す。より具体的には、本発明により構成され、かつピーク誘導レベル“Ｂ_max”に向けて励起周波数“ｆ
”で励起された磁性部材は、“Ｌ”（Ｌは、化学式Ｌ＝０．００７４ｆ（Ｂ_max
）^1.3＋０．０００２８２ｆ^1.5（Ｂ_max）^2.4により与えられる）未満の室温での鉄損を有し、鉄損、励起周波数およびピーク誘導レベルは、それぞれｋｇにつきのワット、ヘルツおよびテスラで測定される。好ましくは、磁性部材は、（ｉ）およそ６０Ｈｚの周波数およびおよそ１．４テスラ（Ｔ）の束密度で作動されたときに非晶質金属材料１ｋｇにつきおよそ１ワット以下の鉄損；（ｉｉ）およそ１０００Ｈｚの周波数およびおよそ１．４Ｔの束密度で作動されたときに非晶質金属材料１ｋｇにつきおよそ２０ワット以下の鉄損；もしくは（ｉｉｉ）およそ２０，０００Ｈｚの周波数およびおよそ０．３０Ｔの束密度で作動されたときに非晶質金属材料１ｋｇにつきおよそ７０ワット以下の鉄損を有する。本発明の磁性部材の低減鉄損は、それを含む電動機の効率を有利に向上させる。

本発明の第一の実施態様において、バルク状非晶質金属磁性部材は、積層されて多面形状部分を形成する複数の実質的に類似の形状の非晶質金属板片層を含む。
本発明は、またバルク状非晶質金属磁性部材を構成する方法も提供する。本発明の方法の第一実施態様によれば、非晶質金属板材料は、切断されて所定の長さを有する複数の切取り板片を形成する。切取り板片は積層されて積層非晶質金属板材料の角材を形成し、焼なまされて材料の磁性を強化し、かつ任意に初期のガラス状構造をナノ結晶性構造に形質転換する。焼なまされ、積層状角材にエポキシ樹脂を含浸させ、かつ硬化させる。ついで、積層状角材を所定の長さに切断して所定の三次元幾何図形的配置を有する複数の多面形状磁性部材を与える。好ましい非晶質金属材料は、本質的に化学式Ｆｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉により定義される組成物を有する。

本発明の方法の第二実施態様によれば、非晶質金属板材料はマンドレルの周囲に巻かれて一般に丸みをつけたかどを有する一般に長方形のコアを形成する。ついで、一般に長方形のコアは、焼なまされて材料の磁性を強化し、かつ任意に初期のガラス状構造をナノ結晶性構造に形質転換する。ついで、コアにエポキシ樹脂を含浸させ、かつ硬化させる。ついで、長方形のコアの短い側面を切断して、前記一般に長方形のコアの前記短い側面に近似のサイズおよび形状である所定の三次元幾何学的配置を有する２つの磁性部材を形成する。前記一般に長方形のコアの長い側面から丸みをつけたかどを除去し、前記一般に長方形のコアの長い側面を切断して前記所定の三次元幾何学的配置を有する複数の多面形状磁性部材を形成する。好ましい非晶質金属材料は、本質的に化学式Ｆｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉により定義される組成物を有する。

本発明は、また前述の方法により構成されたバルク状非晶質金属部材にも向けられる。
本発明によるバルク状非晶質金属磁性部材の構成は、特に高効率の可変磁気抵抗電動機および渦電流電動機における非晶質金属固定子もしくは固定子構成部分に好適である。同様に、バルク状非晶質金属部材は、かご形電動機、磁気抵抗同期電動機およびスイッチド磁気抵抗電動機におけるローターおよび固定子として使用可能である。そのような電動機が１つ以上のローターおよび１つ以上の固定子を含み得ることは、当業者には理解されよう。したがって、本明細書で電動機に関して用いられる「ローター」および「固定子」という語は、１〜３以上に及ぶいくつかのローターおよび固定子を意味する。本明細書で用いられる「電動機」という語が、発電機、ならびに任意に発電機として作動され得る再生式電動機を追加的に含む種々の回転する電気機械を総称的に指すことも、当業者には理解されよう。本発明の磁性部材は、これらの装置のいずれかを構成するのに用いられる。本発明により認められる利点には、製造簡易化、低減製造時間、バルク状非晶質金属部材の構成中に遭遇する応力（すなわち、磁気歪）低減、および完成非晶質金属磁性部材の最適性能が含まれる。

本発明は、本発明の好ましい実施態様の下記詳細な説明および付随する図面を参照すると、さらに十分に理解され、かつさらなる利点が明らかとなろう；なお図面において、同一の照合番号は、いくつかの図を通して同一の要素を示す。

本発明は、例えば、固定子、ローター、ならびに固定子およびローター用構成部分などの低鉄損性バルク状非晶質金属部材を用いて構成された高効率電動機に向けられる。一般に、多面形バルク状非晶質金属部材は、それらに限定はされないが、長方形、正方形、プリズムを含む種々の幾何図形的配置を有して、本発明により構成される。さらに、前述の幾何図形的形状はいずれも、少なくとも１つの弓形表面、好ましくは２つの向かい合わせに配置される弓形表面を含み、一般にカーブした、もしくは弓形のバルク状状非晶質金属部材を形成する。さらに、完全な固定子およびローターは、本発明によりバルク状非晶質金属部材として構成され得る。これらの固定子およびローターは、単一の構成を有してもよいし、あるいは集められて完成構成部分を形成する複数個から形成されてもよい。代替的に、固定子および／またはローターは、完全に非晶質金属部分もしくは非晶質金属部分と他の磁気材料との組合せからなる複合構造物でもよい。

以下図面を詳細に参照すると、図１は、一般に多面形バルク状非晶質金属部材１０を描く。本明細書に用いられたときは、多面という語は、多面もしくは多側面固体を指す。これには、それらに限定はされないが、三次元長方形、正方形、不等辺四辺形およびプリズムが含まれる。さらに、前述の幾何図形的形状にいずれも、少なくとも１つ、好ましくは２つの弓形表面もしくは側面を含み得、それらは互いに向かい合わせに配置されて一般に弓形形状の構成部分を形成する。図１に描かれる磁性部材１０は、積層され、かつ焼なまされる複数の実質的に類似の形状の非晶質金属板材料層からなる。本発明により構成され、かつピーク誘導レベル“Ｂ_max”に向けて励起周波数“ｆ”で励起された三次元磁性部材１０は、“Ｌ”（Ｌは、化学式Ｌ＝０．００７４ｆ（Ｂ_max）^1.3＋０．０００２８２
ｆ^1.5（Ｂ_max）^2.4により与えられる）未満の室温での鉄損を有し、鉄損、励起周波数およびピーク誘導レベルは、それぞれｋｇにつきのワット、ヘルツおよびテスラで測定される。好ましい実施態様においては、磁性部材は、（ｉ）およそ６０Ｈｚの周波数およびおよそ１．４テスラ（Ｔ）の束密度で作動されたときに非晶質金属材料１ｋｇにつきおよそ１ワット以下の鉄損；（ｉｉ）およそ１０００Ｈｚの周波数およびおよそ１．４Ｔの束密度で作動されたときに非晶質金属材料１ｋｇにつきおよそ２０ワット以下の鉄損；もしくは（ｉｉｉ）およそ２０，０００Ｈｚの周波数およびおよそ０．３０Ｔの束密度で作動されたときに非晶質金属材料１ｋｇにつきおよそ７０ワット以下の鉄損を有するだろう。本発明の構成部分の低減鉄損は、それを含む電動機の効率を有利に向上させる。鉄損の低い値は、本発明のバルク状磁性部材を、高極カウントもしくは高回転速度が高周波数磁気励起、例えば、１００Ｈｚ以上での励起を必要とする電動機での使用に特に好適とする。高周波数での従来のスチールの固有高鉄損は、それらを高周波数励起を必要とするそのような電動機での使用に不適切とする。これらの鉄損性能値は、バルク状非晶質金属部材の特定の幾何図形的配置にもかかわらず、本発明の種々の実施形態に適合する。

図２Ａに描かれる磁性部材１００は、一般にプリズム形状であり、好ましくは５つの側面１１０もしくは表面を含む。五角形形状多面構成部分１００は、それぞれ実質的に同一のサイズおよび形状である複数の非晶質金属板材料２０の層からなる。板材料２０は、積み重ねて、張り合わせて、ついで焼なまされる。

図２Ｂに描かれる磁性部材２００は、少なくとも１つ、好ましくは２つの向かい合わせに配置される弓形表面２１０を含む。弓形形状構成部分２００は、それぞれ実質的に同一のサイズおよび形状であり、積み重ねて、張り合わせて、ついで焼なまされる複数の非晶質金属板材料２０の層からなる。

図２Ｃに描かれるバルク状非晶質金属磁性部材３００は、ラジアルギャップ電動機用固定子として使用でき、６個の磁性部材１００および６個の磁性部材２００からなる。
図３Ａに描かれるバルク状非晶質金属磁性部材４００は、一般に円形であり、円形構成部分４００の中心に向かって内側に放射状に伸びる複数の一般に長方形の歯４１０を含む。構成部分４００は、それぞれ実質的に同一のサイズおよび形状であり、積層され張り合わされて、ついで焼なまされる複数の非晶質金属板材料２０の層からなる。図３Ａの実施態様により構成されたバルク状非晶質金属部材は、ラジアルエアギャップ電動機において固定子として使用できる。

図３Ｂに描かれるバルク状非晶質金属部材５００は、一般に円板形状であり、外側に放射状に伸びる複数の一般に長方形の歯５１０を含む。構成部分５００は、それぞれ実質的に同一のサイズおよび形状であり、積層され張り合わされて、ついで焼なまされる複数の非晶質金属板材料２０の層からなる。図３Ｂの実施態様により構成されたバルク状非晶質金属部材は、ラジアルエアギャップ電動機においてローターとして使用できる。

次に図３Ｃを参照すると、固定子４００およびローター５００は、本発明によるバルク状非晶質金属部材として構成され、高効率ラジアルエアギャップ電動機６００の一部として使用される。

本発明は、またバルク状非晶質金属部材を構成する方法も提供する。図４に示されるように、非晶質金属板材料のロール３０は、刃４０により同一の形状およびサイズを有する複数の板片２０に切断される。板片２０は、積層されて積層非晶質金属板材料の角材５０を形成する。角材５０を、焼なまし、エポキシ樹脂を含浸させ、硬化する。角材５０を図５に描かれるライン５２に沿って切断して、複数の一般に不等辺四辺形形状の磁性部材１０を作ることができる。完成磁性部材１０は、一般に長方形、不等辺四辺形、正方形もしくは他の多面形状であり得る。角材５０を切断して、それぞれ図２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂに示されるように、五角形プリズム１１、弧形状ブロック１２、円形状ブロック１３もしくは円板形状ブロック１４の形で三次元形状を作ることができる。

図６および７に示される本発明の方法の第二実施態様において、バルク状非晶質金属磁性部材１０は、単一の非晶質金属板片２２もしくは非晶質金属板片２２の群を一般に長方形のマンドレル６０の周りに巻いて一般に長方形の巻コア７０を形成することにより形成される。コア７０の短い側面７４の高さは、好ましくは完成バルク状非晶質金属磁性部材１０の所望の長さにほぼ等しい。コア７０を焼なまし、エポキシ樹脂を含浸させ、硬化する。２つの構成部分１０は、短い側面７４を切断し、丸みをつけたかど７６を長い側面７８ａおよび７８ｂ上に残すことにより形成できる。追加の磁性部材１０は、長い側面７８ａおよび７８ｂから丸みをつけたかど７６を除去し、ダッシュライン７２で示されるように、長い側面７８ａおよび７８ｂを複数の位置で切断することにより形成できる。図７に示される例において、バルク状非晶質金属部材１０は、一般に長方形の形状を有するが、他の形状も本発明により企図される。巻コア７０も切断して、それぞれ図２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂに示されるように、五角形プリズム１１、弧形状ブロック１２、円形状ブロック１３もしくは円板形状ブロック１４の形で三次元形状を作ることができる。

このような構成は、電動機における非晶質金属固定子およびローターアセンブリーなどの磁性部材に特に好適である。磁性部材製造は、簡易化され、かつ製造時間は、低減される。バルク状非晶質金属部材の構成中にさもなければ遭遇する応力は、最小限度にされる。完成構成部分の磁気性能は、最適化される。

本発明のバルク状非晶質金属磁性部材１０は、多くの非晶質金属合金を用いて製造できる。一般的に述べれば、本発明の構成部分１０構成に使用するのに適する合金は、原子パーセントを下付きに書いた化学式Ｍ_70-85Ｙ_5-20Ｚ_0-20（式中、“Ｍ”は、Ｆｅ，ＮｉおよびＣｏの少なくとも１つであり、“Ｙ”は、Ｂ，ＣおよびＰの少なくとも１つであり、“Ｚ”は、Ｓｉ，ＡｌおよびＧｅの少なくとも１つである；ただし、（ｉ）構成部分“Ｍ”の１０原子パーセントまでを、金属種Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，ＴａおよびＷの少なくとも１つと置換でき、かつ（ｉｉ）構成部分（Ｙ＋Ｚ）の１０原子パーセントまでを、非金属種Ｉｎ，Ｓｎ，ＳｂおよびＰｂの少なくとも１つと置換できる）で定義される。本明細書で用いられたときは、「非晶質金属合金」という語は、実質的に長い範囲のオーダーを欠き、液体もしくは無機酸化物ガラスに観察されるものに定性的に類似するＸ線回折強度最大限を特徴とする金属合金を意味する。

本発明を実施する上で適切な非晶質合金（ａｍｏｒｐｈｏｕｓｍｅｔａｌａｌｌｏｙｓ）は、一般には、幅が２０ｃｍ以上で厚さが約２０〜２５μｍの連続的な薄い板片もしくはリボンの形態で市販されている。これらの非晶質合金は、実質的に完全にガラス質のミクロ構造を有した状態で形成されている〔たとえば、少なくとも約８０容量％の材料が非結晶質構造（ｎｏｎ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する〕。非晶質合金は、実質的に１００％の材料が非結晶質構造を有する状態で形成されるのが好ましい。非結晶質構造の体積分率は、当業界に公知の方法（たとえばＸ線回折法、中性子回折法、電子線回折法、透過型電子顕微鏡法、または示差走査熱量測定法）によって求めることができる。“Ｍ”が鉄であり、“Ｙ”がホウ素であり、そして“Ｚ”がケイ素であるような合金の場合に低コストにて最も高い誘導値が達成される。こうした理由から、鉄−ホウ素−ケイ素合金で構成される非晶質金属板片が好ましい。最も好ましいのは、本質的に約１１原子％のホウ素と約９原子％のケイ素とを含み、残りが鉄と不可避的不純物である、という組成を有する非晶質金属板片である。この板片は、ハネウェル・インタナショナル社．からＭＥＴＬＡＳ（登録商標）合金２６０５ＳＡ−１の商品名で販売されている。

本発明の部材１０として使用すべく選定された非晶質金属板片の磁気特性を、板片の実質的に完全にガラス質のミクロ構造を変えることなく、必要な向上をもたらすのに充分な温度および時間にて熱処理することによって高めることができる。熱処理工程の少なくとも一部において、好ましくは少なくとも冷却部分を含めて、必要に応じて板片に磁界を加えることができる。

部材１０として使用するのに適した特定の非晶質合金の磁気特性を、該合金を熱処理してナノ結晶質ミクロ構造を形成させることによって大幅に向上させることができる。このミクロ構造は、約１００ｎｍ未満の、好ましくは５０ｎｍ未満の、そしてさらに好ましくは約１０〜２０ｎｍの平均粒径を有する粒子が高密度にて存在することを特徴とする。これらの粒子が、鉄ベース合金の少なくとも５０容量を占めるのが好ましい。これらの好ましい材料は、鉄損が少なく磁気歪が低い。後者の特性はさらに、その材料がモーターの組立状態および／または作動状態から生じる応力による磁気特性の低下を受けにくくする。ある合金においてナノ結晶質構造を生成させるのに必要な熱処理は、実質的に完全にガラス質のミクロ構造を保存するように設計された熱処理に対して必要とされるより高い温度および長い時間にわたって行わなければならない。本明細書で使用している“非晶質金属”および“非晶質合金”はさらに、最初は実質的に完全にガラス質のミクロ構造を有する状態で形成され、引き続き熱処理もしくは他の処理によってナノ結晶質ミクロ構造を有する材料に変換されるような材料も含む。熱処理を施してナノ結晶質ミクロ構造を形成させることのできる非晶質合金も、単にナノ結晶質合金と呼ばれることが多い。本発明の方法により、ナノ結晶質合金を、バルク状状の最終的磁性部材の必要な幾何学的形状に形成することができる。このような形成は、合金を熱処理してナノ結晶質構造（一般には、合金の脆性がより高くなり、合金がより取り扱いにくくなる）を形成させる前に、合金が流延性で延性の実質的に非結晶質形態である間に行うのが有利である。

ナノ結晶質ミクロ構造の形成によって大幅に高められた磁気特性を有する２つの好ましい種類の合金を下記の式（下付き文字は原子パーセントを示している）によって示す。
第１の好ましい種類のナノ結晶質合金はＦｅ_{100-u-x-y-x-w}Ｒ_uＴ_xＱ_yＢ_zＳｉ_wであって、このときＲはＮｉとＣｏのうちの少なくとも１種であり、ＴはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷのうちの少なくとも１種であり、ＱはＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、およびＰｔのうちの少なくとも１種であり、ｕは０〜約１０の範囲であり、ｘは約３〜１２の範囲であり、ｙは０〜約４の範囲であり、ｚは約５〜１２の範囲であり、そしてｗは０〜約８未満の範囲である。本合金を熱処理してナノ結晶質ミクロ構造を形成させると、本合金は、高い飽和磁気誘導（たとえば少なくとも約１．５Ｔ）、低い鉄損、および低い飽和磁気歪（たとえば４×１０^-6未満の絶対値を有する磁気歪）を有する。このような合金は、必要とされる力とトルクに対してできるだけ小さなサイズのモーターが要求されるという用途に特に好ましい。

第２の好ましい種類のナノ結晶質合金はＦｅ_{100-u-x-y-x-w}Ｒ_uＴ_xＱ_yＢ_zＳｉ_wであって、このときＲはＮｉとＣｏのうちの少なくとも１種であり、ＴはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷのうちの少なくとも１種であり、ＱはＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、およびＰｔのうちの少なくとも１種であり、ｕは０〜約１０の範囲であり、ｘは約１〜５の範囲であり、ｙは０〜約３の範囲であり、ｚは約５〜１２の範囲であり、そしてｗは約８〜１８の範囲である。本合金を熱処理してナノ結晶質ミクロ構造を形成させると、本合金は、少なくとも約１．０Ｔの飽和磁気誘導、特に低い鉄損、および低い飽和磁気歪（たとえば４×１０^-6未満の絶対値を有する磁気歪）を有する。このような合金は、かなり高速で作動させる必要のあるモーター（たとえば、１０００Ｈｚ以上の励起周波数を必要とする）において使用するのが特に好ましい。

本発明のバルク状非晶質金属磁性部材１０は、積層非晶質金属板片の角材５０から、あるいは巻きつけた非晶質金属板片のコア７０から種々の切断技術を使用して切断することができる。部材１０は、カッティングブレードまたはカッティングホイールを使用して、角材５０またはコア７０から切断することができる。これとは別に、部材１０は、放電加工機によって又はウォータージェットを使用して切断することもできる。

バルク状非晶質磁性部材は、他の鉄ベースの磁性金属から造られた部材より効率的に磁化し、消磁される。電動機のローターまたはステータとして使用する場合、本発明のバルク状非晶質金属部材と他の鉄ベース磁性金属から造られた対応する部材とを同一の誘導・周波数にて磁化したときに、前者は後者より熱の発生が少ない。したがって、バルク状非晶質金属部材を使用する電動機は、他の鉄ベースの磁性金属から造られた部材を使用する電動機と比較して、１）より低い作動温度にて；２）サイズと重量の減少を達成すべくより高い誘導にて；あるいは３）サイズと重量の減少を達成すべく、又は良好な動作制御を達成すべくより高い周波数にて作動するように設計することができる。

当業界には公知のことであるが、鉄損は、磁性が時間と共に変化していくときに強磁性材料内に起こるエネルギーの散逸である。ある磁性部材の鉄損は、一般には部材をサイクル的に励起することによって測定することができる。時間と共に変化させた磁界を部材に加えて、磁気誘導または粒子束密度の対応する時間変化を生じさせる。測定の標準化のため、励起は通常、“ｆ”の周波数にて及びピーク振幅Ｂ_maxで磁気誘導が時間と共に正弦波的に変化するように選定する。次いで、公知の電気的測定機器と方法によって鉄損を測定する。損失は従来、励起される磁性材料の単位質量もしくは単位体積当たりのワット数として記録されている。当業界において知られているように、損失はＢ_maxと共に単調に増大する。モーターの部品として使用される軟磁性材料の鉄損を試験するための最も標準的なプロトコル〔たとえば、ＡＳＴＭ標準Ａ９１２−９３およびＡ９２７（Ａ９２７Ｍ９４）〕では、このような材料のサンプルを、実質的に閉じた磁気回路（すなわち、閉じた磁束線が完全にサンプルの体積内に含まれる配置構成）中に配置する。これに対して、ローターやステータ等のモーター部品に使用される磁性材料は、磁気的に開いた回路（すなわち、磁束線がエアギャップを横切るような配置構成）に配置する。磁界効果のフリンジング（ｆｒｉｎｇｉｎｇ）や磁界の不均一性のために、開回路において使用される材料はより高い鉄損（すなわち、閉回路での測定において得られる値と比較して、単位質量または単位体積当たりより高い値のワット数）を示す。本発明のバルク状磁性部材は、開回路の配置構成においても、広い範囲の磁束密度と周波数にわたって低い鉄損を示すので有利である。

特定の理論で拘束されるつもりはないが、本発明の低鉄損性バルク状非晶質金属部材の全鉄損は、ヒステリシス損からの要因と渦電流損失からの要因とで構成されているものと考えられる。これら２つの要因のそれぞれは、ピーク磁気誘導Ｂ_maxと励起周波数ｆとの関数である。非晶質金属における鉄損の従来技術による分析〔たとえば、Ｇ．Ｅ．Ｆｉｓｈによる“Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５７，３５６９（１９８５）”およびＧ．Ｅ．Ｆｉｓｈらによる“Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６４，５３７０（１９８８）”を参照〕は、一般には閉じた磁気回路における材料に対して得られたデータに限定されている。

本発明のバルク状磁性部材の単位質量当たりの全鉄損Ｌ（Ｂ_max，ｆ）は本質的に、式
Ｌ（Ｂ_max，ｆ）＝ｃ₁ｆ（Ｂ_max）ⁿ＋ｃ₂ｆ^q（Ｂｍａｘ）^m
で示される関数によって定義することができ、このとき係数ｃ₁とｃ₂、および指数ｎとｍとｑはいずれも経験的に決定しなければならない（これらの値を正確に決定する公知の理論はない）。この式を使用することにより、本発明のバルク状磁性部材の全鉄損を、作動上必要とされるいかなる誘導周波数および励起周波数においても求めることができる。モーターにおける特定の形状のローターまたはステータにおいては磁界が空間的に均一にならない、ということが一般的にわかっている。実際のモーターもしくはジェネレータにおいて測定される磁束密度分布に極めて近いピーク磁束密度の空間的且つ一時的な変化の評価を得るためには、有限要素モデリング等の方法が当業界に知られている。空間的に均一な磁束密度の下である材料の磁性鉄損を与える適切な経験式をインプットとして使用すれば、これらの方法により、ある部材のその作動配置構成における対応した実際の鉄損を妥当な精度で予測することができる。

本発明の磁性部材の鉄損の測定は、当業界に公知の種々の方法を使用して行うことができる。本発明の部材を測定するのに特に適した方法について以下に説明する。本方法は、本発明の磁性部材を含んだ磁気回路と磁束遮蔽構造物手段（ａｆｌｕｘｃｌｏｓｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｅａｎｓ）とを形成することを含む。磁気回路は、必要に応じて、本発明の複数の磁性部材と磁束遮蔽構造物手段を含んでよい。磁束遮蔽構造物手段は、高い透磁率と、部材を試験しようとする磁束密度に少なくとも等しい飽和磁束密度とを有する軟磁性材料を含むのが好ましい。軟磁性材料は、部材の飽和磁束密度に少なくとも等しい飽和磁束密度を有するのが好ましい。一般には、部材を試験しようとする磁束方向が、部材の第１と第２の対面を画定する。磁束線は、第１の対面の平面にほぼ垂直の方向にて部材に入る。磁束線は一般に、非晶質金属板片の平面に従って進み、第２の対面から現れる。磁束遮蔽構造物手段は一般に、好ましくは本発明に従って造られた磁束遮蔽磁性部材（ａｆｌｕｘｃｌｏｓｕｒｅｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含むが、当業界に公知の他の方法と材料を使用して造ることもできる。磁束遮蔽磁性部材はさらに、磁束線が入って行って現れる第１と第２の対面（一般には、互いに垂直）を有する。磁束遮蔽部材の対面は、実際の試験時に磁束遮蔽部材をかみ合わせる磁性部材の個々の面と実質的に同じサイズおよび形状を有している。磁束遮蔽磁性部材は、その第１の面が、極めて近い本発明の磁性部材の第１の面と、そしてその第２の面が、実質的に近い本発明の磁性部材の第２の面とかみ合った関係にて配置される。起磁力は、本発明の磁性部材または磁束遮蔽磁性部材を取り巻いている第１の巻き線に電流を通すことによって加える。試験しようとする磁性部材を取り巻いている第２の巻き線に誘起される電圧からファラデーの法則によって磁束密度を求める。起磁力からアンペールの法則によって印加磁場を求める。次いで、印加磁場と磁束密度から従来法によって鉄損を算出する。

図７を参照すると、磁性部材１０の鉄損を測定するための試験法が示されている。コア７０の長側部（ｌｏｎｇｓｉｄｅ）７８ｂを、鉄損試験のための磁性部材１０として選定する。コア７０の残部は磁束遮蔽構造物手段として作用し、一般にはＣ−形状を有していて、一般には丸みの付いた４つのコーナー７６、短い側面７４、および長側部７８ａを含む。丸みの付いたコーナー７６、短い側面７４、および長側部７８ａを分けているカット７２のそれぞれは必要に応じて設ける。コア７０の残部から長側部７８ｂを分けているカットのみを設けるのが好ましい。長側部７８ｂを除去するようにコア７０をカットすることによって形成されるカット表面が、磁性部材の対面と磁束遮蔽磁性部材の対面を画定する。試験する際には、長側部７８ｂを、その面が、カットによって画定された対応する面に極めて近く且つ平行になるように配置する。長側部７８ｂの面は、磁束遮蔽磁性部材の面と実質的に同じサイズおよび形状を有する。２つの銅線巻き線（図示せず）が長側部７８ｂを取り巻く。必要な周波数とピーク磁束密度にて長側部７８ｂを励起する起磁力をもたらすよう、適切な大きさの交流を第１の巻き線に通す。長側部７８ｂと磁束遮蔽磁性部材における磁束線は、一般には板片２２の平面内に存在していて、周辺方向に向かっている。第２の巻き線中に電圧が誘起され、この電圧は、長側部７８ｂ内の磁束密度が時間と共に変化していることを示している。電圧と電流の測定値から、従来の電子的手段によって鉄損を求める。

本発明の理解がより深まるよう、以下に実施例を挙げて説明する。本発明の原理と実施態様を示すために記載されている特定の方法、条件、材料、割合、および記録データは代表的なものであって、これらによって本発明の範囲が限定されるわけではない。

実施例１
非晶質金属直角プリズムの製造と電磁誘導試験
約２５ｍｍ×９０ｍｍの寸法を有する直方体のマンドレルまたはボビンを、幅が約６０ｍｍで厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉非晶質金属リボンで包み込んだ。約８００ラップの非晶質金属リボンをマンドレルまたはリボンに巻きつけ、これにより約２５ｍｍ×９０ｍｍの内部寸法と約２０ｍｍのビルド厚さ（ａｂｕｉｌｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を有する直方体コア形態物を得た。コア／ボビン集成体を窒素雰囲気中でアニールした。このアニールは、１）集成体を３６５℃に加熱する工程；２）約３６５℃の温度で約２時間保持する工程；および３）集成体を周囲温度に冷却する工程；からなった。コア／ボビン集成体から直方体の巻きつけ非晶質金属コアを取り除いた。エポキシ樹脂溶液を使用してコアを真空含浸した。ボビンを交換し、組み立て直して含浸したコア／ボビン集成体を１２０℃で約４．５時間キュアーした。充分にキュアーしてから、再びコアをコア／ボビン集成体から取り除いた。こうして得られたエポキシ結合巻きつけ非晶質金属コアの重量は２１００ｇであった。

長さ６０ｍｍ、幅４０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ（約８００層）の直角プリズムを、エポキシ結合非晶質金属コアから１．５ｍｍ厚さの切刃を使用して切り取った。直角プリズムの切断表面とコアの残部を硝酸／水溶液中でエッチングし、水酸化アンモニウム／水溶液中で清浄化した。

コアの残部を硝酸／水溶液中でエッチングし、水酸化アンモニウム／水溶液中で清浄化した。直角プリズムとコアの残部を組み立て直して、再び完全な切断コア形態物（ａｃｕｔｃｏｒｅｆｏｒｍ）にした。コアの残部に一次電気巻線と二次電気巻線を固定した。この切断コア形態物を、室温にて、６０Ｈｚ、１，０００Ｈｚ、５，０００Ｈｚ、および２０，０００Ｈｚで電気的に試験し、類似の試験構成における他の強磁性材料に対するカタログ記載値〔ＮａｔｉｏｎａｌＡｒｎｏｌｄＭａｇｎｅｔｉｃｓ，１７０３０ＭｕｓｋｒａｔＡｖｅｎｕｅ，Ａｄｅｌａｎｔｏ，ＣＡ９２３０１（１９９５）〕と比較した。結果を表１、２、３、および４に示す。

表３と４のデータからわかるように、鉄損は、５０００Ｈｚ以上の励起周波数において特に低い。したがって、本発明の磁性部材は高速モーターにおいて使用するのに特に適している。

実施例２
非晶質金属台形プリズムの製造
幅が約４８ｍｍ、厚さ０．０２２ｍｍのＦｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉非晶質金属リボンを約３００ｍｍの長さに切り取った。約３，８００層の切断非晶質金属リボンを積み重ねて、幅が約４８ｍｍ、長さが３００ｍｍ、ビルド厚さが約９６ｍｍの角材を形成した。この角材を窒素雰囲気中でアニールした。このアニールは、１）角材を３６５℃に加熱する工程；２）約３６５℃の温度で約２時間保持する工程；および３）角材を周囲温度に冷却する工程；からなった。エポキシ樹脂溶液を使用して角材を真空含浸し、１２０℃にて約４．５時間キュアーした。こうして得られた、積み重ねてエポキシ結合させた非晶質金属角材の重量は約９０００ｇであった。

積み重ねてエポキシ結合させた非晶質金属角材から１．５ｍｍ厚さの切刃を使用して台形プリズムをカットした。本プリズムの台形面は、上底が５２ｍｍ、下底が６２ｍｍ、そして高さが４８ｍｍであった。台形プリズムの厚さは９６ｍｍ（３，８００層）であった。台形プリズムの切断表面とコアの残部を硝酸／水溶液中でエッチングし、水酸化アンモニウム／水溶液中で清浄化した。

この台形プリズムの鉄損は、１００Ｈｚにて１．０Ｔのピーク誘導レベルにまで励起した場合には１１．５Ｗ／ｋｇ未満であった。
実施例３
円弧状断面を有する多角形バルク状非晶質金属部材の製造
幅が約５０ｍｍ、厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉非晶質金属リボンを約３００ｍｍの長さに切り取った。約３，８００層の切断非晶質金属リボンを積み重ねて、幅が約５０ｍｍ、長さが３００ｍｍ、ビルド厚さが約９６ｍｍの角材を形成した。この角材を窒素雰囲気中でアニールした。このアニールは、１）角材を３６５℃に加熱する工程；２）約３６５℃の温度で約２時間保持する工程；および３）角材を周囲温度に冷却する工程；からなった。エポキシ樹脂溶液を使用して角材を真空含浸し、１２０℃にて約４．５時間キュアーした。こうして得られた、積み重ねてエポキシ結合させた非晶質金属角材の重量は約９２００ｇであった。

積み重ねてエポキシ結合させた非晶質金属角材を放電加工機を使用して切断して、三次元の円弧状ブロックを形成した。ブロックの外径は約９６ｍｍであった。ブロックの内径は約１３ｍｍであった。円弧の長さ（ａｒｃｌｅｎｇｔｈ）は約９０°であった。ブロックの厚さは約９６ｍｍであった。

約１９ｍｍの外径を有する円形のマンドレルまたはボビンを、幅が約２０ｍｍで厚さが０．０２２ｍｍのＦｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉非晶質金属リボン包み込んだ。約１，２００ラップの非晶質金属リボンをマンドレルまたはリボンに巻きつけ、これにより約１９ｍｍの内径と約４８ｍｍの外径を有する円形コア形態物を得た。コアのビルド厚さは約２９ｍｍであった。このコアを窒素雰囲気中でアニールした。このアニールは、１）角材を３６５℃に加熱する工程；２）約３６５℃の温度で約２時間保持する工程；および３）角材を周囲温度に冷却する工程；からなった。エポキシ樹脂溶液を使用してコアを真空含浸し、１２０℃で約４．５時間キュアーした。こうして得られた、巻きつけしてエポキシ結合させた非晶質金属コアの重量は約７１ｇであった。

巻きつけしてエポキシ結合させた非晶質金属コアをウォーター・ジェットを使用して切断して、半円形の三次元形状物体を形成した。この半円形物体は、内径が約１９ｍｍであり、外径が約４８ｍｍであり、そして厚さが約２０ｍｍであった。

多角形バルク状非晶質金属部材の切断表面を硝酸／水溶液中でエッチングし、水酸化アンモニウム／水溶液中で清浄化した。
多角形バルク状非晶質金属部材のそれぞれは、１０００Ｈｚにて１．０Ｔのピーク誘導レベルにまで励起させた場合に１１．５Ｗ／ｋｇ未満の鉄損を示した。

実施例４
低鉄損性バルク状非晶質金属部材の高周波数挙動
前記の実施例１において採取した鉄損データを、従来の非線形回帰法を使用して解析した。Ｆｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉非晶質金属リボンで構成される低鉄損性バルク状非晶質金属部材の鉄損は、本質的に、式
Ｌ（Ｂ_max，ｆ）＝ｃ₁ｆ（Ｂ_max）ⁿ＋ｃ₂ｆ^q（Ｂ_max）^m
で示される関数によって定義することができる。係数ｃ₁とｃ₂、ならびに指数ｎ、ｍ、およびｑの適切な値は、バルク状非晶質金属部材の磁気損失に対する上限を規定するように選択した。表５は、実施例１における部材の実測による損失と、上記の式によって予測される損失を示している（それぞれ１ｋｇ当たりのワット数として測定）。ｆ（Ｈｚ）とＢ_max（Ｔｅｓｌａ）の関数としての予測損失は、係数ｃ₁＝０．００７４およびｃ₂＝０．０００２８２、ならびに指数ｎ＝１．３、ｍ＝２．４、およびｑ＝１．５を使用して算出した。実施例１のバルク状非晶質金属部材の実測損失は、上記式によって予測される対応した損失より少なかった。

実施例５
ナノ結晶質合金直角プリズムの製造
幅が約２５ｍｍで厚さが０．０１８ｍｍのＦｅ_73.5Ｃｕ₁Ｎｂ₃Ｂ₉Ｓｉ_13.5非晶質金属リボンを約３００ｍｍの長さに切り取った。切断した非晶質金属リボンの約１，２００層を積み重ねて、幅が約２５ｍｍ、長さが３００ｍｍ、そしてビルド厚さが約２５ｍｍの角材を形成した。この角材を窒素雰囲気中でアニールした。このアニールは、１）角材を５８０℃に加熱する工程；２）約５８０℃の温度で約１時間保持する工程；および３）角材を周囲温度に冷却する工程；を施すことによって行った。エポキシ樹脂溶液を使用して角材を真空含浸し、１２０℃で約４．５時間キュアーした。こうして得られた、積み重ねてエポキシ結合させた非晶質金属角材の重量は約１２００ｇであった。

積み重ねてエポキシ結合させた非晶質金属角材から１．５ｍｍ厚さの切刃を使用して直角プリズムを切断した。プリズムの面は、約２５ｍｍスクエアで長さが５０ｍｍであった。この直角プリズムの厚さは２５ｍｍ（１２００層）であった。直角プリズムの切断表面を硝酸／水溶液中でエッチングし、水酸化アンモニウム／水溶液中で清浄化した。

本直角プリズムの鉄損は、１０００Ｈｚにて１．０Ｔのピーク誘導レベルにまで励起した場合に１１．５Ｗ／ｋｇ未満であった。
本発明をかなり詳細に説明してきたが、こうした詳細に厳密に従う必要はなく、当業者にとっては種々の変更や改良が可能であるのはもちろんであり、このような全ての変更や改良も、特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲内に含まれる。

図１は、本発明により構成された三次元長方形の形状におけるバルク非晶質金属磁性部材の斜視図である。図２Ａは、プリズムの形状を有し、かつ本発明により構成されたバルク非晶質金属磁性部材の斜視図である。図２Ｂは、向かい合わせに配置された弓形表面を有し、かつ本発明により構成されたバルク非晶質金属磁性部材の斜視図である。図２Ｃは、図２Ａに描かれるような６個のプリズム形状構成部分および図２Ｂに描かれるような６個の弓形構成部分から構成された電動機用固定子の平面図である。図３Ａは、本発明により構成された電動機用バルク非晶質金属磁気固定子の斜視図である。図３Ｂは、本発明により構成された電動機用バルク非晶質金属磁気ローターの斜視図である。図３Ｃは、図３Ａの固定子および図３Ｂのローターから構成された電動機用固定子およびローターの平面図である。図４は、本発明により配置されて切断および積層された非晶質金属板片のコイルの側面図である。図５は、本発明により複数の一般にプリズム形状の磁性部材を製造するための切取りラインを示す非晶質金属板片の角材の斜視図である。図６は、本発明により一般に長方形のコアを形成するためにマンドレルの周囲に巻かれる非晶質金属板片のコイルの側面図である。図７は、本発明により形成される複数の一般にプリズム形状の磁性部材を製造するための切取りラインを示す一般に長方形の非晶質金属コアの斜視図である。

Claims

エポキシ含浸されて互いに貼り合わされた、複数の、実質的に類似した形状の非晶質金属板片層を有する焼きなまされた積層体を含む、少なくとも１つの低鉄損性バルク状非晶質金属磁性部材を有する電動機であって、
前記部材は前記焼きなまされた積層体をエポキシ含浸することによって製造されたものであり、且つ、多面体形状の部品を形成しており、
前記低鉄損性バルク状非晶質金属磁性部材が、ピーク誘導レベルＢ_maxまで励起周波数“ｆ”で作動されて、前記鉄損、前記励起周波数および前記ピーク誘導レベルがそれぞれｋｇ当たりのワット、ヘルツおよびテスラで測定されたとき、“Ｌ”（Ｌは、式Ｌ＝０．００７４ｆ（Ｂ_max）^1.3＋０．０００２８２ｆ^1.5（Ｂ_max）^2.4により与えられる）未満の鉄損を有し、且つ、
前記非晶質金属板片のそれぞれが、原子パーセントを下付きで示す化学式Ｍ_70-85Ｙ_5-20Ｚ_0-20（式中、“Ｍ”は、Ｆｅ，ＮｉおよびＣｏの少なくとも１つであり、“Ｙ”はＢ，ＣおよびＰの少なくとも１つであり、“Ｚ”はＳｉ，ＡｌおよびＧｅの少なくとも１つである；ただし、（ｉ）構成部分“Ｍ”の１０原子パーセント以下は、金属種Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，ＴａおよびＷの少なくとも１つで置換することができ、且つ、（ｉｉ）構成部分（Ｙ＋Ｚ）の１０原子パーセント以下は、非金属種Ｉｎ，Ｓｎ，ＳｂおよびＰｂの少なくとも１つで置換することができる）で本質的に定義される組成を有することを特徴とする、前記電動機。
前記板片のそれぞれが、化学式Ｆｅ₈₀Ｂ₁₁Ｓｉ₉により本質的に定義される組成を有する、請求項１に記載の電動機。
前記非晶質金属板片が、熱処理されてその中にナノ結晶性微細構造を形成している、請求項１に記載の電動機。
前記非晶質金属板片のそれぞれが、化学式Ｆｅ_{100-u-x-y-z-w}Ｒ_uＴ_xＱ_yＢ_zＳｉ_w（式中、Ｒは、ＮｉおよびＣｏの少なくとも１つであり、Ｔは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの少なくとも１つであり、Ｑは、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，ＰｄおよびＰｔの少なくとも１つであり、ｕは０〜約１０の範囲であり、ｘは約３〜１２の範囲であり、ｙは０〜約４の範囲であり、ｚは約５〜１２の範囲であり、ｗは０〜約８未満の範囲である）で本質的に定義される組成を有する、請求項３に記載の電動機。
前記非晶質金属板片のそれぞれが、化学式Ｆｅ_{100-u-x-y-z-w}Ｒ_uＴ_xＱ_yＢ_zＳｉ_w（式中、Ｒは、ＮｉおよびＣｏの少なくとも１つであり、Ｔは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷの少なくとも１つであり、Ｑは、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，ＰｄおよびＰｔの少なくとも１つであり、ｕは０〜約１０の範囲であり、ｘは約１〜５の範囲であり、ｙは０〜約３の範囲であり、ｚは約５〜１２の範囲であり、ｗは約８〜１８の範囲である）で本質的に定義される組成を有する、請求項３に記載の電動機。
前記バルク状非晶質金属磁性部材が、前記電動機の固定子の一部を構成する、請求項１に記載の電動機。
前記バルク状非晶質金属磁性部材が、前記電動機のローターの一部を構成する、請求項１に記載の電動機。
前記バルク状非晶質金属磁性部材が、およそ６０Ｈｚの周波数およびおよそ１．４Ｔの束密度で作動されたときに、１ｋｇの非晶質金属材料当たりおよそ１ワット以下の鉄損を有する、請求項１に記載の電動機。
前記バルク状非晶質金属磁性部材が、およそ１０００Ｈｚの周波数およびおよそ１．４Ｔの束密度で作動されたときに、１ｋｇの非晶質金属材料当たりおよそ２０ワット以下の鉄損を有する、請求項１に記載の電動機。
前記バルク状非晶質金属磁性部材が、およそ２０，０００Ｈｚの周波数およびおよそ０．３０Ｔの束密度で作動されたときに、１ｋｇの非晶質金属材料当たりおよそ７０ワット以下の鉄損を有する、請求項１に記載の電動機。