JP2017099157A - Laminate of magnetic plate and motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ用鉄心として用いられる磁性板の積層体及びモータに関する。 The present invention relates to a laminated body of magnetic plates and a motor used as an iron core for a motor.
従来、モータ用鉄心には、純鉄や電磁鋼板が用いられている。また、より効率化を目的としたモータには、非晶質やナノ結晶粒を有する薄帯が鉄心に用いられたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, pure iron or electromagnetic steel sheets have been used for motor iron cores. In addition, there is a motor in which a thin ribbon having amorphous or nanocrystal grains is used for an iron core as a motor aiming at higher efficiency (for example, see Patent Document 1).
特許文献1の技術では、まず、単ロール法、双ロール法等の液体急冷法により作製された非晶質薄帯に対して巻回、切断、打ち抜き、エッチング等を行うことでモータ用鉄心を作製する。次に、そのモータ用鉄心を熱処理して微細なナノ結晶粒を有する金属薄帯とし、これらを積層することで、図6に示す固定子鉄心及び回転子鉄心を作製する。
In the technique of
しかしながら、特許文献1の技術では、非晶質薄帯を熱処理して作製されたナノ結晶粒を有する金属薄帯は脆いため、積層後に外力(外部負荷応力)が加わった場合に破損しやすく、モータ特性(モータの磁気特性)の低下につながりやすいという課題を有している。
However, in the technique of
本発明の目的は、上述した課題を解決するものであり、モータ特性の低下を防ぎつつ、外部負荷応力に対して取扱いが容易となる磁性板の積層体及びモータを提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a laminated body of a magnetic plate and a motor that can be easily handled with respect to external load stress while preventing deterioration of motor characteristics.
本発明の一態様に係る磁性板の積層体は、軟磁性の非晶質薄帯と、結晶粒を有する軟磁性の金属薄帯とが積層され、少なくとも最上層と最下層が非晶質薄帯である構成を採る。 A laminate of a magnetic plate according to one embodiment of the present invention includes a soft magnetic amorphous ribbon and a soft magnetic metal ribbon having crystal grains, and at least an uppermost layer and a lowermost layer are amorphous thin. The structure which is a belt is taken.
本発明の一態様に係るモータは、上記磁性板の積層体を有する構成を採る。 The motor according to one embodiment of the present invention employs a configuration having a laminate of the magnetic plates.
本発明によれば、モータ特性の低下を防ぎつつ、外部負荷応力に対して取扱いが容易になる。 According to the present invention, it is easy to handle external load stress while preventing deterioration of motor characteristics.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1について説明する。
(Embodiment 1)
まず、図1を用いて、本発明の実施の形態1に係る磁性板の積層体(以下、単に「積層体」という)10について説明する。図1は、本実施の形態の積層体10の構成図である。図1(a)は、積層体10の上面図である。図1(b)は、図1(a)に示したA−B間の断面図である。図1に示す積層体10は、モータ100(図2参照)の磁心として用いられる。
First, a laminated body (hereinafter simply referred to as “laminated body”) 10 of magnetic plates according to
図1(a)、図1(b)に示すように、積層体10は、非晶質薄帯の固定子材(以下、単に「非晶質薄帯」ともいう)1、固定用穴2、軟磁性金属薄帯の固定子材(以下、単に「金属薄帯」ともいう)3、金属薄帯3を積層した積層部4を有する。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the laminated
図1(b)に示すように、積層部4の上下には、それぞれ、軟磁性の非晶質薄帯1が配置されている。すなわち、積層体10の最上層と最下層には、非晶質薄帯1が配置される。非晶質薄帯1の組成としては、例えば、鉄−珪素−ホウ素系を主体とする合金にニオブ、銅、燐などが添加されたものがあるが、知られている合金の種類は極限られている。
As shown in FIG. 1B, soft magnetic
また、積層部4の上下方向(金属薄帯3の積層方向または厚さ方向ともいう)には、固定用穴2が形成されている。固定用穴2には、後述するボルト5、カラー12(図2参照)が挿入される。
A
積層部4の面内方向の形状は、製品に応じて異なる。本実施の形態において、積層体10は、例えば、冷蔵庫やエアコンに使用されるハーメチックモータに使用されるものとし、最大外径が80mm、高さが30mmとする。
The shape of the laminated
金属薄帯3は、非晶質薄帯1を熱処理して結晶粒を生成することで得られる。熱処理された金属薄帯3の軟磁気特性は、非晶質薄帯1よりも向上する。したがって、磁気特性を高めるために、積層する薄帯の組合せの比率は、非晶質薄帯1を最小限にする方が望ましい。
The
次に、図2を用いて、本発明の実施の形態1に係るモータ100について説明する。図2は、本実施の形態のモータ100の構成図である。図2(a)は、モータ100の上面図である。図2(b)は、図2(a)に示したA−B間の断面図である。
Next, the
図2(a)、図2(b)に示すように、モータ100は、図1に示した積層体10の他に、ボルト5、ワッシャ6、金属基板7、回転子8、巻線9、スペーサ11、カラー12を有する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2(b)に示すように、積層体10は、金属基板7の上のスペーサ11の上に配置される。
As illustrated in FIG. 2B, the stacked
また、図2(b)に示すように、固定用穴2にはカラー12が挿入され、そのカラー12にはボルト5が挿入される。そして、図2(b)に示すように、ボルト5は、ワッシャ6とともに金属基板7に締結される。カラー12を用いることにより、ボルト5を締結する際の高さが一定となる。
Further, as shown in FIG. 2B, the
また、図2(a)、図2(b)に示すように、巻線9は上下の非晶質薄帯1のそれぞれに施される。また、モータ100の中央部分には、回転子8が設置される。
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
図1、図2において、例えば、積層体10の厚さが26mmである場合、厚さが0.03mmである非晶質薄帯1および金属薄帯3を合計750枚積層できる。この場合、占積率は87%となる。非晶質薄帯1は180度に曲げることができるほど、外力(外部負荷応力)に強い。その一方、金属薄帯3は、軟磁気特性が向上したり飽和磁束密度が大きくなったりするが、外力に対しては弱い。そこで、本実施の形態では、外装部である積層体10の上下の表面層(最上層と最下層)を、外力に強い非晶質薄帯1で構成するようにした。これにより、上下の表面層である非晶質薄帯1に外力が加わっても金属薄帯3には力が直接加わらないため、割れ等が発生して積層体10が崩れることを防ぐことができる。
1 and 2, for example, when the thickness of the
ここで、積層部4の内部での金属薄帯3の破損について、図3を用いて説明する。図3(a)および図3(b)は、金属薄帯3の積層断面図である。
Here, the breakage of the
図3(a)に示すように、金属薄帯3に折り目13があると、金属薄帯3の層間に隙間14が生じる。このように隙間14が生じると、金属薄帯3の厚さ方向の占積率が小さくなり、モータの効率が低下する。
As shown in FIG. 3A, when the
この隙間14を無くすために、上下より圧力を加えると、図3(b)に示すように亀裂15が発生することがある。このような亀裂15が存在すると、モータの動作時に、金属薄帯3に形成される磁気特性分布に不連続で磁気特性が低下した部分が生じ、モータ特性の低下の原因となる。積層体10の上下面に非晶質薄帯1を設置すると外力に対する耐性は向上するが、非晶質薄帯1の剛性は小さい。したがってボルト5で締結する際には、締結部から離れたところでは、金属薄帯3間に生じた隙間14を狭めるために働く圧力は小さいので、折り目13を圧縮して亀裂15の発生を防ぐことができる。
If pressure is applied from above and below to eliminate this
以上説明したように、本実施の形態によれば、硬度が高く曲げ性に優れる軟磁性の非晶質薄帯1を最上層と最下層に設置することを特徴とする。これにより、軟磁気特性に優れる結晶粒を有する金属薄帯3が非晶質薄帯1間に積層した積層体10を搭載したモータ100の磁気特性の低下を防ぐことができ、金属薄帯3を保護することができる。また、積層体10の内部で破損が起こった場合でも、積層体10の外形の形状を保つことができ、取扱いを容易にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the soft magnetic
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described.
図4を用いて、本発明の実施の形態2に係る磁性板の積層体10について説明する。図4は、本実施の形態の積層体10の断面構成図(図1(a)のA−B間の断面図)である。図4に示す積層体10は、図2に示したモータ100の磁心として用いられる。なお、図4において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
The
図4に示す積層体10は、図1(b)に示した構成と比べて、非晶質薄帯1を上下各々で2枚重ねにした点が異なる。非晶質薄帯1を2枚重ねとすることで、外力に対する耐久性が増す。一方、非晶質薄帯1は、金属薄帯3よりも軟磁気特性が劣る。非晶質薄帯1の比率が増えるとモータ効率が低下するので、金属薄帯3が主構成となるように、積層体10に占める非晶質薄帯1の比率は20%以下が望ましい(実施の形態1、3も同様)。
A
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3について説明する。
(Embodiment 3)
図5を用いて、本発明の実施の形態3に係る磁性板の積層体10について説明する。図5は、本実施の形態の積層体10の断面構成図(図1(a)のA−B間の断面図)である。図5に示す積層体10は、図2に示したモータ100の磁心として用いられる。なお、図5において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
The
図5に示す積層体10は、図1(b)または図4に示した構成と比べて、非晶質薄帯1が金属薄帯3に挟まれるように設けた点が異なる。例えば、非晶質薄帯1は、積層体10の中央部分(金属薄帯3の積層方向の中央部分)に設けられてもよい。図3を用いて説明したように金属薄帯3に亀裂15が発生した場合、この亀裂15は、上下の金属薄帯3にとって応力集中を起こしやすい場所となり、破壊の起点となりやすい。そのため、2次的に上下の金属薄帯3にも亀裂15が発生しやすくなる。これに対し、図5に示すように、金属薄帯3の積層方向の中央部分に、破壊されにくい非晶質薄帯1を設けておけば、亀裂15が金属薄帯3の積層方向に連鎖して発生することを防止できる。
The
本発明の磁性板の積層体及びモータは、トランス等の磁気応用した電子部品の用途にも適用できる。 The laminated body and motor of the magnetic plate of the present invention can also be applied to the use of magnetic electronic components such as transformers.
1 非晶質薄帯
2 固定用穴
3 金属薄帯
4 積層部
5 ボルト
6 ワッシャ
7 金属基板
8 回転子
9 巻線
10 積層体
11 スペーサ
12 カラー
13 折り目
14 隙間
15 亀裂
100 モータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも最上層と最下層が前記非晶質薄帯である、
磁性板の積層体。 A soft magnetic amorphous ribbon and a soft magnetic metal ribbon having crystal grains are laminated,
At least the uppermost layer and the lowermost layer are the amorphous ribbons,
A laminate of magnetic plates.
請求項1記載の磁性板の積層体。 The ratio of the amorphous ribbon in the laminate of the magnetic plates is 20% or less,
The laminated body of the magnetic board of Claim 1.
請求項1記載の磁性板の積層体。 The amorphous ribbon is disposed between the metal ribbons,
The laminated body of the magnetic board of Claim 1.
請求項3記載の磁性板の積層体。 The amorphous ribbon is further disposed in a central portion of the metal ribbon in the stacking direction;
A laminate of magnetic plates according to claim 3.
モータ。 It has the laminated body of the magnetic board of any one of Claim 1 to 4,
motor.
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