TW466816B - Bulk amorphous metal magnetic components for electric motors - Google Patents

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Nicholas John Decristofaro
Peter Joseph Stamatis
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Allied Signal Inc
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Description

4 6 6 81 6 五、發明說明（1) 發明背景 發明範圍 本發明係有關於非晶態金屬磁性元件，特別是一種具有 一通常外型為多面體的大型非晶態金屬磁性元件之高效率 電動馬達。 先前技藝說明 一電動馬達典型地包括疊積複數層非方向性電器鋼材而i 形成的磁性元件。在可變磁阻馬達與渦電流馬達中，其定 子係由疊積層製成；而在鼠籠式馬達、磁阻同步馬達與切' 換磁阻馬達中，定子與轉子皆由疊積層製成。典型地，每（ 一積層薄板係藉由壓、衝或切割等方法將機械性質柔軟之— 非方向性電器鋼材製成所需之外型，再疊積並結合外型相 同之積層薄板以形成轉子或定子。 儘管非晶態金屬提供優於非方向性電器鋼材的磁性特 性，但基於非晶態金屬之某些物理特性及其生產上之限 制，使得此類金屬長期以來一直被認定不適合作為譬如電 動馬達之轉子與定子的大型磁性元件。例如非晶態金屬較 非方向性鋼材薄而且堅硬，造成生產工具與模具更快磨 損，而增加工具及製造成本，以致無法將此技術應用於大 型非晶態金屬磁性元件之商品化生產。非晶態金屬較薄的〔 厚度亦增加了組合元件之疊層數，再一次提高、非晶態金屬 轉子或定子磁鐵元件之總成本。 非晶態金屬典型地係以一具有相同寬度之薄連續帶供 應。然而，非晶態金屬係一種十分堅硬的材料，不易切割
五、發明說明------ ^理以开1Ϊ ί I達到極佳之磁性特性而實施韌化 成〜大侍 脆，這將造成使用傳統方法構 之炉Μ： Κ晶悲金屬磁性元件-時困難且昂貴。非晶萍金眉 電動U I能影響Ϊ型非晶態金屬磁性元件應用於：如-毛勒馬達中之财夂性。 = 可視為隨著非晶態金屬材料上之應力-強度而變：率：：： 型非晶態金屬磁性元件承受應力時，其鐵心導 二j 通之效率將降低，造成更大的磁性損★、增加孰：：；磁 生、= : = 因非晶態金屬之磁致伸：而造成 S力機械夾持或其他固定大所;^的 產膨脹所產生的内二。”…屬材料之磁飽 明係提供一種用於高.效率電動馬且 #複：：；；態：屬片組成之大型非晶態== v/ 件。本發。；磁：-i用”製作一大型非晶態金屬磁性元 件之方法，可刼作於6〇赫茲至20, 〇〇〇赫茲之頻 率範圜内姓二二*頻率範圍時將表現出較矽-鋼磁性 元件為铗· 、其，依據本發明構成之一磁性元件 :1 )、操作杰磁、' r、央將丨為6 〇赫茲且磁通密度大約1.4特司拉 時具有，鐵“貝失將小於或相大，等於】瓦特/公斤之非晶
466816 五、發明說明（3) 態金屬材料；（i i )操作於一頻率大約為1，0 0 0赫茲且磁通 密度大約1 · 4特司拉時具有一鐵心損失將小於或大約相等 於2 0瓦_特/公斤之非晶態金屬材料；及，（i i i )操作於一頻 率大約為20, 000赫-茲且磁通密度大約0.3特司拉時具有一 鐵心損失將小於或大約相等於70瓦特/公斤之非晶態金屬 材料。 本發明之一第一具體實施例中，一大型非晶態金屬磁性 元件係以複數個外型大致相似之非晶-態金屬片相互疊積而 形成一多面體外型之元件。 本發明亦提供一種用於製作一大型非晶態金屬磁性元件 之方法。依據此發明方法之一第一具體,實施例，係切割非 晶態金屬片’以形成複數個具有預設長度之切片。疊積該切 片以形成一疊層式非晶態金屬片材料之棒狀物，並加以_韋刃 化處理。再將經由韌化過之疊層棒狀物以環氧樹脂浸透並 -/ 硬化之。最後，依預設之長度,切割疊層棒狀物，以提供複 數個具有一預設三維幾何外型之多面體磁性元件。較佳之 非晶悲金屬材料的組成需以化學式F Bi 1 S i 9定義之。 依據此發明方法之一第二具體實施例，係纏繞一非晶態 金屬帶於一心軸上，以形成一通常具有圓角且通常為矩形 之鐵心。再將該通常為矩形之鐵心加以韌化、以環氧樹脂 浸透並硬化。之後，切斷矩形鐵心之短邊以形成兩個具有 一預設三維幾何外型之磁性元件。其中，此幾何外型類似 於僉矩形鐵心之該短邊的尺寸與外型。自該通常為矩形之 鐵心長邊移除圓角，並切斷該通常為矩形之鐵心長邊，以 · . -·...
第1頁 五、發明說明（4) 形成複數個具有一預設三維幾何外型之多面體磁性元件。 較佳之非晶態金屬·材料的組成余以化學式Fe8flB„Si9定義 之。-- 、 本發明亦指一.種-依據上述方法構成之大型非晶態金屬磁 性元件。 依據本發明構成之大型''非高態金屬磁性元件特別適合作 為高效率可變磁阻馬達與渦電流馬達之定子或定子元件； 、 - 同樣地，大型非晶態金屬磁性元件可-以作為鼠籠式馬達、 磁阻同步馬達與切換磁阻馬達之轉子與定子。本發明之優 點包括簡化製程、縮短加工時間、減少構成大型非晶態金 （ 屬磁性元件時產生的應力（磁致伸縮）、並使完成的非晶態 ' 磁性元件之磁性特性最佳化。 附圖之簡單說明 本發明可藉由參考以下本發明較佳具體實施例之詳細說 明及隨附圖式而得以更透徹了 .，解並進一步顯現其優勢，其 中各圖中相同之代碼係表示類/似之元件，且其中： 圖1係依據本發明構成之通常外型為三維矩形的一大型 非晶態金屬磁性元件透視圖； . 圖2A係依據本發明構成之通常外型為稜柱形的一大型非 晶態金屬磁性元件透視圖； （ 圖2B係依據本發明構成，通常具有相對配置之圆弧形表 面的一大型非晶態金屬磁性元件透視圆； 圖2C係由六個圖2 A顯示之稜柱形元件及六個圆2 B顯示之 圓弧形元件所構成之一電動馬達的上視圆； • ‘
T\ 466 816 ❻Y:修i] ^ 1 _案號 88119346 j(° k- ^M tjB_修正R_ 五、發明說明（5) —-一一」 圖3 Α係依據本發明構成，用於一電動馬達之一大型非晶 態金屬磁性定子透視圖； 圖3 B係依據本發明構成，用於一電動馬達之一大型非晶 態金屬磁性轉子透視圖； 圖3C係由圖3A之定子與圖3B之轉子所構成之一電動馬達 的定子與轉子上視圖； 圖4係依據本發明切割並疊積一非晶態金屬片捲圈時之 側視圖； 圖5係非晶態金屬片所構成之一棒狀物的透視圖，顯示 依據本發明製造複數個通常為稜柱形之磁性元件時的切割 線； 圖6係非晶態金屬片所構成之一捲圈的侧視圖，其係依 據本發明纏繞一心軸以形成一通常為矩形之鐵心；及 圖7係通常為矩形之非晶態鐵心透視圖，顯示依據本發 明製造複數個通常為稜柱形之磁性元件時的切割線。 元件符號說明 10 大型非晶態金屬磁性元件 11 五邊形棱柱 12 圓弧形塊狀物 13 圓形塊 狀 物 14 碟形塊狀物 20 非晶態 金 屬片材料 22 單一的非晶態金屬片 30 滾筒 50 棒狀物 52 線 60 轴心 70 鐵心 72 虛線 74 短邊 78 長邊 76 圓角 100 五邊形多面體元件 110 側面
O:\61\61203.ptc 第10頁 2001.08.14.010 466816 90. 8, π： 案號 88119346 曰 修正 五、發明說明（Γλ) 200 磁 性 元 件 21 0 表 面 300 大 型 非晶 態 金 趄 屬 磁 性 元 件 40 0 大 型 非 晶 態 金 屬 磁 性 元 件 410 齒 狀 物 500 大 型 非 晶 態 金 屬 磁 性 元 件 5 10 齒 狀 物 600 電 動 馬 達 發 明之 較 佳 具 體 施 例 說 明 本發 明 係 指 使 用 大 型 非 晶 態 金 屬 定 子 、 轉 子 及 作 為 定 子 與轉 子 組 件 等 之 元 件 所 構 成 的 高 效 率 馬 達 0 依 據 本 發 明 構 成之 通 常 為 多 面 體 的 大 型 非 晶 態 金 屬 元 件 具 有 各 種 幾 何 形 狀， 包 括 7 但 不 限 定 於 矩 形 、 正 方 形 及 棱 柱 形 0 此 外 上 述任 一 種 幾 何 形 狀 可 包 括 至 少 一 圓 弧 形 表 面 7 且 較 佳 地 係 以兩 相 對 設 置 之 圓 弧 形 表 面 形 成 通 常 為 彎 曲 或 圓 弧 形 之 大型 非 晶 態 金 屬 磁 性 元 件 0 更 5 可 依 據 本 發 明 之 大 型 非 晶 態金 屬 磁 性 元 件 構 成 完 整 的 定 子 與 轉 子 0 該 定 子 與 轉 子
I
O:\61\61203.ptc ^ ^ 1 2001.08.14.011 466816 五、發明說明（6) 可具有一體式結構，或集合複數個組件而形成一— 件。另，一定子及/或一韓子可我么加 ^ 之凡 轉千了為全部以非晶離金-彡日杜 構成或結合非晶‘態金屬組件與其他磁 ^金牛 構。 1王何料之一複合式結 請仔細參考圖式，圖1描述-通常為多面體之大型非Β 態金屬磁性兀件10。在此使用多面體—詞係指一 曰曰 個面或側面之三維立方體。這包括，但不限定於2 =數 形、正方形及J柱形。此外，上述任一種幾何形：可包括 至少-®孤形n 1較佳地係]乂兩相對設置之圓弧形表 面或側面形成一通常為彎曲或圓弧形之大型非晶離金屬磁 性元件。圖1所示之磁性元件10包括以複數個外型大致相 似之非晶態金屬片材料20相互疊積並韌化而成。在一較佳 具體實施例中，一依據本發明構成之三維磁性元件1〇(1) 操作於一頻率大約為60赫茲且磁通密度大約丨.4特司拉時 具有一鐵心損失將小於或相大約等於丨瓦特/公斤之非晶態 金屬材料；（ii)操作於一頻率大約為〗，〇〇〇赫茲且磁通密 度大約1. 4特司拉時具有一鐵心損失將小於或大約相等於 2 0瓦特/公斤之非晶態金屬材料；及，（丨丨〇操作於一頻率 大約為20, 000赫茲且磁通密度大約0.3特司拉時具有一鐵 心損失將小於或大約相等於7〇瓦特/公斤之非晶態金屬材 料。這些數據可應用於本發明之各種具體實施例中，而與 大型非晶態金屬磁性元件之特定幾何形狀無關β 圖2Α中描述的一通常為稜柱形之大型非晶態金屬磁性元 件1 0 0較佳地包括五個側面或表面丨i 〇。該五邊形多面體元
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五、發明說明（7) 件100係以複數個尺寸與外型皆乂致相同之非晶態金屬片 材料2 0相互疊積並韌化而成。’ 圖·2Β^.述之一磁性元件2〇〇，包括至少_，且較佳地係兩 個相對§又置之圓弧-形表面2 1 〇。圓弧形元件2 〇 〇係以複數個 尺寸與外型皆大致相同之非晶態金屬片材料2 〇相互疊積並 勃化而成。 ' :-乂…' "圖2 C為述之大型非晶態金屬磁性元件3 〇 〇可用於一徑向 氣隙電動馬達之定子，且包括六個磁性元件丨〇 〇及六個磁 性元件2 0 0 » 圖3Α描述之大型非晶態金屬磁性元件4〇〇通常係圓形， 且包括複數個通常為矩形並向圓形元件4 〇〇中心作徑向延 伸的齒狀物4·10。元件4〇〇係以複數個尺寸與外型皆大致相 同之非晶態金屬片材料2 0相互疊.積.並韌化而成。依據圖3 Α 具體實施例構成之一大型非晶態金屬.磁性元件可用於一徑 向氣隙電動馬達之定子。 ^ 圖3Β描述之大型非晶態金屬./磁性元件5〇〇通常係碟形， 且包括.複數個通常為矩形並沿徑向朝外延伸的齒狀物 5 10 °元件5 0 〇係以複數個尺寸與外型皆大致相同之非晶態 金屬片材料2 0相互疊積並韌化而成。依據圖3 β具體實施例 構成之一大型非晶態金屬磁性元件可用於一徑向氣隙電動 馬達之轉子。 參考圖3C，依據本發明、構成之一定子4〇〇及轉子5()()可作 為高效率徑向氣隙電動馬達6 0 0之組件》 本發明亦提供一種構成大型非晶態金屬磁性元件之方
4 6 6-81 8 五、發明說明（8) 去。如圖4所τ ’使用切刀4 0將—淚筒3 〇之非晶態 材料切割成具有相同外型與尺寸之複數個片2〇。疊 2〇以·形.成一由非晶態金屬材料疊積而成之棒狀物5〇。 物50係經由動化.、-以環氧樹脂-浸透並硬化。可沿著圖5 所示之線52切害棒狀物50以製造具有—通常為梯形之磁性 m。元件財為矩形、梯形、正方形或其 他或其他，面體外尘。亦可切斷棒狀物 2A、2B、3A及3B中顯示之五邊 衣仏刀別在圖 12、圓形塊狀物13或碟形塊=二=形塊狀物 性::=;:體！施例之方法中，-大 或一組非晶態金屬片22纏繞於一通當Α Γ 片2 :形成一通常為矩形之纏繞型鐵心7。:· 1 丄 需h J2 的大型产晶·態金屬磁性元件1 〇所 :i:°係經過，、以環氧樹脂浸透並硬 可七豬由切斷紐邊74並留/下圓角76連接至長邊78而 兩個.το件1 0。其他的磁性元.件】〇可藉由自長邊‘ 6並於虛線72所指示的複數個處 ^ 亦屬於本發明;其他如梯形與正方形之三維外型 物12、圓形換狀物Η I不之五邊形棱杈11、圓弧形塊狀 這種-槿i r碟形塊狀物14等三維外型。 、’。冓特別適合用作譬如為肩動機非晶態金屬定子與 466816 ^ 五、發明說明（9) 广_ 轉子組件之磁性元件。同時，可.簡化磁性元件之製程且減 )製造時間，並將其他製造大^非晶態金屬磁性元件之方 法所產·生的應力最小化，所製成的元杯亦可得到最佳化之 磁性特性… 依據本發明之大型非晶態金屬磁性元件1 〇可使用各種非 晶態金屬合金製成。一般而f…，適合用於本發明元件i 0之 構者k以化學式M7〇_85Y5_2qZq_2Q定義之，其中下標表示該原 子所佔比例，"Μ"為鐵、錄、姑元素中至少一種，γ"為 硼、碳、磷元素中至少一種，且"Ζ"為矽、鋁、鍺元素中 至少一種；但（i )至多（1 0 )原子比例之"Μ"成份可由鈦、 釩、鉻、錳、銅、銼、鈮、鉬、鈕及鎢等金屬族元素中至 少一種取代之’且（i i )至多（1 〇 )原子比例之（γ + ζ )成份可 由姻、錫、録及錯等.非金屬元素.中.至少一種取代之^.在價 格低廉又可達到最高感應值之合金中，"為鐵元素、"Υ" 為硼元素、"Ζ"為矽元素。因此(非晶態金屬較佳地係以 鐵-硼-矽合金組成。最佳地非/晶態金屬片之組成需包括約 1 1原子.比例之蝴及約9原子比.例之石夕，並以鐵與附帶的雜 質平衡之。這種金屬片即AlliedSignal Inc.所銷售之 METLAS® 合金26 05SA-1 ° 本發明大型非晶態金屬磁性元件丨0可使用各種切割技 術，由非金屬片疊積而成之棒狀物5 〇或纏繞型非晶態金屬 片鐵心7 0切割而成。元件1 〇可使用切刀或切輪將棒狀物5 〇 或鐵心7 0切割成型。另，元件丨〇亦可藉由放電加工機或水 刀切割成型。
4 6 6 81 6 、一 ' 五、發明說明（ίο) Λ 大型非晶癌金屬磁性元件之磁化與去磁較其他鐵磁元件 更有效率。作為電動馬達之轉子或定子使用時，若以相同 之電·磁感應與頻率磁化兩元件，大型祚晶態金屬磁性元件 將比其他鐵磁金屬元件產生較少之熱量。是以，相較於其 他使用鐵磁金屬元件之電動馬達，可設計使用大型非晶態 金屬磁性元件之電動馬達操作於丨）較低之操作溫度；2 )較 高之感應’以縮小尺寸及重量；或3 )較高之頻率，以縮 小尺寸及重量，或達到更佳的運動控制。 以下之範例係用以更完整地描述本發明。用來描述本發 明之原理與實施之特殊技術、條件、材料、比例及數據將 做為參考樣本，而不應用以限制本發明之範疇。 範例1 ' 非晶態金屬之矩形稜柱的製備及電磁試驗 一寬約60公厘且厚約0. 02 2公厘之Fe8GBuSi9非晶態金屬 帶係纏繞於一尺寸約2 5公厘X 9 0公厘之矩形心軸或線軸 上。非晶態金属0纏繞心.軸或線軸上大約8 〇 〇圈以製造一 内尺寸約為25公厘X90公厘且厚度大約2〇公厘之矩形鐵 心。鐵·心/線軸組件係於氮氣中韌化，韌化步驟包括：1) 加熱組件至3 6 5 °C ; 2 )保持溫度於大約3 6 5 持續約2小 時；及，3)冷卻組件至環境溫度。由鐵心/線軸組件取下 矩形、纏繞塑、非晶態金屬鐵心，並在真空狀態下以環氧 樹脂溶液浸透鐵心。更換線軸，並在1 2 0 t下硬化業經重 新組合且浸透過的鐵心/線軸組件持續大約4. 5小時。待完 全硬化後’再〆次由鐵心/線轴赛·件，.取下鐵心。最終之矩
結合環氧樹脂的非晶態金屬鐵心之重量約 46&81J__ 五、發明說明（11) 形、纏繞型、 21 0 0公克β. 一長60公厘、寬40公厘、厚20公厘（約8〇〇層）之矩形棱 拉係藉一厚丨· 5公厘之切刀自結合了環氧樹脂之非晶^金 屬鐵心切下。矩形稜柱之切面與鐵心之剩餘部份將03於确酸 /水溶液中蝕刻並以氫氧化銨/水溶液清洗之。 ^ 鐵心之剩餘部份將於硝酸/水溶液中蝕刻並以氫氧化鐘/ 水溶液清洗之。矩形棱柱與鐵心之剩餘部份將重新組合成 〆完整的切斷鐵心結構。一次與二次電器繞組係固定於鐵 心之剩餘部份。在60赫茲、1，0 0 0赫茲、5, 0 0 0赫兹及 2 〇，〇 0 0赫茲頻率下對切斷鐵心結構實施電器試驗，並比較 以相似實驗測量其他強磁材料且記載於型錄上之數據 [Nationa1-Arno Id Magnetics, 1 70 30 Muskrat Avenue, Adelanto, CA 92301 (1995)]。其結果總輯於以下表i、 2、3及4中。
466 81 6 五、發明說明（12) 表1 60赫茲時之鐵心損失（瓦特/公斤） 材 料 磁通密度 (特司拉） 非晶態 FCgoBiiSig (22微米） 晶態 Fe-3%Si (25微米） 晶態 Fe-3%Si (50微米） 晶態 Fe-3%Si (175微米） 晶態 Fe-3%Si (275微米） National-Arnold Magnetics S i1e c t r on N a t i ο n a ΙΑ r no 1 d Magnetics S i1e c t r on National-Arnold Magnetics S i1e c t r on N a t i on a ΙΑ r no 1 d Magnetics S i1e c i r on Na t i on a ΙΑ r no 1 d Magnetics S i 1e c t r on National-Arnold Magnetics S i 1 e c t r on* N a t i on a ΙΑ r no 1 d Magnetics S i1e c t r on N a t i on a ΙΑ r no 1 d Magnetics Si 1 e c t r on 0.3T 0. 10 0.2 0 . 1 0.1 0.06 0.7T 0.33 0.9 0.5 0.4 0.3 0 · 8T 1 . 2 0.7'. 0.6 0.4 1 . 0T 1 .9 1 .0 0.8 0.6 1 . 1T 0 . 59 / 1 . 2T 2.6 1.5 1 . 1 0.8 1 . 3T 0.75 1 .4T 0.85 3 . 3 1 . 9 1.5 1.1
4 6 6 81 6_ -- S、發明說明（13) ~ ^ ' ---Ί 表2 1 . 000赫茲時之鐵心拟失（瓦特/公斤) 材 料 Π 磁通密度 (特司拉） 非晶態 F eg〇Β11S i 9 (22微米、 晶m Fe - 3%S i (2 5微米） 晶態 Fe-3%Si (5 0微米） 晶態 Fe-3%Si (1 7 5微米） 晶態 Fe-3%Si ( 2 7 5微米、 N a t i on a ΙΑ r η ο 1 d Magnetics Si 1ec t ron N a t i ο n a ΙΑ r η o 1 d Magnetics S i 1 e c t r ο n National-Arnold Magnetics Si 1 ec t ron N a t i on a ΙΑ r no 1 d Magnetics S i 1 e c t r ο n 0 · 3Τ 1 . 92 2.4 2.0 3.4 5.0 0 · 5Τ 4.27 6.6 5.5 8 . 8 12 0.7Τ 6.94 13 9.0 IB 24 0.9Τ 9.92 20 17 28 41 1 .0丁 11.51 24 20 . 31 46 1 . 1Τ 13.46 1 . 2Τ 15.77 33 28 1 . 3Τ 17.53 1 .4Τ 19.67 44 35 1(1·· 466816五、發明說明（14) 表3_ 材 料—~~ 磁通密度 (特司拉） 非晶態 FegoBijSij (22微米） 晶態 Fe-3%Si (25微米） 晶態 Fe - 3%S i (50微米、 晶態 Fe-3%Si (1 75微米） Na t i on a ΙΑ r no 1 d Magnetics Si 1e c t r on National-Arnold Magnetics Si 1 ec t ron National-Arnold Magnetics Si 1e c t r ο n 0.04T 0.25 0.33 0.33 1.3 0.06T 0.52 0.83 0.80 2.5 0.08T 0.88 1.4 1.7 4.4 0 . 10T 1 .35 2.2 2.1 6.6 0.20T 5 8 . 8 8 . 6 24 0 · 3ΌΤ 10 18.7 18.7 48 2C 表4 )，0 0 0赫兹時之鐵心損失（瓦特/公斤、 材 料 磁通密度 (特司拉） 非晶態 F e8〇Bi !s i 9 (22微米） 晶態 Fe-3%Si (25·薇米） -晶態 Fe-3%Si (50微米） 晶態 Fe-3%Si (175微米） National-Arno Id Magnetics S i 1 e c t r ο n National-Arnold Magnetics S i1e c t r on N a t i ο n a ΙΑ r no 1 d Magnetics S i1e c t r on 0.04T 1 . 8 2.4 2.8 16 0.06T 3.7 5.5 7.0 33 0.08T 6.1 9.9 12 53 0 . 10T 9 _ 2 -15 20 88 0.20T 35 57 82 0.30T 70 130 5，000赫茲時之鐵心損失（g：特/公斤) • —L-
第·造頁 466816 五、發明說明（15) 範例1 _ 製備非晶態金屬之梯形棱柱 _ 低:寬約48公厘且厚約0.02 2公厘之FesflBnSi9非晶態金屬 π係切割成長度大約300公厘。疊積大約3, 8〇〇層切之# 晶態金屬帶以形成一寬約48公厘、長約3〇〇公厘且厚度約 9 6公厘之棒狀物。該棒狀物係於氮惫中. . =.1)加熱棒狀物至365 C ;2)保持溫度於大約36 5 1持續 約2小時；及，3)冷卻棒狀物至環境溫度。於真空狀態下 以環氧樹脂溶液浸透棒狀物，並在丨2〇 t下硬化=棒^物 持續大約4.5小時。最終之疊層、結合環氧樹脂的非晶態 金屬鐵心重量約9 0 0 0公克。 一梯形稜柱係藉一厚1 . 5公厘之切刀自疊層、結合環氧 树脂之非晶態金屬棒切下。梭柱之梯形面具有5 2公厘與6 2 △厘之底邊及48公厘之高，且該/梯形稜柱之厚度為96公厘 (3，8 0 〇層）❶梯形稜柱之切面與鐵心之剩餘部份將於頌酸/ 水溶液中蝕刻並以氫氧化敍/水溶液清洗之。 製備—具有圓弧形截面之多面體大型非晶態金屬磁性元件 一寬約.50公厘且厚約〇: 〇22公厘之Fe^nSig非晶態金屬帶 係切割成長度大約3 0 0公厘。疊積大約3, 8 0 0層切斷之非晶 態金屬戴以形成一寬約50公厘、長約30 0公厘且厚度約96 公厘之棒狀物。該棒狀物係於氮氣中韌化，％化步驟包 括：1 )加熱棒狀物至3 6 5 °C ; 2 )保持溫度於大約3 6 5 °C持續 約2小時；及，3 )冷卻棒狀物至赛_埤溫度。於真空狀態下
466816 案號 88119346 90· 8· 1 δ 修正 修正 五、發明說明（16) 以環氧樹脂溶液浸透棒狀物，並在1 2 0 °C下硬化該棒狀物 持續大約4. 5小時。最終之疊層、結合環氧樹脂的非晶態 金屬鐵心重量約9 2 0 0公克。 疊層、結合環氧樹脂之非晶態金屬棒係藉放電加工機切 割成一三維圓弧形塊狀物。塊狀物外徑約9 6公厘、内徑約 1 3公厘，圓弧長橫跨約9 0 ° ，該塊狀物厚度則約9 6公厘。 一寬約20公厘且厚約0. 0 2 2公厘之Fe^BuSig非晶態金屬 帶係纏繞於一外徑約1 9公厘之圓形心軸或線軸上。非晶態 金屬帶纏繞心軸或線軸上大約1，2 0 0圈以製造一内徑大約 1 9公厘且外徑大約4 8公厘之圓形鐵心。該鐵心之厚度大約 2 9公厘。該鐵心係於氮氣中韌化，韌化步驟包括：1 )加熱 鐵心至3 6 5 °C ; 2 )保持溫度於大約3 6 5 °C持續約2小時； 及，3 )冷卻鐵心至環境溫度。於真空狀態下以環氧樹脂溶 液浸透鐵心，並在1 2 0 °C下硬化該鐵心持續大約4 . 5小時。 最終之纏繞型、結合環氧樹脂的非晶態金屬鐵心重量約7 1 公克。 纏繞型、結合環氧樹脂的非晶態金屬鐵心係藉水刀切割 成一半圓形三維物件。該半圓形三維物件之内徑約1 9公 厘、外徑約48公厘、厚度約2 0公厘。 多面體大型非晶態金屬磁性元件之切面將於硝酸/水溶 液中蝕刻並以氫氧化銨/水溶液清洗之。 本發明已藉完整之範例詳述於上，但本發明並不以此範 例為限。熟知此項技藝之人士可作各種更動與修飾，然 而，此種更動與修飾皆為後附之本發明申請專利範圍所涵 蓋0
O:\61\61203.ptc 第尨頁 2001.08.14.022 4 6 6 8 1 6

Claims (1)

  1. 466816 案號 88Π9346 正 年亦 曰 修正 六、申請專利範圍 1 . 一種具有至少一大型非晶態金屬磁性元件之電動馬 達，包括以複數層外型大致類似之非晶態金屬片相互疊積 而形成一具有多面體外型的組件。 2. 如申請專利範圍第1項之電動馬達，其中每一該非晶 態金屬片具有一組成需以化學式M7Q_85Y5_2QZQ_2Q定義之，其中 下標表示該原子所佔比例，其中"Μπ為鐵、鎳、鈷元素中 至少一種，11 Υ11為蝴、碳、構元素中至少一種，且"ζ11為 矽、鋁、鍺元素中至少一種；但（i )至多1 0原子比例之"Μ" 成份可由鈦、飢、鉻、猛.、銅、.，結、銳、翻、钽及鶴等金 屬族元素中至少一種取代之，且（i i )至多1 0原子比例之 (Y + Z)成份可由銦、錫、銻及鉛等非金屬元素中至少一種 取代之。 3. 如申請專利範圍第2項之電動馬達，其中每一該片具 有一組成需以化學式Fe8flBnSi9定義之。 4. 如申請專利範圍第2項之電動馬達，其中該大型非晶 態金屬磁性元件包括該電動馬達之一定子的一部份。 5. 如申請專利範圍第2項之電動馬達，其中該大型非晶 態金屬磁性元件包括該電動馬達之一定子。 6 .如申請專利範圍第2項之電動馬達，其中該大型非晶 態金屬磁性元件包括該電動馬達之一轉子的一部份。 7. 如申請專利範圍第2項之電動馬達，其中該大型非晶 態金屬磁性元件包括該電動馬達之一轉子。 8. 如申請專利範圍第2項之電動馬達，其中該非晶態金 屬磁性元件包括該電動馬達之一轉子及一定子。
    O:\61\61203.ptc 第奚頁 2001.08.14. 024 4 6 6 81 6
    466 81 6 _案號88119346_年月日__ 六、申請專利範圍 阻同步馬達與切換磁阻馬達中之一種馬達。 1 7.如申請專利範圍第1 4項之電動馬達，其中該馬達係 包括選自於鼠籠式馬達、磁阻同步馬達與切換磁阻馬達中 之一種馬達。
    O:\61\61203.ptc 2001.08.14. 026 第冬頁
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