WO2021049583A1 - 軟磁性合金、磁性コア - Google Patents

軟磁性合金、磁性コア Download PDF

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智数 福▲崎▼
隆治 田村
将崇 杉山
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日本電産株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to soft magnetic alloys and magnetic cores.
  • Patent Document 1 discloses an electromagnetic steel sheet in which rolling is facilitated by adding Cr.
  • one or more elements M1 selected from Ga and Ge are contained in an amount of 1 atomic% or more and 10 atomic% or less, substantially free of Si, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
  • a soft magnetic alloy consisting of
  • a soft magnetic alloy having high electrical resistivity and high workability is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an outer rotor type motor.
  • the soft magnetic alloy of this embodiment is represented by the general formula: Fe 100-xy M1 x M2 y (atomic%).
  • M1 is one or more elements selected from Ga and Ge.
  • M2 is one or more elements selected from Al, Mn, Ti, Cu, P, S, and Mo.
  • X and y that define the composition ratio satisfy the ranges of 1 ⁇ x ⁇ 10 and 0 ⁇ y ⁇ 5, respectively.
  • the rest other than the elements M1 and M2 consists of Fe and unavoidable impurities.
  • the soft magnetic alloy of the present embodiment is a crystalline soft magnetic alloy having a crystal structure in which the elements M1 and M2 are solid-solved in the Fe phase. With this configuration, both excellent magnetic properties and workability can be achieved.
  • the elements M1, M2 and unavoidable impurities are contained in a range in which amorphization does not substantially occur in the soft magnetic alloy.
  • the content of the element M1 is 1 atomic% or more and 10 atomic% or less in the total content of Ga and Ge with respect to the entire soft magnetic alloy.
  • an electrical resistivity of 0.40 ⁇ m or more can be obtained.
  • the Vickers hardness can be suppressed to 145 HV or less.
  • Equation 1 Pe is the eddy current loss, ke is the proportionality constant, t is the width of the magnet, f is the frequency, Bm is the maximum magnetic flux density, and ⁇ is the electrical resistivity.
  • the efficiency of the motor is improved by using the motor provided with the magnetic core using the soft magnetic alloy of the present embodiment. Further, press drawing is possible by setting the Vickers hardness to 145 HV or less. Therefore, according to the soft magnetic alloy of the present embodiment, a three-dimensional magnetic core such as a cup-shaped rotor core of an outer rotor type motor can be manufactured by drawing.
  • the motor including the rotor core made of the soft magnetic alloy of the present embodiment has a small eddy current loss, is highly efficient, and can be manufactured at low cost.
  • the resistivity of the soft magnetic alloy becomes a value close to that of pure iron, so that the eddy current loss becomes large when used as a magnetic core. If the content of the element M1 exceeds 10 atomic%, it becomes difficult to obtain a homogeneous solid solution, and the processability tends to decrease.
  • the content of the element M1 is preferably 5 atomic% or less.
  • the element M2 is added to the Fe-M1 alloy as needed.
  • the content of the element M2 is 0 atomic% or more and 5 atomic% or less with respect to the entire soft magnetic alloy.
  • the content of the element M2 is preferably 0.5 atomic% or more with respect to the entire soft magnetic alloy. If the content of the element M2 is too large, the electrical resistivity of the soft magnetic alloy is lowered, and the saturation magnetization of the soft magnetic alloy is lowered.
  • the content of the element M2 is preferably 4 atomic% or less, more preferably 3 atomic% or less, based on the soft magnetic alloy.
  • the soft magnetic alloy of the present embodiment preferably has a total content of the element M1 and the element M2 of 1 atomic% or more and 5 atomic% or less with respect to the entire soft magnetic alloy.
  • the soft magnetic alloy of this embodiment is substantially free of Si. That is, the soft magnetic alloy of the present embodiment does not contain Si at all, or contains a small amount of Si within the range in which the action and effect of the soft magnetic alloy of the present embodiment can be obtained.
  • the soft magnetic alloy of the present embodiment when the Si content is large, the soft magnetic alloy becomes hard and the workability is lowered. Therefore, it becomes difficult to manufacture a three-dimensional magnetic core such as a cup-shaped rotor core of an outer rotor type motor by drawing.
  • the Si content in the soft magnetic alloy of the present embodiment is preferably 0.1 atomic% or less, and more preferably does not contain Si at all.
  • the soft magnetic alloy of the present embodiment preferably contains substantially no Cr and Ni.
  • Cr and Ni As the content of the soft magnetic alloy increases, the soft magnetic alloy becomes hard and the workability deteriorates.
  • the Cr content and Ni content of the soft magnetic alloy of the present embodiment are preferably in a range that does not impair the action and effect of the soft magnetic alloy of the present embodiment.
  • the Cr content and Ni content of the soft magnetic alloy of the present embodiment are both preferably 0.1 atomic%, and more preferably not containing Cr and Ni at all.
  • the soft magnetic alloy of the present embodiment may contain a trace amount of carbon. If the C content in the soft magnetic alloy is too large, the soft magnetic alloy becomes hard and the workability is lowered. Therefore, the C content is preferably 2 atomic% or less and 1 atomic% or less with respect to the entire soft magnetic alloy. Is more preferable.
  • unavoidable impurities in the soft magnetic alloy of the present embodiment include N, O, H and the like.
  • Elements M2 and C having a content of less than 0.5 atomic% can also be regarded as unavoidable impurities.
  • the content of each unavoidable impurity is preferably 0.1 atomic% or less.
  • the total content of unavoidable impurities is preferably 1 atomic% or less with respect to the entire soft magnetic alloy.
  • each soft magnetic alloy having each composition of Examples 1 to 7 and Comparative Example 2 shown in Table 1 was prepared.
  • the prepared soft magnetic alloy sample was cut into a plate piece having a size of 7 mm in length ⁇ 0.5 mm in width ⁇ 0.5 mm in thickness, and then the electric resistance at a temperature of 297 K was measured using a DC 4-terminal method.
  • a soft magnetic alloy sample was cut into 2 mm square plate pieces, and a hysteresis curve of ⁇ 2 T was measured using a vibrating sample magnetometer (VSM).
  • VSM vibrating sample magnetometer
  • the hardness of the soft magnetic alloy sample was measured using a Vickers hardness tester.
  • Comparative Example 1 iron-aluminum alloy ALFE manufactured by five major industries
  • Comparative Example 3 electric galvanized steel sheet conforming to JIS G3133
  • Comparative Example 4 non-oriented electrical steel sheet
  • Comparative Example 5 electromagtic stainless steel
  • the soft magnetic alloys of Examples 1 to 7 had a Vickers hardness of 145 HV or less, and had a hardness sufficiently capable of being formed by drawing. Further, the soft magnetic alloys of Examples 1 to 6 had values of twice the electrical resistivity and 1.2 times the saturation magnetization of the electrogalvanized steel sheet of Comparative Example 3. Therefore, by using the soft magnetic alloys of Examples 1 to 7, the cup-shaped rotor core of the outer rotor type permanent magnet motor can be manufactured by drawing, and a highly efficient permanent magnet motor can be manufactured at low cost.
  • the soft magnetic alloy of Comparative Example 2 to which Si was added together with Ge had the same or higher electrical resistivity and saturation magnetization as those of Examples 1 to 7. However, the Vickers hardness exceeded 145 HV, and the workability was not sufficient to produce a cup-shaped rotor core by drawing. It was confirmed that in a soft magnetic alloy containing one or more of Ge and Ga, it becomes difficult to obtain the desired processability by adding Si.
  • Examples 4 to 7 are evaluation results of samples in which the total content of Ge and Al was fixed at 5 atomic% and the ratio of Ge and Al was changed.
  • the lower the Ge content and the higher the Al content the lower the Vickers hardness, but the electrical resistivity and saturation magnetization were almost constant.
  • the commercially available Fe 91.5 Al 8.5 alloy of Comparative Example 1 containing no Ge had higher workability than the electromagnetic steel sheet of Comparative Example 4 and the electromagnetic stainless steel of Comparative Example 5, but the soft magnetic alloys of Examples 1 to 7 were obtained. Compared with, both workability and saturation magnetization were inferior.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an outer rotor type motor.
  • the motor 10 includes a bracket 40, a rotor 20, a stator 30, and a circuit board 50.
  • the Z-axis direction shown in FIG. 1 is a vertical direction in which the positive side is the "upper side” and the negative side is the “lower side”.
  • the central axis J is a virtual line that is parallel to the Z-axis direction and extends in the vertical direction. Unless otherwise specified in the following description, the direction parallel to the central axis J of the motor 10 (vertical direction in the drawing) is simply referred to as "axial direction", and the radial direction centered on the central axis J is simply referred to as “diametrical direction”.
  • the circumferential direction centered on the central axis J, that is, the axial direction of the central axis J is simply called the "circumferential direction”.
  • the bracket 40 has a substrate support portion 41 and a bearing portion 43.
  • the substrate support portion 41 and the bearing portion 43 are a part of a single member.
  • the substrate support portion 41 has a plate shape whose plate surface is orthogonal to the axial direction.
  • the substrate support portion 41 has a circular shape centered on the central axis J when viewed along the axial direction.
  • the bearing portion 43 has a tubular shape extending in the axial direction from the central portion of the substrate support portion 41.
  • the bearing portion 43 has a cylindrical shape centered on the central axis J and opens on both sides in the axial direction.
  • the stator 30 is held on the radial outer side of the bearing portion 43.
  • the rotor 20 has a shaft 21, a magnet holding portion 22, and a magnet 23.
  • the shaft 21 is arranged along the central axis J.
  • the shaft 21 is a columnar shape extending in the axial direction about the central axis J.
  • the shaft 21 is fitted inside the bearing portion 43.
  • a gap is provided between the outer peripheral surface of the shaft 21 and the inner peripheral surface of the bearing portion 43.
  • the shaft 21 is rotatably supported around the central axis J by the bearing portion 43.
  • the upper end of the shaft 21 projects upward from the bearing 43.
  • the lower end of the shaft 21 is supported from below by the bracket 40.
  • the magnet holding portion 22 is fixed to the upper end portion of the shaft 21.
  • the magnet holding portion 22 has a base portion 22a and a tubular portion 22b.
  • the base 22a is fixed to the outer peripheral surface at the upper end of the shaft 21 and extends radially outward from the shaft 21.
  • the base 22a covers the upper side of the stator 30.
  • the tubular portion 22b has a tubular shape extending downward from the radial outer peripheral edge portion of the base portion 22a.
  • the tubular portion 22b has a cylindrical shape centered on the central axis J.
  • the magnet 23 is fixed to the inner peripheral surface of the tubular portion 22b.
  • the magnet holding portion 22 is made of the soft magnetic alloy of the above embodiment. That is, the magnet holding portion 22 is a magnetic core and is a rotor core of the motor 10.
  • the magnet holding portion 22 has a cup shape that opens downward. Since the soft magnetic alloy of the above embodiment is excellent in workability as compared with the conventional magnetic steel sheet of FeSi alloy, the cup-shaped magnet holding portion 22 can be manufactured by, for example, drawing. As a result, the magnet holding portion 22 can be efficiently manufactured at low cost. Further, since the soft magnetic alloy of the above embodiment can obtain a high electrical resistivity equivalent to that of an electromagnetic steel plate, the eddy current loss in the rotor 20 can be reduced, and a highly efficient motor 10 can be realized.
  • the stator 30 is arranged above the circuit board 50.
  • the stator 30 faces the rotor 20 in the radial direction with a gap.
  • the stator 30 has a stator core 31 and a plurality of coils 32.
  • the stator core 31 is arranged on the inside of the magnet 23 in the radial direction so as to face each other with a gap.
  • a part or the whole of the stator core 31 may be manufactured by using the soft magnetic alloy of the above embodiment.
  • the plurality of coils 32 are mounted on the stator core 31.
  • the coil 32 is configured by winding a coil wire around the teeth 31b of the stator 30.
  • One end side of the coil 32 is electrically connected to the circuit board 50.
  • the circuit board 50 has a plate shape whose plate surface is orthogonal to the axial direction.
  • the circuit board 50 is arranged below the stator 30.
  • the circuit board 50 is arranged on the upper side of the board support portion 41.
  • the substrate support portion 41 is arranged between the stator 30 and the circuit board 50 in the axial direction.
  • the circuit board 50 is fixed to the board support portion 41.
  • the lower surface 50a which is the lower surface of the circuit board 50, is fixed to the upper surface of the substrate support portion 41.
  • a wiring pattern and each element are provided on the upper surface 50b, which is the upper surface of the circuit board 50.
  • an inverter circuit is configured by a wiring pattern and each element provided on the upper surface 50b of the circuit board 50.
  • a lead cable 60 is connected to the circuit board 50.
  • the lead cable 60 is, for example, a cable that supplies a power supply and a control signal to the circuit board 50.
  • the lead cable 60 has a metal terminal 61a at its tip.
  • the metal terminal 61a is inserted into a through hole 51 that penetrates the circuit board 50 vertically.
  • the metal terminal 61a is fixed to the circuit board 50 by solder or the like, and is electrically connected to the wiring on the circuit board 50.

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Abstract

Ｇａ、Ｇｅから選択される１種以上の元素Ｍ１を１原子％以上１０原子％以下含有し、Ｓｉを実質的に含まず、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、軟磁性合金。

Description

軟磁性合金、磁性コア

　本発明は、軟磁性合金、磁性コアに関する。

　従来から、モータなどのコアとして、Ｆｅ－Ｓｉ系合金の電磁鋼板が知られる。従来の電磁鋼板は、加工性に乏しい課題があり、特許文献１には、Ｃｒを添加することにより圧延を容易にした電磁鋼板が開示されている。

日本国公開公報特開２００１－２７９３９９号公報

　しかし、従来の電磁鋼板では、絞り加工によって立体的な形状を形成することは困難であった。例えば、アウターロータ型モータのロータに用いられるカップ状のロータコアを絞り加工によって製造することは困難だった。

　本発明の１つの態様によれば、Ｇａ、Ｇｅから選択される１種以上の元素Ｍ１を１原子％以上１０原子％以下含有し、Ｓｉを実質的に含まず、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、軟磁性合金が提供される。

　本発明の１つの態様によれば、高い電気抵抗率と高い加工性を備える軟磁性合金が提供される。

図１は、アウターロータ型モータの断面図である。

　以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。

　本実施形態の軟磁性合金は、一般式：Ｆｅ１００－ｘ－ｙＭ１ｘＭ２ｙ（原子％）で表される。式中、Ｍ１は、Ｇａ、Ｇｅから選択される一種以上の元素である。Ｍ２は、Ａｌ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐ、Ｓ、Ｍｏから選択される１種以上の元素である。組成比率を規定するｘ、ｙは、それぞれ、１≦ｘ≦１０、０≦ｙ≦５の範囲を満たす。元素Ｍ１、Ｍ２以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。

　本実施形態の軟磁性合金は、元素Ｍ１、Ｍ２がＦｅ相に固溶した結晶組織を有する結晶質軟磁性合金である。この構成により、優れた磁気特性と加工性を両立できる。本実施形態において、元素Ｍ１、Ｍ２および不可避的不純物は、軟磁性合金において実質的に非晶質化が生じない範囲の含有量とされる。

　元素Ｍ１の含有量は、軟磁性合金全体に対するＧａ、Ｇｅの合計含有量で１原子％以上１０原子％以下である。元素Ｍ１の含有量を上記範囲とすることで、軟磁性合金の硬さの上昇を抑制しつつ、軟磁性合金の電気抵抗率を上昇させることができる。これにより、磁性コアとして用いたときの渦電流損が少なく、かつ加工性にも優れる軟磁性合金が得られる。

　より詳細には、後述の実施例に説明するが、本実施形態の軟磁性合金によれば、０．４０μΩｍ以上の電気抵抗率が得られる。また、ビッカース硬さを１４５ＨＶ以下に抑えることができる。

　ここで、鋼板に流れる渦電流損失は以下の式で表される。

　　Ｐｅ＝ｋｅ×（ｔ・ｆ・Ｂｍ）２／ρ　…（式１）

　式１において、Ｐｅは渦電流損失、ｋｅは比例定数、ｔは磁石の幅、ｆは周波数、Ｂｍは最大磁束密度、ρは電気抵抗率を示す。

　すなわち、鋼板の電気抵抗率が２倍になると渦電流損失が１／２に低下する。したがって、本実施形態の軟磁性合金を用いた磁性コアを備えるモータとすることで、モータの効率が向上する。

　また、ビッカース硬さを１４５ＨＶ以下にすることでプレス絞り加工が可能である。したがって、本実施形態の軟磁性合金によれば、アウターロータ型モータのカップ状のロータコアなどの立体形状の磁性コアを絞り加工によって製造することができる。

　本実施形態の軟磁性合金からなるロータコアを備えるモータは、渦電流損失が小さく、高効率であり、かつ安価に製造可能である。

　元素Ｍ１の含有量が１原子％未満では、軟磁性合金の抵抗率がほぼ純鉄に近い値となるため、磁性コアとして用いたときに渦電流損が大きくなる。元素Ｍ１の含有量が１０原子％を超えると、均質な固溶体が得られにくくなり、加工性が低下する傾向となる。元素Ｍ１の含有量は、５原子％以下であることが好ましい。

　元素Ｍ２は、必要に応じてＦｅ－Ｍ１合金に添加される。元素Ｍ２の含有量は、軟磁性合金全体に対して０原子％以上５原子％以下である。Ａｌ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐ、Ｓ、Ｍｏから選択される１種以上の元素Ｍ２をＦｅ－Ｍ１合金に添加することにより、軟磁性合金の電気抵抗率の増加と、硬さの抑制を両立できる。

　元素Ｍ２の含有量が少なすぎると、軟磁性合金の電気抵抗率を増加させる効果、および軟磁性合金の硬さを抑制する効果のいずれも得られにくくなる。そのため、元素Ｍ２の含有量は、軟磁性合金全体に対して０．５原子％以上であることが好ましい。元素Ｍ２の含有量が多すぎると、軟磁性合金の電気抵抗率が低くなり、軟磁性合金の飽和磁化が低下する。元素Ｍ２の含有量は、軟磁性合金に対して４原子％以下が好ましく、３原子％以下がより好ましい。

　本実施形態の軟磁性合金は、元素Ｍ１と元素Ｍ２の合計含有量が、軟磁性合金全体に対して１原子％以上５原子％以下であることが好ましい。元素Ｍ１、Ｍ２の合計含有量を上記範囲とすることにより、元素Ｍ１、Ｍ２をＦｅに対して均一に固溶させやすくなる。これにより、軟磁性合金の電気抵抗率および飽和磁化を高めることができる。

　本実施形態の軟磁性合金は、Ｓｉを実質的に含まない。すなわち、本実施形態の軟磁性合金は、Ｓｉを全く含まないか、本実施形態の軟磁性合金の作用効果が得られる範囲内で微量のＳｉを含む。本実施形態の軟磁性合金において、Ｓｉ含有量が多くなると、軟磁性合金が硬くなり、加工性が低下する。そのため、アウターロータ型モータのカップ状のロータコアなどの立体形状の磁性コアを絞り加工によって製造するのが困難になる。本実施形態の軟磁性合金におけるＳｉ含有量は、０．１原子％以下であることが好ましく、Ｓｉを全く含まないことがより好ましい。

　本実施形態の軟磁性合金は、ＣｒおよびＮｉを実質的に含まないことが好ましい。ＣｒおよびＮｉについても、軟磁性合金における含有量が多くなると軟磁性合金が硬くなり、加工性が低下する。本実施形態の軟磁性合金におけるＣｒ含有量およびＮｉ含有量は、本実施形態の軟磁性合金の作用効果を損なわない範囲とすることが好ましい。本実施形態の軟磁性合金のＣｒ含有量およびＮｉ含有量は、いずれも０．１原子％であることが好ましく、ＣｒおよびＮｉを全く含まないことがより好ましい。

　本実施形態の軟磁性合金は、微量の炭素を含んでいてもよい。軟磁性合金におけるＣ含有量は、多すぎると軟磁性合金が硬くなって加工性が低下するため、軟磁性合金全体に対して２原子％以下であることが好ましく、１原子％以下であることがより好ましい。

　本実施形態の軟磁性合金における不可避的不純物としては、例えば、Ｎ、Ｏ、Ｈなどが挙げられる。含有量が０．５原子％未満の元素Ｍ２およびＣについても不可避的不純物とみなせる。個々の不可避的不純物の含有量は、０．１原子％以下であることが好ましい。不可避的不純物の合計含有量は、軟磁性合金全体に対して１原子％以下であることが好ましい。

　アーク溶解炉を用いて、表１に示す実施例１～７および比較例２の各組成の軟磁性合金を、各１．２ｇ作製した。作製した軟磁性合金試料を、長さ７ｍｍ×幅０．５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの大きさの板片に切断した後、直流４端子法を用いて温度２９７Ｋの電気抵抗を測定した。磁気特性は、軟磁性合金試料を２ｍｍ角の板片に切断し、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて±２Ｔのヒステリシス曲線を測定した。加工性の評価はビッカース硬さ試験機を用いて軟磁性合金試料の硬さを測定した。

　また、比較例１（五大産業製　鉄アルミ合金ＡＬＦＥ）、比較例３（ＪＩＳ　Ｇ３１３３準拠の電気亜鉛メッキ鋼板）、比較例４（無方向性電磁鋼板）、比較例５（電磁ステンレス）については、市販の鋼板を用いて、実施例の軟磁性合金試料と同様の測定を実施した。

　表１に、作製した軟磁性合金および市販の鋼板の諸特性を示す。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

　表１に示すように、実施例１～７の軟磁性合金は、いずれもビッカース硬さが１４５ＨＶ以下であり、絞り加工による成形が十分に可能な硬度であった。また実施例１～６の軟磁性合金は、比較例３の電気亜鉛メッキ鋼板に対して、電気抵抗率２倍、飽和磁化１．２倍の値が得られた。したがって、実施例１～７の軟磁性合金を用いることで、アウターロータ型の永久磁石モータのカップ状のロータコアを絞り加工で製造でき、高効率の永久磁石モータを安価に製造可能である。

　ＧｅとともにＳｉが添加された比較例２の軟磁性合金は、電気抵抗率および飽和磁化は実施例１～７と同等以上の性能であった。しかし、ビッカース硬さが１４５ＨＶを超えており、カップ状のロータコアを絞り加工で製造できるほどの加工性は得られなかった。ＧｅおよびＧａの１種以上を含む軟磁性合金においては、Ｓｉ添加により所望の加工性を得ることが困難になることが確認された。

　ＧｅとＧａが合計含有量で５原子％添加された実施例３の軟磁性合金、およびＧｅとＡｌが合計含有量で５原子％添加された実施例４～７の軟磁性合金は、Ｇａ添加の実施例１の軟磁性合金よりも高い電気抵抗率と、Ｇｅ添加の実施例２の軟磁性合金よりも低いビッカース硬さが得られ、高電気抵抗率と高い加工性を両立していた。

　実施例４～７は、ＧｅとＡｌの合計含有量を５原子％に固定し、ＧｅとＡｌの比率を変化させた試料の評価結果である。実施例４～７のＦｅＧｅＡｌ合金では、Ｇｅの含有率を低く、Ａｌの含有比率を高くするほど、ビッカース硬さは低くなったが、電気抵抗率および飽和磁化はほぼ一定であった。

　Ｇｅを含まない比較例１の市販のＦｅ91.5Ａｌ8.5合金は、比較例４の電磁鋼板および比較例５の電磁ステンレスよりは高い加工性が得られたが、実施例１～７の軟磁性合金と比較すると加工性および飽和磁化のいずれも劣っていた。

　＜磁性コアおよびモータ＞

　上記実施形態の軟磁性合金は、各種の磁性コアおよびモータに好適に使用できる。

　図１はアウターロータ型のモータの一例を示す断面図である。図１に示すように、モータ１０は、ブラケット４０と、ロータ２０と、ステータ３０と、回路基板５０とを備える。

　図１に示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明において特に断りのない限り、モータ１０の中心軸Ｊに平行な方向（図示上下方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸回り方向を単に「周方向」と呼ぶ。

　ブラケット４０は、基板支持部４１と軸受部４３とを有する。本実施形態において基板支持部４１と軸受部４３は単一部材の一部である。基板支持部４１は、板面が軸方向と直交する板状である。基板支持部４１は、軸方向に沿って見て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。

　軸受部４３は、基板支持部４１の中央部から軸方向に延びる筒状である。軸受部４３は、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。軸受部４３の径方向外側にステータ３０が保持されている。

　ロータ２０は、シャフト２１と、マグネット保持部２２と、マグネット２３とを有する。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って配置される。シャフト２１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト２１は、軸受部４３の内部に嵌め合わされる。シャフト２１の外周面と軸受部４３の内周面との間には、隙間が設けられる。シャフト２１は、軸受部４３によって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持される。シャフト２１の上側の端部は、軸受部４３よりも上側に突出する。シャフト２１の下側の端部は、ブラケット４０によって下側から支持される。

　マグネット保持部２２は、シャフト２１の上側の端部に固定される。マグネット保持部２２は、基部２２ａと、筒部２２ｂとを有する。基部２２ａは、シャフト２１の上側の端部における外周面に固定され、シャフト２１から径方向外側に向かって拡がる。基部２２ａは、ステータ３０の上側を覆う。筒部２２ｂは、基部２２ａの径方向外周縁部から下側に延びる筒状である。筒部２２ｂは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。マグネット２３は、筒部２２ｂの内周面に固定される。

　マグネット保持部２２は、上記実施形態の軟磁性合金からなる。すなわち、マグネット保持部２２は、磁性コアであり、モータ１０のロータコアである。マグネット保持部２２は、下側に開口するカップ状である。上記実施形態の軟磁性合金は、従来のＦｅＳｉ系合金の電磁鋼板と比較して加工性に優れているので、カップ状のマグネット保持部２２を、例えば絞り加工によって製造することができる。これにより、マグネット保持部２２を低コストで効率よく製造可能である。また、上記実施形態の軟磁性合金は、電磁鋼板と同等の高い電気抵抗率が得られるため、ロータ２０における渦電流損を小さくでき、高効率のモータ１０を実現できる。

　ステータ３０は、回路基板５０の上側に配置される。ステータ３０は、ロータ２０と径方向に隙間を介して対向する。ステータ３０は、ステータコア３１と、複数のコイル３２と、を有する。ステータコア３１は、マグネット２３の径方向内側に隙間を介して対向して配置される。ステータコア３１の一部または全体を、上記実施形態の軟磁性合金を用いて製造してもよい。

　複数のコイル３２は、ステータコア３１に装着される。具体的に、コイル３２は、ステータ３０のティース３１ｂにコイル線が巻き回されて構成される。コイル３２の一端側は、回路基板５０に電気的に接続される。

　回路基板５０は、板面が軸方向と直交する板状である。回路基板５０は、ステータ３０の下側に配置される。本実施形態において回路基板５０は、基板支持部４１の上側に配置される。これにより、基板支持部４１は、ステータ３０と回路基板５０との軸方向の間に配置される。回路基板５０は、基板支持部４１に固定される。具体的に、回路基板５０の下側の面である下面５０ａは、基板支持部４１の上面に固定される。回路基板５０の上側の面である上面５０ｂには、配線パターンおよび各素子（不図示）が設けられる。回路基板５０の上面５０ｂに設けられた配線パターンおよび各素子によって、例えば、インバータ回路が構成される。

　回路基板５０には、リードケーブル６０が接続される。リードケーブル６０は例えば回路基板５０に電源および制御信号を供給するケーブルである。リードケーブル６０は、先端に金属端子６１ａを有する。金属端子６１ａは、回路基板５０を上下に貫通する貫通孔５１に挿入される。金属端子６１ａは、はんだ等により回路基板５０に固定され、回路基板５０上の配線と電気的に接続される。

　以上に説明した実施形態は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。また、上記実施形態について説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。また、詳細な説明および図面に記載された事項には、課題解決に必須ではない構成要素を含む場合がある。

　１０…モータ、２２…マグネット保持部（磁性コア）

Claims (9)


  1. 　Ｇａ、Ｇｅから選択される１種以上の元素Ｍ１を１原子％以上１０原子％以下含有し、Ｓｉを実質的に含まず、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる、軟磁性合金。

  2. 　Ａｌ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｐ、Ｓ、Ｍｏから選択される１種以上の元素Ｍ２を５原子％以下含有する、請求項１に記載の軟磁性合金。

  3. 　元素Ｍ１と元素Ｍ２の合計含有量が１原子％以上５原子％以下である、請求項２に記載の軟磁性合金。

  4. 　Ｓｉ含有量が０．１原子％以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の軟磁性合金。

  5. 　ＣｒおよびＮｉを実質的に含まない、請求項１から４のいずれか１項に記載の軟磁性合金。

  6. 　Ｃｒ含有量およびＮｉ含有量がいずれも０．１原子％以下である、請求項５に記載の軟磁性合金。

  7. 　電気抵抗率が０．４５μΩｍ以上である、請求項１から６のいずれか１項に記載の軟磁性合金。

  8. 　ビッカース硬さが１４５ＨＶ以下である、請求項１から７のいずれか１項に記載の軟磁性合金。

  9. 　請求項１から８のいずれか１項に記載の軟磁性合金からなる、磁性コア。
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