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モーターを高効率化する「アモルファス軟磁性合金ってナンですか?」日立金属に聞いてみた【東京モーターショー2019】

  • 2019/11/17
  • Motor Fan illustrated編集部
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2018年10月に「モーターの高効率化技術を開発した」と発表した日立金属。東京モーターショー2019に、その核となるアモルファス軟磁性合金技術が展示されていたので詳細を伺ってきた。
TEXT&PHOTO:川島礼二郎(KAWASHIMA Reijiro)

 自動車の電動化が進む昨今。モーターの小型・軽量化や高効率化への要求が高まっている。それに対応すべく、素材メーカーである日立金属は、優れた材料を提供することでモーターの高効率化に貢献しようとしている。

 過去に当サイトで報告されている通り、日立金属が開発したのは、アモルファス軟磁性合金を鉄心に採用したモーターである。鉄損(コアロス)が低いアモルファス金属を量産できる生産技術に目途が立った、というニュースであった。詳細は過去記事をご参照いただきたい。

日立金属:アモルファス金属を用いたモーターの高効率化技術を開発

日立金属は、モーターの鉄心(コア)にアモルファス金属Metglasを部分的に採用することで、高効率化を実現できるモーター鉄心...

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 今回お見せいただいたのは、そのモーター鉄心である。写真は、せん断加工したアモルファス金属Metglasを積層したサンプル。これを横に繋げることでモーター鉄心を形成している。

 アモルファス軟磁性合金を用いたモーター鉄心の何が凄いのかという話だが、それは鉄を主成分とするアモルファス軟磁性合金は、従来の電磁鋼板などの軟磁性材料と比較して鉄損(コアロス)が極めて小さい、という点にある。コアロス=鉄損というのは、モーターの鉄心部分で生じる損失のこと。鉄損は主にヒステリシス損(鉄心の磁区が交番磁界によって磁界の向きを変えるときの損失)と、渦電流損(鉄心の中に生じる渦電流によって生じる)から成り、モーターの効率を低下させる要因となる。
 アモルファス軟磁性合金は電磁鋼板と比較して、厚さは1/10、引っ張り強さは約3.5倍、ピッカーズ硬度は約4.5倍、そして磁歪定数が約3.5倍。この性質を利用して鉄心に使用すると鉄損が1/10の高効率モーターができる、とういわけだ。

 アモルファス合金とは何か、というと、原子配列が不均一(ランダム)のこと。一般的な金属素材の原子は規則的配列になっている。この「一般的な金属とアモルファス合金との原子配列の違いが、なぜ鉄損の低下に繋がるのか」また「量産実用性が見込める生産技術とは、どのようなものなの」については……残念ながら「お前には分かるまい……」という感じでお答えいただけなかった。残念!

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