JPH11312604A - 積層磁性材料とその製造方法 - Google Patents
積層磁性材料とその製造方法Info
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- JPH11312604A JPH11312604A JP10121342A JP12134298A JPH11312604A JP H11312604 A JPH11312604 A JP H11312604A JP 10121342 A JP10121342 A JP 10121342A JP 12134298 A JP12134298 A JP 12134298A JP H11312604 A JPH11312604 A JP H11312604A
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Landscapes
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- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータなどの磁気回路に使用する軟磁性材料
において、アモルファスなどの磁性材料の薄帯とバイン
ダーで多層に積層することによって積層率が高く機械的
加工にも耐えうる機械的強度を有し、鉄損の低減を図る
ことが本発明の課題である。 【解決手段】 バインダー２を溶剤に溶かして磁性材料
１に薄く且つ均一に塗布し、溶剤を緩やかに乾燥して、
張力を与えながら多層に積層して固着する。
において、アモルファスなどの磁性材料の薄帯とバイン
ダーで多層に積層することによって積層率が高く機械的
加工にも耐えうる機械的強度を有し、鉄損の低減を図る
ことが本発明の課題である。 【解決手段】 バインダー２を溶剤に溶かして磁性材料
１に薄く且つ均一に塗布し、溶剤を緩やかに乾燥して、
張力を与えながら多層に積層して固着する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】複数枚の磁性材料をバインダ
ーで結合してなる積層磁性材料とその製造方法に関す
る。
ーで結合してなる積層磁性材料とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶ
Ｄ、時計などに使用されるモータについては、電池寿命
や環境問題などの点から消費電力を低減することが要求
されている。また、携帯情報機器に電力を供給する発電
機では、小型で発電効率の高いことが要求されている。
モータの消費電力を低減することは、銅損、鉄損、機械
損を低減することである。その中の銅損については、巻
線に電流が流れることによって生じるジュール熱に起因
するため、出来るだけ電流を小さくすることが銅損を低
減することになる。鉄損については、渦電流損とヒステ
リシス損に分けられ、モータに使用する軟磁性材料の特
性に大きく左右される。その特性としては体積固有抵抗
が大きく、飽和磁化が大きく保磁力が小さいことが望ま
しい。機械損については、軸受損と風損からなり、通常
は軸受損が支配的である。発電機の場合にも同様である
が、ロータの回転速度が高い場合には、特に鉄損の低減
が高効率発電に寄与する。最近は情報量が増大し、記憶
装置の記録密度が向上し、出力装置の解像度が向上して
おり、それらに搭載するモータ回転数が高くなる傾向が
ある。モータが高速回転すると、銅損、鉄損、機械損が
夫々増えることになり、消費電力が増加することにな
る。
Ｄ、時計などに使用されるモータについては、電池寿命
や環境問題などの点から消費電力を低減することが要求
されている。また、携帯情報機器に電力を供給する発電
機では、小型で発電効率の高いことが要求されている。
モータの消費電力を低減することは、銅損、鉄損、機械
損を低減することである。その中の銅損については、巻
線に電流が流れることによって生じるジュール熱に起因
するため、出来るだけ電流を小さくすることが銅損を低
減することになる。鉄損については、渦電流損とヒステ
リシス損に分けられ、モータに使用する軟磁性材料の特
性に大きく左右される。その特性としては体積固有抵抗
が大きく、飽和磁化が大きく保磁力が小さいことが望ま
しい。機械損については、軸受損と風損からなり、通常
は軸受損が支配的である。発電機の場合にも同様である
が、ロータの回転速度が高い場合には、特に鉄損の低減
が高効率発電に寄与する。最近は情報量が増大し、記憶
装置の記録密度が向上し、出力装置の解像度が向上して
おり、それらに搭載するモータ回転数が高くなる傾向が
ある。モータが高速回転すると、銅損、鉄損、機械損が
夫々増えることになり、消費電力が増加することにな
る。
【０００３】これらの用途のモータにおいては、珪素鋼
板、電磁軟鉄、パーマロイなどが主に使用されていた。
これらの多結晶金属系の材料は、鋳造法によってインゴ
ットが作製されその後熱間加工、冷間加工を経て必要な
厚さの板材に加工される。モータなどに使用されるその
厚さは０．２〜１．０ｍｍで、プレスでステータやロー
タの形状に加工し、重ねて磁気回路として使用し、でき
るだけ渦電流の低減を図っているが、そこには板厚の限
界が有った。第３の添加元素によって上記多結晶金属の
体積固有抵抗を大きくすることも困難であり、渦電流を
低減させることには限界があった。
板、電磁軟鉄、パーマロイなどが主に使用されていた。
これらの多結晶金属系の材料は、鋳造法によってインゴ
ットが作製されその後熱間加工、冷間加工を経て必要な
厚さの板材に加工される。モータなどに使用されるその
厚さは０．２〜１．０ｍｍで、プレスでステータやロー
タの形状に加工し、重ねて磁気回路として使用し、でき
るだけ渦電流の低減を図っているが、そこには板厚の限
界が有った。第３の添加元素によって上記多結晶金属の
体積固有抵抗を大きくすることも困難であり、渦電流を
低減させることには限界があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉄損の低減
を目的として上記記載のモータや発電機などに使用され
る軟磁性材料の特性を向上させるものである。特に、薄
い磁性材料を絶縁層と交互に積層し固着することによっ
て、渦電流損を低減させることである。その結果とし
て、消費電力の小さな高効率のモータを提供することで
ある。
を目的として上記記載のモータや発電機などに使用され
る軟磁性材料の特性を向上させるものである。特に、薄
い磁性材料を絶縁層と交互に積層し固着することによっ
て、渦電流損を低減させることである。その結果とし
て、消費電力の小さな高効率のモータを提供することで
ある。
【０００５】更に、モータや発電機に使用する軟磁性材
料の場合には、ステータやロータなどの複雑な形状に加
工する必要があり、その加工によって磁気特性や機械的
強度が損なわれることのない積層方法を得ることであ
る。
料の場合には、ステータやロータなどの複雑な形状に加
工する必要があり、その加工によって磁気特性や機械的
強度が損なわれることのない積層方法を得ることであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１については、複
数枚の磁性材料をバインダーで結合してなる積層磁性材
料において、磁性材料の厚さが３〜５０μｍであり、表
面粗さＲａがＲａ＜５μｍで、バインダーは溶剤に溶解
し且つ溶剤を蒸発させた時に固形分として残留する性質
を有し、磁性材料とバインダーが交互に積層され、その
バインダーの厚さｔが１〜１０μｍで且つｔ＞Ｒａであ
ることを特徴とする。
数枚の磁性材料をバインダーで結合してなる積層磁性材
料において、磁性材料の厚さが３〜５０μｍであり、表
面粗さＲａがＲａ＜５μｍで、バインダーは溶剤に溶解
し且つ溶剤を蒸発させた時に固形分として残留する性質
を有し、磁性材料とバインダーが交互に積層され、その
バインダーの厚さｔが１〜１０μｍで且つｔ＞Ｒａであ
ることを特徴とする。
【０００７】請求項２については、複数枚の磁性材料を
バインダーで結合してなる積層磁性材料の製造方法にお
いて、（ａ）厚さが３〜５０μｍの磁性材料に、溶剤に
溶かしたバインダーを塗布する工程、（ｂ）その後溶剤
を蒸発させて磁性材料上に厚さが１〜１０μｍのバイン
ダー層を形成する工程、（ｃ）所望の枚数を積層し、加
圧して固着する工程からなることを特徴とする。
バインダーで結合してなる積層磁性材料の製造方法にお
いて、（ａ）厚さが３〜５０μｍの磁性材料に、溶剤に
溶かしたバインダーを塗布する工程、（ｂ）その後溶剤
を蒸発させて磁性材料上に厚さが１〜１０μｍのバイン
ダー層を形成する工程、（ｃ）所望の枚数を積層し、加
圧して固着する工程からなることを特徴とする。
【０００８】請求項３については、複数枚の磁性材料を
バインダーで結合してなる積層磁性材料の製造方法にお
いて、（ａ）厚さが３〜５０μｍの磁性材料に、溶剤に
溶かしたバインダーを塗布する工程、（ｂ）その後溶剤
を蒸発させて磁性材料上に厚さが１〜１０μｍのバイン
ダー層を形成する工程、（ｃ）室温で２４〜４８０時間
放置する工程、（ｄ）所望の枚数を積層し、加圧して固
着する工程からなることを特徴とする。
バインダーで結合してなる積層磁性材料の製造方法にお
いて、（ａ）厚さが３〜５０μｍの磁性材料に、溶剤に
溶かしたバインダーを塗布する工程、（ｂ）その後溶剤
を蒸発させて磁性材料上に厚さが１〜１０μｍのバイン
ダー層を形成する工程、（ｃ）室温で２４〜４８０時間
放置する工程、（ｄ）所望の枚数を積層し、加圧して固
着する工程からなることを特徴とする。
【０００９】請求項４については、請求項２及び３項記
載の磁性材料の表面粗さＲａが、Ｒａ＜５μｍであり、
且つバインダー厚さｔがｔ＞Ｒａであることを特徴とす
る。
載の磁性材料の表面粗さＲａが、Ｒａ＜５μｍであり、
且つバインダー厚さｔがｔ＞Ｒａであることを特徴とす
る。
【００１０】請求項５については、請求項２及び３項記
載のバインダーと溶剤の体積比率が１：５〜１：１であ
ることを特徴とする。
載のバインダーと溶剤の体積比率が１：５〜１：１であ
ることを特徴とする。
【００１１】請求項６については、請求項２及び３項記
載の（ｂ）で溶剤を蒸発させて磁性材料上に厚さが１〜
１０μｍのバインダー層を形成する工程での蒸発温度が
室温〜７０℃であることを特徴とする。
載の（ｂ）で溶剤を蒸発させて磁性材料上に厚さが１〜
１０μｍのバインダー層を形成する工程での蒸発温度が
室温〜７０℃であることを特徴とする。
【００１２】請求項７については、請求項２及び３項記
載の（ａ）〜（ｄ）へ磁性材料を送る速度が１〜５０ｃ
ｍ／ｓであることを特徴とする。
載の（ａ）〜（ｄ）へ磁性材料を送る速度が１〜５０ｃ
ｍ／ｓであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】積層磁性材料は、磁性材料の薄帯
と絶縁性のバインダーから構成される。磁性材料とし
て、表１に示す３種類を用意した。液体急冷法によりア
モルファスの薄帯を作製したものとパーマロイを冷間圧
延したものである。アモルファスではこの組成の他に
も、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｂ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−
Ｃ系などが同様に使用することができ、特定の組成の磁
性材料に限定するものではない。
と絶縁性のバインダーから構成される。磁性材料とし
て、表１に示す３種類を用意した。液体急冷法によりア
モルファスの薄帯を作製したものとパーマロイを冷間圧
延したものである。アモルファスではこの組成の他に
も、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｂ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−
Ｃ系などが同様に使用することができ、特定の組成の磁
性材料に限定するものではない。
【００１４】
【表１】
【００１５】従来のパーマロイ、珪素鋼板、純鉄などの
多結晶の金属磁性材料と比較して、アモルファス磁性材
料は透磁率が高く、保磁力が小さく、電気抵抗が大きい
ことが特徴である。液体急冷法によって作製されるの
で、数１０μｍの厚さの薄帯が容易に得られる。特に鉄
損を低減するには、ヒステリシス損の低減のために保磁
力が小さいこと、渦電流損を低減するために電気抵抗が
大きいことが要求される。但し、本発明の積層方法は、
アモルファスに限定するものではなく、可撓性があり、
厚さが３〜５０μｍの薄帯であれば、基本的に積層する
ことができる。今回の評価には、３〜５０μｍの広い範
囲のサンプルが入手できなかったが、厚さが厚くなると
相対的にバインダーの厚さが小さくなるので、本発明に
よって得られる効果が相対的に小さくなるのみであり、
本発明の有効性を損なうものではない。更に３μｍ以下
の薄帯については、液体急冷法でも冷間圧延法でも機械
的強度の問題で作製が困難であり、実際に薄帯が製作で
きても、積層の際のハンドリングが困難である。
多結晶の金属磁性材料と比較して、アモルファス磁性材
料は透磁率が高く、保磁力が小さく、電気抵抗が大きい
ことが特徴である。液体急冷法によって作製されるの
で、数１０μｍの厚さの薄帯が容易に得られる。特に鉄
損を低減するには、ヒステリシス損の低減のために保磁
力が小さいこと、渦電流損を低減するために電気抵抗が
大きいことが要求される。但し、本発明の積層方法は、
アモルファスに限定するものではなく、可撓性があり、
厚さが３〜５０μｍの薄帯であれば、基本的に積層する
ことができる。今回の評価には、３〜５０μｍの広い範
囲のサンプルが入手できなかったが、厚さが厚くなると
相対的にバインダーの厚さが小さくなるので、本発明に
よって得られる効果が相対的に小さくなるのみであり、
本発明の有効性を損なうものではない。更に３μｍ以下
の薄帯については、液体急冷法でも冷間圧延法でも機械
的強度の問題で作製が困難であり、実際に薄帯が製作で
きても、積層の際のハンドリングが困難である。
【００１６】図１（ａ）には理想的な積層状態を示して
あるが、図１（ｂ）には現実の積層状態を少し誇張して
模式的に示してある。磁性材料１の表面粗さが粗いと接
触部１３のように磁性材料１同士が接触して、均一厚さ
の積層を妨げることになり、渦電流の低減を妨げること
になる。又表面粗さが粗い場合には、図１（ｂ）の気泡
１２が発生し易くなり、積層の強度が損なわれることに
なる。従ってその表面粗さＲａがＲａ＜５μｍであるこ
とが好ましい。より好ましくはＲａ＜１μｍである。更
にバインダー２の厚さｔは、磁性材料１の表面粗さＲａ
より厚くすることにより、その凹凸をバインダーが覆う
ことができ、結果として磁性材料１同士の適正な接着が
可能になる。バインダー２の厚さｔが磁性材料１の表面
粗さＲａより薄い場合には、磁性材料１同士が図１
（ｂ）の接触部１３のように接触して、渦電流の発生に
繋がってしまう。表１に４種類の実験に使用した磁性材
料を記載した。Ａのアモルファス２７０５ＭとＢのアモ
ルファス２７１４Ａの表面粗さはいずれも１μｍ以下で
あった。ＣのパーマロイＰＡとＤの珪素鋼板の表面粗さ
はいずれも５μｍ程度であった。参考として珪素鋼板、
厚さ０．２５ｍｍの板の特性を示してあり、Ａ、Ｂ、Ｃ
を積層したものと比較することができる。
あるが、図１（ｂ）には現実の積層状態を少し誇張して
模式的に示してある。磁性材料１の表面粗さが粗いと接
触部１３のように磁性材料１同士が接触して、均一厚さ
の積層を妨げることになり、渦電流の低減を妨げること
になる。又表面粗さが粗い場合には、図１（ｂ）の気泡
１２が発生し易くなり、積層の強度が損なわれることに
なる。従ってその表面粗さＲａがＲａ＜５μｍであるこ
とが好ましい。より好ましくはＲａ＜１μｍである。更
にバインダー２の厚さｔは、磁性材料１の表面粗さＲａ
より厚くすることにより、その凹凸をバインダーが覆う
ことができ、結果として磁性材料１同士の適正な接着が
可能になる。バインダー２の厚さｔが磁性材料１の表面
粗さＲａより薄い場合には、磁性材料１同士が図１
（ｂ）の接触部１３のように接触して、渦電流の発生に
繋がってしまう。表１に４種類の実験に使用した磁性材
料を記載した。Ａのアモルファス２７０５ＭとＢのアモ
ルファス２７１４Ａの表面粗さはいずれも１μｍ以下で
あった。ＣのパーマロイＰＡとＤの珪素鋼板の表面粗さ
はいずれも５μｍ程度であった。参考として珪素鋼板、
厚さ０．２５ｍｍの板の特性を示してあり、Ａ、Ｂ、Ｃ
を積層したものと比較することができる。
【００１７】バインダーとしては、溶剤に溶解して磁性
材料表面に塗布した場合に薄く広がり、その後溶剤を乾
燥させた場合に樹脂成分のみが残留してくれる必要があ
る。又、磁性材料同士の接着強度が強いこと、特に積層
した磁性材料を曲げたり、機械的加工をしたりしても剥
離しないことが必要になる。バインダーとして表２に示
す４種類を用意した。いずれも溶剤に溶解し上記要件を
満たしている。
材料表面に塗布した場合に薄く広がり、その後溶剤を乾
燥させた場合に樹脂成分のみが残留してくれる必要があ
る。又、磁性材料同士の接着強度が強いこと、特に積層
した磁性材料を曲げたり、機械的加工をしたりしても剥
離しないことが必要になる。バインダーとして表２に示
す４種類を用意した。いずれも溶剤に溶解し上記要件を
満たしている。
【００１８】溶剤としては、酢酸エチルとメチルエチル
ケトンの種類を用意した。いずれも表２に示す樹脂を溶
解し、適度な沸点を持ち蒸発する性質を持っている。近
年の環境問題を考慮し、蒸発した溶剤は出来るだけ回収
するような製造装置で行うことが必要になる。
ケトンの種類を用意した。いずれも表２に示す樹脂を溶
解し、適度な沸点を持ち蒸発する性質を持っている。近
年の環境問題を考慮し、蒸発した溶剤は出来るだけ回収
するような製造装置で行うことが必要になる。
【００１９】
【表２】
【００２０】表３に実験の組合せと積層強度の評価結果
を示してある。磁性材料の積層枚数はいずれも１０枚と
して、バインダーの厚さは目標を約４μｍとして積層実
験を行った。平均積層厚さは、積層した磁性材料の厚さ
をマイクロメータで９ケ所測定して平均値を算出した。
を示してある。磁性材料の積層枚数はいずれも１０枚と
して、バインダーの厚さは目標を約４μｍとして積層実
験を行った。平均積層厚さは、積層した磁性材料の厚さ
をマイクロメータで９ケ所測定して平均値を算出した。
【００２１】積層率＝（１枚の磁性材料の厚さｘ積層枚
数）÷積層後の厚さ を定義するといずれも積層率＞８０％であった。
数）÷積層後の厚さ を定義するといずれも積層率＞８０％であった。
【００２２】
【表３】
【００２３】積層強度の評価方法は、積層した磁性材料
をワイヤー放電カットで腕時計に組み込むステップモー
タのステータの形状（寸法は全長１０ｍｍ、幅４ｍｍ
位）に加工した後、片持ち梁で角度１５°の曲げを１回
与えて各磁性材料間が剥離していないかを、２０倍の実
体顕微鏡で観察して剥離していないものを○、剥離して
いるものを×、中間の少し剥離しているものを△と評価
した。
をワイヤー放電カットで腕時計に組み込むステップモー
タのステータの形状（寸法は全長１０ｍｍ、幅４ｍｍ
位）に加工した後、片持ち梁で角度１５°の曲げを１回
与えて各磁性材料間が剥離していないかを、２０倍の実
体顕微鏡で観察して剥離していないものを○、剥離して
いるものを×、中間の少し剥離しているものを△と評価
した。
【００２４】表３から、磁性材料はアモルファスの
Ａ，Ｂどちらも良い、バインダーは、ｅのビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂は積層強度の点で不適であるが、
ｆの部分鹸化モンタン酸エステルワックス、ｇの変性ポ
リエステル樹脂、ｈのフェノールブチラール樹脂は良
い、溶剤は平均積層厚さの点から酢酸エチル、メチル
エチルケトンいずれも良い、という結果が得られた。
Ａ，Ｂどちらも良い、バインダーは、ｅのビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂は積層強度の点で不適であるが、
ｆの部分鹸化モンタン酸エステルワックス、ｇの変性ポ
リエステル樹脂、ｈのフェノールブチラール樹脂は良
い、溶剤は平均積層厚さの点から酢酸エチル、メチル
エチルケトンいずれも良い、という結果が得られた。
【００２５】次に製造工程について説明する。図２に請
求項２に関する製造工程を示してある。磁性材料１が給
材ローラ３に巻き付けられており、順次送られる。容器
にバインダーを溶かした溶剤５が下部に配置されてお
り、その上部に塗布ローラ４が配置されている。更に上
部には蒸発した溶剤を回収する溶剤回収器９が配置され
ている。この時の塗布ローラ４が磁性材料１に良く密着
していることが均一に塗布できる条件となる。バインダ
ーと溶剤の体積比率は、１：５から１：１が好ましい。
バインダー濃度が濃いと厚く塗布される傾向があり、濃
度が薄いと逆の傾向になる。その後溶剤乾燥及び回収器
６を通過すると、下から加熱され溶剤が蒸発していき、
上部の回収器に回収される。この時の加熱は急激に行う
と、表面のみ溶剤が乾燥して、中の部分に溶剤が閉じ込
められてしまう。そのため穏やかに乾燥させる方が好ま
しい。駆動ローラ７が次に配置されており、磁性材料１
に対して適度な張力を与えて、弛みを防止している。あ
まり張力を強くし過ぎると、磁性材料１が破断してしま
うので、注意が必要となる。磁性材料１の断面積と引張
り強度から計算される強度から適切な張力が決められ
る。その後に磁性材料１を切断するための切断機１０、
巻取りローラ８が配置されている。巻取りローラ８は巻
き取り後の曲率が積層後のソリになるため、できるだけ
大きい方が好ましい。製品の寸法が小さい場合には、巻
取りローラ８の大きさがやや小さくても許容することが
できる。磁性材料１を１０層積層する場合には、巻取り
ローラ８に１０回巻付けて、切断すれば良い。巻取り後
１ケ所切断することによって、１０層の積層磁性材料が
完成することになる。積層枚数に応じて、巻取りローラ
８の巻取り回数を決めてやれば良い。それぞれのローラ
には、磁性材料１との摩擦力、耐溶剤性などを考慮して
選択する。例えばシリコンゴムのローラなどが適してし
る。
求項２に関する製造工程を示してある。磁性材料１が給
材ローラ３に巻き付けられており、順次送られる。容器
にバインダーを溶かした溶剤５が下部に配置されてお
り、その上部に塗布ローラ４が配置されている。更に上
部には蒸発した溶剤を回収する溶剤回収器９が配置され
ている。この時の塗布ローラ４が磁性材料１に良く密着
していることが均一に塗布できる条件となる。バインダ
ーと溶剤の体積比率は、１：５から１：１が好ましい。
バインダー濃度が濃いと厚く塗布される傾向があり、濃
度が薄いと逆の傾向になる。その後溶剤乾燥及び回収器
６を通過すると、下から加熱され溶剤が蒸発していき、
上部の回収器に回収される。この時の加熱は急激に行う
と、表面のみ溶剤が乾燥して、中の部分に溶剤が閉じ込
められてしまう。そのため穏やかに乾燥させる方が好ま
しい。駆動ローラ７が次に配置されており、磁性材料１
に対して適度な張力を与えて、弛みを防止している。あ
まり張力を強くし過ぎると、磁性材料１が破断してしま
うので、注意が必要となる。磁性材料１の断面積と引張
り強度から計算される強度から適切な張力が決められ
る。その後に磁性材料１を切断するための切断機１０、
巻取りローラ８が配置されている。巻取りローラ８は巻
き取り後の曲率が積層後のソリになるため、できるだけ
大きい方が好ましい。製品の寸法が小さい場合には、巻
取りローラ８の大きさがやや小さくても許容することが
できる。磁性材料１を１０層積層する場合には、巻取り
ローラ８に１０回巻付けて、切断すれば良い。巻取り後
１ケ所切断することによって、１０層の積層磁性材料が
完成することになる。積層枚数に応じて、巻取りローラ
８の巻取り回数を決めてやれば良い。それぞれのローラ
には、磁性材料１との摩擦力、耐溶剤性などを考慮して
選択する。例えばシリコンゴムのローラなどが適してし
る。
【００２６】次に図３には、請求項３に関する製造工程
を示してある。図２とほぼ同じであるが、最後の巻取り
のところが異なっているので、その部分について説明す
る。切断機１０の後に、乾燥用巻取り器１１が配置され
ている。できるだけ狭い空間にバインダー２を塗布した
磁性材料１を多く広げるように考えられている。但し乾
燥のための空間が十分にある場合には必ずしも必要では
ない。この状態で室温に放置することによって、徐々に
溶剤が中まで十分に乾燥し、積層後に気泡１２などが発
生し難くなる。室温での放置する乾燥時間は、室温や湿
度によっても異なるが、日本においては夏なら２４〜１
６８時間位、冬なら９６〜４８０時間位、春と秋ならそ
の中間位である。この時に太陽の直射日光が当たる所は
避けて、風通しの良い日陰が好ましい。但し気密性の高
い室内の場合には、溶剤が空気中に分散するため換気に
は十分注意が必要である。十分溶剤が乾燥したら、図２
に示した巻取りローラ８に積層枚数だけ巻取り、一部を
切断することにより積層磁性材料が完成する。こうして
できた積層磁性材料をモータのステータなどに加工して
使用する。
を示してある。図２とほぼ同じであるが、最後の巻取り
のところが異なっているので、その部分について説明す
る。切断機１０の後に、乾燥用巻取り器１１が配置され
ている。できるだけ狭い空間にバインダー２を塗布した
磁性材料１を多く広げるように考えられている。但し乾
燥のための空間が十分にある場合には必ずしも必要では
ない。この状態で室温に放置することによって、徐々に
溶剤が中まで十分に乾燥し、積層後に気泡１２などが発
生し難くなる。室温での放置する乾燥時間は、室温や湿
度によっても異なるが、日本においては夏なら２４〜１
６８時間位、冬なら９６〜４８０時間位、春と秋ならそ
の中間位である。この時に太陽の直射日光が当たる所は
避けて、風通しの良い日陰が好ましい。但し気密性の高
い室内の場合には、溶剤が空気中に分散するため換気に
は十分注意が必要である。十分溶剤が乾燥したら、図２
に示した巻取りローラ８に積層枚数だけ巻取り、一部を
切断することにより積層磁性材料が完成する。こうして
できた積層磁性材料をモータのステータなどに加工して
使用する。
【００２７】表４に磁性材料としてＡのアモルファス１
７０５Ｍ、バインダーとしてｇの変性ポリエステル、溶
剤として酢酸エチルを選び、バインダーと溶剤の体積
比、送り速度即ち磁性材料の移動速度、図２の溶剤
乾燥及び回収器６の乾燥温度についての実験条件を示し
てある。磁性材料の積層枚数はいずれも１０枚である。
表４の中で、送り速度とは、磁性材料１が移動する速度
を、乾燥温度とは図２の中の溶剤乾燥及び回収器６の加
熱の設定温度をそれぞれ表わしている。気泡の発生は、
積層した後で機械的に磁性材料を剥離して、２０倍の実
体顕微鏡で気泡の有無を観察した結果である。
７０５Ｍ、バインダーとしてｇの変性ポリエステル、溶
剤として酢酸エチルを選び、バインダーと溶剤の体積
比、送り速度即ち磁性材料の移動速度、図２の溶剤
乾燥及び回収器６の乾燥温度についての実験条件を示し
てある。磁性材料の積層枚数はいずれも１０枚である。
表４の中で、送り速度とは、磁性材料１が移動する速度
を、乾燥温度とは図２の中の溶剤乾燥及び回収器６の加
熱の設定温度をそれぞれ表わしている。気泡の発生は、
積層した後で機械的に磁性材料を剥離して、２０倍の実
体顕微鏡で気泡の有無を観察した結果である。
【００２８】
【表４】
【００２９】その実験結果については表５に示してあ
る。バインダーと溶剤の体積比については、１：１から
１：５の場合（本発明６，７，８）が良い結果となって
おり、積層の厚さについてはバインダー濃度が濃いほど
厚くなる傾向がみられる。しかし、１：１０の体積比の
場合（比較例４）には、平均積層厚さが薄くなり、その
結果として積層強度が不足するという結果になった。送
り速度については、早く送るとバインダーの塗布量が減
少する傾向が見られ、１０，４０ｃｍ／ｓの場合（本発
明７，９）が良い結果となり、７０ｃｍ／ｓの場合（比
較例５）は平均積層厚さが薄くなり、積層強度も悪い結
果となった。乾燥温度については、高くなると気泡が発
生する傾向がみられ、４０，６０℃の場合（本発明７，
１０）は良好であったが、１００℃の場合（比較例６）
は積層強度も劣り気泡の発生が見られた。
る。バインダーと溶剤の体積比については、１：１から
１：５の場合（本発明６，７，８）が良い結果となって
おり、積層の厚さについてはバインダー濃度が濃いほど
厚くなる傾向がみられる。しかし、１：１０の体積比の
場合（比較例４）には、平均積層厚さが薄くなり、その
結果として積層強度が不足するという結果になった。送
り速度については、早く送るとバインダーの塗布量が減
少する傾向が見られ、１０，４０ｃｍ／ｓの場合（本発
明７，９）が良い結果となり、７０ｃｍ／ｓの場合（比
較例５）は平均積層厚さが薄くなり、積層強度も悪い結
果となった。乾燥温度については、高くなると気泡が発
生する傾向がみられ、４０，６０℃の場合（本発明７，
１０）は良好であったが、１００℃の場合（比較例６）
は積層強度も劣り気泡の発生が見られた。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【発明の効果】本発明は、モータなどの磁気回路に使用
する軟磁性材料において、アモルファスなどの磁性材料
の薄帯を絶縁性のバインダーを用いて多層に積層するこ
とによって、鉄損を低減することができる。特に、磁性
材料の薄帯を積層することで、渦電流の発生する領域を
限定できることによる効果が得られる。磁性材料の薄帯
を結合するバインダーの厚さをできるだけ薄くすること
によって、磁性材料の積層率を向上でき、結果として飽
和磁化を大きくすることができる。しかもバインダーの
厚さを薄く且つ均一にすることによって機械的加工など
にも耐えうる機械的強度を確保することができる。更に
バインダーを溶解した溶剤を徐々に蒸発させることによ
って、気泡の発生が抑えられ安定したバインダーの厚さ
と機械的強度が得られる。
する軟磁性材料において、アモルファスなどの磁性材料
の薄帯を絶縁性のバインダーを用いて多層に積層するこ
とによって、鉄損を低減することができる。特に、磁性
材料の薄帯を積層することで、渦電流の発生する領域を
限定できることによる効果が得られる。磁性材料の薄帯
を結合するバインダーの厚さをできるだけ薄くすること
によって、磁性材料の積層率を向上でき、結果として飽
和磁化を大きくすることができる。しかもバインダーの
厚さを薄く且つ均一にすることによって機械的加工など
にも耐えうる機械的強度を確保することができる。更に
バインダーを溶解した溶剤を徐々に蒸発させることによ
って、気泡の発生が抑えられ安定したバインダーの厚さ
と機械的強度が得られる。
【図１】（ａ）理想的な積層磁性材料の積層状態を示し
た図。 （ｂ）現実の積層磁性材料の積層状態を模式的に示した
図。
た図。 （ｂ）現実の積層磁性材料の積層状態を模式的に示した
図。
【図２】積層磁性材料の第一の製造工程を説明する図。
【図３】積層磁性材料の第二の製造工程を説明する図。
１ 磁性材料 ２ バインダー ３ 給材ローラ ４ 塗布ローラ ５ バインダーを溶かした溶剤 ６ 溶剤乾燥及び回収器 ７ 駆動ローラ ８ 巻取りローラ ９ 溶剤回収器 １０ 切断機 １１ 乾燥用巻取り器 １２ 気泡 １３ 接触部
Claims (7)
- 【請求項１】 複数枚の磁性材料をバインダーで結合し
てなる積層磁性材料において、磁性材料の厚さが３〜５
０μｍであり、表面粗さＲａがＲａ＜５μｍで、バイン
ダーは溶剤に溶解し且つ溶剤を蒸発させた時に固形分と
して残留する性質を有し、磁性材料とバインダーが交互
に積層され、そのバインダーの厚さｔが１〜１０μｍで
且つｔ＞Ｒａであることを特徴とする積層磁性材料。 - 【請求項２】 複数枚の磁性材料をバインダーで結合し
てなる積層磁性材料の製造方法において、（ａ）厚さが
３〜５０μｍの磁性材料に、溶剤に溶かしたバインダー
を塗布する工程、（ｂ）その後溶剤を蒸発させて磁性材
料上に厚さが１〜１０μｍのバインダー層を形成する工
程、（ｃ）所望の枚数を積層し、加圧して固着する工程
からなることを特徴とする積層磁性材料。 - 【請求項３】 複数枚の磁性材料をバインダーで結合し
てなる積層磁性材料の製造方法において、（ａ）厚さが
３〜５０μｍの磁性材料に、溶剤に溶かしたバインダー
を塗布する工程、（ｂ）その後溶剤を蒸発させて磁性材
料上に厚さが１〜１０μｍのバインダー層を形成する工
程、（ｃ）室温で２４〜４８０時間放置する工程、
（ｄ）所望の枚数を積層し、加圧して固着する工程から
なることを特徴とする積層磁性材料。 - 【請求項４】 上記磁性材料の表面粗さＲａが、Ｒａ＜
５μｍであり、且つバインダー厚さｔがｔ＞Ｒａである
ことを特徴とする請求項２及び３項記載の積層磁性材
料。 - 【請求項５】 上記バインダーと溶剤の体積比率が１：
５〜１：１であることを特徴とする請求項２及び３項記
載の積層磁性材料の製造方法。 - 【請求項６】 上記（ｂ）で溶剤を蒸発させて磁性材料
上に厚さが１〜１０μｍのバインダー層を形成する工程
での蒸発温度が室温〜７０℃であることを特徴とする請
求項２及び３項記載の積層磁性材料の製造方法。 - 【請求項７】 上記（ａ）〜（ｄ）へ磁性材料を送る速
度が１〜５０ｃｍ／ｓであることを特徴とする請求項２
及び３項記載の積層磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10121342A JPH11312604A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 積層磁性材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10121342A JPH11312604A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 積層磁性材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312604A true JPH11312604A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14808904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10121342A Pending JPH11312604A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 積層磁性材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11312604A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7445852B2 (en) | 2002-01-16 | 2008-11-04 | Mitsui Chemicals, Inc. | Magnetic substrate, laminate of magnetic substrate and method for producing thereof |
| CN102044916A (zh) * | 2009-10-22 | 2011-05-04 | 株式会社日立产机系统 | 磁性铁芯以及其制造方法、轴隙式旋转电机、静止机 |
| JP2011114952A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Jfe Steel Corp | モータコア |
| JP2011139584A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Jfe Steel Corp | モータコア |
| CN103326480A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-25 | 山东鑫孚矿业科技有限公司 | 一种粘胶叠压成型电机定子 |
| CN109216004A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 磁体的近净形制造 |
| CN110706911A (zh) * | 2018-07-10 | 2020-01-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 利用浆料通过增材制造进行的磁体制造 |
| CN113037027A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-06-25 | 温州大学 | 基于激光熔化沉积工艺的分层导磁铁芯成型装置及方法 |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP10121342A patent/JPH11312604A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7445852B2 (en) | 2002-01-16 | 2008-11-04 | Mitsui Chemicals, Inc. | Magnetic substrate, laminate of magnetic substrate and method for producing thereof |
| CN102044916A (zh) * | 2009-10-22 | 2011-05-04 | 株式会社日立产机系统 | 磁性铁芯以及其制造方法、轴隙式旋转电机、静止机 |
| JP2011091932A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 磁性鉄心およびその製造方法、アキシャルギャップ型回転電機、静止機 |
| US8937422B2 (en) | 2009-10-22 | 2015-01-20 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Magnetic iron core, method for manufacturing the same, axial-gap rotating electrical machine, and static electrical machine |
| JP2011114952A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Jfe Steel Corp | モータコア |
| JP2011139584A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Jfe Steel Corp | モータコア |
| CN103326480A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-25 | 山东鑫孚矿业科技有限公司 | 一种粘胶叠压成型电机定子 |
| CN109216004A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 磁体的近净形制造 |
| CN110706911A (zh) * | 2018-07-10 | 2020-01-17 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 利用浆料通过增材制造进行的磁体制造 |
| CN113037027A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-06-25 | 温州大学 | 基于激光熔化沉积工艺的分层导磁铁芯成型装置及方法 |
| CN113037027B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-02-01 | 温州大学 | 基于激光熔化沉积工艺的分层导磁铁芯成型装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030826 |