Fe基软磁性非晶合金薄板及制法、层叠铁芯和旋转电机制造技术

本发明专利技术提供能够容易地降低层叠铁芯的损耗的Fe基软磁性非晶合金薄板、使用该薄板的层叠铁芯和旋转电机、以及Fe基软磁性非晶合金薄板的制造方法。本发明专利技术的层叠铁芯用的Fe基软磁性非晶合金薄板的特征在于，所述薄板具有：相对的正面背面；和侧面，所述薄板的厚度为10～50μm，所述侧面具有从正面背面侧起分别相对于所述薄板的厚度方向倾斜的断裂面，所述侧面在所述薄板的厚度方向的截面上为向端部去逐渐变细的V字形状。渐变细的V字形状。渐变细的V字形状。

【技术实现步骤摘要】
Fe基软磁性非晶合金薄板及制法、层叠铁芯和旋转电机


[0001]本专利技术涉及Fe基软磁性非晶合金薄板、使用该薄板的层叠铁芯和旋转电机、以及Fe基软磁性非晶合金薄板的制造方法。

技术介绍

[0002]作为电动汽车和混合动力电动汽车的电动机使用的旋转电机，为了确保输出，要求降低由高速旋转引起的交变磁通的高频化带来的损耗，以高效率进行动作。到目前为止，通过逆变器的使用、稀土磁体的应用、结构设计的优化等，旋转电机的高效化不断进展，但是为了进一步的高效率化，需要降低磁极中使用的层叠铁芯的铁损。因此，代替以往在层叠铁芯中使用的电磁钢板，应用Fe基软磁性非晶合金、包含微细的bcc结构的Fe晶相或FeSi晶相和非晶相的Fe基纳米结晶软磁性合金等低损耗的磁性材料的要求变高。
[0003]作为Fe基软磁性非晶合金，例如已知有Fe
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Si
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B系的软磁性合金，可通过利用单辊液体骤冷法等方法对已被调整为规定的组成的熔融金属进行超骤冷使其非晶化来制作。METGLAS，Inc.的METGLAS(注册商标)2605HB1M、2605SA1和Fe
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Si
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B
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Cr系的2605SA3已可市售获得。
[0004]另外，Fe基纳米结晶软磁性合金是将与Fe基软磁性非晶合金同样地得到的非晶薄带进行热处理，使Fe晶相或FeSi晶相析出(纳米结晶化)而得到的。例如，已知有Fe
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Si
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B
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Cu<br/>‑
Nb系的日立金属株式会社的FINEMET(注册商标)FT
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3M和VACUUMSCHMELZE GmbH&amp;Co.KG.的VITROPERM(注册商标)800、Fe
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B
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Zr
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Cu系的MAGNETEC Gesellschaft fur Magnettechnologie mbH的NANOPERM(注册商标)。
[0005]上述任一材料均以也被称为条(strip)、带(ribbon)、膜或箔的形态，通常以十～几十μm的厚度、以长条形的薄带供给。这样的Fe基软磁性非晶合金或Fe基纳米结晶软磁性合金的薄带，相对于电磁钢板，板厚较薄，能够减小涡流损耗。另外，Fe基软磁性非晶合金或Fe基纳米结晶软磁性合金，与电磁钢板相比，磁滞损耗小，使用这些薄带的层叠铁芯具有软磁性优异等优点。
[0006]另一方面，已知包含Fe基纳米结晶软磁性合金的前体的Fe基软磁性非晶合金为通常不会产生应变硬化的理想的弹塑性材料，具有大的塑性变形能力和强韧性的性质，但是在拉伸试验那样的单轴应力的条件下，表观上难以产生伸长。这样的Fe基软磁性非晶合金的薄带非常硬，与晶体的电磁钢板相比，具有加工性差的缺点，成为需要将薄带加工成规定的形状的向层叠铁芯的应用无法进展的主要原因。因此，除了由使用冲压装置的冲头和冲模构成的模具进行的冲裁(下面，仅表示为冲裁，与其它的加工技术进行区别)以外，还对化学蚀刻、激光加工、线电极电火花加工等从薄带得到规定形状的薄板的加工技术进行了各种研究。
[0007]专利文献1中公开了非晶金属箔的冲裁加工。通过使用伺服压力机，以规定的冲裁速度进行非晶金属箔的冲裁，抑制了与塑性变形相伴的毛刺的产生。另外，专利文献2中公开了非晶合金材料的薄带的蚀刻加工。通过在薄带上预先以规定的形状形成结晶化区域，
对上述结晶化区域进行蚀刻，加快了蚀刻速度。由此，改善了蚀刻加工的生产率。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开昭62
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9898号公报
[0011]专利文献2：日本特开昭55
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145174号公报

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的技术问题
[0013]图5表示层叠铁芯中使用的薄板的一个例子的立体图。在图示的例子中，薄板1为矩形，具有相对的正面背面20和连接正面背面20的4个侧面25。由薄带得到的薄板1容易挠曲，但是在放置在平台上的状态下，薄板1的正面背面20实质上是平坦的，如果不产生折弯等塑性变形，则成为图示那样的形态。薄板1的正面背面20保持薄带制作时的面状体的状态，侧面25为由加工产生的截面。图6是表示将多个薄板重叠而构成的层叠铁芯的一个例子的立体图。在层叠铁芯5中，几块～几千块的薄板1堆叠，这些薄板通过点焊、铆接、粘接等方式进行层间固定而形成为一体。
[0014]图15是将用于对冲裁工序进行说明的冲压装置的一部分简化表示。另外，图16表示通过冲裁加工制作的薄板的侧面的状态的放大立体图。典型地，在薄板1的侧面25，因由冲裁产生的剪断应力，形成剪切面135和断裂面138，并且在薄板1的厚度方向上形成塌边131和与塑性变形相伴的毛刺120。在冲裁法中，在具有冲裁孔的冲模19上配置薄带(未图示)并按压，同时使冲头18从冲裁孔的上方下降，虽然也取决于薄带的厚度，但是使冲头18保持几μm～100μm左右的间隔地穿过冲模19的冲裁孔，利用设置在冲头18的前端侧的边缘的刀尖和设置在冲模19的冲裁孔的边缘的刀尖对薄带进行剪切加工。在通过剪切加工从薄带冲裁得到的薄板1上，在其厚度方向上形成沿着冲头18的外周的毛刺120。
[0015]采用专利文献1中公开的方法，虽然能够抑制在薄板的厚度方向上产生的毛刺的程度，但是无法避免由于冲模和冲头的磨损等随时间的变化而导致毛刺的高度增加。原本从冲裁加工的机理来看，在薄板的厚度方向上产生的毛刺的产生本身就难以消除。
[0016]另外，在利用蚀刻进行的方法中，虽然不会产生在冲裁中在薄板上出现的厚度方向的毛刺，但是需要抗蚀剂涂敷和蚀刻等多个工序，与冲裁相比，生产率低，不适合生产大量的薄板。激光加工和放电加工也是，与冲裁相比，加工速度慢，生产率低。
[0017]图17是放大表示将具有毛刺的薄板堆叠而构成的层叠铁芯的截面。薄板1经由将层间粘接的树脂层200，在面方向上错开地堆叠。在薄板1的侧面侧产生的毛刺120从正面背面20突出，因此，有在堆叠时使薄板1彼此接触引起电短路的情况。薄板1彼此的短路成为使涡流损耗增大的主要原因，会阻碍使层叠铁芯5的损耗降低。另外，毛刺120产生在薄板1的边缘，因此，随着薄板1的层叠数变多，层叠铁芯5的侧面侧比中央部变厚而体积变大，也会影响层叠铁芯5的尺寸精度。另外，也有无法提高层叠铁芯5的占空系数(薄板的体积相对于层叠铁芯体积的比例)的情况。
[0018]因此，本专利技术的目的在于，提供能够容易地降低层叠铁芯的损耗的Fe基软磁性非晶合金薄板、使用该薄板的层叠铁芯和旋转电机、以及Fe基软磁性非晶合金薄板的制造方法。
[0019]用于解决技术问题的手段
[0020]根据本专利技术的一个方式，提供一种层叠铁芯用的Fe基软磁性非晶合金薄板，其特征在于：所述薄板具有：相对的正面背面；和侧面，所述薄板的厚度为10～5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层叠铁芯用的Fe基软磁性非晶合金薄板，其特征在于：所述薄板具有：相对的正面背面；和侧面，所述薄板的厚度为10～50μm，所述侧面具有从正面背面侧起分别相对于所述薄板的厚度方向倾斜的断裂面，所述侧面在所述薄板的厚度方向的截面上为向端部去逐渐变细的V字形状。2.根据权利要求1所述的Fe基软磁性非晶合金薄板，其特征在于：所述断裂面为由韧性断裂产生的断裂面。3.根据权利要求1或2所述的Fe基软磁性非晶合金薄板，其特征在于：所述薄板的全部侧面为V字形状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的Fe基软磁性非晶合金薄板，其特征在于：从作为所述薄板的外缘的V...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上政己，高岛洋，森次仲男，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：