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研究紹介(商品・利用技術研究)

電機・家電品

電磁鋼板

環境にやさしいクルマの心臓部

ハイブリッド車をはじめとして、クルマは電気で走りはじめています。その心臓部である電気を動力に変えるモータの性能は電磁鋼板で決まります。住友金属は、その高強度化をリードして、電磁鋼板のフロンティアを切り拓いています。

モータは電磁石の力で動きます。電磁石を強くするには、導線でできたコイルの中に鉄心をいれると良い、と小学校の理科で習ったのを覚えていますか?その鉄心を作るための鋼板が電磁鋼板です。なぜ普通の鉄を使わないのでしょう?電磁鋼板は電磁石の鉄心として優れた性質・性能があるからです。

(1)エネルギーロスが少ない モータ内の鉄心は、モータが動くと暖まります。鉄心の中で電気が渦状に流れるからです。暖まった熱はエネルギーロスになるため,モータの重要性能であるエネルギー効率の向上には鉄心でのエネルギーロスの低減が必要不可欠です。電磁鋼板はこのロスの少ない鉄なのです。ロスを減らすには、一般的には鉄にケイ素を添加します。
(2)磁束密度が高い エネルギー効率と並ぶモータの重要性能はパワーあるいは瞬発力です。電磁石のパワーは、電磁石がどれだけ強い磁気を出せるかで決まります。これは鉄心の「磁束密度」で表されます。磁束密度を上げるには、一般的には鉄の結晶方位をコントロールします。

この2つが一般的な電磁鋼板の勝負ポイントです。ところがモータがクルマの動力の主役になるにつれて、新しいポイントが出てきました。それが「電磁鋼板の強度」です。

モータを主動力として使うには、より高いパワーと高速回転が必要です。モータ内部には回転するローターと、固定されたステーターの2種類がありますが、高速回転するにつれ、ローターにかかる遠心力は大きくなります。すると、鉄でできたローターもかすかに変形するおそれがあるのです。また、クルマの速度変化に合わせてモータの回転速度も変化するため、繰り返される回転速度の変動によって破壊してしまうおそれもあるのです。

図1:磁石埋込型同期モータの構造

ローター用の電磁鋼板に高い強度が要求される理由はここにあります。ローターの鉄心、つまり電磁鋼板が高強度化すると、高速回転時の変形を抑えることができ、回転速度変動による破壊も抑制できるという訳です。もちろん、強度を高めてもエネルギーロスが増えないことが必要で、このバランスがクルマ用モータの性能のカギを握ります。

住友金属の高強度電磁鋼板は,高い強度と低いエネルギーロスで世界をリードしています。当社は、クルマ用モータの高速回転化と効率・パワーアップを両立させるフロンティアのトップランナーなのです。

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良導電性放熱PCM電磁鋼板

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