(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータを備えるモータの製造方法であって、
Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、１０＜ｙ＋ｚ≦２４）で表される組成を有する溶湯を急冷して、非晶質組織を有する薄板を準備すること、
前記薄板の一部から、ロータに用いる第１板片を採取すること、及び、
前記薄板の残部から、ステータに用いる第２板片を採取すること、
を含み、
前記非晶質組織がナノ結晶組織になる温度で、前記第２板片を採取する前の前記残部、又は、前記第２板片を熱処理してステータに用い、かつ
前記第１板片を急冷のままロータに用いる、
モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータとステータを備えるモータの製造方法に関する。本発明は、特に、ロータに非晶質組織を有する薄板を用い、かつ、ステータに結晶組織を有する薄板を用いる、モータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、軸を中心に回転するロータと、ロータと相互作用して回転モーメントを発生させるステータとを備える。
【０００３】
モータの性能向上については、高回転化が考えられるが、その実現には、ロータに用いる薄板の高強度化が必要である。
【０００４】
従来のモータに関しては、ロータとステータの両方に電磁鋼板が用いられていた。そのため、このようなモータは、高トルクを得られるが、低損失化には改善の余地があった。
【０００５】
その改善の試みとして、例えば、特許文献１及び特許文献２には、ロータ用とステータ用の薄板を、同一の無方向性電磁鋼板から採取し、ステータ用の薄板のみを歪取焼鈍することによって、ロータは高強度化を、ステータは低損失化を図ったことが開示されている。さらに、これらの文献には、歪取焼鈍によって、無方向性電磁鋼板中の結晶粒が成長するため、ステータの低損失化を達成できたことが開示されている。しかし、これらの試みでは、モータの高トルク化と低損失化の両立は充分ではなかった。
【０００６】
ロータとステータとで、軟磁性材料の種類を異ならせる例として、特許文献３に、ロータには珪素鋼板又は圧粉鉄心を用い、ステータにはアモルファス、フェライトコア、又はパーマロイのいずれかを用いることが開示されている。そして、特許文献３には、ロータとステータの材質を選択することにより、ロータよりも、ステータの方が、鉄損を小さくできることが記載されている。
【０００７】
特許文献４には、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、１０＜ｙ＋ｚ≦２４）で表される組成を有するナノ結晶合金が開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、このナノ結晶合金は、高飽和磁束密度を有すること、このナノ結晶合金は、同じ組成の非晶質合金を熱処理して得られること、及び、Ｆｅ基非晶質薄板は、一般的に靱性が良好であること、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−０５０６８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２７００１１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９３９０７号公報
【特許文献４】特開２０１３−０６７８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ロータに高強度薄板が、ステータに高飽和磁束密度薄板が求められるとき、モータの製造において、ロータ用薄板とステータ用薄板を別々に準備すると、製造工数が増加し、薄板の歩留が低下する、という課題を、本発明者らは見出した。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、低損失で高トルクを得られるモータを、少ない工数かつ高い薄板歩留で製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ね、本発明を完成させた。本発明の要旨は、次のとおりである。
〈１〉ロータとステータを備えるモータの製造方法であって、
Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、１０＜ｙ＋ｚ≦２４）で表される組成を有し、かつ非晶質組織を有する薄板を準備すること、
前記薄板の一部から、ロータに用いる第１板片を採取すること、及び、
前記薄板の残部から、ステータに用いる第２板片を採取すること、
を含み、
前記非晶質組織がナノ結晶組織になる温度で、前記第２板片を採取する前の前記残部、又は、前記第２板片を熱処理する、
モータの製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、同一のＦｅ基非晶質合金薄板から、ロータ用板片とステータ用板片を採取し、ステータ用板片の採取の前又は後にナノ結晶化熱処理することにより、低損失で高トルクのモータを、少工数かつ高薄板歩留で製造できる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ロータとステータの構造の一例を示す上面図である。
【図２】従来の製造方法において、別々の薄板から、ロータ用板片とステータ用板片を採取する方法を示す模式図である。
【図３】本発明の製造方法において、同一の薄板から、ロータ用板片とステータ用板片を採取する方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、モータに関し、本発明の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１６】
本発明の製造方法で得られるモータは、ロータとステータを備える。図１は、ロータとステータの構造の一例を示す上面図である。
【００１７】
図１に示したように、ロータ１０とステータ２０は、環状の部品である。ロータ１０の内周側には、回転軸（図示しない）が挿入される。ステータ２０の内周側には、ロータ１０が配置される。ロータ１０とステータ２０との間で、磁気に起因する回転モーメントが生じ、それによって、ロータ１０が、その回転軸を中心に回転する。
【００１８】
ロータ１０は、切欠き部を有する薄板（以下、「ロータ用板片」ということがある。）を積層することによって形成される。そして、その切欠き部の一部に永久磁石１５が配置される。
【００１９】
ステータ２０は、その内周が櫛状である薄板（以下、「ステータ用板片」ということがある。）を積層することによって形成される。そして、その櫛状部分に、コイル２５が配置される。
【００２０】
低損失で高トルクのモータを得るため、ロータ１０には、高い強度を有する軟磁性薄板を用い、ステータ２０には、高い飽和磁束密度を有する軟磁性薄板を用いる。
【００２１】
図２は、従来の製造方法において、別々の薄板から、ロータ用板片とステータ用板片を採取する方法を示す模式図である。図２（ａ）は、高い飽和磁束密度を有する軟磁性薄板４０（以下、「高飽和磁束密度薄板４０」ということがある。）から、ステータ用板片２１を採取する方法を示す模式図である。図２（ｂ）は、高い強度を有する軟磁性薄板３０（以下、「高強度薄板３０」ということがある。）から、ロータ用板片１１を採取する方法を示す模式図である。
【００２２】
従来の製造方法においては、高飽和磁束密度薄板４０と高強度薄板３０とを、別々に準備する。そして、高飽和磁束密度薄板４０と高強度薄板３０は、別々の工程を経て製造される。
【００２３】
図２（ａ）に示したように、高飽和磁束密度薄板４０から、環状のステータ用板片２１を採取するため、ステータ用板片２１の外周よりも外側の部分４０ａと、ステータ用板片２１の内周よりも内側の部分４０ｂとを除去する。以下、「ステータ用板片２１の外周よりも外側の部分４０ａ」を「ステータ用板片２１の外側残部４０ａ」と、「ステータ用板片２１の内周よりも内側の部分４０ｂ」を「ステータ用板片２１の内側残部４０ｂ」ということがある。
【００２４】
図２（ｂ）に示したように、高強度薄板３０から、環状のロータ用板片１１を採取するため、ロータ用板片１１の外周よりも外側の部分３０ａと、ロータ用板片１１の内周よりも内側の部分３０ｂとを除去する。以下、「ロータ用板片１１の外周よりも外側の部分３０ａ」を「ロータ用板片１１の外側残部３０ａ」と、「ロータ用板片１１の内周よりも内側の部分３０ｂ」を「ロータ用板片１１の内側残部３０ｂ」ということがある。
【００２５】
上述したように、ステータ２０の内周側には、ロータ１０が配置される（図１、参照）ため、ステータ２０の内周の直径は、ロータ１０の外周の直径よりも大きい。したがって、ステータ用板片２１の内周の直径は、ロータ用板片１１の外周の直径よりも大きい（図２（ａ）及び図２（ｂ）、参照）。
【００２６】
ステータ用板片２１とロータ用板片１１の両方を、同一の薄板から採取することができれば、ステータ用板片２１の内側残部４０ｂから、ロータ用板片１１を採取することができるため、薄板歩留を向上させることができる。そして、同一の薄板から、ステータ用板片２１とロータ用板片１１の両方を採取することができれば、別々の材質の薄板を準備する工数も省くことができる。
【００２７】
本発明者らは、所定の組成を有するＦｅ基非晶質合金薄板は、高い強度を有し、その非晶質合金薄板を熱処理すると、高い飽和磁束密度を有するナノ結晶合金になることを知見した。また、本発明者らは、Ｆｅ基非晶質合金薄板からロータ用板片１１を採取し、ロータ用板片１１の外側残部３０ａからステータ用板片２１を採取し、その外側残部３０ａ又はステータ用板片２１を熱処理することにより、所望のモータを製造できることを知見した。すなわち、本発明者らは、高強度を有するステータと、高飽和磁束密度を有するステータとを備えることによって、低損失で高トルクのモータを、少ない工数かつ高い薄板歩留で製造することができることを知見した。
【００２８】
これらの知見に基づく、本発明に係るモータの製造方法の構成を、次に説明する。本発明の製造方法は、ロータとステータを備えるモータを対象とする。
【００２９】
（薄板準備工程）
Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、及び１０＜ｙ＋ｚ≦２４）で表される組成を有し、かつ非晶質組織を有する薄板（以下、「非晶質薄板」ということがある。）を準備する。なお、ｘ、ｙ、及びｚは原子％である。
【００３０】
薄板中に、非晶質組織を含有させるため、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、及び１０＜ｙ＋ｚ≦２４）で表される組成を有する溶湯を急冷する。
【００３１】
溶湯については、その組成が、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、及び１０＜ｙ＋ｚ≦２４）になるように、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｂ、及びＳｉを含有する原材料を配合し、それを溶解する。原材料としては、Ｆｅ−Ｂ及びＦｅ−Ｓｉ等の合金鉄（フェロアロイ）を使用してもよい。
【００３２】
原材料の溶解方法については、特に制限はない。原材料を迅速に溶解でき、溶解途中で溶湯の酸化を抑制することができる観点から、高周波溶解が好ましい。溶解途中又は溶解後の保持中に、溶湯を良好に撹拌して、溶湯中の成分を均一にする観点からも、高周波溶解が好ましい。
【００３３】
溶湯を急冷する方法としては、非晶質薄板を製造することができれば、特に制限はない。例えば、単ロール法及び双ロール法等が挙げられる。
【００３４】
単ロール法の場合、冷却ロールは水冷することが好ましい。また、冷却ロールの周速は１５〜７０ｍ／ｓであることが好ましい。冷却ロールを水冷し、冷却ロールの周速を１５〜７０ｍ／ｓにすることにより、薄板内の非晶質組織の体積分率を、７０〜１００％にすることができる。また、このように急冷することにより、薄板内の結晶組織の体積分率を、０％を超え、３０％未満にすることができ、かつ、その結晶組織の平均結晶粒径を、０．１〜３０ｎｍにすることができる。薄板内の金属組織をこのようにしておけば、薄板内に結晶組織が存在していても、薄板の特性は、薄板内の全てが非晶質組織であるときと、実質的に同一であると考えることができる。なお、このような金属組織を得られる、溶湯の冷却速度は、１×１０２〜１×１０７Ｋ／秒である。
【００３５】
溶湯の急冷は、不活性ガス又は窒素ガス雰囲気中で行うことが好ましい。このような雰囲気にすることで、溶湯が酸化され難く、その結果、薄板中に酸化物が介在することを抑制することができる。
【００３６】
溶湯の急冷によって得られる薄片の厚さは、０．０１〜０．２０ｍｍであることが好ましい。厚さが０．０１〜０．２０ｍｍであれば、溶湯の急冷後に、所望の金属組織が得られ、かつ、ロータ及びステータの渦電流損失を低減することができる。
【００３７】
次に、溶湯の組成を、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（ただし、１＜ｘ＜２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦９、及び１０＜ｙ＋ｚ≦２４）に特定する理由について説明する。
【００３８】
Ｆｅは、Ｃｕ、Ｂ、及びＳｉの残部である。Ｆｅの含有量が、７４原子％以上８９原子％未満であれば、薄板に後述する熱処理を施したとき（以下、「熱処理後」ということがある。）、高飽和磁束密度を有する薄板を得られる。
【００３９】
Ｃｕの含有量が、１原子％を超え、２原子％未満であれば、溶湯を急冷した段階で、薄板に少量存在する結晶組織を微細化することができる。また、Ｃｕの含有量が前述の範囲であれば、熱処理後、高飽和磁束密度を有する薄板を得られる。
【００４０】
Ｂの含有量が１０〜２０原子％であれば、溶湯を急冷した段階で、薄板に少量存在する結晶組織を微細化することができ、かつ、熱処理後、薄板中の結晶組織も微細化して、薄板は優れた軟磁性を有する。
【００４１】
Ｓｉの含有量が適量であると、軟磁性及び鋳造性を向上させ、かつ、薄板の特性のばらつきを低減する。一方、Ｓｉの含有量が過剰であると、熱処理後、薄板の飽和磁束密度が著しく低下する。したがって、Ｓｉの含有量は、０原子％を超え、９原子％以下である。
【００４２】
Ｂの含有量とＳｉの含有量の和、すなわち、ｙ＋ｚが２４原子％以下であれば、熱処理後、高飽和磁束密度を有する薄板を得られる。一方、ｙ＋ｚが１０原子％を超えていれば、熱処理後、薄板の軟磁性が劣化することはない。
【００４３】
また、Ｆｅの一部を、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、白金族元素、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｙ、Ｎ、Ｏ、及び希土類元素から選ばれた１種以上の元素で置換してもよい。ただし、その置換量は、これらの元素の合計で１．８原子％以下とする。置換量が１．８原子％以下であれば、飽和磁束密度が実質的に低下しない。これらの元素で置換することにより、耐食性、電気抵抗率、磁気特性等を向上させることができる。また、これらの元素の他に、Ｆｅが不可避的不純物で置換されてもよい。不可避的不純物の許容量は、上述した置換量に含まれる。なお、不可避的不純物とは、原材料に含まれる不純物等、その含有を回避することが避けられない、あるいは、回避するためには著しい製造コストの上昇を招くような不純物のことをいう。
【００４４】
これまで説明してきたように、溶湯を急冷して得た薄板から、ロータ用板片とステータ用板片を採取する。次に、これらの採取方法について説明する。図３は、本発明の製造方法において、同一の薄板から、ロータ用板片とステータ用板片を採取する方法を示す模式図である。
【００４５】
（第１薄板採取工程）
溶湯を急冷して得た薄板５０の一部から、ロータに用いる第１板片１２を採取する。薄板５０は、急冷のままで用いられる。急冷のままとは、鋳放しと同義である。急冷のままとすることによって、第１板片１２は非晶質組織を有するため、第１板片１２を積層して得たロータは、高強度を有する。その結果、このようなロータを用いて製造したモータは、高トルクを達成できる。
【００４６】
図３に示したように、第１板片１２は、薄板５０の一部であり、第１板片１２以外は、薄板５０の残部である。薄板５０の残部のうち、第１板片１２の内周よりも内側の部分５０ｂ（以下、「第１板片１２の内側残部５０ｂ」ということがある。）は、モータの回転軸が挿入される部分であるため、その面積は小さい。したがって、第１板片１２の内側残部５０ｂからは、ロータ用板片及びステータ用板片のいずれも採取することができない。一方、第１板片１２の外周よりも外側は、その面積が充分に広い。したがって、第１板片１２の外周よりも外側の部分から、後述する第２板片２２を採取することができる。
【００４７】
第１板片１２の採取方法は、第１板片１２と薄板５０の残部に損傷を与えなければ、特に制限はない。ここでいう「損傷を与えない」とは、薄板５０から、第１板片１２を採取し、この第１板片１２を用いてロータを製造しても、このロータが、問題なく機能することをいう。また、薄板５０の残部から、後述するように、ステータ用板片（第２板片２２）を採取し、この板片を用いてステータを製造しても、このステータが、問題なく機能することをいう。
【００４８】
第１板片１２の採取方法としては、例えば、打ち抜き等が挙げられる。打ち抜き方法としては、非晶質薄板又は非晶質薄片を打ち抜く際に行われている常法でよい。打ち抜きによって得られた第１板片１２の内周及び／又は外周を、必要に応じて、シェービング加工してもよい。シェービング加工することにより、第１板片１２の内周及び／又は外周の「バリ」を除去することができるため、複数の第１板片１２を、隙間なく積層することができる。
【００４９】
（第２板片採取工程）
薄板５０の残部から、ステータに用いる第２板片２２を採取する。第２板片２２の採取に際しては、その採取前又は採取後に、後述する熱処理を施す。
【００５０】
図３に示したように、薄板５０の残部の外周と第２板片２２の外周とが交差することなく、かつ、第１板片１２を採取した後の穴と第２板片２２の内周とが交差することなく、第２板片２２を採取する。このように第２板片２２を採取することにより、第２板片２２は、その外周及び内周のいずれにも欠肉部を有することはない。
【００５１】
上述した欠肉部を有することなく第２板片２２を採取するには、薄板５０において、第１板片１２の中心（以下、「第１中心」という。）と第２板片２２の中心（以下、「第２中心」という。）を、できるだけ同じ位置にすることが好ましい。モータを組み立てた際、ロータが円滑に回転できるように、ロータとステータとの間には、隙間（クリアランス）を設ける。第１中心と第２中心の「ずれ」の許容範囲は、隙間（クリアランス）の最大値の１／２以下である。
【００５２】
第２板片２２の採取方法は、第１板片１２の採取方法と同様でよい。また、第２板片２２の内周及び／又は外周も、同様に、必要に応じて、シェービング加工してもよい。
【００５３】
（熱処理工程）
第２板片２２の採取前に熱処理を行う場合には、非晶質組織がナノ結晶組織になる温度で、薄板５０の残部を熱処理する。第２板片２２の採取後に熱処理を行う場合には、非晶質組織がナノ結晶組織になる温度で、第２板片２２を熱処理する。すなわち、非晶質組織がナノ結晶組織になる温度で、第２板片２２を採取する前の薄板５０の残部、又は、第２板片２２を熱処理する。このように熱処理することによって、薄板５０の残部中又は第２板片２２中の非晶質組織がナノ結晶組織になるため、第２板片２２を積層して得たステータは、高飽和磁束密度を有する。その結果、このようなステータを用いて製造したモータは、低損失を達成できる。
【００５４】
本発明において、ナノ結晶組織は、３０ｎｍ以下の平均結晶粒径を有する組織をいう。結晶粒径を、平均結晶粒径で３０ｎｍ以下にすることによって、飽和磁束密度を一層向上させることができ、その結果、モータの損失を一層低減することができる。また、本発明においては、平均結晶粒径を、次のように定義する。Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）を用いて、ｂｃｃ構造のＦｅ（α−Ｆｅ）のメインピークを測定し、シェラーの式により算出した値を平均結晶粒径とする。厳密には、シェラーの式から算出した値は結晶子サイズであるが、ナノ結晶組織における結晶粒はほぼ単結晶であるため、結晶細サイズを平均結晶粒径とみなすことができる。
【００５５】
熱処理を行う時期については、第２板片２２の採取前に、薄板５０の残部を熱処理してもよいし、第２板片２２の採取後に、第２板片２２を熱処理してもよい。モータを製造する全ての工程を考慮して、熱処理を行う時期を適宜決定すればよい。
【００５６】
熱処理温度は、非晶質組織をナノ結晶組織にすることができる温度であれば、特に制限はない。また、熱処理温度を、例えば、熱処理の際の最高到達温度で設定することができる。最高到達温度の一例としては、３００〜６００℃が挙げられる。最高到達温度が３００℃以上であれば、ナノ結晶化を迅速に行うことができる。この観点から、最高到達温度は、３３０℃以上、３６０℃以上、又は３９０℃以上であってもよい。一方、６００℃以下であれば、結晶粒径をより微細にすることができる。この観点から、最高到達温度は、５７０℃以下、５４０℃以下、又は５１０℃以下であってもよい。
【００５７】
最高到達温度までの昇温速度は、特に制限されない。最高到達温度までの昇温速度は、例えば、平均昇温速度で、０．１〜５００℃／分、好ましくは、１〜３００℃／分であってよい。最高到達温度からの冷却速度は、非晶質組織が生成するようなことがなければ、特に制限されない。例えば、放冷でよい。最高到達温度からの冷却速度は、例えば、平均冷却速度で、０．１〜３０００℃／分、好ましくは、０．１〜２００℃／分であってよい。昇温速度及び冷却速度が上述した範囲であれば、飽和磁束密度を特に向上させることができる。
【００５８】
熱処理時間は、熱処理温度、昇温速度、冷却速度、及び、薄板５０の残部の質量を考慮して、適宜決定すればよい。熱処理時間（昇温開始から冷却開始まで）は、１００時間以下、好ましくは４時間以下、より好ましくは１時間以下、特に好ましくは２０分以下であってよい。
【００５９】
熱処理雰囲気は、真空雰囲気又は露点が−３０℃以下の不活性ガス又は窒素ガス雰囲気が好ましく、露点が−６０℃以下の不活性ガス又は窒素ガス雰囲気がより好ましい。熱処理雰囲気を、このようにすることにより、熱処理後の薄板５０の磁気特性のばらつきを低減することができる。
【００６０】
（その他工程）
これまで説明してきた工程の他に、モータを製造するために、通常行われる工程を含んでよい。このような工程としては、ロータ１０に永久磁石１５を配置する工程、及び、ステータ２０にコイル２５を配置する工程等が挙げられる。
【００６１】
（変形）
図３では、１枚の薄板５０から、１枚の第１板片１２と１枚の第２板片２２を採取する場合を示した。図３に示した薄板５０よりも、面積が大きい薄板５０を準備すれば、１枚の薄板５０から、複数の第１板片１２と複数の第２板片を採取することができる。１枚の薄板５０から、複数の第１板片１２と複数の第２板片を採取する場合、個々の第２板片２２同士の間隔を狭くすることによって、第２板片２２の外周よりも外側の部分５０ａの面積を小さくすることができるため、薄板歩留をさらに向上させることができる。
【００６２】
第１板片１２と第２板片２２は、同時に採取してもよい。このようにすることで、第１板片１２と第２板片２２の採取の工数をさらに低減することができる。この場合、熱処理は、第２板片の採取後に行う。
【００６３】
また、第２板片２２を、第１板片１２よりも先に採取しても、必然的に第１板片１２が採取できるため、上述した同時採取と同様になる。
【００６４】
これまで説明してきたように、本発明の製造方法によれば、ロータ用板片（第１板片）とステータ用板片（第２板片）を、同一のＦｅ基非晶質薄板から採取できるため、薄板の製造工数を低減でき、かつ、薄板歩留を向上させることができる。また、ステータ用板片（第２板片）の採取の前又は後に、その採取する薄板又はステータ用板片（第２板片）をナノ結晶化熱処理することにより、ステータ用板片（第２板片）の飽和磁束密度を向上させることができる。これにより、ロータは高強度を有し、ステータは高飽和磁束密度を有するため、低損失で高トルクのモータを、少工数かつ高薄板歩留で製造できる方法を提供することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。
【００６６】
（実施例）
Ｆｅ８５．５Ｃｕ１．５Ｂ１１Ｓｉ２の組成を有する溶湯を準備し、単ロール法で、薄板を作製した。溶湯の温度は１４００℃、冷却ロールの周速は５０ｍ／ｓであった。このようにして得た薄板は、体積分率で、１００％の非晶質組織を有していた。
【００６７】
急冷のままの薄板から、打ち抜きにより、第１板片（ロータ用板片）を採取した。第１板片（ロータ用板片）を打ち抜いた後の薄板残部から、さらに、打ち抜きにより、第２板片（ステータ用板片）を採取し、それを熱処理した。
【００６８】
熱処理条件については、最高到達温度は４５０℃、平均昇温速度は４００℃／分、平均冷却速度は１００℃／分、熱処理時間（昇温開始から冷却開始まで）は６分間であった。熱処理は、真空雰囲気で行った。熱処理後の薄板残部は、平均結晶粒径が２０ｎｍのナノ結晶組織を有していた。
【００６９】
このようにして得た第１板片及び第２板片それぞれを積層し、ロータ及びステータを作製した。また、ロータに永久磁石を、ステータにコイルを配置し、モータを組み立て、実施例１のモータとした。
【００７０】
（比較例）
第２板片を熱処理しなかったこと以外、実施例と同様にして、比較例のモータを作製した。
【００７１】
（従来例１）
平均結晶粒径が３８μｍの電磁鋼板を準備し、打ち抜きにより、第１板片を採取した。その後、第１板片を採取した後の残部を熱処理した。熱処理後の平均結晶粒径は８０μｍであった。そして、熱処理後の残部から、打ち抜きにより、第２板片を採取した。このようにして採取した第１板片及び第２板片それぞれを積層し、ロータ及びステータを作製した。また、ロータに永久磁石を、ステータにコイルを配置し、モータを組み立て、従来例１のモータとした。
【００７２】
（従来例２）
引張強度が６００ＭＰａの高強度電磁鋼板と、鉄損が１２Ｗ／ｋｇの低損失電磁鋼板とを、それぞれ別々に準備した。そして、高強度電磁鋼板から第１板片を、低損失電磁鋼板から第２板片を、それぞれ、打ち抜きにより採取した。このようにして採取した第１板片及び第２板片それぞれを積層し、ロータ及びステータを作製した。また、ロータに永久磁石を、ステータにコイルを配置し、モータを組み立て、従来例２のモータとした。
【００７３】
（評価）
このようにして作製したモータそれぞれのトルクと損失を測定した。結果を表１に示す。表１には、それぞれのモータを作製したときの薄板歩留を併記した。薄肉歩留、トルク、及び損失については、従来例１の薄板歩留、トルク、及び損失を１００としたときの値を、それぞれ示した。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
表１から分かるように、実施例のモータは、同一の薄板から第１板片と第２板片を採取していることから、薄板の準備工数が少なく、かつ、薄板歩留もよい。また、実施例のモータについては、ロータとステータの両方が電磁鋼板であるモータ（従来例１及び従来例２）と同等のトルクを維持しつつ、ロータとステータの両方が非晶質材であるモータと同様に、損失を低減できていることが確認できた。このように、実施例のモータがトルクの向上と損失の低減とを両立できているのは、ロータが非晶質材であり、かつ、ステータがナノ結晶材であるためであることも、併せて確認できた。
【００７６】
以上の結果から、本発明が顕著な効果を奏することを、確認できた。
【符号の説明】
【００７７】
１０    ロータ
１１    ロータ用板片
１２    第１板片
１５    永久磁石
２０    ステータ
２１    ステータ用板片
２２    第２板片
２５    コイル
３０    高強度薄板
３０ａ    ロータ用板片の外周よりも外側の部分（ロータ用板片の外側残部）
３０ｂ    ロータ用板片の内周よりも内側の部分（ロータ用板片の内側残部）
４０    高飽和磁束密度薄板
４０ａ    ステータ用板片の外周よりも外側の部分（ステータ用板片の外側残部）
４０ｂ    ステータ用板片の内周よりも内側の部分（ステータ用板片の内側残部）
５０    薄板
５０ａ    第２板片の外周よりも外側の部分（第２板片の外側残部）
５０ｂ    第１板片の内周よりも内側の部分（第１板片の内側残部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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