「圧粉磁心」の新たな世界を拓く~「アキシャルギャップモータ」用の「圧粉磁心」の开発~

「圧粉磁心」の新たな世界を拓く~「アキシャルギャップモータ」用の「圧粉磁心」の开発~

アキシャルギャップモータと圧粉磁心(手前)

基本构造を円盘状に高い性能と軽薄化を実现

住友電工焼結合金(株) 電動モジュール開発室長上野 友之
住友電工焼結合金(株) 電動モジュール開発室長 上野 友之

住友電工グループは、2005年頃から「アキシャルギャップモータ」向けの「圧粉磁心」の研究开発を行ってきた。その時期から現在まで研究开発に取り組んできたのが、上野友之だ。アドバンストマテリアル研究所在籍時から「圧粉磁心」に携わってきた。そして、2023年、住友電工焼結合金(株)に新たに「圧粉磁心」の「アキシャルギャップモータ」用途の拡大を目指して発足した、電動モジュール開発室長として着任する。

「2005年当時、ハイブリッド車にモータが搭載されたことを機に、『アキシャルギャップモータ』の可能性について検討を始めました。しかし、当時の『圧粉磁心』は絶縁性能、耐熱性や強度も低く、求められる性能は満たせませんでした。そして2014年頃、燃費向上をはじめとした環境配慮、地球温暖化などを背景に、モータの小型?軽量化が市場から再び要請されたのです。小型?軽量であれば『圧粉磁心』が電磁鋼板よりも優位性があると考え、研究开発を再始動させました。試作を重ねその知見を蓄積。モータ市場は巨大なので大きなビジネスチャンスがあり、高効率?省エネに有効性がある『圧粉磁心』を搭載した『アキシャルギャップモータ』の普及拡大は、サステナブルな社会に貢献するとも考え、研究开発を加速させてきました」(上野)

上野らの取り组みで推进された「圧粉磁心」は、モータの基本构造を円筒状から円盘状へ変更して軽薄化を実现した。従来のラジアルギャップモータと比较して、トルクや最高効率などの性能は同等で軽薄化を达成している。

颁翱?排出量を大幅に低减、かつリサイクルが可能

住友電工焼結合金(株) 電動モジュール開発室 主席齋藤 達哉
住友電工焼結合金(株) 電動モジュール開発室 主席 齋藤 達哉

「圧粉磁心」が、初めて「アキシャルギャップモータ」に採用されたのは2020年、产业机械向けだった。上野と同じ电动モジュール开発室に在籍する斋藤达哉は、入社以来「圧粉磁心」に関わり「アキシャルギャップモータ」向けの「圧粉磁心」の採用に向けて顾客に积极的にアプローチした。

「営业担当に同行しお客さまへ『圧粉磁心』の优位性を诉求しました。モータの性能を决定付けるのが磁心です。コンパクトでありつつ、磁束密度が高いため高トルクが実现できること、エネルギー损失が少ないこと、3次元形状が可能なことなど、电磁钢板にはない特性を诉求。さらにお客さまのニーズに応じて试作、设计変更を重ねました。また、『圧粉磁心』はサステナブルな観点からも优位性があります。原料が粉末のため粉砕してリサイクルをすることが可能です。また、颁翱2排出量は圧粉磁心の新粉で电磁钢板比で约70%低减、リサイクルした圧粉磁心では约90%以上低减できます。こうした多彩な特性を理解?纳得いただき採用が决定。确かな一歩を踏み出した実感がありました」(斋藤)

住友電工焼結合金(株) 電動モジュール開発室 兼 伊丹製造部 開発グループ 主席 栄田 壮亮
住友電工焼結合金(株) 電動モジュール開発室 兼 伊丹製造部 開発グループ 主席 栄田 壮亮

顾客向けに「圧粉磁心」の製造?量产を検讨したのが、栄田壮亮である。栄田は最初の立ち上げから「圧粉磁心」に携わってきた。

「量产开始までの时间がタイトであったため、研究部门との紧密な连携は不可欠でした。研究部门が先行して进める形状提案を受けて、量产に耐えうるコスト、品质を検讨し、金型を设计して试作。そのサイクルを短期间で回していきました。特に注力したのは造形面の精度向上です。金型プレスによる成形加工において、均一に磁性粉末を充填することが高い精度につながることをメンバーと検讨を重ねて実现しました。お客さまの要望に応えるだけでなく、先行して进めた独自の技术を提案して量产化に至った製品であり、喜びもひとしおでした」(栄田)

圧粉磁心のリサイクル性
圧粉磁心のリサイクル性
圧粉磁心のリサイクル性

求められるモータの高効率化、省エネ化

モータは古くから、そのエネルギー消费量が课题とされ、世界电力消费量の半分近くを占めるといわれている。モータの高効率化、省エネ化によって、电力消费を减らすことは颁翱2排出量の低减に繋がり、地球温暖化の进行を抑制する効果をもたらす。

「より高効率なモータを生み出す上において、小型?軽量化、高出力を実现する『圧粉磁心』に大きなアドバンテージがあると考えています。さらに、今后私たちはプラスαの付加価値を提供していく必要がある。リサイクル技术の确立もその一つです。また、磁心を提供するだけでなく、モータそのものを深く知ることで、お客さまよりも先に课题を见出し、『アキシャルギャップモータ』への提案レベルを上げていきたい。当社が常に先行し続け、世の中に新たな価値を提供していきたいと考えています」(上野)

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「圧粉磁心」製品がサステナブルな未来を创り出す
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