自己粘着性ケイ素鋼とは何ですか?
まず、その基本コンポーネントを理解する必要があります。
- : 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。ケイ素鋼: 電磁鋼とも呼ばれ、モーターコアを製造するための芯材です。シリコンを添加することで材料の抵抗率が増加し、交流磁界で発生する「渦電流損失」が低減され、モーター効率が向上します。
- : 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。粘着層：珪素鋼板の表面に密着性のある特殊な絶縁皮膜をコーティングしています。このコーティングは特定の条件（通常は高温高圧）下で活性化され、強力な接着力を生成します。
これら 2 つの要素を組み合わせることで、自己粘着性のケイ素鋼が生まれます。ステーター/ローター積層体に打ち抜かれた後、加熱および加圧されてシートがしっかりと接着され、より堅牢なコアが形成されます。
自動車駆動モーターにおける自己粘着性シリコン鋼の主な利点
リベット留めや溶接を必要とする従来の積層プロセスと比較して、粘着性シリコン鋼は多くの性能向上を実現し、駆動モーターの高出力密度、高効率、高速、低振動と低騒音という電気自動車の厳しい要件を完全に満たします。
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剛性・強度が大幅に向上し、高速化にも対応
利点: 結合されたコアは準一体構造となり、層間結合強度は通常 5 ～ 20 MPa に達します。これにより、コアの全体的な剛性と機械的強度が大幅に向上します。
分析: 電気自動車のモーターは高速化に向けて進化しています (例: 12,000 rpm から 20,000 rpm、またはそれ以上)。高速では、ローターは巨大な遠心力を受けます。従来の積層コアでは積層の膨らみや変形が発生し、ステーターとの摩擦（ステーターの擦れ）やモーターの損傷につながる可能性があります。粘着コアはこの変形に効果的に抵抗し、極度の速度での安全で信頼性の高いモーター動作を保証します。
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鉄損の低減、モーターの効率と航続距離の向上
利点: 従来の機械的接続方法 (リベット留めや溶接など) によって引き起こされるケイ素鋼板の応力損傷と材料性能の低下を軽減します。
分析: 珪素鋼板の磁気特性 (特に鉄損) は機械的応力に非常に敏感です。リベット留めや溶接のプロセスでは、大きな局所的な応力や熱の影響を受ける領域が生成され、その領域の磁区構造が劣化し、渦電流やヒステリシス損失が増加します。自己接着技術は物理的な接着を使用するため、この損傷を回避し、材料の低鉄損特性をよりよく維持します。これにより、特に頻繁に速度が変化する都市部の走行条件においてモーター効率が向上し、間接的に車両の航続距離が延長されます。
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優れたNVH性能（振動と騒音の低減）
利点：層間接着により、積層間のフレッチングや振動を効果的に抑制します。
分析: モーターの動作中、コアは磁歪 (材料の「呼吸」) と、高周波交流磁場によって生成される電磁力を受けます。従来の積層コアでは、これらの力により積層間に微細な相対運動や振動が発生し、モーターの電磁ノイズの重大な発生源となります。粘着コーティングは積層間の隙間を「接着剤」のように埋め、減衰効果によって振動を吸収・抑制することで、モーターの作動音を大幅に低減し、乗り心地を向上させます。
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熱性能と熱放散の均一性の向上
利点: 接着層は断熱性を提供しますが、その熱伝導率は一般に空気よりも優れています。
分析: 従来のコアでは、積層間に小さな空隙が存在し、空気は熱伝導率が低くなります。自己粘着コーティングはプレート間により効率的な熱伝導経路を確立し、コア (特に歯) の内部で生成された熱をより均一かつ迅速にコアとハウジングの両端に伝導し、そこで冷却システムによって熱が運び去られます。これにより、モーター内の熱放散の均一性が向上し、局所的なホットスポット温度の低下に役立ち、モーターの連続出力能力が向上します。
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製造プロセスの簡素化、生産効率と一貫性の向上
利点：リベット打ちや溶接の工程が不要になり、コアの組み立て工程が簡素化されます。
分析: 自動化された生産ラインでは、プレス加工されたケイ素鋼板を直接積み重ねて、単一の加熱硬化オーブンで接着できます。これにより、生産工数や設備投資が削減され、生産効率が向上します。同時に、不均一なリベット締め/溶接品質（不均一なリベット締め力や溶接スパッタなど）によって引き起こされる性能の変動を回避し、製品の一貫性と信頼性を向上させます。
包括的な分析: 課題と考慮事項
大きな利点にもかかわらず、自己粘着性シリコン鋼を適用する場合は、次の要素を考慮する必要があります。
- : 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。より高いコスト: 自己粘着性ケイ素鋼は、通常のコーティングされたケイ素鋼よりも材料コストが高くなります。さらに、製造プロセスには追加の加熱および硬化装置 (オーブンなど) と正確な温度制御システムが必要です。
- : 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。厳格なプロセス管理要件: 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。
- : 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。保守性が悪い：コアが全体的に接着されると、分解して修理することはほとんど不可能になります。製造上の欠陥が発生すると、コア全体が使用できなくなる可能性があります。
- : 接合効果 (強度) は、温度、圧力、時間の 3 つのプロセス パラメーターに大きく依存します。パラメータが不適切であると、結合が弱くなったり、コーティングが劣化したりする可能性があります。コーティング性能に対する高い要件: 自己粘着コーティングは、高い接着強度を備えながら、良好な絶縁性、耐熱性 (通常 180 °C 以上の温度に耐える必要がある)、接着性、およびスタンピング加工性を維持する必要があります。
要約すると
自動車の駆動モーターへの粘着性シリコン鋼の適用は、材料の革新とプロセスの最適化を組み合わせた代表的な例です。 「リベット/溶接の代わりに接着する」アプローチにより、高速、高効率、高出力密度のモーターにおける機械的強度、電磁性能、NVH 性能の間の複数の矛盾を巧みに解決します。
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比較寸法 |
従来のケイ素鋼（リベット留め/溶接） |
自己粘着性シリコン鋼 |
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機械的強度 |
一般的に高速走行時にシートが膨張しやすい |
優れた強力な完全性、高速に適しています |
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鉄損・効率 |
加工応力の影響を大きく受ける |
低速でも材料の元の磁気特性が維持されます。 |
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NVHパフォーマンス |
シート間の微小な動きにより、比較的高い騒音が発生します |
優れた制振性と振動低減性、低騒音性 |
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放熱性能 |
一般的にはシート間に空気断熱が施されます。 |
より良く改良された熱伝導経路 |
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製造工程 |
複数の工程を伴うリベット留め/溶接が必要 |
積層後の加熱と成型を一段階で簡略化 |
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コスト |
材料費が安く、加工費も中程度 |
材料費が高く、設備投資が必要 |
結論
電気自動車の性能要件が高まり続けるにつれて、自己融着シリコン鋼は徐々にハイエンドの駆動モーターに推奨される材料の 1 つになりつつあります。コスト高という課題にもかかわらず、その総合的な性能上の利点、特に高速信頼性の確保とエネルギー効率の向上により、次世代電気駆動技術の開発を推進する重要な素材となっています。究極のパフォーマンス、長距離航続距離、低騒音を追求する車両にとって、自己融着ケイ素鋼の使用は非常に価値のある技術的選択肢です。
Youyouテクノロジーについて
Youyou Technology Co., Ltd. は、自己融着ケイ素鋼、極薄ケイ素鋼、自己融着特殊軟磁性合金などのさまざまな軟磁性材料で作られた自己融着精密コアの製造を専門としています。当社は、精密磁性部品の高度な製造プロセスを活用し、高性能モーター、高速モーター、中周波トランス、リアクトルなどの主要なパワー部品に使用される軟磁性コアに対する高度なソリューションを提供しています。
同社の自己融着精密コア製品には現在、ストリップ厚さ 0.05mm (ST-050)、0.1mm (10JNEX900/ST-100)、0.15mm、0.2mm (20JNEH1200/20HX1200/ B20AV1200/20CS1200HF) の一連のケイ素鋼コアが含まれています。 0.35mm(35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF)、および1J22および1J50を含む特殊軟磁性合金コア。
