磁滯式電動機以及磁滯式電動機用定子磁軛的製造方法

2023-09-22 22:35:35 2

專利名稱：：磁滯式電動機以及磁滯式電動機用定子磁軛的製造方法
技術領域：
：本發明涉及磁滯式電動機以及用於該磁滯式電動機的定子磁軛的製造方法。
背景技術：
：具有永久磁鐵的電動機有，例如PM型步進馬達、定時器電動機等。與這些電動機相比，磁滯式電動機具有如下特性在通電時轉速不穩較少，在達到同步速度之前具有幾乎恆定的輸出功率，而且在不通電時輸出軸旋轉所需的旋轉力極小。因此，利用該特性，近年來磁滯式電動機被利用在彈簧復位式的領域中。磁滯式電動機，例如圖1、2所示，具有由半硬質磁性材料形成的轉子與產生波及到該轉子的旋轉磁場的多個定子(例如參照專利文獻1)。而且，不僅是勵磁線圈，構成磁滯式電動機的定子的定子磁軛也與以往通常的電動機同樣，逐漸使用電磁軟鐵(SUY)、冷軋鋼板(SPC)、鍍鋅鋼板(SEC)等。電磁軟鐵、冷軋鋼板、或鍍鋅鋼板不僅直流磁特性優異，而且在屬於磁滯式電動機的使用頻率的商用頻率水平5060Hz下的交流磁特性也優異。而且，電磁軟鐵、冷軋鋼板、或鍍鋅鋼板是軟質的，因而加壓成型性優異，也適合於定子磁軛的加壓加工。專利文獻1:特開平11-168863號公報
發明內容然而，在使用電磁軟鐵、冷軋鋼板時，為了防鏽必須實施鍍覆或塗裝。而且，在使用鍍鋅鋼板、塗裝鋼板時，在出現材料剝離的加工端面上無法獲得足夠的耐腐蝕性，因此必須對該部分再次實施塗裝等防鏽處理。作為材料僅限於使用電磁軟鐵、冷軋鋼板，當鍍覆或塗裝有缺陷時就會產生腐蝕，該腐蝕產物附著的話，就無法發揮所需的電動機性能。另外，在鍍覆或塗裝的工序中有異物附著時，也同樣會使電動機性能下降。這樣，在鍍覆或塗裝時不允許出現微小的缺陷或者異物的附著，因此需要龐大的勞力以及費用進行嚴格的製造以及檢查。另一方面，近年來從環境問題等角度出發，對於電動機的材料要求省略鍍覆或塗裝。作為不實施鍍覆或塗裝就發揮優異耐腐蝕性的軟磁性材料，可以列舉軟磁性的不鏽鋼鋼板。然而，軟磁性不鏽鋼鋼板與電磁軟鐵、冷軋鋼板等相比直流磁特性差。而且，對於交流磁特性而言，要想獲得與電磁軟鐵、冷軋鋼板等同樣程度的磁通量密度，就要放在數kHz以上的高頻磁場中。本發明是為了解決這些問題而提出的方案，其目的在於以低成本提供軟磁性不鏽鋼鋼板、以及使用該軟磁性不鏽鋼鋼板製成的磁滯式電動機，所述軟磁性不鏽鋼鋼板即使在5060Hz的商用頻率水平下也會維持與電磁軟鐵、冷軋鋼板同等程度以上的優異的交流磁特性，而且具有可以加壓加工成磁滯式電動機用的定子磁軛的加壓成型性。為了實現該目的，本發明的磁滯式電動機的特徵在於，是具有由半硬質磁性材料4形成的轉子與產生波及到該轉子的旋轉磁場的定子的磁滯式電動機，勵磁線圈和構成該磁滯式電動機定子的定子磁軛均由Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板形成，所述Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板具有如下組成含有C:0.05質量％以下、N:0.05質量％以下、Mn:1.0質量％以下、Ni:1.0質量X以下、P:0.04質量X以下、S:0.01質量X以下、Cr:5.020.0質量％，進而根據需要還含有Si:3.0質量X以下、Ti:0.5質量％以下中的一種或兩種，剩餘部分由Fe和不可避免的雜質構成，滿足下述式(1)和(2)，而且將使用頻率設為f(kHz)時，板厚t滿足式(3)，4.3X%Cr+19.IX%Si>40.2(1)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(2)t23+f1/2(3)。此外，所述Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板具有如下組成作為任意成分，含有Si:3.0質量X以下、Ti:0.5質量X以下、A1:4.0質量X以下、Mo:3質量％以下中的一種或兩種以上時，滿足下述式(4)和(5)，而且將使用頻率設為f(kHz)時，必須滿足式(3)。4.3X%Cr+19.IX%Si+15.IX%Al+2.5X%Mo>40.2(4)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+25X%Mo+490X%Al>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(5)t23+f1/2(3)Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板優選具有鐵素體相為95%以上的組織，且具有50iiQcm以上的電阻率。此外，本發明的磁滯式電動機用定子磁軛通過如下方法製造，即，將Fe-Cr系不鏽鋼鋼板加壓加工成規定形狀後，在真空或還原性氣氛中，在90(TC以上且下述式(6)中定義的溫度T(°C)以下進行熱處理，所述Fe-Cr系不鏽鋼鋼板具有如下組成含有C:0.05質量X以下、N:0.05質量X以下、Mn:1.0質量X以下、Ni:1.0質量X以下、P:0.04質量％以下、S:0.01質量X以下、Cr:5.020.0質量X，進而根據需要還含有Si:3.0質量％以下、Ti:0.5質量％以下中的一種或兩種，剩餘部分由Fe和不可避免的雜質構成，且滿足下述式(1)和(2)。4.3X%Cr+19.IX%Si>40.2(1)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(2)T(°C)=(64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+490X%Al+25X%Mo+480)-(221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni)(6)還可以通過如下方法製造，將Fe-Cr系不鏽鋼鋼板加壓加工成規定形狀後，在真空或還原性氣氛中，在90(TC以上且下述式(6)中定義的溫度T(tO以下進行熱處理，前述Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板，作為任意成分，含有Si:3.0質量X以下、Ti:0.5質量％以下、Al:4.0質量X以下、Mo:3質量％以下中的一種或兩種以上時，滿足下述式(4)和(5)。4.3X%Cr+19.IX%Si+15.IX%Al+2.5X%Mo>40.2(4)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+25X%Mo+490X%Al>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(5)T(°C)=(64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+490X%Al+25X%Mo+480)-(221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni)(6)根據本發明，通過使用軟磁性不鏽鋼鋼板作為定子磁軛的材料，可以提供一種具有毫不遜色於以往的使用電磁軟鋼、冷軋鋼板的電動機的特性的磁滯式電動機，所述軟磁性不鏽鋼鋼板以耐腐蝕性優異的鐵素體系不鏽鋼為基礎，為了在使電阻率提高的同時抑制馬氏體相的生成而進行了成分調整。由於在定子磁軛中使用軟磁性不鏽鋼，所以無需實施鍍覆、塗裝等防腐蝕處理，所以結果是可以以低成本提供磁滯式電動機。圖1是概略地說明磁滯式電動機構造的分解立體圖。圖2是概略地說明磁滯式電動機構造的剖面圖。圖3是表示電阻率和磁通量密度之間的關係的圖。圖4是表示原料鋼的馬氏體量和磁通量密度的關係的圖。圖5是表示析出物的數目和磁通量密度的關係的圖。圖6是表示波及到定子磁軛中使用的材料的磁通量密度的使用頻率和板厚度的關係的圖。圖7是表示定子磁軛中使用的原料鋼種和電動機特性的關係的圖。符號說明1:蓋子2:旋轉軸3，4，7定子磁軛5:線圈具體實施例方式本發明人等，對作為構成磁滯式電動機的定子磁軛材料的軟磁性材料進行了反覆銳意的研究，所述軟磁性材料不會使電動機特性下降，而且加壓成型性優異，在不實施會使得磁特性變差的鍍覆或塗裝時也發揮出優異的耐腐蝕性。其結果發現，以鐵素體系不鏽鋼為基礎，通過選擇使電阻率提高並抑制馬氏體相的生成，而且難以形成使磁特性變差的析出物的成分組成以及熱處理條件，可以實現上述課題。下面，詳細說明其內容。—般而言，作為電動機的特性降低之一，可以列舉因向磁軛流過的渦電流而導致效率降低。渦電流與電阻率成比例，所以作為磁軛材料，電阻率高的是有效的。在作為本發明對象的磁滯式電動機中，在定子磁軛中也使用電阻率高的材料時，例如在電動機驅動中、產生交流磁場時儘可能地抑制渦電流的發生。其結果是，鐵損減少。由於渦電流難以流通，因此反磁場也減少，當輸入電流為一定時，總磁通量增加，而輸出扭矩增大。換言之，當定子磁軛使用電阻率高的材料時，為了獲得同一輸出扭矩，可以減少流向勵磁線圈的電流，其結果也能夠減少銅損。當定子磁軛使用電阻率高的材料時，如上所述，由於能夠降低鐵損和銅損，因此還可以期待電動機自身的發熱也被控制在低水平這樣的效果。這種效果會隨著頻率增加而顯著，但是對於在定子磁軛中使用了電阻率高且由式(3)限制了板厚的材料的本發明的磁滯6式電動機而言，即使是商用頻率水平也能發揮出與具有由電磁軟鐵、冷軋鋼板製成的定子磁軛的以往磁滯式電動機同等程度以上的電效率。通過在定子磁軛中使用耐腐蝕性優異的不鏽鋼鋼板，在無損電動機特性的情況下，可以省略在使用電磁軟鐵、冷軋鋼板時所必需的鍍覆、塗裝。此外本發明中使用的Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板抑制硬質的馬氏體相的生成，從而大部分具有由鐵素體相構成的組織，因此加工性極為良好，也容易進行拉深加工。直接使用對以往的冷軋鋼板進行成型加工的製造設備就可以成型為規定形狀的定子磁軛。因此，通過在定子磁軛中使用電阻率高的軟磁性鐵素體系不鏽鋼鋼板，結果會以低成本得到具有與使用以往的電磁軟鐵、冷軋鋼板製成的磁滯式電動機同等程度以上的電動機特性。使用電阻率高的定子磁軛的優點如前所述，但其效果是由於電阻率高而在高頻磁場中可獲得高的磁通量密度。因此，對波及到欲作為磁滯式電動機的定子磁軛材料的、Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板的磁通量密度的電導率的關係加以研究。S卩，將電阻率不同的Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板機械加工成磁環形狀，在各種條件下進行磁退火後，測定磁通量密度。另外，磁通量密度的測定使用B-H分析儀，將測定條件設為激發磁場的振動頻率kHz、磁場強度1奧斯特的低磁場。這裡振動頻率和磁場強度與本發明中適用的磁滯式電動機的使用條件的不同之處在於，僅用商用頻率水平來評價材料時，並未表現出Fe-Cr合金優異的高頻磁特性，所以為了弄清恰當成分故意使用高頻且低磁場。其結果如圖3所示。Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板的電阻率為50yQcm以上時，可知磁通量密度得到顯著改善。這裡，對顯示50iiQ*cm以上電阻率的Fe-Cr系不鏽鋼的成分對電阻率的影響進行研究，結果弄清了Fe-Cr系不鏽鋼的電阻率P由下式所示。因此，要想獲得50iiQcm以上的電阻率P，就設定成式(4)。p(iiQcm)=4.3%Cr+19.1%Si+15.1%Al+2.5%Mo+9.8然而，發現即使是由同一組成的Fe-Cr系不鏽鋼製成的軟磁性部件，根據退火條件磁通量密度也會產生較大偏差。為了探明磁通量密度產生偏差的原因，對熱處理後的軟磁性部件的金屬組織進行觀察，研究金屬組織和磁通量密度之間的關係。其結果是，可知在存在馬氏體相的組織、即使沒有馬氏體相的鐵素體單相而存在微細析出物的組織中，即使是相同組成的Fe-Cr系不鏽鋼鋼板，其磁通量密度、甚至電動機特性也顯著降低。馬氏體相對磁通量密度降低的影響在馬氏體量為5體積％以上時變得顯著(圖4)。關於析出物，超過1Pm的大粒徑對磁通量密度幾乎沒有影響，而當粒徑達到1Pm以下時表現出對磁通量密度的影響。此外，析出物的個數越多則越會看到磁通量密度降低的趨勢，粒徑lym以下的析出物以6X10s個/m^以上的比例析出時，磁通量密度顯著降低(圖5)。由以上結果可知，要使在高頻區域的激發磁場中使用的磁滯式電動機獲得高的電動機特性，則優選如下的Fe-Cr系不鏽鋼鋼板不僅是電阻率為50iiQ以上，而且在加工成部件形狀進行磁退火之後的金屬組織中，規定馬氏體量小於5體積％且粒徑1ym以下的析出物為6XlQ5個/mm2以下。7通過將Fe-Cr系不鏽鋼加熱到900°C以上，粒徑1ym以下的微細析出物就會顯著減少。基於熱處理的微細析出物的減少在均熱為O分鐘以上(優選30分鐘以上)是有實際效果的。但是，在過高熱處理溫度時，Fe-Cr系不鏽鋼升溫到Y區域，在冷卻過程中容易生成馬氏體相。此外，對於在90(TC以下的加熱溫度生成Y相的鋼種而言，無法對有利於磁通量密度提高的鐵素體單相且微細析出物少的金屬組織進行改質。考慮到工業爐的溫度控制精度，則作為可獲得不生成馬氏體相且微細析出物少的金屬組織的熱處理溫度範圍，必須使目標溫度最低在士2(TC的溫度範圍，理想的是在士5(TC以上的溫度範圍。這裡，研究了成分對奧氏體生成開始溫度1TC)的影響，得到上述的式(6)。為了不生成微細析出物且防止馬氏體的生成必須將奧氏體生成開始溫度T設定在90(TC以上。進而，在考慮到工業爐的溫度控制精度時，則必須使目標溫度最低在士2(TC以上的溫度範圍。因此，使T(tO^94(TC，向其代入式(6)時，得到上述的式(4)。進而，以提高磁特性為目的，為了不生成馬氏體並增大結晶粒徑，優選將熱處理溫度設定在940°C以上，理想的是將奧氏體生成開始溫度T設定在980°C以上。如上述，添加升高奧氏體生成開始溫度T的Si等的鐵素體穩定化元素時，會容易得到鐵素體單層的金屬組織。但是，添加大量的鐵素體穩定化元素時，壓延性、加壓加工性等降低，也派生出產生表面瑕疵等問題。在馬氏體量為5體積％以下的範圍，磁通量密度的降低趨勢大幅地減小(圖4)。使鐵素體化強度(11.5X%Si+11.5X%Cr+49X%Ti+12X%Mo+52X%Al)和奧氏體化強度(420X%C+470X%N+7X%Mn+23X%Ni)之間的差為124以上時，即使將Fe-Cr系鋼加熱到103(TC左右的溫度，由於不會生成奧氏體相，所以可以大幅抑制馬氏體的生成量。鐵素體化強度和奧氏體化強度之差越是增大，則奧氏體生成開始溫度T越是上升，容易獲得鐵素體單相的金屬組織。但是為了增大鐵素體化強度和奧氏體化強度之差，必須添加大量的鐵素體形成元素，就會派生出壓延性、加壓加工性的劣化、表面傷痕的發生等問題。因此，必須將本發明的Fe-Cr系合金中的所含成分規定在後述範圍。板厚薄時，定子磁軛的截面積小，磁軛本身的電阻變大。為此，材料對電阻率的影響減少。然而，板厚增加到一定程度時，磁軛本身的電阻降低，材料對電阻率的影響增大。即，板厚滿足上述的式(3)時，本發明的Fe-Cr系鋼與電磁軟鐵、冷軋鋼板相比，減小渦電流損失的效果增大。接下來，對本發明中特定的Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼的成分組成進行具體地說明。由於具有作為磁滯式電動機的使用環境所必須的耐腐蝕性，而且具有通過加壓加工能成形為複雜的定子磁軛形狀的優異成型性，將各成分如下進行限定。C:0.05質暈％以下軟磁性材料用的Fe-Cr系鋼的情況，會促進馬氏體的生成，是使碳化物的的析出量增大而使磁特性變差的有害元素。而且，還是使材質硬化，使加壓加工性變差的元素。為了抑制這樣的影響，將C含量的上限設定為0.05質量％。N:0.05質暈％以下與C同樣會促進馬氏體的生成，使Fe-Cr系剛硬質化，而使加壓加工性變差，而且8是與Al、Ti等形成氮化物而使磁特性變差的有害成分。為此，必須將N含量控制為低，將上限設定在O.05質量％。Si:3.0質量％以下由於電阻率隨著其增加而增大，因此是對於使高頻磁特性提高的有效合金成分，可根據需要而添加。此外，還呈現出抑制對軟磁特性有害的馬氏體的生成的作用。但是，是顯著使材質硬化的成分，過剩添加會導致加壓加工性的顯著降低。因此，將Si的含量上限設定在3.0質量％。Mn:1.0質量％以下是在制鋼時從廢料等中混入的雜質成分，呈現出促進馬氏體的生成而使磁特性劣化的作用。為此，將Mn含量的上限設定為1.0質量％。Ni:1.0質量％以下與Mn同樣是在制鋼時從廢料等中混入的雜質成分，呈現出促進馬氏體的生成而使磁特性劣化的作用。為此，將Ni含量的上限設定為1.0質量％。P:0.04質量％以下由於會形成對軟磁特性有害的磷化物，將上限設定為0.04質量％。S:0.01質量％以下由於會形成對軟磁特性有害的硫化物，將上限設定為0.01質量％。Cr:5.020.0質量％與Si同樣是抑制對馬氏體的生成，使電阻率增加，使得在高頻磁場中的磁通量密度增加的有效成分。此外，對耐腐蝕性的提高也有效。這種作用、效果在Cr含量為5.0質量％以上時變得顯著。優選為10質量％以上。然而，Cr過剩添加超過20.0質量X，不僅會使得飽和磁通量密度降低，還會使材質硬化，而使加壓加工性劣化。為此，Cr含量為5.020.0質量％。Ti:0.5質暈％以下與Cr、Mo同樣地呈現出抑制馬氏體生成的作用，可根據需要添加。但是由於過剩的添加會導致因Ti系夾雜物引起的表面傷痕，因此將Ti含量的上限設定為0.5質量％。Al:4.0質暈％以下與Si、Cr同樣，是抑制馬氏體相的生成、使電阻率大大增加，並且使高頻磁場中的磁通量密度增加的有效合金成分，可根據需要添加。但是，A1的過剩添加會導致因Al系夾雜物引起的表面傷痕，因此添加時將上限設定為4.0質量％。Mo:3質暈％以下與Cr、Si、Al同樣地，是抑制馬氏體的生成、使電阻率增加，並且使高頻磁場中的磁通量密度增大的有效合金成分，可根據需要添加。但是，過剩添加會導致材質顯著硬質化，使得加壓加工性變差，因此添加時將上限設定為3質量％。將由如上所述成分調節的Fe-Cr系不鏽鋼製成的規定板厚的板材進行加壓加工，如上述地在90(TC以上，在式(4)中定義的溫度T(tO以上進行熱處理時，馬氏體相的生成得到抑制，鐵素體相以體積％計佔95%以上，且可得到微細析出物極少的軟磁性材料。熱處理時，為了不使表面狀態變差，必須在真空或還原性氣氛中進行加熱。實施例1將具有表1的組成的Fe-Cr系鋼分別在高頻真空熔化爐中熔制，經過鍛造、熱軋、冷軋、加工退火、酸洗的工序，製造成板厚2.0mm的Fe-Cr系軟磁性鋼材料。從所得的各Fe-Cr系軟磁性鋼材料中切出試驗片，在表2的條件下進行磁退火。對磁退火的外徑45mm、內徑33mm的環形試驗片在頻率lkHz、外加磁場1奧斯特的條件下，使用B-H分析儀測定磁通量密度B。此外，將試驗片剖面用氟硝酸甘油液(hf:hno3:甘油=2:i:2)蝕刻，用光學顯微鏡的點計數法測定馬氏體量。將同一試驗片用speed法蝕刻，使用掃描型顯微鏡對在監控畫面上顯示出來的粒徑liim以下的微細析出物的個數進行計數，測定出每lmm2的個數。然後，對寬5mm、長150mm的試驗片，用惠斯通電橋法測定電阻率。另行將Fe-Cr系軟磁性鋼材料進行加壓加工，製作磁滯式電動機用定子磁軛，在與磁環同樣的條件下進行磁退火。在加壓加工時，觀察加工後的部件，利用尺寸精度和破裂的有無來評價加壓加工性。加壓加工性通過測定加壓成型後的尺寸，利用其與目標尺寸的誤差，S卩，尺寸精度來評價，將其精度為0.25%以下評價為〇，將0.250.5X評價為A，將0.5%以上或看到破裂的評價為X。tableseeoriginaldocumentpage11研究結果與退火條件一起示於表2中。在根據本發明規定了電阻率、馬氏體量及微細析出物的個數的試驗編號19中，具有50iiQ*cm以上的電阻率，而且得到高達500G以上的磁通量密度，而且加壓加工性也優異。另一方面，合金No.Bl的Fe-Cr系軟磁性鋼材料生成多個粒徑1wm以下的微細析出物，因其個數超過6X105個/mm2，因此磁通量密度的降低顯著。。容拿每w泰容界卜被"M啦^眾f承i,0w^xs.z+IV%xr9I,HS^XI.6I+。％XE.t:.2琳乘容藎媒J3-9df安^4i零嗜械[O103]使用在成分上相同的Fe-Cr系軟磁性鋼材料時，磁退火溫度過低的試驗編號13中，生成多個粒徑lpm以下的微細析出物，磁通量密度的降低顯著。相反，磁退火溫度過高的試驗編號14中，磁退火後生成大量的馬氏體，磁通量密度的降低顯著。此外，加工性也實施例2將具有基於本發明的組成的Fe-Cr系鋼和通常的電磁軟鋼分別在高頻真空熔化12兇買4零^扭零。-|,.5^￡^案容樂^^卜鈮，M^T^京i,(IN%xo8+nw%xot+k%x卜tz+3%xizz)I(08Howxxgz+IV%x06HUS;x08HJ!}a:xg￡.ns%xt9)=:t寸.o劉190901IVOSIW.600119088TVOS"001if0861001OSz-.o動IS06SS3，卜001190886.000166000189SS6V0卜8001§1001S909s66ITOSso001S8086il001086il9VOS寸.o00169096099，0OOT08602.89.0001S9OS19086SOOIIV(o)a(gaa/golx)磁+審fF妄眾錄s》(5、)Li(a)^魄ONff聊容f-奪灘i-禁，進-奪塌，T兵^df.^私勁褲^備舟.a^,f^-v爐中熔制，經過鍛造、熱軋、冷軋、加工退火、酸洗的工序，製造成板厚0.32.0mm的Fe-Cr系軟磁性鋼材料。從所得的各鋼材料中切出外徑45mm、內徑33mm的環形試驗片，在溫度950°C、均熱2小時、真空中加熱的條件下進行磁退火。對磁退火的環形試驗片在頻率0.055kHz、施加磁場10奧斯特的條件下，使用B-H分析儀測定磁通量密度。將具有基於本發明的組成的Fe-Cr系鋼和電磁軟鋼與相同板厚的環狀試驗片的電磁密度進行比較，將具有基於本發明的組成的Fe-Cr系鋼的電磁密度比電磁軟鋼的磁通量密度小10%的頻率標繪成圖6。在圖5中，連接標繪點的線由式(3)表示。圖6中，以式(3)表示的曲線為界限，在上方區域，基於本發明的化學組成的Fe-Cr系鋼的磁通量密度達到與電磁軟鋼的磁通量密度同等以上。formulaseeoriginaldocumentpage13實施例3準備由本發明的Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板及鍍鋅鋼板形成的相同形狀的定子磁軛，以與勵磁線圈和轉子的材質構造相同的材質，構成兩種的磁滯式電動機。然後，利用下面的方法，對各磁滯式電動機測定各種電動機特性。此外，由為了獲得恆定輸出功率所必須的電壓和電流值計算出消耗電量。將勵磁線圈設為恆定輸出功率，由過負荷狀態逐漸減少負荷，將電動機開始旋轉的荷重作為啟動扭矩。另外，將勵磁線圈設為恆定輸出功率，向無負荷連續旋轉的電動機施以負荷，將電動機的旋轉停止的荷重作為制動扭矩。進而，用恆定輸出功率使運轉了一定時間的電動機停止，向相反旋轉方向逐漸施與負荷，將開始逆旋轉的荷重作為復位扭矩。測定結果示於圖7。由圖7可知，在定子磁軛中是使用本發明的Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼時，可以發揮出與使用以往的鍍鋅鋼板性的定子磁軛同等程度以上的電動機特性。由於使用耐腐蝕性優異的Fe-Cr系不鏽鋼，因此無需用於防鏽的鍍覆、塗裝，結果是可以低成本獲得具有同等以上的電動機特性的磁滯式電動機。權利要求一種磁滯式電動機，其特徵在於，具有由半硬質磁性材料形成的轉子與產生波及到該轉子的旋轉磁場的定子，其中，勵磁線圈和構成該磁滯式電動機定子的定子磁軛均由Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板形成，所述Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板具有如下組成含有C0.05質量％以下、N0.05質量％以下、Mn1.0質量％以下、Ni1.0質量％以下、P0.04質量％以下、S0.01質量％以下、Cr5.0～20.0質量％，進而還含有Si3.0質量％以下、Ti0.5質量％以下中的一種或兩種，剩餘部分由Fe和不可避免的雜質構成，滿足下述式(1)和(2)，而且將使用頻率設為f(kHz)時，板厚t滿足式(3)，4.3×％Cr+19.1×％Si≥40.2····(1)64×％Si+35×％Cr+480×％Ti≥221×％C+247×％N+40×％Mn+80×％Ni+460····(2)t≥0.23÷f1/2····(3)。2.—種磁滯式電動機，其特徵在於，具有由半硬質磁性材料形成的轉子與產生波及到該轉子的旋轉磁場的定子，其中，勵磁線圈和構成該磁滯式電動機定子的定子磁軛均由Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板形成，所述Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板具有如下組成含有C:0.05質量X以下、N:0.05質量X以下、Mn:1.0質量X以下、Ni:1.0質量X以下、P:0.04質量％以下、S:0.01質量％以下、Cr:5.020.0質量％，進而還含有Si:3.0質量％以下、Ti:0.5質量X以下、A1:4.0質量X以下、Mo:3質量％以下中的一種或兩種以上，剩餘部分由Fe和不可避免的雜質構成，滿足下述式(4)和(5)，而且將使用頻率設為f(kHz)時，板厚t滿足式(3)，4.3X%Cr+19.IX%Si+15.IX%Al+2.5X%Mo>40.2(4)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+25X%Mo+490X%Al>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(5)t23+f1/2(3)。3.根據權利要求1或2所述的磁滯式電動機，其中，Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板具有鐵素體相為95%以上的組織，且具有50iiQcm以上的電阻率。4.一種磁滯式電動機用定子磁軛的製造方法，其特徵在於，將Fe-Cr系不鏽鋼鋼板加壓加工成規定形狀後，在真空或還原性氣氛中，在90(TC以上且下述式(6)中定義的溫度T(°C)以下進行熱處理，所述Fe-Cr系不鏽鋼鋼板具有如下組成含有C:0.05質量％以下、N:O.05質量X以下、Mn:1.0質量X以下、Ni:1.0質量X以下、P:0.04質量X以下、S:0.01質量％以下、Cr:5.020.0質量％，進而還含有Si:3.0質量％以下、Ti:0.5質量％以下中的一種或兩種，剩餘部分由Fe和不可避免的雜質構成，且滿足下述式(1)和(2)，4.3X%Cr+19.1X%Si>40.2(1)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(2)T(。C)=(64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+490X%A1+25X%Mo+480)-(221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni)(6)。5.—種磁滯式電動機用定子磁軛的製造方法，其特徵在於，將Fe-Cr系不鏽鋼鋼板加壓加工成規定形狀後，在真空或還原性氣氛中，在90(TC以上且下述式(6)中定義的溫度T(°C)以下進行熱處理，所述Fe-Cr系不鏽鋼鋼板具有如下組成含有C:0.05質量％以下、N:O.05質量X以下、Mn:1.0質量X以下、Ni:1.0質量X以下、P:0.04質量X以下、S:0.01質量％以下、Cr:5.020.0質量％，進而還含有Si:3.0質量％以下、Ti:0.5質量％以下、Al:4.0質量％以下、Mo:3質量％以下中的一種或兩種以上，剩餘部分由Fe和不可避免的雜質構成，且滿足下述式(4)和(5)，4.3X%Cr+19.IX%Si+15.IX%Al+2.5X%Mo>40.2(4)64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+25X%Mo+490X%Al>221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni+460(5)T(。C)=(64X%Si+35X%Cr+480X%Ti+490X%A1+25X%Mo+480)-(221X%C+247X%N+40X%Mn+80X%Ni)(6)。全文摘要本發明提供一種在定子磁軛中使用軟磁性不鏽鋼鋼板的磁滯式電動機，所述軟磁性不鏽鋼鋼板即使在50～60Hz的商用頻率水平下也會維持與電磁軟鐵、冷軋鋼板同等程度以上的交流磁特性，而且具有可以加壓加工成定子磁軛的加壓成型性。本發明是具有由半硬質磁性材料形成的轉子(6)與產生波及到該轉子的旋轉磁場的定子的磁滯式電動機，作為勵磁線圈(5)和構成該磁滯式電動機定子的定子磁軛(3)、(4)、(7)，使用Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板，所述Fe-Cr系軟磁性不鏽鋼鋼板具有鐵素體相為95％以上的組織，具有50μΩ·cm以上的電阻率，且將使用頻率設為f(kHz)時，板厚t滿足式(3)，t≥0.23÷f1/2····(3)。文檔編號H02K1/12GK101777803SQ200910003050公開日2010年7月14日申請日期2009年1月13日優先權日2009年1月13日發明者森川廣,重富智治,香月淳一,高橋鬱夫申請人:日新制鋼株式會社;蘭科日本有限公司