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中小企業連合が世界初！高効率モータ向け「アモルファス積層コア」の量産化に成功

HILLTOP株式会社、BIZYME株式会社、株式会社小松精機工作所の3社による合弁会社であるネクストコアテクノロジーズが、高効率モータ向け「アモルファス積層コア」の量産化に世界で初めて成功しました。

この技術は、従来のモータと比べて最大10％以上の効率向上を実現し、定格5kWクラスでは世界最高レベルの出力密度1.2kW/kg、モータ効率95％を達成しました。

アモルファス積層コアは、従来のモータに使用されている電磁鋼板コアと比較して、鉄損が低減し、高効率化が得られるだけでなく、駆動時の温度上昇も抑えられます。そのため、重希土類フリー磁石の適用範囲が広がり、EVやエアコンなど、小型高速回転が要求される機器への搭載が進められることが期待されています。

アモルファス積層コアの量産化の背景と意義

世界で消費される電力の50％以上はモータで消費されており、モータ効率の向上はエネルギー消費の大幅な削減に直結します。

アモルファスは、モータのコア（鉄心）材として広く使用されている電磁鋼板と比較してエネルギー損失が約1/10と、特に高速回転時の損失上昇が大幅に抑えられることが以前から知られていました。しかし、アモルファスは非常に薄くかつ硬いという材料特性上、電磁鋼板製のモータコア量産で一般的に採用されている「打ち抜きプレス加工＋積層」の工程で作製することが難しく、量産には不向きでした。

そこで、ネクストコアテクノロジーズは、3社の技術力を結集し、「アモルファス素材の製造」、「アモルファスの打抜きプレス加工」、「打抜きアモルファスの積層技術」の3つの課題を全て自社内で開発することで、量産対応可能なアモルファス積層コア生産の開発に世界で初めて成功しました。

アモルファス積層コアモータの実証試験と今後の展望

ネクストコアテクノロジーズは、アモルファス積層コアの性能を実証するために、小型EV等にも搭載可能な出力5kWクラスのアモルファス積層コアを採用したブラシレスDCモータを開発しました。

このモータは、大同大学加納善明教授との共同研究で、アモルファス積層コアの性能を最大限活かせるモータ設計を実施し、株式会社明和製作所等の協力を得て、巻線・モータ組上げを行いました。その結果、1年強という短期間で、5kWクラスとしては世界最高レベルのモータ効率95%（同等出力のモータに比べてモータ効率を5～10％改善）及び1.2kW/kgの出力密度を達成しました。

ネクストコアテクノロジーズは、今後、カーボンニュートラルの実現を達成し得る日本発のキラーコンテンツとするため、アモルファス積層コアを活用した次世代高性能モータを共同開発するパートナー企業を求めていく計画です。

ネクストコアテクノロジーズ株式会社について

ネクストコアテクノロジーズ株式会社は、アルミ切削加工を行うHILLTOP株式会社、磁性材料開発を行うBIZYME株式会社、精密プレス部品製造を行う株式会社小松精機工作所の3社による合弁で、2022年9月に設立されました。

・HILLTOP株式会社
製造DXを実現する「デジタルものづくり企業」として、アルミの切削加工を専門とし、特注品の多品種少量生産で様々な業界のニーズに対応しています。製造工程のデジタル化を行い、工場の24時間無人稼働を実現しています。近年では、部品加工事業に加え、プロダクトの設計からデザイン・表面処理・組立まで、プロジェクトのトータルサポートを行う装置開発事業や、HILLTOPのデジタルものづくりのノウハウをサービス化するソフトウェア開発事業まで事業領域を広げています。

・BIZYME株式会社
アモルファス合金、鉄基ナノ結晶材料および希土類鉄系永久磁石等の各種機能性金属材料の研究開発を実施する国内唯一のベンチャー企業です。佐賀県伊万里市に設置するImari Lab.では、独自の溶湯急冷技術およびナノ結晶組織制御技術をベースにした種々の金属材料を開発すると共に、各種機能性材料向け設備の設計・製作を実施しています。併せて日本の金属材料開発スキルの継承を行っています。

・株式会社小松精機工作所
1953年創業の精密加工企業で、自動車部品、腕時計部品、医療機器等の精密プレス加工および切削加工を主業務としています。特に、自動車エンジン部品のガソリン電子燃料噴射装置のインジェクタ先端に装着されるオリフィスプレートは、プレス加工によって量産をしており、世界シェア約38％を占めています。これらの精密加工技術を活かし、アモルファス積層コア開発においては、プレス打抜き技術および積層技術を担当しています。

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