サステナブル时代を支える「圧粉磁心」の世界（3）

「圧粉磁心」の製造工程を见てみよう。まず初めに、絶縁被膜がコーティングされた磁性粉末に添加物を混合し、プレス成形される。その后、粉末同士を结合させる「焼结」とは异なり、成形による歪みを开放するために约400～800℃の低温での热処理が施される。热処理が低温であることから省エネであり、かつ粉末同士を结合させないことでリサイクル性に优れている。こうして成形された「圧粉磁心」は、电磁钢板を积层する磁心と比べ、高磁束密度（磁力の强さを表す量）、形状自由度、高周波特性に优れており、製品の小型化、軽量化、高出力化により、环境负荷の抑制に寄与する。

圧粉磁心の製造工程

电圧を昇圧?平滑化する「リアクトル」

リアクトルと圧粉磁心（手前）

近年、环境への配虑や省エネ志向などから、车両の电动化が急速に进んでおり、一层の燃费向上のためにシステム全体の高効率化や小型?軽量化が求められている。一方で、ガソリン车并みの走行性能を実现するには、高电圧化も必要だ。そのための方法の一つが、昇圧コンバータの採用であり、その基干部品が?リアクトル?である。バッテリの电圧を昇圧?平滑化し安定した电圧を供给する。駆动状况に応じて、最适な昇圧を行うことで、モータの性能及びパワーコントロールユニット全体の効率を高める役割を担っている。このニーズに応え、住友电工グループは、?圧粉磁心?を用いた?リアクトル?を市场に送り出した。

住友电工グループが「圧粉磁心」を用いた「リアクトル」の量产を开始したのは、2012年に遡る。以来、常に要请されていたのが小型?軽量化である。そのために新たに取り组んだテーマが、性能を示す指标の一つであるインダクタンスの改善だ。磁気エネルギーを蓄える指标で、この値が高いほど大きなエネルギーを蓄えることができるが、駆动条件によってはインダクタンスが低下してしまう。さまざまな駆动条件でインダクタンスを必要な范囲に维持しながら小型化するためには、「圧粉磁心」の饱和磁束密度を上げる必要があった。饱和磁束密度とは、磁性材料が取り扱うことができる磁力の最大値であり、高いほど磁心は小型化できる。そのため、饱和磁束密度が高い纯鉄圧粉を採用、「圧粉磁心」の特徴を活かした3次元形状の採用により、さらに小型化が可能となった。その他、放热性の向上や树脂ケースの軽量化などにより、従来と比较して10%の小型?軽量化を実现した。

こうした研究开発の取り組みは、「オール住友電工」で行っている。住友電工の自动车事業本部が顧客折衝のフロントに立ち、顧客ニーズに応じて（株）オートネットワーク技術研究所で設計?開発される。リアクトルの巻線（銅線）は住友電工ウインテック（株）が、圧粉磁心の生産は住友電工焼結合金（株）が担当し、アッセンブリを住友電装（株）が担っている。この「圧粉磁心」の生産拠点が、住友電工焼結合金（株）伊丹工場だ。

住友電工焼結合金（株）伊丹製造部開発グループ長奥野麗子

现在、伊丹製造部开発グループ长である奥野丽子は、焼结製品の製品设计、工场の生产技术などを経て、「圧粉磁心」の开発?生产に携わってきた。

「私が参加したのは、第二弾のリアクトル量产が开始した2018年。入社以来、焼结製品に関わっていましたが、磁性材料は2018年に初めて担当となり、一から勉强しました。『圧粉磁心』は絶縁被膜された鉄粉を金型プレスで成形加工するわけですが、金型から抜き出す际の摩擦により、絶縁被膜が损伤、隣り合う鉄粉同士が导通し、鉄损*が増大するという课题がありました。一粒一粒の鉄粉に絶縁被膜されていることが『圧粉磁心』の优れた性能を発现します。したがって、プレス成形加工で、いかにして絶縁被膜を损伤させないか、という検讨を开始しました」（奥野）

*鉄损：変圧器?电动机などの鉄心部分で电力が热となって消耗されること。

第一弾のリアクトルでは絶縁被膜损伤による鉄损防止にはレーザー加工で酸化鉄を生成し、电気の流れを遮断していた。しかし工程が増え、コストが大幅に増加する问题があった。そこで第二弾のリアクトルでは、金型を浮动（フロート）させることで、抜き出し时の絶縁被膜损伤を防ぐ画期的な解决法を见出した。生产性も向上し、特许も取得した。「リアクトル」に求められる性能は时代と共に変化し、その技术は成熟するものではない。いま奥野が着目しているのが「材料」である。

「お客さまが『リアクトル』をどのように使われているか。それを的确に把握して、お客さまが求める性能を発现するため、磁性粉末の组成や絶縁方法など、材料そのものの开発に取り组んでいきたいと考えています。お客さまが実施している磁気解析を私たちも并行して行うことで、プラスαの提案が可能になると考えています」（奥野）

彻底した「良品条件」の厳守?遂行

住友電工焼結合金（株）伊丹製造部長（当時）久保正德

伊丹製造部长（当时）である久保正德は、长年にわたって焼结製品の生产に携わってきた。「圧粉磁心」も初期から関わっている。

「工場を運営する立場として、常に追求しているのが『良品条件』を満たすことです。それは作業の現場で、保証された品質のものを作るなど、正しい結果を導き出すために必要な条件。『圧粉磁心』生産においては、原料の品質、金型の動きや圧力、形状、寸法、表面仕上など、コストと生産性を考慮しつつ『良品条件』を徹底して厳守していくことが、お客さまの求める製品を提供していくことに繋がっていきます。『リアクトル』は、今後自动车の電動化に伴い、需要が高まっていくと思います。そのためにも安定した量産体制を確立していくことが、自身の役割と考えています」（久保）

オール住友电工で取り组む「リアクトル」は、「圧粉磁心」の世界で一定のプレゼンスを得たと言えるだろう。この开発?生产で得た知见は、「アキシャルギャップモータ」に用いられる「圧粉磁心」の开発へと繋がっていく。