【図1】商品開発の方向性と新規開発鋼『ＪＮＲＦ™』の磁気特性

ＪＦＥスチールは、このたび、ＣＶＤ(化学気相蒸着)連続浸珪プロセス技術(※１)を用い、高周波鉄損(※２)の低減と磁束密度(※３)の向上を両立した高速モータ用Ｓｉ傾斜磁性材料『ＪＮＲＦ™』を新たに開発。これにより、モータの高トルク化と大幅な高効率化(省エネ)を両立することが可能となる。ＪＦＥスチールが、１２月３日発表した。

（※１） ＣＶＤ（化学気相蒸着）連続浸珪プロセス技術

鋼帯の焼鈍ラインにＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ （化学気相蒸着）法を適用し、連続通板しながら炉内でＳｉＣｌ４(四塩化珪素)ガスと鋼帯を反応させ、鋼のSi濃度を高めるプロセス技術。

（※２）  高周波鉄損

鉄損とは、鉄心を交流で励磁した際に生じるエネルギー損失であり、主に熱として失われる。高周波で励磁した際に発生するエネルギー損失は特に高周波鉄損と呼ばれ、高速モータにおいては高周波鉄損が低いほどモータ効率は高くなる。

（※３）  磁束密度

磁束密度とは、材料の磁化されやすさの指標であり、磁束密度が高い材料ほど強い電磁石となる。モータにおいては、磁束密度が高い材料を用いることで、より大きなトルク（力）を得ることができる。

電磁鋼板(※４)はモータや変圧器等の電気機器の鉄心材料として広く用いられており、電気機器の性能を左右するキーマテリアルである。近年、電気機器小型化の観点から駆動周波数(※５)の高周波化が進展しており、電磁鋼板には、高周波域での鉄損の低減が求められるようになってきている。高周波域での鉄損を低減するためには、鋼の電気抵抗を高めるＳｉ（珪素）の添加量を増やすことが有効であり、ＪＦＥスチールは独自開発したＣＶＤ（化学気相蒸着）連続浸珪プロセス技術を用い、高Ｓｉ鋼（６．５％Ｓｉ鋼）『ＪＮＥＸコア®』、および表層のみのＳｉ濃度を高くしたＳｉ傾斜磁性材『ＪＮＨＦコア®』を開発・販売し、お客様の製品品質向上に貢献してきた(図１①)。

（※４）　電磁鋼板

鉄にＳｉを添加した材料のことで珪素鋼板とも呼ばれる。モータ、変圧器等の鉄心材料として広く用いられ、絶縁被膜を表面に塗布した薄鋼板が積層されて製品に使用される。

（※５）　駆動周波数

電気機器において、電流・電圧などが1秒ごとに振動する回数のこと。一般的に、高回転で駆動するモータは、駆動周波数が高くなる。

一方で、高速モータ用途においては、高周波域での鉄損低減とともに、高トルク化の観点から高磁束密度化への要求も強くなっており、拡大する様々なモータ用途に対応するため、電磁鋼板のラインナップを拡充する必要があった。

そこでＪＦＥスチールは、浸珪量と拡散条件の最適化によるＳｉ濃度分布のコントロール（図２）および結晶方位制御(図３)に取り組み、従来の無方向性電磁鋼板（３％Ｓｉ鋼板）並みの磁束密度(トルク)を維持しつつ、モータの大幅な高効率化(省エネ)を可能とする高速モータ用Ｓｉ傾斜磁性材料　『ＪＮＲＦ™』の開発に成功した（図１②）。今後は、電気自動車の駆動モータ、家電製品用モータ、およびドローンモータなど、小型・高速化が進展するモータ分野での適用拡大を目指すとしている。

【図２】ＣＶＤ連続浸珪プロセスとＳｉ濃度分布のコントロール

【図３】結晶方位制御

ＪＦＥスチールは、これからも、高機能を有する電磁鋼板の開発を推進し、電気機器の高効率化・小型化をはじめとするお客様のニーズに応えていくことで、持続可能な社会の実現に貢献するとしている。

※『ＪＮＥＸコア®』、『ＪＮＨＦコア®』はＪＦＥスチール（株）の登録商標。