1. トポロジカルシフトによる製造上の課題: ラジアルコアとアキシャルコア
アキシャル フラックス モーター (AFM) は、磁束の方向を根本的に変更します。製造施設にとって、この変化により、従来のスタンピングとラミネートのプロセス フローが無効になります。
| 特長・寸法 | 従来のラジアルフラックスコア | アキシャルフラックスコア（パンケーキスタイル） | 製造への影響と製造現場の課題 |
|---|---|---|---|
| 磁気回路 | 2D平面回路（積層シートと平行） | 3D空間回路（ローター軸直角） | 標準的なケイ素鋼は、軸方向の経路に沿って高い磁気抵抗を示します。 SMCまたはヘリカル巻きが必要です。 |
| コア構造 | 積層同心リング/スロット付きシート | 分割ステータティース / ヘリカル連続巻線 | 標準の順送金型を使用してスタンプすることはできません。特殊な巻線プレスまたは成形プレスが必要です。 |
| 公差 | 軸方向長さの公差を緩和 | 平面端面の振れに対して非常に敏感 | ローターとステーターの擦れを防ぐために、端面振れは厳密に±0.008 mm 以内に抑える必要があります。 |
| 熱と損失 | 2D異方性放熱 | 歯の先端での高い渦電流。複雑な 3D 熱流 | 統合されたマイクロチャネルまたは高抵抗の SMC 材料が必要です。 |
2. 3 つの主要なロボット アプリケーション シナリオにわたるコア製造ソリューション
A. 高トルク脚および股関節: YASA (ヨークおよびセグメント化されたアーマチュア) コア
脚のジョイントは、高い動的衝撃荷重に耐え、巨大なピーク トルク (多くの場合、数百 N·m) を提供する必要があります。
- セグメント化された歯の製造: ステーターは個々のくさび形の歯に分割され、ステーター ヨークを排除して全体の重量を軽減します。
- 可変歯幅巻線: 0.1 mmC0.2 mm の高級方向性または無方向性シリコン鋼ストリップを利用し、サーボ制御の巻線機で張力とインデックスを継続的に調整し、コア充填密度 > 98% を達成します。
- 高強度オーバーモールディング: セグメント化された歯は特殊な絶縁ポリマーでオーバーモールドされており、数千回の高衝撃荷重サイクル下でも絶縁層に亀裂や剥離が発生しません。
B. 器用な手とマイクロジョイント: SMC モールディングとコアレス ソリューション
ロボットの器用な手の内部のスペースはミリメートル単位で測定されるため、従来のマイクロラミネートではリベットや接着が不可能です。
- SMC 高圧成形: 軟磁性複合材料 (SMC) 材料を使用して、複雑な面取りと冷却溝を備えたマイクロ歯が 800C1000 MPa で 1 ステップでプレスされ、マイクロラミネーションの積層を完全にバイパスします。
- コアレス / PCB 巻線: 超薄型パンケーキ モーター (たとえば、総厚 5 mm) の場合、多層 PCB 銅箔エッチングを使用して、鉄心と銅配線の両方を置き換えます。
C. 同心一体型ジョイントモジュール: 超薄型ヘリカルコア
モーターと高調波減速機が同心円状に入れ子になっているコンパクトなアクチュエーター モジュールの場合:
- 薄いシリコン鋼ストリップをらせん状に連続的に巻き付けてパンケーキ形状にします。
- 巻線後、コアはマイクロシーム レーザー溶接によって固定され、軸方向の総厚さを 10 mmC15 mm まで圧縮するために面研削されます。
3. 製造現場の 4 つの主要なボトルネックと実用的なエンジニアリングの修正
課題 1: 平面エアギャップ制御と擦れ防止 (マイクロレベル研削)
アキシャルフラックスモーターの平面エアギャップは通常わずか 0.3 mmC0.5 mm であり、大きな軸方向の磁気吸引力の影響を受けます。コア表面にミクロレベルの歪みがあると、機械的な摩擦が発生します。
エンジニアリング ソリューション: 巻き取りまたはプレス後、アセンブリは超音波厚さ測定と組み合わせた精密 CNC 表面研削を受け、平面振れは厳密に±0.008 mm 以内に抑えられます。歯先のバリ取りを行いバリを除去します。
課題 2: 3D 異方性と高周波コア損失 (SMC 統合)
標準的な電磁鋼板積層体は、3D 軸方向磁束を処理するときに歯の先端で局所的な磁気飽和と重大な渦電流損失が発生します。
エンジニアリング ソリューション: 軟磁性複合材料 (SMC) テクノロジーの実装。 SMC 内の各鉄粒子は絶縁層でコーティングされており、3D 等方性磁気特性を提供します。高圧圧縮と精密なアニーリングを組み合わせることで、高周波 (400 Hz+) の鉄損が 35%C40% 削減されます。
課題 3: 複雑な歯の形状における離型と密度の均一性
SMC パウダーを台形の歯と冷却ポートを備えたパンケーキ コアにプレスすると、排出中に不均一な密度分布や微小亀裂が発生することがよくあります。
エンジニアリング ソリューション: マルチパンチ フローティング ダイ セットを温間圧縮と組み合わせて利用し、ダイ キャビティ全体に均一な粉末の流れを確保します。特殊な高ポリマー潤滑剤により、コア密度の均一性が 99.2% に向上し、歩留まり率が 95% 以上に向上します。
課題 4: 歯トポロジーの最適化による磁石使用量の削減 (コスト削減)
コアの形状を最適化することで、フレーム サイズを変更せずにモーター全体の部品表 (BOM) コストを削減します。
エンジニアリング ソリューション: 歯先トポロジーの変更 (ハルバッハ アレイに合わせた磁束集中プロファイルの設計) により、磁場の利用率が 15% 増加します。これにより、モーター設計者は、出力トルクを維持しながら、高価な NdFeB 希土類磁石の使用量を 10%C15% 削減できます。
4. 品質管理および検査基準
モーターおよびジョイントのメーカーに納入されるすべての軸コアが厳格な信頼性基準を満たしていることを確認するために、当社では次の品質保証プロトコルを実施しています。
- 端面振れと平行度: CMM (三次元測定機) を使用して全数検査。総面振れは 0.01 mm 以内でなければなりません。
- 層間絶縁およびハイポットテスト: 層間の短絡を防止するために、漏れ電流 <1mA で 1500V/50Hz AC 電圧を 1 分間印加します。
- 高周波コアロス測定: コアロステスターは 400Hz/1.0T での比損失を評価します。非準拠のユニットは直ちに拒否されます。
- 機械的結合と耐衝撃性: セグメント化された歯ユニットは、2,000 サイクルの高周波振動/衝撃試験を受けて、微小亀裂や絶縁層の剥離がないことを確認します。
YouYou 会社について
中国の高精度モーター積層スタックおよび高周波リアクトルコアの専門メーカーとして、YouYou Company は、最先端の精密スタンピング、0.10 mm の極薄自己結合 (バックラック) 積層、アキシャル フラックス モーター コアの製造 (YASA セグメント化ステーター / ヘリカル巻線)、SMC (軟磁性複合材料) 3D 粉末圧縮を提供します。当社は、世界的な OEM および Tier-1 サプライヤーに、3D 磁束最適化およびラピッド プロトタイピング (マイクロワイヤー EDM / SMC ツーリング / CNC 表面研削) から、鉄損劣化ゼロおよび最大トルク密度による大量自動生産に至るまで、エンドツーエンドの軟磁性ソリューションを提供しています。
次世代の EV トラクション モーター、人型ロボット アクチュエーター (軸磁束 / 器用なハンド ジョイント コア)、ドローン推進、または高周波パワー エレクトロニクスを開発していますか? Axial Flux ステータのプロトタイピング、SMC モールドプレス試作、バックラック接合テスト、磁気コアの最適化については、当社のエンジニアリング チームにお問い合わせください。
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サービス: アキシャル フラックス モーター コアの製造 (YASA セグメント歯およびヘリカル巻線)、SMC 3D 軟磁性粉末成形、バックラック自己接着ラミネート、およびカスタム高速モーター ステーター/ローター。
