定子铁芯以及旋转电机的制作方法

1.本公开涉及定子铁芯以及旋转电机。尤其适合用于具备多个分割铁芯的定子铁芯。
2.本技术基于2019年11月15日于日本技术的特愿2019-206648号来主张优先权，并将其内容援引于此。


背景技术：

3.作为旋转电机的定子铁芯(铁芯)，已知有将多个分割铁芯沿周向排列的铁芯。
4.专利文献1中，电动机的铁芯被分割面分割为层叠铁芯单片，层叠铁芯单片由单向性电磁钢板或双向性电磁钢板构成。公开了在层叠铁芯单片上隔着绝缘部卷绕绕组，按每个层叠铁芯单片决定易磁化方向而进行层叠。根据这样的电动机，通过层叠铁芯单片内的磁通始终向方向性电磁钢板的易磁化方向流动，另外在旋转时的极齿或空隙内流动的磁通的方向的变化变小，由此能够降低铁损、励磁电流、齿槽转矩、感应电压的畸变、转矩脉动。
5.专利文献2公开了一种具有定子铁芯的电动机，该定子铁芯在周向上排列具有定子沿径向延伸的齿部的多个层叠铁芯。层叠铁芯具有沿板厚方向层叠的板状的多个铁芯片。铁芯片由无方向性电磁钢板构成，铁芯片的轧制方向相对于径向具有倾斜。另外，公开了层叠铁芯是层叠倾斜度相同的铁芯片而成的，在周向上相邻的至少一对层叠铁芯的倾斜度彼此相反。根据这样的电动机，能够降低齿槽转矩和转矩脉动。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本国特开平8-47185号公报
9.专利文献2：国际公开第2017/090571号公报


技术实现要素：

10.发明要解决的技术问题
11.但是，专利文献1和专利文献2的任意一方均未进行对电磁钢板的研究。因此，在以往的具备多个分割铁芯的定子铁芯中，提高磁特性方面存在改善的余地。
12.本发明的目的在于提高具备多个分割铁芯的定子铁芯的磁特性。
13.用于解决技术问题的技术手段
14.为了解决所述课题，本发明采用以下构成。
15.(1)本发明的一个方案的定子铁芯是具备多个分割铁芯的定子铁芯，所述多个分割铁芯层叠由电磁钢板构成的铁芯片而构成，所述电磁钢板具有如下化学组分：以质量％计，含有c：0.0100％以下、si：1.50％～4.00％、sol.al：0.0001％～1.0％、s：0.0100％以下、n：0.0100％以下、从由mn、ni、co、pt、pb、cu、au构成的组中选择的一种以上：总计为2.50％～5.00％、sn：0.000％～0.400％、sb：0.000％～0.400％、p：0.000％～0.400％、以及从由mg、ca、sr、ba、ce、la、nd、pr、zn以及cd构成的组中选择的一种以上：总计为0.0000％
～0.0100％，在将mn含量以质量％记为[mn]、ni含量以质量％记为[ni]、co含量以质量％记为[co]、pt含量以质量％记为[pt]、pb含量以质量％记为[pb]、cu含量以质量％记为[cu]、au含量以质量％记为[au]、si含量以质量％记为[si]、sol.al含量以质量％记为[sol.al]时，满足以下式(1)，剩余部分由fe及杂质构成，在将轧制方向的b50的值记为b50l、从轧制方向倾斜45
°
的方向的b50的值记为b50d1、从轧制方向倾斜90
°
的方向的b50的值记为b50c、从轧制方向倾斜135
°
的方向的b50的值记为b50d2时，满足以下式(2)和式(3)，{100}《011》的x射线随机强度比为5以上且小于30，板厚为0.50mm以下，所述多个分割铁芯中的至少一个分割铁芯的铁芯片的齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均沿着所述电磁钢板的磁特性优异的方向。
[0016]
([mn] [ni] [co] [pt] [pb] [cu] [au])-([si] [sol.al])》0％
···
(1)
[0017]
(b50d1 b50d2)/2》1.7t
···
(2)
[0018]
(b50d1 b50d2)/2》(b50l b50c)/2
···
(3)
[0019]
在此，磁通密度b50是指以磁场的强度5000a/m进行励磁时的磁通密度。
[0020]
(2)上述(1)所记载的定子铁芯也可以满足以下式(4)。
[0021]
(b50d1 b50d2)/2》1.1
×
(b50l b50c)/2
···
(4)
[0022]
(3)上述(1)所记载的定子铁芯也可以满足以下式(5)。
[0023]
(b50d1 b50d2)/2》1.2
×
(b50l b50c)/2
···
(5)
[0024]
(4)上述(1)所记载的定子铁芯也可以满足以下式(6)。
[0025]
(b50d1 b50d2)/2》1.8t
···
(6)
[0026]
(5)在上述(1)所记载的定子铁芯中，也可以是，所述电磁钢板的所述磁特性优异的方向为与所述电磁钢板的轧制方向的角度为45
°
及135
°
的方向，所述齿的径向沿着与所述轧制方向的角度为45
°
及135
°
中的任意一方的方向，所述铁芯背的延伸方向沿着与所述轧制方向的角度为45
°
及135
°
中的任意另一方的方向。
[0027]
(6)在上述(1)至(5)的任意一项所记载的定子铁芯中，也可以是，所述多个分割铁芯在所有分割铁芯的铁芯片中，所述齿的径向及所述铁芯背的延伸方向的任意一方均沿着所述电磁钢板的磁特性优异的方向。
[0028]
(7)在上述(1)至(5)的任意一项所记载的定子铁芯中，也可以是，所述多个分割铁芯分别具有齿部，多个齿部中的沿着磁特性优异的方向的齿部的宽度比不沿着磁特性优异的方向的齿部的宽度窄。
[0029]
(8)在上述(7)所记载的定子铁芯中，也可以是，所述齿部的宽度与以规定的磁场的强度进行励磁时的所述齿部的磁通密度的乘积，在所述多个分割铁芯的各齿部大致一定。
[0030]
(9)本发明的一个方案的旋转电机，具备如上述(1)至(8)的任意一项所记载的定子铁芯。
[0031]
发明效果
[0032]
根据本发明的上述方案，能够提高具备多个分割铁芯的定子铁芯的磁特性。
附图说明
[0033]
图1是表示旋转电机的构成的一个示例的图。
[0034]
图2是表示分割铁芯的构成的一个示例的图。
[0035]
图3是表示铁芯片的构成的一个示例的图。
[0036]
图4是表示b50的比率和与轧制方向的角度的关系的一个示例的图表。
[0037]
图5是表示w15/50的比率和与轧制方向的角度的关系的一个示例的图表。
[0038]
图6是表示w15/100的比率和与轧制方向的角度的关系的一个示例的图表。
[0039]
图7是表示轧制方向与磁特性最优异的方向的关系的一个示例的图。
[0040]
图8是用于说明本发明的一实施方式所涉及的模具的图。
[0041]
图9是用于说明齿部的宽度的图。
[0042]
图10是用于说明变形例所涉及的模具的图。
具体实施方式
[0043]
《分割铁芯中使用的电磁钢板的示例》
[0044]
首先，对后述说明的实施方式的分割铁芯中使用的电磁钢板进行说明。
[0045]
在此，对作为实施方式的分割铁芯中使用的电磁钢板的一个示例的本实施方式的无方向性电磁钢板以及在其制造方法中使用的钢材的化学组分进行说明。在以下说明中，作为本实施方式的无方向性电磁钢板或钢材中所含有的各元素的含量的单位的“％”，只有没有特别说明则是指“质量％”。另外，在隔着“～”记载的数值限定范围中，下限值和上限值包含在该范围内。在“小于”或“超过”表示的数值中，该值不包含在数值范围内。无方向性电磁钢板及钢材为能够产生铁素体-奥氏体相变(以下称为α-γ相变)的化学组分，具有如下化学组分：含有c：0.0100％以下、si：1.50％～4.00％、sol.al：0.0001％～1.0％、s：0.0100％以下、n：0.0100％以下、从由mn、ni、co、pt、pb、cu、au构成的组中选择的一种以上：总计为2.50％～5.00％、sn：0.000％～0.400％、sb：0.000％～0.400％、p：0.000％～0.400％、以及从由mg、ca、sr、ba、ce、la、nd、pr、zn以及cd构成的组中选择的一种以上：总计为0.0000％～0.0100％，剩余部分由fe及杂质构成。进而，mn、ni、co、pt、pb、cu、au、si以及sol.al的含量满足后述说明的规定的条件。作为杂质，可例示出矿石或废料中所含的杂质、制造工序中所含的杂质。
[0046]
《《c：0.0100％以下》》
[0047]
c提高铁损或引起磁时效。因此，c含量越低越优选。这样的现象在c含量超过0.0100％时显著。因此，c含量设为0.0100％以下。c含量的降低也有助于板面内的所有方向上的磁特性的均匀提高。此外，c含量的下限没有特别限定，但考虑到精炼时的脱碳处理的成本，优选设为0.0005％以上。
[0048]
《《si：1.50％～4.00％》》
[0049]
si增大电阻，减少涡流损耗，降低铁损，增大屈服比，提高铁芯的冲裁加工性。si含量小于1.50％时，无法充分地得到这些作用效果。因此，si含量设为1.50％以上。另一方面，si含量超过4.00％时，磁通密度降低，由于硬度过度上升而导致冲裁加工性降低，冷轧变得困难。因此，si含量设为4.00％以下。
[0050]
《《sol.al：0.0001％～1.0％》》
[0051]
sol.al增大电阻，减少涡流损耗，降低铁损。sol.al也有助于提高磁通密度b50相对于饱和磁通密度的相对的大小。在此，磁通密度b50是指以磁场的强度5000a/m进行励磁
时的磁通密度。sol.al含量小于0.0001％时，无法充分地得到这些作用效果。另外，al还具有炼钢中的脱硫促进效果。因此，sol.al含量设为0.0001％以上。另一方面，sol.al含量超过1.0％时，磁通密度降低，或屈服比降低、冲裁加工性降低。因此。sol.al含量设为1.0％以下。
[0052]
《《s：0.0100％以下》》
[0053]
s并非必须的元素，例如在钢中作为杂质而含有。s由于微细的mns的析出而阻碍退火中的再结晶及晶粒的生长。因此，s含量越低越优选。这样的再结晶及晶粒生长的阻碍而导致的铁损的增加及磁通密度的降低，在s含量超过0.0100％时显著。因此，s含量设为0.0100％以下。此外，s含量的下限没有特别限定，但考虑到精炼时的脱硫处理的成本，优选设为0.0003％以上。
[0054]
《《n：0.0100％以下》》
[0055]
n与c同样，使磁特性劣化，因此n含量越低越优选。因此，n含量设为0.0100％以下。此外，n含量的下限没有特别限定，但考虑到精炼时的脱氮处理的成本，优选设为0.0010％以上。
[0056]
《《从由mn、ni、co、pt、pb、cu、au构成的组中选择的一种以上：总计为2.50％～5.00％》》
[0057]
这些元素是用于产生α-γ相变所必须的元素，因此这些元素需要总计含有2.50％以上。另一方面，如果总计超过5.00％，则成本高，有时磁通密度降低。因此，这些元素总计为5.00％以下。
[0058]
另外，作为能够产生α-γ相变的条件，进而满足以下条件。也就是，在将mn含量以质量％记为[mn]、ni含量以质量％记为[ni]、co含量以质量％记为[co]、pt含量以质量％记为[pt]、pb含量以质量％记为[pb]、cu含量以质量％记为[cu]、au含量以质量％记为[au]、si含量以质量％记为[si]、sol.al含量以质量％记为[sol.al]时，以质量％计优选满足以下式(1)。
[0059]
([mn] [ni] [co] [pt] [pb] [cu] [au])-([si] [sol.al])》0％
···
(1)
[0060]
在不满足上述式(1)的情况下，由于不产生α-γ相变，因此磁通密度降低。
[0061]
《《sn：0.000％～0.400％、sb：0.000％～0.400％、p：0.000％～0.400％》》
[0062]
sn或sb通过改善冷轧、再结晶后的织构而提高其磁通密度。因此，也可以根据需要而含有这些元素，但若过剩地含有则使钢脆化。因此，sn含量、sb含量均设为0.400％以下。另外，也可以为了确保在再结晶后的钢板的硬度而含有p，但若过剩地含有则导致钢的脆化。因此，p含量设为0.400％以下。在以上这样赋予磁特性等进一步的效果的情况下，优选含有从由0.020％～0.400％的sn、0.020％～0.400％的sb以及0.020％～0.400％的p构成的组中选择的一种以上。
[0063]
《《从由mg、ca、sr、ba、ce、la、nd、pr、zn以及cd构成的组中选择的一种以上：总计为0.0000％～0.0100％》》
[0064]
mg、ca、sr、ba、ce、la、nd、pr、zn以及cd在钢水的铸造时与钢水中的s反应而生成硫化物或氧硫化物或这双方的析出物。以下，有时将mg、ca、sr、ba、ce、la、nd、pr、zn以及cd统称为“粗大析出物生成元素”。粗大析出物生成元素的析出物的粒径为1μm～2μm左右，远大于mns、tin、aln等微细析出物的粒径(100nm左右)。因此，这些微细析出物附着于粗大析出
物生成元素的析出物，难以阻碍中间退火中的再结晶及晶粒的生长。为了充分地得到这些作用效果，这些元素的总计优选为0.0005％以上。但是，若这些元素的总计超过0.0100％，则硫化物或氧硫化物或这双方的总量过剩，中间退火中的再结晶及晶粒的生长被阻碍。因此，粗大析出物生成元素的含量总计为0.0100％以下。
[0065]
《《织构》》
[0066]
接着，对本实施方式的无方向性电磁钢板的织构进行说明。对制造方法的详细后述说明，本实施方式的无方向性电磁钢板为能够产生α-γ相变的化学组分，通过热轧中的精轧结束后的骤冷使组织微细化，由此成为{100}晶粒生长的组织。由此，本实施方式的无方向性电磁钢板的{100}《011》取向的聚集强度成为5～30，与轧制方向成45
°
方向的磁通密度b50尤其高。像这样，在特定的方向上磁通密度升高，但整体上得到全方向平均较高的磁通密度。若{100}《011》取向的聚集强度小于5，则使磁通密度降低的{111}《112》取向的聚集强度升高，整体上磁通密度降低。另外，{100}《011》取向的聚集强度超过30的制造方法需要使热轧板增厚，存在制造困难这一课题。
[0067]
{100}《011》取向的聚集强度可以通过x射线衍射法或电子背散射衍射(electron backscatter diffraction：ebsd)法进行测定。由于来自x射线及电子束的试样的反射角等在每个结晶方向不同，因此能够以随机方向试样为基准，通过该反射强度等来求得结晶取向强度。本实施方式的优选的无方向性电磁钢板的{100}《011》取向的聚集强度以x射线随机强度比计为5～30。此时，也可以使用通过ebsd测定结晶取向并换算为x射线随机强度比的值。
[0068]
《《厚度》》
[0069]
接着，对本实施方式的无方向性电磁钢板的厚度进行说明。本实施方式的无方向性电磁钢板的厚度为0.50mm以下。若厚度超过0.50mm，则不能得到优异的高频铁损。因此，厚度设为0.50mm以下。
[0070]
《《磁特性》》
[0071]
接着，对本实施方式的无方向性电磁钢板的磁特性进行说明。在调查磁特性时，对作为本实施方式的无方向性电磁钢板的磁通密度的b50的值进行测定。在所制造的无方向性电磁钢板中，无法区别其轧制方向的一方与另一方。因此在本实施方式中，轧制方向是指其一方和另一方的双向。在将轧制方向的b50的值记为b50l、从轧制方向倾斜45
°
的方向的b50的值记为b50d1、从轧制方向倾斜90
°
的方向的b50的值记为b50c、从轧制方向倾斜135
°
的方向的b50的值记为b50d2时，可观察到b50d1和b50d2最高，b50l和b50c最低这一磁通密度的各向异性。
[0072]
在此，例如考虑将顺时针(也可以为逆时针)的方向设为正方向的磁通密度的全方位(0
°
～360
°
)分布的情况下，若将轧制方向设为0
°
(一方向)和180
°
(另一方向)，则b50d1为45
°
和225
°
的b50值，b50d2为135
°
和315
°
的b50值。同样地，b50l为0
°
和180
°
的b50值，b50c为90
°
和270
°
的b50值。45
°
的b50值与225
°
的b50值严格一致，135
°
的b50值与315
°
的b50值严格一致。但是，b50d1与b50d2由于在实际制造时存在不易使磁特性相同的情况，因此存在严格地说不一致的情况。同样地，0
°
的b50值与180
°
的b50值严格一致，且90
°
的b50值与270
°
的b50值严格一致，另一方面，存在b50l与b50c严格地说不一致的情况。在本实施方式的无方向性电磁钢板中，使用b50d1和b50d2的平均值、b50l和b50c的平均值，满足以下式(2)和式
(3)。
[0073]
(b50d1 b50d2)/2》1.7t
···
(2)
[0074]
(b50d1 b50d2)/2》(b50l b50c)/2
···
(3)
[0075]
像这样，若测定磁通密度，则如式(2)所示，b50d1和b50d2的平均值为1.7t以上，并且如式(3)所示，确认到磁通密度的高各向异性。
[0076]
进而，除了满足式(1)之外，优选如以下式(4)所示，磁通密度的各向异性比式(3)更高。
[0077]
(b50d1 b50d2)/2》1.1
×
(b50l b50c)/2
···
(4)
[0078]
进而，优选如以下式(5)所示，磁通密度的各向异性更高。
[0079]
(b50d1 b50d2)/2》1.2
×
(b50l b50c)/2
···
(5)
[0080]
进而，优选如以下式(6)所示，b50d1和b50d2的平均值优选为1.8t以上。
[0081]
(b50d1 b50d2)/2》1.8t
···
(6)
[0082]
此外，所述的45
°
是理论值，由于在实际制造时存在不易与45
°
一致的情况，因此也包含严格地说与45
°
不一致的情况。这种情况对于该0
°
、90
°
、135
°
、180
°
、225
°
、270
°
、315
°
也相同。
[0083]
磁通密度的测定，可以从与轧制方向成45
°
、0
°
方向等切出55mm见方的试样，使用单板磁性测定装置来进行。
[0084]
《《制造方法》》
[0085]
接着，对本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法的一个示例进行说明。在制造本实施方式的无方向性电磁钢板时，例如进行热轧、冷轧(第一冷轧)、中间退火(第一退火)、表皮光轧(第二冷轧)、最终退火(第三退火)、去应力退火(第二退火)等。
[0086]
首先，对上述钢材进行加热，实施热轧。钢材例如是通过通常的连续铸造而制造的钢坯。热轧的粗轧和精轧在γ域(ar1温度以上)的温度下进行。即，以精轧的最终温度成为ar1温度以上、卷取温度成为超过250℃、600℃以下的方式进行热轧。由此，通过其后的冷却，奥氏体向铁素体相变，从而组织微细化。其后在微细化的状态下实施冷轧时，由于容易产生突出再结晶(以下称为膨胀)，因此能够使通常难以生长的{100}晶粒更容易生长。
[0087]
另外，在制造本实施方式的无方向性电磁钢板时，进而将通过精轧的最终道次时的温度(精轧温度)设为ar1温度以上，卷取温度设为超过250℃且在600℃以下。通过奥氏体向铁素体的相变而使结晶组织微细化。通过像这样使结晶组织微细化，能够经过其后的冷轧、中间退火而容易产生膨胀。
[0088]
之后，不进行热轧板退火而经过卷取、酸洗，对热轧钢板进行热轧。在冷轧中优选将压下率设为80％～95％。压下率小于80％时难以产生膨胀。压下率超过95％时，通过其后的膨胀从而{100}晶粒容易生长，但必须使热轧钢板变厚，热轧的卷取变得困难，操作容易变得困难。冷轧的压下率更优选为86％以上。冷轧的压下率为86％以上时，更容易产生膨胀。
[0089]
冷轧结束后，接着进行中间退火。在制造本实施方式的无方向性电磁钢板时，在不向奥氏体相变的温度下进行中间退火。也就是，优选将中间退火的温度设为小于ac1温度。通过像这样进行中间退火而产生膨胀，{100}晶粒容易生长。另外，中间退火的时间优选设为5秒～60秒。
[0090]
中间退火结束后，接着进行表皮光轧。在如上述那样产生了膨胀的状态下进行表皮光轧、退火时，{100}晶粒以产生膨胀的部分为起点进一步生长。这是因为，通过表皮光轧而具有{100}《011》晶粒难以积存应变、{111}《112》晶粒容易积存应变的性质，在其后的退火中应变较少的{100}《011》晶粒以应变的差作为驱动力而蚕食{111}《112》晶粒。以应变差作为驱动力而产生的该蚕食现象被称为应变诱发晶界移动(以下称为sibm)。表皮光轧的压下率优选设为5％～25％。由于压下率小于5％时应变量过少，因此在此后的退火中难以引起sibm，{100}《011》晶粒不长大。另一方面，压下率超过25％时应变量过多，产生从{111}《112》晶粒中生成新的晶粒的再结晶晶核生成(以下称为成核)。在该成核中，由于大部分生成的晶粒是{111}《112》晶粒，因此磁特性变差。
[0091]
实施了表皮光轧后，为了释放应变而提高加工性，进行最终退火。最终退火也同样地设为不向奥氏体相变的温度，将最终退火的温度设为小于ac1温度。通过像这样进行最终退火，{100}《011》晶粒蚕食{111}《112》晶粒，能够提高磁特性。另外，在最终退火时将成为600℃～ac1温度的时间设为1200秒以内。若该退火时间过短则在表皮光轧中赋予的应变几乎都残留，在冲裁出复杂的形状时产生翘曲。另一方面，若退火时间过长则晶粒变得过于粗大，冲裁时塌边变大，无法得到冲裁精度。
[0092]
最终退火结束后，为了制成所期望的钢铁构件，进行无方向性电磁钢板的成型加工等。并且，为了除去由无方向性电磁钢板构成的钢铁构件因成型加工等(例如冲裁)而产生的应变等，对钢铁构件实施去应力退火。在本实施方式中，由于在ac1温度以下产生sibm且使结晶粒径粗大，因此将去应力退火的温度例如设为800℃左右，将去应力退火的时间设为2小时左右。通过去应力退火，能够提高磁特性。
[0093]
在本实施方式的无方向性电磁钢板(钢铁构件)中，在上述制造方法中，主要在热轧工序中在ar1温度以上进行精轧，由此得到上述式(1)的较高的b50及上述式(2)的优异的各向异性。进而，通过在表皮光轧工序中将压下率设为10％左右而得到上述式(4)的更优异的各向异性。
[0094]
此外，在本实施方式中，ar1温度根据以1℃/秒的平均冷却速度进行冷却中的钢材(钢板)的热膨胀变化求得。另外，在本实施方式中，ac1温度根据以1℃/秒的平均加热速度进行加热中的钢材(钢板)的热膨胀变化求得。
[0095]
能够像以上这样制造由本实施方式的无方向性电磁钢板构成的钢铁构件。
[0096]
接着，对于本实施方式的无方向性电磁钢板，示出实施例并进行具体说明。以下所示的实施例仅是无方向性电磁钢板的一个示例，无方向性电磁钢板并非限定于以下示例。
[0097]
《《第1实施例》》
[0098]
通过铸造钢水，制作以下表1至表2所示的成分的铸锭。在此，式左边表示上述的式(1)的左边的值。其后，将制作的铸锭加热至1150℃进行热轧，以板厚成为2.5mm的方式进行轧制。然后，在精轧结束后进行水冷，卷取热轧钢板。此时的精轧的最终道次的阶段中的温度(最终温度)为830℃，全部是大于ar1温度的温度。此外，对于不发生γ-α相变的no.108，将最终温度设为850℃。另外，关于卷取温度，在表1所示的条件下进行。
[0099]
接着，在热轧钢板中通过酸洗除去氧化层，并以表1所示的冷轧后的压下率进行轧制。然后，在无氧化气氛中以700℃进行30秒的中间退火。接下来，以表1所示的第二次冷轧(表皮光轧)的压下率进行轧制。
[0100]
接着，为了调查磁特性而在第二次冷轧(表皮光轧)之后以800℃进行30秒的最终退火，通过剪切加工制成55mm见方的试样后，以800℃进行2小时的去应力退火，测定磁通密度b50。测定试样是从与轧制方向成0
°
和45
°
的两种方向采集55mm见方的试样。然后，对这两种试样进行测定，将相对于轧制方向成0
°
、45
°
、90
°
、135
°
的磁通密度b50分别记作b50l、b50d1、b50c、b50d2。
[0101]
[表1]
[0102]
[0103]
[表2]
[0104][0105]
表1至表2中的下划线，表示偏离本发明的范围的条件。作为发明例的no.101～no.107、no.109～no.111、no.114～no.130都在45
°
方向和全周平均中，磁通密度b50为良好的值。但是，no.116和no.127由于偏离适当的卷取温度，因此磁通密度b50稍低。no.129和no.130由于冷轧的压下率较低，因此与作为同等的成分、卷取温度的no.118相比磁通密度
b50稍低。另一方面，作为比较例的no.108的si浓度较高，式左边的值为0以下，为不进行α-γ相变的组分，由此磁通密度b50均较低。作为比较例的no.112由于降低了表皮光轧率，因此{100}《011》强度小于5，磁通密度b50均较低。作为比较例的no.113的{100}《011》强度为30以上，偏离本发明。no.113由于热轧板的厚度也有7mm，因此存在难以操作这一难点。
[0106]
《《第2实施例》》
[0107]
通过铸造钢水，制作以下表3所示的成分的铸锭。其后，将制作的铸锭加热至1150℃进行热轧，以板厚成为2.5mm的方式进行轧制。然后，在精轧结束后进行水冷，卷取热轧钢板。此时的精轧的最终道次的阶段中的最终温度为830℃，全部是大于ar1温度的温度。
[0108]
接着，在热轧钢板中通过酸洗除去氧化层，进行冷轧直至板厚成为0.385mm。然后，在无氧化气氛中进行中间退火，控制中间退火的温度以使得再结晶率成为85％。接下来，进行第二次冷轧(表皮光轧)，直至板厚成为0.35mm。
[0109]
接着，为了调查磁特性而在第二次冷轧(表皮光轧)之后以800℃进行30秒的最终退火，通过剪切加工制成55mm见方的试样后，以800℃进行2小时的去应力退火，测定磁通密度b50和铁损w10/400。关于磁通密度b50，以与第一实施例同样的顺序进行测定。另一方面，铁损w10/400作为以最大磁通密度成为1.0t的方式施加400hz的交流磁场时在试样中产生的能量损失(w/kg)进行测定。铁损为相对于轧制方向在0
°
、45
°
、90
°
、135
°
测定的结果的平均值。
[0110]
[表3]
[0111][0112]
[表4]
[0113][0114]
no.201～no.214全部是发明例，磁特性均为良好。特别是，no.202～no.204的磁通密度b50比no.201、no.205～no.214更高，no.205～no.214的铁损w10/400比no.201～no.204更低。
[0115]
此外，在以下说明中，将在《分割铁芯中使用的电磁钢板的示例》的说明中记载的从轧制方向倾斜45
°
的方向根据需要称为与轧制方向的角度为45
°
，将从轧制方向倾斜135
°
的方向根据需要称为与轧制方向的角度为135
°
。此外，将从轧制方向倾斜θ
°
的方向根据需要称为与轧制方向所成的角度为θ
°
的方向。像这样，从轧制方向倾斜θ
°
的方向和与轧制方向所成的角度为θ
°
的方向是相同的意思。
[0116]
以上的无方向性电磁钢板是本发明人等新开发的钢板，在与轧制方向的角度为45
°
、135
°
的两个方向上，磁特性最优异。另一方面，在与轧制方向的角度为0
°
、90
°
的两个方向上，磁特性最差。在此，该45
°
、135
°
是理论值，在实际制造时存在不易与45
°
、135
°
一致的情况。因此，理论上如果磁特性最优异的方向是与轧制方向的角度为45
°
、135
°
的两个方向，则在实际的无方向性电磁钢板中，该45
°
、135
°
也包含严格地说与45
°
、135
°
不一致的情况。这种情况在该0
°
、90
°
中也相同。另外，理论上磁特性最优异的两个方向的磁特性相同，但在实际制造时存在不易使该两个方向的磁特性相同的情况。因此，理论上如果磁特性最优异的两个方向的磁特性相同，则该相同也包含严格地说不相同的情况。该情况，在磁特性最差的两个方向中也相同。此外，将顺时针的角度设为正值的角度。
[0117]
《定子铁芯》
[0118]
本发明人等以能够有效地利用上述无方向性电磁钢板的特性的方式，对由多个分割铁芯构成定子铁芯进行研究，发现了以下说明的实施方式。
[0119]
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。在以下说明中，只要没有特别说明，则电磁钢板为在《分割铁芯中使用的电磁钢板的示例》一项中说明的无方向性电磁钢板。另外，在以下说明中，长度、方向、位置等相同(一致)，除(严格地)相同的(一致的)情况之外，在不脱离发明的主旨的范围内(例如，在制造工序中产生的误差的范围内)还包含相同的(一致的)情况。
[0120]
此外，在本实施方式中，作为旋转电机举出电动机，具体而言举出交流电动机，更
具体而言举出同步电动机，进一步具体而言举出永磁体励磁型电动机作为一个示例进行说明。这种电动机例如适合用于电动汽车等。
[0121]
图1是表示旋转电机10的构成的一个示例的图。图1是从与旋转电机的轴心平行的方向观察旋转电机的图(俯视图)。图1所示的x-y-z坐标表示图中的朝向的关系。
[0122]
如图1所示，旋转电机10具备定子20和转子50。定子20和转子50被收纳于未图示的外壳。另外，定子20被固定于外壳。
[0123]
在本实施方式中，作为旋转电机10，采用转子50位于定子20的内侧的内转子型。但是，作为旋转电机10，也可以采用转子50位于定子20的外侧的外转子型。另外，在本实施方式中，旋转电机10是10极12槽的三相交流电动机。但是，极数、槽数、相数等可以适当变更。
[0124]
定子20具备定子铁芯21和未图示的线圈。
[0125]
在以下说明中，将定子铁芯21的轴向(沿定子铁芯21的中心轴线o的方向(z轴方向))根据需要称为轴向。另外，将定子铁芯21的径向(与定子铁芯21的中心轴线o正交的方向)根据需要称为径向。另外，将定子铁芯21的周向(绕定子铁芯21的中心轴线o环绕的方向)根据需要称为周向。
[0126]
定子铁芯21具备多个分割铁芯30。具体而言，本实施方式的定子铁芯21在周向，即绕中心轴线o环绕的方向上，排列有12个分割铁芯30。本实施方式的分割铁芯30分别为相同形状且相同大小。各分割铁芯30具有齿部31和铁芯背部32。
[0127]
齿部31卷绕有定子20的绕组。齿部31从铁芯背部32向径向的内侧突出。即，齿部31沿径向向中心轴线o突出。齿部31在周向上隔开同等的间隔地配置。在本实施方式中，以定子铁芯21的中心轴线o为中心，以成为角度30
°
的间隔的方式设有12个齿部31。此外，定子20的绕组可以集中卷绕，也可以分布卷绕。
[0128]
铁芯背部32形成为圆弧状。多个分割铁芯30沿周向排列，由此铁芯背部32整体形成为圆环状。
[0129]
图2是表示分割铁芯30的构成的一个示例的图。图2是从斜向观察定子铁芯21所具备的多个分割铁芯30中的一个的图(立体图)。
[0130]
分割铁芯30层叠由电磁钢板构成的铁芯片40而构成。各铁芯片40为板状，分别为相同的形状且为相同的大小。铁芯片40被以相同的朝向在板厚方向上层叠，由此分割铁芯30沿轴向、即中心轴线o成为相同的形状。
[0131]
图3是表示铁芯片40的构成的一个示例的图。图3是沿中心轴线o观察构成分割铁芯30的多个铁芯片40中的一个的俯视图。如图3所示，铁芯片40具有齿41和铁芯背42。
[0132]
齿41通过铁芯片40被层叠而构成分割铁芯30的齿部31。此外，齿41具有从铁芯背42的周向中央沿径向延伸的齿基部41a和位于齿基部41a的前端的锷部41b。在使用分割铁芯30构成旋转电机10的情况下，锷部41b与转子50相对。
[0133]
铁芯背42通过铁芯片40被层叠而构成分割铁芯30的铁芯背部32。铁芯背42在周向的一端具有向周向突出的凸部43a，并在周向的另一端具有向周向凹陷的凹部43b。凸部43a和凹部43b为相互反转的形状。在将多个分割铁芯30沿周向排列的情况下，凸部43a与相邻的铁芯片40的凹部43b嵌合，凹部43b与相邻的铁芯片40的凸部43a嵌合。
[0134]
在铁芯片40中，齿41的径向与铁芯背42的延伸方向正交。如图3的单点划线l1所示，齿41的径向是指与齿41的板面平行且沿着通过齿41的周向的中心的线的方向。或者，齿
41的径向是指与齿41的板面平行，且沿着连结将铁芯背42的外周的长度二等分的位置p和铁芯背42的外周的圆的中心的线的方向。
[0135]
另一方面，铁芯背42的延伸方向是指与齿41的径向正交的方向。即，如图3的单点划线l2所示，铁芯背42的延伸方向是指沿着单点划线l1与铁芯背42的外周的位置p处的铁芯背42的外周的切线的方向。或者，铁芯背42的延伸方向是指沿着将铁芯背42的外周的长度二等分的位置p处的铁芯背42的外周的切线的方向。
[0136]
返回图1，转子50相对于定子21被配置于径向的内侧。转子50具备转子铁芯51、多个永磁体52以及旋转轴60。
[0137]
转子铁芯51与定子铁芯21同轴地配置。转子铁芯51的形状大致为环状(圆环状)。多个永磁体52被固定于转子铁芯51。在本实施方式中，以转子铁芯51的中心轴线o为中心，以成为角度36
°
的间隔的方式设有5组(整体为10个)永磁体52。在转子铁芯51内配置有旋转轴60。旋转轴60被固定于转子铁芯51。
[0138]
在本实施方式中，作为永磁体励磁型电动机采用表面磁体型电动机，但也可以采用嵌入磁体型电动机。
[0139]
在此，形成铁芯片40例如通过对作为轧制而成的板状的母材(带钢)的电磁钢板进行冲裁加工而形成。电磁钢板是在《分割铁芯中使用的电磁钢板的示例》一项中说明的电磁钢板。将在《分割铁芯中使用的电磁钢板的示例》一项中说明的电磁钢板相对于公知的无方向性电磁钢板的b50、w15/50、w15/100的比率(b50比率、w15/50比率、w15/100比率)示于表5。任一电磁钢板的厚度均为0.25[mm]。作为公知的无方向性电磁钢板，使用w10/400为12.8w/kg的无方向性电磁钢板。w10/400是磁通密度为1.0t、频率为400hz时的铁损。另外，该公知的无方向性电磁钢板仅在轧制方向磁特性优异。在以下说明中，根据需要，也将在《分割铁芯中使用的电磁钢板的示例》一项中说明的电磁钢板称为开发材料。另外，根据需要，也将公知的无方向性电磁钢板称为现有材料。
[0140]
[表5]
[0141] b50比率[-]w15/50比率[-]w15/100比率[-]开发材料1.0510.8800.865
[0142]
在此，b50是以磁场的强度5000[a/m]进行励磁时的磁通密度，w15/100是磁通密度为1.5[t]、频率为100[hz]时的铁损。在此，磁通密度及铁损通过jis c 2556：2015所记载的方法进行测定。另外，在表5中，示出将现有材料的轧制方向起的每个角度的平均值设为1.000而对开发材料的轧制方向起的每个角度的平均值进行标准化而得到的值(＝开发材料的轧制方向起的每个角度的平均值
÷
现有材料的轧制方向起的每个角度的平均值)。像这样，表5的值是相对值(无量纲量)。
[0143]
根据表5，开发材料的b50比现有材料的b50大5.1[％]。开发材料的w15/50比现有材料的w15/50小12.0[％]。开发材料的w15/100比现有材料的w15/100小13.5[％]。像这样，开发材料与现有材料相比，b50大且铁损小。
[0144]
图4是表示b50比率和与轧制方向的角度的关系的一个示例的图表。图5是表示w15/50比率和与轧制方向的角度的关系的一个示例的图表。图6是表示w15/100比率和与轧制方向的角度的关系的一个示例的图表。
[0145]
图7是表示轧制方向rd与磁特性最优异的方向的关系的一个示例的图。在以下说
明中，将磁特性最优异的方向根据需要称为易磁化方向。在图7中，将逆时针的角度设为正值的角度，将轧制方向rd的角度设为0
°
时，易磁化方向为ed1、ed2。从轧制方向rd到与轧制方向rd的角度中的较小一方的角度为90
°
的方向(图7中以虚线表示的方向)的四个区域的磁特性在理论上具有对称的关系。
[0146]
另外，图4、图5、图6所示的b50比率、w15/50比率、w15/100比率与表5相同，是以现有材料的轧制方向起的每个角度的平均值进行标准化而得到的值。即，图4、图5、图6所示的b50比率、w15/50比率、w15/100比率的值是相对值(无量纲量)。
[0147]
如图4所示，在开发材料中，与轧制方向的角度为45
°
时的b50比率最大，与轧制方向的角度越接近0
°
、90
°
则b50的比率越小。
[0148]
另一方面，在现有材料中，与轧制方向的角度为45
°
时的b50比率最小。
[0149]
如图5及图6所示，在开发材料中，与轧制方向的角度为45
°
时的w15/50比率、w15/100比率最大，与轧制方向的角度越接近0
°
、90
°
则w15/50比率、w15/100比率越小。
[0150]
另一方面，在现有材料中，w15/50比率、w15/100比率在与轧制方向的角度为45
°
～90
°
时变大。
[0151]
在以上这样的开发材料中，与轧制方向的角度为45
°
的方向(易磁化方向ed1)和与轧制方向的角度为135
°
的方向(易磁化方向ed2)的磁特性最优异。另一方面，与轧制方向的角度为0
°
的方向(轧制方向rd)和与轧制方向的角度为90
°
的方向(与轧制方向rd正交的方向)的磁特性最差。
[0152]
本发明人等想到由磁特性比现有材料优异的开发材料生成铁芯片，制造具备将生成的铁芯片层叠而制成的分割铁芯的定子铁芯，由此能够提高定子铁芯整体的磁特性。另外，开发材料的磁特性优异的方向为与轧制方向的角度为45
°
、135
°
的方向，磁特性优异的方向正交。另一方面，铁芯片的齿的径向与铁芯背的延伸方向也正交。因此，本发明人等想到能够使开发材料的磁特性优异的方向与齿的径向及铁芯背的延伸方向一致而生成铁芯片。
[0153]
基于这样的构思，铁芯片构成为使齿的径向沿开发材料的与轧制方向的角度为45
°
的方向的同时，使铁芯背的延伸方向沿与开发材料的轧制方向的角度为135
°
的方向。或者，铁芯片构成为使齿的径向沿与开发材料的轧制方向的角度为135
°
的方向的同时，使铁芯背的延伸方向沿与开发材料的轧制方向的角度为45
°
的方向。
[0154]
《定子铁芯的制造方法》
[0155]
接着，对包含由开发材料生成铁芯片40的工序的定子铁芯21的制造方法进行说明。制造定子铁芯21主要具有铁芯片生成工序、分割铁芯生成工序、定子铁芯生成工序。
[0156]
[铁芯片生成工序]
[0157]
在铁芯片生成工序中，使用模具冲裁开发材料而生成铁芯片40。
[0158]
图8是用于说明冲裁开发材料的模具的图。图8是从与开发材料80的板面正交的方向观察的示意图(俯视图)。此外，在图8中，与开发材料80对应地表示出轧制方向rd和磁特性优异的方向(ed1、ed2)。
[0159]
开发材料80是以轧制方向rd为长度方向的带状。开发材料80通过输送装置沿长度方向被输送。因此，在图8所示的示例中，轧制方向rd与由输送装置进行输送的方向相同。在开发材料80的宽度方向的两端部，在长度方向上隔开间隔地设有先导孔81。
[0160]
首先，输送装置向先导孔81插入先导件而将开发材料80输送一定距离。接着，冲压装置通过使用具有冲头和冲模的模具对输送来的开发材料80进行冲裁而生成铁芯片40。在此，通过由冲压装置进行的一次冲裁，分别生成相同形状且相同大小的多个铁芯片40。
[0161]
冲压装置以铁芯片40的齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均成为开发材料80的磁特性优异的方向的方式冲裁开发材料80。如图8所示，具体而言，冲压装置的模具被设定为铁芯片40的齿的径向(单点划线l1)沿着与开发材料80的轧制方向的角度为45
°
的方向(沿着易磁化方向ed1)。此外，由于铁芯片40的齿的径向与铁芯背的延伸方向正交，因此齿的径向沿着与开发材料80的轧制方向的角度为45
°
的方向，由此铁芯背的延伸方向被设定为沿着与开发材料80的轧制方向的角度为135
°
的方向(沿着易磁化方向ed2)。
[0162]
因此，通过冲压装置冲裁的铁芯片40的齿的径向沿着与轧制方向的角度为45
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为135
°
的方向。此外，在本实施方式中，通过冲压装置冲裁的所有铁芯片40为相同朝向。因此，对于冲裁的所有铁芯片40，齿的径向沿着与轧制方向的角度为45
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为135
°
的方向。
[0163]
此外，在图8中，说明了以齿的径向沿着与轧制方向的角度为45
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为135
°
的方向的方式冲裁铁芯片40的模具，但不限于这种情况。
[0164]
例如，如图8的双点划线所示的铁芯片40a、40b那样，也可以是以齿的径向沿着与轧制方向的角度为135
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为45
°
的方向的方式进行冲裁的模具。在这种情况下，被冲裁出的铁芯片40a、40b的齿的径向沿着与轧制方向的角度为135
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为45
°
的方向。
[0165]
另外，如图8的双点划线所示的铁芯片40c那样，也可以是以使图8的实线所示的铁芯片40成为旋转180
°
的朝向的方式进行冲裁的模具。在这种情况下，被冲裁出的铁芯片40c与图8的实线所示的铁芯片40相同，齿的径向沿着与轧制方向的角度为45
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为135
°
的方向。
[0166]
另外，在图8中，是沿开发材料80的宽度方向在一条直线上冲裁四个铁芯片40的模具，但并不限定于这种情况，也可以是冲裁五个以上或者三个以下的铁芯片40的模具，也可以是相对于一条直线交错状地进行冲裁的模具。另外，也可以是一次性冲裁图8所示的不同朝向的铁芯片40、40a～40c中的两个以上的铁芯片的模具。
[0167]
[分割铁芯生成工序]
[0168]
在分割铁芯生成工序中，将铁芯片40层叠而生成分割铁芯30。
[0169]
具体而言，以在铁芯片生成工序中由冲压装置冲裁出的多个铁芯片40全部成为相同朝向的方式对齐后，以板面彼此相接的方式连接并层叠。为了连接多个铁芯片40，可以通过利用粘接剂将铁芯片40的板面彼此粘接，或将铁芯片40在长度方向上铆接、焊接来进行连接。此外，被层叠的铁芯片40的数量根据制造的定子铁芯21的规格或者大小而变更。另外，在制造本实施方式的定子铁芯21的情况下，在一个定子铁芯21上生成12个分割铁芯30。
[0170]
在此，如上所述，铁芯片40的齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均为开发材料80的磁特性优异的方向，分割铁芯30以铁芯片40全部成为相同朝向的方式对齐并层叠。因此，层叠有铁芯片40的分割铁芯30能够提高齿部31和铁芯背部32的磁特性。
[0171]
[定子铁芯生成工序]
[0172]
在定子铁芯生成工序中，将分割铁芯30沿周向排列并连接而生成定子铁芯21。具体而言，以在分割铁芯生成工序中生成的多个分割铁芯30的铁芯背部32成为圆环状的方式进行排列。此时，相邻的分割铁芯30彼此通过各铁芯片40的凸部43a与凹部43b嵌合而被定位。为了连接分割铁芯30，可以通过将相邻的分割铁芯30的铁芯背部32彼此利用粘接剂粘接、或焊接来进行连接。
[0173]
另外，在制造本实施方式的定子铁芯21的情况下，将12个分割铁芯30沿周向排列并连接。
[0174]
通过以上这样的工序能够制造定子铁芯21。此外，在使用所制造的定子铁芯21来制造定子20或制造旋转电机10的情况下，可以使用公知的制造方法。
[0175]
《实施例》
[0176]
接着，对使用由开发材料生成的铁芯片的分割铁芯与使用由现有材料生成的铁芯片的分割铁芯之间的磁特性进行比较。
[0177]
首先，将冲裁开发材料而生成的铁芯片层叠，生成分割铁芯的试样。将像这样使用了开发材料的铁芯片的分割铁芯称为发明例的分割铁芯。另外，将冲裁开发材料所得的铁芯片称为发明例的铁芯片。发明例的分割铁芯通过在上述的《定子铁芯的制造方法》一项中说明的方法而生成。此外，发明例的铁芯片的齿的径向沿着与开发材料的轧制方向的角度为45
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与开发材料的轧制方向的角度为135
°
的方向。
[0178]
另一方面，将冲裁现有材料而生成的铁芯片层叠，生成分割铁芯的试样。将像这样使用了现有材料的铁芯片的分割铁芯称为比较例的分割铁芯。另外，将冲裁以往材料而生成的铁芯片称为比较例的铁芯片。比较例的分割铁芯通过在上述的《定子铁芯的制造方法》一项中说明的方法而生成。此外，比较例的铁芯片的齿的径向沿着与以往材料的轧制方向的角度为0
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与以往材料的轧制方向的角度为90
°
的方向。
[0179]
另外，发明例的分割铁芯和比较例的分割铁芯为以下这样的规格。
[0180]
定子铁芯的外径：77.0[mm]，定子铁芯的内径：40.0[mm]，定子铁芯的高度(层叠厚度)：45.0[mm]，铁芯片(电磁钢板)的厚度：0.25[mm]，极数：10，槽数：12
[0181]
在此，作为发明例的分割铁芯与比较例的分割铁芯之间的磁特性的比较，将以b50即磁场的强度5000[a/m]进行励磁时的磁通密度的比率示于表6。
[0182]
[表6]
[0183] b50比率[-]发明例的分割铁芯1.042比较例的分割铁芯1.000
[0184]
如表6所示，在将比较例的分割铁芯的磁通密度设为1.000的情况下，发明例的分割铁芯的磁通密度为1.042。根据表6，发明例的分割铁芯的b50比比较例的分割铁芯的b50大4.2[％]。像这样，能够确认使用由开发材料生成的铁芯片的分割铁芯与使用由现有材料生成的铁芯片的分割铁芯相比，磁通密度大、磁特性提高。
[0185]
像这样，通过将磁通密度大的发明例的分割铁芯沿周向排列而制造定子铁芯(称为发明例的定子铁芯)，与将发明例的分割铁芯沿周向排列而制造的定子铁芯(称为比较例的定子铁芯)相比，能够在定子铁芯整体中增大磁通密度，并能够提高磁特性。
[0186]
另外，通过将磁通密度大的发明例的定子铁芯应用于旋转电机，与应用比较例的定子铁芯的旋转电机相比，能够提高转矩。另外，在应用发明例的定子铁芯的旋转电机中，在与应用比较例的定子铁芯的旋转电机输出相同的扭矩的情况下，能够减少在卷绕于发明例的定子铁芯的绕组中流动的电流，由此能够减少铜损。
[0187]
如上所述，根据本实施方式，通过在构成分割铁芯的铁芯片中使用磁特性优异的开发材料的电磁钢板，能够提高具备分割铁芯的定子铁芯整体的磁特性。另外，根据本实施方式，对于定子铁芯所具备的所有分割铁芯的各铁芯片，由于齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均沿着开发材料的电磁钢板的磁特性优异的方向，由此能够进一步提高定子铁芯整体的磁特性。此外，由于通过磁特性提高，即使缩窄齿部的宽度及芯背部的宽度也能够抑制定子铁芯的磁饱和，因此能够扩大槽的面积，并能够提高绕组的占空系数。
[0188]
此外，在本实施方式中，与现有材料为无方向性电磁钢板的情况相比，说明了开发材料的优越性，开发材料与现有材料为双向性电磁钢板的情况相比也具有优越性。具体而言，与现有材料为双向性电磁钢板的情况相比，开发材料能够削减制造成本。另外，与现有材料为双向性电磁钢板的情况相比，开发材料的钢板组织的粒径较小，由此能够抑制层叠铁芯片来构成分割铁芯时的高频条件下的铁损。
[0189]
《变形例》
[0190]
在上述的本实施方式中，对于定子铁芯所具备的所有分割铁芯的各铁芯片，说明了齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均沿着开发材料的电磁钢板的磁特性优异的方向的情况，但并不限定于这种情况。
[0191]
在本变形例中，对于定子铁芯所具备的多个分割铁芯中的至少一个分割铁芯的各铁芯片，说明齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均沿着开发材料的电磁钢板的磁特性优异的方向即可的情况。换言之，本变形例的定子铁芯混合存在由齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均沿着开发材料的电磁钢板的磁特性优异的方向的铁芯片构成的分割铁芯、和由齿的径向或铁芯背的延伸方向不沿着开发材料的电磁钢板的磁特性优异的方向的铁芯片构成的分割铁芯。像这样种类不同的分割铁芯混合存在的定子铁芯中，产生磁特性良好的部分和并非如此的部分，在定子铁芯的磁特性的分布上产生偏差，铁损变大。
[0192]
在本变形例中，在种类不同的分割铁芯混合存在的情况下，以使径向沿着磁特性优异的方向的齿部的宽度成为比径向不沿着磁特性优异的方向的齿部的宽度窄的方式构成定子铁芯。进而，在本变形例中，在种类不同的分割铁芯混合存在的情况下，以分割铁芯的齿部的宽度与以规定的磁场强度进行励磁时的齿部的磁通密度的乘积在所有分割铁芯的各齿部为大致一定的方式构成定子铁芯。通过像这样构成定子铁芯，即使是种类不同的分割铁芯混合存在的定子铁芯，也能够降低磁通密度的偏差并抑制铁损。
[0193]
图9是用于说明齿部的宽度的图。图9的(a)是沿径向平行的齿部31a的一个示例。在该示例中，齿部31a本身沿径向平行。图9的(b)是槽沿径向平行的齿部31b的一个示例。在该示例中，位于沿周向相邻的齿部31b彼此之间的槽沿径向平行。
[0194]
在此，齿部的宽度是指齿直线区域的中央的位置处的定子铁芯的周向的长度。齿直线区域是指在沿与定子铁芯的轴垂直的方向切开的情况下的定子铁芯的截面中，对于定子铁芯的周向上的齿部的两个端部分别求出构成定子铁芯的周向上的齿部的端部的直线中的最长的直线的区域。
[0195]
在图9的(a)所示的示例中，将位置311、312相互连结的直线和将位置313、314相互连结的直线为齿直线区域。另外，在图9的(a)所示的示例中，齿直线区域的中央的位置是位置321、322。因此，图9的(a)所示的齿部31a的宽度是位置321与位置322之间的距离tw。
[0196]
在图9的(b)所示的示例中，将位置315、316相互连结的直线和将位置317、318相互连结的直线为齿直线区域。另外，在图9的(b)所示的示例中，齿直线区域的中央的位置是位置323、324。因此，图9的(b)所示的齿部31b的宽度是位置323与位置324之间的距离tw。
[0197]
在图9的(a)中，是沿径向平行的齿部31a的一个示例，由此齿部31a的宽度与齿直线区域中的径向的任意位置无关而是固定的。
[0198]
另一方面，在图9的(b)中，是槽沿径向平行的齿部31b的一个示例，由此实际的齿部31b的宽度根据齿直线区域中的径向的任意位置而不同，因此作为代表值，齿部31b的宽度设为上述的位置323与位置324之间的距离tw。
[0199]
在上述的实施方式中，通过在《定子铁芯的制造方法》一项中说明的方法，能够生成齿部的径向沿着磁特性优异的方向的分割铁芯。
[0200]
接着，对生成齿部的径向不沿着磁特性优异的方向的分割铁芯的情况的一个示例进行说明。此外，适当省略与上述的在《定子铁芯的制造方法》一项中说明的方法相同的内容。
[0201]
首先，在铁芯片生成工序中，使用模具从开发材料冲裁而生成铁芯片90。
[0202]
图10是用于说明冲裁开发材料的模具的图。此外，图10所示的开发材料80是与图8所示的开发材料80相同的电磁钢板。在图10中，与开发材料80对应地表示出轧制方向rd和磁特性优异的方向(ed1、ed2)。
[0203]
冲压装置以铁芯片90的齿的径向及铁芯背的延伸方向的任意一方均不成为开发材料80的磁特性优异的方向的方式冲裁开发材料80。具体而言，如图10所示，冲压装置的模具被设定为铁芯片90的齿的径向(单点划线l1)沿着与开发材料80的轧制方向的角度为0
°
的方向。此外，由于铁芯片90的齿的径向与铁芯背的延伸方向正交，齿的径向沿着与开发材料80的轧制方向的角度为0
°
的方向，由此铁芯背的延伸方向被设定为沿着与开发材料80的轧制方向的角度为90
°
的方向。
[0204]
因此，通过冲压装置冲裁的铁芯片90的齿的径向沿着与轧制方向的角度为0
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为90
°
的方向。此外，在本变形例中，通过冲压装置冲裁的所有铁芯片90的齿的径向为相同朝向。因此，对于冲裁的所有铁芯片90，齿的径向沿着与轧制方向的角度为0
°
的方向，铁芯背的延伸方向沿着与轧制方向的角度为90
°
的方向。
[0205]
接着，以冲裁出的多个铁芯片90全部成为相同朝向的方式对齐后，以板面彼此相接的方式连接并层叠，由此能够生成齿部的径向不沿着磁特性优异的方向的分割铁芯。
[0206]
在此，图10所示的铁芯片90和图8所示的铁芯片40被设定为齿的宽度相互不同。具体而言，图10所示的铁芯片90的齿的宽度被设定为比图8所示的铁芯片40的齿的宽度宽。换言之，图8所示的铁芯片40的齿的宽度被设定为比图10所示的铁芯片90的齿的宽度窄。
[0207]
通过使层叠图10所示的铁芯片90的分割铁芯和层叠图8所示的铁芯片40的分割铁芯混合存在来构成定子铁芯，能够构成为径向沿着磁特性优异的方向的齿部的宽度比径向不沿着磁特性优异的方向的齿部的宽度窄。像这样，通过构成定子铁芯，能够降低定子铁芯
内的磁通密度的偏差。
[0208]
另外，在本变形例中，在种类不同的分割铁芯混合存在的情况下，以分割铁芯的齿部的宽度与以规定的磁场强度进行励磁时的齿部的磁通密度的乘积在所有分割铁芯的各齿部为大致一定的方式构成定子铁芯。
[0209]
以下，对以齿部的宽度与齿部的磁通密度的乘积在所有分割铁芯的各齿部为大致一定方式决定齿部的宽度的一个示例进行说明。
[0210]
首先，在应用定子铁芯的规定的旋转电机中，在所有齿部的宽度为一定的情况下，对以规定的运转条件(例如规定的转矩)运转时的齿部的平均磁通密度进行分析。齿部的平均磁通密度是指，在各齿部中将各位置的磁通密度的最大值平均化而得到的值。平均磁通密度能够通过进行基于麦克斯韦方程式的电磁场分析(数值分析)、或在所制作的定子铁芯中使用探测线圈对感应电压进行实际测量并对感应电压进行积分而导出。
[0211]
接着，根据齿部的平均磁通密度计算齿部的平均磁场强度h[a/m]。齿部的平均磁场强度能够基于开发材料的相对磁导率来计算。接着，基于开发材料a的材料特性来计算以齿部的平均磁场强度进行励磁时的、与轧制方向的每个角度的齿部的磁通密度b[t]。此外，与轧制方向的每个角度的齿部的磁通密度能够通过与轧制方向的角度下的开发材料的b-h特性而导出。
[0212]
在本变形例中，在层叠图8所示的铁芯片40的分割铁芯中，计算与轧制方向的角度为45
°
的齿部的磁通密度。另外，在层叠图10所示的铁芯片90的分割铁芯中，计算与轧制方向的角度为0
°
的齿部的磁通密度。此外，如上所示，开发材料的与轧制方向的角度为45
°
时的b50比率最大，与轧制方向的角度越接近0
°
、90
°
则b50的比率越小。因此，与轧制方向的角度为45
°
的齿部的磁通密度被计算得较大，与轧制方向的角度为0
°
的齿部的磁通密度被计算得较小。
[0213]
接着，按与轧制方向的每个角度来决定最佳的齿部的宽度。具体而言，基于计算出的与轧制方向的每个角度的齿部的磁通密度，以齿部的宽度与齿部的磁通密度的乘积在各齿部为大致一定方式决定齿部的宽度。
[0214]
因此，在层叠图8所示的铁芯片40的分割铁芯中，齿部的宽度被计算得较窄，在层叠图10所示的铁芯片90的分割铁芯中，齿部的宽度被计算得较宽。
[0215]
以成为像这样决定的最佳的齿部的宽度的方式，分别设计图8所示的冲裁铁芯片40的模具以及图10所示的冲裁铁芯片90的模具。按分别设计的每个模具冲裁开发材料，分别生成铁芯片40和铁芯片90。
[0216]
通过使层叠图8所示的铁芯片40的分割铁芯和层叠图10所示的铁芯片90的分割铁芯混合存在来构成定子铁芯，能够以分割铁芯的齿部的宽度与以规定的磁场强度进行励磁时的齿部的磁通密度的乘积在所有分割铁芯的各齿部为大致一定的方式构成定子铁芯。
[0217]
像这样，在本变形例中，在种类不同的分割铁芯混合存在的情况下，以分割铁芯的齿部的宽度与以规定的磁场强度进行励磁时的齿部的磁通密度的乘积在所有分割铁芯的各齿部为大致一定的方式构成定子铁芯。因此，即使是种类不同的分割铁芯混合存在的定子铁芯，也能够降低磁通密度的偏差并抑制铁损。此外，所谓大致一定，不限定于完全一定的情况，与比较例相比能够抑制铁损的范围也包含于大致一定。具体而言，大致一定是指齿部的宽度与齿部的磁通密度的乘积的最大值与最小值的差在
±
5％的范围内。例如，在齿部
的宽度与齿部的磁通密度的乘积为1.5[t]的情况下，各齿部的齿部的宽度与齿部的磁通密度的乘积在1.425[t]～1.575[t]的范围内(
±
5％的范围内)。
[0218]
此外，在本变形例中，说明了对以规定的运转条件(例如规定的转矩)运转时的齿部的平均磁通密度进行分析的情况，但规定的运转条件能够适当选择。例如，也可以将设想的多个运转条件中的运转时间的比率最高的运转条件设为规定的运转条件。另外，也可以进一步基于多个运转条件各自的运转时间的比率对所决定的齿的最佳宽度进行加权。
[0219]
另外，在本变形例中，说明了两种分割铁芯混合存在的定子铁芯，但并不限于这种情况，也能够应用于三种以上的分割铁芯混合存在的定子铁芯。
[0220]
以上，与各种实施方式一同说明了本发明，本发明并不限定于这些实施方式，在本发明的范围内能够进行变更。
[0221]
工业可利用性
[0222]
根据本发明，能够提高具备多个分割铁芯的定子铁芯的磁特性。因此，工业可利用性高。
[0223]
附图标记说明
[0224]
10：旋转电机
[0225]
21：定子铁芯
[0226]
30：分割铁芯
[0227]
31：齿部
[0228]
32：铁芯背部
[0229]
40：铁芯片
[0230]
41：齿
[0231]
42：铁芯背
[0232]
50：转子
[0233]
51：转子铁芯
[0234]
52：永磁体
[0235]
60：旋转轴