JP2021090231A - 電気機械の積層鉄心、及び電気機械 - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流損を低減できる電気機械の積層鉄心を提供する。【解決手段】電気機械の積層鉄心は、積層された複数の鉄心片を備え、複数の鉄心片は、第１鉄心片と、複数の鉄心片の積層方向で前記第１鉄心片と隣り合う第２鉄心片と、を含んでおり、第１鉄心片及び第２鉄心片のそれぞれは、第１部分と、第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、を有しており、第１鉄心片のうち第２鉄心片と対向する第１面には、第１部分の表面に対して第２部分の表面が凹となった凹部が形成されており、第２鉄心片のうち第１鉄心片と対向する第２面には、第２部分の表面に対して第１部分の表面が凸となった凸部が形成されており、凸部は、凹部に嵌め込まれている。【選択図】図７

Description

本発明は、電気機械の積層鉄心、及び電気機械に関するものである。

特許文献１には、固定子鉄心を備えた回転電機が記載されている。固定子鉄心は、周方向に環状に配置された複数の分割積層鉄心を有している。分割積層鉄心のそれぞれは、バックヨーク部とバックヨーク部から径方向内側に突出するティース部とからなる。分割積層鉄心のそれぞれは、鉄心片が軸方向に積層された構成を有している。

特開２０１７−１６３６７５号公報

上記のような回転電機において回転数を増加させた場合、回転電機の高出力化及び小型化を図ることができる。しかしながら、回転電機の回転数が増加すると、固定子鉄心における鉄損、特に渦電流損が増大してしまうという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、渦電流損を低減できる電気機械の積層鉄心、及び電気機械を提供することを目的とする。

本発明に係る電気機械の積層鉄心は、積層された複数の鉄心片を備え、前記複数の鉄心片は、第１鉄心片と、前記複数の鉄心片の積層方向で前記第１鉄心片と隣り合う第２鉄心片と、を含んでおり、前記第１鉄心片及び前記第２鉄心片のそれぞれは、第１部分と、前記第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、を有しており、前記第１鉄心片の前記第１部分は、前記積層方向に沿って見たとき、前記第２鉄心片の前記第２部分と重なっており、前記第１鉄心片の前記第２部分は、前記積層方向に沿って見たとき、前記第２鉄心片の前記第１部分と重なっており、前記第１鉄心片のうち前記第２鉄心片と対向する第１面には、前記第１部分の表面に対して前記第２部分の表面が凹となった凹部が形成されており、前記第２鉄心片のうち前記第１鉄心片と対向する第２面には、前記第２部分の表面に対して前記第１部分の表面が凸となった凸部が形成されており、前記凸部は、前記凹部に嵌め込まれている。
本発明に係る電気機械は、本発明に係る電気機械の積層鉄心を有する電機子と、空隙を介して前記電機子と対向して配置された界磁と、を備える。

本発明によれば、電気機械の積層鉄心における渦電流損を低減することができる。

実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る固定子鉄心の構成を示す斜視図である。 実施の形態１の比較例における１つの鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態１の比較例における２つの鉄心片が積層された構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の別の鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る２つの鉄心片が積層された構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心のティース部積層体の先端部を径方向に沿って見た構成を示す図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の一部を第１部分及び第２部分の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の製造工程の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の製造工程の流れを示す概念図である。 実施の形態１に係る分割積層鉄心の製造工程における潰し工程の後の鋼板シートの構成を示す断面図である。 実施の形態１の変形例に係る分割積層鉄心の鉄心片の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１の変形例に係る分割積層鉄心の別の鉄心片の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１の変形例に係る分割積層鉄心の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１の変形例に係る分割積層鉄心のティース部積層体の先端部を径方向に沿って見た構成を示す図である。 実施の形態１の変形例に係る分割積層鉄心の一部を第１部分及び第２部分の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態３に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態４に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態５に係る固定子鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。 実施の形態６に係る固定子鉄心の鉄心片の構成を示す平面図である。 実施の形態７に係る分割積層鉄心の一部を第１部分及び第２部分の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。 実施の形態８に係る分割積層鉄心の一部を第１部分及び第２部分の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。 実施の形態９に係る分割積層鉄心の一部を第１部分及び第２部分の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係る電気機械の積層鉄心、及び電気機械について説明する。まず、本実施の形態に係る電気機械の積層鉄心及び電気機械のそれぞれの構成について説明する。本実施の形態では、電気機械として、固定子及び回転子を備える回転電機を例示している。回転電機には、電動機、発電機等が含まれる。この明細書では、固定子鉄心の軸方向、固定子鉄心の径方向、及び固定子鉄心の周方向のことを、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」、及び「周方向」という場合がある。また、固定子鉄心の内周側、固定子鉄心の外周側、固定子鉄心の内側、及び固定子鉄心の外側のことを、それぞれ単に「内周側」、「外周側」、「内側」、及び「外側」という場合がある。

図１は、本実施の形態に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、回転電機は、ハウジング１０、固定子２０、回転子３０及びシャフト４０を有している。ハウジング１０、固定子２０、回転子３０及びシャフト４０は、外周側から内周側に向かってこの順に配置されている。固定子２０の内周面と回転子３０の外周面との間には、空隙５０が形成されている。

固定子２０は、回転磁界を発生させるように構成された回転電機の電機子である。回転子３０は、回転電機の界磁である。回転子３０は、固定子２０の内周側に回転自在に設けられている。回転子３０は、空隙５０を介して固定子２０と対向している。固定子２０及び回転子３０は、ハウジング１０によって保持されている。

固定子２０は、磁束を通す固定子鉄心２１と、導体を巻き回して形成され、通電により磁界を発生させる固定子巻線２２と、を有している。固定子鉄心２１は、回転電機の電機子鉄心である。固定子鉄心２１と固定子巻線２２との間は、不図示の絶縁紙によって絶縁されている。固定子巻線２２の巻き方は、分布巻きであってもよいし、集中巻きであってもよい。

回転子３０は、磁束を通す回転子鉄心３１と、永久磁石３２と、を備えた永久磁石型回転子である。本実施の形態の回転子３０は、永久磁石３２が回転子鉄心３１の内部に埋め込まれたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型回転子である。永久磁石３２は、回転子鉄心３１を軸方向に貫通した複数の貫通孔のそれぞれに挿入されている。回転子３０は、永久磁石３２が回転子鉄心３１の外周面に配置されたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型回転子であってもよい。

シャフト４０は、回転子３０の中心軸に沿って回転子鉄心３１を貫通しており、焼嵌め又は圧入によって回転子鉄心３１に固定されている。シャフト４０は、軸受４１及び軸受４２を介してハウジング１０に回転自在に支持されている。回転電機のトルクは、シャフト４０を介して外部に伝達される。

ハウジング１０は、鉄、アルミニウム等の金属を用いて円筒状に形成されている。複数の分割積層鉄心６０は、円環状に並列した状態でハウジング１０に嵌入されている。これにより、複数の分割積層鉄心６０が結合され、円環状の固定子鉄心２１が形成されている。

図２は、本実施の形態に係る固定子鉄心２１の構成を示す斜視図である。図２に示すように、固定子鉄心２１は、全体として円環状の形状を有している。固定子鉄心２１は、周方向に並列した複数の分割積層鉄心６０が結合されることによって形成されている。本実施の形態の固定子鉄心２１は、４８個の磁極片を有している。分割積層鉄心６０のそれぞれは、固定子鉄心２１が有する複数の磁極片のうち例えば１つの磁極片を構成している。後述するように、分割積層鉄心６０のそれぞれは、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを含む複数の鉄心片が軸方向に積層された構成を有している。すなわち、固定子鉄心２１は、複数の鉄心片が積層された構成を有する積層鉄心である。鉄心片のそれぞれは、電磁鋼板である薄板、例えば、後述する鋼板シート１３０を用いて形成されている。また、後述するように、分割積層鉄心６０のそれぞれは、複数の鉄心片のバックヨーク部が積層されたバックヨーク部積層体６１と、複数の鉄心片のティース部が積層されたティース部積層体６２と、を有している。

本実施の形態の鉄心片の構成について、比較例の構成と対比しつつ説明する。図３は、本実施の形態の比較例における１つの鉄心片１７０の構成を示す斜視図である。図４は、本実施の形態の比較例における２つの鉄心片１７０が積層された構成を示す断面図である。

図３及び図４に示すように、比較例の鉄心片１７０は、バックヨーク部１７１とティース部１７２とを有しており、平板状に形成されている。図３中及び図４中で上方を向いた鉄心片１７０の一方の表面と、図３中及び図４中で下方を向いた鉄心片１７０の他方の表面とは、いずれも平坦に形成されている。鉄心片１７０は、全体において実質的に均一な板厚ｔ１１を有している。板厚ｔ１１は、例えば０．３５ｍｍである。この場合、積層された２つの鉄心片１７０の厚さは０．７０ｍｍ（＝０．３５ｍｍ×２）となる。板厚ｔ１１は、鉄心片１７０の購入時の板厚、又は後述する鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。比較例では、同一構成の複数の鉄心片１７０が積層されることにより、分割積層鉄心が形成される。

図５は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。図６は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の別の鉄心片７０Ｂの構成を示す斜視図である。図７は、本実施の形態に係る鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂが積層された構成を示す断面図である。図７では、第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを切断した断面を示している。本実施の形態では、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが交互に積層されることにより、図２に示した複数の分割積層鉄心６０のそれぞれが形成されている。

図５〜図７に示すように、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、比較例の鉄心片１７０と同様に、バックヨーク部７１とティース部７２とを有しており、全体として平板状に形成されている。バックヨーク部７１は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向と垂直な一方向に沿って延伸している。ティース部７２は、バックヨーク部７１の延伸方向におけるバックヨーク部７１の中心部から、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向及びバックヨーク部７１の延伸方向の双方と垂直な方向に突出している。鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂは、同一の平面形状を有している。

バックヨーク部７１の延伸方向は、図２に示した固定子鉄心２１では、固定子鉄心２１の周方向又は当該周方向の接線方向に相当する。ティース部７２の突出方向は、図２に示した固定子鉄心２１では、固定子鉄心２１の径方向内側に相当する。鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向は、図２に示した固定子鉄心２１では、固定子鉄心２１の軸方向に相当する。

鉄心片７０Ａは、板厚ｔ１を有する複数の第１部分９１と、板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２を有する複数の第２部分９２と、を有している（ｔ１＞ｔ２）。例えば、板厚ｔ１は０．３５ｍｍであり、板厚ｔ２は０．２５ｍｍである。板厚ｔ１は、例えば、鉄心片７０Ａの購入時の板厚、又は後述する鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。第２部分９２は、後述する鋼板シート１３０が板厚方向に押し潰されることによって形成されている。

第１部分９１のそれぞれは、ティース部７２の突出方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向に沿って帯状に延伸している。複数の第１部分９１は、間隔を空けて互いに並列して配置されている。第２部分９２のそれぞれは、隣り合う２つの第１部分９１の間に配置されている。第２部分９２のそれぞれは、第１部分９１のそれぞれと同様に、ティース部７２の突出方向に沿って帯状に延伸している。第１部分９１と第２部分９２とが並列する並列方向は、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向である。複数の第１部分９１及び複数の第２部分９２は、バックヨーク部７１の延伸方向において交互に配列している。

鉄心片７０Ａのうち図５中及び図７中で上方を向いた上面において、第２部分９２のそれぞれの表面９２ａは、第１部分９１のそれぞれの表面９１ａを含む平面１１１に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ａの上面のうち第２部分９２には、凹部１０２が形成されている。鉄心片７０Ａの上面のうち第１部分９１には、凹部１０２に対して凸となる凸部１０１が形成されている。

鉄心片７０Ａのうち図５中及び図７中で下方を向いた下面においても、第２部分９２のそれぞれの表面９２ｂは、第１部分９１のそれぞれの表面９１ｂを含む平面１１２に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ａの下面のうち第２部分９２には、凹部１０４が形成されている。鉄心片７０Ａの下面のうち第１部分９１には、凹部１０４に対して凸となる凸部１０３が形成されている。つまり、鉄心片７０Ａの上面及び下面のいずれにおいても、第１部分９１には凸部が形成されており、第２部分９２には凹部が形成されている。

鉄心片７０Ｂは、板厚ｔ３を有する複数の第１部分９３と、板厚ｔ３よりも薄い板厚ｔ４を有する複数の第２部分９４と、を有している（ｔ３＞ｔ４）。本実施の形態では、板厚ｔ３と板厚ｔ４との差（ｔ３−ｔ４）は、板厚ｔ１と板厚ｔ２との差（ｔ１−ｔ２）と同一である（ｔ３−ｔ４＝ｔ１−ｔ２）。また、本実施の形態では、板厚ｔ３は板厚ｔ１と同一であり（ｔ３＝ｔ１）、板厚ｔ４は板厚ｔ２と同一である（ｔ４＝ｔ２）。板厚ｔ３は、鉄心片７０Ｂの購入時の板厚、又は後述する鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。

ここで、本願明細書中の「同一」には、完全同一だけでなく、技術常識を考慮して実質的に同一とみなすことができる略同一の範囲も含まれる。

第１部分９３のそれぞれは、ティース部７２の突出方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向に沿って帯状に延伸している。複数の第１部分９３は、間隔を空けて互いに並列して配置されている。第２部分９４のそれぞれは、隣り合う２つの第１部分９３の間に配置されている。第２部分９４のそれぞれは、第１部分９３のそれぞれと同様に、ティース部７２の突出方向に沿って帯状に延伸している。第１部分９３と第２部分９４とが並列する並列方向は、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向である。複数の第１部分９３及び複数の第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向において交互に配列している。

鉄心片７０Ｂのうち図６中及び図７中で上方を向いた上面において、第２部分９４のそれぞれの表面９４ａは、第１部分９３のそれぞれの表面９３ａを含む平面１１３に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ｂの上面のうち第２部分９４には、凹部１０６が形成されている。鉄心片７０Ｂの上面のうち第１部分９３には、凹部１０６に対して凸となる凸部１０５が形成されている。

鉄心片７０Ｂのうち図６中及び図７中で下方を向いた下面においても、第２部分９４のそれぞれの表面９４ｂは、第１部分９３のそれぞれの表面９３ｂを含む平面１１４に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ｂの下面のうち第２部分９４には、凹部１０８が形成されている。鉄心片７０Ｂの下面のうち第１部分９３には、凹部１０８に対して凸となる凸部１０７が形成されている。つまり、鉄心片７０Ｂの上面及び下面のいずれにおいても、第１部分９３には凸部が形成されており、第２部分９４には凹部が形成されている。

図１０を用いて後述するように、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ１は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４と同一である。また、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２は、鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ３と同一である。

複数の鉄心片が積層される際、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂは、積層方向で互いに隣り合うように配置される。積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ａの第１部分９１は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４と重なって配置されている。また、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ａの第１部分９１は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の形成範囲内に形成されている。このため、鉄心片７０Ａの第１部分９１に形成された凸部１０３は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４に形成された凹部１０６と嵌め合わされる。つまり、凸部１０３は、凹部１０６に嵌め込まれている。

さらに、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第１部分９３は、鉄心片７０Ａの第２部分９２と重なって配置されている。また、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第１部分９３は、鉄心片７０Ａの第２部分９２の形成範囲内に形成されている。このため、鉄心片７０Ｂの第１部分９３に形成された凸部１０５は、鉄心片７０Ａの第２部分９２に形成された凹部１０４と嵌め合わされる。つまり、凸部１０５は、凹部１０４に嵌め込まれている。

これにより、積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの厚さは、ｔ１＋ｔ４、又はｔ２＋ｔ３となる。板厚ｔ１及び板厚ｔ３が比較例の鉄心片１７０の板厚ｔ１１と同一であるとすると、積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの厚さは、比較例で積層された２つの鉄心片１７０の厚さ（２×ｔ１１）よりも薄くなる。例えば、積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの厚さは、０．６０ｍｍ（＝０．３５ｍｍ＋０．２５ｍｍ）となる。なお、本実施の形態では、板厚ｔ１及び板厚ｔ３をいずれも０．３５ｍｍとしているが、板厚ｔ１及び板厚ｔ３は、０．５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．２３ｍｍ等の他の寸法にすることも可能である。板厚ｔ１及び板厚ｔ３のそれぞれを薄板の規格に合わせることにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂが打ち抜かれる薄板を低コストで容易に入手することができる。

図８は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の構成を示す斜視図である。図９は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０のティース部積層体６２の先端部６２ａを径方向に沿って見た構成を示す図である。

図８及び図９に示すように、分割積層鉄心６０は、複数の鉄心片７０Ａと複数の鉄心片７０Ｂとが１つずつ交互に積層された構成を有している。積層された複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂは、接着によって固定されていてもよいし、溶接によって固定されていてもよいし、樹脂を用いたモールド固定によって固定されていてもよい。あるいは、積層された複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂは、各鉄心片に形成された半抜き部を用いたカシメによって固定されていてもよいし、リベット等の締結部材を用いた締結によって固定されていてもよい。

分割積層鉄心６０は、バックヨーク部積層体６１と、ティース部積層体６２と、を有している。バックヨーク部積層体６１は、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂのそれぞれのバックヨーク部７１が積層された構成を有している。ティース部積層体６２は、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂのそれぞれのティース部７２が積層された構成を有している。バックヨーク部積層体６１は、周方向に沿って延伸している。ティース部積層体６２は、バックヨーク部積層体６１から径方向内側に向かって突出している。ティース部積層体６２の径方向内側の端部には、回転子３０の外周面と対向する先端部６２ａが形成されている。先端部６２ａは、例えば、径方向と垂直な平面状、又は回転子３０の外周面に沿った円筒面状に形成されている。

図１０は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の一部を第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。図１０の左右方向は、第１部分９１及び第２部分９２の並列方向を表している。図１０の上下方向は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向を表している。図１０では、図７に示した断面と平行な断面を示している。

図１０に示す断面において、鉄心片７０Ａに形成された凹部１０２及び凹部１０４は、いずれも矩形状の断面形状を有している。鉄心片７０Ａに形成された凸部１０１及び凸部１０３は、いずれも矩形状の断面形状を有している。また、同断面において、鉄心片７０Ｂに形成された凹部１０６及び凹部１０８は、いずれも矩形状の断面形状を有している。鉄心片７０Ｂに形成された凸部１０５及び凸部１０７は、いずれも矩形状の断面形状を有している。

これらの凸部及び凹部がいずれも矩形状の断面形状を有しているため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際には、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの位置決めを容易に行うことができる。また、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが相互に嵌り込みやすくなるため、接着、溶接などにより固定されるまでの間、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの仮固定を行うことができる。さらに、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間には複数箇所で嵌め合いが生じるため、用途によっては接着、溶接などによる固定を不要とすることができる。これらの凸部及び凹部の幅寸法を小さくすることによって、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間で嵌め合いが生じる箇所の数をさらに増やすことも可能である。

図１０に示す断面において、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ１、すなわち凸部１０１及び凸部１０３のそれぞれの幅は、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２、すなわち凹部１０２及び凹部１０４のそれぞれの幅と同一である。また、同断面において、鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ３、すなわち凸部１０５及び凸部１０７のそれぞれの幅は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４、すなわち凹部１０６及び凹部１０８のそれぞれの幅と同一である。さらに、幅Ｗ１、幅Ｗ２、幅Ｗ３及び幅Ｗ４は、全て同一である（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４）。これにより、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ１と鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４とが同一となり、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２と鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ３とが同一となる。このため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが積層されたとき、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に形成される隙間を小さくすることができる。したがって、分割積層鉄心６０における鉄心の占有率を高めることができる。

図１０に示す断面において、鉄心片７０Ａには、互いに隣り合う第１部分９１及び第２部分９２によりそれぞれ構成される複数の繰返しパターン１２１が形成されている。鉄心片７０Ａの複数の繰返しパターン１２１は、第１部分９１及び第２部分９２の並列方向に沿ってピッチＰ１で配列している。ピッチＰ１は、鉄心片７０Ａにおける幅Ｗ１及び幅Ｗ２の和と同一である（Ｐ１＝Ｗ１＋Ｗ２）。

同断面において、鉄心片７０Ｂには、互いに隣り合う第１部分９３及び第２部分９４によりそれぞれ構成される複数の繰返しパターン１２２が形成されている。鉄心片７０Ｂの複数の繰返しパターン１２２は、第１部分９３及び第２部分９４の並列方向に沿ってピッチＰ２で配列している。ピッチＰ２は、鉄心片７０Ｂにおける幅Ｗ３及び幅Ｗ４の和と同一であり（Ｐ２＝Ｗ３＋Ｗ４）、ピッチＰ１とも同一である（Ｐ２＝Ｐ１）。

鉄心片７０Ａの繰返しパターン１２１と鉄心片７０Ｂの繰返しパターン１２２とは、ずれ幅Ｐ３だけずれて配置されている。ずれ幅Ｐ３は、ピッチＰ１及びピッチＰ２の半分、すなわち半ピッチ分に相当する（Ｐ３＝Ｐ１／２＝Ｐ２／２）。つまり、鉄心片７０Ａの第１部分９１と鉄心片７０Ｂの第１部分９３とは、半ピッチ分ずれて配置されている。同様に、鉄心片７０Ａの第２部分９２と鉄心片７０Ｂの第２部分９４とは、半ピッチ分ずれて配置されている。こうすることにより、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に隙間が形成されにくくすることができる。さらに、後述する分割積層鉄心６０の製造工程において、潰し機２２０とプレス機２３０との動作タイミングを合わせることにより、潰し機２２０及びプレス機２３０を停止させることなく連続的に分割積層鉄心６０を製造することができる。このため、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。

一般に、回転電機に発生する鉄損Ｗｉは、以下の式で表される。
Ｗｉ＝Ｗｈ＋Ｗｅ
ここで、Ｗｈはヒステリシス損であり、Ｗｅは渦電流損である。

渦電流損Ｗｅは、以下の式で表される。
Ｗｅ＝ｋｅ／ρ×ｔ^２×ｆ^２×Ｂ^２
ここで、ｋｅは係数であり、ρは薄板の抵抗率であり、ｔは薄板の板厚であり、ｆは回転数であり、Ｂは磁束密度である。つまり、渦電流損Ｗｅの低減には、抵抗率ρを高くすること、板厚ｔを薄くすること、渦電流の経路を遮断するために薄板の表面に絶縁処理をすること、などが有効である。例えば、板厚ｔを薄くした場合、渦電流損Ｗｅは、板厚ｔの２乗に比例して小さくなる。

本実施の形態では、鉄心片７０Ａの少なくとも一部の板厚ｔ２、及び鉄心片７０Ｂの少なくとも一部の板厚ｔ４を、図３及び図４に示した比較例の鉄心片１７０の板厚ｔ１１よりも薄くすることができる。これにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれの少なくとも一部に発生する渦電流を抑制することができる。

次に、本実施の形態に係る電気機械の積層鉄心の製造方法及び電気機械の製造方法について説明する。図１１は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造工程の流れを示すフローチャートである。図１２は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造工程の流れを示す概念図である。図１２では、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０を製造する製造装置２００の概略構成を併せて示している。以下、分割積層鉄心６０の製造工程の流れ、及び製造装置２００の構成について、図１１及び図１２を参照して説明する。

図１１に示すように、分割積層鉄心６０の製造工程は、少なくとも、潰し工程と、潰し工程の後に実行される抜き工程と、を有している。

図１２に示すように、分割積層鉄心６０を製造する製造装置２００は、鋼板供給装置２１０、潰し機２２０及びプレス機２３０を、製造工程の流れにおいてこの順に有している。鋼板供給装置２１０、潰し機２２０及びプレス機２３０は、この順に連続した一連の製造ラインを構成している。潰し機２２０では潰し工程が実行され、プレス機２３０では抜き工程が実行される。これにより、潰し工程及び抜き工程は、一連の製造ラインによって実行される。

鋼板供給装置２１０は、フープ状に巻かれた鋼板シート１３０を保持するように構成されている。鋼板シート１３０は、無方向性電磁鋼板である薄板を用いて形成されている。また、鋼板供給装置２１０は、帯状の鋼板シート１３０を図１２中で右方向に送る送り装置を有している。これにより、帯状の鋼板シート１３０が鋼板供給装置２１０から潰し機２２０に供給される。潰し機２２０に供給される鋼板シート１３０の板厚は、フープ状に巻かれた初期状態の鋼板シート１３０の板厚と同一である。

潰し機２２０では、図１１のステップＳ１の潰し工程が実行される。潰し工程は、鋼板シート１３０の一部を押し潰す工程である。潰し機２２０は、鋼板供給装置２１０から供給された鋼板シート１３０の一部を板厚方向に加圧して押し潰すように構成されている。潰し機２２０は、鋼板シート１３０の下方に配置される下テーブル２２１と、鋼板シート１３０の上方に配置される上テーブル２２２と、下テーブル２２１に対して上テーブル２２２を上下方向に駆動する不図示の駆動機構と、を有している。下テーブル２２１には、ツール部２２３が設けられている。上テーブル２２２には、ツール部２２４が設けられている。ツール部２２３及びツール部２２４は、鋼板シート１３０を挟んで互いに対向している。

図１３は、本実施の形態に係る分割積層鉄心の製造工程における潰し工程の後の鋼板シート１３０の構成を示す断面図である。図１３に示すように、潰し機２２０によって鋼板シート１３０の一部が押し潰されると、当該一部には、初期状態の鋼板シート１３０の板厚ｔ５よりも薄い板厚ｔ６を有する薄肉部１３１が形成される（ｔ５＞ｔ６）。薄肉部１３１は、鉄心片７０Ａの第２部分９２、又は鉄心片７０Ｂの第２部分９４となる。

一方、鋼板シート１３０のうち薄肉部１３１以外の部分は、初期状態の板厚ｔ５に維持される。この部分は、薄肉部１３１の板厚ｔ６よりも厚い板厚ｔ５を有する厚肉部１３２となる。厚肉部１３２は、鉄心片７０Ａの第１部分９１、又は鉄心片７０Ｂの第１部分９３となる。

図示を省略しているが、ツール部２２３は、鋼板シート１３０の下面に向かう方向に突出した突出部を有している。同様に、ツール部２２４は、鋼板シート１３０の上面に向かう方向に突出した突出部を有している。これらの突出部は、鋼板シート１３０を挟んで対称となる平面形状を有している。薄肉部１３１は、ツール部２２３の突出部とツール部２２４の突出部とによって鋼板シート１３０の一部が上方及び下方の両方から押し潰されることによって形成される。これにより、鋼板シート１３０の上面及び下面のいずれにおいても、薄肉部１３１には凹部が形成される。ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれは、一方向に突出した突出部を有していればよいため、一般的な金型と比較して簡易な構造とすることができる。

鋼板シート１３０に複数の薄肉部１３１を形成する場合には、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれに複数の突出部が設けられていてもよい。これにより、潰し機２２０による一度の加圧によって、複数の薄肉部１３１を鋼板シート１３０に形成することができる。このため、鋼板シート１３０に複数の薄肉部１３１を形成する場合であっても、潰し工程のタクトタイムが長くなるのを防ぐことができる。

ただし、鋼板シート１３０に複数の薄肉部１３１を形成する場合において、薄肉部１３１を１つずつ形成することも可能である。この場合、鋼板シート１３０に形成される薄肉部１３１の個数に関わらず、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれには１つの突出部が設けられるだけでよい。

例えば、複数の薄肉部１３１が鋼板シート１３０に一定のピッチで形成される場合、まず１箇所目の薄肉部１３１を形成し、次に、鋼板シート１３０を１ピッチ分だけ送って２箇所目の薄肉部１３１を形成する。その後、鋼板シート１３０の送りと薄肉部１３１の形成とを繰り返して、必要な個数の薄肉部１３１を鋼板シート１３０に形成する。この場合、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれにおける突出部の数を減らすことができるため、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれをさらに簡易な構造とすることができ、潰し機２２０の設備投資を抑制できる。結果として、分割積層鉄心６０の製造コストを削減することができる。

潰し工程では、鋼板シート１３０は切断されない。このため、薄肉部１３１が形成された鋼板シート１３０は、上記の送り装置を用いて、潰し機２２０から次工程のプレス機２３０に送られる。

プレス機２３０では、図１１のステップＳ２の抜き工程が実行される。抜き工程は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれを鋼板シート１３０から打ち抜く工程である。図１２に示すように、プレス機２３０は、鋼板シート１３０の下方に配置されるダイ２３１と、鋼板シート１３０の上方に配置されるパンチ２３２と、ダイ２３１に対してパンチ２３２を上下方向に駆動する不図示の駆動機構と、を有している。パンチ２３２は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの双方と同様の平面形状を有している。パンチ２３２は、駆動機構によって、ダイ２３１の内側に嵌り込むように駆動される。これにより、プレス機２３０は、鋼板シート１３０から鉄心片７０Ａ又は鉄心片７０Ｂを１つずつ打ち抜くことができる。打ち抜かれた鉄心片７０Ａ又は鉄心片７０Ｂは、ダイ２３１の内部空間２３３に抜き落とされる。

鋼板シート１３０からは、複数の鉄心片７０Ａと複数の鉄心片７０Ｂとが１つずつ交互に打ち抜かれる。つまり、プレス機２３０では、鋼板シート１３０から１つの鉄心片７０Ａを打ち抜く工程と、鋼板シート１３０から１つの鉄心片７０Ｂを打ち抜く工程と、が交互に繰り返して実行される。これにより、ダイ２３１の内部空間２３３には、複数の鉄心片７０Ａと複数の鉄心片７０Ｂとが１つずつ交互に積み重ねられる。図１２に示した製造工程では、鋼板シート１３０が連続してプレス機２３０に送られてくるため、内部空間２３３には複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが次々に積み重ねられる。これにより、鉄心片７０Ａ、鉄心片７０Ｂ及びこれらを積層した分割積層鉄心６０の生産性を向上させることができる。

また、抜き工程において、鉄心片７０Ａを打ち抜く際の鋼板シート１３０の送りピッチと、鉄心片７０Ｂを打ち抜く際の鋼板シート１３０の送りピッチとを、例えば図１０に示したずれ幅Ｐ３だけ異ならせるようにしてもよい。これにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれを鋼板シート１３０から容易に打ち抜くことができ、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの生産性を向上させることができる。

また、潰し機２２０及びプレス機２３０のそれぞれは、鋼板シート１３０の送り方向に沿って位置を移動できるように構成されていてもよい。潰し機２２０及びプレス機２３０のそれぞれの位置を調整しつつ、鋼板シート１３０の送りピッチを調整することにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの連続的な加工を容易に行うことができる。

図示を省略しているが、抜き工程の後には、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂを固定する積層固定工程が実行される。積層固定工程では、例えば、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが接着剤により接着される。この場合、互いに隣り合う鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの間には、接着剤層が形成される。これにより、互いに隣り合う鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂが接着剤層を介して固定され、分割積層鉄心６０が作製される。接着剤を塗布する方法としては、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂを、槽に入れられた熱硬化性接着剤に浸し、その後、加熱炉で加熱する方法がある。これにより、接着剤が硬化し、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが固定される。また、接着以外の方法としては、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂを樹脂成形用の金型に入れ、金型内に樹脂を流し込む方法がある。これにより、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが樹脂と共に一体化する。

このようにして作製された分割積層鉄心６０を必要な個数、例えば４８個用意する。これらの分割積層鉄心６０を円環状に並列させて結合することにより、回転電機の固定子鉄心２１が作製される。複数の分割積層鉄心６０を結合する際には、溶接又は接着が用いられてもよいし、樹脂成形による固定が用いられてもよい。固定子鉄心２１に固定子巻線２２を装着することにより、固定子２０が作製される。なお、複数の分割積層鉄心６０のそれぞれに固定子巻線２２を装着し、その後、これらの分割積層鉄心６０を円環状に並列させて結合するようにしてもよい。

さらに、固定子２０の内周側に回転子３０及びシャフト４０を挿入する工程を経て、図１に示した回転電機が得られる。

本実施の形態では、潰し工程の後に抜き工程が実行されている。これにより、潰し工程で鋼板シート１３０の変形又は寸法変化が生じたとしても、抜き工程では、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂをプレス機２３０の加工精度に応じた精度で打ち抜くことができる。したがって、寸法精度及び幾何精度の高い鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを容易に得ることができる。その結果、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを用いて製造される分割積層鉄心６０の寸法精度及び幾何精度を高めることができる。

仮に、潰し工程の前に抜き工程が実行されるとすると、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれの寸法精度及び幾何精度が抜き工程で確保されたとしても、その後の潰し工程で寸法精度及び幾何精度が低下してしまう。このため、潰し工程の後に、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれの寸法精度及び幾何精度を高めるための工程がさらに必要になってしまう場合がある。また、抜き工程で打ち抜かれた鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを１枚ずつ潰し工程に送る必要があるため、抜き工程から潰し工程への鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの搬送に時間を要してしまう。

本実施の形態の鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、互いに異なる板厚を有する２つの部分として、第１部分及び第２部分を有している。しかしながら、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、互いに異なる板厚を有する３つ以上の部分を有していてもよい。つまり、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、第１部分と、第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、第２部分の板厚よりも薄い板厚を有する第３部分と、を有していてもよい。

また、本実施の形態の鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれに形成された凹部及び凸部は、いずれも矩形状の断面形状を有している。しかしながら、これらの凹部及び凸部の断面形状は、矩形状には限られず、他の形状であってもよい。

図１４は、本実施の形態の変形例に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの概略構成を示す斜視図である。図１５は、本実施の形態の変形例に係る分割積層鉄心６０の別の鉄心片７０Ｂの概略構成を示す斜視図である。図１６は、本実施の形態の変形例に係る分割積層鉄心６０の概略構成を示す斜視図である。図１７は、本実施の形態の変形例に係る分割積層鉄心６０のティース部積層体６２の先端部６２ａを径方向に沿って見た構成を示す図である。図１８は、本実施の形態の変形例に係る分割積層鉄心６０の一部を第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。

図１４及び図１６〜図１８に示すように、本変形例に係る鉄心片７０Ａの上面及び下面のそれぞれは、山部と谷部とを有する波状に形成されている。すなわち、図１８に示す断面において、鉄心片７０Ａの上面及び下面のそれぞれは、波状の断面形状を有している。例えば、鉄心片７０Ａの上面及び下面のそれぞれは、角のない丸波状の断面形状を有している。丸波の山部及び谷部は、いずれも円弧状に形成されている。鉄心片７０Ａの上面及び下面のいずれにおいても、山部は第１部分９１に形成されており、谷部は第２部分９２に形成されている。鉄心片７０Ａの上面の山部は、凸部１０１となっている。鉄心片７０Ａの上面の谷部は、凹部１０２となっている。鉄心片７０Ａの下面の山部は、凸部１０３となっている。鉄心片７０Ａの下面の谷部は、凹部１０４となっている。凸部１０１、凹部１０２、凸部１０３及び凹部１０４は、いずれも円弧状の断面形状を有している。

図１５〜図１８に示すように、鉄心片７０Ｂの上面及び下面のそれぞれは、山部と谷部とを有する波状に形成されている。すなわち、図１８に示す断面において、鉄心片７０Ｂの上面及び下面のそれぞれは、波状の断面形状を有している。例えば、鉄心片７０Ｂの上面及び下面のそれぞれは、角のない丸波状の断面形状を有している。丸波の山部及び谷部は、いずれも円弧状に形成されている。鉄心片７０Ｂの上面及び下面のいずれにおいても、山部は第１部分９３に形成されており、谷部は第２部分９４に形成されている。鉄心片７０Ｂの上面の山部は、凸部１０５となっている。鉄心片７０Ｂの上面の谷部は、凹部１０６となっている。鉄心片７０Ｂの下面の山部は、凸部１０７となっている。鉄心片７０Ｂの下面の谷部は、凹部１０８となっている。凸部１０５、凹部１０６、凸部１０７及び凹部１０８は、いずれも円弧状の断面形状を有している。

本変形例の構成では、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの一方の凸部と、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの他方の凹部と、が嵌り合う。これにより、図１８中の左右方向における鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの相対的な位置が自律的に調整される。したがって、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。その結果、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際の位置合わせを簡略化できるため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する作業を効率化でき、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。

また、本変形例の構成では、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれの突出部の断面形状を丸形状にすることができる。これにより、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれによって鋼板シート１３０に加えられる面圧を高くすることができるため、潰し工程で必要になる加圧荷重が小さくなり、潰し機２２０の設備投資を抑えることができる。

さらに、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれの突出部の断面形状を丸形状にすることができるため、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれにおける応力集中を緩和することができる。したがって、ツール部２２３及びツール部２２４の耐久性を高めることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０は、積層された複数の鉄心片を備えている。複数の鉄心片は、鉄心片７０Ａと、複数の鉄心片の積層方向で鉄心片７０Ａと隣り合う鉄心片７０Ｂと、を含んでいる。鉄心片７０Ａは、第１部分９１と、第１部分９１の板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２を有する第２部分９２と、を有している。鉄心片７０Ｂは、第１部分９３と、第１部分９３の板厚ｔ３よりも薄い板厚ｔ４を有する第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ａの第１部分９１は、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第２部分９４と重なっている。鉄心片７０Ａの第２部分９２は、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第１部分９３と重なっている。鉄心片７０Ａのうち鉄心片７０Ｂと対向する第１面、例えば、図７中の鉄心片７０Ａの下面には、第１部分９１の表面９１ｂに対して第２部分９２の表面９２ｂが凹となった凹部１０４が形成されている。鉄心片７０Ｂのうち鉄心片７０Ａと対向する第２面、例えば、図７中の鉄心片７０Ｂの上面には、第２部分９４の表面９４ａに対して第１部分９３の表面９３ａが凸となった凸部１０５が形成されている。凸部１０５は、凹部１０４に嵌め込まれている。ここで、分割積層鉄心６０は、電気機械の積層鉄心の一例である。鉄心片７０Ａは、第１鉄心片の一例である。鉄心片７０Ｂは、第２鉄心片の一例である。

この構成によれば、第２部分９２の板厚ｔ２を第１部分９１の板厚ｔ１よりも薄くすることができる。渦電流損は鉄心片の板厚の２乗に比例するため、上記構成によれば、鉄心片７０Ａの第２部分９２での渦電流損を低減することができる。同様に、上記構成によれば、鉄心片７０Ｂの第２部分９４での渦電流損を低減することができる。したがって、上記構成によれば、分割積層鉄心６０の渦電流損を低減することができる。これにより、回転電機に発生する鉄損を低減することができるため、回転電機の効率を向上させることができる。

本実施の形態では、第１部分９１の板厚ｔ１は、鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。また、板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２を有する第２部分９２は、鋼板シート１３０を押し潰すことにより形成されている。このため、鉄心片７０Ａは、低コストで容易に入手できる鋼板シート１３０を用いて作製することができる。同様に、鉄心片７０Ｂは、低コストで容易に入手できる鋼板シート１３０を用いて作製することができる。したがって、本実施の形態によれば、材料費を抑制しつつ、分割積層鉄心６０の渦電流損を低減することができる。

さらに、上記構成によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを同一の製造装置２００を用いて製造することができる。このため、分割積層鉄心６０の製造コストを削減することができ、より安価な電気機械を実現することができる。

本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａの上記第１面は、凹部１０４となる谷部を有する波状に形成されている。鉄心片７０Ｂの上記第２面は、凸部１０５となる山部を有する波状に形成されている。この構成によれば、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれの突出部の断面形状を丸形状にすることができる。これにより、潰し工程で必要になる加圧荷重が小さくなるため、潰し機２２０の設備投資を抑えることができる。また、ツール部２２３及びツール部２２４に生じる応力集中を緩和することができるため、ツール部２２３及びツール部２２４の耐久性を高めることができる。さらに、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に位置ずれが生じるのを防ぐことができる。

本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４は、ティース部７２の突出方向に沿って延伸している。

回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、ティース部７２では径方向すなわちティース部７２の突出方向に流れる。このため、上記構成によれば、ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４を、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。したがって、ティース部７２での渦電流をより効果的に抑制することができるため、ティース部７２での渦電流損を低減することができる。本実施の形態は、ティース部７２の磁束密度がバックヨーク部７１の磁束密度よりも大きくなるような回転電機に適用されると、より高い効果が得られる。

本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４と、ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４とは、同一方向に延伸している。この構成によれば、第２部分９２及び第２部分９４を容易に形成することができる。

本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａの全ての第２部分９２は、同一方向に延伸しており、鉄心片７０Ｂの全ての第２部分９４は、同一方向に延伸している。この構成によれば、第２部分９２及び第２部分９４を容易に形成することができる。

本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、第１部分９１の板厚ｔ１及び第１部分９３の板厚ｔ３は、０．３５ｍｍ又は０．５ｍｍである。一般に、板厚０．３５ｍｍの薄板及び板厚０．５ｍｍの薄板は入手性が良い。このため、上記構成によれば、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの材料を低コストで容易に入手することができる。第２部分９２の板厚ｔ２及び第２部分９４の板厚ｔ４は、０．２５ｍｍ以下であってもよい。

本実施の形態に係る回転電機は、分割積層鉄心６０を有する固定子２０と、空隙５０を介して固定子２０と対向して配置された回転子３０と、を備えている。ここで、回転電機は、電気機械の一例である。固定子２０は、電機子の一例である。回転子３０は、界磁の一例である。この構成によれば、回転電機において上記の効果を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図１９は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。本実施の形態の鉄心片７０Ａは、複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向において、実施の形態１の鉄心片７０Ａと異なっている。なお、実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。

図１９に示すように、鉄心片７０Ａにおける複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片７０Ａにおける複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。第１部分９１と第２部分９２とが並列する並列方向は、ティース部７２の突出方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向である。

図示を省略しているが、鉄心片７０Ａと積層される鉄心片７０Ｂは、鉄心片７０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分９３と、鉄心片７０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ｂにおいても、複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向に沿って帯状に延伸している。

本実施の形態の鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂでは、第１部分に形成された凸部と、第２部分に形成された凹部とは、いずれも矩形状の断面形状を有している。しかしながら、これらの凸部及び凹部は、図１８に示したような円弧状の断面形状を有していてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸している。

回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、図１９中の両矢印で示すように、ティース部７２では径方向に流れ、バックヨーク部７１では周方向に流れる。つまり、本実施の形態では、バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４を、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。したがって、バックヨーク部７１での渦電流をより効果的に抑制することができるため、バックヨーク部７１での渦電流損を低減することができる。本実施の形態は、バックヨーク部７１の磁束密度がティース部７２の磁束密度よりも大きくなるような回転電機に適用されると、より高い効果が得られる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２０は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。本実施の形態の鉄心片７０Ａは、複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向において、実施の形態１の鉄心片７０Ａと異なっている。なお、実施の形態１又は２と同様の構成については説明を省略する。

図２０に示すように、鉄心片７０Ａのバックヨーク部７１における複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片７０Ａのバックヨーク部７１における複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

一方、鉄心片７０Ａのティース部７２における複数の第２部分９２のそれぞれは、ティース部７２の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片７０Ａのティース部７２における複数の第１部分９１のそれぞれは、ティース部７２の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

図示を省略しているが、鉄心片７０Ａと積層される鉄心片７０Ｂは、鉄心片７０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分９３と、鉄心片７０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ｂのバックヨーク部７１において、複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸している。鉄心片７０Ｂのティース部７２において、複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、ティース部７２の延伸方向に沿って延伸している。

本実施の形態の鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂでは、第１部分に形成された凸部と、第２部分に形成された凹部とは、いずれも矩形状の断面形状を有している。しかしながら、これらの凸部及び凹部は、図１８に示したような円弧状の断面形状を有していてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸している。ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４は、ティース部７２の突出方向に沿って延伸している。

回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、図２０中の両矢印で示すように、ティース部７２では径方向に流れ、バックヨーク部７１では周方向に流れる。つまり、本実施の形態では、バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４を、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。さらに、本実施の形態では、ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４をも、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。このため、実施の形態１及び２と比較して、渦電流をより効果的に抑制することができる。したがって、固定子鉄心２１における渦電流損を低減でき、回転電機を高効率化することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２１は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。本実施の形態の鉄心片７０Ａは、複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向において、実施の形態１の鉄心片７０Ａと異なっている。なお、実施の形態１〜３のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

図２１に示すように、鉄心片７０Ａにおける複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した一方向に延伸している。複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向は、例えば、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向のいずれに対しても４５°で傾斜している。

同様に、鉄心片７０Ａにおける複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した一方向に延伸している。第１部分９１のそれぞれの延伸方向は、第２部分９２のそれぞれの延伸方向と平行である。

図示を省略しているが、鉄心片７０Ａと積層される鉄心片７０Ｂは、鉄心片７０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分９３と、鉄心片７０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ｂにおける複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した方向に延伸している。

回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、ティース部７２では径方向に流れ、バックヨーク部７１では周方向に流れる。図２０に示した実施の形態３の構成では、ティース部７２の第２部分９２は径方向に沿って延伸しており、バックヨーク部７１の第２部分９２は周方向に沿って延伸しているため、渦電流を効果的に抑制できる。しかしながら、実施の形態３の構成では、ティース部７２の第２部分９２を形成する工程と、バックヨーク部７１の第２部分９２を形成する工程と、が別々に必要になってしまう場合がある。

これに対し、本実施の形態の第２部分９２は、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても一方向に延伸している。これにより、鉄心片７０Ａの全体の第２部分９２を１つの工程で形成することができるため、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。また、ティース部７２の第２部分９２を形成する場合とバックヨーク部７１の第２部分９２を形成する場合とにおいて別々のツール部を用いる必要がないため、潰し機２２０におけるツール部の製作費用を抑制できる。

本実施の形態の第２部分９２は、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した一方向に延伸している。これにより、少なくとも一部の第２部分９２は、磁束の流れる方向に沿って長く形成されるため、渦電流を抑制することができる。本実施の形態によれば、特にバックヨーク部７１の磁束密度とティース部７２の磁束密度とがほぼ同じである場合に、分割積層鉄心６０の生産性を高めつつ、渦電流を抑制することができる。

本実施の形態の鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂでは、第１部分に形成された凸部と、第２部分に形成された凹部とは、いずれも矩形状の断面形状を有している。しかしながら、これらの凸部及び凹部は、図１８に示したような円弧状の断面形状を有していてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。第２部分９２及び第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した方向に延伸している。この構成によれば、分割積層鉄心６０の生産性を高めつつ、渦電流を抑制することができる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２２は、本実施の形態に係る固定子鉄心２１の鉄心片８０Ａの構成を示す斜視図である。なお、実施の形態１〜４のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

図２２に示すように、本実施の形態の鉄心片８０Ａは、複数のサブ鉄心片８１を有するユニットコアである。鉄心片８０Ａは、互いに並列して配置された複数のサブ鉄心片８１と、互いに隣接する２つのサブ鉄心片８１を連結する連結部８２と、を有している。図２３に示す鉄心片８０Ａは、４つのサブ鉄心片８１と３つの連結部８２とを有している。１つの鉄心片８０Ａに含まれるサブ鉄心片８１の数は、２つ、３つ又は５つ以上であってもよい。

サブ鉄心片８１のそれぞれは、バックヨーク部７１とティース部７２とを有している。連結部８２は、互いに隣接する２つのサブ鉄心片８１のそれぞれのバックヨーク部７１の延伸方向端部同士を連結している。複数のサブ鉄心片８１のバックヨーク部７１は、連結部８２を介して直線状に並列している。連結部８２は、鉄心片８０Ａと平行な面内で折り曲げ可能な構成を有している。例えば、連結部８２は、第２部分９２と同様に、第１部分９１の板厚よりも薄い板厚を有している。

鉄心片８０Ａにおける複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片８０Ａにおける複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

図示を省略しているが、鉄心片８０Ａと積層される別の鉄心片は、鉄心片８０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分と、鉄心片８０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分と、を有している。上記の別の鉄心片においても、複数の第２部分のそれぞれ及び複数の第１部分のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

鉄心片８０Ａと上記の別の鉄心片とが交互に積層されることにより、積層ユニットコアが形成される。連結部８２は、ティース部７２のそれぞれの突出方向が円環の中心を向くように、鉄心片８０Ａと平行な面内で折り曲げられる。これにより、第２部分９２のそれぞれの延伸方向は、固定子鉄心２１の周方向となる。連結部８２の折り曲げは、複数の鉄心片が積層される前に行われてもよいし、複数の鉄心片が積層された後に行われてもよい。複数の積層ユニットコアが円環状に結合されることにより、積層鉄心である固定子鉄心２１が形成される。

本実施の形態では、複数のサブ鉄心片８１が連結されているため、工程間の搬送の手間を減らすことが可能となる。また、複数のサブ鉄心片８１が連結されているため、連続巻線を簡易に実現でき、結線処理時間を短縮することが可能となる。

積層された複数の鉄心片は、接着によって固定されていてもよいし、溶接によって固定されていてもよいし、樹脂を用いたモールド固定によって固定されていてもよい。あるいは、積層された複数の鉄心片は、各鉄心片に形成された半抜き部を用いたカシメによって固定されていてもよいし、リベット等の締結部材を用いた締結によって固定されていてもよい。

本実施の形態の鉄心片８０Ａでは、第２部分９２がバックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸しているが、これには限られない。例えば、図５に示したように、第２部分９２は、ティース部７２の突出方向に沿って延伸していてもよい。また、図２０に示したように、バックヨーク部７１における第２部分９２はバックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸し、ティース部７２における第２部分９２はティース部７２の突出方向に沿って延伸していてもよい。さらに、図２１に示したように、第２部分９２は、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向のいずれに対しても傾斜した方向に延伸していてもよい。

本実施の形態の鉄心片８０Ａ及び上記の別の鉄心片では、第１部分に形成された凸部と、第２部分に形成された凹部とは、いずれも矩形状の断面形状を有している。しかしながら、これらの凸部及び凹部は、図１８に示したような円弧状の断面形状を有していてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る固定子鉄心２１において、複数の鉄心片のそれぞれは、並列して配置された複数のサブ鉄心片８１と、互いに隣接する２つのサブ鉄心片８１を連結する連結部８２と、を有している。連結部８２は、複数の鉄心片のそれぞれと平行な面内で折り曲げられている。この構成によれば、工程間の搬送の手間を減らすことが可能となり、また結線処理時間を短縮することが可能となるため、固定子鉄心２１の製造コストを削減することができる。

実施の形態６．
実施の形態６に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２３は、本実施の形態に係る固定子鉄心２１の鉄心片８３Ａの構成を示す平面図である。本実施の形態に係る固定子鉄心２１は、複数の分割積層鉄心６０に分割されていない点で、実施の形態１の固定子鉄心２１と異なっている。つまり、本実施の形態に係る固定子鉄心２１は、それぞれ円環状の形状を有する複数の鉄心片８３Ａが積層された構成を有している。なお、実施の形態１〜５のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

図２３に示すように、本実施の形態の鉄心片８３Ａは、円環状の形状を有している。鉄心片８３Ａは、１枚の鋼板シート１３０から一体に打ち抜かれることにより形成されている。鉄心片８３Ａは、周方向に延伸した円環状のバックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から径方向内側に突出した複数のティース部７２と、を有している。

鉄心片８３Ａは、複数の第１部分９１と、第１部分９１の板厚よりも薄い板厚を有する複数の第２部分９２と、を有している。鉄心片８３Ａの全体において、複数の第２部分９２のそれぞれは、互いに平行に帯状に延伸している。同様に、鉄心片８３Ａの全体において、複数の第１部分９１のそれぞれは、互いに平行に帯状に延伸している。第２部分９２のそれぞれが鉄心片８３Ａの全体において互いに平行に延伸しているため、潰し工程では鋼板シート１３０を一方向に沿って潰すようにすればよい。これにより、鋼板シート１３０を回転させたり、あるいは潰し機２２０のツール部２２３及びツール部２２４を回転させたりする必要がないため、固定子鉄心２１の生産性を高めることができる。

図示を省略しているが、鉄心片８３Ａと積層される別の鉄心片は、鉄心片８３Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分と、鉄心片８３Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分と、を有している。上記の別の鉄心片においても、複数の第２部分のそれぞれ及び複数の第１部分のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

鉄心片８３Ａと上記の別の鉄心片とが交互に積層されることにより、積層鉄心である固定子鉄心２１が形成される。本実施の形態では、複数の分割積層鉄心６０を環状に結合させる工程が不要となるため、固定子鉄心２１の生産性を実施の形態１よりも高めることができる。

本実施の形態の鉄心片８３Ａ及び上記の別の鉄心片では、第１部分に形成された凸部と、第２部分に形成された凹部とは、いずれも矩形状の断面形状を有している。しかしながら、これらの凸部及び凹部は、図１８に示したような円弧状の断面形状を有していてもよい。

実施の形態７．
実施の形態７に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２４は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の一部を第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。なお、実施の形態１〜６のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

図７及び図１０等に示した実施の形態１の構成では、各凹部が矩形状の断面形状を有している。例えば、凹部１０２の両側の側面はいずれも、凹部１０２の底面となる表面９２ａに対して垂直に形成されている。

これに対し、本実施の形態では、図２４に示す断面において、鉄心片７０Ａの凹部１０２及び凹部１０４は、いずれもテーパー状に形成されている。同様に、鉄心片７０Ｂの凹部１０６及び凹部１０８は、いずれもテーパー状に形成されている。

本実施の形態の各凹部の構成について、凹部１０２を例に挙げて説明する。凹部１０２は、当該凹部１０２の底面となる第２部分９２の表面９２ａと、当該凹部１０２の内側を向いた側面１０２ａ及び側面１０２ｂと、を有している。側面１０２ａは、表面９２ａと、第２部分９２に隣接する一方の第１部分９１の表面９１ａと、を接続している。側面１０２ｂは、表面９２ａと、第２部分９２に隣接する他方の第１部分９１の表面９１ａと、を接続している。側面１０２ａ及び側面１０２ｂのそれぞれは、表面９２ａに対して傾斜したテーパー面となっている。また、側面１０２ａ及び側面１０２ｂのそれぞれは、表面９１ａに対しても傾斜している。これにより、表面９１ａと表面９２ａとの間は、側面１０２ａ又は側面１０２ｂによって、なだらかに接続されている。

凹部１０２に隣接した凸部１０１は、当該凸部１０１の上面となる表面９１ａと、当該凸部１０１の外側を向いた側面１０２ａ及び側面１０２ｂと、を有している。ここで、側面１０２ａ及び側面１０２ｂのそれぞれは、凹部１０２に注目した場合には凹部１０２の側面となり、凸部１０１に注目した場合には凸部１０１の側面となる。側面１０２ａ及び側面１０２ｂのそれぞれは、表面９１ａに対して傾斜したテーパー面となっている。また、側面１０２ａ及び側面１０２ｂのそれぞれは、表面９２ａに対しても傾斜している。

本実施の形態によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際、図２４の左右方向における鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの相対的な位置をテーパー状の各凹部によって自律的に調整することができる。これにより、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。その結果、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際の位置合わせを簡略化できるため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する作業を効率化でき、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０では、凹部１０２、凹部１０４、凹部１０６及び凹部１０８のそれぞれは、テーパー状に形成されている。この構成によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。

実施の形態８．
実施の形態８に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２５は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の一部を第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。なお、実施の形態１〜７のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

本実施の形態の各凹部の構成について、凹部１０２を例に挙げて説明する。図２５に示すように、凹部１０２は、当該凹部１０２の底面となる第２部分９２の表面９２ａと、側面１０２ａ及び側面１０２ｂと、を有している。側面１０２ａ及び側面１０２ｂのそれぞれは、表面９２ａと垂直に形成されており、第１部分９１の表面９１ａとも垂直に形成されている。また、凹部１０２は、表面９２ａと側面１０２ａとの間に形成された隅部１０２ｃと、表面９２ａと側面１０２ｂとの間に形成された隅部１０２ｄと、を有している。隅部１０２ｃは、表面９２ａと側面１０２ａとが滑らかに接続されるように、丸みを帯びている。同様に、隅部１０２ｄは、表面９２ａと側面１０２ｂとが滑らかに接続されるように、丸みを帯びている。隅部１０２ｃ及び隅部１０２ｄは、いずれも円筒面状に形成されている。

図２５に示す断面において、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ５は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ８よりも狭くなっている（Ｗ５＜Ｗ８）。また、同断面において、鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ７は、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ６よりも狭くなっている（Ｗ７＜Ｗ６）。ここで、第１部分９１の幅Ｗ５及び第１部分９３の幅Ｗ７は、潰し工程において潰し加工が行われていない部分の幅である。第２部分９２の幅Ｗ６及び第２部分９４の幅Ｗ８は、潰し工程において潰し加工が行われた部分の幅である。本実施の形態の鉄心片７０Ａでは、第１部分９１の幅Ｗ５は、第２部分９２の幅Ｗ６よりも狭くなっている（Ｗ５＜Ｗ６）。また、本実施の形態の鉄心片７０Ｂでは、第１部分９１の幅Ｗ７は、第２部分９２の幅Ｗ８よりも狭くなっている（Ｗ７＜Ｗ８）。

凹部１０６と、凹部１０６に嵌め込まれた凸部１０３と、の間には、隙間１４１及び隙間１４２が形成されている。隙間１４１は、凹部１０６の一方の側面と凸部１０３の一方の側面との間に形成され、隙間１４２は、凹部１０６の他方の側面と凸部１０３の他方の側面との間に形成されている。隙間１４１及び隙間１４２はいずれも、第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に沿って延伸している。他の凹部と他の凸部との間にも、同様の２つの隙間が形成されている。

隙間１４１及び隙間１４２が形成されていることにより、潰し工程での潰し幅にばらつきが生じたとしても、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際に鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが干渉してしまうのを防ぐことができる。このため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの干渉に起因して分割積層鉄心６０における鉄心の占有率が低下してしまうのを防ぐことができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０では、凹部１０６の一方の側面と凸部１０３の一方の側面との間には隙間１４１が形成されている。凹部１０６の他方の側面と凸部１０３の他方の側面との間には隙間１４２が形成されている。この構成によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際に鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが干渉してしまうのを防ぐことができる。

実施の形態９．
実施の形態９に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２６は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の一部を第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。なお、実施の形態１〜８のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

図２６に示すように、本実施の形態の鉄心片７０Ａは、実施の形態８の鉄心片７０Ａと同様の構成を有している。鉄心片７０Ａの凹部１０４は、表面９２ｂ、側面１０４ａ、側面１０４ｂ、隅部１０４ｃ及び隅部１０４ｄを有している。隅部１０４ｃは、表面９２ｂと側面１０４ａとの間に形成されている。隅部１０４ｄは、表面９２ｂと側面１０４ｂとの間に形成されている。隅部１０４ｃ及び隅部１０４ｄは、いずれも丸みを帯びている。

鉄心片７０Ａの凹部１０４に嵌め込まれる鉄心片７０Ｂの凸部１０５は、表面９３ａ、側面１０５ａ、側面１０５ｂ、角部１０５ｃ及び角部１０５ｄを有している。角部１０５ｃは、表面９３ａと側面１０５ａとの間に形成されている。角部１０５ｃは、凹部１０４の隅部１０４ｃと対向しており、隅部１０４ｃに沿って丸みを帯びている。角部１０５ｄは、表面９３ａと側面１０５ｂとの間に形成されている。角部１０５ｄは、凹部１０４の隅部１０４ｄと対向しており、隅部１０４ｄに沿って丸みを帯びている。

鉄心片７０Ｂにおいて２つの凸部１０５に挟まれている凹部１０６は、鉄心片７０Ａの凹部１０４とは異なる断面形状を有している。このため、本実施の形態の分割積層鉄心６０を製造する際には、図１２に示した製造工程において、ツール部２２３及びツール部２２４の形状が異なる２台の潰し機２２０が直列に配置される。鋼板シート１３０の送りに応じて、鉄心片７０Ａの第２部分９２となる薄肉部１３１を形成するときには一方の潰し機２２０を稼動させ、鉄心片７０Ｂの第２部分９４となる薄肉部１３１を形成するときには他方の潰し機２２０を稼動させる。このように２台の潰し機２２０を稼動させることにより、連続した一連の工程によって本実施の形態の分割積層鉄心６０を製造することが可能となる。したがって、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。

また、凹部１０４の隅部１０４ｃ及び隅部１０４ｄが丸みを帯びているため、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれの角部に丸みを持たせることができる。したがって、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれにおける応力集中を緩和することができ、ツール部２２３及びツール部２２４の耐久性を高めることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０では、凹部１０４は、丸みを帯びた隅部１０４ｃ及び隅部１０４ｄを有している。凸部１０５は、隅部１０４ｃに沿って丸みを帯びた角部１０５ｃと、隅部１０４ｄに沿って丸みを帯びた角部１０５ｄと、を有している。

この構成によれば、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれの角部に丸みを持たせることができるため、ツール部２２３及びツール部２２４の耐久性を高めることができる。また、隅部１０４ｃと角部１０５ｃとの間、及び隅部１０４ｄと角部１０５ｄとの間にそれぞれ形成される隙間を小さくすることができるため、分割積層鉄心６０における鉄心の占有率を高めることができる。

なお、上記実施の形態１〜９の鋼板シート１３０及び各鉄心片は、無方向性電磁鋼板を用いて形成されているが、方向性電磁鋼板を用いて形成されていてもよいし、ＳＰＣＣ、ＳＳ４００等の鉄系の磁性材料を用いて形成されていてもよい。

また、上記実施の形態１〜９では、電気機械として回転電機を例に挙げたが、これには限られない。上記実施の形態１〜９は、積層鉄心が用いられる種々の電気機械、例えば、リニアモーター、変圧器などにも適用可能である。

上記の各実施の形態及び変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

１０ ハウジング、２０ 固定子、２１ 固定子鉄心、２２ 固定子巻線、３０ 回転子、３１ 回転子鉄心、３２ 永久磁石、４０ シャフト、４１、４２ 軸受、５０ 空隙、６０ 分割積層鉄心、６１ バックヨーク部積層体、６２ ティース部積層体、６２ａ 先端部、７０Ａ、７０Ｂ 鉄心片、７１ バックヨーク部、７２ ティース部、８０Ａ 鉄心片、８１ サブ鉄心片、８２ 連結部、８３Ａ 鉄心片、９１ 第１部分、９１ａ、９１ｂ 表面、９２ 第２部分、９２ａ、９２ｂ 表面、９３ 第１部分、９３ａ、９３ｂ 表面、９４ 第２部分、９４ａ、９４ｂ 表面、１０１ 凸部、１０２ 凹部、１０２ａ、１０２ｂ 側面、１０２ｃ、１０２ｄ 隅部、１０３ 凸部、１０４ 凹部、１０４ａ、１０４ｂ 側面、１０４ｃ、１０４ｄ 隅部、１０５ 凸部、１０５ａ、１０５ｂ 側面、１０５ｃ、１０５ｄ 角部、１０６ 凹部、１０７ 凸部、１０８ 凹部、１１１、１１２、１１３、１１４ 平面、１２１、１２２ 繰返しパターン、１３０ 鋼板シート、１３１ 薄肉部、１３２ 厚肉部、１４１、１４２ 隙間、１７０ 鉄心片、１７１ バックヨーク部、１７２ ティース部、２００ 製造装置、２１０ 鋼板供給装置、２２０ 潰し機、２２１ 下テーブル、２２２ 上テーブル、２２３、２２４ ツール部、２３０ プレス機、２３１ ダイ、２３２ パンチ、２３３ 内部空間、Ｐ１、Ｐ２ ピッチ、Ｐ３ ずれ幅、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８ 幅、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ１１ 板厚。

Claims (6)

1. 積層された複数の鉄心片を備え、
   前記複数の鉄心片は、第１鉄心片と、前記複数の鉄心片の積層方向で前記第１鉄心片と隣り合う第２鉄心片と、を含んでおり、
   前記第１鉄心片及び前記第２鉄心片のそれぞれは、第１部分と、前記第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、を有しており、
   前記第１鉄心片の前記第１部分は、前記積層方向に沿って見たとき、前記第２鉄心片の前記第２部分と重なっており、
   前記第１鉄心片の前記第２部分は、前記積層方向に沿って見たとき、前記第２鉄心片の前記第１部分と重なっており、
   前記第１鉄心片のうち前記第２鉄心片と対向する第１面には、前記第１部分の表面に対して前記第２部分の表面が凹となった凹部が形成されており、
   前記第２鉄心片のうち前記第１鉄心片と対向する第２面には、前記第２部分の表面に対して前記第１部分の表面が凸となった凸部が形成されており、
   前記凸部は、前記凹部に嵌め込まれている電気機械の積層鉄心。
2. 前記第１面は、前記凹部となる谷部を有する波状に形成されており、
   前記第２面は、前記凸部となる山部を有する波状に形成されている請求項１に記載の電気機械の積層鉄心。
3. 前記凹部は、テーパー状に形成されている請求項１に記載の電気機械の積層鉄心。
4. 前記凹部の側面と前記凸部の側面との間には隙間が形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
5. 前記凹部は、丸みを帯びた隅部を有しており、
   前記凸部は、前記隅部に沿って丸みを帯びた角部を有している請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心を有する電機子と、
   空隙を介して前記電機子と対向して配置された界磁と、を備える電気機械。

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