JP5740835B2

JP5740835B2 - Stator core of electric motor

Info

Publication number: JP5740835B2
Application number: JP2010103123A
Authority: JP
Inventors: 宜郎川下; 義貴上原; 清弘浦本; 時夫坂根; 村上　善則; 善則村上; 南部　俊和; 俊和南部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: JP2011233731A

Description

本発明は、電気機器の鉄心材料として、圧縮応力が作用する状態で使用される無方向性電磁鋼板に関する。 The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet used in a state in which compressive stress acts as an iron core material for electrical equipment.

各種電気機器の高効率化を図るうえで、電動モータ等の鉄心として使用される無方向性電磁鋼板には、低鉄損や高磁束密度等といった優れた磁気特性が求められる。 In order to increase the efficiency of various electric devices, non-oriented electrical steel sheets used as iron cores for electric motors and the like are required to have excellent magnetic properties such as low iron loss and high magnetic flux density.

ところで、電動モータ等の鉄心として無方向性電磁鋼板を使用する際には、一般的には複数の無方向性電磁鋼板を積層し、この積層体にボルト締めや、かしめ等が施される。また、製造工程の合理化等の観点から、ステータ部の鉄心をロータ部に固定する方法として焼き嵌めが多く採用されている。このようにボルト締め、かしめ、または焼き嵌め等された状態では、鉄心の外周部近傍には、無方向性電磁鋼板の板面に平行な圧縮応力が作用する。 By the way, when using a non-oriented electrical steel sheet as an iron core of an electric motor or the like, generally, a plurality of non-oriented electrical steel sheets are laminated, and bolting, caulking, or the like is performed on the laminated body. Further, from the viewpoint of rationalizing the manufacturing process, shrink fitting is often employed as a method for fixing the iron core of the stator portion to the rotor portion. In such a state of bolting, caulking, or shrink fitting, compressive stress parallel to the plate surface of the non-oriented electrical steel sheet acts in the vicinity of the outer peripheral portion of the iron core.

無方向性電磁鋼板は歪みが生じると磁気特性が変化し、圧縮応力が作用する場合には鉄損が増大、つまり鉄損特性が劣化することが知られている。 It is known that the non-oriented electrical steel sheet changes its magnetic characteristics when strain occurs, and the iron loss increases, that is, the iron loss characteristics deteriorate when compressive stress is applied.

そこで、圧縮応力下における鉄損特性の劣化を抑制するために、無方向性電磁鋼板を、磁気モーメントが当方向に分布できる面内等方的な集合組織にする組織制御技術が特許文献１に開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a structure control technique in which a non-oriented electrical steel sheet is formed into an in-plane isotropic texture in which a magnetic moment can be distributed in this direction in order to suppress deterioration of iron loss characteristics under compressive stress. It is disclosed.

特開２００５−３０７２５８号公報JP 2005-307258 A

ところで、実際の電動モータにおいて多用される焼き嵌めやかしめによると、応力分布が生じ、圧縮応力が作用する領域と、圧縮応力を無視し得る領域とに分かれる。 By the way, according to shrink fitting or caulking frequently used in an actual electric motor, a stress distribution is generated, which is divided into a region where compressive stress acts and a region where compressive stress can be ignored.

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、電磁鋼板全体について組織制御を行っているので、圧縮応力が作用する領域では低鉄損化を実現できるが、応力の影響を無視し得る領域では、当該組織制御によって却って鉄損が増大するおそれがある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the structure control is performed for the entire electromagnetic steel sheet, low iron loss can be realized in the region where the compressive stress acts, but in the region where the influence of the stress can be ignored, On the contrary, there is a possibility that iron loss increases due to the structure control.

そこで、本発明では、圧縮応力が作用し、その圧縮応力に応力分布が生じている状態でも、鉄損の劣化が少ない無方向性電磁鋼板を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a non-oriented electrical steel sheet with little deterioration of iron loss even when compressive stress acts and stress distribution is generated in the compressive stress.

本発明の電動モータのステータコアは、圧縮応力が作用する環境で使用する無方向性電磁鋼板を積層した積層体からなり、環状をなすアウターヨーク部と、アウターヨーク部から内周方向へ突出するティース部と、隣り合うティース部と前記アウターヨーク部の内周とで形成されるスロット部と、を有し、アウターヨーク部の外周側に配置されるバックヨークまたは、ハウジングケースに焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定される。そして、無方向性電磁鋼板は、表面に絶縁層を有し、アウターヨーク部のスロット部に面する領域の少なくとも一方の面に、磁束方向と直交し前記アウターヨーク部の径方向に延びる少なくとも一本の線状または実質的に線状とみなし得る溝を有する。さらに、溝は絶縁層を貫通しかつ無方向性電磁鋼板の板厚内に収まる深さを有する。また、隣接する無方向電磁鋼板は、溝同士が互いに重ならないように積層される。 The stator core of the electric motor of the present invention is composed of a laminated body in which non-oriented electrical steel sheets used in an environment where compressive stress acts, and has an annular outer yoke portion and teeth projecting from the outer yoke portion in the inner circumferential direction. Part, a slot part formed by the adjacent teeth part and the inner periphery of the outer yoke part, and a shrink-fit or a cold-fit to a back yoke or a housing case disposed on the outer peripheral side of the outer yoke part It is fixed by. The non-oriented electrical steel sheet has an insulating layer on the surface, and at least one surface of the region facing the slot portion of the outer yoke portion is at least one extending perpendicular to the magnetic flux direction and extending in the radial direction of the outer yoke portion. to have a linear or substantially groove can be regarded as linear in this. Furthermore, the groove has a depth that penetrates the insulating layer and falls within the thickness of the non-oriented electrical steel sheet. Adjacent non-oriented electrical steel sheets are laminated so that the grooves do not overlap each other.

本発明によれば、少なくとも一本の実質的に線状とみなし得る溝を設けた領域では圧縮応力が緩和されて、磁歪による体積変化の許容幅が広がる。これにより、鉄損特性のうち応力による変形の影響を大きく受けるヒステリシス損失が低減する。また、圧縮応力が作用しない状態では加工を施すことで鉄損が増大するが、本発明で溝を設けるのは鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力が作用する領域なので、溝を設けることによって鉄損が増大することがない。 According to the present invention, the compressive stress is relaxed in the region provided with at least one groove that can be regarded as substantially linear, and the allowable range of volume change due to magnetostriction is widened. Thereby, the hysteresis loss which receives the influence of the deformation | transformation by stress among iron loss characteristics reduces. In addition, iron loss increases by processing in the state where compressive stress does not act. However, the groove is provided in the present invention because it is a region where compressive stress that affects the iron loss characteristics acts. As a result, iron loss does not increase.

（Ａ）は第１実施形態の実施例１の試験片を示す図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一部分の拡大図である。(A) is a figure which shows the test piece of Example 1 of 1st Embodiment, FIG.1 (B) is an enlarged view of a part of FIG. 1 (A). 継鉄型鉄損評価装置の構成図である。It is a block diagram of a yoke type iron loss evaluation apparatus. 第１実施例の無方向性電磁鋼板に、磁束密度０．５[Ｔ]、周波数１．０[ｋＨｚ]の交番磁化を付与した場合の磁化−磁場曲線である。It is a magnetization-magnetic field curve at the time of giving the alternating magnetization of magnetic flux density 0.5 [T] and frequency 1.0 [kHz] to the non-oriented electrical steel sheet of 1st Example. 各実施例の鉄損低減効果についてまとめた表である。It is the table | surface summarized about the iron loss reduction effect of each Example. （Ａ）は第１実施形態の実施例２の試験片を示す図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一部分の拡大図である。(A) is a figure which shows the test piece of Example 2 of 1st Embodiment, FIG.1 (B) is an enlarged view of a part of FIG. 1 (A). 第１実施形態の実施例７の試験片を示す図である。It is a figure which shows the test piece of Example 7 of 1st Embodiment. 第１実施形態の実施例８の試験片を示す図である。It is a figure which shows the test piece of Example 8 of 1st Embodiment. 第１実施形態の実施例９の試験片を示す図である。It is a figure which shows the test piece of Example 9 of 1st Embodiment. 電動モータの、回転軸に直交する断面の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of cross section orthogonal to a rotating shaft of an electric motor. 第２実施形態の実施例１のステータコアの溝と最大磁束線の関係について示す図である。It is a figure shown about the relationship between the groove | channel of the stator core of Example 2 of a 2nd Embodiment, and a maximum magnetic flux line. 第２実施形態の実施例１のステータコアの溝と最大磁束線の関係の別の例について示す図である。It is a figure shown about another example of the relationship between the groove | channel of the stator core of Example 2 of a 2nd Embodiment, and a maximum magnetic flux line. 第２実施形態の実施例１のステータコアの溝と最大磁束線の関係のさらに別の例について示す図である。It is a figure shown about another example of the relationship between the groove | channel of the stator core of Example 2 of a 2nd Embodiment, and a maximum magnetic flux line. 第２実施形態の実施例２のステータコアの溝と最大磁束線の関係について示す図である。It is a figure shown about the relationship between the groove | channel of the stator core of Example 2 of a 2nd Embodiment, and a maximum magnetic flux line. 第２実施形態の実施例３のステータコアの溝と最大磁束線の関係について示す図である。It is a figure shown about the relationship between the groove | channel of the stator core of Example 3 of a 2nd Embodiment, and a maximum magnetic flux line.

以下本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

［第１実施形態]
本発明は、無方向性電磁鋼板の、圧縮応力が作用した状態での鉄損劣化を抑制することにある。そこで、まず圧縮応力下で鉄損が劣化する要因について検討する。 [First embodiment]
This invention exists in suppressing the iron loss deterioration in the state which the compressive stress acted on the non-oriented electrical steel sheet. Therefore, first, the factors that cause deterioration of iron loss under compressive stress are examined.

鉄損は、大きく分けると渦電流損失と磁気ヒステリシス損失とに分けることができ、応力による変形は磁気ヒステリシス損失への影響が大きい。 Iron loss can be broadly divided into eddy current loss and magnetic hysteresis loss, and deformation due to stress has a large effect on magnetic hysteresis loss.

強磁性金属の場合には、磁化されると僅かに変形する磁歪と呼ばれる現象が起こり、多結晶の鋼板では板面方向に磁化すると磁化方向に長さが増すとされている。このとき磁化方向の圧縮応力が作用していると、圧縮応力に抗して変形する必要があるので磁化に要するエネルギが増し、その結果、磁気ヒステリシス損失が増大すると考えられる。 In the case of a ferromagnetic metal, a phenomenon called magnetostriction that slightly deforms when magnetized occurs, and in a polycrystalline steel plate, the length increases in the magnetization direction when magnetized in the plate surface direction. If a compressive stress in the magnetization direction is acting at this time, it is necessary to deform against the compressive stress, so that the energy required for magnetization increases, and as a result, the magnetic hysteresis loss increases.

上記の原理で増大する鉄損を低減するためには、部分的に圧縮応力が緩和される領域を設けることで磁歪による体積変化が許容されるようにすればよいと推測した。体積変化が許容されることで磁化に要するエネルギが低減し、結果的に磁気ヒステリシス損失が低減すると思われるからである。 In order to reduce the iron loss that increases due to the above principle, it has been speculated that a change in volume due to magnetostriction should be allowed by providing a region where the compressive stress is partially relaxed. This is because it is considered that the energy required for magnetization is reduced by allowing the volume change, and as a result, the magnetic hysteresis loss is reduced.

そこで、圧縮応力が緩和される領域の設け方を調べるために下記の各実施例について実験を行った。 Therefore, in order to investigate how to provide a region where the compressive stress is relieved, an experiment was conducted for each of the following examples.

（実施例１）
図１（Ａ）は本実施例の試験片１を示したものであり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一部分の拡大図である。 Example 1
FIG. 1 (A) shows a test piece 1 of this example, and FIG. 1 (B) is an enlarged view of a part of FIG. 1 (A).

図１（Ａ）の試験片１は、板厚０．３５[ｍｍ]のＪＩＳ３５Ａ３００相当の電磁鋼板を、圧延方向を長手方向として１８０[ｍｍ]×３０[ｍｍ]に切り出し、これに図１（Ｂ）のように表面加工を施したものである。なお、試験片１の表面には塗装により絶縁層１９が形成されている。 The test piece 1 of FIG. 1 (A) cuts out a magnetic steel sheet equivalent to JIS35A300 having a plate thickness of 0.35 [mm] into 180 [mm] × 30 [mm] with the rolling direction as the longitudinal direction. Surface treatment is applied as in B). An insulating layer 19 is formed on the surface of the test piece 1 by painting.

具体的には、長さ０．４[ｍｍ]、幅０．１[ｍｍ]、深さ０．０１５[ｍｍ]で、長さ方向が圧延方向に対して直交している長穴２が、圧延方向に対して直交する向きに０．９[ｍｍ]ピッチで直線上に並び、この長穴２が並ぶ列３が圧延方向に０．５[ｍｍ]ピッチで並ぶ。そして、これらの列３は、隣り合う列３の長穴２が圧延方向の同一線上に並ばないように、圧延方向に対して直交する方向にオフセットして設けられている。なお、上記の表面加工は、ブラスト加工により行う。 Specifically, the long hole 2 having a length of 0.4 [mm], a width of 0.1 [mm], a depth of 0.015 [mm], and a length direction orthogonal to the rolling direction, The lines 3 are arranged in a straight line at a pitch of 0.9 [mm] in a direction perpendicular to the rolling direction, and the row 3 in which the long holes 2 are arranged is arranged at a pitch of 0.5 [mm] in the rolling direction. And these row | line | columns 3 are offset and provided in the direction orthogonal to a rolling direction so that the long hole 2 of the adjacent row | line | column 3 may not line up on the same line of a rolling direction. The surface processing is performed by blast processing.

図２は、試験片１の鉄損を、圧縮応力が作用した状態で測定する継鉄型鉄損評価装置１０である。試験片１を固定するステージ１１が励磁コイル１２内に配置され、励磁コイル１２の軸方向の両端を接続するように継鉄１３が配置される。そして、継鉄１３の励磁コイル１２との接続部よりさらに外側には、試験片１を固定するための固定クランプ１５及び可動クランプ１６が配置される。可動クランプ１６にはロードセル１７が接続されている。なお、励磁コイル１２の軸方向長さは試験片１の長手方向長さよりも短い。 FIG. 2 shows a yoke type iron loss evaluation apparatus 10 that measures the iron loss of the test piece 1 in a state where compressive stress is applied. A stage 11 for fixing the test piece 1 is disposed in the exciting coil 12, and a yoke 13 is disposed so as to connect both ends of the exciting coil 12 in the axial direction. Further, a fixed clamp 15 and a movable clamp 16 for fixing the test piece 1 are arranged on the outer side of the connection portion of the yoke 13 with the exciting coil 12. A load cell 17 is connected to the movable clamp 16. The axial length of the exciting coil 12 is shorter than the longitudinal length of the test piece 1.

励磁コイル１２内には、ステージ１１と対向するように座屈防止板１４が配置される。この座屈防止板１４は、励磁コイル１２の両端に配置された空気圧シリンダ１８によってステージ１１方向に可動し、試験片１をステージ１１に押圧する。これにより試験片１に圧縮荷重をかけた際に試験片１が座屈することを防止できる。 A buckling prevention plate 14 is disposed in the exciting coil 12 so as to face the stage 11. The buckling prevention plate 14 is moved in the direction of the stage 11 by the pneumatic cylinders 18 disposed at both ends of the exciting coil 12 and presses the test piece 1 against the stage 11. This can prevent the test piece 1 from buckling when a compressive load is applied to the test piece 1.

上記のような構成の継鉄型鉄損評価装置１０による鉄損評価方法について説明する。 The iron loss evaluation method by the yoke type iron loss evaluation apparatus 10 of the above structure is demonstrated.

試験片１を両端が励磁コイル１２から突出するようにステージ１１上にセットし、試験片１の一方の端部は固定クランプ１５により、他方の端部は可動クランプ１６により固定する。さらに座屈防止板１４により試験片１をステージ１１方向に押圧する。 The test piece 1 is set on the stage 11 so that both ends protrude from the exciting coil 12, and one end of the test piece 1 is fixed by a fixed clamp 15 and the other end is fixed by a movable clamp 16. Further, the test piece 1 is pressed toward the stage 11 by the buckling prevention plate 14.

そして、ロードセル１７によって圧縮荷重をかけることによって試験片１に圧縮応力を発生させた状態で、励磁コイル１２に交番電流を流して試験片１の磁化特性を測定する。ここでは、試験片１の長手方向に３０[ＭＰａ]の圧縮応力が作用した状態で、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]と、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の２つのパターンで交番磁化させて測定を行った。 Then, in a state where compressive stress is generated on the test piece 1 by applying a compressive load by the load cell 17, an alternating current is passed through the exciting coil 12 to measure the magnetization characteristics of the test piece 1. Here, with a compressive stress of 30 [MPa] acting in the longitudinal direction of the test piece 1, the magnetic flux density is 0.5 [T], the frequency is 1.0 [kHz], and the magnetic flux density is 1.0 [T]. Measurement was performed by alternating magnetization with two patterns of frequency 1.0 [kHz].

図３は磁束密度０．５[Ｔ]、周波数１．０[ｋＨｚ]の場合の磁化−磁場曲線である。図中の実線が、図１の試験片１について圧縮荷重を作用させた状態での測定結果であり、曲線で囲まれた部分の面積が鉄損にほぼ相当する。 FIG. 3 is a magnetization-magnetic field curve when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz]. A solid line in the figure is a measurement result in a state in which a compressive load is applied to the test piece 1 in FIG. 1, and an area of a portion surrounded by a curve substantially corresponds to iron loss.

なお、比較のため、試験片１についての圧縮荷重を作用させない状態での測定結果を２点鎖線で示してある。さらに、図１のような表面加工を施していない試験片についての、圧縮荷重を作用させた状態での測定結果を破線で、圧縮荷重を作用させない状態での測定結果を１点鎖線で示している。 In addition, the measurement result in the state which does not act the compressive load about the test piece 1 is shown with the dashed-two dotted line for the comparison. Further, for the test piece not subjected to surface processing as shown in FIG. 1, the measurement result in a state in which a compressive load is applied is indicated by a broken line, and the measurement result in a state in which no compressive load is applied is indicated by a one-dot chain line. Yes.

測定結果を見ると、鉄損は、圧縮応力が作用していない状態では表面加工を施したものの方が大きいが、圧縮応力が作用している状態では表面加工を施したものの方が低減していることがわかる。 Looking at the measurement results, the iron loss is larger when the surface treatment is applied when no compressive stress is applied, but when the surface treatment is applied when the compressive stress is applied, the iron loss is reduced. I understand that.

具体的な演算によれば、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して１８％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には４％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 According to a specific calculation, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the iron loss of the surface processed in the state where the compressive stress is applied is the same. It was found that the surface loss was reduced by 18% with respect to the iron loss although the surface treatment was not performed under the conditions. Further, it was found that when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz], the frequency decreased by 4%. These are summarized in the table of FIG.

（実施例２）
本実施例は、表面加工の内容以外は実施例１と同様なので、表面加工の内容についてのみ説明する。 (Example 2)
Since this example is the same as Example 1 except for the contents of surface processing, only the contents of surface processing will be described.

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施例の試験片１について図１（Ａ）、図１（Ｂ）と同様に示している。図５（Ｂ）に示すように、試験片１の圧延方向に直交する向きに延びる幅０．１[ｍｍ]、深さ０．０１５[ｍｍ]の溝２１が０．６[ｍｍ]のピッチで並ぶ。なお、この表面加工には、引き切り加工を用いた。この試験片１について実施例１と同様に、試験片１の長手方向に３０[ＭＰａ]の圧縮応力が作用した状態で、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]と、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の２つのパターンで交番磁化させて測定を行った。 5 (A) and 5 (B) show the test piece 1 of this example in the same manner as FIGS. 1 (A) and 1 (B). As shown in FIG. 5 (B), grooves 21 having a width of 0.1 [mm] and a depth of 0.015 [mm] extending in a direction perpendicular to the rolling direction of the test piece 1 have a pitch of 0.6 [mm]. Line up with. For this surface processing, a drawing process was used. As in Example 1, the test piece 1 was subjected to a compressive stress of 30 [MPa] in the longitudinal direction of the test piece 1, with a magnetic flux density of 0.5 [T] and a frequency of 1.0 [kHz] Measurements were performed by alternating magnetization in two patterns with a magnetic flux density of 1.0 [T] and a frequency of 1.0 [kHz].

測定の結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して１６％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には３％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of the measurement, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the iron loss of the surface processed in the state where the compressive stress is applied is the surface processed under the same conditions. It was found that the iron loss was reduced by 16%, although not applied. Further, it was found that the magnetic flux density was reduced by 3% when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz]. These are summarized in the table of FIG.

（実施例３）
本実施例は、実施例２の試験片１の溝２１のピッチを０．６[ｍｍ]から０．５[ｍｍ]に変更して、実施例１と同様の測定を行ったものである。 (Example 3)
In this example, the same measurement as that of Example 1 was performed by changing the pitch of the grooves 21 of the test piece 1 of Example 2 from 0.6 [mm] to 0.5 [mm].

測定の結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して３２％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には８％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of the measurement, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the iron loss of the surface processed in the state where the compressive stress is applied is the surface processed under the same conditions. It was found that the iron loss was reduced by 32%, although not applied. Further, it was found that the magnetic flux density decreased by 8% when the frequency was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz]. These are summarized in the table of FIG.

（実施例４）
本実施例は、実施例２の試験片１の溝２１のピッチを０．６[ｍｍ]から１．０[ｍｍ]に変更して、実施例１と同様の測定を行ったものである。 Example 4
In this example, the same measurement as in Example 1 was performed by changing the pitch of the grooves 21 of the test piece 1 of Example 2 from 0.6 [mm] to 1.0 [mm].

測定の結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して２７％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には６％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of the measurement, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the iron loss of the surface processed in the state where the compressive stress is applied is the surface processed under the same conditions. It was found that it was reduced by 27% with respect to the iron loss even though it was not applied. Further, it was found that when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz], the frequency decreased by 6%. These are summarized in the table of FIG.

（実施例５）
本実施例は、実施例２の試験片１の溝２１のピッチを０．６[ｍｍ]から１．８[ｍｍ]に変更して、実施例１と同様の測定を行ったものである。 (Example 5)
In this example, the same measurement as in Example 1 was performed by changing the pitch of the grooves 21 of the test piece 1 of Example 2 from 0.6 [mm] to 1.8 [mm].

測定の結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して５％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には３％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of the measurement, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the iron loss of the surface processed in the state where the compressive stress is applied is the surface processed under the same conditions. It was found that the iron loss was reduced by 5%, although not applied. Further, it was found that the magnetic flux density was reduced by 3% when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz]. These are summarized in the table of FIG.

（実施例６）
本実施例は、実施例２の試験片１の溝２１の幅を０．１[ｍｍ]から０．０２５[ｍｍ]に変更して、実施例１と同様の測定を行ったものである。 (Example 6)
In this example, the width of the groove 21 of the test piece 1 of Example 2 was changed from 0.1 [mm] to 0.025 [mm], and the same measurement as in Example 1 was performed.

測定の結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して２８％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には５％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of the measurement, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the iron loss of the surface processed in the state where the compressive stress is applied is the surface processed under the same conditions. It was found that it was reduced by 28% with respect to the iron loss even though it was not applied. Further, it was found that the magnetic flux density decreased by 5% when the frequency was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz]. These are summarized in the table of FIG.

（実施例７）
本実施例は、表面加工の内容以外は実施例１と同様なので、表面加工の内容についてのみ説明する。 (Example 7)
Since this example is the same as Example 1 except for the contents of surface processing, only the contents of surface processing will be described.

図６は本実施例の試験片１を示している。図６に示すように、試験片１の長手方向に延びる幅０．１[ｍｍ]、深さ０．０１５[ｍｍ]が、圧延方向と直交する方向に０．５[ｍｍ]のピッチで並ぶ。このような試験片１に実施例１と同様の測定を行った結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して１２％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には４％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 FIG. 6 shows the test piece 1 of this example. As shown in FIG. 6, a width 0.1 [mm] and a depth 0.015 [mm] extending in the longitudinal direction of the test piece 1 are arranged at a pitch of 0.5 [mm] in a direction orthogonal to the rolling direction. . As a result of performing the same measurement as in Example 1 on such a test piece 1, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the compressive stress is applied. It was found that the iron loss of the surface treatment was reduced by 12% with respect to the iron loss of the surface treatment not subjected to the surface treatment. Further, it was found that when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz], the frequency decreased by 4%. These are summarized in the table of FIG.

（実施例８）
本実施例は、表面加工の内容以外は実施例１と同様なので、表面加工の内容についてのみ説明する。 (Example 8)
Since this example is the same as Example 1 except for the contents of surface processing, only the contents of surface processing will be described.

図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本実施例の試験片１について図１（Ａ）、図１（Ｂ）と同様に示している。図７（Ｂ）に示すように、長さ０．４[ｍｍ]、幅０．２[ｍｍ]、深さ０．０１５[ｍｍ]で長さ方向が圧延方向に平行な長穴２２が、圧延方向と平行に０．９[ｍｍ]ピッチで直線上に並び、この長穴２２が並ぶ列２３が圧延方向に直交する向きに０．８[ｍｍ]ピッチで並ぶ。そして、これらの列２３は、隣り合う列２３の長穴２２が圧延方向に直交する同一線上に並ばないように、圧延方向にオフセットして設けられている。 7 (A) and 7 (B) show the test piece 1 of this example in the same manner as FIGS. 1 (A) and 1 (B). As shown in FIG. 7B, a long hole 22 having a length of 0.4 [mm], a width of 0.2 [mm], a depth of 0.015 [mm] and a length direction parallel to the rolling direction, Parallel to the rolling direction, the rows 23 are arranged in a straight line at a pitch of 0.9 [mm], and the long holes 22 are arranged at a pitch of 0.8 [mm] in a direction perpendicular to the rolling direction. And these row | line | columns 23 are offset and provided in the rolling direction so that the long hole 22 of the adjacent row | line | column 23 may not line up on the same line orthogonal to a rolling direction.

このような試験片１に実施例１と同様の測定を行った結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して８％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には３％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of performing the same measurement as in Example 1 on such a test piece 1, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the compressive stress is applied. It was found that the iron loss of the surface treatment was reduced by 8% relative to the iron loss of the surface treatment not performed under the same conditions. Further, it was found that the magnetic flux density was reduced by 3% when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz]. These are summarized in the table of FIG.

（実施例９）
本実施例は、表面加工の内容以外は実施例１と同様なので、表面加工の内容についてのみ説明する。 Example 9
Since this example is the same as Example 1 except for the contents of surface processing, only the contents of surface processing will be described.

図８は、本実施例の試験片１について図１（Ａ）と同様に示している。図８に示すように、本実施例の試験片１は、実施例７の表面加工と実施例２の表面加工を組み合わせたものである。ただし、試験片１の幅方向に延びる溝のピッチは５[ｍｍ]になっている。 FIG. 8 shows the test piece 1 of this example in the same manner as FIG. As shown in FIG. 8, the test piece 1 of this example is a combination of the surface processing of Example 7 and the surface processing of Example 2. However, the pitch of the grooves extending in the width direction of the test piece 1 is 5 [mm].

このような試験片１に実施例１と同様の測定を行った結果、磁束密度０．５[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には、圧縮応力が作用している状態での表面加工を施したものの鉄損は、同条件で表面加工を施していないものの鉄損に対して１８％減少していることがわかった。また、磁束密度１．０[Ｔ]で周波数１．０[ｋＨｚ]の場合には６％減少していることがわかった。これらを図４の表にまとめる。 As a result of performing the same measurement as in Example 1 on such a test piece 1, when the magnetic flux density is 0.5 [T] and the frequency is 1.0 [kHz], the compressive stress is applied. It was found that the iron loss of the surface treatment was 18% less than the iron loss of the surface treatment that was not performed under the same conditions. Further, it was found that when the magnetic flux density was 1.0 [T] and the frequency was 1.0 [kHz], the frequency decreased by 6%. These are summarized in the table of FIG.

上述した各実施例の結果に基づけば、無方向性電磁鋼板に、連続的または不連続的のいかんを問わず実質的に線状とみなせる溝３、２１を設ける表面加工を施すと、当該表面加工を施さない場合に比べて、圧縮応力が作用する環境下で使用する際の鉄損を低減できることがわかる。 Based on the results of the above-described embodiments, when the surface treatment is performed on the non-oriented electrical steel sheet to provide the grooves 3 and 21 that can be regarded as substantially linear regardless of whether they are continuous or discontinuous, the surface It can be seen that iron loss when used in an environment where compressive stress acts can be reduced as compared with the case where no processing is performed.

鉄損を低減できる詳細なメカニズムについては不明であるが、次のような推測が可能である。すなわち、無方向性電磁鋼板の表層に溝を設けることで、溝の近傍には応力が緩和された領域が形成され、この領域は他の領域と比較して圧縮応力による拘束力が小さくなる。したがって、この領域ではたとえ体積増加を伴う方向であっても容易に磁化反転が可能になる。そして、磁化反転した領域が多数形成されることで、異なる磁化方向を有する磁区の境界部である磁壁の磁化過程における移動距離が相対的に短くなり、つまり磁区構造が微細化されて磁化が容易になる。その結果、磁化に要するエネルギが低減して、磁気ヒステリシス損失が低減したと考えられる。 Although the detailed mechanism that can reduce the iron loss is unknown, the following estimation is possible. That is, by providing a groove in the surface layer of the non-oriented electrical steel sheet, a region in which stress is relaxed is formed in the vicinity of the groove, and the restraining force due to compressive stress is smaller in this region than in other regions. Accordingly, in this region, magnetization reversal can be easily performed even in a direction accompanied by an increase in volume. In addition, by forming a large number of magnetization-reversed regions, the moving distance in the magnetization process of the domain wall, which is the boundary between magnetic domains having different magnetization directions, becomes relatively short, that is, the magnetic domain structure is miniaturized and magnetization is easy. become. As a result, it is considered that energy required for magnetization is reduced and magnetic hysteresis loss is reduced.

また、溝の長手方向が圧縮応力の作用方向に対して直交する成分を有する場合に、その効果があることは予想されたが、溝の長手方向が圧縮応力の作用方向に平行な場合には鉄損低減の効果は少ないものと予想された。 In addition, when the longitudinal direction of the groove has a component orthogonal to the direction of action of the compressive stress, it was expected to have an effect, but when the longitudinal direction of the groove is parallel to the direction of action of the compressive stress, The effect of reducing iron loss was expected to be small.

しかし、測定の結果、溝の長手方向が圧縮応力の作用方向に平行な場合も、直交する成分を有する場合に準じた効果が得られた。この理由については、以下のように考えられる。 However, as a result of the measurement, even when the longitudinal direction of the groove is parallel to the direction of action of the compressive stress, an effect equivalent to the case of having orthogonal components was obtained. The reason for this is considered as follows.

材料の磁化方向を結晶粒のオーダーで観察した場合には、特に磁化過程の初期には、外部磁場の方向と平行に磁化するのではなく、外部磁場の方向に近くて磁化し易い結晶方位に磁化することが知られている。無方向性電磁鋼板の結晶方位は、ほぼランダムといえる。したがって、応力に対して直交する成分を有しない溝、つまり圧縮応力の作用方向と平行な溝の場合でも、応力方向と結晶粒の磁化容易方向が全く一致した結晶粒を除いた、溝近傍に存在する大多数の結晶粒にとっては、溝方向への初期の磁化が容易になる。そのため、磁化に要するエネルギが低減して鉄損が低減した。 When the magnetization direction of the material is observed in the order of crystal grains, especially in the initial stage of the magnetization process, it is not magnetized parallel to the direction of the external magnetic field, but in a crystal orientation that is easy to magnetize close to the direction of the external magnetic field. It is known to magnetize. It can be said that the crystal orientation of the non-oriented electrical steel sheet is almost random. Therefore, even in the case of a groove that does not have a component orthogonal to the stress, that is, a groove parallel to the direction in which the compressive stress is applied, in the vicinity of the groove, excluding crystal grains in which the stress direction and the easy magnetization direction of the crystal grains are exactly the same For the majority of crystal grains present, initial magnetization in the groove direction is facilitated. Therefore, the energy required for magnetization is reduced and the iron loss is reduced.

次に、上述した表面加工を施した無方向性電磁鋼板を電気機器の鉄心材料として用いる場合について説明する。 Next, the case where the non-oriented electrical steel sheet subjected to the above-described surface processing is used as an iron core material for electrical equipment will be described.

図３に示すように、上述した表面加工を施すことによって圧縮応力下では表面加工を施さないものより鉄損を低減できるが、圧縮応力が作用しない領域では却って鉄損が増大してしまう。そこで、電気機器の鉄心材料として用いる場合には、圧縮応力が作用する部位にのみ上述した表面加工を施す。 As shown in FIG. 3, by performing the above-described surface processing, the iron loss can be reduced under the compressive stress as compared with the case where the surface processing is not performed, but the iron loss is increased in a region where the compressive stress does not act. Therefore, when used as an iron core material for electrical equipment, the above-described surface processing is performed only on a portion where compressive stress acts.

なお、圧縮応力が作用する領域とは、鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力、例えば３[ＭＰａ]以上の圧縮応力が作用する領域、つまり実質的に圧縮応力が作用している領域のことをいう。一方、圧縮応力が作用しない領域とは、鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力が作用していない領域、つまり実質的に圧縮応力が作用していない領域のことをいう。 The region where compressive stress acts is a region where compressive stress that affects the iron loss characteristics, for example, a region where compressive stress of 3 [MPa] or more acts, that is, a region where compressive stress substantially acts. That means. On the other hand, the region where the compressive stress does not act refers to a region where the compressive stress that affects the iron loss characteristics does not act, that is, a region where the compressive stress does not substantially act.

無方向性電磁鋼板は、一般的に数枚から数十枚を積み重ねた積層体に加工して使用される。このとき、上下の無方向性電磁鋼板同士に電気的な短絡が生じると、電磁誘導が起きることによって、設計時に想定した電流値より大きい渦電流が発生し、鉄損が増大する。 Non-oriented electrical steel sheets are generally used after being processed into a laminate in which several to several tens of sheets are stacked. At this time, when an electrical short circuit occurs between the upper and lower non-oriented electrical steel sheets, electromagnetic induction occurs, so that an eddy current larger than the current value assumed at the time of design occurs, and the iron loss increases.

そこで、一般的には、このような電気的な短絡を防止するために、電磁鋼板の表面には塗装等により絶縁層１９が形成されている。 Therefore, in general, in order to prevent such an electrical short circuit, an insulating layer 19 is formed on the surface of the electromagnetic steel sheet by painting or the like.

しかしながら、上述したような表面加工を施すと絶縁層が破壊されるので、このような場合でも短絡が生じない積層体に組み上げる必要がある。 However, since the insulating layer is destroyed when the surface processing as described above is performed, it is necessary to assemble the laminate so that a short circuit does not occur even in such a case.

具体的には、表面加工の加工痕同士が重ならないように配置する。また、加工痕を有する面と表面加工を施さない面とを対向させれば、容易に絶縁性を維持することができる。 Specifically, it arrange | positions so that the processing traces of surface processing may not overlap. Further, if the surface having the processing trace and the surface not subjected to the surface processing are opposed to each other, the insulating property can be easily maintained.

以上のように、本実施形態では次のような効果が得られる。 As described above, the following effects are obtained in this embodiment.

（１）圧縮応力が作用する環境で使用する無方向性電磁鋼板の、少なくとも鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力が作用する領域の少なくとも一方の面に、少なくとも一本の線状の溝２１または実質的に線状とみなし得る溝３を設ける。これにより、鉄損特性のうち応力による変形の影響を大きく受けるヒステリシス損失が低減する。また、圧縮応力が作用しない状態では加工を施すことで鉄損が増大するが、本発明で溝を設けるのは鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力が作用する領域なので、溝を設けることによって鉄損が増大することがない。その結果として、圧縮応力が作用する環境において、溝３、２１を設けない場合に比べて鉄損を低減することができる。 (1) At least one linear groove on at least one surface of a non-oriented electrical steel sheet used in an environment where compressive stress acts, at least in a region where compressive stress acts to an extent that affects iron loss characteristics. 21 or a groove 3 which can be regarded as being substantially linear is provided. Thereby, the hysteresis loss which receives the influence of the deformation | transformation by stress among iron loss characteristics reduces. In addition, iron loss increases by processing in the state where compressive stress does not act. However, the groove is provided in the present invention because it is a region where compressive stress that affects the iron loss characteristics acts. As a result, iron loss does not increase. As a result, the iron loss can be reduced compared with the case where the grooves 3 and 21 are not provided in an environment where compressive stress acts.

（２）上述した無方向性電磁鋼板を積層した積層体において、無方向性電磁鋼板は表面に絶縁層を有し、溝３、２１は絶縁層を貫通してかつ板厚内に収まる深さを有し、隣接する無方向電磁鋼板は、溝３、２１同士が互いに重ならないように積層される。これにより、無方向性電磁鋼板同士の電気的な短絡を防止できる。 (2) In the laminated body in which the non-oriented electrical steel sheets described above are laminated, the non-oriented electrical steel sheet has an insulating layer on the surface, and the grooves 3 and 21 have a depth that penetrates the insulating layer and falls within the plate thickness. The adjacent non-oriented electrical steel sheets are laminated so that the grooves 3 and 21 do not overlap each other. Thereby, the electrical short circuit between non-oriented electrical steel sheets can be prevented.

（３）上述した無方向性電磁鋼板を積層した積層体において、無方向性電磁鋼板は表面に絶縁層を有し、溝３、２１は無方向性電磁鋼板の一方の面に設けられ、絶縁層を貫通してかつ無方向性電磁鋼板の板厚内に収まる深さを有する。そして、隣接する無方向電磁鋼板の合わせ面の少なくとも一つは、無方向性電磁鋼板の溝３、２１を設けた面と設けていない面とが対向している。これにより、無方向性電磁鋼板同士の電気的な短絡を防止できる。 (3) In the laminate in which the non-oriented electrical steel sheets described above are laminated, the non-oriented electrical steel sheet has an insulating layer on the surface, and the grooves 3 and 21 are provided on one surface of the non-oriented electrical steel sheet, and are insulated. It has a depth that penetrates the layers and falls within the thickness of the non-oriented electrical steel sheet. And at least one of the mating surfaces of the adjacent non-oriented electrical steel sheets faces the surface provided with the grooves 3 and 21 of the non-oriented electrical steel sheet and the surface not provided. Thereby, the electrical short circuit between non-oriented electrical steel sheets can be prevented.

（４）上述した無方向性電磁鋼板を積層した積層体において、無方向性電磁鋼板は表面に絶縁層を有し、溝３、２１は無方向性電磁鋼板の一方の面に設けられ、絶縁層を貫通してかつ無方向性電磁鋼板の板厚内に収まる深さを有する。そして、隣接する無方向性電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板の溝３、２１を設けた面と設けていない面とを対向させて積層される。これにより、無方向性電磁鋼板同士の電気的な短絡を防止できる。 (4) In the laminate in which the non-oriented electrical steel sheets described above are laminated, the non-oriented electrical steel sheet has an insulating layer on the surface, and the grooves 3 and 21 are provided on one surface of the non-oriented electrical steel sheet, and are insulated. It has a depth that penetrates the layers and falls within the thickness of the non-oriented electrical steel sheet. And the adjacent non-oriented electrical steel sheet is laminated so that the surface provided with the grooves 3 and 21 of the non-oriented electrical steel sheet and the surface not provided are opposed to each other. Thereby, the electrical short circuit between non-oriented electrical steel sheets can be prevented.

（５）溝３、２１は最大磁束方向と直交するので、無方向性電磁鋼板が磁歪により磁束の流れる方向に伸びる際の圧縮応力を緩和でき、結果的に鉄損の増大を防止できる。 (5) Since the grooves 3 and 21 are orthogonal to the maximum magnetic flux direction, it is possible to relieve the compressive stress when the non-oriented electrical steel sheet extends in the direction in which the magnetic flux flows due to magnetostriction, and as a result, it is possible to prevent an increase in iron loss.

なお、上記説明では表面処理として溝加工を用いたが、強度を確保できる場合には電磁鋼板を貫通するスリット加工としても構わない。
［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。 In the above description, grooving is used as the surface treatment. However, when strength can be ensured, slitting that penetrates the electromagnetic steel sheet may be used.
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described.

本実施形態は、上述した無方向性電磁鋼板を電動モータのステータコアとして使用するものである。 In this embodiment, the non-oriented electrical steel sheet described above is used as a stator core of an electric motor.

図９は、電動モータ３０の、回転軸に直交する断面の一部を示している。電動モータ３０は、円環状のアウターヨーク部３２及びアウターヨーク部３２から内周側に突出する複数のティース部３３を有するステータコア３４と、ステータコア３４の内部に同軸に配置されたロータ３６と、ステータコア３４の外周側に配置されたバックヨーク３１とからなる。隣り合うティース部３３の間にはスロット３５が形成され、ここに、ティース部３３に巻き回されたコイルが格納される。なお、バックヨーク３１を用いずに、アウターヨークをバックヨーク部まで外側に拡大し、直接ステータコア３４をハウジングに焼き嵌めする構造のモータもあるが、焼き嵌めステータコアに圧縮応力がかかる構造であれば、以下の説明と同様の効果が得られる。 FIG. 9 shows a part of a cross section of the electric motor 30 orthogonal to the rotation axis. The electric motor 30 includes an annular outer yoke portion 32 and a stator core 34 having a plurality of teeth portions 33 projecting from the outer yoke portion 32 to the inner peripheral side, a rotor 36 disposed coaxially within the stator core 34, and a stator core 34, and a back yoke 31 disposed on the outer peripheral side of 34. A slot 35 is formed between adjacent tooth portions 33, and a coil wound around the tooth portion 33 is stored therein. Although there is a motor having a structure in which the outer yoke is expanded to the back yoke portion without using the back yoke 31 and the stator core 34 is directly shrink-fitted to the housing, any motor that compresses the shrink-fitted stator core can be used. The same effect as described below can be obtained.

この電動モータ３０において、ステータコア３４とバックヨーク３１は、バックヨーク３１を加熱により膨張させた状態でステータコア３４を嵌めこむ、いわゆる焼き嵌め、またはステータコア３４を冷却により収縮させた状態でバックヨーク３１に嵌めこむ、いわゆる冷やし嵌めにより固定されるのが一般的である。 In this electric motor 30, the stator core 34 and the back yoke 31 are fitted to the back yoke 31 in a state where the stator core 34 is fitted in a state where the back yoke 31 is expanded by heating, or in a state where the stator core 34 is contracted by cooling. It is generally fixed by so-called cold fitting.

焼き嵌め等により固定する場合、室温ではステータコア３４およびバックヨーク３１に応力が発生する。この応力が小さいほど固定力も小さくなるので、十分な固定力を得るために、一般的には数十[ＭＰａ]の応力が発生するように設計される。 When fixing by shrink fitting or the like, stress is generated in the stator core 34 and the back yoke 31 at room temperature. The smaller the stress is, the smaller the fixing force is. Therefore, in order to obtain a sufficient fixing force, it is generally designed to generate a stress of several tens [MPa].

ところで、一般的な電磁鋼板の剛性率と磁歪に基づけば、３[ＭＰａ]以下の応力による弾性変形では鉄損特性に悪影響をほぼ与えないと思われる。そして、ステータコア３４に発生する応力は、アウターヨーク部３２のほぼ全域と、ティース部３３の一部に分布する。 By the way, based on the rigidity and magnetostriction of a general electrical steel sheet, it seems that elastic deformation caused by stress of 3 [MPa] or less has almost no adverse effect on iron loss characteristics. The stress generated in the stator core 34 is distributed over almost the entire area of the outer yoke portion 32 and a part of the tooth portion 33.

すなわち、ステータコア３４用の材料として用いる無方向性電磁鋼板の全領域に上述した表面加工を施すと、圧縮応力が３[ＭＰａ]以上となる領域では、表面加工を施していない場合に比べて鉄損を低減できるが、それ以外の領域では表面加工により却って鉄損が増大してしまう。 That is, when the above-described surface processing is performed on the entire region of the non-oriented electrical steel sheet used as the material for the stator core 34, the region in which the compressive stress is 3 [MPa] or more is iron compared to the case where the surface processing is not performed. The loss can be reduced, but in other regions, the iron loss increases by surface processing.

そこで、鉄損特性に悪影響を与えるような大きさの圧縮応力が発生する領域に表面加工を施し、それ以外の領域には表面加工を施さないようにする。以下、このような表面加工の形態について、実施例に沿って説明する。 Therefore, surface processing is performed on a region where a compressive stress having a magnitude that adversely affects iron loss characteristics is generated, and surface processing is not performed on other regions. Hereinafter, the form of such surface processing is demonstrated along an Example.

（実施例１）
図１０は、ステータコア３４の一部を拡大した図であり、図中の実線は表面加工で設けた溝４０の一例を示しており、破線はステータコア３４内の最大磁束方向４１の一例を示している。 Example 1
FIG. 10 is an enlarged view of a part of the stator core 34. A solid line in the drawing shows an example of the groove 40 provided by surface processing, and a broken line shows an example of the maximum magnetic flux direction 41 in the stator core 34. Yes.

最大磁束方向４１は電磁界シミュレーションにより解析可能であり、具体的には、図１０に示すようにスロット３５の周囲を囲むような層状の形態となる。 The maximum magnetic flux direction 41 can be analyzed by electromagnetic field simulation. Specifically, as shown in FIG. 10, it has a layered form surrounding the slot 35.

そして、ステータコア３４のアウターヨーク部３２に、アウターヨーク部３２の外周方向に凸で、かつ最大磁束方向４１に直交する溝４０を複数設ける。各溝４０を層状の最大磁束方向４１に直交するようにすると、図１０に示すように、アウターヨーク部３２の外周方向に凸な溝４０が、ティース部３３の基端付近を中心として層状に拡がることになる。 The outer yoke portion 32 of the stator core 34 is provided with a plurality of grooves 40 that are convex in the outer circumferential direction of the outer yoke portion 32 and that are orthogonal to the maximum magnetic flux direction 41. When each groove 40 is orthogonal to the laminar maximum magnetic flux direction 41, as shown in FIG. 10, the groove 40 protruding in the outer peripheral direction of the outer yoke portion 32 is layered with the vicinity of the proximal end of the tooth portion 33 as the center. Will spread.

ところで、ステータコア３４を通る最大磁束（磁束飽和を生じる磁束）は電動モータの出力と回転数に応じて変化する。しかし、上述したように結晶方位の無秩序性に起因して、磁束方向に必ずしも直交しなくとも、鉄損低減効果は得られる。そこで、実際に使用する電動モータの、通常使用する範囲で最も使用頻度の高い領域で最大磁束方向４１を決定してよい。 By the way, the maximum magnetic flux (magnetic flux causing magnetic flux saturation) passing through the stator core 34 changes in accordance with the output and the rotational speed of the electric motor. However, as described above, due to the disorder of crystal orientation, the iron loss reduction effect can be obtained even if it is not necessarily orthogonal to the magnetic flux direction. Therefore, the maximum magnetic flux direction 41 may be determined in an area where the electric motor that is actually used has the highest frequency of use in the normal use range.

アウターヨーク部３２のうちティース部３３がない領域、つまりスロット３５の外周部は、ティース部３３に比べて相対的に圧縮応力が大きくなるので、図１０に示すようにこの領域に溝４０を設けることで、効果的に鉄損を低減することができる。 Since the compressive stress is relatively larger in the region of the outer yoke portion 32 where the tooth portion 33 is not present, that is, in the outer peripheral portion of the slot 35 than in the tooth portion 33, a groove 40 is provided in this region as shown in FIG. Thus, the iron loss can be effectively reduced.

なお、図１１に示すように、一のティース部３３基端付近から層状に拡がる溝４０と、その隣のティース部３３基端付近から層状に拡がる溝４０とが重なりあう状態であっても構わない。また、図１２に示すように、最大磁束方向４１に重なる溝４０をさらに追加してもよい。 As shown in FIG. 11, the groove 40 expanding in a layer shape from the vicinity of the base end of one tooth portion 33 and the groove 40 expanding in a layer shape from the vicinity of the adjacent base portion of the tooth portion 33 may overlap each other. Absent. Further, as shown in FIG. 12, a groove 40 overlapping the maximum magnetic flux direction 41 may be further added.

（実施例２）
図１３は、図１０と同様にステータコア３４の一部を拡大した図であり、図中の実線が表面加工で設けた溝４０の別の例を示している。 (Example 2)
FIG. 13 is an enlarged view of a part of the stator core 34 as in FIG. 10, and a solid line in the drawing shows another example of the groove 40 provided by surface processing.

本実施例は、アウターヨーク部３２の径方向に延びる溝４０を表面加工により複数設ける。 In this embodiment, a plurality of grooves 40 extending in the radial direction of the outer yoke portion 32 are provided by surface processing.

磁束の方向は、アウターヨーク部３２の、隣り合うティース部３３に挟まれた領域ではほぼ周方向に向くことがわかっている。そして、溝４０が磁束方向に対して厳密に直交していなくても、上述した溝４０を設ける表面加工による鉄損低減効果は得られることもわかっている。 It is known that the direction of the magnetic flux is substantially in the circumferential direction in the region of the outer yoke portion 32 sandwiched between the adjacent tooth portions 33. And even if the groove | channel 40 is not strictly orthogonal with respect to the magnetic flux direction, it turns out that the iron loss reduction effect by the surface processing which provides the groove | channel 40 mentioned above is acquired.

そこで、図１３に示すように溝４０を設ければ、溝４０と最大磁束方向４１はほぼ直交することとなって、鉄損低減効果が得られる。さらに、複雑な磁場解析をすることなく、鉄損低減効果のある溝４０を設けることができるという効果もある。 Therefore, if the groove 40 is provided as shown in FIG. 13, the groove 40 and the maximum magnetic flux direction 41 are substantially orthogonal to each other, and an iron loss reduction effect is obtained. Further, there is an effect that the groove 40 having an iron loss reduction effect can be provided without performing a complicated magnetic field analysis.

（実施例３）
図１４は、図１０と同様にステータコア３４の一部を拡大した図であり、図中の実線が表面加工で設けた溝４０のさらに別の例を示している。 (Example 3)
FIG. 14 is an enlarged view of a part of the stator core 34 as in FIG. 10, and a solid line in the drawing shows still another example of the groove 40 provided by surface processing.

本実施例は、ティース部３３とアウターヨーク部３２の境界領域に、アウターヨーク部３２の周方向に沿って延びる、湾曲した溝４０を表面加工により複数設ける。 In the present embodiment, a plurality of curved grooves 40 extending along the circumferential direction of the outer yoke portion 32 are provided in the boundary region between the tooth portion 33 and the outer yoke portion 32 by surface processing.

ティース部３３では、磁束の方向はアウターヨーク部３２の径方向にほぼ一致することがわかっている。アウターヨーク部３２では、アウターヨーク部３２の外周側にいくほど最大磁束方向４１の間隔が拡がることもわかっている。 In the tooth portion 33, it is known that the direction of the magnetic flux substantially coincides with the radial direction of the outer yoke portion 32. In the outer yoke portion 32, it is also known that the distance in the maximum magnetic flux direction 41 increases toward the outer peripheral side of the outer yoke portion 32.

ところで、ティース部３３においては焼き嵌め等による圧縮応力はほとんど発生せず、ティース部３３とアウターヨーク部３２の境界領域に応力集中する。 By the way, in the teeth part 33, the compressive stress by shrink fitting etc. hardly generate | occur | produces, and stress concentrates on the boundary area | region of the teeth part 33 and the outer yoke part 32. FIG.

そこで、図１４に示すような溝４０を設ければ、応力集中する領域に溝４０を設ける事になり、さらに、特に複雑な磁場解析をせずとも溝４０は磁束方向にほぼ直交することになるので、確実に鉄損低減効果が得られる。 Therefore, if the groove 40 as shown in FIG. 14 is provided, the groove 40 is provided in a region where stress is concentrated, and the groove 40 is substantially orthogonal to the direction of the magnetic flux without performing a complicated magnetic field analysis. Therefore, the iron loss reduction effect can be obtained with certainty.

なお、溝４０が周方向に沿って湾曲せず、径方向に直交する直線状であってもよい。溝４０を設けるための表面加工が簡便になるという利点や、工具寿命が長くなるという利点がある。 In addition, the groove | channel 40 may be linear form orthogonal to a radial direction, without curving along the circumferential direction. There are advantages that the surface processing for providing the groove 40 is simple and that the tool life is extended.

上述したような表面加工を施した無方向性電磁鋼板の積層体を、バックヨーク３１に焼き嵌めや冷やし嵌めで固定して電動モータ３０のステータコア３４とすると、表面加工を施さない無方向性電磁鋼板を用いる場合と比べて鉄損を低減できる。 If the laminated body of non-oriented electrical steel sheets subjected to surface processing as described above is fixed to the back yoke 31 by shrink fitting or cold fitting to form the stator core 34 of the electric motor 30, the non-directional electromagnetic electromagnetic without surface processing. Iron loss can be reduced compared to the case of using a steel plate.

また、溝４０の軸線方向は、磁束が流れる方向に伸びるという磁化した電磁鋼板の特性を考慮して、最大磁束方向４１に直交する方向にすることが望ましい。特に、最大磁束の方向に圧縮応力が作用する領域では、磁化に伴う伸びが阻害されることで著しく鉄損が増大するので、この領域に溝４０を設けると鉄損低減に有効である。 The axial direction of the groove 40 is preferably a direction orthogonal to the maximum magnetic flux direction 41 in consideration of the characteristics of the magnetized electrical steel sheet that extends in the direction in which the magnetic flux flows. In particular, in a region where a compressive stress is applied in the direction of the maximum magnetic flux, the iron loss is remarkably increased by inhibiting the elongation caused by magnetization. Therefore, providing the groove 40 in this region is effective for reducing the iron loss.

ところで、圧縮応力発生の原因としては、上記の焼き嵌めや冷やし嵌めの影響が主であるが、他にも銅線コイルの影響がある。銅線の巻き方によって応力が発生する部位が異なり、集中巻の場合はティース部３３に、分布巻の場合にはアウターヨーク部３２に圧縮応力が作用するので、これらの部位に溝４０を設けると、銅線コイルの巻線によって発生した応力による鉄損の増大を効果的に抑制することができる。 By the way, the cause of the generation of compressive stress is mainly the influence of the shrink fitting or the cold fitting described above, but there is also the influence of the copper wire coil. The portion where stress is generated differs depending on the winding method of the copper wire, and compressive stress acts on the teeth portion 33 in the case of concentrated winding and on the outer yoke portion 32 in the case of distributed winding. And the increase in the iron loss by the stress generated by the winding of the copper wire coil can be effectively suppressed.

以上により本実施形態では、次の効果が得られる。 As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.

（６）第１実施形態で説明した無方向性電磁鋼板の積層体からなる電動モータ３０のステータコア３４なので、焼き嵌め等で圧縮応力が発生している環境で使用する場合の鉄損の増大を防止できる。 (6) Since it is the stator core 34 of the electric motor 30 which consists of a laminated body of the non-oriented electrical steel sheet demonstrated in 1st Embodiment, when using it in the environment where the compression stress has generate | occur | produced by shrink fitting etc., the increase in iron loss will be carried out. Can be prevented.

（７）ステータコア３４は、バックヨーク３１に焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定され、さらに、最大磁束方向と直交する溝４０を有するので、無方向性電磁鋼板が磁歪により磁束の流れる方向に伸びる際の圧縮応力を緩和でき、結果的に鉄損の増大を防止できる。 (7) The stator core 34 is fixed to the back yoke 31 by shrink fitting or cold fitting, and further has a groove 40 orthogonal to the maximum magnetic flux direction. Therefore, when the non-oriented electrical steel sheet extends in the magnetic flux flowing direction due to magnetostriction. Compressive stress can be relieved, and as a result, increase in iron loss can be prevented.

（８）ステータコア３４は、バックヨーク３１に焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定され、さらに、アウターヨーク部３２のスロット３５に面する領域に、アウターヨーク部３２の径方向に延びる溝４０を有する。磁化の方向はスロット３５の外周部ではほぼ周方向に向くので、このような溝４０を設けることで、複雑な磁場解析をなさずとも鉄損低減効果が得られる。 (8) The stator core 34 is fixed to the back yoke 31 by shrink fitting or cold fitting, and further has a groove 40 extending in the radial direction of the outer yoke portion 32 in a region facing the slot 35 of the outer yoke portion 32. Since the direction of magnetization is substantially in the circumferential direction at the outer peripheral portion of the slot 35, by providing such a groove 40, an effect of reducing iron loss can be obtained without performing a complicated magnetic field analysis.

（９）ステータコア３４は、バックヨーク３１に焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定され、さらに、ティース部３３とアウターヨーク部３２の境界領域近傍に、ティース部３３の突出方向に直交する溝４０を有する。ティース部３３では磁束方向はほぼ径方向を向き、また、焼き嵌め等による応力は、ティース部３３とアウターヨーク部３２の境界近傍に集中する。したがって、このような溝４０を設けることで、複雑な磁場解析をなさずとも鉄損低減効果が得られる。 (9) The stator core 34 is fixed to the back yoke 31 by shrink fitting or cold fitting, and further has a groove 40 in the vicinity of the boundary region between the tooth portion 33 and the outer yoke portion 32 that is orthogonal to the protruding direction of the tooth portion 33. In the tooth portion 33, the magnetic flux direction is substantially in the radial direction, and stress due to shrink fitting or the like is concentrated near the boundary between the tooth portion 33 and the outer yoke portion 32. Therefore, by providing such a groove 40, an iron loss reduction effect can be obtained without performing a complicated magnetic field analysis.

（１０）ステータコア３４は、バックヨーク３１に焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定され、さらに、ティース部３３とアウターヨーク部３２の境界領域近傍に、アウターヨーク部３２の周方向に延び、アウターヨーク部３２の外周側に凸な溝４０を有する。これにより、複雑な磁場解析をなさずとも、磁化方向とほぼ直交する溝４０を容易に設けて鉄損を低減できる。 (10) The stator core 34 is fixed to the back yoke 31 by shrink fitting or cold fitting, and further extends in the circumferential direction of the outer yoke portion 32 in the vicinity of the boundary region between the tooth portion 33 and the outer yoke portion 32, and the outer yoke portion 32. Convex groove 40 is provided on the outer peripheral side of the. This makes it possible to easily provide the groove 40 substantially orthogonal to the magnetization direction and reduce iron loss without performing complicated magnetic field analysis.

（１１）ステータコア３４は、バックヨーク３１に焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定され、さらに、ティース部３３には銅線が集中巻の場合にはティース部３３に、分布巻の場合にはアウターヨーク部３２に溝４０を設ける。これにより、銅線コイルに起因する応力による鉄損増大も防止できる。 (11) The stator core 34 is fixed to the back yoke 31 by shrink fitting or cold fitting. Further, the teeth 33 are formed in the teeth 33 when the copper wire is concentrated winding, and the outer yoke is formed in the distributed winding. 32 is provided with a groove 40. Thereby, an increase in iron loss due to stress caused by the copper wire coil can also be prevented.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

１試験片
２長穴
３列
１０継鉄型鉄損評価装置
１１ステージ
１２励磁コイル
１３継鉄
１４座屈防止版
１５固定クランプ
１６可動クランプ
１７ロードセル
１８空気圧シリンダ
２１溝
２２長穴
２３列
３０電動モータ
３１バックヨーク
３２アウターヨーク部
３３ティース部
３４ステータコア
３５スロット
３６ロータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test piece 2 Elongate hole 3 row | line | column 10 Relay type iron loss evaluation apparatus 11 Stage 12 Excitation coil 13 Relay 14 Buckling prevention plate 15 Fixed clamp 16 Movable clamp 17 Load cell 18 Pneumatic cylinder 21 Groove 22 Long hole 23 row 30 Electric motor 31 Back yoke 32 Outer yoke portion 33 Teeth portion 34 Stator core 35 Slot 36 Rotor

Claims

圧縮応力が作用する環境で使用する無方向性電磁鋼板を積層した積層体からなり、
環状をなすアウターヨーク部と、
前記アウターヨーク部から内周方向へ突出するティース部と、
隣り合うティース部と前記アウターヨーク部の内周とで形成されるスロット部と、を有し、
前記アウターヨーク部の外周側に配置されるバックヨークまたは、ハウジングケースに焼き嵌めまたは冷やし嵌めにより固定される電動モータのステータコアにおいて、
前記無方向性電磁鋼板は、表面に絶縁層を有し、前記アウターヨーク部の前記スロット部に面する領域の少なくとも一方の面に、前記アウターヨーク部の径方向に延びて磁束方向と直交する少なくとも一本の線状または実質的に線状とみなし得る溝を有し、
前記溝は前記絶縁層を貫通しかつ前記無方向性電磁鋼板の板厚内に収まる深さを有し、
隣接する前記無方向電磁鋼板は、前記溝同士が互いに重ならないように積層されることを特徴とする電動モータのステータコア。 It consists of a laminate of non-oriented electrical steel sheets used in an environment where compressive stress acts,
An annular outer yoke portion;
A teeth portion protruding in an inner circumferential direction from the outer yoke portion;
A slot portion formed by an adjacent teeth portion and an inner periphery of the outer yoke portion,
In the stator core of the electric motor fixed to the back yoke arranged on the outer peripheral side of the outer yoke part or the housing case by shrink fitting or cold fitting,
The non-oriented electrical steel sheet has an insulating layer on a surface thereof, and extends in a radial direction of the outer yoke portion on at least one surface of a region facing the slot portion of the outer yoke portion and is orthogonal to a magnetic flux direction. Having at least one groove that can be considered linear or substantially linear;
The groove has a depth that penetrates the insulating layer and fits within the thickness of the non-oriented electrical steel sheet,
The non-oriented electrical steel sheets adjacent to each other are stacked such that the grooves do not overlap each other.

請求項１に記載の電動モータのステータコアにおいて、
前記溝は前記無方向性電磁鋼板の一方の面に設けられ、
隣接する前記無方向電磁鋼板は、前記無方向性電磁鋼板の前記溝を設けた面と設けていない面とを対向させて積層されることを特徴とする電動モータのステータコア。 In the stator core of the electric motor according to claim 1,
The groove is provided on one surface of the non-oriented electrical steel sheet,
The non-oriented electrical steel sheets adjacent to each other are laminated with the surface of the non-oriented electrical steel sheets provided with the groove and the surface not provided facing each other.

請求項１または２に記載の電動モータのステータコアにおいて、
前記ティース部には銅線が分布巻にて巻き回されることを特徴とする電動モータのステータコア。 In the stator core of the electric motor according to claim 1 or 2,
A stator core of an electric motor, wherein a copper wire is wound around the teeth portion by distributed winding.