JP7488443B2 - 積層コアおよび回転電機 - Google Patents
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Description
(B50L+B50C)/2>(B50D1+B50D2)/2 ・・・(A)
(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(B)
まず、後述する実施形態の積層コアに使用する電磁鋼板について説明する。
後述する実施形態では、磁気特性が相互に異なる第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板を使用する。ここで、圧延方向(から0°傾いた方向)のB50をB50L(T)とする(Tは磁束密度の単位)。圧延方向から90°傾いた方向のB50をB50C(T)とする。圧延方向から45°傾いた方向のB50をB50D1とする。圧延方向から135°傾いた方向のB50をB50D2(T)とする。尚、B50は、磁界強度が5000A/mであるときの磁束密度である。また、B50は、例えば、JIS C 2556:2015や、JIS C 2550-1:2011に記載されている方法で測定することができる。また、(T)は、磁束密度の単位(テスラ)を指す。
(B50L+B50C)/2>(B50D1+B50D2)/2 ・・・(6a)
(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(7a)
まず、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板およびその製造方法で用いられる鋼材の化学組成について説明する。以下の説明において、無方向性電磁鋼板または鋼材に含まれる各元素の含有量の単位である「%」は、特に断りがない限り「質量%」を意味する。第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板および鋼材は、フェライト-オーステナイト変態(以下、α-γ変態)が生じ得る化学組成であって、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、Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu、Auからなる群から選ばれる1種以上:総計で2.50%~5.00%、Sn:0.000%~0.400%、Sb:0.000%~0.400%、P:0.000%~0.400%、およびMg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn、およびCdからなる群から選ばれる1種以上:総計で0.0000%~0.0100%を含有し、残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有する。更に、Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu、Au、Siおよびsol.Alの含有量が後述する所定の条件を満たす。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、が例示される。
Cは、鉄損を高めたり、磁気時効を引き起こしたりする。従って、C含有量は低ければ低いほどよい。このような現象は、C含有量が0.0100%超で顕著である。このため、C含有量は0.0100%以下とする。C含有量の低減は、板面内の全方向における磁気特性の均一な向上にも寄与する。尚、C含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱炭処理のコストを踏まえ、0.0005%以上とすることが好ましい。
Siは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減したり、降伏比を増大させて、鉄心への打ち抜き加工性を向上したりする。Si含有量が1.50%未満では、これらの作用効果を十分に得られない。従って、Si含有量は1.50%以上とする。一方、Si含有量が4.00%超では、磁束密度が低下したり、硬度の過度な上昇により打ち抜き加工性が低下したり、冷間圧延が困難になったりする。従って、Si含有量は4.00%以下とする。
sol.Alは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減する。sol.Alは、飽和磁束密度に対する磁束密度B50の相対的な大きさの向上にも寄与する。ここで、磁束密度B50とは、5000A/mの磁場における磁束密度である。sol.Al含有量が0.0001%未満では、これらの作用効果を十分に得られない。また、Alには製鋼での脱硫促進効果もある。従って、sol.Al含有量は0.0001%以上とする。一方、sol.Al含有量が1.0%超では、磁束密度が低下したり、降伏比を低下させて、打ち抜き加工性を低下させたりする。従って、sol.Al含有量は1.0%以下とする。
Sは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Sは、微細なMnSの析出により、焼鈍における再結晶および結晶粒の成長を阻害する。従って、S含有量は低ければ低いほどよい。このような再結晶および結晶粒成長の阻害による鉄損の増加および磁束密度の低下は、S含有量が0.0100%超で顕著である。このため、S含有量は0.0100%以下とする。尚、S含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱硫処理のコストを踏まえ、0.0003%以上とすることが好ましい。
NはCと同様に、磁気特性を劣化させるので、N含有量は低ければ低いほどよい。したがって、N含有量は0.0100%以下とする。尚、N含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱窒処理のコストを踏まえ、0.0010%以上とすることが好ましい。
これらの元素は、α-γ変態を生じさせるために必要な元素であることから、これらの元素の少なくとも1種を総計で2.50%以上含有させる必要がある。一方で、総計で5.00%を超えると、コスト高となり、磁束密度が低下する場合もある。したがって、これらの元素の少なくとも1種を総計で5.0%以下とする。
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])>0% ・・・(1)
SnやSbは冷間圧延、再結晶後の集合組織を改善して、その磁束密度を向上させる。そのため、これらの元素を必要に応じて含有させてもよいが、過剰に含まれると鋼を脆化させる。したがって、Sn含有量、Sb含有量はいずれも0.400%以下とする。また、Pは再結晶後の鋼板の硬度を確保するために含有させてもよいが、過剰に含まれると鋼の脆化を招く。したがって、P含有量は0.400%以下とする。以上のように磁気特性等のさらなる効果を付与する場合には、0.020%~0.400%のSn、0.020%~0.400%のSb、および0.020%~0.400%のPからなる群から選ばれる1種以上を含有することが好ましい。
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、ZnおよびCdは、溶鋼の鋳造時に溶鋼中のSと反応して硫化物若しくは酸硫化物またはこれらの両方の析出物を生成する。以下、Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、ZnおよびCdを総称して「粗大析出物生成元素」ということがある。粗大析出物生成元素の析出物の粒径は1μm~2μm程度であり、MnS、TiN、AlN等の微細析出物の粒径(100nm程度)よりはるかに大きい。このため、これら微細析出物は粗大析出物生成元素の析出物に付着し、中間焼鈍における再結晶および結晶粒の成長を阻害しにくくなる。これらの作用効果を十分に得るためには、これらの元素の総計が0.0005%以上であることが好ましい。但し、これらの元素の総計が0.0100%を超えると、硫化物若しくは酸硫化物またはこれらの両方の総量が過剰となり、中間焼鈍における再結晶および結晶粒の成長が阻害される。従って、粗大析出物生成元素の含有量は総計で0.0100%以下とする。
次に、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板の集合組織について説明する。製造方法の詳細については後述するが、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板はα-γ変態が生じ得る化学組成であり、熱間圧延での仕上げ圧延終了直後の急冷によって組織を微細化することによって{100}結晶粒が成長した組織となる。これにより、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板は{100}<011>方位の集積強度が5~30となり、圧延方向に対して45°方向の磁束密度B50が特に高くなる。このように特定の方向で磁束密度が高くなるが、全体的に全方向平均で高い磁束密度が得られる。{100}<011>方位の集積強度が5未満になると、磁束密度を低下させる{111}<112>方位の集積強度が高くなり、全体的に磁束密度が低下してしまう。また、{100}<011>方位の集積強度が30を超える製造方法は前述のように熱間圧延板を厚くする必要があり、製造が困難という課題がある。
次に、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板の厚さについて説明する。第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板の厚さは、0.50mm以下である。厚さが0.50mm超であると、優れた高周波鉄損を得ることができない。従って、厚さは0.50mm以下とする。
次に、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板の磁気特性について説明する。磁気特性を調べる際には、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板の磁束密度であるB50の値を測定する。製造された無方向性電磁鋼板において、その圧延方向の一方と他方とは区別できない。そのため本実施形態では、圧延方向とはその一方および他方の双方向をいう。圧延方向におけるB50(T)の値をB50L、圧延方向から45°傾いた方向におけるB50(T)の値をB50D1、圧延方向から90°傾いた方向におけるB50(T)の値をB50C、圧延方向から135°傾いた方向におけるB50(T)の値をB50D2とすると、B50D1およびB50D2が最も高く、B50L+B50Cが最も低いという磁束密度の異方性がみられる。尚、(T)は、磁束密度の単位(テスラ)を指す。
(B50D1+B50D2)/2>1.7T ・・・(2)
(B50D1+B50D2)/2>(B50L+B50C)/2・・・(3)
(B50D1+B50D2)/2>1.1×(B50L+B50C)/2・・・(4)
更に、以下の(5)式のように、磁束密度の異方性がより高いことが好ましい。
(B50D1+B50D2)/2>1.2×(B50L+B50C)/2・・・(5)
次に、第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板の製造方法の一例について説明する。第2の電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板を製造する際には、例えば、熱間圧延、冷間圧延(第1の冷間圧延)、中間焼鈍(第1の焼鈍)、スキンパス圧延(第2の冷間圧延)、仕上焼鈍(第3の焼鈍)、歪取焼鈍(第2の焼鈍)等が行われる。
溶鋼を鋳造することにより、以下の表1に示す成分のインゴットを作製した。ここで、式左辺とは、前述の(1)式の左辺の値を表している。その後、作製したインゴットを1150℃まで加熱して熱間圧延を行い、板厚が2.5mmになるように圧延した。そして、仕上げ圧延終了後に水冷し熱間圧延鋼板を巻き取った。この時の仕上げ圧延の最終パスの段階での温度(仕上温度)は830℃であり、すべてAr1より大きい温度だった。尚、γ-α変態が起こらないNo.108については、仕上温度を850℃とした。
溶鋼を鋳造することにより、以下の表2に示す成分のインゴットを作製した。その後、作製したインゴットを1150℃まで加熱して熱間圧延を行い、板厚が2.5mmになるように圧延した。そして、仕上げ圧延終了後に水冷し熱間圧延鋼板を巻き取った。この時の仕上げ圧延の最終パスの段階での仕上温度は830℃であり、すべてAr1より大きい温度だった。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。尚、以下の説明では、<第2の電磁鋼板の例>の説明において、圧延方向から45°傾いた方向と、圧延方向から135°傾いた方向を、必要に応じて、圧延方向となす角度のうち小さい方の角度が45°となる2つの方向と総称する。尚、当該45°は、時計回りおよび反時計回りの何れの向きの角度も正の値を有するものとして表記したものである。時計回りの方向を負の方向とし、反時計回りの方向を正の方向とする場合、圧延方向となす角度のうち小さい方の角度が45°となる2つの方向は、圧延方向となす角度のうち絶対値の小さい方の角度が45°、-45°となる2つの方向となる。その他、圧延方向からθ°傾いた方向を、必要に応じて、圧延方向となす角度がθ°の方向と称する。このように、圧延方向からθ°傾いた方向と、圧延方向となす角度がθ°の方向は、同じ意味である。
尚、本実施形態では、回転電機として電動機、具体的には交流電動機、より具体的には同期電動機、より一層具体的には永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明する。この種の電動機は、例えば、電気自動車などに好適に採用される。
図1および図2に示すように、回転電機10は、ステータ20と、ロータ30と、ケース50と、回転軸(回転シャフト)60と、を備える。ステータ20およびロータ30は、ケース50に収容される。ステータ20は、ケース50に固定される。
図4において、二点鎖線で示す仮想線Lは、電磁鋼板400の圧延方向である。二点鎖線で示す仮想線410a~410rは、電磁鋼板400のティース部23を構成する領域の中心軸である。電磁鋼板400のティース部23を構成する領域の中心軸410a~410rは、電磁鋼板400の板面に平行な方向(積層方向(Z軸方向)に垂直な方向)に延びる仮想的な直線であって、電磁鋼板400(ステータコア21)の中心軸線Oと当該ティース部23を構成する領域の周方向の中心とを通る仮想的な直線である。
図5Aに示すように、前述したように第1の電磁鋼板510は、(6a)式を満たす電磁鋼板である。本実施形態では、第1の電磁鋼板510の磁化容易方向が、圧延方向L(に平行な方向)と圧延方向Lとのなす角度が90°の方向Cとである場合を例に挙げて示す。
前述したように第2の電磁鋼板520は、(7a)式を満たす電磁鋼板である。図5Bに示すように、本実施形態では、第2の電磁鋼板520の磁化容易方向が、圧延方向Lとなす角度のうち小さい方の角度が45°となる2つの方向D1、D2(に平行な方向)である場合を例に挙げて示す。尚、前述したように、X軸からY軸に向かう方向(紙面に向かって反時計回りの方向)およびY軸からX軸に向かう方向の何れの方向の角度も正の値の角度であるものとする。
尚、図5Aおよび図5Bに示す圧延方向L、圧延方向Lとなす角度のうち小さい方の角度が45°となる2つの方向D1、D2は、第1の電磁鋼板510、第2の電磁鋼板520に存在するこれらの方向のうち、中心軸線Oを通る方向である。
(B50L+B50C)/2>1.1×(B50D1+B50D2)/2 ・・・(6b)
1.1×(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(7b)
(B50L+B50C)/2>1.2×(B50D1+B50D2)/2 ・・・(6c)
1.2×(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(7c)
(B50L+B50C)/2>α×(B50D1+B50D2)/2 ・・・(8b)
α×(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(8b)
αが1である場合が(6a)式および(7a)式であり、αが1.1である場合が(6b)式および(7b)式であり、αが1.2である場合が(6c)式および(7c)式である。理論的に、(B50L+B50C)/2が、√2×(B50D1+B50D2)/2を上回ることも、(B50D1+B50D2)/2が、√2×(B50L+B50C)/2を上回ることもない。従って、αの上限値は、√2(≒1.414)である。即ち、αは、1以上√2以下の値をとり得る。
[(B50L+B50C)/2]÷Bs>0.85 ・・・(9a)
[(B50D1+B50D2)/2]÷Bs>0.85 ・・・(9b)
Bs=2.1561-0.0413×Si-0.0198×Mn-0.0604×Al ・・・(10)
ここで、Siは、第2の電磁鋼板520におけるSiの含有量(質量%)であり、Mnは、第2の電磁鋼板520におけるMnの含有量(質量%)であり、第2の電磁鋼板520におけるAlは、Alの含有量(質量%)である。
この際、第1の電磁鋼板510および第2の電磁鋼板520が交互に1枚ずつまたは複数枚ずつ位置するように、第1の電磁鋼板510および第2の電磁鋼板520を交互に積層していればよい。
図6において、第1の電磁鋼板群610a、610b、610cは、それぞれ、1枚または(圧延方向Lを揃えて積層された)複数枚の第1の電磁鋼板510を有する。図6では、第1の電磁鋼板群610a、610b、610cが複数枚の第1の電磁鋼板510を有する場合を例に挙げて示す。第1の電磁鋼板群610a、610b、610cを構成する第1の電磁鋼板510の枚数は、同じであっても異なっていてもよい。図6では、第1の電磁鋼板群610a、610b、610cを構成する第1の電磁鋼板510の枚数が同じである場合を例に挙げて示す。
0.05×ZT≦Zl≦0.25×ZT ・・・(11)
ここで、Zlは、ステータコア21を構成する第1の電磁鋼板群および第2の電磁鋼板群のそれぞれの高さ(積層方向の長さ)(mm)である。lは、1から、ステータコア21を構成する第1の電磁鋼板群および第2の電磁鋼板群の総数までの整数である。図6では、第1の電磁鋼板群610a、第2の電磁鋼板群620a、第1の電磁鋼板群610b、第2の電磁鋼板群620b、第1の電磁鋼板群610c、第2の電磁鋼板群620cの高さを、それぞれ、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6と表記する。また、ZTは、ステータコア21の高さ(積層方向の長さ)(mm)とする。
k1=(Bk2×t2×k2×β)÷(Bk1×t1) ・・・(12a)
0.7<β<1.3 ・・・(12b)
Bk1=(B50L+B50C)÷2 ・・・(12c)
Bk2=B50L ・・・(12d)
また、(積層コアに使用する電磁鋼板)の項で説明したように、以上のようにして構成されるステータコア21に対して、歪取焼鈍が行われる。
以上のように本実施形態では、圧延方向Lを揃えて積層方向に第1の電磁鋼板510および第2の電磁鋼板520を交互に積層することによりステータコア21を構成する。従って、生産性の低下を抑制しつつ磁気特性を改善することができる積層コアおよび回転電機を提供することができる。第1の電磁鋼板510が(6b)式を満たすようにすれば、ステータコア21の磁気特性をより向上させることができ、第1の電磁鋼板510が(6c)式を満たすようにすれば、ステータコア21の磁気特性をより一層向上させることができる。同様に、第2の電磁鋼板520が(7b)式を満たすようにすれば、ステータコア21の磁気特性をより向上させることができ、第2の電磁鋼板520が(7c)式を満たすようにすれば、ステータコア21の磁気特性をより一層向上させることができる。
また、このとき、第1の電磁鋼板群および第2の電磁鋼板群のうち、相対的にコイルエンドに近い領域にある電磁鋼板群と、第1の電磁鋼板群および第2の電磁鋼板群のうち、相対的に積層方向の中心に近い領域にある電磁鋼板群との、2つの電磁鋼板群の組として、前者の電磁鋼板の枚数の方が、後者の電磁鋼板群を構成する電磁鋼板の枚数よりも少なくなる関係にある電磁鋼板群の組が少なくとも1つあるようにすれば、積層方向における磁気特性を均一化することができる。
<変形例1>
ステータコアの形状は、図1に示した形状に限定されるものではない。具体的には、ステータコアの外径および内径の寸法、積厚、スロット数、ティース部の周方向と径方向の寸法比率、ティース部とコアバック部との径方向の寸法比率、などは所望の回転電機の特性に応じて任意に設計可能である。
本実施形態では、2つ1組の永久磁石32で1つの磁極を形成するロータ30を例に挙げて説明した。しかしながら、ロータの構成は、このようなものに限定されない。例えば、1つの永久磁石32で1つの磁極を形成していてもよく、3つ以上の永久磁石32で1つの磁極を形成していてもよい。
本実施形態では、インナーロータ型の回転電機を例に挙げて説明したが、回転電機はこれに限定されない。例えば、アウターロータ型の回転電機であってもよい。また、本実施形態では、ステータ20とロータ30とが径方向において間隔を有して対向するラジアルギャップ型の回転電機を例に挙げて説明したが、回転電機はこれに限定されない。例えば、ステータとロータとが軸方向において間隔を有して対向するアキシャルギャップ型の回転電機であってもよい。
まず、本実施形態では、同期電動機として、永久磁石界磁型電動機を例に挙げて説明したが、回転電機はこれに限定されない。例えば、回転電機がリラクタンス型電動機や電磁石界磁型電動機(巻線界磁型電動機)であってもよい。また、本実施形態では、交流電動機として、同期電動機を一例に挙げて説明したが、回転電機はこれに限定されない。例えば、回転電機が誘導電動機であってもよい。また、本実施形態では、電動機として、交流電動機を一例に挙げて説明したが、回転電機はこれに限定されない。例えば、回転電機が直流電動機であってもよい。また、本実施形態では、回転電機として、電動機を一例に挙げて説明したが、回転電機はこれに限定されない。例えば、回転電機が発電機であってもよい。
本実施形態では、積層コアをステータコアに適用した場合を例に挙げて説明した。しかしながら、積層コアはステータコア以外にも適用することができる。例えば、積層コアを、ロータコアに適用することも可能である。
次に、実施例を説明する。
本発明者らは、以下の永久磁石界磁型の三相交流電動機(以下、回転電機と称する)の無負荷運転時のエネルギー損失の評価をした。ステータコアおよびロータコアの形状は、何れも図1に示すものと同じである。
ステータコアの外径:250.0mm
ステータコアの内径:165.0mm
ステータコアの高さ(積厚):50.0mm
第1の電磁鋼板・第2の電磁鋼板の厚み:0.25mm
極数:12
スロット数:18
ロータコアの外径:163.0mm
ロータコアの内径:30.0mm
ロータコアの高さ:50.0mm
回転数:1000rpm
比較例のステータコアは、圧延方向を揃えて積層方向に第1の電磁鋼板のみを積層することにより構成される。
第1の電磁鋼板として、国際公開第2018/220839号に記載されている無方向性電磁鋼板を用いた。第2の電磁鋼板として、(積層コアに使用する電磁鋼板)の項で説明した無方向性電磁鋼板を用いた。
比較例のステータコアを用いた回転電機のエネルギー損失を1とした時の比較例、発明例のエネルギー損失を表4に示す。
No.2~5は、第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板を交互に1枚ずつ配置して構成したステータコアを用いた回転電機に対する結果である。
No.3における第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板は、(6b)式および(7b)式を満たすが、(6c)式および(7c)式を満たさない。
No.4における第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板は、(6c)式および(7c)式を満たす。
No.2~4における第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板は、これらの点のみが異なる。No.2~4における第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板は、何れも(9a)式および(9b)式と、(12a)式~(12d)式を満たす。
No.2~4を比較すると、第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板が、(6a)式および(7a)式を満たす場合よりも、(6b)式および(7b)式を満たす場合の方が、ステータコアの磁気特性が向上し、更に、(6b)式および(7b)式を満たす場合よりも、(6c)式および(7c)式を満たす場合の方が、ステータコアの磁気特性が向上することが分かる。
No.2とNo.5とを比較すると、(9a)式および(9b)式を満たすようにすることで、ステータコアの磁気特性が向上することが分かる。
No.6は、第1の電磁鋼板群の数を5とし、第1の電磁鋼板群を構成する第1の電磁鋼板の数を20枚とし、第2の電磁鋼板群の数を5とし、第2の電磁鋼板群を構成する第2の電磁鋼板の数を20枚とした場合の結果を示す。No.7は、第1の電磁鋼板群の数を5とし、第1の電磁鋼板群を構成する第1の電磁鋼板の数を25枚とし、第2の電磁鋼板群の数を5とし、第2の電磁鋼板群を構成する第2の電磁鋼板の数を15枚とした場合の結果を示す。このように、No.6とNo.7は、(11)式を満たす。また、No.6では、(12a)式~(12d)式を満たすが、No.7では、(12a)式~(12d)式を満たさない。No.7は、No.6とこの点のみが異なる。尚、No.6とNo.7において、第1の電磁鋼板群を構成する第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板群を構成する第2の電磁鋼板は、同じものである。第1の電磁鋼板群を構成する第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板群を構成する第2の電磁鋼板は、(6a)式および(7a)式を満たすが、(6b)式~(6c)式および(7b)式~(7c)式を満たさない。
No.6とNo.7とを比較すると、(12a)式~(12d)式を満たすようにすることで、ステータコアの磁気特性が向上することが分かる。
No.6とNo.8とを比較すると、(11)式を満たすようにすることで、ステータコアの磁気特性が向上することが分かる。
No.6とNo.9とを比較すると、コイルエンドに最も近い位置にある第1の電磁鋼板群・第2の電磁鋼板群を構成する第1の電磁鋼板・第2の電磁鋼板の数を、積層方向の中心に最も近い位置にある第1の電磁鋼板群・第2の電磁鋼板群を構成する第1の電磁鋼板・第2の電磁鋼板の数よりも少なくすることで、ステータコアの磁気特性が向上することが分かる。
Claims (7)
- 第1の電磁鋼板および第2の電磁鋼板を有し、回転電機のコアとして用いられる積層コアであって、
前記第1の電磁鋼板および前記第2の電磁鋼板は、板面同士が相互に対向するように、1枚または複数枚ごとに交互に位置し、
前記第1の電磁鋼板および前記第2の電磁鋼板の積層方向から見た場合に前記第1の電磁鋼板および前記第2の電磁鋼板の圧延方向は揃っており、
圧延方向のB50をB50L、圧延方向とのなす角度が90°の方向のB50をB50C、圧延方向となす角度のうち小さい方の角度が45°となる2つの方向のB50のうち一方の方向のB50、他方の方向のB50を、それぞれ、B50D1、B50D2としたときに、
前記第1の電磁鋼板は、以下の(A)式を満たし、
前記第2の電磁鋼板は、以下の(B)式を満たすことを特徴とする積層コア。
(B50L+B50C)/2>(B50D1+B50D2)/2 ・・・(A)
(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(B) - 前記第1の電磁鋼板は、以下の(C)式を満たし、
前記第2の電磁鋼板は、以下の(D)式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の積層コア。
(B50L+B50C)/2>1.1×(B50D1+B50D2)/2 ・・・(C)
1.1×(B50L+B50C)/2<(B50D1+B50D2)/2 ・・・(D) - 前記積層方向において、前記第1の電磁鋼板および前記第2の電磁鋼板の少なくとも一方が複数枚連続して配置される部分を有することを特徴とする請求項1または2に記載の積層コア。
- 1枚の前記第1の電磁鋼板、または、前記積層方向から見て圧延方向が揃うように連続して配置された複数枚の前記第1の電磁鋼板を有する第1の電磁鋼板群と、
1枚の前記第2の電磁鋼板、または、前記積層方向から見て圧延方向が揃うように連続して配置された複数枚の前記第2の電磁鋼板を第2の電磁鋼板群と、を有し、
1つの前記第1の電磁鋼板群を構成する前記第1の電磁鋼板および1つの前記第2の電磁鋼板群を構成する前記第2の電磁鋼板の少なくとも何れかは、複数枚であり、
前記第1の電磁鋼板群および前記第2の電磁鋼板群のそれぞれの前記積層方向の長さは、前記積層コアの前記積層方向の長さの0.05倍以上、0.25倍以下であることを特徴とする請求項3に記載の積層コア。 - 1枚の前記第1の電磁鋼板、または、前記積層方向から見て圧延方向が揃うように連続して配置された複数枚の前記第1の電磁鋼板を有する第1の電磁鋼板群と、
1枚の前記第2の電磁鋼板、または、前記積層方向から見て圧延方向が揃うように連続して配置された複数枚の前記第2の電磁鋼板を第2の電磁鋼板群と、を有し、
前記第1の電磁鋼板群および前記第2の電磁鋼板群のうち、相対的に前記積層方向の端に近い領域にある電磁鋼板群と、前記第1の電磁鋼板群および前記第2の電磁鋼板群のうち、相対的に前記積層方向の中心に近い領域にある電磁鋼板群との、2つの電磁鋼板群の組として、当該2つの電磁鋼板群のうち一方の電磁鋼板群を構成する電磁鋼板の枚数と他方の電磁鋼板群を構成する電磁鋼板の枚数とが異なる組が少なくとも1つあることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の積層コア。 - 前記第2の電磁鋼板は、
質量%で、
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、
Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu、Auからなる群から選ばれる1種以上:総計で2.50%~5.00%、
Sn:0.000%~0.400%、
Sb:0.000%~0.400%、
P:0.000%~0.400%、および
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn、Cdからなる群から選ばれる1種以上:総計で0.0000%~0.0100%を含有し、
Mn含有量(質量%)を[Mn]、Ni含有量(質量%)を[Ni]、Co含有量(質量%)を[Co]、Pt含有量(質量%)を[Pt]、Pb含有量(質量%)を[Pb]、Cu含有量(質量%)を[Cu]、Au含有量(質量%)を[Au]、Si含有量(質量%)を[Si]、sol.Al含有量(質量%)を[sol.Al]としたときに、以下の(E)式を満たし、
残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有し、
以下の(F)式且つ(G)式を満たし、{100}<011>のX線ランダム強度比が5以上30未満であり、板厚が0.50mm以下であることを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の積層コア。
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])>0% ・・・(E)
(B50D1+B50D2)/2>1.7T ・・・(F)
(B50D1+B50D2)/2>(B50L+B50C)/2・・・(G) - 請求項1~6の何れか1項に記載の積層コアを有することを特徴とする回転電機。
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