WO2022210955A1 - 回転電機、ステータの鉄心およびロータの鉄心のセット、回転電機の製造方法、無方向性電磁鋼板の製造方法、回転電機のロータおよびステータの製造方法並びに無方向性電磁鋼板のセット - Google Patents

回転電機、ステータの鉄心およびロータの鉄心のセット、回転電機の製造方法、無方向性電磁鋼板の製造方法、回転電機のロータおよびステータの製造方法並びに無方向性電磁鋼板のセット Download PDF

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鉄州 村川
義顕 名取
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Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine, a stator core and a set of rotor cores, a method for manufacturing a rotating electrical machine, a method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, a method for manufacturing a rotor and a stator of a rotating electrical machine, and a set of non-oriented electrical steel sheets.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-061734 filed in Japan on March 31, 2021 and Japanese Patent Application No. 2021-094801 filed in Japan on June 4, 2021, The contents of which are incorporated herein.
  • a rotating electrical machine (motor) consists of a stator, rotor, and housing.
  • the stator core is formed by punching non-oriented electrical steel sheets into a predetermined shape, laminating them, and fixing them with a clamp or the like.
  • a housing is attached by shrink fitting or the like (see, for example, Patent Document 1).
  • shrink fitting there are means such as cooling fitting, press fitting, and bolt fastening, but all of them apply compressive stress to the stator core.
  • the ⁇ 111 ⁇ 211> orientation is the crystal orientation of a non-oriented electrical steel sheet in which iron loss is less likely to increase due to compressive stress.
  • the magnetic flux density in the ⁇ 111 ⁇ 211> orientation tends to decrease.
  • the inventor of the present invention has studied how to give good characteristics to both the stator and the rotor by using materials with different crystal orientations for the stator and the rotor.
  • the gist of the present invention is as follows. (1) having a stator, a rotor, and a housing housing the stator and the rotor; ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> azimuthal strength (A) of the core material of the stator is 2 to 30, and ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> azimuthal strength (B) of the core material of the rotor is 1 to 15; , and the azimuth intensities of both satisfy the relationship of formula (1) A>B.
  • the chemical composition of the iron core of the stator and the iron core of the rotor is, in mass%, C: 0.0100% or less, Si: 2.6% or more and 4.5% or less, Mn: 0.10% or more 3 00% or less, P: 0.15% or less, S: 0.0030% or less, N: 0.0040% or less, Al: 0.10% or more and 2.00% or less, 1 selected from Sn and Sb More than seeds: 0 to 0.200%, Cr: 0 to 5.0%, Ni: 0 to 5.0%, Cu: 0 to 5.0%, Ca: 0 to 0.010%, Mg: 0 to 0.0100% and rare earth element (REM): 0 to 0.010%, Ti: 0.0030% or less, B: 0.0000% to 0.0050%, O: 0.0000% to 0.0200% , and the balance: Fe and impurities.
  • C 0.0100% or less
  • Si 2.6% or more and 4.5% or less
  • Mn 0.10% or more 3 00%
  • the chemical composition of the iron core of the stator and the iron core of the rotor is, in mass%, C: 0.0100% or less, Si: 2.6% or more and 4.5% or less, Mn: 0.10% or more 3 00% or less, P: 0.15% or less, S: 0.0030% or less, N: 0.0040% or less, Al: 0.10% or more and 2.00% or less, 1 selected from Sn and Sb More than seeds: 0 to 0.200%, Cr: 0 to 5.0%, Ni: 0 to 5.0%, Cu: 0 to 5.0%, Ca: 0 to 0.010%, Mg: 0 to 0.0100% and rare earth element (REM): 0 to 0.010%, Ti: 0.0030% or less, B: 0.0000% to 0.0050%, O: 0.0000% to 0.0200% , and the balance: Fe and impurities
  • a method of manufacturing a rotating electrical machine comprising manufacturing a rotating electrical machine using the stator core and rotor core set according to (4) or (5) above.
  • a method of manufacturing a steel plate. The method of manufacturing a rotor and stator for a rotary electric machine according to (8) above, wherein the chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet contains, in mass %, Cr: 0.001 to 5.000%.
  • a set of non-oriented electrical steel sheets used as an iron core material for rotating electric machines The ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength (A) of the non-oriented magnetic steel sheet for the stator is 2 to 30, and the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength (B) of the non-oriented magnetic steel sheet for the rotor is 1 to 15, and a set of non-oriented electrical steel sheets characterized in that the azimuth strength of both satisfies the relationship of formula (1) A>B.
  • the chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet for the stator and the non-oriented electrical steel sheet for the rotor is, in mass %, C: 0.0100% or less, Si: 2.6% or more and 4.5% Below, Mn: 0.10% or more and 3.00% or less, P: 0.15% or less, S: 0.0030% or less, N: 0.0040% or less, Al: 0.10% or more and 2.00% Below, one or more selected from Sn and Sb: 0 to 0.200%, Cr: 0 to 5.0%, Ni: 0 to 5.0%, Cu: 0 to 5.0%, Ca: 0 ⁇ 0.010%, Mg: 0 ⁇ 0.0100% and rare earth elements (REM): 0 ⁇ 0.010%, Ti: 0.0030% or less, B: 0.0000% ⁇ 0.0050%, O : 0.0000% to 0.0200%, and the balance: Fe and impurities.
  • Sn and Sb 0 to 0.200%
  • Cr 0 to 5.0%
  • FIG. 2 is a partial plan view of a rotating electric machine used in the embodiment
  • a first embodiment of the present invention is a rotating electric machine having the following configuration. It has a stator, a rotor, and a housing that houses the stator and the rotor, wherein the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> azimuth strength (A) of the core material of the stator is 2 to 30, and the core material of the rotor A rotating electric machine, wherein ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth intensity (B) is between 1 and 15 and both azimuth intensities satisfy the relationship of formula (1) A>B.
  • the first embodiment of the present invention also includes a set of a stator core and a rotor core used in this rotating electric machine. Further, the first embodiment of the present invention includes a method of manufacturing a rotating electric machine using the set of the iron core of the stator and the iron core of the rotor.
  • a rotating electric machine of the present invention has at least a stator, a rotor, and a housing that houses the stator and the rotor.
  • the stator, rotor, and housing are not particularly limited in terms of their shape and configuration, except for configurations described later (for example, ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth strength), and have ordinary shapes and configurations.
  • the stator core material according to the present invention has a ⁇ 111 ⁇ 211> azimuthal strength (A) of 2 to 30, and the rotor core material has a ⁇ 111 ⁇ 211> azimuthal strength (B) of 1 to 15. and the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth intensity of both satisfies the relational expression (1) A>B.
  • A azimuthal strength
  • B azimuthal strength
  • the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth intensity of both satisfies the relational expression (1) A>B.
  • a plurality of core materials laminated as a stator core and a rotor core are separated into one sheet. Then, one of the iron core materials is polished so that the center of the plate thickness is exposed, and the polished surface is observed in an area of 2500 ⁇ m 2 or more by EBSD (Electron Back Scattering Diffraction).
  • EBSD Electro Back Scattering Diffraction
  • Observations may be made at several locations divided into several subdivisions as long as the total area is 2500 ⁇ m 2 or more. It is desirable to observe an area of 2,500,000 ⁇ m 2 or more in the stator core.
  • the step interval during measurement is set to 1 ⁇ m.
  • ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth intensity is obtained from EBSD observation data.
  • the unit of the azimuth intensity is the random ratio (I/I0).
  • the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuthal strength (A) of the core material of the stator is in the range of 2-30. If the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth strength (A) of the core material of the stator is less than 2, the increase in iron loss increases with respect to compressive stress, and the motor loss increases. On the other hand, if it exceeds 30, the crystal orientation itself aggravates iron loss, and motor loss increases.
  • the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuthal strength (A) is preferably in the range of 4-10.
  • the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength (B) of the core material of the rotor is in the range of 1-15. If the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength (B) of the core material of the rotor is less than 1, the anisotropy of the material becomes strong, and when the shape of the rotor is punched out, the roundness deteriorates and the motor loss increases. If it increases and exceeds 15, the magnetic flux density will decrease and the motor loss will increase.
  • the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuthal strength (B) is preferably in the range of 2-8.
  • the ⁇ 411 ⁇ ⁇ 148> orientation strength (C) of the core material of the rotor is preferably less than 4. In this case, when the shape of the rotor is punched out, the effect of further improving the roundness can be obtained.
  • the azimuth strength (C) can be measured by the method (EBSD) for measuring the azimuth strength (A) and the azimuth strength (B) described above.
  • the chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet that can be used for the stator and rotor of the rotary electric machine of the first embodiment is the one that can provide the relationship of the ⁇ 111 ⁇ 211> azimuth strength formula (1). , is not particularly limited. Examples of suitable chemical compositions of the non-oriented electrical steel sheet of the present invention are shown below. "%" in the chemical composition description shall mean "% by mass”.
  • Mn 0.10% or more and 3.00% or less Mn, like Si and Al, has the effect of increasing the specific resistance, so it is contained to reduce iron loss. It is also an element that increases the strength of the steel sheet. From the viewpoint of this effect and prevention of reduction in saturation magnetic flux density and embrittlement of steel, the content is preferably 0.20 to 3.00%.
  • the lower limit is more preferably 0.30%, still more preferably 0.60%.
  • the upper limit is more preferably 2.8%, still more preferably 2.5%.
  • N 0.0040% or less Nitrogen (N) is an impurity. N degrades the magnetic properties after additional heat treatment. Therefore, the N content is preferably 0.0040% or less. The N content is more preferably 0.0020% or less.
  • Cr 0-5.0% Cr is an element that improves corrosion resistance, high-frequency characteristics, and texture. Cr does not need to be contained and the lower limit of the content is 0%. Although the effect of containing Cr can be obtained even in a very small amount, the content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.01% or more, in order to reliably obtain the effect of containing Cr. , more preferably 0.02% or more. From the viewpoint of product cost, the upper limit of the content is 5.0%, preferably 0.5%, more preferably 0.4%.
  • Ni 0-5.0%
  • Ni is an element that increases the electrical resistance of the steel sheet and reduces iron loss. Ni does not need to be contained, and the lower limit of the content is 0%. Although the effect of containing Ni can be obtained even if the amount is very small, the content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, in order to reliably obtain the effect of containing Ni. . From the viewpoint of product cost, the upper limit of the content is 5.0%, preferably 0.5%, more preferably 0.4%.
  • Cu is an element that increases the electrical resistance of the steel sheet and reduces iron loss. Cu does not need to be contained, and the lower limit of the content is 0%. Although the effect of containing Cu can be obtained even with a very small amount, the content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more, in order to reliably obtain the effect of containing Cu. . From the viewpoint of product cost and prevention of embrittlement of steel, the upper limit of the content is 5.0%, preferably 0.5%, more preferably 0.4%.
  • Ca is an element that coarsens sulfides, improves grain growth in the heat treatment process, and contributes to low iron loss. Ca does not need to be contained and the lower limit of the content is 0%. The effect of containing Ca can be obtained even if the amount is very small, but in order to obtain the effect of containing it, the content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.0010% or more. . From the viewpoint of preventing deterioration of magnetic properties, the upper limit of the content is 0.010%, preferably 0.0050%, more preferably 0.0030%.
  • Mg 0-0.0100%
  • Mg is an element that reduces iron loss through the action of promoting the growth of crystal grains, and is an element that converts sulfides in inclusions into harder inclusions containing Mg, thereby improving fatigue strength.
  • the content is preferably 0.0000 to 0.0100% in consideration of cost.
  • the lower limit is more preferably 0.0005%, still more preferably 0.0010%.
  • the upper limit is more preferably 0.0040%, still more preferably 0.0030%.
  • Rare earth element (REM) 0-0.010%
  • a rare earth element (REM) is an element that coarsens sulfides, improves grain growth in the heat treatment process, and contributes to low core loss.
  • Rare earth elements (REM) need not be contained and the lower limit of the content is 0%.
  • the content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0010% or more, in order to reliably obtain the effect of inclusion. is more preferred.
  • the upper limit of the content is 0.010%, preferably 0.0050%, more preferably 0.0030%.
  • Ti 0.0030% or less
  • Ti is an element contained as an impurity. Ti combines with C, N, O, etc. in the base iron to form fine precipitates such as TiN, TiC, Ti oxides, etc., which inhibit the growth of crystal grains during annealing and deteriorate the magnetic properties.
  • the content is preferably 0.0030% or less.
  • the upper limit is more preferably 0.0020%, still more preferably 0.0010%. Since Ti need not be contained, the lower limit of the content is 0%. Considering refining cost, the lower limit may be 0.0003% or 0.0005%.
  • B 0.0000% to 0.0050%
  • B may be contained.
  • the B content is preferably 0.0001% or more.
  • the B compound inhibits grain growth during annealing, making the crystal grain size finer and increasing iron loss. Therefore, the B content is set to 0.0050% or less.
  • O 0.0000% to 0.0200% O combines with Cr in steel to form Cr 2 O 3 .
  • This Cr 2 O 3 contributes to the improvement of the texture. Therefore, O may be contained.
  • the O content is preferably 0.0010% or more.
  • Cr 2 O 3 inhibits grain growth during annealing, making the crystal grain size finer and causing an increase in iron loss. Therefore, the O content is set to 0.0200% or less.
  • the rest of the chemical composition is Fe and impurities.
  • impurity refers to a component contained in the raw material or a component mixed in during the manufacturing process and not intentionally included in the steel sheet.
  • the chemical composition of the base steel sheet mentioned above can be measured by a general analysis method.
  • the steel composition may be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry).
  • ICP-AES Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry
  • C and S the combustion-infrared absorption method may be used
  • N the inert gas fusion-thermal conductivity method may be used.
  • O may be obtained by inert gas fusion-nondispersive infrared absorption method.
  • a rotating electrical machine is manufactured using the rotor and stator described above.
  • both the stator and the rotor can have good magnetic properties, and the efficiency of the motor can be improved.
  • C 0.0100% or less
  • Si 2.6% or more and 4.5% or less
  • Mn 0.1% or more and 3.0% or less
  • P 0.15% or less
  • N 0.0040% or less
  • Al 0.1% or more and 2.0% or less
  • Cr 0 to 5 .0%
  • Ni 0 to 5.0%
  • Cu 0 to 5.0%
  • Ca 0 to 0.010%
  • Mg 0 to 0.0100%
  • REM rare earth elements
  • the annealing temperature for hot-rolled plate annealing for non-oriented electrical steel sheets for rotors is set to 860 ° C. to 1000 ° C., and for stators.
  • the relationship between the ⁇ 111 ⁇ 211> orientation strengths of the stator and rotor of the rotary electric machine of the first embodiment can be obtained by setting the annealing temperature higher than that of the hot-rolled sheet annealing of the grain-oriented electrical steel sheet.
  • the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength (A) of the non-oriented magnetic steel sheet for the stator is 2 to 30, and the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength (B) of the non-oriented magnetic steel sheet for the rotor. is 1 to 15, and the azimuth strength of both satisfies the relationship of formula (1) A>B.
  • the manufacturing method of the second embodiment of the present invention is manufactured by steps including steelmaking, hot rolling, hot-rolled plate annealing, pickling, cold rolling, finish annealing, and optionally skin pass rolling.
  • steps other than the hot-rolled plate annealing described above are not particularly specified, the following conditions can be adopted in each step.
  • a standard condition of 1000 to 1200°C is sufficient for the slab heating temperature for hot rolling.
  • the coiling temperature is preferably 600°C or lower, more preferably 550°C or lower, from the viewpoint of the toughness of the hot-rolled sheet.
  • the thickness of the hot-rolled sheet it is advantageous to prevent cracking and breakage during subsequent pickling and cold-rolling. can be adjusted as appropriate.
  • hot-rolled sheet annealing is preferably carried out at 800° C. or higher and 1100° C. or lower for 30 seconds or more to grow grains to a grain size of about 50 to 300 ⁇ m before cold rolling.
  • the conditions may be determined in consideration of the composition and productivity.
  • two annealing temperatures may be set according to the required ⁇ 111 ⁇ 211> orientation strength.
  • the annealing temperature of the hot-rolled annealing of the non-oriented magnetic steel sheet for the rotor may be 860° C. to 1000° C., which may be higher than the annealing temperature of the hot-rolled plate annealing of the non-oriented magnetic steel sheet for the stator.
  • the annealing temperature for hot-rolled sheet annealing is closely related to the ⁇ 111 ⁇ 211> orientation strength of the resulting non-oriented electrical steel sheet. It is known that ⁇ 111 ⁇ 211> oriented crystal grains are likely to be generated near the grain boundaries before cold rolling.
  • the hot-rolled sheet annealing temperature is high, the grain boundary area before cold rolling decreases, and the crystal grains of ⁇ 111 ⁇ 211> orientation decrease in subsequent annealing. That is, by setting the annealing temperature of the hot-rolled sheet annealing of the non-oriented magnetic steel sheet for the rotor to a higher temperature than the annealing temperature of the hot-rolled sheet annealing of the non-oriented magnetic steel sheet for the stator, the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> A relationship of A>B can be obtained from the formula (1) of the azimuthal intensity.
  • the annealing temperature range for hot-rolled sheet annealing of non-oriented electrical steel sheets for rotors is 860°C to 1000°C, but if it is less than 860°C, surface defects such as ridging occur, which is not preferable. On the other hand, if the temperature exceeds 1000°C, the steel sheet becomes brittle and the manufacturability is significantly impaired, which is not preferable.
  • a particularly preferred range of the annealing temperature for hot-rolled sheet annealing of non-oriented electrical steel sheets for rotors is 900°C to 950°C.
  • the annealing temperature for hot-rolled sheet annealing of the non-oriented electrical steel sheet for the stator may be lower than that for the non-oriented electrical steel sheet for the rotor.
  • the relationship between the ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strengths of the stator and the rotor of the rotating electric machine of the first embodiment is obtained in the manufacturing process of the non-oriented electrical steel sheets used for the stator and the rotor, particularly in hot-rolled plate annealing. From the non-oriented electrical steel sheet obtained by normal processes including steelmaking, hot rolling, hot-rolled plate annealing, pickling, cold rolling, and finish annealing without controlling the annealing temperature, It can also be obtained by punching and laminating the material used for the stator and the material used for the rotor, and then subjecting only the stator to stress relief annealing so as to satisfy the formula (1).
  • FIG. 1 is a partial plan view of a rotating electric machine.
  • the rotating electric machine 300 is an IPM motor manufactured based on the D model of the Institute of Electrical Engineers of Japan.
  • the stator core 3 has an outer diameter of 112 mm, the rotor 302 has an outer diameter of 54 mm, and the stacking height of the stator core 3 is 100 mm.
  • the number of slots is 24 slots.
  • the stator core 3 is fixed to the housing 301 by shrink fitting.
  • the outer diameter of rotor 302 is 54 mm ⁇ , the inner diameter of stator core 3 is 55 mm ⁇ , and the gap between rotor 302 and stator core 3 is 0.5 mm.
  • the stator core has 24 slots, the copper wire wound around the teeth of the stator core has 35 turns per turn, and the rotor magnet has a magnetic flux density Br of 1.25T.
  • Example 1 Molten steel was continuously cast to prepare a 250 mm thick slab having the chemical composition shown in Table 1 below (the balance being iron and impurities). Then, the slab was subjected to hot rolling to prepare a hot rolled plate. At that time, the slab reheating temperature was 1200° C., the finishing temperature in finish rolling was 850° C., the coiling temperature was 650° C., and the finished plate thickness was 2.0 mm. Next, the hot-rolled sheet was annealed at the temperature shown in Table 1 for 1 minute as hot-rolled sheet annealing, scale was removed by pickling, and cold-rolled to a thickness of 0.35 mm. Then, finish annealing was performed at 800° C. for 30 seconds.
  • the magnetic characteristic iron loss W15/50 (iron loss at a maximum magnetic flux density of 1.5 T and a frequency of 50 Hz) was measured.
  • a sample piece of 55 mm square was taken as a measurement sample, and the average value of the characteristics in the rolling direction and the width direction was obtained.
  • the magnetic measurement was performed using a device capable of measuring a 55 mm square test piece or a smaller test piece according to the electromagnetic circuit described in JIS C 2556 (2015). Table 1 shows the measurement results. Also, the ⁇ 111 ⁇ 211> orientation strength of the material was measured.
  • the measurement method was the method described above.
  • the materials used for the stator and rotor of the rotary electric machine materials having the same composition and the same iron loss as the materials A to Z shown in Table 1 and having low ⁇ 111 ⁇ ⁇ 211> orientation strength. , A′ to Z′ were prepared, respectively.
  • the materials of A' to Z' were made to have a higher annealing temperature in the hot rolling annealing than the annealing temperature of each material of A to Z. From these materials, the iron cores of the stator and rotor were created to create a rotating electric machine (motor).
  • Table 2 shows the materials used for the stator and rotor, the establishment/non-establishment of formula (1), and the motor loss.
  • the rotary electric machine 169 satisfies the formula (1), the ⁇ 111 ⁇ 211> range of the material used for the rotor is out of the range of the present invention, so the motor loss is bad.
  • Example 2 As shown in Table 3, the same materials A' to Z' as used in Example 1 were prepared for the stator and rotor of the rotary electric machine. Iron core materials were punched from these materials, and then stress relief annealing was performed under the conditions shown in Table 3. At this time, strain relief annealing was performed at 800° C. for 2 hours. The ⁇ 111 ⁇ 211> orientation strength and motor loss of the material were obtained in the same manner as in Example 1.
  • Inventive rotating electric machines 203, 206, 209, 212, 215, 218, 221, 224, 227, 230, 233, 236, 239, 242, 245, 248, 251, 254, 257, 260, 263, 266, 272 and 275 had lower motor loss than other rotating electric machines (comparative examples) using the same iron core material.
  • the rotary electric machine 269 satisfies the formula (1), the ⁇ 111 ⁇ 211> range of the material used for the rotor is out of the range of the present invention, so the motor loss is bad.
  • both the stator and the rotor can be provided with good magnetic properties and the motor efficiency can be improved, so the industrial applicability is extremely high.

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Abstract

この回転電機は、ステータと、ロータと、ステータおよびロータを収容する筐体とを有し、ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする。

Description

回転電機、ステータの鉄心およびロータの鉄心のセット、回転電機の製造方法、無方向性電磁鋼板の製造方法、回転電機のロータおよびステータの製造方法並びに無方向性電磁鋼板のセット
　本発明は回転電機、ステータの鉄心およびロータの鉄心のセット、回転電機の製造方法、無方向性電磁鋼板の製造方法、回転電機のロータおよびステータの製造方法並びに無方向性電磁鋼板のセットに関するものである。
　本願は、２０２１年３月３１日に、日本に出願された特願２０２１－０６１７３４号及び２０２１年６月４日に、日本に出願された特願２０２１－０９４８０１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　回転電機（モータ）は、ステータ、ロータ、および筐体から構成されている。ステータコアは無方向性電磁鋼板を所定形状に打抜いた後に積層し、クランプ等により固着させることで形成される。そして、ステータコアは巻線処理が施された後に、焼き嵌め等で筐体が装着されている（例えば、特許文献１参照）。また、焼き嵌め以外にも冷やし嵌め、圧入、ボルト締結等の手段があるが、いずれもステータコアに圧縮応力がかかる。
国際公開第２０１８／１６７８５３号
　通常、ステータは筐体からの圧縮応力受けるので、その鉄損が増加しやすいという課題を有している。一方、ロータは磁気トルクをステータに伝えるため、磁束密度が高い材料が望まれるという課題を有している。
　圧縮応力により鉄損が増加しにくい無方向性電磁鋼板の結晶方位は｛１１１｝＜２１１＞方位である。しかし、｛１１１｝＜２１１＞方位の磁束密度は低下する傾向がある。本発明者は、ステータとロータで異なる結晶方位の材料を用いることで、ステータ、ロータの両方にとって良い特性を持たせることを検討した。
　圧縮応力に対する感受性を低くするために｛１１１｝＜２１１＞方位強度は高い方が好ましいが、｛１１１｝＜２１１＞方位強度が高いと、磁束密度は低くなる。
　そこで、本発明は、筐体からの圧縮応力を受けるステータ材料の｛１１１｝＜２１１＞方位強度を高くして圧縮応力に対する感受性を高め、高い磁束密度を要するロータ材料の｛１１１｝＜２１１＞方位強度を下げて、磁束密度を確保することで、ステータ、ロータの両方にとって良い磁気特性持たせつつ、モータ効率を高める技術を提供することを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決するため、以下を要旨とするものである。
　（１）ステータと、ロータと、ステータおよびロータを収容する筐体とを有し、
　前記ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、前記ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする回転電機。
　（２）前記ロータの鉄心素材の｛４１１｝＜１４８＞方位強度（Ｃ）は、４未満であることを特徴とする、前記（１）に記載の回転電機。
　（３）前記ステータの鉄心及び前記ロータの鉄心の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成ることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載の回転電機。
　（４）前記（１）～（３）の何れか１項に記載の回転電機に用いられるステータの鉄心及びロータの鉄心のセット。
　（５）前記ステータの鉄心及び前記ロータの鉄心の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成ることを特徴とする、前記（４）に記載のステータの鉄心及びロータの鉄心のセット。
　（６）前記（４）または（５）に記載のステータの鉄心及びロータの鉄心のセットを用いて回転電機を製造することを特徴とする、回転電機の製造方法。
　（７）化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成る無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を含む工程で製造するに際し、前記熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を２種類設定し、前記ロータ鉄心用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を８６０℃～１０００℃とし、且つ前記ステータ鉄心用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度よりも高くすることを特徴とする、前記（１）に記載の回転電機のロータ鉄心用無方向性電磁鋼板およびステータ鉄心用無方向性電磁鋼板の製造方法。
　（８）化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成る無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を含む工程で製造し、得られた無方向性電磁鋼板から前記ステータ鉄心に用いる鉄心素材とロータに用いる鉄心素材を打ち抜いてそれぞれ積層し、前記式（１）が満たされるようにステータのみに歪取り焼鈍を行う、前記（１）に記載の回転電機のロータおよびステータの製造方法。
　（９）化学組成が、質量％で、Ｃｒ：０．００１～５．０００％を含有する前記（７）に記載の回転電機のロータ鉄心用無方向性電磁鋼板およびステータ鉄心用無方向性電磁鋼板の製造方法。
　（１０）前記無方向性電磁鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃｒ：０．００１～５．０００％を含有する前記（８）に記載の回転電機のロータおよびステータの製造方法。
　（１１）回転電機の鉄心素材に用いられる無方向性電磁鋼板のセットであって、
　ステータ用の無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、ロータ用の無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする無方向性電磁鋼板のセット。
（１２）前記ステータ用の無方向性電磁鋼板及び前記ロータ用の無方向性電磁鋼板の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成ることを特徴とする、前記（１１）に記載の無方向性電磁鋼板のセット。
　本発明では、ステータ、ロータの両方にとって良い磁気特性を持たせて、モータ効率を向上させることができる。
実施例で使用される回転電機の部分平面図である。
　以下に本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、特に断らない限り、数値ａおよびｂについて「ａ～ｂ」という表記は「ａ以上ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値ａにも適用されるものとする。
　本発明の第一の実施形態は、以下の構成を備える回転電機である。
　ステータと、ロータと、ステータおよびロータを収容する筐体とを有し、前記ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、前記ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする回転電機。
　また、本発明の第一の実施形態は、この回転電機に用いられるステータの鉄心及びロータの鉄心のセットも含む。
　また、本発明の第一の実施形態は、上記ステータの鉄心及びロータの鉄心のセットを用いて回転電機を製造する回転電機の製造方法を含む。
　以下、本実施形態に係る回転電機について具体的に説明する。
　本発明の回転電機は、少なくともステータと、ロータと、ステータおよびロータを収容する筐体とを有する。ステータ、ロータ、および筐体は、後述する構成（例えば｛１１１｝＜２１１＞方位強度）を除き、それらの形状、構成に関して特に限定されるものはなく、通常の形状、構成を備える。
　本発明に係るステータの鉄心素材は、２～３０の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）を有し、ロータの鉄心素材は、１～１５の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）を有し、且つ両者の｛１１１｝＜２１１＞方位強度は、式（１）Ａ＞Ｂの関係式を満たしている。
　本発明における｛１１１｝＜２１１＞方位強度の測定は、まずステータ鉄心、ロータ鉄心として積層された複数の鉄心素材を１枚に分解する。ついで、いずれか１枚の鉄心素材の板厚中心が表出するように研磨し、その研磨面をＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂａｃｋ　Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）にて２５００μｍ2以上の領域について観察を行う。観察は合計面積が２５００μｍ2以上であれば、いくつかの小区画に分けた数か所で行っても良い。ステータ鉄心においては２５０００００μｍ２以上の領域について観察を行うことが望ましい。測定時のｓｔｅｐ間隔は１μｍとする。ＥＢＳＤの観察データから｛１１１｝＜２１１＞方位強度を求める。方位強度の単位は対ランダム比（Ｉ／Ｉ０）を用いる。
　ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）は、２～３０の範囲である。ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が２未満であると、圧縮応力に関して鉄損の増加量が増え、モータ損が増加する。また３０を超えると結晶方位自体が鉄損を悪化させ、モータ損が増加する。｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）は、好ましくは４～１０の範囲である。
　ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）は、１～１５の範囲である。ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が１未満であると、材料の異方性が強くなり、ロータの形状を打抜いた時に真円度が悪化し、モータ損が増加し、また１５を超えると磁束密度が低下し、モータ損が増加する。｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）は、好ましくは２～８の範囲である。
　本発明に係るステータ、ロータの鉄心素材はそれぞれ、上述の｛１１１｝＜２１１＞方位強度範囲を有すると同時に、両者の｛１１１｝＜２１１＞方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係式を満たしていることが必要である。両者の｛１１１｝＜２１１＞方位強度がＡ＞Ｂの関係にある場合は、ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）は、ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）よりも大きいので、両者の磁気特性が向上して、モータ効率を高めることができる。
　逆に、両者の｛１１１｝＜２１１＞方位強度がＡ≦Ｂの関係にある場合は、ステータではケースによる圧縮応力で鉄損が増加し、ロータの磁束密度が低下することで、回転電機の効率を高めることができない。
　さらに、ロータの鉄心素材の｛４１１｝＜１４８＞方位強度（Ｃ）は、４未満であることが好ましい。この場合、ロータの形状を打抜いた時に真円度がより向上する効果が得られる。方位強度（Ｃ）は前述の方位強度（Ａ）と方位強度（Ｂ）を測定した方法（ＥＢＳＤ）によって測定することができる。
　前記第一の実施形態の回転電機のステータとロータに用いることができる無方向性電磁鋼板の化学組成は、｛１１１｝＜２１１＞方位強度の式（１）の関係を提供できるものであれば、特に限定されない。以下に、本発明の無方向性電磁鋼板の好適な化学組成の例を示す。化学組成の説明の「％」は「質量％」を意味するものとする。
　例えば、これらの無方向性電磁鋼板の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下を含有し、並びに残部：Ｆｅおよび不純物であることが好ましい。
　Ｃ：０．０１００％以下
　Ｃは不純物として含有される。鉄損低減のため、含有量は０．０１００％以下とするのが好ましい。上限はより好ましくは０．００２５％、さらに好ましくは０．００２０％である。
　Ｓｉ：２．６％以上、４．５％以下
　Ｓｉは鋼板の強度を高める元素である。また、比抵抗を増加させる元素であり、鉄損低減のために含有させる。また、鋼板の強度を向上させるのにも有効である。この効果と、飽和磁束密度の低下や鋼の脆化を防ぐ観点から、含有量は２．５～４．５％とするのが好ましい。下限はより好ましくは２．８％、さらに好ましくは３．０％である。上限はより好ましくは４．２％、さらに好ましくは４．０％である。
　Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下
　Ｍｎは、Ｓｉ、Ａｌと同様に比抵抗を増加させる作用を有しているので、鉄損低減のために含有させる。また、鋼板の強度を高める元素でもある。この効果と、飽和磁束密度の低下や鋼の脆化を防ぐ観点から、含有量は０．２０～３．００％とするのが好ましい。下限はより好ましくは０．３０％、さらに好ましくは０．６０％である。上限はより好ましくは２．８％、さらに好ましくは２．５％である。
　Ｐ：０．１５％以下
　Ｐは鋼板の強度を向上させる元素である。鋼板の強度はＳｉやＭｎでも向上させることができるので、Ｐは含有させなくともよい。鋼板の脆化を防ぐ観点から、含有量は０．１５％以下とするのが好ましい。上限はより好ましくは０．０８％、さらに好ましくは０．０６％である。
　Ｓ：０．００３０％以下、
　Ｓは不純物である。鉄損低減のため、含有量は０．００３０％以下とするのが好ましい。上限はより好ましくは０．００２５％、さらに好ましくは０．００２０％である。
　Ｎ：０．００４０％以下
　窒素（Ｎ）は不純物である。Ｎは、追加熱処理後の磁気特性を低下させる。したがって、Ｎ含有量は０．００４０％以下であることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは０．００２０％以下である。
　Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下
　ＡｌはＳｉと同様に比抵抗を増加させる元素であり、鉄損低減のために含有させる。Ａｌが０．１０％未満ではこの効果が十分得られないため、下限を０．１０％とする。下限はより好ましくは０．１５％、さらに好ましくは０．２０％である。飽和磁束密度の低下を防ぐ観点から、含有量は２．０％以下とするのが好ましい。上限はより好ましくは１．８％、さらに好ましくは１．５％である。
　Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％
　Ｓｎは磁気特性にとって好ましい結晶方位を発達させる元素である。Ｓｎは含有される必要はなく含有量の下限は０％である。Ｓｎ含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましい。磁気特性の劣化を防ぐ観点から、含有量の上限は０．２００％とすることが好ましく、０．１００％とすることがより好ましい。
　Ｓｂは磁気特性にとって好ましい結晶方位を発達させる元素である。Ｓｂは含有される必要はなく含有量の下限は０である。Ｓｂ含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましい。磁気特性の劣化を防ぐ観点から、含有量の上限は０．２００％とすることが好ましく、０．１００％とすることがより好ましい。
　Ｃｒ：０～５．０％
　Ｃｒは耐食性や高周波特性、集合組織を向上する元素である。Ｃｒは含有される必要はなく含有量の下限は０％である。Ｃｒ含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．００１％以上とするのが好ましく、０．０１％以上とするのがより好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましい。製品コストの観点から、含有量の上限は５．０％であり、０．５％とすることが好ましく、０．４％とすることがより好ましい。
　Ｎｉ：０～５．０％
　Ｎｉは鋼板の電気抵抗を高め、鉄損を低減する元素である。Ｎｉは含有される必要はなく含有量の下限は０％である。Ｎｉ含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましい。製品コストの観点から、含有量の上限は５．０％であり、０．５％とすることが好ましく、０．４％とすることがより好ましい。
　Ｃｕ：０～５．０％、
　Ｃｕは鋼板の電気抵抗を高め、鉄損を低減する元素である。Ｃｕは含有される必要はなく含有量の下限は０％である。Ｃｕ含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．０１％以上とするのが好ましく、０．０２％以上とするのがより好ましい。製品コストの観点、鋼の脆化を防ぐ観点から、含有量の上限は５．０％であり、０．５％とすることが好ましく、０．４％とすることがより好ましい。
　Ｃａ：０～０．０１０％
　Ｃａは硫化物を粗大化させ、熱処理工程での結晶粒の成長性を改善し、低鉄損化に寄与する元素である。Ｃａは含有される必要はなく含有量の下限は０％である。Ｃａ含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．００５％以上とするのが好ましく、０．００１０％以上とするのがより好ましい。磁気特性の劣化を防ぐ観点から、含有量の上限は０．０１０％であり、０．００５０％とすることが好ましく、０．００３０％とすることがより好ましい。
　Ｍｇ：０～０．０１００％
　Ｍｇは結晶粒の成長を促進する作用を通じて鉄損を低減させる元素であるとともに、介在物中の硫化物を、Ｍｇを含有するより硬化した介在物とし、疲労強度を向上させる元素である。この効果を得るために、コスト面を考慮し、含有量は０．００００～０．０１００％とするのが好ましい。下限はより好ましくは０．０００５％、さらに好ましくは０．００１０％である。上限はより好ましくは０．００４０％、さらに好ましくは０．００３０％である。
　希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％
　希土類元素（ＲＥＭ）は硫化物を粗大化させ、熱処理工程での結晶粒の成長性を改善し、低鉄損化に寄与する元素である。希土類元素（ＲＥＭ）は含有される必要はなく含有量の下限は０％である。希土類元素（ＲＥＭ）含有の効果は微量であっても得られるが、含有の効果を確実に得るためには、含有量は０．０００５％以上とするのが好ましく、０．００１０％以上とするのがより好ましい。磁気特性の劣化を防ぐ観点から、含有量の上限は０．０１０％であり、０．００５０％とすることが好ましく、０．００３０％とすることがより好ましい。
　Ｔｉ：０．００３０％以下
　Ｔｉは不純物として含まれる元素である。Ｔｉは、地鉄中のＣ、Ｎ、Ｏなどと結合してＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ酸化物などの微小析出物を形成し、焼鈍中の結晶粒の成長を阻害して磁気特性を劣化させるので、含有量は０．００３０％以下とするのが好ましい。上限はより好ましくは０．００２０％、さらに好ましくは０．００１０％である。Ｔｉは含有される必要はないので、含有量の下限は０％である。精錬コストを考慮し、下限を０．０００３％または０．０００５％としてもよい。
　Ｂ：０．００００％～０．００５０％
　Ｂは、少量で集合組織の改善に寄与する。そのため、Ｂを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ｂ含有量を０．０００１％以上とすることが好ましい。
　一方、Ｂ含有量が０．００５０％を超えると、Ｂの化合物が焼鈍時の粒成長を阻害し、結晶粒径が微細となり、鉄損増加の要因となる。そのため、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。
　Ｏ：０．００００％～０．０２００％
　Ｏは、鋼中のＣｒと結合し、Ｃｒ２Ｏ３を生成する。このＣｒ２Ｏ３は集合組織の改善に寄与する。そのため、Ｏを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ｏ含有量を０．００１０％以上とすることが好ましい。
　一方、Ｏ含有量が０．０２００％を超えると、Ｃｒ２Ｏ３が焼鈍時の粒成長を阻害し、結晶粒径が微細となり、鉄損増加の要因となる。そのため、Ｏ含有量は０．０２００％以下とする。
　化学組成の残部はＦｅおよび不純物である。不純物とは、原材料に含まれる成分、または製造の過程で混入する成分であって、意図的に鋼板に含有させたものではない成分をいう。
　上述した母材鋼板の化学成分は、一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、鋼成分は、ＩＣＰ－ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ－Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。なお、ＣおよびＳは燃焼－赤外線吸収法を用い、Ｎは不活性ガス融解－熱伝導度法を用いればよい。Ｏは不活性ガス融解－非分散型赤外線吸収法を用いればよい。
　第一の実施形態では、上述したロータ及びステータを用いて回転電機を製造する。これにより、ステータ、ロータの両方にとって良い磁気特性を持たせて、モータ効率を向上させることができる。
　本発明の第二の実施形態は、第一の実施態様の回転電機に用いるロータ用無方向性電磁鋼板およびステータ用無方向性電磁鋼板の製造方法である。第一の実施形態の回転電機のステータとロータの｛１１１｝＜２１１＞方位強度の関係は、ステータおよびロータに用いられる無方向性電磁鋼板の製造工程における熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を制御することによっても得ることができる。
　すなわち、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１％以上２．０％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成る無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を含む工程で製造するに際し、熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を２種類設定し、ロータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を８６０℃～１０００℃とし、且つステータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度よりも高くすることによって、第一の実施形態の回転電機のステータとロータの｛１１１｝＜２１１＞方位強度の関係を得ることができる。したがって、ステータ用の無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、ロータ用の無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする無方向性電磁鋼板のセットが得られる。
　本発明の第二の実施形態の製造方法は、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍、および必要に応じて行われるスキンパス圧延を含む工程で製造されるものであり、前述の熱間圧延板焼鈍以外の工程については特に規定するものではないが、各工程において次のような条件が採用できる。
　熱間圧延のスラブ加熱温度については１０００～１２００℃の標準的な条件でよい。ただし巻取り温度については熱間圧延板の靭性の点から６００℃以下が好ましく、更に好ましくは５５０℃以下である。
　極力熱間圧延板の厚みについては薄い方が、後の酸洗通板や冷間圧延通板時の割れや破断防止に有利であるため、熱間圧延板の靭性と生産効率等を勘案して適宜調整できるものとする。
　熱間圧延板焼鈍については磁性の観点からは、８００℃以上１１００℃以下で３０秒以上行ない、冷間圧延前の結晶粒径を５０～３００μｍ程度まで粒成長させることが好ましい。ただし熱間圧延板の延性が低下するため、成分と生産性を考慮した上で条件を決定すればよい。
　特に、熱間圧延板焼鈍については所要の｛１１１｝＜２１１＞方位強度に応じて焼鈍温度を２種類設定してもよい。ロータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延焼鈍の焼鈍温度を８６０℃～１０００℃とし、ステータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度よりも高くしてもよい。
　熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度は、得られる無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度に密接に関連している。｛１１１｝＜２１１＞方位の結晶粒は、冷間圧延前の結晶粒界近傍から発生しやすいことが知られている。熱間圧延板焼鈍温度が高いと冷間圧延前の結晶粒界面積が減少し、その後の焼鈍で｛１１１｝＜２１１＞方位の結晶粒が少なくなる。即ち、ロータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を、ステータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度よりも高い温度にすることによって両者の｛１１１｝＜２１１＞方位強度の式（１）Ａ＞Ｂの関係を得ることができる。
　ロータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度範囲は、８６０℃～１０００℃であるが、８６０℃未満であると、リジング等の表面欠陥が発生するため、好ましくない。また１０００℃を超えると、鋼板が脆くなり、製造性を著しく損なうため好ましくない。ロータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度の特に好ましい範囲は、９００℃～９５０℃である。一方、ステータ用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度は、ロータ用の無方向性電磁鋼板より低くても良い。
　第一の実施形態の回転電機のステータとロータの｛１１１｝＜２１１＞方位強度の関係は、上述のステータおよびロータに用いられる無方向性電磁鋼板の製造工程で、特に熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を制御しなくても、通常の、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を含む工程で製造して得られた無方向性電磁鋼板から、ステータに用いる素材とロータに用いる素材を打ち抜いて積層し、その後、ステータのみに式（１）を満たすように歪取り焼鈍を行うことによっても得ることができる。
　打ち抜き加工後にステータのみに実施する歪取焼鈍については、打ち抜き歪を開放するために７００℃から９００℃の温度範囲で１２０分以上の焼鈍を施すのが好ましい。スキンパス圧延によって歪を付与した場合は、特に高温かつ長時間で焼鈍することが好ましい。このように、ステータのみに歪取焼鈍を適切に行なうことで、歪取焼鈍後のステータの｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）とロータの｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）において、式（１）Ａ＞Ｂの関係を得ることができる。
　以下、実施例を用いて、本発明の実施形態をさらに説明する。
　なお、実施例に用いた条件はその確認のための一条件例であり、本発明は、この例に限定されるものではなく、本発明を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて種々の条件を採用し得るものである。
　図１は、回転電機の部分平面図である。回転電機３００は、電気学会Ｄモデルをベースとして作製されたＩＰＭモータである。ステータコア３の外径は１１２ｍｍであり、ロータ３０２の外径は５４ｍｍであり、ステータコア３の積み高さは１００ｍｍである。スロット数は２４スロットである。ステータコア３は、筐体３０１に焼き嵌めにより固定される。ロータ３０２の外径は５４ｍｍφであり、ステータコア３の内径は５５ｍｍφであり、ロータ３０２とステータコア３との間のギャップは０．５ｍｍである。また、ステータコア３の外径は１１２ｍｍφ（＝５４ｍｍ＋０．５ｍｍ×２＋２８．５ｍｍ×２）である。ステータコアは２４スロットであり、ステータコアのティース部に巻き回す銅線の１相当たりの巻線数は３５ターンであり、ロータ磁石の磁束密度Ｂｒは１．２５Ｔである。
　本実施例において、波高値３Ａの巻線電流を位相角３０度で流して、１５００ＲＰＭの回転数で６０分駆動した時の回転電機で発生した損失をモータ損（Ｗ）として求めた。
　(実施例１）
　溶鋼の連続鋳造を行い、下記表１に示す化学組成（残部は鉄及び不純物）を有する２５０ｍｍ厚のスラブを準備した。次いで、上記スラブに対し、熱間圧延を施し、熱間圧延板を作成した。その時のスラブ再加熱温度は１２００℃、仕上げ圧延での仕上げ温度は８５０℃、巻取り時の巻取り温度は６５０℃で仕上げ板厚は２．０ｍｍであった。次に、上記熱間圧延板において、熱間圧延板焼鈍として、表１に記載の温度で１分間の焼鈍を行い、酸洗によりスケール除去し、０．３５ｍｍ厚に冷間圧延を行った。そして、８００℃で３０秒の仕上焼鈍を行った。
　次に、磁気特性の鉄損Ｗ１５／５０（最大磁束密度１．５Ｔ、周波数５０Ｈｚ時の鉄損）を測定した。測定試料は５５ｍｍ角の試料片を採取し、圧延方向と幅方向の特性の平均値を求めた。磁気測定は、ＪＩＳ　Ｃ　２５５６（２０１５）に記載の電磁回路に準じた５５ｍｍ角の試験片や更に微小な試験片を測定できる装置を用いて測定した。測定結果を表１に示す。また、材料の｛１１１｝＜２１１＞方位強度の測定を行った。測定の方法は上述した方法で行った。
　回転電機のステータ、ロータに用いたそれぞれの素材として、表１に示すＡ～Ｚの各素材と、同じ組成および同じ鉄損を有し、かつ、｛１１１｝＜２１１＞方位強度の低い材料として、Ａ‘～Ｚ’の材料とをそれぞれ用意した。Ａ‘～Ｚ’の材料は、熱間圧延焼鈍の焼鈍温度をＡ～Ｚの各素材の焼鈍温度よりも高くした。
　これらの素材から、ステータ、ロータの鉄心を作成し、回転電機（モータ）を作成した。表２にステータ、ロータに使用した素材、式（１）の成立/不成立、及びモータ損を示す。発明例である回転電機１０３、１０６、１０９、１１２、１１５、１１８、１２１、１２４、１２７、１３０、１３３、１３６、１３９、１４２、１４５、１４８、１５１、１５４、１５７、１６０、１６３、１６６、１７２、１７５は、同じ鉄心素材を用いた他の回転電機（比較例）よりもモータ損が低かった。回転電機１６９は式（１）を満たすものの、ロータに使用した素材の｛１１１｝＜２１１＞範囲が当発明範囲から外れたため、モータ損は悪かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　（実施例２）
　表３に示すように、回転電機のステータ、ロータには実施例１で用いたのと同じ素材Ａ’～Ｚ’を用意した。これらの素材から、鉄心素材を打抜き加工をしたのち、表３に示す条件で歪取り焼鈍を行った。この際、歪取り焼鈍は８００℃で２時間焼鈍した。素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度、モータ損は実施例１と同様にして求めた。発明例である回転電機２０３、２０６、２０９、２１２、２１５、２１８、２２１、２２４、２２７、２３０、２３３、２３６、２３９、２４２、２４５、２４８、２５１、２５４、２５７、２６０、２６３、２６６、２７２、２７５は、同じ鉄心素材を用いた他の回転電機（比較例）よりもモータ損が低かった。回転電機２６９は式（１）を満たすものの、ロータに使用した素材の｛１１１｝＜２１１＞範囲が当発明範囲から外れたため、モータ損は悪かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　本発明では、ステータ、ロータの両方にとって良い磁気特性を持たせて、モータ効率を向上させることができるので、産業上の利用可能性は極めて高い。

Claims (12)

  1. 　ステータと、ロータと、前記ステータおよび前記ロータを収容する筐体とを有し、
    　前記ステータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、前記ロータの鉄心素材の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする回転電機。
  2. 　前記ロータの前記鉄心素材の｛４１１｝＜１４８＞方位強度（Ｃ）は、４未満であることを特徴とする、請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記ステータの鉄心及び前記ロータの鉄心の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成ることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転電機。
  4. 　請求項１～３の何れか１項に記載の回転電機に用いられるステータの鉄心及びロータの鉄心のセット。
  5. 　前記ステータの鉄心及び前記ロータの鉄心の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成ることを特徴とする、請求項４に記載のステータの鉄心及びロータの鉄心のセット。
  6. 　請求項４または５に記載のステータの鉄心及びロータの鉄心のセットを用いて回転電機を製造することを特徴とする、回転電機の製造方法。
  7. 　化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成る無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を含む工程で製造するに際し、前記熱間圧延板焼鈍の焼鈍温度を２種類設定し、ロータ鉄心用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍温度を８６０℃～１０００℃とし、且つステータ鉄心用の無方向性電磁鋼板の熱間圧延板焼鈍温度よりも高くすることを特徴とする、請求項１に記載の回転電機のロータ鉄心用無方向性電磁鋼板およびステータ鉄心用無方向性電磁鋼板の製造方法。
  8. 　化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成る無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱間圧延、熱間圧延板焼鈍、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍を含む工程で製造し、得られた無方向性電磁鋼板から前記ステータ鉄心に用いる鉄心素材とロータに用いる鉄心素材を打ち抜いてそれぞれ積層し、前記式（１）が満たされるようにステータのみに歪取り焼鈍を行う、請求項１に記載の回転電機のロータおよびステータの製造方法。
  9. 　前記無方向性電磁鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃｒ：０．００１～５．０００％を含有する請求項７に記載の回転電機のロータ鉄心用無方向性電磁鋼板およびステータ鉄心用無方向性電磁鋼板の製造方法。
  10. 　前記無方向性電磁鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃｒ：０．００１～５．０００％を含有する請求項８に記載の回転電機のロータおよびステータの製造方法。
  11. 　回転電機の鉄心素材に用いられる無方向性電磁鋼板のセットであって、
    　ステータ用の無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ａ）が、２～３０であり、ロータ用の無方向性電磁鋼板の｛１１１｝＜２１１＞方位強度（Ｂ）が、１～１５であって、且つ両者の方位強度が、式（１）Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする無方向性電磁鋼板のセット。
  12. 　前記ステータ用の無方向性電磁鋼板及び前記ロータ用の無方向性電磁鋼板の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．６％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上３．００％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００４０％以下、Ａｌ：０．１０％以上２．００％以下、Ｓｎ及びＳｂから選択される１種以上：０～０．２００％、Ｃｒ：０～５．０％、Ｎｉ：０～５．０％、Ｃｕ：０～５．０％、Ｃａ：０～０．０１０％、Ｍｇ：０～０．０１００％及び、希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１０％、Ｔｉ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００００％～０．００５０％、Ｏ：０．００００％～０．０２００％、並びに残部：Ｆｅおよび不純物から成ることを特徴とする、請求項１１に記載の無方向性電磁鋼板のセット。
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