(57)【要約】【課題】ステータコアにおいて、軟磁性体の占積率を確保しつつ、鉄損を低減することである。【解決手段】ステータコア１０は、所定の厚さの第１板厚を有し所定形状に成形された第１軟磁性体薄板の両面に絶縁皮膜を有する複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０を含む。また、所定形状に成形されて単位質量当たりの鉄損が第１軟磁性体薄板の単位質量当たり鉄損よりも少なく、且つ、上面及び下面のいずれにも絶縁皮膜処理が施されていない第２軟磁性体薄板３０を含む。そして、１枚以上の第２軟磁性体薄板で構成される第２軟磁性体薄板層３２の上面及び下面にそれぞれ絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０が配置されて、複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と複数の第２軟磁性体薄板３０とが積層されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さの第１板厚を有し所定形状に成形された第１軟磁性体薄板の両面に絶縁皮膜を有する複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板と、
前記所定形状に成形されて単位質量当たりの鉄損が前記第１軟磁性体薄板の単位質量当たり鉄損よりも少なく、且つ、上面及び下面のいずれにも絶縁皮膜処理が施されていない第２軟磁性体薄板と、
を含み、
１枚以上の前記第２軟磁性体薄板で構成される第２軟磁性体薄板層の上面及び下面にはそれぞれ前記絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板が配置されて、複数の前記絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板と複数の前記第２軟磁性体薄板とが積層されている、回転電機のステータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機のステータコアに係り、軟磁性体薄板の積層体を用いる回転電機のステータコアに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のステータは、円環状のヨーク部及びヨーク部から内周側に突き出す複数のティース部を有するステータコアと、ステータコアのティース部に巻回されるステータ巻線とを含む。ステータコアは、ヨーク部と複数のティース部とを含む所定形状を有する円環状の軟磁性体薄板を長尺材料から打ち抜き、これを所定枚数で積層して形成される。
【０００３】
ステータコアには、そのコアの有する物性のために、ステータ巻線に流れる負荷電流の大小に関わらず、例えば無負荷であっても、鉄損が発生する。鉄損は、ステータコアにおいての磁界の方向が変化することによって生じるエネルギー損失であるヒステリシス損と、磁界の方向が変化することでステータコア内部に電流が流れ、その電気エネルギーが熱となって外部に逃げていくことによる渦電流損からなる。鉄損は、回転電機の効率を低下させる要因となる。
【０００４】
特許文献1には、板厚０．３５ｍｍの３質量％Ｓｉ鋼板の両面に絶縁皮膜を施した薄板を積層して１０ｍｍ厚さの回転電機ステータコアを作成し、絶縁皮膜と鉄損との関係を調べ、ある程度の厚さ範囲の絶縁皮膜を設けることで鉄損が減少することを述べている。すなわち、絶縁皮膜を厚くするにつれて鉄損は減少するが、絶縁皮膜がある程度厚くなるとそれ以上厚くしても鉄損は減少しなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
渦電流損Ｐｅは、板厚ｔ、最大磁束密度Ｂｍ、周波数ｆ、抵抗率ρとして、[（ｔ×ｆ×Ｂｍ）2／ρ]に比例する。車両用回転電機のステータコアには、軟磁性体薄板としてケイ素鋼板の一種の電磁鋼板が用いられるが、電磁鋼板に絶縁皮膜を施すことで、積層体を複数の薄板に電気的に分離でき、薄板の板厚ｔの渦電流損Ｐｅ（ｔ）まで低減することができる。電磁鋼板の厚さが定まると、絶縁皮膜を設けても鉄損の低減には限度がある。そこで、絶縁皮膜付電磁鋼板を用いる場合に比べさらに鉄損を低減できるステータコアが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る回転電機のステータコアは、所定の厚さの第１板厚を有し所定形状に成形された第１軟磁性体薄板の両面に絶縁皮膜を有する複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板と、所定形状に成形されて単位質量当たりの鉄損が第１軟磁性体薄板の単位質量当たり鉄損よりも少なく、且つ、上面及び下面のいずれにも絶縁皮膜処理が施されていない第２軟磁性体薄板と、を含み、１枚以上の第２軟磁性体薄板で構成される第２軟磁性体薄板層の上面及び下面にはそれぞれ絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板が配置されて、複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板と複数の第２軟磁性体薄板とが積層されている。
【０００８】
上記構成のステータコアによれば、両面に絶縁皮膜を有する複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板と、単位質量当たりの鉄損が第１軟磁性体薄板の単位質量当たり鉄損よりも少ない第２軟磁性体薄板が積層される。第２軟磁性体薄板は絶縁皮膜を有していないが、１枚以上の第２軟磁性体薄板で構成される第２軟磁性体薄板層は、例えば複数枚の第２軟磁性体薄板が積層されている場合にその積層の上面と下面には絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板が配置される。したがって、第２軟磁性体薄板層は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板の絶縁皮膜で上面と下面が挟まれている。
【０００９】
第２軟磁性体薄板層の部分は絶縁皮膜を含まないので、第２軟磁性体薄板層の渦電流損は、第２軟磁性体薄板層の厚さと同じ厚さの第１軟磁性体薄板の渦電流損よりも少ない。したがって、ステータコアにおいて、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板の枚数と、第２軟磁性体薄板層における第２軟磁性体薄板の枚数との構成比率を適切に定めることで、絶縁皮膜付電磁鋼板を用いる場合に比べ、渦電流損を含む鉄損を所望の鉄損まで低減できる。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成のステータコアによれば、絶縁皮膜付電磁鋼板を用いる場合に比べさらに鉄損を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係るステータコアの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】実施の形態における３種類の軟磁性体について、鉄損と飽和磁化との関係を示す図である。
【図４】他の実施の形態に係るステータコアの斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】実施の形態におけるナノ結晶軟磁性体の鉄損の加工工程による変化について、電磁鋼板の鉄損と比較する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態について詳細に説明する。以下で述べる形状、寸法、材質、ステータコアのティース部の数、第２軟磁性体薄板層における第２軟磁性体薄板の積層数等は、説明のための例示であって、回転電機のステータコアの仕様等に合わせ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、回転電機のステータコア１０を示す斜視図である。以下では、特に断らない限り、回転電機のステータコア１０を、ステータコア１０と呼ぶ。図１に、ステータコア１０における軸方向と径方向と周方向とを示す。軸方向は、ステータコア１０の中心穴の中心軸ＣＬに沿った方向である。軸方向の二方向を区別する場合は、上面側と下面側と呼ぶ。図１は、上方側から見た斜視図である。径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸ＣＬを通る放射状の方向であり、中心軸ＣＬ側が内周側の方向で、反対側が外周側の方向である。周方向は、中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿った方向である。以下の図においても同様である。
【００１４】
ステータコア１０は、円環状のヨーク部１２、ヨーク部１２から内周側に突出する複数のティース部１４、及び隣接するティース部１４の間の空間であるスロット部１６を有する。図１の例では、１２個のティース部１４と１２個のスロット部１６とが示される。
【００１５】
ステータコア１０は、図示しないステータ巻線が所定の巻回方法でスロット部１６に通されてティース部１４の周りに巻回されて回転電機のステータとなる。ステータが用いられる回転電機は、車両に搭載される回転電機である。回転電機は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型の回転電機である。回転電機は、ステータと、ステータの内周側に所定の間隔を隔てて配置されるロータとで構成される。図１ではロータの図示を省略した。
【００１６】
ステータコア１０は、ヨーク部１２、ティース部１４、スロット部１６を含む所定形状に成形された軟磁性体部材で、軸方向に、複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と、複数の第２軟磁性体薄板３０とを順次積層した積層体で構成される。図１の例では、軸方向に沿って、８枚の第２軟磁性体薄板３０のそれぞれの上面及び下面に絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０が配置されて積層体が構成される。積層体の最上面側と最下面側には絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０が配置されるので、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０は、合計で９枚である。絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０を構成する第１軟磁性体の材質と、第２軟磁性体薄板３０を構成する第２軟磁性体の材質については後述する。
【００１７】
図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０は、所定形状に成形されて板厚ｔ１を有する第１軟磁性体薄板２２の上面及び下面にそれぞれ絶縁皮膜２４，２６を有する薄板である。第２軟磁性体薄板３０は、所定形状に成形されて板厚ｔ２を有する。８枚の第２軟磁性体薄板３０のそれぞれの上面は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の下面側の絶縁皮膜２６に接触して配置される。８枚の第２軟磁性体薄板３０のそれぞれの下面は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の上面側の絶縁皮膜２４に接触して配置される。すなわち、各第２軟磁性体薄板３０はいずれも、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２４，２６で上面と下面とが挟まれている。
【００１８】
次に、第１軟磁性体薄板２２を構成する第１軟磁性体の材質と、第２軟磁性体薄板３０を構成する第２軟磁性体の材質について、ステータコア１０の性能と関連付けて説明する。ステータコア１０は、ステータ巻線に電流を流して励磁し磁極を形成する電磁石の一種であるので、磁性体の内で永久磁石に用いられる強磁性体でなく、比較的簡単に磁極が消失や反転する軟磁性体が用いられる。回転電機にステータコア１０が用いられる場合には、鉄損が少ないことが好ましい。
【００１９】
ステータコア１０に用いられる軟磁性体としては、最大磁束密度Ｂｍに対応する特性である飽和磁化が大きく出力トルクが大きくとれるケイ素鋼板の一種である電磁鋼板がよく用いられる。この場合、ステータコア１０の厚さまで所定の枚数の電磁鋼板が積層されるが、渦電流損を低減するために、各電磁鋼板の両面に絶縁皮膜が設けられる。しかし、電磁鋼板の厚さが定まると、絶縁皮膜を設けても鉄損の低減には限度がある。
【００２０】
電磁鋼板よりも鉄損が少ない材質としては、アモルファス軟磁性体と、ナノ結晶軟磁性体が知られている。電磁鋼板はケイ素鋼板の一種で結晶構造を有するが、アモルファス軟磁性体は、結晶構造を有しない非晶質である。ナノ結晶軟磁性体は、例えばアモルファス軟磁性体を熱処理して得られるナノメートル（ｎｍ）オーダーの結晶粒の微細結晶構造を有する。
【００２１】
図３は、単位質量当たりの鉄損と飽和磁化との関係について、白抜き四角印で電磁鋼板を、白抜き三角印でアモルファス軟磁性体を、白抜き丸印でナノ結晶軟磁性体の特性を示す。図３に示されるように、アモルファス軟磁性体とナノ結晶軟磁性体とは、電磁鋼板に比較して、単位質量当たり鉄損が約（１／５）である。飽和磁化を比べると、アモルファス軟磁性体は、電磁鋼板、ナノ結晶軟磁性体に比べ３０％程度小さい。
【００２２】
電磁鋼板、アモルファス軟磁性体、ナノ結晶軟磁性体はいずれも純鉄に近い成分であるので、比質量もほぼ同じである。したがって、ステータコア１０の体積を同じとすれば、電磁鋼板をアモルファス軟磁性体またはナノ結晶軟磁性体に置き換えることで、大幅に鉄損の少ないステータコア１０とできる。これらのことから、電磁鋼板をアモルファス軟磁性体、ナノ結晶軟磁性体に置き換えること、好ましくは電磁鋼板をナノ結晶軟磁性体に置き換えることがよいが、ナノ結晶軟磁性体は、脆い性質を有するので、電磁鋼板に比べ、成形の際の取り扱いが難しい。
【００２３】
例えば、電磁鋼板を含む一般的なケイ素鋼板は、ケイ素を含む素材溶湯を鋳造したのち圧延し、その後に絶縁皮膜を塗装等で形成する。これに対し、ナノ結晶軟磁性体は、素材を溶融して溶湯状態として、急冷する。これにより薄板のアモルファス軟磁性体が得られ、これに適当な熱処理を加えることでナノ結晶化するものを用いる。この製法のために、ナノ結晶軟磁性体は、板厚が薄く、そして脆い。そのため絶縁皮膜を塗布等によって形成することが困難である。そのため熱処理による酸化皮膜を絶縁皮膜として用いることが検討されているが、熱処理温度が低い場合に絶縁皮膜として十分な酸化皮膜が形成されず、一方で熱処理温度が高い場合には結晶化が進みすぎてナノ結晶としての性能が低下する。アモルファス軟磁性体は、ナノ結晶軟磁性体に比較すれば加工しやすく、適当な板厚に成形後、絶縁皮膜の形成も可能であるが、上記のように、電磁鋼板、ナノ結晶軟磁性体に比較して飽和磁化が低い。
【００２４】
そこで、ステータコア１０において、回転電機に用いる場合の鉄損を低減するために、電磁鋼板、アモルファス軟磁性体、ナノ結晶軟磁性体を適切に組み合わせて積層することがよい。ステータコア１０における加工等の取り扱いをよくしながら鉄損を少なくするには、組み合わせの一方側を、単位質量当たりの鉄損が大きく板厚が厚い軟磁性体薄板でよいが絶縁皮膜を有する構造とする。他方側は、単位質量当たりの鉄損が小さく、絶縁皮膜を有さない軟磁性体薄板とすることがよい。そして、適当な構成比率で、取り扱いがしやすい絶縁皮膜を有する一方側の軟磁性体で、鉄損が少ない他方側の軟磁性体を挟むことがよい。ここで、絶縁皮膜付の一方側の軟磁性体薄板が絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０であり、絶縁皮膜を有さない他方側の軟磁性体薄板が第２軟磁性体薄板３０である。
【００２５】
電磁鋼板、アモルファス軟磁性体、ナノ結晶軟磁性体の３つの内、いずれを絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０とし、いずれを第２軟磁性体薄板３０とするかの組み合わせとしては、３通りある。１つ目は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０として絶縁皮膜を有する電磁鋼板薄板を用い、第２軟磁性体薄板３０として絶縁皮膜を有さないアモルファス軟磁性体薄板を用いる組み合わせである。２つ目は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０として絶縁皮膜を有する電磁鋼板薄板を用い、第２軟磁性体薄板３０として絶縁皮膜を有さないナノ結晶軟磁性体薄板を用いる組み合わせである。３つ目は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０として絶縁皮膜を有するアモルファス軟磁性体薄板を用い、第２軟磁性体薄板３０として絶縁皮膜を有さないナノ結晶軟磁性体薄板とする組み合わせである。
【００２６】
図１と図２を用いて、２つ目の組み合わせを用いるステータコア１０について、その軟磁性体の占有率と鉄損の大きさを述べる。２つ目の組み合わせを用いる場合、図２では、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０は、第１軟磁性体薄板２２が電磁鋼板である。第２軟磁性体薄板３０は、ナノ結晶軟磁性体である。
【００２７】
図１から、ステータコア１０は、９枚の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と、８枚の第２軟磁性体薄板３０で構成される。ここで、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と第２軟磁性体薄板３０とは、同じ所定形状を有し、電磁鋼板とナノ結晶軟磁性体の比質量は同じとするので、鉄損の計算は、軸方向の板厚に基づいて求めることができる。
【００２８】
ここで１枚の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０における絶縁皮膜２４，２６の合計の厚さをｔ３とする。ステータコア１０の軸方向の厚さｔ０は、ｔ０＝９×（ｔ１＋ｔ３）＋（８×ｔ２）である。以下では、計算の一例として、ｔ１＝ｔ２、ｔ３＝ｔ１×５％とする。この場合、ステータコア１０の軸方向の厚さｔ０は、ｔ０＝９×（ｔ１＋０．０５ｔ１）＋（８×ｔ１）＝（１７．４５）×ｔ１である。
【００２９】
電磁鋼板である第１軟磁性体薄板２２の１枚当たりの鉄損をＺ１として、第２軟磁性体薄板３０の１枚当りの鉄損Ｚ２は、図３の結果からＺ２＝｛Ｚ１×（１／５）｝である。したがって、ステータコア１０の全体の鉄損は、｛（９×Ｚ１）＋（８×Ｚ２）｝＝［（９×Ｚ１）＋｛８×（０．２×Ｚ１）｝］＝（１０．６×Ｚ１）である。一方、全部を絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の積層体で構成する従来例のステータコアの軸方向の厚さは、｛（１７．４５）×ｔ１｝である。つまり、１７．４５枚の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の積層体に相当するので、従来例のステータコアの全体の鉄損は、（１７．４５×Ｚ１）となる。したがって、全部を絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の積層体で構成する従来例の場合に比較して、図１の構成のステータコア１０の方が小さい鉄損となる。
【００３０】
上記では、各第２軟磁性体薄板３０はいずれも、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２４，２６で上面と下面とが挟まれているとした。すなわち、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２４，２６で上面と下面とが挟まれる第２軟磁性体薄板３０の枚数は１枚である。これは説明のための例示であって、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２４，２６で上面と下面とが挟まれる第２軟磁性体薄板３０の枚数を複数枚としてもよい。その場合、複数の第２軟磁性体薄板３０の層を、第２軟磁性体薄板層３２と呼ぶと、第２軟磁性体薄板層３２の上面は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２６に接触し、下面は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２４に接触する。
【００３１】
図４は、図１に対応する図で、ステータコア１０は、軸方向に、複数の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と、複数の第２軟磁性体薄板層３２を順次積層した積層体で構成される。図４の例では、軸方向に沿って、８つの第２軟磁性体薄板層３２のそれぞれの上面及び下面に絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０が配置されて積層体が構成される。積層体の最上面側と最下面側には絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０が配置されるので、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０は、合計で９枚である。
【００３２】
図５は、図２に対応する図で、図４に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０は、所定形状に成形されて板厚ｔ１を有する第１軟磁性体薄板２２である電磁鋼板の上面及び下面にそれぞれ絶縁皮膜２４，２６を有する薄板である。第２軟磁性体薄板層３２は、所定形状に成形されて板厚ｔ２を有する第２軟磁性体薄板３０が軸方向に５枚積層された層である。５枚の第２軟磁性体薄板３０を区別する場合は、積層の上面側から下面側に向かって、第２軟磁性体薄板３０ａ、第２軟磁性体薄板３０ｂ、第２軟磁性体薄板３０ｃ、第２軟磁性体薄板３０ｄ、第２軟磁性体薄板３０ｅと呼ぶ。５枚の第２軟磁性体薄板３０ａ，３０ｂ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅは、いずれも絶縁皮膜を有しない。したがって、第２軟磁性体薄板層３２の厚さは、（５×ｔ２）である。積層の最上面側の第２軟磁性体薄板３０ａの上面は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の下面側の絶縁皮膜２６に接触して配置される。積層の最下面側の第２軟磁性体薄板３０ｅの下面は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の上面側の絶縁皮膜２４に接触して配置される。すなわち、第２軟磁性体薄板層３２は、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の絶縁皮膜２４，２６で上面と下面とが挟まれている。
【００３３】
図４と図５を用いて、２つ目の組み合わせを用いるステータコア１０の鉄損の大きさについて述べる。２つ目の組み合わせを用いる場合、図４では、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０は、第１軟磁性体薄板２２が電磁鋼板である。第２軟磁性体薄板層３２は、５枚の第２軟磁性体薄板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅがいずれもナノ結晶軟磁性体である。第２軟磁性体薄板層３２は、ナノ結晶軟磁性体薄板を５枚積層したもので、電磁的特性としては、５層短絡したナノ結晶軟磁性体に相当する。
【００３４】
図６に、電磁鋼板と、５層短絡したナノ結晶軟磁性体について、鉄損を比較した結果を示す。ナノ結晶軟磁性体を５層短絡した構造とする手順は、素材から所定形状を有する薄板にプレス加工し、その後圧縮成形し、５枚を積層して電磁的に短絡状態とする。図６の横軸は、その工程を示す。縦軸は、規格化鉄損の大きさで、ここでは、電磁鋼板の単位質量当たりの鉄損を１００％とした。図６に示されるように、５層短絡後のナノ結晶軟磁性体の鉄損は、電磁鋼板の鉄損の約２５％である。図５の電磁鋼板である第１軟磁性体薄板２２の板厚ｔ１と、５層短絡後の第２軟磁性体薄板層３２の板厚（５×ｔ２）とを同じとすれば、図６の結果を用いて、第２軟磁性体薄板層３２の鉄損は、電磁鋼板である第１軟磁性体薄板２２の鉄損の２５％である。
【００３５】
図５から、ステータコア１０は、９枚の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と、８つの第２軟磁性体薄板層３２で構成される。ここで、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と第２軟磁性体薄板層３２とは、同じ所定形状を有し、電磁鋼板とナノ結晶軟磁性体の比質量は同じとするので、鉄損の計算は、軸方向の板厚に基づいて求めることができる。以下では、計算の一例として、ｔ１＝（５×ｔ２）、ｔ３＝ｔ１×５％とする。この場合、ステータコア１０の軸方向の厚さｔ０は、ｔ０＝９×（ｔ１＋０．０５ｔ１）＋（８×ｔ１）＝（１７．４５）×ｔ１である。
【００３６】
電磁鋼板である第１軟磁性体薄板２２の１枚当たりの鉄損をＺ１として、５層短絡後の第２軟磁性体薄板層３２の鉄損Ｚ２は、図６の結果からＺ２＝（０．２５×Ｚ１）である。したがって、ステータコア１０の全体の鉄損は、｛（９×Ｚ１）＋（８×Ｚ２）｝＝［（９×Ｚ１）＋｛８×（０．２５×Ｚ１）｝］＝（１３×Ｚ１）である。一方、全部を絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の積層体で構成する従来例のステータコアの全体の鉄損については、ステータコア１０の軸方向の厚さが｛（１７＋０．４５）×ｔ１｝＝｛（１７．４５）×ｔ１｝である。つまり、１７．４５枚の絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の積層体に相当するので、従来例のステータコアの全体の鉄損は、（１７．４５×Ｚ１）となる。したがって、全部を絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の積層体で構成する従来例の場合に比較して、図１の構成のステータコア１０の方が小さい鉄損となる。
【００３７】
従来例の場合に比較して、鉄損を低減したい場合に、例えば、鉄損を従来例の（１３／１７．４５）×１００％にしたい場合には、図５、図６の構成をそのまま用いることができる。鉄損を従来例の（１３／１７．４５）×１００％よりさらに少ない鉄損とするには、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の１枚に対し、第２軟磁性体薄板層３２における第２軟磁性体薄板３０の枚数を８枚からさらに増加させればよい。鉄損を従来例の（１３／１７．４５）×１００％まで低減しなくともよい場合には、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０の１枚に対し、第２軟磁性体薄板層３２における第２軟磁性体薄板３０の枚数を８枚から減らせばよい。このように、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と、第２軟磁性体薄板３０との構成比率を適切にすることで、所望の鉄損に低減することができる。
【００３８】
上記のように、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０として絶縁皮膜を有する電磁鋼板薄板を用い、第２軟磁性体薄板３０としてナノ結晶軟磁性体薄板を用いる組み合わせのステータコア１０とすることで、従来例に比較して、鉄損が小さくなる。これは、上記の３つの組み合わせの内で、飽和磁化がほぼ同じの電磁鋼板とナノ結晶軟磁性体の組み合わせであるので、回転電機に用いた場合の出力トルクへの影響がほとんどない。その下で、絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板２０と第２軟磁性体薄板３０の構成比率を適切に設定することで、所望の鉄損を実現できる。
【００３９】
上記の３つの組み合わせの内、１つ目の組み合わせでは、飽和磁化が高く単位質量当たり鉄損の多い電磁鋼板と、飽和磁化が低く単位質量当たり鉄損の小さいアモルファス軟磁性体とを用いる。この場合には、これらの構成比率を最適にすることで、回転電機に用いた場合の出力トルクへの影響を少なくしながら鉄損を低減することができる。３つ目の組み合わせでは、図３に示すように、アモルファス軟磁性体とナノ結晶軟磁性体とは、単位質量当たり鉄損がほぼ同じであるが、飽和磁化が異なるので、アモルファス軟磁性体を必要最小限に抑えるように、これらの構成比率を適切に設定する。これにより、ステータコア１０を回転電機に用いた場合の鉄損を低減することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  (回転電機の)ステータコア、１２  ヨーク部、１４  ティース部、１６  スロット部、２０  絶縁皮膜付第１軟磁性体薄板、２２  第１軟磁性体薄板、２４，２６  絶縁皮膜、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ  第２軟磁性体薄板、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ  第２軟磁性体薄板層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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