(57)【要約】【課題】  非磁性箇所以外の部分の鋼材の材質に関わらず適用でき，要処理時間が短く，決まった深さ方向構造の非磁性箇所を持つようにした，非磁性箇所を有する鋼材の製造方法を提供すること。【解決手段】  凹状に溝を形成した電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０を準備する。電磁鋼板１０の溝に改質金属箔３２を挿入し，電磁鋼板２０の溝に強磁性金属箔３３を挿入する。電磁鋼板２０の溝の箇所に電磁石４０を，電磁石４０と強磁性金属箔３３とで電磁鋼板２０を挟むように接触させる。電磁石４０で強磁性金属箔３３を引っ張っている状態で電磁鋼板２０を反転させ，電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とを重ね合わせる。溝１１，２１の箇所を加圧通電することにより，改質金属箔３２および強磁性金属箔３３を溶融させ，非磁性合金層１１０を形成する。【選択図】図５
2010136529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に凹部を設けた第１の主鋼材と，一方の面に凹部を設けた第２の主鋼材とを，それぞれ凹部を設けた面が上側となるように配置し，
前記第２の主鋼材の凹部に，強磁性金属を挿入し，
前記第１の主鋼材の凹部に，前記強磁性金属及び前記第１の主鋼材及び前記第２の主鋼材とともに溶融して非磁性の合金を形成する合金形成材を挿入し，
前記第２の主鋼材の凹部の下側に磁石を配置して前記磁石と前記強磁性金属とで前記第２の主鋼材を挟みつけつつ，その状態で前記第２の主鋼材を上下反転させ，
前記強磁性金属と前記合金形成材とがちょうど重なるように前記第２の主鋼材を配置し，
前記磁石を前記第２の主鋼材から除去し，
その凹部のある箇所に通電することにより，前記合金形成材及び前記強磁性金属を，周囲の鋼材の一部とともに溶融して，第１の主鋼材の残部と第２の主鋼材の残部との間に非磁性合金層を形成することを特徴とする非磁性箇所を有する鋼材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非磁性箇所を有する鋼材の製造方法において，
前記合金形成材がＮｉ−Ｃｒ系合金であり，
前記強磁性金属がフェライト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であることを特徴とする非磁性箇所を有する鋼材の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の非磁性箇所を有する鋼材の製造方法において，
前記合金形成材がＦｅ−Ｃｒ系の合金または純Ｃｒであり，
前記強磁性金属がＮｉ系の強磁性金属であることを特徴とする非磁性箇所を有する鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，回転電機などの鉄心に用いて好適な鋼材に関するものである。さらに詳細には，部分的に非磁性の箇所を有する鋼材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機などに用いられる鉄心には一般に，高い透磁率が求められる。しかしながら鉄心には部分的に，コイルや磁石の配置により有効磁気経路とならない箇所もある。例えば，図１のようなステータ８０とロータ９０においては，ロータ９０に磁石９１が取り付けられている。このロータ９０における，ペリブリッジ部９２およびセンターブリッジ部９３は，有効磁束Ｆの経路とはならない。このような箇所にも鉄心が存在していることは，むしろ漏れ磁束により性能を低下させている。そのため，このような箇所の磁気抵抗を高めることが望ましい。とはいえ，全体の強度を維持し磁石９１を安定して保持する必要もあるので，この箇所を空隙にするのは好ましくない。
【０００３】
そこで従来から，鉄心のうちこのような箇所を部分的に非磁性化することが行われている。例えば特許文献１には，鉄心の該当箇所を局所的に加熱しそして冷却させることでオーステナイト領域を形成する技術が開示されている。すなわち，基材としては，準安定オーステナイト系ステンレス鋼を冷間圧延により強磁性のマルテンサイト組織としたものを用い，その一部を，この方法で非磁性のオーステナイト組織とするのである。局所的な加熱の手段としてはレーザー照射を挙げている。さらに特許文献２には，対象の磁性部材を局所的に溶融しつつ，外部から改質元素を添加して固溶させ，非磁性化することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３５０７３９５号公報
【特許文献２】特開２００１−９３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。まず，鉄心の主要部分にマルテンサイト化したオーステナイト系ステンレス鋼を用いるものでは，結晶形の歪み等のため，透磁率が一般的な電磁鋼板より劣り，最大磁束密度が不足する。また，溶融させた状態で改質元素を添加するものでは，長い処理時間を要すること，深さ方向の制御が困難で非磁性層を所望どおりに形成できないこと，といった問題がある。また，改質元素を添加した分の体積増加により処理後の平坦性が悪いという問題もある。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，非磁性箇所以外の部分の鋼材の材質に関わらず適用でき，要処理時間が短く，決まった深さ方向構造の非磁性箇所を持つようにした，非磁性箇所を有する鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の非磁性箇所を有する鋼材の製造方法は，一方の面に凹部を設けた第１の主鋼材と，一方の面に凹部を設けた第２の主鋼材とを，それぞれ凹部を設けた面が上側となるように配置し，第２の主鋼材の凹部に，強磁性金属を挿入し，第１の主鋼材の凹部に，強磁性金属及び第１の主鋼材及び第２の主鋼材とともに溶融して非磁性の合金を形成する合金形成材を挿入し，第２の主鋼材の凹部の下側に磁石を配置して磁石と強磁性金属とで第２の主鋼材を挟みつけつつ，その状態で第２の主鋼材を上下反転させ，強磁性金属と合金形成材とがちょうど重なるように第２の主鋼材を配置し，磁石を第２の主鋼材から除去し，その凹部のある箇所に通電することにより，合金形成材及び強磁性金属を，周囲の鋼材の一部とともに溶融して，第１の主鋼材の残部と第２の主鋼材の残部との間に非磁性合金層を形成するものである。
【０００８】
かかる非磁性箇所を有する鋼材の製造方法は，非磁性箇所となるべき部分にのみ通電して加熱するので，他の部分の材質を問わない。このため，主鋼材を透磁率重視で種類を選択することができる。また，製造工程において，材料同士がかじることがない。
【０００９】
また，上記に記載の非磁性箇所を有する鋼材の製造方法において，合金形成材がＮｉ−Ｃｒ系合金であり，強磁性金属がフェライト系ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であるとよい。非磁性箇所の電気抵抗率を高くすることができるからである。
【００１０】
また，上記に記載の非磁性箇所を有する鋼材の製造方法において，合金形成材がＦｅ−Ｃｒ系の合金または純Ｃｒであり，強磁性金属がＮｉ系の強磁性金属であってもよい。非磁性箇所の電気抵抗率を高くすることができるからである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，非磁性箇所以外の部分の鋼材の材質に関わらず適用でき，要処理時間が短く，決まった深さ方向構造の非磁性箇所を持つようにした，非磁性箇所を有する鋼材の製造方法が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態の非磁性箇所を有する鋼材を用いる回転電機は，図１に示したロータ９０のペリブリッジ部９２およびセンターブリッジ部９３が非磁性箇所とされているものである。センターブリッジ部９３は，隣り合う磁石取り付け穴の間の箇所であり，ペリブリッジ部９２は，磁石取り付け穴と外周縁との間の箇所である。このようにペリブリッジ部９２及びセンターブリッジ部９３が非磁性箇所であるため，これらの非磁性箇所からの磁束の漏れは少ない。また，図１に示すように，ロータ９０およびステータ８０はいずれも，多数枚の電磁鋼板を積層してなるものである。
【００１３】
まず，ロータ９０に用いる非磁性箇所を有する電磁鋼板１００について説明する。電磁鋼板１００は，図２に示すように２枚の電磁鋼板１０，２０を重ね合わせたものである。そして，電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とは，その間に食い込むように形成された非磁性合金層１１０を介して接合されている。つまり，電磁鋼板１０と非磁性合金層１１０とは，その接触面で接合されている。また，電磁鋼板２０と非磁性合金層１１０とは，その接触面で接合されている。しかし，電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とは，直接には接合されていない。よって，電磁鋼板１０と電磁鋼板２０との接触面は，非接合部３である。
【００１４】
続いて，本形態の電磁鋼板１００における非磁性箇所の構造を説明する。電磁鋼板１００における非磁性箇所は，図２に示す断面構造を有している。図２は，ロータ９０を構成する電磁鋼板１００の断面図である。図２に示す非磁性箇所Ｘは，電磁鋼板層１と，非磁性合金層１１０と，電磁鋼板層２とからなる3層構造となっている。電磁鋼板層１および電磁鋼板層２は主鋼材層である。電磁鋼板層１が図２中下側の表面をなしており，電磁鋼板層２が図中上側の表面をなしている。非磁性合金層１１０はそれらの間にある。
【００１５】
電磁鋼板層１は，主鋼材である電磁鋼板１０そのものの一部分である。そして，電磁鋼板層２は，主鋼材である電磁鋼板２０そのものの一部分である。非磁性合金層１１０は，Ｆｅを主成分としてそれにＮｉ，Ｃｒ等の合金元素を添加してなる，オーステナイト相の非磁性の合金層である。そして，非磁性合金層１１０の電気抵抗は電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０に比べて高い。その詳細は，後述する。
【００１６】
かかる非磁性箇所Ｘにおいては，電磁鋼板層１および電磁鋼板層２のみが磁性体であり，非磁性合金層１１０は非磁性体である。よって，非磁性箇所Ｘにおいて有効な磁気経路となりうるのは，電磁鋼板層１および電磁鋼板層２の部分に限られる。すなわち非磁性箇所Ｘでは，電磁鋼板１００の全厚のうちごく限られた部分しか磁気経路となり得ない。このために磁気抵抗が大きく，実質的に非磁性の箇所と見ることができるのである。
【００１７】
図１に示したロータ９０のペリブリッジ部９２およびセンターブリッジ部９３においては，すべての電磁鋼板が図２に示す非磁性箇所Ｘとなっている。このため，磁石９１の磁束はほとんどペリブリッジ部９２やセンターブリッジ部９３を通らない。よって，磁石９１の磁束のほとんどが有効磁束Ｆとなる。また，電磁鋼板１００のうち非磁性箇所Ｘ以外の部分は，一般的なＦｅ−Ｓｉ系のものであり，透磁率が非常に高い。したがって，本形態の非磁性箇所を有する鋼材を用いた回転電機の磁気効率は優れている。
【００１８】
本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板１００の製造方法について図３から図９により説明する。本形態の電磁鋼板１００に用いる電磁鋼板１０には，図３の下方に示すように溝１１が形成されている。また，図中上の電磁鋼板２０は，反転させたときにちょうど電磁鋼板１０と重ね合わさるような形状をしている。つまり，電磁鋼板２０の溝２１は，電磁鋼板２０を反転させた場合に電磁鋼板１０の溝１１と対応する位置に形成されている。また，溝２１は，溝１１と同一形状若しくは左右対称形状である。
【００１９】
そして，電磁鋼板１０の厚さｔ１は，ここでは０．３ｍｍとしている。溝１１の部分の電磁鋼板１０の厚さｔ２はその半分の０．１５ｍｍ程度とする。すなわち，溝１１の深さは電磁鋼板１０の厚さの半分程度である。よって，溝１１の部分の電磁鋼板１０の厚さｔ１は，図２中における電磁鋼板層１の厚さよりも大きい。その理由は後述する。なお，このことは，溝１１の部分の電磁鋼板１０の厚さｔ２がさほど小さくないことを意味する。つまり，溝１１の部分は極端に弱いわけではない。よって，溝１１を形成した後の電磁鋼板１０の取り扱いにそれほど慎重さが要求されるわけではない。また，電磁鋼板２０も電磁鋼板１０と同様の形状である。
【００２０】
改質金属箔３２のサイズは，溝１１をちょうど隙間なく埋める大きさとする。すなわち，改質金属箔３２の厚さは溝１１の深さと同じである。同様に，強磁性金属箔３３のサイズも，溝２１をちょうど隙間なく埋める大きさである。
【００２１】
まず，図３に示すように，図中下の電磁鋼板１０の溝１１に改質金属箔３２を挿入する。一方，図中上の電磁鋼板２０の溝２１にも同様に，強磁性金属箔３３を挿入する。ここで，改質金属箔３２は，Ｆｅのオーステナイト相を安定化する種類の金属またはその合金からなる合金形成材である。例えば，Ｎｉ−Ｃｒ系の合金を用いることができる。また，強磁性金属箔３３は，強磁性を示す金属又は合金である。例えば，フェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト形ステンレス鋼を用いることができる。なお，改質金属箔３２及び強磁性金属箔３３の融点は，電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０の融点よりもやや低い。後述するように，溶融して凝固した後は全体として非磁性の合金となるようにする。
【００２２】
そして，図４に示すように，図中下の電磁鋼板１０の上側の表面と溝１１に挿入された改質金属箔３２の上側の表面とは，段差のないフラットな面である。また，図中上の電磁鋼板２０の上側の表面と溝２１に挿入された強磁性金属箔３３の上側の表面とは，段差のないフラットな面である。
【００２３】
次に，図４に示すように，電磁鋼板２０の下側から電磁石４０を接触させる。つまり，強磁性金属箔３３と，電磁石４０とで，電磁鋼板２０を挟みつけるような箇所に電磁石４０を配置するのである。そして，電磁石４０をオンにする。このため，強磁性金属箔３３が電磁石４０に引き寄せられる。この状態では，強磁性金属箔３３が電磁鋼板２０から離れることはない。
【００２４】
続いて，電磁石４０により強磁性金属箔３３が圧着された電磁鋼板２０を，強磁性金属箔３３が圧着された状態のまま上下反転させる。反転させた後の状態を図５に示す。ここで，電磁石４０により強磁性金属箔３３を上方に引っ張っているため，強磁性金属箔３３は落下しない。
【００２５】
次に，図６に示すように，上下面を逆にした電磁鋼板２０を電磁鋼板１０に上から接触させる。ここで，図中下の電磁鋼板１０の溝１１と図中上の電磁鋼板２０の溝２１とが対向する位置にくるようにするのである。このため，溝１１に挿入された改質金属箔３２の表面と，溝２１に挿入された強磁性金属箔３３の表面とがちょうど重なる。
【００２６】
なお，図６に示すように，電磁鋼板１０及び改質金属箔３２の表面はフラットであり，電磁鋼板２０及び強磁性金属箔３３の表面はフラットである。このため，溝１１に挿入された改質金属箔３２または溝２１に挿入された強磁性金属箔３３が，電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とを重ねる際にかじることがない。
【００２７】
次に，電磁石４０をオフにする。そして，図７に示すように，電磁石４０を電磁鋼板２０から離す。このとき，改質金属箔３２と，強磁性金属箔３３とが挿入された箇所は，多層構造となっている。この溝１１及び溝２１の箇所は，下から，電磁鋼板１０，改質金属箔３２，強磁性金属箔３３，電磁鋼板２０を順に積み重ねた構造となっている。
【００２８】
次に，電極１５，１５で電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とを挟み込む。電極１５，１５で挟み込む箇所は，溝１１と，溝２１とに，改質金属箔３２と，強磁性金属箔３３とを挿入した箇所である。電極１５，１５で電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とを挟み込んだ後，加圧した状態で電極１５，１５間に通電する。
【００２９】
そして，スポット溶接と類似の要領で，加圧しながら電極１５，１５間に通電する。加圧の圧力は０．１５ＭＰａ程度とし，電流値は，改質金属箔３２等の面積（ｃｍ２ ）当たり１０ｋＡ程度とする。この通電の抵抗発熱により，改質金属箔３２及び強磁性金属箔３３が溶融する。そして通電終了後に再び凝固することにより，図２に示した非磁性合金層１１０が形成されるのである。
【００３０】
通電を開始すると，最も速く昇温するのは，図７中，下から電磁鋼板１０と改質金属箔３２との境目の箇所と，改質金属箔３２と強磁性金属箔３３との境目の箇所と，強磁性金属箔３３と電磁鋼板２０との境目の箇所（以下，境目箇所）である。接触抵抗があるからである。
【００３１】
よって，通電を続けることにより，これらの境目箇所付近から溶融し始める。そして，境目箇所の金属が溶融して液状となると，その液状の箇所と接している金属の金属原子も溶融金属に溶け込んでいく。これにより，溶融金属の領域が拡大していくのである。ただし，前述したように，改質金属箔３２と強磁性金属箔３３の融点は，電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０の融点よりも低い。このため，この段階において，改質金属箔３２および強磁性金属箔３３が溶融する。一方，電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０の溶融の程度は，改質金属箔３２及び強磁性金属箔３３より少ない。このため，電極１５，１５との接触面側は溶融しない（図８参照）。
【００３２】
この状態では，図８に示すように，改質金属箔３２及び強磁性金属箔３３は完全に溶けて電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０と混ざっている。溝１１の箇所の電磁鋼板１０や溝１２の箇所の電磁鋼板２０の厚さは，図７の通電開始前の厚さに比べれば減少している。ただし，電磁鋼板１０，電磁鋼板２０とも，消失することなく，穴が開くこともなく，残っている。
【００３３】
溶融金属である液状部１６が十分な大きさとなれば，この上さらに加熱する必要はない。むしろ，このままさらに加熱を続けると，電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０に穴が開いて溶融金属が電極１５，１５に融着したり，あるいは外部に流出したりするおそれがある。このためここで通電を終了する。するとその後は，周囲への放熱により次第に温度が低下していく。温度の低下により，溶融金属は凝固する。このとき，空孔ができることはない。この後，電極１５，１５を電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０から離す（図９参照）。
【００３４】
図９の状態での溶融金属の組成は，Ｆｅを主成分とし，改質金属箔３２および強磁性金属箔３３に由来するＮｉやＣｒ等を相当程度に含んだものとなっている。このため，凝固するとオーステナイト相となり，非磁性である。また，後述するように電気抵抗は高い。このように溶融金属は，図２に示した非磁性合金層１１０となる。こうして，図２に示した非磁性箇所Ｘができあがる。
【００３５】
なお，通電開始から通電終了までの時間は，改質金属箔３２および強磁性金属箔３３の種類や各部の厚さなどにも左右されるが，おおむね１.８秒程度が適切である。条件によっては，更に短時間とすることも可能である。この時間で，溶融金属の原子は，溶融金属中に十分に拡散する。このため，形成された非磁性金属層１１０の金属原子の組成分布は，ほとんど均一である。
【００３６】
以上詳細に説明したような手順を用いることにより，次のようなメリットを有する非磁性箇所を有する鋼材の製造方法が実現されている。すなわち，非磁性箇所Ｘとなるべき部分にのみ通電して加熱するので，他の部分の材質を問わない。このため，電磁鋼板１０，２０そのものについては，透磁率重視で種類を選択することができる。したがって，磁気効率のよいロータ９０が得られる。
【００３７】
また，溝１１，２１の初期深さや，改質金属箔３２や強磁性金属箔３３の厚さなどにより，非磁性箇所Ｘに形成される非磁性合金層１１０の厚さを調整することができる。さらに，非磁性合金層１１０の厚さの再現性も良好である。このため，なるべく厚い非磁性合金層１１０が得られるように種々の条件を定めることにより，非磁性箇所Ｘに占める電磁鋼板層１及び電磁鋼板層２の厚さをぎりぎりまで小さくすることができる。これにより，無効磁束を極限まで減らすことができる。溝１１，２１及び改質金属箔３２や強磁性金属箔３３の形状を自由に選ぶことができるため，形成される非磁性箇所Ｘの領域も限定されることはない。
【００３８】
また，溝１１，２１の初期サイズと改質金属箔３２や強磁性金属箔３３のサイズを一致させておくことにより，加熱の前後での体積変化がほとんどない。このため，空孔もなく，かつ表面が平坦な非磁性箇所Ｘを得ることができる。よって，非磁性箇所Ｘを持つことによる強度面での不利がほとんどない。また積み重ねの障害となることもない。
【００３９】
また，加熱するのは非磁性箇所Ｘとなるべき部分だけであり，電磁鋼板１０や電磁鋼板２０の全体を加熱するのではない。このため，消費電力が少なくて済む。また，スポット溶接と類似の要領で短い処理時間で非磁性箇所Ｘを形成できる。このため量産にも適している。
【００４０】
ここで，本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板１００の電気抵抗について説明する。電磁鋼板１００において，非磁性合金層１１０の電気抵抗は，それ以外の主鋼材層の電気抵抗よりも大きくなるように設定されている。非磁性合金層１１０に発生する渦電流を抑制するためである。渦電流とは，電磁誘導効果により金属内に発生する渦状の電流である。この渦電流は，モータの使用時にロータの電磁鋼板内にも発生する。これにより，ロータが発熱し，エネルギー損失を招くこととなる。このエネルギー損失を，渦電流損という。このため，モータにおいては，可能な限りこの渦電流損を小さくすることが好ましい。
【００４１】
渦電流損は，次式，
Ｐｅ＝ｋｅ・（ｔ・ｆ・Ｂｍ）２／ρ            （１）
Ｐｅ：渦電流損
ｋｅ：比例定数
ｔ  ：電磁鋼板の板厚
ｆ  ：周波数
Ｂｍ：最大磁束密度
ρ  ：電磁鋼板の電気抵抗率
で表される。つまり，渦電流損Ｐｅは，電磁鋼板の板厚の２乗に比例し，電磁鋼板の電気抵抗率に反比例する。
【００４２】
本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板１００において，電磁鋼板１０と電磁鋼板２０との接触面は非接合部３であるため，板厚は薄く，渦電流損は小さい。また，非磁性箇所Ｘにおける板厚は，その他の箇所に比べて厚い。しかし，非磁性合金層１１０の電気抵抗は大きいため，非磁性箇所Ｘにおける渦電流損は大きくない。
【００４３】
この理解のために，非磁性合金層１１０の電気抵抗について具体例に基づき説明する。図１０は，本形態のロータ９０を示す図である。前述したように，非磁性箇所Ｘに発生する渦電流は大きくない。式（１）によれば，非磁性箇所Ｘの厚さの２乗で渦電流は大きくなる。しかし，本形態の電磁鋼板１００は，非磁性合金層１１０の電気抵抗が大きい。このため，非磁性合金層１１０における渦電流損は主鋼材層における渦電流損に比べてそれほど大きくない。以下に，詳細を示す。
【００４４】
改質金属箔３２としてＮｉとＣｒの合金（Ｎｉ：８０ｗｔ％，Ｃｒ：２０ｗｔ％）を，強磁性金属箔３３としてフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を使用した場合の例を表１に示す。ＮｉとＣｒの合金は，Ｆｅとともに合金化することにより，高い電気抵抗率を示す。出来上がった非磁性合金層の電気抵抗は，電磁鋼板のそれに比べて非常に大きい。
【００４５】
【表１】
2010136529.tif 000003
【００４６】
また，式（１）によれば，板厚が２倍になれば，渦電流損は４倍となる。一方，表１より，非磁性合金層１１０の電気抵抗率は，１００〜１２０μΩｃｍであり，電磁鋼板１０の電気抵抗率３０〜８０μΩｃｍに比べて大きい。このため，本形態の電磁鋼板１００を用いたロータ９０における渦電流損は，単に板厚を２倍にしたものに比べて抑制されている。
【００４７】
ここで，本形態の変形例について説明する。本形態では，下側の電磁鋼板１０の溝１１にＮｉ−Ｃｒ系合金を，上側の電磁鋼板２０の溝２１にフェライト形ステンレス鋼を挿入した。しかし，下側の電磁鋼板１０の溝１１にＦｅ−Ｃｒ系の合金または純Ｃｒを挿入し，上側の電磁鋼板２０の溝２１にＮｉ系の強磁性合金を用いても構わない。製造工程において，強磁性金属箔３３が落下するおそれがなく，加圧通電後に高比抵抗かつ非磁性の非磁性合金層が形成されていればよいからである。
【００４８】
以上詳細に説明したように，本形態のロータ１９０に用いる非磁性箇所を有する電磁鋼板１００は，非磁性合金層１１０を介して２枚の電磁鋼板を部分的に接合したものである。本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板１００は，電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０を有効な磁気経路とするものである。一方，非磁性合金層１１０は，有効な磁気経路とはならない。すなわち，十分な最大磁束密度が確保できる。このため，非磁性合金層１１０を所望の箇所に形成することにより，強度と，有効な磁束経路とを確保する電磁鋼板が実現されている。
【００４９】
また，次のようなメリットを有する非磁性箇所を有する鋼材の製造方法が実現されている。すなわち，非磁性箇所Ｘとなるべき部分にのみ通電して加熱するので，他の部分の材質を問わない。このため，電磁鋼板１０及び電磁鋼板２０そのものについては，透磁率重視で種類を選択することができる。したがって，磁気効率のよいロータ９０が得られる。
【００５０】
また，溝１１，２１の初期深さや，改質金属箔３２や強磁性金属箔３３の厚さなどにより，非磁性箇所Ｘに形成される非磁性合金層１１０の厚さを調整することができる。さらに，非磁性合金層１１０の厚さの再現性も良好である。このため，なるべく厚い非磁性合金層１１０が得られるように種々の条件を定めることにより，非磁性箇所Ｘに占める電磁鋼板層１及び電磁鋼板層２の厚さをぎりぎりまで小さくすることができる。これにより，無効磁束を極限まで減らすことができる。溝１１，２１及び改質金属箔３２や強磁性金属箔３３の形状を自由に選ぶことができるため，形成される非磁性箇所Ｘの領域も限定されることはない。
【００５１】
また，溝１１，２１の初期サイズと改質金属箔３２や強磁性金属箔３３のサイズを一致させておくことにより，加熱の前後での体積変化がほとんどない。このため，空孔もなく，かつ表面が平坦な非磁性箇所Ｘを得ることができる。よって，非磁性箇所Ｘを持つことによる強度面での不利がほとんどない。また積み重ねの障害となることもない。
【００５２】
また，加熱するのは非磁性箇所Ｘとなるべき部分だけであり，電磁鋼板１０や電磁鋼板２０の全体を加熱するのではない。このため，消費電力が少なくて済む。また，スポット溶接と類似の要領で短い処理時間で非磁性箇所Ｘを形成できる。このため量産にも適している。
【００５３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，改質金属箔３２や強磁性金属箔３３及び溝の形状を円板形状にしてもよい。改質金属箔３２や強磁性金属箔３３が回転したとしても，位置決めに変更が生じることがなく，挿入が容易であるためである。
【００５４】
また，電磁石の代わりに永久磁石を用いても構わない。板厚，溝の深さ等は例示であり，別の値であってもよい。電磁鋼板１０と電磁鋼板２０とで，材質，厚み等を変えてもよい。また，電磁鋼板に限らず，その他の鋼材においても本発明の製造方法を用いることができる。また，２枚の電磁鋼板を重ね合わせるかわりに，３枚以上の鋼材を重ね合わせるようにしてもよい。その際，溝を有する上下の鋼材に挟まれる鋼材には，貫通孔を設けておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】回転電機のロータにおける有効磁束の経路とならない部位を説明する斜視図である。
【図２】本発明の電磁鋼板の非磁性箇所の構造を示す断面図（その１）である。
【図３】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その１）である。
【図４】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その２）である。
【図５】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その３）である。
【図６】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その４）である。
【図７】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その５）である。
【図８】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その６）である。
【図９】非磁性箇所を有する電磁鋼板の製造工程を説明する断面図（その７）である。
【図１０】ロータの非磁性箇所に発生する渦電流を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２…電磁鋼板層
３…非接合部
１０，２０…電磁鋼板
１１，２１…溝
１５…電極
３２…改質金属箔
３３…強磁性金属箔
４０…電磁石
１００…非磁性箇所を有する電磁鋼板
１１０…非磁性合金層
Ｘ…非磁性箇所
【図１】
2010136529.tif 000004
【図２】
2010136529.tif 000005
【図３】
2010136529.tif 000006
【図４】
2010136529.tif 000007
【図５】
2010136529.tif 000008
【図６】
2010136529.tif 000009
【図７】
2010136529.tif 000010
【図８】
2010136529.tif 000011
【図９】
2010136529.tif 000012
【図１０】
2010136529.tif 000013