(57)【要約】【課題】鉄損の低い電磁鋼板を用いて、高速回転化を可能にする回転子コアを形成するための１枚の電磁鋼板形成体を提供する。【解決手段】永久磁石を挿入するための磁石穴２、３の外周側で、磁石穴の端部１８および回転子コアの外周端部１７と接触しない位置に設けられ他の部分より板厚が薄いくぼみ部５と、磁石穴２、３の間で磁石穴端部１９に接触しない位置に設けられ他の部分より板厚が薄いくぼみ部６と、を有することを特徴とする電磁鋼板形成体。【選択図】図１
2005160133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石内蔵型回転機の回転子コアを形成するために用いられる１枚の電磁鋼板形成体であって、
永久磁石を挿入するための磁石穴と、
前記磁石穴の外周側で、前記磁石穴の端部および前記回転子コアの外周端部と接触しない位置に設けられた他の部分より板厚が薄いくぼみ部と、
を有することを特徴とする電磁鋼板形成体。
【請求項２】
前記磁石穴は、１極に対して複数の永久磁石を挿入するために１極当たり複数の磁石穴があり、
前記複数の磁石穴同士の間で、前記複数の磁石穴の端部と接触しない位置に設けられた他の部分より板厚が薄いくぼみ部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の電磁鋼板形成体。
【請求項３】
永久磁石内蔵型回転機の回転子コアを形成するために用いられる１枚の電磁鋼板形成体であって、
１極に対して複数の永久磁石を挿入するために設けられた１極当たり複数の磁石穴と、
前記複数の磁石穴同士の間で、前記複数の磁石穴の端部と接触しない位置に設けられた他の部分より板厚が薄いくぼみ部を有することを特徴とする電磁鋼板形成体。
【請求項４】
前記くぼみ部は、少なくとも前記電磁鋼板形成体の片面に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電磁鋼板形成体。
【請求項５】
前記くぼみ部は、前記電磁鋼板形成体の両面に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電磁鋼板形成体。
【請求項６】
前記くぼみ部の形状は、断面において矩形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の電磁鋼板形成体。
【請求項７】
前記前記くぼみ部の板厚は、元の電磁鋼板の板厚に対して８０〜９８％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の電磁鋼板形成体。
【請求項８】
前記くぼみ部は、プレスによって形成されていること特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の電磁鋼板形成体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の電磁鋼板形成体を複数積層して形成された回転子コアと、
前記回転子コア内の磁石穴に挿入された永久磁石と、
を有することを特徴とする久磁石内蔵型回転機用回転子。
【請求項１０】
請求項９記載の回転子と、
前記回転子の周りに配設された固定子と、
を有することを特徴とする永久磁石内蔵型回転機。
【請求項１１】
請求項１０記載の永久磁石内蔵型回転機を駆動源として用いたことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁鋼板形成体、これを用いた永久磁石内蔵型回転機用回転子、永久磁石内蔵型回転機、およびこの永久磁石内蔵型回転機を用いた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式の回転機は、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動用モータとして用いられている。なかでも永久磁石を回転子に内蔵した同期モータは高速回転化が可能であり、小型、軽量化が図れるために多く用いられている。
【０００３】
図１４および１５は、このような永久磁石内蔵型同期モータの回転子コアの例を示す図面である。
【０００４】
図示する回転子コア１００は、いずれも８極で、１極に対して１個の磁石挿入用の磁石穴１０１が設けられている。このような回転子コア１００は、電磁鋼板から図示するようなコア形状に成形された薄板を複数枚積層して形成されている。本明細書においては、この回転子コアを形成する薄板を、電磁鋼板から形成したものであることから電磁鋼板形成体と称する。
【０００５】
モータは、一般的に高速回転させた方が小型にできる。このためモータの高速回転化が図られてきている。ところが、このような永久磁石内蔵型モータの回転子は、回転子が回転することにより磁石に対して遠心力が働き、それは高速回転化するほど大きな力となる。このためモータの最高回転数は回転子に使われている電磁鋼板自体の強度に制限される。
【０００６】
一方、電磁鋼板は、その強度が高くなるほど鉄損が大きくなり、回転子が発熱する原因となっている。このため強度を上げたくても上げることができない。これは回転子が発熱した場合、用いる永久磁石によってはその熱により磁力を失ってしまうため、回転子の温度上昇を避ける必要があるからである。
【０００７】
電磁鋼板形成体の鉄損を上げることなく、回転子の高速回転化を可能にするための方策としては、たとえば、遠心力により磁石によって回転子コアにかかる応力集中を拡散させる磁石挿入口の形に関する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
この技術によれば、図１６または図１７に示すように、遠心力によって応力が集中する磁石挿入用磁石穴（スロット）１０１の角部を含むように、角部の曲率より大きな曲率で、外周側に向けて膨らむ円弧空間１０２（図１６）や、１０５（図１７）を設けて、この円弧空間１０２、１０５により、応力集中を回転子の外周端部１１０とスロット１０１との最短部からずらすことで、応力の集中を拡散、緩和している。
【０００９】
また、図１８は、さらに高速回転化を可能にする技術内容であり、１極の磁石が２個に分割されており、このため回転子となる電磁鋼板形成体２００には磁石を挿入するための穴部２０１と２０３の間にセンターブリッジ２１６が設けてある（特許文献２参照）。この技術によれば、センターブリッジ２１６によって遠心耐力がさらに増加する。すなわちより高速回転化が可能になる。なお、図１８に示した例は８極の場合の例である。
【特許文献１】特開２００１−１６８０９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような磁石穴の形状を変えたり、センターブリッジ部を設けたりした場合は、それぞれ一定の高速回転化が可能とはなるものの、用いている電磁鋼板そのものの強度によって回転数が制限される。このため高回転時に発熱量が低くなるように、鉄損の低い電磁鋼板を用いたままで、一層の高速回転化を可能とするための技術が求められている。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、鉄損の低い電磁鋼板を用いて、高速回転化を可能にする回転子コアを形成するための電磁鋼板形成体を提供することである。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、鉄損の低い電磁鋼板を用いて、高速回転化を可能にする電磁鋼板形成体を用いた回転子、およびその回転子を用いた回転機、ならびにこの回転機を用いた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、永久磁石内蔵型回転機の回転子コアを形成するために用いられる１枚の電磁鋼板形成体であって、永久磁石を挿入するための磁石穴と、前記磁石穴の外周側で、前記磁石穴の端部および前記回転子コアの外周端部と接触しない位置に設けられた他の部分より板厚が薄いくぼみ部と、を有することを特徴とする電磁鋼板形成体によって達成される。
【００１４】
また、本発明は、永久磁石内蔵型回転機の回転子コアを形成するために用いられる１枚の電磁鋼板形成体であって、１極に対して複数の永久磁石を挿入するために設けられた１極当たり複数の磁石穴と、前記複数の磁石穴同士の間で、前記複数の磁石穴の端部と接触しない位置に設けられた他の部分より板厚が薄いくぼみ部をさらに有することを特徴とする電磁鋼板形成体である。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、上記の電磁鋼板形成体を複数積層して形成された回転子コアと、前記回転子コア内の磁石穴に挿入された永久磁石と、を有することを特徴とする永久磁石内蔵型回転機用回転子によって達成される。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、上記の回転子と、前記回転子の周りに配設された固定子と、を有することを特徴とする永久磁石内蔵型回転機によって達成される。
【００１７】
さらに、本発明の他の目的は、永久磁石内蔵型回転機を駆動源として用いたことを特徴とする車両によって達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電磁鋼板形成体によれば、低鉄損の電磁鋼板を用いて、高速回転化を可能にすることができる。また、鉄損を増加させずに高速回転化を可能にすることができるため、回転機性能（トルク、効率）の改善を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の永久磁石内蔵型回転子によれば、高速回転に耐えうる回転子となるので、回転機に用いることで高回転、高出力の回転機を得ることができる。
【００２０】
また、本発明の永久磁石内蔵型回転機によれば、高速回転に耐えうる回転子を用いたことで、高回転、高出力の回転機を得ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の車両によれば、回転機の小型軽量化が可能となり、車両重量に対する回転機の占める割合を低減し、電力の利用効率をよくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用した電磁鋼板形成体における磁石挿入用磁石穴（単に磁石穴と称する）の拡大図である。なお、電磁鋼板形成体の全体の外観構成は、図１８に示したものと同様であるので図示は省略する。また、図２（ａ）は、図１におけるＡ１−Ａ２線に沿う断面図であり、図２（ｂ）は、図１におけるＢ１−Ｂ２線に沿う断面図である。
【００２４】
この電磁鋼板形成体１は、回転子コアを形成するための１枚の電磁鋼板よりなる。この電磁鋼板形成体１は回転子を形成した際に、１極当たり２個の磁石を挿入するために２つの磁石穴２、３が設けられている。
【００２５】
ここで、磁石挿入用の磁石穴２および３の外周側部分をアウターブリッジ部１５と称し、１極の磁石穴同士の間をセンターブリッジ部１６と称する。そして、この各ブリッジ部にくぼみ部５および６を設けている。
【００２６】
このくぼみ部５および６は、図２に示すように、他の部分である基材表面よりもくぼんでいて、その部分の板厚が基材の板厚より薄くなった部分である。
【００２７】
くぼみ部５の位置は、回転子コアとしての外周端部１７および磁石穴の端部１８のいずれからも離れていて、外周端部１７および磁石穴端部１８の形状に沿った方向にほぼ長方形形状に形成されている。なお、くぼみ部５の形状そのものはこのような長方形形状に限らず、たとえは、外周端部１７に沿って円弧形状などとしてもよい。また、くぼみ形状における端部は図１に示すように、円弧形状とするか、角Ｒのある形状とするのがよい。
【００２８】
くぼみ部６の位置は、磁石穴２および３の相対する端部１９のいずれからも離れていて、磁石穴端部１９に沿った方向にほぼ長方形形状に形成されている。また、くぼみ形状における端部は図１に示すように、円弧形状とするか、角Ｒのある形状とするのがよい。
【００２９】
このようなくぼみ部５および６は、たとえば、プレス加工などによって形成することができる。
【００３０】
くぼみ部５および６の深さは、たとえば、くぼみ部の板厚ｔ１（図２参照）が電磁鋼板の基材のもともとの板厚Ｔに対して８０〜９８％とすることが好ましい。
【００３１】
これは、板厚を８０％より薄くすると、ブリッジ部の長手方向に対して垂直な板断面における断面積の減少が大きくなるため強度的に好ましくなく、また、圧下率が２０％を超えると電磁鋼板の伸びがなくなってしまうため、信頼性の点で好ましくなくなるためである。一方、くぼみ部５および６の板厚が９８％よりも厚い（すなわちもともとの基材の厚さに近い）と、プレスによる加工硬化の効果が小さく、強度が上がらないためである。
【００３２】
このように、本発明を実施する最良の形態によれば、磁石を挿入する磁石穴に沿うブリッジ部（アウターブリッジ部１５とセンターブリッジ部１６）に、他の部分よりも板厚を薄くしたくぼみ部５および６を設けたことで、これらのくぼみ部５および６を設けた部分およびそれらの周辺が加工硬化されて、その部分の強度が上がり、回転子として形成した場合に磁石に働く遠心力によって最も力のかかる部分を強化することができる。
【００３３】
したがって、この電磁鋼板形成体を複数枚積層し、回転子コアを形成して、磁石穴に永久磁石を装填することで、永久磁石内蔵型回転機用回転子を形成し、これを回転機、たとえばモータに組み込んだ場合に、同じ大きさのモータであれば、より高回転に耐えることができる。そして、このようなモータを電気自動車やハイブリッド自動車、また、燃料電池車などの車両の駆動モータとして用いれば、小型軽量でありながら、高出力を得ることが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、くぼみ部は、アウターブリッジ部１５とセンターブリッジ部１６のそれぞれの部分に設けているが、これは、いずれか一方に設けた場合でも相応の効果を期待することができる。
【００３５】
また、図２においては、電磁鋼板形成体の片面にのみくぼみ部５および６を設けた形態を示したが、図３に示すように、電磁鋼板形成体の両面にくぼみ部５および６を設けてもよい。この場合、板厚ｔ２は、基材の板厚Ｔに対して、８０〜９８％程度とすることが好ましい。これは、電磁鋼板形成体の両側からプレスした場合であってもその部分の加工硬化は、片面にくぼみ部を設けた場合とほぼ同様であるためである。なお、図３（ａ）は、図１におけるＡ１−Ａ２線に沿う断面図であり、図３（ｂ）は、図１におけるＢ１−Ｂ２線に沿う断面図である。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３７】
（予備実験）
本発明の効果を確認するために以下の解析を行った。
【００３８】
図１８に示した従来の回転子コア（ロータコア）をＦＥＭ弾性解析にて、回転状態における磁石に働く遠心力に基づく応力分布を求めた。その解析の結果、アウターブリッジ部の磁石側、および、センターブリッジ部の付け根部に応力集中部があることがわかった。
【００３９】
また、１枚の電磁鋼板形成体よりなるダミー回転子を試作し、回転子スピンテストを行って、どのように回転子において塑性変形が開始し進行するのかを検討した。
【００４０】
ここでダミー回転子とは、電磁鋼板形成体１枚からなり、磁石の挿入口には電磁鋼板１枚分に相当するダミー磁石を入れた。またワイヤカットにて回転子形状を得た。
【００４１】
この回転子スピンテストにおいては、予め、どの回転数で塑性変形が始まり、進行するかを、上記応力解析より予測し、テストを止める回転数を決め、何水準かの回転数における回転子サンプルを得た。塑性変形の度合いはエッチピット法により、エッチピットの発生している領域の面積の大きさにより見積もった。その結果、塑性変形はフォンミーゼスストレスの分布における、アウターブリッジ部、センターブリッジ部の応力集中部より開始することがわかった。しかも、塑性変形が開始するのは、最大応力（フォンミーゼスストレス）が、その材料（電磁鋼板）の引張試験より求めた降伏応力の値に達するとき（回転数）であることがわかった。
【００４２】
もちろん、回転数が塑性変形開始回転数より増すにつれて、塑性変形は進行する。外径において寸法変化が明らかに認められる状態は、塑性変形が進行し、ブリッジ部を貫通してからである（エッチピット発生領域の観察等より確認することができた）。
【００４３】
なお、回転子スピンテストは、大気との摩擦熱の影響を排除するため、排気減圧されたチャンバー内において室温にて実施した。
【００４４】
また、磁石ブリッジ部の静的な強度を測定した。図４は、この静的強度を測定するための方法およびそのための冶具を説明するための説明図である。
【００４５】
静的強度測定のための引張試験は、１枚の電磁鋼板形成体を、図示するように、磁石１極分（この場合は６０度分）の部分が移動しないように、図示符号２５で示す部分を径方向で拘束する。そして、磁石挿入用磁石穴には磁石形状をした治具２１、２２を入れる。治具２１、２２のセンター（重心位置）にはピン穴がありピン２３、２４が入れてある。治具２１、２２は、ピン２３、２４に対して回転自在である。また、治具２１、２２は、磁石挿入用磁石穴２、３の回転子径方向外側の辺の直線部のみで図示のように接触している。
【００４６】
そして、このピン２３、２４を上方（図中矢印Ｆ方向）に引っ張ったときの変位と力（荷重）の関係を実測した。
【００４７】
静的強度試験に用いた電磁鋼板形成体は、厚さ０．３５ｍｍの電磁鋼板（新日本製鐵株式会社製の３５Ｈ３００）を６極用に外径１００ｍｍで打ち抜いて作製した（以下の説明における各電磁鋼板形成体および各実施例における基材はいずれもこれと同じである。）。
【００４８】
そして、この打ち抜きのままの電磁鋼板形成体を上記のようにして静的強度を測定した。
【００４９】
図５は、打ち抜きのままの電磁鋼板形成体の測定結果である変位と荷重の関係を示すグラフである。図示するように、測定結果は、応力−歪曲線と似た関係になっていることがわかる。
【００５０】
すなわち、変位−荷重曲線は直線的に立ち上がるが、やがて直線から外れてくる。これは応力集中部において降伏が起こり始める（塑性変形が始まる）からである。さらに変位が増すと加工硬化しながら塑性変形する。ここで図４において、打ち抜きのままの電磁鋼板形成体では、直線から１０μｍずれたところでの力は２１０Ｎとなっている。以下においては１０μｍ変位での力を降伏力（あるいは強度）と定義して用いる。打ち抜きのままの電磁鋼板形成体では、ブリッジ部強度は２１０Ｎとなる。
【００５１】
また、電磁鋼板形成体における回転子スピンテストにおける強度と上記静的強度の関係も把握できている。回転子スピンテストにおいては、回転数を増すにつれて、径は指数関数的に増加する（永久変形が残る）。径が規定した量だけ（たとえば２０μｍ）増加する回転数を使用限界回転数と定義することにすると、上記打ち抜きのみの電磁鋼板形成体の場合は２０．８ｋｒｐｍになる。静的引張強度の高い電磁鋼板形成体ほど使用限界回転数は高くなる。
【００５２】
さらに、電磁鋼板形成体について上記した静的引張のＦＥＭ弾性解析も実施した。その応力分布は回転状態における応力分布と類似の応力分布となっている。特に、応力集中部の位置は同じになっている。
【００５３】
したがって、電磁鋼板形成体としての強化度合いは上記した静的強度を調べれば知ることができる。そして、静的強度がわかれば、回転強度も知ることができる。
【００５４】
さらに、電磁鋼板における圧延率と降伏応力および伸びの関係を調べた。電磁鋼板を圧延して引張試験片を作製し、通常の引張試験を実施した。
【００５５】
図６は、圧延率に対する降伏応力および伸び率の関係を示すグラフである。
【００５６】
図からわかるように、圧延率が２％を越える辺りから、降伏応力（すなわち強度）の増加が顕著である。一方、圧延率が２０％を越えると（板厚が元の基材の板厚に対して８０％以下）伸び率が低下し、ほとんど伸びなくなっていることがわかる。したがって、これらの結果から、圧下率、すなわち、くぼみを形成するためにプレスにより板厚を薄くする場合には、２％以上圧下することで強度の向上を見込むことができ、一方、２０％を越えると伸びがなくなるため強度上における信頼性という点好ましくないことがわかった。
【００５７】
（実施例１）
前記図１および図２に示すように、１枚の電磁鋼板形成体の片面にのみ、くぼみ部５および６を設けた電磁鋼板形成体を試作した。
【００５８】
この電磁鋼板形成体は、くぼみ部５の領域における厚さを他の部分の厚さの９０％としている。また、くぼみ部５および６の幅（くぼみ部５においてはＳ１、くぼみ部６においてはＳ２）は、ブリッジ部の幅（アウターブリッジ部においてはＷ１、センターブリッジ部においてＷ２）の４０％とし、くぼみ部５および６の長さ（くぼみ部５においてはｕ１、くぼみ部６においてはｕ２）は、いずれもブリッジ部の長さＬ１およびＬ２と同じかわずかに長くなるように形成した。なお、用いた基材は、先の打ち抜きのままの電磁鋼板形成体と同様に、厚さ０．３５ｍｍの電磁鋼板（新日本製鐵株式会社製３５Ｈ３００）である。また、外形は１００ｍｍで磁石の極数は６極のものである。
【００５９】
この電磁鋼板形成体の作製工程は以下のとおりである。
【００６０】
まず、電磁鋼板に磁石穴より、小さい穴を打ち抜きにより設ける。次に、くぼみ部をプレスにより形成する。次に、前工程の際にプレスによって生じたプレス領域外側における膨らみ（電磁鋼板板断面における盛り上がり）を、平坦面を有するパンチによりプレスして平坦化する。次に磁石穴、外径、および内径を打ち抜く。平坦化および最終打ち抜きの際にかかる力も加工硬化に寄与していると考えられる。
【００６１】
図７は、前述した静的強度の測定方法にて強度を調べた結果を示す図面である。
【００６２】
図示するように、本実施例１における電磁鋼板形成体では、その強度は２８０Ｎとなっていた。すなわち、前述した打ち抜きのままの電磁鋼板形成体と比較して、約３３％強度が高くなったことを示している。
【００６３】
これにより、１枚の電磁鋼板形成体として高強度化が図れることが確認できた。
【００６４】
（実施例２）
前記図１および図３に示すように、１枚の電磁鋼板形成体の両面に、均等にくぼみ部５および６を設けた電磁鋼板形成体を試作した。この電磁鋼板形成体は、くぼみ部５および６の領域における厚さを他の部分の厚さの９０％としている。他の条件は実施例１と同様である。
【００６５】
このサンプルにおける静的強度を測定した結果、実施例１同様に、その強度は２８０Ｎとなっていた。すなわち、前述した打ち抜きのままの電磁鋼板形成体と比較して、約３３％強度が高くなったことを示している。
【００６６】
これにより、１枚の電磁鋼板形成体として高強度化が図れることが確認できた。
【００６７】
（実施例３）
図８は、実施例３の電磁鋼板形成体における磁石穴部分の拡大図である。
【００６８】
本実施例３は、図８に示すように、１枚の電磁鋼板形成体の片面側、アウターブリッジ部１５にのみくぼみ部５を設けた電磁鋼板形成体を試作した。この電磁鋼板形成体は、くぼみ部５の領域における厚さを他の部分の厚さの９０％としている。他の条件は実施例１と同様である。
【００６９】
この電磁鋼板形成体における静的強度を測定した結果、前述した打ち抜き後のままの電磁鋼板形成体と比較して、約１０％強度が高くなった。
【００７０】
したがって、アウターブリッジ部１５にのみくぼみ部５を設けた場合でも、高強度化が図れることが確認できた。
【００７１】
（実施例４）
図９は、実施例４の電磁鋼板形成体における磁石穴部分の拡大図である。
【００７２】
本実施例４は、図９に示すように、１枚の電磁鋼板形成体の片面側、センターブリッジ部１６にのみくぼみ部６を設けた電磁鋼板形成体を試作した。この電磁鋼板形成体は、くぼみ部６の領域における厚さを他の部分の厚さの９０％としている。他の条件は実施例１と同様である。
【００７３】
この電磁鋼板形成体における静的強度を測定した結果、前述した打ち抜き後のままの電磁鋼板形成体と比較して、約２４％強度が高くなった。
【００７４】
したがって、センターブリッジ部１６にのみくぼみ部６を設けた場合でも、１枚の電磁鋼板形成体として高強度化が図れることが確認できた。
【００７５】
特に、本実施例４のようにセンターブリッジ部にのみくぼみ部６を設けた場合、前記実施例３と比較して強度が高いのは、センターブリッジ部１６が強くなることで、その分、アウターブリッジ部の曲げ度合いが緩和され、全体としての強度が、アウターブリッジ部にのみくぼみ部を設けた場合よりも高くなったものと考えられる。
【００７６】
（実施例５、６）
図１０および１１は、実施例５および６の電磁鋼板形成体における磁石穴部分の拡大図である。
【００７７】
本実施例５（図１０）および実施例６（図１１）は、電磁鋼板形成体の片面側、磁石穴１０１の円弧空間１０２、１０５の外側にくぼみ部５を設けたものである。これは図１６および１７に示した従来の形態の電磁鋼板形成体７０および８０に本発明を適用したものである。
【００７８】
基材条件や形成方法など、その他の条件は実施例１と同じにした。
【００７９】
この電磁鋼板形成体における静的強度を測定した結果、打ち抜きのみの電磁鋼板形成体と比較して強度が約１７％増加した。
【００８０】
したがって、磁石穴外側に円弧空間を設けた電磁鋼板形成体の場合も、本発明を適用して、円弧空間の外側にさらにくぼみ部５を設けることで、さらなる強度の向上をもたらしうることがわかった。
【００８１】
（実施例７）
図１２は、実施例７の電磁鋼板形成体における磁石穴部分の拡大図である。
【００８２】
本実施例７は、図１２に示すように、電磁鋼板形成体の片面側、磁石穴１０１のアウターブリッジ部１５にくぼみ部５を設けたものである。これは図１５に示した従来の形態の電磁鋼板形成体１００に本発明を適用したものである。
【００８３】
基材条件や形成方法など、その他の条件は実施例１と同じにした。
【００８４】
この電磁鋼板形成体における静的強度を測定した結果、打ち抜きのみの電磁鋼板形成体と比較して強度が約１７％増加した。
【００８５】
したがって、図１５に示した従来の形態の電磁鋼板形成体の場合でも、磁石穴外側のアウターブリッジ部にくぼみ部５を設けることで、強度を向上できることがわかった。
【００８６】
（実施例８）
実施例１で試作した電磁鋼板形成体を用いて積層して、回転子（ロータ）を試作し、この試作した回転子を用いて、出力６０ｋＷ狙いのモータを仕立て評価した。比較のため、打ち抜きのままの電磁鋼板形成体を用いた回転子も試作し同様にモータを仕立てた。モータの評価では、同じ固定子に対して、これらの回転子のみを組み替えて評価した。
【００８７】
なお、実施例１の電磁鋼板形成体を用いて試作した回転子コアの占積率は、打ち抜きのままの電磁鋼板形成体を用いた回転子と同じであった。すなわち、くぼみ部を設けたことによる回転子コアとしての形状的な跳ね返りはない。
【００８８】
モータでの評価は、回転数１８０００ｒｐｍ、６０ｋＷでの効率を比較した。その結果、実施例１の電磁鋼板形成体からなる回転子を用いたモータの場合の方が効率が上回っていた。主な要因はトルクが増していることによるものと考えられる。したがって、回転子コアにおける鉄損の増加は僅少であって、問題にならないという結論が導けた。
【００８９】
また、回転子を作製する段階で経験する温度（すなわち焼き嵌め温度、磁石接着剤のキュア温度等）およびモータの動作温度では回転子強度の低下は認められなかった。すなわち、それらの温度では、強度向上を狙いとして、くぼみ部形成の際に導入された加工硬化は劣化しないということである。
【００９０】
以上、本発明の最良の実施形態および実施例を説明したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００９１】
図１３は、本発明を適用したさらに他の実施形態を示す図面であり、図１３（ａ）は、磁石穴部分の拡大図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＡ１−Ａ２線に沿う断面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）におけるＢ１−Ｂ２線に沿う断面図である。
【００９２】
この電磁鋼板形成体１０では、くぼみ部５および６の他に、ブリッジ部１５および１６の磁石穴端部側１８および１９に、さらに、磁石穴２および３に至る段差部（他の周辺部より板厚を薄くした部分）を設けたものである。このような段差部５１および６１は、たとえばプレスなどにより形成する。段差部５１および６１の板厚は、前述した実施の形態と同様でよく、段差部５１および６１の板厚として基材の８０〜９８％と程度とすることが好ましい。このようにプレスによって段差部５１および６１を設けることでその部分が加工硬化され、一層の強度の向上を図ることができる。
【００９３】
また、さらに他の実施形態としては、くぼみ部の５および６の他に、図１３（ａ）に示した段差部５１および６１の領域、すなわち、ブリッジ部の磁石穴側の端面に、端部側面方向からレーザーピーニングを行って、その部分を強化してもよい。この場合、レーザーピーニングによる硬化層は、たとえば、磁石穴端部から板厚程度の深さにいたる領域とすることが好ましい。
【００９４】
このように、さらにレーザーピーニングによって磁石穴端部を強化することで、一層の強度の向上を図ることができる。
【００９５】
なお、上述した各実施例では、電磁鋼板の板厚が０．３５ｍｍの場合しか例示していないが、他の板厚の場合、たとえば０．２０ｍｍなどでも本発明が適用できることはいうまでもない。
【００９６】
また、くぼみ部の位置は、ブリッジ部の幅方向にほぼ中央に位置するように例示（図示）したが、磁石穴部側または回転子の外周側にずらしてもよい。ただし、好ましくは、ほぼ中央か、遠心力により最も強い力のかかる磁石穴部側よりに配置した方がよい。
【００９７】
また、くぼみ部の幅もブリッジ部幅に対して４０％の例示しかしていないが、適宜変更することも可能である。さらに、長手方向の長さも適宜変更することができる。それらの大きさは、たとえば応力解析などにより、最適な位置、大きさを決めればよい。
【００９８】
また、くぼみ部の形状としては、断面が矩形の場合のみ例示しているが（図２および３の断面形状参照）、電磁鋼板の板面に対して、末広がりの台形形状でもあってもよい。
【００９９】
また、上述した各実施の形態および実施例は、あくまでも本発明の例示に過ぎず、当業者により本発明の技術思想の範囲内において様々な変形形態が可能であり、このような変形形態も本発明に含まれるものである。
【０１００】
さらには、本発明の回転子ような電磁鋼板形成体は、モータに用いる他に、発電機などその他の回転機に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車、また、燃料電池車などの車両の駆動モータとして用いれば、小型軽量でありながら高出力を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明を適用した最良の形態における電磁鋼板形成体の磁石穴部分の拡大図である。
【図２】片面にくぼみ部を設けた場合における断面図であり、（ａ）は、図１におけるＡ１−Ａ２線に沿う断面図であり、（ｂ）は、図１におけるＢ１−Ｂ２線に沿う断面図である。
【図３】両面にくぼみ部を設けた場合における断面図であり、（ａ）は、図１におけるＡ１−Ａ２線に沿う断面図であり、（ｂ）は、図１におけるＢ１−Ｂ２線に沿う断面図である。
【図４】１枚の電磁鋼板形成体の静的強度測定を説明するための図面である。
【図５】打ち抜き後のままの電磁鋼板形成体の静的強度測定結果である変位と荷重の関係を示すグラフである。
【図６】電磁鋼板における圧延率に対する降伏応力および伸び率の関係を示すグラフである。
【図７】実施例１の静的強度測定結果である変位と荷重の関係を示すグラフである。
【図８】実施例３の電磁鋼板形成体の磁石穴部分の拡大図である。
【図９】実施例４の電磁鋼板形成体の磁石穴部分の拡大図である。
【図１０】実施例５の電磁鋼板形成体の磁石穴部分の拡大図である。
【図１１】実施例６の電磁鋼板形成体の磁石穴部分の拡大図である。
【図１２】実施例７の電磁鋼板形成体の磁石穴部分の拡大図である。
【図１３】他の実施形態を示す図面であり、（ａ）は磁石穴部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ１−Ａ２線に沿う断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ１−Ｂ２線に沿う断面図である。
【図１４】従来の電磁鋼板形成体を示す図面である。
【図１５】従来の電磁鋼板形成体を示す図面である。
【図１６】従来の電磁鋼板形成体を示す図面である。
【図１７】従来の電磁鋼板形成体を示す図面である。
【図１８】従来の電磁鋼板形成体を示す図面である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１０、１００、７０、８０  電磁鋼板形成体、
２、３  磁石穴、
５、６  くぼみ部、
１７  外周端部
１８、１９  磁石穴端部、
５１、６１  段差部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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