TWI750894B - 轉子鐵芯、轉子及旋轉電機 - Google Patents

轉子鐵芯、轉子及旋轉電機 Download PDF

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Abstract

本發明係以使轉子鐵芯之4個磁極(凸極)的中心線與易磁化方向(ED1)或(ED2)一致之方式形成電磁鋼板。然後，以使易磁化方向(ED1)、(ED2)對齊之方式積層電磁鋼板。

Description

轉子鐵芯、轉子及旋轉電機
本發明有關轉子鐵芯、轉子及旋轉電機，尤其關於適合用於磁阻馬達及磁阻發電機者。 本案係依據已於2019年11月15日於日本提申之日本特願2019-206676號主張優先權，並於此援引其內容。
一般而言，磁阻馬達在轉子中不使用磁鐵。因此，在磁阻馬達中不一定需要花費成本之稀土。基於所述觀點，近年來磁阻馬達正受到矚目。
磁阻馬達係藉由將轉子與定子配置成轉子的磁極與定子互相面對，並依序切換於捲繞在定子之複數個激磁線圈中流動的激磁電流，而於轉子產生旋轉方向(圓周方向)之磁吸力，使轉子旋轉。
作為磁阻馬達，有切換式磁阻馬達(Switched Reluctance Motor)及同步磁阻馬達(Synchronous Reluctance Motor)(例如參照專利文獻1、2)。如專利文獻1、2所記載，在磁阻馬達中，係設置了在圓周方向上具有間隔而配置的凸極(凸部)，或者在轉子鐵芯形成狹縫，藉此構成轉子的磁極。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2012-114975號公報 專利文獻2：日本專利特開2017-135878號公報
發明欲解決之課題 然而，專利文獻1、2所記載之技術中，並未針對用於轉子鐵芯之電磁鋼板加以研討。從而，在以往的轉子鐵芯中，針對使磁特性提升這點仍有改善的餘地。這點不只在磁阻馬達，在磁阻發電機中也相同。
本發明係有鑑於如以上之問題點而作成者，其目的在於提升用於磁阻馬達或磁阻發電機之轉子鐵芯的磁特性。
用以解決課題之手段 為了解決上述課題，本發明採用以下構成。 (1)本發明一態樣之轉子鐵芯，係磁阻馬達或磁阻發電機之轉子鐵芯，且具有複數片電磁鋼板；前述轉子鐵芯之特徵在於：前述電磁鋼板具有以下化學組成：以質量%計含有：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、選自於由Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au所構成群組中之1種以上：合計2.50%~5.00%、Sn：0.000%~0.400%、Sb：0.000%~0.400%、P：0.000%~0.400%及選自於由Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd所構成群組中之1種以上：合計0.0000%~0.0100%，令Mn含量(質量%)為[Mn]、Ni含量(質量%)為[Ni]、Co含量(質量%)為[Co]、Pt含量(質量%)為[Pt]、Pb含量(質量%)為[Pb]、Cu含量(質量%)為[Cu]、Au含量(質量%)為[Au]、Si含量(質量%)為[Si]及sol.Al含量(質量%)為[sol.Al]，此時滿足以下(A)式，且剩餘部分由Fe及不純物所構成；令軋延方向的B50為B50L，與軋延方向所成角度為90°之方向的B50為B50C，且令與軋延方向所成角度中較小角度呈45°之2個方向的B50中，一方向的B50與另一方向的B50分別為B50D1、B50D2，此時滿足以下(B)式及(C)式，{100}＜011＞之X射線隨機強度比為5以上且小於30，板厚為0.50mm以下。 ([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])＞0%　　　・・・(A) (B50D1+B50D2)/2＞1.7T　　　　　　　　　・・・(B) (B50D1+B50D2)/2＞(B50L+B50C)/2・・・(C) 在此，磁通密度B50係以磁場強度5000A/m激磁後的磁通密度。 (2)如前述(1)之轉子鐵芯之特徵亦可在於滿足以下 (D) 式。 (B50D1+B50D2)/2＞1.1×(B50L+B50C)/2・・・(D) (3)如前述(1)之轉子鐵芯之特徵亦可在於滿足以下(E) 式。 (B50D1+B50D2)/2＞1.2×(B50L+B50C)/2・・・(E) (4)如前述(1)之轉子鐵芯之特徵亦可在於滿足以下(F) 式。 (B50D1+B50D2)/2＞1.8T　　　　　　　　　・・・(F) (5)本發明之轉子具有如上述(1)至(4)中任一項之轉子鐵芯，且係磁阻馬達或磁阻發電機之轉子；前述轉子之特徵在於：前述轉子之至少1個磁極之圓周方向的中心線與至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的方向一致；前述磁特性最優異的方向為前述與軋延方向所成角度中較小角度呈45°之2個方向的至少任一個方向。 (6)如前述(5)之轉子之特徵亦可在於：其磁極數量為4的倍數，在至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的2個方向中之第1方向上，2個前述磁極位於隔著軸心互相面對的位置，在至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的2個方向中之第2方向上，2個前述磁極位於隔著軸心互相面對的位置，在前述第1方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與至少1片前述電磁鋼板的前述第1方向一致，且在前述第2方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與至少1片前述電磁鋼板的前述第2方向一致。 (7)如前述(6)之轉子之特徵亦可在於：其磁極數量為4，在前述第1方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與前述複數片電磁鋼板的前述第1方向一致，且在前述第2方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與前述複數片電磁鋼板的前述第2方向一致。 (8)如前述(5)至(7)中任一項之轉子之特徵亦可在於：其中複數片電磁鋼板係在磁特性最優異的2個方向之朝向錯開的狀態下被積層。 (9)如前述(5)至(8)中任一項之轉子之特徵亦可在於：其中複數片電磁鋼板係在磁特性最優異的2個方向之朝向於前述電磁鋼板之積層方向上週期性地錯開的狀態下被積層。 (10)如前述(5)至(9)中任一項之轉子之特徵亦可在於：在前述圓周方向的中心線對至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的方向為一致之所有前述磁極中，前述電磁鋼板之磁特性最優異的方向對該磁極之圓周方向的中心線為一致之前述電磁鋼板的數量相同。 (11)如前述(5)至(10)中任一項之轉子之特徵亦可在於：在所有前述磁極中，包含至少1片前述磁特性最優異的方向對該磁極之圓周方向的中心線為一致之前述電磁鋼板。 (12)如前述(5)至(11)中任一項之轉子之特徵亦可在於：在前述複數片電磁鋼板的各自中，作為前述磁特性最優異的方向，至少有1個與前述磁極之圓周方向的中心線一致的方向。 (13)如前述(5)至(12)中任一項之轉子之特徵亦可在於：在前述複數片電磁鋼板的各自中，該電磁鋼板之構成各磁極的區域相對於軋延方向的位置關係相同。 (14)本發明之旋轉電機之特徵亦可在於：具有如前述(1)至(13)中任一項之前述轉子鐵芯，且係磁阻馬達或磁阻發電機。
發明效果 根據本發明之上述樣態，可提升用於磁阻馬達或磁阻發電機之轉子鐵芯的磁特性。
用以實施發明之形態 (使用於轉子鐵芯之電磁鋼板) 首先，針對使用於後述實施形態之轉子鐵芯之電磁鋼板進行說明。 首先，說明使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板及其製造方法中所用之鋼材的化學組成。在以下說明中，無方向性電磁鋼板或鋼材所含之各元素的含量單位「%」，只要無特別說明則意指「質量%」。又，在夾著「~」而記載之數值限定範圍中，下限值及上限值包含在該範圍內。顯示為「小於」或「大於」的數值，該值並不包含在數值範圍內。使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板及鋼材，具有會產生肥粒鐵-沃斯田鐵變態(以下稱為α-γ變態)之化學組成，該化學組成含有：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、選自於由Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au所構成群組中之1種以上：合計2.50%~5.00%、Sn：0.000%~0.400%、Sb：0.000%~0.400%、P：0.000%~0.400%及選自於由Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd所構成群組中之1種以上：合計0.0000%~0.0100%，且剩餘部分由Fe及不純物所構成。並且，Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu、Au、Si及sol.Al之含量滿足後述之預定條件。且不純物可例示礦石或廢料等原材料所包含者、於製造步驟中所包含者。
＜＜C：0.0100%以下＞＞ C會提高鐵損或引起磁老化。因此，C含量越低越好。上述現象在C含量大於0.0100%時十分顯著。故，C含量設為0.0100%以下。減低C含量也有助於均勻提升板面內之全方向上的磁特性。又，C含量之下限無特別限定，但基於精煉時脫碳處理的成本，宜設為0.0005%以上。
＜＜Si：1.50%~4.00%＞＞ Si會增大電阻，減少渦電流損耗而減低鐵損，或者會增大降伏比而提升對鐵芯之沖裁加工性。Si含量低於1.50%時，無法充分獲得該等作用效果。因此，Si含量設為1.50%以上。另一方面，Si含量大於4.00%時，會有磁通密度降低、因硬度過度上升而使沖裁加工性降低、或者冷軋延變得困難的情況。因此，Si含量設為4.00%以下。
＜＜sol.Al：0.0001%~1.0%＞＞ sol.Al會增大電阻，減少渦電流損耗而減低鐵損。sol.Al也有助於提升磁通密度B50相對於飽和磁通密度之相對大小。在此，磁通密度B50係以磁場強度5000A/m激磁後的磁通密度。sol.Al含量低於0.0001%時，無法充分獲得該等作用效果。並且，Al還具有在製鋼中促進脫硫的效果。因此，sol.Al含量設為0.0001%以上。另一方面，sol.Al含量大於1.0%時，會有磁通密度降低、或者使降伏比降低而使沖裁加工性降低的情況。因此，sol.Al含量設為1.0%以下。
＜＜S：0.0100%以下＞＞ S並非必要元素，且例如係作為不純物被含有於鋼中。S會因微細MnS的析出，而阻礙退火中之再結晶及晶粒的成長。因此，S含量越低越好。由所述之阻礙再結晶及晶粒成長所造成之鐵損增加及磁通密度降低的情形，在S含量大於0.0100%時十分顯著。因此，S含量設為0.0100%以下。又，S含量之下限無特別限定，但基於精煉時脫硫處理的成本，宜設為0.0003%以上。
＜＜N：0.0100%以下＞＞ N係與C同樣會使磁特性劣化，故N含量越低越好。因此，N含量設為0.0100%以下。又，N含量之下限無特別限定，但基於精煉時脫氮處理的成本，宜設為0.0010%以上。
＜＜選自於由Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au所構成群組中之1種以上：合計2.50%~5.00%＞＞ 該等元素在用以產生α-γ變態上係必要元素，因此必須含有合計2.50%以上之該等元素。另一方面，若合計大於5.00%，則成本變高，有時亦會導致磁通密度降低。因此，將該等元素設為合計在5.00%以下。
又，設為進一步滿足以下條件來作為會產生α-γ變態之條件。亦即，令Mn含量(質量%)為[Mn]、Ni含量(質量%)為[Ni]、Co含量(質量%)為[Co]、Pt含量(質量%)為[Pt]、Pb含量(質量%)為[Pb]、Cu含量(質量%)為[Cu]、Au含量(質量%)為[Au]、Si含量(質量%)為[Si]及sol.Al含量(質量%)為[sol.Al]，此時以質量%計宜滿足以下(1)式。 ([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])＞0%　　　・・・(1)
不滿足前述(1)式時不會產生α-γ變態，故磁通密度變低。
＜＜Sn：0.000%~0.400%、Sb：0.000%~0.400%、P：0.000%~0.400%＞＞ Sn、Sb會改善冷軋延及再結晶後之集合組織，使其磁通密度提升。因此，可視需求含有該等元素，但若含有過多會使鋼脆化。故，Sn含量與Sb含量皆設為0.400%以下。此外，亦可為了確保再結晶後的鋼板硬度而含有P，但若含有過多會招致鋼脆化。因此，P含量設為0.400%以下。要如以上所述地賦予磁特性等之更進一步的效果時，宜含有選自於由0.020%~0.400%之Sn、0.020%~0.400%之Sb及0.020%~0.400%之P所構成群組中之1種以上。
＜＜選自於由Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd所構成群組中之1種以上：合計0.0000%~0.0100%＞＞ Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd在鑄造熔鋼時會與熔鋼中的S反應而生成硫化物、氧硫化物或該二者之析出物。以下，有時會將Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd總稱為「粗大析出物生成元素」。粗大析出物生成元素之析出物的粒徑為1µm~2µm左右，遠遠大於MnS、TiN、AlN等微細析出物的粒徑(100nm左右)。因此，該等微細析出物會附著於粗大析出物生成元素之析出物上，而變得難以阻礙中間退火中之再結晶及晶粒的成長。為了充分獲得該等作用效果，該等元素合計宜為0.0005%以上。惟，若該等元素合計大於0.0100%，則硫化物、氧硫化物或該二者的總量會過多，而阻礙中間退火中之再結晶及晶粒的成長。因此，粗大析出物生成元素之含量設為合計在0.0100%以下。
＜＜集合組織＞＞ 接著，說明使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板的集合組織。製造方法之詳細內容將於後說明，但使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板係呈可產生α-γ變態之化學組成，並且在結束熱軋延中之精整軋延後立即急冷，藉此將組織微細化，而成為{100}晶粒成長後之組織。因而，使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板，其{100}＜011＞方位之聚集強度達5~30，相對於軋延方向為45°方向之磁通密度B50變得特別高。雖然如所述地在特定方向上磁通密度變高，但整體而言在全方向平均上可獲得高磁通密度。{100}＜011＞方位之聚集強度若小於5，致使磁通密度降低之{111}＜112＞方位之聚集強度會變高，而造成整體上磁通密度降低。又，{100}＜011＞方位之聚集強度大於30之製造方法必須加厚熱軋延板，而有難以進行製造之課題。
{100}＜011＞方位之聚集強度可藉由X射線繞射法或電子背向散射繞射(Electron Backscatter Diffraction：EBSD)法來測定。由於X射線及電子射線之來自試樣的反射角等在每個結晶方位皆不同，因此可以隨機方位試樣為基準，利用其反射強度等來求算結晶方位強度。適合作為使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板，其{100}＜011＞方位之聚集強度以X射線隨機強度比計為5~30。此時，亦可藉由EBSD測定結晶方位，採用換算成X射線隨機強度比之值。
＜＜厚度＞＞ 接著，說明使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板的厚度。使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板的厚度為0.50mm以下。若厚度大於0.50mm，便無法獲得優異的高頻鐵損。因此，厚度設為0.50mm以下。
＜＜磁特性＞＞ 接著，說明使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板的磁特性。在調查磁特性時，係測定使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板的磁通密度、亦即B50的值。在所製出之無方向性電磁鋼板中，無法區別其軋延方向之一方向與另一方向。因此在本實施形態中，所謂軋延方向係指其一方向及另一方向之兩方向。若令軋延方向之B50(T)的值為B50L、從軋延方向傾斜45°之方向之B50(T)的值為B50D1、從軋延方向傾斜90°之方向之B50(T)的值為B50C、從軋延方向傾斜135°之方向之B50(T)的值為B50D2，則可觀察到B50D1及B50D2為最高且B50L及B50C為最低之磁通密度的各向異性。又，(T)係指磁通密度的單位(特士拉)。
在此，例如考慮以順時針(亦可為逆時針)方向為正方向之磁通密度的全方位(0°~360°)分布時，若令軋延方向為0°(一方向)及180°(另一方向)，則B50D1會係45°及225°之B50值，B50D2係135°及315°之B50值。同樣地，B50L係0°及180°之B50值，B50C係90°及270°之B50值。45°之B50值與225°之B50值嚴格上會一致，且135°之B50值與315°之B50值嚴格上會一致。然而，B50D1與B50D2由於在實際製造時有時不易使磁特性相同，因此會有嚴格上並不一致的情況。同樣地，0°之B50值與180°之B50值嚴格上會一致，且90°之B50值與270°之B50值嚴格上會一致，但另一方面，有時B50L與B50C嚴格上並不一致。在使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板中，係採用B50D1及B50D2之平均值、及B50L與B50C之平均值，且滿足以下(2)式與(3)式。 (B50D1+B50D2)/2＞1.7T　　　　・・・(2) (B50D1+B50D2)/2＞(B50L+B50C)/2・・・(3)
若如所述方式測定磁通密度，則如(2)式這般B50D1及B50D2之平均值達1.7T以上，並同時可確認到如式(3)這般地磁通密度之高各向異性。
並且，除了滿足(1)式以外，還宜如以下(4)式這般地磁通密度之各向異性較(3)式更高。 (B50D1+B50D2)/2＞1.1×(B50L+B50C)/2・・・(4) 而且，宜如以下(5)式這般，磁通密度之各向異性更高。 (B50D1+B50D2)/2＞1.2×(B50L+B50C)/2・・・(5) 更甚者，宜如以下(6)式這般，B50D1及B50D2之平均值達1.8T以上。 (B50D1+B50D2)/2＞1.8T　　　　　　　　　・・・(6)
又，前述之45°係理論上的值，由於在實際製造時有時不易使其在45°上一致，因此設為亦包含嚴格上沒有在45°上一致者。所述情事針對該0°、90°、135°、180°、225°、270°及315°亦相同。
磁通密度之測定可從相對於軋延方向為45°、0°方向等切出55mm見方之試樣，使用單板磁測定裝置來進行。
＜＜製造方法＞＞ 接著，說明無方向性電磁鋼板之製造方法的一例， 該無方向性電磁鋼板係使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例。在製造屬使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例的無方向性電磁鋼板時，例如會進行熱軋延、冷軋延(第1冷軋延)、中間退火(第1退火)、平整軋延(第2冷軋延)、精加工退火(第3退火)及弛力退火(第2退火)等。
首先，將前述鋼材加熱並實施熱軋延。鋼材例如係藉由一般之連續鑄造來製造的扁胚。熱軋延之粗軋延及精整軋延係在γ區(Ar1溫度以上)之溫度下進行。亦即，以精整軋延之精加工溫度達Ar1溫度以上、捲取溫度高於250°且在600°以下之方式進行熱軋延。藉此，透過其後之冷卻而從沃斯田鐵變態成肥粒鐵，組織因而微細化。若在被微細化後的狀態下施行後續的冷軋延，則容易發生鼓脹再結晶(以下稱為脹大)，故可使通常不易成長之{100}晶粒變得容易成長。
又，在製造使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板時，更將通過精整軋延之最後道次時的溫度(精加工溫度)設為Ar1溫度以上，捲取溫度設為高於250°且在600°以下。藉由從沃斯田鐵變態成肥粒鐵，來使結晶組織微細化。透過以所述方式使結晶組織微細化，可使歷經後續的冷軋延、中間退火後變得容易發生脹大。
然後，不進行熱軋延板退火而捲取，並歷經酸洗後對熱軋延鋼板進行冷軋延。在冷軋延中宜將軋縮率設為80%~95%。軋縮率小於80%時，會變得不易發生脹大。軋縮率大於95%時，雖然會因後續的脹大使{100}晶粒變得容易成長，但卻必須將熱軋延鋼板加厚，而變得難以進行熱軋延之捲取，且易變得難以操作。冷軋延的軋縮率較佳為86%以上。冷軋延的軋縮率為86%以上時，更容易發生脹大。
冷軋延一結束，便接著進行中間退火。在製造使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板時，係在不會變態成沃斯田鐵的溫度下進行中間退火。亦即，宜將中間退火的溫度設為低於Ac1溫度。藉由以所述方式進行中間退火，便會發生脹大而{100}晶粒變得容易成長。又，中間退火的時間宜設為5秒~60秒。
中間退火一結束，便接著進行平整軋延。如前所述，若在發生脹大的狀態下進行平整軋延與退火，{100}晶粒會以發生脹大的部分為起點進一步成長。其原因在於藉由平整軋延，{100}＜011＞晶粒有不易積存應變，{111}＜112＞晶粒有容易積存應變的性質，在後續的退火中應變少的{100}＜011＞晶粒會以應變之差為驅動力而蠶食{111}＜112＞晶粒之故。以應變之差作為驅動力而發生的該蠶食現象，係稱為應變誘發晶界移動(以下稱為SIBM)。平整軋延的軋縮率宜設為5%~25%。軋縮率小於5%時應變量過少，故於後續的退火中不會發生SIBM，{100}＜011＞晶粒不會變大。另一方面，軋縮率大於25%時應變量變得過多，而會發生再結晶成核(以下稱為Nucleation)，從{111}＜112＞晶粒中產生新的晶粒。在該Nucleation中，幾乎所有產生的晶粒都係{111}＜112＞晶粒，故會使磁特性變差。
在施行平整軋延後進行精加工退火，以釋放應變使加工性提升。精加工退火也同樣設為不會變態成沃斯田鐵的溫度，而將精加工退火的溫度設為低於Ac1溫度。藉由以所述條件進行精加工退火，{100}＜011＞晶粒會蠶食{111}＜112＞晶粒，而可使磁特性提升。並且，將精加工退火時達600℃~Ac1溫度之時間設為1200秒以內。該退火時間若過短，於平整加工中導入的應變幾乎都會殘留下來，導致在沖裁成複雜形狀時發生翹曲。另一方面，退火時間若過長，晶粒會變得過於粗大，在沖裁時塌邊變大而變得無法表現出沖裁精度。
當結束精加工退火，為了做成所欲之鋼鐵構件，會進行無方向性電磁鋼板的成形加工等。並且，為了去除在由無方向性電磁鋼板所構成之鋼鐵構件中因成形加工等(例如沖裁)而產生的應變等，會對鋼鐵構件實施弛力退火。在本實施形態中，為了使在較Ac1溫度更低溫下發生SIBM，且亦使結晶粒徑可變得粗大，係將弛力退火的溫度設為例如800℃左右，弛力退火的時間設為2小時左右。藉由弛力退火，可使磁特性提升。
使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板(鋼鐵構件)，在前述製造方法中主要藉由在熱軋延步驟中於Ar1溫度以上進行精整軋延，而獲得前述(1)式之高B50及前述(2)式之優異各向異性。並且，藉由在平整軋延步驟中使軋縮率成為10%左右，而獲得前述式(4)之更優異的各向異性。 另外，在本實施形態中，Ar1溫度係從以1℃/秒的平均冷卻速度進行冷卻中之鋼材(鋼板)的熱膨脹變化求算。又，在本實施形態中，Ac1溫度係從以1℃/秒的平均加熱速度進行加熱中之鋼材(鋼板)的熱膨脹變化求算。
如以上方式進行，可製造由無方向性電磁鋼板所構成之鋼鐵構件來作為使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例。
接著，針對使用於轉子鐵芯之電磁鋼板之一例之無方向性電磁鋼板，一邊顯示實施例一邊加以具體說明。以下所示實施例僅為無方向性電磁鋼板之一例，無方向性電磁鋼板並不限於下述示例。
＜＜第1實施例＞＞ 藉由鑄造熔鋼，製作出以下表1至表2所示之成分的鑄錠。在此，式左邊表示前述(1)式之左邊的值。然後，將製作出的鑄錠加熱至1150℃並進行熱軋延，軋延成板厚達2.5mm。並且，於精整軋延結束後進行水冷並捲取熱軋延鋼板。此時在精整軋延之最後道次的階段中之溫度(精加工溫度)為830℃，皆為高於Ar1溫度之溫度。又，不會發生γ-α變態之No.108係將精加工溫度設為850℃。又，捲取溫度係以表1所示條件進行。
接著，在熱軋延鋼板中藉由酸洗去除鏽皮，且以表1所示之冷軋延後的軋縮率進行軋延。然後，在無氧化氣體環境中於700℃下進行30秒的中間退火。接著，以表1所示之第2次冷軋軋延(平整軋延)軋縮率進行軋延。
接下來，為了調查磁特性，在第2次冷軋延(平整軋延)後，在800℃下進行30秒的精加工退火，並以剪切加工做成55mm見方之試樣後，在800℃下進行2小時的弛力退火，並測定磁通密度B50。測定試樣係在軋延方向上於0°與45°之2種方向上採取55mm見方之試樣。並且，測定該2種試樣，將相對於軋延方向為0°、45°、90°及135°之磁通密度B50分別設為B50L、B50D1、B50C及B50D2。
[表1]
Figure 02_image001
[表2]
Figure 02_image003
表1至表2中的底線表示落在本發明範圍外的條件。發明例之No.101~No.107、No.109~No.111及No.114~No.130，其等在45°方向及全周平均上磁通密度B50皆為良好之值。惟，No.116與No.127因落在適當的捲取溫度外，故磁通密度B50稍低。No.129與No.130因冷軋延的軋縮率低，故磁通密度B50稍低於同等成分與捲取溫度之No.118。另一方面，比較例之No.108因Si濃度高，式左邊之值為0以下且為不會發生α-γ變態之組成，故磁通密度B50皆低。比較例之No.112因降低了平整軋延率，故{100}＜011＞強度小於5且磁通密度B50皆低。比較例之No.113之{100}＜011＞強度達30以上，落在本發明外。No.113因熱軋延板的厚度厚達7mm，而有不易操作的缺點。
＜＜第2實施例＞＞ 藉由鑄造熔鋼，製作出以下表3所示之成分的鑄錠。然後，將製作出的鑄錠加熱至1150℃並進行熱軋延，軋延成板厚達2.5mm。並且，於精整軋延結束後進行水冷並捲取熱軋延鋼板。此時在精整軋延之最後道次的階段中之精加工溫度為830℃，皆為高於Ar1溫度之溫度。
接著，在熱軋延鋼板中藉由酸洗去除鏽皮，且進行冷軋延直到板厚成為0.385mm為止。然後，在無氧化氣體環境中進行中間退火，並控制中間退火的溫度，使再結晶率成為85%。接下來，進行第2次冷軋延(平整軋延)直到板厚達0.35mm為止。
接下來，為了調查磁特性，在第2次冷軋延(平整軋延)後，在800℃下進行30秒的精加工退火，並以剪切加工做成55mm見方之試樣後，在800℃下進行2小時的弛力退火，並測定磁通密度B50與鐵損W10/400。關於磁通密度B50，係以與第1實施例同樣的程序進行測定。另一方面，鐵損W10/400係以施加400Hz之交流磁場以使最大磁通密度成為1.0T時在試樣產生之能量損失(W/kg)來測定。鐵損設為在相對於軋延方向為0°、45°、90°及135°上測出之結果的平均值。
[表3]
Figure 02_image005
[表4]
Figure 02_image007
No.201~No.214皆為發明例，磁特性皆良好。尤其，No.202~No.204之磁通密度B50較No.201及No.205~No.214更高，No.205~No.214之鐵損W10/400較No.201~No.204更低。
本案發明人等發現為了構成磁阻馬達或磁阻發電機的轉子鐵芯，使其可有效活用所述無方向性電磁鋼板的特性，重要作法係以可實現轉子鐵芯之圓周方向之磁特性儘可能地均一、及使業經均一化之磁特性儘可能地優異這兩點之方式構成轉子鐵芯。以下所說明之實施形態之轉子鐵芯係基於所述構想而做成者。
以下，一邊參照圖式一邊說明本發明之實施形態。又，以下說明在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)的說明中，視需求，會將從軋延方向傾斜45°之方向與從軋延方向傾斜135°之方向統稱為與軋延方向所成角度中較小角度呈45°的2個方向。再者，該45°係視為順時針及逆時針之任一朝向的角度皆具正值來標記。以順時針方向為負方向且以逆時針方向為正方向時，與軋延方向所成角度中較小角度呈45°的2個方向會係與軋延方向所成角度中絕對值較小之角度呈45°、-45°的2個方向。此外，視需求，將從軋延方向傾斜θ°之方向稱為與軋延方向所成角度為θ°之方向。如所述地，從軋延方向傾斜θ°之方向、及與軋延方向所成角度為θ°之方向意思相同。又，在以下說明中，只要無特別說明，則電磁鋼板設為在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之無方向性電磁鋼板。另外，在以下說明中，除了長度、方向及位置等嚴格上為一致的情況之外，設為亦包含在不脫離發明主旨之範圍內(例如在製造步驟中產生的誤差之範圍內)一致的情況。
(第1實施形態) 首先，說明第1實施形態。 圖1係顯示旋轉電機之構成的一例的圖。又，本實施形態係舉旋轉電機為切換式磁阻馬達的情況為例來說明。再者，旋轉電機亦可不是馬達(電動機)，而是發電機(generator)。另外，在各圖中，X-Y-Z座標表示各圖中的朝向關係。在○中附有●的記號表示從紙的背面側往正面側的方向。在○中附有×的記號表示從紙的正面側往背面側的方向。
圖1顯示從旋轉電機的上方觀看該旋轉電機的圖(俯視圖)之一例。 於圖1中，旋轉電機100具有轉子110、定子120及旋轉軸130。又，旋轉電機100除此之外，還具有用以固定定子120的罩殼等旋轉電機100所具有之公知構成。 定子120相對上係配置於旋轉電機100的外側。轉子110係以其外周面與定子120的內周面具有間隔而面對之方式，相對上配置於旋轉電機100的內側。旋轉軸130係在其外周面面對轉子110的內周面、且直接或間接地與轉子110連接的狀態下配置於旋轉電機100的中心部。轉子110與定子120的軸心O係與旋轉軸130的軸心O一致。再者，在以下說明中，視需求，將旋轉電機100的轉子110旋轉的方向稱為圓周方向。且視需求，將旋轉電機100的高度方向(=電磁鋼板的積層方向)稱為高度方向。並且視需求，將垂直於高度方向的方向且通過軸心O的方向稱為徑方向。
定子120具有定子鐵芯與繞組。定子鐵芯具有在圓周方向上延伸之軛部、與從軛部的內周側往軸心方向延伸之複數個齒部。複數個齒部在圓周方向上按等間隔設置。在圖1中係舉有6個齒部且定子120為6極的情況為例來顯示。於定子鐵芯捲繞有繞組。捲繞於定子鐵芯之繞組的捲繞方法為集中捲繞。定子120可利用公知構成來實現。
圖2係顯示轉子110之構成的一例的圖。圖2(a)顯示從轉子110的上方觀看該轉子的圖(俯視圖)之一例。又，圖2(a)係擷取出圖1之轉子110的部分者。圖2(b)係圖2(a)的I-I截面圖。
轉子110具有轉子鐵芯111。轉子鐵芯111係藉由將沖裁成圖2(a)所示之形狀的複數片電磁鋼板以如圖2(a)及圖2(b)所示地使該複數片電磁鋼板的外緣一致的方式積層而形成。該等複數片電磁鋼板的板面施有絕緣處理。複數片電磁鋼板例如係藉由歛合加工或使用接著劑而固定。又，亦可取代沖裁，而藉由例如雷射加工將電磁鋼板加工成圖2(a)所示之形狀。再者，轉子鐵芯111在圓周方向上沒有被分割。 轉子鐵芯111具有在圓周方向上延伸之軛部、及從軛部的外周側往與軸心方向相反的方向(定子120側)(放射狀地)延伸之複數個凸極。複數個凸極在圓周方向上按等間隔設置。該複數個凸極係成為轉子鐵芯111的磁極。在圖2(a)中有4個凸極。如所述地，在本實施形態中係舉轉子110為4極的情況為例來顯示。
圖3係顯示構成轉子鐵芯111之電磁鋼板之相對於軋延方向的位置關係之一例的圖。 圖3顯示構成轉子鐵芯111的複數片電磁鋼板中的1片。電磁鋼板300係藉由將鋼帶(母材)沖裁成圖2(a)所示之形狀而構成。此時，在構成轉子鐵芯111的所有電磁鋼板300中，係使該電磁鋼板300之構成各凸極(在圖2(a)所示例子中為4個凸極)之區域相對於軋延方向的位置關係相同。
電磁鋼板300之構成各磁極(凸極)之區域相對於軋延方向的位置關係，例如係以軋延方向與電磁鋼板300之構成各磁極之區域的中心線所形成的角度來表示。 在圖3中，以一點鏈線表示的假想線310為電磁鋼板300的軋延方向。以虛線表示的假想線320a~320b為電磁鋼板300之構成磁極(凸極)之區域的中心線，且此處係舉與電磁鋼板300之磁特性最優異的方向一致的情況為例來顯示。電磁鋼板300之構成磁極之區域的中心線320a~320b係在平行於電磁鋼板300之板面的方向(垂直於高度方向(Z軸方向)之方向)上延伸的直線，且係通過電磁鋼板300(轉子鐵芯111)的軸心O與構成該磁極之區域的圓周方向中心之假想上的直線。如所述地，在本實施形態中，係舉電磁鋼板300之構成磁極之區域的中心線320a~320b皆與電磁鋼板300之磁特性最優異的方向中之任一方向一致的情況為例來說明。在以下說明中，視需求，會將磁特性最優異的方向稱為易磁化方向。
在圖3所示之例中，係設成不論在沖裁哪一個鋼帶(母材)時，軋延方向310與中心線320a~320b所成角度皆相同。要做成如上所述，只要例如使模具相對於鋼帶(母材)的位置關係固定來進行沖裁加工即可。藉由以所述方式進行而沖裁鋼帶(母材)，可獲得複數個構成轉子鐵芯111之電磁鋼板300。亦即，構成轉子鐵芯111之電磁鋼板皆成為與圖3所示之電磁鋼板300相同之物。從而，不論在哪個電磁鋼板300中，電磁鋼板300之構成磁極之區域的中心線320a~320b都會與2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向一致。
如前所述，與軋延方向310所成角度呈45°的2個方向為易磁化方向ED1~ED2。再者，如前所述，從X軸朝Y軸的方向(朝紙面為逆時針的方向)及從Y軸朝X軸的方向之任一方向的角度皆設為正值的角度。又，2個方向所形成的角度皆為該角度中較小的角度。
在圖2(a)所示之例中，4個磁極(凸極)在圓周方向上等間隔地配置。從而，位於在圓周方向上隔著間隔而互相相鄰之位置的2個磁極的中心線所成角度(中心角)為90°(=360÷4)。再者，易磁化方向ED1~ED2為存在於電磁鋼板300之易磁化方向中，通過軸心O之易磁化方向。又，磁極的中心線為磁極之圓周方向之中心線，且為在徑方向上延伸的軸，與前述之電磁鋼板300之構成磁極之區域的中心線320a~320b相同。又，易磁化方向ED1與ED2所成角度為90°。 從而，可藉由將複數片電磁鋼板300例如使易磁化方向ED1、ED2對齊來積層，而在配置電磁鋼板300的高度方向之所有位置上，使2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向與轉子鐵芯111之所有磁極(凸極)的中心線一致。在本實施形態中，譬如易磁化方向ED1、ED2係對應第1方向、第2方向。
如以上所述，在本實施形態中，藉由使全部的易磁化方向與磁極(凸極)的中心線一致，而使轉子鐵芯111之磁特性優異(參照位於磁極區域的易磁化方向與該區域的中心線係以虛線320a~320b(=ED1~ED2)表示)。其原因在於轉子鐵芯111之磁特性會變得最佳。
又，在本實施形態中，在轉子鐵芯111之所有磁極(凸極)中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板300的數量相同。從而，可將轉子鐵芯111之圓周方向之磁特性均一化。如前所述，在本實施形態中，係在配置電磁鋼板300的高度方向之所有位置上，使2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向與轉子鐵芯111之所有磁極的中心線一致。因此，易磁化方向ED1或ED2對各磁極的中心線一致之電磁鋼板300的數量分別與構成轉子鐵芯111之電磁鋼板300的數量相同。例如，將構成轉子鐵芯111之電磁鋼板300的數量設為100片。在此情況下，在轉子鐵芯111之所有磁極中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板300的數量分別為100，而會相同。亦即，將易磁化方向與磁極的中心線一致之電磁鋼板300的數量按每個磁極個別計數，計數而得的數量在任一磁極中皆為100，而會相同。 另外，如(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中所說明，對於轉子鐵芯111會進行精加工退火及弛力退火。
[計算例] 接著，說明計算例。 在本計算例中，係將計算對象之旋轉電機設為切換式磁阻馬達。轉子之極數設為4極，定子之極數設為6極。轉子鐵芯之外徑設為90mm，高度(積層厚度)設為75mm。定子鐵芯之外徑設為160mm，內徑設為90.6mm，高度(積層厚度)設為75mm。對於定子之各相設為施加直流150V之電壓，伴隨於此，轉子設為以轉數600rpm旋轉。
作為用於旋轉電機之轉子鐵芯之電磁鋼板，係採用在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板與公知之無方向性電磁鋼板。不論哪個電磁鋼板，厚度皆為0.25mm。公知之無方向性電磁鋼板係採用W10/400為12.8W/kg之無方向性電磁鋼板。W10/400係磁通密度為1.0T且頻率為400Hz時的鐵損。又，該公知之無方向性電磁鋼板僅在軋延方向上磁特性優異。 在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板，係設為以如同參照圖2(a)並同時加以說明之方式進行沖裁而成者。 並且，將以所述方式進行沖裁而成之在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板，使易磁化方向對齊來積層，藉此構成定子鐵芯，將該定子鐵芯設為第1解析對象之定子鐵芯。
又，公知之無方向性電磁鋼板設為依以下方式進行沖裁而成者。亦即，設為以轉子鐵芯之各區域之相對於軋延方向的位置關會與(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板之該位置關係相同之方式沖裁而成者。 並且，將以所述方式進行沖裁而成之公知之無方向性電磁鋼板，使軋延方向對齊來積層，藉此構成轉子鐵芯，將該轉子鐵芯設為第2解析對象之定子鐵芯。
將分別使用以上第1~第2解析對象之轉子構成為前述尺寸及形狀之旋轉電機設為計算對象之旋轉電機。並且，藉由進行利用有限元素法之數值解析(電腦模擬)，來導出各旋轉電機在前述條件下運轉時之第1~第2解析對象之轉子鐵芯的平均轉矩。又，數值解析係利用JSOL股份公司製之有限元素法電磁場解析軟體JMAG。將其結果列示於表5。
[表5]
Figure 02_image009
在表5中，開發材表示針對第1解析對象之定子鐵芯的結果。習知材表示針對第2解析對象之定子鐵芯的結果。表5所示之值係令習知材之值為1.000時之相對值。
如表5所示，相較於使用公知之無方向性電磁鋼板(習知材)之情況，採用在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板(開發材)時，平均轉矩變大1.0%。如所述地，藉由將在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板加以積層，可增大定子鐵芯之轉矩。
[總結] 如以上所述，在本實施形態中，係以使轉子鐵芯111之4個磁極(凸極)的中心線與易磁化方向ED1或ED2一致之方式形成電磁鋼板300。然後，以使易磁化方向ED1、ED2對齊之方式積層電磁鋼板300。因而，能以可實現轉子鐵芯111之圓周方向之磁特性儘可能地均一、及使業經均一化之磁特性儘可能地優異這兩點之方式，來積層電磁鋼板。因此，即便減小在定子線圈中流動的電流大小，仍可產生所欲之轉矩，並同時可減低旋轉電機(定子)的銅損。
[變形例] ＜變形例1＞ 在本實施形態中，係舉將複數片電磁鋼板300使易磁化方向ED1、ED2(之兩方向)對齊來積層的情況為例來說明。然而，由於2個易磁化方向ED1、ED2之磁特性在理論上為相同，因此若使軋延方向310對齊，就未必一定要以所述方式進行。以上述方式進行時，可不區別易磁化方向ED1、ED2，而將複數片電磁鋼板300使易磁化方向ED1或ED2對齊來積層。
＜變形例2＞ 在本實施形態中，係舉內轉子型之旋轉電機為例來說明。但亦可為外轉子型之旋轉電機。再者，如前所述，旋轉電機可為電動機(馬達)，亦可為發電機。
(第2實施形態) 接著，說明第2實施形態。第1實施形態係舉旋轉電機為切換式磁阻馬達的情況為例進行了說明。相對於此，本實施形態係舉旋轉電機為同步磁阻馬達的情況為例來說明。如所述地，本實施形態與第1實施形態主要之不同處在於轉子鐵芯，該轉子鐵芯係在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板的應用對象。因此，在本實施形態之說明中，針對與第1實施形態相同的部分，會附加與圖1~圖3中附加的符號相同的符號等，並省略詳細的說明。
圖4係顯示旋轉電機之構成的一例的圖。如前所述，本實施形態係舉旋轉電機為同步磁阻馬達的情況為例來說明。再者，旋轉電機亦可不是馬達(電動機)，而是發電機(generator)。 圖4顯示從旋轉電機的上方觀看該旋轉電機的圖(俯視圖)之一例。 於圖4中，旋轉電機400具有轉子410、定子420及旋轉軸430。又，旋轉電機400除此之外，還具有用以固定定子420的罩殼等旋轉電機400所具有之公知構成。
定子420相對上係配置於旋轉電機400的外側。轉子410係以其外周面與定子420的內周面具有間隔而面對之方式，相對上配置於旋轉電機400的內側。旋轉軸430係在其外周面面對轉子410的內周面、且直接或間接地與轉子410連接的狀態下配置於旋轉電機400的中心部。轉子410與定子420的軸心O係與旋轉軸430的軸心O一致。
定子420具有定子鐵芯與繞組。定子鐵芯具有在圓周方向上延伸之軛部、與從軛部的內周側往軸心方向延伸之複數個齒部。複數個齒部在圓周方向上按等間隔設置。在圖4中係舉有6個齒部且定子420為6極的情況為例來顯示。於定子鐵芯捲繞有繞組。捲繞於定子鐵芯之繞組的捲繞方法為分布捲繞。定子420可利用公知之物來實現。
圖5係顯示轉子410之構成的一例的圖。圖5顯示從轉子410的上方觀看該轉子的圖(俯視圖)之一例。又，圖5係擷取出圖4之轉子410的部分者。圖6係顯示轉子鐵芯之截面之一例的圖。圖6(a)係圖5(a)的I-I截面圖，圖6(b)係圖5(b)的II-II截面圖。
轉子410具有轉子鐵芯411。轉子鐵芯411係藉由將沖裁成圖5所示之形狀的複數片電磁鋼板以如圖5、圖6(a)及圖6(b)所示地使該複數片電磁鋼板的外緣及狹縫510a~510f一致的方式積層而形成。該等複數片電磁鋼板的板面施有絕緣處理。又，亦可取代沖裁，而藉由例如雷射加工將電磁鋼板加工成圖5所示之形狀。再者，轉子鐵芯411在圓周方向上沒有被分割。 轉子鐵芯411大致具有以下形狀：具有對中空圓筒形狀在高度方向(Z軸方向)上貫通的複數個狹縫510a~510l的形狀。在複數個狹縫510a~510l亦可如專利文獻2所記載地配置金屬、絕緣性樹脂或導體棒。
狹縫510a、510d、510g、510j的形狀及大小相同。狹縫510b、510e、510h、510k的形狀及大小相同。狹縫510c、510f、510i、510l的形狀及大小相同。 狹縫510a、510d、510g、510j係配置在較其他狹縫510b、510c、510e、510f、510h、510i、510k、510l更接近轉子鐵芯411的外周面的位置。狹縫510c、510f、510i、510l係配置在較其他狹縫510a、510b、510d、510e、510g、510h、510j、510k更接近轉子鐵芯411的軸心O的位置。狹縫510b、510e、510h、510k分別配置在狹縫510a與510c之間、510d與510f之間、510g與510i之間、510j與510l之間。
狹縫510a~510l的俯視形狀在從高度方向(Z軸方向)觀看時，具有從長邊方向的中央朝向兩端分別接近轉子鐵芯411的外周面之彎曲形狀。狹縫510a~510l之長邊方向的中央最接近轉子鐵芯411的軸心O，且長邊方向的兩端分別最接近轉子鐵芯411的外周面。
若以狹縫510a~510c作為第1狹縫群，以狹縫510d~510f作為第2狹縫群，以狹縫510g~510i作為第3狹縫群，以狹縫510j~510l作為第4狹縫群，則第1狹縫群、第2狹縫群、第3狹縫群及第4狹縫群係在圓周方向上以90°之等節距排列，配置成以轉子鐵芯411的軸心O為旋轉軸之4次對稱關係。
位置520a、位置520b、位置520c及位置520d為磁極之圓周方向的中心位置，該位置520a係轉子鐵芯411的外周面的位置，且係狹縫510c與510f之間之圓周方向之中間位置，該位置520b係轉子鐵芯411的外周面的位置，且係狹縫510f與510l之間之圓周方向之中間位置，該位置520c係轉子鐵芯411的外周面的位置，且係狹縫510i與510l之間之圓周方向之中間位置，該位置520d係轉子鐵芯411的外周面的位置，且係狹縫510c與510i之間之圓周方向之中間位置。在圖5所示之例中，沿著將該等位置520a~520d與軸心O互相連接的線的方向會成為磁極的長邊方向。如所述地，在本實施形態中係舉轉子410為4極的情況為例來顯示。 又，狹縫的數量或形狀不限於圖5、圖6(a)及圖6(b)所示者。
圖7係顯示構成轉子鐵芯411之電磁鋼板之相對於軋延方向的位置關係之一例的圖。 圖7顯示構成轉子鐵芯411的複數片電磁鋼板中的1片。如前所述，電磁鋼板700係藉由將鋼帶(母材)沖裁成圖5所示之形狀而構成。此時，在構成轉子鐵芯411的所有電磁鋼板700中，係使該電磁鋼板700之構成各磁極(之圓周方向之中心位置520a~520d)之區域相對於軋延方向的位置關係相同。
電磁鋼板700之構成各磁極之區域相對於軋延方向的位置關係，例如係以軋延方向與電磁鋼板700之構成各磁極之區域的中心線所形成的角度來表示。 在圖7中，以一點鏈線表示的假想線710為電磁鋼板700的軋延方向。以虛線表示的假想線720a~720b為電磁鋼板700之構成磁極之區域的中心線，且此處係舉與電磁鋼板700之易磁化方向一致的情況為例來顯示。電磁鋼板700之構成磁極之區域的中心線720a~720b係在平行於電磁鋼板700之板面的方向(垂直於高度方向(Z軸方向)之方向)上延伸的假想上的直線，且係通過電磁鋼板700(轉子鐵芯411)的軸心O與該區域之圓周方向之中心位置520a~520d之假想上的直線。如所述地，在本實施形態中，係舉電磁鋼板700之構成磁極之區域的中心線720a~720b皆與電磁鋼板700之易磁化方向中之任一方向一致的情況為例來說明。
在圖7所示之例中，係設成不論在沖裁哪一個鋼帶(母材)時，軋延方向710與中心線720a~720b所成角度皆相同。要做成如上所述，只要例如使模具相對於鋼帶(母材)的位置關係固定來進行沖裁加工即可。藉由以所述方式進行而沖裁鋼帶(母材)，可獲得複數個構成轉子鐵芯411之電磁鋼板700。亦即，構成轉子鐵芯411之電磁鋼板皆成為與圖7所示之電磁鋼板700相同之物。從而，不論在哪個電磁鋼板700中，電磁鋼板700之構成磁極之區域的中心線720a~720b都會與2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向一致。
如前所述，與軋延方向710所成角度呈45°的2個方向為易磁化方向ED1~ED2。再者，如前所述，從X軸朝Y軸的方向(朝紙面為逆時針的方向)及從Y軸朝X軸的方向之任一方向的角度皆設為正值的角度。又，2個方向所形成的角度皆為該角度中較小的角度。
在圖5所示之例中，4個磁極在圓周方向上等間隔地配置。從而，位於在圓周方向上隔著間隔而互相相鄰之位置的2個磁極的中心線所成角度(中心角)為90°(=360÷4)。再者，易磁化方向ED1~ED2為存在於電磁鋼板700之易磁化方向中，通過軸心O之易磁化方向。又，磁極的中心線為磁極之圓周方向之中心線，且為在徑方向上延伸的軸，與前述之電磁鋼板700之構成磁極之區域的中心線720a~720b相同。又，易磁化方向ED1與ED2所成角度為90°。 從而，可藉由將複數片電磁鋼板700例如使易磁化方向ED1、ED2對齊來積層，而在配置電磁鋼板700的高度方向之所有位置上，使2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向與轉子鐵芯411之所有磁極的中心線一致。在本實施形態中，譬如易磁化方向ED1、ED2係對應第1方向、第2方向。
如以上所述，在本實施形態中亦與第1實施形態同樣地，藉由使全部的易磁化方向與磁極的中心線一致，而使轉子鐵芯411之磁特性優異(參照位於磁極區域的易磁化方向與該區域的中心線係以虛線720a~720b表示)。其原因在於轉子鐵芯411之磁特性會變得最佳。
又，在本實施形態中，在轉子鐵芯411之所有磁極中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板700的數量相同。從而，可將轉子鐵芯411之圓周方向之磁特性均一化。如前所述，在本實施形態中，係在配置電磁鋼板700的高度方向之所有位置上，使2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向與轉子鐵芯411之所有磁極的中心線一致。因此，易磁化方向ED1或ED2對各磁極的中心線一致之電磁鋼板700的數量分別與構成轉子鐵芯411之電磁鋼板700的數量相同。例如，將構成轉子鐵芯411之電磁鋼板700的數量設為100片。在此情況下，在轉子鐵芯411之所有磁極中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板700的數量分別為100，而會相同。 另外，如(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中所說明，對於轉子鐵芯411會進行精加工退火及弛力退火。
[總結] 如以上所述，對於同步磁阻馬達之轉子鐵芯，亦可與在第1實施形態所說明的切換式磁阻馬達之轉子鐵芯同樣地應用在(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中說明過之電磁鋼板，且發揮與在第1實施形態所說明的同樣的效果。
[變形例] 再者，轉子鐵芯之形式不限於在本實施形態所說明者，可設為同步磁阻馬達所採用之公知轉子鐵芯之形式。 另外，在本實施形態中，亦可採用在第1實施形態所說明的各種變形例。
(第3實施形態) 接著，說明第3實施形態。在第1實施形態中，係舉轉子鐵芯111之磁極為4極的情況為例進行了說明。相對於此，在本實施形態中係針對轉子鐵芯之磁極多於4的情況加以說明。如所述地，本實施形態與第1實施形態主要之不同處在於由旋轉電機之極數不同所致之構成。因此，在本實施形態之說明中，針對與第1實施形態相同的部分，會附加與圖1~圖3中附加的符號相同的符號等，並省略詳細的說明。
圖8係顯示旋轉電機之構成的一例的圖。圖8顯示從旋轉電機的上方觀看該旋轉電機的圖(俯視圖)之一例。 於圖8中，旋轉電機800具有轉子810、定子820及旋轉軸830。又，旋轉電機800除此之外，還具有用以固定定子820的罩殼等旋轉電機800所具有之公知構成。 定子820相對上係配置於旋轉電機800的外側。轉子810係以其外周面與定子820的內周面具有間隔而面對之方式，相對上配置於旋轉電機800的內側。旋轉軸830係在其外周面面對轉子810的內周面、且直接或間接地與轉子810連接的狀態下配置於旋轉電機800的中心部。轉子810與定子820的軸心O係與旋轉軸830的軸心O一致。
定子820具有定子鐵芯與繞組。定子鐵芯具有在圓周方向上延伸之軛部、與從軛部的內周側往軸心方向延伸之複數個齒部。複數個齒部在圓周方向上按等間隔設置。在圖8中係舉有8個齒部且定子820為8極的情況為例來顯示。於定子鐵芯捲繞有繞組。捲繞於定子鐵芯之繞組的捲繞方法為集中捲繞。定子820可利用公知之物來實現。
圖9係顯示轉子810之構成的一例的圖。圖9(a)顯示從轉子810的上方觀看該轉子的圖(俯視圖)之一例。又，圖9(a)係擷取出圖8之轉子810的部分者。圖9(b)係圖9(a)的I-I截面圖。
轉子810具有轉子鐵芯811。轉子鐵芯811係藉由將沖裁成圖9(a)所示之形狀的複數片電磁鋼板以如圖9(a)及圖9(b)所示地使該複數片電磁鋼板的外緣一致的方式積層而形成。該等複數片電磁鋼板的板面施有絕緣處理。又，亦可取代沖裁，而藉由例如雷射加工將電磁鋼板加工成圖9(a)所示之形狀。再者，轉子鐵芯811在圓周方向上沒有被分割。 轉子鐵芯811具有在圓周方向上延伸之軛部、及從軛部的外周側往與軸心方向相反的方向(定子820側)放射狀地延伸之複數個凸極。複數個凸極在圓周方向上按等間隔設置。該複數個凸極係成為轉子鐵芯811的磁極部。在圖9(a)中有6個凸極。如所述地，在本實施形態中係舉轉子810為6極的情況為例來顯示。
圖10A係顯示構成轉子鐵芯811之電磁鋼板之相對於軋延方向的位置關係之一例的圖。 圖10A顯示構成轉子鐵芯811的複數片電磁鋼板中的1片。如前所述，電磁鋼板1000係藉由將鋼帶(母材)沖裁成圖9(a)所示之形狀而構成。此時，在構成轉子鐵芯811的所有電磁鋼板1000中，係使該電磁鋼板1000之構成各凸極(在圖9(a)所示例子中為6個凸極)之區域相對於軋延方向的位置關係相同。
電磁鋼板1000之構成各磁極(凸極)之區域相對於軋延方向的位置關係，例如係以軋延方向與電磁鋼板1000之構成各磁極之區域的中心線所形成的角度來表示。 在圖10A中，以一點鏈線表示的假想線1010為電磁鋼板1000的軋延方向。以虛線表示的假想線1020a~1020c為電磁鋼板1000之構成磁極(凸極)之區域的中心線。電磁鋼板1000之構成磁極之區域的中心線1020a~1020c係以第1實施形態中說明之方式決定。在第1實施形態中，轉子鐵芯111之磁極為極，因此電磁鋼板300之構成磁極之區域的中心線320a~320b為2條，但由於本實施形態中轉子鐵芯811之磁極為6極，因此電磁鋼板1000之構成磁極之區域的中心線1020a~1020c為3條。
在圖10A所示之例中，係設成不論在沖裁哪一個鋼帶(母材)時，軋延方向1010與中心線1020a~1020c所成角度皆相同。要做成如上所述，只要例如使模具相對於鋼帶(母材)的位置關係固定來進行沖裁加工即可。藉由以所述方式進行而沖裁鋼帶(母材)，可獲得複數個構成轉子鐵芯811之電磁鋼板1000。亦即，構成轉子鐵芯811之電磁鋼板皆成為與圖10A所示之電磁鋼板1000相同之物。
圖10B係顯示電磁鋼板1000的軋延方向1010與磁特性最優異的方向(易磁化方向)之一例的圖。 在圖10B中，虛線的假想線ED1~ED2為電磁鋼板1000之易磁化方向。如前所述，與軋延方向1010所成角度呈45°的2個方向為易磁化方向。再者，如前所述，從X軸朝Y軸的方向(朝紙面為逆時針的方向)及從Y軸朝X軸的方向之任一方向的角度皆設為正值的角度。又，2個方向所形成的角度皆為該角度中較小的角度。
在圖10B所示之例中，易磁化方向ED1、ED2為磁特性最優異的2個方向。再者，易磁化方向ED1、ED2為存在於電磁鋼板1000之易磁化方向中，通過軸心O之易磁化方向。在圖8所示之例中，6個磁極(凸極)在圓周方向上等間隔地配置。從而，位於在圓周方向上隔著間隔而互相相鄰之位置的2個磁極的中心線所成角度(中心角)為60°(=360÷6)。又，磁極的中心線係與前述之電磁鋼板1000之構成磁極之區域的中心線1020a~1020c相同。另一方面，易磁化方向ED1與ED2所成角度為90°。因此，無法使2個易磁化方向ED1、ED2與電磁鋼板1000之構成磁極之區域的中心線1020a~1020c一致。於是，在2個易磁化方向ED1、ED2中，使1個易磁化方向ED1與磁極的中心線一致，且不使剩餘的1個易磁化方向ED2之區域與磁極的中心線一致。
在圖10B所示之例中，在隔著電磁鋼板1000(轉子鐵芯811)的軸心O互相面對的位置上有磁極(凸極)存在。因此，在1片電磁鋼板1000中，易磁化方向ED1會與2個磁極的中心線一致。 相對於此，例如當磁極數量為5時，在隔著電磁鋼板(轉子鐵芯)的軸心互相面對的位置上不存在磁極。在所述情況下，易磁化方向會成為僅與1個磁極的中心線一致。 又，在圖10B所示之例中，在1片電磁鋼板1000中，易磁化方向ED1係與2個磁極的中心線一致。相對於此，當磁極數量為大於4之4的倍數(例如8)時，易磁化方向ED1、ED2係與4個磁極的中心線一致。
如以上所述，在本實施形態中，亦藉由使儘可能的多的易磁化方向與儘可能的多的磁極的中心線一致，來使轉子鐵芯811之磁特性儘可能地優異。
在本實施形態中，無法如第1實施形態所述地在配置電磁鋼板1000的高度方向之所有位置上，使2個易磁化方向ED1~ED2之任一方向與轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)的中心線一致。因此，若如第1實施形態所述地使易磁化方向ED1~ED2對齊來積層電磁鋼板1000，則相較於其他磁極之區域之磁特性，中心線對易磁化方向ED1~ED2一致的2個磁極(凸極)之區域之磁特性會變得極端良好。因此，在特定的轉子鐵芯811之圓周方向之磁特性上會產生較大的不均衡。於是，為了儘可能地使轉子鐵芯811之圓周方向之磁特性均一化，係將電磁鋼板1000轉動堆疊。
所謂轉動堆疊，係指以轉子鐵芯(電磁鋼板)的軸心O作為旋轉軸，在一方向上以1片電磁鋼板或使成為基準之方向(的朝向)對齊之複數片電磁鋼板的單位，將電磁鋼板按預定角度轉動，並同時積層電磁鋼板。預定角度通常係固定的，但亦可不固定。藉由進行轉動堆疊，複數片電磁鋼板便會在易磁化方向之朝向錯開的狀態下被積層。
只要使轉子鐵芯811中，中心線對至少1片電磁鋼板1000之易磁化方向ED1或ED2一致之磁極(凸極)的數量較在1片電磁鋼板1000中，中心線對易磁化方向ED1或ED2一致之磁極(凸極)的數量更多，則進行轉動堆疊的方法無特別限定。在圖10B所示之例中，在1片電磁鋼板1000中，中心線對易磁化方向ED1或ED2一致之磁極(凸極)的數量為2(參照圖10B之易磁化方向ED1所通過之磁極(凸極))。在此情況下，中心線對至少1片電磁鋼板1000之易磁化方向ED1或ED2一致之磁極(凸極)的數量在3以上即可。
惟，較佳係使在轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)中，存在有至少1片易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000。亦即，較佳係使在轉子鐵芯811之每個磁極，個別計數易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量時，不論在哪個磁極，所計數出的數量皆為1以上。其原因在於可將轉子鐵芯811之圓周方向之磁特性均一化。又，較佳係在中心線對至少1片電磁鋼板1000之易磁化方向ED1或ED2一致之所有磁極(凸極)中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量相同。亦即，較佳係使在轉子鐵芯811之每個磁極，個別計數易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量時，所計數出的數量相同。其原因在於可將轉子鐵芯811之圓周方向之磁特性均一化。又，在此情況下，當在轉子鐵芯811之每個磁極，個別計數易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量時，亦可有所計數出的數量為0的磁極。並且，更佳係設為同時滿足該等。亦即，更佳係使在轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量相同。亦即，理想係使在轉子鐵芯811之每個磁極，個別計數易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量時，不論在哪個磁極，所計數出的數量皆為1以上之相同數量。其原因在於可進一步將轉子鐵芯811之圓周方向之磁特性均一化。
圖11係顯示在藉由進行轉動堆疊而構成之轉子鐵芯811中，電磁鋼板1000的高度方向(Z軸方向)的位置關係之一例的圖。 在此，係舉以下情況為例來說明：將電磁鋼板1000之成為基準的方向設為以轉子鐵芯811(電磁鋼板1000)的軸心O作為旋轉軸且朝紙面為逆時針方向，按1片電磁鋼板1000之單位將圖10A所示之電磁鋼板1000以360°÷轉子鐵芯之磁極數量轉動，並同時積層電磁鋼板。由於轉子鐵芯811之磁極數量為6，故在進行轉動堆疊時轉動堆疊的角度會係60(=360÷6)°。
配置於最上方(最靠Z軸之正方向側)之電磁鋼板1000中，中心線對易磁化方向ED1一致之磁極(凸極)為(A)，配置成從上方起算為第2個之電磁鋼板1000中，中心線對易磁化方向ED1一致之磁極(凸極)為(B)，配置成從上方起算為第3個之電磁鋼板1000中，中心線對易磁化方向ED1一致之磁極(凸極)為(C)。並且，從上方起算為第4個之後亦與從上方起算為第1個至第3個同樣地，電磁鋼板1000之中心線對易磁化方向ED1一致之磁極(凸極)從上方起算分別依序呈(A)、(B)、(C)的順序。亦即，若令n為1以上的整數，則配置成從上方起算為第n個、第n+1個、第n+2個、第n+3個之電磁鋼板300中，中心線對易磁化方向ED1一致之磁極(凸極)分別為(A)、(B)、(C)。
只要如所述方式進行，在轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)中，便會存在有至少1片易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000。並且，只要將構成轉子鐵芯811之電磁鋼板1000的數量設為3的倍數，在轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)中，與該磁極的中心線一致之易磁化方向ED1或ED2的數量便會相同。例如設成構成轉子鐵芯811之電磁鋼板1000的數量為300片。在此情況下，在轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量會係100(=300÷3)。 另外，如(使用於轉子鐵芯之電磁鋼板)之項中所說明，對於轉子鐵芯811會進行精加工退火及弛力退火。
[總結] 如上所述，在本實施形態中，係轉動堆疊電磁鋼板1000，並且使電磁鋼板1000之易磁化方向ED1、ED2之朝向在高度方向(Z軸方向)上週期性地相異，以使在轉子鐵芯811中，中心線對至少1片電磁鋼板1000之易磁化方向ED1或ED2一致之磁極(凸極)的數量較在1片電磁鋼板1000中，中心線對易磁化方向ED1或ED2一致之磁極(凸極)的數量更多。因此，可做成即便在無法在1片電磁鋼板1000中，使易磁化方向ED1或ED2的區域與轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)的中心線一致的情況下，仍可實現轉子鐵芯111之圓周方向之磁特性儘可能地均一、及使業經均一化之磁特性儘可能地優異這兩點。
又，使在轉子鐵芯811之所有磁極(凸極)中，存在有至少1片易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000。又，使在中心線對至少1片電磁鋼板1000之易磁化方向ED1或ED2一致之所有磁極(凸極)中，易磁化方向ED1或ED2對該磁極的中心線一致之電磁鋼板1000的數量相同。藉由採用該等中之至少1者，可進一步使轉子鐵芯811之圓周方向之磁特性均一化。
[變形例] ＜變形例1＞ 雖然在本實施形態中係舉切換式磁阻馬達之轉子鐵芯811為例進行了說明，但當同步磁阻馬達之轉子鐵芯之磁極數量多於4時，藉由以與本實施形態中所說明之相同方式轉動堆疊電磁鋼板，可獲得與本實施形態同樣的效果。亦即，本實施形態亦可對第2實施形態加以應用。
＜變形例2＞ 如前所述，轉子鐵芯之磁極數量可為4的倍數以外，亦可為4的倍數。又，轉子鐵芯之磁極數量亦可為4(即便轉子鐵芯之磁極數量為4時，亦可以本實施形態之方式進行轉動堆疊)。在此，雖然易磁化方向ED1與ED2之磁特性幾乎一致，但嚴格上並不相同。因此，透過即便在轉子鐵芯之磁極數量為4時仍進行轉動堆疊，可獲得使轉子鐵芯之圓周方向之磁特性均一的效果(雖然與轉子鐵芯之磁極數量為8以上之4的倍數的情況相較之下會變小)。另外，例如在藉由沖裁加工來形成電磁鋼板1000時，可抑制沖裁加工時形成於電磁鋼板之毛邊對齊，而可使轉子鐵芯之磁特性更提升。
＜變形例3＞ 電磁鋼板1000之易磁化方向ED1、ED2之朝向在高度方向(Z軸方向)上的變化亦可非周期性。例如，亦可在構成本實施形態之定子鐵芯611時，將轉動堆疊的角度設為60°，且將進行轉動堆疊的次數設為5次，來使電磁鋼板1000之易磁化方向ED1、ED2之朝向不會回到原本的狀態。 另外，在本實施形態中，亦可採用在第1及第2實施形態所說明的各種變形例。
再者，以上所說明之本發明實施形態，皆僅為表示實施本發明時之具體化的例子，並非用以藉由其等來限定解釋本發明之技術範圍者。亦即，本發明只要不脫離其技術思想或其主要特徵，即能以各種形式實施。
產業上之可利用性 根據本發明，可提升轉子之磁特性。因此，產業上之可利用性高。
100,400,800:旋轉電機 110,410,810:轉子 111,411,811:轉子鐵芯 120,420,820:定子 130,430,830:旋轉軸 300,700,1000:電磁鋼板 310,710,1010:軋延方向 320a~320b,720a~720b,1020a~1020c:電磁鋼板之構成磁極之區域的中心線 510a,510b,510c,510d,510e,510f,510g,510h,510i,510j,510k,510l:狹縫 520a,520b,520c,520d:位置 611:定子鐵芯 ED1~ED2:易磁化方向 O:軸心 (A),(B),(C):磁極
圖1係顯示旋轉電機之構成之第1例的圖。 圖2係顯示轉子之構成之第1例的圖。 圖3係顯示構成轉子鐵芯之電磁鋼板之相對於軋延方向的位置關係之第1例的圖。 圖4係顯示旋轉電機之構成之第2例的圖。 圖5係顯示轉子之構成之第2例的圖。 圖6係顯示轉子鐵芯之截面之一例的圖。 圖7係顯示構成轉子鐵芯之電磁鋼板之相對於軋延方向的位置關係之第2例的圖。 圖8係顯示旋轉電機之構成之第1例的圖。 圖9係顯示轉子之構成之第3例的圖。 圖10A係顯示構成轉子鐵芯之電磁鋼板之相對於軋延方向的位置關係之第3例的圖。 圖10B係顯示電磁鋼板的軋延方向與易磁化方向之一例的圖。 圖11係顯示電磁鋼板的高度方向的位置關係之一例的圖。
100:旋轉電機
110:轉子
111:轉子鐵芯
120:定子
130:旋轉軸
O:軸心

Claims (14)

  1. 一種轉子鐵芯，係磁阻馬達或磁阻發電機之轉子鐵芯，且具有複數片電磁鋼板；前述轉子鐵芯之特徵在於：前述電磁鋼板具有以下化學組成：以質量%計含有：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、選自於由Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au所構成群組中之1種以上：合計2.50%~5.00%、Sn：0.000%~0.400%、Sb：0.000%~0.400%、P：0.000%~0.400%及選自於由Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd所構成群組中之1種以上：合計0.0000%~0.0100%，令Mn含量(質量%)為[Mn]、Ni含量(質量%)為[Ni]、Co含量(質量%)為[Co]、Pt含量(質量%)為[Pt]、Pb含量(質量%)為[Pb]、Cu含量(質量%)為[Cu]、Au含量(質量%)為[Au]、Si含量(質量%)為[Si]及sol.Al含量(質量%)為[sol.Al]，此時滿足以下(A)式，且剩餘部分由Fe及不純物所構成；令軋延方向的B50為B50L，與軋延方向所成角度為90°之方向的B50為B50C， 且令與軋延方向所成角度中較小角度呈45°之2個方向的B50中，一方向的B50與另一方向的B50分別為B50D1、B50D2，此時滿足以下(B)式及(C)式，{100}<011>之X射線隨機強度比為5以上且小於30，板厚為0.50mm以下；([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])>0%‧‧‧(A) (B50D1+B50D2)/2>1.7T‧‧‧(B) (B50D1+B50D2)/2>(B50L+B50C)/2‧‧‧(C)。
  2. 如請求項1之轉子鐵芯，其滿足以下(D)式：(B50D1+B50D2)/2>1.1×(B50L+B50C)/2‧‧‧(D)。
  3. 如請求項1之轉子鐵芯，其滿足以下(E)式：(B50D1+B50D2)/2>1.2×(B50L+B50C)/2‧‧‧(E)。
  4. 如請求項1之轉子鐵芯，其滿足以下(F)式：(B50D1+B50D2)/2>1.8T‧‧‧(F)。
  5. 一種轉子，具有如請求項1至4中任一項之轉子鐵芯，且係磁阻馬達或磁阻發電機之轉子；前述轉子之特徵在於：前述轉子之至少1個磁極之圓周方向的中心線與至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的方向一致；前述磁特性最優異的方向為前述與軋延方向所成角度中較小角度呈45°之2個方向的至少任一個方向。
  6. 如請求項5之轉子，其中前述轉子之磁極數量為4的倍數，在至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的2個方向中之第1方向上，2個前述磁極位於隔著軸心互相面對的位置，在至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的2個方向中之第2方向上，2個前述磁極位於隔著軸心互相面對的位置，在前述第1方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向 的中心線、與至少1片前述電磁鋼板的前述第1方向一致，且在前述第2方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與至少1片前述電磁鋼板的前述第2方向一致。
  7. 如請求項6之轉子，其中前述轉子之磁極數量為4，在前述第1方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與前述複數片電磁鋼板的前述第1方向一致，且在前述第2方向上位於隔著軸心互相面對的位置之2個前述磁極之圓周方向的中心線、與前述複數片電磁鋼板的前述第2方向一致。
  8. 如請求項5至7中任一項之轉子，其中前述複數片電磁鋼板係在磁特性最優異的2個方向之朝向錯開的狀態下被積層。
  9. 如請求項5至7中任一項之轉子，其中前述複數片電磁鋼板係在磁特性最優異的2個方向之朝向於前述電磁鋼板之積層方向上週期性地錯開的狀態下被積層。
  10. 如請求項5至7中任一項之轉子，其中在前述圓周方向的中心線對至少1片前述電磁鋼板之磁特性最優異的方向為一致之所有前述磁極中，前述電磁鋼板之磁特性最優異的方向對該磁極之圓周方向的中心線為一致之前述電磁鋼板的數量相同。
  11. 如請求項5至7中任一項之轉子，其中在所有前述磁極中，包含至少1片前述磁特性最優異的方向對該磁極之圓周方向的中心線為一致之前述電磁鋼板。
  12. 如請求項5至7中任一項之轉子，其中在前述複數片電磁鋼板的各自中，作為前述磁特性最優異的方向，至少有1個與前述磁極之圓周方向的中心線一致的方向。
  13. 如請求項5至7中任一項之轉子，其中在前述複數片電磁鋼板 的各自中，該電磁鋼板之構成各磁極的區域相對於軋延方向的位置關係相同。
  14. 一種旋轉電機，其特徵在於：具有如請求項5至13中任一項之轉子，且係磁阻馬達或磁阻發電機。
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