WO2021111645A1

WO2021111645A1 - 電気機械の積層鉄心、電気機械、電気機械の積層鉄心の製造方法、及び電気機械の製造方法

Info

Publication number: WO2021111645A1
Application number: PCT/JP2020/001888
Authority: WO
Inventors: 隆之鬼橋; 興起仲; 啓生大藤; 福井　健二; 度会　明; 井上　正哉
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-06-10
Also published as: US20220344981A1; CN114747117A; JPWO2021111645A1

Abstract

電気機械の積層鉄心は、積層された複数の鉄心片を備え、複数の鉄心片のそれぞれは、第１部分と、第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、を有している。

Description

電気機械の積層鉄心、電気機械、電気機械の積層鉄心の製造方法、及び電気機械の製造方法

　本発明は、電気機械の積層鉄心、電気機械、電気機械の積層鉄心の製造方法、及び電気機械の製造方法に関するものである。

　特許文献１には、固定子鉄心を備えた回転電機が記載されている。固定子鉄心は、周方向に環状に配置された複数の分割積層鉄心を有している。分割積層鉄心のそれぞれは、バックヨーク部とバックヨーク部から径方向内側に突出するティース部とからなる。分割積層鉄心のそれぞれは、鉄心片が軸方向に積層された構成を有している。

特開２０１７－１６３６７５号公報

　上記のような回転電機において回転数を増加させた場合、回転電機の高出力化及び小型化を図ることができる。しかしながら、回転電機の回転数が増加すると、固定子鉄心における鉄損、特に渦電流損が増大してしまうという課題があった。

　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、渦電流損を低減できる電気機械の積層鉄心、電気機械、電気機械の積層鉄心の製造方法、及び電気機械の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明に係る電気機械の積層鉄心は、積層された複数の鉄心片を備え、前記複数の鉄心片のそれぞれは、第１部分と、前記第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、を有している。
　本発明に係る電気機械の積層鉄心は、積層された複数の鉄心片を備え、前記複数の鉄心片は、第３鉄心片と、前記第３鉄心片の板厚よりも薄い板厚を有する第４鉄心片と、を有し、１つ以上の前記第３鉄心片からなる第１鉄心片群と、１つ以上の前記第４鉄心片からなる第２鉄心片群とが、前記複数の鉄心片の積層方向に交互に並んでいる。
　本発明に係る電気機械は、本発明に係る電気機械の積層鉄心を有する電機子と、空隙を介して前記電機子と対向して配置された界磁と、を備える。
　本発明に係る電気機械の積層鉄心の製造方法は、本発明に係る電気機械の積層鉄心を製造する方法であって、鋼板シートの少なくとも一部を潰し、前記第２部分となる薄肉部を形成する潰し工程と、前記潰し工程の後に、前記鋼板シートから前記複数の鉄心片のそれぞれを打ち抜く抜き工程と、を有する。
　本発明に係る電気機械の製造方法は、本発明に係る電気機械の積層鉄心の製造方法を含む。

　本発明によれば、電気機械の積層鉄心における渦電流損を低減することができる。

実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。実施の形態１に係る固定子鉄心の構成を示す斜視図である。実施の形態１の比較例における１つの鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態１の比較例における２つの鉄心片が積層された構成を示す断面図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心の別の鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態１に係る２つの鉄心片が積層された構成を示す断面図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心の構成を示す斜視図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心のティース部積層体の先端部を径方向に沿って見た構成を示す図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心の一部を第１部分及び第２部分の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心の製造工程の流れを示すフローチャートである。実施の形態１に係る分割積層鉄心の製造工程の流れを示す概念図である。実施の形態１に係る分割積層鉄心の製造工程における潰し工程の後の鋼板シートの構成を示す断面図である。実施の形態２に係る分割積層鉄心の構成を示す斜視図である。図１４のＸＶ部を拡大して示す図である。実施の形態２の比較例に係る分割積層鉄心の構成を示す斜視図である。図１６のＸＶＩＩ部を拡大して示す図である。実施の形態２に係る分割積層鉄心の構成の変形例１を示す斜視図である。図１８のＸＩＸ部を拡大して示す図である。実施の形態２に係る分割積層鉄心の構成の変形例２を示す図である。実施の形態２に係る分割積層鉄心の構成の変形例３を示す部分的な断面図である。実施の形態３に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態４に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態５に係る分割積層鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態６に係る固定子鉄心の鉄心片の構成を示す斜視図である。実施の形態７に係る固定子鉄心の鉄心片の構成を示す平面図である。実施の形態８に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。

　実施の形態１．
　実施の形態１に係る電気機械の積層鉄心、電気機械、電気機械の積層鉄心の製造方法、及び電気機械の製造方法について説明する。まず、本実施の形態に係る電気機械の積層鉄心及び電気機械のそれぞれの構成について説明する。本実施の形態では、電気機械として、固定子及び回転子を備える回転電機を例示している。回転電機には、電動機、発電機等が含まれる。この明細書では、固定子鉄心の軸方向、固定子鉄心の径方向、及び固定子鉄心の周方向のことを、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」、及び「周方向」という場合がある。また、固定子鉄心の内周側、固定子鉄心の外周側、固定子鉄心の内側、及び固定子鉄心の外側のことを、それぞれ単に「内周側」、「外周側」、「内側」、及び「外側」という場合がある。

　図１は、本実施の形態に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、回転電機は、ハウジング１０、固定子２０、回転子３０及びシャフト４０を有している。ハウジング１０、固定子２０、回転子３０及びシャフト４０は、外周側から内周側に向かってこの順に配置されている。固定子２０の内周面と回転子３０の外周面との間には、空隙５０が形成されている。

　固定子２０は、回転磁界を発生させるように構成された回転電機の電機子である。回転子３０は、回転電機の界磁である。回転子３０は、固定子２０の内周側に回転自在に設けられている。回転子３０は、空隙５０を介して固定子２０と対向している。固定子２０及び回転子３０は、ハウジング１０によって保持されている。

　固定子２０は、磁束を通す固定子鉄心２１と、導体を巻き回して形成され、通電により磁界を発生させる固定子巻線２２と、を有している。固定子鉄心２１は、回転電機の電機子鉄心である。固定子鉄心２１と固定子巻線２２との間は、不図示の絶縁紙によって絶縁されている。固定子巻線２２の巻き方は、分布巻きであってもよいし、集中巻きであってもよい。

　回転子３０は、磁束を通す回転子鉄心３１と、永久磁石３２と、を備えた永久磁石型回転子である。本実施の形態の回転子３０は、永久磁石３２が回転子鉄心３１の内部に埋め込まれたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）型回転子である。永久磁石３２は、回転子鉄心３１を軸方向に貫通した複数の貫通孔のそれぞれに挿入されている。回転子３０は、永久磁石３２が回転子鉄心３１の外周面に配置されたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）型回転子であってもよい。

　シャフト４０は、回転子３０の中心軸に沿って回転子鉄心３１を貫通しており、焼嵌め又は圧入によって回転子鉄心３１に固定されている。回転電機のトルクは、シャフト４０を介して外部に伝達される。

　ハウジング１０は、鉄、アルミニウム等の金属を用いて円筒状に形成されている。複数の分割積層鉄心６０は、円環状に並列した状態でハウジング１０に嵌入されている。これにより、複数の分割積層鉄心６０が結合され、円環状の固定子鉄心２１が形成されている。ハウジング１０の軸方向一端部に形成された開口部には、ブラケット１１が取り付けられている。シャフト４０は、軸受４１を介してハウジング１０に回転自在に支持されているとともに、軸受４２を介してブラケット１１に回転自在に支持されている。

　図２は、本実施の形態に係る固定子鉄心２１の構成を示す斜視図である。図２に示すように、固定子鉄心２１は、全体として円環状の形状を有している。固定子鉄心２１は、周方向に並列した複数の分割積層鉄心６０が結合されることによって形成されている。本実施の形態の固定子鉄心２１は、４８個の磁極片を有している。分割積層鉄心６０のそれぞれは、固定子鉄心２１が有する複数の磁極片のうち例えば１つの磁極片を構成している。後述するように、分割積層鉄心６０のそれぞれは、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを含む複数の鉄心片が軸方向に積層された構成を有している。すなわち、固定子鉄心２１は、複数の鉄心片が積層された構成を有する積層鉄心である。鉄心片のそれぞれは、電磁鋼板である薄板、例えば、後述する鋼板シート１３０を用いて形成されている。また、後述するように、分割積層鉄心６０のそれぞれは、複数の鉄心片のバックヨーク部が積層されたバックヨーク部積層体６１と、複数の鉄心片のティース部が積層されたティース部積層体６２と、を有している。

　本実施の形態の鉄心片の構成について、比較例の構成と対比しつつ説明する。図３は、本実施の形態の比較例における１つの鉄心片１７０の構成を示す斜視図である。図４は、本実施の形態の比較例における２つの鉄心片１７０が積層された構成を示す断面図である。

　図３及び図４に示すように、比較例の鉄心片１７０は、バックヨーク部１７１とティース部１７２とを有しており、平板状に形成されている。図３中及び図４中で上方を向いた鉄心片１７０の一方の表面と、図３中及び図４中で下方を向いた鉄心片１７０の他方の表面とは、いずれも平坦に形成されている。鉄心片１７０は、全体において実質的に均一な板厚ｔ１１を有している。板厚ｔ１１は、例えば０．３５ｍｍである。この場合、積層された２つの鉄心片１７０の厚さは０．７０ｍｍ（＝０．３５ｍｍ×２）となる。板厚ｔ１１は、鉄心片１７０の購入時の板厚、又は後述する鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。比較例では、同一構成の複数の鉄心片１７０が積層されることにより、分割積層鉄心が形成される。

　図５は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。図６は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の別の鉄心片７０Ｂの構成を示す斜視図である。図７は、本実施の形態に係る鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂが積層された構成を示す断面図である。図７では、第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを切断した断面を示している。本実施の形態では、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが交互に積層されることにより、図２に示した複数の分割積層鉄心６０のそれぞれが形成されている。

　図５～図７に示すように、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、比較例の鉄心片１７０と同様に、バックヨーク部７１とティース部７２とを有しており、全体として平板状に形成されている。バックヨーク部７１は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向と垂直な一方向に沿って延伸している。ティース部７２は、バックヨーク部７１の延伸方向におけるバックヨーク部７１の中心部から、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向及びバックヨーク部７１の延伸方向の双方と垂直な方向に突出している。鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂは、同一の平面形状を有している。

　バックヨーク部７１の延伸方向は、図２に示した固定子鉄心２１では、固定子鉄心２１の周方向又は当該周方向の接線方向に相当する。ティース部７２の突出方向は、図２に示した固定子鉄心２１では、固定子鉄心２１の径方向内側に相当する。鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向は、図２に示した固定子鉄心２１では、固定子鉄心２１の軸方向に相当する。

　鉄心片７０Ａは、板厚ｔ１を有する複数の第１部分９１と、板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２を有する複数の第２部分９２と、を有している（ｔ１＞ｔ２）。例えば、板厚ｔ１は０．３５ｍｍであり、板厚ｔ２は０．２５ｍｍである。板厚ｔ１は、例えば、鉄心片７０Ａの購入時の板厚、又は後述する鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。第２部分９２は、後述する鋼板シート１３０が板厚方向に押し潰されることによって形成されている。

　第１部分９１のそれぞれは、ティース部７２の突出方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向に沿って帯状に延伸している。複数の第１部分９１は、間隔を空けて互いに並列して配置されている。第２部分９２のそれぞれは、隣り合う２つの第１部分９１の間に配置されている。第２部分９２のそれぞれは、第１部分９１のそれぞれと同様に、ティース部７２の突出方向に沿って帯状に延伸している。第１部分９１と第２部分９２とが並列する並列方向は、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向である。複数の第１部分９１及び複数の第２部分９２は、バックヨーク部７１の延伸方向において交互に配列している。

　鉄心片７０Ａのうち図５中及び図７中で上方を向いた上面において、第２部分９２のそれぞれの表面９２ａは、第１部分９１のそれぞれの表面９１ａを含む平面１１１に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ａの上面のうち第２部分９２には、凹部１０２が形成されている。鉄心片７０Ａの上面のうち第１部分９１には、凹部１０２に対して凸となる凸部１０１が形成されている。

　鉄心片７０Ａのうち図５中及び図７中で下方を向いた下面においても、第２部分９２のそれぞれの表面９２ｂは、第１部分９１のそれぞれの表面９１ｂを含む平面１１２に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ａの下面のうち第２部分９２には、凹部１０４が形成されている。鉄心片７０Ａの下面のうち第１部分９１には、凹部１０４に対して凸となる凸部１０３が形成されている。つまり、鉄心片７０Ａの上面及び下面のいずれにおいても、第１部分９１には凸部が形成されており、第２部分９２には凹部が形成されている。

　鉄心片７０Ｂは、板厚ｔ３を有する複数の第１部分９３と、板厚ｔ３よりも薄い板厚ｔ４を有する複数の第２部分９４と、を有している（ｔ３＞ｔ４）。本実施の形態では、板厚ｔ３と板厚ｔ４との差（ｔ３－ｔ４）は、板厚ｔ１と板厚ｔ２との差（ｔ１－ｔ２）と同一である（ｔ３－ｔ４＝ｔ１－ｔ２）。また、本実施の形態では、板厚ｔ３は板厚ｔ１と同一であり（ｔ３＝ｔ１）、板厚ｔ４は板厚ｔ２と同一である（ｔ４＝ｔ２）。板厚ｔ３は、鉄心片７０Ｂの購入時の板厚、又は後述する鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。

　ここで、本願明細書中の「同一」には、完全同一だけでなく、技術常識を考慮して実質的に同一とみなすことができる略同一の範囲も含まれる。

　第１部分９３のそれぞれは、ティース部７２の突出方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向に沿って帯状に延伸している。複数の第１部分９３は、間隔を空けて互いに並列して配置されている。第２部分９４のそれぞれは、隣り合う２つの第１部分９３の間に配置されている。第２部分９４のそれぞれは、第１部分９３のそれぞれと同様に、ティース部７２の突出方向に沿って帯状に延伸している。第１部分９３と第２部分９４とが並列する並列方向は、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向である。複数の第１部分９３及び複数の第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向において交互に配列している。

　鉄心片７０Ｂのうち図６中及び図７中で上方を向いた上面において、第２部分９４のそれぞれの表面９４ａは、第１部分９３のそれぞれの表面９３ａを含む平面１１３に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ｂの上面のうち第２部分９４には、凹部１０６が形成されている。鉄心片７０Ｂの上面のうち第１部分９３には、凹部１０６に対して凸となる凸部１０５が形成されている。

　鉄心片７０Ｂのうち図６中及び図７中で下方を向いた下面においても、第２部分９４のそれぞれの表面９４ｂは、第１部分９３のそれぞれの表面９３ｂを含む平面１１４に対して、凹となるように形成されている。これにより、鉄心片７０Ｂの下面のうち第２部分９４には、凹部１０８が形成されている。鉄心片７０Ｂの下面のうち第１部分９３には、凹部１０８に対して凸となる凸部１０７が形成されている。つまり、鉄心片７０Ｂの上面及び下面のいずれにおいても、第１部分９３には凸部が形成されており、第２部分９４には凹部が形成されている。

　図１０を用いて後述するように、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ１は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４と同一である。また、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２は、鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ３と同一である。

　複数の鉄心片が積層される際、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂは、積層方向で互いに隣り合うように配置される。積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ａの第１部分９１は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４と重なって配置されている。また、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ａの第１部分９１は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の形成範囲内に形成されている。このため、鉄心片７０Ａの第１部分９１に形成された凸部１０３は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４に形成された凹部１０６と嵌め合わされる。

　さらに、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第１部分９３は、鉄心片７０Ａの第２部分９２と重なって配置されている。また、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第１部分９３は、鉄心片７０Ａの第２部分９２の形成範囲内に形成されている。このため、鉄心片７０Ｂの第１部分９３に形成された凸部１０５は、鉄心片７０Ａの第２部分９２に形成された凹部１０４と嵌め合わされる。

　これにより、積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの厚さは、ｔ１＋ｔ４、又はｔ２＋ｔ３となる。板厚ｔ１及び板厚ｔ３が比較例の鉄心片１７０の板厚ｔ１１と同一であるとすると、積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの厚さは、比較例で積層された２つの鉄心片１７０の厚さ（２×ｔ１１）よりも薄くなる。例えば、積層された鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの厚さは、０．６０ｍｍ（＝０．３５ｍｍ＋０．２５ｍｍ）となる。なお、本実施の形態では、板厚ｔ１及び板厚ｔ３をいずれも０．３５ｍｍとしているが、板厚ｔ１及び板厚ｔ３は、０．５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．２３ｍｍ等の他の寸法にすることも可能である。板厚ｔ１及び板厚ｔ３のそれぞれを薄板の規格に合わせることにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂが打ち抜かれる薄板を低コストで容易に入手することができる。

　図８は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の構成を示す斜視図である。図９は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０のティース部積層体６２の先端部６２ａを径方向に沿って見た構成を示す図である。

　図８及び図９に示すように、分割積層鉄心６０は、複数の鉄心片７０Ａと複数の鉄心片７０Ｂとが１つずつ交互に積層された構成を有している。積層された複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂは、接着によって固定されていてもよいし、溶接によって固定されていてもよいし、樹脂を用いたモールド固定によって固定されていてもよい。あるいは、積層された複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂは、各鉄心片に形成された半抜き部を用いたカシメによって固定されていてもよいし、リベット等の締結部材を用いた締結によって固定されていてもよい。

　分割積層鉄心６０は、バックヨーク部積層体６１と、ティース部積層体６２と、を有している。バックヨーク部積層体６１は、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂのそれぞれのバックヨーク部７１が積層された構成を有している。ティース部積層体６２は、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂのそれぞれのティース部７２が積層された構成を有している。バックヨーク部積層体６１は、周方向に沿って延伸している。ティース部積層体６２は、バックヨーク部積層体６１から径方向内側に向かって突出している。ティース部積層体６２の径方向内側の端部には、回転子３０の外周面と対向する先端部６２ａが形成されている。先端部６２ａは、例えば、径方向と垂直な平面状、又は回転子３０の外周面に沿った円筒面状に形成されている。

　図１０は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の一部を第１部分９１及び第２部分９２の延伸方向に垂直な平面で切断した構成を示す断面図である。図１０の左右方向は、第１部分９１及び第２部分９２の並列方向を表している。図１０の上下方向は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの積層方向を表している。図１０では、図７に示した断面と平行な断面を示している。

　図１０に示す断面において、鉄心片７０Ａに形成された凹部１０２及び凹部１０４は、いずれも矩形状の断面形状を有している。鉄心片７０Ａに形成された凸部１０１及び凸部１０３は、いずれも矩形状の断面形状を有している。また、同断面において、鉄心片７０Ｂに形成された凹部１０６及び凹部１０８は、いずれも矩形状の断面形状を有している。鉄心片７０Ｂに形成された凸部１０５及び凸部１０７は、いずれも矩形状の断面形状を有している。

　これらの凸部及び凹部がいずれも矩形状の断面形状を有しているため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを積層する際には、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの位置決めを容易に行うことができる。また、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが相互に嵌り込みやすくなるため、接着、溶接などにより固定されるまでの間、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの仮固定を行うことができる。さらに、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間には複数箇所で嵌め合いが生じるため、用途によっては接着、溶接などによる固定を不要とすることができる。これらの凸部及び凹部の幅寸法を小さくすることによって、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間で嵌め合いが生じる箇所の数をさらに増やすことも可能である。

　図１０に示す断面において、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ１、すなわち凸部１０１及び凸部１０３のそれぞれの幅は、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２、すなわち凹部１０２及び凹部１０４のそれぞれの幅と同一である。また、同断面において、鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ３、すなわち凸部１０５及び凸部１０７のそれぞれの幅は、鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４、すなわち凹部１０６及び凹部１０８のそれぞれの幅と同一である。さらに、幅Ｗ１、幅Ｗ２、幅Ｗ３及び幅Ｗ４は、全て同一である（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４）。これにより、鉄心片７０Ａの第１部分９１の幅Ｗ１と鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４とが同一となり、鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２と鉄心片７０Ｂの第１部分９３の幅Ｗ３とが同一となる。このため、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとが積層されたとき、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に形成される隙間を小さくすることができる。したがって、分割積層鉄心６０における鉄心の占有率を高めることができる。

　図１０に示す断面において、鉄心片７０Ａには、互いに隣り合う第１部分９１及び第２部分９２によりそれぞれ構成される複数の繰返しパターン１２１が形成されている。鉄心片７０Ａの複数の繰返しパターン１２１は、第１部分９１及び第２部分９２の並列方向に沿ってピッチＰ１で配列している。ピッチＰ１は、鉄心片７０Ａにおける幅Ｗ１及び幅Ｗ２の和と同一である（Ｐ１＝Ｗ１＋Ｗ２）。

　同断面において、鉄心片７０Ｂには、互いに隣り合う第１部分９３及び第２部分９４によりそれぞれ構成される複数の繰返しパターン１２２が形成されている。鉄心片７０Ｂの複数の繰返しパターン１２２は、第１部分９３及び第２部分９４の並列方向に沿ってピッチＰ２で配列している。ピッチＰ２は、鉄心片７０Ｂにおける幅Ｗ３及び幅Ｗ４の和と同一であり（Ｐ２＝Ｗ３＋Ｗ４）、ピッチＰ１とも同一である（Ｐ２＝Ｐ１）。

　鉄心片７０Ａの繰返しパターン１２１と鉄心片７０Ｂの繰返しパターン１２２とは、ずれ幅Ｐ３だけずれて配置されている。ずれ幅Ｐ３は、ピッチＰ１及びピッチＰ２の半分、すなわち半ピッチ分に相当する（Ｐ３＝Ｐ１／２＝Ｐ２／２）。つまり、鉄心片７０Ａの第１部分９１と鉄心片７０Ｂの第１部分９３とは、半ピッチ分ずれて配置されている。同様に、鉄心片７０Ａの第２部分９２と鉄心片７０Ｂの第２部分９４とは、半ピッチ分ずれて配置されている。こうすることにより、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に隙間が形成されにくくすることができる。さらに、後述する分割積層鉄心６０の製造工程において、潰し機２２０とプレス機２３０との動作タイミングを合わせることにより、潰し機２２０及びプレス機２３０を停止させることなく連続的に分割積層鉄心６０を製造することができる。このため、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。

　一般に、回転電機に発生する鉄損Ｗｉは、以下の式で表される。
　Ｗｉ＝Ｗｈ＋Ｗｅ
　ここで、Ｗｈはヒステリシス損であり、Ｗｅは渦電流損である。

　渦電流損Ｗｅは、以下の式で表される。
　Ｗｅ＝ｋｅ／ρ×ｔ²×ｆ²×Ｂ²
　ここで、ｋｅは係数であり、ρは薄板の抵抗率であり、ｔは薄板の板厚であり、ｆは回転数であり、Ｂは磁束密度である。つまり、渦電流損Ｗｅの低減には、抵抗率ρを高くすること、板厚ｔを薄くすること、渦電流の経路を遮断するために薄板の表面に絶縁処理をすること、などが有効である。例えば、板厚ｔを薄くした場合、渦電流損Ｗｅは、板厚ｔの２乗に比例して小さくなる。

　本実施の形態では、鉄心片７０Ａの少なくとも一部の板厚ｔ２、及び鉄心片７０Ｂの少なくとも一部の板厚ｔ４を、図３及び図４に示した比較例の鉄心片１７０の板厚ｔ１１よりも薄くすることができる。これにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれの少なくとも一部に発生する渦電流を抑制することができる。

　次に、本実施の形態に係る電気機械の積層鉄心の製造方法及び電気機械の製造方法について説明する。図１１は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造工程の流れを示すフローチャートである。図１２は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造工程の流れを示す概念図である。図１２では、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０を製造する製造装置２００の概略構成を併せて示している。以下、分割積層鉄心６０の製造工程の流れ、及び製造装置２００の構成について、図１１及び図１２を参照して説明する。

　図１１に示すように、分割積層鉄心６０の製造工程は、少なくとも、潰し工程と、潰し工程の後に実行される抜き工程と、を有している。

　図１２に示すように、分割積層鉄心６０を製造する製造装置２００は、鋼板供給装置２１０、潰し機２２０及びプレス機２３０を、製造工程の流れにおいてこの順に有している。鋼板供給装置２１０、潰し機２２０及びプレス機２３０は、この順に連続した一連の製造ラインを構成している。潰し機２２０では潰し工程が実行され、プレス機２３０では抜き工程が実行される。これにより、潰し工程及び抜き工程は、一連の製造ラインによって実行される。

　鋼板供給装置２１０は、フープ状に巻かれた鋼板シート１３０を保持するように構成されている。鋼板シート１３０は、無方向性電磁鋼板である薄板を用いて形成されている。また、鋼板供給装置２１０は、帯状の鋼板シート１３０を図１２中で右方向に送る送り装置を有している。これにより、帯状の鋼板シート１３０が鋼板供給装置２１０から潰し機２２０に供給される。潰し機２２０に供給される鋼板シート１３０の板厚は、フープ状に巻かれた初期状態の鋼板シート１３０の板厚と同一である。

　潰し機２２０では、図１１のステップＳ１の潰し工程が実行される。潰し工程は、鋼板シート１３０の一部を押し潰す工程である。潰し機２２０は、鋼板供給装置２１０から供給された鋼板シート１３０の一部を板厚方向に加圧して押し潰すように構成されている。潰し機２２０は、鋼板シート１３０の下方に配置される下テーブル２２１と、鋼板シート１３０の上方に配置される上テーブル２２２と、下テーブル２２１に対して上テーブル２２２を上下方向に駆動する不図示の駆動機構と、を有している。下テーブル２２１には、ツール部２２３が設けられている。上テーブル２２２には、ツール部２２４が設けられている。ツール部２２３及びツール部２２４は、鋼板シート１３０を挟んで互いに対向している。

　図１３は、本実施の形態に係る分割積層鉄心の製造工程における潰し工程の後の鋼板シート１３０の構成を示す断面図である。図１３に示すように、潰し機２２０によって鋼板シート１３０の一部が押し潰されると、当該一部には、初期状態の鋼板シート１３０の板厚ｔ５よりも薄い板厚ｔ６を有する薄肉部１３１が形成される（ｔ５＞ｔ６）。薄肉部１３１は、鉄心片７０Ａの第２部分９２、又は鉄心片７０Ｂの第２部分９４となる。

　一方、鋼板シート１３０のうち薄肉部１３１以外の部分は、初期状態の板厚ｔ５に維持される。この部分は、薄肉部１３１の板厚ｔ６よりも厚い板厚ｔ５を有する厚肉部１３２となる。厚肉部１３２は、鉄心片７０Ａの第１部分９１、又は鉄心片７０Ｂの第１部分９３となる。

　図示を省略しているが、ツール部２２３は、鋼板シート１３０の下面に向かう方向に突出した突出部を有している。同様に、ツール部２２４は、鋼板シート１３０の上面に向かう方向に突出した突出部を有している。これらの突出部は、鋼板シート１３０を挟んで対称となる平面形状を有している。薄肉部１３１は、ツール部２２３の突出部とツール部２２４の突出部とによって鋼板シート１３０の一部が上方及び下方の両方から押し潰されることによって形成される。これにより、鋼板シート１３０の上面及び下面のいずれにおいても、薄肉部１３１には凹部が形成される。ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれは、一方向に突出した突出部を有していればよいため、一般的な金型と比較して簡易な構造とすることができる。

　鋼板シート１３０に複数の薄肉部１３１を形成する場合には、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれに複数の突出部が設けられていてもよい。これにより、潰し機２２０による一度の加圧によって、複数の薄肉部１３１を鋼板シート１３０に形成することができる。このため、鋼板シート１３０に複数の薄肉部１３１を形成する場合であっても、潰し工程のタクトタイムが長くなるのを防ぐことができる。

　ただし、鋼板シート１３０に複数の薄肉部１３１を形成する場合において、薄肉部１３１を１つずつ形成することも可能である。この場合、鋼板シート１３０に形成される薄肉部１３１の個数に関わらず、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれには１つの突出部が設けられるだけでよい。

　例えば、複数の薄肉部１３１が鋼板シート１３０に一定のピッチで形成される場合、まず１箇所目の薄肉部１３１を形成し、次に、鋼板シート１３０を１ピッチ分だけ送って２箇所目の薄肉部１３１を形成する。その後、鋼板シート１３０の送りと薄肉部１３１の形成とを繰り返して、必要な個数の薄肉部１３１を鋼板シート１３０に形成する。この場合、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれにおける突出部の数を減らすことができるため、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれをさらに簡易な構造とすることができ、潰し機２２０の設備投資を抑制できる。結果として、分割積層鉄心６０の製造コストを削減することができる。

　潰し工程では、鋼板シート１３０は切断されない。このため、薄肉部１３１が形成された鋼板シート１３０は、上記の送り装置を用いて、潰し機２２０から次工程のプレス機２３０に送られる。

　プレス機２３０では、図１１のステップＳ２の抜き工程が実行される。抜き工程は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれを鋼板シート１３０から打ち抜く工程である。図１２に示すように、プレス機２３０は、鋼板シート１３０の下方に配置されるダイ２３１と、鋼板シート１３０の上方に配置されるパンチ２３２と、ダイ２３１に対してパンチ２３２を上下方向に駆動する不図示の駆動機構と、を有している。パンチ２３２は、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの双方と同様の平面形状を有している。パンチ２３２は、駆動機構によって、ダイ２３１の内側に嵌り込むように駆動される。これにより、プレス機２３０は、鋼板シート１３０から鉄心片７０Ａ又は鉄心片７０Ｂを１つずつ打ち抜くことができる。打ち抜かれた鉄心片７０Ａ又は鉄心片７０Ｂは、ダイ２３１の内部空間２３３に抜き落とされる。

　鋼板シート１３０からは、複数の鉄心片７０Ａと複数の鉄心片７０Ｂとが１つずつ交互に打ち抜かれる。つまり、プレス機２３０では、鋼板シート１３０から１つの鉄心片７０Ａを打ち抜く工程と、鋼板シート１３０から１つの鉄心片７０Ｂを打ち抜く工程と、が交互に繰り返して実行される。これにより、ダイ２３１の内部空間２３３には、複数の鉄心片７０Ａと複数の鉄心片７０Ｂとが１つずつ交互に積み重ねられる。図１２に示した製造工程では、鋼板シート１３０が連続してプレス機２３０に送られてくるため、内部空間２３３には複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが次々に積み重ねられる。これにより、鉄心片７０Ａ、鉄心片７０Ｂ及びこれらを積層した分割積層鉄心６０の生産性を向上させることができる。

　また、抜き工程において、鉄心片７０Ａを打ち抜く際の鋼板シート１３０の送りピッチと、鉄心片７０Ｂを打ち抜く際の鋼板シート１３０の送りピッチとを、例えば図１０に示したずれ幅Ｐ３だけ異ならせるようにしてもよい。これにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれを鋼板シート１３０から容易に打ち抜くことができ、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの生産性を向上させることができる。

　また、潰し機２２０及びプレス機２３０のそれぞれは、鋼板シート１３０の送り方向に沿って位置を移動できるように構成されていてもよい。潰し機２２０及びプレス機２３０のそれぞれの位置を調整しつつ、鋼板シート１３０の送りピッチを調整することにより、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの連続的な加工を容易に行うことができる。

　図１２では図示を省略しているが、抜き工程の後には、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂを固定するステップＳ３の積層固定工程が実行される。積層固定工程では、例えば、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが接着剤により接着される。この場合、互いに隣り合う鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの間には、接着剤層が形成される。これにより、互いに隣り合う鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂが接着剤層を介して固定され、分割積層鉄心６０が作製される。接着剤を塗布する方法としては、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂを、槽に入れられた熱硬化性接着剤に浸し、その後、加熱炉で加熱する方法がある。これにより、接着剤が硬化し、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが固定される。また、接着以外の方法としては、交互に積み重ねられた複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂを樹脂成形用の金型に入れ、金型内に樹脂を流し込む方法がある。これにより、複数の鉄心片７０Ａ及び複数の鉄心片７０Ｂが樹脂と共に一体化する。

　このようにして作製された分割積層鉄心６０を必要な個数、例えば４８個用意する。これらの分割積層鉄心６０を円環状に並列させて結合することにより、回転電機の固定子鉄心２１が作製される。複数の分割積層鉄心６０を結合する際には、溶接又は接着が用いられてもよいし、樹脂成形による固定が用いられてもよい。固定子鉄心２１に固定子巻線２２を装着することにより、固定子２０が作製される。なお、複数の分割積層鉄心６０のそれぞれに固定子巻線２２を装着し、その後、これらの分割積層鉄心６０を円環状に並列させて結合するようにしてもよい。

　さらに、固定子２０の内周側に回転子３０及びシャフト４０を挿入する工程を経て、図１に示した回転電機が得られる。

　本実施の形態では、潰し工程の後に抜き工程が実行されている。これにより、潰し工程で鋼板シート１３０の変形又は寸法変化が生じたとしても、抜き工程では、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂをプレス機２３０の加工精度に応じた精度で打ち抜くことができる。したがって、寸法精度及び幾何精度の高い鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを容易に得ることができる。その結果、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを用いて製造される分割積層鉄心６０の寸法精度及び幾何精度を高めることができる。

　仮に、潰し工程の前に抜き工程が実行されるとすると、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれの寸法精度及び幾何精度が抜き工程で確保されたとしても、その後の潰し工程で寸法精度及び幾何精度が低下してしまう。このため、潰し工程の後に、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれの寸法精度及び幾何精度を高めるための工程がさらに必要になってしまう場合がある。また、抜き工程で打ち抜かれた鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを１枚ずつ潰し工程に送る必要があるため、抜き工程から潰し工程への鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの搬送に時間を要してしまう。

　本実施の形態の鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、互いに異なる板厚を有する２つの部分として、第１部分及び第２部分を有している。しかしながら、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、互いに異なる板厚を有する３つ以上の部分を有していてもよい。つまり、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、第１部分と、第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、第２部分の板厚よりも薄い板厚を有する第３部分と、を有していてもよい。

　以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０は、積層された複数の鉄心片として、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを備えている。鉄心片７０Ａは、第１部分９１と、第１部分９１の板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２を有する第２部分９２と、を有している。鉄心片７０Ｂは、第１部分９３と、第１部分９３の板厚ｔ３よりも薄い板厚ｔ４を有する第２部分９４と、を有している。ここで、分割積層鉄心６０は、電気機械の積層鉄心の一例である。

　上記構成によれば、第２部分９２の板厚ｔ２を第１部分９１の板厚ｔ１よりも薄くすることができる。渦電流損は鉄心片の板厚の２乗に比例するため、上記構成によれば、鉄心片７０Ａの第２部分９２での渦電流損を低減することができる。同様に、上記構成によれば、鉄心片７０Ｂの第２部分９４での渦電流損を低減することができる。したがって、上記構成によれば、分割積層鉄心６０の渦電流損を低減することができる。これにより、回転電機に発生する鉄損を低減することができるため、回転電機の効率を向上させることができる。

　本実施の形態では、第１部分９１の板厚ｔ１は、鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。また、板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２を有する第２部分９２は、鋼板シート１３０を押し潰すことにより形成されている。このため、鉄心片７０Ａは、低コストで容易に入手できる鋼板シート１３０を用いて作製することができる。同様に、鉄心片７０Ｂは、低コストで容易に入手できる鋼板シート１３０を用いて作製することができる。したがって、本実施の形態によれば、材料費を抑制しつつ、分割積層鉄心６０の渦電流損を低減することができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、複数の鉄心片は、鉄心片７０Ａと、複数の鉄心片の積層方向で鉄心片７０Ａと隣り合う鉄心片７０Ｂと、を含んでいる。鉄心片７０Ａの第１部分９１は、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第２部分９４と重なっている。鉄心片７０Ａの第２部分９２は、積層方向に沿って見たとき、鉄心片７０Ｂの第１部分９３と重なっている。ここで、鉄心片７０Ａは、第１鉄心片の一例である。鉄心片７０Ｂは、第２鉄心片の一例である。

　この構成によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に形成される隙間を小さくすることができる。したがって、分割積層鉄心６０における鉄心の占有率を高めることができる。また、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとを同一の製造装置２００を用いて製造できるため、分割積層鉄心６０の製造コストを削減することができ、より安価な電気機械を実現することができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０では、鉄心片７０Ａにおいて、第１部分９１及び第２部分９２は互いに一方向に並列して配置されている。鉄心片７０Ｂにおいて、第１部分９３及び第２部分９４は互いに一方向に並列して配置されている。第１部分及び第２部分の並列方向における鉄心片７０Ａの第２部分９２の幅Ｗ２は、上記並列方向における鉄心片７０Ｂの第２部分９４の幅Ｗ４と同一である。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａには、互いに隣接する第１部分９１及び第２部分９２によって構成される複数の繰返しパターン１２１が形成されている。鉄心片７０Ｂには、互いに隣接する第１部分９３及び第２部分９４によって構成される複数の繰返しパターン１２２が形成されている。鉄心片７０Ａの複数の繰返しパターン１２１と、鉄心片７０Ｂの複数の繰返しパターン１２２とは、上記並列方向に沿って同一のピッチＰ１又はＰ２で配列しており、かつ半ピッチ分ずれている。

　この構成によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの間に隙間が形成されにくくすることができる。さらに、分割積層鉄心６０の製造工程において、潰し機２２０とプレス機２３０との動作タイミングを合わせることにより、潰し機２２０及びプレス機２３０を停止させることなく連続的に分割積層鉄心６０を製造することができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａの一方の面には、第１部分９１の表面９１ａを含む平面１１１に対して第２部分９２の表面９２ａが凹となった断面矩形状の凹部１０２が形成されている。鉄心片７０Ａの他方の面には、第１部分９１の表面９１ｂを含む平面１１２に対して第２部分９２の表面９２ｂが凹となった断面矩形状の凹部１０４が形成されている。同様に、鉄心片７０Ｂの一方の面には、第１部分９３の表面９３ａを含む平面１１３に対して第２部分９４の表面９４ａが凹となった断面矩形状の凹部１０６が形成されている。鉄心片７０Ｂの他方の面には、第１部分９３の表面９３ｂを含む平面１１４に対して第２部分９４の表面９４ｂが凹となった断面矩形状の凹部１０８が形成されている。

　この構成によれば、鉄心片７０Ａと鉄心片７０Ｂとの位置合わせを容易に行うことができる。また、この構成によれば、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの一方に形成された凸部と、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの他方に形成された凹部とを嵌め合わせることにより、接着、溶接などによる鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの固定が不要となる場合がある。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４は、ティース部７２の突出方向に沿って延伸している。

　回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、ティース部７２では径方向すなわちティース部７２の突出方向に流れる。このため、上記構成によれば、ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４を、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。したがって、ティース部７２での渦電流をより効果的に抑制することができるため、ティース部７２での渦電流損を低減することができる。本実施の形態は、ティース部７２の磁束密度がバックヨーク部７１の磁束密度よりも大きくなるような回転電機に適用されると、より高い効果が得られる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４と、ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４とは、同一方向に延伸している。この構成によれば、第２部分９２及び第２部分９４を容易に形成することができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａの全ての第２部分９２は、同一方向に延伸しており、鉄心片７０Ｂの全ての第２部分９４は、同一方向に延伸している。この構成によれば、第２部分９２及び第２部分９４を容易に形成することができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、第１部分９１の板厚ｔ１及び第１部分９３の板厚ｔ３は、０．３５ｍｍ又は０．５ｍｍである。一般に、板厚０．３５ｍｍの薄板及び板厚０．５ｍｍの薄板は入手性が良い。このため、上記構成によれば、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂの材料を低コストで容易に入手することができる。第２部分９２の板厚ｔ２及び第２部分９４の板厚ｔ４は、０．２５ｍｍ以下であってもよい。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａの一方の面には、第１部分９１の一方の表面９１ａを含む平面１１１に対して第２部分９２の一方の表面９２ａが凹となった凹部１０２が形成されている。鉄心片７０Ａの他方の面には、第１部分９１の他方の表面９１ｂを含む平面１１２に対して第２部分９２の他方の表面９２ｂが凹となった凹部１０４が形成されている。同様に、鉄心片７０Ｂの一方の面には、第１部分９３の一方の表面９３ａを含む平面１１３に対して第２部分９４の一方の表面９４ａが凹となった凹部１０６が形成されている。鉄心片７０Ｂの他方の面には、第１部分９３の他方の表面９３ｂを含む平面１１４に対して第２部分９４の他方の表面９４ｂが凹となった凹部１０８が形成されている。ここで、凹部１０２及び凹部１０６は、第１凹部の一例である。凹部１０４及び凹部１０８は、第２凹部の一例である。この構成によれば、各鉄心片の両方の面に凹部を形成することができる。これらの凹部は、潰し工程で用いられる潰し機２２０において、ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれの突出部により薄板を両面から加圧することにより形成される。ツール部２２３及びツール部２２４のそれぞれは、一方向に突出した突出部を有していればよい。このため、潰し機２２０のツール部２２３及びツール部２２４を簡易な構造とすることができる。

　本実施の形態に係る回転電機は、分割積層鉄心６０を有する固定子２０と、空隙５０を介して固定子２０と対向して配置された回転子３０と、を備えている。ここで、回転電機は、電気機械の一例である。固定子２０は、電機子の一例である。回転子３０は、界磁の一例である。この構成によれば、回転電機において上記の効果を得ることができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造方法は、潰し工程と、潰し工程の後に実行される抜き工程と、を有する。潰し工程は、鋼板シート１３０の一部を潰し、第２部分９２又は第２部分９４となる薄肉部１３１を形成する工程である。抜き工程は、鋼板シート１３０から鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれを打ち抜く工程である。ここで、分割積層鉄心６０の製造方法は、電気機械の積層鉄心の製造方法の一例である。

　この製造方法によれば、潰し工程で鋼板シート１３０の変形又は寸法変化が生じたとしても、抜き工程では、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれをプレス機２３０の加工精度に応じた精度で打ち抜くことができる。したがって、寸法精度及び幾何精度の高い鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂを容易に得ることができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造方法において、潰し工程では、複数箇所の薄肉部１３１を１箇所ずつ形成するようにしてもよい。この製造方法によれば、潰し工程で必要になる加圧荷重が小さくなるため、潰し機２２０の設備投資を抑えることができる。また、複数箇所の薄肉部１３１を一度に形成する場合、潰し工程で生じる鋼板シート１３０の伸びを許容する逃げを設けるのが困難になるため、薄肉部１３１を形成できなくなることがある。これに対し、上記製造方法によれば、鋼板シート１３０の伸びを許容する逃げを設けるのが容易になる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造方法において、潰し工程では、複数箇所の薄肉部１３１を一度に形成するようにしてもよい。潰し工程では、全ての薄肉部１３１、例えば、１つの鉄心片に含まれる全ての薄肉部１３１を一度に形成するようにしてもよい。これらの製造方法によれば、複数の薄肉部１３１が設けられる場合であっても、潰し工程のタクトタイムが長くなってしまうのを防ぐことができる。したがって、分割積層鉄心６０の生産性の低下を抑制でき、安価な分割積層鉄心６０及び固定子鉄心２１を得ることができる。

　本実施の形態に係る電気機械の製造方法は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造方法を含むものである。この構成によれば、電気機械の製造方法において上記と同様の効果を得ることができる。

　実施の形態２．
　実施の形態２に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図１４は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の構成を示す斜視図である。図１５は、図１４のＸＶ部を拡大して示す図である。なお、実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。

　図１４及び図１５に示すように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０は、板厚ｔ７を有する複数の鉄心片７０Ｃと、板厚ｔ７よりも薄い板厚ｔ８を有する複数の鉄心片７０Ｄと、が１つずつ交互に積層された構成を有している（ｔ７＞ｔ８）。すなわち、分割積層鉄心６０は、１つの鉄心片７０Ｃからなる第１鉄心片群と、１つの鉄心片７０Ｄからなる第２鉄心片群とが、積層方向に交互に並んだ構成を有している。鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄはいずれも、表面に凹凸が設けられていない平板状の形状を有している。つまり、鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄのそれぞれは、全体において実質的に均一な板厚を有している。

　鉄心片７０Ｃの板厚ｔ７は、鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。板厚ｔ８を有する鉄心片７０Ｄは、鋼板シート１３０が板厚方向に押し潰されることによって形成されている。つまり、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０は、板厚ｔ７の鋼板シート１３０を用いて、実施の形態１と同様の製造工程によって製造することができる。潰し工程では、鋼板シート１３０のうち、少なくとも鉄心片７０Ｄとなる部分の全域が押し潰される。一方、鋼板シート１３０のうち、少なくとも鉄心片７０Ｃとなる部分の全域は、潰し工程で押し潰されない。

　図１６は、本実施の形態の比較例に係る分割積層鉄心６０の構成を示す斜視図である。図１７は、図１６のＸＶＩＩ部を拡大して示す図である。図１６及び図１７に示すように、比較例に係る分割積層鉄心６０は、同一の板厚ｔ１１を有する複数の鉄心片１７０が積層された構成を有している。鉄心片１７０の板厚ｔ１１は、鋼板シート１３０の購入時の板厚と同一である。

　鉄心片７０Ｃの板厚ｔ７が鉄心片１７０の板厚ｔ１１と同一であるとすると、鉄心片７０Ｄの板厚ｔ８は板厚ｔ１１よりも薄くなる。このため、本実施の形態によれば、渦電流を抑制することができ、渦電流損を低減することができる。つまり、本実施の形態によれば、同一の板厚ｔ１１を有する複数の鉄心片１７０が積層された構成よりも、渦電流損を低減することができる。

　また、本実施の形態の鉄心片７０Ｄは、入手性の良い鋼板シート１３０が板厚方向に押し潰されることによって形成されている。したがって、本実施の形態によれば、鉄心片７０Ｄの購入費用を抑制することができるため、分割積層鉄心６０の製造コストを削減することができる。

　図１８は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の構成の変形例１を示す斜視図である。図１９は、図１８のＸＩＸ部を拡大して示す図である。図１８及び図１９に示すように、本変形例の分割積層鉄心６０は、板厚ｔ７を有する複数の鉄心片７０Ｃと、板厚ｔ７よりも薄い板厚ｔ８を有する複数の鉄心片７０Ｄとが、複数枚ずつ交互に積層された構成を有している。すなわち、分割積層鉄心６０は、複数の鉄心片７０Ｃからなる第１鉄心片群と、複数の鉄心片７０Ｄからなる第２鉄心片群とが、積層方向に交互に並んだ構成を有している。第１鉄心片群又は第２鉄心片群は、１つの鉄心片により構成されていてもよい。複数の第１鉄心片群が設けられている場合、各第１鉄心片群を構成する鉄心片７０Ｃの数は異なっていてもよい。また、複数の第２鉄心片群が設けられている場合、各第２鉄心片群を構成する鉄心片７０Ｄの数は異なっていてもよい。本変形例の分割積層鉄心６０によっても、図１４及び図１５に示した分割積層鉄心６０と同様の効果を得ることができる。また、本変形例の分割積層鉄心６０も、実施の形態１と同様の製造工程によって製造することができる。

　一般に、相対的に薄い板厚ｔ８を有する材料の単価は、相対的に厚い板厚ｔ７を有する材料の単価よりも高いことが知られている。本変形例では、板厚ｔ７を有する鉄心片７０Ｃと、板厚ｔ８を有する鉄心片７０Ｄとが、複数枚ずつ交互に積層されている。これにより、１枚又は複数枚の鉄心片７０Ｃが積層方向の両端にそれぞれ配置され、その間に複数枚の鉄心片７０Ｄが積層される構成と比較すると、本変形例では、相対的に薄い板厚ｔ８を有する鉄心片７０Ｄの枚数を少なくすることができる。このため、本変形例によれば、板厚ｔ８を有する材料を購入する場合、及び、板厚ｔ７を有する材料の一部又は全部を潰して板厚ｔ８を有する材料を製造する場合のいずれにおいても、安価な分割積層鉄心６０を得ることができる。

　図２０は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の構成の変形例２を示す図である。図２０では、分割積層鉄心６０のティース部積層体６２の先端部６２ａを径方向に沿って見た構成を示している。図２０に示すように、本変形例では、図１４、図１５、図１８及び図１９に示した構成とは異なり、積層方向における複数の鉄心片の両端に、相対的に薄い板厚ｔ８を有する鉄心片７０Ｄが配置されている。すなわち、積層方向における複数の鉄心片の両端には、１つ以上の鉄心片７０Ｄからなる第２鉄心片群が配置されている。これによって、積層方向端部から流入する磁束による渦電流損を低減できる。

　図２１は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の構成の変形例３を示す部分的な断面図である。一般に、回転電機の積層鉄心を構成する鉄心片は、磁気損失を低減するため、無方向性電磁鋼板を用いて形成されている。本変形例においても、鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄのそれぞれは、無方向性電磁鋼板を用いて形成されている。ただし、本変形例において用いられる無方向性電磁鋼板の表面には、絶縁コーティングが施されていない。すなわち、鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄのそれぞれの表面には、絶縁コーティングが施されていない。

　図２１に示すように、積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片、例えば鉄心片７０Ｃと鉄心片７０Ｄとは、絶縁性を有する接着剤層１４０を介して固定されている。接着剤層１４０は、絶縁性を有する接着剤を用いて形成されている。絶縁性を有する接着剤としては、嫌気性接着剤、熱硬化性接着剤、瞬間接着剤などが用いられている。

　本変形例の分割積層鉄心６０の製造方法について、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。分割積層鉄心６０の複数の鉄心片の材料としては、絶縁コーティングが施されていない鋼板シート１３０を購入する。鋼板シート１３０の板厚は、後の工程で鋼板シート１３０から打ち抜かれる鉄心片７０Ｃの板厚ｔ７と同一である。

　潰し工程では、鋼板シート１３０のうち、少なくとも鉄心片７０Ｄとなる部分の全域が押し潰される。これにより、鉄心片７０Ｄとなる部分の板厚は、板厚ｔ７よりも薄くなり、例えば、後の工程で鋼板シート１３０から打ち抜かれる鉄心片７０Ｄの板厚ｔ８と同一になる。一方、鋼板シート１３０のうち、少なくとも鉄心片７０Ｃとなる部分の全域は、潰し工程で押し潰されない。これにより、鉄心片７０Ｃとなる部分は、例えば、購入時の鋼板シート１３０の板厚のまま維持される。

　次に、抜き工程では、プレス機２３０等を用いて、鋼板シート１３０から鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄのそれぞれが打ち抜かれる。鉄心片７０Ｃは、鋼板シート１３０のうち潰し工程で押し潰されていない部分から打ち抜かれ、鉄心片７０Ｄは、鋼板シート１３０のうち潰し工程で押し潰された部分から打ち抜かれる。これにより、複数の鉄心片７０Ｃ及び複数の鉄心片７０Ｄが形成される。複数の鉄心片７０Ｃ及び複数の鉄心片７０Ｄのそれぞれには、絶縁コーティングが施されていない。なお、鉄心片７０Ｄは、潰し工程で全体が押し潰された鋼板シート１３０から打ち抜かれ、鉄心片７０Ｃは、押し潰されていない別の鋼板シート１３０から打ち抜かれるようにしてもよい。

　次に、積層固定工程では、１つ以上の鉄心片７０Ｃからなる第１鉄心片群と、１つ以上の鉄心片７０Ｄからなる第２鉄心片群と、が交互に積層される。積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片は、絶縁性を有する接着剤層１４０を介して固定される。

　本変形例では、絶縁コーティングが施されていない鋼板シート１３０が鉄心片の材料として用いられるため、材料費及び加工費を削減できる。一般に、絶縁コーティングが施されている板材は、電磁鋼板に限定される。これに対し、本変形例では、絶縁コーティングが施されていない鋼板シート１３０が用いられるため、電磁鋼板以外の種々の板材を用いて鉄心片を形成することができる。これにより、材料の選択の範囲が広がるため、選択される材料によっては、鉄心片をより安価に得ることが可能となる。また、鉄心片の材料として電磁鋼板を用いる場合であっても、絶縁コーティングが施されていない電磁鋼板を用いることができるため、鉄心片をより安価に得ることができる。したがって、本変形例によれば、分割積層鉄心６０の材料コストを削減することができる。

　また、本変形例では、積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片が、絶縁性を有する接着剤を用いて固定される。このため、互いに隣り合う鉄心片同士が絶縁されない構成、又は、互いに隣り合う鉄心片同士がカシメ等によって固定される構成と比較すると、鉄心片同士を強固に固定しつつ、渦電流損を低減することができる。

　仮に、鋼板シートに絶縁コーティングが施されているとすると、潰し工程で鋼板シートが押し潰される際、鋼板シートの表面に形成された絶縁被膜が剥離してしまう場合がある。複数の鉄心片を積層する際に、剥離した絶縁被膜が鉄心片同士の間に入り込んでしまうと、分割積層鉄心６０における鉄心の占有率が低下してしまう。これに対し、本変形例では、鋼板シート１３０に絶縁被膜が形成されていないため、上記のような鉄心の占有率低下を防ぐことができる。

　以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０は、積層された複数の鉄心片を備えている。複数の鉄心片は、鉄心片７０Ｃと、鉄心片７０Ｃの板厚ｔ７よりも薄い板厚ｔ８を有する鉄心片７０Ｄと、を有している。１つ以上の鉄心片７０Ｃからなる第１鉄心片群と、１つ以上の鉄心片７０Ｄからなる第２鉄心片群とが、複数の鉄心片の積層方向に交互に並んでいる。ここで、分割積層鉄心６０は、電気機械の積層鉄心の一例である。鉄心片７０Ｃは、第３鉄心片の一例である。鉄心片７０Ｄは、第４鉄心片の一例である。

　この構成によれば、より板厚の薄い鉄心片７０Ｄを用いて分割積層鉄心６０を形成することができるため、分割積層鉄心６０の渦電流損を低減することができる。これにより、回転電機に発生する鉄損を低減することができるため、回転電機の効率を向上させることができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０では、積層方向における複数の鉄心片の両端には、上記第２鉄心片群が配置されている。この構成によれば、積層方向端部から流入する磁束による渦電流損を低減できる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、複数の鉄心片のそれぞれには、絶縁コーティングが施されていない。複数の鉄心片のうち積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片は、絶縁性を有する接着剤層１４０を介して固定されている。この構成によれば、分割積層鉄心６０の材料コストを削減することができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造方法は、潰し工程と、潰し工程の後に実行される抜き工程と、を有する。潰し工程は、鋼板シート１３０の一部又は全部を潰し、鉄心片７０Ｄとなる薄肉部１３１を形成する工程である。抜き工程は、鋼板シート１３０から鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄのそれぞれを打ち抜く工程である。鉄心片７０Ｄは、鋼板シート１３０のうちの薄肉部１３１から打ち抜かれる。鉄心片７０Ｃは、例えば、鋼板シート１３０のうち薄肉部１３１以外の部分である厚肉部１３２から打ち抜かれる。鉄心片７０Ｃは、潰されていない別の鋼板シート１３０から打ち抜かれるようにしてもよい。

　この製造方法によれば、潰し工程で鋼板シート１３０の変形又は寸法変化が生じたとしても、抜き工程では、鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄのそれぞれをプレス機２３０の加工精度に応じた精度で打ち抜くことができる。したがって、寸法精度及び幾何精度の高い鉄心片７０Ｃ及び鉄心片７０Ｄを容易に得ることができる。

　本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の製造方法は、積層固定工程をさらに有している。積層固定工程は、抜き工程で打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して固定する工程である。複数の鉄心片のそれぞれには、絶縁コーティングが施されていない。積層固定工程では、複数の鉄心片のうち積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片が、絶縁性を有する接着剤層１４０を介して固定される。この製造方法によれば、分割積層鉄心６０の材料コストを削減することができる。

　実施の形態３．
　実施の形態３に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２２は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。本実施の形態の鉄心片７０Ａは、複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向において、実施の形態１の鉄心片７０Ａと異なっている。なお、実施の形態１又は２と同様の構成については説明を省略する。

　図２２に示すように、鉄心片７０Ａにおける複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片７０Ａにおける複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。第１部分９１と第２部分９２とが並列する並列方向は、ティース部７２の突出方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向である。

　図示を省略しているが、鉄心片７０Ａと積層される鉄心片７０Ｂは、鉄心片７０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分９３と、鉄心片７０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ｂにおいても、複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向に沿って帯状に延伸している。

　以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸している。

　回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、図２２中の両矢印で示すように、ティース部７２では径方向に流れ、バックヨーク部７１では周方向に流れる。つまり、本実施の形態では、バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４を、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。したがって、バックヨーク部７１での渦電流をより効果的に抑制することができるため、バックヨーク部７１での渦電流損を低減することができる。本実施の形態は、バックヨーク部７１の磁束密度がティース部７２の磁束密度よりも大きくなるような回転電機に適用されると、より高い効果が得られる。

　実施の形態４．
　実施の形態４に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２３は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。本実施の形態の鉄心片７０Ａは、複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向において、実施の形態１の鉄心片７０Ａと異なっている。なお、実施の形態１～３のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

　図２３に示すように、鉄心片７０Ａのバックヨーク部７１における複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の周方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片７０Ａのバックヨーク部７１における複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

　一方、鉄心片７０Ａのティース部７２における複数の第２部分９２のそれぞれは、ティース部７２の延伸方向、すなわち固定子鉄心２１の径方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片７０Ａのティース部７２における複数の第１部分９１のそれぞれは、ティース部７２の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

　図示を省略しているが、鉄心片７０Ａと積層される鉄心片７０Ｂは、鉄心片７０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分９３と、鉄心片７０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ｂのバックヨーク部７１において、複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸している。鉄心片７０Ｂのティース部７２において、複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、ティース部７２の延伸方向に沿って延伸している。

　以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸している。ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４は、ティース部７２の突出方向に沿って延伸している。

　回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、図２３中の両矢印で示すように、ティース部７２では径方向に流れ、バックヨーク部７１では周方向に流れる。つまり、本実施の形態では、バックヨーク部７１における第２部分９２及び第２部分９４を、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。さらに、本実施の形態では、ティース部７２における第２部分９２及び第２部分９４をも、磁束の流れる方向に沿って長く形成することができる。このため、実施の形態１及び３と比較して、渦電流をより効果的に抑制することができる。したがって、固定子鉄心２１における渦電流損を低減でき、回転電機を高効率化することができる。

　実施の形態５．
　実施の形態５に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２４は、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０の鉄心片７０Ａの構成を示す斜視図である。本実施の形態の鉄心片７０Ａは、複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向及び複数の第１部分９１のそれぞれの延伸方向において、実施の形態１の鉄心片７０Ａと異なっている。なお、実施の形態１～４のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

　図２４に示すように、鉄心片７０Ａにおける複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した一方向に延伸している。複数の第２部分９２のそれぞれの延伸方向は、例えば、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向のいずれに対しても４５°で傾斜している。

　同様に、鉄心片７０Ａにおける複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した一方向に延伸している。第１部分９１のそれぞれの延伸方向は、第２部分９２のそれぞれの延伸方向と平行である。

　図示を省略しているが、鉄心片７０Ａと積層される鉄心片７０Ｂは、鉄心片７０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分９３と、鉄心片７０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分９４と、を有している。鉄心片７０Ｂにおける複数の第２部分９４のそれぞれ及び複数の第１部分９３のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した方向に延伸している。

　回転電機において、回転子３０から固定子鉄心２１に入ってくる磁束は、ティース部７２では径方向に流れ、バックヨーク部７１では周方向に流れる。図２３に示した実施の形態４の構成では、ティース部７２の第２部分９２は径方向に沿って延伸しており、バックヨーク部７１の第２部分９２は周方向に沿って延伸しているため、渦電流を効果的に抑制できる。しかしながら、実施の形態４の構成では、ティース部７２の第２部分９２を形成する工程と、バックヨーク部７１の第２部分９２を形成する工程と、が別々に必要になってしまう場合がある。

　これに対し、本実施の形態の第２部分９２は、バックヨーク部７１及びティース部７２のいずれにおいても一方向に延伸している。これにより、鉄心片７０Ａの全体の第２部分９２を１つの工程で形成することができるため、分割積層鉄心６０の生産性を高めることができる。また、ティース部７２の第２部分９２を形成する場合とバックヨーク部７１の第２部分９２を形成する場合とにおいて別々のツール部を用いる必要がないため、潰し機２２０におけるツール部の製作費用を抑制できる。

　本実施の形態の第２部分９２は、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した一方向に延伸している。これにより、少なくとも一部の第２部分９２は、磁束の流れる方向に沿って長く形成されるため、渦電流を抑制することができる。本実施の形態によれば、特にバックヨーク部７１の磁束密度とティース部７２の磁束密度とがほぼ同じである場合に、分割積層鉄心６０の生産性を高めつつ、渦電流を抑制することができる。

　以上説明したように、本実施の形態に係る分割積層鉄心６０において、鉄心片７０Ａ及び鉄心片７０Ｂのそれぞれは、バックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から突出したティース部７２と、を有している。第２部分９２及び第２部分９４は、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向の双方に対して傾斜した方向に延伸している。この構成によれば、分割積層鉄心６０の生産性を高めつつ、渦電流を抑制することができる。

　実施の形態６．
　実施の形態６に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２５は、本実施の形態に係る固定子鉄心２１の鉄心片８０Ａの構成を示す斜視図である。なお、実施の形態１～５のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

　図２５に示すように、本実施の形態の鉄心片８０Ａは、複数のサブ鉄心片８１を有するユニットコアである。鉄心片８０Ａは、互いに並列して配置された複数のサブ鉄心片８１と、互いに隣接する２つのサブ鉄心片８１を連結する連結部８２と、を有している。図２５に示す鉄心片８０Ａは、４つのサブ鉄心片８１と３つの連結部８２とを有している。１つの鉄心片８０Ａに含まれるサブ鉄心片８１の数は、２つ、３つ又は５つ以上であってもよい。

　サブ鉄心片８１のそれぞれは、バックヨーク部７１とティース部７２とを有している。連結部８２は、互いに隣接する２つのサブ鉄心片８１のそれぞれのバックヨーク部７１の延伸方向端部同士を連結している。複数のサブ鉄心片８１のバックヨーク部７１は、連結部８２を介して直線状に並列している。連結部８２は、鉄心片８０Ａと平行な面内で折り曲げ可能な構成を有している。例えば、連結部８２は、第２部分９２と同様に、第１部分９１の板厚よりも薄い板厚を有している。

　鉄心片８０Ａにおける複数の第２部分９２のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。同様に、鉄心片８０Ａにおける複数の第１部分９１のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

　図示を省略しているが、鉄心片８０Ａと積層される別の鉄心片は、鉄心片８０Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分と、鉄心片８０Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分と、を有している。上記の別の鉄心片においても、複数の第２部分のそれぞれ及び複数の第１部分のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

　鉄心片８０Ａと上記の別の鉄心片とが交互に積層されることにより、積層ユニットコアが形成される。連結部８２は、ティース部７２のそれぞれの突出方向が円環の中心を向くように、鉄心片８０Ａと平行な面内で折り曲げられる。これにより、第２部分９２のそれぞれの延伸方向は、固定子鉄心２１の周方向となる。連結部８２の折り曲げは、複数の鉄心片が積層される前に行われてもよいし、複数の鉄心片が積層された後に行われてもよい。複数の積層ユニットコアが円環状に結合されることにより、積層鉄心である固定子鉄心２１が形成される。

　本実施の形態では、複数のサブ鉄心片８１が連結されているため、工程間の搬送の手間を減らすことが可能となる。また、複数のサブ鉄心片８１が連結されているため、連続巻線を簡易に実現でき、結線処理時間を短縮することが可能となる。

　積層された複数の鉄心片は、接着によって固定されていてもよいし、溶接によって固定されていてもよいし、樹脂を用いたモールド固定によって固定されていてもよい。あるいは、積層された複数の鉄心片は、各鉄心片に形成された半抜き部を用いたカシメによって固定されていてもよいし、リベット等の締結部材を用いた締結によって固定されていてもよい。

　本実施の形態の鉄心片８０Ａでは、第２部分９２がバックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸しているが、これには限られない。例えば、図５に示したように、第２部分９２は、ティース部７２の突出方向に沿って延伸していてもよい。また、図２３に示したように、バックヨーク部７１における第２部分９２はバックヨーク部７１の延伸方向に沿って延伸し、ティース部７２における第２部分９２はティース部７２の突出方向に沿って延伸していてもよい。さらに、図２４に示したように、第２部分９２は、バックヨーク部７１の延伸方向及びティース部７２の突出方向のいずれに対しても傾斜した方向に延伸していてもよい。

　以上説明したように、本実施の形態に係る固定子鉄心２１において、複数の鉄心片のそれぞれは、並列して配置された複数のサブ鉄心片８１と、互いに隣接する２つのサブ鉄心片８１を連結する連結部８２と、を有している。連結部８２は、複数の鉄心片のそれぞれと平行な面内で折り曲げられている。この構成によれば、工程間の搬送の手間を減らすことが可能となり、また結線処理時間を短縮することが可能となるため、固定子鉄心２１の製造コストを削減することができる。

　実施の形態７．
　実施の形態７に係る電気機械の積層鉄心について説明する。図２６は、本実施の形態に係る固定子鉄心２１の鉄心片８３Ａの構成を示す平面図である。本実施の形態に係る固定子鉄心２１は、複数の分割積層鉄心６０に分割されていない点で、実施の形態１の固定子鉄心２１と異なっている。つまり、本実施の形態に係る固定子鉄心２１は、それぞれ円環状の形状を有する複数の鉄心片８３Ａが積層された構成を有している。なお、実施の形態１～６のいずれかと同様の構成については説明を省略する。

　図２６に示すように、本実施の形態の鉄心片８３Ａは、円環状の形状を有している。鉄心片８３Ａは、１枚の鋼板シート１３０から一体に打ち抜かれることにより形成されている。鉄心片８３Ａは、周方向に延伸した円環状のバックヨーク部７１と、バックヨーク部７１から径方向内側に突出した複数のティース部７２と、を有している。

　鉄心片８３Ａは、複数の第１部分９１と、第１部分９１の板厚よりも薄い板厚を有する複数の第２部分９２と、を有している。鉄心片８３Ａの全体において、複数の第２部分９２のそれぞれは、互いに平行に帯状に延伸している。同様に、鉄心片８３Ａの全体において、複数の第１部分９１のそれぞれは、互いに平行に帯状に延伸している。第２部分９２のそれぞれが鉄心片８３Ａの全体において互いに平行に延伸しているため、潰し工程では鋼板シート１３０を一方向に沿って潰すようにすればよい。これにより、鋼板シート１３０を回転させたり、あるいは潰し機２２０のツール部２２３及びツール部２２４を回転させたりする必要がないため、固定子鉄心２１の生産性を高めることができる。

　図示を省略しているが、鉄心片８３Ａと積層される別の鉄心片は、鉄心片８３Ａの第２部分９２と対応する位置に形成された第１部分と、鉄心片８３Ａの第１部分９１と対応する位置に形成された第２部分と、を有している。上記の別の鉄心片においても、複数の第２部分のそれぞれ及び複数の第１部分のそれぞれは、バックヨーク部７１の延伸方向に沿って帯状に延伸している。

　鉄心片８３Ａと上記の別の鉄心片とが交互に積層されることにより、積層鉄心である固定子鉄心２１が形成される。本実施の形態では、複数の分割積層鉄心６０を環状に結合させる工程が不要となるため、固定子鉄心２１の生産性を実施の形態１よりも高めることができる。

　実施の形態８．
　実施の形態８に係る電気機械について説明する。本実施の形態では、電気機械として回転電機を例示している。図２７は、本実施の形態に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。図２７に示すように、本実施の形態に係る回転電機は、固定子鉄心２１を覆う樹脂製のモールド部材２３を有している点で、実施の形態１に係る回転電機と異なっている。実施の形態１では、固定子２０の外周側にハウジング１０が設けられているのに対し、本実施の形態では、ハウジング１０が省略されており、モールド部材２３がハウジング１０を代替している。モールド部材２３は、ブラケット１１と共に、回転電機の外殻を構成している。モールド部材２３は、固定子鉄心２１だけでなく、固定子鉄心２１及び固定子巻線２２を含む固定子２０の全体を覆うように成形されている。モールド部材２３は、固定子鉄心２１及び固定子巻線２２のいずれにも密着している。

　モールド部材２３の軸方向一端部は、軸受４１が嵌め込まれるように構成されている。これにより、固定子鉄心２１と軸受４１とがより確実に同軸に配置されるようになっている。固定子鉄心２１は、環状に並列した複数の分割積層鉄心６０を有している。モールド部材２３は、複数の分割積層鉄心６０を覆い、複数の分割積層鉄心６０を互いに固定するように構成されている。

　モールド部材２３が設けられていることにより、分割積層鉄心６０同士を接着又は溶接する組立作業を省略することができる。また、軸受４１が嵌め込まれる部分は、モールド部材２３を成形する際に同時に形成することができる。すなわち、本実施の形態では、実施の形態１の回転電機の製造工程のうち、ハウジング１０を製造する工程と、複数の分割積層鉄心６０を互いに結合する工程と、を１つの工程に集約することができる。これにより、本実施の形態では、さらに安価な回転電機を実現できるとともに、回転電機の生産設備を小型化することができる。

　次に、モールド部材２３の製造方法について説明する。まず、環状に並列させた複数の分割積層鉄心６０を樹脂成形金型の内部に設置する。次に、樹脂成形金型の内部に樹脂を注入して硬化させ、モールド部材２３を形成する。これにより、複数の分割積層鉄心６０は、樹脂が硬化したモールド部材２３によってモールド固定される。樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、ポリアセタール（Ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）樹脂、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）樹脂などが用いられる。

　一般に、回転電機において固定子の放熱性が低い場合、固定子の外径を大きくして放熱面積を増加させたり、冷却ファンを別途設けたりすることにより、固定子の放熱性を高める必要がある。これにより、回転電機が大型化及び高コスト化してしまう場合があった。これに対し、本実施の形態では、固定子巻線２２がモールド部材２３により密着して覆われているため、固定子巻線２２で発生した熱は、モールド部材２３に効率良く伝達される。モールド部材２３に伝達された熱は、モールド部材２３から外部に放出される。これにより、回転電機の大型化及び高コスト化を抑えつつ、固定子２０の放熱性を高めることができる。

　また、固定子巻線２２を覆うモールド部材２３は、固定子巻線２２が巻かれた後の状態を保持する機能を有している。これにより、回転電機の運転時の振動又は回転電機を運搬する際の振動によって固定子巻線２２の位置がずれてしまうことを防止できる。このため、固定子巻線２２が固定子鉄心２１と接触してしまうのを抑制することができる。

　複数の分割積層鉄心６０にそれぞれ巻かれた固定子巻線２２同士を接続する渡り線（図示せず）が設けられている場合、モールド部材２３は、その渡り線をも覆うように形成される。これにより、渡り線の位置が固定されるため、回転電機の運転時の振動又は回転電機を運搬する際の振動によって渡り線の位置がずれてしまうことを防止できる。このため、渡り線が固定子鉄心２１と接触してしまうのを抑制することができる。

　固定子巻線２２及び渡り線はモールド部材２３によって保護されるため、冷媒、燃料、油などが付着し得る環境で回転電機が使用される場合であっても、固定子巻線２２及び渡り線に冷媒、燃料、油などが付着するのを防ぐことができる。これにより、固定子巻線２２及び渡り線の劣化を抑制することができる。

　以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機において、固定子２０は、環状に並列した複数の分割積層鉄心６０を有している。回転電機は、樹脂製のモールド部材２３をさらに備えている。モールド部材２３は、複数の分割積層鉄心６０を覆うように形成されており、複数の分割積層鉄心６０を固定するように構成されている。ここで、回転電機は、電気機械の一例である。固定子２０は、電機子の一例である。分割積層鉄心６０は、積層鉄心の一例である。

　この構成によれば、固定子巻線２２で発生した熱がモールド部材２３に効率良く伝達され、モールド部材２３から外部に放出されるため、回転電機の大型化及び高コスト化を抑えつつ、固定子２０の放熱性を高めることができる。また、この構成によれば、モールド部材２３によって複数の分割積層鉄心６０を固定できるため、剛性の高い固定子２０を安価に得ることができる。

　モールド部材２３が固定子巻線２２を覆うように形成されている場合、モールド部材２３によって固定子巻線２２の位置ずれ及び劣化を防ぐことができるため、信頼性の高い回転電機を得ることができる。また、モールド部材２３が渡り線を覆うように形成されている場合、モールド部材２３によって渡り線の位置ずれ及び劣化を防ぐことができるため、信頼性の高い回転電機を得ることができる。

　なお、上記実施の形態１～８の鋼板シート１３０及び各鉄心片は、無方向性電磁鋼板を用いて形成されているが、方向性電磁鋼板を用いて形成されていてもよいし、ＳＰＣＣ、ＳＳ４００等の鉄系の磁性材料を用いて形成されていてもよい。

　また、上記実施の形態１～８では、電気機械として回転電機を例に挙げたが、これには限られない。上記実施の形態１～８は、積層鉄心が用いられる種々の電気機械、例えば、リニアモーター、変圧器などにも適用可能である。

　上記の各実施の形態及び変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

　１０　ハウジング、１１　ブラケット、２０　固定子、２１　固定子鉄心、２２　固定子巻線、２３　モールド部材、３０　回転子、３１　回転子鉄心、３２　永久磁石、４０　シャフト、４１、４２　軸受、５０　空隙、６０　分割積層鉄心、６１　バックヨーク部積層体、６２　ティース部積層体、６２ａ　先端部、７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ　鉄心片、７１　バックヨーク部、７２　ティース部、８０Ａ　鉄心片、８１　サブ鉄心片、８２　連結部、８３Ａ　鉄心片、９１　第１部分、９１ａ、９１ｂ　表面、９２　第２部分、９２ａ、９２ｂ　表面、９３　第１部分、９３ａ、９３ｂ　表面、９４　第２部分、９４ａ、９４ｂ　表面、１０１　凸部、１０２　凹部、１０３　凸部、１０４　凹部、１０５　凸部、１０６　凹部、１０７　凸部、１０８　凹部、１１１、１１２、１１３、１１４　平面、１２１、１２２　繰返しパターン、１３０　鋼板シート、１３１　薄肉部、１３２　厚肉部、１４０　接着剤層、１７０　鉄心片、１７１　バックヨーク部、１７２　ティース部、２００　製造装置、２１０　鋼板供給装置、２２０　潰し機、２２１　下テーブル、２２２　上テーブル、２２３、２２４　ツール部、２３０　プレス機、２３１　ダイ、２３２　パンチ、２３３　内部空間、Ｐ１、Ｐ２　ピッチ、Ｐ３　ずれ幅、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４　幅、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ１１　板厚。

Claims

　積層された複数の鉄心片を備え、
　前記複数の鉄心片のそれぞれは、
　第１部分と、
　前記第１部分の板厚よりも薄い板厚を有する第２部分と、
　を有している電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片は、第１鉄心片と、前記複数の鉄心片の積層方向で前記第１鉄心片と隣り合う第２鉄心片と、を含んでおり、
　前記第１鉄心片の前記第１部分は、前記積層方向に沿って見たとき、前記第２鉄心片の前記第２部分と重なっており、
　前記第１鉄心片の前記第２部分は、前記積層方向に沿って見たとき、前記第２鉄心片の前記第１部分と重なっている請求項１に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記第１鉄心片及び前記第２鉄心片のそれぞれにおいて、前記第１部分及び前記第２部分は互いに一方向に並列して配置されており、
　前記第１部分及び前記第２部分の並列方向における前記第１鉄心片の前記第２部分の幅は、前記並列方向における前記第２鉄心片の前記第２部分の幅と同一である請求項２に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記第１鉄心片及び前記第２鉄心片のそれぞれには、互いに隣接する前記第１部分及び前記第２部分によってそれぞれ構成された複数の繰返しパターンが形成されており、
　前記第１鉄心片の前記複数の繰返しパターンと、前記第２鉄心片の前記複数の繰返しパターンとは、前記並列方向に沿って同一のピッチで配列しており、かつ半ピッチ分ずれている請求項３に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれには、前記第１部分の表面を含む平面に対して前記第２部分の表面が凹となった断面矩形状の凹部が形成されている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれは、バックヨーク部と、前記バックヨーク部から突出したティース部と、を有しており、
　前記ティース部における前記第２部分は、前記ティース部の突出方向に沿って延伸している請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれは、バックヨーク部と、前記バックヨーク部から突出したティース部と、を有しており、
　前記バックヨーク部における前記第２部分は、前記バックヨーク部の延伸方向に沿って延伸している請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記バックヨーク部における前記第２部分と、前記ティース部における前記第２部分とは、同一方向に延伸している請求項６又は請求項７に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれは、バックヨーク部と、前記バックヨーク部から突出したティース部と、を有しており、
　前記バックヨーク部における前記第２部分は、前記バックヨーク部の延伸方向に沿って延伸しており、
　前記ティース部における前記第２部分は、前記ティース部の突出方向に沿って延伸している請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれは、バックヨーク部と、前記バックヨーク部から突出したティース部と、を有しており、
　前記第２部分は、前記バックヨーク部の延伸方向及び前記ティース部の突出方向の双方に対して傾斜した方向に延伸している請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれにおいて、全ての前記第２部分は同一方向に延伸している請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれは、並列して配置された複数のサブ鉄心片と、互いに隣接する２つのサブ鉄心片を連結する連結部と、を有している請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記第１部分の板厚は、０．３５ｍｍ又は０．５ｍｍである請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれの一方の面には、前記第１部分の一方の表面を含む平面に対して前記第２部分の一方の表面が凹となった第１凹部が形成されており、
　前記複数の鉄心片のそれぞれの他方の面には、前記第１部分の他方の表面を含む平面に対して前記第２部分の他方の表面が凹となった第２凹部が形成されている請求項１～請求項１３のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心。
　積層された複数の鉄心片を備え、
　前記複数の鉄心片は、
　第３鉄心片と、
　前記第３鉄心片の板厚よりも薄い板厚を有する第４鉄心片と、を有し、
　１つ以上の前記第３鉄心片からなる第１鉄心片群と、１つ以上の前記第４鉄心片からなる第２鉄心片群とが、前記複数の鉄心片の積層方向に交互に並んでいる電気機械の積層鉄心。
　前記積層方向における前記複数の鉄心片の両端には、前記第２鉄心片群が配置されている請求項１５に記載の電気機械の積層鉄心。
　前記複数の鉄心片のそれぞれには、絶縁コーティングが施されておらず、
　前記複数の鉄心片のうち前記積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片は、絶縁性を有する接着剤層を介して固定されている請求項１５又は請求項１６に記載の電気機械の積層鉄心。
　請求項１～請求項１７のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心を有する電機子と、
　空隙を介して前記電機子と対向して配置された界磁と、を備える電気機械。
　前記電機子は、環状に並列した複数の前記積層鉄心を有しており、
　前記複数の積層鉄心を覆うように形成され前記複数の積層鉄心を固定する樹脂製のモールド部材をさらに備える請求項１８に記載の電気機械。
　請求項１～請求項１４のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心を製造する方法であって、
　鋼板シートの少なくとも一部を潰し、前記第２部分となる薄肉部を形成する潰し工程と、
　前記潰し工程の後に、前記鋼板シートから前記複数の鉄心片のそれぞれを打ち抜く抜き工程と、
　を有する電気機械の積層鉄心の製造方法。
　前記潰し工程では、複数箇所の前記薄肉部を１箇所ずつ形成する請求項２０に記載の電気機械の積層鉄心の製造方法。
　前記潰し工程では、複数箇所の前記薄肉部を一度に形成する請求項２０に記載の電気機械の積層鉄心の製造方法。
　前記潰し工程では、全ての前記薄肉部を一度に形成する請求項２０に記載の電気機械の積層鉄心の製造方法。
　請求項１５～請求項１７のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心を製造する方法であって、
　鋼板シートを潰し、前記第４鉄心片となる薄肉部を形成する潰し工程と、
　前記潰し工程の後に、前記鋼板シートから前記複数の鉄心片のそれぞれを打ち抜く抜き工程と、
　を有する電気機械の積層鉄心の製造方法。
　前記複数の鉄心片を積層して固定する積層固定工程をさらに有し、
　前記複数の鉄心片のそれぞれには、絶縁コーティングが施されておらず、
　前記積層固定工程では、前記複数の鉄心片のうち前記積層方向で互いに隣り合う２つの鉄心片が、絶縁性を有する接着剤層を介して固定される請求項２４に記載の電気機械の積層鉄心の製造方法。
　請求項２０～請求項２５のいずれか一項に記載の電気機械の積層鉄心の製造方法を含む電気機械の製造方法。