(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-14
(45)【発行日】2024-11-22
(54)【発明の名称】ステータコア、回転電機、ステータコアの設計方法
(51)【国際特許分類】
H02K 1/16 20060101AFI20241115BHJP
H02K 1/02 20060101ALI20241115BHJP
H02K 1/14 20060101ALI20241115BHJP
【ＦＩ】
H02K1/16 Z
H02K1/02 Z
H02K1/14 Z
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021556185
(86)(22)【出願日】2020-11-13
(86)【国際出願番号】 JP2020042473
(87)【国際公開番号】W WO2021095861
(87)【国際公開日】2021-05-20
【審査請求日】2022-04-28
【審判番号】
【審判請求日】2023-10-16
(31)【優先権主張番号】P 2019206649
(32)【優先日】2019-11-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】大杉 保郎
(72)【発明者】
【氏名】冨田 美穂
(72)【発明者】
【氏名】村川 鉄州
【合議体】
【審判長】小宮 慎司
【審判官】柴垣 俊男
【審判官】中野 浩昌
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３２０３５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１７８３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２６９７４６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H02K1/16
H02K1/02
H02K1/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアであって、前記ステータコアの複数のティースのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭く、
前記ステータコアは圧延された電磁鋼板が積層して構成され、
前記電磁鋼板は、
質量％で、
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、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、
Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、
Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、
Ｐ：０．０００％～０．４００％、および
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、
Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、以下の（１）式を満たし、
残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２としたときに、以下の（２）式且つ（３）式を満たし、
｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダム強度比が５以上３０未満であり、
板厚が０．５０ｍｍ以下であり、
前記磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向であり、前記磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向であって、
前記圧延方向からの角度が４５°の方向に沿ったティースの幅が、前記圧延方向からの角度が０°の方向に沿ったティースの幅、および前記圧延方向からの角度が９０°の方向に沿ったティースの幅の何れの幅よりも狭いことを特徴とするステータコア。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．７Ｔ ・・・（２）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．１×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（３）
【請求項2】
積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアであって、
前記ステータコアの複数のティースのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭く、
前記ステータコアは圧延された電磁鋼板が積層して構成され、
前記電磁鋼板は、
質量％で、
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、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、
Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、
Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、
Ｐ：０．０００％～０．４００％、および
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、
Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、以下の（１）式を満たし、
残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２としたときに、以下の（４）式且つ（５）式を満たし、
｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダム強度比が５以上３０未満であり、
板厚が０．５０ｍｍ以下であり、
前記磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向であり、前記磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向であって、
前記圧延方向からの角度が４５°の方向に沿ったティースの幅が、前記圧延方向からの角度が０°の方向に沿ったティースの幅、および前記圧延方向からの角度が９０°の方向に沿ったティースの幅の何れの幅よりも狭いことを特徴とするステータコア。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．８Ｔ ・・・（４）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（５）
【請求項3】
前記ステータコアのティースにおいて、前記ステータコアのティースの幅と、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度との積が各ティースで略一定であることを特徴する請求項１または２に記載のステータコア。
【請求項4】
以下の（６）式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のステータコア。（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．２×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（６）
【請求項5】
前記電磁鋼板は、質量％で、
前記Ｓｎ：０．０２０％～０．４００％、または、前記Ｓｂ：０．０２０％～０．４００％を含有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のロータコア。
【請求項6】
請求項１から５の何れか１項に記載のステータコアを備えることを特徴とする回転電機。
【請求項7】
積層された電磁鋼板を有するステータコアの設計方法であって、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得するティース磁束密度取得工程と、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記ステータコアのティースの幅を決定する決定工程と、
前記ステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の前記回転電機の運転データを取得する運転データ取得工程と、
前記運転データ取得工程により取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する特定工程と、
前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する平均磁束密度取得工程と、
前記平均磁束密度取得工程により取得された、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、前記複数の運転条件ごとにティースの平均磁界の強さを算出する平均磁界の強さ算出工程と、を有し、
前記ティース磁束密度取得工程では、
前記平均磁界の強さ算出工程により算出された前記複数の運転条件ごとのティースの平均磁界の強さで励磁したときの、前記複数の運転条件ごとのティースの磁束密度の情報を取得し、
前記決定工程では、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記複数の運転条件ごとにティースの幅を算出し、算出した前記複数の運転条件ごとのティースの幅を、前記特定工程により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けして、重み付け後のティースの幅を決定することを特徴とするステータコアの設計方法。
【請求項8】
積層された電磁鋼板を有するステータコアの設計方法であって、
所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得するティース磁束密度取得工程と、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記ステータコアのティースの幅を決定する決定工程と、
前記ステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の前記回転電機の運転データを取得する運転データ取得工程と、
前記運転データ取得工程により取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する特定工程と、
前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する平均磁束密度取得工程と、
前記平均磁束密度取得工程により取得された、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、前記特定工程により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの評価磁束密度を算出する評価磁束密度算出工程と、
前記評価磁束密度算出工程により算出されたティースの評価磁束密度から、ティースの平均磁界の強さを算出する平均磁界の強さ算出工程と、を有し、
前記ティース磁束密度取得工程では、
前記平均磁界の強さ算出工程において算出されたティースの平均磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得することを特徴とするステータコアの設計方法。
【請求項9】
前記運転データ取得工程では、前記ステータコアを備えた回転電機の計画データおよび実績データの少なくとも何れかの運転データを取得することを特徴とする請求項７または８に記載のステータコアの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステータコア、回転電機、ステータコアの設計方法に関するものである。特に、積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアに用いて好適なものである。
本願は、２０１９年１１月１５日に、日本に出願された特願２０１９－２０６６４９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１９年１１月１５日に、日本に出願された特願２０１９－２０６６４９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
回転電機のステータコア（鉄心）として主に電磁鋼板が用いられる。電磁鋼板は方向性電磁鋼板と無方向性電磁鋼板とに大別される。電磁鋼板の磁気特性は一般に板面内において異方性を有している。特に方向性電磁鋼板は磁気特性の異方性が大きく、圧延方向の磁気特性が他の方向よりも極端に良好である。一方、無方向性電磁鋼板であっても方向性電磁鋼板よりも小さいものの、磁気特性に異方性がある。このような磁気特性に異方性がある電磁鋼板を積層してステータコアを構成すると、磁気特性が良好な部分とそうでない部分とが生じ、ステータコアの磁気特性の分布にばらつきが生じる。具体的には、ステータコア内の磁束密度のばらつきが生じてしまい鉄損は大きくなってしまう。
【0003】
特許文献１には、ステータコアの溝底と外周との間の磁束の通路寸法（即ち、ステータコアのヨークの径方向の長さ）を、磁気特性が良好な領域で小さくし、磁気特性が劣る領域で大きくする回転電機の技術が開示されている。特許文献１に開示された回転電機の技術では、ステータコアのヨークの断面積を磁気特性に応じて異ならせることにより、同じ磁束に対して、磁束密度が、磁気特性の劣る領域であるほど低くなるようにする。
特許文献２には、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁極歯の表面積を他の磁極歯の表面積よりも狭くする３極コアの技術が開示されている。特許文献２に開示された３極コアでは、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁極歯の表面積を他の磁極歯の表面積よりも狭くすることにより、安価でしかも磁束のアンバランスを解消することができる。
特許文献２には、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁極歯の表面積を他の磁極歯の表面積よりも狭くする３極コアの技術が開示されている。特許文献２に開示された３極コアでは、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁極歯の表面積を他の磁極歯の表面積よりも狭くすることにより、安価でしかも磁束のアンバランスを解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】日本国特開昭５９－１０１４２号公報
【文献】日本国特開平８－２１４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ティースからヨークに磁束が曲がりながら流れ込むために、ヨークの周方向のうち何れの部位の通路寸法を大きくしたり小さくしたりするかを特定するのが容易ではない。すなわち、特許文献１の技術では、ステータコアの形状を決定するのが難しく磁束密度のばらつきを低減させることができない虞がある。
また、特許文献２に開示された技術では、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁束がそれ以外の方向の磁束に比べて通り易いことを前提しているが、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁束が通り難い場合がある。すなわち、特許文献２の技術のように圧延方向に基づいて３極コアの形状を決定しても、磁束密度のばらつきを低減させることができない虞がある。
また、特許文献２に開示された技術では、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁束がそれ以外の方向の磁束に比べて通り易いことを前提しているが、圧延方向もしくは圧延直角方向に沿う方向の磁束が通り難い場合がある。すなわち、特許文献２の技術のように圧延方向に基づいて３極コアの形状を決定しても、磁束密度のばらつきを低減させることができない虞がある。
【0006】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、磁束密度のばらつきを低減して、鉄損を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。
（１）本発明の一態様に係るステータコアは、積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアであって、前記ステータコアの複数のティースのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭く、前記ステータコアは圧延された電磁鋼板が積層して構成され、前記電磁鋼板は、質量％で、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、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、Ｐ：０．０００％～０．４００％、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、以下の（１）式を満たし、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２としたときに、以下の（２）式且つ（３）式を満たし、｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダム強度比が５以上３０未満であり、板厚が０．５０ｍｍ以下であり、前記磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向であり、前記磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向であって、前記圧延方向からの角度が４５°の方向に沿ったティースの幅が、前記圧延方向からの角度が０°の方向に沿ったティースの幅、および前記圧延方向からの角度が９０°の方向に沿ったティースの幅の何れの幅よりも狭い。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．７Ｔ ・・・（２）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．１×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（３）
（２）本発明の一態様に係るステータコアは、積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアであって、前記ステータコアの複数のティースのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭く、前記ステータコアは圧延された電磁鋼板が積層して構成され、前記電磁鋼板は、質量％で、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、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、Ｐ：０．０００％～０．４００％、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、以下の（１）式を満たし、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２としたときに、以下の（４）式且つ（５）式を満たし、｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダム強度比が５以上３０未満であり、板厚が０．５０ｍｍ以下であり、前記磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向であり、前記磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向であって、前記圧延方向からの角度が４５°の方向に沿ったティースの幅が、前記圧延方向からの角度が０°の方向に沿ったティースの幅、および前記圧延方向からの角度が９０°の方向に沿ったティースの幅の何れの幅よりも狭い。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．８Ｔ ・・・（４）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（５）。
（３）上記（１）または（２）に記載のステータコアは、前記ステータコアのティースにおいて、前記ステータコアのティースの幅と、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度との積が各ティースで略一定であってよい。
（４）上記（１）または（２）の何れか１項に記載のステータコアは、
以下の（６）式を満たしてよい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．２×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（６）
（５）上記（１）から（４）のいずれか１項に記載のステータコアにおいて、
前記電磁鋼板は、質量％で、前記Ｓｎ：０．０２０％～０．４００％、または、前記Ｓｂ：０．０２０％～０．４００％を含有してもよい。
（６）本発明の一態様に係る回転電機は、上記（１）から（５）の何れか１項に記載のステータコアを備える。
（７）本発明の一態様に係るステータコアの設計方法は、積層された電磁鋼板を有するステータコアの設計方法であって、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得するティース磁束密度取得工程と、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記ステータコアのティースの幅を決定する決定工程と、前記ステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の前記回転電機の運転データを取得する運転データ取得工程と、前記運転データ取得工程により取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する特定工程と、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する平均磁束密度取得工程と、前記平均磁束密度取得工程により取得された、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、前記複数の運転条件ごとにティースの平均磁界の強さを算出する平均磁界の強さ算出工程と、を有し、前記ティース磁束密度取得工程では、前記平均磁界の強さ算出工程により算出された前記複数の運転条件ごとのティースの平均磁界の強さで励磁したときの、前記複数の運転条件ごとのティースの磁束密度の情報を取得し、前記決定工程では、前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記複数の運転条件ごとにティースの幅を算出し、算出した前記複数の運転条件ごとのティースの幅を、前記特定工程により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けして、重み付け後のティースの幅を決定する。
（８）本発明の一態様に係るステータコアの設計方法は、積層された電磁鋼板を有するステータコアの設計方法であって、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得するティース磁束密度取得工程と、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記ステータコアのティースの幅を決定する決定工程と、前記ステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の前記回転電機の運転データを取得する運転データ取得工程と、前記運転データ取得工程により取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する特定工程と、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する平均磁束密度取得工程と、前記平均磁束密度取得工程により取得された、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、前記特定工程により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの評価磁束密度を算出する評価磁束密度算出工程と、前記評価磁束密度算出工程により算出されたティースの評価磁束密度から、ティースの平均磁界の強さを算出する平均磁界の強さ算出工程と、を有し、前記ティース磁束密度取得工程では、前記平均磁界の強さ算出工程において算出されたティースの平均磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得する。
（９）上記（７）または（８）に記載のステータコアの設計方法は、前記運転データ取得工程では、前記ステータコアを備えた回転電機の計画データおよび実績データの少なくとも何れかの運転データを取得してよい。
（１）本発明の一態様に係るステータコアは、積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアであって、前記ステータコアの複数のティースのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭く、前記ステータコアは圧延された電磁鋼板が積層して構成され、前記電磁鋼板は、質量％で、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、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、Ｐ：０．０００％～０．４００％、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、以下の（１）式を満たし、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２としたときに、以下の（２）式且つ（３）式を満たし、｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダム強度比が５以上３０未満であり、板厚が０．５０ｍｍ以下であり、前記磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向であり、前記磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向であって、前記圧延方向からの角度が４５°の方向に沿ったティースの幅が、前記圧延方向からの角度が０°の方向に沿ったティースの幅、および前記圧延方向からの角度が９０°の方向に沿ったティースの幅の何れの幅よりも狭い。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．７Ｔ ・・・（２）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．１×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（３）
（２）本発明の一態様に係るステータコアは、積層された複数の電磁鋼板を有するステータコアであって、前記ステータコアの複数のティースのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭く、前記ステータコアは圧延された電磁鋼板が積層して構成され、前記電磁鋼板は、質量％で、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、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、Ｐ：０．０００％～０．４００％、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、以下の（１）式を満たし、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２としたときに、以下の（４）式且つ（５）式を満たし、｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダム強度比が５以上３０未満であり、板厚が０．５０ｍｍ以下であり、前記磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向であり、前記磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向であって、前記圧延方向からの角度が４５°の方向に沿ったティースの幅が、前記圧延方向からの角度が０°の方向に沿ったティースの幅、および前記圧延方向からの角度が９０°の方向に沿ったティースの幅の何れの幅よりも狭い。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．８Ｔ ・・・（４）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（５）。
（３）上記（１）または（２）に記載のステータコアは、前記ステータコアのティースにおいて、前記ステータコアのティースの幅と、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度との積が各ティースで略一定であってよい。
（４）上記（１）または（２）の何れか１項に記載のステータコアは、
以下の（６）式を満たしてよい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．２×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（６）
（５）上記（１）から（４）のいずれか１項に記載のステータコアにおいて、
前記電磁鋼板は、質量％で、前記Ｓｎ：０．０２０％～０．４００％、または、前記Ｓｂ：０．０２０％～０．４００％を含有してもよい。
（６）本発明の一態様に係る回転電機は、上記（１）から（５）の何れか１項に記載のステータコアを備える。
（７）本発明の一態様に係るステータコアの設計方法は、積層された電磁鋼板を有するステータコアの設計方法であって、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得するティース磁束密度取得工程と、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記ステータコアのティースの幅を決定する決定工程と、前記ステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の前記回転電機の運転データを取得する運転データ取得工程と、前記運転データ取得工程により取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する特定工程と、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する平均磁束密度取得工程と、前記平均磁束密度取得工程により取得された、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、前記複数の運転条件ごとにティースの平均磁界の強さを算出する平均磁界の強さ算出工程と、を有し、前記ティース磁束密度取得工程では、前記平均磁界の強さ算出工程により算出された前記複数の運転条件ごとのティースの平均磁界の強さで励磁したときの、前記複数の運転条件ごとのティースの磁束密度の情報を取得し、前記決定工程では、前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記複数の運転条件ごとにティースの幅を算出し、算出した前記複数の運転条件ごとのティースの幅を、前記特定工程により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けして、重み付け後のティースの幅を決定する。
（８）本発明の一態様に係るステータコアの設計方法は、積層された電磁鋼板を有するステータコアの設計方法であって、所定の磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得するティース磁束密度取得工程と、
前記ステータコアのティースの幅と、前記ティース磁束密度取得工程により取得されたティースの磁束密度との積が各ティースで略一定になるように、前記ステータコアのティースの幅を決定する決定工程と、前記ステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の前記回転電機の運転データを取得する運転データ取得工程と、前記運転データ取得工程により取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する特定工程と、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する平均磁束密度取得工程と、前記平均磁束密度取得工程により取得された、前記複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、前記特定工程により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの評価磁束密度を算出する評価磁束密度算出工程と、前記評価磁束密度算出工程により算出されたティースの評価磁束密度から、ティースの平均磁界の強さを算出する平均磁界の強さ算出工程と、を有し、前記ティース磁束密度取得工程では、前記平均磁界の強さ算出工程において算出されたティースの平均磁界の強さで励磁したときのティースの磁束密度の情報を取得する。
（９）上記（７）または（８）に記載のステータコアの設計方法は、前記運転データ取得工程では、前記ステータコアを備えた回転電機の計画データおよび実績データの少なくとも何れかの運転データを取得してよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明の上記態様によれば、磁束密度のばらつきを低減して、鉄損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】回転電機の構成の一例を示す図である。
【図2】圧延方向からの角度と、磁気特性との関係を示すグラフである。
【図3】ティースの幅を説明するための図である。
【図4】モータの構成の一例を示す図である。
【図5】ステータコアのうち圧延方向からの角度０°～９０°を示す図である。
【図6】トルク比率とティースの平均磁束密度との関係を示す表である。
【図7】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係を示す表である（素材Ａ）。
【図8】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅との関係を示す表である（素材Ａ）。
【図9】比較例と発明例との鉄損比率を示す表である（素材Ａ）。
【図10】運転データの一例を示す表である。
【図11】圧延方向からの角度ごとの、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である（素材Ａ）。
【図12】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係を示す表である（素材Ｂ）。
【図13】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅との関係を示す表である（素材Ｂ）。
【図14】比較例と発明例との鉄損比率を示す表である（素材Ｂ）。
【図15】圧延方向からの角度ごとの、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である（素材Ｂ）。
【図16】モータの構成の一例を示す図である。
【図17】ステータコアのうち圧延方向からの角度０°～９０°を示す図である。
【図18】トルク比率とティースの平均磁束密度との関係を示す表である。
【図19】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係を示す表である（素材Ａ）。
【図20】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅との関係を示す表である（素材Ａ）。
【図21】比較例と発明例との鉄損比率を示す表である（素材Ａ）。
【図22】圧延方向からの角度ごとの、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である（素材Ａ）。
【図23】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係を示す表である（素材Ｂ）。
【図24】トルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅との関係を示す表である（素材Ｂ）。
【図25】比較例と発明例との鉄損比率を示す表である（素材Ｂ）。
【図26】圧延方向からの角度ごとの、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である（素材Ｂ）。
【図27】ステータコアの設計装置の機能構成の一例を示す図である。
【図28】ステータコアの設計装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図29】ステータコアの設計装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図30】ステータコアの設計装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。尚、各図に示すＸ－Ｙ－Ｚ座標は、各図における向きの関係を示すものであり、Ｘ－Ｙ－Ｚ座標の原点は、各図に示す位置に限定されない。また、以下の説明において、長さ、形状、方向、大きさ、間隔、その他の物理量が同じであることは、完全に同じであることに限定されず、対象となる部分の機能が損なわれない範囲で異なっている場合も含む。
【0011】
＜回転電機の構成＞
図１は、回転電機１００の構成の一例を示す図である。具体的に図１は、回転電機１００を、その軸Ｏに垂直に切った断面を示す図である。以下の説明では、回転電機１００の周方向（回転電機１００の軸Ｏ回りの方向）、径方向（回転電機１００の軸Ｏから放射状に延びる方向）、高さ方向（軸Ｏに平行な方向（Ｚ軸方向））を、必要に応じて、それぞれ、周方向、径方向、高さ方向と略称する。また、回転電機１００の軸Ｏを、必要に応じて、軸Ｏと略称する。
図１は、回転電機１００の構成の一例を示す図である。具体的に図１は、回転電機１００を、その軸Ｏに垂直に切った断面を示す図である。以下の説明では、回転電機１００の周方向（回転電機１００の軸Ｏ回りの方向）、径方向（回転電機１００の軸Ｏから放射状に延びる方向）、高さ方向（軸Ｏに平行な方向（Ｚ軸方向））を、必要に応じて、それぞれ、周方向、径方向、高さ方向と略称する。また、回転電機１００の軸Ｏを、必要に応じて、軸Ｏと略称する。
【0012】
図１において、回転電機１００は、ロータ１１０と、ステータ１２０とを有する。
ロータ１１０は、回転軸１３０（軸Ｏ）と同軸になるように、直接または部材を介して回転軸１３０に取り付けられる。ロータ１１０は、例えば、ロータコア（鉄心）と、永久磁石と、回転軸（シャフト）とを有する。ロータ１１０は、公知の技術で実現することができるので、ここではその詳細な説明を省略する。
ロータ１１０は、回転軸１３０（軸Ｏ）と同軸になるように、直接または部材を介して回転軸１３０に取り付けられる。ロータ１１０は、例えば、ロータコア（鉄心）と、永久磁石と、回転軸（シャフト）とを有する。ロータ１１０は、公知の技術で実現することができるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【0013】
ステータ１２０は、回転軸１３０（軸Ｏ）と同軸になるように、ロータ１１０の外側に配置される。ステータ１２０は、ステータコアと、コイルとを有する。表記の都合上、図１では、コイルの図示を省略する。ステータコアは、複数のティース１２１ａ～１２１ｐとヨーク１２２とを有する。ヨーク１２２は、概ね中空円筒形状を有する。ティース１２１ａ～１２１ｐは、ヨーク１２２の内周面から軸Ｏに向かうように径方向に延在する。ティース１２１ａ～１２１ｐは、周方向において等間隔に配置される。ティース１２１ａ～１２１ｐおよびヨーク１２２は一体となっている。すなわち、ティースおよびヨークに境界線はない。また、いわゆる分割コアの場合にヨーク内に存在する境界線もない。
【0014】
複数のティース１２１ａ～１２１ｐの先端面が、ロータ１１０のロータコアの外周面と間隔（エアギャップ）を有して対向するように、ロータ１１０およびステータ１２０の位置が決められる。また、複数のティース１２１ａ～１２１ｐのそれぞれに対してコイル（巻線）が、ティース１２１ａ～１２１ｐと電気的に絶縁された状態で配置される。コイルの巻き方は、分布巻であっても集中巻であってもよい。ステータ１２０のコイルに対して励磁電流を流すことにより回転磁界が発生し、当該回転磁界によりロータ１１０が回転する。
【0015】
ここでは、回転電機１００が、インナーロータ型のモータ（電動機）である場合を例に挙げて説明する。モータの適用先としては、例えば、電気自動車（Electric Vehicle）、ハイブリッド電気自動車（Hybrid Electric Vehicle）、またはコンプレッサが挙げられるが、モータの適用先は特に限定されない。
【0016】
本実施形態では、ステータコアは、電磁鋼板の一例として、無方向性電磁鋼板を用いて構成される。無方向性電磁鋼板は、例えば、ＪＩＳ Ｃ ２５５２（２０１４）に規定される「無方向性電磁鋼帯」に準ずるものが用いられる。
ステータコアの平面の全体形状（図１に示す形状）に合わせて切り抜かれた無方向性電磁鋼板として、同じ形状および大きさを有する複数の無方向性電磁鋼板を積層して固定することによりステータコアが構成される。ステータコアの固定は、例えば、加締めを用いることにより実現される。無方向性電磁鋼板を切り抜く方法は、特に限定されない。例えば、金型による打ち抜き加工や、ワイヤー放電加工等を用いて、無方向性電磁鋼板を切り抜くことができる。
ステータコアの平面の全体形状（図１に示す形状）に合わせて切り抜かれた無方向性電磁鋼板として、同じ形状および大きさを有する複数の無方向性電磁鋼板を積層して固定することによりステータコアが構成される。ステータコアの固定は、例えば、加締めを用いることにより実現される。無方向性電磁鋼板を切り抜く方法は、特に限定されない。例えば、金型による打ち抜き加工や、ワイヤー放電加工等を用いて、無方向性電磁鋼板を切り抜くことができる。
【0017】
図１において、後述する説明の都合上、角度を２種類で表記する。図１に括弧を付さずに示す角度（０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°）は、無方向性電磁鋼板の圧延方向を基準とした場合の、無方向性電磁鋼板の圧延方向と、ティース１２１ａ～１２１ｐの径方向とのなす角度のうち９０°以下を示す角度である。図１に括弧を付して示す角度（０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°、１１２．５°、１３５°、１５７．５°、１８０°、２０２．５°、２２５°、２４７．５°、２７０°、２９２．５°、３１５°、３３７．５°、３６０°）は、無方向性電磁鋼板の圧延方向のうちＸ軸の正の方向を向く方向を基準（０［°］）とし、図１の紙面に向かって反時計回りの方向を正の方向として表す場合の角度を示す。このように、図１において、括弧を付さずに示す角度と、その後に括弧を付して示す角度とは、表記の仕方が異なるものであり、その意味は同じである。
【0018】
ここで、ティース１２１ａ～１２１ｐの径方向は、当該ティース１２１ａ～１２１ｐの周方向の中心と、軸Ｏとを通る仮想線であって、軸Ｏ（ステータコアの軸）に垂直な平面（Ｘ－Ｙ平面）に平行な仮想線（図１において破線で示す直線）が伸びる方向に平行な方向である。図１では、無方向性電磁鋼板の圧延方向がＸ軸方向である場合を例に挙げて示す。
以下の説明では、無方向性電磁鋼板の圧延方向を基準とした場合の、無方向性電磁鋼板の圧延方向と、ティース１２１ａ～１２１ｐの径方向とのなす角度を、必要に応じて、圧延方向からの角度と称する。尚、以下の説明では、説明の都合上、圧延方向からの角度を、図１に括弧を付さずに示す角度のように定義した角度として説明する場合と、図１に括弧を付して示す角度のように定義した角度として説明する場合とがあるが、前述したように、括弧を付さずに示す角度と、その後に括弧を付して示す角度とは、表記の仕方が異なるものであり、その意味は同じである。
以下の説明では、無方向性電磁鋼板の圧延方向を基準とした場合の、無方向性電磁鋼板の圧延方向と、ティース１２１ａ～１２１ｐの径方向とのなす角度を、必要に応じて、圧延方向からの角度と称する。尚、以下の説明では、説明の都合上、圧延方向からの角度を、図１に括弧を付さずに示す角度のように定義した角度として説明する場合と、図１に括弧を付して示す角度のように定義した角度として説明する場合とがあるが、前述したように、括弧を付さずに示す角度と、その後に括弧を付して示す角度とは、表記の仕方が異なるものであり、その意味は同じである。
【0019】
本実施形態では、前述したようにして切り抜かれた複数の無方向性電磁鋼板は、圧延方向からの角度を揃えた状態で積層される。即ち、前述したようにして切り抜かれた複数の無方向性電磁鋼板の領域のうち、同一のティースに属する領域の、（図１に括弧を付さずに示す角度のように定義とした角度として表す場合の）圧延方向からの角度は同じになる。
【0020】
本実施形態では、圧延方向からの角度に対して磁気特性が異なる、第１の無方向性電磁鋼板（素材Ａと称する）と、第２の無方向性電磁鋼板（素材Ｂと称する）との２種類の無方向性電磁鋼板を用いて、それぞれステータコアを構成する場合について説明する。
素材Ａは、圧延方向からの角度０°が最も磁気特性の優れた方向であり比較的に異方性が小さい鋼板である。素材Ｂは、圧延方向からの角度４５°が最も磁気特性の優れた方向であり比較的に異方性が大きい鋼板である。
素材Ａは、圧延方向からの角度０°が最も磁気特性の優れた方向であり比較的に異方性が小さい鋼板である。素材Ｂは、圧延方向からの角度４５°が最も磁気特性の優れた方向であり比較的に異方性が大きい鋼板である。
【0021】
図２は、圧延方向からの角度と、素材Ａおよび素材Ｂそれぞれの磁気特性との関係を示すグラフである。磁気特性は、一例として磁束密度の大きさであり、ここでは磁界の強さ５０００［Ａ／ｍ］で励磁したときの磁束密度の大きさ（Ｂ５０）である。
グラフ２０１は、素材Ａの正規化された磁束密度Ｂ５０を示し、グラフ５０２は、素材Ｂの正規化された磁束密度Ｂ５０を示す。グラフ２０１およびグラフ２０２における正規化された磁束密度Ｂ５０は、それぞれ素材Ａにおける圧延方向からの角度ごとのＢ５０の平均を１．０００に規格化した際の比率で示している。また、図２では、表記の都合上、圧延方向からの角度の表記を、図１において括弧を付して示す角度と同様の表記とする。
グラフ２０１は、素材Ａの正規化された磁束密度Ｂ５０を示し、グラフ５０２は、素材Ｂの正規化された磁束密度Ｂ５０を示す。グラフ２０１およびグラフ２０２における正規化された磁束密度Ｂ５０は、それぞれ素材Ａにおける圧延方向からの角度ごとのＢ５０の平均を１．０００に規格化した際の比率で示している。また、図２では、表記の都合上、圧延方向からの角度の表記を、図１において括弧を付して示す角度と同様の表記とする。
【0022】
素材Ａは、圧延方向からの角度０°で最も磁束密度が大きく、角度０°から９０°ごとの間隔で磁束密度が大きくなっている。また、圧延方向からの角度４５°近傍で磁束密度が小さく、角度４５°から９０°ごとの間隔で磁束密度が小さくなっている。すなわち、素材Ａは、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°であり、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°の近傍である。以下では、素材Ａの磁気特性の劣った方向の代表値として、圧延方向からの角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°と記載する。また、素材Ａは、角度０°～９０°の範囲での磁束密度と、角度９０°～１８０°の範囲での磁束密度とが角度９０°を境にして略対称である。更に、素材Ａは、角度０°～１８０°の範囲での磁束密度と、角度１８０°～３６０°の範囲での磁束密度とが角度１８０°を境にして略対称である。
一方、素材Ｂは、圧延方向からの角度４５°で最も磁束密度が大きく、角度４５°から９０°ごとの間隔で磁束密度が大きくなっている。また、圧延方向からの角度０°近傍で磁束密度が小さく、角度０°から９０°ごとの間隔で磁束密度が小さくなっている。すなわち、素材Ｂは、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°であり、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°の近傍である。以下では、素材Ｂの磁気特性の劣った方向の代表値として、圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°と記載する。また、素材Ｂは、角度０°～９０°の範囲での磁束密度と、角度９０°～１８０°の範囲での磁束密度とが角度９０°を境にして略対称である。更に、素材Ｂは、角度０°～１８０°の範囲での磁束密度と、角度１８０°～３６０°の範囲での磁束密度とが角度１８０°を境にして略対称である。
一方、素材Ｂは、圧延方向からの角度４５°で最も磁束密度が大きく、角度４５°から９０°ごとの間隔で磁束密度が大きくなっている。また、圧延方向からの角度０°近傍で磁束密度が小さく、角度０°から９０°ごとの間隔で磁束密度が小さくなっている。すなわち、素材Ｂは、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°であり、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°の近傍である。以下では、素材Ｂの磁気特性の劣った方向の代表値として、圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°と記載する。また、素材Ｂは、角度０°～９０°の範囲での磁束密度と、角度９０°～１８０°の範囲での磁束密度とが角度９０°を境にして略対称である。更に、素材Ｂは、角度０°～１８０°の範囲での磁束密度と、角度１８０°～３６０°の範囲での磁束密度とが角度１８０°を境にして略対称である。
【0023】
図２に示すように圧延方向からの角度によって磁束密度の大きさが異なる素材Ａあるいは素材Ｂによりステータコアを構成した場合、ステータコアの各ティースの径方向はそれぞれ圧延方向からの角度が異なるために、所定の磁界の強さを励磁したときの各ティースの磁束密度が異なってしまうことになる。したがって、ステータコア内の磁束密度のばらつきが生じるために鉄損が大きくなってしまう。このようなステータコアを用いて回転電機を構成した場合には回転電機の効率が低下してしまう。
【0024】
本発明者らは、ステータコア内の磁束密度のばらつきを低減するには各ティースの幅を調整すればよいことに着想した。具体的に、発明者らは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅を磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭くすればよい、あるいは磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅を磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅よりも広くすればよいという考えに到った。更に、発明者らは、磁束密度のばらつきをより低減するには「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定すればよいという考えに到った。
【0025】
上述したような着想に基づいてステータコアを構成すると、図１に示すティース１２１ａ～１２１ｐのうち、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭くなるようにステータコアが構成される。
具体的に、まず、素材Ａを用いて図１に示すステータコアを構成する場合、素材Ａでは磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が０°の方向である。ここで、素材Ａにおいて、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が０°の方向とは、角度０°に加えて、圧延方向からの角度９０°、１８０°、２７０°の方向をいう。また、素材Ａでは、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が４５°の方向である。ここで、素材Ａにおいて、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が４５°の方向とは、角度４５°に加えて、圧延方向からの角度１３５°、２２５°、３１５°の方向をいう。すなわち、素材Ａでは、圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°が磁気特性の優れた方向であり、角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°が磁気特性の劣った方向である。したがって、ティース１２１ａ、１２１ｅ、１２１ｉ、１２１ｍの各ティースの幅を、ティース１２１ｃ、１２１ｇ、１２１ｋ、１２１ｏの各ティースの幅よりも狭くすることで、ステータコア内の磁束密度のばらつきを低減できる。
一方、素材Ｂを用いて図１に示すステータコアを構成する場合、素材Ｂでは磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向である。ここで、素材Ｂにおいて、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向とは、角度４５°に加えて、圧延方向からの角度１３５°、２２５°、３１５°の方向をいう。また、素材Ｂでは、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向である。ここで、素材Ｂにおいて、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向とは、角度０°および９０°に加えて、圧延方向からの角度１８０°、２７０°の方向をいう。すなわち、素材Ｂでは、圧延方向からの角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°が磁気特性の優れた方向であり、角度０°、９０°、１８０°、２７０°が磁気特性の劣った方向である。したがって、ティース１２１ｃ、１２１ｇ、１２１ｋ、１２１ｏの各ティースの幅を、ティース１２１ａ、１２１ｅ、１２１ｉ、１２１ｍの各ティースの幅よりも狭くすることで、ステータコア内の磁束密度のばらつきを低減できる。
具体的に、まず、素材Ａを用いて図１に示すステータコアを構成する場合、素材Ａでは磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が０°の方向である。ここで、素材Ａにおいて、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が０°の方向とは、角度０°に加えて、圧延方向からの角度９０°、１８０°、２７０°の方向をいう。また、素材Ａでは、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が４５°の方向である。ここで、素材Ａにおいて、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が４５°の方向とは、角度４５°に加えて、圧延方向からの角度１３５°、２２５°、３１５°の方向をいう。すなわち、素材Ａでは、圧延方向からの角度０°、９０°、１８０°、２７０°が磁気特性の優れた方向であり、角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°が磁気特性の劣った方向である。したがって、ティース１２１ａ、１２１ｅ、１２１ｉ、１２１ｍの各ティースの幅を、ティース１２１ｃ、１２１ｇ、１２１ｋ、１２１ｏの各ティースの幅よりも狭くすることで、ステータコア内の磁束密度のばらつきを低減できる。
一方、素材Ｂを用いて図１に示すステータコアを構成する場合、素材Ｂでは磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向である。ここで、素材Ｂにおいて、磁気特性の優れた方向が圧延方向からの角度が４５°の方向とは、角度４５°に加えて、圧延方向からの角度１３５°、２２５°、３１５°の方向をいう。また、素材Ｂでは、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向である。ここで、素材Ｂにおいて、磁気特性の劣った方向が圧延方向からの角度が０°および９０°の方向とは、角度０°および９０°に加えて、圧延方向からの角度１８０°、２７０°の方向をいう。すなわち、素材Ｂでは、圧延方向からの角度４５°、１３５°、２２５°、３１５°が磁気特性の優れた方向であり、角度０°、９０°、１８０°、２７０°が磁気特性の劣った方向である。したがって、ティース１２１ｃ、１２１ｇ、１２１ｋ、１２１ｏの各ティースの幅を、ティース１２１ａ、１２１ｅ、１２１ｉ、１２１ｍの各ティースの幅よりも狭くすることで、ステータコア内の磁束密度のばらつきを低減できる。
【0026】
ここで、ティースの幅について図３を参照して説明する。図３は、ティースの幅を説明するための図である。図３の（ａ）は、径方向に沿って平行なティースの一例である。この例では、ティース自身が径方向に沿って平行である。図３の（ｂ）は、スロットが径方向に沿って平行なティースの一例である。この例では、周方向に隣り合うティース同士の間に位置するスロットが径方向に沿って平行である。
本実施形態におけるティースの幅とは、ティース直線領域の中央の位置でのステータコアの周方向の長さとする。ティース直線領域とは、ステータコアの軸に垂直な方向に切った場合のステータコアの断面において、ステータコアの周方向におけるティースの端部を構成する直線のうち最長の直線の領域を、ステータコアの周方向におけるティースの２つの端部のそれぞれについて求めたものである。
図３の（ａ）に示す例では、位置３１１、３１２を相互に結ぶ直線と、位置３１３、３１４を相互に結ぶ直線が、ティース直線領域である。また、図３の（ａ）に示す例では、ティース直線領域の中央の位置は、位置３２１、３２２である。したがって、図３の（ａ）に示すティースの幅は、位置３２１と位置３２２との間の距離ＴＷである。
図３の（ｂ）に示す例では、位置３１５、３１６を相互に結ぶ直線と、位置３１７、３１８を相互に結ぶ直線が、ティース直線領域である。また、図３の（ｂ）に示す例では、ティース直線領域の中央の位置は、位置３２３、３２４である。したがって、図３の（ｂ）に示すティースの幅は、位置３２３と位置３２４との間の距離ＴＷである。
本実施形態におけるティースの幅とは、ティース直線領域の中央の位置でのステータコアの周方向の長さとする。ティース直線領域とは、ステータコアの軸に垂直な方向に切った場合のステータコアの断面において、ステータコアの周方向におけるティースの端部を構成する直線のうち最長の直線の領域を、ステータコアの周方向におけるティースの２つの端部のそれぞれについて求めたものである。
図３の（ａ）に示す例では、位置３１１、３１２を相互に結ぶ直線と、位置３１３、３１４を相互に結ぶ直線が、ティース直線領域である。また、図３の（ａ）に示す例では、ティース直線領域の中央の位置は、位置３２１、３２２である。したがって、図３の（ａ）に示すティースの幅は、位置３２１と位置３２２との間の距離ＴＷである。
図３の（ｂ）に示す例では、位置３１５、３１６を相互に結ぶ直線と、位置３１７、３１８を相互に結ぶ直線が、ティース直線領域である。また、図３の（ｂ）に示す例では、ティース直線領域の中央の位置は、位置３２３、３２４である。したがって、図３の（ｂ）に示すティースの幅は、位置３２３と位置３２４との間の距離ＴＷである。
【0027】
図３の（ａ）では、径方向に沿って平行なティースの一例であることから、ティースの幅はティース直線領域における径方向の何れの場所によらずに一定である。
一方、図３の（ｂ）では、スロットが径方向に沿って平行なティースの一例であることから、実際のティースの幅がティース直線領域における径方向の何れの場所に応じて異なるために、ティースの幅は、代表値として上述した位置３２３と位置３２４との間の距離ＴＷとする。
一方、図３の（ｂ）では、スロットが径方向に沿って平行なティースの一例であることから、実際のティースの幅がティース直線領域における径方向の何れの場所に応じて異なるために、ティースの幅は、代表値として上述した位置３２３と位置３２４との間の距離ＴＷとする。
【0028】
＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞
次に、電磁鋼板が素材Ａであり、埋込永久磁石式同期モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるようにティースの幅を決定する一例について説明する。なお、ここで示す埋込永久磁石式同期モータの例では、ステータコアのティースが、図３の（ｂ）に示すようにスロットが径方向に沿って平行である。
図４は、ティースの幅を決定する前、すなわち各ティースの幅が全周において一定のモータ４００の構成の一例を示す図である。図４では、モータ４００を、その軸Ｏに垂直に切った断面を示している。
図４において、モータ４００は、埋込永久磁石式同期モータ（ＩＰＭＳＭ：Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）であり、ロータ４１０と、ステータ４２０とを有する。
ロータ４１０は、回転軸４３０（軸Ｏ）と同軸になるように回転軸４３０に取り付けられる。ロータ４１０は、複数の永久磁石４１１を有する。永久磁石４１１はロータコア４１５に埋め込まれている。図４に示すようにモータ４００の極数は８である。ロータ４１０の外径は１３３［ｍｍ］である。
ステータ４２０は、ステータコア４２１とコイル４２２とを有する。ステータ４２０の外径は２０７［ｍｍ］であり、ステータ４２０の内径は１３５［ｍｍ］である。また、ステータコア４２１のスロット数は４８である。また、コイル４２２は分布巻である。
次に、電磁鋼板が素材Ａであり、埋込永久磁石式同期モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるようにティースの幅を決定する一例について説明する。なお、ここで示す埋込永久磁石式同期モータの例では、ステータコアのティースが、図３の（ｂ）に示すようにスロットが径方向に沿って平行である。
図４は、ティースの幅を決定する前、すなわち各ティースの幅が全周において一定のモータ４００の構成の一例を示す図である。図４では、モータ４００を、その軸Ｏに垂直に切った断面を示している。
図４において、モータ４００は、埋込永久磁石式同期モータ（ＩＰＭＳＭ：Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）であり、ロータ４１０と、ステータ４２０とを有する。
ロータ４１０は、回転軸４３０（軸Ｏ）と同軸になるように回転軸４３０に取り付けられる。ロータ４１０は、複数の永久磁石４１１を有する。永久磁石４１１はロータコア４１５に埋め込まれている。図４に示すようにモータ４００の極数は８である。ロータ４１０の外径は１３３［ｍｍ］である。
ステータ４２０は、ステータコア４２１とコイル４２２とを有する。ステータ４２０の外径は２０７［ｍｍ］であり、ステータ４２０の内径は１３５［ｍｍ］である。また、ステータコア４２１のスロット数は４８である。また、コイル４２２は分布巻である。
【0029】
図５は、図４のステータコア４２１のうち圧延方向からの角度０°～９０°の部分を抜き出して拡大した拡大図である。ここでは、ステータコア４２１のティース５０１ａ～５０１ｍのうちティース５０１ａは圧延方向からの角度０°に位置しておりティースの幅１／２を省略して図示している。また、ティース５０１ａ～５０１ｍのうちティース５０１ｍは圧延方向からの角度９０°に位置しておりティースの幅１／２を省略して図示している。
また、各ティースは、図３の（ｂ）に示すようにスロットが径方向に沿って平行な形状である。図５に示すように、ティースのうち根元の幅ＴＷ１が６．５６ｍｍであり、先端の幅ＴＷ２が５．１６ｍｍである。したがって、ティースの幅（図３の（ｂ）に示すＴＷ）は、（６．５６ｍｍ＋５．１６ｍｍ）÷２を計算することで５．８６ｍｍである。
また、各ティースは、図３の（ｂ）に示すようにスロットが径方向に沿って平行な形状である。図５に示すように、ティースのうち根元の幅ＴＷ１が６．５６ｍｍであり、先端の幅ＴＷ２が５．１６ｍｍである。したがって、ティースの幅（図３の（ｂ）に示すＴＷ）は、（６．５６ｍｍ＋５．１６ｍｍ）÷２を計算することで５．８６ｍｍである。
【0030】
ここで、モータ４００の回転数３，０００［ｒｐｍ］として、ステータコア４２１の全周においてティースの幅が一定である場合の、運転条件（トルク比率）とティースの平均磁束密度の関係について解析した結果を図６に示す。
図６は、モータ４００の運転条件であるトルク比率［％］と、ティースの平均磁束密度Ｂ［Ｔpeak］との関係を示す表である。ここで、トルク比率とは、最大トルク時を１００［％］として、各運転条件におけるトルクの比率を表す。例えば、トルク比率２０［％］とは、最大トルク［Ｎｍ］×０．２のトルク値［Ｎｍ］で運転することを意味する。また、ティースの平均磁束密度とは、ティース４８本において各場所における磁束密度の最大値を平均化した値である。つまり、［Ｔpeak］におけるｐｅａｋとは、時間経過に応じて磁束密度が変化したときのピークの磁束密度を示している。図６ではトルク比率を上げるにしたがってティースの平均磁束密度が増大している。図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係は、マクスウェル方程式に基づく電磁場解析（数値解析）を行ったり、製作したモータのコアにおいてサーチコイルを用いて誘起電圧を実測して誘起電圧を積分したりすることにより導くことができる。電磁場解析（数値解析）から求める場合では、有限要素法においてティース部（本例では４８本のティース全て）に含まれる全要素（全メッシュ）において、それぞれ最大磁束密度を算出し、各要素の面積を考慮して平均化することで平均磁束密度が求められる。サーチコイルを用いて実測する場合では、サーチコイル毎に、測定される誘起電圧を積分して磁束密度の時間波形を求めたうえで最大磁束密度を算出し、各サーチコイルにより囲まれるコアの断面積を考慮して平均化することで、平均磁束密度が求められる。
図６は、モータ４００の運転条件であるトルク比率［％］と、ティースの平均磁束密度Ｂ［Ｔpeak］との関係を示す表である。ここで、トルク比率とは、最大トルク時を１００［％］として、各運転条件におけるトルクの比率を表す。例えば、トルク比率２０［％］とは、最大トルク［Ｎｍ］×０．２のトルク値［Ｎｍ］で運転することを意味する。また、ティースの平均磁束密度とは、ティース４８本において各場所における磁束密度の最大値を平均化した値である。つまり、［Ｔpeak］におけるｐｅａｋとは、時間経過に応じて磁束密度が変化したときのピークの磁束密度を示している。図６ではトルク比率を上げるにしたがってティースの平均磁束密度が増大している。図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係は、マクスウェル方程式に基づく電磁場解析（数値解析）を行ったり、製作したモータのコアにおいてサーチコイルを用いて誘起電圧を実測して誘起電圧を積分したりすることにより導くことができる。電磁場解析（数値解析）から求める場合では、有限要素法においてティース部（本例では４８本のティース全て）に含まれる全要素（全メッシュ）において、それぞれ最大磁束密度を算出し、各要素の面積を考慮して平均化することで平均磁束密度が求められる。サーチコイルを用いて実測する場合では、サーチコイル毎に、測定される誘起電圧を積分して磁束密度の時間波形を求めたうえで最大磁束密度を算出し、各サーチコイルにより囲まれるコアの断面積を考慮して平均化することで、平均磁束密度が求められる。
【0031】
図６に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。ティースの平均磁界の強さは、素材Ａの比透磁率に基づいて算出することができる。ここでは、トルク比率ごと（すなわち図６に示すティースの平均磁束密度ごと）にそれぞれティースの平均磁界の強さを算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ａの材料特性に基づいて算出する。したがって、トルク比率ごと（すなわち図６に示すティースの平均磁束密度ごと）にそれぞれ圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度が算出される。
【0032】
図７は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］との関係を示す表である。ここでは、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°を代表値として、代表値の角度を中心とした３つのティースが同じ磁束密度とする。
圧延方向からの角度０°のティースは、図５に示す０°範囲（Ａ１）に含まれるティース５０１ａ、５０１ｂである。また、圧延方向からの角度２２．５°のティースは、図５に示す２２．５°範囲に含まれるティース５０１ｃ～５０１ｅである。また、圧延方向からの角度４５°のティースは、図５に示す４５°範囲（Ａ３）に含まれるティース５０１ｆ～５０１ｈである。また、圧延方向からの角度６７．５°のティースは、図５に示す６７．５°範囲（Ａ４）に含まれるティース５０１ｉ～５０１ｋである。また、圧延方向からの角度９０°のティースは、図５に示す９０°範囲（Ａ５）に含まれるティース５０１ｌ、５０１ｍである。
圧延方向からの角度０°のティースは、図５に示す０°範囲（Ａ１）に含まれるティース５０１ａ、５０１ｂである。また、圧延方向からの角度２２．５°のティースは、図５に示す２２．５°範囲に含まれるティース５０１ｃ～５０１ｅである。また、圧延方向からの角度４５°のティースは、図５に示す４５°範囲（Ａ３）に含まれるティース５０１ｆ～５０１ｈである。また、圧延方向からの角度６７．５°のティースは、図５に示す６７．５°範囲（Ａ４）に含まれるティース５０１ｉ～５０１ｋである。また、圧延方向からの角度９０°のティースは、図５に示す９０°範囲（Ａ５）に含まれるティース５０１ｌ、５０１ｍである。
【0033】
図７に示すようにトルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ａのグラフ２０１に示すような圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。一方、図７に示すようにトルク比率が１００［％］では、磁気飽和しているためにティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず一定である。
図７に示すトルク比率と、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係は、圧延方向からの角度における素材ＡのＢ－Ｈ特性により導くことができる。
図７に示すトルク比率と、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係は、圧延方向からの角度における素材ＡのＢ－Ｈ特性により導くことができる。
【0034】
次に、ティースの磁束密度に生じているばらつきを低減するために、圧延方向からの角度ごとに最適なティースの幅を決定する。具体的には、図７に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。ここでは、トルク比率ごとに、それぞれティースの幅を決定する。
例えば、図７において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、圧延方向からの角度０°ではティースの磁束密度１．６５［Ｔ］、角度２２．５°ではティースの磁束密度１．６１［Ｔ］、角度４５°ではティースの磁束密度１．５５［Ｔ］、角度６７．５°ではティースの磁束密度１．５６［Ｔ］、角度９０°ではティースの磁束密度１．５９［Ｔ］である。したがって、角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°の何れであっても、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が略一定になるようにティースの幅を決定する。このように決定されたティースの幅を最適幅という。
例えば、図７において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、圧延方向からの角度０°ではティースの磁束密度１．６５［Ｔ］、角度２２．５°ではティースの磁束密度１．６１［Ｔ］、角度４５°ではティースの磁束密度１．５５［Ｔ］、角度６７．５°ではティースの磁束密度１．５６［Ｔ］、角度９０°ではティースの磁束密度１．５９［Ｔ］である。したがって、角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°の何れであっても、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が略一定になるようにティースの幅を決定する。このように決定されたティースの幅を最適幅という。
【0035】
図８は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとに決定されたティースの最適幅［ｍｍ］との関係を示す表である。
例えば、図８において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、圧延方向からの角度０°ではティースの最適幅５．６４［ｍｍ］、角度２２．５°ではティースの最適幅５．７６［ｍｍ］、角度４５°ではティースの最適幅５．９９［ｍｍ］、角度６７．５°ではティースの最適幅５．９６［ｍｍ］、角度９０°ではティースの最適幅５．８５［ｍｍ］である。ここで、図７におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの磁束密度」と、図８におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの最適幅」とを圧延方向からの角度ごとに乗算した積は、何れも９．３であり略一定である。
例えば、図８において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、圧延方向からの角度０°ではティースの最適幅５．６４［ｍｍ］、角度２２．５°ではティースの最適幅５．７６［ｍｍ］、角度４５°ではティースの最適幅５．９９［ｍｍ］、角度６７．５°ではティースの最適幅５．９６［ｍｍ］、角度９０°ではティースの最適幅５．８５［ｍｍ］である。ここで、図７におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの磁束密度」と、図８におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの最適幅」とを圧延方向からの角度ごとに乗算した積は、何れも９．３であり略一定である。
【0036】
このように決定されたティースの最適幅を、圧延方向からの角度に応じたティースの幅に適用させてステータコアを設計する。
例えば、図８において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、図５に示す０°範囲（Ａ１）に含まれるティース５０１ａ、５０１ｂの幅を５．６４［ｍｍ］、２２．５°範囲（Ａ２）に含まれるティース５０１ｃ～５０１ｅの幅を５．７６［ｍｍ］、４５°範囲（Ａ３）に含まれるティース５０１ｆ～５０１ｈの幅を５．９９［ｍｍ］、６７．５°範囲（Ａ４）に含まれるティース５０１ｉ～５０１ｋの幅を５．９６［ｍｍ］、９０°範囲（Ａ５）に含まれるティース５０１ｌ、５０１ｍの幅を５．８５［ｍｍ］にして設計する。
例えば、図８において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、図５に示す０°範囲（Ａ１）に含まれるティース５０１ａ、５０１ｂの幅を５．６４［ｍｍ］、２２．５°範囲（Ａ２）に含まれるティース５０１ｃ～５０１ｅの幅を５．７６［ｍｍ］、４５°範囲（Ａ３）に含まれるティース５０１ｆ～５０１ｈの幅を５．９９［ｍｍ］、６７．５°範囲（Ａ４）に含まれるティース５０１ｉ～５０１ｋの幅を５．９６［ｍｍ］、９０°範囲（Ａ５）に含まれるティース５０１ｌ、５０１ｍの幅を５．８５［ｍｍ］にして設計する。
【0037】
なお、上述した図２において、圧延方向からの角度と、素材Ａの磁気特性との関係を示すグラフ２０１で説明したように、素材Ａは、角度０°～９０°の範囲での磁束密度と、角度９０°～１８０°の範囲での磁束密度とが角度９０°を境にして略対称である。更に、素材Ａは、角度０°～１８０°の範囲での磁束密度と、角度１８０°～３６０°の範囲での磁束密度とが角度１８０°を境にして略対称である。
したがって、図７に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］は、圧延方向からの角度０°の範囲（角度３４８．７５°～１１．２５°：Ａ１）に加えて、図４に示す角度１６８．７５°～１９１．２５°も略同様であることから、角度１６８．７５°～１９１．２５°に含まれるティースも０°範囲（Ａ１）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度１４６．２５°～１６８．７５°、１９１．２５°～２１３．７５°、３２６．２５°～３４８．７５°に含まれるティースも２２．５°範囲（１１．２５°～３３．７５°：Ａ２）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度１２３．７５°～１４６．２５°、２１３．７５°～２３６．２５°、３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースも４５°範囲（角度３３．７５°～５６．２５°：Ａ３）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度１０１．２５°～１２３．７５°、２３６．２５°～２５８．７５°、２８１．２５°～３０３．７５°に含まれるティースも６７．５°範囲（角度５６．２５°～７８．７５°：Ａ４）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースも９０°範囲（７８．７５°～１０１．２５°：Ａ５）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
したがって、図７に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］は、圧延方向からの角度０°の範囲（角度３４８．７５°～１１．２５°：Ａ１）に加えて、図４に示す角度１６８．７５°～１９１．２５°も略同様であることから、角度１６８．７５°～１９１．２５°に含まれるティースも０°範囲（Ａ１）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度１４６．２５°～１６８．７５°、１９１．２５°～２１３．７５°、３２６．２５°～３４８．７５°に含まれるティースも２２．５°範囲（１１．２５°～３３．７５°：Ａ２）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度１２３．７５°～１４６．２５°、２１３．７５°～２３６．２５°、３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースも４５°範囲（角度３３．７５°～５６．２５°：Ａ３）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度１０１．２５°～１２３．７５°、２３６．２５°～２５８．７５°、２８１．２５°～３０３．７５°に含まれるティースも６７．５°範囲（角度５６．２５°～７８．７５°：Ａ４）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図４に示す角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースも９０°範囲（７８．７５°～１０１．２５°：Ａ５）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
【0038】
このように、設計されたステータコアでは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭くなる。素材Ａにおいて、磁気特性の優れた方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が０°に沿ったティース、および圧延方向からの角度が９０°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ａでは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースは、角度３４８．７５°～１１．２５°に含まれるティース、角度１６８．７５°～１９１．２５°に含まれるティース、角度７８．７５°～１０１．２５°に含まれるティース、角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースである。
また、素材Ａにおいて、磁気特性の劣った方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が４５°に沿ったティース、および圧延方向からの角度が１３５°、２２５°、３１５°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ａでは、磁気特性の劣った方向に沿ったティースは、角度３３．７５°～５６．２５°に含まれるティース、角度１２３．７５°～１４６．２５°に含まれるティース、角度２１３．７５°～２３６．２５°に含まれるティース、角度３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースである。
また、素材Ａにおいて、磁気特性の劣った方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が４５°に沿ったティース、および圧延方向からの角度が１３５°、２２５°、３１５°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ａでは、磁気特性の劣った方向に沿ったティースは、角度３３．７５°～５６．２５°に含まれるティース、角度１２３．７５°～１４６．２５°に含まれるティース、角度２１３．７５°～２３６．２５°に含まれるティース、角度３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースである。
【0039】
図９は、トルク比率［％］ごとの、ティースの幅を最適幅で設計したステータコアとティースの幅を全周において一定にしたステータコアとの間の鉄損比率［－］の関係を示す表である。鉄損比率は、ティースの幅を最適幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とすると、発明例のモータの鉄損を比較例のモータの鉄損で割った値である。ここでは、トルク比率ごとにそれぞれ鉄損比率を算出している。なお、鉄損は、発明例のモータおよび比較例のモータをそれぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で上述した各トルク比率「％」になるように動作させることを条件として電磁場解析（数値解析）を行うことにより導くことができる。また、製作したモータを実測して導出することもできる。
【0040】
図９に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では０．１［％］～１．３［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、上述したように、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
このように、トルク比率などの運転条件によって、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定することで磁束密度のばらつきを低減でき、磁気飽和しない領域において鉄損を抑制できることが確認できた。
このように、トルク比率などの運転条件によって、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定することで磁束密度のばらつきを低減でき、磁気飽和しない領域において鉄損を抑制できることが確認できた。
【0041】
なお、一度ティースの幅を決定した上で実際に製造されたステータコアは、トルク比率などの運転条件が変わるごとにティースの幅を変更することは不可能である。したがって、ステータコアを設計するには、例えばステータコアの設計装置などが、複数の運転条件（複数のトルク比率）のうち、何れか一つの運転条件（トルク比率）を選択する。選択した運転条件において、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで一定になるようにティースの幅を決定してステータコアを設計する。これにより、選択した運転条件においてステータコアの磁束密度のばらつきを低減することができる。
一方で、設計したステータコアを備えたモータを運転させたときに、選択された運転条件で運転する時間が無かったり少なかったりする場合には、実際に磁束密度のばらつきを低減させて鉄損を抑制させることができない。したがって、ステータコアを設計するには回転電機の運転を考慮して鉄損を最も抑制できるように予めティースの幅を決定する必要がある。
以下では、ステータコアの２つの設計方法について説明する。なお、２つの設計方法は、後述するステータコアの設計装置が行ってもよく、ステータコアの設計者が行ってもよい。
一方で、設計したステータコアを備えたモータを運転させたときに、選択された運転条件で運転する時間が無かったり少なかったりする場合には、実際に磁束密度のばらつきを低減させて鉄損を抑制させることができない。したがって、ステータコアを設計するには回転電機の運転を考慮して鉄損を最も抑制できるように予めティースの幅を決定する必要がある。
以下では、ステータコアの２つの設計方法について説明する。なお、２つの設計方法は、後述するステータコアの設計装置が行ってもよく、ステータコアの設計者が行ってもよい。
【0042】
［ステータコアの第１の設計方法］
第１の設計方法は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合に、複数の運転条件のうち運転時間の全体に対する運転時間の比率の最も高い運転条件を特定して、特定した運転条件においてティースの最適幅を決定する方法である。
図１０は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合の運転データの一例を示している。具体的に、図１０は、設計するステータコアを備えたモータ６００において、トルク比率に応じた運転時間の比率の一例を示している。ここで、運時時間とは、モータ６００が回転している時間をいう。なお、図１０に示す運転データは、ステータコアを設計する前に予め取得しておく。
第１の設計方法は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合に、複数の運転条件のうち運転時間の全体に対する運転時間の比率の最も高い運転条件を特定して、特定した運転条件においてティースの最適幅を決定する方法である。
図１０は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合の運転データの一例を示している。具体的に、図１０は、設計するステータコアを備えたモータ６００において、トルク比率に応じた運転時間の比率の一例を示している。ここで、運時時間とは、モータ６００が回転している時間をいう。なお、図１０に示す運転データは、ステータコアを設計する前に予め取得しておく。
【0043】
図１０では、複数の運転条件のうちトルク比率３０［％］～５０［％］が運転時間の比率４５［％］であるために、運転時間の比率の最も高い運転条件に相当する。したがって、この場合には、図６に示すトルク比率のうちトルク比率４０［％］に対応するティースの平均磁束密度１．４４［Ｔpeak］から、ティースの平均磁界強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。上述した＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞の説明では、トルク比率ごとに、図７に示すように圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を算出し、図８に示すように圧延方向からの角度ごとにティースの最適幅を決定した。一方、ここでは、運転時間の比率の最も高いトルク比率４０［％］のみで、図７に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を算出する。運転時間の比率の最も高いトルク比率４０［％］のみで、図８に示す圧延方向からの角度ごとにティースの最適幅を決定する。
したがって、各ティースの最適幅がそれぞれ一つに決定される。このように決定された最適幅をティースの幅に適用してステータコアを設計することで、運転時間の比率の最も高い運転条件において、磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。
したがって、各ティースの最適幅がそれぞれ一つに決定される。このように決定された最適幅をティースの幅に適用してステータコアを設計することで、運転時間の比率の最も高い運転条件において、磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。
【0044】
［ステータコアの第２の設計方法］
第２の設計方法は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合に、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定して、特定した複数の運転条件ごとの運転時間の比率に基づいてティースの幅を重み付けする方法である。
なお、第２の設計方法でも、図１０に示す運転データの一例を参照して説明する。また、第２の設計方法でも、図１０に示す運転データは、ステータコアを設計する前に予め取得しておく。
第２の設計方法は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合に、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定して、特定した複数の運転条件ごとの運転時間の比率に基づいてティースの幅を重み付けする方法である。
なお、第２の設計方法でも、図１０に示す運転データの一例を参照して説明する。また、第２の設計方法でも、図１０に示す運転データは、ステータコアを設計する前に予め取得しておく。
【0045】
第２の設計方法では、上述した＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様に、図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係を導き、図７に示すトルク比率と圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度との関係を導く。これにより、図８に示す圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅をトルク比率ごとに算出する。
次に、圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅を、図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率に基づいて重み付けする。具体的には、図８に示す圧延方向からの角度ごとに、各トルク比率のティースの最適幅に、それぞれ図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率を乗算する。ここでは、５種類のトルク比率があることから、各トルク比率のティースの最適幅に、トルク比率に応じた運転時間の比率を乗算することで、５つの値が算出される。次に、算出された５つの値を加算して１００で割ることで、所定の圧延方向からの角度において、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を算出することができる。同様に、他の圧延方向からの角度においても、同様に運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を算出する。
例えば、圧延方向からの角度０°の場合を例にすると、図８において、トルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］、１００［％］では、それぞれティースの最適幅が５．４０［ｍｍ］、５．５７［ｍｍ］、５．６４［ｍｍ］、５．７９［ｍｍ］、５．８６［ｍｍ］である。ティースの最適幅に、それぞれ図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率２０［％］、４５［％］、２０［％］、１０［％］、５［％］を乗算することで、１０８［ｍｍ・％］、２５０．６５［ｍｍ・％］、１１２．８［ｍｍ・％］、５７．９［ｍｍ・％］、２９．３［ｍｍ・％］の５つの値が算出される。５つの値を加算して１００［％］で割ることで、圧延方向からの角度０°において、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅５．５８［ｍｍ］が算出される。圧延方向からの角度２２．５°、４５°、６７．５°、９０°についても、同様に運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を算出する。
次に、圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅を、図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率に基づいて重み付けする。具体的には、図８に示す圧延方向からの角度ごとに、各トルク比率のティースの最適幅に、それぞれ図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率を乗算する。ここでは、５種類のトルク比率があることから、各トルク比率のティースの最適幅に、トルク比率に応じた運転時間の比率を乗算することで、５つの値が算出される。次に、算出された５つの値を加算して１００で割ることで、所定の圧延方向からの角度において、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を算出することができる。同様に、他の圧延方向からの角度においても、同様に運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を算出する。
例えば、圧延方向からの角度０°の場合を例にすると、図８において、トルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］、１００［％］では、それぞれティースの最適幅が５．４０［ｍｍ］、５．５７［ｍｍ］、５．６４［ｍｍ］、５．７９［ｍｍ］、５．８６［ｍｍ］である。ティースの最適幅に、それぞれ図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率２０［％］、４５［％］、２０［％］、１０［％］、５［％］を乗算することで、１０８［ｍｍ・％］、２５０．６５［ｍｍ・％］、１１２．８［ｍｍ・％］、５７．９［ｍｍ・％］、２９．３［ｍｍ・％］の５つの値が算出される。５つの値を加算して１００［％］で割ることで、圧延方向からの角度０°において、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅５．５８［ｍｍ］が算出される。圧延方向からの角度２２．５°、４５°、６７．５°、９０°についても、同様に運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を算出する。
【0046】
図１１は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。図１０では、トルク比率３０［％］～５０［％］の運転時間の比率が４５［％］であり最も運転時間の比率が高い。したがって、図１１に示すように重み付けしたティースの幅は、図８に示すトルク比率４０［％］のときのティースの最適幅に近い値が算出されている。
このように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を適用してステータコアを設計することで、運転時間の全体に亘って磁束密度のばらつきを低減することができる。
このように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を適用してステータコアを設計することで、運転時間の全体に亘って磁束密度のばらつきを低減することができる。
【0047】
ここで、図１１に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９９３であり、０．７［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。このように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を適用してステータコアを設計して回転電機を構成することで鉄損を抑制することができる。
【0048】
［運転データの取得方法］
上述した［ステータコアの第１の設計方法］では、ステータコアを設計する前に、設計するステータコアを備えた回転電機において、複数の運転条件のうち運転時間の比率の最も高い運転条件を特定しておく必要がある。また、上述した［ステータコアの第２の設計方法］では、ステータコアを設計する前に、設計するステータコアを備えた回転電機において、運転条件に応じた運転時間の比率を特定しておく必要がある。
すなわち、第１の設計方法および第２の設計方法の何れの場合でもステータコアを設計するには、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合の運転データを予め取得する必要がある。
上述した［ステータコアの第１の設計方法］では、ステータコアを設計する前に、設計するステータコアを備えた回転電機において、複数の運転条件のうち運転時間の比率の最も高い運転条件を特定しておく必要がある。また、上述した［ステータコアの第２の設計方法］では、ステータコアを設計する前に、設計するステータコアを備えた回転電機において、運転条件に応じた運転時間の比率を特定しておく必要がある。
すなわち、第１の設計方法および第２の設計方法の何れの場合でもステータコアを設計するには、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合の運転データを予め取得する必要がある。
【0049】
ここで、運転データは計画データと実績データとの２つに大別される。
計画データとは、回転電機の動作が予め定められており運転条件に応じた運転時間が計画されたデータである。例えば、所定の生産設備に使用される回転電機は、一定の動作を継続したり、一定の動作を繰り返したりする場合が多い。このような回転電機では、計画データを予め取得することができる。計画データを取得することで、運転時間の比率の最も高い運転条件の情報を特定したり、運転条件に応じた運転時間の比率を特定したりすることができる。
計画データとは、回転電機の動作が予め定められており運転条件に応じた運転時間が計画されたデータである。例えば、所定の生産設備に使用される回転電機は、一定の動作を継続したり、一定の動作を繰り返したりする場合が多い。このような回転電機では、計画データを予め取得することができる。計画データを取得することで、運転時間の比率の最も高い運転条件の情報を特定したり、運転条件に応じた運転時間の比率を特定したりすることができる。
【0050】
一方、実績データとは、既に同種の回転電機が動作しており運転条件に応じた運転時間が実績として蓄積されたデータである。例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）やＥＶ（Electric Vehicle）に使用される回転電機は、使用者（運転者）によって運転条件に応じた運転時間が異なるために計画データを取得することができない。このような場合には、実際に車両が運転されている膨大なデータを収集し、収集したビッグデータを解析することで実績データを予め取得することができる。例えば、日本の燃費計測基準であるＪＣ０８モードで車両を走行させるときの回転電機の運転条件に応じた運転時間を解析することでデータを取得してもよい。実績データを取得することで、運転時間の比率の最も高い運転条件の情報を特定したり、運転条件に応じた運転時間の比率を特定したりすることができる。
【0051】
このように、運転データを計画データあるいは実績データにより取得することで、ステータコアを設計する前に、複数の運転条件のうち運転時間の比率の最も高い運転条件を特定したり、運転条件に応じた運転時間の比率を特定したりすることができる。
【0052】
＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ｂ））＞
次に、電磁鋼板が素材Ｂであり、埋込永久磁石式同期モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する一例について説明する。なお、上述した＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様の内容は適宜、説明を省略する。
ここでは、図４に示すモータ４００の回転数３，０００［ｒｐｍ］として、ステータコア４２１の全周においてティースの幅が一定である場合の、運転条件（トルク比率）とティースの平均磁束密度の関係について解析した結果は図６と同様である。
図６に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ｂの材料特性に基づいて算出する。
次に、電磁鋼板が素材Ｂであり、埋込永久磁石式同期モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する一例について説明する。なお、上述した＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様の内容は適宜、説明を省略する。
ここでは、図４に示すモータ４００の回転数３，０００［ｒｐｍ］として、ステータコア４２１の全周においてティースの幅が一定である場合の、運転条件（トルク比率）とティースの平均磁束密度の関係について解析した結果は図６と同様である。
図６に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ｂの材料特性に基づいて算出する。
【0053】
図１２は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］との関係を示す表である。
図１２に示すようにトルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ｂのグラフ２０２に示すような圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。一方、図１２に示すようにトルク比率が１００［％］では、磁気飽和しているためにティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず一定である。
次に、図１２に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。
図１２に示すようにトルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ｂのグラフ２０２に示すような圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。一方、図１２に示すようにトルク比率が１００［％］では、磁気飽和しているためにティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず一定である。
次に、図１２に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。
【0054】
図１３は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとに決定されたティースの最適幅［ｍｍ］との関係を示す表である。決定されたティースの最適幅を、圧延方向からの角度に応じたティースの幅に適用させてステータコアを設計する。
このように、設計されたステータコアでは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭くなる。素材Ｂにおいて、磁気特性の優れた方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が４５°に沿ったティース、および圧延方向からの角度が１３５°、２２５°、３１５°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ｂでは、磁気特性の劣った方向に沿ったティースは、角度３３．７５°～５６．２５°に含まれるティース、角度１２３．７５°～１４６．２５°に含まれるティース、角度２１３．７５°～２３６．２５°に含まれるティース、角度３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースである。
また、素材Ｂにおいて、磁気特性の劣った方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が０°および９０°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ｂでは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースは、角度３４８．７５°～１１．２５°に含まれるティース、角度１６８．７５°～１９１．２５°に含まれるティース、角度７８．７５°～１０１．２５°に含まれるティース、角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースである。
このように、設計されたステータコアでは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースの幅が、磁気特性の劣った方向に沿ったティースの幅よりも狭くなる。素材Ｂにおいて、磁気特性の優れた方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が４５°に沿ったティース、および圧延方向からの角度が１３５°、２２５°、３１５°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ｂでは、磁気特性の劣った方向に沿ったティースは、角度３３．７５°～５６．２５°に含まれるティース、角度１２３．７５°～１４６．２５°に含まれるティース、角度２１３．７５°～２３６．２５°に含まれるティース、角度３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースである。
また、素材Ｂにおいて、磁気特性の劣った方向に沿ったティースとは、圧延方向からの角度が０°および９０°に沿ったティースに限られず、これらのティースの近傍に位置するティースも含まれる。具体的に素材Ｂでは、磁気特性の優れた方向に沿ったティースは、角度３４８．７５°～１１．２５°に含まれるティース、角度１６８．７５°～１９１．２５°に含まれるティース、角度７８．７５°～１０１．２５°に含まれるティース、角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースである。
【0055】
図１４は、トルク比率［％］ごとの、ティースの幅を最適幅で設計したステータコアとティースの幅を全周において一定にしたステータコアとの間の鉄損比率［－］の関係を示す表である。
図１４に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では０．６［％］～６．４［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
このように、トルク比率などの運転条件によって、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定することで磁束密度のばらつきを低減でき、磁気飽和しない領域において鉄損を抑制できることが確認できた。
図１４に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では０．６［％］～６．４［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
このように、トルク比率などの運転条件によって、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定することで磁束密度のばらつきを低減でき、磁気飽和しない領域において鉄損を抑制できることが確認できた。
【0056】
次に、上述した［ステータコアの第２の設計方法］と同様に、圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅を、図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率に基づいて重み付けする。
図１５は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。
ここで、図１５に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９５８であり、４．２［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。
図１５は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。
ここで、図１５に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９５８であり、４．２［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。
【0057】
＜ティースの幅の決定例（径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞
次に、電磁鋼板が素材Ａであり、誘導モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるようにティースの幅を決定する一例について説明する。なお、上述した＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様の内容は適宜、説明を省略する。誘導モータは、ステータコアのティースが、図３の（ａ）に示すように径方向に沿って平行である。
図１６は、ティースの幅を決定する前、すなわち各ティースの幅が全周において一定のモータ１６００の構成の一例を示す図である。図１６では、モータ１６００を、その軸Ｏに垂直に切った断面を示している。
図１６において、モータ１６００は、誘導モータ（Induction motor）であり、ロータ１６１０と、ステータ１６２０とを有する。
ロータ１６１０は、回転軸１６３０（軸Ｏ）と同軸になるように回転軸１６３０に取り付けられる。ロータ１６１０は、複数のコイルを有する。図１６に示すようにモータ１６００の極数は４である。また、ロータ１６１０の外径は１３４［ｍｍ］である。
ステータ１６２０は、ステータコア１６２１とコイル１６２２とを有する。ステータ１６２０の外径は２２０［ｍｍ］であり、ステータ１６２０の内径は１３６［ｍｍ］である。ステータコア１６２１のスロット数は６０である。また、コイル１６２２は分布巻である。
次に、電磁鋼板が素材Ａであり、誘導モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるようにティースの幅を決定する一例について説明する。なお、上述した＜ティースの幅の決定例（スロットが径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様の内容は適宜、説明を省略する。誘導モータは、ステータコアのティースが、図３の（ａ）に示すように径方向に沿って平行である。
図１６は、ティースの幅を決定する前、すなわち各ティースの幅が全周において一定のモータ１６００の構成の一例を示す図である。図１６では、モータ１６００を、その軸Ｏに垂直に切った断面を示している。
図１６において、モータ１６００は、誘導モータ（Induction motor）であり、ロータ１６１０と、ステータ１６２０とを有する。
ロータ１６１０は、回転軸１６３０（軸Ｏ）と同軸になるように回転軸１６３０に取り付けられる。ロータ１６１０は、複数のコイルを有する。図１６に示すようにモータ１６００の極数は４である。また、ロータ１６１０の外径は１３４［ｍｍ］である。
ステータ１６２０は、ステータコア１６２１とコイル１６２２とを有する。ステータ１６２０の外径は２２０［ｍｍ］であり、ステータ１６２０の内径は１３６［ｍｍ］である。ステータコア１６２１のスロット数は６０である。また、コイル１６２２は分布巻である。
【0058】
図１７は、図１６のステータコア１６２１のうち圧延方向からの角度０°～９０°の部分を抜き出して拡大した拡大図である。ここでは、ステータコア１６２１のティース１７０１ａ～１７０１ｐのうちティース１７０１ａは圧延方向からの角度０°に位置しておりティースの幅１／２を省略して図示している。また、ティース１７０１ａ～１７０１ｐのうちティース１７０１ｐは圧延方向からの角度９０°に位置しておりティースの幅１／２を省略して図示している。また、各ティースは、図３の（ａ）に示すように径方向に沿って平行な形状である。各ティースの幅は４ｍｍである。
【0059】
ここで、モータ１６００の回転数３，０００［ｒｐｍ］として、ステータコア１６２１の全周においてティースの幅が一定である場合の、運転条件（トルク比率）とティースの平均磁束密度の関係について解析した結果を図１８に示す。
図１８は、モータ１６００の運転条件であるトルク比率［％］と、ティースの平均磁束密度Ｂ［Ｔpeak］との関係を示す図である。
図１８に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ａの材料特性に基づいて算出する。
図１８は、モータ１６００の運転条件であるトルク比率［％］と、ティースの平均磁束密度Ｂ［Ｔpeak］との関係を示す図である。
図１８に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ａの材料特性に基づいて算出する。
【0060】
図１９は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］との関係を示す表である。
図１９に示すようにトルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ａのグラフ２０１に示すような圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。一方、図１９に示すようにトルク比率が１００［％］では、磁気飽和しているためにティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず略一定である。
次に、図１９に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。
図１９に示すようにトルク比率が２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が４０［％］、６０［％］、８０［％］では、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ａのグラフ２０１に示すような圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。一方、図１９に示すようにトルク比率が１００［％］では、磁気飽和しているためにティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず略一定である。
次に、図１９に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。
【0061】
図２０は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとに決定されたティースの最適幅［ｍｍ］との関係を示す表である。
例えば、図２０において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、圧延方向からの角度０°ではティースの最適幅３．８５［ｍｍ］、角度２２．５°ではティースの最適幅３．９６［ｍｍ］、角度４５°ではティースの最適幅４．０８［ｍｍ］、角度６７．５°ではティースの最適幅４．０６［ｍｍ］、角度９０°ではティースの最適幅３．９６［ｍｍ］である。ここで、図１９におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの磁束密度」と、図２０におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの最適幅」とを圧延方向からの角度ごとに乗算した積は、何れも６．７であり略一定である。
例えば、図２０において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、圧延方向からの角度０°ではティースの最適幅３．８５［ｍｍ］、角度２２．５°ではティースの最適幅３．９６［ｍｍ］、角度４５°ではティースの最適幅４．０８［ｍｍ］、角度６７．５°ではティースの最適幅４．０６［ｍｍ］、角度９０°ではティースの最適幅３．９６［ｍｍ］である。ここで、図１９におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの磁束密度」と、図２０におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの最適幅」とを圧延方向からの角度ごとに乗算した積は、何れも６．７であり略一定である。
【0062】
このように決定されたティースの最適幅を、圧延方向からの角度に応じたティースの幅に適用させてステータコアを設計する。
例えば、図２０において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、図１７に示す０°範囲（Ａ１）に含まれるティース１７０１ａ～１７０１ｂの幅を３．８５［ｍｍ］、２２．５°範囲（Ａ２）に含まれるティース１７０１ｃ～１７０１ｆの幅を３．９６［ｍｍ］、４５°範囲（Ａ３）に含まれるティース１７０１ｇ～１７０１ｊの幅を４．０８［ｍｍ］、６７．５°範囲（Ａ４）に含まれるティース１７０１ｋ～１７０１ｎの幅を４．０６［ｍｍ］、９０°範囲（Ａ５）に含まれるティース１７０１ｏ～１７０１ｐの幅を３．９６［ｍｍ］にして設計する。
例えば、図２０において、トルク比率６０［％］の場合を例にすると、図１７に示す０°範囲（Ａ１）に含まれるティース１７０１ａ～１７０１ｂの幅を３．８５［ｍｍ］、２２．５°範囲（Ａ２）に含まれるティース１７０１ｃ～１７０１ｆの幅を３．９６［ｍｍ］、４５°範囲（Ａ３）に含まれるティース１７０１ｇ～１７０１ｊの幅を４．０８［ｍｍ］、６７．５°範囲（Ａ４）に含まれるティース１７０１ｋ～１７０１ｎの幅を４．０６［ｍｍ］、９０°範囲（Ａ５）に含まれるティース１７０１ｏ～１７０１ｐの幅を３．９６［ｍｍ］にして設計する。
【0063】
また、図１９に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］は、圧延方向からの角度０°の範囲（角度１１．２５°～３３．７５：Ａ１）に加えて、図１６に示す角度１６８．７５°～１９１．２５°も略同様であることから、角度１６８．７５°～１９１．２５°に含まれるティースも０°範囲（Ａ１）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度１４６．２５°～１６８．７５°、１９１．２５°～２１３．７５°、３２６．２５°～３４８．７５°に含まれるティースも２２．５°範囲（Ａ２）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度１２３．７５°～１４６．２５°、２１３．７５°～２３６．２５°、３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースも４５°範囲（角度３３．７５°～５６．２５°：Ａ３）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度１０１．２５°～１２３．７５°、２３６．２５°～２５８．７５°、２８１．２５°～３０３．７５°に含まれるティースも６７．５°範囲（角度５６．２５°～７８．７５°：Ａ４）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースも９０°範囲（７８．７５°～１０１．２５°：Ａ５）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
なお、０°範囲（Ａ１）と２２．５°範囲（Ａ２）との間に位置するティース１７０１ｃを２２．５°範囲としたが、０°範囲にしてもよい。また、６７．５°範囲（Ａ４）と９０°範囲（Ａ５）との境界に位置するティース１７０１ｎを６７．５°範囲としたが、９０°範囲にしてもよい。
同様に、図１６に示す角度１４６．２５°～１６８．７５°、１９１．２５°～２１３．７５°、３２６．２５°～３４８．７５°に含まれるティースも２２．５°範囲（Ａ２）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度１２３．７５°～１４６．２５°、２１３．７５°～２３６．２５°、３０３．７５°～３２６．２５°に含まれるティースも４５°範囲（角度３３．７５°～５６．２５°：Ａ３）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度１０１．２５°～１２３．７５°、２３６．２５°～２５８．７５°、２８１．２５°～３０３．７５°に含まれるティースも６７．５°範囲（角度５６．２５°～７８．７５°：Ａ４）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
同様に、図１６に示す角度２５８．７５°～２８１．２５°に含まれるティースも９０°範囲（７８．７５°～１０１．２５°：Ａ５）に含まれるティースの幅と略同一の幅に設計する。
なお、０°範囲（Ａ１）と２２．５°範囲（Ａ２）との間に位置するティース１７０１ｃを２２．５°範囲としたが、０°範囲にしてもよい。また、６７．５°範囲（Ａ４）と９０°範囲（Ａ５）との境界に位置するティース１７０１ｎを６７．５°範囲としたが、９０°範囲にしてもよい。
【0064】
図２１は、トルク比率［％］ごとの、ティースの幅を最適幅で設計したステータコアとティースの幅を全周において一定にしたステータコアとの間の鉄損比率［－］の関係を示す表である。
図２１に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では０．１［％］～１．４［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず略一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
図２１に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では０．１［％］～１．４［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず略一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
【0065】
次に、上述した［ステータコアの第２の設計方法］と同様に、圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅を、図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率に基づいて重み付けする。
図２２は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。
ここで、図２２に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９９５であり、０．５［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。
図２２は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。
ここで、図２２に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９９５であり、０．５［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。
【0066】
＜ティースの幅の決定例（径方向に沿って平行なティース（素材Ｂ））＞
次に、電磁鋼板が素材Ｂであり、誘導モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する一例について説明する。なお、上述した＜ティースの幅の決定例（径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様の内容は適宜、説明を省略する。
ここでは、図１６に示すモータ１６００の回転数３，０００［ｒｐｍ］として、ステータコア１６２１の全周においてティースの幅が一定である場合の、運転条件（トルク比率）とティースの平均磁束密度の関係について解析した結果は図１８と同様である。
図１８に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ｂの材料特性に基づいて算出する。
次に、電磁鋼板が素材Ｂであり、誘導モータのステータコアを設計する場合に、上述した「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する一例について説明する。なお、上述した＜ティースの幅の決定例（径方向に沿って平行なティース（素材Ａ））＞と同様の内容は適宜、説明を省略する。
ここでは、図１６に示すモータ１６００の回転数３，０００［ｒｐｍ］として、ステータコア１６２１の全周においてティースの幅が一定である場合の、運転条件（トルク比率）とティースの平均磁束密度の関係について解析した結果は図１８と同様である。
図１８に示すティースの平均磁束密度から、ティースの平均磁界の強さＨ［Ａ／ｍ］を算出する。次に、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を素材Ｂの材料特性に基づいて算出する。
【0067】
図２３は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］との関係を示す表である。
図２３に示すようにトルク比率が何れの場合でも、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が何れの場合でも、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ｂのグラフ２０２に示すような圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。
次に、図２３に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。
図２３に示すようにトルク比率が何れの場合でも、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度にばらつきが生じている。また、トルク比率が何れの場合でも、圧延方向からの角度４５°のティースの磁束密度が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°のティースの磁束密度が小さい。このような傾向は、図２に示す素材Ｂのグラフ２０２に示すような圧延方向からの角度４５°でＢ５０比率が大きく、圧延方向からの角度０°および９０°でＢ５０比率が小さい傾向と合致している。
次に、図２３に示す圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度に基づいて、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。
【0068】
図２４は、トルク比率［％］と、圧延方向からの角度ごとに決定されたティースの最適幅［ｍｍ］との関係を示す表である。
図２５は、トルク比率［％］ごとの、ティースの幅を最適幅で設計したステータコアとティースの幅を全周において一定にしたステータコアとの間の鉄損比率［－］の関係を示す表である。
図２５に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では１．１［％］～５．６［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず略一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
このように、トルク比率などの運転条件によって、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、各ティースの幅を決定することで磁束密度のばらつきを低減でき、磁気飽和しない領域において鉄損を抑制できることが確認できた。
図２５は、トルク比率［％］ごとの、ティースの幅を最適幅で設計したステータコアとティースの幅を全周において一定にしたステータコアとの間の鉄損比率［－］の関係を示す表である。
図２５に示す鉄損比率の結果からトルク比率２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］では１．１［％］～５．６［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。一方、トルク比率１００［％］では、磁気飽和しておりティースの磁束密度は圧延方向からの角度によらず略一定であるために鉄損を抑制できる効果を確認できなかった。
このように、トルク比率などの運転条件によって、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるように、各ティースの幅を決定することで磁束密度のばらつきを低減でき、磁気飽和しない領域において鉄損を抑制できることが確認できた。
【0069】
次に、上述した［ステータコアの第２の設計方法］と同様に、圧延方向からの角度ごとのティースの最適幅を、図１０に示すトルク比率に応じた運転時間の比率に基づいて重み付けする。
図２６は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。
ここで、図２６に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９７２であり、２．８［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。
図２６は、圧延方向からの角度ごとの、図１０に示す運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅を示す表である。
ここで、図２６に示すように重み付けしたティースの幅で設計したステータコアを備えたモータを発明例とし、ティースの幅を全周において一定にしたステータコアを備えたモータを比較例とした。それぞれ回転数３，０００［ｒｐｍ］で図１０に示す運転時間の比率で動作させたときの鉄損比率は０．９７２であり、２．８［％］の鉄損を抑制できることを確認できた。
【0070】
＜ステータコアの設計装置＞
次に、上述した［ステータコアの第１の設計方法］および［ステータコアの第２の設計方法］をステータコアの設計装置２７００を用いて実施する場合について説明する。ステータコアの設計装置２７００のハードウェアは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤおよび各種のハードウェアを有する情報処理装置、または、専用のハードウェアを用いることにより実現される。
次に、上述した［ステータコアの第１の設計方法］および［ステータコアの第２の設計方法］をステータコアの設計装置２７００を用いて実施する場合について説明する。ステータコアの設計装置２７００のハードウェアは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤおよび各種のハードウェアを有する情報処理装置、または、専用のハードウェアを用いることにより実現される。
【0071】
図２７は、ステータコアの設計装置２７００の機構構成の一例を示す図である。
ステータコアの設計装置２７００は、運転データ取得部２７０１と、運転条件／運転比率特定部２７０２と、平均磁束密度取得部２７０３と、評価磁束密度算出部２７０４と、平均磁界の強さ算出部２７０５と、ティース磁束密度取得部２７０６と、ティース幅決定部２７０７と、ステータコア設計部２７０８とを有する。
ステータコアの設計装置２７００は、運転データ取得部２７０１と、運転条件／運転比率特定部２７０２と、平均磁束密度取得部２７０３と、評価磁束密度算出部２７０４と、平均磁界の強さ算出部２７０５と、ティース磁束密度取得部２７０６と、ティース幅決定部２７０７と、ステータコア設計部２７０８とを有する。
【0072】
図２８は、ステータコアの設計装置２７００の処理の一例を示すフローチャートである。図２８のフローチャートは、上述した［ステータコアの第１の設計方法］をステータコアの設計装置２７００により実現する一例を示している。なお、上述した説明と同様の説明は適宜、説明を省略する。
Ｓ１０１では、運転データ取得部２７０１は、設計するステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の回転電機の運転データを取得する。すなわち、運転データ取得部２７０１は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合の運転データを取得する。
上述したように、運転データには計画データと実績データとがある。運転データ取得部２７０１は、動作が予め定められている回転電機の場合には計画データを取得し、既に同種の回転電機が動作しており実績として蓄積されている場合には実績データを取得する。なお、運転データ取得部２７１０は、計画データまたは実績データの何れかの運転データに限られず、計画データおよび実績データの少なくとも何れかの運転データを取得してもよい。Ｓ１０１の処理により、例えば、図１０に示す運転データが取得される。
Ｓ１０１では、運転データ取得部２７０１は、設計するステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の回転電機の運転データを取得する。すなわち、運転データ取得部２７０１は、設計するステータコアを備えた回転電機が運転することを想定した場合の運転データを取得する。
上述したように、運転データには計画データと実績データとがある。運転データ取得部２７０１は、動作が予め定められている回転電機の場合には計画データを取得し、既に同種の回転電機が動作しており実績として蓄積されている場合には実績データを取得する。なお、運転データ取得部２７１０は、計画データまたは実績データの何れかの運転データに限られず、計画データおよび実績データの少なくとも何れかの運転データを取得してもよい。Ｓ１０１の処理により、例えば、図１０に示す運転データが取得される。
【0073】
Ｓ１０２では、運転条件／運転比率特定部２７０２は、Ｓ１０１において取得された運転データに基づいて、複数の運転条件のうち運転時間の比率の最も高い運転条件を特定する。Ｓ１０２の処理により、例えば、図１０に示す運転データに基づいて、運転時間の比率が最も高い運転条件としてトルク比率３０［％］～５０［％］、すなわちトルク比率４０［％］が特定される。
【0074】
Ｓ１０３では、平均磁束密度取得部２７０３は、Ｓ１０２において特定された運転条件に対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する。具体的には、平均磁束密度取得部２７０３は、Ｓ１０２において特定された運転条件であって、ステータコアの全周においてティースの幅が一定である場合に、マクスウェル方程式に基づく電磁場解析（数値解析）を行ったり、サーチコイルを用いて誘起電圧を実測して誘起電圧を積分したりすることにより、ティースの平均磁束密度を取得する。
Ｓ１０３の処理により、例えば、図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係のように、運転時間の比率が最も高い運転条件であるトルク比率４０［％］に対応するティースの平均磁束密度１．４４［Ｔpeak］が取得される。
Ｓ１０３の処理により、例えば、図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係のように、運転時間の比率が最も高い運転条件であるトルク比率４０［％］に対応するティースの平均磁束密度１．４４［Ｔpeak］が取得される。
【0075】
Ｓ１０４では、平均磁界の強さ算出部２７０５は、Ｓ１０３により取得されたティースの平均磁束密度の情報から、ティースの平均磁界の強さを算出する。ティースの平均磁界の強さは、電磁鋼板の比透磁率に基づいて算出することができる。
【0076】
Ｓ１０５では、ティース磁束密度取得部２７０６は、Ｓ１０４により算出されたティースの平均磁界の強さで励磁したときの、ティースの磁束密度の情報を取得する。具体的には、ティース磁束密度取得部２７０６は、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を材料特性、より詳しくは電磁鋼板の圧延方向からの角度ごとのＢ－Ｈ特性に基づいて取得する。
Ｓ１０５の処理により、例えば、図７に示す運転時間の比率が最も高い運転条件であるトルク比率４０［％］において、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの磁束密度１．５１［Ｔ］、１．４７［Ｔ］、１．４２［Ｔ］、１．４２［Ｔ］１．４４［Ｔ］が取得される。
Ｓ１０５の処理により、例えば、図７に示す運転時間の比率が最も高い運転条件であるトルク比率４０［％］において、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの磁束密度１．５１［Ｔ］、１．４７［Ｔ］、１．４２［Ｔ］、１．４２［Ｔ］１．４４［Ｔ］が取得される。
【0077】
Ｓ１０６では、ティース幅決定部２７０７は、「ティースの幅」と、Ｓ１０５により取得された「ティースの磁束密度」との積が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。このように決定されたティースの幅がティースの最適幅である。
Ｓ１０６の処理により、例えば、図８に示すように、運転時間の比率が最も高い運転条件であるトルク比率４０［％］において、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの最適幅５．５７［ｍｍ］、５．７２［ｍｍ］、５．９５［ｍｍ］、５．９３［ｍｍ］、５．８５［ｍｍ］が決定される。
Ｓ１０６の処理により、例えば、図８に示すように、運転時間の比率が最も高い運転条件であるトルク比率４０［％］において、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの最適幅５．５７［ｍｍ］、５．７２［ｍｍ］、５．９５［ｍｍ］、５．９３［ｍｍ］、５．８５［ｍｍ］が決定される。
【0078】
Ｓ１０７では、ステータコア設計部２７０８は、決定されたティースの最適幅を、圧延方向からの角度に応じたティースの幅に適用させてステータコアを設計する。
Ｓ１０７の処理により、例えば、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°でのティースの最適幅を、図４に示す０°範囲（２つのＡ１）、２２．５°範囲（４つのＡ２）、４５°範囲（４つのＡ３）、６７．５°範囲（４つのＡ４）、９０範囲（２つのＡ５）にそれぞれ含まれるティースの幅に適用させてスタータコアが設計される。
Ｓ１０７の処理により、例えば、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°でのティースの最適幅を、図４に示す０°範囲（２つのＡ１）、２２．５°範囲（４つのＡ２）、４５°範囲（４つのＡ３）、６７．５°範囲（４つのＡ４）、９０範囲（２つのＡ５）にそれぞれ含まれるティースの幅に適用させてスタータコアが設計される。
【0079】
このように、ステータコアの設計装置２７００がステータコアを設計することにより、運転時間の比率の最も高い運転条件において、磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。
なお、上述した説明では、Ｓ１０２では複数の運転条件のうち運転時間の比率の最も高い運転条件を特定し、Ｓ１０３では特定された運転条件に対応するティースの平均磁束密度の情報を取得し、Ｓ１０４ではティースの平均磁束密度の情報からティースの平均磁界の強さを算出する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、Ｓ１０１～Ｓ１０４までの処理を省略して、ステータコアの設計装置２７００のオペレータが所定の磁界の強さを入力することで、ステータコアの設計装置２７００のティース磁束密度取得部２７０６はティースの平均磁界の強さの情報を取得してもよい。この場合には、Ｓ１０５において、ティース磁束密度取得部２７０６は、入力されたティースの平均磁界の強さの情報を取得して、取得したティースの平均磁界の強さの情報からティースの磁束密度を取得することができる。
なお、上述した説明では、Ｓ１０２では複数の運転条件のうち運転時間の比率の最も高い運転条件を特定し、Ｓ１０３では特定された運転条件に対応するティースの平均磁束密度の情報を取得し、Ｓ１０４ではティースの平均磁束密度の情報からティースの平均磁界の強さを算出する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、Ｓ１０１～Ｓ１０４までの処理を省略して、ステータコアの設計装置２７００のオペレータが所定の磁界の強さを入力することで、ステータコアの設計装置２７００のティース磁束密度取得部２７０６はティースの平均磁界の強さの情報を取得してもよい。この場合には、Ｓ１０５において、ティース磁束密度取得部２７０６は、入力されたティースの平均磁界の強さの情報を取得して、取得したティースの平均磁界の強さの情報からティースの磁束密度を取得することができる。
【0080】
図２９は、ステータコアの設計装置２７００の処理の一例を示すフローチャートである。図２９のフローチャートは、上述した［ステータコアの第２の設計方法］をステータコアの設計装置２７００により実現する一例を示している。なお、図２８のフローチャートと同様の処理は適宜、説明を省略する。
【0081】
Ｓ２０１では、運転データ取得部２７０１は、設計するステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の回転電機の運転データを取得する。この処理は、Ｓ１０１の処理と同様である。Ｓ２０１の処理により、例えば、図１０に示す運転データが取得される。
Ｓ２０２では、運転条件／運転比率特定部２７０２は、Ｓ１０１において取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する。Ｓ２０２の処理により、例えば、図１０に示す運転データに基づいて、トルク比率に応じた運転時間の比率が特定される。
Ｓ２０２では、運転条件／運転比率特定部２７０２は、Ｓ１０１において取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する。Ｓ２０２の処理により、例えば、図１０に示す運転データに基づいて、トルク比率に応じた運転時間の比率が特定される。
【0082】
Ｓ２０３では、平均磁束密度取得部２７０３は、複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する。具体的には、平均磁束密度取得部２７０３は、複数の運転条件ごと、ステータコアの全周においてティースの幅が一定である場合に、マクスウェル方程式に基づく電磁場解析（数値解析）を行ったり、サーチコイルを用いて誘起電圧を実測して誘起電圧を積分したりすることにより、複数の運転条件ごとに、ティースの平均磁束密度を取得する。
Ｓ２０３の処理により、例えば、図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係のように、トルク比率ごとにティースの平均磁束密度が取得される。
Ｓ２０３の処理により、例えば、図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係のように、トルク比率ごとにティースの平均磁束密度が取得される。
【0083】
Ｓ２０４では、平均磁界の強さ算出部２７０５は、Ｓ２０３により取得された、複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、複数の運転条件ごとにティースの平均磁界の強さを算出する。ティースの平均磁界の強さは、電磁鋼板の比透磁率に基づいて算出することができる。
【0084】
Ｓ２０５では、ティース磁束密度取得部２７０６は、Ｓ２０４により算出された、複数の運転条件ごとのティースの平均磁界の強さで励磁したとき、複数の運転条件ごとのティースの磁束密度の情報を取得する。具体的には、ティース磁束密度取得部２７０６は、複数の運転条件ごとに、ティースの平均磁界の強さで励磁したときの、圧延方向からの角度ごとのティースの磁束密度Ｂ［Ｔ］を材料特性、より詳しくは電磁鋼板の圧延方向からの角度ごとのＢ－Ｈ特性に基づいて取得する。
Ｓ２０５の処理により、例えば、図７に示すように、トルク比率ごとに、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの磁束密度が取得される。
Ｓ２０５の処理により、例えば、図７に示すように、トルク比率ごとに、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの磁束密度が取得される。
【0085】
Ｓ２０６では、ティース幅決定部２７０７は、「ティースの幅」と、Ｓ２０５により取得された「ティースの磁束密度」との積が各ティースで略一定になるように、複数の運転条件ごとにティースの幅を算出する。このように算出されたティースの幅がティースの最適幅である。
Ｓ２０６の処理により、例えば、図８に示すように、トルク比率ごとに、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの最適幅が算出される。
Ｓ２０６の処理により、例えば、図８に示すように、トルク比率ごとに、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれティースの最適幅が算出される。
【0086】
Ｓ２０７では、ティース幅決定部２７０７は、Ｓ２０６で算出された複数の運転条件ごとのティースの最適幅を、Ｓ２０２により特定された複数の運転条件ごとの運転時間の比率に基づいて重み付けして、重み付け後のティースの幅を決定する。
Ｓ２０７の処理により、例えば、図１１に示すように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅が決定される。
Ｓ２０７の処理により、例えば、図１１に示すように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅が決定される。
【0087】
Ｓ２０８では、ステータコア設計部２７０８は、重み付けしたティースの幅を、圧延方向からの角度に応じたティースの幅に適用させてステータコアを設計する。
Ｓ２０８の処理により、例えば、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれ重み付けしたティースの幅を、図４に示す０°範囲（２つのＡ１）、２２．５°範囲（４つのＡ２）、４５°範囲（４つのＡ３）、６７．５°範囲（４つのＡ４）、９０°範囲（２つのＡ５）にそれぞれ含まれるティースの幅に適用させてスタータコアが設計される。
このように、ステータコアの設計装置２７００がステータコアを設計することにより、運転時間の全体に亘って磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。
Ｓ２０８の処理により、例えば、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°においてそれぞれ重み付けしたティースの幅を、図４に示す０°範囲（２つのＡ１）、２２．５°範囲（４つのＡ２）、４５°範囲（４つのＡ３）、６７．５°範囲（４つのＡ４）、９０°範囲（２つのＡ５）にそれぞれ含まれるティースの幅に適用させてスタータコアが設計される。
このように、ステータコアの設計装置２７００がステータコアを設計することにより、運転時間の全体に亘って磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。
【0088】
なお、図２９のフローチャートでは、Ｓ２０７において、複数の運転条件ごとのティースの最適幅を、複数の運転条件ごとの運転時間の比率に基づいて重み付けする場合について説明したが、この場合に限られない。
図３０は、ステータコアの設計装置２７００の処理の一例を示すフローチャートである。図３０のフローチャートは、上述した［ステータコアの第２の設計方法］とは異なる方法をステータコアの設計装置２７００により実現する一例を示している。なお、図２８のフローチャートおよび図２９のフローチャートと同様の処理は適宜、説明を省略する。
図３０は、ステータコアの設計装置２７００の処理の一例を示すフローチャートである。図３０のフローチャートは、上述した［ステータコアの第２の設計方法］とは異なる方法をステータコアの設計装置２７００により実現する一例を示している。なお、図２８のフローチャートおよび図２９のフローチャートと同様の処理は適宜、説明を省略する。
【0089】
Ｓ３０１では、運転データ取得部２７０１は、設計するステータコアを備えた回転電機を運転させる場合の回転電機の運転データを取得する。この処理は、Ｓ１０１およびＳ２０１の処理と同様である。Ｓ３０１の処理により、例えば、図１０に示す運転データが取得される。
Ｓ３０２では、運転条件／運転比率特定部２７０２は、Ｓ３０１において取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する。この処理は、Ｓ２０２の処理と同様である。
Ｓ３０２では、運転条件／運転比率特定部２７０２は、Ｓ３０１において取得された運転データに基づいて、複数の運転条件ごとの運転時間の比率を特定する。この処理は、Ｓ２０２の処理と同様である。
【0090】
Ｓ３０３では、平均磁束密度取得部２７０３は、複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報を取得する。この処理は、Ｓ２０３と同様の処理である。Ｓ３０３の処理により、例えば、図６に示すトルク比率とティースの平均磁束密度との関係のように、トルク比率ごとにティースの平均磁束密度が取得される。
【0091】
Ｓ３０４では、評価磁束密度算出部２７０４は、Ｓ３０３により取得された複数の運転条件ごとに対応するティースの平均磁束密度の情報から、Ｓ３０２により特定された運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの評価磁束密度を算出する。評価磁束密度は、ティースの平均磁束密度を、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの磁束密度である。具体的に、評価磁束密度算出部２７０４は、トルク比率ごとに、ティースの平均磁束密度と運転時間の比率とを乗算し、乗算した値を加算して１００で割ることにより評価磁束密度を算出することができる。
例えば、図６に示すようなトルク比率とティースの平均磁束密度との関係であり、図１０に示すような運転データである場合には、Ｓ３０４の処理により、ティースの評価磁束密度Ｂｖ［Ｔpeak］は、（１．２２［Ｔpeak］×２０［％］＋１．４４［Ｔpeak］×４５［％］＋１．５９［Ｔpeak］×２０［％］＋１．８２［Ｔpeak］×１０［％］＋２．０４［Ｔpeak］×５［％］）を１００で割ることで算出される。
例えば、図６に示すようなトルク比率とティースの平均磁束密度との関係であり、図１０に示すような運転データである場合には、Ｓ３０４の処理により、ティースの評価磁束密度Ｂｖ［Ｔpeak］は、（１．２２［Ｔpeak］×２０［％］＋１．４４［Ｔpeak］×４５［％］＋１．５９［Ｔpeak］×２０［％］＋１．８２［Ｔpeak］×１０［％］＋２．０４［Ｔpeak］×５［％］）を１００で割ることで算出される。
【0092】
Ｓ３０５では、平均磁界の強さ算出部２７０５は、Ｓ３０４により算出されたティースの評価磁束密度から、ティースの平均磁界の強さを算出する。ティースの平均磁界の強さは、電磁鋼板の比透磁率に基づいて算出することができる。
Ｓ３０６では、ティース磁束密度取得部２７０６は、Ｓ３０５により算出されたティースの平均磁界の強さで励磁したときの、ティースの磁束密度の情報を取得する。この処理は、Ｓ１０５と同様の処理である。
Ｓ３０６では、ティース磁束密度取得部２７０６は、Ｓ３０５により算出されたティースの平均磁界の強さで励磁したときの、ティースの磁束密度の情報を取得する。この処理は、Ｓ１０５と同様の処理である。
【0093】
Ｓ３０７では、ティース幅決定部２７０７は、「ティースの幅」と、Ｓ３０６により取得された「ティースの磁束密度」との積が各ティースで略一定になるように、ティースの幅を決定する。この処理は、Ｓ１０６と同様の処理である。
Ｓ３０７の処理により、例えば、図１１に示すように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅が決定される。
Ｓ３０７の処理により、例えば、図１１に示すように、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの幅が決定される。
【0094】
Ｓ３０８では、ステータコア設計部２７０８は、決定されたティースの幅を、圧延方向からの角度に応じたティースの幅に適用させてステータコアを設計する。この処理は、Ｓ１０７と同様の処理である。
このように、ステータコアの設計装置２７００がステータコアを設計することにより、運転時間の全体に亘って磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。また、ティースの平均磁束密度を、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの評価磁束密度を算出し、算出したティースの評価磁束密度に基づいて以降の処理を行うことで、処理の低減を図ることができる。
このように、ステータコアの設計装置２７００がステータコアを設計することにより、運転時間の全体に亘って磁束密度のばらつきを低減でき、鉄損を抑制することができる。また、ティースの平均磁束密度を、運転時間の比率に基づいて重み付けしたティースの評価磁束密度を算出し、算出したティースの評価磁束密度に基づいて以降の処理を行うことで、処理の低減を図ることができる。
【0095】
以上のように、本実施形態によれば、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」が各ティースで略一定になるようにティースの幅を決定することで、磁束密度のばらつきを低減して、鉄損を抑制することができる。
なお、各ティースとは、上述したように例えば、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°のように所定の間隔ごとのティースであってもよく、全てのティースであってもよい。また、略一定とは完全に一定である場合に限られず、比較例よりも鉄損を抑制できる範囲が略一定に含まれる。具体的に、略一定とは、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」の最大値と最小値との差異が±１％以内、好ましくは±０．５％以内である。上述したように、図７におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの磁束密度」と、図８におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの最適幅」とを圧延方向からの角度ごとに乗算した積は、何れも９．３であり略一定であるとして説明した。具体的には、圧延方向からの角度０°ではティースの磁束密度１．６５［Ｔ］×ティースの最適幅５．６４［ｍｍ］＝９．３０６≒９．３、圧延方向からの角度２２．５°ではティースの磁束密度１．６１［Ｔ］×ティースの最適幅５．７６［ｍｍ］＝９．２７３６≒９．３、圧延方向からの角度４５°ではティースの磁束密度１．５５［Ｔ］×ティースの最適幅５．９９［ｍｍ］＝９．２８４５≒９．３、圧延方向からの角度６７．５°ではティースの磁束密度１．５６［Ｔ］×ティースの最適幅５．９６［ｍｍ］＝９．２９７６≒９．３、圧延方向からの角度９０°ではティースの磁束密度１．５９［Ｔ］×ティースの最適幅５．８５［ｍｍ］＝９．３０１５≒９．３である。この場合の最大値と最小値の差異は９．３０６÷９．２７３６≒１．００３５になるために、略一定は０．５％以内である。また、９．３の四捨五入の範囲として９．２５～９．３４を許容すると、９．３４÷９．２５≒１．００９７になるために、略一定は１％以内である。
なお、各ティースとは、上述したように例えば、圧延方向からの角度０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°のように所定の間隔ごとのティースであってもよく、全てのティースであってもよい。また、略一定とは完全に一定である場合に限られず、比較例よりも鉄損を抑制できる範囲が略一定に含まれる。具体的に、略一定とは、「ティースの幅」×「ティースの磁束密度」の最大値と最小値との差異が±１％以内、好ましくは±０．５％以内である。上述したように、図７におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの磁束密度」と、図８におけるトルク比率６０［％］の場合の「ティースの最適幅」とを圧延方向からの角度ごとに乗算した積は、何れも９．３であり略一定であるとして説明した。具体的には、圧延方向からの角度０°ではティースの磁束密度１．６５［Ｔ］×ティースの最適幅５．６４［ｍｍ］＝９．３０６≒９．３、圧延方向からの角度２２．５°ではティースの磁束密度１．６１［Ｔ］×ティースの最適幅５．７６［ｍｍ］＝９．２７３６≒９．３、圧延方向からの角度４５°ではティースの磁束密度１．５５［Ｔ］×ティースの最適幅５．９９［ｍｍ］＝９．２８４５≒９．３、圧延方向からの角度６７．５°ではティースの磁束密度１．５６［Ｔ］×ティースの最適幅５．９６［ｍｍ］＝９．２９７６≒９．３、圧延方向からの角度９０°ではティースの磁束密度１．５９［Ｔ］×ティースの最適幅５．８５［ｍｍ］＝９．３０１５≒９．３である。この場合の最大値と最小値の差異は９．３０６÷９．２７３６≒１．００３５になるために、略一定は０．５％以内である。また、９．３の四捨五入の範囲として９．２５～９．３４を許容すると、９．３４÷９．２５≒１．００９７になるために、略一定は１％以内である。
【0096】
次に、上述した電磁鋼板のうち素材Ｂは、素材Ａよりも鉄損を抑制することができる。
ここで、素材Ｂに係る電磁鋼板について説明する。
なお、以下の説明では、圧延方向からの角度が４５°の方向を、圧延方向から４５°傾いた方向と称し、圧延方向からの角度１３５°の方向を、圧延方向から１３５°傾いた方向と称する。その他、圧延方向からの角度θ°の方向を、圧延方向からθ°傾いた方向と称する。このように、圧延方向からの角度θ°の方向と、圧延方向からθ°傾いた方向とは、同じ意味である。
ここで、素材Ｂに係る電磁鋼板について説明する。
なお、以下の説明では、圧延方向からの角度が４５°の方向を、圧延方向から４５°傾いた方向と称し、圧延方向からの角度１３５°の方向を、圧延方向から１３５°傾いた方向と称する。その他、圧延方向からの角度θ°の方向を、圧延方向からθ°傾いた方向と称する。このように、圧延方向からの角度θ°の方向と、圧延方向からθ°傾いた方向とは、同じ意味である。
【0097】
まず、素材Ｂに係る電磁鋼板の一例である無方向性電磁鋼板（以下、本実施形態の無方向性電磁鋼板という）およびその製造方法で用いられる鋼材の化学組成について説明する。以下の説明において、本実施形態の無方向性電磁鋼板または鋼材に含まれる各元素の含有量の単位である「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。また、「～」を挟んで記載する数値限定範囲には、下限値および上限値がその範囲に含まれる。「未満」または「超」と示す数値には、その値が数値範囲に含まれない。無方向性電磁鋼板および鋼材は、フェライト－オーステナイト変態（以下、α－γ変態）が生じ得る化学組成であって、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、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％、Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、Ｐ：０．０００％～０．４００％、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する。更に、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの含有量が後述する所定の条件を満たす。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、が例示される。
【0098】
<<Ｃ：０．０１００％以下>>
Ｃは、鉄損を高めたり、磁気時効を引き起こしたりする。したがって、Ｃ含有量は低ければ低いほどよい。このような現象は、Ｃ含有量が０．０１００％超で顕著である。このため、Ｃ含有量は０．０１００％以下とする。Ｃ含有量の低減は、板面内の全方向における磁気特性の均一な向上にも寄与する。尚、Ｃ含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱炭処理のコストを踏まえ、０．０００５％以上とすることが好ましい。
Ｃは、鉄損を高めたり、磁気時効を引き起こしたりする。したがって、Ｃ含有量は低ければ低いほどよい。このような現象は、Ｃ含有量が０．０１００％超で顕著である。このため、Ｃ含有量は０．０１００％以下とする。Ｃ含有量の低減は、板面内の全方向における磁気特性の均一な向上にも寄与する。尚、Ｃ含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱炭処理のコストを踏まえ、０．０００５％以上とすることが好ましい。
【0099】
<<Ｓｉ：１．５０％～４．００％>>
Ｓｉは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減したり、降伏比を増大させて、鉄心への打ち抜き加工性を向上したりする。Ｓｉ含有量が１．５０％未満では、これらの作用効果を十分に得られない。したがって、Ｓｉ含有量は１．５０％以上とする。一方、Ｓｉ含有量が４．００％超では、磁束密度が低下したり、硬度の過度な上昇により打ち抜き加工性が低下したり、冷間圧延が困難になったりする。したがって、Ｓｉ含有量は４．００％以下とする。
Ｓｉは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減したり、降伏比を増大させて、鉄心への打ち抜き加工性を向上したりする。Ｓｉ含有量が１．５０％未満では、これらの作用効果を十分に得られない。したがって、Ｓｉ含有量は１．５０％以上とする。一方、Ｓｉ含有量が４．００％超では、磁束密度が低下したり、硬度の過度な上昇により打ち抜き加工性が低下したり、冷間圧延が困難になったりする。したがって、Ｓｉ含有量は４．００％以下とする。
【0100】
<<ｓｏｌ．Ａｌ：０．０００１％～１．０％>>
ｓｏｌ．Ａｌは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減する。ｓｏｌ．Ａｌは、飽和磁束密度に対する磁束密度Ｂ５０の相対的な大きさの向上にも寄与する。ここで、磁束密度Ｂ５０とは、磁界の強さ５０００Ａ／ｍで励磁したときの磁束密度である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０００１％未満では、これらの作用効果を十分に得られない。また、Ａｌには製鋼での脱硫促進効果もある。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０００１％以上とする。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が１．０％超では、磁束密度が低下したり、降伏比を低下させて、打ち抜き加工性を低下させたりする。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は１．０％以下とする。
ｓｏｌ．Ａｌは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減する。ｓｏｌ．Ａｌは、飽和磁束密度に対する磁束密度Ｂ５０の相対的な大きさの向上にも寄与する。ここで、磁束密度Ｂ５０とは、磁界の強さ５０００Ａ／ｍで励磁したときの磁束密度である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０００１％未満では、これらの作用効果を十分に得られない。また、Ａｌには製鋼での脱硫促進効果もある。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．０００１％以上とする。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が１．０％超では、磁束密度が低下したり、降伏比を低下させて、打ち抜き加工性を低下させたりする。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は１．０％以下とする。
【0101】
<<Ｓ：０．０１００％以下>>
Ｓは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Ｓは、微細なＭｎＳの析出により、焼鈍における再結晶および結晶粒の成長を阻害する。したがって、Ｓ含有量は低ければ低いほどよい。このような再結晶および結晶粒成長の阻害による鉄損の増加および磁束密度の低下は、Ｓ含有量が０．０１００％超で顕著である。このため、Ｓ含有量は０．０１００％以下とする。尚、Ｓ含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱硫処理のコストを踏まえ、０．０００３％以上とすることが好ましい。
Ｓは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Ｓは、微細なＭｎＳの析出により、焼鈍における再結晶および結晶粒の成長を阻害する。したがって、Ｓ含有量は低ければ低いほどよい。このような再結晶および結晶粒成長の阻害による鉄損の増加および磁束密度の低下は、Ｓ含有量が０．０１００％超で顕著である。このため、Ｓ含有量は０．０１００％以下とする。尚、Ｓ含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱硫処理のコストを踏まえ、０．０００３％以上とすることが好ましい。
【0102】
<<Ｎ：０．０１００％以下>>
ＮはＣと同様に、磁気特性を劣化させるので、Ｎ含有量は低ければ低いほどよい。したがって、Ｎ含有量は０．０１００％以下とする。尚、Ｎ含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱窒処理のコストを踏まえ、０．００１０％以上とすることが好ましい。
ＮはＣと同様に、磁気特性を劣化させるので、Ｎ含有量は低ければ低いほどよい。したがって、Ｎ含有量は０．０１００％以下とする。尚、Ｎ含有量の下限は特に限定しないが、精錬時の脱窒処理のコストを踏まえ、０．００１０％以上とすることが好ましい。
【0103】
<<Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれる１種以上：総計で２．５０％～５．００％>>
これらの元素は、α－γ変態を生じさせるために必要な元素であることから、これらの元素を総計で２．５０％以上含有させる必要がある。一方で、総計で５．００％を超えると、コスト高となり、磁束密度が低下する場合もある。したがって、これらの元素を総計で５．００％以下とする。
これらの元素は、α－γ変態を生じさせるために必要な元素であることから、これらの元素を総計で２．５０％以上含有させる必要がある。一方で、総計で５．００％を超えると、コスト高となり、磁束密度が低下する場合もある。したがって、これらの元素を総計で５．００％以下とする。
【0104】
また、α－γ変態が生じ得る条件として、更に以下の条件を満たしているものとする。つまり、Ｍｎ含有量（質量％）を［Ｍｎ］、Ｎｉ含有量（質量％）を［Ｎｉ］、Ｃｏ含有量（質量％）を［Ｃｏ］、Ｐｔ含有量（質量％）を［Ｐｔ］、Ｐｂ含有量（質量％）を［Ｐｂ］、Ｃｕ含有量（質量％）を［Ｃｕ］、Ａｕ含有量（質量％）を［Ａｕ］、Ｓｉ含有量（質量％）を［Ｓｉ］、ｓｏｌ．Ａｌ含有量（質量％）を［ｓｏｌ．Ａｌ］としたときに、質量％で、以下の（１）式を満たすことが好ましい。
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
（［Ｍｎ］＋［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］＋［Ｐｔ］＋［Ｐｂ］＋［Ｃｕ］＋［Ａｕ］）－（［Ｓｉ］＋［ｓｏｌ．Ａｌ］）＞０％ ・・・（１）
【0105】
前述の（１）式を満たさない場合には、α－γ変態が生じないため、磁束密度が低くなる。
【0106】
<<Ｓｎ：０．０００％～０．４００％、Ｓｂ：０．０００％～０．４００％、Ｐ：０．０００％～０．４００％>>
ＳｎやＳｂは冷間圧延、再結晶後の集合組織を改善して、その磁束密度を向上させる。そのため、これらの元素を必要に応じて含有させてもよいが、過剰に含まれると鋼を脆化させる。したがって、Ｓｎ含有量、Ｓｂ含有量はいずれも０．４００％以下とする。また、Ｐは再結晶後の鋼板の硬度を確保するために含有させてもよいが、過剰に含まれると鋼の脆化を招く。したがって、Ｐ含有量は０．４００％以下とする。以上のように磁気特性等のさらなる効果を付与する場合には、０．０２０％～０．４００％のＳｎ、０．０２０％～０．４００％のＳｂ、および０．０２０％～０．４００％のＰからなる群から選ばれる１種以上を含有することが好ましい。
ＳｎやＳｂは冷間圧延、再結晶後の集合組織を改善して、その磁束密度を向上させる。そのため、これらの元素を必要に応じて含有させてもよいが、過剰に含まれると鋼を脆化させる。したがって、Ｓｎ含有量、Ｓｂ含有量はいずれも０．４００％以下とする。また、Ｐは再結晶後の鋼板の硬度を確保するために含有させてもよいが、過剰に含まれると鋼の脆化を招く。したがって、Ｐ含有量は０．４００％以下とする。以上のように磁気特性等のさらなる効果を付与する場合には、０．０２０％～０．４００％のＳｎ、０．０２０％～０．４００％のＳｂ、および０．０２０％～０．４００％のＰからなる群から選ばれる１種以上を含有することが好ましい。
【0107】
<<Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、およびＣｄからなる群から選ばれる１種以上：総計で０．００００％～０．０１００％>>
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＺｎおよびＣｄは、溶鋼の鋳造時に溶鋼中のＳと反応して硫化物若しくは酸硫化物またはこれらの両方の析出物を生成する。以下、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＺｎおよびＣｄを総称して「粗大析出物生成元素」ということがある。粗大析出物生成元素の析出物の粒径は１μｍ～２μｍ程度であり、ＭｎＳ、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の微細析出物の粒径（１００ｎｍ程度）よりはるかに大きい。このため、これら微細析出物は粗大析出物生成元素の析出物に付着し、中間焼鈍における再結晶および結晶粒の成長を阻害しにくくなる。これらの作用効果を十分に得るためには、これらの元素の総計が０．０００５％以上であることが好ましい。ただし、これらの元素の総計が０．０１００％を超えると、硫化物若しくは酸硫化物またはこれらの両方の総量が過剰となり、中間焼鈍における再結晶および結晶粒の成長が阻害される。したがって、粗大析出物生成元素の含有量は総計で０．０１００％以下とする。
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＺｎおよびＣｄは、溶鋼の鋳造時に溶鋼中のＳと反応して硫化物若しくは酸硫化物またはこれらの両方の析出物を生成する。以下、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＺｎおよびＣｄを総称して「粗大析出物生成元素」ということがある。粗大析出物生成元素の析出物の粒径は１μｍ～２μｍ程度であり、ＭｎＳ、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の微細析出物の粒径（１００ｎｍ程度）よりはるかに大きい。このため、これら微細析出物は粗大析出物生成元素の析出物に付着し、中間焼鈍における再結晶および結晶粒の成長を阻害しにくくなる。これらの作用効果を十分に得るためには、これらの元素の総計が０．０００５％以上であることが好ましい。ただし、これらの元素の総計が０．０１００％を超えると、硫化物若しくは酸硫化物またはこれらの両方の総量が過剰となり、中間焼鈍における再結晶および結晶粒の成長が阻害される。したがって、粗大析出物生成元素の含有量は総計で０．０１００％以下とする。
【0108】
<<集合組織>>
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の集合組織について説明する。製造方法の詳細については後述するが、本実施形態の無方向性電磁鋼板はα－γ変態が生じ得る化学組成であり、熱間圧延での仕上げ圧延終了直後の急冷によって組織を微細化することによって｛１００｝結晶粒が成長した組織となる。これにより、本実施形態の無方向性電磁鋼板は｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度が５～３０となり、圧延方向に対して４５°方向の磁束密度Ｂ５０が特に高くなる。このように特定の方向で磁束密度が高くなるが、全体的に全方向平均で高い磁束密度が得られる。｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度が５未満になると、磁束密度を低下させる｛１１１｝＜１１２＞方位の集積強度が高くなり、全体的に磁束密度が低下してしまう。また、｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度が３０を超える製造方法は熱間圧延板を厚くする必要があり、製造が困難という課題がある。
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の集合組織について説明する。製造方法の詳細については後述するが、本実施形態の無方向性電磁鋼板はα－γ変態が生じ得る化学組成であり、熱間圧延での仕上げ圧延終了直後の急冷によって組織を微細化することによって｛１００｝結晶粒が成長した組織となる。これにより、本実施形態の無方向性電磁鋼板は｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度が５～３０となり、圧延方向に対して４５°方向の磁束密度Ｂ５０が特に高くなる。このように特定の方向で磁束密度が高くなるが、全体的に全方向平均で高い磁束密度が得られる。｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度が５未満になると、磁束密度を低下させる｛１１１｝＜１１２＞方位の集積強度が高くなり、全体的に磁束密度が低下してしまう。また、｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度が３０を超える製造方法は熱間圧延板を厚くする必要があり、製造が困難という課題がある。
【0109】
｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度は、Ｘ線回折法または電子線後方散乱回折（electron backscatter diffraction：ＥＢＳＤ）法により測定することができる。Ｘ線および電子線の試料からの反射角等が結晶方位毎に異なるため、ランダム方位試料を基準にしてこの反射強度等で結晶方位強度を求めることができる。本実施形態の好適な無方向性電磁鋼板の｛１００｝＜０１１＞方位の集積強度は、Ｘ線ランダム強度比で５～３０となる。このとき、ＥＢＳＤにより結晶方位を測定し、Ｘ線ランダム強度比に換算した値を用いても良い。
【0110】
<<厚さ>>
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の厚さについて説明する。本実施形態の無方向性電磁鋼板の厚さは、０．５０ｍｍ以下である。厚さが０．５０ｍｍ超であると、優れた高周波鉄損を得ることができない。したがって、厚さは０．５０ｍｍ以下とする。
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の厚さについて説明する。本実施形態の無方向性電磁鋼板の厚さは、０．５０ｍｍ以下である。厚さが０．５０ｍｍ超であると、優れた高周波鉄損を得ることができない。したがって、厚さは０．５０ｍｍ以下とする。
【0111】
<<磁気特性>>
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の磁気特性について説明する。磁気特性を調べる際には、本実施形態の無方向性電磁鋼板の磁束密度であるＢ５０の値を測定する。製造された無方向性電磁鋼板において、その圧延方向の一方と他方とは区別できない。そのため本実施形態では、圧延方向とはその一方および他方の双方向をいう。圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２とすると、Ｂ５０Ｄ１およびＢ５０Ｄ２が最も高く、Ｂ５０ＬおよびＢ５０Ｃが最も低いという磁束密度の異方性がみられる。
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の磁気特性について説明する。磁気特性を調べる際には、本実施形態の無方向性電磁鋼板の磁束密度であるＢ５０の値を測定する。製造された無方向性電磁鋼板において、その圧延方向の一方と他方とは区別できない。そのため本実施形態では、圧延方向とはその一方および他方の双方向をいう。圧延方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｌ、圧延方向から４５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ１、圧延方向から９０°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｃ、圧延方向から１３５°傾いた方向におけるＢ５０の値をＢ５０Ｄ２とすると、Ｂ５０Ｄ１およびＢ５０Ｄ２が最も高く、Ｂ５０ＬおよびＢ５０Ｃが最も低いという磁束密度の異方性がみられる。
【0112】
ここで、例えば時計回り（反時計回りでもよい）の方向を正の方向とした磁束密度の全方位（０°～３６０°）分布を考えた場合、圧延方向を０°（一方向）および１８０°（他方向）とすると、Ｂ５０Ｄ１は４５°および２２５°のＢ５０値、Ｂ５０Ｄ２は１３５°および３１５°のＢ５０値となる。同様に、Ｂ５０Ｌは０°および１８０°のＢ５０値、Ｂ５０Ｃは９０°および２７０°のＢ５０値となる。４５°のＢ５０値と２２５°のＢ５０値とは厳密に一致し、１３５°のＢ５０値と３１５°のＢ５０値とは厳密に一致する。しかしながら、Ｂ５０Ｄ１とＢ５０Ｄ２とは、実際の製造に際して磁気特性を同じにすることが容易でない場合があることから、厳密には一致しない場合がある。同様に、０°のＢ５０値と１８０°のＢ５０値とは厳密に一致し、９０°のＢ５０値と２７０°のＢ５０値とは厳密に一致する一方で、Ｂ５０ＬとＢ５０Ｃとは厳密には一致しない場合がある。本実施形態の無方向性電磁鋼板では、Ｂ５０Ｄ１およびＢ５０Ｄ２の平均値と、Ｂ５０ＬとＢ５０Ｃの平均値とを用いて、以下の（２）式且つ（３）式を満たす。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．７Ｔ ・・・（２）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（３）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．７Ｔ ・・・（２）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（３）
【0113】
このように、磁束密度を測定すると、（２）式のようにＢ５０Ｄ１およびＢ５０Ｄ２の平均値が１．７Ｔ以上となると共に、（３）式のように磁束密度の高い異方性が確認される。
【0114】
更に、（１）式を満たすことに加え、以下の（４）式のように、（３）式よりも磁束密度の異方性が高いことが好ましい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．１×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（４）
更に、以下の（５）式のように、磁束密度の異方性がより高いことが好ましい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．２×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（５）
更に、以下の（６）式のように、Ｂ５０Ｄ１およびＢ５０Ｄ２の平均値が１．８Ｔ以上となることが好ましい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．８Ｔ ・・・（６）
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．１×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（４）
更に、以下の（５）式のように、磁束密度の異方性がより高いことが好ましい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．２×（Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／２・・・（５）
更に、以下の（６）式のように、Ｂ５０Ｄ１およびＢ５０Ｄ２の平均値が１．８Ｔ以上となることが好ましい。
（Ｂ５０Ｄ１＋Ｂ５０Ｄ２）／２＞１．８Ｔ ・・・（６）
【0115】
尚、前記の４５°は、理論的な値であり、実際の製造に際しては４５°に一致させることが容易でない場合があることから、厳密には４５°に一致していないものも含むものとする。このことは、当該０°，９０°，１３５°，１８０°，２２５°，２７０°，３１５°についても同様である。
【0116】
磁束密度の測定は、圧延方向に対して４５°、０°方向等から５５ｍｍ角の試料を切り出し、単板磁気測定装置を用いて行うことができる。
【0117】
<<製造方法>>
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の製造方法の一例について説明する。本実施形態の無方向性電磁鋼板を製造する際には、例えば、熱間圧延、冷間圧延（第１の冷間圧延）、中間焼鈍（第１の焼鈍）、スキンパス圧延（第２の冷間圧延）、仕上焼鈍（第３の焼鈍）、歪取焼鈍（第２の焼鈍）等が行われる。
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板の製造方法の一例について説明する。本実施形態の無方向性電磁鋼板を製造する際には、例えば、熱間圧延、冷間圧延（第１の冷間圧延）、中間焼鈍（第１の焼鈍）、スキンパス圧延（第２の冷間圧延）、仕上焼鈍（第３の焼鈍）、歪取焼鈍（第２の焼鈍）等が行われる。
【0118】
まず、前述した鋼材を加熱し、熱間圧延を施す。鋼材は、例えば通常の連続鋳造によって製造されるスラブである。熱間圧延の粗圧延および仕上げ圧延はγ域（Ａｒ１温度以上）の温度で行う。つまり、仕上げ圧延の仕上温度がＡｒ１温度以上、巻取り温度が２５０℃超、６００℃以下となるように熱間圧延を行う。これにより、その後の冷却によってオーステナイトからフェライトへ変態することにより組織は微細化する。微細化された状態でその後冷間圧延を施すと、張出再結晶（以下、バルジング）が発生しやすくなるので、通常は成長しにくい｛１００｝結晶粒を成長させやすくすることができる。
【0119】
また、本実施形態の無方向性電磁鋼板を製造する際には、更に仕上げ圧延の最終パスを通過する際の温度（仕上温度）をＡｒ１温度以上、巻取り温度が２５０℃超、６００℃以下とする。オーステナイトからフェライトへ変態することによって結晶組織を微細化するようにしている。このように結晶組織を微細化させることによって、その後の冷間圧延、中間焼鈍を経てバルジングを発生させやすくすることができる。
【0120】
その後、熱間圧延板焼鈍は行わずに巻き取り、酸洗を経て、熱間圧延鋼板に対して冷間圧延を行う。冷間圧延では圧下率を８０％～９５％とすることが好ましい。圧下率が８５％未満ではバルジングが発生しにくくなる。圧下率が９５％超ではその後のバルジングによって｛１００｝結晶粒が成長しやすくなるが、熱間圧延鋼板を厚くしないといけなく、熱間圧延の巻取りが困難になり、操業が困難になりやすくなる。冷間圧延の圧下率はより好ましくは８６％以上である。冷間圧延の圧下率が８６％以上では、よりバルジングが発生しやすくなる。
【0121】
冷間圧延が終了すると、続いて中間焼鈍を行う。本実施形態の無方向性電磁鋼板を製造する際には、オーステナイトへ変態しない温度で中間焼鈍を行う。つまり、中間焼鈍の温度をＡｃ１温度未満とすることが好ましい。このように中間焼鈍を行うことによってバルジングが生じ、｛１００｝結晶粒が成長しやすくなる。また、中間焼鈍の時間は、５秒間～６０秒間とすることが好ましい。
【0122】
中間焼鈍が終了すると、次にスキンパス圧延を行う。前述したようにバルジングが発生した状態でスキンパス圧延、焼鈍を行うと、バルジングが発生した部分を起点に｛１００｝結晶粒が更に成長する。これはスキンパス圧延により、｛１００｝＜０１１＞結晶粒には歪がたまりにくく、｛１１１｝＜１１２＞結晶粒には歪がたまりやすい性質があり、その後の焼鈍で歪の少ない｛１００｝＜０１１＞結晶粒が歪の差を駆動力に｛１１１｝＜１１２＞結晶粒を蚕食するためである。歪差を駆動力にして発生するこの蚕食現象は歪誘起粒界移動（以下、ＳＩＢＭ）と呼ばれる。スキンパス圧延の圧下率は５％～２５％とすることが好ましい。圧下率が５％未満では歪量が少なすぎるため、この後の焼鈍でＳＩＢＭが起きなくなり、｛１００｝＜０１１＞結晶粒は大きくならない。一方、圧下率が２５％超では歪量が多くなり過ぎ、｛１１１｝＜１１２＞結晶粒の中から新しい結晶粒が生まれる再結晶核生成（以下Nucleation）が発生する。このNucleationでは殆どの生まれてくる粒が｛１１１｝＜１１２＞結晶粒のため、磁気特性が悪くなる。
【0123】
スキンパス圧延を施した後、歪を開放して加工性を向上させるために仕上げ焼鈍を行う。仕上げ焼鈍も同様にオーステナイトへ変態しない温度とし、仕上げ焼鈍の温度をＡｃ１温度未満とする。このように仕上げ焼鈍を行うことによって、｛１００｝＜０１１＞結晶粒が｛１１１｝＜１１２＞結晶粒を蚕食し、磁気特性を向上させることができる。また、仕上げ焼鈍時に６００℃～Ａｃ１温度となる時間を１２００秒以内とする。この焼鈍時間が短すぎるとスキンパスで入れた歪がほとんど残り、複雑な形状を打ち抜くときに反りが発生する。一方、焼鈍時間が長すぎると結晶粒が粗大になり過ぎ、打ち抜き時にダレが大きくなり、打ち抜き精度が出なくなる。
【0124】
仕上焼鈍が終了すると、所望の鉄鋼部材とすべく、無方向性電磁鋼板の成形加工等が行われる。そして、無方向性電磁鋼板からなる鉄鋼部材に成形加工等（例えば打ち抜き）により生じた歪等を除去すべく、鉄鋼部材に歪取焼鈍を施す。本実施形態では、Ａｃ１温度よりも下で、ＳＩＢＭが発生し、結晶粒径も粗大に出来るようにするため、歪取焼鈍の温度を例えば８００℃程度とし、歪取焼鈍の時間を２時間程度とする。歪取焼鈍により、磁気特性を向上させることができる。
【0125】
本実施形態の無方向性電磁鋼板（鉄鋼部材）では、前述の製造方法のうち、主に熱間圧延工程においてＡｒ１温度以上で仕上げ圧延をすることにより、前記（１）式の高いＢ５０および前記（２）式の優れた異方性が得られる。更に、スキンパス圧延工程において圧下率を１０％程度にすることで前記（４）式のより優れた異方性が得られる。
なお、本実施形態においてＡｒ１温度は、１℃／秒の平均冷却速度で冷却中の鋼材（鋼板）の熱膨張変化から求める。また、本実施形態においてＡｃ１温度は、１℃／秒の平均加熱速度で加熱中の鋼材（鋼板）の熱膨張変化から求める。
なお、本実施形態においてＡｒ１温度は、１℃／秒の平均冷却速度で冷却中の鋼材（鋼板）の熱膨張変化から求める。また、本実施形態においてＡｃ１温度は、１℃／秒の平均加熱速度で加熱中の鋼材（鋼板）の熱膨張変化から求める。
【0126】
以上のように本実施形態の無方向性電磁鋼板からなる鉄鋼部材を製造することができる。
【0127】
次に、本実施形態の無方向性電磁鋼板について、実施例を示しながら具体的に説明する。以下に示す実施例は、無方向性電磁鋼板のあくまでも一例にすぎず、無方向性電磁鋼板が下記の例に限定されるものではない。
【0128】
<<第１の実施例>>
溶鋼を鋳造することにより、以下の表１から表２に示す成分のインゴットを作製した。ここで、式左辺とは、前述の（１）式の左辺の値を表している。その後、作製したインゴットを１１５０℃まで加熱して熱間圧延を行い、板厚が２．５ｍｍになるように圧延した。そして、仕上げ圧延終了後に水冷し熱間圧延鋼板を巻き取った。この時の仕上げ圧延の最終パスの段階での温度（仕上温度）は８３０℃であり、すべてＡｒ１温度より大きい温度だった。尚、γ－α変態が起こらないＮｏ．１０８については、仕上温度を８５０℃とした。また、巻取り温度については表１に示す条件にて行った。
溶鋼を鋳造することにより、以下の表１から表２に示す成分のインゴットを作製した。ここで、式左辺とは、前述の（１）式の左辺の値を表している。その後、作製したインゴットを１１５０℃まで加熱して熱間圧延を行い、板厚が２．５ｍｍになるように圧延した。そして、仕上げ圧延終了後に水冷し熱間圧延鋼板を巻き取った。この時の仕上げ圧延の最終パスの段階での温度（仕上温度）は８３０℃であり、すべてＡｒ１温度より大きい温度だった。尚、γ－α変態が起こらないＮｏ．１０８については、仕上温度を８５０℃とした。また、巻取り温度については表１に示す条件にて行った。
【0129】
次に、熱間圧延鋼板において酸洗によりスケールを除去し、表１に示す冷間圧延後の圧下率で圧延した。そして、無酸化雰囲気で７００℃で３０秒の中間焼鈍を行った。次いで、表１に示す２回目の冷間圧延（スキンパス圧延）圧下率で圧延した。
【0130】
次に、磁気特性を調べるために２回目の冷間圧延（スキンパス圧延）の後に８００℃で３０秒の仕上げ焼鈍を行い、５５ｍｍ角の試料を剪断加工で作成した後、８００℃で２時間の歪取焼鈍を行い、磁束密度Ｂ５０を測定した。測定試料は５５ｍｍ角の試料を圧延方向に０°と４５°の２種類の方向に採取した。そして、この２種類の試料を測定し、圧延方向に対して０°、４５°、９０°、１３５°の磁束密度Ｂ５０をそれぞれＢ５０Ｌ、Ｂ５０Ｄ１、Ｂ５０Ｃ、Ｂ５０Ｄ２とした。
【0131】
【表1】
【0132】
【表2】
【0133】
表１から表２中の下線は、本発明の範囲から外れた条件を示している。発明例であるＮｏ．１０１～Ｎｏ．１０７、Ｎｏ．１０９～Ｎｏ．１１１、Ｎｏ．１１４～Ｎｏ．１３０は、いずれも４５°方向および全周平均共に磁束密度Ｂ５０は良好な値であった。ただし、Ｎｏ．１１６とＮｏ．１２７は適切な巻取り温度から外れたため、磁束密度Ｂ５０はやや低かった。Ｎｏ．１２９とＮｏ．１３０は冷間圧延の圧下率が低かったため、同等の成分、巻取り温度であるＮｏ．１１８と比べて磁束密度Ｂ５０はやや低かった。一方、比較例であるＮｏ．１０８はＳｉ濃度が高く、式左辺の値が０以下であり、α－γ変態しない組成であったことから、磁束密度Ｂ５０はいずれも低かった。比較例であるＮｏ．１１２は、スキンパス圧延率を低くしたため、｛１００｝＜０１１＞強度を５未満であり、磁束密度Ｂ５０がいずれも低かった。比較例であるＮｏ．１１３は｛１００｝＜０１１＞強度が３０以上となり、本発明から外れている。Ｎｏ．１１３は熱間圧延板の厚みが７ｍｍもあったため、操業しづらいという難点があった。
【0134】
<<第２の実施例>>
溶鋼を鋳造することにより、以下の表３に示す成分のインゴットを作製した。その後、作製したインゴットを１１５０℃まで加熱して熱間圧延を行い、板厚が２．５ｍｍになるように圧延した。そして、仕上げ圧延終了後に水冷し熱間圧延鋼板を巻き取った。この時の仕上げ圧延の最終パスの段階での仕上温度は８３０℃であり、すべてＡｒ１温度より大きい温度だった。
溶鋼を鋳造することにより、以下の表３に示す成分のインゴットを作製した。その後、作製したインゴットを１１５０℃まで加熱して熱間圧延を行い、板厚が２．５ｍｍになるように圧延した。そして、仕上げ圧延終了後に水冷し熱間圧延鋼板を巻き取った。この時の仕上げ圧延の最終パスの段階での仕上温度は８３０℃であり、すべてＡｒ１温度より大きい温度だった。
【0135】
次に、熱間圧延鋼板において酸洗によりスケールを除去し、板厚が０．３８５ｍｍになるまで冷間圧延を行った。そして、無酸化雰囲気中で中間焼鈍を行い、再結晶率が８５％となるように中間焼鈍の温度を制御した。次いで、板厚が０．３５ｍｍになるまで２回目の冷間圧延（スキンパス圧延）を行った。
【0136】
次に、磁気特性を調べるために２回目の冷間圧延（スキンパス圧延）の後に８００℃で３０秒の仕上げ焼鈍を行い、５５ｍｍ角の試料を剪断加工で作成した後、８００℃で２時間の歪取焼鈍を行い、磁束密度Ｂ５０と鉄損Ｗ１０／４００を測定した。磁束密度Ｂ５０に関しては第１の実施例と同様の手順で測定した。一方で鉄損Ｗ１０／４００は、最大磁束密度が１．０Ｔになるように４００Ｈｚの交流磁場をかけた時に試料に生じるエネルギーロス（Ｗ／ｋｇ）として測定した。鉄損は圧延方向に対して０°、４５°、９０°、１３５°に測定した結果の平均値とした。
【0137】
【表3】
【0138】
【表4】
【0139】
Ｎｏ．２０１～Ｎｏ．２１４は全て発明例であり、いずれも磁気特性が良好であった。特に、Ｎｏ．２０２～Ｎｏ．２０４はＮｏ．２０１、Ｎｏ．２０５～Ｎｏ．２１４よりも磁束密度Ｂ５０が高く、Ｎｏ．２０５～Ｎｏ．２１４はＮｏ．２０１～Ｎｏ．２０４よりも鉄損Ｗ１０／４００が低かった。
【0140】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上述した説明では、運転条件がトルク比率である場合について説明したが、この場合に限られず、運転条件は、回転数比率であってもよく、回転数比率ごとのトルク比率であってもよい。
上述した説明では、運転条件がトルク比率である場合について説明したが、この場合に限られず、運転条件は、回転数比率であってもよく、回転数比率ごとのトルク比率であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0141】
本発明によれば、磁束密度のばらつきを低減して、鉄損を抑制することができる。よって、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【0142】
１００：回転電機
１１０：ロータ
１２０：ステータ
１２１ａ～１２１ｐ：ティース
１２２：ヨーク
１３０：回転軸
４００：モータ
４１０：ロータ
４１１：永久磁石
４２１：ステータコア
４２２：コイル
５０１ａ～５０１ｍ：ステータ
１６００：モータ
１６１０：ロータ
１６２１：ステータコア
１６２２：コイル
１７０１ａ～１７０１ｐ：ステータ
２７００：ステータコアの設計装置
２７０１：運転データ取得部
２７０２：運転条件／運転比率特定部
２７０３：平均磁束密度取得部
２７０４：評価磁束密度算出部
２７０５：平均磁界の強さ算出部
２７０６：ティース磁束密度取得部
２７０７：ティース幅決定部
２７０８：ステータコア設計部
１１０：ロータ
１２０：ステータ
１２１ａ～１２１ｐ：ティース
１２２：ヨーク
１３０：回転軸
４００：モータ
４１０：ロータ
４１１：永久磁石
４２１：ステータコア
４２２：コイル
５０１ａ～５０１ｍ：ステータ
１６００：モータ
１６１０：ロータ
１６２１：ステータコア
１６２２：コイル
１７０１ａ～１７０１ｐ：ステータ
２７００：ステータコアの設計装置
２７０１：運転データ取得部
２７０２：運転条件／運転比率特定部
２７０３：平均磁束密度取得部
２７０４：評価磁束密度算出部
２７０５：平均磁界の強さ算出部
２７０６：ティース磁束密度取得部
２７０７：ティース幅決定部
２７０８：ステータコア設計部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】