[第1の形態]
 以下,本発明を具体化した最良の形態につい て,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。� �形態に係る回転電機は,図1に示したロータ90� ��ペリブリッジ部92およびセンターブリッジ� �93として,以下に説明する手順で作成した非� �性箇所を備えたものである。センターブリ� �ジ部93は,隣り合う磁石取り付け穴の間の箇� �であり,ペリブリッジ部92は,磁石取り付け穴� ��外周縁との間の箇所である。ロータ90およ� �ステータ80はいずれも,多数枚の電磁鋼板を� �層してなるものである。

 まず,本形態のロータ90における非磁性箇� ��の構造を説明する。ロータ90における非磁� �箇所は,図2に示す断面構造を有している。図 2は,ロータ90の非磁性箇所の,電磁鋼板50の断� �図である。図2に示す非磁性箇所Xは,電磁鋼� �層1と,非磁性合金層2と,ステンレス鋼層3との 3層構造となっている。電磁鋼板層1は主鋼材� ��であり,ステンレス鋼層3は表面鋼材層であ� �。電磁鋼板層1が図2中下側の表面をなしてお り,ステンレス鋼層3が図中上側の表面をなし� ��いる。非磁性合金層2はそれらの間にある。

 電磁鋼板層1は,主鋼材である電磁鋼板10そ のものの一部分である。非磁性合金層2は,Fe� �主成分としてそれにMn,Ni等の合金元素を添加 してなる,オーステナイト相の非磁性の合金� �である。ステンレス鋼層3は,オーステナイト 系ステンレス鋼の層である。

 かかる非磁性箇所Xにおいては,電磁鋼板� �1のみが磁性体であり,非磁性合金層2および� �テンレス鋼層3はいずれも非磁性体である。� ��って,非磁性箇所Xにおいて有効な磁気経路� �なりうるのは,電磁鋼板層1の部分に限られる 。すなわち非磁性箇所Xでは,電磁鋼板10の全� �のうちごく限られた部分しか磁気経路とな� �得ない。このために磁気抵抗が大きく,実質� ��に非磁性の箇所と見ることができるのであ� ��。

 図1に示したロータ90のペリブリッジ部92� �よびセンターブリッジ部93においては,すべ� �の電磁鋼板が図2に示す非磁性箇所Xとなって いる。このため,磁石91の磁束はほとんどペリ ブリッジ部92やセンターブリッジ部93を通ら� �い。よって,磁石91の磁束のほとんどが有効� �束Fとなる。また,電磁鋼板10のうち非磁性箇� ��X以外の部分は,一般的なFe-Si系のものであり ,透磁率が非常に高い。したがって,本形態の� ��転電機の磁気効率は優れている。このよう� ��本形態では,磁気効率に優れた非磁性箇所を 有する鋼材および回転電機コアが実現されて いる。

 続いて,非磁性箇所Xの作成手順を説明す� �。まず,図3に示すように,電磁鋼板10のうち非 磁性箇所Xとなるべき箇所に溝11を形成する。 溝11の形成は,切削など公知の適切な方法で行 えばよい。また,溝11の大きさ及び形状は形成 したい非磁性箇所Xの領域に応じて選ぶこと� �できる。

 電磁鋼板10の厚さt1が0.3mmであれば,溝11の� ��分の電磁鋼板10の厚さt2はその半分の0.15mm程 度とする。すなわち,溝11の深さは電磁鋼板10� ��厚さの半分程度である。これは,図2中にお� �る非磁性合金層2とステンレス鋼層3の合計の 厚さよりずいぶん少ない。その理由は後述す る。なお,このことは,溝11の部分の電磁鋼板10 の厚さt2がさほど小さくないことを意味する� ��つまり,溝11の部分は極端に弱いわけではな� ��。よって,溝11を形成した後の電磁鋼板10の� �り扱いにそれほど慎重さが要求されるわけ� �はない。また,図3中の幅wは,図1中のペリブリ ッジ部92またはセンターブリッジ部93の幅に� �当する。

 そして,別途用意した2層チップ12を,溝11に 挿入する。2層チップ12は,ステンレス鋼箔13と 改質金属箔14とを重ね合わせて一体化したも� ��である。ステンレス鋼箔13の材質は,例えばJ IS-SUS304のようなオーステナイト系ステンレス 鋼である。また,ステンレス鋼箔13は,後述す� �ように溶融した改質金属箔14の漏れを防ぐ蓋 鋼材である。改質金属箔14は,Feとともにオー� ��テナイト相を形成する種類の金属またはそ� ��合金からなる合金形成材である。具体的な� ��質として,Ni,Mn,Ni-Mn合金等が使用可能である� ��以下では,特記しない限りNi-Mnを用いること� ��する。かかる2層チップ12を,ステンレス鋼箔 13が上層となるように溝11に挿入する。

 2層チップ12のサイズは,溝11をちょうど隙� ��なく埋める大きさとする。すなわち,2層チ� �プ12の厚さは溝11の深さと同じである。さら� ��,ステンレス鋼箔13の厚さと改質金属箔14の� �さはほぼ同じである。これは,図2中における ステンレス鋼層3や非磁性合金層2の厚さと比� ��して,ステンレス鋼箔13は厚く改質金属箔14� �薄い。その理由も後述する。2層チップ12を� �入することにより,電磁鋼板10の図3中上側の� ��は,段差のないフラットな面となる。

 なお,ステンレス鋼箔13と改質金属箔14と� �一体化せずに使用してもよい。すなわち,単� ��の改質金属箔14と単独のステンレス鋼箔13と を順次溝11に挿入してもかまわない。

 そして図4に示すように,2層チップ12を挿入� �た溝11の箇所を,表裏から電極15,15で挟み付け る。そして,スポット溶接と類似の要領で,加� ��しながら電極15,15間に通電する。加圧の圧� �は0.15MPa程度とし,電流値は,2層チップ12の面� �(cm ²  )当たり10kA程度とする。この通電の抵抗発� �により,改質金属箔14が溶融する。そして通� �終了後に再び凝固することにより,図2に示し た非磁性合金層2が形成されるのである。

 ここで,通電時の改質金属箔14の溶融の様� ��をより詳細に説明する。通電開始前におけ� ��溝11の箇所の深さ方向の温度分布は,図5中の 下方のグラフのカーブQに示すように,全厚に� ��たって室温(R.T.)となっている。この温度分� ��は,図5中の上方の断面図における矢印Aの位� ��におけるものである。なお,図5中の下方の� �ラフにおける「M.T.」は,ステンレス鋼箔13,改 質金属箔14,電磁鋼板10のそれぞれの融点を示� ��ている。図から明らかなように,ステンレス 鋼箔13と電磁鋼板10との融点はほぼ同じであ� �が,改質金属箔14の融点はそれよりやや低い� �その融点の差を図5中では「δT」と記してい� ��。

 通電を開始すると,最も速く昇温するのは ,ステンレス鋼箔13と改質金属箔14との境目の� ��所と,改質金属箔14と電磁鋼板10との境目の� �所である。接触抵抗があるからである。こ� �ため,図6中の下方のグラフに示すカーブQの� �うな温度分布となる。なお,このカーブQはシ ミュレーションの結果による。このとき,改� �金属箔14のうち,ステンレス鋼箔13または電磁 鋼板10との接触箇所付近は,早々にその融点に 達して溶融する。これにより液状部16,16が発� ��する。液状部16,16が発生すると,ステンレス� ��箔13や電磁鋼板10のうち液状部16に接してい� ��部分も,液状部16に少し溶け込んでいく。こ� ��ため,ステンレス鋼箔13や電磁鋼板10の温度� �その融点に達する前に,液状部16,16が少しス� �ンレス鋼箔13,電磁鋼板10に食い込むこととな る。

 さらに通電を続けると,図7に示すように� �状部16が広がる。この状態では改質金属箔14� ��大部分がすでに溶融している。ステンレス� ��箔13や電磁鋼板10へ向けての液状部16の広が� ��も,図6と比べて大きくなっている。

 さらに通電を続けると,図8に示すように,� ��状部16がさらに広がる。この状態では,改質� ��属箔14は完全に溶けて電磁鋼板10やステンレ ス鋼箔13と混ざっている。溝11の箇所のステ� �レス鋼箔13や電磁鋼板10の厚さは,図5の通電� �始前の厚さに比べればかなり減少している� �ただし,ステンレス鋼箔13,電磁鋼板10とも,消� ��することなく,穴が開くこともなく,残って� �る。

 図8の状態になれば,この上さらに加熱す� �必要はない。むしろ,このままさらに加熱を� ��けると,ステンレス鋼箔13や電磁鋼板10に穴� �開いて液状部16の溶融金属が電極15,15に融着� ��たり,あるいは外部に流出したりするおそれ がある。このためここで通電を終了する。す るとその後は,周囲への放熱により次第に温� �が低下していく。温度の低下により,液状部1 6が凝固する。このとき,空孔ができることは� ��い。

 図8の状態での液状部16の組成は,Feを主成� ��とし,改質金属箔14に由来するNiやMn等を相当 程度に含んだものとなっている。このため,� �固するとオーステナイト相となり,非磁性で� ��る。こうして液状部16は,図2に示した非磁性 合金層2となる。ステンレス鋼箔13や電磁鋼板 10のうち,溶融することなく残っている部分が ,図2中のステンレス鋼層3や電磁鋼板層1であ� �。こうして,図2に示した非磁性箇所Xができ� �がる。ここで,図3における改質金属箔14は電� ��鋼板10およびステンレス鋼箔13の一部を取り 込み,非磁性合金層2を形成する。このため非� ��性合金層2の厚さは改質金属箔14の厚さより� ��大きくなっている。なお,通電開始から通電 終了までの時間は,改質金属箔14の種類や各部 の厚さなどにも左右されるが,おおむね1.8秒� �度が適切である。条件によっては,更に短時� ��とすることも可能である。

 また,2層チップ12を挿入した溝11の箇所を, 表裏から電極15,15で挟み付け通電する際には, 図10に示すように電極15,15が2層チップ12及び� �磁鋼板層1の箇所のみを挟み通電するとよい� ��そのために,電極15,15の接触面の形状は2層チ ップ12の表面の形状と同一かまたは電極の接� ��面の方がやや小さいものにする。これによ� ��,2層チップ12の表面側にある電極が2層チッ� �12にのみ接触する。ここで,2層チップの裏面� ��にある電極は2層チップに比べて多少大きく ても構わない。このため,溝11の外の電磁鋼板 10に電流がほとんど流れず,ステンレス鋼箔13� ��び改質金属箔14に主に電流が流れる。電極15 ,15の接触面の形状が大きい場合,図9に示すよ� ��な電流の分流が発生し,分流の分の発熱は有 効に使われない。このため,ステンレス鋼箔13 及び改質金属箔14の温度が充分に上昇せず,適 切な非磁性箇所Xの形成をすることが困難で� �る。この状況を回避するため,通電領域を適� ��に設定するのである。これにより,図10に示� ��ように溝11の外の電磁鋼板10には電流がほと んど流れない。

 以上詳細に説明したように上記の手順を� ��いることにより,本形態では,次のようなメ� �ットを有する非磁性箇所を有する鋼材の製� �方法が実現されている。すなわち,非磁性箇� ��Xとなるべき部分にのみ通電して加熱するの で,他の部分の材質を問わない。このため,電� ��鋼板10そのものについては,透磁率重視で種� ��を選択することができる。したがって,磁気 効率のよいロータ90が得られる。

 また,溝11の初期深さや改質金属箔14の厚� �などにより,非磁性箇所Xに形成される非磁性 合金層2の厚さを調整することができる。さ� �に,非磁性合金層2の厚さの再現性も良好であ る。このため,なるべく厚い非磁性合金層2が� ��られるように種々の条件を定めることによ� ��,非磁性箇所Xに占める電磁鋼板層1の厚さを� ��りぎりまで小さくすることができる。これ� ��より,無効磁束を極限まで減らすことができ る。溝11及び2層チップ12の形状を自由に選ぶ� ��とができるため,形成される非磁性箇所Xの� �域も限定されることはない。

 また,溝11の初期サイズと2層チップ12のサ� ��ズを一致させておくことにより,加熱の前後 での体積変化がほとんどない。このため,空� �もなく,かつ表面が平坦な非磁性箇所Xを得る ことができる。よって,非磁性箇所Xを持つこ� ��による強度面での不利がほとんどない。ま� ��積み重ねの障害となることもない。

 また,加熱するのは非磁性箇所Xとなるべ� �部分だけであり,電磁鋼板10の全体を加熱す� �のではない。このため,消費電力が少なくて� ��む。また,スポット溶接と類似の要領で短い 処理時間で非磁性箇所Xを形成できる。この� �め量産にも適している。

[第2の形態]
 以下に,本発明の第2の形態を説明する。ロ� �タ90を構成する電磁鋼板10に凹部を形成し,ス テンレス鋼箔13と改質金属箔14とからなる2層� ��ップ12を図3のように凹部にセットすること� ��第1の形態と同様である。また,2層チップ12� �セットした部分を図4のように加圧通電し,改 質金属箔14およびステンレス鋼箔13と電磁鋼� �10の内側を溶融させることも第1の形態と同� �である。つまり,図6上部から図8上部のよう� �経過をたどるのである。また,温度が降下し� ��後は,3層構造が形成されることも第1の形態� ��同様である。つまり,電磁鋼板層1とステン� �ス鋼層3および凝固した非磁性合金層2が形成 されるのである。

 第1の形態と異なる点は,改質金属箔14とし て,前述の成分にCo,Rh等の金属元素を助材とし て添加したものを用いることである。例えば ,Coを約20体積%,Rhを約5体積%添加する。この助� ��は改質金属箔14の融点を上昇させる効果が� �る。よって改質金属箔14の融点を,電磁鋼板10 およびステンレス鋼箔13の融点よりわずかに� ��となるように調整可能である。この改質金� ��箔14とステンレス鋼箔13を挿入した場合を図 11に示す。図11中の下方のグラフに示す改質� �属箔14と電磁鋼板10およびステンレス鋼箔13� �融点の差δTは,図5に比べて小さい。このδTが 小さな鋼材およびその製造方法および回転電 機コアが第2の形態である。

 このように融点の差δTが小さいため,加圧 通電して改質金属箔14が溶融を始める温度は� ��磁鋼板10とステンレス鋼箔13の融点と近い。 このため,改質金属箔14が溶融し始めた後,電� �鋼板10とステンレス鋼箔13が溶融し始めるま� ��の時間は第1の形態に比べて短い。つまり,� �6上部から図8上部への移行がより短い時間で 達成される。そのため溶融金属がステンレス 鋼箔13と電磁鋼板10の隙間から外部に漏れ出� �可能性が第1の形態よりも小さくなっている� ��これにより加圧通電工程の制御性が向上し� ��おり,形成される非磁性合金層2の深さの調� �,溶融金属の温度管理等が向上し,より高い品 質確保が可能である。

 なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず ,本発明を何ら限定するものではない。した� �って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない� ��囲内で種々の改良,変形が可能である。例え ば,ステンレス鋼層3はオーステナイト系ステ� ��レス鋼に限らない。通電したときに溶けな� ��ものであれば普通鋼あるいは電磁鋼板等で� ��っても構わない。ただし,非磁性の方が望ま しい。また,チップにおける改質金属箔14の部 分は2層以上の複数箔であっても構わない。� �ちろん,オーステナイト安定化元素を含んで� ��れば1層でも構わない。また,改質金属箔14に 添加する融点上昇金属は融点を上げるもので あればどんなものでも構わない。また,非磁� �箇所Xをもつ鋼材の用途は回転電機コアに限� ��ない。つまり,ステータ,変圧器のコア等で� �っても,部分的に非磁性であることが有効で� ��るものであれば適用可能である。

[第3の形態]
 以下に,本発明の第3の形態を説明する。本� �態のロータ90は,使用時に高速で回転するも� �であり,その際に電磁鋼板10及び非磁性箇所X� ��は強い遠心力がかかるものである。このた� ��,それに耐えうる強度を確保する必要がある 。ゆえに,ロータ90は強度の確保と非磁性箇所 による磁束の漏れの防止とを同時に満たすこ とが望ましい。

 しかしながら,加圧通電後に形成される非 磁性合金層2及びステンレス鋼層3において,図 12に示すように溝11の壁面に接合していない� �所ができることがある。つまり,非磁性合金� ��2及びステンレス鋼層3の壁面と電磁鋼板10と の間に未接合部94が生じるのである。この未� ��合部94ができると,溝11と2層チップ12がわず� �に接合した箇所に遠心力により生ずる応力� �集中するおそれがある。また,接合具合によ� ��ては薄い電磁鋼板層1のみに力が集中する場 合もある。このように未接合部94が生じたと� ��ても一定の強度を確保できるように,本形態 のロータ90に用いる電磁鋼板10は2層チップ12� �壁面の面積が大きいものを用いるのである� �

 本形態の非磁性箇所を有する鋼材とその� ��造方法を図13により説明する。図13の電磁鋼 板10はロータ90の一部に相当するものである� �改質金属箔14の材質は,第1の形態または第2の 形態のどちらのものを用いても構わない。そ して,ステンレス鋼箔13及び改質金属箔14から� ��る2層チップ12を,ステンレス鋼箔13が表面側� ��なるように電磁鋼板10の溝11に挿入する。2� �チップ12を挿入した後は,ステンレス鋼層13の 上側と電磁鋼板10の上側はほぼ同じ高さであ� ��。

 次に,図4に示すように,2層チップ12を挿入� ��た溝11の箇所を,表裏から電極15,15で挟み付� �る。挟み付けた後,スポット溶接と類似の要� ��で,加圧しながら電極15,15間に通電する。加� ��の圧力及び電流値は,第1の形態と同様であ� �。この通電の抵抗発熱により,改質金属箔14� �溶融する。この際,図6上部から図8上部のよ� �な経過をたどる。そして通電終了後に再び� �固することにより,図2に示した非磁性合金層 2が形成されるのである。

 この加圧通電工程における電磁鋼板層1及 びステンレス鋼箔13及び改質金属箔14が溶融� �る過程も第1の形態又は第2の形態と同様であ る。加圧通電の終了の後,非磁性箇所Xは,図2� �あるように非磁性合金層2及びステンレス鋼� ��3が形成されている。このとき,図12に示すよ うな未接合部94が多少発生していたとしても, 2層チップ12の壁面の面積を大きくしてあるた め,接合強度は充分保たれている。また,2層チ ップの大きさが充分なものであるため,依然� �して磁束の漏れは小さい。つまり,非磁性箇� ��Xの領域が大きくなっても,有効磁束Fは第1の 形態及び第2の形態と変わらない。

 ここで,ロータ90を構成する鋼板に非磁性� ��所Xを形成する箇所について図14~図17により� ��明する。図14~図17は,図1を真上から見た図に 相当する。図14は,センターブリッジ部93及び� ��リブリッジ部92に非磁性箇所Xを設けている� ��図15は,センターブリッジ部93のみに非磁性� �所Xを設けている。図16は,ペリブリッジ部92� �みに非磁性箇所Xを設けている。図17は,セン� ��ーブリッジ部93と,2つのペリブリッジ部92の� ��ちの片方に非磁性箇所Xを設けている。上記 のいずれにおいても,非磁性箇所Xにより,ロー タ90における磁束のロスを減らすことができ� ��。

 以上詳細に説明したように,本形態におけ る回転電機に用いる鋼板は2層チップ12の大き さを充分にとることにより,電磁鋼板10と非磁 性合金層2及びステンレス鋼層3との接合面積� ��確保した。これにより,有効磁束Fのロスが� �なく,かつ非磁性箇所Xの強度を確保すること ができるロータ90が実現されている。

 なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず ,本発明を何ら限定するものではない。した� �って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない� ��囲内で種々の改良,変形が可能である。例え ば,2層チップ12及び溝11を図13のように円板形� ��にするとよい。これにより,2層チップ12を嵌 め込む向きを考える必要がないため,挿入が� �易である。また,電極15の接触面の形状も円� �に限られ,多くの種類を用意する必要がない� ��このため,量産に適している。

[第4の形態]
 以下に,本発明の第4の形態を説明する。本� �態に係るロータ190(図30参照)に用いる非磁性� ��所を有する電磁鋼板100は,2枚の電磁鋼板を� �ね合わせ,部分的に接合したものである。図1 8に示すように,本形態の電磁鋼板100は,電磁鋼 板10と,電磁鋼板20とを有するものである。こ� ��で,電磁鋼板10は第1の主鋼材であり,電磁鋼� �20は第2の主鋼材である。また,電磁鋼板10と� �磁鋼板20とは,その間に食い込むように形成� �れた非磁性合金層110により接合されている� �つまり,非磁性合金層110と,電磁鋼板10とは,そ の接触面で接合されている。また,非磁性合� �層110と,電磁鋼板20とも,その接触面で接合さ� ��ている。しかし,電磁鋼板10と,電磁鋼板20と� ��接触面は接合されていない。

 本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板100� ��,電磁鋼板10及び電磁鋼板20を有効な磁気経� �とするものである。また,非磁性合金層110は, 有効な磁気経路とはならない。このため,非� �性箇所Xにおいて有効な磁気経路となりうる� ��は,非磁性合金層110を挟み込んでいる電磁鋼 板10及び電磁鋼板20の薄い主鋼材層の部分だ� �である。このため,磁束の漏れを抑制するこ� ��ができるのである。

 また,本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼 板100において,その非磁性合金層110の電気抵� �は高い。つまり,非磁性合金層110は,電気抵抗 及び磁気抵抗において主鋼材である電磁鋼板 10及び電磁鋼板20より高いものである。

 また,非磁性合金層110は,第1の形態~第3の� �態の非磁性合金層2に比べて電気抵抗率の高� ��ものである。つまり,非磁性合金層110は,第1� ��形態~第3の形態の非磁性合金層2と同程度の� ��気抵抗を有し,非磁性合金層2よりも高い電� �抵抗率を有するものである。なお,非磁性合� ��層110は,Feの他に,例えばNi,Cr,その他の元素を 含有している。

 本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板100� ��製造方法について図19~図26により説明する� �本形態の電磁鋼板100に用いる電磁鋼板10には ,図19の下に示すように溝11が形成されている� ��また,図中上の電磁鋼板20は,反転させたとき にちょうど電磁鋼板10と重ね合わさるような� ��状をしている。つまり,電磁鋼板20の溝21は,� ��磁鋼板20を反転させた場合に電磁鋼板10の溝 11と対応する位置に形成されている。また,溝 21は,溝11と同一形状若しくは左右対称形状で� ��る。

 まず,図19に示すように,図中下の電磁鋼板 10の溝11に高抵抗改質金属箔32及び強磁性金属 箔33を挿入する。このとき,強磁性金属箔33を� ��にして挿入する。このため,高抵抗改質金属 箔32は,強磁性金属箔33と電磁鋼板10とで挟ま� �ることとなる。一方,図中上の電磁鋼板20の� �21にも同様に,高抵抗改質金属箔32と強磁性金 属箔33とを挿入する。なお,高抵抗改質金属箔 32と,強磁性金属箔33とは,予め接合することに より一体としておいてもよい。

 ここで,高抵抗改質金属箔32は,Feのオース� ��ナイト相を安定化する種類の金属またはそ� ��合金からなる合金形成材である。例えば,Ni- Cr系の合金を用いることができる。また,高抵 抗改質金属箔32は,第1の形態~第3の形態で用い た改質金属箔14に比べて電気抵抗が高いもの� ��ある。また,強磁性金属箔33は,強磁性を示す 金属である。なお,高抵抗改質金属箔32及び強 磁性金属箔33の融点は,電磁鋼板10及び電磁鋼� ��20の融点よりもやや低い。

 なお,図20に示すように,図中下の電磁鋼板 10の上側の表面と溝11に挿入された強磁性金� �箔33の上側の表面とは,段差のないフラット� �面である。また,図中上の電磁鋼板20の上側� �表面と溝21に挿入された強磁性金属箔33の上� ��の表面とは,段差のないフラットな面である 。

 次に,電磁鋼板20の下側から電磁石40を接� �させる。この様子を図20に示す。つまり,強� �性金属箔33と,電磁石40とで,高抵抗改質金属� �32と,電磁鋼板20とを挟みつけるような箇所に 電磁石40を配置するのである。そして,電磁石 40をオンにする。このため,強磁性金属箔33が� ��磁石40に引き寄せられる。この状態では,高� ��抗改質金属箔32と,強磁性金属箔33とが電磁� �板20から離れることはない。

 続いて,電磁石40により高抵抗改質金属箔3 2と強磁性金属箔33とが圧着された電磁鋼板20� ��,これらが圧着された状態のまま上下反転さ せる。反転させた後の状態を図21に示す。こ� ��で,電磁石40により強磁性金属箔33を上方に� �っ張っているため,強磁性金属箔33及び高抵� �改質金属箔32は落下しない。

 次に,図22に示すように,上下面を逆にした 電磁鋼板20を電磁鋼板10に上から接触させる� �ここで,図中下の電磁鋼板10の溝11と図中上の 電磁鋼板20の溝21とが対向する位置にくるよ� �にするのである。このため,溝11に挿入され� �強磁性金属箔33の表面と,溝21に挿入された強 磁性金属箔33の表面とがちょうど重なる。

 なお,図22に示すように,電磁鋼板10及び下� ��強磁性金属箔33の表面はフラットであり,電� ��鋼板20及び上の強磁性金属箔33の表面はフラ ットである。このため,溝11に挿入された強磁 性金属箔33または溝21に挿入された強磁性金� �箔33が,電磁鋼板10と電磁鋼板20とを重ねる際� ��かじることがない。

 次に,電磁石40をオフにする。そして,図23� ��示すように,電磁石40を電磁鋼板20から離す� �このとき,高抵抗改質金属箔32と,強磁性金属� ��33とが挿入された箇所は,多層構造となって� ��る。この溝11及び溝21の箇所は,下から,電磁� ��板10,高抵抗改質金属箔32,強磁性金属箔33,強� ��性金属箔33,高抵抗改質金属箔32,電磁鋼板20� �順に積み重ねた構造となっている。

 次に,電極15,15で電磁鋼板10と電磁鋼板20と を挟み込む。電極15,15で挟み込む箇所は,溝11� ��,溝21とに,高抵抗改質金属箔32と,強磁性金属 箔33とを挿入した箇所である。電極15,15で電� �鋼板10と電磁鋼板20とを挟み込んだ後,加圧し た状態で電極15,15間に通電する。通電する条� ��は,第1の形態とほぼ同様である。

 この加圧通電により,高抵抗改質金属箔32, 強磁性金属箔33,電磁鋼板10の溝11周辺,電磁鋼� ��20の溝21周辺が溶融し始める。接触抵抗のた め,溝11及び溝21の周辺,並びに他の部材との接 触面から溶融し始めるのは,図6~図8の経過と� �様である。高抵抗改質金属箔32及び強磁性金 属箔33が電磁鋼板10及び電磁鋼板20の一部とと もに溶融した状態を図24に示す。

 そして,図25に示すように,通電により液状 部16が広がる。続いて,通電を終了した後,電� �15,15を電磁鋼板10及び電磁鋼板20から離す。� �の様子を図26に示す。そして,液状部16は凝固 する。これにより,非磁性箇所を有する電磁� �板100が製造された(図18参照)。

 ここで,本形態の電磁鋼板100の変形例につ いて以下に説明する。本形態では,強磁性金� �箔33を電磁鋼板10の溝11及び電磁鋼板20の溝21� ��双方に挿入した。しかし,図27に示すように, 強磁性金属箔33を溝21のみに挿入するように� �ても構わない。電磁鋼板20の溝21に挿入され� ��高抵抗改質金属箔32を,電磁鋼板20に圧着す� �ことに変わりはないからである。

 なお,この場合において,電極15,15による加 圧通電を行う前の状態を図28に示す。また,図 27において,電磁鋼板10の溝11に高抵抗改質金� �箔32を挿入しないようにしてもよい。その場 合には,電磁鋼板20の溝21に挿入した高抵抗改� ��金属箔32又は強磁性金属箔33を大きくすれば よい。

 ここで,以上に説明した第1の形態の非磁� �箇所を有する電磁鋼板50と,本形態の非磁性� �所を有する電磁鋼板100とに発生する渦電流� �比較について以下に説明する。渦電流は,電� ��誘導効果により金属内に発生する渦状の電� ��である。この渦電流は,モータの使用時にロ ータの電磁鋼板内にも発生する。これにより ,ロータが発熱し,エネルギー損失を招くこと� ��なる。このエネルギー損失を,渦電流損とい う。このため,モータにおいては,可能な限り� ��の渦電流損を小さくすることが好ましい。

 渦電流損は,次式,
    Pe=ke・(t・f・Bm) ² /ρ      (1)
        Pe:渦電流損
        ke:比例定数
        t :電磁鋼板の板厚
        f :周波数
        Bm:最大磁束密度
        ρ :電磁鋼板の電気抵抗率
で表される。つまり,渦電流損Peは,電磁鋼板� �板厚の2乗に比例し,電磁鋼板の電気抵抗率に 反比例する。

 図29は,第1の形態~第3の形態のロータ90を� �す図である。積層されている電磁鋼板50のう ち,4枚のみを図示した。図29の矢印に示すよ� �に,非磁性箇所に発生する渦電流は,それぞれ の電磁鋼板50のそれぞれに発生する。電磁鋼� ��1枚は薄いため,渦電流は小さい。すなわち,� ��電流損も小さい。

 図30は,本形態のロータ190を示す図である� ��ここで,非磁性箇所Xに発生する渦電流は小� �い。式(1)によれば,非磁性箇所Xの厚さの2乗� �渦電流は大きくなる。しかし,本形態の電磁� ��板100は,非磁性合金層110の電気抵抗が大きい 。このため,渦電流損は第1の形態のロータ90� �ほぼ同程度である。なお,非磁性箇所X以外の 箇所に発生する渦電流による渦電流損は,ロ� �タ90と同様である。

 ここで,非磁性合金層110の電気抵抗につい て具体例に基づき説明する。改質金属箔14と� ��てNiを,高抵抗改質金属箔32としてNiとCrの合� ��を,強磁性金属箔33としてNiを使用した場合� �例を表1に示す。NiとCrの合金の電気抵抗は,Ni に比べて非常に大きい。このため,非磁性合� �層110の電気抵抗は,改質金属として,Niだけの� ��のを用いるより,NiとCrの合金を同時に用い� �ほうが高い。

 また,式(1)によれば,板厚が2倍になれば,渦 電流損は4倍となる。一方,表1より,非磁性合� �層110の電気抵抗は,109μωcmであり,通常の改質 金属箔31により非磁性化した合金の抵抗値22μ ωcmの4倍以上である。このため,本形態のロー タ190における渦電流損は,ロータ90におけるも のと同程度である。

 図31は,ロータ190とは別のロータ290である� ��ロータ290は,改質金属箔として,Niのみを用い たものである。また,非磁性合金層210の電気� �抗は,表1より22μωcmである。このため,渦電流 損は,ロータ90及びロータ190に比べて大きい。

 本形態の電磁鋼板100は,非磁性合金層110を 介して2枚の電磁鋼板を部分的に接合したも� �である。このため,電極15,15が挟む箇所は,い� ��れも主鋼材層である。ゆえに,第3の形態で� �べたような未接合部94は発生しない。また,� �磁性箇所Xを電磁鋼板100の所望の箇所に形成� ��ることにより,磁束経路を確保することがで きる。つまり,無効となる磁束の発生を抑制� �ることができる。さらに,渦電流損も増大し� ��い。

 本形態のロータ190は,多数枚の非磁性箇所 を有する電磁鋼板100を積層してなるものであ る。このため,本形態のロータ190は,渦電流に� ��るエネルギー損失を増大させることなく,電 磁鋼板の強度を確保し,なおかつ無効となる� �束の発生を抑制するものである。

 以上詳細に説明したように,本形態のロー タ190に用いる非磁性箇所を有する電磁鋼板100 は,非磁性合金層110を介して2枚の電磁鋼板を� ��分的に接合したものである。本形態の非磁� ��箇所を有する電磁鋼板100は,電磁鋼板10及び� ��磁鋼板20を有効な磁気経路とするものであ� �。一方,非磁性合金層110は,有効な磁気経路と はならない。また,電極15,15により奪熱される 箇所がともに主鋼材層であるため,未接合部94 も生じない。このため,非磁性合金層110を所� �の箇所に形成することにより,強度と,有効な 磁束経路とを確保する電磁鋼板が実現されて いる。

 また,本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼 板100は,その非磁性合金層110における体積抵� �率が高い。つまり,非磁性合金層110は,電気抵 抗及び磁気抵抗において非磁性合金層以外の 箇所より高いものである。ゆえに,本形態の� �磁鋼板100をロータに用いた場合,渦電流によ� ��エネルギー損失,磁束の漏れによる有効な磁 束の損失を抑制することができるのである。

 なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず ,本発明を何ら限定するものではない。した� �って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない� ��囲内で種々の改良,変形が可能である。例え ば,高抵抗改質金属箔32及び強磁性金属箔33及� ��溝の形状を円板形状にしてもよい。高抵抗� ��質金属箔32及び強磁性金属箔33が回転したと しても,位置決めに変更が生じることがなく,� ��入が容易であるためである。

 また,第2の形態と同様に,高抵抗改質金属� ��32と,強磁性金属箔33と,電磁鋼板との融点の� ��(δT)が小さくなるようにするとよりよい。� �磁性箇所Xの領域の大きさを制御しやすいか� ��である。また,非磁性箇所を有する電磁鋼板 をロータ190に用いる場合,非磁性箇所Xは第3の 形態と同様にペリブリッジ部92及びセンター� ��リッジ部93に設けるとよい。

 また,高抵抗改質金属箔32の代わりに,図3� �示す第1の形態の改質金属箔14を用いること� �できる。この場合に製造された電磁鋼板200� �,図32に示す。その場合には,電磁鋼板200の非� ��性合金層210の電気抵抗は必ずしも高くない� ��この場合,改質金属箔14が強磁性のものであ� ��ば,強磁性金属箔33は必要ない。つまり,溝に 挿入する金属箔は,改質金属箔14のみで充分で ある。また,電磁石の代わりに永久磁石を用� �ても構わない。

[第5の形態]
 以下に,本発明の第5の形態を説明する。本� �態のロータ190及びロータ290は,第4の形態のも のと同様である。また,ロータに用いる電磁� �板100及び電磁鋼板200も,第4の形態のものと同 様,非磁性合金層を介して2枚の電磁鋼板を部� ��的に接合したものである。このため,非磁性 合金層は,第1の主鋼材である電磁鋼板10及び� �2の主鋼材である電磁鋼板20と接触面で接合� �ている。しかし,電磁鋼板10と,電磁鋼板20と� �,その接触面で接合していない。このため,未 接合部94が発生しないことも第4の形態と同様 である。第4の形態と異なる点は,電磁鋼板100� ��び電磁鋼板200の製造方法である。

 ここで,本形態の非磁性箇所を有する電磁 鋼板100及び電磁鋼板200の製造方法について図 33~図38により説明する。まず,図33に示すよう� ��,電磁鋼板10の溝11に改質金属箔31を挿入する 。改質金属箔31は,第1の形態における改質金� �箔14と同じ材質である。改質金属箔14と異な� ��点は,改質金属箔31が円板形状であることで� ��る。このため,溝11の形状も円板形状である� ��

 ただし,この形状は例示であり,深さの均� �な形状であれば別の形状でも構わない。ま� �,溝11の深さは,電磁鋼板10の厚さの半分程度� �ある。また,改質金属箔31の厚さは,溝11の深� �の2倍である。なお,図33のBB断面を図34に示す 。

 次に,図35に示すように,改質金属箔31を溝1 1に挿入した電磁鋼板10の上方から,電磁鋼板20 を載せる。図35のCC断面を図36に示す。ここで ,電磁鋼板10の上面より突き出た改質金属箔31� ��上半分が,図中上の電磁鋼板20の溝21に挿入� �れる。

 図37に示すように,改質金属箔31は,電磁鋼� ��10と電磁鋼板20との間にちょうど収まってい る。ここで,図37のDD断面を図38に示す。つま� �,溝11と溝21とが仕切る空間と,改質金属箔31の 外形とはちょうど一致するようになっている 。また,電磁鋼板10の上側の表面は,電磁鋼板20 の下側の表面と,溝11及び溝21の外側で接して� ��る。

 次に,電極15,15で電磁鋼板10と電磁鋼板20と を挟み込む。電極15,15で挟み込む箇所は,改質 金属箔31を挿入した箇所である。電極15,15で� �磁鋼板10と電磁鋼板20とを挟み込んだ後,加圧 した状態で電極15,15間に通電する。通電する� ��件は,第1の形態とほぼ同様である。ただし,� ��電時間は,電磁鋼板10,電磁鋼板20,改質金属箔 31の厚さ等に応じて変える必要がある。これ� ��より,改質金属箔31,電磁鋼板10の溝11周辺,電� ��鋼板20の溝21周辺が溶融し始める。接触抵抗 のため,溝11及び溝21の周辺から溶融し始める� ��は,図6~図8の経過と同様である。改質金属箔 31が電磁鋼板10及び電磁鋼板20の一部とともに 溶融金属となった様子を図24に示す。

 さらに,加圧通電を続けることにより,電� �鋼板10及び電磁鋼板20の,液状部16との接触面� ��近の金属原子は,溶融金属に溶け出す。この ため,液状部16はさらに広がる。この様子を図 25に示す。液状部16が充分な大きさに達した� �ころで通電を停止する。そして,図26に示す� �うに電極15,15を電磁鋼板10及び電磁鋼板20か� �離す。この後,液状部16が凝固する。以上に� �り,非磁性箇所を有する電磁鋼板200が製造さ� ��た。

 また,第2の形態と同様に,改質金属箔31と,� ��磁鋼板との融点の差(δT)が小さくなるよう� �するとよりよい。非磁性箇所Xの領域の大き� ��を制御しやすいからである。また,非磁性箇 所を有する電磁鋼板をロータ190及びロータ290 に用いる場合,非磁性箇所Xは第3の形態と同様 にペリブリッジ部92及びセンターブリッジ部9 3に設けるとよい。

 本形態の非磁性箇所を有する電磁鋼板200� ��は,改質金属箔31を用いた。しかし,改質金属 箔31の代わりに,高抵抗改質金属箔32を用いて� ��構わない。この場合,電磁鋼板の非磁性合金 層の電気抵抗は高い。ゆえに,第4の形態と同� ��,渦電流によるエネルギー損失をも抑制する ことができる。

 本形態のロータは,多数枚の非磁性箇所を 有する電磁鋼板を積層してなるものである。 このため,電磁鋼板の強度を確保し,無効とな� ��磁束の発生を抑制することができるロータ� ��実現されている。

 以上詳細に説明したように,本形態のロー タに用いる非磁性箇所を有する電磁鋼板は,� �磁性合金層を介して2枚の電磁鋼板を部分的� ��接合したものである。本形態の非磁性箇所� ��有する電磁鋼板は,電磁鋼板10及び電磁鋼板2 0を有効な磁気経路とするものである。一方,� ��磁性合金層は,有効な磁気経路とはならない 。また,電極15,15により奪熱される箇所がとも に主鋼材層であるため,未接合部94も生じない 。このため,非磁性合金層を所望の箇所に形� �することにより,強度と,有効な磁束経路とを 確保する電磁鋼板が実現されている。

 なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず ,本発明を何ら限定するものではない。した� �って本発明は当然に,その要旨を逸脱しない� ��囲内で種々の改良,変形が可能である。例え ば,本形態では2枚の電磁鋼板を一体化したが, 3枚以上を一度に重ねるようにしても構わな� �。この場合,3枚以上の一番上と一番下の電磁 鋼板には溝を設け,その間の電磁鋼板には貫� �穴を設けたものを用いればよい。または,2枚 目の電磁鋼板に改質金属箔を埋め込み,1番上� ��1番下の電磁鋼板でそのままはさみ,加圧通� �改質しても良い。

 また,本発明の非磁性箇所を有する電磁鋼 板は,電磁鋼板のみに限定するものではなく,� ��磁性箇所を有する鋼材に適用可能なもので� ��る。