JP2003129197A - 無方向性電磁鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続打ち抜きおよび自動カシメ時に切起量の調
整が不十分であっても高いカシメ強度が安定的に得ら
れ、電気機器の効率向上にも寄与できる無方向性電磁鋼
板の提供。 【解決手段】本発明の無方向性電磁鋼板は、Ｃ：０．０
０５％以下、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．
５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１〜２．５％、Ｐ：０．００
５〜０．３０％を含有し、残部はＦｅおよび不純物で、
固有抵抗ρが３５Ωｍ×１０^−８以上、少なくとも圧延
方向の均一伸びＵＥＬが１５％以上であり、固有抵抗ρ
と均一伸びＵＥＬとの関係が式「ＵＥＬ≧−０．３５×
ρ＋３５」を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ、発電機な
どの鉄心に用いられる無方向性電磁鋼板に関し、特に連
続打ち抜きカシメ工程後のカシメ強度を確保するために
必要な特性を備え、電気機器のエネルギー効率向上にも
寄与できる無方向性電磁鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】無方向性電磁鋼板は、モータ、発電機な
どの鉄心材料として広く使用されている。特に、小型モ
ータ、小型発電機の分野での使用量は年々増加してい
る。これらの鉄心は、生産効率の観点から連続打ち抜き
および自動カシメ工程により製造されるのが主である。

【０００３】すなわち、連続打ち抜き工程では、極めて
高速で鋼板を送り出しながら、所定の鉄心形状に打ち抜
くと同時に、所定の位置に鋼板同士の固着を目的とした
凹凸部を形成する。

【０００４】図１は、連続打ち抜き工程にて形成される
凹凸部の形状を示す模式図であり、打ち抜かれた鋼板
は、自動カシメ工程において前記の凹凸部同士がかしま
ることにより積層鉄心となる。この連続打ち抜きおよび
自動カシメ工程では、鉄心形状の寸法精度とともに、積
層体としての固着力（以下、カシメ強度）を確保するこ
とが重要である。

【０００５】連続打ち抜き時の自動カシメ工程について
以下に述べる。カシメのための凹凸部は、鉄心形状への
打ち抜きに先立ち鋼板表面に形成される（切起し）。そ
の後、最終鉄心形状に打ち抜かれると同時に、凹凸部分
同士が固着する（押込み）。このような工程が毎分数百
ストロークの高速で繰り返され、所定積み厚の鉄心に加
工される。

【０００６】鉄心製造工程での打ち抜き性を向上させる
方法としては、特開平７−９０３７６号公報、特開２０
００−５４０８５号公報、同１０９９５９号公報、特開
２００１−７３０９８号公報および同１３１７１７号公
報に示される技術がある。

【０００７】具体的に説明すると、特開平７−９０３７
６号公報に示される技術は、鋼板の組織制御により打ち
抜き後のバリ高さを小さくし、占積率低下を抑制する技
術である。また、特開２０００−５４０８５号公報、同
１０９９５９号公報、特開２００１−７３０９８号公報
および同１３１７１７号公報に示される技術は、いずれ
も打ち抜き金型の磨耗を抑制する技術である。

【０００８】カシメ強度は、打ち抜き工程にて形成され
る凹凸部分同士の摩擦力に影響される。このため、凹凸
部分の深さに相当する切起量の微調整は極めて重要であ
る。すなわち、無方向性電磁鋼板の種類を変えたとき、
鉄心へ打ち抜いてからカシメ強度を判定し、所望のカシ
メ強度を得るために上述の調整をおこなう作業が必要と
なる。このような調整は、鉄心生産効率の観点からは好
ましくないが、金型設計段階において試行錯誤的におこ
なわれていた。

【０００９】ところで、磁気特性レベル（具体的には鉄
損レベル）が同等である場合には、複数の無方向性電磁
鋼板を同一の鉄心に使用する場合が多い。この場合、実
質的には一方の鋼板で上述の調整をするのみで、他の鋼
板に対しては調整を実施せずに打ち抜き、自動カシメに
供しているため、当然のことながら鉄心のカシメ強度が
安定化しないという問題が頻発している。

【００１０】近年の電気機器の高効率化に伴い、薄肉化
により鉄損、特に高周波域での鉄損を低減した無方向性
電磁鋼板の使用量が急増している。板厚の減少に伴い、
鋼板に形成可能な凹凸部の深さは低減するため、薄肉材
のカシメ強度の確保は困難となる。かかる状況において
は、切起量の調整は極めて重要であるが、上述のとお
り、実質的には調整を実施することなく異なる無方向性
電磁鋼板を打ち抜き、自動カシメに供しており、カシメ
強度劣化の問題は顕在化する一方であった。

【００１１】しかし、前述の各公報に示される技術は、
打ち抜き用金型の摩耗抑制や鉄心の占積率向上について
言及するのみであり、カシメ強度を安定的に得るための
技術については何ら言及しておらず、薄肉材の使用によ
る電気機器のエネルギー効率向上とカシメ強度の安定化
との両立は極めて困難であった。

【００１２】なお、特開平１−３１５１０４号公報に
は、Ｓ含有量が０．０１％以下、絶縁被膜厚さが０．１
μｍ以上０．３μｍ以下の電磁鋼板が示されており、カ
シメ強度はコーティング膜厚を薄膜化することにより改
善されると記載されている。しかしながら、同一の膜
厚、あるいは膜厚が厚い場合であってもさらにカシメ性
を改善できる技術が強く望まれていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、切起
量の調整が不十分であっても連続打ち抜きカシメ加工時
のカシメ強度が安定的に得られ、しかも電気機器のエネ
ルギー効率向上にも寄与できる無方向性電磁鋼板を提供
することにある。

【００１４】

【発明が解決しようとする手段】本発明の要旨は、下記
の無方向性電磁鋼板にある。

【００１５】質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：
３．０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．５％、ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．１〜２．５％、Ｐ：０．００５〜０．３０％を
含有し、残部はＦｅおよび不純物で、固有抵抗ρが３５
Ωｍ×１０^−８以上、少なくとも圧延方向の均一伸びＵ
ＥＬが１５％以上であり、固有抵抗ρと均一伸びＵＥＬ
との関係が式「ＵＥＬ≧−０．３５×ρ＋３５」を満た
すことを特徴とする無方向性電磁鋼板。

【００１６】上記本発明の無方向性電磁鋼板の板厚は
０．１５〜０．４０ｍｍであることが好ましい。

【００１７】本発明者らは、上記の課題を達成するため
に、カシメ強度と無方向性電磁鋼板の特性との相関につ
いて鋭意実験研究をおこなった。その結果、カシメ強度
と鋼板の均一伸びとの間に強い相関関係があることを知
見し、上記の本発明を完成させた。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の無方向性電磁鋼板
を上記のように定めた理由について詳細に説明する。な
お、以下の説明における化学組成の％は質量％を意味す
る。

【００１９】化学組成について； Ｃ：０．００５％以下 Ｃは鉄損に悪影響を及ぼすので少ないほどよい。しか
し、Ｃ含有量の過度な低減は製造コストの上昇を招くの
で、これらのバランスを考慮してＣ含有量は０．００５
％以下とする。

【００２０】Ｓｉ：３．０％以下 Ｓｉは鋼の固有抵抗を高めて渦電流損を減少させ、鉄損
を低減する作用がある。しかし、Ｓｉ含有量が３．０％
を超えると鋼板の冷間圧延性が低下するとともに、均一
伸び確保が困難となり、カシメ強度向上が望めない。し
たがって、Ｓｉ含有量は３．０％以下とする。好ましい
上限は２．９％、より好ましい上限は２．８％である。
なお、下限は特に定めないが、固有抵抗を高める観点か
ら０．１％以上含有させることが望ましい。

【００２１】Ｍｎ：０．１〜２．５％ Ｍｎは上記のＳｉと同様に鋼の固有抵抗を高めて鉄損を
低減する作用があり、さらに熱間圧延性を改善する効果
がある。これらの効果を得るためには最低でも０．１％
が必要である。一方、２．５％を超えて含有させてもそ
の効果が飽和し、コストの上昇を招くだけである。ま
た、多量に添加含有させた場合にはαγ変態点が低下す
るため、結晶粒成長を目的とした仕上げ焼鈍時の焼鈍温
度の確保が困難になる。したがって、Ｍｎ含有量は０．
１〜２．５％とする。好ましい範囲は０．１〜２．３
％、より好ましい範囲は０．１〜２．２％である。

【００２２】ｓｏｌ．Ａｌ：０．１〜２．５％ Ａｌは上記のＳｉとほぼ同程度に鋼の固有抵抗を高める
作用があり、渦電流損を低減して鉄損を低減させること
ができる。他方、Ａｌが鋼中で微細な窒化物を形成する
と焼鈍時の結晶粒成長を阻害し磁気特性向上の障害とな
る。前記窒化物を粗大化させるため、その含有量はｓｏ
ｌ．Ａｌ含有量で０．１％以上とする。一方、過剰なＡ
ｌは鋼の冷間圧延性を低下させるだけでなくコストの上
昇を招く。また、Ａｌは磁歪を増加させる元素であり、
磁歪増加により鉄損が増加する。したがって、その上限
はｓｏｌ．Ａｌ含有量で２．５％とする。なお、ｓｏ
ｌ．Ａｌ含有量の好ましい範囲は０．２〜２．５％、よ
り好ましい範囲は０．２〜２．４％である。

【００２３】Ｐ：０．００５〜０．３０％ Ｐは機械的特性の調整のために重要な元素であり、０．
００５％以上含有させる必要がある。しかし、過剰に含
有させると鋼の靱性を損ない、冷間圧延時に破断が生じ
やすくなるので、上限は０．３％とする。なお、Ｐ含有
量の好ましい範囲は０．００５〜０．２０％、より好ま
しい範囲は０．００５〜０．１５％である。

【００２４】残部：Ｆｅおよび不純物 本発明になる無方向性電磁鋼板の化学組成は上記を満た
せば十分であり、他に特別な制約はないが、不可避的に
混入するＮ、Ｓ、Ｖ、ＮｂおよびＴｉは、鉄損低減を妨
げる有害な元素であるため極力少ない方が望ましく、含
有するとしても合計で０．０６％以下、好ましくは０．
０４％以下、より好ましくは０．０３％以下に制限する
のが望ましい。

【００２５】また、本発明になる無方向性電磁鋼板は、
上記の元素外に無方向性電磁鋼板の成分として公知のＳ
ｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＢおよびＳｂを添加含有させても何ら
差し支えないが、その含有量はコストの観点から合計で
０．１％以下とするのが望ましい。

【００２６】均一伸びについて；本発明になる無方向性
電磁鋼板は、前述したように、少なくとも圧延方向の均
一伸びＵＥＬ（％）が１５％以上である必要がある。こ
れは、次の理由による。

【００２７】図２は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＰおよびＡｌの
含有量が種々異なるとともに、圧延方向の均一伸びＵＥ
Ｌが種々異なり、クロム酸マグネシウムおよびホウ酸と
アクリル樹脂エマルジョンとの混合物からなる表面コー
ティング被膜の膜厚が０．２０μｍと０．３０μｍの２
水準の板厚０．５ｍｍの無方向性電磁鋼板を対象に、黒
田精工（株）社製の自動カシメ金型を用いて連続打ち抜
きおよび自動カシメをおこなった場合における、圧延方
向の均一伸びＵＥＬ（以下、単に均一伸びという）とカ
シメ強度Ｆ（Ｎ）の関係を示す図である。

【００２８】なお、連続打ち抜き速度は毎分３００スト
ローク、カシメコアは図３に示すような形状の外径４５
ｍｍ、内径３３ｍｍのリングコア（４点カシメ）で、カ
シメ部の形状は丸Ｖ型、切起量は０．５ｍｍである。ま
た、カシメ強度Ｆ（Ｎ）は図４に示すような治具を用い
る引張試験により測定した。

【００２９】図２に示すように、均一伸びとカシメ強度
とは良い相関関係を示し、均一伸びが大きくなるとカシ
メ強度が上昇し、ある値でその効果は飽和する。すなわ
ち、均一伸びが１５％以上であれば、表面のコーティン
グ膜厚が厚くても、コーティング膜厚が薄い場合と同等
のカシメ強度が得られることがわかる。

【００３０】このように厚膜コーティングでも高いカシ
メ強度確保が可能な場合には、表面コーティング膜厚の
厚い方が金型摩耗が抑制されるため、金型研磨費用の削
減に繋がり、鉄心製造コスト低減に大きく寄与する。

【００３１】なお、全伸びとカシメ強度との関係につい
ても調査したが、均一伸びとカシメ強度に認められたよ
うな明瞭な相関関係は見出せなかった。

【００３２】ここで、カシメ部分は鋼板の面内で数箇所
形成されるため、均一伸びは面内平均で上記の条件、す
なわち１５％以上を満たす必要がある。

【００３３】そこで、本発明者らは、圧延方向から２
２．５°毎にＪＩＳ Ｚ ２２０１に規定される５号引
張試験片を５個切り出して、均一伸びの異方性を調査し
た。その結果、磁気特性の異方性と比較して均一伸びの
異方性は小さく、高いカシメ強度を得るには、少なくと
も圧延方向の均一伸びが１５％以上であれば十分である
ことを確認した。

【００３４】図５は、クロム酸マグネシウムおよびホウ
酸とアクリル樹脂エマルジョンの混合物からなる表面コ
ーティング膜厚が０．２０μｍ、板厚が０．３０ｍｍ
で、それぞれ後述の化学組成および固有抵抗を有し、鉄
損レベルが同等である圧延方向の均一伸びが１７％の鋼
板Ａと１２％の鋼板Ｂを用い、切起量を種々変化させた
以外は図２の場合と同じ条件で連続打ち抜きおよび自動
カシメをおこなった場合における、切起量（ｍｍ）とカ
シメ強度Ｆ（Ｎ）の関係を示す図である。

【００３５】鋼板Ａ：０．００１５％Ｃ−２．３％Ｓｉ
−０．２％Ｍｎ−２．０％ｓｏｌ．Ａｌ−０．００８％
Ｐ−残部Ｆｅおよび不純物で、固有抵抗が５８Ωｍ×１
０^−８、鉄損Ｗ１５／５０が２．０１Ｗ／ｋｇ。 鋼板Ｂ：０．００１２％Ｃ−３．１％Ｓｉ−０．２％Ｍ
ｎ−１．１％ｓｏｌ． Ａｌ−０．００６％Ｐ
−残部Ｆｅおよび不純物で、固有抵抗が５８Ω
ｍ×１０^−８、鉄損Ｗ１５／５０が２．０５Ｗ／ｋ
ｇ。

【００３６】なお、鉄損Ｗ１５／５０（Ｗ／ｋｇ）と
は、励磁周波数５０Ｈｚ、磁束密度１．５Ｔのときの鉄
損である。

【００３７】図５に示すように、カシメ強度は切起量が
大きいほど高くなるが、カシメ強度の切起量依存性は圧
延方向の均一伸びが大きいほど小さいことがわかる。

【００３８】このことは、圧延方向の均一伸びが大きい
場合には、切起量の調整が不十分でも、高いカシメ強度
が安定して確保されることを意味し、連続打ち抜きおよ
び自動カシメ工程における切起量の管理精度の緩和を許
容して作業性の向上に大きく寄与する。

【００３９】以上の結果から、本発明では、均一伸びを
少なくとも圧延方向の均一伸びで１５％以上と定めた。
なお、上限は特に定めないが、前記の効果は２５％で飽
和するので、上限は２５％とするのが好ましい。

【００４０】なお、本発明にいう均一伸びとは、ＪＩＳ
Ｚ ２２４１に規定される方法により引張試験をおこ
ない、最大引張荷重に対応する永久伸びとして求められ
る値のことである。

【００４１】ここで、圧延方向の均一伸びの大きい方が
高いカシメ強度が得られる理由については、次のように
考えられる。

【００４２】カシメ強度は凹凸部の摩擦力に起因するた
め、凹凸部の端面が板面に対して垂直に形成されるか否
かに影響される。均一伸びが小さい場合、凹凸部端面で
くびれが生じることが考えられ、板面に対して垂直な領
域が少なくなり、摩擦力が低下してカシメ強度が低下す
ると推定される。切起量が増加すると前記のくびれは助
長されるが、凹凸部端面での鋼板同士の接触面積が増加
するため、くびれの増加が接触面積の絶対量増加で補わ
れて摩擦力が確保され、カシメ強度が確保される。した
がって、調整が不十分で切起量が小さく、接触面積が少
ない場合には均一伸びの影響が顕著になるものと推察さ
れる。全伸びではなく、均一伸びとカシメ強度に強い相
関が認められたことも、上記の考えを支持するものと思
われる。また、軟質なほど打ち抜き端面にダレが生じや
すいため、凹凸部における板面に垂直な領域の面積が減
少するという相反する作用が働いた結果、均一伸び増加
によるカシメ強度上昇の効果が飽和したと推察される。

【００４３】固有抵抗について；固有抵抗は鋼板そのも
のの磁気特性向上のみならず、鉄心に使用した場合の電
気機器のエネルギー効率向上にとって極めて重要であ
る。非正弦波でかつ商用周波数以上で連続運転されるこ
との多いエアコン等のコンプレッサーモータでは特に重
要であり、固有抵抗が小さいと商用周波数での磁気特性
が良好であっても実際のモータ効率に反映されない。こ
の観点から、本発明では固有抵抗を３５Ωｍ×１０^−８
以上とする。上限は特に定めない。

【００４４】なお、固有抵抗は公知の方法、例えば四端
子法によって測定すればよい。ここで、固有抵抗とは製
品段階での鋼板自体の固有抵抗をいい、表面コーティン
グを施す前あるいは表面コーティングを除去して測定す
ればよい。また、熱延板焼鈍後、表面コーティング前お
よび表面コーティング除去後の固有抵抗をそれぞれ調査
した結果、値に変化は認められなかった。このため、固
有抵抗は熱延板焼鈍後の測定値にて管理してもよい。

【００４５】均一伸びと固有抵抗の関係について；図６
は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、ＰおよびＡｌの含有量、並びに磁
気特性が種々異なり、その表面にクロム酸マグネシウム
およびホウ酸とアクリル樹脂エマルジョンの混合物から
なる膜厚０．３０μｍのコーティング被膜を施した板厚
０．３５ｍｍの無方向性電磁鋼板を対象に、磁気特性と
カシメ強度Ｆ（Ｎ）の関係を調べた結果を示す図であ
る。

【００４６】なお、磁気特性としては、ＪＩＳ Ｃ ２
５５０に規定される２５ｃｍエプスタイン試験枠を用
い、ＰＷＭ（パルス幅変調）によりキャリア周波数３ｋ
Ｈｚ、励磁周波数４００Ｈｚ、磁束密度１．０Ｔのとき
の鉄損Ｗ１０／４００の値（Ｗ／ｋｇ）を採用した。

【００４７】また、カシメ強度は、連続打ち抜き速度：
毎分３００ストローク、カシメコアの形状：外径４５ｍ
ｍ、内径３３ｍｍのリングコア（４点カシメ）、カシメ
部形状：丸平型、切起量：０．３ｍｍとした場合の値で
ある。

【００４８】回帰分析の結果、下記の(1) 式を得た。

【００４９】 Ｗ１０／４００＝０．１１×Ｆ＋３．０ ・・・・・(1) 鉄損が同等であれば、カシメ強度の高い方が良好なカシ
メ性を有しており、カシメ強度が同等であれば、鉄損の
低い方が良好な磁気特性を有している。そこで、下記の
(2) 式の関係をカシメ性と磁気特性が両立している指標
とした。

【００５０】 Ｗ１０／４００≦０．１１×Ｆ＋３．０ ・・・・・(2) ここで、無方向性電磁鋼板の磁気特性の指標として一般
的に用いられる鉄損Ｗ１５／５０ではなく、鉄損Ｗ１０
／４００を指標としたのは、次の２つの理由による。

【００５１】第１の理由:薄肉材を素材として連続打ち
抜きおよび自動カシメ工程により大量生産され、かつ機
器のエネルギー効率が極めて重要視されるモータの代表
として、インバータ制御方式のコンプレッサーモータを
念頭に置いたこと。

【００５２】第２の理由：インバータ制御方式モータの
モータ効率と磁気特性との相関についての本発明者らの
検討結果によれば、鉄損Ｗ１５／５０よりも鉄損Ｗ１０
／４００の方がモータ効率との相関が強いこと。

【００５３】商用周波数以上での鉄損は固有抵抗ρ（Ω
ｍ×１０^−８）に大きく依存し、固有抵抗の高い方が鉄
損が低減する。また、カシメ強度は均一伸びに依存し、
均一伸びの高い方が高いカシメ強度を確保できる。

【００５４】図７は、固有抵抗と均一伸びが磁気特性と
カシメ強度に及ぼす影響を示す図であるが、同図に示す
ように、固有抵抗ρと均一伸びＵＥＬが下記の(3) 式を
満たす場合に、前記の(2) 式を満たすことが判明した。

【００５５】 ＵＥＬ≧−０．３５×ρ＋３５ ・・・・・(3) カシメ強度は切起量、表面コーティング膜厚により変化
し、鉄損は板厚によって変化するため、前記の(1) 式と
(2) 式の係数および切片は変化する。しかし、前記の
(3) 式の関係を満たしていれば、切起量、表面コーティ
ング膜厚、板厚が変化しても、高周波域での低鉄損とカ
シメ強度が両立することを確認した。このため、本発明
では、固有抵抗ρと均一伸びＵＥＬとは前記の(3) 式を
満たす必要があると定めた。なお、固有抵抗が同等の場
合、均一伸びの高い方がカシメ性が良好となるので、両
者の関係は「ＵＥＬ≧−０．３５×ρ＋３７」とするの
が好ましく、より好ましくは「ＵＥＬ≧−０．３５×ρ
＋３８」とするのがよい。

【００５６】板厚について；板厚の減少に伴い、板面に
形成可能な凹凸部の深さは低減し、鋼板同士の接触面積
は低減する。したがって、板厚の薄い無方向性電磁鋼板
ほど、均一伸びの影響が顕著に現れる。このため、板厚
が０．４０ｍｍ以下、さらには０．３０ｍｍ以下のよう
な薄肉材を連続打ち抜きおよび自動カシメする場合に
は、特にカシメ強度安定化の効果が大きい。また、板厚
の下限は、十分な凹凸部の深さを確保する観点から０．
１５ｍｍ以上であることが望ましい。

【００５７】以上に説明した本発明になる無方向性電磁
鋼板は、化学組成、圧延方向の均一伸びと固有抵抗が前
記の関係を満たしていればよく、均一伸びの制御方法に
ついては何ら制限するものではない。均一伸びの制御方
法の一例としては、延性を劣化させる元素であるＳｉの
一部をこれらに比べて延性劣化に及ぼす影響が小さいＡ
ｌやＭｎなどの元素に置換する成分調整法を挙げること
ができる。たとえば、Ｓｉ／（Ｍｎ＋ｓｏｌ．Ａｌ）の
値を２．０以下とした場合に、均一伸び向上の効果が顕
著になり、１．７以下さらには１．０以下にすると、そ
の効果が一段と顕著になる。

【００５８】また、結晶粒径の粗大化は、均一伸びの低
下のみならず、高周波域での鉄損増加につながるため、
好ましい結晶粒径は５０〜１２０μｍである。

【００５９】鋼板の表面には、常法に従って、重クロム
酸−ホウ酸系、リン酸系、シリカ系などの無機系バイン
ダと樹脂との混合物あるいは樹脂のみからなる表面コー
ティング被膜を施すこととが好ましい。

【００６０】上記の樹脂としては、一般的なアクリル
系、アクリルスチレン系、アクリルシリコン系、シリコ
ン系、ポリエステル系、エポキシ系、フッ素系樹脂が使
用できる。また、塗工性（ロールコート性）を考慮する
とエマルジョンタイプの樹脂を用いるのが好ましい。

【００６１】

【実施例】《実施例１》化学組成、圧延方向の均一伸び
および固有抵抗が表１に示す値で、表面にクロム酸マグ
ネシウムおよびホウ酸とアクリル樹脂エマルジョンの混
合物からなる膜厚０．５５μｍのコーティング被膜を有
する板厚０．３５ｍｍの無方向性電磁鋼板１４種類を準
備した。

【００６２】なお、表１に示す各鋼板は、素材のスラブ
を１１５０℃に加熱後、仕上げ温度８３０℃で板厚２．
０ｍｍに熱間圧延し、７５０℃で１０時間保持する熱延
板焼鈍をおこなった後、前記の板厚に冷間圧延し、次い
で試番１の鋼板は８５０℃で３０秒、試番２〜１４の鋼
板は１０００℃で３０秒保持する仕上げ焼鈍をおこな
い、その後表面コーティングをおこなった。

【００６３】各鋼板について、前述した図６の場合と同
じ条件で、鉄損Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）を測定し
た。

【００６４】また、黒田精工（株）社製の自動カシメ金
型を用いて連続打ち抜きおよび自動カシメを実施し、カ
シメ後の鋼板を引張試験に供してカシメ強度を測定し
た。カシメコアの形状は、外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍ
のリングコア（４点カシメ）とした。打ち抜き速度は毎
分２８０ストローク、カシメ部形状は丸Ｖ型、切起量は
０．３０ｍｍとした。結果は、表１にあわせて示した。

【００６５】

【表１】

【００６６】比較例の試番１の鋼板は、固有抵抗が本発
明で規定する範囲の下限を下まわっているため鉄損が大
きく、電気機器のエネルギー効率向上には寄与できな
い。

【００６７】同程度の固有抵抗を有する本発明例の試番
３の鋼板と比較例の試番４の鋼板を比較すると、鉄損は
同程度であるが、本発明例の試番３の鋼板は均一伸びと
固有抵抗のバランスが良好なため、カシメ強度が高い。

【００６８】同程度の固有抵抗を有する比較例の試番６
の鋼板と本発明例の試番７および８の鋼板を比較する
と、鉄損は同程度であるが、均一伸びと固有抵抗のバラ
ンスが良好な本発明例の試番７および８の鋼板の方がカ
シメ強度が高い。本発明例の試番９の鋼板と比較例の試
番１０の鋼板についても同様である。

【００６９】また、同程度の均一伸びを有する比較例の
試番４の鋼板と本発明例の試番８および９の鋼板を比較
すると、カシメ強度は同程度であるが、均一伸びと固有
抵抗のバランスが良好な本発明例の試番８および９の鋼
板の方が鉄損が低い。

【００７０】さらに、Ｃ含有量が本発明で規定する上限
を超えている比較例の試番１１の鋼板は、高周波鉄損が
劣っているばかりか、磁気時効の恐れも有している。Ｍ
ｎ含有量が本発明で規定する上限を超えている比較例の
試番１２の鋼板は、αγ変態により結晶粒の粗大化が抑
制されたため、高周波鉄損が劣っている。Ｐ含有量が本
発明で規定する上限を超えている比較例の試番１３の鋼
板は、冷間圧延時に割れが生じたため、特性を調査する
に至らなかった。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が本発明で規定す
る上限を超えている比較例の試番１４の鋼板は、高周波
鉄損が劣っていた。

【００７１】このように、化学組成、固有抵抗および均
一伸びが本発明で規定する条件を満たす本発明例の鋼板
は、高いカシメ強度と低い高周波鉄損とを兼ね備えてい
る。

【００７２】《実施例２》化学組成、固有抵抗および圧
延方向の均一伸びが表２に示す値で、表面にクロム酸マ
グネシウムおよびホウ酸とアクリル樹脂エマルジョンの
混合物からなる膜厚０．２５μｍのコーティング被膜を
有する板厚０．３０ｍｍの無方向性電磁鋼板１３種類を
準備した。

【００７３】なお、表２に示す各鋼板は、素材のスラブ
を１１００℃に加熱後、仕上げ温度８２０℃で板厚１．
９ｍｍに熱間圧延し、７５０℃で１０時間保持する熱延
板焼鈍をおこなった後、前記の板厚に冷間圧延し、次い
で９８０℃で３０秒保持する仕上げ焼鈍をおこない、そ
の後表面コーティングをおこなった。

【００７４】各鋼板について、実施例１の場合と同様
に、前述した図６の場合と同じ条件で、鉄損Ｗ１０／４
００（Ｗ／ｋｇ）を測定した。

【００７５】また、黒田精工（株）社製の自動カシメ金
型を用いて連続打ち抜きおよび自動カシメを実施し、カ
シメ後の鋼板を引張試験に供してカシメ強度を測定し
た。カシメコアの形状は、外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍ
のリングコア（４点カシメ）とした。打ち抜き速度は毎
分３５０ストローク、カシメ部形状は丸平型、切起量は
０．２０ｍｍと０．２５ｍｍの２水準とした。結果は、
表２にあわせて示した。

【００７６】

【表２】

【００７７】同程度の固有抵抗を有する本発明例の試番
１６の鋼板と比較例の試番１７の鋼板を比較すると、鉄
損は同程度であるが、本発明例の試番１６の鋼板は均一
伸びと固有抵抗のバランスが良好なため、カシメ強度が
高い。

【００７８】同程度の固有抵抗を有する比較例の試番１
９の鋼板と、本発明例の試番２０および２１の鋼板を比
較すると、鉄損は同程度であるが、均一伸びと固有抵抗
のバランスが良好な本発明例の試番２０および２１の鋼
板の方がカシメ強度が高い。本発明例の試番２２の鋼板
と比較例の試番２３の鋼板についても同様である。

【００７９】また、同程度の均一伸びを有する比較例の
試番１７の鋼板と本発明例の試番２０および２２の鋼板
を比較すると、カシメ強度は同程度であるが、均一伸び
と固有抵抗のバランスが良好な本発明例の試番２０およ
び２２の鋼板の方が鉄損が低い。

【００８０】さらに、Ｃ含有量が本発明で規定する上限
を超えている比較例の試番２４の鋼板は、高周波鉄損が
劣っているばかりか、磁気時効の恐れも有している。Ｍ
ｎ含有量が本発明で規定する上限を超えている比較例の
試番２５の鋼板は、αγ変態により結晶粒の粗大化が抑
制されたため、高周波鉄損が劣っている。Ｐ含有量が本
発明で規定する上限を超えている比較例の試番２６の鋼
板は、冷間圧延時に割れが生じたため、特性を調査する
に至らなかった。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が本発明で規定す
る上限を超えている比較例の試番２７の鋼板は、高周波
鉄損が劣っていた。

【００８１】このように、化学組成、固有抵抗および均
一伸びが本発明で規定する条件を満たす本発明例の鋼板
は、高いカシメ強度と低い高周波鉄損とを兼ね備えてお
り、特に切起量が少ない場合であっても高いカシメ強度
の確保が可能である。

【００８２】《実施例３》化学組成、固有抵抗および圧
延方向の均一伸びが表３に示す値で、表面にクロム酸マ
グネシウムおよびホウ酸とアクリル樹脂エマルジョンの
混合物からなる膜厚０．１５μｍのコーティング被膜を
有する板厚０．２０ｍｍの無方向性電磁鋼板１３種類を
準備した。

【００８３】なお、表３に示す各鋼板は、素材のスラブ
を１１２０℃に加熱後、仕上げ温度８２０℃で板厚１．
９ｍｍに熱間圧延し、８００℃で１０時間保持する熱延
板焼鈍をおこなった後、前記の板厚に冷間圧延し、次い
で１０２０℃で３０秒保持する仕上げ焼鈍をおこない、
その後表面コーティングをおこなった。

【００８４】各鋼板について、実施例１および２の場合
と同様に、前述した図６の場合と同じ条件で、鉄損Ｗ１
０／４００（Ｗ／ｋｇ）を測定した。

【００８５】また、黒田精工（株）社製の自動カシメ金
型を用いて連続打ち抜きおよび自動カシメを実施し、カ
シメ後の鋼板を引張試験に供してカシメ強度を測定し
た。カシメコアの形状は、外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍ
のリングコア（４点カシメ）とした。打ち抜き速度は毎
分３５０ストローク、カシメ部形状は角Ｖ型、切起量は
０．１５ｍｍと０．２０ｍｍの２水準とした。結果は、
表３にあわせて示した。

【００８６】

【表３】

【００８７】同程度の固有抵抗を有する本発明例の試番
２９の鋼板と比較例の試番３０の鋼板を比較すると、鉄
損は同程度であるが、本発明例の試番２９の鋼板は均一
伸びと固有抵抗のバランスが良好なため、カシメ強度が
高い。

【００８８】同程度の固有抵抗を有する比較例の試番３
２の鋼板と本発明例の試番３３および３４の鋼板を比較
すると、鉄損は同程度であるが、均一伸びと固有抵抗の
バランスが良好な本発明例の試番３３および３４の鋼板
の方がカシメ強度が高い。比較例の試番３５の鋼板と本
発明例の試番３６の鋼板についても同様である。

【００８９】また、同程度の均一伸びを有する比較例の
試番３３の鋼板と本発明例の試番３６の鋼板を比較する
と、カシメ強度は同程度であるが、均一伸びと固有抵抗
のバランスが良好な本発明例の試番３６の鋼板の方が鉄
損が低い。

【００９０】さらに、Ｃ含有量が本発明で規定する上限
を超えている比較例の試番３７の鋼板は、高周波鉄損が
劣っているばかりか、磁気時効の恐れも有している。Ｍ
ｎ含有量が本発明で規定する上限を超えている比較例の
試番３８の鋼板は、αγ変態により結晶粒の粗大化が抑
制されたため、高周波鉄損が劣っている。Ｐ含有量が本
発明で規定する上限を超えている比較例の試番３９の鋼
板は、冷間圧延時に割れが生じたため、特性を調査する
に至らなかった。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が本発明で規定す
る上限を超えている比較例の試番４０の鋼板は、高周波
鉄損が劣っていた。

【００９１】従来、板厚０．２０ｍｍの薄肉材ではカシ
メ強度の安定的な確保が困難であったが、化学組成、固
有抵抗および均一伸びが本発明で規定する条件を満たす
本発明例の鋼板である試番２８、２９、３１、３３、３
４および３６の鋼板は切起量が少ない場合であっても高
いカシメ強度が得られており、高周波鉄損も低い。

【００９２】

【発明の効果】本発明の無方向性電磁鋼板はカシメ性に
優れており、連続打ち抜きおよび自動カシメ工程におい
て、切起量の調整が不十分であっても高いカシメ強度が
安定して得られるため、鉄心の生産効率と歩留まり向上
に大きく寄与する。特に、切起量の微調整が極めて重要
な薄肉の無方向性電磁鋼板を連続打ち抜きおよび自動カ
シメする際に大きな効果を発揮する。さらに、鉄損とカ
シメ性のバランスが良好であるため、電気機器のエネル
ギー効率向上と鉄心の生産効率を両立できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】凹凸部の形状を示す模式図である。

【図２】圧延方向の均一伸びＵＥＬとカシメ強度との関
係を示す図である。

【図３】カシメ後の試験片（コア）の形状を示す模式図
である。

【図４】引張試験の態様を示す模式図である。

【図５】切起量とカシメ強度の関係を示す図である。

【図６】磁気特性とカシメ強度の関係を示す図である。

【図７】固有抵抗ρと均一伸びＵＥＬのバランスが磁気
特性とカシメ強度に及ぼす影響を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：
   ３．０％以下、Ｍｎ：０．１〜２．５％、ｓｏｌ．Ａ
   ｌ：０．１〜２．５％、Ｐ：０．００５〜０．３０％を
   含有し、残部はＦｅおよび不純物で、固有抵抗ρ（Ωｍ
   ×１０^−８）が３５Ωｍ×１０ ^−８以上、少なくとも圧
   延方向の均一伸びＵＥＬ（％）が１５％以上であり、固
   有抵抗ρと均一伸びＵＥＬとの関係が式「ＵＥＬ≧−
   ０．３５ρ＋３５」を満たすことを特徴とする無方向性
   電磁鋼板。
2. 【請求項２】板厚が０．１５〜０．４０ｍｍである請求
   項１に記載の無方向性電磁鋼板。