JP2021019385A

JP2021019385A - 回転機コア及びその製造方法

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Publication number: JP2021019385A
Application number: JP2019132408A
Authority: JP
Inventors: 拓暉 ▲高▼橋; Hiroki Takahashi; 啓祐竹内; Keisuke Takeuchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-02-15
Also published as: WO2021010409A1

Abstract

【課題】鉄損の低い回転機コア及びその製造方法を提供する。【解決手段】積層状態の電磁鋼板１００から構成された回転機コア１及びその製造方法である。電磁鋼板は、コアバック部２と複数のティース部とを有する。コアバック部２は、回転機コアの周方向に沿って延びる。ティース部３は、コアバック部２から回転機コア１の周方向に直交する方向に沿って延びる。コアバック部２とティース部３とは一体的に形成されている。コアバック部２における電磁鋼板１００の結晶方位は周方向に沿って揃っている。ティース部３における電磁鋼板１００の結晶方位はティース部３の延び方向に沿って揃っている。【選択図】図１

Description

本発明は、回転機コア及びその製造方法に関する。

特定の結晶方位が例えば一方向に揃った方向性電磁鋼板が知られている。所望の結晶方位に配向した方向性電磁鋼板は、磁気特性に優れるため、例えば回転機コアに用いられる。単結晶鋼は、結晶方位が一方向に揃った方向性を有するが、製造コストが高く、製造に時間がかかるため、大量生産に不向きである。一方、２次再結晶現象などにより、鋼板の結晶方位を配向させる技術が知られているが、製造工程が煩雑であったり、｛１００｝＜００１＞方位などの所定の結晶方位の配向性が悪くなったりする。

例えば特許文献１には、分割式のステータコアが開示されている。具体的には、少なくともティース部とヨーク部とを別体とし、ティース部あるいはヨーク部を方向性電磁鋼板により形成したステータ構造が開示されている。特許文献１によれば、上記ステータ構造により、鉄損を低減できるとしている。

特開平７−６７２７２号公報

特許文献１のステータ構造では、ティース部とヨーク部との間に接合部があり、ティース部とヨーク部との間に隙間が生じるおそれがある。接合部や隙間は、ステータコアなどの回転機コアのヒステリシス損等の鉄損を増大させる。その結果、モータ等の回転機のロスが増大し、電力を動力へ変換する効率が悪くなる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、鉄損の低い回転機コア及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明の第１態様は、積層状態の電磁鋼板（１００）から構成された、筒状の回転機コア（１、１Ａ、１Ｂ）であって、
上記電磁鋼板は、上記回転機コアの周方向（Ｘ）に沿って延びるコアバック部（２）と、該コアバック部から上記周方向に直交する方向（Ｙ）に沿って延びる複数のティース部（３）とを有し、
上記コアバック部と上記ティース部とが一体的に形成されており、
上記コアバック部における上記電磁鋼板の結晶方位が上記周方向に沿って揃い、上記ティース部における上記電磁鋼板の結晶方位が上記ティース部の延び方向に沿って揃っている、回転機コアにある。

本発明の第２態様は、第１単結晶鋼（４１）と第２単結晶鋼（４２）とを、上記第１単結晶鋼と上記第２単結晶鋼との結晶方位が相互に直交するように多結晶鋼板（４０）の主面（４０１）に接触させ、熱処理を行うことにより、結晶方位が相互に直交し、かつ上記結晶方位が特定方向に配向する第１領域（１０１）と第２領域（１０２）とを有する、２方向性の電磁鋼板（１００）を得、
上記電磁鋼板の上記第１領域の結晶方位に沿う方向に帯状に延びる帯状コアバック部（２０）と、上記第２領域の結晶方位に沿う方向に延びる複数の平行ティース部（３０）とを有する櫛状シート（１０５）を打ち抜き、
上記櫛状シートを螺旋状に巻回させつつ積層する、回転機コア（１、１Ａ）の製造方法にある。

本発明の第３態様は、第１単結晶鋼（４１）と第２単結晶鋼（４２）とを、上記第１単結晶鋼と上記第２単結晶鋼との結晶方位が相互に直交するように多結晶鋼板（４０）の主面（４０１）に接触させ、熱処理を行うことにより、相互に結晶方位が直交し、かつ上記結晶方位が特定方向に配向する第１領域（１０１）と第２領域（１０２）とを有する、２方向性の電磁鋼板（１００）を得、
上記電磁鋼板の上記第１領域の結晶方位に沿う方向に帯状に延びる帯状コアバック部（２０）と、上記第２領域の結晶方位に沿う方向に延びる複数の平行ティース部（３０）とを有する櫛状シート（１０５）を打ち抜き、
上記櫛状シートを環状に巻回させることにより環状のコア板（１０４）を得、
上記コア板を複数積層する、回転機コア（１、１Ｂ）の製造方法にある。

上記第１態様の回転機コアは、コアバック部における電磁鋼板の結晶方位が周方向に沿って揃い、ティース部における電磁鋼板の結晶方位がティース部の延び方向に沿って揃っている。そのため、コアバック部の磁化容易軸は周方向に沿う方向となり、ティース部の磁化容易軸は伸長方向に沿う方向となる。これは、コアバック部及びティース部の磁化容易軸の理想的な方向であるため、回転機コアは、磁気回路中での磁化が容易であり、鉄損が低い。

また、コアバック部とティース部とが一体的に形成されているため、コアバック部とティース部との間に両者の接合面（具体的には、接合界面）がない。つまり、コアバック部とティース部との接合によって形成される、磁気抵抗の大きな空気相がない。そのため、空気相によるヒステリシス損の増大が防止され、回転機コアはヒステリシス損が低い。

上記第２態様及び上記第３態様の製造方法では、上記のごとく櫛状シートを作製する。次いで、第２態様の製造方法では、櫛状シートを螺旋状に巻回させることにより、電磁鋼板が螺旋状に積層された回転機コアが製造される。第３態様の製造方法では、櫛状シートを環状に巻回させることにより環状のコア板を得、コア板を複数積層することにより、コア板の積層体からなる回転機コアが製造される。上記製造方法では、コアバック部における電磁鋼板の結晶方位が周方向に沿って揃い、ティース部における電磁鋼板の結晶方位がティース部の延び方向に沿って揃った回転機コアが得られる。また、上記製造方法では、コアバック部とティース部とが一体的に形成された回転機コアが得られる。

以上のごとく、上記態様によれば、鉄損の低い回転機コア及びその製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、螺旋状の回転機コアの模式図。実施形態１における、回転機コアの部分拡大模式図。実施形態１における、（ａ）コア部における結晶方位を示すコア部の部分断面模式図、（ｂ）ティース部における結晶方位を示すティース部の部分断面模式図。実施形態１における、２方向性電磁鋼板の製造工程を示す模式図。実施形態１における、多結晶鋼の結晶方位を示す多結晶鋼板の部分断面模式図。実施形態１における、（ａ）第１単結晶鋼の結晶方位を模式的に示す第１単結晶鋼の部分断面図、（ｂ）第２単結晶鋼の結晶方位を模式的に示す第２単結晶鋼の部分断面図。実施形態１における、（ａ）図４におけるVIIａ−VIIａ線の矢視断面図、（ｂ）図４におけるVIIｂ−VIIｂ線の矢視断面図。実施形態１における、（ａ）図４におけるVIIIａ−VIIIａ線の矢視断面図、（ｂ）図４におけるVIIIｂ−VIIIｂ線の矢視断面図。実施形態１における、（ａ）図４におけるIXａ−IXａ線の矢視断面図、（ｂ）図４におけるIXｂ−IXｂ線の矢視断面図、（ｃ）図４におけるIXｃ−IXｃ線の矢視断面図。実施形態１における、電磁鋼板から櫛状シートを打ち抜く工程、櫛状シートを巻回する工程を示す模式図。図１０におけるXI−XI線の矢視断面図。実施形態１における、櫛状シートを螺旋状に巻回させる工程の模式図。変形例１における、回転機コアの製造ラインの模式図。変形例１における、図１３の曲げ装置を矢印XIV方向から見た図。変形例１における、図１３の曲げ装置を矢印XV方向から見た図。実施形態２における、積層型の回転機コアの模式図。実施形態２における、回転機コアの部分拡大模式図。実施形態２における、円盤状のコア板を製造する工程を示す模式図。比較形態１における、回転機コアの部分拡大模式図。比較形態２における、回転機コアの部分拡大模式図。実験例１における、方向性の電磁鋼板の製造工程を示す模式図。実験例１における、加熱炉の模式図。実験例１における、ＥＢＳＤ像、彩度ゼロのＥＢＳＤ像、ＥＢＳＤ像より抽出した角度マップを示す説明図。実験例１における、ＥＢＳＤ像を簡略化して示す説明図。実験例１における、ＥＢＳＤ像の逆極点図。実験例２における、方向性の電磁鋼板の圧延方向と直交する平面での方向性領域の粒径を示す模式図。実験例２における、方向性の電磁鋼板の圧延方向と平行な平面での方向性領域の粒径を示す模式図。実験例３における、実施例品及び比較例品のヒステリシス損を示すグラフ。

（実施形態１）
回転機コア１にかかる実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。図１及び図２に示されるように、回転機コア１は、積層状態の電磁鋼板から構成されている。積層状態は、例えば、電磁鋼板１００が螺旋状に巻回されることにより形成される。つまり、回転機コア１は、例えば螺旋状に巻回されつつ積層された電磁鋼板１００の積層体１０から構成される。一方、実施形態２にて説明するが、回転機コア１の積層状態は、例えば、複数の環状の電磁鋼板１００の積層体１０から形成されていてもよい。本明細書では、螺旋状の積層体１０から構成された回転機コア１のことを、適宜、「螺旋型回転機コア１Ａ」といい、環状の電磁鋼板１００の積層体１０から構成された回転機コア１のことを、適宜「積層型回転機コア１Ｂ」ということができる。以下、電磁鋼板１００の積層方向を、適宜「軸方向Ｚ」という。

図１に示すように、螺旋型回転機コア１Ａでは、例えば長尺の電磁鋼板１００が螺旋状に巻回されており、巻回状態の電磁鋼板１００の板面が相互に接触している。具体的には、電磁鋼板１００が巻回されつつ軸方向Ｚの位置を一方向に変えながら積層されて螺旋型回転機コア１Ａが形成されている。螺旋型回転機コア１Ａは、積層型回転機コア１Ｂに比べて、製造時における電磁鋼板１００の切断回数を減らすことができる共に、巻回と切断とを連続的に行うことができる。

回転機コア１は、円筒状、楕円筒状、角筒状などの筒状であり、軸方向Ｚを貫通する貫通穴１９を有する。例えば螺旋型の回転機コアでは、曲率が均一であることが望ましいという観点から、回転機コア１は、円筒状であることが好ましい。また、回転機コア１が円筒状の場合には、楕円筒状、角筒状などの形状に比べて、回転機コアの製造段階での巻回時に板厚にばらつきが生じることを防止できる。

図１及び図２に示すように、電磁鋼板１００は、櫛状であり、コアバック部２と多数のティース部３とを有する。コアバック部２は軸方向Ｚにおいて相互に接触し、ティース部３も軸方向Ｚにおいて相互に接触している。電磁鋼板１００は、後述の櫛状シート１０５から構成されており、螺旋型回転機コア１Ａは、櫛状シート１０５が螺旋状に巻回されたものである。

コアバック部２は、回転機コア１の周方向Ｘに沿って延びる帯状の部分である。コアバック部２は、例えばヨーク部とも呼ばれる。帯状のコアバック部２は、螺旋状に巻回されており、回転機コア１と同様に周方向Ｘを有する。

ティース部３は、コアバック部２、回転機コア１の周方向Ｘに直交する方向Ｙに沿ってコアバック部２から延びる。回転機コア１が円筒状の場合には、周方向Ｘに直交する方向Ｙは回転機コア１の径方向である。図１及び図２に示すように、ティース部３は、例えば、回転機コア１の中心軸Ａに向かって延びる。構成の図示を省略するが、ティース部３は、中心軸Ａとは反対向きに延びていてもよい。つまり、ティース部３は、図１及び図２に示すように、筒状の回転機コア１の内側に向かって延びていてもよいし、図示を省略するが外側に向かって延びていてもよい。

コアバック部２とティース部３とは、一体的に形成されている。コアバック部２とティース部３との境界には、ギャップ、接合部、接合面が実質的になく、境界とその周囲との間で表面粗さはほとんど変化しない。具体的には、コアバック部２とティース部３の境界と、その周囲との表面粗さの差は３．２μｍ以内であることが好ましい。この場合には、積層時に空隙が発生することが抑制され、出力が向上する。表面粗さは、ワンショット３Ｄ形状測定機により測定される。ワンショット３Ｄ形状測定機としては、キーエンス社製のＶＲ−５０００を用いることができる。表面粗さは、例えば、測定倍率１２０倍で測定される。コアバック部２とティース部３とは、例えば面一であることがより好ましい。

図３（ａ）に示すように、電磁鋼板１００のコアバック部２における結晶方位は、周方向Ｘに沿って揃っている。これにより、図２に示すように、コアバック部２における磁化容易軸は、周方向Ｘに沿う方向となる。一方、図３（ｂ）に示すように、電磁鋼板１００のティース部３における結晶方位は、ティース部３の延び方向に沿って揃っている。これにより、図２に示すようにティース部３における磁化容易軸は、延び方向に沿う方向となる。なお、図２におおいて、コアバック部２内、ティース部３内の実線矢印は、磁化容易軸を表し、破線矢印は、磁界や磁気回路を表す。後述の図１７、図１９、図２０についても同様である。ティース部３の延び方向は、例えば、円筒状の回転機コア１の外周での法線方向に沿う。このような電磁鋼板１００は、コアバック部２及びティース部３においてそれぞれ異なる結晶方位を有するため、例えば２方向性の電磁鋼板１００ということができる。

結晶方位としては、｛１００｝＜００１＞、｛１２３｝＜６３４＞、｛０１１｝＜２１１＞、｛１１２｝＜１１１＞、｛１１０｝＜００１＞などが例示される。コアバック部２における結晶方位は、｛１１０｝＜００１＞であり、ティース部３における結晶方位は、｛１１０｝＜１１０＞であることが好ましい。この場合には、周方向とティース部の延び方向に磁化容易軸が配向する。さらに、この場合には、方向性電磁鋼板を、例えばその圧延方向と直交方向でカットすることにより、簡単に上記結晶方位の実現が可能になる。

電磁鋼板１００は粒径１．５ｍｍ以上の結晶粒を有することが好ましい。この場合には、ヒステリシス損がさらに小さくなる。この効果がより向上するという観点から、電磁鋼板１００は、コアバック部２及びティース部３に粒径１．５ｍｍ以上の結晶粒を有することがより好まく、粒径３．０ｍｍ以上の結晶粒を有することがさらに好ましい。

回転機コア１は、２方向性の電磁鋼板１００を用いて製造される。２方向性の電磁鋼板１００は、例えば次のようにして製造される。図４、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されるように、まず、第１単結晶鋼４１と第２単結晶鋼４２とを、多結晶鋼板４０の主面４０１に接触させる。このとき、第１単結晶鋼４１と第２単結晶鋼４２の結晶方位が相互に直交するように多結晶鋼板４０の主面４０１に接触させる。このような操作を、以下適宜「配置工程」という。配置工程では、例えば、第１単結晶鋼４１の結晶方位が多結晶鋼板４０の面内方向に沿う方向となるように第１単結晶鋼４１を多結晶鋼板４０の主面４０１に配置し、第２多結晶鋼の結晶方位が多結晶鋼板４０の面内方向であって、第１単結晶鋼４１の結晶方位と直交する方向となるように第２単結晶鋼４２を多結晶鋼板４０の主面４０１に配置する。

次に、第１単結晶鋼４１と第２単結晶鋼４２とが配置された多結晶鋼板４０の熱処理を行う。この操作を以下適宜、「熱処理工程」という。図４、図８に示されるように、熱処理は、例えば、多結晶鋼板４０、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２に対して行われ、例えば熱風Ｈを吹き付けることにより行われる。熱処理により、図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように２方向性の電磁鋼板１００が得られる。２方向性の電磁鋼板１００は、結晶方位が相互に直交しかつ結晶方位が特定方向に配向する第１領域１０１と第２領域１０２とを有する。

配置工程、熱処理工程について、さらに詳細に説明する。第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２は、例えば、所定の結晶方位を有する単結晶の鋼から切り出すことにより製造される。このとき、当接面４１１、４２１が所望の結晶方位となるように切り出すことができる。これにより、結晶方位が相互に直交する第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２が得られる。第１単結晶鋼４１の当接面４１１は、多結晶鋼板４０に当接するように構成された、例えば平滑面である。第２単結晶鋼４２の当接面４２１についても同様である。

多結晶鋼板４０は、例えば、鋼スラブを熱間圧延、必要に応じて冷間圧延、焼鈍などを経ることにより製造される。鋼としては、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、炭素鋼、電磁鋼等が例示される。鋼の結晶構造としては、体心立方、面心立方などの立方晶が例示される。図５に例示されるように、多結晶鋼板４０は、結晶方位が異なる多数の結晶粒から構成されており、結晶方位がランダムであり、無配向である。多結晶鋼板４０は、例えば、無方向性電磁鋼板である。

配置工程では、多結晶鋼板４０の主面４０１上に、第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２を配置する。第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２は、これらの結晶方位が相互に直交する向きとなるように配置される。図４、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）には、多結晶鋼板４０の主面４０１に第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２を配置したときにおける、各単結晶鋼４１、４２の結晶方位を示す。なお、本明細書で参照する図面において、単結晶鋼４１、４２、多結晶鋼板４０、電磁鋼板１００内に示す矢印は、結晶方位の向きを示し、円で囲まれたばつ印は、紙面の表（換言すれば手前）から裏（換言すれば奥）に向かう結晶方位の向きを示す。図面における結晶方位は、例示であり、適宜変更することができる。第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の結晶方位、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の多結晶鋼板４０への配置は、変更可能であり、その変更により、熱処理後、結晶方位が特定方向に配向した領域を様々なパターンで形成することができる。電磁鋼板１００において、結晶方位が特定方向に配向した領域のことを、「方向性領域」という。配置工程、熱処理工程を行うことにより、方向性領域として、相互に結晶方位が異なる、後述の第１領域１０１、第２領域１０２が形成される。

第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２としては、所望の結晶方位が配向したものを用いることができる。具体的な結晶方位としては、｛１００｝＜００１＞、｛１２３｝＜６３４＞、｛０１１｝＜２１１＞、｛１１２｝＜１１１＞、｛１１０｝＜００１＞などが例示される。第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の結晶方位は、２方向性の電磁鋼板１００における第１領域１０１、第２領域１０２の所望の結晶方位に合わせて決定される。

第１単結晶鋼４１と多結晶鋼板４０、第２単結晶鋼４２と多結晶鋼板４０との接触は、面接触であることが好ましい。この場合には、加熱時に、単結晶鋼の結晶方位が多結晶鋼板４０に成長しやすくなる。その結果、電磁鋼板１００における各方向性領域（具体的には、第１領域１０１、第２領域１０２）の拡大が可能になる。

第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の形状は、特に限定されないが、例えば板状であることが好ましい。この場合には、板状の第１単結晶鋼４１の主面（つまり、当接面４１１）、第２単結晶鋼４２の主面（つまり当接面４２１）を、多結晶鋼板４０の主面４０１に接触させることにより、面接触が容易に実現できる。さらに、接触面積が大きくなるため、成長面が大きくなる。その結果、第１領域１０１、第２領域１０２の配向性がさらに向上する。

第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の厚みは、特に限定されないが、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２が板状の場合には、例えば０．１〜１．０ｍｍである。多結晶鋼板４０の厚みも、特に限定されないが、短時間で厚み方向の全体に結晶成長を進行させることができるため、２方向性の電磁鋼板１００の生産性が向上するという観点から、０．８ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。多結晶鋼板４０自体の製造コストなどの観点から、多結晶鋼板４０の厚みは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

多結晶鋼板４０の結晶粒径は、例えば２０〜１００μｍである。多結晶鋼板４０の結晶粒径は、熱処理前の多結晶鋼板４０の結晶粒径であり、後述のひずみを付与する前の多結晶鋼板４０の結晶粒径である。結晶粒径は、例えば顕微鏡によって測定した単位面積当たりの結晶粒の平均数により測定される。具体的にはＪＩＳＧ０５５１：２０１３「鋼−結晶粒度の顕微鏡試験方法」に基づいて測定される。

多結晶鋼板４０における第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２との接触面に対して、エッチングを行うことができる。この場合には、結晶粒界が露出することで、接合面の密着度が向上し、結晶成長が促進される。エッチングは、塩酸、硝酸アルコール溶液、シュウ酸などにより行うことができる。

図４、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されるように、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２は、多結晶鋼板４０の主面４０１の端部に配置することが好ましい。この場合には、単結晶鋼４１、４２と多結晶鋼板４０との接触方向での切断により、熱処理後に第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２を容易に除去することができる。端部は、例えば多結晶鋼板の圧延方向ＲＤの端部である。接触方向は、例えば板厚方向である。切断位置は、例えば、図９（ａ）、図９（ｂ）における破線で図示される。なお、実験例２にて示すように、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２を、例えば多結晶鋼板４０の全面に重なるように配置してもよい。この場合には、接触面積が大きくなり、成長面が大きくなるため、結晶成長が起こり易くなる。より具体的には、後述の打ち抜き工程後に、帯状コアバック部２０、平行ティース部３０となる各領域に、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼を配置することができる。

図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２と多結晶鋼板４０との接触後には、上記のように熱処理を行う。具体的には、第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２を主面４０１に配置した多結晶鋼板４０を加熱する。加熱は、例えば加熱炉内で行うことができる。この加熱により、多結晶鋼板４０を構成する各結晶粒の結晶方位が第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の結晶方位に倣って配向し、多結晶鋼板４０内で結晶成長が起こる。第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２は、結晶方位の核となるため、核材ということができ、多結晶鋼板４０は、核材の結晶方位に倣って結晶方位を配向させる対象であるため、素材板ということができる。

結晶成長について説明する。図２、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、熱処理を行うことにより、第１単結晶鋼４１と多結晶鋼板４０との接触面４０１ａから多結晶鋼板４０の方向へ第１単結晶鋼４１の結晶方位に倣って多結晶鋼が配向し、さらに多結晶鋼を構成する結晶粒が成長する。同様に、第２単結晶鋼４２と多結晶鋼板４０との接触面４０１ｂから多結晶鋼板４０の方向へ第２単結晶鋼４２の結晶方位に倣って多結晶鋼が配向し、さらに多結晶鋼を構成する結晶粒が成長する。つまり、単結晶鋼が結晶方位の核材、多結晶鋼板４０が素材板となり、核材から素材板に向けて結晶成長が起こり、多結晶鋼板４０を構成する多結晶の各結晶粒が配向し、結晶成長する。その結果、多結晶鋼板４０内に方向性領域として、第１領域１０１と第２領域１０２とが形成され、図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように第１領域１０１と第２領域とを有する、２方向性の電磁鋼板が得られる。第１領域１０１、第２領域１０２は、それぞれ所定の結晶方位を有する。

図４、図７〜図９に示すように、第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２を多結晶鋼板４０の主面４０１の端部に配置する場合には、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２、及び多結晶鋼板４０を、単結晶鋼４１、４２の接触部側から加熱することが好ましい。接触部側は、例えば接触面４０１ａ、４０１ｂ側である。この場合には、熱処理により、第１単結晶鋼４１と第２単結晶鋼４２の結晶方位に倣って多結晶鋼板４０内で板厚方向ＮＤに結晶成長が起こる。さらに多結晶鋼板４０内の成長結晶の結晶方位に倣って板厚方向ＮＤと直交方向に結晶成長が進行する。具体的には、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、例えば圧延方向ＲＤに結晶成長が進行する。

上記のような接触部側からの加熱では、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、接触部側が高温になり、接触部側から例えば圧延方向ＲＤに離れるにつれて低温となる温度勾配を形成することが好ましい。この場合には、接触部から離れた部分の結晶成長を抑制でき、先ず接触部の直下が第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２の結晶方位に倣って結晶成長する。次いで、圧延方向ＲＤに離れる方向に結晶成長が起こり、多結晶鋼板４０全体の結晶成長が実現される。例えば、傾斜炉内で熱処理を行うことにより、温度勾配を形成することができる。傾斜炉の他にも、例えば、レーザによる局所加熱、誘導加熱などにより、温度勾配を形成することができる。図８における白抜き矢印は、温度勾配を示し、矢印の先端が低温側、末端が高温側となる。多結晶鋼板４０の酸化を防止するという観点から、加熱は非酸化性ガス雰囲気あるいは真空下で行うことが好ましい。

また、図２１を参照する実験例１のように、多結晶鋼板４０の主面４０１の全体に重なるように単結晶鋼４１、４２を配置する場合には、例えば均一加熱により、結晶方位の配向を進行させることができる。均一加熱は、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２を接触させた多結晶鋼板４０の全体を均一に加熱する方法である。

熱処理の加熱温度は、多結晶鋼板４０の再結晶温度以上、融点以下であることが好ましい。具体的には、加熱温度は、例えば５００℃以上、１５００℃以下で調整することができる。

熱処理は、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２、多結晶鋼板４０を、これらの接触方向に加圧しながら行うことが好ましい。この場合には、接触面積の増加により結晶成長が促進される。加圧時の荷重は、４００〜１０００Ｎであることが好ましい。この場合には、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２、多結晶鋼板４０にひずみを与えない範囲で両者を十分に接触させることができる。加圧しながらの熱処理は、具体的には、ホットプレス加工により行うことができる。

熱処理前に多結晶鋼板４０にひずみを付与することが好ましい。この場合には、熱処理時に再結晶が生じて結晶方位の配向がさらに促進される。ひずみは、例えば圧縮ひずみである。圧縮ひずみは、単結晶鋼４１、４２の接触前の多結晶鋼板４０に対して、その板厚方向に付与される。

圧縮ひずみの付与は、圧延加工、ショットブラスト加工、単軸圧縮加工等により行われる。好ましくは圧延加工がよい。この場合には、板厚方向全体に連続的にひずみを付与することができるため、生産性が向上する。また、圧延加工を行う場合には、圧下率を５〜７５％にすることが好ましい。圧下率を５％以上とすることにより、熱処理時に再結晶が生じて結晶方位の配向がさらにいっそう促進される。促進効果をさらに高めるためには、圧下率は、１０％以上であることがより好ましく、２５％以上であることがさらに好ましい。また、圧下率を７５％以下とすることにより、圧延の加工性が低下せず生産性を維持できる。生産性の維持効果をさらに向上させるという観点から、圧下率は、６０％以下であることがより好ましく、５０％以下であることがさらに好ましい。

このようにして、図４、図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、結晶方位がそれぞれ配向した第１領域１０１、第２領域１０２を有する電磁鋼板１００を得ることができる。電磁鋼板１００の結晶方位は、例えば電子線後方散乱回折法により測定される。電子線後方散乱回折法は、ＥＢＳＤ法とよばれる。ＥＢＳＤ法により、結晶方位のＥＢＳＤマップが得られる。ＥＢＳＤマップでは、通常、結晶方位の違いが色の違いで示される。また、ＥＢＳＤマップでは、逆極点図として結晶方位を表示することもできる。

図９（ｃ）に示されるように、電磁鋼板１００は板内に第１領域１０１、第２領域１０２を有するが、第１領域１０１と第２領域１０２との境界には、これらの結晶方位が干渉し合った領域が形成される場合がある。この領域では、第１領域１０１、第２領域１０２とはさらに異なる結晶方位を有し、方向性領域１０１、１０２よりも粒径の小さな１つ以上の結晶粒が形成される傾向がある。

電磁鋼板１００における第１領域１０１、第２領域１０２は、粒径が１．５ｍｍ以上の同一の結晶粒を指標とすることができる。ここでいう同一は、方位差１５°以内であること意味する。方位差１５°以内は一般的な小角粒界の角度である。方位差、粒径は、ＥＢＳＤ像により測定することができる。第１領域１０１、第２領域１０２の粒径については、実験例２にて説明する。電磁鋼板１００における第１領域１０１、第２領域１０２は、それぞれ単一の結晶粒からなることが特に好ましい。

圧延方向ＲＤは、例えば結晶組織を観察することによりわかる。圧延板では、結晶組織が例えば繊維状組織になり、結晶組織を構成する結晶粒の長手方向が圧延方向ＲＤとなる。結晶組織は、例えば、走査型電子顕微鏡観察、ＥＢＳＤ法により調べることができる。

上記の配置工程、熱処理工程により、２方向性の電磁鋼板１００を製造することができる。電磁鋼板１００は、第１領域１０１、第２領域１０２の境界に、ギャップ、接合部、接合面を実質的に有しておらず、第１領域１０１、第２領域１０２の境界とその周囲との間で電磁鋼板１００の表面粗さはほとんど変化しない。

回転機コア１は、２方向性の電磁鋼板１００を用いて次のようにして製造される。図１０、図１１に示されるように、まず、電磁鋼板１００から櫛状シート１０５を打ち抜く。このような操作を、以下適宜、「打ち抜き工程」という。櫛状シート１０５は、帯状コアバック部２０と、多数の平行ティース部３０とを有する。帯状コアバック部２０は、電磁鋼板１００の第１領域１０１の結晶方位に沿う方向に帯状に延び、平行ティース部３０は、第２領域１０２の結晶方位に沿う方向に延びる。帯状コアバック部２０は、回転機コア１のコアバック部２に対応する部分であり、平行ティース部３０は、回転機コア１のティース部３に対応する部分である。

第１領域１０１の結晶方位は、電磁鋼板１００の外観からは不明であるが、例えば、その製造時における第１単結晶の配置パターンと電磁鋼板１００の圧延方向との関係から、予め決定しておくことができる。また、第１領域１０１と第２領域１０２との境界は、例えば、第１単結晶鋼４１と第２単結晶鋼４２との境界位置から判断することができる。例えば境界位置に基づいて、多結晶鋼板４０、熱処理後の電磁鋼板１００に予め位置目印を形成しておくことにより、第１領域１０１、第２領域１０２、これらの境界を、分析などを行うことなく予測することができる。この場合には、生産性が向上する。

櫛状シート１０５の打ち抜きは、例えば、櫛状シート１０５における帯状コアバック部２０と平行ティース部３０の境界が、第１領域１０１と第２領域１０２との境界となるように行うことができる。この場合には、帯状コアバック部２０が第１領域１０１の結晶方位を有し、平行ティース部３０が第２領域１０２の結晶方位を有する。

次に、櫛状シート１０５を螺旋状に巻回させる。この操作を、以下適宜「螺旋加工工程」という。巻回は、図１０，図１２に示されるように、例えば、帯状コアバック部２０が外側となり、平行ティース部３０が内側になるように行うことができる。一方、巻回の図示を省略するが、帯状コアバック部２０が内側となり、平行ティース部３０が外側になるように巻回を行ってもよい。平行ティース部３０を内側にしつつ巻回を行うと、インナーロータ型モータに好適な回転機コア１が得られる。一方、平行ティース部３０を外側にしつつ巻回を行うと、アウターロータ型モータに好適な回転機コア１が得られる。

図１２に示されるように、帯状コアバック部２０を圧延しながら櫛状シート１０５を巻回させることが好ましい。この場合には、巻回を容易に行うことができる。

螺旋加工工程は、例えば図１２に示す成形機５を用いて行われる。成形機５は、曲げ装置５１と巻取装置５７とを備える。曲げ装置５１は、円筒ローラ５１３、テーパローラ５１４を備える。円筒ローラ５１３とテーパローラ５１４との間に帯状コアバック部２０が送り込まれると、帯状コアバック部２０が円筒ローラ５１３、テーパローラ５１４により圧延されつつ巻回され、巻取装置５７の巻取軸５８に螺旋状に巻き取られる。螺旋加工工程では、櫛状シート１０５が螺旋状に巻回されながら積層される。巻取後、必要に応じて、溶接、熱処理、矯正、面出し、切削、バリ取り、洗浄などの仕上げ工程が行われる。このようにして、図１〜図３に示すように螺旋型の回転機コア１Ａを得ることができる。

図１〜図３に示されるように、本形態の回転機コア１は、コアバック部２における電磁鋼板１００の結晶方位が周方向Ｘに沿って揃っている。また、ティース部３における電磁鋼板１００の結晶方位がティース部３の延び方向に沿って揃っている。そのため、コアバック部２の磁化容易軸は周方向Ｘに沿う方向となり、ティース部３の磁化容易軸は伸長方向に沿う方向となる。これは、コアバック部２及びティース部３の磁化容易軸の理想的な方向である。したがって、回転機コア１は、磁気回路中での磁化が容易であり、鉄損が低い。

また、回転機コア１では、コアバック部２とティース部３とが一体的に形成されている。つまり、コアバック部２とティース部３との間に接合面などがない。その結果、従来のようにコアバック部２とティース部３との接合によって形成される、磁気抵抗の大きな空気相がない。これにより、空気相によるヒステリシス損の増大が防止され、回転機コア１はヒステリシス損が低い。

回転機コア１は、回転機に用いられるコアであり、例えば、ステータコア、ロータコアである。回転機としては、例えば、モータジェネレータ（つまり、ＭＧ）、オルタネータ、インテグレーテッド・スターター・ジェネレーター（つまり、ＩＳＧ）である。

（変形例１）
本例は、螺旋型の回転機コア１Ａを連続的に製造する例である。なお、変形例１以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

螺旋型回転機コア１Ａは、図１３に示す製造ライン６で連続的に製造される。この製造ライン６は、巻出し機６１、予備成形機６２、加熱炉６３、プレス機６４、バッファー装置６５、および成形機５から構成されている。回転機コア１の素材となる「板材」としての多結晶鋼板４０は、コイル状に巻かれた状態から巻出し機６１により巻き出され、予備成形機６２に供給される。

予備成形機６２は、巻出し機６１から供給される多結晶鋼板４０を厚み方向に挟む一対の円筒ローラ６２１、６２２を備えている。予備成形機６２の円筒ローラ６２１、６２２にて多結晶鋼板４０の圧延を行うことにより、多結晶鋼板４０にひずみを導入することができる。ひずみは例えば圧縮ひずみである。ひずみの導入により、熱処理時に再結晶が生じて結晶方位の配向がさらにいっそう促進される。

加熱炉６３は、台座６３１、加圧プレス６３２、単結晶鋼供給装置、単結晶鋼除去装置、炉壁に内蔵されたヒータ、壁面に設けられた熱風の噴出口などを備える。台座６３１は例えば可動式である。加熱炉６３におけるヒータ、噴出口、単結晶鋼供給装置、単結晶鋼除去装置の図示は省略する。単結晶鋼供給装置は、多結晶鋼板４０の主面４０１に第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２を供給する。台座６３１と加圧プレス６３２により、多結晶鋼板４０に配置された第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２を加圧できる。加熱炉６３の噴出口から炉内に熱が供給される。単結晶鋼除去装置により、加熱後に第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２が除去される。除去は例えば切断により行われる。これにより、２方向性の電磁鋼板１００が製造される。加熱炉６３は、実施形態１における配置工程、熱処理工程を担う装置である。

プレス機６４は、ボルスタ６４１上に設けられている下金型６４２と、スライド６４３に設けられている上金型６４４と、加熱炉６３から供給される電磁鋼板１００を下金型６４２と上金型６４４との間に間欠的に送り出す送り装置６４５とを備えている。上金型６４４は、下金型６４２に対して接近および離間するように往復移動可能である。上金型６４４および下金型６４２は、互いに接近するように相対移動するとき図１０に示すように、電磁鋼板１００に打ち抜き加工を施し、櫛状シート１０５を形成する。プレス機６４は、櫛状シート１０５を電磁鋼板１００から打ち抜く工程（つまり打ち抜き工程）を担う装置である。

バッファー装置６５は、プレス機６４から間欠的に供給される櫛状シート１０５を収容しつつ、収容した櫛状シート１０５を成形機５に連続的に供給する。成形機５は、曲げ装置５１および巻取装置５７を備えている。

図１４および図１５に示すように、曲げ装置５１は、モータ５２と、モータ５２の出力軸に連結されている減速機５３と、減速機５３の出力部材に連結されている円筒ローラ５１３と、円筒ローラ５１３に隣接する位置で回転可能に設けられているテーパローラ５１４と、テーパローラ５１４を円筒ローラ５１３に対し接近および離間する方向へ移動可能な荷重制御装置５６とを備えている。

円筒ローラ５１３およびテーパローラ５１４は、バッファー装置６５から供給される櫛状シート１０５の帯状コアバック部２０に圧延加工を施す。荷重制御装置５６は、テーパローラ５１４から櫛状シート１０５に作用する荷重を所定値に制御する。円筒ローラ５１３とテーパローラ５１４との間の隙間は、櫛状シート１０５の帯状コアバック部２０の一端部２５から他端部２６にかけて徐々に小さくなっている。これにより、櫛状シート１０５の帯状コアバック部２０は、長手方向の延び量が一端部２０５（具体的には内側端部２０５）から他端部２０６（具体的には外側端部２０６）にかけて大きくなるように圧延され、幅方向に湾曲するように曲げられる。

巻取装置５７は、曲げ装置５１による圧延後のシートを巻取軸５８に螺旋状に巻きつつ積層する。成形機５は、櫛状シート１０５の帯状コアバック部２０を幅方向に湾曲するように曲げた後に螺旋状に巻きつつ積層する螺旋工工程を担う装置である。積層体１０は、軸方向長さが所定値になると櫛状シート１０５から切り離される。その後、必要に応じて行われる各種仕上げ工程を経て螺旋型の回転機コア１Ａが得られる。以上のように、配置工程、熱処理工程、打ち抜き工程、螺旋加工工程を連続的に行うことにより、螺旋型回転機コア１Ａを製造することができる。

（実施形態２）
積層型の回転機コア１Ｂの実施形態について、図１６〜図１８を参照して説明する。回転機コア１は、例えば積層状態の電磁鋼板１００から構成され、本形態での積層状態は、図１６に示されるように環状の電磁鋼板１００が多数積層されることにより形成されている。以下、環状の電磁鋼板１００をコア板１０４という。環状は、具体的には、円環板状である。

図１６に示されるように、積層型回転機コア１Ｂは、コア板１０４を多数有しており、積層型回転機コア１Ｂでは、多数のコア板１０４が積層されて積層体１０が形成されている。積層型回転機コア１Ｂでは、中心軸Ａが揃うように環状のコア板１０４が同軸配置されている。積層型回転機コア１Ｂは、軸方向Ｚを貫通する貫通穴１９を有する。

各コア板１０４は、環状のコアバック部２と、その中心（具体的には、環の中心）に向かって延びる多数のティース部３とを有する。図１７に示されるように、コアバック部２を構成する鋼の結晶方位がコア板１０４の周方向Ｘに沿う方向に揃っている。ティース部３を構成する鋼の結晶方位がティース部３の伸長方向に沿う方向に揃っている。コアバック部２とティース部３とが一体的に形成されている。その他は、実施形態１と同様の構成とすることができる。

積層型回転機コア１Ｂは、実施形態１と同様の２方向性の電磁鋼板１００を用いて次のようにして製造される。まず、図１８に示すように、実施形態１と同様に、打ち抜き工程により電磁鋼板１００から櫛状シート１０５を得る。

次に、巻回加工工程を行う。巻回加工工程では、例えば平行ティース部３０を内側にして櫛状シート１０５を環状に巻回させる。これにより、帯状コアバック部２０が環状のコアバック部２を形成し、平行ティース部３０がティース部３を形成する。そして、各ティース部３の伸長方向が径方向となるように加工される。このようにして、コア板１０４を得る。

次に、積層工程を行う。積層工程では、多数のコア板１０４を積層する。積層時には、環状のコア板１０４の中心Ｏが揃うように同軸状にコア板を積層する。このようにして、図１６に示すように、積層型回転機コア１Ｂを得ることができる。

本形態の回転機コア１Ｂは、積層型であり、多数のコア板１０４が積層されている。そのため、渦電流を抑制して鉄損を低減するという効果が得られる。その他にも、本形態の回転機コア１Ｂは、実施形態１と同様の効果を奏する。

（比較形態１）
多結晶鋼板４０から構成された回転機コア９１について、図１９を参照しながら説明する。図１９に示すように、多結晶鋼板４０は、結晶方位がランダムな無方向性の電磁鋼板１００であり、本形態の回転機コア９１は多結晶鋼板４０で構成されている。つまり、回転機コア９１は、コアバック部９１１、ティース部９１２がいずれも無方向性電磁鋼板から構成されている。その他の構成は、実施形態１又は実施形態２と同様に、例えば螺旋型、積層型とすることができるが、本形態ではコアバック部９１１、ティース部９１２で磁化容易軸が揃わず、鉄損が大きい。したがって、回転機コア９１は、実施形態１及び２に比べて磁気特性が劣る。

（比較形態２）
コアバック部９２１とティース部９２２とが接合された、分割式の回転機コア９２について、図２０を参照しながら説明する。図２０に示すように、本形態の回転機コア９２では、コアバック部９２１と、ティース部９２２とが、それぞれ別体の電磁鋼板１００から構成されており、コアバック部９２１と、ティース部９２２とが接合されている。つまり、コアバック部９２１とティース部９２２との間に接合部９２５がある。接合部９２５には、少なくとも微細な隙間が生じるおそれがある。その他の構成は、実施形態１又は実施形態２と同様に、例えば螺旋型、積層型とすることができるが、接合部や隙間は、回転機コア９２のヒステリシス損等の鉄損を増大させる。その結果、モータ等の回転機のロスが増大し、電力と動力との変換効率が悪くなる。

（実験例１）
本例は、２方向性の電磁鋼板１００を製造し、その結晶方位を調べる例である。本例では、多結晶鋼板４０の主面４０１の全面に単結晶鋼４１、４２を配置して、２方向性の電磁鋼板１００作製する。

図２１に示すように、まず、第１単結晶鋼４１と、第２単結晶鋼４２と、多結晶鋼板４０を準備した。多結晶鋼板４０は、フェライト系鋼板から構成されている。多結晶鋼板４０は、結晶方位が異なる多数の結晶粒を有する多結晶である。第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２は、フェライト系鋼板から構成されている。第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２は、単結晶である。

具体的には、多結晶鋼板４０としては、Ｓｉを２．５ｗｔ％含有する無方向性電磁鋼板を用いた。多結晶鋼板４０は、圧延方向ＲＤの長さＬが１０００ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂが３００ｍｍ、板厚ｔが０．８ｍｍである。また、第１単結晶鋼４１、第２単結晶鋼４２としては、Ｓｉを３ｗｔ％含有する方向性電磁鋼板を用いた。この方向性電磁鋼板は、特定の結晶方位を有する単結晶鋼から構成されている。方向性電磁鋼板は、圧延方向ＲＤの長さＬが１０００ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂが３００ｍｍ、板厚ｔが０．２３ｍｍである。

多結晶鋼板４０に圧下率１２．５％の圧延を行い、最終板厚ｔを０．７ｍｍにした。次いで、多結晶鋼板４０を、圧延方向ＲＤの長さＬ６０ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂ５０ｍｍのサイズに切り出した。また、板状の単結晶鋼から、圧延方向ＲＤのＬ６０ｍｍ、圧延直角方向の幅Ｂ２５ｍｍの第１単結晶鋼４１と、圧延方向ＲＤの長さＬ２５ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂ６０ｍｍの第２単結晶鋼４２を切り出した。

次に、切り出した後の、多結晶鋼板４０、第１単結晶鋼４１、及び第２単結晶鋼４２の表面を研磨し、酸化被膜を除去し、表面粗さをＲａ＜３．２μｍにした。次いで、図２１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１単結晶鋼４１と第２単結晶鋼４２とを、多結晶鋼板４０の主面４０１に配置して接触させた。このとき、第１単結晶鋼４１と、第２単結晶鋼４２との結晶方位が相互に直交するように、第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２を多結晶鋼板４０に配置した。

次に、第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２を接触させた多結晶鋼板４０の熱処理を行った。以下、第１単結晶鋼４１及び第２単結晶鋼４２を接触させた多結晶鋼板４０のことを被処理材４０Ａという。熱処理は、図２２に示すように加熱炉６３内で行った。加熱炉６３としては、富士電機株式会社製の抵抗加熱式真空ホットプレス炉を用いた。加熱炉６３は、台座６３１、加圧プレス６３２、炉壁に内蔵されたヒータ、壁面に設けられた熱風Ｈの噴出口などを備える。ヒータ、噴出口の図示は省略する。

熱処理は、以下のようにして行った。まず、台座６３１に、被処理材４０Ａを配置した。次いで、加熱炉６３内の真空度を１０^-3Ｐａ以下にした後、加圧プレス６３２を作動させて被処理材４０Ａを板厚方向ＮＤに６００Ｎで加圧しながら、温度１１００℃まで６℃／ｍｉｎで昇温し、その後２時間保持し、自然冷却にて８時間程度冷却した。このようにして、図２１（ｃ）に示すように、相互に結晶方位の異なる第１領域１０１、第２領域１０２を有する、２方向性の電磁鋼板１００を得た。

次に、電磁鋼板１００の結晶方位を調べた。結晶方位の測定には、ＥＢＳＤ法が用いられ、その測定装置として日本電子株式会社製のＪＳＭ−７１００Ｆを用いた。測定条件は、測定倍率１００倍、ステップサイズ１μｍ、フレーム速度１４０ｆｐｓ、照射電圧１５ｋＶである。その結果を図２３及び図２５に示す。なお、図２３には、ＥＢＳＤ像、彩度ゼロのＥＢＳＤ像と、ＥＢＳＤ像より抽出した角度マップを示す。図２３の角度マップの横軸は距離を示し、縦軸は、方位差（つまり、方位におけるずれ）を示す。図２５は、逆極点図である。なお、図２３におけるＥＢＳＤ像はカラーであるため、ＥＢＳＤ像の第１領域１０１、第２領域１０２の配置を簡略化した模式図を図２４に示す。

図２３、図２４に示されるように、本例の電磁鋼板１００は、特定の結晶方位が配向した第１領域１０１及び第２領域１０２を有し、第１領域１０１、第２領域１０２は単結晶から構成されている。第１領域１０１と第２領域１０２との間には境界が存在する。この境界の周囲では、第１領域１０１の結晶方位及び第２領域１０２の結晶方位とは結晶方位が異なる領域１０３が存在していた（図２３、図２５参照）。領域１０３には、結晶方位が相互に異なるさらに複数の領域が存在しており、各領域が結晶粒を構成している。

また、図２３の角度マップから理解されるように、第２領域１０２と領域１３の結晶方位差は約２°であり、実質的に同一方位とみなすことができる。すなわち、電磁鋼板１００は第１単結晶鋼４１および第２単結晶鋼４２の２種類の結晶方位に倣って成長したことがわかる。

また、図２５のＥＢＳＤ像の逆極点図から理解されるように、電磁鋼板１００は＜００１＞及び＜１０１＞高集積に配向している。この結果は、ＥＢＳＤ像とも一致しており、第１領域１０１が＜００１＞に配向しており、第２領域１０２が＜１０１＞に配向していることを示す。

このように、本例によれば、配置工程、熱処理工程を行うことにより、相互に結晶方位が異なる２方向性の電磁鋼板１００が得られることがわかる。

（実験例２）
本例は、２方向性の電磁鋼板１００における結晶粒径の測定方法を説明する。図２６、図２７に示されるように、方向性領域（つまり、単結晶の結晶粒）の粒径は、電磁鋼板１００の圧延方向ＲＤと直交する、あるいは平行な平面を観察したときの粒径である。圧延方向ＲＤと直交する平面は、板厚方向ＮＤと圧延方向ＲＤと直角な方向ＴＤ（つまり、圧延直角方向）とがなす平面である。また、圧延方向ＲＤと平行な平面は、板厚方向ＮＤと圧延直角方向ＴＤとがなす平面である。電磁鋼板１００は、これらの２つの平面の少なくとも一方における粒径が上記の通り１．５ｍｍ以上となる方向性領域を有すること好ましい。この場合には、各方向性領域が各結晶方位に基づいた物性を十分に示すことができる。

図２６は、圧延方向ＲＤと直交する平面での、電磁鋼板１００の結晶構造の一例を示し、図２７は、圧延方向ＲＤと平行な平面での、電磁鋼板１００の結晶構造の一例を示す。図２６に示されるように、圧延方向ＲＤと直交する平面での粒径は、圧延直角方向ＴＤでの結晶粒の最大幅である。図２６では、各結晶粒の最大幅は、Ｌ₁〜Ｌ₃で表される。また、図２７に示されるように、圧延方向ＲＤと平行な平面での粒径は、圧延方向ＲＤでの結晶粒の最大幅である。図２７では、各結晶粒の最大幅は、Ｌ₄〜Ｌ₆で表される。

（実験例３）
本例は、実施形態１、実施形態２のように、コアバック部２の磁化容易軸が周方向Ｘであり、ティース部３の磁化容易軸が周方向と直交方向Ｙである実施例品、比較形態１のように、ティース部９１２及びコアバック部９１１の磁化容易軸がランダムである比較例品の鉄損を解析、比較する例である。

解析にはシミュレーションソフトウェアＪＳＯＬ製の「ＪＭＡＧ−Ｄｅｓｉｇｎｅｒ」を用い、有限要素法（つまり、ＦＥＭ）による鉄損解析を行った。解析条件は、以下の通りである。その結果を図２８に示す。
・回転数：３３８７ｒｐｍ
・概要：自動車用主機８極ＩＰＭモータ
・実施例品のティース部３及びコアバック部２には、厚み０．２３ｍｍの方向性の電磁鋼板の圧延方向ＲＤを適用した。
・比較例品のティース部９２２及びコアバック部９２１には、厚み０．２５ｍｍの無方向性の電磁鋼板を適用した。

鉄がもつ磁気モーメントは、通常、立方体の稜線である＜１００＞方向を向いており、外部から加えた磁界が＜１００＞方向であれば磁気モーメントの向きを変えることなく容易に磁気を通す。一方、磁界が＜１１１＞方向の場合には、＜１００＞方向の磁気モーメントを回転させる際に、磁壁の移動等に伴うエネルギー損が生じる。このエネルギー損がヒステリシス損である。コアバック部２では周方向Ｘ、ティース部３では周方向と直交方向Ｙ（例えば径方向）が主な磁界の向きであるから、実施例品のように＜１００＞を各方位に配向させることでヒステリシス損が減少する。

本発明は、上記各実施形態、変形例、実験例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１回転機コア
１００電磁鋼板
２コアバック部
３ティース部
４０多結晶鋼板
４１第１単結晶鋼
４２第２単結晶鋼

Claims

積層状態の電磁鋼板（１００）から構成された、筒状の回転機コア（１、１Ａ、１Ｂ）であって、
上記電磁鋼板は、上記回転機コアの周方向（Ｘ）に沿って延びるコアバック部（２）と、該コアバック部から上記周方向に直交する方向（Ｙ）に沿って延びる複数のティース部（３）とを有し、
上記コアバック部と上記ティース部とが一体的に形成されており、
上記コアバック部における上記電磁鋼板の結晶方位が上記周方向に沿って揃い、上記ティース部における上記電磁鋼板の結晶方位が上記ティース部の延び方向に沿って揃っている、回転機コア。
上記積層状態は、上記電磁鋼板が螺旋状に巻回されて構成されている、請求項１に記載の回転機コア。
上記積層状態は、環状の上記電磁鋼板が複数積層されて構成されている、請求項１に記載の回転機コア。
第１単結晶鋼（４１）と第２単結晶鋼（４２）とを、上記第１単結晶鋼と上記第２単結晶鋼との結晶方位が相互に直交するように多結晶鋼板（４０）の主面（４０１）に接触させ、熱処理を行うことにより、結晶方位が相互に直交し、かつ上記結晶方位が特定方向に配向する第１領域（１０１）と第２領域（１０２）とを有する、２方向性の電磁鋼板（１００）を得、
上記電磁鋼板の上記第１領域の上記結晶方位に沿う方向に帯状に延びる帯状コアバック部（２０）と、上記第２領域の上記結晶方位に沿う方向に延びる複数の平行ティース部（３０）とを有する櫛状シート（１０５）を打ち抜き、
上記櫛状シートを螺旋状に巻回させつつ積層する、回転機コア（１、１Ａ）の製造方法。
第１単結晶鋼（４１）と第２単結晶鋼（４２）とを、上記第１単結晶鋼と上記第２単結晶鋼との結晶方位が相互に直交するように多結晶鋼板（４０）の主面（４０１）に接触させ、熱処理を行うことにより、相互に結晶方位が直交し、かつ上記結晶方位が特定方向に配向する第１領域（１０１）と第２領域（１０２）とを有する、２方向性の電磁鋼板（１００）を得、
上記電磁鋼板の上記第１領域の上記結晶方位に沿う方向に帯状に延びる帯状コアバック部（２０）と、上記第２領域の上記結晶方位に沿う方向に延びる複数の平行ティース部（３０）とを有する櫛状シート（１０５）を打ち抜き、
上記櫛状シートを環状に巻回させることにより環状のコア板（１０４）を得、
上記コア板を複数積層する、回転機コア（１、１Ｂ）の製造方法。