JP2022070245A - 巻鉄心及び巻鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする方法により製造した巻鉄心において、屈曲領域を従来以上に局所化した良好な効率である巻鉄心を提供する。【解決手段】方向性電磁鋼板１が板厚方向に積層され、側面視において略矩形状の巻鉄心本体を備える巻鉄心１０であって、長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、且つ、積層された任意の方向性電磁鋼板１の少なくとも一つの屈曲部の側面視において、屈曲部内側表面を表す曲線について屈曲部の曲率中心からの距離と曲率半径ｒの差の最大値をＨｍａｘ、該Ｈｍａｘとなる点での方向性電磁鋼板１の板厚をｔｍ、ｔを方向性電磁鋼板１の板厚としたとき、Ｈｍａｘ／ｔ≧０．１０・・・（１）ｔｍ／ｔ≦０．９８・・・・・（２）を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、巻鉄心及び巻鉄心の製造方法に関する。

方向性電磁鋼板は、Ｓｉを７質量％以下含有し、二次再結晶粒が｛１１０｝＜００１＞方位（Ｇｏｓｓ方位）に集積した二次再結晶集合組織を有する鋼板である。方向性電磁鋼板の磁気特性は、｛１１０｝＜００１＞方位への集積度に大きく影響される。近年、実用されている方向性電磁鋼板では、結晶の＜００１＞方向と圧延方向との角度が５°程度の範囲内に入るように制御され、例えば、特許文献１～３のような精緻な方位制御技術により主要な磁気特性である高磁束密度と低鉄損が確保される。

方向性電磁鋼板は積層されて変圧器の鉄心などに用いられるが、巻鉄心の製造は従来、例えば特許文献４に記載されているような、鋼板を筒状に巻き取った後、筒状積層体をプレスにより矩形に成形し、焼鈍することにより歪取りと形状保持を行う方法が広く知られている。

一方、巻鉄心の別の製造方法として、巻鉄心のコーナー部となる鋼板の部分を曲率半径が３ｍｍ以下の比較的小さな屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする、特許文献５～８のような技術が開示されている。当該製造方法によれば、従来のような大掛かりなプレス工程が不要で、鋼板は精緻に折り曲げられて鉄心形状が保持され、加工歪も曲げ部（角部）のみに集中するため上記焼鈍工程による歪除去の省略も可能となり、工業的なメリットは大きく適用が進んでいる。

特開２００１－１９２７８５号公報 特開２００５－２４００７９号公報 特開２０１２－０５２２２９号公報 特開２００５－２８６１６９号公報 特許第６２２４４６８号公報 特開２０１８－１４８０３６号公報 豪州特許出願公開第２０１２３３７２６０号明細書 国際公開２０１８／１３１６１３号

本願発明者らは、鋼板を曲率半径が５ｍｍ以下の比較的小さな屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする方法により製造した変圧器鉄心のさらなる鉄損の低減ついて検討した。該鉄心は、変形領域が鉄心全体に対して非常に狭い屈曲部に限定されており鉄心形成後（曲げ加工後）の歪取焼鈍を施さなくとも良好な鉄心効率が発揮されることをメリットの一つとしている。しかし、変形領域をどの程度まで局所化すべきかについての検討事例は少ない。

本発明者は変形領域の局所化の限界について検討を行った。その結果、曲げ加工領域にあらかじめ、応力集中可能な部位を形成させることによって、変形領域をさらに局所化でき、曲げ加工による鉄損劣化を抑制できることを知見した。

従来の加工方法では、鋼板の弾性変形（スプリングバック）のため、曲げ半径の小さな金型、例えば曲率半径ゼロの金型を使用したとしても、変形領域が広がってしまう。このため、曲率半径を１ｍｍ未満とすることは困難であった。
そこで本発明者らは、加工前の鋼板に変形起点を形成しておくことで変形応力を集中させ、曲げ加工後の変形領域を局所化することを検討した。その結果、鋼板表面に微小な凹部を設け、その部位を曲げることで、曲げ加工による鉄損劣化を軽減し、その原因は変形領域の局所化と考えることが妥当であることを確認した。

この観点で様々な加工条件等について検討し、曲げ加工前に、応力集中の起点となる適切な凹部形状を形成させると曲げ加工による鉄損劣化を軽減し、良好なトランス鉄損が得られることを見出し、適切な凹部形状および曲げ加工後の屈曲部形状の特徴を特定することに成功した。

本発明らは上記課題に鑑みてなされたものであり、鋼板を屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする方法により製造した巻鉄心において、従来、屈曲領域全体に均一に分布していた歪を局部的に集中させることによって鉄損の劣化を軽減した巻鉄心及び巻鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の要旨は以下の手段を採用する。
（１）本発明の一実施形態に係る巻鉄心は、方向性電磁鋼板が板厚方向に積層され、側面視において略矩形状である巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
積層された任意の方向性電磁鋼板の少なくとも一つの屈曲部の側面視において、
屈曲部内側表面を表す曲線について屈曲部の曲率中心からの距離と曲率半径ｒの差の最大値をＨｍａｘ、該Ｈｍａｘとなる点での方向性電磁鋼板の板厚をｔｍ、ｔを方向性電磁鋼板の板厚としたとき、
Ｈｍａｘ／ｔ≧０．１０ ・・・・・（１）
ｔｍ／ｔ ≦０．９８ ・・・・・（２）
を満足することを特徴とする。
（２）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記曲率中心を点Ａとし、前記屈曲部の外側表面における、前記屈曲部を挟む両側の前記平面部と前記屈曲部とのそれぞれの境界から前記外側表面に垂直な直線を延長し、前記内側表面を表す曲線との交点をそれぞれ点Ｅ’、点Ｄ’とし、前記内側表面を表す曲線上で前記Ｈｍａｘとなる点を点Ｉとし、線分ＡＤ’と線分ＡＩとの角度をθ’（°）とし、線分ＡＤ’と線分ＡＥ’との角度をΦ（°）とし、ＡＲ＝１／２－｜θ’／Φ－１／２｜としたとき、ＡＲが０．２５超０．５０以下である。
（３）上記（２）において、以下の構成を採用してもよい：
前記屈曲部の形状を、前記方向性電磁鋼板の幅方向に沿って等間隔で複数の断面で測定したときに、測定する断面の総数をＮｔとし、各断面において前記ＡＲが０．２５～０．５０の範囲にある断面の数をＮｃとしたとき、Ｎｃ／Ｎｔ＞０．５０である。
（４）上記（１）から（３）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは５ｍｍ以下である。
（５）上記（１）から（４）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記内側表面には、前記曲率中心から離れる方向に窪む凹部があり、
前記Ｈｍａｘとなる点は、前記凹部の底であり、
前記曲率半径ｒは、前記側面視において、前記凹部がないと仮定した場合における前記内側表面の曲率半径である。
（６）本発明の一実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、
方向性電磁鋼板を素材とする巻鉄心の製造方法であって、
素材を曲げ加工するに際し、曲げ加工部を特定した後、
曲げ加工予定部の曲げ内側表面に、曲げ加工の曲率半径より小さな幅となる凹部を形成し、
その後、該凹部形成部を含む領域を曲げ加工する
ことを特徴とする上記（１）から（５）のいずれか１項に記載の巻鉄心の製造方法である。

本発明によれば、鋼板を屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする方法により製造した巻鉄心において、屈曲領域を従来以上に局所化することにより、良好な鉄心効率を得ることができる。

本発明に係る巻鉄心の一実施形態を模式的に示す斜視図である。 図１の実施形態に示される巻鉄心の側面図である。 本発明に係る巻鉄心の別の一実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明に係る巻鉄心を構成する１層の方向性電磁鋼板の一例を模式的に示す側面図である。 本発明に係る巻鉄心を構成する１層の方向性電磁鋼板の別の一例を模式的に示す側面図である。 本発明に係る巻鉄心を構成する方向性電磁鋼板の屈曲部の一例を模式的に示す側面図である。 本発明の係る巻鉄心を説明するためのもので、方向性電磁鋼板を模式的に示す側面図である。 本発明の係る巻鉄心を製造する方法を説明するためのもので、（ａ）は曲げ加工前の鋼板内面側に凹部を形成した方向性電磁鋼板を模式的に示す側面図、（ｂ）は曲げ加工中の方向性電磁鋼板を模式的に示す側面図、（ｃ）は曲げ加工後の方向性電磁鋼板を模式的に示す側面図である。 特性評価の際に製造した巻鉄心の寸法を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明に係る巻鉄心について順に詳細に説明する。ただし、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。なお、下記する数値限定範囲には、下限値及び上限値がその範囲に含まれる。「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。また、化学組成に関する「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「同一」、「直角」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
また、本明細書において「方向性電磁鋼板」のことを単に「鋼板」または「電磁鋼板」と記載し、「巻鉄心」のことを単に「鉄心」と記載する場合もある。

（１）本実施形態に係る巻鉄心は、方向性電磁鋼板が板厚方向に積層され、側面視において略矩形状である巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
積層された任意の方向性電磁鋼板の少なくとも一つの屈曲部の側面視において、
屈曲部内側表面を表す曲線について屈曲部の曲率中心からの距離と曲率半径ｒの差の最大値をＨｍａｘ、該Ｈｍａｘとなる点での方向性電磁鋼板の板厚をｔｍ、ｔを方向性電磁鋼板の板厚としたとき、
Ｈｍａｘ／ｔ≧０．１０ ・・・・・（１）
ｔｍ／ｔ ≦０．９８ ・・・・・（２）
を満足することを特徴とする。
（２）上記（１）において、以下の構成を採用してもよい：
前記曲率中心を点Ａとし、前記屈曲部の外側表面における、前記屈曲部を挟む両側の前記平面部と前記屈曲部とのそれぞれの境界から前記外側表面に垂直な直線を延長し、前記内側表面を表す曲線との交点をそれぞれ点Ｅ’、点Ｄ’とし、前記内側表面を表す曲線上で前記Ｈｍａｘとなる点を点Ｉとし、線分ＡＤ’と線分ＡＩとの角度をθ’（°）とし、線分ＡＤ’と線分ＡＥ’との角度をΦ（°）とし、ＡＲ＝１／２－｜θ’／Φ－１／２｜としたとき、ＡＲが０．２５超０．５０以下である。
（３）上記（２）において、以下の構成を採用してもよい：
前記屈曲部の形状を、前記方向性電磁鋼板の幅方向に沿って等間隔で複数の断面で測定したときに、測定する断面の総数をＮｔとし、各断面において前記ＡＲが０．２５～０．５０の範囲にある断面の数をＮｃとしたとき、Ｎｃ／Ｎｔ＞０．５０である。
（４）上記（１）から（３）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
さらに、前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは５ｍｍ以下である。
（５）上記（１）から（４）のいずれか１項において、以下の構成を採用してもよい：
前記内側表面には、前記曲率中心から離れる方向に窪む凹部があり、
前記Ｈｍａｘとなる点は、前記凹部の底であり、
前記曲率半径ｒは、前記側面視において、前記凹部がないと仮定した場合における前記内側表面の曲率半径である。
（６）本発明の一実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、
方向性電磁鋼板を素材とする巻鉄心の製造方法であって、
素材を曲げ加工するに際し、曲げ加工部を特定した後、
曲げ加工予定部の曲げ内側表面に、曲げ加工の曲率半径より小さな幅となる凹部を形成し、
その後、該凹部形成部を含む領域を曲げ加工する
ことを特徴とする上記（１）から（５）のいずれか１項に記載の巻鉄心の製造方法である。

１．巻鉄心及び方向性電磁鋼板の形状
まず、本実施形態に係る巻鉄心の形状について説明する。ここで説明する巻鉄心および方向性電磁鋼板の形状自体は、特に目新しいものではない。例えば背景技術において特許文献５～８として紹介した公知の巻鉄心および方向性電磁鋼板の形状に準じたものである。
図１は、巻鉄心の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の実施形態に示される巻鉄心の側面図である。また、図３は、巻鉄心の別の一実施形態を模式的に示す側面図である。
なお、本実施形態において側面視とは、巻鉄心を構成する方向性電磁鋼板の幅方向（図１におけるＹ軸方向、以降、「幅方向」と記述することがある）に視ることをいい、側面図とは側面視により視認される形状を表した図（図１のＹ軸方向の図、即ち、図２に相当する）である。
また、本実施形態では屈曲部の形状を「側面視」において測定し決定するが、この測定および決定における「側面視」は、「巻鉄心の側面に平行な断面」を意味する。そして、本実施形態の規定は、この断面を方向性電磁鋼板の幅方向の複数箇所で測定したデータにより決定される。これは、本実施形態が対象とする巻鉄心を構成する長尺上の方向性電磁鋼板の屈曲部の形状が鋼板の全幅で必ずしも同一でない場合があり、屈曲部の形状を代表する特徴として特定するためである。

本実施形態に係る巻鉄心は、側面視において略矩形状の巻鉄心本体を備える。当該巻鉄心本体は、方向性電磁鋼板が、板厚方向に積み重ねられ、側面視において略矩形状の積層構造を有する。当該巻鉄心本体を、そのまま巻鉄心として使用してもよいし、必要に応じて巻鉄心を固定するために、結束バンド等、公知の締付具等を備えていてもよい。

本実施形態において、巻鉄心本体の鉄心長に特に制限はないが、鉄心において鉄心長が変化しても、屈曲部体積は一定であるため屈曲部で発生する鉄損は一定であり、鉄心長が長いほうが屈曲部の体積率は小さくなるため、鉄損劣化への影響も小さいことから１．５ｍ以上であることが好ましく、１．７ｍ以上であるとより好ましい。なお、本実施形態において、巻鉄心本体の鉄心長とは、側面視による巻鉄心本体の積層方向の中心点における周長をいう。

本実施形態に係る巻鉄心は、従来公知のいずれの用途にも好適に用いることができる。

図１及び図２に示すように、巻鉄心本体１０は、長手方向に平面部４とコーナー部３とが交互に連続し、当該各コーナー部３において隣接する２つの平面部４のなす角が９０°である方向性電磁鋼板１が、板厚方向に積み重ねられた部分を含み、側面視において略矩形状（略多角形状）の積層構造２を有する。別の見方をすると、巻鉄心本体１０は、八角形状の積層構造２を有する。本実施形態では、巻鉄心本体１０は、八角形状の積層構造を有するが、本発明はこれに限ることなく、巻鉄心本体１０は、側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板１が板厚方向に積層され、当該方向性電磁鋼板１が長手方向（周方向）に平面部４と屈曲部５とが交互に連続していればよい。

以下では、巻鉄心本体１０が４つのコーナー部３を有する略矩形状のものとして説明する。
各コーナー部３は、方向性電磁鋼板１の側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を２つ有するとともに、隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有しており、且つ、一つのコーナー部３に存在する２つの屈曲部５，５のそれぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。
また、図３に示すように、各コーナー部３は、方向性電磁鋼板１の側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を３つ有するとともに、隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有しており、且つ、一つのコーナー部３に存在する３つの屈曲部５，５，５のそれぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。

また、各コーナー部３は、４つ以上の屈曲部を有していてもよく、この場合も隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有しており、且つ、一つのコーナー部３に存在する４つ以上の屈曲部５のそれぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。つまり、各コーナー部３は、直角に配置された隣接する２つの第１の平面部４，４間に配置され、２以上の屈曲部５と１以上の第２の平面部４ａとを有している。
また、図２に示す巻鉄心本体１０では、第１の平面部４と第２の平面部４ａとの間に屈曲部５が配置されているが、図３に示す巻鉄心本体１０では、第１の平面部４と第２の平面部４ａとの間および２つの第２の平面部４ａ，４ａの間にそれぞれに屈曲部５が配置されている。つまり、第２の平面部４ａは、隣り合う２つの第２の平面部４ａ，４ａ間に配置される場合もある。

さらに、図２および図３に示す、巻鉄心本体１０では、第１の平面部４の方が第２の平面部４ａより長手方向（巻鉄心本体１０の周方向）の長さが長くなっているが、第１の平面部４と第２の平面部４ａとの長さは等しくてもよい。
なお、本明細書において、「第１の平面部」および「第２の平面部」をそれぞれ単に「平面部」と記載する場合もある。
方向性電磁鋼板１の各コーナー部３は、側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を２つ以上有しており、且つ、一つのコーナー部３に存在する屈曲部５，５それぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。コーナー部３は、隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有している。したがって、コーナー部３は２以上の屈曲部５と１以上の第２の平面部４ａとを備えた構成となっている。
図２の実施形態は１つのコーナー部３中に２つの屈曲部５，５を有する場合である。図３の実施形態は１つのコーナー部３中に３つの屈曲部５，５，５を有する場合である。

これらの例に示されるように、本実施形態では、１つのコーナー部３は２つ以上の屈曲部５により構成できるが、加工時の変形による歪み発生を抑制して鉄損を抑える点からは、屈曲部５の曲げ角度φ（φ１、φ２、φ３）は６０°以下であることが好ましく、４５°以下であることがより好ましい。
１つのコーナー部３に２つの屈曲部５，５を有する図２の実施形態では、鉄損低減の点から、例えば、φ１＝６０°且つφ２＝３０°とすることや、φ１＝４５°且つφ２＝４５°等とすることができる。また、１つのコーナー部３に３つの屈曲部５，５，５を有する図３の実施形態では、鉄損低減の点から、例えばφ１＝３０°、φ２＝３０°且つφ３＝３０°等とすることができる。更に、生産効率の点からは折り曲げ角度が等しいことが好ましいため、１つのコーナー部３に２つの屈曲部５，５を有する場合には、φ１＝４５°且つφ２＝４５°とすることが好ましく、また、１つのコーナー部３に３つの屈曲部５，５，５を有する図３の実施形態では、鉄損低減の点から、例えばφ１＝３０°、φ２＝３０°且つφ３＝３０°とすることが好ましい。

図４を参照しながら、屈曲部５について更に詳細に説明する。図４は、方向性電磁鋼板の１屈曲部（曲線部分）５の一例を模式的に示す図である。図４は方向性電磁鋼板１の側面視であるが、前述のようにこの図は巻鉄心で外部に露出している「側面」に限らず、この側面に平行な断面（図１のＹ軸方向に垂直な断面）である場合も含む。以降、屈曲部５の形状に関して、単に「側面視」と説明するが、これは図１のＹ軸方向に垂直な断面を側面とみなした「鋼板幅方向の特定位置での断面視」を含むものとする。
屈曲部５の曲げ角度とは、方向性電磁鋼板１の屈曲部５において、折り曲げ方向の後方側の直線部と前方側の直線部の間に生じた角度差を意味し、方向性電磁鋼板１の外面において、屈曲部５を挟む両側の平面部４の表面である直線部分を延長して得られる２つの仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ１、Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ２がなす角の補角の角度φとして表される。
この際、延長する直線が鋼板表面から離脱する点が、鋼板外面側の表面における平面部４と屈曲部５の境界であり、図４においては、点Ｆおよび点Ｇである。

さらに、点Ｆおよび点Ｇのそれぞれから鋼板外表面に垂直な直線を延長し、鋼板内面側の表面との交点をそれぞれ点Ｅおよび点Ｄとする。この点Ｅおよび点Ｄが鋼板内面側の表面における平面部４と屈曲部５の境界である。
そして本実施形態において屈曲部５とは、方向性電磁鋼板１の側面視において、上記点Ｄ、点Ｅ、点Ｆ、点Ｇにより囲まれる方向性電磁鋼板１の部位である。図４においては、点Ｄと点Ｅを含む鋼板表面、すなわち屈曲部５の内側表面をＬａ、点Ｆと点Ｇを含む鋼板表面、すなわち屈曲部５の外側表面をＬｂとして示している。
なお、本実施形態において屈曲部５内の極小領域に歪が集中すると、曲げ加工により該極小領域の両側の鋼板の表面が押し付けられて互いに接触する場合も考えられる。すなわち微小凹部を形成した鋼板の表面の一部が、曲げた鋼板が置かれた空間に露出する表面ではなくなる状況が考えられる。このような場合でも、微小凹部を形成した鋼板の表面をたどる線をＬａと定義する。以降、この線を「曲線Ｌａ」と記述することがある。

また、本実施形態では、屈曲部５の側面視において屈曲部５の曲率半径を規定する。図４を例にとって、屈曲部５の曲率半径を決定する方法を具体的に説明する。最初に、屈曲部５を挟む両側の平面部４のそれぞれにおいて、平面部４の表面である直線部分と少なくとも１ｍｍ以上に亘って接する直線を確定する。これらをそれぞれ仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ１とＬｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ２とし、この交点を点Ｂとする。理想的には、線分ＢＦの長さおよび線分ＢＧの長さは同じになるが、現実的には加工状況のばらつきや不可避的な変動などのため、多少の差異を生じることがある。このような場合も本実施形態の効果の妥当な評価が可能となるように、点Ｂ、点Ｆおよび点Ｇから点Ｆ’および点Ｇ’を決定する。すなわち、線分ＢＦと線分ＢＧのうち長い方の距離をＬＬ（例えば線分ＢＧが線分ＢＦより長いとする。）とし、仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ１上で点Ｂから点Ｆに向かって距離ＬＬだけ離れた点を点Ｆ’とし、仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ２上で点Ｂから点Ｇに向かって距離ＬＬだけ離れた点を点Ｇ’とする。このとき、点Ｆ’か点Ｇ’のどちらかは、それぞれ元の点Ｆまたは点Ｇと一致することとなる（例えば線分ＢＧが線分ＢＦより長い場合、点Ｇ´が元の点Ｇと一致する。）。
なお、線分ＢＦと線分ＢＧの長さが等しい場合、図４において、点Ｆ’は元の点Ｆと一致し、これにともなって以下で説明する点Ｅ’は元の点Ｅと一致することになる。
そして、点Ｆ’および点Ｇ’のそれぞれから鋼板外表面に垂直な直線を延長し交点を曲率中心Ａとし、線分ＡＦ’および線分ＡＧ’と曲線Ｌａとの交点をそれぞれ点Ｅ’および点Ｄ’とする。このとき、点Ａを中心として点Ｅ’および点Ｄ’を通る円が本実施形態における屈曲部５を近似する曲面であり、線分ＡＥ’の長さ（これは線分ＡＤ’の長さに一致する）が本実施形態における曲率半径である。

本実施形態に係る巻鉄心では、板厚方向に積層された各方向性電磁鋼板１の各屈曲部５における曲率半径は、ある程度の変動を有するものであってもよい。この変動は、成形精度に起因する変動であることもあり、積層時の取り扱いなどで意図せぬ変動が発生することも考えられる。このような意図せぬ誤差は、現在の通常の工業的な製造であれば０．３ｍｍ程度以下に抑制することが可能である。このような変動が大きい場合は、十分に多数の鋼板について曲率半径を測定し、平均することで代表的な値を得ることができる。また、何らかの理由で、鉄心内の特定部位の屈曲部５の曲率半径を意図的に変化させることも考えられるが、本実施形態はそのような形態を除外するものではない。
また、本実施形態においては上記のように線分ＢＦと線分ＢＧの長さが異なり、曲げ加工が非対称となることを想定している。このような状況においては、該線分長さが短い側の領域でより局所的に歪が集中していると考えられ、本実施形態の効果は該線分長さが短い側でより効果的に発揮されると思われる。

なお、屈曲部５の形態の測定方法には特に制限はないが、例えば、市販の顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ ＥＣＬＩＰＳＥ ＬＶ１５０）を用いて２００倍で観察することにより測定することができる。
本実施形態では、下記に説明する屈曲部５の形態を特定範囲に制御することによって、巻鉄心の効率を向上することが可能となった。

図５及び図６は巻鉄心本体１０における１層分の方向性電磁鋼板１の一例を模式的に示す図である。図５及び図６の例に示されるように本実施形態に用いられる方向性電磁鋼板１は、折り曲げ加工されたものであって、２つ以上の屈曲部５から構成されるコーナー部３と、平面部４を有し、１つ以上の方向性電磁鋼板１の幅方向端面の接合部６を介して側面視において略矩形の環を形成する。
本実施形態においては、巻鉄心本体１０が、全体として側面視が略矩形状の積層構造を有していればよい。図５の例に示されるように、１つの接合部６を介して１枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心本体１０の１層分を構成するものであってもよい。また、図６の例に示されるように１枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心１０の約半周分を構成し、２つの接合部６を介して２枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心本体１０の１層分を構成するものするものであってもよい。
また、変圧器の鉄損は通常、接合部の数が多いほど高くなってしまうが、屈曲部における本発明の効果は存在するため、接合部は３つ以上あっても構わない。

本実施形態において用いられる方向性電磁鋼板１の板厚ｔは、特に限定されず、用途等に応じて適宜選択すればよいものであるが、通常０．１０ｍｍ～０．３５ｍｍの範囲内であり、好ましくは０．１５ｍｍ～０．２３ｍｍの範囲である。

２．屈曲部の形態
ここで、本実施形態の一つである巻鉄心本体１０を構成する方向性電磁鋼板１の屈曲部５の形態の特徴について説明する。
以下の説明では、本実施形態で規定する特性値やその特性値を確定するために必要な特徴ある点、線などを、ひとつの「側面視」について記述する。ただし、本実施形態では、上記測定を、方向性電磁鋼板１の幅方向を２１個に等分する各断面（各側面視）、つまり計２０カ所の断面（側面視）について実施し、その平均値により本実施形態を規定する。すなわち、説明を単純にするため、測定法については「ひとつの側面視」を用いて説明するが、各側面視から得られる特性値をそのまま本実施形態の規定に用いるのではなく、上記２０個のデータの平均値を本実施形態の規定として用いるものとする。これは前述のように、屈曲部５の形状が方向性電磁鋼板１の幅方向の全領域に亘って同一ではない場合を想定した上で本実施形態の効果を評価することを意図しているからである。なお、２０個のデータではデータの偏りが懸念され上述の計測方法が全体的な特徴を表現できないと考えられる場合（例えば、２１個に等分した各断面以外で本発明を満たすような屈曲部にした場合など）は、懸念される偏りを解消するように測定数を２０か所以上に増やしても構わない。

本実施形態においては、上記曲線Ｌａで表される曲線と上記曲率半径となる半径ｒ（ｍｍ）の円弧とのずれの大きさを規定する。以降、「曲率半径となる半径ｒの円弧」を単に「曲率円弧」と記述する。
前述の通り、曲率円弧は中心を点Ａとし点Ｄ’およびＥ’を通過する円弧として決定される。そして本実施形態は、点Ａと曲線Ｌａ（方向性電磁鋼板１の内面側表面の位置を表す曲線）上の点の距離から曲率半径を引いた値をＨ（ｍｍ）とし、Ｈの最大値をＨｍａｘ（ｍｍ）とする。そして、上記２０個のＨｍａｘの平均値が以下の式（１）を満足する。ｔは方向性電磁鋼板１の板厚（ｍｍ）である。
Ｈｍａｘ／ｔ ≧ ０．１０ ・・・・・（１）
さらに、本実施形態においては、上記Ｈｍａｘとなる点Ｉにおける方向性電磁鋼板１の板厚をｔｍ（ｍｍ）とする。そして、上記２０個のｔｍの平均値が以下の式（２）を満足する。
ｔｍ／ｔ ≦０．９８・・・（２）
ここでＨｍａｘおよびｔｍは、前記曲率円弧に垂直な方向での距離として決定する。

本実施形態が想定している曲げ加工は、特定の半径を有する金型に押し付けるように実施されるため、一般的には曲線Ｌａの形状は円弧に近似した形状となり、局所的に曲率円弧から大きく外れることはない。これに対し、本実施形態においては、曲線Ｌａの形状は局所的に曲率円弧から大きく外れるとともに、当該領域の鋼板厚さｔｍが周辺領域よりも薄くなって、鉄心外面側に向かって急峻な凸形状となる。前述のように曲率円弧（曲率半径ｒ）は屈曲部５周辺の平坦部領域を基準として決定されるため、屈曲部５が急峻な凸形状になると、ｒ自体はそれほど変化しないものの、Ｈｍａｘは局所的に非常に大きな値となる。本実施形態はＨｍａｘを通常の曲率を有する金型による曲げ加工だけでは実現できないほどの大きな値としている。

本実施形態の効果は、上記Ｈｍａｘおよび上記ｔｍのそれぞれと方向性電磁鋼板１の板厚ｔの比により本実施形態の効果を規定することが可能である。
Ｈｍａｘ／ｔの値は好ましくは０．２０以上、さらに好ましくは０．３０以上である。上限は特に設けないが、Ｈｍａｘが大きくなると内周部に沿った領域に物質（鋼板）が存在せず空隙が大きくなることにもつながり、鉄心を磁化した際の磁束の透過が妨げられる場合もある。このため、Ｈｍａｘ／ｔの値は０．５０以下に留めることが好ましい。
ｔｍ／ｔの値は好ましくは０．９５以下、さらに好ましくは０．９０以下である。下限は特に設けないが、ｔｍが過度に小さくなると曲げ加工後の外力の作用により屈曲部５が容易に変形してしまい方向性電磁鋼板１の加工体の形状精度が低下することにもつながり、鉄心の取り扱いに問題を生じる場合もある。このため、ｔｍ／ｔの値は０．５０以上に留めることが好ましい。

また、本実施形態の効果自体は「変形を狭い領域に限定する」ことを基本的なメカニズムとしている。このため、変形領域全体が大きく広がっている（屈曲部５全体すなわち曲線Ｌａが長くなっている）状況では、広い変形領域による悪影響が大きくなり、本実施形態がもたらす局所変形のメリットを打ち消すことにもなる。このことから屈曲部５自体を小さくする、すなわち曲率半径を小さくした上で本実施形態を適用することが好ましい形態となる。具体的には曲率半径は５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、ここで好ましい条件として規定する際の「曲率半径」は、上記２０か所の各側面視で得られる曲率半径ｒの平均値である。
また前述の通り、本実施形態の屈曲部５の側面視での形状は、非対称であることを想定したものであるが、曲げ加工による歪を狭い領域に集中させるには、屈曲部５の形状が対称である方が都合が良い。すなわち、屈曲部５の形状が非対称の場合、曲げ加工の緩やかな領域、すなわち上記の例であれば線分ＢＧに相当する領域は歪が広い領域に広がってしまっていることになる。この領域の歪をより狭い領域に集中させることは、本実施形態にとって好ましい変化となり、これは屈曲部５の形状を対称にするように作用する。もちろん、図４の例で、屈曲領域が狭い線分ＢＦに相当する領域がさらに狭くなるように加工することでも全体の変形領域を狭くすることにはなるが、既に歪が狭い領域に集中している部位で、歪をさらに集中させる操作は効率的ではない。
本実施形態では屈曲部５の形状の対称性、すなわち歪の集中の程度を、Ｈｍａｘを示す点の円弧の中心角上の位置（角度θ（°））により規定する。
図７に示すように、中心を点Ａとし、点Ｄ’と点Ｅ’で形成される円弧において、線分ＡＤ’から反時計回りの角度をθ（°）とする。線分ＡＤ’上で曲線Ｌａ上に位置する点Ｄ’はθ＝０°であり、線分ＡＥ’上で曲線Ｌａ上に位置する点Ｅ’はθ＝Φ°である。この時、曲線Ｌａ上で上記Ｈｍａｘとなる点Ｉについての線分ＡＩと線分ＡＤ’とが成す角の角度θ’とするとき、ＡＲ＝１／２－｜θ’／Φ－１／２｜とする。そして、上記２０個のＡＲの平均値が０．２５超０．５０以下であることが好ましい。さらに好ましくはＡＲが、０．３３～０．５０、さらに好ましくは０．４０～０．５０である。ＡＲ＝０．５０は、Ｈｍａｘが屈曲部５の中央に存在している状況であり、最も好ましい形態となる。

上述したＨ、θは、上述のように方向性電磁鋼板１の幅方向の２０か所の断面（側面視）において測定される。そして、本実施形態の効果は上記２０個のデータの平均値が上記規定を満足すれば発現するものであるが、屈曲部５の延在方向、すなわち長尺状の方向性電磁鋼板１の幅方向について、上記ＡＲに関する条件を満足する領域の割合が多いことが好ましい。この状況を本実施形態では、屈曲部５の形状を測定する断面の総数をＮｔとし、各断面においてＡＲが０．２５～０．５０の範囲にある断面の数をＮｃとしたとき、Ｎｃ／Ｎｔ＞０．５０となることが好ましい。これは、単に各断面で得られる特性値の平均値では表現しきれない、良好部位の存在量に関しての好ましい状況を示している。Ｎｃ／Ｎｔの値は、好ましくは０．７０超、さらに好ましくは０．８５超、１．００であることが最も好ましい。

なお、上記の説明はひとつの屈曲部５について説明しているが、本実施形態は複数存在する屈曲部５においてひとつでも上記条件を満足すれば良い。これは、たとえひとつでも屈曲部５が本実施形態条件を満足すれば効果が発現しているためである。ただし、通常の鉄心は屈曲部５毎に加工条件を変化させることはほとんどないため、屈曲部５がひとつでも条件を満足していれば、鉄心内の多くの部位の屈曲部５も条件を満足することになる。

（１）方向性電磁鋼板
上述のように、本実施形態において用いられる方向性電磁鋼板１において母鋼板は、当該母鋼板中の結晶粒の方位が｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積された鋼板であり、圧延方向に優れた磁気特性を有するものである。
本実施形態において母鋼板は、公知の方向性電磁鋼板１を用いることができる。以下、好ましい母鋼板の一例について説明する。

母鋼板の化学組成は、質量％で、Ｓｉ：２．０％～７．０％を含有し、残部がＦｅからなる。この化学組成は、結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位に集積させたＧｏｓｓ集合組織に制御し、良好な磁気特性を確保するためである。その他の元素については、特に限定されるものではなく、Ｆｅに置き換えて、公知の元素を公知の範囲で含有することが許容される。代表的な元素の代表的な含有範囲は以下のようである。
Ｃ：０～０．００５０％、
Ｍｎ：０～１．０％、
Ｓ：０～０．０１５０％、
Ｓｅ：０～０．０１５０％、
Ａｌ：０～０．０６５０％、
Ｎ：０～０．００５０％、
Ｃｕ：０～０．４０％、
Ｂｉ：０～０．０１０％、
Ｂ：０～０．０８０％、
Ｐ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．０１５０％、
Ｓｎ：０～０．１０％、
Ｓｂ：０～０．１０％、
Ｃｒ：０～０．３０％、
Ｎｉ：０～１．０％、
Ｎｂ：０～０．０３０％、
Ｖ：０～０．０３０％、
Ｍｏ：０～０．０３０％、
Ｔａ：０～０．０３０％、
Ｗ：０～０．０３０％、
これらの選択元素は、その目的に応じて含有させればよいので下限値を制限する必要がなく、実質的に含有していなくてもよい。また、これらの選択元素が不純物として含有されても、本実施形態の効果は損なわれない。なお、不純物は意図せず含有される元素を指し、母鋼板を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境等から混入する元素を意味する。

母鋼板の化学成分は、鋼の一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、母鋼板の化学成分は、ＩＣＰ－ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ－Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。具体的には、例えば、被膜除去後の母鋼板の中央の位置から３５ｍｍ角の試験片を取得し、島津製作所製ＩＣＰＳ－８１００等（測定装置）により、予め作成した検量線に基づいた条件で測定することにより特定できる。なお、ＣおよびＳは燃焼－赤外線吸収法を用い、Ｎは不活性ガス融解－熱伝導度法を用いて測定すればよい。

なお、上記の化学組成は、方向性電磁鋼板１の成分である。測定試料となる方向性電磁鋼板１が、表面に酸化物等からなる一次被膜（グラス被膜、中間層）、絶縁被膜等を有している場合は、これらを下記の方法で除去してから化学組成を測定する。

（２）方向性電磁鋼板の製造方法
母鋼板の製造方法は、特に限定されず、従来公知の方向性電磁鋼板１の製造方法を適宜選択することができる。製造方法の好ましい具体例としては、例えば、Ｃを０．０４～０．１質量％とし、その他は上記母鋼板の化学組成を有するスラブを１０００℃以上に加熱して熱間圧延を行った後、必要に応じて熱延板焼鈍を行い、次いで、１回又は中間焼鈍を挟む２回以上の冷延により冷延鋼板とし、当該冷延鋼板を、例えば湿水素－不活性ガス雰囲気中で７００～９００℃に加熱して脱炭焼鈍し、必要に応じて更に窒化焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布した上で、１０００℃程度で仕上焼鈍し、９００℃程度で絶縁皮膜を形成する方法が挙げられる。さらにその後、摩擦係数を調整するための塗装などを実施しても良い。
また、一般的に「磁区制御」と呼ばれる処理を鋼板の製造工程において公知の方法で施した鋼板であっても本実施形態の効果を享受できる。

３．巻鉄心の製造方法
本実施形態に係る巻鉄心１０の基本的な製造方法は、前記本実施形態に係る巻鉄心１０を製造することができれば特に制限はなく、例えば背景技術において特許文献８～１０として紹介した公知の巻鉄心１０に準じた方法を適用すれば良い。特にＡＥＭ ＵＮＩＣＯＲＥ社のＵＮＩＣＯＲＥ（https://www.aemcores.com.au/technology/unicore/）製造装置を使用する方法は最適と言える。

本実施形態に係る巻鉄心１０の製造方法は、素材を曲げ加工するに際し、曲げ加工部を特定した後、曲げ加工予定部の曲げ内側表面に、曲げ加工の曲率半径より小さな幅となる凹部を形成し、その後、該凹部形成部を含む領域を曲げ加工する。
本実施形態に係る巻鉄心１０の製造方法の好ましい具体例としては、例えば、図８の（ａ）に示すように、屈曲部５を形成する曲げ予定部位の鋼板表面に微小な凹部７を形成しておくことで、曲げ加工後の屈曲部５の表面形状を適切に制御する。

鋼板表面に微小な凹部７を形成する手段（装置）は特に限定されるものではない。例えばけがきのように鋭利な金型で機械的に鋼板表面に傷を入れる、鋭利な工具で切削を行う、または鋭い凸形状の金型を押し付けることで凹部を形成することが可能である。さらにはレーザなどの高エネルギー線の照射やエッチングのように化学的反応により微小な溝を形成することが考えられる。装置の簡便さやコストを考えると、けがきやレーザ照射が好ましい形態となる。

この微小な凹部７は、曲げ加工による応力が発生する領域であればどこに形成しても良いが、変形の集中という点を考えれば、曲げ加工の中央部と凹部が一致することが好ましい。つまり、図８の（ａ）に示すように、曲げ加工する前、つまり屈曲部５を形成する前の鋼板（方向性電磁鋼板）１ａにおいて、屈曲部５となる部位５ｂの両端部５ａ，５ａからほぼ等距離の部位（中央部）に微小な凹部７を形成するか、もしくは既に形成してある凹部が曲げ加工の中央部となるように加工することが好ましい。
この場合、曲げ加工前の鋼板外面側および鋼板内面側のうちの少なくとも一方の面側に形成すればよいが、効果、装置の簡便さやコストを考えると鋼板内面側のみに形成する実施形態が好ましい。
そして、屈曲部５を形成する前の鋼板１ａの屈曲部となる部位５ｂのうち、屈曲部内面側または屈曲部外面側に例えば断面Ｖ字形の凹部７を形成したうえで、屈曲部５を曲げ加工によって形成する。なお、図８の（ａ）では、屈曲部内面側に凹部７を形成している。なお、凹部７の形状は断面Ｖ字形に限ることなく、例えば断面矩形や円弧形であってもよい。

上記のように形成される凹部７の形状は、曲げ加工において変形の集中を引き起こすものであれば特に限定しないが、凹部７の深さｈ（μｍ）は５μｍ程度以上であることが好ましい。
当然ではあるが、ｈ＝ｔでは鋼板が分断されてしまうため、ｈはｔ未満である。また、曲げ加工の主たる変形は凹部７を除く残存板厚部で担うことになるため、変形を集中させるという視点では、残存板厚すなわちｔ－ｈをできるだけ小さくすることが好ましい。しかし残存板厚が過度に薄くなると鋼板の取り扱いにおいて意図せぬ変形が生じる懸念があるため、ｈは好ましくは０．８ｔ以下、さらに好ましくは０．６ｔ以下、好ましくは０．４ｔ以下である。
曲げ加工の内面側に形成された凹部７は、図８の（ｂ）に示すように、曲げ加工に伴い開口幅ｗが小さくなるように変形される。

凹部７の幅ｗ（μｍ）は、深さｈや曲げ角度を考慮し適宜決定すれば良い。ｗが小さすぎて曲げ加工に伴い凹部内表面が接触し開口部が閉じて凹部領域が強く押しつぶされる形態で変形が進行することは凹部領域での歪の総量を増大させることにもなるため好ましくない。一方、幅ｗが広すぎると、曲げ変形が終了しても開口部が閉じず鋼板の磁化方向に沿った材料の不連続を生じ鉄心効率を大きく阻害する原因にもなる。このような影響を考慮し、図８の（ｃ）に示すように、曲げ変形の終了とほぼ同時に凹部７の開口部が閉じるような設計とすることは好ましい形態の一つである。

凹部７の形成において考慮される他の要因としては、方向性電磁鋼板１の幅方向における、凹部７の延在方向と曲げ加工部（屈曲領域）の延在方向の関係がある。本実施形態が対象としている曲げ加工においては、方向性電磁鋼板１は螺旋状に曲げられるのではなく、側面視において鋼板端部は同一高さを維持するように曲げられる。つまり屈曲領域は方向性電磁鋼板１の幅方向に沿って存在（即ち、図１のＹ軸方向に沿って存在している。そして本明細書では、凹部７の連なる方向は図１のＹ軸方向と一致している、つまり凹部７も方向性電磁鋼板１の幅方向に沿って存在していることを前提として説明している。基本的にはこの状況を想定しており、最良の形態ではあるが、実用的には鋼板の幅方向における凹部７の存在状態は完全にＹ軸と一致しない場合があり、多少のずれは許容され、５°以内であれば相当の効果を得ることが可能である。
また、本明細書では、凹部７は連続的に形成されていることを前提として説明しているが、凹部７の延在方向において凹部が円形のドットが連なるように、または破線状に断続的に延在していても効果を得ることが可能である。
さらに、凹部７の形成温度の影響も考えられる。凹部７の形成においては少なからざる歪の蓄積を伴うが、この歪は屈曲部５における歪総量を増大させ鉄心効率の低下要因にもなる。これを避けるには、凹部７の形成を高温で行うことは有効で、作業負荷などを考慮すると４００℃程度までの温間での加工は実用的にも適用可能である。

本実施形態では上述の凹部７の形態および形成条件を特に限定するものではないが、曲げ加工後の曲線Ｌａ形状を考慮しながら、上記の視点で適宜調整することは当業者であればさほど困難なことではない。

さらに公知の方法に準じて、必要に応じて熱処理を実施しても良い。熱処理を実施した鉄心は、本実施形態技術の主たる特徴が「加工歪の局所化」であることを考えると、熱処理により加工歪が除去された後にまで本実施形態の効力が及ぶのは奇異に感じるかも知れないが、現実的には本実施形態により曲げ加工を行った鉄心は、加工のままの状態はもちろん、熱処理で歪が除去された後の状態においても鉄心効率の向上効果を確認できる。この理由は明確ではないが、（残留歪とは無関係に形態としての）屈曲領域が小さくなることで平坦部が拡大し、このため鉄心内の磁束分布が好ましい状態になっているものと考えられる。

また得られた巻鉄心本体１０は、そのまま巻鉄心として使用してもよいが、更に必要に応じて結束バンド等、公知の締付具等を用いて固定して巻鉄心としてもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、本発明の実施例を挙げながら、本発明の技術的内容について更に説明する。以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した条件例であり、本発明は、この条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

表１に示す方向性電磁鋼板を用いて、表２に示す鉄心を作成し、鉄心特性を測定した。詳細な製造条件および特性を表３Ａから表３Ｆに示す。

（方向性電磁鋼板）
方向性電磁鋼板の磁気特性は、ＪＩＳ Ｃ ２５５６：２０１５に規定された単板磁気特性試験法（Single Sheet Tester：ＳＳＴ）に基づいて測定した。
磁気特性として、８００Ａ／ｍで励磁したときの鋼板の圧延方向の磁束密度Ｂ８（Ｔ）、さらに交流周波数：５０Ｈz、励磁磁束密度：１．７Ｔでの鉄損を測定した。化学組成とともに磁気特性を表１に示す。

（鉄心）
各鋼板を素材として、表２および図９に示す形状を有する鉄心コアＮｏ．ａ～ｆを製造した。Ｌ１はＸ軸方向に平行で、側面視における平断面での巻鉄心の最内周にある互いに平行な方向性電磁鋼板１間の距離（内面側平面部間距離）である。Ｌ２はＺ軸方向に平行で、側面視における縦断面での巻鉄心の最内周にある互いに平行な方向性電磁鋼板１間の距離（内面側平面部間距離）である。Ｌ３はＸ軸方向に平行（もしくはＺ軸方向に平行）な巻鉄心の積層厚さ（積層方向の厚さ）である。Ｌ４はＹ軸方向の巻鉄心の積層鋼板幅である。Ｌ５は巻鉄心の最内部の互いに隣り合って、かつ、合わせて直角をなすように配置された平面部間距離（屈曲部間の距離）である。言い換えると、Ｌ５は、最内周の方向性電磁鋼板の平面部４，４ａのうち、最も長さが短い平面部４ａの長手方向の長さである。ｒは巻鉄心の内面側の屈曲部の曲率半径、φは巻鉄心の屈曲部の曲げ角度（°）である。略矩形状の鉄心コアＮｏ．ａ～ｆは、内面側平面部距離がＬ１である平面部が距離Ｌ１のほぼ中央で分割されており、「略コの字」の形状を有する２つの鉄心を結合した構造となっている。ここで、コアＮｏ．ｆの鉄心は、従来から一般的な巻鉄心として利用されている、鋼板を筒状に巻き取った後、筒状積層体のままコーナー部を一定曲率になるようにプレスし、略矩形に形成した後、焼鈍することにより形状保持を行う方法により製造された鉄心である。このため、屈曲部の曲率半径ｒは鋼板の積層位置により大きく変動する。表３Ａから表３Ｆのｒ（ｍｍ）は最内面でのｒである。rは外側となるに従って増加し、最外周部では約８５ｍｍとなっている。

（凹部）
レーザー制御、機械式（プレス方式Vノッチ）、機械式（プレス方式Uノッチ）、機械式（歯車式）、機械式（円盤回転式）、機械式（ケガキ）、エッチングにより、ｈ、ｗを変化させた凹部を形成した。凹部の延在形状、加工温度とともに表３Ａから表３Ｆに示す。
基本的には、凹部は屈曲部の幅中央、前記ＡＲが０．５０となる位置に形成した。表３Ａから表３Ｆにおいて、θ：２０～２５°のものがこれに相当する。ここで幅中央は厳密にはθ＝２２．５°であり、これを狙った加工を行っているが、加工精度のため、実績はθ：２０～２５°となっている。また、凹部は鋼板の全幅に亘って形成した。表３Ａから表３Ｆにおいて、「延在形状」が「連続」、Ｎｃ／Ｎｔ＝１．００の試験がこれに相当する。
一部の材料、試験Ｎｏ．６ａ～６ｅ、６ｋ～６ｍ、２９ａ～２９ｅ、２９ｋ～２９ｍについては、屈曲部の幅に対する凹部の形成位置を変化させた。具体的には、凹部を屈曲部の幅中央ではなく、θが２０°未満または２５°超となる位置に形成した。
また一部の材料、試験Ｎｏ．６ｆ～６ｍ、２９ｆ～２９ｍについては、「延在形状」を変化させた。具体的には、凹部を連続した線状ではなく、破線状とした。鋼板の幅１５０ｍｍの長さの中に偏りを回避して凹部を分散させることを考慮して、１つの凹部の鋼板の幅方向の長さを２ｍｍとし、凹部の形成割合に応じて、各凹部の鋼板の幅方向の間隔を変化させた。例えば「間欠 ９０％」であれば、鋼板の幅方向に、２ｍｍの長さの凹部と０．２２ｍｍの未加工部（凹部と凹部の間隔）を配置した。例えば「間欠 ７０％」であれば、鋼板の幅方向に、２ｍｍの長さの凹部と０．８６ｍｍの未加工部（凹部と凹部の間隔）を配置した。
凹部形状を示すＮｃ／Ｎｔ以外の特性値については、鋼板の幅方向を２１等分した２０か所の断面において測定して得た各データを平均した。Ｎｃ／Ｎｔは、上記２０か所の測定データにより判定した。

（鉄心の効率）
各鋼板を素材とする鉄心について無負荷損失を求め、表１に示す素材鋼板の磁気特性との比を取ることでビルディングファクタ（ＢＦ）を求めた。結果を表３Ａから表３Ｆに示す。本実施例においては、ＢＦが１．１２以下のものを合格とした。

表３Ａから表３Ｆの結果より、
方向性電磁鋼板が板厚方向に積層され、側面視において略矩形状である巻鉄心であって、前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、前記方向性電磁鋼板が質量％で、Ｓｉ：２．０～７．０％、を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ積層された任意の方向性電磁鋼板の少なくとも一つの屈曲部の側面視において、屈曲部内側表面を表す曲線について屈曲部の曲率中心からの距離と曲率半径ｒの差の最大値をＨｍａｘ、該Ｈｍａｘとなる点での方向性電磁鋼板の板厚をｔｍ、ｔを方向性電磁鋼板の板厚としたとき、
Ｈｍａｘ／ｔ≧０．１０ ・・・・・（１）
ｔｍ／ｔ ≦０．９８ ・・・・・（２）
を満足することを特徴とする本実施例の巻鉄心は、低鉄損な特性を備えることが明らかとなった。
また、凹部の形成位置が屈曲部の幅中央近傍（ＡＲ≧０．２５）であり、屈曲部の幅中央近傍に凹部が形成されている領域の屈曲部延在方向での割合が高い（Ｎｃ／Ｎｔ＞０．５０）本実施例の巻鉄心は、低鉄損な特性を備えることが明らかとなった。

１ 方向性電磁鋼板
１ａ 屈曲部を形成する前の方向性電磁鋼板
２ 積層構造
３ コーナー部
４ 平面部
５ 屈曲部
６ 接合部
７ 凹部
１０ 巻鉄心本体（巻鉄心）

Claims (6)

1. 方向性電磁鋼板が板厚方向に積層され、側面視において略矩形状である巻鉄心であって、前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、前記方向性電磁鋼板が質量％で、Ｓｉ：２．０～７．０％、を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ積層された任意の方向性電磁鋼板の少なくとも一つの屈曲部の側面視において、屈曲部内側表面を表す曲線について屈曲部の曲率中心からの距離と曲率半径ｒの差の最大値をＨｍａｘ、該Ｈｍａｘとなる点での方向性電磁鋼板の板厚をｔｍ、ｔを方向性電磁鋼板の板厚としたとき、
   Ｈｍａｘ／ｔ≧０．１０ ・・・・・（１）
   ｔｍ／ｔ ≦０．９８ ・・・・・（２）
   を満足することを特徴とする巻鉄心。
2. 前記曲率中心を点Ａとし、前記屈曲部の外側表面における、前記屈曲部を挟む両側の前記平面部と前記屈曲部とのそれぞれの境界から前記外側表面に垂直な直線を延長し、前記内側表面を表す曲線との交点をそれぞれ点Ｅ’、点Ｄ’とし、前記内側表面を表す曲線上で前記Ｈｍａｘとなる点を点Ｉとし、線分ＡＤ’と線分ＡＩとの角度をθ’（°）とし、線分ＡＤ’と線分ＡＥ’との角度をΦ（°）とし、ＡＲ＝１／２－｜θ’／Φ－１／２｜としたとき、ＡＲが０．２５超０．５０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の巻鉄心。
3. 前記屈曲部の形状を、前記方向性電磁鋼板の幅方向に沿って等間隔で複数の断面で測定したときに、測定する断面の総数をＮｔとし、各断面において前記ＡＲが０．２５～０．５０の範囲にある断面の数をＮｃとしたとき、Ｎｃ／Ｎｔ＞０．５０であることを特徴とする、請求項２に記載の巻鉄心。
4. 前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒが５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の巻鉄心。
5. 前記内側表面には、前記曲率中心から離れる方向に窪む凹部があり、
   前記Ｈｍａｘとなる点は、前記凹部の底であり、
   前記曲率半径ｒは、前記側面視において、前記凹部がないと仮定した場合における前記内側表面の曲率半径である、請求項１から４のいずれか１項に記載の巻鉄心。
6. 方向性電磁鋼板を素材とする巻鉄心の製造方法であって、
   素材を曲げ加工するに際し、曲げ加工部を特定した後、
   曲げ加工予定部の曲げ内側表面に、曲げ加工の曲率半径より小さな幅となる凹部を形成し、
   その後、該凹部形成部を含む領域を曲げ加工する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の巻鉄心の製造方法。

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