JP6638599B2 - Wound iron core and method of manufacturing the wound iron core - Google Patents

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Description

本発明は、レーザビームの照射により溝が形成された方向性電磁鋼板を用いて製造された巻鉄芯、及び巻鉄芯の製造方法に関する。   The present invention relates to a wound iron core manufactured by using a grain-oriented electrical steel sheet having grooves formed by laser beam irradiation, and a method of manufacturing the wound iron core.

方向性電磁鋼板は、比較的小さな磁化力において磁化する際のエネルギー損失(鉄損)が低いため、例えば変圧器(トランス)の巻鉄芯を製造する際に用いられている。なお、方向性電磁鋼板の表面には、通常、絶縁被膜がコーティングされる。これにより、巻鉄芯における鋼板層間の絶縁を確保している。   A grain-oriented electrical steel sheet has a low energy loss (iron loss) when magnetized with a relatively small magnetizing force, and is therefore used, for example, when manufacturing a core of a transformer (transformer). The surface of the grain-oriented electrical steel sheet is usually coated with an insulating film. Thereby, insulation between the steel plate layers in the wound iron core is ensured.

上記の方向性電磁鋼板においては、鉄損を更に低減することが求められている。かかる鉄損を改善する方策として、鋼板に溝を形成する方法が行なわれている。   In the above-described grain-oriented electrical steel sheets, it is required to further reduce iron loss. As a measure for improving such iron loss, a method of forming a groove in a steel sheet has been used.

例えば、下記の特許文献1に開示されているように、電解エッチングにより溝を形成する方法がある。かかる方法では、例えば二次再結晶後の表面にグラス被膜が形成された鋼板を用い、レーザや機械的方法により表面のグラス被膜を線状に除去し、エッチングにより地鉄が露出した部分に溝を形成する。しかし、電解エッチング法では、工程が複雑であり、製造コストが高くなり、処理速度に限界がある。   For example, as disclosed in Patent Document 1 below, there is a method of forming a groove by electrolytic etching. In such a method, for example, using a steel sheet having a glass coating formed on the surface after secondary recrystallization, the glass coating on the surface is linearly removed by laser or a mechanical method, and a groove is formed in a portion where the ground iron is exposed by etching. To form However, in the electrolytic etching method, the process is complicated, the manufacturing cost is increased, and the processing speed is limited.

また、特許文献2に開示されているように、機械的な歯型プレスにより溝を形成する方法がある。しかし、かかる方法では、電磁鋼板が約3%のSiを含む非常に硬い鋼板であるため、歯型の摩耗及び損傷が発生しやすい。歯型が摩耗すると、溝深さにばらつきが発生するため、鉄損改善効果が不均一になる。   Further, as disclosed in Patent Document 2, there is a method of forming a groove by a mechanical tooth press. However, in such a method, since the electromagnetic steel sheet is a very hard steel sheet containing about 3% of Si, abrasion and damage of the tooth mold are likely to occur. When the tooth form is worn, the groove depth varies, so that the iron loss improvement effect becomes non-uniform.

上述した方法の問題を解決する方法として、特許文献3、4に開示されているように、鋼板にレーザビームを照射して溝を形成する方法がある。かかる方法では、高パワー密度の集光レーザビームにより高速溝加工が可能である。また、非接触加工であるため、レーザパワー等の制御により安定して均一な溝加工を行うことが可能である。   As a method for solving the problem of the above-mentioned method, there is a method of forming a groove by irradiating a steel plate with a laser beam as disclosed in Patent Documents 3 and 4. In such a method, high-speed groove processing can be performed by a focused laser beam having a high power density. In addition, since non-contact processing is performed, it is possible to stably and uniformly perform groove processing by controlling laser power and the like.

特公昭62−54873号公報Japanese Patent Publication No. Sho 62-54873 特公昭62−53579号公報JP-B-62-53579 特開平6−57335号公報JP-A-6-57335 特開2003−129135号公報JP 2003-129135 A

ところで、レーザビームを照射して溝を形成する際に、鋼板の溝部に、溶融物や溶融再凝固物(以下、溶融物等と呼ぶ)が発生する。かかる溶融物等が発生すると、応力が集中しやすくなる。かかる場合には、巻鉄芯の製造時において方向性電磁鋼板の曲げ加工を行う際に、方向性電磁鋼板が割れる恐れがある。   By the way, when a groove is formed by irradiating a laser beam, a melt or a molten re-solidified material (hereinafter, referred to as a melt or the like) is generated in a groove of a steel sheet. When such a melt or the like is generated, stress tends to concentrate. In such a case, there is a possibility that the grain-oriented electrical steel sheet may be cracked when the grain-oriented electrical steel sheet is bent during the production of the wound iron core.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、巻鉄芯の鉄損を低減しつつ、巻鉄芯の製造時の鋼板の割れの発生を抑制することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the core loss of a wound iron core and to prevent the occurrence of cracks in a steel sheet during the manufacture of a wound iron core. It is to control.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋼板の搬送方向と交差する方向にレーザビームが照射されて、前記搬送方向に所定間隔で溝が形成された方向性電磁鋼板を巻回して形成された巻鉄芯であって、前記巻鉄芯のコーナ部における溝の形成状態が、前記巻鉄芯のコーナ部以外の部分における溝の形成状態と異なることを特徴とする、巻鉄芯が提供される。   In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a laser beam is irradiated in a direction intersecting with a transport direction of a steel sheet to form a grain-oriented electrical steel sheet having grooves formed at predetermined intervals in the transport direction. A wound iron core formed by winding, wherein the formation state of a groove in a corner portion of the core is different from the formation state of a groove in a portion other than the corner portion of the wound iron core, A wound iron core is provided.

また、上記の巻鉄芯において、前記コーナ部以外の部分には、延在方向が前記鋼板の板幅方向と平行な第1溝が形成され、前記コーナ部には、前記第1溝が形成されていなくても良い。   In the above-mentioned wound iron core, a first groove whose extension direction is parallel to a width direction of the steel plate is formed in a portion other than the corner portion, and the first groove is formed in the corner portion. It does not have to be.

また、上記の巻鉄芯において、前記コーナ部以外の部分には、延在方向が前記鋼板の板幅方向と平行に第1溝が形成され、前記コーナ部には、延在方向が前記板幅方向と交差するように第2溝が形成されていても良い。   Further, in the above-mentioned wound iron core, a first groove is formed in a portion other than the corner portion so as to extend in a direction parallel to a plate width direction of the steel plate. The second groove may be formed so as to intersect the width direction.

また、上記の巻鉄芯において、前記コーナ部に形成される溝の深さは、前記コーナ部以外の部分に形成される溝の深さよりも浅くても良い。   In the above-mentioned wound iron core, a depth of a groove formed in the corner portion may be smaller than a depth of a groove formed in a portion other than the corner portion.

また、上記の巻鉄芯において、前記搬送方向に所定間隔で形成された溝の深さの大きさは、該溝の幅の大きさの0.2倍以上であっても良い。   In the above-mentioned wound iron core, the depth of the grooves formed at predetermined intervals in the transport direction may be 0.2 times or more the width of the grooves.

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、方向性電磁鋼板の搬送方向と交差する方向にレーザビームを照射して、前記搬送方向に所定間隔で溝を形成する工程と、前記溝が形成された鋼板を巻回して巻鉄芯を形成する工程と、を含む巻鉄芯の製造方法であって、前記方向性電磁鋼板の前記巻鉄芯のコーナ部に対応する部分における溝の形成状態を、前記コーナ部以外の部分における溝の形成状態と異ならせることを特徴とする、巻鉄芯の製造方法が提供される。   In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a step of irradiating a laser beam in a direction intersecting with the transport direction of the grain-oriented electrical steel sheet, and forming grooves at predetermined intervals in the transport direction. Forming a wound iron core by winding a steel sheet having the grooves formed therein, wherein a portion corresponding to a corner portion of the wound iron core of the directional magnetic steel sheet is provided. The method of manufacturing a wound iron core is characterized in that the formation state of the groove is different from the formation state of the groove in a portion other than the corner portion.

以上説明したように本発明によれば、巻鉄芯の鉄損を低減しつつ、巻鉄芯の製造時の鋼板の割れの発生を抑制することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of cracks in a steel sheet during the manufacture of a wound iron core, while reducing iron loss of the wound iron core.

本実施形態に係る方向性電磁鋼板10の構成の一例を示す断面図である。It is a sectional view showing an example of composition of grain-oriented electrical steel sheet 10 concerning this embodiment. 本実施形態に係る巻鉄芯50の構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of composition of iron core 50 concerning this embodiment. 図2の巻鉄芯50を構成する複数の方向性電磁鋼板10を展開した状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a plurality of grain-oriented electrical steel sheets 10 constituting the wound iron core 50 of FIG. 2 are developed. 本実施形態に係る巻鉄芯50の製造工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of the iron core 50 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るレーザ加工装置100の構成例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a laser processing apparatus 100 according to the embodiment. 比較例に係る方向性電磁鋼板900における溝Dの形成状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the formation state of the groove | channel D in the grain-oriented electrical steel sheet 900 which concerns on a comparative example. 方向性電磁鋼板10のコーナ対応部34と非コーナ対応部32におけるレーザビームの照射状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the irradiation state of the laser beam in the corner corresponding part 34 and the non-corner corresponding part 32 of the grain-oriented electrical steel sheet 10. 方向性電磁鋼板10における溝の形成状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state of formation of grooves in a grain-oriented electrical steel sheet 10. 方向性電磁鋼板10における溝形成の第1変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st modification of groove formation in a grain-oriented electrical steel sheet. 方向性電磁鋼板10における溝形成の第2変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd modification of groove formation in a grain-oriented electrical steel sheet.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<方向性電磁鋼板の概要>
方向性電磁鋼板は、鋼板の結晶粒の磁化容易軸(体心立方晶の<100>方向)が製造工程における圧延方向に略揃っている電磁鋼板である。方向性電磁鋼板は、圧延方向に磁化が向いた磁区を、磁壁を挟んで複数配列した構造を有する。このような方向性電磁鋼板は圧延方向に磁化しやすいため、磁力線の方向がほぼ一定に流れるトランスの鉄芯材料として適している。
<Overview of grain-oriented electrical steel sheets>
A grain-oriented electrical steel sheet is an electrical steel sheet in which the axes of easy magnetization of crystal grains of the steel sheet (body-centered cubic <100> direction) are substantially aligned with the rolling direction in the manufacturing process. The grain-oriented electrical steel sheet has a structure in which a plurality of magnetic domains whose magnetization is oriented in the rolling direction are arranged with a domain wall interposed therebetween. Since such a grain-oriented electrical steel sheet is easily magnetized in the rolling direction, it is suitable as an iron core material of a transformer in which the direction of the line of magnetic force flows almost uniformly.

トランスは、通常、積みトランスと巻きトランスとに大別される。本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、鋼板に巻き変形を加えながらトランスの形状に組み上げる巻きトランスの鉄芯材料として利用される。   Transformers are generally roughly classified into stacking transformers and winding transformers. The grain-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment is used as an iron core material of a wound transformer that is assembled into a transformer while winding deformation is applied to the steel sheet.

図1は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10の構成の一例を示す断面図である。図1に示すように、方向性電磁鋼板10は、鋼板本体(地鉄)12と、鋼板本体12の両面に形成されたグラス被膜14と、グラス被膜14上に形成された絶縁被膜16と、を有する。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the grain-oriented electrical steel sheet 10 includes a steel sheet main body (ground iron) 12, a glass coating 14 formed on both surfaces of the steel sheet main body 12, an insulating coating 16 formed on the glass coating 14, Having.

鋼板本体12は、Siを含有する鉄合金で構成されている。鋼板本体12の組成は、一例として、Si;2.5質量%以上4.0質量%以下、C;0.02質量%以上0.10質量%以下、Mn;0.05質量%以上0.20質量%以下、酸可溶性Al;0.020質量%以上0.040質量%以下、N;0.002質量%以上0.012質量%以下、S;0.001質量%以上0.010質量%以下、P;0.01質量%以上0.04質量%以下、残部がFe及び不可避不純物である。鋼板本体12の厚さは、例えば0.15mm以上で、かつ0.35mm以下である。   The steel plate body 12 is made of an iron alloy containing Si. The composition of the steel sheet main body 12 is, for example, Si: 2.5% by mass to 4.0% by mass, C: 0.02% by mass to 0.10% by mass, Mn: 0.05% by mass to 0.1% by mass. 20% by mass or less, acid-soluble Al: 0.020% by mass to 0.040% by mass, N: 0.002% by mass to 0.012% by mass, S: 0.001% by mass to 0.010% by mass Hereinafter, P: 0.01% by mass to 0.04% by mass, with the balance being Fe and unavoidable impurities. The thickness of the steel plate body 12 is, for example, 0.15 mm or more and 0.35 mm or less.

グラス被膜14は、例えば、フォルステライト(Mg2SiO4)、スピネル(MgAl2O4)及びコージライト(Mg2Al4Si5O18)、といった複合酸化物によって構成されている。グラス被膜14の厚さは、例えば1μmである。   The glass coating 14 is made of, for example, a composite oxide such as forsterite (Mg2SiO4), spinel (MgAl2O4), and cordierite (Mg2Al4Si5O18). The thickness of the glass coating 14 is, for example, 1 μm.

絶縁被膜16は、例えば、コロイド状シリカとリン酸塩(リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウムなど)を主体とするコーティング液やアルミナゾルとホウ酸を混合したコーティング液によって構成されている。   The insulating coating 16 is made of, for example, a coating liquid mainly composed of colloidal silica and a phosphate (such as magnesium phosphate and aluminum phosphate) or a coating liquid in which alumina sol and boric acid are mixed.

上述した構成の方向性電磁鋼板10は、複数枚重ねた状態で巻回されて、図2に示す変圧器(トランス)の巻鉄芯50として用いられる。   The grain-oriented electrical steel sheet 10 having the above-described configuration is wound in a state where a plurality of sheets are stacked, and is used as a core 50 of a transformer (transformer) shown in FIG.

図2は、本実施形態に係る巻鉄芯50の構成の一例を示す斜視図である。図2に示すように、巻鉄芯50は、立方体形状を成しており、中央側に空間が形成されている。巻鉄芯50の外周の横の長さはAであり、縦の長さはBであり、奥行きの長さはCである。また、巻鉄芯50の内周の横の長さはaであり、縦の長さはbであり、内周の奥行きは外周の奥行きと同じ長さである。巻鉄芯50は、四隅に製造時に曲げ加工されたコーナ部52を有する。コーナ部52は、例えばR形状となっている。巻鉄芯50は、複数の方向性電磁鋼板10を重ねて形成したものであり、展開すると図3に示すようになる。なお、図2のX方向が図3の圧延方向に対応し、図2のY方向が図3の板幅方向に対応する。   FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the wound iron core 50 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the wound iron core 50 has a cubic shape, and a space is formed at the center side. The horizontal length of the outer periphery of the wound iron core 50 is A, the vertical length is B, and the depth length is C. The horizontal length of the inner circumference of the wound iron core 50 is a, the vertical length is b, and the depth of the inner circumference is the same as the depth of the outer circumference. The wound iron core 50 has corner portions 52 that are bent at the four corners during manufacturing. The corner portion 52 has, for example, an R shape. The wound iron core 50 is formed by stacking a plurality of grain-oriented electrical steel sheets 10 and, when expanded, becomes as shown in FIG. The X direction in FIG. 2 corresponds to the rolling direction in FIG. 3, and the Y direction in FIG. 2 corresponds to the sheet width direction in FIG.

図3は、図2の巻鉄芯50を構成する複数の方向性電磁鋼板10を展開した状態を示す模式図である。図3では、巻鉄芯50は、N枚の方向性電磁鋼板10を巻回して製造したものとする。また、図3に示す方向性電磁鋼板10−1が、巻鉄芯50において最外側に位置し、方向性電磁鋼板10−Nが、巻鉄芯50において最内側に位置する。N枚の方向性電磁鋼板10の圧延方向の長さは、それぞれ異なる。図3に示すように、内側の方向性電磁鋼板ほど、圧延方向の長さが短くなる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a plurality of grain-oriented electrical steel sheets 10 constituting the wound iron core 50 of FIG. 2 are developed. In FIG. 3, it is assumed that the wound iron core 50 is manufactured by winding N directional electromagnetic steel sheets 10. Further, the grain-oriented electrical steel sheet 10-1 shown in FIG. 3 is located on the outermost side in the wound iron core 50, and the grain-oriented electrical steel sheet 10 -N is located on the innermost side in the wound iron core 50. The lengths of the N grain-oriented electrical steel sheets 10 in the rolling direction are different from each other. As shown in FIG. 3, the length in the rolling direction is shorter for the grain-oriented electrical steel sheet on the inner side.

方向性電磁鋼板10においては、鉄損を更に低減させるために、方向性電磁鋼板10の製造時の搬送方向(圧延方向)と交差する方向に延在する溝が、鋼板本体(地鉄)12の表面に圧延方向に所定の溝間隔で形成されている。詳細は後述するが、溝は、レーザ加工装置によって地鉄の表面にレーザビームを照射することで形成される。   In the grain-oriented electrical steel sheet 10, in order to further reduce iron loss, a groove extending in a direction intersecting the transport direction (rolling direction) at the time of manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet 10 is formed by a steel sheet body (ground iron) 12. Are formed at predetermined groove intervals in the rolling direction on the surface. Although details will be described later, the grooves are formed by irradiating the surface of the ground iron with a laser beam using a laser processing apparatus.

<巻鉄芯の製造方法>
図4を参照しながら、本実施形態に係る巻鉄芯50の製造方法について説明する。図4は、本実施形態に係る巻鉄芯50の製造工程の一例を示すフローチャートである。
<Production method of wound iron core>
A method for manufacturing the wound iron core 50 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a manufacturing process of the wound iron core 50 according to the present embodiment.

巻鉄芯50の製造工程は、図4に示すように、鋳造工程S2と、熱間圧延工程S4と、焼鈍工程S6と、冷間圧延工程S8と、脱炭焼鈍工程S10と、焼鈍分離剤塗布工程S12と、最終仕上げ焼鈍工程S14と、絶縁被膜形成工程S16と、レーザ照射工程S18と、絶縁被膜形成工程S20と、鋼板巻回工程S30と、を含む。   As shown in FIG. 4, the manufacturing process of the wound iron core 50 includes a casting process S2, a hot rolling process S4, an annealing process S6, a cold rolling process S8, a decarburizing annealing process S10, and an annealing separator. It includes a coating step S12, a final annealing step S14, an insulating film forming step S16, a laser irradiation step S18, an insulating film forming step S20, and a steel sheet winding step S30.

鋳造工程S2では、所定の組成に調整された溶鋼を連続鋳造機に供給して、鋳塊を連続的に形成する。熱間圧延工程S4では、鋳塊を所定温度(例えば1150〜1400℃)に加熱して熱間圧延を行う。これにより、所定厚さ(例えば1.8〜3.5mm)の熱間圧延材が形成される。   In the casting step S2, molten steel adjusted to a predetermined composition is supplied to a continuous casting machine to form an ingot continuously. In the hot rolling step S4, the ingot is heated to a predetermined temperature (for example, 1150 to 1400 ° C.) to perform hot rolling. Thereby, a hot-rolled material having a predetermined thickness (for example, 1.8 to 3.5 mm) is formed.

焼鈍工程S6では、熱間圧延材に対して、例えば、加熱温度750〜1200℃、加熱時間30秒〜10分の条件で熱処理を行う。冷間圧延工程S8では、熱間圧延材の表面を酸洗した後に、冷間圧延を行う。これにより、所定厚さ(例えば、0.15〜0.35mm)の冷間圧延材が形成される。   In the annealing step S6, a heat treatment is performed on the hot-rolled material at, for example, a heating temperature of 750 to 1200 ° C. and a heating time of 30 seconds to 10 minutes. In the cold rolling step S8, the surface of the hot-rolled material is pickled and then cold-rolled. Thereby, a cold-rolled material having a predetermined thickness (for example, 0.15 to 0.35 mm) is formed.

脱炭焼鈍工程S10では、冷間圧延材に対して、例えば、加熱温度700〜900℃、加熱時間1〜3分の条件で熱処理を行い、鋼板本体を形成する。鋼板本体12の表面には、シリカ(SiO2)を主体とする酸化物層が形成される。焼鈍分離剤塗布工程S12では、鋼板本体12の酸化物層の上に、マグネシア(MgO)を主体とする焼鈍分離剤を塗布する。   In the decarburizing annealing step S10, the cold-rolled material is heat-treated at, for example, a heating temperature of 700 to 900 ° C. and a heating time of 1 to 3 minutes to form a steel sheet body. On the surface of the steel plate body 12, an oxide layer mainly composed of silica (SiO2) is formed. In the annealing separator applying step S12, an annealing separator mainly composed of magnesia (MgO) is applied on the oxide layer of the steel plate body 12.

最終仕上げ焼鈍工程S14では、焼鈍分離剤が塗布された鋼板本体12をコイル状に巻き取った状態で、バッチ式炉内に挿入して熱処理を行う。熱処理条件は、例えば、加熱温度1100〜1300℃、加熱時間20〜24時間である。この際、鋼板本体12の圧延方向と磁化容易軸とが一致した、いわゆるゴス粒が優先的に結晶成長する。この結果、仕上げ焼鈍の後に結晶方位性(結晶配向性)が高い方向性電磁鋼板が得られることとなる。また、最終仕上げ焼鈍工程S14により、酸化物層と焼鈍分離剤が反応し、鋼板本体12の表面にフォルステライト(Mg2SiO4)からなるグラス被膜14が形成される。   In the final finish annealing step S14, a heat treatment is performed by inserting the steel sheet body 12 coated with the annealing separating agent into a batch type furnace in a state of being wound into a coil shape. The heat treatment conditions are, for example, a heating temperature of 1100 to 1300 ° C. and a heating time of 20 to 24 hours. At this time, so-called goth grains in which the rolling direction of the steel sheet main body 12 and the easy axis of magnetization coincide with each other are preferentially grown. As a result, a grain-oriented electrical steel sheet having a high crystal orientation (crystal orientation) after finish annealing is obtained. In the final finish annealing step S14, the oxide layer reacts with the annealing separating agent, and a glass coating 14 made of forsterite (Mg2SiO4) is formed on the surface of the steel plate body 12.

絶縁被膜形成工程S16では、コイル状に巻き取られた鋼板本体12を巻き解して板状に伸ばして搬送する。そして、鋼板本体12の両面に形成されたグラス被膜14の上に絶縁剤を塗布、焼付けを行い、絶縁被膜16を形成する。絶縁被膜16が形成された鋼板本体12は、コイル状に巻き取られる。   In the insulating film forming step S16, the steel sheet main body 12 wound in a coil shape is unwound, stretched into a plate shape, and transported. Then, an insulating agent is applied and baked on the glass coating 14 formed on both surfaces of the steel plate body 12 to form an insulating coating 16. The steel plate main body 12 on which the insulating coating 16 is formed is wound into a coil shape.

レーザ照射工程S18では、コイル状に巻き取られた鋼板本体12を巻き解して板状に伸ばして搬送する。そして、後述するレーザ照射装置によって、鋼板本体12の片面に向けてレーザビームを集光・照射し、圧延方向に搬送される電磁鋼板の圧延方向と交差する交差方向に走査する。これにより、鋼板本体12の表面に、交差方向に延在する溝が、圧延方向において所定間隔で形成される。なお、レーザビームの集光・照射は、鋼板本体12の表面及び裏面の両方から行ってもよい。   In the laser irradiation step S18, the steel plate body 12 wound up in a coil shape is unwound, stretched into a plate shape, and transported. Then, the laser beam is condensed and irradiated toward one surface of the steel sheet main body 12 by a laser irradiation apparatus described later, and the laser beam is scanned in a direction intersecting the rolling direction of the electromagnetic steel sheet conveyed in the rolling direction. Thereby, grooves extending in the cross direction are formed on the surface of the steel plate body 12 at predetermined intervals in the rolling direction. The focusing and irradiation of the laser beam may be performed from both the front surface and the back surface of the steel plate body 12.

絶縁被膜形成工程S20では、溝が形成された鋼板本体12に対して、絶縁被膜形成工程S16と同様に絶縁被膜16を形成する。すなわち、2回目の絶縁被膜16を形成する。上記の一連の工程により、圧延方向と交差する方向に延在する溝が、鋼板本体(地鉄)の表面に圧延方向に所定の溝間隔で形成された方向性電磁鋼板が製造される。   In the insulating film forming step S20, the insulating film 16 is formed on the steel plate body 12 in which the groove is formed, similarly to the insulating film forming step S16. That is, the second insulating film 16 is formed. Through the above-described series of steps, a grain-oriented electrical steel sheet having grooves extending in a direction intersecting the rolling direction formed on the surface of the steel sheet body (base iron) at predetermined groove intervals in the rolling direction is manufactured.

このようにして、鋼板本体12の表面にグラス被膜14及び絶縁被膜16が形成され、レーザ照射によって磁区制御された方向性電磁鋼板10が製造される。すなわち、上述した工程S2〜S20が、方向性電磁鋼板10の製造工程となる。   In this manner, the glass coating 14 and the insulating coating 16 are formed on the surface of the steel sheet main body 12, and the grain-oriented electrical steel sheet 10 whose magnetic domain is controlled by laser irradiation is manufactured. That is, the above-described steps S2 to S20 are manufacturing steps of the grain-oriented electrical steel sheet 10.

鋼板巻回工程S30では、まず、溝が形成された方向性電磁鋼板10を圧延方向に所定長さだけカットし、複数枚準備する。そして、複数枚の方向性電磁鋼板10を重ねた状態で巻回することで、図2に示す巻鉄芯50が製造される。   In the steel sheet winding step S30, first, the grain-oriented electromagnetic steel sheet 10 is cut by a predetermined length in the rolling direction to prepare a plurality of sheets. Then, a plurality of grain-oriented electromagnetic steel sheets 10 are wound in a stacked state, whereby the wound iron core 50 shown in FIG. 2 is manufactured.

なお、上記では、レーザ照射工程S18が絶縁被膜形成工程S16の後に行われることとしたが、これに限定されず、レーザ照射工程S18が絶縁被膜形成工程S16よりも前に行われてもよい。例えば、冷間圧延工程S8の後に、レーザ照射工程S18が行われても良い。また、脱炭焼鈍工程S10の後に、レーザ照射工程S18が行われても良い。更に、最終仕上げ焼鈍工程S14の後に、レーザ照射工程S18が行われても良い。かかる場合には、レーザ照射工程S18の後に絶縁被膜形成工程S16が行われるので、2回目の絶縁被膜形成工程S20が不要となり、製造工程を短縮できる。   In the above description, the laser irradiation step S18 is performed after the insulating film forming step S16. However, the invention is not limited thereto. The laser irradiation step S18 may be performed before the insulating film forming step S16. For example, the laser irradiation step S18 may be performed after the cold rolling step S8. After the decarburizing annealing step S10, a laser irradiation step S18 may be performed. Further, after the final finish annealing step S14, a laser irradiation step S18 may be performed. In such a case, since the insulating film forming step S16 is performed after the laser irradiation step S18, the second insulating film forming step S20 becomes unnecessary, and the manufacturing process can be shortened.

<レーザ加工装置の構成>
図5を参照しながら、方向性電磁鋼板10にレーザビームを照射して溝を形成するレーザ加工装置100の構成例について説明する。図5は、本実施形態に係るレーザ加工装置100の構成例を示す模式図である。
<Configuration of laser processing device>
A configuration example of a laser processing apparatus 100 that forms a groove by irradiating a laser beam to the grain-oriented electrical steel sheet 10 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the laser processing apparatus 100 according to the present embodiment.

レーザ加工装置100は、圧延方向に一定速度で搬送される方向性電磁鋼板10の絶縁被膜16の上から圧延方向と交差する交差方向にレーザビームを照射して、交差方向に延在する溝を形成する。交差方向は、鋼板の板厚方向とも交差する方向である。レーザ加工装置100は、図5に示すように、レーザ発振器102と、伝送ファイバ104と、レーザ照射装置106とを、それぞれ複数有する。図5では、3つのレーザ発振器102、伝送ファイバ104、及びレーザ照射装置106が示されているが、それぞれの構成は同様である。   The laser processing device 100 irradiates a laser beam from above the insulating coating 16 of the grain-oriented electrical steel sheet 10 conveyed at a constant speed in the rolling direction in a cross direction intersecting the rolling direction to form a groove extending in the cross direction. Form. The intersecting direction is a direction that also intersects with the thickness direction of the steel sheet. As shown in FIG. 5, the laser processing apparatus 100 includes a plurality of laser oscillators 102, a plurality of transmission fibers 104, and a plurality of laser irradiation devices 106. In FIG. 5, three laser oscillators 102, a transmission fiber 104, and a laser irradiation device 106 are shown, but their configurations are the same.

レーザ発振器102は、例えば高出力のレーザビームを出射する。伝送ファイバ104は、レーザ発振器102から出射されたレーザビームをレーザ照射装置106まで伝送する光ファイバである。   The laser oscillator 102 emits, for example, a high-power laser beam. The transmission fiber 104 is an optical fiber that transmits a laser beam emitted from the laser oscillator 102 to the laser irradiation device 106.

レーザ発振器102の種類としては、微小集光特性に優れ、狭い溝を形成できる観点等から、ファイバレーザ又はディスクレーザが好ましい。ファイバレーザ又はディスクレーザは、波長が近紫外域から近赤外域(例えば1μm帯)にあるためレーザビームを光ファイバによる伝送が可能であり、レーザビームを光ファイバで伝送することで比較的コンパクトなレーザ加工装置100を実現できる。また、レーザ発振器102は連続波レーザでもパルスレーザでも良い。   As a type of the laser oscillator 102, a fiber laser or a disk laser is preferable from the viewpoints of being excellent in micro light-collecting characteristics and forming a narrow groove. A fiber laser or a disk laser has a wavelength in the near ultraviolet region to the near infrared region (for example, 1 μm band), so that a laser beam can be transmitted by an optical fiber, and a relatively compact laser beam is transmitted by the optical fiber. The laser processing device 100 can be realized. Further, the laser oscillator 102 may be a continuous wave laser or a pulse laser.

レーザ照射装置106は、レーザ発振器102から伝送ファイバ104により伝送されたレーザビームを方向性電磁鋼板10に集光・走査させる。ここで、レーザビームの集光形状は、例えばレーザ照射に伴う溶融物の発生を抑制する観点等から、楕円形状である。一つのレーザ照射装置106がレーザビームを走査できる幅は、方向性電磁鋼板10の板幅よりも小さいこともあるが、図5に示すようにレーザ照射装置106を板幅方向に複数配列させることにより、方向性電磁鋼板10の板幅全域に亘ってレーザビームを走査できる。   The laser irradiation device 106 focuses and scans the laser beam transmitted from the laser oscillator 102 by the transmission fiber 104 onto the grain-oriented electrical steel sheet 10. Here, the condensing shape of the laser beam is an elliptical shape, for example, from the viewpoint of suppressing generation of a melt due to laser irradiation. The width over which one laser irradiation device 106 can scan a laser beam may be smaller than the width of the grain-oriented electrical steel sheet 10, but a plurality of laser irradiation devices 106 are arranged in the plate width direction as shown in FIG. Accordingly, the laser beam can be scanned over the entire width of the grain-oriented electrical steel sheet 10.

なお、上記では、方向性電磁鋼板10上のレーザビームの集光形状が楕円形状であることとしたが、これに限定されない。例えば、レーザビームの集光形状が、真円形状であっても良い。   In the above description, the condensing shape of the laser beam on the grain-oriented electrical steel sheet 10 is an elliptical shape, but is not limited to this. For example, the condensing shape of the laser beam may be a perfect circle.

また、上記では、レーザ発振器102がファイバレーザ又はディスクレーザであることとしたが、これに限定されない。例えば、レーザ発振器102が、COレーザであっても良い。 In the above description, the laser oscillator 102 is a fiber laser or a disk laser. However, the present invention is not limited to this. For example, the laser oscillator 102 may be a CO 2 laser.

<巻トランス製造時の鋼板の曲げ加工に伴う割れの発生>
溝が形成された方向性電磁鋼板は、巻きトランスの鉄芯(巻鉄芯)として利用される。そして、巻鉄芯の製造時に、方向性電磁鋼板の曲げ加工が行なわれる。かかる曲げ加工の際に、溝に起因して鋼板が割れる恐れがある。
<Generation of cracks due to bending of steel sheet during winding transformer manufacturing>
The grain-oriented electrical steel sheet having the groove is used as an iron core (winding iron core) of a winding transformer. Then, at the time of manufacturing the wound iron core, bending processing of the grain-oriented electrical steel sheet is performed. During such bending, the steel plate may be broken due to the groove.

ここで、比較例として、図6に示すように圧延方向に直交する溝D(別言すれば、板幅方向に平行な溝D)が形成された方向性電磁鋼板を例に挙げて、鋼板の割れについて説明する。   Here, as a comparative example, a directional magnetic steel sheet having grooves D perpendicular to the rolling direction (in other words, grooves D parallel to the sheet width direction) formed as shown in FIG. The crack will be described.

図6は、比較例に係る方向性電磁鋼板900における溝Dの形成状態を示す模式図である。方向性電磁鋼板の曲げ加工においては、通常、鋼板の圧延方向が曲げられる。図6では、方向性電磁鋼板900において巻鉄芯のコーナ部に対応するコーナ対応部910に、鋼板の板幅方向に平行に溝Dが形成されている。コーナ対応部910の圧延方向の長さは、長さLである。図6では、長さLのコーナ対応部910に一つの溝のみが形成されているように示されているが、実際は複数の溝が形成される。このようにコーナ対応部910に溝Dが鋼板の板幅方向に平行に形成された場合には、溝Dの幅方向が曲げ方向と同じであるため、鋼板の割れが発生する可能性が高まる。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state of formation of the groove D in the grain-oriented electrical steel sheet 900 according to the comparative example. In bending of a grain-oriented electrical steel sheet, the rolling direction of the steel sheet is usually bent. In FIG. 6, a groove D is formed in a corner corresponding part 910 corresponding to a corner part of a wound iron core in a grain-oriented electromagnetic steel sheet 900 in a direction parallel to the width direction of the steel sheet. The length in the rolling direction of the corner corresponding portion 910 is a length L. FIG. 6 shows that only one groove is formed in the corner corresponding portion 910 having a length L, but a plurality of grooves are actually formed. When the groove D is formed in the corner corresponding portion 910 in parallel to the width direction of the steel sheet, the width direction of the groove D is the same as the bending direction, so that the possibility of cracking of the steel sheet increases. .

鋼板が割れる原因としては、レーザビームを照射して溝Dを形成する際に鋼板の溝部に発生する溶融物や溶融再凝固物(以下、溶融物等と呼ぶ)が挙げられる。かかる溶融物等が発生すると、応力が集中しやすくなるため、鋼板の曲げ加工を行う際に、鋼板が割れる可能性が高まる。   Causes of the cracking of the steel sheet include a melt or a molten re-solidified material (hereinafter, referred to as a melt or the like) generated in the groove of the steel sheet when the groove D is formed by irradiating the laser beam. When such a melt or the like is generated, the stress tends to concentrate, so that the possibility of the steel sheet breaking when bending the steel sheet is increased.

また、方向性電磁鋼板においては、鉄損の改善の観点等から、溝Dが深く形成される場合がある。かかる場合には、溝の深さの溝の幅に対する比率が高まり、割れが発生しやすい。   In the grain-oriented electrical steel sheet, the groove D may be formed deeply from the viewpoint of improving iron loss and the like. In such a case, the ratio of the depth of the groove to the width of the groove increases, and cracks are likely to occur.

<鋼板の割れを抑制する方策>
上述した鋼板の割れを防止するために、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10においては、巻鉄芯50のコーナ部52に対応する部分(以下、コーナ対応部とも呼ぶ)における溝の形成状態が、巻鉄芯50のコーナ部52以外の部分に対応する部分(以下、非コーナ対応部とも呼ぶ)における溝の形成状態と異なる。図7及び図8を参照しながら、溝の形成状態の一例について説明する。
<Measures to suppress cracking of steel sheet>
In order to prevent the above-described cracking of the steel sheet, in the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment, the formation state of the groove in a portion corresponding to the corner portion 52 of the wound iron core 50 (hereinafter, also referred to as a corner corresponding portion). However, this is different from the formation state of the groove in a portion corresponding to a portion other than the corner portion 52 of the wound iron core 50 (hereinafter, also referred to as a non-corner corresponding portion). An example of a groove formation state will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

図7は、方向性電磁鋼板10のコーナ対応部34と非コーナ対応部32におけるレーザビームの照射状態を示す模式図である。図8は、方向性電磁鋼板10における溝の形成状態を示す模式図である。コーナ対応部34は、方向性電磁鋼板10の圧延方向において長さLの領域である。なお、図3に示す方向性電磁鋼板10−1等は、図7に示す方向性電磁鋼板10の圧延方向の一部を切り取ったものである。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a laser beam irradiation state at the corner corresponding portion 34 and the non-corner corresponding portion 32 of the grain-oriented electrical steel sheet 10. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a state of formation of grooves in the grain-oriented electrical steel sheet 10. The corner corresponding portion 34 is a region having a length L in the rolling direction of the grain-oriented electrical steel sheet 10. The grain-oriented electrical steel sheet 10-1 shown in FIG. 3 is obtained by cutting a part of the grain-oriented electrical steel sheet 10 shown in FIG. 7 in the rolling direction.

本実施例では、図8に示すように、非コーナ対応部32には、延在方向が鋼板の板幅方向と平行な平行溝D1が形成されている。一方で、コーナ対応部34には、平行溝が形成されていない。具体的には、図7に示すようにコーナ対応部34に対してレーザ照射装置106の動作をOFFにすることで、コーナ対応部34に溝が形成されない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the non-corner corresponding portion 32 is formed with a parallel groove D1 whose extending direction is parallel to the width direction of the steel plate. On the other hand, no parallel groove is formed in the corner corresponding portion 34. Specifically, as shown in FIG. 7, by turning off the operation of the laser irradiation device 106 for the corner corresponding portion 34, no groove is formed in the corner corresponding portion 34.

コーナ対応部34に溝を形成しないことで、溝による鋼板の割れを効果的に防止できる。一方で、コーナ対応部34は非コーナ対応部32よりも十分小さいので、コーナ対応部34に溝を形成しなくても、非コーナ対応部32に溝が形成されていることで、巻鉄芯50の鉄損の改善効果の低下を抑制できる。従って、本実施形態によれば、巻鉄芯50の鉄損を低減しつつ、巻鉄芯50の製造時の方向性電磁鋼板10の割れの発生を抑制できる。なお、図8では、溝が板幅方向に全域に亘って繋がった1本の線状に示されているが、これに限定されず、溝が板幅方向に断続しながら形成されても良い。   By not forming a groove in the corner corresponding portion 34, cracking of the steel sheet due to the groove can be effectively prevented. On the other hand, since the corner corresponding portion 34 is sufficiently smaller than the non-corner corresponding portion 32, even if the groove is not formed in the corner corresponding portion 34, the groove is formed in the non-corner corresponding portion 32. 50 can suppress a decrease in the effect of improving iron loss. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the grain-oriented electrical steel sheet 10 at the time of manufacturing the wound iron core 50 while reducing the core loss of the wound iron core 50. In FIG. 8, the groove is shown as a single line connected over the entire area in the plate width direction, but is not limited thereto, and the groove may be formed intermittently in the plate width direction. .

ところで、鉄損改善を向上するには、溝を深くすることが有効であることが分かっている。そこで、本実施形態では、幅を大きくせずに、深さを大きくするように溝が形成されている。例えば、溝の深さの大きさは、溝の幅の大きさの0.2倍以上である。溝の深さは、具体的には20μm前後の大きさである。   By the way, it has been found that deepening the groove is effective for improving the iron loss improvement. Therefore, in the present embodiment, the grooves are formed so as to increase the depth without increasing the width. For example, the depth of the groove is at least 0.2 times the width of the groove. The depth of the groove is specifically about 20 μm.

このような深さが大きい溝Dを形成した場合には、方向性電磁鋼板の曲げ加工の際に鋼板の割れが発生する恐れがある。これに対して、本実施形態のように方向性電磁鋼板の巻鉄芯50のコーナ部52に対応する部分に、平行溝D1を形成しないことで、溝の深さが大きくても、曲げ加工の際の鋼板の割れの発生を有効に抑制できる。   When the groove D having such a large depth is formed, the steel sheet may be cracked during bending of the grain-oriented electrical steel sheet. On the other hand, since the parallel groove D1 is not formed in the portion corresponding to the corner portion 52 of the wound iron core 50 of the grain-oriented electrical steel sheet as in the present embodiment, even if the groove depth is large, the bending process is performed. In this case, cracking of the steel sheet can be effectively suppressed.

上記では、非コーナ対応部32に平行溝D1を形成させる一方で、コーナ対応部34に溝を形成しないこととしたが、これに限定されない。例えば、図9や図10に示すように溝を形成しても良い。   In the above description, while the parallel groove D1 is formed in the non-corner corresponding portion 32, the groove is not formed in the corner corresponding portion 34, but the present invention is not limited to this. For example, a groove may be formed as shown in FIGS.

図9は、方向性電磁鋼板10における溝形成の第1変形例を示す模式図である。第1変形例でも、非コーナ対応部32には、図8と同様に延在方向が板幅方向と平行な平行溝D1が形成されている。一方で、コーナ対応部34には、図8とは異なり、平行溝D2が形成されている。ここで、コーナ対応部34に形成される平行溝D2の深さは、非コーナ対応部32に形成される平行溝D1の深さよりも浅い。第1変形例では、平行溝D1が第1溝に該当し、平行溝D2が第2溝に該当する。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a first modification of forming grooves in the grain-oriented electrical steel sheet 10. Also in the first modified example, the non-corner corresponding portion 32 is formed with a parallel groove D1 whose extending direction is parallel to the plate width direction, as in FIG. On the other hand, in the corner corresponding portion 34, unlike FIG. 8, a parallel groove D2 is formed. Here, the depth of the parallel groove D2 formed in the corner corresponding portion 34 is smaller than the depth of the parallel groove D1 formed in the non-corner corresponding portion 32. In the first modification, the parallel groove D1 corresponds to a first groove, and the parallel groove D2 corresponds to a second groove.

溝が浅い方が、鋼板を曲げた際に割れが発生し難い。このため、コーナ対応部34に浅い溝D2を形成することで、巻鉄芯50の製造時に溝D2による鋼板の曲げの発生を抑制できる。なお、平行溝D2は、レーザ照射装置106の照射するレーザビームの強度を小さくすることで(図9参照)、形成される。すなわち、1台のレーザ照射装置106によって、平行溝D1と平行溝D2を形成可能である。   The shallower the groove, the less likely it is for the steel plate to crack when bent. Therefore, by forming the shallow groove D2 in the corner corresponding portion 34, it is possible to suppress the occurrence of bending of the steel sheet due to the groove D2 during the manufacture of the wound iron core 50. The parallel groove D2 is formed by reducing the intensity of the laser beam irradiated by the laser irradiation device 106 (see FIG. 9). That is, the parallel groove D1 and the parallel groove D2 can be formed by one laser irradiation device 106.

図10は、方向性電磁鋼板10における溝形成の第2変形例を示す模式図である。第2変形例でも、非コーナ対応部32には、図8と同様に延在方向が板幅方向と平行な平行溝D1が形成されている。一方で、コーナ対応部34には、図8とは異なり、延在方向が板幅方向と交差する傾斜溝D3が形成されている。第2変形例では、平行溝D1が第1溝に該当し、傾斜溝D3が第2溝に該当する。   FIG. 10 is a schematic view showing a second modification of the formation of the grooves in the grain-oriented electrical steel sheet 10. Also in the second modified example, the non-corner corresponding portion 32 is formed with the parallel groove D1 whose extending direction is parallel to the plate width direction as in FIG. On the other hand, in the corner corresponding portion 34, unlike FIG. 8, an inclined groove D3 whose extending direction intersects the plate width direction is formed. In the second modification, the parallel groove D1 corresponds to the first groove, and the inclined groove D3 corresponds to the second groove.

傾斜溝D3の延在方向は鋼板の曲げ加工時の曲げ方向と垂直な板幅方向と交差するので(別言すれば、傾斜溝D3の幅方向が曲げ方向と同じ方向でないため)、巻鉄芯50の製造時に当該傾斜溝D3による鋼板の割れの発生を抑制できる。ここで、傾斜溝の延在方向と板幅方向との成す角度(傾斜溝の傾斜角度とも呼ぶ)θが大きい方が、鋼板の割れの防止には有効である。本実施形態においては、傾斜角度θが15度以上となるように、傾斜溝が形成されている。なお、図10に示す平行溝D1と傾斜溝D3は、別のレーザ照射装置106により形成される。   Since the extending direction of the inclined groove D3 intersects the plate width direction perpendicular to the bending direction at the time of bending the steel plate (in other words, since the width direction of the inclined groove D3 is not the same direction as the bending direction), At the time of manufacturing the core 50, generation of cracks in the steel sheet due to the inclined groove D3 can be suppressed. Here, a larger angle (also referred to as an inclined angle of the inclined groove) θ between the extending direction of the inclined groove and the sheet width direction is more effective for preventing cracking of the steel sheet. In the present embodiment, the inclined groove is formed such that the inclination angle θ is 15 degrees or more. The parallel groove D1 and the inclined groove D3 shown in FIG. 10 are formed by another laser irradiation device 106.

<実施例>
上述した本実施形態に係る方向性電磁鋼板の有効性を確認するための実施例について説明する。
<Example>
An example for confirming the effectiveness of the grain-oriented electrical steel sheet according to the above-described embodiment will be described.

本実施例に係る方向性電磁鋼板は、以下のように製造されている。
まず、Si;3.0質量%、C;0.05質量%、Mn;0.1質量%、酸可溶性Al;0.02質量%、N;0.01質量%、S;0.01質量%、P;0.02質量%、残部がFe及び不可避不純物、といった組成のスラブを準備した。このスラブに対して、1280℃で熱間圧延を実施し、厚さ2.3mmの熱間圧延材を製出した。次に、熱間圧延材に対して、1000℃×1分の条件で熱処理を行った。熱処理後に酸洗処理を施した上で冷間圧延を実施し、厚さ0.23mmの冷間圧延材を製出した。この冷間圧延材に対して、800℃×2分の条件で脱炭焼鈍を実施した。次に、脱炭焼鈍後の冷間圧延材の両面に、マグネシアを主成分とする焼鈍分離材を塗布した。そして、焼鈍分離材を塗布した冷間圧延材をコイル状に巻き取った状態で、バッチ式炉に装入し、1200℃×20時間の条件で仕上げ焼鈍を実施した。これにより、表面にグラス被膜が形成された鋼板地鉄(鋼板本体12)を製出した。次に、グラス被膜14の上に、リン酸アルミニウムからなる絶縁材を塗布、焼き付け(850℃×1分)し、1回目の絶縁被膜を形成した。
The grain-oriented electrical steel sheet according to the present example is manufactured as follows.
First, Si: 3.0% by mass, C: 0.05% by mass, Mn: 0.1% by mass, acid-soluble Al: 0.02% by mass, N: 0.01% by mass, S: 0.01% by mass %, P: 0.02% by mass, the balance being Fe and unavoidable impurities. This slab was subjected to hot rolling at 1280 ° C. to produce a hot-rolled material having a thickness of 2.3 mm. Next, heat treatment was performed on the hot-rolled material under the condition of 1000 ° C. × 1 minute. After the heat treatment, an acid washing treatment was performed, and then cold rolling was performed to produce a cold-rolled material having a thickness of 0.23 mm. This cold-rolled material was subjected to decarburization annealing at 800 ° C. for 2 minutes. Next, on both surfaces of the cold-rolled material after the decarburizing annealing, an annealed separating material containing magnesia as a main component was applied. Then, in a state where the cold-rolled material coated with the annealing separation material was wound into a coil shape, the cold-rolled material was charged into a batch-type furnace and subjected to finish annealing at 1200 ° C. for 20 hours. Thereby, a steel plate ground steel (steel plate main body 12) having a glass coating formed on the surface was produced. Next, an insulating material made of aluminum phosphate was applied on the glass film 14 and baked (850 ° C. × 1 minute) to form a first insulating film.

次に、グラス被膜14及び絶縁被膜が形成された鋼板本体12に対して、レーザビームを照射し、鋼板本体12の表面に溝を形成した。この際、例えば図8に示すように、方向性電磁鋼板10の非コーナ対応部32には平行溝D1を形成し、コーナ対応部34には溝を形成しないこととしても良い。又は、図9に示すようにコーナ対応部34に浅い溝D2を形成したり、図10に示すようにコーナ対応部34に傾斜溝D3を形成しても良い。   Next, the steel sheet main body 12 on which the glass coating 14 and the insulating coating were formed was irradiated with a laser beam to form a groove on the surface of the steel sheet main body 12. At this time, for example, as shown in FIG. 8, a parallel groove D1 may be formed in the non-corner corresponding portion 32 of the grain-oriented electrical steel sheet 10, and no groove may be formed in the corner corresponding portion 34. Alternatively, a shallow groove D2 may be formed in the corner corresponding portion 34 as shown in FIG. 9, or an inclined groove D3 may be formed in the corner corresponding portion 34 as shown in FIG.

ここで、レーザ照射装置としては、図5に示すレーザ照射装置106を用いた。照射条件としては、レーザビーム強度を1000W、ビーム走査速度を30m/s、照射ピッチを3mmとした。また、レーザビームの形状は楕円形状であり、ビーム径の圧延方向は0.1mmであり、ビーム径の走査方向は0.3mmである。かかる照射条件により、幅が50μmで、深さが20μmの溝が形成された。   Here, the laser irradiation device 106 shown in FIG. 5 was used as the laser irradiation device. The irradiation conditions were a laser beam intensity of 1000 W, a beam scanning speed of 30 m / s, and an irradiation pitch of 3 mm. The shape of the laser beam is elliptical, the rolling direction of the beam diameter is 0.1 mm, and the scanning direction of the beam diameter is 0.3 mm. Under these irradiation conditions, a groove having a width of 50 μm and a depth of 20 μm was formed.

次に、溝が形成された鋼板本体12に対して、2回目の絶縁被膜を形成した。これにより、図1に示すような方向性電磁鋼板10が製造される。そして、溝が形成された方向性電磁鋼板10を圧延方向に所定長さだけカットした後に、複数枚の方向性電磁鋼板10を重ねた状態で巻回することで、図2に示す巻鉄芯50が製造される。   Next, a second insulating coating was formed on the steel plate body 12 in which the groove was formed. Thereby, a grain-oriented electrical steel sheet 10 as shown in FIG. 1 is manufactured. Then, after cutting the grooved directional electromagnetic steel sheet 10 by a predetermined length in the rolling direction, a plurality of directional electromagnetic steel sheets 10 are wound in a stacked state, whereby the wound iron core shown in FIG. 50 are manufactured.

<まとめ>
上述したように、本実施形態に係る方向性電磁鋼板10において、巻鉄芯50のコーナ部52に対応するコーナ対応部34における溝の形成状態が、巻鉄芯50のコーナ部52以外の部分に対応する非コーナ対応部32における溝の形成状態と異なる。
<Summary>
As described above, in the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to the present embodiment, the formation state of the groove in the corner corresponding portion 34 corresponding to the corner portion 52 of the wound iron core 50 is a portion other than the corner portion 52 of the wound iron core 50. Is different from the state of formation of the groove in the non-corner corresponding portion 32 corresponding to.

具体的には、非コーナ対応部32に平行溝D1を形成する一方で、コーナ対応部34に溝を形成しない。又は、コーナ対応部34に浅い溝D2を形成したり、コーナ対応部34に傾斜溝D3を形成する。これにより、コーナ対応部34に形成された溝によって巻鉄芯50の製造時に鋼板の割れが発生することを抑制できる。一方で、コーナ対応部34は巻鉄芯50においてわずかな領域に過ぎないので、コーナ対応部34に溝を形成しなくても、非コーナ対応部32に溝が形成されていることで、巻鉄芯50の鉄損の改善効果の低下を抑制できる。従って、本実施形態によれば、巻鉄芯50の鉄損を低減しつつ、巻鉄芯50の製造時の方向性電磁鋼板10の割れの発生を抑制できる。   Specifically, while the parallel groove D1 is formed in the non-corner corresponding portion 32, the groove is not formed in the corner corresponding portion. Alternatively, a shallow groove D2 is formed in the corner corresponding portion 34, or an inclined groove D3 is formed in the corner corresponding portion 34. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the steel sheet during the manufacture of the wound iron core 50 due to the grooves formed in the corner corresponding portions 34. On the other hand, since the corner corresponding portion 34 is only a small area in the wound iron core 50, even if the groove is not formed in the corner corresponding portion 34, the non-corner corresponding portion 32 is formed with the groove. A reduction in the effect of improving the iron loss of the iron core 50 can be suppressed. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the grain-oriented electrical steel sheet 10 at the time of manufacturing the wound iron core 50 while reducing the core loss of the wound iron core 50.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention pertains can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

10 方向性電磁鋼板
12 鋼板本体
14 グラス被膜
16 絶縁被膜
32 非コーナ対応部
34 コーナ対応部
50 巻鉄芯
52 コーナ部
100 レーザ加工装置
102 レーザ発振器
104 伝送ファイバ
106 レーザ照射装置
D1、D2、D3 溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Oriented electromagnetic steel sheet 12 Steel sheet main body 14 Glass coating 16 Insulating coating 32 Non-corner corresponding part 34 Corner corresponding part 50 Winding iron core 52 Corner part 100 Laser processing device 102 Laser oscillator 104 Transmission fiber 106 Laser irradiation device D1, D2, D3 Groove

Claims (6)

鋼板の搬送方向と交差する方向にレーザビームが照射されて、前記搬送方向に所定間隔で溝が形成された方向性電磁鋼板を巻回して形成された巻鉄芯であって、
前記巻鉄芯のコーナ部における溝の形成状態が、前記巻鉄芯のコーナ部以外の部分における溝の形成状態と異なることを特徴とする、巻鉄芯。
A laser beam is irradiated in a direction intersecting with the transport direction of the steel sheet, a wound iron core formed by winding a grain-oriented electrical steel sheet having grooves formed at predetermined intervals in the transport direction,
A wound iron core, wherein a state of formation of a groove in a corner portion of the wound iron core is different from a state of formation of a groove in a portion other than the corner portion of the wound iron core.
請求項1に記載の巻鉄芯において、
前記コーナ部以外の部分には、延在方向が前記鋼板の板幅方向と平行な第1溝が形成され、
前記コーナ部には、前記第1溝が形成されていないことを特徴とする、巻鉄芯。
The wound iron core according to claim 1,
In a portion other than the corner portion, a first groove whose extension direction is parallel to a width direction of the steel plate is formed,
The wound iron core, wherein the first groove is not formed in the corner portion.
請求項1に記載の巻鉄芯において、
前記コーナ部以外の部分には、延在方向が前記鋼板の板幅方向と平行に第1溝が形成され、
前記コーナ部には、延在方向が前記板幅方向と交差するように第2溝が形成されていることを特徴とする、巻鉄芯。
The wound iron core according to claim 1,
A first groove is formed in a portion other than the corner portion so that an extending direction is parallel to a width direction of the steel plate,
The wound iron core, wherein a second groove is formed in the corner portion so that an extending direction intersects the plate width direction.
請求項1に記載の巻鉄芯において、
前記コーナ部に形成される溝の深さは、前記コーナ部以外の部分に形成される溝の深さよりも浅いことを特徴とする、巻鉄芯。
The wound iron core according to claim 1,
A wound iron core, wherein a depth of a groove formed in the corner portion is smaller than a depth of a groove formed in a portion other than the corner portion.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の巻鉄芯において、
前記搬送方向に所定間隔で形成された溝の深さの大きさは、該溝の幅の大きさの0.2倍以上であることを特徴とする、巻鉄芯。
The wound iron core according to any one of claims 1 to 4,
A wound iron core, wherein the depth of the grooves formed at predetermined intervals in the transport direction is at least 0.2 times the width of the grooves.
方向性電磁鋼板の搬送方向と交差する方向にレーザビームを照射して、前記搬送方向に所定間隔で溝を形成する工程と、
前記溝が形成された鋼板を巻回して巻鉄芯を形成する工程と、
を含む巻鉄芯の製造方法であって、
前記方向性電磁鋼板の前記巻鉄芯のコーナ部に対応する部分における溝の形成状態を、前記コーナ部以外の部分における溝の形成状態と異ならせることを特徴とする、巻鉄芯の製造方法。
A step of irradiating a laser beam in a direction intersecting with the transport direction of the grain-oriented electrical steel sheet, and forming grooves at predetermined intervals in the transport direction,
Winding a steel sheet having the groove formed thereon to form a wound iron core;
A method for manufacturing a wound iron core, comprising:
A method for manufacturing a wound iron core, wherein a state of formation of a groove in a portion corresponding to a corner of the core of the grain-oriented magnetic steel sheet is different from a state of formation of a groove in a part other than the corner. .
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