(57)【要約】クローポールモータのステータコア用の無方向性電磁鋼板であって、圧延方向に対して４５°を成す方向の磁束密度が、前記圧延方向の磁束密度及び前記圧延方向に対して９０°を成す方向である板幅方向の磁束密度よりも大きい帯状の鋼板である。
2017163327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローポールモータのステータコア用の無方向性電磁鋼板であって、
圧延方向に対して４５°を成す方向の磁束密度が、前記圧延方向の磁束密度および前記圧延方向に対して９０°を成す方向である板幅方向の磁束密度よりも大きい帯状の鋼板であることを特徴とする、無方向性電磁鋼板。
【請求項２】
前記圧延方向に対して板面法線の反時計回りに４５°の角度で傾く方向を第１方向、１３５°の角度で傾く方向を第２方向とし、
前記圧延方向に対して前記板面法線の時計回りに４５°の角度で傾く方向を第３方向、１３５°の角度で傾く方向を第４方向とし、
磁化力５０００Ａ／ｍにおける、前記第１方向の磁束密度と、前記第２方向の磁束密度と、前記第３方向の磁束密度と、前記第４方向の磁束密度との平均値を単位ＴでＢ５０（４５−ａｖｅ．）とし、
磁化力５０００Ａ／ｍにおける、前記圧延方向の磁束密度と、前記板幅方向の磁束密度との平均値を単位ＴでＢ５０（Ｌ＋Ｃ）としたとき、
下記（１）式が成立することを特徴とする、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）＋０．０２０＜Ｂ５０（４５−ａｖｅ．）  ・・・（１）
【請求項３】
前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の反時計回りに０°〜９０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第１方向の磁束密度が最も高く、
前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の反時計回りに９０°〜１８０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第２方向の磁束密度が最も高く、
前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の時計回りに０°〜９０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第３方向の磁束密度が最も高く、
前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の時計回りに９０°〜１８０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第４方向の磁束密度が最も高く、
前記第１方向の磁束密度をＢ４５ｍａｘとしたとき、前記第１方向に対する角度が前記板面法線回りに±１０°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ４５ｍａｘ以上であるという条件を満たし、
前記第２方向、前記第３方向及び前記第４方向のそれぞれについても同条件を満たすことを特徴とする請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項４】
スラブを粗圧延することで得られたシートバーに対して、仕上熱延開始温度が８００℃以上１１５０℃以下、熱延仕上温度が７５０℃未満、及び仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度が３００ｍ／分以下という条件下で熱間圧延を行う熱間圧延工程と；
前記熱間圧延工程から得られた熱延鋼板に対して、圧下率８７％超で冷間圧延を行う冷間圧延工程と；
を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】
スラブを粗圧延することで得られたシートバーに対して、仕上熱延開始温度が８００℃以上１１５０℃以下、熱延仕上温度が８００℃以下、仕上熱延圧下率が９４％以上、及び仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度が３００ｍ／分以下という条件下で熱間圧延を行う熱間圧延工程を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板をステータコアとして用いたクローポールモータであって、
クローポールの向きが前記無方向性電磁鋼板の圧延方向に対して４５°の角度を成すように打ち抜いた帯状ブランクによってステータコアを形成したことを特徴とする、クローポールモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローポールモータの鉄心材料として使用される無方向性電磁鋼板およびその製造方法と、その無方向性電磁鋼板を用いたクローポールモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クローポールモータは、１９７０年代から板金技術の発達により位置決め精度が向上したことから注目されるようになった。特にステッピングモータや、自動車のオルタネータとして用いられてきたが、最近は回生電力発生用のジェネレータ兼オルタネータなどへの適用拡大が進んでいる。さらに、ＥＶ・ＨＥＶ用の駆動用モータとしての用途拡大が期待されている。【０００３】
クローポールモータのステータコアとしては、無方向性電磁鋼板を、爪を有する円板状に打ち抜き、爪を折り曲げるとともにコアバックを円筒絞り成形により形成するものが古くから使用されてきたが、近年は、無方向性電磁鋼板を、複数の爪（クローポール）を有する帯状ブランクとして打ち抜き、これを円筒状に板金加工したものが用いられている。クローポールモータは、板金加工により容易にモータコアを作成できることから、コストの削減を重視する用途のモータにおいて重宝されている。【０００４】
ところが、一般の無方向性電磁鋼板を使用して帯状のブランクを打ち抜き、そのブランクをステータコアに加工すると、ステータコアのクローポールとコアバックにおいて磁束の流れがスムースでないという問題が生じていた。つまり、このようなステータコアは、帯状に一体打抜きされた部材を円筒状に加工して使用されるため、素材の磁気特性が面内に無方向性であることには意味がなく、９０°をなすクローポールとコアバックのそれぞれの向きとなる二方向についてのみ磁気特性が良好であることが重要である。しかしながら、圧延方向に対して０°と９０°方向の磁気特性が優れた二方向性電磁鋼板は、現状では実施困難なプロセスを必要としており、工業的に実用化されていない。【０００５】
また、打抜き後の帯状ブランクをコアに板金加工するため、板金加工により生じた歪による磁気特性の劣化の影響で、クローポールモータのコアは、打抜きにより得られた鋼板を積層して得られた一般のモータよりも、同等出力・トルクのものを作成した場合に、効率が劣るという課題があった。この課題を解決するため、従来の無方向性電磁鋼板や熱延鋼板よりも、磁気特性が板金加工において応力感受性の鈍感な無方向性電磁鋼板もしくは熱延鋼板の開発が求められていた。【０００６】
特許文献１には、二方向性電磁鋼板を分割コアとして使用することが開示されている。ところが、二方向性電磁鋼板は、製造過程においてクロス圧延を必要とするため、生産性に劣り高コストとなり、クローポールモータに要求される厳しいコスト低減に応じることは困難であるという問題がある。【０００７】
特許文献２には、磁性粉を圧縮して形成されたコアを使用するクローポールモータが開示されている。ところが、この場合、磁性粉をコアとして使用するため、１００００Ａ／ｍもの高磁界を印加した場合に磁束密度が１．７テスラ以上となる直流磁化特性を必要とし、無方向性電磁鋼板と比較して動作磁束密度が低くなり、モータのトルクが低下する。そして、トルク向上のためには銅線の巻数を増やす必要があり、モータ自体が大きくなるうえ、使用する銅線の量が増加することで銅線のコストが増加するという問題がある。しかも、分割コアであるため、コアの組み立て作業に手間がかかり、コストが上昇する。そのため、クローポールモータに要求される低コストおよび小型化の要求を満たすことが困難である。【０００８】
特許文献３には、２以上の励磁用クローポール形ヨークユニットと同じ構造のセンサ用クローポール形ヨークユニットを、励磁用クローポール形ヨークユニットに隣接して回転軸の軸線方向に並ぶように配置したステッピングモータが開示されている。ところが、このモータは、励磁用クローポール形ヨークユニットに加え回転センサ用クローポール形ヨークユニットを必要とし、当該ユニット内に銅線を巻く必要がある。そのため、モータが大型になり重量が増加し、製造コストが増加する。【０００９】
特許文献４には、クローポール型構造を有するステータコアとコイルボビンとの組み付け時に、ステータコアとコイルボビンの位置ずれを起こり難くするために、コイルボビンに位置決め用突起を設けてステータコアの位置決め用孔と嵌合させるステッピングモータが開示されているが、これは一般的なクローポールモータの組み立て方法に関する技術であり、モータ特性の向上、高効率化、小型化を実現するものではない。【００１０】
特許文献５には、クローポールの側面が軸方向と平行であり、生産性を向上することができる単相クローポール型モータが開示されているが、クローポールモータの高効率化、高トルク化、小型化等を図るものではない。また、クローポールを有するステータは一体打抜きであり、無方向性電磁鋼板の集合組織を活用できないという問題がある。【００１１】
特許文献６には、コアが三分割された構造であり、軸方向に下向きのクローポールを有するコアと、軸方向に上向きのクローポールを有するコアと、巻線を上下に二分割するコアとからなり、クローポールを有するコアが巻線を分割するコアを上下から挟み込む構造となっているクローポール型モータが開示されている。このモータは、ティースからクローポールに流れる磁路の断面積を確保することを目的とし、断面積を増加させるために無垢の磁性体、焼結材、あるいは圧粉材を使用することを前提としており、無方向性電磁鋼板を使用することは想定されていない。また、コアの磁束を確保するためにコアの断面積が増加しており、無方向性電磁鋼板を使用すると渦電流が増大してクローポールモータの効率が大幅に低下するという問題がある。【００１２】
特許文献７には、圧延方向に対して４５°の角度で交差する二方向の磁気特性が優れる冷延無方向性電磁鋼板製造方法として、スラブ再加熱温度を１１５０℃以下かつ７００℃以上、仕上熱延開始温度を６５０℃以上８５０℃以下、熱延仕上温度を５５０℃以上８００℃以下とする仕上熱延方法が開示されている。
しかしながら、特許文献７に開示された仕上熱延開始温度および熱延仕上温度を実現する場合、仕上熱延機の熱延ロールにかかる圧延反力が増加し、その磨耗が早くなり、寿命が短くなるとともに、ロールのベアリングの寿命も増加した圧延反力のために短くなる課題があった。
さらに、仕上熱延に先立って行われる粗圧延において、スラブ再加熱温度を低温化すると、通常の連続鋳造で製造されるスラブでは、その圧延反力が粗圧延機の能力をもってしても過大となり、所定の板厚のシートバーに圧延することが困難となる課題があった。【００１３】
特許文献８には、圧延方向に対して４５°の角度で交差する二方向の磁気特性が優れる熱延無方向性電磁鋼板製造方法として、板厚２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の薄鋳片を、仕上熱延開始温度を６５０℃以上８５０℃以下、熱延仕上温度を５５０℃以上８００℃以下とする仕上熱延方法が開示されている。
しかしながら、特許文献８に開示された仕上熱延開始温度および熱延仕上温度を実現する場合、仕上熱延機の熱延ロールにかかる圧延反力が増加し、その磨耗が早くなり、寿命が短くなるとともに、ロールのベアリングの寿命も増加した圧延反力のために短くなる課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】日本国特開平１１−３５５９８３号公報
【特許文献２】日本国特開２００８−７２８５４号公報
【特許文献３】日本国特開２００１−１６１０５４号公報
【特許文献４】日本国特開２００３−１８９５８４号公報
【特許文献５】日本国特開２０１３−２０１８１１号公報
【特許文献６】日本国特開２００５−１１７７４４号公報
【特許文献７】日本国特開２０１１−１１１６５８号公報
【特許文献８】日本国特開２０１２−６７３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
クローポールモータのコアにおける磁場の流れを考慮すると、互いに直交する二方向の磁気特性が優れた電磁鋼板（二方向性電磁鋼板）を使用することで、磁気特性が良好なコアを得られることは、当業者にとって自明であった。しかしながら、前述の通り、クローポールモータの製造過程において、電磁鋼板から打抜かれた帯状ブランクをコアに板金加工するので、板金加工によりコアに生じた歪が原因で磁気特性の劣化が生じてしまう。その結果、打抜きにより得られた鋼板を積層して得られた一般モータと同出力及び同トルクの条件下で比較した場合、二方向性電磁鋼板を用いて作製されたクローポールモータの方が最大効率が低いという課題があった。
なお、本明細書において、一般モータとは、一体打抜き型の誘導モータ、ステータに分割コアを用いた誘導モータ、一体打抜き型の同期モータ、ステータに分割コアを用いた同期モータなどを指す。【００１６】
上記の課題に対して、本願発明者らは、圧延方向に対して４５°を成す方向の磁気特性が優れる無方向性電磁鋼板をクローポールモータのステータコアの材料として使用すると、同じ無方向性電磁鋼板を用いてコアバックとティースを有し巻線をティースの周囲に施した一般モータを作製する場合よりも最大効率が高まることを発見した。言い換えれば、上記の特徴を有する無方向性電磁鋼板をクローポールモータ以外のモータに使用しても、クローポールモータに適用した場合のような効率の改善効果は発現しない。【００１７】
一方、上記特許文献７及び８に開示されているように、圧延方向に対して４５°を成す方向の磁気特性が優れる無方向性電磁鋼板の製造方法として、低温下で仕上熱延を行う技術が知られているが、現状の粗圧延機および仕上熱延機でこれらの技術を実現するには設備上の課題が存在した。【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の有する設備上の課題を解決しながら、低コストで磁気特性に優れ、高効率、小型のクローポールモータのステータコアの材料となる無方向性電磁鋼板、その製造方法、およびその無方向性電磁鋼板から作られたクローポールモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記のように、本願発明者らは、圧延方向に対して４５°を成す方向の磁気特性が優れる無方向性電磁鋼板をクローポールモータのステータコアの材料として使用すると、同じ無方向性電磁鋼板を用いてコアバックとティースを有し巻線をティースの周囲に施した一般モータを作製する場合よりも最大効率が高まることを発見した。【００２０】
このような効果が得られる技術的理由は明らかではないが、以下のような理由が推測される。すなわち、圧延方向に対して４５°を成す方向の磁気特性が優れる無方向性電磁鋼板では、集合組織又は結晶組織が改善されたと考えられる。そのため、その無方向性電磁鋼板から打ち抜かれた帯状ブランクを板金加工してコアを形成する際に、コアに導入される残留歪量が減少し、その結果、クローポールモータのコア内の磁束の流れが大幅に改善されたと考えられる。【００２１】
このような特徴を有する無方向性電磁鋼板を製造する方法として、上記特許文献７及び８に開示されているような低温下で仕上熱延を行う技術（仕上熱延温度条件を一般的な公知の温度よりも低く設定する技術）が知られているが、現状の粗圧延機および仕上熱延機でこれらの技術を実現するには設備上の課題（熱延ロール及びベアリングの寿命短縮）が存在しており、その実現は容易ではない。【００２２】
本願発明者らはさらなる研究の結果、スラブ加熱温度及び粗圧延温度を一般的な温度に維持しつつ、仕上熱延における圧延速度を低く設定して制御冷却を精密に行うことにより、従来技術の有する設備上の課題を解決しながら、従来技術と同等以上の磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。なお、以下の説明において、従来製法とは、特許文献７及び８に開示された低温仕上熱延による無方向性電磁鋼板の製造方法を指す。【００２３】
本願発明者らは、本発明に係る製造方法によると、従来製法と比較して、圧延方向に対して４５°を成す方向を中心とした磁束密度の高い範囲が、板面法線回りに広い角度で分布し、且つその絶対値も高いという極めて優れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を得られることも見出した。【００２４】
仕上熱延の圧延速度を低下させることにより、従来製法よりも優れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を製造できる技術的理由は明らかではないが、以下のような理由が推測される。すなわち、粗圧延機から仕上熱延機に搬送されるシートバーは、仕上熱延機の熱延ロールにより抜熱を受けながら冷間圧延よりもはるかに高い温度で圧延されるが、圧延速度が低下することにより、その加工発熱自体は抑制される。その結果、従来製法で製造された無方向性電磁鋼板とは異なる集合組織又は結晶組織を有する無方向性電磁鋼板が得られた可能性があると考えられる。【００２５】
また、本願発明者らは、従来製法の圧延速度の場合、本発明に係る製造方法で得られる４５°方向の磁気特性が優れる効果が損なわれることも同時に発見した。この技術的理由も明らかではないが、圧延速度を高めることにより、歪速度が増加するために仕上圧延中に必要以上に再結晶が進行し、磁気特性に優れる集合組織又は結晶組織を形成できないことが理由と推測される。【００２６】
以上のような研究結果を基に完成された本発明の要旨は以下の通りである。
（１）本発明の一態様に係る無方向性電磁鋼板は、クローポールモータのステータコア用の無方向性電磁鋼板であって、圧延方向に対して４５°を成す方向の磁束密度が、前記圧延方向の磁束密度および前記圧延方向に対して９０°を成す方向である板幅方向の磁束密度よりも大きい帯状の鋼板である。【００２７】
（２）上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板において、前記圧延方向に対して板面法線の反時計回りに４５°の角度で傾く方向を第１方向、１３５°の角度で傾く方向を第２方向とし、前記圧延方向に対して前記板面法線の時計回りに４５°の角度で傾く方向を第３方向、１３５°の角度で傾く方向を第４方向とし、磁化力５０００Ａ／ｍにおける、前記第１方向の磁束密度と、前記第２方向の磁束密度と、前記第３方向の磁束密度と、前記第４方向の磁束密度との平均値を単位ＴでＢ５０（４５−ａｖｅ．）とし、磁化力５０００Ａ／ｍにおける、前記圧延方向の磁束密度と、前記板幅方向の磁束密度との平均値を単位ＴでＢ５０（Ｌ＋Ｃ）としたとき、下記（１）式が成立してもよい。
Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）＋０．０２０＜Ｂ５０（４５−ａｖｅ．）  ・・・（１）【００２８】
（３）上記（２）に記載の無方向性電磁鋼板において、前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の反時計回りに０°〜９０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第１方向の磁束密度が最も高く、前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の反時計回りに９０°〜１８０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第２方向の磁束密度が最も高く、前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の時計回りに０°〜９０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第３方向の磁束密度が最も高く、前記圧延方向に対する角度が前記板面法線の時計回りに９０°〜１８０°の範囲に含まれる方向のうち、前記第４方向の磁束密度が最も高くてもよい。
この場合、前記第１方向の磁束密度をＢ４５ｍａｘとしたとき、前記第１方向に対する角度が前記板面法線回りに±１０°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ４５ｍａｘ以上であるという条件を満たし、前記第２方向、前記第３方向及び前記第４方向のそれぞれについても同条件を満たしてもよい。【００２９】
（４）本発明の一態様に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、スラブを粗圧延することで得られたシートバーに対して、仕上熱延開始温度が８００℃以上１１５０℃以下、熱延仕上温度が７５０℃未満、及び仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度が３００ｍ／分以下という条件下で熱間圧延を行う熱間圧延工程と；前記熱間圧延工程から得られた熱延鋼板に対して、圧下率８７％超で冷間圧延を行う冷間圧延工程と；を有する。【００３０】
（５）本発明の他の態様に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、スラブを粗圧延することで得られたシートバーに対して、仕上熱延開始温度が８００℃以上１１５０℃以下、熱延仕上温度が８００℃以下、仕上熱延圧下率が９４％以上、及び仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度が３００ｍ／分以下という条件下で熱間圧延を行う熱間圧延工程を有する。【００３１】
（６）本発明の一態様に係るクローポールモータは、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の無方向性電磁鋼板をステータコアとして用いたクローポールモータであって、クローポールの向きが前記無方向性電磁鋼板の圧延方向に対して４５°の角度を成すように打ち抜いた帯状ブランクによってステータコアを形成したものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の上記態様によれば、従来技術の有する設備上の課題を解決しながら、低コストで且つ磁気特性に優れ、高効率、小型のクローポールモータを製造するために適した無方向性電磁鋼板、その製造方法、およびその無方向性電磁鋼板から作られたクローポールモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る無方向性電磁鋼板の平面図である。
【図２】本実施形態に係る無方向性電磁鋼板からのクローポールモータのステータコアを形成する帯状ブランクの打ち抜き例を示す平面図である。
【図３】本実施形態に係るクローポールモータのステータコアを形成する帯状ブランクの例を示す平面図である。
【図４】図３の帯状ブランクを円筒状に加工した状態を示す斜視図である。
【図５】図４に続く加工状態を示す斜視図である。
【図６Ａ】ステータコアにコイルを挿入してステータを製作する過程のうち、コイルを挿入する過程を示す説明図である。
【図６Ｂ】ステータコアにコイルを挿入してステータを製作する過程のうち、ステータコアのコイル下方側を折り曲げる過程を示す説明図である。
【図６Ｃ】図６Ａ及び図６Ｂに示された過程によって製作されたステータの完成図である。
【図７】図６Ｃに続く加工状態を示す斜視図である。
【図８】完成したクローポールモータの外観斜視図である。
【図９】外板を装着したクローポールモータの外観斜視図である。
【図１０】圧延方向に対する角度を横軸とし、４５°方向の磁束密度（最大磁束密度）に対する各角度方向の磁束密度の比を縦軸とするグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態に係る無方向性電磁鋼板１の平面図である。図１に示すように、本実施形態では、クローポールモータのステータコア用の鋼板として、板面内において圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁束密度が、圧延方向Ｌの磁束密度及び圧延方向Ｌに対して９０°を成す方向である板幅方向Ｃの磁束密度よりも大きい帯状の無方向性電磁鋼板１を用いる。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態では、圧延方向Ｌに対して板面法線Ｐ（板面に対して直交する軸線）の反時計回りに４５°の角度で傾く方向を第１方向Ｄ１、１３５°の角度で傾く方向を第２方向Ｄ２とする。また、圧延方向Ｌに対して板面法線Ｐの時計回りに４５°の角度で傾く方向を第３方向Ｄ３、１３５°の角度で傾く方向を第４方向Ｄ４とする。なお、以下では、板面法線Ｐの反時計回りを正の向き、板面法線Ｐの時計回りを負の向きとして、角度に正負の符号を付す場合がある（図１参照）。
【００３７】
上記の第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４が、それぞれ、板面内において圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向である。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１では、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４の磁束密度のそれぞれが、圧延方向Ｌの磁束密度及び板幅方向Ｃの磁束密度よりも大きい。
【００３８】
磁化力５０００Ａ／ｍにおける、第１方向Ｄ１の磁束密度と、第２方向Ｄ２の磁束密度と、第３方向Ｄ３の磁束密度と、第４方向Ｄ４の磁束密度との平均値を単位Ｔ（テスラ）でＢ５０（４５−ａｖｅ．）とする。また、磁化力５０００Ａ／ｍにおける、圧延方向Ｌの磁束密度と、板幅方向Ｃの磁束密度との平均値を単位Ｔ（テスラ）でＢ５０（Ｌ＋Ｃ）とする。この場合、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１において、下記（１）式が成立することが好ましい。
Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）＋０．０２０＜Ｂ５０（４５−ａｖｅ．）    …（１）
【００３９】
磁化力５０００Ａ／ｍにおける各方向の磁束密度をエプスタイン装置により測定する場合には、磁束密度の測定値としてエプスタイン測定値を用いる。また、磁化力５０００Ａ／ｍにおける各方向の磁束密度をＳＳＴ（磁気試験器）により測定する場合には、各方向に切断した試料を使用し、同数測定した平均値を取ることとする。
【００４０】
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１において、圧延方向Ｌに対する角度が板面法線Ｐの反時計回りに０°〜９０°の範囲に含まれる方向（すなわち、この方向には圧延方向Ｌ及び板幅方向Ｃが含まれる）のうち、第１方向Ｄ１の磁束密度が最も高いことが好ましい。ここで、第１方向Ｄ１の磁束密度をＢ４５ｍａｘとしたとき、第１方向Ｄ１に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１０°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ４５ｍａｘ以上であるという条件を満たすことが好ましい。
つまり、圧延方向Ｌに対する角度が０°〜＋９０°の範囲に含まれる方向のうち、第１方向Ｄ１の磁束密度が突出して高いというよりも、磁束密度が最大となる第１方向Ｄ１の角度（＋４５°）を中心とする角度範囲に対して磁束密度の分布が一定の幅を有していることが好ましい（後述の図１０参照）。より好ましくは、第１方向Ｄ１に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１５°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ４５ｍａｘ以上である。
【００４１】
同様に、圧延方向Ｌに対する角度が板面法線Ｐの反時計回りに９０°〜１８０°の範囲に含まれる方向（すなわち、この方向にも圧延方向Ｌ及び板幅方向Ｃが含まれる）のうち、第２方向Ｄ２の磁束密度が最も高いことが好ましい。第２方向Ｄ２についても、第１方向Ｄ１の条件と同条件を満たすことが好ましい。
すなわち、第２方向Ｄ２の磁束密度をＢ１３５ｍａｘとしたとき、第２方向Ｄ２に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１０°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ１３５ｍａｘ以上であるという条件を満たすことが好ましい。より好ましくは、第２方向Ｄ２に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１５°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ１３５ｍａｘ以上である。
【００４２】
同様に、圧延方向Ｌに対する角度が板面法線Ｐの時計回りに０°〜９０°の範囲に含まれる方向（すなわち、この方向にも圧延方向Ｌ及び板幅方向Ｃが含まれる）のうち、第３方向Ｄ３の磁束密度が最も高いことが好ましい。第３方向Ｄ３についても、第１方向Ｄ１の条件と同条件を満たすことが好ましい。
すなわち、第３方向Ｄ３の磁束密度をＢ４５ｍａｘ’としたとき、第３方向Ｄ３に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１０°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ４５ｍａｘ’以上であるという条件を満たすことが好ましい。より好ましくは、第３方向Ｄ３に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１５°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ４５ｍａｘ’以上である。
【００４３】
同様に、圧延方向Ｌに対する角度が板面法線Ｐの時計回りに９０°〜１８０°の範囲に含まれる方向（すなわち、この方向にも圧延方向Ｌ及び板幅方向Ｃが含まれる）のうち、第４方向Ｄ４の磁束密度が最も高いことが好ましい。第４方向Ｄ４についても、第１方向Ｄ１の条件と同条件を満たすことが好ましい。
すなわち、第４方向Ｄ４の磁束密度をＢ１３５ｍａｘ’としたとき、第４方向Ｄ４に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１０°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ１３５ｍａｘ’以上であるという条件を満たすことが好ましい。より好ましくは、第４方向Ｄ４に対する角度が板面法線Ｐ回りに±１５°の範囲に含まれる方向の磁束密度が、０．９９×Ｂ１３５ｍａｘ’以上である。
【００４４】
圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向（第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４）の磁束密度が圧延方向Ｌ及び板幅方向Ｃの磁束密度よりも大きいという特徴を有する無方向性電磁鋼板１は、後述する通り、熱延、冷延を制御することにより製造される。無方向性電磁鋼板１の製造工程においては、熱延条件の制御が肝要であり、焼鈍工程の制御については、特に制限を定めるものではない。このような無方向性電磁鋼板１をクローポールモータのステータコアとして用いることにより、この無方向性電磁鋼板１の特性が最大限に活用され、クローポールモータの効率を大幅に改善できる。
【００４５】
上記特徴を有する無方向性電磁鋼板１によりクローポールモータの効率が大幅に改善でき、従来の圧延方向及び板幅方向の磁気特性が優れた二方向性電磁鋼板、または全周方向に磁気特性が優れた無方向性電磁鋼板及び熱延鋼板の場合にはこのような効果が生じない原因については、以下のように推察される。
【００４６】
上記特徴を有する無方向性電磁鋼板１は、集合組織が改善されたか、結晶組織が改善されたかの何らかの理由により、板金加工時に鋼板に導入される残留歪量が減少し、結果として、成形したクローポールモータのコア内の磁束の流れが大幅に改善されたためであると思われる。この効果は、本発明者らの検討によると、コアの曲げ半径Ｒが１０ｍｍ以下であるか、ほぼ直角に曲げ加工されたクローポールモータコアを使用するクローポールモータにおいて顕著であることが明らかとなっている。
【００４７】
上記特徴を有する無方向性電磁鋼板１を冷間圧延により製造する場合には、熱間圧延工程において、スラブを粗圧延することで得られたシートバーに対して、熱延仕上温度が７５０℃未満となるように熱間圧延を行い、その後、冷間圧延工程において、熱間圧延工程から得られた熱延鋼板に対して圧下率を８７％超として冷間圧延することで製造される。圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁気特性向上の観点から、熱間圧延工程における仕上熱延開始温度は８００℃以上１１５０℃以下、さらに好ましくは９００℃以上１０５０℃以下であることが好ましい。熱延仕上げ温度には下限を設けないが、圧延性の観点から５００℃以上であることが好ましい。圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁気特性向上の観点から、熱間圧延工程における圧延速度は仕上熱延機の最終スタンド出側速度で３００ｍ／分以下、さらに好ましくは２００ｍ／分以下であることが好ましく、生産性の観点からは、２０ｍ／分以上であることが好ましい。
【００４８】
また、上記特徴を有する無方向性電磁鋼板１を熱間圧延により製造する場合には、熱間圧延工程において、スラブを粗圧延することで得られたシートバーに対して、熱延仕上温度が８００℃以下かつ６５０℃以上、及び仕上熱延圧下率が９４％以上という条件下で熱間圧延を行い、低温仕上で熱延鋼板の再結晶を抑制する。仕上熱延圧下率の上限は特に設けないが、生産性の観点からは９８．５％以下であることが好ましい。これにより、圧延方向に対して４５°方向の磁気特性が優れた集合組織が形成される。圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁気特性向上の観点から、仕上熱延開始温度は８００℃以上１１５０℃以下、さらに好ましくは９００℃以上１０５０℃以下であることが好ましい。熱延仕上温度が低すぎると、残留応力により磁気特性が低下するため、下限を６５０℃とすることが好ましい。また、熱延仕上温度が高すぎると、仕上熱延機の最終スタンドを通過した後に熱延鋼板において再結晶が生じ、所望する集合組織が得られないので、上限を８００℃とする。圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁気特性向上の観点から、圧延速度は仕上熱延装置の最終スタンド出側速度で３００ｍ／分以下、さらに好ましくは２００ｍ／分以下であることが好ましく、生産性の観点からは、２０ｍ／分以上であることが好ましい。
なお、熱延ロールの冷却水に体積比で０．５〜２０％の油脂エマルジョンを混入する潤滑熱延を行ってもよい。
【００４９】
上記のように、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１の製造方法では、スラブ加熱後、シートバーまでの粗圧延を行い、低速で仕上熱延を行い、低温で仕上げる。粗圧延を低温で行うことは、被圧延材の板厚が大きいため、現状の粗圧延機では困難であるため、従来の公知技術の温度範囲である８００℃以上１２５０℃以下で粗熱延を行うことが好ましい。８５０℃以上１０５０℃以下の温度範囲で粗圧延を行うことがより好ましい。
【００５０】
仕上熱延において、熱延仕上温度を低下させるためには、仕上熱延開始温度を低下させるか、仕上熱延開始温度を従来の公知技術と同程度として仕上熱延中に各種の手段で制御冷却を行う二通りの方法がある。
【００５１】
ここで、仕上熱延開始温度を低下させる場合、粗圧延が終了したシートバーを所定の温度まで均一に低下させる必要があり、その方法として、薄鋳片を用い、これを粗圧延後、トンネル炉もしくはコイルボックス炉に巻き取って均熱保定する方法が挙げられる。この方法により、仕上熱延開始温度を精密に制御し、熱延仕上温度を低下させることは可能であるが、粗圧延が終了したシートバーをいかに短時間で冷却するかという課題がある。この冷却は通常２００℃以上にもなるので、厚みのあるシートバーの冷却を短時間で実現する必要がある。
【００５２】
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１の製造方法では、仕上熱延を低温で開始するために、シートバーを汽水冷却、もしくは専用の冷却ロールにより接触伝熱冷却、もしくはこれらを組み合わせて所定の温度まで冷却して仕上熱延を開始しても良い。
【００５３】
また、圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁気特性のさらなる向上のためには、シートバーの冷却は特段行わず、低速圧延により仕上熱延中に冷却を行うことがより好ましい。これにより、第１方向Ｄ１の角度（＋４５°）、第２方向Ｄ２の角度（＋１３５°）、第３方向Ｄ３の角度（−４５°）、及び第４方向Ｄ４の角度（−１３５°）のそれぞれを中心として、板面法線Ｐ回りに±１０°（より優れた磁気特性においては±１５°）の範囲に含まれる方向の磁束密度が、各中心角度方向の最大磁束密度の０．９９倍以上の値となる、磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板１を得ることが可能となる。
【００５４】
このような磁気特性を実現するためには、上述したように、圧延速度は仕上熱延機の最終スタンド出側の速度で３００ｍ／分以下、さらに好ましくは２００ｍ／分以下が好ましく、生産性の観点からは２０ｍ／分以上が好ましい。このため、必要に応じて、仕上熱延機においてスタンド間の冷却を制御して板幅方向Ｃの温度分布を均一にすることが望ましい。また、仕上圧延速度が低いため、仕上熱延コイルの先端部から後端部に至るまでのコイル長手方向の温度分布を均一に保つ制御熱延を行うことが望ましい。
【００５５】
この技術を実現する方法として、粗圧延機の後面、仕上熱延機の前面または仕上熱延機のスタンド間にバーヒーターを設置し、コイル幅方向、長手方向の温度補償を必要に応じて行う。また、仕上熱延の冷却においても、低速熱延において温度が低下しやすい熱延板端部の温度補償を行うため、板幅方向で異なる冷却方法により、板幅方向で異なる冷却速度を実現する必要がある。ロールと被圧延材の接触時間が低速仕上熱延のため長いので、必要に応じ、仕上熱延機のロールを適切に冷却してロールとの接触による冷却を行う。ロール幅方向の温度偏差を設けることはその寿命の観点から困難であるので、スタンド間において板幅方向の冷却補償を行い、ロール抜熱による冷却制御は、鋼板長手方向において行うことが好ましい。
【００５６】
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１の成分については、通常の無方向性電磁鋼板であれば、特に制限を設けるものではない。しかしながら、無方向性電磁鋼板１の一般的な磁気特性確保の観点から好ましい成分の例について、以下に述べる。ただし、これらの成分により、本発明が意図するところの集合組織を有する無方向性電磁鋼板の成分系が限定的に規定されるものではない。
【００５７】
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１の成分は、質量％で、
０．１≦Ｓｉ≦６．５
０．１≦Ｍｎ≦１．５
とし、Ａｌ添加は必須ではないが添加する場合は０．１≦Ａｌ≦２．５とし、
Ｃ≦０．００３
Ｎ≦０．００３
Ｓ≦０．００３
残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分とする。
【００５８】
Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌは、０．１％未満であると無方向性電磁鋼板１に添加した際の電気抵抗率の増加が十分でなく、所望する低鉄損が得られないので、０．１％以上添加することが好ましい。Ｓｉ添加量が６．５％超となると、熱間および冷間圧延性が低下するので、６．５％以下であることが好ましい。Ｍｎ添加量が１．５％超となると、その添加効果による集合組織改善効果が飽和して不経済となるので、１．５％以下であることが好ましい。Ａｌの添加は必須ではなく、Ａｌ添加量が２．５％超となるとヒステリシス損が増加して電気抵抗率の高い無方向性電磁鋼板１における鉄損改善効果が飽和するので、２．５％以下に添加量を制御することが好ましい。
【００５９】
Ｃ含有量が０．００３％超となると、無方向性電磁鋼板１の使用中の磁気時効により鉄損の値が増加するという問題が生じるので、Ｃ含有量は０．００３％以下であることが好ましい。Ｎ含有量が０．００３％超となると、微細な各種窒化物を鋼中に形成して無方向性電磁鋼板１の結晶粒成長の妨げとなったり、磁壁の移動を妨げいずれも鉄損増大の原因となるので、Ｎ含有量は０．００３％以下であることが好ましい。Ｓ含有量が０．００３％超となると、スラブ加熱中に硫化物が溶体化して仕上熱延の際に微細に析出して無方向性電磁鋼板１の結晶粒成長の妨げとなったり、磁壁の移動の妨げとなり、いずれも鉄損増大の原因となるので、Ｓ含有量は０．００３％以下であることが好ましい。
【００６０】
図２は、クローポールモータのステータコアを形成する帯状ブランクの、鋼板からの打ち抜き例を示す平面図である。鋼板１は、前述のように、圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁束密度が、圧延方向Ｌの磁束密度および板幅方向Ｃの磁束密度よりも大きい無方向性電磁鋼板である。この鋼板１の圧延方向Ｌに対して４５°の角度で、帯状ブランク２を打ち抜く。帯状ブランク２は、帯状のコアバック部１１の幅方向両側に、コアバック部１１の長手方向に対して垂直方向に、複数例えばそれぞれ１２極または２４極ずつのクローポール１２を有する。このように、圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向の磁気特性が優れた無方向性電磁鋼板から、４５°の角度で帯状ブランク２を打ち抜くことにより、この帯状ブランク２は、コアバック部１１の長手方向およびクローポール１２方向の両方において、優れた磁気特性を有することになる。本実施形態では、この帯状ブランク２を一体加工して、クローポールモータのステータコアを成形する。
【００６１】
図３〜図９は、図２のように打ち抜いた帯状ブランク２からクローポールモータを製作する手順を示す。以下、クローポールモータの製作手順の概要を説明する。
【００６２】
図２に示すように鋼板１から４５°の角度で打ち抜いた帯状ブランク２は、図３中の矢印に示す方向、すなわちコアバック部１１の長手方向およびクローポール１２方向において、磁気特性が優れている。この帯状ブランク２を、板金加工により、図４に示すように筒状にし、さらに、図５に示すように、コアバック部１１の幅方向片側、図５では上側に示すクローポール１２を内側に折り込んで、下方からコイル２１を挿入する。コイル２１は、図６Ａに示すように、コアバック部１１からクローポール１２を略直角に折り曲げることによりコアバック部１１とクローポール１２との間に形成される空間に挿入され、その後、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、反対側（図６Ｂ及び図６Ｃにおいて下側）のクローポール１２もコアバック部１１の内側に折り込む。対向するクローポール１２は、図６Ｃに示すように、各極が交互に位置するような構造になっている。
なお、作業性の改善もしくはその他の目的のために、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの工程では各部材の上下を逆にした状態で各作業を行ってもよい。
【００６３】
以上でクローポールモータのステータ３１が完成し、このステータ３１の内部に、図７に示すように、例えば永久磁石型ロータ２２を挿入して、図８に示すアウターステータ型クローポールモータ３２が完成する。さらに、例えば図９に示すように外板２３を装着して、クローポールモータ３２として使用される。
【００６４】
以上のように、帯状のブランク２を板金加工により一体加工してステータコアとして成形したクローポールモータ３２は、ステータ３１のコアバック部１１の方向が、素材である鋼板１の一定の方向であり、コアバック部１１、クローポール１２ともに、鋼板１の磁気特性に優れた方向である、圧延方向Ｌに対して４５°を成す方向を利用している。この帯状ブランク２から一体成形したものをクローポールモータのステータコアとして用いることで、クローポールモータの効率が大幅に改善する。
【００６５】
また、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１は、二方向性電磁鋼板よりも簡易な方法で製造できるため、二方向電磁鋼板を使用する場合よりも大幅なコスト低減が可能となる。しかも、一体打ち抜きでコアをパンチングできるため、コア製造コストも低減できる。さらに、低磁界で高磁束密度を得ることができ、励磁巻線として必要とする銅線の量を低減することが可能であり、コアを分割する必要がないため、製造コストも低減できる。つまり、低コストで、クローポールモータの小型化、高トルク且つ高効率化を実現することができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、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うることは明らかであり、そ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。
【実施例】
【００６７】
（実施例１）
表１に示す成分の鋼１〜３を溶製して連続鋳造で２００ｍｍ厚のスラブとし、これを１１００℃に加熱して、粗圧延にて４０ｍｍ厚のシートバーとした。このシートバーに対して、仕上熱延開始温度Ｆ０Ｔを表２に示すように各種設定して仕上圧延を行い、２．０ｍｍの熱延鋼板とした。粗圧延後のシートバーの温度を制御するため、汽水冷却および、専用の冷却ロールによりシートバーを冷却し、温度を補償するためバーヒータを使用した。また、仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度は１００ｍ／分以上２５０ｍ／分として熱延仕上温度を制御した。熱延仕上温度が均一となるように、スタンド間に設置したバーヒータをスタンド間の冷却と併用した。さらにこれを酸洗し、冷延率を各種設定して冷間圧延を行った後、仕上焼鈍を施した。仕上焼鈍条件は、鋼１は７５０℃、３０秒、鋼２は９５０℃、２０秒、鋼３は１０５０℃、２０秒とした。その後、それぞれの鋼板のＢ５０（４５−ａｖｅ．）とＢ５０（Ｌ＋Ｃ）とを測定した。なお、ＦＯＴおよび冷延率において、無方向性電磁鋼板を冷間圧延により製造する場合の本発明の範囲外の数値には下線を付した。【００６８】
同時に、各鋼板を用いてクローポールモータおよびステータのティースに巻線を施す一般モータを作成して、その最大効率を調査した。クローポールモータ作成時の板金曲げ加工は、図６（ａ）に示すように直角とした。結果を表２に示す。【００６９】
【表１】
2017163327.tif 000003
【００７０】
【表２】
2017163327.tif 000004
【００７１】
表２より、仕上熱延開始温度Ｆ０Ｔが７５０℃よりも低く、かつ冷延率が８７％を超える場合には、５０（４５−ａｖｅ．）−Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）の値が０．０４Ｔ以上となり、圧延方向に対して４５°をなす方向の磁束密度が優れていることがわかった。さらに、この製造方法による無方向性電磁鋼板でクローポールモータを作成した場合には、９４．０％以上の優れた最大効率が得られていることがわかった。そして、一般モータの場合には、クローポールモータほどの最大効率は得られなかった。【００７２】
（実施例２）
表３に示す成分の鋼を溶製して連続鋳造で２００ｍｍ厚のスラブとし、これを１１００℃に加熱して粗圧延にて２０ｍｍ厚のシートバーとした。このシートバーに対して、熱延仕上温度ＦＴおよび圧下率を表４に示すように各種設定して仕上圧延を行った。その際、仕上熱延開始温度は９５０℃とし、熱延仕上温度を調整するため、仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度は１５０ｍ／分〜３００ｍ／分とした。仕上熱延板の温度分布を板幅方向、長手方向に均一とするため、仕上熱延機前および仕上熱延機間に設置したバーヒータにより温度を制御した。また、仕上熱延スタンド間において板幅方向および長手方向の制御冷却を行った。仕上熱延温度制御のために鋼板に直接冷却水を噴霧するだけでなく、圧延ロールの冷却を制御して、ロールによる抜熱制御により熱延仕上温度を制御した。この熱延鋼板を用いて、Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）とＢ５０（４５−ａｖｅ．）とを測定した。なお、ＦＴおよび圧下率において、無方向性電磁鋼板を熱間圧延により製造する場合の本発明の範囲外の数値には下線を付した。【００７３】
同時に、各鋼板を用いてクローポールモータおよびステータのティースに巻線を施す一般モータを作成して、その最大効率を調査した。クローポールモータ作成時の板金曲げ加工の半径Ｒは３ｍｍとした。結果を表４に示す。【００７４】
【表３】
2017163327.tif 000005
【００７５】
【表４】
2017163327.tif 000006
【００７６】
表４より、ＦＴが８００℃以下かつシートバー圧下率９４％以上において、圧延方向に対して４５°をなす方向の磁束密度が優れていることがわかった。さらに、この製造方法による無方向性電磁鋼板でクローポールモータを作成した場合には、９５．０％以上の優れた最大効率が得られていることがわかった。そして、一般モータの場合には、クローポールモータほどの最大効率は得られなかった。【００７７】
（実施例３）
表５に示す成分の鋼を溶製して連続鋳造で２００ｍｍ厚のスラブとし、これを１１００℃に加熱して粗圧延にて２０ｍｍ厚のシートバーとした。このシートバーに対して、熱間圧延率を９６％で一定とし、熱延仕上温度を表６に示すように３水準として仕上圧延を行った。その際、仕上熱延開始温度は９００℃とし、仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度は１００ｍ／分〜２００ｍ／分として熱延仕上温度を調整した。その際、仕上熱延開始温度は９５０℃とし、熱延仕上温度を調整するため、仕上熱延機の最終スタンドの出側の圧延速度は１５０ｍ／分〜３００ｍ／分とした。仕上熱延板の温度分布を板幅方向、長手方向に均一とするため、仕上熱延機間に設置したバーヒータ、エッジヒータにより温度を制御した。また、仕上熱延スタンド間において板幅方向および長手方向の制御冷却を行った。仕上熱延温度制御のために鋼板に直接冷却水を噴霧するだけでなく、圧延ロールの冷却を制御して、ロールによる抜熱制御により熱延仕上温度を制御した。得られた熱延鋼板を用いて、クローポールモータを作成した。クローポールモータ作成時の板金曲げ加工の半径Ｒは７ｍｍとした。【００７８】
作成したクローポールモータの最大効率を、熱延仕上げ温度が６７５℃であるものを１．００として比較した。その結果を表６に示す。【００７９】
【表５】
2017163327.tif 000007
【００８０】
【表６】
2017163327.tif 000008
【００８１】
表６より、熱延仕上げ温度６２５℃の熱延鋼板を用いたクローポールモータの最大効率は、熱延仕上温度６７５℃のものと比較して劣っていることがわかった。この原因は、熱延仕上温度が低すぎたために、クローポールモータに用いた熱延鋼板内の残留歪が増加したためと考えられる。また、クローポールモータの最大効率において、熱延仕上温度６７５℃の熱延鋼板を用いたものが、熱延仕上温度８６０℃のものと比較して最大効率が優れていた。これは、本実施形態にかかる無方向性電磁鋼板において、熱延鋼板の集合組織が、殊にクローポールモータの場合に、モータの特性を向上させるという特徴を示していると考えられる。【００８２】
（実施例４）
表７に示す成分の鋼を溶製して連続鋳造で２００ｍｍ厚のスラブとし、これを１１００℃に加熱して粗圧延にて２０ｍｍ厚のシートバーとした。このシートバーに対して、熱間圧延率を９５％で一定とし、本発明例として、熱延仕上温度を７３０℃として仕上圧延を行い、圧延方向から４５°方向の磁気特性が優れる熱延鋼板Ｘと、比較例として、熱延仕上温度を８６０℃とし、圧延方向から４５°方向の磁気特性が優れるものではない一般の無方向性熱延鋼板Ｙの２種類の熱延鋼板を得た。仕上熱延の際、仕上熱延開始温度を９２０℃とし、最終スタンド通過速度は１１０ｍ／分とした。熱延仕上温度を制御するため、スタンド間の制御冷却および、スタンド間に設置したエッジヒータおよびバーヒータを使用した。また、電磁鋼板の磁束密度の角度特性を比較するため、鋼１０を用い、仕上熱延開始温度を９２０℃とし、最終スタンドの通過速度を４００ｍ／分とし、熱延仕上温度を７３０℃とした比較材を同時に仕上熱延により製造した。これを鋼１０−Ｚと称する。熱延仕上温度以外のその他の熱延条件は冷却制御により鋼１０−Ｘと同一とした。ただし、鋼１０−Ｚでは、仕上熱延中の制御冷却を強化し、鋼１０−Ｘと同等の熱延仕上温度を得た。【００８３】
熱延鋼板Ｘはいずれも、ｎ数＝１０でＳＳＴにより測定した結果、Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）＋０．０２０＜Ｂ５０（４５−ａｖｅ．）を満たしていた。表７に、供試材の成分と併せてＢ５０（４５−ａｖｅ．）−Ｂ５０（Ｌ＋Ｃ）の測定結果を示す。【００８４】
同時に、各熱延鋼板Ｘ、Ｙを用いてクローポールモータを作成し、その最大効率を調査した。クローポールモータを作成する際、板金曲げ加工の半径Ｒを変化させた。本発明例の熱延鋼板Ｘを用いた場合と比較例の熱延鋼板Ｙを用いた場合とのクローポールモータの最大効率の比較を表８に示す。【００８５】
【表７】
2017163327.tif 000009
【００８６】
【表８】
2017163327.tif 000010
【００８７】
表８より、板金加工の角の半径Ｒが１０ｍｍ以下の場合には、曲げ加工による残留応力が大きくなるために、本発明の効果が顕著に現れていることがわかる。これは、板金加工の半径Ｒが１０ｍｍ以上になると、曲げ加工を施した際の残留応力が低くなり、モータとして使用した際に、加工部の鉄心の磁束の流れが改善されることにより、熱延鋼板の集合組織もしくは結晶組織の影響を受けにくくなるためではないかと推測される。【００８８】
また、表８では、本発明例の鋼板Ｘを使用した場合において、板金曲げ加工の半径Ｒが小さくなると効率が高くなる傾向が見られるが、これは、角の半径が小さくなると鉄心内の巻線の占積率が向上するため、本発明例のように板金加工の残留応力の影響を受けにくい鋼板を用いた場合は、クローポールモータの効率が向上するものと推測される。【００８９】
鋼１０−Ｘ、鋼１０−Ｙおよび鋼１０−Ｚを圧延方向に対する角度別に切断し、エプスタイン試料として磁束密度Ｂ５０の値を測定した。切断角度は５°おきとし、加えて圧延方向に対して２２．５°を成す方向、及び６７．５°を成す方向の試料も採取した。試料の採取は、圧延方向に対して±θ（°）傾いた方向に採取し、圧延方向に対して９０°以上の角度をなす試料は、θ＝（１８０−θ）と同一として扱った。【００９０】
各試料について磁束密度Ｂ５０を測定した結果、鋼１０−Ｘおよび鋼１０−Ｚでは圧延方向に対して±４５°を成す試料と、±１３５°を成す試料との磁束密度Ｂ５０が、角度を変えて測定した試料のうち最も高い磁束密度Ｂ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｘ）およびＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｚ）を示した。鋼１０−Ｙでは、圧延方向Ｂ０ｍａｘ（鋼１０−Ｙ）が最も高い磁束密度Ｂ５０の値を示した。また、これらの値を１．０００として、各角度の試料の磁束密度Ｂ５０の相対的な比の値を計算した結果を図１０に示す。【００９１】
本発明の熱延条件を満たす仕上熱延最終スタンド通過速度１１０ｍ／分の低速仕上熱延のＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｘ）と比較例の仕上熱延最終スタンド通過速度４００ｍ／分のＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｚ）では、本発明の磁束密度がより高い値を示した。図１０では、圧延方向に対して±４５°及び±１３５°をなす４方向の平均値を横軸において４５°として表示した。また、圧延方向に対して±４５°以外にθ傾いた２方向の角度をなす試料の平均値は、ともにθとして横軸に表示した。また、圧延方向は０°、板幅方向は９０°として横軸に表示した。【００９２】
図１０からわかるとおり、本発明による無方向性電磁鋼板では、圧延方向に対して±４５°及び±１３５°を成す方向の磁束密度の最大値であるＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｘ）に対し、４５°を中心として±１０°である横軸上の３５°〜５５°の角度範囲ではＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｘ）の０．９９倍を超える値であり、±１５°である横軸上の３０°〜６０°の角度範囲ではＢ４５ｍａｘの０．９９倍と等しいかそれ以上の値を維持している。【００９３】
これに対し、比較例のＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｚ）では、４５°を中心として±５°である横軸上の４０°〜５０°の角度範囲において０．９９倍を下回っており、±１０°である横軸上の３５°〜５５°の角度範囲では０．９８倍を下回っており、磁束密度の最大値を示す４５°を成す方向から角度がずれた方向の磁束密度Ｂ５０の低下が著しい。比較例のＢ０ｍａｘ（鋼１０−Ｙ）では、磁束密度Ｂ５０の値は圧延方向であるθ＝０°においてその値が最も高いが、磁束密度の値は本発明のＢ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｘ）と比較すると、本発明の鋼１０−Ｘが全ての測定方向においてＢ５０の値が低いことが図１０よりわかる。なお、比較例の磁束密度と本発明例の磁束密度とを絶対値で比較すると、比較例のＢ０ｍａｘ（鋼１０−Ｙ）では、磁束密度Ｂ５０の値（絶対値）は圧延方向であるθ＝０°においてその値が最も高く、１．７６５Ｔであった。一方、本発明の磁束密度Ｂ４５ｍａｘ（鋼１０−Ｘ）の値は１．８４１Ｔであった。これより、本発明の鋼１０−Ｘは比較例の鋼１０−Ｙよりも全ての測定方向において磁束密度Ｂ５０の値はより高い値を示すことを本願発明者らは図１０をもとに確認した。【００９４】
以上により、本発明の低速仕上熱延により、従来技術により得られる比較例よりもより広い範囲で４５°方向の磁束密度が高い電磁鋼板が獲られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、小型モータ、ステッピングモータ、オルタネータ、ジェネレータ、さらに、電気自動車やハイブリッドカーの駆動用モータ等のステータコアとして適用できる。また、鉄心用途の無方向性電磁鋼板として適用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１    無方向性電磁鋼板
２    帯状ブランク
１１  コアバック部
１２  クローポール
２１  コイル
３１  ステータ
３２  クローポールモータ
Ｌ    圧延方向
Ｃ    板幅方向
Ｄ１  第１方向（圧延方向に対して４５°を成す方向）
Ｄ２  第２方向（圧延方向に対して４５°を成す方向）
Ｄ３  第３方向（圧延方向に対して４５°を成す方向）
Ｄ４  第４方向（圧延方向に対して４５°を成す方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
（実施例１）
表１に示す成分の鋼１〜３を溶製して連続鋳造で２００ｍｍ厚のスラブとし、これを１１００℃に加熱して、粗圧延にて４０ｍｍ厚のシートバーとした。このシートバーに対して、仕上熱延開始温度Ｆ０Ｔを表２に示すように各種設定して仕上圧延を行い、２．０ｍｍの熱延鋼板とした。粗圧延後のシートバーの温度を制御するため、汽水冷却および、専用の冷却ロールによりシートバーを冷却し、温度を補償するためバーヒータを使用した。また、仕上熱延機の最終スタンド出側の圧延速度は１００ｍ／分以上２５０ｍ／分として熱延仕上温度を制御した。熱延仕上温度が均一となるように、スタンド間に設置したバーヒータをスタンド間の冷却と併用した。さらにこれを酸洗し、冷延率を各種設定して冷間圧延を行った後、仕上焼鈍を施した。仕上焼鈍条件は、鋼１は７５０℃、３０秒、鋼２は９５０℃、２０秒、鋼３は１０５０℃、２０秒とした。その後、それぞれの鋼板のＢ５０（４５−ａｖｅ．）とＢ５０（Ｌ＋Ｃ）とを測定した。なお、Ｆ０Ｔおよび冷延率において、無方向性電磁鋼板を冷間圧延により製造する場合の本発明の範囲外の数値には下線を付した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
１    無方向性電磁鋼板
２    帯状ブランク
１１  コアバック部
１２  クローポール
２１  コイル
３１  ステータ
３２  クローポールモータ
Ｌ    圧延方向
Ｃ    板幅方向
Ｄ１  第１方向（圧延方向に対して板面法線の反時計回りに４５°の角度で傾く方向）
Ｄ２  第２方向（圧延方向に対して板面法線の反時計回りに１３５°の角度で傾く方向）
Ｄ３  第３方向（圧延方向に対して板面法線の時計回りに４５°の角度で傾く方向）
Ｄ４  第４方向（圧延方向に対して板面法線の時計回りに１３５°の角度で傾く方向）
【国際調査報告】
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