(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】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、搬送方向に所定間隔で溝Ｄ１が形成された方向性電磁鋼板１０を巻回して形成された巻鉄芯において、巻鉄芯のコーナ部における溝Ｄ１の形成状態が、巻鉄芯のコーナ部以外の部分における溝Ｄ１の形成状態と異なる。コーナ部以外の部分３２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、コーナ対応部３４には、溝が形成されていない。【選択図】図８
2018037572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６２−５４８７３号公報
【特許文献２】特公昭６２−５３５７９号公報
【特許文献３】特開平６−５７３３５号公報
【特許文献４】特開２００３−１２９１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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２】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３】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４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、ＣＯ２レーザであっても良い。
【００４８】
＜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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
＜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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
＜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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【符号の説明】
【００７２】
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
【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６】
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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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