(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の冷間圧延および表面処理を行って、前記鋼板の表面粗度が算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下となり、前記鋼板のうちの少なくとも積層鉄心として用いられる部分の板幅方向の板厚偏差が５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下となり、前記板厚偏差に０．０５を乗じた値と前記表面粗度との加算値が０．５未満となるように、前記鋼板の板厚、前記表面粗度および前記板厚偏差を調整する冷延表面処理ステップと、
前記冷延表面処理ステップによって調整された板厚、前記表面粗度および前記板厚偏差を有する前記鋼板を複数重ね合わせる重ね合わせステップと、
重ね合わせた複数の前記鋼板を同時に打抜いて、複数の前記鋼板の打抜き体を得る打抜きステップと、
前記打抜き体を積層し一体化して積層鉄心を形成する積層一体化ステップと、
を含むことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記重ね合わせステップにおいて複数重ね合わせる前記鋼板の板厚は、０．２５［ｍｍ］以下であることを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項３】
重ね合わせた複数の前記鋼板をその板厚方向に押圧して、複数の前記鋼板同士の重ね合わせ面間に存在する空気を抜く押圧処理ステップをさらに含み、
前記打抜きステップは、前記重ね合わせ面間から空気が抜かれた後の複数の前記鋼板を同時に打抜くことを特徴とする請求項１または２に記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項４】
重ね合わせた複数の前記鋼板に対して油性剤を塗布する塗布ステップをさらに含み、
前記押圧処理ステップは、前記油性剤を塗布後の複数の前記鋼板をその板厚方向に押圧することを特徴とする請求項３に記載の積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鉄心の製造に用いられる積層鉄心用材料および積層鉄心の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層鉄心を製造する際に用いられる材料、すなわち、積層鉄心用材料として、電磁鋼板のような高透磁率の鋼板が用いられている。一般に、積層鉄心の製造では、高い透磁率を有する薄い鋼板（例えば板厚を薄くした電磁鋼板）が、積層鉄心用材料としてプレス機内に送入され、プレス機によって鉄心形状に打抜かれる。このようにプレス機によって打抜かれた鉄心形状の鋼板構造体（以下、打抜き体という）は、その板厚方向に複数積層され、一体化される。この結果、電動機鉄心等の積層鉄心が製造される。
【０００３】
磁束密度の高い永久磁石または炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた電動機やパワーデバイスにおいては、近年、省エネルギー化の需要の増加に伴い、新たな積層鉄心用材料による高効率化の期待が高まっている。積層鉄心用材料である電磁鋼板では、電動機等の高速回転時に生じる積層鉄心の渦電流損を低減することを目的として、板厚の薄化が要求されている。これに伴い、板厚が０．３５［ｍｍ］以下となる電磁鋼板の需要が高まっている。
【０００４】
上述したように、積層鉄心を用いた電動機やパワーデバイスの更なる高効率化を目指して、電磁鋼板の板厚を更に薄化することが要求される傾向にある。しかし、電磁鋼板の板厚の更なる薄化は、積層鉄心の製造に必要な電磁鋼板の積層枚数の増加を招来する。これに起因して、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の打抜きに要する時間が長くなり、この結果、積層鉄心の生産効率が低下するという問題が生じる。また、電磁鋼板の板厚の薄化に伴い電磁鋼板の剛性が低くなるため、プレス機によって打抜かれた電磁鋼板の打抜き体に反りや曲げが発生するという問題が生じる。
【０００５】
これらの問題を解消するための従来技術として、例えば、特許文献１には、プレス機によって電磁鋼板を打抜く工程よりも前に、複数の電磁鋼板のうち電動機鉄心に使用されない部分同士を固着して、これら複数の電磁鋼板を密着させる工程を行う電動機鉄心の製造方法が開示されている。特許文献２には、複数の電磁鋼板の間に非接着領域を囲まないように接着層を形成し、形成した接着層によって複数の電磁鋼板間を部分的に接着する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、アルミナまたはシリカを主成分とする無機系接着剤を複数の電磁鋼板に塗布して、これら複数の電磁鋼板を接着する方法が開示されている。特許文献４には、ガラス転移温度または軟化温度が５０［℃］以上の有機系樹脂からなる接着層によって複数の電磁鋼板を接着する方法が開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献５には、複数の電磁鋼板の間に介在させた接着剤フィルムにより、これら複数の電磁鋼板を張り合わせて多層積層の鋼板とし、この多層積層の鋼板をプレス機によって打抜いて積層鉄心を製造する方法が開示されている。特許文献６には、複数の電磁鋼板を５０［Ｋｇｆ／ｃｍ2］以上の剪断接着強度で接着し、その後、これら複数の電磁鋼板を打抜き加工に供する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５３５０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４９６２号公報
【特許文献３】特開２００５−３３２９７６号公報
【特許文献４】特許第４５８１２２８号公報
【特許文献５】特開２００５−１９１０３３号公報
【特許文献６】特開２０００−１７３８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、プレス機によって鉄心形状に打抜く鋼板部分の密着性が十分ではなく、これに起因して、積層鉄心用材料としての鋼板の打抜き体に形状のズレ（例えば真円度のズレ）が生じる虞がある。このような打抜き体の形状のズレは、積層鉄心の磁気特性を劣化させる原因となる。
【００１０】
また、特許文献２〜５に記載の従来技術では、積層鉄心用材料としての鋼板同士の接着強度が不十分な虞がある。この場合、鋼板同士の接着部分に剥離が生じることから、鋼板同士の密着性が不十分になって、プレス機による鋼板の打抜き体に形状のズレが生じてしまう。これに加え、剥離した鋼板同士を再度接着しなければならず、この作業に手間がかかるという問題がある。
【００１１】
一方、特許文献６に記載の従来技術では、積層鉄心用材料としての鋼板同士の十分な接着強度を得るために、接着層の厚さを所定値以上にしなければならない。この結果、鋼板間の接着層を薄くすることが困難となることから、積層鉄心の占積率（積層鉄心の層断面に占める鋼板の割合）が低くなるという問題がある。なお、積層鉄心の占積率が低いことは、積層鉄心のエネルギー損失が増大する原因となる。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、良好な打抜き形状を確保するとともに高い占積率の積層鉄心を実現することができる積層鉄心用材料および積層鉄心の製造方法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】
【００１３】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、積層鉄心用材料としての鋼板の表面粗度および板幅方向の板厚偏差を低減することにより、複数の鋼板を重ね合わせて打抜いた時の打抜き体の形状が改善することを見出し、本発明を開発するに至った。すなわち、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる積層鉄心用材料は、積層鉄心を製造する際に複数重ね合わせて打抜く鋼板として用いられる積層鉄心用材料であって、当該積層鉄心用材料をなす前記鋼板の表面粗度は、算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下であり、当該積層鉄心用材料をなす前記鋼板のうちの少なくとも前記積層鉄心として用いられる部分の板幅方向の板厚偏差は、５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる積層鉄心用材料は、上記の発明において、前記板厚偏差に０．０５を乗じた値と前記表面粗度との加算値は、０．５未満であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる積層鉄心用材料は、上記の発明において、当該積層鉄心用材料をなす前記鋼板の板厚は、０．２５［ｍｍ］以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる積層鉄心の製造方法は、複数の鋼板を重ね合わせる重ね合わせステップと、重ね合わせた前記複数の鋼板を同時に打抜いて、前記複数の鋼板の打抜き体を得る打抜きステップと、前記打抜き体を積層し一体化して積層鉄心を形成する積層一体化ステップと、を含み、前記重ね合わせステップにおいて複数重ね合わせる前記鋼板の表面粗度は算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下であり、前記鋼板のうちの少なくとも前記積層鉄心として用いられる部分の板幅方向の板厚偏差は５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる積層鉄心の製造方法は、上記の発明において、前記板厚偏差に０．０５を乗じた値と前記表面粗度との加算値は、０．５未満であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる積層鉄心の製造方法は、上記の発明において、前記重ね合わせステップにおいて複数重ね合わせる前記鋼板の板厚は、０．２５［ｍｍ］以下であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる積層鉄心の製造方法は、上記の発明において、重ね合わせた前記複数の鋼板をその板厚方向に押圧して、前記複数の鋼板同士の重ね合わせ面間に存在する空気を抜く押圧処理ステップをさらに含み、前記打抜きステップは、前記重ね合わせ面間から空気が抜かれた後の前記複数の鋼板を同時に打抜くことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかる積層鉄心の製造方法は、上記の発明において、重ね合わせた前記複数の鋼板に対して油性剤を塗布する塗布ステップをさらに含み、前記押圧処理ステップは、前記油性剤を塗布後の前記複数の鋼板をその板厚方向に押圧することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかる積層鉄心の製造方法は、上記の発明において、重ね合わせ前の前記鋼板に対して冷間圧延および表面処理を行って、前記表面粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下に調整し且つ前記板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下に調整する冷延表面処理ステップをさらに含み、前記重ね合わせステップは、前記冷延表面処理ステップによって調整された前記表面粗度および前記板厚偏差を有する前記鋼板を複数重ね合わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、良好な打抜き形状を確保するとともに高い占積率の積層鉄心を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における積層鉄心製造装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心用材料を用いて製造される積層鉄心の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態における冷延表面処理装置の要部構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における打抜き加工装置の要部構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の表面粗度が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【図７】図７は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の板厚偏差が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【図８】図８は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の製造工程および同時打抜き枚数が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【図９】図９は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の圧延油塗布面積率が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる積層鉄心用材料および積層鉄心の製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。
【００２５】
（積層鉄心製造装置の構成）
まず、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心用材料を用いて積層鉄心を製造する積層鉄心製造装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態における積層鉄心製造装置の一構成例を示す図である。本実施の形態において、積層鉄心製造装置１は、積層鉄心用材料としての鋼板１１を用いて積層鉄心１５を製造するものであり、積層鉄心製造ラインの一部をなす。このような積層鉄心製造装置１は、図１に示すように、冷延表面処理装置２と、焼鈍装置３と、打抜き加工装置４とを備える。なお、図１において、太線矢印は、鋼板１０，１１または積層鉄心１５の搬送の流れを示す。
【００２６】
冷延表面処理装置２は、冷間圧延および表面処理によって積層鉄心用材料を形成するものである。図１に示すように、冷延表面処理装置２は、コイル状に巻かれた状態の鋼板１０を順次受け入れ、受け入れた鋼板１０に対して冷間圧延および表面処理を行って、この鋼板１０の板厚、表面粗度、および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を調整する。この際、冷延表面処理装置２は、例えば、鋼板１０の板厚を０．２５［ｍｍ］以下に低減し、鋼板１０の表面粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下に低減し、鋼板１０の板幅方向Ｄ１の板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下に低減する。このようにして、冷延表面処理装置２は、素材としての鋼板１０を、積層鉄心用材料としての鋼板１１に加工する。その後、冷延表面処理装置２は、積層鉄心用材料として得られた鋼板１１をコイル状に巻き取る。鋼板１１は、図１に示すように、コイル状に巻かれた状態で冷延表面処理装置２から焼鈍装置３へ順次搬送される。
【００２７】
ここで、鋼板１０は、積層鉄心用材料としての鋼板１１を製造するために用いる素材である。このような鋼板１０は、所定の金属組成を有するスラブを加熱後に熱間圧延し、得られた熱延鋼板に対して焼鈍処理および酸洗処理等の必要な処理を行うことにより、製造される。
【００２８】
焼鈍装置３は、冷延表面処理装置２によって製造された積層鉄心用材料、すなわち、鋼板１１に対して、仕上げ焼鈍処理を行うものである。図１に示すように、焼鈍装置３は、上述した冷延表面処理装置２の後段に設置される。焼鈍装置３は、冷延表面処理装置２からの鋼板１１を連続的に仕上げ焼鈍し、仕上げ焼鈍後の鋼板１１をコイル状に巻き取る。仕上げ焼鈍後の鋼板１１は、コイル状に巻かれた状態で焼鈍装置３から打抜き加工装置４へ順次搬送される。本実施の形態において、仕上げ焼鈍後の鋼板１１は、高い透磁率を有する電磁鋼板（無方向性電磁鋼板等）である。
【００２９】
打抜き加工装置４は、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心用材料を用いて積層鉄心を形成するためのものである。図１に示すように、打抜き加工装置４は、焼鈍装置３の後段に設置される。打抜き加工装置４は、焼鈍装置３による仕上げ焼鈍後の鋼板１１を積層鉄心用材料として複数受け入れ、受け入れた複数の鋼板１１をその板厚方向Ｄ２に重ね合わせる。その後、打抜き加工装置４は、これらの重ね合わせた複数の鋼板１１を、目標とする鉄心の形状に同時に打抜く。これにより、打抜き加工装置４は、これら複数の鋼板１１から、目標の鉄心形状をなして重なり合う複数の打抜き体（図示せず）を得る。打抜き加工装置４は、このようにして得られた鉄心形状の打抜き体を、その板厚方向Ｄ２に複数積層して一体化する。このようにして、打抜き加工装置４は、目標とする積層鉄心１５を形成（製造）する。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心用材料を用いて製造される積層鉄心の一例を示す図である。図２に示す積層鉄心１５の積層方向は、図２の紙面に垂直な方向であり、この積層鉄心１５を構成する鋼板１１の打抜き体の厚さ方向と同じである。本実施の形態において、打抜き加工装置４は、例えば図２に示すようなリング形状の積層鉄心１５を製造すべく、この積層鉄心１５に対応する鉄心形状（リング形状）に、複数の重なり合う鋼板１１を同時に打抜く。これにより、打抜き加工装置４は、図２に示す積層鉄心１５と同じリング形状をなす複数の打抜き体を得る。打抜き加工装置４は、これら複数の打抜き体をその板厚方向Ｄ２に複数積層して一体化することにより、図２に示すようなリング形状の積層鉄心１５を製造することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態において、板幅方向Ｄ１は、積層鉄心用材料としての鋼板１１の板幅の方向である。板厚方向Ｄ２は、この鋼板１１の板厚の方向である。長手方向Ｄ３は、この鋼板１１の長手の方向（圧延方向）である。これらの板幅方向Ｄ１、板厚方向Ｄ２、および長手方向Ｄ３は、図１に示すように、互いに垂直である。また、これらの板幅方向Ｄ１、板厚方向Ｄ２、および長手方向Ｄ３は、素材としての鋼板１０についても同様である。
【００３２】
（積層鉄心用材料）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心用材料について説明する。本発明の実施の形態にかかる積層鉄心用材料は、積層鉄心を製造する際に複数重ね合わせて打抜く鋼板として用いられる電磁鋼板等の高透磁率材である。本実施の形態において、この積層鉄心用材料としての鋼板１１は、上述したように素材としての鋼板１０の板厚、表面粗度、および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を冷間圧延および表面処理によって調整することにより、製造される。すなわち、鋼板１１は、冷間圧延前の鋼板１０と同じ組成（例えば電磁鋼板としての組成）を有し、表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を鋼板１０に比べて低減した薄鋼板である。
【００３３】
上述したような積層鉄心用材料をなす鋼板１１の表面粗度は、算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下であり、この鋼板１１の板厚は、０．２５［ｍｍ］以下である。また、上述したような積層鉄心用材料をなす鋼板１１のうちの少なくとも積層鉄心１５として用いられる部分（すなわち鉄心形状に打抜かれる部分）の板幅方向Ｄ１の板厚偏差は、５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下である。
【００３４】
ここで、鋼板１１の表面粗度は、打抜き加工装置４によって複数の鋼板１１を重ね合わせて同時に打抜く工程に影響を及ぼす。具体的には、鋼板１１の表面粗度が過度に大きい場合、鉄心形状に打抜くべく重ね合わせた複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間に、空気を容易に侵入させる程の間隙が生じる。このような重ね合わせ面間の間隙に空気が侵入することに起因して、これら複数の鋼板１１に撓みが生じ、この結果、これら複数の鋼板１１の打抜き体に形状のばらつきが生じてしまう。また、重ね合わせた複数の鋼板１１同士を接着剤や溶接によって接着しても、これら複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間の間隙に空気が入り込んでいる状態では、板厚方向Ｄ２の上下に重なり合う鋼板１１同士の相対的な位置ズレが生じる。これに起因して、これら複数の鋼板１１の打抜き体は、目標の鉄心形状から変形した状態あるいは応力を持った状態で積層されることになる。
【００３５】
これに対し、鋼板１１の表面粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下に低減することにより、上述した複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間の間隙が縮小し、故に、この間隙に空気が侵入し難くなる。この結果、重ね合わせた複数の鋼板１１の撓みや位置ズレが抑制されることから、これら複数の鋼板１１を目標の鉄心形状に精度よく打抜くことができる。したがって、目標の鉄心形状の打抜き体を得るべく複数重ね合わせて打抜く鋼板１１の表面粗度は、算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下とする必要がある。また、これら複数の鋼板１１の打抜き形状（すなわち鋼板１１の打抜き体の形状）を更に改善するためには、鋼板１１の表面粗度を０．３０［μｍ］以下とすることが好ましい。
【００３６】
上述した表面粗度と同様に複数の鋼板１１を重ね合わせて同時に打抜く工程に影響を及ぼす因子として、鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差がある。具体的には、鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差が過度に大きい場合、鉄心形状に打抜くべく重ね合わせた複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間の間隙に、空気が侵入し易くなる。これに起因して、これら複数の鋼板１１に撓みが生じることから、これら複数の鋼板１１の打抜き形状（すなわち複数の打抜き体の形状）が、ばらついてしまう。
【００３７】
これに対し、鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下に低減することにより、上述した複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間の間隙が縮小し、故に、この間隙への空気の侵入が抑制される。この結果、重ね合わせた複数の鋼板１１の撓みや位置ズレが抑制されることから、これら複数の鋼板１１の打抜き形状のばらつき（例えば目標の鉄心形状からのばらつき）を低減することができる。したがって、目標の鉄心形状の打抜き体を得るべく複数重ね合わせて打抜く鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差は、５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下とする必要がある。また、これら複数の鋼板１１の打抜き形状を更に改善するためには、鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり１［μｍ］以下とすることが好ましい。
【００３８】
また、上述した鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差に０．０５を乗じた値とこの鋼板１１の表面粗度との加算値が０．５未満であるという条件を満足する場合、重ね合わせた複数の鋼板１１の打抜き形状を更に改善する効果がある。これは、上述した鋼板１１の表面粗度低減による効果と板幅方向Ｄ１の板厚偏差低減による効果との相乗効果によって、複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間の間隙が一層縮小する故に、この間隙への空気の侵入を一層抑制できるからである。
【００３９】
本実施の形態において、鋼板１１の表面粗度は、算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下であり、鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差ｘは、５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下である。この場合、上述した鋼板１１の打抜き形状の更なる改善効果を奏するためには、鋼板１１の表面粗度Ｒａ（すなわち算術平均粗さＲａでの表面粗度）および板厚偏差ｘが次式（１）を満足することが望ましい。
０．５＞Ｒａ＋０．０５×ｘ            ・・・（１）
【００４０】
一方、積層鉄心１５を用いる電動機やパワーデバイスの高速回転域では、積層鉄心１５に生じる渦電流損の増大が、積層鉄心１５全体のエネルギー損失を支配している。このような電動機やパワーデバイスの効率を高めるためには、積層鉄心１５における渦電流損の増大を抑制する必要がある。この積層鉄心１５における渦電流損の増大によるエネルギー損失は、積層鉄心用材料をなす鋼板１１の板厚を０．２５［ｍｍ］以下とすることにより、抑制することができる。これは、鋼板１１の板厚を０．２５［ｍｍ］以下に薄くすることにより、積層鉄心１５を構成する鋼板１１の打抜き体内部の渦電流によるエネルギー損失を抑制できるからである。また、上述した積層鉄心１５におけるエネルギー損失を一層抑制するためには、鋼板１１の板厚を０．２０［ｍｍ］以下とすることが望ましい。
【００４１】
（冷延表面処理装置の構成）
つぎに、本発明の実施の形態における冷延表面処理装置２の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態における冷延表面処理装置の要部構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態における冷延表面処理装置２は、素材としての鋼板１０の冷間圧延および表面処理によって積層鉄心用材料を形成するものであり、図３に示すように、タンデム冷間圧延機２１と、表面処理部２５とを備える。
【００４２】
タンデム冷間圧延機２１は、順次通板される鋼板１０を連続的に冷間圧延するものであり、鋼板１０の通板方向（図３の太線矢印参照）に沿って並設される複数の圧延機によって構成される。タンデム冷間圧延機２１を構成する複数の圧延機の各々は、鋼板１０を挟み込む一対の圧延ロール等を備え、一対の圧延ロール等の作用によって鋼板１０を順次冷間圧延する。このような構成を有するタンデム冷間圧延機２１は、その入側端から出側端に向かって鋼板１０を走行させつつ、この鋼板１０を複数の圧延機によって順次冷間圧延する。これにより、タンデム冷間圧延機２１は、鋼板１０の板厚を０．２５［ｍｍ］以下にする。タンデム冷間圧延機２１は、このように板厚を０．２５［ｍｍ］以下に冷間圧延した鋼板１０を表面処理部２５に向かって順次送出する。
【００４３】
表面処理部２５は、冷間圧延後の鋼板１０の表面粗度および板幅方向Ｄ１（図１参照）の板厚偏差を調整する表面処理を行うものである。図３に示すように、表面処理部２５は、タンデム冷間圧延機２１の後段、すなわち、タンデム冷間圧延機２１よりも鋼板１０の通板方向の下流側に配置される。表面処理部２５は、冷間圧延後の鋼板１０に対して所定の表面処理を行うことにより、この鋼板１０の表面粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下に調整するとともに、この鋼板１０の板幅方向Ｄ１の板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下に調整する。この結果、素材としての鋼板１０は、表面粗度が算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下であり且つ板幅方向Ｄ１の板厚偏差が５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下である板厚０．２５［ｍｍ］以下の薄鋼板、すなわち、積層鉄心用材料としての鋼板１１に加工される。上述したようにタンデム冷間圧延機２１および表面処理部２５の各作用によって形成された鋼板１１は、図３に示すように、表面処理部２５から送出された後、コイル状に巻き取られる。
【００４４】
ここで、表面処理部２５による鋼板１０の表面処理は、表面が平滑なロールによって鋼板１０を軽圧下するものであってもよいし、鋼板１０の表面を物理的に研削するものであってもよいし、酸性液を用いて鋼板１０の表面を化学的に研磨するものであってもよい。
【００４５】
すなわち、表面処理部２５は、ロール表面の粗度が算術平均粗さＲａで０．４［μｍ］以下となるよう予め研磨加工された圧下ロールを必要数備え、このような圧下ロールによって鋼板１０の表面を軽圧下することにより、鋼板１０の表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を上述した範囲の値に調整してもよい。また、表面処理部２５は、目の細かい研削盤または研削ロール等の研削手段を備え、この研削手段によって鋼板１０の表面を物理的に研削することにより、鋼板１０の表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を上述の範囲の値に調整してもよい。あるいは、表面処理部２５は、酸性液（例えば酸性の水溶液）を収容する容器と、この容器内の酸性液に鋼板１０を出し入れする搬送ロールとを備え、搬送ロールによって鋼板１０を容器内の酸性液中に潜らせ、この酸性液によって鋼板１０の表面を化学的に研磨することにより、鋼板１０の表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を上述の範囲の値に調整してもよい。
【００４６】
一方、図３に示すタンデム冷間圧延機２１を構成する複数の圧延機のうち最後段に位置する最後段圧延機２２は、ロール表面の粗度が算術平均粗さＲａで０．４［μｍ］以下となるよう予め研磨加工された一対の圧延ロール２２ａ，２２ｂを備えてもよい。すなわち、最後段圧延機２２は、このような一対の圧延ロール２２ａ，２２ｂを用い、鋼板１０を挟み込んで冷間圧延するとともに鋼板１０の表面を平滑にする表面処理を行い、これにより、鋼板１０の板厚、表面粗度、および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を上述した範囲の値に調整してもよい。この場合、冷延表面処理装置２は、上述した表面処理部２５を備えていなくてもよい。
【００４７】
（打抜き加工装置の構成）
つぎに、本発明の実施の形態における打抜き加工装置４の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態における打抜き加工装置の要部構成の一例を示す図である。本発明の実施の形態における打抜き加工装置４は、積層鉄心用材料としての鋼板１１に対して打抜き加工等を行って積層鉄心（例えば図２に示すリング形状の積層鉄心１５）を形成するものである。図４に示すように、打抜き加工装置４は、ピンチロール４２と、油性剤塗布部４３と、押圧部４４と、プレス機４５とを備える。
【００４８】
ピンチロール４２は、積層鉄心用材料としての鋼板１１をその板厚方向Ｄ２に複数重ね合わせる重ね合わせ手段としての機能を有する。具体的には、図４に示すように、ピンチロール４２は、一対の回転ロールを用いて構成され、積層鉄心用材料として打抜き加工装置４に供給された複数の鋼板１１（例えば３つの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の払い出し位置の後段に配置される。本実施の形態において、ピンチロール４２は、図４に示すように、積層鉄心用材料として各鋼板コイルから払い出された鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃをその通板方向（図４の太線矢印参照）に走行させつつ、これらの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士を板厚方向Ｄ２に重ね合わせる。
【００４９】
油性剤塗布部４３は、互いに重なり合う複数の鋼板１１に対して油性剤を塗布するものである。具体的には、図４に示すように、油性剤塗布部４３は、ピンチロール４２の後段に配置される。本実施の形態において、油性剤塗布部４３は、ピンチロール４２によって重ね合わせた鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対し、圧延油等の油性剤を塗布する。油性剤塗布後の鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、重なり合った状態を維持して、油性剤塗布部４３から押圧部４４へ通板される。
【００５０】
押圧部４４は、重ね合わせた複数の鋼板１１をその板厚方向Ｄ２に押圧して、これら複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間に存在する空気を抜く押圧処理を行うものである。具体的には、図４に示すように、押圧部４４は、一対のゴム製ロールを用いて構成され、油性剤塗布部４３の後段に配置される。本実施の形態において、押圧部４４は、油性剤塗布部４３による油性剤塗布後の鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、その重ね合わせた状態を維持しつつ長手方向Ｄ３に走行させるとともに、板厚方向Ｄ２に挟み込んで押圧する。これにより、押圧部４４は、これらの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士の重ね合わせ面間から空気を抜いて、板厚方向Ｄ２に鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士を密着させる。押圧部４４は、このように鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士を密着させたものである密着体１２を、プレス機４５に向けて順次送出する。
【００５１】
プレス機４５は、積層鉄心用材料として重ね合わせた複数の鋼板１１を同時に打抜く打抜き加工を行って積層鉄心１５を形成するものである。具体的には、図４に示すように、プレス機４５は、打抜き加工用の金型４６を備え、押圧部４４の後段に配置される。金型４６は、パンチ４６ａとダイ４６ｂとを備える。ダイ４６ｂには、目標の鉄心形状に対応した形状の貫通孔であるダイホール４７と、積層鉄心用材料としての複数の鋼板１１（図４では鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士の密着体１２）に接するダイプレート４８とが設けられている。パンチ４６ａは、プレス機４５の制御装置（図示せず）により、ダイ４６ｂに対して昇降可能に構成される。また、金型４６は、板押さえ４９を備える。板押さえ４９は、上述した打抜き加工の際に積層鉄心用材料としての複数の鋼板１１における端部付近をパンチ４６ａ側から押さえ、これにより、これら複数の鋼板１１をダイプレート４８に押し付けて拘束する。
【００５２】
本実施の形態では、ダイホール４７に対応する位置に設けられたパンチ４６ａがダイホール４７に挿入されると、金型４６に挟み込まれた積層鉄心用材料（具体的には鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士の密着体１２）がダイホール４７の形状に従って剪断される。これにより、この密着体１２をなす鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、目標の鉄心形状に同時に打抜かれる。この結果、プレス機４５は、これらの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃから打抜いた鉄心形状の打抜き体を複数得る。プレス機４５は、このような打抜き加工によって得た複数の打抜き体を、金型４６の内部で積層し一体化して積層鉄心１５を形成する。
【００５３】
（積層鉄心の製造方法）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心の製造方法について説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心の製造方法の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態にかかる積層鉄心の製造方法は、図５に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７の各処理を順次行い、上述したように熱間圧延等の処理によって準備した鋼板１０を積層鉄心用材料としての鋼板１１に加工し、得られた鋼板１１の打抜き加工等を行って積層鉄心１５を製造するものである。
【００５４】
すなわち、本発明の実施の形態にかかる積層鉄心の製造方法において、積層鉄心製造装置１は、図５に示すように、後述するステップＳ１０３による重ね合わせ前の鋼板、すなわち、上述したように素材として予め準備した鋼板１０に対し、冷間圧延および表面処理を行って、積層鉄心用材料としての鋼板１１を製造する（ステップＳ１０１）。
【００５５】
ステップＳ１０１において、積層鉄心製造装置１の冷延表面処理装置２におけるタンデム冷間圧延機２１は、素材としての鋼板１０を、その長手方向Ｄ３に走行させつつ連続的に冷間圧延する。これにより、タンデム冷間圧延機２１は、この鋼板１０の板厚を０．２５［ｍｍ］以下にする。このように板厚が０．２５［ｍｍ］以下となるように冷間圧延された鋼板１０は、冷延表面処理装置２において、タンデム冷間圧延機２１から表面処理部２５に順次通板される。表面処理部２５は、タンデム冷間圧延機２１から送出された冷間圧延後の鋼板１０に対し、鋼板１０の表面調整のための表面処理を行う。これにより、表面処理部２５は、この鋼板１０の表面粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下に調整するとともに、この鋼板１０の板幅方向Ｄ１の板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下に調整する。
【００５６】
このステップＳ１０１において表面処理部２５が鋼板１０の表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を調整するための表面処理は、ロール表面の粗度が算術平均粗さＲａで０．４［μｍ］以下である圧下ロールによって鋼板１０の表面を軽圧下するものでもよいし、目の細かい研削盤または研削ロール等の研削手段によって鋼板１０の表面を物理的に研削するものでもよいし、酸性液中に鋼板１０を潜らせて鋼板１０の表面を化学的に研磨するものでもよい。
【００５７】
あるいは、上述したステップＳ１０１において、タンデム冷間圧延機２１の最後段圧延機２２（図３参照）が、ロール表面の粗度を算術平均粗さＲａで０．４［μｍ］以下とした一対の圧延ロール２２ａ，２２ｂによって、鋼板１０を上述した範囲の板厚に冷間圧延するとともに、鋼板１０の表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を上述した範囲の値に調整する表面処理を行ってもよい。この場合、ステップＳ１０１において、表面処理部２５による鋼板１０の表面処理は行わなくてもよい。
【００５８】
上述したステップＳ１０１の冷延表面処理により、素材としての鋼板１０は、表面粗度が算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下であり、板幅方向Ｄ１の板厚偏差が５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下であり、板厚が０．２５［ｍｍ］以下である薄鋼板に加工される。冷延表面処理装置２は、このような薄鋼板を、積層鉄心用材料である鋼板１１として製造する。製造された鋼板１１は、図３に示すように、コイル状に巻き取られ、その後、次工程に送出される。
【００５９】
ステップＳ１０１を実行後、積層鉄心製造装置１は、積層鉄心用材料としての鋼板１１を仕上げ焼鈍する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、積層鉄心製造装置１の焼鈍装置３は、コイル状に巻かれた状態の鋼板１１を冷延表面処理装置２側から受け入れ、受け入れた鋼板１１を、その長手方向Ｄ３に走行させつつ連続的に仕上げ焼鈍する。焼鈍装置３による仕上げ焼鈍後の鋼板１１は、コイル状に巻き取られ、その後、次工程に送出される。
【００６０】
ステップＳ１０２を実行後、積層鉄心製造装置１は、上述した仕上げ焼鈍後の鋼板１１を、積層鉄心用材料として焼鈍装置３側から複数受け入れ、これら複数の鋼板１１を用いてステップＳ１０３〜Ｓ１０７の各処理を順次行う。これにより、積層鉄心製造装置１は、目標の積層鉄心１５を製造する。以下、積層鉄心用材料である複数の鋼板１１として、図４に示す３つの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを適宜例示して、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の各処理を説明する。
【００６１】
上述したステップＳ１０２の次工程として、積層鉄心製造装置１の打抜き加工装置４は、積層鉄心用材料である複数の鋼板１１を重ね合わせる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、打抜き加工装置４のピンチロール４２は、上述したステップＳ１０１によって調整された表面粗度および板厚偏差を有する鋼板１１を複数重ね合わせる。具体的には、図４に示したように、ピンチロール４２は、積層鉄心用材料として受け入れた３つの鋼板コイルから各々払い出された鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、通板方向に走行させつつ板厚方向Ｄ２に重ね合わせる。
【００６２】
このステップＳ１０３において複数重ね合わせる鋼板１１（例えば鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各々）は、上述したステップＳ１０１の冷延表面処理によって板厚、表面粗度、および板幅方向Ｄ１の板厚偏差を調整した鋼板である。すなわち、この鋼板１１の板厚は０．２５［ｍｍ］以下であり、この鋼板１１の表面粗度は算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下である。また、この鋼板１１のうちの少なくとも積層鉄心１５として用いられる部分（鉄心形状に打抜かれる部分）の板幅方向Ｄ１の板厚偏差は、５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下である。このような鋼板１１の表面粗度および板幅方向Ｄ１の板厚偏差は、上述した式（１）によって表される条件を満足することが望ましい。すなわち、鋼板１１の板幅方向Ｄ１の板厚偏差に０．０５を乗じた値と同鋼板１１の表面粗度との加算値は０．５未満であることが望ましい。
【００６３】
ステップＳ１０３を実行後、積層鉄心製造装置１の打抜き加工装置４は、上述したステップＳ１０３によって重ね合わせた複数の鋼板１１に対して油性剤を塗布する（ステップＳ１０４）。具体的には、ステップＳ１０４において、打抜き加工装置４の油性剤塗布部４３は、ピンチロール４２によって重ね合わせた鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対し、圧延油等の油性剤を塗布する。ついで、油性剤塗布部４３は、油性剤塗布後の鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、重ね合わせた状態に維持して押圧部４４に向け走行させる。
【００６４】
ステップＳ１０４を実行後、積層鉄心製造装置１の打抜き加工装置４は、上述したステップＳ１０４による油性剤塗布後の複数の鋼板１１に対し押圧処理を行って、これら複数の鋼板１１同士を密着させる（ステップＳ１０５）。
【００６５】
ステップＳ１０５において、打抜き加工装置４の押圧部４４は、上述したように重ね合わせた状態で油性剤を塗布した後の複数の鋼板１１をその板厚方向Ｄ２に押圧して、これら複数の鋼板１１同士の重ね合わせ面間に存在する空気を抜く。具体的には、図４に示したように、押圧部４４は、油性剤塗布部４３による油性剤塗布後の鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、重ね合わせた状態に維持しながら長手方向Ｄ３に走行させるとともに、板厚方向Ｄ２に挟み込んで押圧する。これにより、押圧部４４は、これらの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士の重ね合わせ面間から空気を抜く。押圧部４４は、このような押圧処理により、鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃ同士を板厚方向Ｄ２に密着させて密着体１２を形成する。押圧部４４は、この形成した鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃの密着体１２をプレス機４５に向けて順次送出する。
【００６６】
ステップＳ１０５を実行後、積層鉄心製造装置１の打抜き加工装置４は、上述したように重ね合わせた複数の鋼板１１を同時に打抜いて、これら複数の鋼板１１の打抜き体を得る（ステップＳ１０６）。
【００６７】
ステップＳ１０６において、打抜き加工装置４のプレス機４５は、上述したステップＳ１０５によって重ね合わせ面から空気が抜かれた後の複数の鋼板１１を、金型４６の駆動によって同時に打抜く。具体的には、図４に示したように、プレス機４５は、金型４６のパンチ４６ａとダイ４６ｂとの間に密着体１２を挟み込んで拘束する。ついで、プレス機４５は、ダイ４６ｂに対してパンチ４６ａを昇降させることにより、この密着体１２をなす鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、目標の鉄心形状に同時に打抜く。これにより、プレス機４５は、これらの鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃから打抜いた鉄心形状の打抜き体を複数得る。
【００６８】
ステップＳ１０６を実行後、積層鉄心製造装置１の打抜き加工装置４は、上述したステップＳ１０６によって得られた複数の打抜き体を積層し一体化して積層鉄心１５を形成し（ステップＳ１０７）、本処理を終了する。
【００６９】
具体的には、ステップＳ１０７において、打抜き加工装置４のプレス機４５は、鋼板１１ａ，１１ｂ，１１ｃの密着体１２に対する打抜き加工によって得られた複数の打抜き体を、金型４６の内部で積層して一体化する。この際、プレス機４５は、例えば、密着体１２から複数の打抜き体を得た後、パンチ４６ａの下降を利用し、金型４６の内部で積層した状態の打抜き体同士をカシメによって一体化する。この結果、プレス機４５は、目標形状（例えば図２に示したリング形状）の積層鉄心１５を製造する。
【００７０】
なお、このステップＳ１０７において、鉄心形状の打抜き体同士の一体化は、プレス機４５が金型４６によってカシメ用のダボを打抜き体に形成し、このダボを所定の装置によって押圧して打抜き体同士のカシメを行うことにより、実現してもよい。また、鉄心形状の打抜き体同士の一体化は、金型４６の外部で打抜き体同士を溶接することにより、あるいは、ボルトや接着剤等の固定手段を用いて打抜き体同士を固定することにより、実現してもよい。
【００７１】
本発明の実施の形態にかかる積層鉄心の製造方法において、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０７の各処理は、積層鉄心用材料である鋼板１１を製造する都度、あるいは、複数の鋼板１１を用いて積層鉄心１５を製造する都度、繰り返し実行される。
【００７２】
（実施例１）
つぎに、本発明の実施例１について説明する。実施例１では、鋼中に０．００２［ｍａｓｓ％］の炭素（Ｃ）と３．６［ｍａｓｓ％］の珪素（Ｓｉ）と０．１０［ｍａｓｓ％］のアルミニウムと０．３［ｍａｓｓ％］のマンガン（Ｍｎ）と０．００１５［ｍａｓｓ％］の硫黄（Ｓ）と０．００２［ｍａｓｓ％］の窒素（Ｎ）とを含有するスラブを、１１００［℃］の温度で加熱した後、２．０［ｍｍ］の板厚まで熱間圧延し、得られた熱延鋼板を９５０［℃］の温度で焼鈍し、この焼鈍後の熱延鋼板を酸洗して、素材としての鋼板１０を製造した。
【００７３】
また、実施例１では、このような鋼板１０を、板厚が０．２０［ｍｍ］となるようにタンデム冷間圧延機２１（図３参照）によって冷間圧延し、これにより、素材としての鋼板１１を製造した。この際、タンデム冷間圧延機２１における最後段圧延機２２の圧延ロール２２ａ，２２ｂは、ロール表面の粗度が算術平均粗さＲａで０．２［μｍ］以上、０．４０［μｍ］以下のものとした。その後、この鋼板１１に対し、７５０［℃］の温度で仕上げ焼鈍を行い、積層鉄心用材料としての鋼板１１である電磁鋼板を製造した。
【００７４】
上述したようにして得られた鋼板１１について板幅方向Ｄ１に１００［ｍｍ］の間隔で５点の測定位置を決め、ＡＣＣＲＥＴＥＣＨ製表面粗さ測定機ＳＵＲＦＣＯＭ１３０Ａを用い、板厚方向Ｄ２に５０［ｍｍ］を測定範囲として０．００１［μｍ］の分解能で鋼板１１の表面粗度Ｒａを測定した。また、レーザ距離計を用いて板幅方向Ｄ１に１００［ｍｍ］の間隔で鋼板１１の板厚を５点測定し、この測定結果に基づいて、板幅方向Ｄ１の長さ５００［ｍｍ］あたりの鋼板１１の板厚偏差ｘを求めた。
【００７５】
また、実施例１では、表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを測定後の鋼板１１を打抜き加工装置４（図４参照）に２枚供給して互いに重ね合わせ、これら重ね合わせた２枚の鋼板１１を、押圧部４４によって板厚方向Ｄ２に押し付けた後、プレス機４５によって、外径φａが８０［ｍｍ］であり且つ内径φｂが６０［ｍｍ］であるリング形状に同時に打抜いた。以上のようにして、実施例１では、本発明の要件を満足するサンプル（以下、本発明例のサンプルという）を製造した。その後、実施例１では、得られた本発明例のサンプルについて、打抜き後の鉄心形状を評価するための値としての真円度ａを求めた。実施例１において、真円度ａは、上述した鋼板１１の打抜き加工によって得られた１０枚の打抜き体（試験片）の各真円度を計測し、得られた各真円度の計測値を平均したものである。
【００７６】
一方、実施例１における本発明例のサンプルと比較する例として、比較例のサンプルを製造した。実施例１において、比較例のサンプルの製造方法は、圧延ロール２２ａ，２２ｂのロール表面の粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］超過、０．６０［μｍ］以下として冷間圧延を行い、これ以外を本発明例のサンプルと同じにした。また、実施例１では、このような比較例のサンプルの表面粗度Ｒａ、板厚偏差ｘ、および真円度ａを、上述した本発明例のサンプルと同様の方法によって測定し、取得した。
【００７７】
実施例１では、本発明例のサンプルと比較例のサンプルとについて、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘが打抜き後の鉄心形状としての真円度ａに及ぼす影響を評価した。その評価結果を表１に示す。表１において、サンプル＃５〜＃１０，＃１３〜＃２０は、本発明例のサンプルである。サンプル＃１〜＃４，＃１１，＃１２は、比較例のサンプルである。また、図６は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の表面粗度が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。図７は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の板厚偏差が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【００７８】
【表１】
0006587800.tif 000002
【００７９】
表１および図６，７を参照して分かるように、表面粗度Ｒａが０．４０［μｍ］以下であり、且つ、板厚偏差ｘが板幅方向Ｄ１について５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下である場合、真円度ａは低減している。このことから、積層鉄心用材料としての鋼板１１の表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを、本発明の要件範囲内の値に適正に調整することにより、打抜き加工後の鉄心形状が改善していることが分かる。
【００８０】
（実施例２）
つぎに、本発明の実施例２について説明する。実施例２では、鋼中に０．００２［ｍａｓｓ％］の炭素（Ｃ）と２．５［ｍａｓｓ％］の珪素（Ｓｉ）と０．７０［ｍａｓｓ％］のアルミニウムと０．０５［ｍａｓｓ％］のマンガン（Ｍｎ）と０．００２０［ｍａｓｓ％］の硫黄（Ｓ）と０．００２［ｍａｓｓ％］の窒素（Ｎ）とを含有するスラブを、１１００［℃］の温度で加熱した後、２．０［ｍｍ］の板厚まで熱間圧延し、得られた熱延鋼板を９５０［℃］の温度で焼鈍し、この焼鈍後の熱延鋼板を酸洗して、素材としての鋼板１０を製造した。
【００８１】
また、実施例２では、このような鋼板１０を、板厚が０．２０［ｍｍ］となるようにタンデム冷間圧延機２１（図３参照）によって冷間圧延した。ついで、冷間圧延後の鋼板１０を、硝酸濃度が１０［％］の硝酸水溶液に１０秒間浸漬した後に洗浄する表面処理部２５の工程（以下、工程Ａという）を行い、これにより、素材としての鋼板１１を製造した。さらに、実施例２では、この工程Ａを通した鋼板１１とは別に、上述した冷間圧延後の鋼板１０を、ロール表面の粗度が算術平均粗さＲａで０．３０［μｍ］の圧下ロールによって軽圧下する表面処理部２５の工程（以下、工程Ｂという）を行い、これにより、素材としての鋼板１１を製造した。その後、これらの鋼板１１に対し、７５０［℃］の温度で仕上げ焼鈍を行い、積層鉄心用材料としての鋼板１１である電磁鋼板を製造した。以上のようにして得られた実施例２の鋼板１１については、上述した実施例１と同様に、表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを測定して得た。
【００８２】
つぎに、実施例２では、表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを測定後の鋼板１１を打抜き加工装置４（図４参照）に２枚または３枚供給して互いに重ね合わせ、これら重ね合わせた２枚または３枚の鋼板１１を、押圧部４４によって板厚方向Ｄ２に押し付けた。ついで、これら重ね合わせて押圧した後の２枚または３枚の鋼板１１を、プレス機４５によって、外径φａが８０［ｍｍ］であり且つ内径φｂが６０［ｍｍ］であるリング形状に同時に打抜いた。以上のようにして、実施例２における本発明例のサンプルを製造した。その後、実施例２における本発明例のサンプルについて、上述した実施例１と同様に、真円度ａを求めた。
【００８３】
一方、実施例２における本発明例のサンプルと比較する例として、比較例のサンプルを製造した。実施例２において、比較例のサンプルの製造方法は、上述した工程Ａまたは工程Ｂを、冷間圧延後の鋼板１０に対して表面処理部２５による表面処理を施さない工程（以下、工程Ｃという）に置き換えて、冷間圧延ままの鋼板１１を積層鉄心用材料とし、これ以外を本発明例のサンプルと同じにした。また、実施例２では、このような比較例のサンプルの表面粗度Ｒａ、板厚偏差ｘ、および真円度ａを、上述した本発明例のサンプルと同様の方法によって測定し、取得した。
【００８４】
実施例２では、本発明例のサンプルと比較例のサンプルとについて、上述した積層鉄心用材料の製造時の工程Ａ，Ｂ，Ｃと、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の同時打抜き枚数と、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘとが、打抜き後の鉄心形状としての真円度ａに及ぼす影響を評価した。その評価結果を表２に示す。表２において、サンプル＃２１〜＃２４は、本発明例のサンプルである。サンプル＃２５，＃２６は、比較例のサンプルである。また、図８は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の製造工程および同時打抜き枚数が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【００８５】
【表２】
0006587800.tif 000003
【００８６】
表２および図８を参照して分かるように、工程Ａまたは工程Ｂを行うことにより、鋼板１１の表面粗度Ｒａを０．４０［μｍ］以下に調整し、且つ、板厚偏差ｘを板幅方向Ｄ１について５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下に調整することができる。このような鋼板１１を積層鉄心用材料として用いることにより、同時打抜き枚数が２枚または３枚のいずれの場合であっても、工程Ｃを通した鋼板１１の場合に比べ、真円度ａは低減している。このことから、積層鉄心用材料としての鋼板１１の表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを本発明の要件範囲内の値に適正に調整し得る工程（例えば工程Ａまたは工程Ｂ）を行うことにより、鋼板１１の同時打抜き枚数によらず、打抜き加工後の鉄心形状が改善していることが分かる。
【００８７】
（実施例３）
つぎに、本発明の実施例３について説明する。実施例３では、鋼中に０．００２［ｍａｓｓ％］の炭素（Ｃ）と２．５［ｍａｓｓ％］の珪素（Ｓｉ）と０．７０［ｍａｓｓ％］のアルミニウムと０．０５［ｍａｓｓ％］のマンガン（Ｍｎ）と０．００２０［ｍａｓｓ％］の硫黄（Ｓ）と０．００２［ｍａｓｓ％］の窒素（Ｎ）とを含有するスラブを、１１００［℃］の温度で加熱した後、２．０［ｍｍ］の板厚まで熱間圧延し、得られた熱延鋼板を９５０［℃］の温度で焼鈍し、この焼鈍後の熱延鋼板を酸洗して、素材としての鋼板１０を製造した。
【００８８】
また、実施例３では、このような鋼板１０を、板厚が０．２０［ｍｍ］となるようにタンデム冷間圧延機２１（図３参照）によって冷間圧延し、これにより、素材としての鋼板１１を製造した。この際、タンデム冷間圧延機２１における最後段圧延機２２の圧延ロール２２ａ，２２ｂは、ロール表面の粗度が算術平均粗さＲａで０．３［μｍ］のものとした。その後、この鋼板１１に対し、７５０［℃］の温度で仕上げ焼鈍を行い、積層鉄心用材料としての鋼板１１である電磁鋼板を製造した。以上のようにして得られた実施例３の鋼板１１については、上述した実施例１と同様に、表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを測定して得た。
【００８９】
つぎに、実施例３では、表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを測定後の鋼板１１を打抜き加工装置４（図４参照）に２枚供給して互いに重ね合わせ、これら重ね合わせた２枚の鋼板１１の表面に圧延油を塗布した。この際、鋼板１１の表面に対する圧延油の塗布面積の割合（以下、圧延油塗布面積率という）は、鋼板１１の全面の０〜１００［％］の範囲内で変化させた。続いて、上述したように圧延油塗布後の２枚の鋼板１１を、押圧部４４によって板厚方向Ｄ２に押し付けて密着させ、これら密着した２枚の鋼板１１を、プレス機４５によって、外径φａが８０［ｍｍ］であり且つ内径φｂが６０［ｍｍ］であるリング形状に同時に打抜いた。以上のようにして、実施例３における本発明例のサンプルを製造した。その後、実施例３における本発明例のサンプルについて、上述した実施例１と同様に、真円度ａを求めた。
【００９０】
実施例３では、本発明例のサンプルについて、圧延油塗布面積率［％］と、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘとが、打抜き後の鉄心形状としての真円度ａに及ぼす影響を評価した。その評価結果を表３に示す。表３において、サンプル＃３１〜＃３６は、本発明例のサンプルである。また、図９は、積層鉄心用材料としての電磁鋼板の圧延油塗布面積率が打抜き後の鉄心形状としての真円度に及ぼす影響を示す図である。
【００９１】
【表３】
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【００９２】
表３および図９を参照して分かるように、表面粗度Ｒａが０．４０［μｍ］以下であり且つ板厚偏差ｘが板幅方向Ｄ１について５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下である鋼板１１を重ね合わせたものに圧延油を塗布することにより、真円度ａは低減している。このことから、積層鉄心用材料としての鋼板１１の表面粗度Ｒａおよび板厚偏差ｘを本発明の要件範囲内の値に適正に調整したうえで、板厚方向Ｄ２に鋼板１１同士を重ね合わせたものに圧延油を塗布することにより、打抜き加工後の鉄心形状が一層改善していることが分かる。
【００９３】
以上、説明したように、本発明の実施の形態では、積層鉄心を製造する際に複数重ね合わせて打抜く積層鉄心用材料をなす鋼板の表面粗度を算術平均粗さＲａで０．４０［μｍ］以下とし、この積層鉄心用材料をなす鋼板のうちの少なくとも積層鉄心として用いられる部分の板幅方向の板厚偏差を５００［ｍｍ］あたり３［μｍ］以下としている。
【００９４】
このため、積層鉄心用材料としての鋼板同士を板厚方向に複数重ね合わせた際、これら複数の鋼板同士の重ね合わせ面間に空気が侵入し難くなる。それ故、これら重ね合わせた複数の鋼板同士を打抜き加工前に密着させるとともに、これら重ね合わせた鋼板同士の密着面積を可能な限り大きくすることができる。これにより、積層鉄心用材料である複数の鋼板同士の重ね合わせ面間に接着剤を介在させなくとも、これら重ね合わせた複数の鋼板同士の十分な密着強度を確保することができる。この結果、積層鉄心用材料として重ね合わせた複数の鋼板を同時に打抜く際、鋼板の浮き上がりおよび位置ズレを抑制できることから、目標の鉄心形状に合った鋼板の良好な打抜き形状を確保することができる。さらには、これら複数の鋼板同士の密着に接着剤を必要としないことから、高い占積率の積層鉄心を実現することができる。
【００９５】
本発明によれば、目標の鉄心形状の打抜き加工に優れた鋼板を積層鉄心用材料として実現することができ、このような積層鉄心用材料としての鋼板を用いることにより、板厚方向に重ね合わせた複数の鋼板を同時に打抜いて得られる複数の打抜き体の、目標の鉄心形状からの形状ズレを抑制することができる。この結果、磁気特性の劣化を可能な限り抑制した積層鉄心を安定して製造することができる。さらには、積層鉄心の高い占積率を確保することができ、この結果、エネルギー損失の低い、優れた積層鉄心を製造することができる。
【００９６】
また、本発明の実施の形態では、積層鉄心用材料としての鋼板の板厚偏差に０．０５を乗じた値と同鋼板の表面粗度との加算値を、０．５未満にしている。このため、上述した鋼板の表面粗度低減による効果と板厚偏差低減による効果との相乗効果を得ることができる。この結果、複数の鋼板同士の重ね合わせ面間への空気の侵入を一層抑制できることから、積層鉄心用材料としての鋼板の打抜き形状を更に改善することができる。
【００９７】
さらに、本発明の実施の形態では、積層鉄心用材料として板厚方向に重ね合わせた複数の鋼板に対し、圧延油等の油性剤を塗布している。このため、これら重ね合わせた複数の鋼板同士を、板厚方向の押圧によって一層強く密着させることができる。これにより、打抜き加工時の鋼板の浮き上がりおよび位置ズレを一層抑制することができる。この結果、積層鉄心用材料としての鋼板の打抜き形状をより一層改善することができる。
【００９８】
なお、上述した実施の形態では、リング形状の積層鉄心を製造する場合の積層鉄心用材料および積層鉄心の製造方法を説明していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明にかかる積層鉄心用材料および積層鉄心の製造方法は、矩形状等、リング形状以外の形状の積層鉄心を製造するためのものであってもよい。すなわち、本発明において、製造される積層鉄心の形状（目標の鉄心形状）は、特に問われない。また、製造される積層鉄心の用途も、電動機またはパワーデバイス用に限らず、特に問われない。
【００９９】
また、上述した実施の形態では、積層鉄心用材料としての鋼板を２枚または３枚重ね合わせて打抜いていたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明では、積層鉄心用材料として板厚方向に重ね合わせる鋼板の数は、複数（２枚以上）であればよい。
【０１００】
さらに、上述した実施の形態では、積層鉄心用材料として電磁鋼板を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明にかかる積層鉄心用材料としての鋼板は、電磁鋼板に限らず、電磁鋼板以外の鋼板であってもよいし、鋼板以外の鉄合金板であってもよい。
【０１０１】
また、上述した実施の形態および実施例により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態および実施例に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  積層鉄心製造装置
２  冷延表面処理装置
３  焼鈍装置
４  打抜き加工装置
１０，１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  鋼板
１２  密着体
１５  積層鉄心
２１  タンデム冷間圧延機
２２  最後段圧延機
２２ａ，２２ｂ  圧延ロール
２５  表面処理部
４２  ピンチロール
４３  油性剤塗布部
４４  押圧部
４５  プレス機
４６  金型
４６ａ  パンチ
４６ｂ  ダイ
４７  ダイホール
４８  ダイプレート
４９  板押さえ
Ｄ１  板幅方向
Ｄ２  板厚方向
Ｄ３  長手方向
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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