(57)【要約】【課題】切断加工時の精密な長さ測定を可能としつつ長さ測定にともなう磁気特性の歪劣化を抑制し得る電磁鋼板を提供する。【解決手段】非接触式長さ測定器の標点となるマーカーを一定周期でかつ連続的に電磁鋼板の表面に表示する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板の表面に、非接触式長さ測定器用標点となるマーカーを表示したことを特徴とする非接触式長さ測定器対応電磁鋼板。
【請求項２】
上記マーカーは、圧延方向に一定周期で連続的に変化する物理量により表示されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電磁鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁鋼板の加工精度の向上と電磁特性の活用に対して有効な電磁鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁鋼板は、変圧器や電動機の鉄心として幅広く使用されている軟磁性材料である。このうち変圧器用材料としては主に、鉄の磁化容易軸＜００１＞を高度に圧延方向に集積させた方向性電磁鋼板が使用されている。
【０００３】
この方向性電磁鋼板の製造方法は、Ｎ．Ｐ．Ｇｏｓｓによって２段冷延法による基本的な製造技術が提案されて以来、数多くの改良が重ねられてきた。その結果、最近では、磁化容易軸の先鋭度を示す磁束密度Ｂ８（磁化力８００Ａ／ｍにおける材料の磁束密度）が１．８８Ｔを超える高磁束密度を有する電磁鋼板が製品化されている。その代表的な改良技術としては、最終仕上焼鈍の際に起きる二次再結晶を制御するためのインヒビターとして、ＡｌＮとＭｎＳを利用した特許文献１として示す特公昭４６−２３８２０号公報に開示された技術、およびＳｂとＭｎＳｅを利用する特許文献２として示す特公昭５１−１３４６９号公報に開示された技術などがある。
【０００４】
このような方向性電磁鋼板を用いて変圧器の積鉄心を製造するには、まず、素材となる方向性電磁鋼板コイルを所定の幅にスリットしてスリットコイルとし、このスリットコイルを切断加工し、図１に示すような、圧延方向に斜め４５度に切断した箇所を有する短冊状の部品とし、その後、この部品の端部を５〜１０ｍｍ程度ずつ交互にずらしてラップ接合させて井桁状に組み、これを所定の厚さまで積層して製作するのが普通である。このようなラップ接合のやり方は、次第に高度化しており、数ｍｍずつラップ幅を連続的に変化させるステップラップ接合なども一般化しつつある。
【０００５】
ところで、上記のような電磁鋼板の切断加工においては、部品の長さを精密に加工する必要があり、そのための方法として、ロール接触式の長さ測定器などが一般的に用いられている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、この長さ測定器を使用することは、精密に長さを測定するというニーズに応える反面、測長ロールによって鋼板に歪みを与えてしまうという欠点がある。そのため、加工歪に敏感な高磁束密度の電磁鋼板から加工した部品では、切断加工した段階で既に、素材鋼板出荷時の電磁特性からは大きく劣化した特性となってしまうという問題点があった。特に、近年、省エネルギー化の要求から、低鉄損材料への要求が高まっており、鋼板厚みが０．２３ｍｍ、さらには０．２０ｍｍ以下にまで薄板化される傾向にあることから、上記歪みの導入は大きな問題となってきている。
【０００６】
【特許文献１】特公昭４６−　２３８２０号公報
【特許文献２】特公昭５１−　１３４６９号公報
【特許文献３】特開昭５７−１６３８１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、電磁鋼板の切断加工においては、材料に歪み劣化を起こさせることのない精密な長さ測定技術が要求されている。
【０００８】
本発明の目的は、電磁鋼板の切断加工時の精密な長さ測定を可能としつつ長さ測定にともなう磁気特性の歪劣化を抑制し得る電磁鋼板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記従来技術が抱える問題点の解決に向けて鋭意検討を行った。その結果、鋼板の切断に代表される鋼板加工工程において、従来から用いられているロール接触式長さ測定器に代えて非接触式長さ測定器を導入し、そのセンサー用の標点となるマーカーを、加工素材となる鋼板表面に長さ方向（圧延方向）に連続的に表示しておけばよいことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、上記知見に基づく本発明は、電磁鋼板の表面に、非接触式長さ測定器用標点となるマーカーを表示したことを特徴とする非接触式長さ測定器対応電磁鋼板である。
【００１１】
上記マーカーは、圧延方向に一定周期で連続的に変化する物理量により表示されたものであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記に説明したように、本発明に係る電磁鋼板は、切断に代表される加工工程において用いられている非接触式長さ測定器の標点となるマーカーを、鋼板表面に圧延方向に連続的に表示したことを特徴とするものであり、そのことによって、測長ロールを介さない非接触で長さの測定を可能とするだけでなく、長さ測定にともなう歪の導入を招くこともなくかつ高精度の加工を可能とすることができるので、鋼板が有する良好な磁気特性を有効に利用できるという作用を有するものである。以下、具体的に説明する。
【００１３】
図２は、本発明に係る非接触長さ測定器の標点となるマーカーの例を示すものである。図２（ａ）は、同一の二等辺三角形の形状をしたマーカーが、加工前のスリットコイルの表面中央に繰り返し印刷されている例である。このマーカーを、光学的にセンシングすることによって、マーカーの幅変化に応じた電気信号を得ることができる。このマーカーの幅変化と繰り返し個数により、材料の長さを特定することができる。最近は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサー）の発達などにより、オンラインでの高速画像処理が可能になってきており、そのような画像処理により、幅変化と繰り返し個数の情報すなわち長さ情報を高速で加工機に電送できる。
【００１４】
本発明におけるマーカーは、その形状や表示ピッチ、表示位置、材質、画像パターン等は、圧延方向に一定周期で連続的に表示されたものであればよく、センサーの特性および要求加工精度に応じて最適なものを選ぶのが好ましい。したがって、例えば、光学的センサーを用いた長さ測定器の場合には、単なる点状、線状や円状、矩形状等のマーカーを、一定の周期で表示したものでも構わない（例えば、図２（ｂ））。しかし、マーカーの形状としては、一定周期で長さ方向（圧延方向）に連続的に変化する図２（ａ）に示したようなマーカーの方が、図２（ｂ）のような離散的（間欠的）な目盛のようにマーカーピッチに工作精度を支配されにくく、画像処理などのマーカーをセンシングする側の精度向上により工作精度も改善できるという点で好ましい。
【００１５】
なお、図２（ａ）では、単色のマーカーの幅変化を、光学的に計測する例で説明したが、単色でなく、色彩や色調を変化させたマーカーを用いることも可能である。さらに、長さ測定の標点として用いることのできるマーカーとしては、何等かのセンサーで感知可能な物理量であればよく、例えば、上述した光学的な表示の他、電気的、磁気的、音響的特性等を利用して表示したものでもよい。この場合、それぞれの表示形式に対応し、センサーの形式を変える必要があるが、状況に応じて、適宜使い分ければよい。
【００１６】
図２（ｂ）に例示される目盛のような離散的（間欠的）なマーカーを鋼板上に、１０〜１００ｍｍ程度の一定のピッチで記し、マーカーの読み取りと工作機械側の送り精度とを併用することで高い切断精度を得ることができる。なお、マーカーのピッチを１０ｍｍ以下とさらに細かくすれば、加工精度をより高めることができるので、マーカーのピッチは要求される切断精度に応じて適宜決めればよい。一方、図２（ａ）のように、連続変化するマーカーについては、形状、サイズは特に問わないが、鋼板製造時のロール全周長さを連続した１つのピッチとすることは、工業的に有利である。
【００１７】
また、マーカーの表示方法については、電磁鋼板の場合、その製造は、連続ラインにて数多くのロールを介して行われていることから、このようなロールのいずれかを活用し、回転ピッチに合わせたマーキング行えば、高精度に位置制御された周期的マーカーの表示が可能となる。もちろん、専用のマーカー表示設備を設置してマーキングしてもよい。
【００１８】
マーカーを表示する工程は、例えば電磁鋼板の場合、最終処理工程である絶縁コーティングの後に連続的に印刷することによって行うことが望ましい。しかし、それ以前の工程において、マークの元となる表面処理を行っておいても構わないが、この場合には、長さ変化を予め予想し、又は、長さ変化の実績に基づき、マーカーのピッチに補正を加えたり、補正方法等を情報開示したりすれば、正確な寸法測定が可能となる。
【００１９】
本発明では、その適用例として、方向性電磁鋼板を変圧器鉄心に用いる場合を中心に説明したが、無方向性電磁鋼板を、例えばモーターコアに用いる場合においても同様に適用可能である。
【００２０】
【実施例】
板厚：０．２３ｍｍの方向性電磁鋼板を製造するに当たり、最終工程である絶縁コーティングラインの出側で、図２（ａ）に示した単色のマーカー（最大幅：１００ｍｍ、表示ピッチ：５００ｍｍ）を、鋼板表面に印刷表示して製品コイルとした。この際、マーカーの幅方向の位置および本数は、後工程で行われるスリットに合わせて、スリットコイルの幅方向中央部に位置するようにした。また、この方向性電磁鋼板は、鉄損Ｗ１７／５０（Ｗ／ｋｇ、磁束密度１．７Ｔ、周波数５０Ｈｚにおける鉄損）：０．８５Ｗ／ｋｇの特性を有するものであった。
【００２１】
この素材コイルをスリット加工後、切断工程において、積層変圧器用の鉄心部品に加工し、鉄心重量１００ｋｇの三相トランスを作製した。この際の切断加工は、非接触式の長さ測定器を用いて切断する方法（本発明例）と、従来型のローラー接触式の長さ測定器を用いて切断する方法（比較例）の２つの方法で行った。
得られた三相トランスについて、ビルディングファクター（ＢＦ：材料鉄損に対するトランス鉄損の比）を測定したところ、本発明例では、ＢＦ：１．１６、比較例では、ＢＦ：１．２１となり、本発明を適用したトランスのＢＦは大きく改善されることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電磁鋼板の表面に一定周期で連続的にマーカーを表示したことにより、非接触式で長さ測定を行うことができるため、切断加工時に鋼板に歪を導入されるようなことがなく、高精度の加工を実現することができる。また、本発明の電磁鋼板を用いることにより、加工時の歪導入により、製造時に有している電磁鋼板の特性を損ねることなく、変圧器等の鉄心を製造することができ、トランスの高効率化ならびに省エネルギー化に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層変圧器用鉄心の接合部における積み重ね方法を例示した模式図である。
【図２】本発明の非接触長さ測定器の標点となるマーカーの表示例を示す図である。
【符号の説明】
１．変圧器積鉄心
２．短冊状部品
３．ラップ接合部
４．スリットコイル
５．マーカー（三角形状）
６．マーカー（線状）
【図１】
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【図２】
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