(57)【要約】【課題】リラクタンスモータの鉄心として用いるときに、出力トルクをより大きくできる鋼板およびその製造方法、これを鉄心材としたロータ、ステータおよびモータを提供する。【解決手段】磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値が１．０Ｔ以上であり、かつ５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値が１．７０Ｔ以上である鋼板をリラクタンスモータの鉄心用鋼板とする。本発明による鋼板の金属組織は結晶粒径が２５μｍ以上のフェライト単相組織であることが低磁場側での磁束密度が高くなり好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔ以上かつ５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値が１．７０Ｔ以上であることを特徴とするリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項２】
板厚が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載したリラクタンスモータのロータ鉄心用鋼板。
【請求項３】
板厚が０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載したリラクタンスモータのステータ鉄心用鋼板。
【請求項４】
不可避的に含まれる介在物を除く金属組織がフェライト単相であり、そのフェライト結晶粒径が平均粒径で２５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項５】
Ｃ：０．１０質量％以下、Ｓｉ：０質量％〜１．０質量％、Ｍｎ：０質量％〜０．５質量％、Ｐ：０．１０質量％以下、Ｓ：０．０１０質量％以下、酸可溶Ａｌ：０．００５質量％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｏ：０．０２０質量％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成を有することを特徴とする請求項１〜４に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項６】
Ｓｉ：０．０１質量％以下であることを特徴とする請求項５に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項７】
Ｔｉ、Ｎｂ及びＶからなる群から選択される１種以上の成分を合計して０．００５質量％〜０．０２０質量％さらに含有することを特徴とする請求項５又は６に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項８】
Ｃｕ：０．０３質量％〜０．２質量％及びＮｉ：０質量％〜０．２質量％からなる群から選択される１種以上の成分をさらに含有することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項９】
鋼板の少なくとも片方の表面に、有機材料からなる絶縁皮膜、無機材料からなる絶縁皮膜又は有機・無機複合材料からなる絶縁皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板。
【請求項１０】
請求項５〜８に示した成分組成を有するスラブを連続鋳造し、１１００℃以上の温度に加熱した加熱炉に挿入して加熱後、８００℃以上の温度で仕上圧延を行い、７００℃以下の温度で巻取って熱間圧延コイルとした後、酸洗によりスケールを除去し、１回または中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延にて冷延鋼板とし、７００〜９００℃の温度まで加熱して再結晶焼鈍を施すことを特徴とする請求項１および２に記載したリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法。
【請求項１１】
得られた冷延鋼板に伸び率：０．５％以下の条件で、テンションレベラーおよび／またはスキンパス圧延を施すことを特徴とする請求項１０に記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法。
【請求項１２】
得られた冷延鋼板の少なくとも片方の表面に、有機材料からなる絶縁皮膜、無機材料からなる絶縁皮膜又は有機・無機複合材料からなる絶縁皮膜を形成することを特徴とする請求項１０または１１記載のリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法。
【請求項１３】
請求項５〜８に示した成分組成を有するスラブを連続鋳造し、１１００℃以上の温度に加熱した加熱炉に挿入して加熱後、８００℃以上の温度で仕上圧延を行い、７００℃以下の温度で巻取って熱間圧延コイルとした後、酸洗によりスケールを除去し、１回または中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延にて冷延鋼板とし、得られた冷延鋼帯に絶縁皮膜を塗布後、ロータ形状に加工した後で、７００〜９００℃の温度まで加熱して再結晶焼鈍を施すことを特徴とする請求項１または２に記載したリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１、２又は４〜９に記載した鋼板をロータ鉄心の素材とすることを特徴とするリラクタンスモータのロータ。
【請求項１５】
請求項１，３〜９に記載の鋼板をステータ鉄心の素材とすることを特徴とするリラクタンスモータのステータ。
【請求項１６】
請求項１４に記載したロータと請求項１５に記載したステータの少なくとも一方を組込むことを特徴とするリラクタンスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車或いは工作機械など広範囲な用途に使用されるスイッチトリラクタンスモータおよび/またはシンクロナスリラクタンスモータを初めとするリラクタンストルクを活用するモータ（以下これらを総称してリラクタンスモータと記す）の鉄心用鋼板とその製造方法、これを素材とするリラクタンスモータ用ロータ、ステータおよびリラクタンスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リラクタンスモータは、高価な永久磁石を必ずしも必要としないため、永久磁石を大量に使用するＰＭモータと比較して高トルクが得にくいものの、安価かつ高速回転領域での効率に優れており、ハイブリッド自動車及び電気自動車の駆動用モータ及び発電用モータ、家電製品、並びに各種の工作機械や産業機械用のモータ等、広範囲な用途への適用が期待されている。
【０００３】
リラクタンスモータの鉄心は、固定子（ステータ）と回転子（ロータ）とに分けられる。ステータ側の鉄心には巻線を通じて交流磁界が直接付与されるので、効率を高くするために高透磁率であると同時に、体積抵抗率を高めて鉄損を低減できることが要求される。
このため、一般にステータ側の鉄心には、極低炭素鋼にＳｉを添加して軟磁気特性を改善したいわゆる電磁鋼板が用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ロータ側の鉄心にはステータ側から発生する磁界による吸引力に基づき高トルクを得るため、高透磁率かつ高磁束密度であることが望ましい。また、ステータのみに電磁鋼板を使用すると電磁鋼板の製品歩留りが低下して、モータの製造コストが高くなるので、通常はロータ側の鉄心にもステータ側と同じ電磁鋼板が用いられる（特許文献１を参照）。
【０００５】
また、ロータおよびまたはステータの鉄心材として、ＳｉとＡｌを合計で０．２％未満の構造用鋼であるＳＰＣＣ極薄材を用いる電動機が特許文献２に開示されている。ＳＰＣＣ材は、ＳｉやＡｌ含有量が電磁鋼板と比べて低いことから、いわゆる電磁鋼板よりも磁束密度が高くなり、少ない磁力で高い磁束密度となると考えられ、高効率化に有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３５９９６号公報
【特許文献２】特開２００２−７８２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２では、ＳｉおよびＡｌ含有量を制限することで素材の磁束密度の向上を図っているが、いわゆるＳＰＣＣ材では、Ｃ，Ｍｎ等の不純物元素が多く含まれるため、飽和磁束密度の向上は必ずしも十分ではなく、また、一般的なＳＰＣＣ材では、結晶粒径は平均で２５μｍ以下の細かい粒径しか得られず、低磁場側での磁束密度も極低炭素で不可避的な不純物含有量も少ない電磁鋼板と比べ、必ずしも十分な磁束密度の高さは得られない。
【０００８】
従って、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、リラクタンスモータの鉄心として用いるときに、出力トルクをより大きくでき、最大回転数をより高くできる鋼板を提供することを目的とする。
また、本発明は、そのようなリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法を提供することも目的とする。
さらに、本発明は、前記鋼板を鉄心として使用したリラクタンスモータのロータおよびリラクタンスモータを提供することも目的とする。
なお、リラクタンスモータとは、一般にスイッチトリラクタンスモータやシンクロナスリラクタンスモータのことを意味する場合が多いが、本発明ではリラクタンストルクを活用するモータであれば良く、ＩＰＭモータを含むあらゆる種類のリラクタンストルクを活用するモータの鉄心への適用が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明者らは、上記課題を解決すべく、種々検討した結果、磁束密度が高く、リラクタンスモータの高出力化に有効な鋼板およびその製造方法を見出した。また、これら種々の鋼板を素材としてリラクタンスモータを試作し、モータの性能評価を行った結果、電磁鋼板を素材とした場合と比べて、高出力、高効率が得られることを見出した。
即ち、本発明は、磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔ以上かつ５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値が１．７０Ｔ以上であることを特徴とするリラクタンスモータの鉄心用鋼板およびその製造方法、更にはこれを素材としたリラクタンスモータのロータ、ステータおよびリラクタンスモータを開示するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リラクタンスモータの鉄心として用いるときに、電磁鋼板を素材としたリラクタンスモータの出力トルクをより大きくでき、最大回転数をより高くできる鋼板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例で作製したロータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のリラクタンスモータの鉄心用鋼板は、磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔ以上かつ５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値が１．７０Ｔ以上であることを特徴とするリラクタンスモータの鉄心用鋼板およびその製造方法を特徴とするものである。
【００１３】
磁気特性を限定する理由は以下の通りである。
＜磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔ以上かつ５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値が１．７０Ｔ以上＞
磁界の強さが５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値を１．７０Ｔ以上としているのは、高速回転させる際にｄ軸とｑ軸でのインダクタンスの値の差（突極比）に基づくリラクタンストルクを有効に活用し、とくに従来の電磁鋼板よりも高トルク、高出力化を図るためである。一般に、リラクタンストルクを有効に活用するには、５０００Ａ／ｍ以上の高磁場における磁束密度が高いことが有効であり、本発明では、磁界の強さが５０００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５０００の値が１．７０Ｔ以上とする。また、低磁場における磁束密度を高めると比較的低トルク域での効率にも有利となるので、磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔ以上とすることが好ましい。
【００１４】
板厚を限定する理由は以下の通りである。
＜板厚＞
板厚が厚くなると、渦電流損が増大しモータ効率が低下する。ロータ鉄心材としてはその影響を受けにくいため、０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。一方、ステータ鉄心材としては、その影響が大きくなるため、鉄損抑制の観点から板厚は０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
金属組織を限定する理由は以下の通りである。
＜不可避的に含まれる介在物を除く金属組織がフェライト単相、平均の結晶粒径：２５μｍ以上＞
金属組織を高い飽和磁束密度を有するフェライト単相組織とすることで高磁場における磁束密度を高くすることが可能となる。また、結晶粒径を大きくすることで、磁壁の移動が容易になることに起因して、低磁場側の磁束密度も同時に高くすることが可能となる。
本発明では、磁界の強さが５００Ａ／ｍの時の磁束密度Ｂ５００の値を安定して１．００Ｔ以上とするためには、フェライト結晶粒径は２５μｍ以上にすることが好ましい。
【００１６】
本発明の鋼板は、Ｃ：０．０１０質量％以下、Ｓｉ：０質量％〜１．０質量％、Ｍｎ：０質量％〜０．５質量％、Ｐ：０．１０質量％以下、Ｓ：０．０１０質量％以下、酸可溶Ａｌ：０．００５質量％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｏ：０．０２０質量％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成を有することが好ましい。また、鋼材の成分の内、Ｓｉ：０．０１％質量以下であるほうがより好ましく、Ｔｉ、Ｎｂ及びＶからなる群から選択される１種以上の成分を合計して０．００５質量％〜０．０２０質量％さらに含有してもよい。また、Ｃｕ：０．０３質量％〜０．２質量％及びＮｉ：０質量％〜０．２質量％からなる群から選択される１種以上の成分をさらに含有してもよい。
【００１７】
鋼材の成分組成を限定する理由は以下の通りである。
＜Ｃ：０．０１０質量％以下＞
Ｃは、鋼中に固溶して鋼中の転位等の格子欠陥へ集積したり、炭化物として析出する等により、磁壁の移動を抑制するため、とくに低磁場側の磁束密度を低下させる元素であり、できるだけ少なくすることが好ましい。低磁場側での磁束密度を確保する観点からは、０．０１０質量％までは許容できるので、上限を０．０１０質量％とする。
【００１８】
＜Ｓｉ：０質量％〜１．０質量％＞
Ｓｉは体積抵抗率を高め、渦電流損を小さくするのに有効な他、磁気異方性や磁歪の改善を通じて、低磁場側の磁束密度の向上に有効な元素である。しかし、一方で添加量の増加に伴い飽和磁束密度を低下させ、高磁場側では不利となる。本発明ではＳｉは無添加とし、０．０１質量％以下とすることが望ましいが、渦電流損改善の観点からＳｉを添加する場合、５０００Ａ／ｍにおける磁束密度確保の観点から１．０質量％以下にすることが好ましい。
【００１９】
＜Ｍｎ：０質量％〜０．５質量％＞
Ｍｎは、体積抵抗率を高め、渦電流損を小さくするのに有効な元素である。しかし、一方で添加量の増加に伴い、Ｓｉと同様に飽和磁束密度を低下させ、高磁場側では不利となる。本発明では添加しなくてもよいが、添加する場合は、０．５質量％以下にすることが好ましい。
【００２０】
＜Ｐ：０．１０質量％以下＞
Ｐは、微量の添加で高強度化に有効な元素であり、降伏比を高め、打抜き加工の際に、打抜き端面のダレによる塑性変形の抑制に有効な元素である。この効果を得るためには、０．０１質量％以上添加することが望ましい。一方、０．１０質量％を超えて添加しても、降伏比を増加させる効果は飽和するばかりか、低温での靭性を劣化させるようになるため、上限を０．１０質量％とする。なお、Ｐは他の元素と比べ、少ない添加量で高強度化が可能であり、飽和磁束密度の低下も効果的に抑制することができる。
【００２１】
＜Ｓ：０．０１０質量％以下＞
Ｓは、高温脆化を引き起こす元素であり、大量に含有させると、熱間圧延時に表面欠陥を生じ、表面品質を劣化させる。また、ＭｎＳ、ＴｉＳ等の介在物として析出すると、磁壁の移動を妨げるため、とくに低磁場側での磁束密度には有害である。したがって、できるだけ低減することが望まれる。０．０１０質量％までは許容できるため、上限を０．０１０質量％とする。
【００２２】
＜酸可溶Ａｌ：０．００５質量％以下＞
一般的に、Ａｌは脱酸剤として添加されるほか、Ｓｉと同様に鋼の体積抵抗率を上昇させるのに有効な元素である。しかし、酸可溶Ａｌとして０．００５％を超えて含有させると、鋼中に微細なＡｌＮが析出してフェライトの粒成長が抑制され、これらの結果として、磁壁の移動が抑制され、低磁場側での磁束密度の低下を招く。
【００２３】
＜Ｎ：０．００５％以下＞
Ｎは、Ｃと同様に鋼中に固溶して鋼中の転位等の格子欠陥へ集積する等により、磁壁の移動を抑制するため、とくに低磁場側の磁束密度を低下させる元素であり、できるだけ少なくすることが好ましい。リラクタンスモータのロータ鉄心として用いるのに適した磁束密度を確保する観点からは、０．００５質量％までは許容できるので、上限を０．００５質量％とする。
【００２４】
＜Ｏ：０．０２０質量％以下＞
Ｏは、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｆｅ等と酸化物系介在物として鋼中に晶出し、磁壁の移動を抑制するため、できるだけ低減することが好ましい。しかし、Ｔｉ，Ａｌ等の析出物と比べ比較的粗大で、磁壁の移動の抑制効果は大きくなく、０．０２０質量％までは許容できる。したがって、上限を０．０２０％とする。
【００２５】
＜Ｔｉ、Ｎｂ及びＶの１種以上：０．００５質量％〜０．０２０質量％＞
Ｔｉ、Ｎｂ及びＶは、鋼中で窒化物を形成し固溶Ｎを固定するのに有効である。その効果を得るためには、０．００５質量％以上の添加が必要である。しかし、０．０２０質量％を超えて添加すると、Ｎを固定するのに必要な量を超え、ＴｉやＮｂおよびＶ系の微細な炭化物が析出し、磁壁の移動を抑制して、低磁場側での磁束密度の低下を招く。
【００２６】
＜Ｃｕ：０．０３質量％〜０．２質量％及びＮｉ：０質量％〜０．２質量％からなる群から選択される１種以上＞
Ｃｕは、鋼中に固溶してＣｕＳとして析出するが、ＭｎＳやＴｉＳ等の他の硫化物とくらべ比較的粗大なため、磁壁の移動の障害になり難く、低磁場側での磁束密度の向上に有効である。この効果を得るためには少なくとも０．０３質量％以上の添加が必要である。
しかし、０．２質量％を超えて添加してもその効果は飽和するとともに、製造コストの増大を招く。一方、Ｃｕを単独で添加すると、熱間圧延時に耳割れ等の表面欠陥を生じやすくなる。Ｎｉは、Ｃｕによる熱間圧延時の表面欠陥発生を抑制するのに有効な元素である。Ｎｉの添加は必ずしも必須ではないが、本発明では０．２質量％を超えて添加しても、その効果は飽和するととともに製造コストの増加を招く。
【００２７】
＜絶縁皮膜の形成＞
本発明では、高速回転域でより優れた効率を図る場合には、渦電流損の低減を目的として、鋼板の少なくとも片方の表面に、有機材料からなる絶縁皮膜、無機材料からなる絶縁皮膜及び有機・無機複合材料からなる絶縁皮膜を形成することが好ましい。
【００２８】
次に、本発明のリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法について説明する。
本発明によるリラクタンスモータの鉄心用鋼板の製造方法は、前述の成分組成を有するスラブを連続鋳造し、１１００℃以上の温度に加熱した加熱炉に挿入して加熱後、８００℃以上の温度で仕上圧延を行い、７００℃以下の温度で巻取って熱間圧延コイルとした後、酸洗によりスケールを除去し、１回または中間焼鈍を含む２回以上の冷間圧延にて板厚：０．１〜０．５ｍｍの冷延鋼板とし、７００〜９００℃の温度まで加熱して再結晶焼鈍を施し、必要に応じて、得られた冷延鋼板に伸び率：０．５％以下の条件で、テンションレベラーおよび／またはスキンパス圧延を施すことを特徴とする。また、必要に応じて得られた冷延鋼板の少なくとも片方の表面に、有機材料からなる絶縁皮膜、無機材料からなる絶縁皮膜又は有機・無機複合材料からなる絶縁皮膜を形成することをも特徴とする。
【００２９】
＜熱間圧延／加熱温度：１１００℃以上、仕上圧延温度：８００℃以上、巻取温度：５５０〜７００℃＞
熱間圧延における加熱温度は、１１００℃以上でないと８００℃以上の仕上圧延温度の確保が困難である。仕上圧延温度は、低くなりすぎると変形抵抗が大きくなり、製造性が劣化する。８００℃までは許容できるため、本発明では８００℃以上に限定する。また、巻取温度はＴｉ、Ｎｂ、Ｖを添加した場合には析出物の粗大化を図るため、できるだけ高温とすることが好ましいが、高くなりすぎるとスケール厚さが増大し、製造性が劣化する。析出物の粗大化およびスケール厚さの観点から、巻取温度は５５０℃〜７００℃とすることが好ましい。
【００３０】
＜冷間圧延、冷間圧延後の板厚：０．１〜０．５ｍｍ＞
冷間圧延条件は、特に規定する必要は無く、通常の方法に従い実施すればよい。また、冷間圧延後の板厚は、渦電流損の低減の観点からはできるだけ薄くすることが好ましく、上限を０．５ｍｍとする。しかし、０．１ｍｍを超えて薄くすると生産性が大幅に劣化する。したがって、板圧の下限は、０．１ｍｍとする。
なお、ロータおよびステータ鉄心は打抜き加工により製造されることが一般的であるが、打抜き加工性の観点からは、冷間圧延ままで降伏比が高く、硬質な方が打抜き端面のダレやバリの発生が抑制でき有利である。したがって、鋼帯の製造工程では最終焼鈍を施さずに冷間圧延ままの状態で絶縁皮膜を塗布し、ロータまたはステータ形状に打抜き加工後に再結晶焼鈍を施すことが打抜き性の観点からより好ましい。また、こうすることで打抜きに歪による低磁場側での磁気特性の劣化も防止することが可能となる。
【００３１】
＜焼鈍加熱温度：７００〜９００℃＞
低磁場側での磁束密度を確保するためには、フェライトを完全に再結晶させる必要がある。このため、７００℃以上の加熱が必要である。しかし、９００℃を超える温度まで加熱すると製造コストが増大するため、本発明では、上限を９００℃とする。なお、焼鈍はバッチ焼鈍、連続焼鈍のいずれでも構わないが、生産性やコストの観点から連続焼鈍を施す場合、加熱温度の下限温度は、８００℃以上とすることが好ましい。
【００３２】
＜伸び率：０．５％以下のテンションレベラーおよび／またはスキンパス圧延＞
リラクタンスモータのロータおよびステータは、鋼板を積層して形成されるため、素材となる鋼板には良好な板形状であることが要求され、良好な板形状を確保するためには、テンションレベラーやスキンパス圧延が有効である。一方、テンションレベラーやスキンパス圧延等による形状修正では、僅かながら鋼中に格子欠陥が導入され、低磁場側での磁束密度には有害となる。したがって、連続焼鈍における張力制御等のみで良好な板形状を得ることが好ましいが、テンションレベラーやスキンパス圧延を付与する場合、伸び率が０．５％までは許容できるため、伸び率の上限は０．５％とする。
【００３３】
＜絶縁皮膜の形成＞
本発明では、渦電流損の低減を目的として、鋼板の少なくとも片方の表面に、有機材料からなる絶縁皮膜、無機材料からなる絶縁皮膜及び有機・無機複合材料からなる絶縁皮膜を形成することが好ましい。無機材料からなる絶縁皮膜の例としては、六価クロムのような有害物質を含まず、リン酸二水素アルミニウムを含有する無機質系水溶液が挙げられるが、良好な絶縁が得られれば、有機材料からなる絶縁皮膜又は有機・無機複合材料からなる絶縁皮膜を用いてもよい。絶縁被膜は、上記で例示した材料を鋼板の表面に塗布することにより形成することができる。
【実施例】
【００３４】
＜実施例１＞
表１に示す化学組成を有する鋼を真空溶解し、これらの鋳片を１２５０℃に加熱し、９５０℃で仕上圧延して５６０℃で巻取り、板厚１．６ｍｍの熱間圧延鋼板を得た。これらの熱間圧延鋼板を酸洗後、1回の冷間圧延にて０．２ｍｍ厚まで圧延を施し、連続焼鈍ラインにて８５０℃で６０ｓ均熱する熱サイクルにて再結晶焼鈍を施した。なお、連続焼鈍における冷却はガスジェット冷却とし、ライン内の張力を制御して良好な板形状が得られるように通板した。その後、連続塗装ラインに通板して、Ｃｒ系酸化物およびＭｇ酸化物を含有する半有機組成の約１μｍ厚さの絶縁皮膜を鋼板の両面に形成した。
【００３５】
得られた鋼帯からＪＩＳ５号試験片を切り出し、引張試験に供した。また、圧延方向および圧延方向と直角方向から、幅：１０ｍｍ、長さ：１００ｍｍの短冊状の試験片を各１０枚づつ打抜き加工により採取し、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５０に規定されたエプスタイン試験枠を小型に設計した小型のエプスタイン試験枠を用い、直流磁化測定に供した。各サンプルの降伏強さ、引張強さ、降伏比（ＹＲ）を求めた他、磁化測定では、消磁後の初磁化曲線を測定し、初磁化曲線において、磁界の強さが５００Ａ／ｍのときの磁束密度（Ｂ５００）と５０００Ａ／ｍのときの磁束密度（Ｂ５０００）を測定し、それぞれ表２に示した。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２からわかるように、Ｃ，Ｓ，Ａｌ，Ｎ，Ｏ等の不純物元素が本発明範囲を超えるＮｏ．５、Ｎｏ．１０〜１３鋼およびＴｉやＮｂが本発明範囲を超えて添加されたＮｏ．２０、２１、２２鋼では、析出物、介在物の影響により、結晶粒径の微細化も相まって磁界の強さが５００Ａ／ｍのときの磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔよりも低くなることがわかる。また、ＳｉやＭｎが本発明範囲を超えるＮｏ．８、９、２２鋼では、磁界の強さが５０００Ａ／ｍのときの磁束密度Ｂ５０００が、１．７０Ｔよりも低くなる。一方、本発明範囲の化学成分を有する鋼では、低磁場から高磁場までの広い範囲で良好な磁束密度を示す。
【００３９】
＜実施例２＞
表１に示す化学組成を有する鋼の中で、鋼Ｎｏ．３およびＮｏ．１５の鋳片を１１５０℃に加熱し、８１０℃で仕上圧延して５００℃、６００℃、７００℃と巻取温度を３水準変化させ、板厚２．３ｍｍの熱間圧延鋼帯を得た。得られた熱間圧延鋼帯を酸洗後、一旦０．６ｍｍまで冷間圧延を行い、８００℃で６０ｓ均熱処理する中間焼鈍を施し、更に０．５ｍｍ厚まで圧延を施した後、６５０℃、７５０℃および８５０℃で６０ｓ均熱する連続焼鈍を施した。なお、連続焼鈍における冷却はガスジェット冷却とし、ライン内の張力を制御して良好な板形状が得られるように通板した。その後、連続塗装ラインに通板して、Ｃｒ系酸化物およびＭｇ酸化物を含有する半有機組成の約１μｍ厚さの絶縁皮膜を鋼板の両面に形成した。
【００４０】
得られた鋼帯からＪＩＳ５号試験片を切り出し、引張試験に供した。また、圧延方向および圧延方向と直角方向から、幅：１０ｍｍ、長さ：１００ｍｍの短冊状の試験片を各１０枚づつ打抜き加工により採取し、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５０に規定されたエプスタイン試験枠を小型に設計した小型のエプスタイン試験枠（１次巻線：２４０ターン、２次巻線：４００ターン）を用いて直流磁化測定に供した。各サンプルの降伏強さ、引張強さ、降伏比（ＹＲ）を求めた他、磁化測定では、消磁後の初磁化曲線を測定し、初磁化曲線において、磁界の強さが５００Ａ／ｍのときの磁束密度（Ｂ５００）と５０００Ａ／ｍのときの磁束密度（Ｂ５０００）を測定し、それぞれ表３に示した。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
表３からわかるように、焼鈍温度が６５０℃の比較例では、再結晶が不十分で結晶粒径が小さい上、未再結晶組織となるため、磁界の強さが１００Ａ／ｍのときの磁束密度Ｂ500の値が１．０Ｔよりも低くなることがわかる。また、熱間圧延における巻取温度が５００℃の場合、Ｔｉ添加のＮｏ．１５鋼においては、微細なＴｉＣの析出に起因して、磁界の強さが１００Ａ／ｍのときの磁束密度Ｂ５００が、１．００Ｔよりも低くなる。一方、本発明範囲の熱間圧延条件および焼鈍温度で製造すると、低磁場から高磁場までの広い範囲で良好な磁束密度を示すことがわかる。
【００４３】
＜実施例３＞
実施例２で製造したＮｏ．３鋼の６００℃巻取、８５０℃焼鈍した鋼帯について、オフラインにて伸び率：０．２％、０．５％および１．０％のスキンパス（ＳＫＰ）圧延を施した。得られた鋼帯からＪＩＳ５号試験片を切り出し、引張試験に供した。また、圧延方向および圧延方向と直角方向から、幅：１０ｍｍ、長さ：１００ｍｍの短冊状の試験片を各１０枚づつ打抜き加工により採取し、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５０に規定されたエプスタイン試験枠を小型に設計した小型のエプスタイン試験枠（１次巻線：２４０ターン、２次巻線：４００ターン）を用いて直流磁化測定に供した。各サンプルの降伏強さ、引張強さ、降伏比（ＹＲ）を求めた他、磁化測定では、消磁後の初磁化曲線を測定し、初磁化曲線において、磁界の強さが１００Ａ／ｍのときの磁束密度（Ｂ５００）と５０００Ａ／ｍのときの磁束密度（Ｂ５０００）を測定し、それぞれ表４に示した。
【００４４】
【表４】
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【００４５】
表４からわかるように、スキンパスにおける伸び率が０．５％を超えると、磁界の強さが５００Ａ／ｍのときの磁束密度Ｂ５００の値が１．００Ｔよりも低くなるが、スキンパスにおける伸び率が０．５％以下の場合、低磁場から高磁場までの広い範囲で良好な磁束密度を示すことがわかる。
【００４６】
＜実施例４＞
実施例１で製造した鋼Ｎｏ．３鋼、Ｎｏ．８鋼およびＮｏ.２２鋼の冷延鋼板および市販の無方向性電磁鋼板（３５Ａ３００）をロータおよびステータ鉄心の素材として、図１の模式図に示す固定子１２極、回転子８極のＳＲモータを試作し、モータ性能評価を行った。なお、試作したＳＲモータは、鉄心の積高さ：４０ｍｍ、ステータ外径：１３６ｍｍ、ロータ外径：８３．２ｍｍ、ギャップは０．２ｍｍとした。なお、固定子の鉄心には市販の無方向性電磁鋼板（３５Ａ３００）を使用した。直流電源からインバータを介して試作したモータを回転させ、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍおよび４０００ｒｐｍの時の最大トルクを測定し、モータの性能評価とした。評価結果を表６に示す。
【００４７】
【表５】
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【００４８】
表５からわかるように、本発明範囲の高い磁束密度を有するＮｏ．３の鋼板をロータおよび／またはステータの鉄心材に適用したモータでは、比較のＮｏ．８鋼、Ｎｏ．２２鋼をロータ、ステータのいずれかまたは両方に適用した場合と比べ、高トルク（出力）が得られている他、ロータおよびステータの鉄心材に市販の電磁鋼板（３５Ａ３００）を適用した場合と比べても、高トルク（出力）が得られることがわかる。
【符号の説明】
【００４９】
１  固定子
２  回転子
【図１】
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