JP7541251B2

JP7541251B2 - 巻鉄心

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Publication number: JP7541251B2
Application number: JP2022559178A
Authority: JP
Inventors: 悠祐川村; 崇人水村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2024-08-28
Anticipated expiration: 2041-10-26
Also published as: TWI818340B; KR20230069990A; AU2021370597A9; JPWO2022092120A1; AU2021370597A1; EP4234731A1; US20230395300A1; AU2021370597B2; CN116348621A; CA3195759A1; TW202224932A; KR102877446B1; WO2022092120A1; EP4234731A4

Description

本発明は、巻鉄心に関する。本願は、２０２０年１０月２６日に、日本に出願された特願２０２０－１７９２６６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

方向性電磁鋼板は、Ｓｉを７質量％以下含有し、二次再結晶粒が｛１１０｝＜００１＞方位（Ｇｏｓｓ方位）に集積した二次再結晶集合組織を有する鋼板である。方向性電磁鋼板の磁気特性は、｛１１０｝＜００１＞方位への集積度に大きく影響される。近年、実用されている方向性電磁鋼板は、結晶の＜００１＞方向と圧延方向との角度が５°程度の範囲内に入るように制御されている。

方向性電磁鋼板は積層されて変圧器の鉄心などに用いられるが、主要な磁気特性として高磁束密度、低鉄損であることが求められている。結晶方位はこれら特性と強い相関を有することが知られており、例えば、特許文献１～３のような精緻な方位制御技術が開示されている。

さらに、方向性電磁鋼板における結晶粒径の影響についてはよく知られており、その制御による特性改善技術としては、特許文献４～７などが開示されている。

また、巻鉄心の製造は従来、例えば特許文献８に記載されているような、鋼板を筒状に巻き取った後、筒状積層体のままコーナー部を一定曲率になるようにプレスし、略矩形に形成した後、焼鈍することにより歪取りと形状保持を行う方法が広く知られている。

一方、巻鉄心の別の製造方法として、巻鉄心のコーナー部となる鋼板の部分を曲率半径が３ｍｍ以下の比較的小さな屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする、特許文献９～１１のような技術が開示されている。当該製造方法によれば、従来のような大掛かりなプレス工程が不要で、鋼板は精緻に折り曲げられて鉄心形状が保持され、加工歪も曲げ部（角部）のみに集中するため上記焼鈍工程による歪除去の省略も可能となり、工業的なメリットは大きく適用が進んでいる。

日本国特開２００１－１９２７８５号公報日本国特開２００５－２４００７９号公報日本国特開２０１２－０５２２２９号公報日本国特開平６－８９８０５号公報日本国特開平８－１３４６６０号公報日本国特開平１０－１８３３１３号公報国際公開第２０１９／１３１９７４号日本国特開２００５－２８６１６９号公報日本国特許第６２２４４６８号公報日本国特開２０１８－１４８０３６号公報豪国特許出願公開第２０１２３３７２６０号明細書

本発明は、鋼板を曲率半径が５ｍｍ以下の比較的小さな屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする方法により製造した巻鉄心において、鉄心の形状と使用する鋼板の組み合わせに起因する効率の悪化が抑制されるように改善した巻鉄心を提供することを目的とする。

本願発明者らは、鋼板を曲率半径が５ｍｍ以下の比較的小さな屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする方法により製造した変圧器鉄心の効率を詳細に検討した。その結果、結晶方位の制御がほぼ同等で、単板で測定される磁束密度および鉄損もほぼ同等である鋼板を素材とした場合であっても、鉄心の効率に差が生じる場合があることを認識した。

この原因を探究したところ、問題となる効率の差は、素材の結晶粒径の影響を受けて生じていることを知見した。さらに、鉄心の寸法形状によっても現象の程度（つまり、鉄心の効率の差）に違いが生じていることを知見した。さらにこの現象を詳細に検討すると、特に屈曲による鉄損劣化の程度の差が原因となっていることが推測された。
この観点で様々な鋼板製造条件、鉄心形状について検討して鉄心効率への影響を分類した。その結果、特定の製造条件により製造した鋼板を、特定の寸法形状の鉄心素材として使用することで、鉄心の効率を、鋼板素材の磁気特性に見合った最適な効率になるように制御できるとの結果を得た。

前記目的を達成するためになされた本発明の要旨は以下の通りである。
本発明の一実施形態に係る巻鉄心は、側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｘ（ｍｍ）が２Ｗ以下である。
ここで、Ｄｐｘは、下記式（１）により求められるＤｐの平均値であり、
Ｄｃ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界線が延伸する方向（以下、「境界方向」と記載する。）の平均結晶粒径であり、
Ｄｌ（ｍｍ）は、前記境界における境界方向と垂直な方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、前記Ｄｐの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｐと外面側のＤｐ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｐと外面側のＤｐの平均値である。
Ｄｐ＝√（Ｄｃ×Ｄｌ／π）・・・（１）

また、本発明の他の実施形態に係る巻鉄心は、側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｙ（ｍｍ）が２Ｗ以下である。
ここで、Ｄｐｙは、Ｄｌの平均値であり、
Ｄｌ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界方向と垂直な方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、前記Ｄｌの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｌと外面側のＤｌ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｌと外面側のＤｌの平均値である。

また、本発明のさらに他の実施形態は、側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｚ（ｍｍ）が２Ｗ以下である。
ここで、Ｄｐｚは、Ｄｃの平均値であり、
Ｄｃ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、前記Ｄｃの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｃと外面側のＤｃ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｃと外面側のＤｐの平均値である。

本発明によれば、曲げ加工された方向性電磁鋼板を積層してなる巻鉄心において、鉄心の形状と使用する鋼板の組み合わせに起因する効率の悪化を効果的に抑制することが可能となる。

本発明に係る巻鉄心の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図１の実施形態に示される巻鉄心の側面図である。本発明に係る巻鉄心の別の一実施形態を模式的に示す側面図である。本発明に係る巻鉄心を構成する１層の方向性電磁鋼板の一例を模式的に示す側面図である。本発明に係る巻鉄心を構成する１層の方向性電磁鋼板の別の一例を模式的に示す側面図である。本発明に係る巻鉄心を構成する方向性電磁鋼板の屈曲部の一例を模式的に示す側面図である。本発明に係る巻鉄心を構成する方向性電磁鋼板の結晶粒径の測定方法を説明するためのもので、（ａ）要部の斜視模式図、（ｂ）は要部の断面模式図である。実施例および比較例で製造した巻鉄心の寸法パラメーターを示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る巻鉄心について順に詳細に説明する。ただし、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。なお、下記する数値限定範囲には、下限値及び上限値がその範囲に含まれる。「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。また、化学組成に関する「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「同一」、「直角」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
また、本明細書において「方向性電磁鋼板」のことを単に「鋼板」または「電磁鋼板」と記載し、「巻鉄心」のことを単に「鉄心」と記載する場合もある。

本実施形態に係る巻鉄心は、側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｘ（ｍｍ）が２Ｗ以下
であることを特徴とする。
ここで、Ｄｐｘ（ｍｍ）は、下記式（１）により求められるＤｐ（ｍｍ）の平均値であり、
Ｄｃ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界方向の平均結晶粒径であり、
Ｄｌ（ｍｍ）は、前記境界方向と垂直な方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、Ｄｐの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｐと外面側のＤｐ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｐと外面側のＤｐの平均値である。
Ｄｐ＝√（Ｄｃ×Ｄｌ／π）・・・（１）

１．巻鉄心及び方向性電磁鋼板の形状
まず、本実施形態の巻鉄心の形状について説明する。ここで説明する巻鉄心および方向性電磁鋼板の形状自体は、特に目新しいものではない。例えば背景技術において特許文献９～１１として紹介した公知の巻鉄心および方向性電磁鋼板の形状に準じたものに過ぎない。
図１は、巻鉄心の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の実施形態に示される巻鉄心の側面図である。また、図３は、巻鉄心の別の一実施形態を模式的に示す側面図である。
なお、本実施形態において側面視とは、巻鉄心を構成する長尺状の方向性電磁鋼板の幅方向（図１におけるＹ軸方向）に視ることをいう。側面図とは側面視により視認される形状を表した図（図１のＹ軸方向の図）である。

本実施形態に係る巻鉄心は、側面視において複数の多角形環状（矩形もしくは多角形状）の方向性電磁鋼板１が板厚方向に積層された巻鉄心本体１０を備える。当該巻鉄心本体１０は、方向性電磁鋼板１が、板厚方向に積み重ねられ、側面視において多角形状の積層構造２を有する。当該巻鉄心本体１０を、そのまま巻鉄心として使用してもよいし、必要に応じて、積み重ねられた複数の方向性電磁鋼板１を一体的に固定するために、結束バンド等、公知の締付具等を備えていてもよい。

本実施形態において、巻鉄心本体１０の鉄心長に特に制限はない。鉄心において鉄心長が変化しても、屈曲部５の体積は一定であるため屈曲部５で発生する鉄損は一定である。鉄心長が長いほうが巻鉄心本体１０に対する屈曲部５の体積率は小さくなるため、鉄損劣化への影響も小さい。よって、巻鉄心本体１０の鉄心長は長いほうが好ましい。巻鉄心本体１０の鉄心長は、１．５ｍ以上であることが好ましく、１．７ｍ以上であるとより好ましい。なお、本実施形態において、巻鉄心本体１０の鉄心長とは、側面視による巻鉄心本体１０の積層方向の中心点における周長をいう。

本実施形態の巻鉄心は、従来公知のいずれの用途にも好適に用いることができる。特に鉄心の効率が問題となる送電変圧器用の鉄心に適用することで、顕著なメリットを発揮することができる。

図１及び２に示すように、巻鉄心本体１０は、長手方向に第１の平面部４とコーナー部３とが交互に連続し、当該各コーナー部３において隣接する２つの第１の平面部４のなす角が９０°である方向性電磁鋼板１が、板厚方向に積み重ねられた部分を含み、側面視において略矩形状の積層構造２を有する。また、別の見方をすると、図１及び２に示す巻鉄心本体１０は、八角形状の積層構造２を有する。本実施の形態に係る巻鉄心本体１０は、八角形状の積層構造を有するが、本発明はこれに限ることなく、巻鉄心本体は、側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層され、当該方向性電磁鋼板が長手方向（周方向）に平面部と屈曲部とが交互に連続していればよい。
以下では、巻鉄心本体１０が４つのコーナー部３を有する略矩形状のものとして説明する。
方向性電磁鋼板１の各コーナー部３は、側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を２つ以上有するとともに、隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有している。したがって、コーナー部３は２以上の屈曲部５と１以上の第２の平面部４ａとを備えた構成である。さらに、一つのコーナー部３に存在する２つの屈曲部５，５のそれぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。
また、図３に示すように、方向性電磁鋼板１の各コーナー部３は、側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を３つ有するとともに、隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有しており、且つ、一つのコーナー部３に存在する３つの屈曲部５，５，５のそれぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。
また、各コーナー部３は、４つ以上の屈曲部を有していてもよい。この場合も隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有しており、且つ、一つのコーナー部３に存在する４つ以上の屈曲部５のそれぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。つまり、本実施形態に係る各コーナー部３は、直角に配置された隣接する２つの第１の平面部４，４間に配置され、２以上の屈曲部５と１以上の第２平面部４ａとを有している。
また、図２に示す巻鉄心本体１０では、第１の平面部４と第２の平面部４ａとの間に屈曲部５が配置されているが、図３に示す巻鉄心本体１０では、第１平面部４と第２の平面部４ａとの間および２つの第２の平面部４ａ，４ａの間にそれぞれに屈曲部５が配置されている。つまり、第２の平面部４ａは、隣り合う２つの第２の平面部４ａ，４ａ間に配置される場合もある。
さらに、図２および図３に示す、巻鉄心本体１０では、第１の平面部４の方が第２の平面部４ａより長手方向（巻鉄心本体１０の周方向）の長さが長くなっているが、第１の平面部４と第２平面部４ａとの長さは等しくてもよい。
なお、本明細書において、「第１の平面部」および「第２の平面部」をそれぞれ単に「平面部」と記載する場合もある。
方向性電磁鋼板１の各コーナー部３は、側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を２つ以上有しており、且つ、一つのコーナー部に存在する屈曲部それぞれの曲げ角度の合計が９０°となっている。コーナー部３は、隣り合う屈曲部５，５の間に第２の平面部４ａを有している。したがって、コーナー部３は２以上の屈曲部５と１以上の第２の平面部４ａとを備えた構成となっている。
図２の実施形態は１つのコーナー部３中に２つの屈曲部５を有する場合である。図３の実施形態は１つのコーナー部３中に３つの屈曲部５を有する場合である。

これらの例に示されるように、本実施形態では、１つのコーナー部は２つ以上の屈曲部により構成できるが、加工時の変形による歪み発生を抑制して鉄損を抑える点からは、屈曲部５の曲げ角度φ（φ１、φ２、φ３）は６０°以下であることが好ましく、４５°以下であることがより好ましい。
１つのコーナー部に２つの屈曲部を有する図２の実施形態では、鉄損低減の点から、例えば、φ１＝６０°且つφ２＝３０°とすることや、φ１＝４５°且つφ２＝４５°等とすることができる。また、１つのコーナー部に３つの屈曲部を有する図３の実施形態では、鉄損低減の点から、例えばφ１＝３０°、φ２＝３０°且つφ３＝３０°等とすることができる。更に、生産効率の点からは折り曲げ角度（曲げ角度）が等しいことが好ましいため、１つのコーナー部に２つの屈曲部を有する場合には、φ１＝４５°且つφ２＝４５°とすることが好ましくい。また、１つのコーナー部に３つの屈曲部を有する図３の実施形態では、鉄損低減の点から、例えばφ１＝３０°、φ２＝３０°且つφ３＝３０°とすることが好ましい。

図６を参照しながら、屈曲部５について更に詳細に説明する。図６は、方向性電磁鋼板の屈曲部（曲線部分）の一例を模式的に示す図である。屈曲部５の曲げ角度とは、方向性電磁鋼板１の屈曲部５において、折り曲げ方向の後方側の直線部と前方側の直線部の間に生じた角度差を意味し、方向性電磁鋼板１の外面において、屈曲部５を挟む両側の平面部４，４ａの表面である直線部分を延長して得られる２つの仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ１、Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ２がなす角の補角の角度φとして表される。この際、延長する直線が鋼板表面から離脱する点が、鋼板外面側の表面における平面部４，４ａと屈曲部５の境界であり、図６においては、点Ｆおよび点Ｇである。

さらに、点Ｆおよび点Ｇのそれぞれから鋼板外表面に垂直な直線を延長し、鋼板内面側の表面との交点をそれぞれ点Ｅおよび点Ｄとする。この点Ｅおよび点Ｄが鋼板内面側の表面における平面部４，４ａと屈曲部５の境界である。
そして本実施形態において屈曲部５とは、方向性電磁鋼板１の側面視において、上記点Ｄ、点Ｅ、点Ｆ、点Ｇにより囲まれる方向性電磁鋼板１の部位である。図６においては、点Ｄと点Ｅの間の鋼板表面、すなわち屈曲部５の内側表面をＬａ、点Ｆと点Ｇの間の鋼板表面、すなわち屈曲部５の外側表面をＬｂとして示している。

また、図６には、屈曲部５の側面視における内面側曲率半径ｒ（以下、単に曲率半径ｒとも称する。）が表わされている。上記Ｌａを点Ｅ及び点Ｄを通過する円弧で近似することで、屈曲部５の曲率半径ｒを得る。曲率半径ｒが小さいほど屈曲部５の曲線部分の曲がりは急であり、曲率半径ｒが大きいほど屈曲部５の曲線部分の曲がりは緩やかになる。
本実施形態の巻鉄心では、板厚方向に積層された各方向性電磁鋼板１の各屈曲部５における曲率半径ｒは、ある程度の変動を有するものであってもよい。この変動は、成形精度に起因する変動であることもあり、積層時の取り扱いなどで意図せぬ変動が発生することも考えられる。このような意図せぬ誤差は、現在の通常の工業的な製造であれば０．２ｍｍ程度以下に抑制することが可能である。このような変動が大きい場合は、十分に多数の鋼板について曲率半径を測定し、平均することで代表的な値を得ることができる。また、何らかの理由で意図的に変化させることも考えられるが、本実施形態はそのような形態を除外するものではない。

なお、屈曲部５の内面側曲率半径ｒの測定方法にも特に制限はないが、例えば、市販の顕微鏡（ＮｉｋｏｎＥＣＬＩＰＳＥＬＶ１５０）を用いて２００倍で観察することにより測定することができる。具体的には、観察結果から、図６に示すような曲率中心Ａ点を求めるが、この求め方として、例えば、線分ＥＦと線分ＤＧを点Ｂとは反対側の内側に延長させた交点をＡと規定すれば、内面側曲率半径ｒの大きさは、線分ＡＣの長さに該当する。ここで、点Ａと点Ｂを直線で結んだ際、屈曲部５の内面側の円弧ＤＥとの交点を点Ｃとする。
本実施形態では、屈曲部５の内面側曲率半径ｒを、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲として、かつ下記に説明する結晶粒径が制御された特定の方向性電磁鋼板を用いた巻鉄心とすることによって、巻鉄心の効率を磁気特性に見合った最適な効率とすることが可能となる。屈曲部５の内面側曲率半径ｒは、好ましくは３ｍｍ以下である。この場合に、本実施形態の効果がより顕著に発揮される。
また、鉄心内に存在するすべての屈曲部が本実施形態にて規定する内面側曲率半径ｒを満足することが最も好ましい形態である。巻鉄心において本実施形態の内面側曲率半径ｒを満足する屈曲部と、満足しない屈曲部とが存在する場合は、少なくとも半数以上の屈曲部が本実施形態にて規定する内面側曲率半径ｒを満足することが望ましい形態である。

図４及び図５は巻鉄心本体１０における１層分の方向性電磁鋼板１の一例を模式的に示す図である。図４及び図５の例に示されるように本実施形態に用いられる方向性電磁鋼板１は、折り曲げ加工されたものであって、２つ以上の屈曲部５から構成されるコーナー部３と、第１の平面部４を有し、１つ以上の方向性電磁鋼板１の長手方向の端面である接合部６を介して側面視において略矩形の環を形成する。
本実施形態においては、巻鉄心本体１０が、全体として側面視が略矩形状の積層構造２を有していればよい。図４の例に示されるように、１つの接合部６を介して１枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心本体１０の１層分を構成する（つまり、一巻ごとに１箇所の接合部６を介して１枚の方向性電磁鋼板１が接続される）ものであってもよく、図５の例に示されるように１枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心の約半周分を構成し、２つの接合部６を介して２枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心本体１０の１層分を構成する（つまり、一巻ごとに２箇所の接合部６を介して２枚の方向性電磁鋼板１が互いに接続される）ものであってもよい。

本実施形態において用いられる方向性電磁鋼板１の板厚は、特に限定されず、用途等に応じて適宜選択すればよいものであるが、通常０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍの範囲内であり、好ましくは０．１８ｍｍ～０．２３ｍｍの範囲である。

２．方向性電磁鋼板の構成
次に、巻鉄心本体１０を構成する方向性電磁鋼板１の構成について説明する。本実施形態においては、隣接して積層される方向性電磁鋼板の屈曲部５に隣接する平面部４，４ａの結晶粒径、および結晶粒径を制御した方向性電磁鋼板の鉄心内での配置部位を特徴とする。

（１）屈曲部に隣接する平面部の結晶粒径
本実施形態の巻鉄心を構成する方向性電磁鋼板１は、少なくともコーナー部の一部において、積層される鋼板の結晶粒径が小さくなるよう制御される。屈曲部５近傍の結晶粒径が粗大になると、本実施形態での鉄心形状を有する鉄心における効率劣化の回避効果が発現しない。これは言い換えると、屈曲部５近傍に結晶粒界を配置することで効率劣化が抑制されやすいことを示している。

このような現象が発生するメカニズムは明確ではないが、以下のように考えられる。
本実施形態が対象とする鉄心は、曲げによる巨視的な歪（変形）は非常に狭い領域である屈曲部５内に制限されている。しかしミクロな歪は、鋼板内部の結晶組織としてみると、屈曲部５で形成された転位が屈曲部５の外側、すなわち平面部４，４ａにも移動し広がっていると考えられる。この際、本実施形態の鉄心において素材として想定されている、結晶粒径が数ｍｍに及ぶ方向性電磁鋼板においては、結晶粒界は転位移動の強い障害として作用し、転位の移動は、ほぼ一つの単結晶と見做すことができる一つの結晶粒内に限定されると考えられる。つまり結晶粒界を超えて隣接する結晶粒内に転位を生成させることはないと考えられる。一般的に転位などの格子欠陥は鉄損を著しく劣化させることが知られている。このため、屈曲部近傍の結晶粒径を微細化し、結晶粒界を平面部への転位の移動の障害（転位の消失サイト）として機能させることで、転位の存在領域を屈曲部５の極近傍に留めることが可能となる。これにより鉄心効率の低下を抑制できるものと考えられる。このような本実施形態の作用機序は本実施形態が対象とする特定形状の鉄心での特別な現象と考えられ、これまでほとんど考慮されてはいないが、本発明者らが得た知見と合致する解釈が可能である。

本実施形態においては、結晶粒径は以下のように測定される。
巻鉄心本体１０の鋼板積層厚さをＴ（図８で示す「Ｌ３」に相当）としたとき、巻鉄心本体１０のコーナー部を含む領域の最内面から、最内面を含みＴ／４毎の位置に積層された、合計５枚の方向性電磁鋼板を抜き出す。抜き出した各鋼板について、鋼板の表面に酸化物等からなる一次被膜（グラス被膜、中間層）、絶縁被膜等を有している場合は、これらを公知の方法で除去した上で、図７（ａ）に示すように、鋼板の内面側表面および外面側表面の結晶組織を目視により観察する。そして、各表面において略直線となっている屈曲部と平面部の境界線Ｂにおいて、該境界方向（境界線Ｂが延伸する方向（方向性電磁鋼板の圧延直角方向））の粒径と、該境界方向に垂直な方向（境界垂直方向（方向性電磁鋼板の圧延方向））の粒径を次のように測定する。
境界方向の粒径Ｄｃ（ｍｍ）は、例えば図７（ａ）の模式図に示すように、境界線Ｂの長さ（鉄心を構成する方向性電磁鋼板１の幅に相当）をＬｃ、境界線Ｂと交差する結晶粒界の数をＮｃとしたとき、下記式（２）により求める。
Ｄｃ＝Ｌｃ／（Ｎｃ＋１）・・・（２）
また、境界垂直方向（境界方向と垂直な方向）の粒径Ｄｌ（ｍｍ）は、境界線Ｂの延伸方向（境界方向）において、Ｌｃを６分割した位置のうち、端部を除く５カ所において、一方の屈曲部５と第１の平面部４との境界線Ｂを起点として第１の平面部４領域の方向に境界線Ｂと垂直に延伸した線が最初に結晶粒界と交差するまでの距離を第１の平面部４におけるＤｌ１～Ｄｌ５とする。また、一方の屈曲部５と第２の平面部（コーナー部内の平面部）４ａとの境界線Ｂを起点として第２の平面部４ａ領域の方向に境界線Ｂと垂直に延伸した線が最初に結晶粒界または第２の平面部４ａを挟んで隣り合う他方の屈曲部５の境界線Ｂと交差するまでの距離を第２の平面部におけるＤｌ１～Ｄｌ５とする。他方の屈曲部５についても、同様にして、第１の平面部４および第２の平面部４ａにおけるＤｌ１～Ｄｌ５をそれぞれ求める。そして、これらＤｌ１～Ｄｌ５を平均した距離として境界垂直方向の粒径Ｄｌを求める。
さらに、屈曲部５に隣接する第１の平面部４および第２の平面部４ａの円相当の結晶粒径Ｄｐ（ｍｍ）を、下記式（１）より求める。
Ｄｐ＝√（Ｄｃ×Ｄｌ／π）・・・（１）
さらに、図７（ｂ）の模式図に示すように、第２の平面部４ａの内面側の結晶粒径に添字ｉｉを、外面側の結晶粒径にｉｏを、第１の平面部４の内面側の結晶粒径に添字ｏｉを、外面側の結晶粒径にｏｏをつける。このように、一つの屈曲部５に対して、（Ｄｃ、Ｄｌ、Ｄｐ）－（ｉｉ、ｉｏ、ｏｉ、ｏｏ）という１２個の結晶粒径（Ｄｃｉｉ、Ｄｃｉｏ、Ｄｃｏｉ、Ｄｃｏｏ、Ｄｌｉｉ、Ｄｌｉｏ、Ｄｌｏｉ、Ｄｌｏｏ、Ｄｐｉｉ、Ｄｐｉｏ、Ｄｐｏｉ、Ｄｐｏｏ）を決定する。そして、各コーナー部に存在する２つ以上（例えば図２に示す巻鉄心本体１０では２つ、図３に示す巻鉄心本体１０では３つ）の屈曲部５について、上記１２個の結晶粒径のそれぞれを平均し、各コーナー部毎に、（Ｄｃ、Ｄｌ、Ｄｐ）－（ｉｉ、ｉｏ、ｏｉ、ｏｏ）という１２個の結晶粒径を決定する。
なお、一般的には方向性電磁鋼板は数ｍｍの大きさの、鋼板の板厚と比較して非常に粗大な結晶粒径を有している。そのため、一つの結晶粒が鋼板の一方の表面（例えば本実施形態における内面側）から他方の表面（例えば本実施形態における外面側）に、板厚断面の観察において柱状に貫通している場合が亜多い。このため上記のように内面側と外面側で測定される結晶粒径はほぼ同じ大きさの結晶粒径になるが、現実的には板厚を貫通しない程度の微細な結晶粒が表層に残留することもあるため、本実施形態では鋼板の両面について結晶粒径の測定を行い、その平均値をもって、本実施形態の巻鉄心を規定する。
本実施形態においては、これらの結晶粒径を、屈曲部５の幅Ｗ（ｍｍ）との比較で規定する。本実施形態において屈曲部５の幅Ｗは、屈曲部５の内側表面Ｌａ（図６参照）の長さ（屈曲方向の長さ）と屈曲部５の外側表面Ｌｂ（図６参照）の長さ（屈曲方向の長さ）との平均値とする。

本実施形態の一つの実施形態においては、少なくとも一つのコーナー部３において、Ｄｐ－（ｉｉ、ｉｏ、ｏｉ、ｏｏ）の平均値をＤｐｘ（ｍｍ）として、Ｄｐｘ≦２Ｗであることを特徴とする。この規定は、上記で説明したメカニズムの基本的な特徴に対応するものである。この規定を満たすことで、結晶粒界を、屈曲部５で発生した転位の第１の平面部４および第２の平面部４ａ側への移動の障害として機能させることができ、結果、本実施形態の効果が発現する。Ｗの２倍がＤｐｘの上限となるのは、屈曲部５で発生する転位はせいぜい変形領域の２倍程度までしか移動せず、Ｄｐｘが２Ｗを超えても転位移動の障害にはなりにくいためである。好ましくはＤｐｘ≦Ｗである。また、巻鉄心本体１０に４つ存在するコーナー部のすべてにおいて、Ｄｐｘ≦２Ｗを満足することが好ましいことは言うまでもない。

別の実施形態としては、少なくとも一つのコーナー部３において、Ｄｌ－（ｉｉ、ｉｏ、ｏｉ、ｏｏ）の平均値をＤｐｙ（ｍｍ）として、Ｄｐｙ≦２Ｗであることを特徴とする。この規定は、上記で説明したメカニズムを考慮すると、特に第１の平面部４および第２の平面部４ａへ向かう方向（屈曲部５における境界方向と垂直な方向）と交差するように存在する結晶粒界は、第１の平面部４および第２の平面部４ａへ向かう方向（屈曲部境界と垂直な方向）と平行に存在する結晶粒界よりも、各平面部方向への転位の移動障害として作用しやすいという特徴に対応するものである。この規定を満たすことで、平面部領域への転位の移動を十分に抑制することができる。好ましくはＤｐｙ≦Ｗである。また、巻鉄心本体１０に４つ存在するコーナー部のすべてにおいて、Ｄｐｙ≦２Ｗを満足することが好ましいことは言うまでもない。

さらに別の実施形態としては、少なくとも一つのコーナー部３において、Ｄｃ－（ｉｉ、ｉｏ、ｏｉ、ｏｏ）の平均値をＤｐｚ（ｍｍ）として、Ｄｐｚ≦２・Ｗであることを特徴とする。この規定は、第１の平面部４および第２の平面部４ａへ向かう方向（屈曲部境界と垂直な方向）と平行に存在する結晶粒界であっても、第１の平面部４および第２の平面部４ａの方向へ移動する転位の消滅サイトとして作用しやすいという特徴に対応するものである。この規定を満たすことで、平面部領域への転位の移動を十分に抑制することができる。好ましくはＤｐｚ≦Ｗである。また、巻鉄心本体１０に４つ存在するコーナー部のすべてにおいて、Ｄｐｚ≦２Ｗを満足することが好ましいことは言うまでもない。

（２）方向性電磁鋼板
上述のように、本実施形態において用いられる方向性電磁鋼板１において母鋼板は、当該母鋼板中の結晶粒の方位が｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積された鋼板であり、圧延方向に優れた磁気特性を有するものである。
本実施形態において母鋼板は、公知の方向性電磁鋼板を用いることができる。以下、好ましい母鋼板の一例について説明する。

母鋼板の化学組成は、質量％で、Ｓｉ：２．０％～６．０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる。この化学組成は、結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位に集積させたＧｏｓｓ集合組織に制御し、良好な磁気特性を確保するためである。その他の元素については、特に限定されるものではないが、本実施形態では、Ｓｉ、Ｆｅおよび不純物に加えて、本発明の効果を阻害しない範囲の元素を含有してもよい。例えば、Ｆｅの一部に置き換えて、下記元素を以下の範囲で含有することが許容される。代表的な選択元素の含有範囲は以下のとおりである。
Ｃ：０～０．００５０％、
Ｍｎ：０～１．０％、
Ｓ：０～０．０１５０％、
Ｓｅ：０～０．０１５０％、
Ａｌ：０～０．０６５０％、
Ｎ：０～０．００５０％、
Ｃｕ：０～０．４０％、
Ｂｉ：０～０．０１０％、
Ｂ：０～０．０８０％、
Ｐ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．０１５０％、
Ｓｎ：０～０．１０％、
Ｓｂ：０～０．１０％、
Ｃｒ：０～０．３０％、
Ｎｉ：０～１．０％、
Ｎｂ：０～０．０３０％、
Ｖ：０～０．０３０％、
Ｍｏ：０～０．０３０％、
Ｔａ：０～０．０３０％、
Ｗ：０～０．０３０％。
これらの選択元素は、その目的に応じて含有させればよいので下限値を制限する必要がなく、実質的に含有していなくてもよい。また、これらの選択元素が不純物として含有されても、本実施形態の効果は損なわれない。また、実用鋼板においてＣ含有量を０％とすることは、製造上困難であるため、Ｃ含有量は０％超としてもよい。また、なお、不純物は意図せず含有される元素を指し、母鋼板を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境等から混入する元素を意味する。不純物の合計含有量の上限は、例えば、５％であればよい。

母鋼板の化学成分は、鋼の一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、母鋼板の化学成分は、ＩＣＰ－ＡＥＳ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ－ＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。具体的には、例えば、被膜除去後の母鋼板の中央の位置から３５ｍｍ角の試験片を取得し、島津製作所製ＩＣＰＳ－８１００等（測定装置）により、予め作成した検量線に基づいた条件で測定することにより特定できる。なお、ＣおよびＳは燃焼－赤外線吸収法を用い、Ｎは不活性ガス融解－熱伝導度法を用いて測定すればよい。

なお、上記の化学組成は、母鋼板としての方向性電磁鋼板１の成分である。測定試料となる方向性電磁鋼板１が、表面に酸化物等からなる一次被膜（グラス被膜、中間層）、絶縁被膜等を有している場合は、これらを公知の方法で除去してから化学組成を測定する。

（３）方向性電磁鋼板の製造方法
方向性電磁鋼板の製造方法は、特に限定されないが、後述するように製造条件を緻密に制御することによって、鋼板の結晶粒径を作り込むことができる。このような所望の結晶粒径を有する方向性電磁鋼板を用い、かつ後述する好適な加工条件によって巻鉄心を製造することで、鉄心の効率劣化を抑制することが可能な巻鉄心を得ることができる。製造方法の好ましい具体例としては、例えばまず、Ｃを０．０４～０．１質量％とし、その他は上記方向性電磁鋼板の化学組成を有するスラブを１０００℃以上に加熱して熱間圧延を行った後、４００～８５０℃にて巻き取る。必要に応じて熱延板焼鈍を行う。熱延板焼鈍の条件は特に限定されないが、析出物制御の観点から、焼鈍温度：８００～１２００℃、焼鈍時間:１０～１０００秒としてよい。次いで、１回又は中間焼鈍を挟む２回以上の冷延により冷延鋼板を得る。この時の冷延率は、集合組織の制御の観点から８０～９９％としてよい。当該冷延鋼板を、例えば湿水素－不活性ガス雰囲気中で７００～９００℃に加熱して脱炭焼鈍し、必要に応じて更に窒化焼鈍を行う。その後、焼鈍後の鋼板上に焼鈍分離剤を塗布した上で、最高到達温度：１０００℃～１２００℃、４０～９０時間で仕上焼鈍し、９００℃程度で絶縁皮膜を形成する。上記各条件のうち、特に脱炭焼鈍、仕上げ焼鈍は鋼板の結晶粒径に影響を及ぼす。そのため、巻鉄心を製造する際には、上記条件の範囲内で製造された方向性電磁鋼板を用いることが好ましい。
また、一般的に「磁区制御」と呼ばれる処理を鋼板の製造工程において公知の方法で施した鋼板であっても本実施形態の効果を享受できる。

上記のとおり、本実施形態で使用される方向性電磁鋼板１の特徴である結晶粒径は、例えば仕上焼鈍の最高到達温度と時間によって調整することが好ましい。このように鋼板全体の平均結晶粒径を小さくし、各結晶粒径を上記の２Ｗ以下としておくことで、巻鉄心を製造する際に屈曲部５が任意の位置に形成された場合でも、上記のＤｐｘ等が２Ｗ以下になることが期待される。または、屈曲部５近傍に結晶粒径の小さい粒が配置された巻鉄心を製造するためには、結晶粒径が小さい領域が屈曲部５近傍に配置されるように鋼板を折り曲げる位置を制御する方法も有効である。この方法において、鋼板製造時点で焼鈍分離剤の状態を局所的に変更するなど公知の方法に応じて二次再結晶の粒成長が局所的に抑制された鋼板を製造し、微細粒となった箇所を選択して折り曲げ加工することでもよい。

３．巻鉄心の製造方法
本実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、前記本実施形態に係る巻鉄心を製造することができれば特に制限はなく、例えば背景技術において特許文献９～１１として紹介した公知の巻鉄心に準じた方法を適用すればよい。特にＡＥＭＵＮＩＣＯＲＥ社のＵＮＩＣＯＲＥ（https://www.aemcores.com.au/technology/unicore/）製造装置を使用する方法は最適と言える。
なお、上記Ｄｐｘ、Ｄｐｙ、Ｄｐｚを精緻に制御する観点からは、加工時に使用するパンチとダイスの形状、及び加工発熱による鋼板温度の上昇量を制御することが好ましい。具体的には、使用するパンチの曲率半径をｒ_ｐ（ｍｍ）、ダイスの曲率半径をｒ_ｄ（ｍｍ）とした場合、ｒ_ｐ／ｒ_ｄを２．０～１０．０の範囲内とすることが好ましい。また、加工発熱による鋼板温度の上昇量をΔＴとした場合、ΔＴは４．８℃以下に抑制することが好ましい。ΔＴが過度に大きいと、適正範囲の結晶粒径を有する鋼板を素材として用いても、結晶粒径が粗大化してしまい、巻鉄心の鉄心効率が低下するおそれがある。冷却方法としては特に限定しないが、例えば、加工の最中もしくは加工直後に液体窒素等の冷媒を吹きかけて鋼板温度の調整を行ってもよい。

さらに公知の方法に準じて、必要に応じて熱処理を実施してもよい。また得られた巻鉄心本体１０は、そのまま巻鉄心として使用してもよいが、更に必要に応じて、積み重ねられた複数の方向性電磁鋼板１を結束バンド等、公知の締付具等を用いて一体的に固定して巻鉄心としてもよい。

本実施形態は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、本発明の実施例を挙げながら、本発明の技術的内容について更に説明する。以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した条件例であり、本発明は、この条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

（方向性電磁鋼板）
表１に示す化学組成（質量％、表示以外の残部はＦｅ）を有するスラブを素材として、表２に示す化学組成（質量％、表示以外の残部はＦｅ）を有する最終製品（製品板）を製造した。得られた鋼板の幅は１２００ｍｍであった。
表１および表２において、「－」は含有量を意識した制御および製造をしておらず含有量の測定を実施していない元素であることを意味する。また、「＜０．００２」および「＜０．００４」は含有量を意識した制御および製造を実施し、含有量の測定を実施したが、精度の信憑性として十分な測定値が得られなかった（検出限界以下）元素であることを意味する。

なお、鋼板の製造工程および条件の詳細は表３に示すとおりである。
具体的には、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延を実施した。一部については、脱炭焼鈍後の冷延鋼板に、水素－窒素－アンモニアの混合雰囲気で窒化処理（窒化焼鈍）を施した。
さらに、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍を施した。仕上げ焼鈍鋼板の表面に形成された一次被膜の上に、燐酸塩とコロイド状シリカを主体としクロムを含有する絶縁被膜コーティング溶液を塗布し、これを熱処理して、絶縁被膜を形成した。

この際、冷延率、または仕上げ焼鈍の時間を調整することで、結晶粒径を制御した鋼板を製造した。製造された鋼板の詳細は表３に示す。

（鉄心）
各鋼板を素材として、表４および図８に示す形状を有する鉄心コアＮｏ．ａ～ｆを製造した。なお、Ｌ１はＸ軸方向に平行で、中心ＣＬを含む平断面での巻鉄心の最内周にある互いに平行な方向性電磁鋼板１間の距離（内面側平面部間距離）であり、Ｌ２はＺ軸方向に平行で、中心ＣＬを含む縦断面での巻鉄心の最内周にある互いに平行な方向性電磁鋼板１間の距離（内面側平面部間距離）であり、Ｌ３はＸ軸方向に平行で、中心ＣＬを含む平断面での巻鉄心の積層厚さ（積層方向の厚さ）であり、Ｌ４はＸ軸方向に平行で中心ＣＬを含む平断面での巻鉄心の積層鋼板幅であり、Ｌ５は巻鉄心の最内部の互いに隣り合って、かつ、合わせて直角をなすように配置された平面部間距離（屈曲部間の距離）である。言い換えると、Ｌ５は、最内周の方向性電磁鋼板の平面部４，４ａのうち、最も長さが短い平面部４ａの長手方向の長さである。ｒは巻鉄心の内面側の屈曲部の曲率半径（ｍｍ）、φは巻鉄心の屈曲部の曲げ角度（°）である。略矩形状の鉄心コアＮｏ．ａ～ｆは、内面側平面部距離がＬ１である平面部が距離Ｌ１のほぼ中央で分割されており、「略コの字」の形状を有する２つの鉄心を結合した構造となっている。
ここで、コアＮｏ．ｆの鉄心は、従来から一般的な巻鉄心として利用されている、鋼板を筒状に巻き取った後、筒状積層体のままコーナー部を一定曲率になるようにプレスし、略矩形に形成した後、焼鈍することにより形状保持を行う方法により製造された、いわゆるトランココア形態の鉄心である。このため、屈曲部の曲率半径は鋼板の積層位置により大きく変動する。また、表４において、コアＮｏ．ｆの曲率半径ｒ（ｍｍ）は、外側となるに従って増加し、最内周部で６ｍｍ、最外周部では約８５ｍｍである（表４では「-」表記）。

（評価方法）
（１）方向性電磁鋼板の磁気特性
方向性電磁鋼板の磁気特性は、ＪＩＳＣ２５５６：２０１５に規定された単板磁気特性試験法（Single Sheet Tester：ＳＳＴ）に基づいて測定した。
磁気特性として、８００Ａ／ｍで励磁したときの鋼板の圧延方向の磁束密度Ｂ８（Ｔ）と、交流周波数：５０Ｈz、励磁磁束密度：１．７Ｔでの鋼板の鉄損を測定した。
（２）鉄心における粒径
前述の通り鉄心から抜き出した鋼板の両表面の観察により１２個の結晶粒径（Ｄｃｉｉ、Ｄｃｉｏ、Ｄｃｏｉ、Ｄｃｏｏ、Ｄｌｉｉ、Ｄｌｉｏ、Ｄｌｏｉ、Ｄｌｏｏ、Ｄｐｉｉ、Ｄｐｉｏ、Ｄｐｏｉ、Ｄｐｏｏ）を求めた。
（３）鉄心の効率
各鋼板を素材とする鉄心について無負荷損失を求め、（１）で求めた鋼板の磁気特性との比を取ることでビルディングファクタ（ＢＦ）を求めた。ここでＢＦとは、巻鉄心の鉄損値を、巻鉄心の素材である方向性電磁鋼板の鉄損値で割った値である。ＢＦが小さいほど、素材鋼板に対する巻鉄心の鉄損が低減することを示している。なお本実施例では、ＢＦが１．１５以下であった場合を、鉄損効率の悪化を抑制できたものとして評価した。

磁区幅が異なる各種鋼板を用いて製造した各種鉄心における効率を評価した。結果を表５に示す。なお、表５中の「ｒ_ｐ／ｒ_ｄ」は、鉄心の加工時に使用したパンチの曲率半径ｒ_ｐ（ｍｍ）とダイスの曲率半径ｒ_ｄ（ｍｍ）との比を表し、「ΔＴ」は、加工時の発熱による鋼板温度の上昇量（℃）を表している。
同じ鋼種を用いた場合であっても、結晶粒径を適切に制御することにより鉄心の効率を向上できることがわかる。

以上の結果より、本発明の巻鉄心は、積層される方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｘ、ＤｐｙおよびＤｐｚがそれぞれ２Ｗ以下であるから、低鉄損な特性を備えることが明らかとなった。

本発明によれば、曲げ加工された鋼板を積層してなる巻鉄心において、鉄心の効率の悪化を効果的に抑制することが可能となる。

１方向性電磁鋼板
２積層構造
３コーナー部
４第１の平面部（平面部）
４ａ第２の平面部（平面部）
５屈曲部
６接合部
１０巻鉄心本体

Claims

側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
前記方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｘ（ｍｍ）が２Ｗ以下
であることを特徴とする、巻鉄心。
ここで、Ｄｐｘ（ｍｍ）は、下記式（１）により求められるＤｐ（ｍｍ）の平均値であり、
Ｄｃ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界線が延伸する方向の平均結晶粒径であり、
Ｄｌ（ｍｍ）は、前記境界における前記境界線が延伸する方向と垂直な方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、前記Ｄｐの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｐと外面側のＤｐ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｐと外面側のＤｐの平均値である。
Ｄｐ＝√（Ｄｃ×Ｄｌ／π）・・・（１）
側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｙ（ｍｍ）が２Ｗ以下であることを特徴とする、巻鉄心。
ここで、Ｄｐｙは、Ｄｌの平均値であり、
Ｄｌ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界線が延伸する方向と垂直な方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、前記Ｄｌの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｌと外面側のＤｌ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｌと外面側のＤｌの平均値である。
側面視において複数の多角形環状の方向性電磁鋼板が板厚方向に積層された巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、
方向性電磁鋼板は長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続し、
前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記方向性電磁鋼板が
質量％で、
Ｓｉ：２．０～７．０％、
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有し、
Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有し、且つ
少なくとも一つの前記屈曲部において、積層される前記方向性電磁鋼板の結晶粒径Ｄｐｚ（ｍｍ）が２Ｗ以下であることを特徴とする、巻鉄心。
ここで、Ｄｐｚは、Ｄｃの平均値であり、
Ｄｃ（ｍｍ）は、前記屈曲部と、前記屈曲部を挟むように配置された２つの前記平面部とのそれぞれの境界における境界線が延伸する方向の平均結晶粒径であり、
Ｗ（ｍｍ）は、側面視における前記屈曲部の幅である。
また、前記Ｄｃの平均値とは、２つの前記平面部のうちの一方の前記平面部の内面側のＤｃと外面側のＤｃ、ならびに他方の前記平面部の内面側のＤｃと外面側のＤｐの平均値である。