JP7723249B2 - Electromagnetic steel sheet, laminated core and rotating electric machine, and method for manufacturing electromagnetic steel sheet - Google Patents
Electromagnetic steel sheet, laminated core and rotating electric machine, and method for manufacturing electromagnetic steel sheetInfo
- Publication number
- JP7723249B2 JP7723249B2 JP2021101087A JP2021101087A JP7723249B2 JP 7723249 B2 JP7723249 B2 JP 7723249B2 JP 2021101087 A JP2021101087 A JP 2021101087A JP 2021101087 A JP2021101087 A JP 2021101087A JP 7723249 B2 JP7723249 B2 JP 7723249B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- electromagnetic steel
- insulating coating
- electrical steel
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は、電磁鋼板、積層コア及び回転電機、ならびに電磁鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to an electromagnetic steel sheet, a laminated core, a rotating electric machine, and a method for manufacturing the electromagnetic steel sheet.
回転電機に使用されるコア(鉄心)として、複数の電磁鋼板が互いに接合されて積層された積層コアが知られている。電磁鋼板同士の接合方法としては、かしめや溶接が知られている。しかし、かしめや溶接では、加工時の機械的応力や熱応力、さらには層間短絡によって電磁鋼板の磁気特性が劣化し、積層コアの性能が低下することがある。 Laminated cores, in which multiple electromagnetic steel sheets are joined together and layered, are known as cores (iron cores) used in rotating electrical machines. Crimping and welding are known methods for joining electromagnetic steel sheets. However, crimping and welding can cause deterioration in the magnetic properties of the electromagnetic steel sheets due to mechanical stress and thermal stress during processing, as well as interlayer short circuits, which can reduce the performance of the laminated core.
かしめ、溶接以外の接合方法としては、接着が知られている。例えば、表面に接着性の絶縁被膜を有する電磁鋼板を積層して互いに接着させることが提案されている(例えば、特許文献1)。しかし、従来の接着性の絶縁被膜は、所定の形状に打ち抜く際に生じる絶縁被膜の端部剥離屑(以下、「カス」と記す。)の掃除が必要であり、生産性に影響がある。 Apart from caulking and welding, adhesive bonding is a known joining method. For example, it has been proposed to stack and bond electrical steel sheets with adhesive insulating coatings on their surfaces (see, for example, Patent Document 1). However, with conventional adhesive insulating coatings, the scraps (hereinafter referred to as "waste") that peel off from the edges of the insulating coating when punching out the desired shape must be cleaned up, which affects productivity.
本発明は、電磁鋼板の打ち抜き加工時のカス発生量を低減できる電磁鋼板、積層コア及び回転電機を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an electromagnetic steel sheet, laminated core, and rotating electrical machine that can reduce the amount of scrap generated during punching of the electromagnetic steel sheet.
本発明は、以下の構成を有する。
[1]母材鋼板のいずれか一方又は両方の表面の少なくとも一部が、接着能を備える絶縁被膜により被覆された電磁鋼板であって、前記絶縁被膜に対し、パルスNMRを用いて25℃でSolid Echo法により測定される緩和曲線を二成分分離解析したとき、緩和が速いSS成分のスピン-スピン緩和時間T2Sが15.0μs以下であり、緩和が遅いSL成分のスピン-スピン緩和時間T2Lが30.0μs以下であり、前記SS成分と前記SL成分の合計量に対する前記SS成分の割合が、50.0質量%以上80.0質量%以下である、電磁鋼板。
[2]25℃でのパルスNMRで測定されるスピン-スピン緩和時間T2(25)が50.0μs以下であることを特徴とする[1]に記載の電磁鋼板。
[3][1]または[2]に記載の電磁鋼板が複数積層され、互いに接着されている、積層コア。
[4][3]に記載の積層コアを備える回転電機。
[5][1]または[2]に記載の電磁鋼板の製造方法であって、母材鋼板のいずれか一方又は両方の表面の少なくとも一部に、電磁鋼板用コーティング組成物を塗布し、乾燥させる工程と、前記電磁鋼板用コーティング組成物を焼き付けて、その後、室温まで冷却することで絶縁被膜を形成する焼き付け工程と、を有し、前記焼き付け工程において、前記絶縁被膜のガラス転位温度をTg[℃]とし、焼き付ける際の到達温度が、Tg+15℃以上、200℃未満であり、前記到達温度から室温までの冷却過程における、Tg℃から(Tg-15)℃までの温度域における平均冷却速度をCR3としたとき、平均冷却速度CR3が10℃/s以下であることを特徴とする電磁鋼板の製造方法。
[6]前記焼き付け工程において、前記到達温度から室温までの冷却過程における、(Tg+15)℃からTg℃までの温度域における平均冷却速度をCR2としたとき、CR3<CR2であることを特徴とする[5]に記載の電磁鋼板の製造方法。
The present invention has the following configuration.
[1] An electrical steel sheet in which at least a portion of one or both surfaces of a base steel sheet is covered with an insulating coating having adhesive properties, and when a relaxation curve of the insulating coating measured by a solid echo method at 25°C using pulse NMR is subjected to two-component separation analysis, the spin-spin relaxation time T2S of an SS component which relaxes quickly is 15.0 μs or less, and the spin-spin relaxation time T2L of an SL component which relaxes slowly is 30.0 μs or less, and the proportion of the SS component to the total amount of the SS component and the SL component is 50.0 mass% or more and 80.0 mass% or less.
[2] The electrical steel sheet according to [1], characterized in that the spin-spin relaxation time T 2 (25) measured by pulse NMR at 25° C. is 50.0 μs or less.
[3] A laminated core in which a plurality of the electromagnetic steel sheets according to [1] or [2] are laminated and bonded to each other.
[4] A rotating electrical machine comprising the laminated core according to [3].
[5] A method for producing an electrical steel sheet according to [1] or [2], comprising: a step of applying a coating composition for an electrical steel sheet to at least a part of the surface of one or both of a base steel sheet and drying the coating composition; and a baking step of baking the coating composition for an electrical steel sheet and then cooling to room temperature to form an insulating coating, wherein in the baking step, the glass transition temperature of the insulating coating is Tg [°C], the temperature achieved during baking is Tg + 15°C or higher and lower than 200°C, and when the average cooling rate in the temperature range from Tg°C to (Tg - 15)°C during the cooling process from the achieved temperature to room temperature is CR3, the average cooling rate CR3 is 10°C/s or lower.
[6] The method for producing an electrical steel sheet according to [5], wherein, in the baking step, when the average cooling rate in the temperature range from (Tg+15)°C to Tg°C during the cooling process from the ultimate temperature to room temperature is defined as CR2, CR3 < CR2.
本発明によれば、電磁鋼板の打ち抜き加工時のカス発生量を低減できる電磁鋼板、積層コア及び回転電機を提供できる。 The present invention provides an electromagnetic steel sheet, laminated core, and rotating electrical machine that can reduce the amount of scrap generated during punching of the electromagnetic steel sheet.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る積層コアと、この積層コアを備えた回転電機と、この積層コアを形成する素材について説明する。なお、本実施形態では、回転電機として電動機、具体的には交流電動機、より具体的には同期電動機、より一層具体的には永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明する。この種の電動機は、例えば、電気自動車などに好適に採用される。 The following describes, with reference to the drawings, a laminated core according to one embodiment of the present invention, a rotating electric machine equipped with this laminated core, and the material from which this laminated core is formed. In this embodiment, the rotating electric machine will be described using an electric motor, specifically an AC motor, more specifically a synchronous motor, and even more specifically a permanent magnet field motor, as an example. This type of electric motor is suitable for use in electric vehicles, for example.
(回転電機10)
図1に示すように、回転電機10は、ステータ20と、ロータ30と、ケース50と、回転軸60と、を備える。ステータ20及びロータ30は、ケース50内に収容される。ステータ20は、ケース50内に固定される。
本実施形態では、回転電機10として、ロータ30がステータ20の径方向内側に位置するインナーロータ型を採用している。しかしながら、回転電機10として、ロータ30がステータ20の外側に位置するアウターロータ型を採用してもよい。また、本実施形態では、回転電機10が、12極18スロットの三相交流モータである。しかしながら、極数、スロット数、相数などは、適宜変更することができる。
回転電機10は、例えば、各相に実効値10A、周波数100Hzの励磁電流を印加することにより、回転数1000rpmで回転することができる。
(Rotating electric machine 10)
1 , the rotating electric machine 10 includes a stator 20, a rotor 30, a case 50, and a rotating shaft 60. The stator 20 and the rotor 30 are housed in the case 50. The stator 20 is fixed within the case 50.
In this embodiment, the rotating electric machine 10 is an inner rotor type in which the rotor 30 is located radially inside the stator 20. However, the rotating electric machine 10 may also be an outer rotor type in which the rotor 30 is located outside the stator 20. Also, in this embodiment, the rotating electric machine 10 is a three-phase AC motor with 12 poles and 18 slots. However, the number of poles, the number of slots, the number of phases, etc. can be changed as appropriate.
The rotating electric machine 10 can rotate at a rotation speed of 1000 rpm by applying an excitation current of, for example, an effective value of 10 A and a frequency of 100 Hz to each phase.
ステータ20は、ステータ用接着積層コア(以下、ステータコア)21と、図示しない巻線と、を備える。
ステータコア21は、環状のコアバック部22と、複数のティース部23と、を備える。以下では、ステータコア21(又はコアバック部22)の中心軸線O方向を軸方向と言い、ステータコア21(又はコアバック部22)の径方向(中心軸線Oに直交する方向)を径方向と言い、ステータコア21(又はコアバック部22)の周方向(中心軸線O回りに周回する方向)を周方向と言う。
The stator 20 includes a stator adhesive laminated core (hereinafter referred to as a stator core) 21 and windings (not shown).
The stator core 21 includes an annular core back portion 22 and a plurality of teeth portions 23. Hereinafter, the direction of the central axis O of the stator core 21 (or the core back portion 22) will be referred to as the axial direction, the radial direction of the stator core 21 (or the core back portion 22) (the direction perpendicular to the central axis O) will be referred to as the radial direction, and the circumferential direction of the stator core 21 (or the core back portion 22) (the direction going around the central axis O) will be referred to as the circumferential direction.
コアバック部22は、ステータ20を軸方向から見た平面視において円環状に形成されている。
複数のティース部23は、コアバック部22の内周から径方向内側に向けて(径方向に沿ってコアバック部22の中心軸線Oに向けて)突出する。複数のティース部23は、周方向に同等の角度間隔をあけて配置されている。本実施形態では、中心軸線Oを中心とする中心角20度おきに18個のティース部23が設けられている。複数のティース部23は、互いに同等の形状でかつ同等の大きさに形成されている。よって、複数のティース部23は、互いに同じ厚み寸法を有している。
前記巻線は、ティース部23に巻回されている。前記巻線は、集中巻きされていてもよく、分布巻きされていてもよい。
The core back portion 22 is formed in an annular shape when viewed in a plan view of the stator 20 in the axial direction.
The multiple teeth 23 protrude radially inward from the inner periphery of the core back portion 22 (toward the central axis O of the core back portion 22 along the radial direction). The multiple teeth 23 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. In this embodiment, 18 teeth 23 are provided at central angle intervals of 20 degrees around the central axis O. The multiple teeth 23 are formed to have the same shape and size as each other. Therefore, the multiple teeth 23 have the same thickness dimension as each other.
The winding is wound around the teeth 23. The winding may be a concentrated winding or a distributed winding.
ロータ30は、ステータ20(ステータコア21)に対して径方向の内側に配置されている。ロータ30は、ロータコア31と、複数の永久磁石32と、を備える。
ロータコア31は、ステータ20と同軸に配置される環状(円環状)に形成されている。ロータコア31内には、前記回転軸60が配置されている。回転軸60は、ロータコア31に固定されている。
複数の永久磁石32は、ロータコア31に固定されている。本実施形態では、2つ1組の永久磁石32が1つの磁極を形成している。複数組の永久磁石32は、周方向に同等の角度間隔をあけて配置されている。本実施形態では、中心軸線Oを中心とする中心角30度おきに12組(全体では24個)の永久磁石32が設けられている。
The rotor 30 is disposed radially inside the stator 20 (the stator core 21). The rotor 30 includes a rotor core 31 and a plurality of permanent magnets 32.
The rotor core 31 is formed in an annular (circular ring) shape and is arranged coaxially with the stator 20. The rotating shaft 60 is arranged inside the rotor core 31. The rotating shaft 60 is fixed to the rotor core 31.
The plurality of permanent magnets 32 are fixed to the rotor core 31. In this embodiment, a pair of permanent magnets 32 forms one magnetic pole. The plurality of pairs of permanent magnets 32 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. In this embodiment, 12 pairs of permanent magnets 32 (24 magnets in total) are provided at 30-degree central angle intervals around the central axis O.
本実施形態では、永久磁石界磁型電動機として、埋込磁石型モータが採用されている。ロータコア31には、ロータコア31を軸方向に貫通する複数の貫通孔33が形成されている。複数の貫通孔33は、複数の永久磁石32の配置に対応して設けられている。各永久磁石32は、対応する貫通孔33内に配置された状態でロータコア31に固定されている。各永久磁石32のロータコア31への固定は、例えば永久磁石32の外面と貫通孔33の内面とを接着剤により接着すること等により、実現できる。なお、永久磁石界磁型電動機として、埋込磁石型に代えて表面磁石型モータを採用してもよい。 In this embodiment, an embedded permanent magnet motor is used as the permanent magnet field motor. The rotor core 31 has multiple through holes 33 that pass through it in the axial direction. The multiple through holes 33 are provided to correspond to the arrangement of the multiple permanent magnets 32. Each permanent magnet 32 is fixed to the rotor core 31 while positioned within the corresponding through hole 33. Each permanent magnet 32 can be fixed to the rotor core 31, for example, by bonding the outer surface of the permanent magnet 32 to the inner surface of the through hole 33 with an adhesive. Note that a surface permanent magnet motor may be used as the permanent magnet field motor instead of an embedded permanent magnet motor.
ステータコア21及びロータコア31は、いずれも積層コアである。例えばステータコア21は、図2に示すように、複数の電磁鋼板40が積層方向に積層されることで形成されている。
なお、ステータコア21及びロータコア31それぞれの積厚(中心軸線Oに沿った全長)は、例えば50.0mmとされる。ステータコア21の外径は、例えば250.0mmとされる。ステータコア21の内径は、例えば165.0mmとされる。ロータコア31の外径は、例えば163.0mmとされる。ロータコア31の内径は、例えば30.0mmとされる。ただし、これらの値は一例であり、ステータコア21の積厚、外径や内径、及びロータコア31の積厚、外径や内径は、これらの値のみに限られない。ここで、ステータコア21の内径は、ステータコア21におけるティース部23の先端部を基準とする。すなわち、ステータコア21の内径は、全てのティース部23の先端部に内接する仮想円の直径である。
Both the stator core 21 and the rotor core 31 are laminated cores. For example, as shown in FIG. 2 , the stator core 21 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates 40 in a lamination direction.
The lamination thickness (total length along the central axis O) of each of the stator core 21 and the rotor core 31 is, for example, 50.0 mm. The outer diameter of the stator core 21 is, for example, 250.0 mm. The inner diameter of the stator core 21 is, for example, 165.0 mm. The outer diameter of the rotor core 31 is, for example, 163.0 mm. The inner diameter of the rotor core 31 is, for example, 30.0 mm. However, these values are merely examples, and the lamination thickness, outer diameter, and inner diameter of the stator core 21 and the lamination thickness, outer diameter, and inner diameter of the rotor core 31 are not limited to these values. Here, the inner diameter of the stator core 21 is based on the tip ends of the teeth 23 of the stator core 21. In other words, the inner diameter of the stator core 21 is the diameter of an imaginary circle inscribed in the tip ends of all of the teeth 23.
ステータコア21及びロータコア31を形成する各電磁鋼板40は、例えば、図4から図6に示すような素材1を打ち抜き加工すること等により形成される。素材1は、電磁鋼板40の母材となる鋼板(電磁鋼板)である。素材1としては、例えば、帯状の鋼板や切り板などが挙げられる。
積層コアの説明の途中ではあるが、以下では、この素材1について説明する。なお本明細書において、電磁鋼板40の母材となる帯状の鋼板を素材1という場合がある。素材1を打ち抜き加工して積層コアに用いられる形状にした鋼板を電磁鋼板40という場合がある。
Each of the electromagnetic steel sheets 40 forming the stator core 21 and the rotor core 31 is formed, for example, by punching a blank 1 as shown in Figures 4 to 6. The blank 1 is a steel sheet (electromagnetic steel sheet) that serves as the base material of the electromagnetic steel sheets 40. Examples of the blank 1 include a strip-shaped steel sheet and a cut sheet.
Although we are still in the middle of explaining the laminated core, we will now explain this material 1. In this specification, the strip-shaped steel sheet that serves as the base material for the electromagnetic steel sheet 40 may be referred to as material 1. The steel sheet that is punched from material 1 into a shape used for the laminated core may be referred to as electromagnetic steel sheet 40.
(素材1)
素材1は、例えば、図7に示すコイル1Aに巻き取られた状態で取り扱われる。本実施形態では、素材1として、無方向性電磁鋼板を採用している。無方向性電磁鋼板としては、JIS C 2552:2014の無方向性電磁鋼帯を採用できる。しかしながら、素材1として、無方向性電磁鋼板に代えて方向性電磁鋼板を採用してもよい。この場合の方向性電磁鋼板としては、JIS C 2553:2019の方向性電磁鋼帯を採用できる。また、JIS C 2558:2015の無方向性薄電磁鋼帯や方向性薄電磁鋼帯を採用できる。
(Material 1)
The material 1 is handled in a state where it is wound into a coil 1A shown in FIG. 7 , for example. In this embodiment, a non-oriented electrical steel sheet is used as the material 1. As the non-oriented electrical steel sheet, a non-oriented electrical steel strip according to JIS C 2552:2014 can be used. However, a grain-oriented electrical steel sheet may be used as the material 1 instead of the non-oriented electrical steel sheet. In this case, as the grain-oriented electrical steel sheet, a grain-oriented electrical steel strip according to JIS C 2553:2019 can be used. Furthermore, a non-oriented thin-film electrical steel strip or a grain-oriented thin-film electrical steel strip according to JIS C 2558:2015 can be used.
素材1の平均板厚t0の上下限値は、素材1が電磁鋼板40として用いられる場合も考慮して、例えば以下のように設定される。
素材1が薄くなるに連れて素材1の製造コストは増す。そのため、製造コストを考慮すると、素材1の平均板厚t0の下限値は、0.10mm、好ましくは0.15mm、より好ましくは0.18mmとなる。
一方で素材1が厚すぎると、製造コストは良好になるが、素材1が電磁鋼板40として用いられた場合に、渦電流損が増加してコア鉄損が劣化する。そのため、コア鉄損と製造コストを考慮すると、素材1の平均板厚t0の上限値は、0.65mm、好ましくは0.35mm、より好ましくは0.30mmとなる。
素材1の平均板厚t0の上記範囲を満たすものとして、0.20mmを例示できる。
The upper and lower limits of the average sheet thickness t0 of the raw material 1 are set, for example, as follows, taking into consideration the case where the raw material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40.
The thinner the material 1, the higher the manufacturing cost of the material 1. Therefore, taking the manufacturing cost into consideration, the lower limit of the average plate thickness t0 of the material 1 is 0.10 mm, preferably 0.15 mm, and more preferably 0.18 mm.
On the other hand, if the material 1 is too thick, the manufacturing cost will be favorable, but when the material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40, the eddy current loss will increase and the core iron loss will deteriorate. Therefore, in consideration of the core iron loss and the manufacturing cost, the upper limit of the average sheet thickness t0 of the material 1 is 0.65 mm, preferably 0.35 mm, and more preferably 0.30 mm.
An example of the average plate thickness t0 of the raw material 1 that satisfies the above range is 0.20 mm.
なお、素材1の平均板厚t0は、後述する母材鋼板2の厚さだけでなく、絶縁被膜3の厚さも含まれる。また、素材1の平均板厚t0の測定方法は、例えば、以下の測定方法による。例えば、素材1がコイル1Aの形状に巻き取られている場合、素材1の少なくとも一部を平板形状にほどく。平板形状にほどかれた素材1において、素材1の長手方向の所定の位置(例えば、素材1の長手方向の端縁から、素材1の全長の10%分の長さ、離れた位置)を選定する。この選定した位置において、素材1を、その幅方向に沿って5つの領域に区分する。これらの5つの領域の境界となる4か所において、素材1の板厚を測定する。4か所の板厚の平均値を、素材1の平均板厚t0とすることができる。 The average thickness t0 of the raw material 1 includes not only the thickness of the base steel plate 2 (described below) but also the thickness of the insulating coating 3. The average thickness t0 of the raw material 1 can be measured, for example, by the following method. For example, if the raw material 1 is wound into the shape of a coil 1A, at least a portion of the raw material 1 is unwound into a flat plate. A predetermined position in the longitudinal direction of the raw material 1 (for example, a position away from the longitudinal edge of the raw material 1 by a length equal to 10% of the total length of the raw material 1) is selected from the unwound raw material 1. At this selected position, the raw material 1 is divided into five regions along its width. The thickness of the raw material 1 is measured at four locations that form the boundaries between these five regions. The average of the thicknesses at the four locations can be used as the average thickness t0 of the raw material 1.
この素材1の平均板厚t0についての上下限値は、電磁鋼板40としての平均板厚t0の上下限値としても当然に採用可能である。なお、電磁鋼板40の平均板厚t0の測定方法は、例えば、以下の測定方法による。例えば、積層コアの積厚を、周方向に同等の間隔をあけて4か所において(すなわち、中心軸線Oを中心とした90度おきに)測定する。測定した4か所の積厚それぞれを、積層されている電磁鋼板40の枚数で割って、1枚当たりの板厚を算出する。4か所の板厚の平均値を、電磁鋼板40の平均板厚t0とすることができる。 The upper and lower limits for the average sheet thickness t0 of this material 1 can naturally also be used as the upper and lower limits for the average sheet thickness t0 of the electromagnetic steel sheets 40. The average sheet thickness t0 of the electromagnetic steel sheets 40 can be measured, for example, by the following measurement method. For example, the stack thickness of the laminated core is measured at four locations equally spaced circumferentially (i.e., every 90 degrees around the central axis O). The stack thickness at each of the four measured locations is divided by the number of stacked electromagnetic steel sheets 40 to calculate the sheet thickness per sheet. The average value of the sheet thicknesses at the four locations can be used as the average sheet thickness t0 of the electromagnetic steel sheets 40.
図5及び図6に示すように、素材1は、母材鋼板2と、絶縁被膜3と、を備えている。素材1は、帯状の母材鋼板2の両面が絶縁被膜3によって被覆されてなる。本実施形態では、素材1の大部分が母材鋼板2によって形成され、母材鋼板2の表面に、母材鋼板2よりも薄い絶縁被膜3が積層されている。 As shown in Figures 5 and 6, the material 1 comprises a base steel plate 2 and an insulating coating 3. The material 1 is formed by coating both sides of a strip-shaped base steel plate 2 with an insulating coating 3. In this embodiment, the majority of the material 1 is formed from the base steel plate 2, and an insulating coating 3 that is thinner than the base steel plate 2 is laminated on the surface of the base steel plate 2.
母材鋼板2の化学組成は、以下に質量%単位で示すように、質量%で2.5%~4.5%のSiを含有する。なお、化学組成をこの範囲とすることにより、素材1(電磁鋼板40)の降伏強度を、例えば、380MPa以上540MPa以下に設定することができる。 The chemical composition of the base steel sheet 2 is shown below in mass percent, and contains 2.5% to 4.5% Si by mass. By keeping the chemical composition within this range, the yield strength of the material 1 (electrical steel sheet 40) can be set to, for example, 380 MPa or more and 540 MPa or less.
Si:2.5%~4.5%
Al:0.001%~3.0%
Mn:0.05%~5.0%
残部:Fe及び不純物
Si: 2.5% to 4.5%
Al: 0.001% to 3.0%
Mn: 0.05% to 5.0%
Remainder: Fe and impurities
素材1が電磁鋼板40として用いられるときに、絶縁被膜3は、積層方向に隣り合う電磁鋼板40間での絶縁性能を発揮する。また本実施形態では、絶縁被膜3は、接着能を備えていて、積層方向に隣り合う電磁鋼板40を接着する。絶縁被膜3は、単層構成であってもよく、複層構成であってもよい。より具体的には、例えば、絶縁被膜3は、絶縁性能と接着能とを兼ね備えた単層構成であってもよく、絶縁性能に優れる下地絶縁被膜と、接着性能に優れる上地絶縁被膜とを含む複層構成であってもよい。 When the material 1 is used as an electromagnetic steel sheet 40, the insulating coating 3 provides insulation between adjacent electromagnetic steel sheets 40 in the stacking direction. In this embodiment, the insulating coating 3 also has adhesive properties, bonding adjacent electromagnetic steel sheets 40 in the stacking direction. The insulating coating 3 may have a single-layer structure or a multi-layer structure. More specifically, for example, the insulating coating 3 may have a single-layer structure that combines insulating properties and adhesive properties, or a multi-layer structure that includes a base insulating coating with excellent insulating properties and a top insulating coating with excellent adhesive properties.
本実施形態では、絶縁被膜3は、母材鋼板2の両面を全面にわたって隙間なく覆っている。しかしながら、前述の絶縁性能や接着能が確保される範囲において、絶縁被膜3の一部の層は、母材鋼板2の両面を隙間なく覆っていなくてもよい。言い換えると、絶縁被膜3の一部の層が、母材鋼板2の表面に間欠的に設けられていてもよい。ただし、絶縁性能を確保するには、母材鋼板2の両面は全面が露出しないように絶縁被膜3によって覆われている必要がある。具体的には、絶縁被膜3が絶縁性能に優れる下地絶縁被膜を有さず、絶縁性能と接着能を兼ね備えた単層構成である場合は、絶縁被膜3は母材鋼板2の全面にわたって隙間なく形成されている必要がある。これに対し、絶縁被膜3が、絶縁性能に優れる下地絶縁被膜と、接着能に優れる上地絶縁被膜とを含む複層構成である場合、下地絶縁被膜と上地絶縁被膜の両方を母材鋼板2の全面にわたって隙間なく形成する他に、下地絶縁被膜を母材鋼板の全面にわたって隙間なく形成し、上地絶縁被膜を間欠的に設けても、絶縁性能と接着能の両立が可能である。 In this embodiment, the insulating coating 3 completely covers both surfaces of the base steel plate 2 without any gaps. However, as long as the aforementioned insulating performance and adhesive properties are ensured, some layers of the insulating coating 3 do not have to completely cover both surfaces of the base steel plate 2. In other words, some layers of the insulating coating 3 may be provided intermittently on the surface of the base steel plate 2. However, to ensure insulating performance, both surfaces of the base steel plate 2 must be covered with the insulating coating 3 so that the entire surface is not exposed. Specifically, if the insulating coating 3 does not have an underlying insulating coating with excellent insulating performance and has a single-layer structure that combines insulating performance and adhesive properties, the insulating coating 3 must be formed completely over the entire surface of the base steel plate 2 without any gaps. In contrast, when the insulating coating 3 has a multi-layer structure including a base insulating coating with excellent insulating performance and a top insulating coating with excellent adhesive performance, it is possible to achieve both insulating performance and adhesive performance by forming both the base insulating coating and top insulating coating without gaps over the entire surface of the base steel sheet 2, or by forming the base insulating coating without gaps over the entire surface of the base steel sheet and providing the top insulating coating intermittently.
下地絶縁被膜を形成するコーティング組成物としては、特に限定されず、例えば、クロム酸含有処理剤、リン酸塩含有処理等の一般的な処理剤を使用できる。 The coating composition used to form the base insulating coating is not particularly limited, and common treatments such as chromate-containing treatments and phosphate-containing treatments can be used.
接着能を備える絶縁被膜は、後述の電磁鋼板用コーティング組成物が母材鋼板上に塗布されてなる。接着能を備える絶縁被膜は、例えば、絶縁性能と接着能を兼ね備えた単層構成の絶縁被膜や、下地絶縁被膜上に設けられる上地絶縁被膜である。接着能を備える絶縁被膜は、積層コア製造時の加熱圧着前においては、未硬化状態又は半硬化状態(Bステージ)であり、加熱圧着時の加熱によって硬化反応が進行して接着能が発現する。 An adhesive insulating coating is formed by applying the coating composition for electrical steel sheet described below to a base steel sheet. An adhesive insulating coating can be, for example, a single-layer insulating coating that combines insulating properties and adhesive properties, or a top insulating coating that is applied to a base insulating coating. Before the thermocompression bonding process during laminated core manufacturing, the adhesive insulating coating is in an uncured or semi-cured state (B-stage). Heating during thermocompression bonding causes a curing reaction, resulting in the development of adhesive properties.
接着能を備える絶縁被膜は、パルスNMRを用いて25℃でSolid Echo法により測定される緩和曲線を二成分分離解析したとき、緩和が速いSS成分のスピン-スピン緩和時間T2Sが15.0μs以下であり、緩和が遅いSL成分のスピン-スピン緩和時間T2Lが30.0μs以下である。 When a relaxation curve of the adhesive insulating coating is measured by a solid echo method at 25°C using pulse NMR and analyzed by two-component separation, the fast-relaxing SS component has a spin-spin relaxation time T 2S of 15.0 μs or less, and the slow-relaxing SL component has a spin-spin relaxation time T 2L of 30.0 μs or less.
本発明では、パルスNMR測定において観測される横緩和、すなわち静磁場に直交する平面内での緩和をスピン-スピン緩和とみなす。SS成分は、パルスNMR測定で得られる緩和曲線を二成分に分離した2本の分離曲線のうち、緩和時間がより短い分離曲線に相当する、緩和が速く分子運動性が低い成分である。SL成分は、パルスNMR測定で得られる緩和曲線を二成分に分離した2本の分離曲線のうち、緩和時間がより長い分離曲線に相当する、緩和が遅く分子運動性が高い成分である。
パルスNMRの測定条件としては、例えば、実施例に示す条件が挙げられる。
In the present invention, transverse relaxation observed in pulsed NMR measurements, i.e., relaxation in a plane perpendicular to the static magnetic field, is considered to be spin-spin relaxation. The SS component is a component with fast relaxation and low molecular mobility that corresponds to the separation curve with the shorter relaxation time of the two separation curves obtained by separating a relaxation curve obtained by pulsed NMR measurements into two components. The SL component is a component with slow relaxation and high molecular mobility that corresponds to the separation curve with the longer relaxation time of the two separation curves obtained by separating a relaxation curve obtained by pulsed NMR measurements into two components.
The measurement conditions for pulsed NMR may be, for example, those shown in the Examples.
25℃でのT2Sが15.0μs以下、T2Lが30.0μs以下に制御されていることで、打ち抜き加工時の絶縁被膜3は分子運動性が非常に低く硬いため、カス発生量が低減される。
T2Sは、13.0μs以下が好ましく、10.0μs以下がより好ましい。
T2Lは、28.0μs以下が好ましく、27.0μs以下がより好ましい。
By controlling T 2S at 25° C. to 15.0 μs or less and T 2L to 30.0 μs or less, the insulating coating 3 has very low molecular mobility and is hard during punching, thereby reducing the amount of waste generated.
T2S is preferably 13.0 μs or less, and more preferably 10.0 μs or less.
T2L is preferably 28.0 μs or less, and more preferably 27.0 μs or less.
25℃でのSS成分とSL成分の合計量(100質量%)に対するSS成分の割合は、50.0質量%以上80.0質量%以下であり、70.0質量%以上80.0質量%以下が好ましい。SS成分の割合が前記範囲内であれば、打ち抜き加工時のカス発生量の低減効果がさらに高くなる。
SS成分及びSL成分の割合は、パルスNMRの測定結果を解析することにより求められる。
The proportion of the SS component relative to the total amount (100% by mass) of the SS component and the SL component at 25° C. is 50.0% by mass or more and 80.0% by mass or less, and preferably 70.0% by mass or more and 80.0% by mass or less. If the proportion of the SS component is within this range, the effect of reducing the amount of waste generated during punching is further enhanced.
The ratio of the SS component to the SL component can be determined by analyzing the results of pulsed NMR measurements.
接着能を備える絶縁被膜3は、25℃でのパルスNMRで測定されるスピン-スピン緩和時間T2(25)が55.0μs以下であることが好ましい。これにより、打ち抜き加工時の絶縁被膜3は分子運動性をさらに低く硬くできるため、打ち抜き時のカスの発生量をさらに低減できる。 The adhesive insulating coating 3 preferably has a spin-spin relaxation time T 2 (25) of 55.0 μs or less as measured by pulsed NMR at 25° C. This allows the insulating coating 3 to have even lower molecular mobility and harder during punching, further reducing the amount of waste generated during punching.
T2(25)は、打ち抜き加工時のカス発生量を低減しやすい点から、40.0μs以下がより好ましく、30.0μs以下がさらに好ましい。なお、T2(25)の下限値は特に限定しないが、5.0μs以上としてよい。
T2S、T2L及びT2(25)は、例えば、硬化剤の種類及び含有量、架橋の度合いを調節することによって調節できる。
T2 (25) is more preferably 40.0 μs or less, and even more preferably 30.0 μs or less, from the viewpoint of easily reducing the amount of waste generated during punching. The lower limit of T2 (25) is not particularly limited, but may be 5.0 μs or more.
T 2S , T 2L and T 2 (25) can be adjusted by, for example, adjusting the type and content of the curing agent and the degree of crosslinking.
電磁鋼板用コーティング組成物の構成成分としては、前述の条件を満たすものであれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤と、を含有する組成物が挙げられる。すなわち、接着能を備える絶縁被膜としては、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤と、を含有する膜が、一例として挙げられる。 The components of the coating composition for electrical steel sheets are not particularly limited as long as they satisfy the above-mentioned conditions, and examples include compositions containing an epoxy resin and an epoxy resin curing agent. In other words, one example of an insulating coating with adhesive properties is a film containing an epoxy resin and an epoxy resin curing agent.
エポキシ樹脂としては、一般的なエポキシ樹脂が使用でき、具体的には、一分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂であれば特に制限なく使用できる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、アクリル酸変性エポキシ樹脂(エポキシアクリレート)、リン含有エポキシ樹脂、及びこれらのハロゲン化物(臭素化エポキシ樹脂等)や水素添加物等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 General epoxy resins can be used as the epoxy resin. Specifically, any epoxy resin containing two or more epoxy groups per molecule can be used without particular restrictions. Examples of such epoxy resins include bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins, phenol novolac epoxy resins, cresol novolac epoxy resins, alicyclic epoxy resins, glycidyl ester epoxy resins, glycidyl amine epoxy resins, hydantoin epoxy resins, isocyanurate epoxy resins, acrylic acid-modified epoxy resins (epoxy acrylates), phosphorus-containing epoxy resins, and their halides (e.g., brominated epoxy resins) and hydrogenated versions. One type of epoxy resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
電磁鋼板用コーティング組成物は、アクリル樹脂を含有してもよい。
アクリル樹脂としては、特に限定されない。アクリル樹脂に用いるモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレートを例示できる。なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。アクリル樹脂としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The coating composition for an electrical steel sheet may contain an acrylic resin.
The acrylic resin is not particularly limited. Examples of monomers used for the acrylic resin include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, and (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, and hydroxypropyl (meth)acrylate. Note that (meth)acrylate means acrylate or methacrylate. One type of acrylic resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
アクリル樹脂は、アクリルモノマー以外の他のモノマーに由来する構成単位を有していてもよい。他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、スチレン等が挙げられる。他のモノマーとしては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The acrylic resin may contain structural units derived from monomers other than acrylic monomers. Examples of such other monomers include ethylene, propylene, and styrene. One type of such other monomer may be used alone, or two or more types may be used in combination.
アクリル樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂にアクリル樹脂をグラフトさせたアクリル変性エポキシ樹脂として用いてもよい。電磁鋼板用コーティング組成物においては、アクリル樹脂を形成するモノマーとして含まれていてもよい。 When using an acrylic resin, it may be used as an acrylic-modified epoxy resin in which the acrylic resin is grafted onto an epoxy resin. In coating compositions for electrical steel sheets, it may be included as a monomer that forms the acrylic resin.
エポキシ樹脂硬化剤としては、潜在性を持つ加熱硬化タイプのものが使用可能であり、例えば、芳香族ポリアミン、酸無水物、フェノール系硬化剤、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素-アミン錯体、有機酸ヒドラジッド等が挙げられる。芳香族ポリアミンとしては、例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。フェノール系硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂、フェノールレゾール樹脂等が挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂硬化剤としては、フェノール系硬化剤が好ましく、フェノールレゾール樹脂がより好ましい。エポキシ樹脂硬化剤としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Epoxy resin curing agents that can be used include latent heat-curing agents, such as aromatic polyamines, acid anhydrides, phenolic curing agents, dicyandiamide, boron trifluoride-amine complexes, and organic acid hydrazides. Examples of aromatic polyamines include metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenyl sulfone. Examples of phenolic curing agents include phenol novolac resin, cresol novolac resin, bisphenol novolac resin, triazine-modified phenol novolac resin, and phenol resole resin. Of these, phenolic curing agents are preferred as epoxy resin curing agents, and phenol resole resin is more preferred. Epoxy resin curing agents may be used alone or in combination.
電磁鋼板用コーティング組成物中のエポキシ樹脂硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、5~35質量部が好ましく、10~30質量部がより好ましい。 The content of the epoxy resin curing agent in the coating composition for electrical steel sheets is preferably 5 to 35 parts by mass, and more preferably 10 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of epoxy resin.
電磁鋼板用コーティング組成物は、硬化促進剤(硬化触媒)、乳化剤、消泡剤等の添加剤が配合されていてもよい。添加剤としては、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The coating composition for electrical steel sheets may contain additives such as curing accelerators (curing catalysts), emulsifiers, and antifoaming agents. A single type of additive may be used, or two or more types may be used in combination.
次に、本実施形態の電磁鋼板40の製造方法について説明する。
電磁鋼板40は、母材鋼板2のいずれか一方又は両方の表面の少なくとも一部に、電磁鋼板用コーティング組成物を塗布し、乾燥させる工程と、電磁鋼板用コーティング組成物を焼き付けて、その後、室温まで冷却することで絶縁被膜3を形成する焼き付け工程と、を有する。
以下、焼き付け工程について、詳述する。
Next, a method for manufacturing the electromagnetic steel sheet 40 of this embodiment will be described.
The production of the electromagnetic steel sheet 40 includes a step of applying a coating composition for an electromagnetic steel sheet to at least a portion of one or both surfaces of the base steel sheet 2 and drying it, and a baking step of baking the coating composition for an electromagnetic steel sheet and then cooling it to room temperature to form the insulating coating 3.
The baking step will be described in detail below.
絶縁被膜3は、例えば電磁鋼板用コーティング組成物を母材鋼板2の表面に塗布して乾燥し、焼き付けることで形成できる。
焼き付ける際の到達温度の下限値は、120℃以上が好ましく、より好ましくは130℃以上である。焼き付ける際の到達温度は200℃未満が好ましく、より好ましい上限値は190℃以下である。ここでいう「到達温度」とは、焼き付け工程における電磁鋼板の最高到達温度を指す。測定は、一般的な手法を適用すれば良く、放射温度計や、サーモラベル(登録商標)(鋼板に張り付けておくシール状の温度計)を用い、鋼板の表面温度として測定される。
なお、後述する焼き付け工程の冷却過程の冷却速度の制御により本発明効果を享受する場合、温度履歴を絶縁被膜3(電磁鋼板用コーティング組成物)のガラス転位温度Tg[℃]との関連で制御するため、該到達温度はTgとの関連での制約が生じる。この場合、該到達温度の下限値は、Tg+15[℃]とする。これにより到達温度で保持される時点での絶縁被膜の分子鎖が十分に分離した状態となり、その後の冷却過程での分子鎖の配列の制御が有効に作用するようになる。好ましくは(Tg+30)[℃]以上、さらに好ましくは(Tg+45)[℃]以上である。ただし、該冷却速度の制御により本発明効果を享受する場合において、到達温度が高すぎると、良好な接着強度が得られないおそれがある。そのため、到達温度は、200℃未満、さらには190℃以下に留めることが好ましい。
焼き付け時間の下限値は、好ましくは20秒、より好ましくは30秒である。焼き付け時間の上限値は、好ましくは70秒、より好ましくは60秒である。
The insulating coating 3 can be formed, for example, by applying a coating composition for electromagnetic steel sheets to the surface of the base steel sheet 2, drying it, and baking it.
The lower limit of the temperature reached during baking is preferably 120°C or higher, more preferably 130°C or higher. The temperature reached during baking is preferably less than 200°C, more preferably 190°C or lower. The "temperature reached" here refers to the maximum temperature reached by the electrical steel sheet during the baking process. Measurement can be performed using a general method, and the surface temperature of the steel sheet is measured using a radiation thermometer or a Thermo Label (registered trademark) (a thermometer in the form of a sticker attached to the steel sheet).
When the effects of the present invention are achieved by controlling the cooling rate during the baking step (described later), the temperature history is controlled in relation to the glass transition temperature Tg [°C] of the insulating coating 3 (coating composition for electrical steel sheets), and therefore the ultimate temperature is limited by Tg. In this case, the lower limit of the ultimate temperature is set to Tg + 15 [°C]. This ensures that the molecular chains of the insulating coating are sufficiently separated when held at the ultimate temperature, allowing for effective control of the molecular chain alignment during the subsequent cooling step. The ultimate temperature is preferably (Tg + 30) [°C] or higher, and more preferably (Tg + 45) [°C] or higher. However, when the effects of the present invention are achieved by controlling the cooling rate, if the ultimate temperature is too high, satisfactory adhesive strength may not be obtained. Therefore, the ultimate temperature is preferably kept below 200°C, and even more preferably below 190°C.
The lower limit of the baking time is preferably 20 seconds, more preferably 30 seconds, and the upper limit of the baking time is preferably 70 seconds, more preferably 60 seconds.
本実施形態の電磁鋼板40の製造において、焼き付け工程における室温までの冷却過程は、本実施形態で規定するT2S、T2L及びT2(25)の制御に有効に活用できる。本実施形態の電磁鋼板40の製造方法のひとつの実施形態として、これを以下に説明する。
本実施形態では、絶縁被膜3(コーティング組成物)のガラス転位温度をTg[℃]とし、絶縁被膜3の焼き付け工程における最高到達温度から室温までの冷却過程における、Tg℃から(Tg-15)℃までの温度域における平均冷却速度をCR3としたとき、平均冷却速度CR3を10℃/s以下とする。この温度域を10℃/s以下と、比較的低い速度で冷却することで、特にT2S及びT2Lが好ましく制御できるとともに、SS成分の割合を適正な範囲に制御できる。さらに、T2S及びT2Lが好ましい範囲に制御されることで、絶縁被膜3が適度に硬くなる。そのため、その後、電磁鋼板40を打ち抜く際のカス発生量を低減できる。一方で、平均冷却速度CR3が10℃/sを超えると、特にT2S及びT2Lが長時間化するとともに絶縁被膜3が軟化し、打抜き加工時のカスの発生を抑制できなくなる。平均冷却速度CR3の下限値は特に限定する必要はないが、焼き付け工程の生産性を考えれば、1℃/s以上とすることが好ましい。
In the manufacturing of the electromagnetic steel sheet 40 of this embodiment, the cooling process to room temperature in the baking step can be effectively utilized for controlling T2S , T2L , and T2 (25) defined in this embodiment. One embodiment of the manufacturing method of the electromagnetic steel sheet 40 of this embodiment will be described below.
In this embodiment, the glass transition temperature of the insulating coating 3 (coating composition) is Tg [°C], and the average cooling rate in the temperature range from Tg°C to (Tg-15)°C during the cooling process from the maximum temperature reached in the baking step of the insulating coating 3 to room temperature is CR3. The average cooling rate CR3 is set to 10°C/s or less. By cooling this temperature range at a relatively low rate of 10°C/s or less, T2S and T2L in particular can be favorably controlled, and the proportion of the SS component can be controlled within an appropriate range. Furthermore, by controlling T2S and T2L within the preferred range, the insulating coating 3 becomes appropriately hard. This reduces the amount of swarf generated when the electrical steel sheet 40 is subsequently punched. On the other hand, if the average cooling rate CR3 exceeds 10°C/s, the T2S and T2L in particular increase in time, the insulating coating 3 softens, and swarf generation during punching cannot be suppressed. There is no need to particularly limit the lower limit of the average cooling rate CR3, but in consideration of the productivity of the baking step, it is preferable to set it to 1° C./s or more.
さらに、最高到達温度から室温までの冷却過程における、(Tg+15)℃からTg℃までの平均冷却速度をCR2としたとき、CR3<CR2とすることが好ましい。これにより、T2(25)が、より好ましい範囲に制御されるため、高いカス発生抑制効果に加え、高い接着強度との両立が可能となる。 Furthermore, when the average cooling rate from (Tg+15)°C to Tg°C during the cooling process from the maximum temperature to room temperature is defined as CR2, it is preferable that CR3 < CR2. This allows T2 (25) to be controlled within a more preferable range, making it possible to achieve both a high effect of suppressing scum generation and high adhesive strength.
上記のような、ガラス転位温度Tgの直下の温度域における平均冷却速度CR3の制御により、高いカス発生抑制効果と高い接着強度が両立できるメカニズムは明確ではないものの、絶縁被膜3の分子鎖が適度に配列されるため分子運動性が低くなりすぎることを回避することで達成されたものと考えられる。 Although the mechanism by which control of the average cooling rate CR3 in the temperature range just below the glass transition temperature Tg as described above achieves both a high effect of suppressing scum generation and high adhesive strength is unclear, it is thought that this is achieved by preventing molecular mobility from becoming too low by appropriately arranging the molecular chains of the insulating coating 3.
以上、本実施形態の電磁鋼板40の製造方法について説明してきたが、上記の各条件は、本実施形態の電磁鋼板40を得るための一例であって、本実施形態の電磁鋼板40は、当該各条件によって限定されるものでない。 The above describes the manufacturing method for the electromagnetic steel sheet 40 of this embodiment, but the above conditions are only an example for obtaining the electromagnetic steel sheet 40 of this embodiment, and the electromagnetic steel sheet 40 of this embodiment is not limited by these conditions.
絶縁被膜3の平均厚みt1の上下限値は、素材1が電磁鋼板40として用いられる場合も考慮して、例えば以下のように設定される。
素材1が電磁鋼板40として用いられる場合において、絶縁被膜3の平均厚みt1(電磁鋼板40(素材1)片面あたりの厚さ)は、互いに積層される電磁鋼板40間での絶縁性能及び接着能を確保できるように調整する。
The upper and lower limits of the average thickness t1 of the insulating coating 3 are set, for example, as follows, taking into consideration the case where the material 1 is used as an electromagnetic steel sheet 40.
When the material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40, the average thickness t1 of the insulating coating 3 (the thickness per side of the electromagnetic steel sheet 40 (material 1)) is adjusted so as to ensure the insulating performance and adhesive ability between the electromagnetic steel sheets 40 stacked on top of each other.
単層構成の絶縁被膜3の場合、絶縁被膜3の平均厚みt1(電磁鋼板40(素材1)片面あたりの厚さ)は、例えば、1.5μm以上8.0μm以下とすることができる。
複層構成の絶縁被膜3の場合、下地絶縁被膜の平均厚みは、例えば、0.3μm以上1.2μm以下とすることができ、0.7μm以上0.9μm以下が好ましい。上地絶縁被膜の平均厚みは、例えば、1.5μm以上8.0μm以下とすることができる。
なお、素材1における絶縁被膜3の平均厚みt1の測定方法は、素材1の平均板厚t0と同様の考え方で、複数箇所の絶縁被膜3の厚みを求め、それらの厚みの平均として求めることができる。
In the case of a single-layer insulating coating 3, the average thickness t1 of the insulating coating 3 (thickness per side of the electromagnetic steel sheet 40 (base material 1)) can be, for example, 1.5 μm or more and 8.0 μm or less.
In the case of the multilayer insulating coating 3, the average thickness of the base insulating coating may be, for example, from 0.3 μm to 1.2 μm, and preferably from 0.7 μm to 0.9 μm. The average thickness of the top insulating coating may be, for example, from 1.5 μm to 8.0 μm.
The average thickness t1 of the insulating coating 3 on the base material 1 can be measured in the same way as the average plate thickness t0 of the base material 1, by measuring the thicknesses of the insulating coating 3 at multiple locations and averaging these thicknesses.
この素材1における絶縁被膜3の平均厚みt1についての上下限値は、電磁鋼板40における絶縁被膜3の平均厚みt1の上下限値としても当然に採用可能である。なお、電磁鋼板40における絶縁被膜3の平均厚みt1の測定方法は、例えば、以下の測定方法による。例えば、積層コアを形成する複数の電磁鋼板のうち、積層方向の最も外側に位置する電磁鋼板40(表面が積層方向に露出している電磁鋼板40)を選定する。選定した電磁鋼板40の表面において、径方向の所定の位置(例えば、電磁鋼板40における内周縁と外周縁との丁度中間(中央)の位置)を選定する。選定した位置において、電磁鋼板40の絶縁被膜3の厚みを、周方向に同等の間隔をあけて4か所において(すなわち、中心軸線Oを中心とした90度おきに)測定する。測定した4か所の厚みの平均値を、絶縁被膜3の平均厚みt1とすることができる。
なお、このように絶縁被膜3の平均厚みt1を、積層方向の最も外側に位置する電磁鋼板40において測定した理由は、絶縁被膜3の厚みが、電磁鋼板40の積層方向に沿った積層位置で殆ど変わらないように、絶縁被膜3が作り込まれているからである。
The upper and lower limits for the average thickness t1 of the insulating coating 3 of the material 1 can naturally also be used as the upper and lower limits for the average thickness t1 of the insulating coating 3 of the electromagnetic steel sheets 40. The average thickness t1 of the insulating coating 3 of the electromagnetic steel sheets 40 can be measured, for example, by the following measurement method. For example, among the multiple electromagnetic steel sheets that form the laminated core, the electromagnetic steel sheets 40 that are located outermost in the stacking direction (the electromagnetic steel sheets 40 whose surfaces are exposed in the stacking direction) are selected. A predetermined radial position (for example, a position exactly midway (center) between the inner and outer circumferential edges of the electromagnetic steel sheets 40) is selected on the surface of the selected electromagnetic steel sheets 40. At the selected position, the thickness of the insulating coating 3 of the electromagnetic steel sheets 40 is measured at four equally spaced locations in the circumferential direction (i.e., at 90-degree intervals around the central axis O). The average value of the thicknesses measured at the four locations can be used as the average thickness t1 of the insulating coating 3.
The reason why the average thickness t1 of the insulating coating 3 was measured on the electromagnetic steel sheet 40 located outermost in the stacking direction is that the insulating coating 3 is fabricated so that the thickness of the insulating coating 3 remains almost constant at any stacking position along the stacking direction of the electromagnetic steel sheet 40.
以上のような素材1を打ち抜き加工することで電磁鋼板40が製造され、電磁鋼板40によって接着コア(ステータコア21やロータコア31)が製造される。 Electromagnetic steel sheets 40 are manufactured by punching the above-described material 1, and bonded cores (stator core 21 and rotor core 31) are manufactured using the electromagnetic steel sheets 40.
(積層コアの積層方法)
以下、積層コアの説明に戻る。ステータコア21を形成する複数の電磁鋼板40は、図3に示すように、絶縁被膜3を介して積層されている。
積層方向に隣り合う電磁鋼板40は、絶縁被膜3によって全面にわたって接着されている。言い換えると、電磁鋼板40において積層方向を向く面(以下、第1面という)は、全面にわたって接着領域41aとなっている。ただし、積層方向に隣り合う電磁鋼板40が、全面にわたって接着されていなくてもよい。言い換えると、電磁鋼板40の第1面において、接着領域41aと非接着領域(不図示)とが混在していてもよい。
(Lamination method of laminated core)
Returning to the description of the laminated core, the stator core 21 is made up of a plurality of electromagnetic steel sheets 40 which are laminated with insulating coatings 3 interposed therebetween, as shown in FIG.
Adjacent electromagnetic steel sheets 40 in the stacking direction are bonded over their entire surfaces by the insulating coating 3. In other words, the surfaces of the electromagnetic steel sheets 40 facing the stacking direction (hereinafter referred to as the first surfaces) are bonded over their entire surfaces. However, adjacent electromagnetic steel sheets 40 in the stacking direction do not have to be bonded over their entire surfaces. In other words, the first surfaces of the electromagnetic steel sheets 40 may include a mixture of bonded areas 41a and non-bonded areas (not shown).
本実施形態では、ロータコア31を形成する方の複数の電磁鋼板は、図1に示すかしめ42(ダボ)によって互いに固定されている。しかしながら、ロータコア31を形成する複数の電磁鋼板も、ステータコア21と同様に絶縁被膜3により固定した積層構造を有してもよい。
また、ステータコア21やロータコア31などの積層コアは、いわゆる回し積みにより形成されていてもよい。
In this embodiment, the plurality of electromagnetic steel sheets forming the rotor core 31 are fixed to one another by crimps 42 (dowels) as shown in Fig. 1. However, the plurality of electromagnetic steel sheets forming the rotor core 31 may also have a laminated structure fixed by an insulating coating 3, similar to the stator core 21.
Furthermore, laminated cores such as the stator core 21 and the rotor core 31 may be formed by so-called rotational lamination.
(積層コアの製造方法)
前記ステータコア21は、例えば、図7に示す製造装置100を用いて製造される。以下では、製造方法の説明にあたり、まず先に、積層コアの製造装置100(以下、単に製造装置100という)について説明する。
製造装置100では、コイル1A(フープ)から素材1を矢印F方向に向かって送り出しつつ、各ステージに配置された金型により複数回の打ち抜きを行って電磁鋼板40の形状に徐々に形成していく。そして、打ち抜いた電磁鋼板40を積層して昇温させながら加圧する。その結果、積層方向に隣り合う電磁鋼板40を絶縁被膜3によって接着させ(すなわち、絶縁被膜3のうちの接着領域41aに位置する部分に接着能を発揮させ)、接着が完了する。
(Manufacturing method of laminated core)
The stator core 21 is manufactured using, for example, a manufacturing apparatus 100 shown in Fig. 7. In the following, before describing the manufacturing method, the laminated core manufacturing apparatus 100 (hereinafter simply referred to as the manufacturing apparatus 100) will first be described.
In the manufacturing apparatus 100, the raw material 1 is fed from the coil 1A (hoop) in the direction of arrow F, and is gradually formed into the shape of the electromagnetic steel sheets 40 by punching multiple times using dies arranged at each stage. The punched electromagnetic steel sheets 40 are then stacked and pressurized while being heated. As a result, adjacent electromagnetic steel sheets 40 in the stacking direction are bonded together by the insulating coating 3 (i.e., the portions of the insulating coating 3 located in the bonding regions 41a are allowed to exhibit their adhesive properties), completing the bonding process.
図7に示すように、製造装置100は、複数段の打ち抜きステーション110を備えている。打ち抜きステーション110は、二段であってもよく、三段以上であってもよい。各段の打ち抜きステーション110は、素材1の下方に配置された雌金型111と、素材1の上方に配置された雄金型112とを備える。 As shown in FIG. 7, the manufacturing apparatus 100 has multiple punching stations 110. The punching stations 110 may have two stages, or three or more stages. Each punching station 110 has a female die 111 arranged below the material 1 and a male die 112 arranged above the material 1.
製造装置100は、さらに、最も下流の打ち抜きステーション110よりも下流位置に積層ステーション140を備える。この積層ステーション140は、加熱装置141と、外周打ち抜き雌金型142と、断熱部材143と、外周打ち抜き雄金型144と、スプリング145と、を備えている。
加熱装置141、外周打ち抜き雌金型142、断熱部材143は、素材1の下方に配置されている。一方、外周打ち抜き雄金型144及びスプリング145は、素材1の上方に配置されている。なお、符号21は、ステータコアを示している。
The manufacturing apparatus 100 further includes a lamination station 140 located downstream of the most downstream punching station 110. The lamination station 140 includes a heating device 141, a female outer peripheral punching die 142, a heat insulating member 143, a male outer peripheral punching die 144, and a spring 145.
The heating device 141, the outer periphery punching female die 142, and the heat insulating member 143 are disposed below the material 1. On the other hand, the outer periphery punching male die 144 and the spring 145 are disposed above the material 1. The reference numeral 21 denotes a stator core.
以上説明の構成を有する製造装置100において、まずコイル1Aより素材1を図7の矢印F方向に順次送り出す。そして、この素材1に対し、複数段の打ち抜きステーション110による打ち抜き加工を順次行う。これら打ち抜き加工により、素材1に、図3に示したコアバック部22と複数のティース部23を有する電磁鋼板40の形状を得る。ただし、この時点では完全には打ち抜かれていないので、矢印F方向に沿って次工程へと進む。 In the manufacturing apparatus 100 having the configuration described above, the raw material 1 is first sequentially fed from the coil 1A in the direction of arrow F in Figure 7. This raw material 1 is then sequentially punched by multiple stages of punching stations 110. Through these punching processes, the raw material 1 is given the shape of an electromagnetic steel sheet 40 having a core back portion 22 and multiple teeth portions 23 as shown in Figure 3. However, since it is not completely punched out at this point, it proceeds to the next process in the direction of arrow F.
そして最後に、素材1は積層ステーション140へと送り出され、外周打ち抜き雄金型144により打ち抜かれて精度良く、積層される。この積層の際、電磁鋼板40はスプリング145により一定の加圧力を受ける。以上説明のような、打ち抜き工程、積層工程、を順次繰り返すことで、所定枚数の電磁鋼板40を積み重ねることができる。さらに、このようにして電磁鋼板40を積み重ねて形成された積層コアは、加熱装置141によって例えば温度200℃まで加熱される。この加熱により、隣り合う電磁鋼板40の絶縁被膜3同士が接着される。
なお、加熱装置141は、外周打ち抜き雌金型142に配置されていなくてもよい。すなわち、外周打ち抜き雌金型142で積層された電磁鋼板40を接着させる前に、外周打ち抜き雌金型142外に取り出してもよい。この場合、外周打ち抜き雌金型142に断熱部材143がなくてもよい。さらにこの場合、積み重ねられた接着前の電磁鋼板40を、図示されない治具で積層方向の両側から挟んで保持した上で、搬送したり加熱したりしてもよい。
以上の各工程により、ステータコア21が完成する。
Finally, the blank 1 is sent to the lamination station 140, where it is punched out by a peripheral punching male die 144 and laminated with high precision. During this lamination, the electromagnetic steel sheets 40 are subjected to a constant pressure by a spring 145. By sequentially repeating the punching and lamination processes as described above, a predetermined number of electromagnetic steel sheets 40 can be stacked. Furthermore, the laminated core formed by stacking the electromagnetic steel sheets 40 in this manner is heated by a heating device 141 to a temperature of, for example, 200°C. This heating bonds the insulating coatings 3 of adjacent electromagnetic steel sheets 40 together.
The heating device 141 does not have to be arranged in the outer periphery punching female die 142. In other words, the electromagnetic steel sheets 40 stacked in the outer periphery punching female die 142 may be removed from the outer periphery punching female die 142 before being bonded. In this case, the outer periphery punching female die 142 may not have the heat insulating member 143. Furthermore, in this case, the stacked electromagnetic steel sheets 40 before being bonded may be held by clamping them from both sides in the stacking direction with a jig (not shown), and then transported or heated.
Through the above steps, the stator core 21 is completed.
以上説明したように、本実施形態では、電磁鋼板の接着能を備える絶縁被膜の25℃でのT2S及びT2Lを特定の値以下に制御する。これにより、電磁鋼板の打ち抜き加工時に生じるカス発生量を低減できる。
さらに25℃でのT2(25)を特定の範囲に制御する。これにより、より高いカス発生抑制効果に加え、より高い接着強度との両立が可能となる。
そして、絶縁被膜の焼き付け工程における室温までの冷却過程における、特定の温度域での平均冷却速度CR3を制御することで、上記のT2S、T2L及びT2(25)を適切な範囲に制御することが可能となる。
As described above, in this embodiment, the T2S and T2L at 25°C of the insulating coating that has adhesive properties to the electrical steel sheets are controlled to be equal to or less than specific values, thereby reducing the amount of waste generated during punching of the electrical steel sheets.
Furthermore, T 2 (25) at 25° C. is controlled within a specific range, which makes it possible to achieve both a higher effect of suppressing scum generation and a higher adhesive strength.
By controlling the average cooling rate CR3 in a specific temperature range during the cooling process to room temperature in the baking step of the insulating coating, it becomes possible to control the above T 2S , T 2L and T 2 (25) within appropriate ranges.
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
ステータコアの形状は、前記実施形態で示した形態に限定されるものではない。具体的には、ステータコアの外径及び内径の寸法、積厚、スロット数、ティース部の周方向と径方向の寸法比率、ティース部とコアバック部との径方向の寸法比率、などは所望の回転電機の特性に応じて任意に設計可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
The shape of the stator core is not limited to the form shown in the above embodiment. Specifically, the outer and inner diameters of the stator core, the lamination thickness, the number of slots, the circumferential and radial dimensional ratio of the teeth, and the radial dimensional ratio of the teeth and core back can be designed as desired according to the characteristics of the rotating electric machine.
前記実施形態におけるロータでは、2つ1組の永久磁石32が1つの磁極を形成しているが、本発明はこれに限られない。例えば、1つの永久磁石32が1つの磁極を形成していてもよく、3つ以上の永久磁石32が1つの磁極を形成していてもよい。 In the rotor of the above embodiment, a pair of permanent magnets 32 form one magnetic pole, but the present invention is not limited to this. For example, one permanent magnet 32 may form one magnetic pole, or three or more permanent magnets 32 may form one magnetic pole.
前記実施形態では、回転電機として、永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明したが、回転電機の構造は、以下に例示するようにこれに限られず、さらには以下に例示しない種々の公知の構造も採用可能である。
前記実施形態では、回転電機として、永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機がリラクタンス型電動機や電磁石界磁型電動機(巻線界磁型電動機)であってもよい。
前記実施形態では、交流電動機として、同期電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機が誘導電動機であってもよい。
前記実施形態では、電動機として、交流電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機が直流電動機であってもよい。
前記実施形態では、回転電機として、電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機が発電機であってもよい。
In the above embodiment, a permanent magnet field type electric motor has been used as an example of a rotating electric machine, but the structure of the rotating electric machine is not limited to this, as exemplified below, and various known structures not exemplified below can also be adopted.
In the above embodiment, a permanent magnet field motor is used as an example of a rotating electric machine, but the present invention is not limited to this. For example, the rotating electric machine may be a reluctance motor or an electromagnetic field motor (wound field motor).
In the above embodiment, a synchronous motor is used as an example of an AC motor, but the present invention is not limited to this. For example, the rotating electric machine may be an induction motor.
In the above embodiment, an AC motor is used as an example of the electric motor, but the present invention is not limited to this. For example, the rotating electric machine may be a DC motor.
In the above embodiment, an electric motor is used as an example of a rotating electric machine, but the present invention is not limited to this. For example, the rotating electric machine may be a generator.
前記実施形態では、本発明に係る積層コアをステータコアに適用した場合を例示したが、ロータコアに適用することも可能である。
積層コアを、回転電機に代えて変圧器に採用することも可能である。この場合、電磁鋼板として、無方向電磁鋼板を採用することに代えて、方向性電磁鋼板を採用することが好ましい。
In the above embodiment, the laminated core according to the present invention is applied to a stator core, but it can also be applied to a rotor core.
The laminated core can also be used in a transformer instead of a rotating electrical machine. In this case, it is preferable to use grain-oriented electromagnetic steel sheets as the electromagnetic steel sheets instead of non-oriented electromagnetic steel sheets.
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the components in the above embodiments may be replaced with well-known components as appropriate, and the above-described modifications may be combined as appropriate, without departing from the spirit of the present invention.
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[パルスNMR測定]
各例で製造した電磁鋼帯における絶縁被膜を彫刻刀で削り取って粉末状試料とした。日本電子株式会社(JEOL)製のJNM-MU25(25MHz)を用い、以下の条件で前記粉末状試料のパルスNMR測定を実施した。25℃での測定で得られた緩和曲線を二成分分離解析してT2S及びT2L求めた。また、25℃でのパルスNMR測定で得られた緩和曲線からT2(25)を求めた。SS成分の割合は、それぞれパルスNMRの測定結果をJNM-MU25に付属する解析ソフトで解析することにより求めた。
(測定条件)
測定手法:Solid Echo法
パルス幅:90°pulse、2.5μs
繰り返し時間:4sec
積算回数:16回
測定温度:25℃
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following descriptions.
[Pulse NMR Measurement]
The insulating coating of the electromagnetic steel strip produced in each example was scraped off with a chisel to prepare a powdered sample. Pulse NMR measurements of the powdered sample were carried out using a JNM-MU25 (25 MHz) manufactured by JEOL Ltd. under the following conditions. The relaxation curves obtained by the measurements at 25°C were subjected to two-component separation analysis to determine T2S and T2L . In addition, T2 (25) was determined from the relaxation curves obtained by the pulse NMR measurements at 25°C. The proportion of the SS component was determined by analyzing the results of the pulse NMR measurements using the analysis software provided with the JNM-MU25.
(Measurement conditions)
Measurement method: Solid Echo method Pulse width: 90° pulse, 2.5 μs
Repeat time: 4 seconds
Number of measurements: 16 Measurement temperature: 25°C
[打ち抜き加工性]
各例で製造した電磁鋼帯を用い、図3に例示した形状で外径250.0mm、内径165.0mmの電磁鋼板を10枚打ち抜き、生じたカスの総量を測定した。本実施例においては、カス発生量(g)が、10.0g以下であった場合を、合格として判断した。
[Punching processability]
Using the electromagnetic steel strip manufactured in each example, ten electromagnetic steel sheets with an outer diameter of 250.0 mm and an inner diameter of 165.0 mm were punched out in the shape illustrated in Fig. 3, and the total amount of generated swarf was measured. In this example, a case in which the amount of generated swarf (g) was 10.0 g or less was judged to be acceptable.
[接着強度]
各例で製造した電磁鋼帯から、幅30mm×長さ60mmの長方形の電磁鋼板を2枚切り出し、互いの幅30mm×長さ10mmの先端部分同士を重ね合わせ、鋼板温度180℃、圧力10MPa、加圧時間1時間で接着してサンプルを作製した。得られたサンプルにおいて、雰囲気温度25℃、引張速度3mm/分として剪断引張強度を測定し、接着面積で除した数値を接着強度(MPa)とした。本実施例においては、接着強度が4.5MPa以上である場合を合格と判断した。特に、接着強度が5.0MPa以上である場合を「優良」と評価し、4.5MPa以上、5.0MPa未満である場合を「良」と評価した。
[Adhesive strength]
Two rectangular electromagnetic steel sheets measuring 30 mm wide and 60 mm long were cut from the electromagnetic steel strip manufactured in each example, and the 30 mm wide and 10 mm long tip portions of each sheet were overlapped and bonded together at a steel sheet temperature of 180°C, a pressure of 10 MPa, and a pressing time of 1 hour to prepare samples. The shear tensile strength of the obtained samples was measured at an ambient temperature of 25°C and a pulling speed of 3 mm/min, and the value obtained by dividing the value by the adhesive area was taken as the adhesive strength (MPa). In this example, adhesive strengths of 4.5 MPa or more were considered acceptable. In particular, adhesive strengths of 5.0 MPa or more were evaluated as "excellent," and adhesive strengths of 4.5 MPa or more but less than 5.0 MPa were evaluated as "good."
[実施例1]
以下に示す3種の電磁鋼板用コーティング組成物を調製した。
(A)ビスフェノールF型エポキシ樹脂100質量部と、エポキシ樹脂硬化剤としてフェノールレゾール樹脂の25質量部とを混合
(B)ビスフェノールF型エポキシ樹脂100質量部と、エポキシ樹脂硬化剤としてジアミノジフェニルメタン樹脂の25質量部とを混合
(C)アクリル酸変性エポキシ樹脂100質量部と、エポキシ樹脂硬化剤としてフェノールレゾール樹脂の25質量部とを混合
母材鋼板として、質量%で、Si:3.0%、Mn:0.2%、Al:0.5%、残部がFe及び不純物からなり、厚さ0.25mm、幅300mmの帯状の無方向性電磁鋼板を用いた。母材鋼板の両面に各例の電磁鋼板用コーティング組成物を4.5g/m2となるように塗布し、各条件で焼き付けて平均厚みt1が3.0μmの絶縁被膜を形成して電磁鋼帯を得た。
[Example 1]
The following three types of coating compositions for electrical steel sheets were prepared.
(A) A mixture of 100 parts by mass of bisphenol F-type epoxy resin and 25 parts by mass of phenol resole resin as an epoxy resin curing agent; (B) A mixture of 100 parts by mass of bisphenol F-type epoxy resin and 25 parts by mass of diaminodiphenylmethane resin as an epoxy resin curing agent; (C) A mixture of 100 parts by mass of acrylic acid-modified epoxy resin and 25 parts by mass of phenol resole resin as an epoxy resin curing agent. A non-oriented electrical steel sheet strip with a thickness of 0.25 mm and a width of 300 mm was used as the base steel sheet, consisting of 3.0% Si, 0.2% Mn, 0.5% Al, and the remainder Fe and impurities. Each coating composition for electrical steel sheet of each example was applied to both sides of the base steel sheet at a rate of 4.5 g/ m² and baked under the respective conditions to form an insulating coating with an average thickness t1 of 3.0 µm, thereby obtaining an electrical steel strip.
上記電磁鋼板用コーティング組成物で形成された絶縁被膜の180℃でのT2S、T2L、T2(25)の測定結果、及び評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the measurement results of T 2S , T 2L , and T 2 (25) at 180° C. and the evaluation results of the insulating coating formed from the above coating composition for electrical steel sheet.
表1に示すように、焼き付け工程において、適切な冷却が実施され、電磁鋼板が有する絶縁被膜のT2S、T2L及びSS成分の割合が適切な範囲である発明例では、T2S及びT2L、SS成分の割合のいずれかが範囲外の比較例に比べ、打ち抜き加工時のカスの量が少なかった。また電磁鋼板同士の接着強度が高かった。さらにCR3<CR2を満足する条件では、T2(25)がより好ましい範囲に制御され、低いカス発生量と高い接着強度の両立がさらに良好なレベルで達成された。 As shown in Table 1, in the inventive examples in which appropriate cooling was performed in the baking process and the proportions of T2S , T2L , and SS components in the insulating coating of the electrical steel sheets were within appropriate ranges, the amount of swarf generated during punching was smaller than in the comparative examples in which the proportions of T2S , T2L , and SS components were outside the ranges. The adhesive strength between the electrical steel sheets was also high. Furthermore, under the condition that CR3 < CR2 was satisfied, T2 (25) was controlled within a more preferable range, and both low swarf generation and high adhesive strength were achieved at an even better level.
本発明によれば、積層コアの製造における電磁鋼板の打ち抜き加工時のカス発生量を低減することができる。よって、産業上の利用可能性は大である。 This invention can reduce the amount of scrap generated during punching of electromagnetic steel sheets in the manufacture of laminated cores. Therefore, it has great industrial applicability.
1…素材、2…母材鋼板、3…絶縁被膜、10…回転電機、20…ステータ、21…ステータコア、40…電磁鋼板。 1...Material, 2...Base steel plate, 3...Insulating coating, 10...Rotating electric machine, 20...Stator, 21...Stator core, 40...Electromagnetic steel plate.
Claims (6)
前記絶縁被膜に対し、パルスNMRを用いて25℃でSolid Echo法により測定される緩和曲線を二成分分離解析したとき、緩和が速いSS成分のスピン-スピン緩和時間T2Sが15.0μs以下であり、緩和が遅いSL成分のスピン-スピン緩和時間T2Lが30.0μs以下であり、
前記SS成分と前記SL成分の合計量に対する前記SS成分の割合が、50.0質量%以上80.0質量%以下である、電磁鋼板。 An electrical steel sheet in which at least a portion of one or both surfaces of a base steel sheet is covered with an insulating coating having adhesive properties,
When a relaxation curve of the insulating coating is measured by a solid echo method at 25°C using pulse NMR and analyzed by two-component separation, the spin-spin relaxation time T 2S of the SS component, which relaxes quickly, is 15.0 μs or less, and the spin-spin relaxation time T 2L of the SL component, which relaxes slowly, is 30.0 μs or less;
An electrical steel sheet, wherein a ratio of the SS component to the total amount of the SS component and the SL component is 50.0 mass % or more and 80.0 mass % or less.
母材鋼板のいずれか一方又は両方の表面の少なくとも一部に、電磁鋼板用コーティング組成物を塗布し、乾燥させる工程と、
前記電磁鋼板用コーティング組成物を焼き付けて、その後、室温まで冷却することで絶縁被膜を形成する焼き付け工程と、を有し、
前記焼き付け工程において、
前記絶縁被膜のガラス転位温度をTg[℃]とし、
焼き付ける際の到達温度が、Tg+15℃以上、200℃未満であり、
前記到達温度から室温までの冷却過程における、Tg℃から(Tg-15)℃までの温度域における平均冷却速度をCR3としたとき、平均冷却速度CR3が10℃/s以下であることを特徴とする電磁鋼板の製造方法。 The method for producing an electrical steel sheet according to claim 1 or 2,
applying a coating composition for an electrical steel sheet to at least a portion of one or both surfaces of a base steel sheet, and drying the coating composition;
a baking step of baking the coating composition for an electrical steel sheet and then cooling it to room temperature to form an insulating coating,
In the baking step,
The glass transition temperature of the insulating coating is Tg [°C],
The temperature reached during baking is Tg+15°C or higher and lower than 200°C,
wherein, in the cooling process from the ultimate temperature to room temperature, the average cooling rate CR3 in the temperature range from Tg ° C to (Tg - 15) ° C is 10 ° C/s or less.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020104253 | 2020-06-17 | ||
| JP2020104253 | 2020-06-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022000536A JP2022000536A (en) | 2022-01-04 |
| JP7723249B2 true JP7723249B2 (en) | 2025-08-14 |
Family
ID=79241956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021101087A Active JP7723249B2 (en) | 2020-06-17 | 2021-06-17 | Electromagnetic steel sheet, laminated core and rotating electric machine, and method for manufacturing electromagnetic steel sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7723249B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR129719A1 (en) * | 2022-07-01 | 2024-09-18 | Nippon Steel Corp | METAL PIPE FOR OIL WELL |
| JP7819088B2 (en) * | 2022-12-13 | 2026-02-24 | 日本ガスケット株式会社 | Motor core manufacturing method, motor core, and motor including the motor core |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002260910A (en) | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kawasaki Steel Corp | Electrical steel sheet with insulating coating with excellent adhesion |
| JP2003168603A (en) | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Kawasaki Steel Corp | Non-oriented electrical steel sheet for motor core |
| JP2012131976A (en) | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Nitto Denko Corp | Surface protection sheet |
| JP2013147665A (en) | 2010-11-30 | 2013-08-01 | Nitto Denko Corp | Surface protective sheet |
| CN110846576A (en) | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 武汉钢铁有限公司 | Oriented silicon steel with self-bonding performance and preparation method thereof |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3613809B2 (en) * | 1994-07-11 | 2005-01-26 | Jfeスチール株式会社 | Method for producing surface-coated electrical steel sheet for heat bonding |
| KR20170054676A (en) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 현대자동차주식회사 | Adhesive Silicon Steel Sheet Coating Solution with High Surface Quality and Adhesion and Method for Silicon Steel Sheet Using the Same |
| KR102444224B1 (en) * | 2015-12-23 | 2022-09-16 | 주식회사 포스코 | Adhesive coating composition for non-oriented electrical steel, non-oriented electrical steel product, and method for manufacturing the product |
-
2021
- 2021-06-17 JP JP2021101087A patent/JP7723249B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002260910A (en) | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kawasaki Steel Corp | Electrical steel sheet with insulating coating with excellent adhesion |
| JP2003168603A (en) | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Kawasaki Steel Corp | Non-oriented electrical steel sheet for motor core |
| JP2012131976A (en) | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Nitto Denko Corp | Surface protection sheet |
| JP2013147665A (en) | 2010-11-30 | 2013-08-01 | Nitto Denko Corp | Surface protective sheet |
| CN110846576A (en) | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 武汉钢铁有限公司 | Oriented silicon steel with self-bonding performance and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022000536A (en) | 2022-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102687874B1 (en) | Adhesive laminated core for stator, manufacturing method thereof, and rotating electric machine | |
| JP7636669B2 (en) | Manufacturing method of laminated core | |
| JP7095819B2 (en) | Electrical steel sheets, laminated cores and rotary electric machines | |
| JP7207610B2 (en) | Coating composition for electromagnetic steel sheet, surface-coated electromagnetic steel sheet for bonding, and laminated core | |
| KR102664817B1 (en) | Manufacturing method of laminated core | |
| JP7156579B2 (en) | Electromagnetic steel sheet, laminated core, and laminated core manufacturing method | |
| JP7723249B2 (en) | Electromagnetic steel sheet, laminated core and rotating electric machine, and method for manufacturing electromagnetic steel sheet | |
| JP7343823B2 (en) | Coating composition for electrical steel sheets, electrical steel sheets, laminated cores, and rotating electric machines | |
| JP7415198B2 (en) | Coating composition for electrical steel sheets, surface-coated electrical steel sheets for adhesion, and laminated iron cores | |
| JP7833862B2 (en) | Stacked core and method for manufacturing a stacked core | |
| JP7360080B2 (en) | Coating composition for electrical steel sheets, electrical steel sheets, laminated cores, and rotating electric machines | |
| JP7401820B2 (en) | Coating composition for electrical steel sheets, electrical steel sheets, laminated cores, and rotating electric machines | |
| JP7648894B2 (en) | Electromagnetic steel sheet, laminated core, rotating electric machine, and method for manufacturing electromagnetic steel sheet | |
| JP7498394B2 (en) | Laminated core and method for manufacturing the same | |
| JP7648895B2 (en) | Electromagnetic steel sheet, laminated core, rotating electric machine, and method for manufacturing electromagnetic steel sheet | |
| JP7829288B2 (en) | Stacked core and method for manufacturing a stacked core | |
| RU2833799C1 (en) | Electrical steel sheet, laminated core and rotating electrical machine | |
| RU2812241C1 (en) | Method for manufacturing layered core | |
| JP2022000887A (en) | Electrical steel sheet and laminated core |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240215 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250304 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250701 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250714 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7723249 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |