JP2019024039A - Wound iron core - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、巻鉄心に関する。 The present disclosure relates to a wound iron core.
従来から、変圧器の鉄心(コア)用の鋼板として、特定の方向に優れた磁気特性を発揮する方向性電磁鋼板が知られている。この方向性電磁鋼板は、冷間圧延処理と焼鈍処理との組み合わせによって、結晶粒の磁化容易軸と圧延方向とが一致するように結晶方位が制御された鋼板である。方向性電磁鋼板の鉄損は可能な限り低いことが望ましい。
鉄損は、渦電流損とヒステリシス損とに分類される。さらに、渦電流損は、古典的渦電流損と異常渦電流損とに分類される。
古典的渦電流損を低減するために、上記のように結晶方位が制御された鋼板(地鉄)の表面に絶縁皮膜が形成された方向性電磁鋼板が一般的に知られている。
一方、異常渦電流損を低減するための方法として、圧延方向に交差する方向に延びる歪みを、圧延方向に沿って所定間隔で形成することにより、180°磁区の幅を狭くする(180°磁区の細分化を行う)磁区制御法が知られている。
この磁区制御法は、非破壊的な手段によって上記の歪みを方向性電磁鋼板の鋼板に与える非破壊的磁区制御法と、例えば鋼板の表面に溝を形成するなどの破壊的磁区制御法とに分類される。
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the grain-oriented electrical steel plate which exhibits the magnetic characteristic excellent in the specific direction is known as a steel plate for iron cores (core) of a transformer. This grain-oriented electrical steel sheet is a steel sheet whose crystal orientation is controlled by a combination of a cold rolling process and an annealing process so that the easy axis of crystal grains coincides with the rolling direction. It is desirable that the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet is as low as possible.
Iron loss is classified into eddy current loss and hysteresis loss. Furthermore, eddy current loss is classified into classical eddy current loss and abnormal eddy current loss.
In order to reduce classical eddy current loss, a grain-oriented electrical steel sheet in which an insulating film is formed on the surface of a steel sheet (ground iron) whose crystal orientation is controlled as described above is generally known.
On the other hand, as a method for reducing the abnormal eddy current loss, the strain extending in the direction intersecting the rolling direction is formed at predetermined intervals along the rolling direction, thereby narrowing the width of the 180 ° magnetic domain (180 ° magnetic domain). The magnetic domain control method is known.
This magnetic domain control method includes a non-destructive magnetic domain control method in which the above-described distortion is imparted to a steel sheet of a grain-oriented electrical steel sheet by a non-destructive means, and a destructive magnetic domain control method such as forming a groove on the surface of the steel sheet. being classified.
方向性電磁鋼板を用いて変圧器用の巻鉄心を製造する場合、方向性電磁鋼板がコイル状に巻かれることに起因して生じる変形歪みを除去するために、歪み取り焼鈍処理を実施する必要がある。
非破壊的磁区制御法によって歪みが付与された方向性電磁鋼板を用いて巻コアを製造する場合、歪み取り焼鈍処理の実施によって歪みが消失するので、磁区細分化効果(すなわち、異常渦電流損の低減効果)も消失する。
一方、破壊的磁区制御法によって溝が付与された方向性電磁鋼板を用いて巻コアを製造する場合、歪み取り焼鈍処理の実施によって溝が消失しないので、磁区細分化効果を維持することができる。
従って、巻鉄心に対しては、異常渦電流損を低減するための方法として破壊的磁区制御法が一般的に採用されている。
When manufacturing a wound iron core for a transformer using a grain-oriented electrical steel sheet, it is necessary to carry out a strain relief annealing process in order to remove the deformation strain caused by the grain-oriented electrical steel sheet being wound in a coil shape. is there.
When a wound core is manufactured using grain oriented electrical steel sheets that have been strained by the non-destructive magnetic domain control method, the strain disappears by performing strain relief annealing, so the magnetic domain refinement effect (ie, abnormal eddy current loss) Reduction effect) also disappears.
On the other hand, when producing a wound core using a grain-oriented electrical steel sheet provided with grooves by the destructive magnetic domain control method, since the grooves are not lost by carrying out strain relief annealing, the magnetic domain refinement effect can be maintained. .
Therefore, a destructive magnetic domain control method is generally employed for a wound core as a method for reducing abnormal eddy current loss.
特許文献1には、圧延方向に対して垂直な方向に5mm間隔で導入した線状の溝を有する一方向性電磁鋼板を用いた巻コアが開示されている。 Patent Document 1 discloses a wound core using a unidirectional electrical steel sheet having linear grooves introduced at intervals of 5 mm in a direction perpendicular to the rolling direction.
特許文献2には、片表面に線状の溝を、溝巾300μm以下、溝深さ100μm以下、圧延方向における溝中心線間間隔1mm以上とし、圧延方向との角度30°以上として形成した一方向性電磁鋼板を巻き重ねて成る巻き鉄心が開示されている。 In Patent Document 2, a linear groove is formed on one surface with a groove width of 300 μm or less, a groove depth of 100 μm or less, an interval between groove centerlines in the rolling direction of 1 mm or more, and an angle of 30 ° or more with the rolling direction. A wound iron core formed by winding directional electromagnetic steel sheets is disclosed.
また特許文献3には、磁区制御のためにレーザを用いて鋼板表層に溝形成した方向性電磁鋼板が開示されている。 Patent Document 3 discloses a grain-oriented electrical steel sheet in which grooves are formed in a steel sheet surface layer using a laser for magnetic domain control.
巻鉄心の仕様として、上記磁区制御された鋼板を使用した巻鉄心において鉄損が劣化し、ビルディングファクター(BF)が劣位となる場合がある。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、鉄損の低い巻鉄心を提供することを目的とする。
As a specification of the wound core, there is a case where the iron loss is deteriorated and the building factor (BF) is inferior in the wound core using the magnetically controlled steel plate.
The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a wound core with low iron loss.
本開示の巻鉄心は、圧延方向と交差する方向に延在し且つ溝深さ方向が板厚方向となる耐SRA磁区制御のための溝が形成された鋼板表面を有する方向性電磁鋼板を含む巻鉄心であって、
前記溝が外巻側に面し、
圧延方向における前記溝の中心線間間隔が2mm以上5mm未満であり、
最内周部の曲げ加工部曲率半径が50mm以下であり、
溝延在方向及び前記板厚方向を含む溝長手断面で前記溝を視た場合に、前記溝の溝底領域の輪郭を成す粗さ曲線の算術平均高さRaが1.1μm以上、2.7μm以下であり、
前記溝底領域の前記輪郭を成す粗さ曲線要素の平均長さRSmが50μm以上、150μm以下であることを特徴とする。
The wound core of the present disclosure includes a grain-oriented electrical steel sheet having a steel sheet surface extending in a direction intersecting the rolling direction and having a groove for SRA magnetic domain control in which the groove depth direction is the sheet thickness direction. A wound iron core,
The groove faces the outer winding side,
The interval between the center lines of the grooves in the rolling direction is 2 mm or more and less than 5 mm,
The radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion is 50 mm or less,
When the groove is viewed in the groove longitudinal section including the groove extending direction and the plate thickness direction, the arithmetic average height Ra of the roughness curve defining the groove bottom region of the groove is 1.1 μm or more and 2.7 μm. And
The average length RSm of the roughness curve element forming the contour of the groove bottom region is 50 μm or more and 150 μm or less.
本開示の巻鉄心においては、前記Raが1.3μm以上、2.5μm以下であって、前記RSmは60μm以上、130μm以下であってもよい。 In the wound iron core of the present disclosure, the Ra may be 1.3 μm or more and 2.5 μm or less, and the RSm may be 60 μm or more and 130 μm or less.
本開示の巻鉄心においては、前記溝の圧延方向と交差する方向の角度が、圧延方向に対して0<θ<30°であってもよい。 In the wound iron core of the present disclosure, the angle of the direction intersecting the rolling direction of the groove may be 0 <θ <30 ° with respect to the rolling direction.
本開示の巻鉄心においては、前記最内周部の曲げ加工部曲率半径が3mm以上、10mm未満であってもよい。 In the wound iron core of the present disclosure, the radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion may be 3 mm or more and less than 10 mm.
本開示によれば、鉄損の低い巻鉄心を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a wound core with low iron loss.
本開示の巻鉄心は、圧延方向と交差する方向に延在し且つ溝深さ方向が板厚方向となる耐SRA磁区制御のための溝が形成された鋼板表面を有する方向性電磁鋼板を含む巻鉄心であって、
前記溝が外巻側に面し、
圧延方向における前記溝の中心線間間隔が2mm以上5mm未満であり、
最内周部の曲げ加工部曲率半径が50mm以下であり、
溝延在方向及び前記板厚方向を含む溝長手断面で前記溝を視た場合に、前記溝の溝底領域の輪郭を成す粗さ曲線の算術平均高さRaが1.1μm以上、2.7μm以下であり、
前記溝底領域の前記輪郭を成す粗さ曲線要素の平均長さRSmが50μm以上、150μm以下であることを特徴とする。
The wound core of the present disclosure includes a grain-oriented electrical steel sheet having a steel sheet surface extending in a direction intersecting the rolling direction and having a groove for SRA magnetic domain control in which the groove depth direction is the sheet thickness direction. A wound iron core,
The groove faces the outer winding side,
The interval between the center lines of the grooves in the rolling direction is 2 mm or more and less than 5 mm,
The radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion is 50 mm or less,
When the groove is viewed in the groove longitudinal section including the groove extending direction and the plate thickness direction, the arithmetic average height Ra of the roughness curve defining the groove bottom region of the groove is 1.1 μm or more and 2.7 μm. And
The average length RSm of the roughness curve element forming the contour of the groove bottom region is 50 μm or more and 150 μm or less.
以下、本開示に係る巻鉄心について、詳細に説明する。
なお、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」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。
Hereinafter, the wound core according to the present disclosure will be described in detail.
As used in this specification, the shape and geometric conditions and their degree are specified. For example, terms such as “parallel”, “vertical”, “same”, length and angle values, etc. are strictly Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.
本研究者らは、上記巻鉄心における鉄損劣化の原因が、素材の溝面を鉄心の内側表層にくるように加工することにより、圧縮力が溝周辺で発生し、かつ双晶の発生を誘ったためであることを突き止めた。
また、本研究者らは、溝面を外側に配置させた場合であっても、鉄損が劣化し、ビルディングファクタ(BF)が非常に不安定に劣化する場合があることも突き止めた。
そして、本研究者らは、上記鉄損劣化を抑制するためには、鋼板に形成された溝を鉄心の外側になるよう加工すること、及び、溝底の形状(RaおよびRSm)を制御することが極めて重要であることを実験的に明らかにした。
The researchers found that the cause of the iron loss deterioration in the above-mentioned wound core is that the compressive force is generated around the groove and twins are generated by processing the groove surface of the material to be on the inner surface layer of the iron core. I found out that it was because I invited you.
In addition, the present inventors have found that even when the groove surface is arranged on the outside, the iron loss may deteriorate and the building factor (BF) may deteriorate very unstablely.
And in order to suppress the said iron loss deterioration, these researchers process the groove | channel formed in the steel plate so that it may become the outer side of an iron core, and control the shape (Ra and RSm) of a groove bottom. It was experimentally clarified that this is extremely important.
RaおよびRSmを上記所定の範囲にすることでBFが減少する機構については、鉄の溶融による溝内部で発生する応力が、曲げ加工部において発生する応力によって、還流磁区の発生を抑制する張力に変わるためであると推定される。
よって、鉄損を低くするためには、巻鉄心の曲げ加工部の曲率半径を所定の範囲の大きさにすることが重要である。
すなわち、巻鉄心の曲げ加工部の曲率半径を所定の範囲の大きさにすること、鋼板表層に形成された溝底の形状を制御すること、及び、溝が巻鉄心の外巻側に面することの相乗効果によって巻鉄心の鉄損をさらに減少させることができると推定される。
Regarding the mechanism of reducing BF by setting Ra and RSm within the above predetermined ranges, the stress generated inside the groove due to the melting of iron is changed to a tension that suppresses the generation of the return magnetic domain by the stress generated in the bending portion. It is estimated that this is because it changes.
Therefore, in order to reduce the iron loss, it is important to set the radius of curvature of the bent portion of the wound core to a predetermined range.
That is, the radius of curvature of the bent portion of the wound core is set within a predetermined range, the shape of the groove bottom formed on the steel sheet surface layer is controlled, and the groove faces the outer winding side of the wound core. It is estimated that the iron loss of the wound core can be further reduced by the synergistic effect.
(1)方向性電磁鋼板
一般的に方向性電磁鋼板とは、鋼板中の結晶粒の方位が{110}<001>方位に高度に集積され、磁化容易軸が長手方向に揃った鋼板をいう。磁化容易軸が長手方向に揃っているため、鉄損が少なく磁性に優れるという特性を有する電磁鋼板をいう。
(1) Oriented electrical steel sheet Generally, a grain oriented electrical steel sheet is a steel sheet in which the orientation of crystal grains in the steel sheet is highly accumulated in the {110} <001> orientation and the easy axis of magnetization is aligned in the longitudinal direction. . Since the easy magnetization axes are aligned in the longitudinal direction, it refers to an electrical steel sheet having the characteristics of low iron loss and excellent magnetism.
本開示において方向性電磁鋼板は、少なくとも、母鋼板を有し、必要に応じ、母鋼板表面に皮膜を有していてもよい。皮膜としては、例えば、グラス皮膜、絶縁皮膜などが挙げられる。
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。
本開示において母鋼板は、特に限定されず、方向性電磁鋼板として公知のものの中から、適宜選択して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が、本開示において母鋼板は以下のものに限定されるものではない。
In the present disclosure, the grain-oriented electrical steel sheet has at least a base steel plate, and may have a coating on the surface of the base steel plate as necessary. Examples of the film include a glass film and an insulating film.
The base steel plate is a steel plate in which the orientation of crystal grains in the base steel plate is highly accumulated in the {110} <001> orientation, and has excellent magnetic properties in the rolling direction.
In the present disclosure, the mother steel plate is not particularly limited, and can be appropriately selected from those known as grain-oriented electrical steel plates. Hereinafter, although an example of a preferable mother steel plate will be described, in the present disclosure, the mother steel plate is not limited to the following.
母鋼板の化学組成は、特に限定されるものではないが、例えば、質量%で、Si:0.8%〜7%、C:0%よりも高く0.085%以下、酸可溶性Al:0%〜0.065%、N:0%〜0.012%、Mn:0%〜1%、Cr:0%〜0.3%、Cu:0%〜0.4%、P:0%〜0.5%、Sn:0%〜0.3%、Sb:0%〜0.3%、Ni:0%〜1%、S:0%〜0.015%、Se:0%〜0.015%を含有し、残部がFeおよび不純物からなることが好ましい。上記母鋼板の化学組成は、結晶方位を{110}<001>方位に集積させたGoss集合組織に制御するために好ましい化学成分である。 The chemical composition of the mother steel plate is not particularly limited. For example, in mass%, Si: 0.8% to 7%, C: higher than 0% and 0.085% or less, acid-soluble Al: 0 % To 0.065%, N: 0% to 0.012%, Mn: 0% to 1%, Cr: 0% to 0.3%, Cu: 0% to 0.4%, P: 0% to 0.5%, Sn: 0% to 0.3%, Sb: 0% to 0.3%, Ni: 0% to 1%, S: 0% to 0.015%, Se: 0% to 0. It is preferable that 015% is contained and the balance consists of Fe and impurities. The chemical composition of the mother steel plate is a preferable chemical component for controlling the Goss texture in which the crystal orientation is accumulated in the {110} <001> orientation.
母鋼板中の元素のうち、SiおよびCが基本元素であり、酸可溶性Al、N、Mn、Cr、Cu、P、Sn、Sb、Ni、S、およびSeが選択元素である。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可避的不純物として含有されても、本開示の効果は損なわれない。母鋼板は、基本元素および選択元素の残部がFeおよび不可避的不純物からなる。
なお、本開示において、「不可避的不純物」とは、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不可避的に混入する元素を意味する。
また、方向性電磁鋼板では二次再結晶時に純化焼鈍を経ることが一般的である。純化焼鈍においてはインヒビター形成元素の系外への排出が起きる。特にN、Sについては濃度の低下が顕著で、50ppm以下になる。通常の純化焼鈍条件であれば、9ppm以下、さらには6ppm以下、純化焼鈍を十分に行えば、一般的な分析では検出できない程度(1ppm以下)にまで達する。
Of the elements in the mother steel plate, Si and C are basic elements, and acid-soluble Al, N, Mn, Cr, Cu, P, Sn, Sb, Ni, S, and Se are selective elements. Since these selective elements may be contained according to the purpose, there is no need to limit the lower limit value, and it may not be contained substantially. Moreover, even if these selective elements are contained as inevitable impurities, the effect of the present disclosure is not impaired. In the mother steel plate, the balance of the basic element and the selective element is composed of Fe and inevitable impurities.
In the present disclosure, “inevitable impurities” refers to elements that are inevitably mixed from ores, scraps, or production environments as raw materials when the mother steel plate is industrially produced.
In general, grain oriented electrical steel sheets undergo purification annealing during secondary recrystallization. In the purification annealing, the inhibitor forming elements are discharged out of the system. In particular, for N and S, the decrease in the concentration is remarkable, and it becomes 50 ppm or less. Under normal purification annealing conditions, 9 ppm or less, further 6 ppm or less. If the purification annealing is sufficiently performed, it reaches a level that cannot be detected by general analysis (1 ppm or less).
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(Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定すればよい。具体的には、例えば、皮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、母鋼板の化学成分は、方向性電磁鋼板から後述の方法により後述のグラス皮膜およびリンを含有する絶縁皮膜等を除去した鋼板を母鋼板としてその成分を分析した成分である。
The chemical composition of the mother steel plate may be measured by a general steel analysis method. For example, the chemical composition of the mother steel plate may be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). Specifically, for example, a 35 mm square test piece is obtained from the center position of the base steel plate after removal of the film, and is based on a calibration curve created in advance by ICPS-8100 manufactured by Shimadzu Corporation (measurement device). It can be specified by measuring. C and S may be measured using a combustion-infrared absorption method, and N may be measured using an inert gas melting-thermal conductivity method.
The chemical component of the base steel plate is a component obtained by analyzing a component of a steel plate obtained by removing a glass coating and an insulating coating containing phosphorus described later from a grain-oriented electrical steel plate by a method described below.
母鋼板の製造方法は、特に限定されず、従来公知の方向性電磁鋼板の製造方法を適宜選択することができる。製造方法の好ましい具体例としては、例えば、Cを0.04〜0.1質量%とし、その他は上記母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、必要に応じて熱延板焼鈍を行い、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とし、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し、1000℃程度で仕上焼鈍する方法などが挙げられる。
本開示において母鋼板の厚みは特に限定されないが、0.1mm以上0.5mm以下であることが好ましく、0.15mm以上0.40mm以下であることがより好ましい。
The manufacturing method of a base steel plate is not specifically limited, The manufacturing method of a conventionally well-known grain-oriented electrical steel plate can be selected suitably. As a preferable specific example of the production method, for example, after C is 0.04 to 0.1% by mass, and the others are hot-rolled by heating a slab having the chemical composition of the base steel plate to 1000 ° C. or higher. Then, if necessary, hot-rolled sheet annealing is performed, and then cold-rolled steel sheet is formed by cold rolling at least once with intermediate or intermediate annealing, and the cold-rolled steel sheet is 700 in a wet hydrogen-inert gas atmosphere, for example. Examples include a method of heating to ˜900 ° C., decarburizing annealing, further nitriding annealing as necessary, and finish annealing at about 1000 ° C.
In the present disclosure, the thickness of the base steel plate is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and more preferably 0.15 mm or more and 0.40 mm or less.
本開示において方向性電磁鋼板は、本開示の効果を損なわない範囲で表面に皮膜を有していてもよい。このような皮膜としては、例えば、母鋼板上に形成されるグラス皮膜、絶縁皮膜などが挙げられる。
グラス皮膜としては、例えば、フォルステライト(Mg2SiO4)、スピネル(MgAl2O4)、及びコーディエライト(Mg2Al4Si5O16)より選択される1種以上の酸化物を有する被膜が挙げられる。
絶縁皮膜は、例えば、コロイダルシリカ及びリン酸塩を含有し、電気的絶縁性だけでなく、張力、耐食性及び耐熱性等を鋼板に与える役割を担っている。
In the present disclosure, the grain-oriented electrical steel sheet may have a coating on the surface as long as the effects of the present disclosure are not impaired. Examples of such a film include a glass film and an insulating film formed on a mother steel plate.
The glass film includes, for example, one or more oxides selected from forsterite (Mg 2 SiO 4 ), spinel (MgAl 2 O 4 ), and cordierite (Mg 2 Al 4 Si 5 O 16 ). A film is mentioned.
The insulating film contains, for example, colloidal silica and phosphate, and plays a role of imparting not only electrical insulation properties but also tension, corrosion resistance, heat resistance, and the like to the steel sheet.
グラス皮膜の形成方法は特に限定されず、公知の方法の中から適宜選択することができる。例えば、前記母鋼板の製造方法の具体例において、冷延鋼板にマグネシア(MgO)及びアルミナ(Al2O3)から選択される1種以上を含有する焼鈍分離剤を塗布した後で、前記仕上焼鈍を行う方法が挙げられる。なお当該焼鈍分離剤は、仕上焼鈍時の鋼板同士のスティッキングを抑制する効果も有している。例えば前記マグネシアを含有する焼鈍分離剤を塗布して仕上焼鈍を行った場合、母鋼板に含まれるシリカと反応して、フォルステライト(Mg2SiO4)を含むグラス被膜が母鋼板表面に形成される。
本開示においてグラス皮膜の厚みは特に限定されないが、0.5μm以上3μm以下であることが好ましい。
The method for forming the glass film is not particularly limited, and can be appropriately selected from known methods. For example, in a specific example of the manufacturing method of the base steel sheet, after the cold separator steel sheet is coated with an annealing separator containing one or more selected from magnesia (MgO) and alumina (Al 2 O 3 ), the finishing is performed. A method of annealing is mentioned. In addition, the said annealing separator has the effect which suppresses the sticking of the steel plates at the time of finish annealing. For example, when finish annealing is performed by applying the annealing separator containing magnesia, a glass coating containing forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is formed on the surface of the base steel plate by reacting with silica contained in the base steel plate. The
In the present disclosure, the thickness of the glass film is not particularly limited, but is preferably 0.5 μm or more and 3 μm or less.
本開示において用いられる方向性電磁鋼板の板厚は、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。 The plate thickness of the grain-oriented electrical steel sheet used in the present disclosure is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the use etc., but is usually within a range of 0.15 mm to 0.35 mm, preferably The range is from 0.18 mm to 0.23 mm.
(2)溝
方向性電磁鋼板の表面に溝を形成する方法は、特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。例えば、破壊的磁区制御法として、電解エッチングによって方向性電磁鋼板の鋼板表面に溝を形成する電解エッチング法(特公昭62−54873号公報参照)、機械的に歯車を方向性電磁鋼板の鋼板表面にプレスすることにより、鋼板表面に溝を形成する歯車プレス法(特公昭62−53579号公報参照)、レーザ照射によって方向性電磁鋼板の鋼板表面に溝を形成するレーザ照射法(特開平6−57335号公報、国際公開第2016/171124号参照)等が挙げられる。
レーザ照射法の場合の照射条件としては、一般的には、レーザ出力を200〜2000Wに、レーザの圧延方向における集光スポット径(レーザ出力の86%を含む直径)を10〜1000μmに、レーザの板幅方向における集光スポット径を10〜1000μmに、レーザ走査速度を5〜100m/sに、レーザ走査ピッチ(間隔)を2〜10mmに設定することが好ましい。所望の溝形状は、これらのレーザ照射条件を上記範囲で適宜調整することで得ることが出来る。
なお、後述する実施例においてレーザ照射により溝を形成した場合の特性が良好であった条件の一例として、レーザ出力:200W、レーザの圧延方向における集光スポット径(86%径):100μm、レーザの板幅方向における集光スポット径(86%径):400μm、レーザ走査速度:16m/s、レーザ走査ピッチ:4mmが挙げられる。
(2) Groove The method for forming the groove on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet is not particularly limited, and a conventionally known method can be adopted. For example, as a destructive magnetic domain control method, an electrolytic etching method (see Japanese Examined Patent Publication No. 62-54873) in which grooves are formed on the surface of a grain-oriented electrical steel sheet by electrolytic etching, and a gear is mechanically moved to the steel sheet surface of a grain-oriented electrical steel sheet. A gear pressing method (see Japanese Patent Publication No. Sho 62-53579) for forming grooves on the steel sheet surface by pressing, and a laser irradiation method for forming grooves on the steel sheet surface of the grain-oriented electrical steel sheet by laser irradiation (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-1993). 57335, International Publication No. 2016/171124) and the like.
As the irradiation conditions in the case of the laser irradiation method, generally, the laser output is 200 to 2000 W, the focused spot diameter in the laser rolling direction (diameter including 86% of the laser output) is 10 to 1000 μm, and the laser It is preferable to set the focused spot diameter in the plate width direction to 10 to 1000 μm, the laser scanning speed to 5 to 100 m / s, and the laser scanning pitch (interval) to 2 to 10 mm. The desired groove shape can be obtained by appropriately adjusting these laser irradiation conditions within the above range.
In addition, as an example of conditions in which the characteristics when grooves were formed by laser irradiation in Examples described later, laser output: 200 W, focused spot diameter (86% diameter) in the laser rolling direction: 100 μm, laser The condensing spot diameter (86% diameter) in the plate width direction is 400 μm, the laser scanning speed is 16 m / s, and the laser scanning pitch is 4 mm.
本開示の巻鉄心は、方向性電磁鋼板の表面に形成された溝が外巻側に面する。
溝が外巻側に面することにより、溝が内巻側に面する場合よりも、圧縮力が溝周辺で発生するのを抑制し、且つ双晶の発生を抑制することができると推定される。
In the wound core of the present disclosure, the groove formed on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet faces the outer winding side.
It is estimated that when the groove faces the outer winding side, it is possible to suppress the generation of compressive force around the groove and to suppress the generation of twins, compared to the case where the groove faces the inner winding side. The
本開示の巻鉄心は、圧延方向における前記溝の中心線間間隔が2mm以上5mm未満であればよく、2mm以上4mm以下であってもよく、2mm以上3mm以下であってもよい。上記間隔が2mm未満であると、溝と溝の間隔が近すぎることで異常渦電流損が低減するための主磁区の細分化が効果を失い、ランセット型の補助磁区の導入により、むしろ拡がるため、好ましくない。また、上記間隔が5mm以上であると、所望の磁区細分化効果が得られにくくなる恐れがある。 In the wound iron core of the present disclosure, the interval between the center lines of the grooves in the rolling direction may be 2 mm or more and less than 5 mm, may be 2 mm or more and 4 mm or less, or 2 mm or more and 3 mm or less. If the distance is less than 2 mm, the gap between the grooves is too close, and the subdivision of the main magnetic domain for reducing the abnormal eddy current loss loses its effect, and it is rather widened by the introduction of the lancet type auxiliary magnetic domain. It is not preferable. Moreover, when the said space | interval is 5 mm or more, there exists a possibility that it may become difficult to obtain a desired magnetic domain subdivision effect.
本開示の巻鉄心は、当該巻鉄心の最内周部の曲げ加工部曲率半径が50mm以下であればよい。
また、巻鉄心の鉄損を低下させる観点から、当該半径が30mm未満であってもよく、20mm以下であってもよく、10mm未満であってもよく、5mm以下であってもよい。
さらに、製造しやすくする観点から、当該半径は2mm以上であってもよく、3mm以上であってもよい。
巻鉄心の最内周部の曲げ加工部曲率半径の大きさは、従来公知の加工機を用いて適宜調整することができる。
In the wound iron core of the present disclosure, the radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion of the wound iron core may be 50 mm or less.
Further, from the viewpoint of reducing the iron loss of the wound iron core, the radius may be less than 30 mm, 20 mm or less, 10 mm or less, or 5 mm or less.
Furthermore, from the viewpoint of facilitating manufacture, the radius may be 2 mm or more, or 3 mm or more.
The radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion of the wound iron core can be appropriately adjusted using a conventionally known processing machine.
本開示においては、圧延方向と交差する方向に延在し、且つ、溝深さ方向が板厚方向となる溝が形成された鋼板表面を有する方向性電磁鋼板において、溝延在方向及び前記板厚方向を含む溝長手断面で前記溝を視た場合に、前記溝の溝底領域の輪郭を成す粗さ曲線の算術平均高さRaが1.1μm以上、2.7μm以下、且つ、前記溝底領域の前記輪郭を成す粗さ曲線要素の平均長さRSmが50μm以上、150μm以下であればよい。
さらに、Ra及びRSmについて、Raが1.3μm以上、2.5μm以下、且つ、RSmが60μm以上、130μm以下の場合に鉄損低減効果が大きくなる。
表面粗さパラメータ(Ra、RSm)が上記の範囲を満たすことにより、溝底領域が一定度合いの粗面となり、曲げ加工部の曲率半径を適当に変えることで鉄の溶融による溝内部で発生する応力が、還流磁区の発生を抑制する張力の作用を有することとなり、巻鉄心の鉄損を低減させることができると推定される。
また、上記曲げ加工部において発生する応力が、巻鉄心の鉄損低減に関与することから、巻鉄心の最内周部の曲げ加工部の曲率半径を上記所定の範囲の大きさにすること、表面粗さパラメータ(Ra、RSm)が上記の範囲を満たすこと、及び、溝が巻鉄心の外巻側に面することの相乗効果によって巻鉄心の鉄損はさらに減少すると推定される。
In the present disclosure, in the grain-oriented electrical steel sheet having a steel sheet surface formed with a groove extending in a direction intersecting with the rolling direction and having a groove depth direction being a plate thickness direction, the groove extending direction and the plate thickness When the groove is viewed in the groove longitudinal section including the direction, the arithmetic average height Ra of the roughness curve defining the groove bottom region of the groove is 1.1 μm or more and 2.7 μm or less, and the groove bottom The average length RSm of the roughness curve elements forming the contour of the region may be 50 μm or more and 150 μm or less.
Furthermore, for Ra and RSm, when Ra is 1.3 μm or more and 2.5 μm or less, and RSm is 60 μm or more and 130 μm or less, the iron loss reduction effect is increased.
When the surface roughness parameters (Ra, RSm) satisfy the above range, the groove bottom region becomes a certain degree of rough surface, and is generated inside the groove due to iron melting by appropriately changing the radius of curvature of the bent portion. It is presumed that the stress has the effect of tension that suppresses the generation of the return magnetic domain, and the iron loss of the wound core can be reduced.
Further, since the stress generated in the bent portion is involved in reducing the iron loss of the wound core, the radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion of the wound core is set to a size within the predetermined range, It is presumed that the iron loss of the wound core is further reduced by the synergistic effect that the surface roughness parameters (Ra, RSm) satisfy the above range and that the groove faces the outer winding side of the wound core.
粗さ曲線(RC)の算術平均高さRa及び粗さ曲線要素の平均長さRSmの定義は、日本工業規格JIS B0601(2013)に準じる。
また、溝底領域の表面粗さを示す表面粗さパラメータ(Ra、RSm)の測定には、レーザ式表面粗さ測定器(キーエンス社製のVK−9700)を用いることができる。
溝延在方向の長さは、特に限定されないが、磁区細分化の効果を好ましく得るためには、250〜350μmであってもよい。
溝の溝深さDは、特に限定されないが、磁区細分化の効果を好ましく得るためには、5μm以上40μm以下であってもよい。
溝の溝幅Wは、特に限定されないが、磁区細分化の効果を好ましく得るためには、10μm〜250μmであってもよい。
The definitions of the arithmetic average height Ra of the roughness curve (RC) and the average length RSm of the roughness curve element conform to Japanese Industrial Standard JIS B0601 (2013).
Further, a laser type surface roughness measuring instrument (VK-9700 manufactured by Keyence Corporation) can be used for measuring the surface roughness parameters (Ra, RSm) indicating the surface roughness of the groove bottom region.
The length in the groove extending direction is not particularly limited, but may be 250 to 350 μm in order to preferably obtain the effect of magnetic domain fragmentation.
The groove depth D of the groove is not particularly limited, but may be 5 μm or more and 40 μm or less in order to obtain the effect of magnetic domain subdivision preferably.
The groove width W of the groove is not particularly limited, but may be 10 μm to 250 μm in order to obtain the effect of magnetic domain subdivision preferably.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板1の平面図である。
図2は、図1のA−A線における矢視断面図である。
図3は、図1のB−B線における矢視断面図である。
なお、図1〜図3において、方向性電磁鋼板1の圧延方向をX、方向性電磁鋼板1の板幅方向(同一平面内で圧延方向に直交する方向)をY、方向性電磁鋼板1の板厚方向(XY平面に直交する方向)をZと定義する。
図1〜3に示すように、方向性電磁鋼板1は、冷間圧延処理と焼鈍処理との組み合わせによって、結晶粒の磁化容易軸と圧延方向Xとが一致するように結晶方位が制御された鋼板(地鉄)2と、鋼板2の表面(鋼板表面2a)に形成されたグラス皮膜3と、グラス皮膜3の表面に形成された絶縁皮膜4とを備えている。なお、図3に示すように、本実施形態では、絶縁皮膜4は、強度向上の観点から、円相当径が0.1μm以上2μm以下である鉄含有粒子6を含んでいてもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a grain-oriented electrical steel sheet 1 according to the present embodiment.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
1 to 3, the rolling direction of the grain-oriented electrical steel sheet 1 is X, the sheet width direction of the grain-oriented electrical steel sheet 1 (direction perpendicular to the rolling direction in the same plane) is Y, and the grain-oriented electrical steel sheet 1 The thickness direction (direction orthogonal to the XY plane) is defined as Z.
As shown in FIGS. 1 to 3, in the grain-oriented electrical steel sheet 1, the crystal orientation was controlled by the combination of the cold rolling process and the annealing process so that the easy axis of crystal grains and the rolling direction X coincided with each other. A steel plate (ground iron) 2, a glass coating 3 formed on the surface of the steel plate 2 (steel plate surface 2 a), and an insulating coating 4 formed on the surface of the glass coating 3 are provided. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the insulating film 4 may include iron-containing particles 6 having an equivalent circle diameter of 0.1 μm to 2 μm from the viewpoint of improving the strength.
図1に示すように、鋼板表面2aには、磁区細分化のために、圧延方向Xに交差する方向に延在し且つ溝深さ方向が板厚方向Zと一致する複数の溝5が、圧延方向Xに沿って所定間隔で形成されている。
すなわち、図2は、1つの溝5を、溝延在方向及び板厚方向Zを含む断面で視た図である。
また、図3は、1つの溝5を、溝延在方向に直交する断面で視た図である。
なお、溝5は、圧延方向Xと交差するように設けられていればよく、必ずしも、溝延在方向と圧延方向Xとが直交している必要はない。
本開示の巻鉄心においては、溝5が方向性電磁鋼板1の圧延方向と交差する方向の角度が、圧延方向に対して0<θ≦90°であってもよく、還流磁区を制御しやすくする観点から、圧延方向に対して0<θ≦60°であってもよく、0<θ<30°であってもよい。
ただし、本実施形態では、説明の便宜上、溝延在方向と圧延方向Xとが直交している場合を例示する。また、溝5は、板厚方向Zから視た場合(溝5を平面視した場合)に、弓状の形状を有してもよい。ただし、本実施形態では、説明の便宜上、直線形状を有する溝5を例示する。
As shown in FIG. 1, a plurality of grooves 5 extending in a direction intersecting the rolling direction X and having a groove depth direction coinciding with the sheet thickness direction Z are formed on the steel plate surface 2a for magnetic domain subdivision. It is formed at predetermined intervals along the rolling direction X.
That is, FIG. 2 is a view of one groove 5 as seen in a cross section including the groove extending direction and the plate thickness direction Z.
FIG. 3 is a view of one groove 5 as seen in a cross section orthogonal to the groove extending direction.
In addition, the groove | channel 5 should just be provided so that the rolling direction X may be crossed, and the groove extension direction and the rolling direction X do not necessarily need to be orthogonal.
In the wound iron core of the present disclosure, the angle in the direction in which the groove 5 intersects the rolling direction of the grain-oriented electrical steel sheet 1 may be 0 <θ ≦ 90 ° with respect to the rolling direction, and the reflux magnetic domain can be easily controlled. Therefore, 0 <θ ≦ 60 ° or 0 <θ <30 ° may be set with respect to the rolling direction.
However, in this embodiment, the case where the groove extending direction and the rolling direction X are orthogonal to each other is illustrated for convenience of explanation. Further, the groove 5 may have an arcuate shape when viewed from the plate thickness direction Z (when the groove 5 is viewed in plan). However, in this embodiment, the groove | channel 5 which has a linear shape is illustrated for convenience of explanation.
ところで、図3に示すように、溝5の幅方向において、溝5の深さは必ずしも一定ではない。そこで、溝長手断面で溝5を視た場合の溝底領域5aを明確にする必要がある。以下では、溝長手断面で溝5を視た場合の溝底領域5aの特定方法の一例について説明する。 Incidentally, as shown in FIG. 3, the depth of the groove 5 is not necessarily constant in the width direction of the groove 5. Therefore, it is necessary to clarify the groove bottom region 5a when the groove 5 is viewed in the longitudinal section of the groove. Below, an example of the identification method of the groove bottom area | region 5a at the time of seeing the groove | channel 5 in a groove longitudinal cross section is demonstrated.
図4に示すように、板厚方向Zから溝5を視た場合(溝5を平面視した場合)に、観察範囲50を溝5の一部に設定すると共に、溝延在方向に沿って複数(n本)の仮想線L1〜Lnを観察範囲50内に仮想的に設定する。
観察範囲50は、溝5の延在方向における端部を除く領域(すなわち、溝底の形状が安定している領域)に設定することが望ましい。
例えば、観察範囲50は、溝延在方向の長さが300μm程度となるような観察領域とすればよい。
次に、レーザ式表面粗さ測定器等を用いて、溝5の表面粗さを仮想線L1に沿って測定すると、図5に示すように、溝5の溝延在方向の輪郭を成す測定断面曲線MCL1が仮想線L1に沿う形で得られる。
上記のように仮想線L1について得られた測定断面曲線MCL1に低域フィルタ(カットオフ値λs)を適用して断面曲線を得た後、その断面曲線に帯域フィルタ(カットオフ値λf、λc)を適用して、断面曲線から長い波長成分と短い波長成分を除去すると、図6に示すように、溝5の溝延在方向の輪郭を成すうねり曲線LWC1が仮想線L1に沿う形で得られる。
うねり曲線は、後述の粗さ曲線RCとともに輪郭曲線の一種であるが、粗さ曲線RCが特に輪郭の表面粗さを精度良く示すのに適した輪郭曲線であるのに対して、うねり曲線は輪郭の形状そのものを滑らかな線で単純化するのに適した輪郭曲線である。
As shown in FIG. 4, when the groove 5 is viewed from the plate thickness direction Z (when the groove 5 is viewed in plan), the observation range 50 is set to a part of the groove 5, and a plurality of grooves are provided along the groove extending direction. (N) virtual lines L <b> 1 to Ln are virtually set within the observation range 50.
The observation range 50 is desirably set in a region excluding an end in the extending direction of the groove 5 (that is, a region where the shape of the groove bottom is stable).
For example, the observation range 50 may be an observation region whose length in the groove extending direction is about 300 μm.
Next, when the surface roughness of the groove 5 is measured along the imaginary line L1 using a laser type surface roughness measuring instrument or the like, as shown in FIG. 5, a measurement cross section that forms a contour in the groove extending direction of the groove 5 is shown. A curve MCL1 is obtained along the virtual line L1.
After applying the low-pass filter (cut-off value λs) to the measured cross-sectional curve MCL1 obtained for the virtual line L1 as described above to obtain a cross-sectional curve, the band-pass filters (cut-off values λf and λc) are applied to the cross-sectional curve. When the long wavelength component and the short wavelength component are removed from the cross-sectional curve by applying the above, a wavy curve LWC1 that forms the contour of the groove 5 in the groove extending direction is obtained along the virtual line L1, as shown in FIG.
The waviness curve is a kind of contour curve together with the roughness curve RC described later, whereas the roughness curve RC is a contour curve particularly suitable for accurately indicating the surface roughness of the contour, whereas the waviness curve is This contour curve is suitable for simplifying the contour shape itself with a smooth line.
図6に示すように、うねり曲線LWC1を用いると、仮想線L1に沿う複数(m個)の位置のそれぞれにおいて、鋼板表面2aと溝5の輪郭(つまりうねり曲線LWC1)との間の板厚方向Zの距離(深さd1〜dm:単位はμm)が得られる。さらに、これらの深さd1〜dmの平均値(溝平均深さD1)が得られる。同様な測定手法によって、他の仮想線L2〜Lnのそれぞれについても、溝平均深さD2〜Dnが得られる。
なお、鋼板表面2aと溝5の輪郭(うねり曲線LWC1)との間の距離を測定するためには、Z方向における鋼板表面2aの位置(高さ)を予め測定しておく必要がある。
例えば、観察範囲50内の鋼板表面2aにおける複数箇所のそれぞれについて、レーザ式表面粗さ測定器を用いてZ方向の位置(高さ)を測定し、それらの測定結果の平均値を鋼板表面2aの高さとして利用してもよい。
As shown in FIG. 6, when the waviness curve LWC1 is used, the plate thickness between the steel plate surface 2a and the contour of the groove 5 (that is, the waviness curve LWC1) at each of a plurality of (m) positions along the virtual line L1. A distance in the direction Z (depth d1 to dm: unit is μm) is obtained. Furthermore, an average value (groove average depth D1) of these depths d1 to dm is obtained. The groove average depths D2 to Dn are obtained for each of the other virtual lines L2 to Ln by the same measurement method.
In order to measure the distance between the steel plate surface 2a and the contour of the groove 5 (waviness curve LWC1), it is necessary to measure in advance the position (height) of the steel plate surface 2a in the Z direction.
For example, the position (height) in the Z direction is measured for each of a plurality of locations on the steel plate surface 2a within the observation range 50 using a laser-type surface roughness measuring instrument, and the average value of the measurement results is determined as the steel plate surface 2a. You may use as the height of.
本実施形態では、上記の仮想線L1〜Lnのうち、溝延在方向に沿い且つ溝平均深さが最大になるという条件を満足する仮想線を溝基準線BLとして選択する。
上記溝基準線BLの溝平均深さを溝5の溝深さD(単位はμm)と定義する。
例えば、図7に示すように、仮想線L1〜Lnのそれぞれについて得られた溝平均深さD1〜Dnのうち、溝平均深さD3が最大である場合、仮想線L3が溝基準線BLと定義され、仮想線L3の溝平均深さD3が溝5の溝深さDと定義される。
なお、磁区細分化の効果を好ましく得るためには、本実施形態における溝5の溝幅Wが10μm〜250μmであることが好ましい。この溝幅Wは、溝延在方向に直交する溝短手断面での溝5のうねり曲線上で、鋼板表面2aから板厚方向Zに溝5の表面に向かう深さが、溝5の溝深さDに対し0.05×Dとなる2つの点を結ぶ線分の長さ(溝開口部)として求めればよい(図10参照)。
In the present embodiment, among the virtual lines L1 to Ln, a virtual line that satisfies the condition that the groove average depth is maximum along the groove extending direction is selected as the groove reference line BL.
The average groove depth of the groove reference line BL is defined as the groove depth D (unit: μm) of the groove 5.
For example, as illustrated in FIG. 7, when the average groove depth D3 is the maximum among the average groove depths D1 to Dn obtained for the virtual lines L1 to Ln, the virtual line L3 is the groove reference line BL. The groove average depth D3 of the imaginary line L3 is defined as the groove depth D of the groove 5.
In order to obtain the effect of magnetic domain subdivision preferably, the groove width W of the groove 5 in this embodiment is preferably 10 μm to 250 μm. The groove width W is such that the depth from the steel plate surface 2a toward the surface of the groove 5 in the plate thickness direction Z on the undulation curve of the groove 5 in the groove short cross section perpendicular to the groove extending direction is the groove depth of the groove 5 What is necessary is just to obtain | require as length (groove opening part) of the line segment which ties two points which are 0.05 * D with respect to thickness D (refer FIG. 10).
図8は、図7のC−C線における矢視断面図である。すなわち、図8は、上記の溝基準線BL及び板厚方向Zを含む溝長手断面で溝5を視た図である。
本実施形態では、図8に示すように、溝基準線BL及び板厚方向Zを含む溝長手断面で溝5を視た場合に、観察範囲50に現れる溝5の輪郭を溝底領域5aと定義する。
8 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. That is, FIG. 8 is a view of the groove 5 in the groove longitudinal section including the groove reference line BL and the plate thickness direction Z.
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, when the groove 5 is viewed in the groove longitudinal section including the groove reference line BL and the plate thickness direction Z, the outline of the groove 5 appearing in the observation range 50 is defined as the groove bottom region 5a. Define.
以上のような手法によって溝5の溝底領域5aが特定される。すなわち、本実施形態では、図9に示すように、溝基準線BL及び板厚方向Zを含む溝長手断面に現れる溝5の溝底領域5aの輪郭を成す測定断面曲線を変換して得られた粗さ曲線RCの算術平均高さRaが、1.1μm以上、2.7μm以下、且つ、上記溝底領域5aの輪郭を成す測定断面曲線を変換して得られた粗さ曲線要素の平均長さRSmが50μm以上、150μm以下であればよい。
粗さ曲線RCは、溝基準線BLについて得られた測定断面曲線にカットオフ値λsの低域フィルタを適用して断面曲線を得た後、その断面曲線に高域フィルタ(カットオフ値λc)を適用して、断面曲線から長い波長成分を除くことで得られる。
The groove bottom region 5a of the groove 5 is specified by the above method. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, it is obtained by converting the measurement cross-sectional curve that forms the contour of the groove bottom region 5 a of the groove 5 that appears in the groove longitudinal section including the groove reference line BL and the plate thickness direction Z. The average of the roughness curve elements obtained by converting the measured cross-sectional curve forming the contour of the groove bottom region 5a, with the arithmetic average height Ra of the roughness curve RC being 1.1 μm or more and 2.7 μm or less. The length RSm may be 50 μm or more and 150 μm or less.
The roughness curve RC is obtained by applying a low-pass filter having a cutoff value λs to the measured cross-sectional curve obtained for the groove reference line BL, and then obtaining a high-pass filter (cut-off value λc) on the cross-sectional curve. Is applied to remove a long wavelength component from the cross-sectional curve.
図3に示すように、溝延在方向に直交する溝短手断面で溝5を視た場合に、溝5と鋼板表面2aとの境界Gが不明瞭な場合がある。そこで、溝5と鋼板表面2aとの境界Gを明確にする必要がある。
以下では、溝短手断面で溝5を視た場合における溝5と鋼板表面2aとの境界Gの特定方法の一例について説明する。
As shown in FIG. 3, when the groove 5 is viewed in a short cross section perpendicular to the groove extending direction, the boundary G between the groove 5 and the steel plate surface 2 a may be unclear. Therefore, it is necessary to clarify the boundary G between the groove 5 and the steel plate surface 2a.
Below, an example of the specific method of the boundary G of the groove | channel 5 and the steel plate surface 2a at the time of seeing the groove | channel 5 in a groove | channel short cross section is demonstrated.
図10は、図7のE−E線における矢視断面図である。すなわち、図10は、溝延在方向に直交する溝短手断面で溝5を視た図である。
図10に示すように、溝短手断面で溝5を視た場合に、溝短手断面に現れる溝5の輪郭を成す測定断面曲線をうねり曲線に変換したものを溝短手うねり曲線SWCと定義する。
図10に示すように、XY平面内において溝基準線BLに直交する仮想線Lsを仮想的に設定し、レーザ式表面粗さ測定器等を用いて、溝5を含む鋼板2の表面粗さを仮想線Lsに沿って測定すると、溝短手断面における溝5の輪郭を成す測定断面曲線が仮想線Lsに沿う形で得られる。
溝短手断面に現れる溝短手うねり曲線SWCは、上記のように仮想線Lsについて得られた測定断面曲線に低域フィルタ(カットオフ値λs)を適用して断面曲線を得た後、その断面曲線に帯域フィルタ(カットオフ値λf、λc)を適用して、断面曲線から長い波長成分と短い波長成分を除くことで得られる。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. That is, FIG. 10 is a view of the groove 5 as viewed in a short cross section perpendicular to the groove extending direction.
As shown in FIG. 10, when the groove 5 is viewed in the short cross section of the groove, the measured cross section curve that forms the outline of the groove 5 appearing in the short cross section of the groove is converted into a wavy curve. Define.
As shown in FIG. 10, a virtual line Ls perpendicular to the groove reference line BL is virtually set in the XY plane, and the surface roughness of the steel sheet 2 including the groove 5 is measured using a laser-type surface roughness measuring instrument or the like. Is measured along the imaginary line Ls, a measurement cross-sectional curve that forms the contour of the groove 5 in the short cross section of the groove is obtained along the imaginary line Ls.
The groove short wave undulation curve SWC appearing in the groove short cross section is obtained by applying a low-pass filter (cutoff value λs) to the measurement cross sectional curve obtained for the virtual line Ls as described above, This is obtained by applying band-pass filters (cut-off values λf and λc) to the cross-sectional curve and removing the long wavelength component and the short wavelength component from the cross-sectional curve.
図10に示すように、溝短手断面に現れる溝5の輪郭を成す溝短手うねり曲線SWCを用いると、仮想線Lsに沿う複数(p個)の位置のそれぞれにおいて、鋼板表面2aと溝5の輪郭(つまり溝短手うねり曲線SWC)との間の板厚方向Zの距離(深さf1〜fp:単位はμm)が得られる。
本実施形態では、図10に示すように、溝短手うねり曲線SWCにおいて、下記条件式(1)を満足する領域を溝領域5bと定義し、溝領域5b以外の領域を鋼板領域2bと定義する。
溝領域5bと鋼板領域2bとの境界が、溝5と鋼板表面2aとの境界Gとして特定される。
なお、溝領域5bの幅が、溝幅Wに相当する。
fi ≧ 0.05×D …(1)
(ただし、iは、1〜pの整数)
As shown in FIG. 10, when the groove short swell curve SWC that forms the contour of the groove 5 appearing in the groove short cross section is used, the steel plate surface 2 a and the groove at each of a plurality of (p) positions along the virtual line Ls. A distance (depth f1 to fp: unit is μm) in the thickness direction Z between the five contours (that is, the groove short swell curve SWC) is obtained.
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, in the groove short-wave undulation curve SWC, a region that satisfies the following conditional expression (1) is defined as a groove region 5b, and a region other than the groove region 5b is defined as a steel plate region 2b. To do.
A boundary between the groove region 5b and the steel plate region 2b is specified as a boundary G between the groove 5 and the steel plate surface 2a.
The width of the groove region 5b corresponds to the groove width W.
fi ≧ 0.05 × D (1)
(Where i is an integer from 1 to p)
(3)巻鉄心
巻鉄心は、従来公知の方法で製造することができる。
例えば、巻鉄心は、フープをせん断してドーナツ状に巻き取った後、コーナー部をプレスし、矩形に成形し焼鈍を行い、歪取と形状保持を行うことによって製造される。
そして、鋼板の突合せ部分となる接合部が形成される。突合せ部分での磁気抵抗の上昇による鉄損劣化を抑えるため、この突合せは通常、ステップ状に配置される。
巻鉄心は、必要に応じて結束バンド等、公知の締付具等を用いて固定されていてもよい。
本開示においては、巻鉄心のコーナー部の形状は特に限定されない。
また、本開示においては、巻鉄心の接合部の数は特に限定されない。
(3) Wrapped iron core A wound iron core can be manufactured by a conventionally known method.
For example, a wound iron core is manufactured by shearing a hoop and winding it into a donut shape, pressing a corner portion, forming it into a rectangular shape, annealing it, and removing the strain and holding the shape.
And the junction part used as the butt | matching part of a steel plate is formed. In order to suppress iron loss deterioration due to an increase in magnetic resistance at the butt portion, this butt is usually arranged in a step shape.
The wound iron core may be fixed using a known fastener such as a binding band as required.
In the present disclosure, the shape of the corner portion of the wound core is not particularly limited.
In the present disclosure, the number of joints of the wound iron core is not particularly limited.
なお、本開示は、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、本開示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開示の技術的範囲に包含される。
以下、本開示について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本開示を制限するものではない。
In addition, this indication is not limited to the said embodiment. The above-described embodiments are exemplifications, and the present disclosure has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present disclosure and that exhibits the same operational effects. Are included in the technical scope.
Hereinafter, the present disclosure will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present disclosure.
[実施例1]
素材23ZH(鉄損W17/50=0.80W/kg)を溝底形状が変化するように、圧延方向における溝の中心線間間隔が3mmであり、溝延在方向が、素材鋼板の圧延方向に対して10°の角度で交差する溝を形成し、磁区制御した素材を準備した。
表1に示す条件の素材を用いて、溝が外巻側に面するように巻鉄心(鉄心質量:18.76kg、容量:5KVA、寸法は図11に記載(図11において単位はmm))を製造した。
そして、巻鉄心のBFについて、素材鉄損および巻鉄心鉄損をJIS C 2550−1記載の方法で評価し、それぞれの鉄損で除すことで算出した。結果について表1に示す。
[Example 1]
In order to change the groove bottom shape of the material 23ZH (iron loss W17 / 50 = 0.80 W / kg), the distance between the center lines of the grooves in the rolling direction is 3 mm, and the groove extending direction is in the rolling direction of the material steel plate. On the other hand, grooves intersecting at an angle of 10 ° were formed, and a magnetic domain controlled material was prepared.
Using the material under the conditions shown in Table 1, the wound core is such that the groove faces the outer winding side (core mass: 18.76 kg, capacity: 5 KVA, dimensions shown in FIG. 11 (unit is mm in FIG. 11)) Manufactured.
The BF of the wound core was calculated by evaluating the material core loss and the wound core loss by the method described in JIS C 2550-1 and dividing by the respective iron losses. The results are shown in Table 1.
[実施例2〜60、比較例1〜104]
表1〜3に記載の素材を準備し、実施例1と同様の方法で巻鉄心を製造し、BFを算出した。結果について表1〜3に示す。なお、表1〜2は、最内周部の曲率半径を3mmに統一して、Ra及びRSmを変化させて測定したデータをまとめたものである。また、表3は、RSmを120μmに統一して、最内周部の曲率半径とRaを変化させて測定したデータをまとめたものである。
[Examples 2 to 60, Comparative Examples 1 to 104]
The raw materials described in Tables 1 to 3 were prepared, wound cores were manufactured in the same manner as in Example 1, and BF was calculated. The results are shown in Tables 1 to 3. Tables 1 and 2 summarize data measured by changing Ra and RSm by unifying the radius of curvature of the innermost peripheral portion to 3 mm. Table 3 summarizes data measured by changing RSm to 120 μm and changing the radius of curvature and Ra of the innermost periphery.
[結果のまとめ]
表1〜2の結果に示されるように、実施例の巻鉄心は、比較例の巻鉄心と比較してビルディングファクターが低減することが明らかとなった。
具体的には、最内周部の曲げ加工部曲率半径が3mmで、Raが1.1μm以上、2.7μm以下であり、RSmが50μm以上、150μm以下であれば、溝が巻鉄心の外巻側に面するように配置することにより、内巻側に面する場合よりも巻鉄心の鉄損を低減することができることがわかった。
また、表3に示すように、最内周部の曲げ加工部曲率半径が3mm以上50mm以下であれば、溝が巻鉄心の外巻側に面するように配置することにより、内巻側に面する場合と同等かそれ以下に巻鉄心の鉄損を低減することができることがわかった。
さらに、表3に示すように、最内周部の曲げ加工部曲率半径が3mm以上30mm以下であれば、溝が巻鉄心の外巻側に面するように配置することにより、内巻側に面する場合よりも巻鉄心の鉄損を低減することができ、3mm以上20mm以下であれば、より巻鉄心の鉄損低減効果が得られることがわかった。
[Summary of results]
As shown in the results of Tables 1 and 2, it has been clarified that the building core of the wound core of the example is reduced as compared with the wound core of the comparative example.
Specifically, when the radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion is 3 mm, Ra is 1.1 μm or more and 2.7 μm or less, and RSm is 50 μm or more and 150 μm or less, the groove is outside the wound core. It has been found that the iron loss of the wound core can be reduced by arranging it so as to face the winding side than when facing the inner winding side.
Further, as shown in Table 3, if the radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion is 3 mm or more and 50 mm or less, by arranging the groove so as to face the outer winding side of the wound core, It has been found that the iron loss of the wound core can be reduced to the same or less than the case of facing.
Further, as shown in Table 3, if the radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion is 3 mm or more and 30 mm or less, the groove is arranged so as to face the outer winding side of the wound core, so that the inner winding side It was found that the iron loss of the wound core can be reduced as compared with the case of facing, and that the effect of reducing the iron loss of the wound core can be obtained more than 3 mm and not more than 20 mm.
1 方向性電磁鋼板
2 鋼板(母鋼板)
2a 鋼板表面
2b 鋼板領域
3 グラス皮膜
4 絶縁皮膜
5 溝
5a 溝底領域
5b 溝領域
6 鉄含有粒子
50 観察範囲
G 境界
BL 溝基準線
MCL1 測定断面曲線
LWC1 溝長手うねり曲線
SWC 溝短手うねり曲線
Ls 仮想線
f 深さ
RC 粗さ曲線
W 溝幅
X 圧延方向
Y 板幅方向
Z 板厚方向
1 Directional electrical steel sheet 2 Steel sheet (base steel sheet)
2a Steel plate surface 2b Steel plate region 3 Glass coating 4 Insulating coating 5 Groove 5a Groove bottom region 5b Groove region 6 Iron-containing particle 50 Observation range G Boundary BL Groove reference line MCL1 Measurement cross section curve LWC1 Groove long waviness curve SWC Groove short waviness curve Ls Virtual line f Depth RC Roughness curve W Groove width X Rolling direction Y Sheet width direction Z Sheet thickness direction
Claims (4)
前記溝が外巻側に面し、
圧延方向における前記溝の中心線間間隔が2mm以上5mm未満であり、
最内周部の曲げ加工部曲率半径が50mm以下であり、
溝延在方向及び前記板厚方向を含む溝長手断面で前記溝を視た場合に、前記溝の溝底領域の輪郭を成す粗さ曲線の算術平均高さRaが1.1μm以上、2.7μm以下であり、
前記溝底領域の前記輪郭を成す粗さ曲線要素の平均長さRSmが50μm以上、150μm以下であることを特徴とする巻鉄心。 A wound iron core comprising a grain-oriented electrical steel sheet having a steel sheet surface extending in a direction intersecting with the rolling direction and having a groove for SRA magnetic domain control in which the groove depth direction is a sheet thickness direction,
The groove faces the outer winding side,
The interval between the center lines of the grooves in the rolling direction is 2 mm or more and less than 5 mm,
The radius of curvature of the bent portion of the innermost peripheral portion is 50 mm or less,
When the groove is viewed in the groove longitudinal section including the groove extending direction and the plate thickness direction, the arithmetic average height Ra of the roughness curve defining the groove bottom region of the groove is 1.1 μm or more and 2.7 μm. And
An average length RSm of a roughness curve element forming the contour of the groove bottom region is 50 μm or more and 150 μm or less.
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