JP7299464B2 - 方向性電磁鋼板、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板、巻鉄心の製造方法及び巻鉄心変圧器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、方向性電磁鋼板、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板、巻鉄心の製造方法及び巻鉄心変圧器の製造方法に関する。

方向性電磁鋼板の用途の一つである変圧器（トランス）には、省エネルギー化、周辺環境への配慮から、低鉄損、低騒音が求められている。そのため、近年、低鉄損及び騒音特性に優れる方向性電磁鋼板の開発が進められている。

例えば、特許文献１には、鋼板表面に張力付与型の絶縁被膜を備え、鋼板の片面に歪みを導入して磁区構造を変化させた方向性電磁鋼板であって、歪み導入処理前における張力付与型絶縁被膜の鋼板面に対する付与張力が所定の値の範囲にあり、かつ歪み導入処理後における歪み導入面の鋼板反り量が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする方向性電磁鋼板が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、鋼板の表裏面にフォルステライト被膜および張力コーティングを備える方向性電磁鋼板に、線状の熱歪みを導入する磁区細分化処理が施された方向性電磁鋼板であって、該鋼板の圧延方向の反り量が前記歪みの導入面を内側とする反り面の曲率半径が６００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であり、かつ前記圧延方向と直角方向の反り量が前記歪みの導入面を内側とする反り面の曲率半径で２０００ｍｍ以上であることを特徴とする方向性電磁鋼板が開示されている。

また、例えば、特許文献３には、表面にフォルステライト被膜および絶縁コーティングを備えた方向性電磁鋼板であって、上記方向性電磁鋼板の磁歪特性が、所定の条件を満足し、前記フォルステライト被膜と前記絶縁コーティングの合計張力の表裏差が０．５ＭＰａ未満であって、前記フォルステライト被膜の張力の表裏差が０．５ＭＰａ以上であることを特徴とする方向性電磁鋼板が開示されている。

特開２０１２－５２２２８号公報 国際公開第２０１３／９９１６０号 国際公開第２０１６／１２５５０４号

しかしながら、騒音は小さいほど好ましく、従来の方向性電磁鋼板には未だ改善の余地がある。そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、騒音特性に優れた、方向性電磁鋼板、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板、巻鉄心の製造方法、及び巻鉄心変圧器の製造方法を提供することにある。

上記課題の解決のため、本発明者らは、鋭意検討し、方向性電磁鋼板の反りに着目した。従来、平坦で曲率が小さい方向性電磁鋼板ほど、変圧器の騒音特性が向上すると考えられていた。しかし、本発明者らは、巻鉄心変圧器においては、反りを有する方向性電磁鋼板を巻き回して巻鉄心を形成することで、巻鉄心における当該鋼板間の隙間が狭くなり、変圧器の騒音特性が向上することを見出し、さらに検討した結果、本発明に至った。

上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
（１） 圧延方向に２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、前記鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有し、巻鉄心変圧器に用いられる、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板。
（２） 圧延方向に２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、前記鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有し、一方の面に、溝加工が施されている、方向性電磁鋼板。
（３） 圧延方向に２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、前記鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量が２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有する、方向性電磁鋼板。
（４） 一方の面に、線状の熱ひずみが導入されている、上記（１）～（３）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
（５） 板厚が、０．１８ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、上記（１）～（４）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
（６） 上記（２）～（５）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心の製造方法。
（７） 上記（２）～（５）のいずれかに記載の方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心変圧器の製造方法。
（８） 上記（１）に記載の巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心の製造方法。
（９） 上記（１）に記載の巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心変圧器の製造方法。

本発明によれば、騒音特性に優れた、方向性電磁鋼板、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板、巻鉄心の製造方法及び巻鉄心変圧器の製造方法を提供することが可能となる。

方向性電磁鋼板の板厚方向の変位量の測定方法を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る巻鉄心変圧器の一例を示す平面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、図中の各構成要素の比率、寸法は、実際の各構成要素の比率、寸法を表すものではない。

＜１．方向性電磁鋼板＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係る方向性電磁鋼板について説明する。図１は、方向性電磁鋼板の板厚方向の変位量の測定方法を説明するための模式図である。

本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、熱間圧延及び冷間圧延がされた方向性電磁鋼板であり、図１に示すように、圧延方向に長さ２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、当該鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量ｗ（反り量）が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板を巻き回して巻鉄心を形成することで、巻き回されて隣り合う方向性電磁鋼板の間の隙間を小さくすることができる。その結果、当該巻鉄心を用いて製造された変圧器の作動時の騒音を低減することが可能となる。本実施形態に係る方向性電磁鋼板の反り量は、好ましくは、１３ｍｍ以上２５ｍｍ以下であり、更に好ましくは、１９ｍｍ以上２３ｍｍ以下である。

本実施形態に係る方向性電磁鋼板の厚みは、例えば、０．１８ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とすることができる。好ましくは、方向性電磁鋼板の厚みは、０．１８ｍｍ以上０．２７ｍｍ以下である。厚みを０．３０ｍｍより大きくすると鉄損が増大するため、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の厚みは、０．２７ｍｍ以下とすることが好ましい。厚みを０．２０ｍｍ以上とすることで、製造工程において、反り量の制御を容易に行うことが可能となる。本実施形態に係る方向性電磁鋼板の厚みは、より好ましくは、０．２３ｍｍ以上０．２７ｍｍ以下である。

本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、特に制限されるものではなく、公知の鋼成分からなる方向性電磁鋼板を用いることができる。このような方向性電磁鋼板として、例えば、質量％で２～７％のＳｉを少なくとも含有する方向性電磁鋼板を挙げることができる。鋼成分中のＳｉ濃度を２％以上とすることで、所望の磁気特性を実現することが可能となる。一方、鋼成分中のＳｉ濃度が７％超となる場合には、鋼板の脆性が低く、製造が困難となるため、鋼成分中のＳｉ濃度は７％以下であることが好ましい。

本実施形態に係る方向性電磁鋼板の表面は、絶縁処理が施されていることが好ましい。方向性電磁鋼板の表面に絶縁処理が施されていることで、方向性電磁鋼板を巻き回して形成した巻鉄心において、方向性電磁鋼板同士の間が絶縁されるため、板厚面内において渦電流が生じ難くなり、渦電流損を低減することが可能となる。その結果、鉄損を低減することが可能となる。例えば、方向性電磁鋼板の表面は、コロイダルシリカ及びリン酸塩を含有する絶縁コーティング液を用いて絶縁処理が施されていることが好ましい。

本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、既存の方向性電磁鋼板の製造工程に加えて、反り制御工程を経ることで製造される。本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、例えば、所定の組成を有するスラブを熱延鋼板とする熱間圧延工程、熱延鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼板とする冷間圧延工程、冷延鋼板のひずみを除去して一次再結晶する一次再結晶焼鈍工程、Ｇｏｓｓ方位の結晶粒を優先的に再結晶させる二次再結晶焼鈍工程、及び反り量制御工程を経て製造される。方向性電磁鋼板の製造に使用されるスラブは、既存の方向性電磁鋼板の製造に使用されるスラブを用いることができる。また、熱間圧延工程、冷間圧延工程、一次再結晶焼鈍工程、及び二次再結晶焼鈍工程は、既存の方法で実施することができる。以下に、反り量制御工程について説明する。

一般に、二次再結晶焼鈍工程ではコイル状の鋼板に対して焼鈍を行うため、二次再結晶焼鈍工程後の鋼板には、巻きぐせがついている。反り量制御工程では、二次焼鈍工程後の鋼板に対し、所定の熱処理が施されることで、巻ぐせが矯正されて方向性電磁鋼板の反り量が制御される。反り量制御工程では、二次再結晶焼鈍工程後に、一般に行われる平坦化焼鈍工程の焼鈍温度及び通板張力を変更して熱処理が行われる。

反り量制御工程は、従来の二次再結晶焼鈍工程後に行われる平坦化焼鈍の温度より１０℃～２０℃程度低い温度で行われる。例えば、従来の平坦化焼鈍温度が８５０℃である場合、反り量制御工程における焼鈍温度は、８３０℃以上８４０℃以下とすることができる。反り量制御工程における焼鈍温度は、好ましくは、８３０℃以上８３７℃以下であり、さらに好ましくは、８３０℃以上８３５℃以下である。

通板張力は、従来の二次再結晶焼鈍工程後に行われる平坦化焼鈍の通板張力より１０％～２０％程度小さい張力で行われる。例えば、従来の平坦化焼鈍における通板張力が７Ｎ／ｍｍ^２である場合、通板張力は、５．６Ｎ／ｍｍ^２以上６．３Ｎ／ｍｍ^２以下とすることができる。従来の通板張力より１０％～２０％程度小さい張力で通板することで、反り量制御工程後の方向性電磁鋼板の鋼片の反り量を、１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満とすることができる。通板張力は、好ましくは、５．５Ｎ／ｍｍ^２以上６．５Ｎ／ｍｍ^２以下であり、さらに好ましくは、５．８Ｎ／ｍｍ^２以上６．２Ｎ／ｍｍ^２以下である。

反り量制御工程を経ることで、方向性電磁鋼板の鋼片の反り量を１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満とすることができる。当該方向性電磁鋼板を反りに沿って巻き回して製造される巻鉄心は、方向性電磁鋼板間の隙間が狭くなる。その結果、当該巻鉄心を用いた変圧器の騒音特性を向上させることが可能となる。

＜２．巻鉄心及び巻鉄心変圧器＞
続いて、図２を参照して、本発明の一実施形態に係る巻鉄心及び巻鉄心変圧器について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る巻鉄心変圧器の一例を示す平面図である。なお、以降、巻鉄心変圧器を単に変圧器と呼称することもある。

本実施形態に係る巻鉄心変圧器１は、反りを有する方向性電磁鋼板１００が巻き回されて形成された巻鉄心１０、巻鉄心１０に巻き回された一次巻線２０Ａ及び二次巻線２０Ｂを備える。

巻鉄心１０は、方向性電磁鋼板１００が有する反りに沿って巻き回されて形成される。巻鉄心１０の形状は、図示した角丸方形状に限られず、例えば、楕円形状、長円形状又は角丸方形状とすることができる。

一次巻線２０Ａ及び二次巻線２０Ｂは、巻鉄心１０における対向する位置に、巻鉄心１０に巻き回される。一次巻線２０Ａ及び二次巻線２０Ｂには、既存の電線を用いることができ、例えば、高電気伝導性の金属線を絶縁体で被覆したものを用いることができる。金属線としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、絶縁材料を塗って焼付けるエナメルで被覆された銅線などを用いることができる。金属線の表面を被覆する絶縁体には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、フッ素樹脂、又はポリエステル等を用いることができる。

一次巻線２０Ａの巻き数及び二次巻線２０Ｂの巻き数は、特段制限されないが、例えば、巻鉄心変圧器１の仕様に応じて、一次巻線２０Ａの巻き数及び二次巻線２０Ｂの巻き数を決定することができる。

一次巻線２０Ａは、使用時においては、電源側の回路に接続され、電源から交流電圧が印加される。一次巻線２０Ａに交流電圧が印加されることにより、巻鉄心１０に磁束が生じ、生じた磁束の変化により、負荷側の回路に接続された二次巻線２０Ｂに、一次巻線２０Ａの巻き数と二次巻線２０Ｂの巻き数とに応じた電圧が生じる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態を説明した。以下では、本発明の上記実施形態の幾つかの変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で本発明の上記実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本発明の上記実施形態に適用されてもよい。また、各変形例は、本発明の上記実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本発明の上記実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。

反り量制御工程において、二次再結晶後の鋼板の両面にそれぞれ異なる目付量でコーティング材を塗布し、先立って説明した焼鈍温度及び通板張力でコーティング材を焼き付けるコーティング処理を行ってもよい。また、コーティング処理は、反り量制御工程の後に行われてもよい。鋼板の板厚方向に、コーティング材の目付量に応じた張力が働くことによって鋼板に反りが生じ、本実施形態に係る方向性電磁鋼板が得られる。なお、鋼材へのコーティング材の塗布方法は、特段制限されず、公知の方法で行うことが可能である。

コーティング材の目付量は、例えば、３．１ｇ／ｍ^２以上６．６ｇ／ｍ^２以下とすることができる。コーティング材を上記範囲内で、鋼板の一方の面に塗布するコーティング材の目付量と他方の面に塗布するコーティング材の目付量とを異ならせることで、目付量が大きい面側に張力が作用し、反り量制御工程後の方向性電磁鋼板の鋼片の反り量を、１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満とすることができる。また、コーティング材の目付量を、上記範囲とすることで、反り量制御工程後の方向性電磁鋼板に張力が付与され、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の鉄損を低減することが可能となる。コーティング材の目付量は、好ましくは、３．５ｇ／ｍ^２以上６．５ｇ／ｍ^２以下である。

コーティング材は、鋼材に張力を与えてその鋼材を反らせることができるものであり、目付量を変更しやすいものを使用することができる。コーティング材としては、好ましくは、コロイダルシリカ及びリン酸塩を含有する既存のコーティング液を用いることができる。コロイダルシリカ及びリン酸塩を含有するコーティング液を用いることで、板厚の小さい方向性電磁鋼板の反り量を制御することが可能となり、更に、方向性電磁鋼板の絶縁性を向上させることが可能となる。

コーティング処理における処理温度は、先だって説明した焼鈍温度範囲内で、用いられるコーティング材に応じて適宜変更することができる。例えば、コーティング材としてコロイダルシリカ及びリン酸塩を含有するコーティング液を用いる場合は、処理温度は、８４０℃以下とすることができる。

また、反り量制御工程における焼鈍温度、通板張力及びコーティング材の目付量は、鋼板の厚みに応じて適宜変更することができる。これにより、板厚が異なる場合でも、方向性電磁鋼板の鋼片の反り量を、１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満とすることができる。

また、本実施形態に係る方向性電磁鋼板には、一方の面に線状の熱ひずみを導入することができる。線状の熱ひずみの導入には、既存の方法を適用することができ、例えば、反り量制御工程後に、鋼板の一方の面にレーザーまたは電子ビーム等を照射して、線状の熱ひずみを導入することができる。線状の熱ひずみの導入位置は、特段制限されず、例えば、鋼板の圧延方向に対して垂直に横切る線状に導入することができる。線状の熱ひずみを導入することで、鋼板の磁区を細分化することができ、その結果、鉄損を低減することが可能となる。方向性電磁鋼板に熱ひずみを導入する場合、反り量制御工程における焼鈍温度、通板張力、コーティング材の目付量、またはレーザー等の照射条件は、熱ひずみ導入後の方向性電磁鋼板の鋼片の反り量が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満となるように設定されればよい。

また、本実施形態に係る方向性電磁鋼板には、一方の面に溝加工を施すことができる。溝加工には、既存の方法を適用することができ、例えば、反り量制御工程後に、鋼板の一方の面に荷重をかけることで、方向性電磁鋼板の一方の面に溝を形成することができる。溝の位置は、特段制限されず、例えば、鋼板の圧延方向に対して垂直に横切る線状に形成することができる。方向性電磁鋼板に溝が形成されることで、鋼板の磁区を細分化することができ、その結果、鉄損を低減することが可能となる。方向性電磁鋼板に溝を形成する場合、反り量制御工程における焼鈍温度、通板張力、コーティング材の目付量、または溝加工の条件は、溝形成後の方向性電磁鋼板の鋼片の反り量が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満となるように設定されればよい。なお、溝の深さは、鋼板の磁区が細分化されれば特段制限されないが、例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。また、溝の幅は、鋼板の磁区が細分化されれば特段制限されないが、例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができる。

また、本実施形態において、変圧器は、二巻線変圧器としたが、これに限られず、例えば、単巻線変圧器又は三巻線変圧器とすることができる。

また、本実施形態に係る方向性電磁鋼板を適用することができる変圧器の容量は、特段制限されず、例えば、１０ｋＶＡ以上２０００ｋＶＡ以下の変圧器に適用することができる。

以下に、実施例を示しながら、本発明の実施形態について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明のあくまでも一例であって、本発明が、下記の例に限定されるものではない。

（実施例１）
板厚が０．２３ｍｍの二次再結晶焼鈍工程後の鋼板を複数用意し、かかる鋼板に対して、表１に示す焼鈍温度及び通板張力で焼鈍を行った。焼鈍時間は、２分とした。当該焼鈍後の鋼板に、表１に示す目付量でコロイダルシリカ及びリン酸塩を含有するコーティング液を塗布し、８４０℃の温度で、１分、熱処理を施した。コーティング液の目付量を変えて、それぞれ異なる反り量の方向性電磁鋼板を製造した。

上記の方法で得られた方向性電磁鋼板を用いて巻鉄心を作製し、作成した巻鉄心に巻線を巻いて、容量が１００ｋＶＡ及び７５０ｋＶＡの巻鉄心変圧器を作製した。方向性電磁鋼板は、巻鉄心のコーナー部それぞれの曲率円の中心が一致するように巻き回した。巻線には、絶縁材料を塗って焼付けるエナメルで被覆された銅線を使用し、一次巻線の巻き数は１４３０とし、二次巻線の巻き数は５０とした。

製造した方向性電磁鋼板の反り量を測定した。反り量の測定は次のようにして行った。まず、製造した方向性電磁鋼板から圧延方向に長さ２８０ｍｍに鋼片を切り出した。切り出した鋼片を、圧延直角方向が鉛直方向と一致するように置き、鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、鋼片の当該圧延方向の他端における板厚方向の変位量を反り量とした。

また、作製した巻鉄心変圧器について、ＪＥＣ－２２００に準じて騒音（音圧）を測定した。一般に、音圧が３ｄＢ変化したときに、人間は音の大きさの変化を認識することができることから、反り量が０ｍｍの方向性電磁鋼板で製造された変圧器の音圧を基準として、３ｄＢ以上音圧が低減した場合を、騒音特性が向上したと判断した。

表１に、各方向性電磁鋼板の製造条件、反り量、及び騒音測定の結果を示す。

試験Ｎｏ．１及び試験Ｎｏ．２は、評価の基準である。試験Ｎｏ．１は、反り量が０ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて、容量が７５０ｋＶＡの変圧器を作製した例である。試験Ｎｏ．１の音圧は、６８．９ｄＢであった。試験Ｎｏ．２は、反り量が０ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて、容量が１００ｋＶＡの変圧器を作製した例である。試験Ｎｏ．２の音圧は、６２．５ｄＢであった。

試験Ｎｏ．３では、反り量が１５ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、６０．１ｄＢとなり、試験Ｎｏ．１と比較して、騒音特性が向上した。試験Ｎｏ．４では、反り量が２０ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、６０．１ｄＢとなり、試験Ｎｏ．１と比較して、騒音特性が向上した。また、試験Ｎｏ．５は、反り量が２１ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された容量が１００ｋＶＡの変圧器の音圧は、５０．８ｄＢとなり、試験Ｎｏ．２と比較して、騒音特性が向上した。

一方で、試験Ｎｏ．６、試験Ｎｏ．７に示すように、反り量が１３ｍｍ未満の方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器では、試験Ｎｏ．１１に対する音圧の変化量が３ｄＢ未満であり、騒音特性の向上効果は得られなかった。これらの方向性電磁鋼板で製造された巻鉄心において、層を成す方向性電磁鋼板同士の間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間によって振動音が大きくなったため、騒音特性は向上しなかったと考えられる。

また、試験Ｎｏ．８に示すように、反り量が３１ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器では、音圧は６７．０ｄＢであり、試験Ｎｏ．１に対する音圧の変化量が１．９ｄＢであり、騒音特性の向上効果は得られなかった。反り量が大きい場合にも、巻鉄心において、層を成す方向性電磁鋼板同士の間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間によって振動音が大きくなったため、騒音特性は向上しなかったと考えられる。

（実施例２）
続いて、一方の面にレーザーを照射して熱ひずみを導入した方向性電磁鋼板を製造し、騒音特性を評価した。詳細には、板厚が０．２３ｍｍまたは０．２７ｍｍの二次焼鈍工程後の鋼板を複数用意し、表２に示す焼鈍温度及び通板張力で焼鈍を行った後、表２に示す目付量でコロイダルシリカ及びリン酸塩を含有するコーティング液を塗布し、熱処理を行った。焼鈍時間と、コーティング液塗布後の熱処理は、実施例１と同様の条件とした。その後、厚目付面の圧延方向に垂直になる線方向にレーザーを照射して熱ひずみを導入した。製造された方向性電磁鋼板の反り量は、実施例１と同様にして測定した。

実施例１と同様にして、製造された方向性電磁鋼板を用いて容量が７５０ｋＶＡの変圧器を製造し、音圧を測定した。

表１に、各方向性電磁鋼板の製造条件、反り量、及び騒音測定の結果を示す。

試験Ｎｏ．１１及び試験Ｎｏ．１２は、評価の基準である。試験Ｎｏ．１１は、板厚が０．２３ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて、変圧器を作製した例である。試験Ｎｏ．１１及び試験Ｎｏ．１２は、熱ひずみを導入したことにより、それぞれ１ｍｍおよび０．５ｍｍの反りが生じた。試験Ｎｏ．１１の音圧は、７１．０ｄＢであった。試験Ｎｏ．１２は、板厚が０．２７ｍｍであり、反り量が０ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて、変圧器を作製した例である。試験Ｎｏ．１２の音圧は、６９．８ｄＢであった。

試験Ｎｏ．１３では、反り量が１３ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、６７．９ｄＢとなり、試験Ｎｏ．１１と比較して、騒音特性が向上した。試験Ｎｏ．１４では、反り量が１８ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、６３．２ｄＢとなり、試験Ｎｏ．１１と比較して、騒音特性が向上した。試験Ｎｏ．１５では、反り量が２２ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、５９．７ｄＢとなり、試験Ｎｏ．１１と比較して、騒音特性が向上した。また、試験Ｎｏ．１６は、反り量が２１ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、５８．７ｄＢとなり、試験Ｎｏ．１２と比較して、騒音特性が向上した。

一方で、試験Ｎｏ．１７～試験Ｎｏ．１９に示すように、反り量が１３ｍｍ未満の方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器では、試験Ｎｏ．１１に対する音圧の変化量が３ｄＢ未満であり、騒音特性の向上効果は得られなかった。これらの方向性電磁鋼板で製造された巻鉄心において、層を成す方向性電磁鋼板同士の間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間によって振動音が大きくなったため、騒音特性は向上しなかったと考えられる。

また、試験Ｎｏ．２０に示すように、反り量が３５ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器では、音圧は７０．２ｄＢであり、試験Ｎｏ．１１に対する音圧の変化量が０．８ｄＢであり、騒音特性の向上効果は得られなかった。反り量が大きい場合にも、巻鉄心において、層を成す方向性電磁鋼板同士の間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間によって振動音が大きくなったため、騒音特性は向上しなかったと考えられる。

（実施例３）
続いて、一方の面に溝が形成された方向性電磁鋼板を製造し、騒音特性を評価した。詳細には、板厚が０．２３ｍｍの二次焼鈍工程後の鋼板を複数用意し、表３に示す焼鈍温度及び通板張力で焼鈍を行った後、表３に示す目付量でコロイダルシリカ及びリン酸塩を含有するコーティング液を塗布し、熱処理を行った。焼鈍時間と、コーティング液塗布後の熱処理は、実施例１と同様の条件とした。その後、鋼板に荷重をかけて、厚目付面の圧延方向に垂直になる線方向に溝を形成した。製造された方向性電磁鋼板の反り量は、実施例１と同様にして測定した。

実施例１と同様にして、製造された方向性電磁鋼板を用いて容量が７５０ｋＶＡの変圧器を製造し、音圧を測定した。

表３に、各方向性電磁鋼板の製造条件、反り量、及び騒音測定の結果を示す。

試験Ｎｏ．２１は、評価の基準である。試験Ｎｏ．２１は、反り量が０．５ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて、変圧器を作製した例である。試験Ｎｏ．２１は、溝を形成させたことにより、０．５ｍｍの反りが生じた。試験Ｎｏ．２１の音圧は、６８．１ｄＢであった。

試験Ｎｏ．２２では、反り量が１３ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、６４．８ｄＢとなり、試験Ｎｏ．２１と比較して、騒音特性が向上した。試験Ｎｏ．２３では、反り量が１６ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、６０．１ｄＢとなり、試験Ｎｏ．２１と比較して、騒音特性が向上した。試験Ｎｏ．２４では、反り量が２１ｍｍであり、この方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器の音圧は、５７．３ｄＢとなり、試験Ｎｏ．２１と比較して、騒音特性が向上した。

一方で、試験Ｎｏ．２５～試験Ｎｏ．２７に示すように、反り量が１３ｍｍ未満の方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器では、音圧の変化量が３ｄＢ未満であり、騒音特性の向上効果は得られなかった。これらの方向性電磁鋼板で製造された巻鉄心において、層を成す方向性電磁鋼板同士の間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間によって振動音が大きくなったため、騒音特性は向上しなかったと考えられる。

また、試験Ｎｏ．２８に示すように、反り量が３２ｍｍの方向性電磁鋼板を用いて製造された変圧器では、音圧の変化量が０．６ｄＢであり、騒音特性の向上効果は得られなかった。反り量が大きい場合にも、巻鉄心において、層を成す方向性電磁鋼板同士の間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間によって振動音が大きくなったため、騒音特性は向上しなかったと考えられる。

以上、本発明によれば、騒音特性に優れた、方向性電磁鋼板、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板、巻鉄心の製造方法及び巻鉄心変圧器の製造方法を提供することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 巻鉄心変圧器
１０ 巻鉄心
２０Ａ 一次巻線
２０Ｂ 二次巻線
１００ 方向性電磁鋼板

Claims (9)

1. 圧延方向に２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、前記鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有し、
   巻鉄心変圧器に用いられる、巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板。
2. 圧延方向に２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、前記鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量が１３ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有し、
   一方の面に、溝加工が施されている、方向性電磁鋼板。
3. 圧延方向に２８０ｍｍに切り出した鋼片を、圧延面内における圧延方向と垂直な方向が鉛直方向と一致するように前記鋼片の圧延方向の一端を圧延方向に沿って３０ｍｍ固定した際に、前記鋼片の圧延方向の他端における板厚方向の変位量が２０ｍｍ以上３０ｍｍ未満である反りを有する、方向性電磁鋼板。
4. 一方の面に、線状の熱ひずみが導入されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板。
5. 板厚が、０．１８ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板。
6. 請求項２～５のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心の製造方法。
7. 請求項２～５のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心変圧器の製造方法。
8. 請求項１に記載の巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心の製造方法。
9. 請求項１に記載の巻鉄心変圧器用方向性電磁鋼板を、前記反りに沿って巻き回す工程を含む、巻鉄心変圧器の製造方法。

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