JPH0790385A

JPH0790385A - 磁気特性の優れた方向性電磁鋼板

Info

Publication number: JPH0790385A
Application number: JP5229143A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Minamida; 勝宏南田; Naoya Hamada; 直也浜田; Atsushi Sugibashi; 敦史杉橋; Takamichi Kobayashi; 尊道小林; Keisuke Yamochi; 啓介矢持; Hirohiko Sato; 博彦佐藤; Toshitaka Ota; 敏隆太田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は鉄損特性、磁歪特性に優れた方向性
電磁鋼板に関し、特にパルスＣＯ₂レーザビーム照射の
鋼板幅方向に均一で連続パターンの痕跡を作り、その磁
気特性を大幅に改善した方向性電磁鋼板を提供する。【構成】方向性電磁鋼板の表面にＱスイッチＣＯ₂レ
ーザの周波数が３０kHz以上のパルスレーザビームを照
射して痕跡を圧延方向に３〜１０mmの間隔で、鋼板幅方
向に０．３〜１．０mmの間隔で１５０mm以上を完全な連
続パターン照射とすることを特徴とした磁気特性の優れ
た方向性電磁鋼板で、鋼板全幅を複数の領域に分割し、
その１領域のレーザ照射による痕跡を前記と同条件とな
ることを特徴とした磁気特性の優れた方向性電磁鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄損特性、磁歪特性に
優れた方向性電磁鋼板に関し、特にパルスＣＯ₂レーザ
ビーム照射の鋼板幅方向に均一で連続パターンの痕跡を
作り、その磁気特性を大幅に改善した方向性電磁鋼板に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームによる磁気特性の優
れた方向性電磁鋼板とその製造方法として、多くの手段
が提唱されてきており、なかでも特開昭５５−１８５６
６号公報（以下公報〔１〕とする）に開示されているレ
ーザビーム照射による鉄損値の改善方法は、その改善効
果の大きさ、ならびに非接触加工であることに起因する
信頼性の高さや制御性の良さから、この方法による磁気
特性の優れた方向性電磁鋼板が広く実用に供されてい
る。この方法はレーザビームを照射することによって生
じる熱衝撃波の反力によって方向性電磁鋼板の磁区を細
分化することにより、ヒステリシス損失の増加を抑えた
まま渦電流損失の低下を図るものである。

【０００３】図５に示すように、電磁鋼板の表面にパル
スレーザビームを、圧延方向にほぼ直角に瞬時的に照射
し、鋼板に局部的なレーザ照射痕を形成させることによ
り、方向性電磁鋼板の鉄損の改善を図ろうとするもので
ある。そしてレーザビームの照射条件をレーザビームの
鋼板幅方向の照射間隔ｄ（mm）、圧延方向の照射間隔ｌ
（mm）、エネルギー密度Ｐ（Ｊ／cm²）を下記式（１）
の関係を満足するように照射する。０．００５≦（ｄ／ｌ）Ｐ²≦１．０ ……………………（１）（ｄ／ｌ）Ｐ²＝Ｕａ ……………………（２）この式（１）によって、レーザ照射の入熱範囲である単
位面積当たりの照射エネルギー密度Ｕａを条件化してい
る。この照射エネルギー密度を式（２）によりＵａとす
る。

【０００４】また、この公報〔１〕では、図６に示すよ
うに、レーザビームの照射条件と鉄損改善率としての鉄
損減少値の関係を示している。図６の横軸はパルスレー
ザビームのエネルギー密度Ｐと照射間隔ｄおよび照射幅
ｌからの単位面積当たりの照射エネルギー密度Ｕａに相
当するパラメータ（ｄ／ｌ）Ｐ²を、そして縦軸は鉄損
減少値ΔＷを示している。この図６から明らかなのは照
射エネルギー密度Ｕａが変化すると鉄損減少値が大きく
変化するということで、公報〔１〕でも照射エネルギー
密度Ｕａが０．００５から０．０１に変化すると、鉄損
減少値０．０１から０．０３と大きく変化している。こ
のようにレーザビームの照射条件での照射エネルギー密
度の均一化は、電磁特性の優れた電磁鋼板の製造で極め
て重要であるが、この公報〔１〕ではレーザビームを鋼
板全面に照射エネルギー密度Ｕａを均一にして照射する
方法については全く開示がなされていない。

【０００５】また、特開昭５８−１９４４０号公報（以
下公報〔２〕とする）の電磁鋼板の鉄損特性改善方法で
はレーザビームの照射方法としてのスキャニング方法を
開示している。この方法は、レーザ発振器の大型化（高
周波数化、高出力化）ができない状況から、均一照射を
確保するためには、スキャン幅に限界があり複数レーザ
ビームによる複数照射が必要であることを述べている。
すなわち、図７に示すように公報〔２〕は複数のレーザ
ビームと複数の照射光学系を用いて、鋼板全幅を複数の
領域に分割し、鋼板の走行速度およびレーザ出力に対応
して鋼板全幅にわたって所望の間隔で、かつ一様な大き
さの照射痕を得て鉄損特性の改善を適切に行い得るよう
にする方法である。

【０００６】図７の光学系で照射した照射痕の代表的な
パターンを図８に示す。ここで、このような複数領域で
の照射においては、鋼板幅方向で非照射領域が発生する
ことを防止するために、それぞれの領域の端部で一部が
オーバーラップするような構成にせざるを得ない。この
オーバーラップ領域Ｌｐはスキャニング光学系の長時間
安定性を勘案した場合、５〜１０mm程度を確保すること
が必要になる。従って、スキャニング幅が１００mmの場
合、鋼板幅方向全体の５〜１０％は二重照射が行われる
ことになる。ここで、図６を参照すると（ｄ／ｌ）Ｐ²
の値として、０．４程度の条件が鉄損改善の最適値を与
えるが、これより高い領域では急激に鉄損改善幅が劣化
することが示されており、二重照射領域の存在は鉄損改
善幅を大きく劣化させるものである。

【０００７】以上の劣化は、鋼板全体としての鉄損改善
幅の劣化のみならず、変圧器鉄芯に使うために鋼板を切
り出した場合、二重照射領域の比率が高くなる可能性も
あり、さらに鉄損値が悪い状況で変圧器を組まなくては
ならない、もしくは二重照射領域をさけて鋼板を切り出
す必要があり、その場合は歩留りが大きく低下するとい
った実用的な大きな問題点がある。

【０００８】公報〔２〕の実施例としての条件は、全幅
Ｗ＝１０００mmの仕上げ焼鈍済の方向性電磁鋼板が走行
速度Ｖ＝５００mm/secで走行している時、１０台（Ｎ）
のレーザ照射ユニットを幅方向に設置し、それぞれの照
射幅ｗ＝１００mmで、圧延方向の照射間隔ｌ＝５mm、鋼
板幅方向の照射間隔ｄ＝０．５mmとなるように、反射ミ
ラーの振動周波数ｆ_mを７１Hzで往復運動させて、レー
ザビームをｆ_Q＝２０kHz のパルス発振でスキャニング
照射している。そして、その時のパルス当たりの照射エ
ネルギーはＥ＝４mJとしている。

【０００９】しかし、この条件では照射エネルギー密度
（ｄ／ｌ）Ｐ²のＰであるピークパワー密度も不明で、
また公報〔１〕と同様に鋼板面での単位面積当たりの照
射エエルギー密度の均一化照射に問題がある。すなわ
ち、公報〔２〕でレーザビームの照射による鋼板表面の
痕跡について開示してあるが、図８に示すように波状ま
たは直線上に鋼板表面の痕跡となり、何れも各照射境界
にて痕跡パターンの不連続部分すなわち照射エネルギー
密度の不均一部分が発生している。複数ビームの必要性
に対する技術的な限界は鋼板の処理速度に対するパルス
レーザビームの発振周波数に限界があるからとしてい
る。

【００１０】実ラインの速度に対応するためには、スキ
ャニング速度とパルス繰返し周波数の高速化の必要性が
あるが、公報〔２〕では鋼板全幅Ｗ＝１０００mmを１０
台のレーザ照射ユニットを幅方向に設置し、それぞれが
ｗ＝１００mmの幅を照射領域としている。これはレーザ
発振器の発振周波数ｆ_Q＝２０kHz のパルス発振が現状
のレーザ発振器では限界であることに基づくからであ
る。その理由として、高周波パルスレーザとしては連続
励起のＱスイッチＮｄ−ＹＡＧレーザがあるが、その発
振周波数の限界はレーザ技術の刊行物に明記されてい
る。

【００１１】図９と図１０は朝倉書店刊，池田正幸他著
「レーザプロセス技術ハンドブック」（１９９２）Ｐ６
９に示された連続励起のＱスイッチＮｄ−ＹＡＧレーザ
の繰返し周波数と、Ｑスイッチ発振特性としての尖頭出
力と、平均出力そしてパルス幅の関係を示したものであ
る。連続レーザのＱスイッチパルス尖頭出力はＣＷ発振
出力レベルの１０³〜１０⁴倍であり、パルス繰返し周
波数は５０kHz 前後迄可能であるが、実際の装置では図
９と図１０に示すように連続励起のＱスイッチＮｄ−Ｙ
ＡＧレーザのパルス発振には要求パルスエネルギー、尖
頭出力から限界があり、その発振周波数は１０〜２０kH
z である。繰返し周波数が２kHz 以上でパルス幅が増大
し、尖頭値が急激に減少する。例えば、発振周波数が１
０kHz の場合、パルス幅が１７０ns、尖頭値が４kWとな
る。この条件では、パルス個々のエネルギーは０．６mJ
となる。

【００１２】ここで、公報〔１〕の特許にて示されてい
る安定な磁気特性の向上効果を得るためには、ｌ＝５m
m、ｄ＝０．５mmで照射エネルギー密度（ｄ／ｌ）Ｐ²
を０．４とするとピークパワーｐは２Ｊ／cm²となる。
パルスレーザの集光径を０．４mmとすると、パルス当た
りの必要とするエネルギーは２．５mJとなり、前記の値
０．６mJは必要パルスエネルギーのほぼ４分の１とな
る。また、集光径を０．６mmとした場合、パルス当たり
の必要とするエネルギーは５．７mJとなり、前記の値
０．６mJは、必要エネルギーのほぼ９分の１と小さくな
りレーザの照射による磁気特性の改善効果が得られな
い。

【００１３】実用に供し得る一般的な連続励起のＱスイ
ッチＮｄ−ＹＡＧレーザの能力は図９のそれを一桁程度
まで向上することが可能であるが、それでもパルスレー
ザのエネルギーは１０kHz 周波数にて６．０mJ／Ｐであ
る。このように連続波励起ＱスイッチＮｄ−ＹＡＧレー
ザを用いる場合、４００μｍにビームを集光しても、そ
の発振能力の限界からパルス周波数の上限は２０kHz と
なり、連続稼働の安定性も考えると実用的にはその半分
の１０kHz が上限となる。

【００１４】以上の如く、従来法ではパルス発振の周波
数に限界があり、その値も１０kHz以下と低いため、実
用上で、５００mm/sec程度の処理速度を確保するために
は、パルスレーザの均一照射が可能な最大幅は５０mmと
なっている。ゆえに、それ以上の幅の均一照射による磁
気特性の優れた電磁鋼板の製造は困難であった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁鋼板は、レ
ーザ発振器のパルス発振の周波数に限界がありその値も
１０kHz 以下と低いため、レーザビームの均一照射が可
能な最大幅は５０mmとなり、広幅の電磁鋼板での磁気特
性の均一性に問題があった。本発明の目的は、この従来
のレーザ発振器の限界周波数に起因する問題点を解決
し、幅の広い高い信頼性と高い鉄損改善特性を同時に持
つレーザ照射方法を実現し、極めて優れた電磁鋼板を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、磁気特性の
優れた電磁鋼板の製品を提供するもので、方向性電磁鋼
板の表面にＱスイッチパルス発振レーザの周波数が３０
kHz 以上のパルスレーザを照射して照射エネルギー密度
Ｕａが０．３〜０．４になるように痕跡を圧延方向にｌ
＝３〜１０mmの間隔で、鋼板幅方向にｄ＝０．３〜１．
０mmの間隔で１５０mm以上を完全な連続パターン照射と
することで磁気特性の均一化と向上を可能にしている。
Ｑスイッチパルス発振レーザはパルス半値幅が１０nsec
以上、１μsec 以下の初期スパイクを持ち、さらに１０
０nsec以上、１０μsec 以下のパルステイルを有するパ
ルスＱスイッチＣＯ₂レーザである。そして、式（３）
のようにパルスのピーク値ＰＰ（Ｗ）と照射点での集光
径ＤＯにて決まるパルスピーク部のピークパワー密度Ｅ
ｄを１×１０⁵〜１×１０⁸w/cm²の領域に設定する。Ｅｄ＝ＰＰ／ＤＯ …………………………………………（３）

【００１７】このようにして、従来の電磁鋼板は、従来
のレーザ発振器のパルス発振の周波数の限界によりレー
ザビームの均一照射が可能な最大幅が５０mmと限界で、
広幅の電磁鋼板での磁気特性の均一性に問題があった
が、本発明によりこの問題を解決し、従来の３倍以上の
幅の広い高い信頼性と高い鉄損改善特性を同時に持つレ
ーザ照射方法を実現し、極めて優れた電磁鋼板を提供す
ることができた。

【００１８】以下に本発明を詳細に説明する。図１は、
本発明を達成するパルスＣＯ₂レーザを用いた方向性電
磁鋼板の鉄損改善方法において、本発明の主たる構成要
素であるＱスイッチパルスＣＯ₂レーザ共振器の構成
と、その出力パルスの電磁鋼板への照射光学系を示した
ものである。レーザ放電部２は、ＣＯ₂レーザ媒質であ
るレーザガスに連続的な放電励起によってエネルギーを
供給する部分であり、レーザ共振器を構成する全反射鏡
３とテレスコープレンズ４によって大気と遮断されてい
る。

【００１９】大気中に設置された出力鏡７とテレスコー
プレンズ４との間には、回転チョッパ６によって構成さ
れるＱスイッチング装置が設置される。回転チョッパ６
は一定間隔でレーザビームを透過させるスリットを有
し、レーザ光軸上にスリットがきた時にのみ共振器の性
能指数であるＱ値が上昇することで、Ｑスイッチングが
実現される。ここで、ＣＯ₂レーザの回転チョッパによ
るＱスイッチングの場合、ＹＡＧレーザにおいて問題と
なった音響光学素子による平均出力上限が原理的にない
ことから、高平均出力化が可能であり、１kW以上の平均
出力が得られている。これは、典型的なＱスイッチＹＡ
Ｇレーザの１０台分以上の出力値であり、それゆえパル
ス繰返し周波数ｆ_Qを高くしても、磁気特性改善に必要
なパルスエネルギー値の確保が可能となる。

【００２０】ＱスイッチＣＯ₂レーザ共振器から取り出
されたパルスレーザビーム１は平面全反射鏡１１で反射
してポリゴンミラー８による回転スキャナによって電磁
鋼板１０の板幅方向に走査され、ｆθ集光光学系を構成
する放物面鏡９によって集光された後、電磁鋼板１０に
照射される。

【００２１】図３および図４に本発明と従来法（特開昭
５５−１８５６６号公報）のパルスレーザ照射による鋼
板表面での痕跡のパターンの差異を示している。図３の
（ａ）は本発明の発振周波数が３０kHz パルスレーザ照
射による鋼板表面での痕跡のパターンを示し、図３の
（ｂ）は従来法の発振器３台による３分割パルスレーザ
照射による鋼板表面での痕跡のパターンを示している。
図４の（ａ）は本発明の発振周波数６０kHz のパルスレ
ーザの２分割による鋼板表面での痕跡のパターンを示
し、図４の（ｂ）は従来法の発振器６台による６分割パ
ルスレーザ照射による鋼板表面での痕跡のパターンを示
している。

【００２２】図２は、パルス繰返し周波数３０kHz でＱ
スイッチ発振した場合の、ＱスイッチＣＯ₂レーザのパ
ルス波形を示したものである。初期スパイク部はＱスイ
ッチレーザ特有のジャイアントパルス発振部であり、そ
の半値幅は放電励起強度、レーザ共振器、パルス繰返し
周波数によって逐次変化するがその範囲は、１０nsec以
上、１μsec 以下である。さらにこのＱスイッチＣＯ₂
レーザのパルスビームの初期スパイク後に長いテイル部
分を伴っている。これは主としてレーザ媒質中に含まれ
るＮ₂の励起分子から、ＣＯ₂分子のレーザ上準位への
衝突によるエネルギー移乗によって発振しているレーザ
パルスの一部である。

【００２３】このテイル部の最大長さは衝突エネルギー
移乗の時定数によって決定され、およそ１０μsec であ
る。これは、ＹＡＧレーザにはないＱスイッチＣＯ₂レ
ーザに特有のパルステイルである。なお、回転チョッパ
を用いたＱスイッチングにおいては、レーザビームの透
過スリット幅を適宣変更することによりパルステイル長
を制御することが可能である。

【００２４】Ｑスイッチ発振時のパルス繰返し周波数の
最大値は、共振器Ｑ値の上昇後、Ｑスイッチパルス発振
に至る迄の遅延時間と、共振器Ｑ値が低い間にレーザ上
準位へエネルギーが蓄積される時間の兼ね合いによって
決定されるが、一般の連続波発振ＣＯ₂レーザを用いて
Ｑスイッチ発振させる場合、１００kHz 程度までの周波
数が実現可能である。以上に示したようなＱスイッチパ
ルスＣＯ₂レーザビームを方向性電磁鋼板に照射し、優
れた鉄損特性を有する電磁鋼板を製造する方法に関して
以下に詳細を説明する。

【００２５】本発明は３０kHz 以上の高繰返し周波数を
有するＱスイッチパルスＣＯ₂レーザビーム１は平面全
反射鏡１１で反射し、ポリゴンミラー８による回転スキ
ャナによって電磁鋼板１０の板幅方向に走査され、放物
面鏡９によって集光された後、電磁鋼板１０に照射され
る。幅をＷ（mm）の電磁鋼板１０が走行速度をＶ(mm/se
c)で通板方向ＲＤの矢印方向に走行している状態で、ス
キャニング装置８でレーザビームを照射する。時間ｔ(s
ec）の間の鋼板の移動距離をｌ(mm)とすると、次式
（４）になる。ｔ＝ｌ／Ｖ …………………………………………（４）

【００２６】この時間の間に、パルス発振周波数をｆ_Q
(Hz)でレーザを発振させて幅Ｗ(mm)をスポット間隔ｄ
（mm）でスキャニング照射すると次式（５）になる。ｔ＝（Ｗ／ｄ）／ｆ_Q …………………………………………（５）そしてポリゴンミラー８の１秒間の回転数Ｍ(rps）と面
数Ｎとすると、次式（６）になる。ｔ＝ｌ／（Ｍ・Ｎ） …………………………………………（６）この（４），（５），（６）式から、鋼板の走行速度Ｖ
（mm/sec）、照射点間隔ｄ（mm）、パルス発振周波数ｆ
_Q（Hz）、ポリゴンミラー８の１秒間の回転数Ｍ(rps）
と面数Ｎ、鋼板の移動距離ｌ（mm）の間には次式（７）
の関係が成立する。ｌ／Ｖ＝Ｗ／（ｆ_Q・ｄ）＝ｌ／（Ｍ・Ｎ） ………………（７）

【００２７】従って、この式（７）の関係を満たすよう
に諸元を選択しなければならない。特に実際の製造ライ
ンに適用する場合には、鋼板の走行速度Ｖを速くする必
要があるが、走行速度Ｖが速くなると移動距離ｌとスポ
ット間隔ｄ等のレーザ照射効果を保持しながら走行速度
Ｖに対応し、鋼板全幅Ｗを処理するためには、パルスレ
ーザの発振周波数ｆ_Qを高める必要がある。なお、照射
エネルギー密度Ｕａ＝（ｄ／ｌ）Ｐ²を０．３〜０．４
になるように鋼板移動方向のスポット間隔ｌを５〜７m
m、レーザ走査方向のスポット間隔ｄを０．３〜１．０m
mにする。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）鋼板の走行速度Ｖが６５０mm/secで、幅１
５０mmの電磁鋼板にパルス繰返し周波数３０kHz 、波長
１０．６μｍのレーザで初期スパイク部のパルス半値幅
２５０nsec、パルステイル２μsec で単パルスのエネル
ギーは７．５mJのＱスイッチＣＯ₂レーザパルスを、集
光径０．４mmと集光し、初期スパイク部のピークパワー
密度Ｅｄを２×１０７w/cm²として、照射エネルギー密
度Ｕａ＝（ｄ／l)Ｐ²を０．３〜０．４となるように電
磁鋼板に照射した。この時の照射位置条件は、レーザ走
査方向のスポット間隔ｄを０．５mmに、鋼板の移動方向
のスポット間隔ｌを６．５mmに設定した。

【００２９】また比較のため、パルス繰返し周波数１０
kHz 、波長１．０６μｍのＱスイッチＮｄ−ＹＡＧレー
ザにて電磁鋼板の照射幅方向の範囲を３分割し、他のレ
ーザ照射条件を同一にしてレーザ照射を行った。その結
果、全鋼板幅を均一に照射したＱスイッチＣＯ₂レーザ
による照射材は磁気歪みの増加を極めて少なく抑え、全
鉄損値（Ｗ_17/50）を１１％改善とし、３分割照射のＹ
ＡＧレーザの照射材の全鉄損値改善幅８％を大きく超え
る鉄損改善効果が判明した。ここで鉄損改善率１％の向
上は、大容量の変圧器鉄心に利用する場合、大幅な変圧
器の効率向上につながるため、実用上極めて大きな効果
である。

【００３０】（実施例２）鋼板の走行速度Ｖが６５０mm
/secで、幅３００mmの電磁鋼板の照射域を２分割にしそ
れぞれの照射域を幅約１５０mmを走査幅として、パルス
繰返し周波数６０kHz 、波長１０．６μｍのレーザで、
初期スパイク部のパルス半値幅２５０nsec、パルステイ
ル２μsec で単パルスのエネルギーは７．５mJのＱスイ
ッチＣＯ₂レーザパルスを、集光径０．４mmと集光し、
初期スパイク部のピークパワー密度Ｅｄを２×１０⁷w/
cm²で照射エネルギー密度Ｕａ＝（ｄ／l)Ｐ²を０．３
〜０．４となるように電磁鋼板に照射した。照射位置条
件はレーザ走査方向のスポット間隔ｄを０．５mm、鋼板
圧延方向のスポット間隔ｌを６．５mmに設定した。

【００３１】その結果、全鋼板幅を均一に照射したＱス
イッチＣＯ₂レーザによる照射材は、磁気歪みの増加は
極めて少ない状況で全鉄損値（Ｗ_17/50）を１０％改善
できることが判明した。従来のパルス繰返し周波数１０
kHz 、波長１．０６μｍのＱスイッチＹＡＧレーザに
て、この幅３００mmの電磁鋼板の照射処理には６分割以
上の照射が必要となり、設備の複雑さおよび鉄損改善効
果等を比較すると、本発明の鉄損改善効果および経済効
果も多大で、実用上極めて大きな効果である。

【００３２】以下に、鉄損改善に関する具体的な効果の
試算結果を示す。本発明の実施例で用いた方向性電磁鋼
板の全鉄損は約０．８４w/kgであるので、実施例１の結
果を用いると、本発明により改善される全鉄損値ΔＷは
全体の３％で０．０２５w/kgとなる。方向性電磁鋼板の
最も一般的な用途は送電用の柱状トランスであるが、こ
の場合１kVA の電力量当たり２．０kgの電磁鋼板を必要
とする。従って本発明により柱状トランスにおいて１kV
A の電力に対し約０．０５Ｗの省エネルギーが実現でき
る。

【００３３】現在、電力コストは２０円／kWhr程度であ
り、力率を０．８とすると、本発明により０．０５Ｗ／
０．８kW×２０円／kWhr＝１．２６×１０^-3円／kWhrの
電力コスト削減が可能となる。日本国内での総消費電力
は年間６０００〜７０００億kWhrであることから、本発
明を適用することで削減される電力コストは年間で１．
２６×１０^-3円／kWhr×６０００〜７０００億kWhr／年
＝７．６〜８．８億円／年となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のＱスイッチＣＯ₂レーザを用い
たレーザ照射効果によって１５０mm以上の均一レーザ痕
のパターンを可能にしたことで磁気特性の優れた電磁鋼
板となった。この電磁鋼板は磁気歪みを抑制し、鉄損減
少と安定な磁気特性の大きな改善効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を可能とするパルスＱスイッチＣＯ₂レ
ーザ発振器とその照射光学系の構成図である。

【図２】パルスＱスイッチＣＯ₂レーザの発振波形の典
型的な測定結果の図表である。

【図３】（ａ）と（ｂ）は本発明と従来法（特開昭５５
−１８５６６号公報）のレーザ照射痕跡の代表的なそれ
ぞれのパターンである。

【図４】（ａ）と（ｂ）は本発明の複数領域照射例と従
来法（特開昭５５−１８５６６号公報）のレーザ照射痕
跡の代表的なパターンである。

【図５】従来法によるレーザ照射方法の概要図である。

【図６】従来法のレーザ照射方法による鉄損値減少とそ
の変化の実例を示す図表である。

【図７】従来法による複数レーザビームと複数照射光学
系によるレーザ照射方法の概要図である。

【図８】（ａ）と（ｂ）は図６の方法による電磁鋼板の
レーザ照射痕跡の代表的なパターンである。

【図９】連続励起のＱスイッチＮｄ−ＹＡＧレーザの繰
返し周波数とＱスイッチ発振特性の尖頭出力と平均出力
の関係を示した図表である。

【図１０】連続励起のＱスイッチＮｄ−ＹＡＧレーザの
繰返し周波数とパルス幅の関係を示した図表である。

【符号の説明】

１パルスレーザビーム２レーザ放電部３全反射鏡４テレスコープレンズ５回転チョッパ用モータ６回転チョッパ７出力鏡８ポリゴンミラー９放物面鏡１０電磁鋼板１１平面全反射鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林尊道相模原市淵野辺５−10−１新日本製鐵株式会社エレクトロニクス研究所内 (72)発明者矢持啓介北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者佐藤博彦北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者太田敏隆北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】方向性電磁鋼板の表面にＱスイッチＣＯ
₂レーザビームを照射して圧延方向に３〜１０mmの間隔
で、鋼板幅方向に０．３〜１．０mmの間隔で１５０mm以
上を重なりのない連続パターンの痕跡を有することを特
徴とする磁気特性の優れた方向性電磁鋼板。
【請求項２】鋼板全幅を複数の領域に分割し、その１
領域のレーザ照射による痕跡を請求項１の条件となるこ
とを特徴とする磁気特性の優れた方向性電磁鋼板。
【請求項３】ＱスイッチＣＯ₂レーザの繰返し周波数
が３０kHz 以上のパルスによって照射したレーザ照射痕
跡を持つ請求項１記載の磁気特性の優れた方向性電磁鋼
板。