JPWO2014024746A1 - Method for producing non-oriented electrical steel sheet and method for producing stator core of electric motor - Google Patents
Method for producing non-oriented electrical steel sheet and method for producing stator core of electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2014024746A1 JPWO2014024746A1 JP2014529446A JP2014529446A JPWO2014024746A1 JP WO2014024746 A1 JPWO2014024746 A1 JP WO2014024746A1 JP 2014529446 A JP2014529446 A JP 2014529446A JP 2014529446 A JP2014529446 A JP 2014529446A JP WO2014024746 A1 JPWO2014024746 A1 JP WO2014024746A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- electrical steel
- processing
- iron loss
- depth
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2261/00—Machining or cutting being involved
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
圧縮応力が作用する環境で使用する電磁鋼板において、少なくとも鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力が作用する領域の、少なくとも一方の面に、ブラスト加工や研削砥石による平面研削加工等といった機械加工を施すことによって、格子歪みに基づく表面加工影響層を設ける。In electrical steel sheets used in an environment where compressive stress acts, at least one surface of the area where compressive stress acts to affect at least iron loss characteristics is machined such as blasting or surface grinding with a grinding wheel The surface processing influence layer based on the lattice distortion is provided.
Description
本発明は、電気機器の鉄心材料として、圧縮応力が作用する状態で使用される電磁鋼板に関する。 The present invention relates to an electrical steel sheet used in a state in which compressive stress acts as an iron core material for electrical equipment.
各種電気機器の高効率化を図るうえで、電動モータ等の鉄心として使用される電磁鋼板には、低鉄損や高磁束密度等といった優れた磁気特性が求められる。 In order to increase the efficiency of various electric devices, magnetic steel sheets used as iron cores for electric motors and the like are required to have excellent magnetic properties such as low iron loss and high magnetic flux density.
ところで、電動モータ等の鉄心として電磁鋼板を使用する際には、一般的には複数の無方向性電磁鋼板を積層し、この積層体にボルト締めや、かしめ等が施される。また、製造工程の合理化等の観点から、この積層体で構成されるステータ部の鉄心をモータハウジングに固定する方法として焼き嵌めが多く採用されている。このようにボルト締め、かしめ、または焼き嵌め等された状態では、鉄心に圧縮応力が発生し、特に焼きばめによって、ステータ部の外周部近傍には、電磁鋼板の板面に平行な圧縮応力が作用する。 By the way, when using an electromagnetic steel sheet as an iron core of an electric motor or the like, generally, a plurality of non-oriented electromagnetic steel sheets are laminated, and bolting, caulking, or the like is performed on the laminated body. Further, from the viewpoint of rationalization of the manufacturing process, shrink fitting is often employed as a method for fixing the iron core of the stator portion composed of this laminate to the motor housing. In such a state of bolting, caulking, or shrink fitting, a compressive stress is generated in the iron core, and in particular near the outer peripheral portion of the stator portion due to shrink fitting, a compressive stress parallel to the plate surface of the electromagnetic steel sheet. Works.
電磁鋼板は歪みが生じると磁気特性が変化し、圧縮応力が作用する場合には鉄損が増大、つまり鉄損特性が劣化することが知られている。 It is known that when magnetic steel sheets are distorted, the magnetic properties change, and when compressive stress is applied, the iron loss increases, that is, the iron loss properties deteriorate.
そこで、圧縮応力下における鉄損特性の劣化を抑制するために、電磁鋼板を磁気モーメントが等方向に分布できる面内等方的な集合組織にする組織制御技術がJP2010−252463Aに開示されている。 Therefore, JP2010-252463A discloses a structure control technique for making an electromagnetic steel sheet an in-plane isotropic texture in which magnetic moments can be distributed in the same direction in order to suppress deterioration of iron loss characteristics under compressive stress. .
JP2010−252463Aによれば、電磁鋼板の表面加工により、圧縮応力下での鉄損低減が提案されているが、いずれも表面加工により溝を設けることが必須の要件となっている。そして、溝を設けることで、いわゆる、誘導電流に起因する古典的渦電流損失の低減が期待されているが、実際には応力によって、渦電流だけでなくヒステリシス損失も増大しているため、溝を設けることでは鉄損増加を十分に抑制できない場合がある。 According to JP2010-252463A, reduction of iron loss under compressive stress has been proposed by surface processing of an electromagnetic steel sheet. In any case, it is an essential requirement to provide grooves by surface processing. And, by providing the groove, it is expected to reduce the so-called classical eddy current loss caused by the induced current, but in actuality, the stress increases not only the eddy current but also the hysteresis loss. In some cases, the increase in iron loss may not be sufficiently suppressed.
そこで、本発明では、圧縮応力下においても鉄損の増加が抑制される電磁鋼板を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electrical steel sheet in which an increase in iron loss is suppressed even under compressive stress.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明をするにあたり、発明者らは、種々の表面加工を施した電磁鋼板について、圧縮応力下での鉄損を評価した。 In carrying out the present invention, the inventors evaluated the iron loss under compressive stress for the electromagnetic steel sheets subjected to various surface treatments.
図1は、本実施形態の鉄損評価に用いる継鉄型鉄損評価装置10を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a yoke type iron
試験片1を固定するステージ11が励磁コイル12内に配置され、励磁コイル12の軸方向の両端を接続するように継鉄13が配置される。そして、継鉄13の励磁コイル12との接続部よりさらに外側には、試験片1を固定するための固定クランプ15及び可動クランプ16が配置される。可動クランプ16にはロードセル17が接続されている。なお、励磁コイル12の軸方向長さは試験片1の長手方向長さよりも短い。
A
励磁コイル12内には、ステージ11と対向するように座屈防止板14が配置される。この座屈防止板14は、励磁コイル12の両端に配置された空気圧シリンダ18によってステージ11方向に可動し、試験片1をステージ11に押圧する。これにより試験片1に圧縮荷重をかけた際に試験片1が座屈することを防止できる。押圧は200kgfとしたが、押圧の有無は鉄損に影響を与えないことを確認した。
A
図2(A)、図2(B)は、試験片1の一例を示す図である。
FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams illustrating an example of the
試験片1は、短冊形の電磁鋼板の単板を用いた。具体的には、板厚0.35[mm]、のJIS35A300相当の電磁鋼板を、圧延方向を長手方向として180[mm]×30[mm]に切り出し、切り出した鋼板の片面に表面加工を施して鉄損評価に供した。なお、加工条件については後述する。
As the
上記のような構成の継鉄型鉄損評価装置10による鉄損評価方法について説明する。
The iron loss evaluation method by the yoke type iron
試験片1を両端が励磁コイル12から突出するようにステージ11上にセットし、試験片1の一方の端部は固定クランプ15により、他方の端部は可動クランプ16により固定する。さらに座屈防止板14により試験片1をステージ11方向に押圧する。
The
そして、ロードセル17により圧縮荷重をかけることによって試験片1に圧縮応力を発生させた状態で、励磁コイル12に交番電流を流して試験片1の磁化特性を測定する。ここでは、試験片1の長手方向に30[MPa]の圧縮応力が作用した状態で、磁束密度1.0[T]、周波数1.0[kHz]で交番磁化させて測定を行った。
Then, in a state where compressive stress is generated in the
次に、試験片1に施す表面加工の加工条件について説明する。
Next, processing conditions for surface processing applied to the
表面加工は、溝形状を付与する場合は、図2(A)、図2(B)に示すように、0.5[mm]ピッチで全面に磁化方向に対して直交する溝を付与した。 In the surface processing, when a groove shape is given, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), a groove perpendicular to the magnetization direction is given to the entire surface at a pitch of 0.5 [mm].
加工方法は、次の通りである。加工後の断面が平坦で溝や凹凸を有せず、かつ、後述する表面加工影響層が形成される「溝なし、影響層有」に分類される加工として、ブラスト加工と研削加工を採用した。加工後の断面に溝や凹凸があり、かつ表面加工影響層が形成される「溝有、影響層有」に分類される加工として、プレス加工、切削加工、マイクロロールフォーミング(MRF)加工を採用した。加工後の断面に溝は形成されるものの、表面加工影響層が形成されない「溝有、影響層無し」に分類される加工として、エッチング、レーザ加工を採用した。 The processing method is as follows. Blasting and grinding have been adopted as processing classified as “no groove, with influence layer” where the cross section after processing is flat, has no grooves or irregularities, and the surface processing influence layer described later is formed. . Press processing, cutting processing, micro roll forming (MRF) processing is adopted as processing classified as “grooved, with affected layer” where the processed cross-section has grooves and irregularities and a surface processing affected layer is formed did. Etching and laser processing were adopted as the processing classified as “having a groove and no influence layer” in which a groove is formed in the cross section after processing but a surface processing influence layer is not formed.
ブラスト加工は、アルミナビーズを用いたマイクロブラスト処理を採用した。ブラスト装置は新東工業株式会社製MB2−ML−300型、アルミナビーズは白色溶融アルミナWAグリットNO.150、粒子径約100[μm]を用い、ノズル送り速度2.0[mm/s]、投射圧力0.4[MPa]、投射距離50[mm]として試験片を加工した。 For blasting, microblasting using alumina beads was employed. The blasting device is MB2-ML-300 type manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd., and the alumina beads are white fused alumina WA grit NO. The test piece was processed using a nozzle diameter of 150 [μm], a nozzle feed rate of 2.0 [mm / s], a projection pressure of 0.4 [MPa], and a projection distance of 50 [mm].
加工影響層深さは、電子線表面イメージング顕微鏡(EP−SIM:Electron Probe−Surface Imaging Microscope)により加工断面組織観察を行ない、後述する図3に示す観察像において、溝の底面から格子歪が導入されている範囲の深さを加工影響層として計測した。なお、使用したEP−SIMは、カールツアイス社製ULTRA55である。 The depth of the processing-affected layer is determined by observing the processing cross-sectional structure with an electron probe surface imaging microscope (EP-SIM), and introducing lattice strain from the bottom of the groove in the observation image shown in FIG. 3 to be described later. The depth of the range that is being measured was measured as a processing-affected layer. The EP-SIM used was ULTRA55 manufactured by Carl Zeiss.
図3は、EP−SIMによる観察像の例を示している。図3(A)−(C)は、それぞれ、MRF加工、研削加工、エッチングを施した場合の断面を示している。MRF加工の場合には、表面に溝が形成されるだけでなく、溝周辺の組織に格子歪が確認される。つまり溝の他に格子歪みに基づく加工影響層が確認される。また、研削加工を施した場合には、表面に溝は形成されないが、格子歪みに基づく加工影響層が確認される。これらに対して、エッチングを施した場合は、表面に溝は形成されるものの、格子歪みに基づく加工影響層は確認されない。 FIG. 3 shows an example of an observation image by EP-SIM. 3A to 3C show cross sections when MRF processing, grinding processing, and etching are performed, respectively. In the case of MRF processing, not only grooves are formed on the surface, but also lattice strain is confirmed in the structure around the grooves. That is, a processing influence layer based on lattice distortion is confirmed in addition to the groove. In addition, when grinding is performed, no groove is formed on the surface, but a processing-affected layer based on lattice distortion is confirmed. On the other hand, when etching is performed, grooves are formed on the surface, but a processing-affected layer based on lattice distortion is not confirmed.
研削加工は、平面研削盤を用いて実施した。研削砥石はCBN80N100B、砥石回転数は2850[rpm]、砥石周速度は1834[rpm]、研削量は20[μm]とした。 Grinding was performed using a surface grinder. The grinding wheel was CBN80N100B, the grinding wheel rotation speed was 2850 [rpm], the grinding wheel peripheral speed was 1834 [rpm], and the grinding amount was 20 [μm].
プレス加工は、30°傾斜を有する片刃の刃物状冶具を超硬にて作製し、押し込み深さと送りを制御できるステージ付きのプレスを用いて、0.5[mm]ピッチで溝21を成形した。予め、押し込み深さと溝断面深さとの相関を調査し、溝深さは10[μm]を目標として押し込み深さを制御した。なお、相関調査のための溝断面深さは、3次元形状測定器により測定した。
In the press working, a single-edged blade-shaped jig having a 30 ° inclination is made of cemented carbide, and
切削加工は、切り込み深さ10[μm]、切削速度100[mm/min]で実施した。 Cutting was performed at a cutting depth of 10 [μm] and a cutting speed of 100 [mm / min].
MRF加工は、0.5[mm]ピッチの10本の溝加工が可能な超硬製工具を作製し、これを用いて1パス加工する毎に横方向へ10[mm]ずらし、試験片の全面に溝加工を施した。プレス加工の場合と同様に、荷重と溝断面深さの相関を調査し、溝深さ10[μm]を目標に押し込み深さを制御できるよう、荷重を設定した。相関調査の為の溝断面深さは、3次元形状測定器により測定した。 For MRF machining, a cemented carbide tool capable of machining 10 grooves with a pitch of 0.5 [mm] is manufactured, and each time one pass machining is performed using this tool, the workpiece is shifted by 10 [mm] in the lateral direction. Groove processing was applied to the entire surface. As in the case of press working, the correlation between the load and the groove cross-sectional depth was investigated, and the load was set so that the indentation depth could be controlled with a groove depth of 10 [μm] as a target. The groove cross-sectional depth for the correlation investigation was measured with a three-dimensional shape measuring instrument.
表1は、上記の試験結果を示している。鉄損評価の値は、加工無しの場合を1とした相対値で示している。 Table 1 shows the test results. The value of the iron loss evaluation is shown as a relative value where 1 is the case without processing.
表1の「凹凸を含む表面加工影響層」は、図3(A)では「溝+加工影響層」の深さ及び板厚比、図3(B)では加工影響層の深さ及び板厚比、図3(C)では溝深さの板厚比、ということになる。 “Surface effect layer including irregularities” in Table 1 is the depth and plate thickness ratio of “groove + work effect layer” in FIG. 3 (A), and the depth and plate thickness of the process effect layer in FIG. 3 (B). In FIG. 3C, the thickness ratio of the groove depth.
上記の結果によれば、溝や凹凸が発生しないブラスト加工や研削加工でも、表面加工影響層が板厚の1[%]以上に及べば、圧縮応力下で鉄損が低減することがわかる。 According to the above results, it can be seen that iron loss is reduced under compressive stress even if blasting or grinding without grooves or irregularities occurs if the surface processing affected layer reaches 1% or more of the plate thickness. .
表2は、MRF加工を荷重とパス回数を変化させて実施することで得られる、溝深さ及び格子歪みに基づく加工影響層の深さが異なる試験片1についての試験結果を示している。
Table 2 shows the test results for the
上記の結果によれば、凹凸を含む加工影響深さが板厚比の50[%]以下であれば、圧縮応力下で鉄損が低減することがわかる。 According to the above results, it can be seen that if the depth of influence of processing including irregularities is 50% or less of the plate thickness ratio, the iron loss is reduced under compressive stress.
表3は、比較の為に行った、エッチング加工とレーザ加工により溝加工を施した試験片1についての試験結果を示している。エッチング加工とレーザ加工は、いずれも加工メーカに依頼し、磁化方向に対して直交する溝を0.5[mm]ピッチで全面に形成したものである。溝深さは、15、20、30[μm]を目標値とした。
Table 3 shows the test results for the
なお、上述したように、エッチング加工とレーザ加工は、いずれも加工影響層が生じない加工方法なので、表3の「凹凸を含む表面加工影響層」欄の数値は、溝の深さ及び板厚比である。 Note that, as described above, both the etching process and the laser processing are processing methods in which a processing influence layer does not occur, and therefore, the numerical values in the column “surface processing influence layer including irregularities” in Table 3 are the groove depth and the plate thickness. Is the ratio.
上記の結果によれば、溝が深くても、格子歪みに基づく加工影響層が無い場合には、鉄損低減効果はほとんど得られないことがわかる。 According to the above results, it can be seen that even if the groove is deep, the effect of reducing the iron loss is hardly obtained when there is no work-affected layer based on lattice distortion.
図4は、表1、表3の加工方法と鉄損低減効果の関係をまとめたものである。また、図5は、表1、表2の凹凸を含む加工影響層の深さと鉄損低減効果の関係をまとめたものである。 FIG. 4 summarizes the relationship between the processing methods in Tables 1 and 3 and the iron loss reduction effect. FIG. 5 summarizes the relationship between the depth of the processing-affected layer including the irregularities in Tables 1 and 2 and the iron loss reduction effect.
図4に示すように、表面加工により溝を設けるか否かによらず、加工影響層を有していれば、すなわち、格子歪みによる加工影響層を有していれば、鉄損低減の効果が得られる。一方、溝を設けた場合でも、加工影響層が無ければ鉄損低減の効果は得られない。 As shown in FIG. 4, regardless of whether or not grooves are provided by surface processing, if there is a working influence layer, that is, if there is a working influence layer due to lattice distortion, the effect of reducing iron loss Is obtained. On the other hand, even when the groove is provided, the effect of reducing the iron loss cannot be obtained if there is no processing-affected layer.
図5に示すように、溝の深さを含む加工影響層の深さが、板厚の50[%]を超えると、鉄損低減効果は得られない。これは、圧縮応力に起因する鉄損増加は加工影響層を設けることで抑制できるものの、加工度合が高まることで加工による鉄損増大の影響が大きくなるためと考えられる。 As shown in FIG. 5, when the depth of the processing-affected layer including the depth of the groove exceeds 50 [%] of the plate thickness, the iron loss reduction effect cannot be obtained. This is considered to be because although the increase in iron loss due to compressive stress can be suppressed by providing a work-affected layer, the effect of the increase in iron loss due to work increases as the degree of work increases.
なお、加工影響層を設けることによる鉄損低減効果については、明確な原理は不明であるが、以下のように考えることができる。 In addition, although the clear principle is unknown about the iron loss reduction effect by providing a process influence layer, it can be considered as follows.
圧縮応力の影響を受けると、磁歪の逆効果(ビラリ効果)によって、応力方向に対して直交する磁区が肥大化するように磁区構造が変化して、磁壁が動きにくくなる。その状態で、ある程度の加工影響層を設けると、磁区構造が変化し、応力方向にも近い方位を有する磁区が多数発生する。そのため、特に、磁化が小さい領域での磁化方向の回転や磁壁の運動において有利になり、鉄損低減効果が得られる。 Under the influence of compressive stress, the domain structure changes so that the magnetic domain orthogonal to the stress direction is enlarged due to the inverse effect (biliary effect) of magnetostriction, and the domain wall becomes difficult to move. If a certain degree of processing-affected layer is provided in this state, the magnetic domain structure changes and a large number of magnetic domains having an orientation close to the stress direction are generated. For this reason, it is particularly advantageous in the rotation of the magnetization direction and the motion of the domain wall in the region where the magnetization is small, and the effect of reducing the iron loss can be obtained.
次に、上述した実験結果及び考察に基づいて決定した本実施形態の電磁鋼板について説明する。 Next, the electrical steel sheet of the present embodiment determined based on the above-described experimental results and considerations will be described.
本実施形態の電磁鋼板は、圧縮応力が作用する環境で使用する電磁鋼板であって、少なくとも、鉄損に影響を与える程度の圧縮応力が作用する領域の、少なくとも一方の面に、格子歪みに基づく加工影響層を有する。加工影響層を有することにより、上述したように鉄損低減効果が得られる。 The electrical steel sheet according to this embodiment is an electrical steel sheet used in an environment where compressive stress acts, and at least one surface of a region where compressive stress that affects iron loss acts acts on lattice distortion. Has a processing impact layer based. By having the processing-affected layer, the iron loss reduction effect can be obtained as described above.
特に、電磁鋼板がモータのステータコアとして用いられる無方向性電磁鋼板であり、製造工程において焼き嵌めを行なう場合には、圧縮応力の影響が不可避となるので、本実施形態による鉄損低減効果が有効である。 In particular, the electromagnetic steel sheet is a non-oriented electrical steel sheet that is used as a stator core of a motor. When shrink fitting is performed in the manufacturing process, the effect of compressive stress is inevitable, so the iron loss reduction effect according to this embodiment is effective. It is.
本実施形態の電磁鋼板は、機械加工による凹凸を含む表面加工影響層の深さが、板厚の1[%]以上50[%]以下である。50[%]より大きい場合には、加工影響層を設けることによる鉄損低減効果よりも、加工による鉄損増大の影響が大きくなるため、圧縮応力下における鉄損低減効果が得られにくいからである。また、1[%]未満の場合には、加工影響層深さのバラツキによって、鉄損低減効果が得られないおそれがあるという問題が生じるからである。 In the electrical steel sheet of the present embodiment, the depth of the surface processing-affected layer including irregularities by machining is 1 [%] or more and 50 [%] or less of the plate thickness. If it is greater than 50 [%], the effect of increasing iron loss due to processing becomes larger than the effect of reducing iron loss due to the provision of a work-affected layer, so that it is difficult to obtain the effect of reducing iron loss under compressive stress. is there. In addition, if it is less than 1 [%], there is a problem that the effect of reducing the iron loss may not be obtained due to variations in the depth of the processing-affected layer.
本実施形態の電磁鋼板は、ブラスト加工や研削加工により溝を設けずに加工影響層のみを設けた平坦な電磁鋼板としてもよい。平坦であっても加工後の表面形状にはバラツキはあるが、そのバラツキの大きさは、溝加工により生じる形状のバラツキに比べれば大幅に小さい。したがって、板厚の1[%]以上50[%]以下の範囲の表面加工影響層を設けた電磁鋼板を積層してコアを成形する場合に、占積率を向上させることができる。また、溝を設けると溝部分が空隙になるが、溝を設けないことで空隙が発生しないので、磁束密度を向上させることができる。さらに、溝加工を伴わないので、加工影響層が過度に深くなることによる鉄損増大が生じ得ない。なお、加工が容易になるため、特に大面積を加工する場合に有利である。 The electrical steel sheet of the present embodiment may be a flat electrical steel sheet provided with only a processing-influenced layer without providing grooves by blasting or grinding. Even if the surface is flat, there is variation in the surface shape after processing, but the size of the variation is much smaller than the variation in shape caused by groove processing. Accordingly, the space factor can be improved when the core is formed by laminating the electromagnetic steel sheets provided with the surface processing-affected layer in the range of 1 [%] to 50 [%] of the plate thickness. Further, when the groove is provided, the groove portion becomes a gap, but since no gap is generated by not providing the groove, the magnetic flux density can be improved. Furthermore, since no grooving is involved, an increase in iron loss due to excessive deepening of the work-affected layer cannot occur. In addition, since processing becomes easy, it is particularly advantageous when processing a large area.
上記の「平坦な鋼板」とは、十点平均粗さRzで30[μm]以下、基準長さ25[mm]、評価長さ40[mm]以上であることが望ましい。好ましくはRzで20[μm]以下、より好ましくは10[μm]以下である。 The “flat steel plate” preferably has a 10-point average roughness Rz of 30 [μm] or less, a reference length of 25 [mm], and an evaluation length of 40 [mm] or more. Rz is preferably 20 [μm] or less, more preferably 10 [μm] or less.
また、本実施形態の電磁鋼板は電動モータに用いることができる。 Moreover, the electrical steel sheet of this embodiment can be used for an electric motor.
図6は、上述した本実施形態の無方向性電磁鋼板をステータコアに使用した電動モータ30の、回転軸に対して直交する断面の一部を示している。電動モータ30は、円環状のバックヨーク32及びバックヨーク32から内周側に突出する複数のティース33を有するステータコア34と、ステータコア34の内部に同軸に配置されたロータ36を含んで構成される。隣り合うティース33の間にはスロット35が形成され、ここに、ティース33に巻き回されたコイルが格納される。
FIG. 6 shows a part of a cross section orthogonal to the rotation axis of the
この電動モータ30において、ステータコア34は、ケース31を加熱により膨張させた状態でステータコア34を嵌めこむ、いわゆる焼き嵌め、またはステータコア34を冷却により収縮させた状態でケース31に嵌めこむ、いわゆる冷やし嵌めにより固定する。
In this
ところで、表面加工による、圧縮応力下での鉄損低減効果は、磁束密度が低い場合に大きい傾向がある。そこで、焼き嵌めにより固定されるステータコア34のバックヨーク32に加工影響層を付与することにより、焼き嵌めによる鉄損の増大を抑制し、小型高効率な電動モータ30を得ることができる。また、冷やし嵌めにより嵌め込まれることで圧縮応力下におかれることになるステータコア34に本実施形態の無方向性電磁鋼板を用いることでも、同様に鉄損の増大を抑制できる。
By the way, the iron loss reduction effect under compressive stress by surface processing tends to be large when the magnetic flux density is low. Therefore, by providing a work-affected layer on the
なお、上記説明では、試験片1の片面に機械加工等を施した場合について説明したが、両面に機械加工を施した場合も、同様に表面加工影響層による鉄損低減効果が得られる。
In the above description, the case where machining or the like is performed on one side of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
本願は2012年8月6日に日本国特許庁に出願された特願2012−173795に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。 This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2012-17395 for which it applied to the Japan Patent Office on August 6, 2012, and all the content of this application is integrated in this specification by reference.
Claims (7)
少なくとも鉄損特性に影響を与える程度の圧縮応力が作用する領域の少なくとも一方の面に、格子歪みに基づく表面加工影響層を有する電磁鋼板。In electrical steel sheets used in environments where compressive stress acts,
An electrical steel sheet having a surface processing affecting layer based on lattice strain on at least one surface of a region where a compressive stress that affects at least iron loss characteristics acts.
前記表面加工影響層は機械加工により設けたものであって、
前記表面加工影響層の深さは、機械加工により表面に形成した凹凸の深さを含めて、板厚の1%以上50%以下である電磁鋼板。In the electrical steel sheet according to claim 1 or 2,
The surface processing affecting layer is provided by machining,
The depth of the surface processing-affected layer is a magnetic steel sheet that is 1% or more and 50% or less of the plate thickness including the depth of unevenness formed on the surface by machining.
前記機械加工により加工面を平坦に仕上げることによって、前記表面加工影響層を表面にも設けた電磁鋼板。In the electrical steel sheet according to claim 3,
An electrical steel sheet provided with the surface processing-affected layer on the surface by finishing a machined surface flat by the machining.
表面加工影響層の板表面からの深さが、板厚の1%以上50%以下である電磁鋼板。In the electrical steel sheet according to claim 4,
A magnetic steel sheet in which the depth from the surface of the surface processing-affected layer is 1% to 50% of the plate thickness.
電動モータのステータとして使用し、前記表面加工影響層を有する部分をバックヨーク部とする電磁鋼板。In the electrical steel sheet according to any one of claims 1 to 5,
An electromagnetic steel sheet used as a stator of an electric motor and having a portion having the surface processing influence layer as a back yoke portion.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012173795 | 2012-08-06 | ||
JP2012173795 | 2012-08-06 | ||
PCT/JP2013/070740 WO2014024746A1 (en) | 2012-08-06 | 2013-07-31 | Electrical steel sheet, and stator core of electric motor, comprising laminate of electrical steel sheets |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2014024746A1 true JPWO2014024746A1 (en) | 2016-07-25 |
Family
ID=50067977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014529446A Pending JPWO2014024746A1 (en) | 2012-08-06 | 2013-07-31 | Method for producing non-oriented electrical steel sheet and method for producing stator core of electric motor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2014024746A1 (en) |
WO (1) | WO2014024746A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01230209A (en) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Nkk Corp | Electromagnetic steel plate for laminated iron core |
JP2010215991A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Jfe Steel Corp | Nonoriented silicon steel sheet |
JP2010252463A (en) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Jfe Steel Corp | Stator core and motor |
JP2011233731A (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | Non-oriented magnetic steel sheet, laminate of non-oriented magnetic steel sheet, and stator core of electric motor made of the laminate |
JP2012135123A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jfe Steel Corp | Motor core with small iron loss deterioration under compressive stress |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012161138A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Jfe Steel Corp | Motor core having small degradation in iron loss under compressive stress |
-
2013
- 2013-07-31 JP JP2014529446A patent/JPWO2014024746A1/en active Pending
- 2013-07-31 WO PCT/JP2013/070740 patent/WO2014024746A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01230209A (en) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Nkk Corp | Electromagnetic steel plate for laminated iron core |
JP2010215991A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Jfe Steel Corp | Nonoriented silicon steel sheet |
JP2010252463A (en) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Jfe Steel Corp | Stator core and motor |
JP2011233731A (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | Non-oriented magnetic steel sheet, laminate of non-oriented magnetic steel sheet, and stator core of electric motor made of the laminate |
JP2012135123A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jfe Steel Corp | Motor core with small iron loss deterioration under compressive stress |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014024746A1 (en) | 2014-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4593678B2 (en) | Low iron loss unidirectional electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
Weiss et al. | Impact of punching parameter variations on magnetic properties of nongrain-oriented electrical steel | |
Kim et al. | A study on deburring of magnesium alloy plate by magnetic abrasive polishing | |
CN109478834B (en) | Method for manufacturing core board | |
Shi et al. | Effect of cutting techniques on the structure and magnetic properties of a high-grade non-oriented electrical steel | |
JP2011246810A (en) | Nonoriented magnetic steel sheet and motor core using the same | |
Takahashi et al. | Effect of stress on iron loss of motor core | |
Leuning et al. | Analysis of a novel laser welding strategy for electrical steel laminations | |
JP7103554B1 (en) | Winding iron core, manufacturing method of wound iron core and winding iron core manufacturing equipment | |
WO2021010409A1 (en) | Rotary machine core and manufacturing method therefor | |
JP2010252463A (en) | Stator core and motor | |
WO2014024746A1 (en) | Electrical steel sheet, and stator core of electric motor, comprising laminate of electrical steel sheets | |
JP7388518B2 (en) | amorphous metal ribbon | |
CN110326068B (en) | Transformer core | |
Von Pfingsten et al. | Influence of axial mechanical stress on the magnetic properties of non-oriented electrical steel | |
JP5740835B2 (en) | Stator core of electric motor | |
Mousa | Improvement the hardness of stainless steel 321 by magnetic abrasive finishing process | |
JP5732718B2 (en) | Motor core | |
Jadria | Study on the parameter optimization inmagnetic abrasive polishing forbrass cuzn33plate using Taguchi method | |
JP5732716B2 (en) | Motor core | |
JP6988633B2 (en) | Stator core and motor | |
JP5691571B2 (en) | Motor core with low iron loss degradation under compressive stress and manufacturing method thereof | |
CA3195774A1 (en) | Wound core, method of producing wound core and wound core production device | |
Szada-Borzyszkowska et al. | Analysis and Basics of Improving the Process of Cutting Electrical Sheet Bundles with a High-Pressure Abrasive Water Jet | |
Mozetic et al. | Development of cores for mini motors from laminated sheets of electric steel ABNT (Brazilian Association of Technical Standards) 35F 420M with thermal treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161004 |