特許 7239089 巻鉄心

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-06

(45)【発行日】2023-03-14

(54)【発明の名称】巻鉄心

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/245 20060101AFI20230307BHJP

【ＦＩ】

H01F27/245 157

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023501763

(86)(22)【出願日】2022-10-04

(86)【国際出願番号】 JP2022037138

【審査請求日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】P 2021163557

(32)【優先日】2021-10-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100217249

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 耕一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100221279

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100207686

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 恭宏

(74)【代理人】

【識別番号】100224812

【弁理士】

【氏名又は名称】井口 翔太

(72)【発明者】

【氏名】水村 崇人

(72)【発明者】

【氏名】茂木 尚

(72)【発明者】

【氏名】高橋 克

【審査官】森岡 俊行

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－１０９５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１７１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０８１８６３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／２４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心に中空部を有し、長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続する方向性電磁鋼板が板厚方向に積み重ねられた部分を含む巻鉄心であって、個別に折り曲げ加工された前記方向性電磁鋼板を層状に積み重ねて巻回状態に組み付けることにより、前記屈曲部を含む４つのコーナー部を有する矩形状に形成され、一巻ごとに少なくとも１箇所の接合部を介して複数枚の方向性電磁鋼板が互いに接続され、前記各コーナー部の前記屈曲部による曲げ角度の合計が９０度である巻鉄心において、
前記各方向性電磁鋼板の対応する屈曲部同士が板厚方向に層状に積み重ねられることにより１つの屈曲領域が形成され、
前記巻鉄心の側面視において、複数ある前記コーナー部の前記屈曲領域のうちの少なくとも任意の１つに関し、層状に積み重ねられる複数の前記方向性電磁鋼板のうち最も内側に位置される方向性電磁鋼板における、前記平面部の内側表面に沿って前記コーナー部へと延びる延在線と、前記コーナー部を形成する前記屈曲部間の前記平面部の内側表面に沿って延びる延在線との交点をＰ、層状に積み重ねられる複数の前記方向性電磁鋼板のうち最も外側に位置される方向性電磁鋼板における、前記平面部の外側表面に沿って前記コーナー部へと延びる延在線と、前記コーナー部を形成する前記屈曲部間の前記平面部の外側表面に沿って延びる延在線との交点をＱ、前記点Ｐを通るとともに前記コーナー部へと延びる前記各方向性電磁鋼板の延在方向に対して垂直な方向に延びる直線が前記最も外側の方向性電磁鋼板の外側表面と交わる点をＲとすると、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角θが、２３°≦θ≦５０°を満たすことを特徴とする巻鉄心。

【請求項2】

前記巻鉄心の厚さ方向に隣接する２枚の前記方向性電磁鋼板を対比した場合に、前記コーナー部を形成する前記屈曲部間の前記平面部の長さが異なっていることを特徴とする、請求項１記載の巻鉄心。

【請求項3】

最も内側に位置される前記方向性電磁鋼板から数えてｍ枚目の前記方向性電磁鋼板の長さと（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板の長さとの差分を△Ｌ_ｍとし、全てのｍについて△Ｌ_ｍを平均した値を＜△Ｌ＞としたときに、＜△Ｌ＞が以下の数式（１）を満たすことを特徴とする、請求項２記載の巻鉄心。
＜△Ｌ＞＝１０×ｔ×｛（πθ／１８０）^３＋（πθ／１８０）｝ （１）
前記数式（１）において、ｔは前記各方向性電磁鋼板の厚さである。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻鉄心に関する。
本願は、２０２１年１０月４日に、日本に出願された特願２０２１－１６３５５７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

トランスの鉄心には積鉄心と巻鉄心とがある。そのうち、巻鉄心は、一般に、方向性電磁鋼板を層状に積み重ねて、ドーナツ状（巻回形状）に巻回し、その後、その巻回体を加圧してほぼ角型に成形することにより製造される（本明細書中では、このようにして製造される巻鉄心をトランココアと称する場合がある）。この成形工程によって方向性電磁鋼板全体に機械的な加工歪（塑性変形歪）が入り、その加工歪が方向性電磁鋼板の鉄損を大きく劣化させる要因となるため、歪取り焼鈍を行なう必要がある。

【0003】

一方、巻鉄心の別の製造方法として、巻鉄心のコーナー部となる鋼板の部分を曲率半径が３ｍｍ以下の比較的小さな屈曲領域が形成されるように予め曲げ加工し、当該曲げ加工された鋼板を積層して巻鉄心とする、特許文献１及び引用文献２に開示されるような技術が開示されている（本明細書中では、このようにして製造される巻鉄心をユニコア（登録商標）と称する場合がある）。当該製造方法によれば、従来のような大掛かりな成形工程が不要で、鋼板は精緻に折り曲げられて鉄心形状が保持され、加工歪も曲げ部（角部）のみに集中するため上記焼鈍工程による歪除去の省略も可能となり、工業的なメリットは大きく（例えば、設備投資も容易）適用が進んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１４８０３６号公報

【文献】特開２０１５－１４１９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ユニコアのコーナー部となる鋼板の部分を鋼板折り曲げ加工により曲げ成形する際には、折り曲げ部に歪が導入される。そのため、コアを未焼鈍で使用する際には、折り曲げ部及びその周辺部において歪が残留したままとなり、コア鉄損（鉄心の損失）が劣位になる問題があった。

【0006】

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、未焼鈍で使用する場合でも低鉄損な巻鉄心を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するために、本発明は、中心に中空部を有し、長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続する方向性電磁鋼板が板厚方向に積み重ねられた部分を含む巻鉄心であって、個別に折り曲げ加工された前記方向性電磁鋼板を層状に積み重ねて巻回状態に組み付けることにより、前記屈曲部を含む４つのコーナー部を有する矩形状に形成され、一巻ごとに少なくとも１箇所の接合部を介して複数枚の方向性電磁鋼板が互いに接続され、前記各コーナー部の前記屈曲部による曲げ角度の合計が９０度である巻鉄心において、前記各方向性電磁鋼板の対応する屈曲部同士が板厚方向に層状に積み重ねられることにより１つの屈曲領域が形成され、前記巻鉄心の側面視において、複数ある前記コーナー部の前記屈曲領域のうちの少なくとも任意の１つに関し、層状に積み重ねられる複数の前記方向性電磁鋼板のうち最も内側に位置される方向性電磁鋼板における、前記平面部の内側表面に沿って前記コーナー部へと延びる延在線と、前記コーナー部を形成する前記屈曲部間の前記平面部の内側表面に沿って延びる延在線との交点をＰ、層状に積み重ねられる複数の前記方向性電磁鋼板のうち最も外側に位置される方向性電磁鋼板における、前記平面部の外側表面に沿って前記コーナー部へと延びる延在線と、前記コーナー部を形成する前記屈曲部間の前記平面部の外側表面に沿って延びる延在線との交点をＱ、前記点Ｐを通るとともに前記コーナー部へと延びる前記各方向性電磁鋼板の延在方向に対して垂直な方向に延びる直線が前記最も外側の方向性電磁鋼板の外側表面と交わる点をＲとすると、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角θが、２３°≦θ≦５０°を満たすことを特徴とする。

【0008】

ここで、本発明において、点Ｐ，Ｑ，Ｒは、具体的には、図１３に示されるように、長手方向に平面部４（４ａ）と屈曲部５とが交互に連続する方向性電磁鋼板１が板厚方向に積み重ねられた部分を含む巻鉄心を紙面１００の上に置き、例えば鉛筆やマジックペン等の筆記具を用い、巻鉄心の側面視（図１３に示される視野方向）において、複数あるコーナー部３の屈曲領域５Ａのうちの少なくとも任意の１つに関し、方向性電磁鋼板１の表面に沿って紙面１００上に線を引いて求めていく。この場合、筆記具は、紙面１００の色とは異なる色のものを用い、紙面１００上で線が認識できるようにする。なお、図１３の（ａ）は、４つあるコーナー部３のうちの１つの周辺における巻鉄心の部位を側面視で示しており、また、図１３の（ｂ）は、各方向性電磁鋼板１の対応する屈曲部５同士が板厚方向に層状に積み重ねられることにより１つの屈曲領域５Ａが形成されることを明確に示している。

【0009】

点Ｐ，Ｑ，Ｒのより具体的な求め方としては、まず最初に、層状に積み重ねられる複数の方向性電磁鋼板１のうち最も外側に位置される方向性電磁鋼板１ａにおいて、その平面部４の外側表面に沿ってコーナー部３へと延びる延在線Ｌ’１を筆記具で紙面１００上に描く。また、同じ方向性電磁鋼板１ａにおいて、コーナー部３を形成する屈曲部５，５間の平面部４ａの外側表面に沿って延びる延在線Ｌ’２を筆記具で紙面１００上に描く。そして、延在線Ｌ’１と延在線Ｌ’２との交点をＱとする。一方、層状に積み重ねられる複数の方向性電磁鋼板１のうち最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂにおいて、その平面部４の内側表面に沿ってコーナー部３へと延びる延在線Ｌ’３を筆記具で紙面１００上に描く。また、同じ方向性電磁鋼板１ｂにおいて、コーナー部３を形成する屈曲部５，５間の平面部４ａの内側表面に沿って延びる延在線Ｌ’４を筆記具で紙面１００上に描く。そして、延在線Ｌ’３と延在線Ｌ’４との交点をＰとする。なお、「内側表面」とは、巻き鉄芯の内側に面する表面のことであり、「外側表面」とは、巻き鉄芯の外側に面する表面のことである。

【0010】

また、点Ｒは、点Ｐを通るとともにコーナー部３へと延びる各方向性電磁鋼板１の延在方向に対して垂直な方向に延びる直線Ｌ’５が最も外側の方向性電磁鋼板１ａの外側表面と交わる点として規定する。そして、角度θは、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角度であり、本発明では、２３°≦θ≦５０°に設定される。
なお、同じコーナー部３を構成する他の屈曲領域（５Ａ）に関して点（Ｐ），（Ｑ），（Ｒ）を求める場合も以上と同様にして行なう。

【0011】

本発明者らは、ユニコアの形態を成す巻鉄心において、ユニコアのコーナー部となる鋼板の部分を鋼板折り曲げ加工により曲げ成形する際には、折り曲げ部となる屈曲部に歪が導入されて、この歪によりコア鉄損が劣位になるという実情を踏まえ、コア鉄損が劣位になる一因として、屈曲部を含むコーナー部の形態に着目し、角度θが小さく設定されてコーナー部が巻鉄心の内側に引き込んだ状態にあると、すなわち、例えば図１２に示されるように、角度θが２２．５度（従来において一般的な角度）に設定されて（図１２には、θ＝２２．５度を規定する最も外側の方向性電磁鋼板１ａの屈曲部における前記交点がＱ’で示される）コーナー部３を形成する屈曲部５，５間の平面部４ａが破線で示されるように幅Ｄ１（小さい厚みＴ１）で延びると、図１１に示されるように巻鉄心中で流れる磁束８０がコーナー部３で曲がりきれずに外側に飛び出して空気中に漏れ、鉄損が悪化するのに対し、角度θを２２．５度よりも大きく設定してコーナー部を巻鉄心の外側に突き出させるようにすると、すなわち、例えば図１２に示されるように、角度θを２２．５度よりも大きく設定して、コーナー部３を形成する屈曲部５，５間の平面部４ａが実線で示されるように幅Ｄ２（大きい厚みＴ２）で延びるようにすると、空気中に飛び出す前記磁束８０が減少して鉄損が良好になるという知見を得た。

【0012】

そして、本発明者らは、コーナー部の外側への突き出し度合い関し、鋭意検討した結果、各方向性電磁鋼板の対応する屈曲部同士が板厚方向に層状に積み重ねられることにより形成されるコーナー部の複数ある屈曲領域のうちの少なくとも任意の１つに関し、層状に積み重ねられる複数の方向性電磁鋼板のうち最も内側に位置される方向性電磁鋼板における、平面部の内側表面に沿ってコーナー部へと延びる延在線と、コーナー部を形成する屈曲部間の平面部の内側表面に沿って延びる延在線との交点をＰ、層状に積み重ねられる複数の方向性電磁鋼板のうち最も外側に位置される方向性電磁鋼板における、平面部の外側表面に沿ってコーナー部へと延びる延在線と、コーナー部を形成する屈曲部間の平面部の外側表面に沿って延びる延在線との交点をＱ、点Ｐを通るとともにコーナー部へと延びる各方向性電磁鋼板の延在方向に対して垂直な方向に延びる直線が最も外側の方向性電磁鋼板の外側表面と交わる点をＲとしたときに、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角θが、２３°≦θ≦５０°を満たすようにして、コーナー部の外側への突き出し度合いを最適化すると、コーナー部で空気中に飛び出す磁束を効果的に減少させて鉄損を低く抑えることができることを突き止めた。

【0013】

ここで、θが２３°を下回ると、巻鉄心中で流れる磁束がコーナー部で曲がりきれずに外側に飛び出すような状態にコーナー部が巻鉄心の内側に向けて引き込んだ（沈んだ）形態となって、磁束が空気中に漏れ、鉄損が悪化する。これに対し、θを２３°以上に大きくしていくと、巻鉄心中で流れる磁束を閉じ込めるようにコーナー部が外側に膨出していくため、空気中に飛び出す磁束が減少し、鉄損が良好になる。一方、θが５０°を上回ると、各方向性電磁鋼板においてその隣り合う屈曲部同士の間の間隔（平面部を挟んで隣り合う屈曲部同士の間の間隔）が狭くなり、それに伴って、曲げ歪により形状が歪んだ屈曲部及びその周辺部同士が同じ方向性電磁鋼板において近接するのみならず、板厚方向で積み重ねられる別個の方向性電磁鋼板間においても形状が歪んだ屈曲部及びその周辺部同士が密に接触することとなり、結果として、歪みの積層により弾性応力が大きくなり、鉄損が劣位になる。さらには、騒音が大きくなる。

【0014】

このように、少なくとも任意の１つのコーナー部における少なくとも任意の１つの屈曲領域に関し、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角θが２３°≦θ≦５０°を満たすようにして、コーナー部の最適な外側膨出形態を実現すると、コアを未焼鈍で使用する場合であっても、残留歪が少ないコア（鉄損劣化の小さいコア）を得ることができるようになる。

【0015】

なお、本発明において、２３°≦θ≦５０°という条件は、少なくとも任意の１つのコーナー部における少なくとも任意の１つの屈曲領域で満たされていればよいが、巻鉄心に存在する可能な限り多くの屈曲領域で満たされることが好ましく、巻鉄心に存在する全ての屈曲領域で満たされていることが更に好ましい。これに関し、例えば、１つのコーナー部に３つ以上の屈曲領域が存在する場合には、少なくとも、コーナー部へと延びる各方向性電磁鋼板がコーナー部において最初に屈曲部を形成する屈曲領域で、２３°≦θ≦５０°という条件が満たされていればよい。

【0016】

また、巻鉄心の厚さ方向に隣接する２枚の方向性電磁鋼板を対比した場合に、コーナー部を形成する屈曲部間の平面部の長さが異なっていることが好ましい。例えば、コーナー部を形成する屈曲部間の平面部が、外側に向かうほど長くなっていることが好ましい。すなわち、最も内側に位置される方向性電磁鋼板から外側にｍ枚目（ｍは１～Ｍ－１の整数。Ｍは最外層の方向性電磁鋼板を示す。）に積層される方向性電磁鋼板の長さと（ｍ＋１）枚目に積層される方向性電磁鋼板の長さとを比較した場合に、（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板は、ｍ枚目の方向性電磁鋼板よりも長くなることが好ましい。この条件が満たされる場合、方向性電磁鋼板を積層する作業が容易になる。つまり、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の外側に（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板をはめ込みやすくなる。

【0017】

さらに、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さと（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板の長さとの差分を△Ｌ_ｍとし、全てのｍについて△Ｌ_ｍを平均した値を＜△Ｌ＞としたときに、＜△Ｌ＞が以下の数式（１）を満たすことが好ましい。
＜△Ｌ＞＝１０×ｔ×｛（πθ／１８０）^３＋（πθ／１８０）｝ （１）
数式（１）において、ｔは各方向性電磁鋼板の厚さである。数式（１）が満たされる場合、全てのコーナー部においてθが同一であり、ｔは全ての方向性電磁鋼板で同一であるものとする。この条件が満たされる場合、巻鉄心の騒音が低減される。

【0018】

方向性電磁鋼板の厚さｔの評価方法については、以下の通りとする。ユニコア作製時に使用した方向性電磁鋼板から、長手方向に３０ｍｍ以上、巾方向に３０ｍｍ以上の寸法の単板を１０枚切り出し、これら１０枚を積層してマイクロメータ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製 高精度デジマチックマイクロメータ ＭＤＨ―２５ＭＢ）を用いて積層体の総厚さを測定する。測定は以下の方法で行う。すなわち、積層体の１０箇所で積層体の厚さを測定し、最も大きい値の１／１０を方向性電磁鋼板の厚さｔと定義する。長手方向に３０ｍｍ以上、巾方向に３０ｍｍ以上の寸法の単板については、ユニコアから採取しても構わない。この場合、屈曲部を除いた平面部から採取するが、先に鋼板切断用のハサミ等で屈曲部を落としておくことが望ましい。長手方向３０ｍｍ以上、巾方向３０ｍｍ以上の寸法の単板を切り出すためにはせん断機を使用するが、当該単板の寸法精度を担保して切り出すため、方向性電磁鋼板の公称板厚がせん断機の仕様の範囲内であることが必要であり、該せん断機として例えば相澤鐵工製の精密せん断機で型式がＡＢＨ―５１２が挙げられる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、未焼鈍で使用する場合でも低鉄損な巻鉄心を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施の形態に係る巻鉄心を模式的に示す斜視図である。

【図2】図１の実施形態に示される巻鉄心の側面図である。

【図3】本発明の他の実施の形態に係る巻鉄心を模式的に示す側面図である。

【図4】巻鉄心を構成する１層の方向性電磁鋼板の一例を模式的に示す側面図である。

【図5】巻鉄心を構成する１層の方向性電磁鋼板の他の一例を模式的に示す側面図である。

【図6】本発明の巻鉄心を構成する方向性電磁鋼板の屈曲部の一例を模式的に示す側面図である。

【図7】（ａ）本発明に係る巻鉄心を製造するための製造装置の折り曲げ加工部の概略的な全体図、（ｂ）は（ａ）の折り曲げ加工部の加工機の概略的な詳細斜視図である。

【図8】ユニコアの形態を成す本発明に係る巻鉄心の製造装置の構成を概略的に示すブロック図である。

【図9】１つのコーナー部が２つの屈曲部を有する場合の２３°≦θ≦５０°設定のための鋼板の長さ制御を説明するための図である。

【図10】１つのコーナー部が３つの屈曲部を有する場合の２３°≦θ≦５０°設定のための鋼板の長さ制御を説明するための図である。

【図11】巻鉄心中で流れる磁束がコーナー部で曲がりきれずに外側に飛び出して空気中に漏れている状態を示す、巻鉄心の４つあるコーナー部のうちの１つの周辺における部位を側面視で示す概略図である。

【図12】図１１の状態から巻鉄心中で流れる磁束を閉じ込めるようにコーナー部を外側に膨出させた状態を示す、巻鉄心の４つあるコーナー部のうちの１つの周辺における部位を側面視で示す概略図である。

【図13】巻鉄心の４つあるコーナー部のうちの１つの周辺における部位を側面視で示す概略図であり、角度θの規定の仕方を示す図である。

【図14】特性評価の際に製造した巻鉄心の寸法を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施の形態に係る巻鉄心について順に詳細に説明する。ただし、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。なお、下記する数値限定範囲には、下限値及び上限値がその範囲に含まれる。「超」又は「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。また、化学組成に関する「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。
また、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」、「直角」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。
また、本明細書において「方向性電磁鋼板」のことを単に「鋼板」又は「電磁鋼板」と記載し、「巻鉄心」のことを単に「鉄心」と記載する場合もある。

【0022】

本発明の一実施の形態に係る巻鉄心は、側面視において略矩形状の巻鉄心本体を備える巻鉄心であって、該巻鉄心本体は、長手方向に平面部と屈曲部とが交互に連続した方向性電磁鋼板が、板厚方向に積み重ねられた部分を含み、側面視において略多角形状の積層構造を有する。前記屈曲部の側面視における内面側曲率半径ｒは、例えば、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。前記方向性電磁鋼板は、一例として、質量％で、Ｓｉ：２．０～７．０％、を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有し、Ｇｏｓｓ方位に配向する集合組織を有する。

【0023】

次に、本発明の一実施の形態に係る巻鉄心及び方向性電磁鋼板の形状について具体的に説明する。ここで説明する巻鉄心及び方向性電磁鋼板の形状自体は、特に目新しいものではなく、公知の巻鉄心及び方向性電磁鋼板の形状に準じたものに過ぎない。
図１は、巻鉄心の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の実施形態に示される巻鉄心の側面図である。また、図３は、巻鉄心の別の一実施形態を模式的に示す側面図である。
なお、本発明において側面視とは、巻鉄心を構成する長尺状の方向性電磁鋼板の幅方向（図１におけるＹ軸方向）に視ることをいい、側面図とは側面視により視認される形状を表わした図（図１のＹ軸方向の図）である。

【0024】

本発明の一実施の形態に係る巻鉄心は、側面視において略多角形状の巻鉄心本体を備える。当該巻鉄心本体は、方向性電磁鋼板が、板厚方向に積み重ねられ、側面視において略矩形状の積層構造を有する。当該巻鉄心本体を、そのまま巻鉄心として使用してもよいし、必要に応じて積み重ねられた複数の方向性電磁鋼板を一体的に固定するために、結束バンド等、公知の締付具等を備えていてもよい。

【0025】

本実施の形態において、巻鉄心本体の鉄心長に特に制限はないが、鉄心において鉄心長が変化しても、屈曲部体積は一定であるため屈曲部で発生する鉄損は一定であり、鉄心長が長いほうが屈曲部の体積率は小さくなるため、鉄損劣化への影響も小さいことから１．５ｍ以上であることが好ましく、１．７ｍ以上であるとより好ましい。なお、本発明において、巻鉄心本体の鉄心長とは、側面視による巻鉄心本体の積層方向の中心点における周長をいう。

【0026】

このような巻鉄心は、従来公知のいずれの用途にも好適に用いることができる。

【0027】

本実施の形態に係る鉄心は、側面視において略多角形状であることを特徴とする。以下の図を用いた説明においては、図示及び説明を単純にするため、一般的な形状でもある略矩形状（四角形）の鉄心で説明するが、屈曲部の角度や数、平面部の長さによって、様々な形状の鉄心が製造可能である。例えば、全ての屈曲部の角度が４５°で平面部の長さが等しければ、側面視は八角形になる。また、角度が６０°で６個の屈曲部を有し、平面部の長さが等しければ側面視は六角形となる。
図１及び図２に示されるように、巻鉄心本体１０は、長手方向に平面部４と屈曲部５とが交互に連続する方向性電磁鋼板１が、板厚方向に積み重ねられた部分を含み、側面視において中空部１５を有する略矩形状の積層構造２を有する。屈曲部５を含むコーナー部３は、側面視において、曲線状の形状を有する屈曲部５を２つ以上有しており、１つのコーナー部３に存在する屈曲部５のそれぞれの曲げ角度の合計が例えば９０°となっている。コーナー部３は、隣り合う屈曲部５，５間に、前記平面部４よりも短い平面部４ａを有している。したがって、コーナー部３は、２以上の屈曲部５と、１つ以上の平面部４ａとを有する形態となっている。なお、図２の実施形態は１つの屈曲部５が４５°である（１つのコーナー部３に２つの屈曲部５を有する）。図３の実施形態は１つの屈曲部５が３０°である（１つのコーナー部３に３つの屈曲部５を有する）。

【0028】

これらの例に示されるように、本実施の形態の鉄心は、様々な角度を有する屈曲部により構成できるが、加工時の変形による歪み発生を抑制して鉄損を抑える点からは、屈曲部５の曲げ角度φ（φ１、φ２、φ３）は６０°以下であることが好ましく、４５°以下であることがより好ましい。１つの鉄心が有する屈曲部の曲げ角度φは任意に構成することが可能である。例えば、φ１＝６０°且つφ２＝３０°とすることができる。生産効率の点からは折り曲げ角度が等しいことが好ましく、ある一定以上の変形箇所を少なくすれば用いる鋼板の鉄損により作成する鉄心の鉄損を小さくできる場合は、異なる角度の組み合わせの加工としてもよい。設計は鉄心加工にて重視するポイントから任意に選択することができる。

【0029】

図６を参照しながら、屈曲部５について更に詳細に説明する。図６は、方向性電磁鋼板１の屈曲部（曲線部分）５の一例を模式的に示す図である。屈曲部５の曲げ角度とは、方向性電磁鋼板屈曲部において、折り曲げ方向の後方側の直線部と前方側の直線部との間に生じた角度差を意味し、方向性電磁鋼板１の外面において、屈曲部５を挟む両側の平面部４の表面である直線部分を延長して得られる２つの仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ１、Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ２がなす角の補角の角度φとして表わされる。この際、延長する直線が鋼板表面から離脱する点が、鋼板外面側の表面における平面部と屈曲部の境界であり、図６においては、点Ｆ及び点Ｇである。また、２つの仮想線Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ１、Ｌｂ－ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ２の交点が点Ｂである。

【0030】

さらに、点Ｆ及び点Ｇのそれぞれから鋼板外表面に垂直な直線を延長し、鋼板内面側の表面との交点をそれぞれ点Ｅ及び点Ｄとする。この点Ｅ及び点Ｄが鋼板内面側の表面における平面部４と屈曲部５との境界である。
そして、本発明において屈曲部５とは、方向性電磁鋼板１の側面視において、上記点Ｄ、点Ｅ、点Ｆ、点Ｇにより囲まれる方向性電磁鋼板１の部位である。図６においては、点Ｄと点Ｅとの間の鋼板表面、すなわち、屈曲部５の内側表面をＬａ、点Ｆと点Ｇとの間の鋼板表面、すなわち、屈曲部５の外側表面をＬｂとして示している。

【0031】

また、この図には、屈曲部５の側面視における内面側曲率半径ｒが表わされている。上記Ｌａを点Ｅ及び点Ｄを通過する円弧で近似することで、屈曲部５の曲率半径ｒを得る。曲率半径ｒが小さいほど屈曲部５の曲線部分の曲がりは急であり、曲率半径ｒが大きいほど屈曲部５の曲線部分の曲がりは緩やかになる。
本発明の巻鉄心では、板厚方向に積層された各方向性電磁鋼板１の各屈曲部５における曲率半径ｒは、ある程度の変動を有するものであってもよい。この変動は、成形精度に起因する変動であることもあり、積層時の取り扱いなどで意図せぬ変動が発生することも考えられる。このような意図せぬ誤差は、現在の通常の工業的な製造であれば０．２ｍｍ程度以下に抑制することが可能である。このような変動が大きい場合は、十分に多数の鋼板について曲率半径を測定し、平均することで代表的な値を得ることができる。また、何らかの理由で意図的に変化させることも考えられるが、本発明はそのような形態を除外するものではない。

【0032】

なお、屈曲部５の曲率半径ｒの測定方法にも特に制限はないが、例えば、市販の顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ ＥＣＬＩＰＳＥ ＬＶ１５０）を用いて２００倍で観察することにより測定することができる。具体的には、観察結果から、曲率中心Ａ点を求めるが、この求め方として、例えば、線分ＥＦと線分ＤＧを点Ｂとは反対側の内側に延長させた交点をＡ、点Ａと点Ｂを直前で結んだ際に鋼板内面側との交点（円弧Ｌａ上の点）をＣと規定すれば、曲率半径ｒの大きさは、線分ＡＣの長さに該当する。

【0033】

図４及び図５は巻鉄心本体における１層分の方向性電磁鋼板１の一例を模式的に示す図である。図４及び図５の例で用いられる方向性電磁鋼板１は、ユニコア形態の巻鉄心を実現するべく、折り曲げ加工されたものであって、２つ以上の屈曲部５と、平面部４とを有し、１つ以上の方向性電磁鋼板１の長手方向（図中Ｘ方向）端面の接合部６を介して側面視において略多角形の環を形成する。
本実施の形態においては、巻鉄心本体が、全体として側面視が略多角形状の積層構造を有していればよい。図４の例に示されるように、１つの接合部６を介して１枚の方向性電磁鋼板が巻鉄心本体の１層分を構成する（一巻ごとに１箇所の接合部６を介して１枚の方向性電磁鋼板が接続される）ものであってもよく、図５の例に示されるように１枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心の約半周分を構成し、２つの接合部６を介して２枚の方向性電磁鋼板１が巻鉄心本体の１層分を構成する（一巻ごとに２箇所の接合部６を介して２枚の方向性電磁鋼板が互いに接続される）ものするものであってもよい。

【0034】

本実施の形態において用いられる方向性電磁鋼板１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～０．２７ｍｍの範囲である。

【0035】

また、方向性電磁鋼板を製造する方法は、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、その他は上記方向性電磁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ない、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、焼鈍分離剤を塗布した上で、１０００℃程度で仕上げ焼鈍し、９００℃程度で絶縁被膜を形成する方法が挙げられる。さらに、その後、摩擦係数を調整するための塗装などを実施しても良い。
また、一般的に例えば、レーザー照射、電子ビーム照射、ショットピーニング、超音波振動法、鋼板表面をナイフ等の金属やセラミック片等で罫書く機械加工法、鋼板表面へのイオン注入法、ドーピング法、放電加工法、メッキと熱処理を組み合わせた方法等を適用し、歪や溝等を導入した「磁区制御」と呼ばれる処理を鋼板の製造工程において公知の方法で施した鋼板であっても本発明効果を享受できる。

【0036】

また、本実施の形態において、以上のような形態を備える方向性電磁鋼板１から構成される巻鉄心（巻鉄心本体１０）は、個別に折り曲げ加工された方向性電磁鋼板１を層状に積み重ねて巻回形状に組み付けることにより、屈曲部５を含む４つのコーナー部３を有する矩形状に形成され、一巻ごとに少なくとも１箇所の接合部６を介して複数枚の方向性電磁鋼板１が互いに接続され、各コーナー部３の屈曲部５による曲げ角度の合計が９０度となっている。この場合、前述した図１３の（ｂ）に示されるように、各方向性電磁鋼板１の対応する屈曲部５同士が板厚方向に層状に積み重ねられることにより１つの屈曲領域５Ａが形成される（図２も参照）。そして、このような巻鉄心（巻鉄心本体１０）は、その側面視において、複数あるコーナー部３の屈曲領域５Ａのうちの少なくとも任意の１つに関し、特に本実施形態では全ての屈曲領域５Ａに関し、図１２に示されるように、層状に積み重ねられる複数の方向性電磁鋼板１のうち最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂにおける、平面部４の内側表面に沿ってコーナー部３へと延びる延在線Ｌ’３と、コーナー部３を形成する屈曲部５，５間の平面部４ａの内側表面に沿って延びる延在線Ｌ’４との交点をＰ、層状に積み重ねられる複数の方向性電磁鋼板１のうち最も外側に位置される方向性電磁鋼板１ａにおける、平面部４の外側表面に沿ってコーナー部３へと延びる延在線Ｌ’１と、コーナー部３を形成する屈曲部５，５間の平面部４ａの外側表面に沿って延びる延在線Ｌ’２との交点をＱ、点Ｐを通るとともにコーナー部３へと延びる各方向性電磁鋼板１の延在方向に対して垂直な方向に延びる直線Ｌ’５が最も外側の方向性電磁鋼板１ａの外側表面と交わる点をＲとすると、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角θが、２３°≦θ≦５０°を満たすことを特徴としている。これにより、平面部４での巻鉄心の一定の厚み（積層厚さ）Ｔに対してコーナー部３での巻鉄心の厚みＴ２が大きくなり、巻鉄心中で流れる磁束８０を閉じ込めるようにコーナー部３が外側に膨出するようになる。なお、点Ｐ，Ｑ，Ｒのより具体的な求め方については、図１３に関連して既に説明したので、ここでは繰り返し説明しない。

【0037】

このように２３°≦θ≦５０°を満たすように各方向性電磁鋼板１を折り曲げて巻回形状に組み付けるためには、一巻ごとに各方向性電磁鋼板１の長さ（長手方向の寸法）を変化させることが好ましい。具体的には、層状に積み重ねられる板厚ｔの複数の各方向性電磁鋼板１のうち最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目（ｍは１～Ｍ－１の整数。Ｍは最外層の方向性電磁鋼板を示す。）に積層される方向性電磁鋼板１の長さを、最も内側の方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、ｍ、θ、板厚ｔの関数である所定の大きさだけ長くするように制御することが好ましい。この場合、（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板１は、ｍ枚目の方向性電磁鋼板１よりも長くなる。すなわち、コーナー部３を形成する屈曲部５間の平面部４ａが、外側に向かうほど長くなる。これにより、方向性電磁鋼板を積層する作業が容易になる。つまり、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の外側に（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板をはめ込みやすくなる。そのような制御を可能にする折り曲げ加工機５２の一例が図７に示される。

【0038】

図７の（ａ）に示されるように、この折り曲げ加工機５２には、方向性電磁鋼板１をロール状に巻き回して形成されたフープ材を保持する鋼板供給部としてのデコイラー７５から方向性電磁鋼板１が所定の搬送速度で繰り出されることによって供給される。このようにして供給された方向性電磁鋼板１は、折り曲げ加工機５２において、適宜適当なサイズに切断されるとともに、１枚ずつといったように、少数枚毎に個別に折り曲げられる、折り曲げ加工を受ける。具体的に、折り曲げ加工機５２は、図７の（ｂ）に示されるように、供給された方向性電磁鋼板１を上下から挟み込むように保持しつつ送り出す送りロール５５と、そのようにして送られる方向性電磁鋼板１を適当なサイズに切断するギロチン５６と、切断された方向性電磁鋼板１を折り曲げて屈曲部５を形成する屈曲形成部６０とを有する。屈曲形成部６０は、方向性電磁鋼板１を下側から支持するダイス５９と、ダイス５９上の方向性電磁鋼板１を上側から押えるパッド５７と、破線矢印で示されるように所定の加工速度で所定量だけ下方に押し下げられることによりダイス５９から突出する方向性電磁鋼板１の自由端を折り曲げて屈曲部５を形成するパンチ５８とを有する。そして、本実施形態では、このような折り曲げ加工機５２を用いて、方向性電磁鋼板１の送り長さを（例えば送りロール５５の送り速度を変えるなどして）１巻きごとに変えることによって、一巻ごとに各方向性電磁鋼板１の長さ（長手方向の寸法）を変化させて、前述した２３°≦θ≦５０°を満たすようにし、図１２に示されるような外側に膨出するコ－ナー部３を得るようになっている。

【0039】

そのような鋼板１の長さ制御は、例えば以下のようにして行なわれる。すなわち、図９に示されるように、１つのコーナー部３が２つの屈曲領域５Ａを有する（各鋼板１が２つの屈曲部５により１つのコーナー部３を形成する）場合、１枚の鋼板１の厚さをｔ（ここでは、全ての鋼板１の厚さｔが同一であるものとする。）とすると、１つのコーナー部３において、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目に積層される方向性電磁鋼板１の長さは、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、幾何学的には２×（ｘ＋ｙ）だけ長くなっている。したがって、コーナー部３が４つあることを考えると（ここでは、全てのコーナー部３が同一の形状を有する（θが同一である）ものとする。）、鉄心全体において、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目に積層される方向性電磁鋼板１の長さは、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、幾何学的には８×（ｘ＋ｙ）だけ長くなっている。

【0040】

ここで、（ｘ＋ｙ）に関して、ｘを１辺に有する三角形ＰＭＮ、及び、ｙを１辺に有する三角形ＰＮＳを考えると、１つのコーナー部３における屈曲領域５Ａの数をｎ、∠ＳＰＮ＝αと、線分ＰＮの長さをｚとして、
θ’＝（π／１８０）θ
ｘ＝ｍ×ｔ×tanθ’
ｙ＝ｚ×sinα
が成り立つ。
ここで、
cosθ’＝ｍｔ／ｚ
α＝（π／２ｎ）－θ’
であるから、
ｙ＝ｚ×sinα＝ｍｔ×sin（（π／２ｎ）－θ’）／cosθ’
となる。
したがって、図９では、ｎ＝２であることから、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目に積層される方向性電磁鋼板１の長さを、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、８×（ｘ＋ｙ）＝８×ｍｔ（tanθ’＋sin（（π／４）－θ’）／cosθ’）だけ長くなるように制御して２３°≦θ≦５０°を満たすようにする。ただし、ｍ＝１の場合（着目している方向性電磁鋼板１が方向性電磁鋼板１ｂとなる場合）、方向性電磁鋼板１の長さは任意に決定される。

【0041】

一方、図１０に示されるように、１つのコーナー部３が３つの屈曲領域５Ａを有する（各鋼板１が３つの屈曲部５により１つのコーナー部３を形成する）場合にも、１枚の鋼板１の厚さをｔとすると、１つのコーナー部３において、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目に積層される方向性電磁鋼板１の長さは、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、幾何学的には２×（ｘ＋ｙ）だけ長くなっている。したがって、コーナー部３が４つあることを考えると、鉄心全体において、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目に積層される方向性電磁鋼板１の長さは、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、幾何学的には８×（ｘ＋ｙ）だけ長くなっている。

【0042】

ここで、（ｘ＋ｙ）に関して、ｘを１辺に有する三角形ＰＭＮ、及び、ｙを１辺に有する三角形ＶＷＺを考えると、１つのコーナー部３における屈曲領域５Ａの数をｎ、∠ＺＶＷ＝αと、線分ＰＮの長さをｚとして、
θ’＝（π／１８０）θ
ｘ＝ｍ×ｔ×tanθ’
ｙ＝ｚ×ｔａｎα
が成り立つ。
ここで、
cosθ’＝ｍｔ／ｚ
α＝π／４ｎ
であるから、
ｙ＝ｚ×ｔａｎα＝ｍｔ×ｔａｎ（π／４ｎ）／cosθ’
となる。
したがって、図１０では、ｎ＝３であることから、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂから外側にｍ枚目に積層される方向性電磁鋼板１の長さを、最も内側に位置される方向性電磁鋼板１ｂの長さよりも、８×（ｘ＋ｙ）＝８×ｍｔ（tanθ’＋ｔａｎ（π／１２）／cosθ’）だけ長くなるように制御して２３°≦θ≦５０°を満たすようにする。ただし、ｍ＝１の場合（着目している方向性電磁鋼板１が方向性電磁鋼板１ｂとなる場合）、方向性電磁鋼板１の長さは任意に決定される。

【0043】

ここで、上述した例では、ｍ枚目の方向性電磁鋼板１の長さを幾何学的に決定したが、他の方法によりｍ枚目の方向性電磁鋼板１の長さを決定してもよい。例えば、ｍ枚目の方向性電磁鋼板１の長さと（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板１の長さとの差分を△Ｌ_ｍとし、全てのｍについて△Ｌ_ｍを平均した値を＜△Ｌ＞としたときに、＜△Ｌ＞が以下の数式（１）を満たすように、ｍ枚目の方向性電磁鋼板１の長さを決定してもよい。ただし、ｍ＝１の場合（着目している方向性電磁鋼板１が方向性電磁鋼板１ｂとなる場合）、方向性電磁鋼板１の長さは任意に決定される。
＜△Ｌ＞＝１０×ｔ×｛（πθ／１８０）^３＋（πθ／１８０）｝ （１）
この条件が満たされる場合、巻鉄心の騒音が低減される。

【0044】

また、以上のような鋼板長さ制御及び折り曲げ加工を伴う巻鉄心の製造を可能にする装置が図８にブロック図で概略的に示されている。図８は、ユニコアの形態を成す巻鉄心の製造装置７０を概略的に示しており、この製造装置７０は、方向性電磁鋼板１を個別に折り曲げ加工する折り曲げ加工部７１を備えており、また、折り曲げ加工された方向性電磁鋼板１を層状に積み重ねて巻回形状に組み付けることにより、長手方向に平面部４と屈曲部５とが交互に連続する方向性電磁鋼板１が板厚方向に積み重ねられた部分を含む巻回形状の巻鉄心を形成する、組み付け部７２を備えてもよい。

【0045】

折り曲げ加工部７１には、前述したように、方向性電磁鋼板１をロール状に巻き回して形成されたフープ材を保持するデコイラー７５から方向性電磁鋼板１が所定の搬送速度で繰り出されることによって供給される。このようにして供給された方向性電磁鋼板１は、折り曲げ加工部７１において、適宜適当なサイズに切断されるとともに、１枚ずつといったように、少数枚毎に個別に折り曲げられる、折り曲げ加工を受ける。こうして得られた方向性電磁鋼板１では、折り曲げ加工で生じる屈曲部５の曲率半径が極めて小さくなるため、折り曲げ加工によって方向性電磁鋼板１に付与される加工歪は極めて小さいものとなる。このように、加工歪の密度が大きくなると想定される一方で、加工歪の影響がある体積を小さくすることができれば、焼鈍工程を省くことができる。

【0046】

また、折り曲げ加工部７１は、前述したような鋼板長さ制御及び折り曲げ加工を伴う折り曲げ加工機５２を含む。

【0047】

（実施例）
以下、本発明の実施例を挙げながら、本発明の技術的内容について更に説明する。以下に示す実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した条件例であり、本発明は、この条件例に限定されるものではない。また本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
この実施例では、表１に示す方向性電磁鋼板（鋼種（鋼板Ｎｏ．）Ａ～Ｅ）を用いて、表２に示す鉄心を作成し、鉄心特性を測定した。詳細な製造条件および特性を表３Ａ～３Ｃに示す。

【0048】

具体的に、表１には、各鋼種Ａ～Ｅに関して、方向性電磁鋼板の板厚（ｍｍ）及び磁気特性が示されている。方向性電磁鋼板の磁気特性は、ＪＩＳ Ｃ ２５５６：２０１５に規定された単板磁気特性試験法（Single Sheet Tester：ＳＳＴ）に基づいて測定した。磁気特性として、８００Ａ／ｍで励磁したときの鋼板の圧延方向の磁束密度Ｂ８（Ｔ）、更に、交流周波数：５０Ｈz、励磁磁束密度：１．７Ｔでの鉄損（Ｗ／ｋｇ）を測定した。

【0049】

【表1】

【0050】

また、本発明者らは、各鋼種Ａ～Ｅを素材として、表２および図１４に示す形状を有する鉄心ａ－１，ａ－２，ｂ－１，ｂ－２を製造した。ここで、Ｌ１は巻鉄心の一方の互いに平行な内面側平面部間距離、Ｌ２は巻鉄心の他方の互いに平行な内面側平面部間距離、Ｌ３は巻鉄心の積層厚さ、Ｌ４は巻鉄心の積層鋼板幅、Ｌ５は巻鉄心の最内部の互いに直角に配置された平面部間距離、ｒは巻鉄心の内面側の屈曲部５の曲率半径（ｒは表２中に記さない）、φは巻鉄心の前述した屈曲部５の曲げ角度である。略矩形状の鉄心ａ－１は、図２及び図１４に示されるように１つのコーナー部３における屈曲部５の個数が２つであって、図４に示されるように１巻きごとの接合部６の数が１つである。略矩形状の鉄心ａ－２は、図２及び図１４に示されるように１つのコーナー部３における屈曲部５の個数が２つであって、図５に示されるように１巻きごとの接合部６の数が２つである。略矩形状の鉄心ｂ－１は、図３に示されるように１つのコーナー部３における屈曲部５の個数が３つであって、図４に示されるように１巻きごとの接合部６の数が１つである。略矩形状の鉄心ｂ－２は、図３に示されるように１つのコーナー部３における屈曲部５の個数が３つであって、図５に示されるように１巻きごとの接合部６の数が２つである。

【0051】

【表2】

【0052】

そして、本発明者らは、表３Ａ～３Ｃに示されるように、各鋼種（鋼板Ｎｏ．）Ａ～Ｅを素材として製造した鉄心ａ－１，ａ－２，ｂ－１，ｂ－２における９５個の試験品に関し、前述した折り曲げ加工法を適用して、コーナー部３の外側への突き出し度合い、すなわち、角度θを様々に変え、さらには、各層を構成する（すなわちｍ枚目の）方向性電磁鋼板の長さを様々に変え、鉄心の鉄損（Ｗ／ｋｇ）及び素材（鋼板）の鉄損（Ｗ／ｋｇ）に基づき鉄損比（＝鉄心鉄損／素材鉄損）を測定して評価した。評価において、Ｄは鉄損比が１．２５以上を示し、Ｃは鉄損比が１．１７以上で１．２４以下を示し、Ｂは鉄損比が１．１５以上で１．１６以下を示し、Ａは鉄損比が１．１４以下を示している。

【0053】

さらに、以下の方法により鉄心の騒音を評価した。すなわち、鉄心を励磁し、騒音を測定した。この騒音測定は暗騒音が１６ｄＢＡの無響室内で、騒音計を鉄心表面から０．３ｍの位置に設置し、聴感補正としてＡ特性を使用して行った。また励磁では周波数を５０Ｈｚ、磁束密度を１．７Ｔとした。結果を表３Ａ～３Ｃに示す。

【0054】

表３Ａ～３Ｃにおいて、試験Ｎｏ．２－ａ、５－ａ、６－ａ、７－ａ、１４－ａ、１５－ａ、１７－ａ、２０－ａ、２１－ａ、２５－ａ、２７－ａ、３０－ａ、３２－ａ、３５－ａ、３７－ａ、３９－ａ、４２－ａ、４５－ａ、４７－ａ、４８－ａ、４９－ａ、５０－ａ、５１－ａ、５２－ａ、５４－ａ、５７－ａ、５９－ａ、６４－ａでは、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さを幾何学的に（すなわち図９に示すように）決定した。他の試験Ｎｏ．では、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さを、数式（１）が満たされるように決定した。すなわち、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さと（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板の長さとの差分の全平均値＜△Ｌ＞を求め、＜△Ｌ＞が数式（１）を満たすようにｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さＬ_ｍを調整した。結果を表３Ａ～３Ｃに示す。

【0055】

各方向性電磁鋼板（ｍ枚目の方向性電磁鋼板）の長手方向の長さＬ_ｍを所望の値にするためには、上述した製造装置７０において、送り長さを制御して目的の長さに設定しておく必要がある。一方で、出来上がったユニコアからｍ枚目の方向性電磁鋼板を抜き取って当該方向性電磁鋼板の長手方向の長さＬ_ｍ（ｃｍ）を以下の通り求めることで方向性電磁鋼板の長さＬ_ｍの評価ができる。

【0056】

まずユニコアから抜き取ったｍ枚目と（ｍ＋１）枚目の２枚の方向性電磁鋼板の重量を測定する。測定は上皿天秤（島津製作所製 ＵＰ１０２３Ｘ）を用いて、小数第３桁までの１枚毎の重量Κ（ｇ）を測定する。次に方向性電磁鋼板の巾ｗ（ｃｍ）を定規で測定する。これは小数第１位までとする。最後に該方向性電磁鋼板の厚さｔであるが、これは上述した方法で求める。そして鉄の密度を７．６５ｇ／ｃｍ^３を用いて、ｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さＬ_ｍを以下から求める。（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板の長さＬ_ｍ＋１も同様の方法で求める。
Ｌ_ｍ＝Κ／（７．６５×ｗ×ｔ）
次に、以下の数式によりｍ枚目の方向性電磁鋼板の長さＬ_ｍと（ｍ＋１）枚目の方向性電磁鋼板の長さＬ_ｍ＋１との差分△Ｌ_ｍを求める。
△Ｌ_ｍ（ｍｍ）＝１０＊（Ｌ_ｍ＋１―Ｌ_ｍ）

【0057】

このようにして最内側の方向性電磁鋼板（ｍ＝１）から１枚外側の方向性電磁鋼板の長さの差分△Ｌ_１、１枚外側の方向性電磁鋼板（ｍ＝２）の長さと２枚外側の方向性電磁鋼板の長さの差分△Ｌ_２、同様に△Ｌ_３、△Ｌ_４、・・・△Ｌ_Ｍ－１最外側までこれを求める。ただしＭは最外側の積層枚数を指す。そしてこれらを平均したものを全平均値＜△Ｌ＞とする。

【0058】

【表3A】

【0059】

【表3B】

【0060】

【表3C】

【0061】

表３Ａ～３Ｃから分かるように、鋼板の厚さ、１つのコーナー部３における屈曲部５の個数、１巻きごとの接合部６の数にかかわらず、θを２３°以上５０°以下に設定することにより、鉄損比が１．２４以下に抑えられている（巻鉄心の鉄損が抑制されている）。特に、θが３０°を超えると、鉄損比が１．１４以下となり、鉄損が十分に抑えられている。

【0062】

さらには、全平均値＜△Ｌ＞を数式（１）が満たされるように決定することで、騒音を低減することができる。

【0063】

以上の結果により、本実施の形態を含む本発明の巻鉄心は、ユニコア形態を成すとともに、２３°≦θ≦５０°を満たすことで、鉄損劣化が小さくなることが明らかになった。

【符号の説明】

【0064】

１ 方向性電磁鋼板
４ 平面部
５ 屈曲部
５Ａ 屈曲領域
６ 接合部
１０ 巻鉄心（巻鉄心本体）

【要約】

本発明の巻鉄心は、複数あるコーナー部（３）の屈曲領域５Ａのうちの少なくとも任意の１つに関し、直線ＰＱと直線ＰＲとが成す角θが、２３°≦θ≦５０°を満たすようにして、巻鉄心中で流れる磁束を閉じ込めるようにコーナー部（３）が外側に膨出されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】