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JP7260841B2 - 無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法および無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型 - Google Patents

無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法および無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型 Download PDF

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Description

本発明は、無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法および無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型に関する。
本願は、２０２１年３月３１日に、日本に出願された特願２０２１－０６１８４６号、および２０２１年６月１５日、日本に出願された特願２０２１号－０９９７８２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、モータ等の電気機器の世界的な需要の高まりにより、モータ等の材料として用いられる無方向性電磁鋼板の需要が高まっている。
特許文献１には、無方向性電磁鋼板を打抜いてモータコアを作製する方法において、打ち抜き金型の切り刃真円度を、無方向性電磁鋼板の伸び率に応じて制御することが記載されている。
日本国特開平１０－２４３３３号公報
モータのステータコアに用いられる無方向性電磁鋼板は、ステータコアが金型で打ち抜かれた後、鉄損を低減するためにコア焼鈍（歪取焼鈍）が施される。なお、具体的には、先ず無方向性電磁鋼板からロータコアが打ち抜かれ、次にステータコアの内径が打ち抜かれた後、ステータコアの外径が打ち抜かれる。ステータコアにコア焼鈍により熱を加えることで、残留していた応力、歪みが解放され、鉄損が低減される。なお、ステータコアにはコア焼鈍が施されるが、高強度化のためにロータコアには焼鈍が施されないのが一般的である。
ステータコアを金型で打ち抜いた後のステータコア内の残留応力分布が不均一であると、コア焼鈍の際の残留応力解放に伴うステータコアの形状変化が不均一になる。これにより、コア焼鈍前に得られていたステータコア内径の高い真円度がコア焼鈍により低下することがある。残留応力分布が不均一となる要因の１つに、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性が挙げられる。
上記特許文献１に記載された技術は、打ち抜き金型の切り刃真円度を、無方向性電磁鋼板の伸び率に応じて制御するものであり、無方向性電磁鋼板の加工後の寸法精度を打ち抜き金型の寸法によって制御するものであるが、無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性を考慮して真円度を制御することは想定していない。このため、特許文献１に記載された技術は、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性に応じた寸法精度の低下を抑制することができない問題がある。
そこで、本発明は、加工後およびコア焼鈍後の寸法精度の低下を抑制することが可能な無方向性電磁鋼板を提供することを目的とする。さらに本発明は、加工後およびコア焼鈍後の寸法精度の低下を抑制することが可能な無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法および無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型を提供することを目的とする。
（１）本発明の他の実施形態に係る無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法は、母材として珪素鋼板を備える無方向性電磁鋼板を、略円柱形の金型を用いて打ち抜く方法であって、前記珪素鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１０～０．００４０％、Ｓｉ：２．５～４．５％を含有し、前記珪素鋼板は、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向それぞれの方向に応じた機械的特性を有し、前記機械的特性は、ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比の少なくとも１以上であり、前記機械的特性は異方性を有し、前記珪素鋼板の前記機械的特性値に基づいて、前記金型の前記圧延方向、前記圧延直角方向、前記圧延方向から４５度の方向それぞれの方向の径を決めて、前記珪素鋼板を打ち抜く。
（２）上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法は、前記珪素鋼板の前記圧延方向のヤング率をＥ０、前記圧延直角方向のヤング率をＥ９０、前記圧延方向から４５度の方向のヤング率をＥ４５、Ｅａｖｅ＝（Ｅ０＋２×Ｅ４５＋Ｅ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（５）を満たしてもよい。
０．９６＜（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（５）
但し、式（５）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記珪素鋼板の圧延方向に対する金型の径、Ｄ４５は圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は圧延直角方向に対応する金型の径である。
（３）上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法は、前記珪素鋼板の前記圧延方向のｒ値をｒ０、前記圧延直角方向のｒ値をｒ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｒ値をｒ４５、ｒａｖｅ＝（ｒ０＋２×ｒ４５＋ｒ９０）/４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（６）を満たしてもよい。
０．９６＜（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（６）
但し、式（６）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向の金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
（４）上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法は、前記珪素鋼板の前記圧延方向のｎ値をｎ０、前記圧延直角方向のｎ値をｎ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｎ値をｎ４５、ｎａｖｅ＝（ｎ０＋２×ｎ４５＋ｎ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（７）を満たしてもよい。
０．９６＜（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（７）
但し、式（７）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記圧延方向の金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
（５）上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法は、前記珪素鋼板の前記圧延方向の降伏比をＹＲ０、前記圧延直角方向の降伏比をＹＲ９０、前記圧延方向から４５度の方向の降伏比をＹＲ４５、ＹＲａｖｅ＝（ＹＲ０＋２×ＹＲ４５＋ＹＲ９０）/４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（８）を満たしてもよい。
０．９６≦（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（８）
但し、式（８）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記圧延方向の金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向の金型に対応する径である。
（６）上記（１）～（５）の何れかに記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法において、前記珪素鋼板の前記化学組成が、質量％で、
Ｃ ：０．００１０～０．００４０％、
Ｓｉ：２．５～４．５％、
Ａｌ：０．２～２．５％、
Ｍｎ：０．１～３．５％、
Ｐ ：０％超、０．１０％以下、
Ｓ ：０～０．００３０％、
Ｎ ：０～０．００３０％、
Ｔｉ：０～０．００３０％、
Ｍｏ：０．００１０～０．１０％、
Ｃｒ：０～０．１０％、
Ｂ ：０～０．００１０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．２０％、
Ｓｂ：０～０．２０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｌａ：０～０．００５０％、
Ｃｅ：０～０．００５０％、
Ｏ ：０～０．１０％、
Ｖ ：０～０．１０％、
Ｗ ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．１０％、
Ｎｂ：０～０．１０％、
Ｍｇ：０～０．１０％、
Ｂｉ：０～０．１０％、
Ｎｄ：０～０．１０％、および
Ｙ ：０～０．１０％
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるものであってよい。
（７）本発明の他の実施形態に係る無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型は、母材として珪素鋼板を備える無方向性電磁鋼板を打ち抜くための略円柱状の金型であって、前記珪素鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１０～０．００４０％、Ｓｉ：２．５～４．５％を含有し、前記珪素鋼板は、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向それぞれの方向に応じた機械的特性を有し、前記機械的特性は、ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比の少なくとも１以上であり、前記機械的特性は異方性を有し、前記金型の前記珪素鋼板の前記圧延方向、前記圧延直角方向、前記圧延方向から４５度の方向それぞれに対する方向の径は、前記圧延方向、前記圧延直角方向、前記圧延方向から４５度の方向それぞれの方向に応じた前記珪素鋼板の前記機械的特性値に基づいて決められたものである。
（８）上記（７）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型は、前記珪素鋼板の前記圧延方向のヤング率をＥ０、前記圧延直角方向のヤング率をＥ９０、前記圧延方向から４５度の方向のヤング率をＥ４５、Ｅａｖｅ＝（Ｅ０＋２×Ｅ４５＋Ｅ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（５）を満たしてもよい。
０．９６＜（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（５）
但し、式（５）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
（９）上記（７）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型は、前記珪素鋼板の前記圧延方向のｒ値をｒ０、前記圧延直角方向のｒ値をｒ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｒ値をｒ４５、ｒａｖｅ＝（ｒ０＋２×ｒ４５＋ｒ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（６）を満たしてもよい。
０．９６＜（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（６）
但し、式（６）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
（１０）上記（７）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型は、前記珪素鋼板の前記圧延方向のｎ値をｎ０、前記圧延直角方向のｎ値をｎ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｎ値をｎ４５、ｎａｖｅ＝（ｎ０＋２×ｎ４５＋ｎ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（７）を満たしてもよい。
０．９６＜（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（７）
但し、式（７）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
（１１）上記（７）に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型は、前記珪素鋼板の前記圧延方向の降伏比をＹＲ０、前記圧延直角方向の降伏比をＹＲ９０、前記圧延方向から４５度の方向の降伏比をＹＲ４５、ＹＲａｖｅ＝（ＹＲ０＋２×ＹＲ４５＋ＹＲ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（８）を満たしてもよい。
０．９６≦（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（８）
但し、式（８）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
（１２）上記（７）～（１１）の何れかに記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型において、前記珪素鋼板の前記化学組成が、質量％で、
Ｃ ：０．００１０～０．００４０％、
Ｓｉ：２．５～４．５％、
Ａｌ：０．２～２．５％、
Ｍｎ：０．１～３．５％、
Ｐ ：０％超、０．１０％以下、
Ｓ ：０～０．００３０％、
Ｎ ：０～０．００３０％、
Ｔｉ：０～０．００３０％、
Ｍｏ：０．００１０～０．１０％、
Ｃｒ：０～０．１０％、
Ｂ ：０～０．００１０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．２０％、
Ｓｂ：０～０．２０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｌａ：０～０．００５０％、
Ｃｅ：０～０．００５０％、
Ｏ ：０～０．１０％、
Ｖ ：０～０．１０％、
Ｗ ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．１０％、
Ｎｂ：０～０．１０％、
Ｍｇ：０～０．１０％、
Ｂｉ：０～０．１０％、
Ｎｄ：０～０．１０％、および
Ｙ ：０～０．１０％
を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるものであってよい。
本発明に係る上記実施形態によれば、加工後およびコア焼鈍後の寸法精度の低下を抑制することが可能な無方向性電磁鋼板を提供することができる。また、本発明に係る上記実施形態によれば、加工後およびコア焼鈍後の寸法精度の低下を抑制することが可能な無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法および無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型を提供することができる。
ステータコアの内部にロータコアが挿入された状態を示す平面図である。 図１に示すステータコアを構成する無方向性電磁鋼板が雄型によって順次に打ち抜かれる様子を説明するための平面図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法および無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型について説明する。
無方向性電磁鋼板の一般的な製造工程は、製銑、製鋼、熱間圧延、冷間圧延の各工程を含み、これらの工程が順に行われた後、焼鈍により圧延時の歪みが取り除かれる。焼鈍を行うことで、加工歪みが入った結晶組織は回復または再結晶（一次再結晶）し、歪みが解放される。また、焼鈍により結晶粒が成長する。なお、冷間圧延の前に焼鈍を行うこともある。また、冷間圧延を複数回に分けて、焼鈍、冷間圧延を繰り返すこともある。
ステータコアに用いられる無方向性電磁鋼板は、ステータコアが金型で打ち抜かれた後、鉄損を低減するためにコア焼鈍（歪取焼鈍）が施される。コア焼鈍により熱を加えることで、残留していた応力、歪みが解放され、鉄損が低減される。
コア焼鈍の際に、ステータコアを金型で打ち抜いた後のステータコア内の残留応力分布が不均一であると、残留応力解放に伴うステータコアの形状変化が不均一になる。これにより、コア焼鈍前に得られていたステータコア内径の高い真円度がコア焼鈍により低下することがある。
図１は、ステータコアの内部にロータコアが挿入された状態を示す平面図である。図１において、ステータコア２１は、無方向性電磁鋼板を紙面垂直方向に積層して構成され、外周側のコアバック２２と、コアバック２２から内側に突出した複数のティース２３から構成される。ティース２３の先端よりも内側にはロータコア３０が挿入される。ロータコア３０は、ロータ鉄心３１とロータ鉄心３１の外周側に設けられてティース２３の先端と対向する複数の磁石３２を有する。ステータコア２１の外周はケース５０に保持されている。ロータ鉄心３１の中心には、シャフト６０が貫通し、シャフト６０はロータ鉄心３１に対して固定されている。シャフト６０は、シャフト６０の中心Ｏをステータコア２１の内径の中心と一致させた状態で、ケース５０（または他の固定部材）により中心Ｏを回転軸として回転可能に支持されている。
図１では、ステータコアの内径は、具体的にはティース２３の先端の内径Ｄである。上述した残留応力開放に伴うステータコア２１の形状変化により、この内径Ｄの真円度が低下すると、ティース２３の先端とロータ鉄心３１との間のギャップが不均一になる。これにより、ロータコア３０が回転する際のコギングトルクが大きくなる。コギングトルクの増大は、回転ムラ、振動、騒音等の要因となる。また、ステータコア２１の内径の真円度が更に低下すると、ティース２３の先端にロータコア３０のロータ鉄心３１が当たるなどの不具合が生じ得る。
ＪＩＳ Ｂ０６２１（１９８４）「幾何偏差の定義及び表示」では、「真円度とは、円形形態の幾何学的に正しい円からの狂いの大きさをいう」と定義されている。また、真円度の表示については「真円度は円形形体を二つの同心の幾何学的円で挟んだとき、同心二円の間隔が最小となる場合の二円の半径差で表し、真円度＿ｍｍ又は真円度＿μｍと表示する」と記載されている。
本実施形態では、真円度の評価基準として、円の直径の最大値と最小値の差を平均径で除算して得られる比率を採用する。なお、円の直径の最大値はＪＩＳ Ｂ０６２１（１９８４）に記載された上記同心二円のうち大きい円の直径であり、円の直径の最小値は上記同心二円のうち小さい円の直径である。また、平均径とは円の直径の最大値と最小値を平均した値である。したがって、本実施形態の真円度の評価基準は、ＪＩＳ Ｂ０６２１（１９８４）に記載された同心二円の間隔が最小となる場合の二円の半径差である真円度を、二円の半径の平均値で除算して得られる比率に相当する。
内径Ｄの最大値と最小値の差の平均径に対する比率が０．２０％を超えると、ティース２３の先端とロータ鉄心３１との間のギャップが不均一になり、回転ムラ、振動、騒音等の要因となる。またティース２３の先端にロータコア３０のロータ鉄心３１が当たるなどの不具合が発生するため、内径Ｄの最大値と最小値の差の平均直径に対する比率は０．２０％以下とする。この比率は、好ましくは０．１５％以下であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。比率は小さいほど好ましいため、下限は設けない。
ステータコア内の残留応力分布が不均一となる要因の１つに、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性が挙げられる。機械特性の異方性が大きいと、コア焼鈍時の残留応力解放が方向によって異なることになる。すなわち、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性が大きいと、コア焼鈍によりステータコアに変形（収縮）が生じ、この変形量が残留応力解放の方向によって異なることとなる。そのため、コア焼鈍前にステータコア内径を真円に打ち抜いたとしても、コア焼鈍後のステータコア内径の真円度が低下し、モータ製造管理上のエラーが増加する。
本実施形態では、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性、すなわち母材である珪素鋼板の異方性に応じて、ステータコアの打抜き用の円柱状の金型の寸法を決定する。機械特性として、例えば、ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比の少なくとも１つに注目する。これらの特性値は、圧延方向に対する方向に応じてその値が異なる異方性を有するので、この異方性に応じて、ステータコアの内径を打ち抜く打抜き用金型の寸法を決定する。具体的には、金型の珪素鋼板の圧延方向に対する方向の径は、珪素鋼板の圧延方向に対する方向に応じた珪素鋼板の機械的特性値に基づいて決定される。これにより、コア焼鈍後の真円度低下が抑制されたモータコアを提供できる。この決定は、後に詳述する。
なお、従来から、無方向性電磁鋼板の各機械特性のうち引張強さ（ＴＳ）の等方性を高めることで、打ち抜き後のステータコアの真円度を高める技術は知られていた。しかし、引張強さの等方性を高めても、ヤング率などの他の機械特性の等方性が追従して高まるわけではないため、コア焼鈍後のステータコア内径の真円度の低下を防止する点で改善の余地があった。さらに、打ち抜かれる鋼板のヤング率を含むすべての機械特性の等方性を高めた無方向性電磁鋼板を製造するには、非常に複雑な工程を要するため、製造コストが過度に高まってしまう。また、磁気特性を向上させるために、無方向性電磁鋼板の集合組織を｛１１１｝が多い組織から、｛１００｝および／または｛１１０｝が多い組織にすると、ヤング率などの機械特性の異方性が拡大する。したがって、打ち抜き後のステータコアの真円度をさらに高めるために、打ち抜かれる無方向性電磁鋼板に機械特性の異方性が備わっていることを前提とした打ち抜き方法および使用する金型の改良が望まれていた。本実施形態では、このような背景からなされたものであって、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性に応じて、ステータコアの打抜き方法および打抜き用金型の寸法を決定するものである。
以下に例を示す。
ヤング率を例に挙げると、ヤング率が大きいほどステータコア内径を打ち抜いた後の残留応力が小さくなるので、コア焼鈍により残留応力が解放された際の変形は小さくなる。したがって、ヤング率の異方性に応じて、ヤング率が大きい板面内方向ほど対応する金型の寸法を小さくしておき、ヤング率が小さい板面内方向ほど対応する金型の寸法を大きくしておくとよい。これにより、打ち抜き加工後のみならずコア焼鈍後も、ステータコア内径を真円にすることが可能となる。また、ｒ値が大きいほど、打ち抜きの際の引張応力による板幅変化／板厚変化が大きくなり、板幅が拘束された条件下では残留応力が大きくなる。このため、ｒ値の異方性に応じて、ｒ値が大きい板面内方向ほど対応する金型の寸法を小さくしておき、ｒ値が小さい板面内方向ほど対応する金型の寸法を大きくしておくとよい。また、ｎ値および降伏比が大きいほど、塑性変形が始まってから破断するまでの変形が小さくなり、残留応力が小さくなる。このため、ｎ値および降伏比の異方性に応じて、ｎ値および／または降伏比が大きい板面内方向ほど対応する金型の寸法を小さくしておき、ｎ値および／または降伏比が小さいほど金型を大きくしておくとよい。
より詳細には、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性がヤング率の場合、圧延方向のヤング率をＥ０、圧延直角方向のヤング率をＥ９０、圧延方向から４５度の方向のヤング率をＥ４５、Ｅａｖｅ＝（Ｅ０＋２×Ｅ４５＋Ｅ９０）／４と定義した場合、打抜き後のコアの内径の狙い値Ｄに対し、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向の金型の各寸法（Ｄｉ；但し、ｉ＝０，４５，９０）を以下の式（５）を満たすように決定する。これにより、所望の真円度のモータコアが提供できる。なお、本明細書において「打抜き後のコアの内径の狙い値Ｄ」とは、金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の目標値を意味する。
０．９６≦（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（５）
但し、ｉ＝０，４５，９０である。
（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値が式（５）の範囲を外れると、コア焼鈍後の真円度が低下する傾向であるため、（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値を０．９６以上１．０４以下とする。（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは０．９７以上であり、さらに好ましくは０．９８以上である。（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは１．０３以下であり、さらに好ましくは１．０２以下である。
また、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性がｒ値の場合、圧延方向のｒ値をｒ０、圧延直角方向のｒ値をｒ９０、圧延方向から４５度の方向のｒ値をｒ４５、ｒａｖｅ＝（ｒ０＋２×ｒ４５＋ｒ９０）／４と定義した場合、打抜き後のコアの内径の狙い値Ｄに対し、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向の金型の各寸法（Ｄｉ；但し、ｉ＝０，４５，９０）を以下の式（６）を満たすように決定する。これにより、所望の真円度のモータコアが提供できる。
０．９６≦（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（６）
但し、ｉ＝０，４５，９０である。
（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値が式（６）の範囲を外れると、コア焼鈍後の真円度が低下する傾向であるため、（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値を０．９６以上１．０４以下とする。（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは０．９７以上であり、さらに好ましくは０．９８以上である。（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは１．０３以下であり、さらに好ましくは１．０２以下である。
また、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性がｎ値の場合、圧延方向のｎ値をｎ０、圧延直角方向のｎ値をｎ９０、圧延方向から４５度の方向のｎ値をｎ４５、ｎａｖｅ＝（ｎ０＋２×ｎ４５＋ｎ９０）／４と定義した場合、打抜き後のコアの内径の狙い値Ｄに対し、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向の金型の各寸法（Ｄｉ；但し、ｉ＝０，４５，９０）を以下の式（７）を満たすように決定する。これにより、所望の真円度のモータコアが提供できる。
０．９６≦（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（７）
但し、ｉ＝０，４５，９０である。
（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値が式（７）の範囲を外れると、コア焼鈍後の真円度が低下する傾向であるため、（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値を０．９６以上１．０４以下とする。（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは０．９７以上であり、さらに好ましくは０．９８以上である。（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは１．０３以下であり、さらに好ましくは１．０２以下である。
また、打抜かれる無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性が降伏比の場合、圧延方向の降伏比をＹＲ０、圧延直角方向の降伏比をＹＲ９０、圧延方向から４５度の方向の降伏比をＹＲ４５、ＹＲａｖｅ＝（ＹＲ０＋２×ＹＲ４５＋ＹＲ９０）／４と定義した場合、打抜き後のコアの内径の狙い値Ｄに対し、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向の金型の各寸法を以下の式（８）を満たすように決定する。これにより、所望の真円度のモータコアが提供できる。
０．９６≦（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（８）
但し、ｉ＝０，４５，９０である。
（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値が式（８）の範囲を外れると、コア焼鈍後の真円度が低下する傾向であるため、（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値を０．９６以上１．０４以下とする。（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは０．９７以上であり、さらに好ましくは０．９８以上である。（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）の値は、好ましくは１．０３以下であり、さらに好ましくは１．０２以下である。
また、上記の金型を用いて打抜かれる前の無方向性電磁鋼板、および打抜かれた後の無方向性電磁鋼板については、母材である珪素鋼板の機械特性の異方性に応じて以下の条件を満たす。なお、打ち抜き後およびコア焼鈍後であっても、集合組織の大きな変動は生じない。つまり、以下説明する条件は、打ち抜き前後およびコア焼鈍の前後問わず適用されるものである。
無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性がヤング率の場合、無方向性電磁鋼板の圧延方向のヤング率をＥ０、圧延直角方向のヤング率をＥ９０、圧延方向から４５度の方向のヤング率をＥ４５と定義した場合、本実施形態の無方向性電磁鋼板は、以下の式（１）を満たし、かつ、鋼板を打抜いて得られた円孔の直径の最大値と最小値の差が平均径の０．２０％以下である。
０．８１００≦（Ｅ０＋Ｅ９０）／（２×Ｅ４５）≦１．００００ ・・・（１）
（Ｅ０＋Ｅ９０）／（２×Ｅ４５）の値が式（１）の範囲を外れると、式（５）を満たす金型で円板を打抜いた場合でも、コア焼鈍後の真円度が低下するため、（Ｅ０＋Ｅ９０）／（２×Ｅ４５）の値を０．８１００以上１．００００以下とする。（Ｅ０＋Ｅ９０）／（２×Ｅ４５）の値は、好ましくは０．８３００以上であり、さらに好ましくは０．８５００以上である。（Ｅ０＋Ｅ９０）／（２×Ｅ４５）の値は、好ましくは０．９８００以下であり、さらに好ましくは０．９６００以下である。
尚、ヤング率が（１）式を満足する鋼板は、鋼成分、圧延、焼鈍条件を適切に制御することで製造することができる。
また、無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性がｒ値の場合、無方向性電磁鋼板の圧延方向のｒ値をｒ０、圧延直角方向のｒ値をｒ９０、圧延方向から４５度の方向のｒ値をｒ４５と定義した場合、本実施形態の無方向性電磁鋼板は、以下の式（２）を満たし、かつ、鋼板を打抜いて得られた円孔の直径の最大値と最小値の差が平均径の０．２％以下である。
１．００００≦（ｒ０＋ｒ９０）／（２×ｒ４５）≦１．３１００ ・・・（２）
（ｒ０＋ｒ９０）／（２×ｒ４５）の値が式（２）の範囲を外れると、式（６）を満たす金型で円板を打抜いた場合でも、コア焼鈍後の真円度が低下するため、（ｒ０＋ｒ９０）／（２×ｒ４５）の値を１．００００以上１．３１００以下とする。（ｒ０＋ｒ９０）／（２×ｒ４５）の値は、好ましくは１．０５００以上であり、さらに好ましくは１．１０００以上である。（ｒ０＋ｒ９０）／（２×ｒ４５）の値は、好ましくは１．２６００以下であり、さらに好ましくは１．２１００以下である。
尚、ｒ値が（２）式を満足する鋼板は、鋼成分、圧延、焼鈍条件を適切に制御することで製造することができる。
また、無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性がｎ値の場合、無方向性電磁鋼板の圧延方向のｎ値をｎ０、圧延直角方向のｎ値をｎ９０、圧延方向から４５度の方向のｎ値をｎ４５と定義した場合、本実施形態の無方向性電磁鋼板は、以下の式（３）を満たし、かつ、鋼板を打抜いて得られた円孔の直径の最大値と最小値の差が平均径の０．２％以下である。
０．８１００≦（ｎ０＋ｎ９０）／（２×ｎ４５）≦１．００００ ・・・（３）
（ｎ０＋ｎ９０）／（２×ｎ４５）の値が式（３）の範囲を外れると、式（７）を満たす金型で円板を打抜いた場合でも、コア焼鈍後の真円度が低下するため、（ｎ０＋ｎ９０）／（２×ｎ４５）の値を０．８１００以上１．００００以下とする。（ｎ０＋ｎ９０）／（２×ｎ４５）の値は、好ましくは０．８３００以上であり、さらに好ましくは０．８５００以上である。（ｎ０＋ｎ９０）／（２×ｎ４５）の値は、好ましくは０．９８００以下であり、さらに好ましくは０．９６００以下である。
尚、ｎ値が（３）式を満足する鋼板は、鋼成分、圧延、焼鈍条件を適切に制御することで製造することができる。
また、無方向性電磁鋼板の機械特性の異方性が降伏比の場合、無方向性電磁鋼板の圧延方向の降伏比をＹＲ０、圧延直角方向の降伏比をＹＲ９０、圧延方向から４５度の方向の降伏比をＹＲ４５と定義した場合、本実施形態の無方向性電磁鋼板は、以下の式（４）を満たし、かつ、鋼板を打抜いて得られた円孔の直径の最大値と最小値の差が平均径の０．２％以下である。
０．８３００≦（ＹＲ０＋ＹＲ９０）／（２×ＹＲ４５）≦１．０３００ ・・・（４）
（ＹＲ０＋ＹＲ９０）／（２×ＹＲ４５）の値が式（４）の範囲を外れると、式（８）を満たす金型で円板を打抜いた場合でも、コア焼鈍後の真円度が低下するため、（ＹＲ０＋ＹＲ９０）／（２×ＹＲ４５）の値を０．８３００以上１．０３００以下とする。（ＹＲ０＋ＹＲ９０）／（２×ＹＲ４５）の値は、好ましくは０．８５００以上であり、さらに好ましくは０．８７００以上である。（ＹＲ０＋ＹＲ９０）／（２×ＹＲ４５）の値は、好ましくは１．０１００以下であり、さらに好ましくは０．９９００以下である。
尚、降伏比が（４）式を満足する鋼板は、鋼成分、圧延、焼鈍条件を適切に制御することで製造することができる。
ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比は、いずれも引張試験によって得られるが、その方法は規格(ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）)に準拠する。本実施形態においても、無方向性電磁鋼板のヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比は、これに基づいてコア焼鈍前の無方向性電磁鋼板を測定されたものが適用される。ただし、上記の通り、打ち抜き後およびコア焼鈍後であっても、集合組織の大きな変動は生じない。つまり、打ち抜き後およびコア焼鈍後であっても、これら特性値（ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比）は変動しないため、コア焼鈍前に測定された特性値は、コア焼鈍後でも維持されるとみなしてよい。
以下に各特性値の概要を説明する。
引張試験では、ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）に準拠する短冊形の引張り試験片の両端に力を加えて引張り、荷重を増やしていったときの荷重の大きさと試験片の形状変化を測定する。
荷重を増やしていくと、荷重の大きさに比例して歪みは増加するが、降伏点に達するとこの比例関係は成立しなくなる。ここまでの領域が弾性領域であり、弾性領域での歪みに対する応力の比がヤング率である。弾性領域では、荷重を除くと歪みは０になり元の状態に復元する。ヤング率の高い材料はある歪みを与えるための応力が高いことになる。例えば、単結晶鉄のヤング率は＜１００＞方向で最小、＜１１１＞方向で最大となる。
降伏点に到達した後は荷重を除いても元の状態に戻らなくなる。この領域が塑性領域であり、降伏点を過ぎると僅かの荷重でも歪みが発生し、伸びが発生する。この部分を降伏伸びという。ここで更に荷重を加えると、力の増加にしたがって歪みが増加する領域に入る。ここが一様伸び領域であり、ｒ値（ランクフォード値）は、試験片の平行部に一様な伸びを与えた時の、幅方向の対数歪みεｗと、板厚の対数歪みεｔの比である。
ｒ≡εｗ／εｔ ・・・（１１）
但し、εｗ＝ｌｎ（ｗ/Ｗ）、εｔ＝ｌｎ（ｔ/Ｔ）。
ｗ／Ｗは板幅方向の歪みであり、ｔ／Ｔは板厚方向の歪みである。
例えば、自動車ボディ用鋼板に多く存在する｛１１１｝＜１１２＞では、０～９０°の間のｒ値変化が小さく、約２程度であるが、｛１００｝＜００１＞では０°方向と９０°方向においてｒ値は最大となり、４５°方向において０となる。方向性電磁鋼板の｛１１０｝＜００１＞では、０°方向はｒ値＝１であり、４５°方向付近で最小値を取った後、９０°方向へ傾いて行くとｒ値が急増し、９０°方向でｒ値は無限大となる。
その後、引張試験片はある荷重を境にしてそれよりも小さい荷重でも伸びるようになり、ついには破断に至る。ここでの荷重の最大値である引張り強さをＰで表し、降伏点での荷重をＰｙで表すと、降伏比は次式（１２）で与えられる。
降伏比＝Ｐｙ／Ｐ ・・・（１２）
また、真歪みεと真応力σの間に以下のｎ乗硬化式（式（１３））が成立すると仮定した時、式中のベキ数ｎがｎ値である。
σ＝Ｃε ｎ ・・・（１３）
ｎ値を測定する場合、規格(ＪＩＳ Ｚ ２２４１)に準拠した方法により、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠する引張り試験片を用いて、降伏伸びの終点から最大荷重点に達するまでの応力σＮと歪εＮの関係を５点以上測定する。これらの測定値に基づき、真応力σと、真歪みεを式（１４）、式（１５）により計算し、横軸に歪み（ｌｎε）、縦軸を応力（ｌｎσ）とした対数目盛り上にプロットする。このとき測定点が表す直線の勾配がｎ値を表す。
σ＝（１＋εＮ）σＮ ・・・（１４）
ε＝ｌｎ（１＋εＮ） ・・・（１５）
鋼板の変形は加工硬化により進行していくが、ｎ値は板材の変形初期の加工硬化挙動を代表する特性値と考えることができるので、ｎ値の高い材料は塑性変型領域を広げやすい性質を持っている。したがって、ｎ値は加工硬化係数あるいは歪み硬化指数とも呼ばれている。
以上、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板について説明したが、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の板厚は、０．３５ｍｍ以下としてよい。より好ましくは０．３０ｍｍ以下である。一方、過度の薄肉化は鋼板やモータの生産性を著しく低下させるので、板厚は０．１０ｍｍ以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．１５ｍｍ以上である。
板厚は、マイクロメーターにより測定すればよい。なお、測定試料となる無方向性電磁鋼板が、表面に絶縁被膜等を有している場合は、これを除去した後に測定する。
図２は、図１に示すステータコア２１を構成する無方向性電磁鋼板１１０が雄型１００，１０２，１０４によって順次に打ち抜かれる様子を説明するための平面図である。
先ず、無方向性電磁鋼板１１０が円柱状の雄型１００によって打ち抜かれる。このとき打ち抜かれた円形部分はロータコアとなる。次に、ティース２３となる部位の間を打ち抜く雄型１０２によってティース２３となる部位の間が打ち抜かれる。次に、ステータコア２１の外径に相当する部分を打ち抜く円柱状の金型１０４によって外径が打ち抜かれる。雄型１００の外径Ｄｍはステータコア２１の内径Ｄに相当する。雄型１００の外径Ｄｍが、上述した式（５）～（８）のＤｉを満たすように雄型１００および雌型１１０が構成される。また、雄型１０４の外径が、上述した式（５）～（８）のＤｉを満たすように、雄型１００および雌型１１０が構成される。なお、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型は、雄型１００，１０４と、雄型１００，１０４に対応する雌型を含む。雄型１００，１０４の外径は、打ち抜き加工に必要な所定のクリアランスの分だけ雄型１００，１０４に対応する雌型の内径より小さくてもよい。
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、母材として珪素鋼板を備えるが、この珪素鋼板は、公知の無方向性電磁鋼板を用いることができる。以下、好ましい母材の化学組成の一例について説明する。なお、以下の化学成分についての「％」は「質量％」を意味する。また、「～」を挟んで記載する数値限定範囲には、下限値および上限値がその範囲に含まれる。
母材の化学組成は、質量％で、Ｓｉ：３．０％～６．０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる。その他の元素については、特に限定されるものではない。ただし、本実施形態では、Ｓｉ、Ｆｅおよび不純物に加えて、本発明の効果を阻害しない範囲の元素を含有してもよい。例えば、Ｆｅの一部に置き換えて、下記元素を以下の範囲で含有することが許容される。代表的な選択元素の含有範囲は以下のとおりである。
Ｃ ：０．００１０～０．００４０％、
Ｓｉ：２．５～４．５％、
Ａｌ：０．２～２．５％、
Ｍｎ：０．１～３．５％、
Ｐ ：０％超、０．１０％以下、
Ｓ ：０～０．００３０％、
Ｎ ：０～０．００３０％、
Ｔｉ：０～０．００３０％、
Ｍｏ：０．００１０～０．１０％、
Ｃｒ：０～０．１０％、
Ｂ ：０～０．００１０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．２０％、
Ｓｂ：０～０．２０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｌａ：０～０．００５０％、
Ｃｅ：０～０．００５０％、
Ｏ ：０～０．１０％、
Ｖ ：０～０．１０％、
Ｗ ：０～０．１０％、
Ｚｒ：０～０．１０％、
Ｎｂ：０～０．１０％、
Ｍｇ：０～０．１０％、
Ｂｉ：０～０．１０％、
Ｎｄ：０～０．１０％、
Ｙ ：０～０．１０％。
上記の選択元素は、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純物として含有されても、本実施形態の効果は損なわれない。また、実用鋼板においてＣ含有量を０％とすることは、製造上困難であるため、Ｃ含有量は０％超としてもよい。また、なお、不純物は意図せず含有される元素を指し、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混入する元素を意味する。不純物の合計含有量の上限は、例えば、５％であればよい。なお、ＳｎおよびＳｂの過剰な含有は、｛１１０｝＜００１＞の増大を招き、結果としてヤング率の異方性を拡大させる場合がある。したがって、ＳｎおよびＳｂの各含有量は、０．０１％以下とすることが好ましい。
母材の化学成分は、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、被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、上記の化学組成は、母材としての珪素鋼板の成分である。測定試料となる無方向性電磁鋼板が、表面に絶縁被膜等を有している場合は、これら被膜を公知の方法で除去してから化学組成を測定する。
本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した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、同様の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。
また、本実施形態では無方向性電磁鋼板に円形を有する孔を打ち抜く場合を例示したが、本実施形態は円形以外の形状を有する孔を打ち抜く場合にも適用可能である。
以下、実施例を例示して、本開示を具体的に説明する。なお、実施例の条件は、本開示の実施可能性および効果を確認するために採用した一例であり、本開示は実施例の条件に限定されるものではない。本開示は、その要旨を逸脱せず、そ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。
なお、表１～表６中の下線は、本発明の範囲もしくは好ましい範囲から外れた条件であること、金型の条件が好ましくないこと、または特性値が好ましくないことを示している。
（実施例１）
質量％で、Ｓｉ：３．０％、Ａｌ：０．５％、Ｍｎ：０．２％、Ｃ：０．００２０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる板厚３ｍｍの熱延板を作製し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し、熱延焼鈍板を得た。熱延焼鈍板を、板厚０．４ｍｍ～２．０ｍｍとなるよう冷間圧延し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し（中間焼鈍）、再度、冷間圧延して板厚０．２ｍｍの冷延板を得た。冷延板は７５０℃で３０秒の焼鈍（仕上げ焼鈍）を施して、表１に示す機械的特性（ヤング率）を有する無方向性電磁鋼板（Ｎｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ１７（素材１Ａ～１Ｑ））を得た。
得られた無方向性電磁鋼板（素材１Ａ～１Ｑ）を、表２に示す金型で打ち抜いた後、７５０℃で２時間のコア焼鈍を施した。その結果、式（１）を満たす１Ａ～１Ｈの素材を用いたＮｏ．Ａ１～Ｎｏ．Ａ８では、式（５）を満たす１Ｒ～１Ｚのいずれかの金型で打ち抜くと上述した評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られた。一方、１Ａ～１Ｈ以外の素材（１Ｊ～１Ｑ）を用いたＮｏ．Ａ９～Ａ１５では、使用した金型がいずれも式（５）を満たさない金型であったため、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、式（１）を満たさない素材１Ｊを用いたＮｏ．Ａ１７では、式（５）を満たす金型で打ち抜いても真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、Ｎｏ．Ａ１６は、式（１）を満たす素材１Ａを用いているものの、金型が式（５）を満足しなかったため真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。なお、打ち抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径Ｄは直径１２０ｍｍとした。ここで、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法とは、打ち抜き後であってコア焼鈍後の直径の最大値－最小値の値が平均径（狙い径）の０．２０％以下を満たすことであり、狙い径が１２０ｍｍの場合、打ち抜き後であってコア焼鈍後の径が１２０ｍｍ±０．１２ｍｍの範囲に収まることである。
Figure 0007260841000001
Figure 0007260841000002
（実施例２）
質量％で、Ｓｉ：３．０％、Ａｌ：０．５％、Ｍｎ：０．２％、Ｃ：０．００２０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる板厚３ｍｍの熱延板を作製し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し、熱延焼鈍板を得た。熱延焼鈍板を、板厚０．４ｍｍ～２．０ｍｍとなるよう冷間圧延し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し（中間焼鈍）、再度、冷間圧延して板厚０．２ｍｍの冷延板を得た。冷延板は７５０℃で３０秒の焼鈍（仕上げ焼鈍）を施して、表３に示す機械的特性（ｒ値）を有する無方向性電磁鋼板（Ｎｏ．Ｂ１～Ｎｏ．Ｂ１７（素材２Ａ～２Ｑ））を得た。
得られた無方向性電磁鋼板（素材２Ａ～２Ｑ）を、表４に示す金型で打ち抜いた後、７５０℃で２時間のコア焼鈍を施した。その結果、式（２）を満たす２Ａ～２Ｈの素材を用いたＮｏ．Ｂ１～Ｎｏ．Ｂ８では、式（６）を満たす２Ｒ～２Ｚのいずれかの金型で打ち抜くと上述した評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られた。一方、２Ａ～２Ｈ以外の素材（２Ｊ～２Ｑ）を用いたＮｏ．Ｂ９～Ｂ１５では、使用した金型がいずれも式（６）を満たさない金型であったため、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、式（２）を満たさない素材２Ｎを用いたＮｏ．Ａ１７では、式（６）を満たす金型で打ち抜いても真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、Ｎｏ．Ｂ１６は、式（１）を満たす素材２Ａを用いているものの、金型が式（６）を満足しなかったため真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。なお、打ち抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径Ｄは直径１２０ｍｍとした。ここで、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法とは、打ち抜き後であってコア焼鈍後の直径の最大値－最小値の値が平均径（狙い径）の０．２０％以下を満たすことであり、狙い径が１２０ｍｍの場合、打ち抜き後であってコア焼鈍後の径が１２０ｍｍ±０．１２ｍｍの範囲に収まることである。
Figure 0007260841000003
Figure 0007260841000004
（実施例３）
質量％で、Ｓｉ：３．０％、Ａｌ：０．５％、Ｍｎ：０．２％、Ｃ：０．００２０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる板厚３ｍｍの熱延板を作製し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し、熱延焼鈍板を得た。熱延焼鈍板を、板厚０．４ｍｍ～２．０ｍｍとなるよう冷間圧延し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し（中間焼鈍）、再度、冷間圧延して板厚０．２ｍｍの冷延板を得た。冷延板は７５０℃で３０秒の焼鈍（仕上げ焼鈍）を施して、表５に示す機械的特性（ｎ値）を有する無方向性電磁鋼板（Ｎｏ．Ｃ１～Ｎｏ．Ｃ１７（素材３Ａ～３Ｑ））を得た。
得られた無方向性電磁鋼板（素材３Ａ～３Ｑ）を、表６に示す金型で打ち抜いた後、７５０℃で２時間のコア焼鈍を施した。その結果、式（３）を満たす３Ａ～３Ｈの素材を用いたＮｏ．Ｃ１～Ｎｏ．Ｃ８では、式（７）を満たす３Ｒ～３Ｚのいずれかの金型で打ち抜くと上述した評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られた。一方、３Ａ～３Ｈ以外の素材（３Ｊ～３Ｑ）を用いたＮｏ．Ｃ９～Ｃ１５では、使用した金型がいずれも式（７）を満たさない金型であったため、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、式（３）を満たさない素材３Ｊを用いたＮｏ．Ｃ１７では、式（７）を満たす金型で打ち抜いても真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、Ｎｏ．Ｃ１６は、式（３）を満たす素材３Ａを用いているものの、金型が式（７）を満足しなかったため真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。なお、打ち抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径Ｄは直径１２０ｍｍとした。ここで、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法とは、打ち抜き後であってコア焼鈍後の直径の最大値－最小値の値が平均径（狙い径）の０．２０％以下を満たすことであり、狙い径が１２０ｍｍの場合、打ち抜き後であってコア焼鈍後の径が１２０ｍｍ±０．１２ｍｍの範囲に収まることである。
Figure 0007260841000005
Figure 0007260841000006
（実施例４）
質量％で、Ｓｉ：３．０％、Ａｌ：０．５％、Ｍｎ：０．２％、Ｃ：０．００２０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる板厚３ｍｍの熱延板を作製し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し、熱延焼鈍板を得た。熱延焼鈍板を、板厚０．４ｍｍ～２．０ｍｍとなるよう冷間圧延し、８００℃～１１００℃で１分～１０分焼鈍し（中間焼鈍）、再度、冷間圧延して板厚０．２ｍｍの冷延板を得た。冷延板は７５０℃で３０秒の焼鈍（仕上げ焼鈍）を施して、表７に示す機械的特性（降伏比）を有する無方向性電磁鋼板（Ｎｏ．Ｄ１～Ｎｏ．Ｄ１７（素材４Ａ～４Ｑ））を得た。
得られた無方向性電磁鋼板（素材４Ａ～４Ｑ）を、表８に示す金型で打ち抜いた後、７５０℃で２時間のコア焼鈍を施した。その結果、式（４）を満たす４Ａ～４Ｈの素材を用いたＮｏ．Ｄ１～Ｎｏ．Ｄ８では、式（８）を満たす４Ｒ～４Ｚのいずれかの金型で打ち抜くと上述した評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られた。一方、４Ａ～４Ｈ以外の素材（４Ｊ～４Ｑ）を用いたＮｏ．Ｄ９～Ｄ１５では、使用した金型がいずれも式（８）を満たさない金型であったため、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、式（４）を満たさない素材４Ｊを用いたＮｏ．Ｄ１７では式（８）を満たす金型で打ち抜いても真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。また、Ｎｏ．Ｄ１６は、式（４）を満たす素材４Ｅを用いているものの、金型が式（８）を満足しなかったため真円度が低下し、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法が得られなかった。なお、打ち抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径Ｄは直径１２０ｍｍとした。ここで、評価基準を満たす高い真円度の所定の寸法とは、打ち抜き後であってコア焼鈍後の直径の最大値－最小値の値が平均径（狙い径）の０．２０％以下を満たすことであり、狙い径が１２０ｍｍの場合、打ち抜き後であってコア焼鈍後の径が１２０ｍｍ±０．１２ｍｍの範囲に収まることである。
Figure 0007260841000007
Figure 0007260841000008
２１ ステータコア
２２ コアバック
２３ ティース
３０ ロータコア
３１ ロータ鉄心
３２ 磁石
５０ ケース
６０ シャフト
１００，１０２，１０４ 雄型
１１０ 無方向性電磁鋼板

Claims (12)

  1. 母材として珪素鋼板を備える無方向性電磁鋼板を、略円柱形の金型を用いて打ち抜く方法であって、
    前記珪素鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１０～０．００４０％、Ｓｉ：２．５～４．５％を含有し、
    前記珪素鋼板は、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向それぞれの方向に応じた機械的特性を有し、
    前記機械的特性は、ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比の少なくとも１以上であり、
    前記機械的特性は異方性を有し、
    前記珪素鋼板の前記機械的特性値に基づいて、前記金型の前記圧延方向、前記圧延直角方向、前記圧延方向から４５度の方向それぞれの方向の径を決めて、前記珪素鋼板を打ち抜く、無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法。
  2. 前記珪素鋼板の前記圧延方向のヤング率をＥ０、前記圧延直角方向のヤング率をＥ９０、前記圧延方向から４５度の方向のヤング率をＥ４５、Ｅａｖｅ＝（Ｅ０＋２×Ｅ４５＋Ｅ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（５）を満たす、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法。
    ０．９６＜（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（５）
    但し、式（５）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  3. 前記珪素鋼板の前記圧延方向のｒ値をｒ０、前記圧延直角方向のｒ値をｒ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｒ値をｒ４５、ｒａｖｅ＝（ｒ０＋２×ｒ４５＋ｒ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（６）を満たす、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法。
    ０．９６＜（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（６）
    但し、式（６）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  4. 前記珪素鋼板の前記圧延方向のｎ値をｎ０、前記圧延直角方向のｎ値をｎ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｎ値をｎ４５、ｎａｖｅ＝（ｎ０＋２×ｎ４５＋ｎ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（７）を満たす、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法。
    ０．９６＜（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（７）
    但し、式（７）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  5. 前記珪素鋼板の前記圧延方向の降伏比をＹＲ０、前記圧延直角方向の降伏比をＹＲ９０、前記圧延方向から４５度の方向の降伏比をＹＲ４５、ＹＲａｖｅ＝（ＹＲ０＋２×ＹＲ４５＋ＹＲ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（８）を満たす、請求項１に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法。
    ０．９６≦（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（８）
    但し、式（８）において、ｉ＝０，４５，９０であり、Ｄ０は前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  6. 前記珪素鋼板の前記化学組成が、質量％で、
    Ｃ ：０．００１０～０．００４０％、
    Ｓｉ：２．５～４．５％、
    Ａｌ：０．２～２．５％、
    Ｍｎ：０．１～３．５％、
    Ｐ ：０％超、０．１０％以下、
    Ｓ ：０～０．００３０％、
    Ｎ ：０～０．００３０％、
    Ｔｉ：０～０．００３０％、
    Ｍｏ：０．００１０～０．１０％、
    Ｃｒ：０～０．１０％、
    Ｂ ：０～０．００１０％、
    Ｎｉ：０～０．５０％、
    Ｃｕ：０～０．５０％、
    Ｓｎ：０～０．２０％、
    Ｓｂ：０～０．２０％、
    Ｃａ：０～０．００５０％、
    Ｌａ：０～０．００５０％、
    Ｃｅ：０～０．００５０％、
    Ｏ ：０～０．１０％、
    Ｖ ：０～０．１０％、
    Ｗ ：０～０．１０％、
    Ｚｒ：０～０．１０％、
    Ｎｂ：０～０．１０％、
    Ｍｇ：０～０．１０％、
    Ｂｉ：０～０．１０％、
    Ｎｄ：０～０．１０％、および
    Ｙ ：０～０．１０％
    を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き方法。
  7. 母材として珪素鋼板を備える無方向性電磁鋼板を打ち抜くための略円柱状の金型であって、
    前記珪素鋼板の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１０～０．００４０％、Ｓｉ：２．５～４．５％を含有し、
    前記珪素鋼板は、圧延方向、圧延直角方向、圧延方向から４５度の方向それぞれの方向に応じた機械的特性を有し、
    前記機械的特性は、ヤング率、ｒ値、ｎ値、降伏比の少なくとも１以上であり、
    前記機械的特性は異方性を有し、
    前記金型の前記珪素鋼板の前記圧延方向、前記圧延直角方向、前記圧延方向から４５度の方向それぞれに対する方向の径は、前記圧延方向、前記圧延直角方向、前記圧延方向から４５度の方向それぞれの方向に応じた前記珪素鋼板の前記機械的特性値に基づいて決められたものである、無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型。
  8. 前記珪素鋼板の前記圧延方向のヤング率をＥ０、前記圧延直角方向のヤング率をＥ９０、前記圧延方向から４５度の方向のヤング率をＥ４５、Ｅａｖｅ＝（Ｅ０＋２×Ｅ４５＋Ｅ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（５）を満たす、請求項７に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型。
    ０．９６＜（Ｅｉ／Ｅａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（５）
    但し、式（５）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は圧延直角方向に対応する金型の径である。
  9. 前記珪素鋼板の前記圧延方向のｒ値をｒ０、前記圧延直角方向のｒ値をｒ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｒ値をｒ４５、ｒａｖｅ＝（ｒ０＋２×ｒ４５＋ｒ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（６）を満たす、請求項７に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型。
    ０．９６＜（ｒｉ／ｒａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（６）
    但し、式（６）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  10. 前記珪素鋼板の前記圧延方向のｎ値をｎ０、前記圧延直角方向のｎ値をｎ９０、前記圧延方向から４５度の方向のｎ値をｎ４５、ｎａｖｅ＝（ｎ０＋２×ｎ４５＋ｎ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（７）を満たす、請求項７に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型。
    ０．９６＜（ｎｉ／ｎａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（７）
    但し、式（７）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  11. 前記珪素鋼板の前記圧延方向の降伏比をＹＲ０、前記圧延直角方向の降伏比をＹＲ９０、前記圧延方向から４５度の方向の降伏比をＹＲ４５、ＹＲａｖｅ＝（ＹＲ０＋２×ＹＲ４５＋ＹＲ９０）／４とした場合、前記金型で打抜いた後の打ち抜き品の外周円の狙い径をＤ、前記金型の径をＤｉとした時に以下の式（８）を満たす、請求項７に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型。
    ０．９６≦（ＹＲｉ／ＹＲａｖｅ）×（Ｄｉ／Ｄ）≦１．０４ ・・・（８）
    但し、式（８）において、ｉ＝０，４５，９０であり、前記金型に無方向性電磁鋼板が設置されたときに、Ｄ０は前記珪素鋼板の前記圧延方向に対応する金型の径、Ｄ４５は前記圧延方向から４５度の方向に対応する金型の径、Ｄ９０は前記圧延直角方向に対応する金型の径である。
  12. 前記珪素鋼板の前記化学組成が、質量％で、
    Ｃ ：０．００１０～０．００４０％、
    Ｓｉ：２．５～４．５％、
    Ａｌ：０．２～２．５％、
    Ｍｎ：０．１～３．５％、
    Ｐ ：０％超、０．１０％以下、
    Ｓ ：０～０．００３０％、
    Ｎ ：０～０．００３０％、
    Ｔｉ：０～０．００３０％、
    Ｍｏ：０．００１０～０．１０％、
    Ｃｒ：０～０．１０％、
    Ｂ ：０～０．００１０％、
    Ｎｉ：０～０．５０％、
    Ｃｕ：０～０．５０％、
    Ｓｎ：０～０．２０％、
    Ｓｂ：０～０．２０％、
    Ｃａ：０～０．００５０％、
    Ｌａ：０～０．００５０％、
    Ｃｅ：０～０．００５０％、
    Ｏ ：０～０．１０％、
    Ｖ ：０～０．１０％、
    Ｗ ：０～０．１０％、
    Ｚｒ：０～０．１０％、
    Ｎｂ：０～０．１０％、
    Ｍｇ：０～０．１０％、
    Ｂｉ：０～０．１０％、
    Ｎｄ：０～０．１０％、および
    Ｙ ：０～０．１０％
    を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることを特徴とする請求項７～１１の何れか一項に記載の無方向性電磁鋼板の打ち抜き用金型。
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