非磁性箇所を有する積層電磁鋼板およびその製造方法

【課題】同じ電極を用いて加圧通電を繰り返しても，安定して適切な非磁性箇所の形成が可能である非磁性箇所を有する積層電磁鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】重ね合わせられる電磁鋼板１１に，非磁性チップ１５を収納するための凹部２５を，重ね合わせた全体の表裏面に現れないように形成し，電磁鋼板１１の絶縁皮膜１２のうち，凹部の形成により穴が開けられたものについては，その穴の周囲の部分を除去することなく残し，電磁鋼板１１の絶縁皮膜１２のうち，凹部の形成により穴が開けられなかったものについては，重ね合わせた状態で凹部と重なる領域の部分を除去して電磁鋼板１１を露出させ，凹部に非磁性チップ１５を収納しつつ電磁鋼板１１を重ね合わせ，非磁性チップ１５を挟み込んだ箇所に厚さ方向に通電することで非磁性チップ１５をその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所を形成する積層電磁鋼板１１の製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，重ね合わせられた複数枚の電磁鋼板と，重ね合わせられた電磁鋼板中に重ね合わせの全体の表裏面には達しないように形成された非磁性箇所とを有する積層電磁鋼板およびその製造方法に関する。さらに詳細には，複数枚の電磁鋼板を重ね合わせるとともに，重ね合わせられる電磁鋼板の間に非磁性チップを挟み込み，非磁性チップを挟み込んだ箇所に厚さ方向に通電することで非磁性チップをその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所を形成することによる，非磁性箇所を有する積層電磁鋼板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に，この種の積層電磁鋼板およびその製造方法が開示されている。本文献の第４，５の形態には，図１２に示すように，溝１０２を形成した２枚の電磁鋼板１０１をその溝１０２が向かい合うように，溝１０２の中に非磁性チップ１０３を挟み込みつつ重ねて，厚さ方向に加圧通電する製造方法が記載されている。すなわち，非磁性チップ１０３の箇所において，厚さ方向の両側から電極１０５で挟んで加圧し，その状態で両電極１０５間に通電するのである。これにより，非磁性チップ１０３がその周囲の鋼とともに溶融されて，元の非磁性チップ１０３の大きさよりも一回り大きい非磁性箇所が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記した従来の技術には，同一の電極によって加圧通電を繰り返すと，非磁性箇所の品質が安定しなくなるという問題点があった。同じように通電しても非磁性チップが適切に溶融されず，その周囲の鋼を殆ど溶融させることなく終わってしまう例が出現するようになるのである。このような例のものでは適切な非磁性箇所が形成されていない。このようになる理由として，通電時の通電面積や電流密度にバラツキが発生し，非磁性チップ周辺の十分な発熱が得られていないことが考えられる。
【０００５】
さらに詳細な調査をしたところ，図１３に示すように，加圧通電に用いる電極１０５の先端部が変形していることがわかった。すなわち，元は図中で上側に示した電極１０５のように，その先端部のみが電磁鋼板１０１に接触し，必要な範囲のみに電流を流すようになっている。ところが，同じ電極１０５である程度繰り返して加圧通電を行うことにより，図中の下側に実線で示した電極１０６のように，先端部が変形し電磁鋼板１０１への接触面積が大きくなってしまうのである。そのため，非磁性チップ１０３を通らない電流が多くなってしまう。その結果，非磁性チップ１０３が適切に昇温されず，適切に改質できなくなるという問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，同じ電極を用いて加圧通電を繰り返しても，安定して適切な非磁性箇所の形成が可能である非磁性箇所を有する積層電磁鋼板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の積層電磁鋼板の製造方法は，絶縁皮膜を両面に有する複数枚の電磁鋼板を重ね合わせるとともに，重ね合わせられる電磁鋼板の間に非磁性チップを挟み込み，非磁性チップを挟み込んだ箇所に厚さ方向に通電することで非磁性チップをその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所を形成する，非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法であって，重ね合わせられる電磁鋼板に，非磁性チップを収納するための凹部を，重ね合わせた状態でその凹部が全体の表裏面に現れないように形成し，重ね合わせられる電磁鋼板の絶縁皮膜のうち，凹部の形成により穴が開けられたものについては，その穴の周囲の部分を除去することなく残し，重ね合わせられる電磁鋼板の絶縁皮膜のうち，凹部の形成により穴が開けられなかったものについては，重ね合わせた状態で凹部と重なる領域の部分を除去して電磁鋼板を露出させ，その状態で凹部に非磁性チップを収納しつつ電磁鋼板を重ね合わせて通電を行うものである。
【０００８】
本発明の製造方法によれば，複数枚の電磁鋼板を重ね合わせ，その間に非磁性チップを挟み込むと，非磁性チップの周囲のうち，厚さ方向に重なる領域は絶縁皮膜が除去されているとともに，面方向の周囲には絶縁皮膜が残されている状態となる。そのため，非磁性チップを挟み込んだ箇所の厚さ方向には，電磁鋼板が露出されて重ねられているので，この箇所で通電させて非磁性チップを溶融させることができる。その一方で，凹部に挟んだ非磁性チップの周囲は，絶縁皮膜が残されているので，電流は殆ど流れない。そのため，通電による電流はその殆どが非磁性チップの中を通ることになる。これは，電極の形状に関わらない。従って，同じ電極を用いて加圧通電を繰り返しても，安定して適切な非磁性箇所の形成が可能となっている。
【０００９】
さらに本発明では，２枚の電磁鋼板を用い，２枚の電磁鋼板のいずれにも１面側に有底穴を形成して凹部とし，２枚の電磁鋼板を有底穴同士が向き合うように重ね合わせるとともに，その２つの有底穴により形成される空間に非磁性チップを挟み込むことが望ましい。
このようにすれば，２枚の電磁鋼板の有底穴によって凹部が構成される。
【００１０】
また本発明では，３枚以上の電磁鋼板を用い，３枚以上の電磁鋼板のうちの２枚のいずれにも１面側に有底穴を形成するとともに残りの電磁鋼板に貫通穴を形成して凹部とし，３枚以上の電磁鋼板を，貫通穴が形成されたものを中央に配置し，有底穴が形成された２枚を有底穴が貫通穴と対面するように配置して重ね合わせるとともに，その２つの有底穴および貫通穴により形成される空間に非磁性チップを挟み込むようにしてもよい。
このようなものでは，両側の有底穴とそれらの間の貫通穴によって凹部が構成される。
【００１１】
また本発明では，３枚以上の電磁鋼板を用い，３枚以上の電磁鋼板のうちの２枚を除いたものに貫通穴を形成して凹部とし，３枚以上の電磁鋼板を，貫通穴が形成されたものを中央に配置し，残る２枚をそれらの両側に１枚ずつ配置して重ね合わせるとともに，その貫通穴の内部に非磁性チップを挟み込むようにしてもよい。
このようなものでは，貫通穴によって凹部が構成される。
【００１２】
さらに本発明は，複数枚の電磁鋼板を重ね合わせるとともに，重ね合わせられる電磁鋼板の間に非磁性チップを挟み込み，非磁性チップを挟み込んだ箇所に厚さ方向に通電することで非磁性チップをその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所を形成する，非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法であって，通電のための通電電極として，少なくとも電磁鋼板への接触面を含む部分が，接触面と交差する方向を軸方向とする柱状形状であるものを用い，接触面の全体が電磁鋼板の表面に接触するように通電電極の対で複数枚の電磁鋼板を加圧しつつ挟み付け，その状態で通電を行うことを特徴とする非磁性箇所を有する方法であってもよい。
通電電極の接触面を含む部分が柱状形状であれば，加圧および加熱を繰り返してもその接触面の接触範囲がむやみに拡がるおそれはない。従って，このようにしても，非磁性チップを通らない電流を抑制することができるので，適切に非磁性箇所を形成することができる。
【００１３】
さらに本発明では，通電のための通電電極として，接触面が，曲率半径１００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内の凸面であるものを用いることが望ましい。
このようなものであれば，接触面によって電磁鋼板を適切に加圧できる。
【００１４】
また本発明は，絶縁皮膜を両面に有し重ね合わせられた複数枚の電磁鋼板と，重ね合わせられた電磁鋼板中に重ね合わせの全体の表裏面には達しないように形成された非磁性箇所とを有する積層電磁鋼板であって，複数枚の電磁鋼板の絶縁皮膜のうち非磁性箇所と交差する位置にあるものは，非磁性箇所に対して隙間を置くことなく接しており，複数枚の電磁鋼板の絶縁皮膜のうち非磁性箇所と交差しない位置にあるものは，非磁性箇所が存在する領域と重なる領域の少なくとも一部が除去されてその除去部分でブランクとなっている非磁性箇所を有する積層電磁鋼板にも及ぶ。
上記の製造方法によって製造した積層電磁鋼板は，このようなものとなっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，同じ電極を用いて加圧通電を繰り返しても，安定して適切な非磁性箇所の形成が可能である非磁性箇所を有する積層電磁鋼板およびその製造方法となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の形態に係る製造方法の絶縁皮膜除去および有底穴形成工程を示す説明図である。
【図２】製造途中の電磁鋼板を示す説明図である。
【図３】第１の形態に係る製造方法のチップ挿入工程を示す説明図である。
【図４】第１の形態に係る製造方法の加圧通電工程を示す説明図である。
【図５】非磁性箇所が形成された電磁鋼板を示す断面図である。
【図６】非磁性チップを電磁鋼板に挟んだ状態の別の例を示す説明図である。
【図７】非磁性チップを電磁鋼板に挟んだ状態の別の例を示す説明図である。
【図８】絶縁皮膜を除去した電磁鋼板を示す説明図である。
【図９】第２の形態に係る製造方法の加圧通電工程を示す説明図である。
【図１０】実施例による改質率の例を示すグラフ図である。
【図１１】比較例による改質率の例を示すグラフ図である。
【図１２】従来の製造方法を示す説明図である。
【図１３】従来の製造方法による電極の変形の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，非磁性箇所を有する積層電磁鋼板と，加圧通電によってそれを製造する製造方法に係るものである。
【００１８】
「第１の形態」
本形態は，図１〜図４に示すように，２枚の電磁鋼板１１，１１を積層して，図５に示すような積層電磁鋼板１３を製造する方法である。本形態では，絶縁皮膜１２が両面に設けられた電磁鋼板１１を用い，以下の手順によって，その間に非磁性チップ１５を挟み込み，非磁性箇所１７を形成する。
１．絶縁皮膜除去および有底穴形成工程（図１）
２．非磁性チップ挿入および鋼板積層工程（図３）
３．加圧通電工程（図４）
【００１９】
１．絶縁皮膜除去および有底穴形成工程
本形態では，図１に示すように，素材の電磁鋼板１１として，その両面に絶縁皮膜１２が設けられているものを使用する。この絶縁皮膜１２は，積層した際に，電磁鋼板１１同士の間を電気的に絶縁状態とするためのものである。例えば，クロム酸化物を含む有機膜等が好適である。なお，図ではかなり厚く示しているが，例えば０．３ｍｍ厚程度の電磁鋼板に設けられる絶縁皮膜１２の厚さは１μｍ厚程度であり，厚さを無視できる程度に薄いものである。
【００２０】
そして，この工程１においては，図１に示すように，２枚の電磁鋼板１１のそれぞれについて，その一面（図中では面Ｂ）の絶縁皮膜１２を部分的に除去する。例えば，ブラシやヘラ等で削り取るかまたは化学処理によって除去すればよい。その除去範囲２２は，非磁性チップ１５を挟む場所に対応して決定されている。また，もう片面（図中では面Ａ）には，非磁性チップ１５の平面形状に合わせた有底穴２５を形成する。例えば，パルスレーザによる切削とすればよい。なお，有底穴２５を形成することにより，その範囲内の絶縁皮膜１２は当然失われ，この工程１の終了時には，電磁鋼板１１の面Ａは，有底穴２５の縁辺まで絶縁皮膜１２で覆われている状態となる。
【００２１】
面Ａは，２枚が積層されたときにもう１枚の電磁鋼板１１と接触する面であり，この有底穴２５には，後の工程で非磁性チップ１５（図３参照）が挿入される。すなわち，有底穴２５の形状は，挿入する非磁性チップ１５の形状に合わせて設定されている。本形態では，円板状の非磁性チップ１５を用いているので，有底穴２５は非磁性チップ１５の厚さの半分の深さであり，図２に示すように，その開口部の形状は円形である。この図２は，図１に示す電磁鋼板１１を面Ｂの側（図中上方）から見たものである。このようなものとすれば，２枚の電磁鋼板１１の有底穴２５を合わせることによってちょうど非磁性チップ１５が収まる空間を形成することができる。
【００２２】
一方，面Ｂは，２枚が積層されたときに両外側に露出する面である。すなわち，複数枚の電磁鋼板１１を重ね合わせたもの（図３参照）の全体の表裏面になる面である。図１に示すように，面Ａの有底穴２５に対応する範囲を含む範囲の絶縁皮膜１２が除去され，除去範囲２２となっている。つまり，図２に示すように，面Ｂの除去範囲２２は，面Ａの有底穴２５と電磁鋼板１１の厚さ方向に重なる位置に配置されている。そして，除去範囲２２の内部では，円形状に電磁鋼板１１自体が見えている。
【００２３】
この除去範囲２２の大きさは，後の工程において面Ｂに当接させる電極３１（図４参照）の大きさを参照して決定される。本形態では電極３１として，その電磁鋼板１１への接触範囲ｗ１が非磁性チップ１５の平面形状より大きいものを用いるので，図２に示すように，面Ｂの除去範囲２２は面Ａの有底穴２５の開口面積より大きい。なお，面Ｂの除去範囲２２は，少なくとも非磁性チップ１５の平面形状を含む範囲であればよく，電極３１の接触範囲に合わせて適切に決定すればよい。
【００２４】
２．非磁性チップ挿入および鋼板積層工程
次に，図３に示すように，２枚の電磁鋼板１１を，その有底穴２５の中に非磁性チップ１５をはさむようにして，有底穴２５の開口同士が向かい合うように配置する。これにより，２枚の電磁鋼板１１の面Ａの絶縁皮膜１２同士が接触する。また，両者の有底穴２５は，非磁性チップ１５によって埋められ，非磁性チップ１５の側面に絶縁皮膜１２が接触する状態となる。本形態では，非磁性チップ１５を収納するための凹部は，２枚の電磁鋼板１１の有底穴２５によって構成されている。鋼板積層工程が終了した後では，この凹部は，電磁鋼板１１が重ね合わされた全体の表裏面には現れていない。
【００２５】
３．加圧通電工程
次に，図４に示すように，両側の電磁鋼板１１の面Ｂにそれぞれ電極３１を当接させて加圧する。また，電極３１を当接させる位置は，絶縁皮膜１２を除去した除去範囲２２の範囲内である。それはすなわち，非磁性チップ１５を挟んだ箇所を両側の電極３１によって厚さ方向に挟む位置である。そして，このように挟んで，両側の電極３１の間に通電する。この通電によって，非磁性チップ１５の周囲，特に電磁鋼板１１との接触箇所から発熱し，非磁性チップ１５が溶融しはじめる。
【００２６】
通電を続けることによってこの溶融している範囲は，周りの電磁鋼板１１をともに溶融させて次第に拡がる。両側の電磁鋼板１１の面Ｂまで溶融が到達しないうちに，通電を停止する。通電時間は，非磁性チップ１５の厚さや種類等によって異なり，実験によって予め決定されている。通電を停止することにより，電磁鋼板１１は次第に放熱して降温し，内部の溶融した箇所は凝固する。このようにして，非磁性チップ１５と電磁鋼板１１とがともに溶融して，混ざり合ったまま凝固した範囲が，非磁性となった改質層であり，非磁性箇所１７となる。これにより，図５に示すように，間に非磁性箇所１７が形成された積層電磁鋼板１３を得ることができる。
【００２７】
この非磁性箇所１７としては，重ね合わせた電磁鋼板１１の表裏面へ露出しない範囲内でできるだけ厚く形成されることが好ましい。通常，非磁性チップ１５の外周近傍から溶融し始めるため，非磁性箇所１７の中央部分の厚さによって，改質の進行程度を量ることができる。そこで，図５に示すように非磁性箇所１７の厚さＤを測定し，その積層電磁鋼板１３の全厚Ｄ０に対する割合を改質率Ｐと呼ぶ。
Ｐ＝１００×Ｄ／Ｄ０（％）
本形態では，改質率Ｐが７０〜８５％の範囲内となるように，非磁性チップ１５の大きさや通電条件等を設定している。
【００２８】
そして，このようにして得られた積層電磁鋼板１３は，図５に示すように，絶縁皮膜１２を有する電磁鋼板１１が重ねられ，その重ね合わせの全体の表裏面には達しない非磁性箇所１７を有するものとなっている。さらに，この非磁性箇所１７と交差する位置にある絶縁皮膜１２は，すなわち２枚の電磁鋼板１１の互いに接触している面の絶縁皮膜１２は，非磁性箇所１７と接してその周囲に残っている。なお，非磁性箇所１７は元の非磁性チップ１５の大きさより図中で横方向にもやや大きくなっているが，この範囲の絶縁皮膜１２は，非磁性チップ１５の溶融時にともに溶け合って失われている。
【００２９】
また，非磁性箇所１７と交差しない位置にある絶縁皮膜１２は，すなわち，２枚の電磁鋼板１１の両外側の面の絶縁皮膜１２は，非磁性箇所１７が存在する範囲を含んでやや大きく除去されており，ブランクとなっている。なお，このブランクの範囲は，非磁性箇所１７の全ての範囲を必ず含まなければいけないというわけではない。
【００３０】
この工程３において使用する電極３１は，図４に示したように，その先端部は曲面状となっている。また，電極３１の先端面の全範囲が電磁鋼板１１に接触されるわけではなく，図示のようにその頂部のみが接触される。従って，電磁鋼板１１と電極３１との接触面積は，電極３１の先端面全体に比較して小さく，非磁性チップ１５の平面形状とほぼ同等のものとなっている。本形態では，電極３１として，その先端面が曲率半径１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の範囲内の凸面となっているものを使用している。
【００３１】
しかしながら，同じ電極３１を用いて繰り返しこの工程３を行うと，図４中で下部に示したように，その先端部の形状がやや変化することが分かった。図中で下部に示したもののうち，破線で示しているのが元の電極３１の形状である。繰り返し加圧通電することによって，電極３１の先端部がやや押しつぶされ，実線で示したように変形する。そのため，電磁鋼板１１への接触面積が少し大きくなる。
【００３２】
すなわち，図４に示すように，各電極３１が電磁鋼板１１へ接触する面積は，元は接触範囲ｗ１であったものが接触範囲ｗ２と大きくなる。当然上下の電極３１が両方とも同様に変形するため，通電範囲も大きくなる。なおこれは，従来の課題として図１３に示したものと同じ現象である。なお，これらの図はもちろん，電極３１の変形をかなり大げさに示したものである。
【００３３】
しかし，本形態によれば，非磁性チップ１５の際（きわ）まで絶縁皮膜１２を残しているので，電流は非磁性チップ１５の外側を通過することができない。従って，電極３１の接触面積が大きくなったとしても，電極３１間を流れる全ての電流が非磁性チップ１５を通る。従って，非磁性チップ１５を通過する電流密度を高く維持することができる。これにより，電極３１が元の形状のままである場合と同様に，非磁性チップ１５を適切に加熱させることができるので，適切に非磁性箇所１７を形成することができる。従って，同じ電極３１を用いて加圧通電を繰り返しても，適切な非磁性箇所１７を有する積層電磁鋼板１３を安定して得ることができる。
【００３４】
なお，ここまでは，２枚の電磁鋼板１１に，それぞれ有底穴２５を形成して非磁性チップ１５を挟むことにより非磁性箇所１７を形成する製造方法について説明した。これ以外に，３枚以上の電磁鋼板１１の間に非磁性箇所１７を形成することももちろん可能である。例えば，図６に示すように，３枚の電磁鋼板１１に非磁性チップ１５を挟んでもよい。図６の例では，両外側に配置される２枚には有底穴２７を，中央部に配置される電磁鋼板１１には貫通穴２８を形成している。さらに，中央部に貫通穴２８を形成する電磁鋼板１１を２枚以上重ねてもよい。この例では，２つの有底穴２７と貫通穴２８とによって，凹部を構成している。
【００３５】
あるいは，図７に示すように，両側の電磁鋼板１１には凹部を形成しないことも可能である。図７の例では，中央部の２枚の電磁鋼板１１にのみ貫通穴２８を形成した。両外側の電磁鋼板１１は，その両面の絶縁皮膜１２を凹部の箇所で除去しているのみである。この両外側の電磁鋼板１１については，その両面とも必ず，絶縁皮膜１２を除去することが必要である。この例では，２つの貫通穴２８によって凹部を構成している。また，この例においても，貫通穴２８を形成する電磁鋼板１１の枚数は，１枚でもよいし，３枚以上でもよい。
【００３６】
ただし，図７の例で両外側の電磁鋼板１１では，図８に示すように，両面の絶縁皮膜１２を除去する必要がある。４枚の電磁鋼板１１を重ね合わせたときにその全体の表裏面となる面Ｂの除去範囲２２は，２枚の電磁鋼板１１にそれぞれ有底穴２５を形成する例における面Ｂの除去範囲２２（図１参照）と同じ範囲である。
【００３７】
図６と図７のいずれの例においても，有底穴２７や貫通穴２８の周囲の部分の絶縁皮膜１２は残されており，非磁性チップ１５に接触している。従って，電極３１が多少変形したとしても，非磁性チップ１５を通過する電流密度を適切に維持できるので，十分な厚さの非磁性箇所１７を形成することができる。
【００３８】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，電磁鋼板１１に非磁性チップ１５を収納するための凹部として，有底穴２５または有底穴２７または貫通穴２８を形成し，その電磁鋼板１１を重ねている。これにより，電磁鋼板１１の間に，非磁性チップ１５を，全体の表裏面に現れないように収納することができる。そして，各電磁鋼板１１の絶縁皮膜１２のうち，穴２５，２７，２８の周囲の部分を除去することなく残している。さらに，穴が開けられなかった電磁鋼板１１を重ねる場合には，重ねた状態で厚さ方向に非磁性チップ１５と重なる範囲の絶縁皮膜１２のみを除去する。このようにして重ねた電磁鋼板１１に厚さ方向に通電すれば，非磁性チップ１５をその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所１７を有する積層電磁鋼板１３を形成することができる。そして，同じ電極３１を用いて加圧通電を繰り返しても，安定して適切な非磁性箇所１７の形成が可能な製造方法となっている。
【００３９】
「第２の形態」
本形態は，第１の形態と電極の形状が異なるものである。製造手順の各工程は第１の形態と同様であるので説明を省略し，第１の形態との相違点のみを説明する。
【００４０】
本形態の加圧通電工程で用いる電極３３は，図９に示すように，柱状のものである。すなわち，電極３３はその先端面を含んで，押圧方向（図中で上下方向）に均一な形状となっている。また，この電極３３は，第１の形態の電極３１と比較して小径の電極であり，その先端面の全体が電磁鋼板１１に接触される。その先端面の接触範囲ｗ３は，電極３１の新品時の接触範囲ｗ１（図４参照）と同等程度しかない。また，電極３３の柱状部分の外径は先端面の接触範囲ｗ３と同じ大きさである。
【００４１】
そのため，加圧通電を繰り返して先端部が多少変形したとしても，接触範囲ｗ３は変化しない。ただし，本形態でも，電極３３の先端部は平面ではなく，曲率半径１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の範囲内の凸面であることが望ましい。このようになっていれば，接触範囲ｗ３の全体で適切に電磁鋼板１１に圧接させることができる。なお，電極３３は，少なくとも先端部分が柱状となっていればよく，それより基部の箇所の形状は特に限定されない。
【００４２】
本形態では，電極３３の形状によって通電範囲が制限されている。そのため，絶縁皮膜１２の除去範囲に関わらず，殆どの電流は非磁性チップ１５を通り，非磁性チップ１５より外側を迂回して通る電流はごく少ない。従って，絶縁皮膜１２の除去範囲については精密に制限を設ける必要はない。すなわち，少なくとも接触範囲ｗ３を含んでいればよい。例えば，図９に示すように，非磁性チップ１５の範囲および接触範囲ｗ３の範囲を含んでそれより大きく除去しておけばよい。この形態では，絶縁皮膜１２の除去範囲の位置精度が多少低くても問題はない。
【００４３】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，電磁鋼板１１に非磁性チップ１５を挟み込み，その箇所に厚さ方向に加圧しつつ通電する。通電のための電極３３は，電磁鋼板１１との接触面と交差する方向を軸方向とする柱状形状であるので，先端部が多少変形しても，接触範囲ｗ３は変化しない。従って，このようにしても，同じ電極３３を用いて加圧通電を繰り返しても，安定して適切な非磁性箇所１７の形成が可能な製造方法となっている。
【００４４】
さらに発明者らは，本発明を実験によって検証した。この実験の実施例としては，上記の第１の形態の特徴と第２の形態の特徴とをともに採用したものとした。この実験では，２枚の電磁鋼板１１にそれぞれ有底穴２５を形成して非磁性チップ１５を挟み，加圧通電によって非磁性箇所を形成した。有底穴２５の周囲の部分の絶縁皮膜１２は残し，電極としては柱状のものを用いた。
【００４５】
この実験の条件は，以下の通りとした。
電磁鋼板１１の板厚：０．３ｍｍ
有底穴２５の大きさ：３ｍｍ径，０．１５ｍｍ深さの円形穴
除去範囲２２の大きさ：１０ｍｍ径円形
非磁性チップ１５：３ｍｍ径，０．３ｍｍ厚のＮｉ−Ｃｒ円板
電極３３の先端部：Ｒ１００，８ｍｍ径のＣｒ−Ｃｕ電極
加圧通電工程の条件：荷重２０００Ｎ，電流８ｋＡ，通電時間１５０ｍｓ
【００４６】
上記の条件で，多数の非磁性チップ１５を用意し，同一の電極３３を使用して次々と加圧通電処理を行った。その結果を図１０に示す。この図では横軸に同じ電極３３による繰り返しの回数である打点数をとり，縦軸に改質層の厚さを全板厚中の割合で示した改質率をとった。この実験では，改質率７０％〜８５％程度の範囲内となるように，加圧通電処理の条件を定めている。この図は，この実験のうち，数打点目までの初期段階，５０打点目前後，１００打点目前後をそれぞれプロットしたものである。実験の結果，図１０に示すように，数打点目までの初期段階はもちろん，５０打点目前後や１００打点目前後の繰り返し後でも良好に改質されたことが確認できた。
【００４７】
さらに，比較例についても実験を行った。この比較例では，有底穴２５の開口部より広くその周りの絶縁皮膜１２を除去した。また，電極の先端部の形状（先端部の径）を，上記の実施例とは異なるものとした。除去範囲２２の大きさや加圧通電工程の条件は，実施例と同じとした。すなわち，比較例における各種の条件のうち，実施例と異なる点は以下の通りである。有底穴２５の周囲の絶縁皮膜１２を，幅３．５ｍｍ程度の範囲で全周にわたって除去した。これにより，この有底穴２５に挿入される非磁性チップ１５と絶縁被膜１２とが接触しないようにした。また，電極３１の先端部の径を８ｍｍ→１９ｍｍと太くした。
【００４８】
上記の条件で，多数の非磁性チップ１５を用意し，同一の電極３１を使用して次々と加圧通電処理を行った。その結果を図１１に示す。この図は，図１０と同様に，横軸に打点数，縦軸に改質率をとって，繰り返しによる改質率の変化をグラフ化したものである。ただし，この図では１打点ごとにその改質率を示した。図１１に示すように，この比較例では，８打点目にして改質率は５０％まで落ち込んだ。この実験では，元の非磁性チップ１５として全厚の５０％のものを使用しているので，改質率５０％とは，改質範囲が全く拡大していないことを意味している。すなわち，良好に非磁性箇所の形成が可能であったのは，７打点目までであった。
【００４９】
従って，図１０と図１１との比較からも明らかなように，本形態の製造方法によれば，同じ電極を用いて加圧通電工程を多数回繰り返しても，適切に非磁性箇所を形成できることが確認できた。
【００５０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１１電磁鋼板
１２絶縁皮膜
１３積層電磁鋼板
１５非磁性チップ
２５，２７有底穴
２８貫通穴
３１，３３電極

【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁皮膜を両面に有する複数枚の電磁鋼板を重ね合わせるとともに，重ね合わせられる電磁鋼板の間に非磁性チップを挟み込み，前記非磁性チップを挟み込んだ箇所に厚さ方向に通電することで前記非磁性チップをその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所を形成する，非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法において，
重ね合わせられる電磁鋼板に，前記非磁性チップを収納するための凹部を，重ね合わせた状態でその凹部が全体の表裏面に現れないように形成し，
重ね合わせられる電磁鋼板の絶縁皮膜のうち，前記凹部の形成により穴が開けられたものについては，その穴の周囲の部分を除去することなく残し，
重ね合わせられる電磁鋼板の絶縁皮膜のうち，前記凹部の形成により穴が開けられなかったものについては，重ね合わせた状態で前記凹部と重なる領域の部分を除去して電磁鋼板を露出させ，
その状態で前記凹部に前記非磁性チップを収納しつつ電磁鋼板を重ね合わせて通電を行うことを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法において，
２枚の電磁鋼板を用い，
前記２枚の電磁鋼板のいずれにも１面側に有底穴を形成して前記凹部とし，
前記２枚の電磁鋼板を前記有底穴同士が向き合うように重ね合わせるとともに，その２つの有底穴により形成される空間に前記非磁性チップを挟み込むことを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法において，
３枚以上の電磁鋼板を用い，
前記３枚以上の電磁鋼板のうちの２枚のいずれにも１面側に有底穴を形成するとともに残りの電磁鋼板に貫通穴を形成して前記凹部とし，
前記３枚以上の電磁鋼板を，前記貫通穴が形成されたものを中央に配置し，有底穴が形成された２枚を前記有底穴が前記貫通穴と対面するように配置して重ね合わせるとともに，その２つの有底穴および貫通穴により形成される空間に前記非磁性チップを挟み込むことを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法において，
３枚以上の電磁鋼板を用い，
前記３枚以上の電磁鋼板のうちの２枚を除いたものに貫通穴を形成して前記凹部とし，
前記３枚以上の電磁鋼板を，前記貫通穴が形成されたものを中央に配置し，残る２枚をそれらの両側に１枚ずつ配置して重ね合わせるとともに，その貫通穴の内部に前記非磁性チップを挟み込むことを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】
複数枚の電磁鋼板を重ね合わせるとともに，重ね合わせられる電磁鋼板の間に非磁性チップを挟み込み，前記非磁性チップを挟み込んだ箇所に厚さ方向に通電することで前記非磁性チップをその周囲の鋼とともに一時的に溶融させて非磁性箇所を形成する，非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法において，
通電のための通電電極として，少なくとも電磁鋼板への接触面を含む部分が，前記接触面と交差する方向を軸方向とする柱状形状であるものを用い，
前記接触面の全体が電磁鋼板の表面に接触するように前記通電電極の対で複数枚の電磁鋼板を加圧しつつ挟み付け，
その状態で通電を行うことを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法において，
通電のための通電電極として，前記接触面が，曲率半径１００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内の凸面であるものを用いることを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板の製造方法。
【請求項７】
絶縁皮膜を両面に有し重ね合わせられた複数枚の電磁鋼板と，重ね合わせられた電磁鋼板中に重ね合わせの全体の表裏面には達しないように形成された非磁性箇所とを有する積層電磁鋼板において，
前記複数枚の電磁鋼板の絶縁皮膜のうち前記非磁性箇所と交差する位置にあるものは，前記非磁性箇所に対して隙間を置くことなく接しており，
前記複数枚の電磁鋼板の絶縁皮膜のうち前記非磁性箇所と交差しない位置にあるものは，前記非磁性箇所が存在する領域と重なる領域の少なくとも一部が除去されてその除去部分でブランクとなっていることを特徴とする非磁性箇所を有する積層電磁鋼板。

【図１】