WO2023190328A1 - 方向性電磁鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一態様に係る方向性電磁鋼板では、方向性電磁鋼板の表面において、圧延直角方向に対して０°～４５°の角度をなし、且つ圧延方向に並ぶ磁区制御処理線の総延長のうち、非単一周期で存在し、板厚方向に対して引張り応力が存在する部分の占める割合である引張り応力存在割合が、圧延直角方向の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角であるβ角が１°以下の領域である第１領域では５０％以上であり、引張り応力存在割合が、β角が２°超の領域である第２領域では５０％未満であり、引張り応力は、最大値が４０ＭＰａ以上である。

Description

方向性電磁鋼板及びその製造方法

　本開示は、方向性電磁鋼板及びその製造方法に関する。
　本願は、２０２２年３月２８日に、日本に出願された特願２０２２－０５２３４４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　方向性電磁鋼板は、Ｓｉを７質量％以下含有し、二次再結晶粒が｛１１０｝＜００１＞方位（Ｇｏｓｓ方位）に集積した二次再結晶集合組織を有する鋼板である。方向性電磁鋼板は、主に電力用トランスの鉄心として用いられており、エネルギーロス（鉄損）の低減に加え、低騒音化のニーズが高まっている。

　低鉄損化のため、方向性電磁鋼板の表面に対し、圧延方向に交差する方向にレーザや電子ビームを照射して磁区幅を狭くする磁区細分化技術が以前から知られている。近年、鉄損特性が良好な方向性電磁鋼板を提供すべく、磁区細分化に関する様々な改良技術が提案されている（例えば、特許文献１～５参照）。
　具体的には、特許文献２の技術では、方向性電磁鋼板に磁区細分化処理を施すに際して、仕上焼鈍時のコイルの内巻部分から外巻部分に向けて、鋼板部分に照射するレーザのエネルギー密度を高めていく。特許文献２は、曲率半径が大きくなるとβ角の影響で磁区幅が広くなる領域が増加する旨を開示している。
　特許文献４は、磁区細分化処理を施した方向性電磁鋼板であって、β角が０．５°以下の領域と２°～６°の領域を所定量含んでいる鉄損特性と磁歪特性の良好な方向性電磁鋼板を開示している。
　特許文献５は、方向性電磁鋼板の磁区細分化の手法として引張応力を付与する旨を開示している。特許文献５には、磁区細分化を促進させ、鉄損を低減するために、鋼板内部に付与される板厚方向に対する引張応力は、最大値が４０ＭＰａ以上で鋼板素材の降伏応力以下であることが記載されている。

特開２０１２－５７２１９号公報 特開２０１２－１２６６４号公報 特許第５２４１０９５号公報 特開２００６－１４４０５８号公報 特開２００８－１２７６３２号公報

　しかしながら、方向性電磁鋼板に磁区細分化処理を施すと、還流磁区によって磁歪特性が変化し、トランスの騒音が増大するという問題が生じる。このように、方向性電磁鋼板の低鉄損化と低騒音化とはトレードオフの関係にあることから、双方が両立し得る最適な磁区細分化技術が求められている。特許文献１～特許文献５のいずれにも、騒音を増大させることなく鉄損を減少させることが可能な磁区細分化処理方法について開示されていない。本発明者らは、磁区細分化処理前の方向性電磁鋼板において磁区幅及びβ角が一様ではないので、特定の箇所のみに磁区細分化処理を実施することが有効であると考えた。しかし、このような磁区細分化処理方法はいずれの特許文献にも開示されていない。

　本開示は、低鉄損化と低騒音化とを両立し得る方向性電磁鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板では、方向性電磁鋼板の表面において、圧延直角方向に対して０°～４５°の角度をなし、且つ圧延方向に並ぶ磁区制御処理線の総延長のうち、非単一周期で存在し、板厚方向に対して引張り応力が存在する部分の占める割合である引張り応力存在割合が、圧延直角方向の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角であるβ角が１°以下の領域である第１領域では５０％以上であり、前記引張り応力存在割合が、前記β角が２°超の領域である第２領域では５０％未満であり、前記引張り応力は、最大値が４０ＭＰａ以上である。
（２）好ましくは、上記（１）に記載の方向性電磁鋼板では、前記引張り応力存在割合が、前記β角が１°超２°以下の領域である第３領域では２０％以上８０％以下であり、前記第１領域の前記引張り応力存在割合≧前記第３領域の前記引張り応力存在割合≧前記第２領域の前記引張り応力存在割合である。
（３）好ましくは、上記（１）又は（２）に記載の方向性電磁鋼板では、前記板厚方向に対して前記引張り応力が存在する前記部分は、圧延方向に１０．０ｍｍ以下の間隔で存在する。

（４）本発明の別の実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、方向性電磁鋼板の磁区画像を取得する画像取得ステップと、磁区画像の磁区幅の空間分布と、圧延直角方向の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角であるβ角とに基づいて、方向性電磁鋼板の圧延直角方向に対して０°～４５°の角度をなし、且つ圧延方向に並ぶ磁区制御処理線のうち、引張り応力を導入する箇所を決定する決定ステップと、磁区制御処理線のうち、決定ステップで決定された箇所に引張り応力を導入する応力導入ステップと、を含む。
（５）好ましくは、上記（４）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法では、前記決定ステップは、前記磁区制御処理線のうち、前記β角が１°以下の箇所を、前記引張り応力を導入する箇所として決定する。
（６）好ましくは、上記（４）又は（５）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法では、前記決定ステップは、２次元フーリエ変換を用いて、前記磁区画像から前記引張り応力を導入する箇所を決定する。

　本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板によれば、低鉄損化と低騒音化とを両立させることが可能となる。

　本発明の実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法によれば、低鉄損化と低騒音化とを両立した方向性電磁鋼板を提供することができる。

磁区細分化処理前の方向性電磁鋼板の磁区幅の空間分布の一例を示すグラフである。 磁区細分化処理後の方向性電磁鋼板の磁区幅の空間分布の一例を示すグラフである。 図１Ａ及び図１Ｂに示す磁区細分化処理の前後で磁区幅が５０μｍ以上細分化した領域を示すグラフである。 レーザ照射前の磁区幅とレーザ照射後の磁区幅との関係を示すグラフである。 方向性電磁鋼板のβ角と１８０°磁区の幅の平均値との関係を示すグラフである。 本実施形態に係る画像取得装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るレーザ照射装置の構成を示す模式図である。 本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法を示すフローチャートである。 方向性電磁鋼板の磁区画像から複数の部分領域を切り出す方法を説明する模式図である。 方向性電磁鋼板の磁区画像から切り出された複数の部分領域のそれぞれに２次元フーリエ変換を施すことによって得られた複数の部分フーリエ画像の一例である。 方向性電磁鋼板の磁区制御処理線のうちの応力導入線を表す模式図である。 第１領域、第２領域、及び第３領域を特定する方法を説明する模式図である。 第１領域、第２領域、及び第３領域それぞれにおける引張り応力存在割合を測定する方法を説明する模式図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

　まず、磁区細分化処理の前後における方向性電磁鋼板の磁区構造を比較する。図１Ａは、磁区細分化処理前の方向性電磁鋼板の１８０°磁区の幅（以下、単に「磁区幅」と呼ぶ。）の空間分布を示している。図１Ｂは、図１Ａの方向性電磁鋼板の表面に対して磁区細分化処理を施した後の磁区幅の空間分布を示している。ここでの磁区細分化処理は、圧延方向（ＲＤ）にほぼ垂直な磁区制御処理線に沿って連続波のレーザ照射をすることによってなされたものである。

　ここで、「１８０°磁区」とは、磁化方向が結晶の＜１００＞方位であり、且つ圧延方向にほぼ平行な２つの１８０°磁壁に挟まれた磁区を表す。また、１８０°磁区の「幅」とは、隣接する磁壁間の距離（磁壁間隔）を表す。

　図１Ａ及び図１Ｂに示す磁区幅の空間分布は、方向性電磁鋼板の磁区画像から、後述の２次元フーリエ変換を用いて導出されたものである。

　図１Ｃは、図１Ａ及び図１Ｂに示す磁区細分化処理の前後において、磁区幅が５０μｍ以上細分化した領域を表しており、元の磁区幅がどの値のときに細分化が生じたのかを可視化したものである。

　図１Ｃより、磁区細分化の効果が５０μｍ以上あった領域は、元の磁区幅が広い領域であり、特に、元の磁区幅が約５００μｍ以上の領域に磁区細分化の効果が顕著に現れていることがわかる。すなわち、元の磁区幅によって磁区細分化の効果が異なっている。

　図２Ａに、同一位置におけるレーザ照射前の磁区幅とレーザ照射後の磁区幅との関係を示す。ここで、照射条件は、平均照射エネルギー密度Ｕａ（ｍＪ／ｍｍ^２）、照射ピッチＰＬ（ｍｍ）を、それぞれ、Ｕａ＝１．５ｍＪ／ｍｍ^２、ＰＬ＝４ｍｍとした。

　図２Ａより、約５００μｍ以下の磁区幅の領域にレーザ照射をしても、磁区細分化の効果が現れないことがわかる。

　以上のことから、鉄損の低減効果は、元の磁区幅が広い領域を磁区細分化することで得られ、元の磁区幅が狭い領域に磁区細分化処理を施しても、鉄損の低減効果は得られず、ヒステリシス損の増大や騒音特性の悪化を招くものと考えられる。

　方向性電磁鋼板の鉄損を低減するため、鋼板中の二次再結晶粒を｛１１０｝＜００１＞方位（Ｇｏｓｓ方位）に高度に揃えることが求められている。しかしながら、工業的に方向性電磁鋼板を製造する際、二次再結晶の過程で、理想的なＧｏｓｓ方位からずれた方位の結晶粒も発生する。圧延直角方向（ＴＤ）の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角（即ち、圧延方向（ＲＤ）と磁化容易軸（１００）＜００１＞との角度偏差の板厚方向成分）をβ角という。なお、図９に示されるように、圧延直角方向（ＴＤ）とは、圧延方向（ＲＤ）と垂直であり、且つ方向性電磁鋼板の板面と平行な方向のことである。図２Ｂに、方向性電磁鋼板のβ角とレーザ照射前の１８０°磁区幅との関係を示す。図２Ｂより、β角が２°以下の領域が元の磁区幅が広いことから（約５００μｍ以上）、β角が２°以下の領域、より好ましくはβ角が１°以下の領域に優先的に磁区細分化処理を施すことが有効であることがわかる。

　また、方向性電磁鋼板の板厚方向に対して、レーザ照射等の手段を用いて適切な引張り応力又はそれに相当する歪みを導入することで、磁区細分化を促進させ、鉄損を低減させる技術が知られている（特許文献３参照）。

　そこで、本実施形態では、方向性電磁鋼板の表面において、β角が１°以下の領域に対して優先的に、板厚方向に対して適切な引張り応力又はそれに相当する歪みを導入するような磁区制御を行うものとする。

　次に、図３～図５を参照して、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の磁区制御を実現するデバイスの構成について説明する。

　図３に、方向性電磁鋼板の磁区画像を取得する画像取得装置３０のハードウェア構成を示す。画像取得装置３０は、光源部３１と、磁気光学（ＭＯ）センサ３３と、イメージセンサ３５と、信号処理部３７とを備える。

　光源部３１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる光源を有しており、ＭＯセンサ３３に対して、偏光面の揃った光を照射する。

　ＭＯセンサ３３は、磁性体の構造を測定する装置であり、測定対象である磁性体試料が載置される観察面を有する。光源部３１から照射された光は、ＭＯセンサ３３の内部を通って反射層で反射され、反射光はＭＯセンサ３３の内部を再び通ってＭＯセンサ３３の外部に出力される。磁性体試料として方向性電磁鋼板がＭＯセンサ３３の観察面上に載置されると、ＭＯセンサ３３の内部に、方向性電磁鋼板の自発磁化の向きに応じた漏れ磁場が生じるが、この漏れ磁場によって、反射光の偏光面が回転する。

　イメージセンサ３５は、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＣＭＯＳ）イメージセンサであり、ＭＯセンサ３３からの反射光を受光面に結像させて光電変換し、光電変換後のアナログ信号を信号処理部３７に出力する。偏光面が回転した反射光をイメージセンサ３５で検出することで、漏れ磁場の空間分布を得ることができ、方向性電磁鋼板の磁区構造が明らかとなる。

　信号処理部３７は、アンプ、ＡＤコンバータ、Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ）等を有する。イメージセンサ３５から出力されたアナログ信号は、アンプにより増幅され、ＡＤコンバータによりデジタル信号に変換される。このデジタル信号に対し、ＤＳＰにより所定のデジタル処理が施されることで画像信号が生成される。信号処理部３７で生成された画像信号は、ケーブルを介して、又は無線通信により、解析装置４０（図４参照）に出力される。

　図４に、方向性電磁鋼板の磁区構造を解析する解析装置４０のハードウェア構成を示す。解析装置４０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータデバイスであり、演算部４１と、メモリ４３と、表示部４５と、入力部４７と、通信Ｉ／Ｆ４９とを備える。

　演算部４１は、Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）を有し、メモリ４３に記憶されたプログラムに従って、方向性電磁鋼板の磁区画像から磁区構造を解析し、引張り応力を導入する箇所を決定する。演算部４１によって実行される処理については、後に詳細に説明する。

　メモリ４３は、Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）及びＲａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）を有する。ＲＯＭは、演算部４１のＣＰＵによって実行されるプログラム及びこれらのプログラムの実行時に必要なデータを格納する。ＲＯＭに格納されたプログラム及びデータは、ＲＡＭにロードされて実行される。

　なお、メモリ４３は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気メモリ、又は光ディスク等の光メモリを有するようにしてもよい。あるいは、解析装置４０に着脱可能で、コンピュータ読み取り可能な記録媒体にプログラムやデータを格納するようにしてもよい。あるいは、演算部４１で実行されるプログラムを、通信Ｉ／Ｆ４９を介してネットワークから受信するようにしてもよい。

　表示部４５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、又は有機エレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等のディスプレイを有し、画像取得装置３０から出力された画像信号に基づいて画像を表示し、また、演算部４１による磁区構造の解析結果を表示する。

　入力部４７は、マウス、キーボード等の入力デバイスを有する。通信Ｉ／Ｆ４９は、Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）、Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＡＮ）、インターネット等のネットワークを介して外部機器との間でデータの送受信を行うためのインターフェースである。

　なお、演算部４１として、ＣＰＵ等の汎用ハードウェアの代わりに、磁区構造の解析に特化した、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はＦｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等の専用ハードウェアを採用してもよい。

　なお、図３及び図４は、画像取得装置３０と解析装置４０とが別々のデバイスである場合を示しているが、画像取得装置３０及び解析装置４０が一体化したシステムを採用してもよい。

　方向性電磁鋼板の表面に引張り応力を導入させる手段として、レーザの照射、電子ビームの照射、イオン注入等の公知の手段を採用することができる。以下では、レーザ照射により引張り応力を導入するレーザ照射装置の構成について説明する。

　図５に、レーザ照射装置５００の構成を示す。レーザ照射装置５００は、ポリゴンミラー５０１と、光源装置５０３と、コリメータ５０５と、集光レンズ５０７と、モータ５０９と、センサ５１１と、制御部５１３と、通板装置５１５とを備える。

　通板装置５１５は、方向性電磁鋼板５０を圧延方向（ＲＤ）に通板する。

　ポリゴンミラー５０１は、例えば正多角柱状をなし、正多角柱を構成する複数の側面に、それぞれ、複数の平面鏡が設けられている。ポリゴンミラー５０１の平面鏡には、光源装置５０３からコリメータ５０５を介してレーザビームＬＢが一方向（水平方向）に入射し、平面鏡で反射される。

　ポリゴンミラー５０１は、モータ５０９からの駆動によって回転軸Ｏ１周りに回転可能である。ポリゴンミラー５０１の回転角度に応じて、平面鏡に対するレーザビームＬＢの入射角が順次変化することにより、レーザビームＬＢの反射方向が順次変化し、方向性電磁鋼板５０の磁区制御処理線５２に沿って走査することができる。ここで、磁区制御処理線５２は、方向性電磁鋼板５０の表面上で、圧延直角方向（ＴＤ）に対して０°～４５°の角度をなし、圧延方向（ＲＤ）に複数の直線である。好ましくは、複数の磁区制御処理線５２は、互いに平行に延在している。また、好ましくは、複数の磁区制御処理線５２は等間隔に並べられている。隣接する磁区制御処理線５２の間隔Ｐは、照射ピッチを表している。

　光源装置５０３は、制御部５１３の制御のもとで、所定の照射方式（例えば、連続照射方式又はパルス照射方式）でレーザビームＬＢを出力する。

　集光レンズ５０７は、ポリゴンミラー５０１から反射されたレーザビームＬＢの光路に設けられており、所定の焦点距離の集光光学系を構成している。ポリゴンミラー５０１から反射されたレーザビームＬＢが集光レンズ５０７を介して方向性電磁鋼板５０の表面に集光されることで、方向性電磁鋼板５０の表面の磁区制御処理線５２に沿って、鋼板内部に板厚方向に対する引張り応力が導入される。

　モータ５０９は、ポリゴンミラー５０１と連結されており、制御部５１３の制御のもとで、ポリゴンミラー５０１を回転駆動する。

　センサ５１１は、モータ５０９の駆動軸と連結されており、モータ５０９によって回転するポリゴンミラー５０１の回転角度を検出し、検出した回転角度を示す信号（以下、回転角度信号という。）を制御部５１３に出力する。

　制御部５１３は、プロセッサからなり、光源装置５０３、モータ５０９、センサ５１１、及び通板装置５１５と接続されている。制御部５１３は、通板装置５１５から速度信号の入力を受けるとともに、モータ５０９に対してポリゴンミラー５０１の回転駆動を指示する信号を出力する。

　また、制御部５１３は、磁区制御処理線５２のうち引張り応力を導入する箇所を表す応力導入信号と、センサ５１１から出力された回転角度信号とに基づいて、光源装置５０３が出力するレーザビームＬＢのパワーのオンとオフを制御する。レーザ照射装置５００が解析装置４０に電気的に接続されている場合、応力導入信号は、解析装置４０からレーザ照射装置５００に入力される。なお、応力導入信号は、オペレータによってレーザ照射装置５００に入力されてもよい。

　次に、図６を参照して、本実施形態に係る方向性電磁鋼板５０の製造方法を説明する。

　まず、画像取得装置３０により、方向性電磁鋼板５０の磁区画像を取得する（ステップＳ６２：画像取得ステップ）。次いで、解析装置４０の演算部４１により、磁区画像から１８０°磁区の幅（磁区幅）の空間分布を導出し、方向性電磁鋼板５０の磁区制御処理線５２のうち、磁区幅が所定値以上（例えば、約５００μｍ以上）の領域に対応するβ角を有する箇所、具体的には、β角が１°以下の箇所を、引張り応力の導入により磁区細分化処理を適用する箇所として決定する（ステップＳ６４：決定ステップ）。

　本実施形態では、磁区制御処理線５２のうち、引張り応力を導入する箇所を「応力導入線」と呼ぶ。演算部４１によって実行されるステップＳ６４の処理の詳細については、後に説明する。

　なお、ステップＳ６４では、表示部４５に表示された磁区画像をオペレータの目視で観察することによって、応力導入線の箇所を決定し、応力導入線の箇所を表す応力導入信号をレーザ照射装置５００に入力するようにしてもよい。

　次いで、方向性電磁鋼板５０の磁区制御処理線５２のうち、ステップＳ６４で決定された箇所に対して優先的に、引張り応力の導入により磁区細分化処理を施す（ステップＳ６６：応力導入ステップ）。好ましくは、ステップＳ６４で決定された箇所のみに対して、磁区細分化処理を施す。ステップＳ６６は、レーザ照射装置５００によるレーザビームＬＢの照射によって実行してもよいし、イオン注入や電子ビームの照射などの他の手段を採用してもよい。

　次に、解析装置４０の演算部４１によって実行されるステップＳ６４の処理について説明する。

　演算部４１は、線分法又はフーリエ変換を用いて、方向性電磁鋼板５０の磁区幅の空間分布を導出し、方向性電磁鋼板５０の磁区制御処理線５２のうち、磁区幅が広い領域に相当するβ角が１°以下の箇所を、引張り応力を優先的に導入する箇所と決定する。

　線分法では、磁区と垂直な線分を引いて評価するが、線分の間隔は、磁区と平行な方向１ｃｍあたり３本となるように引き、１８０°磁壁と線分との交点の間隔により磁区幅を導出する。

　フーリエ変換は、方向性電磁鋼板のような周期的な磁区構造を有する磁性体の磁区構造を解析する手段として特に有効である。以下では、音声信号の時間・周波数解析に古くから用いられている信号処理法の一つである短区間フーリエ変換（ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を２次元領域に拡張した短区間２次元フーリエ変換（以下、「ＳＴ２ＤＦＴ」と呼ぶ。）を用いて、方向性電磁鋼板の磁区幅の空間分布を導出する方法について説明する。

　画像取得装置３０で取得された画像信号が表す画像（磁区画像）を２次元座標（ｋ－ｌ座標）のデータ列としてｘ（ｋ，ｌ）と表記する。本実施形態において解析対象とする磁区画像は、グレースケールなど、２種類の色によって二値化された画像、又は３以上の階調（多階調）で表現された画像である。

　方向性電磁鋼板５０の磁区幅の空間分布を導出するため、演算部４１は、以下の（Ａ－１）、（Ａ－２）及び（Ａ－３）のステップを実行する。
（Ａ－１）磁区画像から複数の部分領域を切り出すステップ；
（Ａ－２）ＳＴ２ＤＦＴを行うステップ；
（Ａ－３）磁区幅の空間分布を導出するステップ．
　以下、各ステップについて詳細に説明する。

（Ａ－１）磁区画像から複数の部分領域を切り出すステップ
　磁区画像から複数の部分領域を切り出して、それぞれの周波数構造を分析するために、ｋ方向の範囲を０≦ｋ≦Ｎ_ｋ－１、ｌ方向の範囲を０≦ｌ≦Ｎ_ｌ－１とした矩形窓の窓関数Ｗａ（ｋ，ｌ）を用いる（Ｎ_ｋ及びＮ_ｌは自然数）。窓関数Ｗａ（ｋ，ｌ）としては、Ｈａｍｍｉｎｇ窓、Ｈａｎｎｉｎｇ窓、Ｂｌａｃｋｍａｎ窓などが適用可能である。

　磁区画像のデータ列ｘ（ｋ，ｌ）における観察位置をインデックス（ｎ，ｍ）で表記し、ｋ方向及びｌ方向における窓関数Ｗａ（ｋ，ｌ）のシフト量を、それぞれ、Ｓ_ｋ及びＳ_ｌと表記すると（ｎ、ｍ、Ｓ_ｋ、Ｓ_ｌは整数）、式（１）のように、磁区画像からｎＳ_ｋ≦ｋ≦ｎＳ_ｋ＋Ｎ_ｋ－１、ｍＳ_ｌ≦ｌ≦ｍＳ_ｌ＋Ｎ_ｌ－１の範囲を切り出した部分領域のデータ列ｘ_ｎｍ（ｋ－ｎＳ_ｋ，ｌ－ｍＳ_ｌ）が得られる。

　図７に、磁区画像Ｇから、観察位置（ｎ，ｍ）＝（１，１）、（２，２）、（３，３）、…、（Ｐ，Ｑ）（Ｐ及びＱは自然数）のそれぞれに対応する部分領域が切り出された例を示している。

　本実施形態において、窓関数Ｗａ（ｋ，ｌ）の範囲を定めるＮ_ｋ及びＮ_ｌは、それぞれ、部分領域におけるｋ方向の画素数及びｌ方向の画素数に対応するパラメータである。

（Ａ－２）ＳＴ２ＤＦＴを行うステップ
　部分領域のデータ列をｘ_ｎｍ（ｎ´，　ｍ´）＝ｘ_ｎｍ（ｋ－ｎＳ_ｋ，ｌ－ｍＳ_ｌ）と定義し、ｘ_ｎｍ（ｎ´，　ｍ´）に対して２次元フーリエ変換を施すと、式（２）のように、観察位置（ｎ，ｍ）の部分領域に対応する部分フーリエ画像Ｘ（ｆ_ｋ，ｆ_ｌ，ｎ，ｍ）が得られる。

　ここで、ｆ_ｋ及びｆ_ｌは空間周波数である。

　空間周波数ｆ_ｋの分解能をΔｆ_ｋ、空間周波数ｆ_ｌの分解能をΔｆ_ｌと表記すると、Δｆ_ｋ及びΔｆ_ｌは式（３）のように定義される。

　ここで、Δｋ及びΔｌは、それぞれ、磁区画像におけるｋ方向の空間分解能及びｌ方向における空間分解能である。

　例えば、図７に示した各部分領域のデータ列ｘ_ｎｍ（ｋ－ｎＳ_ｋ，ｌ－ｍＳ_ｌ）に対して２次元フーリエ変換を施すと、図８に示すように、観察位置（ｎ，ｍ）ごとに部分フーリエ画像Ｘ（ｆ_ｋ，ｆ_ｌ，ｎ，ｍ）が得られる。

（Ａ－３）磁区幅の空間分布を導出するステップ
　部分フーリエ画像Ｘ（ｆ_ｋ，ｆ_ｌ，ｎ，ｍ）が得られると、部分フーリエ画像Ｘ（ｆ_ｋ，ｆ_ｌ，ｎ，ｍ）のスポットのピーク位置の座標（ｋ成分ｆ_ｋ ^ｍａｘ（ｎ，ｍ）及びｌ成分ｆ_ｌ ^ｍａｘ（ｎ，ｍ））が求められる。なお、ピーク位置の導出について、ｋ＝０、ｌ＝０の近傍の領域は、画像のコントラストに大きく依存する部分であるため、除外する。

　そして、式（３）で定義した空間周波数の分解能と、部分フーリエ画像のスポットのピーク位置とから、式（４）のように、磁区幅の空間分布Ｌ（ｎ，ｍ）が導出される。

　このように、ＳＴ２ＤＦＴを用いることにより、磁区画像の位置情報を保ったまま、磁区幅の空間分布Ｌ（ｎ，ｍ）を定量的に導出することが可能となる。上述の図１Ａ～図１Ｃは、ＳＴ２ＤＦＴによって導出された磁区幅の解析結果を表している。

　演算部４１は、磁区幅の空間分布Ｌ（ｎ，ｍ）を導出すると、図９に示すように、方向性電磁鋼板５０の磁区制御処理線５２（図９の破線）のうち、磁区幅が所定値以上（例えば、約５００μｍ以上）の領域に対応するβ角を有する箇所、具体的には、β角が１°以下の箇所を、引張り応力を導入する応力導入線９０（図９の実線）として決定する。レーザ照射装置５００の制御部５１３は、磁区制御処理線５２のうち応力導入線９０に対するレーザビームＬＢのパワーをオンとし、好ましくは、それ以外の箇所に対するレーザビームＬＢのパワーをオフにするよう制御する。これにより、応力導入線９０に沿って、鋼板内部に板厚方向に対する引張り応力が導入される。

　なお、上述の手順によって得られた磁区画像において、応力導入線９０が不明瞭な場合がある。この場合は、応力導入線９０が明確に確認できるように、観察条件を調整してもよい。例えば、方向性電磁鋼板５０の板面垂直方向（厚さ方向）に沿って直流磁場を印可することによって、応力導入線９０を明瞭化することができる。

　次に、本実施形態に係る方向性電磁鋼板５０を説明する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板５０では、図９に例示されるように、方向性電磁鋼板５０の表面において、圧延直角方向（ＴＤ）に対して０°～４５°の角度をなし、且つ圧延方向（ＲＤ）に並ぶ磁区制御処理線５２の総延長のうち、非単一周期で存在し、板厚方向に対して引張り応力が存在する部分の占める割合である引張り応力存在割合が、圧延直角方向（ＴＤ）の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角であるβ角が１°以下の領域である第１領域では５０％以上であり、引張り応力存在割合が、β角が２°超の領域である第２領域では５０％未満であり、引張り応力は、最大値が４０ＭＰａ以上である。

（応力導入線９０（板厚方向に対して引張り応力が存在する部分））
　本実施形態に係る方向性電磁鋼板５０は、図９に例示されるように、応力導入線９０、即ち板厚方向に対して引張り応力が存在する部分を有する。板厚方向に対して存在する引張り応力とは、図５に例示される装置などを用いて方向性電磁鋼板５０に導入される引張り応力のうち、板厚方向の成分のことである。

（磁区制御処理線５２）
　応力導入線９０は、図９に例示されるように、磁区制御処理線５２上に配されている。磁区制御処理線５２は、方向性電磁鋼板５０の表面において、圧延直角方向（ＴＤ）に対して０°～４５°の角度をなし、圧延方向（ＲＤ）に沿って並べられている。磁区制御処理線５２は、互いに平行に並べられていることが好ましい。磁区制御処理線５２は、方向性電磁鋼板５０の製造段階におけるレーザビームＬＢの焦点の軌跡に対応する。磁区制御処理線５２は、方向性電磁鋼板５０において実体として存在するものではなく、応力導入線９０に沿った仮想線である。応力導入線９０に沿って線を引くこと等により、磁区制御処理線５２を特定することができる。圧延直角方向（ＴＤ）と応力導入線９０の延在方向とがなす角度は、圧延直角方向（ＴＤ）と、当該応力導入線９０が設けられた磁区制御処理線５２の延在方向とがなす角度と同一である。

　なお、方向性電磁鋼板５０において、磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度は一様であってもよいし、ばらついていてもよい。方向性電磁鋼板５０の一部のみにおいて磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度を０°～４５°としてもよいし、方向性電磁鋼板５０の全ての領域において磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度を０°～４５°としてもよい。また、方向性電磁鋼板５０における磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度の平均値を０°～４５°としてもよい。磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度、又はその平均値が、１°以上、３°以上、又は５°以上であってもよい。磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度、又はその平均値が、４０°以下、３５°以下、又は３０°以下であってもよい。

　本実施形態では、応力導入線９０は磁区制御処理線５２上に非単一周期で存在する。応力導入線９０が磁区制御処理線５２上に非単一周期で存在するとは、「１ｃｍ当たりに平均で１０か所以上の応力導入線９０があり、それぞれの応力導入線９０の間にある非応力導入線の長さの標準偏差が２０μｍ以下の場合」には該当しないという意味である。すなわち、本実施形態では、通常のパルスレーザによる磁区制御を鋼板全面に行うことにより得られた磁区細分化処理線９０は「非単一周期で存在する」ものではないとみなされる。ただし、β角が１°以下の領域に選択的にパルスレーザを照射してもよい。

　ここで、磁区細分化を促進させ、鉄損を低減させるために、鋼板内部に付与される板厚方向に対する引張り応力は、最大値が４０ＭＰａ以上であることが好ましい（特許文献３参照）。板厚方向に対する引張り応力の最大値の上限は特に限定されないが、鋼板素材の降伏応力値を超える引張り応力を導入することは難しいので、鋼板素材の降伏応力値を、板厚方向に対する引張り応力の最大値の上限としてもよい。また、板厚方向に対する引張り応力の最大値を、３００ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以下、１８０ＭＰａ以下、又は１５０ＭＰａ以下としてもよい。
　また、鉄損を低減する効果を一層高めるため、圧延方向（ＲＤ）に沿って測定される、隣り合う磁区制御処理線５２の間隔Ｐを１０．０ｍｍ以下とすることが好ましい。すなわち、最大値が４０ＭＰａ以上の引張り応力が、圧延方向（ＲＤ）に１０．０ｍｍ以下の間隔で存在することが好ましい。なお、方向性電磁鋼板において、磁区制御処理線５２の間隔Ｐは一様であってもよいし、ばらついていてもよい。方向性電磁鋼板の一部のみにおいて隣り合う磁区制御処理線５２の間隔Ｐを１０．０ｍｍ以下としてもよいし、方向性電磁鋼板の全ての領域において隣り合う磁区制御処理線５２の間隔Ｐを１０．０ｍｍ以下としてもよい。また、方向性電磁鋼板における隣り合う磁区制御処理線５２の間隔Ｐの平均値を１０．０ｍｍ以下としてもよい。隣り合う磁区制御処理線５２の間隔Ｐ、又は磁区制御処理線５２の間隔Ｐの平均値を１．０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以上、又は５．０ｍｍ以上としてもよい。隣り合う磁区制御処理線５２の間隔Ｐ、又は磁区制御処理線５２の間隔Ｐの平均値を９．０ｍｍ以下、８．０ｍｍ以下、又は７．０ｍｍ以下としてもよい。

　上述のように、β角に応じて引張り応力を導入する箇所を決定することにより、β角が０°付近の領域では、磁区制御処理線５２のうち上述の引張り応力が存在する部分（応力導入線９０）の占める割合は相対的に高くなり、β角が大きい領域では、当該割合は相対的に低くなる。具体的には、磁区制御処理線５２のうち応力導入線９０の占める割合（引張り応力存在割合）を、磁区制御処理線５２の長さの総延長に対する応力導入線９０の長さの比率として定義すると、β角が１°以下の領域である第１領域では応力導入線９０が５０％以上の割合で存在し、β角が２°超の領域である第２領域では応力導入線９０が５０％未満の割合で存在するのが好ましい。第１領域を、β角が１．０°以下の領域、β角が０．９°以下の領域、又はβ角が０．８°以下の領域と定義してもよい。第２領域を、β角が２．０°超の領域、β角が２．１°以上の領域、又はβ角が２．２°以上の領域と定義してもよい。

　また、β角が１°超２°以下の領域である第３領域では、引張り応力存在割合が２０％以上８０％以下であることが好ましい。ここで、第１～第３領域でのそれぞれの引張り応力存在割合は、以下の関係を満たす。
　第１領域の引張り応力存在割合≧第３領域の引張り応力存在割合≧第２領域の引張り応力存在割合
　第３領域を、β角が１．０°超２．０°以下の領域、β角が１．１°以上１．９°以下の領域、又はβ角が１．２°以上１．８°以下の領域と定義してもよい。

　なお、Ｘ線回折法を用いて、方向性電磁鋼板５０の板厚方向における応力値を測定することができるため（特許文献３参照）、板厚方向に対して引張り応力が導入された箇所を特定することができる。

　以上のように、方向性電磁鋼板５０のβ角に応じて、板厚方向に対する引張り応力を圧延面上で線状に分布させることで、磁区細分化処理が促され、ヒステリシス損の増大や騒音特性の悪化などの悪影響を最小限に抑えることができ、磁区細分化の効果を最大限まで高めることができる。これにより、低鉄損化と低騒音化とを両立させることが可能となる。

（測定方法）
　以下に、本実施形態に係る方向性電磁鋼板５０に関するパラメータの測定方法について説明する。なお、いずれのパラメータの測定も、方向性電磁鋼板５０から採取された所定サイズの試料に対して行われる。例えば、両辺の長さが１００ｍｍ（又は１００ｍｍ以上）の矩形試料を、方向性電磁鋼板５０から切り出して、測定に供することができる。方向性電磁鋼板５０がコイルである場合は、コイルの任意の箇所から試料を採取すればよい。また、方向性電磁鋼板５０が、変圧器やモータなどの電機製品に組み込まれた部品とされている場合も、当該部品の任意の箇所から試料を採取すればよい。部品のサイズが小さい場合、試料の１辺の長さを１００ｍｍ未満としてもよい。この場合、試料面積の合計値が１００００ｍｍ^２以上となるようにする。その際、試料に機械歪み等の影響を最小とするためワイヤーカット加工等の方法で試料を採取することが望ましい。

（磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度）
　磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度の測定方法は以下の通りである。

　まず、試料に含まれる応力導入線９０を特定する。応力導入線９０が視認可能な態様である場合、応力導入線９０を目視で特定すればよい。応力導入線９０が視認し難い態様である場合、例えば図３に例示されるような画像取得装置を用いて、磁区画像を撮影する。必要に応じて、方向性電磁鋼板５０の板面垂直方向（厚さ方向）に沿って直流磁場を印可しながら、磁区画像を撮影する。磁区画像を観察することにより、応力導入線９０の位置を特定することができる。

　次に、圧延直角方向（ＴＤ）を特定する。
（１）試料が、コイル状の方向性電磁鋼板５０から切り出されたものである場合、方向性電磁鋼板５０の幅方向が圧延直角方向（ＴＤ）であるとみなすことができる。
（２）試料が、電機製品の部品等から切り出されたものである場合、圧延直角方向（ＴＤ）を方向性電磁鋼板５０の表面の圧延疵から特定する。圧延疵の延在方向を圧延方向（ＲＤ）とみなし、圧延方向（ＲＤ）に垂直且つ鋼板表面に平行な方向を、圧延直角方向（ＴＤ）とみなす。
（３）方向性電磁鋼板５０の表面の圧延疵からの圧延直角方向（ＴＤ）の特定が困難である場合、圧延直角方向（ＴＤ）を方向性電磁鋼板５０の結晶方位から特定する。具体的には、評価対象となる方向性電磁鋼板５０の結晶方位を複数点で測定する。そして、当該測定点におけるＧＯＳＳ方位からのずれ角が最小となる方向を、圧延方向（ＲＤ）とみなし、圧延方向（ＲＤ）に垂直且つ方向性電磁鋼板５０の表面に平行な方向を、圧延直角方向（ＴＤ）とみなす。
　いずれの場合も、測定の便宜の観点から、試料の一辺と圧延直角方向（ＴＤ）とが一致するように試料を方向性電磁鋼板５０から切り出すことが好ましい。

　磁区制御処理線５２は、方向性電磁鋼板５０において実体として存在するものではなく、応力導入線９０に沿った仮想線である。従って、上述の手順で特定された応力導入線９０と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす狭角を、磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度であるとみなすことができる。

（β角の測定方法）
　方向性電磁鋼板５０におけるβ角の測定は、側面反射ラウエ法によって行う。側面反射ラウエ法は、結晶方位の測定方法として広く知られている。

（第１領域、第２領域、及び第３領域の特定方法）
　第１領域、第２領域、及び第３領域の特定方法は以下の通りである。図１０に例示されるように、まず、試料の表面に仮想的な格子Ｌを設定する。これにより、試料の表面を、格子Ｌによって区切られた複数のセルＣとして分割する。セルＣの形状は、例えば１辺２ｍｍの正方形とする。そして、セルＣそれぞれの中心を測定点として、実側面反射ラウエ法による結晶方位の測定を実施する。これにより、測定点のβ角を特定し、測定点が第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、及び第３領域Ａ３のいずれに属するかを判定する。そして、中心が第１領域Ａ１であると判定されたセルＣは、その全体にわたって第１領域Ａ１であるとみなす。同様に、中心が第２領域Ａ２であると判定されたセルＣは、その全体にわたって第２領域Ａ２であるとみなし、中心が第３領域Ａ３であると判定されたセルＣは、その全体にわたって第３領域Ａ３であるとみなす。図１０においては、第１領域Ａ１であるとみなされた測定点を黒色の丸印Ｐ１として表記し、第２領域Ａ２であるとみなされた測定点を灰色の丸印Ｐ２として表記し、第３領域Ａ３であるとみなされた測定点を黒色の丸印Ｐ３として表記している。上述の手順により、図１０及び図１１に示されるように、方向性電磁鋼板５０の表面における第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、及び第３領域Ａ３を特定することができる。

（第１領域、第２領域、及び第３領域における引張り応力存在割合の算出方法）
　磁区制御処理線５２と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度の測定方法の説明において示された手順により、図１１に示されるように、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、及び第３領域Ａ３にそれぞれにおける磁区制御処理線５２及び応力導入線９０を特定する。試料の全ての第１領域Ａ１に含まれる全ての応力導入線９０の合計長さを、試料の全ての第１領域Ａ１に含まれる全ての磁区制御処理線５２で割った値が、第１領域Ａ１における引張り応力存在割合である。同様に、試料の全ての第２領域Ａ２に含まれる全ての応力導入線９０の合計長さを、試料の全ての第２領域Ａ２に含まれる全ての磁区制御処理線５２で割った値が、第２領域Ａ２における引張り応力存在割合であり、試料の全ての第３領域Ａ３に含まれる全ての応力導入線９０の合計長さを、試料の全ての第３領域Ａ３に含まれる全ての磁区制御処理線５２で割った値が、第３領域Ａ３における引張り応力存在割合である。

（応力導入線９０における、板厚方向に対する引張り応力の測定方法）
　応力導入線９０における、板厚方向に対する引張り応力の大きさは、ＥＢＳＤ　Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ法およびＢＬＧ　Ｖａｎｔａｇｅ社製Ｃｒｏｓｓ　Ｃｏｕｒｔにより測定する。ＥＢＳＤ　Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ法は、Ａ．　Ｊ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ，　ｅｔ　ａｌ．「Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｓｔｒａｉｎ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎｓ：Ｎｅｗ　ｌｅｖｅｌｓ　ｏｆ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ」Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ　Ｖｏｌ　１０６，Ｎｏ．４－５，Ｍａｒｃｈ　２００６，Ｐ．３０７－３１３に詳細に説明されている。

　ＥＢＳＤ　Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ法およびＢＬＧ　Ｖａｎｔａｇｅ社製Ｃｒｏｓｓ　Ｃｏｕｒｔによって板厚方向に対する引張り応力の大きさを測定する際には、まず、磁区制御処理線と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度の測定方法の説明において示された手順により、応力導入線９０を特定する。次に、応力導入線９０を通り、且つ応力導入線９０に垂直に、方向性電磁鋼板５０を切断する。この切断面を、測定面として用いる。測定面に含まれる、応力導入線９０の断面に対して、ＥＢＳＤ　Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ法およびＢＬＧ　Ｖａｎｔａｇｅ社製Ｃｒｏｓｓ　Ｃｏｕｒｔによって解析を行い、板厚方向に対する引張り応力成分を抽出し、その大きさを測定する。

　測定箇所の数は、例えば１０とする。方向性電磁鋼板５０の少なくとも１箇所において、板厚方向に対する引張り応力が４０ＭＰａ以上である場合、当該方向性電磁鋼板５０が有する応力処理線における板厚方向に対する引張り応力の最大値は、４０ＭＰａ以上であると判断される。板厚方向に対する引張り応力が４０ＭＰａ以上である測定点が発見された時点で、引張り応力の測定を中止してもよい。

　応力導入線９０（即ち、板厚方向に対して所定の引張り応力が存在する部分）の、圧延方向（ＲＤ）に沿った間隔の測定方法は以下の通りである。まず、磁区制御処理線と圧延直角方向（ＴＤ）とがなす角度の測定方法の説明において示された手順により、圧延方向（ＲＤ）、及び応力導入線９０を特定する。次に、圧延方向（ＲＤ）に沿った応力導入線９０の間隔を測定すればよい。

　応力導入線９０が非単一周期で存在するか否かの判定方法は、以下の通りである。まず、上述の手順により、試料に含まれる磁区制御処理線５２及び応力導入線９０を特定する。上述の通り、「１ｃｍ当たりに平均で１０か所以上の応力導入線９０があり、それぞれの応力導入線９０の間にある非磁区細分化処理線の長さの標準偏差が２０μｍ超の場合」には、応力導入線９０が非単一周期で存在するとみなされる。従って、判定にあたっては、試料（例えば両辺の長さが１００ｍｍの矩形試料）に含まれる複数の磁区制御処理線５２それぞれにおいて、応力導入線９０が１ｃｍ当たりに平均で１０か所以上含まれるか否かを判定する。例えば、試料に含まれる１本の磁区制御処理線５２の長さがＸｃｍであり、当該磁区制御処理線５２に含まれる応力導入線９０の個数がｙ個であった場合、当該磁区制御処理線５２には、１ｃｍあたりに平均でｙ／Ｘか所の応力導入線９０があると判定される。さらに、応力導入線９０が１ｃｍ当たりに平均で１０か所以上含まれると判定された磁区制御処理線５２それぞれにおいて、非磁区細分化処理線の長さの標準偏差が２０μｍ以下であるか否かを判定する。試料に含まれる全ての磁区制御処理線５２のうち、５０％以上において応力導入線９０が非単一周期で設けられている場合、当該試料においては応力導入線９０が非単一周期で存在すると判断される。

　実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明する。ただし、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一条件例に過ぎない。本発明は、この一条件例に限定されない。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、種々の条件を採用し得る。

　板厚が０．２０ｍｍであり、８００Ａ／ｍで励磁した際の磁束密度Ｂ８が１．８７Ｔ以上であり、励磁周波数が５０Ｈｚであり、励磁磁束密度１．７Ｔで測定された鉄損が０．８０Ｗ／ｋｇ以下である、同一ロットの方向性電磁鋼板に対して、表１に示す種々の条件で磁区細分化処理を実施した。なお、いずれの実施例及び比較例においても、照射ピッチＰＬ、平均照射エネルギー密度Ｕａ、及び磁区制御処理線と圧延直角方向とがなす角度は一定値とした。これにより得られた、磁区細分化処理済みの方向性電磁鋼板の騒音、及び鉄損を評価して、表２及び表３に記載した。表２において、不適切な値には下線を付した。

　騒音及び鉄損の評価方法は以下の通りとした。まず、板厚０．２０ｍｍの方向性電磁鋼板を２０４枚積層して、三相変圧器鉄心を作成した。三相変圧器鉄心の足及びヨークの幅はともに１５０ｍｍとした。三相変圧器鉄心の外形の高さ及び幅はともに７５０ｍｍとした。これら三相変圧器鉄心の、騒音および鉄損を測定した。測定条件は、周波数５０Ｈｚ、及び励磁磁束密度１．７Ｔとした。

　騒音の測定にあたっては、当該三相変圧器鉄心が組み込まれた変圧器の周囲８箇所に、等間隔にマイクロフォンを配置した。変圧器とマイクロフォンとの距離は３０ｃｍとした。これらマイクロフォンによる騒音測定結果にＡ特性補正し、平均化することで得られた値を、方向性電磁鋼板の騒音評価結果（単位ｄＢＡ）として表３に記載した。騒音の評価結果が３２．００ｄＢＡ以下の例を、低騒音化が達成された例であると判定した。不合格と判定された騒音評価結果には下線を付した。

　鉄損は、上述の通り周波数５０Ｈｚ、及び励磁磁束密度１．７Ｔで励磁が行われたときの、一次側及び二次側の電圧及び電流をパワーアナライザで測定することにより求めた。求められた鉄損を、方向性電磁鋼板の鉄損評価結果（単位Ｗ／ｋｇ）として表３に記載した。鉄損の評価結果が０．８７０Ｗ／ｋｇ以下の例を、低鉄損化が達成された例であると判定した。不合格と判定された騒音評価結果には下線を付した。

　さらに、磁区細分化処理済みの方向性電磁鋼板における、磁区制御処理線と圧延直角方向とがなす角度、第１領域、第２領域、又は第３領域における引張り応力存在割合、及び板厚方向に対する引張り応力を測定し、表２に記載した。測定方法は、原則的に上述の手順に従った。両辺の長さが１００ｍｍの矩形試料を、騒音及び鉄損の測定用の三相変圧器鉄心から切り出して、測定に供した。板厚方向に対する引張り応力は、１０箇所で測定された。表には、１０箇所での引張り応力の測定値のうち最大の値を記載した。

　例１では、磁区細分化処理が行われなかった。例１では、応力導入線が設けられなかったので、騒音評価結果の悪化は見られなかった。一方、例１では、低鉄損化が達成されなかった。

（角度が不適切な例）
　例２では、磁区制御処理線と圧延直角方向がなす角度が過剰であった。例２においては、騒音評価結果が悪化した一方で、低鉄損化が達成されなかった。

（第１領域における引張り応力存在割合が不適切な例）
　例３及び例４では、応力の導入を均一的に行った。そして、例３及び例４では、第１領域及び第２領域の両方における引張り応力存在割合が低い水準とされた。例３及び例４においては、騒音は低い水準に抑制されていたが、低鉄損化が達成されなかった。

（第２領域における引張り応力存在割合が過剰な例）
　例５及び例６では、応力の導入を均一的に行った。そして、例５及び例６では、第１領域及び第２領域の両方における引張り応力存在割合が高い水準とされた。例３及び例４においては、低鉄損化が達成されていたが、低騒音化は達成されなかった。

　例７では、応力の導入を、β角が１°以下の箇所に対して優先的に行った。ただし、例７では平均照射エネルギー密度が低い値とされ、応力導入線における引張り応力が不足した。例７では、低鉄損化が達成されなかった。

　例８～例２５では、応力の導入を、β角が１°以下の箇所に対して優先的に行った。また、例８～例２５では、応力導入線における引張り応力の最大値も適切な範囲内とされた。例８～例２５では、低鉄損化及び低騒音化の両方が達成された。また、第１領域の引張り応力存在割合≧第３領域の引張り応力存在割合≧第２領域の引張り応力存在割合の関係が満たされた例、及び圧延方向に沿った応力導入線の間隔が１０．０ｍｍ以下の例においては、鉄損及び騒音が一層低減されていた。

３０　　画像取得装置
３１　　光源部
３３　　ＭＯセンサ
３５　　イメージセンサ
３７　　信号処理部
４０　　解析装置
４１　　演算部
４３　　メモリ
４５　　表示部
４７　　入力部
４９　　通信Ｉ／Ｆ
５０　　方向性電磁鋼板
５２　　磁区制御処理線
９０　　応力導入線（板厚方向に対して引張り応力が存在する部分）
５００　　レーザ照射装置
Ｌ　　格子
Ｃ　　セル
Ａ１　　第１領域
Ａ２　　第２領域
Ａ３　　第３領域
Ｐ１　　第１領域と判定された測定点
Ｐ２　　第２領域と判定された測定点
Ｐ３　　第３領域と判定された測定点
ＲＤ　　圧延方向
ＴＤ　　圧延直角方向

Claims (6)

1. 　方向性電磁鋼板の表面において、圧延直角方向に対して０°～４５°の角度をなし、且つ圧延方向に並ぶ磁区制御処理線の総延長のうち、非単一周期で存在し、板厚方向に対して引張り応力が存在する部分の占める割合である引張り応力存在割合が、圧延直角方向の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角であるβ角が１°以下の領域である第１領域では５０％以上であり、
   　前記引張り応力存在割合が、前記β角が２°超の領域である第２領域では５０％未満であり、
   　前記引張り応力は、最大値が４０ＭＰａ以上である、
   方向性電磁鋼板。
2. 　前記引張り応力存在割合が、前記β角が１°超２°以下の領域である第３領域では２０％以上８０％以下であり、
   　前記第１領域の前記引張り応力存在割合≧前記第３領域の前記引張り応力存在割合≧前記第２領域の前記引張り応力存在割合である、請求項１に記載の方向性電磁鋼板。
3. 　前記板厚方向に対して前記引張り応力が存在する前記部分は、圧延方向に１０．０ｍｍ以下の間隔で存在する、請求項１又は２に記載の方向性電磁鋼板。
4. 　方向性電磁鋼板の磁区画像を取得する画像取得ステップと、
   　前記磁区画像の磁区幅の空間分布と、圧延直角方向の軸まわりにおける結晶粒のＧｏｓｓ方位からのずれ角であるβ角とに基づいて、前記方向性電磁鋼板の圧延直角方向に対して０°～４５°の角度をなし、且つ圧延方向に並ぶ磁区制御処理線のうち、引張り応力を導入する箇所を決定する決定ステップと、
   　前記磁区制御処理線のうち、前記決定ステップで決定された箇所に前記引張り応力を導入する応力導入ステップと、
   　を含む、方向性電磁鋼板の製造方法。
5. 　前記決定ステップは、前記磁区制御処理線のうち、前記β角が１°以下の箇所を、前記引張り応力を導入する箇所として決定する、請求項４に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
6. 　前記決定ステップは、２次元フーリエ変換を用いて、前記磁区画像から前記引張り応力を導入する箇所を決定する、請求項４又は５に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。

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