技術記事 · 2026-10-27

電磁鋼板とケイ素鋼板は違うのか？ 名称から完成コアまでの完全ガイド

二つの名前、一つの軟磁性鋼のグループ。このガイドでは、ある鋼板と別の鋼板を本当に分けているもの――ケイ素、結晶粒の方向、板厚、被膜、加工――と、コアが狙いどおりの性能を出せるよう仕様を書く方法を説明します。

要点

ほぼすべての産業分野で、「電磁鋼板」と「ケイ素鋼板」は同じ材料です。プロジェクトを左右するのは名称ではなく、グレード、板厚、結晶粒構造、被膜、加工品質です。

• 電磁鋼板は用途による名前、ケイ素鋼板は合金による名前です。二種類の別の鋼ではありません。
• ケイ素は電気抵抗率を上げて渦電流損を下げますが、鋼帯を硬く脆くもします。市販グレードはその両方のバランスを取っています。
• 本当の分かれ目は結晶粒の方向です。変圧器には方向性、モーターには無方向性を使います。
• グレード、板厚、保証鉄損とその測定条件、被膜、加工方法を取り決めること。納入時に確認できるのはこれらです。

購買担当、設計者、製鉄所は毎日この二つの言葉を混ぜて使っています。問題が言葉そのものから起きることはまれで、打ち抜いたサンプルを測定して初めて、双方が別のグレードを想定していたと分かるときに起きます。磁路、周波数、鉄損目標、コアの作り方から話を始めれば、これを防げます。

1. 一つの材料に二つの名前

「電磁鋼板」は用途に基づく名前です。この鋼はモーター、変圧器、発電機、リアクトル、リレーの中で、荷重を支えるためではなく磁束を通すために使われます。「ケイ素鋼板」は化学成分に基づく名前で、鉄に意図的にケイ素を加えたもの、つまり磁心に適した性質を与える元素を含む鋼です。貿易書類では silicon electrical steel、lamination steel、core steel なども同じグループを指します。

二つの名前は同じ製品を別の角度から表しています。ある人は「ステンレス」と言い、別の人は合金記号で呼ぶのと同じです。

二つの名前が今も併用される理由

初期の技術文献は「ケイ素鋼板」を好んで使いましたが、モーターと変圧器の産業が成熟するにつれ、「電磁鋼板」が規格上の正式な分類になりました。中国では両方が一般的で、製鉄所や商社は 硅钢、設計者や規格は 电工钢 と言います。会話では問題になりませんが、契約では危険です。「ケイ素鋼板」とだけ書いた注文では、文言に合うどのクラスを納めても構わないことになります。

名称の次に決めるべき五つの質問

• どの規格のどのグレードか。例：GB/T 2521、IEC 60404、EN 10106/10107、そして B27P100 や B50A470 のような具体的グレード。
• 公称板厚と公差は。市販の鋼板はおよそ 0.18～0.65 mm です。
• 保証鉄損と磁束密度の値、そしてその測定条件は。P1.5/50 と P1.7/50 は直接比較できません。
• 被膜の種類と厚さは。積層間の絶縁、耐食性、溶接性、打ち抜き性を左右します。
• どの形態で納入し、どの加工を誰が行うか。コイル、スリットコイル、シート、打ち抜き品、焼鈍。

この五つの答えを技術協定に書き込むほうが、用語の議論よりはるかに役立ちます。覚えやすい原則は「名前は会話のため、グレードは受け入れ検査のため」です。

2. 役割：荷重ではなく磁束を通す

電磁鋼板は軟磁性材料です。「軟」は強度ではなく磁性の話で、磁化も消磁も容易、保磁力が低く、ヒステリシスループが細いため、繰り返し磁化しても失うエネルギーはわずかです。

効率と温度上昇を決める二つの損失

ヒステリシス損は、各サイクルで磁壁を動かし磁区を反転させるのに使われるエネルギーです。B-H ループの面積に等しく、ループが太いほど損失は大きく、周波数が高いほど 1 秒あたりのサイクル数が増えます。

渦電流損は、交番磁界が金属内部に誘導する電流が、鋼自身の抵抗で熱を出すことで生じます。周波数と磁束密度とともに急速に増え、板厚にも非常に敏感です。同じ周波数と磁束密度なら、板厚を半分にすると古典的渦電流損はおよそ 4 分の 1 になります。だからコアは、間に絶縁被膜をもつ薄板で作られます。

異常損（付加損）という言葉もありますが、まず理解すべき二つのてこはヒステリシスと渦電流です。

設計者が比べる三つの指標

• 透磁率――鋼の磁化しやすさ。透磁率が高いほど同じ磁束に必要な励磁電流が少なく、効率と出力密度が上がります。
• 鉄損――指定した磁束密度と周波数での 1 kg あたりの総損失（W/kg）。測定条件のない鉄損値にはあまり意味がありません。
• 抵抗率――高いほど渦電流は弱くなります。これを上げることがケイ素を加える主な理由です。

飽和磁束密度、占積率、被膜密着性、降伏強さ、磁歪も仕様に登場します。どれも特定の設計で重要ですが、単純に「高いほど良い」ものはありません。

普通鋼やステンレス鋼では代用できない理由

普通鋼は安くて強いものの、ヒステリシス損と渦電流損がはるかに大きく、磁気特性もロットごとにばらつきます。コアにすると発熱し、エネルギーを無駄にします。ステンレス鋼は耐食性のために設計されており、オーステナイト系はほぼ非磁性、フェライト系は磁性があっても電磁鋼板の低鉄損には届きません。コアはまず磁気部品であり、機械部品であるのはその次です。

3. ケイ素：抵抗率と効率の交換

鉄に固溶したケイ素は抵抗率を上げ、抵抗率が上がれば渦電流損は下がります。変圧器や高速モーターにとって効果は直接的です。ただし含有量が増えるにつれて効果は頭打ちになり、加工は難しくなっていきます。

ケイ素は結晶磁気異方性と保磁力も下げ、磁壁を動きやすくします。その結果ヒステリシス損が減り、透磁率が上がります。代わりに飽和磁束密度がやや下がるため、高ケイ素グレードは鉄損では最も強い一方、非常に高い磁束密度が必要な設計では不利になります。

ケイ素が増えると鋼帯は硬く脆くなります。打ち抜き時のかえりやエッジ割れが増え、金型の摩耗も早く、特に薄手で顕著です。そのため市販グレードのケイ素量はおおむね 0.5～3.5 %、方向性は約 3 %、無方向性はより広い範囲にあります。

ケイ素はどこから来るのか

ケイ素は製鋼工場でフェロシリコンという冶金用合金として加えられ、半導体グレードのケイ素ではありません。目標は正確な成分、清浄な鋼、安定した鋳造と圧延で、フェロシリコンの価格と歩留まりはグレードのコストに反映されます。その後、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍、被膜でグレードに必要な集合組織と表面が作られます。

4. 結晶粒構造：方向性と無方向性

方向性電磁鋼板（GO、CRGO）は、ほとんどの結晶がゴス集合組織をとり、磁化容易軸が圧延方向にそろうまで圧延・焼鈍されます。その方向では鉄損が非常に低く透磁率が非常に高い一方、直角方向では性能が大きく落ちます。これは磁束が鋼帯に沿って流れる変圧器コアに合っています。成分、熱間・冷間圧延、脱炭焼鈍、高温焼鈍、被膜という各工程がすべて集合組織のためにあり、GO が高価なのはそのためです。

無方向性電磁鋼板（NGO、CRNGO）は結晶粒がよりランダムで、板面のどの方向にも使える特性をもちます。ステーターとローターは回転磁界を受けるため、一方向の記録的な低鉄損より均一性が重要です。NGO は一つの製品ではなく系列で、標準品、高級品、薄手、高強度の各シリーズで鉄損と価格が大きく異なります。

グレード名の読み方

最初の数字は 1/100 mm 単位の公称板厚、文字は系列、最後の数字は 1/100 W/kg 単位の保証鉄損です。製鉄所は被膜記号や接尾語を加え、GO と NGO では測定磁束密度も異なるため、二つの数字を比べる前に測定条件を確認してください。まず磁束がどこを通るかを問いましょう。方向を間違えれば、低い鉄損も役に立ちません。

5. 選定：まず磁路を描く

次の順で考えます。磁束の方向、次に周波数と磁束密度、次に効率とコストの目標、最後に加工と供給。各段階が次の選択肢を絞り込みます。

変圧器：まず方向性

変圧器では磁束が積層板に沿って流れるため、圧延方向での GO の低鉄損と高透磁率が生きます。薄い GO なら渦電流損はさらに下がります。配電用変圧器は無負荷損で評価され、GO の低い磁歪は騒音対策にも役立ちます。巻鉄心やステップラップ積層は方向性をうまく使うための構造です。磁束が圧延方向から外れる部分では優位性がすぐに縮むため、不要な横方向磁束を避け、せん断、穴あけ、締め付けの応力も性能を削ることを忘れないでください。

EV 駆動モーター：薄手の無方向性

高回転・高基本周波数では損失に占める渦電流の割合が増えるため、0.20～0.30 mm の薄手 NGO が標準の 0.35 や 0.50 mm より有利です。ただし薄くするには代償があり、かえりの管理が難しく、占積率が下がり、金型の摩耗が早く、材料費も上がります。高速モーターのローターブリッジには強度も必要なため、高強度 NGO グレードが使われます。選定は磁気特性、機械特性、疲労特性のバランスになります。

産業用モーターと家電：コストと効率のバランス

ファン、ポンプ、コンプレッサー、家電用モーターは大量生産され、0.35、0.50、0.65 mm の標準 NGO が通常最もコストパフォーマンスに優れます。安定した打ち抜き性、被膜密着性、確実な供給は鉄損と同じくらい重要です。より高い効率クラスのためにグレードを上げたり薄くしたりするのは、寿命期間の省エネ効果が価格と工程の差を上回る場合に限って意味があります。

購買チェックリスト：あいまいな要望を検証できる条件にする

• 規格とグレード：適用規格、グレード、製鉄所、相当品を認めるかどうか。
• 寸法：公称板厚と公差、幅、幅方向の板厚差、キャンバー。
• 磁気特性：保証鉄損と磁束密度、測定条件、サンプリング方法。
• 被膜：種類、厚さ、密着性、絶縁抵抗、溶接・打ち抜きへの適性。
• 表面とエッジ：さび、傷、エッジ割れ、かえり。
• 加工と焼鈍：打ち抜き適性、焼鈍条件、被膜の耐熱上限。
• 供給と均一性：チャージ間の安定性、納期、ミルシート、トレーサビリティ。

最も忘れられやすいのは 4 と 6 です。「材料は良いのに結果が悪い」ケースの多くは、最後に被膜か焼鈍にたどり着きます。要するに、磁路を決め、次に周波数、次に鉄損を決め、それから初めて価格を比べることです。

6. コイルからコアへ：結果を決めるのは加工

電磁鋼板は届いた時点ではまだ完成品ではありません。スリット、切断または打ち抜き、焼鈍、被膜、積層のどれもが、良い材料を台無しにすることも、普通の材料を安定して働かせることもあります。グレードが上限を決め、加工がその上限にどこまで近づけるかを決めます。

スリットと打ち抜き：かえりは見えない敵

スリットは幅精度とエッジ品質を決めます。幅の誤差、大きなかえり、強いエッジ応力は打ち抜きや積層で増幅され、鉄損や騒音として現れます。打ち抜きでは、金型クリアランス、刃先の摩耗、速度、潤滑がかえり高さと切断面の品質を決めます。かえりは被膜を傷つけ、隣の板とつながって渦電流に再び通り道を与えることがあります。板厚差やキャンバーは幾何学の問題に見えますが、積層精度、ギャップ、締め付けに影響します。

焼鈍と被膜：限度内で特性を回復させる

切断は鋼に応力を残し、透磁率を下げ鉄損を上げます。歪取り焼鈍で一部は回復しますが、温度、時間、雰囲気、昇温・冷却速度はグレードと被膜に合わせる必要があります。温度が高すぎると結晶粒の粗大化、表面酸化、被膜損傷が起こり、雰囲気が不適切だと脱炭や浸炭が起こります。被膜は絶縁、耐食性、打ち抜き性、溶接性を決め、薄すぎれば絶縁が不足し、厚すぎれば占積率が下がります。

積層：最後の工程で、最も見落とされやすい

積層は板間絶縁、占積率、締め付け、寸法安定性を決めます。リベット、溶接、カシメ、接着はそれぞれ固有の電気的・機械的接触を生みます。積層によって板間に導電経路ができると、渦電流が被膜を迂回して鉄損が上がります。締め付けが強すぎても弱すぎても騒音と温度に影響します。

だから経験豊富な購買担当者は、グレードと加工の両方を監査します。HXES は宝鋼の電磁鋼板を湖南の自社加工工場と組み合わせて供給しています。スリット、定尺切断、打ち抜き、コア積層を一つの品質体制で行い、コイル番号で追跡できるため、グレードの性能が完成コアまで届きます。

7. よくある六つの誤解

• 「電磁鋼板とケイ素鋼板は別の材料だ」。ほとんどの産業用途では、一つのグループの二つの名前です。言葉ではなく、グレードと技術協定を確認してください。
• 「ケイ素は多いほど良い」。ケイ素は渦電流を減らしますが、脆さと金型摩耗を増やし、飽和磁束密度をやや下げます。市販グレードはバランス点にあります。
• 「ステンレスで電磁鋼板の代わりになる」。ステンレスが解決するのは腐食で、損失ではありません。オーステナイト系はほぼ非磁性、フェライト系は磁性があってもコアに必要な低損失と均一性がありません。
• 「薄いほど常に良い」。薄手は渦電流損を下げますが、コストとかえりのリスクを上げ、占積率と剛性を下げます。得かどうかは周波数、磁束密度、製造能力次第です。
• 「同じグレードなら同じ性能」。切断、焼鈍、被膜、積層、締め付けのすべてが最終的なコア鉄損を変えます。材料は出発点にすぎず、結果は工程で決まります。
• 「測定条件に関係なく、鉄損の数字は低いほど良い」。P1.5/50、P1.7/50、あるいは別の周波数や磁束密度での鉄損は比較できません。まず測定条件をそろえましょう。

8. 結論：大切なのは名前ではなく仕様

電磁鋼板とケイ素鋼板は同じ材料か。ほぼすべての産業分野で答えはイエスです。どちらも、電磁機器のためにケイ素を加えた鉄基の軟磁性鋼を指し、一方は用途を、もう一方は合金を強調しています。

プロジェクトを決めるのは名前の背後にあるすべて――グレード、結晶粒構造、板厚、被膜、鉄損、磁束の方向、加工品質、供給の安定性――です。ですから「これは電磁鋼板かケイ素鋼板か」ではなく、「どのグレードか、板厚は、保証鉄損は、被膜は、磁束はどこを通るか、どう打ち抜いて焼鈍するか」と問いましょう。それらに答えが出れば、名前はもう重要ではありません。

新しいプロジェクトを準備中でしたら、下の 1 ページの依頼表に記入し、お問い合わせフォームまたは sales@huaxinelecsteel.com へお送りください。HXES は営業日 24 時間以内にお見積りをお返しします。

よくある質問

電磁鋼板とケイ素鋼板は同じ材料ですか？

ほとんどの産業用途では同じです。どちらもモーター、変圧器、発電機に使う鉄・ケイ素系の軟磁性鋼を指します。厳密には電磁鋼板は用途を、ケイ素鋼板は成分を表すので、契約ではグレードと規格を明記すべきです。

なぜ普通鋼は変圧器コアに使えないのですか？

ヒステリシス損と渦電流損が大きく、磁気特性も均一でないため、コアの発熱が増えて効率が下がり、ひどい場合は過熱します。

なぜ板厚が重要なのですか？

渦電流損は板厚に強く依存し、同じ周波数と磁束密度なら板厚が半分で古典的渦電流損はおよそ 4 分の 1 になります。そのため高周波・高速の設計は薄手を好みますが、コスト、占積率、打ち抜きの難しさとのバランスが必要です。

ステンレス鋼は電磁鋼板の一種ですか？

いいえ。ステンレス鋼は耐食性のために設計されたもので、磁心向けではありません。オーステナイト系はほぼ非磁性、フェライト系は磁性があっても効率の良いモーターや変圧器のコアには一般に向きません。

鉄損とは何ですか？

交番磁界の中でコアが熱に変えるエネルギーで、主にヒステリシス損と渦電流損、さらに付加損からなります。単位は W/kg で、測定時の磁束密度と周波数を必ず明記します。

方向性は無方向性より常に優れていますか？

いいえ。GO が優れるのは圧延方向だけで、磁束が固定された変圧器に向きます。NGO はどの方向にも均一で、モーターの回転磁界に向きます。磁路を誤れば GO の利点は消えます。

1 ページ依頼表のひな形

サプライヤーに連絡する前にこの表を埋めてください。普段なら何往復もかかる質問に、一通のメッセージで答えられます。

画像クレジットと参考資料

Wikimedia Commons の写真は各ライセンスに従って使用し、作者を各キャプションに記載しています。CC BY-SA の画像は同じライセンスでのみ再利用できます。三つの模式図は傾向を示すために HXES が作成したもので、測定データではありません。

• GB/T 2521.1 冷間圧延電磁鋼帯・鋼板 第 1 部：無方向性
• GB/T 2521.2 冷間圧延電磁鋼帯・鋼板 第 2 部：方向性
• IEC 60404-2 エプスタイン試験器による電磁鋼帯・鋼板の磁気特性測定方法
• 宝鋼電磁鋼板の製品データ（HXES のグレードページに掲載）

本記事は材料の解説と選定の参考のためのもので、性能を保証するものではありません。グレード、鉄損値、被膜、工程条件は、現行規格、ミルシート、試験報告書に従います。