JP6201747B2 - 積層コアの焼鈍方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層コアの焼鈍方法に関する。詳しくは、電磁鋼板などが積層されて構成される積層コアの焼鈍方法であって、ひずみを除去して鉄損を減少させるための焼鈍方法に関する。

電動機に適用される一般的な積層コアは、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて積層させ、溶接やカシメなどによって接合することによって形成される。ところで、電磁鋼板には、打ち抜き加工の際にひずみが生じることがある。電磁鋼板にひずみが生じると、鉄損が増加して電動機のエネルギー効率が低下する。このため、打ち抜いた電磁鋼板を積層して接合した後に、焼鈍装置を用いてひずみを除去するために焼鈍が実施されることがある。このため、たとえば特許文献１〜３に記載のように、打ち抜いた電磁鋼板を積層して接合した後に、ひずみを除去するために焼鈍が実施されることがある。

国際公開第２０１３／１１１７２６号 特開２００３−３１９５８７号公報 特開２００３−３１９６１８号公報

電磁鋼板により形成される積層コアの焼鈍方法の例として、たとえば、加熱炉を用いて７５０℃以上に加熱し、さらに均熱化のために２時間程度にわたって加熱を継続し、その後徐冷するという方法が用いられる。このように、積層コアの焼鈍においては、積層コアを長時間にわたって加熱する必要がある。このため、積層コアの焼鈍は生産性が低いという問題点があった。そこで、生産性の向上を図るために、加熱時間を短縮したいという要請がある。加熱時間を短縮するため、たとえば特許文献１には、積層コアの内部に棒状のハロゲンヒーターを挿入し、積層コアを内周側（歯が形成される側）から加熱する構成が開示されている。このほか、特許文献２および特許文献３には、歯どうしの間（スリット）にニクロム線などの電熱線を挿入して積層コアの歯を加熱する方法が開示されている。
しかしながら、これらの方法では、積層コアの軸線方向について偏温が生じるおそれがある。特に、複数の積層コアを重ねて同時に加熱する場合には、偏温が生じやすくなる。そして、偏温が大きくなると、最も昇温の速い部位で目標温度を設定すると、昇温が遅い部位では焼鈍の効果が低くなるおそれがある。一方、最も昇温の速い部位で目標温度を設定すると、昇温の速い部位の温度が高くなりすぎ、変形などが生じるおそれがある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、電磁鋼板が積層されて構成される積層コアの焼鈍において、偏温を防止しつつ、加熱時間の短縮を図ることができる焼鈍装置および焼鈍方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、積層された電磁鋼板を有し内周側に複数の歯が形成される積層コアの焼鈍方法であって、棒状のヒーターを前記積層コアの内周側に配置するとともに、前記積層コアよりも熱伝導率が高い材料からなる棒状または板状の伝熱部材を前記歯どうしの間に入れ込み、前記ヒーターおよび前記伝熱部材の軸線方向の寸法は前記積層コアの軸線方向の寸法よりも長く、前記ヒーターおよび前記伝熱部材の端部を前記積層コアの端面から突出させ、前記積層コアの端面を、前記伝熱部材に接合された蓋部材によって覆い、前記積層コアの端面と前記蓋部材との間であって前記蓋部材の前記積層コアの前記端面の側の面には、前記蓋部材および前記伝熱部材よりも熱伝導率が低い材料からなり、前記積層コアの軸線方向視において前記蓋部材と略同じ寸法および形状である遮熱部材を介在させ、前記ヒーターによって前記歯および前記伝熱部材を加熱するとともに、前記伝熱部材によっても前記歯を加熱することを特徴とする。

本発明によれば、電磁鋼板が積層されて構成される積層コアの焼鈍において、偏温を防止しつつ、加熱時間の短縮を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態にかかる焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態にかかる焼鈍方法で用いる治具の構成を模式的に示す分解斜視図である。 図３は、治具が積層コアに取付けられた状態を模式的に示す断面図であり、積層コアの軸線方向に直角な面で切断した図である。 図４は、治具が積層コアに取付けられた状態を模式的に示す断面図であり、積層コアの軸線方向に平行な面で切断した図である。 図５（ａ）は伝熱部材の断面形状の第１の例を示す断面図であり、図５（ｂ）は伝熱部材の断面形状の第２の例を示す断面図である。 図６は、チャンバーを用いた焼鈍方法を模式的に示す断面図である。 図７は、焼鈍対象物である積層コアの構成例を模式的に示す外観斜視図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態にかかる焼鈍方法は、電動機用の積層コアの焼鈍に用いられる。ここで、焼鈍対象物である積層コアの構成例について、図７を参照して簡単に説明する。図７は、焼鈍対象物である積層コア９の構成例を模式的に示す外観斜視図である。積層コア９は、環状に打ち抜き加工された複数の電磁鋼板９１が積層されており、全体として軸線方向に貫通する円筒状の構成を有する。積層コア９の内周側には、複数の歯９２が形成される。複数の歯９２は凸状の構成を有し、それぞれ半径方向の中心側に向かって突出し、軸線方向に延伸する。そして、複数の歯９２は、円周方向に所定の間隔をおいて並ぶように形成される。説明の便宜上、歯９２どうしの間の隙間を「スリット９３」と記し、歯９２の半径方向中心側を向く面を「歯９２の頂面９２１」と記し、歯９２の円周方向を向く面（円周方向に隣接する歯９２に対向する面）を「歯９２の側面９２２」と記す。

図１は、本発明の実施形態にかかる焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、本発明の実施形態にかかる焼鈍方法では、単数または複数の棒状のヒーター２（以下、単に「ヒーター２」と記す）と、均熱などのための治具１（以下、単に「治具１」と記す）とを用いる。そして、治具１を積層コア９に取付けるとともに、単数または複数のヒーター２を積層コア９の内周側に挿通し、積層コア９を内周側から加熱する。本発明の実施形態では、ヒーター２を積層コア９の内周側に挿通するとともに、治具１を積層コア９に取付けることによって、積層コア９の軸線方向の均熱化を図りつつ、加熱時間の短縮を図る。さらに、治具１によって、積層コア９の変形を防止または抑制する。なお、図１においては、４本のヒーター２が用いられる構成を示すが、ヒーター２の数は限定されるものではない。

ヒーター２には、棒状のハロゲンヒーター（ハロゲンランプヒーターとも称する）が適用される。特に、近赤外線（０．７８〜２．０μｍの波長帯域の赤外線）または近赤外の波長帯域を含む赤外線を発する棒状のハロゲンヒーターが好適である。ハロゲンヒーターは、たとえば、筒状の石英ガラス管の内部にタングステンフィラメントが設けられるとともに、不活性ガスおよびハロゲン物質が封入されるという構成を有する。なお、ヒーター２には、公知の各種ハロゲンヒーターが適用できる。したがって、ヒーター２の詳細な構成については、説明を省略する。
また、ヒーター２には、発熱部分（電極などを除いた赤外線を発する部分）の軸線方向の寸法が積層コア９の軸線方向の寸法よりも長いものが用いられる。そして、焼鈍の際には、ヒーター２は、軸線方向の中間部が積層コア９の内周側に収容され、両端部が積層コア９の端面９４から突出するように配置される。複数の積層コア９を重ねて同時に焼鈍する場合には、ヒーター２には、発熱部分の軸線方向の寸法が、重ねられた積層コア９の軸線方向の寸法の合計よりも長いものが用いられる。

治具１は、積層コア９の軸線方向の均熱化を図る機能と、積層コア９の変形を防止または抑制する機能とを有する。図２は、治具１の構成を模式的に示す分解斜視図である。図３と図４は、治具１が積層コア９に取付けられた状態を模式的に示す断面図である。なお、図３は、積層コア９の軸線方向に直角な面で切断した断面図であり、図４は、積層コア９の軸線方向に平行な面で切断した断面図である。なお、図４においては、ヒーター２を省略してある。
図２〜図４に示すように、治具１は、所定の数の伝熱部材１１と、蓋部材１３と、遮熱部材１４とを含む。そして、所定の数の伝熱部材１１と、蓋部材１３と、遮熱部材１４とは、結合・分離可能に構成される。

伝熱部材１１は、積層コア９のスリット９３に挿入可能な細長い板状または棒状に形成される。また、伝熱部材１１は、銅などといった熱伝導率が高い材料により形成される。特に、少なくとも焼鈍対象物である積層コア９の材料（本実施形態では電磁鋼板９１）よりも熱伝導率が高い材料によって形成される。そして、所定の数（具体的には、スリット９３と同数）の伝熱部材１１は、治具１が積層コア９に取付けられた状態で各々の伝熱部材１１が各々のスリット９３に入り込むように、円周方向に所定の間隔をおいて円環状に並べて配置される。また、伝熱部材１１の軸線方向の寸法は、積層コア９の軸線方向の寸法よりも長い。複数の積層コア９を重ねて同時に焼鈍する場合には、伝熱部材１１の軸線方向の寸法は、重ねられた複数の積層コア９の軸線方向の寸法の合計よりも長い。このため、治具１が積層コア９に取付けられると、伝熱部材１１の軸線方向の中間部は積層コア９の内周側に収容され、両端部は積層コア９の端面９４から突出する。

伝熱部材１１どうしは、連結部材１２によって、前述のような配置を維持するように接合されている。連結部材１２は、たとえば軸線方向に貫通する筒状に形成される。なお、連結部材１２の内径は、単数または複数のヒーター２を挿通可能な径に設定される。そして、所定の数の伝熱部材１１は、軸線方向の端部において、連結部材１２により一体に接合されている。また、各図においては、所定の数の伝熱部材１１が半径方向の内側において接合される構成を示すが、半径方向の中間や外側において接合される構成であってもよい。
なお、連結部材１２は、治具１が積層コア９に取付けられた状態で積層コア９の内周側に位置する部分には設けられない。このため、治具１が積層コア９に取付けられた状態であっても、積層コア９の歯９２の頂面９２１は、連結部材１２などに覆われることなく露出している（図３、図４参照）。このため、ヒーター２が発する赤外線を、歯９２の頂面９２１に直接に照射できる。

ここで、伝熱部材１１の断面形状の例について説明する。図５（ａ）は断面形状の第１の例を示す断面図であり、図５（ｂ）は断面形状の第２の例を示す断面図である。
図５（ａ）に示す第１の例は、スリット９３とほぼ同じ形状に形成される例である。図５（ａ）に示すように、スリット９３の断面形状が略四辺形である場合には、伝熱部材１１の断面形状もスリット９３の形状に倣った略四辺形に形成される。そして、第１の例によれば、伝熱部材１１がスリット９３に入れ込まれると、伝熱部材１１の円周方向を向く面（以下、「伝熱部材１１の円周側面１１２」と記す）と歯９２の側面９２２とが接近してほぼ平行な状態で対向するか、または接触する。このような構成であると、ヒーター２が発する赤外線は、伝熱部材１１の半径方向中心側を向く面（以下、「伝熱部材１１の内側面１１１」と記す）に照射される。そして、伝熱部材１１の内側面１１１にヒーター２から赤外線が照射されると、伝熱部材１１が加熱されて温度上昇し、伝熱部材１１の円周側面１１２から歯９２の側面９２２に、伝導や放射によって熱が伝わる。これにより、積層コア９の歯９２が加熱される。

図５（ｂ）に示す伝熱部材１１の第２の例は、半径方向中心側に向かうにしたがって先細り形状となる略二等辺三角形に形成される例である。そして、二等辺三角形の底辺に相当する面が積層コア９の歯９２どうしの間の内周面に対向し、残りの２つの面（以下、「伝熱部材１１の傾斜面１１３」と記す）のそれぞれが積層コア９の歯９２の側面９２２に傾斜した状態で対向する。このため、伝熱部材１１の傾斜面１１３と歯９２の側面９２２との間隔は、半径方向中心側に向かうにしたがって大きくなる。
第２の例によれば、ヒーター２が発する赤外線は、伝熱部材１１の傾斜面１１３に照射される。そして、伝熱部材１１は赤外線の照射によって温度上昇し、伝熱部材１１の傾斜面１１３から歯９２の側面９２２に向けて赤外線が照射される。さらに、伝熱部材１１の傾斜面１１３に照射された赤外線の一部は、反射によって歯９２の側面９２２に達する。これにより、積層コア９の歯９２の側面９２２に赤外線が照射され、積層コア９の歯９２が加熱される。
第２の例では、伝熱部材１１の傾斜面１１３とは９２の側面９２２との隙間は、半径方向の中心側に向かって大きくなるから、ヒーター２が発する赤外線はこれらの隙間に入りやすい。さらに、伝熱部材１１の傾斜面１１３とは９２の側面９２２とは傾斜して対向しているから、伝熱部材１１の傾斜面１１３で反射して歯９２の側面に入射する赤外線の入射角を小さくできる（歯９２の側面に対して直角に近くできる）。したがって、加熱の効率を高めることができる。

蓋部材１３は、積層コア９の端面９４を覆う部材である。そして蓋部材１３は、ヒーター２が発する赤外線を、積層コア９の端面９４に直接に照射されないように遮断する。また、蓋部材１３は、ヒーター２の熱を伝熱部材１１に伝える機能と、積層コア９の変形を防止または抑制する機能も有する。
蓋部材１３は、たとえば板状に形成される。また、蓋部材１３は、伝熱部材１１と同様に、銅などといった熱伝導率が高い材料（特に、積層コア９の材料よりも熱伝導率が高い材料）により形成される。
蓋部材１３の半径方向中心部には、軸線方向に貫通する開口部が形成される。この開口部は、単数または複数のヒーター２を挿通可能な内径に形成される。また、開口部の内周面は、伝熱部材１１が係合可能な所定の数（ここでは、伝熱部材１１と同数）の凹部または貫通孔が、円周方向に所定の間隔をおいて形成される。図２においては、各々の伝熱部材１１が係合可能な凹部が形成される構成を示す。ただし、各々の伝熱部材１１を挿通可能な貫通孔が形成される構成であってもよい。
また、蓋部材１３は、伝熱部材１１に結合されると、連結部材１２の軸線方向の一方の端面に当接するように形成される。たとえば、蓋部材１３の開口部の内径が、連結部材１２の外径よりの小さい径に設定される。

このような構成であると、蓋部材１３は、伝熱部材１１に、連結部材１２によって一体に接合されている側とは反対側の端部（図２においては下側の端部）から着脱可能である。
さらに、蓋部材１３は、治具１が積層コア９に取付けられた状態で、積層コア９の端面９４の全体を覆う寸法および形状に形成されることが好ましい。蓋部材１３が積層コア９の端面９４の全体を覆うことができる寸法および形状であれば、積層コア９の端面９４にヒーター２から赤外線が直接に照射されることを防止できる。さらに、積層コア９の端面９４を均一に押さえることによって、積層コア９の変形を防止または抑制できる。

遮熱部材１４は、蓋部材１３から積層コア９の端面９４に熱の伝達を防止または抑制する部材である。この機能を実現するため、遮熱部材１４は、伝熱部材１１および蓋部材１３に比較して、熱伝導率が低い材料により形成される。たとえば、遮熱部材１４は、セラミックなどから形成される。そして、遮熱部材１４は、蓋部材１３の積層コア９の端面９４寄りの面に着脱可能に重ねて配置される。たとえば、遮熱部材１４は、軸線方向視において、蓋部材１３と略同じ寸法および形状に形成される。このような構成であれば、遮熱部材１４は、蓋部材１３と同様に伝熱部材１１に着脱可能である。そして、治具１が積層コア９に取付けられると、積層コア９の端面９４と蓋部材１３との間に遮熱部材１４が介在する。このため、蓋部材１３から積層コア９に伝導や放射によって熱が伝わることを防止または抑制できる。

次に、本発明の実施形態にかかる焼鈍方法の手順について説明する。本発明の実施形態に係る焼鈍方法は、積層コア９の一方の端面９４が上側を向く姿勢（積層コア９の軸線が略鉛直になる姿勢）で行われる。

まず、図１に示すように、積層コア９に治具１が取り付けられるとともに、積層コア９の内周側に単数または複数のヒーター２が挿通される。すなわち、支持台などに一方の蓋部材１３と一方の遮熱部材１４とを重ねて載置し、それらの上側に積層コア９を載置する。複数の積層コア９を同時に焼鈍する場合には、複数の積層コア９を同軸に重ねて載置する。さらに、積層コア９の上側の端面９４に遮熱部材１４を載置し、遮熱部材１４の上側に蓋部材１３を載置する。これにより、積層コア９の両方の端面９４は、それぞれ遮熱部材１４と蓋部材１３とに覆われる。また、積層コア９の端面９４は遮熱部材１４と接触しており、蓋部材１３とは直接には接触していない。
この状態で、伝熱部材１１を積層コア９の内周側に上側から挿通する。伝熱部材１１が挿通されると、各々の伝熱部材１１は、蓋部材１３および遮熱部材１４の内周面に形成される凹部に係合する（凹部の内周面に接触する）。さらに、各々の伝熱部材１１は、図３〜図５に示すように、積層コア９の各々のスリット９３に入り込む。また、連結部材１２が蓋部材１３の上面に載る。これにより、伝熱部材１１は、軸線方向の両端が積層コア９の端面９４から突出した位置に位置決めされる。さらに、積層コア９の上側の端面９４は、蓋部材１３と遮熱部材１４と伝熱部材１１の自重によって押さえつけられる。
なお、この状態では、積層コア９の歯９２は、治具１に覆われることなく露出している（図３〜図５参照）。

ヒーター２は、歯９２の頂面９２１および伝熱部材１１の所定の面（第１の例であれば内側面１１１、第２の例であれば傾斜面１１３）に、直接かつ軸線方向に均一に赤外線を照射できるように配設される。たとえば、単数のヒーター２が用いられる場合には、当該単数のヒーター２が積層コア９の内周側の中心に配設される。また、複数のヒーター２が用いられる場合には、複数のヒーター２が積層コア９の中心から等距離の位置に、円周方向に等間隔に並べて配設される。
さらに、ヒーター２の軸線は積層コア９の軸線と平行であることが好ましい。このような構成によれば、積層コア９の軸線方向の全長にわたって、ヒーター２と歯９２および伝熱部材１１との距離を均一にできる。したがって、歯９２および伝熱部材１１の全長にわたって、均一な強度の赤外線を照射できる。

そして、ヒーター２に通電し、積層コア９を所定の温度に到達するまで加熱する。「所定の温度」は、７００℃以上であることが好ましい。また、「所定の温度」は、従来の焼鈍方法における加熱温度と同じ７５０℃であってもよい。

前述のとおり、ヒーター２の軸線方向の中間部は、積層コア９の内周側に配設される。このため、積層コア９は内周側（歯９２が形成される側）から加熱される。すなわち、歯９２の頂面９２１は治具１に覆われずに露出しているため、ヒーター２が発する赤外線は、歯９２の頂面９２１に直接に照射される。また、ヒーター２が発する赤外線は、スリット９３に入れ込まれている伝熱部材１１の内側面１１１または傾斜面１１３にも照射される。伝熱部材１１は、赤外線が照射されて温度上昇すると、伝導や放射や反射によって歯９２の側面９２２に熱を伝える。前述のとおり、第１の例（図５（ａ）参照）によれば、伝熱部材１１の内側面１１１にヒーター２から赤外線が照射されると、伝熱部材１１が温度上昇する。そして、伝熱部材１１の円周側面１１２から歯９２の側面９２２に、伝導や放射によって熱が伝達される。一方、第２の例（図５（ｂ）参照）によれば、ヒーター２から伝熱部材１１の傾斜面１１３に赤外線が照射されると、その一部によって伝熱部材１１が温度上昇して歯９２の側面９２２に向けて赤外線を照射する。また、残りの赤外線は、伝熱部材１１の傾斜面１１３で反射して歯９２の側面９２２に照射される。これにより、歯９２の側面９２２に赤外線が照射され、歯９２が加熱される。

伝熱部材１１は、熱伝導率が高い材料（特に、積層コア９よりも熱伝導率が高い材料）により形成されるため、伝熱部材１１の軸線方向の温度分布は均一になる。このため、伝熱部材１１から歯９２の側面９２２に伝達される熱も、軸線方向で均一になる。したがって、積層コア９の偏温を防止または抑制できる。

また、積層コア９の端面９４は、治具１の蓋部材１３によって覆われている。このため、積層コア９の端面９４には、ヒーター２から直接に赤外線が照射されない。このような構成であると、偏温を防止または抑制できる。すなわち、積層コア９の端面９４が露出していると、ヒーター２が発する赤外線が直接に積層コア９の端面９４に照射される。このため、積層コア９の端面９４およびその近傍は、軸線方向の中間部に比較して温度が高くなる。その結果、積層コア９に偏温が生じる。これに対して、本発明の実施形態によれば、ヒーター２から積層コア９の端面９４に、赤外線は直接には照射されない。このため、端面９４およびその近傍の局所的な温度上昇を防止または抑制でき、結果として偏温を防止または抑制できる。
さらに、積層コア９の端面９４と蓋部材１３との間に遮熱部材１４が介在する構成であると、蓋部材１３から積層コア９の端面９４へ、伝導や放射による熱の伝達を防止または抑制できる。したがって、このような構成によれば、偏温の防止または抑制の効果をさらに高めることができる。

ヒーター２および伝熱部材１１は、積層コア９の軸線方向の寸法よりも長い。このような構成であると、積層コア９の歯９２に伝える熱量を多くして加熱時間の短縮を図ることができる。すなわち、伝熱部材１１には、積層コア９の内周側においてのみではなく、積層コア９の外部においてもヒーター２から赤外線が照射される。さらに、蓋部材１３は赤外線の照射によって昇温すると、伝導によって伝熱部材に熱を伝達する。したがって、治具１を使用しない構成や、治具１の伝熱部材１１が積層コア９の端面９４から突出しない構成と比較すると、積層コア９の歯９２に伝える熱量を多くできる。
そして、治具１には、積層コア９の端面９４を覆う蓋部材１３が設けられるため、積層コア９の端面９４に直接に赤外線が照射されることを防止しつつ、積層コア９に与える熱量を多くできる。すなわち、治具１を用いない構成や、治具１に蓋部材１３が設けられない構成において、加熱時間の短縮を図るためにヒーター２の軸線方向の寸法を長くすると、積層コア９の端面９４に照射される赤外線の量が多くなり、その結果として偏温が生じやすくなる。これに対して、本発明の実施形態によれば、積層コア９の端面９４およびその近傍の局所的な温度上昇を防止または抑制できるから、偏温を防止または抑制しつつ、加熱時間の短縮を図ることができる。

積層コア９が所定の温度に到達した後、ヒーター２による加熱を停止する。その後、積層コア９を徐冷する。徐冷の条件（たとえば方法や温度履歴）は、従来の焼鈍方法と同じでよい。たとえば、従来一般の炉冷や空冷などが適用できる。このため、説明は省略する。
なお、冷却の効率を上げるため、徐冷時においては遮熱部材１４を取り外してもよい。このようにすることで、積層コア９の熱を、蓋部材１３を介して放出することができる。したがって、冷却の効率を上げることができる。

また、本発明の実施形態においては、積層コア９が所定の温度に到達した後、直ちに徐冷を開始する。すなわち、加熱炉を用いて加熱する従来の焼鈍方法においては、積層コア９が所定の温度に到達した後においても、均熱化のために所定の時間にわたって（たとえば２時間程度）加熱を継続していた。このため従来の焼鈍方法においては、加熱時間として、「積層コア９が所定の温度に到達するまでの時間」と「均熱化のための時間」が必要であった。これに対して、本発明の実施形態にかかる焼鈍方法においては、積層コア９を内周側から加熱するとともに、治具１を用いることにより、均熱化を図ることができる。このため、加熱時間として「積層コア９が所定の温度に到達するまでの時間」のみが必要となり、「均熱化のための時間」は必要ではない。

また、積層コア９は、治具１の自重によって押さえつけられている。したがって、積層コア９の変形を防止または抑制できる。

積層コア９の焼鈍は、積層コア９を構成する電磁鋼板９１の酸化を防止するため、非酸化性の雰囲気中で実施されることが好ましい。たとえば、図６に示すように、チャンバー８に非酸化性のガスを充填し、その内部で積層コア９の焼鈍を実施する構成が適用できる。なお、チャンバー８の構成は特に限定されるものではなく、従来公知の各種チャンバーが適用できる。要は、内部を非酸化性の雰囲気に保持できる構成であればよい。また、本発明の実施形態においては、ヒーター２を用いて積層コア９を加熱するため、チャンバー８はヒーター２を備えなくてよい。

本発明の実施形態によれば、ヒーター２が発する赤外線によって、積層コア９を内周側から加熱する。筒状の積層コア９の内周側にヒーター２が配設される構成であるから、歯９２の頂面９２１と伝熱部材１１の内側面１１１または傾斜面１１３の軸線方向の全体にわたって、赤外線をほぼ均一に照射できる。また、加熱炉を用いる構成と比較すると、熱源（赤外線源）であるヒーター２および伝熱部材１１を、積層コア９の歯９２の表面に接近させることができる。そして、治具１を用いることによって、軸線方向の均熱化を図ることができる。特に、ヒーター２および伝熱部材１１の軸線方向の寸法が積層コア９の軸線方向の寸法よりも長い構成であれば、積層コア９に伝える熱量を多くできる。
このため、このような構成によれば、短時間で均一に積層コア９を加熱でき、「積層コア９が所定の温度に到達するまでの時間」を短縮できる。特に、近赤外線を放射するヒーター２が適用される構成であると、昇温の応答性を高めることができる。

さらに、本発明の実施形態によれば、加熱時において偏熱を防止または抑制できるから、積層コア９が所定の温度に到達した後、均熱化のために加熱を継続することなく直ちに徐冷を開始できる。したがって、「均熱化のための時間」を省略することができ、加熱時間の短縮を図ることができる。
以上のとおりであるから、本発明の実施形態によれば、焼鈍における加熱時間の短縮と均熱時間の省略を図ることができ、積層コア９の生産性の向上を図ることができる。

そして、本発明の実施形態によれば、加熱時間を短縮しつつ、鉄損を減少させることができる。すなわち、打ち抜き加工された電磁鋼板９１は、外周がほぼ単純な円形であるのに対して、内周側は歯９２が形成されるため凹凸を有する。このため、内周側は外周側に比較して切口が長く、ひずみが大きい。またモータを運転する際に生ずる磁束密度は、内周側に集中しており、ひずみによる鉄損劣化の影響は、内周側で大きい。したがって、鉄損を減少させるためには、特に内周側について焼鈍の効果を高くしてひずみを除去する必要がある。本発明の実施形態においては、ヒーター２と伝熱部材１１とが積層コア９の内周側に配設される。そして、積層コア９の内周側に形成される歯９２の表面に赤外線を直接照射するとともに、伝熱部材１１からの伝導や放射や反射によって、積層コア９を内周側から加熱する。このため、積層コア９の内周側を確実に所定の温度に到達させることができる。さらに、内周側は外周側よりも早く所定の温度に到達するから、内周側が所定の温度に維持される時間を外周側に比較して長くできる。したがって、内周側の焼鈍の効果を高めることができ、鉄損を減少させることができる。このように、本発明の実施形態によれば、加熱時間を短縮しつつ、鉄損を減少させることができる。

さらに、スリット９３には伝熱部材１１が入れ込まれており、伝熱部材１１によっても歯９２が加熱される。すなわち、伝熱部材１１は、ヒーター２とともに、歯９２を加熱する熱源（赤外線源）として機能する。このため、治具１が伝熱部材１１を有する構成であれば、加熱時間のさらなる短縮を図ることができる。また、伝熱部材１１が積層コア９よりも熱伝導率が高い材料により形成される構成であれば、伝熱部材１１から歯９２に伝達される熱の軸線方向の均一化を図ることができる。したがって、焼鈍による歪の除去の効果を十分に得つつ、加熱時間の短縮を図ることができる。
たとえば、偏温が大きい場合には、温度上昇が最も早い部位を基準として目標温度を設定すると、温度上昇が遅い部位では焼鈍の効果が十分に得られないおそれがある。一方、温度上昇が最も遅い部位を基準として目標温度を設定すると、温度上昇が早い部位では温度が高くなりすぎ、被膜への影響や積層コア９自体の変形が生じるおそれがある。これに対して本発明の実施形態によれば、偏温を防止または抑制して積層コア９の全体を均一に温度上昇させることができる。このため、積層コア９の全体に焼鈍の効果が得られるとともに、温度が高くなりすぎる部位が生じないようにできる。

複数の積層コア９を焼鈍する場合には、複数の積層コア９を軸線方向に重ねて（または並べて）配設し、単数または複数の棒状のヒーター２および伝熱部材１１を、重ねられた複数の積層コア９の内周側をまとめて貫通するように配設する。このような構成によれば、複数の積層コア９を同時に加熱することができるため、積層コア９の生産性の向上を図ることができる。なお、図１においては、２個の積層コア９が重ねられる構成を示すが、重ねられる積層コア９の数は限定されない。

また、図１においては、ヒーター２が直線状に形成される構成を示すが、ヒーター２の形状は限定されない。たとえば、Ｕ字状のヒーター２が適用される構成であってもよい。さらに、上述の説明では、ヒーター２が積層コアの内周側にのみ配設される構成を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。たとえば、加熱の効率化の観点から、必要に応じて、さらにヒーター２が積層コア９の外側にも配置される構成であってもよい。

以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記実施形態は本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。

たとえば、積層コア９の加熱に用いられるヒーター２の数は限定されるものではない。ヒーター２の数は、加熱対象である積層コア９の寸法や形状などに応じて適宜設定される。また、前記実施形態においては、２個の積層コア９を軸線方向に重ねて同時に加熱する構成を示したが、同時に加熱する積層コア９の数は限定されるものではない。１個の積層コア９のみを加熱する構成であってもよく、３個以上の積層コア９を重ねて同時に加熱する構成であってもよい。

本発明は、電磁鋼板が積層されて構成される積層コアのひずみを除去するための焼鈍に適用できる。また、電磁鋼板が積層されて構成される積層コアに限定されず、他の種々の積層コアの焼鈍に適用できる。

１：治具、１１：伝熱部材、１１１：内側面、１１２：円周側面（第１の例）、１１３：傾斜面（第２の例）、１２：連結部材、１３：蓋部材、１４：遮熱部材、２：ヒーター、８；チャンバー、９：積層コア、９１：電磁鋼板、９２：歯、９２１：頂面、９２２：側面、９３：スリット

Claims (5)

1. 積層された電磁鋼板を有し内周側に複数の歯が形成される積層コアの焼鈍方法であって、
   棒状のヒーターを前記積層コアの内周側に配置するとともに、前記積層コアよりも熱伝導率が高い材料からなる棒状または板状の伝熱部材を前記歯どうしの間に入れ込み、
   前記ヒーターおよび前記伝熱部材の軸線方向の寸法は前記積層コアの軸線方向の寸法よりも長く、前記ヒーターおよび前記伝熱部材の端部を前記積層コアの端面から突出させ、
   前記積層コアの端面を、前記伝熱部材に接合された蓋部材によって覆い、
   前記積層コアの端面と前記蓋部材との間であって前記蓋部材の前記積層コアの前記端面の側の面には、前記蓋部材および前記伝熱部材よりも熱伝導率が低い材料からなり、前記積層コアの軸線方向視において前記蓋部材と略同じ寸法および形状である遮熱部材を介在させ、
   前記ヒーターによって前記歯および前記伝熱部材を加熱するとともに、前記伝熱部材によっても前記歯を加熱することを特徴とする積層コアの焼鈍方法。
2. 前記伝熱部材は、半径方向中心側に向かうにしたがって先細り形状となる略二等辺三角形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層コアの焼鈍方法。
3. 前記積層コアの一方の端面を上側を向かせるとともに、前記一方の端面に前記蓋部材を載置して前記積層コアの前記一方の端面に前記蓋部材および前記伝熱部材の自重を掛けることを特徴とする請求項１または２に記載の積層コアの焼鈍方法。
4. 前記ヒーターは、赤外線を放射するヒーターであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の積層コアの焼鈍方法。
5. 前記ヒーターは、棒状のハロゲンヒーターであることを特徴とする請求項４に記載の積層コアの焼鈍方法。

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