特許 6021270 金属部材の焼鈍方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6021270

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】金属部材の焼鈍方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20161027BHJP

   C21D 1/34 20060101ALI20161027BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 F

   C21D1/34 R

   C21D9/00 S

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-555257(P2013-555257)

(86)(22)【出願日】2013年1月22日

(86)【国際出願番号】JP2013051149

(87)【国際公開番号】WO2013111726

(87)【国際公開日】20130801

【審査請求日】2015年10月7日

(31)【優先権主張番号】特願2012-13403(P2012-13403)

(32)【優先日】2012年1月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(72)【発明者】

【氏名】大杉 保郎

(72)【発明者】

【氏名】浜谷 剛

(72)【発明者】

【氏名】新井 聡

(72)【発明者】

【氏名】柳田 英治

(72)【発明者】

【氏名】佐野 新也

(72)【発明者】

【氏名】近藤 正顕

(72)【発明者】

【氏名】高橋 利光

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 羊治

【審査官】 槻木澤 昌司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０５９８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８５７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４２６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９２７２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｃ２１Ｄ ９／００

Ｃ２１Ｄ １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に中心方向に向かって突出する複数の歯が形成された中空円筒形状の金属部材の内部空間に、この金属部材の中心軸方向と平行に延在するように、赤外線を放射する第１ヒーターを配設し、
前記第１ヒーターによって前記金属部材を前記内部空間から焼鈍が可能な目標温度まで加熱し、
加熱後の前記金属部材を徐冷する
ことを特徴とする金属部材の焼鈍方法。

【請求項2】

前記第１ヒーターを、円周方向に均等な間隔で複数配設する
ことを特徴とする請求項１に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項3】

前記金属部材の前記中心軸に沿って、前記複数の第１ヒーター間を遮る第１隔壁部材を配設する
ことを特徴とする請求項２に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項4】

前記第１隔壁部材が、白色セラミック及びアルミニウムの少なくとも１種により形成される
ことを特徴とする請求項３に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項5】

前記複数の第１ヒーターのそれぞれを、前記複数の歯の間に配設する
ことを特徴とする請求項２に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項6】

前記金属部材の前記内部空間に、前記金属部材の前記中心軸方向に沿って延在する第２隔壁部材を配設する
ことを特徴とする請求項５に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項7】

前記第２隔壁部材が、白色セラミック及びアルミニウムの少なくとも１種により形成される
ことを特徴とする請求項６に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項8】

前記金属部材を前記中心軸方向に複数重ねて配設するとともに、前記第１ヒーターを複数の前記金属部材の前記内部空間に挿入し、複数の前記金属部材を同時に加熱する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項9】

前記第１ヒーターは、ハロゲンヒーターである
ことを特徴とする請求項８に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項10】

前記金属部材の外周側に、前記金属部材の前記中心軸方向と平行に延在するように第２ヒーターを更に配設し、
前記第２ヒーターによって前記金属部材を前記外周側からも加熱する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項11】

前記第２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１０に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項12】

前記第２ヒーターは、ハロゲンヒーターである
ことを特徴とする請求項１１に記載の金属部材の焼鈍方法。

【請求項13】

前記金属部材は、複数の電磁鋼板が積層されて形成される積層コアである
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の金属部材の焼鈍方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中空円筒形状の金属部材の焼鈍方法に関する。より具体的には、電磁鋼板などが積層されて構成される積層コアの焼鈍に好適な金属部材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。 本願は、２０１２年１月２５日に、日本に出願された特願２０１２−０１３４０３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

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、打ち抜き加工の際に、電磁鋼板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、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】日本国特開昭５４−１８０３号公報

【特許文献2】日本国特開平１１−３３２１８３号公報

【特許文献3】日本国特開昭５９−１２３７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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３には、積層コアを誘導加熱する構成が開示されている。しかしながら、特許文献３には、具体的な加熱方法は開示されていない。また、短時間で加熱する方法としては、積層コアに通電してジュール熱によって加熱する方法が考えられる。しかしながら、通電によって加熱する方法では、積層コアの寸法が大きいと、電極を均一に接触させることが困難である。このため、積層コアを短時間で均一に加熱することが困難である。

【0005】

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、中空円筒形状の金属部材、例え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、加熱時間を短縮して生産性の向上を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の概要は下記の通りである。
（１）本発明の一態様は、内周面に中心方向に向かって突出する複数の歯が形成された中空円筒形状の金属部材の内部空間に、この金属部材の中心軸方向と平行に延在するように、赤外線を放射する第１ヒーターを配設し、前記第１ヒーターによって前記金属部材を前記内部空間から焼鈍が可能な目標温度まで加熱し、加熱後の前記金属部材を徐冷する、金属部材の焼鈍方法である。
（２）上記（１）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記第１ヒーターを、円周方向に均等な間隔で複数配設してもよい。
（３）上記（２）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記金属部材の前記中心軸に沿って、前記複数の第１ヒーター間を遮る第１隔壁部材を配設してもよい。
（４）上記（３）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記第１隔壁部材が、白色セラミック及びアルミニウムの少なくとも１種により形成されてもよい。
（５）上記（２）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記複数の第１ヒーターのそれぞれを、前記複数の歯の間に配設してもよい。
（６）上記（５）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記金属部材の前記内部空間に、前記金属部材の前記中心軸方向に沿って延在する第２隔壁部材を配設してもよい。
（７）上記（６）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記第２隔壁部材が、白色セラミック及びアルミニウムの少なくとも１種により形成されてもよい。
（８）上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記金属部材を前記中心軸方向に複数重ねて配設するとともに、前記第１ヒーターを複数の前記金属部材の前記内部空間に挿入し、複数の前記金属部材を同時に加熱してもよい。
（９）上記（８）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記第１ヒーターは、ハロゲンヒーターであってもよい。
（１０）上記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記金属部材の外周側に、前記金属部材の前記中心軸方向と平行に延在するように第２ヒーターを更に配設し、前記第２ヒーターによって前記金属部材を前記外周側からも加熱してもよい。
（１１）上記（１０）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記第２ヒーターは、赤外線を放射するヒーターであってもよい。
（１２）上記（１１）に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記第２ヒーターは、ハロゲンヒーターであってもよい。
（１３）上記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の金属部材の焼鈍方法では、前記金属部材が、複数の電磁鋼板が積層されて形成される積層コアであってもよい。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、金属部材の中心軸方向と平行に延在するように配設された第１ヒーターから放射される赤外線によって金属部材を内部空間から加熱できる。さらに、第１ヒーターを、金属部材の内周面に形成される複数の歯の中心軸方向の全長にわたって、均一な距離に接近させることができる。このため、加熱炉によって金属部材を加熱する構成と比較すると、加熱時間の短縮を図ることができる。したがって、金属部材の焼鈍における生産性の向上を図ることができる。さらに、金属部材の内周面に形成される複数の歯を加熱できるため、歯に生じるひずみを除去する効果の維持や向上を図り、鉄損の減少を図ることができる。このように、本発明によれば、焼鈍による鉄損の減少の効果が低下することを防止しつつ、加熱時間の短縮を図って生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明の第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。

【図1B】本発明の第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。

【図2A】本発明の第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。

【図2B】本発明の第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。

【図3】本発明の第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す断面図である。

【図4A】本発明の第二実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。

【図4B】本発明の第二実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。

【図5A】本発明の第三実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。

【図5B】本発明の第三実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。

【図6A】本発明の第四実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。

【図6B】本発明の第四実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。

【図7A】本発明の第五実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。

【図7B】本発明の第五実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。

【図8】本発明の実施例において使用した積層コアの構成と、温度の測定点を模式的に示す斜視図である。

【図9】本発明の実施例における積層コアの温度の時間変化を示すグラフである。

【図10】本発明の実施例における積層コアの各測定点の最高温度を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の各実施形態および実施例について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、金属部材の一例として積層コアを用いて説明するが、本発明の金属部材は積層コアに限定されるものではない。

【0010】

（第一実施形態）
図１Ａ、図２Ａは、第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。図１Ｂ、図２Ｂは、第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。
第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法は、従来一般の構成の積層コア９を焼鈍できる。積層コア９の構成について簡単に説明すると、次のとおりである。積層コア９は、所定の形状に打ち抜き加工された複数の電磁鋼板９０が積層されており、全体として中空円筒状の構成を有する。積層コア９の内周面９ａには、複数の歯９１が形成される。複数の歯９１は、半径方向の中心側に向かって突出する構成を有し、円周方向に互いに所定の距離をおいて離れて並ぶように形成される。
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法においては、積層コア９の加熱のために、赤外線を発する単数または複数の第１ヒーター１を用いる。第１ヒーター１は、積層コア９の中心軸方向と平行に延在するように配設される。第１ヒーター１は、具体的には、たとえば、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（ハロゲンランプヒーターとも称する）が適用される。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配設されるとともに、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。そして、タングステンフィラメントが通電によって赤外線を放射する。なお、第一実施形態の第１ヒーター１には、公知の各種ハロゲンヒーターが適用できる。したがって詳細な説明は省略する。
単数または複数の第１ヒーター１が積層コア９の内部空間に挿入され、歯９１の表面に直接に赤外線を照射できるように配設される。たとえば、図１Ａ、図１Ｂに示すように、単数の第１ヒーター１が用いられる構成においては、円周の全方向に赤外線を照射できる第１ヒーター１が、積層コア９の内部空間の中心に配設される。また、図２Ａ、図２Ｂに示すように、複数の第１ヒーター１が用いられる構成においては、第１ヒーター１が積層コア９の内周面９ａに形成される複数の歯９１に近接した位置（すなわち、積層コア９の内部空間の中心から半径方向外側に偏倚した位置）に配設される。
さらに、歯９１の中心軸方向の全長にわたって均一に加熱できるように、棒状の第１ヒーター１の軸線が積層コア９の中心軸方向と平行であることが好ましい。このような構成によれば、歯９１の全長にわたって、第１ヒーター１を均一な距離に接近させて配設することができる。したがって、第１ヒーター１は、歯９１の中心軸方向の全長にわたって、均一な強度の赤外線を直接的に照射できる。さらに、それぞれの第１ヒーター１と積層コア９の内周面９ａまたは歯９１の表面までの距離は、均一に設定される。また、複数の第１ヒーター１は、円周方向に均等な間隔で配列される。
そして、第１ヒーター１によって、積層コア９を目標温度に到達するまで加熱する。第１ヒーター１は積層コア９の内部空間に配設されるので、積層コア９は内部空間（すなわち、歯９１が形成される内周面９ａ）から加熱される。なお、目標温度は、７００℃以上であることが好ましい。また、目標温度は、従来の積層コアの焼鈍方法における加熱温度と同じ７５０℃であってもよい。
積層コア９が目標温度に到達した後、第１ヒーター１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、従来の積層コア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。
第一実施形態においては、積層コア９が目標温度に到達した後、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積層コアの焼鈍方法においては、積層コア９が目標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。このため従来の積層コアの焼鈍方法においては、加熱時間として、「積層コア９が目標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、第一実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法においては、加熱時間として「積層コア９が目標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。

【0011】

積層コア９の加熱および徐冷は、積層コア９を構成する電磁鋼板９０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３に示すように、チャンバー３に非酸化性のガスを充填し、その内部で積層コア９の加熱および徐冷を実施する構成が適用できる。なお、チャンバー３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、第一実施形態においては、第１ヒーター１を用いて積層コア９を加熱するため、チャンバー３はヒーターを備えなくてよい。

【0012】

第一実施形態によれば、第１ヒーター１が放射する赤外線によって、積層コア９を内部空間から加熱する。筒状の積層コア９の内部空間に第１ヒーター１が配設される構成であるため、積層コア９の内周面９ａに形成される歯９１の表面の全体にわたって、赤外線をほぼ均一に照射できる。また、従来の加熱炉を用いる積層コアの焼鈍方法と比較すると、本第１実施形態では、熱源（赤外線源）を歯９１の表面に近接させることができるため、短時間で均一に積層コア９を加熱することができる。これにより、「積層コア９が目標温度に到達するまでの時間」を短縮することができる。特に、近赤外線を放射する第１ヒーター１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。このため、積層コア９を短時間で昇温させることができる。
さらに、第一実施形態によれば、積層コア９が目標温度に到達した後、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、第一実施形態によれば、焼鈍において加熱時間の短縮を図ることができ、積層コア９の生産性の向上を図ることができる。

【0013】

そして、第一実施形態によれば、積層コア９の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９０は、外周面９ｂがほぼ単純な円形であるのに対して、内周面９ａは歯９１が形成されているため凹凸を有する。このため、積層コア９の内周面９ａは外周面９ｂに比較して切口が長く、ひずみが大きい。したがって、鉄損を減少させるためには、特に内周面９ａ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。第一実施形態においては、第１ヒーター１が積層コア９の内部空間に配設される。そして、積層コア９の内周面９ａに形成される歯９１の表面に赤外線を直接照射することによって、積層コア９を内部空間から加熱する。このため、積層コア９の内周面９ａを確実に目標温度に到達させることができる。さらに、内周面９ａは外周面９ｂよりも早く目標温度に到達するから、内周面９ａが目標温度に維持される時間を外周面９ｂに比較して長くできる。したがって、内周面９ａ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、第一実施形態によれば、加熱時間を短縮しつつ、鉄損を減少させることができる。

【0014】

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を中心軸方向に重ねて（または並べて）配設し、単数または複数の第１ヒーター１を、重ねられた複数の積層コア９の内部空間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１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ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。

【0015】

また、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂにおいては、第１ヒーター１が直線状に形成される構成を示すが、第１ヒーター１の形状は限定されない。たとえば、第１ヒーター１はＵ字状であってもよい。さらに、図２Ａ、図２Ｂにおいては、４本の第１ヒーター１が用いられる構成を示すが、第１ヒーター１の数は限定されない。

【0016】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第一実施形態と共通の構成については説明を省略する。図４Ａは、第二実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。図４Ｂは、第二実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。
図４Ａ、図４Ｂに示すように、複数の第１ヒーター１が積層コア９の内部空間に挿入され、歯９１に近接するように配設される。さらに、複数の第１ヒーター１どうしの間には第１隔壁部材２ａが配設される。第１隔壁部材２ａは、複数の第１ヒーター１が相互に直接的に赤外線を照射しないように、隣接する第１ヒーター１からの赤外線を遮断する機能を有する。さらに、第１隔壁部材２ａは、それぞれの第１ヒーター１が放射する赤外線を、歯９１の表面に向けて反射する機能も有する。このため、第１隔壁部材２ａは、赤外線を遮断および反射する材料により形成される。たとえば、第１隔壁部材２ａは白色セラミック、アルミニウムなどにより形成される。
第１隔壁部材２ａは、複数の第１ヒーター１どうしの間に介在する部分を有する。たとえば、図４Ａ、図４Ｂに示すように、半径方向外側に延出する複数の板状の部分を有し、これらの複数の板状の部分のそれぞれが、複数の第１ヒーター１どうしの間に介在する。別の表現をすると、第１隔壁部材２ａは、その外周に積層コア９の中心軸方向に沿って延伸する複数の凹部が形成される構成を有する。そして、複数の凹部のそれぞれに、複数の第１ヒーター１のそれぞれが収容される。
このほか、複数の別個独立した第１隔壁部材２ａが、互いに隣接する第１ヒーター１どうしの間に配設される構成であってもよい。要は、第１隔壁部材２ａは、複数の第１ヒーター１どうしの間に介在する部分を有し、複数の第１ヒーター１が相互に直接的に赤外線を照射することを防止できる構成であればよい。

【0017】

第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに第二実施形態によれば、第１隔壁部材２ａによって、複数の第１ヒーター１どうしで相互に直接的に赤外線を照射することを防止できる。このため、第１ヒーター１どうしで相互に直接的に加熱することを防止して第１ヒーター１の保護を図ることができる。
また、第１隔壁部材２ａは、第１ヒーター１が放射する赤外線を、歯９１に向けて反射する。したがって、第２実施形態によれば、熱効率の向上を図ることができ、積層コア９の加熱時間のさらなる短縮を図ることができる。

【0018】

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態について説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については説明を省略する。図５Ａは、第三実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。図５Ｂは、第三実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。
図５Ａ、図５Ｂに示すように、第三実施形態においては、複数の第１ヒーター１が積層コア９の内部空間に挿入され、積層コア９の内周面９ａに形成される複数の歯９１どうしの間に配設される。そして、歯９１どうしの間に配設される複数の第１ヒーター１によって、積層コア９を内部空間から加熱する。

【0019】

第三実施形態によれば、複数の第１ヒーター１を、積層コア９の内周面９ａに形成される複数の歯９１の表面に接近させることができる。特に、複数の第１ヒーター１が歯９１よりも半径方向内側（すなわち、積層コア９の中心寄り）に配設される構成と比較すると、歯９１の円周方向の端面（すなわち、隣接する歯９１に対向する面）に対して、より強い赤外線を照射できる。このため、熱効率のさらなる向上を図ることができ、加熱時間のさらなる短縮を図ることができる。
さらに第三実施形態によれば、積層コア９の内周面９ａに形成される複数の歯９１によって、複数の第１ヒーター１が相互に直接的に赤外線を照射することを防止できる。すなわち、積層コア９の内周面９ａに形成される複数の歯９１を、第二実施形態における第１隔壁部材２ａとして機能させることができる。したがって、第１ヒーター１の保護を図ることができる。

【0020】

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態は、第三実施形態に隔壁部材を適用する形態である。このため、第三実施形態と共通する構成については説明を省略する。図６Ａは、第三実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。図６Ｂは、第三実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。
図６Ａ、図６Ｂに示すように、第四実施形態においては、複数の第１ヒーター１が積層コア９の内部空間に挿入され、積層コア９の内周面９ａに形成される複数の歯９１どうしの間に配設される。さらに、歯９１よりも半径方向の中心側（すなわち、内部空間）には、第２隔壁部材２ｂが積層コア９の中心軸方向に沿って延在するように配設される。第２隔壁部材２ｂは、それぞれの第１ヒーター１から半径方向の中心側に向かって照射される赤外線を、半径方向外側に向かって反射する機能を有する。第２隔壁部材２ｂには、たとえば積層コア９の内部空間に挿入可能な円筒状または円柱状の構成が適用できる。
また、第２隔壁部材２ｂは、赤外線を遮断および反射する材料により形成される。たとえば、第２隔壁部材２ｂは白色セラミック、アルミニウムなどにより形成される。

【0021】

第四実施形態によれば、第三実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに第四実施形態においては、それぞれの第１ヒーター１から半径方向の中心側に向かって放射された赤外線が、第２隔壁部材２ｂによって、半径方向外側に向かって（すなわち、歯９１の内周面９ａに向かって）反射する。したがって、熱効率のさらなる向上を図ることができ、加熱時間のさらなる短縮を図ることができる。

【0022】

（第五実施形態）
次に、第五実施形態について説明する。図７Ａは、第五実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す斜視図である。図７Ｂは、第五実施形態にかかる積層コアの焼鈍方法を模式的に示す平面図である。図７Ａ、図７Ｂに示すように、第五実施形態においては、積層コア９の内部空間に第１ヒーター１を挿入して加熱するとともに、積層コア９の外周側にも積層コア９の中心軸方向に沿って延在する第２ヒーター１１を配設して加熱する。なお、図７Ａ、図７Ｂにおいては、積層コア９の内部空間に挿入される第１ヒーター１に第一実施形態が適用される構成を示すが、第二〜第四実施形態のいずれが適用される構成であってもよい。

【0023】

第五実施形態によれば、前記各実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、第五実施形態によれば、積層コア９を外周側からも加熱するため、積層コア９に与える単位時間当たりの熱量を大きくすることができる。また、積層コア９を外周側からも加熱する構成を採用することで、内周側面９ａから与えられた熱が外周面９ｂに移動して外周面９ｂから外部に放散されることを防止できる。したがって、積層コア９の加熱時間のさらなる短縮を図ることができる。

【0024】

（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。本発明者は、第１ヒーター１を用いて加熱してその後冷却する方法によって、積層コア９を焼鈍した。そして、加熱中における積層コア９の温度を測定するとともに、焼鈍による鉄損の減少の効果を測定した。
図８は、実施例において使用した積層コア９の構成と、温度の測定点の位置を模式的に示す斜視図である。図８に示すように、積層コア９は全体として円筒状の構成を有する。そしてその内周面９ａには、半径方法中心側に向かって突出する複数の歯９１が形成される。積層コア９の外径（最大）Ｄ_Oは約１８０ｍｍであり、内径（最小）Ｄ_Iは約１１５ｍｍであり、中心軸方向長さＬは約５５ｍｍである。温度の測定点はＡ〜Ｈの８カ所とした。測定点Ａ，Ｅは、歯９１の内周面９ａにおける中心軸方向の一端に位置する。測定点Ｂ，Ｆは、歯９１の内周面９ａにおける中心軸方向の中心に位置する。測定点Ｃ，Ｇは、外周面における中心軸方向の一端に位置する。測定点Ｄ，Ｈは、外周面における中心軸方向の中心に位置する。なお、測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、円周方向の位置が同一である。同様に、測定点Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、円周方向の位置が同一である。そして、測定点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと測定点Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとは、円周方向に互いに９０°ずれた位置にある。
図８に示すように、４本の棒状のハロゲンヒーターを、積層コア９の内部空間に挿入して、円周方向に均等な間隔になるように配設した。積層コア９の歯部９１の内周面９ａからそれぞれの第１ヒーター１までの距離は、２５ｍｍとした。

【0025】

以上の条件で、積層コア９を８７０秒間にわたって加熱し、その後直ちに徐冷（空冷）した。加熱において第１ヒーター１に供給される電力は、約２，５５０Ｗとした。供給電力のうち、赤外線に変換されるのは約８６％であり、発光長は１５０ｍｍとしたので、第１ヒーター１から放出される熱量は約１５Ｗ／ｍｍとなる。図９は、各測定点の温度変化を示すグラフである。図１０は、各測定点における最高温度を示す表である。図９と図１０に示すように、８７０秒間の加熱で、全ての測定点が目標温度である７００℃以上に到達した。そして、このようにして焼鈍した積層コア９は、焼鈍を施さない場合と比較すると、鉄損が約１５％低減するという結果が得られた。
以上のように、本実施例によれば、８７０秒間の加熱によって、焼鈍による鉄損の減少の効果が得られることが確認された。加熱炉を用いる従来の積層コアの焼鈍方法においては数時間の加熱時間が必要であったことに比較すると、本発明の実施例によれば、加熱時間の大幅な短縮が可能であることが確認された。また、本発明の実施例によれば、積層コア９が目標温度に到達した後、均熱化のために加熱を継続しなくても、焼鈍による鉄損の減少の効果が得られることが確認された。以上のとおり、本発明の実施例によれば、加熱時間の短縮によって、積層コア９の生産性の向上を図ることが可能であることが確認された。

【0026】

以上、本発明の各実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記各実施形態および実施例は、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、前記実施形態および実施例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。

【0027】

たとえば、積層コア９の加熱に用いられる第１ヒーター１や第２ヒーター１１の数は限定されるものではない。第１ヒーター１や第２ヒーター１１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、第１ヒーター１や第２ヒーター１１は、直線状に形成される構成に限定されない。たとえば、Ｕ字形状に形成される構成であってもよい。このほか、前記各実施形態においては、２個の積層コア９を中心軸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。
また、上述の説明においては複数の電磁鋼板が積層されて形成される積層コア９を金属部材として用いているが、本発明において金属部材は積層コアに限定されるものではなく、中空円筒形状を有する金属部材であればよい。

【産業上の利用可能性】

【0028】

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。

【符号の説明】

【0029】

１：第１ヒーター
１１：第２ヒーター
２ａ：第１隔壁部材
２ｂ：第２隔壁部材
３：チャンバー
９：積層コア
９ａ：積層コアの内周面
９ｂ：積層コアの外周面
９０：打ち抜かれた電磁鋼板
９１：積層コアの内周面に形成される歯

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】