特開 2023-107112 モータコアの製造方法およびこれに用いられる熱処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023107112

(43)【公開日】2023-08-02

(54)【発明の名称】モータコアの製造方法およびこれに用いられる熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/00 20060101AFI20230726BHJP

   C21D 1/773 20060101ALI20230726BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20230726BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20230726BHJP

【ＦＩ】

C21D9/00 S

C21D1/773 D

C21D1/00 F

H01F41/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022008231

(22)【出願日】2022-01-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003713

【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076473

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100112900

【弁理士】

【氏名又は名称】江間 路子

(74)【代理人】

【識別番号】100198247

【弁理士】

【氏名又は名称】並河 伊佐夫

(72)【発明者】

【氏名】浅井 康一郎

【テーマコード（参考）】

4K034

4K042

5E062

【Ｆターム（参考）】

4K034CA05

4K034CA06

4K034GA08

4K042AA25

4K042BA12

4K042DA03

4K042DA06

4K042DB07

4K042DC02

4K042DC04

4K042DC05

4K042DE02

4K042DE04

4K042EA01

4K042EA03

5E062AC15

(57)【要約】

【課題】積層体における歪取りと粒成長を同時に行うことが可能なモータコアの製造方法を提供する。
【解決手段】モータコアの製造方法は、所定形状に加工された電磁鋼板の積層体Ｓを準備する準備工程Ｓ００１と、低酸化性ガス及び／又は還元性ガスからなる露点－２０℃以下の雰囲気ガス中において、５００～８００℃の雰囲気温度で積層体Ｓを加熱する第１加熱工程Ｓ００３と、第１加熱工程の後、１００Ｐａ以下の真空中において、積層体Ｓを１０００～１２００℃で均熱する第２加熱工程Ｓ００４と、を備えている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定形状に加工された電磁鋼板の積層体を準備する準備工程と、
低酸化性ガス及び／又は還元性ガスからなる露点－２０℃以下の雰囲気ガス中において、５００～８００℃の雰囲気温度で前記積層体を加熱する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程の後、１００Ｐａ以下の真空中において、前記積層体を１０００～１２００℃で均熱する第２加熱工程と、
を備えているモータコアの製造方法。

【請求項2】

前記積層体をＣ／Ｃコンポジットからなる治具上に載置させた状態で加熱処理する、請求項１に記載のモータコアの製造方法。

【請求項3】

前記低酸化性ガスが窒素であり、前記還元性ガスが水素及び／又は一酸化炭素である、請求項１，２の何れかに記載のモータコアの製造方法。

【請求項4】

前記第１加熱工程前の前記電磁鋼板の平均結晶粒径を１００μｍ未満とする、請求項１～３の何れかに記載のモータコアの製造方法。

【請求項5】

前記第２加熱工程後の前記電磁鋼板の平均結晶粒径を１００～３００μｍとする請求項４に記載のモータコアの製造方法。

【請求項6】

請求項１に記載の製造方法を実施する熱処理装置であって、
前記積層体を熱処理する複数の熱処理室と、
該熱処理室に配置され前記積層体を支持し搬送するローラと、を備え、
前記熱処理室として、前記第１加熱工程を実施する第１加熱室と、前記第２加熱工程を実施する第２加熱室と、前記第２加熱工程後の前記積層体を徐冷する徐冷室とが直列に配置されたローラハース式の熱処理装置。

【請求項7】

請求項１に記載の製造方法を実施する熱処理装置であって、
（Ａ）搬送軌道に沿って配置されたバッチ式の加熱チャンバであって、前記第１加熱工程及び／又は前記第２加熱工程を実施する加熱チャンバと、
（Ｂ）前記搬送軌道に沿って配置されたバッチ式の冷却チャンバであって、前記第２加熱工程後の前記積層体を徐冷する冷却チャンバと、
（Ｃ）被処理品を収容しヒータにて保温する保温チャンバと、前記加熱チャンバ若しくは冷却チャンバと前記保温チャンバとの間で前記積層体を受渡しする受渡しチャンバとを有する搬送ユニットと、
を備えた熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はモータコアの製造方法およびこれに用いられる熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロータコアやステータコアといったモータコアは、帯状電磁鋼板をプレス加工で所定形状に打ち抜き、この所定形状の鋼板を積層することにより製造される。ここでプレス打ち抜き時や積層時のカシメ加工等において加工歪みが発生する。この加工歪みが残留した状態でモータコアを製造すると、磁路が歪んでしまい、モータは設計通りの性能を発揮することができないことが知られている。そこで、電磁鋼板の積層体を焼鈍することで、加工歪みの低減が図られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１６１２４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで磁気特性に優れたモータコアを得るためには、電磁鋼板の結晶粒を１００μｍ以上となるように粒成長させることが有効とされている。しかしながら、従来の歪取り焼鈍の条件では焼鈍温度が低く、粒成長は若干程度しか期待できない問題があった。事前の熱処理等で所望の結晶粒径に調整された鋼板を使用することも考えられるが、材料調達のコストが高くなってしまう。

【0005】

本発明は以上のような事情を背景とし、積層体における歪取りと粒成長を同時に行うことが可能なモータコアの製造方法およびこれに用いられる熱処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

而してこの発明の第１の局面のモータコアの製造方法は次のように規定される。即ち、
所定形状に加工された電磁鋼板の積層体を準備する準備工程と、
低酸化性ガス及び／又は還元性ガスからなる露点－２０℃以下の雰囲気ガス中において、５００～８００℃の雰囲気温度で前記積層体を加熱する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程の後、１００Ｐａ以下の真空中において、前記積層体を１０００～１２００℃で均熱する第２加熱工程と、を備えている。

【0007】

このように規定された第１の局面のモータコアの製造方法によれば、第１加熱工程および第２加熱工程を含む一連の熱処理によって、積層体が短時間で粒成長可能な温度（１０００～１２００℃）にまで加熱されるため、積層体における歪取りと粒成長を同時に行うことができる。
また第１の局面のモータコアの製造方法では、積層体の加熱を、雰囲気ガスによる対流伝熱加熱とそれに続く真空加熱の２段階で行なっており、積層体の酸化を抑えつつ粒成長可能な温度まで効率良く積層体を加熱することができる。

【0008】

ここで、１０００～１２００℃の温度域では、処理中の積層体の剛性が低下し形状変化し易くなる。このため、前記積層体を、Ｃ／Ｃコンポジットからなる治具上に載置させた状態で加熱処理することが望ましい（第２の局面）。

【0009】

また、前記低酸化性ガスは窒素とすることができ、前記還元性ガスは水素及び／又は一酸化炭素とすることができる（第３の局面）。

【0010】

上記のようにこの発明のモータコアの製造方法によれば、積層体の歪取りと粒成長を同時に行うことができるため、前記第１加熱工程前の前記電磁鋼板の平均結晶粒径を１００μｍ未満とし（第４の局面）、これを粒成長させて、前記第２加熱工程後の前記電磁鋼板の平均結晶粒径を１００～３００μｍとすることができる（第５の局面）。
なお、積層体を構成する電磁鋼板の平均結晶粒径は、以下のように測定する。試験片を板厚断面が観察できるように切断し、ナイタールエッチングにより粒界を腐食させて発現させる。その後、１００個以上の結晶粒の結晶粒径を線分法により測定し、平均結晶粒径を求める。

【0011】

この発明の第６の局面の熱処理装置は次のように規定される。即ち、
第１の局面に記載の製造方法を実施する熱処理装置であって、
前記積層体を熱処理する複数の熱処理室と、
該熱処理室に配置され前記積層体を支持し搬送するローラと、を備え、
前記熱処理室として、前記第１加熱工程を実施する第１加熱室と、前記第２加熱工程を実施する第２加熱室と、前記第２加熱工程後の前記積層体を徐冷する徐冷室とが直列に配置されたローラハース式の熱処理装置。
このように規定された第６の局面の熱処理装置を用いることで、第１の局面のモータコアの製造方法を実施することができる。

【0012】

この発明の第７の局面の熱処理装置は次のように規定される。即ち、
第１の局面に記載の製造方法を実施する熱処理装置であって、
（Ａ）搬送軌道に沿って配置されたバッチ式の加熱チャンバであって、前記第１加熱工程及び／又は前記第２加熱工程を実施する加熱チャンバと
（Ｂ）前記搬送軌道に沿って配置されたバッチ式の冷却チャンバであって、前記第２加熱工程後の前記積層体を徐冷する冷却チャンバと、
（Ｃ）被処理品を収容しヒータにて保温する保温チャンバと、前記加熱チャンバ若しくは冷却チャンバと前記保温チャンバとの間で前記積層体を受渡しする受渡しチャンバとを有する搬送ユニットと、
を備えた熱処理装置。
このように規定された第７の局面の熱処理装置においても、第１の局面のモータコアの製造方法を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態のモータコアの製造方法の手順を示すフローチャートである。

【図2】同実施形態の製造方法に用いるローラハース式の熱処理装置の全体構成を示した図である。

【図3】積層体を載置する治具を示した図である。

【図4】同実施形態の製造方法におけるヒートパターンの一例を示した図である。

【図5】本発明の他の実施形態の熱処理装置の全体構成を示した図である。

【図6】図５の加熱チャンバ及び搬送ユニットの内部構造を示した図である。

【図7】同加熱チャンバ及び搬送ユニットの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に本発明の実施形態を以下に詳しく説明する。

【0015】

本発明の一実施形態に係るモータコアの製造方法は、ロータコアやステータコアといったモータコアの製造の一工程として行うことができる。モータコアを構成する積層体Ｓは、図示しない別工程において、帯状電磁鋼板をプレス加工で打ち抜いて得た所定形状の鋼板を積層し、カシメ加工等によって結合したものである。

【0016】

本例の製造方法は、図１に示すように、所定形状に加工された電磁鋼板の積層体Ｓを準備する準備工程Ｓ００１と、積層体Ｓを構成する鋼板に付着した油分を蒸発させる脱脂工程Ｓ００２と、積層体Ｓを露点－２０℃以下の雰囲気ガス中において５００～８００℃の雰囲気温度で加熱する第１加熱工程Ｓ００３と、積層体Ｓを真空中において１０００～１２００℃で均熱する第２加熱工程Ｓ００４と、積層体Ｓを徐冷する徐冷工程Ｓ００５と、徐冷後の積層体Ｓを急冷する急冷工程Ｓ００６を備える方法とすることができる。
本例の製造方法では、これら一連の工程を実施することで積層体Ｓにおける歪取りと粒成長を同時に行うことができるため、準備工程Ｓ００１において準備される電磁鋼板における粒径（平均結晶粒径）は、加工性の観点から１００μｍ未満であることが望ましい。そして一連の工程を実施した後においては、その電磁鋼板の平均結晶粒径を磁気特性に優れる１００～３００μｍとすることができる。

【0017】

図２は、当該製造方法に用いられるローラハース式の熱処理装置１の概略全体構成を示している。この熱処理装置１は、電磁鋼板の積層体Ｓを治具８０に載せた状態で連続的に熱処理する。

【0018】

ここで積層体Ｓが載置される治具８０は、図３（Ａ）で示すように、複数の板状のトレイ８１（本例の場合は８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ）と、最上段のトレイ８１Ｄを除くトレイ８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃの四隅部に立設された短柱状のスペーサ８２と、を備えている。各トレイ８１の平坦な上面には、図３（Ｂ）で示すように、それぞれ複数の積層体Ｓが載置されている。これら積層体Ｓおよび治具８０は、被処理品Ｗとして一体に搬送される。
本例の治具８０は、耐熱度が高く１０００～１２００℃の温度域での強度低下が少ないＣ／Ｃコンポジット製とされている。Ｃ／Ｃコンポジット製とは、高強度炭素繊維で補強された炭素複合材料からなるものである。積層体ＳをＣ／Ｃコンポジット製の治具上に載置させることで、高温焼鈍時の積層体の変形を抑制することができる。

【0019】

次に、熱処理装置１の構成について説明する。図２で示すように、熱処理装置１は炉体３の図中左側に装入用の入口６が形成され、また炉体３の図中右側に取出用の出口７が形成されている。これら入口６および出口７には、それぞれエアシリンダ式の開閉装置２２により開閉駆動される扉２３および扉２４が設けられている。即ち、本例では図中左側から装入された積層体Ｓが図中右方向に向かって搬送される。

【0020】

炉体３の内部は、積層体Ｓが搬送される方向に沿って、前室１０、脱脂室１２、第１加熱室１４、第２加熱室１６、徐冷室１８及び急冷室２０が直列に配置されている。各室の間には、それぞれエアシリンダ式の開閉装置２６が設けられ、各室に形成された開口の扉２７，２８，２９，３０，３１を開閉駆動させている。

【0021】

前室１０は、下流側の脱脂室１２内に大気が侵入するのを防止する区間である。前室１０には、真空ポンプ３３に接続された脱気用の配管３４が接続されており、前室１０内が真空ポンプ３３により１００Ｐａ以下の真空状態に減圧されるようになっている。

【0022】

脱脂室１２は、打ち抜き工程において鋼板（積層体Ｓを構成する鋼板）に付着した油分を蒸発させる区間である。脱脂室１２には、真空ポンプ３６に接続された脱気用の配管３７が接続されており、脱脂室１２内が真空ポンプ３６により１００Ｐａ以下の真空状態に減圧されるようになっている。また、脱脂室１２内を脱脂可能な温度（３００～５００℃）まで加熱する加熱手段としての電熱式のヒータ３８が設けられている。これにより脱脂室１２内に収容された積層体Ｓは、真空下で加熱され、積層体Ｓに付着していたオイルを蒸発させることができる。なおオイルの蒸気は、脱気用の配管３７を通じて外部に排出され、必要に応じコールドトラップで捕集される。

【0023】

第１加熱室１４は、下流側の第２加熱室１６および徐冷室１８とともに積層体Ｓの焼鈍を行うための区間である。第１加熱室１４には、内部に加熱手段としてのヒータ４０が設けられている。また第１加熱室１４には、真空ポンプ４１に接続された脱気用の配管４２が接続されるとともに、雰囲気ガス供給用配管４４が接続されており、雰囲気ガス供給用配管４４からは、露点－２０℃以下の雰囲気ガスとしての窒化ガス（低酸化性ガス）が室内に供給可能とされている。

【0024】

第１加熱室１４では、室内が５００～８００℃の雰囲気温度に設定され、第１加熱室１４内の積層体Ｓに対して窒素ガスにより対流伝熱加熱が行なわれる。ガスを介した対流伝熱加熱を使うことで真空加熱に比べ、積層体Ｓの加熱時間を短くすることができる。ガスが加圧された状態であればさらに加熱能力を向上させることができる。
なお、Ｃ／Ｃコンポジット製の治具８０は高温酸化性雰囲気に弱い問題があるが、第１加熱室１４は低酸化性ガス及び／又は還元性ガスからなる露点－２０℃以下の雰囲気であり、Ｃ／Ｃコンポジット製の治具８０における耐酸化性の低下が良好に防止される。

【0025】

第２加熱室１６は、１００Ｐａ以下の真空中において、積層体Ｓを１０００～１２００℃で均熱し、電磁鋼板の結晶粒を粒成長させる区間である。
このため第２加熱室１６は、内部に加熱手段としての電熱式のヒータ４８が設けられている。また、第２加熱室１６は真空ポンプ４９に接続された脱気用の配管５０が接続されており、第２加熱室１６内が真空ポンプ４９により１００Ｐａ以下の真空状態に減圧されるようになっている。
高温雰囲気下では、雰囲気中の気体分子が少なくなり、ガスを使った対流伝熱加熱の能力が低下する。このため第２加熱室１６内においては、コストメリットを考慮してガスの導入を不要とする真空加熱を実施する。

【0026】

徐冷室１８は、均熱された積層体Ｓを所定の冷却速度で徐冷する区間である。
徐冷室１８は、真空ポンプ５２に接続された脱気用の配管５３が接続されるとともに、雰囲気ガス供給用配管５４が接続されており、雰囲気ガス供給用配管５４からは露点－２０℃以下の雰囲気ガスとしての窒素ガスが室内に供給可能とされている。
また徐冷室１８は雰囲気ガス冷却用の熱交換器５７と雰囲気ガス循環用のファン（図示省略）を備えており、徐冷室１８内の雰囲気ガスは熱交換器５７によって冷却可能とされ、これによって積層体Ｓが所定の冷却速度で徐冷される。

【0027】

急冷室２０は、徐冷後の積層体Ｓを急速冷却する区間である。急冷室２０においても、徐冷室１８と同様に、雰囲気ガス供給用配管６０が接続されており、また雰囲気ガス冷却用の熱交換器６３と雰囲気ガス循環用のファン（図示省略）を備えている。

【0028】

熱処理装置１を構成する各室には、搬送用のローラ７０が搬送方向に沿って並設されている。前室１０、脱脂室１２、第１加熱室１４、第２加熱室１６、徐冷室１８及び急冷室２０の各室内に配置されたローラ７０は、それぞれローラ群７１，７２，７３，７４，７５，７６を構成している。これらローラ群７１，７２，７３，７４，７５，７６はそれぞれ独立駆動し、治具８０に載置された積層体Ｓを搬送方向下流側（図中右方向）に順次搬送する。

【0029】

ローラ７０はステンレス材や耐熱鋳鋼などからなる金属製のローラを用いることもできるが、９００℃を超える温度で使用した場合に変形が生じやすいため、本例では第１加熱室１４、第２加熱室１６及び徐冷室１８に設置されるローラ７０について、高温度域での強度低下が少ないＣ／Ｃコンポジット製のローラを用いている。

【0030】

次に、積層体Ｓが装入された際の熱処理装置１における一連の熱処理動作について説明する。なお、熱処理装置１における一連の動作は図４のヒートパターンに基づくものとする。

【0031】

先ず、積層体Ｓを治具８０に載置された状態で準備する。
そしてローラ群７１を駆動させ積層体Ｓを前室１０に装入させる。扉２３が閉じられると真空ポンプ３３により室内の大気が室外に放出され、前室１０内部が脱脂室１２と同程度の真空圧まで減圧される。

【0032】

その後、前室１０の出側の扉２７および脱脂室１２の入側の扉２７を開いて、ローラ群７１，７２を駆動させ、積層体Ｓを脱脂室１２内に移送し、扉２７を閉じる。脱脂室１２の内部は予め脱脂可能な温度（ここでは３５０℃）に保持されており、脱脂室１２内に装入された積層体Ｓは脱脂可能な温度である３５０℃まで昇温せしめられ、積層体Ｓに付着していたオイルが蒸発せしめられる。

【0033】

その後、脱脂室１２内部と第１加熱室１４内部が同程度の真空圧まで減圧された状態で、脱脂室１２の出側の扉２８および第１加熱室１４の入側の扉２８を開いて、ローラ群７２，７３を駆動させ、積層体Ｓを第１加熱室１４内に移送し、扉２８を閉じる。
第１加熱室１４の内部は予め所定の設定温度（ここでは７００℃）に保持されており、第１加熱室１４内に装入された積層体Ｓは第１加熱室１４の設定温度である７００℃まで昇温せしめられる。その際に昇温を促進するため、第１加熱室１４内に窒素ガスが供給され、窒素ガスによる対流伝熱加熱とヒータ４０による熱輻射によって、積層体Ｓの昇温が促進される。

【0034】

積層体Ｓが設定温度７００℃近傍まで昇温したところで、第１加熱室１４内の窒素ガスが真空排気され、第１加熱室１４内部が第２加熱室１６内部と同程度の真空圧（１００Ｐａ以下）まで減圧される。第１加熱室１４の出側の扉２９および第２加熱室１６の入側の扉２９を開いて、ローラ群７３，７４を駆動させ、積層体Ｓを第２加熱室１６内に移送し、扉２９を閉じる。
第２加熱室１６の内部は予め所定の設定温度（ここでは１１００℃）に保持されており、第２加熱室１６内に装入された積層体Ｓは、１００Ｐａ以下の真空中において、ヒータ４８による熱輻射によって設定温度にまで昇温せしめられ、その後均熱保持される。

【0035】

所定時間の均熱保持の後、第２加熱室１６の出側の扉３０および徐冷室１８の入側の扉３０を開いて、ローラ群７４，７５を駆動させ、積層体Ｓを徐冷室１８内に移送し、扉３０を閉じる。
徐冷室１８では、徐冷室１８内に供給された窒素ガスによる対流伝熱により、積層体Ｓが平均冷却速度２００℃／Ｈで５００℃まで徐冷される。

【0036】

徐冷後は、徐冷室１８の出側の扉３１および急冷室２０の入側の扉３１を開いて、ローラ群７５，７６を駆動させ、積層体Ｓを急冷室２０内に移送し、扉３１を閉じる。
急冷室２０内では、雰囲気ガスを熱交換器６３で冷却しながら雰囲気ガスを循環させて積層体Ｓを冷却する。そして冷却後、扉２４を開いて積層体Ｓを搬出すれば、積層体Ｓの熱処理に関する一連の動作が完了する。

【0037】

以上のように本実施形態の熱処理装置１を用いたモータコアの製造方法によれば、第１加熱工程Ｓ００３および第２加熱工程Ｓ００４を含む一連の熱処理によって、積層体Ｓが粒成長可能な温度（１０００～１２００℃）にまで加熱されるため、積層体Ｓの歪取りと粒成長を同時に行うことができる。
またこの製造方法では、積層体Ｓの加熱を、露点－２０℃以下の雰囲気ガスによる対流伝熱加熱とそれに続く真空加熱の２段階で行なっており、積層体Ｓの酸化を抑えつつ粒成長可能な温度まで効率良く積層体Ｓの加熱することができる。

【0038】

ここで、１０００～１２００℃の温度域では、処理中の積層体Ｓの剛性が低下し形状変化し易くなる。本実施形態では、積層体ＳをＣ／Ｃコンポジットからなる治具８０上に載置させた状態で加熱処理することで、積層体Ｓの変形を抑制することができる。

【0039】

本実施形態の製造方法によれば、積層体Ｓの歪取りと粒成長を同時に行うことができるため、第１加熱工程前の電磁鋼板の平均結晶粒径を１００μｍ未満とし、これを粒成長させて、第２加熱工程後の前記電磁鋼板の平均結晶粒径を磁気特性に優れる１００～３００μｍとすることができる。

【0040】

次に本発明の他の実施形態の熱処理装置１Ｂについて説明する。
図５は熱処理装置１Ｂの全体構成を示した図である。同図において、９０は図中左右方向に直線状に延設された搬送軌道たるレールで、このレール９０に沿って複数のバッチ式の処理チャンバ（ここでは脱脂チャンバ９３、加熱チャンバ９４、および冷却チャンバ９５）が、開口部１００を同方向である図中上方に向けた状態で直線状に一列に配置されている。また同図中右端側には装入テーブル９２が設けられ、左端側には抽出テーブル９６が設けられている。

【0041】

熱処理装置１Ｂでは、積層体Ｓおよび治具８０（図３参照）からなる被処理品Ｗに対し、脱脂チャンバ９３で脱脂工程（図１参照）を実行し、加熱チャンバ９４で第１加熱工程および第２加熱工程（図１参照）を実行し、冷却チャンバ９５で徐冷工程および急冷工程（図１参照）を実行する。

【0042】

この例の熱処理装置１Ｂは、上記の脱脂チャンバ９３，加熱チャンバ９４，冷却チャンバ９５に加えて、レール９０上を走行する搬送ユニット９７を有している。搬送ユニット９７は受け渡しチャンバ９８及び保温チャンバ９９を備え、装入テーブル９２、各処理チャンバ９３，９４，９５および抽出テーブル９６間での被処理品Ｗの受け渡しを行う。

【0043】

図６に、加熱チャンバ９４及び搬送ユニット９７の内部構造が示してある。
同図に示しているように加熱チャンバ９４は、有底の円筒状の炉殻１２２と、その内部に配置された断熱材１２４とを有している。断熱材１２４は有底の円筒状の断熱壁１２５を構成している。そしてその断熱壁１２５は内側に処理室１２６を形成している。
この加熱チャンバ９４には吸引口１３２が設けられている。吸引口１３２は吸引管を通じて図示を省略する真空ポンプに接続されており、加熱チャンバ９４内部が真空ポンプにより真空吸引されるようになっている。

【0044】

加熱チャンバ９４にはまた、その内部に露点－２０℃以下の雰囲気ガスとしての窒素ガス（低酸化性ガス）を供給するための供給口１３４が設けられている。供給口１３４から供給された窒素ガスは、一旦ヘッダー１３６へと導かれ、更にこのヘッダー１３６に続く分岐管１３７及び分岐管１３７に設けられたノズル１３８から加熱チャンバ９４内部、詳しくは断熱壁１２５内側の処理室１２６へと導入される。

【0045】

断熱壁１２５には、処理室１２６内で供給された窒素ガスを撹拌させて対流させ、被処理品Ｗの昇温期においてその昇温を促進する対流用のファン１３９と、これを回転させるモータ１４０とが設けられている。また断熱壁１２５には、モータ１４０を熱から保護するための水冷パネル１４１がモータ１４０近傍に設けられている。また処理室１２６内には加熱手段としてのヒータ１２８が設けられている。

【0046】

処理室１２６には架台１３０が設けられている。処理室１２６内の被処理品Ｗは、その架台１３０上に載置されて支持される。また加熱チャンバ９４には、開口部１００を開閉する引戸式の扉１４２が設けられている。

【0047】

以上、加熱チャンバ９４についての構造を説明したが、他の脱脂チャンバ９３や冷却チャンバ９５も基本的に同様の構造である。但し、冷却チャンバ９５においては、その内部に雰囲気ガスの温度を熱交換により低下させる熱交換器（図示省略）を備えている。

【0048】

搬送ユニット９７は、各処理チャンバ９３，９４，９５側の前部に受渡しチャンバ９８を、反対側の後部に被処理品Ｗを保温するための保温チャンバ９９を有している。

【0049】

受渡しチャンバ９８は、耐圧性の角筒状の筒壁１５８を有しており、その内部に被処理品Ｗを収容する収容室１６０を形成している。この収容室１６０には受渡し機構１６２が設けられている。
受渡し機構１６２は、各処理チャンバ９３，９４，９５と後部の保温チャンバ９９との間で被処理品Ｗを受渡しするもので、フォーク部１６２Ａと水平スライド部材１６２Ｂ，１６２Ｃとを有しており、それらを水平方向にスライドさせることによりフォーク部１６２Ａにて被処理品Ｗを受渡しする。

【0050】

この受渡しチャンバ９８には吸引口１６３が設けられており、この吸引口１６３が、図７に示す真空ポンプ１６４に対して吸引管１６６Ａを通じて接続され、受渡しチャンバ９８の内部が真空ポンプ１６４により真空吸引されるようになっている。
吸引管１６６Ａ上には電磁弁から成る開閉弁１６８Ａが設けられており、開閉弁１６８Ａの開閉によって、吸引口１６３と真空ポンプ１６４とが連通及び連通遮断されるようになっている。

【0051】

受渡しチャンバ９８にはまた、図７に示しているように供給口１７０が設けられており、この供給口１７０を通じて窒素ガスが受渡しチャンバ９８内に供給されるようになっている。受渡しチャンバ９８は、その前端即ち図６中左端が扉を有しない開口部１７２とされている。受渡しチャンバ９８にはこの開口部１７２周りに偏平な枠状パッキン１７４が設けられている。受渡しチャンバ９８は、この枠状パッキン１７４を各処理チャンバ９３，９４，９５の外面に気密に接触させる状態に、各処理チャンバ９３，９４，９５側への前進移動により、それら各処理チャンバ９３，９４，９５にドッキングされる。

【0052】

他方、後者の保温チャンバ９９は有底円筒状をなす炉殻１７６の内部に断熱材１７８を有しており、その断熱材１７８が断熱壁１８０を構成している。断熱壁１８０は内側に収容室１８２を形成しており、そこに被処理品Ｗを収容するようになっている。収容室１８２には架台１８４が設けられている。収容室１８２内の被処理品Ｗは、その架台１８４上に載置されて支持される。

【0053】

この保温チャンバ９９には、図７に示しているようにその内部を真空吸引するための吸引口１８６が設けられており、この吸引口１８６が真空ポンプ１６４に対して吸引管１６６Ｂを通じ接続されている。この吸引管１６６Ｂ上には電磁バルブから成る開閉弁１６８Ｂが設けられており、開閉弁１６８Ｂの開閉動作によって吸引口１８６と真空ポンプ１６４とが連通及び連通遮断されるようになっている。

【0054】

保温チャンバ９９は、断熱壁１８０の内部に、被処理品Ｗを保温するためのヒータ２２０が設けられている。そして保温チャンバ９９には、図２に示すように、断熱壁１８０の上部の開口２０４及び下部の開口２０６を開閉する断熱材製の扉２１０，２１２が設けられており、それらがシリンダ２１４，２１６にて開閉動作せしめられる。

【0055】

保温チャンバ９９にはまた、冷却ガスとして窒素ガスを内部に供給する供給口（図示省略）が炉殻１７６に設けられている。またその内部には、供給された窒素ガスを熱交換により温度低下させる熱交換器（図示省略）と、窒素ガスを撹拌し、保温チャンバ５６内で循環させる冷却ファン２００と、これを回転させるモータ２０２とを有しており、それらが被処理品Ｗに対するガス冷却装置を構成している。
即ちこの実施形態では、保温チャンバ５６に、被処理品Ｗを保温する保温機能と併せて冷却機能も備えられている。

【0056】

図６に示しているように、保温チャンバ９９と受渡しチャンバ９８との間、詳しくは保温チャンバ９９の受渡しチャンバ９８側の端部には開口部２２２が設けられており、この開口部２２２が、扉２２８によって開閉されるようになっている。

【0057】

次に熱処理装置１Ｂにおける一連の熱処理動作について説明する。なお、熱処理装置１Ｂにおける一連の動作は図４のヒートパターンに基づくものとする。また搬送ユニット９７と各処理チャンバ９３，９４，９５との間の被処理品Ｗの受渡しの際には、両者の雰囲気（低露点雰囲気・真空）が合わせられた状態で被処理品Ｗの受渡しが行なわれるものとする。

【0058】

先ず、図５の装入テーブル９２上の被処理品Ｗを搬送ユニット９７が受け取って搬送し、これを脱脂チャンバ９３に装入する。被処理品Ｗを受け取った脱脂チャンバ９３は、その内部で被処理品Ｗに対する脱脂を行う。

【0059】

その後、搬送ユニット９７は脱脂された被処理品Ｗを脱脂チャンバ９３から取り出して、これを保温チャンバ５６で保温した上で、被処理品Ｗを加熱チャンバ９４に装入する。これを受けた加熱チャンバ９４は、その被処理品Ｗに対し加熱・均熱処理を行う。
詳しくは、被処理品Ｗが加熱チャンバ９４内に装入されると、ヒータ１２８の加熱により第１加熱工程における設定温度である７００℃近傍まで被処理品Ｗ昇温せしめられる。

【0060】

その際に昇温を促進するため、加熱チャンバ９４内に窒素ガスが供給口１３４から供給されるとともに、対流ファン１３９が回転せしめられて、その対流ファン１３９による対流加熱とヒータ１２８による輻射熱とによって、被処理品Ｗが速やかに７００℃近傍まで昇温せしめられる。

【0061】

被処理品Ｗが７００℃近傍まで昇温したところで、加熱チャンバ９４内部の窒素ガスが吸引口１３２を通じて真空排気され、加熱チャンバ９４内部が設定された真空圧（１００Ｐａ以下）に減圧される。以降は１００Ｐａ以下の真空中において引き続きヒータ１２８による真空加熱が行われ、１１００℃で被処理品Ｗが均熱される。

【0062】

加熱・均熱処理が終ると、搬送ユニット９７が加熱チャンバ９４から被処理品Ｗを取り出して、これを保温チャンバ９９で保温した上で、これを冷却チャンバ９５へと渡す。
これを受けた冷却チャンバ９５は、その被処理品Ｗに所定の冷却速度で徐冷を行う。その際に、冷却チャンバ９５内に窒素ガスが供給口１３４から供給されるとともに、対流ファン１３９が回転せしめられて、その対流ファン１３９による対流伝熱によって、被処理品Ｗが所定の冷却速度で冷却（徐冷）される。

【0063】

冷却後は、搬送ユニット９７が冷却チャンバ９５から被処理品Ｗを取り出して、抽出テーブル９６上へと排出する。これにより積層体Ｓを含む被処理品Ｗの熱処理が完了する。

【0064】

以上のように、熱処理装置１Ｂを用いた場合でも、本実施形態のモータコアの製造方法を実施することが可能である、この熱処理装置１Ｂでは一つの加熱チャンバ９４で第１加熱工程と第２加熱工程を実施しているが、第１加熱工程と第２加熱工程をそれぞれ別の加熱チャンバで実施するように構成することも可能である。また熱処理装置１Ｂでは一つの冷却チャンバ９５で徐冷工程と急冷工程を実施しているが、徐冷工程と急冷工程をそれぞれ別の冷却チャンバで実施するように構成することも可能である。
また本例の保温チャンバ９９は冷却機能を備えており、徐冷工程もしくは急冷工程の一部を保温チャンバ９９で実施することも可能である。

【0065】

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。例えば、上記実施形態では低酸化性ガス及び／又は還元性ガスからなる露点－２０℃以下の雰囲気ガスとして窒素ガス（低酸化性ガス）を用いていたが、窒素を含む高温ガス中において窒素化合物が生成されるなどして積層体の粒成長が阻害される場合には窒素ガスに代えて、水素ガスを用いることも可能である。また、雰囲気ガスとして混合ガスを用いることも可能であり、窒素＋水素、窒素＋一酸化炭素、窒素＋水素＋一酸化炭素を例示することができる等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

【符号の説明】

【0066】

１，１Ｂ 熱処理装置
１４ 第１加熱室
１６ 第２加熱室
１８ 徐冷室
７０ ローラ
８０ 治具
９４ 加熱チャンバ
９５ 冷却チャンバ
９７ 搬送ユニット
９８ 受渡しチャンバ
９９ 保温チャンバ
Ｓ 積層体
Ｓ００１ 準備工程
Ｓ００３ 第１加熱工程
Ｓ００４ 第２加熱工程
Ｗ 被処理品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】