JP2015126625A - Method for annealing laminated core - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a method for annealing a laminated core. More specifically, the present invention relates to a method for annealing a laminated core formed by laminating electromagnetic steel sheets and the like, and relates to an annealing method for removing strain and reducing iron loss.
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。
A general laminated core applied to an electric motor is formed by punching and laminating electromagnetic steel sheets into a predetermined shape and joining them by welding or caulking. By the way, a magnetic steel sheet may be distorted during punching. When distortion occurs in the electromagnetic steel sheet, the iron loss increases and the energy efficiency of the electric motor decreases. For this reason, after laminating | stacking and joining the punched electromagnetic steel plate, annealing may be implemented in order to remove distortion using an annealing apparatus. For this reason, for example, as described in
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。
As an example of a method of annealing a laminated core formed of an electromagnetic steel sheet, for example, heating to 750 ° C. or higher using a heating furnace, further heating for about 2 hours for soaking, and then gradually cooling The method is used. Thus, in annealing a laminated core, it is necessary to heat the laminated core for a long time. For this reason, annealing of the laminated core has a problem that productivity is low. Therefore, there is a demand for shortening the heating time in order to improve productivity. In order to shorten the heating time, for example,
However, these methods may cause uneven temperature in the axial direction of the laminated core. In particular, when a plurality of laminated cores are stacked and heated simultaneously, uneven temperature tends to occur. When the temperature deviation is increased, if the target temperature is set at the part where the temperature rises the fastest, the annealing effect may be lowered at the part where the temperature rise is slow. On the other hand, if the target temperature is set at a part where the temperature rises the fastest, the temperature at the part where the temperature rises fast becomes too high, and there is a risk of deformation.
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。 The present invention has been made in view of the above problems, and in annealing of a laminated core formed by laminating electromagnetic steel sheets, it is possible to shorten the heating time while preventing uneven temperature. An object is to provide an annealing apparatus and an annealing method.
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。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a method for annealing a laminated core having a laminated electromagnetic steel sheet and having a plurality of teeth formed on the inner circumference side, wherein the rod-shaped heater is disposed on the inner circumference side of the laminated core. And placing a rod-like or plate-like heat transfer member made of a material having a higher thermal conductivity than the laminated core between the teeth, and heating the teeth and the heat transfer member by the heater, The teeth are also heated by the heat transfer member.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in annealing of the laminated core comprised by laminating | stacking an electromagnetic steel plate, shortening of heating time can be aimed at, preventing uneven temperature.
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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
The annealing method according to the embodiment of the present invention is used for annealing a laminated core for an electric motor. Here, the structural example of the lamination | stacking core which is an annealing target object is demonstrated easily with reference to FIG. FIG. 7 is an external perspective view schematically showing a configuration example of the laminated
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。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an annealing method according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, in the annealing method according to the embodiment of the present invention, one or a plurality of rod-shaped heaters 2 (hereinafter simply referred to as “
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。
A rod-shaped halogen heater (also referred to as a halogen lamp heater) is applied to the
In addition, the
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。
The
As shown in FIGS. 2 to 4, the
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。
The
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。
The
Note that the connecting
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。
Here, an example of a cross-sectional shape of the
The first example shown in FIG. 5A is an example in which the
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。
A second example of the
According to the second example, the infrared rays emitted from the
In the second example, since the gap between the
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。
The
The
An opening that penetrates in the axial direction is formed at the center of the
Further, the
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。
With this configuration, the
Furthermore, the
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。
The
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。
Next, the procedure of the annealing method according to the embodiment of the present invention will be described. The annealing method according to the embodiment of the present invention is performed in a posture in which one
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)。
First, as shown in FIG. 1, the
In this state, the
In this state, the
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。
The
Further, the axis of the
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。
Then, the
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。
As described above, the intermediate portion of the
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。
Since the
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。
Further, the
Furthermore, if the
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。
The
And since the lid | cover
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。
After the
In order to increase the cooling efficiency, the
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。
In the embodiment of the present invention, after the
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。
The
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。
The annealing of the
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。
According to the embodiment of the present invention, the
For this reason, according to such a structure, the
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。
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, since uneven heat can be prevented or suppressed during heating, after the
As described above, according to the embodiment of the present invention, the heating time in annealing and the soaking time can be reduced, and the productivity of the
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。
And according to embodiment of this invention, iron loss can be reduced, shortening heating time. That is, the punched
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。
Further, the
For example, when the temperature deviation is large, if the target temperature is set with reference to the part where the temperature rise is the fastest, the effect of annealing may not be sufficiently obtained at the part where the temperature rise is slow. On the other hand, if the target temperature is set with reference to the part where the temperature rise is the slowest, the temperature becomes too high at the part where the temperature rise is fast, and there is a possibility that the effect on the coating or the deformation of the
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。
When annealing a plurality of
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。
1 shows a configuration in which the
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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail with reference to drawings, the said embodiment only showed the specific example in implementation of this invention. The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and these are also included in the technical scope of the present invention.
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。
For example, the number of
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to annealing for removing strain of a laminated core configured by laminating electromagnetic steel sheets. Moreover, it is not limited to the laminated core comprised by laminating | stacking an electromagnetic steel plate, It can apply to the annealing of another various laminated core.
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 1: Jig, 11: Heat transfer member, 111: Inner side surface, 112: Circumferential side surface (first example), 113: Inclined surface (second example), 12: Connecting member, 13: Lid member, 14 : Heat shield member, 2: Heater, 8; Chamber, 9: Laminated core, 91: Electrical steel sheet, 92: Teeth, 921: Top surface, 922: Side surface, 93: Slit
Claims (7)
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。 A laminated core annealing method in which a plurality of teeth are formed on the inner peripheral side having a laminated electrical steel sheet,
A rod-shaped heater is disposed on the inner peripheral side of the laminated core, and a rod-shaped or plate-shaped heat transfer member made of a material having a higher thermal conductivity than the laminated core is inserted between the teeth,
The method for annealing a laminated core, wherein the teeth and the heat transfer member are heated by the heater, and the teeth are also heated by the heat transfer member.
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