JP6102732B2

JP6102732B2 - 積層コアの焼鈍装置

Info

Publication number: JP6102732B2
Application number: JP2013270279A
Authority: JP
Inventors: 保郎大杉; 和嶋　潔; 潔和嶋; 新井　聡; 聡新井; 高橋　利光; 利光高橋; 正顕近藤; 佑輔柴田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015126624A

Description

本発明は、積層コアの焼鈍装置に関する。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装置であって、ひずみを除去して鉄損を減少させるための焼鈍装置に関する。

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。
焼鈍装置を用いた積層コアの焼鈍方法の例として、たとえば、焼鈍装置が備える熱源によって積層コアを所定の温度に加熱し、さらに均熱化のために所定の時間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。そして、特許文献１に記載のように、焼鈍装置が熱源として棒状のハロゲンヒーターを備え、この棒状のハロゲンヒーターを積層コアの内部と外周側の少なくとも一方に挿通することによって、積層コアを加熱する方法が提案されている。

国際公開第２０１３／１１１７２６号

しかしながら、ハロゲンヒーターなどの棒状のヒーターは、電力を供給するための端子が長手方向の両端に設けられており、かつ、いったん端子に電源ケーブルなどを固定した場合には、その状態で使用を継続することを前提とした構成となっている。すなわち、焼鈍に用いられる棒状のヒーターは、一回の加熱ごとに端子に電源ケーブルなどを着脱することを想定した構成ではない。このため、積層コアの内周に棒状のヒーターを挿通して加熱する方法では、棒状のヒーターを挿抜するごとに、作業者が端子に電源ケーブルなどを着脱する作業を行わなければならない。したがって、この工程を自動化することが困難であり、実際の設備において生産性の向上を図ることが困難である。

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、積層コアに棒状のヒーターを挿抜する工程の自動化を図ることができる焼鈍装置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、軸線方向に貫通する筒状の積層コアを焼鈍する焼鈍装置であって、前記積層コアを内部に収容できるチャンバーと、直線棒状に形成され、長手方向の一方の端部の側から前記チャンバーの内部に収容された前記積層コアに挿抜可能なヒーターと、前記ヒーターが前記チャンバーの内部に収容された前記積層コアの内周と外周側の少なくとも一方に挿通されると、前記ヒーターの前記一方の端部に設けられる端子に接触して前記端子と電気的に接続する接触通電式の端子と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ヒーターを積層コアの内周と外周側の少なくとも一方に挿通すると、ヒーターの端部に設けられている端子が接触通電式の端子に接触し、棒状のヒーターに通電（給電）できる状態となる。このため、ヒーターの挿抜工程において、ヒーターの端子に電源ケーブルの着脱の作業が不要になる。したがって、ヒーターの挿抜工程の自動化を図ることができる。

図１は、焼鈍対象物である積層コアの構成例を示す模式図である。図２は、本発明の実施形態にかかる焼鈍装置の構成を模式的に示す断面図である。図３は、本発明の実施形態にかかる焼鈍装置の構成を模式的に示す断面図である。図４は、ヒーターが並列接続される構成の例を示す模式図である。図５は、ヒーターが直列接続される構成の例を示す模式図である。図６（ａ）は、Ｕ字ヒーターの構成の例を示す模式図であり、図６（ｂ）は、Ｕ字ヒーターの配置の例を示す模式図である。図７は、本発明の他の実施形態にかかる焼鈍装置の構成を模式的に示す断面図である。図８は、本発明の他の実施形態にかかる焼鈍装置の構成を模式的に示す断面図である。図９は、他の実施形態において、ヒーターが並列接続される構成の例を示す模式図である。図１０は、他の実施形態において、ヒーターが直列接続される構成の例を示す模式図である。

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。

（積層コア）
本発明の実施形態にかかる焼鈍装置は、積層コアの焼鈍に用いられる装置である。ここで、焼鈍の対象物である積層コアについて、構成例を簡単に説明する。図１は、焼鈍の対象物である積層コアの構成例を模式的に示す斜視図である。
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、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凸状の構成を有する。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。
一般的に、ハイブリッド自動車や電気自動車用の電動機の積層コア９は、外径Ｄ_Oがφ１８０〜２７０ｍｍ程度であり、内径Ｄ_Iが１３０〜１６０ｍｍ程度である。また、コンプレッサー用などの小型の電動機の積層コア９は、外径Ｄ_Oがφ９０〜１２０ｍｍ程度であり、内径Ｄ_Iが５０〜６０ｍｍ程度である。
本実施形態にかかる焼鈍装置は、積層コア９の寸法に制限されるものではないが、内径Ｄ_Iが１３０ｍｍ程度未満の小型の電動機の積層コア９の焼鈍に好適である。特に、コンプレッサー用などの小型の電動機の積層コア９などといった、内径Ｄ_Iが５０〜６０ｍｍ程度の積層コア９の焼鈍にさらに好適である。

（焼鈍装置）
図２と図３は、本発明の実施形態にかかる焼鈍装置の構成例を模式的に示す断面図である。なお、図２は、焼鈍装置１に積層コア９が収容される前の状態を示し、図３は、焼鈍装置１に積層コア９が収容されている状態を示す。
焼鈍装置１は、熱源として直線棒状のヒーター１３（以下、単に「ヒーター１３」と記す）を有し、このヒーター１３を用いて積層コア９を内周側から加熱する。なお、ヒーター１３の数は特に限定されるものではない。そして、焼鈍装置１は、ヒーター１３のほかに、チャンバー１１（本体）と、チャンバー１１に着脱可能なヒーター保持具１４とを有する。そして、ヒーター１３は、ヒーター保持具１４に取り付けられている。また、チャンバー１１の内部には、支持台１２と搬送機構（図略）と接触通電式の端子１６とが設けられる。

ヒーター１３には、直線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。また、長手方向の両端に端子１３１，１３２が設けられており、これらの端子１３１，１３２を介してタングステンフィラメントに通電（給電）することができる。そして、タングステンフィラメントは、通電によって赤外線を放射する。
なお、ヒーター１３には、直線棒状に形成され、長手方向の両端から通電して発熱させる構成であればよく、公知の各種直線棒状のハロゲンヒーターが適用できる。

ヒーター１３は、長手方向の一方の端部の側から積層コア９の内周側に挿抜可能なように、長手方向の他方の端部がヒーター保持具１４に固定されており、一方の端部は固定されていない。すなわち、ヒーター１３は、ヒーター保持具１４に片持ち支持される。説明の便宜上、ヒーター保持具１４に固定される端部を「基端部」と記し、他方の端部を「先端部」と記す。
ヒーター保持具１４には、固定式の端子１５が設けられている。そして、ヒーター１３の基端部の端子１３１は、この固定式の端子１５に電気的に接続されている。また、固定式の端子１５は、外部の電源２０１に、電源ケーブル２０２によって電気的に接続されている。この電源ケーブル２０２は、ヒーター保持具１４をチャンバー１１に着脱できるように、長さに余裕を持たせてある。外部の電源２０１としては、商用電源などの単相交流電源が適用される。
なお、固定式の端子１５の具体的な構成は、特に限定されるものではない。要は、ヒーター１３の基端部の端子１３１を電気的に接続できる構成であればよい。たとえば、ヒーター１３の基端部の端子１３１に端子金具をネジ止めする構成が適用できる。
一方、ヒーター１３の先端部の端子１３２の端子金具は、接触により通電できるように露出している。

チャンバー１１は、その内部に積層コア９を収容できる。チャンバー１１の内部には、収容された積層コア９を載置する支持台１２と、積層コア９を所定の方向に搬送する搬送機構（図略）と、ヒーター１３に通電するための接触通電式の端子１６とが設けられる。図２と図３においては、積層コア９は紙面に直角な方向に搬送されるものとする。
支持台１２は、接触通電式の端子１６と干渉することなく積層コア９を載置できる構成であればよく、具体的な構成は限定されるものではない。
搬送機構は、積層コア９を搬送して支持台１２に載置すること、および、支持台１２に載置されている積層コア９を搬出することができる。搬送機構には、公知の各種コンベアや小型のクレーンが適用できる。なお、搬送機構としてコンベアが適用される場合には、このコンベアが支持台１２を兼用する構成であってもよい。
接触通電式の端子１６は、図３に示すように、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着された状態で、ヒーター保持具１４に取り付けられているヒーター１３の先端部の端子１３２が接触する位置に設けられる。そして、接触通電式の端子１６の端子金具１６１は、ヒーター１３の先端部の端子１３２と接触できるように露出している。このため、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、ヒーター１３の先端部の端子１３２と接触通電式の端子１６とが接触し、電気的に接続する。

チャンバー１１には、ヒーター１３の挿抜に用いられる開口部１０１が形成される。この開口部１０１は、チャンバー１１の内部と外部とを連通する貫通孔であり、ヒーター保持具１４に取り付けられたヒーター１３を挿抜可能な寸法および形状に形成される。また、この開口部１０１は、チャンバー１１に収容されて支持台１２に載置された積層コア９にヒーター１３を挿抜可能な位置に形成される。たとえば、この開口部１０１は、支持台１２に載置された積層コア９の中心線の延長線上に形成される。
そして、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、この開口部１０１はヒーター保持具１４によって塞がれ、チャンバー１１の内部は気密状態となる。

なお、チャンバー１１の上述以外の構成は、特に限定されるものではない。また、本発明の実施形態においては、ヒーター保持具１４に取り付けられたヒーター１３を用いて積層コア９を加熱するため、チャンバー１１自体にはヒーター１３が組み付けられていなくてよい。

このほか、図示を省略するが、焼鈍装置１は、ヒーター保持具１４を駆動してヒーター１３を積層コア９に挿抜する駆動機構を有する。この駆動機構は、ヒーター保持具１４をヒーター１３の挿抜方向（支持台１２に載置された積層コア９の軸線方向）に往復動させることができればよく、具体的な構成は限定されるものではない。たとえばこの駆動機構には、公知の各種リニアアクチュエータが適用できる。

ここで、固定式の端子１５および接触通電式の端子１６の構成と、これらの端子１５，１６によるヒーター１３の電気的な接続の構成について説明する。
まず、固定式の端子１５と接触通電式の端子１６によって、全てのヒーター１３が電気的に並列接続される構成について説明する。図４は、焼鈍装置１が複数のヒーター１３を有し、全てのヒーター１３が電気的に並列接続される構成の例を示す模式図である。なお、図４では、焼鈍装置１が４本のヒーター１３を有する例を示すが、ヒーター１３の数は限定されるものではない。
図４に示すように、全てのヒーター１３の基端部の端子１３１どうしが、固定式の端子１５によって互いに電気的に接続されている。たとえば、固定式の端子１５は、電気的な導体からなる１つの端子金具１５１を有する。そして、全てのヒーター１３の基端部の端子１３１が、この１つの端子金具１５１にネジなどによって固定される。このほか、ヒーター保持具１４に複数の固定式の端子１５が設けられる構成であってもよい。この場合には、各々のヒーター１３の基端部の端子１３１が別々の固定式の端子１５に電気的に接続され、全ての固定式の端子１５がケーブルなどによって電気的に接続される構成であればよい。
同様に、全てのヒーター１３の先端部の端子１３１は、接触通電式の端子１６に接触すると、互いに電気的に接続する。たとえば、接触通電式の端子１６は、全てのヒーター１３の先端部の端子１３１が接触する１つの端子金具１６１を有する。そして、各々のヒーター１３の先端部の端子１３１は、１つの端子金具１６１に接触することにより、互いに電気的に接続する。
そして、固定式の端子１５と接触通電式の端子１６は、それぞれ、電源ケーブル２０２によって電源２０１に電気的に接続される。
このような構成であれば、全てのヒーター１３は電気的に並列接続される。ヒーター１３が並列接続される構成であると、一部のヒーター１３に不具合が生じた場合であっても、他のヒーター１３によって積層コア９を加熱できる。

次に、全てのヒーター１３が電気的に直列接続される構成について説明する。図５は、焼鈍装置１が複数のヒーター１３を有し、固定式の端子１５と接触通電式の端子１６とによって、全てのヒーター１３が電気的に直列接続される構成の例を示す模式図である。
図５に示すように、全てのヒーター１３のうちの２本のヒーター１３の基端部の端子１３１は、それぞれ、固定式の端子１５と電源ケーブル２０２とを介して電源２０１に電気的に接続されている。また、残りのヒーター１３については、２本ずつのヒーター１３の基端部の端子１３１どうしが、固定式の端子１５の端子金具１５１によって電気的に接続されている。なお、ヒーター保持具１４に複数の固定式の端子１５が設けられる構成であってもよい。この場合には、全ての固定式の端子１５のうちの２つの固定式の端子１５が、それぞれ電源ケーブル２０２を介して電源２０１に電気的に接続されている。そして、残りの固定式の端子１５のうちの２つずつの固定式の端子１５どうしが電気的に接続されている。
一方、接触通電式の端子１６は、（（ヒーター１３の数）／２）個の端子金具１６１を有する。そして、全てのヒーター１３のうち、２つずつのヒーター１３の先端部の端子１３１どうしが、共通の端子金具１６１に接触して電気的に導通する。なお、チャンバー１１にヒーター１３と同数の接触通電式の端子１６が設けられる構成であってもよい。この場合には、２つずつの接触通電式の端子１６どうしが電気的に接続される。

なお、図５では、焼鈍装置１が４本のヒーター１３を有する構成の例を示したが、ヒーター１３の数は４本に限定されない。
焼鈍装置１が２本のヒーター１３を有する構成であれば、２本のヒーター１３の基端部の端子１３１のそれぞれが、固定式の端子１５を介して電源２０１に電気的に接続される。また、接触通電式の端子１６は、１つの端子金具１６１を有し、２本のヒーター１３の先端部の端子１３１は、接触通電式の端子１６の１つの端子金具１６１に接触して電気的に接続する。このような構成であれば、２本のヒーター１３が電気的に直列接続する。

このように、焼鈍装置１が複数（特に偶数）のヒーター１３を有し、全てのヒーター１３が電気的に直列接続される構成であれば、電源ケーブル２０２をヒーター保持具１４に纏めることができ、チャンバー１１に電源ケーブル２０２を配策するための構成を設けなくてもよい。たとえば、チャンバー１１に電源ケーブル２０２を挿通するための通し孔などを形成しなくてもよい。このため、装置構成の簡略化を図ることができる。

また、ヒーター１３は、全てが電気的に直列接続される構成、または、全てが並列接続される構成に限定されるものではなく、直列接続と並列接続が組み合わされていてもよい。たとえば、焼鈍装置１が４本以上の偶数のヒーター１３を有する構成であれば、２本ずつのヒーター１３が一組となって直列接続され、直列接続されるヒーター１３の組が並列接続されてもよい。このような構成によれば、電源ケーブル２０２をヒーター保持具１４にまとめることができるとともに、一部のヒーター１３に不具合が生じた場合であっても加熱を行うことができる。

以上のとおり、支持台１２に積層コア９が載置され、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、ヒーター１３の先端部の端子１３１は、チャンバー１１の内部に設けられる接触通電式の端子１６に接触して電気的に接続する。このように、ヒーター１３を積層コア９の内部に挿通するだけで、ヒーター１３に通電して積層コア９を加熱できる状態となる。また、この状態では、ヒーター１３の先端部の端子１３１と接触通電式の端子１６とは接触しているだけである。このため、ヒーター保持具１４をチャンバー１１から取り外すと、ヒーター１３の先端部の端子１３１と接触通電式の端子１６とが自動的に分離する。このように、本実施形態によれば、ヒーター１３の先端部の端子１３１に電源ケーブル２０２などを着脱する作業を行わなくてもよいから、ヒーター１３の挿抜の工程を自動化できる。また、ヒーター１３の挿抜工程に要する時間を短縮できる。

そして、ヒーター１３が積層コア９の内周に挿通されるため、積層コア９を内周側から加熱できる。このため、たとえば加熱炉を用いて積層コアを外周側から加熱する構成と比較すると、ヒーター１３を積層コア９の歯９２に接近させた状態で、直接赤外線を照射することができる。したがって、積層コア９の歯９２の加熱に要する時間を短縮できる。

なお、ヒーター１３は、積層コア９の全ての歯９２を均等に加熱できるようにヒーター保持具１４に取り付けられていることが好ましい。たとえば、ヒーター保持具１４に１本のヒーター１３が取り付けられている場合には、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、この１本のヒーター１３が積層コア９の内周の中心に位置することが好ましい。また、ヒーター保持具１４に複数のヒーター１３が取り付けられている場合には、これら複数のヒーター１３は、積層コア９の内周の軸線回り（中心線回り）に等間隔に並ぶことが好ましい。
さらに、積層コア９を軸線方向の全長にわたって均等に加熱できるように、ヒーター１３の軸線は、積層コア９の軸線に平行となることが好ましい。
また、積層コア９の端部近傍は、形状効果によって他の部分と温度が相違しやすい。そこで、積層コア９の端面に赤外線を照射して他の部分と均等な温度に加熱できるように、ヒーター１３の両端部が積層コア９の両端面から突出していることが好ましい。ただし、この突出長さが過大であると、積層コア９の端面に照射される赤外線が多くなり、他の部分よりも温度が高くなるおそれがある。そこで、この突出長さは、焼鈍対象物である積層コア９の半径の１０〜１５％程度の長さであることが好ましい。

（焼鈍方法）
次いで、本発明の実施形態にかかる焼鈍装置１を用いた焼鈍方法について、図２と図３を参照して説明する。
まず、ヒーター保持具１４がチャンバー１１から取り外された状態（図２に示す状態）で、搬送機構によって支持台１２に積層コア９を載置する。なお、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載置する。このような構成によれば、複数の積層コア９を同時に焼鈍できるため、生産性の向上を図ることができる。図３においては、２個の積層コア９が重ねて載置される構成を示すが、重ねられる積層コア９の数は限定されるものではない。

そして、図３に示すように、駆動機構を駆動してヒーター保持具１４をチャンバー１１に装着する。ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、ヒーター１３が積層コア９の内周に挿通され、ヒーター１３の先端部の端子１３１が接触通電式の端子１６に接触して電気的に接続する。これにより、電源２０１から供給される電流をヒーター１３に流すことができる状態となる。なお、複数の積層コア９が重ねて載置される場合には、ヒーター１３は、重ねられた複数の積層コア９をまとめて貫通する。

そして、ヒーター１３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。ヒーター１３は積層コア９の内周側に挿通されるから、積層コア９は内周側（すなわち、歯９２が形成される側）から加熱される。なお、「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℃またはそれ以上であってもよい。
筒状の積層コア９の内周側に直線棒状のヒーター１３が挿通される構成であるから、積層コア９の内周側に形成される歯９２の表面の全体にわたって、赤外線をほぼ均等に照射できる。また、本発明の実施形態にかかる焼鈍装置１によれば、加熱炉を用いる構成（すなわち、積層コア９の外側に熱源が設けられる構成）と比較して、熱源であるヒーター１３を歯９２の表面に近接させることができる。このため、短時間で均等に積層コア９を加熱することができ、「積層コア９が所定の温度に到達するまでの時間」を短縮することができる。特に、近赤外線を放射するヒーター１３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を短時間で所定の温度に昇温させることができる。

積層コア９が所定の温度に到達した後、ヒーター１３への通電を停止して積層コア９の加熱を停止する。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）は特に限定されるものではない。たとえば、従来一般の炉冷や空冷などの条件が適用できる。このため、説明は省略する。

なお、積層コア９の加熱中および徐冷中においては、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、焼鈍中はチャンバー１１の内部には非酸化性のガスが充填されることが好ましい。なお、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、チャンバー１１の開口部１０１が塞がれて気密状態に保たれるため、積層コア９を非酸化性のガスの雰囲気中で焼鈍できる。

積層コア９の焼鈍が終了したら、駆動機構によってヒーター保持具１４をチャンバー１１から取り外す。そして、搬送機構によって、焼鈍が完了した積層コア９を支持台１２から搬出し、次に焼鈍を行う積層コア９を支持台１２に載置する。
そして、焼鈍装置１は、このような動作を繰り返すことによって、複数の積層コア９を順次焼鈍する。

本発明の実施形態にかかる焼鈍装置１によれば、直線棒状のヒーター１３と接触通電式の端子１６を用いることにより、ヒーター１３を積層コア９の内周側に挿通できるとともに、ヒーター１３を積層コア９に挿抜する際に、ヒーター１３のもう先端部の端子１３１に電源ケーブルなどを着脱する作業を行わなくてもよい。このため、ヒーター１３を積層コア９に挿抜する工程の自動化を図ることができる。さらに、ヒーター１３を積層コア９に挿抜する工程に要する時間を短縮できるから、生産効率の向上を図ることができる。

また、直線棒状のヒーター１３を用いることにより、Ｕ字形状のヒーターを用いる構成に比較して、内径が小さい積層コア９を内周から均等に加熱することができる。
図６（ａ）は、Ｕ字形状のヒーターの構成例を示す模式図であり、図６（ｂ）は、Ｕ字形状のヒーターが積層コア９の内周に挿通された状態を示す模式図である。
たとえば、Ｕ字形状のヒーター８１（以下、「Ｕ字ヒーター８１」と記す）を用いる構成であると、Ｕ字ヒーター８１を管体が曲げ返される湾曲部８１２の側から積層コア９に挿抜することにより、加熱ごとに端子１３１と電源ケーブル２０２との接続と分離を行わなくてもよい。しかしながら、図６（ａ）に示すように、Ｕ字ヒーター８１においては、湾曲部８１２の曲率半径Ｒを小さくするにも限度がある。たとえば、一般的には、ハロゲンヒーターの湾曲部８１２の曲率半径Ｒは３０ｍｍが下限である。このため、直径が１０ｍｍのハロゲンヒーターであれば、内径Ｄ_Iが（８０ｍｍ＋隙間Ｃ）以下の積層コア９には適用できない。したがって、コンプレッサー用の電動機の積層コアなど、内径Ｄ_Iが６０ｍｍ程度の小型の電動機の積層コアには適用できない。

また、図６（ｂ）に示すように、昇温速度の上昇を図るために複数のＵ字ヒーター８１を用いる場合には、全てのＵ字ヒーター８１の直線部８１１どうしを均等な間隔に配置しなければ、円周方向に偏温が生じることになる。前記のとおり、Ｕ字ヒーター８１の湾曲部８１２の曲率半径Ｒは３０ｍｍが下限であるから、Ｕ字ヒーター８１の直径が１０ｍｍであれば、直線部８１１どうしの中心線間隔Ｐ１は７０ｍｍが下限となる。このため、たとえば２本のＵ字ヒーター８１を用い、全ての直線部８１１（すなわち４本の直線部８１１）を円周方向に均等に配置するためには、一方のＵ字ヒーター８１ともう一方のＵ字ヒーター８１の直線部８１１どうしの中心線間隔Ｐ２も７０ｍｍにしなければならない。このため、この場合には、Ｕ字ヒーター８１と積層コア９の内周との隙間Ｃ（Ｃ＝５ｍｍ）を考慮すると、内径Ｄ_Iが１２０ｍｍ以上の積層コア９でなければ、Ｕ字ヒーター８１の直線部８１１を円周方向に均等に配置できない。

これに対して、本発明の実施形態かかる焼鈍装置１によれば、直線棒状のヒーター１３を用いる構成であるから、前述のようなＵ字ヒーター８１を用いる場合の制約を受けない。たとえば、１本のヒーター１３を用いる構成であれば、内径Ｄ_Iが（（ヒーター１３の直径）＋（隙間）×２）の積層コア９にも適用できる。また、昇温速度の向上を図るために複数のヒーター１３を用いる構成においては、上述のような制約を受けることなく、ヒーター１３を近接して均等に配置することができる。このため、内径が１２０ｍｍ未満の積層コア９であっても、複数のヒーター１３を用いて昇温速度の向上を図りつつ、均等に加熱することができる。たとえば、直径が１０ｍｍのヒーター１３を４本用い、ヒーター１３どうしの中心線間隔を１５ｍｍとすれば、ヒーター１３と積層コア９の内周との隙間Ｃを５ｍｍとする場合であっても、内径Ｄ_Iが３１ｍｍの積層コア９に適用が可能である。したがって、内径Ｄ_Iが６０ｍｍ程度の積層コア９についても、複数のヒーター１３を用いて昇温速度の向上を図ることができる。ここではＵ字ヒーター８１を２本挿入することで、直線棒状のヒーター１３が４本の場合と同等になる構成例を示したが、直線棒状のヒーター１３の本数を６本あるいはそれ以上に増やす場合と同等となるような構成とする場合にも、Ｕ字ヒーター８１では適用可能な積層コア９の内径Ｄ_Iに制約が生じる。さらに、小型モーターのみならず、内径Ｄ_Iが１２０ｍｍよりも大きい積層コア９においても、本実施形態の直線棒状ヒーター１３を適用することで、Ｕ字ヒーター８１よりも多くの本数を積層コア９の内周に挿入することが出来る為、加熱時間を短縮することが出来る。

そして、前述のように、ヒーター１３の挿抜の工程の自動化を図ることができるから、小型のモーターの積層コア９の焼鈍について、生産性の向上を図ることができる。

（他の形態）
上述の実施形態では、ヒーター１３が積層コア９の内周に挿通される構成を示したが、積層コア９の外側に配設される構成であってもよい。ここで、ヒーター１３が積層コア９の外側に配設される形態について、図７〜図１０を参照して簡単に説明する。図７〜図１０は、本発明の他の実施形態を説明する図であり、それぞれ、前述の実施形態を説明する図２〜図５に対応する図である。なお、前述の実施形態と共通の要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

他の実施形態に係る焼鈍装置１は、ヒーター１３を用いて積層コア９を外周側から加熱する。ヒーター１３は、前述の実施形態と同様に、ヒーター保持具１４に片持ち支持される。ヒーター保持具１４には、固定式の端子１５が設けられており、ヒーター１３の基端部の端子１３１は、この固定式の端子１５に電気的に接続されている。ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、ヒーター１３は、チャンバー１１の内部に収容された積層コア９の外周側に位置する。たとえば、積層コア９の外周側において、円周方向に等間隔に配置される。そして、ヒーター１３の先端部の端子１３２と接触通電式の端子１６とが接触し、電気的に接続する。また、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、チャンバー１１の開口部１０１はヒーター保持具１４によって塞がれ、チャンバー１１の内部は気密状態となる。
他の実施形態においても、図９に示すようにヒーター１３が並列接続される構成と、図１０に示すように、ヒーター１３が直列接続される構成が適用できる。また、直列接続と並列接続が組み合わされる構成であってもよい。具体的なヒーター１３の電気的な接続の態様は、図４と図５を参照して説明したとおりである。
他の実施形態によれば、ヒーター１３と積層コア９の搬送機構との干渉を懸念する必要が無くなる。

さらに、ヒーター１３が積層コア９の内周側に挿通されるとともに外周側に配置される構成であってもよい。この場合には、ヒーター保持具１４がチャンバー１１に装着されると、一部のヒーター１３が積層コアの内周側に挿通し、残りのヒーター１３が積層コアの外周側に位置する。このような構成であると、積層コア９を内周側と外周側の両方から加熱できる。なお、ヒーター１３の本数が多くなる場合には、外部の電源２０１の数を１つに限定せず、複数の別系統の電源２０１を用いてもよい。このように、複数の電源２０１を用いる構成であると、一部の電源２０１の不調時において、全停止を回避できる。

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、前記各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、積層コアの加熱に用いられる直線棒状のヒーターの数は限定されるものではない。直線棒状のヒーターの数は、加熱対象である積層コアの寸法や形状などに応じて適宜設定される。また、ヒーター１３は、積層コア９の内周側と外周側の少なくとも一方に配置される構成であればよい。さらに、前記各実施形態においては、２個の積層コア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の数は限定されるものではない。１個の積層コア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：焼鈍装置、１１：チャンバー、１０１：開口部、１２：支持台、１３：ヒーター、１３１：基端部の端子、１３２：先端部の端子、１４：ヒーター保持具、１５：固定式の端子、１５１：端子金具、１６：接触通電式の端子、１６１：端子金具、２０１：電源、２０２：電源ケーブル、８１：Ｕ字ヒーター、８１１：直線部、８１２：湾曲部、９：積層コア、９１：電磁鋼板、９２：歯

Claims

軸線方向に貫通する筒状の積層コアを焼鈍する焼鈍装置であって、
前記積層コアを内部に収容できるチャンバーと、
直線棒状に形成され、長手方向の一方の端部の側から前記チャンバーの内部に収容された前記積層コアに挿抜可能なヒーターと、
前記ヒーターが前記チャンバーの内部に収容された前記積層コアの内周と外周の少なくとも一方に挿通されると、前記ヒーターの前記一方の端部に設けられる端子に接触して前記端子と電気的に接続する接触通電式の端子と、
を有することを特徴とする積層コアの焼鈍装置。
チャンバーに着脱可能で前記ヒーターの他方の端部が取り付けられるヒーター保持具をさらに有し、
前記ヒーター保持具が前記チャンバーに装着されると、前記ヒーターが前記チャンバーの内部に収容された前記積層コアの内周と外周の少なくとも一方に挿通されるとともに、前記ヒーターの前記一方の端部に設けられる端子が前記接触通電式の端子に接触することを特徴とする請求項１に記載の積層コアの焼鈍装置。
前記ヒーター保持具には固定式の端子が設けられ、
前記ヒーターの前記他方の端部に設けられる端子は、前記固定式の端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の積層コアの焼鈍装置。
前記固定式の端子と前記接触通電式の端子は電源に電気的に接続されており、前記ヒーターは、前記固定式の端子と前記接触通電式の端子を介して前記電源から通電されることを特徴とする請求項３に記載の積層コアの焼鈍装置。
前記ヒーターが複数設けられ、複数の前記ヒーターは前記固定式の端子と前記接触通電式の端子とによって電気的に並列接続されることを特徴とする請求項４に記載の積層コアの焼鈍装置。
前記ヒーターが複数設けられ、複数の前記ヒーターは前記固定式の端子と前記接触通電式の端子とによって電気的に直列接続されるとともに、
前記固定式の端子は電源に電気的に接続されており、複数の前記ヒーターは、前記固定式の端子に取り付けられる側から通電されることを特徴とする請求項３に記載の積層コアの焼鈍装置。
前記チャンバーには内部と外部を連通する開口部が形成され、
前記ヒーターは前記開口部を通じて前記積層コアの内周と外周の少なくとも一方に挿抜可能であり、
前記ヒーター保持具が前記チャンバーに装着されると、前記開口部が前記ヒーター保持具によって塞がれることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の積層コアの焼鈍装置。
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７のいずれか１項に記載の積層コアの焼鈍装置。
前記のヒーターは、長手方向の両端に端子が設けられる直線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１から８のいずれか１項に記載の積層コアの焼鈍装置。