(57)【要約】【課題】電磁鋼板の磁気異方性を改善する。【解決手段】磁場中熱処理装置１は、真空置換炉３と、所定の一方向に磁場を発生させるソレノイドコイル４と、真空置換炉３及びソレノイドコイル４の動作を制御する制御装置６とを備える。制御装置６は、真空置換炉３により、電磁鋼板１０を所定の加熱温度まで加熱する加熱工程の後に、当該電磁鋼板１０を冷却する冷却工程を行うとともに、ソレノイドコイル４により、冷却工程中に、電磁鋼板１０の面内方向であって圧延方向ＲＤと実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場を印可する。【選択図】図２
2020147842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理手段と、
所定の一方向に磁場を発生させる磁場発生手段と、
前記熱処理手段及び前記磁場発生手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記熱処理手段により、電磁鋼板を所定の加熱温度まで加熱する加熱工程の後に、当該電磁鋼板を冷却する冷却工程を行うとともに、
前記磁場発生手段により、前記冷却工程中に、前記電磁鋼板の面内方向であって圧延方向と実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場を印可する、
磁場中熱処理装置。
【請求項２】
前記所定の磁場は、３０ｋＡ／ｍ以上である、
請求項１に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項３】
前記所定の加熱温度は、８００℃以上１０００℃以下の範囲内である、
請求項１又は請求項２に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項４】
前記電磁鋼板のシリコン含有率が２質量％以上である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項５】
前記電磁鋼板は、複数の薄板が積層されて構成され、
前記熱処理手段は、前記電磁鋼板を加熱する加熱手段を備え、
前記加熱手段は、前記電磁鋼板の外周の積層面に対向するように配置される、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項６】
前記磁場発生手段としてのソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に配置された前記熱処理手段としての熱処理炉と、を備える、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項７】
前記熱処理炉は、真空チャンバーと、当該真空チャンバー内に配置されたヒーターとを備え、
前記真空チャンバーは、長尺に形成され、その長手方向に沿って一列に配列された複数の電磁鋼板を収容可能であり、
前記ヒーターは、前記真空チャンバー内の前記複数の電磁鋼板を加熱可能なように、前記長手方向の所定範囲に亘って設けられ、
前記ソレノイドコイルは、前記真空チャンバーを前記長手方向の所定範囲に亘って囲むように配置され、前記真空チャンバー内に前記長手方向に沿った磁場を発生させる、
請求項６に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項８】
前記ソレノイドコイルは、前記長手方向に複数設けられ、
前記制御手段は、複数の前記ソレノイドコイルの動作を個別に制御する、
請求項７に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項９】
前記ヒーターは、複数の前記ソレノイドコイルに対応して前記長手方向に複数設けられ、
前記制御手段は、複数の前記ヒーターの動作を個別に制御する、
請求項８に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項１０】
前記磁場発生手段としての複数のコイルと、前記熱処理手段としての熱処理炉とを備え、
前記複数のコイルは、互いが発生させる磁場の方向を一致させつつ当該磁場が前記熱処理炉内を貫通するように、当該磁場の方向に並設され、
前記制御手段は、前記複数のコイルの動作を個別に制御する、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の磁場中熱処理装置。
【請求項１１】
圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３の範囲内である、
電磁鋼板。
【請求項１２】
複数の薄板が積層されて構成されたコアを有するステータ、或いはロータ、を備えるモータであって、
前記複数の薄板のうち少なくとも２枚は、圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３の範囲内である磁気特性を有している、
モータ。
【請求項１３】
前記複数の薄板を積層させた積層方向における上端部分と、下端部分と、中央部分とが、前記圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３の範囲内である磁気特性を有している、
請求項１２に記載のモータ。
【請求項１４】
モータコアの電磁鋼板に磁場を印可しつつ熱処理を行うモータ製造方法であって、
熱処理手段により、前記電磁鋼板を所定の加熱温度まで加熱する加熱工程の後に、当該電磁鋼板を冷却する冷却工程を行い、
磁場発生手段により、前記冷却工程中に、前記電磁鋼板の面内方向であって圧延方向と実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場を印可する、
モータ製造方法。
【請求項１５】
前記電磁鋼板は、複数の薄板が単に重ねられた状態又は単一の当該薄板の状態で、前記熱処理手段による熱処理が施され、
前記熱処理手段による熱処理の後に、前記複数の薄板の各々の表面を絶縁被膜で覆う絶縁被膜処理工程と、
前記絶縁被膜処理工程により絶縁被膜処理された前記複数の薄板を積層する積層工程と、
を備える、
請求項１４に記載のモータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場中熱処理装置、電磁鋼板、モータ、モータ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁鋼板、なかでも電動機や発電機の鉄心に用いられる無方向性電磁鋼板には、高い透磁率、低い鉄損、等方的な磁気特性（透磁率、鉄損等）が求められる。
これらの性能は熱処理により改善・向上できることが知られている。例えば特許文献１に記載の技術では、電磁鋼板に張力を付与しつつこの張力付与方向とは直角方向に磁場を印可することにより、鉄損の改善等が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９７２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術でも、磁気異方性を改善して等方的な磁気特性を得ることはできていない。
【０００５】
本発明は、電磁鋼板の磁気異方性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る磁場中熱処理装置は、
熱処理手段と、
所定の一方向に磁場を発生させる磁場発生手段と、
前記熱処理手段及び前記磁場発生手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記熱処理手段により、電磁鋼板を所定の加熱温度まで加熱する加熱工程の後に、当該電磁鋼板を冷却する冷却工程を行うとともに、
前記磁場発生手段により、前記冷却工程中に、前記電磁鋼板の面内方向であって圧延方向と実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場を印可する。
【０００７】
本発明に係る電磁鋼板は、
圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３の範囲内である。
【０００８】
本発明に係るモータは、
複数の薄板が積層されて構成されたコアを有するステータ、或いはロータ、を備えるモータであって、
前記複数の薄板のうち少なくとも２枚は、圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３の範囲内である磁気特性を有している。
【０００９】
本発明に係るモータ製造方法は、
モータコアの電磁鋼板に磁場を印可しつつ熱処理を行うモータ製造方法であって、
熱処理手段により、前記電磁鋼板を所定の加熱温度まで加熱する加熱工程の後に、当該電磁鋼板を冷却する冷却工程を行い、
磁場発生手段により、前記冷却工程中に、前記電磁鋼板の面内方向であって圧延方向と実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場を印可する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁鋼板の磁気異方性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る磁場中熱処理装置を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁場中熱処理装置を模式的に示す側面図である。
【図３】図１の磁場中熱処理装置での熱処理において電磁鋼板に印可する磁場の強さと電磁鋼板の温度のタイムチャートである。
【図４】電磁鋼板に磁場を印加したときの磁場の強さとひずみの関係を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。
【図６】本実施形態の第１の変形例の磁場中熱処理装置を模式的に示す図である。
【図７】図６の磁場中熱処理装置の変形例を示す図である。
【図８】図６の磁場中熱処理装置の他の変形例を示す図である。
【図９】本実施形態の第２の変形例の磁場中熱処理装置を模式的に示す図である。
【図１０】図９の磁場中熱処理装置の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例及び比較例の（ａ）鉄損を示すグラフであり、（ｂ）透磁率を示すグラフである。
【図１２】（ａ）圧延方向に磁場を印可した試料の磁区構造を示す顕微鏡写真であり、（ｂ）圧延直交方向に磁場を印可した試料の磁区構造を示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、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。
【００１３】
［磁場中熱処理装置の構成］
まず、本実施形態に係る磁場中熱処理装置１の構成について説明する。
図１及び図２は、磁場中熱処理装置１を模式的に示す平面図及び側面図である。
磁場中熱処理装置１は、電磁鋼板１０に磁場（磁界）を印可しつつ熱処理を施すことが可能な装置である。具体的には、図１及び図２に示すように、磁場中熱処理装置１は、電磁鋼板１０を熱処理する真空置換炉２と、磁場を印可するソレノイドコイル４と、制御装置６とを備えている。
【００１４】
真空置換炉２は、本発明に係る熱処理手段（熱処理炉）であり、非磁性材料製の真空チャンバー２０と、真空チャンバー２０内に配置されたヒーター３とを備える。真空チャンバー２０の内部には、電磁鋼板１０が、非磁性材料製の保持台２１上に載置された状態で配置される。
【００１５】
電磁鋼板１０は、圧延方向ＲＤを揃えつつ複数の薄板（薄肉の鋼板）を積層（接着）させた無方向性電磁鋼板である。本実施形態の電磁鋼板１０は、特に限定はされないが、２質量％以上のＳｉ含有率のものである。また、本実施形態の電磁鋼板１０は、特に限定はされないが、モータステータ用のコアであり、内周側に複数のティース１１を有する略円筒状に加工済のものである。電磁鋼板１０は、外周の積層面を周囲側方に向けた状態で保持台２１上に載置される。
【００１６】
ヒーター３は、本実施形態では複数の電熱線である。ヒーター３は、電磁鋼板１０の外周の積層面と対向するように真空チャンバー２０内の対向する両側部に配置されて、真空チャンバー２０内の電磁鋼板１０を積層面から加熱できるようになっている。なお、ヒーター３は、電磁鋼板１０の外周の積層面と対向するように配置されていればよく、例えば真空チャンバー２０内の全周に配置されていてもよい。また、ヒーター３は、ソレノイドコイル４が発生させる磁場に影響を及ぼさずに真空チャンバー２０内の電磁鋼板１０を加熱できるものであればよく、本実施形態の構成に特に限定されない。
【００１７】
また、真空置換炉２（真空チャンバー２０）には、配管を通じてロータリーポンプ５１とターボ分子ポンプ５２とが連通されている。ロータリーポンプ５１及びターボ分子ポンプ５２は、真空チャンバー２０内を減圧するための真空ポンプであり、ロータリーポンプ５１により初期粗引きした後にターボ分子ポンプ５２により高真空まで減圧する。
また、真空置換炉２（真空チャンバー２０）には、不活性ガスが充填されたボンベ５４が、図示しないバルブを介して連通されている。
また、真空置換炉２（真空チャンバー２０）の内部には、電磁鋼板１０の温度を計測するための図示しない温度計が設けられている。
【００１８】
ソレノイドコイル４は、少なくとも所定の一方向に磁場を発生可能な磁場発生手段である。ソレノイドコイル４は、真空置換炉２を囲むようにその外側に配置され、真空置換炉２内の電磁鋼板１０を貫通する均一な磁場を発生させる。
【００１９】
制御装置６は、磁場中熱処理装置１の各部の動作を制御するものである。具体的に、制御装置６は、ロータリーポンプ５１及びターボ分子ポンプ５２を動作させて真空チャンバー２０内を減圧させ、ヒーター３に直流電流を流して電磁鋼板１０を加熱させ、ソレノイドコイル４を動作させて磁場を発生させる等する。また、制御装置６は、図示しない真空計が計測した真空置換炉２内の圧力や、図示しない温度計が計測した電磁鋼板１０の温度等のデータを収集する。
【００２０】
［磁場中熱処理装置による熱処理方法］
続いて、磁場中熱処理装置１による電磁鋼板１０の熱処理方法について説明する。
この熱処理では、電磁鋼板１０の加工歪を除去するとともに、その磁気特性（鉄損、透磁率等）をより等方的なものに変化させる。
図３は、この熱処理において電磁鋼板１０に印可する磁場の強さと電磁鋼板１０の温度とのタイムチャートである。
【００２１】
電磁鋼板１０の熱処理を開始する前に、電磁鋼板１０が真空置換炉２（真空チャンバー２０）内に配置される。
具体的には、ソレノイドコイル４により印可される磁場の方向ＭＤが、電磁鋼板１０の面内方向（積層方向と直交する方向：図１の紙面に平行な方向）と平行であって、圧延方向ＲＤと実質的に直交するように、電磁鋼板１０を配置する。
ここで、磁場の方向ＭＤと圧延方向ＲＤとが実質的に直交するとは、磁場の方向ＭＤが、圧延方向ＲＤと直交する方向に対して所定の角度範囲内（例えば７°以内）にあることをいう。また、磁場の方向ＭＤと電磁鋼板１０の面内方向も、同様に一定程度の角度のずれを許容できる。
【００２２】
電磁鋼板１０が真空置換炉２内に配置され、その他の準備も終了した後に、電磁鋼板１０の熱処理が開始される。
すると、まず制御装置６は、ロータリーポンプ５１及びターボ分子ポンプ５２を動作させて、真空置換炉２（真空チャンバー２０）内を例えば１０-3Ｐａ以下まで減圧する。その後、ボンベ５４から真空置換炉２（真空チャンバー２０）内に不活性ガスが導入される。
【００２３】
次に、制御装置６は、図３に示すように、ヒーター３に直流電流を流して真空置換炉２（真空チャンバー２０）内の電磁鋼板１０を所定の加熱温度Ｔまで加熱し（加熱工程）、この加熱温度Ｔを所定の保持時間（ｔ２−ｔ１：例えば１時間）だけ保持する（保温工程）。
加熱温度Ｔは、少なくとも二次再結晶温度以上であることや、温度が高すぎると後に印可する磁場による効果が薄れることから、８００℃〜１０００℃の範囲内が好ましい。
【００２４】
次に、制御装置６は、ヒーター３への通電を止める（又は、さらに真空置換炉２内の減圧を緩める）等により、電磁鋼板１０を冷却して室温まで戻す（冷却工程）。このときの冷却速度は特に限定されない。
この冷却工程では、制御装置６は、ソレノイドコイル４に直流電流を流すことにより、電磁鋼板１０の面内方向であって圧延方向ＲＤと実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場を印可する（図１参照）。
印可する磁場の強さＨは、３０ｋＡ／ｍ（飽和磁化の倍程度）以上であることが好ましく、５Ｔ（≒４０００ｋＡ／ｍ）以上であることがより好ましい。
【００２５】
このように、冷却工程において電磁鋼板１０に磁場を印可することにより、結晶粒の磁化容易軸の方向を磁場の方向に制御することができる。また、このときの磁場の方向ＭＤを、圧延方向ＲＤと直交する圧延直交方向とすることにより、磁気特性の等方化を促すことができる。
【００２６】
電磁鋼板１０に磁場を印可すると、強磁性体の特性として、その磁場の強さや方向に応じたひずみが生じる（磁歪）。これが一定以上の磁場であると、体積磁歪効果が生じて電磁鋼板１０が全体的に収縮する。
本発明者らは、サンプルの電磁鋼板に対し、液体窒素温度で圧延方向ＲＤに磁場を印加しながらひずみを測定することにより、この体積磁歪効果を確認した。図４にその結果を示す。この図に示すように、磁場が印加されたサンプルは、磁場の方向に約１５ｋＡ／ｍまで正のひずみを示したが、それ以上の強さの磁場に対してはひずみが負になり、磁場の方向に収縮した。
このことから、磁場の強さ１５ｋＡ／ｍ程度では、磁歪がゼロであるため、結晶粒の方位制御を行うには磁気エネルギーが不足していると考えられる。そこで、ここからさらに収縮を進める、その倍の３０ｋＡ／ｍ程度の磁場の強さであれば、その磁気エネルギーにより結晶粒の方位を変えることができると考えた。
【００２７】
なお、電磁鋼板１０への磁場の印可は、少なくとも冷却工程で行われていればよい。この場合、冷却工程の殆ど（例えば８割）の時間において磁場が印可されていればよく、磁場の強さＨが発生するまでに要する時間を見越して保温工程が終了する前から印可を開始してもよいし、図３のように冷却と同時（又はその少し後）に印可を開始してもよい。
ただし、加熱工程では電磁鋼板１０に磁場を印可しない方がよい。加熱工程から磁場を印可すると、電磁鋼板１０が体積磁歪効果による圧縮力を大きく受けてしまい、磁気特性が劣化してしまう。冷却工程で磁場を印可すれば、電磁鋼板１０が常磁性状態なので、体積磁歪効果が発現することなく、印可した磁気エネルギーを結晶粒の方位制御に好適に活用することができる。
【００２８】
［モータ］
続いて、磁場中熱処理装置１を用いて製造したモータ１００について説明する。
図５は、モータ１００の構成を示す断面図である。
この図に示すように、モータ１００は、固定子（ステータ）７０と、回転子（ロータ）８０とを備える。本実施形態では、特に限定はされないが、１６ポール１８スロットのモータについて説明する。
【００２９】
固定子７０は、ステータヨーク（以下、単にヨークともいう）７２及び複数のティース７４を有するステータコア７５と、複数のモータコイル７８とを備える。１８スロットのモータは、１８個のティース７４を備える。ヨーク７２の内側には、ヨーク７２の外周から中心に向かう方向に突起する複数のティース７４が設けられる。モータコイル７８は、ティース７４ごとに設けられ、対応するティース７４に集中的に巻装される。
【００３０】
回転子８０は、環状のロータコア８２および複数の磁石部材８８を備える。ロータコア８２は、円筒もしくは円柱形状を有する。ロータコア８２には、図示しない回転軸が取り付けられる。磁石部材８８は、外部磁場を印加して着磁することで永久磁石となる部材であり、断面形状が略台形もしくは矩形の柱形状を有する。複数の磁石部材８８は、ロータコア８２の外周面（外側面）８４に沿って周方向に並べて配置される。具体的には外周面８４には、複数の磁石挿入部８６が形成される。磁石挿入部８６は、磁石部材８８の位置および形状に対応して形成された溝であり、磁石部材８８は磁石挿入部８６にはめ込まれた態様にてロータコア８２に対して固定される。磁石部材８８の着磁は、磁石部材８８を磁石挿入部８６に挿入する前に行ってもよいし（前着磁）、磁石挿入部８６に挿入した状態で行ってもよい（後着磁）。
【００３１】
固定子７０のステータコア７５及び回転子８０のロータコア８２の各々は、磁場中熱処理装置１による上述の熱処理が施された電磁鋼板１０から構成される。
これらステータコア７５及びロータコア８２の各々は、上述の熱処理により、各部でバラつきの少ない均一化された磁気特性（透磁率、鉄損等）を有している。
例えば、ステータコア７５及びロータコア８２の各々は、当該コアを構成する複数の薄板（薄肉の鋼板）のうちの少なくとも２枚が、後述の実施例で得られたように、圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３（より好ましくは１±０．２）の範囲内となっている。また、ステータコア７５及びロータコア８２の各々は、複数の薄板を積層させた積層方向における上端部分と、下端部分と、中央部分とにおいて、後述の実施例で得られたように、圧延方向を０°方向とする９０°方向までの面内での透磁率の分布が、０°方向の値を１として１±０．３（より好ましくは１±０．２）の範囲内となっている。
なお、モータ１００は、ステータコア７５及びロータコア８２の少なくとも一方が電磁鋼板１０から構成されていればよい。
【００３２】
［本実施形態の技術的効果］
以上のように、本実施形態によれば、電磁鋼板１０を所定の加熱温度まで加熱した後に冷却する冷却工程中に、当該電磁鋼板１０の面内方向であって圧延方向ＲＤと実質的に直交する圧延直交方向に沿って所定の磁場が印可される。
これにより、電磁鋼板１０の磁気異方性を改善することができる。ひいては、回転磁場中で用いられるモータ用途に適した電磁鋼板１０を得ることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、ソレノイドコイル４内に真空置換炉２が配置されているので、真空置換炉２内の電磁鋼板１０に対して均一な磁場を印可できる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、ヒーター３が電磁鋼板１０外周の積層面に対向しているので、加工により絶縁被膜が除去された積層面から好適に電磁鋼板１０を加熱できる。ひいては、効率的かつ均一に電磁鋼板１０を加熱できる。加えて、絶縁被膜に覆われた電磁鋼板１０の両主面（上下面）はヒーター３で直接加熱しないので、当該両主面の絶縁被膜の熱による破壊を抑制できる。
【００３５】
［変形例１］
続いて、上記実施形態の第１の変形例である磁場中熱処理装置１Ａの構成について説明する。以下では、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図６（ａ）、（ｂ）は、磁場中熱処理装置１Ａを模式的に示す平面図及び側面図である。
【００３６】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、磁場中熱処理装置１Ａは、当該磁場中熱処理装置１Ａの各部の動作を制御する制御装置６のほか、真空置換炉２Ａと、ソレノイドコイル４Ａとを備えている。
【００３７】
真空置換炉２Ａは、真空チャンバー２０Ａとヒーター３Ａとを備えている。
真空チャンバー２０Ａは、所定の長手方向Ｌに長尺に形成されている。真空チャンバー２０Ａ内には、長手方向Ｌに沿って一列に配列された複数（図６では４つ）の電磁鋼板１０が収容可能となっている。複数の電磁鋼板１０は、長尺な保持台２１Ａ上に載置され、互いの高さ位置が略一致している。各電磁鋼板１０は、圧延方向ＲＤが長手方向Ｌと実質的に直交するように配置される。
また、真空チャンバー２０Ａには、ロータリーポンプ５１及びターボ分子ポンプ５２と、不活性ガスが充填されたボンベ５４とが連通されている。
【００３８】
ヒーター３Ａは、複数の電熱線であり、真空チャンバー２０Ａ内のうち、長手方向Ｌと直交する方向の両側部において長手方向Ｌの全長に亘って配置されている。ヒーター３Ａは、真空チャンバー２０Ａ内の複数の電磁鋼板１０の外周の積層面と対向するように配置され、当該複数の電磁鋼板１０を積層面から加熱する。なお、ヒーター３Ａは、真空チャンバー２０Ａ内の複数の電磁鋼板１０を加熱できるように真空チャンバー２０Ａの長手方向Ｌの所定範囲に亘って設けられていればよく、真空チャンバー２０Ａの長手方向Ｌの全長に亘って設けられていなくともよい。
【００３９】
ソレノイドコイル４Ａは、真空置換炉２Ａ（真空チャンバー２０Ａ）を長手方向Ｌの全長に亘って囲むように配置されている。ソレノイドコイル４Ａは、長手方向Ｌと略一致した磁場の方向ＭＤに沿って、真空チャンバー２０Ａ内の複数の電磁鋼板１０を貫通する均一な磁場を発生させる。なお、ソレノイドコイル４Ａは、複数の電磁鋼板１０を貫通する磁場を発生できるように、真空チャンバー２０Ａを長手方向Ｌの所定範囲に亘って囲むように配置されていればよく、真空チャンバー２０Ａの長手方向Ｌの全長に亘って配置されていなくともよい。
【００４０】
以上の磁場中熱処理装置１Ａによれば、複数の電磁鋼板１０に対して同時に磁場の印可と熱処理を行うことができる。
【００４１】
なお、磁場中熱処理装置１Ａは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ソレノイドコイル４Ａやヒーター３Ａを長手方向Ｌに複数個又は複数ユニット配置し、これらを制御装置６で個別に動作制御できるようにしてもよい。図７の例では、真空置換炉２Ａを長手方向Ｌの略半部ずつ囲む２つのソレノイドコイル４Ａが長手方向Ｌに並設され、これらの動作が制御装置６により個別に制御される。ヒーター３Ａは、２つのソレノイドコイル４Ａに対応して２つのヒーターユニット３０Ａとして長手方向Ｌに並設され、当該２つのヒーターユニット３０Ａの動作が制御装置６により個別に制御される。この場合、ヒーター３Ａ及びソレノイドコイル４Ａの双方を互いに対応させつつ複数個又は複数ユニット配置するのが好ましいが、ヒーター３Ａ及びソレノイドコイル４Ａのいずれか一方だけを複数個又は複数ユニットにしてもよい。
これにより、真空チャンバー２０Ａ内の全体は勿論のこと、真空チャンバー２０Ａ内の所望の位置（図７の例では長手方向Ｌの半部のいずれか）だけに対しても、磁場の印可や熱処理を行うことができる。したがって、真空置換炉２Ａの処理容量以下の少ない数量の電磁鋼板１０に対しても、効率的な処理を実施できる。
また、長手方向Ｌに複数設けるソレノイドコイル４Ａやヒーター３Ａ（ヒーターユニット３０Ａ）の数量は特に限定されない。例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ソレノイドコイル４Ａやヒーター３Ａ（ヒーターユニット３０Ａ）を図７の例よりもさらに多く（図８では４つ）配置してもよい。
【００４２】
［変形例２］
続いて、上記実施形態の第２の変形例である磁場中熱処理装置１Ｂの構成について説明する。以下では、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図９（ａ）、（ｂ）は、磁場中熱処理装置１Ｂを模式的に示す平面図及び側面図である。なお、磁場中熱処理装置１Ｂは、主に磁場発生手段（コイル）が複数設けられる点で上記実施形態の磁場中熱処理装置１と異なるため、図９では、これ以外の説明不要な構成（ヒーター３、制御装置６等）の図示を省略している。後述の図１０も同様である。
【００４３】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、磁場中熱処理装置１Ｂは、上記実施形態の磁場中熱処理装置１におけるソレノイドコイル４に代えて、２つのコイル４Ｂを備えている。
２つのコイル４Ｂは、互いが発生させる磁場の方向ＭＤを一致させつつ当該磁場が真空置換炉２内の電磁鋼板１０を貫通するように、当該磁場の方向ＭＤに並設され、この方向における真空置換炉２の両側に配置されている。２つのコイル４Ｂは、制御装置６（図示省略）により個別に動作制御される。
そのため、２つのコイル４Ｂにより発生する磁場を個別に制御することにより、真空置換炉２内の電磁鋼板１０を貫通する磁場の分布を調整することができる。
なお、磁場の方向ＭＤに複数設けるコイル４Ｂの数量は特に限定されない。例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、３つのコイル４Ｂを設けてもよい。この場合、図９の２つのコイル４Ｂに対し、発生させる磁場の方向ＭＤを一致させつつ真空置換炉２の中央部を囲むように、もう一つのコイル４Ｂを追加すればよい。
【００４４】
［他の変形例］
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記の実施形態及び変形例に限られない。
例えば、上記実施形態及び変形例では、ソレノイドコイルやコイルにより磁場を印可し、ヒーターを備える真空置換炉により熱処理を行うこととしたが、磁場発生手段や熱処理手段、加熱手段はこれらに限定されない。
また、図示は省略するが、熱処理炉の中にコイル（磁場発生手段）を配置してもよいし、ヒーターをコイルで形成して（熱処理手段と磁場発生手段を一体にして）、ヒーターに流す直流電流で磁場を発生させてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態及び変形例では、電磁鋼板１０が薄板を積層（接着）したものであることとした。しかし、各薄板表面の絶縁被膜は上記実施形態の熱処理において破壊されるおそれがあり、積層（接着）された状態の電磁鋼板１０ではこの状態から再び絶縁被膜処理を施すことが難しい。
そこで、熱処理を施す電磁鋼板１０を、複数の薄板が積層（接着）されずに単に重ねられただけの状態、又は単一の薄板の状態としてもよい。そして、熱処理の後に、複数の薄板の各々の表面を絶縁被膜で覆う絶縁被膜処理工程と、この工程により絶縁被膜処理された複数の薄板を積層（接着）する積層工程とを経ればよい。この場合、熱処理を施す電磁鋼板１０（薄板）は絶縁被膜処理前のものであってもよい。
【００４６】
また、上記実施形態及び変形例では、電磁鋼板１０が所定の形状に加工済であることとしたが、電磁鋼板１０は加工前であってもよい。ただし、電磁鋼板１０が加工済の場合には、熱処理により加工歪を除去できる点で、より好ましい。
【実施例】
【００４７】
以下に、本発明の実施例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４８】
＜磁気特性の等方性評価＞
上記実施形態の磁場中熱処理装置１を使用して電磁鋼板の試料に磁場中熱処理を行い、鉄損と透磁率の等方性を確認した。
試料は、無方向性電磁鋼板５０Ａ４７０をワイヤ放電加工で１０ｍｍ角に切断したものとした。熱処理は、加熱温度Ｔ＝８５０℃まで３．７５℃／ｍｉｎで昇温し、１時間の保温の後に１２．５℃／ｍｉｎで室温まで降温した。磁場は１０Ｔを印可した。実施例として圧延直交方向ＴＤに磁場を印可した試料を評価したほか、比較例として、熱処理のみを行ったもの、圧延方向ＲＤに磁場を印可したものの磁気特性も確認した。
【００４９】
図１１（ａ）、（ｂ）に実施例及び比較例の鉄損と透磁率のグラフを示す。これらのグラフでは、圧延方向を０°とし、９０°までの面内での傾斜角における鉄損又は透磁率を示している。また両グラフには熱処理前の試料のデータも載せている。図１１（ａ）では、熱処理前の試料の圧延方向（０°方向）における鉄損を１としたときの鉄損比を示し、図１１（ｂ）では、０°方向における透磁率を１としたときの透磁率比を示している。
【００５０】
図１１（ａ）からは以下のことが言える。
・磁場の有無に関わらず、熱処理により鉄損が減少する。
・熱処理のみの試料（８５０℃−０Ｔ）と、圧延直交方向ＴＤに磁場を印可した試料（８５０℃−１０Ｔ−ＴＤ）では、傾斜角によらない良好な等方性が得られた。
・圧延方向ＲＤに磁場を印可した試料（８５０℃−１０Ｔ−ＴＤ）では、６０°から９０°までの値が他の方向に比べて減少しており、良好な等方性が得られなかった。
【００５１】
図１１（ｂ）からは以下のことが言える。
・熱処理のみの試料では、熱処理前に比べて透磁率の異方性がやや改善してはいるが十分ではない。
・圧延方向ＲＤに磁場を印可した試料では、熱処理前に比べて透磁率の異方性が僅かに悪化した。
・圧延直交方向ＴＤに磁場を印可した試料では、透磁率の異方性が大きく改善しており、良好な等方性が得られた。このときの透磁率の分布は、０°方向の値を１として１±０．３の範囲内が好ましく得られ、１±０．２の範囲内がより好ましく得られた。
【００５２】
＜磁区構造の評価＞
上述した磁気特性の評価で作成した、圧延方向ＲＤに磁場を印可した試料（８５０℃−１０Ｔ−ＲＤ）と、圧延直交方向ＴＤに磁場を印可した試料（８５０℃−１０Ｔ−ＴＤ）の磁区の状態を、磁区観察装置（ネオアーク株式会社製：ＢＨ−７８２ＰＩ）を用いて確認した。
【００５３】
図１２（ａ）に、圧延方向ＲＤに磁場を印可した試料の磁区構造を示す顕微鏡写真を示し、図１２（ｂ）に、圧延直交方向ＴＤに磁場を印可した試料の磁区構造を示す顕微鏡写真を示す。
図１２（ａ）に示すように、圧延方向ＲＤに磁場を印可した場合には、この磁場の方向に概ね平行に磁区が配向している。これにより、０°方向の透磁率は向上し、これと直交する９０°方向の透磁率は減少したと考えられる。
図１２（ｂ）に示すように、圧延直交方向ＴＤに磁場を印可した場合には、磁区がランダムに分布している。これにより、磁気特性の材料方位分布がより均一化され、磁気異方性が改善したと考えられる。
【符号の説明】
【００５４】
１、１Ａ、１Ｂ  磁場中熱処理装置
２、２Ａ  真空置換炉（熱処理手段）
２０、２０Ａ  真空チャンバー
３、３Ａ  ヒーター（加熱手段）
３０Ａ    ヒーターユニット
４、４Ａ  ソレノイドコイル（磁場発生手段）
４Ｂ      コイル（磁場発生手段）
６        制御装置（制御手段）
１０      電磁鋼板
１００    モータ
Ｌ        長手方向
ＭＤ      磁場の方向
ＲＤ      圧延方向
Ｔ        加熱温度
ＴＤ      圧延直交方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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