(57)【要約】隣り合うセグメント鉄心片１３を結合する外周領域１１の連結部１２を折り曲げ、セグメント鉄心片１３の端部を合わせながら、連続した複数のセグメント鉄心片１３を螺旋状に巻回して積層し、隣接する層の連結部１２を周方向にずらしながら配置した積層鉄心１０において、連結部１２の半径方向外側には連結部１２の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部２１を積層鉄心１０の外側円内に収める凹部切欠き２２を有し、連結部１２の半径方向内側には連結部１２の折り曲げ位置を形成する内側切欠き２３を設け、連結部１２を除くセグメント鉄心片１３の半径方向外側には、連結部１２の折り曲げ時にその厚み方向に形成される厚み方向膨出部１５の収納凹部１６、１７を表裏に設ける。
2008139843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周領域に形成された連結部で相互に結合された隣り合うセグメント鉄心片の前記連結部を折り曲げて、前記セグメント鉄心片の半径方向内側又は外側の端部を合わせながら、該連続した複数の前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層し、隣接する層に設けられた前記連結部同士を周方向にずらしながら配置した積層鉄心において、
前記連結部の半径方向外側には該連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を該積層鉄心の外側円内に収める凹部切欠きを有し、
前記連結部の半径方向内側には、該連結部の折り曲げ位置を形成する内側切欠きを設け、前記連結部を除く前記セグメント鉄心片の半径方向外側には、前記連結部の折り曲げ時にその厚み方向に形成される厚み方向膨出部を入れ込む収納凹部を表裏に設けることを特徴とする積層鉄心。
【請求項２】
請求項１記載の積層鉄心において、前記収納凹部は、円錐、円錐台、四角錐、四角錐台、部分球、及び平面視して多角形のいずれか１であることを特徴とする積層鉄心。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の積層鉄心において、前記収納凹部の深さは、前記セグメント鉄心片の厚みの０．１５〜０．３倍であることを特徴とする積層鉄心。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層鉄心において、前記収納凹部の中央位置には貫通孔が設けられていることを特徴とする積層鉄心。
【請求項５】
請求項４記載の積層鉄心において、前記貫通孔の体積は、該貫通孔を除く前記表裏の前記収納凹部の合計体積の０．７〜１．５倍の範囲にあることを特徴とする積層鉄心。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の側部には、凹部とこれに嵌合する凸部からなる係合部が形成されていることを特徴とする積層鉄心。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層鉄心において、該積層鉄心は固定子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向内側に、複数の磁極片部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結していることを特徴とする積層鉄心。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層鉄心において、該積層鉄心は回転子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向外側に、永久磁石取付け部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結していることを特徴とする積層鉄心。
【請求項９】
外周領域に形成された連結部で相互に結合された複数のセグメント鉄心片を形成し、前記連結部を折り曲げて隣り合う前記セグメント鉄心片の側端部を合わせながら、該連続した複数の前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層し、隣接する層に設けられた前記連結部同士を周方向にずらしながら配置する積層鉄心の製造方法において、
前記セグメント鉄心片の形成に際し、前記連結部の半径方向外側に、該連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を該積層鉄心の外側円内に嵌め込む凹部切欠きを形成するＡ工程と、
前記連結部の半径方向内側に該連結部の折り曲げ位置を決める内側切欠きを形成するＢ工程と、
前記連結部を除く前記セグメント鉄心片の半径方向外側に、前記連結部の折り曲げ時にその厚み方向に形成される厚み方向膨出部を嵌め込む収納凹部を形成するＣ工程とを行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１０】
外周領域に形成された連結部で相互に結合された複数のセグメント鉄心片を形成し、前記連結部を折り曲げて隣り合う前記セグメント鉄心片の内側又は外側を合わせながら、該連続した複数の前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層し、隣接する層に設けられた前記連結部同士を周方向にずらしながら配置する積層鉄心の製造方法において、
前記セグメント鉄心片の形成に際し、前記連結部の半径方向外側に、該連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を該積層鉄心の外側円内に嵌め込む凹部切欠きを形成するＡ工程と、
前記連結部の半径方向内側に該連結部の折り曲げ位置を決める内側切欠きを形成するＢ工程と、
前記連結部を除く前記セグメント鉄心片の半径方向外側に、前記連結部の折り曲げ時にその厚み方向に形成される厚み方向膨出部を嵌め込む収納凹部を形成するＣ工程とを行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１１】
請求項９及び１０のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法において、前記収納凹部は、円錐、円錐台、四角錐、四角錐台、部分球、及び平面視して多角形のいずれか１であることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法において、前記収納凹部の中央に、該収納凹部をプレス加工することによって発生する余剰金属を逃がす貫通孔を予め形成しておくことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の積層鉄心の製造方法において、前記貫通孔の直径は、前記収納凹部の最大幅の１／４〜１／２の範囲であることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法において、該積層鉄心は固定子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向内側に、複数の磁極片部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結していることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項１５】
請求項９〜１３のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法において、該積層鉄心は回転子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向外側に、永久磁石取付け部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結していることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結部を介して連結された複数のセグメント鉄心片を、螺旋状に巻回して積層形成した積層鉄心及びその製造方法に関する。なお、ここで、積層鉄心とはモータや発電機の固定子及び回転子をいう。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層鉄心の製造に使用する鉄心材料の歩留向上方法として、鉄心材料から鉄心片を打抜く際、環状とせずに、帯状に連なる複数のセグメント鉄心片を帯状磁性鋼板から打抜き形成し、これを巻回しながら積層して積層鉄心を製造するいわゆる巻き形鉄心が知られている。
具体的には、例えば、特許文献１〜３に記載のように、所定数のスロットを有する円弧状のセグメント鉄心片同士を、連結部を介して相互に結合した状態で、鉄心材料から金型で打抜く。そして、外周側に形成された連結部を折り曲げ、隣り合うセグメント鉄心片の側端部を合わせながら、連続した複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層する。
しかし、前記特許文献１〜３に記載の技術においては、複数のセグメント鉄心片を環状に配置するため連結部を折り曲げる際に、連結部の肉厚方向に膨出部が発生し、この膨出部が積層したセグメント鉄心片間に隙間を生じさせ、製造した積層鉄心の厚みにばらつきを生じさせていた。この隙間は、モータの効率低下又は振動を招く原因となり、モータの品質に悪影響を及ぼすという問題があった。【０００３】
そこで、発生する膨出部による隙間を無くす方法として、以下に示す図６（Ａ）、（Ｂ）、図７（Ａ）、（Ｂ）の方法がある。
図６（Ａ）に示す方法は、複数のセグメント鉄心片８０を打抜く打抜き工程で、連結部８１の圧縮応力がかかる部分に対して予めコイニング加工（押圧加工）を行うことにより、折り曲げ時の連結部８１の厚さ（肉厚）方向の膨出量を減少させ、例え厚みが増加した場合でも、連結部８１の厚みをコイニング加工前の厚み以下にする方法である。
また、図６（Ｂ）に示す方法は、セグメント鉄心片８５の連結部８６の折り曲げ後に、連結部８６の厚みが増加した部分を、連結部８６の厚み方向から押し潰す方法である。【０００４】
そして、図７（Ａ）に示す方法は、セグメント鉄心片９０の連結部９１の折り曲げ後に、連結部９１の厚みが増加した部分を、上下に積層されたセグメント鉄心片９０に形成した貫通孔９２内に逃がす方法である。
更に、図７（Ｂ）に示す方法は、セグメント鉄心片９５の連結部９６の折り曲げ後に、連結部９６の厚みが増加した部分を、上下に積層されたセグメント鉄心片９５に形成した切欠き９７により逃がす方法である。【０００５】
【特許文献１】特開平１−２６４５４８号公報
【特許文献２】特開平８−１９６０６１号公報
【特許文献３】特表２００４−５０５５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記それぞれの方法においては、以下の問題があった。
図６（Ａ）に示すように、連結部８１に対してコイニング加工を行うことで、折り曲げ時の連結部８１の厚みをコイニング加工前の厚み以下にすることはできるが、コイニング加工によりその部分が加工硬化し、折り曲げ時に連結部８１が切断され易くなる。また、連結部８１の半径方向の幅が１ｍｍ以下と細いため、この部分に対してコイニング加工を行うと、連結部８１の強度が低下し、セグメント鉄心片８０の搬送中に連結部８１が切断されてしまう恐れがある。【０００７】
このように、セグメント鉄心片８０の搬送時又は連結部８１の折り曲げ時に、連結部８１が切断されると、複数のセグメント鉄心片８０を巻回する際に、切断された部分同士が干渉し合う。このため、隣り合うセグメント鉄心片８０を隙間無く揃えることができず、発生した隙間によって積層鉄心の寸法精度が低下したり、また複数のセグメント鉄心片８０の巻回の作業性が悪くなる問題がある。また、切断された部分が積層鉄心の外側円内より外方へ突出する場合には、これを除去する工程を新たに設ける必要もある。
更に、コイニング加工の深さには限界があり、連結部８１の厚み増加量が大きい材料を使用する場合には、この方法を適用することができない。【０００８】
また、図６（Ｂ）に示すように、折り曲げ後の連結部８６の厚みが増加した部分を潰すと、連結部８６の円周方向に材料が伸び、隣り合うセグメント鉄心片８５間に隙間が発生し、巻回したセグメント鉄心片８５のピッチ寸法がばらついて、積層鉄心の寸法精度が低下する問題がある。
更に、図７（Ａ）に示すように、上下に隣接する層のセグメント鉄心片９０に、連結部９１の膨出部が嵌入する貫通孔（逃し孔）９２を形成したり、また図７（Ｂ）に示すように、上下に隣接する層のセグメント鉄心片９５に、連結部９６の膨出部が嵌入する切欠き９７を形成した場合には、積層鉄心を使用するモータの種類によっては、その性能が低下する恐れがある。【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、連結部の厚み方向の膨出の影響を受けることなく、高効率で高品質の製品を製造可能な積層鉄心及びその製造方法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】
【００１０】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心は、外周領域に形成された連結部で相互に結合された隣り合うセグメント鉄心片の前記連結部を折り曲げて、前記セグメント鉄心片の半径方向内側又は外側の端部を同一円周上に配置するように合わせながら、該連続した複数の前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層し、隣接する層に設けられた前記連結部同士を周方向にずらしながら配置した積層鉄心において、
前記連結部の半径方向外側には該連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を該積層鉄心の外側円内に収める凹部切欠きを有し、
前記連結部の半径方向内側には、該連結部の折り曲げ位置を形成する内側切欠きを設け、前記連結部を除く前記セグメント鉄心片の半径方向外側には、前記連結部の折り曲げ時にその（即ち、連結部の）厚み方向に形成される厚み方向膨出部を入れ込む収納凹部を表裏に設けている。【００１１】
ここで、外周領域とは、セグメント鉄心片の半径方向最外部から半径方向内側の部分に対応する領域をいい、例えば、セグメント鉄心片の半径方向の外周を基準として、セグメント鉄心片の半径方向最大幅の１／３０〜１／５に対応する領域（即ち、半径幅領域）をいう（第２の発明に係る積層鉄心の製造方法においても同じ）。なお、外周領域を、セグメント鉄心片（固定子積層鉄心の場合は磁極片部を除く）の半径方向の外周を基準として、セグメント鉄心片の半径方向最大幅の１／３０〜１／２に対応する半径幅領域とすることもできる（以下の実施例においても同じ）。【００１２】
第１の発明に係る積層鉄心において、前記収納凹部は、円錐、円錐台、四角錐、四角錐台、部分球、及び平面視して多角形のいずれか１であるのが好ましい。
第１の発明に係る積層鉄心において、前記収納凹部の深さは、前記セグメント鉄心片の厚み（通常、０．１５〜０．５ｍｍが一般的）の０．１５〜０．３倍であるのがよい。
第１の発明に係る積層鉄心において、前記収納凹部の中央位置には貫通孔が設けられているのが更に好ましい。【００１３】
第１の発明に係る積層鉄心において、前記貫通孔の体積は、該貫通孔を除く前記表裏の前記収納凹部の合計体積の０．７〜１．５倍の範囲にあるのが好ましい。
第１の発明に係る積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の側部には、凹部とこれに嵌合する凸部からなる係合部が形成されているのが好ましい。
ここで、前記凹部と凸部は半円形状又は中心角が５０度以上で１８０度未満の扇形形状（円弧形状）であるのが好ましいが、必ずしもこの形状に限定されるものではない。【００１４】
第１の発明に係る積層鉄心が、固定子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向内側に、複数の磁極片部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結している場合がある。【００１５】
また、第１の発明に係る積層鉄心が、回転子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向外側に、永久磁石取付け部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結している場合がある。ここで、永久磁石取付け部は、永久磁石を完全に包囲する貫通孔であってもよいし、永久磁石の一部しか包囲しない溝形形状であってもよく、その形状に限定されない（第２の発明に係る積層鉄心の製造方法においても同じ）。【００１６】
前記目的に沿う第２の発明に係る積層鉄心の製造方法は、外周領域に形成された連結部で相互に結合された複数のセグメント鉄心片を形成し、前記連結部を折り曲げて隣り合う前記セグメント鉄心片の側端部を合わせながら、該連続した複数の前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層し、隣接する層に設けられた前記連結部同士を周方向にずらしながら配置する積層鉄心の製造方法において、
前記セグメント鉄心片の形成に際し、前記連結部の半径方向外側に、該連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を該積層鉄心の外側円内に嵌め込む凹部切欠きを形成するＡ工程と、
前記連結部の半径方向内側に該連結部の折り曲げ位置を決める内側切欠きを形成するＢ工程と、
前記連結部を除く前記セグメント鉄心片の半径方向外側に、前記連結部の折り曲げ時にその厚み方向に形成される厚み方向膨出部を嵌め込む収納凹部を形成するＣ工程とを行う。
ここで、前記Ａ工程、Ｂ工程、Ｃ工程の順序は、何れを先にしてもよいし、前記Ａ工程、Ｂ工程、Ｃ工程を同時に、又は他の工程と同時に行ってもよい。【００１７】
第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記収納凹部は、円錐、円錐台、四角錐、四角錐台、部分球、及び平面視して多角形のいずれか１であるのが好ましい。
第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記収納凹部の中央に、該収納凹部をプレス加工することによって発生する余剰金属を逃がす貫通孔を予め形成しておくことが好ましい。
第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記貫通孔の直径は、前記収納凹部の最大幅の１／４〜１／２の範囲であることが好ましい。【００１８】
第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、該積層鉄心が固定子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向内側に、複数の磁極片部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結しているのが好ましい。セグメント鉄心片を螺旋状に巻回する場合には、内側の磁極片部の位置を積層方向に合わせながら行うのが好ましい。【００１９】
また、第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、該積層鉄心が回転子積層鉄心であって、前記各セグメント鉄心片のヨーク片部の半径方向外側に、永久磁石取付け部が設けられ、前記連結部は隣り合う前記セグメント鉄心片のヨーク片部を連結している場合がある。セグメント鉄心片を螺旋状に巻回する場合には、内側のヨーク片部の半径方向内側に設けられた掛止凹部を基準として行うのが好ましいが、例えば、セグメント鉄心片の外側形状を合わせながら、各セグメント鉄心片を螺旋状に巻いてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明に係る積層鉄心、及び第２の発明に係る積層鉄心の製造方法は、連結部を除くセグメント鉄心片の半径方向外側に、連結部の折り曲げ時に、その厚み方向に形成される厚み方向膨出部を入れ込む収納凹部を表裏に設けるので、積層した複数のセグメント鉄心片の間に、厚み方向膨出部による隙間が形成されることを防止できる。
これにより、各セグメント鉄心片が密に積層されて、磁気効率が向上し機器の高効率化を図ることができる。また、各セグメント鉄心片が隙間なく密に積層されるので、機器使用時の振動や騒音などが抑制される。更に、積層鉄心の真円度及び直角度並びに高さが寸法通りとなるので、積層鉄心の品質管理が容易になり、モータ品質の向上も図れる。【００２１】
第１の発明に係る積層鉄心及び第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記収納凹部を、円錐、円錐台、四角錐、四角錐台、部分球、及び平面視して多角形のいずれか１とした場合には、収納凹部を簡単な形状で構成できる。特に、収納凹部が円錐台又は四角錐台の場合は、制作が容易で刃物が摩耗しにくいという利点がある。【００２２】
第１の発明に係る積層鉄心において、前記収納凹部の深さを、前記セグメント鉄心片の厚み（通常、０．１５〜０．５ｍｍが一般的）の０．１５〜０．３倍とした場合には、収納凹部の深さを規定するので、折り曲げ時に発生する連結部の厚み方向膨出部の膨らみを吸収することができ、高さの均一な積層鉄心を形成できる。【００２３】
第１の発明に係る積層鉄心及び第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記収納凹部の中央位置に貫通孔を設けた場合には、収納凹部をプレス加工する場合に発生する余剰金属が貫通孔側に移動し、セグメント鉄心片の表面から、余剰金属（即ち、プレス加工によってその部分から逃げる金属）による盛り上がりが無くなる。【００２４】
第１の発明に係る積層鉄心において、前記貫通孔の体積を、該貫通孔を除く前記表裏の前記収納凹部の合計体積の０．７〜１．５倍の範囲とした場合には、セグメント鉄心片の表面から、余剰金属による盛り上がりを確実に無くすことができる。【００２５】
第１の発明に係る積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の側部に、凹部とこれに嵌合する凸部からなる係合部が形成されている場合には、半径方向に幅狭の連結部のみによって連結されている隣り合うセグメント鉄心片が位置決めされ、隣り合うセグメント鉄心片の半径方向位置及び曲がり角度が決定され、折り曲げたセグメント鉄心片の環状度合い、即ち、真円度が向上する【００２６】
第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記貫通孔の直径を、前記収納凹部の最大幅の１／４〜１／２の範囲とした場合には、貫通孔の直径が、収納凹部の最大幅に対して規定されるので、貫通孔が大きくなった場合の積層鉄心の強度低下及び性能低下を抑制できる。これにより、積層鉄心の適用範囲の制限を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る積層鉄心の平面図である。
【図２】同積層鉄心の収納凹部近傍の部分側断面図である。
【図３】同積層鉄心のセグメント鉄心片の積層前の状態を示す部分平面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｊ）はそれぞれ変形例に係る収納凹部の平面図と断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る積層鉄心を構成するセグメント鉄心片の平面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る連結部の厚み方向の膨出を防止する方法の説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る連結部の厚み方向の膨出を防止する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：積層鉄心、１１：外周領域、１２：連結部、１３：セグメント鉄心片、１３ａ：帯状鉄心片、１４：側端部、１５：厚み方向膨出部、１６、１７：収納凹部、１８：ヨーク片部、１９：磁極片部、２０：スロット、２１：半径方向膨出部、２２：凹部切欠き、２３：内側切欠き、２４：最奥部、２５：貫通孔、２６〜４５：収納凹部、４６：凹部、４７：凸部、４８：係合部、５０：セグメント鉄心片、５１：ヨーク片部、５２、５３：永久磁石挿入孔、５４：外周領域、５５：連結部、５６：凹部切欠き、５７：内側切欠き、５７ａ：収納凹部、５８：側端部、５９：凹部、６０：凸部、６２：掛止凹部、６３、６４：切欠き、６５：掛止凹部、６６：帯状鉄心片、６７：丸孔、６８：かしめ部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施例に係る積層鉄心１０は、隣り合うセグメント鉄心片１３が連結部１２で連結された帯状鉄心片１３ａを、各連結部１２を折り曲げて螺旋状に巻回して積層したものである。なお、各セグメント鉄心片１３を積層するに当たっては、セグメント鉄心片１３の半径方向内側（スロット２０）又は外側を合わせながら行うのが好ましい。この場合、隣り合うセグメント鉄心片１３の側端部１４には僅少の隙間が設けられてもよい。また、帯状鉄心片１３ａの巻回にあっては、隣り合うセグメント鉄心片１３の側端部１４を一致（即ち、密着）させながらセグメント鉄心片１３の巻回及び積層を行ってもよい。
連結部１２は連続する複数のセグメント鉄心片１３を連結部１２で折り曲げて円弧状又は円状とした場合、半径方向外側端部（即ち、外周）を基準として半径方向内側にセグメント鉄心片１３の半径方向幅の１／３０〜１／５に対応する半径幅領域（外周領域１１）に形成されている。なお、連結部１２は連続する複数のセグメント鉄心片１３を連結部１２で折り曲げて円弧状又は円状とした場合、半径方向外側端部を基準として半径方向内側に、磁極片部１９を除くセグメント鉄心片１３の半径方向幅の１／３０〜１／２に対応する半径幅領域に形成されていてもよい。【００３０】
そして、この積層鉄心１０は、上下に隣接する層、即ち上下のセグメント鉄心片１３に設けられた連結部１２同士を周方向にずらしながら配置した固定子積層鉄心（ステータともいう）であり、連結部１２を除くセグメント鉄心片１３の半径方向外側に、連結部１２の折り曲げ時にその厚み方向に形成される厚み方向膨出部１５を入れ込む収納凹部１６、１７が表裏に設けられている。以下、詳しく説明する。【００３１】
積層鉄心１０は、厚みが、例えば、０．１５〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板（図示しない）から、連結部１２で結合された複数のセグメント鉄心片１３を金型で打抜き、図１、図２に示すように、打抜かれた連続したセグメント鉄心片１３を巻回し順次かしめ積層して構成されるものである。ここで、複数のセグメント鉄心片の積層方法としては、かしめ、溶接、及び接着のいずれか１を適用することも、また、いずれか２以上を併用することもできる。
この各セグメント鉄心片１３は、円弧状のヨーク片部１８とその半径方向内側に形成されている複数（この例では３）の磁極片部１９とを有し、磁極片部１９の間には複数のスロット２０が設けられている。【００３２】
隣り合うセグメント鉄心片１３のヨーク片部１８の間には、セグメント鉄心片１３を外周領域１１で結合する連結部１２が設けられている。
この連結部１２の半径方向外側には、連結部１２の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部２１を、積層鉄心１０の外側円内に収める凹部切欠き２２が設けられている。このため、図３に示すように、連結部１２の折り曲げ前は、連結部１２の外周が半径方向内側に凹んでいる。【００３３】
また、連結部１２の半径方向内側（側端部１４の半径方向外側領域）には、図１、図３に示すように、連結部１２の折り曲げ前の形状が円弧状となった内側切欠き２３が設けられており、この内側切欠き２３の最奥部２４に折り曲げ起点が形成される。なお、内側切欠きの折り曲げ前の形状は、例えば、平面視して逆Ｕ字状又は逆Ｖ字状でもよい。
この内側切欠き２３は、連結部１２の折り曲げ後は楕円形となって、隣り合うセグメント鉄心片１３間に隙間を形成するので、隣り合うセグメント鉄心片１３の側端部１４の半径方向内側領域を合わせる際、側端部１４の半径方向外側領域同士が当接するのを防止している。【００３４】
このような連結部１２で結合されたセグメント鉄心片１３を、図１、図２に示すように、巻回して積層するに際しては、隣り合うセグメント鉄心片１３の間に設けられた連結部１２を、積層方向で異なる位置にずらし、各磁極片部１９の上下方向の位置を合わせている。なお、本実施例では、セグメント鉄心片１３の積層の際に、隣接する層でスロット１個分だけ周方向にずらしているが、２個以上ずつずらしてもよい。【００３５】
ここで、平面視した積層鉄心の一周当たりの全スロット数をｍ個とし、セグメント鉄心片１個当たりのスロット数（磁極片部の数と同じ）をｎ個とした場合、スロット１個分だけ積層方向でずらすために必要な１周のセグメント鉄心片数をｋ個とすると、以下の関係が成り立つ。
（ｍ＋１）／ｎ＝ｋ
ここで、ｍ、ｎ、ｋは、それぞれ正の整数であり、積層鉄心の製造条件に応じて種々変更できる。【００３６】
なお、本実施例では、図１に示すように、平面視した積層鉄心の一周当たりの全スロット数が２０個（ｍ＝２０）、セグメント鉄心片１個当たりの磁極片部の数が３個（スロット数３個に相当：ｎ＝３）であるため、上式より１周に必要なセグメント鉄心片数は７個（ｋ＝７）であるが、７個目のセグメント鉄心片の磁極片部１個分だけ積層時に次の層となり、積層方向の連結部の位置は、磁極片部１個分（スロット１個分に相当）ずれることになる。【００３７】
また、積層方向でずれるスロット数を２個以上にする場合は、前記した式中の「１」を、ずれる個数、即ち２以上に変えることで、１周に必要なセグメント鉄心片数が求まる。
これにより、複数のセグメント鉄心片１３を巻回して積層するに際しては、連結部１２の位置が積層方向でずれるため、各セグメント鉄心片１３の結合強度を更に強固なものにできる。【００３８】
このように、連結部１２の位置が積層方向でずれるため、積層方向にセグメント鉄心片１３と連結部１２が隣り合って配置される。
そこで、連結部１２を除く各セグメント鉄心片１３の半径方向外側の表裏に、収納凹部１６、１７を実質的に等角度（ここでは、スロット２０の中心線と収納凹部１６、１７の中心線を一致させる位置）に設け、連結部１２の折り曲げ後に、その厚み方向に形成される厚み方向膨出部１５が、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片１３の収納凹部１６、１７内に収まるようにしている。
このように、収納凹部１６、１７は、各セグメント鉄心片１３の隣り合う磁極片部１９の間に形成されるＵ字状のスロット２０の中心線上に設けられ、しかも連結部１２の半径方向の位置と同一の半径方向位置に形成されている。【００３９】
各収納凹部１６、１７は、円錐台状となってその中心には、各収納凹部１６、１７をプレス加工することによって発生する余剰金属を逃がす貫通孔２５が設けられている。なお、この貫通孔２５の形成の後に、各収納凹部１６、１７をパンチ加工するのが好ましい。
各収納凹部１６、１７の外側直径は、例えば、連結部１２の半径方向の最小幅の１〜５倍の範囲にあって、その深さはセグメント鉄心片１３の厚みの０．１５〜０．３倍の範囲にある。なお、貫通孔２５の直径は、各収納凹部１６、１７の最大幅（外側直径）の１／４〜１／２の範囲にある。
このとき、貫通孔２５の体積は、貫通孔２５を除く表裏の収納凹部１６、１７の合計体積の０．７〜１．５倍の範囲にあるのが好ましいが、この倍率が０．７より小さい場合であっても、また１．５倍より大きい場合であっても、本発明は適用される。【００４０】
なお、セグメント鉄心片１３の所定位置に収納凹部１６、１７と貫通孔２５を設けることによって、連結部１２を折り曲げた場合に発生する厚み方向膨出部１５を、収納凹部１６、１７内に収納できる。
これによって、積層鉄心１０の高さを均一に保つことができ、製品寸法が向上し、使用時に振動や騒音の発生を防止できる。
また、図４（Ａ）〜（Ｊ）には、収納凹部の変形例を示すが、（Ａ）〜（Ｅ）は中央に貫通孔が設けられていない収納凹部２６〜３５を示し、それぞれ表裏に設けられている窪みが、円錐、四角錐、高さの低い円柱、高さの低い角柱、半球（部分球）となっている。【００４１】
また、（Ｆ）〜（Ｊ）に示す収納凹部３６〜４５は中央に貫通孔が設けられ、それぞれ窪みが、六角錐台、四角錐台、高さの低い円柱、高さの低い角柱、半球を示す。
ここで、四角錐と高さの低い角柱は、平面視して多角形であるが、この多角形は、三角形又は五角形以上でもよい。
これらの場合、いずれも、連結部１２を折り曲げた場合に発生する厚み方向膨出部１５の高さより、各収納凹部の深さが同一又は深いことが好ましい。【００４２】
以上のように構成することで、連結部１２を折り曲げる際に、連結部１２に設けられた内側切欠き２３が、連結部１２に良好なヒンジ効果を与えることができる。
また、この連結部１２は、折り曲げ時に、連結部１２の外周領域が円周方向に引っ張られ、その厚みが薄くなると共に半径方向外側に半径方向膨出部２１が形成されるが、これは凹部切欠き２２内に配置されるため問題ない。一方、連結部１２の内周部は円周方向に押し縮められ、その厚み方向に厚み方向膨出部１５が形成されるが、これは下側に隣接するセグメント鉄心片１３の収納凹部１６と、上側に隣接するセグメント鉄心片１３の収納凹部１７内に配置されるため問題ない。【００４３】
なお、隣り合うセグメント鉄心片１３の側端部１４の半径方向内側領域には、凹部４６とこれに嵌合する凸部４７によって構成される係合部４８が設けられている。この凹部４６と凸部４７を含む隣り合うセグメント鉄心片１３の側端部１４は、隙間を開けて近接配置されているが、当接させてもよい。
これにより、隣り合うセグメント鉄心片１３同士の相互の位置決めをより精度良く実施でき、その環状精度を向上できる。【００４４】
ここで、隣り合うセグメント鉄心片の側端部を少しの隙間を有して近接配置する場合、セグメント鉄心片の側端部同士の接触が防止されるので、各セグメント鉄心片の周方向のピッチのばらつきをこの隙間を調整して防止でき、例えば、積層方向のセグメント鉄心片のかしめ位置のずれを防止できる。また、このように隣合うセグメント鉄心片の側端部を近接配置することにより、例えば、セグメント鉄心片を打抜く金型の刃物が摩耗し、側端部にバリが生じた場合でも、その接触を防止でき、各セグメント鉄心片の周方向のピッチのずれを防止できる。【００４５】
続いて、本発明の第１の実施例に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
まず、電磁鋼板（図示しない）を搬送しながら、１又は複数の金型（図示しない）を使用して、図３に示すように、連結部１２で相互に結合された複数のセグメント鉄心片１３を打抜く。
このセグメント鉄心片１３の打抜きに際しては、通常行うスロット２０の打抜き形成の後に、凹部切欠き２２を形成するＡ工程と、内側切欠き２３を形成するＢ工程と、収納凹部１６、１７を形成するＣ工程を行う。このＣ工程では、収納凹部１６、１７を形成する前に、予め貫通孔２５を形成する。
なお、金型形状によって、各Ａ〜Ｃ工程を同時に行うことも、順次個別に行うことも、また順序を入れ換えて行うことも可能であり、更にスロット２０の打抜き形成と共に行うことも可能である。【００４６】
そして、内側切欠き２３の最奥部２４を起点として連結部１２を折り曲げ、隣り合うセグメント鉄心片１３の凹部４６に凸部４７を嵌合させると共に、セグメント鉄心片１３の内側の側端部１４を合わせて、かつ磁極片部１９を重合させながら、連続した複数のセグメント鉄心片１３を螺旋状に巻回し、連結部１２を積層方向にずらしながら積層して積層鉄心１０を製造する。なお、セグメント鉄心片１３の内側を所定直径の円柱体に巻き付けて、螺旋状に巻くのが好ましい。【００４７】
ここで、セグメント鉄心片１３の半径方向外側に形成された収納凹部１６、１７内には、積層方向に隣り合う連結部１２の厚み方向膨出部１５がそれぞれ配置され、厚み方向膨出部１５をセグメント鉄心片１３の板厚内に収めることができ、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片の間の隙間発生を防止できる。【００４８】
次に、図５を参照しながら、本発明の第２の実施例に係る積層鉄心及びその製造方法について説明する。
図５に示すように、このセグメント鉄心片５０を螺旋状に巻いて形成されるものは、回転子積層鉄心（図示せず）であって、各セグメント鉄心片５０にはヨーク片部５１の半径方向外側に複数（この実施例では２）の永久磁石取付け部の一例である永久磁石挿入孔５２、５３を有している。この永久磁石挿入孔５２、５３の部分が回転子の磁極となる部分である。【００４９】
隣り合うセグメント鉄心片５０のヨーク片部５１は、セグメント鉄心片５０の外周を基準として半径方向内側で、セグメント鉄心片５０の半径方向最大幅の１／３０〜１／５（又は１／３０〜１／２）に対応する半径幅領域である外周領域５４に位置する連結部５５で連結されている。そして、連結部５５の半径方向外側には凹部切欠き５６を有している。また、連結部５５の半径方向内側には、連結部５５の折り曲げ位置を形成する内側切欠き５７を設けている。【００５０】
セグメント鉄心片５０において、連結部５５を除くヨーク片部５１の半径方向外側であって、隣り合う永久磁石挿入孔５２、５３の間には、連結部５５を折り曲げる巻回時に、連結部５５の厚み方向に形成される厚み方向膨出部を入れ込む収納凹部５７ａを表裏に設けている。この収納凹部５７ａの中央には貫通孔が形成されている。なお、連結部５５、収納凹部５７ａの形状等については、セグメント鉄心片１３と同様である（図２参照）。【００５１】
隣り合うセグメント鉄心片５０の側端部５８には、凹部５９と凸部６０で形成される位置決め係合部が形成されている。また、磁極部を構成する永久磁石挿入孔５２、５３の半径方向内側でその中央には、掛止凹部６２が形成され、隣り合うセグメント鉄心片５０の側端部５８で半径方向内側には、対向する切欠き６３、６４によって形成される掛止凹部６５が形成され、連結部５５で連結された複数のセグメント鉄心片５０からなる帯状鉄心片６６を螺旋状に巻回した場合には、上下の掛止凹部６２、６５が重なるようになっている。【００５２】
セグメント鉄心片５０の磁極部の中央位置で半径方向内側のヨーク片部５１には、パイロット孔あるいはボルト孔として使用される丸孔６７が、その両側にかしめ部６８が形成されている。
以上の構成となった帯状鉄心片６６を、周囲に掛止凸条が所定ピッチで設けられた巻き取り軸（図示せず）によって巻き取る。なお、掛止凸条には掛止凹部６２、６５が嵌入する。この場合、隣り合うセグメント鉄心片５０の側端部５８は当接する場合もあるが、僅少の隙間があってもよい。【００５３】
以上、本発明を、実施例を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施例に記載の構成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施例や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の積層鉄心及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る積層鉄心をモータや発電機の固定子又は回転子に適用して、製造価格が安価で精度の高い製品を提供できる。
【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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【国際調査報告】
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