(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と該鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合う該ティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心であって、
前記鉄心は、略直方体状の積層体の両端部を該鉄心基部が所定の曲率を有するように曲げ、さらに前記積層体の全体を前記ティース部の先端が該鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を接合して作製される
ことを特徴とする回転電機の鉄心。
【請求項２】
前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、他の部分より剛性が小さくされている
ことを特徴とする請求項１記載の回転電機の鉄心。
【請求項３】
前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、径方向厚みを小さくするように薄肉にされた薄肉部が設けられて剛性が小さくされている
ことを特徴とする請求項２記載の回転電機の鉄心。
【請求項４】
前記薄肉部に鉄心基部周端径が他の部分と同じになるように埋める埋部材が溶接されている
ことを特徴とする請求項３記載の回転電機の鉄心。
【請求項５】
前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端径が端に向かうほど小さくなるように形成されて剛性が小さくされている
ことを特徴とする請求項２記載の回転電機の鉄心。
【請求項６】
前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端側に少なくとも１つのノッチが設けられて剛性が小さくされている
ことを特徴とする請求項２記載の回転電機の鉄心。
【請求項７】
前記鉄心は、１つの前記略直方体状の積層体が曲げられて形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転電機の鉄心。
【請求項８】
帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と該鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合う該ティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製造方法であって、
略直方体状の積層体の両端部を該鉄心基部が所定の曲率を有するように曲げる端部曲げ工程と、
前記積層体の全体を前記ティース部の先端が該鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全体曲げ工程と、
前記積層体の両端部を接合する接合工程と
を備えたことを特徴とする回転電機の鉄心の製造方法。
【請求項９】
前記端部曲げ工程は、前記鉄心基部側に配された第１の固定治具と前記ティース部側に配された第２の固定治具とで前記積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、前記第２の固定治具の端部の前記ティース部側には、端に向かうほど前記ティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、前記積層体の端部を前記ティース部の突出方向に押圧治具で押圧して曲げる
ことを特徴とする請求項８記載の回転電機の鉄心の製造方法。
【請求項１０】
前記端部曲げ工程は、前記鉄心基部側に配された第１の固定治具と前記ティース部側に配された第２の固定治具とで前記積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、前記第２の固定治具の端部の前記ティース部側には、端に向かうほど前記ティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、前記積層体の端部の鉄心基部側の角部に断面Ｌ字形の密着治具を密着させ、該密着治具で前記積層体の端部を前記ティース部側に巻き込むように曲げる
ことを特徴とする請求項８記載の回転電機の鉄心の製造方法。
【請求項１１】
前記鉄心は、１つの前記略直方体状の積層体が曲げられて形成され、
前記全体曲げ工程は、前記積層体の中央部を挟持し端から所定の長さの両端部を円筒形の芯部材に巻き付けて曲げる第１の全体曲げ工程と、
前記第１の全体曲げ工程で曲げられた湾曲部を挟持し残りの中央部を芯部材に巻き付けて曲げる第２の全体曲げ工程とを有する
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか記載の回転電機の鉄心の製造方法。
【請求項１２】
帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と該鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合う該ティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製造方法であって、
前記積層体の中央部を前記ティース部の先端が該鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全体曲げ工程と、
前記全体曲げ工程で曲げられた前記積層体を端部を除いて内外周で挟持し、前記積層体の端部を内周側に押圧あるいは巻き込みによって曲げる端部曲げ工程と、
前記積層体の両端部を接合する接合工程と
を備えたことを特徴とする回転電機の鉄心の製造方法。
【請求項１３】
少なくとも前記全体曲げ工程の前に、前記略直方体状の積層体の前記スロットに前記巻線を収納する工程を有し、前記全体曲げ工程は該巻線を収納したまま行われる
ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか記載の回転電機の鉄心の製造方法。
【請求項１４】
前記全体曲げ工程は、前記積層体の前記鉄心基部の少なくとも一部が両側面から摺動可能にガイドされながら行われる
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか記載の回転電機の鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機の鉄心に関し、特に鋼板が積層されてなる回転電機の鉄心及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は、例えば特開昭４８−９２０１号公報に記載された従来の回転電機の鉄心される積層体の斜視図である。図２２は、積層体の鉄心を円筒形の芯部材に巻き付けて成形する様子を示す図である。図２３は、成形した鉄心の両端部を接合する様子を示す図である。積層体５は、打ち抜き加工して鉄心基部５ａ及び等分間隔で複数のティース部５ｂを有する直線で帯状の磁性板が所定の枚数積層されて製造されている。そして、略直方体状に積層された積層体５は、図示しない巻線を巻装された後、円筒形の芯部材９に巻き付けられて円筒状に成形され、両端部を付き合わせた当接部１０を溶接されて接合される。
【０００３】
このような構成の従来の回転電機の鉄心においては、上述のように、帯状の磁性板に巻線を収納するスロットを複数形成したのち積層して略直方体状の積層体５とし、円筒形の芯部材９に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を接合して形成する。
【０００４】
このような従来の回転電機の鉄心４０は、最初から円筒鉄心とされていることがなく、略直方体状の積層体５に図示しない巻線を巻装することで巻線作業が容易となる。また、巻線を巻装してから積層体５を湾曲させるため、湾曲させる前にくらべ、湾曲させた後のスロットの断面積が小さくなり巻線を高密度に配置できるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このような構成の従来の回転電機の鉄心４０においては、略直方体状の積層体５を円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形するときに、両端部付近が他の部分よりも曲がりが小さく形成され、端部どうしの接合面が一致せず、うまく接合できない。すなわち、当接部１０付近の曲がりが不十分となり、円周方向全体に渡って曲率半径が均一とならないめ、接合面が一致せず、うまく接合できないといった問題があった。
また、この当接部１０を強制的に一致させて接合すると鉄心の真円度が悪化する問題があった。
【０００６】
さらに、このような構成の従来の回転電機の鉄心４０においては、円筒形の芯部材９に巻き付けて円筒状に成形するときに、図２４に示すように波形変形が発生してしまう問題があった。
また、略直方体状の積層体５の両端部の曲げ剛性が高く、端部を曲げるときの曲げ力が大きくなり、ティース部５ｂが座屈する問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、波形変形の発生を防止することができ、ティース部の座屈あるいは変形を防止することができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることを可能とし、空隙の磁気抵抗が小さくすることができ、回転電機の出力を増加することができる回転電機の鉄心及びその製造方法を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１の回転電機の鉄心は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心であって、鉄心は、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基部が所定の曲率を有するように曲げ、さらに積層体の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を接合して作製される。
【０００９】
この発明の請求項２の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、他の部分より剛性が小さくされている。
【００１０】
この発明の請求項３の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、径方向厚みを小さくするように薄肉にされた薄肉部が設けられて剛性が小さくされている。
【００１１】
この発明の請求項４の回転電機の鉄心は、薄肉部に鉄心基部周端径が他の部分と同じになるように埋める埋部材が溶接されている。
【００１２】
この発明の請求項５の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端径が端に向かうほど小さくなるように形成されて剛性が小さくされている。
【００１３】
この発明の請求項６の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端側に少なくとも１つのノッチが設けられて剛性が小さくされている。
【００１４】
この発明の請求項７の回転電機の鉄心は、１つの略直方体状の積層体が曲げられて形成されている。
【００１５】
この発明の請求項８の回転電機の鉄心の製造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製造方法であって、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基部が所定の曲率を有するように曲げる端部曲げ工程と、積層体の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全体曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程とを備えている。
【００１６】
この発明の請求項９の回転電機の鉄心の製造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第１の固定治具とティース部側に配された第２の固定治具とで積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、第２の固定治具の端部のティース部側には、端に向かうほどティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、積層体の端部をティース部の突出方向に押圧治具で押圧して曲げる。
【００１７】
この発明の請求項１０の回転電機の鉄心の製造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第１の固定治具とティース部側に配された第２の固定治具とで積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、第２の固定治具の端部のティース部側には、端に向かうほどティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、積層体の端部の鉄心基部側の角部に断面Ｌ字形の密着治具を密着させ、密着治具で積層体の端部をティース部側に巻き込むように曲げる。
【００１８】
この発明の請求項１１の回転電機の鉄心の製造方法は、鉄心は、１つの略直方体状の積層体が曲げられて形成され、全体曲げ工程は、積層体の中央部を挟持し端から所定の長さの両端部を円筒形の芯部材に巻き付けて曲げる第１の全体曲げ工程と、第１の全体曲げ工程で曲げられた湾曲部を挟持し残りの中央部を芯部材に巻き付けて曲げる第２の全体曲げ工程とを有する。
【００１９】
この発明の請求項１２の回転電機の鉄心の製造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製造方法であって、積層体の中央部をティース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全体曲げ工程と、全体曲げ工程で曲げられた積層体を端部を除いて内外周で挟持し、積層体の端部を内周側に押圧あるいは巻き込みによって曲げる端部曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程とを備えている。
【００２０】
この発明の請求項１３の回転電機の鉄心の製造方法は、少なくとも全体曲げ工程の前に、略直方体状の積層体のスロットに巻線を収納する工程を有し、全体曲げ工程は巻線を収納したまま行われる。
【００２１】
この発明の請求項１４の回転電機の鉄心の製造方法は、全体曲げ工程は、積層体の鉄心基部の少なくとも一部が両側面から摺動可能にガイドされながら行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の回転電機の鉄心の作製工程を示す図であり、図１の（ａ）は、略直方体状の積層体の側面図、図１の（ｂ）は、両端部が曲げられた積層体の側面図、図１の（ｃ）は、両端部が接合され円筒状の鉄心とされた積層体の側面図である。
積層体１５は、まず始めに、従来と同じように打ち抜き加工して鉄心基部１５ａ及び複数のティース部１５ｂを有する直線で帯状の磁性板が所定の枚数積層され、図１の（ａ）に示されるような略直方体状の積層体１５が製造される。
【００２３】
次に、この積層体１５は、図１の（ｂ）に示されるように、略直方体状の積層体１５の両端部をティース部１５ｂの先端が中心に指向するように所定の曲率で曲げられる（端部曲げ工程）。このときの所定の曲率とは、最終的な円筒形の鉄心５０か、あるいは全体曲げ後の鉄心の曲率に近いものである。
【００２４】
そして最後に、図１の（ｃ）に示されるように、積層体１５の全体が、ティース部１５ｂの先端が内周側を向くように図示しない円筒形の芯部材に巻き付けられて円筒状に成形され（全体曲げ工程）、積層体１５の両端部の当接するところである接合部１６がレーザー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接されて接合される（接合工程）。
【００２５】
そして、最終的に積層体１５は、円筒状の鉄心基部１５ａとこの鉄心基部１５ａから軸心方向に突出した複数のティース部１５ｂとを有し、隣り合うティース部１５ｂ間に巻線を収納するためのスロットが各々成形された鉄心５０となる。
【００２６】
このように構成された回転電機の鉄心５０においては、略直方体状の積層体１５の端部を端部曲げ工程にて曲げ、その後に全体曲げ工程にて円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形することで円周方向全体に渡って鉄心の曲がりを均一とすることができ円筒形の鉄心５０の真円度が向上する。そして、鉄心５０の真円度が向上することにより、鉄心５０に対向して配置される磁性部材との隙間を小さくすることが可能となり、隙間の磁気抵抗を小さくすることができるので、回転電機の出力を向上させることが可能となる。
【００２７】
実施の形態２．
図２は、本発明の回転電機の鉄心の他の例を示す要部の側面図である。
本実施の形態の積層体１１５においては、鉄心基部１５ａの両端部の外周側の肉を削るようにして削除し、鉄心基部１５ａの外径を小さくするように薄肉にされた薄肉部１５ｃが設けられて両端部の剛性が小さくされている。図２では、片側のみが示されているが、薄肉部１５ｃは積層体１１５の両端部に設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２８】
このように構成された回転電機の鉄心においては、略直方体状の積層体１１５の両端部に薄肉部１５ｃが設けられて曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減されるので、ティース部１５ｂの座屈や変形を起こりにくくすることができる。
【００２９】
実施の形態３．
図３は、本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図であり、図３の（ａ）は、接合部付近の凹部が埋められる様子を示す側面図であり、図３の（ｂ）は、接合部付近の凹部が埋められた後の状態を示す側面図である。
上述の実施の形態２の積層体１１５においては、鉄心基部１５ａの両端部の外周側の肉が削除され、鉄心基部１５ａの外径を小さくするように薄肉にされた薄肉部１５ｃが設けられて端部の剛性が小さくされている。
【００３０】
このようにして作製された鉄心５０は、積層体１１５の両端部が接合工程によって接合された後、接合部付近の外周側に凹部が形成される。そして、一般に鉄心の鉄心基部１５ａにおいて、径方向の幅が小さくなった部分があると、その部分に規制されて磁気飽和が発生し回転電機の出力は低減する。
【００３１】
本実施の形態においては、このような問題を解消するために、凹部が形成されている薄肉部１５ｃに外径が他の部分と同じになるように埋める埋部材１７が溶接されている。埋部材は、凹部とにぴったりはまる形状をなし、両端部（接合部１６ｂ，１６ｃ）においてレーザー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接されている。
その他の構成は、実施の形態２と同様である。
【００３２】
このように構成された回転電機の鉄心５０においては、鉄心基部１５ａにおいて径方向の幅が小さくなった部分がなくなり、磁気飽和が起こりにくくなり、回転電機の出力が向上する。また、埋部材１７が溶接されることで鉄心の強度が向上する。
【００３３】
実施の形態４．
図４は、本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。本実施の形態の積層体２１５においては、鉄心基部１５ａの両端部が、外径が端に向かうほど小さくなるように傾斜部１５ｄが形成されて剛性が小さくされている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３４】
このように構成された回転電機の鉄心５０においては、略直方体状の積層体２１５の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減されるので、ティース部１５ｂの座屈や変形を起こりにくくすることができるとともに、形状が簡単なので端部の加工が容易である。
【００３５】
実施の形態５．
図５は、本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。本実施の形態の積層体３１５においては、鉄心基部１５ａの両端部が外周側に断面細溝状のノッチ１５ｅが設けられて剛性が小さくされている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３６】
このように構成された回転電機の鉄心５０においては、略直方体状の積層体３１５の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減されるので、ティース部１５ｂの座屈や変形を起こりにくくすることができるとともに、形状が簡単なので端部の加工が容易である。
【００３７】
実施の形態６．
図６は、本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。本実施の形態の積層体４１５においては、鉄心基部１５ａの両端部が外周側に断面三角形状のノッチ１５ｆが設けられて剛性が小さくされている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
このように構成された回転電機の鉄心５０においては、略直方体状の積層体４１５の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減されるので、ティース部１５ｂの座屈や変形を起こりにくくすることができるとともに、形状が簡単なので端部の加工が容易である。
【００３９】
実施の形態７．
図７は、略直方体状の積層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。また、図８は、図７の方法で端部を曲げる際の内部応力の分布図である。図８においては、色の濃い部分に大きな応力が加えられていることを示す。
略直方体状の積層体１５の両端部を曲げる１つの方法として、図７に示すように、鉄心基部１５ａ側に配された第１の固定治具６１とティース部１５ｂ側に配された第２の固定治具６２とで積層体１５を端部が所定の長さ突出するように挟持し、積層体１５の端部の鉄心基部１５ａ側に、押圧治具７１を当接させ、積層体１５に対して垂直方向に（ティース部１５ｂの突出方向に）押圧する方法がある。
【００４０】
しかし、この方法では、図８で明らかなように、湾曲させる端部側から２番目のティース部１５ｂ１に大きな応力がかかってしまう。そのため、このような方法を用いると、２番目のティース部１５ｂ１が座屈してしまうという問題があった。
【００４１】
図９は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法を示す積層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。本実施の形態の鉄心の製造方法においては、第２の固定治具６３の端部のティース部１５ｂ側には、端部から２つめのティース部１５ｂが当接する付近において、端に向かうほどティース部１５ｂから離れるように直線状の傾斜部６３ａが形成されている。そのため、湾曲させる端部側から２番目のティース部１５ｂ１に大きな応力がかかってしまうことがなく、２番目のティース部１５ｂ１が座屈してしまうことがない。
【００４２】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、積層体の全体を円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する前に、積層体の両端部を上述の方法により最終的な曲率となるように曲げて置くことで、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心５０の真円度を向上することができ、鉄心に対向する回転子との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。
【００４３】
さらに、ティース部１５ｂの突出方向に押圧するだけ曲げることができ、装置を簡単なものとすることができる。また、傾斜部６３ａによりティース部１５ｂの第２の固定部材６３に対する当接角度を適当な角度に設定できるので、曲げのとき障害となるティース部１５ｂを座屈あるいは変形しにくくすることができる。
【００４４】
実施の形態８．
図１０は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法の他の例を示す積層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。
本実施の形態の鉄心の製造方法においては、第２の固定治具６４の端部のティース部１５ｂ側には、端部から２つめのティース部１５ｂが当接する付近において、端に向かうほどティース部１５ｂから離れるように円弧状の傾斜部６４ａが形成されている。
その他の構成は、実施の形態７と同様である。
【００４５】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、円弧状の傾斜部６４ａによりティース部１５ｂの第２の固定部材６４に対する当接角度をさらに適当な角度に設定できるので、曲げのとき障害となるティース部１５ｂをさらに座屈あるいは変形しにくくすることができる。
【００４６】
実施の形態９．
図１１は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体の端部を曲げる様子を示す工程図である。また、図１２は、図１１の方法で端部を曲げる際の内部応力の分布図である。図１２においては、色の濃い部分に大きな応力が加えられていることを示す。
本実施の形態においては、実施の形態８と同じように、第２の固定治具６４の端部のティース部１５ｂ側には、端部から２つめのティース部１５ｂが当接する付近において、端に向かうほどティース部１５ｂから離れるように円弧状の傾斜部６４ａが形成されている。
【００４７】
そして、本実施の形態においては、積層体１５の端部の鉄心基部１５ａ側の角部に断面Ｌ字形の密着治具７２を密着させ（図１１の（ａ））、この密着治具７２で積層体１５の端部をティース部１５ｂ側に巻き込むように曲げる（図１１の（ｂ））。
本実施の形態においては、上述の傾斜部６４ａと密着治具７２の巻き込むような曲げ方法の効果により、図１２で明らかなように、２番目のティース部１５ｂ１には、ほとんど応力がかからない。
【００４８】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、円弧状の傾斜部６４ａによりティース部１５ｂの第２の固定部材６４に対する当接角度を適当な角度に設定できるので、ティース部１５ｂを座屈しにくくすることができるとともに、密着治具７２によって巻き込むように曲げるので、端部から所定の距離はなれた位置のティース部１５ｂにかかる応力を減らしつつ積層体１５の曲がり部に曲げモーメントを加えることができるので、ティース部１５ｂをさらに座屈しにくくすることができる。
【００４９】
実施の形態１０．
図１３は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図である。
本実施の形態においては、まず、図１３の（ａ）に示されるように、実施の形態８の方法により、積層体１５の両端部がティース部１５ｂの先端が中心に指向するように所定の曲率で曲げられる（端部曲げ工程）。
次に、図１３の（ｂ）に示されるように、積層体１５の中央部が挟持され、端から各々１／４の長さの両端部が、円筒形の芯部材７３に巻き付けられて曲げられる（第１の全体曲げ工程）。
【００５０】
次に、図１３の（ｃ）に示されるように、第１の全体曲げ工程で曲げられた１／４湾曲部の片方が挟持され、残りの湾曲されてない中央部が、芯部材７３に巻き付けられて曲げられる（第２の全体曲げ工程）。
その後、図１３の（ｄ）に示されるように、当接した積層体の両端部がレーザー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接されて接合される（接合工程）。
【００５１】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、中央部の広い範囲を挟持するので端部の芯部材への巻き付けを容易とすることができる。
【００５２】
実施の形態１１．
図１４は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図である。
本実施の形態においては、最初に積層体１５の端部が曲げられることがない。本実施の形態においては、実施の形態１０の図１３の（ｂ）及び図１３の（ｃ）に示される手順により、まず、積層体１５の全体が湾曲される（全体曲げ工程）。
【００５３】
次に、図１４の（ａ）に示されるように、上述の全体曲げ工程で曲げられた積層体１５を端部を除いて内外周の全体で挟持し、積層体１５の端部の鉄心基部１５ａ側の角部に断面Ｌ字形の密着治具７２を密着させ、密着治具７２で積層体１５の端部をティース部１５ｂ側に巻き込むように曲げる（端部曲げ工程）。
その後、図１４の（ｂ）及び図１４の（ｃ）に示されるように、積層体の両端部を当接させてレーザー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接する（接合工程）。
【００５４】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する回転子との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。また、端部を曲げる時に積層体を端部以外の内外周で挟持するで支持が確実となり、ティース部１５ｂの座屈をさらに低減することができる。
【００５５】
実施の形態１２．
図１５は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を曲げる様子を示す工程図である。図１６は、図１５の（ａ）の巻線を収納する工程をさらに詳しく示す図である。
本実施の形態においては、実施の形態１の全体曲げ工程の前に、図１５の（ａ）に示されるように、略直方体状の積層体１５のスロットに巻線８０を収納する工程を有する（巻線収納工程）。この巻線収納工程においては、図１６に示されるように、巻線８０と積相体１５の間にインシュレータ８１が挟まれて巻線８０とともに収納される。
そして、その後、実施の形態１と同様に、全体曲げ工程と接合工程が行われるが、両工程とも巻線８０を収納したまま行われる。
【００５６】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する回転子との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。また、略直方体状の積層体１５に巻線８０を収納するので収納作業が容易であり、さらに曲げたときにスロット部の断面積が小さくなることで巻線のスロット内の占積率を上げることができ、回転電機の出力を向上することができる。
【００５７】
尚、上述の巻線収納工程は、実施の形態１乃至実施の形態１１のどの方法においても、全体曲げ工程の前に組み込むことができ、その後の工程において巻線８０を収納したまま行うことができる。
【００５８】
実施の形態１３．
図１７は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を曲げる様子を示す斜視図である。
本実施の形態においては、全体曲げ工程が、積層体１５の鉄心基部１５ａの両側面から摺動可能にガイドすることができる成形治具７４によって行われる。成形治具７４の両端に形成されたフランジ部７４ａは、鉄心基部１５ａの両側面に微少な隙間をもって当接し摺動可能にガイドする。
【００５９】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、成形治具７４のフランジ部７４ａは、積層体１５を積層方向に変形不可能なようにガイドするので積層体１５の波形変形を低減することができる。
【００６０】
尚、本実施の形態の成形治具は、実施の形態１乃至実施の形態１２の全体曲げ工程において用いることができる。
【００６１】
実施の形態１４．
図１８は、本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す作製工程を示す図であり、図１８の（ａ）は、略直方体状の積層体の側面図、図１８の（ｂ）は、両端部が曲げられた積層体の側面図、図１８の（ｃ）は、両端部が接合され円筒状の鉄心とされた積層体の側面図である。
【００６２】
本実施の形態の回転電機の鉄心は、例えばモータの回転子に用いられる鉄心９０であり、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部１５ａと鉄心基部１５ａから外方に放射状に突出した複数のティース部１５ｂとを有し、隣り合うティース部１５ｂ間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている。
【００６３】
積層体１５は、まず始めに、従来と同じように打ち抜き加工して鉄心基部１５ａ及び複数のティース部１５ｂを有する直線で帯状の磁性板が所定の枚数積層され、図１８の（ａ）に示されるような略直方体状の積層体１５が製造される。
【００６４】
次に、この積層体１５は、図１８の（ｂ）に示されるように、略直方体状の積層体１５の両端部をティース部１５ｂの先端が放射状に所定の間隔で広がるように所定の曲率で曲げられる（端部曲げ工程）。このときの所定の曲率とは、最終的な円筒形の鉄心９０か、あるいは全体曲げ後の鉄心の曲率に近いものである。
【００６５】
そして最後に、図１８の（ｃ）に示されるように、積層体１５の全体が、ティース部１５ｂの先端が外周側を向くように図示しない円筒形の芯部材に巻き付けられて円筒状に成形され（全体曲げ工程）、積層体１５の両端部の当接するところである接合部がレーザー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接されて接合される（接合工程）。
【００６６】
このように構成された回転電機の鉄心９０においては、略直方体状の積層体１５の端部を端部曲げ工程にて曲げ、その後に全体曲げ工程にて円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形することで円周方向全体に渡って鉄心の曲がりを均一とすることができ円筒形の鉄心９０の真円度が向上する。そして、鉄心９０の真円度が向上することにより、鉄心９０に対向して配置される磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能となり、隙間の磁気抵抗を小さくすることができるので、回転電機の出力を向上させることが可能となる。
【００６７】
実施の形態１５．
図１９は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図である。
本実施の形態は、実施の形態１４の鉄心９０の作製方法のうち、実施の形態１１に対応する作製方法を実施するものである。本実施の形態においては、最初に積層体１５の端部が曲げられることがない。本実施の形態においては、実施の形態１０の図１３の（ｂ）及び図１３の（ｃ）に示される手順により、まず、積層体１５の全体が湾曲される（全体曲げ工程）。
【００６８】
次に、図１９に示されるように、上述の全体曲げ工程で曲げられた積層体１５を端部を除いて内外周の全体で挟持し、積層体１５の端部のティース部１５ｂ側の角部に断面Ｌ字形の密着治具７２を密着させ、密着治具７２で積層体１５の端部を鉄心基部１５ａ側に巻き込むように曲げる（端部曲げ工程）。
【００６９】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。また、端部を曲げる時に積層体を端部以外の内外周で挟持するで支持が確実となり、ティース部１５ｂの座屈をさらに低減することができる。
【００７０】
実施の形態１６．
図２０は、この発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を曲げる様子を示す斜視図である。
本実施の形態は、実施の形態１４の鉄心９０の作製方法のうち、実施の形態１３に対応する作製方法を実施するものである。
本実施の形態においては、全体曲げ工程が、積層体１５の鉄心基部１５ａの両側面から摺動可能にガイドすることができる成形治具７５によって行われる。成形治具７５の両端に形成されたフランジ部７５ａは、鉄心基部１５ａの両側面に微少な隙間をもって当接し摺動可能にガイドする。
【００７１】
このような回転電機の鉄心の製造方法においては、成形治具７５のフランジ部７５ａは、積層体１５を積層方向に変形不可能なようにガイドするので積層体１５の波形変形を低減することができる。
【００７２】
【発明の効果】
この発明の請求項１の回転電機の鉄心は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心であって、鉄心は、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基部が所定の曲率を有するように曲げ、さらに積層体の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を接合して作製される。そのため、積層体の全体を円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する前に、積層体の両端部を最終的な曲率となるように曲げて置くことで、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。
【００７３】
この発明の請求項２の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、他の部分より剛性が小さくされている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度をさらに向上することができる。
【００７４】
この発明の請求項３の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、径方向厚みを小さくするように薄肉にされた薄肉部が設けられて剛性が小さくされている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度をさらに向上することができる。
【００７５】
この発明の請求項４の回転電機の鉄心は、薄肉部に鉄心基部周端径が他の部分と同じになるように埋める埋部材が溶接されている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度をさらに向上することができるとともに、径方向に陥没している陥没部を埋部材で埋めることにより、径方向の幅が小さくなった部分がなくなり、磁気飽和が起こりにくくなり、回転電機の出力を向上することができる。また、埋部材が溶接されることで鉄心の強度が向上する。
【００７６】
この発明の請求項５の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端径が端に向かうほど小さくなるように形成されて剛性が小さくされている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度をさらに向上することができるとともに、鉄心基部の両端部の形状が簡単なので端部の加工が容易である。
【００７７】
この発明の請求項６の回転電機の鉄心は、積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端側に少なくとも１つのノッチが設けられて剛性が小さくされている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度をさらに向上することができるとともに、剛性が小さくするための形状が簡単なので端部の加工が容易である。
【００７８】
この発明の請求項７の回転電機の鉄心は、１つの略直方体状の積層体が曲げられて形成されている。そのため、略直方体状の積層体が一つなので接合する工程が一回で済み、また、接合箇所が少ないので鉄心の強度を向上させることができる。
【００７９】
この発明の請求項８の回転電機の鉄心の製造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製造方法であって、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基部が所定の曲率を有するように曲げる端部曲げ工程と、積層体の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全体曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程とを備えている。そのため、積層体の全体を円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する前に、積層体の両端部を最終的な曲率となるように曲げておくことで、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。
【００８０】
この発明の請求項９の回転電機の鉄心の製造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第１の固定治具とティース部側に配された第２の固定治具とで積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、第２の固定治具の端部のティース部側には、端に向かうほどティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、積層体の端部をティース部の突出方向に押圧治具で押圧して曲げる。そのため、ティース部の突出方向に押圧するだけ曲げることができ、装置を簡単なものとすることができる。また、傾斜部によりティース部の第２の固定部材に対する当接角度を適当な角度に設定できるので、ティース部を座屈しにくくすることができる。
【００８１】
この発明の請求項１０の回転電機の鉄心の製造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第１の固定治具とティース部側に配された第２の固定治具とで積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、第２の固定治具の端部のティース部側には、端に向かうほどティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、積層体の端部の鉄心基部側の角部に断面Ｌ字形の密着治具を密着させ、密着治具で積層体の端部をティース部側に巻き込むように曲げる。そのため、傾斜部によりティース部の第２の固定部材に対する当接角度を適当な角度に設定できるので、ティース部を座屈しにくくすることができるとともに、巻き込むように曲げるので、端部から所定の距離はなれた位置のティースにかかる応力を減らしつつ積層体の曲がり部に曲げモーメントを加えることができるので、ティース部をさらに座屈しにくくすることができる。
【００８２】
この発明の請求項１１の回転電機の鉄心の製造方法は、鉄心は、１つの略直方体状の積層体が曲げられて形成され、全体曲げ工程は、積層体の中央部を挟持し端から所定の長さの両端部を円筒形の芯部材に巻き付けて曲げる第１の全体曲げ工程と、第１の全体曲げ工程で曲げられた湾曲部を挟持し残りの中央部を芯部材に巻き付けて曲げる第２の全体曲げ工程とを有する。そのため、略直方体状の積層体が一つなので接合する工程が一回で済み、また、接合箇所が少ないので鉄心の強度を向上させることができる。また、中央部の広い範囲を挟持するので端部の芯部材への巻き付けを容易とすることができる。
【００８３】
この発明の請求項１２の回転電機の鉄心の製造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製造方法であって、積層体の中央部をティース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全体曲げ工程と、全体曲げ工程で曲げられた積層体を端部を除いて内外周で挟持し、積層体の端部を内周側に押圧あるいは巻き込みによって曲げる端部曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程とを備えている。そのため、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。また、端部を曲げる時に積層体を端部以外の内外周で挟持するで支持が確実となり、ティース部の座屈をさらに低減することができる。
【００８４】
この発明の請求項１３の回転電機の鉄心の製造方法は、少なくとも全体曲げ工程の前に、略直方体状の積層体のスロットに巻線を収納する工程を有し、全体曲げ工程は巻線を収納したまま行われる。そのため、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加することができる。また、略直方体状の積層体に巻線を収納するので収納作業が容易であり、さらに曲げたときにスロット部の断面積が小さくなることで巻線のスロット内の占積率を上げることができ、回転電機の出力を向上することができる。
【００８５】
この発明の請求項１４の回転電機の鉄心の製造方法は、全体曲げ工程は、積層体の鉄心基部の少なくとも一部が両側面から摺動可能にガイドされながら行われる。そのため、積層方向に変形不可能なようにガイドされているので積層体の波形変形を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転電機の鉄心の作製工程を示す図であり、図１の（ａ）は、略直方体状の積層体の側面図、図１の（ｂ）は、両端部が曲げられた積層体の側面図、図１の（ｃ）は、両端部が接合され円筒状の鉄心とされた積層体の側面図である。
【図２】本発明の回転電機の鉄心の他の例を示す要部の側面図である。
【図３】本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図であり、図３の（ａ）は、接合部付近の凹部が埋められる様子を示す側面図であり、図３の（ｂ）は、接合部付近の凹部が埋められた後の状態を示す側面図である。
【図４】本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。
【図５】本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。
【図６】本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。
【図７】端部曲げ工程にて略直方体状の積層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。
【図８】図７の方法で端部を曲げる際の内部応力の分布図である。
【図９】本発明の回転電機の鉄心の製造方法を示す積層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。
【図１０】本発明の回転電機の鉄心の製造方法の他の例を示す積層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。
【図１１】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体の端部を曲げる様子を示す工程図である。
【図１２】図１１の方法で端部を曲げる際の内部応力の分布図である。
【図１３】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図である。
【図１４】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図である。
【図１５】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を曲げる様子を示す工程図である。
【図１６】図１５の（ａ）の巻線を収納する工程をさらに詳しく示す図である。
【図１７】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を曲げる様子を示す斜視図である。
【図１８】本発明の回転電機の鉄心のさらに他の例を示す作製工程を示す図であり、図１８の（ａ）は、略直方体状の積層体の側面図、図１８の（ｂ）は、両端部が曲げられた積層体の側面図、図１８の（ｃ）は、両端部が接合され円筒状の鉄心とされた積層体の側面図である。
【図１９】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図である。
【図２０】本発明の回転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を曲げる様子を示す斜視図である。
【図２１】従来の回転電機の鉄心となる略直方体状の積層体の斜視図である。
【図２２】積層体の鉄心を円筒形の芯部材に巻き付けて成形する様子を示す図である。
【図２３】円筒状に成形した鉄心の両端部を接合する様子を示す図である。
【図２４】積層体を湾曲させる際、鉄心が波打つように変形してしまう様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１５ａ  鉄心基部、１５ｂ  ティース部、１５ｃ  薄肉部、１５ｅ，１５ｆ  ノッチ、１７  埋部材、５０  鉄心、６１  第１の固定治具、６３，６４  第２の固定治具、６３ａ  直線状の傾斜部、６４ａ  円弧状の傾斜部、７１  押圧治具、７２  密着治具、７３  円筒形の芯部材。
【図１】
0003621625.tif 000002
【図２】
0003621625.tif 000003
【図３】
0003621625.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003621625.tif 000006
【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】
0003621625.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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