(57)【要約】【課題】積層する鉄心部材間の倒れが発生しにくい高精度な積層鉄心構造を提供するとともに、外周面に外枠が嵌着された固定子積層鉄心であっても、圧縮応力による固定子鉄心の磁気特性劣化を抑制すること。【解決手段】第１の鉄心部材１０ａと第２の鉄心部材１０ｂが交互に積層され、積層面外に折り曲げられる片梁部１１ａ、１１ｂの外周縁辺か穴部１２ａ、１２ｂの内周縁辺かの少なくとも一方に低剛性部が形成されており、第一の穴部１２ａの長手方向と第二の穴部１２ｂの長手方向とが互いに異なる方向に形成されている。【選択図】図２
2011250602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊状の第１の片梁部とスリット状の第２の穴部が形成された第１の鉄心部材と、短冊状の第２の片梁部とスリット状の第１の穴部が形成された第２の鉄心部材とが、交互に積層して形成される積層鉄心部と、
この積層鉄心部の外周面に嵌着された外枠とを備えた固定子積層鉄心であって、
前記積層鉄心部は、
前記第１の片梁部が前記第１の鉄心部材の積層面外に折り曲げられて前記第１の穴部に嵌合して構成される第１の連結部と、
前記第２の片梁部が前記第１の片梁部と同じ方向に折り曲げられて前記第２の穴部に嵌合して構成される第２の連結部と、
前記第１の連結部において、前記第１の片梁部外周縁辺か前記第１の穴部内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第１の低剛性部と、
前記第２の連結部において、前記第２の片梁部外周縁辺か前記第２の穴部内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第２の低剛性部とを有し、
前記第１の穴部の長手方向と前記第１の穴部の長手方向とが互いに異なる方向に形成されていることを特徴とする
固定子積層鉄心。
【請求項２】
第１の低剛性部又は第２の低剛性部は、薄肉部を設けることにより形成されたことを特徴とする
請求項１に記載の固定子積層鉄心。
【請求項３】
第１の鉄心部材及び第２の鉄心部材は、外周が円弧状であるヨーク部とこのヨーク部から内径側に突出したティース部を有することを特徴とする
請求項１に記載の固定子積層鉄心。
【請求項４】
第１の穴部と第２の穴部は、一方の長手方向がヨーク部の径方向に、他方の長手方向が前記ヨーク部の周方向になるように形成されたことを特徴とする
請求項３に記載の固定子積層鉄心。
【請求項５】
第１の片梁部、第２の穴部、第２の片梁部、第１の穴部がヨーク部外周近傍に形成されたことを特徴とする
請求項３に記載の固定子積層鉄心。
【請求項６】
第１の片梁部、第２の穴部、第２の片梁部、第１の穴部が積層鉄心部の中心に対して回転対称に形成されたことを特徴とする
請求項３に記載の固定子積層鉄心。
【請求項７】
第１の鉄心部材又は第２の鉄心部材は、エッチング加工により形成されたことを特徴とする
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の固定子積層鉄心。
【請求項８】
第１の鉄心部材又は第２の鉄心部材は、片梁部と穴部を形成後に絶縁処理が施こされたものであることを特徴とする
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の固定子積層鉄心。
【請求項９】
請求項３に記載の固定子積層鉄心と、
前記固定子積層鉄心のティース部の周囲に設けられた励磁巻線と、
前記ティース部の内周側に所定の空隙を介して回転自在に配置された回転子と、
を備えた回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ、発電機等に使用され、磁性板である鉄心部材を積層した固定子積層鉄心およびこれを用いた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に電磁鋼板から回転機の固定子積層鉄心を製造する方法としては、プレスによる金型打ち抜き加工が用いられる。とりわけ、中小型容量機では鉄心の打ち抜きから積層に至る過程は省力化、自動化が進み、パンチ（オス型）とダイ（メス型）で構成される順送金型内で所望形状の鉄心片に打ち抜かれると共に積層されかつ高精度な自動カシメが行われる。
【０００３】
自動カシメによる鉄心部材の積層方法としては、図９に示すような鉄心部材４１をかしめて積層する抜きかしめ工法が主に用いられている。順送金型の工程の中で、あらかじめ板厚方向に凹凸部、例えば表側に凹部４２を、裏側に凸部４３を形成しておき、最後に外形形状を打ち抜く。この打ち抜き工程後に、ダイ内を下降中に鉄心部材外周部に側圧がかかるような拘束状態に置き、積層方向に加圧することにより、複数個の鉄心部材において、積層方向に隣接する鉄心部材のダボの凸部４３を凹部４２に圧入することにより鉄心部材同士が固定されて、積層鉄心４４が形成される(例えば、特許文献１)。
【０００４】
また、固定子として用いられる積層鉄心の場合には、積層鉄心の外周面に鉄やアルミニウム製の外枠が嵌着される。嵌着は、積層鉄心の外径と外枠の内径との寸法差を利用した方法、例えば焼嵌めや圧入といった方法が採用されている。外枠により積層鉄心の固定を確実にすることにより、回転子から回転方向の電磁力を受けて積層鉄心の位置がずれるのを防止し、発生したトルクの伝達性を高めることができる（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６５４４７（３−６頁、図５−６）
【特許文献２】特開２００９−１３６１０１（６−７頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の固定子積層鉄心においては、以下に示す２つの課題が指摘されている。
積層鉄心の積層精度が劣化して回転子と固定子間のギャップが不均一となると、騒音・振動を引き起こすことによりモータの効率低下を招来することとなるため、積層鉄心の積層精度については従来にも増して高精度が要求されるようになってきている。
【０００７】
抜きかしめ方式では、図１０に示すとおりダボの凹部４２と凸部４３の偏心により積層鉄心に倒れ（ｔａｎ−１（ｙ／ｔ））が生じる。例えばダボの凹凸の偏心（ｙ）が１μｍであっても２００枚積層すれば０．２ｍｍずれることになり、ロータとステータ間のギャップに比して無視し得ない大きな量となる。以上より、従来の抜きかしめ方式を用いた固定子積層鉄心における１点目の課題は、積層した鉄心部材間の倒れが小さく規定精度を満たす積層鉄心を得ることが困難であったということである。
【０００８】
また、固定子積層鉄心を鉄あるいはアルミ合金等の外枠に、積層鉄心と外枠との内外径差を利用した方法（例えば焼嵌め）にて嵌着した場合、積層鉄心には外枠の締め付け応力に起因する圧縮力が働く。従って、従来の外枠を備えた固定子積層鉄心における２点目の課題は、積層鉄心内部の発生する圧縮応力により、鉄心の磁気特性を劣化させモータ効率の低下を引き起こしていたということである。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、積層する鉄心部材間の倒れが発生しにくい高精度な積層鉄心構造を提供するとともに、外周面に外枠が嵌着された固定子積層鉄心であっても、圧縮応力による固定子鉄心の磁気特性劣化を抑制することが可能な固定子積層鉄心を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る固定子積層鉄心は、短冊状の第１の片梁部とスリット状の第２の穴部が形成された第１の鉄心部材と、短冊状の第２の片梁部とスリット状の第１の穴部が形成された第２の鉄心部材とが、交互に積層して形成される積層鉄心部と、この積層鉄心部の外周面に嵌着された外枠とを備えており、前記積層鉄心部は、第１の片梁部が第１の鉄心部材の積層面外に折り曲げられて第１の穴部に嵌合して構成される第１の連結部と、第２の片梁部が第１の片梁部と同じ方向に折り曲げられて前記第２の穴部に嵌合して構成される第２の連結部とを有している。
【００１１】
ここで、第１の連結部において、第１の片梁部外周縁辺か第１の穴部内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第１の低剛性部と、第２の連結部において、第２の片梁部外周縁辺か第２の穴部内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第２の低剛性部とを有しており、また、第一の穴部の長手方向と第二の穴部の長手方向とが互いに異なる方向に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る固定子積層鉄心によると、連結部において片梁部外周縁辺か穴部内周縁辺かの少なくとも一方に形成された低剛性部を備えているため、片梁部と穴部の形成される位置にずれがあったとしても低剛性部においてこのずれを吸収することができ、外形側方を拘束することにより倒れのない高精度に整列された固定子積層鉄心を得ることができる。
【００１３】
また、スリット状の穴部は、この穴部の長手方向の縁辺が変形することにより、穴部の長手方向に垂直な成分の圧縮応力を効果的に緩和することができる。第一の穴部の長手方向と第二の穴部の長手方向とが互いに異なる方向に形成されているため、第１の鉄心部材内においては第１の片梁部周辺の穴部と第２の穴部とが、第２の鉄心部材内においては第２の片梁部と第１の穴部とが、各々異なる方向に形成されていることになる。従って、各鉄心部材内にこれら２方向を有するスリット状の穴部を配置することにより、外枠の嵌着によって鉄心部材内に発生する積層面内の任意の方向の圧縮応力を緩和することが可能となり、積層鉄心部の磁気特性の内部圧縮応力による劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による回転電機の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による第１のコア部材と第２のコア部材の平面図、及び片梁部と穴部の部分拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１による第１のコア部材と第２のコア部材の連結部の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による第１のコア部材と第２のコア部材の連結部の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による鋼板を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態１による積層鉄心部の積層方法及び積層装置を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１による積層鉄心部の積層方法及び積層装置を示す部分拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態２による第１のコア部材と第２のコア部材の平面図である。
【図９】従来の抜きかしめ工法による積層方法を示す図である。
【図１０】従来の抜きかしめ工法による積層方法におけるコアの倒れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１から図７は本発明の実施の形態１に係る回転電機、固定子積層鉄心及び鉄心部材の構造、並びに製造方法及び製造装置を示す図である。
図１は本発明の実施の形態１に係る回転電機１の断面図であり、本図において鉄心部材２は一体の円環状連続体として形成されている。外周が概略円弧状であるヨーク部３とこのヨーク部３から内径側に突出したティース部４とで鉄心部材２の一極分が構成され、これは概略Ｔ型の断面形状を有している。
【００１６】
鉄心部材２をその板厚方向に積層して積層鉄心部５を形成し、積層鉄心部５の外周面に鉄やアルミニウム製の外枠６を嵌着して、固定子積層鉄心７が形成されている。また、この固定子積層鉄心７のティース部４の周囲に励磁巻線８を施し、固定子積層鉄心７のティース部４の内周側に所定の空隙を介して回転子９を回転自在に配置することにより、回転電機１が構成されている。外枠６を積層鉄心部５に嵌着する手段として、積層鉄心部５の外径と外枠６の内径との寸法差を利用した方法、例えば焼嵌めや圧入といった方法が採用されている。外枠６により積層鉄心部５の固定を確実にすることにより、回転子９から回転方向の電磁力を受けて積層鉄心部５の位置がずれるのを防止し、発生したトルクの伝達性を高めることができる
【００１７】
積層鉄心部５は、上記の一体の円環状連続体である鉄心部材２を使用する以外に、図２に示したように、鉄心部材２が円周方向に分割され概略Ｔ型の断面形状を有する鉄心部材１０ａ、１０ｂを円周方向に複数連結することにより形成することも可能である。この場合には、外枠６を積層鉄心部５の外周側に嵌着することにより、固定子積層鉄心鉄心７として形成した場合の成形性（真円度）を高めることにより、コギングトルクや脈動トルクを抑制できる効果もある。
【００１８】
図２（ａ）（ｂ）を用いて以下に本実施の形態に係る固定子積層鉄心７の特徴的な構成について説明する。第一の鉄心部材１０ａと第２の鉄心部材１０ｂは交互に積層され、励磁巻線８の巻枠による押さえ込み、あるいは積層鉄心外周部の溶接等により、積層された鉄心部材１０ａ、１０ｂ間の最終締結がなされ積層鉄心部５を得る。この最終締結に至るまでに積層された鉄心部材をハンドリングするためには、鉄心部材間の仮固定が必要となる。そこで、第１の鉄心部材１０ａには、短冊状の第１の片梁部１１ａとスリット状の第２の穴部１２ｂが、第２の鉄心部材１０ｂには短冊状の第２の片梁部１１ｂとスリット状の第１の穴部１２ａとが形成されており、これらの片梁部及び穴部を用いることにより積層された鉄心部材間の仮固定が行われる。
【００１９】
図３は、第１の鉄心部材１０ａと第２の鉄心部材１０ｂを交互に積層して構成される積層鉄心部５について、ティース部４の対称軸１３（図２参照）の左側に位置する片梁部１１ａ、１１ｂ、穴部１２ａ、１２ｂ周辺の断面Ａ−Ａ’を模式的に表したものを示す。第１の片梁部１１ａと第１の穴部１２ａはそれぞれ対応する位置に配置されており、第１の片梁部１１ａが第１の鉄心部材１０ａの面外に折り曲げられて第１の穴部１２ａに嵌合することにより第１の連結部１４ａを構成する。同様に、第２の片梁部１１ｂと第２の穴部１２ｂはそれぞれ対応する位置に配置されており、第２の片梁部１１ｂが第１の片梁部１１ａと同じ方向に折り曲げられて第２の穴部１２ｂに嵌合することにより第２の連結部１４ｂを形成する。
【００２０】
ここで第１の片梁部１１ａ及び第２の片梁部１１ｂは板厚が薄く形成されている。薄く形成された片梁部１１ａ及び１１ｂは元の板厚のものよりも剛性が低減した低剛性部となっており、ばね性を有している。ティース部４の対称軸１３の右側に位置する片梁部１１ａ、１１ｂ、穴部１２ａ、１２ｂについても左側と同様、低剛性部（薄肉部）を有する片梁部１１ａ、１１ｂが積層面外に折り曲げられて穴部１２ａ、１２ｂに嵌合することにより、第１の連結部１４ａと第２の連結部１４ｂが形成される。
【００２１】
連結部の片梁部と穴部の勘合については、図２（ｃ）に第１の片梁部１１ａの部分拡大図、図２（ｄ）に第１の穴部１２ａの部分拡大図を示すが、第１の片梁部１１ａの幅（Ｗ１）が第１の穴部１２ａの幅（Ｗ２）よりもわずかに大きくなるように設定しており、このため第１の片梁部１１ａを第１の穴部１２ａに嵌合させることができる。また、第１の片梁部１１ａの先端部は面取り１５を行うと共に、第１の片梁部１１ａの付根部に切り欠き１６を設けている。これは、面取り１５を設けることにより第１の片梁部１１ａを第１の穴部１２ａに挿入しやすくするためであり、切り欠き１６を設けることにより第１の片梁部１１ａの折り曲げ加工を容易にするためである。
【００２２】
第１の連結部１４ａと第２の連結部１４ｂがそれぞれ嵌合した状態であっても、第１の鉄心部材１０ａと第２の鉄心部材１０ｂは積層面に平行な二方向、即ち積層鉄心部５の周方向と径方向への自由度を持ち、互いに移動することが可能となる。これにより、外形側方を拘束することにより倒れのない高精度に整列された積層鉄心を得ることができる。また、片梁部１１ａ、１１ｂが穴部１２ａ、１２ｂにそれぞれ嵌合することにより鉄心部材間を連結するため、従来例のようにダボの凹部と凸部におけるＲ部同士の干渉によって積層される鉄心部材間において隙間ｔｇ（図９）が発生することなく、積層方向にも寸法精度のよい積層鉄心を得ることができる。
【００２３】
図４（ａ）は第２の連結部１４ｂについて第２の片梁部１１ｂの先端側から投影した断面図であり、上図が第２の片梁部１１ｂを折り曲げ加工する前、下図が折り曲げ加工を行い第２の穴部１２ｂに嵌合した様子を示している。図４（ａ）においては、第２の片梁部１１ｂのほぼ全面が薄くなるように、すなわち低剛性部が片梁部のほぼ全面に渡って形成されているように描かれているが、少なくとも片梁部１１ｂの外周縁辺のみが薄く形成されていれば上記効果を奏することは言うまでもない。また、図４（ｂ）では、図４（ａ）とは逆に穴部１２ｂの内周縁辺について板厚を薄く形成しており、この部分は元の板厚ものよりも剛性が低減した低剛性部となっており、ばね性を有している。したがって、図４（ｂ）の連結構造でも図４（ａ）の構成と同じ効果を有することは明らかである。
【００２４】
次に積層鉄心部５の内部に作用する応力について検討する。外枠６は焼嵌め、圧入などの方法により積層鉄心部５の外周面に嵌着されるため、外枠６から積層鉄心部５へ圧縮応力が作用し、積層鉄心部５の内部ではヨーク部３の径方向及び周方向の圧縮応力が発生する。ここで鉄心部材１０ａ、１０ｂに穴を形成すれば穴の形状が変形することによりこの圧縮応力を緩和することができる。特に細長いスリット状の穴を形成すると、穴部の長手方向の縁辺は長手方向に対して垂直な方向には容易に変形しうるため、長手方向に対して垂直方向の応力緩和に効果が高い。
【００２５】
本実施の形態に係る鉄心部材においては、穴部１２ａ、１２ｂ、及びこの穴部に嵌合する短冊状の片梁部１１ａ、１１ｂの周囲に形成された穴はスリット状の形状を有するため、特にこの穴部の長手方向に対して垂直な方向の圧縮応力を効果的に緩和することに寄与する。第１の鉄心部材１０ａにおいては、第１の片梁部１１ａの周囲に形成された穴の長手方向が径方向を、第２の穴部１２ｂの長手方向が周方向を向いているため、各々周方向、径方向の圧縮応力を緩和するのに効果的である。これは第２の鉄心部材１０ｂに形成された第２の片梁部１１ｂの周辺に形成された穴と第１の穴部１２ａに対しても同様である。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、片梁部１１ａ、１１ｂ周辺の穴の長手方向と穴部１２ａ、１２ｂの長手方向がヨーク部３の径方向と周方向に向いているが、必ずしもこのような方向に一致している必要はなく、また、両者のなす角度が厳密に９０度である必要もない。両者の穴の長手方向が異なった向きに向いていれば鉄心部材１０ａ、１０ｂに発生する任意の方向の圧縮応力を緩和することができる。
【００２７】
また、ここでいう短冊状、スリット状とは、図２に示されたような矩形（長方形）形状のみを意味するものではなく、細長い形状を有するものであればよく、例えば楕円形状や、長円（レーストラック）形状のようなものであってもかまわない。更に本実施の形態においては、片梁部１１ａ、１１ｂ周辺の穴と穴部１２ａ、１２ｂとが連続してＬ字型形状となっているが、これらの穴は連続している必要はなく、個別に形成されていても上記効果を奏することは言うまでもない。
【００２８】
積層鉄心部５の内部に発生する圧縮応力はスロット底部１７（図１参照）付近で最も大きくなる。ここで、積層鉄心部５の内部の磁束１８は、図１中の矢印で示される方向に形成されるが、磁路が短い経路ほど磁気抵抗が小さくなり磁束密度も高くなるため、磁路の短くなるスロット底部１７近傍を流れる磁束密度が高くなることとなる。従ってこの部分の圧縮応力が高くなると磁束の分布に大きく影響するため、特にスロット底部１７への圧縮応力の集中を緩和する必要がある。
【００２９】
本実施の形態に係る固定子積層鉄心７の積層鉄心部５においては、鉄心部材１０ａ、１０ｂに片梁部１１ａ、１１ｂと穴部１２ａ、１２ｂが、各々ヨーク部３の外周近傍に形成されており、上記穴部の開口幅の変化により開口部周辺に応力が集中することで、スリット底部１７周辺の応力を緩和している。このことにより磁束密度が高いスロット底部１７の圧縮応力を低減して磁気特性の劣化を抑制している。また、ヨーク部３の外周近傍は通過する磁束量が少なく、片梁部１１ａ、１１ｂ及び穴部１２ａ、１２ｂを配置しても回転電機の性能低下に与える影響が比較的小さくて済むため、片梁部１１ａ、１１ｂ及び穴部１２ａ、１２ｂを配置するには好適である。
【００３０】
また、本実施の形態では、第１の鉄心部材１０ａに形成された第１の片梁部１１ａと第２の穴部１２ｂ、第２の鉄心部材１０ｂに形成された第２の片梁部１１ｂと第１の鉄心部１２ａの各々が、回転子９の回転中心１９（図１参照、積層鉄心部５の中心でもある）に対して回転対称に形成されており、鉄心部材１０ａ、１０ｂ内の応力分布が周方向に回転対称状に繰り返されるため、各極について応力による磁気特性の影響に差異が生じない。従って回転電機１として使用した場合に、回転方向の非対象性により発生するコギングトルク、脈動トルクを低減することができる。
【００３１】
さらに、連結部１４ａ、１４ｂは鉄心部材１０ａ、１０ｂ間を片梁部１１ａ、１１ｂと穴部１２ａ、１２ｂが接触しており、磁束の経路としても機能する。同一鉄心部材内においては片梁部１１ａ、１１ｂや穴部１２ａ、１２ｂには開口が形成されることにより磁気抵抗が高くなり磁束の流れを妨げるが、上記のように連結部１４ａ、１４ｂが存在するため、磁束が鉄心部材の層間を渡ることができ、ヨーク部３の外周に開口部を設けても固定子積層鉄心７内の磁気抵抗の増加を抑えて、モータ効率の低下を更に抑制できる。
【００３２】
次に、図１に示した円環状連続体である鉄心部材２の場合に、固定子積層鉄心７の製造方法について説明する。
図５には大きな鋼板２０から湿式エッチングによって第１の鉄心部材２ａと第２の鉄心部材２ｂを複数枚形成した様子を示す。第１の鉄心部材２ａと第２の鉄心部材２ｂは、通常のパンチングの方法によってももちろん形成できるが、エッチングによる方法によるとパンチングによる加工歪が発生しないためこれによる磁気特性の劣化、及び鉄損の増加も引き起こさず、高効率なモータ機器を得るためには好適である。
【００３３】
特に片梁部１１ａ及び１１ｂの板厚を薄くするには、機械加工でも可能であるが、加工の手間や費用がかかるだけでなく鉄心部材２ａ、２ｂの磁気特性への加工歪劣化の影響が大きく好ましくない。湿式エッチング技術、特に素材の厚みの途中までエッチングするハーフエッチング技術を用いて薄肉部の形成を行えば容易に加工厚みの制御が行え、しかも加工歪が発生することがない。第１の鉄心部材２ａと第２の鉄心部材２ｂの外周側には薄肉連結部（ゲート）２１を設けておき、この部分のみ切断することによりランナー２２との分離が行えるようにする。
【００３４】
湿式エッチングの製造工程の概略は、素板鋼板の表面を洗浄する工程、絶縁被膜がある場合にはエッチング部の被膜を剥離する工程、レジストコーティングを施す工程、マスク露光する工程、塩化第二鉄水溶液による鋼板溶解工程、レジスト分解剥離工程、絶縁被膜形成工程からなる。この工程において、鋼板２０に第１の鉄心部材２ａと第２の鉄心部材２ｂをエッチングにより所定枚数形成する。
【００３５】
次に図５のようにエッチングにより第１の鉄心部材２ａと第２の鉄心部材２ｂが形成された鋼板を図６に示すような鉄心積層装置に搭載する。この鉄心積層装置においては、ＸＹ直交テーブル２３にＸＹ方向に移動自在に設けられたホルダー２４によって鋼板２０が保持され、ランナー２２と分離すべき所定の鉄心部材（２ａ又は２ｂ）がパンチ２５とダイ２６に挟まれた空間にセットされるようにホルダー２４が移動する。
【００３６】
図７に鉄心積層装置のパンチ２５とダイ２６に挟まれた空間の拡大図を示す。ホルダー２４によって鋼板２０が所定位置にセットされたことを確認すると、円筒状のパンチ２５が降下してくると同時に、このパンチ２５先端部の周囲に配置され、パンチ２５の移動方向にばね圧が加えられた円環状の板押え２７も一緒に降下してくる。ここでパンチ２５、板押さえ２７とも鋼板２０の面位置まで降下すると、ランナー２２は板押え２７とダイ２６の上面との間に挟まれて保持されるが、鉄心部材（２ａ又は２ｂ；図７においては２ａ）は尚も降下するパンチ２５とともに降下するため、ゲート２１にはせん断力が働いて鉄心部材１０ａとランナー２２とは分離される。
【００３７】
その後、鉄心部材２ａは下方に積層している他の鉄心部材上に載置されるが、このときパンチ２５によって加圧され、プレス先端部に形成された面外変形用突起２８によって、第１の片梁部１１ａが第１の穴部１２ａに嵌合するように折り曲げられて第１の連結部１４ａが、第２の片梁部１１ｂが第２の穴部１２ｂに嵌合するように折り曲げられて第２の連結部１４ｂが、各々形成される。
【００３８】
以上のプロセスを第１の鉄心部材２ａと第２の鉄心部材２ｂとについて交互に繰り返すことにより積層鉄心部５を得ることができるが、このときダイ２６は外形側方を拘束し積層鉄心を高精度に整列することに寄与している。できあがった積層鉄心部５はダイ２６の下方に設けられた排出コンベア２９（図６参照）によって、ダイ２６の内部から図７の紙面手前方向に排出される。ゲート２１のプレス切断部周辺は加工歪みの影響が残るものの、ティース部４の対称軸１３がヨーク部３の外周部と交わる付近にゲート２１を設ければ、この部分は鉄心内の磁束通過が少ないため加工歪みの影響を最小限に抑えることができる。
【００３９】
また、上記で得られた積層鉄心部５は高精度に仕上がっているため、この後工程に行う層間接着、外枠圧入などの固定作業においては、コアの微調整作業等の煩雑な作業を省略することができるため、生産性よく組立作業を行うことができる。
【００４０】
更に、本実施の形態によると、鋼板２０からエッチングによって第１のコア部材２ａと第２のコア部材２ｂを形成する。パンチングによって形成する場合には加工歪により磁気特性の劣化を引き起こすが、エッチングによるとこのような磁気特性の劣化に伴って鉄損が増加することもなく、高効率なモータ機器を得ることができる。
更に、エッチングで加工した部位はエッチング後に絶縁コーティングが施されるため、積層されるコア部材間における短絡がほとんどない。したがって、積層コア部材間を流れる電流、及びこれによる電力損失を極めて小さくすることができるため、更に高効率なモータ機器を得ることができる。
【００４１】
以上のとおり本実施の形態に係る固定子積層鉄心７によると、第１の連結部１４ａにおいて第１の片梁部１１ａ外周縁辺か第１の穴部１２ａ内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第１の低剛性部（薄肉部）と、第２の連結部１４ｂにおいて第２の片梁部１１ｂ外周縁辺か第２の穴部１２ｂ内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第２の低剛性部（薄肉部）とを備えているため、片梁部と穴部の形成される位置にずれがあったとしても低剛性部においてこのずれを吸収することができ、外形側方を拘束することにより倒れのない高精度に整列された積層コアを得ることができる。
【００４２】
また、スリット状に設けられた穴部は、この穴部の長手方向の縁辺が変形することにより、穴部の長手方向に垂直な成分の圧縮応力を効果的に緩和することができる。第一の穴部１２ａの長手方向と第二の穴部１２ｂの長手方向とが互いに異なる方向に形成されているため、第１の鉄心部材１０ａ内においては第１の片梁部１１ａ周辺の穴部と第２の穴部１２ｂとが、第２の鉄心部材１０ｂ内においては第２の片梁部１１ｂと第１の穴部１２ａとが、各々異なる方向に形成されていることになる。従って、各鉄心部材１０ａ、１０ｂ内にこれら２方向を有するスリット状の穴部を配置することにより、外枠６の嵌着によって鉄心部材１０ａ、１０ｂ内に発生する積層面内の任意の方向の圧縮応力を緩和することが可能となり、積層鉄心部５の磁気特性の内部圧縮応力による劣化を抑制することができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１においては、円環状連続体である鉄心部材２（２ａ、２ｂ）、又は分割型鉄心部材１０ａ、１０ｂについて説明してきたが、図８に示すような固定子一極分の鉄心部材を複数個、薄肉連結や凹凸のダボ嵌め合い等の関節状連結機構で連結させた第１の鉄心部材３０ａと第２の鉄心部材３０ｂを円環状に組み立てて固定子積層鉄心７を形成する場合であっても本発明を同様に適用できる。図８（ａ）に示す第１の鉄心部材３０ａと図８（ｂ）に示す第２の鉄心部材３０ｂは、大きな鋼板からエッチングによって形成される。この第１のコア部材３０ａ、第２のコア部材３０ｂは図２に示す分割型の第１の鉄心部材１０ａ、第２の鉄心部材１０ｂを折り曲げ部３１を介して複数枚連ねた形状を有する。
【００４４】
この第１の鉄心部材３０ａと第２の鉄心部材３０ｂを用いたステータは以下の手順にて製作される。まず、図７に示すようにダイ２６中にこの第１の鉄心部材３０ａと第２の鉄心部材３０ｂを交互に積層し、先端に面外変形用突起２８を備えたパンチ２５にて積層方向について加圧することにより第１の片梁部１１ａと第２の片梁部１１ｂを折り曲げて、第１の穴部１２ａと第２の穴部１２ｂに嵌合させて、第１の連結部１４ａと第２の連結部１４ｂを有する積層コアを形成するところまでは、実施の形態１と同じである。
【００４５】
その後ダイ２６からこの積層コアを取外して、ティース部４周囲に励磁巻線８を形成し、最後にヨーク部３が円環状になるように折り曲げ部３１を折り曲げて、積層鉄心部５として仕上げることとなる。単極形状を有する鉄心部材１０ａ、１０ｂを積層し、この積層鉄心に励磁巻線を行ってももちろん積層鉄心部５を製作できるが、全極が連なった鉄心部材３０ａ、３０ｂを用いる方が、部品点数を削減できると同時に各極の巻き線間接続の工数を削減できるという利点を有する。
【００４６】
以上のとおり本実施の形態に係る固定子積層鉄心７においても、第１の連結部１４ａにおいて第１の片梁部１１ａ外周縁辺か第１の穴部１２ａ内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第１の低剛性部（薄肉部）と、第２の連結部１４ｂにおいて第２の片梁部１１ｂ外周縁辺か第２の穴部１２ｂ内周縁辺かの少なくとも一方に形成された第２の低剛性部（薄肉部）とを備えているため、片梁部と穴部の形成される位置にずれがあったとしても低剛性部１０においてこのずれを吸収することができ、外形側方を拘束することにより倒れのない高精度に整列された積層コアを得ることができる。
【００４７】
また、スリット状に設けられた穴部は、この穴部の長手方向の縁辺が変形することにより、穴部の長手方向に垂直な成分の圧縮応力を効果的に緩和することができる。第一の穴部１２ａの長手方向と第二の穴部１２ｂの長手方向とが互いに異なる方向に形成されているため、第１の鉄心部材３０ａ内においては第１の片梁部１１ａ周辺の穴部と第２の穴部１２ｂとが、第２の鉄心部材３０ｂ内においては第２の片梁部１１ｂと第１の穴部１２ａとが、各々異なる方向に形成されていることになる。従って、各鉄心部材３０ａ、３０ｂ内にこれら２方向を有するスリット状の穴部を配置することにより、外枠６の嵌着によって鉄心部材３０ａ、３０ｂ内に発生する積層面内の任意の方向の圧縮応力を緩和することが可能となり、積層鉄心部５の磁気特性の内部圧縮応力による劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１    回転電機
２    鉄心部材
２ａ  第１の鉄心部材
２ｂ  第２の鉄心部材
３    ヨーク部
４    ティース部
５    積層鉄心部
６    外枠
７    固定子積層鉄心
８    励磁巻線
９    回転子
１０ａ  第１の鉄心部材
１０ｂ  第２の鉄心部材
１１ａ  第１の片梁部
１１ｂ  第２の片梁部
１２ａ  第１の穴部
１２ｂ  第２の穴部
１４ａ  第１の連結部
１４ｂ  第２の連結部
１９    回転中心（積層鉄心部の中心）
３０ａ  第１の鉄心部材
３０ｂ  第２の鉄心部材
【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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