(57)【要約】【課題】連結部で折り曲げた際に隣り合うセグメント鉄心片の側部間の隙間変化を調整してセグメント鉄心片の内側円弧をドラム治具の外周に符合させることが可能な積層鉄心の製造方法および積層鉄心を提供する。【解決手段】外周領域１１に備えた連結部１２で相互に結合され、連結部１２の半径方向の外、内側には外側凹部切り欠き２０および内側凹部切り欠き２１をそれぞれ有した複数のセグメント鉄心片１３を形成し、セグメント鉄心片１３を連結部１２で折り曲げてドラム治具２７の周りに螺旋状に巻き回して積層する積層鉄心１０の製造方法であって、１）連結部１２が折り曲げ不足で巻き回したセグメント鉄心片１３とドラム治具２７が干渉する場合には、連結部１２の半径方向外側のコイニングを行ない、２）連結部１２が折り曲げ過剰で巻き回したセグメント鉄心片１３とドラム治具２７が干渉する場合には、連結部１２の半径方向内側のコイニングを行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周領域に備えた連結部で相互に結合され、しかも該連結部の半径方向外側および内側には外側凹部切り欠きおよび内側凹部切り欠きをそれぞれ有した複数のセグメント鉄心片を形成し、該セグメント鉄心片を前記連結部で折り曲げてドラム治具の周りに螺旋状に巻き回して積層する積層鉄心の製造方法であって、
１）前記連結部が折り曲げ不足で巻き回した前記セグメント鉄心片と前記ドラム治具が干渉する場合には、前記連結部の半径方向外側のコイニングを行ない、
２）前記連結部が折り曲げ過剰で巻き回した前記セグメント鉄心片と前記ドラム治具が干渉する場合には、前記連結部の半径方向内側のコイニングを行ない、
予め形成されている前記セグメント鉄心片の内側円弧を前記ドラム治具の外周に符合させることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、前記連結部の半径方向の外側または内側の前記コイニングは前記セグメント鉄心片の円周方向に沿って複数箇所行なわれることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法において、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によって構成される係合部が設けられていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層鉄心の製造方法によって製造されたことを特徴とする積層鉄心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状に連続した複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻き回して積層する積層鉄心の製造方法およびそれによって製造された積層鉄心に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層鉄心の製造に使用する鉄心材料（例えば、条材）の歩留り向上方法として、鉄心材料から鉄心片を打ち抜く際、環状とせずに帯状に連なる複数のセグメント鉄心片を打ち抜き形成し、これを巻き回しながら積層して積層鉄心を製造することが行なわれている。例えば、固定子積層鉄心を製造する場合、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、外周側に形成された連結部を介して相互に結合した状態で、鉄心材料から金型を用いて打ち抜く。そして、セグメント鉄心片を連結部で折り曲げて隣り合うセグメント鉄心片の側部間に形成される隙間が半径方向に均等になるようにドラム治具の周りに螺旋状に巻き回して積層する。ここで、連結部の半径方向内側には円弧状の切り欠きが形成され、この切り欠きを起点として連結部を折り曲げている（例えば、特許文献１、２参照）。
なお、連結部を折り曲げる際に、特に、切り欠きの先端部近傍はその肉厚方向に膨出し、積層したセグメント鉄心片間に隙間が発生して積層強度が低下する。このため、切り欠きの先端部近傍を含む連結部の半径方向内側領域を上下方向から叩いて薄肉化することで膨出の影響を小さくして、積層強度の低下を防止している（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、セグメント鉄心片を連結部で折り曲げた際に、隣り合うセグメント鉄心片の側部間の隙間（連結幅）が半径方向に均等でないと、すなわち、側部間の隙間が半径方向外側で狭い場合は曲げ不足となり、側部間の隙間が半径方向内側で狭い場合は曲げ過剰となって、セグメント鉄心片をドラム治具の周りに螺旋状に巻き回すことができない。このため、連結幅が半径方向に不均一になると、セグメント鉄心片を打ち抜く作業を停止し、金型をプレス機から取り外して調整を行なわねばならず、打ち抜き作業が再開されるまでに多くの時間を要するという問題がある。更に、連結幅、切り欠き形状、鉄心材料の送りピッチ、パンチ形状の変更等の設定変更が必要になった場合は大掛かりな金型改造となり、試作や事前確認および調査も行なう必要があるため、更に多くの時間が要するという問題が生じる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、連結部で折り曲げた際に隣り合うセグメント鉄心片の側部間に形成される隙間の変化をリアルタイムで調整してセグメント鉄心片の内側円弧をドラム治具の外周に符合させることが可能な積層鉄心の製造方法および積層鉄心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】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心の製造方法は、外周領域に備えた連結部で相互に結合され、しかも該連結部の半径方向外側および内側には外側凹部切り欠きおよび内側凹部切り欠きをそれぞれ有した複数のセグメント鉄心片を形成し、該セグメント鉄心片を前記連結部で折り曲げてドラム治具の周りに螺旋状に巻き回して積層する積層鉄心の製造方法であって、
１）前記連結部が折り曲げ不足で巻き回した前記セグメント鉄心片と前記ドラム治具が干渉する場合には、前記連結部の半径方向外側のコイニングを行ない、
２）前記連結部が折り曲げ過剰で巻き回した前記セグメント鉄心片と前記ドラム治具が干渉する場合には、前記連結部の半径方向内側のコイニングを行ない、
予め形成されている前記セグメント鉄心片の内側円弧を前記ドラム治具の外周に符合させる。
【０００７】
第１の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記連結部の半径方向の外側または内側の前記コイニングは前記セグメント鉄心片の円周方向に沿って複数箇所行なうことが好ましい。
【０００８】
第１の発明に係る積層鉄心の製造方法において、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によって構成される係合部が設けられていることが好ましい。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係る積層鉄心は、第１の発明に係る積層鉄心の製造方法によって製造される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜３記載の積層鉄心の製造方法、および請求項４記載の積層鉄心においては、連結部の半径方向外側または半径方向内側のコイニングを行なうことで、連結部で折り曲げた際に隣り合うセグメント鉄心片の側部間に形成される連結幅の変化をリアルタイムで（金型の再調整や金型改造を伴わず）調整することができ、連結幅を半径方向に均等にすることが可能になる。その結果、セグメント鉄心片の内側円弧をドラム治具の外周に符合させることができ、寸法精度の高い積層鉄心を製造することが可能になる。更に、連結部をコイニングすることで連結部が薄くなり、連結部でセグメント鉄心片を容易に折り曲げることができる。また、連結部が薄くなることで、連結部で折り曲げた際の肉厚方向における膨出量を小さくでき、厚みにバラツキがない積層鉄心を製造することができる。
【００１１】
特に、請求項２記載の積層鉄心の製造方法においては、セグメント鉄心片の円周方向に沿ってコイニングを任意の複数箇所に行なうことで、折り曲げ精度の向上を図ることができ、また、折り曲げの調整も容易となる。
【００１２】
請求項３記載の積層鉄心の製造方法においては、隣り合うセグメント鉄心片の側部に係合部が設けられているので、セグメント鉄心片を連結部で折り曲げてドラム治具の周りに螺旋状に巻き回す際の隣り合うセグメント鉄心片同士の位置決めを精度よく行なうことができ、積層鉄心の環状精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の平面図、図２は同積層鉄心の部分側面図、図３は同積層鉄心のセグメント鉄心片の積層前状態を示す部分平面図、図４、図５は同積層鉄心の製造方法におけるコイニングの説明図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心１０は、外周領域１１に備えた連結部１２で相互に結合された複数のセグメント鉄心片１３を、連結部１２で折り曲げてセグメント鉄心片１３同士の側部１４を対向近接させながら、連続した複数のセグメント鉄心片１３をドラム治具２７（図４参照）の周りに螺旋状に巻き回して積層し、上下方向に隣接する層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である。
【００１５】
積層鉄心１０は、厚みが、例えば、０．５ｍｍ以下の電磁鋼板から、連結部１２で帯状に結合された複数のセグメント鉄心片１３を金型で打ち抜き、図１、図２に示すように、打ち抜かれた連続するセグメント鉄心片１３を巻き回し順次かしめ積層して構成される。ここで、複数のセグメント鉄心片１３の積層方法としては、かしめ、溶接、および接着のいずれか１を適用することができ、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、半径方向内側に複数のスロット１７が設けられて磁極片部１８が形成され、半径方向外側にはヨーク片部１９が形成されている。
【００１６】
また、連結部１２の半径方向外側および内側には、外側凹部切り欠き２０および内側凹部切り欠き２１がそれぞれ形成されている。外側凹部切り欠き２０を設けることで、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２２を、積層鉄心１０の外側円内に収容することができる。このため、図３に示すように、連結部１２の折り曲げ前では、連結部１２の外周は半径方向内側に窪んでいる。
【００１７】
また、内側凹部切り欠き２１の先側は、図３に示すように、連結部１２の折り曲げ前では円弧状に形成されており、内側凹部切り欠き２１の先端部２３に折り曲げ起点が形成される。なお、折り曲げ前の内側凹部切り欠き２１の先側形状は、例えば、平面視して逆Ｕ字状または逆Ｖ字状でもよい。そして、内側凹部切り欠き２１は、連結部１２の折り曲げ後は楕円状孔に変形し、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４間には隙間が形成される。隙間が形成されることで、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４の半径方向外側領域同士が当接するのを防止して、セグメント鉄心片１３の側部１４同士を対向近接させることができる。
【００１８】
以上の構成とすることにより、連結部１２を折り曲げる際に、連結部１２に設けられた内側凹部切り欠き２１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、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４の半径方向内側領域には、凹部２４とこれに嵌合する凸部２５によって構成される係合部２６が設けられている。これによって、隣り合うセグメント鉄心片１３同士の位置決めを精度よく行なうことができ、環状精度を向上できる。
【００１９】
連結部１２で結合されたセグメント鉄心片１３を、図１、図２に示すように巻き回して積層する場合、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、上下に隣り合う層で、円周方向に異なる位置にずらし、各磁極片部１８の位置を合わせている。なお、本実施の形態では、セグメント鉄心片１３の積層の際にスロット１個分だけ積層方向でずらせているが、２個以上ずつずらせてもよい。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、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、以下の関係が成立する。
（ｍ＋１）／ｎ＝ｋ
ここで、ｍ、ｎ、ｋは、それぞれ整数であり、積層鉄心の製造条件に応じて種々変更できる。
【００２０】
本実施の形態では、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個に相当し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。なお、積層方向でずれるスロット数を２個以上にする場合、上式中の「１」を、ずれる個数、すなわち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を巻き回して積層する際に、連結部１２の位置が積層方向でずれるため、下記セグメント鉄心片１３の結合強度を更に強固にできる。
【００２１】
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、各セグメント鉄心片１３の半径方向外側に収容部１６を実質的に等角度（ここでは、スロット１７の中心線と収容部１６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の収容部１６内に収まるようにしている。この収容部１６は切り欠きとなって、その形状が半円形となっているが、収容部１６内に膨出部１５を配置できれば、これに限定されるものではなく、例えば、楕円形または矩形（正方形または長方形）でもよい。また、収容部１６は、少なくとも連結部１２に形成される膨出部１５を囲む大きさであればよく、本実施の形態では、積層方向下側に位置するセグメント鉄心片１３の内側凹部切り欠き２１の先側（半径方向外側）が露出する大きさとしている。従って、収容部１６は孔でもよい。
【００２２】
続いて、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心１０の製造方法について説明する。
先ず、電磁鋼板を搬送しながら金型を使用して、図３に示すように、外周領域１１に備えた連結部１２で相互に結合され、しかも連結部１２の半径方向外側および内側には外側凹部切り欠き２０および内側凹部切り欠き２１をそれぞれ有した複数のセグメント鉄心片１３を形成する（打ち抜く）。このセグメント鉄心片１３の形成に際しては、通常行なうスロット１７の打ち抜き形成の後に、外側凹部切り欠き２０を形成するＡ工程と、内側凹部切り欠き２１を形成するＢ工程と、収容部１６を形成するＣ工程を行なう。なお、金型形状によって、各Ａ〜Ｃ工程を同時に行なうことも、順次個別に行なうことも、また順序を入れ換えて行なうことも可能であり、更に、スロット１７の打ち抜き形成と共に行なうこともできる。
【００２３】
次いで、セグメント鉄心片１３を連結している連結部１２の内側凹部切り欠き２１の先端部２３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の側部１４同士を対向近接させながら連続した複数のセグメント鉄心片１３をドラム治具２７の周りに螺旋状に巻き回して積層し、連結部１２を積層方向にずらしながら積層鉄心１０を製造する。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容部１６内には、積層方向に隣り合う連結部１２の厚み方向の膨出部１５がそれぞれ配置され、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１３の間に隙間が生じるのを防止できる。
【００２４】
ここで、セグメント鉄心片１３を連結部１２で折り曲げてドラム治具２７の周りに螺旋状に巻き回して積層する積層鉄心１０を形成する際に、図４に示すように、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４間の隙間が半径方向外側で狭いために、連結部１２で折り曲げたときに側部１４の半径方向外側領域が互いに当接すると曲げ不足状態となり、隣り合うセグメント鉄心片１３で囲まれて形成されたスロット１７の開口部の両側に位置する磁極片部１８の端部がドラム治具２７の表面に干渉（当接）してしまい、セグメント鉄心片１３の内側円弧をドラム治具２７の外周に符合させるように巻き回すことができない。
【００２５】
そこで、この場合は、連結部１２の半径方向の外側、すなわち、外側凹部切り欠き２０側の領域Ｃをセグメント鉄心片１３の円周方向に沿って複数箇所（例えば、２〜３箇所）コイニングして（叩いて）外側凹部切り欠き２０側の領域Ｃをセグメント鉄心片１３の円周方向に伸ばす。これによって、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４間の隙間において半径方向外側領域が広がることになり、側部１４の半径方向外側領域における当接状態を解消するとともに、側部１４の半径方向内側領域を接近させて連結部１２が更に曲がった状態にすることができ、曲げ不足が解消される。その結果、セグメント鉄心片１３の内側円弧をドラム治具２７の外周に符合させるように巻き回すことが可能になる。
【００２６】
また、セグメント鉄心片１３を連結部１２で折り曲げてドラム治具２７の周りに螺旋状に巻き回して積層する積層鉄心１０を形成する際に、図５に示すように、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４間の隙間が半径方向内側で狭いために、連結部１２で折り曲げたときに側部１４の半径方向内側領域が互いに当接すると曲げ過剰状態となり、隣り合うセグメント鉄心片１３で囲まれて形成されたスロット１７の開口部の両側に位置する磁極片部１８の端部がドラム治具２７の表面から浮き上がり（すなわち、スロット１７の開口部と離れた側の磁極片部１８の端部がドラム治具２７の表面に当たって）、セグメント鉄心片１３の内側円弧をドラム治具２７の外周に符合させるように巻き回すことができない。
【００２７】
そこで、この場合は、連結部１２の半径方向の内側、すなわち、内側凹部切り欠き２１側の領域Ｄをセグメント鉄心片１３の円周方向に沿って複数箇所（例えば、２〜３箇所）コイニングして（叩いて）内側凹部切り欠き２１側の領域Ｄをセグメント鉄心片１３の円周方向に伸ばす。これによって、隣り合うセグメント鉄心片１３の側部１４間の隙間において半径方向内側領域が広がることになり、側部１４の半径方向内側領域における当接状態を解消するとともに、側部１４の半径方向外側領域を接近させて連結部１２の曲げ角度を小さくすることができ、曲げ過剰が解消される。その結果、セグメント鉄心片１３の内側円弧をドラム治具２７の外周に符合させるように巻き回すことが可能になる。
なお、前記コイニングは、連結部１２を形成した後であって、巻き回す前に形成されればよく、連結部１２を形成する金型、これとは異なる金型のいずれで形成してもよい。ただし、コイニングした部分は硬化して搬送時に折れ易くなるため、巻き回す直前でコイニングすることが好ましい。
【００２８】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許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の形態や変形例も含むものである。
例えば、連結部の半径方向の外側または内側に行なうコイニングは、セグメント鉄心片を連結部で折り曲げてドラム治具の周りに螺旋状に巻き回す際の（すなわち、積層鉄心の組立て中の）状況変化に応じて行なったが、組み立てが完了した積層鉄心の状態を予め調査して組み立て中の状況の変化を把握しておき、実際の積層鉄心の組み立てにおいては、把握した状況変化に基づいて組み立て中に適宜コイニングを実施するようにしてもよい。
また、実施の形態では、積層鉄心が固定子積層鉄心の場合について説明したが、回転子積層鉄心の場合についても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の平面図である。
【図２】同積層鉄心の部分側面図である。
【図３】同積層鉄心のセグメント鉄心片の積層前状態を示す部分平面図である。
【図４】同積層鉄心の製造方法におけるコイニングの説明図である。
【図５】同積層鉄心の製造方法におけるコイニングの説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：積層鉄心、１１：外周領域、１２：連結部、１３：セグメント鉄心片、１４：側部、１５：膨出部、１６：収容部、１７：スロット、１８：磁極片部、１９：ヨーク片部、２０：外側凹部切り欠き、２１：内側凹部切り欠き、２２：半径方向膨出部、２３：先端部、２４：凹部、２５：凸部、２６：係合部、２７：ドラム治具
【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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