(57)【要約】【課題】少ない部品点数で複数の固定子鉄心片を一体化することができる固定子鉄心の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る固定子鉄心の製造方法においては、まず、外周部に、外周方向且つ径方向に開口する凹部３、及び、凹部３から突出する固定子鉄心片２と一体の凸部３ａを有する環状の固定子鉄心片２を形成する。そして、複数の固定子鉄心片２が積層された状態において、積層方向に隣接する固定子鉄心片２の凸部３ａ同士を溶接することによって複数の固定子鉄心片２を一体化することで、固定子鉄心を製造する。【選択図】図２
2008141904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数で且つ環状の固定子鉄心片を有する固定子鉄心の製造方法であって、
外周部に、外周方向且つ径方向に開口する凹部、及び、前記凹部から突出する前記固定子鉄心片と一体の凸部を有する前記固定子鉄心片を形成し、
複数の前記固定子鉄心片が積層された状態において、積層方向に隣接する前記固定子鉄心片の前記凸部同士を溶接することによって複数の前記固定子鉄心片を一体化することを特徴とする固定子鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記凹部及び前記凸部は、前記固定子鉄心片の外周部に、前記固定子鉄心片の中心について対称配置されていることを特徴とする請求項１に記載の固定子鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記凹部及び前記凸部は、前記固定子鉄心片の外周部に、周方向について等間隔に４つ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の固定子鉄心の製造方法。
【請求項４】
前記凸部は、前記凹部から径方向に突出していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固定子鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固定子鉄心片を積層して一体化する固定子鉄心の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子鉄心は、例えば特許文献１に開示されているようなものであり、環状に形成された複数の固定子鉄心片を積層し、これらの外周部に対して積層方向にバーを配置して、当該バーと固定子鉄心片とを溶接することにより、複数の固定子鉄心片を一体化している。なお、特許文献１の技術においては、固定子鉄心片は、積層された固定子鉄心片と、固定子鉄心片の間に通風ダクトを設けるための間隔片と、固定子鉄心片及び間隔片を押さえるための鉄心押さえ板とから構成されており、固定子鉄心片及び間隔片を鉄心押さえ板で押さえた状態で、バーと、固定子鉄心片及び鉄心押さえ板とを溶接している。
【特許文献１】特開２０００−１５６９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、バーを積層方向に配置して、溶接により複数の固定子鉄心片を一体化する方法は、簡易な方法ではあるが、固定子鉄心片とは別体のバーを用いることになり、固定子鉄心の部品点数としては増加してしまう。
【０００４】
また、環状の固定子鉄心片の外周部にバーを配置せず、直接外周部を溶接することで固定子鉄心片を一体化する場合には、熱が溶接部の周囲に拡散し易いために、溶接時に大きな熱エネルギーが必要となる。また、それに付随して、溶接後の固定子鉄心片に変形、歪みが発生する。従って、溶接後の固定子鉄心の変形量、歪み量を小さくするためには、溶接に必要な熱エネルギーは小さいことが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、少ない部品点数で複数の固定子鉄心片を一体化することができ、且つ、溶接に必要な熱エネルギーが小さく、溶接後の固定子鉄心の変形量、歪み量を小さくすることができる固定子鉄心片の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固定子鉄心の製造方法は、積層された複数で且つ環状の固定子鉄心片を有する固定子鉄心の製造方法であって、外周部に、外周方向且つ径方向に開口する凹部、及び、前記凹部から突出する前記固定子鉄心片と一体の凸部を有する前記固定子鉄心片を形成し、複数の前記固定子鉄心片が積層された状態において、積層方向に隣接する前記固定子鉄心片の前記凸部同士を溶接することによって複数の前記固定子鉄心片を一体化することを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、バーを用いずに、固定子鉄心片と一体に形成された凸部同士を溶接することにより、少ない部品点数で複数の固定子鉄心片を一体化することができる固定子鉄心の製造方法が得られる。
【０００８】
さらに、この構成では、固定子鉄心片の外周部に凹部（溝部）が形成され、凸部はその凹部から突出している。そのため、凸部同士を溶接するときに、熱エネルギーが周囲に拡散しにくいので、熱エネルギーが凸部に集中し、凸部の溶け出しが容易となり、溶接に必要な熱エネルギーを小さくすることができる。さらに、これに付随して、この構成により、溶接後の固定子鉄心の変形量、歪み量を小さくすることができる固定子鉄心片の製造方法が得られる。また、溶接後の固定子鉄心においては、バーを用いる場合と同等の溶接性（接合性）が得られる。
【０００９】
また、凹部を形成し凸部をその凹部から突出した形状とすることで、固定子鉄心の形状を、外周部に突出部のない円筒状に、又は、突出部の小さい円筒状にすることが可能となる。
【００１０】
前記凹部及び前記凸部は、前記固定子鉄心片の外周部に、前記固定子鉄心片の中心について対称配置されていてもよい。これによると、凹部及び凸部が対称配置されていることにより、歪みがなく均一に一体化された固定子鉄心を製造することができる。
【００１１】
前記凹部及び前記凸部は、前記固定子鉄心片の外周部に、周方向について等間隔に４つ配置されていてもよい。これによると、歪みがなく均一に一体化された固定子鉄心を製造することができ、且つ、十分な接合性を有する固定子鉄心を製造することができる。
【００１２】
前記凸部は、前記凹部から径方向に突出していてもよい。これによると、より確実に、複数の固定子鉄心片を一体化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
（全体構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る固定子鉄心（固定子コア）の全体構成について説明する。本実施形態に係る固定子鉄心は、環状の固定子鉄心片を形成し、複数の当該固定子鉄心片を積層して、それらを溶接により接合し、一体化することで構成されるものである。
【００１５】
（固定子鉄心片）
環状に形成された固定子鉄心片について、図１を用いて説明する。図１は、固定子鉄心片の平面概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る固定子鉄心片２は、環状に形成されており、中央部に孔部２ｈを有する。そして、固定子鉄心片２の外周部には、凹部３及び凸部３ａが、その中心について対称配置されており、より詳細には、周方向について等間隔に４つ配置されている。ここで、凹部３及び凸部３ａの外周部における配置は、これ以外の配置であってもよい。例えば、周方向について等間隔に５つ（その他奇数個）配置されていてもよいし、２つ、６つ（その他偶数個）配置されていてもよい。そして、図の紙面に垂直な方向である積層方向（図１参照）に、複数の固定子鉄心片２を積層し、これらを溶接、一体化することで、固定子鉄心が製造される。なお、図１は平面図であるために示されていないが、固定子鉄心片２は、上記の積層方向の厚みを有している（図３、図４の側面図参照（後述））。
【００１６】
（凹部及び凸部について）
次に、図２を用いて、凹部３及び凸部３ａについてより具体的に説明する。図２は、図１のＡ部分の拡大概略図である。なお、ここでは図１の上部位置の凹部３付近について説明するが、その他の凹部３（図１の左右、下部位置の凹部３）付近についても同様の構成となっている。
【００１７】
凹部３は、環状の固定子鉄心片２の外周部に形成されており、外周方向且つ径方向（図２の矢印参照）に開口している。また、凸部３ａは、凹部３から径方向（図２の矢印参照）に突出して形成されている。ここで、凸部３ａの突出方向は、径方向以外であってもよい。
【００１８】
また、凸部３ａは、外周端部３ｂ、側方端部３ｅ、３ｅを有しており、凹部３は、内側端部３ｃ、３ｃ、側方端部３ｄ、３ｄを有している。本実施形態においては、凹部３の側方端部３ｄ、３ｄは、外周方向に向かって開くように（幅が広がるように）形成されており、凸部３ａの側方端部３ｅ、３ｅは、外周方向とは反対の、中心方向へ向かって、その幅が広がるように形成されている。また、凸部３ａの外周端部３ｂ、凹部３の内側端部３ｃ、３ｃの端面の法線方向は、図に示すように、図に示す「外周方向」とほぼ一致している（外周端部３ｂ、内側端部３ｃ、３ｃは、ほぼ周方向に沿うように形成されている）。
【００１９】
また、本実施形態においては、凸部３ａの径方向の高さを、凹部３の径方向の深さよりも低くなるように設定している。そのため、固定子鉄心片を一体化して構成される固定子鉄心は、その外周部に突出部がない円筒形状となる。本実施形態においては凸部３ａの径方向の高さをこのように設定しているが、凸部の径方向の高さは、凹部の径方向の深さよりも高くてもよい。この場合であっても、固定子鉄心は、凹部を形成しない場合と比べて、その外周部の突出部の大きさが小さい円筒形状となる。
【００２０】
（溶接ポイント）
そして、複数の固定子鉄心片２が積層された状態において、積層方向に隣接する固定子鉄心片２の凸部３ａ同士を溶接することによって、複数の固定子鉄心片２が一体化されることになる。ここで、本実施形態においては、凸部３ａの裾部分、すなわち、凸部３ａの側方端部３ｅ、３ｅと、凹部３の内側端部３ｃ、３ｃとにより形成される角部分３ｐ、３ｐを溶接ポイントとして設定する。溶接方法としては、アーク溶接、スポット溶接等を用いる。
【００２１】
そして、角部分３ｐ、３ｐの溶接により、複数の固定子鉄心片２が積層された状態において、積層方向に隣接する固定子鉄心片２の凸部３ａ同士を溶接することによって、固定子鉄心片２を一体化する。なお、本実施形態においては、溶接ポイントを角部分３ｐ、３ｐとして設定しているが、このような形態には限られず、例えば、凸部３ａの外周端部３ｂ（の全体又は一部）を溶接ポイントとしてもよいし、凸部３ａの側方端部３ｅ、３ｅ（の全体または一部）を溶接ポイントとしてもよい。
【００２２】
（複数の固定子鉄心片の一体化）
図３、図４を用いて溶接による固定子鉄心片２の一体化について説明する。図３は、固定子鉄心片２が積層された状態を示す側面概略図であり、図１の固定子鉄心片２が積層された場合のＢ−Ｂ’矢視図に相当するものである。また、図４は、図３の状態の積層された固定子鉄心片２に対して、角部分３ｐ、３ｐを溶接して複数の固定子鉄心片２を一体化して構成された固定子鉄心１を示す側面概略図である。
【００２３】
図３においては、複数の固定子鉄心片２が、積層方向（図の上下方向。図３の矢印参照）に積層されている。上記のように、固定子鉄心片２は、積層方向の厚みを有している。この状態において、角部分３ｐ、３ｐを溶接することにより、積層方向に隣接する固定子鉄心片２の凸部３ａ同士を融合一体化し、連続的に接合すると、図４の状態となり、これが固定子鉄心１となる。図４においては、溶接した部分を斜線部分により示している。
【００２４】
凸部３ａ同士の溶接においては、接合箇所が連続性（一体性）を持つように、部材を加熱したり圧力を加えたりして接合部を融合させる。図４の固定子鉄心１では、積層方向に隣接する凸部３ａ同士が融合一体化した状態となっており、これにより、凸部３ａ同士の接合により、バーを用いる場合と同等の接合性が得られる。
【００２５】
（固定子鉄心の製造方法について）
次に、以上のように構成される固定鉄心の製造方法について説明する。まず、複数の固定子鉄心片２を形成する（形成工程）。固定子鉄心片２は、例えば珪素鋼板等から構成される。ここで、孔部２ｈ、凹部３及び凸部３ａは、型を用いて形成してもよく、円板状体から、刳り貫き、切断加工等によって形成してもよい。形成された固定子鉄心片２は、図１、図２のようになる。
【００２６】
次に、複数の固定子鉄心片２を積層方向に積層配置する（積層工程）。積層された状態の固定子鉄心片２は、図３のようになる。
【００２７】
次に、複数の固定子鉄心片２が積層された状態において、積層方向に隣接する固定子鉄心片２の凸部３ａ同士を溶接することによって、複数の固定子鉄心片２を一体化する（溶接工程）。このようにして一体化された状態の固定子鉄心は図４のようになる。以上のようにして、固定子鉄心が製造される。
（効果）
【００２８】
以上の構成によると、バーを用いずに、固定子鉄心片２と一体に形成された凸部３ａ同士を溶接することにより、少ない部品点数で複数の固定子鉄心片２を一体化することができる固定子鉄心の製造方法が得られる。
【００２９】
さらに、この構成では、固定子鉄心片２の外周部に凹部（溝部）３が形成され、凸部３ａはその凹部３から突出している。そのため、凸部３ａ同士を溶接するときに、熱エネルギーが周囲に拡散しにくいので、熱エネルギーが凸部３ａに集中する。これにより、凸部３ａの溶け出しが容易となり、溶接に必要な熱エネルギーを小さくすることができる。そして、これに付随して、この構成により、溶接後の固定子鉄心１の変形量、歪み量を小さくすることができる固定子鉄心片の製造方法が得られる。また、溶接後の固定子鉄心１においては、バーを用いる場合と同等の溶接性（接合性）が得られる。
【００３０】
また、凹部３を形成し凸部３ａをその凹部３から突出した形状とすることで、固定子鉄心１の形状を、外周部に突出部のない円筒状にすることが可能となる。
【００３１】
また、凹部３及び凸部３ａは、固定子鉄心片２の外周部に、固定子鉄心片２の中心について対称配置されているため、歪みがなく均一に一体化された固定子鉄心１を製造することができる。
【００３２】
また、凹部３及び凸部３ａは、固定子鉄心片２の外周部に、周方向について等間隔に４つ配置されているので、歪みがなく均一に一体化された固定子鉄心１を製造することができ、且つ、十分な接合性を有する固定子鉄心１を製造することができる。
【００３３】
また、凸部３ａは、凹部３から径方向に突出しているので、凸部３ａの側方端部３ｅ、３ｅについて、両方に十分な溶接用スペースを確保することが出来るので、より確実に、複数の固定子鉄心片２を溶接により一体化することができる。
【００３４】
なお、上記の実施形態においては、固定子鉄心片のみを積層させているが、固定子鉄心片の間には、スペーサが設けられていてもよく、また、複数の固定子鉄心片を押さえる鉄心押さえ板を、最上部及び最下部に含んでいてもよく、最上部又は最下部に含んでいてもよい。また、複数の固定子鉄心片が（間に別部材または空間を有していたとしても）、互いの凸部同士が積層方向に溶接・一体化できるような構成を有していればよい。例えば、凹部周辺のみ、固定子鉄心片の本体部分に対して積層方向（両方の積層方向）に突出しており、積層方向に突出した当該凸部同士を接合することで、固定子鉄心片を一体化する、というような構成であってもよい。
【００３５】
（変形例）
次に、本発明の第１実施形態に係る固定子鉄心片の変形例について、図５、図６を参照しながら、上記の実施形態（特に図２）と異なる部分を中心に説明する。図５、図６はそれぞれ第１、第２変形例に係る固定子鉄心片の平面概略図であって、上記の実施形態における図２に対応するものである。
【００３６】
第１変形例に係る固定子鉄心片１０２のように、凹部１０３の側方端部１０３ｄ、１０３ｄ、及び、凸部１０３ａの側方端部１０３ｅ、１０３ｅが、中心方向から外周方向に向かって、幅が同一となるように形成されていてもよい（図５参照）。
【００３７】
また、第２変形例に係る固定子鉄心片２０３のように、凹部２０３及び凸部２０３ａの角になっている部分が、上記の実施形態とは異なり、丸みを帯びるように形成されていてもよい（図６参照）。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る固定子鉄心の製造方法の第２実施形態について、図７を参照しながら、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図７は第２実施形態に係る固定子鉄心片の平面概略図であって、上記の第１実施形態の図２に対応するものである。また、図７は、溶接工程後の固定子鉄心片を示している。
【００３９】
第２実施形態に係る固定子鉄心片２の凹部３においては、角部分３ｐ、３ｐの溶接に加えて、溶加材３ｍ、３ｍを付加して接合部（角部分３ｐ、３ｐ）の肉盛をすることで、凸部３ａ同士の接合性を高めている。このようにして凸部３ａ同士を接合し、複数の固定子鉄心片２を一体化することで固定子鉄心を製造してもよい。
【００４０】
また、本発明に係る固定子鉄心片２において本実施形態のような溶加材３ｍ、３ｍを用いる場合、凹部３に溶加材３ｍ、３ｍが溜まり、周囲に拡散しにくいため、肉盛溶接が容易になる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【００４２】
また、本発明に係る固定子鉄心片を、運搬作業用リフティングマグネットを搭載する建設機械の発電機へ用いることにより、当該発電機を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る固定子鉄心片の平面概略図。
【図２】図１のＡ部分の拡大概略図。
【図３】固定子鉄心片が積層された状態を示す側面概略図。
【図４】溶接により複数の固定子鉄心片を一体化して構成された固定子鉄心の側面概略図。
【図５】図２の第１変形例に係る固定子鉄心片の平面概略図。
【図６】図２の第２変形例に係る固定子鉄心片の平面概略図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る固定子鉄心片の平面概略図。
【符号の説明】
【００４４】
１    固定子鉄心
２、１０２、２０２、    固定子鉄心片
３、１０３、２０３    凹部
３ａ、１０３ａ、２０３ａ    凸部
【図１】
2008141904.tif 000003
【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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