JP5103292B2 - 回転子積層鉄心およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄心材料を有効に使用して形成され、モータまたは発電機に適用される回転子積層鉄心およびその製造方法に関する。

回転子積層鉄心の製造において、鉄心片が打抜かれる材料歩留りを高めるために、鉄心片を分割したセグメント鉄心片部（分割鉄心片ともいう）の形態で打抜き積層して分割積層鉄心を形成した後、この分割積層鉄心を組み立てる方法がある。また、他の方法として、各セグメント鉄心片部を帯状に連ねて所定形状に打抜き、この一枚の帯状鉄心片を螺旋状に巻回して回転子積層鉄心を製造する方法がある。
帯状鉄心片を巻回して回転子積層鉄心を製造する場合、材料である金属板から帯状鉄心片を直線状に打抜き形成できるので、材料歩留りを向上することができる。ところが、所望形状にセグメント鉄心片部を打抜きかつ連ねて帯状鉄心片を形成してから、この一条の帯状鉄心片を巻回して順次積層し所望の積厚まで巻回せねばならず、生産性が低い問題があった。

そこで、このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、帯状鉄心片を重ね合わせ一体化してから巻回する積層鉄心（固定子積層鉄心）の製造方法が提案されている。この様子を図５に示すが、ヨーク片部７０の内側に所定間隔で磁極片部７１を形成した帯状鉄心片７２、７３を用意し、これらを積み重ねて一体とし、芯金（内径ガイド筒）７４の周囲に帯状鉄心片７２、７３の各磁極片部７１の位置を合わせながら螺旋状に巻回して積層している。この特許文献１の技術によれば、重ね合わせ一体化した分だけ、巻回する帯状鉄心片の厚みが増し、積層の生産性が向上する。なお、７５は外径ガイド筒を示す。

しかし、特許文献１の技術においては、帯状鉄心片７２、７３を重ね合わせ一体化する場合に、例えば溶接をしなければならず製造作業が煩雑になる。また、このように重ね合わせ一体化した帯状鉄心片は剛性が増しているので、積層鉄心の直径が小さい場合、巻回が難しくなり、成形形状が劣化し、例えば磁極片部が積層方向でずれるという問題を生じるおそれがある。
そこで、特許文献２には、円弧状のセグメント鉄心片部が連結部でそれぞれ連結された複数枚の帯状鉄心片を螺旋状に巻回し、しかも連結部の位置を上下方向でずらした積層鉄心（固定子積層鉄心）の製造方法が提案されている。

特開平１１−２９９１３６号公報（図３、図９） 特開平１−２６４５４８号公報（第９図）

しかしながら、積層鉄心の製造時に、帯状鉄心片の連結部を折り曲げるので、折り曲げ前に比べ、連結部がその厚み方向に膨出する。このため、特許文献２の技術においては、折り曲げられた連結部が、上下方向に重ねられた帯状鉄心片に当接して隙間が生じる恐れがある。これにより、隙間なく積層された場合と比較して、隙間を無くすための余分な加圧処理を必要としたり、またモータの効率低下または振動を招く原因となり、製品品質の低下を招く恐れがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、帯状鉄心片を巻回して回転子積層鉄心を生産性よく製造できることはいうまでもなく、形状精度よくかつ製品品質が良好な回転子積層鉄心およびその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る回転子積層鉄心は、半径方向外側に突出する複数の磁極片部を備えた円弧状のセグメント鉄心片部が幅狭の連結部でそれぞれ連結された同一構成の複数枚の帯状鉄心片を、前記連結部で折り曲げかつそれぞれの前記磁極片部を上下に重ねながら、螺旋状に巻回して積層した回転子積層鉄心であって、前記折り曲げた連結部の上下に前記セグメント鉄心片部の前記磁極片部の結合部が位置し、
更に、該結合部の半径方向外側には、前記折り曲げた連結部が位置して、該連結部に発生する厚み方向の膨出を収める切欠きが設けられている。

第１の発明に係る回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部の前記結合部の半径方向内側には第１の掛合溝が形成され、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側部内側には向かい合う切欠きによって形成される第２の掛合溝が形成されていることが好ましい。
第１の発明に係る回転子積層鉄心において、前記第１、第２の掛合溝は、その内幅が半径方向内側に広がっていることが好ましい。
第１の発明に係る回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部には、パイロット孔が設けられていることが好ましい。

第１の発明に係る回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部には、永久磁石を挿入する磁石挿入部が形成されていることが好ましい。
第１の発明に係る回転子積層鉄心において、積層方向に重なった前記磁石挿入部には前記永久磁石が挿入され、該永久磁石が前記磁石挿入部に注入され硬化した樹脂部材により、前記磁石挿入部に固定されていることが好ましい。

第１の発明に係る回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側部には、凹部とこれに嵌合する凸部が設けられていることが好ましい。
第１の発明に係る回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部の前記磁極片部の個数は２または３であることが好ましい。
第１の発明に係る回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側端部を近接配置することが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法は、半径方向外側に突出する複数の磁極片部を備えた円弧状のセグメント鉄心片部が、幅狭の連結部でそれぞれ連結された同一構成の複数枚の帯状鉄心片を形成する打抜き工程と、
前記帯状鉄心片を、前記連結部で折り曲げかつそれぞれの前記磁極片部を上下に重ねながら、螺旋状に巻回して積層する環状形成工程とを有し、
しかも、前記打抜き工程で、前記環状形成工程の際に前記折り曲げた連結部の上下に位置する前記セグメント鉄心片部の前記磁極片部の結合部の半径方向外側に、前記折り曲げた連結部が位置して、該連結部に発生する厚み方向の膨出を収める切欠きを形成する。

第２の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記打抜き工程で、前記セグメント鉄心片部の前記結合部の半径方向内側に第１の掛合溝を形成し、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側部内側に向かい合う切欠きによって形成される第２の掛合溝を形成し、前記環状形成工程で、前記第１、第２の掛合溝に嵌入する歯部が設けられた芯材を回転駆動して、前記帯状鉄心片を引込みながら積層することが好ましい。
第２の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記打抜き工程で、前記セグメント鉄心片部にパイロット孔を形成し、前記環状形成工程で、前記パイロット孔によって前記セグメント鉄心片部の位置決めを行いながらかしめ積層することが好ましい。

第２の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記環状形成工程で、複数枚の前記帯状鉄心片は、環状に形成される前記回転子積層鉄心に対して、同一接線方向に向いていることが好ましい。
第２の発明に係る回転子積層鉄心の製造方法において、前記環状形成工程で、複数枚の前記帯状鉄心片は、環状に形成される前記回転子積層鉄心に対して、異なる角度の接線方向に向いていることが好ましい。

請求項１〜９記載の回転子積層鉄心、および請求項１０〜１４記載の回転子積層鉄心の製造方法は、連結部が曲がる際に生じる上下方向の膨らみが、その上下に位置する磁極片部の結合部の半径方向外側に形成された切欠き内に収められるので、上下に重なり合うセグメント鉄心片の間に隙間を生じることなく、例えば密に巻回することができる。これにより、形状精度がよく良好な製品品質を備える回転子積層鉄心を、生産性よく製造できる。
また、複数枚の帯状鉄心片は、上下に重なる帯状鉄心片の連結部の位置をずらしているので、強度の比較的劣る連結部が積層方向の同一垂直線上になく、回転子積層鉄心の強度が高まる。
そして、従来のように、複数枚の帯状鉄心片を重ね合わせて一体化することなく、帯状鉄心片を巻回しているので、各セグメント鉄心片部を連結部を介してスムーズに曲げることができ、製造された回転子積層鉄心の形状精度が優れる。また、帯状鉄心片同士を事前に溶接で一体化する工程が不要であるので、生産性よく製造できる。

特に、請求項２記載の回転子積層鉄心、および請求項１１記載の回転子積層鉄心の製造方法は、例えば、帯状鉄心片を巻回するための芯材に掛合可能な掛合溝を設けるので、この芯材を回転駆動することにより、帯状鉄心片を引込みながら積層できる。これにより、形状精度を高めた回転子積層鉄心を製造できる。
請求項３記載の回転子積層鉄心は、掛合溝の内幅が半径方向内側に拡幅しているので、例えば、帯状鉄心片を巻回するための芯材に設けられた歯部への嵌入をスムーズにできる。
請求項４記載の回転子積層鉄心、および請求項１２記載の回転子積層鉄心の製造方法は、セグメント鉄心片部にパイロット孔が設けられているので、帯状鉄心片を巻回する際の位置決めを、精度良くしかも容易に行うことができる。

請求項５記載の回転子積層鉄心は、セグメント鉄心片部に、永久磁石を挿入する磁石挿入部を形成しているので、磁極片部を簡単な構成で形成できる。
請求項６記載の回転子積層鉄心は、積層方向に重なった磁石挿入部に永久磁石を挿入し、これを樹脂部材により磁石挿入部に固定しているので、永久磁石の周囲に樹脂部材が確実にまわり込み、永久磁石を磁石挿入部に強固に固定できる。
請求項７記載の回転子積層鉄心は、隣り合うセグメント鉄心片部の側部に、凹部とこれに嵌合する凸部を設けることで、簡単な構成で隣り合うセグメント鉄心片部同士の位置決めができる。

請求項８記載の回転子積層鉄心は、セグメント鉄心片部の磁極片部の個数を２または３とするので、各セグメント鉄心片部の形状を複雑にすることなく、製造が容易である。
請求項９記載の回転子積層鉄心は、隣り合うセグメント鉄心片部の側端部を近接配置し、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部の周方向のピッチのばらつきを防止でき、例えば、積層方向のセグメント鉄心片部のかしめ位置のずれを防止できる。また、このように近接配置することにより、例えば、セグメント鉄心片部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部の周方向のピッチのずれを防止できる。

請求項１３記載の回転子積層鉄心の製造方法は、複数枚の帯状鉄心片が同一方向に向いているので、それぞれの帯状鉄心片を形成する金型装置を同一方向に配置でき、製造装置をコンパクトに構成できる。
請求項１４記載の回転子積層鉄心の製造方法は、複数枚の帯状鉄心片が異なる方向に向いているので、巻き取り荷重を分散することができる。また、各帯状鉄心片の打抜き時に帯状鉄心片が上下に重ならないので、その打抜き形成が容易となる。特に、複数の帯状鉄心片の巻き方向を反対方向にすることによって、巻き取る装置（例えば、中央に配置される芯材）に無理な荷重を発生させることなく作業を行うことができる。

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。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心（以下、単に積層鉄心ともいう）１０は、複数枚（本実施の形態では２枚）の帯状鉄心片１１、１２を螺旋状に巻回してかしめ積層したものである。ここで、帯状鉄心片１１と帯状鉄心片１２とは、同一の構成であるため、帯状鉄心片１２の各構成については、帯状鉄心片１１の各構成の番号に記号「ａ」を付し、その詳しい説明を省略する。

積層鉄心１０を構成する帯状鉄心片１１は、半径方向外側に突出する複数（本実施の形態では２つ）の磁極片部１３、１４を備えた円弧状のセグメント鉄心片部１５が幅狭の連結部１６で直線状にそれぞれ連結されている。また、帯状鉄心片１２についても同様で、２つの磁極片部１３ａ、１４ａを備えたセグメント鉄心片部１５ａが連結部１６ａでそれぞれ連結されている。
完成した積層鉄心１０は、帯状鉄心片１１と帯状鉄心片１２とを、それぞれ連結部１６、１６ａで折り曲げ、かつそれぞれの磁極片部１３と磁極片部１４ａ、磁極片部１４と磁極片部１３ａを上下に重ねながら、螺旋状に巻回してかしめ積層している。

帯状鉄心片１１は、条材をプレスによって打抜き形成され、連結部１６で連結された多数のセグメント鉄心片部１５からなっている。帯状鉄心片１１、１２は、各セグメント鉄心片部１５が有する２つの磁極片部１３、１４と、各セグメント鉄心片部１５ａが有する２つの磁極片部１３ａ、１４ａとを、１磁極片部ピッチずつずらして積層されている。そして、完成した積層鉄心１０の磁極数は、図１に示すように１２個であるので、帯状鉄心片１１、１２はそれぞれ、連接された６枚のセグメント鉄心片部１５、１５ａで一つの環状の鉄心片が形成されている。

セグメント鉄心片部１５の半径方向外側には、永久磁石（図示しない）を挿入する磁石挿入孔（磁石挿入部の一例）１７、１８が形成されている。この磁石挿入孔１７、１８は、積層鉄心１０の軸心を中心とした同一円周上に、等間隔で設けられている。
これにより、磁石挿入孔１７と磁石挿入孔１８ａ、磁石挿入孔１８と磁石挿入孔１７ａが上下に重なる。
なお、積層鉄心１０の製造にあっては、積層方向に重なった磁石挿入孔１７、１８ａと磁石挿入孔１８、１７ａに、永久磁石を挿入した後、この磁石挿入孔１７、１８ａ内と磁石挿入孔１８、１７ａ内に、トランスファーモールドまたはインジェクションモールドによって樹脂部材（例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂）を注入し、この樹脂部材を硬化させることで、永久磁石を固定している。

セグメント鉄心片部１５に形成された各磁石挿入孔１７、１８の幅方向中央部であって、半径方向内側には、貫通孔（例えば、断面円形）からなる複数（ここでは２個）のパイロット孔１９、２０が、積層鉄心１０の軸心を中心とした同一円周上に、等間隔で形成されている。
これにより、パイロット孔１９とパイロット孔２０ａ、パイロット孔２０とパイロット孔１９ａが上下に重なるので、各帯状鉄心片１１、１２を、セグメント鉄心片部１５、１５ａの位置決めを行いながらかしめ積層できる。
このパイロット孔１９、２０を中心として、周方向両側には、かしめ部２１が形成されている。このかしめ部としては、例えば、周知のＶ字状かしめ、円形の半抜きかしめ、および切り起こしかしめのいずれか１または２以上を適用できる。

２つの磁極片部１３、１４は、セグメント鉄心片部１５の周方向中央部に設けられた結合部２２により連結されている。
なお、前記したように、積層鉄心１０は、２枚の帯状鉄心片１１、１２を、１磁極片部ピッチずつずらして積層されている。このため、一方の帯状鉄心片１１の折り曲げた連結部１６の上下に、他方の帯状鉄心片１２の磁極片部１３ａ、１４ａの結合部２２ａが位置し、また他方の帯状鉄心片１２の折り曲げた連結部１６ａの上下に、一方の帯状鉄心片１１の磁極片部１３、１４の結合部２２が位置する。

このため、結合部２２の半径方向外側には、折り曲げた連結部１６ａが位置する切欠き２３を設け、折り曲げた連結部１６ａの厚み方向の膨出を、切欠き２３内に収めている。この切欠き２３の形状は、平面視して半円形となっているが、例えば、楕円弧状または角形でもよい。
ここで、切欠き２３の凹みは、少なくとも連結部１６ａの折り曲げ時に生じる厚み方向の膨出部分が、結合部２２に接触しない位置まで設ける。本実施の形態では、切欠き２３の最大凹み位置を通る円と同位置、またはそれよりも半径方向外側に、磁石挿入孔１７、１８が配置されるように形成している。これにより、磁極片部１３、１４を、積層鉄心１０の半径方向外側へ突出させることができる。

セグメント鉄心片部１５の結合部２２の半径方向内側には、第１の掛合溝２４が設けられ、セグメント鉄心片部１５ａの結合部２２ａの半径方向内側には、第１の掛合溝２４ａが設けられている。また、隣り合うセグメント鉄心片部１５の側部内側には、向かい合う切欠きによって形成される第２の掛合溝２５が形成され、隣り合うセグメント鉄心片部１５ａの側部内側には、向かい合う切欠きによって形成される第２の掛合溝２５ａが形成されている。

これにより、図２に示すように、掛合溝２４、２４ａ、２５、２５ａに嵌入する歯部２６が周囲に設けられた円柱状（または円筒状）の芯金（芯材の一例）２７を、回転駆動源（図示しない）により回転駆動して、各帯状鉄心片１１、１２を引込みながら積層できる。従って、セグメント鉄心片部１５の第１の掛合溝２４とセグメント鉄心片部１５ａの第２の掛合溝２５ａ、セグメント鉄心片部１５の第２の掛合溝２５とセグメント鉄心片部１５ａの第１の掛合溝２４ａとが重なる。
なお、掛合溝２４、２４ａ、２５、２５ａは、積層鉄心１０の半径方向内側（軸心）に向けてその内幅が広がっているので、歯部２６の噛み込みをスムーズにできる。

隣り合うセグメント鉄心片部１５、１５ａの側部には、平面視して半円形の凹部２８と、これに嵌合する凸部２９が設けられ、その半径方向側方に、連結部１６、１６ａが設けられている。
この凹部２８と凸部２９を含む隣り合うセグメント鉄心片部１５の側端部は、連結部１６の折り曲げ後、例えば、２０μｍ以上３０μｍ以下の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部１５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。
各連結部１６の幅（半径方向長さ）ｗは、例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下程度である。この連結部１６によって、隣り合うセグメント鉄心片部１５を機械的に連結しており、隣り合うセグメント鉄心片部１５を半径方向内側に折り曲げた際には、全体を環状にする場合の折り曲げ部を形成している。従って、セグメント鉄心片部１５が直線状になっている場合、即ち、条材から帯状鉄心片１１が打抜き形成された直後においては、図２に示すように、連結部１６の内側には切り込み部３０が形成されている。

この切り込み部３０は、帯状鉄心片１１を環状に成形すると無くなり、対向する切り込み辺３１、３２の角度は０度になるが、帯状鉄心片１０の状態では切り込み辺３１、３２の角度（α）はこの実施の形態では６０度となっている。
なお、一般的に環状の鉄心片を、それぞれｎ個（本実施の形態では２個）の磁極片部を有するｍ個（本実施の形態では６個）のセグメント鉄心片部に分割する場合、切り込み辺の角度は、（３６０度／ｍ）度となる。

続いて、本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法について、図１、図２を参照しながら説明する。
まず、条材をプレスによって打抜き、複数枚の帯状鉄心片１１、１２を形成する。
このとき、帯状鉄心片１１を構成するセグメント鉄心片部１５の磁極片部１３、１４の結合部２２の半径方向外側に切欠き２３を形成する。また、セグメント鉄心片部１５の周方向中央の半径方向内側、および隣り合うセグメント鉄心片部１５の側部内側に、第１の掛合溝２４と、第２の掛合溝２５を形成する向かい合う切欠きを形成する。そして、セグメント鉄心片部１５にパイロット孔１９、２０を形成する。なお、以上の加工は、帯状鉄心片１２についても同様である。（以上、打抜き工程）。

次に、図２に示すように、同一接線方向に向けた二枚の帯状鉄心片１１、１２を、磁極片部１３と磁極片部１４ａ、磁極片部１４と磁極片部１３ａの位置を合わせ、連結部１６と連結部１６ａの位置が異なるように重ね合わせて、芯金２７の周囲に螺旋状に巻き付ける。なお、帯状鉄心片１１、１２の巻き始めの端部は、例えば、図１のｐ、ｑで示すように、１８０度±１磁極ピッチ角度（本実施の形態では３０度）ずらしているが、同じでもよい。
この巻き付けに使用する芯金２７は、掛合溝２４、２４ａ、２５、２５ａに嵌入する歯部２６を有している。なお、歯部２６の半径方向突出高さは、掛合溝２４、２４ａ、２５、２５ａの半径方向長さ（深さ）の１〜０．３倍程度でよい。なお、芯金２７は図示しない回転駆動源に連結されて自転する構造となっている。
これにより、芯金２７を回転させることで、掛合溝２４、２４ａ、２５、２５ａに歯部２６が嵌入して、帯状鉄心片１１、１２を芯金２７側へ引込みながら積層できる。

帯状鉄心片１１、１２は、この実施の形態では、３０度の位相を有して芯金２７に巻回されているので、上下の帯状鉄心片１１、１２の連結部１６、１６ａの位置も１磁極ピッチ角度（隣り合う磁極片部の角度）の位相ずれを有している。
なお、帯状鉄心片１１、１２を構成するセグメント鉄心片部１５、１５ａには、かしめ部２１、２１ａが形成されている。これにより、パイロット孔１９、２０ａとパイロット孔２０、１９ａによってセグメント鉄心片部１５、１５ａの位置決めを行いながら、上下の帯状鉄心片１１、１２を上下が正確に重なるようにして環状に巻いた時点で、上部から図示しない押え具で押圧することにより、上下のセグメント鉄心片部１５、１５ａがかしめ積層されるようになっている。
ここで、セグメント鉄心片部１５、１５ａの位置決めは、パイロット孔１９、１９ａ、２０、２０ａの代わりに、磁石挿入孔１７、１７ａ、１８、１８ａを使用することもできる。

また、帯状鉄心片１１、１２は、前記した芯金２７を使用することなく、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す製品受けプレート３３を使用して積層することも可能である。この場合、帯状鉄心片に前記した掛合溝を設ける必要はない。
製品受けプレート３３には、先細りとなって、積層されたパイロット孔１９、２０ａとパイロット孔１９ａ、２０に差込み可能な突出ピン３４が設けられている。この突出ピン３４の下方にはばね材（弾性部材）３５が設けられ、突出ピン３４が製品受けプレート３３の載置台３６に対して引っ込み可能となっている。また、突出ピン３４は、載置台３６の周方向に等間隔に設けられ、その個数は、例えば、４個以上で、帯状鉄心片１１（または帯状鉄心片１２）のパイロット孔の総個数の１／２〜１／４である。

これにより、載置台３６から突出ピン３４を突出させた状態で、セグメント鉄心片部１５、１５ａの位置決めを行いながら、上下の帯状鉄心片１１、１２を上下が正確に重なるようにして環状に巻く。この帯状鉄心片１１、１２の巻回は、製品受けプレート３３を回転させてもよく、また帯状鉄心片１１、１２を製品受けプレート３３に対して巻回してもよい。
そして、先細りのかしめ用位置決めピン３７が設けられた押え治具３８で、巻回した帯状鉄心片１１、１２を上方から押圧することにより、上下のセグメント鉄心片部１５、１５ａがかしめ積層できる。このとき、かしめ用位置決めピン３７の先端が、突出ピン３４の先端を押圧し、突出ピン３４が載置台３６内に引っ込むことで、かしめ用位置決めピン３７が、積層されたパイロット孔１９、２０ａとパイロット孔１９ａ、２０の積層方向全体に渡って挿入される。従って、正確な位置決めができるとともに、巻回した帯状鉄心片１１、１２を製品受けプレート３３と押え治具３８で挟み込み、十分に押圧できる。
以上に示した各帯状鉄心片１１、１２は、芯金２７（または製品受けプレート３３）に巻回して積層する直前にプレス加工装置で打抜き加工してもよいし、予め打抜き加工した帯状鉄心片１１、１２を用意し、これを芯金２７に巻き込んでもよい（以上、環状形成工程）。

続いて、図４を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法について説明する。
図４に示すように、芯金２７に対して帯状鉄心片１１、１２の巻付け位相を１８０度変えて、各セグメント鉄心片部１５、１５ａの巻き付けを行っている。これによって、芯金２７に曲げモーメントが掛からず、安定して作業を行うことができる。なお、異なる角度（１８０度）の接線方向に向いた帯状鉄心片１１、１２の巻き始めが１８０度±１磁極ピッチ角度の位相ずれを有していること、各帯状鉄心片１１、１２を構成するセグメント鉄心片部１５、１５ａの所定位置にはかしめ部２１、２１ａが設けられていることは、前記した本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法と同じである。

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の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、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の回転子積層鉄心およ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。
また、帯状鉄心片を構成するセグメント鉄心片部の形態およびセグメント鉄心片部を連結する連結部の形態は、ともに前記実施の形態に限定されるものではなく、任意の形態を採用しうる。なお、製造する回転子積層鉄心の構成は、前記実施の形態の構成に限定されるものではなく、他の形態でもよい。

そして、前記実施の形態において、帯状鉄心片の厚みが薄い場合、これを用いる積層鉄心の直径が大きい場合には、芯金の回転のみでは各帯状鉄心片を巻回することは困難であるので、別にガイド装置を用い、所定の角度位置で帯状鉄心片の各セグメント鉄心片部を案内し、連結部で所定の角度折り曲げるようにするのが好ましい。このガイド装置としては、各セグメント鉄心片部の円周方向外側をガイドする部分と、帯状鉄心片の上下方向をガイドする部分とを有するのが好ましい。
更に、前記実施の形態においては、２枚の帯状鉄心片を用いて回転子積層鉄心を製造した場合について説明したが、３枚以上（例えば、４枚または６枚）の帯状鉄心片を用いて回転子積層鉄心を製造してもよい。この帯状鉄心片は、２つの磁極片部を備えたセグメント鉄心片部が連結されたものについて説明したが、各セグメント鉄心片部は３つ、更には４つ以上の磁極片部を備えたものでもよい。

本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同回転子積層鉄心の製造方法の他の積層方法の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心の製造方法の説明図である。 従来例に係る積層鉄心の製造方法の説明図である。

１０：回転子積層鉄心、１１、１２：帯状鉄心片、１３、１３ａ、１４、１４ａ：磁極片部、１５、１５ａ：セグメント鉄心片部、１６、１６ａ：連結部、１７、１７ａ、１８、１８ａ：磁石挿入孔（磁石挿入部）、１９、１９ａ、２０、２０ａ：パイロット孔、２１、２１ａ：かしめ部、２２、２２ａ：結合部、２３、２３ａ：切欠き、２４、２４ａ、２５、２５ａ：掛合溝、２６：歯部、２７：芯金（芯材）、２８：凹部、２９：凸部、３０：切り込み部、３１、３２：切り込み辺、３３：製品受けプレート、３４：突出ピン、３５：ばね材、３６：載置台、３７：かしめ用位置決めピン、３８：押え治具

Claims (14)

1. 半径方向外側に突出する複数の磁極片部を備えた円弧状のセグメント鉄心片部が幅狭の連結部でそれぞれ連結された同一構成の複数枚の帯状鉄心片を、前記連結部で折り曲げかつそれぞれの前記磁極片部を上下に重ねながら、螺旋状に巻回して積層した回転子積層鉄心であって、前記折り曲げた連結部の上下に前記セグメント鉄心片部の前記磁極片部の結合部が位置し、
   更に、該結合部の半径方向外側には、前記折り曲げた連結部が位置して、該連結部に発生する厚み方向の膨出を収める切欠きが設けられている回転子積層鉄心。
2. 請求項１記載の回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部の前記結合部の半径方向内側には第１の掛合溝が形成され、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側部内側には向かい合う切欠きによって形成される第２の掛合溝が形成されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
3. 請求項２記載の回転子積層鉄心において、前記第１、第２の掛合溝は、その内幅が半径方向内側に広がっていることを特徴とする回転子積層鉄心。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部には、パイロット孔が設けられていることを特徴とする回転子積層鉄心。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部には、永久磁石を挿入する磁石挿入部が形成されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
6. 請求項５記載の回転子積層鉄心において、積層方向に重なった前記磁石挿入部には前記永久磁石が挿入され、該永久磁石が前記磁石挿入部に注入され硬化した樹脂部材により、前記磁石挿入部に固定されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側部には、凹部とこれに嵌合する凸部が設けられていることを特徴とする回転子積層鉄心。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、前記セグメント鉄心片部の前記磁極片部の個数は２または３であることを特徴とする回転子積層鉄心。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側端部を近接配置することを特徴とする回転子積層鉄心。
10. 半径方向外側に突出する複数の磁極片部を備えた円弧状のセグメント鉄心片部が、幅狭の連結部でそれぞれ連結された同一構成の複数枚の帯状鉄心片を形成する打抜き工程と、
    前記帯状鉄心片を、前記連結部で折り曲げかつそれぞれの前記磁極片部を上下に重ねながら、螺旋状に巻回して積層する環状形成工程とを有し、
    しかも、前記打抜き工程で、前記環状形成工程の際に前記折り曲げた連結部の上下に位置する前記セグメント鉄心片部の前記磁極片部の結合部の半径方向外側に、前記折り曲げた連結部が位置して、該連結部に発生する厚み方向の膨出を収める切欠きを形成する回転子積層鉄心の製造方法。
11. 請求項１０記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記打抜き工程で、前記セグメント鉄心片部の前記結合部の半径方向内側に第１の掛合溝を形成し、隣り合う前記セグメント鉄心片部の側部内側に向かい合う切欠きによって形成される第２の掛合溝を形成し、前記環状形成工程で、前記第１、第２の掛合溝に嵌入する歯部が設けられた芯材を回転駆動して、前記帯状鉄心片を引込みながら積層することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
12. 請求項１０または１１記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記打抜き工程で、前記セグメント鉄心片部にパイロット孔を形成し、前記環状形成工程で、前記パイロット孔によって前記セグメント鉄心片部の位置決めを行いながらかしめ積層することを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記環状形成工程で、複数枚の前記帯状鉄心片は、環状に形成される前記回転子積層鉄心に対して、同一接線方向に向いていることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。
14. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の回転子積層鉄心の製造方法において、前記環状形成工程で、複数枚の前記帯状鉄心片は、環状に形成される前記回転子積層鉄心に対して、異なる角度の接線方向に向いていることを特徴とする回転子積層鉄心の製造方法。

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