JP5751534B2 - 回転電機の固定子鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機の固定子鉄心、とりわけ自動車用交流発電機の固定子に好適な固定子鉄心の製造方法に関する。

〔従来の技術〕
近年、この種の固定子鉄心としては、磁性板（例えば鋼板）から内周側にティース部およびスロット部を有するリング状板を打抜き、このリング状板を多数枚円筒状に積層して形成する積層コアに代わって、廃材が少なく材料歩留りが良いとの理由で、片側にティース部およびスロット部を打抜き形成した帯状のコアシートを、螺旋状（ヘリカル）に巻取りながら円筒状に複数層にわたって巻回積層してなる積層コアが、専ら採用されるようになってきた。

そして、このような固定子鉄心は、帯状のコアシートを、長さ方向の一方側（ティース部およびスロット部側）が内側になるように螺旋状（ヘリカル）に巻取りながら円筒状に複数層にわたって巻回積層するにあたり、如何に真円形状に近い形に巻き取っていくかが最大の課題となっている。

かかる課題解決の効果的な手法としては、目下のところ、帯状のコアシートを、長さ方向の他方側（ヨーク部側）にテーパ状部分を圧延形成しながら巻き取る製造方法が提案され、実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載された製造方法によれば、一対の円錐状の圧延ローラを用い、この一対の圧延ローラ間にコアシートのヨーク部を通すことで、当該ヨーク部の外周縁をその両面側から薄く延ばして両面テーパ状部分とするテーパ圧延工程を実施することが基本になっている。
かくして、テーパ圧延工程を実施することにより、両面テーパ状部分の形成過程でコアシートのヨーク部側の実質的な巻取り周長が長くなり、コアシート自体が内側へ湾曲状に曲がっていくため、螺旋状に巻取り易くなり、真円形状に近い円筒状積層コアを得ることができる、というものである。

〔従来技術の問題点〕
ところが、上述したように、両面テーパ状部分を設けて螺旋巻きする製造方法においては、実用面で次に列挙するごとき懸案事項を抱えている。

（１)テーパ 圧延工程でより大きな曲げ加工長（巻取り周長）を確保するためには 、両面テーパ状部分の面積を径方向に大きく取り、周方向の延展長さ（周長）を稼がねばならない。このような両面テーパ状部分を形成することは、積層コアの各巻回層の外周縁が薄くなって外力に対して脆弱な部位となることを意味する。
積層コアには、特許文献１に記載のように、最終工程として、巻回層間を固定するための溶接や外周形状を整えるためのしごき加工等を実施することになるが、薄くなって外力に対して脆弱な部位となった外周縁が最終工程への搬送過程で“いびつ”に変形したり、損傷するなどの問題を招くほか、最終工程でも溶接不良が生じたり、脆弱な部位となった外周縁がしごき加工時に“いびつ”に変形したり、破損する事態を招き、強度面や品質面で問題となる。
（２）また、圧延工程を実施すると、テーパ状部分が周方向のみならず、径方向にも延展するため、外径形状が“いびつ”になり易く、上記しごき加工による整形作業で真円形状を確保するのに多大な工数を要することになりかねない。
（３)さらに、固定子鉄心を回転電機の筺体の一部として有効活用すべく、固定子鉄心には外周縁に例えば９０°間隔でスルーボルト嵌挿用の切欠きを形成するケースも多くなってきているが、この場合には、上記切欠きを巻取り前のコアシートの段階で打ち抜き形成することになるため、圧延工程においてコアシートに座屈現象が生じるという問題が危惧される。つまり、コアシートのヨーク部に両面テーパ状部分を圧延形成するにあたっては、一定の圧延荷重を掛けながらコアシートを搬送していくため、切欠き部分の部位では単位面積当たりの荷重が過大になりすぎ、この切欠き部分で極端な曲がり（座屈）現象が発生することが判明した。

本発明者は、かかる問題を究明すべく、種々の実験・研究を重ねた結果、鉄心素材として帯状のコアシートを用いながら、かかるコアシートをその内外周の両側から矯正しながら巻き取ることにより、積層コアの真円度を満足し、高強度、高品質の固定子鉄心を得ることのできる製造手法を見出した。
あとは、かかる製造手法を、簡単な製造設備の投入で如何に経済的に実施可能にするかが課題である。

特開２００９−０８１９７３号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、鉄心素材として帯状のコアシートを用いながら、高強度、高品質を確保することができる回転電機の固定子鉄心を、簡単な製造設備の投入で経済的に製造することができる方法を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の発明は、基本的には鉄心素材として磁性板からなる帯状のコアシートが用いられ、このコアシートを螺旋状に巻き取ることで、内周側に固定子コイルを巻装するためのティース部およびスロット部を有する円筒状の積層コアが構成されている、回転電機の固定子鉄心の製造方法である。
そして、第１工程としては、長さ方向の一方側にティース部およびスロット部を有すると共に、長さ方向の他方側にティース部およびスロット部を所定のピッチで連結するヨーク部を有するように、帯状のコアシートを作製する従前と同様の工程を用いながら、続いて実施する第２工程に次のごとき特徴を有している。
第２工程は、コアシートを長さ方向に搬送しつつ、当該コアシートを所定の巻取り経路に沿ってヨーク部が外周側となるように湾曲させていくための曲げ加工を施すものであって、
当該第２工程は、巻取り経路に対し、当該巻取り経路の曲率の径方向内側に配置された第１ローラと、当該巻取り経路の曲率の径方向外側において第１ローラを挟むように配置された一組の第２ローラとから構成される曲げ加工手段を備えており、
この曲げ加工手段は、第１ローラおよび一組の第２ローラによる３箇所でコアシートの内外周を押さえながら第１ローラと第２ローラとを相互に逆方向に回転させることで、コアシートを巻取り経路に沿って搬送しつつ曲げ加工する複数段のローラ手段で構成され、
当該ローラ手段として、初期曲げ加工用の第１段目のローラ手段と本曲げ加工用の第２段目のローラ手段とを備え、初期曲げ加工と本曲げ加工との２段階で曲げ加工を実施することを特徴としている。

上記第２工程を有する本発明の製造方法によれば、帯状のコアシートを、その内外周の３箇所で押さえながら曲げる所謂三点曲げの原理により円滑にかつ良好に螺旋状に巻取ることができ、真円度の高い積層コアを得ることができる。よって、高強度、高品質の固定子鉄心を提供することができる。
しかも、設備的には巻取り経路にローラを配置するだけの簡単な構成でよく、上記固定子鉄心を経済的に製造することができる。

本発明方法により製造された固定子鉄心を適用する自動車用交流発電機を模式的に示すもので、（ａ）は交流発電機の全体構成を示す半断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って固定子鉄心単体の形態を示す上半部分の正面図である（実施例１）。 本発明方法により製造される固定子鉄心の要部を示すもので、（ａ）は第１工程で作製されるコアシートの正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は巻取り過程の説明に供するコアシートの正面図、（ｄ）は第２工程を経て得られた積層コアの斜視図である（実施例１）。 本発明方法における全工程の概要説明に供する模式的工程図である（実施例１）。 本発明方法の中枢工程をなす第２工程の詳細説明に供するもので、（ａ）は曲げ加工過程を示す工程図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿うローラの部分断面図である（実施例１）。 本発明方法の別の実施形態として、中枢工程をなす第２工程の詳細説明に供するもので、（ａ）は曲げ加工過程を示す工程図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である（実施例２）。

以下、本発明の製造方法を実施するための最良の形態を、図面に示す２つの実施例にしたがって詳細に説明する。

各実施例は、本発明の製造方法を適用する固定子鉄心の代表例として、自動車用交流発電機（オルタネータ）の固定子鉄心を示しており、以下の説明では、まず、自動車用交流発電機の基本構成を概説したのち、本発明方法の各実施例における特徴点および本発明方法の基本的機能について順次説明し、最後に本発明方法の特徴点毎の作用効果を要約列挙する。
なお、各実施例において、同一または均等部分には、同一符号を付し、重複説明を省略することとする。

［実施例１］
図１および図２に基づいて、本発明の製造方法を適用する交流発電機ＡＣＧの基本構成について説明する。

〔交流発電機ＡＣＧの基本構成〕
交流発電機ＡＣＧは、図１（ａ）に示すように、エンジンにより駆動される回転軸Ｊに取付けられた回転子ＧＲと、スルーボルトＢによって一対のカップ（椀型）状のケーシングＣに挟持固定された固定子ＧＳとを備えており、この固定子ＧＳには、固定子コイル（多相巻線）Ｄを装着する鉄心として、図１（ｂ）に示すごとき円筒状の積層コア１からなる固定子鉄心Ｅが用いられている。
この固定子鉄心Ｅは、一対のカップ（椀型）状のケーシングＣで挟持固定されることにより、交流発電機ＡＣＧの筺体の一部として利用されるものであって、内周側に固定子コイルＤが巻かれる多数のティース（歯）部Ｅ１とスロット（溝）部Ｅ２とを交互に備え、外周側に各ティース部Ｅ１およびスロット部Ｅ２を所定のピッチで環状に連結するヨーク（継鉄）部Ｅ３を備える円筒状の積層コア１で構成されている。環状のヨーク部Ｅ３は、固定子コイルＤが巻かれない非巻線部分であり、固定子鉄心Ｅにはこのヨーク部Ｅ３の外周縁に例えば９０°間隔でスルーボルトＢが嵌挿可能な切欠きＥ４が形成されている。この切欠きＥ４は半円形状を呈している。

なお、本説明では、実体としては同じ構造体のものに対して、固定子鉄心Ｅと積層コア１とに区別して符号を付して呼称しているが、基本的には、最終製造工程を経て仕上がった所定形状のものを固定子鉄心Ｅと呼び、その途中の製造過程での状態のものをその形態から積層コア１と呼ぶものとする。

〔積層コア１の基本構成〕
積層コア１は、鉄心素材として、図２（ａ）、（ｂ）に示すごとき帯状のコアシート１０が用いられている。このコアシート１０は、長さ方向の一方側に固定子コイルＤを巻装するためのティース（歯）部１１およびスロット（溝）部１２を有すると共に、長さ方向の他方側にこれらのティース部１１およびスロット部１２を所定のピッチで連結するヨーク（継鉄）部１３を有しており、ヨーク部１３の外周縁には例えば９０°間隔でスルーボルト嵌挿用の半円形状切欠き１４が形成されている
コアシート１０は、例えば、幅広の帯状の磁性板からティース部１１およびスロット部１２が互い違いに配置されるように打抜くことにより、一対（２枚）の帯状コアシートとして作製されるもの、もしくは、幅狭の帯状の磁性板からその片側にティース部１１およびスロット部１２が交互に配置されるように打抜くことにより、１枚の帯状コアシートとして作製されるものである。
そして、このコアシート１０を、図２（ｃ）に示すように、ヨーク部１３が外周側となるように螺旋状に巻取りながら複数層にわたって巻回積層することにより、図２（ｄ）に示すごとき円筒状の積層コア１とするものである。

次に、上記構成になる積層コア１の具体的な製造方法を図３に基づいて説明する。
図３は、本発明の製造方法における全工程の概要を模式的に示す工程図であって、本発明の製造方法は、大別すると、コアシート１０を作製する第１工程（プレス工程）から、これを螺旋状に巻き取る第２工程（巻取り工程）、所定の積層寸法毎に切断し各巻回層を溶接固定する第３工程（定寸工程）を経て、積層コア１に整形など仕上げ加工を施す第４工程（仕上げ工程）までの４つの工程で構成される。

まず、上記第１工程から第４工程までの各工程を、図３に示す模式的工程図にしたがって順次概説する。
○第１工程（プレス工程）
この第１工程は、一般的に採用されている周知の工程であって、例えば帯鋼（ＳＰＣＣ）のごとき帯状磁性板Ｔを連続プレス装置のような適宜の打抜き手段Ｕ、Ｖに投入して順次打抜き加工し、長さ方向に２分割して２枚の連続したコアシート１０を作製する。かくして、図２（ａ）に示すごときコアシート１０、つまり、長さ方向の一方側にティース部１１およびスロット部１２を有すると共に、長さ方向の他方側にティース部１１およびスロット部１２を所定のピッチで連結するヨーク部１３を有し、かつヨーク部１３の外周縁に切欠き１４が形成された帯状のコアシート１０が得られる。

○第２工程（巻取り工程）
この第２工程は、本発明方法の中枢工程をなすもので、帯状のコアシート１０を長さ方向に搬送しつつ、当該コアシート１０を所定の巻取り経路Ｗに沿ってヨーク部１３が外周側となるように湾曲させていくための曲げ加工を実施する工程である。
第２工程では、巻取り経路Ｗに沿って配設する曲げ加工手段Ｘとしてローラ装置（ローラ手段）２０が用いられている。このローラ装置２０は、基本的には巻取り経路Ｗに対し、当該巻取り経路Ｗの曲率の径方向内側に配置される第１ローラ２１と、当該巻取り経路Ｗの曲率の径方向外側において第１ローラ２１を周方向から挟むように配置される一組の第２ローラ２２、２３とを備えている。そして、第１ローラ２１が駆動側をなし、一組の第２ローラ２２、２３が第１ローラ２１に駆動されて追従回転する従動側をなしており、相互に逆向きに回転する。
コアシート１０は、ローラ装置２０に投入されることにより、第１ローラ２１および一組の第２ローラ２２、２３による３箇所で内外周を押圧されながら、第１ローラ２１と第２ローラ２２、２３を通過していき、かかる過程で、巻取り経路Ｗに沿って搬送されつつ湾曲状に曲げ加工される。
このように、ローラ装置２０によって湾曲状に形成されることで、コアシート１０は、ヨーク部１３が外周側となるように螺旋状に巻取られ円筒状に巻回形成されて、図２（ｄ）に示すごとき積層コア１が作製される。
なお、上述したローラ装置２０の構成および曲げ加工過程の子細については、後で詳しく説明する。

○第３工程（定寸工程）
円筒状に巻回形成された積層コア１は、連続した積層状態にあるため、所定の積層寸法（厚み）毎に切断されて１個の積層コア１として取り出されると共に、各巻回層がずれないように、外周縁部が例えば溶接にて適宜固定される。

○第４工程（仕上げ工程）
最後に、積層コア１を仕上げ工程に投入する。この仕上げ工程は、一般的に採用されている周知の工程であって、整形機などの適宜な仕上げ加工手段Ｙを備えており、積層コア１の外径側の真円度ならびに内径側の同心度、直角度など所定の形状を確保するための各種仕上げ加工が実施され、最終的な積層コア１、即ち固定子鉄心Ｅが得られる。

なお、上述のようにして完成した固定子鉄心Ｅは、従来周知の一般的な巻線工程および組付工程を順次経由して、図１（ａ）に示すように、ティース部Ｅ１に固定子コイルＤが装着された後固定子ＧＳとして、交流発電機ＡＣＧに組み込まれる。

次に、本発明方法の根幹をなす上記第２工程について、とりわけローラ装置２０の構成および曲げ加工過程の子細を図４（ａ）、（ｂ）に基づいて詳述する。

本実施例での第２工程は、初期曲げ加工と本曲げ加工の２段階の曲げ加工で積層コア１の所定外径寸法を得る基本的構成に設定されており、曲げ加工手段Ｘとして、初期曲げ加工用の第１段目のローラ装置（ローラ手段）２０Ａと本曲げ加工用の第２段目のローラ装置（ローラ手段）２０Ｂとの２段階方式のローラ装置２０を採用している。
そして、各段のローラ装置２０Ａ、２０Ｂが、巻取り経路Ｗにしたがって順次並設されている。

ここで、巻取り経路Ｗとは、帯状のコアシート１０を順次湾曲に形成していき最終的に所定の巻き径の積層コア１が得られるように、コアシート１０の投入側（搬送の入口側）から進行方向（搬送方向）に沿って順次曲率が小さくなるように設定されているものであって、この曲率は後述するごとく、各段のローラ装置２０Ａ、２０Ｂによって段階的に決定される。

各段のローラ装置２０Ａ、２０Ｂは、実質的に同じ組合わせのローラ群で構成されており、巻取り経路Ｗを挟んで対向配置されるローラ群、つまり第１ローラ（内側ローラ）２１と一組の第２ローラ（外側ローラ）２２、２３とを備えている。そして、第１ローラ２１が例えばモータのごとき駆動源２４によって駆動され回転する駆動側をなすのに対し、一組の第２ローラ２２、２３が回転自在に支承されて追従回転する従動側をなしており、第１ローラ２１と第２ローラ２２、２３とはその間を通されるコアシート１０を介して相互に逆回転する関係になっている。

また、各段のローラ装置２０Ａ、２０Ｂにおいて、駆動側の第１ローラ２１が、巻取り経路Ｗの径方向内側に配置され、従動側の一組の第２ローラ２２、２３が、当該巻取り経路Ｗの径方向外側に配置されるが、これら３つのローラ２１、２２、２３の配置関係や各段のローラ装置２０Ａ、２０Ｂの配置関係などの諸元は、次のように設定されている。

まず、一方の第１段目のローラ装置２０Ａは、各ローラ２１、２２、２３が第１段階（初期曲げ）に要する所定の曲率Ｒ１を満足するように配置されるもので、一組の第２ローラ２２、２３は、第１ローラ２１の回転中心Ｏ１を通って曲率Ｒ１の径方向に引いた基準線Ｐ１に関してその両側に位置しており、第１ローラ２１を挟むように離間して配設されている。そして、各ローラのそれぞれのロール面は円周方向に沿って径方向を深さ方向とするＶ溝２１ａ、２２ａ、２３ａに形成されており、これらＶ溝内においてコアシート１０の内外周縁が当接する。つまり、Ｖ溝２１ａには、コアシート１０のティース部１１が、Ｖ溝２２ａ、２３ａには、コアシート１０のヨーク部１３がそれぞれ当接するようになっている。

したがって、コアシート１０は、第１ローラ２１および第２ローラ２２、２３が回転することによりその回転方向に送られつつ、内外周側から押圧され、第１ローラ２１との当接点を支点とし、第２ローラ２２、２３との当接点を曲げ力の作用点とする、所謂三点曲げの原理により、長さ方向（搬送方向）に延展しながら幅方向に所定の曲率Ｒ１で曲げ加工が施されることになる。

次いで、他方の第２段目のローラ装置２０Ｂは、各ローラ２１、２２、２３が第１段階での所定曲率Ｒ１よりさらに小さくなる所定の曲率、つまり第２段階（本曲げ）での要求曲率Ｒ２を満足するように配置されるもので、一組の第２ローラ２２、２３は、第１ローラ２１の回転中心Ｏ２を通って曲率Ｒ２の径方向に引いた基準線Ｐ２に関してその両側に位置しており、第１ローラ２１を挟むように離間して配設されている。そして、各ローラ２１、２２、２３のそれぞれのロール面は、第１段目のローラ装置２０Ａ同様、周方向に沿って径方向を深さ方向とするＶ溝２１ａ、２２ａ、２３ａに形成されており、これらＶ溝内においてコアシート１０の内外周縁が当接する。つまり、Ｖ溝２１ａには、コアシート１０のティース部１１が、Ｖ溝２２ａ、２３ａには、コアシート１０のヨーク部１３がそれぞれ当接するようになっている。

したがって、第１段目のローラ装置２０Ａを通過したコアシート１０は、第２段目のローラ装置２０Ｂを通過することにより、同様に、第１ローラ２１との当接点を支点とし、第２ローラ２２、２３との当接点を曲げ力の作用点とする、所謂三点曲げの原理により、長さ方向（搬送方向）にさらに延展しながら幅方向に第２段階目の曲率Ｒ２で曲げ加工が施されることになる。

このようにして、コアシート１０は，２段階方式のローラ装置２０を通過することにより、円滑にかつ良好に螺旋状に巻取られ、所望の外径寸法を有する円筒状の積層コア１に成形されていき、最終的に所望の固定子鉄心Ｅが得られる。

〔実施例１の効果〕
上述した本発明の製造方法によって得られる固定子鉄心Ｅにおいて、特に第２工程における製造面での主な作用効果を以下に要約列挙する。

［１］真円度の高い高強度、高品質の積層コア１（固定子鉄心Ｅ）を得ることができる。
［１−１］帯状のコアシート１０を、その内外周の３箇所で押さえながら曲げる所謂三点曲げの原理を活用して曲げ加工を実施しているため、コアシート１０は、第１ローラ２１と一組の第２ローラ２２、２３との３つのローラによる曲率にしたがって、長さ方向（搬送方向；周方向）に主としてヨーク部１３が延展しながら幅方向に湾曲していく。したがって、各巻回層を良好に円形状に丸めることができ、所定の巻き径の積層コア１が得られるため、真円度の高い高品質の円筒状積層コア１を得ることができる。
なお、圧延工程を実施すると、テーパ状部分が周方向のみならず、径方向にも延展するため、外径形状が“いびつ”になり易いが、そのような心配もない。
しかも、三点曲げの原理を活用した曲げ加工であるため、スルーボルト嵌挿用の切欠き１４を巻取り前のコアシート１０の段階で打抜き形成した場合においても、局部的に荷重が集中して、この切欠き１４部分で極端な曲がり（座屈）現象が発生するような事態を招くこともない。

［１−２］また、コアシート１０に対してヨーク部１３の外周縁には特に薄肉化する加工を施さないため、各巻回層の外周縁に脆弱な部位を形成することがなく、巻回層間には全周にわたる隙間を実質的に生じることがない。したがって、積層コア１を次工程へ搬送する過程で、たとえ外力が加わったとしても、積層コア１の外周縁に変形や損傷を招くことがない。
同様に、次工程（第３工程、第４工程）において、積層コア１の外周部に、巻回層間を固定するための溶接加工や外周形状を整えるためのしごき加工を実施する際にも、溶接不良や外周縁が変形・破損等することがなく、固定子鉄心Ｅとして高強度、高品質を確保することができる。

［１−３］曲げ加工手段Ｘとして、初期曲げ加工用の第１段目のローラ装置（ローラ手段）２０Ａと本曲げ加工用の第２段目のローラ装置（ローラ手段）２０Ｂとの２段階方式のローラ装置２０を採用し、初期曲げ加工と本曲げ加工の２段階の曲げ加工で積層コア１の所定外径寸法を確保することができるため、コアシート１０をより一層円滑に螺旋状に巻き取っていくことができる。
［１−４］ローラ装置２０の各ローラ２１、２２、２３のローラ面をＶ溝２１ａ、２２ａ、２３ａにしており、このＶ溝２１ａ、２２ａ、２３ａで図４（ｂ）のごとくコアシート１０の内外周縁を押さえることができるため、所謂調心作用によりコアシート１０の幅方向および板厚方向の寸法公差を吸収しながら、コアシート１０に対して曲げ加工を施すことができる。

［２］要の第２工程（巻取り工程）を簡単な製造設備で実施することができる。
巻取りのための曲げ加工を、第１ローラ２１と一組の第２ローラ２２、２３との３つのローラで支点、作用点を形成して曲げる三点曲げ方式で行うため、テーパ圧延方式のごとく大きな加工荷重を要しなく、しかも、巻取り経路Ｗにローラ装置２０を配置するだけの簡単な構成でよく、固定子鉄心Ｅを経済的に製造することができる。

［実施例２］
次に、本発明の製造方法の実施例２について、上述の実施例１との相違点を中心に図５（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。

この実施例２は、第２工程（巻取り工程）で中枢機能を果たす曲げ加工手段Ｘとして、基本的には２段階方式のローラ装置２０を用いるものの、その具体的な組合わせ構成を一部変更したものであって、その他の構成は実施例１と実質的に同じである。

本実施例においても、曲げ加工手段Ｘとして、図５（ａ）に示すように、初期曲げ加工と本曲げ加工の２段階で積層コア１の所定外径寸法を得るために、曲率Ｒ１を得るための初期曲げ加工用の第１段目のローラ装置（ローラ手段）２０Ａと、曲率Ｒ２を得るための本曲げ加工用の第２段目のローラ装置（ローラ手段）２０Ｂとの２段階方式のローラ装置２０を採用している。そして、各段のローラ装置２０Ａ、２０Ｂが巻取り経路Ｗに沿って順次並設されている。
ここで、実施例１との具体的な相違点は、初期曲げ加工用の第１段目のローラ装置２０Ａにおいて、一組の第２ローラ（２２、２３）のうち、一方（投入側）のローラ（２２）をテーパ形成用ローラ手段２５に置換したことである。

このテーパ形成用ローラ手段２５は、図５（ｂ）に示すように、駆動側をなす円錐状ローラ２５ａと従動側をなす平面状ローラ２５ｂとの一対のローラで構成されており、コアシート１０のヨーク部１３の外周縁を片面側から押圧してこの部位に片面テーパ状部分１３ａを形成することで、ヨーク部１３を長さ方向に延展させ、コアシート１０を湾曲し易くするものである。
そして、各ローラ２５ａ、２５ｂは、軸線が巻取り経路Ｗの径方向に位置しており、軸方向からもコアシート１０に対して荷重を付与するため、このローラ手段２５もコアシート１０を外周側から径方向に押圧する機能を有する。
したがって、テーパ形成用ローラ手段２５は、第１ローラ２１、第２ローラ２３と協動して所謂三点曲げの原理による初期曲げ加工の機能をも果たす。

かくして、本実施例では、初期曲げ加工用の第１段目のローラ装置２０Ａにおいて、テーパ形成用ローラ手段２５にてコアシート１０のヨーク部１３の外周縁に片面テーパ状部分１３ａを形成し、ヨーク部１３を長さ方向に延展させることで、コアシート１０を湾曲させながら、さらに第１ローラ２１と第２ローラ２３およびローラ手段２５との協動による所謂三点曲げ作用により、コアシート１０に対し、曲率Ｒ１の初期曲げ加工を施すことができる。

本実施例においても、帯状のコアシート１０を、その内外周の３箇所で押さえながら曲げる所謂三点曲げの原理を活用して曲げ加工を実施しているため、上述の実施例１と同様な効果を得ることができる。
特に、本実施例によれば、ヨーク部１３の外周縁に片面テーパ状部分１３ａを形成することで、コアシート１０を湾曲し易くするため、初期曲げ加工および本曲げ加工における曲率を稼ぐことができる。
しかも、上記テーパ状部分１３ａは片面であり、かつ初期曲げ加工を助長するための前加工用であってテーパ量を浅くでき得るため、積層コア１の外周縁に極端な薄肉部分（部位）を形成することがなく、積層コア１の段階では勿論のこと、固定子鉄心Ｅとしても、所望の強度・品質を確保することができる。

〔変形例〕
以上本発明方法を２つの実施例について詳述してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変形することが可能であり、その変形例のいくつかを例示する。

（１）実施例１の変形例
上記実施例１においては、曲げ加工手段Ｘとして、初期曲げ加工と本曲げ加工の２段階で積層コア１の所定外径寸法を得る２段階方式のローラ装置２０を採用したが、積層コア１の要求外径寸法や要求加工速度などに応じて、初期曲げ加工用のローラ装置２０Ａおよび本曲げ加工用ローラ装置２０Ｂの少なくともいずれかを２段以上配置し、全体として３段階以上にわたって曲げ加工を実施する多段階方式のローラ装置２０を採用することもできる。
特に、多段階方式のローラ装置２０を採用した場合には、各段階毎に少しずつ曲率を変えながら真円状に積層コア１を形成していくことができるため、各段階での荷重負担を小さく抑えながら高精度の外径寸法を有する積層コア１を製造することが可能である。また、曲率の変更（調整）、例えば大から小への変更は、各段のローラ間の間隔を大から小へ変更することによって行うことができる。

（２）実施例２の変形例
本曲げ加工用ローラ装置２０Ｂについては一段に限るものではなく、上記実施例１の変形例と同様に、本曲げ加工用ローラ装置２０Ｂを２段以上配置し、全体として３段階以上にわたって曲げ加工を実施する多段階方式のローラ装置２０を採用することも勿論可能である。
また、上記実施例２においては、初期曲げ加工用の第１段目のローラ装置２０Ａの一部として、テーパ形成用ローラ手段２５を活用（兼務）したが、テーパ形成用ローラ手段２５自体を、曲げ加工手段Ｘにおける予備曲げ加工用もしくは初期曲げ加工用の手段として独立して活用することにより、コアシート１０のヨーク部１３外周縁にテーパ状部分１３ａを形成して予備曲げ加工もしくは初期曲げ加工を実施した後にコアシート１０の内外周を３箇所で押さえながら曲げ加工することができる。
その具体例としては、例えば（Ａ）初期曲げ加工手段の前段階の加工手段（予備曲げ加工手段）としてテーパ形成用ローラ手段２５を用い、その後実施例１のように２段階（初期曲げ加工と本曲げ加工）の曲げ加工を実施する方法、（Ｂ）実施例１において初期曲げ加工手段そのものをテーパ形成用ローラ手段２５のみで構成し、テーパ形成用ローラ手段２５のみで初期曲げ加工を実施する方法がある。

（３）実施例１、２および上記変形例において、コアシート１０は巻取り経路Ｗに沿って螺旋状に巻取られる際に、螺旋巻きの一巻きの板厚分ずつ軸方向にずれていくため、より円滑な巻取りを実践するためには、初期曲げ加工用のローラ装置２０Ａおよび本曲げ加工用ローラ装置２０Ｂの各ローラを、巻取り経路Ｗに沿って軸方向に漸次ずらして配置すると効果的である。
また、上述の例では、ローラ装置２０において、第１ローラ（内側ローラ）２１を駆動側にしているが、これに限るものではなく、コアシート１０を搬送方向に強制的に送る手段を別途備える場合には、前記第１ローラ（内側ローラ）２１を一組の第２ローラ（外側ローラ）２２、２３共々フリー（回転自在）にしても、第１ローラ２１と一組の第２ローラ２２、２３との３つのローラで支点、作用点を形成して曲げる三点曲げ方式を実施することができることは勿論である。

以上の実施形態では、本発明の製造方法を自動車用交流発電機（オルタネータ）の固定子鉄心に適用した場合について説明したが、これに限ることなく、鉄心素材として磁性板からなる帯状のコアシートが用いられる固定子鉄心を持つ回転電機、例えば高電圧駆動モータに適用し、同様の作用効果を得ることができる。

１…積層コア、１０…コアシート、１１…ティース部、１２…スロット部、１３…ヨーク部、２０…ローラ装置（曲げ加工手段Ｘ）、２１…第１ローラ、２２、２３…第２ローラ、ＡＣＧ…自動車用交流発電機（回転電機）、Ｄ…固定子コイル、Ｅ…固定子鉄心、Ｗ…巻取り経路。

Claims (7)

1. 鉄心素材として磁性板からなる帯状のコアシート（１０）が用いられ、このコアシート（１０）を螺旋状に巻き取ることで、内周側に固定子コイル（Ｄ）を巻装するためのティース部（１１）およびスロット部（１２）を有する円筒状の積層コア（１）が構成されている、回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法であって、
   長さ方向の一方側に前記ティース部（１１）および前記スロット部（１２）を有すると共に、長さ方向の他方側に前記ティース部（１１）および前記スロット部（１２）を所定のピッチで連結するヨーク部（１３）を有するように、前記コアシート（１０）を作製する第１工程と、
   前記コアシート（１０）を長さ方向に搬送しつつ、当該コアシート（１０）を所定の巻取り経路（Ｗ）に沿って前記ヨーク部（１３）が外周側となるように湾曲させていくための曲げ加工を施す第２工程とを有しており、
   前記第２工程は、前記巻取り経路（Ｗ）に対し、当該巻取り経路（Ｗ）の曲率の径方向内側に配置された第１ローラ（２１）と、当該巻取り経路（Ｗ）の曲率の径方向外側において前記第１ローラ（２１）を挟むように配置された一組の第２ローラ（２２、２３）とから構成される曲げ加工手段Ｘ（２０）を備えており、
   前記曲げ加工手段Ｘ（２０）は、
   前記第１ローラ（２１）および一組の第２ローラ（２２、２３）による３箇所で前記コアシート（１０）の内外周を押さえながら前記第１ローラ（２１）と前記第２ローラ（２２、２３）とを相互に逆方向に回転させることで、前記コアシート（１０）を前記巻取り経路（Ｗ）に沿って搬送しつつ曲げ加工する複数段のローラ手段（２０Ａ、２０Ｂ）で構成され、
   前記ローラ手段（２０Ａ、２０Ｂ）として、初期曲げ加工用の前記第１ローラ（２１）および第２ローラ（２２、２３）からなる第１段目のローラ手段（２０Ａ）と本曲げ加工用の前記第１ローラ（２１）および第２ローラ（２２、２３）からなる第２段目のローラ手段（２０Ｂ）とを備え、初期曲げ加工と本曲げ加工との２段階で前記曲げ加工を実施することを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。
2. 請求項１に記載の回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法において、
   前記曲げ加工手段Ｘ（２０）を構成する各ローラ（２１、２２、２３）は、それぞれのロール面が周方向に沿って径方向を深さ方向とするＶ溝（２１ａ、２２ａ、２３ａ）に形成されており、当該Ｖ溝で前記コアシート（１０）の内外周縁を押さえることを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法において、
   前記曲げ加工手段Ｘ（２０）における予備曲げ加工用もしくは初期曲げ加工用の手段として、前記コアシート（１０）のヨーク部（１３）外周縁を上下から押圧してテーパ状に成形するテーパ形成用ローラ手段（２５）を備え、
   前記コアシート（１０）のヨーク部（１３）外周縁にテーパ状部分（１３Ａ）を形成して予備曲げ加工もしくは初期曲げ加工を実施した後に前記コアシート（１０）の内外周を押さえながら曲げ加工することを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。
4. 請求項１に記載の回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法において、
   前記第１段目のローラ手段（２０Ａ）における前記一組の第２ローラのうち、搬送方向の手前側に配置される第２ローラが、前記コアシート（１０）のヨーク部（１３）外周縁を上下から押圧してテーパ状に成形するテーパ形成用ローラ手段（２５）で構成され、
   前記第１ローラ（２１）および一組の第２ローラ（２３、２５）による３箇所で前記コアシート（１０）の内外周を押さえながら前記第１ローラ（２１）と前記第２ローラ（２３、２５）とを回転させることで、前記コアシート（１０）を前記巻取り経路（Ｗ）に沿って搬送しつつ曲げ加工することを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。
5. 請求項４に記載の回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法において、
   前記テーパ形成用ローラ手段（２５）は、円錐状ローラ（２５ａ）と平面状ローラ（２５ｂ）とを備えており、前記コアシート（１０）のヨーク部（１３）外周縁を片面テーパ状に成形することを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。
6. 請求項４または請求項５に記載の回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法において、
   前記曲げ加工手段Ｘ（２０）を構成するローラのうち、前記テーパ形成用ローラ手段（２５）を除く各ローラ（２１、２２）は、それぞれのロール面が周方向に沿って径方向を深さ方向とするＶ溝（２１ａ、２２ａ）に形成されており、当該Ｖ溝で前記コアシート（１０）の内外周縁を押さえることを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法において、
   前記第１工程では、前記コアシート（１０）のヨーク部（１３）に所定間隔で切欠き（１４）を形成することを特徴とする回転電機（ＡＣＧ）の固定子鉄心（Ｅ）の製造方法。

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