WO2012114577A1 - 固定子鉄心の製造方法、および、固定子鉄心 - Google Patents

固定子鉄心の製造方法、および、固定子鉄心 Download PDF

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iron core
core material
row
punched
base material
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豊信 山田
忠 森島
克己 木下
剛之 赤塚
浩 宝来
平野　恭男
大橋　正典
健男 垣内
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東芝産業機器製造株式会社
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a stator core manufacturing method and a stator core.
  • a stator core that constitutes a stator of a rotating electrical machine is configured by, for example, laminating a large number of annular core materials.
  • the iron core material has a plurality of protruding portions that protrude radially outward from the outer peripheral portion on the outer peripheral portion.
  • a hole is formed in each of the ear protruding portions.
  • a connecting member that connects the iron core members in the stacking direction is inserted into the hole.
  • the iron core material is formed by stamping a belt-shaped electromagnetic steel sheet with a press. At this time, the portions of the belt-shaped electromagnetic steel sheet in which the iron core material is punched are arranged in a plurality of rows along the longitudinal direction of the electromagnetic steel sheet.
  • stator core configured by laminating iron core materials having a protruding portion
  • a method of manufacturing a stator core capable of improving the yield of materials used for the manufacture, and the manufacture A stator core manufactured by the method is provided.
  • the manufacturing method of the stator core of the present embodiment has a ring shape from a strip-shaped magnetic steel sheet, has a plurality of slots on the inner peripheral portion, and is connected for projecting radially outward from the outer peripheral portion of the annular shape. It includes a punching process of punching m iron cores having an integer of 2 or more, and a laminating process of laminating a large number of the iron cores. In the punching step, the portion of the strip-shaped electromagnetic steel sheet in which the iron core material is punched is arranged side by side in n rows that are integers of 2 or more in the width direction of the strip-shaped electromagnetic steel plate.
  • a portion in which at least one protruding portion is punched is adjacent in the longitudinal direction in the “next row” of the “one row”. It is located between the portions where the matching iron core material is punched.
  • the stator core of the present embodiment is a stator core configured by stacking a large number of iron core materials punched from a strip-shaped electromagnetic steel sheet.
  • the iron core material has an annular shape, has a plurality of slots on the inner peripheral portion, and has m earing portions for connection projecting radially outward from the outer peripheral portion of the annular shape. is doing.
  • the portion of the strip-shaped electromagnetic steel sheet in which the iron core material is punched is arranged in n rows that are integers of 2 or more in the width direction of the strip-shaped electromagnetic steel plate, and one of the n columns.
  • the portion in which at least one of the protruding portions of the protruding portion of the iron core material included in the punching portion is punched is between the portions in which the iron core material adjacent in the longitudinal direction is punched in the row adjacent to the one row. positioned.
  • the stator iron core of this embodiment is constituted by laminating a large number of the iron core materials punched from this electromagnetic steel sheet.
  • FIG. 1A and 1B show a first embodiment, where FIG. 1A is a plan view of a processed base material showing a shape to be punched in a punching process, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a plate thickness deviation of the processed base material shown in FIG.
  • External perspective view of stator core FIG. 2 shows a base material, (a) is a plan view of the base material, (b) is a cross-sectional view of the base material along the line AA in (a).
  • stator core used for a stator of a rotating electrical machine.
  • the stator is an inner rotor type stator.
  • the axial direction of the stator core, the lamination direction of the iron core material, and the plate thickness direction of the iron core material are the same direction.
  • a stator core 1 shown in FIG. 2 is made of an electromagnetic steel plate and has a cylindrical shape.
  • a space in which a rotor (not shown) is arranged is formed on the inner periphery of the stator core 1.
  • a plurality of slots 2 for accommodating windings are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral portion of the stator core 1.
  • the stator core 1 is used by being fixed in a frame that houses the rotating electrical machine.
  • the stator core 1 is configured by laminating a large number of iron core materials 3.
  • the iron core material 3 has an annular plate shape. A plurality of slots 2 are formed at equal intervals in the circumferential direction in the inner peripheral portion of the iron core material 3. For convenience, the slot 2 of the stator core 1 and the slot 2 of the iron core material 3 are both referred to as “slot 2”.
  • the iron core material 3 has m connecting lug portions 4 for integrally connecting the iron core materials 3 in the laminating direction when a plurality of iron core materials 3 are laminated.
  • the protruding portion 4 protrudes radially outward from the outer peripheral portion of the annular iron core material 3. Specifically, the protruding portion 4 is formed in a rectangular shape extending radially outward from the outer peripheral portion of the iron core material 3, and the tip thereof is formed in a semicircular arc shape.
  • the ear protruding portion 4 has such a size that a hole 5 described later can be formed.
  • the direction in which the protruding portion 4 extends is a protruding direction from the outer peripheral portion of the iron core material 3, that is, a direction from the center of the iron core material 3 toward the center of the semicircular arc shape of the protruding ear portion 4.
  • the stator core 1 is configured by laminating a large number of iron core members 3 in the plate thickness direction so that the protruding portions 4 of the iron core members 3 overlap each other. At this time, each hole part 5 of each iron core material 3 adjacent to the plate
  • a connecting member (not shown) is inserted into the hole 5 that continues in the stacking direction of the iron core material 3. This connecting member is made of, for example, a metal binding tube.
  • the opening of the hole 5 is set to a size that allows the connecting member, in this case, the binding tube, to be inserted.
  • the binding tube inserted into the hole 5 is expanded over the entire length of the hole 5 in the stacking direction. Thereby, many iron core materials 3 are connected together, and stator iron core 1 is constituted.
  • the core material 3 constituting the stator core 1 is formed, for example, by cutting a base material 11 which is a strip-shaped electromagnetic steel plate shown in FIG. 3 into a predetermined size and punching the base material 11 with a press machine (not shown).
  • the base material 11 is formed in a strip shape by rolling. Therefore, as shown in FIG. 3, the base material 11 has different plate thicknesses, for example, at the respective portions in the belt-like width direction due to the difference in the load of the roller or the like during rolling. That is, the base material 11 has a thickness deviation.
  • board thickness deviation is the same as the axial direction of the roller used at the time of rolling.
  • the base material 11 swells in the center in the band-like width direction, and both ends are thinnest in the band-like width direction.
  • the plate thickness of the belt-shaped base material 11 in the width direction, that is, the thickest portion is indicated by “T 2 ”.
  • a cutting process is performed.
  • the base material 11 shown in FIG. 3 is cut so that the dimension in the width direction becomes a predetermined dimension.
  • the base material 11 is cut into two based on the center in the width direction.
  • two strip-shaped processed base materials 12 shown in FIGS. 1, 3 and 4 are obtained. That is, the processed base material 12 is a belt-shaped electromagnetic steel sheet in which the dimension in the width direction of the base material 11 is halved. Therefore, as shown in FIG. 1, the processed base material 12 has a plate thickness at one end in the width direction of “T 1 ” and a plate thickness of the other end in the width direction of “T 2 ”.
  • T 1 the width direction of “T 1 ”
  • the virtual line W is a virtual line that passes through the center of the core material 3 to be punched and extends in the width direction of the processed base material 12.
  • the virtual line L 1 is a virtual line that passes through the center of the core material 3 to be punched and extends in the longitudinal direction of the processed base material 12.
  • the virtual line L c is a virtual line that passes through the center in the width direction of the processed base material 12 and extends in the longitudinal direction of the processed base material 12.
  • a processed base material 12 obtained by cutting the base material 11 is wound and handled in a coil shape.
  • a punching process for punching the iron core material 3 and the like from the processed base material 12 is performed.
  • the equipment for executing this punching process includes a press machine for punching the iron core material 3 and the like from the processing base material 12 and a processing base material 12 wound in a coil shape.
  • the press machine has a plurality of molds (not shown). This mold has a cutting edge corresponding to the punching shape of the iron core material 3 or the like.
  • the press machine is a device that punches the iron core material 3 and the like from a predetermined portion of the processed base material 12 by a single punching operation by one mold, that is, a press.
  • the press machine has n dies arranged in the width direction of the processed base material 12.
  • n is set as “an integer of 2 or more”.
  • the press machine has six dies arranged in each row in the longitudinal direction of the processed base material 12. That is, in this embodiment, the press machine includes a total of 12 dies. These molds are arranged in two rows in the width direction of the processed base material 12. Each row includes six molds.
  • the six molds arranged in a line in the longitudinal direction of the processed base material 12 have different positions for punching the iron core material 3 and the like. Accordingly, the processed base material 12 is sequentially sent to the molds arranged in the longitudinal direction of the processed base material 12 and pressed, so that the entire core material 3 and the like are finally punched, and the core material is processed from the processed base material 12. 3 etc. are obtained.
  • the press machine has two dies arranged in the width direction of the processed base material 12. Therefore, every time pressing is performed, two iron core materials 3 and the like are obtained from the processed base material 12.
  • FIG. 4 shows a position where the iron core material 3 is punched from the processed base material 12.
  • the left side is the upstream side in the direction in which the processed base material 12 flows in the punching process
  • the right side is the downstream side.
  • the press machine is configured to feed the processed base material 12, press the processed base material 12 with a die, and punch out a predetermined portion of the iron core material 3. Therefore, the iron core material 3 punched from the processed base material 12 is punched into the same shape in the same row.
  • “one row” is, for example, a row located on the upper side and where the core material 3 is punched out is arranged in the left-right direction.
  • the “adjacent row” of the “one row” is, for example, a row located on the lower side, and a portion in which the iron core material 3 is punched is arranged in the left-right direction.
  • the iron core material 3 punched from the “one row” and the iron core material 3 punched from the “adjacent row” of the “one row” are arranged in a zigzag shape.
  • the iron core material 3 punched from the “one row” has the iron core material 3 in the longitudinal direction of the processed base material 12 with respect to the iron core material 3 punched from the “next row” of the “one row”. It is located on the upstream side for almost the length of the radius.
  • the upstream side is the left side in FIGS. 1 and 4.
  • symbol 3 is suitably attached
  • symbol 4,4a, 4b is suitably attached
  • the “one row” shown on the upper side in FIG. 1 is a P row
  • the “next row” of this P row that is, the lower side in FIG.
  • the column shown in FIG. the plate thickness at the end on the P row side of the both ends in the width direction of the processed base material 12 is “T 1 ”
  • the plate thickness at the end on the Q row side is “T 2 ”.
  • the lug part 4 formed in the core material 3 of each row will be described.
  • two iron core materials 3 and 3 adjacent in the longitudinal direction in the Q row are punched.
  • two iron core materials 3 and 3 adjacent in the longitudinal direction in the P row are punched. It is located between the parts.
  • one earing part 4 positioned between the parts where the two iron core members 3 and 3 are punched is referred to as an earing part 4a, and the earing part 4 other than the one earing part 4a is the earing part. 4b.
  • each protruding portion 4a extends in the P row and the direction in which each protruding portion 4a extends in the Q row are both parallel to the width direction of the processed base material 12, that is, the direction in which the line W extends. Match. Further, the P-row protruding portion 4a is positioned on the Q row side with respect to the line L c of the processed base material 12, and the Q-row protruding portion 4a is on the P row side with respect to the line L c of the processed base material 12. Is located. More specifically, the P-row earing portion 4a is located on the Q-row side relative to the portion located on the P-row side in the portion where the core material 3 is punched from the Q-row. Further, the Q-row protruding portion 4a is located on the P row side of the portion where the iron core material 3 is punched from the P row and more than the portion located on the Q row side.
  • the ear out portion 4b is outside the line L 1 passing through the center of the core material 3 P columns (in FIG. 1 top), i.e., an end portion side where the plate thickness of the processed matrix 12 is "T 1" Is located.
  • the protruding portion 4b of the P row is not located on the opposite side in the circumferential direction of the protruding portion 4a with respect to the center of the iron core material 3. Further, the protruding portion 4 b is not located in a portion of the outer peripheral portion of the iron core material 3 that is closest to the end portion of the processed base material 12.
  • the interval between the protruding portions 4 b and 4 b of the core materials 3 and 3 adjacent to each other in the longitudinal direction of the processed base material 12 is the same as that of the core materials 3 and 3 adjacent to each other in the longitudinal direction of the processed base material 12. It is closer than the distance between the outer peripheries.
  • the protruding portion 4b of the iron core material 3 in the Q row is also located at a position “120 °” away from the protruding portion 4a in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the iron core material 3. Further, the protruding portion 4b is outside the line L 1 passing through the center of the Q-row iron core material 3 (lower side in FIG. 1), that is, the end where the thickness of the processed base material 12 is “T 2 ”. Located on the side. At this time, the earing portion 4b in the Q row is not located on the opposite side in the circumferential direction of the earing portion 4a with respect to the center of the iron core material 3 as described above.
  • the protruding portion 4 b in the Q row is not located in a portion of the outer peripheral portion of the iron core material 3 that is closest to the end of the processed base material 12. Further, also in the Q row, the interval between the protruding portions 4b and 4b of the iron core materials 3 and 3 adjacent to each other in the longitudinal direction of the processed base material 12 is the same as the iron core materials 3 and 3 adjacent to each other in the longitudinal direction of the processed base material 12. It is closer than the distance between the outer peripheries.
  • crosspiece width between the portions where each core material 3 is punched out and between each core material 3 and the end of the processed base material 12, there is a predetermined necessary requirement called “crosspiece width”.
  • a “throw away” having dimension B is provided. That is, in order to connect the remaining material that remains after the core material 3 is punched from the processed base material 12, the portion of the remaining material that is likely to be narrowed is “discarded” that is at least the above-mentioned “crosspiece width”, that is, the dimension B or more. "Shiro" is provided.
  • each of these portions is provided with a “throw-off” that is equal to or greater than the “crosspiece width”, that is, the dimension B or greater.
  • the portion that is likely to be narrowed as described above is set to a “bar width”, that is, a dimension as close as possible to the dimension B in order to improve the yield of the material.
  • the P-row protruding portion 4a is located between the core members 3 and 3 adjacent in the longitudinal direction in the Q row, and the Q-row protruding portion 4a is the iron core material 3 adjacent in the longitudinal direction in the P row. , 3. Therefore, the dimension between the protruding part 4a and the outer peripheral part of the other iron core material 3 among the outer peripheral parts of the iron core material 3 tends to be larger than the dimension B which is the “crosspiece width”. Therefore, the dimension between the outer peripheral portions of the iron core materials 3 adjacent to each other in the width direction of the processed base material 12 may be set as close as possible to the dimension B which is the “bar width”. Thereby, the dimension of the width direction of the processing base material 12 can be shortened.
  • the area of the iron core material 3 occupying the area of the processed base material 12 can be increased, and the amount of the remaining material remaining after the core material 3 is punched from the processed base material 12, that is, the amount of the remaining material 12 'shown in FIG. can do.
  • FIG. 1 in the punching process, the core material 3 constituting the stator core 1 and the iron core material 13 constituting the rotor core (not shown) are punched from the processed base material 12.
  • the iron core material 13 is punched from the inside of the portion where the iron core material 3 is punched.
  • one direction which becomes the “feeding direction” in the punching process among the longitudinal directions of the processed base material 12 is indicated by an arrow A.
  • the part by which the iron core material 13 of a rotor core is punched out is suitably shown by the code
  • the left side of FIG. 1 is the upstream side
  • the right side of FIG. 1 is the downstream side.
  • Reference numerals S1 to S6 shown in FIG. 1 are step numbers indicating the number of punching operations by the press of the press machine. That is, in the punching process, the iron core material 3 and the iron core material 13 are punched by performing the punching operation six times. Moreover, every time the punching operation is finished, the processed base material 12 is intermittently sent to the downstream side in the longitudinal direction, that is, in the arrow A direction, by the above-described feeder or the like. In this case, the feed amount of the processed base material 12 for each punching operation is set to a length obtained by adding the “bar width”, that is, the dimension B to the length of the iron core material 3.
  • step S1 of the punching process that is, in the most upstream press location
  • the hole portions 21 are punched and formed at both ends of the processed base material 12 by a press of a press machine.
  • the holes 21 formed at this time are located at predetermined intervals along the longitudinal direction of the processed base material 12.
  • the predetermined interval substantially coincides with the “crosspiece width”, that is, the interval obtained by adding the dimension B to the entire length in the longitudinal direction of the iron core 3.
  • the hole 21 formed on one side in the width direction of the processed base material 12 is formed with a predetermined distance from the other hole 21 along the longitudinal direction of the processed base material 12.
  • the predetermined distance substantially coincides with the radius of the outer peripheral portion of the iron core material 3.
  • the hole 21 functions as a positioning hole for determining the punching position of the iron core material 3 and the iron core material 13. That is, the iron core material 3 and the iron core material 13 are punched from between the holes 21 and 21 arranged in the longitudinal direction of the processed base material 12.
  • step S2 of the punching process the hole 22 is punched and formed in the center of the portion of the processed base material 12 where the iron core material 3 is punched. Furthermore, the hole 5 of the iron core material 3 and the hole 23 of the iron core material 13 are formed by punching with a press.
  • the hole 22 functions as a hole for determining the center position of the iron core material 3 and the iron core material 13.
  • the hole 22 is formed in the machining base so that the iron core material 3 is punched in two rows of the P row and the Q row in the width direction of the machining base material 12. Two pieces are formed in the width direction of the material 12.
  • the hole 22 included in the P row and the hole 22 included in the Q row are formed with a predetermined distance from each other along the longitudinal direction of the processed base material 12.
  • the predetermined distance substantially coincides with the radius of the iron core material 3.
  • the hole 22 is formed in a zigzag shape.
  • the holes 5 are formed at equal intervals on a virtual circle centered on the hole 22. Specifically, among the three holes 5, the hole 5a formed corresponding to the portion where the protruding portion 4a of the iron core material 3 is punched is the iron core material 3 punched from the “adjacent row”. Thus, in the “adjacent row”, it is located between the portions where the iron core materials 3 and 3 adjacent in the longitudinal direction are punched, and is located on the line W. Further, the hole 5b formed corresponding to the portion where the protruding portion 4b of the iron core material 3 is punched out from the hole 5a described above with reference to the hole 22, that is, the center of the iron core material 3 to be punched.
  • the hole 23 is a hole for inserting a permanent magnet into the rotor core, a hole for adjusting the magnetic path of the rotor, or the like.
  • the holes 23 are formed at equal intervals in the circumferential direction around the hole 22.
  • step S3 of the punching process the slot 2 of the iron core material 3 and the shaft insertion hole 24 formed in the iron core material 13 are formed by punching with a press.
  • the opening of the shaft insertion hole 24 is set larger than the opening of the hole 22.
  • step S4 of the punching process a portion that becomes the inner peripheral portion of the iron core material 3, that is, a portion that becomes the outer peripheral portion of the iron core material 13 constituting the rotor core is punched and cut by a press. Thereby, the iron core material 13 is obtained.
  • step S5 of the punching process the portion that becomes the outer peripheral portion of the iron core material 3 is punched and cut by a press. Thereby, the iron core material 3 is obtained.
  • the processed base material 12 has a plate thickness deviation. Therefore, the iron core material 3 punched from the processed base material 12 also has a plate thickness deviation.
  • the remaining material 12 ′ remaining after the core material 3 is punched from the processed base material 12 has a “throw away” that is equal to or greater than the dimension B, which is the “crosspiece width”. Therefore, the remaining material 12 ′ is connected at a portion other than the portion where the iron core material 3 is punched. Thus, the remaining material 12 'is connected to each other and integrated. Therefore, for example, by pulling the remaining material 12 ′ in the direction of arrow A from the downstream side of the processed base material 12, “sagging” generated in the processed base material 12 and the remaining material 12 ′ is eliminated as much as possible. It can be easily sent in the direction.
  • step S6 of the punching process the remaining material 12 'is appropriately cut.
  • a laminating process for laminating a large number of the obtained iron core materials 3 in the thickness direction is performed.
  • the iron core material 3 is shifted by “120 °” in the circumferential direction every predetermined number of sheets, and is further reversed and laminated.
  • stator core 1 becomes less susceptible to the influence of the thickness deviation of the core material 3. Therefore, the axial length of the stator core 1 is substantially constant regardless of the part. Moreover, in this lamination process, the iron core material 3 is laminated so that the burrs formed on the outer peripheral portion of the iron core material 3 at the time of punching are positioned on the inner side in the axial direction in the stator core 1 after completion.
  • connection step for example, the above-described binding tube is passed through the holes 5 of the laminated iron core members 3, and the binding tube is expanded. Thereby, many iron core materials 3 are connected in the lamination direction, and are united. As a result, the stator core 1 in which a large number of iron core materials 3 are integrated is obtained.
  • many iron core materials 13 obtained by the punching process are also laminated in the thickness direction, and these are integrated in the lamination direction. Thereby, the rotor core which is not illustrated is obtained.
  • the iron core material 13 is shifted by “120 °” in the circumferential direction every predetermined number, and is further reversed and stacked.
  • the rotor core is also hardly affected by the thickness deviation of the core material 13 as much as possible.
  • a permanent magnet is provided in the predetermined hole 23 of the above-described rotor core, and a shaft is provided in the shaft insertion hole 24. Thereby, a rotor is obtained. Further, a coil is provided in the slot 2 of the stator core 1. Thereby, a stator is obtained. And a rotary electric machine is obtained from these rotors and stators.
  • the portion where the core material 3 is punched from “one row” and the portion where the core material 3 is punched from “adjacent row” can be made as close as possible. Thereby, the dimension of the width direction of the processing base material 12 can be shortened. Furthermore, the area of the core material 3 occupying the area of the processed base material 12 can be increased, and the amount of the remaining material 12 ′ remaining after the core material 3 is punched from the processed base material 12 can be reduced. Therefore, when the iron core material 3 having the protruding portion 4 is laminated to constitute the stator core 1, the yield of the material of the stator core 1 can be improved.
  • the portion where the iron core material 3 is punched is located in the “next row” near the portion where the ear protruding portion 4a is punched, the remaining material 12 ′ generated around the portion where the ear protruding portion 4a is punched is located. The amount can be reduced. Further, by setting “m” as an odd number, the protruding portions 4 are positioned at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the iron core material 3. As a result, the protruding portion 4b is not positioned on the opposite side of the protruding portion 4a in the circumferential direction with respect to the center of the iron core material 3. Thereby, the dimension between the iron core material 3 and the edge part of the process base material 12 can be shortened, and the dimension of the width direction of the process base material 12 can be shortened.
  • the remaining material 12 ′ remaining after punching the core material 3 from the processed base material 12 is connected to each other and integrated. Therefore, it is easy to pull the remaining material 12 ′ to the downstream side in the arrow A direction. Thereby, it becomes difficult to produce "sagging" in the processing base material 12 sent by a press during the punching process, and work efficiency can be improved.
  • the burrs formed on the iron core material 3 are positioned on the inner side in the axial direction in the stator core 1 after completion. Thereby, it is possible to prevent burrs from protruding from the stator core 1.
  • M may be set to “an integer of 2 or more”, preferably “an odd number of 3 or more”, more preferably “3”.
  • the extending direction of the protruding portion 4a of the iron core material 3 is inclined by an angle ⁇ with respect to the width direction of the processed base material 12, in this case, the line W passing through the center of the iron core material 3. ing.
  • the direction is downstream of the angle ⁇ with respect to the line W passing through the center of the iron core material 3.
  • the angle ⁇ is preferably greater than “0 °” and not greater than “20 °”, and more preferably not less than “5 °” and not greater than “15 °”.
  • the protruding portions 4b of the iron core material 3 included in the P row are located at equal intervals in the circumferential direction from the protruding portions 4a on the outer peripheral portion of the iron core material 3, in this case, at a position away from “120 °”. Yes.
  • the direction in which the line extends is directed upstream of the angle ⁇ with respect to the line W passing through the center of the iron core material 3.
  • the angle ⁇ is preferably greater than “0 °” and not greater than “20 °”, and more preferably not less than “5 °” and not greater than “15 °”.
  • the protruding portions 4b of the iron core material 3 included in the Q row are also located at equal intervals in the circumferential direction from the protruding portions 4a in the outer peripheral portion of the iron core material 3, in this case, at a position away from “120 °”. Yes.
  • the earing portion 4b is shifted in the circumferential direction by an angle ⁇ as compared with the first embodiment. Therefore, the dimension B ′ between the portions where the protruding portions 4b and 4b of the iron core materials 3 and 3 adjacent to each other along the longitudinal direction of the processed base material 12 are punched is a dimension that is the “crosspiece width” of the first embodiment. It becomes larger than B. Thereby, the intensity
  • the dimension B ′ between the portions where the protruding portions 4b and 4b of the iron core materials 3 and 3 adjacent to each other in the longitudinal direction of the processed base material 12 are punched is brought close to the dimension B which is a “crosspiece width”.
  • the dimension of the longitudinal direction of the processing base material 12 can be shortened, the area of the iron core material 3 occupying the area of the processing base material 12 can be increased, and the remaining material 12 remaining after the core material 3 is punched from the processing base material 12.
  • the amount of ′ can be reduced.
  • the yield of the process base material 12 which is material can be improved further.
  • the angle ⁇ should be set to be greater than “0 °” and not more than “20 °”, more preferably not less than “5 °” and not more than “15 °”.
  • the dimension between the outer peripheral part of the iron core materials 3 and 3 adjacent to the longitudinal direction of the processed base material 12 and the protruding part 4b becomes much larger than the dimension B which is the “bar width”.
  • the dimension between the core members 3 and 3 in the adjacent rows is also larger than the dimension B which is the “crosspiece width”.
  • the portions where the iron core material 3 is punched are arranged close to each other so that these dimensions approach the dimension B which is the “crosspiece width”.
  • the dimension of the longitudinal direction of the process base material 12 and the dimension of the width direction can be shortened further, and the yield of the process base material 12 which is material can be improved further.
  • FIG. 6 A third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the left side is the upstream side in the direction in which the processed base material 12 flows in the punching process
  • the right side is the downstream side.
  • the iron core material 31 is different in the position of the lug portion 32 from the position of the lug portion 4 of the iron core material 3 of the first embodiment and the second embodiment. That is, the lug 4 of the first embodiment is formed on the outer circumference of the iron core material 3 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the length of the protruding portion 32 of the present embodiment is not equal between the protruding portions 32 and 32 adjacent in the circumferential direction.
  • the part where the ear protruding part 32a is punched out of the ear protruding part 32 of the present embodiment is located between the parts where the iron core materials 3 and 3 adjacent in the longitudinal direction are punched out in the “adjacent row”.
  • the ear extension part 32b is an ear extension part 32 other than the ear extension part 32a.
  • the direction in which the protruding portion 32a extends coincides with the direction in which the line W extends.
  • the angle ⁇ described above is an angle formed by the extending direction of the two protruding portions 32b and 32b in one iron core material 31.
  • the angle ⁇ is an angle formed by a direction in which the ear extension part 32a extends and a direction in which the ear extension part 32b located on the upstream side of the ear extension part 32b extends. Furthermore, the angle ⁇ is an angle formed by the extending direction of the protruding portion 32a and the extending direction of the protruding portion 32b located on the downstream side of the protruding portion 32b. Although not shown in the drawing, these ear protruding parts 32 are formed with holes similar to the holes 5 of the first embodiment.
  • the method for manufacturing the stator core of the present embodiment is almost the same as the method of manufacturing the stator core 1 of the first embodiment. That is, in the punching process, the iron core material 31 is punched from the processed base material 12. In the laminating step, in consideration of the thickness deviation of the iron core material 31, a predetermined number of iron core materials 31 obtained from "one row” are laminated, and a predetermined number of iron core materials 31 obtained from "next row” are laminated. To do. At this time, the iron core material 31 is turned upside down and laminated so that the three protruding portions 32 match each other in the lamination direction.
  • the stator core (not shown) includes a portion having a small plate thickness, that is, a portion obtained from the side where the plate thickness is “T 1 ”, and a portion having a large plate thickness, that is, a plate thickness.
  • the stator core obtained in this way is less affected by the thickness deviation of the iron core material 31 as much as possible. Therefore, the axial length of the stator core is almost constant regardless of the part.
  • the iron core material 31 is laminated so that the burrs formed on the outer peripheral portion of the iron core material 31 at the time of punching are positioned on the inner side in the axial direction in the completed stator iron core.
  • the protruding portions 32 of the iron core material 31 punched out from “one row” are provided.
  • the iron core members 31 adjacent to each other in the longitudinal direction are located between the portions to be punched.
  • the portion where the core material 31 is punched from the “one row” and the portion where the core material 31 is punched from the “adjacent row” can be made as close as possible. Thereby, the dimension of the width direction of the processing base material 12 can be shortened. Further, the ratio of the area of the iron core material 31 to the area of the processed base material 12 is increased, the amount of the remaining material 12 ′ generated after punching can be reduced, and the iron core material 31 having the protruding portion 32 is laminated. The yield of the stator core material can be improved.
  • the burrs formed in the iron core material 31 are positioned on the inner side in the axial direction in the completed stator iron core. I made it. Thereby, it is possible to prevent burrs from protruding from the stator core.
  • the portions where the core material is punched are arranged in n rows that are integers of 2 or more in the width direction of the processed base material that is a strip-shaped electromagnetic steel sheet. They are arranged side by side.
  • a portion where at least one of the protruding portions of the iron core material included in the “one row” is punched is an iron core adjacent in the longitudinal direction in the “next row” of the “one row”. Located between the parts where the material is punched. As a result, a sufficient distance can be ensured between the portion where the protruding portion is punched in “one row” and the portion where the iron core material is punched in “next row”.
  • the portion where the core material belonging to “next row” is punched can be brought as close as possible. Thereby, the dimension of the width direction of a process base material can be shortened. Furthermore, the ratio of the area of the iron core material to the area of the processed base material is increased, the amount of the remaining material generated after punching can be reduced, and the material of the stator core formed by laminating the iron core material having the protruding portion The yield can be improved.
  • the portions of the electromagnetic steel sheet in which the iron core material is punched may be arranged in n rows that are “an integer of 3 or more” in the width direction of the electromagnetic steel sheet.
  • at least two of the three or more n columns are arranged in the same manner as the P and Q columns described above. Thereby, the amount of the remaining material generated after punching can be reduced between the P row and the Q row.
  • a binding tube has been disclosed as an example of the connecting member.
  • the connecting member is not limited to this, and may be constituted by, for example, a bolt and a nut. In this case, the opening of the hole portion into which the connecting member is inserted is set to a size that allows the bolt to be inserted.
  • FIG. 1 and FIG. 4 disclose, as an example, the case where the P column is the upper column and the Q column is the lower column.
  • the Q column may be the upper column and the P column may be the lower column.
  • the extending direction of the protruding portion may be set so that “one row” and “next row” extend in the same direction.

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Abstract

　本実施形態は、帯状の電磁鋼板から、円環状をなし、内周部に複数個のスロットを有し、円環状の外周部から径方向外側に突出する連結用の耳出し部を２以上の整数であるｍ個有する鉄心材を打ち抜く打抜き工程と、多数枚の前記鉄心材を積層する積層工程と、を含む。前記打抜き工程において、前記帯状の電磁鋼板のうち前記鉄心材が打ち抜かれる部分は、当該帯状の電磁鋼板の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に並んで配列されており、そのｎ列のうち一の列に含まれる前記鉄心材の前記耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部は、当該一の列の隣の列において長手方向に隣り合う前記鉄心材の間に位置する。

Description

固定子鉄心の製造方法、および、固定子鉄心
　本発明の実施形態は、固定子鉄心の製造方法、および、固定子鉄心に関する。
　回転電機の固定子を構成する固定子鉄心は、例えば、円環状の鉄心材を多数枚積層して構成されている。鉄心材は、その外周部に、当該外周部から径方向外側に突出する耳出し部を複数個有している。耳出し部には、それぞれ孔部が形成されている。この孔部には、鉄心材同士を積層方向に連結する連結部材が挿入される。
　例えば特許文献１に示すように、鉄心材は、帯状の電磁鋼板からプレスによって打ち抜かれて形成されている。このとき、帯状の電磁鋼板のうち鉄心材が打ち抜かれる部分は、当該電磁鋼板の長手方向に沿って複数列に並んで配列されている。
特開２００７－１８１２９７号公報
　耳出し部を有する鉄心材を製造する場合、電磁鋼板のうち鉄心材の耳出し部が打ち抜かれる周囲の部分に材料が多く残りやすい。そのため、材料の歩留まりの向上が求められている。
　そこで、耳出し部を有する鉄心材を積層して構成される固定子鉄心を製造する場合に、その製造に用いられる材料の歩留まりを向上することができる固定子鉄心の製造方法、および、当該製造方法によって製造される固定子鉄心を提供する。
　本実施形態の固定子鉄心の製造方法は、帯状の電磁鋼板から、円環状をなし、内周部に複数個のスロットを有し、円環状の外周部から径方向外側に突出する連結用の耳出し部を２以上の整数であるｍ個有する鉄心材を打ち抜く打抜き工程と、多数枚の前記鉄心材を積層する積層工程と、を含む。前記打抜き工程において、前記帯状の電磁鋼板のうち前記鉄心材が打ち抜かれる部分は、当該帯状の電磁鋼板の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に並んで配列されており、そのｎ列のうち「一の列」に含まれる前記鉄心材の前記耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部が打ち抜かれる部分は、当該「一の列」の「隣の列」において長手方向に隣り合う前記鉄心材が打ち抜かれる部分の間に位置する。
　本実施形態の固定子鉄心は、帯状の電磁鋼板から打ち抜かれた多数枚の鉄心材を積層して構成される固定子鉄心である。前記鉄心材は、円環状をなし、内周部に複数個のスロットを有し、円環状の外周部から径方向外側に突出する連結用の耳出し部を２以上の整数であるｍ個有している。前記帯状の電磁鋼板のうち前記鉄心材が打ち抜かれる部分は、当該帯状の電磁鋼板の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に並んで配列されており、そのｎ列のうち一の列に含まれる前記鉄心材の前記耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部が打ち抜かれる部分は、当該一の列の隣の列において長手方向に隣り合う前記鉄心材が打ち抜かれる部分の間に位置している。そして、本実施形態の固定子鉄心は、この電磁鋼板から打ち抜かれた多数枚の前記鉄心材が積層されて構成されている。
第１実施形態を示すものであり、（ａ）は打抜き工程において打ち抜かれる形状を示した加工母材の平面図、（ｂ）は（ａ）に示す加工母材の板厚偏差を示す断面図 固定子鉄心の外観斜視図 母材を示すものであり、（ａ）は母材の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線に沿う母材の断面図 加工母材から鉄心材が打ち抜かれる位置を概略的に示す平面図 第２実施形態を示す図４相当図 第３実施形態を示す図４相当図
　下記の各実施形態は、回転電機の固定子に用いられる固定子鉄心の製造方法に係る実施形態である。この場合、固定子は、インナーロータ型の固定子である。以下、各実施形態について図面を参照して説明する。なお、固定子鉄心の軸方向と、鉄心材の積層方向と、鉄心材の板厚方向とは、同一の方向である。
　（第１実施形態）
　第１実施形態について、図１～図４を参照して説明する。図２に示す固定子鉄心１は、電磁鋼板製であり、円筒状をなす。固定子鉄心１の内周には、図示しない回転子が配置される空間が形成されている。固定子鉄心１の内周部には、巻線を収容するための複数個のスロット２が周方向に等間隔に形成されている。図示しないが、固定子鉄心１は、回転電機を収容するフレーム内に固定されて用いられる。固定子鉄心１は、多数枚の鉄心材３を積層して構成されている。
　鉄心材３は、円環状の板状である。この鉄心材３の内周部には、複数個のスロット２が周方向に等間隔に形成されている。なお、便宜上、固定子鉄心１のスロット２および鉄心材３のスロット２は、何れも「スロット２」と称する。
　鉄心材３は、複数の鉄心材３が積層された場合に、それら鉄心材３を積層方向に一体に連結するための連結用の耳出し部４をｍ個有している。ここで、「ｍ」は、「２以上の整数」、好ましくは「３以上の奇数」、より好ましくは「３」で設定される。本実施形態では、「ｍ＝３」で設定されている。
　耳出し部４は、円環状の鉄心材３の外周部から径方向外側に突出している。具体的には、耳出し部４は、鉄心材３の外周部から径方向外側に延びる矩形状に形成され、その先端が半円弧状に形成されている。この耳出し部４は、後述する孔部５が形成可能な大きさである。また、耳出し部４が延びる方向は、鉄心材３の外周部からの突出方向、つまり、鉄心材３の中心から耳出し部４の半円弧状の中心に向かう方向である。耳出し部４は、円環状の鉄心材３の外周部において、周方向に等間隔に配置されている。この場合、「ｍ＝３」であるので、各耳出し部４の間の間隔は、（３６０÷３）°、即ち、「１２０°」である。
　耳出し部４の中央には、鉄心材３の板厚方向に貫通する筒状の孔部５が形成されている。固定子鉄心１は、多数枚の鉄心材３を、各鉄心材３の耳出し部４が重なるようにして板厚方向に積層することにより構成される。このとき、鉄心材３の板厚方向、即ち、積層方向に隣り合う各鉄心材３の各孔部５は、積層方向に沿って相互に連なる。そして、鉄心材３の積層方向に連なる孔部５には、図示しない連結部材が挿入される。この連結部材は、例えば金属製で管状の結着管で構成される。従って、孔部５の開口は、連結部材、この場合、結着管が挿入可能な大きさに設定されている。孔部５に挿入された結着管は、孔部５の積層方向の全長にわたって拡開される。これにより、多数枚の鉄心材３が一体に連結して、固定子鉄心１が構成される。
　次に、本実施形態の固定子鉄心１の製造方法について図１～図４を参照して説明する。
　固定子鉄心１を構成する鉄心材３は、例えば図３に示す帯状の電磁鋼板である母材１１を所定の大きさに切断し、この母材１１を図示しないプレス機によって打ち抜くことで形成される。
　母材１１は、圧延によって帯状に形成されている。そのため、図３に示すように、母材１１は、圧延時におけるローラなどの荷重の大きさの違いによって、例えば帯状の幅方向の各部位において、板厚が異なっている。即ち、母材１１は、板厚偏差を有する。なお、板厚偏差を有する母材１１の幅方向は、圧延時に用いられるローラの軸方向と同じである。
　この場合、母材１１は、帯状の幅方向において中央が膨らみ、帯状の幅方向において両端部が最も薄くなっている。なお、帯状の母材１１の幅方向の両端部、つまり、最も薄い部分の板厚を「Ｔ1」で示す。また、帯状の母材１１の幅方向の中央部、つまり、最も厚い部分の板厚を「Ｔ2」で示す。
　本実施形態では、まず、切断工程が行われる。この切断工程では、図３に示す母材１１を、その幅方向の寸法が所定の寸法になるように切断する。この実施形態では、母材１１を、その幅方向の中心を基準として２つに切断する。これにより、図１、図３および図４に示す帯状の加工母材１２が、２枚得られる。即ち、加工母材１２は、母材１１の幅方向の寸法を半分にした帯状の電磁鋼板である。従って、図１に示すように、加工母材１２は、幅方向の一端部の板厚が「Ｔ1」となり、幅方向の他端部の板厚が「Ｔ2」となっている。なお、図１には、仮想線Ｗ、仮想線Ｌ1、および、仮想線Ｌcを示している。仮想線Ｗは、打ち抜かれる鉄心材３の中心を通り、加工母材１２の幅方向に延びる仮想の線である。仮想線Ｌ1は、打ち抜かれる鉄心材３の中心を通り、加工母材１２の長手方向に延びる仮想の線である。仮想線Ｌcは、加工母材１２の幅方向の中心を通り、当該加工母材１２の長手方向に延びる仮想の線である。
　母材１１を切断して得られた加工母材１２は、コイル状に巻かれて取り扱われる。
　次に、この加工母材１２から鉄心材３などを打ち抜く打抜き工程が行われる。
　図示はしないが、この打抜き工程を実行する設備は、加工母材１２から鉄心材３などをプレスで打ち抜くためのプレス機、コイル状に巻かれた加工母材１２がセットされて当該加工母材１２を繰り出すアンコイラー、このアンコイラーから繰り出される加工母材１２の巻き癖を矯正しながら、当該加工母材１２をプレス機に間欠的に供給するフィーダなどである。
　プレス機は、図示しない金型を複数個有している。この金型は、鉄心材３などの打抜き形状に対応した切刃を有する。この場合、プレス機は、１つの金型による１回の打ち抜き動作、即ち、プレスによって、加工母材１２の所定部位から鉄心材３などを打ち抜く装置である。
　プレス機は、ｎ個の金型を加工母材１２の幅方向に並べている。この場合、「ｎ」は「２以上の整数」で設定される。本実施形態では、「ｎ＝２」で設定されている。さらに、プレス機は、この場合、各列に６個の金型を加工母材１２の長手方向に並べている。即ち、本実施形態では、プレス機は、全部で１２個の金型を備えている。これら金型は、加工母材１２の幅方向に２列に並べて配列される。また、各列には、それぞれ金型が６個ずつ含まれる。
　加工母材１２の長手方向に１列に並ぶ６個の金型は、鉄心材３などを打ち抜く位置がそれぞれ異なる。従って、加工母材１２の長手方向に並ぶ金型に当該加工母材１２が順次送られてプレスされることにより、最終的に鉄心材３全体などが打ち抜かれ、加工母材１２から当該鉄心材３などが得られる。このとき、プレス機は、２個の金型が加工母材１２の幅方向に並んでいる。そのため、プレスを行うごとに、加工母材１２から鉄心材３などが２個ずつ得られる。
　図４は、加工母材１２から鉄心材３が打ち抜かれる位置を示している。この図４では、左側が、打抜き工程において加工母材１２が流れる方向の上流側であり、右側が、下流側である。図４では、１枚の加工母材１２から打ち抜かれる鉄心材３は、加工母材１２の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に配列されている。この場合、「ｎ＝２」であるから、鉄心材３は、２列で配列され打ち抜かれる。また、プレス機は、加工母材１２を送り、金型で加工母材１２をプレスして、鉄心材３の所定部位を打ち抜く構成である。そのため、加工母材１２から打ち抜かれる鉄心材３は、同じ列において同一形状に打ち抜かれる。
　図１および図４では、「一の列」を、例えば上側に位置し、鉄心材３が打ち抜かれる部分が左右方向に並ぶ列とする。また、その「一の列」の「隣の列」を、例えば下側に位置し、鉄心材３が打ち抜かれる部分が左右方向に並ぶ列とする。「一の列」から打ち抜かれる鉄心材３と、その「一の列」の「隣の列」から打ち抜かれる鉄心材３とは、ジグザグ状に並んでいる。具体的には、「一の列」から打ち抜かれる鉄心材３は、「一の列」の「隣の列」から打ち抜かれる鉄心材３に対して、加工母材１２の長手方向において鉄心材３のほぼ半径の長さ分、上流側に位置している。なお、上流側とは、図１および図４で左側である。また、図１および図４では、鉄心材３が打ち抜かれる部分に符号３を適宜付しており、耳出し部４が打ち抜かれる部分に符号４，４ａ，４ｂを適宜付している。また、加工母材１２の幅方向に隣り合う列のうち、例えば図１で上側に示す「一の列」をＰ列とし、このＰ列の「隣の列」、即ち、図１で下側に示す列をＱ列とする。この場合、加工母材１２の幅方向の両端部のうち、Ｐ列側の端部の板厚は「Ｔ1」であり、Ｑ列側の端部の板厚は「Ｔ2」である。
　ここで、各列の鉄心材３に形成される耳出し部４について説明する。例えばＰ列から打ち抜かれる３つの鉄心材３の各耳出し部４のうち少なくとも１つの耳出し部４が打ち抜かれる部分は、Ｑ列において長手方向に隣り合う２つの鉄心材３，３が打ち抜かれる部分の間に位置している。また、Ｑ列から打ち抜かれる３つの鉄心材３の各耳出し部４のうち少なくとも１つの耳出し部４が打ち抜かれる部分は、Ｐ列において長手方向に隣り合う２つの鉄心材３，３が打ち抜かれる部分の間に位置している。以下、２つの鉄心材３，３が打ち抜かれる部分の間に位置している１つの耳出し部４を耳出し部４ａとし、その１つの耳出し部４ａ以外の耳出し部４を耳出し部４ｂとする。
　Ｐ列において各耳出し部４ａが延びる方向、および、Ｑ列において各耳出し部４ａが延びる方向は、何れも、加工母材１２の幅方向に平行な方向、即ち、線Ｗが延びる方向に一致している。また、Ｐ列の耳出し部４ａは、加工母材１２の線ＬcよりもＱ列側に位置し、Ｑ列の耳出し部４ａは、加工母材１２の線ＬcよりもＰ列側に位置している。より具体的には、Ｐ列の耳出し部４ａは、その全体が、Ｑ列から鉄心材３が打ち抜かれる部分のうち最もＰ列側に位置する部位よりもＱ列側に位置する。また、Ｑ列の耳出し部４ａは、その全体が、Ｐ列から鉄心材３が打ち抜かれる部分のうち最もＱ列側に位置する部位よりもＰ列側に位置している。
　Ｐ列のうち鉄心材３の耳出し部４ｂが打ち抜かれる部分は、鉄心材３の外周部において耳出し部４ａから周方向に「１２０°」離れたところに位置している。即ち、１つの鉄心材３において、２つの耳出し部４ｂ，４ｂが延びる方向がなす角度は「１２０°」であり、耳出し部４ａが延びる方向と各耳出し部４ｂが延びる方向とがなす角度も「１２０°」である。また、本実施形態では「ｍ＝３」で設定されており、耳出し部４は、鉄心材３の外周部において周方向に等間隔に位置している。そのため、耳出し部４ｂは、Ｐ列の鉄心材３の中心を通る線Ｌ1よりも外側（図１では上側）、つまり、加工母材１２の板厚が「Ｔ1」となる端部側に位置している。このとき、「ｍ」が奇数であるため、Ｐ列の耳出し部４ｂは、鉄心材３の中心を基準として耳出し部４ａの周方向反対側に位置していない。また、耳出し部４ｂは、鉄心材３の外周部のうち加工母材１２の端部に最も近い部位には位置していない。さらに、Ｐ列において、加工母材１２の長手方向に隣り合う鉄心材３，３の耳出し部４ｂ，４ｂの間の間隔は、加工母材１２の長手方向に隣り合う鉄心材３，３の外周部の間の間隔よりも接近している。
　また、Ｑ列の鉄心材３の耳出し部４ｂも、鉄心材３の外周部において耳出し部４ａから周方向に「１２０°」離れたところに位置している。また、耳出し部４ｂは、Ｑ列の鉄心材３の中心を通る線Ｌ1よりも外側（図１では下側）、つまり、加工母材１２の板厚が「Ｔ2」となる端部側に位置している。このとき、Ｑ列の耳出し部４ｂは、上述と同様に、鉄心材３の中心を基準として耳出し部４ａの周方向反対側には位置していない。また、Ｑ列の耳出し部４ｂも、鉄心材３の外周部のうち加工母材１２の端部に最も近い部位には位置していない。さらに、Ｑ列においても、加工母材１２の長手方向に隣り合う鉄心材３，３の耳出し部４ｂ，４ｂの間の間隔は、加工母材１２の長手方向に隣り合う鉄心材３，３の外周部の間の間隔よりも接近している。
　ここで、加工母材１２において、各鉄心材３が打ち抜かれる部分の間、および、各鉄心材３と加工母材１２の端部との間には、「桟幅」と呼ばれる所定の必要な寸法Ｂを有する「捨てしろ」が設けられている。即ち、加工母材１２から鉄心材３を打ち抜いた後に残る残材を繋げるために、残材のうち狭くなりやすい部位には、少なくとも上述の「桟幅」以上、つまり、寸法Ｂ以上の「捨てしろ」が設けられている。本実施形態では、同じ列において長手方向に隣り合う鉄心材３，３の耳出し部４ｂ，４ｂの間、Ｐ列の鉄心材３とＱ列の鉄心材３との間、鉄心材３と加工母材１２の端部との間が狭くなりやすい。そのため、これら部分に、それぞれ「桟幅」以上、つまり、寸法Ｂ以上の「捨てしろ」が設けられている。そして、本実施形態では、上述のように狭くなりやすい部分は、材料の歩留まりの向上を図るために、「桟幅」、つまり、寸法Ｂに極力近い寸法に設定されている。
　また、Ｐ列の耳出し部４ａは、Ｑ列において長手方向に隣り合う鉄心材３，３の間に位置し、Ｑ列の耳出し部４ａは、Ｐ列において長手方向に隣り合う鉄心材３，３の間に位置している。そのため、鉄心材３の外周部のうち耳出し部４ａと他の鉄心材３の外周部との間の寸法は、「桟幅」である寸法Ｂよりも大きくなりやすい。従って、加工母材１２の幅方向に隣り合う鉄心材３の外周部同士の間の寸法は、「桟幅」である寸法Ｂに極力近づけて設定するとよい。これにより、加工母材１２の幅方向の寸法を短くすることができる。そして、加工母材１２の面積に占める鉄心材３の面積を大きくでき、加工母材１２から鉄心材３が打ち抜かれた後に残る残材、つまり、図１に示す残材１２´の量を少なくすることができる。
　次に、この打抜き工程について、さらに詳しく説明する。
　図１に示すように、打抜き工程では、加工母材１２から、固定子鉄心１を構成する鉄心材３と、図示しない回転子鉄心を構成する鉄心材１３とが打ち抜かれる。なお、鉄心材１３は、鉄心材３が打ち抜かれる部分の内側から打ち抜かれる。ここで、図１では、加工母材１２の長手方向のうち、打抜き工程において「送り方向」となる一の方向を矢印Ａで示す。また、回転子鉄心の鉄心材１３が打ち抜かれる部分を符号１３で適宜示す。また、図１の左側を上流側、図１の右側を下流側とする。また、図１に示す符号Ｓ１～Ｓ６は、プレス機のプレスによる打抜き動作の回数を示すステップ番号である。即ち、打ち抜き工程では、打抜き動作が６回行われることにより、鉄心材３および鉄心材１３が打ち抜かれる。また、打抜き動作を１回終えるごとに、加工母材１２は、上述したフィーダなどにより、長手方向の下流側、即ち、矢印Ａ方向に間欠的に送られる。この場合、１回の打抜き動作ごとの加工母材１２の送り量は、鉄心材３の長さに「桟幅」、つまり、寸法Ｂをプラスした距離で設定されている。
　次に、各ステップＳ１～Ｓ６について説明する。
　まず、打抜き工程のステップＳ１では、即ち、最も上流側のプレス箇所では、加工母材１２の両端部に、孔部２１がプレス機のプレスで打ち抜かれて形成される。このとき形成される孔部２１は、加工母材１２の長手方向に沿って所定間隔ごとに位置する。この場合、この所定間隔は、鉄心材３の長手方向の全長に「桟幅」、つまり、寸法Ｂをプラスした間隔にほぼ一致する。また、この場合、加工母材１２の幅方向の一方に形成される孔部２１は、他方の孔部２１に対して、加工母材１２の長手方向に沿って所定距離ずれて形成される。この所定距離は、この場合、鉄心材３の外周部の半径にほぼ一致する。孔部２１は、鉄心材３および鉄心材１３の打抜き位置を決めるための位置決め用の孔部として機能する。即ち、加工母材１２の長手方向に並ぶ孔部２１，２１の間から、鉄心材３および鉄心材１３が打ち抜かれる。
　次に、打抜き工程のステップＳ２では、加工母材１２のうち鉄心材３が打ち抜かれる部分の中心に、孔部２２がプレスで打ち抜かれて形成される。さらに、鉄心材３の孔部５および鉄心材１３の孔部２３がプレスで打ち抜かれて形成される。
　孔部２２は、鉄心材３および鉄心材１３の中心位置を決定するための孔部として機能する。本実施形態では、「ｎ＝２」で設定されているから、孔部２２は、加工母材１２の幅方向において鉄心材３がＰ列およびＱ列の２列で打ち抜かれるように、加工母材１２の幅方向に２個形成される。また、Ｐ列に含まれる孔部２２とＱ列に含まれる孔部２２は、加工母材１２の長手方向に沿って相互に所定距離ずれて形成される。この所定距離は、この場合、鉄心材３の半径にほぼ一致する。これにより、孔部２２は、ジグザグ状に位置して形成される。
　孔部５は、孔部２２を中心とする仮想円上に等間隔に形成される。具体的には、３個の孔部５のうち、鉄心材３の耳出し部４ａが打ち抜かれる部分に対応して形成される孔部５ａは、「隣の列」から打ち抜かれる鉄心材３であって当該「隣の列」において長手方向に隣り合う鉄心材３，３が打ち抜かれる部分の間に位置し、且つ、線Ｗ上に位置する。また、鉄心材３の耳出し部４ｂが打ち抜かれる部分に対応して形成される孔部５ｂは、孔部２２、即ち、打ち抜かれる鉄心材３の中心を基準として、上述の孔部５ａから当該鉄心材３の外周部の周方向に「１２０°」離れたところに位置する。
　孔部２３は、具体的には、回転子鉄心に永久磁石を挿入するための孔部、回転子の磁路を調整するための孔部などである。孔部２３は、孔部２２を中心にして周方向に等間隔に形成される。
　次に、打抜き工程のステップＳ３では、鉄心材３のスロット２と、鉄心材１３に形成されるシャフト挿入孔部２４とが、プレスで打ち抜かれて形成される。シャフト挿入孔部２４の開口は、孔部２２の開口よりも大きく設定されている。
　次に、打抜き工程のステップＳ４では、鉄心材３の内周部となる部分、即ち、回転子鉄心を構成する鉄心材１３の外周部となる部分が、プレスで打ち抜かれて切断される。これにより、鉄心材１３が得られる。
　次に、打抜き工程のステップＳ５では、鉄心材３の外周部となる部分が、プレスで打ち抜かれて切断される。これにより、鉄心材３が得られる。このとき、加工母材１２には板厚偏差がある。そのため、加工母材１２から打ち抜かれた鉄心材３にも板厚偏差がある。
　また、加工母材１２から鉄心材３が打ち抜かれた後に残る残材１２´は、上述したように「桟幅」である寸法Ｂ以上の「捨てしろ」を有している。そのため、残材１２´は、鉄心材３が打ち抜かれた部分以外の部分で繋がっている。そして、このように残材１２´は、互いに繋がって一体となっている。そのため、例えば加工母材１２の下流側から残材１２´を矢印Ａ方向に引っ張ることにより、加工母材１２および残材１２´に生じる「たるみ」を極力なくしたり、加工母材１２を矢印Ａ方向に容易に送ったりすることが可能となる。
　次に、打抜き工程のステップＳ６では、残材１２´が適宜裁断される。
　以上のような打抜き工程の後、得られた鉄心材３を板厚方向に多数枚積層する積層工程が行われる。この積層工程では、鉄心材３の板厚偏差を考慮し、積層される鉄心材３は、所定枚数ごとに周方向に（３６０÷ｍ）°、即ち、本実施形態では「ｍ＝３」であるから「１２０°」ずらされて積層される。または、鉄心材３は、所定枚数ごとに周方向に「１２０°」ずらされ、さらに表裏反転させて積層される。これにより、得られる固定子鉄心１は、鉄心材３の板厚偏差の影響を極力受けにくくなる。よって、固定子鉄心１の軸方向の長さは、部位に依らずほぼ一定の長さとなる。また、この積層工程では、鉄心材３は、打抜き時に当該鉄心材３の外周部分に形成されたバリが、完成後の固定子鉄心１において軸方向内側に位置するように積層される。
　この積層工程の後、連結工程が行われる。この連結工程では、積層された多数枚の鉄心材３の孔部５に、例えば上述した結着管が通され、この結着管が拡開される。これにより、多数枚の鉄心材３が積層方向に連結されて一体となる。これにより、多数枚の鉄心材３が一体となった固定子鉄心１が得られる。
　なお、打抜き工程によって得られた鉄心材１３も、板厚方向に多数枚積層され、これが積層方向に一体にされる。これにより、図示しない回転子鉄心が得られる。この回転子鉄心を構成する鉄心材１３も、所定枚数ごとに周方向に（３６０÷ｍ）°、即ち、本実施形態では「ｍ＝３」であるから「１２０°」ずらされて積層される。または、鉄心材１３は、所定枚数ごとに周方向に「１２０°」ずらされ、さらに表裏反転させて積層される。これにより、回転子鉄心も、鉄心材１３の板厚偏差の影響を極力受けにくいものとなる。
　また、図示はしないが、上述の回転子鉄心の所定の孔部２３に永久磁石を設け、シャフト挿入孔部２４にシャフトを設ける。これにより、回転子が得られる。さらに、固定子鉄心１のスロット２にコイルを設ける。これにより、固定子が得られる。そして、これら回転子と固定子とから、回転電機が得られる。
　上記した第１実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
　即ち、打抜き工程において鉄心材３が打ち抜かれる部分は、帯状の電磁鋼板である加工母材１２の幅方向に、「２以上の整数」であるｎ列、この場合、「ｎ＝２」で設定されているから２列に並んで配列されている。そして、耳出し部４ａが打ち抜かれる部分は、「一の列」の「隣の列」において長手方向に隣り合う鉄心材３，３が打ち抜かれる部分の間に位置する。これにより、「一の列」において耳出し部４ａが打ち抜かれる部分と「隣の列」において鉄心材３が打ち抜かれる部分との間に十分な距離を確保でき、加工母材１２から鉄心材３を打ち抜く場合において、「一の列」から鉄心材３を打ち抜く部分と「隣の列」から鉄心材３を打ち抜く部分とを極力近付けることができる。これにより、加工母材１２の幅方向の寸法を短くできる。さらに、加工母材１２の面積に占める鉄心材３の面積を大きくでき、加工母材１２から鉄心材３が打ち抜かれた後に残る残材１２´の量を少なくすることができる。従って、耳出し部４を有する鉄心材３を積層して固定子鉄心１を構成する場合に、その固定子鉄心１の材料の歩留まりの向上を図ることができる。
　また、耳出し部４ａが打ち抜かれる部分の近くに、「隣の列」において鉄心材３が打ち抜かれる部分が位置するので、耳出し部４ａが打ち抜かれる部分の周辺に発生する残材１２´の量を少なくすることができる。
　また、「ｍ」を奇数で設定することで、耳出し部４が鉄心材３の外周部に周方向に等間隔に位置するようにした。これにより、耳出し部４ｂは、鉄心材３の中心を基準として耳出し部４ａの周方向反対側には位置しないようになる。これにより、鉄心材３と加工母材１２の端部との間の寸法を短くすることができ、加工母材１２の幅方向の寸法を短くすることができる。
　また、加工母材１２から鉄心材３を打ち抜いた後に残る残材１２´は、互いに繋がって一体となる。そのため、残材１２´を、矢印Ａ方向である下流側に引っ張りやすい。これにより、打抜き工程中にプレス機によって送られる加工母材１２に「たるみ」が生じにくくなり、作業効率を高めることができる。
　さらに、鉄心材３に形成されているバリは、完成後の固定子鉄心１において軸方向内側に位置するようにした。これにより、固定子鉄心１からバリが突出することを防止することができる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態について、図５を参照して説明する。
　「ｍ」は、「２以上の整数」、好ましくは「３以上の奇数」、より好ましくは「３」で設定するとよい。以下、本実施形態では、「ｍ＝３」で設定した場合を説明する。また、本実施形態では、耳出し部４は、鉄心材３の外周部において周方向に等間隔に位置している。
　本実施形態は、加工母材１２から鉄心材３を打ち抜く位置が、第１実施形態と異なる。即ち、本実施形態の打抜き工程では、鉄心材３の耳出し部４ａが延びる方向は、加工母材１２の幅方向、この場合、鉄心材３の中心を通る線Ｗに対して、角度θ傾いている。
　具体的には、「一の列」、この場合、Ｐ列に含まれる耳出し部４ａが延びる方向、つまり、Ｐ列に含まれる鉄心材３の中心と耳出し部４ａとを結ぶ線が延びる方向は、鉄心材３の中心を通る線Ｗに対して角度θ下流に向かっている。この角度θは、「０°」を超え「２０°」以下であることが好ましく、より好ましくは、「５°」以上「１５°」以下で設定するとよい。また、Ｐ列に含まれる鉄心材３の耳出し部４ｂは、当該鉄心材３の外周部において耳出し部４ａから周方向に等間隔、この場合、「１２０°」離れたところに位置している。
　さらに、「一の列」の「隣の列」、この場合、Ｑ列に含まれる耳出し部４ａが延びる方向、つまり、Ｑ列に含まれる鉄心材３の中心と耳出し部４ａとを結ぶ線が延びる方向は、鉄心材３の中心を通る線Ｗに対して角度θ上流に向かっている。この角度θは、「０°」を超え「２０°」以下であることが好ましく、より好ましくは、「５°」以上「１５°」以下で設定するとよい。また、Ｑ列に含まれる鉄心材３の耳出し部４ｂも、当該鉄心材３の外周部において耳出し部４ａから周方向に等間隔、この場合、「１２０°」離れたところに位置している。
　本実施形態によれば、耳出し部４ｂは、第１実施形態に比べ、周方向に角度θずれる。そのため、加工母材１２の長手方向に沿って隣り合う鉄心材３，３の耳出し部４ｂ，４ｂが打ち抜かれる部分の間の寸法Ｂ´は、第１実施形態の「桟幅」である寸法Ｂよりも大きくなる。これにより、長手方向に隣り合う鉄心材３，３の間に発生する残材１２´の強度を、より一層高めることができる。
　また、加工母材１２の長手方向に隣り合う鉄心材３，３の耳出し部４ｂ，４ｂが打ち抜かれる部分の間の寸法Ｂ´を、「桟幅」である寸法Ｂに近付けるとよい。これにより、加工母材１２の長手方向の寸法を短くでき、加工母材１２の面積に占める鉄心材３の面積を大きくでき、加工母材１２から鉄心材３が打ち抜かれた後に残る残材１２´の量を少なくすることができる。これにより、耳出し部４を有する鉄心材３を積層して固定子鉄心１を構成する場合に、材料である加工母材１２の歩留まりを一層向上することができる。
　特に、角度θを、「０°」を超え「２０°」以下、より好ましくは「５°」以上「１５°」以下で設定するとよい。これにより、加工母材１２の長手方向に隣り合う鉄心材３，３の外周部と耳出し部４ｂとの間の寸法が「桟幅」である寸法Ｂよりもより一層大きくなる。また、隣り合う列の鉄心材３，３の間の寸法も「桟幅」である寸法Ｂよりもより一層大きくなる。これらの寸法が「桟幅」である寸法Ｂに近付くように、鉄心材３が打ち抜かれる部分を相互に近づけて配列する。これにより、加工母材１２の長手方向の寸法および幅方向の寸法をより一層短くでき、材料である加工母材１２の歩留まりを一層向上することができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態について、図６を参照して説明する。なお、図６では、左側を、打抜き工程において加工母材１２が流れる方向のうちの上流側とし、右側を、下流側とする。
　図６に示すように、鉄心材３１は、耳出し部３２の位置が、第１実施形態および第２実施形態の鉄心材３の耳出し部４の位置と異なる。即ち、第１実施形態の耳出し部４は、鉄心材３の外周部に、周方向に等間隔に形成されている。しかし、本実施形態の耳出し部３２は、周方向に隣り合う耳出し部３２，３２の間の長さが等間隔でない。
　本実施形態では、「ｍ＝３」で設定した場合、即ち、耳出し部３２が３個の場合について説明する。これら３個の耳出し部３２が延びる方向は、鉄心材３１の外周部の周方向に沿って、相互に角度α、角度β、角度γの間隔を有するように形成されている。ここで、角度α、角度β、角度γは、少なくとも１つの角度が他の角度と異なるように設定される。本実施形態では、全ての角度が異なる場合の例を開示しており、α＝１１０°、β＝１２０°、γ＝１３０°である。また、本実施形態の耳出し部３２のうち耳出し部３２ａが打ち抜かれる部分は、「隣の列」において長手方向に隣り合う鉄心材３，３が打ち抜かれる部分の間に位置している。また、耳出し部３２ｂは、耳出し部３２ａ以外の耳出し部３２である。この場合、耳出し部３２ａが延びる方向は、線Ｗが延びる方向に一致している。上述の角度αは、１つの鉄心材３１において２つの耳出し部３２ｂ，３２ｂが延びる方向がなす角度である。また、角度βは、耳出し部３２ａが延びる方向と、耳出し部３２ｂのうち上流側に位置する耳出し部３２ｂが延びる方向とがなす角度である。さらに、角度γは、耳出し部３２ａが延びる方向と、耳出し部３２ｂのうち下流側に位置する耳出し部３２ｂが延びる方向とがなす角度である。
　図示はしないが、これら耳出し部３２には、第１実施形態の孔部５と同様の孔部が形成される。
　次に、上記構成の鉄心材３１を積層して固定子鉄心を製造する手順について説明する。
　本実施形態の固定子鉄心の製造方法は、第１実施形態の固定子鉄心１の製造方法とほぼ同一である。
　即ち、打抜き工程では、加工母材１２から鉄心材３１が打ち抜かれる。
　積層工程では、鉄心材３１の板厚偏差を考慮し、「一の列」から得られた鉄心材３１を所定枚数積層し、さらに「隣の列」から得られた鉄心材３１を所定枚数積層する。このとき、積層方向において３つの耳出し部３２がそれぞれ一致するように、鉄心材３１を表裏反転して積層する。具体的には、鉄心材３１が図６に示す位置から打ち抜かれる場合、「一の列」から得られた鉄心材３１を所定枚数積層して、さらに「隣の列」から得られた鉄心材３１を表裏反転させて所定枚数積層する。
　これにより、図示しない固定子鉄心は、鉄心材３１のうち板厚の薄い部分、つまり、板厚が「Ｔ1」である側から得られた部分と、板厚の厚い部分、つまり、板厚が「Ｔ2」である側から得られた部分とが重なるようにして積層されるようになる。このようにして得られる固定子鉄心は、鉄心材３１の板厚偏差の影響を極力受けにくくなる。よって、固定子鉄心の軸方向の長さは、部位に依らずほぼ一定の長さとなる。また、鉄心材３１の積層工程では、鉄心材３１は、打抜き時に当該鉄心材３１の外周部分に形成されたバリが、完成後の固定子鉄心において軸方向内側に位置するように積層される。
　上記構成によれば、鉄心材３１の耳出し部３２の位置が周方向に等間隔に位置していない形状であっても、「一の列」から打ち抜かれる鉄心材３１の耳出し部３２ａが、「一の列」の「隣の列」において長手方向に隣り合う鉄心材３１，３１が打ち抜かれる部分の間に位置するようになる。これにより、第１実施形態と同様に、「一の列」において耳出し部３２ａが打ち抜かれる部分と「隣の列」において鉄心材３１が打ち抜かれる部分との間に十分な距離を確保することができ、加工母材１２から鉄心材３１を打ち抜く場合において、「一の列」から鉄心材３１を打ち抜く部分と「隣の列」から鉄心材３１を打ち抜く部分とを極力近付けることができる。これにより、加工母材１２の幅方向の寸法を短くできる。さらに、加工母材１２の面積に占める鉄心材３１の面積の割合が多くなり、打ち抜き後に発生する残材１２´の量を少なくでき、耳出し部３２を有する鉄心材３１を積層して構成される固定子鉄心の材料の歩留まりの向上を図ることができる。
　また、耳出し部３２の位置が周方向に等間隔に位置していない鉄心材３１においても、鉄心材３１に形成されているバリは、完成後の固定子鉄心において軸方向内側に位置するようにした。これにより、固定子鉄心からバリが突出することを防止することができる。
　以上のように、本実施形態の固定子鉄心の製造方法によれば、鉄心材が打ち抜かれる部分は、帯状の電磁鋼板である加工母材の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に並んで配列されている。そして、「一の列」に含まれる鉄心材の耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部が打ち抜かれる部分は、当該「一の列」の「隣の列」において長手方向に隣り合う鉄心材が打ち抜かれる部分の間に位置する。これにより、「一の列」において耳出し部が打ち抜かれる部分と「隣の列」において鉄心材が打ち抜かれる部分との間に十分な距離を確保することができ、加工母材のうち鉄心材が打ち抜かれる領域において、「一の列」に属する鉄心材が打ち抜かれる部分と「隣の列」に属する鉄心材が打ち抜かれる部分とを極力近付けることができる。これにより、加工母材の幅方向の寸法を短くできる。さらに、加工母材の面積に占める鉄心材の面積の割合が多くなり、打ち抜き後に発生する残材の量を少なくでき、耳出し部を有する鉄心材を積層して構成される固定子鉄心の材料の歩留まりの向上を図ることができる。
　なお、上述の各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　また、上述の実施形態では、「ｍ＝３」で設定した場合について詳細に説明した。しかし、「ｍ」を「２」で設定した場合、または、「ｍ」を「４以上の整数」で設定した場合であっても、鉄心材の耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部が打ち抜かれる部分を、第１実施形態において耳出し部４ａが打ち抜かれる部分に相当する配置とすることにより、加工母材から鉄心材が打ち抜かれる領域において、「一の列」から鉄心材が打ち抜かれる部分と「隣の列」から鉄心材が打ち抜かれる部分とを極力近付けることができる。また、耳出し部４ａと同様に配置された耳出し部が打ち抜かれる部分の周辺から発生する残材の量を少なくすることができる。
　電磁鋼板のうち鉄心材が打ち抜かれる部分は、電磁鋼板の幅方向に、「３以上の整数」であるｎ列に並べて配列してもよい。この場合には、３列以上のｎ列のうち少なくとも２列を、上述のＰ列およびＱ列と同様の配置とする。これにより、Ｐ列とＱ列との間において、打ち抜き後に発生する残材の量を少なくすることができる。
　連結部材の一例として結着管を開示した。しかし、連結部材は、これに限られるものではなく、例えば、ボルトおよびナットで構成してもよい。この場合、連結部材が挿入される孔部の開口は、ボルトを挿入可能な大きさに設定する。
　図１および図４には、一例として、Ｐ列を上側の列とし、Ｑ列を下側の列とした場合を開示した。しかし、Ｑ列を上側の列とし、Ｐ列を下側の列としてもよい。この場合も、同じ作用効果が得られる。
　第２実施形態において、耳出し部が延びる方向は、「一の列」と「隣の列」とで同じ方向に延びるように設定してもよい。
　第３実施形態では、角度α、角度β、角度γが全て異なる場合を開示した。しかし、例えば、α＝１１０°、β＝１２５°、γ＝１２５°などのように、角度α、角度β、角度γのうち少なくとも何れか１つの角度を他の角度と異なる角度に設定してもよい。

Claims (4)

  1. 　帯状の電磁鋼板から、円環状をなし、内周部に複数個のスロットを有し、円環状の外周部から径方向外側に突出する連結用の耳出し部を２以上の整数であるｍ個有する鉄心材を打ち抜く打抜き工程と、
    　多数枚の前記鉄心材を積層する積層工程と、
    を含み、
    　前記打抜き工程において、前記帯状の電磁鋼板のうち前記鉄心材が打ち抜かれる部分は、当該帯状の電磁鋼板の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に並んで配列されており、そのｎ列のうち一の列に含まれる前記鉄心材の前記耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部は、当該一の列の隣の列において長手方向に隣り合う前記鉄心材の間に位置することを特徴とする固定子鉄心の製造方法。
  2. 　前記隣の列において長手方向に隣り合う前記鉄心材の間に位置する前記鉄心材の前記耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部は、前記帯状の電磁鋼板の幅方向に対して、角度θ傾いた方向に延びていることを特徴とする請求項１記載の固定子鉄心の製造方法。
  3. 　前記角度θは、０°を超え２０°以下であることを特徴とする請求項２記載の固定子鉄心の製造方法。
  4. 　帯状の電磁鋼板から打ち抜かれた多数枚の鉄心材を積層して構成される固定子鉄心であって、
    　前記鉄心材は、円環状をなし、内周部に複数個のスロットを有し、円環状の外周部から径方向外側に突出する連結用の耳出し部を２以上の整数であるｍ個有しており、
    　前記帯状の電磁鋼板のうち前記鉄心材が打ち抜かれる部分は、当該帯状の電磁鋼板の幅方向に、２以上の整数であるｎ列に並んで配列されており、そのｎ列のうち一の列に含まれる前記鉄心材の前記耳出し部のうち少なくとも１個の耳出し部は、当該一の列の隣の列において長手方向に隣り合う前記鉄心材の間に位置しており、
    　この電磁鋼板から打ち抜かれた多数枚の前記鉄心材が積層されて構成されていることを特徴とする固定子鉄心。
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