WO2018147112A1 - 環状鉄心片及び環状鉄心 - Google Patents

Abstract

環状鉄心片の外周の輪郭の内側に収容できる環状鉄心片であって、外周に形成される凹部の個数が少ない環状鉄心片を提供する。外周部に開口する複数個の凹部（５）を備える環状鉄心片（１）において、凹部（５）は縮幅部（１１）と隆起部（８）を有し、縮幅部（１１）の横幅Ｗは、縮幅部（１１）よりも更に凹部（５）の底面側にある他の部位の横幅に比べて狭くされ、隆起部（８）は、凹部（５）の底面の一部が隆起して凹部（５）の開口端（６）に向けて突出している。

Description

環状鉄心片及び環状鉄心

　本発明は、環状鉄心片と、環状鉄心片を積層して構成される環状鉄心に関するものである。

　環状鉄心は、環状鉄心片を積層して構成されて、回転電機の電機子を構成する部品である。特許文献１に記載されているように、環状鉄心片は、プレス型を使って電磁鋼板から打ち抜かれて製造される。プレス型の下方には、電磁鋼板を間に挟んで保持する積層用金型（ダイ）が配置されている（特許文献１の図５（Ａ））。電磁鋼板から打ち抜かれた環状鉄心片は、積層用金型内で逐次積層されて、積層用金型内に保持される。

　しかしながら、近年、環状鉄心片は大径化、薄型化する傾向にある。そのため、環状鉄心片は剛性が低下する傾向にある。剛性の低い環状鉄心片が、積層用金型から面方向の力を受けると、環状鉄心片がうねるように変形することがある。その結果、環状鉄心片が部分的に積層用金型の上面から持ち上がって、以後の打ち抜きと積層が困難になることがある（特許文献１の図５（Ｂ））。あるいは、環状鉄心の寸法精度が悪くなることがある。

　特許文献１には、上記の問題を解決するために、環状鉄心片の外周に、一種のアリ溝として機能する凹部（線状凹部）を設け、積層用金型に凹部と係合する凸部（線状隆起部）を設けることが記載されている。該凹部を該凸部に係合させれば、環状鉄心片の変形が抑制されるので、積層工程の途中で積層ができなくなったり、環状鉄心の寸法精度が悪くなったりすることがない。つまり、特許文献１には、積層用金型が備える凸部に係合されて、環状鉄心片の変形を抑制する凹部を環状鉄心片の外周に設けることが記載されている。

　また、積層された環状鉄心片は、積層方向において隣接する環状鉄心片を相互に溶接して、結合される。特許文献２には、環状鉄心片の外周に凹部を形成し、該凹部の内部に該凹部の底部から隆起する隆起部を備えて、積層方向において隣接する環状鉄心片の隆起部を溶接する、環状鉄心の製造方法が記載されている。

　このように、環状鉄心片の外周に形成された凹部の中で溶接を行えば、溶着金属が環状鉄心の外側に突出することがないので、環状鉄心を回転電機のケーシングに嵌め込む際に、溶着金属がケーシングと干渉することがない。また、凹部の内部にあって凹部の底部から隆起する隆起部を溶接すれば、溶接熱影響部の範囲が限定されるので、溶接後に生じる環状鉄心の歪みを小さくすることができる。つまり、特許文献２には、溶接継手を環状鉄心片の外周の輪郭の内側に収容する凹部を環状鉄心片の外周に設けることが記載されている。また、凹部の中に隆起部を設けて、隆起部に溶接継手を形成することが記載されている。

日本国特開２０１３－１２３３４５号公報 日本国特開２００８－１４１９０４号公報

　本発明者は、環状鉄心片に特許文献１，２に記載の発明を適用して、積層用金型内での環状鉄心片の変形を抑制するとともに、溶着金属が環状鉄心の外側に突出しないようにした環状鉄心片を検討した。特許文献１，２の教示によれば、環状鉄心片の外周に、積層用金型が備える凸部に係合される凹部（以下、「係合用凹部」と言う）と、溶接継手を収容する凹部（以下、「溶接用凹部」と言う）を、それぞれ別個に設ける必要がある。その結果、環状鉄心片の外周に多数の凹部を備える必要がある。

　さて、一般に、環状鉄心は、回転電機の外殻を構成するケーシングに焼き嵌め固定される。ケーシングに焼き嵌め固定された環状鉄心は、ケーシングから、焼き嵌め圧力を受けるが、環状鉄心片の外周の凹部が形成された部位はケーシングに接触しないので、焼き嵌め圧力を受けない。そのため、環状鉄心片の外周に多数の凹部を設けると、焼き嵌め圧力を受ける範囲が狭くなるので、環状鉄心片の外周の凹部が形成されていない部位に焼き嵌め圧力が集中する。その結果、環状鉄心に変形や損傷が生じやすくなる。また、環状鉄心の変形や損傷を避けるために焼き嵌め代を小さくすると、つまり焼き嵌め圧力を小さくすると、ケーシングが環状鉄心を保持する保持力が低下する。このように、環状鉄心片の外周に多数の凹部を設けると、環状鉄心をケーシングに焼き嵌め固定することが難しくなるという問題が生じる。

　また、環状鉄心片の外周に凹部が形成されると、凹部が形成された部位においてヨークの幅が狭くなる。その結果、ヨークにおいて磁束が流れる領域、つまり磁路の幅が狭くなるので、回転電機（電動機、発電機）の効率が低下する。環状鉄心片の外周に形成される凹部の数が多くなると、つまり磁路の幅が狭められた部位の数が多くなると、効率が大きく低下する。そのため、回転電動機においては発生トルクが低下し、回転発電機においては発生電力が低下する。このように、環状鉄心片の外周に多数の凹部を設けると、回転電機の効率が低下するという問題も生じる。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、積層用金型内での環状鉄心片の変形を抑制することができるとともに、溶接継手を環状鉄心片の外周の輪郭の内側に収容できる環状鉄心片であって、外周に形成される凹部の個数が少ない環状鉄心片を提供するものである。また、該環状鉄心片を積層してなる環状鉄心を提供するものである。

　上記課題を解決するために、本発明に係る環状鉄心片は、外周部に開口する複数個の凹部を備える環状鉄心片において、凹部は隘路部と隆起部を有し、隘路部の横幅は、隘路部よりも更に凹部の底面側にある他の部位の横幅に比べて狭くされ、隆起部は、凹部の底面の一部が隆起して凹部の開口端に向けて突出していることを特徴とするものである。

　隆起部の頂点は、凹部の内部にあって、開口端から離隔した位置に形成されているようにしても良い。

　隘路部は、凹部の開口端に形成されているようにしても良い。

　隘路部は、凹部の開口端から離隔した位置に形成されているようにしても良い。

　凹部の輪郭が、連続する曲線で構成されているようにしても良い。

　凹部の輪郭が、直線のみで構成されているようにしても良い。

　本発明に係る環状鉄心は、前記のいずれかの環状鉄心片を積層して構成されているものである。

　本発明に係る環状鉄心片は、外周部に開口する複数個の凹部を備える環状鉄心片において、凹部は隘路部を有し、隘路部の横幅は、隘路部よりも更に凹部の底面側にある他の部位の横幅に比べて狭くされ、複数個の凹部のうち少なくとも１個の凹部は、その形状が他の凹部と異なることを特徴とするものである。

　積層方向に隣接する環状鉄心片の隆起部同士が溶接されているようにしても良い。

　本発明に係る環状鉄心片の外周部に開口する複数個の凹部は隘路部を備えているので、積層用金型が備える凸部に該凹部を係合させて、積層用金型で環状鉄心片を固定しながら積層することによって、環状鉄心片に引っ張り力を与えて、積層用金型内での環状鉄心片の変形（うねりや弛み）を抑制することができる。また、該凹部は隆起部を備えていて、環状鉄心片を積層した後で、積層方向に隣接する環状鉄心片の隆起部同士を溶接して、環状鉄心片を結合するようにすれば、溶接継手を該凹部の中に収容することができる。このように、本発明に係る環状鉄心片が備える凹部は、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。そのため、本発明によれば、環状鉄心片の外周に、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備える必要がないので、環状鉄心片の外周に開口する凹部の個数を少なくすることができる。

　そして、本発明によれば、環状鉄心片の外周部に開口する凹部の個数を少なくすることができるので、環状鉄心をケーシングに焼き嵌め固定する場合に、環状鉄心に加わる焼き嵌め力をより広い範囲に分散させることができる。そのため、焼き嵌め力による環状鉄心の変形や損傷を生じにくくすることができる。あるいは、環状鉄心において許容される焼き嵌め力を大きくすることができるので、環状鉄心をケーシングに強固に固定することができる。その結果、環状鉄心のケーシングへの焼き嵌め固定が容易になる。

　また、本発明によれば、係合用凹部及び溶接用凹部が別個に形成されるのではなく、係合用凹部及び溶接用凹部の機能を兼ね備える凹部が形成されるので、磁路の幅が狭められる部位の数を減らすことができる。

本発明の実施形態に係る環状鉄心片の外形を示す平面図である。 図１に記載の環状鉄心片が備える凹部の外形を拡大して示す平面図である。 本発明の第１の変形例に係る環状鉄心片が備える凹部の外形を拡大して示す平面図である。 本発明の第２の変形例に係る環状鉄心片が備える凹部の外形を拡大して示す平面図である。 本発明の第３の変形例に係る環状鉄心片が備える凹部の外形を拡大して示す平面図である。 本発明の実施形態に係る環状鉄心の外形を示す平面図である。 本発明の第４の変形例に係る環状鉄心片が備える凹部の外形を拡大して示す平面図である。 本発明の第５の変形例に係る環状鉄心片の外形を示す平面図である。

　以下、適宜、図面を参照して、本発明の具体的な実施形態を説明する。

　（環状鉄心片）
　図１は、本発明の実施形態に係る環状鉄心片１の外形を示す平面図である。環状鉄心片１は、複数枚が積層されて環状鉄心２（図１において、図示せず）を構成する部材であって、電磁鋼板の薄板を打ち抜き加工して製造される。図１に示すように、環状鉄心片１は、環状鉄心片１の外郭を構成するヨーク３と、ヨーク３の内径側に突出する４８個のティース４を備えている。

　ヨーク３の外周には、４個の凹部５が形成されている。凹部５は、ヨーク３の外周の円周方向に等間隔に配置されている。つまり、環状鉄心片１の回転中心ＣＰを基準とする中心角で説明すると、凹部５は中心線ＣＬが中心角０°、９０°、１８０°及び２７０°の位置にあるように配置されている。

（凹部）
　図２は、凹部５を示す環状鉄心片１の拡大平面図である。以下において、図２に示すように、凹部５における、ヨーク３の外周の輪郭と重なる部分を開口端６と呼ぶ。開口端６とは、凹部５における、凹部５がなければヨーク３の外周の輪郭が存在していたはずの仮想的な輪郭線である。開口端６は、ヨーク３の直径とその中心点から容易に描くことができる。凹部５の最奥部、つまり、凹部５における、ヨーク３の外周の輪郭から最も遠い部分を底部７と呼ぶ。凹部５の内部には、隆起部８があって、隆起部８は底部７から開口端６に向かって突出している。つまり、隆起部８の輪郭は底部７から隆起している。隆起部８の頂点９は、開口端６から深さＤだけ離れた位置にある。なお、深さＤは、隆起部８を溶接した後に形成される溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がらないように決定されている。そのため、溶着金属１０は、開口端６の外側には突出しない。

　なお、凹部５の底部７には、複数の径方向内側に突出する部位があってもよい。凹部５の底部７に同じ形状の突出する部位を複数個設けてもよい。例えば、凹部５の底部７の全体をのこぎりの刃のようなギザギザの形状や波打つ形状としてもよい。この場合、それぞれの突出する部位が隆起部８である。あるいは、凹部５の底部７には突出長さの異なる複数の突出する部位を設けてもよい。この場合、複数の径方向内側に突出する部位のうち、最も突出長さの大きい部位を隆起部８としてもよい。

　凹部５の輪郭は、底部７のみが直線で構成されていて、その他の部分は曲線で構成されている。そして、凹部５の輪郭を構成する直線と曲線は滑らかに接続されている。また、凹部５の輪郭は、中心線ＣＬに対して左右対称である。要するに、凹部５の輪郭は、滑らかに連続する曲線及び直線で構成されていて、中心線ＣＬに対して左右対称な形状を備えている。なお、凹部５は、図１に示すように、中心線ＣＬが環状鉄心片１の回転中心ＣＰを通るように配置されている。また、凹部５の横幅Ｗは、中心線ＣＬに直交する方向で測った凹部５の相対する輪郭線の間隔を指す。

　図２に示すように、凹部５の横幅Ｗは、開口端６から底部７に向かうに従って徐々に狭くなり、縮幅部１１において最も狭くなっている。そして凹部５の横幅Ｗは、縮幅部１１を超えて底部７に近付くと、徐々に広くなり、拡幅部１２において最も広くなっている。縮幅部１１における凹部５の横幅Ｗの大きさをＷ１１とする。拡幅部１２における凹部５の横幅Ｗの大きさをＷ１２とする。

　開口端６における凹部５の横幅Ｗの大きさをＷ６とすると、Ｗ６、Ｗ１１、Ｗ１２の間には、以下のような関係が成り立っている。
　　　　　Ｗ６＞Ｗ１１， Ｗ１１＜Ｗ１２

　上述したように、拡幅部１２は縮幅部１１よりも更に開口端６から径方向の内側に離隔した位置にあって、拡幅部１２の横幅Ｗの大きさＷ１２は、縮幅部１１の横幅Ｗの大きさＷ１１よりも大きい。このように、縮幅部１１の横幅Ｗ１１は、縮幅部１１よりも更に凹部５の奥に入った位置にある他の部位、つまり、拡幅部１２の横幅Ｗ１２よりも小さいので、縮幅部１１は凹部５における隘路部に相当する。

　図示しない積層用金型は、凹部５と同一の輪郭を有する凸部を備えている。凹部５をこの凸部に係合させた場合に、仮に、この凸部から遠ざかる方向に環状鉄心片１を引っ張って、凹部５と凸部の係合を解こうとすると、凸部は縮幅部１１つまり隘路部を通過することができない。このように、凹部５は一種のアリ溝として機能する。そのため、環状鉄心片１の変形は該凸部によって拘束され、その結果、積層用金型内での環状鉄心片１の変形が抑制される。したがって、凹部５は係合用凹部として機能する。

　なお、縮幅部１１は凹部５において横幅Ｗが最小になる部位には限定されない。拡幅部１２よりも更に開口端６から離隔した位置に、横幅ＷがＷ１１よりも小さい部位が形成されていても良い。この場合であっても、Ｗ１１＜Ｗ１２の関係は保たれるので、凹部５は係合用凹部として機能する。また、拡幅部１２は凹部５において横幅Ｗが最大になる部位には限定されない。例えば、Ｗ６がＷ１１よりも大きくされていても良い。この場合も、Ｗ１１＜Ｗ１２の関係は保たれるので、凹部５は係合用凹部として機能する。

　また、前述したように、凹部５は、底部７から隆起する隆起部８を備えている。隆起部８の頂点９は、凹部５の内部にあって、開口端６から離隔した位置にある。開口端６から測った頂点９の深さＤは、隆起部８を溶接した後に形成される溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がらないように決定されている。例えば、深さＤは０．０～０．５ｍｍであり、好ましくは０．１～０．３ｍｍである。
　そのため、積層方向に隣接する環状鉄心片１の隆起部８同士を溶接して、環状鉄心片１を結合する場合に、溶着金属１０が環状鉄心片１の外周の外側に突出することがない。環状鉄心２を図示しないケーシングに嵌め込む場合に、溶着金属がケーシングと干渉することがない。このように、積層された環状鉄心片１を相互に結合する溶接継手が、凹部５の内部に収容されるので、凹部５は溶接用凹部として機能する。

　このように、凹部５は、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。仮に、環状鉄心片１に、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備えるとすれば、それぞれ４個、合計８個の係合用凹部と溶接用凹部を備える必要がある。これに対して、環状鉄心片１においては、４個の凹部５を備えるだけで、同等の機能を実現することができる。

（変形例）
　環状鉄心片１が備える凹部５の形状は、図２に図示されたものには限定されない。凹部５には、さまざまな変形例が想定される。以下、凹部５の変形例の一部を例示する。

（第１の変形例）
　図３は、本発明の第１の変形例に係る環状鉄心片１の凹部５を拡大して示す環状鉄心片１の平面図である。図３に示すように、第１の変形例に係る凹部５も、前記実施形態に係る凹部５と同様に、隆起部８と縮幅部１１と拡幅部１２を備えている。ただし、第１の変形例に係る凹部５の輪郭は、連続する複数個の曲線だけで構成されている点で、つまり、輪郭に直線部分が含まれていない点で、前記実施形態に係る凹部５と異なる。

　しかしながら、第１の変形例に係る凹部５においても、開口端６、縮幅部１１、拡幅部１２の横幅Ｗの大きさ、つまり、それぞれＷ６、Ｗ１１、Ｗ１２について、以下のような関係が成り立つ。
　　　　　Ｗ６＞Ｗ１１，Ｗ１１＜Ｗ１２

　したがって、第１の変形例に係る凹部５も、縮幅部１１において隘路部が形成されている。そのため、第１の変形例に係る凹部５は一種のアリ溝として機能する。つまり第１の変形例に係る凹部５も係合用凹部として機能する。

　第１の変形例に係る凹部５も、底部７から隆起する隆起部８を備えていて、隆起部８の頂点９は、凹部５の内部にあって、開口端６から離隔した位置にある。開口端６から測った頂点９の深さＤは、隆起部８を溶接した後に形成される溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がらないように決定されている。そのため、積層方向に隣接する環状鉄心片１の隆起部８同士を溶接して環状鉄心片１を結合する場合に、溶着金属１０が環状鉄心片１の外周の外側に突出することがない。このように、積層された環状鉄心片１を相互に結合する溶接継手が、凹部５の内部に収容されるので、第１の変形例に係る凹部５は溶接用凹部として機能する。

　このように、第１の変形例に係る凹部５も、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。仮に、環状鉄心片１に、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備えるとすれば、それぞれ４個、合計８個の係合用凹部と溶接用凹部を備える必要があるが、第１の変形例に係る環状鉄心片１においては、４個の凹部５を備えるだけで、同等の機能を実現することができる。

（第２の変形例）
　図４は、本発明の第２の変形例に係る環状鉄心片１の凹部５を示す環状鉄心片１の平面図である。図４に示すように、第２の変形例に係る凹部５も、前記実施形態に係る凹部５と同様に、隆起部８と縮幅部１１と拡幅部１２を備えている。ただし、第２の変形例に係る凹部５の輪郭は、直線だけで構成されている点で、前記実施形態及び第１の変形例に係る凹部５と異なる。

　しかしながら、第２の変形例に係る凹部５においても、開口端６、縮幅部１１、拡幅部１２の横幅Ｗの大きさ、つまり、それぞれＷ６、Ｗ１１、Ｗ１２について、以下のような関係が成り立つ。
　　　　　Ｗ６＞Ｗ１１，Ｗ１１＜Ｗ１２

　したがって、第２の変形例に係る凹部５も、縮幅部１１において隘路部が形成されている。そのため、第２の変形例に係る凹部５は一種のアリ溝として機能する。つまり第２の変形例に係る凹部５は係合用凹部として機能する。

　第２の変形例に係る凹部５も、底部７から隆起する隆起部８を備えていて、隆起部８の頂点９は、凹部５の内部にあって、開口端６から離隔した位置にある。そして、開口端６から測った頂点９の深さＤは、隆起部８を溶接した後に形成される溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がらないように決定される。そのため、積層方向に隣接する環状鉄心片１の隆起部８同士を溶接して、環状鉄心片１を結合する場合に、溶着金属１０が環状鉄心片１の外周の外側に突出することがない。このように、積層された環状鉄心片１を相互に結合する溶接継手が、凹部５の内部に収容されるので、第２の変形例に係る凹部５は溶接用凹部として機能する。

　このように、第２の変形例に係る凹部５も、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。仮に、環状鉄心片１に、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備えるとすれば、それぞれ４個、合計８個の係合用凹部と溶接用凹部を備える必要があるが、第２の変形例に係る環状鉄心片１においては、４個の凹部５を備えるだけで、同等の機能を実現することができる。

（第３の変形例）
　図５は、本発明の第３の変形例に係る環状鉄心片１の凹部５を示す環状鉄心片１の平面図である。前記実施形態と前記第１及び第２の変形例においては、開口端６から離隔した位置にある縮幅部１１に隘路部が形成される例を示したが、隘路部が形成される部位は、開口端６から離隔した位置にある部位には限定されない。図５に示すように、開口端６における凹部５の横幅Ｗ６を、底部７における横幅Ｗ７より小さくすれば、開口端６に隘路部が形成される。そのため、凹部５を一種のアリ溝として機能させることができる。つまり第３の変形例に係る凹部５は係合用凹部として機能する。

　第３の変形例に係る凹部５も、底部７から隆起する隆起部８を備えていて、隆起部８の頂点９は、凹部５の内部にあって、開口端６から離隔した位置にある。そして、開口端６から測った頂点９の深さＤは、隆起部８を溶接した後に形成される溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がらないように決定される。そのため、積層方向に隣接する環状鉄心片１の隆起部８同士を溶接して、環状鉄心片１を結合する場合に、溶着金属１０が環状鉄心片１の外周の外側に突出することがない。このように、積層された環状鉄心片１を相互に結合する溶接継手が、凹部５の内部に収容されるので、第３の変形例に係る凹部５は溶接用凹部として機能する。

　このように、第３の変形例に係る凹部５も、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。仮に、環状鉄心片１に、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備えるとすれば、それぞれ４個、合計８個の係合用凹部と溶接用凹部を備える必要があるが、第３の変形例に係る環状鉄心片１においては、４個の凹部５を備えるだけで、同等の機能を実現することができる。

（環状鉄心）
　図６は、図１に記載の環状鉄心片１を積層方向に積層して構成した環状鉄心２の平面図である。環状鉄心２は図１に記載の環状鉄心片１を積層して構成される。そして、凹部５の内部に形成された隆起部８において溶接がなされる。つまり、積層方向に隣接する環状鉄心片１の隆起部８同士が溶接されて、環状鉄心片１が相互に結合されている。その結果、図６に示すように、隆起部８に溶着金属１０が形成される。前述したように、隆起部８は溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がらないように、開口端６から離して形成されているので、溶着金属１０が開口端６を超えて盛り上がることがない。そのため、環状鉄心２を図示しないケーシングに嵌め込む際に、溶着金属１０がケーシングと干渉することがない。

　また、前述したように、環状鉄心片１の凹部５は、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。仮に、環状鉄心片１に、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備えるとすれば、それぞれ４個、合計８個の係合用凹部と溶接用凹部を備える必要があるが、環状鉄心片１においては、４個の凹部５を備えるだけで、同等の機能を実現している。そのため、環状鉄心２の外周に形成される凹部５の個数は、係合用凹部と溶接用凹部を、それぞれ別個に備える場合の半分で済んでいる。そのため、環状鉄心２を図示しないケーシングに焼き嵌め固定する場合に、環状鉄心２の焼き嵌め圧力を受ける範囲を広く取ることができる。そのため、焼き嵌め力を広い範囲で受けるので、環状鉄心２に生じる応力を小さくなり、環状鉄心２における変形や損傷の発生を抑制することができる。また、環状鉄心２において許容される焼き嵌め力を大きくすることができる。その結果、環状鉄心２をケーシングに容易かつ強固に固定することができる。

　また、上記実施形態に示した環状鉄心２のヨーク３が備える凹部５は、係合用凹部と溶接用凹部の機能を兼ね備えている。そのため、環状鉄心２は、凹部５の数を従来品の半分で済ますことができるので、磁路の幅が狭められる部位の数が減少する。したがって、従来品に変えて、上記実施形態に示した環状鉄心片１を積層して環状鉄心２を構成すれば、環状鉄心２を備える回転電機の効率が向上する。その結果、回転電動機においては発生トルクが大きくなり、回転発電機においては発生電力が大きくなる。

　以上、説明したように、上記実施形態及び変形例に係る環状鉄心片１が備える凹部５は、係合用凹部としての機能と、溶接用凹部としての機能を兼ね備えている。そのため、環状鉄心片１は、係合用凹部と溶接用凹部をそれぞれ別個に備える場合に比べて、凹部５の個数を少なくすることができる。環状鉄心２は、係合用凹部と溶接用凹部をそれぞれ別個に備える場合に比べて、凹部５の個数が少ないので、環状鉄心２を図示しないケーシングに焼き嵌め固定する場合に、焼き嵌め力を広い範囲で受けることができる。そのため、環状鉄心２における変形や損傷の発生を抑制することができる。環状鉄心２において許容される焼き嵌め力を大きくして、環状鉄心２をケーシングに強固に固定することができる。

　なお、本発明の技術的範囲は、上記実施形態と変形例によっては限定されない。本発明は、特許請求の範囲に記載された技術的思想の限りにおいて、自由に、変形、応用、及び改良して実施することができる。

　例えば、環状鉄心片１が備える凹部５の個数は、特に限定されない。２個、３個、あるいは５個以上であっても良い。もっとも、環状鉄心２の変形や損傷の発生を抑制し、環状鉄心２において許容される焼き嵌め力を大きくするためには、凹部５の個数を少なくすることが望ましい。

　図１おいて、凹部５の中心線ＣＬが、環状鉄心片１の回転中心ＣＰを基準とする中心角が９０°ピッチで配列される例を示したが、環状鉄心片１は、環状鉄心片１の円周上において、凹部５が等間隔に配置されたものには限定されない。環状鉄心片１の円周上における凹部５の間隔は、打ち抜きレイアウトの都合により、異なっていても良い。例えば、凹部５の中心線ＣＬの環状鉄心片１の回転中心ＣＰを基準とする中心角が、０°、８５°、１８０°、２６５°になるように、凹部５が配列されても良い。

　図２～図５において図示した凹部５の輪郭の形状は例示であって、凹部５の輪郭の形状は、これらによっては限定されない。凹部５の輪郭は、連続した滑らかな曲線のみで構成されていても良いし、凹部５の輪郭に屈曲点が含まれていても良いし、凹部５の輪郭は直線のみで構成されていても良い。凹部５の輪郭は、曲線のみで構成されていても良いし、曲線と直線で構成されていても良い。

　また、図２と図３においては、凹部５の輪郭が、主として曲線で構成された例を示したが、凹部５の輪郭を主として直線で構成して、２直線が繋がる角部に丸みを与えるようにしても良い。あるいは、角部に面取り加工を加えても良い。図４と図５に示した凹部５の輪郭において、角部に丸みを与えるようにしても良いし、角部に面取り加工を加えても良い。なお、角部に施す面取り加工は、傾斜角４５°のＣ面取りであっても良い。

　また、凹部５の大きさは、設計上、任意に選択されるものであって、特に限定されない。ただし、凹部５の機械的な性能を確保するためには、つまり、凹部５が係合用凹部と溶接用凹部として機能するようにするためには、凹部５には、ある程度以上の大きさが要求される。一方、環状鉄心２の電磁気学的な性能を確保するためには、つまり、ヨーク３において必要な磁路の幅を確保するためには、凹部５の大きさ、特に凹部５の深さは小さい方が望ましい。したがって、凹部５の大きさは、凹部５の機械的な性能と環状鉄心２の電磁気学的な性能をトレードオフすることによって決定される。

　また、図２～図５においては、凹部５が中心線ＣＬに対して左右対称な形状である例を示したが、凹部５は中心線ＣＬに対して左右対称な形状には限定されない。凹部５は中心線ＣＬに対して左右非対称な形状であっても良い。

　凹部５において、隘路部が形成される位置は、開口端６と底部７の間の中間の任意の位置を選ぶことができる。ただし、底部７に隘路部が形成されることはない。つまり、底部７以外の任意の位置に隘路部を形成することができる。

　凹部５は、複数個の隘路部を備えていても良い。例えば、ある位置に第１の隘路部が形成されていて、第１の隘路部よりも開口端６から遠い部位に、第１の隘路部よりも横幅Ｗが大きい第１の拡幅部１２が形成され、第１の拡幅部１２よりも開口端６から遠い部位に、第１の拡幅部１２よりも横幅Ｗが小さい第２の隘路部が形成され、第２の隘路部よりも更に開口端６から遠い部位に、第２の隘路部よりも横幅Ｗが大きい第２の拡幅部１２が形成されるようにしても良い。

　凹部５が備える隘路部は、凹部５の深さ方向に長さを有していても良い。例えば、図４に示すように、凹部５の横幅Ｗが縮幅部１１の横幅Ｗ１１に等しい部位が凹部５の深さ方向に連続している場合、横幅Ｗが横幅Ｗ１１に等しい部位の全てが隘路部に該当する。

　図２～図５において、隆起部８の頂点９が、開口端６から深さＤだけ離れた位置にある例を示したが、隆起部８は、凹部５の外に突出しないものには限定されない。図７に示すように、隆起部８の頂点９は、凹部５の外側、つまり開口端６の外側に僅かに突出していても良い。隆起部８の突出高さを適切に設定すれば、溶接の過程で隆起部８の一部が溶けて隆起部８周辺に付着し、隆起部８が開口端６の外側に突出しなくなる。

　環状鉄心片１は、全ての凹部５が同一の形状を備えるものには限定されない。図８に示すように、環状鉄心片１が備える複数個の凹部５のうち少なくとも１個の凹部５１の形状が他の凹部５の形状と異なるようにしても良い。例えば、凹部５の幅若しくは深さを変更することによって、あるいは凹部５内に切り欠き若しくは突起を追加することによって、当該凹部５の形状が他の凹部５の形状と異なるようにしても良い。図８においては、凹部５１の幅が他の凹部５の幅より大きい。このようにすれば、転積の境界を識別する転積確認、あるいは多列取りの電磁鋼板から打ち抜き列を識別する列識別が容易になる。複数の金型を使用して環状鉄心片１を製造する場合に、その環状鉄心片１がどの金型で打ち抜かれたかを容易に判別できる。

　図１及び図６に示した環状鉄心片１と環状鉄心２の形状は例示である。特に、環状鉄心片１と環状鉄心２が備えるティース４の形状と個数は、図１，６に示すものには限定されない。環状鉄心片１と環状鉄心２は、図１，６に図示されていない形状的な特徴を備えていても良い。

　積層方向に隣接する環状鉄心片１を溶接する溶接方法は、特に限定されない。環状鉄心片１はＴＩＧ溶接で溶接されても良いし、レーザー溶接が適用されても良い。あるいは、その他の溶接方法が適用されても良い。

　また、上記実施形態においては、環状鉄心２がケーシングに焼き嵌め固定される例を示したが、環状鉄心２は、ケーシングに焼き嵌め固定されるものには限定されない。環状鉄心２はケーシングにボルト止めされるものであっても良い。例えば、環状鉄心２の外周の更に外側に突出する部位を複数個、備えて、該部位にボルト挿通孔を形成して、ボルト挿通孔に挿通させたボルトをケーシングに螺合させるようにしても良い。

　また、凹部５は、隆起部８を備えないものであってもよい。そして、環状鉄心片１が備える複数個の凹部５のうち少なくとも１個の凹部５の形状が他の凹部５の形状と異なるようにしても良い。例えば、凹部５の幅若しくは深さを変更することによって、あるいは凹部５内に切り欠き若しくは突起を追加することによって、当該凹部５の形状が他の凹部５の形状と異なるようにしても良い。このようにすれば、転積の境界を識別する転積確認、あるいは多列取りの電磁鋼板から打ち抜き列を識別する列識別が容易になる。複数の金型を使用して環状鉄心片１を製造する場合に、その環状鉄心片１がどの金型で打ち抜かれたかを容易に判別できる。

　本出願は、2017年2月10日出願の日本特許出願（特願2017－022766）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、積層用金型内での環状鉄心片の変形を抑制することができるとともに、溶接継手を環状鉄心片の外周の輪郭の内側に収容できる環状鉄心片であって、外周に形成される凹部の個数が少ない環状鉄心片が提供される。

　１　環状鉄心片
　２　環状鉄心
　３　ヨーク
　４　ティース
　５　凹部
　６　開口端
　７　底部
　８　隆起部
　９　頂点
１０　溶着金属
１１　縮幅部
１２　拡幅部

Claims (9)

1. 　外周部に開口する複数個の凹部を備える環状鉄心片において、
   　前記凹部は隘路部と隆起部を有し、
   　前記隘路部の横幅は、前記隘路部よりも更に前記凹部の底面側にある他の部位の横幅に比べて狭くされ、
   　前記隆起部は、前記凹部の底面の一部が隆起して前記凹部の開口端に向けて突出していることを特徴とする環状鉄心片。
2. 　前記隆起部の頂点は、前記凹部の内部にあって、前記開口端から離隔した位置に形成されていることを特徴とする、
   　請求項１に記載の環状鉄心片。
3. 　前記隘路部は、前記凹部の前記開口端に形成されていることを特徴とする、
   　請求項１又は請求項２に記載の環状鉄心片。
4. 　前記隘路部は、前記凹部の前記開口端から離隔した位置に形成されていることを特徴とする、
   　請求項１又は請求項２に記載の環状鉄心片。
5. 　前記凹部の輪郭が、連続する曲線で構成されていることを特徴とする、
   　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の環状鉄心片。
6. 　前記凹部の輪郭が、直線のみで構成されていることを特徴とする、
   　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の環状鉄心片。
7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の環状鉄心片を積層して構成されている環状鉄心。
8. 　積層方向に隣接する前記環状鉄心片の前記隆起部同士が溶接されて結合されている、
   　請求項７に記載の環状鉄心。
9. 　外周部に開口する複数個の凹部を備える環状鉄心片において、
   　前記凹部は隘路部を有し、
   　前記隘路部の横幅は、前記隘路部よりも更に前記凹部の底面側にある他の部位の横幅に比べて狭くされ、
   　前記複数個の凹部のうち少なくとも１個の凹部は、その形状が他の凹部と異なることを特徴とする環状鉄心片。
    

Images