特許 6763796 積層鉄心の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6763796

(24)【登録日】2020年9月14日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】積層鉄心の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20200917BHJP

   H02K 1/12 20060101ALI20200917BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 F

   H02K1/12 A

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-17525(P2017-17525)

(22)【出願日】2017年2月2日

(65)【公開番号】特開2018-125998(P2018-125998A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年11月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】赤塚 剛之

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−２２０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−１７１１０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２４６４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５１９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０１９８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１１８８７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−１３６４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４５７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００５８３１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｈ０２Ｋ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄板状の鉄心片を積層して形成される積層鉄心の製造方法であって、
径方向内側に窪んだ溶接部が外周側の複数箇所に形成されている複数の前記鉄心片を、前記溶接部の位置を合わせて積層する積層工程と、
積層された前記鉄心片の外周面に前記溶接部によって形成される溶接溝に、溶接を施す溶接部位を露出させつつ表面に接触して当該溶接溝を覆うカバー部材を取り付ける取り付け工程と、
前記カバー部材を取り付けた状態で前記溶接部位に溶接ビードを形成することにより溶接する溶接工程と、
を含むことを特徴とする積層鉄心の製造方法。

【請求項2】

前記溶接工程では、前記鉄心片以外の磁性部材を外部から供給し、シールドガスで前記磁性部材を覆いながら前記磁性部材を溶融させて前記溶接ビードを形成することを特徴とする請求項１記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項3】

前記溶接工程後に、前記カバー部材を前記溶接溝から取り外す取り外し工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項4】

前記溶接工程後に、前記カバー部材の表面に気体を吹き付け、当該カバー部材を冷却および清掃する冷却清掃工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項5】

前記カバー部材は、前記溶接溝に接する先端部が当該溶接溝の形状に対応した形状に形成されており、前記溶接溝の幅方向において少なくとも一部が当該溶接溝に面接触した状態で取り付けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項6】

前記カバー部材は、前記溶接部位に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項7】

前記カバー部材は、溶接が開始される側の端部に前記溶接部位からの距離が広がった逃げ部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項8】

前記カバー部材は、銅材料、銅合金材料、銅メッキ材料、金メッキ材料、銀メッキ材料、錫メッキ材料、クロームメッキ材料、あるいは、各材料の組み合わせにより形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、薄板状の鉄心片を積層して形成される積層鉄心の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、薄板状の鉄心片を積層して形成された固定子鉄心等の積層鉄心が知られている。このような固定子鉄心では、積層した鉄心片を例えば特許文献１に開示されているような溶接やカシメ等により固定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−８７３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、鉄心片を溶接する際には、溶接中に飛散したスラグや金属粒等のスパッタが発生する可能性がある。そして、飛散したスパッタが固定子鉄心に付着すると、後工程となる巻線工程やワニス含浸工程において異物として混入するおそれがあること等から、溶接工程後にスパッタを除去する作業が必要になる。
そこで、スパッタの付着を抑制することができる積層鉄心の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の積層鉄心の製造方法は、薄板状の鉄心片を積層して形成される積層鉄心の製造方法であって、径方向内側に窪んだ溶接部が外周側の複数箇所に形成されている複数の前記鉄心片を、前記溶接部の位置を合わせて積層する積層工程と、積層された前記鉄心片の外周面に前記溶接部によって形成される溶接溝に、溶接を施す溶接部位を露出させつつ当該溶接溝を覆うカバー部材を取り付ける取り付け工程と、前記カバー部材を取り付けた状態で前記溶接部に溶接ビードを形成することにより溶接する溶接工程と、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態による固定子鉄心の製造工程の流れを示す図

【図2】鉄心片の形状の一例を模式的に示す図

【図3】溶接部の形状の一例を模式的に示す図

【図4】鉄心片を積層した積層体の一例を模式的に示す図

【図5】カバー部材の取り付け態様の一例を模式的に示す図

【図6】カバー部材の形状の一例を模式的に示す図

【図7】逃げ部の形状の一例を模式的に示す図

【図8】溶接態様の一例を模式的に示す図

【図9】固定子鉄心の一例を模式的に示す図

【図10】第２実施形態によるカバー部材の取り付け態様の一例を模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に共通する部位には同一の符号を付して説明する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図９を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における積層鉄心としての固定子鉄心１（図９参照）の製造工程の流れの概略を示している。固定子鉄心１の製造工程では、まず鉄心片２（図３参照）の打ち抜きが行われる（Ｓ１)。このＳ１の工程は、打ち抜き工程に相当する。

【0008】

打ち抜き工程では、周知のように、薄い帯状の電磁鋼板を図示しないプレス機により環状に打ち抜くこと等によって鉄心片２を形成する。このとき、電磁鋼板は、例えばシリコン含有量が比較的高く、高周波特性を改善するために板厚が比較的薄く形成されているもの等を採用することができる。また、電磁鋼板は、周知のようにその表面が絶縁皮膜によって覆われている。

【0009】

図２は、プレス機によって打ち抜かれた鉄心片２の形状の一態様を模式的に示している。本実施形態の場合、鉄心片２は、概ね円環状且つ薄板状に形成され、その外周側に、固定子鉄心１を固定するための貫通孔３ａを有する複数の固定部３と、後述する溶接溝１０（図４参照）を形成する複数の溶接部４とが形成されている。本実施形態では、固定部３は、鉄心片２の周方向に均等な位置に３箇所、溶接部４は、鉄心片２の周方向に均等な位置に６箇所設けられている。

【0010】

また、鉄心片２は、その内周側に、図示しない回転子を収容するための中空部５と、中空部５側に開口し、図示しない巻線を収容するための複数のスロット６とが形成されている。なお、溶接部４の数や位置、固定部３の数や位置あるいは形状、およびスロット６の数や位置あるいは形状は、一例であり、本実施形態で例示したものに限定されない。

【0011】

溶接部４は、図３に示すように、２つの凹部７と、それら凹部７に挟まれた１つの凸部８とを有する概ねω字状に形成されている。以下、周方向における溶接部４の幅をＷ１、各凹部７の幅をＷ２、凸部８の幅をＷ３とする。この凸部８は、その先端側つまりは鉄心片２の径方向における外周の部位が概ね平坦に形成されている。また、凸部８は、後述するように溶接ビード４０（図８参照）が形成される部位であり、本実施形態における溶接部位に相当する。

【0012】

この凸部８の平坦な部位は、破線にて示す鉄心片２の仮想的な外周線（ＣＬ１）よりも径方向において所定距離（Ｌ１）だけ内側に位置するように形成されている。この所定距離（Ｌ１）は、後述する溶接ビード４０が形成された際に溶接ビード４０が外周線（ＣＬ１）よりも内側に位置する距離に設定されている。また、凸部８とそれぞれの凹部７との間、および、凹部７と鉄心片２の外周との間は、曲線状に滑らかに接続されている。

【0013】

打ち抜き工程の後、鉄心片２は、板厚方向に複数枚が積層される（Ｓ２）。このＳ２の工程は、積層工程に相当する。積層工程では、本実施形態の場合、所定枚数の鉄心片２を溶接部４および固定部３の位置を合わせたブロック（２Ａ〜２Ｃ）単位で積層した後、プレス機による打ち抜き位置が同じ固定部３が積層方向に重ならない状態で、また、各溶接部４の積層方向における位置が合う状態で、ブロック（２Ａ〜２Ｃ）を周方向に相対的にずらして積層するいわゆる回し積みが行われる。以下、鉄心片２を積層したものを、便宜的に積層体９と称する。

【0014】

これにより、帯状の電磁鋼板においてその板厚が幅方向は長手方向にばらつきがあったとしても、回し積みすることによりそのばらつきが吸収され、積層体９の厚み（以下、積層高さとも称する）や周方向における重量バランスを概ね均等にすることができる。なお、図示は省略するが、鉄心片２を積層した際には、打ち抜き時に生じる可能性のあるバリを取るため、あるいは、積層高さの寸法を規定するための加圧工程等も行われる。

【0015】

この積層体９には、概ね円筒状に形成されるとともに、上記したように溶接部４の位置を合わせて積層したことによって、その外周面に２つの凹部７と１つの凸部８とを有する溶接溝１０が積層方向に延びて形成されている。また、積層体９の内周面には、積層方向に貫通する中空部５と、積層方向に延びているスロット６とが形成されている。

【0016】

このように形成された積層体９は、一般的に、溶接やカシメ等によって固定される。本実施形態の場合、積層体９を、鉄心片２以外の溶接部４材を供給しながら溶接するいわゆるＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接により溶接することを想定している。

【0017】

ところで、溶接中には、飛散したスラグや金属粒等のスパッタが発生することがある。そして、飛散したスパッタが積層体９に付着すると、後工程となる巻線工程やワニス含浸工程において異物として混入するおそれがあるため、溶接工程後には付着したスパッタを除去する作業が必要になる。

【0018】

また、付着したスパッタは、その大きさにもよるものの、概ね０．５ｍｍ以上の場合には積層体９に強固に固着してしまうことから、スパッタを取り除くために多大な労力が必要になることもある。このとき、本実施形態で採用するＭＡＧ溶接は、固定子鉄心１を製造する際に一般的に利用されてきたＴＩＧ溶接に比べると、スパッタが発生し易くなる。

【0019】

そのため、本実施形態では、溶接工程を行う前に、積層体９へのスパッタの付着を防止するためのカバー部材２０（図５参照）を溶接溝１０に取り付けている（Ｓ３）。このＳ３の工程は、取り付け工程に相当する。

【0020】

まず、積層体９は、溶接時には溶接溝１０が鉛直方向となるように配置される。そのため、以下では、溶接溝１０の向きを上下と定義し、積層体９の側方から溶接溝１０を見た場合において凸部８を基準として左右を定義する。具体的には、図５は、溶接溝１０が上下方向に配置されており、凸部８の左右に凹部７がそれぞれ位置している状態を示している。また、以下では、溶接溝１０の上下方向の長さを全長とも称する。なお、溶接溝１０の全長は、積層体９の積層高さと一致する。

【0021】

さて、本実施形態のカバー部材２０は、凸部８の左側に位置する凹部７を覆う左カバー２１と、凸部８の右方側の凹部７を覆う右カバー２２とを有している。これら左カバー２１および右カバー２２は、銅材料、銅合金材料、銅メッキ材料、金メッキ材料、銀メッキ材料、錫メッキ材料、クロームメッキ材料、あるいはそれらの組み合わせ等、積層体９に比べて熱伝導率が高い材料により形成されている。これら左カバー２１および右カバー２２は、溶接溝１０に向かって付勢された状態あるいは溶接溝１０を押圧する状態で取り付けられる。

【0022】

左カバー２１および左カバー２１は、溶接溝１０の全長以上の長さに形成されて溶接溝１０外に配置される保持部２３と、保持部２３の溶接溝１０側の端部から溶接溝１０内に向かって延びる接触部２４とを有している。保持部２３は、本実施形態では概ね平板状に形成されており、例えば図示しないロボットアーム等によって保持される。

【0023】

これにより、左カバー２１および右カバー２２は、溶接溝１０に対して適切な位置で保持されて取り付けられる。つまり、左カバー２１および右カバー２２は、凸部８の左右側において、溶接溝１０の内部から外部に渡って覆った状態になる。ここで、適切な位置とは、後述する接触面２５（図６参照）が凹部７の表面に密に接触した状態になることを意味している。

【0024】

なお、簡易的には、保持部２３は、積層体９を上下から挟み込むように配置された上部抑え蓋や下部抑え蓋にボルト止めすること等により付勢あるいは押圧した状態とする構成を採用することもできる。また、カバー部材２０は、必ずしも左カバー２１および右カバー２２のような別体に形成されたものである必要はなく、例えば枠状に形成されているものを用いることもできる。

【0025】

接触部２４は、図６に示すように、凹部７に接触する接触面２５、接触面２５の凸部８側の端部から概ね外側に向かって立ち上がっている壁部２６、壁部２６の図示上端部から溶接溝１０外に向かって傾斜している傾斜面２７等を有する立体的な形状に形成されている。これら接触面２５、壁部２６および傾斜面２７は、溶接溝１０のほぼ全長に対応して設けられている。

【0026】

接触面２５は、凹部７つまりは溶接溝１０の表面形状に対応した例えば曲面状に形状に形成されており、少なくとも一部が凹部７の幅方向において面接触する。本実施形態の場合、接触面２５は、所定の接触幅（Ｗ４）の範囲で凹部７の表面と面接触する。このとき、接触幅（Ｗ４）は、凹部７の幅（Ｗ２）未満に設定されている。

【0027】

上記したようにカバー部材２０は付勢あるいは押圧された状態で取り付けられているため、接触面２５と凹部７とは密に接触する。そのため、凸部８側から凹部７側への物体の侵入、より厳密に言えば、接触面２５と接触している範囲への物体の侵入が阻害されている。このため、もし溶接時にスパッタが生じたとしても、凹部７の表面へのスパッタの付着が防止される。つまり、カバー部材２０は、凹部７へのスパッタの付着を防止する保護部材として機能する。

【0028】

壁部２６は、溶接ビード４０の幅を規制するものであり、凸部８から所定の離間幅（Ｗ５）だけ離間した位置から立ち上がっている。本実施形態では、離間幅（Ｗ５）は、それぞれ０．５〜１．０ｍｍ程度となるように設定されている。つまり、カバー部材２０は、凹部７を凸部８側のごく近傍まで覆っている。これにより、溶接ビード４０を形成した際に、溶接ビード４０が凸部８から大きく外れた位置に形成されることを防止できる。

【0029】

また、壁部２６は、凸部８から上端までの距離（Ｌ２）が、外周線（ＣＬ１）を超えない範囲に設定されている。このため、溶接ビード４０が外周線を越えること、つまりは、積層体９の外径が大きくなることを抑制できる。この凸部８と壁部２６との間の空間は、後述するシールドガス（Ｇ。図８参照）の逃げ道としても機能する。

【0030】

傾斜面２７は、壁部２６の図示上端から概ね４５度〜６０度程度の角度で、凸部８から離間する向きに傾斜している。このため、左カバー２１と右カバー２２とを取り付けた状態において、互いの傾斜面２７のなす角（α）は、概ね９０度〜１２０度となる。これにより、溶接が行われている位置においては、溶接時に供給するシールドガス（Ｇ）を傾斜面２７に沿って凸部８に向かうように案内することができる。

【0031】

また、凸部８と壁部２６との間に空間を設けていることから、供給されたシールドガス（Ｇ）を凸部８の両側へ逃がすことが可能になるとともに、左カバー２１と右カバー２２との間の距離が壁部２６の図示上端側から互いに広がっていることから、溶接が行われている位置以外においてはシールドガス（Ｇ）の拡散を促すことができ、壁部２６間に余剰のシールドガス（Ｇ）が滞留することを抑制できる。

【0032】

また、接触部２４には、傾斜面２７を保持部２３の表面まで仮想的に延長した仮想線（ＣＬ２）よりも外側に膨らむ表肉厚部２０ａ、および、積層体９側において接触面２５と保持部２３の裏面側とを仮想的に繋ぐ仮想線（ＣＬ３）よりも外側に膨らむ裏肉厚部２０ｂが形成されている。換言すると、接触部２４には、単純な平板を曲げ加工したものに比べて厚みが増大している箇所が設けられている。これにより、接触部２４の熱容量を大きくすることが可能となり、スパッタが付着した場合においてスパッタの冷却を促すことができる。

【0033】

また、左カバー２１および右カバー２２は、図７に示すように、溶接溝１０の上端側において、つまりは、溶接が開始される側の端部において、凸部８からの距離が広がった逃げ部２８を有している。本実施形態では、左カバー２１および右カバー２２は、角部が斜めに切り取られたテーパー状の逃げ部２８を有している。各逃げ部２８のなす角（β）は、概ね５度〜１０度に設定されている。

【0034】

溶接を開始する位置は、どうしても溶接ビード４０の幅が大きくなり易く、カバー部材２０を凸部８の近傍に配置していると、カバー部材２０まで固着されてしまうおそれがある。そのため、溶接を開始する位置に対応させて逃げ部２８を設けることにより、カバー部材２０が固着されてしまうことを抑制できる。

【0035】

また、カバー部材２０全体を凸部８から離間させてしまうと凹部７を十分に覆うことができなくなってしまうが、逃げ部２８を端部に設けたことにより、カバー部材２０が固着されることを防止しつつ、凹部７を十分に覆うことができるようになる。さらに、接触部２４は、壁部２６とは反対側の部位が積層体９の表面から若干浮いた状態なっており、カバー部材２０を傾けるためのクリアランスが積層体９との間に確保されている。

【0036】

また、本実施形態では、取り付け工程において、積層体９の上下に部抑え蓋２９を配置している。各抑え蓋２９には、溶接溝１０に対応する位置に、溶接溝１０とほぼ同形状の仮溝２９ａが設けられている。この仮溝２９ａは、銅材料、銅合金材料、銅メッキ材料、金メッキ材料、銀メッキ材料、錫メッキ材料、クロームメッキ材料あるいはそれらの組み合わせにより形成されている。このように抑え蓋２９を設けることにより、積層体９の上面および下面へのスパッタの付着を抑制することができる。なお、抑え蓋２９そのものを銅材料、銅合金材料、銅メッキ材料、金メッキ材料、銀メッキ材料、錫メッキ材料、クロームメッキ材料あるいはそれらの組み合わせ等により形成してもよい。

【0037】

カバー部材２０が取り付けられた後、図１に示すように溶接が行われる（Ｓ４）。このＳ４の工程は、溶接工程に相当する。
溶接工程では、図８に示すように、凸部８が露出した状態、且つ、カバー部材２０によって凹部７が覆われた状態で、溶接トーチ３０を用いて溶接つまりは溶接ビード４０の形成が行われる。溶接トーチ３０は、積層体９側が開口した有底円筒状の本体部３１の中を、外部からワイヤ状に供給される電極材料である磁性部材３２が貫通する構造となっている。この磁性部材３２は、溶接に必要な量がその都度回転リール３３によって供給される。

【0038】

また、溶接トーチ３０は、図示しないガス供給部を有しており、本体部３１内にシールドガス（Ｇ）が供給されるとともに、そのシールドガス（Ｇ）が、本体部３１の開口から放出される。このシールドガス（Ｇ）は、炭酸ガス単体または炭酸ガスと不活性ガスの混合物で構成されている。

【0039】

このため、磁性部材３２は、その先端側つまりは積層体９側において、シールドガス（Ｇ）に包まれた状態で溶融して溶接ビード４０を形成する。つまり、本実施形態の溶接ビード４０は、鉄心片２以外の磁性部材３２を含んで外部から供給される磁性部材３２を主たる材料として形成される。より平易に言えば、本実施形態では、ＭＡＧ溶接により溶接が行われている。なお、ＭＡＧ溶接の代わりに、ＭＩＧ（Metal Inert Gas）溶接を採用してもよい。

【0040】

これにより、従来の製造方法で一般的に採用されていたＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接に比べると、鉄心片２の溶融量が少なくなり、積層体９への入熱量も少なくなる。そのため、端面の波打ち変形による直角度の狂いや、回転子との間のギャップが不均衡になる可能性や、熱による影響による鉄損の悪化等を抑制することができる。

【0041】

また、溶接ビード４０が鉄心片２の特性や材質に因らないため、例えば０．２ｍｍ以下の薄板材の鉄心片２の溶接にも対応することができ、鉄心片２の薄板状化による絶縁材料の増加による影響を受けにくいことから、溶接ビード４０の強度の低下等を招くおそれが少なくなり、設計通りの強度を得ることができるようにもなる。

【0042】

また、溶接工程では、積層体９の外周の複数箇所に形成される溶接溝１０に対して溶接が行われるが、その場合には、１つの溶接トーチ３０を用いて各溶接溝１０を順番に溶接を行うこともできるし、複数の溶接トーチ３０を用いて複数の溶接溝１０を同時に溶接することもできる。

【0043】

また、２つの溶接トーチ３０を用いて２箇所の溶接溝１０を同時に溶接することを３回繰り返すことで、全ての溶接溝１０を溶接することもできる。これにより、１箇所ずつ溶接する場合に比べて溶接時間を大きく短縮することができ、作業効率を改善することができる。

【0044】

このとき、溶接溝１０の凹部７は、上記したようにカバー部材２０によって覆われている。そのため、カバー部材２０によって覆われている部位には、スパッタが付着しない。一方、仮にカバー部材２０にスパッタが付着しても、カバー部材２０の熱伝導率が高いことから、付着したスパッタの冷却が促され、スパッタが固着することを抑制できる。

【0045】

溶接工程が終わると、図１に示すように、カバー部材２０が取り外される（Ｓ５）。このＳ５の工程は、取り外し工程に相当する。また、取り外し工程では、抑え蓋２９も取り外される。
続いて、カバー部材２０に気体、例えば空気や冷却ガスあるはシールドガス（Ｇ）等を吹き付け、カバー部材２０の表面を冷却・清掃する（Ｓ６）。このＳ６の処理は、いわゆるエアブローを施す工程であり、冷却清掃工程に相当する。これにより、カバー部材２０の表面へのスパッタ等の堆積を防止することができるとともに、カバー部材２０が冷却され、次に溶接を行う際にスパッタ等が付着することを抑制することができる。

【0046】

なお、取り外し工程と冷却清掃工程とは、その順序を入れ替えてもよい。つまり、カバー部材２０を取り付けている状態で冷却および清掃を行ってもよい。この場合、カバー部材２０によって気体が溶接部位に向かって流れるため、溶接部位に気体が集中し、溶接部位の周囲を強力に清掃することができる。勿論、カバー部材２０の表面も清掃することができる。また、複数回の溶接を行った後や１つの積層体に対する溶接が完了した後等に冷却清掃工程を行うようにすることもできる。

【0047】

続いて、未溶接部位がある場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、Ｓ３に移行して未溶接部位にカバー部材２０を取り付け（Ｓ３）て溶接を行う（Ｓ４）。これにより、複数の溶接溝１０の全てに対して溶接が施される。その後、固定子鉄心１は、例えば溶接時の煤や０．５ｍｍ未満の微小なスパッタをワイヤーブラシ等で除去する除去工程や巻線を巻装する巻装工程等の後工程に送られる。
このような製造方法により、固定子鉄心１が製造される。

【0048】

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
実施形態の固定子鉄心１の製造方法は、２つの凹部７とそれら凹部７に挟まれた凸部８とを有する溶接部４が外周側の複数箇所に形成されている複数の鉄心片２を、溶接部４の位置を合わせて積層する積層工程と、積層された鉄心片２の外周面に溶接部４によって形成される溶接溝１０に、溶接部位である凸部８を露出させつつ凹部７に接触して当該凹部７つまりは溶接部４の表面を覆うカバー部材２０を取り付ける取り付け工程と、カバー部材２０を取り付けた状態で凸部８に溶接ビード４０を形成することにより鉄心片２を溶接する溶接工程と、を含む。

【0049】

溶接中には、飛散したスラグや金属粒等のスパッタが発生することがある。そして、飛散したスパッタが積層体９に付着すると、後工程となる巻線工程やワニス含浸工程において異物として混入するおそれがあるため、溶接工程後には付着したスパッタを除去する作業が必要になる。

【0050】

また、付着したスパッタは、その大きさにもよるものの、概ね０．５ｍｍ以上の場合には積層体９に強固に固着してしまうことから、ワイヤーブラシ等による手作業では取り除くことが困難になり、多大な労力が必要になることもある。また、本実施形態で採用したＭＡＧ溶接は、固定子鉄心１を製造する際に一般的に利用されてきたＴＩＧ溶接に比べると、スパッタが発生し易くなる。

【0051】

そこで、溶接工程の前に、凸部８を露出させつつ凹部７を覆うカバー部材２０を溶接溝１０に取り付ける。これにより、凹部７を含む溶接溝１０の周辺、つまりは、溶接時にスパッタが飛散する範囲がカバー部材２０によって覆われ、積層体９つまりは固定子鉄心１へのスパッタの付着を抑制することができる。

【0052】

また、実施形態の固定子鉄心１の製造方法は、溶接工程において、積層体９の外周面に積層方向に延びて形成される溶接溝１０に、鉄心片２以外の磁性部材３２を供給しつつ、シールドガス（Ｇ）で磁性部材３２を覆いながら溶接ビード４０を形成する。これにより、電極部材となる磁性部材３２が溶融することから、鉄心片２の溶融量は相対的に少なくなる。その結果、鉄心片２への入熱量が少なくなり、熱変形による鉄心の変形も相対的に少なくなる。

【0053】

また、入熱量が少なくなることから、固定子鉄心１の端面の波打ち変形による直角度の狂いや、回転子との間のギャップが不均衡になる可能性や、熱による影響による鉄損の悪化等を少なくすることができる。したがって、鉄損の増加を抑制することができる。

【0054】

また、溶接ビード４０が鉄心片２の性質や材質に因らないため、例えば０．２ｍｍ以下の薄板材の鉄心片２の溶接にも対応することができる。これにより、溶接ビード４０中に言わば不純物となる絶縁材料の混入が少なくなり、溶接ビード４０の強度の低下等を招くおそれが少なくなり、設計通りの強度を得ることができるようになる。

【0055】

また、実施形態の固定子鉄心１の製造方法は、溶接工程後にカバー部材２０を溶接溝１０から取り外す取り外し工程を含む。これにより、それ以降の後工程においては、従来の製造方法と変わらない態様での取り扱いが可能となる。

【0056】

このとき、カバー部材２０は、接触面２５、つまりは、溶接溝１０に接する側の先端部が凹部７つまりは溶接溝１０表面の形状に対応した形状に形成されており、凹部７の幅方向において少なくとも一部が当該凹部７に面接触した状態で取り付けられる。これにより、溶接時にスパッタが凹部７に付着することをより一層抑制することができる。

【0057】

また、カバー部材２０の表面を冷却・清掃する冷却清掃工程を含んでいる。これにより、カバー部材２０の表面へのスパッタ等の堆積を防止することができるとともに、カバー部材２０が冷却され、次に溶接を行う際にスパッタ等が付着することを抑制することができる。

【0058】

また、カバー部材２０は、凸部８に向かって傾斜する傾斜面２７を有する。これにより、溶接が行われている位置においてはシールドガス（Ｇ）を傾斜面２７に沿って凸部８に向かうように案内することができるとともに、溶接が行われている位置以外においては、シールドガス（Ｇ）の拡散を促すことができる。したがって、余剰のシールドガス（Ｇ）が滞留してしまうことを抑制できる。

【0059】

また、カバー部材２０は、溶接が開始される側の端部に凸部８からの距離が広がった逃げ部２８を有する。上記したように溶接を開始する位置はどうしても溶接ビード４０の幅が大きくなり易いが、その位置に対応して逃げ部２８を設けることにより、カバー部材２０そのものが誤って固着されてしまうことを抑制できる。また、逃げ部２８を端部に設けたことにより、カバー部材２０が固着されることを防止しつつも、凹部７を十分に覆うことができる。

【0060】

また、カバー部材２０は、銅材料、銅合金材料、銅メッキ材料、金メッキ材料、銀メッキ材料、錫メッキ材料、またはクロームメッキ材料あるいはそれらの各材料の組み合わせにより形成されている。銅材料は熱伝導率が鉄材料に比べると大きいため、カバー部材２０にスパッタが付着してもスパッタの冷却を促すことができる。特に、概ね０．２〜０．５ｍｍ未満のスパッタはワイヤーブラシ等により容易に除去できるため、０．５ｍｍのスパッタは強固に固着してしまうことから、大きなスパッタを迅速に冷やすことができる銅材料を用いるメリットが大きくなる。

【0061】

カバー部材２０は、左カバー２１と右カバー２２とで構成している。これにより、各カバー間の距離の調整を容易に行うことが可能となるとともに、溶接溝１０に対する取り付け角度の調整も可能となる。したがって、様々な大きさや形状の溶接溝１０に対応することが可能となる。

【0062】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図１０を参照しながら説明する。第２実施形態は、主として溶接部４の形状が第１実施形態と異なっている。
図１０に示すように、本実施形態の溶接部４は、鉄心片２の外周に、１つの凹部５０により、当該鉄心片２の径方向内側に窪んだ形状に形成されている。このとき、凹部５０は、鉄心片２の外縁に対して、外縁に繋がる傾斜部分のなす角（γ）が概ね９０度に形成されている。なお、凹部５０の形状は一例である。

【0063】

また、凹部５０は、その深さつまりは仮想線（ＣＬ１）との間の距離（Ｌ１０）が、溶接ビード４０を形成できる程度、例えば第１実施形態の凸部８と外周線（ＣＬ１）との間の所定距離（Ｌ１）と同程度に形成されている。また、凹部５０の幅（Ｗ１０）は、カバー部材２０で覆った際に溶接ビード４０（図８等参照）を形成できる程度の幅に形成されている。なお、本実施形態ではカバー部材２０の壁部２６の高さ（Ｌ１１）を溶接部４の深さ（Ｌ１０）よりも低くしているが、溶接部４の深さよりも高いものであってもよい。

【0064】

第１実施形態で例示した溶接部４は、従来からよく用いられている形状であり、溶接時におけるシールドガスの逃げ道を確保するために、比較的深い凹部７が設けられている。一方、本実施形態の溶接部４は、その表面をカバー部材２０により覆うため、シールドガスの逃げ道を形成する必要はなく、凹部５０の深さおよび幅を小さくすることができる。

【0065】

このため、本実施形態の場合、積層体９の直径が同じであれば、第１実施形態の溶接部４を形成する場合に比べて溶接溝１０の深さが浅くなる。換言すると、磁性鋼板の量が多くなる。その結果、外形寸法が同じものであれば、鉄心密度が向上し、固定子鉄心１つまりは回転電機の特性を向上させることができる。

【0066】

このような形状の溶接部４においても、カバー部材２０つまりは、左カバー２１と右カバー２２とにより、溶接部位つまりは凹部５０の概ね中央部分を露出した状態で溶接部４つまりは溶接溝１０の表面を覆って溶接を施すことにより、第１実施形態と同様に、溶接部位以外へのスパッタの付着を防止することができる等の効果を得ることができる。
また、１つの凹部５０により溶接部４を形成することにより、鉄心密度を向上させ、回転電機の特性を向上させることができる。

【0067】

（その他の実施形態）
実施形態では積層鉄心として固定子鉄心１を例示したが、鉄心片２を積層したものであれば例えば回転子鉄心等の他の積層鉄心にも本発明を適用することができる。また、積層鉄心は、回転電機用および発電機用のものを対象とすることができる。また、実施形態で例示した形状以外の形状の鉄心片も対象とすることができる。

【0068】

実施形態では積層体９を上下から抑え蓋２９により挟む構成を例示したが、必ずしも抑え蓋２９を設ける必要は無い。
実施形態ではテーパー状の逃げ部２８を例示したが、逃げ部２８の形状は、矩形や円形あるが楕円形等、他の形状とすることができる。

【0069】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。

【符号の説明】

【0070】

図面中、１は固定子鉄心（積層鉄心）、２は鉄心片、４は溶接部、７は凹部、８は凸部（溶接を施す部位）、９は積層体（積層鉄心）、１０は溶接溝、２０はカバー部材、２１は左カバー（カバー部材）、２２は右カバー（カバー部材）、２５は接触面（溶接溝に接する先端部）、２７は傾斜面、２８は逃げ部、３２は磁性部材、４０は溶接ビード、５０は凹部（溶接部。溶接を施す部位）を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】