特許 7158241 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】

(24)【登録日】2022-10-13

(45)【発行日】2022-10-21

(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 20060101AFI20221014BHJP

   H02K 1/12 20060101ALI20221014BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 F

H02K1/12 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018201695

(22)【出願日】2018-10-26

(65)【公開番号】P2020068622

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2021-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】天野 克己

(72)【発明者】

【氏名】蓮尾 裕介

【審査官】宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１３６２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４１９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１２４８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２２０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２５０８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１５７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第１９９０／００９８６３（ＷＯ，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】

複数の金属板が積層された積層体をその積層方向の両側から一対の溶接治具で挟み込んだ状態で、前記積層体の表面において前記積層方向に延びる溶接部を溶接する工程を有し、
前記一対の溶接治具の少なくとも一方は、平面視において前記積層体の前記溶接部に対応した外形の変形部を有し、平面視において前記変形部が前記溶接部と重なり合う状態で、前記積層体に対して積層され、
前記溶接部は、凹部と、前記凹部の中央付近に設けられた凸部とを有し、
前記溶接治具の前記変形部は、前記溶接部の凹部に対応した谷部と、前記溶接部の凸部に対応した突出部と、を有し、
前記積層体を前記一対の溶接治具で挟み込んだ状態において、前記凹部と前記谷部とが平面視において重なり、前記凸部と前記突出部とが平面視において重なり、
前記凸部は、平面視において前記突出部よりも外方に突出する、積層鉄心の製造方法。

【請求項2】

複数の金属板が積層された積層体をその積層方向の両側から一対の溶接治具で挟み込んだ状態で、前記積層体の表面において前記積層方向に延びる溶接部を溶接する工程を有し、
前記一対の溶接治具の少なくとも一方は、平面視において前記積層体の前記溶接部に対応した外形の変形部を有し、平面視において前記変形部が前記溶接部と重なり合う状態で、前記積層体に対して積層され、
前記溶接部は、凹部と、前記凹部の中央付近に設けられた凸部とを有し、
前記溶接治具の前記変形部は、前記溶接部の凹部に対応した谷部と、前記溶接部の凸部に対応した突出部と、を有し、
前記積層体を前記一対の溶接治具で挟み込んだ状態において、前記凹部と前記谷部とが平面視において重なり、前記凸部と前記突出部とが平面視において重なり、
前記突出部は、平面視において前記凸部よりも外方に突出する、積層鉄心の製造方法。

【請求項3】

平面視において、前記溶接治具の外周に沿った前記変形部の端部は、前記積層体の前記溶接部の端部よりも外方に突出する、請求項１又は２に記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項4】

前記一対の溶接治具のうち、前記溶接する工程において溶接を開始する前記積層体の端部に近い側に設けられる溶接治具が前記変形部を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項5】

前記一対の溶接治具のうち、前記積層体よりも上方に設けられる溶接治具が前記変形部を有する、請求項１～４のいずれか一項に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】

本発明は、積層鉄心の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、積層した複数の電磁鋼板を溶接して積層鉄心（コア）を形成する際に用いる治具が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１３６２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電磁鋼板を積層した積層体は、溶接治具により積層体を挟み込んだ状態で、溶接が行われる。このとき、溶接治具の配置などにより積層体の溶接が適切に行われないことがある。特に、積層体の端部は溶接治具との距離が近いため、溶接治具の影響を受けやすい。

【0005】

そこで、本開示は、積層体の端部の溶接を適切に実施することが可能な積層鉄心の製造方法を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示の一形態に係る積層鉄心の製造方法は、複数の金属板が積層された積層体をその積層方向の両側から一対の溶接治具で挟み込んだ状態で、前記積層体の表面において前記積層方向に延びる溶接部を溶接する工程を有し、前記一対の溶接治具の少なくとも一方は、平面視において前記積層体の前記溶接部に対応した外形の変形部を有し、平面視において前記変形部が前記溶接部と重なり合う状態で、前記積層体に対して積層される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、積層体の端部の溶接を適切に実施することが可能な積層鉄心の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、積層鉄心の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、順送り金型を備えた積層体製造装置の一例を示す概略図である。

【図3】図３は、溶接機の一例を示す概略図である。

【図4】図４は、積層鉄心を製造する際の溶接治具の形状を説明する図である。

【図5】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、従来の溶接工程における溶接治具の配置を説明する図である。

【図6】図６は、従来の溶接工程における溶接治具の配置を説明する図である。

【図7】図７は、溶接治具の変形例について説明する図である。

【図8】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、溶接治具の変形例について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0010】

まず、図１を参照して、積層鉄心１の構成について説明する。積層鉄心１は、固定子（ステータ）として用いられる。積層鉄心１は、円筒形状を呈し、積層鉄心１の中央部分には、中心軸線Ａｘに沿って延びる貫通孔１ａが設けられている。貫通孔１ａ内には、図示しない回転子鉄心（ロータ）が配置可能である。積層鉄心１は、回転子鉄心と共に電動機（モータ）を構成する。積層鉄心１は、積層体１０と、溶接部２０と、を有する。

【0011】

積層体１０は、ヨーク部１１（本体部）と、複数のティース部１２と、複数の耳金部１３とを有する。ヨーク部１１は、円環状を呈しており、中心軸線Ａｘを囲むように延びている。ヨーク部１１の径方向における幅、内径、外径及び厚さはそれぞれ、モータの用途及び性能に応じて種々の大きさに設定しうる。

【0012】

各ティース部１２は、ヨーク部１１の内縁から中心軸線Ａｘ側に向かうようにヨーク部１１の径方向に沿って延びている。すなわち、各ティース部１２は、ヨーク部１１の内縁から中心軸線Ａｘ側に向けて突出している。図１に示される積層体１０においては、１２個のティース部１２がヨーク部１１に一体的に形成されている。各ティース部１２は、ヨーク部１１の周方向において、略等間隔で並んでいる。

【0013】

積層鉄心１がモータとして構成される場合には、各ティース部１２には、巻線（図示せず）が所定回数巻回される。隣り合うティース部１２の間には、巻線を配置するための空間であるスロット１４が画定されている。

【0014】

各耳金部１３は、中心軸線Ａｘから離れるように、ヨーク部１１の外縁からヨーク部１１の径方向に沿って延びている。すなわち、各耳金部１３は、ヨーク部１１の外縁からヨーク部１１の径方向外側に向けて突出している。図１に示される積層体１０においては、３個の耳金部１３がヨーク部１１に一体的に形成されている。各耳金部１３は、ヨーク部１１の周方向において、略等間隔で並んでいる。各耳金部１３は、中心軸線Ａｘ方向において、積層体１０の一端面から他端面にかけて直線状に延びている。

【0015】

各耳金部１３は、中心軸線Ａｘ方向から外方に延びる略三角形状を呈し、ヨーク部１１の外縁に設けられている。耳金部１３には、中心軸線Ａｘの延在方向において耳金部１３を貫通する貫通孔１５が設けられている。貫通孔１５は、積層鉄心１を電動機のハウジング（図示せず）に固定するためのボルトの挿通孔として機能する。

【0016】

積層体１０は、複数の加工体３０（金属板）によって構成されている。具体的には、積層体１０は、複数の加工体３０を積み重ね、これらを締結することによって得られる。複数の加工体３０の積層方向は、中心軸線Ａｘの延在方向である。加工体３０の厚さは、モータの用途及び性能に応じて種々の大きさに設定しうるが、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍ程度であってもよい。加工体３０は、それぞれ、積層体１０におけるヨーク部１１、ティース部１２、及び耳金部１３に対応した形状を有している。加工体３０は、例えば、電磁鋼板（金属板）である被加工板が加工（例えば、打ち抜き加工、切り曲げ加工等）されることにより得られる。

【0017】

積層体１０は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。「転積」とは、複数の加工体３０を積層させて積層体１０を得るに際し、加工体３０同士の角度を相対的にずらすことをいい、加工体３０を回転させつつ積層することを含む。転積は、主に加工体３０の板厚偏差を相殺することを目的に実施される。積層体１０を得るにあたり、加工体３０を１枚ごとに転積してもよいし、加工体３０が所定枚数積層された単位ブロックごとに転積してもよい。転積の角度は、適宜変更することができる。

【0018】

複数の加工体３０を締結するために、種々の公知の方法を採用してもよい。例えば、接着剤又は樹脂材料を用いた接合、カシメ、溶接等によって、複数の加工体３０を締結してもよい。このうち、低コスト及び作業効率性の観点から、カシメ又は溶接によって複数の加工体３０を締結してもよい。一方、モータにおける高トルクの発現及び低鉄損の観点から、接着剤又は樹脂材料を用いた接合によって複数の加工体３０を締結してもよい。また、仮カシメが形成された仮カシメ板（図示せず）を加工体３０に設け、仮カシメ板の仮カシメを介して複数の加工体３０を締結して中間体を得た後、仮カシメ板が積層された仮カシメブロックを中間体から除去することによって、積層体１０を得てもよい。なお、「仮カシメ」とは、複数の加工体３０を一時的に一体化させるのに使用されるカシメを意味する。

【0019】

図１に戻って、溶接部２０は、積層体１０の外周面に形成されている。積層体１０では、３つの溶接部２０が積層体１０の外周面に形成されている。３つの溶接部２０は、それぞれ中心軸線Ａｘ方向に沿って、積層体１０の上面から下面に亘って（積層体１０の厚さ方向の全体に亘って）形成されている。なお、溶接部２０が形成される位置は特に限定されず、例えば、積層体１０のうち耳金部１３の外周面に溶接部２０を形成してもよい。また、溶接部２０の数は３つに限定されるものではなく、積層鉄心の形状や大きさによって、必要な強度を満たすように設定すればよい。

【0020】

なお、本実施形態では、溶接部２０が積層体１０の外周面に形成されている場合について説明するが、溶接部は、少なくとも積層体１０の表面において、加工体３０の積層方向に沿って形成されるものであり、積層体１０の外周面とは異なる面にも形成され得る。例えば、溶接部は、積層体１０の内周面に形成されていてもよい。また、積層体１０の厚さ方向に延びる貫通孔が積層体１０に設けられている場合、当該貫通孔の壁面に溶接部が形成される場合もある。このように、溶接部が形成される位置は、積層体１０の外周面に限定されない。

【0021】

溶接部２０は、より具体的には、積層体１０の厚さ方向に延びる円弧状の凹部２１と、この凹部２１の中央に設けられて、凹部２１と同様に積層体１０の厚さ方向に延びる山形凸状の凸部２２とを含んで構成される（図５等参照）。溶接部２０のうち凸部２２が溶融対象となる領域であり、溶接後の凸部２２は溶接ビードとなる。すなわち、積層体１０における凸部２２は、溶接ビードである。積層体１０の溶接については後述する。

【0022】

図２は積層体１０を製造するための装置の一例を示す概略図である。この図に示す積層体製造装置１００は、巻重体Ｃが装着されるアンコイラー１１０と、巻重体Ｃから引き出された帯状の鉄心材料（以下「被加工板Ｗ」という。）の送り装置１３０と、被加工板Ｗに対して打抜き加工を行う順送り金型１４０と、順送り金型１４０を動作させるプレス機械１２０とを備える。

【0023】

アンコイラー１１０は、巻重体Ｃを回転自在に保持する。巻重体Ｃを構成する電磁鋼板の長さは例えば５００～１００００ｍである。巻重体Ｃを構成する電磁鋼板の厚さは０．１～０．５ｍｍ程度であればよく、積層鉄心１のより優れた磁気的特性を達成する観点から、０．１～０．３ｍｍ程度であってもよい。電磁鋼板（被加工板Ｗ）の幅は５０～５００ｍｍ程度であればよい。

【0024】

送り装置１３０は被加工板Ｗを上下から挟み込む一対のローラー１３０ａ，１３０ｂを有する。被加工板Ｗは、送り装置１３０を介して順送り金型１４０へと導入される。順送り金型１４０は、被加工板Ｗに対して打抜き加工、半抜き加工、必要に応じてプッシュバックなどを連続的に実施するためのものである。被加工板Ｗから加工体３０を打抜く際には、まず、積層体１０におけるヨーク部１１の内周面及びティース部１２の側面を構成する開口、耳金部１３に設けられる貫通孔１５に対応する開口を打抜きにより形成した後に、加工体３０の外周に対応する開口を形成することで、加工体３０が得られる。複数の加工体３０を積層することで積層体１０が得られる（積層工程）。

【0025】

図３は溶接機の一例を示す概略図であり、積層体１０の上端から溶接を行っている途中を示している。溶接機２００は、所謂ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接機である。溶接機２００は、電極棒２１０（溶接トーチ）と、不活性ガス送出装置２２０と、電極棒２１０を積層体１０の側面１０ａに沿って移動させる移動手段２３０と、電極棒２１０から積層体１０の側面１０ａへの入熱量を制御するための制御装置２４０（制御部）とを備える。また、溶接機２００は、溶接時に積層体１０を挟み込む溶接治具２５０ａ，２５０ｂを有する。溶接治具２５０ａ，２５０ｂは、概略円形状の部材であり、積層体１０の端面（中心軸線Ａｘ方向に沿った両端）を覆うように設けられる。溶接治具２５０ａ，２５０ｂにより積層体１０を挟み込むことによって厚さ方向（加工体３０の積層方向：中心軸線Ａｘの延在方向）に圧縮力を加えた状態で、積層体１０の側面１０ａの積層方向に沿って電極棒２１０を移動させることで、側面１０ａに溶接部２０が形成される（溶接工程）。これにより、上下方向に隣り合う加工体３０同士が溶接によって接合された積層体１０が製造される。なお、溶接治具２５０ａ，２５０ｂは、電極棒２１０に近接する領域は例えば銅等の発熱しづらい第１の材料２５１から構成され、その他の領域は例えば炭素鋼などの第１の材料２５１よりも強度の高い材料から構成されていてもよい。図３では、溶接治具２５０ａが、第１の材料２５１及び第２の材料２５２から構成されている例を示している。

【0026】

ＴＩＧ溶接においては、電極棒２１０の材質としてタングステンが使用される。なお、タングステンにセリウム等の添加物を加えてもよい。また、溶接箇所を大気から遮断することによって保護するため、不活性ガス送出装置２２０からの不活性ガス（アルゴン、ヘリウムなど）を溶接箇所に吹き付けながら溶接が実施される。移動手段２３０は、積層体１０の側面１０ａに沿って積層体１０の厚さ方向に延びているガイド２３１と、このガイド２３１に対してスライド自在に設けられた電極棒支持体２１１をスライドさせる駆動機構（不図示）とによって構成されている。駆動機構の具体例としては、サーボモーターなどが挙げられる。制御装置２４０は、電極棒２１０から積層体１０の側面１０ａへの入熱量などを制御するためのものである。制御装置２４０としてはコンピューターを使用することができる。なお、上記の溶接機の構成は一例であり、例えば、ガイド２３１とは別の機構を利用して電極棒２１０が厚さ方向に移動可能とされていてもよい。

【0027】

なお、図３に示す例では、積層体１０の上端から下端へ向けて電極棒２１０を移動させる場合について示している。すなわち、積層体１０の溶接部２０の上端が溶接開始側の端部となり、下端が溶接終了側の端部となる。ただし、電極棒２１０の移動方向は逆でもよい。すなわち、積層体１０の下端から上端へ向けて電極棒２１０を移動させて、積層体１０の下端から上端へ向けて溶接を行う構成としてもよい。

【0028】

ここで、本実施形態に係る積層鉄心１の製造方法では、積層体１０を厚さ方向に挟み込む溶接治具２５０ａ，２５０ｂの形状が、積層鉄心１の外周の形状に対応した形状とされている。この点について、以下説明する。

【0029】

図４は、積層鉄心１を製造する際の溶接治具２５０ａの形状を説明する図である。図４は、積層体１０の平面視に対応する方向から見た図である。すなわち、図４は、図３に示す溶接機２００の電極棒２１０近辺を、加工体３０の積層方向、すなわち、積層体１０における中心軸線Ａｘの延在方向に沿って見た状態を示している。

【0030】

図４に示すように、溶接治具２５０ａのうち、電極棒２１０近傍に配置される第１の材料２５１は、平面視において溶接部２０に対応した外形を有する変形部２６０を有する。変形部２６０は、溶接部２０の凹部２１の形状に対応した谷部２６１と、谷部２６１の中央に設けられて溶接部２０の凸部２２の形状に対応した突出部２６２とを有する。谷部２６１及び突出部２６２は、積層体１０の凹部２１及び凸部２２に対応した形状となっているため、図４に示すように平面視において溶接治具２５０ａの外周よりも外側に積層体１０が突出している部分はない。また、積層体１０の積層方向に沿って、溶接治具２５０ａ（特に、第１の材料）の外周と、積層体１０の外周と、は連続している。

【0031】

なお、図４では溶接治具２５０ｂを記載していないが、溶接治具２５０ｂについても同様の形状を有している。すなわち、図３に示す溶接治具２５０ｂについても、平面視において積層体１０の溶接部２０に対応した谷部２６１及び突出部２６２からなる変形部２６０を有している。

【0032】

積層体１０の溶接を行う際に、上述のような溶接治具２５０ａ，２５０ｂを用いることにより、積層体１０の端部における溶接を好適に行うことができる。

【0033】

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、従来の積層鉄心の製造方法における溶接治具の形状及び配置を説明する図である。図５（ａ），（ｂ）では、積層体１０を挟み込む溶接治具２５０ａ，２５０ｂのうち、下側の溶接治具２５０ｂは図示省略している。従来は、積層体１０を挟んで支持する溶接治具の形状は、溶接部２０の形状を考慮したものではない場合が多い。すなわち、溶接部２０の形状によらず、溶接治具２５０ａ，２５０ｂは、円形状とされている場合が多かった。溶接部２０が凹部２１と凹部２１内に設けられた凸部２２とにより構成されている場合、図５（ａ），（ｂ）に示すように、凸部２２の端部（外方に突出する凸部２２の頂部）は、溶接治具２５０ａ，２５０ｂの外周よりも内側となる。このような構成の場合、溶接開始側となる積層体１０の上端では、電極棒２１０を積層体１０の凸部２２に対して十分に近接させることができない。そのため、凸部２２に対してアークを十分に到達させることができず、溶融対象である積層体１０の凸部２２の溶融が十分に行われない場合がある。凸部２２の溶融が十分に行われない場合、加工体３０同士の接合が不十分となる問題が生じる。

【0034】

図５（ａ），（ｂ）では、積層体１０の溶接の開始側の端部である上端の溶接治具２５０ａを例示しているが、積層体１０の溶接の終了側の端部である下端の溶接治具２５０ｂについても同様の課題が生じ得る。すなわち、溶接治具の外周よりも内側に凸部２２の端部が設けられることにより、積層体１０に対して十分に電極棒２１０を近接させることができない場合、凸部２２の溶融を十分に行うことができない場合がある。

【0035】

さらに、溶接方向に関係なく、積層体１０の上端の溶接治具２５０ａが溶接部２０の凹部２１及び凸部２２に対応した形状とされていない場合、図５（ａ）に示すように、積層体１０の凹部２１の上方が溶接治具２５０ａにより覆われることになる。この場合、溶接時の熱影響により積層体１０または加工体３０の作成時に用いられるスタンピングオイル等から発生するススが上方等へ逃げ切れず、凹部２１の周辺に残留してしまう問題が生じる。

【0036】

このように、円形状の溶接治具２５０ａ，２５０ｂを用いる場合の問題点を考慮して、図６に示すように、溶接治具２５０ａのうち、凸部２２に対応する一部を直線状に切り欠くことも考えられる。図６に示す例では、平面視において凸部２２が破線で示す溶接治具２５０ａよりも突出するように直線状に切り欠いている。このような形状とすると、積層体１０の端部における凸部２２の溶接は適切に行うことができる。しかしながら、凸部２２以外にも凸部２２と同様に平面視において溶接治具２５０ａよりも外方に突出する領域がある場合、電極棒２１０からのアークにより溶融してしまう可能性がある。図６に示す例では、積層体１０に形成された凹部２１の両側の端部Ｓが溶接治具２５０ａの切り欠き部分から突出している。したがって、この端部Ｓも電極棒２１０のアークにより溶融する可能性がある。

【0037】

これに対して、本実施形態に係る積層鉄心の製造方法に用いられる溶接治具２５０ａ，２５０ｂは、溶接部２０の周辺の積層体１０の外形に対応した形状を有している。具体的には、溶接治具２５０ａ，２５０ｂは、それぞれ凹部２１と凸部２２に対応した谷部２６１及び突出部２６２を有している。そして、積層体１０の凹部２１と溶接治具２５０ａ，２５０ｂの谷部２６１とが平面視において重なり、且つ、積層体１０の凸部２２と溶接治具２５０ａ，２５０ｂの突出部２６２とが平面視において重なるように溶接治具２５０ａ，２５０ｂにより積層体１０を挟み込み、その状態で溶接が行われる。このような構成とすることで、積層体１０の端部において溶接を行う際に、溶接治具２５０ａ，２５０ｂに対して電極棒２１０が干渉することが防がれ、積層体１０の端部における溶接を適切に実施することが可能となる。

【0038】

なお、上記実施形態では、積層体１０を上端から下端へ向かって溶接する場合について説明している。このような場合において、溶接開始側の端部である積層体１０の上端側に設けられる溶接治具２５０ａが上記のような変形部２６０を有している場合、溶接開始時の積層体１０の端部における溶接を適切に実施することが可能となる。同様に、溶接終了側の端部である積層体１０の下端側に設けられる溶接治具２５０ｂが上記のような変形部２６０を有している場合も、溶接終了時の積層体１０の端部における溶接を適切に実施することが可能となる。

【0039】

溶接機２００では、一般的に溶接開始時に電極棒２１０からのアークが不安定となることが知られている。そのため、溶接を連続して行った後の溶接終了時と比較して、溶接開始時のほうが、電極棒２１０と積層体１０との位置関係によって溶接部２０での溶接が適切に行われない可能性が高くなると考えられる。したがって、積層体１０において溶接を開始する側の端部、すなわち、上記実施形態では、積層体１０の上側の端部に近い側に設けられる溶接治具２５０ａに変形部２６０が設けられることにより、積層体１０の端部における溶接をより適切に実施することが可能となる。ただし、積層体１０において溶接を終了する側の端部、すなわち、上記実施形態では、積層体１０の下側の端部に近い側に設けられる溶接治具２５０ｂについても、変形部２６０に設けられることにより、積層体１０の端部における溶接を適切に実施することが可能となる効果が得られる。積層体１０の端部では、溶接治具との位置関係によっては、電極棒２１０により適切な溶接を行うことができない可能性がある。このような問題は、溶接開始側及び溶接終了側の両方で起こり得る。本実施形態で説明した積層鉄心１の製造方法で説明した溶接治具２５０ａ，２５０ｂの形状では、上記の問題が発生しない。

【0040】

なお、積層体１０に対する溶接の方向は、積層体１０の上端から下端へ向かう方向には限定されない。積層体１０の下端部から上端へ向かって溶接を行う構成とすることもできる。また、積層体１０の配置を変更することにより、溶接の方向を上下方向とは異なる方向とすることもできる。

【0041】

積層体１０の溶接方向に関係なく、積層体１０の上方に配置される溶接治具が溶接部２０の凹部２１及び凸部２２に対応した変形部２６０を有している場合、溶接時に発生するスス等の付着の問題が解決される。すなわち、積層体１０の凹部２１の上方が溶接治具に覆われることがなくなるため、溶接時の熱影響により発生するススが上方等へ飛散しやすくなるため、凹部２１の周辺での残留を低減することができる。なお、この作用は、溶接方向が上下方向に延びる場合に特に効果的に奏される。すなわち、積層体１０の積層方向が上下方向となる状態で、溶接治具２５０ａ，２５０ｂにより積層体１０を挟み込む場合に、積層体１０よりも上方に配置される溶接治具２５０ａが変形部２６０を有するときに、ススを効果的に飛散させることが可能となる。

【0042】

次に、図７及び図８を参照しながら、溶接治具２５０ａ，２５０ｂの形状の変形例について説明する。なお、図７及び図８では、溶接治具２５０ａの形状の変形例を示しているが、当然ながら溶接治具２５０ｂについても同様の変形が可能である。

【0043】

図７は、溶接治具２５０ａの変形部２６０のうち、谷部２６１の端部の形状の変形例である。すなわち、図７に示す溶接治具２５０ａは、平面視において、溶接治具２５０ａの外周に沿った変形部２６０の端部が、積層体１０の溶接部２０の端部よりも外方に突出している。図７では、積層体１０の溶接部の外形（特に、溶接部２０の端部近傍）を破線Ｌとして示している。溶接治具２５０ａの変形部２６０の端部は、積層体１０の溶接部の端部よりも外方に突出している。このような形状とすることで、電極棒２１０からのアークにより、積層体１０の溶接部の端部近傍（図６に示した積層体１０に形成された凹部２１の両側の端部Ｓ）が溶融することを防ぐことができる。このように、溶接のターゲットとなる溶接部２０の凸部２２の周辺では溶接治具の形状を凸部２２に対応する形状とし、凸部２２から離間する領域では積層体１０と比較して溶接治具２５０ａが外方に突出する形状とした場合、溶接のターゲットとなる領域とは異なる領域が電極棒２１０からのアークにより溶融することを防ぐことができる。

【0044】

図８は、溶接治具２５０ａの変形部２６０のうち、突出部２６２の形状の変形例である。上述したように、変形部２６０の外形を積層体１０の溶接部２０の外形に対応させることで、積層体１０の端部での溶接を適切に行うことができる。ここで、溶接部２０の外形と変形部２６０の外形とを僅かに異ならせることで、積層体１０の端部における溶接を適切に実施することを可能としながら、付随的な効果も得ることができる。

【0045】

図８（ａ）に示す変形例は、平面視において、溶接治具２５０ａの変形部２６０の突出部２６２よりも、積層体１０の溶接部２０の凸部２２が外方に突出している。変形部２６０の突出部２６２よりも溶接部２０の凸部２２が外方に突出している場合、溶接治具２５０ａが電極棒２１０と干渉しないので、積層体１０の端部の溶接が好適に行われる。また、図８（ａ）に示す構成とした場合、溶接ビードとなる溶接部２０の凸部２２と溶接治具２５０ａとの接触面積が小さくなることから、積層体１０と溶接治具２５０ａとを離間させる際の離型性が向上する。

【0046】

図８（ｂ）に示す変形例は、平面視において、溶接治具２５０ａの変形部２６０の突出部２６２が、積層体１０の溶接部２０の凸部２２よりも外方に突出している。変形部２６０の突出部２６２が溶接部２０の凸部２２よりも外方に突出している場合、上述のように溶接治具２５０ａが電極棒２１０と干渉する可能性が考えられる。しかしながら、突出量（突出している領域の大きさ）を小さくすることで溶接治具２５０ａと電極棒２１０との干渉による影響が生じることを防ぐことができる。なお、積層体１０の凸部２２に対する溶接治具２５０ａの突出部２６２の突出量は、０．０５ｍｍ～１ｍｍ程度とすることが好ましい。このような構成とすることで、積層体１０の端部の溶接が不十分になる等のリスクを低減させることができる。また、図８（ｂ）に示す構成とした場合、溶接ビードとなる溶接部２０の凸部２２が積層体１０の積層方向に突出することを防ぐことができる。すなわち、溶接治具２５０ａにより溶融後の凸部２２の変形を規制することができる。また、図８（ａ）に示す構成とした場合と同様に、積層体１０と溶接治具２５０ａとを離間させる際の離型性が向上する。

【0047】

このように、溶接治具２５０ａ，２５０ｂの変形部２６０の形状は、積層体１０の溶接部２０に対応した形状とすることにより、積層体１０の端部の溶接を適切に行うことを可能とする。ただし、上記の図７及び図８で示す変形例で説明したように、溶接治具２５０ａ，２５０ｂの変形部２６０の形状は、積層体１０の溶接部２０と完全に一致していなくてもよい。

【0048】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0049】

例えば、上記実施形態においては、積層体１０の厚さ方向の全体に亘って一つながりの溶接ビードを形成する場合を例示したが、溶接ビード（例えば長さ２～３０ｍｍ程度）が断続的に複数形成される構成としてもよい。また、溶接を行う箇所及び数についても適宜変更することができる。例えば、耳金部１３の周辺に溶接部２０を設ける構成としてもよい。

【0050】

上記実施形態においては、一枚の被加工板Ｗから鉄心片を打ち抜く場合を例示したが、複数の被加工板Ｗを重ね合せて鉄心を打ち抜くようにしてもよい。この場合、複数の被加工板Ｗを併用する場合、種類、厚さ及び／又は幅が異なるものを組み合わせて使用してもよい。更に、一つの被加工板Ｗから回転子用の鉄心片と固定子用の鉄心片の両方を打ち抜いてもよい。

【0051】

上記実施形態においては、ＴＩＧ溶接によって溶接工程を実施する場合を例示したが、ＴＩＧ溶接以外のアーク溶接やレーザー溶接によって溶接工程を実施してもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、図７及び図８を参照しながら溶接治具２５０ａ，２５０ｂの変形例について説明したが、図７及び図８に示した変形例を組み合わせてもよい。例えば、溶接治具２５０ａの変形部２６０のうち谷部２６１の端部の形状は、図７に示すように積層体１０の溶接部の端部よりも外方に突出し、突出部２６２の形状は、図８（ａ）に示すように、積層体１０の溶接部２０の凸部２２のほうが外方に突出するような形状とすることができる。このように、溶接治具２５０ａ，２５０ｂの形状は、適宜変更することができる。

【0053】

（例示）
本開示の一形態に係る積層鉄心の製造方法は、複数の金属板が積層された積層体をその積層方向の両側から一対の溶接治具で挟み込んだ状態で、前記積層体の表面において前記積層方向に延びる溶接部を溶接する工程を有し、前記一対の溶接治具の少なくとも一方は、平面視において前記積層体の前記溶接部に対応した外形の変形部を有し、平面視において前記変形部が前記溶接部と重なり合う状態で、前記積層体に対して積層される。

【0054】

上記の積層鉄心の製造方法では、溶接治具の少なくとも一方が、積層体の溶接部に対応した形状を有している。そして、平面視において積層体の溶接部と溶接治具の溶接部とが重なり合う状態で、溶接が行われる。そのため、積層体の端部において溶接を行う際に、溶接治具に対して溶接機の電極棒が干渉することが防がれ、積層体の端部における溶接を適切に実施することが可能となる。

【0055】

ここで、平面視において、前記溶接治具の外周に沿った前記変形部の端部は、前記積層体の前記溶接部の端部よりも外方に突出する態様とすることができる。このような構成とすることで、積層体の溶接部の端部の材料が溶融することを防ぐことができる。

【0056】

前記溶接部は、凹部と、前記凹部の中央付近に設けられた凸部とを有し、前記溶接治具の前記変形部は、前記溶接部の凹部に対応した谷部と、前記溶接部の凸部に対応した突出部と、を有する態様とすることができる。このような構成とすることで、溶接部の凹部及び凸部に対応して形成された、溶接治具の変形部の谷部及び突出部が、積層体の端部における溶接に対して影響を与えることを防ぐことができる。

【0057】

前記凸部は、平面視において前記突出部よりも外方に突出する態様とすることができる。このような構成とすることで、溶接後に積層体と溶接治具とを離間する際の離型性が向上する。

【0058】

前記突出部は、平面視において前記凸部よりも外方に突出する態様とすることができる。このような構成とすることで、溶接を行う際に凸部が溶融した後の変形が溶接治具により規制される。また、溶接後に積層体と溶接治具とを離間する際の離型性が向上する。

【0059】

前記一対の溶接治具のうち、前記溶接する工程において溶接を開始する前記積層体の端部に近い側に設けられる溶接治具が前記変形部を有する態様とすることができる。このような構成とすることで、溶接が不安定となりがちな溶接開始時の積層体の端部の溶接を適切に行うことができる。

【0060】

前記一対の溶接治具のうち、前記積層体よりも上方に設けられる溶接治具が前記変形部を有する態様とすることができる。このような構成とすることで、溶接時に積層体等から発生したスス等の不要な成分が溶接部周辺に滞留することを防ぐことができる。

【符号の説明】

【0061】

１…積層鉄心、１０…積層体、２０…溶接部、２１…凹部、２２…凸部、１００…積層体製造装置、２００…溶接機、２１０…電極棒、２５０ａ，２５０ｂ…溶接治具、２５１…第１の材料、２５２…第２の材料、２６０…変形部、２６１…谷部、２６２…突出部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】