JP2002354717A - 積層鉄心及び積層鉄心の製造方法 - Google Patents

積層鉄心及び積層鉄心の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 0.2mm未満の板厚を有する鉄心片を使用
してもかしめ接合強度と形状性に優れる積層鉄心及び積
層鉄心の製造方法を提供する。 【解決手段】 鉄心片18、19に形成され鉄心片14
の板厚の2倍以上の突出長を有するかしめ突起16が、
突出長と実質的に同じ厚み、又はかしめ突起16の先端
が届く厚みまで順次積層した複数枚の鉄心片14に形成
される貫通係合孔15に入り込んでかしめ積層し、かし
め突起16と貫通係合孔15の形成位置は所定の積層厚
毎に異なって設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄板を積層したロ
ーターコアやステーターコア等の積層鉄心及び積層鉄心
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、モータの出力向上、あるいは小型
軽量で高性能化を図るために、ローターコアやステータ
ーコア等には、薄い鋼板から打ち抜きした鉄心片を多数
枚積層して所定の厚さとした積層鉄心が使用されてい
る。薄い鉄心片を多数枚積層する場合、例えば、各鉄心
片毎に谷型突起や切り起し突起等のかしめ接続部を設け
て、このかしめ接続部を介して各鉄心片を相互にかしめ
て、すなわち単枚毎にかしめて積層していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄心片
の厚さが、例えば0.2mm未満になると、従来の単枚
かしめの谷型突起や切り起し突起等のかしめ接続部では
十分なかしめ強度を発現することが困難で、積層鉄心が
分離したり、積層鉄心を構成している各鉄心片間のかし
め接合強度が低下し形状劣化等の問題が生じていた。本
発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、例えば0.
2mm未満の板厚を有する鉄心片を使用してもかしめ接
合強度と形状性に優れる積層鉄心及び積層鉄心の製造方
法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る積層鉄心は、鉄心片に形成したかしめ突起と係合孔
とを介してかしめ積層した積層鉄心において、前記鉄心
片に形成され該鉄心片の板厚の2倍以上の突出長を有す
る前記かしめ突起が、該突出長と実質的に同じ厚み、又
は前記かしめ突起の先端が届く厚みまで順次積層した複
数枚の鉄心片に形成される貫通係合孔に入り込んでかし
め積層し、前記かしめ突起と前記貫通係合孔の形成位置
を所定の積層厚毎に変えて設ける。貫通係合孔にかしめ
突起を入れ込むことにより、貫通係合孔を構成している
複数枚の鉄心片に設けられた各係合孔の内周側全体にか
しめ突起の外周側を接触させることができ、各鉄心片と
かしめ突起との間の摩擦力が向上する。また、かしめ突
起と貫通係合孔の形成位置を所定の積層厚毎に変えるの
で、かしめ突起長の最大形成長に制約が生じても、かし
め突起と貫通係合孔の形成位置を変えながら積層するこ
とができる。
【0005】本発明に係る積層鉄心において、前記かし
め突起の形状が、側面視して台形状、又は多段台形状で
あることが好ましい。かしめ突起の形状を側面視して台
形状、又は多段台形状とすることにより、かしめ突起を
貫通係合孔に確実に入れ込むことができ、その結果、積
層している複数枚の鉄心片の各係合孔にかしめ突起が入
り込んだ状態となる。このため、かしめ突起を貫通係合
孔に入れ込んでかしめ力を与えると、各鉄心片に設けら
れた各係合孔の内周側にかしめ突起の外周側を確実に密
に接触させることができる。
【0006】本発明に係る積層鉄心において、前記貫通
係合孔の内周側には複数の凹部、又は切り欠き部が形成
されて、前記鉄心片のブレを防止することができる。貫
通係合孔にかしめ突起を入れ込んでかしめ力を与える
と、かしめ突起の一部はは塑性変形して貫通係合孔の内
周側に形成された複数の凹部、又は切り欠き部に進入
し、凹部、又は切り欠き部を充填する。このため、かし
め接合強度が高まる。更に、かしめ突起の一部が凹部、
又は切り欠き部に塑性変形して進入しているため、各鉄
心片の自由な回転やブレを拘束することができる。
【0007】前記目的に沿う本発明に係る積層鉄心の製
造方法は、鉄心片にかしめ突起と係合孔を設けて、該か
しめ突起と該係合孔を介してかしめ積層する積層鉄心の
製造方法において、前記鉄心片の複数枚の所定位置に前
記かしめ突起が入り込む貫通係合孔を形成し、該貫通係
合孔に入り込み前記鉄心片の厚さの2倍以上の突出長を
有する前記かしめ突起を次の鉄心片に形成し外形抜きし
て前記かしめ突起を前記貫通係合孔に入れ込みかしめて
順次積層し、以後に積層の鉄心片には前記貫通係合孔と
前記かしめ突起の形成位置を所定積層厚毎に変えて形成
し、かしめ積層する。貫通係合孔にかしめ突起を入れ込
むことにより、積層した複数枚の鉄心片に設けられた各
係合孔の内周側全体にかしめ突起の外周側を接触させる
ことができ、かしめ力の大きな積層鉄心を得ることがで
きる。また、かしめ突起と貫通係合孔の形成位置を所定
の積層厚毎に変えるので、かしめ突起長の最大形成長に
制約が生じても、かしめ突起と貫通係合孔の形成位置を
変えながら積層することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1(A)は本発明の一実
施の形態に係る積層鉄心の概念構造を示す説明図、
(B)は本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の概念
構造を示す説明図、図2(A)は本発明の一実施の形態
に係る積層鉄心の貫通係合孔の内周側に形成されたの凹
部の概念構造を示す説明図、(B)は同積層鉄心の変形
例に係る貫通係合孔の内周側に形成された凹部の概念構
造を示す説明図、図3は本発明の一実施の形態に係る積
層鉄心の製造方法に使用するプレスステーションの概念
構造図、図4は同積層鉄心の製造方法における薄板材か
ら鉄心片を打ち抜く手順を示す説明図、図5は同積層鉄
心の製造方法で得られたステーターコアの一例を示す説
明図である。
【0009】図1(A)に示すように、本発明の一実施
の形態に係る積層鉄心10は、複数枚の鉄心片をかしめ
接続する位置を所定積層毎に変えて、例えば、下層積層
部11と上層積層部12を有し、この積層を所定積層毎
に繰返している。下層積層部11は、所定間隔で形成さ
れ平面視して矩形状の係合孔13を有する鉄心片14を
2枚の係合孔13の心が一致するように積層し貫通係合
孔15を形成し、この貫通係合孔15に平面視して矩
形、側面視して台形状で鉄心片14の板厚の2倍の突出
長を有するかしめ突起16と平面視して矩形状の係合孔
17が所定間隔で形成された鉄心片18を打ち抜きし
て、かしめ突起16を貫通係合孔15に入り込ませてか
しめ積層している。また、上層積層部12は、鉄心片1
4に形成され平面視して矩形状の係合孔13を、先に積
層の鉄心片18に形成された係合孔17の心と一致させ
て積層して貫通係合孔15を形成し、この貫通係合孔1
5に平面視して矩形、側面視して台形状で鉄心片14の
板厚の2倍の突出長を有するかしめ突起16が形成され
た鉄心片19を打ち抜きして、かしめ突起16を貫通係
合孔15に入り込ませてかしめ積層している。
【0010】また、このように積層したものに、必要に
応じて上下方向からかしめ力を加え、かしめ接合力を強
めることができる。なお、かしめ突起16の形状が側面
視して台形状であるため、かしめ突起16が形成される
鉄心片18、19と接触する鉄心片14に形成する係合
孔13の寸法は、鉄心片18、19に直接接触しない鉄
心片14に形成する係合孔13よりも大きくしておく。
このようにすることにより、かしめ突起16を貫通係合
孔15内に確実に入り込ませることが可能となる。
【0011】また、図1(B)に、本発明の他の実施の
形態に係る積層鉄心20を示す。積層鉄心20は、下層
積層部21と上層積層部22を有している。下層積層部
21は、所定間隔で形成され平面視して矩形状の係合孔
13を有する鉄心片14の3枚を係合孔13の心が一致
するように積層し、この際形成される貫通係合孔23に
平面視して矩形、側面視して台形状で鉄心片14の板厚
の3倍の突出長を有するかしめ突起24と平面視して矩
形状の係合孔17が所定間隔で形成された鉄心片25を
打ち抜きして、かしめ突起24を貫通係合孔23に入り
込ませてかしめ積層している。上層積層部22は、鉄心
片14に形成され平面視して矩形状の係合孔13を鉄心
片25に形成され平面視して矩形状の係合孔17の心と
一致させて積層し、この貫通係合孔23に平面視して矩
形、側面視して台形状で鉄心片14の板厚の3倍の突出
長を有するかしめ突起24が形成された鉄心片26を打
ち抜きして、かしめ突起24を貫通係合孔23に入り込
ませてかしめ積層している。
【0012】続いて、図2(A)を用いて、かしめ突起
16、24と貫通係合孔15、23との関係につて説明
する。鉄心片14に形成した係合孔13は、平面視して
矩形状をしており、矩形の短片の中央部に凹部27が形
成されている。このため、鉄心片14を係合孔13の心
を一致させて積層した複数枚の積層体に形成される貫通
係合孔15、23は平面視して矩形状をしており、各短
辺の中央部には貫通凹部27aが存在する。この貫通係
合孔15、23に鉄心片18、19、25、26に設け
られたかしめ突起16、24が入り込んでかしめられ、
このかしめ力の増加に伴って、かしめ突起16、24は
塑性変形して貫通係合孔15、23の内周側に接触する
ようになる。
【0013】その結果、貫通係合孔15、23の内周側
面と接触したかしめ突起16、24の外側面との間に摩
擦力が発生し、貫通係合孔15、23の内周側と鉄心片
18、19、25、26のかしめ突起16、24の外周
側との間にはかしめ接合力が生じて一体化する。更に、
貫通係合孔15、23の短辺と接触したかしめ突起1
6、24の外側の一部は塑性変形し貫通凹部27a内に
進入して貫通凹部27aを充填する。その結果、貫通係
合孔15、23に入り込んだかしめ突起16、24にお
いては、自由な回転が拘束される。また、貫通係合孔1
5、23を形成している各鉄心片14も貫通凹部27a
内にかしめ突起16、24の外周側の一部がが進入して
いるために自由な回転が拘束される。その結果、積層鉄
心としてのかしめ接合強度が向上すると共に形状の安定
性が確保される。
【0014】また、貫通係合孔15の変形例である貫通
係合孔28を図2(B)に示す。貫通係合孔28は、平
面視したときの形状が円形をしており、貫通係合孔28
の中心に対して対称となる位置にそれぞれ貫通凹部29
が設けられている。なお、円形の貫通係合孔28を形成
した場合では、入り込むかしめ突起の形状は円錐台形状
とすることが好ましい。また、貫通凹部27a、29は
2箇所に形成しているが、これに限らず、3箇所、4箇
所等の任意個数形成することができる。
【0015】次に、本発明の一実施の形態に係る積層鉄
心の製造方法について、図3、図4を用いて詳細に説明
する。図3に積層鉄心10、20を製造するプレスステ
ーション30を示す。プレスステーション30には、こ
の実施例では、鉄心片が打ち抜かれる薄板31が搬送さ
れてくる上流側にローターコア製造域、下流側にステー
ターコア製造域が設けられている。上金型32と下金型
33は支柱34で連結され、下金型33には油圧駆動す
る図示しないプランジャーが接続されて、上金型32に
対して上下するようになっている。薄板31は、上金型
32と下金型33の間に配置され、薄板31は上金型3
2と下金型33のプレス動作に同期して所定の速度で間
欠的に搬送されている。
【0016】下型33には、プランジャーが接続した下
ダイセット35と、下ダイセット35の上側に設けられ
たダイプレート36が設けられている。上金型32に
は、プレスステーション30の図示しない固定枠に上金
型32を固定する上ダイセット37、上ダイセット37
に固定されたパンチプレート38、薄板31をダイプレ
ート36と共に挟持するストリッパープレート39が設
けられている。また、ローターコア製造域には、パンチ
プレート38にパンチ支持プレート40を介してロータ
ーコア加工用のパンチ41、42、43、44、45、
ローターコア打ち抜きパンチ46が設けられている。ス
テーターコア製造域には、パンチプレート38にパンチ
支持プレート40を介してステーターコア加工用のパン
チ47、48、49、50、51、ステーターコア打ち
抜きパンチ52が設けられている。
【0017】更に、ストリッパープレート39には、ロ
ーターコア加工用のパンチ41、42、43、44、4
5、ローターコア打ち抜きパンチ46、ステーターコア
加工用のパンチ47、48、49、50、51、ステー
ターコア打ち抜きパンチ52が貫通するための貫通孔5
3〜64が対応する位置にそれぞれ設けられている。ま
た、ダイプレート36には、ローターコア加工用のパン
チ41、42、43、44、ステーターコア加工用のパ
ンチ47、48、49、50、51で打ち抜かれた打ち
抜き片が入り込むダイホール65〜73が設けられ、下
ダイセット35には各ダイホール65〜73に接続し打
ち抜き片が排出される排出口74がそれぞれ設けられて
いる。
【0018】なお、下金型33のローターコア打ち抜き
パンチ46の直下には、図示しない油圧シリンダに接続
された底板ブロック75が設けられダイボタン76で形
成されるローターコア用ダイホールが設けられている。
従って、ローターコア打ち抜きパンチ46で打ち抜かれ
たローターコア打ち抜き片は、ローターコア用ダイホー
ル内で順次積層される。同様に、下金型33のステータ
ーコア打ち抜きパンチ52の直下には、図示しない油圧
シリンダに接続された底板ブロック77が設けられダイ
ボタン78で形成されるステーターコア用ダイホールが
設けられている。従って、ステーターコア打ち抜きパン
チ52で打ち抜かれたステーターコア打ち抜き片は、ス
テーターコア用ダイホール内で順次積層される。
【0019】図4に示すように、上流側の図示しないス
テーションでガイドホール79が形成された薄板31が
プレスステーション30のローターコア製造域に供給さ
れると、ローターコア用の中心孔80がローターコア加
工用のパンチ41で形成され、中心孔80の周囲にロー
ターコア加工用のパンチ42、43を用いて係合孔81
が形成される。次いで、ローターコア打ち抜きパンチ4
6によりローターコア鉄心片82が打ち抜かれてダイボ
タン76で形成されるローターコア用ダイホール内で順
次積層される。ローターコア鉄心片82が打ち抜かれた
薄板31は、次にステーターコア製造域に供給されて、
ステーターコア加工用のパンチ47によりスロット83
及び極歯84が形成される。更に、ステーターコア加工
用のパンチ49、51により係合孔85が形成され、ス
テーターコア打ち抜きパンチ52によりステーターコア
鉄心片86が打ち抜かれてダイボタン78で形成される
ステーターコア用ダイホール内で順次積層される。
【0020】所定枚数(例えば3枚)のローターコア鉄
心片82とステーターコア鉄心片86が、それぞれロー
ターコア用ダイホール内及びステーターコア用ダイホー
ル内に積層されると、上ダイセット37に設けられたパ
ンチ位置制御用のレバー87を用いて、ローターコア加
工用のパンチ43の下降位置を調整して、次に外形抜き
するローターコア鉄心片82にかしめ突起が形成される
ようにすると共に、パンチ43の動作を停止させてパン
チ44を動作させて、前のローターコア鉄心片82の係
合孔81とは異なる位置に係合孔81を形成する。ま
た、ステーターコア加工用のパンチ49、51の動作を
停止させてパンチ48、50を動作させることにより、
次に外形抜きするステーターコア鉄心片86にかしめ突
起及び形成位置が異なる係合孔81を形成することがで
きる。かしめ突起及び形成位置を変えて形成した係合孔
81を有するローターコア鉄心片82とステーターコア
鉄心片86がそれぞれ打ち抜かれて、ローターコア用ダ
イホール内及びステーターコア用ダイホール内に先に積
層されている各鉄心片の上に積層される。この積層の際
に、底板ブロック75、78に接続している油圧シリン
ダを作動させて下側から力を加えることにより、又は支
えることにより、先に積層されているローターコア鉄心
片82とステーターコア鉄心片86にそれぞれ形成され
ている貫通係合孔内にかしめ突起が入り込んで、かしめ
積層が行なわれる。
【0021】ローターコア用ダイホール内及びステータ
ーコア用ダイホール内で積層した複数枚のローターコア
鉄心片82とステーターコア鉄心片86のそれぞれのか
しめがなされると、パンチ位置制御用のレバー87を再
度調整して、次いで複数枚打ち抜きするローターコア鉄
心片及びステーターコア鉄心片に、前記かしめ突起を有
したローターコア鉄心片及びステーターコア鉄心片に形
成された係合孔の位置と正対面する位置に係合孔のみが
形成されるようにする。この状態で所定枚数のローター
コア鉄心片及びステーターコア鉄心片の打ち抜き加工を
行ない、積層した時点で、再びパンチ位置制御用のレバ
ー87を調整して、かしめ突起と係合孔を有したロータ
ーコア鉄心片及びステーターコア鉄心片を打ち抜き、か
しめ積層する。以上のような打ち抜きとかしめの作業
を、所定枚数の打ち抜き毎に貫通係合孔の位置を変えな
がら行なうことにより、所定の厚さを有するローターコ
アとステーターコアを形成する。図5に形成されたステ
ーターコア88の一例を示す。ここで、89はスロット
部、90は極歯部、91はかしめ部をそれぞれ示す。
【0022】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、
例えば、3及び2層毎に貫通係合孔とかしめ突起の形成
位置を変えたが、他の枚数毎に貫通係合孔とかしめ突起
の形成位置を変えることも可能である。また、かしめ突
起の形状を、側面視して台形状としたが、かしめ突起の
形状を多段台形状とすることも可能である。この場合
は、側面視した貫通係合孔の形状もかしめ突起と同一の
間隔で多段台形状とすることが望ましい。更に、貫通係
合孔の内周側に凹部に代えて切り欠き部を設けてもよい
し、個数を2個以上とすることも可能である。
【0023】
【発明の効果】請求項1〜3記載の積層鉄心において
は、鉄心片に形成され鉄心片の板厚の2倍以上の突出長
を有するかしめ突起が、突出長と実質的に同じ厚み、又
はかしめ突起の先端が届く厚みまで順次積層した複数枚
の鉄心片に形成される貫通係合孔に入り込んでかしめ積
層し、かしめ突起と貫通係合孔の形成位置を所定の積層
厚毎に変えて設けるので、かしめ突起は複数枚の鉄心片
とかしめられ、例え鉄心片が薄くとも、各鉄心片とかし
め突起との間の摩擦力が向上して、かしめ接合強度の高
く、任意の厚さの積層鉄心を形成することが可能とな
る。
【0024】特に、請求項2記載の積層鉄心において
は、かしめ突起の形状が、側面視して台形状、又は多段
台形状であるので、各鉄心片に設けられた各係合孔の内
周側にかしめ突起の外周側を確実に入れ込んで接触させ
ることができ、摩擦力を向上させることが可能となる。
【0025】請求項3記載の積層鉄心においては、貫通
係合孔の内周側には複数の凹部、又は切り欠き部が形成
されて、鉄心片のブレを防止しているので、かしめ強度
と形状性を更に向上させることができる。このため、鉄
心片の厚が極薄、例えば、0.1mm以下の薄板を用い
てもかしめ接合強度と形状性に優れた積層鉄心を得るこ
とが可能となる。
【0026】請求項4記載の積層鉄心の製造方法におい
ては、鉄心片の複数枚の所定位置にかしめ突起が入り込
む貫通係合孔を形成し、貫通係合孔に入り込み鉄心片の
厚さの2倍以上の突出長を有するかしめ突起を次の鉄心
片に形成し外形抜きしてかしめ突起を貫通係合孔に入れ
込みかしめて順次積層し、以後に積層の鉄心片には貫通
係合孔とかしめ突起の形成位置を所定積層厚毎に変えて
形成し、かしめ積層するので、かしめ接合強度と形状性
に優れた積層鉄心を容易に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心
の概念構造を示す説明図、(B)は本発明の他の実施の
形態に係る積層鉄心の概念構造を示す説明図である。
【図2】(A)は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心
の貫通係合孔の内周側に形成されたの凹部の概念構造を
示す説明図、(B)は同積層鉄心の変形例に係る貫通係
合孔の内周側に形成された凹部の概念構造を示す説明図
である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方
法に使用するプレスステーションの概念構造図である。
【図4】同積層鉄心の製造方法における薄板材から鉄心
片を打ち抜く手順を示す説明図である。
【図5】同積層鉄心の製造方法で得られたステーターコ
アの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10:積層鉄心、11:下層積層部、12:上層積層
部、13:係合孔、14:鉄心片、15:貫通係合孔、
16:かしめ突起、17:係合孔、18、19:鉄心
片、20:積層鉄心、21:下層積層部、22:上層積
層部、23:貫通係合孔、24:かしめ突起、25、2
6:鉄心片、27:凹部、27a:貫通凹部、28:貫
通係合孔、29:貫通凹部、30プレスステーション、
31:薄板、32:上金型、33:下金型、34:支
柱、35:下ダイセット、36:ダイプレート、37:
上ダイセット、38:パンチプレート、39:ストリッ
パープレート、40:パンチ支持プレート、41、4
2、43、44、45:ローターコア加工用のパンチ、
46:ローターコア打ち抜きパンチ、47、48、4
9、50、51:ステーターコア加工用のパンチ、5
2:ステーターコア打ち抜きパンチ、53、54、5
5、56、57、58、59、60、61、62、6
3、64:貫通孔、65、66、67、68、69、7
0、71、72、73:ダイホール、74:排出口、7
5:底板ブロック、76:ダイボタン、77:底板ブロ
ック、78:ダイボタン、79:ガイドホール、80:
中心孔、81:係合孔、82:ローターコア鉄心片、8
3:スロット、84:極歯、85:係合孔、86:ステ
ーターコア鉄心片、87:レバー、88:ステーターコ
ア、89:スロット部、90:極歯部、91:かしめ部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄心片に形成したかしめ突起と係合孔と
    を介してかしめ積層した積層鉄心において、前記鉄心片
    に形成され該鉄心片の板厚の2倍以上の突出長を有する
    前記かしめ突起が、該突出長と実質的に同じ厚み、又は
    前記かしめ突起の先端が届く厚みまで順次積層した複数
    枚の鉄心片に形成される貫通係合孔に入り込んでかしめ
    積層し、前記かしめ突起と前記貫通係合孔の形成位置を
    所定の積層厚毎に変えて設けることを特徴とする積層鉄
    心。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の積層鉄心において、前記
    かしめ突起の形状が、側面視して台形状、又は多段台形
    状であることを特徴とする積層鉄心。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の積層鉄心におい
    て、前記貫通係合孔の内周側には複数の凹部、又は切り
    欠き部が形成されて、前記鉄心片のブレを防止している
    ことを特徴とする積層鉄心。
  4. 【請求項4】 鉄心片にかしめ突起と係合孔を設けて、
    該かしめ突起と該係合孔を介してかしめ積層する積層鉄
    心の製造方法において、前記鉄心片の複数枚の所定位置
    に前記かしめ突起が入り込む貫通係合孔を形成し、該貫
    通係合孔に入り込み前記鉄心片の厚さの2倍以上の突出
    長を有する前記かしめ突起を次の鉄心片に形成し外形抜
    きして前記かしめ突起を前記貫通係合孔に入れ込みかし
    めて順次積層し、以後に積層の鉄心片には前記貫通係合
    孔と前記かしめ突起の形成位置を所定積層厚毎に変えて
    形成し、かしめ積層することを特徴とする積層鉄心の製
    造方法。
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