JPH09149605A - 鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層した鋼板間の結合強度を充分なものとし
て、鉄心使用機器の容量が大きいものでも鉄心分断の不
具合をなくし得ると共に、鋼板間の結合強度を均等にし
て鉄心の精度を向上させ得るようにする。 【解決手段】 積層した鋼板２１のそれぞれ重ね合わせ
目又は板肉部にレーザビームのスポット２６を順次照射
して鉄心を製造する方法において、そのレーザビームの
スポット２６の直径Ｄを鋼板２１の板厚の２倍超として
隣接する３枚以上ずつの鋼板２１を順次溶接して結合す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層した鋼板を溶接
して製造する鉄心の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば回転電機等の鉄心は、
所定形状の鋼板を積層し、この積層した鋼板をＴＩＧ溶
接や、あるいは連続するレーザビームの照射による溶接
で製造する方法が知られている。しかしながら、これら
の溶接は、周囲部への熱影響が大きく、磁気回路の磁気
抵抗及びヒステリシスの増大、渦電流等による鉄損の増
大などにより、磁気回路の効率低下をもたらす。この問
題を解決するための方法が、例えば特公昭６２−１４０
８７号公報、特開平４−３４７５６１号公報に記載され
ている。

【０００３】図６は特公昭６２−１４０８７号公報に記
載されたものを示しており、積層された鋼板１に対し、
パルスレーザ２を照射するレーザ出射ユニット３が設け
られ、このレーザ出射ユニット３はパルスレーザ発振器
４に光学的に接続され、更に、そのパルスレーザ発振器
４がレーザ制御装置５に接続されている。この構成で、
パルスレーザ２がレーザ出射ユニット３から鋼板１の重
ね合わせ目に照射され、溶接部６が形成される。この鋼
板１の重ね合わせ目に対するパルスレーザ２の照射を順
次行なうことによって、規則的に溶接部６が形成され、
その溶接で鋼板１を隣接する２枚ずつ結合して鉄心７が
製造される。

【０００４】図７は特開平４−３４７５６１号公報に記
載されたものの鉄心１１を示しており、上述同様にパル
スレーザが積層された鋼板１２に照射され、溶接部１３
が形成されるが、この場合、パルスレーザは鋼板１２の
複数枚ごとに照射されるため、溶接部１３は鋼板１の３
枚以上にまたがって形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のもののうち、図
６に示したものでは、溶接部６が隣り合う溶接部６と不
連続となるように鋼板１の重ね合わせ目のピッチに合わ
せてパルスレーザ２を照射しているので、溶接部６の溶
け込み量が最少限になり、周囲部への熱影響が少なくな
って、磁気特性の劣化も少なくなる。しかしながら、回
転電機など鉄心使用機器の容量が大きくなって出力が
０．２〜７５［ｋＷ］程度のものになると、鋼板１は
０．３〜０．７［ｍｍ］程度の板厚となって１枚の重量
が大きくなり、面積も大きくなって、強度的に溶接部６
の溶け込み量が不足し、製造した鉄心７を運搬するとき
や、巻線を施すときに溶接部６に亀裂が生じ、鉄心７が
分断するという不具合を生じるおそれがある。

【０００６】又、図７に示したものでは、溶接部１３の
溶け込み量が多いので、パルスレーザの照射中心付近の
鋼板１２の重ね合わせ目においては充分な結合力が得ら
れるが、照射外側で溶接される重ね合わせ目においては
充分な結合力が得られず、図６に示したものと同様の不
具合を生じるおそれがある。又、この場合、鋼板１２間
の結合強度が均等でないため、製造した鉄心１１の精度
が悪く、騒音や振動の原因となることがある。

【０００７】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、従ってその目的は、鋼板間の結合強度を充分な
ものとして、鉄心使用機器の容量が大きいものでも鉄心
分断の不具合をなくし得ると共に、鋼板間の結合強度を
均等にして、鉄心の精度を向上させ得る鉄心の製造方法
を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鉄心の製造方法においては、積層した鋼板
のそれぞれ重ね合わせ目又は板肉部にレーザビームのス
ポットを順次照射して鉄心を製造する方法にあって、そ
のレーザビームのスポット直径を鋼板板厚の２倍超とし
て隣接する３枚以上ずつの鋼板を順次溶接して結合する
ことを特徴とする。

【０００９】上記手段によれば、鋼板板厚の２倍超のス
ポット直径を有するレーザビームを鋼板のそれぞれ重ね
合わせ目又は板肉部に順次照射することによって、各溶
接部の溶け込み量を多くすることができ、しかも、隣り
合う溶接部が一部ずつラップするので、結合強度を充分
なものにできると共に均等にもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を回転電機の固定子
鉄心の製造方法に適用した第１実施例につき、図１ない
し図３を参照して説明する。まず図１には積層した鋼板
２１を示しており、この鋼板２１の一枚ずつは図２に示
す形状に打ち抜き形成されており、その中央部には界磁
空間孔２２を有し、その周縁部にスロット部２３を多数
有していて、外周に円弧状の膨らみ部２４と平面状の切
欠部２５とを交互に４つずつ有している。

【００１１】又、図１には積層した鋼板２１に照射した
レーザビームのスポット２６を示しており、これの直径
Ｄは鋼板２１の板厚の２倍超で、このレーザビームのス
ポット２６を、積層した鋼板２１のそれぞれ重ね合わせ
目に順次照射し、図３に示すように鋼板２１の隣接する
３枚以上ずつにわたる溶接部２７を形成して鋼板２１を
結合し、鉄心２８を製造する。なお、この場合の溶接部
２７は、図２にそれぞれＡで示すように、鋼板２１の外
周円弧状の膨らみ部２４に位置するものとする。

【００１２】この第１実施例方法によれば、鋼板２１板
厚の２倍超のスポット直径Ｄを有するレーザビームを鋼
板２１のそれぞれ重ね合わせ目に順次照射するのである
から、各溶接部２７の溶け込み量を図３に示すように多
くすることができ、しかも、隣り合う溶接部２７が一部
ずつラップするので、結合強度を充分なものにできると
共に均等にもできる。

【００１３】よって、回転電機の容量が大きくなって出
力が０．２〜７５［ｋＷ］程度のものでも、製造した鉄
心２８を運搬するときや、巻線を施すときに溶接部２７
に亀裂が生じることのないようにでき、鉄心２８が分断
する不具合をなくすことができる。又、鉄心２８の精度
を向上させることもできるもので、これにより、回転電
機の騒音や振動を低減することができる。

【００１４】加えて、この第１実施例方法によれば、レ
ーザビームのスポット２６の照射位置が鋼板２１のそれ
ぞれ重ね合わせ目からずれて、板肉部に照射された場合
でも、重ね合わせ目に照射した場合に近い結合強度を得
ることができるので、差支えなく、その分、位置決め装
置を簡略化できると共に、調整の作業も容易ならしめる
ことができる。更に、鋼板２１の板厚方向に連続する１
列の溶接部２７による結合強度が向上するから、溶接の
列数を削減することもできる。

【００１５】なお、発明者の実験によれば、スポット２
６の直径Ｄ、及び溶接部２７の溶け込み量を大きくする
につれて、溶接部２７の外面が粗くなり、場合によって
は鉄心２８の外周に出っ張る部分が生じたり、溶接部２
７の一部が跳んでえぐれたりすることがある。鋼板２１
の板厚が０．３〜０．７［ｍｍ］程度のものの場合、ス
ポット２６の直径Ｄは鋼板２１の板厚の２倍超であって
も３倍以下に、溶接部２７の溶け込み深さはスポット２
６の直径Ｄの０．５〜１倍程度の範囲にすれば、溶接部
２７の外面は滑らかで、安定した溶接部２７を得ること
ができる。

【００１６】又、この溶接条件においては、溶接による
周囲部への熱影響は、レーザビームを連続照射して鉄心
を製造する場合に比してきわめて小さく、且つ、磁気回
路の磁気抵抗及びヒステリシスの増大、渦電流等による
鉄損の増大などにより、磁気回路の効率低下をもたらす
こともほとんどない。

【００１７】以上に対して、図４は本発明の第２実施例
を示すもので、レーザビームのスポット２６を照射する
ことによる鋼板２１の溶接を、Ｂで表わすように、鋼板
２１の外周平面状の切欠部２５において行なうようにし
たものを示している。

【００１８】製造した鉄心２８は巻線（図示せず）を施
した後、回転電機のフレーム（これも図示せず）内に圧
入等の手段によって組み込まれるが、この組み込みの際
に鋼板２１の外周円弧状の膨らみ部２４には摩擦力が働
き、部分的に鋼板２１を離そうとする力が加わる。これ
に対して、上述のようにレーザビームのスポット２６を
照射することによる鋼板２１の溶接を鋼板２１の外周平
面状の切欠部２５において行なうことにより、溶接部２
７がフレーム内面と接触することがなくなり、組み込み
時に溶接部２７に摩擦力が働くことを避けることができ
るので、鉄心２８が分断する不具合の発生を回避でき
る。

【００１９】図５は本発明の第３実施例を示すもので、
レーザビームのスポット２６を照射することによる鋼板
２１の溶接を、Ｃで表わすように、鋼板２１の外周部
（円弧状の膨らみ部２４）に設けた溝部２９において行
なうようにしたものを示している。このようにしても、
溶接部２７がフレーム内面と接触することがなくなり、
組み込み時に溶接部２７に摩擦力が働くことを避けるこ
とができるので、鉄心２８が分断する不具合の発生を回
避できる。なお、本発明は回転電機の固定子鉄心の製造
方法には限られず、変圧器など他の鉄心使用機器の鉄心
の製造方法としても同様に適用して実施することができ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおりのもので、
下記の効果を奏する。請求項１の鉄心の製造方法によれ
ば、鋼板の各溶接部の溶け込み量を多くすることがで
き、しかも、隣り合う溶接部が一部ずつラップすること
により、結合強度を充分なものにできると共に均等にも
できるから、鉄心使用機器の容量が大きいものでも鉄心
分断の不具合をなくし得、又、鉄心の精度を向上させる
こともできて、騒音や振動の発生を低減することができ
る。

【００２１】請求項２の鉄心の製造方法によれば、製造
した鉄心の溶接部が鉄心組み込み時に組み込み相手部材
と接触することがなく、溶接部に摩擦力が働くことを避
けることができるので、鉄心がこの組み込み時に分断す
る不具合の発生を回避できる。

【００２２】請求項３の鉄心の製造方法でも、製造した
鉄心の溶接部が鉄心組み込み時に組み込み相手部材と接
触することがなく、溶接部に摩擦力が働くことを避ける
ことができるので、鉄心がこの組み込み時に分断する不
具合の発生を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す積層した鋼板の側面
図

【図２】鋼板一枚の拡大正面図

【図３】鉄心の部分拡大縦断面図

【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図２相当図

【図６】従来例を示す溶接装置の概略構成図と鉄心の部
分拡大縦断面図

【図７】異なる従来例を示す図３相当図

【符号の説明】

２１は鋼板、２５は平面状の切欠部、２６はレーザビー
ムのスポット、Ｄはスポットの直径、２７は溶接部、２
８は鉄心、Ｂはレーザビームのスポット照射位置、２９
は溝部、Ｃはレーザビームのスポット照射位置を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定形状の鋼板を積層し、この積層した
   鋼板のそれぞれ重ね合わせ目又は板肉部にレーザビーム
   のスポットを順次照射して鉄心を製造する方法におい
   て、そのレーザビームのスポット直径を鋼板板厚の２倍
   超として隣接する３枚以上ずつの鋼板を順次溶接して結
   合することを特徴とする鉄心の製造方法。
2. 【請求項２】 レーザビームのスポット照射による鋼板
   の溶接を、鋼板の外周平面状の切欠部において行なうこ
   とを特徴とする請求項１記載の鉄心の製造方法。
3. 【請求項３】 レーザビームのスポット照射による鋼板
   の溶接を、鋼板の外周部に設けた溝部において行なうこ
   とを特徴とする請求項１記載の鉄心の製造方法。