WO2016013683A1 - 車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法 - Google Patents

車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法 Download PDF

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安藤　修司
道信 平間
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日本発條株式会社
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated core of a vehicle drive motor.
  • Patent Document 1 listed below describes a laminated core formed by sequentially caulking and laminating annular core pieces made of a plurality of segment core pieces arranged in a ring.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a laminated core of a vehicle drive motor that can reduce the manufacturing cost and reduce the number of parts and the number of assembly steps of the vehicle drive motor. .
  • a method of manufacturing a laminated iron core for a motor for driving a vehicle wherein a plurality of arc-shaped iron cores having different key protrusions and different key protrusions are formed by pressing a strip-shaped magnetic steel sheet.
  • the laminated iron core of the vehicle drive motor can be manufactured by the above pressing process, laminating process and welding process, dedicated equipment for simultaneously performing caulking and laminating is not required. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
  • the vehicle drive is compared to a configuration in which key parts are attached to the key recess. The number of motor parts and assembly man-hours can be reduced.
  • the arc-shaped iron core piece has a short key convex portion in which the length along the circumferential direction is 1 ⁇ 2 the key convex portion in the circumferential direction.
  • two types of arc-shaped core pieces in which short key convex portions whose length along the circumferential direction is 1 ⁇ 2 of the key convex portion are formed on different ones at both ends in the circumferential direction
  • the key convex part can be formed in the connecting part of the arc-shaped iron core pieces.
  • the manufacturing cost can be reduced, and the number of parts and the number of assembly steps of the vehicle drive motor can be reduced.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cut surface along a 3-3 cross-sectional line in FIG. 1.
  • FIG. 1 It is a front view which shows the lamination
  • laminated core manufactured by the method for manufacturing a laminated core of a vehicle drive motor according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as “laminated core”) will be described.
  • this laminated core 10 is a laminated rotor core used on the rotor side of a vehicle drive motor (electric motor), and is a constituent element of a rotor with magnets.
  • a laminated core body 16 formed by laminating a plurality of annular core pieces 14 in which arc-shaped core pieces 12 (divided core pieces) divided into four are arranged in a ring shape is formed by a plurality of welded portions 18. It is formed by being integrated.
  • Each arc-shaped iron core piece 12 has an arc angle ⁇ set to 90 degrees in this embodiment.
  • a plurality of (here, four) arc-shaped magnet mounting portions 20 (magnetic pole pieces) arranged in the circumferential direction are formed on the outer peripheral portion of each arc-shaped core piece 12. These magnet mounting portions 20 have an arc angle ⁇ of 22.5 degrees, and each magnet mounting portion 20 has a magnet mounting hole 22 for mounting a magnet.
  • a plurality (four in this case) of circular guide holes 24 arranged in the circumferential direction are formed in the intermediate portion in the width direction (intermediate portion between the outer periphery and the inner periphery) of each arc-shaped core piece 12.
  • These guide holes 24 are guide pins 68 (see FIG. 7) provided in an alignment jig 62 (see FIGS. 7 and 8) used when the plurality of annular core pieces 14 are laminated and when the laminated core body 16 is welded. It is a pilot hole for inserting.
  • the guide hole 24 and the magnet mounting portion 20 are provided so as to be arranged every 22.5 degrees in a state where the circular core pieces 14 are arranged by arranging the circular core pieces 12 in a ring shape.
  • the hole 24 is provided in the same phase as the magnet mounting portion 20 in the circumferential direction of the annular core piece 14.
  • the annular core pieces 14 that are overlapped with each other are laminated in a so-called brick pile with the joints 26 between the arc-shaped core pieces 12 in the circumferential direction being phase-shifted in the circumferential direction.
  • the phase shift angle is set to 22.5 degrees, which is the same as the arc angle ⁇ of the magnet mounting portion 20.
  • the magnet mounting portion 20 and the guide hole 24 are arranged every 22.5 degrees, and therefore each of the magnet mounting portion 20 and the guide hole 24 is provided.
  • the position of coincides with the stacking direction. Therefore, the magnet mounting part 20 and the guide hole 24 penetrate from the one axial end side of the laminated core body 16 to the other axial end side.
  • a plurality of welded portions 18 for integrating the plurality of annular core pieces 14 laminated as described above are provided in the inner peripheral portion of the laminated core body 16 side by side in the circumferential direction.
  • the plurality of welds 18 are provided in the same number as the number of magnetic poles of the laminated core body 16 (here, 16 poles), and the arc-shaped core pieces 12 of each layer that are out of phase in the circumferential direction are arranged in the lamination direction. Welding (joining) along.
  • the plurality of welded portions 18 are located on the opposite side of the magnet mounting portion 20 through the guide holes 24, and are provided on the inner peripheral portion of the laminated core body 16 every 22.5 degrees.
  • a pair of key convex portions 28 are formed at opposing positions on the inner peripheral portion, and these key convex portions 28 are formed at intermediate positions between the adjacent welded portions 18.
  • the pair of key convex portions 28 serve as a connecting portion when the laminated core 10 can be assembled to the rotor of the vehicle drive motor.
  • the arc-shaped iron core pieces 12 are six kinds of arc-shaped iron core pieces 12 ⁇ / b> A, 12 ⁇ / b> B, 12 ⁇ / b> C, 12 ⁇ / b> D, 12 ⁇ / b> E, 12 ⁇ / b> F that have different key protrusions 28 and different key protrusions 28. Yes.
  • the arc-shaped iron core piece 12A is formed with a short key convex portion 29 whose circumferential length is 1 ⁇ 2 of the key convex portion 28 at one end (upper end in FIG. 9) of both ends in the circumferential direction. .
  • the arc-shaped iron core piece 12B has a key convex portion 28 formed at a position of 22.5 degrees from the center in the circumferential direction to one end (upper end in FIG. 9).
  • the arc-shaped iron core piece 12C has a key convex portion 28 formed at the center in the circumferential direction.
  • the arc-shaped iron core piece 12D has a key convex portion 28 formed at a position of 22.5 degrees from the center in the circumferential direction to the other end (lower end in FIG. 9).
  • the arc-shaped iron core piece 12E has a short key convex portion 29 whose circumferential length is 1 ⁇ 2 of the length of the key convex portion 28 at the other end (the lower end in FIG.
  • the key-shaped convex part 28 is not formed in the arc-shaped iron core piece 12F.
  • the key convex portion 28 is formed by connecting the short key convex portion 29 of the arc-shaped core piece 12A and the short key convex portion 29 of the arc-shaped core piece 12E in the circumferential direction.
  • the manufacturing method of the laminated core 10 is comprised by the press process which is the 1st process, the lamination process which is the 2nd process, the welding process which is the 3rd process, and the inspection process which is the 4th process.
  • the presence or absence of the key convex portion 28 and the key convex portion are formed on the single plate 30 with the carrier by controlling on / off of five slit cut portions (not shown) provided in the press machine.
  • Six types of arc-shaped core pieces 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, and 12F are press-formed.
  • the arc-shaped core pieces 12 are sequentially separated from the single plate 30 with the carrier to be conveyed, and the plurality of annular core pieces 14 are formed while arranging the separated arc-shaped core pieces 12 in a ring shape to form the annular core pieces 14.
  • the laminated core body 16 is manufactured by laminating with the phases shifted in the circumferential direction. Specifically, first, the reel 34 is attached to the reel stand 36 shown in FIG. 4, and the single plate 30 with the carrier wound around the reel 34 is unwound so that the laminated assembly apparatus 38 shown in FIG. 4 and FIG. It is wound around the guide roller 40 and inserted into the laminated assembly apparatus 38.
  • a feed feeder 42 In the laminating and assembling apparatus 38, a feed feeder 42, a servo press 46, an electric index machine 48, a robot cylinder 50, and a control panel 52 for controlling these operations are provided.
  • the feed feeder 42 holds the single plate 30 with the carrier inserted into the stacking assembly apparatus 38 and conveys it to the servo press 46 and the electric index machine 48 side.
  • the direction shown by the arrow A in FIG.4 and FIG.5 is a conveyance direction of the single plate 30 with a carrier.
  • the arc-shaped iron core piece 12 is arranged at a right angle with respect to the carrier conveying direction in order to improve material collection efficiency and avoid deformation of the arc-shaped iron core piece 12 when the carrier is wound and stored. Is done.
  • the servo press 46 is provided with a connecting portion cut type punch 54, and the carrier-attached single plate 30 conveyed between the servo press 46 and the connecting portion cut type die 56 disposed on the lower side of the punch 54.
  • the arc-shaped core pieces 12 are sequentially cut off from the connecting portion 32.
  • the connecting portion 32 from which the arc-shaped core piece 12 is cut is discharged out of the laminating and assembling apparatus 38 through the inside of the transport pipe 58 (not shown in FIGS. 4 and 5) shown in FIG. It is conveyed to the cutting machine.
  • the alignment jig 62 includes a ring-shaped lower plate 64 and a plurality of (here, 16) guide pins 68 (pilot pins) protruding upward from the lower plate 64. And a plurality (eight in this case) of columns 70 protruding upward from the alignment jig 62.
  • pillars 70 can be changed suitably.
  • the 16 guide pins 68 are arranged at equal intervals (interval of 22.5 degrees) in the circumferential direction of the lower plate 64, and are firmly fixed to the lower plate 64. Further, the eight struts 70 are arranged at equal intervals (intervals of 45 degrees) in the circumferential direction of the lower plate 64 on the inner peripheral side of the lower plate 64 relative to the 16 guide pins 68, and are firmly attached to the lower plate 64. It is fixed to.
  • the alignment jig 62 includes the ring-shaped upper plate 72 shown in FIG. 8, but is used in a state where the upper plate 72 is removed in the stacking process.
  • the arcuate core pieces 12 pushed onto the alignment jig 62 are held on the alignment jig 62 with the guide pins 68 inserted into the four guide holes 24, respectively.
  • the alignment jig 62 is rotated about the vertical axis by the rotary table 60 of the electric index machine 48 in conjunction with the feed feeder 42 and the servo press 46 and is lowered by the ROBO cylinder 50 at a predetermined timing.
  • the aligning jig 62 is shown in FIG. Is rotated 90 degrees (the arc angle ⁇ of the arc-shaped core piece 12) in the direction of arrow B of 5. By repeating this 90-degree rotation three times, one layer of the core piece 14 is completed.
  • the alignment jig 62 is lowered by the thickness of the arc-shaped iron core piece 12 by the ROBO cylinder 50 and rotated 22.5 degrees (phase shift angle ⁇ ) in the direction of arrow B in FIG. Is done.
  • the plurality of annular core pieces 14 are laminated (rotated and laminated) with the phases shifted in the circumferential direction, and the laminated core body 16 is manufactured.
  • the circular core pieces 12C, 12F, 12C, and 12F are annularly arranged in the circumferential direction in this order, and the first-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the circular core pieces 14F, 12B, 12F, and 12B are arranged in a ring in the circumferential direction in this order, and the second-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the circular core pieces 12A, 12E, 12A, and 12E are arranged in a ring in the circumferential direction in this order, and the third-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the annular core pieces 12D, 12F, 12D, and 12F are arranged in an annular shape in the circumferential direction in this order, and the fourth-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the circular core pieces 14F, 12C, 12F, and 12C are arranged in a ring in the circumferential direction in this order, and the fifth-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the arc-shaped core pieces 12B, 12F, 12B, and 12F are annularly arranged in the circumferential direction in this order, and the sixth-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the circular core pieces 12E, 12A, 12E, and 12A are arranged in an annular shape in the circumferential direction in this order, and the seventh-layer annular core pieces 14 are completed.
  • the circular core pieces 14F, 12D, 12F, and 12D are annularly arranged in the circumferential direction in this order to complete the eighth-layer annular core pieces 14. Note that the direction indicated by the arrow A in FIG. 10 is the conveying direction of the arc-shaped core pieces 12.
  • the annular core pieces 14 are laminated by the above-described lamination step, and the position of the key convex portion 28 coincides with the lamination direction. Then, the manufactured laminated core body 16 is detached from the turntable 60 together with the alignment jig 62, and the process proceeds to the next welding process.
  • the arc-shaped iron cores of the respective layers that are out of phase in the circumferential direction at a plurality of portions arranged in the circumferential direction in the inner circumferential portion of the laminated core body 16 (here, 16 locations: refer to the welded portions 18 in FIGS. 1 and 3).
  • the pieces 12 are welded along the stacking direction.
  • the upper plate 72 is attached to the alignment jig 62.
  • the upper plate 72 is fixed to the upper ends of the eight columns 70 by, for example, bolt fastening, and holds the laminated core body 16 at a predetermined thickness.
  • the laminated core body 16 is held at a predetermined thickness by a dedicated holding device that holds the upper plate 72 and the lower plate 64 up and down with eight columns 70 interposed therebetween.
  • an alignment jig 62 is mounted on a turntable 60 provided in the fiber laser welder, and the above-described welding is performed by the fiber laser welder.
  • subjected in FIG. 8 is the torch of a fiber laser welding machine.
  • the laminated iron core 10 is completed.
  • the completed laminated iron core is subjected to a predetermined inspection in the inspection process of the next process.
  • the laminated iron core 10 is manufactured by the press process, the lamination process, and the welding process described above.
  • the laminated core body 16 is formed by laminating a plurality of annular core pieces 14 each constituted by a plurality of circular arc-shaped core pieces 12 arranged in a ring with a phase shifted in the circumferential direction.
  • a plurality of welded portions 18 are arranged in the circumferential direction on the inner peripheral portion of the laminated core body 16. In these welds 18, the arc-shaped core pieces 12 of the respective layers that are out of phase in the circumferential direction are welded along the stacking direction.
  • the laminated iron core 10 provided with the key convex part 28 aligned in the lamination direction can be manufactured.
  • the key convex portion 28 on the inner periphery of the laminated core 10, no key parts are required when assembling the rotor of the vehicle drive motor. For this reason, compared with the structure which attaches key parts to a key recessed part, the number of parts of a vehicle drive motor and an assembly man-hour can be reduced.
  • the two types of arcuate shapes in which the short key convex portion 29 whose length along the circumferential direction is half the length of the key convex portion is formed on one of the opposite ends of the circumferential direction.
  • Iron core pieces 12A and 12E are used.
  • the short key convex portion 29 of the arc-shaped core piece 12A and the short key convex portion 29 of the arc-shaped core piece 12E are connected in the circumferential direction, thereby connecting the arc-shaped core piece 12A and the arc-shaped core piece 12E.
  • the key convex part 28 can be formed in the part.
  • the pair of key convex portions 28 are formed at opposing positions on the inner peripheral portion of the laminated core 10.
  • the present invention is not limited to this, and the number of the key convex portions 28 of the laminated core body 16 is appropriately changed. can do.
  • the arc-shaped iron core piece 12 was made into six types from which the presence or absence of the key convex part 28 and the arrangement
  • the arc-shaped iron core piece 12 is used as a key. It can change suitably other than the six types from which the presence or absence of the convex part 28 and the arrangement
  • the arc-shaped iron core piece 12 is separated from the inner core diameter of the key convex portion 28 in order to avoid interference with a member incorporated on the inner peripheral side of the arc-shaped laminated core. Is also cut off excessively so as to be offset to the outer peripheral side.
  • the laminated core body 16 has 16 poles.
  • the present invention is not limited to this, and the number of magnetic poles of the laminated core body 16 can be changed as appropriate.
  • the number of welds 18 is the same as the number of magnetic poles of the laminated core body 16.
  • the present invention is not limited to this, and the number of welds can be changed as appropriate.
  • a configuration may be employed in which half the number of magnetic poles of the laminated core body is provided.

Abstract

　製造コストを低減すると共に、車両用駆動モータの部品点数及び組付け工数を削減する。　積層鉄心（１０）の製造方法では、環状に並ぶ複数の円弧状鉄心片（１２）によって各々が構成された複数の環状鉄心片（１４）が、周方向に位相をずらして積層され、積層鉄心本体（１６）が製造される。次いで、この積層鉄心本体（１６）の内周部又は外周部における周方向に並ぶ複数の部位（複数の溶接部（１８））において、周方向に位相ずれした各層の円弧状鉄心片（１２）が積層方向に沿って溶接される。また、積層鉄心（１０）の内周部における対向する位置には一対のキー凸部（２８）が形成されており、車両用駆動モータの回転子を組み立てる際に、キー部品を必要としない。このため、キー凹部にキー部品を取り付ける構成に比べて、車両用駆動モータの部品点数及び組付け工数を削減できる。

Description

車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法
　本発明は、車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法に関する。
　下記特許文献１には、環状に並ぶ複数のセグメント鉄心片からなる環状鉄心片が、順次かしめ積層されることにより形成された積層鉄心が記載されている。
特開２０１３－５６２８号公報
　上述の如き積層鉄心では、かしめと積層を同時に行うための専用設備が高価であるため、製造コストを低減する観点で改善の余地がある。また、車両用駆動モータの回転子を組み立てる際に、キー凹部にキー部品を取り付ける構成のため、部品点数及び組付け工数が増加する。
　本発明は上記事実を考慮し、製造コストを低減することができると共に、車両用駆動モータの部品点数及び組付け工数を削減できる車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法を得ることを目的とする。
　本発明の第１の態様の車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法は、帯状の磁性鋼板をプレス加工することにより、キー凸部の有無及び前記キー凸部の配置の異なる複数の円弧状鉄心片を連結部で連結したキャリア付き単板を製造するプレス工程と、搬送される前記キャリア付き単板から前記円弧状鉄心片を順次切り離すと共に、切り離した前記円弧状鉄心片を環状に並べて環状鉄心片を形成しつつ、複数の前記環状鉄心片を周方向に位相をずらして積層することにより、前記キー凸部が積層方向に整列した積層鉄心本体を製造する積層工程と、前記積層鉄心本体の内周部又は外周部における周方向に並ぶ複数の部位において、周方向に位相ずれした各層の前記円弧状鉄心片を積層方向に沿って溶接する溶接工程と、を有している。
　第１の態様では、上記のプレス工程、積層工程及び溶接工程によって車両駆動用モータの積層鉄心を製造することができるので、かしめと積層を同時に行うための専用設備が不要になる。その結果、製造コストを低減することができる。また、積層方向に整列したキー凸部を備えた積層鉄心を製造することができるため、車両用駆動モータの回転子を組み立てる際に、キー凹部にキー部品を取り付ける構成に比べて、車両用駆動モータの部品点数及び組付け工数を削減できる。
　本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記円弧状鉄心片は、周方向に沿った長さが前記キー凸部の１／２の長さとされた短キー凸部が周方向の両端部の異なる一方に形成された２種類の円弧状鉄心片を有する。
　第２の態様では、周方向に沿った長さがキー凸部の１／２の長さとされた短キー凸部が周方向の両端部の異なる一方に形成された２種類の円弧状鉄心片を使用することで円弧状鉄心片の連結部にキー凸部を形成することができる。
　以上説明したように、本発明に係る車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法では、製造コストを低減することができると共に、車両用駆動モータの部品点数及び組付け工数を削減できる。
本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの積層鉄心の斜視図である。 同積層鉄心の部分的な構成を示す分解斜視図である。 図１の３－３断面線に沿った切断面を示す概略的な断面図である。 積層工程に用いられる積層組立装置及びその周辺の構成を示す正面図である。 同積層組立装置の内部を上方側から見た平面図である。 同積層組立装置の主要部を拡大して示す斜視図である。 整列治具上に積層された積層鉄心本体を示す斜視図である。 溶接工程において積層鉄心本体が溶接されている状況を示す斜視図である。 キー凸部の有無及びキー凸部の配置の異なる６種類の円弧状鉄心片を示す平面図である。 積層組立装置へ送られる６種類の円弧状鉄心片の配列を示す平面図である。
　以下、図１～図１０を用いて本発明の実施形態に係る車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法について説明する。
　（積層鉄心の構成）
　先ず、本実施形態に係る車両用駆動モータの積層鉄心の製造方法によって製造された積層鉄心（以下、単に「積層鉄心」という）について説明する。
　図１に示すように、この積層鉄心１０は、車両駆動用モータ（電動機）の回転子側に用いられる積層回転子鉄心であり、磁石付き回転子の構成要素である。この積層鉄心１０は、４つに分割された円弧状鉄心片１２（分割鉄心片）を環状に並べた環状鉄心片１４を複数積層して構成された積層鉄心本体１６が、複数の溶接部１８によって一体化されることにより形成されている。
　各円弧状鉄心片１２は、本実施形態では円弧角θが９０度に設定されている。各円弧状鉄心片１２の外周部には、周方向に並ぶ複数（ここでは４つ）の円弧状の磁石装着部２０（磁極片部）が形成されている。これらの磁石装着部２０は、円弧角δが２２．５度に設定されており、各磁石装着部２０には、磁石を装着するための磁石装着孔２２が形成されている。
　また、各円弧状鉄心片１２の幅方向中間部（外周と内周との間の中間部）には、周方向に並ぶ複数（ここでは４つ）の円形のガイド孔２４が形成されている。これらのガイド孔２４は、複数の環状鉄心片１４の積層時及び積層鉄心本体１６の溶接時に用いられる整列治具６２（図７及び図８参照）に設けられたガイドピン６８（図７参照）を挿入するためのパイロット孔である。
　上記のガイド孔２４および磁石装着部２０は、円弧状鉄心片１２を環状に並べて環状鉄心片１４を構成した状態で、２２．５度毎に配置されるように設けられており、上記のガイド孔２４は、環状鉄心片１４の周方向において磁石装着部２０と同位相で設けられている。
　図２に示すように、互いに重なる環状鉄心片１４は、周方向の円弧状鉄心片１２同士の繋ぎ目２６が周方向に位相ずれされて、いわゆるレンガ積みに所定枚数積層されている。そして、本実施形態では、上記の位相ずれ角が、磁石装着部２０の円弧角δと同じ２２．５度に設定されている。
　２２．５度の位相ずれを有して環状鉄心片１４を積層すると、磁石装着部２０およびガイド孔２４が２２．５度毎に配置されているため、磁石装着部２０およびガイド孔２４のそれぞれの位置が、積層方向に一致する。したがって、磁石装着部２０およびガイド孔２４は、積層鉄心本体１６の軸線方向一端側から軸線方向他端側へ貫通する。
　図１に示すように、上記の如く積層された複数の環状鉄心片１４を一体化する複数の溶接部１８は、積層鉄心本体１６の内周部に周方向に並んで設けられている。これら複数の溶接部１８は、本実施形態では、積層鉄心本体１６の磁極数と同数（ここでは１６極）設けられており、周方向に位相ずれした各層の円弧状鉄心片１２を積層方向に沿って溶接（接合）している。
　また、上記複数の溶接部１８は、ガイド孔２４を介して磁石装着部２０とは反対側に位置しており、積層鉄心本体１６の内周部に２２．５度毎に設けられている。
　本実施形態の積層鉄心１０では、内周部における対向する位置に一対のキー凸部２８が形成されており、これらのキー凸部２８は隣接する溶接部１８の中間位置に形成されている。なお、一対のキー凸部２８は、積層鉄心１０を車両用駆動モータの回転子に組みける際の連結部となる。
（円弧状鉄心片の種類）
　図９に示すように、円弧状鉄心片１２は、キー凸部２８の有無及びキー凸部２８の配置の異なる６種類の円弧状鉄心片１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆとなっている。円弧状鉄心片１２Ａは周方向の両端のうちの一端（図９の上端）に、周方向の長さがキー凸部２８の長さの１／２の短キー凸部２９が形成されている。また、円弧状鉄心片１２Ｂは、周方向の中央より一端（図９の上端）方向へ２２．５度の位置に、キー凸部２８が形成されている。また、円弧状鉄心片１２Ｃは周方向の中央に、キー凸部２８が形成されている。また、円弧状鉄心片１２Ｄは周方向の中央より他端（図９の下端）方向へ２２．５度の位置に、キー凸部２８が形成されている。また、円弧状鉄心片１２Ｅは周方向の両端のうちの他端（図９の下端）に、周方向の長さがキー凸部２８の長さの１／２の短キー凸部２９が形成されている。さらに、円弧状鉄心片１２Ｆにはキー凸部２８が形成されていない。なお、円弧状鉄心片１２Ａの短キー凸部２９と円弧状鉄心片１２Ｅの短キー凸部２９とが周方向に連結されることで、キー凸部２８が形成されるようになっている。
　（積層鉄心１０の製造方法）
　次に、上記構成の積層鉄心１０の製造方法について説明する。
　積層鉄心１０の製造方法は、第１工程であるプレス工程と、第２工程である積層工程と、第３工程である溶接工程と、第４工程である検査工程とによって構成されている。
（プレス工程）
　図４～図６に示すように、プレス工程においては、帯状の磁性鋼板を、金型装置によりプレス加工することにより、複数の円弧状鉄心片１２を一対の連結部３２で連結したキャリア付き単板３０を製造する。そして、製造したキャリア付き単板３０をリール３４に巻き回し、次工程の積層工程へと移行する。
　また、このプレス工程においては、プレス機械に設けられた５箇所のスリットカット部（図示省略）をオン・オフ制御することで、キャリア付き単板３０に、キー凸部２８の有無及びキー凸部２８の配置の異なる６種類の円弧状鉄心片１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ（図９参照）がプレス形成されるようになっている。
（積層工程）
　積層工程では、搬送されるキャリア付き単板３０から円弧状鉄心片１２を順次切り離すと共に、切り離した円弧状鉄心片１２を環状に並べて環状鉄心片１４を形成しつつ、複数の環状鉄心片１４を周方向に位相をずらして積層することにより積層鉄心本体１６を製造する。具体的には、先ず、図４に示されるリールスタンド３６にリール３４を取り付けると共に、リール３４に巻き回されたキャリア付き単板３０を解いて図４及び図５に示される積層組立装置３８の案内ローラ４０に巻きかけ、当該積層組立装置３８内に挿入する。
　積層組立装置３８内には、送りフィーダー４２、サーボプレス４６、電気式インデックス機４８、ロボシリンダー５０、及びこれらの作動を制御する制御盤５２が設けられている。送りフィーダー４２は、積層組立装置３８内に挿入されたキャリア付き単板３０を保持してサーボプレス４６および電気式インデックス機４８側へ搬送する。なお、図４及び図５に矢印Ａで示される方向が、キャリア付き単板３０の搬送方向である。また、円弧状鉄心片１２は、材料取り効率を良くするため及びキャリアを巻きつけて保管する際に円弧状鉄心片１２の反り等の変形を避けるために、キャリアの搬送方向に対し直角に配置される。
　サーボプレス４６には、つなぎ部カット型のパンチ５４が取り付けられており、当該パンチ５４の下方側に配設されたつなぎ部カット型のダイス５６との間で、搬送されるキャリア付き単板３０の連結部３２から円弧状鉄心片１２が順次切り離される。なお、円弧状鉄心片１２が切り離された連結部３２は、図６に示される搬送パイプ５８（図４及び図５では図示省略）内を通って積層組立装置３８外へ排出され、図示しないスクラップカット機へと搬送される。
　切り離された円弧状鉄心片１２は、電気式インデックス機４８の回転台６０上に着脱可能に取り付けられた整列治具６２上に、上記のパンチ５４によって押し込まれる。この整列治具６２は、図６及び図７に示すように、リング形の下板６４と、当該下板６４から上方へ突出した複数本（ここでは１６本）のガイドピン６８（パイロットピン）と、整列治具６２から上方へ突出した複数本（ここでは８本）の支柱７０とを備えている。なお、ガイドピン６８及び支柱７０の数は適宜変更可能である。
　１６本のガイドピン６８は、下板６４の周方向に等間隔（２２．５度の間隔）に並んでおり、下板６４に強固に固定されている。また、８本の支柱７０は、１６本のガイドピン６８よりも下板６４の内周側で下板６４の周方向に等間隔（４５度の間隔）に並んでおり、下板６４に強固に固定されている。なお、この整列治具６２は、図８に示されるリング形の上板７２を含んで構成されているが、積層工程では上板７２が取り外された状態で使用される。
　上記の整列治具６２上に押し込まれた円弧状鉄心片１２は、４つのガイド孔２４にそれぞれガイドピン６８が挿入された状態で整列治具６２上に保持される。この整列治具６２は、電気式インデックス機４８の回転台６０によって、送りフィーダー４２及びサーボプレス４６と連動して垂直軸回りに回転されると共に、ロボシリンダー５０によって所定のタイミングで下降される。
　具体的には、先ず、円弧状鉄心片１２を環状に並べて環状鉄心片１４を形成すべく、１枚の円弧状鉄心片１２が整列治具６２上に押し込まれる毎に整列治具６２が図５の矢印Ｂ方向へ９０度（円弧状鉄心片１２の円弧角θ）回転される。この９０度の回転が３回繰り返されることにより、一層の環状鉄心片１４が完成する。次いで、整列治具６２がロボシリンダー５０によって円弧状鉄心片１２の板厚分だけ下降されると共に、電気式インデックス機４８によって図５の矢印Ｂ方向へ２２．５度（位相ずれ角δ）回転される。上記の処理が順次繰り返されることにより、複数の環状鉄心片１４が周方向に位相をずらされて積層（回転積層）され、積層鉄心本体１６が製造される。
　図１０に示すように、本実施形態では、円弧状鉄心片１２Ｃ、１２Ｆ、１２Ｃ、１２Ｆの順に周方向に環状に並べ、１層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ｆ、１２Ｂ、１２Ｆ、１２Ｂの順に周方向に環状に並べ、２層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ａ、１２Ｅ、１２Ａ、１２Ｅの順に周方向に環状に並べ、３層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ｄ、１２Ｆ、１２Ｄ、１２Ｆの順に周方向に環状に並べ、４層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ｆ、１２Ｃ、１２Ｆ、１２Ｃの順に周方向に環状に並べ、５層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ｂ、１２Ｆ、１２Ｂ、１２Ｆの順に周方向に環状に並べ、６層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ｅ、１２Ａ、１２Ｅ、１２Ａの順に周方向に環状に並べ、７層目の環状鉄心片１４が完成する。次いで、円弧状鉄心片１２Ｆ、１２Ｄ、１２Ｆ、１２Ｄの順に周方向に環状に並べて８層目の環状鉄心片１４が完成する。なお、図１０に矢印Ａで示される方向が、円弧状鉄心片１２の搬送方向である。
　従って、本実施形態では、上記積層工程によって環状鉄心片１４が積層され、キー凸部２８の位置が積層方向に一致する。そして、製造された積層鉄心本体１６を整列治具６２ごと回転台６０から取り外し、次工程の溶接工程へと移行する。
（溶接工程）
　溶接工程では、積層鉄心本体１６の内周部における周方向に並ぶ複数の部位（ここでは１６箇所：図１及び図３の溶接部１８参照）において、周方向に位相ずれした各層の円弧状鉄心片１２を積層方向に沿って溶接する。具体的には、先ず、図８に示すように、整列治具６２に上板７２が取り付けられる。この上板７２は、例えばボルト締結によって８本の支柱７０の上端に固定され、積層鉄心本体１６を所定の厚さに保持する。或いは、上板７２と下板６４を８本の支柱７０を間に挟んで上下に挟持する専用の挟持装置によって、積層鉄心本体１６を所定の厚さに保持する。
　次いで、図４に示すように、ファイバーレーザー溶接機が備える回転台６０上に整列治具６２が取り付けられ、当該ファイバーレーザー溶接機によって上記の溶接が行われる。なお、図８において符号７６が付された部材は、ファイバーレーザー溶接機のトーチである。これにより、積層鉄心１０が完成する。完成した積層鉄心は、次工程の検査工程において所定の検査を受ける。
　（作用および効果）
　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　本実施形態では、上述したプレス工程、積層工程及び溶接工程によって積層鉄心１０が製造される。この積層鉄心１０では、積層鉄心本体１６は、環状に並ぶ複数の円弧状鉄心片１２によって各々が構成された複数の環状鉄心片１４が、周方向に位相をずらして積層されている。この積層鉄心本体１６の内周部には、複数の溶接部１８が周方向に並んで設けられている。これらの溶接部１８においては、周方向に位相ずれした各層の円弧状鉄心片１２が積層方向に沿って溶接されている。また、本実施形態では、積層方向に整列したキー凸部２８を備えた積層鉄心１０を製造することができる。
　これにより、各層の円弧状鉄心片１２を一体的に結合することができるので、かしめと積層を同時に行うための専用設備が不要になるその結果、製造コストを低減することができる。
　また、積層鉄心１０の内周部にキー凸部２８を備えことで、車両用駆動モータの回転子を組み立てる際に、キー部品を必要としない。このため、キー凹部にキー部品を取り付ける構成に比べて、車両用駆動モータの部品点数及び組付け工数を削減できる。
　また、本実施形態では、キー凸部２８を備え、環状鉄心片１４を複数の円弧状鉄心片１２に分割しない従来の構成からの置き換えが容易である。
　また、本実施形態では、周方向に沿った長さがキー凸部の１／２の長さとされた短キー凸部２９が周方向の両端部の異なる一方に形成された２種類の円弧状鉄心片１２Ａ、１２Ｅを使用している。このため、円弧状鉄心片１２Ａの短キー凸部２９と円弧状鉄心片１２Ｅの短キー凸部２９とを周方向に連結することで、円弧状鉄心片１２Ａと円弧状鉄心片１２Ｅとの連結部にキー凸部２８を形成することができる。
　（実施形態の補足説明）
　上記実施形態では、積層鉄心１０の内周部における対向する位置に一対のキー凸部２８を形成したが、本発明はこれに限らず、積層鉄心本体１６のキー凸部２８の数は適宜変更することができる。
　また、上記実施形態では、円弧状鉄心片１２を、キー凸部２８の有無及びキー凸部２８の配置の異なる６種類としたが、本発明はこれに限らず、円弧状鉄心片１２をキー凸部２８の有無及びキー凸部２８の配置の異なる６種類以外に適宜変更することができる。また、周方向に沿った長さがキー凸部の１／２の長さとされた短キー凸部２９を有する円弧状鉄心片１２Ａ、１２Ｅが無い構成とすることもできる。なお、キー凸部２８が無しの場合には、円弧状鉄心片１２は、円弧状積層鉄心の内周側に組み込まれる部材との干渉をさけるために、キー凸部２８の内芯部径よりも外周側にオフセットするように余分に切り取られている。
　また、上記実施形態では、積層鉄心本体１６が１６極とされた構成にしたが、本発明はこれに限らず、積層鉄心本体１６の磁極数は適宜変更することができる。
　また、上記実施形態では、積層鉄心本体１６の磁極数と同数の溶接部１８が設けられた構成にしたが、本発明はこれに限らず、溶接部の数は適宜変更することができる。例えば、積層鉄心本体の磁極数の半数の溶接部が設けられる構成にしてもよい。
　また、上記実施形態では、溶接部１８と磁石装着部２０とがガイド孔２４を介して互いに反対側に設けられた構成にしたが、本発明はこれに限らず、溶接部とガイド孔とが円弧状鉄心片の周方向にずれて設けられた構成にしてもよい。
　また、上記実施形態では、溶接部１８が積層鉄心本体１６の内周部に設けられた構成にしたが、本発明はこれに限らず、溶接部が積層鉄心本体の外周部に設けられた構成にしてもよい。
　その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。
　また、日本出願である特願２０１４－１５２０９４の開示は、その全体が参照により、本明細書中に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが、具体的かつ個別に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
　　１０　　　車両駆動用モータの積層鉄心
　　１２　　　円弧状鉄心片
　　１４　　　環状鉄心片
　　１６　　　積層鉄心本体
　　１８　　　溶接部
　　２８　　　キー凸部
　　２９　　　短キー凸部
　　３０　　　キャリア付き単板
　　３２　　　連結部

Claims (2)

  1. 　帯状の磁性鋼板をプレス加工することにより、キー凸部の有無及び前記キー凸部の配置の異なる複数の円弧状鉄心片を連結部で連結したキャリア付き単板を製造するプレス工程と、
    　搬送される前記キャリア付き単板から前記円弧状鉄心片を順次切り離すと共に、切り離した前記円弧状鉄心片を環状に並べて環状鉄心片を形成しつつ、複数の前記環状鉄心片を周方向に位相をずらして積層することにより、前記キー凸部が積層方向に整列した積層鉄心本体を製造する積層工程と、
    　前記積層鉄心本体の内周部又は外周部における周方向に並ぶ複数の部位において、周方向に位相ずれした各層の前記円弧状鉄心片を積層方向に沿って溶接する溶接工程と、
    　を有する車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法。
  2. 　前記円弧状鉄心片は、周方向に沿った長さが前記キー凸部の１／２の長さとされた短キー凸部が周方向の両端部の異なる一方に形成された２種類の円弧状鉄心片を有する請求項１に記載の車両駆動用モータの積層鉄心の製造方法。
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