WO2020084904A1 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

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WO2020084904A1
WO2020084904A1 PCT/JP2019/034212 JP2019034212W WO2020084904A1 WO 2020084904 A1 WO2020084904 A1 WO 2020084904A1 JP 2019034212 W JP2019034212 W JP 2019034212W WO 2020084904 A1 WO2020084904 A1 WO 2020084904A1
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WO
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welding
laminated body
laminated
jig
plan
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/034212
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English (en)
French (fr)
Inventor
天野　克己
裕介 蓮尾
Original Assignee
株式会社三井ハイテック
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated core.
  • Patent Document 1 discloses a jig used for forming a laminated iron core by welding a plurality of laminated electromagnetic steel sheets.
  • Welding is performed on a laminated body in which electromagnetic steel sheets are laminated, with the laminated body being sandwiched by welding jigs.
  • the laminate may not be properly welded due to the arrangement of the welding jig.
  • the end of the laminate is close to the welding jig, it is easily affected by the welding jig.
  • the present disclosure describes a method of manufacturing a laminated core capable of appropriately performing the welding of the ends of the laminated body.
  • a method of manufacturing a laminated core in a state in which a laminated body in which a plurality of metal plates are laminated is sandwiched by a pair of welding jigs from both sides in the laminating direction, There is a step of welding a welding portion extending in the stacking direction on the surface of the laminate, and at least one of the pair of welding jigs has a welding suppressing portion having an outer shape corresponding to the welding portion of the laminate in a plan view. It has, and it is laminated
  • a method for manufacturing a laminated core that can appropriately weld the ends of the laminated body.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a laminated core.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a laminated body manufacturing apparatus including a progressive die.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of a welding machine.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of a welding jig when manufacturing a laminated core.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are views for explaining the arrangement of welding jigs in the conventional welding process.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the arrangement of welding jigs in a conventional welding process.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a modified example of the welding jig.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams illustrating a modified example of the welding jig.
  • the laminated iron core 1 is used as a stator (stator).
  • the laminated core 1 has a cylindrical shape, and a through hole 1a extending along the central axis Ax is provided in the central portion of the laminated core 1.
  • a rotor core (not shown) can be arranged in the through hole 1a.
  • the laminated iron core 1 constitutes an electric motor together with the rotor iron core.
  • the laminated core 1 includes a laminated body 10 and a welded portion 20.
  • the laminated body 10 includes a yoke portion 11 (main body portion), a plurality of tooth portions 12, and a plurality of ear metal portions 13.
  • the yoke portion 11 has an annular shape and extends so as to surround the central axis line Ax.
  • the width, the inner diameter, the outer diameter, and the thickness of the yoke portion 11 in the radial direction can be set to various sizes according to the application and performance of the motor.
  • Each tooth 12 extends along the radial direction of the yoke 11 from the inner edge of the yoke 11 toward the central axis Ax side. That is, each tooth portion 12 projects from the inner edge of the yoke portion 11 toward the central axis Ax side.
  • twelve teeth portions 12 are integrally formed with the yoke portion 11.
  • the teeth portions 12 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the yoke portion 11.
  • the laminated core 1 When the laminated core 1 is configured as a motor, windings (not shown) are wound around the teeth portions 12 a predetermined number of times.
  • a slot 14 which is a space for disposing the winding wire is defined between the adjacent tooth portions 12.
  • Each ear piece 13 extends from the outer edge of the yoke 11 along the radial direction of the yoke 11 so as to be separated from the central axis Ax. That is, each of the earpiece portions 13 projects from the outer edge of the yoke portion 11 toward the radially outer side of the yoke portion 11.
  • three ear metal parts 13 are integrally formed with the yoke part 11.
  • the earpiece portions 13 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the yoke portion 11.
  • Each ear piece 13 extends linearly from one end surface to the other end surface of the laminate 10 in the central axis Ax direction.
  • Each ear piece 13 has a substantially triangular shape extending outward from the central axis Ax direction, and is provided on the outer edge of the yoke 11.
  • the ear piece 13 is provided with a through hole 15 penetrating the ear piece 13 in the extending direction of the central axis Ax.
  • the through hole 15 functions as a bolt through hole for fixing the laminated core 1 to a housing (not shown) of the electric motor.
  • the laminated body 10 is composed of a plurality of processed bodies 30 (metal plates). Specifically, the laminated body 10 is obtained by stacking a plurality of processed bodies 30 and fastening them. The stacking direction of the plurality of processed bodies 30 is the extending direction of the central axis line Ax. The thickness of the processed body 30 can be set to various sizes according to the use and performance of the motor, but may be, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the processed body 30 has a shape corresponding to the yoke portion 11, the teeth portion 12, and the ear metal portion 13 of the laminated body 10, respectively.
  • the processed body 30 is obtained, for example, by processing (for example, punching, cutting and bending) a plate to be processed, which is an electromagnetic steel plate (metal plate).
  • the laminated body 10 may be configured by so-called transposition. “Transposition” refers to relatively shifting the angles of the work bodies 30 when the plurality of work bodies 30 are stacked to obtain the stacked body 10, and includes stacking while rotating the work bodies 30. . Transposition is performed mainly for the purpose of offsetting the plate thickness deviation of the processed body 30. In obtaining the laminated body 10, the processed bodies 30 may be transposed one by one, or may be transposed for each unit block in which a predetermined number of the processed bodies 30 are laminated. The angle of transposition can be changed as appropriate.
  • the plurality of processed bodies 30 may be fastened by joining using an adhesive or a resin material, caulking, welding, or the like.
  • the plurality of processed bodies 30 may be fastened by crimping or welding.
  • the plurality of processed bodies 30 may be fastened by joining using an adhesive or a resin material.
  • a temporary caulking plate (not shown) on which the temporary caulking is formed is provided on the processed body 30, and the plurality of processed bodies 30 are fastened through the temporary caulking of the temporary caulking plate to obtain an intermediate body, and then the temporary caulking is performed.
  • the “temporary caulking” means caulking used to temporarily integrate the plurality of processed bodies 30.
  • the welded portion 20 is formed on the outer peripheral surface of the laminated body 10.
  • three welded portions 20 are formed on the outer peripheral surface of the laminated body 10.
  • the three welded portions 20 are formed along the central axis Ax direction from the upper surface to the lower surface of the laminated body 10 (over the entire thickness direction of the laminated body 10).
  • the position where the welded portion 20 is formed is not particularly limited, and for example, the welded portion 20 may be formed on the outer peripheral surface of the ear metal portion 13 of the laminate 10.
  • the number of welded portions 20 is not limited to three, and may be set so as to satisfy the required strength depending on the shape and size of the laminated iron core.
  • the welded portion 20 is formed on the outer peripheral surface of the laminated body 10
  • the welded portion is formed along the laminating direction of the processed body 30 at least on the surface of the laminated body 10.
  • it may be formed on a surface different from the outer peripheral surface of the laminated body 10.
  • the welded portion may be formed on the inner peripheral surface of the laminated body 10.
  • a welded portion may be formed on the wall surface of the through hole. As described above, the position where the welded portion is formed is not limited to the outer peripheral surface of the laminated body 10.
  • the welded portion 20 has a concave portion 21 having an arcuate cross section and extending in the thickness direction of the laminate 10, and a concave portion 21 provided at the center of the concave portion 21 and having a chevron cross section.
  • the convex portion 22 extending in the thickness direction of the laminated body 10 is included.
  • the convex portion 22 of the welded portion 20 is a region to be melted, and the convex portion 22 after welding becomes a weld bead. That is, the convex portion 22 of the laminated body 10 is a weld bead. The welding of the laminated body 10 will be described later.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of an apparatus for manufacturing the laminated body 10.
  • the laminated body manufacturing apparatus 100 shown in this figure includes an uncoiler 110 to which the roll C is mounted, and a feeding device 130 for a strip-shaped iron core material (hereinafter referred to as a “workpiece W”) drawn from the roll C.
  • a progressive die 140 for punching the workpiece W and a press machine 120 for operating the progressive die 140 are provided.
  • the uncoiler 110 rotatably holds the winding body C.
  • the length of the magnetic steel sheet forming the rolled body C is, for example, 500 to 10,000 m.
  • the thickness of the magnetic steel sheet forming the coiled body C may be about 0.1 to 0.5 mm, and from the viewpoint of achieving more excellent magnetic characteristics of the laminated core 1, it is about 0.1 to 0.3 mm. It may be.
  • the width of the electromagnetic steel sheet (workpiece W) may be about 50 to 500 mm.
  • the feeding device 130 has a pair of rollers 130a and 130b which sandwich the plate W from above and below.
  • the plate W to be processed is introduced into the progressive die 140 via the feeding device 130.
  • the progressive die 140 is used for continuously performing punching, half-punching, pushback, and the like on the plate W to be processed.
  • punching the processed body 30 from the plate W to be processed first, the opening forming the inner peripheral surface of the yoke portion 11 and the side surface of the tooth portion 12 in the laminated body 10 and the through hole 15 provided in the ear metal portion 13 are formed. After forming the corresponding opening by punching, the opening corresponding to the outer periphery of the processed body 30 is formed, whereby the processed body 30 is obtained.
  • the laminated body 10 is obtained by laminating a plurality of processed bodies 30 (laminating step).
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of a welding machine and shows a state where welding is being performed from the upper end of the laminate 10.
  • the welder 200 is a so-called TIG (Tungsten Inert Gas) welder.
  • the welding machine 200 includes an electrode rod 210 (welding torch), an inert gas delivery device 220, a moving unit 230 that moves the electrode rod 210 along the side surface 10 a of the laminate 10, and the electrode rod 210 to remove the laminate 10.
  • the control device 240 (control unit) for controlling the amount of heat input to the side surface 10a.
  • the welding machine 200 also includes welding jigs 250a and 250b that sandwich the laminated body 10 during welding.
  • the welding jigs 250a and 250b are members having a substantially circular shape when viewed from the central axis Ax direction of the laminated body 10, and are provided so as to cover the end faces of the laminated body 10 (both ends along the central axis Ax direction).
  • a compressive force is applied to the laminated body 10 in the thickness direction (the laminating direction of the processed body 30: the extending direction of the central axis Ax).
  • the electrode rod 210 By moving the electrode rod 210 along the stacking direction of the side surface 10a, the welded portion 20 is formed on the side surface 10a (welding process).
  • the laminated body 10 in which the vertically adjacent processed bodies 30 are joined by welding is manufactured.
  • a region close to the electrode rod 210 is made of a first material 251 which is hard to generate heat, such as copper, and the other regions are made of the first material 251 which is made of carbon steel or the like. It may be made of a material having high strength.
  • FIG. 3 shows an example in which the welding jig 250a is composed of the first material 251 and the second material 252.
  • tungsten is used as the material of the electrode rod 210.
  • an additive such as cerium may be added to tungsten.
  • the welding is carried out while spraying the inert gas (argon, helium, etc.) from the inert gas delivery device 220 to the welding part.
  • the moving means 230 drives to slide the guide 231 extending in the thickness direction of the stacked body 10 along the side surface 10 a of the stacked body 10 and the electrode rod support 211 slidably provided with respect to the guide 231.
  • a mechanism (not shown).
  • a servo motor or the like can be given.
  • the control device 240 is for controlling the amount of heat input from the electrode rod 210 to the side surface 10 a of the laminated body 10.
  • a computer can be used as the control device 240.
  • the above-described configuration of the welding machine is an example, and for example, the electrode rod 210 may be movable in the thickness direction using a mechanism different from the guide 231.
  • FIG. 3 shows the case where the electrode rod 210 is moved from the upper end to the lower end of the laminated body 10. That is, the upper end of the welded portion 20 of the laminated body 10 is the end on the welding start side, and the lower end is the end on the welding end side.
  • the moving direction of the electrode rod 210 may be reversed. That is, the electrode rod 210 may be moved from the lower end to the upper end of the laminated body 10 to perform welding from the lower end to the upper end of the laminated body 10.
  • the shapes of the welding jigs 250a and 250b that sandwich the laminated body 10 in the thickness direction are made to correspond to the shape of the outer periphery of the laminated core 1. . This point will be described below.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of the welding jig 250a when manufacturing the laminated core 1.
  • FIG. 4 is a diagram viewed from the direction corresponding to the plan view of the laminated body 10. That is, FIG. 4 shows the vicinity of the electrode rod 210 of the welding machine 200 shown in FIG. 3 along the laminating direction of the processed body 30, that is, the extending direction of the central axis Ax of the laminated body 10 (vertical direction in FIG. 3). It shows the condition as seen.
  • the first material 251 arranged in the vicinity of the electrode rod 210 has a welding suppressing portion 260 having an outer shape corresponding to the welding portion 20 in a plan view.
  • the welding suppressing portion 260 has the same shape as the outer shape (shape of the outer periphery) of the welding portion 20 in a plan view.
  • the welding suppressing portion 260 has a valley portion 261 corresponding to the shape of the concave portion 21 of the welding portion 20, and a projecting portion 262 provided at the center of the valley portion 261 and corresponding to the shape of the convex portion 22 of the welding portion 20.
  • the laminate is outside the outer periphery of the welding jig 250a in plan view. There is no part where 10 projects. Further, the outer circumference of the welding jig 250a (particularly, the first material) and the outer circumference of the stack 10 are continuous along the stacking direction of the stack 10.
  • the outer shape of the welding jig 250a other than the welding suppressing portion 260 is a circle that is slightly larger than the outer shape of the laminated body 10 in a plan view of the laminated body 10.
  • the outer shape of the welding jig 250a other than the welding suppressing portion 260 is not particularly limited as long as the compressive force can be reliably applied to the laminate 10 together with the welding jig 250b.
  • the welding jig 250b is not shown in FIG. 4, the welding jig 250b has the same shape. That is, the welding jig 250b shown in FIG. 3 also has the welding suppressing portion 260 including the valley portion 261 and the protruding portion 262 corresponding to the welding portion 20 of the laminated body 10 in plan view.
  • the welding jigs 250a and 250b as described above are used, whereby the end portion of the laminated body 10 can be welded appropriately.
  • FIGS. 5A and 5B are views for explaining the shape and arrangement of the welding jig in the conventional method for manufacturing a laminated iron core.
  • the lower welding jig 350b of the welding jigs 350a and 350b sandwiching the laminated body 10 is omitted.
  • the shape of a welding jig that sandwiches and supports the laminated body 10 is often not a shape of the welded portion 20. That is, the welding jigs 350a and 350b were often circular regardless of the shape of the welded portion 20.
  • the welding jigs 350 a and 350 b may have a larger shape than the laminated body 10 in a plan view of the laminated body 10 in order to exert a compressive force also on the welded portion 20 on the outer peripheral edge of the laminated body 10. Many.
  • the welded portion 20 is composed of the concave portion 21 and the convex portion 22 provided inside the concave portion 21, as shown in FIGS. 5A and 5B, the end portion of the convex portion 22 (projecting outward).
  • the apex of the convex portion 22 is located inside the outer circumference of the welding jigs 350a and 350b.
  • the electrode rod 210 cannot be sufficiently brought close to the convex portion 22 of the laminated body 10 at the upper end of the laminated body 10 on the welding start side.
  • the welding jig 350a is larger than the laminated body 10 as shown in FIGS.
  • the welding jig 350a is located at the upper end.
  • a wall is formed on the upstream side of the portion 20.
  • the welding jig 350a may cause welding failure in the welded portion 20 located at the upper end.
  • the convex portion 22 of the laminate 10 that is a melting target is not sufficiently melted. If the protrusions 22 are not sufficiently melted, there arises a problem that the workpieces 30 are not sufficiently joined to each other.
  • 5A and 5B exemplify the welding jig 350a at the upper end, which is the end on the welding start side of the laminate 10, but is on the end on the welding end of the laminate 10.
  • the same problem may occur in the welding jig 350b at the lower end. That is, since the end portion of the convex portion 22 is provided inside the outer periphery of the welding jig 350b, the welding jig 350b forms a wall on the downstream side of the welding portion 20 at the lower end, and the welding jig 350b is absent.
  • the welding jig 350b may cause welding failure in the welded portion 20 located at the lower end.
  • the welding jig 350a at the upper end of the laminated body 10 is larger than the concave portions 21 and the convex portions 22 of the welded portion 20, the upper portion of the concave portion 21 of the laminated body 10 is the welding jig as shown in FIG. It will be covered by 350a.
  • the soot generated from the stamping oil or the like used when the laminated body 10 or the processed body 30 is produced cannot be escaped upward due to the influence of heat during welding, and remains around the recess 21.
  • a part of the welding jig 450a corresponding to the convex portion 22 is linearly formed. It may be cut out.
  • the convex portion 22 is linearly cut out so as to protrude from the welding jig 450a shown by a broken line in a plan view. With such a shape, the protrusion 22 at the end of the laminate 10 can be appropriately welded.
  • the stacked body 10 has a region other than the protrusion 22 that protrudes outward from the welding jig 450a in a plan view as well as the protrusion 22, the region extends from the electrode rod 210.
  • the ends S on both sides of the recess 21 project from the cutout portion of the welding jig 450a. Therefore, this end S may also be melted by the arc of the electrode rod 210.
  • the welding jigs 250a and 250b used in the method for manufacturing the laminated core according to the present embodiment have a shape corresponding to the outer shape of the laminated body 10 around the welded portion 20.
  • the welding jigs 250a and 250b have a valley portion 261 and a protrusion portion 262 corresponding to the concave portion 21 and the convex portion 22, respectively.
  • the concave portion 21 of the laminated body 10 and the valley portion 261 of the welding jigs 250a and 250b overlap each other in plan view
  • the convex portion 22 of the laminated body 10 and the protruding portion 262 of the welding jigs 250a and 250b overlap in plan view.
  • the laminated body 10 is sandwiched by the welding jigs 250a and 250b so as to be overlapped with each other, and welding is performed in this state.
  • the welding jigs 250a and 250b are less likely to block the arc when welding is performed at the end portion of the laminated body 10, and welding at the end portion of the laminated body 10 can be appropriately performed.
  • the case where the laminated body 10 is welded from the upper end to the lower end is described.
  • the welding jig 250a provided on the upper end side of the laminated body 10, which is the end portion on the welding start side has the above-described welding restraint portion 260, the laminated body 10 at the start of welding. It is possible to appropriately carry out welding at the ends of the.
  • the welding jig 250b provided on the lower end side of the laminated body 10 which is the end portion on the welding end side has the above-described welding restraint portion 260, the end of the laminated body 10 at the end of welding. It is possible to appropriately carry out welding in the portion.
  • welding machine 200 it is generally known that the arc from electrode rod 210 becomes unstable at the start of welding. Therefore, compared with the end of welding after continuous welding, the welding at the welded portion 20 may not be properly performed at the start of welding due to the positional relationship between the electrode rod 210 and the laminate 10. It is thought to be highly effective. Therefore, by providing the welding suppressing portion 260 on the welding jig 250a provided on the end portion on the side where welding is started in the laminated body 10, that is, on the side closer to the upper end portion of the laminated body 10 in the above embodiment. Therefore, it is possible to more appropriately perform the welding on the upper end portion of the laminated body 10.
  • the welding suppressing portion 260 is also provided on the welding jig 250b provided on the end portion on the side where the welding is completed in the laminated body 10, that is, on the side close to the lower end portion of the laminated body 10. This makes it possible to appropriately perform welding on the lower end of the laminated body 10.
  • the direction of welding to the laminated body 10 is not limited to the direction from the upper end to the lower end of the laminated body 10. It is also possible to adopt a configuration in which welding is performed from the lower end to the upper end of the laminated body 10. Further, by changing the arrangement of the laminated body 10, the welding direction can be made different from the vertical direction.
  • the welding jig 250 arranged above the laminated body 10 has the welding restraint portions 260 corresponding to the concave portions 21 and the convex portions 22 of the welded portion 20, the problem of adhesion of soot and the like generated during welding is solved. To be done. That is, since the upper part of the recess 21 located at the upper end of the laminated body 10 is not covered with the welding jig, soot generated due to the heat effect during welding is easily scattered upwards. Can be reduced.
  • FIG. 7 shows a modified example of the shape of the end portion of the valley portion 261 in the welding restraint portion 260 of the welding jig 250a. That is, in the welding jig 250a shown in FIG. 7, the end portion of the welding suppressing portion 260 of the welding jig 250a projects outwardly more than the end portion of the welding portion 20 of the laminated body 10 in a plan view.
  • the outer shape of the welded portion of the laminated body 10 (in particular, the vicinity of the end portion of the welded portion 20) is shown as a broken line L.
  • the end of the welding restraint portion 260 of the welding jig 250a projects outward more than the end of the welded portion of the laminated body 10.
  • the arc from the electrode rod 210 causes the vicinity of the end of the welded portion of the laminated body 10 (the end portions S on both sides of the concave portion 21 formed in the laminated body 10 shown in FIG. 6). It can be prevented from melting.
  • the shape of the welding jig is set to a shape corresponding to the convex portion 22 around the convex portion 22 of the welded portion 20 which is the target of welding, and welding is performed in a region separated from the convex portion 22 as compared with the laminated body 10.
  • the jig 250a has a shape projecting outward, it is possible to prevent a region different from the target region for welding from being melted by the arc from the electrode rod 210.
  • FIG. 8 shows a modification of the shape of the protruding portion 262 of the welding restraint portion 260 of the welding jig 250a.
  • the convex portion 22 of the welded portion 20 of the laminated body 10 projects outward from the projected portion 262 of the welding restraining portion 260 of the welding jig 250a in a plan view.
  • the welding jig 250a hardly blocks the arc, and the end portion of the laminated body 10 is welded appropriately. Further, in the case of the configuration shown in FIG.
  • the laminated body 10 and the welding jig 250a are The releasability at the time of separation is improved.
  • the amount of protrusion of the protrusion 22 of the laminate 10 with respect to the protrusion 262 of the welding jig 250a is preferably about 0.05 mm to 1 mm.
  • the projecting portion 262 of the welding suppressing portion 260 of the welding jig 250a projects more outward than the convex portion 22 of the welding portion 20 of the laminated body 10 in a plan view.
  • the welding jig 250a may possibly block the arc as described above.
  • the amount of protrusion of the protrusion 262 of the welding jig 250a with respect to the protrusion 22 of the laminated body 10 is preferably about 0.05 mm to 1 mm.
  • the releasability at the time of separating the laminated body 10 and the welding jig 250a is improved.
  • the welding suppressing portion 260 of the welding jigs 250a and 250b has a shape corresponding to the welding portion 20 of the laminated body 10 so that the end portions of the laminated body 10 can be appropriately welded.
  • the shape of the welding restraint portion 260 of the welding jigs 250a and 250b does not have to be completely the same as the shape of the welded portion 20 of the laminated body 10. Good.
  • a continuous weld bead is formed over the entire thickness direction of the laminated body 10
  • a plurality of weld beads are intermittently provided. It may be configured to be formed. Further, the location and the number of welds can be changed appropriately.
  • the welded portion 20 may be provided around the ear metal portion 13.
  • the iron core piece is punched out from one work plate W
  • the iron core may be punched out by stacking a plurality of work plates W.
  • those having different types, thicknesses and / or widths may be used in combination.
  • both the iron core piece for the rotor and the iron core piece for the stator may be punched out from one plate W to be processed.
  • the welding process is performed by TIG welding is illustrated, but the welding process may be performed by arc welding or laser welding other than TIG welding.
  • the modified examples of the welding jigs 250a and 250b have been described with reference to FIGS. 7 and 8, but the modified examples shown in FIGS. 7 and 8 may be combined.
  • the shape of the end portion of the valley portion 261 of the welding suppressing portion 260 of the welding jig 250a projects outward from the end portion of the welding portion of the laminate 10 as shown in FIG.
  • the protrusion 22 of the welded portion 20 of the laminated body 10 can be shaped so as to project outward.
  • the shapes of the welding jigs 250a and 250b can be changed as appropriate.
  • Example 10 A method of manufacturing a laminated iron core according to an aspect of the present disclosure, in a state where a laminated body in which a plurality of metal plates are laminated is sandwiched by a pair of welding jigs from both sides in the laminating direction, the laminated body is formed on the surface of the laminated body.
  • a step of welding a welding portion extending in a direction, at least one of the pair of welding jigs has a welding suppression portion having an outer shape corresponding to the welding portion of the laminate in a plan view, and in a plan view, The welding suppressing portion is laminated on the laminated body in a state of overlapping with the welding portion.
  • At least one of the welding jigs has a shape corresponding to the welded portion of the laminated body. Then, the welding is performed in a state where the welded portion of the laminated body and the welded portion of the welding jig overlap each other in a plan view. Therefore, when welding is performed at the end of the laminate, the welding jig is unlikely to block the arc, and welding at the end of the laminate can be appropriately performed.
  • an end portion of the welding suppressing portion along the outer periphery of the welding jig may be configured to project outward more than an end portion of the welding portion of the laminated body. With such a configuration, it is possible to prevent the material at the end of the welded portion of the laminate from melting.
  • the welded portion has a concave portion and a convex portion provided near the center of the concave portion
  • the welding suppressing portion of the welding jig has a valley portion corresponding to the concave portion of the welded portion and the welded portion. And a projecting portion corresponding to the convex portion of.
  • the convex portion may be configured to project outward from the projecting portion in a plan view.
  • the projecting portion may be configured to project outward from the projecting portion in a plan view.
  • a welding jig provided on a side closer to an end portion of the laminated body where welding is started in the welding step may have the welding suppressing portion.
  • a welding jig provided above the laminated body may have the welding suppressing portion. With such a configuration, it is possible to prevent unnecessary components such as soot generated from the laminate during welding from staying around the welded portion.
  • a method for manufacturing a laminated core that can appropriately weld the ends of the laminated body.
  • SYMBOLS 1 Laminated iron core, 10 ... Laminated body, 20 ... Welding part, 21 ... Recessed part, 22 ... Convex part, 100 ... Laminated body manufacturing apparatus, 200 ... Welding machine, 210 ... Electrode rod, 250a, 250b ... Welding jig, 251 ... first material, 252 ... second material, 260 ... weld suppressing portion, 261, ... valley portion, 262 ... projection portion

Abstract

積層鉄心（１）の製造方法は、複数の金属板が積層された積層体（１０）をその積層方向の両側から一対の溶接治具（２５０ａ，２５０ｂ）で挟み込んだ状態で、積層体（１０）の表面において積層方向に延びる溶接部（２０）を溶接する工程を有し、平面視において一対の溶接治具（２５０ａ，２５０ｂ）の少なくとも一方は、積層体（１０）の溶接部（２０）に対応した外形の溶接抑え部（２６０）を有し、平面視において溶接抑え部（２６０）が溶接部（２０）と重なり合う状態で、積層体（１０）に対して積層される。

Description

積層鉄心の製造方法
　本発明は、積層鉄心の製造方法に関する。
　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。
日本国特開２００３－１３６２８３号公報
　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。
　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。
　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溶接抑え部を有し、平面視において前記溶接抑え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。
　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１は、積層鉄心の一例を示す斜視図である。 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は、溶接機の一例を示す概略図である。 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（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は、溶接治具の変形例について説明する図である。 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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　図５に示すように溶接部２０は、より具体的には、断面が円弧状で積層体１０の厚さ方向に延びる凹部２１と、この凹部２１の中央に設けられて、断面が山形凸状で凹部２１と同様に積層体１０の厚さ方向に延びる凸部２２とを含んで構成される。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。
　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。
　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。
　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）。
　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、積層体１０の中心軸線Ａｘ方向から見て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）に積層体１０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。
　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。
　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。
　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。
　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（図３における上下方向）に沿って見た状態を示している。
　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溶接抑え部２６０を有する。溶接抑え部２６０は、平面視において溶接部２０の外形形状（外周の形状）と同様の形状を有する。溶接抑え部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。
　なお、溶接治具２５０ａの溶接抑え部２６０以外の外形形状は、本実施形態においては、積層体１０の平面視において、積層体１０の外形形状より若干大きな円形である。溶接治具２５０ａの溶接抑え部２６０以外の外形形状については、溶接治具２５０ｂとともに確実に積層体１０に圧縮力を作用させることができれば、特に制限はない。
　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からなる溶接抑え部２６０を有している。
　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。
　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３５０ａ，３５０ｂのうち、下側の溶接治具３５０ｂ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３５０ａ，３５０ｂは、円形状とされている場合が多かった。また、積層体１０の外周縁にある溶接部２０にも圧縮力を作用させるために、溶接治具３５０ａ，３５０ｂは、積層体１０の平面視で積層体１０よりも大きな形状とされることが多い。
　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３５０ａ，３５０ｂ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。
　詳細には、電極棒２１０が上流から下流へ動く際に、図５（ａ）（ｂ）のように溶接治具３５０ａが積層体１０よりも大きい場合、溶接治具３５０ａは上端に位置する溶接部２０の上流側に壁をなしてしまっている。この場合、電極棒２１０がガイド２３１に沿って平行移動する際に溶接治具３５０ａを超えた後には溶接部２０にアークを到達させることができるが、電極棒２１０が溶接治具３５０ａを超える前は溶接部２０にアークを到達させにくい。つまり、溶接治具３５０ａが無ければ電極棒２１０が溶接部２０に近寄る際に到達していたアークが、溶接治具３５０ａによって遮られるので、上端に位置する溶接部２０にアークが当たる時間が他の溶接部２０に比べて短くなる。このため、溶接治具３５０ａによって上端に位置する溶接部２０に溶接不良が生じることがあった。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。
　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３５０ａ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３５０ｂについても同様の課題が生じ得る。すなわち、溶接治具３５０ｂ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、溶接治具３５０ｂが下端の溶接部２０の下流側に壁をなしてしまい、溶接治具３５０ｂが無ければ電極棒２１０が溶接部２０から遠ざかる際に到達していたアークが、溶接治具３５０ｂによって遮られるので、下端に位置する溶接部２０にアークが当たる時間が他の溶接部２０に比べて短くなる。このため、溶接治具３５０ｂによって下端に位置する溶接部２０に溶接不良が生じることがあった。
　さらに、積層体１０の上端の溶接治具３５０ａが溶接部２０の凹部２１及び凸部２２よりも大きい場合、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３５０ａ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。
　このように、円形状の溶接治具３５０ａ，３５０ｂ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４５０ａ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４５０ａ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、積層体１０が凸部２２以外にも凸部２２と同様に平面視において溶接治具４５０ａよりも外方に突出する領域を有している場合には、該領域が電極棒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、凹部２１の両側の端部Ｓが溶接治具４５０ａ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してしまう恐れがある。
　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がアークを遮りにくく、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。
　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が上記のような溶接抑え部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が上記のような溶接抑え部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。
　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に溶接抑え部２６０が設けられることにより、積層体１０の上側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。本実施形態のように、積層体１０において溶接を終了する側の端部、すなわち、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にも溶接抑え部２６０が設けられることにより、積層体１０の下側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。
　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。
　積層体１０の上方に配置される溶接治具２５０が溶接部２０の凹部２１及び凸部２２に対応した溶接抑え部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の上端に位置する凹部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。
　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。
　図７は、溶接治具２５０ａの溶接抑え部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の溶接抑え部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の溶接抑え部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。
　図８は、溶接治具２５０ａの溶接抑え部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、溶接抑え部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の外形と溶接抑え部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。
　図８（ａ）に示す変形例は、平面視において、溶接治具２５０ａの溶接抑え部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。溶接抑え部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がアークを遮りにくく、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。なお、溶接治具２５０ａの突出部２６２に対する積層体１０の凸部２２の突出量は、０．０５ｍｍ～１ｍｍ程度とすることが好ましい。
　図８（ｂ）に示す変形例は、平面視において、溶接治具２５０ａの溶接抑え部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。溶接抑え部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がアークを遮ってしまう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がアークを遮る度合いを低下させ、溶接不良を生じさせ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。
　図８（ｂ）に示す構成とすることで、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。
　このように、溶接治具２５０ａ，２５０ｂの溶接抑え部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の溶接抑え部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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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の溶接抑え部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。
　（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溶接抑え部を有し、平面視において前記溶接抑え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。
　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、溶接治具がアークを遮りにくく、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。
　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溶接抑え部の端部は、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。
　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溶接抑え部は、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、溶接治具の溶接抑え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。
　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。
　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。
　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溶接抑え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。
　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溶接抑え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。
　本出願は、2018年10月26日出願の日本特許出願（特願2018-201695）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　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。
　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…溶接抑え部、２６１…谷部、２６２…突出部

Claims (7)

  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溶接抑え部を有し、平面視において前記溶接抑え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、積層鉄心の製造方法。
  2. 　平面視において、前記溶接治具の外周に沿った前記溶接抑え部の端部は、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に記載の積層鉄心の製造方法。
  3. 　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溶接抑え部は、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、請求項１または２に記載の積層鉄心の製造方法。
  4. 　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、請求項３に記載の積層鉄心の製造方法。
  5. 　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、請求項３に記載の積層鉄心の製造方法。
  6. 　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溶接抑え部を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。
  7. 　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溶接抑え部を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。
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