JP5383781B2 - 固定子鉄心、その製造方法、およびその固定子鉄心を用いた回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、固定子鉄心、その製造方法、およびその固定子鉄心を用いた回転電機に関し、特に積層された電磁鋼板を溶接一体化して作製される固定子鉄心に関するものである。

従来の車両用交流発電機に適用される固定子鉄心は、プレス成形により磁性鋼板から所定形状に打ち抜かれた磁性片を所定枚積層し、磁性片の積層体の外周部をレーザ溶接して直方体の積層鉄心を作製し、直方体の積層鉄心を円環状に丸め、丸められた積層鉄心の両端面を突き合わせ、その突き合わせ部をレーザ溶接して円環状に作製されていた（例えば、特許文献１参照）。

ここで、磁性鋼板は、打ち抜き性、磁性片間の電気絶縁性、防錆性などを確保するために、有機系の絶縁被膜が表面に被覆されている。そこで、磁性片の積層体の外周部をレーザ溶接する際に、絶縁被膜中の有機物質が熱分解し、揮発性ガスが発生する。この揮発性ガスが溶接ビードに侵入すると、ピットやブローホールが溶接部に生じる。この溶接部に生じたピットやブローホールは、溶接強度の低下をもたらす。

磁性鋼板としては、ケイ素鋼板や電磁鋼板などがあるが、近年、鉄損の低減化の観点から、電磁鋼板が採用されている。さらに、環境保全の観点から、電磁鋼板の材料には、クロムなどの環境負荷物質を含まない材料が用いられ、絶縁被膜には、有機ケイ素化合物（シリコーン）を含有する材料が用いられる。特に、シリコーンは、燃焼温度が高いため、燃焼によるガスが溶接池から抜けきる前に溶接部が硬化し、ピットやブローホールの溶接不良が発生しやすい。

このような状況を鑑み、絶縁被膜中の有機物質の熱分解により発生する揮発性ガスの溶接ビードへの侵入を阻止する対策が種々提案されている。例えば、特許文献２に記載のものでは、一面を粗面に、他面を平滑面に形成された電磁鋼板を用い、打ち抜かれた磁性片を粗面と平滑面とが面するように積層して磁性片間に空隙を形成し、溶接時に絶縁被膜から発生するガスをその空隙から散逸させることにより、ガスの溶接ビードへの侵入を阻止していた。また、特許文献３に記載のものでは、プレス成形により溶接部にガス抜き路を形成し、溶接時に絶縁被膜から発生するガスをそのガス抜き路から散逸させることにより、ガスの溶接ビートへの侵入を阻止していた。

特開２００２−１５９１５１号公報 特開平１−２３２７０５号公報 特開２０１１−８７３８６号公報

しかし、特許文献２に記載のものでは、一面が粗面に形成された電磁鋼板を用いているので、磁気特性および占積率が低下するという不具合があった。また、電磁鋼板のケイ素含有量が増えると、硬度が高くなり、粗面を形成しづらくなるので、電磁鋼板のグレードに制約ができるという課題もあった。
また、特許文献３に記載のものでは、溶接部にガス抜き路を形成しているので、加工歪みがガス抜き路の周辺に発生し、磁気特性が低下するという不具合があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、磁性片の積層体の外周部の溶接に先立って、当該溶接部に予備加熱を行って溶接部の絶縁被膜中の有機物質を熱分解させるようにし、電磁鋼板の表面を粗面とすることなく、あるいは溶接部にガス抜き路を形成することなく溶接欠陥の発生を抑制でき、磁気特性を向上できるとともに、電磁鋼板のグレードに制約がない固定子鉄心、その製造方法、およびその固定子鉄心を用いた回転電機を得ることを目的とする。

この発明による固定子鉄心の製造方法は、ティースがそれぞれ円環状のコアバックの内周面から径方向内方に延出されて周方向に所定のピッチで配列されている固定子鉄心の製造方法であって、有機系の絶縁被膜が被覆された電磁鋼板からコアバック部およびティース部を有する磁性片を打ち抜く打ち抜き工程と、打ち抜かれた磁性片を上記コアバック部同士および上記ティース部同士が互いに重なるように所定枚積層して積層体を作製する積層工程と、上記積層体の重ねられた上記コアバック部の上記ティース部と逆側の壁面の溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように局部的に加熱し、該溶接位置における上記絶縁被膜中の有機成分を熱分解する第１予備加熱工程と、上記絶縁被膜中の有機成分が熱分解された上記溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように溶接し、積層された上記磁性片を連結一体化する第１溶接工程と、を備えている。

この発明によれば、第１予備加熱工程により、積層体の溶接位置における絶縁被膜中の有機成分が熱分解されるので、第１溶接工程では、積層体の溶接位置における絶縁被膜中の有機成分の熱分解による揮発性ガスの発生が抑えられる。そこで、電磁鋼板の表面を粗面とする必要がなく、あるいは溶接部にガス抜き路を形成する必要がないので、良好な磁気特性の固定子鉄心を製造できる。さらに、電磁鋼板の表面を粗面とする必要がないので、電磁鋼板のグレードに制約がなく、安価に固定子鉄心を製造できる。

この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子鉄心を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における磁性片の打ち抜き工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における磁性片を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における溶接前の積層体の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における積層体の第１予備加熱工程を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における溶接後の積層体を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における溶接後の積層体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法における溶接前の積層体の状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法における溶接後の積層体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法における円環状の積層鉄心を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法により製造された固定子鉄心を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る固定子鉄心の製造方法により製造された固定子鉄心を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る固定子鉄心の製造方法における円環状の積層鉄心の積層工程を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る固定子鉄心の製造方法により製造された固定子鉄心を示す斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子鉄心を示す斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子鉄心を構成する積層鉄心を示す斜視図、図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。

図１および図２において、回転電機としての車両用交流発電機１は、それぞれ略椀形状のアルミニウム製のフロントブラケット２とリヤブラケット３とからなるハウジング４と、このハウジング４に軸受５，５を介して回転自在に支持されたシャフト６と、ハウジング４のフロント側に延出するシャフト６の端部に固着されたプーリ７と、シャフト６に固定されてハウジング４内に配設された回転子８と、回転子８を囲繞するようにハウジング４に固定された固定子２０と、シャフト６のリヤ側に固定され、回転子８に電流を供給する一対のスリップリング１２と、各スリップリング１２の表面に摺動する一対のブラシ１３と、これらのブラシ１３を収容するブラシホルダ１４と、固定子２０に電気的に接続され、固定子２０で生じた交流を直流に変換する整流器１５と、ブラシホルダ１４に取り付けられて、固定子２０で生じた交流電圧の大きさを調整する電圧調整器１６と、を備えている。

回転子８は、励磁電流が流されて磁束を発生する界磁コイル９と、界磁コイル９を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア１０と、ポールコア１０の軸心位置に貫装されたシャフト６と、を備えている。ファン１１がポールコア１０の軸方向両端面に溶接などにより固着されている。

固定子２０は、固定子鉄心２１と、固定子鉄心２１に巻装された固定子巻線２２と、を備えている。そして、固定子２０は、固定子鉄心２１をフロントブラケット２およびリヤブラケット３に軸方向両側から挟持され、回転子８のポールコア１０の外周面との間に均一なギャップを確保してポールコア１０を囲繞するように配設される。

このように構成された車両用交流発電機１は、バッテリ（図示せず）からブラシ１３、スリップリング１２を介して界磁コイル９に界磁電流が供給されて磁束が発生する。この磁束により、ポールコア１０の爪状磁極部が周方向に交互にＮ極とＳ極とに磁化される。
一方、エンジンの回転トルクがベルト（図示せず）およびプーリ７を介してシャフト６に伝達され、回転子８が回転される。そこで、回転磁界が固定子２０の固定子巻線２２に与えられ、起電力が固定子巻線２２に発生する。そして、固定子巻線２２に発生した交流の起電力が、それぞれ整流器１５により直流に整流されるとともに、その出力電圧の大きさが電圧調整器１６により調整され、バッテリや車載電気負荷に供給される。

つぎに、固定子鉄心２１の構造について説明する。
固定子鉄心２１は、図３に示されるように、円環状のコアバック２１ａ、それぞれコアバック２１ａの内周面から径方向内方に延在し、かつ周方向に等角ピッチで配列するティース２１ｂ、およびコアバック２１ａと隣り合うティース２１ｂとにより画成されるスロット２１ｃを有する。この固定子鉄心２１は、図４に示されるように、２つの半円環状の積層鉄心２３，２３から構成されている。そして、２つの積層鉄心２３，２３の端面同士を突き合わせ、その突き合わせ部２４が溶接により接合されて、円環状の固定子鉄心２１が作製される。２つの積層鉄心２３，２３を連結する第１溶接部２５ａは、突き合わせ部２４の外周面に、積層方向の一端から他端に至るように形成されている。

積層鉄心２３は、図５に示されるように、所定枚数の半円環状の磁性片３２がカシメ部２６で互いに連結されて積層され、積層された磁性片３２を溶接により一体化して作製されている。なお、図４中、積層された磁性片を一体化する第２溶接部２５ｂが、積層鉄心２３の外周面に周方向に所定のピッチで３条形成されている。第２溶接部２５ｂのそれぞれは、積層鉄心２３の外周面に積層方向の一端から他端に至るように形成されている。図５中、磁性片３２の両面には、絶縁被膜３１が被覆されている。

つぎに、固定子鉄心２１の製造方法について説明する。なお、図６はこの発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における磁性片の打ち抜き工程を説明する図、図７はこの発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における磁性片を示す平面図、図８はこの発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における溶接前の積層体の状態を示す斜視図である。図９はこの発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における積層体の第１予備加熱工程を説明する図であり、図９の（ａ）は予備加熱中の状態を示し、図９の（ｂ）は予備加熱後の状態を示している。図１０はこの発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における溶接後の積層体を示す要部断面図、図１１はこの発明の実施の形態１に係る固定子鉄心の製造方法における溶接後の積層体を示す斜視図である。

まず、電磁鋼板３０は、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの板厚の所定幅の帯状に作製され、その両面が面粗度Ｒａ０．５μｍ未満の平滑面に仕上げられている。そして、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の変性物、フェノール樹脂、フェノール樹脂の変性物、アクリル樹脂、アクリル樹脂の共重合物、シリコーン樹脂などの材料からなる有機系の絶縁被膜３１が電磁鋼板３０の両面に塗布形成されている。

そして、電磁鋼板３０が巻き付けドラム（図示せず）から繰り出され、プレス加工機（図示せず）に供給される。プレス加工機では、図６に示されるように、パイロット穴４０が電磁鋼板３０の幅方向両側に、長さ方向に所定のピッチで打ち抜かれ（Ｓ１）、ついで、パイロット穴４０を基準としてカシメ部２６が凹設される（Ｓ２）。ついで、スロット部３２ｃが打ち抜かれ（Ｓ３）、磁性片３２の長さ方向の両端部の領域４１が打ち抜かれ（Ｓ４）、さらに磁性片３２の長方向の両側部の領域４２が打ち抜かれる（Ｓ５）。この打ち抜き工程（Ｓ１〜Ｓ５)により、磁性片３２が電磁鋼板３０から打ち抜かれる。

打ち抜かれた磁性片３２は、図７に示されるように、固定子鉄心２１の周方向の全長の半分の長さを有する矩形に形成され、ティース部３２ｂがコアバック部３２ａの幅方向の一側から突設されてコアバック部３２ａの長さ方向に所定のピッチで配列されている。そして、スロット部３２ｃがコアバック部３２ａとティース部３２ｂとにより画成されている。また、カシメ部２６がコアバック部３２ａの一面側に凹み、他面側に突出するようにコアバック部の３２ａにその長さ方向に所定のピッチで形成されている。

そして、コアバック部３２ａ、ティース部３２ｂ、およびスロット部３２ｃを重ねて、かつカシメ部２６により互いに固着されて所定枚数の磁性片３２を積層して、図８に示されるように、直方体の積層体３３が作製される（積層工程）。このとき、コアバック部３２ａ、ティース部３２ｂ、およびスロット部３２ｃが積層方向に連なって、それぞれコアバック２１ａ、ティース２１ｂ、およびスロット２１ｃが構成される。

ついで、半導体レーザを、積層体３３のコアバック２１ａの外周面の溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように照射し、予備加熱する（第１予備加熱工程）。このとき、図９の（ａ）に示される加熱部３３ａが例えば６００℃程度となるように、半導体レーザの入熱量が調整される。この第１予備加熱工程により、加熱部３３ａにおける絶縁被膜３１中の有機成分が熱分解し、絶縁被膜３１の一部が図９の（ｂ）に示されるように消失する。

ついで、ＣＯ_２レーザを積層体３３のコアバック２１ａの外周面の加熱部３３ａに積層方向の一端から他端に至るように照射し、溶接する（第１溶接工程）。これにより、積層された磁性片３２が、図１０に示されるように、第２溶接部２５ｂにより連結一体化される。そして、３条の第２溶接部２５ｂが、図１１に示されるように、積層体３３のコアバック２１ａの外周面に形成される。

ついで、直方体の積層体３３に半円環状の丸め加工を施し、図４に示されるように、２つの半円環状の積層鉄心２３，２３（積層体）を作製する（曲げ工程）。そして、２つの積層鉄心２３，２３の端面同士を突き合わせ、２つの積層鉄心２３，２３を円環状に配列する。ついで、積層鉄心２３，２３の突き合わせ部２４の外周面上を積層方向の一端から他端に至るよう半導体レーザを照射し、予備加熱する（第２予備加熱工程）。この第２予備加熱工程により、突き合わせ部２４の外周面側の絶縁被膜３１中の有機成分が熱分解する。

ついで、突き合わせ部２４の外周面上を積層方向の一端から他端に至るようＣＯ_２レーザを照射し、溶接する（第２溶接工程）。これにより、積層方向の一端から他端に至る第１溶接部２５ａが、固定子鉄心２１の突き合わせ部２４の外周面に形成される。そして、突き合わされた積層鉄心２３，２３が連結一体化され、固定子鉄心２１が作製される。ここで、積層鉄心２３，２３は、図示していないが、固定子巻線２２が装着された状態で突き合わされ、レーザ溶接により連結一体化される。これにより、図２に示されるように、固定子鉄心２１が作製されると同時に、固定子巻線２２が固定子鉄心２１に巻装される。そして、固定子巻線２２に所定の結線処理が施されて、固定子２０が作製される。

ここで、半導体レーザを用いて予備加熱し、絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解するものとして説明しているが、予備加熱する方法は半導体レーザに限定されず、局所的に加熱可能な方法であればよく、例えばＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザなどを用いることができる。また、ＣＯ_２レーザを用いて積層された磁性片３２を溶接するものとして説明しているが、半導体レーザやＹＡＧレーザを用いて溶接してもよい。

この実施の形態１では、積層された磁性片３２を連結一体化する第１溶接工程に先立って、その第２溶接部２５ｂの相当部分（溶接位置）を予備加熱し、第２溶接部２５ｂの相当部分における絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解している。さらに、円環状に配列された積層鉄心２３，２３を連結一体化する第２溶接工程に先立って、その第１溶接部２５ａの相当部分（溶接位置）を予備加熱し、第１溶接部２５ａの相当部分における絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解している。そこで、溶接時に、絶縁被膜３１中の有機成分の熱分解による揮発性ガスの発生が抑制されるので、第１および第２溶接部２５ａ，２５ｂにピットやブローホールの発生が抑えられ、優れた溶接品質が得られるとともに、十分な溶接強度が得られる。

したがって、このように製造された固定子鉄心２１を用いた固定子２０が組み込まれた車両用交流発電機１は、車両に搭載されても、固定子鉄心２１が損傷するような事態が回避され、優れた耐久性が得られる。

また、この製造方法によれば、溶接時における絶縁被膜３１中の有機成分の熱分解による揮発性ガスの発生が抑制されるので、磁性片３２の表面を粗面に形成する必要がない、すなわちダル仕上げが不要となる。ダル仕上げが可能な電磁鋼板は、ケイ素含有量が低いグレードの電磁鋼板となるが、この製造方法では、適用する電磁鋼板にグレードの制約を受けない。また、有機成分を含有しない絶縁被膜が被覆された電磁鋼板や絶縁被膜が被覆されていない電磁鋼板を用いる必要がなく、一般的な有機成分を含有する絶縁被膜が被覆された電磁鋼板を用いることができる。したがって、安価な電磁鋼板を用いることができ、固定子鉄心２１の低価格化が実現される。

半導体レーザを用いて積層体３３の溶接位置を予備加熱して絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解している。半導体レーザは、スポットサイズや入熱量の制御がし易いので、積層体３３および積層鉄心２３の溶接位置における絶縁被膜３１中の有機成分を効果的に熱分解できる。
絶縁被膜３１が被覆された電磁鋼板３０を用いることができるので、磁性片３２の打ち抜き工程におけるプレス金型の長寿命化が図られる。

固定子鉄心２１は、両面が平滑面に形成された磁性片３２を積層して構成されているので、ダル仕上げされた磁性片を積層して構成される鉄心に比べて、占積率が大きくなり、高出力化が図られる。

鉄損の個別成分であるヒステリシス損は、板厚に依存せず、結晶粒径や鋼板表面の面粗度に依存する。つまり、ヒステリシス損は、板厚が結晶粒径程度に薄くならない限り、板厚が減少しても増加しない。磁性片３２の両面は平滑面に形成されているので、ヒステリシス損の増加を抑制できる。さらに、磁性片３２の両面は平滑面に形成されているので、ダル仕上げされた磁性片より、磁化特性（透磁率）の低下が小さい。したがって、固定子鉄心２１は、ダル仕上げされた磁性片を積層して構成される鉄心に比べて、磁気特性が向上される。
また、ガス抜き路を磁性片３２に形成する必要がないので、ガス抜き路を形成することによる加工歪みに起因する磁気特性の低下もない。

実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法における溶接前の積層体の状態を示す斜視図、図１３はこの発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法における溶接後の積層体を示す斜視図、図１４はこの発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法における円環状の積層鉄心を示す斜視図、図１５はこの発明の実施の形態２に係る固定子鉄心の製造方法により製造された固定子鉄心を示す斜視図である。

この実施の形態２では、矩形の磁性片が、固定子鉄心の周方向の全長に等しい長さに電磁鋼板３０から打ち抜かれる（打ち抜き工程）。そして、所定枚の磁性片をカシメ部２６により互いに固着しつつ積層し、図１２に示される直方体の積層体３３Ａを作製する（積層工程）。
ついで、半導体レーザを、積層体３３Ａのコアバック２１ａの外周面の溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように照射し、予備加熱し、加熱部における絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解する（第１予備加熱工程）。

ついで、ＣＯ_２レーザを積層体３３Ａのコアバック２１ａの外周面の溶接位置に積層方向の一端から他端に至るように照射し、溶接する（第１溶接工程）。これにより、複数条の第２溶接部２５ｂが、図１３に示されるように、積層体３３Ａのコアバック２１ａの外周面に形成される。

ついで、直方体の積層体３３Ａに円環状の丸め加工を施し、図１４に示されるように、円環状の積層鉄心２３Ａ（積層体）を作製する（曲げ工程）。そして、積層鉄心２３Ａの端面同士を突き合わせ、突き合わせ部２４の外周面上を積層方向の一端から他端に至るよう半導体レーザを照射し、予備加熱する（第２予備加熱工程）。ついで、突き合わせ部２４の外周面上を積層方向の一端から他端に至るようＣＯ_２レーザを照射し、溶接し、固定子鉄心２１Ａが作製される（第２溶接工程）。そして、積層方向の一端から他端に至る第１溶接部２５ａが、固定子鉄心２１Ａの突き合わせ部２４の外周面に形成される。

したがって、この実施の形態２においても、第１および第２溶接工程に先立って、第１および第２予備加熱工程により絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解しているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態２によれば、磁性片の長さが固定子鉄心２１Ａの周方向の全長に等しい長さに形成されているので、直方体の積層体３３Ａが１つですみ、部品点数が削減される。

実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３に係る固定子鉄心の製造方法により製造された固定子鉄心を示す斜視図である。

この実施の形態３では、図示していないが、円環状の磁性片を電磁鋼板３０から打ち抜き（打ち抜き工程）、打ち抜かれた所定枚の磁性片をカシメ部２６により互いに固着しつつ積層し（積層工程）、円環状の積層鉄心２３Ｂ（積層体）を作製する。ついで、半導体レーザを、円環状の積層鉄心２３Ｂのコアバック２１ａの外周面の溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように照射して予備加熱し、加熱部における絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解する（第１予備加熱工程）。

ついで、ＣＯ_２レーザを積層鉄心２３Ｂのコアバック２１ａの外周面の溶接位置に積層方向の一端から他端に至るように照射し、溶接し、固定子鉄心２１Ｂを作製する（第１溶接工程）。これにより、複数条の第２溶接部２５ｂが、図１６に示されるように、固定子鉄心２１Ｂのコアバック２１ａの外周面に形成される。

したがって、この実施の形態３においても、第１溶接工程に先立って、第１予備加熱工程により絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解しているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態３によれば、磁性片の打ち抜き工程での材料取りが悪化するが、積層体の曲げ工程が不要となり、固定子鉄心２１Ｂの製造工程の簡略化が図られる。

なお、上記実施の形態３では、電磁鋼板から円環状の磁性片を打ち抜き、所定枚数の円環状の磁性片を積層して円環状の積層鉄心を作製するものとしているが、電磁鋼板から半円環状の磁性片を打ち抜き、所定枚数の半円環状の磁性片を積層して２つの半円環状の積層鉄心を作製してもよい。

実施の形態４．
図１７はこの発明の実施の形態４に係る固定子鉄心の製造方法における円環状の積層鉄心の積層工程を説明する斜視図、図１８はこの発明の実施の形態４に係る固定子鉄心の製造方法により製造された固定子鉄心を示す斜視図である。

この実施の形態４では、図１７に示されるように、帯状の磁性片３２Ａを電磁鋼板３０から打ち抜き（打ち抜き工程）、帯状の磁性片３２Ａを螺旋状に巻回して円環状の積層鉄心２３Ｃ（積層体）を作製する（積層工程）。
ついで、半導体レーザを、円環状の積層鉄心２３Ｃのコアバック２１ａの外周面の溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように照射し、予備加熱し、加熱部における絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解する（第１予備加熱工程）。

ついで、ＣＯ_２レーザを積層鉄心２３Ｃのコアバック２１ａの外周面の溶接位置に積層方向の一端から他端に至るように照射し、溶接し、固定子鉄心２１Ｃを作製する（第１溶接工程）。これにより、複数条の第２溶接部２５ｂが、図１８に示されるように、固定子鉄心２１Ｃのコアバック２１ａの外周面に形成される。

したがって、この実施の形態４においても、第１溶接工程に先立って、第１予備加熱工程により絶縁被膜３１中の有機成分を熱分解しているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

なお、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、この発明は、車両用交流発電機に限らず、車両用電動機、車両用発電電動機などの回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、積層された磁性片を連結一体化する第２溶接部２５ｂが固定子鉄心の外周面に軸方向に延在して形成されるものとしているが、第２溶接部２５ｂは固定子鉄心の外周面上の軸心と平行な線分に対して所定の角度を持つように固定子鉄心の外周面に延在して形成されてもよい。

２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 固定子鉄心、２１ａ コアバック、２１ｂ ティース、２１ｃ スロット、２３，２３Ａ，２３Ｂ 積層鉄心（積層体）、２４ 突き合わせ部、３０ 電磁鋼板、３１ 絶縁被膜、３２，３２Ａ 磁性片、３２ａ コアバック部、３２ｂ ティース部、３２ｃ スロット部、３３，３３Ａ 積層体。

Claims (10)

1. ティースがそれぞれ円環状のコアバックの内周面から径方向内方に延出されて周方向に所定のピッチで配列されている固定子鉄心の製造方法であって、
   有機系の絶縁被膜が被覆された電磁鋼板からコアバック部およびティース部を有する磁性片を打ち抜く打ち抜き工程と、
   打ち抜かれた磁性片を上記コアバック部同士および上記ティース部同士が互いに重なるように所定枚積層して積層体を作製する積層工程と、
   上記積層体の重ねられた上記コアバック部の上記ティース部と逆側の壁面の溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように局部的に加熱し、該溶接位置における上記絶縁被膜中の有機成分を熱分解する第１予備加熱工程と、
   上記絶縁被膜中の有機成分が熱分解された上記溶接位置を積層方向の一端から他端に至るように溶接し、積層された上記磁性片を連結一体化する第１溶接工程と、
   を備えることを特徴とする固定子鉄心の製造方法。
2. 上記第１予備加熱工程において、半導体レーザを用いて上記積層体の溶接位置を局所的に加熱することを特徴とする請求項１記載の固定子鉄心の製造方法。
3. 上記打ち抜き工程では、上記磁性片が上記電磁鋼板から矩形に打ち抜かれ、
   上記積層工程では、所定枚の上記磁性片を積層して直方体の上記積層体が作製され、
   上記１溶接工程により上記溶接位置を溶接された直方体の上記積層体を円弧状に曲げる曲げ工程と、
   円弧状に曲げられた上記積層体の端面同士を突き合わせて円環状に配列する工程と、
   円環状に配列された上記積層体の突き合わせ部の外周面の積層方向の一端から他端に至る領域を局部的に加熱し、当該領域における上記絶縁被膜中の有機成分を熱分解する第２予備加熱工程と、
   上記絶縁被膜中の有機成分が熱分解された上記領域を積層方向の一端から他端に至るように溶接し、上記突き合わせ部を連結一体化する第２溶接工程と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子鉄心の製造方法。
4. 上記打ち抜き工程では、上記磁性片が上記電磁鋼板から矩形に打ち抜かれ、
   上記積層工程では、所定枚の上記磁性片を積層して直方体の上記積層体が作製され、
   上記１溶接工程により上記溶接位置を溶接された直方体の上記積層体を円環状に曲げる曲げ工程と、
   円環状に曲げられた上記積層体の端面同士を突き合わせ、その突き合わせ部の外周面の積層方向の一端から他端に至る領域を局部的に加熱し、当該領域における上記絶縁被膜中の有機成分を熱分解する第２予備加熱工程と、
   上記絶縁被膜中の有機成分が熱分解された上記領域を積層方向の一端から他端に至るように溶接し、上記突き合わせ部を連結一体化する第２溶接工程と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子鉄心の製造方法。
5. 上記打ち抜き工程では、上記磁性片が上記電磁鋼板から円弧状に打ち抜かれ、
   上記積層工程では、所定枚の上記磁性片を積層して円弧状の上記積層体が作製され、
   上記１溶接工程により上記溶接位置を溶接された円弧状の上記積層体の端面同士を突き合わせて円環状に配列する工程と、
   円弧状の上記積層体の端面同士の突き合わせ部の外周面の積層方向の一端から他端に至る領域を局部的に加熱し、当該領域における上記絶縁被膜中の有機成分を熱分解する第２予備加熱工程と、
   上記絶縁被膜中の有機成分が熱分解された上記領域を積層方向の一端から他端に至るように溶接し、上記突き合わせ部を連結一体化する第２溶接工程と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子鉄心の製造方法。
6. 上記第２予備加熱工程において、半導体レーザを用いて上記積層体の上記領域を局所的に加熱することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の固定子鉄心の製造方法。
7. 上記打ち抜き工程では、上記磁性片が上記電磁鋼板から円環状に打ち抜かれ、
   上記積層工程では、所定枚の上記磁性片を積層して円環状の上記積層体が作製されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子鉄心の製造方法。
8. 上記打ち抜き工程では、上記磁性片が上記電磁鋼板から帯状に打ち抜かれ、
   上記積層工程では、帯状の上記磁性片を螺旋状に巻回して円環状の上記積層体が作製されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固定子鉄心の製造方法。
9. 上記請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の固定子鉄心の製造方法により製造されたことを特徴とする固定子鉄心。
10. 上記請求項９に記載の固定子鉄心を用いた固定子を備えることを特徴とする回転電機。

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