螺旋コア形成用帯状金属板、回転電機の螺旋コア、及び螺旋コアの製造方法
【課題】 ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合でも螺旋状に適切に加工することができる回転電機用螺旋コアを低コストで形成できるようにする。
【解決手段】 回転電機用螺旋コアを形成するための帯状鋼板２１が、一方向に沿って延在するヨーク部２２と、ヨーク部２２の幅方向の一端部に等間隔で形成されたティース部２３と、を有するようにし、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に等間隔で３つの切欠部２４（例えば２４ａ１〜２４ａ３）を形成する。そして、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７を相互に合わせて、帯状鋼板２１が所望の螺旋状に加工されるようにする。
【解決手段】 回転電機用螺旋コアを形成するための帯状鋼板２１が、一方向に沿って延在するヨーク部２２と、ヨーク部２２の幅方向の一端部に等間隔で形成されたティース部２３と、を有するようにし、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に等間隔で３つの切欠部２４（例えば２４ａ１〜２４ａ３）を形成する。そして、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７を相互に合わせて、帯状鋼板２１が所望の螺旋状に加工されるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、螺旋コア形成用帯状金属板、回転電機の螺旋コア、及び螺旋コアの製造方法に関し、特に、回転電機が備えるコア（鉄心）として用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
発電機や電動機等の回転電機のステータのコア（以下の説明では必要に応じて「ステータコア」と称する）は、電磁鋼板等の金属板を積層することにより形成され、周方向に延在するヨークと、ヨークの内周面から回転軸の方向に延在する複数のティースとを有する。このようなステータコアを製造するために、ヨーク及びティースの面方向の形状と同一の形状を有するコア片を金属板から打ち抜き、それらコア片を厚み方向に積層することが行われている。
【０００３】
このようにして製造されたステータコアは、その製造に際し、面方向における弾性変形が生じないため、その磁気特性は優れたものとなる。ところが、ヨークの外周形は円形であることに加え、ヨークよりも内周側はティースとなる部分を除いて開口する。したがって、このようにしてステータコアを製造すると、金属板に使用されない部分が多く発生する。よって、金属板の歩留まりが低下し、材料コストが増大してしまう。
【０００４】
そこで、自動車用の発電機等においては、螺旋コアがステータコアとして用いられている。螺旋コアは、ヨークとティースに対応する形に形成された帯状金属板を、板面内の曲げ加工により螺旋状にしながら積層することに形成される。ただし、帯状金属板に対して板面内の曲げ加工を行うと、帯状金属板のヨークとなる部分の外周側が内周側よりも伸び、帯状金属板の外周側の厚みが内周側の厚みよりも薄くなる虞がある。
【０００５】
このため、特許文献１では、帯状金属板のヨークとなる部分の外周側が内周側よりも伸びることによりコアの外周側に生じた隙間に磁性体粉を充填するようにしている。このようにすることにより、コアの磁気特性と剛性を回復させることができる。
【０００６】
また、特許文献２では、ヨークとティースに対応する形に形成された帯状金属板を、複数のコア片に分けるようにしている。各コア片の外周（ヨークとなる部分の外周）は、ヨークの形に合わせて扇状になっている。また、相互に隣接するコア片は、当該コア片の側端部の外周側に形成された連結部により相互に連結されており、当該連結部により相互に連結された各コア片は長手方向に延在している。このような複数のコア片を板面内の曲げ加工により螺旋状にすると、相互に隣接するコア片のヨークとなる部分の側面のうち連結部よりも内周側の領域が合わさると共に連結部が曲げ変形する。このようにすることにより、帯状金属板のヨークとなる部分の外周側が内周側よりも薄くなることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１８５０１４号公報
【特許文献２】特開２００９−１５３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、磁性体粉を充填する工程が必要になるため、螺旋コアのコストを十分に低減することが困難であった。
また、特許文献２に記載の技術では、各コア片の外周は扇状であると共に、各コア片の間は連結部となる部分を除いて不要となる。したがって、金属板の、ステータコアとして使用されない部分を必ずしも十分に低減しているとは言えない。すなわち、特許文献２に記載の技術では、ステータコアとして螺旋コアを使用しても、金属板の歩留まりを十分に低減しているとは言えない。また、特許文献２の記載の帯状金属板は複雑な形状を有する。以上のことから、特許文献２に記載の技術でも、螺旋コアのコストを十分に低減することが困難であった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／０５１７３２において、ステータのヨークの内周側端部に対応する位置であって、相互に隣接するティースの中間に対応する位置のそれぞれに切欠部が１つずつ形成されてなる螺旋コア形成用帯状金属板を提案した。この螺旋コア形成用帯状金属板を螺旋状に加工した際に、切欠部が塞がる（切欠部を構成する面が合わさること）により、螺旋コアの外周の長さと内周の長さとの差を補正することができる。これにより、螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても、螺旋コアのヨークの外周側の厚みが内周側の厚みよりも薄くなることを防止することができるので、螺旋コアのコストを低減することができる。
【００１０】
ところで、ステータのコイルの巻線の方法には、集中巻と分布巻とがある。ステータコアのティースに分布巻でコイルを形成する場合、ステータコアのティースの数は、一般に２４又は４８になる。よって、ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／０５１７３２のように、相互に隣接するティースの間に形成する切欠部の数が１であっても、切欠部を適切に塞いで螺旋コア形成用帯状金属板を螺旋状（円形）に加工することができる。
【００１１】
しかしながら、ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合には、極数が４ならティースの数は６、極数が６ならティースの数は９が一般的である。よって、相互に隣接するティースの間に形成する切欠部の数が１であると、図１４に示すように、切欠部１４１ａ、１４１ｂの角度θが大きくなりすぎて（例えば、ティースの数が６以上なら、切欠部１４１ａ、１４１ｂの角度θは６０[°]以上になるので）、切欠部を適切に塞いで螺旋コア形成用帯状金属板を所望の螺旋状（円形）に加工することが困難になる虞がある。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合でも螺旋状に適切に加工することができる回転電機用螺旋コアを低コストで形成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の螺旋コア形成用帯状金属板は、回転電機が備えるコアとして螺旋コアを形成するための螺旋コア形成用帯状金属板であって、長手方向に延在し、幅方向における一端が直線状の部分を有するヨーク部と、前記ヨーク部の幅方向における他端に略等間隔で形成された複数のティース部と、を有し、前記ヨーク部の幅方向における他端の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティース部の間の領域の複数の位置にそれぞれ切欠部が形成されており、前記ヨーク部の幅方向に湾曲させて螺旋状に加工された際に、前記切欠部の相互に対向する領域が合わさるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の回転電機の螺旋コアは、帯状金属板をその板面方向に湾曲させて螺旋状に加工されてなる回転電機の螺旋コアであって、周方向に延在するヨークと、当該ヨークの内周側の端部から軸心の方向に延在し、当該ヨークの内周方向において略等間隔に位置する複数のティースと、を有し、前記ヨークの内周側の端部の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティースの間の領域の複数の位置のそれぞれに、前記ヨークの内周面から外周面に向かう切れ目が形成されており、前記切れ目の相互に対向する面は合わさっていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の螺旋コアの製造方法は、前記螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工することにより前記回転電機の螺旋コアを製造する螺旋コアの製造方法であって、帯状金属板を切断して前記螺旋コア形成用帯状金属板を形成する板面形状加工工程と、前記螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工する螺旋加工工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、螺旋コア形成用帯状金属板が、ヨーク部と、複数のティース部と、を有し、前記ヨーク部の幅方向における他端の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティース部の間の領域の複数の位置に切欠部をそれぞれ形成するようにした。したがって、ステータコアのティースの数が少なくても、所望の螺旋状の螺旋コアを形成することができる。また、螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても良好な特性を有する回転電機用螺旋コアを得ることができる。よって、ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合でも螺旋状に適切に加工することができる回転電機用螺旋コアを低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、矩形状の帯状鋼板から、ヨーク部とティース部とを形成する様子の一例の概略を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態を示し、切欠部の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態を示し、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態を示し、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図１４】螺旋状に加工される前の帯状鋼板であって、相互に隣接するティースの間に形成する切欠部の数が１である帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、回転電機用螺旋コアの適用例である回転電機の構成の一例の概略を示す図である。具体的に図１は、回転電機を、その回転軸に垂直な方向から切った断面図を示している。
図１において、回転電機１０は、固定子（ステータ）１１と、回転子（ロータ）１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。尚、図１では、図示の都合上、コイル等についての図示を省略している。
【００１９】
固定子１１は、回転電機の周方向に延在するヨークと、当該ヨークの内周側の端部（端面）から回転軸１４の方向に延在するティースとを備えたステータコアを有する。また、回転電機の周方向において相互に隣接するティースの間の領域であるスロットには、ティースに巻き回されるようにコイル（不図示）が挿入される。本実施形態では、集中巻でコイルを形成している。また、ステータコアは螺旋コアである。尚、図１では、ティースの数が６である場合を例に挙げて示しているが、ティースの数は、図１に示したものに限定されるものではない。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所（図１では３箇所）において、固定子１１の内周面から外周面に向かう切れ目１５ａ〜１５ｆ（例えば切れ目１５ａ１〜１５ａ３）が略等間隔で形成されている。各切れ目１５ａ〜１５ｆの相互に対向する面は合わさっており、各切れ目１５ａ〜１５ｆには隙間がほとんど存在しない。本実施形態では、切れ目１５ａ〜１５ｆよりも固定子１１の外周側の領域に弾性変形、塑性変形集中させている。そのため、各切れ目１５ａ〜１５ｆに生じる応力は、切れ目１５ａ〜１５ｆよりも固定子１１の外周側の領域に生じる応力よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。
【００２１】
また、切れ目１５ａ〜１５ｆの（径方向の）長さは、後述するようにして固定子１１を形成する際に、固定子１１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。切れ目１５ａ〜１５ｆよりも固定子１１の外周側の領域を可及的に小さくする（すなわち切れ目１５ａ〜１５ｆを可及的に長くする）ことにより、後述するように帯状鋼板を所望の螺旋状に加工して、ステータコアを、その仕様に合った形状に成形することが容易になるからである。
具体的に切れ目１５ａ〜１５ｆの長さは、少なくとも固定子１１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子１１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子１１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上である。ただし、切れ目１５ａ〜１５ｆの長さは、固定子１１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００２２】
回転子１２は、その外周面が、固定子１１のティースの先端面（すなわち固定子１１の内周面）と所定の間隔を有して相互に対向する位置に配置される。また、回転子１２の軸心（回転軸１４）は、固定子１１の軸心と略一致している。尚、本実施形態では固定子１１が特徴部分であるので、図１では、回転子１２の構成を簡略化して示している。
【００２３】
ケース１３は、焼き嵌め等が行われることにより、固定子１１の周囲（外周）から固定子１１に密接し、固定子１１を固定する。ケース１３は、例えば、軟鉄等の磁性体、或いはステンレス鋼等の非磁性体により構成される。尚、焼き嵌めの他に、溶接やボルト締めにより、固定子１１をケース１３に固定することができる。
【００２４】
図２は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。具体的に図２（ａ）は、帯状鋼板を、その板面に垂直な方向から見た図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）において破線で囲っている領域を拡大して示す図である。尚、鋼板は金属板の一例であり、具体例として、電磁鋼板、冷延鋼板、熱延鋼板が挙げられる。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板２１には、固定子１１のヨークに対応するヨーク部２２と、固定子１１のティースに対応するティース部２３ａ〜２３ｃと、切欠部２４ａ、２４ｂとが形成されている。尚、図２（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子１１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板２１に形成される。また、図２（ａ）では、切欠部２４を６つしか示していないが、切れ目１５ａ〜１５ｆの数の整数倍の数の切欠部２４が帯状鋼板２１に形成される。
【００２６】
図２に示すように、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側（ヨーク部２２の幅方向における一端側であり、ティース部２３ａ〜２３ｃが形成されていない側）の端部は直線状になっている。また、ティース部２３ａ〜２３ｃは等間隔で形成されている。
ヨーク部２２の内側（ヨーク部２２の幅方向における他端側であり、ヨーク部２２のティース部２３ａ〜２３ｃが形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）２４ａ１〜２４ａ３、２４ｂ１〜２４ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態では、切欠部２４は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００２７】
帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部を直線状にすることにより、帯状鋼板２１を螺旋状に加工する際に不均圧な変形及び予期せぬずれを防止することができる。そのため、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部の少なくとも一部が直線状であることが好ましい。尚、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部には、ケース１３への取付け溝を施してもよい。
【００２８】
切欠部２４の板面方向における形状は、ヨーク部２２の内側の端部（ティース部２３側）を底辺とする二等辺三角形又は正三角形である。ヨーク部２２の内側の端部における切欠部２４の幅Ｗは、固定子１１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部２４の長さ（深さ）Ｄは、後述するようにして固定子１１を形成する際に、固定子１１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。前述したように、帯状鋼板２１を螺旋状に加工することにより弾性変形、塑性変形が集中する領域２５（図２（ｂ）を参照）を可及的に小さくするためである。具体的に切欠部２４の長さＤは、切れ目１５の長さに対応し、少なくともヨーク部２２の幅方向の長さ（ヨーク部２２の内側の端部と外側の端部との間の長さ）の１／２倍以上、好ましくは、ヨーク部２２の幅方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、ヨーク部２２の幅方向の長さの４／５倍以上にする。ただし、切欠部２４の長さＤは、ヨーク部２２の幅方向の長さ未満である。
【００２９】
以上のようにして帯状鋼板２１を構成することにより、固定子１１の外周の長さと内周の長さとの差を切欠部２４により補正することができ、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７（図２（ｂ）を参照）を相互に合わせて、帯状鋼板２１を所望の螺旋状に加工することができる。
【００３０】
図２（ａ）に示す帯状鋼板２１の板面の形状は、ロール刃によるスリッター切断加工、打ち抜き、又はレーザによる加工等によって得られる。
図３は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の構成の一例の概略を示す図である。尚、図３に示す白抜きの矢印は、帯状鋼板が移動する方向を示す。
図３において、回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工装置３１と、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３とを有する。
【００３１】
形状加工装置３１は、矩形状の帯状鋼板３４に対して、ロール刃によるスリッター切断加工等を行い、図２に示したヨーク部２２とティース部２３を形成する。この段階では切欠部２４は形成されない。
図４は、矩形状の帯状鋼板３４から、ヨーク部２２とティース部２３とを形成する様子の一例の概略を示す図である。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、一方の帯状鋼板４１（４２）のティース部の先端側が他方の帯状鋼板４２（４１）のスロットとなる領域に位置するように（すなわち、一方の帯状鋼板４１（４２）のティース部２３と他方の帯状鋼板４２（４１）のティース部２３とが互い違いに位置するように）矩形状の帯状鋼板３４ａを加工することにより、帯状鋼板３４の不要な部分を可及的に少なくすることができ、帯状鋼板３４ａの歩留まりの低下を可及的に防止することができる。
【００３３】
ただし、必ずしも図４（ａ）に示すようにする必要はなく、図４（ｂ）に示すようにして帯状鋼板４３を形成するようにしてもよい。前述したようにヨーク部２２の外側の端部は直線状であるので、図４（ｂ）に示すようにしても、ヨーク部２２よりも外側の領域については、矩形状の帯状鋼板３４ｂの不要な部分を特許文献２に記載の技術よりも少なくすることが可能になる。また、ヨーク部２２の外側の端部にケース１３への取付け溝を施す場合には、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す状態にした後、又は図４（ａ）、図４（ｂ）に示す状態にするのと同時に、ヨーク部２２の外側の端部にケース１３への取付け溝を形成するための加工を行えばよい。
【００３４】
切欠加工装置３２は、ヨーク部２２とティース部２３とが形成された帯状鋼板３５に対して打ち抜き等を行い、図２に示した切欠部２４を所定個数（１又は２以上）ずつ順次形成する。この切欠加工装置３２（切欠部２４を形成する位置）は、螺旋加工装置３３と干渉しない位置であって、帯状鋼板３６が螺旋状に加工される位置から所定距離以内の位置に配置される。切欠部２４が形成されてから螺旋状に加工されるまでの間の距離が長くなると、切欠部２４の存在によって、螺旋状に加工される前に帯状鋼板３６が撓んでしまう虞があるからである。特に、切欠部２４の長さＤが長ければ長いほど帯状鋼板３６が撓む可能性が高まるので、このようにするのが好ましい。このように、帯状鋼板３６が撓んでしまうと、帯状鋼板３６が変形したり、螺旋状に加工する際に、切欠部の相互に対向する斜辺を相互に合わせることができず、螺旋コアの切れ目１５に隙間が生じたりする。
【００３５】
この場合には、帯状鋼板３６自体の磁気特性が低下したり、螺旋コアの磁気特性が低下したりする。さらには、帯状鋼板３６がその積層方向に撓んだ状態で螺旋状に加工されるため、帯状鋼板３６の積層方向に隙間が生じ、螺旋コアの形状が悪化する。また、このような螺旋コアの形状を強制的に矯正した場合、大きな加工歪が螺旋コアに導入されるため、螺旋コアの磁気特性が大きく低下する。したがって、撓みに伴う磁気特性の低下を抑制するために、螺旋加工の巻付位置（曲げ加工が開始される位置）と、切欠部２４を形成する切欠加工装置３２の前記巻付位置に近い側の端面との距離（前記所定距離）ｘが、１０００ｍｍ以下であることが好ましい。より螺旋コアの磁気特性を改善するために、この距離ｘは、５００ｍｍ以下であることがより好ましく、３００ｍｍ以下であることが最も好ましい。なお、この距離ｘは、帯状鋼板３６の強度及び厚み、切欠部２４の長さＤに応じて適宜設定することができる。例えば、切欠部２４の長さＤがヨーク部２２の幅方向の長さの３／４倍以上である場合に、距離ｘを５００ｍｍ以下に設定してもよい。また、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３（もしくは、螺旋加工された帯状鋼板３６）とが干渉しないように、距離ｘを１０ｍｍ以上に設定してもよい。
【００３６】
螺旋加工装置３３は、切欠加工装置３２により切欠部２４が形成された部分から順に、帯状鋼板３６を、その板幅方向（通板方向と板厚方向とに垂直な方向）に向かって湾曲するように曲げを付与して螺旋状に加工しながら積層させる。具体的に、螺旋加工装置３３は、ヨーク部２２の長手方向（周方向）の長さが、ティース部２３の幅方向（周方向）の長さよりも長くなるように、不均圧ロールで帯状鋼板３６を螺旋状に加工したり、帯状鋼板３６をガイドに沿わせて強制的に螺旋状に加工したりすることができる。このようにして、固定子１１の外周側にヨーク部２２が配置され、固定子１１の内周側にティース部２３が配置される。尚、螺旋加工装置３３により加工及び積層された帯状鋼板３６は、螺旋加工装置３３の芯金（不図示）に巻き回されながら、鉛直方向下向きに移動する。このようにして、帯状鋼板３４の通板高さを変更することなく、帯状鋼板３４を通板させることができる。
螺旋状に加工された帯状鋼板３６は、例えば、カシメ、接着、溶接等によって結合される。以上のようにして螺旋状に加工された帯状鋼板３６の結合が終了し、必要に応じて所定の処理が行われることにより、固定子１１が形成される。
【００３７】
以上のように本実施形態では、回転電機用螺旋コアを形成するための帯状鋼板２１が、一方向に沿って延在するヨーク部２２と、ヨーク部２２の幅方向の一端部に等間隔で形成されたティース部２３と、を有するようにし、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に等間隔で３つの切欠部２４（例えば２４ａ１〜２４ａ３）を形成する。そして、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７を相互に合わせて、帯状鋼板２１が所望の螺旋状に加工されるようにする。よって、コイルを集中巻で形成する場合のように、ティース部２３の数が少ない場合であっても、帯状鋼板２１を所望の螺旋形状に加工することができる。また、製造された固定子１１（回転電機用螺旋コア）のヨークの外周側の厚みが内周側の厚みよりも薄くなることを防止することができる。更に、帯状鋼板２１が螺旋状に加工された際に、切欠部２４（切れ目１５）よりもヨーク部２２（ヨーク）の外周側の領域２５に弾性変形、塑性変形を集中させることができる。
【００３８】
したがって、従来のように、螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても、良好な特性を有する回転電機用螺旋コア（例えば、真円度や厚み等の寸法精度や磁気特性に優れた回転電機用螺旋コア）を得ることができると共に、回転電機用螺旋コアのコストを低減することができる。また、図４（ａ）に示したようにして帯状鋼板４１を形成することができるので、矩形状の帯状鋼板３４ａの不要な部分をより一層少なくすることができ、回転電機用螺旋コアのコストをより一層低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、帯状鋼板３４にヨーク部２２とティース部２３とを形成した後、帯状鋼板３６が螺旋状に加工される直前の位置で帯状鋼板３５に切欠部２４を形成し、切欠部２４が形成された部分から順に帯状鋼板３６を螺旋状に加工するようにした。例えば、帯状鋼板にヨーク部２２及びティース部２３と共に切欠部２４を一度に形成すると、帯状鋼板の剛性が小さくなる。このため、帯状鋼板が螺旋加工装置３３に到達するまでに帯状鋼板が変形してしまい、螺旋コアの磁気特性及び形状が悪化する。さらに、ヨーク部２２及びティース部２３と共に切欠部２４を同時に形成させるため、切欠部２４の長さＤ等の寸法の変更により加工ユニット（例えば、金型やＣＡＤデータ）を再利用することが困難になり、コストが増加する虞がある。また、ヨーク部２２、ティース部２３、及び切欠部２４を一度に形成する位置が、帯状鋼板が螺旋状に加工される位置の直前であるとしても、図４（ａ）に示すような１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の帯状鋼板４１、４２を製造することが困難になる。このため、螺旋コアの生産弾力性が低下する。
【００４０】
尚、以上のように、ヨーク部２２とティース部２３とを形成した後、螺旋状に加工される直前の位置で切欠部２４を形成するのが好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ヨーク部２２及びティース部２３と共に切欠部２４を一度に形成してもよい。また、ヨーク部２２、ティース部２３、及び切欠部２４を一度に形成する位置を帯状鋼板が螺旋状に加工される直前の位置にすることもできる。
【００４１】
また、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に形成する切欠部２４（例えば、切欠部２４ａ１〜２４ａ３）の数は、３に限定されず、２以上であれば、固定子１１の大きさ（ティース部２３の数）等に応じて適宜決めることができる。また、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に形成する切欠部２４の数は、同数でなくてもよい。
また、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に形成する複数の切欠部２４（例えば、切欠部２４ａ１〜２４ａ３）を配置する間隔は等間隔でなくてもよい。
【００４２】
また、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７を相互に合わせて、帯状鋼板２１を所望の螺旋状に加工することができれば、それぞれの切欠部２４の大きさ及び形状は同一でなくてもよい。このようにする場合、例えば、図３において、異なる切欠部２４を形成するための切欠加工装置３２として、異なる切欠部２４の数と同数の切欠加工装置３２を、形状加工装置３１と螺旋加工装置３３との間に直列に配置すればよい。この場合、螺旋加工装置３３に最も近い位置に配置される切欠加工装置３２の前記巻付位置に近い側の端面と、螺旋加工の巻付位置（曲げ加工が開始される位置）との間の距離が、前記距離ｘとなる。
また、本実施形態で説明した回転電機用螺旋コアは、回転電機の固定子としてではなく、回転子として用いるようにすることもできる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、前述した第１の実施形態に対し、切欠部の形状が異なるだけであり、その他の部分は同一である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図４に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５は、回転電機用螺旋コアの適用例である回転電機の構成の一例の概略を示す図である。図５は、図１に対応する図である。
図５において、回転電機５０は、固定子５１と、回転子１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。
図５に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所において、固定子５１の内周面から外周面に向かう切れ目５２ａ〜５２ｆ（例えば切れ目５２ａ１〜５２ａ３）が略等間隔で形成されており、且つ、切れ目５２ａ〜５２ｆの先端（固定子５１の外周側の端部に近い側）に円柱状又は楕円柱状の孔５３ａ〜５３ｆがそれぞれ個別に形成されている。第１の実施形態と同様に、各切れ目５２ａ〜５２ｆの相互に対向する面は相互に合わさっており、当該面（各切れ目５２ａ〜５２ｆ）に生じる応力は、切れ目５２ａ〜５２ｆよりも固定子５１の外周側の領域に生じる弾性変形、塑性変形よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。また、切れ目５２と孔５３の（径方向の）長さの合計値は、固定子５１を形成する際に、固定子５１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。
【００４５】
具体的に切れ目５２と孔５３の（径方向の）長さの合計値は、少なくとも固定子５１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子５１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子５１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上である。ただし、切れ目５２と孔５３の（径方向の）長さの合計値は、固定子７１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００４６】
図６は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。図６は、図２に対応する図である。
図６（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板６１には、ヨーク部６３と、ティース部２３ａ〜２３ｅと、切欠部６２ａ、６２ｂとが形成されている。尚、図６（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子５１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板６１に形成される。また、図２（ａ）では、切欠部６２を６つしか示していないが、切れ目５２ａ〜５２ｆの数の整数倍の数の切欠部６２が帯状鋼板６１に形成される。
第１の実施形態と同様に、ヨーク部６３の内側（ヨーク部６３のティース部２３が形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）６２ａ１〜６２ａ３、６２ｂ１〜６２ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、切欠部６２は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００４７】
切欠部６２の板面方向における形状は、ヨーク部６３の内側の端部（ティース部２３側）を底辺とする二等辺三角形又は正三角形の頂角の領域を円状又は楕円状とした形状である。第１の実施形態と同様に、ヨーク部６３の内側の端部における切欠部６２の幅Ｗは、固定子５１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部６２の長さ（深さ）Ｄは、固定子５１を形成する際に、固定子５１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。
尚、固定子５１を製造する方法は、第１の実施形態で説明した固定子１１を製造する方法と、切欠加工装置３２が、切欠部２４ではなく、切欠部６２を形成する点が異なるが、その他の点は同じである。具体的には、第１の実施形態と同様に、切欠部６２の長さＤを規定することができる。
以上のようにして切欠部６２を形成しても、第１の実施形態で説明した効果を得ることができる。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。第１、第２の実施形態では、切欠部２４、６２の形状を三角形にしているので、螺旋状に加工する際や、螺旋状に加工された螺旋コアの外周を溶接する際に、切欠部２４、６２の合わさっている面が径方向にずれやすくなり、螺旋コアの内径の真円度が低くなる虞がある。そこで、本実施形態では、螺旋コアの外周側と内周側との厚みの差の増大と、螺旋コアの内径の真円度の低下とを、可及的に簡単な構成で抑制するために、切欠部の相互に合わさる一方の面に凹部を形成すると共に他方の面に当該凹部に対応する凸部を形成する。このように本実施形態と第１、第２の実施形態とは、切欠部の形状が異なるだけであり、その他の部分は同一である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００４９】
図７は、回転電機用螺旋コアの適用例である回転電機の構成の一例の概略を示す図である。図７は、図１、図５に対応する図である。
図７において、回転電機７０は、固定子７１と、回転子１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所（図７では３箇所）において、固定子１１の内周面から外周面に向かう切れ目７２ａ〜７２ｆ（例えば切れ目７２ａ１〜７２ａ３）が形成されている。第１、第２の実施形態と同様に、各切れ目７２ａ〜７２ｆの相互に対向する面は合わさっており、各切れ目７２ａ〜７２ｆには隙間が（ほとんど）ない。
本実施形態では、切れ目７２ａ〜７２ｆの軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の形状は、切れ目７２ａ〜７２ｆの先端（ヨークの外周側の端部に近い側）と基端（ヨークの内周側の端部）とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分と（図７の楔形の部分を参照）、当該直線に沿う部分と、を有する形状である。
ここで、切れ目７２ａ〜７２ｆの「軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の長さ」を「張出有輪郭長」と称する。また、軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の形状が、切れ目７２ａ〜７２ｆの先端と基端とを相互に結ぶ直線（径方向に沿う直線）であると仮定したときの切れ目の「軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の長さ」を「張出無輪郭長」と称する。詳細は後述するが、本実施形態では、磁気特性の低下の抑制及び加工の容易化を図るために、張出有輪郭長が、張出無輪郭長の２倍以下となるようにしている（凹凸有輪郭長及び凹凸無輪郭長の説明を参照）。
また、本実施形態では、切れ目７２ａ〜７２ｆよりも固定子７１の外周側の領域に弾性変形、塑性変形を集中させるようにするので、各切れ目７２ａ〜７２ｆに生じる応力は、切れ目７２ａ〜７２ｆよりも固定子７１の外周側の領域に生じる応力よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。
【００５１】
また、切れ目７２の深さ（切れ目７２ａ〜７２ｌの先端と基端とを相互に結ぶ直線の長さ）は、後述するようにして固定子１１を形成する際に、固定子１１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。第１、第２の実施形態と同様に、切れ目７２ａ〜７２ｌよりも固定子７１の外周側の領域を可及的に小さくする（すなわち切れ目７２ａ〜７２ｌを可及的に長くする）ことにより、後述するように帯状鋼板を所望の螺旋状に加工して、ステータコアを、その仕様に合った形状に成形することが容易になるからである。
具体的に切れ目７２ａ〜７２ｌの深さは、少なくとも固定子７１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子７１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子７１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上にする。ただし、切れ目７２ａ〜７２ｌの深さは、固定子７１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００５２】
図８は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。図８は、図２及び図６に対応する図である。
【００５３】
図８（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板８１には、ヨーク部８５と、ティース部２３ａ〜２３ｅと、切欠部８２ａ、８２ｂが形成されている。尚、図８（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子７１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板８１に形成される。また、図８（ａ）では、切欠部８２を６つしか示していないが、切れ目７２ａ〜７２ｆの数の整数倍の数の切欠部８２が帯状鋼板８１に形成される。
【００５４】
第１、第２の実施形態と同様に、ヨーク部８５の内側（ヨーク部８５のティース部２３が形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）８２ａ１〜８２ａ３、８２ｂ１〜８２ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態でも、第１、第２の実施形態と同様に、切欠部８２は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００５５】
図８（ｂ）において、切欠部８２は、最深部に位置する先端部８３ａと、ヨーク部８５の内側の端部に位置する一方の基端部８３ｂと、を両端とする第１の輪郭部８３ｄと、先端部８３ａと、ヨーク部２２の内側の端部に位置する他方の基端部８３ｃとを両端とする第２の輪郭部８３ｅと、を有する。
【００５６】
第１の輪郭部８３ｄには、凹部８３ｆが形成されており、第２の輪郭部８３ｅには、凹部８３ｆに対応する凸部８３ｇが形成されている。また、本実施形態では、凹部８３ｆと凸部８３ｇとが形成されていないと仮定したときの切欠部８２の板面方向の形状を、先端部８３ａを頂点とし、基端部８３ｂ、８３ｃを相互に繋いだ直線を底辺とする二等辺三角形又は正三角形としている（図８では、二等辺三角形とした場合を例に挙げて示している）。また、凹部８３ｆの形状及び大きさと、凸部８３ｇの形状及び大きさは略同じになるようにしている。また、帯状鋼板８１を螺旋状に加工した際に、凹部８３ｆと凸部８３ｂとが相互に合わさる位置に、凹部８３ｆと凸部８３ｂとが形成されている。
【００５７】
ここで、凹部８３ｆと凸部８３ｂとを形成しないと仮定したときの切欠部８２の輪郭の長さ（図８に示す例では、先端部８３ａと、基端部８３ｂ、８３ｃとを相互に繋いだ直線の和）を「凹凸無輪郭長」と称することとする。また、切欠部８２の輪郭の長さ（図８に示す例では、第１の輪郭部８３ｄ及び第２の輪郭部８３ｅを構成する辺の全長）を「凹凸有輪郭長」と称することとする。
【００５８】
本実施形態では、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍以下となるようにしている。凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍を超えると、帯状鋼板８１を切断して切欠部８２を形成する際に帯状鋼板８１に導入される歪みが多くなるからである。また、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍を超えるようにするには、凹部８３ｆと凸部８３ｂの数を多くしたり、凹部８３ｆと凸部８３ｂの大きさを大きくしたりする必要がある。このため、凹部８３ｆと凸部８３ｇの設計値に対する位置ずれが大きくなくても、帯状鋼板８１を螺旋状に加工した際に、凹部８３ｆと凸部８３ｇとを相互に合わせることが不可能又は困難になる虞がある。
【００５９】
第１、第２の実施形態と同様に、ヨーク部８５の内側の端部における切欠部８２の幅（基端部８３ｂ、８３ｃを相互に結ぶ直線の長さ）Ｗは、固定子７１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部８２の長さ（深さ）Ｄは、固定子７１を形成する際に、固定子７１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。具体的に切欠部８２の長さＤは、切れ目７２の径方向の長さに対応し、ヨーク部２２の幅方向の長さ（ヨーク部８５の内側の端部と外側の端部との間の長さ）の１／２倍以上、好ましくは、３／４倍以上、より好ましくは、４／５倍以上である。ただし、切欠部２４の長さＤは、ヨーク部８５の幅方向の長さ未満である。
【００６０】
以上のようにして帯状鋼板８１を構成することにより、固定子７１の外周の長さと内周の長さとの差を切欠部８２により補正することができる。
尚、固定子７１を製造する方法は、第１の実施形態で説明した固定子１１を製造する方法と、切欠加工装置３２が、切欠部２４ではなく、切欠部８２を形成する点が異なるが、その他の点は同じである。
【００６１】
以上のように本実施形態では、切欠部８２の第１の輪郭部８３ｄ、第２の輪郭部８３ｅに、帯状鋼板８１が螺旋状に加工され、第１の輪郭部８３ｄと第２の輪郭部８３ｅとが相互に合わさる際に相互に合わさる凹部８３ｆ、凸部８３ｇを形成する。したがって、帯状鋼板８１を螺旋状に加工する際や、螺旋状に加工された螺旋コアを結合する際に（例えば螺旋コアの外周を溶接する際に）、切欠部８２の合わさっている面（切れ目７２）が、回転電機７０の径方向にずれてしまうことを、凹部８３ｆ及び凸部８３ｇを形成しない場合に比べて抑制することができる。よって、第１の実施形態で説明した効果に加え、固定子７１のコア（螺旋コア）の内径の真円度の低下を抑制することを、簡単な構成で（螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても）実現することができる。
【００６２】
［変形例］
図９は、切欠部の変形例を示す図である。
図９（ａ）に示す切欠部９１は、図８に示した切欠部８２と、凹部と凸部の形状が異なる。図９（ａ）に示す例のように、凹部９１ａと凸部９１ｂは、曲率を有する形状であってもよい。このようにする場合であっても、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部９１ａと凸部９１ｂとが相互に合うようにする。すなわち、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部と凸部とが相互に合うようにしていれば、凹部と凸部の形状は限定されるものではない。
【００６３】
図９（ｂ）に示す切欠部９２は、図８に示した切欠部８２と、凹部と凸部の数が異なる。図９（ｂ）に示す例のように、凹部９２ａ、９２ｂと凸部９２ｃ、９２ｄの数は、複数であってもよい。このようにすれば、切欠部９２の相互に合わさっている面が径方向にずれることをより一層確実に抑制することができる。このようにする場合にあっても、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、相互に対応する凹部と凸部（図９（ｂ）に示す例では、凹部９２ａと凸部９２ｃ、凹部９２ｂと凸部９２ｄ）が相互に合うようにする。すなわち、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、対応する凹部と凸部とが相互に合うようにしていれば、凹部と凸部の数は限定されるものではない。図９（ｂ）に示すようにした場合、螺旋コアに形成される切れ目のそれぞれには、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分が複数形成されることになる。
【００６４】
図９（ｃ）に示す切欠部９３では、図８に示した切欠部８２と、凹部と凸部を形成する範囲が異なる。図９（ｃ）に示す例のように、先端部９３ａと基端部９３ｂとを両端とする第１の輪郭部９３ｄの全体に凹部９３ｆが形成され、先端部９３ａと基端部９３ｃとを両端とする第２の輪郭部９３ｅの全体に凸部９３ｇが形成されるようにしてもよい。このようにする場合であっても、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部９３ｆと凸部９３ｇとが相互に合うようにする。すなわち、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部と凸部とが相互に合うようにしてれば、凹部と凸部を形成する範囲は限定されるものではない。図９（ｃ）のようにする場合、螺旋コアに形成される切れ目の、軸心に垂直な面方向の形状は、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分のみを有する形状になる。
尚、図９に示す例であっても、前述したように、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍以下となるようにするのが好ましい。また、切欠部２４の長さＤを、ヨーク部８５の幅方向の長さ１／２倍以上にし、３／４倍以上にするのが好ましく、４／５倍以上にするのがより好ましい。
その他、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。本実施形態は、前述した第１〜第３の実施形態に対し、切欠部の先端部の形状が異なるだけであり、その他の部分は同一である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１〜第３の実施形態と同一の部分については、図１〜図９に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００６６】
図１０は、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。図１０は、図１、図５及び図７に対応する図である。
図１０において、回転電機１００は、固定子１０１と、回転子１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。
図１０に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所において、固定子１０１の内周面から外周面に向かう切れ目１０２ａ〜１０２ｆ（例えば切れ目１０２ａ１〜１０２ａ３）が略等間隔で形成されており、且つ、切れ目１０２ａ〜１０２ｆの先端（固定子１０１の外周側の端部に近い側）に円柱状又は楕円柱状の孔１０３ａ〜１０３ｆがそれぞれ個別に形成されている。第１〜第３の実施形態と同様に、各切れ目１０２ａ〜１０２ｆの相互に対向する面は相互に合わさっており、当該面（各切れ目１０２ａ〜１０２ｆ）に生じる応力は、切れ目１０２ａ〜１０２ｆよりも固定子１０１の外周側の領域に生じる応力よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。また、切れ目１０２と孔１０３の（径方向の）長さの合計値は、固定子１０１を形成する際に、固定子１０１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。
【００６７】
具体的に切れ目１０２と孔１０３の（径方向の）長さの合計値は、少なくとも固定子１０１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子１０１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子１０１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上である。ただし、切れ目１０２と孔１０３の（径方向の）長さの合計値は、固定子１０１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００６８】
図１１は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。図１１は、図２、図６及び図８に対応する図である。
図１１（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板１１１には、ヨーク部１１４と、ティース部２３ａ〜２３ｅと、切欠部１１２ａ、１１２ｂとが形成されている。尚、図１１（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子１０１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板１１１に形成される。また、図１１（ａ）では、切欠部１１２を６つしか示していないが、切れ目１０２ａ〜１０２ｆの数の整数倍の数の切欠部１１２が帯状鋼板１１１に形成される。
【００６９】
第１〜第３の実施形態と同様に、ヨーク部１１４の内側（ヨーク部１１４のティース部２３が形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）１１２ａ１〜１１２ａ３、１１２ｂ１〜１１２ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態でも、第１〜第３の実施形態と同様に、切欠部１１２は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００７０】
図１１（ｂ）において、切欠部１１２は、最深部に位置する先端部１１３ａと、ヨーク部１１４の内側の端部に位置する一方の基端部１１３ｂとを両端とする第１の輪郭部１１３ｄと、先端部１１３ａと、ヨーク部１１４の内側の端部に位置する他方の基端部１１３ｃとを両端とする第２の輪郭部１１３ｅと、を有する。
【００７１】
第１の輪郭部１１３ｄには、凹部１１３ｆが形成されており、第２の輪郭部１１３ｅには、凸部１１３ｇが形成されている。また、本実施形態では、凹部１１３ｆと凸部１１３ｇとが形成されていないと仮定したときの切欠部１１２の板面方向の形状は、基端部１１３ｂ、１１３ｃを相互に繋いだ直線を底辺とする二等辺三角形又は正三角形の頂角の領域を円弧状又は楕円弧状とした形状である（図１１では、二等辺三角形の頂角の領域を円弧状とした形状とした場合を例に挙げて示している）。また、凹部１１３ｆの形状及び大きさと、凸部１１３ｇの形状及び大きさは略同じになるようにしている。さらに、帯状鋼板１１１を螺旋状に加工した際に、凹部１１３ｆと凸部１１３ｂとが相互に合わさる位置に、凹部１１３ｆと凸部１１３ｂとが形成されている。
【００７２】
図１１に示す例では、前述した「凹凸無輪郭長」は、先端部７３ａの円弧状の領域の輪郭の長さと、当該円弧状の領域の一方の下端１１３ｈと基端部１１３ｂとを相互に繋いだ直線の長さと、当該円弧状の領域の他方の下端１１３ｉと基端部１１３ｂとを相互に繋いだ直線の長さとの和となる。一方、「凹凸有輪郭長」は、切欠部１１２の輪郭の長さ（第１の輪郭部１１３ｄ及び第２の輪郭部１１３ｅを構成する辺の全長）となる。そして、本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍以下となるようにしている。ただし、円弧状の領域の輪郭の長さを「凹凸無輪郭長」及び「凹凸有輪郭長」に含めなくてもよい。
【００７３】
また、ヨーク部１１４の内側の端部における切欠部１１２の幅（基端部１１３ｂ、１１３ｃを相互に結ぶ直線の長さ）Ｗは、固定子１０１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部１１２の長さ（深さ）Ｄは、固定子１０１を形成する際に、固定子１０１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。具体的には、第３の実施形態と同様に、切欠部１１２の長さＤを規定することができる。
以上のようにして切欠部１１２を形成しても、第３の実施形態で説明した効果を得ることができる。
尚、固定子１０１を製造する方法は、第１の実施形態で説明した固定子１１を製造する方法と、切欠加工装置３２が、切欠部２４ではなく、切欠部１１２を形成する点が異なるが、その他の点は同じである。
【００７４】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を説明する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の帯状鋼板４１、４２を形状加工装置３１で形成する場合に、より効率よく螺旋コアを製造するために、形状加工装置３１で形成する帯状鋼板の数と同数の切欠加工装置３２及び螺旋加工装置３３を設ける。このように本実施形態と第１〜第４の実施形態では、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一部が異なる。よって、本実施形態の説明において、第１〜第４の実施形態と同一の部分については、図１〜図１１に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１２は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の構成の一例の概略を示す図である。具体的に図１２（ａ）は、回転電機用螺旋コアの製造装置の配置の第１の例を示す図であり、回転電機用螺旋コアの製造装置を、その鉛直方向の上方から見た図である。図１２（ａ）は、図３に対応する図である。図１２（ｂ）、図１２（ｃ）は、それぞれ、回転電機用螺旋コアの製造装置における切欠加工装置３２及び螺旋加工装置３３の配置の第２、第３の例を示す図であり、回転電機用螺旋コアの製造装置を、その側方向（水平方向）から見た図である。尚、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）では、表記の都合上、回転電機用螺旋コアの製造装置の各構成をブロックで示している。
【００７６】
図１２に示すように、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工装置３１と、複数の切欠加工装置３２（３２ａ、３２ｂ）と、複数の螺旋加工装置３３（３３ａ、３３ｂ）と、を有する。
図１２（ａ）に示す例では、２つの螺旋加工装置３３ａ、３３ｂが、水平方向（ｘ方向）に並べて配置され、各螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）の直前にそれぞれ切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）が配置されている。また、形状加工装置３１により形成された各帯状鋼板４１、４２は、分離されて、それぞれ異なる方向に搬送される。この帯状鋼板４１（４２）は、それぞれ、切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）及び螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）により加工される。
【００７７】
図１２（ｂ）に示す例のように、２つの螺旋加工装置３３ａ、３３ｂが、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向（ｚ方向）に並べて配置され、各螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）の直前にそれぞれ切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）が配置されるようにしてもよい。このようにした場合には、例えば、螺旋コアの中心を合わせることができるため、螺旋加工装置３３ａ、３３ｂに同じ動力を使用することができる。
また、図１２（ｃ）に示すように、図１２（ｂ）に示す２つの切欠加工装置３２ａ、３２ｂ及び螺旋加工装置３３ａ、３３ｂの組の何れか１つを、帯状鋼板４１の搬送方向（ｙ方向）にずらして、切欠加工装置３２ａ、３２ｂ及び螺旋加工装置３３ａ、３３ｂを配置してもよい。
ただし、帯状鋼板４１（４２）が螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）に到達するまでに帯状鋼板４１（４２）が変形しない条件（例えば、切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）から螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）までの距離が、第１の実施形態で説明した距離ｘ）を満足すれば、２つの螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）の配置方法は、図１２に示したものに特に限定されるものではない。
【００７８】
尚、図１２に示す回転電機用螺旋コアの製造装置の配置例では、各帯状鋼板４１、４２が分離されて、それぞれ異なる方向に搬送される。このため、形状加工装置３１から螺旋加工装置３３までの帯状鋼板４１、４２の搬送距離を短くすると、各帯状鋼板４１、４２が変形してしまい、螺旋コアの磁気特性及び形状が悪化することがある。よって、各帯状鋼板４１、４２が分離される際の各搬送方向がなす角度を十分低減できるように、形状加工装置３１から螺旋加工装置３３までの帯状鋼板４１、４２の搬送距離が所定値以上であることが好ましい。
【００７９】
第１の実施形態で説明したように、帯状鋼板に対して、ヨーク部２２、ティース部２３、及び切欠部２４を一度に形成すると、帯状鋼板の剛性が小さくなる。このため、帯状鋼板が螺旋加工装置に到達するまでに帯状鋼板が変形してしまい、螺旋コアの磁気特性及び形状が悪化する。この場合に、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の帯状鋼板４１、４２を形成すると、形状加工装置３１から螺旋加工装置３３までの帯状鋼板の搬送距離が長くなる。したがって、図１２に示すように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、形状加工装置３１とは別に、複数の切欠加工装置３２（３２ａ、３２ｂ）が必要である。そして、それぞれの切欠加工装置３２を、各螺旋加工装置３３（３３ａ、３３ｂ）から、第１の実施形態で説明した距離ｘ以内の位置に配置している。また、帯状鋼板の搬送ラインを切り替えることにより、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから１枚の帯状鋼板を形成することも可能であり、生産量を柔軟に調節することができる。
【００８０】
また、螺旋加工装置３３と、この螺旋加工装置３３に対応する切欠加工装置３２とを適宜追加することにより、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の異なる形状の帯状鋼板を形成することも可能である。このようにする場合には、例えば、異なる種類の螺旋加工装置３３を追加して、それぞれ異なる径を有する螺旋コアを製造することができる。
このように、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造方法及び製造装置は、様々な形状の螺旋コア（帯状鋼板）に対応することができる。
本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置は、第１の実施形態の固定子１１だけでなく、第２〜第４の実施形態の固定子５１、７１、１０１を製造する場合にも同様に適用することができる。
【００８１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。本実施形態では、第１の実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置に対し、帯状鋼板の変形をより確実に防止する構成と、帯状鋼板が電磁鋼板のような硬質の鋼板（例えば、３％Ｓｉ系電磁鋼板）である場合の螺旋コアの加工をより効率よく且つ確実に行うための構成と、螺旋コアの歪みをより確実に除去する構成とを、追加したものである。このように本実施形態と第１〜第５の実施形態では、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一部が異なる。よって、本実施形態の説明において、第１〜第５の実施形態と同一の部分については、図１〜図１２に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００８２】
図１３は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の構成の一例の概略を示す図である。図１３は、図３に対応する図である。
図１３において、回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工装置３１と、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３と、加熱装置３７と、ガイド３８ａ、３８ｂと、歪取り加熱装置３９と、を有する。
【００８３】
加熱装置３７は、切欠加工装置３２と螺旋加工装置３３との間に配置され、切欠加工装置３２により切欠部２４が形成された帯状鋼板３６を加熱する。帯状鋼板３６が電磁鋼板のような硬質の鋼板である場合に、帯状鋼板３６を螺旋状に加工する直前の位置で帯状鋼板３６を加熱することにより、帯状鋼板３６の加工性が一時的に改善され、帯状鋼板３６を効率良く且つ確実に所望の螺旋状に加工することができる。この加熱装置３７による加熱温度は、鋼板に応じて決定できる。例えば、帯状鋼板３６が３％Ｓｉ系電磁鋼板である場合、この加熱温度は、約３００℃である。尚、加熱装置３７は、電磁鋼板のような硬質の鋼板を螺旋状に加工する場合に必要となるものであり、このような鋼板を使用しない場合には、必ずしも加熱装置３７を用いる必要はない。
【００８４】
ガイド３８ａは、形状加工装置３１と、切欠加工装置３２との間に配置され、形状加工装置３１によりヨーク部２２とティース部２３とが形成された帯状鋼板３５を、少なくとも、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向の下側（帯状鋼板３５の板面をその裏側）から支持するものである。これにより、帯状鋼板３５の変形を抑制することができる。
ガイド３８ｂは、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３との間に配置され、切欠加工装置３２により切欠部２４が形成された帯状鋼板３６を、少なくとも、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向の下側から支持するものである。これにより、帯状鋼板３６の変形を抑制することができる。
尚、帯状鋼板３５、３６をより安定して案内する観点から、ガイド３８ａ、３８ｂは、それぞれ、帯状鋼板３５、３６を、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向の上側と下側の双方から支持するようにしてもよい。また、帯状鋼板３５、３６の変形がない場合、又は帯状鋼板３５、３６の変形が螺旋コアの品質に影響がない場合には、必ずしもガイド３８ａ、３８ｂを用いる必要はない。また、ガイド３８ａ、３８ｂの何れか一方のみを用いるようにしてもよい。
【００８５】
歪取り加熱装置３９は、螺旋加工装置３３により加工した直後に、螺旋加工装置３３の芯金（不図示）に巻付けられている帯状鋼板３６に対して、オンラインで歪取り熱処理（ＳＲＡ）を行うものである。歪取り加熱装置３９は、例えば、誘導加熱炉である。前述した帯状鋼板３４、３５、３６の加工によって、螺旋コアには歪（例えば、打抜き歪や曲げ歪）が生じる。この歪は、螺旋コアの磁気特性を低下させる虞がある。よって、歪取り加熱装置３９により螺旋コアに対して加熱を行うことにより、螺旋コアに発生している歪を除去することができる。
【００８６】
尚、本実施形態では、オンラインで歪取り熱処理を行うようにした。しかしながら、例えば、螺旋加工が終了した螺旋コアを、誘導加熱炉や箱型炉のような外部加熱装置を用いて、図３等に示す螺旋コアの製造ラインとは別のラインで螺旋コアに対して歪取り熱処理を行ってもよい。このようにする場合には、カシメ、接着、溶接等の結合方法によって生じた歪も除去することができる。以上のような歪取り焼鈍は、螺旋コアに要求される特性及び帯状鋼板３６の鋼種に応じて、適宜行われることが好ましい。例えば、歪取り焼鈍の焼鈍温度は、約７５０℃である。
また、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置は、第１の実施形態の固定子１１だけでなく、第２〜第４の実施形態の固定子５１、７１、１０１を製造する場合にも同様に適用することができる。更に、第５の実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置に対して本実施形態の構成を適用することもできる。
【００８７】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０、５０、７０、１００ 回転電機
１１、５１、７１、１０１ 固定子
１２ 回転子
１３ ケース
１４ 回転軸
１５、５２、７２、１０２ 切れ目
２１、６１、８１、１１１ 帯状鋼板
２２、６３、８５、１１４ ヨーク部
２３ ティース部
２４、６２、８２、９１〜９３、１１２ 切欠部
３１ 形状加工装置
３２ 切欠加工装置
３３ 螺旋加工装置
３７ 加熱装置
３８ ガイド
３９ 歪取り加熱装置
５３、１０３ 孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、螺旋コア形成用帯状金属板、回転電機の螺旋コア、及び螺旋コアの製造方法に関し、特に、回転電機が備えるコア（鉄心）として用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
発電機や電動機等の回転電機のステータのコア（以下の説明では必要に応じて「ステータコア」と称する）は、電磁鋼板等の金属板を積層することにより形成され、周方向に延在するヨークと、ヨークの内周面から回転軸の方向に延在する複数のティースとを有する。このようなステータコアを製造するために、ヨーク及びティースの面方向の形状と同一の形状を有するコア片を金属板から打ち抜き、それらコア片を厚み方向に積層することが行われている。
【０００３】
このようにして製造されたステータコアは、その製造に際し、面方向における弾性変形が生じないため、その磁気特性は優れたものとなる。ところが、ヨークの外周形は円形であることに加え、ヨークよりも内周側はティースとなる部分を除いて開口する。したがって、このようにしてステータコアを製造すると、金属板に使用されない部分が多く発生する。よって、金属板の歩留まりが低下し、材料コストが増大してしまう。
【０００４】
そこで、自動車用の発電機等においては、螺旋コアがステータコアとして用いられている。螺旋コアは、ヨークとティースに対応する形に形成された帯状金属板を、板面内の曲げ加工により螺旋状にしながら積層することに形成される。ただし、帯状金属板に対して板面内の曲げ加工を行うと、帯状金属板のヨークとなる部分の外周側が内周側よりも伸び、帯状金属板の外周側の厚みが内周側の厚みよりも薄くなる虞がある。
【０００５】
このため、特許文献１では、帯状金属板のヨークとなる部分の外周側が内周側よりも伸びることによりコアの外周側に生じた隙間に磁性体粉を充填するようにしている。このようにすることにより、コアの磁気特性と剛性を回復させることができる。
【０００６】
また、特許文献２では、ヨークとティースに対応する形に形成された帯状金属板を、複数のコア片に分けるようにしている。各コア片の外周（ヨークとなる部分の外周）は、ヨークの形に合わせて扇状になっている。また、相互に隣接するコア片は、当該コア片の側端部の外周側に形成された連結部により相互に連結されており、当該連結部により相互に連結された各コア片は長手方向に延在している。このような複数のコア片を板面内の曲げ加工により螺旋状にすると、相互に隣接するコア片のヨークとなる部分の側面のうち連結部よりも内周側の領域が合わさると共に連結部が曲げ変形する。このようにすることにより、帯状金属板のヨークとなる部分の外周側が内周側よりも薄くなることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１８５０１４号公報
【特許文献２】特開２００９−１５３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、磁性体粉を充填する工程が必要になるため、螺旋コアのコストを十分に低減することが困難であった。
また、特許文献２に記載の技術では、各コア片の外周は扇状であると共に、各コア片の間は連結部となる部分を除いて不要となる。したがって、金属板の、ステータコアとして使用されない部分を必ずしも十分に低減しているとは言えない。すなわち、特許文献２に記載の技術では、ステータコアとして螺旋コアを使用しても、金属板の歩留まりを十分に低減しているとは言えない。また、特許文献２の記載の帯状金属板は複雑な形状を有する。以上のことから、特許文献２に記載の技術でも、螺旋コアのコストを十分に低減することが困難であった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／０５１７３２において、ステータのヨークの内周側端部に対応する位置であって、相互に隣接するティースの中間に対応する位置のそれぞれに切欠部が１つずつ形成されてなる螺旋コア形成用帯状金属板を提案した。この螺旋コア形成用帯状金属板を螺旋状に加工した際に、切欠部が塞がる（切欠部を構成する面が合わさること）により、螺旋コアの外周の長さと内周の長さとの差を補正することができる。これにより、螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても、螺旋コアのヨークの外周側の厚みが内周側の厚みよりも薄くなることを防止することができるので、螺旋コアのコストを低減することができる。
【００１０】
ところで、ステータのコイルの巻線の方法には、集中巻と分布巻とがある。ステータコアのティースに分布巻でコイルを形成する場合、ステータコアのティースの数は、一般に２４又は４８になる。よって、ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／０５１７３２のように、相互に隣接するティースの間に形成する切欠部の数が１であっても、切欠部を適切に塞いで螺旋コア形成用帯状金属板を螺旋状（円形）に加工することができる。
【００１１】
しかしながら、ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合には、極数が４ならティースの数は６、極数が６ならティースの数は９が一般的である。よって、相互に隣接するティースの間に形成する切欠部の数が１であると、図１４に示すように、切欠部１４１ａ、１４１ｂの角度θが大きくなりすぎて（例えば、ティースの数が６以上なら、切欠部１４１ａ、１４１ｂの角度θは６０[°]以上になるので）、切欠部を適切に塞いで螺旋コア形成用帯状金属板を所望の螺旋状（円形）に加工することが困難になる虞がある。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合でも螺旋状に適切に加工することができる回転電機用螺旋コアを低コストで形成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の螺旋コア形成用帯状金属板は、回転電機が備えるコアとして螺旋コアを形成するための螺旋コア形成用帯状金属板であって、長手方向に延在し、幅方向における一端が直線状の部分を有するヨーク部と、前記ヨーク部の幅方向における他端に略等間隔で形成された複数のティース部と、を有し、前記ヨーク部の幅方向における他端の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティース部の間の領域の複数の位置にそれぞれ切欠部が形成されており、前記ヨーク部の幅方向に湾曲させて螺旋状に加工された際に、前記切欠部の相互に対向する領域が合わさるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の回転電機の螺旋コアは、帯状金属板をその板面方向に湾曲させて螺旋状に加工されてなる回転電機の螺旋コアであって、周方向に延在するヨークと、当該ヨークの内周側の端部から軸心の方向に延在し、当該ヨークの内周方向において略等間隔に位置する複数のティースと、を有し、前記ヨークの内周側の端部の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティースの間の領域の複数の位置のそれぞれに、前記ヨークの内周面から外周面に向かう切れ目が形成されており、前記切れ目の相互に対向する面は合わさっていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の螺旋コアの製造方法は、前記螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工することにより前記回転電機の螺旋コアを製造する螺旋コアの製造方法であって、帯状金属板を切断して前記螺旋コア形成用帯状金属板を形成する板面形状加工工程と、前記螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工する螺旋加工工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、螺旋コア形成用帯状金属板が、ヨーク部と、複数のティース部と、を有し、前記ヨーク部の幅方向における他端の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティース部の間の領域の複数の位置に切欠部をそれぞれ形成するようにした。したがって、ステータコアのティースの数が少なくても、所望の螺旋状の螺旋コアを形成することができる。また、螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても良好な特性を有する回転電機用螺旋コアを得ることができる。よって、ステータコアのティースに集中巻でコイルを形成する場合でも螺旋状に適切に加工することができる回転電機用螺旋コアを低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、矩形状の帯状鋼板から、ヨーク部とティース部とを形成する様子の一例の概略を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態を示し、切欠部の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態を示し、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態を示し、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態を示し、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態を示し、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一例の概略を示す図である。
【図１４】螺旋状に加工される前の帯状鋼板であって、相互に隣接するティースの間に形成する切欠部の数が１である帯状鋼板の一例の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、回転電機用螺旋コアの適用例である回転電機の構成の一例の概略を示す図である。具体的に図１は、回転電機を、その回転軸に垂直な方向から切った断面図を示している。
図１において、回転電機１０は、固定子（ステータ）１１と、回転子（ロータ）１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。尚、図１では、図示の都合上、コイル等についての図示を省略している。
【００１９】
固定子１１は、回転電機の周方向に延在するヨークと、当該ヨークの内周側の端部（端面）から回転軸１４の方向に延在するティースとを備えたステータコアを有する。また、回転電機の周方向において相互に隣接するティースの間の領域であるスロットには、ティースに巻き回されるようにコイル（不図示）が挿入される。本実施形態では、集中巻でコイルを形成している。また、ステータコアは螺旋コアである。尚、図１では、ティースの数が６である場合を例に挙げて示しているが、ティースの数は、図１に示したものに限定されるものではない。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所（図１では３箇所）において、固定子１１の内周面から外周面に向かう切れ目１５ａ〜１５ｆ（例えば切れ目１５ａ１〜１５ａ３）が略等間隔で形成されている。各切れ目１５ａ〜１５ｆの相互に対向する面は合わさっており、各切れ目１５ａ〜１５ｆには隙間がほとんど存在しない。本実施形態では、切れ目１５ａ〜１５ｆよりも固定子１１の外周側の領域に弾性変形、塑性変形集中させている。そのため、各切れ目１５ａ〜１５ｆに生じる応力は、切れ目１５ａ〜１５ｆよりも固定子１１の外周側の領域に生じる応力よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。
【００２１】
また、切れ目１５ａ〜１５ｆの（径方向の）長さは、後述するようにして固定子１１を形成する際に、固定子１１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。切れ目１５ａ〜１５ｆよりも固定子１１の外周側の領域を可及的に小さくする（すなわち切れ目１５ａ〜１５ｆを可及的に長くする）ことにより、後述するように帯状鋼板を所望の螺旋状に加工して、ステータコアを、その仕様に合った形状に成形することが容易になるからである。
具体的に切れ目１５ａ〜１５ｆの長さは、少なくとも固定子１１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子１１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子１１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上である。ただし、切れ目１５ａ〜１５ｆの長さは、固定子１１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００２２】
回転子１２は、その外周面が、固定子１１のティースの先端面（すなわち固定子１１の内周面）と所定の間隔を有して相互に対向する位置に配置される。また、回転子１２の軸心（回転軸１４）は、固定子１１の軸心と略一致している。尚、本実施形態では固定子１１が特徴部分であるので、図１では、回転子１２の構成を簡略化して示している。
【００２３】
ケース１３は、焼き嵌め等が行われることにより、固定子１１の周囲（外周）から固定子１１に密接し、固定子１１を固定する。ケース１３は、例えば、軟鉄等の磁性体、或いはステンレス鋼等の非磁性体により構成される。尚、焼き嵌めの他に、溶接やボルト締めにより、固定子１１をケース１３に固定することができる。
【００２４】
図２は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。具体的に図２（ａ）は、帯状鋼板を、その板面に垂直な方向から見た図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）において破線で囲っている領域を拡大して示す図である。尚、鋼板は金属板の一例であり、具体例として、電磁鋼板、冷延鋼板、熱延鋼板が挙げられる。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板２１には、固定子１１のヨークに対応するヨーク部２２と、固定子１１のティースに対応するティース部２３ａ〜２３ｃと、切欠部２４ａ、２４ｂとが形成されている。尚、図２（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子１１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板２１に形成される。また、図２（ａ）では、切欠部２４を６つしか示していないが、切れ目１５ａ〜１５ｆの数の整数倍の数の切欠部２４が帯状鋼板２１に形成される。
【００２６】
図２に示すように、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側（ヨーク部２２の幅方向における一端側であり、ティース部２３ａ〜２３ｃが形成されていない側）の端部は直線状になっている。また、ティース部２３ａ〜２３ｃは等間隔で形成されている。
ヨーク部２２の内側（ヨーク部２２の幅方向における他端側であり、ヨーク部２２のティース部２３ａ〜２３ｃが形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）２４ａ１〜２４ａ３、２４ｂ１〜２４ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態では、切欠部２４は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００２７】
帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部を直線状にすることにより、帯状鋼板２１を螺旋状に加工する際に不均圧な変形及び予期せぬずれを防止することができる。そのため、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部の少なくとも一部が直線状であることが好ましい。尚、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部には、ケース１３への取付け溝を施してもよい。
【００２８】
切欠部２４の板面方向における形状は、ヨーク部２２の内側の端部（ティース部２３側）を底辺とする二等辺三角形又は正三角形である。ヨーク部２２の内側の端部における切欠部２４の幅Ｗは、固定子１１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部２４の長さ（深さ）Ｄは、後述するようにして固定子１１を形成する際に、固定子１１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。前述したように、帯状鋼板２１を螺旋状に加工することにより弾性変形、塑性変形が集中する領域２５（図２（ｂ）を参照）を可及的に小さくするためである。具体的に切欠部２４の長さＤは、切れ目１５の長さに対応し、少なくともヨーク部２２の幅方向の長さ（ヨーク部２２の内側の端部と外側の端部との間の長さ）の１／２倍以上、好ましくは、ヨーク部２２の幅方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、ヨーク部２２の幅方向の長さの４／５倍以上にする。ただし、切欠部２４の長さＤは、ヨーク部２２の幅方向の長さ未満である。
【００２９】
以上のようにして帯状鋼板２１を構成することにより、固定子１１の外周の長さと内周の長さとの差を切欠部２４により補正することができ、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７（図２（ｂ）を参照）を相互に合わせて、帯状鋼板２１を所望の螺旋状に加工することができる。
【００３０】
図２（ａ）に示す帯状鋼板２１の板面の形状は、ロール刃によるスリッター切断加工、打ち抜き、又はレーザによる加工等によって得られる。
図３は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の構成の一例の概略を示す図である。尚、図３に示す白抜きの矢印は、帯状鋼板が移動する方向を示す。
図３において、回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工装置３１と、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３とを有する。
【００３１】
形状加工装置３１は、矩形状の帯状鋼板３４に対して、ロール刃によるスリッター切断加工等を行い、図２に示したヨーク部２２とティース部２３を形成する。この段階では切欠部２４は形成されない。
図４は、矩形状の帯状鋼板３４から、ヨーク部２２とティース部２３とを形成する様子の一例の概略を示す図である。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、一方の帯状鋼板４１（４２）のティース部の先端側が他方の帯状鋼板４２（４１）のスロットとなる領域に位置するように（すなわち、一方の帯状鋼板４１（４２）のティース部２３と他方の帯状鋼板４２（４１）のティース部２３とが互い違いに位置するように）矩形状の帯状鋼板３４ａを加工することにより、帯状鋼板３４の不要な部分を可及的に少なくすることができ、帯状鋼板３４ａの歩留まりの低下を可及的に防止することができる。
【００３３】
ただし、必ずしも図４（ａ）に示すようにする必要はなく、図４（ｂ）に示すようにして帯状鋼板４３を形成するようにしてもよい。前述したようにヨーク部２２の外側の端部は直線状であるので、図４（ｂ）に示すようにしても、ヨーク部２２よりも外側の領域については、矩形状の帯状鋼板３４ｂの不要な部分を特許文献２に記載の技術よりも少なくすることが可能になる。また、ヨーク部２２の外側の端部にケース１３への取付け溝を施す場合には、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す状態にした後、又は図４（ａ）、図４（ｂ）に示す状態にするのと同時に、ヨーク部２２の外側の端部にケース１３への取付け溝を形成するための加工を行えばよい。
【００３４】
切欠加工装置３２は、ヨーク部２２とティース部２３とが形成された帯状鋼板３５に対して打ち抜き等を行い、図２に示した切欠部２４を所定個数（１又は２以上）ずつ順次形成する。この切欠加工装置３２（切欠部２４を形成する位置）は、螺旋加工装置３３と干渉しない位置であって、帯状鋼板３６が螺旋状に加工される位置から所定距離以内の位置に配置される。切欠部２４が形成されてから螺旋状に加工されるまでの間の距離が長くなると、切欠部２４の存在によって、螺旋状に加工される前に帯状鋼板３６が撓んでしまう虞があるからである。特に、切欠部２４の長さＤが長ければ長いほど帯状鋼板３６が撓む可能性が高まるので、このようにするのが好ましい。このように、帯状鋼板３６が撓んでしまうと、帯状鋼板３６が変形したり、螺旋状に加工する際に、切欠部の相互に対向する斜辺を相互に合わせることができず、螺旋コアの切れ目１５に隙間が生じたりする。
【００３５】
この場合には、帯状鋼板３６自体の磁気特性が低下したり、螺旋コアの磁気特性が低下したりする。さらには、帯状鋼板３６がその積層方向に撓んだ状態で螺旋状に加工されるため、帯状鋼板３６の積層方向に隙間が生じ、螺旋コアの形状が悪化する。また、このような螺旋コアの形状を強制的に矯正した場合、大きな加工歪が螺旋コアに導入されるため、螺旋コアの磁気特性が大きく低下する。したがって、撓みに伴う磁気特性の低下を抑制するために、螺旋加工の巻付位置（曲げ加工が開始される位置）と、切欠部２４を形成する切欠加工装置３２の前記巻付位置に近い側の端面との距離（前記所定距離）ｘが、１０００ｍｍ以下であることが好ましい。より螺旋コアの磁気特性を改善するために、この距離ｘは、５００ｍｍ以下であることがより好ましく、３００ｍｍ以下であることが最も好ましい。なお、この距離ｘは、帯状鋼板３６の強度及び厚み、切欠部２４の長さＤに応じて適宜設定することができる。例えば、切欠部２４の長さＤがヨーク部２２の幅方向の長さの３／４倍以上である場合に、距離ｘを５００ｍｍ以下に設定してもよい。また、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３（もしくは、螺旋加工された帯状鋼板３６）とが干渉しないように、距離ｘを１０ｍｍ以上に設定してもよい。
【００３６】
螺旋加工装置３３は、切欠加工装置３２により切欠部２４が形成された部分から順に、帯状鋼板３６を、その板幅方向（通板方向と板厚方向とに垂直な方向）に向かって湾曲するように曲げを付与して螺旋状に加工しながら積層させる。具体的に、螺旋加工装置３３は、ヨーク部２２の長手方向（周方向）の長さが、ティース部２３の幅方向（周方向）の長さよりも長くなるように、不均圧ロールで帯状鋼板３６を螺旋状に加工したり、帯状鋼板３６をガイドに沿わせて強制的に螺旋状に加工したりすることができる。このようにして、固定子１１の外周側にヨーク部２２が配置され、固定子１１の内周側にティース部２３が配置される。尚、螺旋加工装置３３により加工及び積層された帯状鋼板３６は、螺旋加工装置３３の芯金（不図示）に巻き回されながら、鉛直方向下向きに移動する。このようにして、帯状鋼板３４の通板高さを変更することなく、帯状鋼板３４を通板させることができる。
螺旋状に加工された帯状鋼板３６は、例えば、カシメ、接着、溶接等によって結合される。以上のようにして螺旋状に加工された帯状鋼板３６の結合が終了し、必要に応じて所定の処理が行われることにより、固定子１１が形成される。
【００３７】
以上のように本実施形態では、回転電機用螺旋コアを形成するための帯状鋼板２１が、一方向に沿って延在するヨーク部２２と、ヨーク部２２の幅方向の一端部に等間隔で形成されたティース部２３と、を有するようにし、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に等間隔で３つの切欠部２４（例えば２４ａ１〜２４ａ３）を形成する。そして、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７を相互に合わせて、帯状鋼板２１が所望の螺旋状に加工されるようにする。よって、コイルを集中巻で形成する場合のように、ティース部２３の数が少ない場合であっても、帯状鋼板２１を所望の螺旋形状に加工することができる。また、製造された固定子１１（回転電機用螺旋コア）のヨークの外周側の厚みが内周側の厚みよりも薄くなることを防止することができる。更に、帯状鋼板２１が螺旋状に加工された際に、切欠部２４（切れ目１５）よりもヨーク部２２（ヨーク）の外周側の領域２５に弾性変形、塑性変形を集中させることができる。
【００３８】
したがって、従来のように、螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても、良好な特性を有する回転電機用螺旋コア（例えば、真円度や厚み等の寸法精度や磁気特性に優れた回転電機用螺旋コア）を得ることができると共に、回転電機用螺旋コアのコストを低減することができる。また、図４（ａ）に示したようにして帯状鋼板４１を形成することができるので、矩形状の帯状鋼板３４ａの不要な部分をより一層少なくすることができ、回転電機用螺旋コアのコストをより一層低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、帯状鋼板３４にヨーク部２２とティース部２３とを形成した後、帯状鋼板３６が螺旋状に加工される直前の位置で帯状鋼板３５に切欠部２４を形成し、切欠部２４が形成された部分から順に帯状鋼板３６を螺旋状に加工するようにした。例えば、帯状鋼板にヨーク部２２及びティース部２３と共に切欠部２４を一度に形成すると、帯状鋼板の剛性が小さくなる。このため、帯状鋼板が螺旋加工装置３３に到達するまでに帯状鋼板が変形してしまい、螺旋コアの磁気特性及び形状が悪化する。さらに、ヨーク部２２及びティース部２３と共に切欠部２４を同時に形成させるため、切欠部２４の長さＤ等の寸法の変更により加工ユニット（例えば、金型やＣＡＤデータ）を再利用することが困難になり、コストが増加する虞がある。また、ヨーク部２２、ティース部２３、及び切欠部２４を一度に形成する位置が、帯状鋼板が螺旋状に加工される位置の直前であるとしても、図４（ａ）に示すような１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の帯状鋼板４１、４２を製造することが困難になる。このため、螺旋コアの生産弾力性が低下する。
【００４０】
尚、以上のように、ヨーク部２２とティース部２３とを形成した後、螺旋状に加工される直前の位置で切欠部２４を形成するのが好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ヨーク部２２及びティース部２３と共に切欠部２４を一度に形成してもよい。また、ヨーク部２２、ティース部２３、及び切欠部２４を一度に形成する位置を帯状鋼板が螺旋状に加工される直前の位置にすることもできる。
【００４１】
また、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に形成する切欠部２４（例えば、切欠部２４ａ１〜２４ａ３）の数は、３に限定されず、２以上であれば、固定子１１の大きさ（ティース部２３の数）等に応じて適宜決めることができる。また、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に形成する切欠部２４の数は、同数でなくてもよい。
また、ヨーク部２２のティース部２３が形成されている側の端部の位置であって、相互に隣接するティース部２３の間のそれぞれの位置に形成する複数の切欠部２４（例えば、切欠部２４ａ１〜２４ａ３）を配置する間隔は等間隔でなくてもよい。
【００４２】
また、切欠部２４の相互に対向する斜辺２６、２７を相互に合わせて、帯状鋼板２１を所望の螺旋状に加工することができれば、それぞれの切欠部２４の大きさ及び形状は同一でなくてもよい。このようにする場合、例えば、図３において、異なる切欠部２４を形成するための切欠加工装置３２として、異なる切欠部２４の数と同数の切欠加工装置３２を、形状加工装置３１と螺旋加工装置３３との間に直列に配置すればよい。この場合、螺旋加工装置３３に最も近い位置に配置される切欠加工装置３２の前記巻付位置に近い側の端面と、螺旋加工の巻付位置（曲げ加工が開始される位置）との間の距離が、前記距離ｘとなる。
また、本実施形態で説明した回転電機用螺旋コアは、回転電機の固定子としてではなく、回転子として用いるようにすることもできる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、前述した第１の実施形態に対し、切欠部の形状が異なるだけであり、その他の部分は同一である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図４に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５は、回転電機用螺旋コアの適用例である回転電機の構成の一例の概略を示す図である。図５は、図１に対応する図である。
図５において、回転電機５０は、固定子５１と、回転子１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。
図５に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所において、固定子５１の内周面から外周面に向かう切れ目５２ａ〜５２ｆ（例えば切れ目５２ａ１〜５２ａ３）が略等間隔で形成されており、且つ、切れ目５２ａ〜５２ｆの先端（固定子５１の外周側の端部に近い側）に円柱状又は楕円柱状の孔５３ａ〜５３ｆがそれぞれ個別に形成されている。第１の実施形態と同様に、各切れ目５２ａ〜５２ｆの相互に対向する面は相互に合わさっており、当該面（各切れ目５２ａ〜５２ｆ）に生じる応力は、切れ目５２ａ〜５２ｆよりも固定子５１の外周側の領域に生じる弾性変形、塑性変形よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。また、切れ目５２と孔５３の（径方向の）長さの合計値は、固定子５１を形成する際に、固定子５１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。
【００４５】
具体的に切れ目５２と孔５３の（径方向の）長さの合計値は、少なくとも固定子５１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子５１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子５１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上である。ただし、切れ目５２と孔５３の（径方向の）長さの合計値は、固定子７１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００４６】
図６は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。図６は、図２に対応する図である。
図６（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板６１には、ヨーク部６３と、ティース部２３ａ〜２３ｅと、切欠部６２ａ、６２ｂとが形成されている。尚、図６（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子５１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板６１に形成される。また、図２（ａ）では、切欠部６２を６つしか示していないが、切れ目５２ａ〜５２ｆの数の整数倍の数の切欠部６２が帯状鋼板６１に形成される。
第１の実施形態と同様に、ヨーク部６３の内側（ヨーク部６３のティース部２３が形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）６２ａ１〜６２ａ３、６２ｂ１〜６２ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、切欠部６２は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００４７】
切欠部６２の板面方向における形状は、ヨーク部６３の内側の端部（ティース部２３側）を底辺とする二等辺三角形又は正三角形の頂角の領域を円状又は楕円状とした形状である。第１の実施形態と同様に、ヨーク部６３の内側の端部における切欠部６２の幅Ｗは、固定子５１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部６２の長さ（深さ）Ｄは、固定子５１を形成する際に、固定子５１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。
尚、固定子５１を製造する方法は、第１の実施形態で説明した固定子１１を製造する方法と、切欠加工装置３２が、切欠部２４ではなく、切欠部６２を形成する点が異なるが、その他の点は同じである。具体的には、第１の実施形態と同様に、切欠部６２の長さＤを規定することができる。
以上のようにして切欠部６２を形成しても、第１の実施形態で説明した効果を得ることができる。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。第１、第２の実施形態では、切欠部２４、６２の形状を三角形にしているので、螺旋状に加工する際や、螺旋状に加工された螺旋コアの外周を溶接する際に、切欠部２４、６２の合わさっている面が径方向にずれやすくなり、螺旋コアの内径の真円度が低くなる虞がある。そこで、本実施形態では、螺旋コアの外周側と内周側との厚みの差の増大と、螺旋コアの内径の真円度の低下とを、可及的に簡単な構成で抑制するために、切欠部の相互に合わさる一方の面に凹部を形成すると共に他方の面に当該凹部に対応する凸部を形成する。このように本実施形態と第１、第２の実施形態とは、切欠部の形状が異なるだけであり、その他の部分は同一である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００４９】
図７は、回転電機用螺旋コアの適用例である回転電機の構成の一例の概略を示す図である。図７は、図１、図５に対応する図である。
図７において、回転電機７０は、固定子７１と、回転子１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所（図７では３箇所）において、固定子１１の内周面から外周面に向かう切れ目７２ａ〜７２ｆ（例えば切れ目７２ａ１〜７２ａ３）が形成されている。第１、第２の実施形態と同様に、各切れ目７２ａ〜７２ｆの相互に対向する面は合わさっており、各切れ目７２ａ〜７２ｆには隙間が（ほとんど）ない。
本実施形態では、切れ目７２ａ〜７２ｆの軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の形状は、切れ目７２ａ〜７２ｆの先端（ヨークの外周側の端部に近い側）と基端（ヨークの内周側の端部）とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分と（図７の楔形の部分を参照）、当該直線に沿う部分と、を有する形状である。
ここで、切れ目７２ａ〜７２ｆの「軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の長さ」を「張出有輪郭長」と称する。また、軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の形状が、切れ目７２ａ〜７２ｆの先端と基端とを相互に結ぶ直線（径方向に沿う直線）であると仮定したときの切れ目の「軸心（回転軸１４）に垂直な面方向の長さ」を「張出無輪郭長」と称する。詳細は後述するが、本実施形態では、磁気特性の低下の抑制及び加工の容易化を図るために、張出有輪郭長が、張出無輪郭長の２倍以下となるようにしている（凹凸有輪郭長及び凹凸無輪郭長の説明を参照）。
また、本実施形態では、切れ目７２ａ〜７２ｆよりも固定子７１の外周側の領域に弾性変形、塑性変形を集中させるようにするので、各切れ目７２ａ〜７２ｆに生じる応力は、切れ目７２ａ〜７２ｆよりも固定子７１の外周側の領域に生じる応力よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。
【００５１】
また、切れ目７２の深さ（切れ目７２ａ〜７２ｌの先端と基端とを相互に結ぶ直線の長さ）は、後述するようにして固定子１１を形成する際に、固定子１１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。第１、第２の実施形態と同様に、切れ目７２ａ〜７２ｌよりも固定子７１の外周側の領域を可及的に小さくする（すなわち切れ目７２ａ〜７２ｌを可及的に長くする）ことにより、後述するように帯状鋼板を所望の螺旋状に加工して、ステータコアを、その仕様に合った形状に成形することが容易になるからである。
具体的に切れ目７２ａ〜７２ｌの深さは、少なくとも固定子７１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子７１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子７１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上にする。ただし、切れ目７２ａ〜７２ｌの深さは、固定子７１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００５２】
図８は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。図８は、図２及び図６に対応する図である。
【００５３】
図８（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板８１には、ヨーク部８５と、ティース部２３ａ〜２３ｅと、切欠部８２ａ、８２ｂが形成されている。尚、図８（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子７１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板８１に形成される。また、図８（ａ）では、切欠部８２を６つしか示していないが、切れ目７２ａ〜７２ｆの数の整数倍の数の切欠部８２が帯状鋼板８１に形成される。
【００５４】
第１、第２の実施形態と同様に、ヨーク部８５の内側（ヨーク部８５のティース部２３が形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）８２ａ１〜８２ａ３、８２ｂ１〜８２ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態でも、第１、第２の実施形態と同様に、切欠部８２は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００５５】
図８（ｂ）において、切欠部８２は、最深部に位置する先端部８３ａと、ヨーク部８５の内側の端部に位置する一方の基端部８３ｂと、を両端とする第１の輪郭部８３ｄと、先端部８３ａと、ヨーク部２２の内側の端部に位置する他方の基端部８３ｃとを両端とする第２の輪郭部８３ｅと、を有する。
【００５６】
第１の輪郭部８３ｄには、凹部８３ｆが形成されており、第２の輪郭部８３ｅには、凹部８３ｆに対応する凸部８３ｇが形成されている。また、本実施形態では、凹部８３ｆと凸部８３ｇとが形成されていないと仮定したときの切欠部８２の板面方向の形状を、先端部８３ａを頂点とし、基端部８３ｂ、８３ｃを相互に繋いだ直線を底辺とする二等辺三角形又は正三角形としている（図８では、二等辺三角形とした場合を例に挙げて示している）。また、凹部８３ｆの形状及び大きさと、凸部８３ｇの形状及び大きさは略同じになるようにしている。また、帯状鋼板８１を螺旋状に加工した際に、凹部８３ｆと凸部８３ｂとが相互に合わさる位置に、凹部８３ｆと凸部８３ｂとが形成されている。
【００５７】
ここで、凹部８３ｆと凸部８３ｂとを形成しないと仮定したときの切欠部８２の輪郭の長さ（図８に示す例では、先端部８３ａと、基端部８３ｂ、８３ｃとを相互に繋いだ直線の和）を「凹凸無輪郭長」と称することとする。また、切欠部８２の輪郭の長さ（図８に示す例では、第１の輪郭部８３ｄ及び第２の輪郭部８３ｅを構成する辺の全長）を「凹凸有輪郭長」と称することとする。
【００５８】
本実施形態では、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍以下となるようにしている。凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍を超えると、帯状鋼板８１を切断して切欠部８２を形成する際に帯状鋼板８１に導入される歪みが多くなるからである。また、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍を超えるようにするには、凹部８３ｆと凸部８３ｂの数を多くしたり、凹部８３ｆと凸部８３ｂの大きさを大きくしたりする必要がある。このため、凹部８３ｆと凸部８３ｇの設計値に対する位置ずれが大きくなくても、帯状鋼板８１を螺旋状に加工した際に、凹部８３ｆと凸部８３ｇとを相互に合わせることが不可能又は困難になる虞がある。
【００５９】
第１、第２の実施形態と同様に、ヨーク部８５の内側の端部における切欠部８２の幅（基端部８３ｂ、８３ｃを相互に結ぶ直線の長さ）Ｗは、固定子７１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部８２の長さ（深さ）Ｄは、固定子７１を形成する際に、固定子７１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。具体的に切欠部８２の長さＤは、切れ目７２の径方向の長さに対応し、ヨーク部２２の幅方向の長さ（ヨーク部８５の内側の端部と外側の端部との間の長さ）の１／２倍以上、好ましくは、３／４倍以上、より好ましくは、４／５倍以上である。ただし、切欠部２４の長さＤは、ヨーク部８５の幅方向の長さ未満である。
【００６０】
以上のようにして帯状鋼板８１を構成することにより、固定子７１の外周の長さと内周の長さとの差を切欠部８２により補正することができる。
尚、固定子７１を製造する方法は、第１の実施形態で説明した固定子１１を製造する方法と、切欠加工装置３２が、切欠部２４ではなく、切欠部８２を形成する点が異なるが、その他の点は同じである。
【００６１】
以上のように本実施形態では、切欠部８２の第１の輪郭部８３ｄ、第２の輪郭部８３ｅに、帯状鋼板８１が螺旋状に加工され、第１の輪郭部８３ｄと第２の輪郭部８３ｅとが相互に合わさる際に相互に合わさる凹部８３ｆ、凸部８３ｇを形成する。したがって、帯状鋼板８１を螺旋状に加工する際や、螺旋状に加工された螺旋コアを結合する際に（例えば螺旋コアの外周を溶接する際に）、切欠部８２の合わさっている面（切れ目７２）が、回転電機７０の径方向にずれてしまうことを、凹部８３ｆ及び凸部８３ｇを形成しない場合に比べて抑制することができる。よって、第１の実施形態で説明した効果に加え、固定子７１のコア（螺旋コア）の内径の真円度の低下を抑制することを、簡単な構成で（螺旋状に加工した後に特別な処理を行ったり、螺旋状に加工される帯状鋼板の形状を複雑にしたりしなくても）実現することができる。
【００６２】
［変形例］
図９は、切欠部の変形例を示す図である。
図９（ａ）に示す切欠部９１は、図８に示した切欠部８２と、凹部と凸部の形状が異なる。図９（ａ）に示す例のように、凹部９１ａと凸部９１ｂは、曲率を有する形状であってもよい。このようにする場合であっても、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部９１ａと凸部９１ｂとが相互に合うようにする。すなわち、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部と凸部とが相互に合うようにしていれば、凹部と凸部の形状は限定されるものではない。
【００６３】
図９（ｂ）に示す切欠部９２は、図８に示した切欠部８２と、凹部と凸部の数が異なる。図９（ｂ）に示す例のように、凹部９２ａ、９２ｂと凸部９２ｃ、９２ｄの数は、複数であってもよい。このようにすれば、切欠部９２の相互に合わさっている面が径方向にずれることをより一層確実に抑制することができる。このようにする場合にあっても、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、相互に対応する凹部と凸部（図９（ｂ）に示す例では、凹部９２ａと凸部９２ｃ、凹部９２ｂと凸部９２ｄ）が相互に合うようにする。すなわち、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、対応する凹部と凸部とが相互に合うようにしていれば、凹部と凸部の数は限定されるものではない。図９（ｂ）に示すようにした場合、螺旋コアに形成される切れ目のそれぞれには、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分が複数形成されることになる。
【００６４】
図９（ｃ）に示す切欠部９３では、図８に示した切欠部８２と、凹部と凸部を形成する範囲が異なる。図９（ｃ）に示す例のように、先端部９３ａと基端部９３ｂとを両端とする第１の輪郭部９３ｄの全体に凹部９３ｆが形成され、先端部９３ａと基端部９３ｃとを両端とする第２の輪郭部９３ｅの全体に凸部９３ｇが形成されるようにしてもよい。このようにする場合であっても、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部９３ｆと凸部９３ｇとが相互に合うようにする。すなわち、帯状鋼板が螺旋状に加工された際に、凹部と凸部とが相互に合うようにしてれば、凹部と凸部を形成する範囲は限定されるものではない。図９（ｃ）のようにする場合、螺旋コアに形成される切れ目の、軸心に垂直な面方向の形状は、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分のみを有する形状になる。
尚、図９に示す例であっても、前述したように、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍以下となるようにするのが好ましい。また、切欠部２４の長さＤを、ヨーク部８５の幅方向の長さ１／２倍以上にし、３／４倍以上にするのが好ましく、４／５倍以上にするのがより好ましい。
その他、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。本実施形態は、前述した第１〜第３の実施形態に対し、切欠部の先端部の形状が異なるだけであり、その他の部分は同一である。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１〜第３の実施形態と同一の部分については、図１〜図９に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００６６】
図１０は、回転電機の構成の一例の概略を示す図である。図１０は、図１、図５及び図７に対応する図である。
図１０において、回転電機１００は、固定子１０１と、回転子１２と、ケース１３と、回転軸１４と、を有している。
図１０に示すように、本実施形態では、各スロットの周方向の複数箇所において、固定子１０１の内周面から外周面に向かう切れ目１０２ａ〜１０２ｆ（例えば切れ目１０２ａ１〜１０２ａ３）が略等間隔で形成されており、且つ、切れ目１０２ａ〜１０２ｆの先端（固定子１０１の外周側の端部に近い側）に円柱状又は楕円柱状の孔１０３ａ〜１０３ｆがそれぞれ個別に形成されている。第１〜第３の実施形態と同様に、各切れ目１０２ａ〜１０２ｆの相互に対向する面は相互に合わさっており、当該面（各切れ目１０２ａ〜１０２ｆ）に生じる応力は、切れ目１０２ａ〜１０２ｆよりも固定子１０１の外周側の領域に生じる応力よりも小さい範囲で可及的に小さいのが好ましく、０であるのが最も好ましい。また、切れ目１０２と孔１０３の（径方向の）長さの合計値は、固定子１０１を形成する際に、固定子１０１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。
【００６７】
具体的に切れ目１０２と孔１０３の（径方向の）長さの合計値は、少なくとも固定子１０１のヨークの径方向の長さの１／２倍以上、好ましくは、固定子１０１のヨークの径方向の長さの３／４倍以上、より好ましくは、固定子１０１のヨークの径方向の長さの４／５倍以上である。ただし、切れ目１０２と孔１０３の（径方向の）長さの合計値は、固定子１０１のヨークの径方向の長さ未満である。
【００６８】
図１１は、螺旋状に加工される前の帯状鋼板の一例の概略を示す図である。図１１は、図２、図６及び図８に対応する図である。
図１１（ａ）に示すように、一方向に沿って延在する帯状鋼板１１１には、ヨーク部１１４と、ティース部２３ａ〜２３ｅと、切欠部１１２ａ、１１２ｂとが形成されている。尚、図１１（ａ）ではティース部２３を３つしか示していないが、固定子１０１のティースの数の整数倍の数のティース部２３が帯状鋼板１１１に形成される。また、図１１（ａ）では、切欠部１１２を６つしか示していないが、切れ目１０２ａ〜１０２ｆの数の整数倍の数の切欠部１１２が帯状鋼板１１１に形成される。
【００６９】
第１〜第３の実施形態と同様に、ヨーク部１１４の内側（ヨーク部１１４のティース部２３が形成されている側）の端部の位置であって、各スロットに対応する位置（相互に隣接するティース部２３（例えばティース部２３ａ、２３ｂ）の間の位置）のそれぞれには、３つの切欠部（切欠き）１１２ａ１〜１１２ａ３、１１２ｂ１〜１１２ｂ３が等間隔に形成されている。このように本実施形態でも、第１〜第３の実施形態と同様に、切欠部１１２は、スロットに対応する領域の全てに３つずつ形成されている。
【００７０】
図１１（ｂ）において、切欠部１１２は、最深部に位置する先端部１１３ａと、ヨーク部１１４の内側の端部に位置する一方の基端部１１３ｂとを両端とする第１の輪郭部１１３ｄと、先端部１１３ａと、ヨーク部１１４の内側の端部に位置する他方の基端部１１３ｃとを両端とする第２の輪郭部１１３ｅと、を有する。
【００７１】
第１の輪郭部１１３ｄには、凹部１１３ｆが形成されており、第２の輪郭部１１３ｅには、凸部１１３ｇが形成されている。また、本実施形態では、凹部１１３ｆと凸部１１３ｇとが形成されていないと仮定したときの切欠部１１２の板面方向の形状は、基端部１１３ｂ、１１３ｃを相互に繋いだ直線を底辺とする二等辺三角形又は正三角形の頂角の領域を円弧状又は楕円弧状とした形状である（図１１では、二等辺三角形の頂角の領域を円弧状とした形状とした場合を例に挙げて示している）。また、凹部１１３ｆの形状及び大きさと、凸部１１３ｇの形状及び大きさは略同じになるようにしている。さらに、帯状鋼板１１１を螺旋状に加工した際に、凹部１１３ｆと凸部１１３ｂとが相互に合わさる位置に、凹部１１３ｆと凸部１１３ｂとが形成されている。
【００７２】
図１１に示す例では、前述した「凹凸無輪郭長」は、先端部７３ａの円弧状の領域の輪郭の長さと、当該円弧状の領域の一方の下端１１３ｈと基端部１１３ｂとを相互に繋いだ直線の長さと、当該円弧状の領域の他方の下端１１３ｉと基端部１１３ｂとを相互に繋いだ直線の長さとの和となる。一方、「凹凸有輪郭長」は、切欠部１１２の輪郭の長さ（第１の輪郭部１１３ｄ及び第２の輪郭部１１３ｅを構成する辺の全長）となる。そして、本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、凹凸有輪郭長が凹凸無輪郭長の２倍以下となるようにしている。ただし、円弧状の領域の輪郭の長さを「凹凸無輪郭長」及び「凹凸有輪郭長」に含めなくてもよい。
【００７３】
また、ヨーク部１１４の内側の端部における切欠部１１２の幅（基端部１１３ｂ、１１３ｃを相互に結ぶ直線の長さ）Ｗは、固定子１０１の外周の長さと内周の長さとの差に応じた（比例した）値になる。また、切欠部１１２の長さ（深さ）Ｄは、固定子１０１を形成する際に、固定子１０１としての形状が損なわれない範囲で可及的に長くするのが好ましい。具体的には、第３の実施形態と同様に、切欠部１１２の長さＤを規定することができる。
以上のようにして切欠部１１２を形成しても、第３の実施形態で説明した効果を得ることができる。
尚、固定子１０１を製造する方法は、第１の実施形態で説明した固定子１１を製造する方法と、切欠加工装置３２が、切欠部２４ではなく、切欠部１１２を形成する点が異なるが、その他の点は同じである。
【００７４】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を説明する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の帯状鋼板４１、４２を形状加工装置３１で形成する場合に、より効率よく螺旋コアを製造するために、形状加工装置３１で形成する帯状鋼板の数と同数の切欠加工装置３２及び螺旋加工装置３３を設ける。このように本実施形態と第１〜第４の実施形態では、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一部が異なる。よって、本実施形態の説明において、第１〜第４の実施形態と同一の部分については、図１〜図１１に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１２は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の構成の一例の概略を示す図である。具体的に図１２（ａ）は、回転電機用螺旋コアの製造装置の配置の第１の例を示す図であり、回転電機用螺旋コアの製造装置を、その鉛直方向の上方から見た図である。図１２（ａ）は、図３に対応する図である。図１２（ｂ）、図１２（ｃ）は、それぞれ、回転電機用螺旋コアの製造装置における切欠加工装置３２及び螺旋加工装置３３の配置の第２、第３の例を示す図であり、回転電機用螺旋コアの製造装置を、その側方向（水平方向）から見た図である。尚、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）では、表記の都合上、回転電機用螺旋コアの製造装置の各構成をブロックで示している。
【００７６】
図１２に示すように、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工装置３１と、複数の切欠加工装置３２（３２ａ、３２ｂ）と、複数の螺旋加工装置３３（３３ａ、３３ｂ）と、を有する。
図１２（ａ）に示す例では、２つの螺旋加工装置３３ａ、３３ｂが、水平方向（ｘ方向）に並べて配置され、各螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）の直前にそれぞれ切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）が配置されている。また、形状加工装置３１により形成された各帯状鋼板４１、４２は、分離されて、それぞれ異なる方向に搬送される。この帯状鋼板４１（４２）は、それぞれ、切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）及び螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）により加工される。
【００７７】
図１２（ｂ）に示す例のように、２つの螺旋加工装置３３ａ、３３ｂが、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向（ｚ方向）に並べて配置され、各螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）の直前にそれぞれ切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）が配置されるようにしてもよい。このようにした場合には、例えば、螺旋コアの中心を合わせることができるため、螺旋加工装置３３ａ、３３ｂに同じ動力を使用することができる。
また、図１２（ｃ）に示すように、図１２（ｂ）に示す２つの切欠加工装置３２ａ、３２ｂ及び螺旋加工装置３３ａ、３３ｂの組の何れか１つを、帯状鋼板４１の搬送方向（ｙ方向）にずらして、切欠加工装置３２ａ、３２ｂ及び螺旋加工装置３３ａ、３３ｂを配置してもよい。
ただし、帯状鋼板４１（４２）が螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）に到達するまでに帯状鋼板４１（４２）が変形しない条件（例えば、切欠加工装置３２ａ（３２ｂ）から螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）までの距離が、第１の実施形態で説明した距離ｘ）を満足すれば、２つの螺旋加工装置３３ａ（３３ｂ）の配置方法は、図１２に示したものに特に限定されるものではない。
【００７８】
尚、図１２に示す回転電機用螺旋コアの製造装置の配置例では、各帯状鋼板４１、４２が分離されて、それぞれ異なる方向に搬送される。このため、形状加工装置３１から螺旋加工装置３３までの帯状鋼板４１、４２の搬送距離を短くすると、各帯状鋼板４１、４２が変形してしまい、螺旋コアの磁気特性及び形状が悪化することがある。よって、各帯状鋼板４１、４２が分離される際の各搬送方向がなす角度を十分低減できるように、形状加工装置３１から螺旋加工装置３３までの帯状鋼板４１、４２の搬送距離が所定値以上であることが好ましい。
【００７９】
第１の実施形態で説明したように、帯状鋼板に対して、ヨーク部２２、ティース部２３、及び切欠部２４を一度に形成すると、帯状鋼板の剛性が小さくなる。このため、帯状鋼板が螺旋加工装置に到達するまでに帯状鋼板が変形してしまい、螺旋コアの磁気特性及び形状が悪化する。この場合に、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の帯状鋼板４１、４２を形成すると、形状加工装置３１から螺旋加工装置３３までの帯状鋼板の搬送距離が長くなる。したがって、図１２に示すように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、形状加工装置３１とは別に、複数の切欠加工装置３２（３２ａ、３２ｂ）が必要である。そして、それぞれの切欠加工装置３２を、各螺旋加工装置３３（３３ａ、３３ｂ）から、第１の実施形態で説明した距離ｘ以内の位置に配置している。また、帯状鋼板の搬送ラインを切り替えることにより、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから１枚の帯状鋼板を形成することも可能であり、生産量を柔軟に調節することができる。
【００８０】
また、螺旋加工装置３３と、この螺旋加工装置３３に対応する切欠加工装置３２とを適宜追加することにより、１枚の矩形状の帯状鋼板３４ａから複数の異なる形状の帯状鋼板を形成することも可能である。このようにする場合には、例えば、異なる種類の螺旋加工装置３３を追加して、それぞれ異なる径を有する螺旋コアを製造することができる。
このように、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造方法及び製造装置は、様々な形状の螺旋コア（帯状鋼板）に対応することができる。
本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置は、第１の実施形態の固定子１１だけでなく、第２〜第４の実施形態の固定子５１、７１、１０１を製造する場合にも同様に適用することができる。
【００８１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。本実施形態では、第１の実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置に対し、帯状鋼板の変形をより確実に防止する構成と、帯状鋼板が電磁鋼板のような硬質の鋼板（例えば、３％Ｓｉ系電磁鋼板）である場合の螺旋コアの加工をより効率よく且つ確実に行うための構成と、螺旋コアの歪みをより確実に除去する構成とを、追加したものである。このように本実施形態と第１〜第５の実施形態では、回転電機用螺旋コアの製造装置の構成の一部が異なる。よって、本実施形態の説明において、第１〜第５の実施形態と同一の部分については、図１〜図１２に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００８２】
図１３は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の構成の一例の概略を示す図である。図１３は、図３に対応する図である。
図１３において、回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工装置３１と、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３と、加熱装置３７と、ガイド３８ａ、３８ｂと、歪取り加熱装置３９と、を有する。
【００８３】
加熱装置３７は、切欠加工装置３２と螺旋加工装置３３との間に配置され、切欠加工装置３２により切欠部２４が形成された帯状鋼板３６を加熱する。帯状鋼板３６が電磁鋼板のような硬質の鋼板である場合に、帯状鋼板３６を螺旋状に加工する直前の位置で帯状鋼板３６を加熱することにより、帯状鋼板３６の加工性が一時的に改善され、帯状鋼板３６を効率良く且つ確実に所望の螺旋状に加工することができる。この加熱装置３７による加熱温度は、鋼板に応じて決定できる。例えば、帯状鋼板３６が３％Ｓｉ系電磁鋼板である場合、この加熱温度は、約３００℃である。尚、加熱装置３７は、電磁鋼板のような硬質の鋼板を螺旋状に加工する場合に必要となるものであり、このような鋼板を使用しない場合には、必ずしも加熱装置３７を用いる必要はない。
【００８４】
ガイド３８ａは、形状加工装置３１と、切欠加工装置３２との間に配置され、形状加工装置３１によりヨーク部２２とティース部２３とが形成された帯状鋼板３５を、少なくとも、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向の下側（帯状鋼板３５の板面をその裏側）から支持するものである。これにより、帯状鋼板３５の変形を抑制することができる。
ガイド３８ｂは、切欠加工装置３２と、螺旋加工装置３３との間に配置され、切欠加工装置３２により切欠部２４が形成された帯状鋼板３６を、少なくとも、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向の下側から支持するものである。これにより、帯状鋼板３６の変形を抑制することができる。
尚、帯状鋼板３５、３６をより安定して案内する観点から、ガイド３８ａ、３８ｂは、それぞれ、帯状鋼板３５、３６を、回転電機用螺旋コアの製造装置の鉛直方向の上側と下側の双方から支持するようにしてもよい。また、帯状鋼板３５、３６の変形がない場合、又は帯状鋼板３５、３６の変形が螺旋コアの品質に影響がない場合には、必ずしもガイド３８ａ、３８ｂを用いる必要はない。また、ガイド３８ａ、３８ｂの何れか一方のみを用いるようにしてもよい。
【００８５】
歪取り加熱装置３９は、螺旋加工装置３３により加工した直後に、螺旋加工装置３３の芯金（不図示）に巻付けられている帯状鋼板３６に対して、オンラインで歪取り熱処理（ＳＲＡ）を行うものである。歪取り加熱装置３９は、例えば、誘導加熱炉である。前述した帯状鋼板３４、３５、３６の加工によって、螺旋コアには歪（例えば、打抜き歪や曲げ歪）が生じる。この歪は、螺旋コアの磁気特性を低下させる虞がある。よって、歪取り加熱装置３９により螺旋コアに対して加熱を行うことにより、螺旋コアに発生している歪を除去することができる。
【００８６】
尚、本実施形態では、オンラインで歪取り熱処理を行うようにした。しかしながら、例えば、螺旋加工が終了した螺旋コアを、誘導加熱炉や箱型炉のような外部加熱装置を用いて、図３等に示す螺旋コアの製造ラインとは別のラインで螺旋コアに対して歪取り熱処理を行ってもよい。このようにする場合には、カシメ、接着、溶接等の結合方法によって生じた歪も除去することができる。以上のような歪取り焼鈍は、螺旋コアに要求される特性及び帯状鋼板３６の鋼種に応じて、適宜行われることが好ましい。例えば、歪取り焼鈍の焼鈍温度は、約７５０℃である。
また、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置は、第１の実施形態の固定子１１だけでなく、第２〜第４の実施形態の固定子５１、７１、１０１を製造する場合にも同様に適用することができる。更に、第５の実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置に対して本実施形態の構成を適用することもできる。
【００８７】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０、５０、７０、１００ 回転電機
１１、５１、７１、１０１ 固定子
１２ 回転子
１３ ケース
１４ 回転軸
１５、５２、７２、１０２ 切れ目
２１、６１、８１、１１１ 帯状鋼板
２２、６３、８５、１１４ ヨーク部
２３ ティース部
２４、６２、８２、９１〜９３、１１２ 切欠部
３１ 形状加工装置
３２ 切欠加工装置
３３ 螺旋加工装置
３７ 加熱装置
３８ ガイド
３９ 歪取り加熱装置
５３、１０３ 孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機が備えるコアとして螺旋コアを形成するための螺旋コア形成用帯状金属板であって、
長手方向に延在し、幅方向における一端が直線状の部分を有するヨーク部と、
前記ヨーク部の幅方向における他端に略等間隔で形成された複数のティース部と、を有し、
前記ヨーク部の幅方向における他端の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティース部の間の領域の複数の位置にそれぞれ切欠部が形成されており、
前記ヨーク部の幅方向に湾曲させて螺旋状に加工された際に、前記切欠部の相互に対向する領域が合わさるようにしたことを特徴とする螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項２】
前記複数の切欠部のそれぞれは、最深部に位置する先端部と、前記ヨーク部の幅方向における他端に位置する一方の基端部とを両端とする第１の輪郭部と、前記先端部と、前記ヨーク部の幅方向における他端に位置する他方の基端部とを両端とする第２の輪郭部と、を有し、
前記第１の輪郭部の少なくとも一部に少なくとも１つの凹部が形成され、前記第２の輪郭部の少なくとも一部に当該凹部に対応する少なくとも１つの凸部が形成され、
前記一方の基端部と、前記他方の基端部との間の長さは、前記螺旋コアの外周の長さと内周の長さとの差に応じた長さを有し、
螺旋状に加工されて、前記第１の輪郭部と前記第２の輪郭部とが相互に合わさる際に、当該第１の輪郭部に形成された凹部と、当該第２の輪郭部の当該凹部に対応する位置に形成された凸部とが相互に合うように、当該凹部と当該凸部とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項３】
前記第１の輪郭部には、複数の凹部が形成され、前記第２の輪郭部には、前記第１の輪郭部に形成された凹部と同数の凸部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項４】
前記切欠部の輪郭の長さである凹凸有輪郭長は、前記凹部と前記凸部とを形成しないと仮定したときの前記切欠部の輪郭の長さである凹凸無輪郭長の２倍以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項５】
前記切欠部の深さは、前記ヨーク部の幅方向における長さの４／５倍以上であり、且つ、前記ヨーク部の幅方向における長さ未満であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項６】
前記切欠部の最深部の領域の形状は、円状又は楕円状を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項７】
帯状金属板をその板面方向に湾曲させて螺旋状に加工されてなる回転電機の螺旋コアであって、
周方向に延在するヨークと、当該ヨークの内周側の端部から軸心の方向に延在し、当該ヨークの内周方向において略等間隔に位置する複数のティースと、を有し、
前記ヨークの内周側の端部の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティースの間の領域の複数の位置のそれぞれに、前記ヨークの内周面から外周面に向かう切れ目が形成されており、
前記切れ目の相互に対向する面は合わさっていることを特徴とする回転電機の螺旋コア。
【請求項８】
前記切れ目の、軸心に垂直な面方向の形状は、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分を有する形状であることを特徴とする請求項７に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項９】
前記切れ目の、軸心に垂直な面方向の形状は、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分を複数有する形状であることを特徴とする請求項８に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１０】
前記切れ目の、軸心に垂直な面方向の長さである張出有輪郭長は、軸心に垂直な面方向の形状が前記切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線であると仮定したときの切れ目の、軸心に垂直な面方向の長さである張出無輪郭長の２倍以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１１】
前記切れ目の深さは、前記ヨークの径方向の長さの４／５倍以上であり、且つ、前記ヨークの径方向の長さ未満であることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１２】
前記切れ目の最深部の領域の形状は、円状又は楕円状を有することを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１３】
請求項１〜６の何れか１項に記載の螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工することにより請求項７〜１２の何れか１項に記載の回転電機の螺旋コアを製造する螺旋コアの製造方法であって、
帯状金属板を切断して前記螺旋コア形成用帯状金属板を形成する板面形状加工工程と、
前記螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工する螺旋加工工程と、を有することを特徴とする螺旋コアの製造方法。
【請求項１４】
前記板面形状加工工程は、前記ヨーク部と前記複数のティース部とを形成する工程と、
前記ヨーク部と前記複数のティース部とが形成された後に、前記切欠部を所定個数ずつ形成する工程と、を有し、
前記螺旋加工工程は、前記切欠部が形成された部分から順に前記螺旋コア形成用帯状金属板を螺旋状に加工することを特徴とする請求項１３に記載の螺旋コアの製造方法。
【請求項１】
回転電機が備えるコアとして螺旋コアを形成するための螺旋コア形成用帯状金属板であって、
長手方向に延在し、幅方向における一端が直線状の部分を有するヨーク部と、
前記ヨーク部の幅方向における他端に略等間隔で形成された複数のティース部と、を有し、
前記ヨーク部の幅方向における他端の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティース部の間の領域の複数の位置にそれぞれ切欠部が形成されており、
前記ヨーク部の幅方向に湾曲させて螺旋状に加工された際に、前記切欠部の相互に対向する領域が合わさるようにしたことを特徴とする螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項２】
前記複数の切欠部のそれぞれは、最深部に位置する先端部と、前記ヨーク部の幅方向における他端に位置する一方の基端部とを両端とする第１の輪郭部と、前記先端部と、前記ヨーク部の幅方向における他端に位置する他方の基端部とを両端とする第２の輪郭部と、を有し、
前記第１の輪郭部の少なくとも一部に少なくとも１つの凹部が形成され、前記第２の輪郭部の少なくとも一部に当該凹部に対応する少なくとも１つの凸部が形成され、
前記一方の基端部と、前記他方の基端部との間の長さは、前記螺旋コアの外周の長さと内周の長さとの差に応じた長さを有し、
螺旋状に加工されて、前記第１の輪郭部と前記第２の輪郭部とが相互に合わさる際に、当該第１の輪郭部に形成された凹部と、当該第２の輪郭部の当該凹部に対応する位置に形成された凸部とが相互に合うように、当該凹部と当該凸部とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項３】
前記第１の輪郭部には、複数の凹部が形成され、前記第２の輪郭部には、前記第１の輪郭部に形成された凹部と同数の凸部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項４】
前記切欠部の輪郭の長さである凹凸有輪郭長は、前記凹部と前記凸部とを形成しないと仮定したときの前記切欠部の輪郭の長さである凹凸無輪郭長の２倍以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項５】
前記切欠部の深さは、前記ヨーク部の幅方向における長さの４／５倍以上であり、且つ、前記ヨーク部の幅方向における長さ未満であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項６】
前記切欠部の最深部の領域の形状は、円状又は楕円状を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の螺旋コア形成用帯状金属板。
【請求項７】
帯状金属板をその板面方向に湾曲させて螺旋状に加工されてなる回転電機の螺旋コアであって、
周方向に延在するヨークと、当該ヨークの内周側の端部から軸心の方向に延在し、当該ヨークの内周方向において略等間隔に位置する複数のティースと、を有し、
前記ヨークの内周側の端部の位置であって、相互に隣接する２つの前記ティースの間の領域の複数の位置のそれぞれに、前記ヨークの内周面から外周面に向かう切れ目が形成されており、
前記切れ目の相互に対向する面は合わさっていることを特徴とする回転電機の螺旋コア。
【請求項８】
前記切れ目の、軸心に垂直な面方向の形状は、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分を有する形状であることを特徴とする請求項７に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項９】
前記切れ目の、軸心に垂直な面方向の形状は、当該切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線に対し周方向に張り出した部分を複数有する形状であることを特徴とする請求項８に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１０】
前記切れ目の、軸心に垂直な面方向の長さである張出有輪郭長は、軸心に垂直な面方向の形状が前記切れ目の先端と基端とを相互に結ぶ直線であると仮定したときの切れ目の、軸心に垂直な面方向の長さである張出無輪郭長の２倍以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１１】
前記切れ目の深さは、前記ヨークの径方向の長さの４／５倍以上であり、且つ、前記ヨークの径方向の長さ未満であることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１２】
前記切れ目の最深部の領域の形状は、円状又は楕円状を有することを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の回転電機の螺旋コア。
【請求項１３】
請求項１〜６の何れか１項に記載の螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工することにより請求項７〜１２の何れか１項に記載の回転電機の螺旋コアを製造する螺旋コアの製造方法であって、
帯状金属板を切断して前記螺旋コア形成用帯状金属板を形成する板面形状加工工程と、
前記螺旋コア形成用帯状金属板を、その板面方向に湾曲させて螺旋状に加工する螺旋加工工程と、を有することを特徴とする螺旋コアの製造方法。
【請求項１４】
前記板面形状加工工程は、前記ヨーク部と前記複数のティース部とを形成する工程と、
前記ヨーク部と前記複数のティース部とが形成された後に、前記切欠部を所定個数ずつ形成する工程と、を有し、
前記螺旋加工工程は、前記切欠部が形成された部分から順に前記螺旋コア形成用帯状金属板を螺旋状に加工することを特徴とする請求項１３に記載の螺旋コアの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９３９３２（Ｐ２０１３−９３９３２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３２４６（Ｐ２０１１−２３３２４６）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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