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JP3786664B2 - 回転電機のコア製造方法 - Google Patents

回転電機のコア製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、磁性鋼板を積層した回転電機用コアの製造方法に関するものである。
回転電機のステータコアを製造する際の基本的な製造方法としては、磁性鋼板を環状にプレス加工で打ち抜いてシートコアを作成し、このシートコアを積層して筒状のステータコアとする第１の製造方法がある。
この第１の製造方法では、環状のシートコアをプレス加工で打ち抜いて作成するので、シートコアの内側および外側の抜きの部分が無駄になり、歩留りが悪い。
これを改善できる第２の製造方法として、図２０に示す製造方法がある。
この第２の製造方法は、先ず、図２０の（ａ）に示すように連結用の係合凹部１ａと係合凸部１ｂを有したコア分割シート１をプレス加工で打ち抜く。このコア分割シート１を図２０の（ｂ）に示すように積層してコアセグメント２を作成し、次に、図２０の（ｃ）に示すように隣接する一方のコアセグメント２の係合凹部１ａの一端にもう一方のコアセグメント２の係合凸部１ｂを位置合わせしてスライドさせて挿入して連結し、図２０の（ｄ）に示すように筒状のステータコア３とするものである。
特開平０５−２８４６７７号公報 特開昭５２−０３４３０１号公報 特開平０７−２２２３８３号公報
第２の製造方法はコア分割シート１をプレス加工で打ち抜くため、第１の製造方法で見られたような無駄な抜きの部分が発生しないので歩留りが良好であるけれども、図２０の（ｃ）に示す連結工程の作業性が悪い問題がある。
具体的には、磁気抵抗を小さくして良好なステータコア３を得るためには、連結したコアセグメント２の相互のガタツキが無くなるように係合凹部１ａと係合凸部１ｂを含んでクリアランスを小さくすることが必要であるが、コアセグメント２の連結に際しては前記クリアランスを小さくするほど正確な寸法精度を必要とする。
さらに、係合凹部の始端と係合凸部の一端を係合させてコアセグメント２をスライドさせる際には、係合凹部１ａと係合凸部１ｂとの摩擦だけでなく、この係合凹部と係合凸部を含む接合面の全部が摩擦しながら挿入されるため、大きな挿入力を必要とする。
本発明は、板取りの歩留りが良好となるようにコア分割シートをプレス加工で打ち抜いて、このコア分割シートを積層して作成したコアセグメントを連結してステータコアを作成する場合であっても、コアセグメントの連結の作業性が良好で、しかも、磁気特性が良好なステータコアを提供することを目的とする。
本件出願に係る第一の発明は、回転電機のコア製造方法であり、ティースが形成されたコア分割シートを積層して作成される複数のコアセグメントは、前記コアエレメント各々に設けられる凹部（８ａ）及び凸部（８ｂ）と、前記ティース寄りのヨークの一部に張り出し部（１０）及び前記張り出し部（１０）に対応した角度の傾斜部（１１）とを有し、隣接する前記コアセグメントは前記凹部（８ａ）と前記凸部（８ｂ）とにより係合され、前記張り出し部（１０）と前記傾斜部（１１）とによる構成により前記凹部（８ａ）は前記凸部（８ｂ）の先端の外周の１８０度を越えて係合する構成であり、前記係合が回動自在であり、隣接した前記コアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようにコアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成している。
本件出願に係る第二の発明は、回転電機のコア製造方法であり、ティースが形成されたコア分割シートを積層して作成される複数のコアセグメントは、前記コアエレメント各々に設けられる凹部（８ａ）及び凸部（８ｂ）と、前記ティース寄りのヨークの一部に張り出し部（１０）及び前記張り出し部（１０）に対応した角度の傾斜部（１１）とを有し、隣接する前記コアセグメントは前記凹部（８ａ）と前記凸部（８ｂ）とにより係合され、前記張り出し部（１０）と前記傾斜部（１１）とによる構成により前記凹部（８ａ）は前記凸部（８ｂ）の先端の外周の１８０度を越えて係合する構成であり、前記係合が回動自在であり、隣接した前記コアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようにコアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成する回転電機のコアにおいて、コアセグメントのヨークの端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の全域に設けている。
本件出願に係る第三の発明は、回転電機のコア製造方法であり、ティースが形成されたコア分割シートを積層して作成される複数のコアセグメントは、前記コアエレメント各々に設けられる凹部（８ａ）及び凸部（８ｂ）と、前記ティース寄りのヨークの一部に張り出し部（１０）及び前記張り出し部（１０）に対応した角度の傾斜部（１１）とを有し、隣接する前記コアセグメントは前記凹部（８ａ）と前記凸部（８ｂ）とにより係合され、前記張り出し部（１０）と前記傾斜部（１１）とによる構成により前記凹部（８ａ）は前記凸部（８ｂ）の先端の外周を１８０度を越えて係合する構成であり、前記係合が回動自在であり、隣接した前記コアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようにコアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成する回転電機のコアにおいて、コアセグメントのヨークの端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の一部に設けている。
本件出願に係る第四の発明は、第三の発明において、コアセグメントのヨークの一方の端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の全域にわたって凹部を設け、コアセグメントのヨークの他方の端面に、前記凹部に対応する位置にコア分割シートの積層方向に部分的に凸部を設けたことを特徴とする。
本件出願に係る第五の発明は、第一の発明から第四の発明において、さらに、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、コアセグメント直列体を環状にした状態でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部に塑性変形が発生しないように、隣接する一方のコアセグメントに形成した先端部の平面形状が円弧状の連結用凸部を、１８０度を越えて他方のコアセグメントに回動自在に係合させることを特徴とする。
本件出願に係る第六の発明は、第一の発明から第四の発明において、さらに、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに形成した先端部の平面形状が円弧状の連結用凸部を、１８０度を越えて他方のコアセグメントに規定範囲は回動自在に係合させ、コアセグメント直列体を環状にする途中でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部を塑性変形させることを特徴とする。
本件出願に係る第七の発明は、第一の発明から第四の発明において、さらに、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を他方のコアセグメントに嵌合させ、コアセグメント直列体を環状にする過程でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部を塑性変形させることを特徴とする。
本件出願に係る第八の発明は、第一の発明から第四の発明において、さらに、コアセグメント直列体の各コアセグメントに、樹脂製のインシュレータを装着させることを特徴とする。
本件出願に係る第九の発明は、第一の発明から第四の発明において、さらに、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の相互間の連結部の外周部になる部分を溶接して固定することを特徴とする。
本件出願に係る第一の発明によれば、コア分割シートを積層したコアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成することを特徴とし、コア分割シートから筒状のコアを作ることができるので、板取りの歩留りが良好である。また、コアセグメント直列体を連結の後に曲げて環状にするので、コアセグメントを連結する際には隣接するコアセグメントのヨークとの摩擦がない状態で連結でき、連結作業の作業性が良好である。また、コアセグメント直列体を環状にすることによって隣接するコアセグメントのヨークと隙間なく密着させることが容易で、磁気抵抗を小さくでき、磁気特性が良好である。また、コアセグメント直列体の状態で各ティースに連続に巻線し、その後にコアセグメント直列体を環状に曲げることもでき、この場合には筒状に仕上げられたコアの各ティースに独立して巻線して各巻線の端末処理をして直列接続する場合に比べて組み立て作業性が良好である。
なお、上記において、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を構成した場合に外周部になる部分で、隣接したコアセグメントの相互間を連結することを特徴とし、磁気抵抗の小さな良好なヨークをティースの基端部に近い位置に確保することができ、磁気特性の良好なステータコアを得ることができる。
なお、上記において、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を溶接または接着して固定することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた形状を安定に維持することができ、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。
なお、上記において、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を連結する連結装置で結合することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた形状を安定に維持することができ、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。
なお、つぎのような回転電機のコア製造方法は、コア分割シートを積層したコアセグメントを、ヨークの端面を除いて樹脂モールドし、コアセグメントを連結してコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成し、コアセグメント直列体の両端部のモールド材料を溶着させてコアセグメント直列体の両端部の相互間を結合することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた形状を安定に維持することができ、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。また、環状に曲げたコアセグメント直列体の両端部をモールド材を利用して結合できる。
なお、つぎのような回転電機のコア製造方法は、コア分割シートを積層したコアセグメントを連結してコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体の各コアセグメントのヨークの端面を除いて樹脂モールドし、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成し、コアセグメント直列体の両端部のモールド材料を溶着させてコアセグメント直列体の両端部の相互間を結合することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた形状を安定に維持することができ、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。また、環状に曲げたコアセグメント直列体の両端部をモールド材を利用して結合できる。
なお、つぎのような回転電機のコア製造方法によると、コア分割シートを積層したコアセグメントを連結してコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成し、環状にしたコアセグメント直列体を樹脂モールドしてコアセグメント直列体の両端部の相互間を結合することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた形状を安定に維持することができ、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。また、環状に曲げたコアセグメント直列体の両端部をモールド材を利用して結合できる。
なお、第一の発明に加えて、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を、コアセグメント直列体の一端に設けた第１の係合部にコアセグメント直列体の他端に設けた第２の係合部を係合させて結合することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた形状を安定に維持することができ、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。
なお、つぎのような回転電機のコア製造方法は、上記において、コアセグメント直列体を環状にした状態の径方向に重ね合わせて第１，第２の係合部を係合させて結合することを特徴とし、コアセグメント直列体の両端部に位置するコアセグメントを作成する際のコア分割シートの形状を僅かに変更するだけで結合でき、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。
なお、つぎのような回転電機のコア製造方法は、上記においてさらに、コアセグメント直列体をコア分割シートの積層方向に重ね合わせて第１，第２の係合部を係合させて結合することを特徴とし、コアセグメント直列体の両端部に位置するコアセグメントを作成する際のコア分割シートのヨークの長さを僅かに変更するだけで結合でき、回転電機フレームへの組み込みの際のコアの取り扱いが容易である。
本件出願に係る第二の発明によれば、コアセグメントのヨークの端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の全域に設けたことを特徴とし、同一形状のコア分割シートを積層してコアセグメント直列体の殆どのコアセグメントを作成できる。
本件出願に係る第三の発明によれば、コアセグメントのヨークの端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の一部に設けたことを特徴とし、複数種類の形状のコア分割シートを作成して積層する必要があるが、コアセグメントを連結する際の挿入力を低減できる。
本件出願に係る第四の発明によれば、上記において、コアセグメントのヨークの一方の端面に、コアセグメントを連結する連結部をコア分割シートの積層方向の全域にわたって凹部を設け、コアセグメントのヨークの他方の端面に、前記凹部に対応する位置にコア分割シートの積層方向に部分的に凸部を設けたことを特徴とし、コアセグメントに裏表がなく、何れの方向からも連結作業を実施でき、作業性が良好である。
本件出願に係る第五の発明によれば、第一から第四の発明において、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、コアセグメント直列体を環状にした状態でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部に塑性変形が発生しないように、隣接する一方のコアセグメントに形成した先端部の平面形状が円弧状の連結用凸部を、１８０度を越えて他方のコアセグメントに回動自在に係合させることを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にする際には、連結部の凸部の先端部を中心に滑らかに回動するため、僅かの力だけで筒状に成形できる。
本件出願に係る第六の発明によれば、第一から第四の発明において、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに形成した先端部の平面形状が円弧状の連結用凸部を、１８０度を越えて他方のコアセグメントに規定範囲は回動自在に係合させ、コアセグメント直列体を環状にする途中でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部を塑性変形させることを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にする際には、腕部を塑性変形させる僅かの力だけで筒状に成形でき、また、腕部が塑性変形するためコアセグメント直列体を環状に維持し易い。
本件出願に係る第七の発明によれば、第一から第四の発明において、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を他方のコアセグメントに嵌合させ、コアセグメント直列体を環状にする過程でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部を塑性変形させることを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にする際には、腕部を塑性変形させる僅かの力だけで筒状に成形でき、また、腕部が塑性変形するためコアセグメント直列体を環状に維持し易い。
なお、第一から第四の発明に加えて、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに設けられている円弧状の連結用凸部の先端を他方のコアセグメントの円弧状の連結用凹部に係合させ、コアセグメント直列体を環状にする過程で連結用凸部を連結用凹部の奥端に向かって圧入または挿入することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にする際には、連結用凸部を連結用凹部の奥端に向かって圧入または挿入する僅かの力だけで筒状に成形できる。
なお、第一から第四の発明に加えて、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接するコアセグメントの相互間を連結ピンで結合し、この連結ピンを変形させてコアセグメント直列体を環状にすることを特徴とし、隣接するコアセグメントの相互間を連結ピンで結合するため、コアセグメントに連結ピンが挿入される孔を形成するだけで済み、コアセグメントの外周部に連結用の凹凸を形成する場合に比べて製造し易いものである。
なお、つぎのように、連結装置を連結ピンとすると、コアセグメント直列体の両端部に位置するコアセグメントに連結ピンが挿入される孔を形成するだけで済み、コアセグメントの外周部に連結用の凹凸を形成する場合に比べて製造し易いものである。
なお、つぎのように、コアセグメント直列体の複数のティースにわたって巻線を直列に巻装する連続巻線処理を施し、連続巻線処理されたコアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成すると、コアセグメント直列体を環状にする前に連続巻線処理を施すため、巻線作業が容易である。
本件出願に係る第九の発明によれば、第一から第四の発明において、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の相互間の連結部の外周部になる部分を溶接して固定することを特徴とし、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた際ステータコアの機械的強度および環状精度の向上を期待できる。
本件出願に係る第八の発明によれば、第一から第四の発明において、コア分割シートを積層したコアセグメントを連結してコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体の各コアセグメントに樹脂製のインシュレータを装着し、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成できる。
なお、つぎのように、コアセグメント直列体の一端に設けた凹部を強制拡大し、コアセグメント直列体の他端に設けた凸部を前記強制拡大した凹部に、コアセグメント直列体を環状にした状態の径方向に挿入した後に、前記強制拡大した凹部の外側を加圧して結合すると、同一形状のコアセグメントのみで筒状のステータコアを成形できる。
以下、本発明の製造方法を図１〜図１９に示す具体的な実施の形態に基づいて説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１〜図４は〔第１の実施の形態〕を示す。この実施の形態は２４スロットを有するステータコアの製造方法を示している。
先ず、磁性鋼板をプレス加工で打ち抜いて図１の（ａ）に示す第１のコア分割シート４ａと図２の（ａ）（ｃ）に示す第２，第３のコア分割シート４ｂ，４ｃを形成する。５は磁極となるティースである。後にヨーク６となる各コア分割シート４ａ〜４ｃの辺の角度αは、仕上がり形状の２４スロットに応じて設定されている。
この第１のコア分割シート４ａを図１の（ｂ）に示すように仕上がり形状のコア厚さ分だけ必要枚数を積層して、この場合には２２個のコアセグメント７ａを作成する。この積層によってヨーク６の一方の端面には、前記積層の方向の全域にわたって凹部８ａが形成され、ヨーク６の他方の端面には、前記凹部８ａに対応する位置に積層の方向の全域に凸部８ｂが形成されている。
同様に、第２のコア分割シート４ｂを前記の必要枚数だけ積層して図２の（ｂ）に示す１個のコアセグメント７ｂを作成する。コアセグメント７ｂはヨーク６の一方の端面には、前記積層の方向の全域にわたって凸部８ｂが形成され、ヨーク６の他方の端面にはコアセグメント７ａに見られたような凹部８ａは形成されていない。
同様に、第３のコア分割シート４ｃを前記の必要枚数だけ積層して図２の（ｄ）に示す１個のコアセグメント７ｃを作成する。コアセグメント７ｃはヨーク６の一方の端面には、前記積層の方向の全域にわたって凹部８ａが形成され、ヨーク６の他方の端面にはコアセグメント７ａに見られたような凸部８ｂは形成されていない。
次に、２２個のコアセグメント７ａを図１の（ｃ）に示すように直列に接続し、さらにその両端に各１個のコアセグメント７ｂ，７ｃを連結してコアセグメント直列体９を作成する。
具体的には、隣接する一方のコアセグメントの凹部８ａに他方のコアセグメントの凸部８ｂを図２０の（ｃ）と同様にスライドさせながら挿入して係合させて連結する。但し、〔第１の実施の形態〕のこの連結部は凸部８ｂの先端が円形に形成されており、凹部８ａは凸部８ｂの先端の外周を１８０度を越えて係合するようにティース寄りのヨークの一部に張り出し部１０が形成されている。なお、凸部８ｂの基端部のヨークでティース寄りには張り出し部１０に対応した角度の傾斜部１１が形成されている。
このようにして作成されたコアセグメント直列体９をティース５を内側にして曲げると、連結部は凸部８ｂの先端部を中心に滑らかに回動し、図１の（ｄ）に示すようにコアセグメント７ｂとコアセグメント７ｃのヨークを当接させて環状の磁気回路が構成される。
図３にコアセグメント７ｂとコアセグメント７ｃの当接個所の詳細を示す。この個所は図４の（ａ）に示すように端面を溶接してコアセグメント７ｂとコアセグメント７ｃの相互間を結合する。１２は溶接個所を示している。
なお、コアセグメント直列体９を環状にした時にコアセグメント７ｂとコアセグメント７ｃのヨークの位置合わせをより正確にするためには、図４の（ｂ）に示すように第２，第３のコア分割シート４ｂ，４ｃのヨークの一方に位置合わせ用の突起１３ａとこの突起１３ａに係合する凹入部１３ｂを形成しておくことが望ましい。
この〔第１の実施の形態〕ではコアセグメント７ｂとコアセグメント７ｃの相互間を結合するために、コアセグメント７ｂとコアセグメント７ｃの端面を溶接したが、溶接個所は当接部の外周部１４を溶接して固定することもできる。
このように構成したため、コアセグメント７ａ，７ｂ，７ｃを連結する際には、凹部８ａの内周面と凸部８ｂの先端の外周とが摩擦しながら前記の積層方向にスライドするだけで、ヨークのほとんどの部分は連結する際に擦れ合うことがなく、従来に比べると僅かの挿入力だけで連結できる。
また、コアセグメント直列体９を環状にする際には、連結部の凸部８ｂの先端部を中心に滑らかに回動するため、僅かの力だけで筒状に成形できる。さらに、コアセグメント直列体９を環状にして磁気回路を構成した場合に外周部になる部分に前記の連結部を設けてコアセグメントの相互間を連結したので、磁気抵抗の小さな良好なヨークをティース５の基端部に近い位置に確保することができ、磁気特性の良好なステータコアを得ることができる。
従来の製造方法と〔第１の実施の形態〕の製造方法とのステータコアへの巻線作業を比較して、〔第１の実施の形態〕の製造方法が巻線作業についても優れていることを説明する。
筒状に仕上がってからのステータコアへの巻線作業は、ティース５の先端の相互間の僅かの隙間から線材を通して連続巻きする。しかし、このティース５の先端の相互間の隙間から線材を通しながらの巻線作業は作業性が悪い。
図２０に基づいて説明した従来の製造方法では、コアセグメントを連結する前の図２０
の（ｂ）の状態の各コアセグメント２のティース５に巻線し、その後に図２０の（ｄ）の状態に筒状に仕上がってから各ティース５に分割巻きされていた巻線を直列接続する巻線端末処理を実施することで、ティース５の先端の相互間の隙間に線材を通さなくても巻線できる。
〔第１の実施の形態〕の製造方法では、コアセグメント直列体９の状態で各ティース５に連続巻きし、巻線処理されたコアセグメント直列体９を曲げて環状にして磁気回路を構成するため、図１の（ｄ）に示すように環状に仕上げられたステータコアのティース５の先端の相互間の隙間に線材を通さなくても巻線できるとともに、巻線が連続巻きされているため従来の製造方法のような煩わしい端末処理も必要がなく、巻線作業性も良好である。
また、スロットオープンを小さくできるため、有効磁束量を大きくすることができ、永久磁石付きの回転子を持つモータではコギングトルクを小さくできる。なお、〔第１の実施の形態〕ではティース５が２４個の場合を例に挙げて説明したが、その他のティース数（スロット数）の場合も同様である。
〔第２の実施の形態〕
図５は〔第２の実施の形態〕を示す。〔第１の実施の形態〕ではコアセグメント直列体９を環状に曲げて筒状のステータコアに成形する際には、凸部８ｂには塑性変形が発生しなかったが、この〔第２の実施の形態〕では一部に塑性変形が発生する。なお、図５ではスロット数が“６”の場合を例に挙げて図示されている。
図５の（ａ）はコアセグメントを直列に連結した直後の様子を示し、コアセグメント直列体９を環状に曲げ始めには凸部８ｂの先端を中心に滑らかに回動して塑性変形が発生しないが、図５の（ｂ）に示すように凸部８ｂの先端とヨーク６とを接続する腕部１５に、張り出し部１０の先端が当接すると、それ以後の曲げに対しては図５の（ｃ）に示すように腕部１５が塑性変形して筒状のステータコア３に仕上がる。その他の構成は〔第１の実施の形態〕と同じである。
〔第３の実施の形態〕
図６は〔第３の実施の形態〕を示す。〔第１の実施の形態〕ではコアセグメント直列体９を環状に曲げて筒状のステータコアに成形する際には、凸部８ｂには塑性変形が発生しなかったが、この〔第３の実施の形態〕では一部に塑性変形が発生する。なお、図６ではスロット数が“６”の場合を例に挙げて図示されている。
図６の（ａ）はコアセグメントを直列に連結した直後の様子を示し、先端が三角形の凸部８ｂが、隣接したコアセグメントの凹部８ａに係合して連結されている。
コアセグメント直列体９を環状に曲げ始めると、図５の（ｂ）に示すように凸部８ｂの先端とヨーク６とを接続する腕部１５が塑性変形して筒状のステータコア３に仕上がる。その他の構成は〔第１の実施の形態〕と同じである。
なお、凸部８ｂの形状は三角形でなくてもよく、要は回転不能な形状とすればよく、具体例としては矩形または楕円としてもよい。
〔第４の実施の形態〕
図７は〔第４の実施の形態〕を示す。〔第１の実施の形態〕では先端が円形の凸部が形成されたコア分割シートの場合を例に挙げて説明したが、この〔第４の実施の形態〕では図７の（ａ）に示すようにコア分割シートのヨークとなる部分から先端にかけて外周部の角Ｐを中心とする円弧状の腕１６ｂが凸部８ｂとして一体に形成されている。この腕１６ｂに対応する凹部８ａとしては、外周部の角Ｐを中心とする円弧状の切り欠き１６ａが形
成されている。
コアセグメント直列体９を環状に曲げ始めると、円弧状の腕１６ｂが円弧状の切り欠き１６ａに圧入または挿入されて図７の（ｂ）に示すように筒状のステータコア３に仕上がる。その他の構成は〔第１の実施の形態〕と同じである。
〔第５の実施の形態〕
図８は〔第５の実施の形態〕を示す。〔第４の実施の形態〕ではコア分割シートに凸部として円弧状の腕１６ｂが一体に形成されていたが、この〔第５の実施の形態〕では円弧状の腕１６ｂがコア分割シート４とは別に構成されている。
図８の（ａ）に示すようにコア分割シート４には、ヨークとなる部分の一端に腕装着用切り欠き１７が形成され、他端には外周部の角Ｐを中心とする円弧状の切り欠き１６ａが形成されている。
このコア分割シート４を必要枚数だけ図８の（ｂ）に示すように積層して複数個のコアセグメント本体７０を作成する。コアセグメント本体７０の前記の腕装着用切り欠き１７によって積層方向に形成された溝１８には、別に作成された円弧状の腕部材１６ｂが取り付けられてコアセグメント７が構成される。
コアセグメント７は図８の（ｃ）に示すように連結してコアセグメント直列体９が構成され、〔第４の実施の形態〕と同じように環状に曲げて筒状のステータコアに仕上がる。
なお、円弧状の腕部材１６ｂは磁性鋼板を円弧状に打ち抜いて、これを積層して構成したが、積層して構成せずに切削加工などで１つの塊として構成することもできる。その他の構成は〔第４の実施の形態〕と同じである。
〔第６の実施の形態〕
図９と図１０は〔第６の実施の形態〕を示す。〔第１の実施の形態〕〜〔第５の実施の形態〕では、コアセグメントを連結してコアセグメント直列体９を構成する連結部は、コアセグメントのヨーク６の一端に構成された凸部８ｂを隣接するコアセグメントのヨーク６の他端に構成された凹部８ａに係合させるように構成したが、この〔第６の実施の形態〕では図９の（ａ）に示すように隣接するコアセグメント７ａをピン１９で連結してコアセグメント直列体９を形成し、これを環状に曲げて前記ピン１９を変形させて図９の（ｂ）に示すような筒状のステータコアに仕上げられている。
具体的には、図１０の（ａ）に示すようにコア分割シート４ａのヨークとなる部分の両端に孔２０を穿設し、このコア分割シート４ａを必要枚数だけ積層して複数個のコアセグメント７ａを作成する。
このコアセグメント７ａを図１０の（ｂ）に示すように配置して隣接するコアセグメント７ａの孔２０の間にＵ字形のピン１９を挿入して連結しコアセグメント直列体９を構成する。このコアセグメント直列体９を環状に曲げるとピン１９が変形して図９の（ｂ）に示す筒状のステータコア３に仕上がる。
〔第７の実施の形態〕
図１１は〔第７の実施の形態〕を示す。
〔第１の実施の形態〕〜〔第６の実施の形態〕では、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を溶接によって結合したが、この〔第７の実施の形態〕では、図１１の（ａ）に示すようにコアセグメント直列体９の一端に設け
た第１の係合部２１ａに他端に設けた第２の係合部２１ｂを、図１１の（ｂ）に示すように係合させて結合している。
〔第８の実施の形態〕
図１２は〔第８の実施の形態〕を示す。
〔第１の実施の形態〕〜〔第６の実施の形態〕では、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を溶接によって結合したが、この〔第８の実施の形態〕では、図１２の（ａ），（ｂ）に示すように同一形状のコアセグメント７ａにてコアセグメント直列体９を作成し、これを環状にして磁気回路を形成して、図１２の（ｃ）に示すようにコアセグメント直列体９の一端に設けた凹部８ａを、治具２２ａを使用してＦ１方向に強制拡大する。その後、図１２の（ｄ）に示すように、コアセグメント直列体９の他端に設けた凸部８ｂを、コアセグメント直列体９を環状にした状態の径方向に挿入して、前記強制拡大した凹部８ａａの外側のコア分割シートの積層方向の一部または全幅を治具２２ｂにてＦ２方向に加圧し結合して図１２の（ｅ）に示すようなステータコア３に成形している。
この〔第８の実施の形態〕ではコアセグメント直列体９の一端に設けた凹部８ａの強制拡大は、コアセグメント７ａをコアセグメント直列体９にした後に行なうようにしたが、コアセグメント７ａの単体で行なってからコアセグメント直列体９にすることもある。
〔第９の実施の形態〕
図１３は〔第９の実施の形態〕を示す。
〔第１の実施の形態〕〜〔第６の実施の形態〕では、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を溶接によって結合したが、この〔第９の実施の形態〕では、コアセグメント直列体９の両端を図１３の（ａ）に示すように、コア分割シートの端部を上層から１枚おきに長さを揃えた凹凸部２３ａ，２３ｂに形成し、図１３の（ｂ）に示すように、コアセグメント直列体の一端を他端のコア分割シートの間に挟み込んで環状に結合されている。
〔第１０の実施の形態〕
〔第１の実施の形態〕〜〔第６の実施の形態〕では、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を溶接によって結合したが、〔第６の実施の形態〕においてコアセグメント直列体９を作成するために採用したＵ字形ピン１９の場合と同様にして、コアセグメント直列体の一端に設けた孔に他端に設けた孔の間に前記のＵ字形ピン１９を挿入して環状に結合することもできる。
〔第１１の実施の形態〕
図１４は〔第１１の実施の形態〕を示す。
〔第１の実施の形態〕〜〔第１０の実施の形態〕では、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、コアセグメント直列体の両端部の相互間を溶接または係合またはＵ字形ピンの挿入によって結合したが、この〔第１１の実施の形態〕では、コアセグメント直列体９の各コアセグメントのヨークの端面を除いて図１４の（ａ）に示すように樹脂２４でモールドし、次に、図１４の（ｂ）に示すように隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようコアセグメント直列体９を環状にしてコアセグメント直列体の両端部２５ａ，２５ｂのコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成する。
そして、環状に成形したコアセグメント直列体９の両端部の外周部２６または端面部２５ｃ，２５ｄをモールド材料を超音波などで溶着させて相互間を結合する。
〔第１２の実施の形態〕
〔第１１の実施の形態〕では、コアセグメント直列体にしてから必要個所を選択的に樹脂モールドし、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のモールド材料を溶着させて相互間を結合したが、コアセグメント直列体９に連結する前にコアセグメントのヨークの端面を除いて樹脂モールドし、この樹脂モールド済のコアセグメントを連結してコアセグメント直列体を作成し、その後は〔第１１の実施の形態〕と同じようにして、コアセグメント直列体の両端部のモールド材料を溶着させてコアセグメント直列体の両端部の相互間を結合することもできる。
〔第１３の実施の形態〕
〔第１１の実施の形態〕では、コアセグメント直列体にしてから必要個所を選択的に樹脂モールドし、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のモールド材料を溶着させて相互間を結合したが、環状にしたコアセグメント直列体を樹脂モールドしてコアセグメント直列体の両端部の相互間を結合することもできる。
〔第１４の実施の形態〕
図１５と図１６は〔第１４の実施の形態〕を示す。
〔第１１の実施の形態〕と〔第１２の実施の形態〕では、コアセグメントに樹脂モールドしたモールド材料を溶着させてコアセグメント直列体の両端部の相互間を結合したが、この〔第１４の実施の形態〕では図１６に示すような樹脂製のインシュレータ２７，２７を作成しておき、コアセグメント直列体９の各コアセグメントに図１５の（ａ）に示すようにインシュレータ２７を装着し、次に、図１５の（ｂ）に示すように隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようコアセグメント直列体９を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のインシュレータ２７の端部２８ａ，２８ｂのコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成する。
そして、環状に成形したコアセグメント直列体９の両端部インシュレータ２７の外周部２９または端面部２８ｃ，２８ｄを超音波などで溶着させて相互間を結合することもできる。
なお、図１５ではコアセグメント直列体９の各コアセグメント７にインシュレータ２７，２７を装着したが、図１６に示すようにコアセグメント７にインシュレータ２７，２７を装着し、インシュレータ２７，２７を装着済みのコアセグメント７を連結してコアセグメント直列体９を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようコアセグメント直列体９を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のインシュレータ２７の端部２８ａ，２８ｂのコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成しても同様である。
〔第１５の実施の形態〕
図１７は〔第１５の実施の形態〕を示す。上記の各実施の形態ではコアセグメント直列体を作成する際には、隣接するコアセグメントが連結部の凹部と凸部で係合し、環状に曲げた状態で隣接するコアセグメントのヨークが当接して磁気回路を構成していたが、図１７の（ａ）に示すように連結部の凹部８ａと凸部８ｂとは別に、コア分割シート４ａにはヨークのティース寄りの個所に係合用突起３０ａと係合用凹入部３０ｂを形成しておき、図１７の（ｂ）に示すように環状に曲げた状態で係合用突起３０ａが係合用凹入部３０ｂに係合することによって、ステータコアの機械強度および環状精度の向上を期待できる。
〔第１６の実施の形態〕
図１８は〔第１６の実施の形態〕を示す。上記の各実施の形態ではコアセグメントを連結する連結部は、コアセグメントのヨークの一端に積層方向の全幅にわたって凹部が形成され、コアセグメントのヨークの他端に積層方向の全幅にわたって凸部が形成されていたが、コアセグメントのヨークの端面に、コア分割シートの積層方向の一部に設けた場合も同様である。
具体的には、図１８の（ａ）に示すようにコアセグメント７ａのヨークの一端に積層方向の全幅にわたって凹部８ａが形成され、コアセグメント７ａのヨークの他端に積層方向の中央部を除いて凸部８ｂａ，８ｂｂが形成されるようにコア分割シートを用意してこれを積層したり、図１８の（ｂ）に示すようにコアセグメント７ａのヨークの一端に積層方向の全幅にわたって凹部８ａが形成され、コアセグメント７ａのヨークの他端に積層方向の中央部に凸部８ｂｃが形成されるようにコア分割シートを用意してこれを積層することによって実現できる。
特に、このように隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部を、コアセグメントのヨークの端面に部分的に設けた場合には、隣接するコアセグメントの一方の凸部８ｂを他方の凹部８ａに挿入する際の摩擦を一層に低減することができる。
〔第１７の実施の形態〕
図１９は〔第１７の実施の形態〕を示す。〔第１の実施の形態〕〜〔第６の実施の形態〕ではコアセグメント７ａ−７ａ間、７ａ−７ｂ間、７ａ−７ｃ間の相互間の連結は係合または圧入または挿入またはｕ字形ピンを挿入させるだけで行なうようにしたが、この〔第１７の実施の形態〕では図１９に示すように環状に曲げた状態で連結部の外周部３１の一部または全幅を溶接する。
これにより、ステータコア３の機械的強度および環状精度の向上を期待できる。
上記の各実施の形態では、１枚のコア分割シートには１つのティースが形成されていたが、１枚のコア分割シートに複数のティースを形成し、これを積層してコアセグメントを作成し、コアセグメントを連結してコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にして筒状に仕上げた場合も同様である。
本発明は、各種モータのステータコアに使用できる。
本発明の〔第１の実施の形態〕を示す製造方法の工程図 同実施の形態のコアセグメント直列体の端部のコアセグメントの説明図 同実施の形態のコアセグメント直列体の両端部の結合個所の斜視図 同実施の形態のコアセグメント直列体の両端部の結合方法と具体的な当接面の形状を示す斜視図 本発明の〔第２の実施の形態〕の連結部を示す要部の工程図 本発明の〔第３の実施の形態〕の連結部を示す要部の工程図 本発明の〔第４の実施の形態〕の連結部を示す要部の工程図 本発明の〔第５の実施の形態〕の連結部を示す要部の工程図 本発明の〔第６の実施の形態〕の連結部を示す要部の工程図 同実施の形態の要部の工程図 本発明の〔第７の実施の形態〕のコアセグメント直列体の両端部の結合を示す工程図 本発明の〔第８の実施の形態〕のコアセグメント直列体の両端部の結合を示す工程図 本発明の〔第９の実施の形態〕のコアセグメント直列体の両端部の結合を示す工程図 本発明の〔第１１の実施の形態〕のコアセグメント直列体の両端部の結合を示す工程図 本発明の〔第１４の実施の形態〕のコアセグメント直列体の両端部の結合を示す工程図 本発明の〔第１４の実施の形態〕のインシュレータの外観と組み立て行程図 本発明の〔第１５の実施の形態〕のコアセグメント直列体の連結を示す工程図 本発明の〔第１６の実施の形態〕のコアセグメント直列体の連結を示す斜視図 本発明の〔第１７の実施の形態〕のコアセグメントの連結部を示す斜視図 従来のコア製造方法の工程図
符号の説明
４ａ，４ｂ，４ｃ 第１〜第３のコア分割シート
５ ティース
６ ヨーク
７ａ，７ｂ，７ｃ コアセグメント
８ａ 凹部
８ａａ 凹部
８ｂ 凸部
８ｂａ，８ｂｂ 凸部
９ コアセグメント直列体
１０ 張り出し部
１１ 傾斜部
１２ 溶接個所
１３ａ，１３ｂ 位置合わせ用の突起と凹入部
１５ 腕部
１６ａ 円弧状の切り欠き
１６ｂ 円弧状の腕
１７ 腕装着用切り欠き
１８ 溝
１９ Ｕ字形のピン
２０ コアセグメント７ａの孔
２１ａ，２１ｂ 第１，第２の係合部
２３ａ，２３ｂ 凹凸部
２４ モールド用樹脂
２５ａ，２５ｂ コアセグメント直列体の両端部
２６ コアセグメント直列体９の両端部の外周部
３０ａ，３０ｂ 係合用突起と係合用凹入部
２２ａ，２２ｂ 治具
２７ インシュレータ
２８ａ，２８ｂ コアセグメント直列体の両端部のインシュレータ２７の端部
２９ コアセグメント直列体の両端部のインシュレータ２７の外周部
３１ コアセグメント連結部の外周部

Claims (9)

  1. ティースが形成されたコア分割シートを積層して作成される複数のコアセグメントは、前記コアエレメント各々に設けられる凹部及び凸部と、前記ティース寄りのヨークの一部に張り出し部及び前記張り出し部に対応した角度の傾斜部とを有し、隣接する前記コアセグメントは前記凹部と前記凸部とにより係合され、前記張り出し部と前記傾斜部とによる構成により前記凹部は前記凸部の先端の外周の１８０度を越えて係合する構成であり、前記係合が回動自在であり、隣接した前記コアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようにコアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させて磁気回路を形成する回転電機のコア製造方法。
  2. ティースが形成されたコア分割シートを積層して作成される複数のコアセグメントは、前記コアエレメント各々に設けられる凹部及び凸部と、前記ティース寄りのヨークの一部に張り出し部及び前記張り出し部に対応した角度の傾斜部とを有し、隣接する前記コアセグメントは前記凹部と前記凸部とにより係合され、前記張り出し部と前記傾斜部とによる構成により前記凹部は前記凸部の先端の外周の１８０度を越えて係合する構成であり、前記係合が回動自在であり、隣接した前記コアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようにコアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させて磁気回路を形成する回転電機のコアにおいて、コアセグメントのヨークの端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の全域に設けた回転電機のコア製造方法。
  3. ティースが形成されたコア分割シートを積層して作成される複数のコアセグメントは、前記コアエレメント各々に設けられる凹部及び凸部と、前記ティース寄りのヨークの一部に張り出し部及び前記張り出し部に対応した角度の傾斜部とを有し、隣接する前記コアセグメントは前記凹部と前記凸部とにより係合され、前記張り出し部と前記傾斜部とによる構成により前記凹部は前記凸部の先端の外周を１８０度を越えて係合する構成であり、前記係合が回動自在であり、隣接した前記コアセグメントの相互間を連結してコアセグメント直列体を作成し、隣接する全てのコアセグメントのヨークが互いに当接するようにコアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させて磁気回路を形成する回転電機のコアにおいて、コアセグメントのヨークの端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の一部に設けた回転電機のコア製造方法。
  4. コアセグメントのヨークの一方の端面に、隣接するコアセグメントの相互間を連結する連結部をコア分割シートの積層方向の全域にわたって凹部を設け、コアセグメントのヨークの他方の端面に、前記凹部に対応する位置にコア分割シートの積層方向に部分的な凸部を設けた請求項３記載の回転電機のコア製造方法。
  5. 隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、コアセグメント直列体を環状にした状態でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部に塑性変形が発生しないように、隣接する一方のコアセグメントに形成した先端部の平面形状が円弧状の連結用凸部を、１８０度を越えて他方のコアセグメントに回動自在に係合させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機のコア製造方法。
  6. 隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに形成した先端部の平面形状が円弧状の連結用凸部を、１８０度を越えて他方のコアセグメントに規定範囲は回動自在に係合させ、コアセグメント直列
    体を環状にする途中でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部を塑性変形させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機のコア製造方法。
  7. 隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を、他方のコアセグメントに係合させてコアセグメント直列体を作成し、コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成するに際し、隣接する一方のコアセグメントに形成した連結用凸部を他方のコアセグメントに嵌合させ、コアセグメント直列体を環状にする過程でコアセグメントの連結用凸部の基端部と先端部を接続する腕部を塑性変形させる請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機のコア製造方法。
  8. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機のコア製造方法において、コアセグメント直列体の各コアセグメントに、樹脂製のインシュレータを装着させる回転電機のコア製造方法。
  9. コアセグメント直列体を環状にしてコアセグメント直列体の両端部のコアセグメントのヨークを当接させ磁気回路を形成した後に、
    コアセグメント直列体の相互間の連結部の外周部になる部分を溶接して固定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転電機のコア製造方法。
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