JP2005312103A - Process for producing dust core - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、圧粉磁心の製造方法に関し、より特定的には、電動機のステータコアなどとして用いられる圧粉磁心の製造方法に関する。 The present invention generally relates to a method for manufacturing a dust core, and more particularly, to a method for manufacturing a dust core used as a stator core of an electric motor.
従来、電動機のステータコアなどとして用いられる磁心を、複数枚の電磁鋼板材を積層し、その積層したものにコイルを巻き付けることによって作製している。しかしこの場合、コイルを巻き付ける手間が生じる上、電磁鋼板材のばりにコイルが接触し、コイルが損傷するおそれが生じる。また、電磁鋼板材の特性上、コイルを巻き付ける部分のコーナー部を湾曲させることができない。このため、コイルが有する線径により、コイルが大きなオーバーハングを持った状態に巻き付けられるという問題が生じる。 Conventionally, a magnetic core used as a stator core of an electric motor or the like is produced by laminating a plurality of electromagnetic steel sheet materials and winding a coil around the laminated material. However, in this case, there is a need for winding the coil, and the coil comes into contact with the flash of the electromagnetic steel sheet material, and the coil may be damaged. Moreover, the corner part of the part which winds a coil cannot be curved on the characteristic of an electromagnetic steel plate material. For this reason, there arises a problem that the coil is wound in a state having a large overhang depending on the wire diameter of the coil.
そこでこのような問題を解決すべく、電動機のステータコアなどとして用いられる磁心を、軟磁性粉末の成形体から作製することが行なわれている。これに関して、たとえば特表2003−507991号公報には、電気機械の電機子セグメントを製造する方法が開示されている(特許文献1)。 Therefore, in order to solve such a problem, a magnetic core used as a stator core of an electric motor or the like is manufactured from a molded body of soft magnetic powder. In this regard, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2003-507991 discloses a method of manufacturing an armature segment of an electric machine (Patent Document 1).
図11および図12は、特許文献1に開示された電機子セグメントを製造する方法の工程を示す断面図である。図11を参照して、銅線を複数回、螺旋状に巻いてコイル101を作製し、そのコイル101を予備圧縮する。次に、コイル101をダイ105の成形用凹部に設置する。図12を参照して、コイル101が設置された成形用凹部に強磁性粒子を充填し、コイル101とともに強磁性粒子を加圧成形する。これにより、コイル101とコア部分107とを含む電機子セグメント106を形成する。その後、複数個の電機子セグメント106を組み立てて、電機子を完成させる。
11 and 12 are cross-sectional views showing the steps of the method of manufacturing the armature segment disclosed in Patent Document 1. Referring to FIG. 11, a
また別に、特開昭56−58764号公報には、コイル線が軟磁性材料の微粉末に完全に埋め込まれた状態に形成されたコア付きモーターが開示されている(特許文献2)。
しかし、特許文献1に開示されているように、コイル101と強磁性粒子とを同時に加圧成形した場合、加圧成形時の圧縮力がコイル101に直接、加わるため、コイル101が変形したり破損したりするおそれが生じる。また、コイル101をダイ105に設置する際や加圧成形時に、コイル101と成形用凹部の表面または強磁性粒子とが強く擦れるため、コイル101に設けられた絶縁体が破損するおそれが生じる。
However, as disclosed in Patent Document 1, when the
さらに、特許文献1に開示された製造方法では、まず、複数個の電機子セグメント106を作製し、その後、その電機子セグメント106を組み立て、電機子を完成させている。このため、電機子セグメント106の個々の形状誤差や組み立て時の誤差により、完成した電機子の寸法精度が悪化するおそれが生じる。これらの場合、電機子は要求される性能を十分に発揮することができない。
Furthermore, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 1, a plurality of
また、特許文献2に開示されたコア付きモーターでは、コイル線が軟磁性材料の微粉末に埋まっているため、形成される磁気回路が閉回路となる。この場合、インダクタなどの電子部品用途に使用するのであれば問題ないが、モーターとして使用する際には、磁気的特性の劣化が問題となる。
Moreover, in the motor with a core disclosed in
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、寸法精度に優れるとともに、所望の性能を発揮する圧粉磁心の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a method for manufacturing a dust core that has excellent dimensional accuracy and exhibits desired performance.
この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、軟磁性粉末を加圧成形することによって、軸部を有する複数のティース部を形成する工程と、複数のティース部の各々の軸部にコイルを挿通し、コイルを組み付ける工程と、コイルが組み付けられた複数のティース部を金型に配置するとともに、軟磁性粉末を金型に充填し、これらを加圧成形することによって成形体を形成する工程とを備える。その成形体は、環状に延在するヨーク部と、軸部がヨーク部の半径方向に突出するように、ヨーク部の周方向に沿って所定の間隔ごとにヨーク部に接合された複数のティース部とを有する。 The method of manufacturing a powder magnetic core according to the present invention includes a step of forming a plurality of tooth portions having a shaft portion by press-molding soft magnetic powder, and a coil on each shaft portion of the plurality of tooth portions. Inserting and assembling the coil, and arranging a plurality of teeth portions assembled with the coil in the mold, filling the mold with soft magnetic powder, and forming these by pressure molding With. The molded body includes a yoke portion extending in an annular shape and a plurality of teeth joined to the yoke portion at predetermined intervals along the circumferential direction of the yoke portion so that the shaft portion protrudes in the radial direction of the yoke portion. Part.
このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、まず、軟磁性粉末を加圧成形してティース部を形成し、その後、得られたティース部にコイルを組み付けている。このため、ティース部を形成する際の加圧成形によって、コイルが変形したり破損したりすることがない。これにより、コイルが適切に保護され、圧粉磁心が所望の性能を発揮することができる。また、コイルが組み付けられた複数のティース部を金型の凹部に位置決めし、軟磁性粉末とのセットとし、これらを加圧成形することによって、ヨーク部と複数のティース部とからなる成形体を一体的に形成している。このため、成形体を金型形状に即した形状とし、優れた寸法精度を実現することができる。 According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured as described above, first, a soft magnetic powder is pressure-molded to form a tooth portion, and then a coil is assembled to the obtained tooth portion. For this reason, the coil is not deformed or damaged by pressure molding when forming the tooth portion. Thereby, a coil is protected appropriately and a dust core can exhibit desired performance. In addition, a plurality of teeth portions assembled with a coil are positioned in a concave portion of a mold, and a set with soft magnetic powder is formed, and a molded body composed of a yoke portion and a plurality of teeth portions is formed by pressure molding these It is formed integrally. For this reason, a molded object can be made into the shape according to a metal mold | die shape, and the outstanding dimensional accuracy can be implement | achieved.
また、ティース部を形成する工程時に、軸部の形状をコイルの組み付けを考慮した任意の形状に設定することができる。これにより、コイルをティース部の軸部に所望の状態で組み付けることができる。また、加圧成形によって作製された成形体は、あらかじめ別に成形された複数のティース部を含むため、成形体の強度を向上させることができる。 Further, the shape of the shaft portion can be set to an arbitrary shape considering the assembly of the coil during the process of forming the tooth portion. Thereby, a coil can be assembled | attached to the axial part of a teeth part in a desired state. Moreover, since the molded object produced by pressure molding contains the several teeth part separately shape | molded previously, the intensity | strength of a molded object can be improved.
また、金型は、互いに向い合って配置され、加圧成形時に互いが近接する方向に相対移動する一対のパンチ部を有する。好ましくは、成形体を形成する工程は、複数のティース部の各々に組み付けられたコイルが、一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、複数のティース部を金型に配置する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、成形体を形成する工程時に、一対のパンチ部からの圧縮力が直接、コイルに負荷することがない。このため、成形体を形成する際の加圧成形時に、コイルが変形したり破損したりすることを防止できる。なおここで、一対のパンチ部の相対移動には、一対のパンチ部が互いに移動しつつ近接する場合や、一方のパンチ部を固定し、他方のパンチ部を移動させて近接する場合を含む。 In addition, the mold has a pair of punch portions that are arranged to face each other and relatively move in a direction in which they are close to each other during pressure molding. Preferably, in the step of forming the molded body, the plurality of teeth portions are arranged in the mold so that the coil assembled to each of the plurality of tooth portions is positioned so as to be shifted from the region sandwiched between the pair of punch portions. The process of carrying out is included. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the compression force from the pair of punch portions is not directly applied to the coil during the step of forming the formed body. For this reason, it can prevent that a coil deform | transforms or breaks at the time of the pressure molding at the time of forming a molded object. Here, the relative movement of the pair of punch portions includes a case where the pair of punch portions move close to each other and a case where one punch portion is fixed and the other punch portion is moved close to each other.
また、金型は、互いに向い合って配置され、加圧成形時に互いが近接する方向に相対移動する一対のパンチ部を有する。好ましくは、成形体を形成する工程は、ヨーク部との接合部分を除いたティース部の他の部分が、一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、複数のティース部を金型に配置する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、成形体を形成する工程時に、一対のパンチ部からの圧縮力が直接、ヨーク部との接合部分を除いたティース部の他の部分に負荷することがない。このため、成形体を形成する際の加圧成形時に、ティース部のその他の部分に内部応力や歪みが導入されることを抑制できる。 In addition, the mold has a pair of punch portions that are arranged to face each other and relatively move in a direction in which they are close to each other during pressure molding. Preferably, in the step of forming the formed body, the plurality of teeth portions are arranged such that the other portions of the teeth portions excluding the joint portions with the yoke portions are shifted from the region sandwiched between the pair of punch portions. Including a step of placing the mold. According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured in this way, during the step of forming the formed body, the compressive force from the pair of punch portions is directly applied to other portions of the teeth portion excluding the joint portion with the yoke portion. There is no load. For this reason, it can suppress that an internal stress and distortion are introduce | transduced into the other part of a teeth part at the time of the pressure molding at the time of forming a molded object.
また、軸部は、ヨーク部の半径方向に突出する先端に端面を有する。金型は、互いに組み合わされることによって、複数のティース部が配置される金型の凹部を規定する第1および第2の分割ダイを有する。圧粉磁心の製造方法において、好ましくは、成形体を形成する工程は、端面が凹部の内壁に当接するように、複数のティース部を第1の分割ダイに位置決めするとともに、第2の分割ダイを第1の分割ダイに組み合わせる工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、軸部が有する端面を凹部の内壁に当接させた状態でティース部を金型に配置することによって、ヨーク部の半径方向におけるティース部の位置出しを正確に行なうことができる。これにより、さらに寸法精度に優れた成形体を作製することが可能となる。 Further, the shaft portion has an end surface at a tip protruding in the radial direction of the yoke portion. The mold has first and second divided dies that, when combined with each other, define a recess of the mold in which a plurality of tooth portions are disposed. In the method of manufacturing a dust core, preferably, in the step of forming the molded body, the plurality of teeth portions are positioned on the first split die so that the end face comes into contact with the inner wall of the recess, and the second split die Combining with the first split die. According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the teeth in the radial direction of the yoke portion can be obtained by arranging the teeth portion in the mold in a state where the end surface of the shaft portion is in contact with the inner wall of the recess. The position of the part can be accurately determined. As a result, it is possible to produce a molded body having further excellent dimensional accuracy.
また好ましくは、第1および第2の分割ダイは、軟磁性粉末が充填される空間を規定する側面を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、第1および第2の分割ダイを組み合わせることによって、軟磁性粉末を充填する空間を形成することができる。このため、金型に対する複数のティース部の位置固定と、ヨーク部を形成するために必要な軟磁性粉末の充填高さの確保とを同時に達成することができる。 Preferably, the first and second divided dies include side surfaces that define a space filled with soft magnetic powder. According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured as described above, a space filled with soft magnetic powder can be formed by combining the first and second divided dies. For this reason, it is possible to simultaneously achieve the position fixing of the plurality of teeth portions with respect to the mold and the securing of the filling height of the soft magnetic powder necessary for forming the yoke portions.
また好ましくは、コイルを組み付ける工程は、ティース部とコイルとの間に潤滑部材を介在させる工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、ティース部とコイルとの間の潤滑性を向上させ、コイルを組み付ける工程時に両者が破損することを防止できる。特に、コイルの表面に形成された絶縁被膜が破損することを防止できる。潤滑部材としては、絶縁紙(セラミックスシート、紙または樹脂シートなど)を介在させても、効果的である。 Preferably, the step of assembling the coil includes a step of interposing a lubricating member between the tooth portion and the coil. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, it is possible to improve the lubricity between the tooth portion and the coil and prevent them from being damaged during the process of assembling the coil. In particular, it is possible to prevent the insulating coating formed on the surface of the coil from being damaged. Even if an insulating paper (ceramic sheet, paper, resin sheet or the like) is interposed as the lubricating member, it is effective.
また好ましくは、成形体を形成する工程は、ティース部に組み付けられたコイルと金型との間に潤滑部材を介在させて、複数のティース部と軟磁性粉末とを金型に配置する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、コイルと金型との間の潤滑性を向上させ、コイルを組み付けたティース部を金型に配置する際にコイルが破損することを防止できる。特に、コイルの表面に形成された絶縁被膜が破損することを防止できる。潤滑部材としては、絶縁紙(セラミックスシート、紙または樹脂シートなど)を介在させても、効果的である。 Preferably, the step of forming the molded body includes a step of arranging a plurality of teeth portions and soft magnetic powder in the mold by interposing a lubricating member between the coil assembled in the teeth portion and the die. Including. According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured in this way, the lubricity between the coil and the mold is improved, and the coil is damaged when the teeth portion assembled with the coil is placed in the mold. Can be prevented. In particular, it is possible to prevent the insulating coating formed on the surface of the coil from being damaged. Even if an insulating paper (ceramic sheet, paper, resin sheet or the like) is interposed as the lubricating member, it is effective.
また好ましくは、成形体を形成する工程は、ティース部に組み付けられたコイルと軟磁性粉末との間に潤滑部材を介在させて、複数のティース部と軟磁性粉末とを加圧成形する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、コイルと軟磁性粉末との間の潤滑性を向上させ、成形体を形成する際の加圧成形時にコイルが破損することを防止できる。特に、コイルの表面に形成された絶縁被膜が破損することを防止できる。潤滑部材としては、絶縁紙(セラミックスシート、紙または樹脂シートなど)を介在させても、効果的である。 Preferably, the step of forming the molded body includes a step of pressure-molding the plurality of teeth portions and the soft magnetic powder by interposing a lubricating member between the coil assembled in the teeth portion and the soft magnetic powder. Including. According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the lubricity between the coil and the soft magnetic powder can be improved, and the coil can be prevented from being damaged during the pressure molding when the molded body is formed. . In particular, it is possible to prevent the insulating coating formed on the surface of the coil from being damaged. Even if an insulating paper (ceramic sheet, paper, resin sheet or the like) is interposed as the lubricating member, it is effective.
以上説明したように、この発明に従えば、寸法精度に優れるとともに、所望の性能を発揮する圧粉磁心の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a dust core that has excellent dimensional accuracy and exhibits desired performance.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の実施の形態において作製するステータコアが設けられた電動機の正面図である。 FIG. 1 is a front view of an electric motor provided with a stator core manufactured in an embodiment of the present invention.
図1を参照して、電動機1は、リング状のステータコア10と、ステータコア10の内周側に配置された円柱状のロータコア2とを備える。ロータコア2は、中心部に回転軸4を有する。ロータコア2が回転軸4を中心に回転することによって、電動機1から回転運動が出力される。ロータコア2の周縁には、所定の角度ごとに永久磁石3が埋め込まれている。
With reference to FIG. 1, the electric motor 1 includes a ring-shaped
ステータコア10は、複数の軟磁性粒子が互いに接合されることによって形成されている。ステータコア10は、環状に延在するヨーク部11と、ヨーク部11からヨーク部11の内周側に突出する複数のティース部12とから構成されている。複数のティース部12は、互いに間隔を隔てて所定の角度ごとに設けられている。
The
ティース部12は、ヨーク部11に接合され、ヨーク部11の半径方向に延びる軸部13と、軸部13の先端に設けられ、ロータコア2の外周面に向い合って位置する鍔部14とを有する。鍔部14は、軸部13と比較して、ヨーク部11の周方向の幅が広くなって形成されている。軸部13の周りには、導線が螺旋状に巻かれて形成されたコイル15が設けられている。コイル15は、ヨーク部11と鍔部14とに挟まれるように配置されており、これによってティース部12に対する位置が固定されている。
The
図2は、図1中のステータコアの表面を拡大して示した模式図である。図2を参照して、ステータコア10を構成する複数の軟磁性粒子23は、金属磁性粒子21と、金属磁性粒子21の表面を取り囲む絶縁被膜22とを備える。複数の軟磁性粒子23の間には、有機物24が介在している。軟磁性粒子23の各々は、有機物24によって接合されていたり、軟磁性粒子23が有する凹凸の噛み合わせによって接合されている。
FIG. 2 is an enlarged schematic view showing the surface of the stator core in FIG. With reference to FIG. 2, the plurality of soft
金属磁性粒子21は、たとえば、鉄(Fe)、鉄(Fe)−シリコン(Si)系合金、鉄(Fe)−窒素(N)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)系合金、鉄(Fe)−炭素(C)系合金、鉄(Fe)−ホウ素(B)系合金、鉄(Fe)−コバルト(Co)系合金、鉄(Fe)−リン(P)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)系合金および鉄(Fe)−アルミニウム(Al)−シリコン(Si)系合金などから形成することができる。金属磁性粒子21は、金属単体でも合金でもよい。
The metal
絶縁被膜22は、たとえば、金属磁性粒子21をリン酸処理することによって形成されている。また好ましくは、絶縁被膜22は、酸化物を含有する。この酸化物を含有する絶縁被膜22としては、リンと鉄とを含むリン酸鉄の他、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムなどの酸化物絶縁体を使用することができる。絶縁被膜22は、図中に示すように1層に形成されていても良いし、多層に形成されていても良い。
The insulating
絶縁被膜22は、金属磁性粒子21間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子21を絶縁被膜22で覆うことによって、ステータコア10の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、金属磁性粒子21間に渦電流が流れるのを抑制して、渦電流に起因する鉄損を低減させることができる。
The insulating
有機物24としては、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドまたはポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂や、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリイミドまたは高分子量ポリエチレンなどの非熱可塑性樹脂や、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸リチウム、パルミチン酸カルシウム、オレイン酸リチウムまたはオレイン酸カルシウムなどの高級脂肪酸を用いることができる。また、これらを互いに混合して用いることもできる。なお、高分子量ポリエチレンとは、分子量が10万以上のポリエチレンをいう。
Examples of the
有機物24は、複数の軟磁性粒子23の間を強固に接合して、ステータコア10の強度を向上させる。また、有機物24は、ステータコア10を得るための加圧成形時に潤滑剤として機能する。これにより、軟磁性粒子23同士が擦れ合って、絶縁被膜22が破壊されることを防止する。
The
図3は、図1中に示すステータコアの製造方法の工程を示すフローチャートである。図4から図9は、図3中に示す製造方法の各工程を説明するための説明図である。これらの図を用いて、以下、本実施の形態における圧粉磁心の製造方法について説明する。 FIG. 3 is a flowchart showing the steps of the stator core manufacturing method shown in FIG. 4 to 9 are explanatory views for explaining each step of the manufacturing method shown in FIG. Hereinafter, the manufacturing method of the dust core in the present embodiment will be described with reference to these drawings.
図3を参照して、まず、ティース部予備成形工程(S100)を実施する。図4を参照して、図2中に示す軟磁性粒子23と有機物24とを混合した軟磁性粉末35を金型に入れ、たとえば700MPaから1500MPaまでの圧力で加圧成形する。これにより、軟磁性粉末35を圧縮し、軸部13および鍔部14からなるティース部12を作製する。この際、加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましい。この場合、大気中の酸素によって軟磁性粉末35が酸化されるのを抑制できる。
Referring to FIG. 3, first, a teeth portion preforming step (S100) is performed. Referring to FIG. 4, soft
また別に、図3中のコイル作製工程(S101)を実施し、コイル15を作製する。コイル15は、絶縁被膜によって覆われた導線を用いて、螺旋状に形成される。導線は、たとえば銅から形成されており、その直径は、0.3mmから3mm程度である。絶縁被膜は、たとえば一般的なエナメル(琺瑯)から形成されており、その厚みは30μm程度である。
Separately, the coil manufacturing step (S101) in FIG. The
コイル15の作製に関してより詳細に述べると、コイル15が形成される螺旋状の形状には、軸方向からコイルを見た場合の形状が円形のもののみならず、楕円形や矩形のものも含まれる。また、導線の巻き方は、整列巻きおよび乱巻きのいずれであっても良い。図5の(A)から(C)は、コイルの各種形態を示す斜視図である。図5を参照して、たとえば、導線として平角型のものを用いた場合、図5(A)および(B)にそれぞれ示すように、エッジワイズ巻きコイルおよびフラットワイズ巻きコイルのいずれを利用することもできる。図5(A)に示すエッジワイズ巻きコイルの場合、導線26の端末は、コイルの上下端に引き出される。図5(B)に示すフラットワイズ巻きコイルの場合、平角型の導線27を折り返しておき、折り返した位置を内周端として導線27を巻回することで、導線27の両端末を外周側に引き出すことができる。さらに、図5(C)に示すように、丸線状の導線28による乱巻きコイルを利用することもできる。この場合、導線28の巻回が容易で、導線28の端末を所望の位置から引き出すことができる。
When the
次に、図3中のコイル組み付け工程(S103)を実施する。図6を参照して、ティース部12の軸部13にコイル15を挿通することによって、ティース部12にコイル15を組み付ける。これにより、コイル15が組み付けられたティース部ユニット40を作製する。この際、コイル組み付け工程(S103)を実施する前に、以下に説明する図3中のWAXモールド工程(S102)を実施しておいても良い。
Next, the coil assembling step (S103) in FIG. 3 is performed. Referring to FIG. 6, the
図7を参照して、WAXモールド工程(S102)を実施する場合、コイル15の内周部15cおよびティース部12に組み付けられた場合に鍔部14に接触する端面15aに、潤滑部材42を設ける。この際、潤滑部材42としては、たとえば、樹脂部材やロウ、セラミックスシート、紙、樹脂シートを用いることができる。これにより、コイル組み付け工程(S103)において軸部13にコイル15を挿通する際に、ティース部12とコイル15との滑り性を向上させる。これにより、コイル15に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。また、WAXモールド工程(S102)において、コイル15の外周部15dに、潤滑部材41を設けても良いし、端面15aとは反対側に位置するコイル15の端面15bに、潤滑部材43を設けても良い。
Referring to FIG. 7, when performing the WAX molding step (S <b> 102),
次に、図3中のプレス成形工程(S104)を実施する。図9は、図8中のIX−IX線上に沿った断面図である。図8および図9を参照して、プレス成形工程(S104)で使用される金型51は、互いの間に隙間を設けて配置され、その隙間に環状に延びる空間54を規定する外側ダイス52および内側ダイス53を備える。金型51は、さらに、環状の空間54を挟んで互いに向い合って配置された上パンチ55および下パンチ56を備える。内側ダイス53は、空間54に向い合う周縁53nを有する。周縁53nには、所定の間隔ごとにティース部ユニット40が収容される凹部53mが形成されている。内側ダイス53は、内側分割ダイス53aおよび53bによって構成されており、これらの分割ダイスが組み合わさって、凹部53mが形成される。
Next, the press molding step (S104) in FIG. 3 is performed. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. Referring to FIGS. 8 and 9, the
まず、コイル組み付け工程(S103)で得られた複数個のティース部ユニット40を凹部53mにセッティングし、次に、ティース部予備成形工程(S100)で用いたものと同様の軟磁性粉末35を、金型51内に規定された空間54に投入する。ティース部ユニット40のセッティングは、まず、ティース部12の端面12aが凹部53mの位置決め部53yに当接するように、ティース部ユニット40を内側分割ダイス53aに配置し、その後、内側分割ダイス53aの上から内側分割ダイス53bを組み付けることによって行なう。この際、内側分割ダイス53aと内側分割ダイス53bとを組み合わせると、空間54を規定する内側ダイス53の周縁53nが形成される。したがって、内側分割ダイス53aおよび53bの組み合わせによって、ティース部ユニット40の位置固定と、軟磁性粉末35を充填する空間54の形成とを同時に完成させることができる。
First, the plurality of
ティース部ユニット40は、コイル15の端面15bが空間54に向い合う方向に配置され、その空間に投入された軟磁性粉末35とコイル15の端面15bとが接触する。ティース部12は、鍔部14から突出した先端側の軸部13の部分13qが軟磁性粉末35中に埋設するように位置決めされる。
The
このとき、ティース部ユニット40に設けられたコイル15は、完全に凹部53m内に収容された状態となる。したがって、コイル15は、コイル15の端面15bと内側ダイス53の周縁53nとが同一平面となるか、端面15bが周縁53nから一段下がって位置するように配置される。また、ティース部12は、鍔部14の全体と、上述の部分13qを除いた軸部13の他の部分13pとが、凹部53m内に収容された状態に配置される。つまり、ティース部ユニット40は、軸部13の部分13qを除いて、環状の空間54からずれた位置に配置される。
At this time, the
また、凹部53mにセッティングされた状態で、ティース部ユニット40は、ティース部12の端面12aが凹部53mの位置決め部53yに当接して位置決めされる。これにより、ティース部ユニット40のヨーク部11の半径方向における位置決め精度が保証され、ステータコアとなった場合に、ロータコアとの干渉が生じたり、隙間が大きくなりすぎたりすることを防止できる。
Further, the
先の工程でWAXモールド工程(S102)を実施し、コイル15の外周部15dに潤滑部材41を設けていた場合は、ティース部ユニット40を凹部53mにセッティングする際に、コイル15と凹部53mの表面とが強く擦れ合うことを防止できる。これにより、コイル15に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。
When the WAX molding step (S102) is performed in the previous step and the lubricating
次に、上パンチ55を下パンチ56に向かって移動させ、軟磁性粉末35および複数のティース部ユニット40を、たとえば700MPaから1500MPaまでの圧力で加圧成形する。これにより、軟磁性粉末35を圧縮し、環状に延びるヨーク部11を作製するとともに、そのヨーク部11に複数のティース部ユニット40を接合させる。これにより、図1中に示すステータコア10の形状を完成させる。
Next, the
この際、加圧成形する雰囲気が、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気であることが好ましいのは、ティース部予備成形工程(S100)と同様である。また、先の工程でWAXモールド工程(S102)を実施し、コイル15の端面15bに潤滑部材43を設けていた場合は、上述の加圧成形時に、コイル15と軟磁性粉末35とが強く擦れ合うことを防止できる。これにより、コイル15に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。
At this time, the atmosphere for pressure molding is preferably an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere, as in the teeth portion preforming step (S100). Further, when the WAX molding step (S102) is performed in the previous step and the lubricating
また、ティース部ユニット40は、軸部13の部分13qを除いて、環状の空間54からずれた位置に配置されている。このため、上パンチ55の移動によって生じる加圧成形時の圧縮力が、ティース部12やコイル15に直接、負荷することがない。これにより、ティース部12の内部に歪みや内部応力が導入されることを抑制するとともに、コイル15が変形したり破損したりすることを防止できる。
The
次に、金型51からステータコア10を取り出し、図3中に示すWAX除去工程(S105)を実施する。最後に、図3中に示す焼鈍工程(S106)を実施する。この際、先の工程で得られたステータコア10を、軟磁性粉末35に設けられた絶縁被膜22の熱分解温度およびコイル15に設けられた絶縁被膜の熱分解温度のうち低い方の温度未満で熱処理を行なう。たとえば、軟磁性粉末35に設けられた絶縁被膜22およびコイル15に設けられた絶縁被膜がそれぞれ、リン酸被膜およびエナメルから形成されている場合には、エナメルの熱分解温度である180℃未満の温度で1時間以上、熱処理を行なう。
Next, the
この熱処理によって、軟磁性粉末35およびコイル15のいずれに設けられた絶縁被膜も劣化させることなく、ステータコア10の内部に存在する内部応力や歪みを緩和することができる。これにより、ステータコア10の磁気的特性を向上させることができる。以上に説明した工程により、図1中に示すステータコア10が完成する。
By this heat treatment, internal stress and strain existing in the
この発明の実施の形態における圧粉磁心の製造方法は、軟磁性粉末35を加圧成形することによって、軸部13を有する複数のティース部12を形成する工程(S100)と、複数のティース部12の各々の軸部13にコイル15を挿通し、コイル15を組み付ける工程(S103)と、コイルを組み付ける工程(S103)の後、複数のティース部12を金型51の凹部53mに配置するとともに、軟磁性粉末35を金型51に充填し、これらを加圧成形することによって成形体を形成する工程(S104)とを備える。成形体は、環状に延在するヨーク部11と、軸部13がヨーク部11の半径方向に突出するように、ヨーク部11の周方向に沿って所定の間隔ごとにヨーク部11に接合された複数のティース部12とを有する。
The method for manufacturing a powder magnetic core according to the embodiment of the present invention includes a step (S100) of forming a plurality of
このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、まずティース部予備成形工程(S100)を実施してティース部12を作製し、そのティース部12に別に作製しておいたコイル15を組み付けている。このため、ティース部予備成形工程(S100)において、コイル15が破損するということがない。また、本実施の形態では、プレス成形工程(S104)において、ステータコア10を一体的に形成している。このため、金型51の形状に則した形状を有するステータコア10を実現することができる。これにより、ステータコア10を構成する部品をまず形成し、その部品をさらに組み合わせてステータコア10を作製する場合と比較して、ステータコア10の寸法精度を向上させることができる。
According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, first, the
なお、コイル組み付け工程(S103)の前に、軟磁性粒子23に設けられた絶縁被膜22の熱分解温度未満の温度で、ティース部12を熱処理する工程(S107)を実施しても良い。また、ヨーク部11は、寸法精度を向上させる観点から一体的に作製するのが好ましいが、金型のプレス能力を考慮して、最小限の個数に分割して形成する場合もある。この場合、分割して形成された複数のヨーク部11を組み立てる際に、焼嵌めを用いたり、寸法精度を向上させるため組み立て後に加工を行なっても良い。
In addition, you may implement the process (S107) of heat-treating the
図10は、図1中に示す電動機の変形例を示す正面図である。図中には、電動機の一部が示されている。なお、図1中に示す電動機1と比較して、同一またはそれに相当する部材には、同じ参照番号を付している。 FIG. 10 is a front view showing a modification of the electric motor shown in FIG. In the drawing, a part of the electric motor is shown. In addition, compared with the electric motor 1 shown in FIG. 1, the same reference number is attached | subjected to the member which is the same or it corresponds.
図10を参照して、本変形例における電動機61では、ステータコア10の外周側にリング状のロータコア2が配置されている。ステータコア10は、環状に延在するヨーク部11と、ヨーク部11からヨーク部11の外周側に突出する複数のティース部12とから構成されている。本実施の形態における圧粉磁心の製造方法を用いることによって、図10中に示すステータコア10を作製することも可能である。この場合も、上述と同様の効果を奏することができる。
Referring to FIG. 10, in
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ステータコア、11 ヨーク部、12 ティース部、13 軸部、13p,13q 部分、15 コイル、35 軟磁性粉末、51 金型、54 空間、55 上パンチ、56 下パンチ。 10 stator core, 11 yoke portion, 12 teeth portion, 13 shaft portion, 13p, 13q portion, 15 coil, 35 soft magnetic powder, 51 mold, 54 space, 55 upper punch, 56 lower punch.
Claims (8)
前記複数のティース部の各々の前記軸部にコイルを挿通し、前記コイルを組み付ける工程と、
前記コイルが組み付けられた前記複数のティース部を金型に配置するとともに、軟磁性粉末を前記金型に充填し、これらを加圧成形することによって、環状に延在するヨーク部と、前記軸部が前記ヨーク部の半径方向に突出するように、前記ヨーク部の周方向に沿って所定の間隔ごとに前記ヨーク部に接合された前記複数のティース部とを有する成形体を形成する工程とを備える、圧粉磁心の製造方法。 A step of forming a plurality of teeth portions having a shaft portion by press-molding soft magnetic powder;
Inserting a coil through the shaft portion of each of the plurality of tooth portions, and assembling the coil; and
The plurality of teeth portions assembled with the coils are arranged in a mold, and soft magnetic powder is filled in the mold, and these are pressure-molded to form an annularly extending yoke portion and the shaft Forming a molded body having the plurality of tooth portions joined to the yoke portion at predetermined intervals along the circumferential direction of the yoke portion such that the portion protrudes in the radial direction of the yoke portion; A method for producing a powder magnetic core.
前記成形体を形成する工程は、前記複数のティース部の各々に組み付けられたコイルが、前記一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、前記複数のティース部を前記金型に配置する工程を含む、請求項1に記載の圧粉磁心の製造方法。 The mold has a pair of punch portions that are arranged to face each other and relatively move in a direction in which they are close to each other at the time of pressure molding,
The step of forming the molded body includes the step of disposing the plurality of teeth portions in the mold so that the coil assembled to each of the plurality of tooth portions is positioned out of a region sandwiched between the pair of punch portions. The manufacturing method of the powder magnetic core of Claim 1 including the process arrange | positioned.
前記成形体を形成する工程は、前記ヨーク部との接合部分を除いた前記ティース部の他の部分が、前記一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、前記複数のティース部を前記金型に配置する工程を含む、請求項1または2に記載の圧粉磁心の製造方法。 The mold has a pair of punch portions that are arranged to face each other and relatively move in a direction in which they are close to each other at the time of pressure molding,
The step of forming the molded body includes the step of forming the plurality of teeth so that other portions of the teeth portion excluding the joint portion with the yoke portion are positioned away from the region sandwiched between the pair of punch portions. The manufacturing method of the powder magnetic core of Claim 1 or 2 including the process of arrange | positioning a part to the said metal mold | die.
前記金型は、互いに組み合わされることによって、前記複数のティース部が配置される前記金型の凹部を規定する第1および第2の分割ダイを有し、
前記成形体を形成する工程は、前記端面が前記凹部の内壁に当接するように、前記複数のティース部を前記第1の分割ダイに位置決めするとともに、前記第2の分割ダイを前記第1の分割ダイに組み合わせる工程を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の圧粉磁心の製造方法。 The shaft portion has an end surface at a tip protruding in a radial direction of the yoke portion,
The mold has first and second divided dies that define a recess of the mold in which the plurality of tooth portions are arranged by being combined with each other;
In the step of forming the molded body, the plurality of teeth portions are positioned on the first divided die so that the end surface is in contact with the inner wall of the recess, and the second divided die is moved to the first divided die. The manufacturing method of the powder magnetic core of any one of Claim 1 to 3 including the process combined with a division | segmentation die | dye.
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