DE112017003139T5

DE112017003139T5 - Magnetischer Pulverkern, Statorkern und Stator

Info

Publication number: DE112017003139T5
Application number: DE112017003139.7T
Authority: DE
Inventors: Naoto Igarashi; Shinichi Hirono; Tomoyuki Ueno; Asako Watanabe
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2019-03-14
Also published as: JP6228633B1; WO2017221512A1; JP2017229191A; CN109314412A; US20190214860A1; KR102130239B1; US10903700B2; KR20190005974A; CN109314412B

Abstract

Ein Massekern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist. Der Massekern enthält einen kreisabschnittförmigen, plattenartigen Jochabschnitt und einen Zahnabschnitt, der mit dem Jochabschnitt integriert ist und von dem Jochabschnitt vorsteht. Wenn eine der Oberflächen des Jochabschnitts, von dem der Zahnabschnitt als eine gezahnte Oberfläche vorsteht, als eine gezahnte Oberfläche definiert, hat die gezahnte Oberfläche einen konkaven Abschnitt, der zwischen einer Umfangskante des Zahnabschnitts und einer Umfangskante des Jochabschnitts vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Massekern, einen Statorkern und einen Stator.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 24. Juni 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung, Nr. 2016-125187 , deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Stand der Technik
Statorkerne, die in Axialspaltmotoren enthalten sind, sind in der PTL 1 und 2 offenbart.
Zitationsliste
Patentliteratur

PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2008-86115
PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2008-193838

Zusammenfassung der Erfindung
Ein Massekern gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Massekern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Massekern umfasst:

einen kreisabschnittförmigen, plattenartigen Jochabschnitt; und
einen Zahnabschnitt, der mit dem Jochabschnitt zusammengebaut ist und von dem Jochabschnitt vorsteht,
wobei, wenn eine der Oberflächen des Jochabschnitts, von dem der Zahnabschnitt vorsteht, als eine gezahnte Oberfläche bezeichnet wird, die gezahnte Oberfläche einen konkaven Abschnitt aufweist, der zwischen einer Umfangskante des Zahnabschnitts und einer Umfangskante des Jochabschnitts vorgesehen ist.

Ein Statorkern gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Statorkern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Statorkern umfasst:

den Massekern gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei eine Vielzahl von Massekernen ringförmig miteinander kombiniert sind.

Ein Stator gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Stator, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Stator umfasst:

den Statorkern gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Spulen, die an den Zahnabschnitten der Massekerne vorgesehen sind, die den Statorkern bilden.

Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Massekerns gemäß der Ausführungsform 1.
2 zeigt eine Draufsicht des Massekerns der 1.
3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-B-C-D in 2.
4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 2.
5 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht einer beispielhaften Form zum Bilden des Massekerns gemäß der Ausführungsform 1.
6 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Form der 5
7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht des relevanten Teils der Form der 5 von der oberen Fläche einer Matrize aus gesehen.
8 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-B-C-D der 7.
9 zeigt ein Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Ausführungsform 1 in einem unteren Stempel auftrat.
10 zeigt ein weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Ausführungsform 1 in dem ersten unteren Stempel auftrat.
11 zeigt ein noch weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Ausführungsform 1 in dem ersten unteren Stempel auftrat.
12 zeigt ein Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, das bei der Bildung eines Massekerns gemäß eines Bezugsbeispiels in dem ersten unteren Stempel auftrat.
13 zeigt ein weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß dem Bezugsbeispiel in dem ersten unteren Stempel auftrat.
14 zeigt ein noch weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß dem Bezugsbeispiel in dem ersten unteren Stempel auftrat.
15 zeigt vergrößerte Schnittansichten von Teilen, die konkave Abschnitte der Massekerne gemäß unterschiedlichen Modifikationen umfassen.
16 zeigt vergrößerte Schnittansichten von Teilen, die konvexe Abschnitte der ersten unteren Stempel umfassen, die in Formen zur Bildung der Massekerne gemäß den entsprechenden Modifikationen enthalten sind.
17 zeigt ein Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung eines Massekerns gemäß einer Modifikation 1 in einem ersten unteren Stempel auftrat.
18 zeigt ein weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Modifikation 1 in dem ersten unteren Stempel auftrat.
19 zeigt ein noch weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Modifikation 1 in dem ersten unteren Stempel auftrat.
20 zeigt ein Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung eines Massekerns gemäß einer Modifikation 2 in einem ersten unteren Stempel auftrat.
21 zeigt ein weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Modifikation 2 in dem ersten unteren Stempel auftrat.
22 zeigt ein noch weiteres Diagramm, das eine Spannungsverteilung darstellt, die bei der Bildung des Massekerns gemäß der Modifikation 2 in dem ersten unteren Stempel auftrat.
23 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Statorkerns gemäß einer Ausführungsform.
24 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Stators gemäß einer Ausführungsform.
25 zeigt eine perspektivische Teilausschnittsansicht eines beispielhaften Axialspaltmotors gemäß einer Ausführungsform.
26 zeigt eine Schnittansicht des Axialspaltmotors der 25.
27 zeigt eine Vorderansicht eines Rotors, der in dem in 25 dargestellten Axialspaltmotor enthalten ist.
28 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Massekerns gemäß dem Stand der Technik.
29 zeigt eine vergrößerte vertikale Schnittansicht eines Aufbaus eines relevanten Teils einer Form zur Bildung des in 28 dargestellten Massekerns gemäß dem Stand der Technik.
30 zeigt eine vergrößerte Draufsicht des relevanten Teils der Form, die in 29 dargestellt ist, aus Sicht der oberen Fläche einer Matrize.

Beschreibung der Ausführungsformen
Es ist eine Axialspalt-Drehelektromaschine (ein Elektromotor oder ein Generator) bekannt, bei dem ein Rotor und ein Stator in axialer Richtung einander gegenüberliegend vorgesehen sind. Im Allgemeinen umfasst ein Stator, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, einen Statorkern, der einen ringförmigen Jochabschnitt und eine Vielzahl von Zahnabschnitten umfasst, die von dem Jochabschnitt in axialer Richtung vorstehen, und Spulen, die um die entsprechenden Zahnabschnitte herum vorgesehen sind.
In den letzten Jahren wurden einige Vorschläge gemacht, bei denen ein Statorkern aus einem Massekern gebildet wird, der durch Verdichten eines weichmagnetischen Pulvers zu einem einstückigen Element mit einem Jochabschnitt und Zahnabschnitten erhalten wird.
[Zu lösende Probleme]
Zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften eines Massekerns ist es erforderlich, die Dichte des Massekerns zu erhöhen.
Um die Dichte des Massekerns zu erhöhen, muss das weichmagnetische Pulver mit einem hohen Verdichtungsdruck (Oberflächendruck) verdichtet werden. Um jedoch den gesamten Statorkern aus einem Massekern zu bilden, ist, da der Statorkern eine große Größe aufweist, eine große Verdichtungslast für das Verdichten erforderlich, die den zugehörigen Vorrichtungen Einschränkungen auferlegt.
Dementsprechend kann der Statorkern in der Umfangsrichtung in Kernstücke, die jeweils als Massekern ausgebildet sind, geteilt werden, und die Kernstücke können zu einem ringförmigen Statorkern verbunden werden. Wenn jedoch der Verdichtungsdruck erhöht wird, um die Dichte des Massekerns zu erhöhen, besteht das Problem, dass die Form leicht beschädigt werden kann. Daher besteht ein Bedarf an einer Verbesserung der Produktivität von Massekernen, die in einer Axialspalt-Drehelektromaschine untergebracht werden sollen, und insbesondere Massekerne, die als Kernstücke dienen, die einen Statorkern bilden, indem das Auftreten einer Beschädigung der Form verhindert wird, wenn der Verdichtungsdruck erhöht wird, und somit die Dichte eines jeden Massekerns erhöht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Massekern bereitzustellen, der eine hohe Dichte aufweisen und mit hoher Produktivität hergestellt werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Statorkern bereitzustellen, der den Massekern enthält. Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator bereitzustellen, der den Statorkern enthält.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Ursache für eine Beschädigung der Form, die bei der Bildung eines Massekerns auftreten kann, der als ein einstückiges Element mit einem kreisabschnittsförmigen, plattenartigen Jochabschnitt und Zahnabschnitten, die von dem Jochabschnitt vorstehen, erhalten wird, gründlich untersucht. Die vorliegenden Erfinder haben im Zuge dessen Folgendes herausgefunden.
Die vorliegenden Erfinder haben einen Fall untersucht, bei dem ein in 28 dargestellter Massekern 100 mit einem kreisabschnittsförmigen, plattenartigen Jochabschnitt 110 und einem Zahnabschnitt 120, der senkrecht von einem kreisabschnittsförmigen, plattenartigen Jochabschnitt 110 vorsteht, gebildet wird. Bei der Bildung eines solchen Massekerns 100 kann eine Form 500, die in 29 und 30 dargestellt ist, verwendet werden. Die Form 500 umfasst eine Matrize 510 mit einem kreisabschnittsförmigen Formloch 510h und einen oberen Stempel 520 und einen unteren Stempel 530, die in das Formloch 510h der Matrize 510 eingepasst sind. Die Matrize 510 formt die Umfangsfläche des Jochabschnitts 110. Der obere Stempel 520 hat eine Endfläche 520f, die die untere Fläche (eine Fläche gegenüber einer Fläche, von der der Zahnabschnitt 120 vorsteht) des Jochabschnitts 110 formt. Der untere Stempel 530 umfasst einen ersten unteren Stempel 540 und einen zweiten unteren Stempel 550. Der erste untere Stempel 540 weist ein Durchgangsloch 540h, das die Umfangsfläche des Zahnabschnitts 120 formt, und eine ringförmige Endfläche 540o, die die gezahnte Oberfläche des Jochabschnitts 110 formt, von dem der Zahnabschnitt 120 vorsteht, auf. Die ringförmige Endfläche 540o ist eine flache Fläche. Der zweite untere Stempel 550 wird durch das Durchgangsloch 540h des ersten unteren Stempels 540 eingesetzt und weist eine Endfläche 550f, die die obere Endfläche des Zahnabschnitts 120 formt, auf.
Um den Massekern 100 mit der obigen Form 500 zu bilden, wird ein Rohmaterialpulver, das weichmagnetisches Pulver als Hauptkomponente enthält, in einen Hohlraum der Form 500 eingefüllt, der durch das Formloch 510h der Matrize 510 des unteren Stempels 530 definiert ist, und das Pulver wird zwischen dem oberen Stempel 520 und dem oberen Stempel 530 verdichtet, um dadurch den Massekern 100 zu bilden. Bei der Verdichtung des Rohmaterialpulvers wirkt, da das Pulver verdichtet wird, der seitliche Druck auf die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 540h, das in dem ersten unteren Stempel 540 vorgesehen ist. In 30 stellen schwarze Pfeile jeweils den seitlichen Druck, der auf den ersten unteren Stempel 540 wirkt, dar. Da der seitliche Druck auf den ersten unteren Stempel 540 wirkt, verbreitert sich das Durchgangsloch 540h des ersten unteren Stempels 540. Folglich konzentriert sich die Spannung an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels 540, wodurch es zu einer Beschädigung des ersten unteren Stempels 540 kommt. Derartige Erkenntnisse wurden erzielt. Wird insbesondere der Verdichtungsdruck erhöht, um die Dichte des Massekerns 100 zu erhöhen, steigt der seitliche Druck, der auf den ersten unteren Stempel 540 einwirkt. Somit wird der erste untere Stempel leichter verformt und beschädigt.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Der Massekern gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Dichte auf und kann mit hoher Produktivität hergestellt werden. Der obige Statorkern und der Stator umfassen jeweils Massekerne mit hoher Dichte, die den Statorkern bilden, und können verbesserte magnetische Eigenschaften aufweisen.
[Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung]
Im Nachfolgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und beschrieben.

(1) Ein Massekern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Massekern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Massekern umfasst:
- einen kreisabschnittförmigen, plattenartigen Jochabschnitt; und
- einen Zahnabschnitt, der mit dem Jochabschnitt zusammengebaut ist und von dem Jochabschnitt vorsteht,
- wobei, wenn eine der Oberflächen des Jochabschnitts, von dem der Zahnabschnitt vorsteht, als eine gezahnte Oberfläche bezeichnet wird, die gezahnte Oberfläche einen konkaven Abschnitt aufweist, der zwischen einer Umfangskante des Zahnabschnitts und einer Umfangskante des Jochabschnitts vorgesehen ist.

Der obige Massekern weist den konkaven Abschnitt in der gezahnten Fläche des Jochabschnitts auf. Daher umfasst eine Form zur Bildung des Massekerns einen ersten unteren Stempel mit einer ringförmigen Endfläche, auf der ein konvexer Abschnitt vorgesehen ist, der mit dem konkaven Abschnitt übereinstimmt. In einem Fall, in dem der Massekern mit einer solchen Form gebildet wird (dem ersten unteren Stempel), bleibt der konvexe Abschnitt bei der Verdichtung des Rohmaterialpulvers in dem Rohmaterialpulver stecken, wodurch ein Ankereffekt erzeugt wird. Dadurch wird die Verformung des ersten unteren Stempels unter dem seitlichen Druck unterdrückt. Selbst wenn somit der Verdichtungsdruck zur Erhöhung der Dichte des Massekerns erhöht wird, kann die Spannung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels auftritt, verringert werden. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass der erste untere Stempel beschädigt wird. Da das Auftreten einer Beschädigung an der Form (dem ersten unteren Stempel) unterdrückt werden kann, kann der obige Massekern eine sehr hohe Dichte aufweisen und mit hoher Produktivität hergestellt werden.
(2) Gemäß einer Ausführungsform des obigen Massekerns erstreckt sich der konkave Abschnitt entlang jeder der Umfangskanten des Jochabschnitts, die sich auf zwei jeweiligen Seiten in einer Umfangsrichtung des Jochabschnitts befinden.
Wenn sich der konkave Abschnitt entlang einer jeden Umfangskante des Jochabschnitts erstreckt, die sich auf zwei entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung befinden, erstreckt sich der konvexe Abschnitt, der an der ringförmigen Endfläche des ersten unteren Stempels vorgesehen ist, entlang jeder Umfangskante des ersten unteren Stempels, die sich an zwei entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung befinden. Auf diese Weise kann die Verformung des ersten unteren Stempels unter dem seitlichen Druck, der zum Zeitpunkt des Verdichtens auftritt, effektiv unterdrückt werden. Dementsprechend können große Effekte bei der Spannungsverringerung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels auftritt, erzeugt werden und das Auftreten einer Beschädigung des ersten unteren Stempels wirksam unterdrückt werden. Folglich kann der Massekern eine viel höhere Dichte haben.
(3) Gemäß einer Ausführungsform des obigen Massekerns erstreckt sich der konkave Abschnitt entlang einer gesamten Umfangskante des Zahnabschnitts.
Wenn sich der konkave Abschnitt entlang der gesamten Umfangskante des Zahnabschnitts erstreckt, erstreckt sich der konvexe Abschnitt, der an der ringförmigen Endfläche des ersten unteren Stempels vorgesehen ist, entlang der gesamten Umfangskante des Durchgangslochs, das in dem ersten unteren Stempel vorgesehen ist. Somit kann die Verformung des ersten unteren Stempels unter dem seitlichen Druck, der zum Zeitpunkt des Verdichtens auftritt, weiter unterdrückt werden. Dementsprechend kann noch ein größerer Effekt bei der Verringerung der Spannung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels auftritt, erzeugt und das Auftreten einer Beschädigung des ersten unteren Stempels weiter unterdrückt werden. Folglich kann der Massekern mit einer viel höheren Dichte ausgebildet werden.
(4) Gemäß einer Ausführungsform des obigen Massekerns weist der konkave Abschnitt eine geneigte Fläche auf, die in Richtung des Zahnabschnitts geneigt ist.
Wenn der konkave Abschnitt eine Neigungsfläche aufweist, die sich zu dem Zahnabschnitt hin neigt, weist der konvexe Abschnitt, der an der ringförmigen Endfläche des ersten unteren Stempels vorgesehen ist, eine geneigte Fläche auf, die in Richtung des Durchgangslochs derart geneigt ist, dass sie mit der obigen Neigungsfläche übereinstimmt. Wird das Rohmaterialpulver verdichtet, wirkt ein Druck auf der Neigungsfläche des konvexen Abschnitts. Die Neigungsfläche neigt sich in Richtung des Durchgangslochs. Somit wirkt der von der Neigungsfläche aufgenommene Druck in einer solchen Richtung, dass der seitliche Druck, der auf die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs des ersten unteren Stempels wirkt, aufgehoben wird. Daher kann unter Verwendung des Drucks, der von der Neigungsfläche des konvexen Abschnitts zum Zeitpunkt des Verdichtens aufgenommen wird, wenigstens ein Teil des seitlichen Drucks, der auf den ersten unteren Stempel wirkt, aufgehoben werden, und die Verformung des ersten unteren Stempels unter dem seitlichen Druck weiter unterdrückt werden. Dementsprechend kann die Spannung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels auftritt, weiter verringert und das Auftreten einer Beschädigung des ersten unteren Stempels weiter unterdrückt werden. Folglich kann der Massekern eine hohe Dichte aufweisen und mit verbesserter Produktivität hergestellt werden.
(5) Gemäß einer Ausführungsform des Massekerns weist der Massekern eine relative Dichte von 90 % oder mehr auf.
Wird die Dichte des Massekerns erhöht, können die magnetischen Eigenschaften (Flussdichte, magnetische Permeabilität usw.) des Massekerns verbessert werden. Wenn der Massekern eine relative Dichte von 90 % oder mehr aufweist, kann der Massekern hervorragende magnetische Eigenschaften aufweisen.
Noch bevorzugter beträgt eine relative Dichte 93 % oder mehr.

(6) Ein Statorkern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden ist ein Statorkern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Statorkern umfasst:
- den Massekern gemäß einem der zuvor beschriebenen Punkte (1) bis (5),
- wobei eine Vielzahl von Massekernen ringförmig miteinander verbunden sind.

Der obige Statorkern umfasst die Massekerne gemäß einer der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Somit weist jeder Massekern eine hohe Dichte auf, und der Statorkern kann verbesserte magnetische Eigenschaften aufweisen.

(7) Ein Stator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Stator, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Stator umfasst:
- den Statorkern gemäß dem zuvor beschriebenen Punkt (6); und
- Spulen, die an den Zahnabschnitten der Massekerne, die den Statorkern bilden, vorgesehen sind.

Der obige Stator umfasst den Statorkern gemäß der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Somit können die Massekerne, die den Statorkern bilden, jeweils eine hohe Dichte aufweisen, und der Stator kann verbesserte magnetische Eigenschaften haben.
[Einzelheiten der Ausführungsformen der Erfindung]
Im Nachfolgenden werden bestimmte Beispiele des Massekerns, des Statorkerns und des Stators gemäß den entsprechenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen mit den gleichen oder äquivalenten Elementen gekennzeichnet sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachfolgenden Beispiele beschränkt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und soll alle Äquivalente der Ansprüche und alle Modifikationen der Ansprüche umfassen, die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
<Massekern>
[Ausführungsform 1]
Im Nachfolgenden wird mit Bezug auf 1 via 4 ein Massekern 10 gemäß der Ausführungsform 1 beschrieben. Der Massekern 10 ist ein Massekern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist. Genauer gesagt, ist der Massekern 10 ein Massekern, der in einem Statorkern enthalten ist, und umfasst einen kreisabschnittsförmigen, plattenartigen Jochabschnitt 11 und Zahnabschnitte 12, die von dem Jochabschnitt 11 vorstehen. Eines der Merkmale des Massekerns 10 ist, dass in dem Fall, in dem eine der Flächen des Jochabschnitts 11, von dem die Zahnabschnitte 12 vorstehen, als eine gezahnte Fläche 15 bezeichnet wird, die gezahnte Fläche 15 konkave Abschnitte 30 aufweist, die jeweils zwischen einer Umfangskante eines entsprechenden Abschnitts der Zahnabschnitte 12 und einer Umfangskante des Jochabschnitts 11 vorgesehen ist. Im Nachfolgenden wird der Massekern 10 beschrieben, bei dem eine Seite davon, von dem die Zahnabschnitte 12 vorstehen, als die obere Seite definiert ist, und die gegenüberliegende Seite als die untere Seite definiert ist.
(Jochabschnitt)
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der Jochabschnitt 11 ein kreisabschnittsförmiger, plattenartiger Abschnitt, der in dem Masseabschnitt 10 enthalten ist. Der Jochabschnitt 11 weist kreisabschnittsförmige flache Flächen auf, und von einer (der vorderen) davon stehen die Zahnabschnitte 12 vor. Die eine Fläche bildet die gezahnte Fläche 15. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat der Jochabschnitt 11 eine Dicke Ty von 4,9 mm, eine Breite Wy von 34,6 mm und einen Mittenwinkel α von 60° (siehe 2 und 4).
(Zahnabschnitt)
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind die Zahnabschnitte 12 mit der Jochabschnitt 11 zusammengebaut und stehen senkrecht von der gezahnten Fläche 15 des Jochabschnitts 11 vor. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist jeder Zahnabschnitt 12 eine dreieckige Polform auf, wobei eine obere Endfläche davon eine dreieckige Form oder, genauer gesagt, eine dreischenklige dreieckige Form aufweist. Die Form eines jeden Zahnabschnitts 12 ist nicht auf die obige beschränkt. Beispielsweise können die Endflächen des Zahnabschnitts 12 eine trapezförmige Form oder dergleichen aufweisen. Darüber hinaus sind die Begriffe „dreieckige Form“ und „Trapezform“ hinsichtlich der Geometrie strikt dreieckig oder trapezförmig, und sind nicht auf perfekte dreieckige und trapezförmige Formen beschränkt. Die Begriffe „dreieckige Form“ und „Trapezform“ umfassen jeweils eine beliebige Form, die im Wesentlichen dreieckig oder trapezförmig ist, einschließlich solcher Formen mit runden Ecken. Im Fall einer Axialspalt-Drehelektromaschine ist es hinsichtlich der Leistungsverbesserung um so vorteilhafter, je größer die dem Rotor zugewandte gegenüberliegende Fläche jedes Zahnabschnitts 12 ist. Daher ist es wünschenswert, die Form (die Form der Endfläche) des Zahnabschnitts 12 in geeigneter Weise derart zu bestimmen, dass der Zahnabschnitt 12 eine große zugewandte Fläche aufweist. Die Anzahl der Zahnabschnitte 12 kann eins oder mehr sein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Zahnabschnitte 12, die benachbart zueinander sind, vorgesehen. Im Falle einer Axialspalt-Drehelektromaschine wird eine Magnetschaltung aus zwei Zahnabschnitten 12, die benachbart zueinander sind, gebildet, wobei der Jochabschnitt 12 dazwischen angeordnet ist. Somit ist es wünschenswert, die Anzahl der Zahnabschnitte 12 auf 2n (wobei n eine natürliche Zahl ist) einzustellen.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Umfangskante eines jeden Zahnabschnitts 12 zwei Seitenkanten 21 und 22, die die Umfangsrichtung des Jochabschnitts 11 schneiden, und eine Außenumfangskante 23, die auf einer radialen Außenseite des Jochabschnitts 11 angeordnet ist und die zwei Seitenkanten 21 und 22 schneidet. Die zwei Seitenkanten 21 und 22 sind jeweils länger als die Außenumfangskante 23. Die Seitenkanten 21 der entsprechenden Zahnabschnitte 12, die an der Außenseite in der Umfangsrichtung des Jochabschnitts 11 angeordnet sind, erstrecken sich entlang der Umfangskanten des Jochabschnitts 11, die sich an zwei entsprechenden Seiten des Jochabschnitts 11 in der Umfangsrichtung befinden. Die Umfangsrichtung des Jochabschnitts 11 entspricht der Umfangsrichtung eines ringförmigen Statorkerns 210 (siehe 23), der durch Kombinieren einer Vielzahl von Massekernen 10, wie im Nachfolgenden beschrieben, erhalten wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist jeder Zahnabschnitt 12 eine Breite Wt von 22,4 mm und eine Höhe Ht von 12,9 mm auf, und ein Abstand 11 von der Umfangskante des Zahnabschnitts 12 zu der Umfangskante des Jochabschnitts 11 beträgt 6,1 mm (siehe 3 und 4).
(Konkaver Abschnitt)
Die konkaven Abschnitte 30 sind in den gezahnten Flächen 15 ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich jeder konkave Abschnitt 30, wie in 2 gezeigt, entlang der gesamten Umfangskante eines entsprechenden Zahnabschnitts 12. Jeder konkave Abschnitt 30 muss lediglich zwischen der Umfangskante eines entsprechenden Zahnabschnitts 12 und der Umfangskante des Jochabschnitts 11 vorgesehen sein. Ferner kann der konkave Abschnitt 30 eine durchgehend ringförmige Form aufweisen oder in der Umfangsrichtung der Ringform in mehrere Abschnitte unterteilt sein. Vorzugsweise ist der konkave Abschnitt 30 entlang wenigstens einer entsprechenden Kante der Umfangskanten des Jochabschnitts 11 vorhanden, die sich an zwei entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung des Jochabschnitts 11 befinden. Noch bevorzugter ist der konkave Abschnitt 30 entlang der Seitenkante 21 des Zahnabschnitts 12 vorhanden. In dem Fall, in dem der konkave Abschnitt 30 entlang einer entsprechenden Kante der Umfangskanten des Jochabschnitts 11 vorhanden ist, die an zwei entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung des Jochabschnitts 11 vorgesehen sind, kann bei der Bildung des Massekerns 10 das auftreten einer Beschädigung der Form (des ersten unteren Stempels) wirksam unterdrückt werden, wie im Nachfolgenden beschrieben wird. Insbesondere kann, wie in der vorliegenden Ausführungsform, bei der sich der konkave Abschnitt 30 entlang der gesamten Umfangskante des Zahnabschnitts 12 erstreckt, das Auftreten einer Beschädigung der Form (des ersten unteren Stempels) noch weiter unterdrückt werden. Darüber hinaus kann im Falle eines Massekerns 10, der ein Paar von Zahnabschnitten 12 umfasst, die jeweils teilweise mit dem konkaven Abschnitt 30 ausgebildet sind, der konkave Abschnitt 30 entlang der Seitenkante 22 fehlen.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die Querschnittsform des konkaven Abschnitts 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform halbkreisförmig mit einer bogenförmigen gekrümmten Fläche. Der Begriff „die Querschnittsform des konkaven Abschnitts“ betrifft die Form eines Abschnitts entlang einer Ebene orthogonal zu der Längsrichtung des konkaven Abschnitts 30 (eine Ebene orthogonal zu der Umfangsfläche des Zahnabschnitts 12). Die Querschnittsform des konkaven Abschnitts 30 ist nicht auf die obige beschränkt und kann beispielsweise eine dreieckige Form (eine V-Form), eine rechteckige Form (eine U-Form), oder dergleichen aufweisen. Der Begriff „halbkreisförmige Form“, „dreieckige Form“ und „rechteckige Form“ muss hinsichtlich der Geometrie nicht strikt halbkreisförmig, dreieckig und rechteckig sein und ist somit nicht auf eine perfekte halbkreisförmige, dreieckige oder rechteckige Form beschränkt. Die Begriffe „halbkreisförmige Form“, „dreieckige Form“ und „rechteckige Form“ umfassen eine beliebige Form, die als im Wesentlichen halbkreisförmig, dreieckig oder rechteckig angesehen wird. Vorzugsweise weist der konkave Abschnitt 30 eine Querschnittsform mit runden (R-förmigen) Ecken auf. In einem solchen Fall kann das Auftreten von Rissen, die an den Ecken entstehen, auf einfache Weise unterdrückt werden. Haben die Ecken jeweils eine R-Form, weist die Ecke vorzugsweise einen Krümmungsradius von 0,2 mm oder größer auf.
Der konkave Abschnitt 30 hat eine Tiefe von beispielsweise 0,5 mm oder mehr und 2,5 mm oder weniger. Wenn der konkave Abschnitt 30 eine Tiefe von 0,5 mm oder mehr aufweist, kann das Auftreten einer Beschädigung an der Form (des ersten unteren Stempels) einfach unterdrückt werden. Wenn der konkave Abschnitt 30 eine Tiefe von 2,5 mm oder weniger aufweist, kann eine Verringerung der Fläche eines Magnetpfads im Jochabschnitt 11, der dem konkaven Abschnitt 30 zugeordnet ist, unterdrückt werden. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften aufgrund der Verringerung der Fläche des Magnetpfads auf einfache Weise unterdrückt werden. Vorzugsweise weist der konkave Abschnitt 30 eine Tiefe von beispielsweise 1 mm oder mehr und 2 mm oder weniger auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat der konkave Abschnitt 30 eine Krümmungsradius R von 1 mm und einer Tiefe D von 1 mm (siehe 3).
(Material)
Der Massekern 10 wird durch Verdichten von weichmagnetischem Pulver erhalten und besteht hauptsächlich aus weichmagnetischem Pulver. Das weichmagnetische Pulver ist ein Pulver aus einem weichmagnetischen Material und es hält eine Vielzahl von Teilchen. Beispielsweise enthält das weichmagnetische Pulver wenigstens eine Pulverart, die aus den nachfolgenden auswählbar ist: reines Eisen (mit einer Reinheit von 99 Masse% oder mehr) und Legierungen auf Eisenbasis, die beispielsweise eine Legierung auf Fe-Si-AI-Basis (Sendust), eine Legierung auf Fe-Si-Basis (Siliziumstahl), eine Legierung auf Fe-Al-Basis und eine Legierung auf Fe-Ni-Basis (Permalloy). Vorzugsweise weist das weichmagnetische Pulver, das den Massekern 10 bildet, eine Isolierbeschichtung auf, die über der Oberfläche eines jeden Teilchens davon ausgebildet ist. Wenn das weichmagnetische Pulver eine Isolierbeschichtung aufweist, die über der Oberfläche eines jeden Teilchens davon ausgebildet ist, isoliert die Isolierbeschichtung die Teilchen sicher elektrisch voneinander. Daher kann der Eisenverlust in dem Massekern 10, der auf den Wirbelstromverlust zurückzuführen ist, verringert werden. Die Isolierbeschichtung kann beispielsweise eine Phosphatbeschichtung, eine Siliziumoxidbeschichtung oder dergleichen sein.
(Relative Dichte)
Vorzugsweise weist der Massekern 10 eine relative Dichte von 90 % oder mehr auf. Mit einer derartig hohen Dichte können die magnetischen Eigenschaften verbessert werden. Eine noch bevorzugtere relative Dichte beträgt 93 % oder mehr. Der Begriff „relative Dichte“ betrifft das Verhältnis (%) der eigentlichen Dichte des Massekerns zu der wahren Dichte des Massekerns (dem weichmagnetischen Pulver).
<Verfahren zur Herstellung des Massekerns>
Im Nachfolgenden wird ein bestimmtes beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Massekerns 10 gemäß der Ausführungsform 1 beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des Massekerns umfasst einen Zuführungsschritt, in dem Rohmaterialpulver, das das weichmagnetische Pulver als Hauptkomponente enthält, in einen Hohlraum einer Form eingefüllt wird, einen Formgebungsschritt, in dem das zugeführte Rohmaterialpulver verdichtet und zu einem Massekern geformt wird, und einen Entnahmeschritt, in dem Massekern aus der Form entnommen wird. Eines der Merkmale des Verfahrens zur Herstellung des Massekerns betrifft die Form, die zur Formung des Massekerns verwendet wird. Das Verfahren zur Herstellung des Massekerns wird im Nachfolgenden ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung beginnt mit der Beschreibung der Form, gefolgt von der Beschreibung jedes einzelnen Schritts, der in dem Herstellungsverfahren enthalten ist.
<Form>
Ein bestimmtes Beispiel der Form zur Formung des Massekerns 10 wird mit Bezug auf die 5 bis 8 beschrieben. Wie in 5 und 6 gezeigt, umfasst die Form 50 eine Matrize 51 mit einem Formloch 51h, sowie einen oberen Stempel 52 und einen unteren Stempel 53 (einen ersten unteren Stempel 54 und zweite untere Stempel 55), die in das Formloch 51h der Matrize 51 eingepasst werden. Das Formloch 51h der Matrize 51 und der untere Stempel 53 definieren den Hohlraum, in den das Rohmaterialpulver gefüllt wird. In 7 stellen schwarze Pfeile den seitlichen Druck dar, der auf den ersten unteren Stempel 54 wirkt, wenn das Rohmaterialpulver verdichtet wird. 8 zeigt eine schematische vertikale Querschnittsansicht eines relevanten Teils der Form 50 und zeigt einen Zustand, in dem das Rohmaterialpulverzu einem massekern 10 verdichtet wurde.
(Matrize)
Wie in 6 und 7 gezeigt, weist die Matrize 51 ein kreisabschnittsförmiges Formloch 51h auf, das sich in der vertikalen Richtung durch diese erstreckt, und formt die Umfangsfläche des Jochabschnitts 11 (siehe 8).
(Oberer Stempel)
Wie in 5 und 6 gezeigt, ist der obere Stempel 52 auf einer oberen Seite der Matrize 51 angeordnet und weist eine kreisabschnittsförmige Endfläche 52f, die die untere Fläche (die Fläche gegenüber der gezahnten Fläche 15) des Jochabschnitts 11 formt, auf (siehe 8). Der obere Stempel 52 ist in die vertikale Richtung bewegbar und verdichtet das Rohmaterialpulver, das in den Hohlraum gefüllt wurde, zusammen mit dem unteren Stempel 53.
(Unterer Stempel)
Wie in 5 und 6 gezeigt, ist der untere Stempel 53 auf der unteren Seite der Matrize 51 angeordnet und umfasst den ersten unteren Stempel 54 und die zweiten unteren Stempel 55. Der erste untere Stempel 54 und die zweiten unteren Stempel 55 sind jeweils unabhängig voneinander in der vertikalen Richtung relativ zu der Matrize 51 bewegbar.
(Erster unterer Stempel)
Wie in 6 und 7 gezeigt, wird der erste untere Stempel 54 in das Formloch 51h der Matrize 51 eingepasst.
Der erste untere Stempel 54 weist Durchgangslöcher 54h auf, die sich jeweils in der vertikalen Richtung durch diesen erstrecken. Die obere Endfläche des ersten unteren Stempels 54 bildet eine ringförmige Endfläche 54o, die Öffnungen der entsprechenden Durchgangslöcher 54h aufweist. Wie in 8 gezeigt, formt der erste untere Stempel 54 die Umfangsflächen der Zahnabschnitte 12 an den Durchgangslöchern 54h davon und formt auch die gezahnte Fläche 15 an der ringförmigen Endfläche 54o davon. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Durchgangslöcher 54h benachbart zueinander in Übereinstimmung mit den Zahnabschnitten 12 vorgesehen. Die Durchgangslöcher 54h weisen jeweils eine dreieckige Polform auf.
Wie in 7 gezeigt, umfasst die Umfangskante eines jeden Durchgangslochs 54h zwei Seitenkanten 54a und 54b, die sich in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 schneiden, und eine Außenumfangskante 54c, die auf der radialen Außenseite des ersten unteren Stempels 54 angeordnet ist und sich mit den zwei Seitenkanten 54a und 54b schneidet. Die zwei Seitenkanten 54a und 54b sind jeweils länger als die Außenumfangskante 54c. Die Seitenkante 54a eines jeden Durchgangslochs 54h, die sich auf der Außenseite in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 befindet, erstreckt sich entlang der Umfangskante des ersten unteren Stempels 54, die sich an einer entsprechenden der zwei Seiten in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 befindet. Die Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 entspricht der Umfangsrichtung des Jochabschnitts 11 (siehe 2). Wenn die Vielzahl von Massekernen 10 kombiniert werden, um einen ringförmigen Statorkern 210 (siehe 23) zu bilden, entspricht die Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 der Umfangsrichtung des Statorkerns 210.
Wie in 6 und 7 gezeigt, weist jeder zweite untere Stempel 55 eine dreieckige Endfläche 55f (siehe 8) auf, die in ein entsprechendes der Durchgangslöcher 54h von dem unteren Ende des ersten unteren Stempels 54 eingesetzt wird und an der die obere Endfläche eines entsprechenden Abschnitts der Zahnabschnitte 12 geformt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in Übereinstimmung mit den Zahnabschnitten 12, zwei zweite untere Stempel 55 vorgesehen, die in die entsprechenden Durchgangslöcher 54h des ersten unteren Stempels 54 eingesetzt werden sollen. Das heißt, die zweiten unteren Stempel 55 bilden jeweils zwei Zweigelemente.
(Konvexer Abschnitt)
Wie in 6 gezeigt, besteht eines der Merkmale der Form 50 darin, dass die ringförmige Endfläche 54o des ersten unteren Stempels 54 die konvexen Abschnitte 60 aufweist. Wie in 8 gezeigt, formen die konvexen Abschnitte 60 die entsprechenden konkaven Abschnitte 30 (siehe 3) des Massekerns 10. Wird der Massekern 10 gebildet, werden die Formen des konvexen Abschnitts 60 übertragen, um dadurch die konkaven Abschnitte 30 in der gesamten Fläche 15 des Jochabschnitts 11 zu bilden. Wie in 6 gezeigt, erstreckt sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform jeder konvexe Abschnitt 60 entlang der gesamten Umfangskante eines entsprechenden der Durchgangslöcher 54h in Übereinstimmung mit den konkaven Abschnitten 30 des Massekerns 10. Jeder konvexe Abschnitt 60 muss lediglich zwischen der Umfangskante eines entsprechenden Durchgangslochs 54h und der Umfangskante des ersten unteren Stempels 54 vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der konvexe Abschnitt 60 entlang wenigstens einer entsprechenden der Umfangskanten des ersten unteren Stempels 54 vorhanden, die sich auf zwei entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 befinden. Ferner kann der konvexe Abschnitt 60 eine durchgehende Ringform aufweisen, oder er kann in der Umfangsrichtung der Ringform in mehrere Abschnitte unterteilt sein.
Wie in 8 gezeigt, ist die Querschnittsform des konvexen Abschnitts 60 halbkreisförmig. Der Begriff „die Querschnittsform des konvexen Abschnitts“ betrifft die Form eines Abschnitts entlang einer Ebene orthogonal zu der Längsrichtung des konvexen Abschnitts 60 (einer Ebene orthogonal zu der Umfangskante des Durchgangslochs 54h). Die Querschnittsform des konvexen Abschnitts 60 kann beispielsweise eine Dreiecksform (eine V-Form), eine Rechtecksform (eine U-Form) oder dergleichen sein. Vorzugsweise weist der konvexe Abschnitt 60 eine Querschnittsform mit runden Ecken (R-förmig) auf. In einem solchen Fall kann das Auftreten von Absplitterungen des konvexen Abschnitts 60 auf einfache Weise unterdrückt werden. Wenn die Ecken jeweils eine R-Form aufweisen, weist die Ecke vorzugsweise einen Krümmungsradius von 0,2 mm oder mehr auf.
Der konvexe Abschnitt 60 weist beispielsweise eine Höhe von 0,5 mm oder mehr und 2,5 mm oder weniger auf. Wenn der konvexe Abschnitt 60 eine Höhe von 0,5 mm oder mehr aufweist, kann das Auftreten einer Beschädigung am ersten unteren Stempel 54 auf einfache Weise verhindert werden. Wenn der konvexe Abschnitt 60 eine Höhe von 2,5 mm oder weniger aufweist, kann das Auftreten von Absplitterungen vom konvexen Abschnitt 60 auf einfache Weise verhindert werden. Vorzugsweise weist der konvexe Abschnitt 60 eine Höhe von beispielsweise 1 mm oder mehr und 2 mm oder weniger auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat der konvexe Abschnitt 60 einen Krümmungsradius R von 1 mm und eine Höhe H von 1 mm (siehe 8).
(Material)
Das Material der Form 50 ist Werkzeugstahl, wie beispielsweise Gussstahl oder Schnellarbeitsstahl oder Sinterkarbid.
Im Nachfolgenden werden die Schritte, die in dem Verfahren zur Herstellung des Massekerns 10 enthalten sind, der Reihe nach beschrieben. Eines der Merkmale des Verfahrens zur Herstellung des Massekerns 10 besteht darin, dass die obige Form 50 verwendet wird.
[Zuführungsschritt]
In dem Zuführungsschritt wird Rohmaterialpulver, das weichmagnetisches Pulver als Hauptkomponente enthält, in den Hohlraum der Form 50 gefüllt, der durch das Formloch 51h der Matrize 51, den ersten unteren Stempel 54 und den zweiten unteren Stempel 55 definiert ist.
Das Rohmaterialpulver enthält weichmagnetisches Pulver als eine Hauptkomponente. Die „Hauptkomponente“ besteht zu 90 Masse% oder mehr aus dem Rohmaterialpulver, dessen Menge als 100 Masse% definiert ist. Dem Rohmaterialpulver kann je nach Bedarf ein Schmiermittel, ein Bindemittelharz oder dergleichen zugesetzt werden.
Die mittlere Teilchengröße des weichmagnetischen Pulvers beträgt beispielsweise 20 µm oder mehr und 300 µm oder weniger, oder 40 µm oder mehr und 55 µm oder weniger. Wird die mittlere Teilchengröße des weichmagnetischen Pulvers innerhalb des obigen Bereichs eingestellt, kann das weichmagnetische Pulver leicht verarbeitet und leicht durch Verdichten geformt werden. Die mittlere Teilchengröße des weichmagnetischen Pulvers bezieht sich auf die Teilchengröße, die für Teilchen ermittelt wird, die 50 Gew.-% aller Teilchen betragen, die mit einer Vorrichtung zur Analyse der Teilchengrößenverteilung mittels Laserbeugung/streuung gemessen werden.
[Formgebungsschritt]
In dem Formgebungsschritt wird das zugeführte Rohmaterialpulver zwischen dem oberen Stempel 52 und dem ersten unteren Stempel 54 und dem zweiten unteren Stempel 55 zu einem Massekern 10 verdichtet (siehe 8).
Die Dichte des Massekerns 10 kann erhöht, indem der Verdichtungsdruck erhöht wird, der ausgeübt wird, wenn das Rohmaterialpulver (das weichmagnetische Pulver) verdichtet wird. Der Verdichtungsdruck wird beispielsweise auf 686 MPa oder mehr oder 980 MPa oder mehr eingestellt. Der obere Grenzwert des Verdichtungsdrucks beträgt aus mechanischer Sicht beispielsweise 1500 MPa oder weniger.
Um ein leichtes Verdichten des Rohmaterialpulvers zu fördern, kann eine Warmverdichtung verwendet werden, bei der die Form 50 erhitzt wird.
In diesem Fall wird die Verdichtungstemperatur (die Formtemperatur) beispielsweise auf 60 °C oder mehr, oder 80 ° oder mehr eingestellt. Der obere Grenzwert der Verdichtungstemperatur beträgt beispielsweise 200 °C oder weniger.
[Entnahmeschritt]
In dem Entnahmeschritt wird der Massekern 10 aus der Form 50 entnommen.
In dem Entnahmeschritt wird nach dem Verdichten des Rohmaterialpulvers zu dem Massekern 10 der obere Stempel 52 angehoben und der erste untere Stempel 54 und der zweite untere Stempel 55 werden ebenfalls, bezogen auf die Matrize 51, angehoben. Bei einem solchen Verfahren kann der Massekern 10 aus der Form 50 (der Matrize 51) entnommen werden, um dadurch den Massekern 10 zu erhalten.
[Wärmebehandlungsschritt]
Nachdem der Massekern 10 aus der Form 50 entfernt wurde, kann ein Wärmebehandlungsschritt, in dem eine Wärmebehandlung an dem Massekern 10 durchgeführt wird, hinzugefügt werden, um eine Spannung, die in dem Massekem 10 zum Zeitpunkt des Verdichtens erzeugt wird, zu beseitigen.
Wird eine solche Wärmebehandlung am Massekern 10 durchgeführt und die Spannung beseitigt, kann die magnetische Permeabilität verbessert werden. Somit kann der Eisenverlust, der aufgrund von Hystereseverlust in dem Massekern 10 auftritt, verringert werden. Die Wärmebehandlungstemperatur wird beispielsweise auf 400 °C oder mehr oder 600 °C oder mehr eingestellt. Der obere Grenzwert der Wärmebehandlungstemperatur beträgt beispielsweise 900 °C oder weniger.
<Grund der Unterdrückung einer Beschädigung am ersten unteren Stempel>
Der Grund, warum das Auftreten einer Beschädigung am ersten unteren Stempel 54 unterdrückt wird, wenn der Massekern 10 mit der obigen Form 50 gebildet wird, wird im Nachfolgenden beschrieben. Bei der Verdichtung des Rohmaterialpulvers wirkt ein seitlicher Druck an der Innenumfangsfläche der Durchgangslöcher 54h, die in dem ersten unteren Stempel 54 (siehe 7) vorgesehen sind, da das Pulver verdichtet wird. Da der seitliche Druck auf den ersten unteren Stempel 54 wirkt, weiten sich die Durchgangslöcher 54h des ersten unteren Stempels 54 tendenziell aus. Wie in 8 gezeigt, weist die ringförmige Endfläche 54o des ersten unteren Stempels 54 die konvexen Abschnitte 60 auf, die die konkaven Abschnitte 30 des Massekerns 10 formen. Wenn somit das Rohmaterialpulver verdichtet wird, bleiben die konvexen Abschnitte 60 in dem Rohmaterialpulver stecken, wodurch ein Ankereffekt erzeugt wird. Daher wird gegen den seitlichen Druck, der auf dem ersten unteren Stempel 54 wirkt, die Verformung des ersten unteren Stempels 54 unter dem seitlichen Druck unterdrückt. Folglich kann die Spannung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54 auftritt, verringert und das Auftreten einer Beschädigung am ersten unteren Stempel 54 unterdrückt werden.
Wenn der Massekern 10 zwei Zahnabschnitte 12 aufweist und der erste untere Stempel 54 zwei Durchgangslöcher 54h entsprechend den zwei Zahnabschnitten 12 aufweist, heben sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform die seitlichen Drücke, die auf die entsprechenden Durchgangslöcher 54h wirken, in einem Abschnitt des ersten unteren Stempels 54 auf, der sich zwischen den zwei Durchgangslöcher 54h befindet. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass sich ein Abschnitt der Innenumfangsfläche eines jeden Durchgangslochs 54h, das sich entlang der Seitenkante 54b erstreckt, die an der Innenseite in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 angeordnet ist, durch den seitlichen Druck verformt. Im Gegensatz dazu ist es wahrscheinlicher, dass sich ein Abschnitt der Innenumfangsfläche eines jeden Durchgangslochs 54h, das sich entlang der Seitenkante 54a erstreckt, die an der Außenseite in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 angeordnet ist, durch den seitlichen Druck verformt. Somit ist vorzugsweise der konvexe Abschnitt 60 entlang wenigstens einer entsprechenden Kante der Umfangskanten des ersten unteren Stempels 54 vorhanden, die sich auf zwei entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 befinden. In einem solchen Fall kann die Verformung des ersten unteren Stempels 54 unter dem seitlichen Druck wirksam unterdrückt werden. Wird der erste untere Stempel 54 teilweise mit dem konvexen Abschnitt 60 ausgebildet, kann der konvexe Abschnitt 60 entlang der Seitenkante 54b fehlen. Erstreckt sich der konvexe Abschnitt 60 entlang der gesamten Umfangskante des Durchgangslochs 54h, kann insbesondere die Verformung des ersten unteren Stempels 54 unter dem seitlichen Druck weiter unterdrückt werden.
<Analyse der Spannung, die in dem ersten unteren Stempel auftritt>
Die Spannungsverteilung, die zum Zeitpunkt der Bildung des Massekerns 10 gemäß der ersten Ausführungsform auf den ersten unteren Stempel 54 wirkt, wurde mittels CAE (Computer Aided Engineering) analysiert. Auf der Grundlage des Analyseergebnisses durch CAE wurden die Höchstspannungen berechnet, die an den jeweiligen inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54 zum Zeitpunkt des Verdichtens auftraten. Wenn hierin die Ecke, an der sich die Seitenkante 54a und die Außenumfangskante 54c des Durchgangslochs 54h, wie mit Bezug auf 6 beschrieben, treffen, als Ecke A bezeichnet wird, die Ecke, an der sich die Seitenkante 54a und die Seitenkante 54b treffen, als Ecke B bezeichnet wird, und die Ecke, an der sich die Seitenkante 54b und die Außenumfangskante 54c treffen, als Ecke C bezeichnet wird, sind die Spannungsverteilungen (Einheit: MPa) in der Nähe der Ecken A bis C des ersten unteren Stempels 54 jeweils in 9 bis 11 dargestellt, und die Höchstspannungen an den entsprechenden Ecken Abis C in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Analyse wurde unter einem Verdichtungsdruck zum Zeitpunkt des Verdichtens von 980 MPa (10.000 kgf/cm²) mit einem Youngmodul von 206.000 MPa und einem Poissonverhältnis von 0,3 als physikalische Eigenschaften des ersten unteren Stempels 54 durchgeführt.
Zum Vergleich wurde ein Massekern ohne konkaven Abschnitt unter Verwendung einer Form gebildet, die einen ersten unteren Stempel ohne konvexen Abschnitt, aber mit einer flachen ringförmigen Endfläche aufweist, und die Spannungsverteilung, die auf den ersten unteren Stempel wirkt, wurde in gleicher Weise wie für die Ausführungsform 1 mittels CAE analysiert. Hinsichtlich des Massekerns gemäß diesem Bezugsbeispiel wurden die Höchstspannungen, die an den entsprechenden inneren Ecken des ersten unteren Stempels zum Zeitpunkt des Verdichtens auftreten, aus dem CAE-Analyseergebnis berechnet. Die Spannungsverteilungen in der Nähe der Ecken A bis C des ersten unteren Stempels 54 im Falle des Massekerns gemäß dem Bezugsbeispiel sind jeweils in 12 bis 14 dargestellt, und die Höchstspannungen an den entsprechenden Ecken A bis C sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
[Tabelle 1]

Höchstspannung (MPa)

Ecke A Ecke B Ecke C

Ausführungsform 1 1812 1813 837,2

Bezugsbeispiel 2333 2145 1468
Gemäß den Ergebnissen der Spannungsanalyse mittels CAE betrugen die Höchstspannungen an den Ecken A bis C des ersten unteren Stempels 54 im Fall des Massekerns 10 gemäß Ausführungsform 1 2.000 MPa oder weniger, und somit eine signifikante Verringerung der Höchstspannung an jeder der inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54, verglichen mit dem Fall des Massekerns gemäß dem Bezugsbeispiel. Somit kann in dem Fall des Massekerns 10 gemäß der Ausführungsform 1 die Spannung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54 auftritt, verringert werden, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass der erste untere Stempel 54 beschädigt wird. Im Gegensatz dazu betrugen im Falle des Massekerns gemäß dem Bezugsbeispiel die Höchstspannungen an den Ecken A und B des ersten unteren Stempels über 2.000 MPa, wodurch der erste untere Stempel 54 leicht verformt und beschädigt werden kann.
Ferner ist ersichtlich, dass der Höchststress an der Ecke C, die sich an der Innenseite in der Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels 54 befindet, von den Spannungen an den Ecken A bis C des ersten unteren Stempels relativ klein ist. Der Grund dafür ist wie folgt. Da der erste untere Stempel zwei Durchgangslöcher aufweist, die symmetrisch angeordnet sind, heben sich die seitlichen Drücke, die darauf wirken, auf, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass die Spannung aufgrund des Seitendrucks auftritt.
<Vorteilhafte Wirkungen des Massekerns>
Der Massekern 10 gemäß Ausführungsform 1 weist die konkaven Abschnitte 30 auf, die in der gesamten Fläche 15 des Jochabschnitts 11 vorgesehen sind. Somit kann die Verformung des ersten unteren Stempels 54 unter dem seitlichen Druck, der zum Zeitpunkt der Verdichtung darauf wirkt, durch die konvexen Abschnitte 60 unterdrückt werden, die an der ringförmigen Endfläche 54o des ersten unteren Stempels 54 vorgesehen sind. Selbst wenn somit der Verdichtungsdruck steigt, um die Dichte des Massekerns 10 zu erhöhen, kann die Spannung, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54 auftritt, verringert werden. Dementsprechend kann das Auftreten einer Beschädigung des ersten unteren Stempels 54 unterdrückt werden. Somit kann der Massekern 10 eine hohe Dichte aufweisen und mit hoher Produktivität hergestellt werden.
[Modifikationen]
Zuvor wurde die Ausführungsform 1 anhand eines beispielhaften Falls beschrieben, bei dem die konkaven Abschnitte 30, die in dem Massekern 10 vorgesehen sind, jeweils eine halbkreisförmige Querschnittsform mit einer bogenförmigen Krümmungsfläche aufweisen (siehe 3). Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen solchen Fall beschränkt, und die konkaven Abschnitte 30 können jeweils eine Neigungsfläche aufweisen, die sich zu einem entsprechenden der Zahnabschnitte 12 neigt. Im Nachfolgenden werden die konkaven Abschnitte des Massekerns gemäß unterschiedlichen Modifikationen beschrieben.
Im Nachfolgenden wird ein bestimmtes Beispiel des konkaven Abschnitts mit einer Neigungsfläche mit Bezug auf 15 beschrieben. Ein konkaver Abschnitt 31, der im oberen Teil der 15 dargestellt ist, weist eine Querschnittsform auf, die durch eine Neigungsfläche 41, die in Richtung des Zahnabschnitts 12 geneigt ist, und eine bogenförmige Krümmungsfläche 42, die sich von der Neigungsfläche 41 erstreckt und mit der Umfangsfläche des Zahnabschnitts 12 durchgehend verläuft, definiert ist. In diesem Beispiel weist die Krümmungsfläche 42 einen Krümmungsradius R von 1 mm auf, und der konkave Abschnitt 31 hat eine Tiefe D von 1 mm und eine Breite Wd von 3 mm. Andererseits weist ein konkaver Abschnitt 32, der im unteren Teil der 15 dargestellt ist, eine Querschnittsform auf, die durch die Neigungsfläche 41, die in Richtung des Zahnabschnitts 12 geneigt ist, und eine senkrechte Fläche 43, die sich von der Umfangsfläche des Zahnabschnitts 12 erstreckt, definiert ist, wobei eine Ecke 44 mit einem Krümmungsradius R vorhanden ist, an der sich die Neigungsfläche 41 und die senkrechte Fläche 43 treffen. In diesem Beispiel weist die Ecke 44 einen Krümmungsradius R von 0,5 mm auf, und der konkave Abschnitt 32 hat eine Tiefe D von 1 mm und eine Breite Wd von 3 mm. Die konkaven Abschnitte 31 und 32 weisen jeweils eine Querschnittsform auf, die mit Bezug auf eine senkrechte Linie, die durch den Scheitelpunkt des konkaven Abschnitts verläuft, asymmetrisch ist, wobei die Neigungsfläche 41 länger ist.
16 zeigt konvexe Abschnitte 61 und 62 der ersten unteren Stempel 54 zum Formen der entsprechenden konkaven Abschnitte 31 und 32, wie in 15 gezeigt. Der konvexe Abschnitt 61, der im oberen Teil der 16 dargestellt ist, weist eine Querschnittsform auf, die mit dem konkaven Abschnitt 31 zusammenpasst und durch eine Neigungsfläche 71, die in Richtung des Durchgangslochs 54h geneigt ist, und eine bogenförmige Krümmungsfläche 72, die sich von der Neigungsfläche 71 erstreckt und mit der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 54h durchgehend verläuft, definiert ist. In diesem Beispiel weist die Krümmungsfläche 72 einen Krümmungsradius R von 1 mm auf, und der konvexe Abschnitt 61 hat eine Höhe H von 1 mm und eine Breite Wb von 3 mm. Andererseits weist der konvexe Abschnitt 62, der im unteren Teil der 16 dargestellt ist, eine Querschnittsform auf, die mit dem konkaven Abschnitt 32 zusammenpasst und durch die Neigungsfläche 71, die in Richtung des Durchgangslochs 54h geneigt ist, und eine senkrechte Fläche 73, die sich von der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 54h erstreckt, definiert ist, wobei eine Ecke 74 mit einem Krümmungsradius R vorhanden ist, an der sich die Neigungsfläche 71 und die senkrechte Fläche 73 treffen. In diesem Beispiel weist die Ecke 74 einen Krümmungsradius R von 0,5 mm auf, und der konvexe Abschnitt 62 hat eine Höhe H von 1 mm und eine Breite Wb von 3 mm. Die konvexen Abschnitte 61 und 62 weisen jeweils Querschnittsformen auf, die mit Bezug auf eine senkrechte Linie, die durch den Scheitelpunkt des konvexen Abschnitts verläuft, asymmetrisch ist, wobei die Neigungsfläche 71 länger ist.
<Vorteilhafte Wirkungen>
In dem Fall, in dem der konvexe Abschnitt 61 oder 62, der in dem ersten unteren Stempel 54 vorgesehen ist, die Neigungsfläche 71 aufweist, die mit der Neigungsfläche 41 des konkaven Abschnitts 31 oder 32, der im Massekern 10 vorgesehen ist, übereinstimmt, wirkt ein Druck bei der Verdichtung des Rohmaterialpulvers auf die Neigungsfläche 71. Der von der Neigungsfläche 71 aufgenommene Druck wirkt in Richtung des Durchgangslochs 54h, wie anhand eines weißen Pfeils in 16 dargestellt. Das heißt, der Druck wirkt in eine solche Richtung, dass der seitliche Druck, der auf die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 54h zum Zeitpunkt des Verdichtens wirkt, aufgehoben wird. Da wenigstens ein Teil des seitlichen Drucks, der auf den ersten Stempel 54 wirkt, durch den Druck, der von der Neigungsfläche 71 des konvexen Abschnitts 61 oder 62 zum Zeitpunkt des Verdichtens aufgenommen wird, aufgehoben wird, kann die Verformung des ersten unteren Stempels 54 unter dem seitlichen Druck weiter verringert werden.
<Analyse der in dem unteren Stempel auftretenden Spannung>
Ein Massekern 10 mit dem konkaven Abschnitt 31, der im oberen Teil der 15 gezeigt ist, ist als Modifikation 1 definiert, und ein Massekern 10 mit dem konkaven Abschnitt 32, der im unteren Teil der 15 dargestellt ist, ist als Modifikation 2 definiert. Durch Verwenden der ersten unteren Stempel 54, die mit Bezug auf 16 beschrieben sind, wurden die Verteilungen der Spannungen, die auf die entsprechenden ersten unteren Stempel 54 während der Bildung der Massekerne 10 gemäß der Modifikationen 1 und 2 wirken, so wie in Ausführungsform 1 mittels CAE analysiert. Für jeden der Massekerne gemäß den Modifikationen 1 und 2 wurden die Höchstspannungen, die an den entsprechenden inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54 zum Zeitpunkt der Verdichtung auftreten, aus den CAE-Analyseergebnissen berechnet. Die Spannungsverteilungen (Einheit: MPa) in der Nähe der Ecken A bis C des ersten unteren Stempels 54 für die Massekerne gemäß den Modifikationen 1 und 2 sind jeweils in 17 bis 19 und 20 bis 22 dargestellt, und die Höchstspannungen an den entsprechenden Ecken A bis C sind in Tabelle 2 zusammengefasst. [Tabelle 2]

Höchstspannung (MPa)

Ecke A Ecke B Ecke C

Ausführungsform 1 1812 1813 837,2

Modifikation 1 1687 1747 825,3

Modifikation 2 1593 1663 775,8
Gemäß den Ergebnissen der Spannungsanalyse mittels CAE zeigt sich, dass die Höchstspannungen an den Ecken des ersten unteren Stempels 54 für jeden der Massekerne 10 gemäß den Modifikationen 1 und 2 viel niedriger als jene des Massekerns 10 gemäß der Ausführungsform 1 sind. Somit kann in dem Massekern 10 gemäß der Modifikation 1 und 2 die Spannungen, die an den inneren Ecken des ersten unteren Stempels 54 auftreten, weiter verringert werden, und somit ist es weniger wahrscheinlich, dass der erste unter Stempel 54 beschädigt wird. Der Grund dafür ist wie folgt. In dem Massekern 10 gemäß der Modifikation 1 und 2 weist der konkave Abschnitt 31 oder 32 die Neigungsfläche 41 auf, und die Neigungsfläche 71, die die Neigungsfläche 41 formt, ist in dem konvexen Abschnitt 61 oder 62 des ersten unteren Stempels 54 enthalten. Da der konvexe Abschnitt 61 oder 62 des ersten unteren Stempels die Neigungsfläche 71 aufweist, kann wenigstens ein Teil des seitlichen Drucks, der auf den ersten unteren Stempel 54 wirkt, durch den Druck, der von der Neigungsfläche 7z1 zum Zeitpunkt der Verdichtung aufgenommen wird, aufgehoben werden. Ferner legt das Vergleichsergebnis zwischen den Modifikationen 1 und 2 nahe, dass der Effekt der Verringerung der Spannung, die an den inneren Ecken des des ersten unteren Stempels 54 auftritt, in der Modifikation 2 größer ist, die eine längere Neigungsfläche 41 (Neigungsfläche 71) verwendet.
<Statorkern>
Mit Bezug auf 23 wird im Nachfolgenden ein Statorkern 210 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Der Statorkern 210 ist ein Statorkern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, und umfasst den Massekern 10, der einer einer Vielzahl von Massekernen 10 ist, die ringförmig miteinander verbunden sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Satz von sechs Massekernen 10 ringförmig angeordnet und an entsprechenden Seiten in der Umfangsrichtung sind Endflächen benachbarter Jochabschnitte 11 mittels Klebstoff oder dergleichen miteinander verbunden, wodurch der Statorkern 210 erhalten wird.
<Stator>
Mit Bezug auf 24 wird im Nachfolgenden ein Stator 200 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Der Stator 200 ist ein Stator, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, und umfasst den Statorkern 210 und Spulen 220, die an den entsprechenden Zahnabschnitten 12 der Massekerne 10, die den Statorkern 210 bilden, vorgesehen sind. Die Spulen 220 sind jeweils durch eine konzentrierte Wicklung gebildet.
<Axialspaltmotor>
Im Nachfolgenden wird ein bestimmtes Beispiel der Axialspalt-Drehelektromaschine beschrieben. Ein Axialspaltmotor (im Nachfolgenden einfach „Motor“ bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform wird im Nachfolgenden mit Bezug auf 25 bis 27 beschrieben.
Wie in 25 und 26 gezeigt, umfasst ein Axialspaltmotor 400 einen Rotor 300 und Statoren 200, die einander in axialer Richtung gegenüberliegen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Statoren 200 derart vorgesehen, dass sie den entsprechenden Seiten des Rotors 300 zugewandt sind. Der Rotor 300 und die Statoren 200 sind in einem Zylindergehäuse 410 untergebracht. Das Gehäuse 410 ist auf zwei entsprechenden Seiten davon mit scheibenförmigen Platten 420 ausgebildet. Die zwei Platten 420 weisen jeweils ein Durchgangsloch in der Mitte davon auf. Eine Welle 430 ist drehbar in den Durchgangslöchern mit dazwischen angeordneten Lagern 440 gelagert.
Die Statoren 200 sind jeweils so ausgerichtet, dass ihre Seite mit den Zahnabschnitten 12 dem Rotor 300 zugewandt ist. Die Jochabschnitte 11 eines jeden Statorkerns 210 sind an einer entsprechenden der Platte 420 befestigt.
Der Rotor 300 umfasst eine Vielzahl von Magneten 320 und ein Stützelement 310, das die Magnete 320 hält. Die Magnete 320 weisen jeweils eine flache plattenartige Form auf. Wie in 27 gezeigt, sind die Magnete 320 entlang des Außenumfangs des Stützelements 310, das eine Ringform aufweist, eingebettet und in Abständen in der Umfangsrichtung des Rotors 300 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Rotor 300 zehn Magnete 320. Die Magnete 320 sind jeweils in der axialen Richtung des Rotors 300 polarisiert und derart ausgerichtet, dass die Polarisationsrichtung zwischen benachbarten Magneten 320 umgekehrt wird. Die Innenumfangsseite des Stützelements 310 ist an einem Flanschabschnitt 431, der in der Welle 430 enthalten ist, befestigt, um dadurch den Rotor 300 durch die Welle 430 zu halten.
In Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschrieben wurde, sind im Nachfolgenden Anhänge offenbart.
[Anhang 1]
Form zur Bildung eines Massekerns, der einen kreisabschnittförmigen, plattenartigen Jochabschnitt und einen Zahnabschnitt, der von dem Jochabschnitt vorsteht, umfasst, wobei die Form aufweist:

eine Matrize mit einem kreisabschnittsförmigen Formloch, das eine Umfangsfläche des Jochabschnitts formt;
einen oberen Stempel, der in das Formloch der Matrize einpassbar ist und eine Endfläche aufweist, die eine untere Fläche des Jochabschnitts formt;
einen ersten unteren Stempel, der in das Formloch der Matrize einpassbar ist, wobei der erste untere Stempel ein Durchgangsloch, das eine Umfangsfläche des Zahnabschnitts formt, und eine ringförmige Endfläche, die eine gezahnte Fläche des Jochabschnitts formt, der von dem Zahnabschnitt vorsteht, umfasst; und
einen zweiten unteren Stempel, der in das Durchgangsloch des ersten unteren Stempels einsetzbar ist und eine Endfläche aufweist, die eine obere Endfläche des Zahns formt;
wobei die ringförmige Endfläche des ersten unteren Stempels einen konvexen Abschnitt aufweist, der zwischen einer Umfangskante des Durchgangslochs und einer Umfangskante des ersten unteren Stempels vorgesehen ist.

[Anhang 2]
Form gemäß Anhang 1, wobei sich der konvexe Abschnitt entlang jeder Umfangskante des ersten unteren Stempels erstreckt, die an zwei entsprechenden Seiten in einer Umfangsrichtung des ersten unteren Stempels vorgesehen sind.
[Anhang 3]
Form gemäß Anhang 1 oder 2, wobei sich der konvexe Abschnitt entlang der gesamten Umfangskante des Durchgangslochs erstreckt.
[Anhang 4]
Form nach einem der Anhänge 1 bis 3, wobei der konvexe Abschnitt eine Neigungsfläche aufweist, die in Richtung des Durchgangslochs geneigt ist.
[Anhang 5]
Verfahren zur Herstellung eines Massekerns, der einen kreisabschnittsförmigen, plattenartigen Jochabschnitt und einen Zahnabschnitt, der von dem Jochabschnitt vorsteht, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:

Verwenden der Form gemäß einer der Anhänge 1 bis 4,
einen Zuführungsschritt, in dem Rohmaterialpulver, das weichmagnetisches Pulver als eine Hauptkomponente enthält, in einen Hohlraum der Form gefüllt wird, wobei der Hohlraum durch das Formloch der Matrize, den ersten unteren Stempel und den zweiten unteren Stempel definiert wird;
einen Formgebungsschritt, in dem das zugeführt Rohmaterialpulver durch den oberen Stempel, den ersten unteren Stempel und den zweiten unteren Stempel verdichtet und in den Massekern geformt wird; und
einen Entnahmeschritt, in dem der Massekern aus der Form entnommen wird.

[Anhang 6]
Verfahren zur Herstellung eines Massekerns gemäß Anhang 5, wobei in dem Formgebungsschritt ein Verdichtungsdruck, der zum Zeitpunkt des Verdichtens aufgebracht wird, 686 MPa oder mehr beträgt.
Bezugszeichenliste

10, 100: Massekern
11, 110: Jochabschnitt
12, 120: Zahnabschnitt
15: gezahnte Oberfläche
21, 22: Seitenkante
23: Außenumfangskante
30, 31, 32: konkaver Abschnitt
41: Neigungsfläche
42: Krümmungsfläche
43: senkrechte Fläche
44: Ecke
50, 500: Form
51, 510: Matrize
51h, 510h: Formloch
52, 520: Oberer Stempel
52f, 520f: Stirnfläche
53, 530: Unterer Stempel
54, 540: erster unterer Stempel
54h, 540h: Durchgangsloch
54a, 54b: Seitenkante
54c: Außenumfangskante
540, 540o: ringförmige Stirnfläche
55, 550: zweiter unterer Stempel
55f, 550f: Endfläche
60, 61, 62: konvexer Abschnitt
71: Neigungsfläche
72: Krümmungsfläche
73: senkrechte Fläche
74: Ecke
200: Stator
210: Statorkern
220: Spule
300: Rotor
310: Stützelement
320: Magnet
400: Motor
410: Gehäuse
420: Platte
430: Welle
431: Flanschabschnitt
440: Lager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016125187 [0002]
JP 200886115 [0003]
JP 2008193838 [0003]

Claims

Massekern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Massekern umfasst: einen kreisabschnittförmigen, plattenartigen Jochabschnitt; und einen Zahnabschnitt, der mit dem Jochabschnitt zusammengebaut ist und von dem Jochabschnitt vorsteht, wobei, wenn eine der Oberflächen des Jochabschnitts, von dem der Zahnabschnitt vorsteht, als eine gezahnte Oberfläche bezeichnet wird, die gezahnte Oberfläche einen konkaven Abschnitt aufweist, der zwischen einer Umfangskante des Zahnabschnitts und einer Umfangskante des Jochabschnitts vorgesehen ist.
Massekern nach Anspruch 1, wobei sich der konkave Abschnitt entlang jeder der Umfangskanten des Jochabschnitts erstreckt, die sich auf zwei entsprechenden Seiten in einer Umfangsrichtung des Jochabschnitts befinden.
Massekern nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der konkave Abschnitt entlang einer gesamten Umfangskante des Zahnabschnitts erstreckt.
Massekern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der konkave Abschnitt eine Neigungsfläche aufweist, die zu dem Zahnabschnitt hin geneigt ist.
Massekern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Massekern eine relative Dichte von 90% oder höher aufweist.
Statorkern, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Statorkern umfasst: den Massekern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Vielzahl von Massekernen ringförmig miteinander kombiniert sind.
Stator, der in einer Axialspalt-Drehelektromaschine enthalten ist, wobei der Stator aufweist: den Statorkern gemäß Anspruch 6; und Spulen, die an den Zahnabschnitten der Massekerne vorgesehen sind, die den Statorkern bilden.