JP2005354817A - 圧粉磁心およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 寸法精度を向上することができ、小型化を図ることができる圧粉磁心およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の圧粉磁心としてのステータコア２は、互いに重ね合わされた環状のヨーク部１１，１２と、複数のティース部６と、複数のティース部６の各々に巻き付けられたコイル７とを備えている。複数のティース部６の各々は鍔部１４を有しており、ヨーク部１１，１２の各々の間に挟まれている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、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およびその製造方法に関する。

電動機のステータコアなどとして用いられる磁心の従来の製造方法が、たとえば特開２００４−４０８７１号公報（特許文献１）に開示されている。上記特許文献１の製造方法では、磁性粉体と絶縁部材との複合材料を用いて、ステータコアをその周方向に沿って分割した形態の複数のコアピースが始めに成形される。次に、複数のコアピースの各々にコイルが巻き回され、複数のコアピースの各々が互いに接合され、ステータコアが製造される。また、特開２００３−２３５１８６号公報（特許文献２）には、鋼よりなるコアにコイルが巻き付けられた形態の複数の発電コイル要素を周方向に組み合わせて円環状の発電コイルを製造する方法が開示されている。
特開２００４−４０８７１号公報 特開２００３−２３５１８６号公報

しかしながら、上記特許文献１および２に開示された磁心の製造方法では、ステータコアまたは発電コイルが周に沿って分割されているので、コアピースまたは発電コイル要素の位置が円周の径方向にずれ、寸法精度が悪化するという問題があった。特に、ステータコアの寸法精度が悪化して外周に凹凸が生じると、ステータコアの外周を焼き嵌めにより固定しにくくなるので、ステータコアの製造が複雑になる。また、ステータコアの寸法精度が悪化して内周に凹凸が生じると、ステータコアが真円でなくなるので、ロータとステータとのギャップが一定に保てなくなり、モータの特性が劣化する。

また、上記特許文献１および２に開示された磁心においては、ステータコアまたは発電コイルに巻き付けられたコイルが上面および下面においてはみ出ている。このため、はみ出たコイルの分だけ磁心が大型化するという問題があった。

そこで本発明の目的は、上記の課題を解決することであり、寸法精度を向上することができ、小型化を図ることができる圧粉磁心およびその製造方法を提供することである。

本発明の圧粉磁心は、互いに重ね合わされた環状の第１および第２ヨーク部と、鍔部を有し、第１および第２ヨーク部の間に挟まれた複数のティース部と、複数のティース部の各々に巻き付けられたコイルとを備えている。

本発明の圧粉磁心の製造方法は、以下の工程を備えている。軟磁性粉末を加圧成形することによって、環状の第１および第２ヨーク部を形成する。軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部を有する複数のティース部を形成する。複数のティース部の各々にコイルを巻き付ける。第１または第２のヨーク部の周方向沿って所定の間隔で配置した複数のティース部の各々を挟むように、第１および第２ヨーク部を重ね合わせる。

本発明の圧粉磁心およびその製造方法によれば、環状の第１および第２ヨーク部は周方向に分割されていない。これにより、ヨークの周方向に沿って分割された形態の複数のピースを互いに接合する場合よりも径方向にずれにくくなる。また、第１および第２ヨーク部を組み合わせることで厚み方向にずれなくなる。これらにより、圧粉磁心の寸法精度を向上することができる。また、複数のティース部の各々が第１および第２ヨーク部に挟まれているので、第１ヨーク部と第２ヨーク部とを合わせた厚さがティース部の厚さよりも厚くなる。この厚さの分だけヨーク部に形成される磁路の断面積が拡大されることにより、磁気飽和を抑制することができ、性能アップを図ることができる。あるいは、同じ性能であれば、従来よりも径方向寸法のコンパクト化を図ることができる。

なお、本発明の圧粉磁心において好ましくは、複数のティース部の各々における第１および第２のヨーク部との嵌合部の表面の表面粗さＲｙは３μｍ以下である。ここで、「嵌合部の表面」とは、ティース部を挟むように第１および第２ヨーク部を重ね合わせた場合の、第１および第２ヨーク部とティース部との重ね合わせの面を意味している。

本発明の圧粉磁心において好ましくは、複数のティース部の各々は、第１鍔部を有する第１ティース部と、第２鍔部を有する第２ティース部とを有している。

本発明の圧粉磁心の製造方法において好ましくは、複数のティース部は以下の工程によって形成される。軟磁性粉末を加圧成形することによって、第１鍔部を有する複数の第１ティース部を形成する。軟磁性粉末を加圧成形することによって、第２鍔部を有する複数の第２ティース部を形成する。複数の第１ティース部の各々と複数の第２ティース部の各々とを重ね合わせる。

これにより、コイルを巻きつける部分が角部とならないティース部を圧粉成形にて作製することができる。コイルを巻きつける部分が角部とならないことにより、ティース部の角部において巻き付けられたコイルに負荷がかかることがなくなるので、負荷によるコイルの損傷を防止することができる。

本発明の圧粉磁心およびその製造方法において好ましくは、鍔部の厚さはティース部の本体部の厚さよりも厚い。

これにより、鍔部がティース部の本体部から厚み方向に突き出した形状となるので、ティース部の本体部に巻き付けられたコイルを鍔部により安定して固定することができる。

本発明の圧粉磁心の製造方法において好ましくは、コイルの巻き付けは第１および第２ヨーク部を重ね合わせる前に行なわれる。また、コイルの巻き付けは以下の工程によって行なわれる。コイルを成形する。成形したコイルを複数のティース部の各々に挿通する。

これにより、コイルをティース部に予め巻き付けてから、ティース部とヨーク部とを一体化することができるので、ヨーク部とティース部とを一体化した後でティース部の回りにコイルを巻き付ける場合と比較して、圧粉磁心の製造が容易になる。また、成形したコイルを挿通することでティース部にコイルを巻き付けることができるので、巻き線機などの装置を製造ライン上に設置する必要がなくなる。したがって、圧粉磁心の製造が容易になる。

本発明の圧粉磁心およびその製造方法によれば、環状の第１および第２ヨーク部は周方向に分割されていない。これにより、ヨークの周方向に沿って分割された形態の複数のピースを互いに接合する場合よりも径方向にずれにくくなる。また、第１および第２ヨーク部を組み合わせることで厚み方向にずれなくなる。これらにより、圧粉磁心の寸法精度を向上することができる。また、複数のティース部の各々が第１および第２ヨーク部に挟まれているので、第１ヨーク部と第２ヨーク部とを合わせた厚さがティース部の厚さよりも厚くなる。この厚さの分だけヨーク部に形成される磁路の断面積が拡大されることにより、磁気飽和を抑制することができ、性能アップを図ることができる。あるいは、同じ性能であれば、従来よりも径方向寸法のコンパクト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるステータコアを用いた電動機を示す上面図である。なお、以下の説明における「外周側」、「内周側」、「周方向」、「径方向」の語句は、それぞれ「ステータコアの外周側」、「ステータコアの内周側」、「ステータコアの周方向」、および「ステータコアの径方向」を意味している。

図１を参照して、電動機１は、圧粉磁心としての環状のステータコア２と、ステータコア２の内周側に配置された円柱状のローターコア３とを備える。ローターコア３は、中心部に回転軸４を有する。ローターコア３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。ローターコア３の周縁には、所定の角度ごとに永久磁石５が埋め込まれている。

ステータコア２は、環状のヨーク部１１，１２と、ヨーク部１１，１２から内周側に突出する複数のティース部６と、複数のティース部６の各々に巻き付けられたコイル７とを備えている。ヨーク部１１，１２の各々は、互いに厚み方向（図１中紙面に垂直な方向）に重ね合わされている。

図２は、図１のＡ部拡大図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

図１〜図３を参照して、ヨーク部１１，１２の各々の内周側の壁面には、複数のティース部６の各々と嵌合するための複数の嵌合部１７，１８の各々が形成されている。また、複数のティース部６の各々の外周側の端部付近には、ヨーク部１１，１２の各々と嵌合するための嵌合部１５が形成されている。嵌合部１７，１８と嵌合部１５とが嵌合することにより、ヨーク部１１，１２の各々の間に複数のティース部６の各々が挟まれている。ヨーク部１１，１２および複数のティース部６の各々は、複数の軟磁性粒子が互いに接合することによって形成されている。

複数のティース部６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。複数のティース部６の各々は、鍔部１４と、本体部１３とを有している。ティース部６の本体部１３は、ヨーク部１１，１２から径方向に帯状に延在している。鍔部１４は、本体部１３よりも内周側に形成されている。鍔部１４は、弧の平面形状を有しており、本体部１３と比べて、周方向に沿った長さが長くなって形成されている。また、鍔部１４の厚さｄ２は、本体部１３の厚さｄ１よりも厚いことが好ましい。ヨーク部１１，１２と、互いに隣り合う２つのティース部６とに囲まれた空間には、スロット部８が規定されている。スロット部８は、ローターコア３に向い合う内周側で開口している。

コイル７は、本体部１３に巻き付けられており、ヨーク部１１，１２と鍔部１４とに挟まれるように配置されている。これにより、コイル７はティース部６に対する位置が固定されている。コイル７の一部は、スロット部８の空間を占めている。なお、図３において、厚さｄ３はヨーク部１１とヨーク部１２とを合わせた厚さを示しており、厚さｄ４はコイル７の厚さを示している。

図４は、図２中のコイルを示す断面図である。図４を参照して、コイル７は、絶縁被膜２２によって覆われた螺旋状に延びる導線２１によって形成されている。導線２１は、ティース部６の表面から離れる方向に多層に巻かれている。導線２１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２２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。

図５は、図２のＢ部の表面を拡大して示した模式図である。図５を参照して、ステータコア２を形成する複数の軟磁性粒子２０は、金属磁性粒子２０ａと、金属磁性粒子２０ａの表面を取り囲む絶縁被膜２０ｂとを備えている。複数の軟磁性粒子２０の各々は、軟磁性粒子２０が有する凹凸の噛み合わせによって接合されている。

金属磁性粒子２０ａ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されている。金属磁性粒子２０ａは、金属単体でも合金でもよい。

金属磁性粒子２０ａの平均粒径は、５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。金属磁性粒子２０ａの平均粒径を５μｍ以上にした場合、金属が酸化されにくいため、ステータコア２の磁気的特性を向上させることができる。また、金属磁性粒子２０ａの平均粒径を３００μｍ以下にした場合、後に説明する加圧成形工程において軟磁性粉末（複数の軟磁性粒子２０の集合体）の圧縮性が低下するということがない。これにより、加圧成形工程によって得られた成形体の密度を大きくすることができる。

なお、ここで言う平均粒径とは、ふるい法によって測定した粒径のヒストグラム中、粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径Ｄをいう。

絶縁被膜２０ｂは、金属磁性粒子２０ａ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２０ｂは、酸化物を含有する。この酸化物を含有する絶縁被膜としては、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、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２０ｂは、金属磁性粒子２０ａ間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子２０ａを絶縁被膜２０ｂで覆うことによって、軟磁性粉末の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、金属磁性粒子２０ａ間に渦電流が流れるのを抑制し、渦電流に起因する鉄損を低減させることができる。

絶縁被膜２０ｂの厚みは、０．００５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。絶縁被膜２０ｂの厚みを０．００５μｍ以上とすることによって、渦電流によるエネルギー損失を効果的に抑制することができる。また、絶縁被膜２０ｂの厚みを２０μｍ以下とすることによって、軟磁性粉末に占める絶縁被膜２０ｂの割合が大きくなりすぎることがない。このため、ステータコア２の磁束密度が著しく低下することを防止できる。

ティース部６およびヨーク部１１，１２の各々は加圧成形によって形成されるので、ティース部６の嵌合部１５の表面１５ｃ付近の軟磁性粒子２０およびヨーク部１１の嵌合部１７の表面１７ａ付近の軟磁性粒子２０は大きく変形している。すなわち、表面１５ｃ，１７ａの各々の表面粗さは、ティース部６およびヨーク部１１，１２の各々を形成するのに用いられる金型の表面粗さによって規定される。具体的には、ティース部６およびヨーク部１１の各々を形成するのに用いられる金型の表面粗さＲｙは通常０．３μｍ以下であり、この場合、表面１５ｃ，１７ａの各々の表面粗さＲｙは３μｍ以下となる。なお、表面粗さＲｙとは、最大高さＲｙを意味している。

また、ヨーク部１１，１２と複数のティース部６の各々とが互いに嵌合しているので、嵌合部１５と嵌合部１７との隙間の厚さＷ１は３０μｍ以上となっている。なお、ヨーク部１１，１２と複数のティース部６の各々との結合を強化するために、嵌合部１５と嵌合部１７との隙間にたとえば接着層（図示なし）などが形成されていてもよい。

次に、本実施の形態におけるステータコアの製造方法について説明する。

図６は、本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法を示すステップ図である。図７〜図１０は、本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法を工程順に示す図である。図７および図８は斜視図であり、図９および図１０は上面図である。

図６および図７を参照して、まず、複数の軟磁性粒子２０（図５）を含む軟磁性粉末を金型に入れ、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、軟磁性粉末を圧縮し、嵌合部１７，１８の各々が形成されたヨーク部１１，１２の各々を形成する（ステップＳ１）。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が酸化されるのを抑制できる。

次に、ヨーク部１１，１２の各々に軟磁性粒子２０の絶縁被膜２０ｂの熱分解温度未満の温度で熱処理を行なう（ステップＳ２）。絶縁被膜２０ｂがたとえばリン酸被膜である場合、熱処理は、４００℃以上５００℃未満の温度で１時間以上行なう。このような高温下で熱処理を行なうことによって、成形体の内部に存在する歪および転位を取り除き、ヨーク部１１，１２の磁気的特性を大幅に向上させることができる。また、熱処理によって絶縁被膜２０ｂが劣化することがない。

図６および図８を参照して、図７に示す工程とは別に、複数の軟磁性粒子２０を含む軟磁性粉末を金型に入れ、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、軟磁性粉末を圧縮し、複数のティース部６を形成する（ステップＳ３）。ティース部６は本体部１３と鍔部１４とを有しており、ティース部６の端部付近には嵌合部１５が形成されている。鍔部１４の厚さｄ２は本体部１３の厚さｄ１よりも厚い。ティース部６の加圧成形の際も、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。次に、ヨーク部１１，１２と同様の方法で、複数のティース部６の各々に熱処理を行なう（ステップＳ４）。これにより、絶縁被膜２０ｂを劣化させずに、成形体の内部に存在する歪および転位を取り除き、ティース部６の磁気的特性を大幅に向上させることができる。

図６および図９を参照して、図７および図８に示す工程とは別に、螺旋状に巻かれたコイル７を成形する（ステップＳ５）。そして、嵌合部１５側からティース部６の本体部１３へコイル７を挿通する（ステップＳ６）。これにより、複数のティース部６の各々にコイル７が巻き付けられる。

図６および図１０を参照して、ヨーク部１２の嵌合部１８に複数のティース部６の各々の嵌合部１５を嵌合することにより、複数のティース部６の各々をヨーク部１２の周方向に沿って所定の間隔で配置する。そして、複数のティース部６の各々をヨーク部１１（図７）およびヨーク部１２で挟むように、ヨーク部１２の上にヨーク部１１を重ね合わせる（ステップＳ７）。これにより、複数のティース部６の各々がヨーク部１１，１２に固定される。ヨーク部１１とヨーク部１２との間の接合は、たとえばボルトや接着剤などを用いて行なわれる。また、ヨーク部１１，１２の各々に組み立て用の凹凸を形成し、この凹凸を嵌め合わせてもよい。以上の工程により、図１に示すステータコア２が完成する。このように形成されたステータコア２は、ヨーク部１１，１２の位置において８．０×１０³（Ａ／ｍ）の磁場を印加した場合の磁束密度が１．４（Ｔ：テスラ）以上であり、透磁率が５００以上である。また、鍔部１４の位置において、８．０×１０³（Ａ／ｍ）の磁場を印加した場合の磁束密度が１．２（Ｔ）以上であり、透磁率が２５０以上である。

本実施の形態の圧粉磁心としてのステータコア２は、互いに重ね合わされた環状のヨーク部１１，１２と、複数のティース部６と、複数のティース部６の各々に巻き付けられたコイル７とを備えている。複数のティース部６の各々は鍔部１４を有しており、ヨーク部１１，１２の各々の間に挟まれている。

本実施の形態のステータコア２の製造方法は、以下の工程を備えている。軟磁性粉末を加圧成形することによって、環状のヨーク部１１，１２の各々を形成する（ステップＳ１）。軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部１４を有する複数のティース部６を形成する（ステップＳ３）。複数のティース部６の各々にコイル７を巻き付ける（ステップＳ５，Ｓ６）。ヨーク部１１，１２の周方向沿って所定の間隔で配置した複数のティース部６の各々を挟むように、ヨーク部１１，１２の各々を重ね合わせる（ステップＳ７）。

本実施の形態のステータコア２およびその製造方法によれば、環状のヨーク部１１，１２は周方向に分割されていない。これにより、ヨークの周方向に沿って分割された形態の複数のピースを互いに接合する場合よりも径方向にずれにくくなる。また、ヨーク部１１，１２を組み合わせることで厚み方向にずれなくなる。これらにより、ステータコアの寸法精度を向上することができる。また、複数のティース部６の各々がヨーク部１１，１２の各々に挟まれているので、ヨーク部１１とヨーク部１２とを合わせた厚さｄ３がティース部６の厚さｄ１よりも厚くなる。この厚さの分だけヨーク部１１，１２に形成される磁路の断面積が拡大されることにより、磁気飽和を抑制することができ、性能アップを図ることができる。あるいは、同じ性能であれば、従来よりも径方向寸法のコンパクト化を図ることができる。

本実施の形態のステータコア２およびその製造方法においては、鍔部１４の厚さｄ２はティース部６の本体部１３の厚さｄ１よりも厚い。

これにより、鍔部１４が本体部１３から厚み方向（図３中縦方向）に突き出した形状となるので、本体部１３に巻き付けられたコイル７を鍔部１４により安定して固定することができる。

本実施の形態のステータコア２の製造方法においては、コイル７の巻き付けはヨーク部１１，１２の各々を重ね合わせる（ステップＳ７）前に行なわれる。また、コイル７の巻き付けは以下の工程によって行なわれる。コイルを成形する（ステップＳ５）。成形したコイル７を複数のティース部６の各々に挿通する（ステップＳ６）。

これにより、コイル７をティース部６に予め巻きつけてから、ティース部６をヨーク部１１，１２と一体化することができるので、ヨーク部１１，１２とティース部６とを一体化した後でティース部６の回りにコイル７を巻き付ける場合と比較して、ステータコアの製造が容易になる。また、成形したコイル７を挿通することでティース部６にコイル７を巻き付ることができるので、巻き線機などの装置を製造ライン上に設置する必要がなくなる。したがって、ステータコアの製造が容易になる。

なお、本実施の形態においては、コイル７の巻き付けがヨーク部１１，１２の各々を重ね合わせる（ステップＳ７）前に行なわれる場合について示した。しかし、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、ヨーク部１１，１２の各々を重ね合わせた後でティース部６にコイル７を巻きつけてもよい。

また、本実施の形態においては、複数のティース部６の各々とヨーク部１１，１２の各々とが互いに嵌合することにより、複数のティース部６の各々がヨーク部１１，１２の各々に挟まれる場合について示した。しかし、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、複数のティース部の各々が第１および第２ヨーク部の各々に挟まれればよい。

さらに、本実施の形態においては、嵌合部１５，１７，および１８が凸形状と凹形状とにより構成されている場合について示したが、嵌合部１７，１８は凸形状および凹形状のどちらでもよく、嵌合部１５と嵌合部１７，１８とはどのような形状により嵌合してもよい。また、嵌合部１７，１８は、ヨーク部１１，１２に挟まれるティース部６の任意の位置に任意の個数設けることができる。さらに、嵌合部１７，１８は、ティース部６から見て凹形状であった方が、事前に巻いたコイル７をティース部６に嵌め込みやすくなる。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２におけるティース部を示す分解斜視図である。図１２（ａ）は、本発明の実施の形態２におけるティース部を示す側面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。

図１１および図１２（ａ），（ｂ）を参照して、本実施の形態のティース部６は、第１ティース部６ａと第２ティース部６ｂとを有している。第１ティース部６ａと第２ティース部６ｂとの各々は、ティース部６が厚み方向（図１１中横方向）に分割された形状を有している。ティース部６は、たとえば円の断面形状の本体部１３と、弧の平面形状の鍔部１４とを有している。鍔部１４は本体部１３の一方の端部に形成されており、本体部１３のもう一方の端部付近には嵌合部１５が設けられている。本実施の形態では、コイル７を巻きつける本体部１３は円の断面形状を有しているので、角部とならない。

第１ティース部６ａは、鍔部１４ａと本体部１３ａとを有している。鍔部１４ａは本体部１３ａの一方の端部に形成されており、本体部１３ａのもう一方の端部付近には嵌合部１５ａが設けられている。本体部１３ａは半円の断面形状を有している。また、第２ティース部６ｂは、鍔部１４ｂと本体部１３ｂとを有している。鍔部１４ｂは本体部１３ｂの一方の端部に形成されており、本体部１３ｂのもう一方の端部付近には嵌合部１５ｂが設けられている。本体部１３ｂは半円の断面形状を有している。第１ティース部６ａと第２ティース部６ｂとを重ね合わせることにより、鍔部１４ａと鍔部１４ｂとが重なり合ってティース部６の鍔部１４となり、本体部１３ａと本体部１３ｂとが重なり合ってティース部６の本体部１３となり、嵌合部１５ａと嵌合部１５ｂとが重なり合ってティース部６の嵌合部１５となる。

次に、本実施の形態のティース部６の製造方法について説明する。

始めに、軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部１４ａを有する複数の第１ティース部６ａを形成する。また、軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部１４ｂを有する複数の第２ティース部６ｂを形成する。そして、複数の第１ティース部６ａの各々と複数の第２ティース部６ｂの各々とを重ね合わせる。なお、第１ティース部６ａと第２ティース部とは、後の工程でヨーク部１１，１２に挟まれて固定されるので、互いに接合されなくてもよい。以上の工程により、本実施の形態のティース部６が完成する。

なお、これ以外のステータコアの構成およびその製造方法は、図１〜図１０に示す実施の形態１におけるステータコア２の構成とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態のステータコアにおいては、複数のティース部６の各々は、鍔部１４ａを有するティース部６ａと、鍔部１４ｂを有する第２ティース部６ｂとを有している。

本実施の形態のステータコアの製造方法においては、複数のティース部６は以下の工程によって形成される。軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部１４ａを有する複数の第１ティース部６ａを形成する。軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部１４ｂを有する複数の第２ティース部６ｂを形成する。複数の第１ティース部６ａの各々と複数の第２ティース部６ｂの各々とを重ね合わせる。

本実施の形態のステータコアおよびその製造方法によれば、コイル７を巻きつける部分が角部とならないティース部６を、圧粉成形にて作製することができる。この理由について以下に説明する。

図１３（ａ）は、一体化したティース部を成形する際の加圧方向を説明するための側面図である。図１３（ｂ）は、一体化したティース部の成形方法を示す断面図である。

図１３（ａ），（ｂ）を参照して、ティース部１０６は、分割されておらず一体化していることを除いて、実施の形態２のティース部６と同様の形状を有しており、本体部１１３が円の断面形状を有している。すなわち、コイル７を巻きつける本体部１１３が角部とならない。

ティース部１０６を厚み方向（図１３（ａ）中縦方向）からパンチで加圧して成形しようとすると、パンチの加圧面が曲面となるので、ティース部１０６を均一に成形することが難しくなる。そこで、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ティース部１０６は径方向（図１３（ａ）中横方向）から圧力Ｐ１で加圧して成形される。この場合には、ダイス４１，４２で囲まれた中空部分に軟磁性粉末が充填される。そして、パンチ３１，３２の各々を用いて軟磁性粉末を径方向から圧力Ｐ１で加圧することによりティース部１０６が成形される。しかし、ティース部１０６を径方向から加圧して成形する場合には、ティース部１０６の嵌合部１１５および鍔部１１４を寸法精度よく成形することが難しくなる。また、嵌合部１１５については割型を使うなどの手段を講じる必要が発生し、嵌合部１１５を寸法精度よく成形することは難しくなる。また、鍔部の径方向（図１３（ａ）中横方向）の長さは、給粉量とパンチ３１，３２の動きとによって決まるので、給粉量とパンチ３１，３２の動きとを微調節する必要がでてくる。したがって、鍔部１１４を寸法精度よく成形することは難しくなる。以上の理由により、ティース部１０６を圧粉成形にて作製することは難しくなる。また、予備成形したティース部を後加工して嵌合部１１５と鍔部１１１とを作製してもよいが、この場合には製造工程が複雑になってしまう。

一方、本実施の形態のティース部６は、第１ティース部６ａと第２ティース部６ｂとに分割されているので、第１ティース部６ａと第２ティース部６ｂとを別々に圧粉成形することで、ティース部６を圧粉成形にて作製することが容易となる。

図１４（ａ）は、本発明の実施の形態２におけるティース部を成形する際の加圧方向を説明するための側面図である。図１４（ｂ）は、本発明の実施の形態２におけるティース部の成形方法を示す断面図である。

図１４（ａ），（ｂ）を参照して、第１ティース部６ａは、第２ティース部６ｂと重ね合わされる面（図１４（ａ）中上面）が平面となっているので、厚み方向（図１４（ａ）中縦方向）から圧力Ｐ２で加圧して成形することができる。この場合には、ダイス４３で囲まれた中空部分に軟磁性粉末が充填される。そして、パンチ３３を用いて軟磁性粉末を厚み方向から圧力Ｐ２で加圧することにより第１ティース部６ａが成形される。また、この方法では、嵌合部１５ａおよび鍔部１４ａを寸法精度よく成形することができる。したがって、ティース部６が分割されている場合には、圧粉成形にて容易に作製することができる。

このように、コイル７を巻きつける部分が角部とならないティース部６を圧粉成形にて作製することにより、ティース部６の角部において巻き付けられたコイルに負荷がかかることがなくなるので、負荷によるコイルの損傷を防止することができる。

なお、本実施の形態においては、ティース部６が円の断面形状を有する場合について示したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、ティース部の断面形状は任意である。特に、ティース部６の断面形状は、図１５（ａ）に示すような楕円である場合や、図１５（ｂ）に示すような四角形の頂点が丸く削られた形状である場合に、コイルの損傷を防止するという上記効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、第１ティース部６ａおよび第２ティース部６ｂの各々が厚み方向に分割された形状を有している場合について示した。しかし、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、ティース部６はどのように分割されてもよい。

さらに、本実施の形態においては、ステータコア２が外周側にあるインナーロータ型について説明したが、ステータコアが内周側でローターコアがその外周側になるアウターローター型についても適用することができる。

以上に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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、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修正や変形を含むものと意図される。

本発明の実施の形態１におけるステータコアを用いた電動機を示す上面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２中のコイルを示す断面図である。 図２のＢ部の表面を拡大して示した模式図である。 本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法を示すステップ図である。 本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法の第１工程を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法の第２工程を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法の第３工程を示す上面図である。 本発明の実施の形態１におけるステータコアの製造方法の第４工程を示す上面図である。 本発明の実施の形態２におけるティース部を示す分解斜視図である。 （ａ）本発明の実施の形態２におけるティース部を示す側面図である。（ｂ）（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。 （ａ）一体化したティース部を成形する際の加圧方向を説明するための側面図である。（ｂ）一体化したティース部の成形方法を示す断面図である。 （ａ）本発明の実施の形態２における第１ティース部を成形する際の加圧方向を説明するための側面図である。（ｂ）本発明の実施の形態２における第１ティース部の成形方法を示す断面図である。 （ａ）本発明の実施の形態２におけるティース部の他の構成を示す断面図である。（ｂ）本発明の実施の形態２におけるティース部のさらに他の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 電動機、２ ステータコア、３ ローターコア、４ 回転軸、５ 永久磁石、６，６ａ，６ｂ，１０６ ティース部、７ コイル、８ スロット部、１１，１２ ヨーク部、１３，１３ａ，１３ｂ，１１３ 本体部、１４，１４ａ，１４ｂ，１１４ 鍔部、１５，１５ａ，１５ｂ，１７，１８，１１５ 嵌合部、１５ｃ，１７ａ 表面、２０ 軟磁性粒子、２０ａ 金属磁性粒子、２０ｂ，２２ 絶縁被膜、２１ 導線、３１〜３３ パンチ、４１〜４３ ダイス。

Claims (8)

1. 互いに重ね合わされた環状の第１および第２ヨーク部と、
   鍔部を有し、前記第１および前記第２ヨーク部の間に挟まれた複数のティース部と、
   前記複数のティース部の各々に巻き付けられたコイルとを備える、圧粉磁心。
2. 前記複数のティース部の各々における前記第１および前記第２のヨーク部との嵌合部分の表面の表面粗さＲｙが３μｍ以下である、請求項１に記載の圧粉磁心。
3. 前記複数のティース部の各々は、第１鍔部を有する第１ティース部と、第２鍔部を有する第２ティース部とを有する、請求項１または２に記載の圧粉磁心。
4. 前記鍔部の厚さは前記ティース部の本体部の厚さよりも厚い、請求項１〜３のいずれかに記載の圧粉磁心。
5. 軟磁性粉末を加圧成形することによって、環状の第１および第２ヨーク部を形成する工程と、
   軟磁性粉末を加圧成形することによって、鍔部を有する複数のティース部を形成する工程と、
   前記複数のティース部の各々にコイルを巻き付ける工程と、
   前記第１または前記第２のヨーク部の周方向沿って所定の間隔で配置した前記複数のティース部の各々を挟むように、前記第１および前記第２ヨーク部を重ね合わせる工程とを備える、圧粉磁心の製造方法。
6. 前記複数のティース部を形成する工程は、
   軟磁性粉末を加圧成形することによって、第１鍔部を有する複数の第１ティース部を形成する工程と、
   軟磁性粉末を加圧成形することによって、第２鍔部を有する複数の第２ティース部を形成する工程と、
   前記複数の第１ティース部の各々と前記複数の第２ティース部の各々とを重ね合わせる工程とを含む、請求項５に記載の圧粉磁心の製造方法。
7. 前記鍔部の厚さは前記ティース部の本体部の厚さよりも厚い、請求項５または６に記載の圧粉磁心の製造方法。
8. 前記コイルを巻き付ける工程は、前記コイルを成形する工程と、成形した前記コイルを前記複数のティース部の各々に挿通する工程とを含み、前記第１および前記第２ヨーク部を重ね合わせる工程の前に行なわれる、請求項５〜７のいずれかに記載の圧粉磁心の製造方法。

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