JP2006060894A - 圧粉磁心部品およびその製造方法、圧粉磁心およびその製造方法、ならびに成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルの銅線内部における渦電流損を抑制し、かつコイルの変形や絶縁被膜の破損を防止できる圧粉磁心部品およびその製造方法、圧粉磁心およびその製造方法、ならびに成形型を提供する。
【解決手段】 圧粉磁心部品１０の製造方法は、リング状のコイル６をダイ５２内において割型５１に接して配置する工程と、コイル６が配置されたダイ５２内に軟磁性粉末５ａを充填し加圧成形することによって、リング状のコイル６内に挿通されて延びるティース部２と、ティース部２の一方端にて周方向に張り出した鍔部３と、ティース部２の他方端にて周方向に延在するヨーク部４とを形成する工程とを備え、割型５１により、コイル６の鍔部側端面６ａと鍔部３との間に空隙Ｖをが形成することを特徴とするものである。
【選択図】 図１２

Description

この発明は、一般的には、圧粉磁心部品およびその製造方法、圧粉磁心およびその製造方法、ならびに成形型に関し、より特定的には、複数個が周方向に配列されて圧粉磁心を形成する圧粉磁心部品およびその製造方法、圧粉磁心およびその製造方法、ならびに成形型に関する。

従来、電動機のステータコアなどとして用いられる磁心は、複数枚の電磁鋼板材を積層し、その積層体にコイルを巻き付けることによって作製されている。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。

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）。

図１８および図１９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１８を参照して、銅線を複数回、螺旋状に巻いてコイル１０６を作製し、そのコイル１０６を予備圧縮する。次に、コイル１０６をダイ１２１の成形用凹部に設置する。コイル１０６が設置された成形用凹部に強磁性粒子を充填し、コイル１０６とともに強磁性粒子を加圧成形する。これにより、図１９に示すコイル１０６とコア部分１０２とを含む電機子セグメント１１０を形成する。その後、複数個の電機子セグメント１１０を組み立てて、電機子を完成させる。
特表２００３−５０７９９１号公報

しかし、特許文献１に開示された製造方法では、図１９に示すようにコイル１０６の鍔部側端面１０６ａに鍔部１０３が当接している。このため、鍔部１０３から漏れた磁束（漏れ磁束）Ｊは、鍔部１０３とコイル１０６との当接面からコイル１０６内に入りやすい。この場合には、漏れ磁束Ｊの影響によりコイル１０６に渦電流が発生して、コイル１０６の銅線内部の渦電流損が生じ、電機子としての性能が劣化する。

また成形時にコイル１０６の鍔部側端面１０６ａを粉末で受けているため、圧縮時の粉末からコイル１０６に力が加えられてコイル１０６が変形する。またコイル１０６の表面と粉末との摩擦によりコイルの絶縁被膜が破損する。

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、コイルの銅線内部における渦電流損を抑制し、かつコイルの変形や絶縁被膜の破損を防止できる圧粉磁心部品およびその製造方法、圧粉磁心およびその製造方法、ならびに成形型を提供することである。

この発明に従った圧粉磁心部品は、複数個が周方向に配列して接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品であって、周方向に延在し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部と、ヨーク部からヨーク部の半径方向に突出するティース部と、ティース部の突出側先端にて周方向に張り出した鍔部と、ティース部に組み付けられたコイルとを備え、コイルの鍔部側の端面と鍔部との間には空隙が存在していることを特徴とするものである。そして、割型を挿入した状態で成形することにより、空隙とコイル組み付け部との境目のティース部には段差が形成され易い。

この発明に従った圧粉磁心部品の製造方法は、複数個が周方向に配列して接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品の製造方法であって、リング状のコイルをダイ内において割型に接して配置する工程と、コイルが配置されたダイ内に軟磁性粉末を充填し加圧成形することによって、リング状のコイル内に挿通されて延びるティース部と、ティース部の一方端にて周方向に張り出した鍔部と、ティース部の他方端にて周方向に延在するヨーク部とを形成する工程とを備え、割型により、コイルの鍔部側の端面と鍔部との間に空隙を形成することを特徴とするものである。

この発明に従った圧粉磁心部品およびその製造方法によれば、割型によりコイルの鍔部側の端面と鍔部との間に空隙が形成されるため、コイルと鍔部とは直接接していない。鍔部の透磁率はその空隙における空気の透磁率よりも極めて大きいため、鍔部に延びた磁束は鍔部からその空隙部へ漏れ難くなり、コイルへ入り難くなる。このため、漏れ磁束の影響によりコイルの銅線内部に渦電流損が生じることを抑制することができる。

またコイルはダイ内で割型に接するように配置されるため、割型に接するコイルの面は、ダイ内に充填された軟磁性粉末に接することはない。よって、成形時に割型に接するコイルの面が軟磁性粉末から力を受けて変形することを防止することができる。

また割型に接するコイルの面が、ダイ内に充填された軟磁性粉末に接することがないため、割型に接するコイルの面においてはコイルと軟磁性粉末との摩擦によりコイルの絶縁被膜が破損することもない。

この発明に従った圧粉磁心は、上記の圧粉磁心部品を複数個、周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続して形成されたことを特徴とするものである。

この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、上記の圧粉磁心部品の製造方法により製造された圧粉磁心部品を複数個、周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続することを特徴とするものである。

この発明に従った圧粉磁心およびその製造方法によれば、コイルの銅線内部における渦電流損を抑制でき、かつコイルの変形や絶縁被膜の破損を防止できる圧粉磁心部品を用いて製造できるため、性能の優れた圧粉磁心を製造することができる。

この発明に従った成形型は、複数個が周方向に配列して接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品の製造するための成形型であって、リング状のコイルと軟磁性粉末とを充填するための孔を有するダイと、ダイの孔の壁面から孔内に突出可能に配置され、孔内に突出した状態でコイルの端面に接触可能な割型とを備え、孔内において割型に接するようにコイルを配置するとともに孔内に軟磁性粉末を充填して加圧成形することによって、リング状のコイル内に挿通されて延びるティース部と、ティース部の一方端にて周方向に張り出した鍔部と、ティース部の他方端にて周方向に延在するヨーク部とを形成するように構成されたことを特徴とするものである。

この発明に従った成形型によれば、割型によりコイルの鍔部側の端面と鍔部との間に空隙が形成されるため、コイルと鍔部とは直接接していない。鍔部の透磁率はその空隙における空気の透磁率よりも極めて大きいため、鍔部に延びた磁束は鍔部からその空隙部へ漏れ難くなり、コイルへ入り難くなる。このため、漏れ磁束の影響によりコイルの銅線内部に渦電流損が生じることを抑制することができる。

また割型はダイの孔に対して突出可能に設けられているため、成形が完了した後には、割型を孔に突出しないように収容することで成形品を容易にダイ内から取り出すことができる。

またコイルはダイ内で割型に接するように配置されるため、割型に接するコイルの面は、ダイ内に充填された軟磁性粉末に接することはない。よって、成形時に割型に接するコイルの面が軟磁性粉末から力を受けて変形することを防止することができる。

また割型に接するコイルの面が、ダイ内に充填された軟磁性粉末に接することがないため、割型に接するコイルの面においてはコイルと軟磁性粉末との摩擦によりコイルの絶縁被膜が破損することもない。

以上説明したように、この発明に従えば、コイルの銅線内部における渦電流損を抑制し、かつコイルの変形や絶縁被膜の破損を防止できる圧粉磁心部品およびその製造方法、圧粉磁心およびその製造方法、ならびに成形型を提供することができる。

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。

図１は、この発明の一実施の形態におけるステータコアを有する電動機の正面図である。また図２および図３は図１の領域Ｒを拡大して示す図である。

図１を参照して、電動機１は、リング状のステータコア１５と、ステータコア１５の内周側に配置された円柱状のローターコア１１とを備えている。ローターコア１１は、中心部に回転軸１３を有している。ローターコア１１が回転軸１３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１１の周縁には、所定の角度ごとに永久磁石１２が埋め込まれている。

ステータコア１５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１５は、複数個のステータコア部品５を周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続することによって構成されている。つまり、ステータコア部品５は、リング状に延在するステータコア１５を所定の角度ごとに分割した分割体の１つによって構成されている。複数個のステータコア部品５を互いに接続する手段は、たとえば、ステータコア部品５に成形され、互いに嵌め合わされる凹凸部分であっても良いし、リング部材への焼き嵌めであっても良い。

ステータコア部品５は、周方向に延在するヨーク部４と、ヨーク部４からヨーク部４の半径方向内周側に突出するティース部２と、ティース部２の内周側において周方向に張り出した鍔部３とを有している。鍔部３は、ローターコア１１の外周面に向い合って位置している。複数個のステータコア部品５をステータコア１５とした場合に、ヨーク部４は、ローターコア１１の回転中心を中心として環状に延在する。

ティース部２の周りには、コイル６が設けられている。コイル６は、絶縁被膜によって覆われた螺旋状に延びる導線によって形成されている。導線は、ティース部２の表面から離れる方向に多層に巻かれている。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。

このコイル６とステータコア部品５とにより圧粉磁心部品１０が構成されている。

コイル６の鍔部側の端面６ａは鍔部３よりも周方向に広がっている（つまり周方向に突き出している）。またコイル６の鍔部側の端面６ａと鍔部３との間には空隙Ｖが存在しており、コイル６の鍔部側の端面６ａと鍔部３とは直接接していない。

図２を参照して、ティース部２のコイル組み付け部２ａと該空隙Ｖに面する部分２ｂとの境目（領域Ｓ１）には段差が形成されている。この段差により、ティースとコイルの位置決めが容易となる。この段差は、コイル組み付け部２ａが空隙Ｖに面する部分２ｂよりも後退することにより構成されていてもよい。また図３に示すように、この段差は、コイル組み付け部２ａが空隙Ｖに面する部分２ｂよりも突出することにより構成されていてもよい。この段差により、コイル固定用の非磁性治具を嵌める場合であっても、位置あわせが容易となる。

図４は、図１中のステータコアの表面に観察される組織を拡大して示した模式図である。図４を参照して、ステータコア部品５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とを有する。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。

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。

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。

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１５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。

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、ポリエーテルエーテルケトンまたは高分子量ポリエチレ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。

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１５の強度を向上させる。また、有機物２４は、ステータコア１５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。

次に、本実施の形態におけるステータコアを製造するための成形型について説明する。

図５はこの発明の一実施の形態におけるステータコアを製造するための成形型の構成を示す平面図である。また図６および図７は図５のＶＩ−ＶＩ線およびＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う概略断面図である。

図５〜図７を参照して、成形型は、割型５１と、ダイ５２と、下パンチ５３と、上パンチ５４とを有している。ダイ５２は、互いに連結した孔５２ａ、５２ｂを有している。孔５２ａはコイルを配置する部分であるとともに、ティース部とヨーク部とを形成する部分である。また孔５２ｂは鍔部を形成する部分である。この孔５２ａと孔５２ｂとの間に、割型５１が配置されている。割型５１は図６中横方向に移動可能（スライド可能）であり、その移動により孔５２ａ、５２ｂ内へ突出可能であり、かつ孔５２ａ、５２ｂ内に突出しないようにダイ５２内に収容可能である。下パンチ５３は孔５２ｂ内へ挿入可能なように、また上パンチ５４は孔５２ａ内に挿入可能なように構成されている。

上記においては２個の割型５１を用いた構成について説明したが、割型は３個以上用いられてもよい。

図８は割型を４個用いた成形型の構成を概略的に示す平面図であり、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う概略断面図である。図８および図９を参照して、この構成では４個の割型５１、５５が用いられており、ダイ５２内に充填された軟磁性粉末は２つの割型５１、５１により周方向から挟まれるだけでなく、残り２つの割型５５、５５により軸方向からも挟まれる。なお、図８におけるＶＩ−ＶＩ線に沿う断面構造は図６に示す構成と同じである。

次に、上記の成形型を用いた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１０〜図１３は、この発明の一実施の形態におけるステータコアの製造方法を工程順に示す概略断面図である。図１０を参照して、リング状のコイル６を作製する。コイル６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。

コイル６の作製に関してより詳細に述べると、コイル６が形成される螺旋状の形状には、ステータコア１５の半径方向からコイル６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１４（ａ）〜（ｃ）は、コイルの各種形態を示す斜視図である。たとえば、導線として平角型のものを用いた場合、図１４（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１４（ａ）に示すエッジワイズ巻きコイルの場合、導線３１の端末は、コイルの上下端に引き出される。図１４（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３２を折り返しておき、折り返した位置を内周端として導線３２を巻回することで、導線３２の両端末を外周側に引き出すことができる。さらに、図１４（ｃ）に示すように、丸線状の導線３３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３３の巻回が容易で、導線３３の端末を所望の位置から引き出すことができる。

このコイル６に、保護層（ＷＡＸ）モールド工程が実施されてもよい。これにより、コイル６の表面に保護層（図示せず）が形成される。この保護層は、後述するコイル組み付け後の加圧成形時におけるコイルの変形を防止するためのものである。この保護層はコイル６の少なくとも鍔部側の端面６ａに形成される。また、保護層は、鍔部側端面６ａ以外に、コイル６のヨーク部側端面、内周面および外周面の少なくとも１面以上に形成されることが好ましく、コイル６の全表面に形成されることがさらに好ましい。また、保護層は、上述したように、たとえば樹脂、ロウ、セラミックスシート、紙、および樹脂シートのそれぞれの単独よりなっていてもよく、またこれらの任意の組合せよりなっていてもよい。

このように作成されたリング状のコイル６が、ダイ５２の孔５２ａ内に配置される。この際、割型５１はダイ５２の孔５２ａ内に突出した状態となっており、コイル６は、その端面６ａが割型５１、５１の突出した部分に接するようにセッティングされる。この後、図４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５ａがダイの孔５２ａ、５２ｂ内に充填される。この状態において、コイル６の端面６ａの全面もしくは大部分が割型５１に接しているため、その端面６ａは軟磁性粉末５ａと全くまたはほとんど接しない。

図１１を参照して、ダイの孔５２ａ、５２ｂ内に充填された軟磁性粉末５ａが、下パンチ５３と上パンチ５４とにより、たとえば７００ＭＰａから１５００ＭＰａまでの圧力で加圧成形されて圧縮される。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５ａが酸化されるのを抑制できる。

図１２を参照して、上記の加圧成形によって、軟磁性粉末５ａが成形されて、ティース部２と、そのティース部２の一方端において周方向に張り出した鍔部３と、そのティース部２の他方端において周方向に延在するヨーク部４とが一体に形成されたステータコア部品５が形成される。また同時に、ステータコア部品５と、そのステータコア部品５のティース部２に組み付けられたコイル６とを有する圧粉磁心部品１０が形成される。

このようにして形成された圧粉磁心部品１０がダイ５２の孔５２ａ、５２ｂ内から取り出される。この際、割型５１が孔５２ａ、５２ｂ内に突出しないように図中横方向にスライドすることでダイ５２内に収容される。なお上記の加圧成形時にはコイル６の端面６ａが割型５１に接しているため、その端面６ａと鍔部３との間には空隙が形成される。

図１３を参照して、複数個の圧粉磁心部品１０が周方向に配列して接続されることによって、コイル６を備えたステータコア１５が形成される。

最後に、焼鈍工程が実施される。この際、先の工程で得られたステータコア１５を、軟磁性粉末５ａに設けられた絶縁被膜２２の熱分解温度およびコイル６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が行なわれる。たとえば、軟磁性粉末５ａに設けられた絶縁被膜２２およびコイル６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、熱処理が行なわれる。

この熱処理によって、軟磁性粉末５ａおよびコイル６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１５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１５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１５が完成する。

なお上記の保護層（ＷＡＸ）モールド工程で形成された保護層（図示せず）は、その材質によっては、上記の焼鈍工程における加熱や電動機使用時の発熱により溶け出す場合があり、この場合には保護層はコイル６の表面に残らない。しかし、セラミックスシートのような材質を用いれば、保護層は上記の焼鈍工程における加熱や電動機使用時の発熱によっても溶け出さず残っている。

この実施の形態によれば、割型５１によりコイル６の鍔部３側の端面６ａと鍔部３との間に空隙Ｖが形成されるため、コイル６と鍔部３とは直接接していない。鍔部３の透磁率（たとえばμ＝５００）はその空隙Ｖにおける空気の透磁率（μ＝１）よりも極めて大きい。このため、図１５に示すようにたとえばティース部２から鍔部３に延びた磁束Ｊは鍔部３からその空隙Ｖへ漏れ難くなり、鍔部３の周方向先端３ａまで鍔部３内を延びることになるためコイル６へ入り難くなる。また仮に鍔部３から空隙Ｖへ磁束が漏れても、鍔部３にコイル６が直接接しているわけではないため、この点においても従来例よりも磁束Ｊはコイル６に入り難くなる。よって、漏れ磁束の影響によりコイル６の銅線内部に渦電流損が生じることを抑制することができる。

またコイル６はダイ５２内で割型５１に接するように配置されるため、割型５１に接するコイル６の面は、ダイ５２内に充填された軟磁性粉末５ａに完全に接していないか、またはほとんど接していない。よって、成形時に割型５１に接するコイル６の面が軟磁性粉末５ａから力を受けて変形することを防止できる。

また割型５１に接するコイル６の面が、ダイ５２内に充填された軟磁性粉末５ａに完全に接していないか、またはほとんど接していないため、割型５１に接するコイル６の面においてはコイル６と軟磁性粉末５ａとの摩擦によりコイル６の絶縁被膜が破損することもない。

また割型５１により鍔部３の形状を任意に制御することも可能となる。

また割型５１はスライドさせることによりダイ５２の孔５２ａ、５２ｂに対して突出させたり、または突出しないようにダイ５２内に収容したりできる。このため、成形時には割型５１を孔５２ａ、５２ｂに対して突出させることでコイル６の端面６ａを受けるようにし、かつ成形終了後には割型５１をダイ５２内に収容することで成形品（圧粉磁心部品１０）を容易にダイ５２内から取り出すことができる。

なお成形品（圧粉磁心部品１０）をダイ５２内から取り出すにあたっては、加圧成形時のニュートラルゾーン（加圧成形時における加圧力の最も小さいところであって、上下パンチによる加圧力のバランスの取れたところ）を適切に制御する必要がある。

仮に図１６に示すようにニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）が割型５１よりも上パンチ側に位置しているときには、割型５１の上パンチ側よりも下パンチ側のほうが加圧力が大きくなるため、割型５１はその加圧力の差により上パンチ側へ変形する。また仮に図１７に示すようにニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）が割型５１よりも下パンチ側に位置しているときには、割型５１の下パンチ側よりも上パンチ側のほうが加圧力が大きくなるため、割型５１はその加圧力の差により下パンチ側へ変形する。このように割型５１が変形した場合には、加圧成形終了後に割型５１をスライドさせてダイ５２内へ収容することができなくなり、結果的に成形品（圧粉磁心部品１０）をダイ５２内から取り出すことができなくなる。

そこで、図１１に示すように割型５１の厚みの範囲内Ｄにニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）が位置するように制御する必要がある。特に、割型５１の厚みＤの中間位置にニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）が位置することが好ましい。このようにニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）を制御すれば、割型５１の上パンチ５４側の加圧力と下パンチ５３側の加圧力とをほぼ同じにすることができるため、割型５１の変形を防止することができる。

このようなニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）の制御は、たとえば下パンチ５３の速度と上パンチ５４の速度とを制御することにより可能である。具体的には、図１０を参照して、ダイ５２内に充填した軟磁性粉末５ａを上下パンチで押し固める前の状態において、割型５１の上パンチ側表面から軟磁性粉末５ａの上パンチ側充填面までの距離をＬ１ａ、割型５１の上パンチ側表面から軟磁性粉末５ａの下パンチ側充填面までの距離をＬ１ｂ、割型５１の下パンチ側表面から軟磁性粉末５ａの上パンチ側充填面までの距離をＬ２ａ、割型５１の下パンチ側表面から軟磁性粉末５ａの下パンチ側充填面までの距離をＬ２ｂとしたとき、
Ｌ１ｂ／Ｌ１ａ≧下パンチ速度／上パンチ速度≧Ｌ２ｂ／Ｌ２ａ
の関係を満たすように下パンチ５３の速度と上パンチ５４の速度とを制御することによりニュートラルゾーン（一点鎖線Ｎ−Ｎ）を上記の位置に制御することが可能である。

また上記の下パンチ速度および上パンチ速度はともにダイ５２に対する相対的な速度である。このため、ダイ５２を固定して下パンチ５３と上パンチ５４とを動かすようにしてもよく、また下パンチ５３を固定してダイ５２と上パンチ５４とを動かすようにしてもよい。また下パンチ５３をダイ５２に対して固定してもよく、この場合には図１０における寸法Ｌ２ｂは０（ゼロ）となる。

なお、上記においては図１に示すようにローターコア１１がステーターコア１５の内周側に位置するインナーロータの構成について説明したが、この発明はローターコアがステーターコアの外周側に位置するアウターロータの構成にも同様に適用することができる。

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。この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。

この発明の一実施の形態におけるステータコアを有する電動機の正面図である。 図１の領域Ｒの構成を拡大して示す図である。 図１の領域Ｒの他の構成を拡大して示す図である。 図１中のステータコアの表面に観察される組織を拡大して示した模式図である。 この発明の一実施の形態におけるステータコアを製造するための成形型の構成を示す平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う概略断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う概略断面図である。 この発明の一実施の形態におけるステータコアを製造するための成形型の他の構成を示す平面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う概略断面図である。 この発明の一実施の形態におけるステータコアの製造方法の第１工程を示す概略断面図である。 この発明の一実施の形態におけるステータコアの製造方法の第２工程を示す概略断面図である。 この発明の一実施の形態におけるステータコアの製造方法の第３工程を示す概略断面図である。 この発明の一実施の形態におけるステータコアの製造方法の第４工程を示す概略断面図である。 コイルの各種形態を示す斜視図であり、（ａ）はエッジワイズ巻きコイル、（ｂ）はフラットワイズ巻きコイル、（ｃ）は乱巻きコイルを示す。 この発明の一実施の形態におけるステータコアにおいて磁束が空隙中へ漏れ難いことを説明するための図である。 ニュートラルゾーンが割型よりも上パンチ側にあるときの問題を説明するための図である。 ニュートラルゾーンが割型よりも下パンチ側にあるときの問題を説明するための図である。 特許文献１に開示された電機子セグメントの製造方法における問題を説明するための第１の図である。 特許文献１に開示された電機子セグメントの製造方法における問題を説明するための第２の図である。

符号の説明

１ 電動機、２ ティース部、２ａ コイル組み付け部、２ｂ 空隙に面する部分、３ａ 周方向先端、３ 鍔部、４ ヨーク部、５ ステータコア部品、５ａ 軟磁性粉末、６ コイル、６ａ 鍔部側端面、１０ 圧粉磁心部品、１１ ローターコア、１２ 永久磁石、１３ 回転軸、１５ ステータコア、２１ 金属磁性粒子、２２ 絶縁被膜、２３ 軟磁性粒子、２４ 有機物、３１，３２，３３ 導線、５１，５５ 割型、５２ ダイ、５２ａ，５２ｂ 孔、５３ 下パンチ、５４ 上パンチ。

Claims (6)

1. 複数個が周方向に配列して接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品であって、
   周方向に延在し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部と、
   前記ヨーク部から前記ヨーク部の半径方向に突出するティース部と、
   前記ティース部の突出側先端にて周方向に張り出した鍔部と、
   前記ティース部に組み付けられたコイルとを備え、
   前記コイルの前記鍔部側の端面と前記鍔部との間には空隙が存在する、圧粉磁心部品。
2. 前記空隙と前記コイル組み付け部との境目の前記ティース部には段差が形成されている、請求項１に記載の圧粉磁心部品。
3. 請求項１または２に記載の圧粉磁心部品を複数個、周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続して形成された、圧粉磁心。
4. 複数個が周方向に配列して接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品の製造方法であって、
   リング状のコイルをダイ内において割型に接して配置する工程と、
   前記コイルが配置された前記ダイ内に軟磁性粉末を充填し加圧成形することによって、リング状の前記コイル内に挿通されて延びるティース部と、前記ティース部の一方端にて周方向に張り出した鍔部と、前記ティース部の他方端にて周方向に延在するヨーク部とを形成する工程とを備え、
   前記割型により、前記コイルの前記鍔部側の端面と前記鍔部との間に空隙が形成される、圧粉磁心部品の製造方法。
5. 請求項４に記載の圧粉磁心部品の製造方法により製造された圧粉磁心部品を複数個、周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続する、圧粉磁心の製造方法。
6. 複数個が周方向に配列して接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品を製造するための成形型であって、
   リング状のコイルと軟磁性粉末とを充填するための孔を有するダイと、
   前記ダイの前記孔の壁面から前記孔内に突出可能に配置され、前記孔内に突出した状態で前記コイルの端面に接触可能な割型とを備え、
   前記孔内において前記割型に接するように前記コイルを配置するとともに前記孔内に軟磁性粉末を充填して加圧成形することによって、リング状の前記コイル内に挿通されて延びるティース部と、前記ティース部の一方端にて周方向に張り出した鍔部と、前記ティース部の他方端にて周方向に延在するヨーク部とを形成するように構成された、成形型。

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