WO2020129866A1 - コア、ステータ、及び回転電機 - Google Patents

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WO2020129866A1
WO2020129866A1 PCT/JP2019/049064 JP2019049064W WO2020129866A1 WO 2020129866 A1 WO2020129866 A1 WO 2020129866A1 JP 2019049064 W JP2019049064 W JP 2019049064W WO 2020129866 A1 WO2020129866 A1 WO 2020129866A1
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WO
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yoke
outer peripheral
peripheral surface
core
teeth
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PCT/JP2019/049064
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English (en)
French (fr)
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達哉 齋藤
友之 上野
由加 福永
聖 鶴田
伸一 廣野
Original Assignee
住友電気工業株式会社
住友電工焼結合金株式会社
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Publication date
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Priority to JP2020561391A priority patent/JP7331013B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present disclosure relates to a core, a stator, and a rotating electric machine.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-236767 filed on December 18, 2018 in Japan, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • the dust core of Patent Document 1 is known as a core used in an axial gap type rotating electric machine.
  • the dust core of Patent Document 1 has a fan-plate-shaped yoke portion and a tooth portion protruding from the yoke portion.
  • the yoke portion and the teeth portion are integrally formed.
  • the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the yoke portion and the teeth portion have the same spacing.
  • the core according to the present disclosure is A core used in an axial gap type rotating electrical machine, An annular plate-shaped yoke, A plurality of columnar teeth arranged at intervals in the circumferential direction of the yoke,
  • the yoke is The outer peripheral surface, The inner surface, A planar first surface connecting the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, A plurality of recesses connected to the first surface,
  • Each of the plurality of teeth has an outer peripheral surface projecting in the axial direction of the yoke with respect to the first surface,
  • Each of the plurality of recesses is connected to at least a portion in the circumferential direction of the outer peripheral surface of each of the plurality of teeth, All of the shortest distance between at least one of the outer peripheral edge of the first surface and the inner peripheral edge of the first surface and the outer peripheral surface of each of the plurality of teeth is 4 mm or less
  • the yoke and the plurality of teeth are formed of a powder compact that is integrally molded.
  • the stator according to the present disclosure is A stator of an axial gap type rotary electric machine, A core according to the present disclosure; And a coil arranged on each of the plurality of teeth in the core.
  • the rotating electrical machine according to the present disclosure is An axial gap type rotating electric machine comprising a rotor and a stator, wherein the rotor and the stator are arranged to face each other in the axial direction,
  • the stator is the stator according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a core according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing a part of the core according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a combined cross-sectional view schematically showing the core taken along the line ABCD in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing the vicinity of the concave portion in the broken line circle of FIG. 3 in an enlarged manner.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the core taken along the line (V)-(V) of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an outline of a mold for manufacturing the core according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the outline of the core according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a core according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing a part of the core according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a combined cross-sectional view
  • FIG. 8 is a top view schematically showing a part of the core according to the second embodiment.
  • 9 shows the core and the sample No. according to the second embodiment.
  • It is a fragmentary sectional view which shows the outline of the metal mold
  • 10 shows the core and the sample No. 2 according to the second embodiment.
  • It is a perspective view which shows the outline of the 1st lower punch of the metal mold
  • FIG. 11 is a perspective view showing an outline of a stator according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a sectional view showing the outline of the rotating electric machine according to the fourth embodiment. 13 shows the sample No.
  • It is a perspective view which shows the outline of the 1st lower punch with which the metal mold
  • a high-density core having a large ratio of the size of the teeth to the size of the yoke is desired.
  • the optimal shape of such a core and the manufacturing method have not been sufficiently studied.
  • one of the aims of the present disclosure is to provide a core that has a high density, a large ratio of the size of the teeth to the size of the yoke, and is excellent in productivity.
  • Another object of the present disclosure is to provide a stator capable of constructing a rotating electric machine having excellent magnetic characteristics and productivity.
  • the present disclosure has one object to provide a rotating electric machine having excellent magnetic characteristics and productivity.
  • the core according to the present disclosure has a high density and a large ratio of the size of the teeth to the size of the yoke, and is excellent in productivity.
  • the stator according to the present disclosure can construct a rotating electric machine having excellent magnetic characteristics and productivity.
  • the rotating electric machine according to the present disclosure has excellent magnetic characteristics and productivity.
  • the core according to one aspect of the present disclosure is A core used in an axial gap type rotating electrical machine, An annular plate-shaped yoke, A plurality of columnar teeth arranged at intervals in the circumferential direction of the yoke,
  • the yoke is The outer peripheral surface, The inner surface, A planar first surface connecting the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, A plurality of recesses connected to the first surface,
  • Each of the plurality of teeth has an outer peripheral surface projecting in the axial direction of the yoke with respect to the first surface,
  • Each of the plurality of recesses is connected to at least a portion in the circumferential direction of the outer peripheral surface of each of the plurality of teeth, All of the shortest distance between at least one of the outer peripheral edge of the first surface and the inner peripheral edge of the first surface and the outer peripheral surface of each of the plurality of teeth is 4 mm or less
  • the yoke and the plurality of teeth are formed of a powder compact that is integrally molded.
  • the ratio of the tooth size to the yoke size is large. This is because the shortest distance satisfies the above range.
  • the above core has high density and excellent productivity.
  • the recess is formed by transferring the shape of the protrusion on the end surface of the punch during compression molding. When this punch compresses the raw material powder of the core, the deformation of the punch is suppressed by the anchor effect due to the protrusions entering the raw material powder. Therefore, even if the molding pressure is increased to increase the density of the core, the stress generated at the corners of the punch is reduced.
  • the punch is unlikely to be damaged. Since the shortest distance is based on the length between the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the end surface of the punch and the inner peripheral surface of the hole of the punch, which will be described later in detail, when manufacturing a core in which the shortest distance satisfies the above range, the punch The above length is small. Therefore, when the recess is not formed together when the core having the shortest distance satisfying the above range is manufactured, the punch is more likely to be deformed. On the other hand, when the core is manufactured with the shortest distance satisfying the above range, the recess is also formed, so that the deformation of the punch is suppressed as described above.
  • the above-mentioned core allows the magnetic flux to pass satisfactorily from each tooth to the yoke. This is because the yoke and each tooth are integrally formed, so that no gap that is a magnetic gap is formed between the yoke and each tooth.
  • each of the plurality of teeth has a portion connected to the first region and a portion connected to the second region.
  • the above core makes it easy to increase the density of the core and improve the productivity of the core. This is because the core has a high effect of reducing the stress generated at the corners of the punch.
  • Each of the plurality of recesses may be connected to the entire circumference of the outer peripheral surface of each of the plurality of teeth in the circumferential direction.
  • the above core makes it easier to increase the density of the core and improve the productivity of the core. This is because the core described above has an even higher effect of reducing the stress generated at the corners of the punch.
  • each of the plurality of recesses has an inclined surface that becomes deeper from the first surface toward the outer peripheral surface of each of the plurality of teeth.
  • the above core makes it easier to increase the density of the core and improve the productivity of the core.
  • the concave portion having the inclined surface is formed by using a punch provided with the convex portion having the inclined surface. Since the convex portion of the punch has the inclined surface, the effect of reducing the stress generated at the corner portion of the punch is further enhanced, as described later in detail.
  • the yoke has a notch provided on at least one of the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side of the yoke with respect to the teeth, The notch may be opened on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the yoke.
  • the core above makes it easy to build a rotating electrical machine, which will be described later. This is because the cutout portion of the core can be used for positioning the core within the case of the rotating electric machine. Further, the core is easily pulled out by hooking the end portion of the coil winding of the stator in the cutout portion.
  • the cutout portion may be opened at a location corresponding to between the adjacent teeth on at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the yoke.
  • the above core is easy to position in the case of the rotating electric machine. Further, the above core easily hooks the end of the winding. Further, the core has a large degree of freedom in designing the shape and size of the cutout portion. This is because the notch is provided at a position apart from the tooth where the coil is arranged.
  • the length of the notch along the circumferential direction of the yoke is 1.0 mm or more and 10 mm or less.
  • the circumferential length of the notch is 1.0 mm or more, it is easy to position the core in the case of the rotating electric machine. If the circumferential length of the notch is 10 mm or less, the circumferential length of the notch is not too large. Therefore, the reduction of the magnetic path area of the yoke due to the cutout portion is suppressed. Therefore, it is easy to suppress the deterioration of the magnetic characteristics due to the decrease of the magnetic path area.
  • the length of the notch along the radial direction of the yoke is 0.5 mm or more and 5 mm or less.
  • the radial length of the notch is 0.5 mm or more, it is easy to position the core in the case of the rotating electric machine. If the radial length of the notch is 5 mm or less, the radial length of the notch is not too large. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the magnetic path area of the yoke due to the cutout portion. Therefore, it is easy to suppress the deterioration of magnetic characteristics due to the decrease of the magnetic path area.
  • the relative density of the green compact is 90% or more.
  • the above core Since the above core has a high density, it has excellent magnetic properties such as saturation magnetic flux density and mechanical properties such as strength.
  • the green compact is composed of soft magnetic powder
  • the soft magnetic powder may include a plurality of iron-based particles made of at least one metal selected from the group consisting of pure iron, Fe-Si based alloys, and Fe-Al based alloys.
  • the above core has high density and excellent dimensional accuracy. This is because the above-mentioned material is relatively soft, and therefore the soft magnetic particles are easily deformed during the molding of the powder compact.
  • a stator according to one aspect of the present disclosure is A stator of an axial gap type rotary electric machine, One of the cores from (1) to (10) above, And a coil arranged on each of the plurality of teeth in the core.
  • the above stator can be used to build a rotating electrical machine with excellent magnetic characteristics and productivity. This is because the stator core has the high density and is excellent in productivity.
  • a rotating electrical machine is An axial gap type rotating electric machine comprising a rotor and a stator, wherein the rotor and the stator are arranged to face each other in the axial direction,
  • the stator is the stator according to (11) above.
  • the above rotating electric machine has excellent magnetic characteristics and productivity. This is because the stator core has the high density and is excellent in productivity.
  • the core 1 according to the first embodiment will be described mainly with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the core 1 according to the first embodiment is used for an axial gap type rotating electric machine 9 (FIG. 12) described later.
  • the core 1 includes an annular plate-shaped yoke 3 and a plurality of columnar teeth 2 (FIG. 1).
  • the yoke 3 has a planar first surface 31.
  • the first surface 31 connects the outer peripheral surface 30o and the inner peripheral surface 30i of the yoke 3.
  • the plurality of teeth 2 are provided on the first surface 31 of the yoke 3 at intervals in the circumferential direction of the yoke 3.
  • the plurality of teeth 2 have an outer peripheral surface 21 that projects in the axial direction of the yoke 3 with respect to the first surface 31 of the yoke 3.
  • the yoke 3 and the plurality of teeth 2 are formed of a powder compact that is integrally molded.
  • One of the features of the core 1 according to the first embodiment is that the following requirement (1) and requirement (2) are satisfied.
  • the yoke 3 has a plurality of recesses 34. Each of the plurality of recesses 34 is connected to at least a part of the outer peripheral surface 21 of each of the plurality of teeth 2. (2) All of the shortest distance L1 (FIG.
  • the yoke 3 has an outer peripheral surface 30o, an inner peripheral surface 30i, a planar first surface 31, and a planar second surface 32 (FIG. 1).
  • the first surface 31 is the upper surface of the yoke 3.
  • the second surface 32 is the lower surface of the yoke 3.
  • the yoke 3 magnetically couples the adjacent teeth 2 to each other.
  • the yoke 3 is provided with a shaft hole 39 that penetrates the upper and lower surfaces at the center thereof.
  • Each recess 34 is provided so as to be connected to at least a part of the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 in the circumferential direction. That is, each recess 34 connects the first surface 31 and the outer peripheral surface 21 of each tooth 2.
  • Each concave portion 34 is formed by a convex portion 554 of each first lower punch 55 of the mold 5 (FIG. 6) described later.
  • the convex portion 554 is provided in each first lower punch 55 so as to be connected to at least a part of the inner peripheral surface of the second hole 552 in the circumferential direction. Since each first lower punch 55 is provided with the convex portion 554, damage to each first lower punch 55 can be suppressed. The reason is as follows.
  • each first lower punch 55 compresses the raw material powder of the core 1
  • the deformation of the first lower punch 55 is suppressed by the anchor effect caused by the protrusion 554 entering the raw material powder. Therefore, the stress generated at the inner peripheral corner of the second hole 552 is reduced. That is, the fact that the yoke 3 is provided with the recess 34 reduces the damage to the die 5, and thus the productivity of the core 1 is excellent.
  • Each recess 34 preferably has a portion connected to the first region 211 of the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 and a portion connected to the second region 212 of the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 (FIGS. 2 and 3 ).
  • the first region 211 is a region of the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 that faces the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 that is adjacent to one side of the yoke 3 in the circumferential direction.
  • the second region 212 is a region of the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 that faces the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 adjacent to the other of the yoke 3 in the circumferential direction.
  • the confronting area is a concentric circle centered on the center of gravity of the yoke 3 and is opposed to an area between an inscribed circle contacting the inner peripheral sides of the plurality of teeth 2 and an outer contact circle contacting the outer peripheral sides of the plurality of teeth 2.
  • each recess 34 has a portion connected to the first area 211 and a portion connected to the second area 212 of each tooth 2, damage to the first lower punch 55 (FIG. 6) is effectively suppressed.
  • the convex portion 554 of the first lower punch 55 described later is provided so as to be connected to the first region and the second region of the inner peripheral surface of the second hole 552. Therefore, the deformation of the first lower punch 55 due to the lateral pressure during compression molding is effectively suppressed. Therefore, the effect of reducing the stress generated at the inner peripheral corner of the second hole 552 is high. It is preferable that each recess 34 further has a portion connected over the entire length of the first region 211 of each tooth 2 and a portion connected over the entire length of the second region 212.
  • the part connected to the first region 211 and the part connected to the second region 212 may be separated without being connected to each other or may be connected to each other.
  • the recess 34 includes a first recess connected to the first region 211 and a second recess connected to the second region 212.
  • each recess 34 is provided so as to be connected to the entire circumference of the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 in the circumferential direction. The reason is that the effect of reducing the stress generated at the inner peripheral corner portion of the second hole 552 is further enhanced, and the damage of the die 5, specifically, the first lower punch 55 can be further suppressed.
  • Each of the recesses 34 in this example is provided so as to be connected to the entire outer circumferential surface 21 of each tooth 2 in the circumferential direction.
  • the planar shape of the concave portion 34 is an annular shape along the circumferential direction of the outer peripheral surface 21 of the tooth 2, here, a trapezoidal annular shape.
  • each recess 34 can be appropriately selected.
  • the cross-sectional shape of each recess 34 means a shape of a cross section cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of each recess 34, that is, a plane including the axis of each tooth 2 and orthogonal to the outer peripheral surface 21.
  • each recess 34 in this example has an inclined surface 341 and a curved surface 342 (FIGS. 3 to 5).
  • the inclined surface 341 is inclined so that the depth D of the concave portion 34 becomes deeper as it approaches the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 from the first surface 31.
  • the depth D of the recess 34 refers to the length along the axial direction of the yoke 3.
  • the curved surface 342 is provided in an arc shape connecting the inclined surface 341 to the outer peripheral surface 21 of the tooth 2.
  • the cross-sectional shape of each recess 34 is asymmetric with respect to the perpendicular line passing through the apex of each recess 34.
  • the length of the inclined surface 341 is longer than the length of the curved surface 342.
  • each recess 34 has the inclined surface 341, damage to each first lower punch 55 (FIG. 6) can be easily suppressed even if the molding pressure during molding is increased. Therefore, the density of the core 1 can be increased and the productivity can be improved.
  • the convex portion 554 of each first lower punch 55 described later has an inclined surface so as to correspond to the inclined surface 341 of each concave portion 34. When the raw material powder is compressed using the first lower punch 55, pressure acts on the inclined surface of the convex portion 554. The pressure applied to the inclined surface of the convex portion 554 acts toward the second hole 552 side of the first lower punch 55.
  • the pressure applied to the inclined surface of the convex portion 554 acts in a direction of canceling the lateral pressure acting on the inner peripheral surface of the second hole 552 during compression molding. Therefore, it is possible to offset at least a part of the lateral pressure acting on the first lower punch 55 by utilizing the pressure received by the inclined surface of the convex portion 554 during compression molding. Therefore, the deformation of the first lower punch 55 due to the lateral pressure is further suppressed. Therefore, the stress generated at the inner peripheral corner of the second hole 552 is further reduced.
  • each recess 34 may be composed of an inclined surface, a vertical surface, and a corner.
  • the inclined surface is inclined so that the depth D of the recess 34 becomes deeper as it approaches the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 from the first surface 31.
  • the vertical surface extends below the yoke 3 from the outer peripheral surface 21 of the tooth 2.
  • the angled surface intersects the inclined surface and the vertical surface.
  • the cross-sectional shape of the recess 34 may be, for example, a semicircular shape, a triangular shape, a rectangular shape, or the like.
  • “Semi-circular shape”, “triangular shape”, and “rectangular shape” include not only geometrically semicircular shapes, triangular shapes, and rectangular shapes, but also ranges substantially regarded as semicircular shapes, triangular shapes, and rectangular shapes. Be done. For example, “triangular” and “rectangular” include shapes having rounded corners. Further, the "triangular shape” includes a V-shape, and the “rectangular shape” includes a U-shape.
  • each recess 34 is preferably 0.2 mm or more and 2.5 mm or less (FIG. 4).
  • the width Wd of each recess 34 is preferably, for example, 0.5 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the depth D of the recess 34 is as described above.
  • the width Wd of the recess 34 refers to the length along the first surface 31 in the cross section of the recess 34.
  • the cross section of the recess 34 means a cross section cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of each recess 34, that is, a plane including the axis of each tooth 2 and orthogonal to the outer peripheral surface 21.
  • each recess 34 is 0.2 mm or more and the width Wd of the recess 34 is 0.5 mm or more, it is easy to suppress damage to each first lower punch 55 (FIG. 6).
  • the depth D of each recess 34 is 2.5 mm or less and the width Wd of each recess 34 is 3.0 mm or less, the reduction of the magnetic path area of the yoke 3 due to each recess 34 is suppressed. Therefore, it is easy to suppress the deterioration of the magnetic characteristics due to the decrease of the magnetic path area.
  • the depth D of each recess 34 is preferably 0.5 mm or more and 2 mm or less.
  • the width Wd of each recess 34 is preferably 1.0 mm or more and 2.0 mm or less. In this example, the radius of curvature R of the curved surface 342 is 0.5 mm, the depth D of each recess 34 is 0.5 mm, and the width Wd of each recess 34 is 1.6 mm.
  • the thickness Ty of the yoke 3 is, for example, 1.0 mm or more and 10 mm or less, and further 1.5 mm or more and 7.0 mm or less (FIG. 5).
  • the thickness Ty of the yoke 3 refers to the length along the axial direction of the yoke 3 between the first surface 31 and the second surface 32.
  • the inner diameter of the yoke 3 is, for example, 5 mm or more and 150 mm or less.
  • the outer diameter of the yoke 3 is, for example, 30 mm or more and 300 mm or less. In this example, the thickness Ty of the yoke 3 is 3.5 mm.
  • the length Wy of the yoke 3 along the radial direction, that is, the difference between the inner diameter and the outer diameter is 20 mm.
  • Each tooth 2 projects in the axial direction of the yoke 3 with respect to the first surface 31 of the yoke 3 (FIGS. 1 to 3 and 5 ). That is, each tooth 2 is a portion of the core 1 above the same plane of the first surface 31. Each tooth 2 is provided with the coil 80 when the stator 1 (FIG. 11) described later is constructed by the core 1 and the coil 80.
  • the number of teeth 2 is plural (Fig. 1).
  • the specific number of teeth 2 can be appropriately selected.
  • the number of teeth 2 in this example is 12.
  • the plurality of teeth 2 are integrally formed with the yoke 3. Therefore, no gap, which is a magnetic gap, is formed between the yoke 3 and each tooth 2. Therefore, the magnetic flux satisfactorily passes from each tooth 2 to the yoke 3.
  • the teeth 2 are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the yoke 3. In this example, the teeth 2 adjacent to each other are equidistant in the circumferential direction of the yoke 3.
  • each tooth 2 may be prismatic or cylindrical.
  • the prismatic shape may be, for example, a triangular prismatic shape having a triangular cross section or a quadrangular prismatic shape having a quadrangle when the tooth 2 is cut along a plane orthogonal to the axial direction of the tooth 2.
  • the axial direction of the tooth 2 is the protruding direction of the tooth 2 and is the same as the axial direction of the yoke 3.
  • Examples of the triangular prism include a triangular prism whose cross-sectional shape is an isosceles triangle.
  • Examples of the quadrangular prism include a trapezoidal prism having the trapezoidal cross section and a rectangular parallelepiped having a rectangular cross section.
  • the cross-sectional shape may be uniform in the axial direction of the tooth 2.
  • the “trapezoidal” and “triangular shape” are substantially trapezoidal, including not only the geometrical trapezoidal shape and triangular shape, but also the shape having rounded corners as in this example, as in the case of the above-mentioned concave portion 34. , Including the range considered as a triangle.
  • each tooth 2 is a trapezoidal column whose cross-sectional shape is trapezoidal (FIGS. 1 and 2).
  • the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 has a first area 211, a second area 212, an outer peripheral area 213, and an inner peripheral area 214.
  • the first area 211 and the second area 212 are as described above.
  • the first region 211 and the second region 212 of this embodiment intersect in the circumferential direction of the yoke 3.
  • the outer peripheral region 213 is a region that is provided on the outer peripheral surface 30o side of the yoke 3 and connects the outer peripheral surface 30o side of the yoke 3 in the first region 211 and the outer peripheral surface 30o side of the yoke 3 in the second region 212.
  • the outer peripheral region 213 is provided in an arc shape along the peripheral direction of the outer peripheral surface 30o of the yoke 3.
  • the inner peripheral region 214 is a region provided on the inner peripheral surface 30i side of the yoke 3 and connecting the inner peripheral surface 30i side of the yoke 3 in the first region 211 and the inner peripheral surface 30i side of the yoke 3 in the second region 212. Is.
  • the inner peripheral area 214 is linearly provided.
  • Each tooth 2 has a long outer peripheral region 213 and a short inner peripheral region 214 (FIG. 2 ).
  • the cross-sectional shape of each tooth 2 is uniform in the axial direction of the tooth 2. If the tooth 2 has a trapezoidal columnar shape, it is easy to secure a large cross-sectional area. Further, the dead space of the core 1 is easily reduced, and the stator 8 having a high space factor is easily constructed.
  • each tooth 2 is the same as each other.
  • the length of each tooth 2 is smaller than the length of the yoke 3.
  • the length of the tooth 2 and the length of the yoke 3 refer to the length of the yoke 3 in the radial direction.
  • the length of the tooth 2 is between the outer peripheral edge 333 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of the tooth 2, and the inner peripheral edge 334 of the first surface 31 of the yoke 3 and the tooth 2.
  • the length is such that a predetermined interval described later is provided in each of the spaces.
  • the cross-sectional area of each tooth 2 is, for example, 5 mm 2 or more and 800 mm 2 or less.
  • each tooth 2 refers to the area of a cross section of the tooth 2 taken along a plane orthogonal to the axial direction of the tooth 2.
  • the height Ht of each tooth 2 is, for example, 3 mm or more and 40 mm or less (FIG. 5 ).
  • the height Ht of the tooth 2 is the protruding length of the tooth 2 protruding in the axial direction of the yoke 3 with respect to the first surface 31.
  • the height Ht of the tooth 2 of this example is 8.8 mm.
  • the length of at least one of all the shortest distances L2 between them is 4 mm or less (FIG. 2).
  • the shortest distance L1 between the outer peripheral edge 333 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 may be simply the shortest distance L1 on the outer peripheral side.
  • the shortest distance L2 between the inner peripheral edge 334 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 may be simply the shortest distance L2 on the inner peripheral side.
  • the shortest distance L1 on the outer peripheral side and the shortest distance L2 on the inner peripheral side are distances when the yoke 3 is viewed in plan from the axial direction.
  • all of the shortest distance L1 on the outer circumference side and all of the shortest distance L2 on the inner circumference side may satisfy the above range.
  • at least one of all of the shortest distance L1 on the outer peripheral side and all of the shortest distance L2 on the inner peripheral side is 4 mm or less, by providing the concave portion 34, the first lower punch 55 of the die 5 is damaged.
  • At least one of the shortest distance L1 on the outer peripheral side and the shortest distance L2 on the inner peripheral side is preferably 1 mm or more, and more preferably 1.5 mm or more and 3.5 mm or less.
  • all the lengths of the shortest distance L1 on the outer peripheral side and all the lengths of the shortest distance L2 on the inner peripheral side are the same.
  • all the lengths of the shortest distance L1 on the outer peripheral side and all the lengths of the shortest distance L2 on the inner peripheral side may be different from each other.
  • the position of the shortest distance L1 on the outer peripheral side is a region facing each other along the circumferential direction of the outer peripheral edge 333 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral region 213 of the outer peripheral surface 21 of the tooth 2.
  • the position of the shortest distance L2 on the inner peripheral side is a portion that bisects the circumferential direction of each tooth 2 by a line segment along the radial direction.
  • the entire length of the shortest distance L1 on the outer peripheral side and the entire length of the shortest distance L2 on the inner peripheral side are 3 mm in this example.
  • the green compact is a soft magnetic powder compression-molded.
  • the green compact is mainly composed of soft magnetic powder.
  • the soft magnetic powder has a plurality of iron-based particles made of pure iron or iron-based alloy. Pure iron has a purity of 99% by mass or more.
  • the iron-based alloy is at least one selected from the group consisting of Fe-Si (silicon) alloys, Fe-Al (aluminum) alloys, Fe-Si-Al alloys, and Fe-Ni (nickel) alloys.
  • Examples of the Fe—Si alloy include silicon steel.
  • An example of the Fe-Si-Al alloy is sendust.
  • Examples of the Fe—Ni-based alloy include permalloy.
  • the soft magnetic powder preferably has an insulating coating on the surface of the iron-based particles. If the surface of the iron-based particles is provided with an insulating coating, it is easy to ensure electrical insulation between the particles by the insulating coating. Therefore, the iron loss of the green compact resulting from the eddy current loss is reduced.
  • the insulating coating include phosphate coating and silica coating.
  • the relative density of the green compact is preferably 90% or more. The reason is that magnetic properties such as saturation magnetic flux density and mechanical properties such as strength are excellent.
  • the relative density is preferably 93% or more.
  • the "relative density of the green compact” means the ratio (%) of the density of the actual green compact to the true density of the green compact. That is, the relative density of the green compact is determined by [(actual density of green compact/true density of green compact) ⁇ 100].
  • the actual density of the green compact is obtained by immersing the green compact in oil and impregnating the green compact with [oil density x (mass of green compact before oil impregnation/pressure after oil impregnation. The mass of the powder compact))].
  • the oil impregnation density is (mass of pressed powder compact after oil impregnation/volume of compressed powder compact after oil impregnation). That is, the actual density of the green compact can be obtained by (mass of green compact before oil impregnation/volume of green compact after oil impregnation).
  • the volume of the green compact after oil impregnation can be typically measured by a liquid substitution method.
  • the true density of a green compact is a theoretical density when voids are not included inside. The true density of the green compact can also be determined from the true density of the soft magnetic powder used.
  • the core 1 according to the first embodiment can be manufactured by the core manufacturing method (I) including a filling step and a molding step.
  • the filling step the raw material powder is filled in the cavity of the mold 5 (FIG. 6).
  • the molding step the raw material powder in the cavity is compression molded.
  • the die 5 includes a die 51, a core rod 52, an upper punch 53, and a lower punch 54.
  • the cavity for filling the raw material powder is composed of a die 51, a core rod 52, and a lower punch 54.
  • the die 51 has a die hole 511.
  • the mold hole 511 has an inner peripheral surface forming the outer peripheral surface 30o of the yoke 3.
  • the inner peripheral shape of the mold hole 511 is a shape corresponding to the shape of the outer peripheral surface 30o of the yoke 3, and is a circular shape in this example.
  • the core rod 52 has an outer peripheral surface 521 forming the inner peripheral surface 30i of the yoke 3.
  • the shape of the core rod 52 is a shape corresponding to the shape of the inner peripheral surface 30i of the yoke 3, and is cylindrical in this example.
  • the core rod 52 is arranged inside the die hole 511 of the die 51.
  • the upper punch 53 has a lower end surface 531 forming the second surface 32 of the yoke 3.
  • the upper punch 53 has a cylindrical shape.
  • An insertion hole 532 into which the core rod 52 is inserted is provided in the center of the upper punch 53.
  • the inner peripheral shape of the insertion hole 532 is a shape corresponding to the shape of the core rod 52, and is a circular shape in this example.
  • the lower end surface 531 of the upper punch 53 is configured as a flat surface.
  • the shape of the lower end surface 531 of the upper punch 53 can be appropriately selected according to the shape of the second surface 32 of the yoke 3, and in this example, it is annular.
  • the upper punch 53 is fitted between the die hole 511 of the die 51 and the core rod 52.
  • the lower punch 54 has a first lower punch 55 and a second lower punch 56.
  • the lower punch 54 is fitted between the die hole 511 of the die 51 and the core rod 52.
  • the first lower punch 55 and the second lower punch 56 can be independently driven vertically with respect to the die 51 and the core rod 52.
  • the first lower punch 55 forms the first surface 31 and the concave portion 34 of the yoke 3 and the peripheral surface of the tooth 2.
  • the first lower punch 55 has a cylindrical shape.
  • the first lower punch 55 has a first hole 551, a plurality of second holes 552, and an upper end surface 553.
  • the first hole 551 has an inner peripheral surface through which the core rod 52 is inserted.
  • the first hole 551 is provided in the center of the first lower punch 55 so as to penetrate the first lower punch 55 in the vertical direction.
  • the inner peripheral shape of the first hole 551 corresponds to the outer peripheral shape of the core rod 52, and is a circular shape in this example.
  • the second hole 552 has an inner peripheral surface forming the outer peripheral surface 21 of the tooth 2.
  • the second hole 552 is provided on the outer periphery of the first hole 551 in the first lower punch 55 so as to penetrate the first lower punch 55 in the vertical direction.
  • the number of second holes 552 is a number corresponding to the number of teeth 2, and is 12 in this example.
  • the plurality of second holes 552 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the first lower punch 55.
  • the second lower punch 56 is inserted into the second hole 552.
  • the inner peripheral shape of the second hole 552 can be appropriately selected according to the shape of the tooth 2, and is trapezoidal in this example. That is, the inner peripheral surface of the second hole 552 is provided in a trapezoidal ring shape with the first region, the second region, the outer peripheral region, and the inner peripheral region.
  • the first region is a region of the inner peripheral surface of the second hole 552 that faces the inner peripheral surface of the second hole 552 that is adjacent to the first lower punch 55 in one circumferential direction.
  • the second region is a region of the inner peripheral surface of the second hole 552 that faces the inner peripheral surface of the second hole 552 adjacent to the other of the first lower punches 55 in the circumferential direction.
  • the confronting regions are, among the concentric circles centering on the center of gravity of the first lower punch 55, an inscribed circle that contacts the inner peripheral side of the plurality of second holes 552 and a circumscribed circle that contacts the outer peripheral side of the plurality of second holes 552. In the area between and, it means the area which opposes.
  • the first region and the second region intersect in the circumferential direction of the upper end surface 553.
  • the outer peripheral region is located on the outer peripheral surface side of the first lower punch 55, and connects the end portions on the outer peripheral surface side of the first lower punch 55 in the first region and the second region.
  • the outer peripheral region is provided in an arc shape along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the first lower punch 55.
  • the inner peripheral region is located on the inner peripheral surface side of the first lower punch 55, and connects the end portions on the inner peripheral surface side of the first lower punch 55 in the first region and the second region.
  • the inner peripheral region is linearly provided.
  • the upper end surface 553 forms the first surface 31 and the recess 34 of the yoke 3.
  • the shape of the upper end surface 553 is an annular shape.
  • the shortest distance between the outer peripheral edge of the upper end surface 553 and the inner peripheral surface of the second hole 552 corresponds to the shortest distance L1 on the outer peripheral side, and the inner peripheral edge of the upper end surface 553 and the inner peripheral surface of the second hole 552 are described.
  • the shortest distance between the outer peripheral edge of the upper end surface 553 and the inner peripheral surface of the second hole 552 and the shortest distance between the inner peripheral edge of the upper end surface 553 and the inner peripheral surface of the second hole 552 are 1 mm or more and 4 mm or less. Is.
  • the above-mentioned shortest distance is the length in the left-right direction on the paper surface of FIG. In this example, the shortest distance between both sides is 3 mm.
  • the upper end surface 553 has a convex portion 554 connected to the inner peripheral surface of the second hole 552.
  • the convex portion 554 forms the concave portion 34 of the yoke 3. That is, the formation region, the cross-sectional shape, and the size of the recess 34 of the yoke 3 are adjusted by appropriately adjusting the formation region, the cross-sectional shape, and the size of the convex portion 554.
  • the convex portion 554 of this example is provided so as to be connected over the entire circumference in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the second hole 552.
  • the second lower punch 56 has an upper end surface 561 that forms the upper surface of the tooth 2.
  • the shape of the second lower punch 56 corresponds to the inner peripheral shape of the second hole 552, and is a trapezoidal column in this example.
  • the upper end surface 561 of the second lower punch 56 is a flat surface.
  • the shape of the upper end surface 561 can be appropriately selected according to the end surface shape of the tooth 2, and is a trapezoid in this example.
  • the number of the second lower punches 56 is the same as that of the second holes 552, and is 12 in this example.
  • the raw material powder is filled in the cavity formed by the die 51, the core rod 52, and the lower punch 54.
  • the above-mentioned soft magnetic powder can be used as the raw material powder.
  • the raw material powder may contain a binder and a lubricant in addition to the soft magnetic powder.
  • a lubricant may be applied to the mold 5.
  • the average particle diameter of the soft magnetic material powder used as the raw material powder is, for example, 20 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less. When the average particle size of the powder is in the above range, the powder is easy to handle and compression-molded easily.
  • the average particle size of the powder may be 40 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, and may be 250 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter of the powder is a particle diameter measured by a laser diffraction/scattering particle diameter/particle size distribution measuring device and having an integrated mass of 50% of the mass of all particles.
  • the raw material powder in the cavity is compression-molded by the upper punch 53 and the lower punch 54.
  • the higher the pressure at the time of compression molding the easier the densification becomes, and the core 1 having a high relative density is manufactured.
  • the pressure is, for example, 700 MPa or higher, and further 980 MPa or higher.
  • heat treatment may be performed if necessary.
  • the heat treatment removes the strain to manufacture the low-loss core 1.
  • the binder and the lubricant may be removed by heat treatment.
  • the heat treatment temperature is preferably equal to or lower than the decomposition temperature of the insulating coating.
  • the ratio of the size of the tooth 2 to the size of the yoke 3 is large.
  • the core 1 can suppress damage to the first lower punch 55 even if the molding pressure is increased, so that the core 1 has high density and is excellent in productivity.
  • the core 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the core 1 according to the second embodiment differs from the core 1 according to the first embodiment in that the yoke 3 has a cutout portion 35.
  • the following description focuses on the differences from the first embodiment. The description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.
  • the notch 35 is a recess for positioning the core 1 with respect to the case 92 of the rotating electric machine 9 (FIG. 12) described later and for hooking the end of the winding wire forming the coil 80 of the stator 8 described later. is there.
  • the notch 35 is provided on at least one of the outer peripheral surface 30o side and the inner peripheral surface 30i side of the yoke 3 with respect to each tooth 2.
  • the cutout portion 35 opens to at least one of the outer peripheral surface 30o and the inner peripheral surface of the yoke 3.
  • the cutout portion 35 is formed by cutting out the entire area of the yoke 3 in the thickness direction.
  • the cutout portion 35 is provided at each of the positions corresponding to between the adjacent teeth 2 (FIG. 8 ). That is, the number of notches 35 is 12 in this example (FIG. 7).
  • at least one cutout 35 can be used for positioning the core 1, and the other cutouts 35 can be used for hooking the ends of the winding.
  • the planar shape of the notch 35 viewed from the tooth 2 side is trapezoidal in this example (FIG. 8).
  • the planar shape of the cutout portion 35 may be triangular, rectangular, semicircular, or the like.
  • the “trapezoidal”, “triangular”, “rectangular”, and “semicircular” here mean not only the trapezoidal geometrical shape, the triangular shape, the rectangular shape, and the semicircular shape similar to the above-described recess 34. Including a shape having rounded corners as in this example, a range that is considered to be substantially trapezoidal, triangular, rectangular, and semicircular is included.
  • the length of the notch 35 along the circumferential direction of the yoke 3 and the length of the notch 35 along the radial direction of the yoke 3 can be appropriately selected according to the formation location and shape of the notch 35.
  • the length of the yoke 3 along the circumferential direction may be simply referred to as the circumferential length, and the length of the yoke 3 along the radial direction may be simply referred to as the radial length.
  • the circumferential length of the cutout portion 35 refers to the length of the open end of the cutout portion 35 along the circumferential direction. That is, the circumferential length of the cutout portion 35 refers to the length of the cutout portion 35 along the extension line of the outer peripheral edge 333 of the first surface 31.
  • the radial length of the cutout portion 35 refers to the maximum depth of the cutout portion 35. That is, the radial length of the cutout portion 35 refers to the maximum length of the cutout portion 35 in the radial direction of the yoke 3 from the extension line of the outer peripheral edge 333 of the first surface 31.
  • the circumferential length of the cutout portion 35 is preferably less than the minimum distance between the first region 211 and the second region 212 of the adjacent teeth 2.
  • the circumferential length of the cutout portion 35 is, for example, 1.0 mm or more and 10 mm or less.
  • the radial length of the notch 35 is, for example, 0.5 mm or more and 5 mm or less. If the circumferential length of the notch 35 is 1.0 mm or more and the radial length of the notch 35 is 0.5 mm or more, the core 1 can be easily positioned. If the circumferential length of the notch 35 is 10 mm or less or the radial length of the notch 35 is 5 mm or less, the notch 35 is not too large. Therefore, the reduction of the magnetic path area of the yoke 3 due to the cutout portion 35 is suppressed.
  • the circumferential length of the cutout portion 35 is preferably 1.5 mm or more and 8 mm or less.
  • the radial length of the cutout portion 35 is preferably 1.0 mm or more and 4 mm or less. In this example, the circumferential length of the cutout portion 35 is about 6 mm.
  • the radial length of the cutout portion 35 is 2.5 mm.
  • the position of the shortest distance L1 between the outer peripheral edge 333 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of each tooth 2, that is, the shortest distance L1 on the outer peripheral side is the corner of the notch 35 and the outer periphery of each tooth 2.
  • the corners of the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 are the connection points between the outer peripheral area 213 and the first area 211 and the connection points between the outer peripheral area 213 and the second area 212.
  • the length of the shortest distance L1 on the outer peripheral side is about 2.7 mm.
  • the length between the outer peripheral edge 333 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of each tooth 2 at the location where the circumferential direction of the tooth 2 is bisected by a line along the radial direction is set to Like the core 1 of the form 1, it is 3 mm.
  • the position and the length of the shortest distance L2 between the inner peripheral edge 334 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of each tooth 2, that is, the shortest distance L2 on the inner peripheral side are the same as those in the core 1 of the first embodiment. This is the same as the shortest distance L2 on the inner circumference side.
  • the position of the shortest distance L2 on the inner peripheral side is a portion that bisects the circumferential direction of the tooth 2 with a line segment along the radial direction.
  • the length of the shortest distance L2 on the inner peripheral side is 3 mm.
  • the core 1 according to the second embodiment can be manufactured by the core manufacturing method (II) including the same steps as the core manufacturing method (I) described above.
  • the mold 5 used is different from the mold 5 (FIG. 6) used in the core manufacturing method (I).
  • the die 51, the upper punch 53, and the first lower punch 55 in the mold 5 of the core manufacturing method (II) are different from the mold 5 of the core manufacturing method (I).
  • the mold 5 used in the core manufacturing method (II) will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The following description will focus on the difference between the core manufacturing method (I) and the mold 5.
  • FIG. 9 shows a state in which the cavity before being filled with the raw material powder is viewed from the upper punch side.
  • the die 51 and the core rod 52 are hatched for convenience of description.
  • the inner peripheral surface of the die 51 has a convex portion 512 protruding toward the inner peripheral side in the radial direction of the die 51 (FIG. 9).
  • the convex portion 512 forms the cutout portion 35 of the yoke 3.
  • the number, shape, size, and formation location of each convex portion 512 can be appropriately selected according to the number, shape, size, and formation location of the cutout portion 35.
  • the number of convex portions 512 is 12 in this example.
  • the shape of the convex portion 512 is trapezoidal in this example.
  • the formation location of the convex portion 512 is each location on the outer peripheral surface of the first lower punch 55 corresponding to between the adjacent second holes 552.
  • the outer peripheral surface of the upper punch 53 has a concave portion into which the convex portion 512 of the die 51 fits.
  • the number, shape, size, and formation location of the concave portions correspond to the convex portions 512.
  • the outer peripheral surface of the first lower punch 55 has a concave portion 555 into which the convex portion 512 of the die 51 fits (FIGS. 9 and 10).
  • the number, shape, size, and formation location of the concave portions 555 correspond to the convex portions 512.
  • the core 1 according to the second embodiment has a high density and a large ratio of the size of the tooth 2 to the size of the yoke 3 and is excellent in productivity.
  • the yoke 3 is provided with the cutout portion 35, it can be used for positioning the core 1 in the case 92 of the rotating electric machine 9 described later, so that the rotating electric machine 9 can be easily constructed.
  • the stator 8 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 11.
  • the stator 8 according to the third embodiment includes the core 1 and the coil 80.
  • the coil 80 is arranged in each of the plurality of teeth 2 included in the core 1.
  • the stator 8 is used in an axial gap type rotating electric machine 9.
  • FIG. 11 illustrates a case where the stator 8 includes the core 1 according to the second embodiment illustrated in FIGS. 7 and 8.
  • the stator 8 may include the core 1 shown in FIGS. 1 to 5.
  • Each coil 80 has a tubular portion formed by spirally winding a winding wire.
  • the coil 80 of this example is a trapezoidal tube-shaped edgewise winding coil whose winding is a covered rectangular wire. Note that, in FIG. 11, only the tubular portion is simplified and shown, and both ends of the winding are not shown. Both ends of the winding can be hooked on the notch 35 of the yoke 3 in the core 1 and pulled out.
  • the stator 8 can be manufactured by separately manufacturing the coil 80 and fitting the coil 80 on the outside of the tooth 2.
  • stator 8 according to the third embodiment includes the core 1 of the third embodiment which has a high density and is excellent in productivity, it is possible to construct the axial gap type rotary electric machine 9 which is excellent in magnetic characteristics and productivity.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along a plane that is parallel to the rotation axis 91 of the rotating electric machine 9 and that passes through the cutout portion 35 of the core 1.
  • the rotary electric machine 9 includes a rotor 90 and a stator 8.
  • the stator 8 according to the third embodiment described above can be used as the stator 8.
  • the rotary electric machine 9 is an axial gap type in which a rotor 90 and a stator 8 are arranged so as to face each other in the axial direction.
  • the rotating electric machine 9 can be used as a motor or a generator.
  • the rotary electric machine 9 includes a case 92.
  • the case 92 has a cylindrical internal space that houses the stator 8 and the rotor 90.
  • the case 92 includes a cylindrical portion 921 and two plates 923.
  • the cylindrical portion 921 surrounds the outer circumferences of the stator 8 and the rotor 90. Plates 923 are arranged on both sides of the cylindrical portion 921, respectively.
  • the cylindrical portion 921 preferably has a positioning portion that positions the stator 8. This positioning portion is composed of a convex portion 922 protruding from the inner surface of the cylindrical portion 921, and engages with the cutout portion 35 of the yoke 3 of the core 1. By this engagement, the stator 8 is positioned with respect to the case 92.
  • the two plates 923 are fixed to both end surfaces of the cylindrical portion 921 so as to sandwich the stator 8 and the rotor 90 from both sides in the axial direction. Both plates 923 are provided with a through hole in the center thereof. A bearing 93 is provided in the through hole, and the rotary shaft 91 is inserted through the bearing 93. A bearing is also provided in the shaft hole 39 of the yoke 3, and the rotary shaft 91 is inserted through this bearing. Illustration of the bearing provided in the shaft hole 39 is omitted. The rotating shaft 91 penetrates through the case 92.
  • the rotor 90 includes a plurality of magnets 95 and a rotor body.
  • the rotor 90 is a flat member.
  • Each magnet 95 is, for example, a flat plate shape having a planar shape corresponding to the planar shape of the end surface of the tooth 2.
  • the rotor body supports a plurality of magnets 95.
  • the rotor body is an annular member and is rotatably supported by the rotating shaft 91.
  • the magnets 95 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotor body.
  • Each magnet 95 is magnetized in the axial direction of the rotating shaft 91. Magnetization directions of the magnets 95 adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor body are opposite to each other. When the rotor body rotates, the magnet 95 also rotates with the rotor body.
  • the stator 8 is arranged so that the end surface of the tooth 2 faces the magnet 95 of the rotor 90. When the rotor 90 rotates, the end faces of the teeth 2 receive the magnetic flux from the rotating magnet 95.
  • the rotating electrical machine 9 according to the fourth embodiment includes the stator 8 of the third embodiment, and thus is excellent in magnetic characteristics and productivity.
  • the core 1 according to the second embodiment described with reference to FIGS. 7 and 8 was manufactured using the mold 5 described with reference to FIGS. 9 and 10. That is, the first lower punch 55 includes the convex portion 554 and the concave portion 555 (FIGS. 9 and 10).
  • the convex portion 554 is provided so as to connect to the entire inner circumferential surface of the second hole 552 in the circumferential direction.
  • the shape of the convex portion 554 is a trapezoidal ring.
  • the recess 555 is provided on the outer peripheral surface of the first lower punch 55. The shape of the recess 555 is trapezoidal.
  • the position of the shortest distance between the outer peripheral edge of the upper end surface 553 of the first lower punch 55 and the inner peripheral surface of the second hole 552 is between the corner of the recess 555 and the corner of the inner peripheral surface of the second hole 552.
  • the corner portion of the inner peripheral surface of the second hole 552 is a connection portion between the first region and the outer peripheral region of the second hole 552 and a connection portion between the second region and the outer peripheral region.
  • the position of the shortest distance between the inner peripheral edge of the upper end surface 553 of the first lower punch 55 and the inner peripheral surface of the second hole 552 is bisected by a line segment along the radial direction of the circumferential direction of the second hole 552. It is a place to do.
  • the length of the shortest distance between the outer peripheral edge of the upper end surface 553 of the first lower punch 55 and the inner peripheral surface of the second hole 552 was set to about 2.7 mm.
  • the shortest distance between the inner peripheral edge of the upper end surface 553 of the first lower punch 55 and the inner peripheral surface of the second hole 552 was 3 mm.
  • an annular plate-shaped yoke 3 and a plurality of teeth 2 are integrally formed (FIGS. 7 and 8).
  • the yoke 3 has a plurality of recesses 34 and a plurality of cutouts 35.
  • Each recess 34 is provided so as to connect to the entire circumference of the outer peripheral surface 21 of each tooth 2.
  • Each notch 35 is provided on the outer peripheral surface 30o of the yoke 3 at a position corresponding to between the adjacent teeth 2.
  • the position of the shortest distance L1 between the outer peripheral edge 333 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 is between the corner of the notch 35 and the corner of the outer peripheral surface 21 of the tooth 2.
  • the corner portion of the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 is a connection point between the outer peripheral area 213 and the first area 211 and a connection point between the outer peripheral area 213 and the second area 212.
  • the position of the shortest distance L2 between the inner peripheral edge 334 of the first surface 31 of the yoke 3 and the outer peripheral surface 21 of the tooth 2 is a location that bisects the circumferential direction of each tooth 2 with a line segment along the radial direction. is there.
  • the length of the shortest distance L1 on the outer peripheral side is about 2.7 mm.
  • the length of the shortest distance L2 on the inner peripheral side is 3 mm.
  • Sample No. 101 Sample No. In Sample No. 101, except for the fact that the yoke was not provided with a concave portion connected to the outer peripheral surface of each tooth, A core similar to 1 was manufactured.
  • This sample No. As shown in FIG. 13, the first lower punch 55 of the die 5 used for manufacturing the core 101 is not provided with the convex portion connected to the inner peripheral surface of the second hole 552, and the upper end surface 553 is flat. It is a state.
  • sample No. 101 Manufactured sample No.
  • the core of Sample No. 101 was the same as Sample No. 101 except that the yoke was not provided with a concave portion connected to the outer peripheral surface of each tooth. 1 is the same as core 1. That is, the sample No.
  • the position and the length of the shortest distance L1 on the outer peripheral side and the position and the length of the shortest distance L2 on the inner peripheral side in the core of No. 101 are the same as those of Sample No. 101. 1 is the same as core 1.
  • sample No. In the first lower punch 55 of 101, as shown by the chain double-dashed line circle in FIG. 13, in the inner peripheral surface of the second hole 552, within a relatively large area near the corner on the outer peripheral surface side of the first lower punch 55.
  • the maximum stress occurred at.
  • the maximum stress value was about 1205 MPa.
  • Sample No. The first lower punch 55 of No. 1 is the sample No. It was found that the maximum stress can be reduced by 20% or more as compared with the first lower punch 55 of 101. That is, the sample No. The first lower punch 55 of No. 1 has the sample No. 1 even if the molding pressure is increased. Compared with 101, it is less likely to be deformed and damaged. Therefore, the sample No. The first lower punch 55 of No. 1 has a large ratio of the size of the tooth 2 to the size of the yoke 3 and can manufacture the high-density core 1 with high productivity.

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Abstract

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、円環板状のヨークと、前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、前記ヨークは、外周面と、内周面と、前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、前記第一面につながる複数の凹部とを有し、前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている、コア。

Description

コア、ステータ、及び回転電機
　本開示は、コア、ステータ、及び回転電機に関するものである。
　本出願は、２０１８年１２月１８日付の日本国出願の特願２０１８－２３６７６７に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアとして、特許文献１の圧粉磁心が知られている。特許文献１の圧粉磁心は、扇板状のヨーク部と、ヨーク部から突出するティース部とを有する。ヨーク部とティース部とは一体成形されている。ヨーク部の外周縁及び内周縁とティース部との間の間隔は互いに同一である。
特開２０１７－２２９１９１号公報
　本開示に係るコアは、
　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、
　円環板状のヨークと、
　前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、
　前記ヨークは、
　　外周面と、
　　内周面と、
　　前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、
　　前記第一面につながる複数の凹部とを有し、
　前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、
　前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、
　前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、
　前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている。
　本開示に係るステータは、
　アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
　本開示に係るコアと、
　前記コアにおける前記複数のティースの各々に配置されるコイルとを備える。
　本開示に係る回転電機は、
　ロータとステータとを備え、前記ロータと前記ステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機であって、
　前記ステータが本開示に係るステータである。
図１は、実施形態１に係るコアの概略を示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係るコアの一部の概略を示す上面図である。 図３は、図２のＡ－Ｂ－Ｃ－Ｄ線で切断したコアの概略を示す組み合わせ断面図である。 図４は、図３の破線円内の凹部近傍を拡大して示す拡大図である。 図５は、図２の（Ｖ）－（Ｖ）切断線で切断したコアの概略を示す断面図である。 図６は、実施形態１に係るコアを製造する金型の概略を示す断面図である。 図７は、実施形態２に係るコアの概略を示す斜視図である。 図８は、実施形態２に係るコアの一部の概略を示す上面図である。 図９は、実施形態２に係るコア及び試料Ｎｏ．１のコアを製造する金型の概略を示す部分断面図である。 図１０は、実施形態２に係るコア及び試料Ｎｏ．１のコアを製造する金型の第一下パンチの概略を示す斜視図である。 図１１は、実施形態３に係るステータの概略を示す斜視図である。 図１２は、実施形態４に係る回転電機の概略を示す断面図である。 図１３は、試料Ｎｏ．１０１のコアを成形する金型に備わる第一下パンチの概略を示す斜視図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　ヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きくて高密度なコアが望まれている。しかし、そのようなコアの最適な形状、及び製造方法は十分に検討されていなかった。
　そこで、本開示は、高密度であり、かつヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きくて、生産性に優れるコアを提供することを目的の一つとする。
　また、本開示は、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を構築できるステータを提供することを目的の一つとする。
　更に、本開示は、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を提供することを目的の一つとする。
　［本開示の効果］
　本開示に係るコアは、高密度であり、かつヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きくて、生産性に優れる。
　本開示に係るステータは、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を構築できる。
　本開示に係る回転電機は、磁気特性及び生産性に優れる。
　《本開示の実施形態の説明》
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　（１）本開示の一態様に係るコアは、
　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、
　円環板状のヨークと、
　前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、
　前記ヨークは、
　　外周面と、
　　内周面と、
　　前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、
　　前記第一面につながる複数の凹部とを有し、
　前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、
　前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、
　前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、
　前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている。
　上記のコアは、ヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きい。上記最短距離が上記範囲を満たすからである。
　また、上記のコアは、高密度で生産性に優れる。円環板状のヨークと柱状の複数のティースとが一体であり、かつ上記最短距離が上記範囲を満たすコアを、金型を用いて圧縮成形により製造する際に上記凹部を併せて形成することで、成形圧力を高めても金型が損傷し難いからである。この凹部は、詳しくは後述するように、圧縮成形時にパンチの端面における凸部の形状が転写されることで形成される。このパンチがコアの原料粉末を圧縮する際、凸部が原料粉末に進入することによるアンカー効果によりパンチの変形が抑制される。そのため、コアを高密度化するために成形圧を高くしても、パンチの角部に発生する応力が低減される。よって、パンチの破損が起こり難い。上記最短距離は詳しくは後述するパンチの端面の外周縁及び内周縁とパンチの孔の内周面との間の長さに基づくため、上記最短距離が上記範囲を満たすコアを製造する場合、パンチの上記長さが小さい。そのため、上記最短距離が上記範囲を満たすコアを製造する際に上記凹部を併せて形成しない場合には、パンチがより一層変形し易くなる。これに対し、上記最短距離が上記範囲を満たすコアを製造する際に上記凹部を併せて形成することで、上述したようにパンチの変形が抑制される。
　更に、上記のコアは、各ティースからヨークに磁束を良好に通過させられる。ヨークと各ティースとが一体成形されていることで、ヨークと各ティースとの間に磁気ギャップとなる隙間が生じないからである。
　（２）上記コアの一形態として、
　前記複数のティースの各々における前記外周面は、
　　前記ヨークの周方向の一方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第一領域と、
　　前記ヨークの周方向の他方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第二領域と、を有し、
　前記複数の凹部の各々は、前記第一領域につながる部分と前記第二領域につながる部分とを有することが挙げられる。
　上記のコアは、コアの高密度化とコアの生産性の向上とを図り易い。上記のコアは、パンチの角部に発生する応力の低減効果が高いからである。
　（３）上記コアの一形態として、
　前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の全周につながることが挙げられる。
　上記のコアは、コアの更なる高密度化とコアの生産性の向上とを図り易い。上記のコアは、パンチの角部に発生する応力の低減効果がより一層高いからである。
　（４）上記コアの一形態として、
　前記複数の凹部の各々は、前記第一面から前記複数のティースの各々における前記外周面に近づくにしたがって深くなる傾斜面を有することが挙げられる。
　上記のコアは、コアの更なる高密度化とコアの生産性の向上とを図り易い。傾斜面を有する凹部は、傾斜面を有する凸部が設けられたパンチを用いて形成される。パンチの凸部が傾斜面を有することで、詳しくは後述するように、パンチの角部に発生する応力の低減効果がより一層高い。
　（５）上記コアの一形態として、
　前記ヨークは、前記ティースよりも前記ヨークの前記外周面側及び前記内周面側の少なくとも一方に設けられる切欠部を有し、
　前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方に開口することが挙げられる。
　上記のコアは、後述する回転電機を構築し易い。上記のコアは、切欠部を回転電機のケース内でのコアの位置決めに利用できるからである。また、上記のコアは、ステータにおけるコイルの巻線の端部を切欠部に引っ掛けて引き出し易い。
　（６）上記切欠部を有する上記コアの一形態として、
　前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方のうち、隣り合う前記ティース同士の間に対応する箇所に開口することが挙げられる。
　上記のコアは、回転電機のケース内でコアを位置決めし易い。また、上記のコアは、巻線の端部を引っ掛け易い。更に、上記のコアは、切欠部の形状や大きさの設計自由度が大きい。コイルが配置されるティースから離れた箇所に切欠部が設けられるからである。
　（７）上記切欠部を有する上記コアの一形態として、
　前記切欠部における前記ヨークの周方向に沿った長さは、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが挙げられる。
　切欠部の上記周方向長さが１．０ｍｍ以上であれば、回転電機のケース内でのコアの位置決めなどが行い易い。切欠部の上記周方向長さが１０ｍｍ以下であれば、切欠部の上記周方向長さが過度に大きすぎない。そのため、切欠部によるヨークの磁路面積の減少が抑制される。よって、磁路面積の減少による磁気特性の低下が抑制され易い。
　（８）上記切欠部を有する上記コアの一形態として、
　前記切欠部における前記ヨークの径方向に沿った長さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが挙げられる。
　切欠部の上記径方向長さが０．５ｍｍ以上であれば、回転電機のケース内でのコアの位置決めなどが行い易い。切欠部の上記径方向の長さが５ｍｍ以下であれば、切欠部の上記径方向の長さが過度に大きすぎない。そのため、切欠部によるヨークの磁路面積の減少を抑制できる。よって、磁路面積の減少による磁気特性の低下を抑制し易い。
　（９）上記コアの一形態として、
　前記圧粉成形体の相対密度が９０％以上であることが挙げられる。
　上記のコアは、高密度であるため、飽和磁束密度等の磁気特性、強度等の機械的特性に優れる。
　（１０）上記コアの一形態として、
　前記圧粉成形体は、軟磁性粉末で構成され、
　前記軟磁性粉末は、純鉄、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、及びＦｅ－Ａｌ系合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなる複数の鉄系粒子を有することが挙げられる。
　上記のコアは、高密度で寸法精度に優れる。上記材質は比較的軟質であるため、圧粉成形体の成形時に軟磁性粒子が変形し易いからである。
　（１１）本開示の一態様に係るステータは、
　アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
　上記（１）から上記（１０）のいずれか１つのコアと、
　前記コアにおける前記複数のティースの各々に配置されるコイルとを備える。
　上記のステータは、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を構築できる。ステータのコアが高密度で生産性に優れる上述のコアだからである。
　（１２）本開示の一態様に係る回転電機は、
　ロータとステータとを備え、前記ロータと前記ステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機であって、
　前記ステータが上記（１１）に記載のステータである。
　上記の回転電機は、磁気特性及び生産性に優れる。ステータのコアが高密度で生産性に優れる上述のコアだからである。
　《本開示の実施形態の詳細》
　本開示の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
　《実施形態１》
　〔コア〕
　主に図１から図５を参照して、実施形態１に係るコア１を説明する。実施形態１に係るコア１は、後述するアキシャルギャップ型の回転電機９（図１２）に用いられる。このコア１は、円環板状のヨーク３と柱状の複数のティース２とを備える（図１）。ヨーク３は、平面状の第一面３１を有する。第一面３１は、ヨーク３の外周面３０ｏと内周面３０ｉとをつなぐ。複数のティース２は、ヨーク３の第一面３１にヨーク３の周方向に間隔を空けて設けられている。複数のティース２は、ヨーク３の第一面３１に対してヨーク３の軸方向に突出する外周面２１を有する。ヨーク３と複数のティース２とは一体成形された圧粉成形体で構成されている。実施形態１に係るコア１の特徴の一つは、以下の要件（１）及び要件（２）を満たすことにある。
　（１）ヨーク３が複数の凹部３４を有する。複数の凹部３４の各々は、複数のティース２の各々における外周面２１の少なくとも一部につながる。
　（２）第一面３１の外周縁３３３と複数のティース２の各々における外周面２１との間の最短距離Ｌ１（図２）の全てと、第一面３１の内周縁３３４と複数のティース２の各々における外周面２１との間の最短距離Ｌ２（図２）の全ての少なくとも一方が特定の長さである。
　以下、各構成を詳細に説明する。以下の説明では、コア１におけるヨーク３側を下側とし、ティース２側を上側とする。
　　［ヨーク］
　ヨーク３は、外周面３０ｏと内周面３０ｉと平面状の第一面３１と平面状の第二面３２とを有する（図１）。第一面３１は、ヨーク３の上面となる。第二面３２は、ヨーク３の下面となる。ヨーク３は、ヨーク３の周方向に並ぶティース２のうち、隣り合うティース２同士を磁気的に結合する。ヨーク３は、その中央部に上下面を貫通する軸孔３９を備える。
　　　（凹部）
　各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の周方向の少なくとも一部につながるように設けられている。即ち、各凹部３４は、第一面３１と各ティース２の外周面２１とをつなぐ。各凹部３４は、後述する金型５（図６）の各第一下パンチ５５の凸部５５４により形成される。凸部５５４は、各第一下パンチ５５において、第二孔５５２の内周面の周方向の少なくとも一部につながるように設けられる。各第一下パンチ５５が凸部５５４を備えることで、各第一下パンチ５５の破損を抑制できる。その理由は、次の通りである。各第一下パンチ５５がコア１の原料粉末を圧縮する際、凸部５５４が原料粉末に進入することによるアンカー効果により第一下パンチ５５の変形が抑制される。そのため、第二孔５５２の内周角部に発生する応力が低減される。即ち、ヨーク３が凹部３４を備えるということは、金型５の破損が低減されているため、コア１の生産性に優れる。
　各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の第一領域２１１につながる部分と各ティース２の外周面２１の第二領域２１２につながる部分とを有することが好ましい（図２、図３）。第一領域２１１とは、ティース２の外周面２１のうち、ヨーク３の周方向の一方に隣り合うティース２の外周面２１に臨む領域である。第二領域２１２とは、ティース２の外周面２１のうち、ヨーク３の周方向の他方に隣り合うティース２の外周面２１に臨む領域である。臨む領域とは、ヨーク３の重心を中心とする同心円のうち、複数のティース２の内周側に接する内接円と複数のティース２の外周側に接する外接円との間の領域において、対向する領域をいう。
　各凹部３４が各ティース２の第一領域２１１につながる部分と第二領域２１２につながる部分とを有することで、第一下パンチ５５（図６）の破損が効果的に抑制される。この場合、後述する第一下パンチ５５の凸部５５４は第二孔５５２の内周面のうち第一領域と第二領域につながるように設けられる。そのため、圧縮成形時の側圧による第一下パンチ５５の変形が効果的に抑制される。よって、第二孔５５２の内周角部に発生する応力の低減効果が高い。各凹部３４は、更に、各ティース２の第一領域２１１の全長にわたってつながる部分と、第二領域２１２の全長にわたってつながる部分とを有することが好ましい。第一領域２１１につながる部分と第二領域２１２につながる部分とは、互いにつながらず分離していてもよいし、互いにつながっていてもよい。例えば、第一領域２１１につながる部分と第二領域２１２につながる部分とが互いにつながっていない場合、凹部３４は、第一領域２１１につながる第一凹部と、第二領域２１２につながる第二凹部とを有することが挙げられる。各凹部３４は、特に、各ティース２の外周面２１の周方向の全周につながるように設けられていることが好ましい。その理由は、第二孔５５２の内周角部に発生する応力の低減効果がより一層高くて、金型５、具体的には第一下パンチ５５の破損をより一層抑制できるからである。
　本例の各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の周方向の全周につながるように設けられている。凹部３４の平面形状は、ティース２の外周面２１の周方向に沿った環状、ここでは台形環状である。
　各凹部３４の断面形状は、適宜選択できる。各凹部３４の断面形状とは、各凹部３４の長手方向に直交する面、即ち各ティース２の軸を含み、かつ外周面２１に直交する面で切断した断面の形状をいう。
　本例の各凹部３４の断面形状は、傾斜面３４１と曲面３４２とを有する（図３から図５）。傾斜面３４１は、第一面３１から各ティース２の外周面２１に近づくにしたがって凹部３４の深さＤが深くなるように傾斜する。凹部３４の深さＤは、ヨーク３の軸方向に沿った長さをいう。曲面３４２は、傾斜面３４１からティース２の外周面２１につながる円弧状に設けられている。各凹部３４の断面形状は、各凹部３４の頂点を通る垂線に対して非対称形状である。傾斜面３４１の長さは、曲面３４２の長さよりも長い。
　各凹部３４の断面形状が傾斜面３４１を有することで、成形時の成形圧力を高めても各第一下パンチ５５（図６）の損傷を抑制し易い。そのため、コア１の高密度化と生産性の向上とを図れる。各凹部３４の傾斜面３４１に対応するように後述する各第一下パンチ５５の凸部５５４が傾斜面を有する。この第一下パンチ５５を用いて原料粉末を圧縮する際、凸部５５４の傾斜面に圧力が作用する。凸部５５４の傾斜面が受ける圧力は、第一下パンチ５５の第二孔５５２側に向かって作用する。即ち、凸部５５４の傾斜面が受ける圧力は、圧縮成形時に第二孔５５２の内周面に作用する側圧を相殺する方向に働く。そのため、圧縮成形時に凸部５５４の傾斜面が受ける圧力を利用して、第一下パンチ５５に作用する側圧の少なくとも一部を相殺することが可能になる。よって、側圧による第一下パンチ５５の変形がより抑制される。したがって、第二孔５５２の内周角部に発生する応力がより低減される。
　なお、図示は省略するものの、各凹部３４の断面形状は、傾斜面と、垂直面と、角部とで構成されていてもよい。傾斜面は、第一面３１から各ティース２の外周面２１に近づくにしたがって凹部３４の深さＤが深くなるように傾斜する。垂直面は、ティース２の外周面２１からヨーク３の下方に延長される。角部は、傾斜面と垂直面とが交差する。その他、凹部３４の断面形状は、例えば、半円形状、三角形状、矩形状などであってもよい。「半円形状」、「三角形状」、及び「矩形状」とは、幾何学上の半円形、三角形、及び矩形だけでなく、実質的に半円形、三角形、及び矩形と見なされる範囲が含まれる。例えば、「三角形状」、及び「矩形状」には、角部に丸みを有する形状が含まれる。また、「三角形状」とはＶ字状が含まれ、「矩形状」とはＵ字状が含まれる。
　各凹部３４の深さＤは、例えば、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい（図４）。各凹部３４の幅Ｗｄは、例えば、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。凹部３４の深さＤは上述の通りである。凹部３４の幅Ｗｄは、凹部３４の断面において、第一面３１に沿った長さをいう。凹部３４の断面とは、各凹部３４の長手方向に直交する面、即ち各ティース２の軸を含み、かつ外周面２１に直交する面で切断した断面をいう。各凹部３４の深さＤが０．２ｍｍ以上や凹部３４の幅Ｗｄが０．５ｍｍ以上であれば、各第一下パンチ５５（図６）の破損を抑制し易い。各凹部３４の深さＤが２．５ｍｍ以下や各凹部３４の幅Ｗｄが３．０ｍｍ以下であれば、各凹部３４によるヨーク３の磁路面積の減少が抑制される。そのため、磁路面積の減少による磁気特性の低下が抑制され易い。各凹部３４の深さＤは、更に０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。各凹部３４の幅Ｗｄは、更に１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。本例では、曲面３４２の曲率半径Ｒが０．５ｍｍであり、各凹部３４の深さＤが０．５ｍｍ、各凹部３４の幅Ｗｄが１．６ｍｍである。
　　　（サイズ）
　ヨーク３の厚みＴｙは、例えば、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が挙げられ、更に１．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下が挙げられる（図５）。ヨーク３の厚みＴｙは、第一面３１と第二面３２との間のヨーク３の軸方向に沿った長さをいう。ヨーク３の内径は、例えば、５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下が挙げられる。ヨーク３の外径は、例えば、３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下が挙げられる。本例では、ヨーク３の厚みＴｙは、３．５ｍｍである。ヨーク３の径方向に沿った長さＷｙ、即ち内外径差は、２０ｍｍである。
　　［ティース］
　各ティース２は、ヨーク３の第一面３１に対してヨーク３の軸方向に突出する（図１から図３，図５）。即ち、各ティース２は、コア１において、第一面３１の同一平面よりも上方の部分である。各ティース２は、コア１とコイル８０とで後述するステータ８（図１１）を構築する際、コイル８０が設けられる。
　ティース２の数は複数である（図１）。具体的なティース２の数は適宜選択できる。本例のティース２の数は１２個である。複数のティース２は、ヨーク３と一体成形されている。そのため、ヨーク３と各ティース２との間に磁気ギャップとなる隙間が生じない。よって、各ティース２からヨーク３に磁束が良好に通過する。各ティース２は、ヨーク３の周方向に所定の間隔をあけて配置される。本例では、隣り合うティース２同士の間隔の各々は、ヨーク３の周方向に等間隔である。
　各ティース２の形状は、角柱状や円柱状が挙げられる。角柱状は、ティース２の軸方向に直交する平面でティース２を切断した断面形状が三角形の三角柱状や四角形の四角柱状などが挙げられる。ティース２の軸方向とは、ティース２の突出方向であり、ヨーク３の軸方向と同じである。三角柱状としては、上記断面形状が二等辺三角形などの三角柱状などが挙げられる。四角柱状としては、上記断面形状が台形状である台形柱状や、長方形である直方体状などが挙げられる。上記断面形状は、ティース２の軸方向に一様であることが挙げられる。「台形状」、「三角形状」とは、上述の凹部３４と同様、幾何学上の台形、三角形だけでなく、本例のように角部に丸みを有する形状を含めて、実質的に台形、三角形と見なされる範囲を含む。
　本例では、各ティース２の形状は、上記断面形状が台形状である台形柱状である（図１、図２）。各ティース２の外周面２１は、第一領域２１１と、第二領域２１２と、外周領域２１３と、内周領域２１４と有する。第一領域２１１及び第二領域２１２は、上述の通りである。本形態の第一領域２１１及び第二領域２１２は、ヨーク３の周方向に交差する。外周領域２１３とは、ヨーク３の外周面３０ｏ側に設けられ、第一領域２１１におけるヨーク３の外周面３０ｏ側と第二領域２１２におけるヨーク３の外周面３０ｏ側とをつなぐ領域である。外周領域２１３は、ヨーク３の外周面３０ｏの周方向に沿った円弧状に設けられている。内周領域２１４とは、ヨーク３の内周面３０ｉ側に設けられ、第一領域２１１におけるヨーク３の内周面３０ｉ側と第二領域２１２におけるヨーク３の内周面３０ｉ側とをつなぐ領域である。内周領域２１４は、直線状に設けられている。各ティース２は、外周領域２１３の長さが長く、内周領域２１４の長さが短い（図２）。各ティース２の上記断面形状は、ティース２の軸方向に一様である。ティース２の形状が台形柱状であれば、断面積を大きく確保し易い。また、コア１のデッドスペースを低減し易く、占積率が高いステータ８を構築し易い。
　各ティース２の大きさは互いに同一である。各ティース２の長さは、ヨーク３の長さよりも小さい。ティース２の長さ及びヨーク３の長さは、ヨーク３の径方向に沿った長さを言う。本例では、ティース２の長さは、ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３とティース２の外周面２１との間と、ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４とティース２との間との各々に後述する所定の間隔が設けられる程度の長さである。各ティース２の断面積は、例えば、５ｍｍ２以上８００ｍｍ２以下が挙げられる。各ティース２の断面積は、ティース２の軸方向に直交する平面でティース２を切断した断面の面積をいう。各ティース２の高さＨｔは、例えば、３ｍｍ以上４０ｍｍ以下が挙げられる（図５）。ティース２の高さＨｔは、第一面３１に対してヨーク３の軸方向に突出するティース２の突出長さである。本例のティース２の高さＨｔは、８．８ｍｍである。
　　［ヨークとティースとの間隔］
　ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１の全てと、ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２の全ての少なくとも一方の長さは、４ｍｍ以下とすることが挙げられる（図２）。ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１は、単に外周側の最短距離Ｌ１ということがある。ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２は、単に内周側の最短距離Ｌ２ということがある。上記外周側の最短距離Ｌ１と上記内周側の最短距離Ｌ２とは、ヨーク３を軸方向から平面視した場合の距離をいう。勿論、上記外周側の最短距離Ｌ１の全てと上記内周側の最短距離Ｌ２の全てとが、上記範囲を満たしてもよい。上記外周側の最短距離Ｌ１の全て、及び上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての少なくとも一方の長さが４ｍｍ以下のとき、凹部３４を備えることで金型５の第一下パンチ５５の破損を効果的に抑制できる。上記外周側の最短距離Ｌ１の全て及び上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての少なくとも一方の長さは、１ｍｍ以上が好ましく、更には１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下が好ましい。上記外周側の最短距離Ｌ１の全ての長さと、上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての長さとは、本例では互いに同一である。なお、上記外周側の最短距離Ｌ１の全ての長さと上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての長さとは、互い異なっていても良い。本例において、上記外周側の最短距離Ｌ１の位置は、ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３とティース２の外周面２１の外周領域２１３の周方向に沿って互いに対向する領域である。上記内周側の最短距離Ｌ２の位置は、各ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。上記外周側の最短距離Ｌ１の全ての長さと上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての長さとは、本例では３ｍｍである。
　　［材質］
　圧粉成形体は、軟磁性粉末を圧縮成形したものである。圧粉成形体は、主として軟磁性粉末で構成されている。軟磁性粉末は、純鉄又は鉄基合金からなる複数の鉄系粒子を有する。純鉄は、純度９９質量％以上である。鉄基合金は、Ｆｅ－Ｓｉ（ケイ素）系合金、Ｆｅ－Ａｌ（アルミニウム）系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、及びＦｅ－Ｎｉ（ニッケル）系合金からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。Ｆｅ－Ｓｉ系合金としては、例えば、ケイ素鋼が挙げられる。Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金としては、例えば、センダストが挙げられる。Ｆｅ－Ｎｉ系合金としては、例えば、パーマロイが挙げられる。上記材質は比較的軟質であるため、圧粉成形体の成形時に軟磁性粒子が変形し易い。そのため、コア１が高密度で寸法精度に優れる。軟磁性粉末は、上記鉄系粒子の表面に絶縁被覆を有することが好ましい。上記鉄系粒子の表面に絶縁被覆が設けられていれば、絶縁被覆により粒子間の電気的絶縁を確保し易い。そのため、渦電流損に起因する圧粉成形体の鉄損が低減される。絶縁被覆としては、例えば、リン酸塩被覆やシリカ被覆などが挙げられる。
　　［相対密度］
　圧粉成形体の相対密度は９０％以上が好ましい。その理由は、飽和磁束密度等の磁気特性、強度等の機械的特性に優れるからである。相対密度は更に９３％以上が好ましい。「圧粉成形体の相対密度」は、圧粉成形体の真密度に対する実際の圧粉成形体の密度の比率（％）をいう。即ち、圧粉成形体の相対密度は、［（実際の圧粉成形体の密度／圧粉成形体の真密度）×１００］によって求める。実際の圧粉成形体の密度は、圧粉成形体を油中に浸漬して圧粉成形体に油を含浸させ、［含油密度×（含油前の圧粉成形体の質量／含油後の圧粉成形体の質量）］によって求めることができる。含油密度は、（含油後の圧粉成形体の質量／含油後の圧粉成形体の体積）である。即ち、実際の圧粉成形体の密度は、（含油前の圧粉成形体の質量／含油後の圧粉成形体の体積）で求めることができる。含油後の圧粉成形体の体積は、代表的には液体置換法によって測定することができる。圧粉成形体の真密度とは、内部に空隙が含まれていないとしたときの理論密度のことである。圧粉成形体の真密度は、使用した軟磁性粉末の真密度から求めることもできる。
　〔コアの製造方法（Ｉ）〕
　実施形態１に係るコア１は、充填工程と成形工程とを備えるコアの製造方法（Ｉ）により製造できる。充填工程は、原料粉末を金型５のキャビティに充填する（図６）。成形工程は、キャビティ内の原料粉末を圧縮成形する。まず、図６を参照して金型５を説明し、その後、各工程を説明する。
　　［金型］
　金型５は、ダイ５１とコアロッド５２と上パンチ５３と下パンチ５４とを備える。原料粉末を充填するキャビティは、ダイ５１とコアロッド５２と下パンチ５４とで構成される。
　　　（ダイ）
　ダイ５１は、型孔５１１を有する。型孔５１１は、ヨーク３の外周面３０ｏを形成する内周面を有する。型孔５１１の内周形状は、ヨーク３の外周面３０ｏの形状に対応した形状であり、本例では円形状である。
　　　（コアロッド）
　コアロッド５２は、ヨーク３の内周面３０ｉを形成する外周面５２１を有する。コアロッド５２の形状は、ヨーク３の内周面３０ｉの形状に対応した形状であり、本例では円柱状である。コアロッド５２は、ダイ５１の型孔５１１の内部に配置される。
　　　（上パンチ）
　上パンチ５３は、ヨーク３の第二面３２を形成する下端面５３１を有する。上パンチ５３の形状は、円筒状である。上パンチ５３の中央には、コアロッド５２が挿通される挿通孔５３２が設けられている。挿通孔５３２の内周形状は、コアロッド５２の形状に対応した形状であり、本例では円形状である。上パンチ５３の下端面５３１は平面で構成されている。上パンチ５３の下端面５３１の形状は、ヨーク３の第二面３２の形状に応じて適宜選択でき、本例では円環状である。上パンチ５３は、ダイ５１の型孔５１１とコアロッド５２との間に嵌合される。
　　　（下パンチ）
　下パンチ５４は、第一下パンチ５５と第二下パンチ５６とを有する。下パンチ５４は、ダイ５１の型孔５１１とコアロッド５２との間に嵌合される。第一下パンチ５５及び第二下パンチ５６はそれぞれ、ダイ５１及びコアロッド５２に対して上下方向に独立して駆動可能である。
　　　　〈第一下パンチ〉
　第一下パンチ５５は、ヨーク３の第一面３１及び凹部３４とティース２の周面とを形成する。第一下パンチ５５の形状は、円筒状である。第一下パンチ５５は、第一孔５５１と複数の第二孔５５２と上端面５５３とを有する。
　　　　　・第一孔
　第一孔５５１は、コアロッド５２が挿通される内周面を有する。第一孔５５１は、第一下パンチ５５の中央に第一下パンチ５５の上下方向に貫通するように設けられている。第一孔５５１の内周形状は、コアロッド５２の外周形状に対応した形状であり、本例では円形状である。
　　　　　・第二孔
　第二孔５５２は、ティース２の外周面２１を形成する内周面を有する。第二孔５５２は、第一下パンチ５５における第一孔５５１の外周に第一下パンチ５５の上下方向に貫通するように設けられている。第二孔５５２の数は、ティース２の数に対応した数であり、本例では１２個である。複数の第二孔５５２は、第一下パンチ５５の周方向に等間隔に設けられている。第二孔５５２には、第二下パンチ５６が挿通される。
　第二孔５５２の内周形状は、ティース２の形状に応じて適宜選択でき、本例では台形状である。即ち、第二孔５５２の内周面は、第一領域と第二領域と外周領域と内周領域とで台形環状に設けられている。第一領域とは、第二孔５５２の内周面のうち、第一下パンチ５５の周方向の一方に隣り合う第二孔５５２の内周面に対向する領域である。第二領域とは、第二孔５５２の内周面のうち、第一下パンチ５５の周方向の他方に隣り合う第二孔５５２の内周面に対向する領域である。対向する領域とは、第一下パンチ５５の重心を中心とする同心円のうち、複数の第二孔５５２の内周側に接する内接円と複数の第二孔５５２の外周側に接する外接円との間の領域において、対向する領域をいう。第一領域及び第二領域は、上端面５５３の周方向に交差する。外周領域は、第一下パンチ５５の外周面側に位置し、第一領域及び第二領域における第一下パンチ５５の外周面側の端部同士を接続する。外周領域は、第一下パンチ５５の外周面の周方向に沿った円弧状に設けられている。内周領域は、第一下パンチ５５の内周面側に位置し、第一領域及び第二領域における第一下パンチ５５の内周面側の端部同士を接続する。内周領域は、直線状に設けられている。
　　　　　・上端面
　上端面５５３は、ヨーク３の第一面３１及び凹部３４を形成する。上端面５５３の形状は、円環状である。上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離が、上述した外周側の最短距離Ｌ１に対応し、上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離が上述した内周側の最短距離Ｌ２に対応する。上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離と、上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。上記両最短距離は、図６の紙面左右方向の長さである。本例では、上記両最短距離が３ｍｍである。
　上端面５５３は、第二孔５５２の内周面につながる凸部５５４を有する。凸部５５４は、ヨーク３の凹部３４を形成する。即ち、凸部５５４の形成領域、断面形状、及びサイズを適宜調整することで、ヨーク３の凹部３４の形成領域、断面形状、及びサイズが調整される。本例の凸部５５４は、第二孔５５２の内周面の周方向の全周にわたってつながるようにもうけられている。
　　　　〈第二下パンチ〉
　第二下パンチ５６は、ティース２の上面を形成する上端面５６１を有する。第二下パンチ５６の形状は、第二孔５５２の内周形状に対応した形状であり、本例では台形柱状である。第二下パンチ５６の上端面５６１は平面で構成されている。上端面５６１の形状は、ティース２の端面形状に応じて適宜選択でき、本例では台形状である。第二下パンチ５６の数は、第二孔５５２と同数であり、本例では１２本である。
　　［充填工程］
　この工程では、ダイ５１とコアロッド５２と下パンチ５４とで形成されるキャビティ内に原料粉末が充填される。原料粉末には、上述した軟磁性粉末が利用できる。原料粉末は、軟磁性粉末に加えて、バインダや潤滑剤を含んでもよい。金型５に潤滑剤が塗布されていてもよい。原料粉末に利用する軟磁性材料の粉末の平均粒径は、例えば、２０μｍ以上３５０μｍ以下が挙げられる。上記粉末の平均粒径が上記の範囲であれば、上記粉末を取り扱い易い上に、圧縮成形し易い。上記粉末の平均粒径は、４０μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、更に２５０μｍ以下であってもよい。上記粉末の平均粒径とは、レーザ回折・散乱式粒子径・粒度分布測定装置を用いて測定し、積算質量が全粒子の質量の５０％となる粒径とする。
　　［成形工程］
　この工程では、キャビティ内の原料粉末が上パンチ５３及び下パンチ５４で圧縮成形される。圧縮成形時の圧力が高いほど、緻密化し易く、相対密度の高いコア１が製造される。上記圧力は、例えば、７００ＭＰａ以上が挙げられ、更に９８０ＭＰａ以上が挙げられる。
　　［その他の工程］
　成形工程後、必要に応じて熱処理を施してもよい。例えば、熱処理によって、歪みを除去することで、低損失なコア１が製造される。又は、例えば、熱処理によって、バインダや潤滑剤を除去してもよい。原料粉末が上述の被覆粒子を含む場合、熱処理温度は、絶縁被覆の分解温度以下が好ましい。
　〔作用効果〕
　実施形態１に係るコア１は、ヨーク３の大きさに対するティース２の大きさの割合が大きい。その上、コア１は、成形圧力を高めても第一下パンチ５５の損傷を抑制できるため、高密度であり、生産性に優れる。
　《実施形態２》
　〔コア〕
　図７、図８を参照して、実施形態２に係るコア１を説明する。実施形態２に係るコア１は、ヨーク３が切欠部３５を有する点が、実施形態１に係るコア１と相違する。以下の説明は、実施形態１との相違点を中心に行う。実施形態１と同様の構成の説明は省略する。
　　［ヨーク］
　　　（切欠部）
　切欠部３５は、後述する回転電機９（図１２）のケース９２に対してコア１を位置決めしたり、後述するステータ８のコイル８０を構成する巻線の端部を引っ掛けたりするための凹部である。切欠部３５は、各ティース２よりもヨーク３の外周面３０ｏ側及び内周面３０ｉ側の少なくとも一方に設けられる。切欠部３５は、ヨーク３の外周面３０ｏ及び内周面の少なくとも一方に開口する。切欠部３５は、ヨーク３の厚み方向の全域を切り欠いて構成している。
　切欠部３５の形成箇所は、ヨーク３の外周面３０ｏ及び内周面３０ｉの少なくとも一方のうち、隣り合うティース２同士の間に対応する箇所の少なくとも一箇所が好ましい。本例では、切欠部３５は、隣り合うティース２同士の間に対応する箇所の各々に設けられている（図８）。即ち、切欠部３５の数は、本例では１２個である（図７）。本例のように複数の切欠部３５を有する場合、少なくとも一つの切欠部３５をコア１の位置決めに利用し、その他の切欠部３５を巻線の端部の引っ掛けに利用することができる。
　切欠部３５のティース２側から見た平面形状は、本例では台形状である（図８）。なお、切欠部３５の上記平面形状は、三角形状、矩形状、半円状などでもよい。ここでの「台形状」、「三角形状」、「矩形状」、及び「半円状」とは、上述の凹部３４と同様、幾何学上の台形、三角形、矩形、及び半円形だけでなく、本例のように角部に丸みを有する形状を含めて、実質的に台形、三角形、矩形、及び半円形とみなされる範囲が含まれる。
　切欠部３５におけるヨーク３の周方向に沿った長さや切欠部３５におけるヨーク３の径方向に沿った長さは、切欠部３５の形成箇所や形状などに応じて適宜選択できる。ヨーク３の周方向に沿った長さは、単に周方向長さといい、ヨーク３の径方向に沿った長さは、単に径方向長さということがある。切欠部３５の上記周方向長さとは、切欠部３５の開口端における周方向に沿った長さをいう。即ち、切欠部３５の上記周方向長さは、第一面３１の外周縁３３３の延長線に沿った切欠部３５の長さをいう。切欠部３５の上記径方向長さは、切欠部３５の最大深さをいう。即ち、切欠部３５の上記径方向長さは、第一面３１の外周縁３３３の延長線からヨーク３の径方向への切欠部３５の最大長さをいう。切欠部３５の上記周方向長さは、隣り合うティース２の第一領域２１１と第二領域２１２の間の最小間隔未満程度が好適である。
　本例の場合、切欠部３５の上記周方向長さは、例えば、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が挙げられる。切欠部３５の上記径方向長さは、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が挙げられる。切欠部３５の上記周方向長さが１．０ｍｍ以上や切欠部３５の上記径方向長さが０．５ｍｍ以上であれば、コア１の位置決めなどが行い易い。切欠部３５の上記周方向長さが１０ｍｍ以下や切欠部３５の上記径方向の長さが５ｍｍ以下であれば、切欠部３５が過度に大きすぎない。そのため、切欠部３５によるヨーク３の磁路面積の減少が抑制される。よって、磁路面積の減少による磁気特性の低下が抑制され易い。切欠部３５の上記周方向長さは、更に１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下が好ましい。切欠部３５の上記径方向長さは、更に１．０ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。本例では、切欠部３５の上記周方向長さは、６ｍｍ程度である。切欠部３５の上記径方向長さは、２．５ｍｍである。
　　［ヨークとティースとの間隔］
　ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１、即ち外周側の最短距離Ｌ１の位置は、切欠部３５の角部と各ティース２の外周面２１の角部との間である（図８）。各ティース２の外周面２１の角部は、外周領域２１３と第一領域２１１との接続箇所と、外周領域２１３と第二領域２１２との接続箇所である。上記外周側の最短距離Ｌ１の長さは、２．７ｍｍ程度である。なお、ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所におけるヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の長さは、実施形態１のコア１と同様、３ｍｍである。ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２、即ち内周側の最短距離Ｌ２の位置とその長さは、実施形態１のコア１における内周側の最短距離Ｌ２と同様である。即ち、上記内周側の最短距離Ｌ２の位置は、ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。上記内周側の最短距離Ｌ２の長さは、３ｍｍである。
　〔コアの製造方法（ＩＩ）〕
　実施形態２に係るコア１は、上述したコアの製造方法（Ｉ）と同じ工程を備えるコアの製造方法（ＩＩ）により製造できる。コアの製造方法（ＩＩ）では、使用する金型５が、コアの製造方法（Ｉ）で使用する金型５（図６）と相違する。具体的には、コアの製造方法（ＩＩ）の金型５におけるダイ５１と上パンチ５３と第一下パンチ５５とが、コアの製造方法（Ｉ）の金型５と相違する。図９、図１０を参照して、コアの製造方法（ＩＩ）で使用する金型５を説明する。以下の説明は、コアの製造方法（Ｉ）の金型５との相違点を中心に行う。図９は、原料粉末が充填される前のキャビティを上パンチ側から見た状態を示す。図９は、説明の便宜上、ダイ５１とコアロッド５２にハッチングを付している。
　　［金型］
　　　（ダイ）
　ダイ５１の内周面は、ダイ５１の径方向の内周側に突出する凸部５１２を有する（図９）。凸部５１２は、ヨーク３の切欠部３５を形成する。各凸部５１２の数、形状、大きさ、及び形成箇所は、切欠部３５の数、形状、大きさ、及び形成箇所に応じて適宜選択できる。凸部５１２の数は、本例では１２個である。凸部５１２の形状は、本例では台形状である。凸部５１２の形成箇所は、第一下パンチ５５の外周面において、隣り合う第二孔５５２同士の間に対応する箇所の各々である。
　　　（上パンチ）
　上パンチ５３の外周面は、図示は省略しているものの、ダイ５１の凸部５１２が嵌合する凹部を有する。凹部の数、形状、大きさ、及び形成箇所は、凸部５１２に対応する。
　　　（下パンチ）
　　　　〈第一下パンチ〉
　第一下パンチ５５の外周面は、上パンチ５３と同様、ダイ５１の凸部５１２が嵌合する凹部５５５を有する（図９，図１０）。凹部５５５の数、形状、大きさ、及び形成箇所は、凸部５１２に対応する。
　〔作用効果〕
　実施形態２に係るコア１は、実施形態１に係るコア１と同様、高密度であり、かつヨーク３の大きさに対するティース２の大きさの割合が大きくて、生産性に優れる。その上、ヨーク３が切欠部３５を備えることで、後述する回転電機９のケース９２内でのコア１の位置決めに利用できるため、回転電機９を構築し易い。
　《実施形態３》
　〔ステータ〕
　図１１を参照して、実施形態３に係るステータ８を説明する。実施形態３に係るステータ８は、コア１とコイル８０とを備える。コア１は、実施形態１に係るコア１又は実施形態２に係るコア１が利用できる。コイル８０は、コア１に備わる複数のティース２の各々に配置される。このステータ８は、アキシャルギャップ型の回転電機９に用いられる。図１１では、ステータ８が、図７，図８に示す実施形態２に係るコア１を備える場合を例示する。勿論、ステータ８は、図１から図５に示すコア１を備えていてもよい。
　各コイル８０は、巻線を螺旋状に巻回してなる筒状部を備える。本例のコイル８０は、巻線を被覆平角線とする台形筒状のエッジワイズ巻きコイルである。なお、図１１では、筒状部のみを簡略化して示し、巻線の両端部は図示を省略している。巻線の両端部は、コア１におけるヨーク３の切欠部３５に引っ掛けて引き出すことができる。ステータ８は、コイル８０を別途作製しておき、ティース２の外側にコイル８０を嵌めることで作製できる。
　〔作用効果〕
　実施形態３に係るステータ８は、高密度で生産性に優れる実施形態３のコア１を備えるため、磁気特性及び生産性に優れるアキシャルギャップ型の回転電機９を構築できる。
　《実施形態４》
　〔回転電機〕
　図１２を参照して、実施形態４に係る回転電機９を説明する。図１２は、回転電機９の回転軸９１に平行な平面であり、かつコア１の切欠部３５を通る平面で切断した断面図である。回転電機９は、ロータ９０とステータ８とを備える。ステータ８には、上述の実施形態３に係るステータ８が利用できる。この回転電機９は、ロータ９０とステータ８とが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型のものである。回転電機９は、モータ又は発電機に利用できる。図１２では、一つのロータ９０が二つのステータ８で挟まれるように組み付けられるシングルロータ、ダブルステータ型のものを例示する。その他、一つのロータと一つのステータとを備える形態や、一つのステータが二つのロータで挟まれるように組み付けられる形態等が挙げられる。回転電機９は、ケース９２を備える。
　ケース９２は、ステータ８及びロータ９０を収納する円柱状の内部空間を有する。ケース９２は、円筒部９２１と二つのプレート９２３とを備える。
　円筒部９２１は、ステータ８及びロータ９０の外周を囲む。円筒部９２１の両側にそれぞれプレート９２３が配置される。円筒部９２１には、ステータ８を位置決めする位置決め部を有することが好ましい。この位置決め部は、円筒部９２１の内面から突出する凸部９２２で構成され、コア１のヨーク３の切欠部３５と係合する。この係合により、ステータ８がケース９２に対して位置決めされる。
　二つのプレート９２３は、ステータ８及びロータ９０を軸方向両側から挟むように円筒部９２１の両端面に固定される。両プレート９２３は、その中心部に貫通孔を備える。貫通孔には軸受け９３が設けられ、軸受け９３を介して回転軸９１が挿通される。また、ヨーク３の軸孔３９にも軸受けが設けられ、この軸受を介して回転軸９１が挿通される。軸孔３９に設けられる軸受けの図示は省略する。回転軸９１は、ケース９２内を貫通する。
　ロータ９０は、複数の磁石９５とロータ本体とを備える。ロータ９０は、平板状の部材である。各磁石９５は、例えば、ティース２の端面の平面形状に対応した平面形状を有する平板状である。ロータ本体は、複数の磁石９５を支持する。ロータ本体は、円環状の部材であり、回転軸９１によって回転可能に支持される。各磁石９５は、ロータ本体の周方向に等間隔に配置される。各磁石９５は、回転軸９１の軸方向に着磁される。ロータ本体の周方向に隣り合う磁石９５の磁化方向は互いに逆である。ロータ本体が回転すると、磁石９５もロータ本体と共に回転する。
　ステータ８は、ティース２の端面がロータ９０の磁石９５に対向するように配置される。ロータ９０が回転すると、ティース２の端面は、回転する磁石９５からの磁束を受ける。
　〔作用効果〕
　実施形態４に係る回転電機９は、実施形態３のステータ８を備えるため、磁気特性及び生産性に優れる。
　《試験例１》
　図９、図１０（適宜、図６を参照）に示す第一下パンチ５５の凸部５５４の有無によって、圧縮成形時に第一下パンチ５５に発生する最大応力値（ＭＰａ）の違いを評価した。
　〔試料Ｎｏ．１〕
　試料Ｎｏ．１では、図９、図１０を参照して説明した金型５を用いて、図７、図８を参照して説明した実施形態２に係るコア１を製造した。即ち、第一下パンチ５５は、凸部５５４と凹部５５５とを備える（図９、図１０）。凸部５５４は、第二孔５５２の内周面の周方向の全周にわたってつながるように設けられている。凸部５５４の形状は、台形環状である。凹部５５５は、第一下パンチ５５の外周面に設けられる。凹部５５５の形状は、台形状である。
　第一下パンチ５５の上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の位置は、凹部５５５の角部と第二孔５５２の内周面の角部との間である。第二孔５５２の内周面の角部は、第二孔５５２の第一領域と外周領域との接続箇所と、第二領域と外周領域との接続箇所とである。第一下パンチ５５の上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の位置は、第二孔５５２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。第一下パンチ５５の上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の長さは２．７ｍｍ程度とした。第一下パンチ５５の上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の長さは３ｍｍとした。
　製造された試料Ｎｏ．１のコア１は、円環板状のヨーク３と複数のティース２とが一体成形されている（図７，図８）。ヨーク３は、複数の凹部３４と、複数の切欠部３５とを有する。各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の全周につながるように設けられている。各切欠部３５は、ヨーク３の外周面３０ｏにおいて、隣り合うティース２同士の間に対応する箇所に設けれている。ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３とティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１の位置は、切欠部３５の角部とティース２の外周面２１の角部との間である。ティース２の外周面２１の角部とは、外周領域２１３と第一領域２１１との接続箇所と、外周領域２１３と第二領域２１２との接続箇所とである。ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４とティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２の位置は、各ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。外周側の最短距離Ｌ１の長さは２．７ｍｍ程度である。内周側の最短距離Ｌ２の長さは３ｍｍである。
　〔試料Ｎｏ．１０１〕
　試料Ｎｏ．１０１では、ヨークに各ティースの外周面につながる凹部が設けられていない点を除き、試料Ｎｏ．１と同様のコアを製造した。この試料Ｎｏ．１０１のコアの製造に用いた金型５の第一下パンチ５５は、図１３に示すように、第二孔５５２の内周面につながる凸部が設けられておらず、上端面５５３が平面状である。
　製造された試料Ｎｏ．１０１のコアは、ヨークに各ティースの外周面につながる凹部が設けられていない点を除き、試料Ｎｏ．１のコア１と同じである。即ち、試料Ｎｏ．１０１のコアにおける上記外周側の最短距離Ｌ１の位置及び長さと上記内周側の最短距離Ｌ２の位置及び長さとは、試料Ｎｏ．１のコア１と同じである。
　〔応力解析〕
　試料Ｎｏ．１のコア１とＮｏ．１０１のコアとを製造したときに、それぞれ第一下パンチ５５に作用する応力分布をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）により解析した。ＣＡＥの解析結果から、第一下パンチ５５に発生した最大応力値（ＭＰａ）を算出した。
　試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５では、図１０に二点鎖線円で示すように、第二孔５５２の内周面において、第一下パンチ５５の外周面側の角部付近の小さな領域内に最大応力が作用した。その最大応力値は、９３６ＭＰａ程度であった。
　一方、試料Ｎｏ．１０１の第一下パンチ５５では、図１３に二点鎖線円で示すように、第二孔５５２の内周面において、第一下パンチ５５の外周面側の角部付近の比較的大きな領域内に最大応力が発生した。その最大応力値は、１２０５ＭＰａ程度であった。
　試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５は、試料Ｎｏ．１０１の第一下パンチ５５に比較して、最大応力を２０％以上低減できることがわかった。即ち、試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５は、成形圧力を高めても、試料Ｎｏ．１０１に比較して、変形し難くて破損し難い。したがって、試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５は、ヨーク３の大きさに対するティース２の大きさの割合が大きくて高密度なコア１を生産性よく製造できる。
　本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。
　１　コア
　２　ティース
　　２１　外周面
　　　２１１　第一領域
　　　２１２　第二領域
　　　２１３　外周領域
　　　２１４　内周領域
　３　ヨーク
　　３０ｏ　外周面
　　３０ｉ　内周面
　　３１　第一面
　　３２　第二面
　　３３３　外周縁
　　３３４　内周縁
　　３４　凹部
　　　３４１　傾斜面
　　　３４２　曲面
　　３５　切欠部
　　３９　軸孔
　５　金型
　　５１　ダイ
　　　５１１　型孔
　　　５１２　凸部
　　５２　コアロッド
　　　５２１　外周面
　　５３　上パンチ
　　　５３１　下端面
　　　５３２　挿通孔
　５４　下パンチ
　　５５　第一下パンチ
　　　５５１　第一孔
　　　５５２　第二孔
　　　５５３　上端面
　　　５５４　凸部
　　　５５５　凹部
　　５６　第二下パンチ
　　　５６１　上端面
　８　ステータ
　　８０　コイル
　９　回転電機
　　９０　ロータ
　　９１　回転軸
　　９２　ケース
　　　９２１　円筒部
　　　　９２２　凸部
　　　９２３　プレート
　　９３　軸受け
　　９５　磁石
　Ｌ１、Ｌ２　最短距離
　Ｄ　深さ
　Ｗｄ　幅
　Ｒ　曲率半径
　Ｔｙ　厚み
　Ｗｙ　長さ
　Ｈｔ　高さ

Claims (12)

  1. 　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、
    　円環板状のヨークと、
    　前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、
    　前記ヨークは、
    　　外周面と、
    　　内周面と、
    　　前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、
    　　前記第一面につながる複数の凹部とを有し、
    　前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、
    　前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、
    　前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、
    　前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている、
    コア。
  2. 　前記複数のティースの各々における前記外周面は、
    　　前記ヨークの周方向の一方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第一領域と、
    　　前記ヨークの周方向の他方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第二領域と、を有し、
    　前記複数の凹部の各々は、前記第一領域につながる部分と前記第二領域につながる部分とを有する請求項１に記載のコア。
  3. 　前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の全周につながる請求項１又は請求項２に記載のコア。
  4. 　前記複数の凹部の各々は、前記第一面から前記複数のティースの各々における前記外周面に近づくにしたがって深くなる傾斜面を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコア。
  5. 　前記ヨークは、前記ティースよりも前記ヨークの前記外周面側及び前記内周面側の少なくとも一方に設けられる切欠部を有し、
    　前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方に開口する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコア。
  6. 　前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方のうち、隣り合う前記ティース同士の間に対応する箇所に開口する請求項５に記載のコア。
  7. 　前記切欠部における前記ヨークの周方向に沿った長さは、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項５又は請求項６に記載のコア。
  8. 　前記切欠部における前記ヨークの径方向に沿った長さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のコア。
  9. 　前記圧粉成形体の相対密度が９０％以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のコア。
  10. 　前記圧粉成形体は、軟磁性粉末で構成され、
    　前記軟磁性粉末は、純鉄、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、及びＦｅ－Ａｌ系合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなる複数の鉄系粒子を有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコア。
  11. 　アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
    　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のコアと、
    　前記コアにおける前記複数のティースの各々に配置されるコイルとを備える、
    ステータ。
  12. 　ロータとステータとを備え、前記ロータと前記ステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機であって、
    　前記ステータが請求項１１に記載のステータである、
    回転電機。
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