WO2022270135A1

WO2022270135A1 - ステータコア、ステータ、回転電機、及びステータコアの製造方法

Info

Publication number: WO2022270135A1
Application number: PCT/JP2022/017933
Authority: WO
Inventors: 達哉齋藤; 友之上野
Original assignee: 住友電気工業株式会社; 住友電工焼結合金株式会社
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2022-12-29
Also published as: CN117378125A; JPWO2022270135A1; DE112022003168T5

Abstract

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるステータコアであって、ステータコアは、複数のティースの各々の周面である周面と、複数のティースの各々の第一端面と、第一端面とは反対側の面である少なくとも一つの第二端面とを有し、複数のティースの各々は、圧粉磁心で構成されており、圧粉磁心は複数の被覆粒子を備え、複数の被覆粒子の各々は、金属粒子と絶縁被覆とを有し、第一端面は、金属粒子の断面で構成されている第一領域と第一領域同士の間に絶縁被覆で構成されている第二領域とを有し、周面は、軟磁性材料の構成元素を含む酸化物で構成されており、周面における酸化物の平均厚さは１０μｍ以下であり、複数の第一の高さにおける最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下である、ステータコア。

Description

ステータコア、ステータ、回転電機、及びステータコアの製造方法

　本開示は、ステータコア、ステータ、回転電機、及びステータコアの製造方法に関する。
　本出願は、２０２１年０６月２１日付の日本国出願の特願２０２１－１０２１８７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。

　特許文献１は、アキシャルギャップ型の回転電機を開示する。アキシャルギャップ型の回転電機は、ロータとステータとを備える。ロータとステータとはロータの軸方向に向かい合って配置されている。ステータは、ステータコアと複数のコイルとを備える。

　ステータコアは、ヨーク及び複数のティースを有する。ヨークは、円環板状の部材である。各ティースは、ヨークの軸方向に突出する柱状の部材である。各ティースは、ヨークの周方向に離間して並ぶ。各コイルは、各ティースに配置されている。

　ステータコアは、ヨークとティースとが一体に成形された圧粉磁心で構成されている。圧粉磁心は、複数の被覆粒子を圧縮成形したものである。被覆粒子は、軟磁性材料で構成されている金属粒子と、金属粒子を覆う絶縁被覆とを有する。

特開２０１７－２２９１９１号公報

　本開示のステータコアは、
　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるステータコアであって、
　円周上に配置されている柱状の複数のティースを備え、
　前記ステータコアは、
　　前記複数のティースの各々の周面と、
　　前記複数のティースの各々の第一端面と、
　　前記第一端面とは反対側の面である少なくとも一つの第二端面と、を有し、
　前記複数のティースの各々は、圧粉磁心で構成されており、
　前記圧粉磁心は、複数の被覆粒子を備え、
　前記複数の被覆粒子の各々は、
　　軟磁性材料で構成されている金属粒子と、
　　前記金属粒子を覆う絶縁被覆と、を有し、
　前記第一端面は、
　　前記金属粒子の断面で構成されている第一領域と、
　　前記第一領域同士の間に前記絶縁被覆で構成されている第二領域と、を有し、
　前記周面は、前記軟磁性材料の構成元素を含む酸化物で構成されており、
　前記周面における前記酸化物の平均厚さは、１０μｍ以下であり、
　複数の第一の高さにおける最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下であり、
　前記複数の第一の高さは、前記複数のティースの各々の前記第一端面と前記第二端面との間の長さである。

　本開示のステータは、
　アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
　本開示のステータコアと、
　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。

　本開示の回転電機は、
　アキシャルギャップ型の回転電機であって、
　本開示のステータを備える。

　本開示のステータコアの製造方法は、
　複数の被覆粒子を加圧成形して粉末成形体を作製する工程と、
　前記粉末成形体を熱処理する工程と、
　前記熱処理された前記粉末成形体を研削加工する工程と、を備え、
　前記複数の被覆粒子の各々は、
　　軟磁性材料で構成されている金属粒子と、
　　前記金属粒子を覆う絶縁被覆と、を有し、
　前記粉末成形体は、円周上に配置されている柱状の複数のティースを有し、
　前記複数のティースの各々は、周面と第一端面と、を有し、
　前記加圧成形する際の圧力は、５００ＭＰａ以上であり、
　前記熱処理の条件において、雰囲気が酸化性雰囲気であり、温度が３５０℃以上８００℃以下であり、
　前記酸化性雰囲気における酸素濃度は、体積割合で２００００ｐｐｍ以下であり、
　前記研削加工は、前記熱処理された前記粉末成形体において、前記複数のティースの各々の前記周面に施すことなく、前記複数のティースの各々の前記第一端面に施す。

図１は、実施形態１に係るステータコアの一例を示す概略斜視図である。図２は、図１の圧粉磁心のＩＩ－ＩＩ断面図である。図３は、実施形態１に係るステータコアに備わるティースの第一端面近傍を模式的に示す概略断面図である。図４は、実施形態１に係るステータコアに備わるティースの周面近傍を模式的に示す概略断面図である。図５は、実施形態１に係るステータコアの製造方法における工程Ａで作製された粉末成形体の一例を示す概略断面図である。図６は、実施形態１に係るステータコアの製造方法における工程Ｂで作製された熱処理体の一例を示す概略断面図である。図７は、実施形態１に係るステータコアの製造方法における工程Ｃの一例を説明する説明図である。図８は、実施形態２に係るステータコアの一例を示す概略斜視図である。図９は、図８の圧粉磁心のＩＸ－ＩＸ断面図である。図１０は、実施形態３に係るステータの一例を示す概略斜視図である。図１１は、実施形態４に係る回転電機の一例を示す概略断面図である。図１２は、実施形態５に係る回転電機の一例を示す概略断面図である。図１３は、ステータコアにおけるティースの第一端面近傍において、金属粒子同士がつながった部分が形成された状態を模式的に示す概略断面図である。

　［本開示が解決しようとする課題］
　騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できるステータコアの開発が望まれている。

　本開示は、騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できるステータコア及びステータを提供することを目的の一つとする。本開示は、騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を提供することを別の目的の一つとする。本開示は、騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できるステータコアを製造できるステータコアの製造方法を提供することを他の目的の一つとする。

　［本開示の効果］
　本開示のステータコア及び本開示のステータは、騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる。

　本開示の回転電機は、騒音や振動が小さく、かつ低損失である。

　本開示のステータコアの製造方法は、騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できるステータコアを製造できる。

　《本開示の実施形態の説明》
　本発明者らは、アキシャルギャップ型の回転電機において、騒音や振動の増加の原因と損失の増加の原因とを調べた。その結果、以下のことがわかった。

　圧粉磁心で構成されるステータコアは、上述したように、複数の被覆粒子を加圧成形して作製される。加圧成形されたままのステータコアは、ヨークの下面と各ティースの端面との間の高さが揃い難い。高さの最大値と最小値との差が大きいと、アキシャルギャップ型の回転電機において、ロータと各ティースの端面との間のギャップの最大長さと最小長さとの差が大きくなる。ギャップの最大長さと最小長さとの差が大きいと、回転電機の騒音や振動が増大する。

　高さの最大値と最小値との差を小さくするために、各ティースの端面を研削加工すると、端面近傍の被覆粒子の絶縁被覆は損傷する。研削加工によって、端面近傍の被覆粒子の金属粒子は流動する。絶縁被覆が損傷して露出した金属粒子は、流動することによって隣りの露出した金属粒子につながるおそれがある。金属粒子同士がつながると、渦電流損の増加によって損失が上昇する。

　本発明者らは、ステータコアの製造方法を鋭意検討した結果、次の知見を得た。複数の被覆粒子を加圧成形して作製された粉末成形体を特定条件で熱処理し、その後に研削加工するという特定の順に工程を経ることで、上述のような金属粒子同士がつながる箇所を少なくすることができる。

　本発明は、上記知見に基づくものである。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ステータコアは、
　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるステータコアであって、
　円周上に配置されている柱状の複数のティースを備え、
　前記ステータコアは、
　　前記複数のティースの各々の周面と、
　　前記複数のティースの各々の第一端面と、
　　前記第一端面とは反対側の面である少なくとも一つの第二端面と、を有し、
　前記複数のティースの各々は、圧粉磁心で構成されており、
　前記圧粉磁心は、複数の被覆粒子を備え、
　前記複数の被覆粒子の各々は、
　　軟磁性材料で構成されている金属粒子と、
　　前記金属粒子を覆う絶縁被覆と、を有し、
　前記第一端面は、
　　前記金属粒子の断面で構成されている第一領域と、
　　前記第一領域同士の間に前記絶縁被覆で構成されている第二領域と、を有し、
　前記周面は、前記軟磁性材料の構成元素を含む酸化物で構成されており、
　前記周面における前記酸化物の平均厚さは、１０μｍ以下であり、
　複数の第一の高さにおける最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下であり、
　前記複数の第一の高さは、前記複数のティースの各々の前記第一端面と前記第二端面との間の長さである。

　上記ステータコアは、低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる。各第一端面は、隣り合う金属粒子同士がつながっていない。この第一端面を有するステータコアは、上記回転電機を構築した際、金属粒子同士がつながることによって生じる渦電流損を低減し易い。その上、周面の酸化物の平均厚さが１０μｍ以下である圧粉磁心は、上記回転電機を構築した際、ヒステリシス損の増大を抑制し易い。周面の酸化物の平均厚さが１０μｍ以下であることで、ヒステリシス損を増大させる酸化物の量が少ないからである。従って、上記ステータコアは、上記回転電機の損失を低減し易い。

　上記ステータコアは、騒音及び振動の小さなアキシャルギャップ型の回転電機を構築し易い。上記差が０．０２ｍｍ以下であるステータコアは、上記回転電機を構築した際、各ティースの第一端面とロータに備わる磁石との各々の間隔を均一にし易いからである。この間隔が均一な上記回転電機は、トルクリップルを低減し易い。トルクリップルの小さな上記回転電機は、騒音及び振動を低減し易い。従って、上記ステータコアは、上記回転電機の騒音及び振動を低減し易い。

　（２）上記（１）のステータコアにおいて、
　円環板状のヨークを備え、
　前記ヨークは、
　　内周面と、
　　外周面と、
　　前記内周面と前記外周面と前記複数のティースの各々の周面とにつながっている上面と、
　　前記内周面と前記外周面とにつながっている下面と、
を有し、
　前記下面が前記第二端面であり、
　前記ヨークは、前記複数のティースと一体成形された前記圧粉磁心で構成されていてもよい。

　上記ステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機のうち、ダブルステータ・シングルロータ型の回転電機、又はシングルステータ・シングルロータ型の回転電機の低損失化に好適である。

　（３）上記（１）または上記（２）のステータコアにおいて、
　前記複数のティースの各々の前記第一端面と前記第二端面との平行度が０．０２ｍｍ以下であってもよい。

　上記ステータコアは、騒音及び振動の小さなアキシャルギャップ型の回転電機を構築し易い。上記平行度が０．０２ｍｍ以下であるステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機を構築した際、各ティースの第一端面とロータに備わる磁石との各々の間隔を均一にし易いからである。

　（４）上記（１）から上記（３）のいずれかのステータコアにおいて、
　前記圧粉磁心の相対密度が９０％以上であってもよい。

　相対密度が９０％以上の圧粉磁心は、飽和磁束密度等の磁気特性を向上し易い。相対密度が９０％以上の圧粉磁心は、強度等の機械的特性を向上し易い。

　（５）上記（１）から上記（４）のいずれかのステータコアにおいて、
　前記複数のティースの各々の前記第一端面は、前記第二領域同士の間に前記軟磁性材料の構成元素を含む酸化物で構成されている第三領域を有し、
　前記第三領域の平均深さが１００μｍ以上であってもよい。

　上記ステータコアは、第一端面が第三領域を有することで、隣り合う金属粒子同士がつながることを一層抑制し易い。第三領域の平均深さが１００μｍ以上であることで、隣り合う金属粒子同士がつながることを特に抑制し易い。よって、上記ステータコアは、上記回転電機を構築した際、渦電流損を低減し易い。

　（６）上記（１）から上記（５）のいずれかのステータコアにおいて、
　前記金属粒子は、純鉄、又は鉄基合金で構成され、
　前記鉄基合金は、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、又はＦｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金であってもよい。

　純鉄で構成される金属粒子は、飽和磁束密度が高い。そのため、純鉄で構成される金属粒子を有する圧粉磁心は、飽和磁束密度を向上し易い。また、純鉄で構成される金属粒子は、成形性に優れる。そのため、純鉄で構成される金属粒子を有する圧粉磁心は、相対密度を高め易い。

　鉄基合金で構成される金属粒子は、渦電流損等の鉄損を低減し易い。そのため、鉄基合金で構成される金属粒子を有する圧粉磁心は、損失を低減し易い。

　（７）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（６）のいずれか１つのステータコアと、
　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。

　上記ステータは、上記ステータコアを備えるため、騒音及び振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる。

　（８）本開示の一態様に係る回転電機は、
　アキシャルギャップ型の回転電機であって、
　上記（７）のステータを備える。

　上記回転電機は、上記ステータを備えるため、騒音及び振動が小さく、かつ低損失である。

　（９）本開示の一態様に係るステータコアの製造方法は、
　複数の被覆粒子を加圧成形して粉末成形体を作製する工程と、
　前記粉末成形体を熱処理する工程と、
　前記熱処理された前記粉末成形体を研削加工する工程と、を備え、
　前記複数の被覆粒子の各々は、
　　軟磁性材料で構成されている金属粒子と、
　　前記金属粒子を覆う絶縁被覆と、を有し、
　前記粉末成形体は、円周上に配置されている柱状の複数のティースを有し、
　前記複数のティースの各々は、周面と第一端面と、を有し、
　前記加圧成形する際の圧力は、５００ＭＰａ以上であり、
　前記熱処理の条件において、雰囲気が酸化性雰囲気であり、温度が３５０℃以上８００℃以下であり、
　前記酸化性雰囲気における酸素濃度は、体積割合で２００００ｐｐｍ以下であり、
　前記研削加工は、前記熱処理された前記粉末成形体において、前記複数のティースの各々の前記周面に施すことなく、前記複数のティースの各々の前記第一端面に施す。

　上記ステータコアの製造方法は、低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる圧粉磁心を製造できる。上記圧粉磁心の製造方法は、特定条件で熱処理した粉末成形体を研削加工している。特定条件の熱処理によって、粉末成形体の第一端面と周面とには、金属粒子の構成元素を含む酸化物が形成される。熱処理後の研削加工によって、粉末成形体の第一端面近傍が削られる。酸化物によって、研削加工時の摺動による負荷を抑制し易いと考えられる。そのため、隣り合う金属粒子同士がつながることを抑制できる。熱処理後の研削加工によって、粉末成形体の周面は削られない。即ち、上記圧粉磁心の製造方法は、上述の圧粉磁心を製造できる。酸素濃度が２００００ｐｐｍ以下であれば、酸化に伴うヒステリシス損の増大を抑制し易い。

　（１０）上記（９）のステータコアの製造方法の一形態として、
　前記酸化性雰囲気における酸素濃度は、体積割合で５００ｐｐｍ以上であってもよい。

　酸素濃度が５００ｐｐｍ以上であれば、上述した第一端面及び周面を有するステータコアを製造し易い。

　（１１）上記（９）または上記（１０）のステータコアの製造方法の一形態として、
　前記研削加工は、平面研削であってもよい。

　平面研削は、上述の第一端面を有するステータコアを製造し易い。

　《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》
　〔ステータコア〕
　図１から図７を参照して、実施形態１に係るステータコア１を説明する。本実施形態のステータコア１は、図１に示すように、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。ヨーク３と複数のティース２とは、一体成形させた圧粉磁心で構成されている。圧粉磁心は、図３、図４に示す複数の被覆粒子１００の集合体である。各被覆粒子１００は、金属粒子１０１と絶縁被覆１０２とを有する。絶縁被覆１０２は、金属粒子１０１を覆う。本実施形態のステータコア１の特徴の一つは、以下の要件（ａ）及び要件（ｂ）を満たす点にある。
　（ａ）ステータコア１は、図４に示す特定の周面２１と、図３に示す特定の第一端面２２と、第一端面２２とは反対側の面である第二端面１２を備える。
　（ｂ）図２に示すステータコア１の第一の高さＨ１の最大値と最小値との差が特定の範囲である。

　　［ヨーク］
　ヨーク３は、図１に示すように、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の形状は、円環板状である。ヨーク３は、内周面３０ｉと外周面３０ｅと平面状の上面３１と平面状の下面３２とを有する。上面３１は、内周面３０ｉと外周面３０ｅと後述するティース２の周面２１とにつながっている。下面３２は、内周面３０ｉと外周面３０ｅとにつながっている。下面３２は、ステータコア１の第二端面１２である。ここでいう上下は、ヨーク３の互いに向き合う二面のうち、ティース２のある面を上面と称していて、ティース２のない面を下面を称している。この上下は、図１１を参照して後述するように、ステータコア１を用いて回転電機９を構築した際、回転電機９の上下と必ずしも一致しない。ヨーク３は、その中央部に上面３１及び下面３２を貫通する軸孔３９を備える。

　上面３１は、後述するステータコアの製造方法に示すように、研削加工されていない。研削加工されていない上面３１は、図４を参照して後述する周面２１と同様、層状の酸化物２１１ａで構成されている。下面３２は、後述するステータコアの製造方法に示すように、研削加工されていてもよいし、上面３１と同様に研削加工されていなくてもよい。研削加工されていると、図２を参照して後述する第一の高さＨ１の最大値と最小値との差が小さくなる。研削加工された下面３２は、図３を参照して後述する第一端面２２と同様の構成である。研削加工された下面３２は、研削痕が設けられている。下面３２に設けられた研削痕は、図１に示す研削痕２５と同様である。研削痕２５は、後述する。図１１を参照して後述するように、本実施形態のステータコア１を用いて回転電機９を構築した際、下面３２は、図１１に示すケース９２の内面に接する。

　　［ティース］
　ティース２は、図１０を参照して後述するステータ８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。具体的なティース２の数は適宜選択できる。図１は、ティース２の数が６個のステータコア１を例示している。

　複数のティース２は、図１に示すように、円周上に配置されている。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ている。本実施形態では、各ティース２は、ヨーク３の周方向に等間隔に配置されている。各ティース２は、上面３１につながっている。本実施形態の各ティース２とヨーク３とは一体に構成されている圧粉磁心で構成されている。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の形状及び大きさは同一である。各ティース２の形状は、角柱状又は円柱状である。角柱状又は円柱状とは、ティース２の軸方向に直交する平面で切断した断面形状が多角形状又は円形状をいう。ティース２の軸方向とは、下面３２に垂直な方向である。多角形状とは、例えば三角形又は四角形である。三角形は、例えば正三角形又は二等辺三角形である。四角形は、例えば台形又は長方形である。円形状とは、例えば真円又は楕円である。多角形状及び円形状とは、幾何学上の角形及び円形だけでなく、実質的に角形及び円形と見なされる範囲が含まれる。多角形状には、例えば、角部に丸みを有する形状を含む。上記断面形状は、ティース２の軸方向に一様である。各ティース２は、先端に向かうに従って先細るテーパー状に構成されていてもよい。

　本実施形態のティース２の形状は、台形柱状である。本実施形態のティース２の上記断面形状は、台形である。本実施形態のティース２における上記断面形状は、ティース２の軸方向に一様である。形状が台形柱状であるティース２は、断面積を大きく確保し易い。形状が台形柱状であるティース２は、ステータコア１のデッドスペースを低減し易く、占積率の高いステータ８を構築し易い。

　各ティース２は、周面２１と第一端面２２とを有する。周面２１とは、ティース２の軸の周囲を取り囲む面である。ティース２の軸は、ステータコア１の軸に平行な軸であって、ティース２の第一端面２２の重心を通る軸である。ステータコア１の軸は、円周上に配置された複数のティース２の内接円又は外接円の中心を通る軸である。ステータコア１の軸は後述するロータ９０の回転軸と一致する。周面２１は、第一端面２２と上面３１とにつながっている面である。第一端面２２は、周面２１の上端部につながる面である。周面２１の上端部は、上面３１につながる箇所とは反対側に位置する。

　　［第一端面］
　各第一端面２２は、後述するステータコアの製造方法に示すように、研削加工されている。研削加工されていることにより、図２を参照して後述する第一の高さＨ１の最大値と最小値との差が小さい。研削加工された各第一端面２２は、図１に示すように、研削痕２５が設けられている。図１は、説明の便宜上、一つの第一端面２２に研削痕２５を誇張して示している。図１は、他の第一端面２２に設けられた研削痕を省略して示している。研削痕２５は、研削加工時に生じる筋状の凹凸である。研削痕２５の筋は、研削加工時において、第一端面２２と図７に示す研削盤４００との相対的な移動方向に沿って形成される。各周面２１は、各第一端面２２とは異なり、研削加工されていない。

　第一端面２２は、図３に示すように、第一領域２２１と第二領域２２２とを有する。第一端面２２は、更に第三領域２２３を有していてもよい。

　第一領域２２１は、金属粒子１０１の断面で構成されている。即ち、第一領域２２１は、個々の金属粒子１０１のうち、絶縁被覆１０２から露出している領域で構成されている。第一端面２２を平面視した場合、第一領域２２１は、互いに間隔をあけて分散して配置されている多数の島状の領域である。

　第二領域２２２は、絶縁被覆１０２の断面で構成されている。第二領域２２２は、第一領域２２１同士の間のうち、第一領域２２１に隣接する領域である。即ち、第二領域２２２は、第一領域２２１に接している。第一端面２２を平面視した場合、第二領域２２２は、各第一領域２２１の周囲を覆う複数の環状の領域である。隣り合う第二領域２２２同士は、互いに接している箇所もあれば、互いに接していない箇所もある。

　第三領域２２３は、複数の被覆粒子１００の間の領域、即ち隣り合う第二領域２２２同士の間の領域である。隣り合う第二領域２２２同士の互いに接していない箇所に第三領域２２３が設けられている。第三領域２２３は、通常、第一端面２２から深さ方向の特定の箇所で途切れている。即ち、特定箇所よりも深い箇所には、第三領域２２３が存在せず、第二領域２２２が存在した状態となっている。第一端面２２を平面視した場合、第三領域２２３は、個々の第二領域２２２の周囲を囲む網目状の領域である。第三領域２２３は、酸化物２２３ａで構成されている。酸化物２２３ａは、金属粒子１０１の構成元素を含む。酸化物２２３ａの組成は、絶縁被覆１０２の組成とは異なる。酸化物２２３ａは、例えば、鉄の酸化物である。具体的な鉄の酸化物は、Ｆｅ_２Ｏ_３又はＦｅ_３Ｏ_４である。

　　［周面］
　周面２１は、研削加工されていない。即ち、周面２１は、研削痕２５を有していない。周面２１は、第一端面２２のように金属粒子１０１が露出されていない。周面２１は、酸化物２１１ａで構成されている。即ち、周面２１と周面２１に最も近接する被覆粒子１００との間には、層状の酸化物２１１ａが設けられている。酸化物２１１ａの組成は、酸化物２２３ａと同一である。ここでいう同一とは、軟磁性材料の構成元素が共通する酸化物であることをいう。その構成元素と酸素との割合は、酸化物２２３ａと酸化物２１１ａとで異なっていてもよい。周面２１近傍の被覆粒子１００同士の間には、酸化物２２３ａが形成されている。

　層状の酸化物２１１ａの平均厚さは、１０μｍ以下である。酸化物２１１ａの平均厚さが１０μｍ以下であるステータコア１は、ヒステリシス損の増大を抑制し易い。酸化物２１１ａの平均厚さが１０μｍ以下であることで、ヒステリシス損を増大させる酸化物の量が少ないからである。ヒステリシス損を増大させる酸化物は、保磁力の高い酸化物であり、例えばＦｅ_３Ｏ_４である。酸化物２１１ａの平均厚さは、更に８μｍ以下、特に６μｍ以下であってもよい。酸化物２１１ａの平均厚さの下限値は、例えば、０．５μｍである。酸化物２１１ａの平均厚さが０．５μｍ以上であれば、周面２１近傍の被覆粒子１００の絶縁被覆１０２を機械的に保護し易い。そのため、図１０を参照して後述するステータ８を構築する際にコイル８０と周面２１とが接触しても、絶縁被覆１０２が損傷し難い。酸化物２１１ａの平均厚さは、更に１．０μｍ以上、特に２．０μｍ以上であってもよい。即ち、酸化物２１１ａの平均厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下、更に１．０μｍ以上８μｍ以下、特に２．０μｍ以上６μｍ以下であってもよい。

　酸化物２１１ａの平均厚さは、次のようにして求められる。周面２１に直交する断面をとる。この断面を光学顕微鏡により観察する。断面において、１００個以上の観察視野をとる。各観察視野は、周面２１と周面２１付近の５個以上の被覆粒子１００とが含まれるようにとる。各観察視野の大きさは、４５０μｍ×４５０μｍとする。各視野において、周面２１付近の各被覆粒子１００と周面２１との間の最短長さを測定する。全ての最短長さの平均値を酸化物２１１ａの平均厚さとする。

　酸化物２２３ａの平均深さは、例えば、１００μｍ以上である。平均深さが１００μｍ以上であれば、隣り合う金属粒子１０１同士がつながることを一層抑制し易い。よって、ステータコア１は、回転電機９を構築した際、渦電流損を低減し易い。酸化物２２３ａの平均深さの上限値は、例えば、１０００μｍである。酸化物２２３ａの平均深さが１０００μｍ以下であれば、損失の増大を抑制できる。即ち、酸化物２２３ａの平均深さは１００μｍ以上１０００μｍ以下である。酸化物２２３ａの平均深さは、更に１５０μｍ以上８００μｍ以下、特に２００μｍ以上６００μｍ以下であってもよい。

　酸化物２２３ａの平均深さは、次のようにして求められる。周面２１に直交する断面をとる。この断面を光学顕微鏡により観察する。断面において、２０個以上の観察視野をとる。各観察視野は、酸化物２２３ａの深さ方向の全長が視野内に含まれるようにとる。各観察視野の大きさは、２０００μｍ×２０００μｍとする。各視野において、各酸化物２２３ａの周面２１に直交する方向に沿った長さを測定する。測定した全ての長さの平均値を酸化物２２３ａの平均深さとする。

　　［第一の高さ］
　図２に示す第一の高さＨ１の最大値と最小値との差は、０．０２ｍｍ以下である。第一の高さＨ１の上記差は、複数の第一の高さＨ１のうち、最大値と最小値の差とする。各第一の高さＨ１は、下面３２と各第一端面２２との間の長さである。第一の高さＨ１の上記差が０．０２ｍｍ以下であるステータコア１は、図１１を参照して後述する回転電機９を構築した際、各間隔ｂを均一にし易い。間隔ｂは、各第一端面２２とロータ９０の磁石９５との間の長さである。このステータコア１は、トルクリップルが小さい回転電機９を構築し易い。トルクリップルが小さい回転電機９は、騒音及び振動を低減し易い。図１１は、説明の便宜上、間隔ｂを誇張して示している。第一の高さＨ１の上記差は、小さい方が各間隔ｂを均一にし易い。第一の高さＨ１の上記差は、０．０１ｍｍ以下、更に０．００８ｍｍ以下、特に０．００５ｍｍ以下であってもよい。

　各第一の高さＨ１の測定には、マイクロメータを用いる。各第一端面２２上に、複数の測定点を選択する。測定点は、第一端面２２を平面視し、第一端面２２の重心とヨーク３の中心とを通るように引いた直線上に設定する。測定点は、上記直線上に３点以上選択する。特に、測定点は、上記直線上において、第一端面２２の重心と、第一端面２２の第一縁部と、第一端面２２の第二縁部とを含む。第一端面２２の第一縁部は、ヨーク３の中心に近い位置の縁部である。第一端面２２の第二縁部は、ヨーク３の中心から遠い位置の縁部である。各第一の高さＨ１は、第一端面２２に直交する直線のうち下面３２と各測定点とを結ぶ直線の長さの平均値とする。

　　［第二の高さ］
　図２に示す第二の高さＨ２の最大値と最小値との差は、第一の高さＨ１と同様、０．０２ｍｍ以下であってもよい。第二の高さＨ２の上記差は、複数の第二の高さＨ２のうち、最大値と最小値との差とする。各第二の高さＨ２は、上面３１と各第一端面２２との間の長さである。第二の高さＨ２の上記差が０．０２ｍｍ以下のステータコア１は、図１０を参照して後述するステータ８、及び図１１を参照して後述する回転電機９を構築した際、各ティース２にコイル８０を適切に配置し易い。第二の高さＨ２の上記差が０．０２ｍｍ以下のステータコア１は、各ティース２で構成される磁気回路の長さが均一となり易い。第二の高さＨ２の上記差は、小さい方が各ティース２にコイル８０を適切に配置し易い。第二の高さＨ２の上記差は、０．０１ｍｍ以下、更に０．００８ｍｍ以下、特に０．００５ｍｍ以下であってもよい。

　各第二の高さＨ２は、「第一の高さＨ１－ヨーク３の厚さ」によって求められる。ヨーク３の厚さの測定には、マイクロメータを用いる。上面３１上に、複数の測定点を選択する。測定点は、ステータコア１を平面視し、各第一端面２２の重心とヨーク３の中心とを通るように引いた直線上に設定する。測定点は、上記直線上に２点以上選択する。特に、測定点は、上記直線上において、上面３１の内周縁部と、上面３１の外周縁部とを含む。ヨーク３の厚さは、上面３１に直交する直線のうち下面３２と各測定点とを結ぶ直線の長さの平均値とする。

　　［平行度］
　下面３２と各第一端面２２との平行度は、０．０２ｍｍ以下であってもよい。上記平行度が０．０２ｍｍ以下であるステータコア１は、図１１を参照して後述する回転電機９を構築した際、各間隔ｂを均一にし易い。上記平行度は、小さい方が各間隔ｂを均一にし易い。上記平行度は、０．０１ｍｍ以下、更に０．００８ｍｍ以下、特に０．００５ｍｍ以下であってもよい。

　上記平行度は、次のようにして求められる。０級の定盤を備えたハイトゲージを用いる。第一端面２２が上方を向くようにステータコア１を定盤上に載置する。各第一端面２２上に、複数の測定点を選択する。測定点は、ステータコア１を平面視し、第一端面２２の重心とヨーク３の中心とを通るように引いた直線上に設定する。測定点は、上記直線上に３点以上選択する。測定点は、上記直線上において、第一端面２２の重心と、第一端面２２の上記第一縁部と、第一端面２２の上記第二縁部とを含む。下面３２と各第一端面２２との平行度は、定盤に直交する直線のうち定盤と各測定点とを結ぶ直線の長さの最大値と最小値との差とする。

　　［大きさ］
　ヨーク３の大きさ及び各ティース２の大きさは、回転電機９の仕様に応じて適宜選択できる。ヨーク３の大きさは、内径、外径、及び厚さ等である。各ティース２の大きさは、断面積及び高さ等である。ヨーク３の内径は、例えば、５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。ヨーク３の外径は、例えば、３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。ヨーク３の厚さは、例えば、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下、更に１．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下である。ヨーク３の内径は、軸孔３９の直径である。ティース２の断面積は、例えば、５ｍｍ^２以上８００ｍｍ^２以下である。ティース２の高さは、例えば、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ここでのティース２の断面積とは、ティース２の軸方向に直交する平面で切断した断面の面積である。ここでの各ティース２の高さとは、各第二の高さＨ２である。

　　［構成材料］
　圧粉磁心は、図３に示す複数の被覆粒子１００の集合体で構成されている。被覆粒子１００は、金属粒子１０１と絶縁被覆１０２とを有する。

　　　（金属粒子）
　金属粒子１０１は、軟磁性材料で構成されている。軟磁性材料は、純鉄又は鉄基合金である。純鉄とは、純度が９９％以上である。即ち、純鉄とは、鉄（Ｆｅ）の含有量が９９質量％以上のものである。純鉄で構成される金属粒子１０１は、飽和磁束密度が高い。そのため、純鉄で構成される金属粒子１０１を有する圧粉磁心は、飽和磁束密度を向上し易い。また、純鉄で構成される金属粒子１０１は、成形性に優れる。そのため、純鉄で構成される金属粒子１０１を有する圧粉磁心は、相対密度を高め易い。

　鉄基合金とは、添加元素を含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなるものである。鉄基合金は、Ｆｅを最も多く含む。鉄基合金は、例えば、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である。Ｆｅ－Ｓｉ系合金は、例えば、ケイ素鋼である。Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金は、例えば、センダストである。Ｆｅ－Ｎｉ系合金は、例えば、パーマロイである。鉄基合金の電気抵抗は、純鉄よりも大きい。そのため、鉄基合金で構成される金属粒子１０１は、渦電流損等の鉄損を低減し易い。よって、鉄基合金で構成される金属粒子１０１を有する圧粉磁心は、損失を低減し易い。圧粉磁心は、純鉄で構成される金属粒子１０１と鉄基合金で構成される金属粒子１０１との双方を含んでいてもよい。

　　　（絶縁被覆）
　絶縁被覆１０２は、金属粒子１０１を覆う。絶縁被覆１０２は、渦電流損等の鉄損を低減できる。絶縁被覆１０２を備える圧粉磁心は、損失を低減し易い。絶縁被覆１０２の材質は、例えば、リン酸塩、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムといった酸化物等である。リン酸塩は、金属粒子１０１との密着性に優れる上に、変形性にも優れる。そのため、リン酸塩で構成される絶縁被覆１０２は、後述するステータコアの製造方法における粉末成形体を作製する工程において、上述の金属粒子１０１の変形に追従して変形し易く、損傷し難い。よって、このような圧粉磁心は、損失を低減し易い。

　絶縁被覆１０２の平均厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。１０ｎｍ以上の絶縁被覆１０２は、隣り合う金属粒子１０１同士を絶縁し易い。１０００ｎｍ以下の絶縁被覆１０２は、圧粉磁心の相対密度を高め易い。絶縁被覆１０２の平均厚さは、更に２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であり、特に３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

　絶縁被覆１０２の平均厚さは、次のようにして求められる。ステータコア１の断面をとる。この断面をＴＥＭ（透過電子顕微鏡）により観察し、観察像を画像解析することで求める。断面において、２０個以上の観察視野をとる。各観察視野の倍率は、５００００倍以上３０００００倍以下とする。各視野の厚さの平均値から全視野の平均値を求め、全視野の平均値を絶縁被覆１０２の平均厚さとする。

　　［相対密度］
　圧粉磁心の相対密度は、９０％以上であってもよい。相対密度が９０％以上の圧粉磁心は、飽和磁束密度を向上し易い。相対密度が９０％以上の圧粉磁心は、強度等の機械的特性を向上し易い。相対密度は、９３％以上、更に９５％以上であってもよい。相対密度は、９９％以下であってもよい。

　「圧粉磁心の相対密度」は、圧粉磁心の真密度に対する実際の圧粉磁心の密度の比率（％）をいう。即ち、圧粉磁心の相対密度は、［（実際の圧粉磁心の密度／圧粉磁心の真密度）×１００］によって求められる。実際の圧粉磁心の密度は、圧粉磁心を油中に浸漬して圧粉磁心に油を含浸させ、［含油密度×（含油前の圧粉磁心の質量／含油後の圧粉磁心の質量）］によって求めることができる。含油密度は、（含油後の圧粉磁心の質量／含油後の圧粉磁心の体積）である。即ち、実際の圧粉磁心の密度は、（含油前の圧粉磁心の質量／含油後の圧粉磁心の体積）で求めることができる。含油後の圧粉磁心の体積は、代表的には液体置換法によって測定することができる。圧粉磁心の真密度とは、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。

　〔ステータコアの製造方法〕
　実施形態に係るステータコア１は、以下の工程Ａから工程Ｃを備えるステータコアの製造方法により製造できる。
　工程Ａは、粉末成形体を作製する。
　工程Ｂは、粉末成形体を熱処理した熱処理体を作製する。
　工程Ｃは、熱処理体の特定の面を研削加工する。

　　［工程Ａ］
　粉末成形体の作製は、原料粉末を加圧成形することで行える。

　原料粉末は、複数の被覆粒子を含む。被覆粒子は、金属粒子と絶縁被覆とを有する。金属粒子の材質及び絶縁被覆の材質は、上述の通りである。原料段階での被覆粒子は、絶縁被覆によって金属粒子の実質的に全面が覆われている。原料粉末は、被覆粒子に加えて、バインダや潤滑剤を含んでもよい。後述するダイの内周面には潤滑剤を塗布してもよい。

　金属粒子の平均粒径は、例えば、２０μｍ以上３５０μｍ以下である。平均粒径が上記の範囲を満たす金属粒子は、取り扱い易い上に加圧成形し易い。軟磁性粉末の平均粒径は、更に４０μｍ以上３００μｍ以下であり、特に４０μｍ以上２５０μｍ以下である。金属粒子の平均粒径とは、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。

　原料粉末の加圧成形には、プレス成形機等が利用できる。プレス成形機は、ダイとコアロッドと上パンチと下パンチとを備える。ダイとコアロッドと下パンチとによって、原料粉末が充填されるキャビティが形成される。プレス成形機では、例えば、ヨークが上、ティースが下となるように、上パンチと下パンチとで成形される。ダイの内周面がヨークの外周面を形成する。コアロッドの外周面がヨークの内周面を形成する。下パンチは、１つの第一下パンチと複数の第二下パンチとを備える。第一下パンチの形状は、筒状である。第一下パンチは、１つの第一孔と複数の第二孔とを有する。第一孔内には、コアロッドが配置される。各第二孔内には、第二下パンチが配置される。第一下パンチの端面は、ヨークの上面を形成する。第一下パンチの第二孔の内周面は、各ティースの周面を形成する。各第二下パンチの形状は、柱状である。各第二下パンチの端面は、各ティースの第一端面を形成する。上パンチは、ヨークの下面を形成する。キャビティ内への原料粉末の充填は、給粉機によって行われる。上パンチと下パンチとが、キャビティ内に充填された原料粉末を加圧成形する。

　一般的な給粉機は、ダイの上を直線的に往復してキャビティ内に給粉する。この給粉機では、ダイにおける給粉が開始される箇所に充填される原料粉末の量の方が、給粉機が折り返される箇所に充填される原料粉末の量よりも多くなり易い。

　円環板状のヨークと柱状の複数のティースとを備える粉末成形体を作製する。キャビティ内の原料粉末が加圧成形されて上記粉末成形体が作製される。給粉が開始される箇所で成形されたティースの第一端面とヨークの下面との間の高さの方が、給粉機が折り返される箇所で成形されたティースの第一端面とヨークの下面との間の高さよりも高くなり易い。

　このような粉末成形体を図５に示す。図５の粉末成形体２００は、ヨーク３の下面３２と右側のティース２の第一端面２２との間の高さが、ヨーク３の下面３２と左側のティース２の第一端面２２との間の高さよりも高い例を示している。図５に示すように、右側の第一端面２２と左側の第一端面２２との間に、差ａが生じ易い。

　加圧成形時の圧力は、例えば、５００ＭＰａ以上である。加圧成形時の圧力が５００ＭＰａ以上であれば、相対密度が高い圧粉磁心を製造できる。加圧成形時の圧力は、例えば、２０００ＭＰａ以下である。加圧成形時の圧力が２０００ＭＰａ以下であれば、被覆粒子における絶縁被覆が損傷し難い。加圧成形時の圧力は、更に７００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下であり、特に８００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下である。

　　［工程Ｂ］
　熱処理体の作製は、粉末成形体を熱処理することで行える。熱処理の温度は、例えば、３５０℃以上８００℃以下である。熱処理の保持時間は、例えば、５分以上６０分以下である。熱処理における雰囲気は、酸化性雰囲気である。

　酸化性雰囲気での熱処理の温度が３５０℃以上であり、保持時間が５分以上であれば、粉末成形体の表面近傍の被覆粒子同士の間には、図３に示すような酸化物２２３ａが形成され、粉末成形体の表面全面には、図４に示すような酸化物２１１ａが形成される。特に、酸化物２２３ａは、粉末成形体の表面から所定の深さにまでわたって形成されると考えられる。深さとは、粉末成形体の表面に直交する方向に沿った長さである。所定の深さは、例えば、０．１ｍｍ以上である。所定の深さは、更に０．１５ｍｍ以上であり、特に０．２ｍｍ以上である。所定の深さの上限は、例えば、１．０ｍｍである。即ち、所定の深さは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、更に０．１５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、特に０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。酸化性雰囲気での熱処理の温度が８００℃以下であり、保持時間が６０分以下であれば、熱処理によって被覆粒子の絶縁被覆が破壊されることを抑制できる。そのため、渦電流損が増大することを抑制できる。上記温度は、更に４００℃以上７５０℃以下であり、特に４５０℃以上７００℃以下である。上記保持時間は、更に１０分以上４５分以下であり、特に１５分以上３０分以下である。

　酸化雰囲気における酸素濃度は、２００００ｐｐｍ以下であってもよい。ここでいう酸素濃度は、体積割合である。上記酸素濃度が２００００ｐｐｍ以下であれば、酸化に伴うヒステリシス損の増大を抑制し易い。上記酸素濃度は、５００ｐｐｍ以上であってもよい。上記酸素濃度が５００ｐｐｍ以上であれば、上述した酸化物２２３ａ及び酸化物２１１ａを形成し易い。上記酸素濃度は、更に７００ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下、１０００ｐｐｍ以上７５００ｐｐｍ以下であり、特に２０００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下である。

　図６に熱処理体２５０を示す。図６の熱処理体２５０は、図５に示す粉末成形体２００を熱処理して作製されたものである。図６の熱処理体２５０は、図５を参照して説明した上記差ａは維持されたままである。この熱処理体２５０の全面には、図４に示すような酸化物２１１ａが設けられている。また、熱処理体２５０の全面の近傍における被覆粒子１００同士の間には、図４に示すような酸化物２２３ａが設けられている。

　　［工程Ｃ］
　研削加工は、例えば、図７に示すような研削盤４００で行う。研削加工は、平面研削であってもよい。平面研削は、図３を参照して説明した平面状の第一端面２２を形成し易い。

　図７に示すように、図６を参照して説明した熱処理体２５０を研削加工する。研削加工する箇所は、少なくとも各ティース２の第一端面２２である。研削加工によって、第一の高さＨ１の最大値と最小値との差を０．０２ｍｍ以下にし易い。研削加工は、ヨーク３の下面３２にも行ってもよい。ヨーク３の下面３２を研削加工すれば、第一の高さＨ１の上記差をより０．０２ｍｍ以下にし易い。研削加工は、各周面２１と上面３１とには行わない。

　研削加工を施す際、各ティース２の周面２１側の端部が固定されていてもよい。各ティース２の上記端部の固定は、例えば、図７に示すような板状部材３００を用いる。

　板状部材３００は、複数の貫通孔３１０を備える。貫通孔３１０は、各ティース２の上記端部が挿入可能な孔である。貫通孔３１０の数は、ティース２の数に対応した数である。貫通孔３１０の孔形状は、ティース２の形状と相似である。貫通孔３１０の大きさは、ティース２の上記端部が挿入可能であり、かつティース２の上記端部が挿入された状態において、周面２１との間の隙間が微小である程度に適宜選択できる。各貫通孔３１０の孔形状及び大きさは同一である。

　各貫通孔３１０を各ティース２に嵌める。各貫通孔３１０の内周面でティース２の第一端面２２近傍の周面２１が保持される。保持した状態で研削加工される。板状部材３００の固定は、研削加工によって、図２に示す第一の高さＨ１の最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下となるように行う。図７は、説明の便宜上、各ティース２における板状部材３００からの露出領域を誇張して示す。各ティース２の第一端面２２の近傍を板状部材３００で固定することで、研削加工によって各ティース２の第一端面２２と周面２１との稜線近傍が欠けたりすることを防止できる。

　上述したように、給粉が開始される箇所で成形されたステータコアの第一端面２２と下面３２との間の高さの方が、給粉機が折り返される箇所で成形されたステータコアの第一端面２２と下面３２との間の高さよりも高くなり易い。例えば、図５では、右側のティース２の上記高さが最も高く、左側のティース２に向かうに従って上記高さが漸次低くなっている。このような高さの差によって、ティース２の加工量は、給粉が開始される箇所に位置したティース２が最も多くなる。そして、ティース２の加工量は、給粉機が折り返される箇所に位置したティース２に向かうに従って少なくなる。研削加工では、板状部材３００も一緒に研削してもよい。

　研削加工された第一端面２２には、図３を参照して説明した第一領域２２１及び第二領域２２２及び図１を参照して説明した研削痕２５が形成される。即ち、第一端面２２に形成された酸化物と第一端面２２近傍の絶縁被覆１０２と金属粒子１０１とが研削加工によって削られる。熱処理によって第一端面２２近傍の被覆粒子１００同士の間に形成された酸化物２２３ａが、研削加工に伴う第一端面２２近傍の金属粒子１０１の塑性流動を抑制する。塑性流動が抑制されることによって、隣り合う金属粒子１０１粒子同士がつながる箇所を少なくすることができる。

　周面２１は、図４を参照して説明した酸化物２１１ａが形成されたままである。

　ヨーク３の下面３２を研削加工すると、図示は省略するものの、下面３２は、第一端面２２と同様の構成となる。

　本実施形態のステータコア１は、低損失な回転電機９を構築し易い。各ティース２の第一端面２２は、隣り合う金属粒子１０１同士がつながっていない。特に、第一端面２２が第三領域２２３を有する場合、第三領域２２３によって隣り合う第一領域２２１同士の間隔が保持されている。そのため、ステータコア１は、回転電機９を構築した際、渦電流損を低減し易い。その上、各ティース２の周面２１は、層状の酸化物２１１ａの平均厚さが１０μｍ以下である。そのため、ステータコア１は、回転電機９を構築した際、ヒステリシス損を低減し易い。従って、ステータコア１は、回転電機９の損失を低減し易い。

　本実施形態のステータコア１は、騒音や振動の小さな回転電機９を構築し易い。その理由は、次の通りである。第一の高さＨ１の最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下であるステータコア１は、図１１に示す回転電機９を構築した際、各間隔ｂを均一にし易い。各間隔ｂが均一な回転電機９は、トルクリップルを低減し易い。トルクリップルの小さな回転電機９は、騒音や振動が小さい。従って、ステータコア１は、回転電機９の騒音及び振動を低減し易い。

　本実施形態のステータコアの製造方法は、特定条件の熱処理後に研削加工するという特定の順に工程を経ることで、本実施形態のステータコア１を製造できる。特定条件の熱処理によって、粉末成形体２００の表面全面には酸化物２１１ａが形成される。その上、粉末成形体２００の表面近傍の被覆粒子１００同士の間には酸化物２２３ａが形成されることもある。熱処理後の研削加工によって、熱処理体２５０の第一端面２２近傍が削られる。酸化物２１１ａによって、酸化物２１１ａがない場合に比較して研削加工時の摺動による負荷を抑制し易いと考えられる。そのため、研削加工によって第一端面２２近傍の絶縁被覆１０２が損傷しても、研削加工に伴う金属粒子１０１の塑性流動が抑制される。特に、被覆粒子１００同士の間に酸化物２２３ａが形成されていれば、酸化物２２３ａによって研削加工に伴う第一端面２２近傍の金属粒子１０１の塑性流動が抑制され易い。よって、第一端面２２近傍の金属粒子１０１を覆う絶縁被覆１０２が損傷してその金属粒子１０１が絶縁被覆１０２から露出しても、隣り合う金属粒子１０１同士がつながることを抑制できる。また、熱処理体２５０の周面２１は研削加工されていない。そのため、周面２１の酸化物２１１ａは研削加工後も熱処理直後の表面性状が維持されたままである。そして、第一端面２２が研削加工されることによって、第一の高さＨ１の最大値と最小値との差を小さくできる。従って、本実施形態のステータコアの製造方法は、上述の第一端面２２と周面２１とを有し、第一の高さＨ１の最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下である上述のステータコア１を製造できる。即ち、本実施形態のステータコアの製造方法は、騒音や振動が小さく、かつ低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できるステータコア１を製造できる。

　《実施形態２》
　〔ステータコア〕
　図８、図９を参照して、実施形態２のステータコア１を説明する。本実施形態のステータコア１は、ヨーク３を備えず、複数のティース２を備える点が、実施形態１のステータコア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。

　各ティース２は、周面２１と第一端面２２と第二端面２３とを有する。第一端面２２は、周面２１の第一端部につながっている。第二端面２３は、周面２１の第二端部につながっている。周面２１と第一端面２２とは、上述した実施形態１の通りである。第二端面２３は、第一端面２２と同様の構成であってもよいし、周面２１と同様の構成であってもよい。研削加工されていれば、第一端面２２と第二端面２３とが同様の構成になる。研削加工されていなければ、周面２１と第二端面２３とが同様の構成になる。本実施形態の第一の高さＨ１は、図９に示すように、第一端面２２と第二端面２３との間の長さである。本実施形態でも、第一の高さＨ１の最大値と最小値との差は、０．０２ｍｍ以下である。第一の高さＨ１の上記差が０．０２ｍｍ以下であるステータコア１は、図１２を参照して後述する回転電機９を構築した際、各間隔ｂを均一にし易い。第一の高さＨ１の上記差の好適な範囲は、上述した通りである。

　本実施形態のステータコア１は、トルクリップルが小さい回転電機９を構築し易い。トルクリップルが小さい回転電機９は、騒音及び振動を低減し易い。

　《実施形態３》
　〔ステータ〕
　図１０を参照して、実施形態３のステータ８を説明する。本実施形態のステータ８は、実施形態１のステータコア１と複数のコイル８０とを備える。本実施形態とは異なり、ステータ８は、実施形態２のステータコア１と複数のコイル８０とを備えていてもよい。各コイル８０は、各ティース２の外周に配置されている。ステータ８は、アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる。

　各コイル８０は、筒状部を備える。筒状部は、巻線を螺旋状に巻回してなる。本実施形態のコイル８０は、台形筒状のエッジワイズ巻きコイルである。巻線は、被覆平角線である。図８では、説明の便宜上、筒状部のみを示し、巻線の両端部は図示を省略している。

　本実施形態のステータ８は、実施形態１のステータコア１を備えるため、低損失なアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる。このステータ８は、トルクリップルが小さいアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる。このステータ８は、騒音や振動が小さいアキシャルギャップ型の回転電機を構築できる。

　《実施形態４》
　〔回転電機〕
　図１１を参照して、実施形態４の回転電機９を説明する。図１１は、回転電機９の回転軸９１に平行な平面で切断した断面図である。本実施形態の回転電機９は、アキシャルギャップ型の回転電機である。回転電機９は、モータ又は発電機に利用できる。本実施形態の回転電機９は、ダブルステータ・シングルロータ型の回転電機である。本実施形態の回転電機９は、一つのロータ９０と二つのステータ８とを備える。本実施形態の回転電機９は、ロータ９０が回転軸９１の軸方向の両側からステータ８で挟まれている。ロータ９０と各ステータ８との間にはギャップが設けられている。図１１に示す二つのステータ８の少なくとも一方は、実施形態３で説明したステータ８である。

　ステータ８及びロータ９０は、ケース９２に収納される。ケース９２は、円柱状の内部空間を有する。この内部空間に、ステータ８及びロータ９０が収納される。ケース９２は、円筒部９２１と二つのプレート部９２２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部９２２が配置される。ステータ８及びロータ９０は、二つのプレート部９２２に挟まれるようにケース９２に収納される。ステータ８は、ステータコア１のヨーク３の外周面がケース９２のプレート部９２２の段差に嵌め込まれることで、ケース９２に固定される。両プレート部９２２の中心部には、貫通孔が設けられている。貫通孔には軸受け９３が設けられている。軸受け９３を介して回転軸９１が挿通されている。回転軸９１は、ケース９２内を貫通する。

　ロータ９０は、ロータ本体と、少なくとも１つの磁石９５とを備える。ロータ本体は、磁石９５を支持する。ロータ本体は、円環板状の部材である。ロータ本体は、回転軸９１によってケース９２に対して回転可能に支持される。磁石９５は、ロータ本体に固定されている。磁石９５の数は、単数でもよいし、複数でもよい。磁石９５の数が単数である場合、磁石９５の形状は円環板状である。この磁石９５は、Ｓ極とＮ極とが周方向に交互に配置されている。磁石９５の数が複数である場合、磁石９５の数はティース２の数と同数である。複数の磁石９５は、ロータ本体の周方向に等間隔に配置されている。各磁石９５の形状は、例えば、平板状である。各磁石９５の平面形状は、例えば、ティース２の第一端面２２の平面形状と同じである。各磁石９５は、ロータ９０の回転軸の軸方向に着磁される。ロータ本体の周方向に隣り合っている磁石９５の磁化方向は互いに逆である。ステータ８で発生される回転磁界によって磁石９５が各ティース２に対して吸引と反発とを繰り返すことでロータ９０が回転する。

　本実施形態の回転電機９は、実施形態３のステータ８を備えるため、損失を低減し易い。この回転電機９は、トルクリップルを小さくし易い。トルクリップルの小さい回転電機９は、騒音や振動を低減し易い。

　《実施形態５》
　〔回転電機〕
　図１２を参照して、実施形態５の回転電機９を説明する。図１２は、図１１と同様、回転電機９の回転軸９１に平行な平面で切断した断面である。本実施形態の回転電機９は、主に、二つのロータ９０と一つのステータ８とを備えているシングルステータ・ダブルロータ型のアキシャルギャップモータである点が、実施形態４の回転電機９と相違する。以下の説明は、実施形態４との相違点を中心に行う。実施形態４と同様の構成の説明は省略する。

　本実施形態の回転電機９は、一つのステータ８と二つのロータ９０と備える。本実施形態の回転電機９は、一つのステータ８が回転軸９１の軸方向の両側から二つのロータ９０で挟まれるている。ステータ８と各ロータ９０との間にはギャップが設けられている。一つのステータ８と二つのロータ９０とは、実施形態４で説明したケース９２に収納されている。

　各ロータ９０は、ロータ本体と、複数の磁石９５と、バックヨーク９８とを備えている。ロータ本体と複数の磁石９５とは、上述した実施形態４の通りである。バックヨーク９８は、ロータ９０とプレート部９２２との間に設けられている。バックヨーク９８は、円環板状の部材である。バックヨーク９８は、上述したステータコア１と同様の圧粉成形体、又は積層鋼板で構成されている。

　ステータ８は、実施形態２で説明したステータコア１と複数のコイル８０とを備える。ステータ８は、環状に配置される複数のティース２と、各ティース２の外周に配置されているコイル８０と、複数のティース２を保持する支持部材とを備えている。支持部材の図示は省略する。コイル８０は、上述した実施形態３の通りである。支持部材は、各ティース２同士の間隔が等間隔となるように複数のティースを保持している。この支持部材によって、周方向に隣り合うティース同士が互いに接触しない。支持部材は、回転しないようにケース９２に固定されている。

　実施形態５に係る回転電機９は、実施形態２のステータコア１を有するステータ８を備えるため、実施形態４の回転電機９と同様、損失を低減し易い。この回転電機９は、トルクリップルを小さくし易い。トルクリップルの小さい回転電機９は、騒音や振動を低減し易い。

　《試験例》
　ステータコアの製造方法の違いによるステータコアの損失の大きさの違いを評価した。各試料のステータコアを２つずつ作製した。

　〔試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５〕
　試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５のステータコアは、上述したステータコアの製造方法と同様にして、工程Ａから工程Ｃを順に経て作製した。

　　［工程Ａ］
　原料粉末を加圧成形することで、所定形状の粉末成形体を作製した。原料粉末は、複数の被覆粒子を含む。各被覆粒子は、純鉄で構成される金属粒子と、リン酸鉄とシリカで構成される絶縁被覆とを有する。絶縁被覆の厚さは、５０ｎｍとした。加圧成形時の圧力は、表１に示すように４４１ＭＰａ又は７８５ＭＰａとした。この粉末成形体は、図５を参照して説明した粉末成形体２００と同様、円環板状のヨークと柱状の６個のティースとが一体の成形体である。

　　［工程Ｂ］
　粉末成形体を熱処理して熱処理体を作製した。熱処理の雰囲気は、酸化性雰囲気とした。酸化性雰囲気における酸素濃度は、表１に示すように、体積割合で５００ｐｐｍから２００００ｐｐｍとした。熱処理の温度は、６５０℃とした。熱処理の保持時間は、１５分とした。

　　［工程Ｃ］
　熱処理体の各ティースの第一端面を、図７を参照して説明したようにして、平面研削加工した。

　〔試料Ｎｏ．１０１から試料Ｎｏ．１０７〕
　試料Ｎｏ．１０１から試料Ｎｏ．１０７のステータコアは、表１に示すように、工程Ａにおける圧力の大きさの点、工程Ｂにおける雰囲気の種類の点、及び工程Ｃの平面研削を行わなかった点、の少なくとも１点を除き、試料Ｎｏ．１と同様にして作製した。表１に示す窒素雰囲気では、酸素濃度が０ｐｐｍであった。

　〔相対密度〕
　各試料のステータコアを構成する圧粉磁心の相対密度を、上述したように、［（実際の圧粉磁心の密度／圧粉磁心の真密度）×１００］によって求めた。その結果を表１に示す。

　〔損失〕
　各試料のステータコアの損失を調べた。二つのステータコアを、互いのティースの第一端面同士が接するように上下にセットした。二つのステータコアを上下にセットした状態で、ティースの第一端面同士が接した二つのティースの対をボビンと呼ぶ。複数のボビンのうち任意の二つのボビンを選択した。各ボビンに、６０ターンの一次巻きコイルと、３０ターンの二次巻きコイルとを配置した試験部品を作製した。作製した試験部品において、構成される閉磁路にて損失を磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚについて測定した。その結果を表１に示す。

　〔第一の高さ〕
　各試料のステータコアの第一の高さの最大値と最小値との差を調べた。各第一の高さの測定には、マイクロメータを用いる。各ティースの第一端面上に、複数の測定点を選択する。測定点は、第一端面を平面視し、第一端面の重心とヨークの中心とを通るように引いた直線上に設定する。測定点は、上記直線上に３点選択する。１点目の測定点は、第一端面の重心である。２点目の測定点は、ヨークの中心に近い位置の第一端面の縁部である。３点目の測定点は、ヨークの中心から遠い位置の第一端面の縁部である。各第一の高さは、第一端面に直交する直線のうちヨークの下面と各測定点とを結ぶ直線の長さの最大値と最小値との差とする。複数のティースにおける第一の高さのうち、最大値と最小値との差を算出した。その結果を表１に示す。

　〔平行度〕
　各試料のステータコアにおけるヨークの下面と複数のティースの各々の第一端面との平行度を調べた。０級の定盤を備えたハイトゲージを用いる。ティースの第一端面が上方を向くようにステータコアを定盤上に載置する。各ティースの第一端面上に、複数の測定点を選択する。測定点は、ステータコアを平面視し、第一端面の重心とヨークの中心とを通るように引いた直線上に設定する。測定点は、上記直線上に３点選択する。１点目の測定点は、上記直線上において、ティースの第一端面の重心である。２点目の測定点は、ヨークの中心に近い位置の第一端面の縁部である。３点目の測定点は、ヨークの中心から遠い位置の第一端面の縁部である。ヨークの下面と各第一端面との平行度は、定盤に直交する直線のうち定盤と各測定点とを結ぶ直線の長さの平均値とする。その結果を表１に示す。

　表１に示すように、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５は、第一の高さの最大値と最小値との差及び平行度が小さく、かつ低損失である。

　試料Ｎｏ．１０１、試料Ｎｏ．１０２、及び試料Ｎｏ．１０５から試料Ｎｏ．１０７は、低損失であるものの、第一の高さの最大値と最小値との差及び平行度が大きかった。
　試料Ｎｏ．１０３は、第一の高さの最大値と最小値との差、平行度、及び損失のいずれも大きかった。
　試料Ｎｏ．１０４は、第一の高さの最大値と最小値との差及び平行度が小さいものの、損失が大きかった。

　〔表面観察〕
　試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５におけるティースの第一端面及び周面を観察した。第一端面及び周面の観察は、各々の面に直交する断面をとって行った。

　試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５では、研削加工されたティースの第一端面は、図３を参照して説明したような面で構成されていた。具体的には、ティースの第一端面は、図３に示すように、第一領域２２１、第二領域２２２、及び第三領域２２３を有していた。被覆粒子１００の絶縁被覆１０２は損傷していた。絶縁被覆１０２が損傷したことで、金属粒子１０１は露出していた。露出した金属粒子１０１は、隣の金属粒子１０１とはつながっていなかった。図１３には、金属粒子１０１同士がつながった部分が形成された状態の模式図を示す。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５では、図１３のような金属粒子１０１同士がつながった部分が形成されていなかったことで、損失が低くなったと考えられる。

　試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５では、ティースの周面は、図４を参照して説明したような面で構成されていた。具体的には、ティースの周面は、図４に示すように、複数の被覆粒子１００の表面を覆う層状の酸化物２１１ａが形成されていた。酸化物２１１ａ及び酸化物２２３ａの組成を日本電子社製のＴＥＭ（ＪＥＭ２１００Ｆ）によって分析した。これら酸化物２１１ａ及び酸化物２２３ａは、金属粒子１０１の構成元素を含む酸化物であった。具体的には、Ｆｅ_２Ｏ_３及びＦｅ_３Ｏ_４であった。ティースの周面における酸化物２２３ａの平均深さを上述したようにして求めた。その結果は、表１に示している。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５はいずれも、酸化物の平均深さが１００μｍ以上であった。

　層状の酸化物２１１ａの平均厚さを上述したようにして求めた。その結果は、表１に示している。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５はいずれも、酸化物２１１ａの平均厚さが１０μｍ以下であった。

　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。

　例えば、回転電機は、図示は省略するもの、シングルステータ・シングルロータ型の回転電機であってもよい。この回転電機は、一つのロータと一つのステータとを備える。

　１　ステータコア
　１２　第二端面
　２　ティース
　２１　周面、２１１ａ　酸化物
　２２　第一端面
　２２１　第一領域、２２２　第二領域
　２２３　第三領域、２２３ａ　酸化物
　２３　第二端面
　２５　研削痕
　３　ヨーク
　３０ｅ　外周面、３０ｉ　内周面
　３１　上面、３２　下面
　３９　軸孔
　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　プレート部
　９３　軸受け、９５　磁石、９８　バックヨーク
　１００　被覆粒子、１０１　金属粒子、１０２　絶縁被覆
　２００　粉末成形体、２５０　熱処理体
　３００　板状部材、３１０　貫通孔
　４００　研削盤
　Ｈ１　第一の高さ、Ｈ２　第二の高さ
　ａ　差、ｂ　間隔

Claims

　アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるステータコアであって、
　円周上に配置されている柱状の複数のティースを備え、
　前記ステータコアは、
　　前記複数のティースの各々の周面と、
　　前記複数のティースの各々の第一端面と、
　　前記第一端面とは反対側の面である少なくとも一つの第二端面と、を有し、
　前記複数のティースの各々は、圧粉磁心で構成されており、
　前記圧粉磁心は、複数の被覆粒子を備え、
　前記複数の被覆粒子の各々は、
　　軟磁性材料で構成されている金属粒子と、
　　前記金属粒子を覆う絶縁被覆と、を有し、
　前記第一端面は、
　　前記金属粒子の断面で構成されている第一領域と、
　　前記第一領域同士の間に前記絶縁被覆で構成されている第二領域と、を有し、
　前記周面は、前記軟磁性材料の構成元素を含む酸化物で構成されており、
　前記周面における前記酸化物の平均厚さは、１０μｍ以下であり、
　複数の第一の高さにおける最大値と最小値との差が０．０２ｍｍ以下であり、
　前記複数の第一の高さは、前記複数のティースの各々の前記第一端面と前記第二端面との間の長さである、
ステータコア。
　円環板状のヨークを備え、
　前記ヨークは、
　　内周面と、
　　外周面と、
　　前記内周面と前記外周面と前記複数のティースの各々の周面とにつながっている上面と、
　　前記内周面と前記外周面とにつながっている下面と、
を有し、
　前記下面が前記第二端面であり、
　前記ヨークは、前記複数のティースと一体成形された前記圧粉磁心で構成されている、請求項１に記載のステータコア。
　前記複数のティースの各々の前記第一端面と前記第二端面との平行度が０．０２ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のステータコア。
　前記圧粉磁心の相対密度が９０％以上である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のステータコア。
　前記複数のティースの各々の前記第一端面は、前記第二領域同士の間に前記軟磁性材料の構成元素を含む酸化物で構成されている第三領域を有し、
　前記第三領域の平均深さが１００μｍ以上である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のステータコア。
　前記金属粒子は、純鉄、又は鉄基合金で構成され、
　前記鉄基合金は、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、又はＦｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のステータコア。
　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６のいずれか１項に記載のステータコアと、
　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。
　アキシャルギャップ型の回転電機であって、
　請求項７に記載のステータを備える、
回転電機。
　複数の被覆粒子を加圧成形して粉末成形体を作製する工程と、
　前記粉末成形体を熱処理する工程と、
　前記熱処理された前記粉末成形体を研削加工する工程と、を備え、
　前記複数の被覆粒子の各々は、
　　軟磁性材料で構成されている金属粒子と、
　　前記金属粒子を覆う絶縁被覆と、を有し、
　前記粉末成形体は、円周上に配置されている柱状の複数のティースを有し、
　前記複数のティースの各々は、周面と第一端面と、を有し、
　前記加圧成形する際の圧力は、５００ＭＰａ以上であり、
　前記熱処理の条件において、雰囲気が酸化性雰囲気であり、温度が３５０℃以上８００℃以下であり、
　前記酸化性雰囲気における酸素濃度は、体積割合で２００００ｐｐｍ以下であり、
　前記研削加工は、前記熱処理された前記粉末成形体において、前記複数のティースの各々の前記周面に施すことなく、前記複数のティースの各々の前記第一端面に施す、
ステータコアの製造方法。
　前記酸化性雰囲気における酸素濃度は、体積割合で５００ｐｐｍ以上である、請求項９に記載のステータコアの製造方法。
　前記研削加工は、平面研削である、請求項９または請求項１０に記載のステータコアの製造方法。