WO2025253464A1 - ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法 - Google Patents

ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法

Info

Publication number
WO2025253464A1
WO2025253464A1 PCT/JP2024/020265 JP2024020265W WO2025253464A1 WO 2025253464 A1 WO2025253464 A1 WO 2025253464A1 JP 2024020265 W JP2024020265 W JP 2024020265W WO 2025253464 A1 WO2025253464 A1 WO 2025253464A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core
press
split
stator
circumferential direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/020265
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏明 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Resonac Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Resonac Corp filed Critical Resonac Corp
Priority to JP2026500295A priority Critical patent/JPWO2025253464A1/ja
Priority to PCT/JP2024/020265 priority patent/WO2025253464A1/ja
Priority to CN202480019109.1A priority patent/CN121488388A/zh
Publication of WO2025253464A1 publication Critical patent/WO2025253464A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
    • 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
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a stator core, a split core, a stator, a motor, and a method for manufacturing a stator core.
  • Patent Document 1 describes a motor core made of a powder core obtained by pressure molding magnetic metal powder bound with an insulating binder.
  • This motor core is made up of multiple partial cores divided circumferentially, and the partial cores are fixed together by welding them together.
  • a stator core was fabricated by welding together multiple split cores (partial cores), similar to the motor core described in Patent Document 1, and the motor characteristics were evaluated. As a result, the expected characteristics were not obtained.
  • an objective of the present disclosure is to provide a split core, a stator core, a stator, and a motor that can improve motor characteristics.
  • the stator core disclosed herein is a stator core comprising a yoke formed in an annular shape and a plurality of teeth extending from the yoke, and is provided with a plurality of split cores that are compacts of soft magnetic powder coated with an insulating material, the split cores being arranged circumferentially around the yoke and joined to one another by press-fitting.
  • multiple split cores which are compacts of soft magnetic powder coated with insulating material, are arranged circumferentially around the yoke and joined together by press-fitting. This helps prevent a decline in insulation characteristics compared to when multiple split cores are joined by welding. This helps prevent an increase in iron loss, thereby improving motor performance.
  • each of the multiple split cores may have a yoke portion formed by dividing the yoke in the circumferential direction, and the multiple split cores may be joined to each other at the yoke portion by press fitting.
  • the multiple split cores are joined to each other at the yoke portion by press fitting, so that the multiple split cores can be easily joined by press fitting during the manufacture of the stator core.
  • the multiple split cores may include a first split core and a second split core adjacent to the first split core in the circumferential direction, and the first split core may have a convex portion formed at the end facing the second split core, and the second split core may have a concave portion formed at the end facing the first split core, into which the convex portion of the first split core is press-fitted.
  • the convex portion of the first split core is press-fitted into the concave portion of the second split core, it is possible to strengthen the bond between the first split core and the second split core while suppressing a deterioration in the insulation characteristics between the first split core and the second split core.
  • the first split core may have a recess formed at its end opposite the second split core, into which an adjacent split core on the opposite side of the second split core is press-fitted
  • the second split core may have a protrusion formed at its end opposite the first split core, into which an adjacent split core on the opposite side of the first split core is press-fitted.
  • the first and second split cores each have a protrusion and a recess, and are joined to adjacent split cores by press-fitting via these protrusions and recesses. Therefore, even if all the split cores have the same shape, all the split cores can be joined by press-fitting. This reduces the manufacturing costs of the stator core.
  • the first split core may have a convex portion formed on the end opposite the second split core and press-fitted into the adjacent split core on the opposite side of the second split core
  • the second split core may have a concave portion formed on the end opposite the first split core and press-fitted into the adjacent split core on the opposite side of the first split core.
  • the density of the plurality of split cores may be 7.5 g/cm 3 or more.
  • the plurality of split cores can be joined by press-fitting without being damaged.
  • the split core according to the present disclosure is a split core formed from a compacted product of soft magnetic powder coated with an insulating material, and includes a yoke portion extending in an arc shape and teeth extending from the yoke portion.
  • the yoke portion has a first press-fit portion formed at an end portion on a first circumferential side, which is one circumferential side of the split core and the yoke portion, and configured to be joined by press-fitting to an adjacent split core on the first circumferential side, and a second press-fit portion formed at an end portion on a second circumferential side, which is the opposite circumferential side of the split core from the first circumferential side, and configured to be joined by press-fitting to an adjacent split core on the second circumferential side.
  • the split core adjacent to the first circumferential side can be joined by press-fitting at the first press-fit portion formed at the end of the yoke portion on the first circumferential side
  • the split core adjacent to the second circumferential side can be joined by press-fitting at the second press-fit portion formed at the end of the yoke portion on the second circumferential side. Therefore, by arranging multiple split cores in an annular shape and joining the first press-fit portion and second press-fit portion of circumferentially adjacent split cores by press-fitting, it is possible to manufacture a stator core in which multiple split cores are joined by press-fitting. This makes it possible to suppress increases in iron loss, thereby improving motor characteristics.
  • the first press-fit portion may be a convex portion protruding in the first circumferential direction
  • the second press-fit portion may be a concave portion recessed in the first circumferential direction.
  • a convex portion protruding in the first circumferential direction is formed as the first press-fit portion at the end on the first circumferential side
  • a concave portion recessed in the first circumferential direction is formed as the second press-fit portion at the end on the second circumferential side. Therefore, even if all the split cores have the same shape, all the split cores can be joined by press-fitting. This reduces the manufacturing costs of the stator core.
  • the first press-fit portion may be a convex portion protruding in a first circumferential direction
  • the second press-fit portion may be a convex portion protruding in a second circumferential direction.
  • adjacent split cores can be joined by press-fitting the convex portion into the concave portion of the adjacent split core.
  • the first press-fit portion may be a recess recessed in the second circumferential direction
  • the second press-fit portion may be a recess recessed in the first circumferential direction.
  • adjacent split cores can be joined by pressing the convex portions of the adjacent split cores into the recesses.
  • the split core according to any one of [7] to [10] may have a density of 7.5 g/ cm3 or more. Since the split core has a density of 7.5 g/ cm3 or more, the split cores can be easily joined by press-fitting without being damaged.
  • the stator according to the present disclosure is a stator for a motor, and includes the stator core described in any one of [1] to [6] and windings wound around the teeth of the stator core. Because this stator includes the stator core described above, it is possible to suppress increases in iron loss and improve motor characteristics.
  • a motor according to the present disclosure includes the stator described in [12] and a rotor rotatably arranged relative to the stator. Because this motor includes the stator described above, it is possible to suppress increases in iron loss and improve motor characteristics.
  • a method for manufacturing a stator core according to the present disclosure includes a preparation step of preparing a plurality of split cores described in any one of [7] to [11], and a press-fit step of joining the plurality of split cores by press-fitting.
  • the plurality of split cores described above are joined by press-fitting, so a stator core can be manufactured in which the plurality of split cores are joined by press-fitting. This makes it possible to suppress an increase in iron loss, thereby improving motor characteristics.
  • the press-fitting step may involve arranging the multiple split cores in a circular ring shape and fastening the multiple split cores from their outer peripheries.
  • this stator core manufacturing method by arranging the multiple split cores in a circular ring shape and fastening the multiple split cores from their outer peripheries, a stator core in which multiple split cores are joined by press-fitting can be manufactured with fewer steps.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a motor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a stator core according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a split core according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a press-fitting step in the method for manufacturing the stator core according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a motor according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a stator core according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a split core according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a press-fitting step in the method for manufacturing a stator core according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a motor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a stator core according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a modified stator core.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a modified stator core.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the stator core of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a stator core of Comparative Example 1.
  • FIG. 13 is a graph showing the measurement results of iron loss.
  • FIG. 14 is a graph showing the measurement results of eddy current loss.
  • the motor according to the first embodiment is a radial gap motor to which the motor according to the present disclosure is applied.
  • Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the motor according to the first embodiment.
  • the motor 1 according to this embodiment is a radial gap motor and includes a stator 2, a rotor 3 arranged rotatably relative to the stator 2, and a shaft 4 fixed to the rotor 3.
  • the stator 2 and the rotor 3 are arranged to be spaced apart in the radial direction of the shaft 4.
  • a shaft hole 5 through which the shaft 4 is inserted is formed in the center of the rotor 3.
  • the stator 2 is the stator of the motor 1.
  • the stator 2 includes a stator core 6 and windings 7 wound around the stator core 6.
  • the stator core 6 is the portion of the stator 2 excluding the windings 7, and is also called the motor core or core.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a stator core according to the first embodiment.
  • the stator core 6 according to this embodiment includes an annular yoke 8 and a plurality of teeth 9 extending from the yoke 8.
  • the drawings show, as an example, a case in which the stator core 6 includes 12 teeth 9.
  • the yoke 8 is also called a back yoke.
  • the circumferential direction of the yoke 8 is referred to as the circumferential direction D1
  • the radial direction of the yoke 8 is referred to as the radial direction D2.
  • the circumferential direction D1 is also the circumferential direction of the ring formed by the yoke 8 (the direction of rotation of the rotor 3 in the motor 1).
  • the radial direction D2 is also the radial direction of the ring formed by the yoke 8 (the radial direction of the rotor 3 in the motor 1).
  • One side of the circumferential direction D1 is referred to as a first circumferential direction D11, and the side of the circumferential direction D1 opposite to the first circumferential direction D11 is referred to as a second circumferential direction D12.
  • Each of the multiple teeth 9 extends radially inward in the direction D2 from the yoke 8.
  • the winding 7 is wound around each of the multiple teeth 9.
  • the stator core 6 has a plurality of split cores 10 arranged in the circumferential direction D1 of the yoke 8, and the multiple split cores 10 are joined to each other by press-fitting.
  • the drawings show, as an example, a case in which the stator core 6 is made up of six split cores 10.
  • the multiple split cores 10 are arranged in a row in the circumferential direction D1, and adjacent split cores 10 are joined to each other by press-fitting.
  • the multiple split cores 10 have, for example, the same shape.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a split core according to the first embodiment.
  • the split core 10 according to this embodiment has a yoke portion 8a extending in an arc shape and one or more teeth 9 extending from the yoke portion 8a.
  • the drawings show, as an example, a case in which the split core 10 has one tooth 9.
  • the direction in which the yoke portion 8a extends in an arc shape is the same as the circumferential direction D1 of the stator core 6, so the direction in which the yoke portion 8a extends in an arc shape is also referred to as the circumferential direction D1.
  • the radial direction of the arc formed by the yoke portion 8a is the same as the radial direction D2 of the stator core 6, so the radial direction of the arc formed by the yoke portion 8a is also referred to as the radial direction D2.
  • the yoke portion 8a is formed by dividing the yoke 8 in the circumferential direction D1.
  • the yoke portion 8a has a yoke portion main body 11, a convex portion 12 formed at the end of the yoke portion main body 11 on the first circumferential direction D11 side and protruding in the first circumferential direction D11, and a concave portion 13 formed at the end of the yoke portion main body 11 on the second circumferential direction D12 side and recessed in the first circumferential direction D11.
  • the convex portion 12 is a first press-fit portion configured to be joined by press fitting to an adjacent split core 10 on the first circumferential direction D11 side.
  • the convex portion 12 is configured to be joined to an adjacent split core 10 on the first circumferential direction D11 side by being press-fitted into the recessed portion 13 of the adjacent split core 10 on the first circumferential direction D11 side.
  • the recessed portion 13 is a second press-fit portion configured to be joined by press fitting to an adjacent split core 10 in the second circumferential direction D12.
  • the recessed portion 13 is configured to be joined to an adjacent split core 10 in the second circumferential direction D12 by being press-fitted into the convex portion 12 of the adjacent split core 10 in the second circumferential direction D12.
  • the protrusion 12 has a pair of protrusion pressure contact surfaces 12a, 12a that are pressed against the recess 13 of the split core 10 adjacent to it on the first circumferential direction D11 side when the protrusion 12 is pressed into the recess 13 of the split core 10.
  • the pair of protrusion pressure contact surfaces 12a, 12a are, for example, opposing surfaces that extend in the circumferential direction D1 and face the radial direction D2, or opposing surfaces that are parallel to each other and face the radial direction D2.
  • the recess 13 has a pair of recess pressure contact surfaces 13a, 13a that are pressed against the protrusion 12 of the split core 10 adjacent to it in the second circumferential direction D12 when the protrusion 12 is pressed into the split core 10.
  • the pair of recess pressure contact surfaces 13a, 13a are, for example, opposing surfaces that extend in the circumferential direction D1, or opposing surfaces that are parallel to each other.
  • the length L2 between the pair of recess pressure contact surfaces 13a is narrower than the length L1 between the pair of protrusion pressure contact surfaces 12a.
  • the difference between the length L2 between the pair of recess pressure contact surfaces 13a, 13a and the length L1 between the pair of protrusion pressure contact surfaces 12a, 12a is the press-fit allowance.
  • the difference between the length L2 between the pair of recess pressure contact surfaces 13a, 13a and the length L1 between the pair of protrusion pressure contact surfaces 12a, 12a can be, for example, 5 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, preferably 7.5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the length of the convex portion 12 in the circumferential direction D1 can be, for example, 1 mm or more and 15 mm or less, preferably 1.5 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 7 mm or less.
  • the length of the concave portion 13A in the circumferential direction D1 can be, for example, 1 mm or more and 15 mm or less, preferably 1.5 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 7 mm or less.
  • the ratio of the length L1 of the pair of convex pressure contact surfaces 12a, 12a to the length L3 in the radial direction D2 of the end face 11a on the first circumferential direction D11 side of the yoke portion main body 11 can be, for example, 5% to 80% inclusive, preferably 10% to 70% inclusive, and more preferably 20% to 50% inclusive.
  • the ratio of the length L2 of the pair of concave pressure contact surfaces 13a, 13a to the length L4 in the radial direction D2 of the end face 11b on the second circumferential direction D12 side of the yoke portion main body 11 can be, for example, 5% to 80% inclusive, preferably 10% to 70% inclusive, and more preferably 20% to 50% inclusive.
  • the convex portions 12 of all the split cores 10 are press-fit into the concave portions 13 of the adjacent split cores 10, thereby joining all the split cores 10 together.
  • any one of the multiple split cores 10 is designated as the first split core 10a, and the split core 10 adjacent to the first split core 10a is designated as the second split core 10b.
  • the first split core 10a and the second split core 10b are joined together by the convex portion 12 of the first split core 10a being press-fitted into the concave portion 13 of the second split core 10b.
  • the convex portion 12 of the split core 10 adjacent to the side opposite the second split core 10b is press-fitted into the concave portion 13 of the first split core 10a, thereby joining these split cores 10 together.
  • the convex portion 12 of the second split core 10b is press-fitted into the concave portion 13 of the split core 10 adjacent to the side opposite the first split core 10a, thereby joining these split cores 10 together.
  • Each of the multiple split cores 10 is a compact made of soft magnetic powder coated with an insulating material.
  • Each of the multiple split cores 10, which are compacts, can be molded, for example, using a commercially available powder molding machine.
  • the soft magnetic powder material is, for example, pure iron, iron-silicon, or iron-cobalt.
  • the average particle size of the soft magnetic powder is, for example, 3 ⁇ m to 300 ⁇ m, 30 ⁇ m to 200 ⁇ m, or 50 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the insulating material is, for example, an insulating coating containing phosphoric acid, silicone, or the like.
  • the average particle size of the soft magnetic powder is measured using a robot shifter (model number: RPS-205) manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.
  • the flexural strength of each of the multiple split cores 10 can be, for example, 50 MPa or more and 200 MPa or less, preferably 60 MPa or more and 175 MPa or less, and more preferably 80 MPa or more and 150 MPa or less.
  • the flexural strength is measured using an autograph manufactured by Shimadzu Corporation in accordance with JIS Z 2511.
  • the tensile strength of each of the multiple split cores 10 can be, for example, 25 MPa or more and 100 MPa or less, preferably 30 MPa or more and 85 MPa or less, and more preferably 40 MPa or more and 75 MPa or less. Tensile strength is measured using an INSTORON Model 5582 in accordance with JIS K7161-1.
  • steam treatment or resin impregnation can be performed when manufacturing each of the multiple split cores 10.
  • Steam treatment is a process in which the molded powder compact is heated and saturated steam is supplied to form an oxide film on the surface of the powder compact, improving corrosion resistance, hardness, etc.
  • Resin impregnation is a process in which the molded powder compact is heated and impregnated with resin, improving the density and strength of the powder compact.
  • the density of each of the multiple split cores 10 can be, for example, 7.5 g/ cm3 or more, preferably 7.55 g/ cm3 or more, and more preferably 7.6 g/ cm3 or more. There is no particular upper limit to the density of each of the multiple split cores 10, but the density of each of the multiple split cores 10 can be, for example, 7.8 g/ cm3 or less, preferably 7.75 g/ cm3 or less, and more preferably 7.7 g/ cm3 or less.
  • the density of each of the multiple split cores 10 can be, for example, 7.5 g/ cm3 or more and 7.8 g/ cm3 or less, preferably 7.55 g/ cm3 or more and 7.75 g/ cm3 or less, and more preferably 7.6 g/ cm3 or more and 7.7 g/ cm3 or less.
  • die lubrication or die shape optimization can be performed when manufacturing the multiple split cores 10.
  • Die lubrication is a method in which, rather than incorporating a lubricant into the soft magnetic powder, a lubricant is applied to the die, which is then filled with the soft magnetic powder and pressed, thereby reducing the resin content in the green compact and improving density.
  • Die shape optimization is a method in which the shape of dies, punches, and other dies is optimized so that the flow of the soft magnetic powder is not significantly hindered when it is pressed.
  • the manufacturing method of the stator core and stator includes a preparation process for preparing the above-mentioned multiple split cores 10, a winding process for winding the windings 7 around each tooth 9 of the multiple split cores 10, and a press-fitting process for joining the multiple prepared split cores 10 by press-fitting.
  • the winding process can be performed at any time before the press-fitting process.
  • the winding process may be performed before the preparation process, after the preparation process, or simultaneously with the preparation process.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the press-fitting process in the manufacturing method of the stator core according to the first embodiment.
  • multiple split cores 10 are arranged in an annular shape.
  • the teeth 9 of each of the multiple split cores 10 extend inward in the radial direction D2 from the yoke portion 8a.
  • the convex portion 12 of one split core 10 faces the concave portion 13 of the other split core 10. Then, by tightening the multiple split cores 10 from their outer periphery (outside in the radial direction D2), the convex portions 12 of adjacent split cores 10 are press-fitted into the concave portions 13.
  • the press-fit allowance for press-fitting the convex portion 12 into the concave portion 13 can be, for example, 5 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, preferably 7.5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the multiple split cores 10 can be fastened together, for example, using a collet chuck method. With the collet chuck method, the multiple split cores 10 arranged in a circular ring are placed inside a collet 14, and the collet 14 is fastened to fasten the multiple split cores 10 together.
  • multiple split cores 10 which are compacts of soft magnetic powder coated with an insulating material, are arranged in the circumferential direction D1 of the yoke 8 and joined together by press-fitting. This makes it possible to suppress deterioration in insulation characteristics compared to when multiple split cores 10 are joined by welding. This makes it possible to suppress increases in iron loss, thereby improving the characteristics of the motor 1.
  • the multiple split cores 10 are joined to each other by press-fitting at the yoke portion 8a, so the multiple split cores 10 can be easily joined by press-fitting when manufacturing the stator core 6.
  • the convex portion 12 of any one of the split cores 10, the first split core 10a is press-fitted into the concave portion 13 of the second split core 10b, the split core 10 adjacent to the first split core 10a.
  • the first split core 10a and the second split core 10b each have a convex portion 12 and a concave portion 13, and are joined to adjacent split cores 10 by press-fitting via these convex portions 12 and concave portions 13. Therefore, even if all of the split cores 10 have the same shape, all of the split cores 10 can be joined by press-fitting. This reduces the manufacturing cost of the stator core 6.
  • the density of the multiple split cores 10 is 7.5 g/ cm3 or more, preferably 7.55 g/ cm3 or more, and more preferably 7.6 g/ cm3 or more, so that the multiple split cores 10 can be joined by press-fitting without being damaged.
  • the first press-fit portion formed at the end of the yoke portion 8a on the first circumferential direction D11 side can be joined by press-fitting to the adjacent split core 10 on the first circumferential direction D11 side
  • the second press-fit portion formed at the end of the yoke portion 8a on the second circumferential direction D12 side can be joined by press-fitting to the adjacent split core 10 on the second circumferential direction D12 side.
  • this split core 10 has a convex portion 12 that protrudes in the first circumferential direction D11 as a first press-fit portion at its end on the first circumferential direction D11 side, and a concave portion 13 that is recessed in the first circumferential direction D11 as a second press-fit portion at its end on the second circumferential direction D12 side. Therefore, even if all of the split cores 10 have the same shape, all of the split cores 10 can be joined by press-fitting. This reduces the manufacturing costs of the stator core 6.
  • this split core 10 is 7.5 g/ cm3 or more, preferably 7.55 g/ cm3 or more, and more preferably 7.6 g/ cm3 or more, multiple split cores 10 can be easily joined by press-fitting without being damaged.
  • the stator 2 according to this embodiment includes the stator core 6 described above, which suppresses increases in iron loss and improves the characteristics of the motor 1.
  • the motor 1 according to this embodiment includes the stator 2 described above, which suppresses increases in iron loss and improves the characteristics of the motor 1.
  • the multiple split cores 10 described above are joined by press-fitting, making it possible to manufacture a stator core 6 in which multiple split cores 10 are joined by press-fitting. This makes it possible to suppress increases in iron loss, thereby improving the characteristics of the motor 1.
  • multiple split cores 10 are arranged in a circular ring shape and fastened together from the outer periphery of the multiple split cores 10, thereby enabling the stator core 6, in which multiple split cores 10 are joined by press-fitting, to be manufactured with a small number of steps.
  • the motor according to the second embodiment is basically the same as the motor according to the first embodiment, but differs from the motor according to the first embodiment in that the motor according to the present disclosure is applied to an axial gap motor.
  • Fig. 5 is a schematic cross-sectional view showing the motor according to the second embodiment.
  • the motor 1A according to this embodiment is an axial gap motor and includes a stator 2A, a rotor 3A rotatably arranged relative to the stator 2A, and a shaft 4A fixed to the rotor 3A.
  • the stator 2A and the rotor 3A are arranged to be spaced apart in the axial direction of the shaft 4A.
  • a shaft hole 5A through which the shaft 4A is inserted is formed in the center of the rotor 3A.
  • the stator 2A is a stator for a motor 1A.
  • the stator 2A includes a stator core 6A and a winding 7A wound around the stator core 6A.
  • the stator core 6A is the portion of the stator 2A excluding the winding 7A, and is also called a motor core or a core.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a stator core according to a second embodiment.
  • a stator core 6A according to this embodiment includes an annular yoke 8A and a plurality of teeth 9A extending from the yoke 8A.
  • the drawings show, as an example, a case in which the stator core 6A includes 24 teeth 9A.
  • the circumferential direction of the yoke 8A is referred to as the circumferential direction D1
  • the radial direction of the yoke 8A is referred to as the radial direction D2
  • the thickness direction of the yoke 8A is referred to as the thickness direction D3.
  • the thickness direction D3 is also the rotational axis direction of the rotor 3A and the axial direction of the shaft 4A.
  • Each of the multiple teeth 9A extends from the yoke 8 in the thickness direction D3.
  • the winding 7A is wound around each of the multiple teeth 9A.
  • the stator core 6A has multiple split cores 10A arranged in the circumferential direction D1 of the yoke 8A, and the multiple split cores 10A are joined to each other by press-fitting.
  • the drawings show, as an example, a case in which the stator core 6A is composed of four split cores 10A.
  • Each of the multiple split cores 10A is a pressed compact of soft magnetic powder coated with an insulating material.
  • the flexural strength, tensile strength, density, etc. of each of the multiple split cores 10A can be the same as each of the multiple split cores 10 in the first embodiment.
  • the multiple split cores 10A are arranged in a line in the circumferential direction D1, and adjacent split cores 10A are joined to each other by press-fitting.
  • the multiple split cores 10A have, for example, the same shape as each other.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a split core according to a second embodiment.
  • the split core 10A according to this embodiment has a yoke portion 8Aa extending in an arc shape and one or more teeth 9A extending from the yoke portion 8Aa.
  • the drawings show an example in which the split core 10A has four teeth 9A. Because the direction in which the yoke portion 8Aa extends in an arc shape is the same as the circumferential direction D1 of the stator core 6A, the direction in which the yoke portion 8Aa extends in an arc shape is also referred to as the circumferential direction D1.
  • the radial direction of the arc formed by the yoke portion 8Aa is the same as the radial direction D2 of the stator core 6A, the radial direction of the arc formed by the yoke portion 8Aa is also referred to as the radial direction D2.
  • the yoke portion 8Aa is formed by dividing the yoke 8A in the circumferential direction D1.
  • the yoke portion 8Aa has a convex portion 12A formed at the end on the first circumferential direction D11 side and protruding in the first circumferential direction D11, and a concave portion 13A formed at the end on the second circumferential direction D12 side and recessed in the first circumferential direction D11.
  • the protrusion 12A is a first press-fit portion configured to be joined by press-fitting to the adjacent split core 10A on the first circumferential direction D11 side.
  • the recess 13A in the first embodiment is a second press-fit portion configured to be joined by press-fitting to the adjacent split core 10A in the second circumferential direction D12.
  • the protrusion 12A has a pair of protrusion pressure contact surfaces 12Aa, 12Aa that are pressed against the recess 13A of the split core 10A adjacent to it on the first circumferential direction D11 side when the protrusion 12A is pressed into the recess 13A of the split core 10A.
  • the pair of protrusion pressure contact surfaces 12Aa, 12Aa are, for example, opposing surfaces that extend in the circumferential direction D1 facing the radial direction D2, or opposing surfaces that are parallel to each other facing the radial direction D2.
  • the recess 13A has a pair of recess pressure contact surfaces 13Aa, 13Aa that are pressed against the protrusion 12A of the split core 10A adjacent to it in the second circumferential direction D12 when the protrusion 12A is pressed into the split core 10A.
  • the pair of recess pressure contact surfaces 13Aa, 13Aa are, for example, opposing surfaces that extend in the circumferential direction D1 facing the radial direction D2, or opposing surfaces that are parallel to each other facing the radial direction D2.
  • the length L6 between the pair of recess pressure contact surfaces 13Aa is narrower than the length L5 between the pair of protrusion pressure contact surfaces 12Aa.
  • the difference between the length L6 between the pair of recess pressure contact surfaces 13Aa and the length L5 between the pair of protrusion pressure contact surfaces 12Aa is the press-fit allowance.
  • the difference between the length L6 between the pair of recess pressure contact surfaces 13Aa and the length L5 between the pair of protrusion pressure contact surfaces 12Aa can be, for example, 5 ⁇ m to 60 ⁇ m, preferably 7.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, and more preferably 10 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the length of the convex portion 12A in the circumferential direction D1 can be 1 mm or more and 15 mm or less, preferably 1.5 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 7 mm or less.
  • the length of the concave portion 13A in the circumferential direction D1 can be, for example, 1 mm or more and 15 mm or less, preferably 1.5 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 7 mm or less.
  • the ratio of the length L5 of the pair of convex pressure contact surfaces 12Aa, 12Aa to the length L7 in the radial direction D2 of the end face 11Aa on the first circumferential direction D11 side of the yoke portion main body 11A can be, for example, 5% to 80% inclusive, preferably 10% to 70% inclusive, and more preferably 20% to 50% inclusive.
  • the ratio of the length L6 of the pair of concave pressure contact surfaces 13Aa, 13Aa to the length L8 in the radial direction D2 of the end face 11Ab on the second circumferential direction D12 side of the yoke portion main body 11A can be, for example, 5% to 80% inclusive, preferably 10% to 70% inclusive, and more preferably 20% to 50% inclusive.
  • the convex portions 12A of all the split cores 10A are press-fit into the concave portions 13A of the adjacent split cores 10A, thereby joining all the split cores 10A together.
  • any one of the multiple split cores 10A is designated as the first split core 10Aa, and the split core 10A adjacent to the first split core 10Aa is designated as the second split core 10Ab.
  • the first split core 10Aa and the second split core 10Ab are joined together by press-fitting the convex portion 12A of the first split core 10Aa into the concave portion 13A of the second split core 10Ab.
  • the convex portion 12 of the split core 10A adjacent to the second split core 10Ab on the opposite side to the first split core 10Aa is press-fitted into the concave portion 13A of the first split core 10Aa, thereby joining these split cores 10A together.
  • the convex portion 12A of the second split core 10Ab is press-fitted into the concave portion 13A of the split core 10A adjacent to the first split core 10Aa on the opposite side to the first split core 10Aa, thereby joining these split cores 10A together.
  • each of the plurality of split cores 10A may be the same as those of each of the plurality of split cores 10 of the first embodiment.
  • This manufacturing method is a method for manufacturing the stator core 6A and stator 2A described above.
  • the manufacturing method for the stator core and stator includes a preparation process for preparing the above-mentioned multiple split cores 10A, a winding process for winding the winding 7A around each tooth 9A of the multiple split cores 10A, and a press-fitting process for joining the multiple prepared split cores 10A by press-fitting.
  • the winding process can be performed at any time before the press-fitting process.
  • the winding process may be performed before the preparation process, after the preparation process, or simultaneously with the preparation process.
  • FIG 8 is a schematic diagram showing the press-fitting process in the manufacturing method of a stator core according to the second embodiment.
  • multiple split cores 10A are arranged in an annular shape.
  • the multiple split cores 10A are arranged so that the teeth 9A of the multiple split cores 10A extend in the same direction in the thickness direction D3 from the yoke portion 8Aa.
  • the convex portion 12A of one split core 10A faces the concave portion 13A of the other split core 10A.
  • the convex portions 12A of the adjacent split cores 10A are press-fitted into the concave portions 13A.
  • the press-fit allowance for press-fitting the convex portion 12A into the concave portion 13A can be, for example, 5 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, preferably 7.5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the multiple split cores 10 can be fastened together using, for example, a collet chuck method.
  • a collet chuck method With the collet chuck method, multiple split cores 10A arranged in a circular ring are placed inside a collet 14A, and the multiple split cores 10A are fastened together by fastening the collet 14A.
  • split cores were described as having a convex first press-fit portion and a concave second press-fit portion, but the split cores may include a mixture of cores in which both the first and second press-fit portions are convex, and cores in which both the second and second press-fit portions are concave.
  • FIG 9 is a schematic diagram showing a modified stator core.
  • the stator core 6B shown in Figure 9 is basically the same as the stator core 6 of the first embodiment, but differs from the stator core 6 of the first embodiment in that the multiple split cores include split core 10B1 in which both the first press-fit portion and the second press-fit portion are convex, and split core 10B2 in which both the first press-fit portion and the second press-fit portion are concave.
  • the split core 10B1 has a protrusion 12Ba as a first press-fit portion and a protrusion 12Bb as a second press-fit portion.
  • the protrusion 12Ba is formed at the end on the first circumferential direction D11 side and protrudes in the first circumferential direction D11.
  • the protrusion 12Bb is formed at the end on the second circumferential direction D12 side and protrudes in the second circumferential direction D12.
  • the split core 10B2 has a recess 13Ba as a first press-fit portion and a recess 13Bb as a second press-fit portion.
  • the recess 13Ba is formed at the end on the first circumferential direction D11 side and is recessed in the second circumferential direction D12.
  • the recess 13Bb is formed at the end on the second circumferential direction D12 side and is recessed in the first circumferential direction D11.
  • the split cores 10B1 and 10B2 are arranged alternately in an annular shape and joined together by press-fitting. That is, the convex portion 12Ba of the split core 10B1 is press-fitted into the concave portion 13Bb of the split core 10B2 adjacent to it on the first circumferential direction D11 side. Furthermore, the convex portion 12Bb of the split core 10B1 is press-fitted into the concave portion 13Ba of the split core 10B2 adjacent to it on the second circumferential direction D12 side.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a modified stator core.
  • the stator core 6B shown in FIG. 10 is basically the same as the stator core 6A of the second embodiment, but differs from the stator core 6A of the second embodiment in that it has, as its multiple split cores, split core 10C1 in which both the first press-fit portion and the second press-fit portion are convex portions, and split core 10C2 in which both the first press-fit portion and the second press-fit portion are concave portions.
  • the split core 10C1 has a protrusion 12Ca as a first press-fit portion and a protrusion 12Cb as a second press-fit portion.
  • the protrusion 12Ca is formed at the end on the first circumferential direction D11 side and protrudes in the first circumferential direction D11.
  • the protrusion 12Cb is formed at the end on the second circumferential direction D12 side and protrudes in the second circumferential direction D12.
  • the split core 10C2 has a recess 13Ca as a first press-fit portion and a recess 13Cb as a second press-fit portion.
  • the recess 13Ca is formed at the end on the first circumferential direction D11 side and is recessed in the second circumferential direction D12.
  • the recess 13Cb is formed at the end on the second circumferential direction D12 side and is recessed in the first circumferential direction D11.
  • the split cores 10C1 and 10C2 are arranged alternately in an annular shape and joined to each other by press-fitting. That is, the convex portion 12Ca of the split core 10C1 is press-fitted into the concave portion 13Cb of the split core 10C2 adjacent to it on the first circumferential direction D11 side. Furthermore, the convex portion 12Cb of the split core 10C1 is press-fitted into the concave portion 13Ca of the split core 10C2 adjacent to it on the second circumferential direction D12 side.
  • the multiple split cores may also be joined by press-fitting and adhesive.
  • adhesive is applied to the joints between the multiple split cores before press-fitting the multiple split cores. This places adhesive between the first split core and the second split core, resulting in a stator core in which the multiple split cores are joined by press-fitting and adhesive. In this way, by placing adhesive between the first split core and the second split core, the joint strength between the first split core and the second split core can be further increased. In addition, by applying adhesive to the joints between the multiple split cores before joining the multiple split cores by press-fitting, the joint strength between the multiple split cores can be further increased.
  • Example 1 As Example 1, a stator 100 shown in FIG. 11 was fabricated. To fabricate the stator 100, first, two semicircular arc-shaped split cores 110 were fabricated, each having a protrusion 111 formed at one end and a recess 112 formed at the other end. Next, a winding was wound around the teeth of each split core 110, with 100 turns of primary winding and 20 turns of secondary winding. Next, the two split cores 110 were arranged in an annular shape, and the protrusions 111 were press-fitted into the recesses 112, thereby fabricating an annular stator 100 with an outer diameter of 30 cm, an inner diameter of 20 cm, and a thickness (length) of 5 cm.
  • iron loss and eddy current loss were measured under the condition that the magnetic flux density was constant at 1 T.
  • the iron loss and eddy current loss measurements were performed using a BH analyzer SY-8218 manufactured by Iwasaki Tsushinki Co., Ltd.
  • the iron loss measurement results are shown in Table 1 and Figure 13, and the eddy current loss measurement results are shown in Table 2 and Figure 14.
  • Comparative Example 1 As Comparative Example 1, a stator 200 shown in FIG. 12 was fabricated. To fabricate the stator 200, first, two semicircular arc-shaped split cores 210 were fabricated, each having a flat end surface 211 and a flat end surface 212. Next, a winding was wound around the teeth of each split core 210, with 100 turns of primary winding and 20 turns of secondary winding. Next, the two split cores 210 were arranged in an annular shape, and the two split cores 210 were welded together by butting their end surfaces 211 and 212 together, thereby fabricating an annular stator 200 with an outer diameter of 30 cm, an inner diameter of 20 cm, and a thickness (length) of 5 cm.
  • stator 100 of Example 1 in which two split cores 110 were joined by press-fitting, had significantly lower iron loss than the stator 200 of Comparative Example 1, in which two split cores 210 were joined by welding.
  • the stator 100 of Example 1 in which two split cores 110 were joined by press-fitting had significantly lower eddy current loss than the stator 200 of Comparative Example 1, in which two split cores 210 were joined by welding. From these results, it can be inferred that in the stator 200 of Comparative Example 1, the insulating coating of the soft magnetic powder melted due to welding, resulting in increased eddy current loss and increased iron loss. However, in the stator 100 of Example 1, no welding was performed, and therefore the eddy current loss was reduced compared to the stator 200 of Comparative Example 1, resulting in reduced iron loss.
  • the present disclosure can be used as a stator core, a split core, a stator, a motor, and a method for manufacturing a stator core.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

ステータコアは、円環状に形成されたヨークと、ヨークから延びる複数のティースと、を備えるステータコアであって、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である複数の分割コアを備え、複数の分割コアは、ヨークの周方向に配置されて、互いに圧入により接合されている。絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体により構成された分割コアは、円弧状に延びるヨーク部と、ヨーク部から延びるティースと、を備え、ヨーク部は、分割コアと第一周方向側の端部に形成されて、第一周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合するように構成された第一圧入部と、分割コアと第二周方向側の端部に形成されて、第二周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合するように構成された第二圧入部と、を有する。

Description

ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法
　本発明は、ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法に関する。
　特許文献１には、絶縁性結着剤で結着した磁性金属粉を加圧成形して得られる圧粉コアからなるモータ用コアが記載されている。このモータ用コアは、円周方向に分割された複数の部分コアからなり、部分コア同士を溶接することで部分コア同士を固定している。
特開２００７－１６６６８１号公報
　特許文献１に記載されたモータ用コアのように、複数の分割コア（部分コア）を溶接により接合したステータコアを作製して、モータの特性を評価した。その結果、想定していた特性が得られなかった。
　そこで、本開示は、モータの特性を向上することができる分割コア、ステータコア、ステータ、及びモータを提供することを課題とする。
　上記課題に鑑みて更に鋭意検討を行った結果、次のような知見が得られた。複数の分割コアを溶接すると、軟質磁性粉末の絶縁被膜が溶ける。これにより、ステータコアが導電して渦電流損が増加し、ステータコアが発熱する。その結果、鉄損が増大し、モータの性能が低下したと考えられる。本開示は、上記知見に基づきなされたものである。
［１］　本開示に係るステータコアは、円環状に形成されたヨークと、ヨークから延びる複数のティースと、を備えるステータコアであって、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である複数の分割コアを備え、複数の分割コアは、ヨークの周方向に配置されて、互いに圧入により接合されている。
　このステータコアでは、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である複数の分割コアが、ヨークの周方向に配置されて互いに圧入により接合されているため、複数の分割コアが溶接により接合されている場合に比べて、絶縁特性の低下を抑制することができる。これにより、鉄損の増大を抑制することができるため、モータの特性を向上することができる。
［２］　［１］に記載のステータコアにおいて、複数の分割コアのそれぞれは、ヨークが周方向に分割されてなるヨーク部を有し、複数の分割コアは、ヨーク部において互いに圧入により接合されていてもよい。このステータコアでは、複数の分割コアが、ヨーク部において互いに圧入により接合されているため、ステータコアの製造時に複数の分割コアを容易に圧入により接合することができる。
［３］　［１］又は［２］に記載のステータコアにおいて、複数の分割コアは、第一分割コアと、周方向において第一分割コアと隣り合う第二分割コアと、を含み、第一分割コアは、第二分割コア側の端部に形成された凸部を有し、第二分割コアは、第一分割コア側の端部に形成されて第一分割コアの凸部が圧入された凹部を有してもよい。このステータコアでは、第一分割コアの凸部が第二分割コアの凹部に圧入されているため、第一分割コアと第二分割コアとの間での絶縁特性の低下を抑制しつつ、第一分割コアと第二分割コアとの接合を強固なものとすることができる。
［４］　［３］に記載のステータコアにおいて、第一分割コアは、第二分割コアとは反対側の端部に形成されて、第二分割コアとは反対側に隣り合う分割コアが圧入された凹部を有し、第二分割コアは、第一分割コアとは反対側の端部に形成されて、第一分割コアとは反対側に隣り合う分割コアに圧入された凸部を有してもよい。このステータコアでは、第一分割コア及び第二分割コアのそれぞれが凸部及び凹部を有し、この凸部及び凹部により隣り合う分割コアと圧入により接合されているため、全ての分割コアが同じ形状であっても、全ての分割コアが圧入により接合されたものとすることができる。これにより、ステータコアの製造コストを低減することができる。
［５］　［３］又は［４］に記載のステータコアにおいて、第一分割コアは、第二分割コアとは反対側の端部に形成されて、第二分割コアとは反対側に隣り合う分割コアに圧入された凸部を有し、第二分割コアは、第一分割コアとは反対側の端部に形成されて、第一分割コアとは反対側に隣り合う分割コアが圧入された凹部を有してもよい。このステータコアでは、第一分割コアが両端部に凸部を有し、第二分割コアが両端部に凹部を有するため、第一分割コアと第二分割コアとを交互に配置することで、全ての分割コアが圧入により接合されたものとすることができる。
［６］　［１］～［５］の何れかに記載のステータコアにおいて、複数の分割コアの密度は、７．５ｇ／ｃｍ３以上であってもよい。このステータコアでは、複数の分割コアの密度が７．５ｇ／ｃｍ３以上であるため、複数の分割コアが破損せずに圧入により接合されたものとすることができる。
［７］　本開示に係る分割コアは、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体により構成された分割コアであって、円弧状に延びるヨーク部と、ヨーク部から延びるティースと、を備え、ヨーク部は、分割コアとヨーク部の周方向における一方側である第一周方向側の端部に形成されて、第一周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合するように構成された第一圧入部と、分割コアと周方向における第一周方向とは反対側である第二周方向側の端部に形成されて、第二周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合するように構成された第二圧入部と、を有する。
　この分割コアでは、ヨーク部の第一周方向側の端部に形成された第一圧入部において、第一周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合することができ、ヨーク部の第二周方向側の端部に形成された第二圧入部において、第二周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合することができる。このため、複数の分割コアを円環状に配置して、周方向に隣り合う分割コアの第一圧入部と第二圧入部とを圧入により接合することで、複数の分割コアが圧入により接合されたステータコアを製造することができる。これにより、鉄損の増大を抑制することができるため、モータの特性を向上することができる。
［８］　［７］に記載の分割コアにおいて、第一圧入部は、第一周方向に突出する凸部であり、第二圧入部は、第一周方向に窪む凹部であってもよい。この分割コアでは、第一周方向側の端部に、第一圧入部として、第一周方向に突出する凸部が形成されており、第二周方向側の端部に、第二圧入部として、第一周方向に窪む凹部が形成されているため、全ての分割コアが同じ形状であっても、全ての分割コアを圧入により接合することができる。これにより、ステータコアの製造コストを低減することができる。
［９］　［７］に記載の分割コアにおいて、第一圧入部は、第一周方向に突出する凸部であり、第二圧入部は、第二周方向に突出する凸部であってもよい。この分割コアでは、隣り合う分割コアの凹部に凸部を圧入することで、隣り合う分割コアと接合することができる。
［１０］　［７］に記載の分割コアにおいて、第一圧入部は、第二周方向に窪む凹部であり、第二圧入部は、第一周方向に窪む凹部であってもよい。この分割コアでは、隣り合う分割コアの凸部を凹部に圧入することで、隣り合う分割コアと接合することができる。
［１１］　［７］～［１０］の何れかに記載の分割コアにおいて、密度は、７．５ｇ／ｃｍ３以上であってもよい。この分割コアでは、密度が７．５ｇ／ｃｍ３以上であるため、複数の分割コアを破損させることなく容易に圧入により接合することができる。
［１２］　本開示に係るステータは、モータのステータであって、［１］～［６］の何れかに記載のステータコアと、ステータコアのティースに巻回された巻線と、を備える。このステータでは、上述したステータコアを備えるため、鉄損の増大を抑制して、モータの特性を向上することができる。
［１３］　本開示に係るモータは、［１２］に記載されたステータと、ステータに対して回転可能に配置されたロータと、を備える。このモータでは、上述したステータを備えるため、鉄損の増大を抑制して、モータの特性を向上することができる。
［１４］　本開示に係るステータコアの製造方法は、複数の［７］～［１１］の何れかに記載の分割コアを用意する用意工程と、複数の分割コアを圧入により接合する圧入工程と、を備える。このステータコアの製造方法では、上述した複数の分割コアを圧入により接合するため、複数の分割コアが圧入により接合されたステータコアを製造することができる。これにより、鉄損の増大を抑制することができるため、モータの特性を向上することができる。
［１５］　［１４］に記載のステータコアの製造方法において、圧入工程では、複数の分割コアを円環状に配置して、複数の分割コアの外周側から複数の分割コアを締め付けてもよい。このステータコアの製造方法では、複数の分割コアを円環状に配置して、複数の分割コアの外周側から複数の分割コアを締め付けることで、複数の分割コアが圧入により接合されたステータコアを少ない工数で製造することができる。
　モータの特性を向上することができる。
図１は、第一実施形態に係るモータを示す模式断面である。 図２は、第一実施形態に係るステータコアを示す模式図である。 図３は、第一実施形態に係る分割コアを示す斜視図である。 図４は、第一実施形態に係るステータコアの製造方法における圧入工程を示す模式図である。 図５は、第二実施形態に係るモータを示す模式断面である。 図６は、第二実施形態に係るステータコアを示す模式図である。 図７は、第二実施形態に係る分割コアを示す斜視図である。 図８は、第二実施形態に係るステータコアの製造方法における圧入工程を示す模式図である。 図９は、変形例のステータコアを示す模式図である。 図１０は、変形例のステータコアを示す模式図である。 図１１は、実施例１のステータコアを示す断面図である。 図１２は、比較例１のステータコアを示す断面図である。 図１３は、鉄損の測定結果を示すグラフである。 図１４は、渦電流損の測定結果を示すグラフである。
　以下、図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面では、説明を分かり易くするために、寸法割合等を適宜変更している。
（第一実施形態）
［モータ：ラジアルギャップモータ］
　第一実施形態に係るモータは、本開示に係るモータをラジアルギャップモータに適用したものである。図１は、第一実施形態に係るモータを示す模式断面である。図１に示すように、本実施形態に係るモータ１は、ラジアルギャップモータであり、ステータ２と、ステータ２に対して回転可能に配置されたロータ３と、ロータ３に固定されたシャフト４と、を備える。ステータ２とロータ３とは、シャフト４の半径方向に離間して配置されている。ロータ３の中央部には、シャフト４が挿通されるシャフト用孔５が形成されている。
［ステータ］
　本実施形態に係るステータ２は、モータ１のステータである。ステータ２は、ステータコア６と、ステータコア６に巻回された巻線７と、を備える。ステータコア６は、ステータ２から巻線７を除いた部分であり、モータコア又はコアとも呼ばれる。
［ステータコア］
　図２は、第一実施形態に係るステータコアを示す模式図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るステータコア６は、円環状のヨーク８と、ヨーク８から延びる複数のティース９と、を備える。図面では、一例として、ステータコア６が１２個のティース９を備える場合を示している。ヨーク８は、バックヨークとも呼ばれる。ここで、ヨーク８の周方向を周方向Ｄ１といい、ヨーク８の半径方向を半径方向Ｄ２という。周方向Ｄ１は、ヨーク８がなす円環の周方向（モータ１におけるロータ３の回転方向）でもある。半径方向Ｄ２は、ヨーク８がなす円環の半径方向（モータ１におけるロータ３の半径方向）でもある。周方向Ｄ１における一方側を第一周方向Ｄ１１といい、周方向Ｄ１における第一周方向Ｄ１１とは反対側を第二周方向Ｄ１２という。
　複数のティース９のそれぞれは、ヨーク８から半径方向Ｄ２内側に延びている。巻線７は、複数のティース９のそれぞれに巻回されている。
　ステータコア６は、ヨーク８の周方向Ｄ１に配置された複数の分割コア１０を有しており、複数の分割コア１０は、互いに圧入により接合されている。図面では、一例として、６個の分割コア１０によりステータコア６が構成されている場合を示している。複数の分割コア１０は、周方向Ｄ１に一列に並ぶように配置されており、隣り合う分割コア１０が互いに圧入により接合されている。複数の分割コア１０は、例えば、互いに同じ形状をなしている。
［分割コア］
　図３は、第一実施形態に係る分割コアを示す斜視図である。図１～図３に示すように、本実施形態に係る分割コア１０は、円弧状に延びるヨーク部８ａと、ヨーク部８ａから延びる１又は複数のティース９と、を有する。図面では、一例として、分割コア１０が１個のティース９を有する場合を示している。ここで、ヨーク部８ａが円弧状に延びる方向とステータコア６の周方向Ｄ１とは同じであるため、ヨーク部８ａが円弧状に延びる方向も周方向Ｄ１という。また、ヨーク部８ａがなす円弧の半径方向とステータコア６の半径方向Ｄ２とは同じであるため、ヨーク部８ａがなす円弧の半径方向も半径方向Ｄ２という。
　ヨーク部８ａは、ヨーク８を周方向Ｄ１に分割してなるものである。ヨーク部８ａは、ヨーク部本体１１と、ヨーク部本体１１の第一周方向Ｄ１１側の端部に形成されて第一周方向Ｄ１１に突出する凸部１２と、ヨーク部本体１１の第二周方向Ｄ１２側の端部に形成されて第一周方向Ｄ１１に窪む凹部１３と、を有している。
　凸部１２は、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０と圧入により接合するように構成された第一圧入部である。つまり、凸部１２は、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０の凹部１３に圧入されることで、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０と接合されるように構成されている。凹部１３は、第二周方向Ｄ１２に隣り合う分割コア１０と圧入により接合するように構成された第二圧入部である。つまり、凹部１３は、第二周方向Ｄ１２に隣り合う分割コア１０の凸部１２が圧入されることで、第二周方向Ｄ１２に隣り合う分割コア１０と接合されるように構成されている。
　凸部１２は、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０の凹部１３に圧入された際に当該分割コア１０の凹部１３に圧接される一対の凸部圧接面１２ａ，１２ａを有する。一対の凸部圧接面１２ａ，１２ａは、例えば、半径方向Ｄ２に対向して周方向Ｄ１に延びる対向面、又は、半径方向Ｄ２に対向して互いに平行となる対向面である。同様に、凹部１３は、第二周方向Ｄ１２に隣り合う分割コア１０の凸部１２が圧入された際に当該分割コア１０の凸部１２に圧接される一対の凹部圧接面１３ａ，１３ａを有する。一対の凹部圧接面１３ａ、１３ａは、例えば、周方向Ｄ１に延びる対向面、又は、互いに平行となる対向面である。一対の凹部圧接面１３ａの間の長さＬ２は、一対の凸部圧接面１２ａの間の長さＬ１よりも狭くなっている。一対の凹部圧接面１３ａ，１３ａの間の長さＬ２と一対の凸部圧接面１２ａ，１２ａの間の長さＬ１との差は、圧入代となる。一対の凹部圧接面１３ａ，１３ａの間の長さＬ２と一対の凸部圧接面１２ａ，１２ａの間の長さＬ１との差は、例えば、５μｍ以上６０μｍ、好ましくは７．５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
　周方向Ｄ１における凸部１２の長さは、例えば、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることができる。周方向Ｄ１における凹部１３Ａの長さは、例えば、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることができる。
　ヨーク部本体１１の第一周方向Ｄ１１側の端面１１ａの半径方向Ｄ２における長さＬ３に対する、一対の凸部圧接面１２ａ，１２ａの長さＬ１の割合は、例えば、５％以上８０％以下、好ましく１０％以上７０％以下、より好ましくは２０％以上５０％以下とすることができる。ヨーク部本体１１の第二周方向Ｄ１２側の端面１１ｂの半径方向Ｄ２における長さＬ４に対する、一対の凹部圧接面１３ａ，１３ａの長さＬ２の割合は、例えば、５％以上８０％以下、好ましくは１０％以上７０％以下、より好ましくは２０％以上５０％以下とすることができる。
　そして、ステータコア６では、全ての分割コア１０の凸部１２が、隣の分割コア１０の凹部１３に圧入されていることで、全ての分割コア１０が互いに接合されている。
　複数の分割コア１０のうちの任意の分割コア１０を第一分割コア１０ａとし、第一分割コア１０ａと隣り合う分割コア１０を第二分割コア１０ｂとする。この場合、第一分割コア１０ａの凸部１２が第二分割コア１０ｂの凹部１３に圧入されていることで、第一分割コア１０ａと第二分割コア１０ｂとが接合されている。また、第一分割コア１０ａの凹部１３に、第二分割コア１０ｂとは反対側に隣り合う分割コア１０の凸部１２が圧入されていることで、これらの分割コア１０が接合されている。また、第二分割コア１０ｂの凸部１２が、第一分割コア１０ａとは反対側に隣り合う分割コア１０の凹部１３に圧入されていることで、これらの分割コア１０が接合されている。
　複数の分割コア１０のそれぞれは、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である。圧粉成形体である複数の分割コア１０のそれぞれは、例えば、市販の圧粉成形装置により成形することができる。軟質磁性粉末の素材は、例えば、純鉄、鉄シリコン、鉄コバルトである。軟質磁性粉末の平均粒径は、例えば、３μｍ以上３００μｍ以下、３０μｍ以上２００μｍ以下、又は５０μｍ以上１５０μｍ以下である。絶縁材の素材は、例えば、リン酸、シリコーン等を含む絶縁被膜である。なお、軟質磁性粉末の平均粒径は、株式会社セイシン企業製のロボットシフター（型番：ＲＰＳ－２０５）により計測される。
　複数の分割コア１０のそれぞれの抗折強度は、例えば、５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、好ましくは６０ＭＰａ以上１７５ＭＰａ以下、より好ましくは８０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下とすることができる。抗折強度は、島津製作所株式会社製　オートグラフを用いて、ＪＩＳ　Ｚ　２５１１に準拠した方法により測定する。
　複数の分割コア１０のそれぞれの引張強度は、例えば、２５ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下、好ましくは３０ＭＰａ以上８５ＭＰａ以下、より好ましくは４０ＭＰａ以上７５ＭＰａ以下とすることができる。引張強度は、ＩＮＳＴＯＲＯＮ社製　５５８２型を用いて、ＪＩＳ　Ｋ７１６１－１に準拠した方法により測定する。
　複数の分割コア１０のそれぞれの抗折強度及び引張強度を上記範囲とする観点から、例えば、複数の分割コア１０のそれぞれを製造する際に、スチーム処理又は樹脂含浸を行うことができる。スチーム処理は、成形された圧粉成形体を加熱して飽和水蒸気を供給することで、圧粉成形体の表面に酸化被膜を形成し、耐食性、硬度等を向上させる処理である。樹脂含浸は、成形された圧粉成形体を加熱して樹脂を含浸させることで、圧粉成形体の密度及び強度を向上させる処理である。
　複数の分割コア１０のそれぞれの密度は、例えば、７．５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは７．５５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは７．６ｇ／ｃｍ３以上とすることができる。複数の分割コア１０のそれぞれの密度の上限は、特に限定されないが、複数の分割コア１０のそれぞれの密度は、例えば、７．８ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは７．７５ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは７．７ｇ／ｃｍ３以下とすることができる。また、複数の分割コア１０のそれぞれの密度は、例えば、７．５ｇ／ｃｍ３以上７．８ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは７．５５ｇ／ｃｍ３以上７．７５ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは７．６ｇ／ｃｍ３以上７．７ｇ／ｃｍ３以下とすることができる。
　複数の分割コア１０のそれぞれの密度を上記範囲とする観点から、例えば、複数の分割コア１０を製造する際に、金型潤滑又は金型形状の最適化を行うことができる。金型潤滑は、軟質磁性粉末に潤滑剤を含有させるのではなく、金型に潤滑剤を塗布してから金型に軟質磁性粉末を充填し、軟質磁性粉末をプレスすることで、圧粉成形体における樹脂の含有比率を低下させて、密度を向上させる方法である。金型形状の最適化は、軟質磁性粉末のプレス時に軟質磁性粉末の流動が大きく阻害されないように、ダイス及びパンチ等の金型の形状を最適化する方法である。
［ステータコア及びステータの製造方法］
　次に、本実施形態に係るステータコア及びステータの製造方法について説明する。この製造方法は、上述したステータコア６及びステータ２を製造する方法である。
　ステータコア及びステータの製造方法は、上述した複数の分割コア１０を用意する用意工程と、複数の分割コア１０のそれぞれのティース９に巻線７を巻回する巻回工程と、用意した複数の分割コア１０を圧入により接合する圧入工程と、を備える。
　巻回工程は、圧入工程の前であれば任意のタイミングで行うことができる。例えば、巻回工程は、用意工程の前に行ってもよく、用意工程の後に行ってもよく、用意工程と同時に行ってもよい。
　圧入工程は、挿入工程の後に行う。図４は、第一実施形態に係るステータコアの製造方法における圧入工程を示す模式図である。図４に示すように、圧入工程では、複数の分割コア１０を円環状に配置する。これにより、複数の分割コア１０のそれぞれは、ティース９がヨーク部８ａから半径方向Ｄ２内側に延びた状態となる。また、隣り合う分割コア１０間では、一方の分割コア１０の凸部１２が他方の分割コア１０の凹部１３に向けられた状態となる。そして、複数の分割コア１０の外周側（半径方向Ｄ２外側）から複数の分割コア１０を締め付けることで、隣り合う分割コア１０において凸部１２を凹部１３に圧入する。
　凸部１２を凹部１３に圧入するための圧入代は、例えば、５μｍ以上６０μｍ、好ましくは７．５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
　複数の分割コア１０の締め付けは、例えば、コレットチャック方式により行うことができる。コレットチャック方式では、円環状に配置された複数の分割コア１０をコレット１４の内側に配置し、コレット１４を締め付けることで、複数の分割コア１０を締め付ける。
　これにより、隣り合う分割コア１０が接合されて、ステータコア６及びステータ２が得られる。つまり、複数の分割コア１０のヨーク部８ａは、互いに接合されることで円環状のヨーク８となり、複数の分割コア１０のティース９は、ヨーク８から半径方向Ｄ２内側に延びる複数のティース９となる。なお、上記の巻回工程を行わないことで、巻線７を有しないステータコア６のみを製造することができる。
　以上説明したように、本実施形態に係るステータコアで６は、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である複数の分割コア１０が、ヨーク８の周方向Ｄ１に配置されて互いに圧入により接合されているため、複数の分割コア１０が溶接により接合されている場合に比べて、絶縁特性の低下を抑制することができる。これにより、鉄損の増大を抑制することができるため、モータ１の特性を向上することができる。
　また、このステータコア６では、複数の分割コア１０が、ヨーク部８ａにおいて互いに圧入により接合されているため、ステータコア６の製造時に複数の分割コア１０を容易に圧入により接合することができる。
　また、このステータコア６では、任意の一つの分割コア１０である第一分割コア１０ａの凸部１２が、第一分割コア１０ａと隣り合う分割コア１０である第二分割コア１０ｂの凹部１３に圧入されているため、第一分割コア１０ａと第二分割コア１０ｂとの間での絶縁特性の低下を抑制しつつ、第一分割コア１０ａと第二分割コア１０ｂとの接合を強固なものとすることができる。
　また、このステータコア６では、第一分割コア１０ａ及び第二分割コア１０ｂのそれぞれが凸部１２及び凹部１３を有し、この凸部１２及び凹部１３により隣り合う分割コア１０と圧入により接合されているため、全ての分割コア１０が同じ形状であっても、全ての分割コア１０が圧入により接合されたものとすることができる。これにより、ステータコア６の製造コストを低減することができる。
　また、このステータコアでは、複数の分割コア１０の密度が７．５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは７．５５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは７．６ｇ／ｃｍ３以上であるため、複数の分割コア１０が破損せずに圧入により接合されたものとすることができる。
　本実施形態に係る分割コア１０では、ヨーク部８ａの第一周方向Ｄ１１側の端部に形成された第一圧入部において、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０と圧入により接合することができ、ヨーク部８ａの第二周方向Ｄ１２側の端部に形成された第二圧入部において、第二周方向Ｄ１２側に隣り合う分割コア１０と圧入により接合することができる。このため、複数の分割コア１０を円環状に配置して、周方向Ｄ１に隣り合う分割コア１０の第一圧入部と第二圧入部とを圧入により接合することで、複数の分割コア１０が圧入により接合されたステータコア６を製造することができる。これにより、鉄損の増大を抑制することができるため、モータ１の特性を向上することができる。
　また、この分割コア１０では、第一周方向Ｄ１１側の端部に、第一圧入部として、第一周方向Ｄ１１に突出する凸部１２が形成されており、第二周方向Ｄ１２側の端部に、第二圧入部として、第一周方向Ｄ１１に窪む凹部１３が形成されているため、全ての分割コア１０が同じ形状であっても、全ての分割コア１０を圧入により接合することができる。これにより、ステータコア６の製造コストを低減することができる。
　また、この分割コア１０では、密度が７．５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは７．５５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは７．６ｇ／ｃｍ３以上であるため、複数の分割コア１０を破損させることなく容易に圧入により接合することができる。
　本実施形態に係るステータ２では、上述したステータコア６を備えるため、鉄損の増大を抑制して、モータ１の特性を向上することができる。
　本実施形態に係るモータ１では、上述したステータ２を備えるため、鉄損の増大を抑制して、モータ１の特性を向上することができる。
　本実施形態に係るステータコアの製造方法では、上述した複数の分割コア１０を圧入により接合するため、複数の分割コア１０が圧入により接合されたステータコア６を製造することができる。これにより、鉄損の増大を抑制することができるため、モータ１の特性を向上することができる。
　本実施形態に係るステータコアの製造方法では、複数の分割コア１０を円環状に配置して、複数の分割コア１０の外周側から複数の分割コア１０を締め付けることで、複数の分割コア１０が圧入により接合されたステータコア６を少ない工数で製造することができる。
（第二実施形態）
［モータ：アキシャルギャップモータ］
　第二実施形態に係るモータは、基本的に第一実施形態に係るモータと同様であるが、本開示に係るモータをアキシャルギャップモータに適用した点で、第一実施形態に係るモータと相違する。図５は、第二実施形態に係るモータを示す模式断面である。図５に示すように、本実施形態に係るモータ１Ａは、アキシャルギャップモータであり、ステータ２Ａと、ステータ２Ａに対して回転可能に配置されたロータ３Ａと、ロータ３Ａに固定されたシャフト４Ａと、を備える。ステータ２Ａとロータ３Ａとは、シャフト４Ａの軸線方向に離間して配置されている。ロータ３Ａの中央部には、シャフト４Ａが挿通されるシャフト用孔５Ａが形成されている。
［ステータ］
　本実施形態に係るステータ２Ａは、モータ１Ａのステータである。ステータ２Ａは、ステータコア６Ａと、ステータコア６Ａに巻回された巻線７Ａと、を備える。ステータコア６Ａは、ステータ２Ａから巻線７Ａを除いた部分であり、モータコア又はコアとも呼ばれる。
［ステータコア］
　図６は、第二実施形態に係るステータコアを示す模式図である。図５及び図６に示すように、本実施形態に係るステータコア６Ａは、円環状のヨーク８Ａと、ヨーク８Ａから延びる複数のティース９Ａと、を備える。図面では、一例として、ステータコア６Ａが２４個のティース９Ａを備える場合を示している。ここで、ヨーク８Ａの周方向を周方向Ｄ１といい、ヨーク８Ａの半径方向を半径方向Ｄ２といい、ヨーク８Ａの厚さ方向を厚さ方向Ｄ３という。厚さ方向Ｄ３は、ロータ３Ａの回転軸線方向及びシャフト４Ａの軸線方向でもある。
　複数のティース９Ａのそれぞれは、ヨーク８から厚さ方向Ｄ３に延びている。巻線７Ａは、複数のティース９Ａのそれぞれに巻回されている。
　ステータコア６Ａは、ヨーク８Ａの周方向Ｄ１に配置された複数の分割コア１０Ａを有しており、複数の分割コア１０Ａは、互いに圧入により接合されている。図面では、一例として、４個の分割コア１０Ａによりステータコア６Ａが構成されている場合を示している。複数の分割コア１０Ａのそれぞれは、絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である。なお、複数の分割コア１０Ａのそれぞれの抗折強度、引張強度、密度等は、第一実施形態の複数の分割コア１０のそれぞれと同様とすることができる。複数の分割コア１０Ａは、周方向Ｄ１に一列に並ぶように配置されており、隣り合う分割コア１０Ａが互いに圧入により接合されている。複数の分割コア１０Ａは、例えば、互いに同じ形状をなしている。
［分割コア］
　図７は、第二実施形態に係る分割コアを示す斜視図である。図５～図７に示すように、本実施形態に係る分割コア１０Ａは、円弧状に延びるヨーク部８Ａａと、ヨーク部８Ａａから延びる１又は複数のティース９Ａと、を有する。図面では、一例として、分割コア１０Ａが４個のティース９Ａを有する場合を示している。ここで、ヨーク部８Ａａが円弧状に延びる方向とステータコア６Ａの周方向Ｄ１とは同じであるため、ヨーク部８Ａａが円弧状に延びる方向も周方向Ｄ１という。また、ヨーク部８Ａａがなす円弧の半径方向とステータコア６Ａの半径方向Ｄ２とは同じであるため、ヨーク部８Ａａがなす円弧の半径方向も半径方向Ｄ２という。
　ヨーク部８Ａａは、ヨーク８Ａを周方向Ｄ１に分割してなるものである。ヨーク部８Ａａは、第一周方向Ｄ１１側の端部に形成されて第一周方向Ｄ１１に突出する凸部１２Ａと、第二周方向Ｄ１２側の端部に形成されて第一周方向Ｄ１１に窪む凹部１３Ａと、を有している。
　凸部１２Ａは、第一実施形態の凸部１２と同様に、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０Ａと圧入により接合するように構成された第一圧入部である。凹部１３Ａは、第一実施形態の凹部１３Ａと同様に、第二周方向Ｄ１２に隣り合う分割コア１０Ａと圧入により接合するように構成された第二圧入部である。
　凸部１２Ａは、第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０Ａの凹部１３Ａに圧入された際に当該分割コア１０Ａの凹部１３Ａに圧接される一対の凸部圧接面１２Ａａ，１２Ａａを有する。一対の凸部圧接面１２Ａａ，１２Ａａは、例えば、半径方向Ｄ２に対向して周方向Ｄ１に延びる対向面、又は、半径方向Ｄ２に対向して互いに平行となる対向面である。同様に、凹部１３Ａは、第二周方向Ｄ１２に隣り合う分割コア１０Ａの凸部１２Ａが圧入された際に当該分割コア１０Ａの凸部１２Ａに圧接される一対の凹部圧接面１３Ａａ，１３Ａａを有する。一対の凹部圧接面１３Ａａ、１３Ａａは、例えば、半径方向Ｄ２に対向して周方向Ｄ１に延びる対向面、又は、半径方向Ｄ２に対向して互いに平行となる対向面である。一対の凹部圧接面１３Ａａの間の長さＬ６は、一対の凸部圧接面１２Ａａの間の長さＬ５よりも狭くなっている。一対の凹部圧接面１３Ａａの間の長さＬ６と一対の凸部圧接面１２Ａａの間の長さＬ５との差は、圧入代となる。一対の凹部圧接面１３Ａａの間の長さＬ６と一対の凸部圧接面１２Ａａの間の長さＬ５との差は、例えば、５μｍ以上６０μｍ、好ましくは７．５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
　周方向Ｄ１における凸部１２Ａの長さは、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることができる。周方向Ｄ１における凹部１３Ａの長さは、例えば、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上７ｍｍ以下とすることができる。
　ヨーク部本体１１Ａの第一周方向Ｄ１１側の端面１１Ａａの半径方向Ｄ２における長さＬ７に対する、一対の凸部圧接面１２Ａａ，１２Ａａの長さＬ５の割合は、例えば、５％以上８０％以下、好ましく１０％以上７０％以下、より好ましくは２０％以上５０％以下とすることができる。ヨーク部本体１１Ａの第二周方向Ｄ１２側の端面１１Ａｂの半径方向Ｄ２における長さＬ８に対する、一対の凹部圧接面１３Ａａ，１３Ａａの長さＬ６の割合は、例えば、５％以上８０％以下、好ましくは１０％以上７０％以下、より好ましくは２０％以上５０％以下とすることができる。
　そして、ステータコア６Ａでは、全ての分割コア１０Ａの凸部１２Ａが、隣の分割コア１０Ａの凹部１３Ａに圧入されていることで、全ての分割コア１０Ａが互いに接合されている。
　複数の分割コア１０Ａのうちの任意の分割コア１０Ａを第一分割コア１０Ａａとし、第一分割コア１０Ａａと隣り合う分割コア１０Ａを第二分割コア１０Ａｂとする。この場合、第一分割コア１０Ａａの凸部１２Ａが第二分割コア１０Ａｂの凹部１３Ａに圧入されていることで、第一分割コア１０Ａａと第二分割コア１０Ａｂとが接合されている。また、第一分割コア１０Ａａの凹部１３Ａに、第二分割コア１０Ａｂとは反対側に隣り合う分割コア１０Ａの凸部１２が圧入されていることで、これらの分割コア１０Ａが接合されている。また、第二分割コア１０Ａｂの凸部１２Ａが、第一分割コア１０Ａａとは反対側に隣り合う分割コア１０Ａの凹部１３Ａに圧入されていることで、これらの分割コア１０が接合されている。
　複数の分割コア１０Ａのそれぞれの抗折強度、引張強度、密度等は、第一実施形態の複数の分割コア１０のそれぞれと同様とすることができる。
［ステータコア及びステータの製造方法］
　次に、本実施形態に係るステータコア及びステータの製造方法について説明する。この製造方法は、上述したステータコア６Ａ及びステータ２Ａを製造する方法である。
　ステータコア及びステータの製造方法は、上述した複数の分割コア１０Ａを用意する用意工程と、複数の分割コア１０Ａのそれぞれのティース９Ａに巻線７Ａを巻回する巻回工程と、用意した複数の分割コア１０Ａを圧入により接合する圧入工程と、を備える。
　巻回工程は、圧入工程の前であれば任意のタイミングで行うことができる。例えば、巻回工程は、用意工程の前に行ってもよく、用意工程の後に行ってもよく、用意工程と同時に行ってもよい。
　圧入工程は、挿入工程の後に行う。図８は、第二実施形態に係るステータコアの製造方法における圧入工程を示す模式図である。図８に示すように、圧入工程では、複数の分割コア１０Ａを円環状に配置する。このとき、複数の分割コア１０Ａにおいて、ティース９Ａがヨーク部８Ａａから厚さ方向Ｄ３における同じ方向に延びた状態となるように、複数の分割コア１０Ａを配置する。これにより、隣り合う分割コア１０Ａ間では、一方の分割コア１０Ａの凸部１２Ａが他方の分割コア１０Ａの凹部１３Ａに向けられた状態となる。そして、複数の分割コア１０Ａの外周側から複数の分割コア１０Ａを締め付けることで、隣り合う分割コア１０Ａにおいて凸部１２Ａを凹部１３Ａに圧入する。
　凸部１２Ａを凹部１３Ａに圧入するための圧入代は、例えば、５μｍ以上６０μｍ、好ましくは７．５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
　複数の分割コア１０の締め付けは、例えば、コレットチャック方式により行うことができる。コレットチャック方式では、円環状に配置された複数の分割コア１０Ａをコレット１４Ａの内側に配置し、コレット１４Ａを締め付けることで、複数の分割コア１０Ａを締め付ける。
　これにより、隣り合う分割コア１０Ａが接合されて、ステータコア６Ａ及びステータ２Ａが得られる。つまり、複数の分割コア１０Ａのヨーク部８Ａａは、互いに接合されることで円環状のヨーク８Ａとなり、複数の分割コア１０Ａのティース９Ａは、ヨーク８Ａから厚さ方向Ｄ３に延びる複数のティース９Ａとなる。なお、上記の巻回工程を行わないことで、巻線７Ａを有しないステータコア６Ａのみを製造することができる。
　本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
　例えば、上記実施形態では、全ての分割コアは、第一圧入部が凸部であり、第二圧入部が凹部であるものとして説明したが、複数の分割コアは、第一圧入部及び第二圧入部の双方が凸部であるものと、第二圧入部及び第二圧入部の双方が凹部であるものと、が混在していてもよい。
　図９は、変形例のステータコアを示す模式図である。図９に示すステータコア６Ｂは、基本的に第一実施形態のステータコア６と同様であるが、複数の分割コアが、第一圧入部及び第二圧入部の双方が凸部である分割コア１０Ｂ１と、第一圧入部及び第二圧入部の双方が凹部である分割コア１０Ｂ２と、を有する点で、第一実施形態のステータコア６と相違する。
　分割コア１０Ｂ１は、第一圧入部としての凸部１２Ｂａと、第二圧入部としての凸部１２Ｂｂと、を有している。凸部１２Ｂａは、第一周方向Ｄ１１側の端部に形成されて、第一周方向Ｄ１１に突出している。凸部１２Ｂｂは、第二周方向Ｄ１２側の端部に形成されて、第二周方向Ｄ１２に突出している。
　分割コア１０Ｂ２は、第一圧入部としての凹部１３Ｂａと、第二圧入部としての凹部１３Ｂｂと、を有している。凹部１３Ｂａは、第一周方向Ｄ１１側の端部に形成されて、第二周方向Ｄ１２に窪んでいる。凹部１３Ｂｂは、第二周方向Ｄ１２側の端部に形成されて、第一周方向Ｄ１１に窪んでいる。
　ステータコア６Ｂでは、分割コア１０Ｂ１と分割コア１０Ｂ２とが、円環状に交互に配置されて、互いに圧入により接合されている。つまり、分割コア１０Ｂ１の凸部１２Ｂａが第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０Ｂ２の凹部１３Ｂｂに圧入されている。また、分割コア１０Ｂ１の凸部１２Ｂｂが第二周方向Ｄ１２側に隣り合う分割コア１０Ｂ２の凹部１３Ｂａに圧入されている。
　図１０は、変形例のステータコアを示す模式図である。図１０に示すステータコア６Ｂは、基本的に第二実施形態のステータコア６Ａと同様であるが、複数の分割コアとして、第一圧入部及び第二圧入部の双方が凸部である分割コア１０Ｃ１と、第一圧入部及び第二圧入部の双方が凹部である分割コア１０Ｃ２と、を有する点で、第二実施形態のステータコア６Ａと相違する。
　分割コア１０Ｃ１は、第一圧入部としての凸部１２Ｃａと、第二圧入部としての凸部１２Ｃｂと、を有している。凸部１２Ｃａは、第一周方向Ｄ１１側の端部に形成されて、第一周方向Ｄ１１に突出している。凸部１２Ｃｂは、第二周方向Ｄ１２側の端部に形成されて、第二周方向Ｄ１２に突出している。
　分割コア１０Ｃ２は、第一圧入部としての凹部１３Ｃａと、第二圧入部としての凹部１３Ｃｂと、を有している。凹部１３Ｃａは、第一周方向Ｄ１１側の端部に形成されて、第二周方向Ｄ１２に窪んでいる。凹部１３Ｃｂは、第二周方向Ｄ１２側の端部に形成されて、第一周方向Ｄ１１に窪んでいる。
　ステータコア６Ｃでは、分割コア１０Ｃ１と分割コア１０Ｃ２とが、円環状に交互に配置されて、互いに圧入により接合されている。つまり、分割コア１０Ｃ１の凸部１２Ｃａが第一周方向Ｄ１１側に隣り合う分割コア１０Ｃ２の凹部１３Ｃｂに圧入されている。また、分割コア１０Ｃ１の凸部１２Ｃｂが第二周方向Ｄ１２側に隣り合う分割コア１０Ｃ２の凹部１３Ｃａに圧入されている。
　また、上記実施形態では、複数の分割コアは圧入のみによって接合されているものとして説明したが、圧入及び接着によって接合されているものとしてもよい。この場合、複数の分割コアを圧入する前に、複数の複数の分割コアの接合部分に接着剤を塗布する。これにより、第一分割コアと第二分割コアとの間に接着剤が配置されて、複数の分割コアが圧入及び接着により接合されたステータコアを得ることができる。このように、第一分割コアと第二分割コアとの間に接着剤が配置されていることで、第一分割コアと第二分割コアとの接合強度を更に高めることができる。また、複数の分割コアを圧入により接合する前に複数の分割コアの接合部分に接着剤を塗布することで、複数の分割コアの接合強度を更に高めることができる。
　次に、本開示の実施例を説明する。但し、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　実施例１として、図１１に示すステータ１００を作製した。ステータ１００の作製では、まず、一方端部に凸部１１１が形成され、他方端部に凹部１１２が形成された、半円弧状の分割コア１１０を２個作製した。次に、一次巻きを１００ターン、二次巻きを２０ターンとして、各分割コア１１０のティースに巻線を巻回した。次に、２個の分割コア１１０を円環状に配置し、それぞれ凸部１１１を凹部１１２に圧入することで、外径が３０ｃｍ、内径が２０ｃｍ、厚さ（長さ）が５ｃｍの円環状のステータ１００を作製した。
　そして、磁束密度が１Ｔで一定となる条件で、鉄損及び渦電流損を測定した。鉄損及び渦電流損の測定には、岩崎通信機気株式会社製のＢＨアナライザ　ＳＹ－８２１８を用いた。鉄損の測定結果を表１及び図１３に示し、渦電流損の測定結果を表２及び図１４に示す。
（比較例１）
　比較例１として、図１２に示すステータ２００を作製した。ステータ２００の作製では、まず、一方端面２１１及び他方端面２１２が平面状に形成された半円弧状の分割コア２１０を２個作製した。次に、一次巻きを１００ターン、二次巻きを２０ターンとして、各分割コア２１０のティースに巻線を巻回した。次に、２個の分割コア２１０を円環状に配置し、それぞれ一方端面２１１と他方端面２１２とを突き当てて２個の分割コア２１０を溶接することで、外径が３０ｃｍ、内径が２０ｃｍ、厚さ（長さ）が５ｃｍの円環状のステータ２００を作製した。
　そして、実施例１と同条件で、鉄損及び渦電流損を測定した。鉄損の測定結果を表１及び図１３に示し、渦電流損の測定結果を表２及び図１４に示す。
　表１及び図１３に示すように、２個の分割コア１１０を圧入により接合した実施例１のステータ１００は、２個の分割コア２１０を溶接により接合した比較例１のステータ２００よりも、鉄損が大幅に低下していた。また、表２及び図１４に示すように、２個の分割コア１１０を圧入により接合した実施例１のステータ１００は、２個の分割コア２１０を溶接により接合した比較例１のステータ２００よりも、渦電流損が大幅に低下していた。このような結果から、比較例１のステータ２００では、溶接により軟質磁性粉末の絶縁被膜が溶けたため、渦電流損が増加して鉄損が増加したが、実施例１のステータ１００では、溶接を行わなかったため、比較例１のステータ２００に比べて、渦電流損が低減して鉄損が低減したものと推察される。
　本開示は、ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法として利用可能である。
　１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…シャフト、５…シャフト用孔、６…ステータコア、７…巻線、８…ヨーク、８ａ…ヨーク部、９…ティース、１０…分割コア、１０ａ…第一分割コア、１０ｂ…第二分割コア、１１…ヨーク部本体、１１ａ…端面、１１ｂ…端面、１２…凸部、１２ａ…凸部圧接面、１３…凹部、１３ａ…凹部圧接面、１４…コレット、１Ａ…モータ、２Ａ…ステータ、３Ａ…ロータ、４Ａ…シャフト、５Ａ…シャフト用孔、６Ａ…ステータコア、７Ａ…巻線、８Ａ…ヨーク、８Ａａ…ヨーク部、９Ａ…ティース、１０Ａ…分割コア、１０Ａａ…第一分割コア、１０Ａｂ…第二分割コア、１１Ａ…ヨーク部本体、１１Ａａ…端面、１１Ａｂ…端面、１２Ａ…凸部、１２Ａａ…凸部圧接面、１３Ａ…凹部、１３Ａａ…凹部圧接面、１４Ａ…コレット、６Ｂ…ステータコア、１０Ｂ１…分割コア、１０Ｂ２…分割コア、１２Ｂａ…凸部、１２Ｂｂ…凸部、１３Ｂａ…凹部、１３Ｂｂ…凹部、６Ｃ…ステータコア、１０Ｃ１…分割コア、１０Ｃ２…分割コア、１２Ｃａ…凸部、１２Ｃｂ…凸部、１３Ｃａ…凹部、１３Ｃｂ…凹部、１００…ステータ、１１０…分割コア、１１１…凸部、１１２…凹部、２００…ステータ、２１０…分割コア、２１１…一方端面、２１２…他方端面、Ｄ１…周方向、Ｄ１１…第一周方向、Ｄ１２…第二周方向、Ｄ２…半径方向、Ｄ３…厚さ方向。

Claims (15)

  1. 　円環状に形成されたヨークと、前記ヨークから延びる複数のティースと、を備えるステータコアであって、
    　絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体である複数の分割コアを備え、
    　前記複数の分割コアは、前記ヨークの周方向に配置されて、互いに圧入により接合されている、
    ステータコア。
  2. 　前記複数の分割コアのそれぞれは、前記ヨークが前記周方向に分割されてなるヨーク部を有し、
    　前記複数の分割コアは、前記ヨーク部において互いに圧入により接合されている、
    請求項１に記載のステータコア。
  3. 　前記複数の分割コアは、第一分割コアと、前記周方向において前記第一分割コアと隣り合う第二分割コアと、を含み、
    　前記第一分割コアは、前記第二分割コア側の端部に形成された凸部を有し、
    　前記第二分割コアは、前記第一分割コア側の端部に形成されて前記第一分割コアの前記凸部が圧入された凹部を有する、
    請求項１又は２に記載のステータコア。
  4. 　前記第一分割コアは、前記第二分割コアとは反対側の端部に形成されて、前記第二分割コアとは反対側に隣り合う分割コアが圧入された凹部を有し、
    　前記第二分割コアは、前記第一分割コアとは反対側の端部に形成されて、前記第一分割コアとは反対側に隣り合う分割コアに圧入された凸部を有する、
    請求項３に記載のステータコア。
  5. 　前記第一分割コアは、前記第二分割コアとは反対側の端部に形成されて、前記第二分割コアとは反対側に隣り合う分割コアに圧入された凸部を有し、
    　前記第二分割コアは、前記第一分割コアとは反対側の端部に形成されて、前記第一分割コアとは反対側に隣り合う分割コアが圧入された凹部を有する、
    請求項３又は４に記載のステータコア。
  6. 　前記複数の分割コアの密度は、７．５ｇ／ｃｍ３以上である、
    請求項１～５の何れか一項に記載のステータコア。
  7. 　絶縁材で被覆された軟質磁性粉末の圧粉成形体により構成された分割コアであって、
    　円弧状に延びるヨーク部と、
    　前記ヨーク部から延びるティースと、を備え、
    　前記ヨーク部は、
    　　前記分割コアと前記ヨーク部の周方向における一方側である第一周方向側の端部に形成されて、前記第一周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合するように構成された第一圧入部と、
    　　前記分割コアと前記周方向における前記第一周方向とは反対側である第二周方向側の端部に形成されて、前記第二周方向側に隣り合う分割コアと圧入により接合するように構成された第二圧入部と、を有する、
    分割コア。
  8. 　前記第一圧入部は、前記第一周方向に突出する凸部であり、
    　前記第二圧入部は、前記第一周方向に窪む凹部である、
    請求項７に記載の分割コア。
  9. 　前記第一圧入部は、前記第一周方向に突出する凸部であり、
    　前記第二圧入部は、前記第二周方向に突出する凸部である、
    請求項７に記載の分割コア。
  10. 　前記第一圧入部は、前記第二周方向に窪む凹部であり、
    　前記第二圧入部は、前記第一周方向に窪む凹部である、
    請求項７に記載の分割コア。
  11. 　密度が、７．５ｇ／ｃｍ３以上である、
    請求項７～１０の何れか一項に記載の分割コア。
  12. 　モータのステータであって、
    　請求項１～６の何れか一項に記載のステータコアと、
    　前記ステータコアの前記ティースに巻回された巻線と、を備える、
    ステータ。
  13. 　請求項１２に記載されたステータと、
    　前記ステータに対して回転可能に配置されたロータと、を備える、
    モータ。
  14. 　複数の請求項７～１１の何れか一項に記載の分割コアを用意する用意工程と、
    　前記複数の分割コアを圧入により接合する圧入工程と、を備える、
    ステータコアの製造方法。
  15. 　前記圧入工程では、前記複数の分割コアを円環状に配置して、前記複数の分割コアの外周側から前記複数の分割コアを締め付ける、
    請求項１４に記載のステータコアの製造方法。

     
PCT/JP2024/020265 2024-06-03 2024-06-03 ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法 Pending WO2025253464A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2026500295A JPWO2025253464A1 (ja) 2024-06-03 2024-06-03
PCT/JP2024/020265 WO2025253464A1 (ja) 2024-06-03 2024-06-03 ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法
CN202480019109.1A CN121488388A (zh) 2024-06-03 2024-06-03 定子铁芯、分割铁芯、定子、马达及定子铁芯的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2024/020265 WO2025253464A1 (ja) 2024-06-03 2024-06-03 ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025253464A1 true WO2025253464A1 (ja) 2025-12-11

Family

ID=97960260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/020265 Pending WO2025253464A1 (ja) 2024-06-03 2024-06-03 ステータコア、分割コア、ステータ、モータ、及びステータコアの製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2025253464A1 (ja)
CN (1) CN121488388A (ja)
WO (1) WO2025253464A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55166135U (ja) * 1979-05-16 1980-11-29
JP2007110808A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Toyota Motor Corp モーター用コア
JP2012023961A (ja) * 2011-11-02 2012-02-02 Asmo Co Ltd ステータの製造方法
JP2014107993A (ja) * 2012-11-29 2014-06-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 電動アクチュエータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55166135U (ja) * 1979-05-16 1980-11-29
JP2007110808A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Toyota Motor Corp モーター用コア
JP2012023961A (ja) * 2011-11-02 2012-02-02 Asmo Co Ltd ステータの製造方法
JP2014107993A (ja) * 2012-11-29 2014-06-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 電動アクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2025253464A1 (ja) 2025-12-11
CN121488388A (zh) 2026-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5088186A (en) Method of making a high efficiency encapsulated power transformer
US6476533B2 (en) Stator for starter motor
US7608968B2 (en) Dust core and method of manufacturing the same
CN104885168B (zh) 紧凑型三角形芯体变压器
KR101445694B1 (ko) 모터의 스테이터 코어 및 제조방법
US6819024B1 (en) Iron core of rotating-electric machine and manufacturing method for the same
WO2020106864A1 (en) A method of making a multi-material segmented stator for a rotating electric machine and a stator made by said method
US11581763B2 (en) Core piece, stator core, stator, and rotary electric machine
KR102414209B1 (ko) 헤어핀 권선모터의 고정자 어셈블리 및 이의 제조방법
JP2009254109A (ja) ステータとそのステータの製造方法
CN112910117B (zh) 发夹式绕组电机的定子组件及其制造方法
WO2019082679A1 (ja) 回転電機、回転電機の製造方法、固定子
JP2009044803A (ja) 分割ステータコア、分割ステータ、ステータおよびステータの製造方法
JP3629071B2 (ja) 電動機の固定子及び電動機の固定子の製造方法
JP2025069462A (ja) コイル、モータ、およびコイルの製造方法
JPH0388310A (ja) 点火コイル
CN121488388A (zh) 定子铁芯、分割铁芯、定子、马达及定子铁芯的制造方法
JP2004201429A (ja) モータの固定子
JP7630308B2 (ja) ステーター、ステーターの製造方法、交流回転電機の製造方法、誘導電動機および送風機
JP5293313B2 (ja) ステータ用鉄心
JPS6016159A (ja) 回転電機の製造方法
US4071787A (en) Welded stator for electric motors
JP2023182065A (ja) ステータの製造方法および回転電機の製造方法
WO2022239829A1 (ja) 回転子及び回転電機並びに回転電機の製造方法
JP2009044800A (ja) 分割ステータコア、分割ステータおよびステータ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24942556

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1