JP2005312103A - 圧粉磁心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 寸法精度に優れるとともに、所望の性能を発揮する圧粉磁心の製造方法を提供する。
【解決手段】 圧粉磁心の製造方法は、軟磁性粉末を加圧成形することによって、軸部１３を有する複数のティース部１２を形成する工程と、複数のティース部１２の各々の軸部１３にコイル１５を挿通し、コイル１５を組み付ける工程と、コイル１５が組み付けられた複数のティース部１２を金型５１の凹部５３ｍに配置するとともに、軟磁性粉末３５を金型５１に充填し、これらを加圧成形することによって成形体を形成する工程とを備える。成形体は、環状に延在するヨーク部と、軸部１３がヨーク部の半径方向に突出するように、ヨーク部の周方向に沿って所定の間隔ごとにヨーク部に接合された複数のティース部１２とを有する。
【選択図】 図８

Description

この発明は、一般的には、圧粉磁心の製造方法に関し、より特定的には、電動機のステータコアなどとして用いられる圧粉磁心の製造方法に関する。

従来、電動機のステータコアなどとして用いられる磁心を、複数枚の電磁鋼板材を積層し、その積層したものにコイルを巻き付けることによって作製している。しかしこの場合、コイルを巻き付ける手間が生じる上、電磁鋼板材のばりにコイルが接触し、コイルが損傷するおそれが生じる。また、電磁鋼板材の特性上、コイルを巻き付ける部分のコーナー部を湾曲させることができない。このため、コイルが有する線径により、コイルが大きなオーバーハングを持った状態に巻き付けられるという問題が生じる。

そこでこのような問題を解決すべく、電動機のステータコアなどとして用いられる磁心を、軟磁性粉末の成形体から作製することが行なわれている。これに関して、たとえば特表２００３−５０７９９１号公報には、電気機械の電機子セグメントを製造する方法が開示されている（特許文献１）。

図１１および図１２は、特許文献１に開示された電機子セグメントを製造する方法の工程を示す断面図である。図１１を参照して、銅線を複数回、螺旋状に巻いてコイル１０１を作製し、そのコイル１０１を予備圧縮する。次に、コイル１０１をダイ１０５の成形用凹部に設置する。図１２を参照して、コイル１０１が設置された成形用凹部に強磁性粒子を充填し、コイル１０１とともに強磁性粒子を加圧成形する。これにより、コイル１０１とコア部分１０７とを含む電機子セグメント１０６を形成する。その後、複数個の電機子セグメント１０６を組み立てて、電機子を完成させる。

また別に、特開昭５６−５８７６４号公報には、コイル線が軟磁性材料の微粉末に完全に埋め込まれた状態に形成されたコア付きモーターが開示されている（特許文献２）。
特表２００３−５０７９９１号公報 特開昭５６−５８７６４号公報

しかし、特許文献１に開示されているように、コイル１０１と強磁性粒子とを同時に加圧成形した場合、加圧成形時の圧縮力がコイル１０１に直接、加わるため、コイル１０１が変形したり破損したりするおそれが生じる。また、コイル１０１をダイ１０５に設置する際や加圧成形時に、コイル１０１と成形用凹部の表面または強磁性粒子とが強く擦れるため、コイル１０１に設けられた絶縁体が破損するおそれが生じる。

さらに、特許文献１に開示された製造方法では、まず、複数個の電機子セグメント１０６を作製し、その後、その電機子セグメント１０６を組み立て、電機子を完成させている。このため、電機子セグメント１０６の個々の形状誤差や組み立て時の誤差により、完成した電機子の寸法精度が悪化するおそれが生じる。これらの場合、電機子は要求される性能を十分に発揮することができない。

また、特許文献２に開示されたコア付きモーターでは、コイル線が軟磁性材料の微粉末に埋まっているため、形成される磁気回路が閉回路となる。この場合、インダクタなどの電子部品用途に使用するのであれば問題ないが、モーターとして使用する際には、磁気的特性の劣化が問題となる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、寸法精度に優れるとともに、所望の性能を発揮する圧粉磁心の製造方法を提供することである。

この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、軟磁性粉末を加圧成形することによって、軸部を有する複数のティース部を形成する工程と、複数のティース部の各々の軸部にコイルを挿通し、コイルを組み付ける工程と、コイルが組み付けられた複数のティース部を金型に配置するとともに、軟磁性粉末を金型に充填し、これらを加圧成形することによって成形体を形成する工程とを備える。その成形体は、環状に延在するヨーク部と、軸部がヨーク部の半径方向に突出するように、ヨーク部の周方向に沿って所定の間隔ごとにヨーク部に接合された複数のティース部とを有する。

このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、まず、軟磁性粉末を加圧成形してティース部を形成し、その後、得られたティース部にコイルを組み付けている。このため、ティース部を形成する際の加圧成形によって、コイルが変形したり破損したりすることがない。これにより、コイルが適切に保護され、圧粉磁心が所望の性能を発揮することができる。また、コイルが組み付けられた複数のティース部を金型の凹部に位置決めし、軟磁性粉末とのセットとし、これらを加圧成形することによって、ヨーク部と複数のティース部とからなる成形体を一体的に形成している。このため、成形体を金型形状に即した形状とし、優れた寸法精度を実現することができる。

また、ティース部を形成する工程時に、軸部の形状をコイルの組み付けを考慮した任意の形状に設定することができる。これにより、コイルをティース部の軸部に所望の状態で組み付けることができる。また、加圧成形によって作製された成形体は、あらかじめ別に成形された複数のティース部を含むため、成形体の強度を向上させることができる。

また、金型は、互いに向い合って配置され、加圧成形時に互いが近接する方向に相対移動する一対のパンチ部を有する。好ましくは、成形体を形成する工程は、複数のティース部の各々に組み付けられたコイルが、一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、複数のティース部を金型に配置する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、成形体を形成する工程時に、一対のパンチ部からの圧縮力が直接、コイルに負荷することがない。このため、成形体を形成する際の加圧成形時に、コイルが変形したり破損したりすることを防止できる。なおここで、一対のパンチ部の相対移動には、一対のパンチ部が互いに移動しつつ近接する場合や、一方のパンチ部を固定し、他方のパンチ部を移動させて近接する場合を含む。

また、金型は、互いに向い合って配置され、加圧成形時に互いが近接する方向に相対移動する一対のパンチ部を有する。好ましくは、成形体を形成する工程は、ヨーク部との接合部分を除いたティース部の他の部分が、一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、複数のティース部を金型に配置する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、成形体を形成する工程時に、一対のパンチ部からの圧縮力が直接、ヨーク部との接合部分を除いたティース部の他の部分に負荷することがない。このため、成形体を形成する際の加圧成形時に、ティース部のその他の部分に内部応力や歪みが導入されることを抑制できる。

また、軸部は、ヨーク部の半径方向に突出する先端に端面を有する。金型は、互いに組み合わされることによって、複数のティース部が配置される金型の凹部を規定する第１および第２の分割ダイを有する。圧粉磁心の製造方法において、好ましくは、成形体を形成する工程は、端面が凹部の内壁に当接するように、複数のティース部を第１の分割ダイに位置決めするとともに、第２の分割ダイを第１の分割ダイに組み合わせる工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、軸部が有する端面を凹部の内壁に当接させた状態でティース部を金型に配置することによって、ヨーク部の半径方向におけるティース部の位置出しを正確に行なうことができる。これにより、さらに寸法精度に優れた成形体を作製することが可能となる。

また好ましくは、第１および第２の分割ダイは、軟磁性粉末が充填される空間を規定する側面を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、第１および第２の分割ダイを組み合わせることによって、軟磁性粉末を充填する空間を形成することができる。このため、金型に対する複数のティース部の位置固定と、ヨーク部を形成するために必要な軟磁性粉末の充填高さの確保とを同時に達成することができる。

また好ましくは、コイルを組み付ける工程は、ティース部とコイルとの間に潤滑部材を介在させる工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、ティース部とコイルとの間の潤滑性を向上させ、コイルを組み付ける工程時に両者が破損することを防止できる。特に、コイルの表面に形成された絶縁被膜が破損することを防止できる。潤滑部材としては、絶縁紙（セラミックスシート、紙または樹脂シートなど）を介在させても、効果的である。

また好ましくは、成形体を形成する工程は、ティース部に組み付けられたコイルと金型との間に潤滑部材を介在させて、複数のティース部と軟磁性粉末とを金型に配置する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、コイルと金型との間の潤滑性を向上させ、コイルを組み付けたティース部を金型に配置する際にコイルが破損することを防止できる。特に、コイルの表面に形成された絶縁被膜が破損することを防止できる。潤滑部材としては、絶縁紙（セラミックスシート、紙または樹脂シートなど）を介在させても、効果的である。

また好ましくは、成形体を形成する工程は、ティース部に組み付けられたコイルと軟磁性粉末との間に潤滑部材を介在させて、複数のティース部と軟磁性粉末とを加圧成形する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、コイルと軟磁性粉末との間の潤滑性を向上させ、成形体を形成する際の加圧成形時にコイルが破損することを防止できる。特に、コイルの表面に形成された絶縁被膜が破損することを防止できる。潤滑部材としては、絶縁紙（セラミックスシート、紙または樹脂シートなど）を介在させても、効果的である。

以上説明したように、この発明に従えば、寸法精度に優れるとともに、所望の性能を発揮する圧粉磁心の製造方法を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、この発明の実施の形態において作製するステータコアが設けられた電動機の正面図である。

図１を参照して、電動機１は、リング状のステータコア１０と、ステータコア１０の内周側に配置された円柱状のロータコア２とを備える。ロータコア２は、中心部に回転軸４を有する。ロータコア２が回転軸４を中心に回転することによって、電動機１から回転運動が出力される。ロータコア２の周縁には、所定の角度ごとに永久磁石３が埋め込まれている。

ステータコア１０は、複数の軟磁性粒子が互いに接合されることによって形成されている。ステータコア１０は、環状に延在するヨーク部１１と、ヨーク部１１からヨーク部１１の内周側に突出する複数のティース部１２とから構成されている。複数のティース部１２は、互いに間隔を隔てて所定の角度ごとに設けられている。

ティース部１２は、ヨーク部１１に接合され、ヨーク部１１の半径方向に延びる軸部１３と、軸部１３の先端に設けられ、ロータコア２の外周面に向い合って位置する鍔部１４とを有する。鍔部１４は、軸部１３と比較して、ヨーク部１１の周方向の幅が広くなって形成されている。軸部１３の周りには、導線が螺旋状に巻かれて形成されたコイル１５が設けられている。コイル１５は、ヨーク部１１と鍔部１４とに挟まれるように配置されており、これによってティース部１２に対する位置が固定されている。

図２は、図１中のステータコアの表面を拡大して示した模式図である。図２を参照して、ステータコア１０を構成する複数の軟磁性粒子２３は、金属磁性粒子２１と、金属磁性粒子２１の表面を取り囲む絶縁被膜２２とを備える。複数の軟磁性粒子２３の間には、有機物２４が介在している。軟磁性粒子２３の各々は、有機物２４によって接合されていたり、軟磁性粒子２３が有する凹凸の噛み合わせによって接合されている。

金属磁性粒子２１は、たとえば、鉄（Ｆｅ）、鉄（Ｆｅ）−シリコン（Ｓｉ）系合金、鉄（Ｆｅ）−窒素（Ｎ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）系合金、鉄（Ｆｅ）−炭素（Ｃ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ホウ素（Ｂ）系合金、鉄（Ｆｅ）−コバルト（Ｃｏ）系合金、鉄（Ｆｅ）−リン（Ｐ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）系合金および鉄（Ｆｅ）−アルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）系合金などから形成することができる。金属磁性粒子２１は、金属単体でも合金でもよい。

絶縁被膜２２は、たとえば、金属磁性粒子２１をリン酸処理することによって形成されている。また好ましくは、絶縁被膜２２は、酸化物を含有する。この酸化物を含有する絶縁被膜２２としては、リンと鉄とを含むリン酸鉄の他、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムなどの酸化物絶縁体を使用することができる。絶縁被膜２２は、図中に示すように１層に形成されていても良いし、多層に形成されていても良い。

絶縁被膜２２は、金属磁性粒子２１間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子２１を絶縁被膜２２で覆うことによって、ステータコア１０の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、金属磁性粒子２１間に渦電流が流れるのを抑制して、渦電流に起因する鉄損を低減させることができる。

有機物２４としては、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドまたはポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂や、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリイミドまたは高分子量ポリエチレンなどの非熱可塑性樹脂や、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸リチウム、パルミチン酸カルシウム、オレイン酸リチウムまたはオレイン酸カルシウムなどの高級脂肪酸を用いることができる。また、これらを互いに混合して用いることもできる。なお、高分子量ポリエチレンとは、分子量が１０万以上のポリエチレンをいう。

有機物２４は、複数の軟磁性粒子２３の間を強固に接合して、ステータコア１０の強度を向上させる。また、有機物２４は、ステータコア１０を得るための加圧成形時に潤滑剤として機能する。これにより、軟磁性粒子２３同士が擦れ合って、絶縁被膜２２が破壊されることを防止する。

図３は、図１中に示すステータコアの製造方法の工程を示すフローチャートである。図４から図９は、図３中に示す製造方法の各工程を説明するための説明図である。これらの図を用いて、以下、本実施の形態における圧粉磁心の製造方法について説明する。

図３を参照して、まず、ティース部予備成形工程（Ｓ１００）を実施する。図４を参照して、図２中に示す軟磁性粒子２３と有機物２４とを混合した軟磁性粉末３５を金型に入れ、たとえば７００ＭＰａから１５００ＭＰａまでの圧力で加圧成形する。これにより、軟磁性粉末３５を圧縮し、軸部１３および鍔部１４からなるティース部１２を作製する。この際、加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましい。この場合、大気中の酸素によって軟磁性粉末３５が酸化されるのを抑制できる。

また別に、図３中のコイル作製工程（Ｓ１０１）を実施し、コイル１５を作製する。コイル１５は、絶縁被膜によって覆われた導線を用いて、螺旋状に形成される。導線は、たとえば銅から形成されており、その直径は、０．３ｍｍから３ｍｍ程度である。絶縁被膜は、たとえば一般的なエナメル（琺瑯）から形成されており、その厚みは３０μｍ程度である。

コイル１５の作製に関してより詳細に述べると、コイル１５が形成される螺旋状の形状には、軸方向からコイルを見た場合の形状が円形のもののみならず、楕円形や矩形のものも含まれる。また、導線の巻き方は、整列巻きおよび乱巻きのいずれであっても良い。図５の（Ａ）から（Ｃ）は、コイルの各種形態を示す斜視図である。図５を参照して、たとえば、導線として平角型のものを用いた場合、図５（Ａ）および（Ｂ）にそれぞれ示すように、エッジワイズ巻きコイルおよびフラットワイズ巻きコイルのいずれを利用することもできる。図５（Ａ）に示すエッジワイズ巻きコイルの場合、導線２６の端末は、コイルの上下端に引き出される。図５（Ｂ）に示すフラットワイズ巻きコイルの場合、平角型の導線２７を折り返しておき、折り返した位置を内周端として導線２７を巻回することで、導線２７の両端末を外周側に引き出すことができる。さらに、図５（Ｃ）に示すように、丸線状の導線２８による乱巻きコイルを利用することもできる。この場合、導線２８の巻回が容易で、導線２８の端末を所望の位置から引き出すことができる。

次に、図３中のコイル組み付け工程（Ｓ１０３）を実施する。図６を参照して、ティース部１２の軸部１３にコイル１５を挿通することによって、ティース部１２にコイル１５を組み付ける。これにより、コイル１５が組み付けられたティース部ユニット４０を作製する。この際、コイル組み付け工程（Ｓ１０３）を実施する前に、以下に説明する図３中のＷＡＸモールド工程（Ｓ１０２）を実施しておいても良い。

図７を参照して、ＷＡＸモールド工程（Ｓ１０２）を実施する場合、コイル１５の内周部１５ｃおよびティース部１２に組み付けられた場合に鍔部１４に接触する端面１５ａに、潤滑部材４２を設ける。この際、潤滑部材４２としては、たとえば、樹脂部材やロウ、セラミックスシート、紙、樹脂シートを用いることができる。これにより、コイル組み付け工程（Ｓ１０３）において軸部１３にコイル１５を挿通する際に、ティース部１２とコイル１５との滑り性を向上させる。これにより、コイル１５に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。また、ＷＡＸモールド工程（Ｓ１０２）において、コイル１５の外周部１５ｄに、潤滑部材４１を設けても良いし、端面１５ａとは反対側に位置するコイル１５の端面１５ｂに、潤滑部材４３を設けても良い。

次に、図３中のプレス成形工程（Ｓ１０４）を実施する。図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線上に沿った断面図である。図８および図９を参照して、プレス成形工程（Ｓ１０４）で使用される金型５１は、互いの間に隙間を設けて配置され、その隙間に環状に延びる空間５４を規定する外側ダイス５２および内側ダイス５３を備える。金型５１は、さらに、環状の空間５４を挟んで互いに向い合って配置された上パンチ５５および下パンチ５６を備える。内側ダイス５３は、空間５４に向い合う周縁５３ｎを有する。周縁５３ｎには、所定の間隔ごとにティース部ユニット４０が収容される凹部５３ｍが形成されている。内側ダイス５３は、内側分割ダイス５３ａおよび５３ｂによって構成されており、これらの分割ダイスが組み合わさって、凹部５３ｍが形成される。

まず、コイル組み付け工程（Ｓ１０３）で得られた複数個のティース部ユニット４０を凹部５３ｍにセッティングし、次に、ティース部予備成形工程（Ｓ１００）で用いたものと同様の軟磁性粉末３５を、金型５１内に規定された空間５４に投入する。ティース部ユニット４０のセッティングは、まず、ティース部１２の端面１２ａが凹部５３ｍの位置決め部５３ｙに当接するように、ティース部ユニット４０を内側分割ダイス５３ａに配置し、その後、内側分割ダイス５３ａの上から内側分割ダイス５３ｂを組み付けることによって行なう。この際、内側分割ダイス５３ａと内側分割ダイス５３ｂとを組み合わせると、空間５４を規定する内側ダイス５３の周縁５３ｎが形成される。したがって、内側分割ダイス５３ａおよび５３ｂの組み合わせによって、ティース部ユニット４０の位置固定と、軟磁性粉末３５を充填する空間５４の形成とを同時に完成させることができる。

ティース部ユニット４０は、コイル１５の端面１５ｂが空間５４に向い合う方向に配置され、その空間に投入された軟磁性粉末３５とコイル１５の端面１５ｂとが接触する。ティース部１２は、鍔部１４から突出した先端側の軸部１３の部分１３ｑが軟磁性粉末３５中に埋設するように位置決めされる。

このとき、ティース部ユニット４０に設けられたコイル１５は、完全に凹部５３ｍ内に収容された状態となる。したがって、コイル１５は、コイル１５の端面１５ｂと内側ダイス５３の周縁５３ｎとが同一平面となるか、端面１５ｂが周縁５３ｎから一段下がって位置するように配置される。また、ティース部１２は、鍔部１４の全体と、上述の部分１３ｑを除いた軸部１３の他の部分１３ｐとが、凹部５３ｍ内に収容された状態に配置される。つまり、ティース部ユニット４０は、軸部１３の部分１３ｑを除いて、環状の空間５４からずれた位置に配置される。

また、凹部５３ｍにセッティングされた状態で、ティース部ユニット４０は、ティース部１２の端面１２ａが凹部５３ｍの位置決め部５３ｙに当接して位置決めされる。これにより、ティース部ユニット４０のヨーク部１１の半径方向における位置決め精度が保証され、ステータコアとなった場合に、ロータコアとの干渉が生じたり、隙間が大きくなりすぎたりすることを防止できる。

先の工程でＷＡＸモールド工程（Ｓ１０２）を実施し、コイル１５の外周部１５ｄに潤滑部材４１を設けていた場合は、ティース部ユニット４０を凹部５３ｍにセッティングする際に、コイル１５と凹部５３ｍの表面とが強く擦れ合うことを防止できる。これにより、コイル１５に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。

次に、上パンチ５５を下パンチ５６に向かって移動させ、軟磁性粉末３５および複数のティース部ユニット４０を、たとえば７００ＭＰａから１５００ＭＰａまでの圧力で加圧成形する。これにより、軟磁性粉末３５を圧縮し、環状に延びるヨーク部１１を作製するとともに、そのヨーク部１１に複数のティース部ユニット４０を接合させる。これにより、図１中に示すステータコア１０の形状を完成させる。

この際、加圧成形する雰囲気が、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気であることが好ましいのは、ティース部予備成形工程（Ｓ１００）と同様である。また、先の工程でＷＡＸモールド工程（Ｓ１０２）を実施し、コイル１５の端面１５ｂに潤滑部材４３を設けていた場合は、上述の加圧成形時に、コイル１５と軟磁性粉末３５とが強く擦れ合うことを防止できる。これにより、コイル１５に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。

また、ティース部ユニット４０は、軸部１３の部分１３ｑを除いて、環状の空間５４からずれた位置に配置されている。このため、上パンチ５５の移動によって生じる加圧成形時の圧縮力が、ティース部１２やコイル１５に直接、負荷することがない。これにより、ティース部１２の内部に歪みや内部応力が導入されることを抑制するとともに、コイル１５が変形したり破損したりすることを防止できる。

次に、金型５１からステータコア１０を取り出し、図３中に示すＷＡＸ除去工程（Ｓ１０５）を実施する。最後に、図３中に示す焼鈍工程（Ｓ１０６）を実施する。この際、先の工程で得られたステータコア１０を、軟磁性粉末３５に設けられた絶縁被膜２２の熱分解温度およびコイル１５に設けられた絶縁被膜の熱分解温度のうち低い方の温度未満で熱処理を行なう。たとえば、軟磁性粉末３５に設けられた絶縁被膜２２およびコイル１５に設けられた絶縁被膜がそれぞれ、リン酸被膜およびエナメルから形成されている場合には、エナメルの熱分解温度である１８０℃未満の温度で１時間以上、熱処理を行なう。

この熱処理によって、軟磁性粉末３５およびコイル１５のいずれに設けられた絶縁被膜も劣化させることなく、ステータコア１０の内部に存在する内部応力や歪みを緩和することができる。これにより、ステータコア１０の磁気的特性を向上させることができる。以上に説明した工程により、図１中に示すステータコア１０が完成する。

この発明の実施の形態における圧粉磁心の製造方法は、軟磁性粉末３５を加圧成形することによって、軸部１３を有する複数のティース部１２を形成する工程（Ｓ１００）と、複数のティース部１２の各々の軸部１３にコイル１５を挿通し、コイル１５を組み付ける工程（Ｓ１０３）と、コイルを組み付ける工程（Ｓ１０３）の後、複数のティース部１２を金型５１の凹部５３ｍに配置するとともに、軟磁性粉末３５を金型５１に充填し、これらを加圧成形することによって成形体を形成する工程（Ｓ１０４）とを備える。成形体は、環状に延在するヨーク部１１と、軸部１３がヨーク部１１の半径方向に突出するように、ヨーク部１１の周方向に沿って所定の間隔ごとにヨーク部１１に接合された複数のティース部１２とを有する。

このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、まずティース部予備成形工程（Ｓ１００）を実施してティース部１２を作製し、そのティース部１２に別に作製しておいたコイル１５を組み付けている。このため、ティース部予備成形工程（Ｓ１００）において、コイル１５が破損するということがない。また、本実施の形態では、プレス成形工程（Ｓ１０４）において、ステータコア１０を一体的に形成している。このため、金型５１の形状に則した形状を有するステータコア１０を実現することができる。これにより、ステータコア１０を構成する部品をまず形成し、その部品をさらに組み合わせてステータコア１０を作製する場合と比較して、ステータコア１０の寸法精度を向上させることができる。

なお、コイル組み付け工程（Ｓ１０３）の前に、軟磁性粒子２３に設けられた絶縁被膜２２の熱分解温度未満の温度で、ティース部１２を熱処理する工程（Ｓ１０７）を実施しても良い。また、ヨーク部１１は、寸法精度を向上させる観点から一体的に作製するのが好ましいが、金型のプレス能力を考慮して、最小限の個数に分割して形成する場合もある。この場合、分割して形成された複数のヨーク部１１を組み立てる際に、焼嵌めを用いたり、寸法精度を向上させるため組み立て後に加工を行なっても良い。

図１０は、図１中に示す電動機の変形例を示す正面図である。図中には、電動機の一部が示されている。なお、図１中に示す電動機１と比較して、同一またはそれに相当する部材には、同じ参照番号を付している。

図１０を参照して、本変形例における電動機６１では、ステータコア１０の外周側にリング状のロータコア２が配置されている。ステータコア１０は、環状に延在するヨーク部１１と、ヨーク部１１からヨーク部１１の外周側に突出する複数のティース部１２とから構成されている。本実施の形態における圧粉磁心の製造方法を用いることによって、図１０中に示すステータコア１０を作製することも可能である。この場合も、上述と同様の効果を奏することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態において作製するステータコアが設けられた電動機の正面図である。 図１中のステータコアの表面を拡大して示した模式図である。 図１中に示すステータコアの製造方法の工程を示すフローチャートである。 図３中に示す製造方法のティース部予備成形工程（Ｓ１００）を説明するための説明図である。 コイルの各種形態を示す斜視図であり、（Ａ）はエッジワイズ巻きコイル、（Ｂ）はフラットワイズ巻きコイル、（Ｃ）は乱巻きコイルを示す。 図３中に示す製造方法のコイル組み付け工程（Ｓ１０３）を説明するための説明図である。 図３中に示す製造方法のＷＡＸモールド工程（Ｓ１０２）を説明するための説明図である。 図３中に示す製造方法のプレス成形工程（Ｓ１０４）を説明するための説明図である。 図８中のＩＸ−ＩＸ線上に沿った断面図である。 図１中に示す電動機の変形例を示す正面図である。 特許文献１に開示された電機子セグメントを製造する方法の第１工程を示す断面図である。 特許文献１に開示された電機子セグメントを製造する方法の第２工程を示す断面図である。

符号の説明

１０ ステータコア、１１ ヨーク部、１２ ティース部、１３ 軸部、１３ｐ，１３ｑ 部分、１５ コイル、３５ 軟磁性粉末、５１ 金型、５４ 空間、５５ 上パンチ、５６ 下パンチ。

Claims (8)

1. 軟磁性粉末を加圧成形することによって、軸部を有する複数のティース部を形成する工程と、
   前記複数のティース部の各々の前記軸部にコイルを挿通し、前記コイルを組み付ける工程と、
   前記コイルが組み付けられた前記複数のティース部を金型に配置するとともに、軟磁性粉末を前記金型に充填し、これらを加圧成形することによって、環状に延在するヨーク部と、前記軸部が前記ヨーク部の半径方向に突出するように、前記ヨーク部の周方向に沿って所定の間隔ごとに前記ヨーク部に接合された前記複数のティース部とを有する成形体を形成する工程とを備える、圧粉磁心の製造方法。
2. 前記金型は、互いに向い合って配置され、加圧成形時に互いが近接する方向に相対移動する一対のパンチ部を有し、
   前記成形体を形成する工程は、前記複数のティース部の各々に組み付けられたコイルが、前記一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、前記複数のティース部を前記金型に配置する工程を含む、請求項１に記載の圧粉磁心の製造方法。
3. 前記金型は、互いに向い合って配置され、加圧成形時に互いが近接する方向に相対移動する一対のパンチ部を有し、
   前記成形体を形成する工程は、前記ヨーク部との接合部分を除いた前記ティース部の他の部分が、前記一対のパンチ部に挟まれた領域からずれて位置するように、前記複数のティース部を前記金型に配置する工程を含む、請求項１または２に記載の圧粉磁心の製造方法。
4. 前記軸部は、前記ヨーク部の半径方向に突出する先端に端面を有し、
   前記金型は、互いに組み合わされることによって、前記複数のティース部が配置される前記金型の凹部を規定する第１および第２の分割ダイを有し、
   前記成形体を形成する工程は、前記端面が前記凹部の内壁に当接するように、前記複数のティース部を前記第１の分割ダイに位置決めするとともに、前記第２の分割ダイを前記第１の分割ダイに組み合わせる工程を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧粉磁心の製造方法。
5. 前記第１および第２の分割ダイは、軟磁性粉末が充填される空間を規定する側面を含む、請求項４に記載の圧粉磁心の製造方法。
6. 前記コイルを組み付ける工程は、前記ティース部と前記コイルとの間に潤滑部材を介在させる工程を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の圧粉磁心の製造方法。
7. 前記成形体を形成する工程は、前記ティース部に組み付けられたコイルと前記金型との間に潤滑部材を介在させて、前記複数のティース部と軟磁性粉末とを金型に配置する工程を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の圧粉磁心の製造方法。
8. 前記成形体を形成する工程は、前記ティース部に組み付けられたコイルと軟磁性粉末との間に潤滑部材を介在させて、前記複数のティース部と軟磁性粉末とを加圧成形する工程を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の圧粉磁心の製造方法。

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