(57)【要約】【課題】  マグネチックコアにおいて巻線の巻回により摩耗し易い箇所の耐強度等を向上する。【解決手段】  軟磁性材料粉７からなる圧粉体の突極２において、突極２は軸線ｘ方向の端面５の幅Ｗ方向を円弧状に突設すると共に、前記円弧状端面５の幅Ｗ方向縁のほぼ接線５ｂ方向に突極２の側面６の縁６ａを連設する。端面５の幅Ｗ方向の縁５ａと側面６の縁６ａとの接続部ｓ近傍の軟磁性材料粉７の密度を、該接続部ｓ近傍以外の箇所の密度より大きくする。接続部ｓ近傍の強度を向上して、巻線４の巻回により摩耗し易い接続部ｓの箇所の耐強度等を向上することができる。【選択図】図２
2006129652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性材料粉の圧粉体またはその焼結品からなる軟磁性体により、中心部に該中心軸の軸線方向と直交して複数の突極を放射方向に互いに間隔をおいて形成し、該突極は前記軸線方向の端面の幅方向を突設すると共に、前記突設した端面の幅方向縁のほぼ接線方向に前記突極の側面の縁を連設したマグネチックコアにおいて、前記端面の幅方向の縁と前記側面の縁との接続部近傍の前記軟磁性材料粉の密度を、該接続部近傍以外の箇所の前記密度より大きくすることを特徴とするマグネチックコア。
【請求項２】
前記圧粉体は軟磁性金属粉からなる前記軟磁性材料粉とそのバインダーからなることを特徴とする請求項１記載のマグネチックコア。
【請求項３】
軟磁性材料粉の圧粉体の焼結品からなる軟磁性体により、中心軸に該中心軸の軸線方向と直交して複数の突極を放射方向に互いに間隔をおいて形成したマグネチックコアの製造方法において、圧粉体成形用ダイに前記軟磁性材料粉を収容した後に、該圧粉体成形用ダイに圧粉体成形用パンチを挿入して前記圧粉体を成形し、この後前記圧粉体を矯正用ダイに収容した後に、該矯正用ダイに矯正用パンチを挿入して前記圧粉体を矯正し、その後焼成することを特徴とするマグネチックコアの製造方法。
【請求項４】
軟磁性材料粉の圧粉体またはその焼結品からなる軟磁性体により、中心軸に該中心軸の軸線方向と直交して複数の突極を放射方向に互いに間隔をおいて形成し、該突極は軸線方向の端面の幅方向を突設すると共に、前記突設した端面の幅方向縁のほぼ接線方向に前記突極の側面の縁を連設したマグネチックコアの製造方法において、前記中心軸の軸線方向と一致するように孔軸線方向を設けた圧粉体成形用ダイの孔に前記軟磁性材料粉を収容した後に、該圧粉体成形用ダイの孔に圧粉体成形用パンチを挿入して圧粉体を成形する際、前記孔軸線方向とほぼ直交する平坦面を先端縁に形成した前記圧粉体成形用パンチにより前記幅方向縁に段部を形成するように前記圧粉体の端面を成形し、この後前記中心軸の軸線方向と一致するように設けた矯正用ダイの孔に前記圧粉体を収容した後に、該矯正用ダイの孔に矯正用パンチを挿入して前記圧粉体を成形する際、先端内縁を先鋭に形成した前記矯正用パンチにより前記段部を平な面に矯正して前記圧粉体の端面を成形することを特徴とするマグネチックコアの製造方法。
【請求項５】
前記圧粉体成形用ダイに軟磁性金属粉からなる前記軟磁性材料粉と共にそのバインダーを収容したことを特徴とする請求項３または請求項４記載のマグネチックコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのコア巻線組等に使用されるマグネチックコア並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのコア巻線組は、複数の突極を有する空気より磁束の通りがよい磁芯等とも称せられてるマグネチックコアと、このマグネチックコアに巻線が巻回されている。従来のモータのコア巻線組として、電磁鋼板等をプレス加工により打ち抜いたコア素体を複数枚積層してなるコアには、複数の突極を有すると共に、各突極はその先端部に部分円弧状に広がった傘部を一体に有しているものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、コアの材質として積層鋼板で形成する代わりに、例えば絶縁被膜処理を行った純鉄の粉末を樹脂バインダにより結合してプレスにより所定の形状に成形するように、軟磁性材料粉の成形体でコアを形成するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２９３７６２１号公報（段落0006，0007，0008，0014）
【特許文献２】特開２００１−８６７１９号公報（段落0025）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記後者の従来技術においては、軟磁性材料粉の成形によるため前記前者の従来技術より形状を比較的自由にすることができる特長を有する。
【０００５】
ところで、コア巻線組のマグネチックコアにおいては、マグネチックコアにおける軸線方向に位置する突極の端面を円弧状に突設することにより、巻線が折曲することなく端面に巻回を行うことができる。そして、前記後者の従来技術のようにプレスにより磁性粉末の成形体を成形する場合、成形用ダイの孔に軟磁性材料粉を収容した後に、該成形用ダイの孔に成形用パンチを挿入して圧粉体を成形する際、前記孔の軸線方向と直交する平坦面をパンチの先端縁に形成する必要がある。これはパンチの先端縁が先鋭であると、パンチを孔に挿入して軟磁性材料粉を成形する際に、先端縁が破損してしまうおそれがあるためである。
【０００６】
したがって、このような成形においては前記平坦面により突極の端面に段部が形成されてしまい、この結果、段部にも巻線の巻回されることにより該段部が損傷したり、或いは巻線の巻回不良や巻線の長さが大きくなってしまう等の問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、比較的自由に成形することができるように軟磁性材料粉を成形した圧粉体により形成したマグネチックコアにおいて、突極の端面に段部が形成されることなく、さらに該段部に伴う弊害をなくしたマグネチックコア並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、軟磁性材料粉の圧粉体またはその焼結品からなる軟磁性体により、中心部に該中心軸の軸線方向と直交して複数の突極を放射方向に互いに間隔をおいて形成し、該突極は前記軸線方向の端面の幅方向を突設すると共に、前記突設した端面の幅方向縁のほぼ接線方向に前記突極の側面の縁を連設したマグネチックコアにおいて、前記端面の幅方向の縁と前記側面の縁との接続部近傍の前記軟磁性材料粉の密度を、該接続部近傍以外の箇所の前記密度より大きくすることを特徴とするマグネチックコアである。
【０００９】
請求項２の発明は、前記圧粉体は軟磁性金属粉からなる前記軟磁性材料粉とそのバインダーからなることを特徴とする請求項１記載のマグネチックコアである。
【００１０】
請求項３の発明は、軟磁性材料粉の圧粉体の焼結品からなる軟磁性体により、中心軸に該中心軸の軸線方向と直交して複数の突極を放射方向に互いに間隔をおいて形成したマグネチックコアの製造方法において、圧粉体成形用ダイに前記軟磁性材料粉を収容した後に、該圧粉体成形用ダイに圧粉体成形用パンチを挿入して前記圧粉体を成形し、この後前記圧粉体を矯正用ダイに収容した後に、該矯正用ダイに矯正用パンチを挿入して前記圧粉体を矯正し、その後焼成することを特徴とするマグネチックコアの製造方法である。
【００１１】
請求項４の発明は、軟磁性材料粉の圧粉体またはその焼結品からなる軟磁性体により、中心軸に該中心軸の軸線方向と直交して複数の突極を放射方向に互いに間隔をおいて形成し、該突極は軸線方向の端面の幅方向を突設すると共に、前記突設した端面の幅方向縁のほぼ接線方向に前記突極の側面の縁を連設したマグネチックコアの製造方法において、前記中心軸の軸線方向と一致するように孔軸線方向を設けた圧粉体成形用ダイの孔に前記軟磁性材料粉を収容した後に、該圧粉体成形用ダイの孔に圧粉体成形用パンチを挿入して圧粉体を成形する際、前記孔軸線方向とほぼ直交する平坦面を先端縁に形成した前記圧粉体成形用パンチにより前記幅方向縁に段部を形成するように前記圧粉体の端面を成形し、この後前記中心軸の軸線方向と一致するように設けた矯正用ダイの孔に前記圧粉体を収容した後に、該矯正用ダイの孔に矯正用パンチを挿入して前記圧粉体を成形する際、先端内縁を先鋭に形成した前記矯正用パンチにより前記段部を平な面に矯正して前記圧粉体の端面を成形することを特徴とするマグネチックコアの製造方法である。
【００１２】
請求項５の発明は、前記圧粉体成形用ダイに軟磁性金属粉からなる前記軟磁性材料粉と共にそのバインダーを収容したことを特徴とする請求項３または請求項４記載のマグネチックコアの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、巻線の巻回により摩耗し易い前記接続部近傍の強度を向上してすることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、圧粉体を軟磁性金属粉とそのバインダーにより形成することで、圧粉体の強度を向上することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、成形した圧粉体を矯正用ダイに収容して圧粉体を矯正することにより、比較的自由に成形したマグネチックコアの寸法精度を向上することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、前記平坦面により成形された段部を矯正により押し潰してなくすことにより、巻線の巻回の際に段部に邪魔されるようなことはなくなる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、圧粉体を軟磁性金属粉とそのバインダーにより形成することで、圧粉体の強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図７は実施例１を示しており、モータのコア巻線組に使用されるマグネチックコアは軸線ｘ方向にある軸状の中心部１に直交して該軸線ｘを中心に三方向に平板状の突極２を等間隔で放射状に有しており、各突極２の軸線ｘ方向と直交する先端部は部分円弧状に広がった幅大部３が形成され、各突極２には巻線４が巻回されている。このようなコア巻線組はモータの電機子を構成しており、回転子等として用いられる。
【００２０】
そして、各突極２の軸線ｘ方向の端面５においては、その軸線ｘ方向と直交する方向に配置される幅Ｗ方向を部分的な曲面としての円弧状に突設する。尚、幅Ｗ方向は軸線ｘを中心として放射方向に突設した突極２の突設方向に直交する方向の長さとなる。この突設により形成される円弧状の端面５における幅Ｗ方向の中央部５ａを最突出箇所とし、幅Ｗ方向の両側にある縁５ｂに、突極２の側面６の縁６ａが接続するようになっており、この側面６の縁６ａは縁５ｂのほぼ接線５ｂ方向に位置するようになっている。
【００２１】
さらに、縁５ｂと縁６ａとの接続部ｓの近傍におけるバインダー７ａにより一体化された軟磁性金属粉からなる軟磁性材料粉７の密度、すなわち前記近傍における単位体積当りの軟磁性材料粉７の占有率を、該近傍以外の箇所の軟磁性材料粉の密度より大きくしている。例えば近傍以外の箇所とは、例えば中心部１、中央部５ａ或いは縁６ａ以外の側面６の箇所である。尚、図２における拡大断面部分は模式図である。
【００２２】
次に製造方法について説明する。図４〜図５に示すように成形用ダイ８は前記軸線ｘと一致するように中心に孔軸線ｙを備えた成形用孔９が形成されており、この成形用孔９には中心部対応孔９ａ、突極対応孔９ｂ、幅大部対応孔９ｃが形成されており、この成形用孔９の上方に成形用の上パンチ10が配置され、成形用孔９の下方に成形用の下パンチ11が配置されており、これら上パンチ10、下パンチ11は成形用孔９の上下方向より挿入して嵌合できるようになっている。
【００２３】
前記上パンチ10における突極対応孔９ｂに嵌合する凹状円弧面となっている突極対応上パンチ部10ａの先端の幅Ｗ方向の縁に、孔軸線ｙ方向とほぼ直交する平坦面12を左右一対となって形成している。同様に、前記下パンチ11における突極対応孔９ｂに嵌合する突極対応下パンチ部11ａの先端の幅Ｗ方向の縁に、孔軸線ｙ方向とほぼ直交する平坦面13を左右一対となって形成している。
【００２４】
したがって、成形にあってはまず下パンチ11が成形用孔９より挿入した状態で、軟磁性材料粉７にバインダー７ａを混合した原料を成形用孔９に収容する。次に上パンチ10を成形用孔９に圧入して圧粉体16を成形する。この際、突極対応孔９ｂにおいては、前記圧粉体16の上側では上パンチ10により成形されて、幅Ｗ方向を部分的な円弧状に突設し、幅Ｗ方向の両側にある縁には平坦面12によって孔軸線ｙと直交する段部17が形成される。同様に前記圧粉体16の下側では下パンチ10により成形されて、幅Ｗ方向を部分的な円弧状に突設し、幅Ｗ方向の両側にある縁には平坦面13によって孔軸線ｙと直交する段部17ａが形成される。このように成形された圧粉体16は、上パンチ10が成形用孔９より上方へ抜き出されると共に、下パンチ10が成形用ダイ８の上方へ相対的に貫通することにより取り出される。
【００２５】
このような成形の際、突極対応上パンチ部10ａ、突極対応下パンチ部11ａの先端の幅Ｗ方向の縁に、孔軸線ｙ方向とほぼ直交する平坦面12，13をそれぞれ左右一対となって形成しているので、突極対応上パンチ部10ａ、突極対応下パンチ部11ａによって前記原料を成形する際、圧粉体16には段部17，17ａが形成されるものの、突極対応上パンチ部10ａ、突極対応下パンチ部11ａの先端は先鋭ではないので、プレス時に該先端が変形、破損するおそれをなくすることができる。
【００２６】
このように成形された圧粉体16は、この後に矯正される。矯正は、図６〜図７に示すように成形用ダイ18は前記軸線ｘと一致するように中心に孔軸線ｚを備えた矯正用孔19が形成されており、この矯正用孔19には中心部対応孔19ａ、突極対応孔19ｂ、幅大部対応孔19ｃが形成されており、この矯正用孔19の上方に矯正用の上パンチ20が配置され、矯正用孔19の下方に矯正用の下パンチ21が配置されており、これら上パンチ20、下パンチ21は矯正用孔19の上下方向より挿入して嵌合できるようになっている。尚、図６に示すように中心部対応孔19ａ及び幅大部対応孔19ｃは中心部対応孔９ａ及び幅大部対応孔９ｃと平面がほぼ同じ形状となっている。すなわち圧粉体16における中心部１及び幅大部３に対応する箇所は中心部対応孔９ａ及び幅大部対応孔９ｃに嵌合するようになっている。一方矯正用孔19の突極対応孔19ｂの幅Ｌは、端面５の幅Ｗよりもやや大きく形成されている。すなわち圧粉体16における突極２対応する箇所は両側面６において突極対応孔19ｂと隙間Ｍを有している（Ｍ＝（Ｌ−Ｗ）／２）。したがって、この隙間Ｍに後述する先鋭部22周りが挿入できるようになっている。
【００２７】
前記上パンチ20における突極対応孔19ｂに嵌合する凹状円弧面となっている突極対応上パンチ部20ａの先端の幅Ｗ方向の内縁は、突極対応孔19ｂとの挟角θ、すなわち側面６を形成する突極対応孔19ｂの面の延長面との角度θが鋭角になるように内側は先鋭部22となって形成している。そして、先鋭部22の外側には孔軸線ｙとほぼ直交するような平坦面22ａが形成されており、この平坦面22ａの外側が突極対応孔19ｂに摺動できるようになっている。
【００２８】
同様に、前記下パンチ21における突極対応孔19ｂに嵌合する凹状円弧面となっている突極対応下パンチ部21ａの先端の幅Ｗ方向の内縁も、突極対応孔19ｂとの挟角θが同様に鋭角になるように先鋭部23となって形成している。そして、先鋭部23の外側には孔軸線ｙとほぼ直交するような平坦面23ａが形成されており、この平坦面23ａの外側が突極対応孔19ｂに摺動できるようになっている。
【００２９】
そして、先鋭部22相互間の幅は、前記幅Ｗ、すなわち突極２の幅に形成されている。同様に先鋭部23相互間の幅も前記幅Ｗに形成されている。これら先鋭部22，23によって突極対応上パンチ部20ａ、突極対応下パンチ部21ａの先端は、幅Ｗ方向の両側縁よりほぼ同じ半径を有した凹状円弧面に形成されている。
【００３０】
したがって、矯正にあってはまず下パンチ21が矯正用孔19より挿入した状態で、圧粉体16を矯正用孔19に収容する。次に上パンチ20を矯正孔19に挿入して圧粉体16を矯正する。この際、突極対応孔19ｂにおいては、前記圧粉体16の上側では上パンチ20の先鋭部22により段部17まわりは押し潰されて、前記のように側面６の縁６ａは縁５ｂのほぼ接線５ｂ方向に位置するようになる。同時に段部17まわりが矯正されることにより、前記のように縁５ｂと縁６ａとの接続部ｓの近傍における軟磁性材料粉７の密度、すなわち前記近傍における単位体積当りの軟磁性材料粉７の占有率を、該近傍以外の箇所の軟磁性材料粉７の密度より大きくして、その箇所の強度を向上することができる。同様に前記圧粉体16の下側では下パンチ20により先鋭部23により段部17ａは矯正されて、前記のように側面６の縁６ａは縁５ｂのほぼ接線５ｂ方向に位置するようになる。同時に段部17ａが押し潰されることにより、前記のように縁５ｂと縁６ａとの接続部ｓの近傍における軟磁性材料粉７の密度、すなわち前記近傍における単位体積当りの軟磁性材料粉７の占有率を、該近傍以外の箇所の軟磁性材料粉７の密度より大きくして、その箇所の強度を向上することができる。
【００３１】
したがって、矯正した圧粉体16の各突極２に巻線４を巻回する際、縁５ｂと縁６ａとの接続部ｓにおいては巻回方向が変化するので、該箇所にはこすり等が生じやすくなるが、該接続部ｓの前記密度を向上し強度を大きくしているので耐摩耗性等を向上して巻線４の損傷等を阻止することができる。また、各突極２の巻線４を巻回する箇所には段部17，17ａはなくなっているので、その分巻線４の長さを短くできるので小型化等を図ることができる。
【００３２】
以上のように前記実施例１では、軟磁性材料粉７からなる圧粉体16の突極２において、突極２は軸線ｘ方向の端面５の幅Ｗ方向を円弧状に突設すると共に、前記円弧状端面５の幅Ｗ方向縁のほぼ接線５ｂ方向に前記突極２の側面６の縁６ａを連設し、前記端面５の幅Ｗ方向の縁５ａと前記側面６の縁６ａとの接続部ｓ近傍の前記軟磁性材料粉７の密度を、該接続部ｓ近傍以外の箇所の前記密度より大きくすることで、前記接続部ｓ近傍の強度を向上して、巻線４の巻回により摩耗し易い箇所の耐強度等を向上することができる。
【００３３】
さらに、製造方法においては、圧粉体16の成形用ダイ８に前記軟磁性材料粉７を収容した後に、該成形用ダイ８に成形用パンチ10，11を挿入して圧粉体16を成形し、この後前記圧粉体16を矯正用ダイ18に収容した後に、該矯正用ダイ18に矯正用パンチ20，21を挿入して前記圧粉体16を矯正することにより、比較的自由に成形したマグネチックコアの寸法精度を向上することができる。
【００３４】
しかも、圧粉体16の成形にあっては成形用パンチ10，11の先端に平坦面12，13を形成したことにより、端面５の幅Ｗ方向の縁５ａの成形にあって成形用パンチ10，11の変形や破損を阻止でき、そして成形用パンチ10，11の平坦面12，13により成形された段部17，18は、矯正用ダイ18、矯正用パンチ20，21により押し潰されて円弧面の一部となってしまうので、巻線４の巻回の際に段部17，18に邪魔されるようなことはなく、良好に巻回できると共に、巻線４の長さも短くすることができる。
【００３５】
また、前記圧粉体成形用ダイ８には軟磁性金属粉からなる軟磁性材料粉７と共にそのバインダー７ａを収容し、圧粉体16を軟磁性材料粉７とそのバインダー７ａにより形成することで、圧粉体16自体の強度を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように本発明にかかるマグネチックコアはモータのコア巻線組以外の用途にも種々に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１を示すマグネチックコアの斜視図である。
【図２】本発明の実施例１を示す突極の断面図である。
【図３】本発明の実施例１を示す巻線の巻回した状態のマグネチックコアの平断面図である。
【図４】本発明の実施例１を示す成形用ダイの平面図である。
【図５】本発明の実施例１を示す成形用ダイの要部の断面図である。
【図６】本発明の実施例１を示す矯正用ダイの平面図である。
【図７】本発明の実施例１を示す矯正用ダイの要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  中心部
２  突極
４  巻線
５  端面
５ａ  縁
５ｂ  接線
６  側面
６ａ  縁
７  軟磁性材料粉
７ａ  バインダー
８  成形用ダイ
９  成形用孔
10，11  成形用パンチ
12，13  平坦面
16  圧粉体
17  17ａ  段部
18  矯正用ダイ
20，21  矯正用パンチ
ｓ  接続部
ｘ  軸線
【図１】
2006129652.tif 000003
【図２】
2006129652.tif 000004
【図３】
2006129652.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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