(57)【要約】【課題】  優れた磁気的特性が得られるとともに、加圧成形時にコイルが損傷することがない圧粉磁心部品およびその製造方法、ならびに圧粉磁心およびその製造方法を提供する。【解決手段】  ステータコア部品２０は、複数個のステータコア部品２０を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部１１と、ヨーク部１１から突出するティース部１３と、外表面１５ａを有するコイル１５と、コイル１５の位置を固定する鍔部１４とを備える。鍔部１４は、外表面１５ａに連続して連なる周縁面１４ａを有する。ヨーク部１１は、隣り合うステータコア部品のヨーク部１１に接続される一方端１１ｍを有する。環状に連なった場合のヨーク部１１の中心点１１ｐと一方端１１ｍとを結ぶ直線２２を規定した場合に、鍔部１４は、直線２２よりティース部１３が位置する側にのみ存在している。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個が周方向に配列され、隣り合う位置で互いに接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品であって、
周方向に延在し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部と、
前記ヨーク部から前記ヨーク部の半径方向に突出するティース部と、
外表面を有し、前記ティース部に挿通されるコイルと、
前記ティース部の先端に設けられ、前記ティース部に対する前記コイルの位置を固定する鍔部とを備え、
前記鍔部は、前記外表面に連続して連なる周縁面を有し、
前記ヨーク部は、前記ヨーク部が周方向に延在する端部に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される一方端を有し、
環状に連なった場合の前記ヨーク部の中心と前記一方端とを結ぶ第１の直線を規定した場合に、前記鍔部は、前記第１の直線より前記ティース部が位置する側にのみ存在している、圧粉磁心部品。
【請求項２】
前記ヨーク部は、前記一方端とは反対側に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される他方端をさらに有し、
環状に連なった場合の前記ヨーク部の中心と前記他方端とを結ぶ第２の直線を規定した場合に、前記鍔部は、前記第１の直線と前記第２の直線とに挟まれた領域の内側にのみ存在する、請求項１に記載の圧粉磁心部品。
【請求項３】
前記コイルと、前記ヨーク部、前記ティース部および前記鍔部の少なくともいずれかとの間に、潤滑部材が介在している、請求項１または２に記載の圧粉磁心部品。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧粉磁心部品を複数個、周方向に配列し、隣り合う位置で前記圧粉磁心部品を互いに接続して形成された、圧粉磁心。
【請求項５】
請求項４に記載の圧粉磁心の製造方法であって、
複数の前記圧粉磁心部品を作製する工程と、
前記ヨーク部が環状に連なるように、前記複数の圧粉磁心部品を金型に配置するとともに、前記複数の圧粉磁心部品を加圧成形し、一体とする工程とを備える、圧粉磁心の製造方法。
【請求項６】
複数個が周方向に配列され、隣り合う位置で互いに接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品の製造方法であって、
金型に、リング状のコイルと軟磁性粉末とを配置する工程と、
前記軟磁性粉末を加圧成形して、圧粉磁心部品を形成する成形工程とを備え、
前記成形工程により形成される前記圧粉磁心部品は、
周方向に延在し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部と、
前記ヨーク部から前記ヨーク部の半径方向に突出するティース部と、
前記ティース部に挿通される前記コイルと、
前記ティース部の先端に設けられ、前記ティース部に対する前記コイルの位置を固定する鍔部とを備え、
前記ヨーク部は、前記ヨーク部が周方向に延在する端部に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される一方端を有し、
環状に連なった場合の前記ヨーク部の中心と前記一方端とを結ぶ第１の直線を規定した場合に、前記鍔部は、前記第１の直線より前記ティース部が位置する側にのみ存在している、圧粉磁心部品の製造方法。
【請求項７】
前記ヨーク部は、前記一方端とは反対側に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される他方端をさらに有し、
環状に連なった場合の前記ヨーク部の中心と前記他方端とを結ぶ第２の直線を規定した場合に、前記鍔部は、前記第１の直線と前記第２の直線とに挟まれた領域の内側にのみ存在する、請求項６に記載の圧粉磁心部品の製造方法。
【請求項８】
前記圧粉磁心部品が備える前記コイルは、前記鍔部に隣接する底面を有し、
前記成形工程は、前記底面の全体を軟磁性粉末に接触させた状態で、軟磁性粉末を加圧成形する工程を含む、請求項６または７に記載の圧粉磁心部品の製造方法。
【請求項９】
前記コイルと軟磁性粉末とを配置する工程は、前記コイルの表面に潤滑部材を塗布して、前記コイルを金型に配置する工程を含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の圧粉磁心部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、圧粉磁心部品およびその製造方法、ならびに圧粉磁心およびその製造方法に関し、より特定的には、複数個が周方向に配列されて圧粉磁心を形成する圧粉磁心部品およびその製造方法、ならびに圧粉磁心およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、軟磁性粉末を加圧成形して作製することが知られており、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）。
【０００３】
図１３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１３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を圧縮成形ダイ１０５の成形用凹部に設置する。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とコア部分とを含む電機子セグメントを一体的に形成する。その後、圧縮成形ダイ１０５から電機子セグメントを抜き出し、電機子セグメントに所定の熱処理を実施する。このようにして得られた複数個の電機子セグメントを周方向に配列し、互いに組み合わせることによって、環状に延びる完全な電機子を作製する。
【０００４】
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）。
【特許文献１】特表２００３−５０７９９１号公報
【特許文献２】特開昭５６−５８７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１４は、図１３中に示す圧縮成形ダイを用いて成形された電機子セグメントを示す断面図である。図１４を参照して、図中には、完全な電機子を作製するため、互いに組み合わされた電機子セグメント１０６ｐおよび１０６ｑが示されている。電機子セグメント１０６を構成するコア部分１０７は、ヨーク部１１１と、ヨーク部１１１に接続され、周囲にコイル１０１が配置されるティース部１１２と、ティース部１１２の先端に設けられ、ティース部１１２に対するコイル１０１の位置を固定する鍔部１１３とから構成されている。電機子セグメント１０６ｐのヨーク部１１１の一方端１１１ｍと、電機子セグメント１０６ｑのヨーク部１１１の他方端１１１ｎとが面接触した状態で、電機子セグメント１０６ｐおよび１０６ｑが組み合わされる。
【０００６】
しかし、上述の製造方法により電機子セグメント１０６を作製した場合、用いた圧縮成形ダイ１０５の形状から、電機子セグメント１０６ｐおよび１０６ｑの鍔部１１３同士が接触または干渉しあって（図中の２点鎖線１２０で囲む部分）、両者を組み合わせることができない。また、隣り合う電機子セグメント１０６間で鍔部１１３同士が接触すると、磁気回路がその接触位置で閉じてしまい、電機子の磁気的特性が大幅に劣化してしまう。
【０００７】
図１５は、特許文献１に開示されている電機子セグメントを示す断面図である。図１５を参照して、電機子セグメント１２１では、鍔部１１３の端部１１３ａがコイル１０１の外周面１０１ａから一段下がった位置に設けられている。このような構成によれば、電機子セグメント１２１を周方向に配列した場合に、隣り合う鍔部１１３同士が接触するということはない。しかし、図１４中に示す電機子セグメント１０６に鍔部１１３の端部を除去する加工を行なわなければならず、電機子セグメントの生産性が著しく低下する。
【０００８】
また、このような問題を解決すべく図１５中に示す電機子セグメント１２１の形状を、加圧成形により直接、得る方法も考えられる。図１６は、図１５中に示す電機子セグメントを加圧成形によって製造する方法の工程を示す断面図である。図１６を参照して、図１５中に示す電機子セグメント１２１の形状を得るため、圧縮成形ダイ１０５の成形用凹部は、圧縮成形ダイ１０５とコイル１０１の底面１０１ｂとが一部で重なるように形成されている。
【０００９】
しかしこの場合、加圧成形時に、底面１０１ｂの一部が圧縮成形ダイ１０５に接触し、底面１０１ｂの他の部分が強磁性粒子に接触することとなり、コイル１０１に不均一な力が作用する。これにより、コイル１０１が変形し、コイル１０１に垂れたり突出したりする部分１３１が形成されるおそれが生じる。この場合、作製された電機子セグメント１２１を組み合わせて電機子を作製しても、所望の性能を発揮させることが難しい。
【００１０】
また、加圧成形時に、コイル１０１と強磁性粒子または成形用凹部の表面とが強く擦れ、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。
【００１１】
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、特許文献１と同様に磁気的特性の劣化が問題となる。
【００１２】
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、優れた磁気的特性が得られるとともに、加圧成形時にコイルが損傷することがない圧粉磁心部品およびその製造方法、ならびに圧粉磁心およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に従った圧粉磁心部品は、複数個が周方向に配列され、隣り合う位置で互いに接続されることによって圧粉磁心を構成する。圧粉磁心部品は、周方向に延在し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部と、ヨーク部からヨーク部の半径方向に突出するティース部と、外表面を有し、ティース部に挿通されるコイルと、ティース部の先端に設けられ、ティース部に対するコイルの位置を固定する鍔部とを備える。鍔部は、外表面に連続して連なる周縁面を有する。
【００１４】
ヨーク部は、ヨーク部が周方向に延在する端部に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される一方端を有する。環状に連なった場合のヨーク部の中心と一方端とを結ぶ第１の直線を規定した場合に、鍔部は、第１の直線よりティース部が位置する側にのみ存在している。
【００１５】
このように構成された圧粉磁心部品によれば、鍔部は、第１の直線よりティース部が位置する側にのみ存在するため、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に、圧粉磁心部品の鍔部の一方端が、その圧粉磁心部品に隣り合う別の圧粉磁心部品の鍔部に接触しにくくなる。たとえば、隣り合う別の圧粉磁心部品の鍔部が、後述する第２の直線上にまで延びて形成されていたとしても、鍔部同士が接触するということがない。これにより、隣り合う位置で鍔部同士を干渉させることなく、圧粉磁心を完成させることができる。また、コイルの位置を固定する鍔部は、コイルの外表面に連続して連なる周縁面を有する。このため、外表面に架けて延びるコイルの表面全体を、鍔部を構成する軟磁性粉末に接触させて、圧粉磁心部品を得るための加圧成形を実施することができる。これにより、鍔部と隣接する位置において、コイルに均一な圧縮力を負荷させることができ、コイルが変形することを防止できる。
【００１６】
また、ヨーク部は、一方端とは反対側に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される他方端をさらに有する。好ましくは、環状に連なった場合のヨーク部の中心と他方端とを結ぶ第２の直線を規定した場合に、鍔部は、第１の直線と第２の直線とに挟まれた領域の内側にのみ存在する。このように構成された圧粉磁心部品によれば、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に、圧粉磁心部品の鍔部の一方端と、その圧粉磁心部品に隣り合う別の圧粉磁心部品の鍔部の他方端とが接触するということがない。これにより、隣り合う位置において鍔部同士が干渉することを確実に防止できる。
【００１７】
また好ましくは、コイルと、ヨーク部、ティース部および鍔部の少なくともいずれかとの間に、潤滑部材が介在している。このように構成された圧粉磁心部品によれば、圧粉磁心部品を得るための加圧成形時に、コイルの表面と軟磁性粉末との間の潤滑性を向上させることができる。これにより、コイルの表面に設けられた絶縁被膜が破損することを防止できる。絶縁被膜の破損防止のため、絶縁紙（セラミックスシート、紙および樹脂シート等）を介在させても効果的である。
【００１８】
この発明に従った圧粉磁心は、上述のいずれかに記載の圧粉磁心部品を複数個、周方向に配列し、隣り合う位置で圧粉磁心部品を互いに接続して形成されている。このように構成された圧粉磁心によれば、鍔部同士が接触するということがないため、圧粉磁心部品とこれに隣り合う圧粉磁心部品との間において、閉ループの磁気回路が形成されることを回避できる。これにより、圧粉磁心の磁気的特性が劣化することを防止できる。
【００１９】
この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、上述の圧粉磁心の製造方法である。圧粉磁心の製造方法は、複数の圧粉磁心部品を作製する工程と、ヨーク部が環状に連なるように、複数の圧粉磁心部品を金型に配置するとともに、複数の圧粉磁心部品を加圧成形し、一体とする工程とを備える。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、圧粉磁心を金型形状に準じた形状に仕上げることができるため、圧粉磁心の寸法精度を向上させることができる。
【００２０】
この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、複数個が周方向に配列され、隣り合う位置で互いに接続されることによって圧粉磁心を構成する圧粉磁心部品の製造方法である。圧粉磁心の製造方法は、金型に、リング状のコイルと軟磁性粉末とを配置する工程と、軟磁性粉末を加圧成形して、圧粉磁心部品を形成する成形工程とを備える。
【００２１】
この成形工程により形成される圧粉磁心部品は、周方向に延在し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部と、ヨーク部からヨーク部の半径方向に突出するティース部と、ティース部に挿通されるコイルと、ティース部の先端に設けられ、ティース部に対するコイルの位置を固定する鍔部とを備える。ヨーク部は、ヨーク部が周方向に延在する端部に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される一方端を有する。環状に連なった場合のヨーク部の中心と一方端とを結ぶ第１の直線を規定した場合に、鍔部は、第１の直線よりティース部が位置する側にのみ存在している。
【００２２】
このように構成された圧粉磁心部品の製造方法によれば、鍔部は、第１の直線よりティース部が位置する側にのみ存在するため、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に、圧粉磁心部品の鍔部の一方端が、その圧粉磁心部品に隣り合う別の圧粉磁心部品の鍔部に接触しにくくなる。これにより、隣り合う位置で鍔部同士を干渉させることなく、圧粉磁心を完成させることができる。
【００２３】
また、ヨーク部は、一方端とは反対側に位置し、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に隣り合う圧粉磁心部品のヨーク部に接続される他方端をさらに有する。好ましくは、環状に連なった場合のヨーク部の中心と他方端とを結ぶ第２の直線を規定した場合に、鍔部は、第１の直線と第２の直線とに挟まれた領域の内側にのみ存在する。このように構成された圧粉磁心部品の製造方法によれば、複数個の圧粉磁心部品を周方向に配列した場合に、圧粉磁心部品の鍔部の一方端と、その圧粉磁心部品に隣り合う別の圧粉磁心部品の鍔部の他方端とが接触するということがない。これにより、隣り合う位置において鍔部同士が干渉することを確実に防止できる。
【００２４】
また、圧粉磁心部品が備えるコイルは、鍔部に隣接する底面を有する。圧粉磁心部品の製造方法において、成形工程は、その底面の全体を軟磁性粉末に接触させた状態で、軟磁性粉末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部品の製造方法によれば、底面の近傍において、加圧成形時にコイルに均一な圧縮力を負荷させることができるため、コイルが変形することを防止できる。
【００２５】
また好ましくは、コイルと軟磁性粉末とを配置する工程は、コイルの表面に潤滑部材を塗布またはモールドして、コイル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部品の製造方法によれば、圧粉磁心部品を得るための加圧成形時やコイルを金型に配置する際に、コイルの表面と軟磁性粉末または金型との間の潤滑性を向上させることができる。これにより、コイルの表面に設けら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、絶縁紙（セラミックスシート、紙および樹脂シート等）を介在させても効果的である。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、この発明に従えば、優れた磁気的特性が得られるとともに、加圧成形時にコイルが損傷することがない圧粉磁心部品およびその製造方法、ならびに圧粉磁心およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるステータコア部品を用いて作製された電動機を示す正面図である。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ーコア２とを備える。ローターコア２は、中心部に回転軸４を有する。ローターコア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。ローターコア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。
【００２９】
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、複数個のステータコア部品２０を周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続することによって構成されている。つまり、ステータコア部品２０は、リング状に延在するステータコア１０を所定の角度ごとに分割した分割体の１つによって構成されている。複数個のステータコア部品２０を互いに接続する手段は、たとえば、ステータコア部品２０に成形され、互いに嵌め合わされる凹凸部分であっても良いし、リング部材への焼き嵌めであっても良い。
【００３０】
図２は、図１中のステータコア部品を拡大して示す正面図である。図１および図２を参照して、ステータコア部品２０は、周方向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ティース部１３と、ティース部１３の先端に設けられ、ローターコア２の外周面に向い合って位置する鍔部１４とから構成されている。複数個のステータコア部品２０をステータコア１０とした場合に、ヨーク部１１は、ローターコア２の回転中心でもある中心点１１ｐを中心に環状に延在する。
【００３１】
ティース部１３の周りには、コイル１５が設けられている。コイル１５は、絶縁被膜によって覆われた螺旋状に延びる導線によって形成されている。導線は、ティース部１３の表面から離れる方向に多層に巻かれている。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。鍔部１４は、ティース部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。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１３に対する位置が固定されている。
【００３２】
なお、コイル１５と、ヨーク部１１、ティース部１３および鍔部１４のそれぞれとの間に、潤滑部材が介在していても良い。この場合、潤滑部材としては、たとえば、樹脂部材、ロウ、セラミックスシート、樹脂シートおよび紙などを用いることができる。
【００３３】
ヨーク部１１は、周方向に延在する両端に一方端１１ｍと他方端１１ｎとを有する。複数個のステータコア部品２０をステータコア１０とする場合に、ステータコア部品２０の一方端１１ｍは、そのステータコア部品２０に隣り合う別のステータコア部品２０の他方端１１ｎに接続される。コイル１５は、ティース部１３の表面から離れた位置で周回する外表面１５ａを有する。鍔部１４は、外表面１５ａに連なる周縁面１４ａを有する。外表面１５ａと周縁面１４ａとは、互いの間に実質的に段差が存在しないように連続して延びている。このため、鍔部１４に接触するコイル１５の底面１５ｂは、全体が鍔部１４によって覆われており、露出した部分を有さない。
【００３４】
ヨーク部１１の一方端１１ｍおよび他方端１１ｎと中心点１１ｐとをそれぞれ結んだ直線２２および直線２３を規定した場合、直線２２と直線２３とに挟まれた範囲を領域２４とすると、鍔部１４は、領域２４の内側にのみ存在する。つまり、鍔部１４は、周縁面１４ａが領域２４の内側に収まるように形成されている。
【００３５】
なお、本実施の形態では、鍔部１４が領域２４の内側にのみ存在する場合について説明したが、少なくとも隣り合う鍔部１４が互いに接触していなければ良い。たとえば、鍔部１４が直線２２よりティース部１３が位置する側、つまり領域２４側にのみ存在していて、直線２３側では、鍔部１４が直線２３上まで延びていたり、直線２３を超えて延びていたりしても、隣り合う鍔部１４間に隙間が形成されていれば良い。
【００３６】
図３は、図２中のステータコア部品の変形例を部分的に示す正面図である。図中には、図２中の２点鎖線ＩＩＩに囲まれた範囲に相当する部分が表されている。図３を参照して、本変形例では、外表面１５ａと周縁面１４ａとの接続部分が折れ曲がって形成されており、周縁面１４ａが、ティース部１３が延びる方向と同じ方向に延びている。
【００３７】
図４は、図１中のステータコア部品の表面を拡大して示した模式図である。図４を参照して、ステータコア部品２０のヨーク部１１、ティース部１３および鍔部１４を構成する複数の軟磁性粒子３３は、金属磁性粒子３１と、金属磁性粒子３１の表面を取り囲む絶縁被膜３２とを備える。複数の軟磁性粒子３３の間には、有機物３４が介在している。軟磁性粒子３３の各々は、有機物３４によって接合されていたり、軟磁性粒子３３が有する凹凸の噛み合わせによって接合されている。
【００３８】
金属磁性粒子３１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３１は、金属単体でも合金でもよい。
【００３９】
絶縁被膜３２は、たとえば、金属磁性粒子３１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３２は、酸化物を含有する。この酸化物を含有する絶縁被膜３２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３２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。
【００４０】
絶縁被膜３２は、金属磁性粒子３１間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子３１を絶縁被膜３２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３１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。
【００４１】
有機物３４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および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。
【００４２】
有機物３４は、複数の軟磁性粒子３３の間を強固に接合して、ステータコア部品２０の強度を向上させる。また、有機物３４は、ステータコア部品２０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３３同士が擦れ合って、絶縁被膜３２が破壊されることを防止する。
【００４３】
この発明の実施の形態１における圧粉磁心部品としてのステータコア部品２０は、複数個が周方向に配列され、隣り合う位置で互いに接続されることによって圧粉磁心としてのステータコア１０を構成する。ステータコア部品２０は、周方向に延在し、複数個のステータコア部品２０を周方向に配列した場合に環状に連なるヨーク部１１と、ヨーク部１１からヨーク部１１の半径方向に突出するティース部１３と、外表面１５ａを有し、ティース部１３に挿通されるコイル１５と、ティース部１３の先端に設けられ、ティース部１３に対するコイル１５の位置を固定する鍔部１４とを備える。鍔部１４は、外表面１５ａに連続して連なる周縁面１４ａを有する。
【００４４】
ヨーク部１１は、ヨーク部１１が周方向に延在する端部に位置し、複数個のステータコア部品２０を周方向に配列した場合に隣り合うステータコア部品２０のヨーク部１１に接続される一方端１１ｍを有する。環状に連なった場合のヨーク部１１の中心としての中心点１１ｐと一方端１１ｍとを結ぶ第１の直線としての直線２２を規定した場合に、鍔部１４は、直線２２よりティース部１３が位置する側にのみ存在している。
【００４５】
図５は、図２中に示すステータコア部品の製造方法の工程を示す断面図である。続いて、本実施の形態における圧粉磁心部品の製造方法について説明を行なう。
【００４６】
図５を参照して、金型４１の所定位置にコイル１５を配置し、さらに、図４中に示す軟磁性粒子３３と有機物３４とを混合した軟磁性粉末３８を、金型４１の圧縮空間４７に投入する。金型４１は、圧縮空間４７を取り囲む内壁４２を有するダイス４８と、ダイス４８の開口部分に下方から嵌め合わされた下パンチ４３と、下パンチ４３に向い合って配置された上パンチ４４とを備える。
【００４７】
ダイス４８が有する内壁４２は、下パンチ４３に近い側から順に配置された、ステータコア部品２０の鍔部１４を成形する部分４２ｒと、部分４２ｒに連なり、コイル１５の外表面１５ａに接触する部分４２ｑと、部分４２ｑに連なり、ヨーク部１１を成形する部分４２ｐとから構成されている。部分４２ｐと部分４２ｑとの間には、部分４２ｑが部分４２ｐから圧縮空間４７の断面積を小さくする方向に折れ曲がる屈曲部４２ｓが設けられている。
【００４８】
このような構成により、部分４２ｑに連なる部分４２ｒは、部分４２ｐの延長線４５より、後に続く加圧成形工程によってティース部１３へと成形される軟磁性粉末３８が位置する側に存在している。また、コイル１５は、底面１５ｂの全体が圧縮空間４７に投入された軟磁性粉末３８に接触するように、金型４１内に配置されている。
【００４９】
図６は、図３中に示すステータコア部品の変形例の製造方法の工程を示す断面図である。図中には、図５中の２点鎖線ＶＩに囲まれた範囲に相当する部分が表されている。図６を参照して、図３中に示すステータコア部品の変形例を作製する場合、部分４２ｒは、ダイ４８の下パンチ４３が上下に移動可能となるように作られたストレート貫通口の一部を代用することも可能であり、結果として部分４２ｒと部分４２ｑとが折れ曲がった構造を採用することもできる。
【００５０】
次に、上パンチ４４を下パンチ４３に向かって移動させ、軟磁性粉末３８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３８を圧縮し、コイル１５が組み付けられた図２中に示すステータコア部品２０の形状を得る。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３８が酸化されるのを抑制できる。
【００５１】
この加圧成形の際、コイル１５の底面１５ｂの全体が軟磁性粉末３８に接触しているため、コイル１５の底面１５ｂに対して不均一な圧縮力が作用するということがない。このため、コイル１５を変形させることなく、加圧成形を実施することができる。なお、本実施の形態では、コイル１５の底面１５ｂの全体を軟磁性粉末３８に接触させて加圧成形を実施したが、本発明における圧粉磁心部品の製造方法では、この点は必須の要件ではない。
【００５２】
また、コイル１５の表面に、予め潤滑部材を塗布またはモールドしておいても良い。この場合、上述の加圧成形時において、コイル１５の表面と、軟磁性粉末３８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。また特に、コイル１５の外表面１５ａに潤滑部材を塗布またはモールドした場合は、コイル１５を金型４１の所定位置に配置する際に、コイル１５と金型４１の内壁４２とが強く擦れ合うことを防止できる。これによっても、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。潤滑部材として、絶縁紙（セラミックスシート、紙および樹脂シートなど）を介在させても効果的である。
【００５３】
次に、得られたステータコア部品２０を、軟磁性粉末３８に設けられた絶縁被膜３２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３８に設けられた絶縁被膜３２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。
【００５４】
この熱処理によって、軟磁性粉末３８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、ステータコア部品２０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、ステータコア部品２０から形成されるステータコア１０の磁気的特性を向上させることができる。
【００５５】
以上の工程により、図１中に示すステータコア部品２０が完成する。その後、複数個のステータコア部品２０を周方向に組み合わせることによって、図１中に示すステータコア１０が作製される。
【００５６】
この発明の実施の形態１におけるステータコア部品２０の製造方法は、金型４１に、リング状のコイル１５と軟磁性粉末３８とを配置する工程と、軟磁性粉末３８を加圧成形して、ステータコア部品２０を形成する成形工程とを備える。
【００５７】
このように構成されたステータコア部品２０およびその製造方法によれば、鍔部１４が、直線２２および２３によって規定された領域２４の内側にのみ存在する。このため、加圧成形によって得られたステータコア部品２０に対して新たな加工を施すことなく、隣り合う鍔部１４同士を干渉させずにステータコア部品２０を周方向に配列することができる。これにより、ステータコア１０の製造工程を簡略化しつつ、隣り合う鍔部１４同士が接触することによるステータコア１０の磁気的特性の劣化を防止することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２におけるステータコア部品を示す正面図である。図中では、図２中に示すステータコア部品２０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。
【００５９】
図７を参照して、本実施の形態におけるステータコア部品６０では、コイル１５の外表面１５ａと、ヨーク部１１の一方端１１ｍおよび他方端１１ｎのそれぞれとの間に段差が設けられている。これにより、一方端１１ｍおよび他方端１１ｎは、外表面１５ａから突出した位置で延びている。一方、外表面１５ａと周縁面１４ａとは、図２中に示すステータコア部品２０と同様に、互いの間に実質的に段差が生じないように連続して形成されている。また同様に、鍔部１４は、直線２２および２３によって規定される領域２４の内側にのみ存在する。
【００６０】
図８は、図７中のステータコア部品の変形例を部分的に示す正面図である。図中には、図７中の２点鎖線ＸＩＩＩに囲まれた範囲に相当する部分が表されている。図８を参照して、本変形例では、外表面１５ａと周縁面１４ａとの接続部分が折れ曲がって形成されており、周縁面１４ａが、ティース部１３が延びる方向と同じ方向に延びている。
【００６１】
図９は、図７中に示すステータコア部品の製造方法の工程を示す断面図である。図９を参照して、実施の形態１に記載の製造方法と同様の方法により、金型６１を用いてステータコア部品６０を作製することができる。金型６１では、図５中に示す金型４１の屈曲部４２ｓに替えて、ステータコア部品６０のヨーク部１１を成形する部分４２ｐと、コイル１５の外表面１５ａに接触する部分４２ｑとの間に、段差部４２ｔが設けられている。
【００６２】
このような構成によっても、部分４２ｒは、部分４２ｐの延長線４５より、加圧成形工程によってティース部１３へと成形される軟磁性粉末３８が位置する側に存在している。また、コイル１５は、底面１５ｂの全体が圧縮空間４７に投入された軟磁性粉末３８に接触するように、金型６１内に配置されている。
【００６３】
図１０は、図８中に示すステータコア部品の変形例の製造方法の工程を示す断面図である。図中には、図９中の２点鎖線Ｘに囲まれた範囲に相当する部分が表されている。図１０を参照して、図８中に示すステータコア部品の変形例を作製する場合、部分４２ｒと部分４２ｑとの接続部分が折れ曲がって形成されている。
【００６４】
このように構成されたステータコア部品６０およびその製造方法によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３におけるステータコア部品を用いた電動機の一部を示す正面図である。図中では、図１および図２中に示す電動機１およびステータコア部品２０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。
【００６６】
図１１を参照して、本実施の形態における電動機では、ステータコア１０の外周側にリング状のローターコア２が配置されている。ステータコア１０は、複数個のステータコア部品７０を周方向に配列し、隣り合う位置で互いに接続することによって構成されている。ステータコア部品７０は、周方向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ティース部１３と、ティース部１３の先端に設けられ、ローターコア２の内周面に向い合って位置する鍔部１４とから構成されている。
【００６７】
図１２は、図１１中に示すステータコア部品の製造方法の工程を示す断面図である。図１２を参照して、実施の形態１に記載の製造方法と同様の方法により、金型８１を用いてステータコア部品７０を作製することができる。金型８１の内壁４２は、下パンチ４３に近い側から順に配置された、ヨーク部１１を成形する部分４２ｐと、部分４２ｐに連なり、コイル１５の外表面１５ａに接触する部分４２ｑと、部分４２ｑに連なり、鍔部１４を成形する部分４２ｒとから構成されている。部分４２ｐと部分４２ｑとの間には、部分４２ｑが部分４２ｐから圧縮空間４７の断面積を小さくする方向に折れ曲がる屈曲部４２ｓが設けられている。
【００６８】
このような構成によっても、部分４２ｒは、部分４２ｐの延長線４５より、加圧成形工程によってティース部１３へと成形される軟磁性粉末３８が位置する側に存在している。また、コイル１５は、底面１５ｂの全体が圧縮空間４７に投入された軟磁性粉末３８に接触するように、金型８１内に配置されている。
【００６９】
このように構成されたステータコア部品７０およびその製造方法によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の実施の形態１におけるステータコア部品を用いて作製された電動機を示す正面図である。
【図２】図１中のステータコア部品を拡大して示す正面図である。
【図３】図２中のステータコア部品の変形例を部分的に示す正面図である。
【図４】図１中のステータコア部品の表面を拡大して示した模式図である。
【図５】図２中に示すステータコア部品の製造方法の工程を示す断面図である。
【図６】図３中に示すステータコア部品の変形例の製造方法の工程を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２におけるステータコア部品を示す正面図である。
【図８】図７中のステータコア部品の変形例を部分的に示す正面図である。
【図９】図７中に示すステータコア部品の製造方法の工程を示す断面図である。
【図１０】図８中に示すステータコア部品の変形例の製造方法の工程を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３におけるステータコア部品を用いた電動機の一部を示す正面図である。
【図１２】図１１中に示すステータコア部品の製造方法の工程を示す断面図である。
【図１３】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１４】図１３中に示す圧縮成形ダイを用いて成形された電機子セグメントを示す断面図である。
【図１５】特許文献１に開示されている電機子セグメントを示す断面図である。
【図１６】図１５中に示す電機子セグメントを加圧成形によって製造する方法の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  ステータコア、１１  ヨーク部、１１ｍ  一方端、１１ｎ  他方端、１１ｐ  中心点、１３  ティース部、１４  鍔部、１４ａ  周縁面、１５  コイル、１５ａ  外表面、１５ｂ  底面、２０，６０，７０  ステータコア部品、２２，２３  直線、２４  領域、４１，６１，８１  金型。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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