(57)【要約】  アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、前記コアは環状であり、前記コアを周方向に分割した複数のコア片を備え、前記コア片は、ヨーク部と、前記ヨーク部と一体に成形され、前記ヨーク部から軸方向に突出するティース部と、を有し、前記ヨーク部は、隣接する一方のコア片のヨーク部に連結される一方の側面に設けられる複数の凸部と、隣接する他方のコア片のヨーク部に連結される他方の側面に設けられ、前記凸部に対応する複数の凹部と、を含み、前記凸部間の間隔が、前記ヨーク部の外周と内周との間の直線距離で定められる前記ヨーク部の側面の長さの８０％以下である、コア。
2020116038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
前記コアは環状であり、前記コアを周方向に分割した複数のコア片を備え、
前記コア片は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部と一体に成形され、前記ヨーク部から軸方向に突出するティース部と、を有し、
前記ヨーク部は、
隣接する一方のコア片のヨーク部に連結される一方の側面に設けられる複数の凸部と、
隣接する他方のコア片のヨーク部に連結される他方の側面に設けられ、前記凸部に対応する複数の凹部と、を含み、
前記凸部間の間隔が、前記ヨーク部の外周と内周との間の直線距離で定められる前記ヨーク部の側面の長さの８０％以下である、
コア。
【請求項２】
前記ヨーク部を前記ティース部が突出する側から平面視したとき、前記ティース部と隣接する他方のコア片のティース部との互いに対向する側面間の中間線を基準線とし、前記凹部から前記ティース部の根元までの距離が、前記基準線から前記ティース部の根元までの距離に対して２０％以上である請求項１に記載のコア。
【請求項３】
前記凸部の大きさが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載のコア。
【請求項４】
前記ヨーク部を前記ティース部が突出する側から平面視したときの前記凸部と前記凹部における最小曲率半径が１．０ｍｍ以上である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコア。
【請求項５】
隣り合う前記凸部は、前記凸部間の中心線に対して対称形状である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコア。
【請求項６】
前記ヨーク部の厚みが１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコア。
【請求項７】
前記コア片は圧粉磁心で形成されており、
前記圧粉磁心は、軟磁性粒子の表面に絶縁被覆を有する複数の被覆軟磁性粒子の集合体で構成され、
前記軟磁性粒子が、純鉄及び鉄基合金の少なくとも一方からなる鉄基粒子であり、
前記鉄基合金は、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金及びＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコア。
【請求項８】
前記絶縁被覆がリン酸塩被覆を含む請求項７に記載のコア。
【請求項９】
前記圧粉磁心の相対密度が９０％以上である請求項７又は請求項８に記載のコア。
【請求項１０】
複数の前記コア片の前記ヨーク部の外周面に嵌合される環状部材を備え、
前記環状部材は、その内径方向の収縮力により複数の前記コア片に対して固定されている請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１１】
隣接する前記コア片の前記ヨーク部の側面同士が接着されている、又は、
隣接する前記コア片の前記ヨーク部の前記ティース部が突出する側とは反対側に配置される板状部材を備え、前記ヨーク部の前記反対側の面が前記板状部材に接着されている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１２】
複数の前記コア片の前記ティース部のうち、最も高い前記ティース部の端面の位置と最も低い前記ティース部の端面の位置との差が０．１５ｍｍ以下である請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１３】
複数の前記コア片が環状に組み合わされた状態において、前記ヨーク部の外周面の真円度が０．１ｍｍ以下である請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１４】
前記ティース部の端面の平面度が０．２ｍｍ以下である請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１５】
アキシャルギャップ型回転電機のステータであって、
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のコアと、
前記コアを構成する前記コア片の前記各ティース部に配置されるコイルと、を備える、
ステータ。
【請求項１６】
ロータとステータとを備え、前記ロータと前記ステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機であって、
前記ステータが請求項１５に記載のステータである、
回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コア、ステータ、及び回転電機に関する。
本出願は、２０１８年１２月５日付の日本国出願の特願２０１８−２２８５８４号に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ロータとステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機を開示している。この種の回転電機に用いられるステータは、円環状のヨーク部と、ヨーク部から軸方向に突出する複数のティース部とを有するコアと、各ティースに配置されるコイルとを備える。特許文献１には、コアを周方向に分割して複数のコア片とし、コア片をヨーク部とティース部とが一体成形された圧粉磁心で形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２２９１９１号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示のコアは、
アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
前記コアは環状であり、前記コアを周方向に分割した複数のコア片を備え、
前記コア片は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部と一体に成形され、前記ヨーク部から軸方向に突出するティース部と、を有し、
前記ヨーク部は、
隣接する一方のコア片のヨーク部に連結される一方の側面に設けられる複数の凸部と、
隣接する他方のコア片のヨーク部に連結される他方の側面に設けられ、前記凸部に対応する複数の凹部と、を含み、
前記凸部間の間隔が、前記ヨーク部の外周と内周との間の直線距離で定められる前記ヨーク部の側面の長さの８０％以下である。
【０００５】
本開示のステータは、
アキシャルギャップ型回転電機のステータであって、
本開示のコアと、
前記コアを構成する前記コア片の前記各ティース部に配置されるコイルと、を備える。
【０００６】
本開示の回転電機は、
ロータとステータとを備え、前記ロータと前記ステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機であって、
前記ステータが本開示のステータである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るコアの概略斜視図である。
【図２】実施形態に係るコアの概略上面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うコアの概略断面図である。
【図４】コア片の概略斜視図である。
【図５】コア片の概略上面図である。
【図６】コア片を成形する金型の一例を示す概略断面図である。
【図７】ダイの概略上面図である。
【図８】ダイの要部拡大上面図である。
【図９】板状部材を備えるコアの概略側面図である。
【図１０】環状部材を備えるコアの概略上面図である。
【図１１】実施形態に係るステータの概略斜視図である。
【図１２】実施形態に係る回転電機の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［本開示が解決しようとする課題］
アキシャルギャップ型回転電機の生産性を高めるため、コアの組立性を向上することが望まれる。
【０００９】
複数のコア片でコアを構成する場合、複数のコア片を環状に組み合わせ、隣接するコア片のヨーク部の側面同士を突き合わせて連結する必要がある。特許文献１のように、各コア片のヨーク部の側面が径方向に沿って直線状に形成されていると、隣接するコア片のヨーク部同士を位置決めすることが難しい。例えば、複数のコア片を環状に組み合わせたときに隣接するコア片が径方向にずれることがある。
【００１０】
本開示は、組立性に優れるコアを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、上記コアを備えるステータを提供することを目的の一つとする。更に、本開示は、上記ステータを備える回転電機を提供することを目的の一つとする。
【００１１】
［本開示の効果］
本開示のコアは組立性に優れる。本開示のステータはコアの組立性に優れる。本開示の回転電機は生産性が高い。
【００１２】
［本開示の実施形態の説明］
本発明者らは、コア片のヨーク部の一方の側面に凸部を設けると共に他方の側面に凸部に対応する凹部を設けることで、凸部と凹部との嵌め合いにより、隣接するコア片のヨーク部同士を位置決めすることを考えた。その過程で、本発明者らが鋭意検討したところ、ヨーク部の側面に凸部を設ける場合、圧粉磁心からなるコア片を金型で成形する際、ヨーク部の周面を成形するダイにおいて、ヨーク部の側面を成形する部分に作用する応力が大きくなることが分かった。ダイに過大な応力が作用すると、ダイが破損する虞がある。したがって、ダイへの負荷を極力軽減できるように、ヨーク部の側面に設ける凸部を設計することが重要である。本発明者らは、鋭意検討の結果、ヨーク部の側面に複数の凸部を設け、且つ、凸部間の間隔をヨーク部側面の長さの８０％以下とすることによって、後述するように、ダイに作用する応力を低減できることを見出した。
【００１３】
本開示は、以上の知見に基づいてなされたものである。最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１４】
（１）本開示の実施形態に係るコアは、
アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
前記コアは環状であり、前記コアを周方向に分割した複数のコア片を備え、
前記コア片は、
ヨーク部と、
前記ヨーク部と一体に成形され、前記ヨーク部から軸方向に突出するティース部と、を有し、
前記ヨーク部は、
隣接する一方のコア片のヨーク部に連結される一方の側面に設けられる複数の凸部と、
隣接する他方のコア片のヨーク部に連結される他方の側面に設けられ、前記凸部に対応する複数の凹部と、を含み、
前記凸部間の間隔が、前記ヨーク部の外周と内周との間の直線距離で定められる前記ヨーク部の側面の長さの８０％以下である。
【００１５】
本開示のコアは、隣接するコア片の位置合わせが容易であり、組立性に優れる。その理由は、コア片のヨーク部の一方の側面に複数の凸部と、他方の側面に凸部に対応する複数の凹部とを有することで、凸部と凹部との嵌め合いにより、隣接するコア片のヨーク部同士を位置決めすることができるからである。そのため、本開示のコアによれば、複数のコア片を環状に組み合わせたとき、隣接するコア片が径方向にずれることを抑制できる。
【００１６】
コア片が圧粉磁心である場合、圧粉磁心からなるコア片は、複数の軟磁性粒子の集合体である軟磁性粉末を圧縮成形することによって得られる。コア片を金型で成形する際、ヨーク部側面の凸部間の間隔がヨーク部側面の長さの８０％以下であることで、ヨーク部の側面を成形するダイの側面に作用する応力を低減できる。よって、ダイへの負荷を軽減する効果も期待でき、ダイの破損を抑制できる。凸部間の間隔の意義及びダイに作用する応力を低減できる理由については後述する。
【００１７】
（２）上記コアの一形態として、
前記ヨーク部を前記ティース部が突出する側から平面視したとき、前記ティース部と隣接する他方のコア片のティース部との互いに対向する側面間の中間線を基準線とし、前記凹部から前記ティース部の根元までの距離が、前記基準線から前記ティース部の根元までの距離に対して２０％以上であることが挙げられる。
【００１８】
上記形態は、基準線からティース部の根元までの距離に対する凹部からティース部の根元までの距離が２０％以上であることで、コア片において、ヨーク部のティースが突出する側の面における凹部とティース部の根元間の間隔をある程度確保する。これにより、コア片が圧粉磁心である場合、コア片を金型で成形する際、ヨーク部のティースが突出する側の面を成形するパンチの厚さが減少することによるパンチの強度低下を抑制できる。
【００１９】
（３）上記コアの一形態として、
前記凸部の大きさが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００２０】
上記形態は、凸部の大きさが１ｍｍ以上であることで、隣接するコア片のヨーク部同士の位置決めが容易である。コア片が圧粉磁心である場合、凸部の大きさが１０ｍｍ以下であることで、成形し易い。凸部の大きさの意義については後述する。
【００２１】
（４）上記コアの一形態として、
前記ヨーク部を前記ティース部が突出する側から平面視したときの前記凸部と前記凹部における最小曲率半径が１．０ｍｍ以上であることが挙げられる。
【００２２】
上記形態は、コア片が圧粉磁心である場合、ダイの破損を抑制できる。その理由は、凸部及び凹部の最小曲率半径が１．０ｍｍ以上であることで、コア片を金型で成形する際、ヨーク部側面を成形するダイへの応力集中を緩和できるからである。
【００２３】
（５）上記コアの一形態として、
隣り合う前記凸部は、前記凸部間の中心線に対して対称形状であることが挙げられる。
【００２４】
上記形態は、コア片が圧粉磁心である場合、ダイの破損をより効果的に抑制できる。その理由は、隣り合う凸部が対称形状であることにより、コア片を金型で成形する際、ダイに作用する応力を効果的に低減できるからである。
【００２５】
（６）上記コアの一形態として、
前記ヨーク部の厚みが１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００２６】
上記コアにおいて、複数のコア片が環状に組み合わされた状態でヨーク部の外周面に環状部材を嵌合させて固定することにより、複数のコア片を締結する場合がある。ヨーク部の厚みが１．０ｍｍ以上であれば、環状部材を固定し易く、締結力を確保し易い。ヨーク部が厚過ぎると、ダイへの負荷が増大するため、ヨーク部の厚みは１０ｍｍ以下とする。
【００２７】
（７）上記コアの一形態として、
前記コア片は圧粉磁心で形成されており、
前記圧粉磁心は、軟磁性粒子の表面に絶縁被覆を有する複数の被覆軟磁性粒子の集合体で構成され、
前記軟磁性粒子が、純鉄及び鉄基合金の少なくとも一方からなる鉄基粒子であり、
前記鉄基合金は、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金及びＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金からなる群より選択される少なくとも一種であることが挙げられる。
【００２８】
純鉄又は上記鉄基合金は比較的軟質である。そのため、圧粉磁心を構成する軟磁性粒子が純鉄又は上記鉄基合金からなる鉄基粒子であることで、圧粉磁心の成形時に軟磁性粒子が変形し易い。よって、上記形態は、高密度で寸法精度の高い圧粉磁心が得られる。圧粉磁心を高密度化することで、コア片の機械的強度や磁気的特性を改善できる。また、軟磁性粒子の表面に絶縁被覆を有することで、軟磁性粒子間の電気的絶縁性を高めることができる。そのため、渦電流損に起因するコア片の鉄損を低減できる。
【００２９】
（８）上記（７）に記載のコアの一形態として、
前記絶縁被覆がリン酸塩被覆を含むことが挙げられる。
【００３０】
リン酸塩被覆は鉄基粒子との密着性が高く、変形性にも優れている。そのため、絶縁被膜がリン酸塩被覆を含むことで、圧粉磁心の成形時に鉄基粒子の変形に追従し易い。よって、上記形態は、絶縁被覆が損傷し難く、コア片の鉄損を低減できる。
【００３１】
（９）上記（７）又は（８）に記載のコアの一形態として、
前記圧粉磁心の相対密度が９０％以上であることが挙げられる。
【００３２】
圧粉磁心の相対密度が９０％以上であることで、圧粉磁心の密度が高い。上記形態は、圧粉磁心の高密度化により、コア片の機械的強度や磁気的特性を改善できる。
【００３３】
（１０）上記コアの一形態として、
複数の前記コア片の前記ヨーク部の外周面に嵌合される環状部材を備え、
前記環状部材は、その内径方向の収縮力により複数の前記コア片に対して固定されていることが挙げられる。
【００３４】
上記コアにおいて、ヨーク部の外周面に嵌合される環状部材を備えることで、環状に組み合わされた複数のコア片を一体化することができる。また、環状部材の内径方向の収縮力によりヨーク部の外周が締め付けられ、複数のコア片を強固に締結することができる。
【００３５】
（１１）上記コアの一形態として、
隣接する前記コア片の前記ヨーク部の側面同士が接着されている、又は、
隣接する前記コア片の前記ヨーク部の前記ティース部が突出する側とは反対側に配置される板状部材を備え、前記ヨーク部の前記反対側の面が前記板状部材に接着されていることが挙げられる。
【００３６】
隣接するコア片のヨーク部の側面同士が接着されている、又は、ヨーク部のティース部が突出する側とは反対側の面が板状部材に接着されていることで、複数のコア片が環状に組み合わされた状態で一体化できる。
【００３７】
（１２）上記コアの一形態として、
複数の前記コア片の前記ティース部のうち、最も高い前記ティース部の端面の位置と最も低い前記ティース部の端面の位置との差が０．１５ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００３８】
ヨーク部のティース部が突出する側と反対側の面を平面上に載置した状態で、最も高いティース部の端面の位置と最も低いティース部の端面の位置との差が０．１５ｍｍ以下であることで、ティース部の各端面の高さのばらつきが小さい。上記コアを用いて回転電機を構成した場合、ティース部の各端面はロータの磁石に対向するように配置される。ティース部の各端面の高さのばらつきが小さいことで、回転電機において、ティース部の各端面とロータとの間隔のばらつきを小さくできる。これにより、コギングを低減できるなど、回転電機の特性の低下を抑制できる。
【００３９】
（１３）上記コアの一形態として、
複数の前記コア片が環状に組み合わされた状態において、前記ヨーク部の外周面の真円度が０．１ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００４０】
ヨーク部の外周面の真円度が０．１ｍｍ以下であることで、コアの寸法精度が高い。
【００４１】
（１４）上記コアの一形態として、
前記ティース部の端面の平面度が０．２ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００４２】
ティース部の端面の平面度が０．２ｍｍ以下であることで、回転電機において、ティース部の端面をロータに近接して対面させることが可能である。これにより、回転電機の特性の低下を抑制できる。
【００４３】
（１５）本開示の実施形態に係るステータは、
アキシャルギャップ型回転電機のステータであって、
上記（１）から（１４）のいずれか１つに記載のコアと、
前記コアを構成する前記コア片の前記各ティース部に配置されるコイルと、を備える。
【００４４】
本開示のステータはコアの組立性に優れる。これは、上記コアは、隣接するコア片の位置合わせが容易であり、組立性に優れるからである。
【００４５】
（１６）本開示の実施形態に係る回転電機は、
ロータとステータとを備え、前記ロータと前記ステータとが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機であって、
前記ステータが上記（１５）に記載のステータである。
【００４６】
本開示の回転電機は生産性が高い。これは、上記ステータを備えることで、コアの組立性に優れるからである。
【００４７】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係るコア、ステータ、及び回転電機の具体例を説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味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。
【００４８】
＜コア＞
図１〜図１０を参照して、実施形態に係るコア１及びコア１を構成するコア片１０について説明する。コア１は、アキシャルギャップ型回転電機に用いられる。より具体的には、コア１は、ステータのコアに利用できる。コア１は、図１、図２に示すように、環状であり、コア１を周方向に分割した複数のコア片１０を備える。つまり、コア１は、複数のコア片１０が環状に組み合わされて構成される。この例ではコア片１０の個数が６個である。コア片１０は、ヨーク部１１と、ヨーク部１１から軸方向に突出するティース部１２とを有する（図４、図５も参照）。以下の説明では、コア１及びコア片１０について説明するときは、ティース部１２が突出する側を上、その反対側を下とする。
【００４９】
本例では、図１、図２に示すように、コア１が円環状である。具体的には、コア１において、ヨーク部１１が円環板状であり、複数のティース部１２が周方向に等間隔に設けられている。この例ではティース部１２の個数が１２個である。この例では、コア１が６等分され、６個のコア片１０、具体的にはコア片１０ａ〜１０ｆを備える。各コア片１０ａ〜１０ｆの形状は同一形状である。コア１は、６個のコア片１０ａ〜１０ｆを円環状に組み合わせ、隣接するコア片１０のヨーク部１１の側面２０、３０（図４、図５参照）同士を突き合わせて連結することにより、構成されている。コア１の分割数、換言すればコア片１０の個数は適宜選択できる。また、コア１におけるティース部１２の個数も適宜設定することが可能である。
【００５０】
（コア片）
コア片１０は、図４、図５に示すように、ヨーク部１１とティース部１２とを有する。コア片１０は、圧粉磁心で形成されている。ヨーク部１１とティース部１２とは一体に成形されている。
【００５１】
（ヨーク部）
ヨーク部１１は、コア片１０を構成する扇板状の部分である。ヨーク部１１は、扇形状の平面を有し、一方の平面からティース部１２が突出している。即ち、一方の平面とは、上面のことである。ヨーク部１１は、円弧状の内周面及び外周面と、側面２０、３０とを有する。内周面と外周面とは同心の円弧状に形成されている。
【００５２】
（ティース部）
ティース部１２は、ヨーク部１１と一体に成形され、ヨーク部１１の一方の平面、即ち上面から軸方向に突出する部分である。軸方向とは、コア１の周方向及び径方向に直交する方向を指し、具体的には、ヨーク部１１の上面に対して垂直方向のことである。ティース部１２は、柱状体が挙げられ、柱状体としては、例えば、角柱体、円柱体、楕円柱体などが挙げられる。角柱体には、三角柱体や台形柱体などが挙げられる。この例では、ティース部１２が三角柱体であり、ティース部１２の端面４１の形状が三角形状、より具体的には二等辺三角形状である。ティース部１２は台形柱体であってもよく、端面４１の形状が台形状などであってもよい。なお、「三角形状」及び「台形状」とは、幾何学的に厳密な意味での三角形及び台形でなくてもよく、角部に丸みを有するものなども含めて、実質的に三角形及び台形とみなされる範囲を含む。
【００５３】
コア片１０におけるティース部１２の個数は、１個でもよいし、複数でもよい。この例では、２個のティース部１２（１２ａ、１２ｂ）を有する。ヨーク部１１の側面２０側に位置するティース部１２を１２ａ、側面３０側に位置するティース部１２を１２ｂとする。
【００５４】
コア１の特徴の１つは、図４、図５に示すように、コア片１０のヨーク部１１の一方の側面２０に複数の凸部２１、２２と、他方の側面３０に凸部２１、２２に対応する複数の凹部３１、３２とが設けられている点にある。コア１のもう１つの特徴は、凸部２１、２２間の間隔がヨーク部１１の側面２０の長さの８０％以下である点にある。
【００５５】
〈凸部・凹部〉
ヨーク部１１は、一方の側面２０に設けられる複数の凸部２１、２２と、他方の側面３０に設けられる複数の凹部３１、３２とを含む。側面２０の凸部２１、２２と側面３０の凹部３１、３２とは互いに対応した形状に形成されている。凸部２１、２２間には凹部２３が存在し、凹部３１、３２間には凸部３３が存在する。この例では、凸部２１、２２と凹部３１、３２とがそれぞれ同じ円弧状であり、大きさも同じである。ここで、図５に示すように、コア片１０ａにおけるヨーク部１１の一方の側面２０は、隣接する一方のコア片１０ｂにおけるヨーク部１１の他方の側面３０に連結される。コア片１０ａにおけるヨーク部１１の他方の側面３０は、隣接する他方のコア片１０ｆにおけるヨーク部１１の一方の側面２０に連結される。したがって、コア片１０ａにおけるヨーク部１１の側面２０に設けられた凸部２１、２２と、隣接するコア片１０ｂにおけるヨーク部１１の側面３０に設けられた凹部３１、３２とが互いに嵌り合う。コア片１０ａにおけるヨーク部１１の側面３０に設けられた凹部３１、３２と、隣接するコア片１０ｆにおけるヨーク部１１の側面２０に設けられた凸部２１、２２とが互いに嵌り合う。凸部２１、２２と凹部３１、３２との嵌め合いにより、コア片１０ａと隣接するコア片１０ｂ、１０ｆのヨーク部１１同士を位置決めすることができる。そのため、複数のコア片１０を環状に組み合わせたとき、隣接するコア片１０が径方向にずれることを抑制できる。
【００５６】
本例では、凸部２１、２２及び凹部３１、３２の個数がそれぞれ２個である。凸部２１、２２及び凹部３１、３２の個数は、適宜変更可能であり、３個以上であってもよい。また、凸部２１、２２及び凹部３１、３２の形状は、適宜変更可能であり、例えば矩形状や三角形状などであってもよい。本例の場合、各凸部２１、２２の形状が同一形状であるが、各凸部２１、２２の形状は異なっていてもよい。
【００５７】
〈凸部間の間隔〉
凸部２１、２２間の間隔はヨーク部１１の側面２０の長さの８０％以下である。凸部２１、２２間の間隔とは、次のように定義される。本例の場合、図５に示すように、コア片１０ａのティース部１２ａと隣接する一方のコア片１０ｂのティース部１２ｂとの間の中間点を通る中間線ＬＡをとる。具体的には、コア片１０ａのティース部１２ａとコア片１０ｂのティース部１２ｂの互いに対向する側面間の中間点を通る線を中間線ＬＡとする。中間線ＬＡは環状のコア１の径方向に沿った直線である。次に、中間線ＬＡに平行で、凸部２１、２２の頂点を通る直線Ｌ１を引く。また、中間線ＬＡに平行で、隣り合う凸部２１、２２間に位置する凹部２３の頂点を通る直線Ｌ２を引く。隣り合う凸部２１、２２の互いに対向する辺のうち、直線Ｌ１と直線Ｌ２との間の中心線Ｌａと交差する２点をそれぞれ点ａ、ｂとする。この２点ａｂ間の距離を凸部２１、２２間の間隔とする。この例では、中間線ＬＡと中心線Ｌａとが一致する。ヨーク部１１の側面２０の長さは、ヨーク部１１の外周と内周との間の直線距離とする。換言すれば、ヨーク部１１の側面２０の長さとは、ヨーク部１１の外周と内周との間の半径方向の長さである。以下、ヨーク部１１の側面２０の長さのことを、単に「ヨーク部側面長さ」という場合がある。
【００５８】
図５中、ａｂ間の距離で表される凸部２１、２２間の間隔がヨーク部側面長さの８０％以下である場合、後述するように、コア片１０を金型５（図６参照）で成形する際、ヨーク部１１の側面２０を成形するダイ５０の側面５２（図７、図８参照）に作用する応力を低減できる。この理由については、図８を参照して後述する。
【００５９】
ヨーク部側面長さに対する凸部２１、２２間の間隔の比率は、更に７０％以下、５０％以下であることが挙げられる。凸部２１、２２間の間隔は、例えば４０ｍｍ以下、更に３０ｍｍ以下であることが挙げられる。凸部２１、２２間の間隔が小さ過ぎると、成形が困難になるため、凸部２１、２２間の間隔の下限は例えば１．０ｍｍ程度である。
【００６０】
〈隣り合う凸部が対称形状〉
本例では、隣り合う凸部２１、２２が、凸部２１、２２間の中心線に対して対称形状である。ここで、凸部２１、２２間の中心線は、図５に示すように、中心線Ｌａに直交し、線分ａｂの中点を通る直線Ｌｃとする。凸部２１、２２が対称形状である場合、ダイ５０の側面５２（図７、図８参照）に作用する応力を効果的に低減できる。
【００６１】
<凹部からティース部の根元までの距離>
本例では、凹部３１、３２からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離が、図５中、ＬＢで表される基準線からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離に対して２０％以上である。基準線は、ヨーク部１１をティース部１２が突出する側である上側から平面視したとき、隣接するコア片１０のティース部１２間の中間線とする。本例の場合、図５に示すように、コア片１０ａのティース部１２ｂと隣接する他方のコア片１０ｆのティース部１２ａとの間の中間点を通る中間線ＬＢを基準線とする。具体的には、コア片１０ａのティース部１２ｂとコア片１０ｆのティース部１２ａとの互いに対向する側面間の中間点を通る線を中間線ＬＢとする。中間線ＬＢは環状のコア１の径方向に沿った直線である。次に、中間線ＬＢに直交し、凹部３１、３２の各頂点を通る直線Ｌ３を引く。各直線Ｌ３上の凹部３１、３２の頂点をｌ、各直線Ｌ３とティース部１２ｂの周縁との交点をｍとする。この２点ｌｍ間の距離を凹部３１、３２からティース部１２ｂの根元までの距離とする。また、各直線Ｌ３と中間線ＬＢとの交点をｎとする。２点ｎｍ間の距離を基準線からティース部１２ｂの根元までの距離とする。ここで、直線Ｌ３を引くとき、凹部３１、３２の頂点は、凹部３１、３２のうち、中間線ＬＢから最も離れた点とする。換言すれば、凹部３１、３２の頂点は、凹部３１、３２のうち、ティース部１２ｂの根元に最も近い点とする。
【００６２】
上述した中間線ＬＢを基準線とし、基準線からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離に対する凹部３１、３２からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離の比率が２０％以上である。図５中、基準線からティース部１２ｂの根元までの距離は、ｎｍ間の距離で表される。また、凹部３１、３２からティース部１２ｂの根元までの距離は、ｌｍ間の距離で表される。上記距離の比率（％）は、［（ｌｍ間の距離／ｎｍ間の距離）×１００］として求めることができる。上記距離の比率が２０％以上であることで、コア片１０において、ヨーク部１１のティース部１２が突出する側の面、即ち上面における凹部３１、３２とティース部１２（１２ｂ）の根元間の間隔をある程度確保できる。この場合、コア片１０を金型５（図６参照）で成形する際、ヨーク部１１の上面を成形する第１下パンチ７１の厚さが減少することによる第１下パンチ７１の強度低下を抑制できる。
【００６３】
基準線からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離に対する凹部３１、３２からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離の比率は、更に３０％以上であることが挙げられる。凹部３１、３２からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離の比率の上限は特に設けないが、例えば９０％である。また、凹部３１、３２からティース部１２（１２ｂ）の根元までの距離は、例えば１ｍｍ以上９ｍｍ以下、更に２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００６４】
〈凸部の大きさ〉
本例では、凸部２１、２２の大きさが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。凸部２１、２２の大きさとは、次のように定義される。本例の場合、図５に示すように、凸部２１、２２の頂点を通る直線Ｌ１と、隣り合う凸部２１、２２間に位置する凹部２３の頂点を通る直線Ｌ２との間の距離を凸部２１、２２の大きさとする。
【００６５】
凸部２１、２２の大きさが１ｍｍ以上である場合、隣接するコア片１０のヨーク部１１同士の位置決めが容易である。凸部２１、２２の大きさが１０ｍｍ以下であることで、成形し易い。凸部２１、２２の大きさは、更に２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００６６】
〈凸部及び凹部の最小曲率半径〉
本例では、ヨーク部１１をティース部１２が突出する側である上側から平面視したときの凸部２１、２２と凹部３１、３２における最小曲率半径が１．０ｍｍ以上である。凸部２１、２２及び凹部３１、３２の形状を曲率半径の小さい角部を有する形状とした場合、これに応じて、ヨーク部１１の側面２０、３０を成形するダイ５０の側面５２（図７参照）に角部を形成することになる。曲率半径の小さい角部には、応力が集中し易い。凸部２１、２２及び凹部３１、３２の最小曲率半径が１．０ｍｍ以上である場合、コア片１０を金型５（図６参照）で成形する際にダイ５０への応力集中を緩和できる。
【００６７】
凸部２１、２２及び凹部３１、３２の最小曲率半径は、更に２．０ｍｍ以上であることが挙げられる。凸部２１、２２及び凹部３１、３２の最小曲率半径の上限は特に設けないが、例えば２０ｍｍである。
【００６８】
〈ヨーク部の厚み〉
ヨーク部１１の厚みは、例えば１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下、更に２ｍｍ以上８ｍｍ以下である。ヨーク部１１の厚みとは、コア１の軸方向に沿ったヨーク部１１の寸法のことをいう。図３中、ヨーク部１１の厚みをＴｙで示す。後述するように、複数のコア片１０が環状に組み合わされたコア１の状態で、ヨーク部１１の外周面に環状部材９０（図１０参照）を嵌合させて固定する場合がある。ヨーク部１１の厚みが１．０ｍｍ以上であれば、環状部材９０を固定し易い。ヨーク部１１が厚過ぎると、コア片１０を金型５（図６参照）で成形する際にダイ５０への負荷が増大する。そのため、ヨーク部１１の厚みは１０ｍｍ以下とすることが挙げられる。
【００６９】
〈ヨーク部の真円度〉
複数のコア片１０が環状に組み合わされたコア１の状態において、ヨーク部１１の外周面の真円度は０．１ｍｍ以下であることが好ましい。ヨーク部１１の外周面の真円度が０．１ｍｍ以下であることで、コア１の寸法精度が高い。そのため、ヨーク部１１の外周面に環状部材９０（図１０参照）を嵌合させて固定する場合、ヨーク部１１の外周面に対して環状部材を固定し易い。また、コア１において、ヨーク部１１の外周面の真円度が０．１ｍｍ以下であれば、コア１を構成する各コア片１０のヨーク部１１の外周面が周方向に揃っている。つまり、各コア片１０の径方向の位置ずれが小さく、各コア片１０のティース部１２の位置が周方向に揃っている。後述するように、コア１を用いて回転電機３００（図１２参照）を構成した場合、ティース部１２の各端面４１はロータ２００の磁石２２０に対向するように配置される。各コア片１０の径方向の位置ずれが小さいことで、回転電機３００において、各々のティース部１２の端面４１とロータ２００の磁石２２０との対向面積が均一になる。これにより、コギングを低減できるなど、回転電機３００の特性の低下を抑制できる。ヨーク部１１の外周面の真円度を測定するときは、隣接するコア片１０のヨーク部１１の側面２０、３０（図４、図５参照）同士の連結箇所に形成される凹を含まないように、ポイント測定で評価することが挙げられる。
【００７０】
〈ティース部の各端面の高さ〉
コア１において、複数のコア片１０のティース部１２のうち、最も高いティース部１２の端面４１の位置と最も低いティース部１２の端面４１の位置との差は０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。ティース部１２の端面４１の位置とは、図３に示すように、ヨーク部１１のティース部１２が突出する側とは反対側の面、即ち下面を平面上に載置した状態で、その面から端面４１までの軸方向の高さ位置のことをいう。図３中、ティース部１２の端面４１の高さ位置をＨｔで示す。最も高いティース部１２の端面４１の位置と最も低いティース部１２の端面４１の位置との差が０．１５ｍｍ以下であることで、ティース部１２の各端面４１の高さのばらつきが小さい。後述するように、コア１を用いて回転電機３００（図１２参照）を構成した場合、ティース部１２の各端面４１はロータ２００の磁石２２０に対向するように配置される。ティース部１２の各端面４１の高さのばらつきが小さいことで、回転電機３００において、ティース部１２の各端面４１とロータ２００との間隔のばらつきを小さくできる。これにより、コギングを低減できるなど、回転電機３００の特性の低下を抑制できる。
【００７１】
〈ティース部の端面の平面度〉
ティース部１２の端面４１の平面度は０．２ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、回転電機３００（図１２参照）において、ティース部１２の端面４１をロータ２００に近接して対面させることが可能である。これにより、回転電機３００の特性の低下を抑制できる。
【００７２】
本例では、隣接するコア片１０のヨーク部１１の側面同士が接着されていることで、環状に組み合わされた複数のコア片１０が一体化されている。例えば、図９に例示するように、隣接するコア片１０のヨーク部１１のティース部１２が突出する側とは反対側、即ち下側に配置される板状部材８０を備える場合、ヨーク部１１の反対側の面である下面が板状部材８０に接着されていてもよい。この場合、複数のコア片１０が環状に組み合わされた状態で板状部材８０に固定され、一体化される。
【００７３】
コア１は、図１０に例示するように、環状に組み合わされた複数のコア片１０のヨーク部１１の外周面に嵌合される環状部材９０を備えることができる。環状部材９０は、その内径方向の収縮力により、コア１を構成する複数のコア片１０に対して固定されている。この例では、ヨーク部１１の外周面に環状部材９０が焼き嵌めされている。環状部材９０は、焼き嵌め前の常温時の内径がコア１のヨーク部１１の外径よりも小さく、焼き嵌め時の加熱により内径がコア１のヨーク部１１の外径よりも大きくなる材料と寸法に形成されている。図２中、ヨーク部１１の外径をＤｏで示す。なお、図２中、Ｄｉはヨーク部１１の内径を示す。環状部材９０と環状に組み合わされた複数のコア片１０との焼き嵌めの手順は次の通りである。環状部材９０を所定の温度に加熱して膨張させることで、その内径をコア１のヨーク部１１の外径よりも大きくする。コア１のヨーク部１１の外周面に、加熱して内径を広げた環状部材９０を嵌め合わせる。環状部材９０を冷却して収縮させることで、環状部材９０でコア１の外周を締め付ける。
【００７４】
環状部材９０を備える場合、複数のコア片１０を一体化することができる。また、環状部材９０の内径方向の収縮力によりヨーク部１１の外周が締め付けられ、複数のコア片１０を強固に締結することができる。上述した板状部材８０と環状部材９０のいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。
【００７５】
〈圧粉磁心〉
コア片１０は圧粉磁心で形成されている。圧粉磁心は、軟磁性粉末を圧縮成形したものである。軟磁性粉末は、軟磁性粒子の表面に絶縁被覆を有する複数の被覆軟磁性粒子の集合体である。つまり、圧粉磁心は、複数の被覆軟磁性粒子の集合体で構成されている。軟磁性粒子は、純鉄及び鉄基合金の少なくとも一方からなる鉄基粒子であることが好ましい。純鉄とは、純度９９質量％以上のものをいう。鉄基合金は、Ｆｅ（鉄）−Ｓｉ（シリコン）系合金、Ｆｅ（鉄）−Ａｌ（アルミニウム）系合金、Ｆｅ（鉄）−Ｃｒ（クロム）−Ａｌ（アルミニウム）系合金及びＦｅ（鉄）−Ｃｒ（クロム）−Ｓｉ（シリコン）系合金からなる群より選択される少なくとも一種であることが挙げられる。圧粉磁心を構成する軟磁性粒子は、純鉄からなる粒子のみであってもよいし、鉄基合金からなる粒子のみであってもよいし、純鉄からなる粒子と鉄基合金からなる粒子との混合粒子であってもよい。絶縁被覆としては、例えばリン酸塩被覆、シリカ被覆などが挙げられる。
【００７６】
純鉄又は上記鉄基合金は比較的軟質である。そのため、軟磁性粒子が純鉄又は上記鉄基合金からなる鉄基粒子であることで、圧粉磁心の成形時に軟磁性粒子が変形し易い。よって、高密度で寸法精度の高い圧粉磁心が得られる。圧粉磁心を高密度化することで、コア片１０の機械的強度や磁気的特性を改善できる。また、軟磁性粒子の表面に絶縁被覆を有することで、軟磁性粒子間の電気的絶縁性を高めることができる。そのため、渦電流損に起因するコア片１０の鉄損を低減できる。
【００７７】
また、絶縁被覆がリン酸塩被覆を含むことが好ましい。リン酸塩被覆は鉄基粒子との密着性が高く、変形性にも優れている。そのため、絶縁被膜がリン酸塩被覆を含むことで、圧粉磁心の成形時に鉄基粒子の変形に追従し易い。よって、絶縁被覆が損傷し難く、コア片１０の鉄損を低減できる。
【００７８】
圧粉磁心の相対密度は９０％以上であることが好ましい。圧粉磁心の高密度化により、コア片１０の機械的強度や磁気的特性を改善できる。より好ましい相対密度は９３％以上である。相対密度とは、圧粉磁心の真密度に対する実際の密度の比率（％）のことをいう。真密度とは、内部に空隙が含まれていないとしたときの理論密度のことである。圧粉磁心の真密度は、使用した軟磁性粉末の真密度から求めることもできる。圧粉磁心の相対密度は、［（圧粉磁心の成形密度／圧粉磁心の真密度）×１００］として求める。圧粉磁心の成形密度は、圧粉磁心を油中に浸漬して圧粉磁心に油を含浸させ、［含油密度×（含油前の圧粉磁心の質量／含油後の圧粉磁心の質量）］として求めることができる。含油密度は、含油後の圧粉磁心の質量を体積で除した値である。圧粉磁心の体積は、代表的には液体置換法によって測定することができる。
【００７９】
圧粉磁心からなるコア片１０は、例えば図６に例示するような金型５で成形することができる。金型５は、型孔５１を有するダイ５０と、ダイ５０の型孔５１に嵌合される上パンチ６０及び下パンチ７０とを備える。ダイ５０はヨーク部１１の周面を成形する。上パンチ６０はヨーク部１１の下面であるティース部１２が突出する側とは反対側の面を成形する。下パンチ７０は第１下パンチ７１と第２下パンチ７２とを有する。第１下パンチ７１は、ヨーク部１１の上面であるティース部１２が突出する側の面を成形すると共に、ティース部１２の周面を成形する。第１下パンチ７１には、第２下パンチ７２が挿通される貫通孔が軸方向に沿って形成されている。第２下パンチ７２は、第１下パンチ７１に挿通され、ティース部１２の端面４１を成形する。
【００８０】
金型５を用いてコア片１０を成形するときは、ダイ５０の型孔５１に下パンチ７０を嵌合させた状態で、軟磁性粉末を型孔５１内に充填する。そして、上パンチ６０と下パンチ７０とで軟磁性粉末を圧縮して、コア片１０を成形する。
【００８１】
軟磁性粉末の平均粒子径は、例えば２０μｍ以上３００μｍ以下、更に４０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが挙げられる。軟磁性粉末の平均粒子径を上記範囲内とすることで、取り扱い易く、圧縮成形し易い。軟磁性粉末の平均粒子径は、レーザ回折・散乱式粒子径・粒度分布測定装置を用いて測定し、積算質量が全粒子の質量の５０％となる粒径を意味する。
【００８２】
軟磁性粉末を圧縮する際の成形圧を高くすることで、コア片１０を高密度化できる。成形圧は、例えば７００ＭＰａ以上、更に２０００ＭＰａ以上とすることが挙げられる。
【００８３】
ダイ５０の型孔５１は、図７に示すように、ヨーク部１１（図５参照）の周面に対応した形状に形成されている。型孔５１の一方の側面５２は、ヨーク部１１の側面２０を成形する部分である。側面５２には、ヨーク部１１の側面２０の形状に対応するように、凸部２１、２２及び凹部２３を成形する凹部５２１、５２２及び凸部５２３が形成されている（図８も参照）。型孔５１の他方の側面５３は、ヨーク部１１の側面３０を成形する部分である。側面５３には、ヨーク部１１の側面３０の形状に対応するように、凹部３１、３２及び凸部３３を成形する凸部５３１、５３２及び凹部５３３が形成されている。
【００８４】
コア片１０の成形時、原料粉末が圧縮されることにより、型孔５１が押し広げられる方向にダイ５０に応力が作用する。ダイ５０の側面５２では、図８に示すように、ヨーク部１１の凸部２１、２２間に挟まれるダイ５０の凸部５２３に両側から応力が作用することになる。図８中、凸部５２３に作用する応力を白抜き矢印で示す。本例の場合、図３を参照して説明したように、隣り合う凸部２１、２２間の間隔がヨーク部側面長さの８０％以下であり、例えば４０ｍｍ以下と近いため、凸部５２３に作用する応力が打ち消し合って低減される。したがって、ダイ５０の側面５２に作用する応力を低減でき、ダイ５０の破損を抑制できる。また、本例では、隣り合う凸部２１、２２が対称形状であることから、凸部５２３の両側から作用する応力の大きさが実質的に等しくなる。よって、凸部５２３に作用する応力が相殺されることになり、ダイ５０の破損をより効果的に抑制できる。
【００８５】
一方、ダイ５０の側面５３では、成形時、凹部５３３は、原料粉末から押し広げられるように押圧される。凹部５３３の両側はダイ５０の外周縁までの距離が大きい凸部５３１、５３２に挟まれているため、応力による金型の損傷を受け難い。
【００８６】
＜ステータ＞
図１１を参照して、実施形態に係るステータ１００について説明する。ステータ１００は、アキシャルギャップ型回転電機に用いられる。ステータ１００は、コア１と、コア１を構成するコア片１０の各ティース部１２に配置されるコイル１１０とを備える。コイル１１０は、巻線を螺旋状に巻回した筒状のコイルである。この例では、コイル１１０は、巻線にエナメル平角線を用いた三角筒状のエッジワイズ巻きコイルである。
【００８７】
＜回転電機＞
図１２を参照して、実施形態に係る回転電機３００について説明する。回転電機３００は、モータであってもよいし、発電機であってもよい。回転電機３００は、ロータ２００と、ステータ１００とを備える。回転電機３００は、ロータ２００とステータ１００とが回転軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型の回転電機である。
【００８８】
ステータ１００及びロータ２００は、円筒状のケース３１０に収納されている。ケース３１０の両端にはそれぞれ円板状のプレート３２０が取り付けられている。両プレート３２０の中心には、貫通孔が形成されており、回転軸３３０がケース３１０内を貫通している。
【００８９】
（ロータ）
ロータ２００は、平板状の複数の磁石２２０と、これら磁石２２０を支持する円環状の保持板２１０とを備える。磁石２２０の平面形状は、ティース部１２の端面４１にほぼ対応した形状である。ティース部１２の端面４１の形状が三角形状の場合、磁石２２０の平面形状は、例えば三角形状や台形状であることが挙げられる。保持板２１０は、回転軸３３０に固定され、回転軸３３０と一緒に回転する。各磁石２２０は、保持板２１０に埋め込まれている。磁石２２０は、回転軸３３０の周方向に等間隔に配置されている。また、磁石２２０は、回転軸３３０の軸方向に着磁されている。周方向に隣り合う磁石２２０の磁化方向は互いに逆になっている。
【００９０】
（ステータ）
ステータ１００は、ティース部１２の端面４１がロータ２００の磁石２２０に対向するように配置される。ステータ１００は、コア１のヨーク部１１の外周面をケース３１０の内周面に嵌合させることにより、ケース３１０に固定されている。また、ヨーク部１１の内周面には、回転軸３３０を回転自在に支持する円環状のベアリング３４０が取り付けられている。
【００９１】
｛実施形態の効果｝
上述した実施形態のコア１、ステータ１００、及び回転電機３００は、次の効果を奏する。
【００９２】
コア１を構成するコア片１０において、ヨーク部１１の一方の側面２０に複数の凸部２１、２２と、他方の側面３０に凸部２１、２２に対応する複数の凹部３１、３２とを有する。そのため、複数のコア片１０を環状に組み合わせたとき、凸部２１、２２と凹部３１、３２との嵌め合いにより、隣接するコア片１０のヨーク部１１同士を位置決めすることができる。よって、隣接するコア片１０が径方向にずれることを抑制できる。したがって、コア１は、隣接するコア片１０の位置合わせが容易であり、組立性に優れる。
【００９３】
ステータ１００は、上記コア１を備えることで、組立性に優れる。回転電機３００は、組立性に優れるステータ１００を備えることで、生産性が高い。
【００９４】
［試算例１］
実施形態で説明したコア片１０を金型５で成形したときのダイ５０に作用する応力分布をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）により解析した。
【００９５】
応力解析には、シーメンス社製「ＮＸ  Ｎａｓｔｒａｎ」を使用した。解析条件は次のように設定した。成形圧は９８０ＭＰａとした。ダイ５０の物性値は、ヤング率：２０６０００ＭＰａ、ポアソン比：０．３とした。
【００９６】
設計するコア片１０の寸法は次のように設定した。
ヨーク部１１の厚み（図３中Ｔｙ）：５ｍｍ
ヨーク部１１の側面２０の長さ：４０ｍｍ
凸部２１、２２の大きさ：３ｍｍ
凹部３１、３２からティース部１２の根元までの距離の比率：７０％
凸部２１、２２及び凹部３１、３２の最小曲率半径：３．０ｍｍ
【００９７】
ＣＡＥによる応力解析の結果から、ダイ５０の側面５２における凸部５２３に発生する最大応力を求めた。試験例１では、凸部２１、２２間の間隔を変えて、ヨーク部側面長さに対する凸部間の間隔の比率を変更し、それぞれの場合での最大応力を求めた。その結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2020116038.tif 000003
【００９９】
表１から、凸部間の間隔が小さくなるほど、成形時のダイの凸部における最大応力を低減できることが分かる。特に、凸部間の間隔がヨーク部側面長さの８０％以下である場合、凸部に発生する最大応力を１５００ＭＰａ以下に低減できることが分かる。
【０１００】
［試作例１］
実施形態で説明したコア片１０と同じ構成のものを作製し、その評価を行った。
【０１０１】
コア片１０の寸法は次のように設計した。
ヨーク部１１の厚み（図３中Ｔｙ）：５ｍｍ
ヨーク部１１の外径（図２中Ｄｏ）：１２０ｍｍ
ヨーク部１１の内径（図２中Ｄｉ）：４０ｍｍ
ティース部１２の端面４１の高さ（図３中Ｈｔ）：１８ｍｍ
ヨーク部１１の側面２０の長さ：４０ｍｍ
凸部２１、２２間の間隔の比率：５７％
凸部２１、２２の大きさ：３ｍｍ
凹部３１、３２からティース部１２の根元までの距離の比率：７０％
凸部２１、２２及び凹部３１、３２の最小曲率半径：３．０ｍｍ
【０１０２】
原料の軟磁性粉末には、純鉄粉の表面にリン酸塩被覆を有する被覆軟磁性粒子の粉末を使用した。軟磁性粉末の平均粒子径は５０μｍである。成形圧は９８０ＭＰａとした。得られた圧粉磁心からなるコア片１０の相対密度は９２％であった。
【０１０３】
同じ条件で６個のコア片１０を作製し、コア片１０を円環状に組み合わせてコア１を作製した。１つのコア片１０には２つのティース部１２を有する。ティース部１２の合計数は１２である。得られたコア１について、以下の評価を行った。
【０１０４】
〈ヨーク部の真円度〉
ヨーク部の外周面の真円度を、市販の３Ｄ形状測定機を用いて測定した。具体的には、真円度の測定は、キーエンス社製「ＶＲ−３２００」を用いてポイント測定により行った。その結果、ヨーク部の外周面の真円度は０．１ｍｍ以下であった。
【０１０５】
〈ティース部の端面の平面度〉
ティース部の端面の平面度を、市販の３Ｄ形状測定機、具体的にはキーエンス社製「ＶＲ−３２００」を用いてそれぞれ測定した。その結果、１２個のティース部の各端面の平面度は、いずれも０．１ｍｍ以下であった。
【０１０６】
〈ティース部の端面の高さ〉
ヨーク部の下面を平面上に載置した状態で、合計１２個のティース部の各端面の高さ位置を市販の３Ｄ形状測定機、具体的にはキーエンス社製「ＶＲ−３２００」を用いて測定した。そして、最も高いティース部の端面の位置と最も低いティース部の端面の位置との差を求めたところ、その差は０．１５ｍｍであった。
【符号の説明】
【０１０７】
１  コア
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ  コア片
１１  ヨーク部
１２、１２ａ、１２ｂ  ティース部
２０、３０  側面
２１、２２  凸部
２３  凹部
３１、３２  凹部
３３  凸部
４１  端面
５  金型
５０  ダイ
５１  型孔
５２、５３  側面
５２１、５２２  凹部
５２３  凸部
５３１、５３２  凸部
５３３  凹部
６０  上パンチ
７０  下パンチ
７１  第１下パンチ    ７２  第２下パンチ
８０  板状部材
９０  環状部材
１００  ステータ
１１０  コイル
２００  ロータ
２１０  保持板    ２２０  磁石
３００  回転電機
３１０  ケース    ３２０  プレート
３３０  回転軸    ３４０  ベアリング
ＬＡ、ＬＢ  中間線
Ｌ１、Ｌ２、Ｌｃ  直線    Ｌａ  中心線
ａ、ｂ  点    ｌ  頂点    ｍ、ｎ  交点
Ｔｙ  厚み    Ｈｔ  高さ位置
Ｄｏ  外径    Ｄｉ  内径
【図１】
2020116038.tif 000004
【図２】
2020116038.tif 000005
【図３】
2020116038.tif 000006
【図４】
2020116038.tif 000007
【図５】
2020116038.tif 000008
【図６】
2020116038.tif 000009
【図７】
2020116038.tif 000010
【図８】
2020116038.tif 000011
【図９】
2020116038.tif 000012
【図１０】
2020116038.tif 000013
【図１１】
2020116038.tif 000014
【図１２】
2020116038.tif 000015
【国際調査報告】
2020116038.tif 000016
2020116038.tif 000017
2020116038.tif 000018
2020116038.tif 000019
2020116038.tif 000020