(57)【要約】アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、円環板状のヨークと、前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、前記ヨークは、外周面と、内周面と、前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、前記第一面につながる複数の凹部とを有し、前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている、コア。
2020129866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、
円環板状のヨークと、
前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、
前記ヨークは、
外周面と、
内周面と、
前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、
前記第一面につながる複数の凹部とを有し、
前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、
前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、
前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、
前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている、
コア。
【請求項２】
前記複数のティースの各々における前記外周面は、
前記ヨークの周方向の一方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第一領域と、
前記ヨークの周方向の他方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第二領域と、を有し、
前記複数の凹部の各々は、前記第一領域につながる部分と前記第二領域につながる部分とを有する請求項１に記載のコア。
【請求項３】
前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の全周につながる請求項１又は請求項２に記載のコア。
【請求項４】
前記複数の凹部の各々は、前記第一面から前記複数のティースの各々における前記外周面に近づくにしたがって深くなる傾斜面を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコア。
【請求項５】
前記ヨークは、前記ティースよりも前記ヨークの前記外周面側及び前記内周面側の少なくとも一方に設けられる切欠部を有し、
前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方に開口する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコア。
【請求項６】
前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方のうち、隣り合う前記ティース同士の間に対応する箇所に開口する請求項５に記載のコア。
【請求項７】
前記切欠部における前記ヨークの周方向に沿った長さは、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項５又は請求項６に記載のコア。
【請求項８】
前記切欠部における前記ヨークの径方向に沿った長さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のコア。
【請求項９】
前記圧粉成形体の相対密度が９０％以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１０】
前記圧粉成形体は、軟磁性粉末で構成され、
前記軟磁性粉末は、純鉄、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、及びＦｅ−Ａｌ系合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなる複数の鉄系粒子を有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコア。
【請求項１１】
アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のコアと、
前記コアにおける前記複数のティースの各々に配置されるコイルとを備える、
ステータ。
【請求項１２】
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１１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ものである。
本出願は、２０１８年１２月１８日付の日本国出願の特願２０１８−２３６７６７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】
アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアとして、特許文献１の圧粉磁心が知られている。特許文献１の圧粉磁心は、扇板状のヨーク部と、ヨーク部から突出するティース部とを有する。ヨーク部とティース部とは一体成形されている。ヨーク部の外周縁及び内周縁とティース部との間の間隔は互いに同一である。
【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】
本開示に係るコアは、
アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、
円環板状のヨークと、
前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、
前記ヨークは、
外周面と、
内周面と、
前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、
前記第一面につながる複数の凹部とを有し、
前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、
前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、
前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、
前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている。
【０００５】
本開示に係るステータは、
アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
本開示に係るコアと、
前記コアにおける前記複数のティースの各々に配置されるコイルとを備える。
【０００６】
本開示に係る回転電機は、
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、
前記ステータが本開示に係るステータである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態１に係るコアの概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るコアの一部の概略を示す上面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ線で切断したコアの概略を示す組み合わせ断面図である。
【図４】図４は、図３の破線円内の凹部近傍を拡大して示す拡大図である。
【図５】図５は、図２の（Ｖ）−（Ｖ）切断線で切断したコアの概略を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係るコアを製造する金型の概略を示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態２に係るコアの概略を示す斜視図である。
【図８】図８は、実施形態２に係るコアの一部の概略を示す上面図である。
【図９】図９は、実施形態２に係るコア及び試料Ｎｏ．１のコアを製造する金型の概略を示す部分断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態２に係るコア及び試料Ｎｏ．１のコアを製造する金型の第一下パンチの概略を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態３に係るステータの概略を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態４に係る回転電機の概略を示す断面図である。
【図１３】図１３は、試料Ｎｏ．１０１のコアを成形する金型に備わる第一下パンチの概略を示す斜視図である。
【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］
ヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きくて高密度なコアが望まれている。しかし、そのようなコアの最適な形状、及び製造方法は十分に検討されていなかった。
【０００９】
そこで、本開示は、高密度であり、かつヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きくて、生産性に優れるコアを提供することを目的の一つとする。
【００１０】
また、本開示は、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を構築できるステータを提供することを目的の一つとする。
【００１１】
更に、本開示は、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を提供することを目的の一つとする。
【００１２】
［本開示の効果］
本開示に係るコアは、高密度であり、かつヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きくて、生産性に優れる。
【００１３】
本開示に係るステータは、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を構築できる。
【００１４】
本開示に係る回転電機は、磁気特性及び生産性に優れる。
【００１５】
《本開示の実施形態の説明》
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１６】
（１）本開示の一態様に係るコアは、
アキシャルギャップ型の回転電機に用いられるコアであって、
円環板状のヨークと、
前記ヨークの周方向に間隔をあけて配置される柱状の複数のティースとを備え、
前記ヨークは、
外周面と、
内周面と、
前記外周面と前記内周面とをつなぐ平面状の第一面と、
前記第一面につながる複数の凹部とを有し、
前記複数のティースの各々は、前記第一面に対して前記ヨークの軸方向に突出する外周面を有し、
前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の少なくとも一部につながり、
前記第一面の外周縁及び前記第一面の内周縁の少なくとも一方と前記複数のティースの各々における前記外周面との間の最短距離の全てが４ｍｍ以下であり、
前記ヨークと前記複数のティースとは一体成形された圧粉成形体で構成されている。
【００１７】
上記のコアは、ヨークの大きさに対するティースの大きさの割合が大きい。上記最短距離が上記範囲を満たすからである。
【００１８】
また、上記のコアは、高密度で生産性に優れる。円環板状のヨークと柱状の複数のティースとが一体であり、かつ上記最短距離が上記範囲を満たすコアを、金型を用いて圧縮成形により製造する際に上記凹部を併せて形成することで、成形圧力を高めても金型が損傷し難いからである。この凹部は、詳しくは後述するように、圧縮成形時にパンチの端面における凸部の形状が転写されることで形成される。このパンチがコアの原料粉末を圧縮する際、凸部が原料粉末に進入することによるアンカー効果によりパンチの変形が抑制される。そのため、コアを高密度化するために成形圧を高くしても、パンチの角部に発生する応力が低減される。よって、パンチの破損が起こり難い。上記最短距離は詳しくは後述するパンチの端面の外周縁及び内周縁とパンチの孔の内周面との間の長さに基づくため、上記最短距離が上記範囲を満たすコアを製造する場合、パンチの上記長さが小さい。そのため、上記最短距離が上記範囲を満たすコアを製造する際に上記凹部を併せて形成しない場合には、パンチがより一層変形し易くなる。これに対し、上記最短距離が上記範囲を満たすコアを製造する際に上記凹部を併せて形成することで、上述したようにパンチの変形が抑制される。
【００１９】
更に、上記のコアは、各ティースからヨークに磁束を良好に通過させられる。ヨークと各ティースとが一体成形されていることで、ヨークと各ティースとの間に磁気ギャップとなる隙間が生じないからである。
【００２０】
（２）上記コアの一形態として、
前記複数のティースの各々における前記外周面は、
前記ヨークの周方向の一方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第一領域と、
前記ヨークの周方向の他方に隣り合う前記ティースの前記外周面に臨む第二領域と、を有し、
前記複数の凹部の各々は、前記第一領域につながる部分と前記第二領域につながる部分とを有することが挙げられる。
【００２１】
上記のコアは、コアの高密度化とコアの生産性の向上とを図り易い。上記のコアは、パンチの角部に発生する応力の低減効果が高いからである。
【００２２】
（３）上記コアの一形態として、
前記複数の凹部の各々は、前記複数のティースの各々における前記外周面の周方向の全周につながることが挙げられる。
【００２３】
上記のコアは、コアの更なる高密度化とコアの生産性の向上とを図り易い。上記のコアは、パンチの角部に発生する応力の低減効果がより一層高いからである。
【００２４】
（４）上記コアの一形態として、
前記複数の凹部の各々は、前記第一面から前記複数のティースの各々における前記外周面に近づくにしたがって深くなる傾斜面を有することが挙げられる。
【００２５】
上記のコアは、コアの更なる高密度化とコアの生産性の向上とを図り易い。傾斜面を有する凹部は、傾斜面を有する凸部が設けられたパンチを用いて形成される。パンチの凸部が傾斜面を有することで、詳しくは後述するように、パンチの角部に発生する応力の低減効果がより一層高い。
【００２６】
（５）上記コアの一形態として、
前記ヨークは、前記ティースよりも前記ヨークの前記外周面側及び前記内周面側の少なくとも一方に設けられる切欠部を有し、
前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方に開口することが挙げられる。
【００２７】
上記のコアは、後述する回転電機を構築し易い。上記のコアは、切欠部を回転電機のケース内でのコアの位置決めに利用できるからである。また、上記のコアは、ステータにおけるコイルの巻線の端部を切欠部に引っ掛けて引き出し易い。
【００２８】
（６）上記切欠部を有する上記コアの一形態として、
前記切欠部は、前記ヨークの前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方のうち、隣り合う前記ティース同士の間に対応する箇所に開口することが挙げられる。
【００２９】
上記のコアは、回転電機のケース内でコアを位置決めし易い。また、上記のコアは、巻線の端部を引っ掛け易い。更に、上記のコアは、切欠部の形状や大きさの設計自由度が大きい。コイルが配置されるティースから離れた箇所に切欠部が設けられるからである。
【００３０】
（７）上記切欠部を有する上記コアの一形態として、
前記切欠部における前記ヨークの周方向に沿った長さは、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００３１】
切欠部の上記周方向長さが１．０ｍｍ以上であれば、回転電機のケース内でのコアの位置決めなどが行い易い。切欠部の上記周方向長さが１０ｍｍ以下であれば、切欠部の上記周方向長さが過度に大きすぎない。そのため、切欠部によるヨークの磁路面積の減少が抑制される。よって、磁路面積の減少による磁気特性の低下が抑制され易い。
【００３２】
（８）上記切欠部を有する上記コアの一形態として、
前記切欠部における前記ヨークの径方向に沿った長さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００３３】
切欠部の上記径方向長さが０．５ｍｍ以上であれば、回転電機のケース内でのコアの位置決めなどが行い易い。切欠部の上記径方向の長さが５ｍｍ以下であれば、切欠部の上記径方向の長さが過度に大きすぎない。そのため、切欠部によるヨークの磁路面積の減少を抑制できる。よって、磁路面積の減少による磁気特性の低下を抑制し易い。
【００３４】
（９）上記コアの一形態として、
前記圧粉成形体の相対密度が９０％以上であることが挙げられる。
【００３５】
上記のコアは、高密度であるため、飽和磁束密度等の磁気特性、強度等の機械的特性に優れる。
【００３６】
（１０）上記コアの一形態として、
前記圧粉成形体は、軟磁性粉末で構成され、
前記軟磁性粉末は、純鉄、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、及びＦｅ−Ａｌ系合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなる複数の鉄系粒子を有することが挙げられる。
【００３７】
上記のコアは、高密度で寸法精度に優れる。上記材質は比較的軟質であるため、圧粉成形体の成形時に軟磁性粒子が変形し易いからである。
【００３８】
（１１）本開示の一態様に係るステータは、
アキシャルギャップ型の回転電機のステータであって、
上記（１）から上記（１０）のいずれか１つのコアと、
前記コアにおける前記複数のティースの各々に配置されるコイルとを備える。
【００３９】
上記のステータは、磁気特性及び生産性に優れる回転電機を構築できる。ステータのコアが高密度で生産性に優れる上述のコアだからである。
【００４０】
（１２）本開示の一態様に係る回転電機は、
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（１１）に記載のステータである。
【００４１】
上記の回転電機は、磁気特性及び生産性に優れる。ステータのコアが高密度で生産性に優れる上述のコアだからである。
【００４２】
《本開示の実施形態の詳細》
本開示の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
【００４３】
《実施形態１》
〔コア〕
主に図１から図５を参照して、実施形態１に係るコア１を説明する。実施形態１に係るコア１は、後述するアキシャルギャップ型の回転電機９（図１２）に用いられる。このコア１は、円環板状のヨーク３と柱状の複数のティース２とを備える（図１）。ヨーク３は、平面状の第一面３１を有する。第一面３１は、ヨーク３の外周面３０ｏと内周面３０ｉとをつなぐ。複数のティース２は、ヨーク３の第一面３１にヨーク３の周方向に間隔を空けて設けられている。複数のティース２は、ヨーク３の第一面３１に対してヨーク３の軸方向に突出する外周面２１を有する。ヨーク３と複数のティース２とは一体成形された圧粉成形体で構成されている。実施形態１に係るコア１の特徴の一つは、以下の要件（１）及び要件（２）を満たすことにある。
（１）ヨーク３が複数の凹部３４を有する。複数の凹部３４の各々は、複数のティース２の各々における外周面２１の少なくとも一部につながる。
（２）第一面３１の外周縁３３３と複数のティース２の各々における外周面２１との間の最短距離Ｌ１（図２）の全てと、第一面３１の内周縁３３４と複数のティース２の各々における外周面２１との間の最短距離Ｌ２（図２）の全ての少なくとも一方が特定の長さである。
以下、各構成を詳細に説明する。以下の説明では、コア１におけるヨーク３側を下側とし、ティース２側を上側とする。
【００４４】
［ヨーク］
ヨーク３は、外周面３０ｏと内周面３０ｉと平面状の第一面３１と平面状の第二面３２とを有する（図１）。第一面３１は、ヨーク３の上面となる。第二面３２は、ヨーク３の下面となる。ヨーク３は、ヨーク３の周方向に並ぶティース２のうち、隣り合うティース２同士を磁気的に結合する。ヨーク３は、その中央部に上下面を貫通する軸孔３９を備える。
【００４５】
（凹部）
各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の周方向の少なくとも一部につながるように設けられている。即ち、各凹部３４は、第一面３１と各ティース２の外周面２１とをつなぐ。各凹部３４は、後述する金型５（図６）の各第一下パンチ５５の凸部５５４により形成される。凸部５５４は、各第一下パンチ５５において、第二孔５５２の内周面の周方向の少なくとも一部につながるように設けられる。各第一下パンチ５５が凸部５５４を備えることで、各第一下パンチ５５の破損を抑制できる。その理由は、次の通りである。各第一下パンチ５５がコア１の原料粉末を圧縮する際、凸部５５４が原料粉末に進入することによるアンカー効果により第一下パンチ５５の変形が抑制される。そのため、第二孔５５２の内周角部に発生する応力が低減される。即ち、ヨーク３が凹部３４を備えるということは、金型５の破損が低減されているため、コア１の生産性に優れる。
【００４６】
各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の第一領域２１１につながる部分と各ティース２の外周面２１の第二領域２１２につながる部分とを有することが好ましい（図２、図３）。第一領域２１１とは、ティース２の外周面２１のうち、ヨーク３の周方向の一方に隣り合うティース２の外周面２１に臨む領域である。第二領域２１２とは、ティース２の外周面２１のうち、ヨーク３の周方向の他方に隣り合うティース２の外周面２１に臨む領域である。臨む領域とは、ヨーク３の重心を中心とする同心円のうち、複数のティース２の内周側に接する内接円と複数のティース２の外周側に接する外接円との間の領域において、対向する領域をいう。
【００４７】
各凹部３４が各ティース２の第一領域２１１につながる部分と第二領域２１２につながる部分とを有することで、第一下パンチ５５（図６）の破損が効果的に抑制される。この場合、後述する第一下パンチ５５の凸部５５４は第二孔５５２の内周面のうち第一領域と第二領域につながるように設けられる。そのため、圧縮成形時の側圧による第一下パンチ５５の変形が効果的に抑制される。よって、第二孔５５２の内周角部に発生する応力の低減効果が高い。各凹部３４は、更に、各ティース２の第一領域２１１の全長にわたってつながる部分と、第二領域２１２の全長にわたってつながる部分とを有することが好ましい。第一領域２１１につながる部分と第二領域２１２につながる部分とは、互いにつながらず分離していてもよいし、互いにつながっていてもよい。例えば、第一領域２１１につながる部分と第二領域２１２につながる部分とが互いにつながっていない場合、凹部３４は、第一領域２１１につながる第一凹部と、第二領域２１２につながる第二凹部とを有することが挙げられる。各凹部３４は、特に、各ティース２の外周面２１の周方向の全周につながるように設けられていることが好ましい。その理由は、第二孔５５２の内周角部に発生する応力の低減効果がより一層高くて、金型５、具体的には第一下パンチ５５の破損をより一層抑制できるからである。
【００４８】
本例の各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の周方向の全周につながるように設けられている。凹部３４の平面形状は、ティース２の外周面２１の周方向に沿った環状、ここでは台形環状である。
【００４９】
各凹部３４の断面形状は、適宜選択できる。各凹部３４の断面形状とは、各凹部３４の長手方向に直交する面、即ち各ティース２の軸を含み、かつ外周面２１に直交する面で切断した断面の形状をいう。
【００５０】
本例の各凹部３４の断面形状は、傾斜面３４１と曲面３４２とを有する（図３から図５）。傾斜面３４１は、第一面３１から各ティース２の外周面２１に近づくにしたがって凹部３４の深さＤが深くなるように傾斜する。凹部３４の深さＤは、ヨーク３の軸方向に沿った長さをいう。曲面３４２は、傾斜面３４１からティース２の外周面２１につながる円弧状に設けられている。各凹部３４の断面形状は、各凹部３４の頂点を通る垂線に対して非対称形状である。傾斜面３４１の長さは、曲面３４２の長さよりも長い。
【００５１】
各凹部３４の断面形状が傾斜面３４１を有することで、成形時の成形圧力を高めても各第一下パンチ５５（図６）の損傷を抑制し易い。そのため、コア１の高密度化と生産性の向上とを図れる。各凹部３４の傾斜面３４１に対応するように後述する各第一下パンチ５５の凸部５５４が傾斜面を有する。この第一下パンチ５５を用いて原料粉末を圧縮する際、凸部５５４の傾斜面に圧力が作用する。凸部５５４の傾斜面が受ける圧力は、第一下パンチ５５の第二孔５５２側に向かって作用する。即ち、凸部５５４の傾斜面が受ける圧力は、圧縮成形時に第二孔５５２の内周面に作用する側圧を相殺する方向に働く。そのため、圧縮成形時に凸部５５４の傾斜面が受ける圧力を利用して、第一下パンチ５５に作用する側圧の少なくとも一部を相殺することが可能になる。よって、側圧による第一下パンチ５５の変形がより抑制される。したがって、第二孔５５２の内周角部に発生する応力がより低減される。
【００５２】
なお、図示は省略するものの、各凹部３４の断面形状は、傾斜面と、垂直面と、角部とで構成されていてもよい。傾斜面は、第一面３１から各ティース２の外周面２１に近づくにしたがって凹部３４の深さＤが深くなるように傾斜する。垂直面は、ティース２の外周面２１からヨーク３の下方に延長される。角部は、傾斜面と垂直面とが交差する。その他、凹部３４の断面形状は、例えば、半円形状、三角形状、矩形状などであってもよい。「半円形状」、「三角形状」、及び「矩形状」とは、幾何学上の半円形、三角形、及び矩形だけでなく、実質的に半円形、三角形、及び矩形と見なされる範囲が含まれる。例えば、「三角形状」、及び「矩形状」には、角部に丸みを有する形状が含まれる。また、「三角形状」とはＶ字状が含まれ、「矩形状」とはＵ字状が含まれる。
【００５３】
各凹部３４の深さＤは、例えば、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下が好ましい（図４）。各凹部３４の幅Ｗｄは、例えば、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。凹部３４の深さＤは上述の通りである。凹部３４の幅Ｗｄは、凹部３４の断面において、第一面３１に沿った長さをいう。凹部３４の断面とは、各凹部３４の長手方向に直交する面、即ち各ティース２の軸を含み、かつ外周面２１に直交する面で切断した断面をいう。各凹部３４の深さＤが０．２ｍｍ以上や凹部３４の幅Ｗｄが０．５ｍｍ以上であれば、各第一下パンチ５５（図６）の破損を抑制し易い。各凹部３４の深さＤが２．５ｍｍ以下や各凹部３４の幅Ｗｄが３．０ｍｍ以下であれば、各凹部３４によるヨーク３の磁路面積の減少が抑制される。そのため、磁路面積の減少による磁気特性の低下が抑制され易い。各凹部３４の深さＤは、更に０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。各凹部３４の幅Ｗｄは、更に１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。本例では、曲面３４２の曲率半径Ｒが０．５ｍｍであり、各凹部３４の深さＤが０．５ｍｍ、各凹部３４の幅Ｗｄが１．６ｍｍである。
【００５４】
（サイズ）
ヨーク３の厚みＴｙは、例えば、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が挙げられ、更に１．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下が挙げられる（図５）。ヨーク３の厚みＴｙは、第一面３１と第二面３２との間のヨーク３の軸方向に沿った長さをいう。ヨーク３の内径は、例えば、５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下が挙げられる。ヨーク３の外径は、例えば、３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下が挙げられる。本例では、ヨーク３の厚みＴｙは、３．５ｍｍである。ヨーク３の径方向に沿った長さＷｙ、即ち内外径差は、２０ｍｍである。
【００５５】
［ティース］
各ティース２は、ヨーク３の第一面３１に対してヨーク３の軸方向に突出する（図１から図３，図５）。即ち、各ティース２は、コア１において、第一面３１の同一平面よりも上方の部分である。各ティース２は、コア１とコイル８０とで後述するステータ８（図１１）を構築する際、コイル８０が設けられる。
【００５６】
ティース２の数は複数である（図１）。具体的なティース２の数は適宜選択できる。本例のティース２の数は１２個である。複数のティース２は、ヨーク３と一体成形されている。そのため、ヨーク３と各ティース２との間に磁気ギャップとなる隙間が生じない。よって、各ティース２からヨーク３に磁束が良好に通過する。各ティース２は、ヨーク３の周方向に所定の間隔をあけて配置される。本例では、隣り合うティース２同士の間隔の各々は、ヨーク３の周方向に等間隔である。
【００５７】
各ティース２の形状は、角柱状や円柱状が挙げられる。角柱状は、ティース２の軸方向に直交する平面でティース２を切断した断面形状が三角形の三角柱状や四角形の四角柱状などが挙げられる。ティース２の軸方向とは、ティース２の突出方向であり、ヨーク３の軸方向と同じである。三角柱状としては、上記断面形状が二等辺三角形などの三角柱状などが挙げられる。四角柱状としては、上記断面形状が台形状である台形柱状や、長方形である直方体状などが挙げられる。上記断面形状は、ティース２の軸方向に一様であることが挙げられる。「台形状」、「三角形状」とは、上述の凹部３４と同様、幾何学上の台形、三角形だけでなく、本例のように角部に丸みを有する形状を含めて、実質的に台形、三角形と見なされる範囲を含む。
【００５８】
本例では、各ティース２の形状は、上記断面形状が台形状である台形柱状である（図１、図２）。各ティース２の外周面２１は、第一領域２１１と、第二領域２１２と、外周領域２１３と、内周領域２１４と有する。第一領域２１１及び第二領域２１２は、上述の通りである。本形態の第一領域２１１及び第二領域２１２は、ヨーク３の周方向に交差する。外周領域２１３とは、ヨーク３の外周面３０ｏ側に設けられ、第一領域２１１におけるヨーク３の外周面３０ｏ側と第二領域２１２におけるヨーク３の外周面３０ｏ側とをつなぐ領域である。外周領域２１３は、ヨーク３の外周面３０ｏの周方向に沿った円弧状に設けられている。内周領域２１４とは、ヨーク３の内周面３０ｉ側に設けられ、第一領域２１１におけるヨーク３の内周面３０ｉ側と第二領域２１２におけるヨーク３の内周面３０ｉ側とをつなぐ領域である。内周領域２１４は、直線状に設けられている。各ティース２は、外周領域２１３の長さが長く、内周領域２１４の長さが短い（図２）。各ティース２の上記断面形状は、ティース２の軸方向に一様である。ティース２の形状が台形柱状であれば、断面積を大きく確保し易い。また、コア１のデッドスペースを低減し易く、占積率が高いステータ８を構築し易い。
【００５９】
各ティース２の大きさは互いに同一である。各ティース２の長さは、ヨーク３の長さよりも小さい。ティース２の長さ及びヨーク３の長さは、ヨーク３の径方向に沿った長さを言う。本例では、ティース２の長さは、ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３とティース２の外周面２１との間と、ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４とティース２との間との各々に後述する所定の間隔が設けられる程度の長さである。各ティース２の断面積は、例えば、５ｍｍ２以上８００ｍｍ２以下が挙げられる。各ティース２の断面積は、ティース２の軸方向に直交する平面でティース２を切断した断面の面積をいう。各ティース２の高さＨｔは、例えば、３ｍｍ以上４０ｍｍ以下が挙げられる（図５）。ティース２の高さＨｔは、第一面３１に対してヨーク３の軸方向に突出するティース２の突出長さである。本例のティース２の高さＨｔは、８．８ｍｍである。
【００６０】
［ヨークとティースとの間隔］
ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１の全てと、ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２の全ての少なくとも一方の長さは、４ｍｍ以下とすることが挙げられる（図２）。ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１は、単に外周側の最短距離Ｌ１ということがある。ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２は、単に内周側の最短距離Ｌ２ということがある。上記外周側の最短距離Ｌ１と上記内周側の最短距離Ｌ２とは、ヨーク３を軸方向から平面視した場合の距離をいう。勿論、上記外周側の最短距離Ｌ１の全てと上記内周側の最短距離Ｌ２の全てとが、上記範囲を満たしてもよい。上記外周側の最短距離Ｌ１の全て、及び上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての少なくとも一方の長さが４ｍｍ以下のとき、凹部３４を備えることで金型５の第一下パンチ５５の破損を効果的に抑制できる。上記外周側の最短距離Ｌ１の全て及び上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての少なくとも一方の長さは、１ｍｍ以上が好ましく、更には１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下が好ましい。上記外周側の最短距離Ｌ１の全ての長さと、上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての長さとは、本例では互いに同一である。なお、上記外周側の最短距離Ｌ１の全ての長さと上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての長さとは、互い異なっていても良い。本例において、上記外周側の最短距離Ｌ１の位置は、ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３とティース２の外周面２１の外周領域２１３の周方向に沿って互いに対向する領域である。上記内周側の最短距離Ｌ２の位置は、各ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。上記外周側の最短距離Ｌ１の全ての長さと上記内周側の最短距離Ｌ２の全ての長さとは、本例では３ｍｍである。
【００６１】
［材質］
圧粉成形体は、軟磁性粉末を圧縮成形したものである。圧粉成形体は、主として軟磁性粉末で構成されている。軟磁性粉末は、純鉄又は鉄基合金からなる複数の鉄系粒子を有する。純鉄は、純度９９質量％以上である。鉄基合金は、Ｆｅ−Ｓｉ（ケイ素）系合金、Ｆｅ−Ａｌ（アルミニウム）系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、及びＦｅ−Ｎｉ（ニッケル）系合金からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。Ｆｅ−Ｓｉ系合金としては、例えば、ケイ素鋼が挙げられる。Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金としては、例えば、センダストが挙げられる。Ｆｅ−Ｎｉ系合金としては、例えば、パーマロイが挙げられる。上記材質は比較的軟質であるため、圧粉成形体の成形時に軟磁性粒子が変形し易い。そのため、コア１が高密度で寸法精度に優れる。軟磁性粉末は、上記鉄系粒子の表面に絶縁被覆を有することが好ましい。上記鉄系粒子の表面に絶縁被覆が設けられていれば、絶縁被覆により粒子間の電気的絶縁を確保し易い。そのため、渦電流損に起因する圧粉成形体の鉄損が低減される。絶縁被覆としては、例えば、リン酸塩被覆やシリカ被覆などが挙げられる。
【００６２】
［相対密度］
圧粉成形体の相対密度は９０％以上が好ましい。その理由は、飽和磁束密度等の磁気特性、強度等の機械的特性に優れるからである。相対密度は更に９３％以上が好ましい。「圧粉成形体の相対密度」は、圧粉成形体の真密度に対する実際の圧粉成形体の密度の比率（％）をいう。即ち、圧粉成形体の相対密度は、［（実際の圧粉成形体の密度／圧粉成形体の真密度）×１００］によって求める。実際の圧粉成形体の密度は、圧粉成形体を油中に浸漬して圧粉成形体に油を含浸させ、［含油密度×（含油前の圧粉成形体の質量／含油後の圧粉成形体の質量）］によって求めることができる。含油密度は、（含油後の圧粉成形体の質量／含油後の圧粉成形体の体積）である。即ち、実際の圧粉成形体の密度は、（含油前の圧粉成形体の質量／含油後の圧粉成形体の体積）で求めることができる。含油後の圧粉成形体の体積は、代表的には液体置換法によって測定することができる。圧粉成形体の真密度とは、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。圧粉成形体の真密度は、使用した軟磁性粉末の真密度から求めることもできる。
【００６３】
〔コアの製造方法（Ｉ）〕
実施形態１に係るコア１は、充填工程と成形工程とを備えるコアの製造方法（Ｉ）により製造できる。充填工程は、原料粉末を金型５のキャビティに充填する（図６）。成形工程は、キャビティ内の原料粉末を圧縮成形する。まず、図６を参照して金型５を説明し、その後、各工程を説明する。
【００６４】
［金型］
金型５は、ダイ５１とコアロッド５２と上パンチ５３と下パンチ５４とを備える。原料粉末を充填するキャビティは、ダイ５１とコアロッド５２と下パンチ５４とで構成される。
【００６５】
（ダイ）
ダイ５１は、型孔５１１を有する。型孔５１１は、ヨーク３の外周面３０ｏを形成する内周面を有する。型孔５１１の内周形状は、ヨーク３の外周面３０ｏの形状に対応した形状であり、本例では円形状である。
【００６６】
（コアロッド）
コアロッド５２は、ヨーク３の内周面３０ｉを形成する外周面５２１を有する。コアロッド５２の形状は、ヨーク３の内周面３０ｉの形状に対応した形状であり、本例では円柱状である。コアロッド５２は、ダイ５１の型孔５１１の内部に配置される。
【００６７】
（上パンチ）
上パンチ５３は、ヨーク３の第二面３２を形成する下端面５３１を有する。上パンチ５３の形状は、円筒状である。上パンチ５３の中央には、コアロッド５２が挿通される挿通孔５３２が設けられている。挿通孔５３２の内周形状は、コアロッド５２の形状に対応した形状であり、本例では円形状である。上パンチ５３の下端面５３１は平面で構成されている。上パンチ５３の下端面５３１の形状は、ヨーク３の第二面３２の形状に応じて適宜選択でき、本例では円環状である。上パンチ５３は、ダイ５１の型孔５１１とコアロッド５２との間に嵌合される。
【００６８】
（下パンチ）
下パンチ５４は、第一下パンチ５５と第二下パンチ５６とを有する。下パンチ５４は、ダイ５１の型孔５１１とコアロッド５２との間に嵌合される。第一下パンチ５５及び第二下パンチ５６はそれぞれ、ダイ５１及びコアロッド５２に対して上下方向に独立して駆動可能である。
【００６９】
〈第一下パンチ〉
第一下パンチ５５は、ヨーク３の第一面３１及び凹部３４とティース２の周面とを形成する。第一下パンチ５５の形状は、円筒状である。第一下パンチ５５は、第一孔５５１と複数の第二孔５５２と上端面５５３とを有する。
【００７０】
・第一孔
第一孔５５１は、コアロッド５２が挿通される内周面を有する。第一孔５５１は、第一下パンチ５５の中央に第一下パンチ５５の上下方向に貫通するように設けられている。第一孔５５１の内周形状は、コアロッド５２の外周形状に対応した形状であり、本例では円形状である。
【００７１】
・第二孔
第二孔５５２は、ティース２の外周面２１を形成する内周面を有する。第二孔５５２は、第一下パンチ５５における第一孔５５１の外周に第一下パンチ５５の上下方向に貫通するように設けられている。第二孔５５２の数は、ティース２の数に対応した数であり、本例では１２個である。複数の第二孔５５２は、第一下パンチ５５の周方向に等間隔に設けられている。第二孔５５２には、第二下パンチ５６が挿通される。
【００７２】
第二孔５５２の内周形状は、ティース２の形状に応じて適宜選択でき、本例では台形状である。即ち、第二孔５５２の内周面は、第一領域と第二領域と外周領域と内周領域とで台形環状に設けられている。第一領域とは、第二孔５５２の内周面のうち、第一下パンチ５５の周方向の一方に隣り合う第二孔５５２の内周面に対向する領域である。第二領域とは、第二孔５５２の内周面のうち、第一下パンチ５５の周方向の他方に隣り合う第二孔５５２の内周面に対向する領域である。対向する領域とは、第一下パンチ５５の重心を中心とする同心円のうち、複数の第二孔５５２の内周側に接する内接円と複数の第二孔５５２の外周側に接する外接円との間の領域において、対向する領域をいう。第一領域及び第二領域は、上端面５５３の周方向に交差する。外周領域は、第一下パンチ５５の外周面側に位置し、第一領域及び第二領域における第一下パンチ５５の外周面側の端部同士を接続する。外周領域は、第一下パンチ５５の外周面の周方向に沿った円弧状に設けられている。内周領域は、第一下パンチ５５の内周面側に位置し、第一領域及び第二領域における第一下パンチ５５の内周面側の端部同士を接続する。内周領域は、直線状に設けられている。
【００７３】
・上端面
上端面５５３は、ヨーク３の第一面３１及び凹部３４を形成する。上端面５５３の形状は、円環状である。上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離が、上述した外周側の最短距離Ｌ１に対応し、上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離が上述した内周側の最短距離Ｌ２に対応する。上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離と、上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。上記両最短距離は、図６の紙面左右方向の長さである。本例では、上記両最短距離が３ｍｍである。
【００７４】
上端面５５３は、第二孔５５２の内周面につながる凸部５５４を有する。凸部５５４は、ヨーク３の凹部３４を形成する。即ち、凸部５５４の形成領域、断面形状、及びサイズを適宜調整することで、ヨーク３の凹部３４の形成領域、断面形状、及びサイズが調整される。本例の凸部５５４は、第二孔５５２の内周面の周方向の全周にわたってつながるようにもうけられている。
【００７５】
〈第二下パンチ〉
第二下パンチ５６は、ティース２の上面を形成する上端面５６１を有する。第二下パンチ５６の形状は、第二孔５５２の内周形状に対応した形状であり、本例では台形柱状である。第二下パンチ５６の上端面５６１は平面で構成されている。上端面５６１の形状は、ティース２の端面形状に応じて適宜選択でき、本例では台形状である。第二下パンチ５６の数は、第二孔５５２と同数であり、本例では１２本である。
【００７６】
［充填工程］
この工程では、ダイ５１とコアロッド５２と下パンチ５４とで形成されるキャビティ内に原料粉末が充填される。原料粉末には、上述した軟磁性粉末が利用できる。原料粉末は、軟磁性粉末に加えて、バインダや潤滑剤を含んでもよい。金型５に潤滑剤が塗布されていてもよい。原料粉末に利用する軟磁性材料の粉末の平均粒径は、例えば、２０μｍ以上３５０μｍ以下が挙げられる。上記粉末の平均粒径が上記の範囲であれば、上記粉末を取り扱い易い上に、圧縮成形し易い。上記粉末の平均粒径は、４０μｍ以上３００μｍ以下であってもよく、更に２５０μｍ以下であってもよい。上記粉末の平均粒径とは、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％となる粒径とする。
【００７７】
［成形工程］
この工程では、キャビティ内の原料粉末が上パンチ５３及び下パンチ５４で圧縮成形される。圧縮成形時の圧力が高いほど、緻密化し易く、相対密度の高いコア１が製造される。上記圧力は、例えば、７００ＭＰａ以上が挙げられ、更に９８０ＭＰａ以上が挙げられる。
【００７８】
［その他の工程］
成形工程後、必要に応じて熱処理を施してもよい。例えば、熱処理によって、歪みを除去することで、低損失なコア１が製造される。又は、例えば、熱処理によって、バインダや潤滑剤を除去してもよい。原料粉末が上述の被覆粒子を含む場合、熱処理温度は、絶縁被覆の分解温度以下が好ましい。
【００７９】
〔作用効果〕
実施形態１に係るコア１は、ヨーク３の大きさに対するティース２の大きさの割合が大きい。その上、コア１は、成形圧力を高めても第一下パンチ５５の損傷を抑制できるため、高密度であり、生産性に優れる。
【００８０】
《実施形態２》
〔コア〕
図７、図８を参照して、実施形態２に係るコア１を説明する。実施形態２に係るコア１は、ヨーク３が切欠部３５を有する点が、実施形態１に係るコア１と相違する。以下の説明は、実施形態１との相違点を中心に行う。実施形態１と同様の構成の説明は省略する。
【００８１】
［ヨーク］
（切欠部）
切欠部３５は、後述する回転電機９（図１２）のケース９２に対してコア１を位置決めしたり、後述するステータ８のコイル８０を構成する巻線の端部を引っ掛けたりするための凹部である。切欠部３５は、各ティース２よりもヨーク３の外周面３０ｏ側及び内周面３０ｉ側の少なくとも一方に設けられる。切欠部３５は、ヨーク３の外周面３０ｏ及び内周面の少なくとも一方に開口する。切欠部３５は、ヨーク３の厚み方向の全域を切り欠いて構成している。
【００８２】
切欠部３５の形成箇所は、ヨーク３の外周面３０ｏ及び内周面３０ｉの少なくとも一方のうち、隣り合うティース２同士の間に対応する箇所の少なくとも一箇所が好ましい。本例では、切欠部３５は、隣り合うティース２同士の間に対応する箇所の各々に設けられている（図８）。即ち、切欠部３５の数は、本例では１２個である（図７）。本例のように複数の切欠部３５を有する場合、少なくとも一つの切欠部３５をコア１の位置決めに利用し、その他の切欠部３５を巻線の端部の引っ掛けに利用することができる。
【００８３】
切欠部３５のティース２側から見た平面形状は、本例では台形状である（図８）。なお、切欠部３５の上記平面形状は、三角形状、矩形状、半円状などでもよい。ここでの「台形状」、「三角形状」、「矩形状」、及び「半円状」とは、上述の凹部３４と同様、幾何学上の台形、三角形、矩形、及び半円形だけでなく、本例のように角部に丸みを有する形状を含めて、実質的に台形、三角形、矩形、及び半円形とみなされる範囲が含まれる。
【００８４】
切欠部３５におけるヨーク３の周方向に沿った長さや切欠部３５におけるヨーク３の径方向に沿った長さは、切欠部３５の形成箇所や形状などに応じて適宜選択できる。ヨーク３の周方向に沿った長さは、単に周方向長さといい、ヨーク３の径方向に沿った長さは、単に径方向長さということがある。切欠部３５の上記周方向長さとは、切欠部３５の開口端における周方向に沿った長さをいう。即ち、切欠部３５の上記周方向長さは、第一面３１の外周縁３３３の延長線に沿った切欠部３５の長さをいう。切欠部３５の上記径方向長さは、切欠部３５の最大深さをいう。即ち、切欠部３５の上記径方向長さは、第一面３１の外周縁３３３の延長線からヨーク３の径方向への切欠部３５の最大長さをいう。切欠部３５の上記周方向長さは、隣り合うティース２の第一領域２１１と第二領域２１２の間の最小間隔未満程度が好適である。
【００８５】
本例の場合、切欠部３５の上記周方向長さは、例えば、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が挙げられる。切欠部３５の上記径方向長さは、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が挙げられる。切欠部３５の上記周方向長さが１．０ｍｍ以上や切欠部３５の上記径方向長さが０．５ｍｍ以上であれば、コア１の位置決めなどが行い易い。切欠部３５の上記周方向長さが１０ｍｍ以下や切欠部３５の上記径方向の長さが５ｍｍ以下であれば、切欠部３５が過度に大きすぎない。そのため、切欠部３５によるヨーク３の磁路面積の減少が抑制される。よって、磁路面積の減少による磁気特性の低下が抑制され易い。切欠部３５の上記周方向長さは、更に１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下が好ましい。切欠部３５の上記径方向長さは、更に１．０ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。本例では、切欠部３５の上記周方向長さは、６ｍｍ程度である。切欠部３５の上記径方向長さは、２．５ｍｍである。
【００８６】
［ヨークとティースとの間隔］
ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１、即ち外周側の最短距離Ｌ１の位置は、切欠部３５の角部と各ティース２の外周面２１の角部との間である（図８）。各ティース２の外周面２１の角部は、外周領域２１３と第一領域２１１との接続箇所と、外周領域２１３と第二領域２１２との接続箇所である。上記外周側の最短距離Ｌ１の長さは、２．７ｍｍ程度である。なお、ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所におけるヨーク３の第一面３１の外周縁３３３と各ティース２の外周面２１との間の長さは、実施形態１のコア１と同様、３ｍｍである。ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４と各ティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２、即ち内周側の最短距離Ｌ２の位置とその長さは、実施形態１のコア１における内周側の最短距離Ｌ２と同様である。即ち、上記内周側の最短距離Ｌ２の位置は、ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。上記内周側の最短距離Ｌ２の長さは、３ｍｍである。
【００８７】
〔コアの製造方法（ＩＩ）〕
実施形態２に係るコア１は、上述したコアの製造方法（Ｉ）と同じ工程を備えるコアの製造方法（ＩＩ）により製造できる。コアの製造方法（ＩＩ）では、使用する金型５が、コアの製造方法（Ｉ）で使用する金型５（図６）と相違する。具体的には、コアの製造方法（ＩＩ）の金型５におけるダイ５１と上パンチ５３と第一下パンチ５５とが、コアの製造方法（Ｉ）の金型５と相違する。図９、図１０を参照して、コアの製造方法（ＩＩ）で使用する金型５を説明する。以下の説明は、コアの製造方法（Ｉ）の金型５との相違点を中心に行う。図９は、原料粉末が充填される前のキャビティを上パンチ側から見た状態を示す。図９は、説明の便宜上、ダイ５１とコアロッド５２にハッチングを付している。
【００８８】
［金型］
（ダイ）
ダイ５１の内周面は、ダイ５１の径方向の内周側に突出する凸部５１２を有する（図９）。凸部５１２は、ヨーク３の切欠部３５を形成する。各凸部５１２の数、形状、大きさ、及び形成箇所は、切欠部３５の数、形状、大きさ、及び形成箇所に応じて適宜選択できる。凸部５１２の数は、本例では１２個である。凸部５１２の形状は、本例では台形状である。凸部５１２の形成箇所は、第一下パンチ５５の外周面において、隣り合う第二孔５５２同士の間に対応する箇所の各々である。
【００８９】
（上パンチ）
上パンチ５３の外周面は、図示は省略しているものの、ダイ５１の凸部５１２が嵌合する凹部を有する。凹部の数、形状、大きさ、及び形成箇所は、凸部５１２に対応する。
【００９０】
（下パンチ）
〈第一下パンチ〉
第一下パンチ５５の外周面は、上パンチ５３と同様、ダイ５１の凸部５１２が嵌合する凹部５５５を有する（図９，図１０）。凹部５５５の数、形状、大きさ、及び形成箇所は、凸部５１２に対応する。
【００９１】
〔作用効果〕
実施形態２に係るコア１は、実施形態１に係るコア１と同様、高密度であり、かつヨーク３の大きさに対するティース２の大きさの割合が大きくて、生産性に優れる。その上、ヨーク３が切欠部３５を備えることで、後述する回転電機９のケース９２内でのコア１の位置決めに利用できるため、回転電機９を構築し易い。
【００９２】
《実施形態３》
〔ステータ〕
図１１を参照して、実施形態３に係るステータ８を説明する。実施形態３に係るステータ８は、コア１とコイル８０とを備える。コア１は、実施形態１に係るコア１又は実施形態２に係るコア１が利用できる。コイル８０は、コア１に備わる複数のティース２の各々に配置される。このステータ８は、アキシャルギャップ型の回転電機９に用いられる。図１１では、ステータ８が、図７，図８に示す実施形態２に係るコア１を備える場合を例示する。勿論、ステータ８は、図１から図５に示すコア１を備えていてもよい。
【００９３】
各コイル８０は、巻線を螺旋状に巻回してなる筒状部を備える。本例のコイル８０は、巻線を被覆平角線とする台形筒状のエッジワイズ巻きコイルである。なお、図１１では、筒状部のみを簡略化して示し、巻線の両端部は図示を省略している。巻線の両端部は、コア１におけるヨーク３の切欠部３５に引っ掛けて引き出すことができる。ステータ８は、コイル８０を別途作製しておき、ティース２の外側にコイル８０を嵌めることで作製できる。
【００９４】
〔作用効果〕
実施形態３に係るステータ８は、高密度で生産性に優れる実施形態３のコア１を備えるため、磁気特性及び生産性に優れるアキシャルギャップ型の回転電機９を構築できる。
【００９５】
《実施形態４》
〔回転電機〕
図１２を参照して、実施形態４に係る回転電機９を説明する。図１２は、回転電機９の回転軸９１に平行な平面であり、かつコア１の切欠部３５を通る平面で切断した断面図である。回転電機９は、ロータ９０とステータ８とを備える。ステータ８には、上述の実施形態３に係るステータ８が利用できる。この回転電機９は、ロータ９０とステータ８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ものである。回転電機９は、モータ又は発電機に利用できる。図１２では、一つのロータ９０が二つのステータ８で挟まれるように組み付けられるシングルロータ、ダブルステータ型のものを例示する。その他、一つのロータと一つのステータとを備える形態や、一つのステータが二つのロータで挟まれるように組み付けられる形態等が挙げられる。回転電機９は、ケース９２を備える。
【００９６】
ケース９２は、ステータ８及びロータ９０を収納する円柱状の内部空間を有する。ケース９２は、円筒部９２１と二つのプレート９２３とを備える。
【００９７】
円筒部９２１は、ステータ８及びロータ９０の外周を囲む。円筒部９２１の両側にそれぞれプレート９２３が配置される。円筒部９２１には、ステータ８を位置決めする位置決め部を有することが好ましい。この位置決め部は、円筒部９２１の内面から突出する凸部９２２で構成され、コア１のヨーク３の切欠部３５と係合する。この係合により、ステータ８がケース９２に対して位置決めされる。
【００９８】
二つのプレート９２３は、ステータ８及びロータ９０を軸方向両側から挟むように円筒部９２１の両端面に固定される。両プレート９２３は、その中心部に貫通孔を備える。貫通孔には軸受け９３が設けられ、軸受け９３を介して回転軸９１が挿通される。また、ヨーク３の軸孔３９にも軸受けが設けられ、この軸受を介して回転軸９１が挿通される。軸孔３９に設けられる軸受けの図示は省略する。回転軸９１は、ケース９２内を貫通する。
【００９９】
ロータ９０は、複数の磁石９５とロータ本体とを備える。ロータ９０は、平板状の部材である。各磁石９５は、例えば、ティース２の端面の平面形状に対応した平面形状を有する平板状である。ロータ本体は、複数の磁石９５を支持する。ロータ本体は、円環状の部材であり、回転軸９１によって回転可能に支持される。各磁石９５は、ロータ本体の周方向に等間隔に配置される。各磁石９５は、回転軸９１の軸方向に着磁される。ロータ本体の周方向に隣り合う磁石９５の磁化方向は互いに逆である。ロータ本体が回転すると、磁石９５もロータ本体と共に回転する。
【０１００】
ステータ８は、ティース２の端面がロータ９０の磁石９５に対向するように配置される。ロータ９０が回転すると、ティース２の端面は、回転する磁石９５からの磁束を受ける。
【０１０１】
〔作用効果〕
実施形態４に係る回転電機９は、実施形態３のステータ８を備えるため、磁気特性及び生産性に優れる。
【０１０２】
《試験例１》
図９、図１０（適宜、図６を参照）に示す第一下パンチ５５の凸部５５４の有無によって、圧縮成形時に第一下パンチ５５に発生する最大応力値（ＭＰａ）の違いを評価した。
【０１０３】
〔試料Ｎｏ．１〕
試料Ｎｏ．１では、図９、図１０を参照して説明した金型５を用いて、図７、図８を参照して説明した実施形態２に係るコア１を製造した。即ち、第一下パンチ５５は、凸部５５４と凹部５５５とを備える（図９、図１０）。凸部５５４は、第二孔５５２の内周面の周方向の全周にわたってつながるように設けられている。凸部５５４の形状は、台形環状である。凹部５５５は、第一下パンチ５５の外周面に設けられる。凹部５５５の形状は、台形状である。
【０１０４】
第一下パンチ５５の上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の位置は、凹部５５５の角部と第二孔５５２の内周面の角部との間である。第二孔５５２の内周面の角部は、第二孔５５２の第一領域と外周領域との接続箇所と、第二領域と外周領域との接続箇所とである。第一下パンチ５５の上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の位置は、第二孔５５２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。第一下パンチ５５の上端面５５３の外周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の長さは２．７ｍｍ程度とした。第一下パンチ５５の上端面５５３の内周縁と第二孔５５２の内周面との間の最短距離の長さは３ｍｍとした。
【０１０５】
製造された試料Ｎｏ．１のコア１は、円環板状のヨーク３と複数のティース２とが一体成形されている（図７，図８）。ヨーク３は、複数の凹部３４と、複数の切欠部３５とを有する。各凹部３４は、各ティース２の外周面２１の全周につながるように設けられている。各切欠部３５は、ヨーク３の外周面３０ｏにおいて、隣り合うティース２同士の間に対応する箇所に設けれている。ヨーク３の第一面３１の外周縁３３３とティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ１の位置は、切欠部３５の角部とティース２の外周面２１の角部との間である。ティース２の外周面２１の角部とは、外周領域２１３と第一領域２１１との接続箇所と、外周領域２１３と第二領域２１２との接続箇所とである。ヨーク３の第一面３１の内周縁３３４とティース２の外周面２１との間の最短距離Ｌ２の位置は、各ティース２の周方向を径方向に沿った線分で二等分する箇所である。外周側の最短距離Ｌ１の長さは２．７ｍｍ程度である。内周側の最短距離Ｌ２の長さは３ｍｍである。
【０１０６】
〔試料Ｎｏ．１０１〕
試料Ｎｏ．１０１では、ヨークに各ティースの外周面につながる凹部が設けられていない点を除き、試料Ｎｏ．１と同様のコアを製造した。この試料Ｎｏ．１０１のコアの製造に用いた金型５の第一下パンチ５５は、図１３に示すように、第二孔５５２の内周面につながる凸部が設けられておらず、上端面５５３が平面状である。
【０１０７】
製造された試料Ｎｏ．１０１のコアは、ヨークに各ティースの外周面につながる凹部が設けられていない点を除き、試料Ｎｏ．１のコア１と同じである。即ち、試料Ｎｏ．１０１のコアにおける上記外周側の最短距離Ｌ１の位置及び長さと上記内周側の最短距離Ｌ２の位置及び長さとは、試料Ｎｏ．１のコア１と同じである。
【０１０８】
〔応力解析〕
試料Ｎｏ．１のコア１とＮｏ．１０１のコアとを製造したときに、それぞれ第一下パンチ５５に作用する応力分布をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）により解析した。ＣＡＥの解析結果から、第一下パンチ５５に発生した最大応力値（ＭＰａ）を算出した。
【０１０９】
試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５では、図１０に二点鎖線円で示すように、第二孔５５２の内周面において、第一下パンチ５５の外周面側の角部付近の小さな領域内に最大応力が作用した。その最大応力値は、９３６ＭＰａ程度であった。
【０１１０】
一方、試料Ｎｏ．１０１の第一下パンチ５５では、図１３に二点鎖線円で示すように、第二孔５５２の内周面において、第一下パンチ５５の外周面側の角部付近の比較的大きな領域内に最大応力が発生した。その最大応力値は、１２０５ＭＰａ程度であった。
【０１１１】
試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５は、試料Ｎｏ．１０１の第一下パンチ５５に比較して、最大応力を２０％以上低減できることがわかった。即ち、試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５は、成形圧力を高めても、試料Ｎｏ．１０１に比較して、変形し難くて破損し難い。したがって、試料Ｎｏ．１の第一下パンチ５５は、ヨーク３の大きさに対するティース２の大きさの割合が大きくて高密度なコア１を生産性よく製造できる。
【０１１２】
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及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。
【符号の説明】
【０１１３】
１  コア
２  ティース
２１  外周面
２１１  第一領域
２１２  第二領域
２１３  外周領域
２１４  内周領域
３  ヨーク
３０ｏ  外周面
３０ｉ  内周面
３１  第一面
３２  第二面
３３３  外周縁
３３４  内周縁
３４  凹部
３４１  傾斜面
３４２  曲面
３５  切欠部
３９  軸孔
５  金型
５１  ダイ
５１１  型孔
５１２  凸部
５２  コアロッド
５２１  外周面
５３  上パンチ
５３１  下端面
５３２  挿通孔
５４  下パンチ
５５  第一下パンチ
５５１  第一孔
５５２  第二孔
５５３  上端面
５５４  凸部
５５５  凹部
５６  第二下パンチ
５６１  上端面
８  ステータ
８０  コイル
９  回転電機
９０  ロータ
９１  回転軸
９２  ケース
９２１  円筒部
９２２  凸部
９２３  プレート
９３  軸受け
９５  磁石
Ｌ１、Ｌ２  最短距離
Ｄ  深さ
Ｗｄ  幅
Ｒ  曲率半径
Ｔｙ  厚み
Ｗｙ  長さ
Ｈｔ  高さ
【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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【国際調査報告】
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