特開 2015-192106 磁性コア体及び回転子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-192106(P2015-192106A)

(43)【公開日】2015年11月2日

(54)【発明の名称】磁性コア体及び回転子

(51)【国際特許分類】

   H01F 3/08 20060101AFI20151006BHJP

   B22F 3/00 20060101ALI20151006BHJP

   B22F 7/06 20060101ALI20151006BHJP

   H01F 3/02 20060101ALI20151006BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20151006BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20151006BHJP

   H02K 1/02 20060101ALI20151006BHJP

   H02K 1/26 20060101ALI20151006BHJP

   B22F 1/00 20060101ALN20151006BHJP

【ＦＩ】

   H01F3/08

   B22F3/00 B

   B22F7/06 C

   H01F3/02

   H01F27/24 D

   H01F27/24 J

   H02K1/02 A

   H02K1/26

   B22F1/00 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-70003(P2014-70003)

(22)【出願日】2014年3月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(72)【発明者】

【氏名】丸山 直昭

(72)【発明者】

【氏名】新井 克美

【テーマコード（参考）】

4K018

5H601

【Ｆターム（参考）】

4K018AA08

4K018AA24

4K018BA04

4K018BA13

4K018BB04

4K018BB07

4K018CA02

4K018CA09

4K018CA11

4K018FA08

4K018JA01

4K018KA44

5H601AA29

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD25

5H601EE18

5H601EE38

5H601GA47

5H601GA50

5H601GD03

5H601GD09

5H601HH02

5H601HH05

5H601KK21

(57)【要約】      （修正有）

【課題】良好な特性を有する、任意形状の磁性粉形成体を２つ以上組み合わせて得られる磁性コア体を提供する。
【解決手段】磁性体コア１４は、磁性粉の圧縮成形体である第１及び第２の磁性体と、第１及び第２の磁性体間に介在し、第１及び第２の磁性体に接続された接合体１３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性粉の圧縮成形体である第１及び第２の磁性体と、
前記第１及び第２の磁性体間に介在し、前記第１及び第２の磁性体に接続された接合体と、
を備えることを特徴とする磁性コア体。

【請求項2】

前記第１の磁性体は、前記第２の磁性体に対向する端面を有し、前記端面の一部に前記接合体が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の磁性コア体。

【請求項3】

前記端面の一部は、前記第１及び第２の磁性体の対向する側の周縁端部以外の部分であることを特徴とする、請求項２に記載の磁性コア体。

【請求項4】

前記第１の磁性体の前記端面は、前記接合体が接続される平滑部と、該平滑部外に位置する突起部とを有することを特徴とする、請求項２に記載の磁性コア体。

【請求項5】

前記第１の磁性体の前記端面は、前記平滑部に囲まれた凹部又は凸部をさらに有し、該凹部又は凸部は前記接合体に形成された凸部又は凹部と係合していることを特徴とする、請求項４に記載の磁性コア体。

【請求項6】

前記接合体が磁性材料で形成されていることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の磁性コア体。

【請求項7】

前記接合体が電磁鋼板を含むことを特徴とする、請求項１乃至６の何れか１項に記載の磁性コア体。

【請求項8】

請求項１乃至７の何れか１項に記載の磁性コア体と、該磁性コア体に巻回されたコイルとを備えることを特徴とする回転子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性粉形成体を用いた磁性コア体、及びこの磁性コア体を用いた回転子に関する。

【背景技術】

【0002】

磁性コア体としては積層鋼板を用いることが一般的だが、近年磁性粉を圧縮成形して得られた磁性粉形成体を磁性コア体として用いる方法が開発されている。圧縮成形によれば様々な形状の形成体を得ることができるため、この方法により、用途に応じて適した形状の磁性コア体を製造することがより容易となっている。

【0003】

一方で、１回の圧縮成形では形成が困難な形状の磁性コア体を作製すること、あるいは磁性粉形成体内の密度を制御することを目的として、２つ以上の磁性粉形成体を互いに貼り合わせて磁性コア体を作製する技術がある（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２６３０４２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

２つ以上の磁性粉形成体を互いに貼り合わせて磁性コアとして良好な特性を得るためには、それぞれの磁性粉形成体が平坦な面を有して接続することを要する。このように、２つ以上の互いに貼り合わせる磁性粉形成体の形状には制限があった。

【0006】

本発明は、良好な特性を有する、任意形状の磁性粉形成体を２つ以上組み合わせて得られる磁性コア体を製造することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の磁性コア体は以下の構成を備える。すなわち、
磁性粉の圧縮成形体である第１及び第２の磁性体と、
前記第１及び第２の磁性体間に介在し、前記第１及び第２の磁性体に接続された接合体と、
を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

良好な特性を有する、任意形状の磁性粉形成体を２つ以上組み合わせて得られる磁性コア体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る磁性コア体の構造を示す図。

【図2】実施例１に係る磁性コア体の構造を示す図。

【図3】実施例１に係る磁性粉成形体を形成するための金型を示す図。

【図4】比較例１に係る磁性コア体の構造を示す図。

【図5】実施例１及び比較例１で作製した回転子の無負荷電流測定結果。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。

【0011】

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る磁性コア体１４の正面図である。また図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＡ１−Ａ１’線に沿う、磁性コア体１４の断面図である。

【0012】

図１（Ｃ）に示されるように、磁性コア体１４は、第１の磁性体１１と、第２の磁性体１２と、接合体１３とによって構成される。より具体的には、接合体１３は、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２（第１及び第２の磁性体間）に介在しており、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２に接続されている。

【0013】

また磁性コア体１４は、コイルが巻回されるティース部１５と、回転軸が挿通される軸孔１６とを有する。本実施形態において、第１の磁性体１１、第２の磁性体１２、及び接合体１３は、軸孔１６の方向（軸方向）に沿って積層されている。

【0014】

本実施形態に係る磁性コア体１４のティース部１５の、軸孔１６から離れる方向（径方向）の端部には、軸方向に張り出すツバ部１７が設けられている。それぞれのティース部１５に、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２が内部に入るようにコイルを巻回することにより、回転子を作製することができる。本実施形態においては、こうして巻回されたコイルに通電することで発生する磁束が通る方向と平行に、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２が積層されている。

【0015】

次に、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２について説明する。第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２は、磁性粉の圧縮成形体である。

【0016】

磁性粉としては軟磁性粉が好ましく用いられる。軟磁性粉の種類は特に限定されず、従来から圧粉磁芯の原料粉として用いられている軟磁性粉を用いることができる。具体的な例としては、センダスト粉、パーマロイ粉、ケイ素鋼粉、及び純鉄粉が挙げられる。また、これらの軟磁性粉を主たる成分とする合金よりなる軟磁性粉末を用いることもできる。磁性粉として、１種類の材料を用いてもよいし、２種類以上の材料を任意の比率で混合して用いてもよい。

【0017】

磁性粉としてはまた、上記の軟磁性粉に絶縁物を被覆したものも用いられる。絶縁物の種類は特に限定されないが、例えば、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニュウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、鉱物などを用いることができる。より好ましくはリン酸鉄が用いられる。被覆を十分とするために、被覆の厚さは５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。また、磁性コアの特性を向上させるために、被覆の厚さは１００ｎｍ以下であることが好ましく、７０ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0018】

磁性粉の形状は、例えば粒度又は粒子形状は、圧縮成形が可能であれば特に限定されない。高磁束密度及び低ヒステリシス損を実現するためには、磁性粉の重量平均粒子径が７０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましい。

【0019】

磁性粉には、他の材料が添加されていてもよいし、他の材料が被覆されていてもよい。例えば、磁性体の強度を高めるために結合剤を添加することができる。さらに、磁性体と型との摩擦、又は原料粉同士の摩擦を低減するために、潤滑剤を添加してもよい。潤滑剤としては特に限定されないが、脂肪酸モノアミド、及び脂肪酸ビスアミドなどの非金属石鹸系粉末潤滑剤；並びに、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、及び１２−ヒドロキシステアリン酸亜鉛などの金属石鹸系粉末潤滑剤；から選ばれる１種以上が、好ましい例として挙げられる。高磁束密度、低ヒステリシス損を実現するために磁性体中の軟磁性粉量を多くする観点からは、潤滑剤の量は成形に問題のない範囲で少ないことが好ましい。

【0020】

第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２の作製方法は、上述の材料を圧縮成形するのであれば特に限定されないが、例えば図３に示される金型３０を用いて作製することができる。金型３０は主に、側面（ダイス３２）と、下面（下パンチ３４）と、上面（上パンチ３３）とで構成される。これらの側面、下面、及び上面で囲まれた空間に磁性粉を含む材料を投入し、上面と下面との間に圧力をかけることにより、磁性体を圧縮成形することができる。

【0021】

以下に、図３に示される金型３０についてより詳しく説明する。図３（Ａ）は、金型３０の断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＣ１−Ｃ１’線に沿う、金型３０の断面図である。

【0022】

ダイス３２は、貫通孔３１を有する型枠であり、上下に昇降可能である。貫通孔３１の一端には、下パンチ３４をはめることができる。また、貫通孔３１の他端には、上パンチ３３をはめることができる。この上パンチ３３もまた、上下に昇降可能である。そして、上パンチ３３と下パンチ３４とで区切られる貫通孔３１内の空間が、磁性粉を含む材料が充填されるキャビティとなる。

【0023】

ダイス３２の貫通孔３１内壁面と、上パンチ３３及び下パンチ３４の対向する壁面の表面粗さＲａは、金型３０と磁性粉を含む材料との凝着を防ぐ観点から、０．２０μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．１０μｍ以下であることがさらに好ましい。

【0024】

ダイス３２、上パンチ３３及び下パンチ３４の材料としては、任意の金型材料を用いることができる。金型３０と磁性粉を含む材料との凝着を防ぐ観点から、ダイス３２の貫通孔３１内壁面と、上パンチ３３及び下パンチ３４の対向する壁面は、コーティングされていることが好ましい。具体的な方法としては、表面を窒化した後に、ＤＬＣ、Ｃｒ_２Ｎ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｒＮなどの材料をコーティングする方法が挙げられる。

【0025】

圧縮成形時には、温間成形を行ってもよい。例えばダイス３２はヒータ３６を有してもよく、こうして圧縮成形時に加熱を行うことができる。また、ダイス３２の貫通孔３１内壁面に潤滑剤を塗布してもよい（型潤滑）。温間成形と型潤滑を組み合わせて使用することはより好ましい。

【0026】

型潤滑に使用する潤滑剤は特に限定されないが、金属石鹸のような固体潤滑性を示す潤滑剤を用いることが好ましい。固体潤滑性を示す潤滑剤を用いることにより、磁性粉を含む材料と金型との間での、液切れを防止することができる。具体的には、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、又はステアリン酸亜鉛などを用いることが好ましい。

【0027】

ダイス３２の貫通孔３１内壁面に潤滑剤を塗布する際は、ダイス３２を加熱し、貫通孔３１内壁面に水又は有機溶剤などの液体に分散させた潤滑剤を噴霧することが好ましい。潤滑剤が融解することを防ぐために、ダイス３２の加熱温度は、潤滑剤の融点よりも低いことが好ましい。例えば潤滑剤としてステアリン酸リチウムを用いる場合、加熱温度は２２０℃未満であることが好ましい。一方で、液体を十分に揮発させるために、液体の沸点よりも高い温度で加熱することも好ましい。

【0028】

圧縮成形の成形圧は特に限定されない。例えば磁性コア体をモータに用いる場合、高磁束密度を実現するためには磁性粉の密度を向上させることが好ましい。この観点から、磁性コア体をモータに用いる場合には、７００ＭＰａ以上で加圧することが好ましく、８００ＭＰａ以上で加圧することがより好ましく、９００ＭＰａ以上で加圧することがさらに好ましい。

【0029】

圧縮成形後には、通常熱処理が行われる。磁性粉、絶縁物、結合剤などの種類に応じて、加熱雰囲気及び温度は任意に選択することができる。例えば、磁性粉の絶縁被膜としてリン酸鉄を用いた場合は、熱処理は大気中４５０℃以上５５０℃以下で行うことが好ましい。４５０℃以上で熱処理を行うことにより歪がよりよく除去され、５５０℃以下で熱処理を行うことにより絶縁被膜の絶縁効果を維持することができる。また、加熱処理後に、さらにスチーム処理行ってもよい。スチーム処理により、強度を向上させることができる。

【0030】

次に、接合体１３について説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）と同じ方向からみた、本実施形態に係る接合体１３の断面図である。接合体１３は、第１の磁性体１１と第２の磁性体１２との間に介在する部材であり、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２と相補的な形状の面を有するように形成することにより、任意の形状の第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２を接続することができる。

【0031】

接合体１３は、第１の磁性体１１に接続される接続面１３ａと、第２の磁性体１２に接続される接続面１３ｂと、を有する。具体的には、接続面１３ａは、第２の磁性体１２に対向する第１の磁性体１１の端面１１ａと接続される。また、接続面１３ｂは、第１の磁性体１１に対向する第２の磁性体１２の端面１２ａと接続される。モータ用の磁性コアを作製する場合、通常接続面１３ａと接続面１３ｂとは平行である。

【0032】

接合体１３の材料は任意であるが、磁性コア体の性能を向上させる観点から、接合体１３の材料は磁性材料で形成されていること好ましい。磁性材料としては、電磁鋼板、電磁ステンレス、鉄基アモルファス、Ｆｅ−Ｃｏ合金、センダスト、パーマロイ、及びフェライトなどが挙げられる。接合体１３の材料は１種類の材料であってもよく、２種類以上の材料の組み合わせであってもよい。接合体１３の材料としては、特に、電磁鋼板を用いることが、磁気特性が向上しうる点で好ましい。接合体１３は、例えば、板状部材をプレスにより打ち抜くことにより作製することができる。この場合、２枚以上の部材を接着して接合体１３として用いてもよい。

【0033】

接合体１３の接続面１３ａ，１３ｂは、第１及び第２の磁性体の端面１１ａ，１２ａに対応する形状を有し、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２と接続する。具体的な一例として、接合体１３は、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２よりも大きさ（軸孔１６に垂直な方向の断面積）が小さいことが好ましい。図１（Ｂ）にはこのような接合体１３が示される。このような接合体１３は、端面１１ａ，１２ａの一部に接続することができる。言い換えればこのような接合体１３は、端面１１ａ，１２ａの特定部分を避けるように接続することができる。

【0034】

圧縮成形された第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２の周縁端部には、バリ（突起部）が生じることが多い。特に図３に示される金型を用いて第１の磁性体１１又は第２の磁性体１２を作製した場合、端面１１ａ，１２ａの周縁端部には、ダイス３２の貫通孔３１と、上パンチ３３との隙間に対応するバリが生じる。言い換えれば、端面１１ａ，１２ａには、平滑部分と、この平滑部分外（平滑部外）に位置する突起部とが存在する。

【0035】

第１の磁性体１１と第２の磁性体１２とを直接接続するためにはバリを取る必要がある。バリを取るための方法としてはバレル処理、ブラスト処理などが挙げられるが、これらの処理によっては圧縮成形体が破損する可能性がある。本実施形態のように、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２よりも小さい接合体１３を用いることにより、接合体１３と、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２の周縁端部に存在するバリ以外の部分、すなわち平滑部分とを接続することが可能となる。

【0036】

バリを取ることなく第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２を接続するためには、接合体１３が図１（Ｂ）に示される形状を有することが好ましい。すなわち、第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２と接合体１３とを位置合わせした際に、接合体１３の接続面１３ａの周縁端部が、第１の磁性体１１の端面１１ａの周縁端部よりも内側にあることが好ましい。この周縁端部間の距離は、ダイス３２の貫通孔３１と、上パンチ３３との隙間の長さよりも大きいことが好ましい。同様に、接合体１３の接続面１３ｂの周縁端部は、第２の磁性体１２の端面１２ａの周縁端部よりも内側にあることが好ましい。このような接合体１３は、図１（Ｃ）に示されるように、第１及び第２の磁性体の端面１１ａ，１２ａのうち、周縁端部以外の部分に接続することができる。図１（Ｃ）に示すように、接合体１３によって形成された第１の磁性体１１の端面と第２の磁性体１２の端面との間に形成される隙間に、バリを収容する空間が形成される。

【0037】

また、バリを取ることなく第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２を接続するために、接合体１３の高さ（軸孔１６と平行な方向の厚さ）は、端面１１ａ，１２ａの周縁端部に生じたバリの高さ以上であることが好ましい。

【0038】

第１の磁性体１１、接合体１３、及び第２の磁性体を積層することにより、本実施形態に係る磁性コア体１４を作製することができる。具体的には、第１の磁性体１１、接合体１３、及び第２の磁性体を接着剤を用いて接着すればよい。接着剤としては特に限定されないが、渦電流を減少させうる点で、非導電性の接着剤を用いることが好ましい。

【0039】

第１の磁性体１１と接合体１３との接続をより強固なものとするためには、第１の磁性体１１と接合体１３との接続部分において、端面１１ａと接続面１３ａとが相補的な形状を有することが好ましい。例えば、第１の磁性体１１と接合体１３との接続部分において、端面１１ａと接続面１３ａとは共に平滑面でありうる。上述のように、平滑な接続面１３ａを、端面１１ａのうち平滑な部分と接続することにより、このような接続が達成されうる。

【0040】

また、第１の磁性体１１と接合体１３との接続部分において、端面１１ａが凸部又は凹部を有してもよく、この場合接続面１３ａは相補的な凹部又は凸部を有する。例えば、端面１１ａの全体が凸形状を有していてもよいし、端面１１ａがその一部に凸部を有してもよい。図１（Ｃ）には後者の例が示されており、第１の磁性体１１の端面１１ａは、接合体１３との接続部分に、凸部１９を有している。また、接合体１３の接続面１３ａは、第１の磁性体１１との接続部分のうち、凸部１９に対応する位置に凹部１８を有している。このような凸部及び凹部が係合することにより、第１の磁性体１１と接合体１３との接続がより強固となるため、第１の磁性体１１及び接合体１３が、互いに相補的な凸部及び凹部を有することは好ましい。

【0041】

また、このような凸部及び凹部は、第１の磁性体１１と接合体１３とを接続する際に位置決めを行うためにも利用可能である。特に、接合体１３を、第１の磁性体の端面１１ａのうち周縁端部以外の部分に接続しようとする場合、端面１１ａの周縁端部の位置と接続面１３ａの周縁端部の位置とが一致しないため、位置決めは容易ではない。しかしながら、このような凸部及び凹部を形成することにより、位置決めを容易に行うことができる。

【0042】

このような凸部又は凹部の数は任意である。例えば、図１（Ａ）に示されるような複数のティース部１５を備える磁性コア体１４を作製する場合、それぞれのティース部１５に１以上の凸部又は凹部が形成されることは好ましい。また、端面１１ａは凸部と凹部との双方を有していてもよい。

【0043】

また、上述のように圧縮成形された第１の磁性体１１の端面１１ａが、平滑部分と、この平滑部分外に位置する突起部とを有する場合、凸部又は凹部はこの平滑部分に囲まれていることが、接続強度が向上しうる点で好ましい。

【0044】

第１の磁性体１１と接合体１３との接続部分についてここまで説明したが、第２の磁性体１２と接合体１３についても、同様に接続部分において相補的な形状を有することが好ましい。第１の磁性体１１及び第２の磁性体１２についての凸部又は凹部については、対応する形状の上パンチ３３を用いることにより、容易に形成することができる。また、接合体１３の凸部又は凹部については、打ち抜き成形により形成することができる。

【0045】

製造の容易性の観点から、第１の磁性体１１と第２の磁性体１２とは同じ磁性体であることが好ましい。本実施形態の磁性コア体１４は２つの磁性体１１，１２を備えるが、別の実施形態に係る磁性コア体は、３つ以上の磁性体を有してもよい。この実施形態に係る磁性コア体が有する磁性体のうち２つ以上、好ましくは全ては、上述の実施形態と同様に、接合体を介して互いに接続されている。

【0046】

本発明の磁性コア体は、導線を巻回してコイルを作製するために用いることができる。また、このようなコイルを用いて、モータの回転子、電磁石、誘導コイル、変圧器、などを作製することができる。例えば、軸孔１６に回転軸を固定し、５か所のティース部１５のそれぞれにコイルを巻回することにより、回転子を作製することができる。

【0047】

巻回された導線（コイル）と磁性コア体１４との間には、絶縁体を介在させることが好ましい。絶縁体を用いることで、仮にコイルの絶縁被膜が損傷しても、コイルと磁性コア体１４との絶縁を確保することができる。絶縁体は、粉体塗装により磁性コア体１４に被覆してもよいし、射出成形の一種であるインサート成形により形成してもよい。また、絶縁体である樹脂成形品を磁性コア体１４に被せてもよい。ここで、磁性コア体１４（特に磁性体１１，１２）がバリを有する場合、バリとコイルとの間に絶縁体を形成することにより、バリによるコイルへの損傷を防ぐことができる。また、樹脂成形品を被せる場合、樹脂成形品には、磁性コア体１４が有するバリを収めるための、バリよりも大きい空間が設けられていることが好ましい。

【実施例】

【0048】

以下実施例により本発明を詳細に説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。

【0049】

［実施例１］
磁性体である、図２（Ａ）に示される磁性粉形成体２１は以下のように成形した。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＢ１−Ｂ１’線に沿う、磁性粉形成体２１の断面図である。磁性粉形成体２１の半径は１７ｍｍ、ティース部２５の幅は２．８ｍｍ、高さは８．７５ｍｍであった。

【0050】

軟磁性粉を含む磁性体原料として、Ｓｏｍａｌｏｙ７００ ３Ｐ（製品名、ヘガネス社製）を用意した。Ｓｏｍａｌｏｙ７００ ３Ｐは絶縁被膜を有する純鉄粉末であり、潤滑剤を含み、平均粒径は２５０μｍである。

【0051】

磁性粉形成体２１を形成するために、図３に模式的に示される金型３０を用意した。金型３０は、ダイス３２と、上パンチ３３と、下パンチ３４と、コア３５とを備える。上下に昇降可能なダイス３２は貫通孔３１を有し、貫通孔３１には下パンチ３４がはめられる。貫通孔３１にはさらに上パンチ３３が上下に昇降可能にはめられる。ダイス３２の貫通孔３１内壁面と、上パンチ３３と、下パンチ３４とで囲まれる空間が、磁性体原料が充填されるキャビティとなる。

【0052】

上パンチ３３と下パンチ３４との互いに対向する面はそれぞれ加圧面であり、図２に示される磁性粉形成体２１の形状と相補的な形状を有する。より具体的には、上パンチ３３の加圧面は、凸部２９を有する磁性粉形成体２１の面２１ｂに対応する形状を有する。また、下パンチ３４の加圧面は、磁性粉形成体２１の面２１ａに対応する形状を有する。コア３５は磁性粉形成体２１の貫通孔を成形するためのものであり、上パンチ３３、下パンチ３４、及び貫通孔３１を貫通している。さらにダイス３２にはヒータ３６が埋め込まれている。

【0053】

貫通孔３１内壁面と、上パンチ３３及び下パンチ３４の加圧面と、上パンチ３３及び下パンチ３４がダイス３２と接触する面とを含む、ダイス３２、上パンチ３３及び下パンチ３４の表面は、窒化した後に、プラズマＣＶＤによりＴｉＣＮがコーティングされている。

【0054】

磁性粉形成体２１の成形は以下のように行った。まず、ヒータ３６を使用し、ダイス３２を８０℃まで加熱した。その後、ダイス３２の貫通孔３１内壁面に、アセトンに分散させたステアリン酸リチウムを噴霧した。アセトンが揮発した後、上記の磁性体原料をキャビティ内に充填し、上パンチ３３と下パンチ３４との間に９００ＭＰａの成形圧を加えて圧縮成形を行った。さらに、得られた成形体を大気中５３０℃で２０分間熱処理した。

【0055】

また、図２（Ｂ）に示される接合体２３は以下のように作製した。図２（Ｄ）は、図２（Ｄ）のＢ２−Ｂ２’線に沿う、接合体２３の断面図である。

【0056】

材料として厚さ０．３５ｍｍの電磁鋼板を用い、プレスによって接合体２３を打ち抜いた。接合体２３の形状は、磁性粉形成体２１の面２１ｂの端部周縁部形状より０．０３ｍｍ小さい。また、このプレスによって接合体２３の、磁性粉形成体２１の凸部２９に対向する位置には、両面に凹部２８が形成された。

【0057】

続いて、２個の磁性粉形成体２１と接合体２３とを接着剤で貼り合わせることにより、磁性コア体を作製した。具体的には、一方の磁性粉形成体２１の面２１ｂと、接合体２３の一方の面とを、凸部２９と凹部２８とが係合するように貼り合わせた。また、他方の磁性粉形成体２１の面２１ｂと、接合体２３の他方の面とを、凸部２９と凹部２８とが係合するように貼り合わせた。こうして、磁性粉形成体２１の面２１ｂの端部周縁部よりも０．０３ｍｍ内側に、接合体２３を接続した。

【0058】

得られた磁性コア体を用いてブラシ付きＤＣモータを作製した。具体的には、磁性コア体の軸孔２６に回転軸を固定し、コイルを巻回する部分に粉体塗装により絶縁体（材料：エポキシ樹脂）を成形した。その後、回転軸に整流子を固定した。次いで、５か所のティース部２５に被覆銅線（直径０．１６ｍｍ）を１２４回ずつ巻回して、整流子へ結線することにより、モータを作製した。こうして作製したモータについて、既存のモータに接続し回転させ、発生する電圧を測定する方法を用いて逆起定数を求めた。測定結果を表１に示す。また、こうして作製したモータについて、回転速度と無負荷電流との関係を測定した。測定結果を図５に示す。

【0059】

［比較例１］
実施例１と同様に、図４に示される磁性粉形成体４１を作製した。具体的には、実施例１と同様に圧縮成形を行った後、メディアとしてＨｖ５５０、粒径２００μｍのガラスビーズ（（株）不二製作所社製、製品名フジガラスビーズ）を用い、噴射圧力０．２ＭＰａにて成形体に対してブラスト加工を行い、バリを除去した。さらに、バリを除去した成形体を大気中５３０℃で２０分間熱処理することにより、磁性粉形成体４１を作製した。

【0060】

このブラスト加工により、いくつかの成形体には欠損が生じた。具体的には、３００個中５４個の成形体に欠損が生じた。

【0061】

圧縮成形に用いる金型は、得られる成形体のティース部の高さが実施例１のものよりも０．１７５ｍｍ高く、得られる成形体が凸部２９は有さない他は、実施例１と同様のものを用いた。

【0062】

欠損を有さない磁性粉形成体４１を２個選択し、面４１ｂ同士を接着剤で貼り合わせることにより、磁性コア体を作製した。その後、この磁性コア体を用いて実施例１と同様にブラシ付きＤＣモータを作製し、実施例１と同様に逆起定数を求めた。測定結果を表１に示す。また、こうして作製したモータについて、回転速度と無負荷電流との関係を測定した。測定結果を図５に示す。

【0063】

【表1】

【0064】

表１に示すように、実施例１に係るモータの方が逆起定数が大きいことが分かる。このことは、実施例１に係る磁性コア体の方が磁束密度が高いことを示唆している。実施例１においてはバリ取り処理を行っていないために、磁束密度の高さが維持されているものと考えられる。

【0065】

図５は、モータの回転数が２０００〜８５００ｒｐｍである場合についての無負荷電流値を示す。図５に示すように、実施例１に係るモータの方が無負荷電流が小さいことが分かる。このことは、実施例１に係る磁性コア体の方が鉄損が低いことを示唆している。実施例１においてはバリ取り処理を行っていないために、磁性コア内の歪が減少し、ヒステリシス損が低くなり、その結果鉄損が低くなったとものと考えられる。

【0066】

以上のように、バリ取り処理を行った２個の磁性粉形成体を接着して得た比較例１に係る磁性コア体よりも、２個の磁性粉形成体を接合体を介して接着した実施例１に係る磁性コアは、良好な特性を有することが分かる。

【符号の説明】

【0067】

１１，２１ 第１の磁性粉成形体
１２，２２ 第２の磁性粉成形体
１３，２３ 接合体
１４ 磁性コア体
１５，２５ ティース部
１６，２６ 軸孔
１７，２７ ツバ部
１８，２８ 凹部
１９，２９ 凸部
３０ 金型
３１ 貫通孔
３２ ダイス
３３ 上パンチ
３４ 下パンチ
３５ コア
３６ ヒータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】