特許 7339918 アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア、アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コアの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-29

(45)【発行日】2023-09-06

(54)【発明の名称】アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア、アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コアの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/02 20060101AFI20230830BHJP

   H02K 1/14 20060101ALI20230830BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

H02K1/02 A

H02K1/14 Z

H02K1/18 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020067493

(22)【出願日】2020-04-03

(65)【公開番号】P2021164385

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-09-07

(73)【特許権者】

【識別番号】390022806

【氏名又は名称】日本ピストンリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】堀江 直輝

(72)【発明者】

【氏名】藤井 功隆

(72)【発明者】

【氏名】竹口 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】井口 邦浩

(72)【発明者】

【氏名】小林 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】栗田 洋敬

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０４５２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１７９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４５５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５３５２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４２０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２４７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３１７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２８８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２９１９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／０２

Ｈ０２Ｋ １／１４

Ｈ０２Ｋ １／１８

(57)【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電機子のコアであって、
電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、
前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、
前記突出体は、鉄粉を圧縮形成することで得られる圧粉鉄心であり、
前記突出体は、
電機子軸方向の先端側に向く先端面と、
電機子軸方向の基端側に向く基端面と、
前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、を有し、
前記突出体における前記先端面の周縁には、該先端面よりも基端側に退避する先端側退避面が形成され、
前記先端側退避面の縁に、前記先端面側に突出するバリが形成されることを特徴とする、
アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【請求項2】

前記先端面を基準とした前記先端側退避面の電機子軸方向の退避距離は、前記バリの突出量よりも大きく設定されることを特徴とする、
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【請求項3】

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる電機子のコアであって、
電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、
前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、
前記突出体は、
電機子軸方向の先端側に向く先端面と、
電機子軸方向の基端側に向く基端面と、
前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、
前記先端面の周縁において、該先端面よりも基端側に退避する先端側退避面と、が、鉄粉から一度の圧縮によってまとめて形成された圧粉鉄心であり、
前記先端面を基準とした前記先端側退避面の電機子軸方向の退避距離は、０．２ｍｍ以上となることを特徴とする、
アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【請求項4】

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる電機子のコアであって、
電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、
前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、
前記突出体は、鉄粉を圧縮形成することで得られる圧粉鉄心であり、
前記突出体は、
電機子軸方向の先端側に向く先端面と、
電機子軸方向の基端側に向く基端面と、
前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、を有し、
前記突出体における前記基端面の周縁には、該基端面よりも先端側に退避する基端側退避面が形成され、
前記基端側退避面の縁に、前記基端面側に突出するバリが形成されることを特徴とする、
アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【請求項5】

前記基端面を基準とした前記基端側退避面の電機子軸方向の退避距離は、前記バリの突出量よりも大きく設定されることを特徴とする、
請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【請求項6】

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる電機子のコアであって、
電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、
前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、
前記突出体は、
電機子軸方向の先端側に向く先端面と、
電機子軸方向の基端側に向く基端面と、
前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、
前記基端面の周縁において、該基端面よりも先端側に退避する基端側退避面と、が、鉄粉から一度の圧縮によってまとめて形成された圧粉鉄心であり、
前記基端面を基準とした前記基端側退避面の電機子軸方向の退避距離は、０．２ｍｍ以上となることを特徴とする、
アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【請求項7】

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる電機子のコアの製造方法であって、
前記コアは、
電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、
前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、
前記突出体は、ダイ及びパンチを有する金型のキャビティーに鉄粉を充填して圧縮形成する際に、
電機子軸方向の先端側に向く先端面と、
電機子軸方向の基端側に向く基端面と、
前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、
前記先端面の周縁において、該先端面よりも基端側に退避する先端側退避面と、をまとめて形成することを特徴とする、
アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コアの製造方法。

【請求項8】

アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる電機子のコアの製造方法であって、
前記コアは、
電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、
前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、
前記突出体は、ダイ及びパンチを有する金型のキャビティーに鉄粉を充填して圧縮形成する際に、
電機子軸方向の先端側に向く先端面と、
電機子軸方向の基端側に向く基端面と、
前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、
前記基端面の周縁において、該基端面よりも先端側に退避する基端側退避面と、をまとめて形成することを特徴とする、
アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コアの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機や発電機となるアキシャルギャップ型回転電機に用いられる電機子等に関する。

【背景技術】

【0002】

発電機や電動機となるアキシャルギャップ型回転電機は、ロータとステータが、回転軸の軸方向に対向状態で配置される。ロータとステータの一方は、巻き線（コイル）を有する電機子となり、この電機子に電流を流すことで回転磁界を発生する。ロータとステータの他方は、電機子と対向する対向子（界磁子）となり、例えば永久磁石を有して構成されて、電機子の回転磁界との相互作用によって回転力（トルク）を生じさせる。なお、アキシャルギャップ型回転電機の場合、一般的に、ステータ側が電機子となる場合が多い。

【0003】

電機子は、インサート成形によって、電機子コアと巻き線が樹脂で一体化される。電機子コア（鉄心）は、円盤状（円盤状にはリング状の概念を含む）に構成される円盤体（ヨーク）と、この円盤体に対して突出するように配置される突出体（ティース）を備える。突出体は、円盤体に対して周方向に複数配置される。巻き線は、コアの各突出体の周囲に巻き付けられる。

【0004】

電機子コアは、主に、軟磁性鋼板（電磁鋼板）を積層して構成される。この軟磁性鋼板は、板の面方向に磁路を形成しやすい特性を有する。巻き線によって生成する磁界を、対向子に効果的に伝えるために、円盤体（ヨーク）は、電機子の回転軸に対して直交方向（径方向及び周方向）に広がる円盤状の軟磁性鋼板を、電機子の軸方向に積層して構成される。突出体は、電機子の軸方向及び周方向に広がる矩形の軟磁性鋼板を、電機子の径方向に積層することでブロック形状に構成される。

【0005】

以上の通り、アキシャルギャップ型回転電機の電機子コアを軟磁性鋼板によって製造しようとすると、複雑な積層構造となり、製造コストが増大する。そこで、電機子コアを圧粉鉄心にすることが行われている。具体的には、磁性を有する金属粉に絶縁被膜を形成して単磁区化しておき、この金属粉に潤滑材等を混合して金型を用いて加圧（プレス）成形する。この成形品を焼鈍することで、圧粉鉄心の電機子コアが製造される。

【0006】

電機子コア全体を、圧粉鉄心によって一体成形しようとすると、そのサイズが大きいために成形荷重が大きくなり、プレス機械の制約を受けやすい。そこで、電機子コアを周方向に分割した分割コアとし、この分割コアを圧粉鉄心で成形する試みがなされている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１７－２２９１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

複数の分割コアを組み合わせて一体化した電機子コアを構成すると、全体の剛性が低下する。特に、アキシャルギャップ型回転電機の電機子コアには、軸方向の反力（スラスト反力）が作用するので、電機子コアが変形しやすい。電機子コアが変形すると、対向子と干渉する可能性があることから、エアギャップを大きく確保しなければならず、回転電機が大型化してしまう。

【0009】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、剛性と製造の容易性を合理的に両立させることが可能なアキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア等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】

【0010】

上記目的を達成する本発明は、アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる電機子のコアであって、電機子の回転軸方向（以下、電機子軸方向）に対して、径方向（以下、電機子径方向）及び周方向（以下、電機子周方向）に延在する円盤体と、前記円盤体と組み合わされて、該円盤体の表面から電機子軸方向に突出するように配置される複数の突出体と、を備えてなり、前記突出体は、鉄粉を圧縮形成することで得られる圧粉鉄心であることを特徴とする、アキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア。

【0011】

上記電機子コアに関連して、前記円盤体は、円盤状の軟磁性鋼板を電機子軸方向に積層した積層鋼板であることを特徴とする。

【0012】

上記電機子コアに関連して、前記突出体は、電機子軸方向から視た場合に略台形形状となることを特徴とする。

【0013】

上記電機子コアに関連して、前記突出体は、電機子軸方向の先端側に向く先端面と、電機子軸方向の基端側に向く基端面と、前記先端面と前記基端面をつなぐ周壁と、を有することを特徴とする。

【0014】

上記電機子コアに関連して、前記周壁は、電機子径方向内側に向く内壁面と、電機子径方向外側に向く外壁面と、電機子周方向に向く一対の側壁面と、を有することを特徴とする。

【0015】

上記電機子コアに関連して、前記突出体における前記先端面の周縁には、該先端面よりも基端側に退避する先端側退避面が形成されることを特徴とする。

【0016】

上記電機子コアに関連して、前記突出体における前記基端面の周縁には、該基端面よりも先端側に退避する基端側退避面が形成されることを特徴とする。

【0017】

上記電機子コアに関連して、前記突出体における前記周壁には、電機子軸方向に係合可能な係合段部が形成されることを特徴とする。

【0018】

上記電機子コアに関連して、前記突出体における前記周壁には、電機子軸方向に延在する周壁側溝部又は周壁側凸部が形成されることを特徴とする。

【0019】

上記電機子コアに関連して、前記突出体における前記基端面には、電機子軸方向に突出する基端側凸部が形成されることを特徴とする。

【0020】

上記電機子コアに関連して、前記基端側凸部は、電機子径方向に沿って複数形成されることを特徴とする。

【0021】

上記電機子コアに関連して、前記周壁は、電機子軸方向に向かうに連れて、電機子径方向及び／又は電機子周方向に変位する傾斜面を含むことを特徴とする。

【0022】

上記電機子コアに関連して、前記突出体は、電機子軸方向に貫通する貫通孔が形成されることを特徴とする。

【0023】

上記電機子コアに関連して、前記円盤体は、前記突出体の基端側の少なくとも一部収容する収容部を有することを特徴とする。

【0024】

上記目的を達成する本発明は、上記電機子コアと、前記突出体を取り囲むように配置される巻き線部と、前記電機子コア及び前記巻き線部をまとめて覆う樹脂部と、を備えることを特徴とする、アキシャルギャップ型回転電機用の電機子である。

【0025】

上記目的を達成する本発明は、上記電機子と、前記電機子に対して電機子軸方向に対向して配置される対向子と、を備えることを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機である。

【0026】

上記目的を達成する本発明は、上記電機子のインサート成形用金型であって、キャビティーには、複数の前記突出体の先端面が同一位置となるように保持する基準面が形成されることを特徴とする電機子のインサート成形用金型である。

【0027】

上記インサート成形用金型に関連して、前記キャビティーには、前記円盤体を、前記突出体の基端近傍に保持する円盤体保持部が形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、剛性と製造の容易性を合理的に両立させることが可能なアキシャルギャップ型回転電機用の電機子コア等を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施の形態における電機子の電機子コアの（Ａ）平面図であり、（Ｂ）正面図である。

【図2】同電機子コアの円盤体の平面図である。

【図3】（Ａ）は同電機子コアの突出体の平面図であり、（Ｂ）は同突出体単体の六面図である。

【図4】（Ａ）は同突出体の平面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は同突出体をプレス成形する状態を説明する断面図及び部分拡大図である。

【図5】（Ａ）は、同電機子の平面図であり、（Ｂ）は、同電機子の正面図であり、（Ｃ）は、同電機子をインサート成形する際の金型の状態を示す（Ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図である。

【図6】（Ａ）は同電機子の一部を拡大して示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図である。

【図7】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）ないし（Ｅ）は同電機子の一部を拡大して径方向外周側から視た断面図である。

【図8】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は同突出体を円盤体に係合させる工程を示す部分拡大した断面図及び平面図であり、（Ｄ）は同電機子の一部を拡大して周方向から視た断面図である。

【図9】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）は同電機子の一部を拡大して径方向外周側から視た断面図であり、（Ｃ）は同突出体単体の正面図及び側面図である。

【図10】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は同電機子の一部を拡大して周方向側面側から視た断面図である。

【図11】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ－Ｂ矢視方向から同電機子の一部を拡大して径方向外周側から視た断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）のＣ－Ｃ矢視断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）及び（Ｂ）のＤ－Ｄ矢視断面図である。

【図12】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）は同電機子の一部を拡大して周方向側面側から視た断面図である。

【図13】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）は同電機子の一部を拡大して径方向外周側から視た断面図である。

【図14】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子の突出体単体の六面図であり、（Ｂ）は同電機子の一部を拡大して径方向外周側から視た断面図である。

【図15】（Ａ）は、本実施形態の変形例となる電機子コアの円盤体の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図であり、（Ｃ）は同円盤体を用いた電機子コアの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。添付図面は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。また、各図における各部の形状や寸法比は、必ずしも正確なものではない。

【0031】

図１に、本実施形態の電機子コア１の全体構造を示す。電機子コア１は、アキシャルギャップ型の回転電機（発電機又は電動機）の電機子に用いられるものであり、ここではステータとなる場合を例示する。電機子コア１は、円盤体（ヨーク）１０と突出体（ティース）３０を有する。円盤体１０は、電機子の軸方向（以下、電機子軸方向Ｚ）に対して直交するプレート形状であって、径方向（以下、電機子径方向Ｋ）及び周方向（以下、電機子周方向Ｓ）に延在する。なお、本実施形態の円盤体１０は、リング形状となっており、軸心側に円形開口１２が形成される。この円形開口１２内に、回転電機の回転軸が収容される。

【0032】

円盤体１０は、平面視（軸方向視）する場合に同一外形となる円盤状の軟磁性鋼板を、電機子軸方向Ｚに積層した積層鋼板となる。円盤体１０は、この積層鋼板によってスラスト力に対して高い剛性が確保される。

【0033】

同一形状となる複数（ここでは１２個）の突出体３０は、この円盤体１０に組み合わされる。図１（Ｂ）に示すように、突出体３０は、円盤体１０の表面１０Ａから、電機子軸方向Ｚに突出するように配置される。複数の突出体３０は、周方向に等間隔（ここでは１５度間隔）で配置される。

【0034】

突出体３０は、鉄粉を圧縮形成することで得られる圧粉鉄心となる。具体的に、磁性を有する金属粒子（粉末）の表面を絶縁被膜した原材料を用い、この粉末を金型圧縮工程（プレス工程）によって成形し、熱処理（焼鈍）を行うことで製作される。なお、原材料の一部に樹脂を含ませることもできる。

【0035】

図２に示すように、円盤体１０は、突出体３０を収容するための収容部１４を、周方向に一定の間隔で複数備えている。本実施形態において、収容部１４は軸方向に貫通する開口となっており、突出体３０の外形と近似形状となる。円盤体１０は、この収容部１４を取り囲むようにして、円弧又は部分円弧となる内側リング部２０と、円弧又は部分円弧となる外側リング部２１と、径方向延在部２２を有する。内側リング部２０は、収容部１４の径方向内側縁を形成する環状部材となり、外側リング部２１は、収容部１４の径方向外側縁を形成する環状部材となる。径方向延在部２２は、内側リング部２０と外側リング部２１を繋ぐように径方向に延びる帯状部材となり、収容部１４の両側縁を形成する。

【0036】

外側リング部２１には、隔離スリット２４が形成される。この隔離スリット２４は、円盤体１０の内側縁と収容部１４を貫く空隙となる。隔離用スリット２４は、収容部１４の周囲（内側リング部２０、外側リング部２１、径方向延在部２２）を周回する渦電流の発生を抑制する役割を担う。なお、隔離スリット２４は、収容部１４の周縁に形成されていればその場所は問わない。例えば、径方向延在部２２に形成されても良い。

【0037】

更に隔離スリット２４には、後述するインサート成形時に樹脂を流し込むことで、突出体３０を樹脂で固定する役割も担う。

【0038】

図３（Ａ）に、１２個の突出体３０を示す。各突出体３０は、図３（Ｂ）に示すように、電機子軸方向Ｚ（図１Ｂ参照）から視た場合に、略台形形状となる。突出体３０を台形形状とすることによって、円盤体１０の限られたスペース内に、できる限り緻密に、多くの突出体３０を配置できる。なお、本実施形態では２４個の突出体３０を配置する場合を例示するが、本発明はこれに限定されない。例えば、６個以上の突出体３０を配置することが好ましく、好ましくは１２個以上配置する。さらに望ましくは、１８個以上配置する。

【0039】

各突出体３０を略台形形状とすることで、特に内周側において、突出体３０に巻き付けられる巻き線の巻き付け角を緩くすることができる。

【0040】

図３（Ｂ）に示すように、突出体３０は、電機子軸方向Ｚの先端側に向く先端面３２と、電機子軸方向Ｚの基端側に向く基端面３４と、先端面３２と基端面３４をつなぐ周壁３６を有する。この周壁３６は、電機子径方向Ｋの内側に向く内壁面３６Ａと、電機子径方向Ｋの外側に向く外壁面３６Ｂと、電機子周方向Ｓに向く一対の側壁面３６Ｃを有する。この結果、突出体３０は六面体構造となる。内壁面３６Ａと一対の側壁面３６Ｃの境界（角部）は、平面視部分円弧状の湾曲面となる。同様に、外壁面３６Ｂと一対の側壁面３６Ｃの境界（角部）も、平面視部分円弧状の湾曲面となっている。湾曲面とすることで、巻き線に傷が付くことを回避する。これらの湾曲面の曲率半径は０．５ｍｍ以上が好ましく、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上に設定する。

【0041】

内壁面３６Ａは、電機子径方向Ｋの外側に凹む湾曲状の平面とすることができ、外壁面３６Ｂは、電機子径方向Ｋの外側に凸となる湾曲状の平面とすることができる。また、内壁面３６Ａの最大の幅Ｗ１は、外壁面３６Ｂの最大の幅Ｗ２よりも小さく設定される。一方、幅Ｗ１はできる限り大きいことが望ましく、幅Ｗ２の１／１０以上に設定される。内壁面３６Ａの幅Ｗ１が大きいほど、これに巻き付けられる巻き線の巻き付け角を緩くすることができるからである。

【0042】

図４（Ａ）に拡大して示すように、突出体３０における先端面３２の周縁には、この先端面３２よりも基端側に退避する先端側退避面３２Ａが形成される。図４（Ｂ）に示すように、突出体３０をプレス成形する場合、突出体３０の周壁３６を成形するダイ３００と、先端面３２（又は基端面３４）を形成するパンチ３１０を利用する。なお、図４（Ｂ）の右側拡大図はパンチ３１０（上パンチ）が、突出体３０（鉄粉）と接触する直前を示す模式図である。ダイ３００とパンチ３１０の内部空間となるキャビティーに鉄粉を充填した後、図４（Ｃ）に示すように、パンチ３１０を下降させて鉄粉を圧縮する。その際、右側拡大図に示すように、パンチ３１０とダイ３００の隙間によって軸方向に突出するバリ３８が形成される。本実施形態では、バリ３８の最大突出量（突出想定量）Ｌ１よりも大きい距離となるＬ２で、先端側退避面３２Ａを先端面３２から基端側に退避させている。結果、バリ３８の先端が、先端面３２よりも突出することがない。なお、バリ３８の突出量は、例えば、０．１ｍｍ～０．２ｍｍとなるので、先端側退避面３２Ａの退避距離は０．２ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上に設定する。ちなみにバリ３８が、先端面３２よりも電機子軸方向Ｚに突出すると、後述するインサート成形時において突出体３０の位置決め精度が悪化したり、対向子（例えばロータ）と接触して不具合を起こしたりする可能性がある。

【0043】

なお、上記先端側退避面３２Ａと同様の趣旨の下、図４（Ｂ）および（Ｃ）の左側拡大図に示すように、突出体３０における基端面３４の周縁にも、この基端面３４よりも先端側に退避する基端側退避面３４Ａが形成されることが好ましい。

【0044】

図５（Ａ）及び（Ｂ）に、この電機子コア１と巻き線５０を、樹脂６０によって組み合わせた状態でインサート成形された電機子１００を示す。巻き線５０は、突出体３０に巻き付けられる。樹脂６０は、巻き線５０や突出体３０を包み込むことで、全体を一体化する。説明の便宜上、樹脂６０の外形を点線で示している。図５（Ａ）に示すように、電機子コア１の円盤体１０において、外側リング部２１（図２参照）の表面１０Ａの一部は、樹脂６０によって覆われずに露出している。換言すると、樹脂６０には逃げ部６０Ａが形成されており、これにより円盤体１０の表面１０Ａが部分的に露出している。これは、インサート成形の際に、円盤体１０をキャビティー内に位置決めする際に利用された部分となる。

【0045】

図５（Ｃ）に、電機子１００のインサート成形用の金型２００を示す。金型２００のキャビティーの鉛直方向の底面には、複数の突出体３０の先端面３２を同一位置に保持する基準面２１０が形成される。この基準面２１０によって、複数の突出体３０の先端面３２の電機子軸方向Ｚ位置を、互いに高精度に一致させることができる。さらにキャビティー内には、基準面２１０によりも鉛直方向の上方側において、円盤体１０を鉛直下側から保持する円盤体保持部２２０が形成される。この円盤体保持部２２０によって、基準面２１０を基準とした円盤体１０の電機子軸方向Ｚの位置及び電機子軸方向Ｚに対する直交度を高精度に決定する。円盤体保持部２２０と円盤体１０の接触部分には樹脂が流れ込まないため、成形後における樹脂６０の逃げ部６０Ａとなる。なお、キャビティーの天井面２３０と突出体３０の基端面３４の間、及び、キャビティーの天井面２３０と円盤体１０の裏面１０Ｂの間には隙間が形成される。結果、この隙間に樹脂６０が流れ込むので、図５（Ｂ）に示すように、インサート成形後の突出体３０の基端面３４及び円盤体１０の裏面１０Ｂの全部または一部は、樹脂６０によって覆われる。結果、円盤体１０や突出体３０に、電機子軸方向Ｚにおける基端側に向かうスラスト力が作用しても、樹脂６０がそのスラスト力を受け止めることができる。

【0046】

突出体３０を圧粉鉄心とする場合、成形工程や熱処理工程で寸法変化が生じやすい。すなわち、突出体３０の電機子軸方向Ｚの寸法に誤差が生じやすい。そこで本実施形態の金型２００のように、複数の突出体２０の先端面３２を保持する基準面２１０を設けることで、突出体３０の寸法誤差を、基端面３４側に集約させる。また、円盤体１０の位置決めも、突出体３０を利用することなく、円盤体保持部２２０によって行うことで、高精度化できる。なお、この金型２００によってインサート成形した場合、先端面３２は樹脂６０から露出した状態となる。

【0047】

図６（Ａ）に示すように、円盤体１０には、隔離スリット２４が形成される。結果、インサート成形後は、図６（Ｂ）に示すように、樹脂６０が、隔離スリット２４に流れ込む。結果、円盤体１０の収容部１４と突出体３０の隙間にも、樹脂６０が充填されるので、インサート成形後において、円盤体１０と突出体３０の相対移動が抑制され、全体の剛性が高くなる。

【0048】

以上の通り、本実施形態の電機子コア１は、円盤体１０と突出体３０が別部材となっており、円盤体１０を積層鋼板で構成しつつ、突出体３０を圧粉鉄心としている。円盤体１０によって電機子コア１の全体的な剛性を高めつつも、突出体３０を所望形状に自在に成形可能となる。

【0049】

図６（Ｃ）に示すように、圧粉鉄心となる突出体３０は、磁路の形成が無方向（自在）となるので、電機子軸方向Ｚに延びる磁路を、基端側において円盤体１０側（ここでは電機子周方向Ｓ）に屈曲させることができる。一方、電磁鋼板で形成される円盤体１０は、平面方向（ここでは電機子周方向Ｓ）に沿った磁路を形成しやすい。従って、収容部１４に突出体３０を収容させることで、突出体３０の基端側の内部に形成される磁路と、円盤体１０に形成される磁路の方向を連続（一致）させることが可能となり、ロスの少ない磁界を生成できる。

【0050】

更に本実施形態の突出体３０は、電機子軸方向Ｚから視た場合に略台形形状としている。このようにすると、図１に示すように、リング状の電機子コア１において、周方向に多数の突出体３０を緻密に配置できる。結果、トルクに影響を与え得る先端面３２の総面積を増やすことが可能となる。また、軸心側が鋭角となる扇型と比較して、内周側（軸心側）に内壁面３６Ａを確保できる結果、巻き線の巻き付け角度を緩やかにできるので、巻き線の損傷を抑制できる。

【0051】

次に、図７以降を参照して、本実施形態の電機子１００及び電機子コア１の変形例について説明する。なお、図７以降では、本実施形態と異なる部分について図示及び説明を行い、共通する部分の図示及び説明を省略する。

【0052】

図７（Ａ）に示す突出体３０は、周壁３６において、電機子軸方向Ｚに係合可能な係合段部４０が形成される。ここでは、突出体３０の基端側が、電機子周方向Ｓに拡張しており、その境界が係合段部４０となる。係合段部４０は、電機子軸方向Ｚの先端側に向く係合面を有する。図７（Ｂ）に示すようにインサート成形を行うと、係合段部４０と巻き線５０（又は樹脂６０）が電機子軸方向Ｚに係合するので、磁力によって突出体３０が電機子軸方向Ｚの先端側に引っ張られても、その移動が抑制される。

【0053】

なお、図７（Ｃ）に示すように、この係合段部４０の係合面を、円盤体１０に係合させることが好ましい。このようにすると、磁力によって突出体３０が電機子軸方向Ｚの先端側に引っ張られても、係合段部４０が円盤体１０と係合してその移動が抑制される。なお、図７（Ｄ）に示すように、係合段部４０を、一対の円盤体１０，１１で挟み込むことも可能であり、このようにすると、突出体３０の電機子軸方向Ｚの双方向の移動を規制できる。さらに図７（Ｅ）に示すように、係合段部４０（本体よりも拡張する部分）を、周壁３６における電機子軸方向Ｚの途中に突出するように形成することも好ましい。このようにすると、電機子軸方向Ｚの先端側に向く先端側係合面４０Ａと、基端側に向く基端側係合面４０Ｂを形成できる。基端側係合面４０Ｂを、円盤体１０（または樹脂６０）に係合させることで、突出体３０の基端側への移動を規制することも可能となる。なお、ここでは周壁３６における一対の側壁面３６Ｃに係合段部４０を形成する場合を示すが、内壁面３６Ａまたは外壁面３６Ｂに形成してもよい。

【0054】

また、図８（Ａ）に示すように、突出体３０の周壁３６において、電機子軸方向Ｚに沿って異なる位置、且つ、電機子軸方向Ｚに重ならない位置に、複数の係合段部４０を形成することも好ましい。ここでは内壁面３６Ａにおいて、基端面３４に近い位置となる第一係合段部４１が形成され、外壁面３６Ｂにおいて、第一係合段部４１よりも先端側にずれた位置に第二係合段部４２が形成される。同時に、円盤体１０における収容部１４のサイズを大きめに設定しておくことで、突出体３０が電機子径方向Ｋにスライド可能にする。図８（Ｂ）に示すように、突出体３０を、第一係合段部４１が収容部１４に干渉しないように挿入して、第二係合段部４２と円盤体１０の表面１０Ａを係合させた後、図８（Ｃ）に示すように、突出体３０を電機子径方向Ｋの内側（軸心側）にスライドさせることで、第一係合段部４１を円盤体１０に係合させる。結果、突出体３０と円盤体１０を、電機子軸方向Ｚの双方向に係合させることができる。その後、図８（Ｄ）に示すように、インサート成形によって、樹脂６０で一体的に固めることで、突出体３０の電機子径方向Ｋのスライドを規制できる。なお、複数の係合段部４０が、電機子軸方向Ｚに重ならない位置に配置する理由は、プレス成形後の成形体をダイから容易に離型させるためである。

【0055】

図９（Ａ）の突出体３０は、基端面３４において、電機子軸方向Ｚに突出する基端側凸部４３が形成される。この基端側凸部４３は、電機子径方向Ｋに沿って複数形成されると共に、電機子周方向Ｓに沿って複数形成される。結果、全体として、いわゆる格子状又はローレット形状の突起となる。図９（Ｂ）に示すように、この突出体３０をインサート成形すると、樹脂６０と基端面３４の接触面積が増大して、両者の結合力を高めることが可能となる。なお、図９（Ｃ）に示すように、基端側凸部４３は、成形性を考慮して、角部をＲ形状（湾曲形状）とすることが好ましい。

【0056】

図１０（Ａ）の突出体３０は、基端面３４において、電機子軸方向Ｚに突出する基端側凸部４３を、電機子径方向Ｋに沿って複数有している。図１０（Ｂ）に示すように、円盤体１０の収容部１４を有底構造とし、その底面に、予め、基端側凸部４３と反対形状となる凹部を形成しておくことで、両者を嵌め合わせることができる。また例えば、図１０（Ｃ）に示すように、円盤体１０の収容部１４において、基端側凸部４３に対応する複数の貫通孔を形成しておき、この貫通孔と基端側凸部４３を嵌め合わせることも可能である。

【0057】

図１１（Ａ）の突出体３０は、周壁３６において、電機子軸方向Ｚに延在する周壁側溝部４４が形成される。この周壁側溝部４４は、プレス成形及び離型の容易性から、周壁３６における電機子軸方向Ｚの途中から始まり、基端面３４に達してる。このようにすると、図１１（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、周壁側溝部４４に樹脂を流し込むことが可能となるので、樹脂６０と周壁３６の接触面積が増大し、両者の結合力を高めることが可能となる。また、周壁側溝部４４を周壁３６の途中で終了させることで、軸方向の段部も形成され、樹脂６０と周壁３６を電機子軸方向Ｚに係合させることができる。なお、ここでは周壁３６に溝を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。周壁３６において、電機子軸方向Ｚに延在する列状の周壁側凸部（突起）を形成しても良い。

【0058】

図１２（Ａ）の突出体３０には、電機子軸方向Ｚに貫通する貫通孔４５が形成される。図１２（Ｂ）に示すように、例えば、この貫通孔４５にボルトを挿入して、円盤体１０と螺合させることで、突出体３０を円盤体１０に固定できる。なお、本発明は貫通孔４５に限られず、基端面３４側に雌ねじ孔を形成することで、この突出体３０を雄ねじと螺合させるようにして固定することもできる。

【0059】

図１３（Ａ）の突出体３０は、先端側に拡張部４６が形成される。この拡張部４６は、本体に対して電機子径方向Ｋ及び／又は電機子周方向Ｓに拡張している。結果、図１３（Ｂ）に示すように、突出体３０の先端面３２をヨークとして機能させることが可能となり、対向子（例えばロータ）と向き合う面積を増大させることが可能となる。

【0060】

図１４（Ａ）の突出体３０は、周壁３６に、電機子軸方向Ｚに向かうに連れて電機子径方向Ｋ及び／又は電機子周方向Ｓに変位する傾斜面４７が形成される。なお、ここでは一対の側壁面３６Ｃそのものが、先端面３２から基端面３４に向けて電機子周方向Ｓに広がるようなテーパー形状の傾斜面４７となる。このようにすると、図１４（Ｂ）に示すように、磁力によって突出体３０が電機子軸方向Ｚの先端側に引っ張られても、樹脂６０が、突出体３０の傾斜面４７と係合してその移動が抑制される。なお、この傾斜面４７は、内壁面３６Ａまたは外壁面３６Ｂに形成してもよく、その場合は電機子径方向Ｋに変位する傾斜面となる。また、基端面３４から先端面３２に向けて広がるようなテーパー形状の傾斜面４７としても良い。

【0061】

図１５（Ａ）及び（Ｂ）の円盤体１０は、収容部１４が、底面１４Ａを有する有底状態の凹部となる。隔離スリット２４は、収容部１４まで連通するようになっている。図１５（Ｃ）に示すように、突出体３０は、基端面３４が底面１４Ａと当接するようにして、収容部１４に収容される。

【0062】

なお、上記実施形態では、電機子コア１の円盤体１０が、３６０度の位相で完全につながっている環状のリングとなる場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、円盤体が部分円弧（部分リング）状となる場合も含む。また、本実施形態では、電機子１００がステータとなる場合を例示しているが、ロータとして機能させることもできる。

【0063】

なお、本発明の電機子等は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0064】

１ 電機子コア
１０ 円盤体
１０Ａ 表面
１０Ｂ 裏面
１４ 収容部
２４ 隔離スリット
３０ 突出体
３２ 先端面
３２Ａ 先端側退避面
３４ 基端面
３４Ａ 基端側退避面
３６ 周壁
３６Ａ 内壁面
３６Ｂ 外壁面
３６Ｃ 側壁面
３８ バリ
４０ 係合段部
４３ 基端側凸部
４４ 周壁側溝部
４５ 貫通孔
４６ 拡張部
５０ 巻き線
６０ 樹脂
１００ 電機子
２００ 金型
２１０ 基準面
２２０ 円盤体保持部
２３０ 天井面
３００ ダイ
３１０ パンチ
Ｋ 電機子径方向
Ｓ 電機子周方向
Ｚ 電機子軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】