专利名称：感应电动机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用作例如空气调节器的风扇电动机的、内转子型的感应电动机(电容式电动机)的制造方法，更详细地说是涉及相对于定子绕线的技术。
背景技术：
例如，如专利文献1(日本专利申请公报No.2001-186733)中记载的那样，感应电动机包括具有旋转输出轴的转子、和同轴地配置在该转子的外周侧的定子。定子具有突出设置在环状磁轭的内周面侧的2N个(N为极数)齿，在各齿中的例如第奇数个齿上卷绕主绕组，在第偶数个齿上卷绕辅助绕组。
另外，在专利文献1中记载了下述可变速的感应电动机，其中，在卷绕主绕组的的齿或者卷绕副绕组的齿上，实施减速绕组(变速绕组)，从而能够变速。
如上所述，在感应电动机中，主绕组和辅助绕组分别卷绕在间隔一个的齿上，但是由于磁轭形成为环状，所以，以往如专利文献1中记载的那样，必须在将主绕组直接卷绕在间隔一个的齿上，并且将副主绕组直接卷绕在主绕组之间的齿上之后，依次串联连接主绕组彼此，同样地依次串联连接辅助绕组彼此，从而其绕组连接作业需要很大的劳力和时间。在具备减速绕组的可变速的感应电动机的情况下，则还需要减速绕组的连接处理。
发明内容
因此，本发明的课题在于，在相对于定子的各齿每间隔一个齿卷绕一段主绕组、辅助绕组及减速绕组时，能够一连串地进行这些绕组相对于各齿的卷绕，从而不再需要作为后处理的串联接线作业。
为了解决上述课题，本发明是一种感应电动机的制造方法，所述感应电动机包括具有旋转输出轴的转子、和同轴地配置在上述转子的外周侧的定子，上述定子具有突出设置在环状的磁轭的内周面侧的2N个(N为极数)齿，在上述各齿中的第奇数个上述齿上卷绕主绕组，在第偶数个上述齿上卷绕辅助绕组，其特征在于，作成磁轭连结体，所述磁轭连结体通过规定的连结机构以能弯曲的方式一连串地连结有包括上述各齿的2N个磁轭构件，在将上述磁轭连结体展开成大致直线状的状态下，在上述第奇数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕上述主绕组，并且在上述第偶数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕上述辅助绕组，之后连结上述磁轭连结体的两端而作成上述环状的磁轭。
根据该方法，作成磁轭连结体，所述磁轭连结体通过规定的连结机构以能弯曲的方式一连串地连结有包括各齿的2N个磁轭构件，在将磁轭连结体展开成大致直线状的状态下，在第奇数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕主绕组，并且在第偶数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕辅助绕组，之后连结磁轭连结体的两端而作成环状的磁轭，由此，可以在不对应各齿切断的情况下分别一连串地卷绕主绕组和辅助绕组。
作为更优选的方案，其特征在于，将上述主绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的一个端面侧，将上述辅助绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的另一个端面侧。
根据该方案，将主绕组的搭接线布置在磁轭连结体的一个端面侧，将辅助绕组的搭接线布置在磁轭连结体的另一个端面侧，由此，可以提高主绕组和辅助绕组的绝缘特性。
另外，本发明的特征在于，在卷绕上述主绕组的上述第奇数个的各齿以及/或者卷绕上述辅助绕组的上述第偶数个的各齿上，进一步经由搭接线一连串地卷绕减速绕组。
根据该特征，在卷绕主绕组的第奇数个的各齿以及/或者卷绕上述辅助绕组的上述第偶数个的各齿上，进一步经由搭接线一连串地卷绕减速绕组，由此能以高生产率容易地得到可变速的感应电动机。
进而，本发明的特征在于，将上述主绕组或者上述辅助绕组从其始端侧齿到终端侧齿以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕之后，使该绕组在不切断的情况下返回上述始端侧齿，作为上述减速绕组之用而再次从上述始端侧齿到上述终端侧齿以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕。
根据该特征，将主绕组或者辅助绕组从其始端侧齿到终端侧齿以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕之后，使该绕组在不切断的情况下返回始端侧齿，作为减速绕组之用而再次从始端侧齿到终端侧齿以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕，由此，始端侧齿处的主绕组或者辅助绕组与减速绕组之间的电位差变小，所以不需要对绕组之间进行特别的绝缘处理。
本发明的特征在于，将上述磁轭连结体区分成在一个块内包括多个磁轭构件的多个磁轭块，使上述各磁轭块中包括的磁轭构件彼此经由薄铰链弯曲自如，上述磁轭块之间经由覆盖在上述磁轭连结体上的绝缘体而弯曲自如地连结。
根据该特征，将磁轭连结体区分成在一个块内包括多个磁轭构件的多个磁轭块，使各磁轭块中包括的磁轭构件彼此经由薄铰链弯曲自如，磁轭块之间经由覆盖在磁轭连结体上的绝缘体而弯曲自如地连结，由此，仅用磁轭所固有的必要部件便能够弯曲自如地连结磁轭连结体。
更加优选地，本发明的特征在于，在连结上述磁轭连结体的两端而作成上述环状的磁轭之后，通过模制成型将上述环状的磁轭固结成一体。
根据该特征，在连结磁轭连结体的两端而作成环状的磁轭之后，通过模制成型将环状的磁轭固结成一体，由此特别是可以降低具有减速机构的电容式感应电动机的振动。
在本发明中，还包括利用该制造方法作成的感应电动机。即、一种感应电动机，包括具有旋转输出轴的转子、和同轴地配置在上述转子的外周侧的定子，上述定子具有突出设置在环状的磁轭的内周面侧的2N个(N为极数)齿，在上述各齿中的第奇数个上述齿上卷绕有主绕组，在第偶数个上述齿上卷绕有辅助绕组，其特征在于，具备磁轭连结体，所述磁轭连结体通过规定的连结机构以能弯曲的方式一连串地连结有包括上述各齿的2N个磁轭构件，在上述磁轭连结体的上述第奇数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕有上述主绕组，在上述磁轭连结体的上述第偶数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕有上述辅助绕组。
作为更优选的方案，其特征在于，上述主绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的一个端面侧，上述辅助绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的另一个端面侧。
图1是以截面表示根据本发明制造的感应电动机的一例的示意图。
图2A是具有减速绕组的感应电动机的第1等效电路图。
图2B是具有减速绕组的感应电动机的第1等效电路图。
图2C是具有减速绕组的感应电动机的第1等效电路图。
图3是将上述感应电动机的定子侧磁轭抽出来表示的侧视图。
图4A是表示构成上述磁轭的磁轭块的俯视图。
图4B是表示构成上述磁轭的磁轭块的正视图。
图5是表示磁轭连结体的立体图。
图6A是表示上述磁轭连结体的上部绝缘体的分解图。
图6B是表示上述磁轭连结体的磁轭块的分解图。
图6C是表示上述磁轭连结体的下部绝缘体的分解图。
图7A是用于说明本发明第1实施方式的绕组的卷绕方法的、直线状展开了的上述磁轭连结体的顶视图。
图7B是图7A的正视图。
图7C是图7A的仰视图。
图8A～图8C是用于在上述第1实施方式中说明优选的减速绕组卷绕方法的说明图。
图9A是用于说明本发明第2实施方式的绕组的卷绕方法的、直线状展开了的上述磁轭连结体的俯视图。
图9B是图9A的正视图。
图9C是图9A的仰视图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明，但是本发明并不限于这些实施方式。在该实施方式中说明的感应电动机具有6极、12个齿。在感应电动机中，主绕组和辅助绕组分别卷绕在间隔一个的不同齿上，在本实施方式中，为了便于说明，设卷绕主绕组的齿为第奇数个齿，设卷绕辅助绕组的齿为第偶数个齿。另外，本实施方式的感应电动机是具有减速绕组(变速绕组)的可变速感应电动机。
如图1所示，在该感应电动机中，包括具有旋转输出轴11的转子10、同轴地配置在转子10的外周侧的定子20。在本发明中，转子10可为任意的构成，例如可以是鼠笼型或绕组型。
定子20具备环状的磁轭21，本例中的感应电动机是6极的，所以在磁轭21的内周面侧，向转子10侧突出地设置有2×6＝12个齿T1～T12。另外，在4极的情况下设置8个齿。
在齿T1～T12中，在第奇数个齿T1、T3、T5、T7、T9、T11上卷绕主绕组WM，在第偶数个齿T2、T4、T6、T8、T10、T12上卷绕辅助绕组WA。另外，之所以将各齿区分成第奇数个和第偶数个，是为了说明主绕组和辅助绕组分别卷绕在间隔一个的不同齿上这一情况，也可以在第偶数个齿上卷绕主绕组WM，在第奇数个齿上卷绕辅助绕组WA。
该感应电动机还具备用于实现可变速功能的减速绕组WR。减速绕组WR的接线方法如图2A～图2C的等效电路所示那样有三种方法。即，有下述三种情况如图2A那样将减速绕组WR串联连接在主绕组WM上的情况、如图2B那样将减速绕组WR串联连接在辅助绕组WA上的情况、和如图2C那样将主绕组·辅助绕组用的各减速绕组WRa、WRb串联连接在主绕组WM上的情况。
在图1的例子中，是如图2A所示那样将减速绕组WR串联连接在主绕组WM上的情况，减速绕组WR与主绕组WM同样地卷绕在第奇数个齿T1、T3、T5、T7、T9、T11上。
图1所示的各端子A～G对应于图2A中的端子，B、G是主绕组WM的端子，D、E是辅助绕组WA的端子，A、F是减速绕组WR的端子，在主绕组WM的一个端子G和辅助绕组WA的一个端子E之间连接电容器C。
另外，主绕组WM的另一个端子B、辅助绕组WA的另一个端子D、以及减速绕组WR的端子F共通地连接，可以将交流电源1的一端侧连接在主绕组WM的一个端子G上，将交流电源1的另一端侧经由开关SW连接到减速绕组WR的端子A、F中的某一个上。通常时开关SW切换到端子F侧，而在减速时开关SW切换到端子A侧。
根据本发明，主绕组WM、辅助绕组WA以及减速绕组WR均可以通过未图示的绕线机而在中途不切断的情况下卷绕。因此，将磁轭21作成可弯曲的磁轭连结体，将该磁轭连结体设成直线状展开了的直芯状态而挂到绕线机上。
图3表示实施绕线之前的磁轭21。由于将该磁轭21作成可弯曲的磁轭连结体，所以在本例中，将磁轭21分割成3等份，即分割成包括齿T1～T4的磁轭块B1、包括齿T5～T8的磁轭块B2、包括齿T9～T12的磁轭块B3这三个磁轭块。
由于各磁轭块B1～B3是相同的构成，所以在图4中示出其中的磁轭块B1，对该磁轭块B1进行说明。图4A是磁轭块B1的俯视图，图4B是从其齿面侧观察的正视图，对应于磁轭块B1的构成要素的磁轭块B2、B3的构成要素的参考标记标注于括弧内。
磁轭块B1是通过用压力机冲裁电磁钢板并层叠规定张数而形成的，此时，磁轭块B1的磁轭包括具有齿T1的磁轭构件21a、具有齿T2的磁轭构件21b、具有齿T3的磁轭构件21c、以及具有齿T4的磁轭构件21d这4个磁轭构件，作成其中邻接的磁轭构件彼此通过弯曲自如的薄铰链22连结的状态，从而制得。这种薄铰链22可以通过下述方式而容易地形成，即、在压力冲裁电磁钢板时在各磁轭构件之间切出例如V字状的切槽并在相反侧切出切口。
在实施绕线之前，在各磁轭块B1～B3上覆盖由合成树脂材料形成的绝缘体，根据本发明的优选方式，如图5所示，可以利用绝缘体30而弯曲自如地连结各磁轭块B1～B3。根据图6对该构成进行说明。
绝缘体30包括图6A所示的上部绝缘体31、和图6C所示的下部绝缘体32，它们从图6B所示的磁轭块B1～B3的上方和下方嵌合。由此，如图5所示，各齿的绕线部分和各磁轭构件在电气上绝缘，仅各齿末端面露出。
上部绝缘体31和下部绝缘体32均具备与磁轭构件21a～211对应的12个部分33，在本例中，上部绝缘体31分割成两份、即分别一体地具有6个部分33的右侧上部绝缘体31R和左侧上部绝缘体31L。
另外，下部绝缘体32也分割成两份、即分别一体地具有6个部分33的右侧下部绝缘体32R和左侧下部绝缘体32L。另外，虽然未图示，但在各部分33之间形成有由合成树脂形成的薄铰链。
在磁轭构件21a～21f的范围内覆盖左侧上部绝缘体31L和左侧下部绝缘体32L，在磁轭构件21g～211的范围内覆盖右侧上部绝缘体31R和右侧下部绝缘体32R，由此可以作成弯曲自如地连结3个磁轭块B1～B3而成的磁轭连结体21Y。
在本发明中，如图7所示，将磁轭连结体21Y设成大致直线状展开了的直芯状态，而实施绕线。图7A是磁轭连结体21Y的顶视图，图7B是从齿侧观察的正视图，图7C是仰视图。另外，图7的绕线例，是如图1及图2A所示那样相对于主绕组WM串联连接减速绕组WR的情况，图中，主绕组WM用实线表示，辅助绕组WA用虚线表示，减速绕组WR用双点划线表示。
首先，参照图7A，以第奇数个的齿T1为始端侧齿，从T1到T3、T5、T7、T9、T11以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕主绕组WM(WM1～WM6)。此时，主绕组WM的搭接线通过形成于上部绝缘体31的第偶数个部分33上的导向板34a、34b(参照图5)之间。
其次，与主绕组WM同样地，在第奇数个齿T1、T3、T5、T7、T9、T11的范围内以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕减速绕组WR(WR1～WR6)，但是该卷绕有两种方法。
根据图8对此进行说明。图8A是表示上述磁轭连结体21Y上包括的齿的示意图，图8B是表示减速绕组WR的第1种绕线方法的说明图，图8C是表示减速绕组WR的第2种绕线方法的说明图。其中，减速绕组WR的绕线方向为，使得磁通沿与由主绕组WM产生的磁通相同的方向产生。
首先，根据图8B的第1种绕线方法，在终端侧齿T11上卷绕主绕组WM6之后，将未图示的绕线机的针直接折返，从终端侧齿T11向T9、T7、T5、T3一直到始端侧齿T1，以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕减速绕组WR1～WR6。在这种情况下，电流向与主绕组WM相反的方向流动，所以卷绕方向与主绕组WM相反。
其次，根据图8C的第2种绕线方法，在终端侧齿T11上卷绕主绕组WM6之后，使上述针返回始端侧齿T1，从始端侧齿T1向T3、T5、T7、T9一直到终端侧齿T11，以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕减速绕组WR1～WR6。在这种情况下，电流向与主绕组WM相同的方向流动，所以卷绕方向与主绕组WM相同。图7表示的是第2种绕线方法。第1种绕线方法仅将图7的减速绕组WR颠倒。
在此，如果设主绕组WM的从始端侧齿T1引出的端子为G，从终端侧齿T11引出的端子为B，设减速绕组WR的从始端侧齿T1引出的端子为A，从终端侧齿T11引出的端子为F，则如图2A所示，主绕组WM的端子B与减速绕组WR的端子F共通地连接，所以，如果根据图8B的第1种绕线方法，则始端侧齿T1处的主绕组WM1和减速绕组WR6之间的电位差非常大，所以需要在这些绕组之间夹装绝缘片等。
与此相对，如果根据图8C的第2种绕线方法，则始端侧齿T1处的主绕组WM1和减速绕组WR6之间的电位差降低，所以不需要如上述第1种绕线方法那样进行绝缘处理，在这种意义上，使上述针返回始端侧齿T1后卷绕减速绕组WR的第2种绕线方法较为理想。另外，无论在哪种情况下，减速绕组WR的搭接线都与主绕组同样地通过上部绝缘体31的导向板34a、34b之间。
其次，关于辅助绕组WA(WA1～WA6)，如图7C所示，将第偶数个的齿T2作为始端侧齿，从T2到T4、T6、T8、T10、T12以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕。此时，辅助绕组WA的搭接线通过形成于下部绝缘体32的第奇数个部分33的导向板34a、34b之间。
然后，从始端侧齿T2引出辅助绕组WA的一个端子E，并从终端侧齿T12引出辅助绕组WA的一个端子D，之后将磁轭连结体21Y的两端相连而作成环状的磁轭21，将各端子A～F如图2A所示那样接线，之后，通过模制成型而将磁轭构件21a～211固结成一体。其中，接线和模制成型的顺序可任意。
下面，根据图9对将减速绕组WR卷绕在辅助绕组WA侧的例子进行说明。图9A是磁轭连结体21Y的俯视图，图9B是从齿侧观察的正视图，图9C是仰视图。
在这种情况下，主绕组WM(WM1～WM6)与图7A同样地卷绕即可。辅助绕组WA(WA1～WA6)，如图9C所示，将第偶数个齿T2作为始端侧齿，从T2到T4、T6、T8、T10、T12以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕。并且，主绕组WM、辅助绕组WA分别通过上部绝缘体31、下部绝缘体32的导向板。
其后，与辅助绕组WA同样地，将减速绕组WR(WR1～WR6)以与辅助绕组WA相同的方向卷绕在第偶数个齿上，但在这种情况下，也优选地如前面用图8C说明的那样，在终端侧齿T12上卷绕辅助绕组WA6之后，使未图示的绕线机的针返回到始端侧齿T2之后，卷绕减速绕组WR1～WR6。在这种情况下，减速绕组WR与辅助绕组WA同样地通过下部绝缘体32的导向板。
设减速绕组WR的从始端侧齿T2引出的端子为A，从终端侧T引出的端子为F，主绕组WM的端子G、B、辅助绕组WA的端子D、E以及减速绕组WR的端子F、A，如图2B的等效电路那样接线，通常时可变速开关SW选择端子F，在减速时则选择端子A，减速绕组WR相对于辅助绕组WA串联连接。
即，在图2A、图2B的等效电路中，如果通过可变速开关SW选择端子A，则在图2A中，减速绕组WR相对于主绕组WM串联连接，在图2B中，减速绕组WR相对于辅助绕组WA串联连接，所以施加于主绕组WM或者辅助绕组WA上的电压降低，并且相位角变大，由此转矩降低，实现减速旋转。
另外，在本发明中，也包括在主绕组WM和辅助绕组WA两者上均卷绕减速绕组WR的情况。其卷绕方法将图7和图9组合即可，所以省略详细说明，图2C中示出了其等效电路。即，在这种情况下以下述方式接线如图2C所示，相对于主绕组WM用的减速绕组WRa，进一步串联辅助绕组WA用的减速绕组WRb。
由此，通过借助可变速开关SW选择减速绕组，在辅助绕组WA用的减速绕组WRb中流过与主绕组WM同相的电流，产生与辅助绕组WA的合成磁通，所以总磁通量减小，转矩降低而实现减速旋转。
权利要求
1.一种感应电动机的制造方法，所述感应电动机包括具有旋转输出轴的转子、和同轴地配置在上述转子的外周侧的定子，上述定子具有突出设置在环状的磁轭的内周面侧的2N个(N为极数)齿，在上述各齿中的第奇数个上述齿上卷绕主绕组，在第偶数个上述齿上卷绕辅助绕组，其特征在于，作成磁轭连结体，所述磁轭连结体通过规定的连结机构以能弯曲的方式一连串地连结有包括上述各齿的2N个磁轭构件，在将上述磁轭连结体展开成大致直线状的状态下，在上述第奇数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕上述主绕组，并且在上述第偶数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕上述辅助绕组，之后连结上述磁轭连结体的两端而作成上述环状的磁轭。
2.如权利要求1所述的感应电动机的制造方法，其特征在于，将上述主绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的一个端面侧，将上述辅助绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的另一个端面侧。
3.如权利要求1或2所述的感应电动机的制造方法，其特征在于，在卷绕上述主绕组的上述第奇数个的各齿以及/或者卷绕上述辅助绕组的上述第偶数个的各齿上，进一步经由搭接线一连串地卷绕减速绕组。
4.如权利要求3所述的感应电动机的制造方法，其特征在于，将上述主绕组或者上述辅助绕组从其始端侧齿到终端侧齿以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕之后，使该绕组在不切断的情况下返回上述始端侧齿，作为上述减速绕组之用而再次从上述始端侧齿到上述终端侧齿以每隔一个齿卷绕一段的方式一连串地卷绕。
5.如权利要求1至4中任一项所述的感应电动机的制造方法，其特征在于，将上述磁轭连结体区分成在一个块内包括多个磁轭构件的多个磁轭块，使上述各磁轭块中包括的磁轭构件彼此经由薄铰链弯曲自如，上述磁轭块之间经由覆盖在上述磁轭连结体上的绝缘体而弯曲自如地连结。
6.如权利要求1至5中任一项所述的感应电动机的制造方法，其特征在于，在连结上述磁轭连结体的两端而作成上述环状的磁轭之后，通过模制成型将上述环状的磁轭固结成一体。
7.一种感应电动机，包括具有旋转输出轴的转子、和同轴地配置在上述转子的外周侧的定子，上述定子具有突出设置在环状的磁轭的内周面侧的2N个(N为极数)齿，在上述各齿中的第奇数个上述齿上卷绕有主绕组，在第偶数个上述齿上卷绕有辅助绕组，其特征在于，具备磁轭连结体，所述磁轭连结体通过规定的连结机构以能弯曲的方式一连串地连结有包括上述各齿的2N个磁轭构件，在上述磁轭连结体的上述第奇数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕有上述主绕组，在上述磁轭连结体的上述第偶数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕有上述辅助绕组。
8.如权利要求7所述的感应电动机，其特征在于，上述主绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的一个端面侧，上述辅助绕组的搭接线布置在上述磁轭连结体的另一个端面侧。
全文摘要
在相对于定子的各齿以每隔一个齿卷绕一段的方式卷绕主绕组、辅助绕组及减速绕组时，能够一连串地进行这些绕组相对于各齿的卷绕。将定子的磁轭(21)作成磁轭连结体(21Y)，所述磁轭连结体(21Y)通过规定的连结机构以能弯曲的方式一连串地连结有分别包括有齿的磁轭构件，在将磁轭连结体(21Y)展开成大致直线状的状态下，在第奇数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕主绕组，并且在第偶数个的各齿上经由搭接线一连串地卷绕辅助绕组，之后连结磁轭连结体(21Y)的两端而作成环状的磁轭。
文档编号H02K17/08GK1841887SQ20061007197
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者菊池祐介, P·帕蒂森蒂查恩, R·阿鲁库尔, 成田宪治, 河合祐司 申请人:富士通将军股份有限公司