电动马达的制作方法

本发明涉及一种通过减小定子的轴向尺寸而能够实现小型化的电动马达。

背景技术：

作为适用于车载用空调装置的制冷压缩机中的压缩机用电动马达，所使用的是串励马达。该串励马达中，通常在齿部设置具有绝缘性的线圈骨架并卷装线圈绕组，所述齿部用于卷装定子铁芯的两端部位的线圈绕组，所述定子铁芯层叠所需片数的冲孔成型的电磁钢板而构成(例如，参考专利文献1)。

另一方面，专利文献2中公开有如下电动机的定子，该电动机的定子中定子铁芯分割成：多个分割铁芯体a，将齿部和多个轭部形成为一体；及多个分割铁芯体b，形成被所述分割铁芯体a夹持的轭部，对于该分割铁芯体a的齿部串励线圈绕组，而并未安装绕组导向件(线圈骨架)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4788881号公报

专利文献2：日本专利公开2005-95000号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

然而，如专利文献1所示，将线圈骨架设置在定子铁芯的两端部位的马达的情况下，由于线圈骨架本身具有厚度尺寸，因此会导致定子的轴向尺寸变大相当于该厚度尺寸的量，成为马达成为大型化的主要原因之一。因此，具有线圈骨架的马达未能充分满足作为压缩机用电动马达通过小型化而提高车辆搭载性的要求。

另一方面，如专利文献2所示，在无线圈骨架化的马达中，考虑到能够通过减小相当于线圈骨架的厚度尺寸的量的定子的轴向尺寸来实现马达的小型化，然而，若仅通过无线圈骨架化，则由于形成于齿部的周向两侧肩部的边缘，在线圈绕组卷绕时有可能产生覆膜损伤或断线等不良情况，有时无法确保线圈绕组的质量，所述齿部用于卷装通过层叠冲孔成型的电磁钢板而构成的定子铁芯的线圈绕组。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种电动马达，该电动马达即使设为无线圈骨架化，也能够防止因齿部的肩部边缘而引起的线圈绕组的覆膜损伤或断线等，在确保其质量的同时能够卷装线圈绕组。

用于解决技术课题的手段

为解决上述问题，本发明的电动马达采用以下方法。

即，本发明的第1方式所涉及的电动马达具备层叠所需片数的环状电磁钢板而构成的定子铁芯，所述环状电磁钢板在内周侧具有用于卷装线圈绕组的多个齿部，其中，层叠于所述定子铁芯的两端侧的多片所述电磁钢板中，所述齿部的周向宽度随着朝向各端部一侧逐渐变窄，通过层叠该电磁钢板而形成的所述齿部的周向两侧肩部为宽度随着朝向各端部逐级变窄且平滑地变化的肩部，对于该齿部串励所述线圈绕组。

根据本发明的第1方式所涉及的电动马达，层叠于层叠结构的定子铁芯两端侧的多片电磁钢板中，齿部的周向宽度随着朝向各端部一侧逐渐变窄，通过层叠该电磁钢板而形成的齿部的周向两侧肩部为宽度随着朝向各端部逐级变窄且平滑地变化的肩部，对该齿部串励线圈绕组，因此即使为无线圈骨架化且在电磁钢板的齿部串励线圈绕组的结构，由于齿部的周向两侧的肩部为宽度朝向端部逐级变窄且平滑地变化的肩部，而且形状为沿线圈绕组的卷绕形状，从而也能够防止因齿部的肩部边缘而引起的线圈绕组的覆膜损伤或断线等，在确保其质量的同时能够卷装线圈绕组。从而，能够减小相当于线圈骨架的厚度尺寸的量的定子的轴向尺寸而实现马达的薄型化。并且，通过无线圈骨架化能够实现结构的简单化和低成本化，并且，可实现通过减小线圈绕组的线长而提高效率和通过线圈绕组和定子铁芯3的接触缓和而提高可靠性等。

另外，本发明的第2方式所涉及的电动马达的特征为，在上述电动马达中，所述线圈绕组经由较薄的绝缘部件而卷装于所述齿部，所述较薄的绝缘部件的形状为沿所述肩部的形状。

根据本发明的第2方式所涉及的电动马达，线圈绕组经由较薄的绝缘部件而卷装于齿部，所述较薄的绝缘部件的形状为沿肩部的形状，因此即使因无线圈骨架化而存在线圈绕组与定子铁芯之间的绝缘性降低的隐患，在其降低量超过规定值的情况下，也能够通过夹装绝缘部件而卷装线圈绕组而进行应对，所述较薄的绝缘部件具有沿肩部的形状。从而，能够发挥由无线圈骨架化所带来的上述效果。

另外，本发明的第3方式所涉及的电动马达的特征为，在上述电动马达中，所述绝缘部件具有可沿所述齿部的所述肩部形状变形的耳部。

根据本发明的第3方式所涉及的电动马达，绝缘部件具有可沿齿部的肩部形状变形的耳部，因此即使在夹装绝缘部件而卷装线圈绕组的情况下，能够使设置于绝缘部件上的耳部沿齿部的肩部形状变形，同时隔着绝缘部件能够将线圈绕组卷装于齿部。从而，与有无绝缘部件无关，能够沿齿部的肩部形状确保质量的同时，能够卷装线圈绕组。

另外，本发明的第4方式所涉及的电动马达的特征为为，在上述任一种电动马达中，所述绝缘部件通过绝缘片而构成，所述绝缘片的形状与所述电磁钢板的平面形状相似且具有可挠性。

根据本发明的第4方式所涉及的电动马达，绝缘部件通过绝缘片而构成，所述绝缘片的形状与电磁钢板的平面形状相似且具有可挠性，因此在夹装绝缘部件并卷装线圈绕组时，将形状与电磁钢板相似的绝缘片层叠于定子铁芯的两端，线圈绕组卷装于其上，从而能够使具有可挠性的绝缘片沿齿部的肩部形状挠曲变形，同时能够沿齿部的肩部形状而卷装线圈绕组。从而，不影响线圈绕组的卷绕作业的作业性，在确保其质量的同时，能够可靠地卷装线圈绕组。

发明效果

根据本发明，即使是无线圈骨架化且在电磁钢板的齿部串励线圈绕组的结构，也由于齿部的周向两侧的肩部为宽度随着朝向端部逐级变窄且平滑地变化的肩部，且形状为沿线圈绕组的卷绕形状，因此能够防止因齿部的肩部边缘而引起的线圈绕组的覆膜损伤或断线等，在确保其质量的同时能够卷装线圈绕组。因此，能够减少相当于线圈骨架的厚度的量的定子的轴向尺寸而实现马达的薄型化。并且，通过无线圈骨架化，能够实现结构的简单化和低成本化，并且能够实现通过减小线圈绕组的线长而提高效率和通过线圈绕组和定子铁芯3的接触缓和而提高可靠性等。

附图说明

图1为省略本发明的一实施方式的电动马达的线圈绕组的状态的俯视图。

图2为图1所示的电动马达的定子铁芯的齿部的立体图。

图3为图2所示的定子铁芯的齿部的俯视图。

图4为相当于图3的a-a剖面图。

图5为在存在绝缘不足的隐患的情况下所使用的绝缘片的局部俯视图。

图6为对使用线圈骨架的情况(a)和伴随齿部的变更而设成无线圈骨架的情况(b)的结构进行比较的示意图。

具体实施方式

以下，参考图1至图6对本发明的实施方式进行说明。

图1中表示省略了本发明的一实施方式所涉及的电动马达的线圈绕组的状态的俯视图。

电动马达1由定子2和圆筒状转子10构成，所述定子2通过省略图示的线圈绕组卷装于呈环状的定子铁芯3的齿部4而构成，所述转子10相隔规定的间隙旋转自如地夹装于定子2的内部。

转子10具有圆筒状转子铁芯11，并且在其中心部向轴向穿设有嵌合省略图示的旋转轴的贯穿孔12，所述转子铁芯11通过层叠所需片数的冲孔成型的较薄的电磁钢板而构成。在转子铁芯11上，沿其外周部位以包围贯穿孔12的方式设有对应于马达的极数(本实施方式中为6极)的数量的磁铁埋入用孔13，永久磁铁14埋入于各个孔13中。

构成定子2的定子铁芯3层叠所需片数的呈环状冲孔成型的电磁钢板5而构成，并且在其内周侧设有用于卷装线圈绕组的齿部4。在本实施方式中，该齿部4在定子铁芯3的内周侧以大致等间隔而设置于9处，通过在各齿部4之间冲孔形成狭槽6，线圈绕组可卷装于齿部4上。在本实施方式中，u相、v相、w相这3相线圈绕组依次卷装于3处。

如图2及图4所示，齿部4构成为，以层叠于定子铁芯3的两端侧的多片电磁钢板5中齿部4的周向宽度b随着朝向各端部一侧逐渐变窄的方式进行冲孔成型，当将其进行层叠时，在定子铁芯3的两端侧，形成于齿部4的周向两侧的肩部7形成宽度随着朝向各端部逐级变窄且平滑地变化的肩部7。

如上所述，在用于卷装定子铁芯3的线圈绕组的齿部4的周向两侧形成的肩部7，在定子铁芯3的两端部侧形成宽度随着朝向各端部逐级变窄且平滑地变化的肩部7。这样，即使为无线圈骨架化，且将线圈绕组直接卷装于齿部4，齿部4的肩部7的形状也为沿线圈绕组的卷绕形状的平滑的形状。因此，线圈绕组不会因齿部4的肩部边缘而产生覆膜损伤或断线，而在确保其质量的同时能够卷装线圈绕组。

因此，通常设为树脂成型品，且定子2的轴向尺寸减小相当于线圈骨架的厚度的量，能够使马达成为薄型化，所述线圈骨架的中央部的壁厚大于两侧部的壁厚。并且，通过无线圈骨架化而能够实现结构的简单化和低成本化，并且，可实现通过减小线圈绕组的长度而提高效率和通过线圈绕组和定子铁芯3的接触缓和而提高可靠性等。

图6中表示对使用线圈骨架的情况(a)和根据齿部4的变更而设为无线圈骨架的情况(b)的结构进行比较的示意图。

对于齿部4a来讲，当夹装线圈骨架20而卷装线圈绕组的情况下，包括线圈绕组在内的定子2的轴向尺寸l增大相当于线圈骨架20的厚度尺寸的量。与此相对，将齿部4的周向两侧的肩部7设为宽度随着朝向端部侧逐级变窄且平滑地变化的肩部7并串励线圈绕组而省略线圈骨架20，从而能够将尺寸l缩短至少相当于线圈骨架20的厚度的量。因此能够期待马达的薄型化、结构的简单化、低成本化以及通过减小绕组长度而提高效率等效果。

另一方面，如上所述，通过无线圈骨架化，定子铁芯3与线圈绕组之间的绝缘性能降低，当其降低量超过规定值的情况下，也可以将较薄的绝缘部件8夹装于定子铁芯3的齿部4的两端。作为该绝缘部件8，能够使用绝缘片、绝缘薄膜或通过真空成型、注射成型等而形成的成型品。但是，为发挥无线圈骨架化的效果，理想的绝缘部件8的厚度至少在1mm以下。

图5中表示将具有可挠性的绝缘片作为绝缘部件8的例子，所述绝缘片的形状与冲孔成型为环状的电磁钢板5的平面形状相似。在该绝缘片8的情况下，层叠于定子铁芯3的两端面进行使用，然而，在对应于该肩部7的位置设有具有适当的长度的耳部9，该耳部9沿齿部4的周向两侧的平滑的肩部7而变形。

由此，当存在线圈绕组与定子铁芯3之间的绝缘性降低的隐患的情况下，能够通过夹装较薄的绝缘部件8卷装线圈绕组而进行应对，所述绝缘部件具有沿肩部的形状。该情况下，通过使用厚度为1mm以下的绝缘部件8而能够发挥因无线圈骨架化所带来的上述效果。并且，通过使用具有耳部9的绝缘部件(绝缘片)8，能够使耳部9沿齿部4的肩部7的形状变形，并且能够隔着绝缘部件8将线圈绕组卷装于齿部4，所述耳部9可沿齿部4的平滑的肩部7的形状变形。因此与有无绝缘部件8无关，在沿肩部7的形状确保质量的同时，能够卷装线圈绕组。

另外，绝缘部件8由形状与电磁钢板5的平面形状相似的具有可挠性的绝缘片构成，当夹装该绝缘部件(绝缘片)8而卷装线圈绕组时，将形状与电磁钢板5相似的绝缘片层叠于定子铁芯3的两端，将线圈绕组卷装于其上。由此，能够使具有可挠性的绝缘片8沿齿部4的肩部7的形状挠曲变形，同时沿齿部4的肩部形状卷装线圈绕组。因此，不损伤线圈绕组的卷绕作业的作业性，在确保其质量的同时能够卷装线圈绕组。

另外，本发明并不限定于上述实施方式所涉及的发明，在不脱离其宗旨的范围内可适当地变形。例如，在上述实施方式中，并未特别限定使齿部4的周向宽度b逐渐变窄的电磁钢板5的片数，然而，参考齿部4周向宽度尺寸的大小、电磁钢板5的板厚、线圈绕组的粗细度等，将肩部7设成一定程度的平滑度而适当地确定该电磁钢板5的片数即可，其片数根据电动机的大小、功率及其他特性而变更。

符号说明

1-电动马达，3-定子铁芯，4-齿部，5-电磁钢板，7-肩部，8-绝缘部件(绝缘片)，9-耳部，b-齿部的周向宽度。