定子和具有该定子的电动机的制作方法

1.本发明涉及定子和具有定子的电动机。


背景技术：

2.现有技术中，已知有在将主绕组或辅助绕组等卷绕在呈直线状连续地连接的铁芯上之后，将端部成圆环状连接而制造的定子(例如，专利文献1)。
3.以下，参照图9对其结构进行说明。
4.如图9所示，在呈直线状连续的铁芯101上卷绕有主绕组111、辅助绕组112和调速绕组113(辅助绕组)。详细而言，主绕组111在从主绕组始端111a朝向主绕组末端111b的中途交替卷绕在铁芯101上。另外，辅助绕组112也同样在从辅助绕组始端112a朝向辅助绕组末端112b的中途交替卷绕在铁芯101上。另外，根据需要，调速绕组113卷绕在主绕组111或辅助绕组112上。各绕组(主绕组111、辅助绕组112和调速绕组113)存在成对的首尾的末端。
5.另外，调速绕组113是用于能够变更电动机的转速的辅助绕组。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2013-215023号公报


技术实现要素：

9.但是，在一般的电动机中，在将转子插通于定子的转子空间的组装状态下，为了提高性能，在铁芯的内周曲面与转子的外周曲面之间仅存在微小的间隙长度(间隙)。
10.通常，在这样的状态下将转子插通于定子中，所以需要非常精密地进行转子的插通。如果转子的插通中存在少许抖动，则转子的外周曲面就会接触定子的圆环状部分，将主绕组或辅助绕组的跨接线部分踩断，即主绕组或辅助绕组最终断线。特别是在利用上述的直线状的铁芯的情况下，如果转子与定子的圆环状部件接触，则在定子的圆环状部分会产生不少变形，绕组的断线等问题明显。
11.另外，为了防止转子与定子的接触而使用夹具，也存在操作性变差这样的问题。
12.本发明的定子包括：铁芯；绕组；和将铁芯和绕组间绝缘的绝缘件。本发明的定子在内周侧具有用于能够旋转地插入转子的转子空间。绝缘件包括将连接绕组的基板固定的基板固定部。基板固定部包括比铁芯的与转子相对的内周曲面向内周侧鼓出的鼓出部。
13.另外，本发明的电动机包括上述本发明的定子。
14.根据本发明，在将转子插入定子中时，不使用夹具等就能够进行精密的插入。
附图说明
15.图1是本发明的实施方式1的电动机的立体图。
16.图2是本发明的实施方式1的铁芯的立体图。
17.图3是本发明的实施方式1的绝缘件和环状连接部的立体图。
18.图4是本发明的实施方式1的定子部件的立体图。
19.图5是本发明的实施方式1的定子的组装说明图。
20.图6是本发明的实施方式1的定子的立体图。
21.图7是本发明的实施方式1的转子载置时的基板固定部的局部截面图。
22.图8是本发明的实施方式1的转子和定子的组装说明图。
23.图9是简化表示现有的绕组的状态的示意图。
具体实施方式
24.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下的实施方式是将本发明具体化的一个例子，并不限定本发明的技术范围。另外，对所有附图中的相同的部位标注相同的符号，省略或简化第二次以后的说明。而且，在各附图中，对于与本发明没有直接关系的各部分的详细情况，省略其说明。
25.(实施方式1)
26.参照附图对本发明的实施方式1进行说明。
27.首先，使用图1、图2对本实施方式的电动机1进行说明。图1是本实施方式的电动机1的立体图。图2是本实施方式的铁芯5的立体图。
28.电动机1包括定子2、转子3和基板4。
29.定子2包括铁芯5、绝缘件6和绕组7。
30.铁芯5由形成于外径侧的磁轭部8、从磁轭部8向内周侧突出的基部17、和设置于基部17的前端的齿部9一体地形成。铁芯5在定子2的完成形状中构成为圆环状。
31.齿部9在与磁轭部8相反的一侧包括后述的转子空间，换言之，包括面向转子3的外周面的内周曲面33。
32.绝缘件6是覆盖铁芯5的结构，通过将作为以铜或铝等合金为主要原材料的导线的绕组7经由绝缘件6相对于多个基部17卷绕，从而发挥铁芯5与绕组7的电绝缘的作用。
33.绕组7从绝缘件6上卷绕在被绝缘件6部分覆盖的铁芯5上。绕线7的末端缠绕在绝缘件6所包括的端子销(未图示)上，并通过焊锡等与该端子销连接。此外，末端的连接也可以通过熔断等来进行。
34.转子3以在位于定子2的圆环状的中心的转子空间中，外周曲面34(参照图8)能够与铁芯5的内周曲面33相对地旋转的方式而配置。转子3通过对绕组7通电而经由轴承40旋转，结果是旋转轴10旋转。旋转轴10方向的高度与铁芯5的同方向的高度大致相等。
35.基板4与连接有绕组7的端子销电连接。由此维持设置有多根的绕组7与基板4的连接关系。
36.接着，使用图3、图4对绝缘件6和包含该绝缘件的绝缘件组的详细情况进行说明。图3是本实施方式的绝缘件6和环状连接部11的立体图。图4是相对于图3的绝缘件6和环状连接部11安装有铁芯的定子部件12的立体图。
37.绝缘件6包括外周部13、内周部14、连接部15和引导部24。绝缘件6通过环状连接部11连接。
38.外周部13位于形成为环状的绝缘件6的外周侧。外周部13与铁芯5的磁轭部8的内周面相邻并且覆盖磁轭部8的内周面。
39.内周部14位于形成为环状的绝缘件6的内周侧。内周部14与铁芯5的齿部9的外周面相邻并且覆盖齿部9的外周面。
40.连接部15连接外周部13与内周部14，覆盖铁芯5的基部17。连接部15包括用于覆盖铁芯5的基部17的贯通孔16。
41.引导部24在绝缘件6的外周部13的侧面、即连接边25上与旋转轴10平行地设置。在设置相邻的绝缘件6时，引导部24限制相邻的绝缘件6能够与旋转轴10平行地滑动。即，有助于维持定子2的外周侧的形状。
42.贯通孔16设置在连接部15上，是连接外周部13与内周部14的空间，基部17位于该空间。
43.在绝缘件6上设置有铁芯5的状态下，即将一个绝缘件6和一个铁芯5的一组作为绝缘件组19(参照图6)。通过在铁芯5上安装绝缘件6，构成绝缘件组19。图4是表示利用环状连接部11将绝缘件组19呈环状连结而构成的定子部件12。
44.环状连接部11设置在绝缘件6的轴向的一端部，将构成绝缘件组19的内周部14呈环状连接。环状连接部11是与绝缘件6一体形成的一体型的结构体。环状连接部11面平行地设置在假想地设置于绝缘件组19的一端的环状平面18上。换言之，绝缘件组19是以环状平面18为基准，在同一方向上竖立设置多个(在图3中朝向下方设置4个)。环状连接部11包括基板固定部20、卡合部26和肋32。
45.基板固定部20相对于环状平面18向与绝缘件组19相反的方向突出，是用于固定基板4的部位。基板固定部20在周向上至少具有三个以上。另外，基板固定部20在定子2的环状的转子空间侧包括鼓出部27(参照图7、图8)。另外，关于鼓出部27的详细情况将在后面阐述。
46.卡合部26设置在绝缘件6的两端。此处，将卡合部26的一端侧作为卡合部26b，将卡合部26的另一端侧作为卡合部26a。另外，绝缘件空间定义为在与相邻的绝缘件组19之间形成并且具有规定间隔的空间。
47.卡合部26b在环状连接部11的绝缘件空间侧，且相对于环状平面18在与绝缘件组19相同的方向上与环状连接部11一体形成而设置。
48.卡合部26a设置在绝缘件6的内周部14的突出前端38侧。
49.两个卡合部26a、卡合部26b卡合，由此固定内周部14的突出前端38与环状连接部11的位置，有助于维持定子2的内周侧的形状。
50.作为卡合部26的卡合部26a和卡合部26b具有相互卡合的凹凸形状。由此，抑制绝缘件6在卡合时向径向的移动。
51.肋32是在环状连接部11或内周部14的至少一个上设置的用于支持绕组7向相邻的绝缘件6的跨接的突出部。肋32相对于环状平面18向与绝缘件组19相反的方向突出。通过构成绕组7的一部分的跨接线经由肋32跨接绝缘件6之间，能够使跨接线沿着环状连接部11的环跨接，并且能够抑制绕组7的断线等。另外，图3、图4中的肋32是设置于内周部14上的例子。
52.绝缘件组19相对于环状连接部11等间隔地配置。在图4中，如果以通过绝缘件组19的周向中心的中心线且与旋转轴10平行的中心轴21为基准，则中心轴21在环上以90度间隔配置。另外，在1个定子部件12中，与相邻的绝缘件组19之间形成的绝缘件空间的宽度22与
绝缘件组19的宽度23一致。
53.接着，使用图5、图6对定子2的形成流程进行说明。图5是本实施方式的定子2的组装说明图。图6是本实施方式的定子2的立体图。
54.在组装定子2时，准备在绝缘件6上卷绕有绕组7的状态下的两个定子部件12a、定子部件12b。两个定子部件12a、12b以彼此的中心轴21相互错开45度的状态，并且环状连接部11(环状连接部11a、环状连接部11b)位于彼此的定子部件12中的远方端部的方式进行定位。在该状态下，绝缘件组19与相对的定子部件12的绝缘件空间相对。
55.在该状态下，如果在箭头30a、30b的方向上使定子部件12a、定子部件12b接近，则设置在绝缘件6上的相对应的引导部24a、引导部24b相互滑动，在保持环状的状态下，将定子部件12a与定子部件12b连接。在定子部件12a与定子部件12b的连接状态下，设置于绝缘件6的突出前端38的卡合部26a与设置于环状连接部11的卡合部26b卡合。在卡合部26a与卡合部26b卡合的状态下，在基板固定部20上配置基板4，将固定有绕组7的端子销与基板4连接，由此完成定子2。另外，图6所示的定子2省略了基板4的显示。
56.在该状态下，如图6所示，相邻的绝缘件组19配置在同一圆周上。另外，环状连接部11a配置在绝缘件组19的一端(上端)。环状连接部11b配置在绝缘件组19的另一端(下端)。即，环状连接部11a和环状连接部11b彼此相对地配置在定子2的两端。即，定子2具有以绝缘件组19彼此嵌入规定的间隔中的方式交替配置组合而成的组合结构。
57.具有这种形状的定子2能够利用绕线机从设置成环状的绝缘件6的外周对1个定子部件12实施绕线。因此，绕线机能够实现小型化。
58.另外，只要制造2个相同形状的定子部件12即可，能够有助于部件数量的减少。
59.另外，内周部14在卡合部26中，外周部13在引导部24中将2个定子部件12卡合。因此，能够在内周和外周牢固地维持定子2的环状。
60.接着，使用图7和图8对鼓出部的结构和转子3和定子2的组装流程进行说明。图7是本实施方式的转子3载置时的基板固定部20的局部截面图。图8是本实施方式的转子3和定子2的组装说明图。
61.如图7所示，基板固定部20包括鼓出部27。
62.鼓出部27在定子2与转子3组合的状态下，与铁芯5的内周曲面33相比在径向上向转子空间侧鼓出。鼓出部27的鼓出程度为，鼓出部27的最内周端部36比铁芯5的内周曲面33向内周且与转子3的外周曲面34接触的程度。换言之，鼓出部27以内周曲面33为基准，在内周方向上鼓出内周曲面33与外周曲面34的距离即间隙长度35左右，在轴向上观察，最内周端部36位于与由外周曲面34形成的圆周相同的圆周上。另外，也可以使鼓出部27的最内周端部36比外周曲面34的同一圆周更进一步鼓出至内周。
63.在定子2和转子3组合的状态下，转子3的旋转轴方向端部28与铁芯5的旋转轴方向端部37在旋转轴方向上基本一致。而且，与转子3的旋转轴方向端部28相比，鼓出部27在旋转轴方向上位于靠近外侧(图7中的旋转轴方向端部28的上侧)的位置。
64.另外，鼓出部27具有插入斜坡29和移出斜坡39。
65.插入斜坡29是随着从位于旋转轴方向外侧的基板固定部20的前端部31向转子空间去而朝向内周方向的斜坡(倾斜)。
66.移出斜坡39是随着从转子空间侧向旋转轴方向的外侧(图7中的旋转轴方向端部
28的上侧)去而朝向内周方向的斜坡(倾斜)。移出斜坡39的旋转轴方向的转子空间侧的端部41位于比铁芯5的内周曲面33靠外周侧的位置。插入斜坡29的旋转轴方向的内侧的端部与移出斜坡39的旋转轴方向的外侧的端部在最内周端部36相交。
67.以上为鼓出部27的结构。
68.但是，在将转子3插通于定子2的转子插通于空间的组装状态下，在铁芯5的内周曲面33与转子3的外周曲面34之间设置有间隙长度35。间隙长度35越小，作为电动机的性能越高，根据电动机的不同，间隙长度35也有小于1mm。换言之，在转子3的外周曲面34与定子的内周曲面33之间，仅存在间隙长度35的间隙。
69.通常，在这种状态下，在组装电动机1时，由于将转子3插通于定子2的转子空间中，所以转子3的插通需要非常精密地进行。如果在转子3的插通中存在少许抖动，则外周曲面34与环状连接部11接触，踩断在环状连接部11的肋32之间迂回的跨接线，即导致跨接线断线。
70.与此相反，本实施方式的定子2包括鼓出部27。在将转子3插通于定子2中时，将转子3从转子空间的轴中心30的上下方向中的任意一个插通于定子2中，直至转子3的旋转轴方向端部28与铁芯5的旋转轴方向端部37两者位于同一平面上。此时，转子3的外周曲面34与鼓出部27接触，而且利用插入斜坡29将转子3的旋转轴10引导到与转子空间的轴中心30同一线上。
71.由此，能够确保转子3插通时的位置的精密性。因此，即使在环状平面18上拉回跨接线，即使该跨接线因松弛而接近转子空间，鼓出部27也将转子3精密地引导到中央。因此，能够抑制因转子3的插入不良而踩断跨接线。
72.而且，鼓出部27位于旋转轴方向端部28的外侧。因此，即使在转子3的旋转驱动时，鼓出部27也能够不与转子3接触地进行运转。
73.另外，在将转子3插通于定子2的转子空间的组装过程中，有时轴承40会因冲击等受到损伤而产生异响。另外，在市场中，有时因外部环境，尘埃或沙尘进入轴承40而产生异音。在这种情况下，移出转子3而进行轴承40的更换。此时，具有移出斜坡39，在铁芯5的内周曲面33的外周侧设置移出斜坡39的起点，从而在转子3移出时旋转轴方向端部28顺利地与移出斜坡39接触。因此，能够容易地进行转子3的移出作业，并且能够抑制因强行移出而对部件造成的损伤。
74.另外，在本实施方式中，以在圆周上均等地配置鼓出部27，但也可以是不均等的，从以转子3为中心引导的目的出发，至少包括三点即可。
75.另外，在鼓出部27的形状中，只要是能够支承转子3的外周曲面34的形状即可。
76.另外，在本实施方式中，在1个定子部件12上连接4个绝缘件组19，但如果是多个则不限于4个。在ac电动机中，在绕组的特性上，优选在1个定子部件12上包括偶数个绝缘件组19。
77.另外，铁芯5、绝缘件6和环状连接部11，即绝缘件组19也可以一体成型。在模具中配置多个铁芯5，流入构成绝缘件6和环状连接部11的树脂，由此构成绝缘件组19。如此生成的绝缘件组19从其形状看能够在产品状态下确认其作为制造物而一体形成。
78.另外，铁芯5在定子2的完成形状中构成为圆环状，但在制造时也可以为直线状。特别是，作为直线状的铁芯5在形成圆环时容易产生变形，本技术的效果大。
79.如此构成的定子2能够用于电动机1，而且电动机1能够优选用于送风装置中。
80.工业上的可利用性
81.本发明的定子能够提高电动机的制造效率，非常有用。
82.附图标记说明
83.1 电动机
84.2 定子
85.3 转子
86.4 基板
87.5 铁芯
88.6 绝缘件
89.7 绕组
90.8 磁轭部
91.9 齿部
92.10 旋转轴
93.11、11a、11b环状连接部
94.12、12a、12b定子部件
95.13 外周部
96.14 内周部
97.15 连接部
98.16 贯通孔
99.17 基部
100.18 环状平面
101.19 绝缘件组
102.20 基板固定部
103.21 中心轴
104.22、23 宽度
105.24、24a、24b引导部
106.25连接边
107.26、26a、26b卡合部
108.27 鼓出部
109.28 旋转轴方向端部
110.29 插入斜坡
111.30 轴中心
112.31 前端部
113.32 肋
114.33 内周曲面
115.34 外周曲面
116.35 间隙长度
117.36 最内周端部
118.37 旋转轴方向端部
119.38 突出前端
120.39 移出斜坡
121.40 轴承
122.41 端部
123.101 铁芯
124.111 主绕组
125.111a 主绕组始端
126.111b 主绕组末端
127.112 辅助绕组
128.112a 辅助绕组始端
129.112b 辅助绕组末端
130.113 调速绕组。