专利名称：同步电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及同步电动机。
背景技术：
近年来，在例如OA设备中装配冷却用的直流(DC)或交流(AC)风扇电动机，2极或4极交流风扇电动机尤其适用于需要高转速的设备。
下面，对这种交流风扇电动机的组成进行说明。即，有一种同步电动机，其连接线圈绕组的整流电路具有二极管、电刷、转换器，一面对交流电源供给的交流电流进行整流，一面使转子旋转进行通电，作为直流电动机进行启动运转，将转子的旋转升高到同步旋转附近，并在该时间点，以机械方式使转换器脱离整流电路，切换成利用交流电源的同步运转(参考专利文献1(日本国专利公开平9-84316号公报)、专利文献2(日本国专利申请平9-135559号公报))。
还提出一种同步电动机，其中控制成利用运转电路控制部(微型计算机等)的通电控制，交替切换启动运转电路的A线圈和B线圈中流通的整流电路的方向，进行启动运转，或者在交替流通启动运转电路的线圈绕组的整流电路翻转的范围内进行开关控制，对非翻转方抑制翻转方的输入，进行启动运转，并且在光传感器检测出的转子转速达到同步转速附近时，将运转切换开关切换到同步运转电路，从而转移同步运转(参考专利文献3(日本国专利公开2000-125580号公报)和专利文献4(日本国专利公开2000-166287号公报))。这些同步控制电动机中，在定子铁心(叠层铁心)的槽部嵌入绝缘树脂制的线圈骨架，在该线圈骨架卷绕作为线圈绕组的线圈绕组。依据电动机旋转方向，在规定的卷绕方向，用自动机等按规定的圈数卷绕该线圈绕组。
上述同步电动机中，在小型定子铁心上安装线圈骨架、并将线圈绕组卷绕在该线圈骨架的一系列作业难以自动化，电动机组装工时多，生产率低。存在课题。
而且，将线圈绕组卷绕到线圈骨架时，因线圈骨架弯曲和外形畸变而难以排齐卷绕线圈绕组。由此，线圈绕组占空率降低，难以提高电动机的效率。
为了使转子的启动旋转方向稳定，若定子铁心往圆周方向设置辅助铁心，则线圈骨架安装空间减小，卷绕线圈绕组的空间部减小。
此外，需要在转子包围的狭窄空间内进行线圈的外部接线，线圈外部接线难以配线得不干扰转子。
本发明的第1目的在于提供一种同步电动机，提高以线圈骨架为中介卷绕到定子铁心的线圈绕组的占空率，同时还简化电动机组装工序，谋求提高批量生产率。本发明的第2目的在于所提供的同步电动机使转子启动旋转方向稳定；第3目的在于该同步电动机缩短线圈外部接线的布线长度并有效利用有限的空间。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的同步电动机具有下列组成。
第1组成的同步电动机，具有在壳体内轴支撑成能以输出轴为中心旋转的转子、以及配置在该转子包围的空间部的定子，其中，将定子铁心装配成可往卷绕线圈绕组的线圈骨架的轴心方向两侧分开。
此外，所述定子铁心的与转子对置的磁极作用面，在定子铁心纵向中心线的两侧形状不同，使得对该中心线形成磁非对称。
此外，所述线圈骨架上，在槽部嵌入预先在线圈夹具上卷绕成圈状的线圈绕组。
此外，所述线圈骨架在以桥接部为中介且合为一体地形成包围筒状圈心部的竖壁的截面为コ状的槽部，嵌入预先卷绕成圈状的线圈绕组，并从轴心方向两侧往所述圈心部插入分开的定子铁心，嵌入成前端部被止定。
此外，以从竖壁往外方伸出的方式形成圈心部，并将形成进行线圈绕组端子之间的连接的布线图案的接线电路板以两侧覆盖绝缘膜的方式嵌入所述圈心部，装配成夹在定子铁心与竖壁之间。
第2组成的同步电动机，具有在壳体内轴支撑成能以输出轴为中心旋转的转子、以及配置在该转子包围的空间部的定子，其中，将定子铁心装配成可连同线圈骨架一起往卷绕线圈绕组的线圈骨架的轴心方向分开，并且在各线圈骨架的对置面配置对各线圈绕组进行接线的接线电路板。
此外，所述定子铁心的与转子对置的磁极作用面，在定子铁心纵向中心线的两侧形状不同，使得对该中心线形成磁非对称。
此外，所述线圈骨架上，在槽部嵌入预先在线圈夹具上卷绕成圈状的线圈绕组。
此外，设置通过各线圈骨架轴心连接从两侧装配的各定子铁心并加以固定的连接板。
此外，转子磁铁的与定子磁极对置的内周面受到正弦波充磁，磁极检测面受到梯形波充磁。
使用第1组成的同步电动机时，由于将定子铁心装配成可往卷绕电动机线圈的线圈骨架的轴心方向两侧分开，能在转子包围的有限空间内将线圈骨架安装到定子铁心而不分开。因此，能确保卷绕线圈绕组的充分空间。
又由于与转子对置的定子铁心磁极作用面在定子铁心纵向中心线两侧形状不同，使对该中心线形成磁非对称，能使转子的启动旋转方向稳定。
又由于在槽部嵌入预先在线圈夹具卷绕成圈状的线圈绕组，不受线圈骨架弯曲等形变影响，能形成排齐卷绕的线圈绕组。因此，能使线圈绕组的占空率提高，并提高电动机输出效率。
又由于在以桥接部为中介合为一体地形成包围筒状圈心部的竖壁的截面为コ状的槽部嵌入预先卷绕成圈状的线圈绕组，能简化电动机组装工序，谋求电动机组装自动化，从而能使生产率提高。
又由于将形成进行各线圈绕组端子之间的连接的图案的接线电路板嵌入线圈骨架的圈心部，能利用壳体内开放的空间由接线电路板进行布线连接，可缩短线圈外部接线的布线长度，防止干扰转子。
使用第2组成的同步电动机，则由于将定子铁心装配成可连同线圈骨架一起往卷绕线圈绕组的线圈骨架的轴心方向两侧分开，输出轴贯通定子铁心，对一端侧和两端侧都能传递驱动，所以方便性提高。又，通过在各线圈骨架的对置面配置对各线圈绕组接线的接线电路板，能进一步缩短线圈外部接线的布线长度，可谋求电动机小型化。
又由于将分开的各线圈骨架原样保持槽部分别嵌入预先卷绕成圈状的线圈绕组，并与接线电路板和定子铁心一起装配，使用左右侧部件形状共同的部件，生产能力良好，并能简化电动机组装工序，谋求电动机组装自动化，从而能使生产率提高。
图1A是第1组成的2极同步电动机的定子铁心纵向截面说明图，图1B是从上壳体看的内视截面图。
图2A是从接线电路板侧看2极同步电动机的截面说明图，图2B是其俯视图，图2C是其接线电路板说明图，图2D是其示出定子框架和下壳体的组装状态的局部截面图。
图3A是接线电路板的立体图，图3B是绝缘膜的立体图。
图4是线圈骨架和线圈绕组的立体图。
图5是定子铁心的立体图。
图6A是、图6B、图6C分别是布线连接部、传感器电路板、以及定子框架和下壳体的立体图。
图7是示出将定子框架装配到下壳体的状态的俯视图。
图8是线圈骨架中装配定子铁心的状态的立体图。
图9是将定子装配到定子框架的状态的立体图。
图10是第1组成的2极同步电动机的分解立体图。
图11是示出上壳体和下壳体的装配结构的分解立体图。
图12是2极同步电动机的运转电路的说明图。
图13A是第2组成的2极同步电动机的定子铁心纵向截面说明图，图13B是其内视图，图13C是其下壳体的俯视图，图13D是其接线电路板的说明图，图13E是示出其传感器电路板装配到下壳体的状态的局部截面图。
图14A是2极同步电动机的定子铁心的横向截面说明图，图14B是其俯视图。
图15是示出永久磁铁的充磁波形的曲线图。
图16A～图16C是装配到下壳体的定子和传感器电路板的分解立体图。
图17是示出上壳体和下壳体的装配结构的分解立体图。
图18是第2组成的2极同步电动机的分解立体图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明实施发明用的最佳方式。
下文中，作为外转子型同步电动机的一个例子，说明2极同步电动机。首先，参考图1至图9说明第1组成的2极同步电动机的总体组成。
图1A中，将转子1和定子2收装在上下叠合上壳体3和下壳体4并由止动螺钉49加以螺纹止动而形成的壳体6内。在上壳体3中嵌入输出轴7。利用嵌入到上壳体3的上部轴承8，将输出轴7轴支撑成轴套部9可旋转。
在转子1，合为一体地嵌入转子座构件10，并利用嵌入到下壳体4的下部轴承11将该转子座构件10支撑成可旋转。作为上部轴承8和下部轴承11，考虑定子铁心形成的磁场的干扰，最好采用非磁性材料，例如不锈钢和铝合金等。在上部轴承8的轴向上端与上壳体3之间介入预压弹簧12(参考图2B)，对上部轴承8往轴向下侧加力，抑制转子1上浮。
说明转子1的组成。图1A和图2A中，将轴套部9铆接到转子壳13，以轴套部9为中介将转子壳13合为一体地连接到输出轴7。转子壳13形成下端侧开放的杯状，并且在内周面固定圆筒状的永久磁铁14。永久磁铁14在圆周方向每大致180度N、S交替地受到2极充磁。作为该永久磁铁14，可将例如铁氧体、弹性磁铁、塑性磁铁、钐钴和稀土类磁铁、钕铁硼等作为原材料廉价地制造。转子1利用因通电而与转子2侧形成的磁极相排斥，以输出轴7为中心进行启动旋转。
图1A和图2A中，在转子壳13包围的空间部设置定子2。由止动螺钉46将转子框架16合为一体地支撑在下壳体4上(参考图2D)。图2A中，由止动螺钉43将具有检测出转子1的转速和磁极位置的霍尔元件14的传感器电路板19固定在定子框架16上。霍尔元件18检测出转子1的转速和磁极位置，产生适应转速的脉冲；后面阐述的运转电路控制部(微型计算机等)根据磁极位置，在规定的定时进行启动运转电路的切换控制。也可利用采用光透射型或反射型的光传感器、磁阻元件、线圈等的磁传感器、高频感应法和变容法等的各种传感器，以代替霍尔元件18。
说明定子2的组成。图6A～图6C中，在定子框架16和下壳体4的中心部嵌入将外部连接线引出到壳体6外的布线引出部21。将该布线引出部21嵌入设置成连通到定子框架16和下壳体4的中心部的定子固定部45的嵌入孔22。将布线引出部21嵌入并卡定在凸缘状伸出的卡定部12a在定子框架16的底部形成的凹部16a，防止往框架外侧脱落。在布线引出部21分别设置引出连接定子线圈的布线引出孔(贯通孔)23和引出连接检测出转子1的旋转位置的传感器电路板19的布线的传感器布线引出孔(贯通孔)24。将从布线引出孔23和传感器布线引出孔24引出的各布线电连接到控制后面阐述的启动运转电路和同步运转电路的运转电路控制部。
图6B中，在定子框架16设置定子载放部25，定子载放部25上载放定子铁心26。图1A中，由固定螺栓27将定子铁心26固定在定子载放部25上。定子铁心26采用具有2个缝隙的叠层铁心，适用例如硅钢片组成的叠层铁心。图1B中，将定子铁心26装配成可往卷绕线圈绕组28的线圈骨架29的轴向方向两侧分开。
图5中，定子铁心26的与永久磁铁14对置的磁极作用面26a、26b在定子铁心26的纵向中心线M的两侧形状不同，使对该中心线M形成磁非对称。由此，利用启动时对线圈绕组28通电而在磁极铁心30a、30b产生的磁极与转子磁极(永久磁铁14的磁极)的相排斥和相吸引，使转子1的启动旋转方向稳定。这样，设置成沿磁极铁心30a、30b的圆周方向往两侧伸出的磁束作用面26a、26b在定子铁心26的纵向中心线M的两侧形状不同，使对该中心线M磁非对称，因而能消除启动时的旋转死点，转子1可往一定方向(本实施例中为图1B的顺时针转动方向)，使启动旋转方向稳定。
图5中，将定子铁心26构成可分为极靴30a和极靴30b。极靴30a、极靴30b的形状为任意，但考虑制作方便，最好做成对转子1的旋转中心相互点对称的形状。使极靴30a和极靴30b滑动接触从线圈骨架29的轴心方向两侧插入的插入部31a、31b的侧面上形成的锥部31c、31d，并从两侧插入到线圈骨架29的轴孔，嵌入成前端部相互止定。在磁极作用面部26a、26b的一部分各自设置凹部32，形成利用与转子侧永久磁铁14的磁极部的间隔扩大的间隙(空隙部)。在对转子1的旋转中心形成点对称的位置(旋转180度的位置)形成凹部32。由于该凹部32，从磁束作用面部26a、26b作用的磁束相对于中心线M在左右侧失去均衡，偏向一侧。即，磁束偏向作用到磁阻小(空隙部小)的顺时针转动方向侧的磁束作用面26a、26b。极靴30a、30b的与线圈骨架29对接的对接面部33a、33b分别在2处形成凹部34。也将对接面部33a、33b上形成的凹部34形成在对转子1的旋转中心形成点对称的位置(旋转180度的位置)。将该凹部34用作后面阐述的对连接电路板37的外部接线的通路和插入温度熔丝39的空间部(参考图1A)。在极靴30a、30b分别开出贯通孔30c、30d，贯通固定螺栓27，加以固定。将固定螺栓27的前端部螺合并固定在图6和图7所示的定子载放部25上形成的螺孔25a中。
图4中，线圈骨架29在以桥接部29b为中介且合为一体地形成包围筒状圈心部35的竖壁29a的截面为コ状的槽部41嵌入预先卷绕成圈状的线圈绕组28。用使线圈绕组28与定子绝缘的绝缘树脂材料形成线圈骨架29，并将定子铁心26从轴心方向两侧安装到圈心部35。将极靴30a、30b从圈心部35的两侧滑动接触锥部31c、31d地插入，并一直嵌入到前端部止定(参考图1B)。在该线圈骨架29的圈心部35嵌入例如串联卷绕A线圈和B线圈的线圈绕组28。图4中，28a是线圈始端，28b是中间抽头，28c是线圈末端。预先在未示出的线圈夹具上用自动机卷绕线圈绕组28，并形成圈状。将该线圈绕组28分别嵌入形成在线圈骨架29的圈心部35周围的槽部41。作为线圈绕组，适合使用例如自热粘接线(磁线)。自热粘接线通过预先在线圈夹具上卷绕成圈状的状态下加热，进行粘接，形成圈状；或者一面在自热粘接线涂覆酒精，一面卷绕成圈状，使粘接剂溶化起来，从而形成圈状。将这样形成的线圈绕组28嵌入线圈骨架29的圈心部35，并收装到槽部41，加以粘接并固定。
由于将预先卷绕成圈状的线圈绕组28嵌入圈心部35周围形成的槽部41，能形成不受线圈骨架29弯曲等形变影响的线圈绕组28。因此，容易实现线圈绕组的排齐卷绕，所以占空率提高，能使电动机的效率提高。
图4中，线圈骨架29的圈心部35形成从竖壁29a往外侧伸出。在圈心部35以两侧覆盖绝缘膜36、38的方式嵌入形成进行各线圈绕组28的端子之间的连接的布线图案的接线电路板37，以覆盖线圈绕组28。图3中，形成嵌入孔37a的接线电路板37的两侧覆盖形成嵌入孔36a的绝缘膜36和形成嵌入孔38a的绝缘膜38，并嵌入圈心部35。通过例如将极靴30a嵌入线圈骨架29的圈心部35，将它们组装成夹持在定子铁心26与竖壁29a之间(参考图1B)。接线电路板37分别连接通过温度熔丝39接到线圈绕组28的线圈始端28a的外部连接线40a、接到中间抽头28b的外部连接线40b、接到线圈末端28c的外部连接线40c(参考图2C)。
图8中，将外部连接线40a、40b、40c通过设在极靴30a的对接面部33a的凹部34，在壳体6内往轴向布线。然后，通过嵌入到定子框架16的布线连接部21的布线引出孔23引出到下壳体4的外部(参考图1A)。图9中，由止动螺钉43将装载霍尔元件18的传感器电路板19固定在定子框架16的电路板固定部42上。将接到传感器电路板19的传感器引出线44a、44b、44c通过布线连接部21的传感器布线引出孔24引出到下壳体4的外部(参考图2A、图7)。由于能利用定子铁心26的一部分上形成的凹部34在轴向对外部连接线40a、40b、40c进行布线，可缩短布线长度，不可能干扰转子1。
参照图10和图11说明一例2极同步电动机的组装工序。
图10中，首先说明一例转子1的组装工序。在转子壳13的中心部嵌入轴套部9，并且在内壁面嵌入并接合圆筒状的永久磁铁14。在轴套部9合为一体地嵌入输出轴7。在上壳体3的中心部，以预压弹簧12为中介嵌入上部轴承8的转子壳13将轴套部9轴支撑成可在上部轴承8中旋转。在转子壳13的下端侧开口部合为一体地嵌入后面阐述的转子座构件10。将转子座构件10轴支撑成可在嵌入下壳体4的下部轴承中旋转。
接着，在图10中说明一例转子2的组装工序。下壳体4中嵌入下部轴承11，并且在下部轴承11中对转子座构件10进行轴支撑。此状态下，将转子框架16叠合到设在下壳体4的中心部的定子固定部45，并从贯通孔4b嵌入止动螺钉46，在4个部位将该框架16以螺纹固定在螺孔16b中(参考图6B)。设在定子框架16和定子固定部45的嵌入孔22中，嵌入布线连接部21，并且用止动螺钉43将装载霍尔元件18的传感器电路板19以螺纹固定在电路板固定部42。
在线圈骨架29的槽部41，将用自热粘接线卷绕成圈状的线圈绕组28嵌入并接合到圈心部35的周围，并使绝缘膜36、接线电路板37、绝缘膜38插穿圈心部35，以覆盖线圈28。然后，从线圈骨架29的两侧，将构成定子铁心26的极靴30a、30b由圈心部35的两侧往轴心方向一直插入到各前端部止定，从而将层叠在绝缘膜36与38之间的极靴电路板37装配到线圈骨架29。将定子铁心26载放到定子框架16的定子载放部25，并且在极靴30a、30b的贯通孔30c、30d插入固定螺栓27，以螺纹将其固定在螺孔25a中。
最后，图11中，收装转子壳13后，将上壳体3嵌入下壳体4，把定子2收装在壳体6内，然后从设在上壳体3的下端侧周面部的缝隙孔47插入开出螺孔48a的插入片48，从下壳体4侧的贯通孔4a嵌入止动螺钉49，并螺合到插入片48的螺孔48a，从而通过插入片48将上壳体3和下壳体4拉合成一体。
接着，在图12中说明一例2极同步电动机的运转电路。启动运转电路50利用整流桥路52对单向交流电源51的交流电流进行全波整流，并根据转子1的旋转角度，利用来自运转电路控制部(微型计算机等)53的输出(OUT2、3)切换开关手段(晶体管Tr1～Tr4)，以改变流过A线圈的整流电路的方向(参考图12的箭头号PQ)的方式进行通电，将转子1当作直流无刷电动机进行启动运转。或者也可在A线圈和B线圈中交替流通的整流电路翻转的范围内进行切换控制，对非翻转侧抑制翻转侧的输入，并进行启动运转(未示出)。启动运转中，运转切换开关SW1、SW2阻断。
这样，利用运转电路控制部53的通电控制，交替切换仅流过启动运转电路50的A线圈的整流电路的方向，进行启动运转。然后，运转电路控制部53利用来自霍尔元件18的检测信号的输入(IN2)进行控制，使转子1的转速达到与从电源频率检测部54输入的电源频率(IN1)同步的频率附近时，利用运转电路控制部53的输出(OUT1)使运转切换开关SW1、SW2导通，从而切换到同步运转电路55，并转移到A线圈和B线圈同步运转(参考图12的箭头号R)。
同步电动机因负载变动等而失步时，一旦转子1的转速从同步旋转转移时的值跌进规定值后，运转电路控制部53就转移到启动运转，重复进行控制，以再次转移到同步运转。
此外，本实施例所示的2极同步电动机，在运转电路控制部53控制并进行从启动运转转移到同步运转的动作，因而电源频率即使变化成50Hz、60Hz、100Hz等，也能使用相同的2极同步电动机，不改变机械设计细节，可提供通用性极高的同步电动机。
接着，参照图13至图18说明第2组成的2极同步电动机。对第1组成的2极同步电动机相同的构件标注相同的编号，引用其说明。下面，以与第1组成的不同点为中心，进行说明。
图13A中，转子1在上壳体3和下壳体4中，将输出轴支撑成可旋转。本实施例中，设置输出轴7，使其贯通定子2，并将嵌入输出轴7的一端的轴套部9支撑成可在上部轴承8中旋转，另一端可在下部轴承11中旋转。将输出轴7设置成上壳体3侧伸出到壳体外，但也可设置成伸出到下壳体4侧，还可设置成往两侧伸出。
说明定子2的组成。图13B中，将定子铁心26装配成可连同相关线圈托架29一起往卷绕线圈绕组28的线圈骨架29的轴心方向两侧分开。而且，在各线圈骨架29的对置面分别配置对各线圈绕组29进行接线的接线电路板37。由固定螺栓27将定子铁心26以螺纹固定在下壳体4中形成的定子载放部。
图13B中，将定子铁心26构成可分为极靴30a和极靴30b。极靴30a、30b的形状为任意，但考虑制作方便，最好做成相对于转子1的旋转中心形成相互点对称的形状。极靴30a和极靴30b分别在线圈骨架29的圈心部35，将插入部31a、31b从两侧插入到轴孔。在该插入部31a、31b的前端侧分别形成定位凸部31c、31d和定位凹部31e、31f。将该插入部31a的定位凸部31c止定在插入部31b的定位凹部31f，将该插入部31b的定位凸部31d止定在插入部31a的定位凹部31e，从而将定子铁心26和线圈骨架29装配成一体。在定子铁心26的上表面层叠连接板56，并利用固定螺栓27将其固定到下壳体4上。
将输出轴7设置成插穿极靴30a、30b的相互止定的插入部31a、31b的前端面上形成的间隙。定子铁心26在其纵向中心线M的两侧形状不同，使对该中心线M形成磁非对称。即，图13B中，在极靴30a、30b的部分磁极作用面部26a、26b分别设置凹部32，形成利用以转子侧永久磁铁14的磁极部的间隔扩大的缝隙(空隙部)。在对转子1的旋转中心形成点对称的位置(旋转180度的位置)形成凹部32。由于该凹部，从磁束作用面部26a、26b作用的磁束相对于中心线M在左右侧失去均衡，偏向一侧；即，磁束偏向作用到磁阻小(空隙部小)的顺时针转动侧的磁束作用面部26a、26b。
分别与极靴30a、30b一起装配的线圈骨架29可以是与图4相同的骨架，但本实施例中，在与圈心部35对置的端面分别形成凹部35a和凸部35b，并且在与极靴30a、30b一起装配时，以对置的凹部35a和凸部35b凹凸嵌合的方式进行定位(参考图18)。线圈骨架29在以桥接部29b为中介且合为一体地形成包围筒状圈心部35的竖壁29a的截面为コ状的槽部41嵌入预先卷绕成圈状线圈绕组28。由于将预先卷绕成圈状的线圈绕组28嵌入圈心部35的周围形成的槽部41，能形成不受线圈骨架29弯曲等形变影响的线圈绕组28。
设在构成各线圈绕组29的槽部41的竖壁29a的端面(各线圈绕组29的对置面)4个部位的凸起29c(参考图18)上，对位并嵌入图13D、13E所示的接线电路板37的嵌合孔37b，并利用热熔粘加以组装。在该接线电路板37的间隔中形成的空间部设置外部连接线40a、40b和40c、设在图13D的部分电路板布线中的温度熔丝39、电路板间的连接线40d(参考图13B)。往轴向正下侧配置外部连接线40a、40b、40c，并通过设在下壳体4的布线引出孔23(参考图14A)将其引出到壳体外。图13C中，在下壳体4的定子铁心26的载放部分设置以螺纹嵌合贯通并嵌入定子铁心26的固定螺栓27的螺孔4c。用止动螺钉43将传感器电路板19固定在下壳体4上。图13F、图14A中，在传感器电路板19装载霍尔元件18，并通过设在电路板正下侧的传感器布线引出孔24将连接在传感器电路板19的传感器引出线44a、44b、44c引出到壳体外。
对转子1的永久磁铁14的与定子磁极对置的内周面侧进行图15的实线所示的正弦波充磁。对成为磁极检测面的轴向端面进行图15的虚线所示的梯形波充磁。该充磁基于用霍尔元件18拾取来自永久磁铁14的泄漏磁束以检测出磁极位置时的传感器灵敏度。进行正弦波充磁时，难以判别磁极切换位置(零交叉点)，而进行梯形波充磁(或伪正弦波充磁)时，能高精度检测出磁极切换位置，进行通电方向切换，因而转子1的启动动作稳定。
下面，参照图16至图18说明一例第2组成的2极同步电动机的组装工序。
图18中，首先说明一例转子1的组装工序。在转子壳13的中心部嵌入轴套部9后，利用铆接固定形成一组，而且在内壁面嵌入并接合圆筒状的永久磁铁14。在轴套部9合为一体地嵌入输出轴7。在上壳体3的中心部以预压弹簧12为中介，嵌入上部轴承8，抑制转子1的轴向上浮。将转子1支撑成可在上部轴承8中旋转，并利用设在下壳体4的下部轴承11将输出轴7支撑成可旋转。
接着，在图16至图18中说明一例定子2的组装工序。图18中，各线圈骨架29的槽部41在圈心部35的外周嵌入用自热粘接线卷绕成圈状的线圈绕组28，并接合在槽部41内。接着，使接线电路板37与竖壁29a的端面叠合并分别熔粘。然后，以竖立的状态将连接板56从左右线圈骨架29中的一侧(图18中为右侧)插入到另一侧的圈心部35的轴孔，并方向改变到铁心叠层方向，与从圈心部35两侧插入的极靴30a、30b叠合，从而装配定子铁心26(参考图16A)。将该定子铁心26放到下壳体4的定子载放部，并将固定螺栓27分别插入极靴30a、30b的贯通孔30c、30d，用螺纹固定在螺孔4c中，从而固定成一体(参考图16A、图16C)。下壳体4上，用止动螺钉43以螺纹固定(参考图16B、图16C)装载霍尔元件18的传感器电路板19(参考图16B)。又在下壳体4上，嵌入引出外部连接线40a、40b、40c和传感器引出线44a、44b、44c时的引出孔23、24(参考图17)上嵌合的绝缘部件(树脂材料件、垫圈等)57、58。
最后，在图18中，收装转子壳13后，从设在上壳体3的下端侧周面部的缝隙孔47插入开出螺孔48a的插入片48，并从下壳体4侧的贯通孔4a嵌入止动螺钉49，与插入片48的螺孔48a螺合，从而通过插入片48将上壳体3和下壳体4拉合成一体。上壳体3在3个部位形成装配电动机用的螺钉3a(参考图14B、图17)。
本实施例的2极同步电动机的运转电路采用与图12相同的电路。
本实施例的2极同步电动机与第1组成的线圈骨架29相比，线圈绕组28的占空率降低，但根据电动机旋转频率大致确定与转距平衡的线圈匝数，因而通过选择线圈直径，使输出效率不降低，能提供性能良好的同步电动机。
又，输出轴7不仅能以伸出到一端的方式，还能以伸出到两端的方式，传递驱动，而且左右侧共用部件形状，因而生产能力良好；又由于能缩短线圈外部接线的布线长度，可廉价地提供小型且性能高的电动机。
本发明的同步电动机不限于上述方式，形成使得磁非对称的极靴30a、30b的形状和磁束作用面部26a、26b上形成的凹部32的形状、位置、大小、范围等在可能的范围内能改变。可以将对电动机进行驱动控制的运转电路控制部装配成与该电动机合为一体的情况、或可以使用电动机的电机设备的装置主体中内置的部分控制电路(包括交流电源、启动运转电路、同步运转电路等)对电动机进行驱动控制的类型。
包含接线电路板37的控制电路中，为了保证过载时安全，除插入温度熔丝39外，还可在运转动作中经常通电的电路部分插入双金属式的高温检测开关。该同步电动机不限于2极，4极、6极、8极等的外转子型电动机也同样能用。
权利要求书(按照条约第19条的修改)关于条约第19条修改的声明(基于条约第19条(1)的说明书)权利要求1明确将对线圈绕组端子之间进行连接的接线电路板装配成夹入线圈骨架与从两侧嵌入线圈骨架圈心部的定子铁心中。
权利要求3、4和5不需要，因而删除。
(2004年10月8日国际事务局受理；修改初始申请的权利要求书的权项1；撤销初始申请的权利要求书的权项3、4、5；其它权项不变)1、(修改后)一种同步电动机，具有在壳体内，轴支撑成能以输出轴为中心旋转的转子、以及配置在该转子包围的空间部的定子，其特征在于，在以桥接部为中介且合为一体地形成包围筒状圈心部的竖壁的截面为コ状的槽部，嵌入预先卷绕成圈状的线圈绕组，在以从竖壁往外方伸出的方式形成的圈心部，以两侧覆盖绝缘膜的方式，嵌入形成进行线圈绕组端子之间的连接的布线图案的接线电路板，并将其夹在装配成可往线圈骨架轴心方向两侧分开的定子铁心与竖壁之间进行装配。
2、如权利要求1中所述的同步电动机，其特征在于，所述定子铁心的与转子对置的磁极作用面，在定子铁心纵向中心线的两侧形状不同，使得对该中心线形成磁非对称。
3、(删除)4、(删除)5、(删除)6、一种同步电动机，具有在壳体内，轴支撑成能以输出轴为中心旋转的转子、以及配置在该转子包围的空间部的定子，其特征在于，将定子铁心装配成可连同线圈骨架一起往卷绕线圈绕组的线圈骨架的轴心方向分开，并且在各线圈骨架的对置面配置对各线圈绕组进行接线的接线电路板。
7、如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，所述定子铁心的与转子对置的磁极作用面，在定子铁心纵向中心线的两侧形状不同，使得对该纵向中心线磁形成非对称。
8、如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，
所述线圈骨架上，在槽部嵌入预先在线圈夹具上卷绕成圈状的线圈绕组。
9、如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，设置通过各线圈骨架轴心连接从两侧装配的各定子铁心并加以固定的连接板。
10、如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，转子磁铁的与定子磁极对置的内周面受到正弦波充磁，磁极检测面受到梯形波充磁。
权利要求
1.一种同步电动机，具有在壳体内，轴支撑成能以输出轴为中心旋转的转子、以及配置在该转子包围的空间部的定子，其特征在于，将定子铁心装配成可往卷绕线圈绕组的线圈骨架的轴心方向两侧分开。
2.如权利要求1中所述的同步电动机，其特征在于，所述定子铁心的与转子对置的磁极作用面，在定子铁心纵向中心线的两侧形状不同，使得对该中心线形成磁非对称。
3.如权利要求1中所述的同步电动机，其特征在于，所述线圈骨架上，在槽部嵌入预先在线圈夹具上卷绕成圈状的线圈绕组。
4.如权利要求1中所述的同步电动机，其特征在于，所述线圈骨架在以桥接部为中介且合为一体地形成包围筒状圈心部的竖壁的截面为コ状的槽部，嵌入预先卷绕成圈状的线圈绕组，并从轴心方向两侧往所述圈心部插入分开的定子铁心，嵌入成前端部被止定。
5.如权利要求4中所述的同步电动机，其特征在于，以从竖壁往外方伸出的方式形成圈心部，并将形成进行线圈绕组端子之间的连接的布线图案的接线电路板以两侧覆盖绝缘膜的方式嵌入所述圈心部，装配成夹在定子铁心与竖壁之间。
6.一种同步电动机，具有在壳体内，轴支撑成能以输出轴为中心旋转的转子、以及配置在该转子包围的空间部的定子，其特征在于，将定子铁心装配成可连同线圈骨架一起往卷绕线圈绕组的线圈骨架的轴心方向分开，并且在各线圈骨架的对置面配置对各线圈绕组进行接线的接线电路板。
7.如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，所述定子铁心的与转子对置的磁极作用面，在定子铁心纵向中心线的两侧形状不同，使得对该中心线形成磁非对称。
8.如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，所述线圈骨架上，在槽部嵌入预先在线圈夹具上卷绕成圈状的线圈绕组。
9.如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，设置通过各线圈骨架轴心连接从两侧装配的各定子铁心并加以固定的连接板。
10.如权利要求6中所述的同步电动机，其特征在于，转子磁铁的与定子磁极对置的内周面受到正弦波充磁，磁极检测面受到梯形波充磁。
全文摘要
本发明提供一种同步电动机，将定子铁心(26)装配成可往卷绕线圈绕组(28)的线圈骨架(29)的轴心方向两侧分开，提高以线圈骨架为中介卷绕在定子铁心上的线圈绕组占空率。
文档编号H02K29/08GK1836358SQ200480023699
公开日2006年9月20日 申请日期2004年5月31日 优先权日2003年8月19日
发明者小松文人 申请人:小松文人