专利名称：多相爪极型电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供多相爪极型电动机的技术。
背景技术：
电动机在各种领域广泛使用。作为电动机的1种形态，有具有爪形磁极的多相爪极型电动机。例如，如在日本专利公开2001-161054号公报(专利文献1)中所公开的那样(尤其参照图1，第4页到第5页)，这种爪极型电动机的1相部分的定子，由流过电流的圆形状的环状线圈、1对爪形磁极，和包围在环状线圈的周围并与上述爪形磁路一起形成磁路的磁性体构成。
在3相爪极型电动机的情况下，定子是通过使用3组具有爪形磁极的上述1相部分的定子而形成的。当在这3组的定子上施加3相电压时，在固定永久磁铁的转子上产生旋转转矩，能使转子旋转。这种爪极型电动机与过去的电动机相比，具有没有线圈端并可实现电动机的小型化的特征。
在图10所示的例中，通过使具有爪形磁极24的定子芯21、22相向对准来进行组合，形成1相的定子的磁路。在组合有定子芯21、22的内部的空间中插入环状线圈23，成为将引出线23a、23b从定子芯的外圆周部分引出到外部的结构。通过这样的结构，构成了1相部分的定子20。将其3组重叠而成为3相定子，并且将转子16进行组合，由此，能够构成如图10所示的3相爪极型电动机。将利用压力机由磁性粉末体使如上所述具有爪形磁极的定子芯一体成型的方法，具有容易地形成3维形状的特征。
具有这样的爪形磁极的电动机有以下所述的问题。如图10所示，通常，在将环状线圈23卷成环形而成形时，虽然一方的引出线23a能从与定子的外圆周接近的部位向外部引出，但是，另一方的引出线23b从定子的内圆周，也就是与转子接近的部位向外部引出。如图11所示，为，用环状线圈23的剖面图对其进行表示的图。因此，引出线23b占有了由定子芯21、22形成的空间的一部分，线圈的圈数变少。这样，电动机能产生的转矩受到限制。
因此，在具有的爪形磁极的爪极型电动机中，不受线圈的引出线的影响，提高线圈的体积占有率就成为课题。
发明内容
为了解决上述课题，谋求以下所述的对应。
一种多相爪极型电动机，具有由将设置了爪形磁极的环状的定子芯一对相互地对准并位于该一对的定子的芯的中间的在该爪形磁极上产生磁通量的环状线圈构成的1相的多个定子，具有在旋转轴上产生转矩的转子，其特征在于在定子芯的爪形磁极的一部分上设置通过多个环状线圈的布线的空间。凭借这样的设计，就变成线圈的引出线的1根从定子的外圆周部分(或者，未面对转子的一侧的相反的一侧)伸出而另外1根从定子的爪形磁极的空间向轴方向伸出的结构。这样的话，能够消除由引出线造成的影响，即使在同一空间也能增加线圈的卷数。
这里，详细描述上述定子的结构的话，由具有具有间隙的与由以旋转轴为中心旋转的转子相对地在上述旋转轴方向上延伸的磁极面的N个爪形磁极、从上述爪形磁极在外径上延伸的环状的径向磁轭部分及从上述径向磁轭部分在上述转子的旋转轴的方向上延伸的外圆周磁轭形成定子。
于是，将上述定子芯一对地相互地对准，使上述爪形磁极交替地位于内圆周方向从而使上述爪形磁极的前端与相邻爪形磁极的径向磁轭部分相对来作为定子。
进一步地，该定子的结构是2个定子芯夹住产生磁通量的环状线圈的结构。
通常，由于定子芯的爪形磁极不具有能够通过多个布线的空间，为了设置1个以上的通过多个环状线圈的布线，至少1个爪形磁极采取与其它的爪形磁极不同的形状。这样的话，由于能够在上述的轴方向上伸出引出线，提高了线圈的体积占有率。
这个形状不同的爪形磁极对于上述定子来说，从任意的位置算起使第N个爪形磁极不同，通过形状的变化，能够使第N个爪形磁极与相邻的爪形磁极之间的磁极面之间的空隙的尺度变大，有可能留出通过上述环状线圈的引出线的空间。
通过使上述第N个爪形磁极的形状变化，也可以使相邻的爪形磁极之间的磁极面之间的空隙的角度变化。另外，也可以去掉上述的第N个爪形磁极，不设置也可以。
根据本发明，与过去的方式相比，可以提供更小型的、高输出的电动机。
图1是本发明的实施例中的有特征的3相电动机的1相部分定子的分解图。
图2是本发明的实施例中的有特征的线圈的引出线的剖面图。
图3是本发明的实施例中的有特征的3相电动机的1相部分定子的外观图。
图4是本发明的实施例中的有特征的3相电动机的外观图。
图5是本发明的实施例中的有特征的3相电动机的从旋转轴在圆周方向看的时候的侧面展开图。
图6是本发明的实施例中的有特征的3相电动机的剖面图。
图7是本发明的实施例中的有特征的3相电动机的与图5不同的其它的实施例的侧面展开图。
图8是本发明的实施例中的有特征的3相电动机与图5、图7不同的其它的实施例的侧面展开图。
图9是现有的具有爪形磁极的3相电动机的1相部分定子的分解图。其它图10是现有的具有爪形磁极的3相电动机的剖面图。
图11是现有的线圈的引出线的剖面图。
符号说明1、2、5、6、9、10定子芯3、7、11、23线圈
4、8、12、20、30、401相部分定子13、14磁场遮断材料15结线部分16转子21、22现有的定子芯20、30、40现有的1相部分定子51、52、24爪形磁极具体实施方式
以下，使用附图，对本发明的实施例进行说明。
图1是本发明的实施例中的有特征的3相爪极电动机的1相部分的定子4的分解图。这里，将定子4作为U相定子进行说明。这个U相定子4由具有爪形磁极51、52的定子芯1、2及U相线圈3组成。定子芯1、2采用同一形状。如图1所示，定子芯1、2相向对准地进行组合来把U相定子3夹入。将其作为U相定子4。作为形成定子芯1、2的形状的方法，可以使用，以用压力机械对由绝缘皮膜覆盖的磁性粉末进行压缩而一体成型的方法。具有没有后加工就能够确保部件的尺寸精度的特征。
与作为现有技术的例子的图9相比，图1在以下的两点不同。第1点是，定子芯1的多个爪形磁极51中，在51a的部位上没有爪形磁极。同样地，对于定子芯2，在52a的部位上没有爪形磁极。第2个不同点是U相线圈3的引出线3b的形状。
对于U相线圈3，由在图2中所示的U相线圈3的剖面图可知，与图11相比，能够使U相线圈3的卷数增加。在这个例子中，与图12的线圈的卷数是21相比，图2的U相线圈3的卷数是27，增加了28％以上。图3是对图1进行组合的U相定子4的外观图。成为从定子芯1、2的没有爪形磁极的部位51a、52a伸出U相线圈3的引出线3b的结构。同样地，分别地，V相定子8由定子芯5、6及V相线圈7构成，W相定子12由定子9、10及W相线圈11构成。
如图4所示，将上述3组的定子4、8、12相重叠，就形成了3相爪极型电动机的定子。通过使U相、V相、W相定子4、8、12相互之间错开120度的电角度，从而可以由3相交流电压驱动爪极型电动机。另外，为了不使其各相的磁场相互影响，在相间插入磁场遮断材料13、14。各相线圈的引出线3a、7a、11a在外径方向上向外部引出。与此相对，作为本发明的特征的各相线圈的引出线3b、7b、11b从除去爪形磁极的部位在轴向方向上引出。将这些线结合，并作为中性点。图5是从转子面来观看这些引出线与定子的爪形磁极的关系的展开图。从除去了爪形磁极的部位将引出线3b、7b、11b从轴向方向上取出，并在结线部15处结线。当在如上所述定子的内部插入转子16时，能够构成如图6所示的爪极型电动机。该爪极型电动机减小的扭距为，为了设置通过线圈的引出线的空间而减少的爪形磁极的比例。即，在图4的情况下，由于本来24极的爪形磁极变成22极，而减小了8％左右的转矩。但是，如在前所述，由于线圈的圈数增加了28％以上，实质上，对于同一形状的爪极型电动机来说，能够增加20％左右的扭距。另外，在以相同的转矩进行设计的情况下，通过实施本发明，能够实现使电动机小型化大约20％。另外，用于与外部连接的引出线成为3相爪极型电动机的最小限，即3根，没有必要在外部对中性点结线，提高了操作性。
图7是在定子芯的爪形磁极中，将一部分的爪形磁极51b、52b做成与其它的爪形磁极不同的形状的另一实施例。与图5相同，是从转子面观看的定子的展开图。通过使爪形磁极51b、52b与其它的爪形磁极相比变小，从而设置用于通过引出线的空间。如果采用上述结构，与图5相比，由于爪形磁极与转子相对的面积增加，能够使电动机进一步小型化。
在使用图8所示的爪形磁极51c、52c的实施例的情况下，由于能够使变形的爪形磁极51c、52c的面积增加，因此，能进一步实现电动机的小型化。
另外，作为设置用于增加线圈的引出线的空间的方法，提示了3种方法，作为使爪形磁极的一部分变形的方法，也可以考虑与引出线的形状相匹配来进行的方法。
以上是适用于3相爪极型电动机的实施例，但是，对2相爪极型电动机和多相爪极型电动机也是适用的，另外，也适用于外转型电动机。
权利要求
1.一种多相爪极型电动机，其特征在于具有，以旋转轴为中心旋转的转子，和使一对设置有N个爪形磁极的环状的定子芯相互对准，并具有位于该一对定子芯之间的环状线圈的定子；其中，在所述定子芯的内圆周侧设置有通过所述环状线圈的引出线的空间。
2.如权利要求1所述的多相爪极型电动机，其特征在于使从任意的位置算起的第N个爪形磁极的形状与其它的爪形磁极的形状不同，通过使该形状不同的爪形磁极与相邻的爪形磁极之间的的空隙的宽度变大，而设置通过所述环状线圈的引出线的空间。
3.如权利要求1所述的多相爪极型电动机，其特征在于使从任意的位置算起的第N个爪形磁极的形状与其它的爪形磁极的形状不同，通过使该形状不同的爪形磁极与相邻的爪形磁极之间的的空隙的宽度和角度发生变化，而设置通过所述环状线圈的引出线的空间。
4.如权利要求1所述的多相爪极型电动机，其特征在于在通过不设置从任意的位置算起的第N个爪形磁极而构成的空间内，通过所述环状线圈的引出线。
5.如权利要求1所述的多相爪极型电动机，其特征在于在多相的所述定子之间设置有遮断磁通量的部件。
6.如权利要求1所述的多相爪极型电动机，其特征在于通过将压粉铁心压缩成形而形成所述定子芯。
7.如权利要求1所述的多相爪极型电动机，其特征在于在所述定子芯的内圆周侧，连接所述多个环状线圈的引出线而作为中性点，在所述定子芯的外圆周侧，伸出所述多个环状线圈的引出线。
8.一种多相爪极型电动机，其特征在于所述多相爪极型电动机，由与转子保持间隙并相对，具有在所述转子的旋转轴方向上延伸的磁极面的N个爪形磁极，从所述爪形磁极在外径方向上延伸的环状的径向磁轭部，和从所述径向磁轭部在所述转子的旋转轴的方向上延伸的外圆周侧磁轭来形成定子芯，将一对所述定子芯相互地对准，使所述爪形磁极交替位于内圆周方向上，使所述爪形磁极的前端与相邻爪形磁极的径向磁轭部相对，并作为定子，在所述定子的内部设置有环状线圈；其中，在所述定子芯的爪形磁极的一部分上设置有通过所述环状线圈的引出线的空间。
9.如权利要求8所述的多相爪极型电动机，其特征在于使至少1个爪形磁极的形状与其它的爪形磁极的形状不同，通过使该形状不同的爪形磁极与相邻的爪形磁极之间的空隙的宽度变大，而设置通过所述环状线圈的引出线的空间。
10.如权利要求8所述的多相爪极型电动机，其特征在于使至少1个爪形磁极的形状与其它的爪形磁极的形状不同，通过使该形状不同的爪形磁极与相邻的爪形磁极之间的空隙的宽度和角度发生变化，而设置通过所述环状线圈的引出线的空间。
11.如权利要求8所述的多相爪极型电动机，其特征在于在通过不设置至少1个爪形磁极而构成的空间内，通过所述环状线圈的引出线。
12.如权利要求8所述的多相爪极型电动机，其特征在于在多相的所述定子之间设置有遮断磁通量的部件。
13.如权利要求8所述的多相爪极型电动机，其特征在于通过将压粉铁心压缩成形而形成所述定子芯。
14.如权利要求8所述的多相爪极型电动机，其特征在于在所述定子芯的内圆周侧，连接所述多个环状线圈的引出线而作为中性点，在所述定子芯的外圆周侧，伸出所述多个环状线圈的引出线。
全文摘要
本发明涉及一种多相爪极型电动机。具有爪形磁极的电动机在将线圈卷成环形形状而形成的时候，虽然一方的引出线能从离定子的外圆周近的部位向外部引出，但是，另外一方的引出线从定子的内圆周向外部引出，该引出线占据了由定子芯形成的内部空间的一部分，有线圈的体积占有率的问题。于是，提高线圈占有率就成为课题。为了解决上述课题，在具有爪形磁极的定子的定子芯的爪形磁极的一部分上，留出了通过多个线圈的布线的空间。这样的话，线圈的引出线从定子的外圆周(或者，未面向转子的一侧的反对侧)伸出1根，另外1根从定子的爪形磁极的空间向轴方向伸出。这样的话，能够消除由引出线造成的影响，能在同一空间增加线圈的卷数，能使电动机小型化。
文档编号H02K1/16GK101083407SQ200610169219
公开日2007年12月5日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年5月31日
发明者正木良三, 惠比根一秀, 榎本裕治, 伊藤元哉 申请人:株式会社日立产机系统