专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机。
背景技术：
电动机作为驱动源在各种用途使用，大多安装到各种产品内部使 用。例如，还在送风机、冷冻空调用的压縮机、进而汽车的自动窗或 者雨刷等所谓的辅机类等中使用。这样，关于安装到产品内部的电动 机，不仅要求高效率，还要求小型(薄型)或者提高安装性。而且， 正在研究用于谋求高效率、小型、提高安装性的转子或者定子的形状。
在专利文献1中，公开了谋求为了小型化或者提高生产性的步进
电动机的结构，在专利文献2中，公开了为了进行磁芯(铁心)的旋 转方向的定位，在磁芯平坦部的外周具备定位用的V形槽的结构。另 外，在专利文献3中，表示多相凸极型电动机，通过把磁性粉末压缩 成形，在谋求制造容易的同时得到复杂形状的爪形磁极，进行电动机 的高效化。
在专利文献4 7中，对于磁芯的定位，公开了使用线圈骨架的结构。
为了在提高制造性的同时还谋求电动机的小型化以及高效率化， 重要的是磁芯的定位。特别是，在相对配置具有磁极的磁芯的结构中， 由于两个磁芯的错位对磁场形成产生影响，因此必须谋求容易的定位。
专利文献1作为一对定子使用把金属板成形为同一形状的构件， 在其上形成定位孔以及贯通孔进行定位。另外，在专利文献2中，在 磁芯平坦部的外周具有V形槽，使用定位用的滑块进行磁芯的旋转方 向的定位。进而，在专利文献3中，通过在磁芯上设置凸部以及凹槽， 或者设置嵌合突起和嵌合孔(参照图15 图18)，用它们实现定位。
如在这些专利文献1 3中表示的那样，在磁芯上设置定位构造的 情况下，要求充分的磁芯强度。在专利文献1中，由于使用把金属板用模具成形后的磁芯，因此认为能够容易地成形定位孔，然而在磁芯 强度低的情况下，设置贯通孔则强度进一步降低，导致其后面的制造 工序中的处理性或者可靠性降低。
特别是，专利文献3使用把磁性粉末压縮成形后的磁芯，虽然易 于进行磁极的成形，但是磁芯自身仅是把磁性粉末进行了压縮的构件， 不容易确保充分的强度。从而，虽然不设置贯通孔而采用依据凹凸形 状的定位，但这将导致形状的复杂化。能够得到复杂形状的爪型磁极 是压缩成形的优点之一，但是由于定位结构与爪型磁极不同，作为完 成了定位后的电动机在高效率化方面没有贡献，因此在强度方面优选 简单的形状。
在专利文献4 6中使用线圈骨架进行定位，而在专利文献4中， 是使用线圈骨架的定位用突部与磁芯外周部上设置的切口进行嵌合的 结构(参照段落0037等)，在磁芯中具有定位构造这一点会产生与专 利文献1 3相同的课题。
专利文献5 6公开了具备在线圈骨架的内周侧突出的定位部的例 子，由此谋求磁芯的定位，但是由于这些的每一个都是在配置转子的 内周侧突出的结构，因此定位部的存在对磁极的形状或者磁极间的距 离产生影响，在高效化方面产生制约。
专利文献7公开了由设置在线圈骨架上的定位片以及定位孔谋求 叠层的线圈以及磁极板之间的定位的结构，但成为在磁极板上也需要 定位孔的结构。从而，为了把定位孔设置在对磁特性不产生影响的位 置，必须把圆环形的磁极板的圆环宽度取得很大。另外，为了在磁极 板上设置开口部，需要在磁极板自身中使用加工性能出色的材料。
专利文献1日本特开2005—287288号公报
专利文献2日本特开平4—17538号公报
专利文献3日本特开2006—296188号公报
专利文献4日本特开平8—116659号公报
专利文献5日本特开2005—304164号公报
专利文献6日本特开平10—295070号公报
专利文献7日本特开平5—219705号公报
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，目的是提供在谋求提高生产性 和高效化的同时，实现小型、薄型的电动机。
为了达到上述目的，本发明涉及一种电动机，该电动机具备单相 定子，该单相定子是将磁性粉末压縮成形为具有圆环形的基部和多个 从该基部突出沿着圆周方向形成的爪型磁极的成形体，并相对配置该 成形体，在一个成形体的爪型磁极之间设置另一成形体的爪型磁极， 在该电动机中，在相对配置的成形体之间且比上述爪型磁极靠外周侧， 具备缠绕线圈的线圈骨架，
上述线圈骨架在两个面上具备多个突起，
3相叠层上述单相定子，第1单相定子和与其邻接的第2单相定子 利用设置在上述线圈骨架上的突起进行定位。
在上述本发明的结构中，进一步优选的方式如下。
(1) 上述成形体在上述基部的内周侧且上述爪型磁极之间具有多 个凹形，上述突起位于上述凹形内。
(2) 在上述突起上具有凸部和凹部，通过上述第1单相定子的凸 部与上述第2单相定子的凹部卡合进行定位。
(3) 通过上述凸部和上述凹部嵌合，上述突起在上述线圈骨架的 两侧相互错开而突出。
(4) 一个成形体中的爪型磁极之间的距离Ll比上述爪型磁极的 宽度L2大，在将上述成形体和上述线圈骨架组合后的状态下，上述凹 形的宽度与上述突起的宽度相等。
(5) 上述突起在上述凹形内，位于上述凹形的底部与上述爪型磁 极的顶端部之间， 一个爪型磁极和与该爪型磁极邻接的爪型磁极之间 的距离L4比上述爪型磁极的顶端部与上述凹形的底部的距离L5小。
(6) 具有将上述单相定子、上述线圈骨架和上述线圈叠层为3相 而组装的定子；夹持上述定子而安装的托架；和由设置于上述托架的 轴承来支承，并以旋转轴为中心旋转的转子。
依据本发明，能够提供在实现提高生产性和高效化的同时，实现 了小型、薄型的电动机。
图1是定子的1相(单相定子)的分解立体图。
图2是3相爪齿电动机的分解图。 图3表示定子的剖面。
图4是表示定子内部的3相的定子形状的外观立体图。 图5在由3相构成的定子中分解显示了1相。 图6表示本实施方式的FFU的构造。
具体实施例方式
以下，使用
本发明的实施方式。在本栏目中，说明在定 子的磁芯中使用相对配置把磁性粉末压縮的成形体的构件，在由该压 粉磁芯构成的成形体中没有设置特别的凹凸进行定位的结构。首先， 使用图1到图5说明本实施方式的电动机的结构。
图1是在本实施方式的电动机中使用的定子的1相(符号3:单相 定子)的分解立体图。如图1所示，上下磁芯使用将磁性粉末压縮成 形后的压粉磁芯2相对的构件，由此构成单相定子。即，在本实施方 式中，通过相对配置相同形状的压粉磁芯2，构成l相的上下磁芯。
在压粉磁芯2中形成有多个爪型磁极2a，上下磁芯按照一方压粉 磁芯2的爪型磁极2a与另一方压粉磁芯2的爪型磁极2a相互不干涉 的方式进行组合。从而，在本实施方式表示的例子中，由于在一侧的 磁芯2存在12的爪型磁极2a，因此与上下磁芯一致，与定子的内周面 邻接配置24的爪型磁极。
由这些相对配置的压粉磁芯2把线圈骨架1夹在中间。在线圈骨 架1上缠绕线圈，通过在线圈中流过电流，电动机旋转。另外，在线 圈骨架1上具备磁芯定位用的突起la。另外，在突起la的表面上设置 凸部lb和凹部lc。关于突起la、凸部lb以及凹部lc的作用效果在后 面叙述。
图2是3相爪齿(夕口一f >f—7，注册商标)电动机的分解立 体图。定子10将图1表示的上下磁芯2、线圈骨架1以及线圈进行3 相叠层，在该定子10的中心，插入把轴和转子磁芯和磁铁组合起来构 成的转子ll。定子10的两侧配置托架，图2中，定子10的两个端面
7被夹在负荷侧托架12a和反负荷侧托架12b之间。转子11由轴承13 支撑，由于形成它们的叠层构造，因此由贯通螺栓14固定各结构。
图3表示图2表示的定子10的剖面，图4是表示定子10内部的3 相的定子形状的外观立体图。图5在图4的由3相构成的定子10中分 解表示了 1相的单相定子3，表示把在绝缘用线圈骨架1上缠绕了铜线 而制成的线圈4夹在2个相对的压粉磁芯2之间的情况。
另外，在压粉磁芯2的外周侧面上设置绕线的引出用凹部2c。通 过把上下磁芯组合，该引出用凹部2c成为开口部，从这里引出绕线。 在3相叠层时，该绕线引出部也出现在3处，而通过把它们接近配置， 能够以简单的结构构成电动机。具体地讲，在本实施方式中，在线圈 骨架1的突起la上设置有凸部lb以及凹部lc,通过邻接的单相定子 3上设置的线圈骨架的凹部lc以及凸部lb分别卡合，3相的各磁芯设 置的引出用凹部2c的位置能够接近配置。
另外，在由引出用凹部2c形成的开口部内，自线圈骨架l存在绕 线的引出部ld，通过从该引出部ld引出线圈能够通电。
另外，如从这些结构所明确的那样，该引出用凹部2c以及引出部 ld还对上下磁芯之间以及相间磁芯的定位做出贡献。
如图1 图5所示，设置在压粉磁芯2上的爪型磁极2a与定子10 的内周面，即与转子11相对的部分邻接配置，通过在线圈4中流过电 流，在相互邻接的磁极之间产生磁通。由此，在转子11上产生旋转力， 起到电动机的作用。
如图1所示，在上下磁芯中使用把由磁性粉末的成形体构成的压 粉磁芯2相对的构件，邻接配置设置在压粉磁芯2上的爪型磁极2a。 另外，线圈骨架l具备多个磁芯定位用的突起la。突起la朝向把线圈 骨架1夹在中间的压粉磁芯2，向上下两侧突出，该突起la插入到压 粉磁芯2的爪型磁极2a之间。另外，如图1以及图5所示，突出到上 下两侧的突起la在上下相互错开地突出，易于进行向后述的凹形2b 内的插入。
另外，在突起la上存在凸部lb和凹部lc，由此能够进行相间的 定位。
在压粉磁芯2以及线圈骨架1使用圆环形状的构件，如图1所示，
8两个磁芯按照一方压粉磁芯2的爪型磁极2a与另一方压粉磁芯2的爪 型磁极2a相互错开排列的方式被组合。这时，在上下磁芯被组合的状 态下相互邻接的爪型磁极2a之间的距离记为L4。
为了这样组合上下磁芯，构成定子10的内周面的爪型磁极2a的 圆周方向的宽度L2比爪型磁极2a之间的距离Ll小。
另外，圆环形的压粉磁芯2在平面形状的基部2'中，在爪型磁极 2a之间具备凹形2b。该凹形2b如图所示，在爪型磁极2a之间，在基 部2'的圆环面中成为凹陷形状，不用在基部2'的圆环面上设置切口 等那样特殊的凹凸形状而形成。
在组合了上下磁芯的状态下，另一方压粉磁芯2的爪型磁极2a的 顶端部由于位于凹形2b内，压粉磁芯2的内周部中的凹形2b的宽度 比L2大。另外，在该凹形2b的根部中插入线圈骨架1的突起la。即， 线圈骨架1的突起la位于凹形2b的底部与爪型磁极2a的顶端部之间。 从而，凹形2b的圆周方向的宽度L3，在压粉磁芯2与线圈骨架1被组 合的状态下，成为与设置在线圈骨架1上的突起la的宽度L3相同的 宽度。
通过具备上述的结构，线圈骨架1的突起la插入到压粉磁芯2的 凹形2b中，完成上下磁芯的定位，压粉磁芯2不会偏向旋转方向。另 夕卜，突起la由于不是向内周侧而是向各压粉磁芯2侧突出，因此不会 对在转子11侧邻接的爪型磁极2a的配置产生影响，能够使邻接的爪 型磁极2a之间的距离L4成为所希望的值的范围以内。
另外，通过把爪型磁极2a的顶端部收容到凹形2b内，能够与相 对的压粉磁芯的基部2'不发生干涉，在与转子11相对的内周部排列 爪型磁极2a。即，成为使爪型磁极2a的顶端部能够延伸到相对的压粉 磁芯2的基部2'的圆环面的结构，能够进行有效的磁路形成。
进而，在相互相对的上下磁芯中，在邻接的爪型磁极2a之间形成 磁路，而由于使爪型磁极2a的顶端部与基部2'之间的距离L5比邻接 的爪型磁极2a之间的距离L4还大，并且由绝缘材料构成的线圈骨架1 的突起la位于爪型磁极2a的顶端部与基部2'之间，因此能够抑制磁 通的泄漏，成为高效率的结构。艮P,由于相互邻接的爪型磁极之间的 距离L4比爪型磁极2a的顶端部 凹形2b的底部(基部2')的距离L5小，因此能够降低对通电时所形成的磁通产生的影响。同时，由于 突起la的径向的宽度L6也与L5几乎相同，因此有利于减少磁通泄漏。
如上所述，在使用线圈骨架的情况下，通过在线圈骨架1的两个 面上设置与磁芯2匹配的突起la，把线圈骨架1与磁芯2组合，在组 合磁芯2形成单相定子时，能够把两者定位成所需要的角度。另外， 根据凹形2b、突起la、爪型磁极2a的位置关系，能够抑制磁通的泄 漏，实现高效化。
通过把如上所述形成的1相的单相定子(第1单相定子)叠层3 相能够得到本实施方式的电动机，以下进一步详细说明相间的定位。
线圈骨架l的突起la朝向压粉磁芯2的基部2'的表面突出，如 上述那样设置有凸部lb。该凸部lb从压粉磁芯2的基部2'的表面进 一步突出，在如图4所示那样形成了 l相的单相定子的阶段，成为凸 部lb从圆环形的磁芯表面突出的形状。另一方面由于凹部lc设置在 突起la的表面上，因此在1相的单相定子的表面上存在凹部lc。
另外，与第l单相定子邻接配置的单相定子(第2单相定子)也 相同，在表面上存在凸部和凹部。从而，通过把邻接的磁芯的凸部与 凹部卡合，能够进行相间的定位。
形成凸部以及凹部的位置，考虑到流过3相电流，按照各相在电 角度上逐个错开120度的方式被确定。在本实施方式中，只是按照机 械角度错开预定角度配置，而该预定角度按照第1单相定子的突起表 面和与其相对的第2单相定子的突起表面的关系，至少在凸部与凹部 能够卡合的程度的范围内。
在本实施方式中，如图5所示，设置在线圈骨架l上的突起la在 两个面上分别不同(错开)地设置。另外，突起la如上述那样具有L3 的宽度，在该宽度的范围内设置凸部lb以及凹部lc。从而，用于错开 电角度120度的凸部lb以及凹部lc的设置位置的自由度得到提高。 除此以外，不是用压粉磁芯2而是用线圈骨架1能够全部进行相间磁 芯以及上下磁芯的定位，降低每一个个体的分散性，能够提高生产性。
图6表示使用了在上述的实施例中表示的电动机的一个例子，在 该例子中，表示FFU。在电动机20的旋转轴上安装有风扇21,与过滤 器23 —起收容到箱体22中，构成风扇过滤器单元(FFU)。箱体22在上方有开口部，通过风扇21旋转，从开口部取入空气。即，通过风 扇21的旋转，从图中的上部吸入空气，通过安装在风扇21的下方的 过滤器23。
从而，在通过过滤器23时空气被过滤，向过滤器23的下游侧(图 中的下部)作为清洁的空气而被排出。在FFU的运转过程中持续向无 尘室内供给去除了尘埃的空气，能够将无尘室内保持为清洁状态。
本实施方式的FFU由于安装在无尘室的顶棚部，因此强烈要求薄 型化。由于FFU在箱体22中安装有过滤器23、电动机20、风扇21, 因此通过实现电动机20的小型化，作为FFU也能实现薄型化。
权利要求
1.一种电动机，该电动机具备单相定子，该单相定子是将磁性粉末压缩成形为具有圆环形的基部和多个从该基部突出沿着圆周方向形成的爪型磁极的成形体，并相对配置该成形体，在一个成形体的爪型磁极之间设置另一成形体的爪型磁极，该电动机的特征在于，在相对配置的成形体之间且比所述爪型磁极靠外周侧，具备缠绕线圈的线圈骨架，所述线圈骨架在两个面上具备多个突起，3相叠层所述单相定子，第1单相定子和与其邻接的第2单相定子利用设置在所述线圈骨架上的突起进行定位。
2. 根据权利要求l所述的电动机，其特征在于， 所述成形体在所述基部的内周侧且所述爪型磁极之间具有多个凹形，所述突起位于所述凹形内。
3. 根据权利要求l所述的电动机，其特征在于， 在所述突起上具有凸部和凹部，通过所述第1单相定子的凸部与所述第2单相定子的凹部卡合进行定位。
4. 根据权利要求3所述的电动机，其特征在于， 所述突起在所述线圈骨架的两侧相互错开而突出。
5. 根据权利要求2所述的电动机，其特征在于， 在所述突起上具有凸部和凹部，通过所述第1单相定子的凸部与所述第2单相定子的凹部卡合进行定位。
6. 根据权利要求5所述的电动机，其特征在于， 所述突起在所述线圈骨架的两侧相互错开而突出。
7. 根据权利要求2 6的任一项所述的电动机，其特征在于，—个成形体中的爪型磁极之间的距离(Ll)比所述爪型磁极的宽 度(L2)大，在将所述成形体和所述线圈骨架组合后的状态下，所述 凹形的宽度与所述突起的宽度相等。
8. 根据权利要求2 6的任一项所述的电动机，其特征在于， 所述突起在所述凹形内，位于所述凹形的底部与所述爪型磁极的顶端部之间，一个爪型磁极和与该爪型磁极邻接的爪型磁极之间的距离(L4) 比所述爪型磁极的顶端部与所述凹形的底部的距离(L5)小。
9. 根据权利要求1 6的任一项所述的电动机，其特征在于，具有: 将所述单相定子、所述线圈骨架和所述线圈叠层为3相而组装的定子；夹持所述定子而安装的托架；和由设置于所述托架的轴承来支承，并以旋转轴为中心旋转的转子。
全文摘要
本发明提供一种电动机。该电动机具备单相定子(3)，单相定子(3)是将磁性粉末压缩成形为具有圆环形的基部(2’)和多个从该基部(2’)突出沿着圆周方向形成的爪型磁极(2a)的成形体(2)，并相对配置该成形体，在一个成形体的爪型磁极之间设置另一成形体的爪型磁极，在该电动机中，在相对配置的成形体(2)之间且比爪型磁极(2a)靠外周侧，具备缠绕线圈的线圈骨架(1)，线圈骨架(1)在两个面上具备朝向成形体(2)突出的多个突起(1a)，3相叠层单相定子(3)，由设置在线圈骨架(1)上的突起(1a)以及凹凸部(1b、1c)，定位第1单相定子和与其邻接的第2单相定子。根据该结构，能够提供在提高生产性和高效化的同时，实现小型、薄型的电动机。
文档编号H02K1/14GK101635478SQ20091016122
公开日2010年1月27日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年7月25日
发明者佐藤和雄, 天池将, 安部惠辅, 高桥秀一 申请人:株式会社日立制作所