电动机的定子、模制电动机和空调机的制作方法

本发明涉及电动机的定子、模制电动机和空调机。

背景技术：

在以下述专利文献1为代表的以往的电动机的定子中，通过在设于齿部的绝缘部上卷绕电磁线而形成线圈，线圈间的跨接线被拉到接线侧绝缘部的外周，该接线侧绝缘部位于定子铁芯端面的轴向外侧。此外，在以往的电动机的定子中，各相的跨接线的至接线侧绝缘部的外周的导出口与从接线侧绝缘部的外周的导入口的高度大致相同，使在相邻的异相间配设的多条跨接线不接触地沿轴向排列。

专利文献1：日本特开2004－96838号公报

技术实现要素：

然而，在上述专利文献1中没有公开用于避免在同相内配设的多条跨接线之间的干扰的方法，存在无法满足进一步提高定子品质的需求的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于得到一种能够实现品质进一步提高的电动机的定子、模制电动机和空调机。

为了解决上述问题、实现发明目的，本发明提供一种电动机的定子，其包括：定子铁芯，其具有设有绝缘部的多个齿部；以及线圈，其是通过将导线卷绕于上述各齿部而形成的，在设置于上述定子铁芯的外径侧的绝缘部形成有：导入口，其将被拉引到上述绝缘部的外周侧的上述线圈的跨接线向上述齿部侧导入；以及导出口，其将上述线圈的跨接线从上述齿部侧向上述绝缘部的外周侧导出，上述定子铁芯的上述绝缘部侧的从轴向端部至上述导入口的长度与从上述轴向端部至上述导出口的长度不同。

根据本发明，由于能够避免在同相内配设的多条跨接线之间的干扰，所以能够实现品质进一步提高。

附图说明

图1是表示将设有绝缘部的定子铁芯展开成带状的状态的图。

图2是使本发明的实施方式涉及的电动机的定子反向弯曲来配置电磁线的图。

图3是表示本发明的实施方式涉及的电动机的定子的图。

图4是表示在图1所示的定子铁芯上配置电磁线的状态的图。

图5是定子组件的立体图。

图6是本发明的实施方式涉及的模制电动机的侧视图。

图7是表示本发明的实施方式涉及的空调机的结构的图。

符号说明

1导入口；2导出口；3突起；4插入孔；5接线侧绝缘部；6非接线侧绝缘部；7槽部；8、9、10销；11卡止部；13、14销；15端子；16铁芯接合面；17挂钩；18连结部；19轴向端部；20齿端部；22内径部；23定子外径部；24电磁线(电线)；25导出口；26导入口；30导线配线部件；31传感器基板；32插板连接器；33传感器导线保持部件；34电源导线保持部件；35引出部件；36传感器导线；37电源导线；38安装卡脚；39位置检测元件；40定子组件；41定子铁芯；42线圈；43导线终端保持部；44芯线保持部；46电极；47传感器基板保持部；50模制定子；51定子；52轴承；53托架；54转子；55模制电动机；61、62、63、64、65、66、67、68、69齿部；70空调机；71室内机；72室外机；73鼓风机；Ua终端；Ub跨接线；Uc跨接线；Ud终端；Va终端；Vb跨接线；Vc跨接线；Vd终端；Wa终端；Wb跨接线；Wc跨接线；Wd终端。

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本发明涉及的电动机的定子、模制电动机和空调机的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。

实施方式

图1是表示将设有绝缘部的定子铁芯展开成带状的状态的图。图2是使本发明的实施方式涉及的电动机的定子反向弯曲来配置电磁线的图。图3是表示本发明的实施方式涉及的电动机的定子的图。图4是表示在图1所示的定子铁芯上配置电磁线的状态的图。图5是定子组件的立体图。图6是本发明的实施方式涉及的模制电动机的侧视图。

如图1至图4所示那样，图5所示的定子铁芯41由多个分割铁芯构成。各分割铁芯是将电磁钢板冲裁成规定形状并将该冲裁出的多个分割铁芯片通过铆接、焊接、粘接等方式层叠而得到的。

各分割铁芯包括齿部61～69、齿端部20、以及后轭部(core back)23。通过将PBT(polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)等热塑性树脂与定子铁芯41一体成形，或者通过部件的组装而在各分割铁芯的齿部61～69、齿端部20和后轭部(未图示)形成绝缘部。通过在定子铁芯41上进行树脂成形而形成绝缘部，能够使绝缘部薄壁化，能够降低加工成本。在如图示例中，齿部61～63构成U相，齿部64～66构成V相，齿部67～69构成W相。另外，在以下的说明中，将定子铁芯41的设置有端子15的一侧称为接线侧，将其相反侧称为非接线侧。

在各分割铁芯中，在定子铁芯41的接线侧的轴向端面19的轴向外侧形成有接线侧绝缘部5，在非接线侧形成有非接线侧绝缘部6。而且，在接线侧绝缘部5设置有多个销8、9、10、13、14。

销8是用于卷绕跨接线的销，销9与各相的电磁线24的卷绕开始终端(Ua、Va、Wa)接合。销10与各相的电磁线24的卷绕结束终端(Ud、Vd、Wd)接合。销13是用于将向导入口1导入的跨接线挂搭在接线侧绝缘部5的外周侧的销。销14是用于将从导出口2引出的跨接线挂搭在接线侧绝缘部5的外周侧的销。

在图2至图4的示例中，电磁线24分别卷绕于U相的齿部61～63、V相的齿部64～66、以及W相的齿部67～69。通过从齿部61、齿部64、齿部67各自的销9开始卷绕电磁线24，能够同时对U、V、W相进行绕线。

以下，利用图4对线圈42的形成步骤进行说明。在将电磁线24的终端Ua在销9上卷绕数匝之后，将电磁线24钩在端子15的挂钩17上并卷绕于设有绝缘部的齿部61，从而形成最初的线圈42。

在形成了齿部61的线圈42之后，将电磁线24从齿部61的接线侧绝缘部5的导出口25向接线侧绝缘部5的外周侧引出，将其作为跨接线Ub拉向相邻的齿部62一侧。然后，将跨接线Ub从齿部62的接线侧绝缘部5的导入口1向齿部62一侧导入。将被导入的电磁线24卷绕于设有绝缘部的齿部62上。由此，形成第二个线圈42。

在形成了齿部62的线圈42之后，将电磁线24从齿部62的接线侧绝缘部5的导出口2向接线侧绝缘部5的外周侧引出，将其作为跨接线Uc拉向相邻的齿部63一侧。该跨接线Uc卷绕于销8上之后，将其从齿部63的接线侧绝缘部5的导入口26向齿部63一侧导入。将被导入的电磁线24卷绕于设有绝缘部的齿部63上。由此形成第三个线圈42。

在形成了齿部63的线圈42之后，将电磁线24作为卷绕结束线拉引到齿部62的接线侧绝缘部5一侧。然后，将电磁线24的终端Ud卷绕于在齿部62的接线侧绝缘部5设置的销10上。

另外，在图4中，将形成于齿部63的线圈42的电磁线24作为U相卷绕结束线，并将形成于齿部66的线圈42的电磁线24作为V相卷绕结束线时，U相卷绕结束线被拉引到钩挂有V相卷绕结束线的端子15(设置于齿部63的端子)。由此，形成中性点。这样，将卷绕结束线拉引到钩挂有异相的卷绕结束线的端子15来形成中性点，由此不使用用于形成中性点的部件就能够进行接线作业，能够实现电动机的低成本化。

在V相和W相也按相同的步骤处理电磁线24来形成定子51的线圈42。这样，在本实施方式的定子51中，跨接线卷绕于在相邻异相的绝缘部形成的销上。即，电磁线24的全部终端和全部跨接线在接线侧绝缘部5进行处理。由此，不需要将电磁线24拉向非接线侧，能够提高生产效率，因工序减少而提高品质，并且由此降低成本。

在三相的线圈42的形成结束之后，图4所示的各分割铁芯以形成在相邻的分割铁芯之间的连结部18作为接合部，如图3所示那样以使各齿端部20的内径部22对置的方式被弯折。然后，在将设置在定子铁芯41的两侧的铁芯接合面16(参照图1)接合之后，对该铁芯接合面16实施焊接进行固定(参照图5)。此外，电磁线24的终端与端子15的接合通过熔融、焊接或钎焊等来进行。

这里，在本实施方式涉及的定子51中，形成为定子铁芯41的从轴向端部19至导入口1的长度与从轴向端部19至导出口2的长度不同。因此，即使在被导入1个齿部、例如U相的齿部62的跨接线Ub与从齿部62引出的跨接线Uc交错的情况下，也能够避免跨接线之间的干扰。此外，在本实施方式涉及的定子51中，形成为从轴向端部19至导入口1的长度比从轴向端部19至导出口2的长度短。因此，能够将从卷绕于各齿部的线圈引出的跨接线配置得比被导入至导入口1的跨接线靠轴向外侧，而使跨接线的配置作业变得容易。

此外，在实施方式涉及的定子51中，在接线侧绝缘部5的外周侧形成有槽部7(参照图1)。槽部7为从接线侧绝缘部5的外周面向径向内侧凹陷的槽状，并形成为将跨接线向导入口1导入的一侧的深度比将跨接线向接线侧绝缘部5的外周侧导出的一侧的深度浅，槽部7的外径侧的面(跨接线的导入口面)例如与接线侧绝缘部5的外周面位于相同的高度。

通过设置槽部7，能够将跨接线在其压抵于接线侧绝缘部5的外周面的状态下导入至槽部7的凹陷中，从而提高电磁线24的接线作业性。此外，槽部7的外径侧的面与接线侧绝缘部5的外周面位于相同的高度，因此模具的加工变得容易。

此外，在本实施方式涉及的定子51中，在钩销(销8、销9和销10等)形成有用于钩住跨接线而将其固定的一个或多个卡止部11。例如在设置于从图1的左侧起第四个分割铁芯上的销8设置有多个卡止部11，多个卡止部11中的销8的前端侧的卡止部11的高度(径向及周向的高度)比设置在前端相反侧的卡止部11的高度(径向及周向的高度)低。

各卡止部11的形状例如可以是包围各销的外周的圆形，也可以是从各销的外周面沿径向突出的突出状。

通过设置卡止部11，能够抑制各跨接线发生位置偏移，确保各跨接线的隔开距离。

此外，在需要将跨接线在各销上缠绕(卷绕)数次的部位，在将跨接线缠绕于各销的前端侧时，能够将跨接线钩在销的非前端侧的较大一圈的卡止部11上来进行缠绕，从而提高绕组的作业性。

另外，在本实施方式的定子51中，使用销9、10作为电磁线24的卷绕开始用和卷绕结束用的部件，但是例如也能够通过下述方式来替代销9、10：将电磁线24钩在挂钩上之后挤压挂钩而将电磁线24固定在挂钩内。

此外，在本实施方式的定子51中，在用于绕线的销上设置有卡止部11并且在接线侧绝缘部5的外周侧设置有槽部7，但是也可以仅使用卡止部11和槽部7中的任一方。

此外，在本实施方式中，与各相的卷绕结束终端连接的端子15用于形成中性点，但是可以将卷绕开始的端子用作中性点，或者也可以通过使用中性点接线部件等来形成中性点。

此外，本实施方式的定子51也能够作为在定子51的外侧设置转子的外转子结构的电动机的定子使用。

这样，根据本实施方式涉及的电动机的定子51，能够实现生产效率的提高，并且能够由此实现品质的提高和成本的降低。而且，由于非接线侧绝缘部6不用于终端处理或跨接线的处理，所以能够将非接线侧绝缘部6用于提高电动机的功能或其他的目的。

接着，对内置有定子51的模制电动机55的结构示例进行说明。

图6所示的模制定子50是通过用BMC(块状模塑料)等热固化性树脂对定子51和传感器基板31等进行模制成形而得到的。

在接线侧的用于防止线圈42向定子51的外径侧倾倒的外径侧壁部(外壁)设置有用于固定导线配线部件30的多个突起。此外，在非接线侧的用于防止线圈42向内径侧倾倒的内径侧壁部(内壁)也设置有突起。在对定子51进行模制成形时，该突起是将定子51设置于模具心轴部而在轴向上进行抵接止动的部件。

外壁的轴向端部的前端形成为其高度比线圈42的轴向上的最大高度高。此外，优选内壁的突起形成为其高度与外壁的轴向端部的前端相同。线圈42以其轴向上的高度从外壁向着内壁逐渐降低的方式形成。因此，在使内壁的突起的高度与外壁的高度相同的情况下，可充分确保从内壁的突起至线圈42的距离。因此，在使定子铁芯41的非接线侧朝下的状态下将定子51设置于模具心轴部时，线圈42不会与模具心轴部碰触，就能够稳定地设置定子铁芯41。其结果，不仅能够提高生产效率，还能够提高品质。

将用于向线圈42供给电源的电源导线37拉引到与电磁线24的终端接合的端子，剥掉包覆层后通过点焊或焊接等方式与端子15接合。在传感器基板31安装有霍尔IC等电子器件、转子54的位置检测元件39等，传感器基板31与传感器导线36连接。传感器导线36与插板连接器(board in connector)32连接，插板连接器32的端子通过焊接与电子器件电连接。

为了配置电源导线37和传感器导线36，使用导线配线部件30，导线配线部件30由PBT等热塑性树脂形成为大致圆形。在导线配线部件30的外周组装有引出部件35，引出部件35从模制定子50的外周面露出在外部。

此外，在导线配线部件30的外周设置有多个安装卡脚38，在各安装卡脚38设置有孔，用于插入接线侧绝缘部5所具有的突起3。另外，突起3设置在图1所示的接线侧绝缘部5的插入孔4中。在将导线配线部件30组装于定子时，各安装卡脚38与定子绝缘部的设置导线配线部件30的面抵接，进行轴向上的定位。此外，通过将绝缘部的突起3插入到安装卡脚38的孔中，进行导线配线部件30在旋转方向上的定位。

三相的电源导线37配设到大致间隔120°配置的定子51的端子15，通过使剥掉了包覆层的终端与导线终端保持部43的壁部接触，来进行电源导线37的定位。

在将导线配线部件30组装于定子51时，电源导线37沿着导线配线部件30的内壁被拉引到引出部件一侧，在折返部向引出部件的方向弯折。而且，电源导线37通过嵌入到引出部件的电源导线用保持突起中而被保持。

此时，配置到距离引出部件35最远的导线终端保持部43的电源导线37被拉引到在引出部件35中心设置的电源导线保持部。此外，配置到引出部件35两侧的导线终端保持部43的电源导线37被拉引到引出部件35中心以外的电源导线保持部。

但是，配置到最远的位置的电源导线37以外的两条导线中的某一条被配置于配置到最远的位置的电源导线37的外侧。

在导线配线部件30的外周侧形成有与导线终端保持部43成对设置的芯线保持部44。在将导线配线部件30组装于定子51时，将从导线终端保持部43引出的电源导线37的芯线以使端子15与芯线接近的方式拉引到芯线保持部44而由芯线保持部44保持。

为了确保用于夹住定子51的端子15和电源导线37的芯线的电极46的空间，而在导线配线部件30上形成有用于避让电极的凹部。由于设置有用于避让电极的凹部，电源导线37被拉引到与导线配线部件30的导线配线面相比更靠定子的一侧。而且，通过在凹部的两侧设置用于防止导线位置偏移的突起来进行轴向上的定位。

在引出部件35形成有用于保持两种导线保持部件的多个卡止部。

引出部件35的第一卡止部是传感器导线保持部件33用的卡止部，其向与导线配线部件30的中心侧的相反侧开口。将传感器导线保持部件33朝向导线配线部件30的中心插入而进行组装。

引出部件35的第二卡止部是电源导线保持部件34的卡止部，其朝向导线配线部件30的中心侧开口。将电源导线保持部件34从导线配线部件30的中心侧朝向外侧插入而进行组装。

电源导线保持部件34具有卡脚，该卡脚从引出部件35的设置面沿铅垂方向延伸并且卡在导线保持部件的卡止部。而且，在该卡脚的前端设置有突起，该突起在引出部件35的卡止部在轴向上被定位。

在导线配线部件30配置了电源导线37之后，将电源导线保持部件34卡止于引出部件35的第二卡止部来进行组装。在电源导线保持部件34卡止于引出部件35上时，设置于电源导线保持部件34的挡边与引出部件35抵接，由此能够抑制使导线露出的开口的量。

此外，设置于导线配线部件30的引出部内周侧的传感器基板保持部47具有用于组装传感器基板31的卡脚。传感器基板31具有与传感器基板保持部47的组装卡脚对应的形状(槽、缺口等)。传感器基板31通过卡止到组装卡脚而被固定在导线配线部件30的轴向上。

此外，传感器基板保持部47具有与传感器基板31大致平行地扩展的基板压住部。通过该基板压住部能够抑制在模制成形时因树脂压力造成的传感器基板31的变形。由此，能够提高电动机的位置检测精度，提高电动机的品质。

在组装了传感器基板31之后，通过焊接将传感器基板31与传感器导线36的插板连接器32接合。在导线配线部件30的与配置有电源导线37的面相反的面上，传感器导线36拉向引出部件35。传感器导线36由设置于引出部件35的保持突起和电源导线保持部件34的两个卡脚轻微地保持。

在传感器导线保持部件33设置有用于卡止在引出部件35上的卡脚，传感器导线保持部件33在传感器导线36配设之后朝向引出部件35的中心被组装。

由于将传感器导线36和电源导线37配设在导线配线部件30的各面上，所以能够使组装变得容易，实现成本的降低。此外，由于组装变得容易，能够实现品质的提高。

此外，由设置于导线配线部件30的突起保持电源导线37，因此能够防止轴向上的位置偏移，能够实现品质的提高。

此外，由于引出部件35具有两种卡止部，所以能够将传感器导线36和电源导线37分别由传感器导线保持部件33和电源导线保持部件34保持。因此，能够将各导线牢固地组装于引出部件35，从而能够提高可靠性，由此实现品质的提高。

而且，电源导线保持部件34的卡脚也用于保持传感器导线36，因此组装变得容易，能够实现成本的降低。并且，由于组装变得容易，能够实现品质的提高。

将配置有各导线的导线配线部件30组装于定子铁芯41。从导线配线部件30的安装卡脚38突出的突起3通过热熔接或超声波焊接等方式被固定。这样，能够获得组装有各导线的定子组合体40(参照图5)。

另外，也可以将形成有各导线的配线图案的传感器基板31直接组装于定子51以取代导线配线部件30。

将定子组件40设置于模制模具中，用BMC(块状模塑料)等热固化性树脂的模制树脂对定子51进行模制成形，由此能够得到模制定子50(参照图6)。

在定子组件40的模制成形时，由传感器导线保持部件33、电源导线保持部件34和引出部件35构成的导线引出部因模制成形的压力而从定子51的中心被压向径向外侧。因此，导线引出部件不会与定子铁芯41接触，而维持其位置。因此，在模制成形时各导线不会在接触的状态下被固定，在各导线接触的部分也不会产生空隙。因此，不会出现从导线引出部与模制树脂的间隙或界面渗入的水沿着各导线的空隙到达传感器基板31的情况。其结果，能够实现定子51的品质的提高。

此外，在将定子51设置于模具中时，非接线侧绝缘部6的内壁的突起(未图示)由形成于模具中的设置部支承。该设置部例如是外径尺寸比定子铁芯41的内径尺寸稍大的台阶部、从模具心轴部的开口部设置面朝向定子51一侧呈突出状延伸的多个爪、从模具心轴部附近的托架设置面以不与定子铁芯41的内径连接的状态延伸的多个突起等。即，在非接线侧绝缘部形成有模制模具按压部(突起)，其朝向定子外周延伸且沿轴向形成，在模制时成为按压模制模具的部位。

这样，由于定子51由模具的设置部支承，所以在模制成形时不需要由模具(限制部件)支承定子51的外周部。因此，在模制定子50的外廓不会形成定子铁芯41与模制树脂之间的边界面。其结果，能够抑制水分向模制定子50的内部渗入，能够实现定子51的品质提高。

而且，在由模具的突起支承定子51的情况下，即使将模制定子50设置于模具中时，绝缘内壁的形成于非接线侧的突起(未图示)不会向定子铁芯41的内径侧露出，能够进一步提高抑制水渗入的效果。

对于这样构成的模制定子50，插入安装有轴承52的转子54，并进一步组装托架53等。由此，能够得到模制电动机55(参照图6)。

由于在如图示例的模制电动机55中使用图3的定子51，所以与以往的模制电动机相比能够提高品质并尽可能地抑制水分渗入到定子内部，因此能够进一步提高品质。

图7是表示本发明的实施方式涉及的空调机的结构的图。空调机70具有室内机71、以及与室内机71连接的室外机72。室外机72具有鼓风机73。室内机71也具有鼓风机(未图示)。在该室内机71和室外机72使用图6的模制电动机55作为鼓风机用的电动机。由于在这样构成的空调机70中使用图3的定子51，所以与以往的空调机相比能够提高品质。

另外，以上的实施方式所示的结构是本发明的结构的一个示例，显然也能够与其他的公知技术组合，在不脱离本发明的要旨的范围内，也能够省略一部分等地对结构进行变更。

如上所述，本发明能够适用于电动机的定子、模制电动机和空调机，特别是作为能够实现品质进一步提高的发明是有效的。