旋转电机的定子以及具备该定子的旋转电机的制作方法

本实用新型涉及旋转电机的定子以及具备该定子的旋转电机。

背景技术：

近年来，为了提高电动机的效率，大多采用在定子的一个齿部直接卷绕线圈线的被称为集中卷绕的卷线方式。与跨越定子的多个齿部卷绕线圈线的被称为分布卷绕的方式相比，由于能够缩短线圈线的长度，因此能够减少由线圈线电阻带来的损失，从而提高电动机的效率。另外，通过采用集中卷绕，由于线圈的体积能够减小，因此具有能够将电动机小型化的特征。

在采用了集中卷绕的定子的电动机的转子中，一般使用永久磁铁。转子的永久磁铁的磁化方式有以下两种方式：在组装定子与转子之前转子具有永久磁铁的组装前磁化方式；和在组装定子和转子之后使大电流在定子中流动并且利用其产生的磁场，对转子的磁性部件进行磁化的嵌入式磁化方式。嵌入式磁化方式由于组装时没有该转子的永久磁铁的磁力带来的影响，因此与组装前磁化方式相比，组装性良好。另外转子的磁性部件由尚未被磁化的磁性材料构成。

在专利文献1中，作为采用了集中卷绕的定子的电动机的转子的嵌入式磁化，公开了通过在三相Y接线的定子的三相中在两相之间连接磁化电源，并且外加高压脉冲电压，由此产生磁通对转子的磁性部件进行磁化的方法。

在专利文献2中，公开了利用稀土类磁铁因高温而所需的饱和磁化磁场降低的特性，在嵌入式磁化时使热介质向转子的内侧流动，从而在提高了转子的磁性部件的温度的状态下进行嵌入式磁化的方法。

在专利文献3中，公开了在进行嵌入式磁化时，使转子的相位变化进行二次磁化的方法。在一次磁化中，由于磁通密度分布不均匀，因此导致转子出现磁化较弱的部分，但二次磁化弥补了转子的磁化较弱的部分。

专利文献1：专利第3889532号公报

专利文献2：日本特开2013-240224号公报

专利文献3：专利第3601288号公报

但是，在专利文献1所公开的技术中，嵌入式磁化所需的磁场为2T以上，此时施加于线圈线的电压为几kV左右，电流为几千A的较大的数值。由此存在在嵌入式磁化时对线圈线的绝缘被膜施加负荷的课题。

另外，在专利文献2公开的技术中，由于使热介质在构成转子的旋转轴通过，因此需要使热介质循环的设备，因此存在设备大型化的课题。

另外，在专利文献3公开的技术中，虽然通过二次嵌入式磁化而使嵌入式磁化所需的磁通密度的不均平均化，但磁化所需的最低磁通密度与实施一次嵌入式磁化时的情况没有变化。因此与专利文献1公开的技术同样，存在对线圈线的绝缘被膜施加负荷的课题。

技术实现要素：

本实用新型用于解决上述课题，其目的在于提供在嵌入式磁化时不使设备大型化，减少带给线圈线表面的绝缘被膜的损伤，并且能够进行对转子的磁性材料赋予与以往同样的磁力的嵌入式磁化的旋转电机的定子以及具备该定子的旋转电机。

本实用新型的旋转电机的定子为圆筒状且具有向内径侧突出设置的多个齿部，多个所述齿部分别通过集中卷绕而卷绕有电气独立的多个线圈，并且以电流在所述线圈流动时产生的磁场向同一方向产生的方式串联连接。

优选地，多个所述线圈以电流流动时产生的磁场向同一方向产生的方式连接，多个所述线圈的连接通过开关来进行，所述开关能够对电连接的状态与未电连接的状态进行切换。

本实用新型的旋转电机具备上述旋转电机的定子。

根据本实用新型，由于在旋转电机的定子的一个齿部以并排卷绕有多个线圈的状态进行嵌入式磁化，因此所需的最大电压减少并排卷绕的线圈的数量，从而能够减少对线圈线的绝缘皮膜的负荷。另外，在嵌入式磁化时，由于无需使转子成为高温，因此能够提供无需使嵌入式磁化的设备大型化的旋转电机。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式1的旋转电机的定子的立体图。

图2是本实用新型的实施方式1的旋转电机的与旋转轴垂直的剖面中定子以及转子的构造的说明图。

图3是从图1的定子拔出分割芯的图。

图4是表示图3的分割芯的剖面的图。

图5是在图4的分割芯中改变线圈各自的匝数的例子。

图6是本实用新型的实施方式2的旋转电机的定子的分割芯的立体图。

图7是本实用新型的实施方式3的旋转电机的定子的分割芯的立体图。

图8是表示图7的钎焊部的剖面的图。

图9是本实用新型的实施方式4的旋转电机的定子的分割芯的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。另外，本实用新型并非被以下说明的实施方式限定。并且在以下的附图中，存在各构成部件的大小的关系与实际不同的情况。在附图标记带有尾标(例如“10a”的“a”)的情况下，对不带有尾标的附图标记是指带有其尾标的整体。

实施方式1

图1是本实用新型的实施方式1的旋转电机的定子10的立体图。图2是本实用新型的实施方式1的旋转电机的与旋转轴52垂直的剖面中定子10以及转子50的构造的说明图。图3是从图1的定子10拔出分割芯20的图。定子10通过将多个分割芯20配置为圆形而构成。定子10例如预先固定于电动机等旋转电机的壳体的内侧。如图2所示，在定子10的内径侧且在齿部23排列为圆形的内侧，隔开规定的空隙插入具有未磁化的磁性部件51的转子50。在旋转电机的壳体内部通过旋转轴52被轴承等支承，由此转子50在能够旋转的状态下被保持。另外，旋转电机的壳体以及轴承省略图示。

(卷绕工序)

多个分割芯20分别以齿部23向定子10的内径侧突出的方式设置。在齿部23卷绕有多个线圈40。在图1～图3中，为了将说明变得简单，示出卷绕有两个线圈40(40a、40b)并且各个线圈40(40a、40b)分别卷绕有1匝线圈线的例子。另外，各个线圈40(40a、40b)的卷绕方向为同一方向。始端部41a表示线圈40a的卷绕开始时的部分，末端部42a表示线圈40a的卷绕结束的部分。相同地，始端部41b表示线圈40b的卷绕开始时的部分，末端部42b表示线圈40b的卷绕结束的部分。定子10固定于旋转电机内，在经过对转子50的磁性部件51进行磁化的工序之前，线圈40a与线圈40b分别电气独立。另外，卷绕工序不限定于制造实施方式1中说明的将电气独立的两个线圈40a以及线圈40b分别卷绕有1匝的结构的定子的工序。也可以在一个齿部23卷绕有两个以上的线圈40，各线圈40也可以卷绕1匝以上。

(磁化工序)

在采用集中卷绕的定子10的旋转电机的转子50中使用永久磁铁。转子50的永久磁铁的磁化方式具有在组装定子10与转子50之前对磁性部件51进行磁化的组装前磁化方式。还具有在组装定子10与转子50之后对定子10外加高电压，从而利用其产生的磁场对磁性部件51进行磁化而得到永久磁铁的嵌入式磁化方式。嵌入式磁化方式在组装时，该转子50的磁性部件51不具有磁力，对磁力的作业没有影响，因此与组装前磁化方式相比，组装性良好。在实施方式1的旋转电机中，采用嵌入式磁化方式。

图4是表示图3的分割芯20的剖面的图。若在图3的分割芯20的与长度方向垂直的面截取剖面，则如图4所示。嵌入式磁化是在将卷绕于齿部23的多个电气独立的线圈40电气地并排连接于磁化电源的状态下进行外加电压。即，线圈40a与线圈40b将始端部41a、41b连接于磁化电源的两个电极中的一方的电极，将末端部42a、42b连接于另一方的电极，并外加高压的直流电压。由此在线圈40a与线圈40b产生相同方向的磁场，通过该磁场对转子50的磁性部件51进行磁化。

(线圈40a与线圈40b的连接工序)

然后，进行分割芯20的线圈40a以及线圈40b的电连接。在图3所示的一个分割芯20中，位于定子10的内径侧的线圈40a与位于定子10的外径侧的线圈40b的电连接以串联的方式连接。即，外径侧的线圈40b的末端部42b与内径侧的线圈40a的始端部41a连接，作为一个线圈40，以在线圈40内流动的电流从定子10的外径侧朝向内径侧向一个方向流动的方式连接。即，连接为：若在线圈40a与线圈40b连接的状态下电流在线圈40流动，则在线圈40a、线圈40b分别流动相同的旋转方向的电流，产生同一方向的磁场。另外，构成定子10的各分割芯20分别为相同构造。

(效果)

如上述说明的那样，在进行嵌入式磁化时，将卷绕于分割芯20的电气独立的多个线圈40a以及线圈40b并排连接，并外加直流电压。因此嵌入式磁化所需的电压能够分割为在嵌入式磁化时电气独立的线圈数，因此线圈数越被分割，施加于每个线圈40的电压越低，进而能够减少对线圈40的线圈线的绝缘被膜的负荷。

图5是在图4的分割芯20中改变线圈40各自的匝数的例子。在实施方式1中，作为一个例子示出将电气独立的2个线圈40a以及线圈40b分别卷绕1匝的结构，但线圈40的个数、各个线圈40的匝数不限定于此。例如，也可以如图4那样成为将电气独立的两个线圈40a与线圈40b分别卷绕52匝的结构。在图4中，对线圈40a加有剖面线进行表示。

实施方式2

在实施方式2中，相对于实施方式1，改变了各个分割芯20中多个线圈40彼此的连接方法。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

图6是本实用新型的实施方式2的旋转电机的定子10的分割芯20的立体图。在实施了嵌入式磁化之后，通过压焊进行卷绕于分割芯20的多个线圈40a与线圈40b的电连接。对于线圈40a与线圈40b的线圈线的压焊，例如使用“JIS C 2806”所规定的称作铜线用裸压焊套筒的筒型的对接用套筒30。在对接用套筒30的内部插入线圈40a的始端部41a和线圈40b的末端部42b，并在该状态下压焊进行电连接。通过利用筒型的对接用套筒30进行压焊，由此能够以简单的工序进行电连接，提高旋转电机的生产率。

实施方式3

实施方式3也是相对于实施方式1改变了各个分割芯20中多个线圈40彼此的连接方法的实施方式。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

图7是本实用新型的实施方式3的旋转电机的定子10的分割芯20的立体图。在实施了嵌入式磁化之后，使用焊料60通过钎焊进行卷绕于分割芯20的多个线圈40a与线圈40b的电连接。使线圈40a与线圈40b的线圈线处于如图6那样连接的状态，在线圈线的周围附着焊料60进行电连接。

图8是表示图7的钎焊部的剖面的图。若在图7中的焊料60的部分截取始端部41a以及末端部42b的与线圈线的中心轴大致垂直的剖面，则如图8所示。为了抑制焊料60的消耗，焊料60的形状优选形成为如图8那样覆盖线圈线的表面的形状。通过在嵌入式磁化之后使用焊料60对线圈40a的始端部41a与线圈40b的末端部42b进行电连接，由此具有能够减少构成旋转电机的部件数量、并且能够直接减少材料费的效果。例如在定子10组装于压缩机的情况下，压缩机内的温度最大上升至130℃，因此焊料60使用具有这以上的熔点并且廉价的例如合金组成为Sn96.5％－Ag3％－Cu0.5％的无铅焊料之类的材料即可。

实施方式4

实施方式4也是相对于实施方式1改变了各个分割芯20中的多个线圈40彼此的连接方法的实施方式。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

图9是本实用新型的实施方式4的旋转电机的定子10的分割芯20的立体图。在实施了嵌入式磁化之后，通过开关70的切换进行卷绕于分割芯20的多个线圈40a与线圈40b的电连接。在嵌入式磁化之前预先将线圈40a的始端部41a与线圈40b的末端部42b连接于开关70。然后，开关70通过使滑动部71滑动，由此对线圈40a以及线圈40b电气独立的状态与电气串联的状态进行切换。通过这样，在嵌入式磁化时，线圈40a与线圈40b电气独立，并且在嵌入式磁化之后，能够通过开关70的切换，用单触来切换线圈40a与线圈40b电气串联连接的状态。利用该结构，具有在嵌入式磁化之后能够在短时间进行分割芯20的线圈40的电连接的效果。开关70例如使用通过移动滑动部71，由此能够切换两个接点间的连接、非连接的滑动开关等即可。

(发明的效果)

(1)本实用新型的旋转电机的制造方法为，所述旋转电机具备：圆筒状的定子10，其具有向内侧突出设置的多个齿部23；转子50，其以能够旋转的方式设置于定子10的内径部并且具有磁性部件51，所述旋转电机的制造方法具有以下工序：卷绕工序，通过集中卷绕将多个线圈40分别卷绕于多个齿部23；磁化工序，通过对多个线圈40分别外加磁化电压，由此对磁性部件51进行磁化；连接工序，以电流在各线圈40流动时产生的磁场向同一方向产生的方式将多个线圈40电连接。

通过这样构成，例如能够对在旋转电机的定子10的一个齿部23并排卷绕的线圈40a以及线圈40b各自并排地施加电压进行嵌入式磁化。因此磁化所需的最大电压减少并排卷绕的线圈40的数量。因此能够减少施加于各线圈40的电压所引起的对各线圈40的线圈线的绝缘皮膜的负荷。进而能够提高旋转电机的可靠性。另外在嵌入式磁化时，能够利用与以往相同的设备进行嵌入式磁化，无需设备的大型化。

(2)在上述(1)的旋转电机的制造方法中，连接工序通过压焊来进行多个线圈40的连接。通过这样构成，能够以简单的工序进行电连接，提高旋转电机的生产率。

(3)在上述(1)的旋转电机的制造方法中，连接工序通过钎焊来进行多个线圈40的连接。通过这样构成，由此具有能够减少构成旋转电机的部件数量、能够直接减少材料费的效果。

(4)在上述(1)的旋转电机的制造方法中，连接工序通过开关70进行多个线圈40的连接，该开关70能够对电连接的状态与未电连接的状态进行切换。通过这样构成，具有在嵌入式磁化之后能够在短时间进行分割芯20的线圈40的电连接的效果。

(5)另外，本实用新型的旋转电机的定子为圆筒状并且具有向内径侧突出设置的多个齿部23的旋转电机的定子10，多个齿部23分别通过集中卷绕而卷绕有电气独立的多个线圈40。

通过这样构成，能够对并排卷绕于旋转电机的定子10的一个齿部23的线圈40a以及线圈40b各自并排地施加电压。因此能够实现上述(1)～(4)的旋转电机的制造方法中的磁化工序，能够减少施加于各线圈40的电压所引起的向各线圈40的线圈线的绝缘皮膜的负荷。另外，进而能够提高旋转电机的可靠性。另外在嵌入式磁化时，能够用与以往相同的设备进行磁化工序，无需设备的大型化。

(6)上述(5)的旋转电机的定子10的多个线圈40，以电流在各线圈40流动时产生的磁场向同一方向产生的方式设置，多个线圈40的连接通过开关70来进行，该开关70能够对电连接的状态与未电连接的状态进行切换。通过这样构成，能够得到与上述(5)相同的效果，并且在嵌入式磁化之后能够在短时间进行分割芯20的多个线圈40的电连接。

(7)本实用新型的旋转电机具备上述(6)的旋转电机的定子10。通过这样构成，能够提供减少施加于各线圈40的电压所引起的向各线圈40的线圈线的绝缘皮膜的负荷，并且具备具有与以往同等的磁力的转子的旋转电机。另外，能够制造在嵌入式磁化时，能够利用与以往相同的设备进行嵌入式磁化而无需设备大型化的旋转电机。另外，能够在短时间进行分割芯20的多个线圈40的电连接，能够缩短旋转电机的制造所花费的时间。

附图标记说明：10…定子；20…分割芯；23…齿部；30…对接用套筒；40…线圈；40a…线圈；40b…线圈；41a…始端部；41b…始端部；42a…末端部；42b…末端部；50…转子；51…磁性部件；52…旋转轴；60…焊锡；70…开关；71…滑动部。