专利名称：电动机和使用该电动机的风扇装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供电动机的技术。
背景技术：
电动机广泛用于各种领域。作为电动机的形式之一，有具有爪形磁极的电动机。例如，在专利文献l (日本特开2001-161054号公报)、 专利文献2 (日本特表2003-513599号公报)中公开了其结构。首先，在专利文献1中，电动机的单相定子由使电流流动的圆形 的线圈、 一对爪形磁极、和包围线圈周围并与上述爪形磁路一起形成 磁路的磁性体构成。在三相电动机的情况下，通过使用三组该单相定子形成定子。如 果向这三组定子施加三相电压，在固定永久磁铁的转子上产生转矩， 可使转子旋转。这种电动机的特征为，与现有电动机相比，没有线圈 末端，可以实现电动机的小型化。另外，在专利文献2中，公开了例如为了构成三相电动机，如专 利文献1所述，不组合三组单相定子，而通过在一组定子中设置三相 线圈，形成薄型结构的电动机。但是，在图17所示的参考例中，通过使具有爪形齿的定子芯81、 83相向组合，形成单相定子的磁路。在能够组合定子芯81、 83的内部 空间内置线圈82，构成单相定子80。如图11所示，重叠与它同样的 单相定子85、 86，形成三相定子，通过组合转子，能够构成三相电动 机100。利用压力机由磁性粉末体使具有这种爪形磁极的定子芯--体成 型的方法的特征为，能够容易形成三维形状。在构成由这种磁性粉末体成型的具有爪形磁极的定子的电动机 中，存在以下问题。为了由磁性粉末体使定子芯一体成型，得到规定 的性能，需要提高定子芯的质量密度。由于这样，要求使用一体成型 时压缩力大的压力机。特别是，使大输出的电动机一体成型，从压力
机的性能上有界限。因此，为了由磁性粉末体构成大输出的电动机，需要使分割定子 芯后的分割芯一体成型，然后利用多个分割芯组装成定子。由于这种 定子的组装精度对电动机特性有影响，因此存在提高定子芯组装精度 的问题。另外，在使二个定子芯相对形成单相定子芯的情况下，提高 组装精度也成为问题。发明内容为了解决上述问题，考虑以下的对策。本发明提供一种电动机，具备定子，具有多个单相定子，该单 相定子由具有爪形齿的一对定子芯和在该爪形齿上产生磁通的线圈构 成；和转子，在旋转轴上产生转矩。定子芯具有相同形状的多个分割芯，这些分割芯具有凹部和与其嵌合的凸部。这样，通过使用多个相同形状的分割芯，形成一个定子芯。通过使用2个该定子芯作为1对， 夹住线圈并相对组合，形成单相定子。这时，形成分割芯的形状，使 得一个定子芯的凹部、凸部配置在与相对的定子芯的凸部、凹部分别 嵌合的位置上。这样，容易高精度地组装定子。特别是，使一个定子 芯的分割芯与另一定子芯的分割芯为彼此错开的砖砌式结构，形成各 自的凸部、凹部嵌合的形状，能够提高定子的强度。另外，本发明提供一种电动机，具备转子，以旋转轴为中心进 行旋转；和定子，该定子由多个定子芯相对形成，该定子芯具有插入 多个线圈的柱状芯部和爪形齿，该多个线圈平面配置于以所述旋转轴 为中心的同一平面上。定子芯至少在一个柱状芯部具有凹部，至少在 一个柱状芯具有与上述凹部嵌合的凸部。在相对的定子芯的柱状芯部 中，通过凹部与凸部嵌合、凸部与凹部嵌合，能够提高固定强度和组 装精度。根据上述结构，通过形成分割芯的形状，能够提高组装定子的容 易性，提高组装精度。另外，例如将上述结构的电动机用于风扇装置时，能够提供例如 比现有风扇装置薄的风扇装置。采用本发明，能够提供可靠性高于现有技术的电动机和使用该电
动机的风扇。
图1为本发明特征的外转型三相电动机的分解图。图2为图1的外转型三相电动机的组装定子后的外观图。 图3为图1的外转型三相电动机的截面图。图4为表示本发明特征的定子6分割结构的外转型三相电动机与 图1不同的另一实施例的定子的分解图。图5为图4的外转型三相电动机的组装定子后的外观图。 图6为图4的外转型三相电动机的截面图。图7为表示本发明特征的定子6分割结构的外转型三相电动机与 图4不同的另一实施例的一对定子芯的顶视图。图8为图7的定子6分割结构的外转型三相电动机的分割芯的外 观图。图9为表示本发明特征的定子6分割结构的外转型三相电动机与 图4、图7的柱状芯部的形状不同的另一实施例的一对定子芯的顶视 图。图10为本发明特征的内转型三相电动机的单相定子的外观图。 图11为由图10的三组单相定子构成的内转型三相电动机的截面图。图12为仅分解图10的内转型电动机的单相定子中的一个分割芯 的分解图。图13为表示本发明特征的内转型三相电动机与图10不同的另一 实施例的单相定子的外观图。图14为图12的实施例的分割芯的外观图。图15为表示本发明特征的内转型三相电动机，与图10、图13不 同的另一实施例的定子芯的外观图。图16为图15的内转型三相电动机的分割芯的外观图。图n为用于说明本发明实施例的具有爪形齿的内转型三相电动机的单相定子的分解图。图18为使用本发明实施例的电动机的风扇装置的截面图。
具体实施方式
下面，利用
本发明的实施例。图1为本发明特征的外转型三相电动机的实施例，为分解成构成该电动机的转子10和定子20的分解图。转子10由将输出传递给负荷 的旋转部件U、贴附在其内部并产生磁通的圆筒形磁铁13和作为旋转 中心的旋转轴12构成。通过以图1的直线A-A'为中心轴，在与旋转轴 12成为一体的旋转部件11中内装入磁铁13，形成转子10。定子20大致包括使电流在电动机中流动的线圈22;形成由线圈 22的电流产生的磁通的磁路的定子芯21、 23;用于将定子安装在规定 的设置位置的固定部件24;和支承旋转轴12的轴承25。在图1的实 施例中，表示电动机的极数为14极、定子的爪形齿的数目为12的情 况。当以图1的直线B-B'为中心轴组装这些零件时，形成图2所示形 状的外转型三相电动机的定子20。通过在以图1的直线A-A'为中心轴 组装的转子10中，插入以直线B-B'为中心轴组装的定子20，能够形成 外转型三相电动机。在图3中表示从外转型三相电动机的正面和侧面 观察的截面图。在图1中，定子芯21和定子芯23为相同形状的成型体，通过使 它们相对，形成定子芯21的爪形齿211a 211f与定子芯23的爪形齿 231a 231f交替并且相互进入另一个爪形齿间的状态。如图2所示， 形成爪形齿之间存在空隙的结构。定子芯21和定子芯23分别具有柱 状芯部212a 212c、 232a c。在柱状芯部212a、 232a的中央部分别 设置有凸部213a、 233a，在柱状芯部212b、 232b的中央部分别设置有 凹部214b、 234b。并且，分别在柱状芯部212c上设置有凸部213c、 凹部214c，在柱状芯部232c上设置有凸部233c、凹部234c。下面，说明定子芯21、 23中的凸部、凹部的关系。考虑以图3所 示的直线C-C'为中心轴的正视截面图。柱状芯部232a的凸部233a和 柱状芯部232b的凹部234b按照以直线C-C'为中心的线对称的位置关 系配置。并且，柱状芯部232c的凸部233c和凹部234c也按照以直线 C-C'为中心的线对称的方式配置。利用这种配置，当使定子芯21与定 子芯23相对时，定子芯21的凸部213a与定子芯23的凹部234b嵌合。同样，定子芯21的凸部213c和凹部214b、 214c分别与定子芯23的 凹部234c和凸部233a、 233c嵌合。这样，定子芯21和定子芯23具有 高精度和高强度，并且能够容易地进行组装，具有能够保持电动机特 性的均匀性的效果。另外，可以为除去定子芯21、 23的柱状芯部212c、 232c的凸部 213c、 233c和凹部214c、 234c的简易形状，能够确保组装的容易性和 组装的精度。图4为与图1不同的另一实施例，为将定子30进行6分割的结构 时的外转型三相电动机的示例。图4为将该定子分解的分解图。与图1 的定子芯21对应的定子芯31分割为分割芯31a、 31b、 31c。同样，与 图1的定子芯23对应的定子芯33分割为分割芯33a、 33b、 33c。并且， 这些分割芯全部为相同形状，由磁性粉末体一体成型时，可以以低廉 的价格制造。各分割芯具有二个柱状芯部，在各柱状芯部具有一个个 的凸部和凹部。其中，分割芯31c的柱状芯部312c的凸部和凹部分别 与分割芯33c的柱状芯部332c的凹部334c和凸部333c嵌合，由此能 够进行固定。同样，柱状芯部312f的凸部和凹部分别与分割芯33b的 柱状芯部332e的凹部334e和凸部333e嵌合，能够进行固定。这样， 使定子芯31的分割芯31a、 31b、 31c与定子芯33的分割芯33a、 33b、 33c彼此错开地形成砖砌状。图5为在柱状芯部中插入线圈32a 32f、组装图4的定子芯时的 外观图。此外，图6表示包含磁铁13和由旋转部件11构成的转子的6 分割结构的外转型三相电动机的截面图。通过在柱状芯部牢固地嵌合， 并使分割芯形成如砖砌状，能够高精度且容易地组装定子30，因此能 够降低成本。图7为与图1、图4的嵌合方法不同的另一实施例。使用分割芯 43a代替图4所示的分割芯33a。分割芯43a具有柱状芯部432a、 432d， 包含爪形齿431a、 431d，具有结构简单的特点。与图4的实施例同样， 通过使用共6个与图7所示的分割芯43a形状相同的分割芯，如砖砌 层状组合，能够构成图8的截面图所示的6分割结构的外转型电动机。从表面上看，图7的分割芯的形状看上去为不具有凹部的结构， 但作为凸部的柱状芯部432a、 432d之间成为凹部。仅这些分割芯部件 是零零散散的，下面说明利用该分割芯的形状牢固地嵌合的情况。在图8中，定子芯43由分割芯43a、 43b、 43c构成。分割芯的柱状芯部 432a与形成定子芯41 一部分的分割芯41b的柱状芯部412b成为一体， 构成一个柱状芯部。同时，分割芯41b的另一个柱状芯部412e与分割 芯43c的柱状芯部432f成为一体，构成另一个柱状芯部。如图8所示， 如果用6个分割芯组装成砖砌状，定子40在相对于旋转轴的圆周方向 能够保持强度。即，通过采用图7所示的柱状芯部的形状，形成砖砌 状而具备嵌合部位。在图7的情况下，看起来不具有凹部，但利用多 个(这里为二个)柱状芯部432a、 432d，具有固定其他分割芯的效果。 因此，本实施例能够以简易的形状制成用于使芯一体成型的金属模， 因此能够有效地降低成本。图9的实施例的柱状芯部932a、 932d的形状与图7的柱状芯部 432a、 432d不同，与图7的实施例的考虑方式相同，因此能够作为定 子容易地进行固定。即，柱状芯部932a、 932d之间成为凹部。另外， 在本实施例中，柱状芯部的下部形状与线圈形状大致相同，当插入线 圈时，能够容易进行定位，有效地减少电动机组装的工序数。图10与图1 图9的实施例不同，为适用于内转型三相电动机的 实施例，为单相定子50的外观图。单相定子由分割芯51a、 51b、 53a、 53b和线圈52构成，这4个分割芯具有相同形状。装入三相电动机时 的截面图为已说明的图11所示的截面图。图12为仅分解图10的单相定子的分割芯51a的图。分割芯51a 具有爪形齿511a、 511c和凸部513a、 513c以及凹部514a、 514c。分割 芯51a的凸部513a、凹部514a分别与分割芯53b的凹部534b、凸部 533a嵌合。同样，由于分割芯51a的凸部513c、凹部514c与分割芯 53a的凹部534c、凸部533c嵌合，所以尽管单相定子使用分割芯，也 能够进行固定。图13为与图10不同的另一实施例，为将分割芯的凹部形成一个 时的单相定子60的外观图。图14为图13的分割芯63a的外观图，具 有外周部的凸部633a、 633c和凹部634a。通过将分割芯61a、 61b的 各一个凸部插入凹部634a中，能够作为单相定子牢固地嵌合。采用本 实施例，能够利用简单的形状制造组装性和组装精度优异的电动机，
因此能够以低廉的价格提供品质优良的电动机。图15与图10、图13不同，为分割芯数为8个时的实施例，是单 相定子70的外观图。图15使分割芯数与齿的数目相同。图16为表示 图15的分割芯73a形状的外观图，具有爪形齿731a、凸部733a和733e、 凹部734a。当从旋转轴观察圆周方向时，形成爪形齿731a的中心与凹 部734a的中心基本一致的结构。由此，当嵌合8个分割芯时，爪形齿 的间隔大致均匀，具有能够用结构小的电动机产生大的转矩的特征。 另外，分割芯的形状简单，制造金属模容易。下面，在图18中表示安装有上述实施例的电动机的风扇装置。 在图3中，在固定于风扇框架800上的电动机固定部件810上， 安装电动机的定子820。在转子830上安装旋转翼840，与转子830 —体旋转。当旋转翼840旋转时，形成空气等氛围气、流体从图18的上部向 下部流动的结构。形成在风扇装置的下部安装有过滤器850的结构，该过滤器用于 除去空气等氛围气体、流体中包含的一起流动的粉尘、尘埃等物质。在图18的风扇装置中，由于使用上述实施例的电动机，即使比现 有装置大型化，也能够较容易做到比现有装置薄。此外，上述实施例中说明的为适用于三相电动机的实施例，当然 也适用于二相电动机或多相电动机。凹部、凸部形状说明了为方形的 情况，当然，也可以为利用梯形的凹部、凸部进行
权利要求
1.一种电动机，其特征在于，具备转子，以旋转轴为中心进行旋转；和定子，设有第一定子芯和第二定子芯，所述第一定子芯在以所述旋转轴为中心的圆的圆周方向排列有多个芯部，该芯部具有配置线圈的柱状芯部和爪形齿，所述第二定子芯在以所述旋转轴为中心的圆的圆周方向排列有多个芯部，该芯部具有配置线圈的柱状芯部和爪形齿，并且，该定子使第一定子芯与第二定子芯对合、在多个所述柱状芯部设置有线圈，其中，所述第一、第二定子芯至少在一个柱状芯部具有凹部，至少在一个柱状芯部具有与所述凹部嵌合的凸部。
2. —种电动机，其特征在于，具备-转子，以旋转轴为中心进行旋转；和定子，设有第一定子芯和第二定子芯，所述第一定子芯在以所述 旋转轴为中心的圆的圆周方向排列有多个芯部，该芯部具有配置线圈 的柱状芯部和爪形齿，所述第二定子芯在以所述旋转轴为中心的圆的 圆周方向排列有多个芯部，该芯部具有配置线圈的柱状芯部和爪形齿， 并且，该定子使第一定子芯与第二定子芯对合、在多个所述柱状芯部 设置有线圈，其中，所述第一、第二定子芯为相同形状，且具有多个分割芯， 并且该分割芯具有多个柱状芯部，具有与相对的分割芯彼此错开的砖 砌式的嵌合部。
3. —种电动机，其特征在于，具备转子，以旋转轴为中心进行旋转；和定子，该定子由多个定子芯相对形成，该定子芯具有配置多个线 圈的柱状芯部和爪形齿，该多个线圈平面配置于以所述旋转轴为中心的同一平面上，其中，所述定子芯至少在一个柱状芯部具有凹部，至少在一个柱 状芯具有与所述凹部嵌合的凸部。
4. 一种电动机，其特征在于，具备 转子，以旋转轴为中心进行旋转；和定子，该定子由多个定子芯相对形成，该定子芯具有配置多个线 圈的柱状芯部和爪形齿，该多个线圈平面配置于以所述旋转轴为中心 的同一平面上，其中，所述定子芯为相同形状，且具有多个分割芯，并且该分割 芯具有多个柱状芯部，具有与相对的分割芯彼此错开的砖砌式的嵌合 部。
5. 如权利要求2或4所述的电动机，其特征在于，所述嵌合部为凹 部和凸部。
6. 如权利要求2或4所述的电动机，其特征在于，每一个所述分割 芯的柱状部为偶数。
7. —种电动机，其特征在于，具备定子，具有多个单相定子，该单相定子由具有爪形齿的一对定子 芯和在该爪形齿上产生磁通的线圈构成；和 转子，在旋转轴上产生转矩，其中，所述定子芯分成相同形状的多个分割芯，该分割芯具有凹 部和与其嵌合的凸部。
8. —种电动机，其特征在于，具备定子，具有多个单相定子，该单相定子设有具有爪形齿的一对定 子芯和在该爪形齿上产生磁通的线圈；和 转子，在旋转轴上产生转矩，其中，所述定子芯具有相同形状的多个分割芯，该分割芯具有至 少一个以上的凹部和多个凸部。
9. 如权利要求7或8所述的电动机，其特征在于，连接所述爪形齿 中心和所述凹部中心的线朝向所述旋转轴的方向。
10. 如权利要求8所述的电动机，其特征在于，所述凸部配置在分 割芯的端部，所述凹部配置在分割芯的大致中央部。
11. 如权利要求7 10中任一项所述的电动机，其特征在于，在构成一个定子芯的所述分割芯的凹部中，插入构成成对的另一定子芯的 多个所述分割芯的凸部，形成所述定子。
12. 如权利要求7或8所述的电动机，其特征在于，构成一个定子 芯的所述分割芯和构成成对的另一定子芯的所述分割芯，形成彼此错 开的砖砌式结构。
13. 如权利要求1 12中任一项所述的电动机，其特征在于，所述 分割芯通过使粉末铁心压縮成型而形成。
14. 一种风扇装置，其特征在于，具备 权利要求1 13中任一项所述的电动机； 旋转翼，安装在所述电动机的转子上；过滤器，利用所述旋转翼的旋转，除去在所述电动机的旋转轴方 向流动的流体所包含的物体；电动机固定部件，安装所述电动机的定子；和 风扇框架，支承所述过滤器和所述电动机固定部件。
全文摘要
为了构成大输出电动机，需要在使分割定子芯后的分割芯一体成型后，使用多个该分割芯，组装成定子，上述大输出电动机构成具有爪形磁极的定子。由于该定子的组装精度对电动机特性有影响，因此本发明的目的在于提高定子芯的组装精度。本发明提供一种电动机，具备定子，具有多个单相定子，该单相定子由具有爪形齿的一对定子芯和在该爪形齿上产生磁通的线圈构成；和转子，在旋转轴上产生转矩。定子芯具有相同形状的多个分割芯，这些分割芯具有凹部和与其嵌合的凸部。这样，通过使用多个相同形状的分割芯，形成一个定子芯。这时，形成分割芯的形状，使得一个定子芯的凹部、凸部配置在与相对的定子芯的凸部、凹部分别嵌合的位置上。
文档编号H02K29/00GK101150277SQ20071014650
公开日2008年3月26日 申请日期2007年8月17日 优先权日2006年9月20日
发明者伊藤元哉, 天野寿人, 山崎克之, 惠比根一秀, 森永茂树, 榎本裕治, 正木良三 申请人:株式会社日立产机系统