电动机的制作方法

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：
电动机作为驱动源用于各种用途，多装入各种产品内部使用。例 如用于鼓风机、冷冻空调用的压缩机，而且也用于汽车的电动车窗或 雨刷器等所谓的辅机类等。这样，对装入产品内部的电动机不仅要求 高效率化，而且还要求小型化(薄型化)或者提高组装性。因此，对 用于实现高效率化、小型化、组装性提高的转子或定子的形状进行了 研究。
在专利文献l中，发表了用于小型化和提高生产效率的步进马达
的构成，在专利文献2中发表了为了进行铁芯的旋转方向的定位、在 铁芯平坦部的外周具有定位用的V形槽的构成。并且，在专利文献3 中发表了多相爪极型马达，通过将磁性粉压缩成形，获得虽然制造简 单但形状复杂的爪形磁极，实现马达的高效率化。
在专利文献4至6中发表了关于铁芯的定位使用线圏骨架的构成。
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7>净艮
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〃>才艮
专利文献6:(日本)特开平10-295070号公才艮
铁芯的定位对于提高制造效率且实现电动机的小型化和高效率化 非常重要。尤其是，在相向地设置具有磁极的铁芯的构成中，两个铁 芯的错位影响磁场的形成，因此，需要实现定位的简单化。专利文献1是将金属板成形为相同形状后作为一对定子使用，在
其上形成定位孔和贯通孔进行定位。并且，在专利文献2中，在铁芯 平坦部的外周具有V形槽，利用定位用的滑块进行铁芯的旋转方向的 定位。而且，在专利文献3中，在铁芯上设置凸部和凹槽，或者设置 嵌合突起和嵌合孔(参照图15至图18)，通过这样进行定位。
如专利文献1至3所示，在铁芯上设置定位结构的情况下，要求 有足够的铁芯强度。在专利文献l中，由于使用利用模具成形金属板 的铁芯，虽然容易成形定位孔，但在铁芯强度低的情况下，由于设置 贯通孔而导致强度进一步降低，导致在之后的制造工序中的处理性和 可靠性降低。
尤其是，专利文献3是使用将磁性粉压缩成形的铁芯，尽管容易 形成磁极，但铁芯本身只不过是压缩了磁性粉的构造，不容易确保充 分的强度。因此，不设置贯通孔，而釆用凹凸形状进行定位，但导致 形状的复杂化。能够得到复杂形状的爪型磁极虽然是压缩成形的优点 之一，但定位结构与爪型磁极不同，进行定位后的电动机对实现高效 率没有帮助，因此，在强度方面希望简单的形状。
专利文献4至6使用线圏骨架进行定位，在专利文献4中，使用 线圏骨架的定位用突部和设置在铁芯外周部的切槽进行嵌合的定位 (参照段落0037等)，在铁芯上具有定位结构，在这点上会与专利文 献1至3产生同样的问题。
专利文献5至6发表了具有向线圏骨架的内周侧突出的定位部的 示例，通过这样虽然可以实现铁芯的定位，但这些都是向设置有转子 的内周侧突出的构成，因此，定位部的存在对磁极的形状或磁极间的 距离产生影响，限制了高效率化。
如上所述，尤其是使用对磁性粉进行压缩成形后的铁芯的情况下， 要求强度、铁芯形状的简单化。 一面举例一面说明在对形成单个相的 两个相向的铁芯(以下指两个铁芯、称为"上下铁芯")进行定位时以 简单的铁芯形状可进行定位的方法和此时可能产生的问题。
图8是为了进行铁芯定位，在铁芯外周的接合面设置凹凸，通过将其组合使爪型磁极的间隔相同的示例。该示例表示这样的情况，即 在压缩成形磁性粉得到压粉磁芯时，为了防止模具的应力集中引起的 破损或将成形体从模具中取出时由于成形体的回弹而与模具粘合使成 形体本身破损，而使该凹凸形状的侧面倾斜。
该压粉磁芯由于是将铁粉压缩成形、按压凝固而成，因此，除强 度以外，相对成形时的加压方向很难得到尺寸精度。因此，凹凸的高 度方向参差不齐。
此时，在相互卡合的凹凸中、凸部高于凹部的情况下，在上下铁
芯接合面上会产生间隙(参照图8 (b))。相反，在凸部比凹部的深度 低的情况下，在凹凸间的侧面产生间隙(参照图8 (c)),因此，上下 铁芯的位置精度，尤其是旋转方向的精度差而发生错位。
图8(b)、图8 (c)所示的状态是使电动机特性恶化的原因，不 仅导致电动机的性能降低，而且容易使电动机的性能参差不齐，即， 使批量生产的电动机产生个体差异。

发明内容
本发明鉴于上述课题而做出，其目的是提供既提高生产效率和高 效率化又能实现小型、薄型的电动机。
为了实现上述目的，本申请涉及一种电动机，具有将压缩了磁性 粉的圆环形的成形体相向设置的定子铁芯，上述成形体在周向具有多 个爪型磁极， 一个成形体的爪型磁极位于另一个成形体的爪型磁极之 间；本申请的第一发明的特征在于，在上述定子铁芯内具有巻绕了线 圏的线圏骨架，在该线圏骨架上具有进行上述成形体的周向定位的突 起。
并且，本申请的第二发明的特征在于，在上述定子铁芯内的上述 成形体之间设置巻绕了线圏的线圏骨架，该线圏骨架具有突起，所述 突起向着上述成形体突出、通过与上述成形体卡合限制上述成形体向 周向错位。
并且，本申请的第三发明是一种电动机，具有压缩磁性粉而成形出具有圆环形的基部和从该基部突出在周向形成多个爪型磁极的成形 体并相向设置该成形体的定子铁芯， 一个成形体的爪型磁极位于另一 个成形体的爪型磁极之间，其特征在于，
在相向设置的成形体之间，在上述爪型磁极的外周侧具有巻绕线
圏的线圈骨架，
上述线圏骨架在两面具有向着上述成形体突出的多个突起， 上述成形体在上述基部的内周侧，在上述爪型磁极之间具有多个 凹状部，
上述突起位于上述凹状部内。
第三发明的更好的方式是，第一， 一个成形体上的爪型磁极间的
距离Ll大于上述爪型磁极的宽度L2，在组合上述成形体和上述线圏 骨架的状态下，上述凹状部的宽度和上述突起的宽度相等。
第二，上述突起在上述凹状部内、位于上述凹状部的底部与上述 爪型》兹极的前端部之间， 一个爪型磁极和与该爪型》兹极相邻的爪型/P兹 极之间的距离L4小于上述爪型磁极的前端部和上述凹状部的底部的 距离L5。
上述各构成中的更理想的具体方式如下。
(1) 上述突起在上述线圏骨架的两侧相互不同地突出。
(2) 具有由上述定子铁芯、上述线圏骨架和上述线圏组合的定 子；夹住上述定子地安装的托架；以及被设置在上述托架上的轴承支 承、以旋转轴为中心旋转的转子。
(3) 具有将上述定子铁芯、上述线圏骨架以及上述线圈按三个 相部分层叠组装的定子；夹住上述定子地安装的托架；以及被设置在 上述托架上的轴承支承、以旋转轴为中心旋转的转子。
根据本发明，可提供既提高生产效率和实现高效率又实现小型薄 型的电动才几。


图l是定子的单个相部分(附图标记3)的分解立体图。图2是三相爪齿型(Claw Teeth)电动才几的分解图。 图3是表示定子剖面的图。
图4是表示定子内部的三个相部分的定子形状的外观立体图。 图5是对由三相形成的定子中单个相部分进行分解表示的图。 图6是表示进行上下铁芯定位的其他示例的图。 图7是表示本实施方式的FFU的结构的图。 图8是表示铁芯定位例和课题的图。
具体实施例方式
以下利用附图就本发明的实施方式进行说明。在本栏中，就使用 将压缩了磁性粉的成形体相向地设置在定子的铁芯上、在该由压粉磁 芯形成的成形体上不形成特别的凹凸地进行定位的构成进行说明。首 先，利用图1和图2就本实施方式的电动机的构成进行说明。
图1是本实施方式的电动机使用的定子的单个相部分(附图标记 3)的分解立体图。如图l所示，上下铁芯采用使压缩磁性粉成形的压 粉铁芯2相向的构成，通过这样形成定子铁芯。即，在本实施方式中， 通过相向设置形状相同的压粉铁芯2,构成单个相部分的上下铁芯。
在压粉铁芯2上形成多个爪型磁极2a，组合上下铁芯，以使一方 的压粉铁芯2的爪型磁极2a和另 一方的压粉铁芯2的爪型磁极2a互 不干涉。因此，在本实施方式所示的例中，对接上下铁芯，24个爪型 磁极与定子的内周面相邻地设置。
线圏骨架l被夹持在这些相向设置的压粉铁芯2之间。线圏巻绕 在线圈骨架l上，通过使电流向该线圏流动，电动机进行旋转。并且， 在线圏骨架1上具有铁芯定位用的突起la。突起la的作用效果如后 所述。
图2是三相爪齿型电动机的分解图。定子10通过三相层叠图1 所示的上下铁芯2、线圏骨架l和线圏而形成，在该定子10的中心插 入转子11，该转子通过组合轴、转子铁芯和磁铁形成。定子10的两 侧设置托架，在图2中，定子10的两端面被负荷侧托架12a和负荷相反侧托架12b夹住。转子11被轴承13支承，形成它们的层叠结构， 利用贯通螺钉14固定各构成。
图3是表示图2所示的定子10的剖面的图，图4是表示定子10 内部的三个相部分的定子形状的外观立体图。图5是在图4的由三相 形成的定子10中、对单个相部分3进行分解表示的图，表示在两个相 对的压粉铁芯2之间夹入将铜线巻绕在绝缘用线圏骨架1上制作的线
并且，在压粉铁芯2的外周侧面设置凹部。通过组合上下铁芯、 该凹部成为开口部，将线圏从该处拉出。三相层叠时，也在三处形成 该线圏拉出部，但通过接近地设置它们，可用简单的构成形成电动机。
如图1至5所示，设置在压粉铁芯2上的爪型磁极2a相邻地设置 在定子10的内周面、即与转子11相向的部分上，通过电流在线圏4 流动，在相邻的电磁间产生磁通。通过这样，转子ll产生旋转力、发 挥电动机的作用。
以下，以具体的构成为例就本实施方式的上下铁芯的定位进行说明。
[实施例1
如图l所示，使由磁性粉的成形体形成的压粉铁芯2相向的构成 作为上下铁芯使用，设置在压粉铁芯2上的爪型磁极2a相邻地设置。 并且，线圏骨架1具有多个铁芯定位用的突起la。突起la向着夹住 线圏骨架1的压粉铁芯2、向上下两侧突出，该突起la插入在压粉铁 芯2的爪型磁极2a之间。另外，如图1所示，向上下两侧突出的突起 la在上下互不相同地突出，容易插入后述的凹状部2b内。
压粉铁芯2和线圈骨架1使用圆环形状的构成，如图l所示，组 合两个铁芯，使一方的压粉铁芯2的爪型磁极2a和另一方的压粉铁芯 2的爪型磁极2a互不相同地排列。此时，在组合上下铁芯的状态下、 使相邻的爪型磁极2a间的距离为L4。
这样，为了组合上下铁芯，构成定子10的内周面的爪型磁极2a 的圆周方向的宽度L2小于爪型磁极2a间的间距L1。并且，圆环形的压粉铁芯2在平面形状的基部2，、在爪型磁极2a 之间具有凹状部2b。如图所示，该凹状部2b在爪型磁极2a之间、在 基部2，的圆环面形成凹陷形状，在基部2，的圆环面不设置切槽等特 别的凹凸形状地形成。
在组合上下铁芯的状态下，由于另一方的压粉铁芯2的爪型磁极 2a的前端部位于凹状部2b内，因此，大于压粉铁芯2的内周部上的 凹状部2b的宽度L2。并且，线圏骨架1的突起la插入该凹状部2b 的根部。因此，在组合了压粉铁芯2和线圏骨架1的状态下，凹状部 2b的圆周方向的宽度L3与设置在线圏骨架1上的突起la的宽度L3 相同。
通过具有上述的构成，线圏骨架1的突起la插入压粉铁芯2的凹 状部2b，进行上下铁芯的定位，压粉铁芯2不会在旋转方向移位。并 且，由于突起la不是向内周侧、而是向各压粉铁芯2侧突出，因此， 对在转子11侧相邻的爪型磁极2a的设置没有影响，可将相邻的爪型 磁极2a间的距离L4控制在所需要的值。
并且，通过将爪型磁极2a的前端部收纳在凹状部2b内，可不与 相向的压粉铁芯的基部2，干涉地将爪型磁极2a排列在与转子11相 向的内周部。即，形成使爪型磁极2a的前端部可延伸到相向的压粉铁 芯2的基部2，的圆环面的构成，可形成有效的磁路。
而且，在相互相向的上下铁芯上，虽然在相邻的爪型磁极2a之间 形成磁路，但由于使爪型磁极2a的前端部和基部2，之间的距离L5 大于相邻的爪型磁极2a间的距离L4的同时，使绝缘材料形成的线圏 骨架1的突起la位于爪型磁极2a的前端部和基部2，之间，因此， 可抑制磁通的泄漏，形成高效率的构成。即，由于相邻的爪型磁极间 的距离L4小于爪型磁极2a的前端部和凹状部2b的底部(基部2，) 的距离L5，因此可降低对通电时形成的磁通的影响。同时，由于突起 la的直径方向的宽度L6与L5大致相同，因此，有助于降低磁通泄漏。
如上所述，使用线圏骨架的情况下，通过在线圏骨架l的两面设置与铁芯2配合的突起la，组合线圏骨架1和铁芯2，在组合铁芯2 形成定子铁芯时，可将两者定位在需要的角度。并且，可通过凹状部 2b、突起la和爪型磁极2a的位置关系，抑制磁通的泄漏、实现高效 率化。
图6是表示与实施例1不同的进行上下铁芯定位的例子的图。如 上所述，本实施方式的压粉铁芯2由压缩了磁性粉的成形体形成，在 这点上实施例2也是相同的。以下，除了特别所示的构成以外，与l 实施例相同，因此省略详细说明。
实施例2的特征是上下铁芯的定位使用模具。具体如下。在本实 施方式中，使用将压缩了磁性粉的成形体相向设置的铁芯2，利用树 脂将该压粉铁芯2进行模塑后使用。对成形体进行模塑时，为了保持 成形体而使用模具。
图6是表示在第二实施例中使用的模具的示例的图。该模塑模具 5具有成形体的保持部，被模塑的成形体设置在该保持部。在本实施 方式中，由于使压粉铁芯2相向设置、构成定子铁芯，因此，也将模 具形成上模和下模成套使用。另夕卜，在以下的说明中，图6表示下模。 即，图6的左图是下模的俯视图，右图是中心线的剖视图。
如果使用这样的模具，将压粉铁芯2相向设置、利用树脂进行模 塑时，如果在上下的模具上，分别进行周向的定位，则可定位模塑后 的上下铁芯、进行固定。因此，不使用线圏骨架就可进行压粉铁芯2 的周向的定位。
如图6所示，本实施例的模具5在上下的模塑模具上具有成形体 的保持部，在该保持部具有与压粉铁芯2的爪型磁极2a或凹状部2b 进行精密配合的突起5a。通过这样，限制压粉铁芯2在模具5上进行 周向移动，从而进行定位。另一方面，与该压粉铁芯2相向设置的压 粉铁芯也同样通过无图示的上模进行定位。
因此，通过组合上下模具、 一面保持该状态一面进行模塑树脂成 型，可在定位的状态下得到定子铁芯。因此，可等间距地设置爪型磁 极2a。并且，在后面的制造工序中，可提高定子3的处理性。图7是表示使用上述的实施例1或实施例2所示的电动机的一例 的图，该例表示FFU。风扇21安装在电动机20的旋转轴上，与过滤 器23 —起收纳在框体22内，构成风机过滤机组(FFU )。框体22在 上方具有开口部，通过风扇21的旋转，从开口部吸入空气。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下方的 过滤器23。
因此，空气在通过过滤器23时被过滤，作为清洁的空气向过滤器 23的下游侧(图中的下部)排出。FFU在运转中不断地向清洁室内供 给清除了灰尘等的空气，保持清洁室内清洁。
本实施方式的FFU由于安装在清洁室的顶板部，因此严格要求薄 型化。由于过滤器23、电动机20和风扇21安装在框体22上，因此 通过实现电动机20的小型化，FFU也可实现小型化。
权利要求
1. 一种电动机，具有将压缩了磁性粉的圆环形的成形体相向设置的定子铁芯，所述成形体在周向具有多个爪型磁极，一个成形体的爪型磁极位于另一个成形体的爪型磁极之间，其特征在于，在所述定子铁芯内具有卷绕线圈的线圈骨架，在该线圈骨架上具有进行所述成形体的周向定位的突起。
2. —种电动机，具有将压缩了磁性粉的圆环形的成形体相向设置 的定子铁芯，所述成形体在周向具有多个爪型磁极， 一个成形体的爪 型磁极位于另一个成形体的爪型磁极之间，其特征在于，在所述定子铁芯内的所述成形体之间设置巻绕线圏的线圏骨架， 该线圏骨架具有突起，所述突起向着所述成形体突出，通过与所 述成形体卡合来限制所述成形体的周向错位。
3. —种电动机，具有相向设置有成形体的定子铁芯，所述成形体 通过压缩磁性粉而成形并具有圆环形的基部和从该基部突出而在周向 形成多个的爪型磁极， 一个成形体的爪型磁极位于另一个成形体的爪 型磁极之间，其特征在于，在相向设置的成形体之间且在所述爪型磁极的外周側，具有巻绕 线圏的线圏骨架，所述线圏骨架在两面具有向着所述成形体突出的多个突起，所述成形体在所述基部的内周侧且在所述爪型磁极之间具有多个 凹状部，所述突起位于所述凹状部内。
4. 如权利要求3所述的电动机，其特征在于， 一个成形体上的爪 型磁极间的距离(Ll)大于所述爪型磁极的宽度(L2)，在组合所述 成形体和所述线圏骨架的状态下，所述凹状部的宽度和所述突起的宽 度相等。
5. 如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述突起在所述凹 状部内位于所述凹状部的底部与所述爪型/P兹极的前端部之间，一个爪型磁极和与该爪型》兹极相邻的爪型》兹才及之间的距离(L4 ) 小于所述爪型磁极的前端部和所述凹状部的底部的距离(L5)。
6. 如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述突起在所述线 圏骨架的两侧相互不同地突出。
7. 如权利要求2所述的电动机，其特征在于，所述突起在所述线 圏骨架的两侧相互不同地突出。
8. 如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述突起在所述线 圈骨架的两侧相互不同地突出。
9. 如权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述突起在所述线 圏骨架的两侧相互不同地突出。
10. 如权利要求5所述的电动机，其特征在于，所述突起在所述 线圏骨架的两侧相互不同地突出。
11. 如权利要求1所述的电动机，其特征在于，具有由所述定 子铁芯、所述线圏骨架和所述线圏组合的定子；以夹住所述定子的方 式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承支承而以旋转轴为中 心旋转的转子。
12. 如权利要求2所述的电动机，其特征在于，具有由所述定 子铁芯、所述线圏骨架和所述线圏组合的定子；以夹住所述定子的方 式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承支承而以旋转轴为中 心旋转的转子。
13. 如权利要求3所述的电动机，其特征在于，具有由所述定 子铁芯、所述线圏骨架和所述线圏组合的定子；以夹住所述定子的方 式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承支承而以旋转轴为中 心旋转的转子。
14. 如权利要求4所述的电动机，其特征在于，具有由所述定 子铁芯、所述线圏骨架和所述线圏组合的定子；以夹住所述定子的方 式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承支承而以旋转轴为中 心旋转的转子。
15. 如权利要求5所述的电动机，其特征在于，具有由所述定子铁芯、所述线圈骨架和所述线圏组合的定子；以夹住所述定子的方 式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承支承而以旋转轴为中 心旋转的转子。
16. 如权利要求1所述的电动机，其特征在于，具有将所述定 子铁芯、所述线圏骨架以及所述线圏按三个相部分层叠组装的定子； 以夹住所述定子的方式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承 支承而以旋转轴为中心旋转的转子。
17. 如权利要求2所述的电动机，其特征在于，具有将所述定 子铁芯、所述线圏骨架以及所述线圏按三个相部分层叠组装的定子； 以夹住所述定子的方式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承 支承而以旋转轴为中心旋转的转子。
18. 如权利要求3所述的电动机，其特征在于，具有将所述定 子铁芯、所述线圏骨架以及所述线圏按三个相部分层叠组装的定子； 以夹住所述定子的方式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承 支承而以旋转轴为中心旋转的转子。
19. 如权利要求4所述的电动机，其特征在于，具有将所述定 子铁芯、所述线圏骨架以及所述线圏按三个相部分层叠组装的定子； 以夹住所述定子的方式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承 支承而以旋转轴为中心旋转的转子。
20. 如权利要求5所述的电动机，其特征在于，具有将所述定 子铁芯、所述线圏骨架以及所述线圏按三个相部分层叠组装的定子； 以夹住所述定子的方式安装的托架；以及由设置在所述托架上的轴承 支承而以旋转轴为中心旋转的转子。
全文摘要
本发明能够提供一种电动机，采用将压缩了磁性粉的圆环形的成形体相向设置的定子铁芯(2)，在定子铁芯(2)内具有卷绕线圈的线圈骨架(1)，在该线圈骨架(1)上具有进行成形体的周向定位的突起(1a)。通过这样，容易进行定子铁芯的周向的定位，实现了生产效率的提高和高效率化，而且是小型的、薄型的。
文档编号H02K37/12GK101453154SQ20081017968
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月5日 优先权日2007年12月7日
发明者佐藤和雄, 天池将, 安部恵辅, 高桥秀一 申请人:株式会社日立制作所