定子和具有该定子的电动机的制作方法与工艺

本发明涉及电动机的定子和具有该定子的电动机。

背景技术：
电动机具有转子和定子。该定子包括定子铁芯，其中电机线圈分别缠绕在齿部和绝缘体上。为了提高电机的性能，电磁线尽可能多地缠绕在形成于定子铁芯的齿部之间的开槽中，以便增大线圈的空间系数。通常，线圈绕线机的喷嘴沿定子铁芯的层叠方向被插入形成在定子铁芯的齿部之间的开槽中，以便缠绕电磁线以形成线圈。例如，下面将解释在三相/12槽的DC无刷电机的定子铁芯上绕制电磁线的情况。将各齿部沿逆时针方向命名为第一齿部、第二齿部……。在绕制U相线圈的情况下，电磁线缠绕在第一齿部上，然后电磁线延伸至绝缘体的外周，过渡布线并缠绕在第四齿部上，电磁线进一步延伸至绝缘体的外周，以同样的方式过渡布线并缠绕在第七齿部和第十齿部上。接着，电磁线延伸至绝缘体的外周并过渡布线，然后将V相线圈缠绕在相邻的第十一齿部上。进一步地，电磁线延伸至绝缘体的外周，过渡布线并缠绕在第二齿部上。然后，电磁线延伸至绝缘体的外周，以同样的方式过渡布线并缠绕在第五齿部和第八齿部上。接着，电磁线延伸至绝缘体的外周并过渡布线，W相线圈缠绕在相邻的第九齿部上。然后，电磁线延伸至绝缘体的外周，过渡布线并依序以同样的方式缠绕在第十二齿部、第三齿部以及第六齿部上。如图7所示，附连在定子铁芯51上的绝缘体52具有从定子铁芯凸出并作用为延伸电磁线54的导向件的导向凸出部53。线圈缠绕在每个齿部上，电磁线54延伸至导向凸出部53的外周面并过渡布线至下一个齿部。例如，形成交叉部55，其中U相54a的过渡线和V相54b的过渡线彼此交叉。为了减小电动机的轴向长度，降低齿部的过渡线的高度，从而过渡线被迫彼此交叉。因此，例如，如果具有交叉部55的电动机持续用于振动施加于电动机的状态，例如电磁线54的绝缘膜的剥离问题将产生，在交叉部55中，过渡线54a和54b彼此交叉。为了去除用保护管覆盖相邻过渡线的负担，发明了一种电动机的定子(见日本特开专利公开号2001-103698)，在该定子中，在绝缘体(绕线筒)中形成有不同深度的轴向凹槽，并且过渡线被导向凸出部隔开。在日本特开专利公开号2001-103698中公开的绝缘体(绕线筒)中，当缠绕在一个齿部上的电磁线延伸并且过渡布线至另一个齿部时，延伸位置由凹槽限定，电磁线是从该延伸位置向外延伸。此外，当电磁线沿绝缘体的外周过渡布线时，过渡线由导向凸出部隔开，从而使过渡线互不接触。因此，可避免过渡线的电气接触，并且可省略绝缘步骤。然而，绝缘体的轴向长度必须增加导向凸出部的厚度，并且过渡线的布线面积必须沿轴向延伸。因此，很难在轴向上减小电机的尺寸。此外，线圈的起始端所连接到的端子的位置以及线圈的终止端所连接到的另一端子的位置是预定的。因此，当电磁线圈由线圈绕线机缠绕时，必须在将定子安装入线圈绕线机之前就确定端子的位置，由此容易产生设定误差。

技术实现要素：
因此，一种目的在于提供一种能解决常规定子的上述问题的电动机的定子。即，本发明的定子能够使延伸至绝缘体外周的过渡线平行布线，不会相交并且容易缠绕线圈。另一目的在于提供一种具有所述定子的电动机。为了达到上述目的，本发明具有以下结构。即，本发明的定子包含：环形定子铁芯；从定子铁芯径向延伸的多个齿部；偶数个槽，每个槽形成在齿部之间；覆盖齿部的绝缘体；以及缠绕在带有绝缘体的齿部上并形成在槽内的多个电机线圈，绝缘体形成为环形并具有导向凸出部，导向凸出部中的每一个对应于齿部中的每一个，从而引导电磁线，导向凸出部各自具有导向部，每个导向部包括基端部和前端部，在每个导向部中，位于基端部的至少一部分的径向厚度是薄的，前端部的径向厚度比基端部的径向厚度厚，并且导向部分别形成在沿周向布置的导向凸出部的同一侧面。具有了上述结构，当相线圈缠绕在定子铁芯的齿部上时，第一相的过渡线能从导向凸出部的基端部沿着导向部被延伸并能被过渡布线，导向凸出部的径向厚度被做得薄或者说周向宽度被做得窄。此外，第二和接下来的相的过渡线能从与导向部相同的侧面以与第一相的过渡线平行地延伸，并能过渡布线而不相交。因此，过渡线的布线面积在轴向上可较小，并且电动机的定子铁芯可以减小尺寸。在定子中，导向部可各自形成在沿周方布置的导向凸出部的同一侧面上，在每个导向部中，基端部的周向宽度被做得窄而前端部的周向宽度比基端部的周向宽度宽。具有了该结构，电磁线可由线圈绕线机从任何一个齿部开始缠绕而没有问题。因此，线圈绕线工作可以容易进行。较佳地，在每个导向部的基端部中形成槽。具有了该结构，第一相的过渡线可经由基端部的槽延伸至导向凸出部的外周面，并能被过渡布线。第二和接下来的相的过渡线能平行于第一相的过渡线而从导向部的相同侧面开始延伸并能过渡布线而不相交。较佳地，在每个导向凸出部的前端部的外周上形成有固定凸出部。具有了该结构，可防止在过渡线的轴向分离，该过渡线平行布线在导向凸出部的外周面上。在定子中，可在每个基端部中形成坡面从而朝向基端减小其宽度。具有了该结构，在第一相的过渡线沿基端部向外延伸后，第二和接下来的相的过渡线可由坡面引导并布线，而不会沿着导向凸出部的高度方向延伸。在三相或多相电机的定子中，规则缠绕在定子铁芯的任何一个齿部上的第一相的过渡线可由导向部引导，经由导向凸出部的基端部向外延伸，缠绕在另一齿部上，并且所述步骤可重复。与第一相的过渡线一同布置的第二相的过渡线可由导向部引导，经由导向凸出部的基端部从另一齿部向外延伸，缠绕在又一齿部上，并且所述步骤可重复，以及所有相的过渡线可在导向凸出部的外周面上平行地从基端部到前端部过渡布线，而不相交。具有了该结构，即使三相线圈的第一相缠绕在任何一个齿部上，过渡线可平行于第二和接下来的相的过渡线布线，而不相交。本发明的电动机可在轴向上减少尺寸，该电动机包含设置成面对本发明的定子的转子。此外，电动机可易于制造。在本发明的定子和电动机中，延伸至绝缘体的外周的过渡线能平行布线而不相交，并且线圈能易于缠绕。附图说明现在将以举例的形式并参照附图说明本发明的实施例。图1是本发明的一个实施例的电动机的截面图；图2是该电动机的定子的正视图；图3A和3B是导向凸出部的放大图；图4是沿轴向看的电动机定子的平面摄影图；图5是电动机定子的正面摄影图，其中缠绕有定子线圈；图6A是涉及本发明的另一个定子铁芯的正面图；图6B是另一定子的导向凸出部的放大图；图6C是沿图6B所示的线A-B的截面图；并且图7是常规定子的正面摄影图，其中示出有过渡线。具体实施方式现在将参照附图具体说明本发明的优选实施例。在以下的说明中，将三相/12槽的内转子型DC无刷电机作为本发明的电动机的实施例来描述。首先，将参照图1描述电动机的示意性结构。转子1包含轴2和固定在轴2的外周面上的环形磁体3。转子1容纳在由主体部分4和盖5构成的电机壳6内。轴2由为主体部分4设置的轴承7和为盖5设置的轴承8可旋转地支撑。在图1中，环形定子铁芯9具有朝向定子铁芯9的径向中心向内凸出的多个齿部(磁极齿)10。定子铁芯9由多个被冲压形成环形的磁钢片层叠并压紧制成。定子铁芯9覆盖有绝缘体11。在每个槽12内(见图4)，三相的电机线圈13从径向内部分形成。电机线圈13由线圈绕线机通过在齿部10上缠绕电磁线14形成。在图2中，多个导向凸出部11a(例如12个凸出部)从环形绝缘体11向上凸出。导向凸出部11a引导电磁线14，并且每个导向凸出部对应于每个齿部10。如图3A中所示，每个导向凸出部11a具有导向部11d，其中，基端部11b的周向宽度较窄，而前端部11c的周向宽度比基端部11b的周向宽度宽。导向部11d形成在沿周向布置的导向凸出部11a的同一侧面上。在每个导向部11d中，槽11e形成在导向凸出部11a的基端部11b中，并且形成连接到槽11e的坡面11f。具有了该结构，导向凸出部11a的径向宽度朝向前端部11c逐渐增加。在每个导向凸出部11a中，将过渡线(电磁线14)保持住的保持凸出部11g从前端部11c的外表面凸出。如图3B中所示，坡面导向部11h代替基端部11b的槽11e而形成为导向部11d，坡面导向部11h的周向宽度从基端部11b朝向前端部11c逐渐增加。下面将参考图4来说明例如为三相线圈的电机线圈13配线的例子。将定子铁芯9的各齿部10沿逆时针方向命名为第一齿部10-1，第二齿部10-2，第三齿部10-3…….第十二齿部10-12。例如，电磁线14首先缠绕在第一齿部10-1上作为U相线圈，然后电磁线14经由导向凸出部11a-1向外延伸至绝缘体11的外周，过渡布线并且缠绕在第四齿部10-4上。在将电磁线14缠绕到第四齿部10-4上之后，电磁线14经由导向凸出部11a-4延伸至绝缘体11的外周，以同样方式过渡布线并且缠绕在第四齿部10-4和第十齿部10-10上。通过进行上述步骤，完成U相线圈的形成。接着，电磁线14经由导向凸出部11a-10向外延伸至绝缘体11的外周并过渡布线，然后电磁线14缠绕在相邻的第十一齿部10-11上，作为V相线圈。在将电磁线14缠绕在第十一齿部10-11上之后，电磁线14经由导向凸出部11a-11延伸至绝缘体11的外周，过渡布线并且缠绕在第二齿部10-2上。然后，电磁线14经由导向凸出部11a-2延伸至绝缘体11的外周，以同样方式过渡布线并且缠绕在第五齿部10-5和第八齿部10-8上。通过进行上述步骤，完成V相线圈的形成。接着，电磁线14经由导向凸出部11a-8向外延伸至绝缘体11的外圆周并过渡布线，然后电磁线14缠绕在相邻的第九齿部10-9上，作为W相线圈。在将电磁线14缠绕在第九齿部10-9上之后，电磁线14经由导向凸出部11a-9延伸至绝缘体11的外周，以同样方式过渡布线并且缠绕在第十二齿部10-12、第三齿部10-3和第六齿部10-6上。通过进行上述步骤，完成W相线圈的形成。如上所述，规则地缠绕在定子铁芯9的任一齿部10上的第一相的过渡线由导向部11d引导，并从导向凸出部11a的基端部11b朝外延伸，然后通过重复这些步骤将电磁线缠绕在其它齿部10上。此外，平行于从另一个齿部10延伸的第一相的过渡线而布置的第二相的过渡线由导向部11d引导，并沿着第一相的过渡线而从导向凸出部11a的基端部11b朝外延伸，然后，通过重复这些步骤将电磁线缠绕在其它齿部10上。因此，所有相的过渡线能在电线互相平行或彼此相沿地布置在导向凸出部11a的外周上的状态下进行过渡布线。在图5中，三相的过渡线(电磁线14)平行(或沿着彼此布置)地布线在导向凸出部11a的外周上而不相交。如上所述，当该相线圈缠绕在定子铁芯9的齿部10上时，可通过从作为导向凸出部11a最窄部的基端部11b延伸电线来进行对第一相的过渡线沿着导向部11d过渡布线，并且通过从导向部11d的相同侧面朝外延伸第二和接下来的相的过渡线可平行于第一相的过渡线布线而不相交。因此，电动机的定子铁芯的布线面积可在轴向上较小，定子铁芯则可减小尺寸。由于导向部11d形成在导向凸出部11a的同一侧面，其中每个导向部中的基端部为最窄部并且前端部为较宽的部分，可从任何一个齿部10开始缠绕电磁线14而不引起问题，并且缠绕电磁线可容易进行。第一相的过渡线可沿着槽11e延伸至导向凸出部11a的外周并且过渡布线。进一步地，第二和接下来的相的过渡线可沿着第一相的过渡线，沿着坡面11f从导向部11d的相同侧面延伸而不相交，并且所延伸的线可平行地过渡布线。每个坡面11f连接至槽11e并倾斜，从而基端部11b的宽度朝向基端逐渐减小，以便对第二和接下来的相的过渡线进行布线而不在轴向上延伸。在每个导向凸出部11a中，保持凸出部11g形成在前端部11d的外周面上，从而可防止在轴向上分离被平行地布线在外圆周面上的过渡线。接下来，将参照图6A、6B和6C说明定子的另一实施例。注意到，上述实施例中描述的结构元件被指定有相同的标号并且将省略其说明。如图6B中所示，在从绝缘体11凸出的每个导向凸出部11a中，基端部11b的至少一部分的径向厚度被制得较薄，作为薄部11j。另一方面，径向厚度比基端部11b的径向厚度厚的厚部11i形成在前端部11c中。导向部11d分别形成在沿周向布置的导向凸出部11a的同一侧面中，每个导向部包括薄部11j和厚部11i。注意到，薄部11j和厚部11i不需要穿过导向凸出部11a的整个周向宽度而形成。此外，多个薄部11j可形成在例如导向凸出部11a的周向两侧上。如图6C中所示，在每个导向凸出部11a中，导向部11d的槽11e由薄部11j和厚部11i之间的径向厚度差形成。第一相的过渡线沿槽11e向外延伸。注意到，在每个导向凸出部11a中，保持凸出部11g从厚部11i的上端径向凸出。如图6A中所示，第一相的过渡线(电磁线14)可从导向凸出部11a的基端部11b开始延伸，导向部11d(薄部11j)沿槽11e形成在其中。平行于第一相的过渡线、从导向凸出部11d(薄部11j或厚部11i)的相同侧面开始，第二和接下来的相的过渡线可通过向外延伸来进行过渡布线而不相交。此外，每个导向凸出部11a的基端部11b具有足够的周向宽度。因此，即使过渡线沿每个导向凸出部11a布线，每个导向凸出部11a能确保足够的强度。在上述实施例中，已说明内转子型电机的定子，但本发明的定子不限于这些实施例。本发明的定子可应用于外转子型电机。此处列举的所有例子和条件性语言旨在教示的目的，以帮助读者理解本发明和发明人对现有技术所贡献的概念，并被解释为不限于这些具体引用的示例和条件，说明书中这些例子的组织也与展示本发明的优势和劣势无关。尽管本发明的实施例进行了详细描述，应当理解可以作出各种改变、替换和变型而不脱离本发明的精神和范围。