專利名稱：定子的卷線方法及永磁電動機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種定子(stator)的巻線方法及使用了利用此巻線方法所 制造的定子的7Jc^茲電動機(permanent-magnet electric motor )。
背景技術(shù)：
圖1所示的永磁電動機包括環(huán)狀的定子100;以及轉(zhuǎn)子(rotor) 102， 以可旋轉(zhuǎn)的方式放置在形成于定子100的中央部的中空部101內(nèi)。在定子100 上，以等間隔形成有朝內(nèi)周側(cè)突出的多個齒部103、以及位于相鄰的齒部103 之間的多個狹縫(slot) 104,在各齒部103上巻繞有導線105,此導線105 分布在位于所述各齒部103兩側(cè)的狹縫104內(nèi)。
^使用具有輻射狀地排列的多個噴嘴(nozzle)的巻線裝置，來將導線105 巻繞到齒部103上。例如，當齒部103為6個，使用具有3個噴嘴的巻線裝 置來進行巻線時，通過2次步驟來進行巻線，在第l次的巻線步驟中，對間 隔地配置的3個齒部103進行巻線，在第2次的巻線步驟中，對剩余的3個 齒部103進行巻線。
在所述巻線步驟中，以使噴嘴圍繞被巻線的齒部103旋轉(zhuǎn)的方式來驅(qū)動 巻線裝置，將從噴嘴抽出的導線105巻繞到齒部103上。因此，在被巻繞到 相鄰的齒部103上的相鄰的導線105之間形成有間隙106,此間隙106在第2 次巻線步驟時，供噴嘴繞著齒部103旋轉(zhuǎn)。所述間隙106形成為大于噴嘴的 外徑尺寸。
如此，由于在巻繞到相鄰的齒部103上的導線105之間形成有間隙106， 而且此間隙106形成為大于噴嘴的外徑尺寸，因此，必須將狹縫104的截面積(與轉(zhuǎn)子102的旋轉(zhuǎn)軸正交的平面上的截面積)增加至已巻繞的導線105 的截面積加上所述間隙106的截面積的程度。
如果狹縫104的截面積變大，則定子100的齒部103及》茲輒(yoke )部 的磁路(magnet icpath)會相應地變窄，磁通密度(magnetic flux density) 變大而導致鐵芯損耗(core loss)增大，從而產(chǎn)生永磁電動機的效率下降的 問題。
為了解決上述問題，在日本專利特開2004-274878號公報中提出了如下 的發(fā)明減小巻繞在相鄰的齒部上的導線之間的間隙，以此來減小狹縫的截 面積，使磁路寬度增大，從而提高電動機的效率。
在所述發(fā)明中，使用具備數(shù)量與狹縫的數(shù)量相同的噴嘴的巻線裝置，同 時對所有的齒部進行巻線，在進行最外周的巻線時，使噴嘴從狹縫的內(nèi)側(cè)朝 定子的內(nèi)周側(cè)移動，使鄰接的導線之間的間隙尺寸小于噴嘴的外徑尺寸。
寸旦是，在所述專利文獻所^Hf的發(fā)明中，并未考慮以下方面。
由于使用具備數(shù)量與狹縫的數(shù)量相同的噴嘴的巻線裝置，因此，要使用 的繞線筒(wire bobbin)的數(shù)量及布置導線的路徑的數(shù)量增多，巻線裝置的 機構(gòu)變得復雜。
此外，使噴嘴在直徑方向上擺動的機構(gòu)變得復雜，并且在擺動的機構(gòu)中， 擺動行程(oscillating stroke)取決于噴嘴頭(nozzle head)的直徑及噴 嘴的數(shù)量，因此，如杲噴嘴的數(shù)量增多，則無法獲得較大的擺動行程。當擺 動行程較小時，難以朝狹縫的內(nèi)側(cè)巻線，導線的巻線狀態(tài)容易變得混亂。
再者，為了增大擺動行程，只要增大噴嘴頭的直徑即可，但在此情況下， 定子的內(nèi)徑尺寸會變大，定子側(cè)的磁路寬度變小，電動機的效率下降。
而且，由于是同時對所有的齒部進行巻線，因此不進行極間的連續(xù)巻繞， 所巻繞的導線的末端增多，引線(lead wire)等的布線處理變得繁雜
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決如上所述的問題研究而成的，目的在于提供一種能夠 減小狹縫的截面積并增大定子的磁路寬度，從而提高電動機的效率的定子的
巻線方法及7lC^電動機。
本發(fā)明的第l特征是一種定子的巻線方法，將導線巻繞在環(huán)狀的定子上，
所述定子包括具有朝內(nèi)周側(cè)突出的3n (n是大于等于2的整數(shù))個齒部的鐵 芯、以及逐一i殳置在相鄰的齒部之間的3n個狹縫，在所述3n個齒部中以120 °的間隔而輻射狀地排列的1組3個齒部中，位于各齒部兩側(cè)的狹縫的所述 齒部側(cè)的部分與所述定子中心相距的距離，小于所述狹縫的剩余部分與所述 定子的中心相距的距離，準備具備以120°的間隔而輻射狀地排列的3個噴嘴 的巻線裝置，對所述1組3個齒部進行所述第n次的巻線步驟，在所述第n 次的巻線步驟的最后階段，使所述噴嘴從所述狹縫的外周側(cè)朝內(nèi)周側(cè)移動， 以下述的兩部分之間的間隙小于所述噴嘴的外徑的方式來進行巻線，所述兩 部分中的一部分是在所述第n次的巻線步驟中巻繞在所述1組3個齒部的各 個上的導線的部分，另一部分是巻繞在與所述1組3個齒部的各個相鄰接的 齒部上的導線的部分。
本發(fā)明的第2特征是一種永磁電動機，包括環(huán)狀的定子，包含具有朝 內(nèi)周側(cè)突出的3n (n是大于等于2的整數(shù))個齒部的鐵芯、及逐一設置在相 鄰的齒部之間的3n個狹縫，在所述3n個齒部中以120°的間隔而輻射狀地排 列的1組3個齒部中，位于各齒部兩側(cè)的狹縫的所述齒部側(cè)的部分與所述定 子中心相距的距離，小于所述狹縫的剩余部分與所述定子的中心相距的距離； 以及轉(zhuǎn)子，具有永久磁鐵(permanent magnet )，且以可旋轉(zhuǎn)的方式放置在形 成于所述定子的鐵芯的內(nèi)周側(cè)的中空部內(nèi)。
以下，^f吏用附圖來說明本發(fā)明的實施方式。


圖1是表示現(xiàn)有舉例的永磁電動機的平面圖；圖2是表示本發(fā)明第一實施方式的7lc磁電動機的平面圖3是表示將導線巻繞到定子鐵芯的齒部上的巻線作業(yè)的平面圖4是表示狹縫的形狀與巻繞到齒部上的導線的水平截面圖5是表示本發(fā)明第二實施方式的永義茲電動機的定子鐵芯的平面圖。
具體實施例方式
(第一實施方式)
如圖2所示，本發(fā)明第一實施方式的永磁電動機是由定子1及轉(zhuǎn)子2所 構(gòu)成。
定子1具有如圖4所示的環(huán)狀的定子鐵芯3，在所述定子鐵芯3內(nèi)形成有 朝內(nèi)周側(cè)突出的6個齒部4a、 4b、 4c、 4d、 4e、 4f、以及逐一設置在相鄰的 齒部4a 4f之間的6個狹縫5a、 5b、 5c、 5d、 5e、 5f，在定子鐵芯3的內(nèi)周 部形成有中空部6。絕緣框7安裝在定子鐵芯3上，導線8從絕緣框7上巻繞 在各齒部4a 4f上。導線8的端部作為引線9而被抽出至外部，引線9連接 于對導線8的通電進行控制的通電控制部(未圖示)。
轉(zhuǎn)子2是形成為具有4個平板狀的永久磁4失10的4極構(gòu)造，且以可旋轉(zhuǎn) 的方式放置在中空部6內(nèi)。在轉(zhuǎn)子2的中心部設置有旋轉(zhuǎn)軸11。
如圖3所示，使用位于中空部6內(nèi)的巻線裝置12，來進行將導線8巻繞 于定子鐵芯3的齒部4a ~4f上的巻線作業(yè)。所述巻線裝置12包括以120°的 間隔而輻射狀地排列的3個噴嘴13。纏繞在繞線筒(未圖示)上的導線8插 入在此噴嘴13內(nèi)，從噴嘴13的前端抽出的導線8巻繞在齒部4a-4f上。由 巻線裝置12進行的導線8的巻線作業(yè)是通過兩次的巻線步驟來進行的。在第 l次的巻線步驟中，將導線巻繞到間隔地配置的3個齒部4a、 4c、 4e上，在 第2次的巻線步驟中，將導線巻繞到剩余的3個齒部4b、 4d、 4f上。圖3表 示第2次的巻線步驟的最后階段的情況。
如圖4所示，齒部4a 4f的內(nèi)周側(cè)的前端部的形狀全部相同，且寬度尺寸相同。
關(guān)于狹縫5a ~ 5f的形狀，位于第2次的巻線步驟的齒部4b、 4d、 4f兩 側(cè)的狹縫5a 5f的深度尺寸"A，，形成為小于深度尺寸"B",所述深度尺寸 "A，，是進^f亍第2次的巻線步驟的齒部4b、 4d、 4f側(cè)的大概一半的部分與旋 轉(zhuǎn)軸11的中心相距的深度尺寸，所述深度尺寸"B，，是剩余的大概一半的部 分的深度尺寸。
在將導線巻繞到齒部4b、 4d、 4f上的第2次的巻線步驟的最后階段，使 噴嘴13從狹縫5b、 5d、 5f的內(nèi)側(cè)朝定子鐵芯3的內(nèi)周側(cè)的中空部6移動， 以與已巻繞在其他齒部4a、 4c、 4e上的鄰接的其他導線8之間的間隙14的 尺寸小于噴嘴13的外徑尺寸的方式，對在所述第2次的巻線步驟中所巻繞的 導線8進行巻繞，并且使此導線8的巻徑大于已巻繞在其他齒部4a、 4c、 4e 上的其他導線8的巻徑。即，當將"a"設為第2次的巻線步驟中所巻繞的導 線8的巻徑，將"b"設為在第1次的巻線步驟中所巻線的導線8的巻徑時， 形成"a〉b"的關(guān)系。
在安裝于定子鐵芯3上的絕緣框7的外周側(cè)形成有對巻繞在齒部4a ~ 4f 上的導線8進行引導的凸緣部(flange part) 7a、 7b，。凸緣部7a是對巻繞在 齒部4a、 4c、 4e上的導線8進行引導的部分，凸緣部7b是對巻繞在齒部4b、 4d、 4f上的導線8進行引導的部分。
在上述構(gòu)成中，如圖4所示，對于位在第2次的巻線步驟中被巻繞的齒 部4b、 4d、 4f兩側(cè)的狹縫5a 5f而言，齒部4b、 4d、 4f側(cè)的大扭無一半的部 分的深度尺寸"A"形成為小于剩余的大概一半的部分的深度尺寸"B"。即， 狹縫5a~5f的位于齒部4b、 4d、 4f側(cè)的截面積Sa小于位于齒部4a、 4c、 4e 側(cè)的截面積Sb，定子鐵芯3中的齒部4b、 4d、 4f的外周側(cè)的部分的磁路寬度 (對應于巻徑a)大于齒部4a、 4c、 4e的外周側(cè)的部分的磁路寬度(對應于 巻徑b )。這樣，形成將定子鐵芯3的狹縫5a ~ 5f的截面積部分地減小而增大 磁路寬度的部分，由此，可提高永^茲電動機的效率而無需增大定子鐵芯3的
8外徑尺寸。
雖然齒部4b、 4d、 4f側(cè)的狹縫5a 5f的截面積變小，但在第2次的巻 線步驟的最后階段，使噴嘴13從狹縫4a ~ 4f的內(nèi)側(cè)朝定子鐵芯3的內(nèi)周側(cè) 即中空部6移動，以與已巻繞在其他齒部4a、 4c、 4e上的鄰接的其他導線8 之間的間隙尺寸小于噴嘴13的外徑尺寸的方式，對在所述第2次的巻線步驟 中所巻繞的導線8進行巻繞，使巻繞在齒部4b、 4d、 4f上的導線8的巻徑"a" 大于巻繞在其他齒部4a、 4c、 4e上的導線8的巻徑"b"。因此，可使巻繞于 各齒部4a ~ 4f的導線8的巻繞數(shù)相同，從而能夠防止因巻繞于各齒部4a ~ 4f 的導線8的巻繞數(shù)的差引起的各齒部4a ~ 4f中的磁性的不均勻性。
此外，由于各齒部4a ~ 4f的前端部形狀及各齒部4a ~ 4f的寬度尺寸相 同，所以能夠防止因各齒部4a 4f的前端部形狀或?qū)挾瘸叽绮煌鸬母鼾X 部4a 4f中的i茲性的不均勻性。
再者，本實施例對齒部4a-4f與狹縫5a-5f均為6個的情況進行了舉 例說明，但即使當齒部與狹縫的數(shù)量是6個以外的3的倍數(shù)時，也可以應用 本發(fā)明。例如，當齒部與狹縫的數(shù)量為9個時，通過3次巻線步驟來對3個 齒部進行巻線，使位于在作為最后的巻線步驟的第3次的巻線步驟中被巻繞 的齒部兩側(cè)的狹縫的形狀，形成為進行巻線的齒部側(cè)的一半的部分的深度尺 寸為"A"，剩余的一半的部分的深度尺寸為"B" 即可。而且，使在所述第3 次的巻線步驟中所巻繞的導線8的巻徑"a"，大于在第1次與第2次的巻線 步驟中所巻繞的導線8的巻徑"b"即可。 (第二實施方式)
根據(jù)圖5來說明本發(fā)明第二實施方式的永磁電動機。另外，對與第一實 施方式中已說明的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，并省略重復的 說明。
第二實施方式的7JC磁電動機的基本構(gòu)造與第一實施方式的永磁電動積4目 同。相對于第一實施方式的7JC磁電動機，在第二實施方式的7JC磁電動機中，在定子45^芯3上，以等間隔形成有用來安裝螺栓(未圖示)的固定用孔即3 個螺^全孔(bolt hole) 15，所述螺栓是將定子l固定到框架(frame)(未圖 示)上的固定構(gòu)件。
螺栓孔15的形成位置是定子鐵芯3上的進行第2次巻線步驟的齒部4b、 4d、 4f的外周側(cè)的部分。
而且，在安裝于定子鐵芯3的絕緣框7的外周側(cè)，形成有對巻繞在齒部 4a-4f上的導線8進行引導的凸緣部7a、 7b。
在形成有螺栓孔15的齒部4b、 4d、 4f的兩側(cè)，狹縫5a 5f的深度尺寸 為"A(A〈B)",凸緣部7b的位置比凸緣部7a的位置更靠近定子鐵芯3的內(nèi) 周側(cè)。因此，通過在所述齒部4b、 4d、 4f的外周側(cè)的部分形成螺栓孔15，就 可防止安裝在所述螺栓孔15中的螺栓干擾凸緣部7b,且能夠容易地進行將螺 栓檸緊的作業(yè)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠減小狹縫的截面積并且能夠增大定子的磁路寬度，從 而可提高電動才幾的效率。
權(quán)利要求
1、一種定子的卷線方法，用于將導線卷繞在環(huán)狀的定子上，其特征在于，所述定子具有鐵芯，具有朝內(nèi)周側(cè)突出的3n(n是大于等于2的整數(shù))個齒部；以及3n個狹縫，逐一設置在相鄰的齒部之間，在所述3n個齒部中以120°的間隔而輻射狀地排列的1組3個齒部中，位于各齒部兩側(cè)的狹縫的所述齒部側(cè)的部分與所述定子中心相距的距離，小于所述狹縫的剩余部分與所述定子的中心相距的距離；所述定子的卷線方法包括準備具備3個噴嘴的卷線裝置，所述3個噴嘴以120°的間隔而輻射狀地排列；對所述1組3個齒部進行所述第n次的卷線步驟；在所述第n次的卷線步驟的最后階段，使所述噴嘴從所述狹縫的外周側(cè)朝內(nèi)周側(cè)移動，以下述的方式來進行卷線，使在所述第n次的卷線步驟中卷繞在所述1組3個齒部的各個上的導線的部分，和卷繞在與所述1組3個齒部的各個相鄰接的齒部上的導線的部分的間隙小于所述噴嘴的外徑。
2、 一種永磁電動機，其特征在于包括 環(huán)狀的定子，具有鐵芯，具有朝內(nèi)周側(cè)突出的3n (n是大于等于2的整數(shù))個齒部；及3n個狹縫，逐一設置在相鄰的齒部之間，在所述3n個齒部中以120° 的間隔而輻射狀地排列的1組3個齒部中，位于各齒部兩側(cè)的狹縫的所 述齒部側(cè)的部分與所述定子中心相距的距離，小于所述狹縫的剩余部分 與所述定子的中心相距的距離；以及轉(zhuǎn)子，具有永久磁鐵，且以可旋轉(zhuǎn)的方式放置在形成于所述定子的鐵芯 的內(nèi)周側(cè)的中空部內(nèi)。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁電動機，其特征在于在所述定子的鐵芯 上的所述1組3個齒部的外周側(cè)的部分，形成有安裝固定構(gòu)件的固定用孔， 所述固定構(gòu)件將所述定子固定于框架上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種定子的卷線方法，使用具備3個噴嘴(13)的卷線裝置(12)，來將導線(8)卷繞到具有3n個齒部(4a～4f)與狹縫(5a～5f)的定子鐵芯(3)的齒部(4a～4f)上，在進行第n次的卷線步驟的齒部(4b、4d、4f)的兩側(cè)的狹縫(5a～5f)中，在進行第n次的卷線步驟的齒部(4b、4d、4f)側(cè)的深度尺寸A形成為小于剩余部分的深度尺寸B，在第n次的卷線步驟的最后階段，使噴嘴(13)從狹縫(5a～5f)的內(nèi)側(cè)朝定子鐵芯(3)的內(nèi)周側(cè)移動，使卷繞在齒部(4b、4d、4f)上的導線(8)、與卷繞在齒部(4a、4c、4e)上的導線(8)之間的間隙(14)的尺寸小于噴嘴(13)的外徑尺寸。
文檔編號H02K15/095GK101627525SQ200780047939
公開日2010年1月13日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者二見俊彥 申請人:東芝開利株式會社