專利名稱：電動馬達以及使用該電動馬達的馬達驅(qū)動壓縮機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及ー種包括纏繞有三相線圈的定子的電動馬達，以及使用該電動馬達的馬達驅(qū)動壓縮機。
背景技術(shù)：
已知ー種用于在車輛的空調(diào)中使用的馬達驅(qū)動壓縮機，在該馬達驅(qū)動壓縮機中，電動馬達容納在壓縮機外殼中，該電動馬達由三相AC(交流)電驅(qū)動以驅(qū)動壓縮機構(gòu)。電動馬達包括定子，該定子上纏繞有三相線圈；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有永磁體；以及與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。纏繞在定子上的三相線圈中的每ー個具有ー對端線。在六個端線中，不同相的三個端線系在一起作為中性點并固定于定子的周緣，并且另外三個端線用作引線。在線圈端部形成之后，從定子引出引線。然而，在引出引線時，引線的一部分可能進入用于轉(zhuǎn) 子的空間。在將轉(zhuǎn)子和定子組裝在一起時，這種引線可能與轉(zhuǎn)子發(fā)生干渉，由此導致引線破損。日本未審專利申請公開文獻No. 2010-59809公開了ー種馬達驅(qū)動壓縮機，在該馬達驅(qū)動壓縮機中，容納在外殼中的三相同步電動馬達由從逆變器供給的三相交流電驅(qū)動，以驅(qū)動壓縮機構(gòu)。該電動馬達包括連接于壓縮機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸；固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子；以及固定在外殼中的定子。逆變器外殼安裝于外殼的端壁以在其中形成設置逆變器的逆變器空間。從定子上的各個三相線圈引出的引線通過馬達線束連接于密封端子，該密封端子又連接于逆變器。上面引用的文獻No. 2010-59809還公開了一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，引線連接于集線盒，該集線盒預先安裝在外殼中的定子的周緣上以便于引線與密封端子之間的連接。在文獻No. 2010-59809中公開的電動馬達中，從各個三相線圈引出的引線的一部分會進入轉(zhuǎn)子空間。這種引線在將轉(zhuǎn)子和定子組裝在一起時會與轉(zhuǎn)子發(fā)生干渉，這會導致引線的漆包層被刮擦并因此降低引線的絕緣性能，由此導致引線破損。特別地，在集線盒安裝在定子的周緣上的上述結(jié)構(gòu)中，各個線圈的引線需要彎曲以連接于集線盒。引線的這種彎曲不僅在集線盒安裝在定子周緣上之后將引線連接于集線盒的情況下需要，而且在將預先連接于引線的集線盒安裝在定子周緣上的情況下也需要。這樣彎曲的引線的鄰近線圈的部分會進入用于轉(zhuǎn)子的空間，并且還會在組裝轉(zhuǎn)子和定子時與轉(zhuǎn)子發(fā)生干渉，由此導致引線破損。在三相線圈中，線圈端部最接近轉(zhuǎn)子定位的那個線圈的引線中尤其會發(fā)生這種問題。本發(fā)明g在防止纏繞在電動馬達的定子上的線圈的引線進入用于電動馬達的轉(zhuǎn)子的空間。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，電動馬達包括旋轉(zhuǎn)軸；固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子；以及具有多個槽的定子，不同相的線圈纏繞在所述多個槽中。每個線圈具有至少ー對端線。至少在最接近轉(zhuǎn)子定位的線圈中，端線中定位成比另ー個端線離轉(zhuǎn)子更遠的一個端線用作引線，該引線用于電連接于驅(qū)動電路以激勵線圈。根據(jù)結(jié)合附圖通過示例的方式說明本發(fā)明的原理的以下描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得明顯。


圖I是渦旋件式馬達驅(qū)動壓縮機的縱向剖視圖，該渦旋件式馬達驅(qū)動壓縮機使用根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電動馬達；圖2是示意圖，其示出了圖I的電動馬達的定子的端部并且還示出了纏繞在定子上的三相線圈的線圈端部；
圖3是說明纏繞線圈的過程的示意性俯視圖；圖4是說明將纏繞的線圈形成為星形的過程的示意圖；圖5是插入在定子的槽中的A相線圈的示意性前視圖。
具體實施例方式下面將參照圖I至5描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的渦旋件式馬達驅(qū)動壓縮機。參照圖1，該馬達驅(qū)動壓縮機包括前外殼I和后外殼2，前外殼I和后外殼2通過螺栓3彼此固定，由此形成氣密密封的壓縮機外売。前外殼I和后外殼2都由諸如鋁或者鋁合金之類的金屬制成并分別形成有出口 5和入口 4，出口 5和入口 4連接于外部制冷劑回路(未示出)。在前外殼I和后外殼2的內(nèi)部空間2A中容納有渦旋件壓縮機構(gòu)6和用于驅(qū)動壓縮機構(gòu)6的電動馬達7。電動馬達7具有旋轉(zhuǎn)軸8，旋轉(zhuǎn)軸8通過軸承以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐在后外殼2中；固定在旋轉(zhuǎn)軸8上的轉(zhuǎn)子9 ;以及定子10，定子10圍繞轉(zhuǎn)子9固定在后外殼2的內(nèi)壁上。轉(zhuǎn)子9包括由多個層壓磁性鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子芯11，以及多個永磁體12。定子10具有纏繞在其上的三相線圈13。壓縮機構(gòu)6主要由定渦旋件14和動渦旋件15構(gòu)成，定渦旋件14固定在前外殼I和后外殼2的內(nèi)壁上，動渦旋件15相對于定渦旋件14以面對關(guān)系布置，由此在定渦旋件14與動渦旋件15之間形成用于壓縮制冷劑的壓縮室16，壓縮室16的容積是可變的。動渦旋件15通過軸承和偏心襯套17連接于旋轉(zhuǎn)軸8的偏心銷18，并隨著旋轉(zhuǎn)軸8的旋轉(zhuǎn)而繞定渦旋件14進行繞動以改變壓縮室16的容積。在后外殼2的端壁2B上固定地安裝有逆變器外殼20以在其中形成逆變器空間19。在逆變器空間19中，用于驅(qū)動電動馬達7的逆變器21和通過連接件23電連接于逆變器21的密封端子22安裝在后外殼2的端壁2B上。在后外殼2的內(nèi)部空間2A中，具有導電端子銷22A的密封端子22電連接于集線盒24，集線盒24安裝在定子10的外表面IOA上并電連接于從定子10上的各個線圈13引出的引線25。預先連接于引線25的集線盒24安裝在定子10的外表面IOA上，這使得僅僅通過將密封端子22A安裝到端壁2B上就能夠?qū)⒚芊舛俗?2的導電端子銷22A經(jīng)由集線盒24自動地連接到引線25。因而，該實施方式中集線盒預先安裝于定子10的結(jié)構(gòu)有助于組裝馬達驅(qū)動壓縮機。在這種馬達驅(qū)動壓縮機中，當三相交流電從逆變器21通過密封端子22和引線25供給到電動馬達7的線圈13時，轉(zhuǎn)子9與旋轉(zhuǎn)軸8 —起旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)動壓縮機構(gòu)6。圖2是示意圖，其示出了當轉(zhuǎn)子9具有六個極而定子10具有十八個槽26時三相電動馬達7的定子10的端部，并且圖2還示出了以波繞法纏繞在定子10上的三相線圈13的適當形成的線圈端部。如附圖中示出的那樣，分別與三相交流電的U相、V相和W相對應的A相、B相和C相線圈13纏繞在定子10的與其相關(guān)的槽26中。當形成線圈端部吋，沿轉(zhuǎn)子9的徑向方向觀察，A相線圈13的線圈端部定位在離轉(zhuǎn)子9最遠的位置處，而C相線圈13的線圈端部定位在離轉(zhuǎn)子9最近的位置處。B相線圈13的線圈端部定位在A相線圈13和C相線圈13的線圈端部之間。纏繞線圈13中的每ー個具有相對于線圈13的厚度方向或者在定子10的徑向方向上觀察時處于不同位置的始端和終端。換句話說，A相線圈13、B相線圈13和C相線圈13中的每ー個具有一對端線，所述ー對端線中的ー個定位成比端線中的另ー個離轉(zhuǎn)子9更近。在從各個A相線圈13、B相線圈13和C相線圈13引出的端線中，離轉(zhuǎn)子9較近的端線 AUBl和Cl用作用于中性點27的端線，并且這三個線系在一起且保持于定子10的外表面IOA0另ー方面，離轉(zhuǎn)子9較遠的端線A2、B2和C2用作引線25，引線25電連接到諸如逆變器21和密封端子22之類的驅(qū)動電路部件，并且這些引線25的端部連接于安裝在定子10的外表面IOA上的集線盒24。A相線圈13、B相線圈13和C相線圈13中的每ー個使用圖3和圖4中示出的過程來纏繞，然后以波繞法纏繞在定子10的與其相關(guān)的槽26中，如圖5所示。下面將描述纏繞A相線圈13的過程。圖3示出了用于將漆包線13A纏繞成線圈13的裝置。該纏繞裝置包括沿箭頭表示的方向旋轉(zhuǎn)的圓形卷軸體28 ;固定于卷軸體28的底部的基部34 ；以及三個卷軸框架29，卷軸框架29能夠在基部34上沿卷軸體28的徑向方向移動。在漆包線13A在其始端處固定于卷軸體28的保持件30A的情況下，通過管嘴31供給的漆包線13A隨著卷軸體28的旋轉(zhuǎn)而圍繞各個卷軸框架29螺旋地纏繞成俯視圖中的三角形。在漆包線13A圍繞卷軸框架29的纏繞完成之后，漆包線13A在其終端處固定于卷軸體28的保持件30B (見圖4)。通過這種方式來纏繞線圈13。然后，如圖4所示，三個移動框架32——各個移動框架32在任意兩個卷軸框架29之間的位置設置在基部34上——朝向卷軸體28的中心移動以將線圈13的周緣徑向向內(nèi)地擠壓，從而將呈虛線所示三角形的線圈13形成為呈實線所示星形的線圈13。當線圈13形成為星形吋，卷軸框架29與移動框架32的運動同步地、以足夠低以保持線圈13張カ的速度也朝向卷軸體28的中心移動。由此形成星形的線圈13在保持件30B與管嘴31之間的位置處被切斷。星形的線圈13從卷軸體28移除并設置在線圈插入夾具(未示出)上。之后，在通過使用夾具沿與移除卷軸體28的方向相反的方向拉動星形線圈13的中央部分、或者線圈13的被移動框架32徑向向內(nèi)擠壓的部分的同時，將線圈13以波繞法纏繞在定子10的以等間隔成角度地隔開的任何選定的六個槽26中，即，纏繞在每隔兩個的槽26中(見圖5)。A相線圈13的從定子10的端部伸出的線圈端部形成為使得該線圈端部位于定子10的徑向向外處，由此便于B相線圈13和C相線圈13的后續(xù)插入。B相線圈13和C相線圈13也以與參照圖3和圖4描述的A相線圈13的情形相同的方式纏繞，然后插入到相關(guān)的六個槽26中。各個線圈13的線圈端部以相同的方式形成。
在圖3的過程中，漆包線13A沿遠離卷軸體28的方向螺旋地纏繞，并且線圈13的始端和終端分別用作圖2的端線A2、Al。具有這種端線Al、A2的線圈13使用圖4的過程形成為星形，然后插入在定子10的相關(guān)的槽26中(如圖5所示)，使得線圈13的固定于保持件30A的端部用作端線A2，而線圈13的固定于保持件30B的端部用作端線Al。類似地，B相線圈13和C相線圈13的固定于保持件30A的端部用作圖2的端線B2、C2，而B相線圈13和C相線圈13的固定于保持件30B的端部用作圖2的端線BI、Cl。因此，端線A2、B2和C2在其相關(guān)的槽26中分別位于比端線A1、B1和Cl深的位置處。換句話說，沿轉(zhuǎn)子9的徑向方向觀察，端線A2、B2和C2分別定位成比端線A1、B1和Cl離轉(zhuǎn)子9更遠。端線A2、B2和C2保持在槽26的內(nèi)壁與引出該端線A2、B2和C2的線圈13之間。這防止了端線A2、B2和C2向定子10的徑向向內(nèi)側(cè)移動從而防止其進入用于轉(zhuǎn)子9的空間33。
特別地，在集線盒24安裝在定子10的外表面IOA上的該實施方式中，引線25或端線A2、B2和C2需要預先連接于集線盒24。在該情況下，引線25以銳角沿定子10的徑向向外方向彎曲，使得較大的力沿定子10的徑向向內(nèi)方向施加于引線25的彎曲部。然而，在該實施方式中，線圈13自身防止了引線25——其為線圈13的一部分——進入空間33并因此防止了引線25在將定子10和轉(zhuǎn)子9組裝在一起時與轉(zhuǎn)子9發(fā)生干渉，從而防止了引線25的漆包層被刮擦并因此損壞。應當理解，本發(fā)明不局限于上述實施方式，而是可以以下面列舉的各種方式對本發(fā)明進行修改而不脫離本發(fā)明的范圍。(I)在圖2中，B相線圈13和C相線圈13的存在防止了 A相線圈13的端線Al、A2進入用于轉(zhuǎn)子9的空間33。類似地，C相線圈13的存在防止了 B相線圈13的端線BI、B2進入空間33。因此，端線Al、A2中的任何一個都可以用作A相線圈13的引線25，并且端線BI、B2中的任何一個都可以用作B相線圈13的引線25。將至少端線C2用作C相線圈13 (其位于最接近轉(zhuǎn)子9處)的引線25防止了各個線圈13的引線進入用于轉(zhuǎn)子9的空間。(2)線圈13不僅可以以波繞法來纏繞，而且可以以同心式纏繞——作為分布式纏繞的ー種-來纏繞，或者以任何其他適合的纏繞技術(shù)比如集中繞組來纏繞。(3)線圈13不僅可以使用單根漆包線13A來纏繞，而且還可以使用多根漆包線來纏繞。在該情況下，每個線圈13的端線的數(shù)量不是ニ(2)，而是2n，其中，η為用于纏繞線圈13的漆包線13Α的數(shù)量。在較接近轉(zhuǎn)子的一側(cè)上的端線的數(shù)量為η，并且在相反側(cè)上的端線的數(shù)量為η。(4)集線盒24可以自由地設置在后外殼2的內(nèi)部空間2Α中而不安裝在定子10上。(5)逆變器21不僅可以安裝在后外殼2的后端壁2Β上，而且還可以安裝在后外殼2的外周表面上。在這種情況下，集線盒24可以安裝在定子10的外表面IOA上，或者可以自由地設置在后外殼2的內(nèi)部空間2Α中而不安裝在定子10上。(6)盡管在以上實施方式中，電動馬達7是轉(zhuǎn)子9定位在定子10的徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)部馬達型，但本發(fā)明也適用于轉(zhuǎn)子定位在定子的徑向外側(cè)的外部馬達型電動馬達。(7)盡管在電動馬達7的以上實施方式中，轉(zhuǎn)子9的極數(shù)為六并且定子10的槽數(shù)為十八，但極和槽不局限于這些數(shù)量，而是例如轉(zhuǎn)子的極數(shù)可以為四，而定子的槽數(shù)可以為十二。(8)盡管在以上實施方式中，電動馬達7位于將會暴露于從入口 4引入的制冷劑的區(qū)域，但電動馬達7也可以位于暴露于從出ロ 5排出的制冷劑的區(qū)域。(9)本發(fā)明不僅適用于馬達驅(qū)動渦旋件式壓縮機，而且還適用于任何其他類型的馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式壓縮機，比如葉片式壓縮機和螺桿式壓縮機，并且本發(fā)明也適用于馬達驅(qū)動往復運動式壓縮機，比如斜盤式壓縮機和搖盤式壓縮機。權(quán)利要求
1.ー種電動馬達(7)，包括 旋轉(zhuǎn)軸⑶； 固定在所述旋轉(zhuǎn)軸⑶上的轉(zhuǎn)子(9);以及 具有多個槽(26)的定子(10)，不同相的線圈(13)纏繞在所述多個槽(26)中，每個所述線圈(13)具有至少ー對端線， 其特征在于，至少在最接近所述轉(zhuǎn)子(9)定位的所述線圈(13)中，所述端線中定位成比另ー個端線離所述轉(zhuǎn)子(9)更遠的一個端線用作引線(25)，所述引線(25)用于電連接于驅(qū)動電路(21)以激勵所述線圈(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動馬達(7)，其中，所述線圈(13)以波繞法纏繞。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動馬達(7)，其中，各個所述線圈(13)的所述引線(25)連接于安裝在所述定子(10)的外表面(IOA)上的集線盒(24)。
4.ー種馬達驅(qū)動壓縮機，包括 壓縮機構(gòu)(6)； 根據(jù)權(quán)利要求I至3中任ー項所述的電動馬達(7)，其中，所述旋轉(zhuǎn)軸(8)連接于所述壓縮機構(gòu)(6);以及 容納所述壓縮機構(gòu)(6)和所述電動馬達(7)的外殼(1、2)。
全文摘要
一種電動馬達，包括旋轉(zhuǎn)軸；固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子；以及具有多個槽的定子，不同相的線圈纏繞在所述多個槽中。線圈中的每一個具有至少一對端線。至少在最接近轉(zhuǎn)子定位的線圈中，端線中定位成比另一個端線離轉(zhuǎn)子更遠的一個端線用作引線，該引線電連接于驅(qū)動電路以激勵線圈。
文檔編號H02K1/16GK102738917SQ20121008592
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者堀場達也, 奧山進一, 深作博史 申請人:株式會社豐田自動織機