專利名稱：多相爪極型電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供多相爪極型電動機的技術(shù)。
背景技術(shù)：
電動機在各種領(lǐng)域廣泛使用。作為電動機的1種形態(tài)，有具有爪形磁極的多相爪極型電動機。例如，如在日本專利公開2001-161054號公報(專利文獻1)中所公開的那樣(尤其參照圖1，第4頁到第5頁)，這種爪極型電動機的1相部分的定子，由流過電流的圓形狀的環(huán)狀線圈、1對爪形磁極，和包圍在環(huán)狀線圈的周圍并與上述爪形磁路一起形成磁路的磁性體構(gòu)成。
在3相爪極型電動機的情況下，定子是通過使用3組具有爪形磁極的上述1相部分的定子而形成的。當(dāng)在這3組的定子上施加3相電壓時，在固定永久磁鐵的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，能使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這種爪極型電動機與過去的電動機相比，具有沒有線圈端并可實現(xiàn)電動機的小型化的特征。
在圖10所示的例中，通過使具有爪形磁極24的定子芯21、22相向?qū)蕘磉M行組合，形成1相的定子的磁路。在組合有定子芯21、22的內(nèi)部的空間中插入環(huán)狀線圈23，成為將引出線23a、23b從定子芯的外圓周部分引出到外部的結(jié)構(gòu)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了1相部分的定子20。將其3組重疊而成為3相定子，并且將轉(zhuǎn)子16進行組合，由此，能夠構(gòu)成如圖10所示的3相爪極型電動機。將利用壓力機由磁性粉末體使如上所述具有爪形磁極的定子芯一體成型的方法，具有容易地形成3維形狀的特征。
具有這樣的爪形磁極的電動機有以下所述的問題。如圖10所示，通常，在將環(huán)狀線圈23卷成環(huán)形而成形時，雖然一方的引出線23a能從與定子的外圓周接近的部位向外部引出，但是，另一方的引出線23b從定子的內(nèi)圓周，也就是與轉(zhuǎn)子接近的部位向外部引出。如圖11所示，為，用環(huán)狀線圈23的剖面圖對其進行表示的圖。因此，引出線23b占有了由定子芯21、22形成的空間的一部分，線圈的圈數(shù)變少。這樣，電動機能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩受到限制。
因此，在具有的爪形磁極的爪極型電動機中，不受線圈的引出線的影響，提高線圈的體積占有率就成為課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，謀求以下所述的對應(yīng)。
一種多相爪極型電動機，具有由將設(shè)置了爪形磁極的環(huán)狀的定子芯一對相互地對準并位于該一對的定子的芯的中間的在該爪形磁極上產(chǎn)生磁通量的環(huán)狀線圈構(gòu)成的1相的多個定子，具有在旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子，其特征在于在定子芯的爪形磁極的一部分上設(shè)置通過多個環(huán)狀線圈的布線的空間。憑借這樣的設(shè)計，就變成線圈的引出線的1根從定子的外圓周部分(或者，未面對轉(zhuǎn)子的一側(cè)的相反的一側(cè))伸出而另外1根從定子的爪形磁極的空間向軸方向伸出的結(jié)構(gòu)。這樣的話，能夠消除由引出線造成的影響，即使在同一空間也能增加線圈的卷數(shù)。
這里，詳細描述上述定子的結(jié)構(gòu)的話，由具有具有間隙的與由以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子相對地在上述旋轉(zhuǎn)軸方向上延伸的磁極面的N個爪形磁極、從上述爪形磁極在外徑上延伸的環(huán)狀的徑向磁軛部分及從上述徑向磁軛部分在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸的方向上延伸的外圓周磁軛形成定子。
于是，將上述定子芯一對地相互地對準，使上述爪形磁極交替地位于內(nèi)圓周方向從而使上述爪形磁極的前端與相鄰爪形磁極的徑向磁軛部分相對來作為定子。
進一步地，該定子的結(jié)構(gòu)是2個定子芯夾住產(chǎn)生磁通量的環(huán)狀線圈的結(jié)構(gòu)。
通常，由于定子芯的爪形磁極不具有能夠通過多個布線的空間，為了設(shè)置1個以上的通過多個環(huán)狀線圈的布線，至少1個爪形磁極采取與其它的爪形磁極不同的形狀。這樣的話，由于能夠在上述的軸方向上伸出引出線，提高了線圈的體積占有率。
這個形狀不同的爪形磁極對于上述定子來說，從任意的位置算起使第N個爪形磁極不同，通過形狀的變化，能夠使第N個爪形磁極與相鄰的爪形磁極之間的磁極面之間的空隙的尺度變大，有可能留出通過上述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
通過使上述第N個爪形磁極的形狀變化，也可以使相鄰的爪形磁極之間的磁極面之間的空隙的角度變化。另外，也可以去掉上述的第N個爪形磁極，不設(shè)置也可以。
根據(jù)本發(fā)明，與過去的方式相比，可以提供更小型的、高輸出的電動機。


圖1是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機的1相部分定子的分解圖。
圖2是本發(fā)明的實施例中的有特征的線圈的引出線的剖面圖。
圖3是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機的1相部分定子的外觀圖。
圖4是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機的外觀圖。
圖5是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機的從旋轉(zhuǎn)軸在圓周方向看的時候的側(cè)面展開圖。
圖6是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機的剖面圖。
圖7是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機的與圖5不同的其它的實施例的側(cè)面展開圖。
圖8是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相電動機與圖5、圖7不同的其它的實施例的側(cè)面展開圖。
圖9是現(xiàn)有的具有爪形磁極的3相電動機的1相部分定子的分解圖。其它圖10是現(xiàn)有的具有爪形磁極的3相電動機的剖面圖。
圖11是現(xiàn)有的線圈的引出線的剖面圖。
符號說明1、2、5、6、9、10定子芯3、7、11、23線圈
4、8、12、20、30、401相部分定子13、14磁場遮斷材料15結(jié)線部分16轉(zhuǎn)子21、22現(xiàn)有的定子芯20、30、40現(xiàn)有的1相部分定子51、52、24爪形磁極具體實施方式
以下，使用附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖1是本發(fā)明的實施例中的有特征的3相爪極電動機的1相部分的定子4的分解圖。這里，將定子4作為U相定子進行說明。這個U相定子4由具有爪形磁極51、52的定子芯1、2及U相線圈3組成。定子芯1、2采用同一形狀。如圖1所示，定子芯1、2相向?qū)实剡M行組合來把U相定子3夾入。將其作為U相定子4。作為形成定子芯1、2的形狀的方法，可以使用，以用壓力機械對由絕緣皮膜覆蓋的磁性粉末進行壓縮而一體成型的方法。具有沒有后加工就能夠確保部件的尺寸精度的特征。
與作為現(xiàn)有技術(shù)的例子的圖9相比，圖1在以下的兩點不同。第1點是，定子芯1的多個爪形磁極51中，在51a的部位上沒有爪形磁極。同樣地，對于定子芯2，在52a的部位上沒有爪形磁極。第2個不同點是U相線圈3的引出線3b的形狀。
對于U相線圈3，由在圖2中所示的U相線圈3的剖面圖可知，與圖11相比，能夠使U相線圈3的卷數(shù)增加。在這個例子中，與圖12的線圈的卷數(shù)是21相比，圖2的U相線圈3的卷數(shù)是27，增加了28％以上。圖3是對圖1進行組合的U相定子4的外觀圖。成為從定子芯1、2的沒有爪形磁極的部位51a、52a伸出U相線圈3的引出線3b的結(jié)構(gòu)。同樣地，分別地，V相定子8由定子芯5、6及V相線圈7構(gòu)成，W相定子12由定子9、10及W相線圈11構(gòu)成。
如圖4所示，將上述3組的定子4、8、12相重疊，就形成了3相爪極型電動機的定子。通過使U相、V相、W相定子4、8、12相互之間錯開120度的電角度，從而可以由3相交流電壓驅(qū)動爪極型電動機。另外，為了不使其各相的磁場相互影響，在相間插入磁場遮斷材料13、14。各相線圈的引出線3a、7a、11a在外徑方向上向外部引出。與此相對，作為本發(fā)明的特征的各相線圈的引出線3b、7b、11b從除去爪形磁極的部位在軸向方向上引出。將這些線結(jié)合，并作為中性點。圖5是從轉(zhuǎn)子面來觀看這些引出線與定子的爪形磁極的關(guān)系的展開圖。從除去了爪形磁極的部位將引出線3b、7b、11b從軸向方向上取出，并在結(jié)線部15處結(jié)線。當(dāng)在如上所述定子的內(nèi)部插入轉(zhuǎn)子16時，能夠構(gòu)成如圖6所示的爪極型電動機。該爪極型電動機減小的扭距為，為了設(shè)置通過線圈的引出線的空間而減少的爪形磁極的比例。即，在圖4的情況下，由于本來24極的爪形磁極變成22極，而減小了8％左右的轉(zhuǎn)矩。但是，如在前所述，由于線圈的圈數(shù)增加了28％以上，實質(zhì)上，對于同一形狀的爪極型電動機來說，能夠增加20％左右的扭距。另外，在以相同的轉(zhuǎn)矩進行設(shè)計的情況下，通過實施本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)使電動機小型化大約20％。另外，用于與外部連接的引出線成為3相爪極型電動機的最小限，即3根，沒有必要在外部對中性點結(jié)線，提高了操作性。
圖7是在定子芯的爪形磁極中，將一部分的爪形磁極51b、52b做成與其它的爪形磁極不同的形狀的另一實施例。與圖5相同，是從轉(zhuǎn)子面觀看的定子的展開圖。通過使爪形磁極51b、52b與其它的爪形磁極相比變小，從而設(shè)置用于通過引出線的空間。如果采用上述結(jié)構(gòu)，與圖5相比，由于爪形磁極與轉(zhuǎn)子相對的面積增加，能夠使電動機進一步小型化。
在使用圖8所示的爪形磁極51c、52c的實施例的情況下，由于能夠使變形的爪形磁極51c、52c的面積增加，因此，能進一步實現(xiàn)電動機的小型化。
另外，作為設(shè)置用于增加線圈的引出線的空間的方法，提示了3種方法，作為使爪形磁極的一部分變形的方法，也可以考慮與引出線的形狀相匹配來進行的方法。
以上是適用于3相爪極型電動機的實施例，但是，對2相爪極型電動機和多相爪極型電動機也是適用的，另外，也適用于外轉(zhuǎn)型電動機。
權(quán)利要求
1.一種多相爪極型電動機，其特征在于具有，以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，和使一對設(shè)置有N個爪形磁極的環(huán)狀的定子芯相互對準，并具有位于該一對定子芯之間的環(huán)狀線圈的定子；其中，在所述定子芯的內(nèi)圓周側(cè)設(shè)置有通過所述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
2.如權(quán)利要求1所述的多相爪極型電動機，其特征在于使從任意的位置算起的第N個爪形磁極的形狀與其它的爪形磁極的形狀不同，通過使該形狀不同的爪形磁極與相鄰的爪形磁極之間的的空隙的寬度變大，而設(shè)置通過所述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
3.如權(quán)利要求1所述的多相爪極型電動機，其特征在于使從任意的位置算起的第N個爪形磁極的形狀與其它的爪形磁極的形狀不同，通過使該形狀不同的爪形磁極與相鄰的爪形磁極之間的的空隙的寬度和角度發(fā)生變化，而設(shè)置通過所述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
4.如權(quán)利要求1所述的多相爪極型電動機，其特征在于在通過不設(shè)置從任意的位置算起的第N個爪形磁極而構(gòu)成的空間內(nèi)，通過所述環(huán)狀線圈的引出線。
5.如權(quán)利要求1所述的多相爪極型電動機，其特征在于在多相的所述定子之間設(shè)置有遮斷磁通量的部件。
6.如權(quán)利要求1所述的多相爪極型電動機，其特征在于通過將壓粉鐵心壓縮成形而形成所述定子芯。
7.如權(quán)利要求1所述的多相爪極型電動機，其特征在于在所述定子芯的內(nèi)圓周側(cè)，連接所述多個環(huán)狀線圈的引出線而作為中性點，在所述定子芯的外圓周側(cè)，伸出所述多個環(huán)狀線圈的引出線。
8.一種多相爪極型電動機，其特征在于所述多相爪極型電動機，由與轉(zhuǎn)子保持間隙并相對，具有在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向上延伸的磁極面的N個爪形磁極，從所述爪形磁極在外徑方向上延伸的環(huán)狀的徑向磁軛部，和從所述徑向磁軛部在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸的方向上延伸的外圓周側(cè)磁軛來形成定子芯，將一對所述定子芯相互地對準，使所述爪形磁極交替位于內(nèi)圓周方向上，使所述爪形磁極的前端與相鄰爪形磁極的徑向磁軛部相對，并作為定子，在所述定子的內(nèi)部設(shè)置有環(huán)狀線圈；其中，在所述定子芯的爪形磁極的一部分上設(shè)置有通過所述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
9.如權(quán)利要求8所述的多相爪極型電動機，其特征在于使至少1個爪形磁極的形狀與其它的爪形磁極的形狀不同，通過使該形狀不同的爪形磁極與相鄰的爪形磁極之間的空隙的寬度變大，而設(shè)置通過所述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
10.如權(quán)利要求8所述的多相爪極型電動機，其特征在于使至少1個爪形磁極的形狀與其它的爪形磁極的形狀不同，通過使該形狀不同的爪形磁極與相鄰的爪形磁極之間的空隙的寬度和角度發(fā)生變化，而設(shè)置通過所述環(huán)狀線圈的引出線的空間。
11.如權(quán)利要求8所述的多相爪極型電動機，其特征在于在通過不設(shè)置至少1個爪形磁極而構(gòu)成的空間內(nèi)，通過所述環(huán)狀線圈的引出線。
12.如權(quán)利要求8所述的多相爪極型電動機，其特征在于在多相的所述定子之間設(shè)置有遮斷磁通量的部件。
13.如權(quán)利要求8所述的多相爪極型電動機，其特征在于通過將壓粉鐵心壓縮成形而形成所述定子芯。
14.如權(quán)利要求8所述的多相爪極型電動機，其特征在于在所述定子芯的內(nèi)圓周側(cè)，連接所述多個環(huán)狀線圈的引出線而作為中性點，在所述定子芯的外圓周側(cè)，伸出所述多個環(huán)狀線圈的引出線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多相爪極型電動機。具有爪形磁極的電動機在將線圈卷成環(huán)形形狀而形成的時候，雖然一方的引出線能從離定子的外圓周近的部位向外部引出，但是，另外一方的引出線從定子的內(nèi)圓周向外部引出，該引出線占據(jù)了由定子芯形成的內(nèi)部空間的一部分，有線圈的體積占有率的問題。于是，提高線圈占有率就成為課題。為了解決上述課題，在具有爪形磁極的定子的定子芯的爪形磁極的一部分上，留出了通過多個線圈的布線的空間。這樣的話，線圈的引出線從定子的外圓周(或者，未面向轉(zhuǎn)子的一側(cè)的反對側(cè))伸出1根，另外1根從定子的爪形磁極的空間向軸方向伸出。這樣的話，能夠消除由引出線造成的影響，能在同一空間增加線圈的卷數(shù)，能使電動機小型化。
文檔編號H02K1/16GK101083407SQ200610169219
公開日2007年12月5日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者正木良三, 惠比根一秀, 榎本裕治, 伊藤元哉 申請人:株式會社日立產(chǎn)機系統(tǒng)