專利名稱：電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機。
背景技術：
電動機作為驅動源用于各種用途，多裝入各種產品內部使用。例 如用于鼓風機、冷凍空調用的壓縮機，而且也用于汽車的電動車窗或 雨刷器等所謂的輔機類等。這樣，對裝入產品內部的電動機不僅要求 高效率化，而且還要求小型化(薄型化)或者提高組裝性。因此，對 用于實現高效率化、小型化、組裝性提高的轉子或定子的形狀進行了 研究。
在專利文獻l中，發表了用于小型化和提高生產效率的步進馬達
的構成，在專利文獻2中發表了為了進行鐵芯的旋轉方向的定位、在 鐵芯平坦部的外周具有定位用的V形槽的構成。并且，在專利文獻3 中發表了多相爪極型馬達，通過將磁性粉壓縮成形，獲得雖然制造簡 單但形狀復雜的爪形磁極，實現馬達的高效率化。
在專利文獻4至6中發表了關于鐵芯的定位使用線圏骨架的構成。
專利文獻1:(日本)特開2005-287288號公報
專利文獻2:(日本)特開平4-17538號公報
專利文獻3:(日本)特開2006-296188號7>凈艮
專利文獻4:(日本)特開平8-116659號公報
專利文獻5:(日本)特開2005-304164號〃>才艮
專利文獻6:(日本)特開平10-295070號公才艮
鐵芯的定位對于提高制造效率且實現電動機的小型化和高效率化 非常重要。尤其是，在相向地設置具有磁極的鐵芯的構成中，兩個鐵 芯的錯位影響磁場的形成，因此，需要實現定位的簡單化。專利文獻1是將金屬板成形為相同形狀后作為一對定子使用，在
其上形成定位孔和貫通孔進行定位。并且，在專利文獻2中，在鐵芯 平坦部的外周具有V形槽，利用定位用的滑塊進行鐵芯的旋轉方向的 定位。而且，在專利文獻3中，在鐵芯上設置凸部和凹槽，或者設置 嵌合突起和嵌合孔(參照圖15至圖18)，通過這樣進行定位。
如專利文獻1至3所示，在鐵芯上設置定位結構的情況下，要求 有足夠的鐵芯強度。在專利文獻l中，由于使用利用模具成形金屬板 的鐵芯，雖然容易成形定位孔，但在鐵芯強度低的情況下，由于設置 貫通孔而導致強度進一步降低，導致在之后的制造工序中的處理性和 可靠性降低。
尤其是，專利文獻3是使用將磁性粉壓縮成形的鐵芯，盡管容易 形成磁極，但鐵芯本身只不過是壓縮了磁性粉的構造，不容易確保充 分的強度。因此，不設置貫通孔，而釆用凹凸形狀進行定位，但導致 形狀的復雜化。能夠得到復雜形狀的爪型磁極雖然是壓縮成形的優點 之一，但定位結構與爪型磁極不同，進行定位后的電動機對實現高效 率沒有幫助，因此，在強度方面希望簡單的形狀。
專利文獻4至6使用線圏骨架進行定位，在專利文獻4中，使用 線圏骨架的定位用突部和設置在鐵芯外周部的切槽進行嵌合的定位 (參照段落0037等)，在鐵芯上具有定位結構，在這點上會與專利文 獻1至3產生同樣的問題。
專利文獻5至6發表了具有向線圏骨架的內周側突出的定位部的 示例，通過這樣雖然可以實現鐵芯的定位，但這些都是向設置有轉子 的內周側突出的構成，因此，定位部的存在對磁極的形狀或磁極間的 距離產生影響，限制了高效率化。
如上所述，尤其是使用對磁性粉進行壓縮成形后的鐵芯的情況下， 要求強度、鐵芯形狀的簡單化。 一面舉例一面說明在對形成單個相的 兩個相向的鐵芯(以下指兩個鐵芯、稱為"上下鐵芯")進行定位時以 簡單的鐵芯形狀可進行定位的方法和此時可能產生的問題。
圖8是為了進行鐵芯定位，在鐵芯外周的接合面設置凹凸，通過將其組合使爪型磁極的間隔相同的示例。該示例表示這樣的情況，即 在壓縮成形磁性粉得到壓粉磁芯時，為了防止模具的應力集中引起的 破損或將成形體從模具中取出時由于成形體的回彈而與模具粘合使成 形體本身破損，而使該凹凸形狀的側面傾斜。
該壓粉磁芯由于是將鐵粉壓縮成形、按壓凝固而成，因此，除強 度以外，相對成形時的加壓方向很難得到尺寸精度。因此，凹凸的高 度方向參差不齊。
此時，在相互卡合的凹凸中、凸部高于凹部的情況下，在上下鐵
芯接合面上會產生間隙(參照圖8 (b))。相反，在凸部比凹部的深度 低的情況下，在凹凸間的側面產生間隙(參照圖8 (c)),因此，上下 鐵芯的位置精度，尤其是旋轉方向的精度差而發生錯位。
圖8(b)、圖8 (c)所示的狀態是使電動機特性惡化的原因，不 僅導致電動機的性能降低，而且容易使電動機的性能參差不齊，即， 使批量生產的電動機產生個體差異。
發明內容
本發明鑒于上述課題而做出，其目的是提供既提高生產效率和高 效率化又能實現小型、薄型的電動機。
為了實現上述目的，本申請涉及一種電動機，具有將壓縮了磁性 粉的圓環形的成形體相向設置的定子鐵芯，上述成形體在周向具有多 個爪型磁極， 一個成形體的爪型磁極位于另一個成形體的爪型磁極之 間；本申請的第一發明的特征在于，在上述定子鐵芯內具有巻繞了線 圏的線圏骨架，在該線圏骨架上具有進行上述成形體的周向定位的突 起。
并且，本申請的第二發明的特征在于，在上述定子鐵芯內的上述 成形體之間設置巻繞了線圏的線圏骨架，該線圏骨架具有突起，所述 突起向著上述成形體突出、通過與上述成形體卡合限制上述成形體向 周向錯位。
并且，本申請的第三發明是一種電動機，具有壓縮磁性粉而成形出具有圓環形的基部和從該基部突出在周向形成多個爪型磁極的成形 體并相向設置該成形體的定子鐵芯， 一個成形體的爪型磁極位于另一 個成形體的爪型磁極之間，其特征在于，
在相向設置的成形體之間，在上述爪型磁極的外周側具有巻繞線
圏的線圈骨架，
上述線圏骨架在兩面具有向著上述成形體突出的多個突起， 上述成形體在上述基部的內周側，在上述爪型磁極之間具有多個 凹狀部，
上述突起位于上述凹狀部內。
第三發明的更好的方式是，第一， 一個成形體上的爪型磁極間的
距離Ll大于上述爪型磁極的寬度L2，在組合上述成形體和上述線圏 骨架的狀態下，上述凹狀部的寬度和上述突起的寬度相等。
第二，上述突起在上述凹狀部內、位于上述凹狀部的底部與上述 爪型》茲極的前端部之間， 一個爪型磁極和與該爪型》茲極相鄰的爪型/P茲 極之間的距離L4小于上述爪型磁極的前端部和上述凹狀部的底部的 距離L5。
上述各構成中的更理想的具體方式如下。
(1) 上述突起在上述線圏骨架的兩側相互不同地突出。
(2) 具有由上述定子鐵芯、上述線圏骨架和上述線圏組合的定 子；夾住上述定子地安裝的托架；以及被設置在上述托架上的軸承支 承、以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
(3) 具有將上述定子鐵芯、上述線圏骨架以及上述線圈按三個 相部分層疊組裝的定子；夾住上述定子地安裝的托架；以及被設置在 上述托架上的軸承支承、以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
根據本發明，可提供既提高生產效率和實現高效率又實現小型薄 型的電動才幾。
圖l是定子的單個相部分(附圖標記3)的分解立體圖。圖2是三相爪齒型(Claw Teeth)電動才幾的分解圖。 圖3是表示定子剖面的圖。
圖4是表示定子內部的三個相部分的定子形狀的外觀立體圖。 圖5是對由三相形成的定子中單個相部分進行分解表示的圖。 圖6是表示進行上下鐵芯定位的其他示例的圖。 圖7是表示本實施方式的FFU的結構的圖。 圖8是表示鐵芯定位例和課題的圖。
具體實施例方式
以下利用附圖就本發明的實施方式進行說明。在本欄中，就使用 將壓縮了磁性粉的成形體相向地設置在定子的鐵芯上、在該由壓粉磁 芯形成的成形體上不形成特別的凹凸地進行定位的構成進行說明。首 先，利用圖1和圖2就本實施方式的電動機的構成進行說明。
圖1是本實施方式的電動機使用的定子的單個相部分(附圖標記 3)的分解立體圖。如圖l所示，上下鐵芯采用使壓縮磁性粉成形的壓 粉鐵芯2相向的構成，通過這樣形成定子鐵芯。即，在本實施方式中， 通過相向設置形狀相同的壓粉鐵芯2,構成單個相部分的上下鐵芯。
在壓粉鐵芯2上形成多個爪型磁極2a，組合上下鐵芯，以使一方 的壓粉鐵芯2的爪型磁極2a和另 一方的壓粉鐵芯2的爪型磁極2a互 不干涉。因此，在本實施方式所示的例中，對接上下鐵芯，24個爪型 磁極與定子的內周面相鄰地設置。
線圏骨架l被夾持在這些相向設置的壓粉鐵芯2之間。線圏巻繞 在線圈骨架l上，通過使電流向該線圏流動，電動機進行旋轉。并且， 在線圏骨架1上具有鐵芯定位用的突起la。突起la的作用效果如后 所述。
圖2是三相爪齒型電動機的分解圖。定子10通過三相層疊圖1 所示的上下鐵芯2、線圏骨架l和線圏而形成，在該定子10的中心插 入轉子11，該轉子通過組合軸、轉子鐵芯和磁鐵形成。定子10的兩 側設置托架，在圖2中，定子10的兩端面被負荷側托架12a和負荷相反側托架12b夾住。轉子11被軸承13支承，形成它們的層疊結構， 利用貫通螺釘14固定各構成。
圖3是表示圖2所示的定子10的剖面的圖，圖4是表示定子10 內部的三個相部分的定子形狀的外觀立體圖。圖5是在圖4的由三相 形成的定子10中、對單個相部分3進行分解表示的圖，表示在兩個相 對的壓粉鐵芯2之間夾入將銅線巻繞在絕緣用線圏骨架1上制作的線
并且，在壓粉鐵芯2的外周側面設置凹部。通過組合上下鐵芯、 該凹部成為開口部，將線圏從該處拉出。三相層疊時，也在三處形成 該線圏拉出部，但通過接近地設置它們，可用簡單的構成形成電動機。
如圖1至5所示，設置在壓粉鐵芯2上的爪型磁極2a相鄰地設置 在定子10的內周面、即與轉子11相向的部分上，通過電流在線圏4 流動，在相鄰的電磁間產生磁通。通過這樣，轉子ll產生旋轉力、發 揮電動機的作用。
以下，以具體的構成為例就本實施方式的上下鐵芯的定位進行說明。
[實施例1
如圖l所示，使由磁性粉的成形體形成的壓粉鐵芯2相向的構成 作為上下鐵芯使用，設置在壓粉鐵芯2上的爪型磁極2a相鄰地設置。 并且，線圏骨架1具有多個鐵芯定位用的突起la。突起la向著夾住 線圏骨架1的壓粉鐵芯2、向上下兩側突出，該突起la插入在壓粉鐵 芯2的爪型磁極2a之間。另外，如圖1所示，向上下兩側突出的突起 la在上下互不相同地突出，容易插入后述的凹狀部2b內。
壓粉鐵芯2和線圈骨架1使用圓環形狀的構成，如圖l所示，組 合兩個鐵芯，使一方的壓粉鐵芯2的爪型磁極2a和另一方的壓粉鐵芯 2的爪型磁極2a互不相同地排列。此時，在組合上下鐵芯的狀態下、 使相鄰的爪型磁極2a間的距離為L4。
這樣，為了組合上下鐵芯，構成定子10的內周面的爪型磁極2a 的圓周方向的寬度L2小于爪型磁極2a間的間距L1。并且，圓環形的壓粉鐵芯2在平面形狀的基部2，、在爪型磁極2a 之間具有凹狀部2b。如圖所示，該凹狀部2b在爪型磁極2a之間、在 基部2，的圓環面形成凹陷形狀，在基部2，的圓環面不設置切槽等特 別的凹凸形狀地形成。
在組合上下鐵芯的狀態下，由于另一方的壓粉鐵芯2的爪型磁極 2a的前端部位于凹狀部2b內，因此，大于壓粉鐵芯2的內周部上的 凹狀部2b的寬度L2。并且，線圏骨架1的突起la插入該凹狀部2b 的根部。因此，在組合了壓粉鐵芯2和線圏骨架1的狀態下，凹狀部 2b的圓周方向的寬度L3與設置在線圏骨架1上的突起la的寬度L3 相同。
通過具有上述的構成，線圏骨架1的突起la插入壓粉鐵芯2的凹 狀部2b，進行上下鐵芯的定位，壓粉鐵芯2不會在旋轉方向移位。并 且，由于突起la不是向內周側、而是向各壓粉鐵芯2側突出，因此， 對在轉子11側相鄰的爪型磁極2a的設置沒有影響，可將相鄰的爪型 磁極2a間的距離L4控制在所需要的值。
并且，通過將爪型磁極2a的前端部收納在凹狀部2b內，可不與 相向的壓粉鐵芯的基部2，干涉地將爪型磁極2a排列在與轉子11相 向的內周部。即，形成使爪型磁極2a的前端部可延伸到相向的壓粉鐵 芯2的基部2，的圓環面的構成，可形成有效的磁路。
而且，在相互相向的上下鐵芯上，雖然在相鄰的爪型磁極2a之間 形成磁路，但由于使爪型磁極2a的前端部和基部2，之間的距離L5 大于相鄰的爪型磁極2a間的距離L4的同時，使絕緣材料形成的線圏 骨架1的突起la位于爪型磁極2a的前端部和基部2，之間，因此， 可抑制磁通的泄漏，形成高效率的構成。即，由于相鄰的爪型磁極間 的距離L4小于爪型磁極2a的前端部和凹狀部2b的底部(基部2，) 的距離L5，因此可降低對通電時形成的磁通的影響。同時，由于突起 la的直徑方向的寬度L6與L5大致相同，因此，有助于降低磁通泄漏。
如上所述，使用線圏骨架的情況下，通過在線圏骨架l的兩面設置與鐵芯2配合的突起la，組合線圏骨架1和鐵芯2，在組合鐵芯2 形成定子鐵芯時，可將兩者定位在需要的角度。并且，可通過凹狀部 2b、突起la和爪型磁極2a的位置關系，抑制磁通的泄漏、實現高效 率化。
圖6是表示與實施例1不同的進行上下鐵芯定位的例子的圖。如 上所述，本實施方式的壓粉鐵芯2由壓縮了磁性粉的成形體形成，在 這點上實施例2也是相同的。以下，除了特別所示的構成以外，與l 實施例相同，因此省略詳細說明。
實施例2的特征是上下鐵芯的定位使用模具。具體如下。在本實 施方式中，使用將壓縮了磁性粉的成形體相向設置的鐵芯2，利用樹 脂將該壓粉鐵芯2進行模塑后使用。對成形體進行模塑時，為了保持 成形體而使用模具。
圖6是表示在第二實施例中使用的模具的示例的圖。該模塑模具 5具有成形體的保持部，被模塑的成形體設置在該保持部。在本實施 方式中，由于使壓粉鐵芯2相向設置、構成定子鐵芯，因此，也將模 具形成上模和下模成套使用。另夕卜，在以下的說明中，圖6表示下模。 即，圖6的左圖是下模的俯視圖，右圖是中心線的剖視圖。
如果使用這樣的模具，將壓粉鐵芯2相向設置、利用樹脂進行模 塑時，如果在上下的模具上，分別進行周向的定位，則可定位模塑后 的上下鐵芯、進行固定。因此，不使用線圏骨架就可進行壓粉鐵芯2 的周向的定位。
如圖6所示，本實施例的模具5在上下的模塑模具上具有成形體 的保持部，在該保持部具有與壓粉鐵芯2的爪型磁極2a或凹狀部2b 進行精密配合的突起5a。通過這樣，限制壓粉鐵芯2在模具5上進行 周向移動，從而進行定位。另一方面，與該壓粉鐵芯2相向設置的壓 粉鐵芯也同樣通過無圖示的上模進行定位。
因此，通過組合上下模具、 一面保持該狀態一面進行模塑樹脂成 型，可在定位的狀態下得到定子鐵芯。因此，可等間距地設置爪型磁 極2a。并且，在后面的制造工序中，可提高定子3的處理性。圖7是表示使用上述的實施例1或實施例2所示的電動機的一例 的圖，該例表示FFU。風扇21安裝在電動機20的旋轉軸上，與過濾 器23 —起收納在框體22內，構成風機過濾機組(FFU )。框體22在 上方具有開口部，通過風扇21的旋轉，從開口部吸入空氣。即，通過 風扇21的旋轉，從圖中的上部吸入空氣，通過安裝在風扇21下方的 過濾器23。
因此，空氣在通過過濾器23時被過濾，作為清潔的空氣向過濾器 23的下游側(圖中的下部)排出。FFU在運轉中不斷地向清潔室內供 給清除了灰塵等的空氣，保持清潔室內清潔。
本實施方式的FFU由于安裝在清潔室的頂板部，因此嚴格要求薄 型化。由于過濾器23、電動機20和風扇21安裝在框體22上，因此 通過實現電動機20的小型化，FFU也可實現小型化。
權利要求
1. 一種電動機，具有將壓縮了磁性粉的圓環形的成形體相向設置的定子鐵芯，所述成形體在周向具有多個爪型磁極，一個成形體的爪型磁極位于另一個成形體的爪型磁極之間，其特征在于，在所述定子鐵芯內具有卷繞線圈的線圈骨架，在該線圈骨架上具有進行所述成形體的周向定位的突起。
2. —種電動機，具有將壓縮了磁性粉的圓環形的成形體相向設置 的定子鐵芯，所述成形體在周向具有多個爪型磁極， 一個成形體的爪 型磁極位于另一個成形體的爪型磁極之間，其特征在于，在所述定子鐵芯內的所述成形體之間設置巻繞線圏的線圏骨架， 該線圏骨架具有突起，所述突起向著所述成形體突出，通過與所 述成形體卡合來限制所述成形體的周向錯位。
3. —種電動機，具有相向設置有成形體的定子鐵芯，所述成形體 通過壓縮磁性粉而成形并具有圓環形的基部和從該基部突出而在周向 形成多個的爪型磁極， 一個成形體的爪型磁極位于另一個成形體的爪 型磁極之間，其特征在于，在相向設置的成形體之間且在所述爪型磁極的外周側，具有巻繞 線圏的線圏骨架，所述線圏骨架在兩面具有向著所述成形體突出的多個突起，所述成形體在所述基部的內周側且在所述爪型磁極之間具有多個 凹狀部，所述突起位于所述凹狀部內。
4. 如權利要求3所述的電動機，其特征在于， 一個成形體上的爪 型磁極間的距離(Ll)大于所述爪型磁極的寬度(L2)，在組合所述 成形體和所述線圏骨架的狀態下，所述凹狀部的寬度和所述突起的寬 度相等。
5. 如權利要求3所述的電動機，其特征在于，所述突起在所述凹 狀部內位于所述凹狀部的底部與所述爪型/P茲極的前端部之間，一個爪型磁極和與該爪型》茲極相鄰的爪型》茲才及之間的距離(L4 ) 小于所述爪型磁極的前端部和所述凹狀部的底部的距離(L5)。
6. 如權利要求1所述的電動機，其特征在于，所述突起在所述線 圏骨架的兩側相互不同地突出。
7. 如權利要求2所述的電動機，其特征在于，所述突起在所述線 圏骨架的兩側相互不同地突出。
8. 如權利要求3所述的電動機，其特征在于，所述突起在所述線 圈骨架的兩側相互不同地突出。
9. 如權利要求4所述的電動機，其特征在于，所述突起在所述線 圏骨架的兩側相互不同地突出。
10. 如權利要求5所述的電動機，其特征在于，所述突起在所述 線圏骨架的兩側相互不同地突出。
11. 如權利要求1所述的電動機，其特征在于，具有由所述定 子鐵芯、所述線圏骨架和所述線圏組合的定子；以夾住所述定子的方 式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承支承而以旋轉軸為中 心旋轉的轉子。
12. 如權利要求2所述的電動機，其特征在于，具有由所述定 子鐵芯、所述線圏骨架和所述線圏組合的定子；以夾住所述定子的方 式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承支承而以旋轉軸為中 心旋轉的轉子。
13. 如權利要求3所述的電動機，其特征在于，具有由所述定 子鐵芯、所述線圏骨架和所述線圏組合的定子；以夾住所述定子的方 式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承支承而以旋轉軸為中 心旋轉的轉子。
14. 如權利要求4所述的電動機，其特征在于，具有由所述定 子鐵芯、所述線圏骨架和所述線圏組合的定子；以夾住所述定子的方 式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承支承而以旋轉軸為中 心旋轉的轉子。
15. 如權利要求5所述的電動機，其特征在于，具有由所述定子鐵芯、所述線圈骨架和所述線圏組合的定子；以夾住所述定子的方 式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承支承而以旋轉軸為中 心旋轉的轉子。
16. 如權利要求1所述的電動機，其特征在于，具有將所述定 子鐵芯、所述線圏骨架以及所述線圏按三個相部分層疊組裝的定子； 以夾住所述定子的方式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承 支承而以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
17. 如權利要求2所述的電動機，其特征在于，具有將所述定 子鐵芯、所述線圏骨架以及所述線圏按三個相部分層疊組裝的定子； 以夾住所述定子的方式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承 支承而以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
18. 如權利要求3所述的電動機，其特征在于，具有將所述定 子鐵芯、所述線圏骨架以及所述線圏按三個相部分層疊組裝的定子； 以夾住所述定子的方式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承 支承而以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
19. 如權利要求4所述的電動機，其特征在于，具有將所述定 子鐵芯、所述線圏骨架以及所述線圏按三個相部分層疊組裝的定子； 以夾住所述定子的方式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承 支承而以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
20. 如權利要求5所述的電動機，其特征在于，具有將所述定 子鐵芯、所述線圏骨架以及所述線圏按三個相部分層疊組裝的定子； 以夾住所述定子的方式安裝的托架；以及由設置在所述托架上的軸承 支承而以旋轉軸為中心旋轉的轉子。
全文摘要
本發明能夠提供一種電動機，采用將壓縮了磁性粉的圓環形的成形體相向設置的定子鐵芯(2)，在定子鐵芯(2)內具有卷繞線圈的線圈骨架(1)，在該線圈骨架(1)上具有進行成形體的周向定位的突起(1a)。通過這樣，容易進行定子鐵芯的周向的定位，實現了生產效率的提高和高效率化，而且是小型的、薄型的。
文檔編號H02K37/12GK101453154SQ20081017968
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月5日 優先權日2007年12月7日
發明者佐藤和雄, 天池將, 安部恵輔, 高橋秀一 申請人:株式會社日立制作所