集中繞線式無刷直流電動機的製作方法
2023-05-08 12:48:11
專利名稱：集中繞線式無刷直流電動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於致冷劑壓縮機等的無刷直流電動機。
背景技術：
作為無刷直流電動機的現有技術，有日本專利申請公開特開平8-237897號公報中所述者。
作為與此一公報中所述的無刷直流電動機同種者有圖6中所示者，此一圖6中所示的51是片狀絕緣材料，52是鐵心，53是此一鐵心的齒部，54是齒部與齒部之間的線槽開口部。而且，把預先彎曲形成的絕緣材料配置在線槽部或線槽開口部54，然後在齒部上卷繞線圈而組裝無刷直流電動機。
在例如機械地在前述這種無刷直流電動機的鐵心上自動卷繞線圈的場合，由於該絕緣材料51的彎曲不充分的絕緣材料51的端部55位於線槽開口部54的中央側，所以繞制該線圈用的噴嘴60推壓絕緣材料的端部，存在著使此一絕緣材料錯位或者破損的危險(參照圖6的(b))。如果絕緣材料錯位，破損，則存在著絕緣不良的危險。
發明內容
本發明提供一種生產率提高而且不容易變成絕緣不良的無刷直流電動機。
本發明的無刷直流電動機，為了解決前述課題，在定子的齒部上施行直接繞線的無刷直流電動機中，在前述齒部上配置板狀絕緣材料，同時在此一絕緣材料的位於齒部與齒部之間的部分的端部上，設置對齒部間的中心線傾斜的傾斜部。
此外，對齒部間的中心線對稱形地形成前述絕緣材料。
此外，用聚酯線把線圈端，或者線圈端和引線綁紮起來。
此外，在前述無刷直流電動機的轉子上備有的永久磁鐵，作為該磁鐵的材料使用稀土類。
進而，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部上設置切割部。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部的單側上設置切割部。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部的兩側上設置切割部。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，除了齒部部分外在齒部頂端部的線槽開口部附近設置孔。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，除了齒部部分外在齒部頂端部的線槽開口部附近設置槽。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，設置缺口槽以便對峙的齒部頂端部間的開口寬度實質上變大。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心中，在定子齒部中央的外周側，有沿電動機的軸向穿孔的引線處理用的夾具插入孔，使得到該齒部與線槽底部的拐角部的距離(H)對平均齒寬尺寸(T)成為H≥T/2，而且把驅動線圈的引線固定於插入固定在該夾具插入孔中的轉接件。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心中，在定子齒部中央的外周側，有沿電動機的軸向穿孔的引線處理用的夾具插入孔，使得到該齒部與線槽底部的拐角部的距離(H)對平均齒寬尺寸(T)成為H≥T/2，而且把驅動線圈的引線固定於插入固定在該夾具插入孔中的轉接件，前述夾具插入孔和轉接件，設置在任意個定子齒部上。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心中，在定子齒部中央的外周側，有沿電動機的軸向穿孔的引線處理用的夾具插入孔，使得到該齒部與線槽底部的拐角部的距離(H)對平均齒寬尺寸(T)成為H≥T/2，而且取為把驅動線圈的引線固定於轉接件的構成，該轉接件由插入固定於該夾具插入孔的樹脂制絕緣夾具組成，該轉接件的插入軸有阻止朝一個方向拔出的機構，在其頂部有在一處有切縫的環形引線固定機構組成。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部頂端部中，取為這樣的構成，以便定子鐵心的齒部頂端部的左右頂端A點、A』點的連接線A到齒部的內徑的切線B的距離T，成為T≥0(靠近定子外徑)。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即利用定子鐵心的線槽部的空間把驅動線圈的引線連接部和中性點埋設在線槽內。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即利用把驅動線圈卷繞到定子鐵心的線槽部之際的為了繞線用噴嘴的唱針動作而確保的空間，把驅動線圈的引線連接部和中性點埋設在線槽內。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，為了減輕該線圈引起的對線槽絕緣紙的應力在定子齒部的端面與該線圈之間設置隔離件進行線圈卷繞。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，為了減輕該線圈引起的對線槽絕緣紙的應力在定子齒部的端面與該線圈之間，設置高度H為能夠確保絕緣距離的長度的隔離件進行線圈卷繞。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，為了減輕該線圈引起的對線槽絕緣紙的應力在定子齒部的端面與該線圈之間，設置形狀與線圈端的想要的形狀相吻合的隔離件進行線圈卷繞。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即在定子齒部的線槽部的內緣上配置0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙，而且把該絕緣紙沿定子的齒部方向摺疊多次加熱熔敷來形成該絕緣紙的從定子端面突出的部分。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即在定子齒部的線槽部的內緣上配置0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙，而且把該絕緣紙沿定子的齒部方向摺疊同時在定子端面與該絕緣紙之間夾著加固用絕緣物來形成該絕緣紙的從定子端面突出的部分。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即對定子鐵心施行扭斜，扭斜角度滿足相對於定子的軸7.5±5度的角度。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即對轉子鐵心施行扭斜，扭斜角度滿足相對於轉子的軸7.5±5度的角度。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即對定子鐵心和轉子鐵心兩方施行扭斜，兩者的扭斜角度滿足相對角度7.5±5度的角度。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，把定子鐵心的齒部形狀構成為定子內徑側部比線槽底部要寬的形狀。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即磁鐵插入鑲嵌型轉子的外周部鐵心切割形狀，在轉子鐵心堆積的疊層方向的上下部處具有不同的切割形狀。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即磁鐵插入鑲嵌型轉子的外周部鐵心切割形狀，在轉子鐵心堆積的疊層方向的上下部處具有不同的切割形狀，而且插入磁鐵在疊層方向的不同的切割形狀的上下部處共用同一磁鐵，或者在上下部處使用不同的磁鐵。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即磁鐵插入鑲嵌型轉子的外周部鐵心切割形狀，在轉子鐵心堆積的疊層方向的上下部處具有不同的切割形狀，而且插入磁鐵在疊層方向的不同的切割形狀的上下部處使用不同的磁鐵，具有插入不同的外周部形狀的磁鐵位置沿徑向方向錯開的結構。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即在定子鐵心的線槽部的內緣上配置板狀線槽絕緣紙，把與線槽部的開口部對峙的該絕緣紙的端面的開口寬度Y形成為比定子齒部頂端部的開口寬度X要小。
此外，在集中繞線式電動機的定子中，取為這樣的構成，即在定子鐵心的線槽部的內緣上配置板狀線槽絕緣紙，沿著與線槽部的開口部對峙的定子齒部頂端部延長形成該絕緣紙的端面。
此外，在集中繞線式電動機的定子鐵心中，取為這樣的構成，即關於定子線槽，在用從定子中心通過齒部中心的直線上的垂線來描述沿著齒部的底點P與線槽的底點E時的交點X與交點Y的距離，設定成以齒部的底點P為基準線槽的底點E的範圍成為-2～+5mm。
此外，取為這樣的構成，即藉助於配置在定子齒部寬度尺寸X的外徑方向的延長上的範圍內的鉚接部來疊層固定定子鐵心。
此外，在殼體內備有前述無刷直流電動機，以及由此一無刷直流電動機驅動的壓縮機部而構成致冷劑壓縮機。
作為此一壓縮機的致冷劑使用HC系致冷劑。
圖1是表示本發明的無刷直流電動機的絕緣紙與噴嘴的關係的說明圖。
圖2是本發明的無刷直流電動機的定子鐵心的俯視圖。
圖3是表示該無刷直流電動機的定子的俯視圖。
圖4是表示該無刷直流電動機的絕緣紙的說明圖。
圖5是表示該無刷直流電動機的絕緣紙的俯視圖。
圖6是表示現有技術的無刷直流電動機的絕緣紙與噴嘴的關係的說明圖。
圖7是第3實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖8是第3實施例的定子鐵心的俯視圖。
圖9是第3實施例的轉子旋轉角與作用在鐵心上的力的關係圖。
圖10是第3實施例的轉子旋轉角與轉矩的關係圖。
圖11是表示集中繞線式的無刷直流電動機的定子和轉子的圖。
圖12是現有技術的定子鐵心的俯視圖。
圖13是第4實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖14是第5實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖15是第6實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖16是本發明的定子和轉子的磁力線分布圖。
圖17是現有技術的定子和轉子的磁力線分布圖。
圖18是第7實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖19是定子鐵心的俯視圖。
圖20是轉接件的主視圖、側視圖、俯視圖。
圖21是定子和轉子的磁力線分布的狀態圖。
圖22是定子和轉子的磁力線分布的狀態圖。
圖23是第8實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖24是第8實施例的定子鐵心的俯視圖。
圖25是現有技術的定子鐵心的局部放大圖。
圖26是第9實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖27是第10實施例的使用隔離件的線圈的卷繞圖。
圖28是第11實施例的使用隔離件的線圈的卷繞圖。
圖29是第12和第13實施例的使用線槽絕緣紙的狀態圖。
圖30是施行了扭斜的第14實施例的定子、轉子的透視圖。
圖31是轉矩變動與扭斜角度的特性圖。
圖32是第17實施例的定子鐵心的齒部形狀的俯視圖。
圖33是現有技術的定子鐵心的齒部形狀的俯視圖。
圖34是第18實施例的不同的外周部鐵心切口形狀的轉子的透視圖。
圖35是第18實施例中用的轉子的透視圖。
圖36是第18和第19實施例的磁鐵插入時的轉子的透視圖。
圖37是第18實施例的定子鐵心和轉子鐵心的磁路和磁力線分布圖。
圖38是第18實施例的定子鐵心和轉子鐵心的磁路和磁力線分布圖。
圖39是第20實施例的磁鐵插入時的轉子的透視圖。
圖40是第21實施例的線槽絕緣紙的安裝狀態圖。
圖41是第22實施例的線槽絕緣紙的安裝狀態圖。
圖42是現有技術的線槽絕緣紙的安裝狀態圖。
圖43是第23實施例的定子鐵心的局部放大圖。
圖44是第23實施例的線槽部的局部放大圖。
圖45是第24實施例的定子鐵心的俯視圖。
圖46是定子和轉子的磁力線分布的狀態圖。
圖47是定子和轉子的磁力線分布的狀態圖。
具體實施例方式
根據附圖來說明本發明的實施例。首先就第1實施例進行說明。圖1示出被稱為直接繞線，或集中繞線等的無刷直流電動機的一部分，1是片狀絕緣材料，此一絕緣材料，例如是聚酯薄膜，形成大約0.2mm～0.5mm的厚度，此一絕緣材料如下文述及，在齒部與齒部之間(線槽開口部)，沿其內表面彎曲地配置。
2是定子的鐵心，3是此一鐵心的齒部，4是齒部與齒部之間的線槽開口部。在圖1中，示出尚未施行繞線的狀態。圖2示出定子的鐵心，在此一鐵心上，形成6個線槽，是稱為所謂6線槽者。而且，是絕緣材料安裝在此一線槽開口部者。圖3示出無刷直流電動機的定子，與未畫出的轉子構成無刷直流電動機。5是繞組，6是與此一繞組相連接的引線，7是聚酯線，把繞組的端部(所謂線圈端)與引線綁紮起來。圖4中示出把絕緣材料彎曲形成的狀態，其中(a)示出從上方觀看的狀態，(b)示出從正面前方觀看的狀態。圖5中示出把絕緣材料彎曲形成之前的狀態，1a是對齒部間的中心線P傾斜的傾斜部，此一傾斜部，是絕緣材料的位於齒部與齒部之間的部分的端部位置者。1b是彎曲的中心線。
就這樣構成的，無刷直流電動機的組裝進行說明。像圖6中所示的在彎曲的中心線處彎曲那樣，彎曲之。在彎曲中心線P處，與其說完全地彎曲，不如說是彎曲的中心線也許表達得更確切。如果完全彎曲了，則成為圖4中所示的形狀。
如果把此一絕緣材料安裝在線槽部和線槽開口部，則作為絕緣材料1的端部的傾斜部1a，位於齒部3與齒部3之間。此時，由於絕緣材料1對中心線形成對稱的形狀，所以可以不用管方向地安裝，可以提高組裝作業性。
如果絕緣材料的彎曲充分，也就是適當，則如圖1的(a)中所示傾斜部1a緊密接觸線槽開口部4，但是如果彎曲不充分，則如圖1的(b)中所示，傾斜部1a成為位於齒部3與齒部3之間，也就是施行繞線用的機械的噴嘴60的通路中。這樣一來，即使是傾斜部1a突出到噴嘴的通路的狀態，如果噴嘴碰到該傾斜部1a，則絕緣材料沿著與噴嘴的動作方向垂直的方向被推動，使得緊密接觸於齒部的內表面。因此，可以防止絕緣材料沿著與噴嘴的動作方向相同的方向被推壓，錯位或者壓破。
如果完全施行了繞線，則用聚酯線把與此一繞組5連接的引線6，與此一繞組5的例如上部的線圈端綁紮在一起，藉此完成無刷直流電動機的定子的組裝。
在定子中，雖然擔心線圈端或引線的松馳，或者從線槽開口部的脫出引起的絕緣不良，但是通過用聚酯線7把引線6和線圈端綁紮起來，而防止這些松馳或脫出等，藉此可以防止絕緣不良。
雖然用此一定子和未畫出的轉子構成無刷直流電動機，但是作為安裝在此一轉子上的永久磁鐵，使用BH積大的磁鐵，也就是，由釹、鐵、硼組成的釹磁鐵，或者釤鈷系磁鐵等，所謂，稀土類磁鐵。
通過採用這種稀土類磁鐵，因為可以得到強磁場，故可以實現無刷直流電動機的小型化。
下面，就第2實施例進行說明。第2實施例，是把前述無刷直流電動機，和由此一無刷直流電動機所驅動的壓縮機部(例如旋轉式壓縮機的壓縮機部)配置在一個密閉容器中，構成密閉型致冷劑壓縮機者(未畫出)。而且，作為此一致冷劑壓縮機的致冷劑，採用碳氫化合物等HC系的致冷劑。
在這樣構成的致冷劑壓縮機中，由於採用極力防止無刷直流電動機的絕緣不良者，所以可以極力防止起因於無刷直流電動機的絕緣不良的致冷劑壓縮機的不良。特別是，在致冷劑壓縮機中，在出故障之際，因為無法看到內部故除了更換致冷劑壓縮機之外別無他法，故障的降低是有效的。
此外通過作為致冷劑，採用HC系致冷劑，因為即使假如致冷劑洩漏，也對臭氧層沒有影響，故不容易給地球環境增加負擔。
像以上說明的那樣，由於在絕緣材料的端部設置傾斜部，所以即使施行繞線用的機械噴嘴，在齒部間動作之際碰到絕緣材料，絕緣材料也沿與線槽開口部緊密接觸的方向(與噴嘴的動作方向幾乎垂直的方向)動作，故防止絕緣材料被噴嘴推壓而沿與噴嘴同一方向動作，可以極力防止因絕緣材料破損、錯位產生的絕緣不良。
此外，在把絕緣材料形成對齒部間的中心線對稱的形狀的場合，由於該絕緣材料的安裝即使方向反了也可以安裝，所以可以不用管方向地安裝，可以使組裝作業性提高。
此外，在用聚酯線把線圈端，或者線圈端和引線綁紮在一起時，特別是，雖然擔心線圈端或引線的松馳，或者從線槽開口部的脫出等引起的絕緣不良，但是通過防止這些松馳或脫出等，可以防止絕緣不良。
此外，在作為無刷直流電動機的轉子上備有的永久磁鐵使用稀土類磁鐵的場合，因為可以得到強磁場，故可以實現無刷直流電動機的小型化。
此外，在把無刷直流電動機，和由此一無刷直流電動機所驅動的壓縮機部配置在殼體內的場合，由於採用極力防止無刷直流電動機的絕緣不良者，所以可以極力防止起因於無刷直流電動機的絕緣不良的致冷劑壓縮機的不良。
進而，在作為所壓縮的介質採用HC系致冷劑的場合，因為即使假如致冷劑洩漏，也對臭氧層沒有影響，故不容易給地球環境增加負擔。
下面，參照圖7至圖10來說明第3實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機如圖11和圖12中所示由定子101和轉子102構成，定子為圖11(A)那樣的形狀，把定子片(矽鋼片)疊層而形成定子鐵心111。定子鐵心111設有齒部112，齒部112具有規定的齒寬，在其兩側沿著轉子的表面設有齒部頂端部113。利用線槽部的空間把驅動線圈(未畫出)直接卷繞在此一齒部112上，通過所謂集中直接繞線方式來形成定子101的磁極，在此一例子中示出4極6線槽的定子。
藉此，與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。而且定子鐵心101的形狀成為圖12的俯視圖那樣，在齒部112的兩側沿著轉子的表面與轉子的距離恆定地等間隔形成齒部頂端部113。
此外，轉子102為圖11(B)那樣的形狀，把矽鋼片疊層而形成轉子鐵心121。在轉子鐵心121上鑲嵌永久磁鐵122。作為轉子102的永久磁鐵122雖然通常的鐵氧體系磁鐵就可以了，但是為了電動機的小型化，可以用BH積大的磁鐵，也就是，由釹、鐵、硼組成的釹磁鐵，或者釤鈷系磁鐵等，所謂，稀土類磁鐵。
把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機。這種無刷直流電動機運行時的轉矩特性，如圖10的電動機的轉子旋轉角與轉矩的關係中的實線亻中所示，成為含有較多的高次諧波分量的波形，轉矩的變動變大，結果，成為引起電動機旋轉時的振動的原因。
為了降低電動機的變動轉矩，雖然形成轉子扭斜和定子扭斜等也是一種對策，但是在磁鐵鑲嵌式轉子中，施行扭斜在鐵心的衝壓和磁鐵製造方面是困難的，此外，在集中繞線式無刷直流電動機中，如果進行定子扭斜則有時產生高轉速時的特性降低。
因此，參照圖7來說明解決上述技術課題而降低變動轉矩的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。圖7(A)放大了定子鐵心111的一部分，是著眼於一個齒部112者，齒部112具有規定的寬度，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部上形成齒部頂端部113。
而且，把在齒部112的兩側上延長形成的齒部頂端部113，如圖7(B)中所示，切割去除其一部分a、b。切割部分雖然僅在朝著轉子102的旋轉的方向的齒部頂端部113，例如在a單側就足夠了，但是為了在電動機組裝時轉子102可以從定子101的任何方向插入，齒部頂端部113的另一方b也切割。這樣一來，切割兩側的齒部頂端部113對電動機的轉矩特性的影響也可以忽略不計。
於是，所形成的定子鐵心111的俯視圖成為圖8那樣。而且沿著轉子的表面與轉子的距離不再是恆定地等間隔，而是在齒部頂端部113處與轉子的距離加大了切割的量，藉此切割部分的磁阻加大，在朝著轉子102的旋轉的方向的齒部頂端部113中不再產生磁力線的集中而是平均化。
因而，電動機的轉子的旋轉角度與作用在鐵心(的中心側)的力的關係，如圖9中所示，在沒有切割的場合，像實線那樣峰值變大，力的變化幅度也變大且時間上的變化率增加，成為電動機的振動的原因。與此相對照，在像本發明這樣有切割的場合，由於峰值不那麼變大而成為比較平緩的曲線，所以力的變化幅度也變小而時間的上的變化率也減少，故可以抑制電動機的振動。
結果，電動機的轉子旋轉角與轉矩的關係，如圖10中的實線口中所示，減少了高次諧波分量而成為平滑的波形，可以降低轉矩的變動，降低電動機旋轉時的振動。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，取為這樣的構成，即除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部上設置切割部，藉此減少了高次諧波分量而成為平滑的波形，可以降低轉矩的變動，可以降低電動機旋轉時的振動。
下面，參照圖13作為第4實施例來說明集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。在把轉子102插入這樣形成的定子101的中心之後，使電流流過定子101的驅動線圈進行轉子102的轉子的磁鐵122的充磁，完成集中繞線式無刷直流電動機。在這種無刷直流電動機的充磁時，像圖17的磁力線分布那樣，存在著在定子的對峙的齒部頂端部113彼此間的短路磁力線多有發生，作用於轉子的磁鐵222的磁力線減少的缺點。
為要減少對峙的齒部頂端部113彼此間的短路磁力線，雖然考慮了單純地加長對峙的齒部頂端部113間的距離，也就是，縮短齒部頂端部113的長度，但是由於在線槽部的空間中把驅動線圈集中繞線在定子鐵心111的齒部112上，所以為了防止線圈的脫落，在齒部頂端部113中規定的長度是必要的，極端地縮短不能作為磁路短路的防止對策。
因此，參照圖13來說明解決上述技術課題在給電動機的轉子的磁鐵充磁之際，減少定子鐵心的對峙的齒部頂端部間的短路磁力線，進行高效率的轉子的磁鐵的充磁的集中繞線式無刷直流電動機。
圖13是放大定子鐵心211的一部分，著眼於一個齒部212者，齒部212具有規定的齒寬，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部上形成齒部頂端部213。而且，在齒部212的兩側延長形成的齒部頂端部213上，在其一部分作為磁性短路防止孔穿孔了孔200a、200b，加大定子鐵心211的對峙的齒部頂端部213間的磁阻。
藉此，在無刷直流電動機充磁時，像圖16的磁力線分布那樣，減少了定子的對峙的齒部頂端部213彼此間的短路磁力線，增加了作用於轉子的磁鐵222的磁力線。結果，在給電動機的轉子的磁鐵充磁之際，使定子鐵心的對峙的齒部頂端部間的短路磁力線減少，使作用於轉子的磁鐵的磁力線增加，可以進行高效率的磁鐵的充磁。
圖14是本發明的第5實施例，在齒部212的兩側延長形成的齒部頂端部213上，在其一部分把槽200c、槽200d作為磁性短路防止槽形成槽口，加大定子鐵心211的對峙的齒部頂端部213間的磁阻。
藉此，在無刷直流電動機充磁時，減少了定子的對峙的齒部頂端部213彼此間的短路磁力線，增加了作用於轉子的磁鐵222的磁力線。結果，在給電動機的轉子的磁鐵充磁之際，使定子鐵心的對峙的齒部頂端部間的短路磁力線減少，使作用於轉子的磁鐵的磁力線增加，可以進行高效率的磁鐵的充磁。
圖15是本發明的第6實施例，在齒部212的兩側延長形成的齒部頂端部213的對峙的表面的一部分作為磁性短路防止槽形成缺口槽200e、缺口槽200f，定子鐵心211的對峙的齒部頂端部213間的開口寬度實質上變大而加大磁阻。
藉此，在無刷直流電動機充磁時，減少了定子的對峙的齒部頂端部213彼此間的短路磁力線，增加了作用於轉子的磁鐵222的磁力線。結果，在給電動機的轉子的磁鐵充磁之際，使定子鐵心的對峙的齒部頂端部間的短路磁力線減少，使作用於轉子的磁鐵的磁力線增加，可以進行高效率的磁鐵的充磁。
像以上這樣，本發明可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部的頂端形狀中，加大定子鐵心的對峙的齒部頂端部間的磁阻，使齒部頂端部間的短路磁力線減少，使作用於轉子的磁鐵的磁力線增加，可以進行高效率的轉子磁鐵的充磁。
下面，參照圖20至圖25來說明作為第7實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機。在處理這種集中繞線式無刷直流電動機的驅動線圈的引線之際，在現有技術中，把引線固定於在線圈端外周側沿電動機的軸向設置的，與線槽絕緣物整體地形成的由樹脂成形品組成的轉接件。
此一樹脂成形品的轉接件，因為為了確保強度而加厚故樹脂的使用量變多，此外組裝作業也費功夫，作為密閉型壓縮機用電動機因為低聚物的發生等可靠性方面的問題而不能說使用中是最佳的。
因此，本發明參照附圖來說明實現了電動機的可靠性和生產率的提高的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。圖21、圖22是定子和轉子的磁力線分布的狀態圖。如圖21所示，在轉子的磁鐵322、322位於對著定子鐵心的齒部312的場合，因為是磁鐵的中間故為磁性弱的狀態。如果著眼於此時的磁路，則由314表示的位置是對磁力線的通路影響小的部位。
此外，如圖22所示，在轉子的磁鐵322位於對著定子鐵心的齒部312的場合，因為磁鐵完全對著故為磁性最強的狀態。如果著眼於此時的磁路，則由314表示的位置是與磁力線的通路完全沒有關係的沒有影響的部位。
因而，此一314的位置，對磁路的影響最小，可以說是設置沿電動機的軸向穿孔的引線處理用的夾具插入孔的最佳位置。因此，本發明利用此一現象進行引線處理用的夾具插入孔的定位而穿孔。
圖18是放大定子鐵心311的一部分，著眼於一個齒部312者，齒部312具有規定的齒寬，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部上在齒部312的兩側延長而形成齒部頂端部313。
引線處理用的夾具插入孔的位置，在定子鐵心311的齒部312的中央的外周側，確定成到此一齒部312和線槽底部的拐角部的距離(H)，對齒部312的平均齒寬尺寸(T)成為H≥T/2，沿電動機的軸向穿孔設置引線處理用的夾具插入孔。這樣一來，所形成的定子鐵心311的俯視圖成為圖19所示。
而且，把圖20中所示的轉接件303的鐵心壓入部插入此一夾具插入孔314中，並固定之，利用線槽部的空間把驅動線圈(未畫出)直接卷繞在齒部312上後，把驅動線圈的引線固定於轉接件而構成集中繞線式無刷直流電動機的定子。夾具插入孔314和轉接件303沒有必要設置於齒部全部，可以設置於適當的、任意個定子齒部312。
下面，參照圖20就引線處理用的轉接件詳細地進行說明。圖20(A)是轉接件303的主視圖，圖20(B)是側視圖，圖20(C)是仰視圖。轉接件303由樹脂制絕緣材料製成，在此一轉接件303的插入軸331上，有著插入時為順方向，但是沿拉拔方向發揮阻止作用的，沿一個方向的防拔機構333，在轉接件303的頂部形成在一處有切縫334的環形的引線固定機構332。而且，把驅動線圈的引線從環形的引線固定機構332的切縫334推入引線通孔而固定之。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，可以在集中繞線式電動機的定子鐵心的定子齒部中央的外周側，不影響磁路地設置引線處理用的夾具插入孔。此外，雖然插入夾具插入孔的轉接件由樹脂制絕緣材料製成但是樹脂的使用量很少就可以了。因而組裝作業也變得簡單了，在運用於密閉型壓縮機用電動機的場合，也不產生低聚物，可以實現電動機的可靠性和生產率的提高。
下面，參照圖27至圖29來說明作為第8實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機。在利用線槽部的空間把驅動線圈(未畫出)直接卷繞於定子鐵心111的齒部112而通過集中繞線方式形成定子101的磁極之際，定子鐵心111的齒部頂端部113的頂端成為圖25中所示，齒部頂端部113的頂端A點、A』點的連接線A，到齒部112的內徑的切線B的距離T，成為T≤0(靠近定子內徑)，一個線槽的節距大小為60°，如果把驅動線圈卷繞到開口部附近，則線圈端的內側有時從定子內徑露出。
現有技術中，為了防止此一線圈端的從定子內徑露出，使用與線槽絕緣紙整體地形成的樹脂等的成形品，以便在定子內徑側成為隔牆。此一樹脂成形品構成的防止線圈的內徑露出的結構，如果提高線圈的佔空比和在線圈中使用粗線，則繞線時此一樹脂成形品上施加了很強的應力，存在著產生破損、裂縫等問題。因此如果為了確保強度而增加樹脂成形品的厚度，則在使用致冷劑的密閉壓縮機的場合從樹脂析出的低聚物的發生成了問題。
於是，參照附圖來說明在形成定子的磁極之際，即使把驅動線圈卷繞到定子鐵心的齒部的開口部附近也防止線圈端的內側從定子內徑露出的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。
圖23放大定子鐵心411的一部分，著眼於一個齒部412，齒部412具有規定的齒寬，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部的左右形成齒部頂端部413。分別以成為定子的齒部頂端部413的線D和線C的交點的左右頂端為A點、A』點，該兩點的連接線A的以齒部的內徑的切線B為基準，到切線B的距離T，成為T≥0(靠近定子外徑)這樣地形成。
通過這樣地形成定子的齒部頂端部413，在形成定子的磁極之際，即使把驅動線圈卷繞到定子鐵心的齒部的開口部附近也可以防止線圈端的內側從定子內徑露出。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，可以實現在形成定子的磁極之際，不使用樹脂成形品，即使把驅動線圈卷繞到定子鐵心的齒部的開口部附近也防止線圈端的內側從定子內徑露出的集中繞線式無刷直流電動機。
下面參照圖26來說明作為第9實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。利用線槽部的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上通過集中直接繞線方式形成定子101的磁極之際，因為集中繞線電動機根據其機構在各線槽發生連接部故難以進行其處理，於是通過樹脂成形與鐵心絕緣物成一體地固定連接部或者在線圈端上進行配置。
可是在此一手段中，因為進行樹脂成形使總的樹脂量增加，故在使用致冷劑的壓縮機中低聚物增加並積聚於配管等中成為冷卻不良的原因。此外，在配置在線圈端上的場合，與分布繞線方式的電動機不同因繞組配置而不穩定從而難以固定。
下面，參照附圖來說明在形成定子的磁極之際，有效地配置驅動線圈的引線連接部和中性點的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。
圖26放大定子鐵心的一部分，定子鐵心設有齒部512，齒部512具有規定的齒寬，在其兩側沿著轉子的表面設有齒部頂端部513。在線槽部的內緣上配置線槽絕緣紙505，利用線槽部的空間把驅動線圈503直接卷繞在齒部512上。
驅動線圈的繞線作業，把驅動線圈503保持在繞線用噴嘴的頂端，通過噴嘴的唱針動作卷繞在齒部512的周圍。此時由於在鄰接的驅動線圈間，形成為了繞線用噴嘴的唱針動作而確保的空間，所以把中空形的連接部絕緣紙506配置在此一空間中，在其中埋設配置驅動線圈的引線連接部504和中性點。
同樣，以所有磁極為對象，利用定子鐵心的線槽部的空間在線槽內埋設配置驅動線圈的引線連接部和中性點，構成減小了線圈體積的集中繞線式無刷直流電動機的定子。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在形成定子的磁極之際，不像現有技術那樣通過樹脂成形與鐵心絕緣物成一體地固定連接部或者在線圈端上進行配置，而是利用為繞線用噴嘴的唱針動作而確保的空間在線槽內有效地埋設配置驅動線圈的引線連接部和中性點，可以實現能夠進行線圈體積的減小的集中繞線式無刷直流電動機。
下面，參照圖27來說明第10實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。利用線槽部的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上通過集中直接繞線方式形成定子101的磁極之際，因為集中繞線電動機根據其機構繞線的張緊很強，在定子端面上施加力，故使用樹脂成形的鐵心絕緣物。
可是在此一手段中，因為進行樹脂成形使總的樹脂量增加，故在使用致冷劑的壓縮機中低聚物增加並積聚於配管等中成為冷卻不良的原因。此外，繞線的張緊很強的場合存在著樹脂破損的危險。
下面，就為了解決上述現有技術的課題，本發明的在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，減輕線圈引起的對線槽絕緣紙的應力的集中繞線式無刷直流電動機進行說明。
圖27(A)是僅著眼於圖28(A)中所示的定子的定子鐵心611的兩個齒部的概略俯視圖，圖27(B)是從定子鐵心611的兩個齒部的定子鐵心內側觀看的主視圖。圖中，603是驅動線圈(繞組)，604是隔離件，605是線槽絕緣紙。
定子鐵心611設有齒部612，齒部612具有規定的齒寬，在其兩側沿著轉子的表面設有齒部頂端部。在線槽部的內緣上配置線槽絕緣紙605，利用線槽部的空間把驅動線圈603直接卷繞在齒部612上。
在驅動線圈603的卷繞之際，集中繞線電動機根據其機構繞線的張緊很強，對定子端面施加力，如果用通常的線槽絕緣紙，則因為絕緣紙在內側破損、彎曲，故為了防止這些而在定子齒部612的端面與線圈603之間設置隔離件604，卷繞線圈603。線圈603的卷繞結束後，取下隔離件604而形成定子的磁極。
根據圖28來說明本發明的第11實施例。圖28(A)是僅著眼於定子的定子鐵心611的兩個齒部的概略俯視圖，圖28(B)從定子鐵心611的兩個齒部的定子鐵心內側觀看的主視圖。圖中，與圖27相同的物品帶有同一標號，與圖27的實施例的不同之處在於，在定子齒部612的端面與線圈603之間，使用形狀與線圈端的想要的形狀相吻合的隔離件604。
而且，經由該隔離件604卷繞線圈603，藉此在線圈端形成想要的和緩的曲線形狀，可以不對線槽絕緣紙605施加繞線時的張緊地卷繞，即使使用通常的線槽絕緣紙605也可以防止在內側破損，彎曲。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，在定子齒部的端面上施放隔離件，經由該隔離件卷繞線圈，藉此可以不對絕緣紙施加繞線時的張緊地卷繞，不用使用特別的樹脂成形的絕緣物，即使使用通常的線槽絕緣紙也可以實現防止在內側破損，彎曲的集中繞線式無刷直流電動機。
下面，參照圖29來說明第12實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。利用線槽部的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上通過集中直接繞線方式形成定子101的磁極之際，因為集中繞線電動機根據其機構繞線的張緊很強，在定子端面上施加力，故使用樹脂成形的鐵心絕緣物。
可是在此一手段中，因為進行樹脂成形使總的樹脂量增加，故在使用致冷劑的壓縮機中低聚物增加並積聚於配管等中成為冷卻不良的原因，此外，繞線的張緊很強的場合存在著樹脂破損的危險。
下面，就在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，即使使用通常的線槽絕緣紙也能夠對抗線圈引起的應力的根據本發明的集中繞線式無刷直流電動機進行說明。
圖29(A)是僅著眼於定子鐵心711的一個齒部的，從定子的內徑側觀看的概略主視圖。圖中，703是驅動線圈(繞組)，704是線槽絕緣紙。
定子鐵心711的齒部具有規定的寬度，在其兩側沿著轉子的表面設有齒部頂端部713。在線槽部的內緣上配置絕緣紙704，利用線槽部的空間把驅動線圈703直接卷繞在定子的齒部上。
在驅動線圈703的卷繞之際，集中繞線電動機根據其機構繞線的張緊很強，在定子端面上施加力，如果使用通常的線槽絕緣紙，則因為絕緣紙在內側破損、彎曲，故成為產生定子齒部的端面對絕緣紙的破損引起的電動機不良的原因。
因此，為了防止這些在定子鐵心711的線槽部的內緣上配置0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙704，而且把絕緣紙704沿定子的齒部方向摺疊多次加熱熔結而形成該絕緣紙704的比定子端面突出的部分。
這樣一來，在把驅動線圈703卷繞在定子鐵心711的齒部上之際，由於在定子齒部的端面與線圈703之間，居中存在著把絕緣紙704沿定子的齒部方向摺疊多次加熱熔結而形成且強度提高了的強固的線槽絕緣紙704，所以可以防止線槽絕緣紙704的脫落，可以防止定子齒部的端面對絕緣紙704的破損引起的電動機不良。
下面，參照圖29(B)來說明本發明的第13實施例。圖29(B)是僅著眼於定子的定子鐵心711的一個齒部的，從定子的內徑側觀看的概略主視圖。圖中，703是驅動線圈(繞組)，704是線槽絕緣紙，705是加固用絕緣物。
在定子鐵心711的線槽部的內緣上配置0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙704，而且把絕緣紙704沿定子的齒部方向摺疊成U字形同時在定子端面與該絕緣紙704之間夾著大體上倒V字形的加固用絕緣物705而形成該絕緣紙704的比定子端面突出的部分。
藉此，在把驅動線圈703卷繞在定子鐵心711的齒部上之際，由於在定子齒部的端面與線圈703之間，把絕緣紙704沿定子的齒部方向摺疊同時在定子端面與該絕緣紙704之間夾著加固用絕緣物705，所以可以防止線槽絕緣紙704的脫落，可以防止定子齒部的端面對絕緣紙704的破損引起的電動機不良。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，把絕緣紙沿定子鐵心的齒部方向摺疊多次加熱熔結而形成且強度提高了的強固的線槽絕緣紙，夾在定子齒部的端面與線圈之間，或者在定子齒部的端面與線圈之間，把絕緣紙沿定子的齒部方向摺疊同時在定子端面與該絕緣紙之間夾著加固用絕緣物，藉此可以防止線槽絕緣紙的脫落，可以防止定子齒部的端面對絕緣紙的破損引起的電動機不良。
而且，不用使用特別的樹脂成形的絕緣物，即使使用通常的線槽絕緣紙也可以防止在內側破損、彎曲，可以實現安全的集中繞線式無刷直流電動機。
下面，參照圖30和圖31來說明第14實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。但是，即使是這種構成的集中繞線式無刷直流電動機，如果作為電動機的特性免不了轉矩的變動，則不可能完全沒有與之伴隨的噪聲的發生，如果轉矩有所變動，則不得不允許與之伴隨的噪聲。
下面，就通過電動機的結構或特性的分析，如果轉矩變動，則降低與之伴隨的噪聲的發生的本發明的集中繞線式無刷直流電動機進行說明。
本發明，通過電動機的結構和特性的分析即使在集中繞線式無刷直流電動機中，也與交流電動機的轉子中施行扭斜同樣地，對定子或轉子單獨地，或者對定子和轉子兩方施行扭斜，藉此著眼於能夠降低轉矩的變動，和與之伴隨的噪聲。
分析的結果，扭斜的角度與轉矩變動的關係成為如圖31中所示，判明了通過角度φ設定成7.5±5度，可以把轉矩變動降低到最低值。還可以確認通過對定子或轉子單獨地，或者對定子和轉子兩方施行扭斜可以降低轉矩變動。
參照附圖來說明本發明的集中繞線式無刷直流電動機第14實施例。在圖30中與圖11和圖12相同的物品帶有相同的標號。圖30(A)是作為本發明的實施例運用於定子者，對定子鐵心11施行扭斜，扭斜角度φ設定成對定子的軸線滿足7.5±5度的角度。
此外，圖30(B)是作為本發明的第15實施例運用於轉子者，由於近年來作為插入轉子的磁鐵實現了能夠與變形的孔對應的，所以對轉子鐵心21施行扭斜，扭斜角度φ設定成對轉子的軸線滿足7.5±5度的角度。
進而作為本發明的第16實施例，雖然未畫出，但是也可以對定子和轉子兩方施行扭斜。在該場合，定子11和轉子21的扭斜角度φ設定成相對角度滿足7.5±5度的角度。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時通過電動機的結構和特性的分析，對定子或轉子單獨地，或者對定子和轉子兩方施行扭斜，藉此可以實現降低了轉矩的變動，和與之伴隨的噪聲的發生的集中繞線式無刷直流電動機。
下面，參照圖32來說明第17實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。
利用線槽部的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上通過集中直接繞線方式形成定子101的磁極之際，由於集中繞線電動機根據其機構繞線的張緊很強，所以如圖33中所示的現有技術的定子齒部形狀中，線槽底部的寬度800A與定子內徑側部的寬度800B相同，因此線圈端上的線圈束容易在定子內徑側露出。而且，因為為了防止這些而強制地施行整形，需要整形用的作業工時，而且成為招致質量降低的一個原因。
下面，參照附圖來說明在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，不會有線圈引起的應力使線圈端上的線圈束在定子內徑側露出的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。
圖32是僅著眼於定子的定子鐵心的一個齒部的定子的概略俯視圖。813是在齒部812的兩側延長形成的齒部頂端部。
在本發明中把定子鐵心的齒部812的形狀構成為定子內徑側的寬度801B比線槽底部的寬度801A要寬的形狀，藉此朝定子內徑側形成扇形，卷繞的下層線圈產生朝線槽底部的移動力。定子鐵心的其他定子鐵心的齒部812也同樣地形成。
藉此，在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，不用給線圈賦予多餘的應力，可以防止線圈端上的線圈束在定子內徑側露出，保持質量。而且不需要防止露出用的強制的整形，可以省略整形用的作業工時。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，可以防止線圈端上的線圈束在定子內徑側露出，保持質量。而且不需要防止露出用的強制的整形，可以省略整形用的作業工時。
下面，參照圖34來說明第18實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。但是，即使是這種構成的集中繞線式無刷直流電動機，如果作為電動機的特性免不了轉矩的變動，則不可能完全沒有與之伴隨的噪聲的發生，如果轉矩有所變動，則不得不允許與之伴隨的噪聲。
特別是歷來所用的轉子的堆積方向(疊層方向)，因為沿一定方向衝壓(自動鉚接)，故具有轉子鐵心的外周部的形狀也成為對鐵心疊層方向成為完全相同的形狀的結構，成為轉矩變動和與之伴隨的振動、噪聲的發生的一個原因。
在考慮降低振動、噪聲的措施之際，雖然一般的感應電動機中採用的扭斜效果成為一種對策，但是在本發明作為對象的集中繞線式無刷直流電動機中，因為轉子是磁鐵埋入型，所以在轉子一側設置扭斜並不簡單，為了得到扭斜效果，成了不得不在定子一側設置扭斜的結構，必須承擔定子製造時的工時增加，製造質量降低等風險。
下面，就通過在轉子的結構上下功夫，降低轉矩的變動，和與之伴隨的振動、噪聲的發生的本發明的集中繞線式無刷直流電動機進行說明。
圖34(A)、(B)示出轉子的透視圖和俯視圖。圖34的900A是鉚釘鉚接用孔，900B是風孔，900C是磁鐵插入用槽。
本發明中所採用的轉子902，製成轉子902的外周部鐵心切割形狀不同的形狀。也就是說，在圖34(B)的轉子鐵心俯視圖中，從轉子902的中心到轉子902的外周部的距離R1、R2相對於鐵心疊層方向是不同的。因此與距離R2對應的鐵心的外周部的任意點的坐標，成為到轉子902的中心x、y不同的值。
如果使用按圖34(A)的形狀把鐵心疊層形成的轉子，則成為定子鐵心上的磁路的磁力線分布不一樣而偏倚者，由於成為轉矩變動和與之伴隨的噪聲的發生的原因，所以在本發明中，把如圖35中所示的，轉子902的外周部鐵心切割形狀不同者，彼此相反地重疊形成轉子鐵心，以便轉子鐵心921的堆積的疊層方向的上部21a與下部21b成為不同的切割形狀。結果，可以把轉子902的外周部鐵心切割形狀製成相對於疊層方向不同的形狀。
如果在這種結構的轉子鐵心的磁鐵插入用槽900C中，如圖36所示，插入永久磁鐵922而構成轉子，則定子鐵心911與轉子鐵心921的關係中的磁路和磁力線分布成為圖37、圖38那樣。也就是說，如果把轉子的旋轉方向取為順時針方向，則圖37為轉子鐵心921的堆積的疊層方向的上部921a中的磁力線分布，圖38為轉子鐵心921的堆積的疊層方向的下部921b中的磁力線分布。因而，如果把此兩者的磁力線分布合成，則整個磁力線彼此補充而成為偏倚小的。結果，可以降低轉矩變動和與之伴隨的噪聲的發生。
在把永久磁鐵922，如圖36中所示，插入轉子鐵心的磁鐵插入用槽900C而構成轉子之際，圖36(A)的例子，在轉子鐵心921的堆積厚度於疊層方向不同的上部921a和下部921 b上，如果在相同磁力的磁鐵922中共用在鐵心疊層方向上不同的外周部形狀部位的各個中所插入的磁鐵，則成為把轉子的外周部鐵心切割形狀相對於鐵心疊層方向取為不同的形狀，藉此使轉子引起的磁力線的流動變化成為可能，得到與在給定子賦予扭斜的場合同樣的效果成為可能，同時在不同的外周部形狀部位相對於疊層方向得到扭斜效果。
此外，圖36(B)的例子，是本發明的第19實施例，取為把不同的磁鐵922a、922b插入轉子鐵心921的堆積厚度於疊層方向不同的上部921a和下部921b的結構。藉此，成為把轉子的外周部鐵心切割形狀相對於鐵心疊層方向取為不同的形狀，藉此使轉子引起的磁力線的流動變化成為可能，得到與在給定子賦予扭斜的場合同樣的效果成為可能，同時可以使在上部921a和下部921b中的磁鐵的磁力可變，進而最佳的扭斜效果的選擇是可能的。
進而作為本發明的第20實施例，如圖39所示，可以取為這樣的結構，即插入轉子鐵心921的堆積厚度在疊層方向不同的上部921a和下部921b中的磁鐵，使用在上下部不同的磁鐵922a、922b，插入不同的外周部形狀的磁鐵922a、922b的位置沿徑向錯開。
藉此，把轉子的外周部切割形狀相對於鐵心疊層方向取為不同的形狀，藉此使轉子引起的磁力線的流動變化成為可能，得到與在給定子賦予扭斜的場合同樣的效果成為可能，同時通過把插入在鐵心疊層方向不同的外周部形狀部位的各個中的磁鐵的插入位置錯開，即使在插入相同磁力的磁鐵的場合，也可以得到同樣的扭斜效果。此外，通過使用不同的磁力的磁鐵，使扭斜效果的量大幅度可變成為可能。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時把轉子的外周部鐵心切割形狀相對於鐵心疊層方向取為不同的形狀，藉此使轉子引起的磁力線的流動變化成為可能，得到與在給定子賦予扭斜的場合同樣的效果成為可能。結果，可以降低轉矩變動和與之伴隨的噪聲的發生。
此外，在共用在鐵心疊層方向上不同的外周部形狀部位的各個中所插入的磁鐵者的場合，在不同的外周部形狀部位上相對於疊層方向可以得到扭斜效果。此外，在使用不同的磁鐵者的場合，可以使磁鐵的磁力可變，進而最佳的扭斜效果的選擇是可能的。
進而，通過把插入在鐵心疊層方向不同的外周部形狀部位的各個中的磁鐵的插入位置錯開，即使在插入相同磁力的磁鐵的場合，也可以得到同樣的扭斜效果。此外，通過使用不同的磁力的磁鐵，使扭斜效果的量大幅度可變成為可能。
下面，參照圖40來說明第21實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，藉此與分布繞線式無刷直流電動機的定子相比可以小型地形成。在利用線槽部的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上通過集中繞線方式來形成定子101的磁極之際，如圖42中所示，在定子鐵心的線槽部的內緣上配置板狀線槽絕緣紙。
圖42是僅著眼於圖11(A)中所示的定子的定子鐵心11的一個齒部的，從定子的內徑側觀看的概略主視圖。圖中，103是驅動線圈(繞組)，104是線槽絕緣紙，105是線槽部。
定子鐵心111的齒部112具有規定的寬度，在其兩側上設有齒部頂端部113。在線槽部105的內緣上配置板狀線槽絕緣紙104，利用線槽部105的空間把驅動線圈103直接卷繞在定子齒部112上。此時，如果把與線槽部105的開口部對峙的該絕緣紙104的端面的開口寬度100Y形成為與定子齒部頂端部113的開口寬度100X相同大小，則驅動線圈103與定子齒部頂端部113之間的絕緣強度是不穩定的。
下面，參照附圖來說明在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之際，即使使用通常的線槽絕緣紙也可以充分確保驅動線圈與定子齒部頂端部之間的絕緣強度的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。
圖40是僅著眼於定子鐵心1011的一個齒部1012的，從定子的內徑側觀看的概略主視圖。圖中，1003是驅動線圈(繞組)，1004是線槽絕緣紙，1005是線槽部。
定子鐵心1011的齒部具有規定的寬度，在其兩側設有齒部頂端部1013。在線槽部1005的內緣上，配置例如0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙1004，利用線槽部1005的空間把驅動線圈1003直接卷繞在定子齒部1012上。
此時，把與線槽部1005的開口部對峙的此一絕緣紙1004的端面的開口寬度1000Y形成為小於定子齒部頂端部1013的開口寬度1000X。藉此，由於絕緣紙1004的距離加長，開口寬度1000Y也減小，所以可以充分保持驅動線圈1003與定子齒部頂端部1013之間的絕緣距離，可以確保所需的絕緣強度。
用圖41來說明本發明的第22實施例。圖41(A)是僅著眼於定子的定子鐵心1011的一個齒部1012的，從定子的內徑側觀看的概略主視圖。圖中，1003是驅動線圈(繞組)，1004是線槽絕緣紙，1005是線槽部。
定子鐵心1011的齒部具有規定的寬度，在其兩側設有齒部頂端部1013。在線槽部1005的內緣上，配置例如0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙1004，利用線槽部1005的空間把驅動線圈1003直接卷繞在定子齒部1012上。
此時，把與線槽部1005的開口部對峙的絕緣紙1004的端面部分延長沿著線槽部1005的開口部的定子齒部頂端部1013形成。圖41(B)中就此一圓F內的狀態放大示出。
從該圖可以看出，絕緣紙1004的端面部分沿著線槽部1005的開口部的定子齒部頂端部1013延長形成。藉此，由於絕緣紙1004的距離加長，可以充分保持驅動線圈1003與定子齒部頂端部1013之間的絕緣距離，可以確保所需的絕緣強度。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在把驅動線圈卷繞在定子鐵心的齒部上之後即使在未把楔子打入線槽部的線圈空間的場合，線槽絕緣紙的距離也加長，可以充分保持驅動線圈與定子齒部頂端部之間的絕緣距離，可以確保所需的絕緣強度。
下面，參照圖43和圖44來說明第23實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機，在利用線槽部114的空間把驅動線圈(未畫出)直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上通過集中繞線方式來形成定子101的磁極之際，如果沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心111的齒部112的底部而提高線圈的佔空比，則可以相應地提高電動機的效率。
通常，把線圈卷繞在定子的齒部上的繞線機利用現成的產品從成本方面來說是普通的，但是繞線機的噴嘴的動作範圍有限。因此，在利用線槽部114的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心111的齒部112上的集中直接繞線方式中，無法沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心111的齒部112的底部。
為要沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心111的齒部112的底部，加深線槽部114的底部使繞線機的噴嘴達到上方雖然也是一種方法，但是由於這種方法收窄了定子的磁路，在電動機的效率方面不利，所以線槽部114的底部的深度自然也有極限。
下面，參照附圖來說明這樣來形成定子的線槽形狀，以便在形成定子的磁極之際，能夠沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心的齒部的底部的，本發明的集中繞線式無刷直流電動機。
圖43放大定子鐵心1111的一部分，圖44是線槽部1114的最底部的放大圖。而且本發明，是通過用以下手法來形成線槽形狀，通過實驗分析來判明能夠沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心的齒部的底部，據此而作出的。
在從定子中心通過齒部的中心的直線，與連接線槽部1114的線A、線B的交點P的垂線線S的交點1100X，以及經由定子中心與線槽部1114的最底部的R(參照圖44)而成的通過線B的交點E的，作為與線S的平行線的線T與通過齒部的中心的直線的交點1100Y的關係中，以線S為基準時，取為把線T的位置(距離)，也就是交點1110X與交點1100Y的距離，設定在-2～+5mm(這裡以定子的內徑側為『-』)的範圍內。
因而，本發明這樣來設定線槽部的交點P、交點E，以便滿足上述條件，藉此，即使利用噴嘴的動作範圍有限的現成的繞線機，在形成定子的磁極之際，也能夠沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心1111的齒部1112的底部。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時在利用線槽部的空間把驅動線圈直接卷繞在定子鐵心的齒部上通過集中直接繞線方式來形成定子的磁極之際，能夠沒有浪費地把整排繞組施放到定子鐵心的齒部的底部，結果，可以實現提高了線圈的佔空比並提高電動機效率的集中繞線式無刷直流電動機。
下面，參照圖45至圖47來說明第24實施例的集中繞線式無刷直流電動機。
現有技術的集中繞線式無刷直流電動機是如上述圖11和圖12中所示那樣形成的。把轉子102插入這樣形成的定子101的中心而構成集中繞線式無刷直流電動機。在把這種集中繞線式無刷直流電動機的定子鐵心疊層並固定之際，雖然通常通過鉚接來進行，但是因為定子鐵心構成磁路是磁力線的通路，故鉚接部的位置有必要選擇在儘可能不給磁路以影響的部位。
下面，參照附圖來說明把鉚接部的位置配置在儘可能不給電動機的定子鐵心的磁路以影響的部位，疊層並固定定子鐵心的本發明的集中繞線式無刷直流電動機。
圖46、圖47是定子與轉子的磁力線分布的狀態圖。像圖46那樣，在轉子的磁鐵1222、1222位於對著定子鐵心的齒部1212的場合，因為是磁鐵的中間故為磁性弱的狀態。如果著眼於此時的磁路，則121 4所示的位置是對磁力線的通路影響小的部位。
此外，像圖47那樣，在轉子的磁鐵1222位於對著定子鐵心的齒部1212的場合，因為是磁鐵完全對著，故為磁性最強的狀態。如果著眼於此時的磁路，則1214所示的位置是與磁力線的通路完全沒有關係的位置。
因而，此一1214的位置，對磁路的影響最小，可以說是配置鉚接部的位置的最佳位置。因此，本發明是利用此一現象，進行鉚接部的定位來疊層定子鐵心並進行鉚接加工的。
圖45示出定子鐵心1211的俯視圖，定子齒部1212具有規定的寬度1200X，除了齒部部分外在直到開口部的內徑側齒部上齒部1212的兩側上延長形成齒部頂端部1213。利用線槽1203的空間把驅動線圈(未畫出)直接卷繞在此一齒部1212上，通過所謂集中直接繞線方式來形成定子1201的磁極。
疊層定子鐵心並固定之的鉚接部1204的位置，相當於圖46、圖47的位置1214，配置在定子鐵心1211的齒部1212的寬度尺寸1200X的外徑方向的延長上的範圍內。鉚接部1204的寬度1200Y設定在齒部1212的寬度尺寸1200X的範圍內。
而且，在此一鉚接部1204的位置上，疊層固定定子鐵心而形成集中繞線式無刷直流電動機的定子鐵心。鉚接部1204沒有必要在齒部全部設置，可以設置在適當、任意個定子齒部1212上。
像以上這樣，本發明，可以小型地形成無刷直流電動機的定子，同時通過把鉚接部配置在集中繞線式電動機的定子鐵心的齒部寬度尺寸X的外徑方向的延長上的範圍內，可以不給磁路以影響地疊層固定定子鐵心，可以實現電動機的可靠性的提高。
權利要求
1.一種集中繞線式無刷直流電動機，其特徵在於在集中繞線式電動機的定子中，在定子鐵心的線槽部的內緣上配置0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙，而且把該絕緣紙沿定子的齒部方向摺疊多次加熱熔敷來形成該絕緣紙的從定子端面突出的部分。
2.一種集中繞線式無刷直流電動機，其特徵在於在集中繞線式電動機的定子中，在定子鐵心的線槽部的內緣上配置0.2mm～0.5mm的板狀線槽絕緣紙，而且把該絕緣紙沿定子的齒部方向摺疊同時在定子端面與該絕緣紙之間夾著加固用絕緣物來形成該絕緣紙的從定子端面突出的部分。
3.一種集中繞線式無刷直流電動機，其特徵在於在集中繞線式電動機的定子中，在定子鐵心的線槽部的內緣上配置板狀線槽絕緣紙，把與線槽部的開口部對峙的該絕緣紙的端面的開口寬度(Y)形成為比定子齒部頂端部的開口寬度(X)要小。
4.一種集中繞線式無刷直流電動機，其特徵在於在集中繞線式電動機的定子中，在定子鐵心的線槽部的內緣上配置板狀線槽絕緣紙，沿著與線槽部的開口部對峙的定子齒部頂端部延長形成該絕緣紙的端面。
全文摘要
提供一種無刷直流電動機中所用的絕緣材料不容易錯位、破損的無刷直流電動機。由於在絕緣材料的端部設置傾斜部，所以在施行繞線用的機械的噴嘴在齒部與齒部之間運動之際，即使與絕緣材料接觸，絕緣材料也沿與線槽開口部緊密接觸的方向(與噴嘴的運動方向垂直的方向)運動，因此防止絕緣材料被噴嘴推壓運動，可以極力防止由於絕緣材料破損、錯位而產生的絕緣不良。
文檔編號H02K15/10GK101071962SQ20071009208
公開日2007年11月14日 申請日期2000年6月29日 優先權日1999年6月29日
發明者新井和彥, 五十嵐惠司郎, 竹澤正昭 申請人:三洋電機株式會社