專利名稱：帶有具有粘接層壓結(jié)構(gòu)的分開的定子的電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一種定子的電動機(jī)或發(fā)電機(jī)，所述定子通過將分開的定子部件裝配成成環(huán)形而制成，并且涉及一種使用該電動機(jī)的高效、高性能的壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
具有同心繞組的定子已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。在同心繞組定子內(nèi)，單相繞組纏繞在定子的每一個齒上。該定子的優(yōu)點(diǎn)在于繞組(繞組端部)高度能夠被降低，從而能夠減小電動機(jī)的體積。同心繞組定子具有低繞線電阻值，從而可降低由繞線電流和繞線電阻產(chǎn)生的銅損耗。這樣電動機(jī)能夠高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在能夠容納繞組的槽溝部分上的普通繞組提高了定子中繞組的空間系數(shù)。從而降低繞線電阻值，這可得到高效電動機(jī)。普通繞組設(shè)置在分開對應(yīng)于定子的每一個齒的定子部件上。然后，將定子的多個齒接合成環(huán)形。這是同心繞組定子的一個構(gòu)造方法。纏繞導(dǎo)線的每一個齒的粘合部分相互焊接并形成環(huán)形定子。
通常，定子是由厚度為0.5到0.2mm的多個芯板層壓而成。為減少渦流，芯板的表面是電絕緣的。
每一個齒通過在層壓層之間的邊界上、與層壓芯板的方向成直角地焊接若干焊點(diǎn)而形成。參考圖7A和圖7B，進(jìn)一步的描述了每一個齒的結(jié)構(gòu)。圖7A是定子的齒的正視圖。圖7B是定子的齒的軸向剖視圖，并示出了已焊接的芯板層壓層的狀態(tài)。
在圖7A和圖7B中，定子的齒60通過層壓多個芯板61形成，繞組63經(jīng)由絕緣體62同心地纏繞在疊片上。各芯板61的外緣端面和內(nèi)緣端面獨(dú)立焊接在焊點(diǎn)64上。
然而，這樣的焊接損壞了層壓芯板之間的焊點(diǎn)64處的電絕緣。在損壞點(diǎn)處，渦流增強(qiáng)，電動機(jī)效率降低。定子的內(nèi)緣面對轉(zhuǎn)子，并且內(nèi)緣的磁通量劇烈變化。因此，對絕緣的損壞顯著增強(qiáng)了渦流，這導(dǎo)致了電動機(jī)效率降低。
另一種層壓法是使用粘合芯板作為用于絕緣和涂敷芯板的材料。粘合劑已經(jīng)被涂敷于所述粘合芯板。這些芯板被沖壓成芯型，并層壓成一列。然后，層壓芯板被壓緊，加熱，并粘合，以便整合成一個部件。為了獲得高效率的電動機(jī)，沖壓芯板通常要熱處理以便消除由沖壓產(chǎn)生的變形，因為變形會對磁特性產(chǎn)生不利影響。一種熱處理環(huán)境的示例如下保持800℃溫度一個小時；然后逐漸冷卻薄板。然而，粘合劑在這樣的熱處理溫度下會失效，薄板不能得到正確的熱處理。
根據(jù)現(xiàn)有的另一個層壓芯板的方法，設(shè)置在芯板的部分上的峰和谷被鉚接。然而，根據(jù)此方法鉚接的部分仍對磁特性產(chǎn)生不利影響，降低了電動機(jī)的效率。此外，如果電動機(jī)具有一個大的軸向尺寸，例如層壓得非常厚，那么由于鉚接部分具有彈性會產(chǎn)生厚度偏差。這樣的偏差對電動機(jī)是不利的，尤其對通過裝配多個分開的部件而形成定子的電動機(jī)不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決上述的問題，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單的小型、高效和高性能的電動機(jī)。本發(fā)明也旨在提供一種應(yīng)用該電動機(jī)的壓縮機(jī)。
本發(fā)明的電動機(jī)由以下部件構(gòu)成(a)定子，該定子通過將多個具有齒的分開的定子部件裝配成環(huán)形而形成；(b)面對定子的轉(zhuǎn)子。
每一個分開的定子部件通過層壓多個芯板并使用粘合劑沿著芯板的層壓方向粘合至少部分芯板端面而形成。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)包括該電動機(jī)。
這種電動機(jī)的結(jié)構(gòu)允許形成芯板的層壓結(jié)構(gòu)，而不需要在定子的內(nèi)緣處進(jìn)行焊接。定子的內(nèi)緣面對轉(zhuǎn)子，并遭遇磁通量的劇烈變化。然而，層壓芯板之間的電絕緣沒有被損壞，這樣不會增大渦流。因而不會對電動機(jī)效率產(chǎn)生不利影響。結(jié)果，可獲得結(jié)構(gòu)簡單的小型、高效和高性能的電動機(jī)。


圖1是電動機(jī)的正視圖，該電動機(jī)根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例采用具有同心繞組的定子。
圖2A和圖2B是圖1所示的電動機(jī)的定子齒的透視圖。
圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的電動機(jī)的定子齒的透視圖。
圖4是根據(jù)第二實施例的電動機(jī)的定子的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的電動機(jī)的定子芯板的平面圖。
圖6示出了根據(jù)第四示例性實施例的壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。
圖7A是傳統(tǒng)定子齒的正視圖。
圖7B是圖7A所示的定子齒的剖視圖。
具體實施例方式
以下將參考

本發(fā)明的示例性實施例。
第一實施例圖1是電動機(jī)的正視圖，該電動機(jī)根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例采用具有同心繞組的定子。圖2A和圖2B是圖1所示電動機(jī)的定子齒的透視圖。
圖1中定子1通過將12個分開的定子部件2裝配成環(huán)形而制成。每一個分開的定子部件2都具有齒，而且經(jīng)由絕緣體5被繞組4以同心的方式纏繞。轉(zhuǎn)子6的鐵芯內(nèi)具有8塊永磁體7，并且轉(zhuǎn)子6經(jīng)由環(huán)形空間面對定子1。定子1和轉(zhuǎn)子6形成具有內(nèi)部磁體的電動機(jī)。
該第一實施例涉及到具有內(nèi)部磁體的電動機(jī)；然而，本發(fā)明適用于具有表面磁體的電動機(jī)，或有轉(zhuǎn)換磁阻(switched reluctance)的電動機(jī)。在具有表面磁體的電動機(jī)中，永磁體設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面上，并且該轉(zhuǎn)換磁阻電動機(jī)使用具有同心繞組的定子。在所述第一實施例內(nèi)，使用了一種具有12個定子齒(12個槽)和8個轉(zhuǎn)子磁極的電動機(jī)，本發(fā)明不僅限于這種電動機(jī)。
以下參考圖2A和圖2B描述了分開的定子部件的齒。定子齒10通過層壓多個由電磁鋼板制成的芯板而形成。沿芯板層壓方向?qū)⒅辽俨糠侄嗣嫱ㄟ^粘合劑粘接在一起。更具體的，粘合劑沿著定子齒10的內(nèi)緣11和外緣12滲透入層壓芯板的端面。使用了氰基丙烯酸鹽類(cyanoacrylate system)瞬間粘合劑，這種粘合劑具有低粘度，大約不超過100mPa·S。在該第一實施例中，當(dāng)用分開的部件裝配環(huán)形定子時，其中該分開的部件的齒經(jīng)由絕緣體被繞組所纏繞，分開的部件與在常規(guī)定子中的部件不同，它們既不會被焊接也不會被鉚接。因此，在焊點(diǎn)的電絕緣沒有被損壞，并且渦流不會增強(qiáng)，由此保持了電動機(jī)的效率。結(jié)果，第一實施例可以提供一種小型、高效和高性能的電動機(jī)，該電動機(jī)使用了結(jié)構(gòu)簡單的同心繞組定子。
考慮到大約不超過100mPa·S的粘合劑的低粘度，可以使用如厭氧粘合劑或紫外硬化粘合劑來代替氰基丙烯酸鹽類瞬間粘合劑。
第二實施例圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電動機(jī)的定子齒的透視圖。定子齒20通過層壓多個由電磁鋼板制成的芯板形成。沿芯板層壓方向的至少部分端面通過粘合劑粘合在一起。更具體的，粘合劑是沿著定子齒20的內(nèi)緣21滲透到層壓芯板端面中，從而使芯板相互固定。與第一實施例相同，使用了氰基丙烯酸鹽類瞬間粘合劑，這種粘合劑的粘度大約不超過100mPa·S。
在層壓芯板中，除面對轉(zhuǎn)子的部分(定子的內(nèi)緣)外，齒部分被焊接以固定芯板。這不同于第一實施例。更具體的，部分外緣22(齒的背面)被焊接，也就是說，外緣22不面對轉(zhuǎn)子。
因為內(nèi)緣面對轉(zhuǎn)子，定子的內(nèi)緣遭受磁通量的劇烈變化。因此，焊接內(nèi)緣可能引起對芯板之間絕緣的損壞。在這種情況下，渦流相當(dāng)大地增強(qiáng)，這降低了電動機(jī)的效率。因此，在這個第二實施例中，因為定子內(nèi)緣沒有被焊接，所以仍然保持了高效率。
下文描述了焊接芯板的外緣部分的方法。圖4是根據(jù)第二實施例的電動機(jī)的定子的透視圖。為了使描述更容易理解，圖4沒有示出繞組或絕緣體而只示出了定子25外緣上的焊點(diǎn)。如圖4所示，幾個焊點(diǎn)被局部焊接在外緣上，從而產(chǎn)生充分的固定強(qiáng)度。這種結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于大型電動機(jī)。
在所述第二實施例中，環(huán)形定子裝配有分開的部件，其中部件的齒經(jīng)由絕緣體被繞組纏繞，當(dāng)每一個分開的定子部件形成時，每一個部件的面對轉(zhuǎn)子的內(nèi)緣不會被焊接或鉚接，而只是部分地由粘合劑粘合。另一方面，為了將芯板相互固定，外緣被局部焊接。焊點(diǎn)不會對絕緣造成損壞，并且也不會增強(qiáng)渦流，從而保持了電動機(jī)的效率。結(jié)果，所述第二實施例可以提供一種小型、高效和高性能的電動機(jī)，該電動機(jī)使用結(jié)構(gòu)簡單的同心繞組定子。
第三實施例根據(jù)將分開的定子部件整合成環(huán)形的方法，將分開的定子部件的在外緣上的相互鄰接部分焊接起來，在這種情況下，一部分粘合劑蒸發(fā)成氣體，這樣妨礙了焊接工作。結(jié)果，造成環(huán)形定子的強(qiáng)度削弱和精度不準(zhǔn)確。
參照圖5，以下描述了克服這個問題的一種方法，圖5是根據(jù)第三實施例的電動機(jī)的定子芯板的平面圖。在圖5中，芯板30包括粘合部分31，焊接部分32，和粘合部分31與焊接部分32之間的區(qū)域33。在粘合部分31中，使粘合劑滲入以粘合多個層壓芯板，由此構(gòu)成分開的定子部件。在焊接部分32處，將相互鄰接的定子齒焊接成環(huán)形，從而使相鄰的分開的定子部件相互接合。區(qū)域33是與焊接部分32鄰近的非粘合部分。在該第三實施例中，區(qū)域33涂敷有防水和防油的材料，從而區(qū)域33阻止了粘合劑滲入焊接部分周圍。因此，這種結(jié)構(gòu)防止了由粘合劑產(chǎn)生的氣體影響焊接。結(jié)果，可得到牢固的焊接，由此強(qiáng)化了定子并提高了環(huán)形定子的精確度。
就涂料而言，硅酮類快干涂敷劑有很好的效果。該涂敷劑能夠在沖壓、熱處理后涂敷到芯板上。如果不進(jìn)行熱處理，涂敷劑可以在沖壓過程中涂敷到芯板上。
上述第三實施例中，環(huán)形定子裝配有分開的定子部件，其中分開的定子部件的齒經(jīng)由絕緣體被繞組纏繞。當(dāng)定子形成時，焊接所述焊接部分，使芯板固定，從而接合相互鄰接的分開的定子部件。面對轉(zhuǎn)子的每一個部件的內(nèi)緣沒有經(jīng)過焊接和鉚接，而是利用粘合劑局部地粘合。在外緣處的焊點(diǎn)不會損壞絕緣，并且不會增大渦流，從而保持了電動機(jī)的效率。結(jié)果，第三實施例可以提供一種小型、高效和高性能的電動機(jī)，該電動機(jī)使用了結(jié)構(gòu)簡單的同心繞組定子。
第四實施例圖6示出了根據(jù)第四示例性實施例的壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。在圖6中，電動機(jī)131包括定子101，轉(zhuǎn)子102，和設(shè)置在轉(zhuǎn)子102中的永磁體106。在上述實施例中示出的任何一種電動機(jī)結(jié)構(gòu)都可用于該壓縮機(jī)。電動機(jī)131和壓縮部分132設(shè)置在密封殼體133中。壓縮部分132的吸氣管134設(shè)置有積貯器135，并且在殼體133的上部設(shè)置有突出管道136。從而構(gòu)成壓縮機(jī)。本發(fā)明實現(xiàn)了一種小型、高效和高性能的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)能夠繼承電動機(jī)131的優(yōu)點(diǎn)。
工業(yè)實用性本發(fā)明的電動機(jī)包括環(huán)形定子，該定子通過將多個具有齒的分開的定子部件裝配成環(huán)形而形成；和面對定子的轉(zhuǎn)子。每一個分開的定子部件通過層壓多個芯板，并沿芯板層壓方向利用粘合劑粘接至少部分端面而制成。
本發(fā)明的壓縮機(jī)使用了上述電動機(jī)。該電動機(jī)的結(jié)構(gòu)允許定子的內(nèi)緣形成一種不經(jīng)過焊接的層壓芯板，其中定子的內(nèi)緣遭受磁通量的劇烈變化。各個芯板之間的電絕緣沒有受到損壞，并且渦流沒有增強(qiáng)。因此，電動機(jī)效率沒有受到不利影響。從而得到了一種使用同心繞組定子的小型、高效和高性能的電動機(jī)，并且得到了應(yīng)用該電動機(jī)并繼承該電動機(jī)優(yōu)點(diǎn)的壓縮機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)包括通過裝配多個具有齒(10)的分開的定子部件(2)而形成的定子(1)；和面對所述定子(1)的轉(zhuǎn)子(6)，其中每一個分開的定子部件(2)通過層壓多個芯板并使用粘合劑沿著芯板的層壓方向粘合至少部分芯板端面而形成。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其中每一個分開的定子部件(2)的層壓端面在除面對所述轉(zhuǎn)子的部分外的部分齒(10)處被焊接，從而使芯板相互固定。
3.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其中每一個分開的定子部件(2)的層壓端面在齒(20)的背面(22)處被焊接，從而使芯板相互固定。
4.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，還包括通過焊接來接合相互鄰接的分開的定子部件(2)的焊接部分(32)。
5.如權(quán)利要求4所述的電動機(jī)，其中在所述焊接部分(32)的附近設(shè)置有非粘接區(qū)(33)，用來阻止粘合劑滲入所述焊接部分(32)的周圍。
6.如權(quán)利要求5所述的電動機(jī)，其中非粘合區(qū)(33)涂敷有防水和防油的材料。
7.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其中齒(10)被導(dǎo)電繞組(4)經(jīng)由絕緣體(5)以同心的方式纏繞。
8.一種應(yīng)用一種電動機(jī)的壓縮機(jī)，其中所述電動機(jī)包括通過裝配多個具有齒(10)的分開的定子部件(2)而形成的定子(1)；和面對所述定子(1)的轉(zhuǎn)子(6)，其中每一個分開的定子部件(2)通過層壓多個芯板并使用粘合劑沿著芯板的層壓方向粘合至少部分芯板端面而形成。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中每一個分開的定子部件(2)的層壓端面在除面對所述轉(zhuǎn)子的部分外的部分齒(10)處被焊接，從而使芯板相互固定。
10.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中每一個分開的定子部件(2)的層壓端面在齒(20)的背面(22)處被焊接，從而使芯板相互固定。
11.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，還包括通過焊接來接合相互鄰接的分開的定子部件的焊接部分(32)。
12.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)，其中在所述焊接部分(32)的附近設(shè)置有非粘合區(qū)(33)，用來阻止粘合劑滲入所述焊接部分(32)的周圍。
13.如權(quán)利要求12所述的壓縮機(jī)，其中非粘合區(qū)(33)涂敷有防水和防油的材料。
14.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中齒(10)被導(dǎo)電繞組(4)經(jīng)由絕緣體(5)以同心的方式纏繞。
全文摘要
一種電動機(jī)包括定子(1)，該定子通過將多個分開的定子部件(2)裝配成環(huán)形而形成，每一個定子部件(2)具有齒(10)；和面對定子(1)的轉(zhuǎn)子(6)。分開的定子部件(2)通過層壓多個芯板并沿著層壓方向粘合至少部分芯板端面而形成。這樣的結(jié)構(gòu)允許形成沒有焊接的芯板層壓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能避免損壞芯板之間的電絕緣。這樣，在磁通量會劇烈變化的定子的內(nèi)緣(11)處，渦流不會增強(qiáng)。因此，不會對電動機(jī)的效率產(chǎn)生不利影響。從而可得到一種小型的、高效的和高性能的電動機(jī)，并且也得到了使用所述電動機(jī)并享有該電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)的壓縮機(jī)。
文檔編號H02K1/14GK1639948SQ0280587
公開日2005年7月13日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月2日
發(fā)明者西山典禎, 一海康文, 岡崎征司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社