电动机 【技术领域】
本发明涉及一种通过绝缘构件相对于定子的多个磁极齿直接卷绕3相星形接线线圈的集中绕组(concentrated winding)结构的电动机，具体来说，涉及一种各线圈的中性线连接结构经改进的电动机。
背景技术
图18和图19示出本发明适用的一般电动机的定子1。该定子包括一其具有的多个(此时为6极)磁极齿12沿圆周方向留有间隔配置的定子铁心10。相对于该定子铁心10的各磁极齿12分别(通过绝缘框3)安装3相星形接线的线圈2。
这种3相星形接线的电动机中，以往使6极线圈的6根中性线互相连接形成中性点。例如，图20中示出定子1每一相2极、合计6极的线圈并联接线的现有电动机接线图。
图20中，对于U、V、W这3相，分别在定义1半径方向上对置设有一对(2极)线圈2u、2v、2w，构成各相的每一对线圈2u、2v、2w分别并联接线。于是通过使上述合计6极的线圈2u～2w的6根中性线90u～90w互相连接，形成3相星形接线中的中性点。
此时，可通过焊接、钎焊、导线连接等手段来完成6根中性线90u～90w相互间的连接。而相对于各磁极齿12直接卷绕线圈的结构中，则形成用电路基板等的连接。
如上所述的现有电动机存在下述问题。具体来说，为了形成中性点而必须互相连接许多中性线(图20所示6极式场合为6根)，因而存在连接麻烦，而且在可靠性方面发生连接不良的可能性较高这种问题。而用电路基板等连接，在成本方面也有问题。
发明概述
本发明正是考虑了这些问题，其目的在于，提供一种借助于可用比以往较少根数地中性线相互间连接形成中性点这种定子接线结构，从而定子中接线容易、可靠性高且成本低的电动机。
为了达到该目的，本发明所提供的电动机，其特征在于，具有转子和定子，所述定子具有：沿圆周方向留有间隔配置的多个磁极齿，以及通过绝缘构件相对于这些磁极齿直接绕线的集中绕组的3相星形接线线圈，相对于所述定子中3相线圈当中任意1相线圈的中性线，分别将其他2相线圈的中性线各连接1处。
利用该电动机，相对于任意1相线圈的中性线，分别将其他2相线圈的中性线各连接1处，形成3相星形接线中的中性点。也就是说，通过在合计2处连接部分分别使2根中性线相互连接形成该中性点。所以，可用根数比以往少的中性线相互间的连接形成中性点。因此，可提供一种定子中接线容易、可靠性高且成本低的电动机。
该电动机中，可由互相并联连接的多极线圈构成所述定子的各相线圈，在该多极线圈间连续绕线，同时将该多极线圈间的连线作为所述中性线。
这时，所述定子也可以构成为，每一相具有2极线圈，所述转子具有4极磁极，而且所述定子的绝缘构件是夹在各磁极齿和线圈之间的绝缘框，该绝缘框具有与所述定子各磁极齿相对应、沿所述定子圆周方向留有间隔形成的、从所述定子端部起在轴线方向突出的多个突出部，构成所述定子各相的2极线圈中，从其中一极线圈的卷绕终端延伸的所述连线在所述绝缘框突出部折返，而与另一极线圈的卷绕始端相连接。
这种场合，最好使所述绝缘框突出部的所述连线其折返部分距所述定子端部的高度与所述中性线相互连接部分距所述定子端部的高度大致相同。
此外，本发明所提供的电动机，其特征在于，具有转子和定子，所述定子具有：沿圆周方向留有间隔配置的多个磁极齿，以及通过绝缘构件相对于这些磁极齿直接绕线的集中绕组的3相星形接线线圈，用互相并联连接的多极线圈构成所述定子的各相线圈，在所述定子中任意的多极线圈间连续绕线，同时将该多极线圈间的连线作为各相线圈的中性线，3相线圈的中性线相互连接1处。
利用该电动机，通过使3相线圈的合计3根中性线(连线)相互间连接1处，可形成3相星形接线中的中性点。所以，此时也可用根数比以往少的中性线相互间的连接形成中性点。因此，可提供一种定子中接线容易、可靠性高且成本低的电动机。
也可以将各相线圈的所述中性线相对于所述定子配置在各相线圈的引出线的相对侧。
所述中性线相互的连接可用压线端子或压接端子形成。用此方法，与利用焊接、钎焊等相比，可极为容易且可靠地进行连接。
所述定子的绝缘构件也可以是夹在各磁极齿和线圈之间的绝缘框，该绝缘框上形成有对具有开口部的压接端子进行保持的端子固定部，通过相对于所述压接端子从其开口部压入该中性线形成所述中性线相互间连接。
用此方法，只要相对于压接端子从其开口部压入中性线就可形成该中性线相互间连接，所以可极为容易且可靠地进行连接。而且，靠绝缘框端子固定部保持该压接端子，所以可(通过绝缘框)使中性线相互间连接部分相对于定子可靠保持。
所述定子的绝缘构件也可以是夹在各磁极齿和线圈之间的绝缘框，该绝缘框上形成有用以对所述中性线中连接部分的前后部分进行保持的中性线保持部。用此方法，可由绝缘框中性线保持部，(通过绝缘框)使中性线相互间连接部分相对于定子保持在规定位置。
所述定子的绝缘构件也可以是夹在各磁极齿和线圈之间的绝缘框，该绝缘框具有与所述定子各磁极齿相对应、沿所述定子圆周方向留有间隔形成的、从所述定子的端部起在轴线方向突出的多个突出部，所述绝缘框相邻的所述突出部相互间，并排配置应互相连接的所述中性线，同时用压线端子使这些中性线相互连接。
此时，所述中性线相互间连接部分，也可以与沿圆周方向相邻的线圈相互间边界部分相对应配置，而且配置于所述绝缘框中多个突出部的包络线上。
附图简要说明
图1是本发明电动机第1实施形态中包含定子铁心在内的接线图。
图2是简化表示图1所示接线图的模式接线图。
图3是图1所示电动机包含绕线方向等在内的接线图。
图4是图1所示电动机从中性线配置一侧看去的平面图。
图5是表示图1所示电动机中性线配置一侧的局部立面图。
图6以定子铁心的横剖面示出的是图1所示电动机磁极齿和绝缘框的形状。
图7以图5中X-X线剖面示出的是中性线相互间的连接状态。
图8是图7所示压线端子的立体图。
图9是用于表示本发明电动机第2实施形态中绝缘框的端子固定部的定子局部平面图。
图10是用于放大表示图9中绝缘框端子固定部的图9中Y方向的视图。
图11是图10中Z-Z线剖视图。
图12是本发明电动机第3实施形态中包含定子铁芯在内的接线图。
图13是简化表示图12所示接线图的模式接线图。
图14是本发明电动机第4实施形态中包含定子铁心和绕线方向等在内的接线图。
图15是简化表示图14所示接线图的模式接线图。
图16与图7同样方式示出的是图14所示的电动机中采用图8所示压线端子时的连接状态。
图17是表示图14所示电动机中另一例中性线相互间连接部分的立体图。
图18是表示本发明适用的一般电动机定子的平面图。
图19是图18所示电动机定子的纵剖视图。
图20是现有电动机中包含定子铁心在内的接线图。
实施发明的最佳方式
下面参照附图说明本发明实施形态。图1至图17示出的是本发明电动机实施形态。另外，图1至图17所示的本发明实施形态中，对与图18及图19所示的一般电动机相同的组成部分加相同标号，同时适当参照图18及图19说明。
[第1实施形态]
先用图1至图8、图18及图19说明本发明的第1实施形态。
图18和图19中示出本发明适用的一般电动机的定子1。该定子1所具有的定子铁心包括：沿圆周方向留有间隔配置的多个(此时为6极)磁极齿12和连接在这些磁极齿12外周侧的轭铁铁心14。相对于该定子铁心10的各磁极齿12分别(通过绝缘框3)安装着3相星形接线的线圈2。
下面图1至图3示出本实施形态电动机的接线图。如图1至图3(特别是图2)所示，本实施形态电动机定子1中，每一相2极、合计6极的线圈2u～2w并联连接为3相星形。而且如图4所示，该电动机所具有的转子R包括同轴配置在定子1内的4个极的磁极。
再回到图1至图3，对于U、V、W这3相，分别在定子1半径方向上对置设有(参照图1或图3)一对(2极)线圈2u、2v、2w，构成各相的一对线圈2u、2v、2w分别并联接线。
于是，定子1的3相当中，相对于V相线圈2v的中性线9v，使U相和W相线圈2u、2w的中性线9u、9w分别在20uv、20vw连接1处。
这里如图4所示，通过绝缘框3直接相对于定子1各磁极齿12直接卷绕线圈2u～2w，形成为集中绕组结构。而且如图1或图3所示，构成各相的每一对线圈(2u、2u)～(2w、2w)之间可连续绕线。于是，经过这样连续绕线的每一对线圈(2u、2u)～(2w、2w)间的连线构成各中性线9u～9w。
上述中性线(连线)9u～9w相对于定子1轴线方向配置于与各相线圈2u～2w的引出线8u～8w(参照图1至图3)的相对侧。也就是说，各相线圈2u～2w的引出线8u～8w，便成为相对于定子1从图4或图5所示部分的相对侧引出。另外，图3通过用实线表示引出线8u～8w配置一侧，用虚线表示中性线(连线)9u～9w配置一侧，来示出从引出线8u～8w配置一侧观察定子1的状态。
接着详细说明定子1的上述磁极齿12和装配在定子1上的上述绝缘框3。如图6所示，各磁极齿12包括：从轭铁铁心14向半径方向内侧延伸的主杆部12a以及形成于该主杆部12a前端侧的内周部12b。该内周部12b沿上述转子R(参照图4)外周向主杆部12a两侧扩展。
于是，装配绝缘框3时使之覆盖定子铁心10中轭铁铁心14和各磁极齿12大致包围的部分(所说的绕线槽)16的内面。也就是说，绝缘框3包括：覆盖各磁极齿12主杆部12a的中空工字梁腹部30；覆盖各磁极齿12内周部12b外侧的内周凸缘部31；以及覆盖轭铁铁心14内侧的外周凸缘部32。于是，如图4、图8及图19所示，通过该绝缘框3在各磁极齿12(的主杆部12a)周围卷绕有线圈2u～2w。
接着，如图4及图5所示，该绝缘框3具有与定子1各磁极齿12相对应、沿定子1圆周方向留有间隔形成的6对突出部33。这些突出部33从上述外周凸缘部32(参照图4)由定子1端部1a起在轴线方向突出(参照图5)设置。
于是，(与圆周方向上相邻的磁极齿12相对应的)突出部33相互之间并排配置应互相连接的2根中性线(9u、9v)、(9v、9w)，同时使这些中性线(9u、9v)、(9v、9w)相互间分别进行连接20uv、20uw。这时，中性线9u～9w相互间连接部分20uv和20vw分别与圆周方向上相邻的线圈2u、2v及2w、2u相互间边界部分相对应配置。
这里，中性线9u～9w相互间的连接如图7所示用压线端子40形成。该压线端子40在连接前如图8所示形成为具有开口部40a的大致U字形横剖面形状，其内面一侧形成有凹凸部40b。于是，该压线端子40便通过利用专用工具或装置进行铆接，如图7所示，在应连接的2根中性线9u～9w的周围被压紧，同时利用其凹凸部40b使中性线9u～9w包覆层弄破，使得该中性线9u～9w相互间导通。
接着，如图5所示，绝缘框3各突出部33上形成有用于保持中性线9u～9w的中性线保持部36。各中性线保持部36由突出部33外周一侧形成的槽部35和从该槽部35上下两侧向外周方向突出的一对突出部34(还参照图4)所构成。于是，如图4和图5所示，中性线9u～9w中连接部分20uv、20vw的前后部分便可通过尤其是中性线保持部36的一对突起部34得到可靠保持。
这里，如图4所示各中性线(连线)9u～9w沿绝缘框3中多个突出部33的外侧环绕使之形成这些突出部33的包络线。所以，中性线相互间连接部分20uv、20vw也配置于绝缘框3中多个突出部33的包络线上。
接着，如图4和图5所示，构成定子1各相的2极线圈2u、2v、2w中，从其中一极线圈2u、2v、2w的卷绕终端7u、7v、7w延伸的中性线(连线)9u、9v、9w在绝缘框3的突出部33折返，而与另一极线圈2u、2v、2w的卷绕始端6u、6v、6w相连接。
此时，绝缘框3突出部33中的中性线(连线)9u～9w折返部分距定子端部1a的高度与中性线9u～9w相互间连接部分20uv、20vw距定子端部1a的高度大致相同(参照图5)。
另外，本实施形态中虽然说明的是相对于定子1中的V相线圈2v的中性线9v分别使U相和W相线圈2u、2w的中性线9u、9w连接1处的情形，但本发明不限于此，相对于定子1中3相线圈当中任意1相线圈的中性线，分别将其他2相线圈的中性线各连接1处即可。
具体来说，也可相对于U相线圈2u的中性线9u分别使V相和W相线圈2v、2w的中性线9v、9w连接1处，而且也可相对于W相线圈2w的中性线9w分别使U相和V相线圈2u、2v的中性线9u、9v连接1处。
接下来说明由这种构成所组成的本实施形态的作用效果。利用本实施形态，通过相对于定子1中3相当中任意1相线圈2u～2w的中性线9u～9w，分别使其他2相线圈2u～2w的中性线9u～9w各连接1处，可形成3相星形接线的中性点。
具体来说，由于通过在合计2处连接部分分别使2根中性线9u～9w相互间连接形成该中性点，因而可用根数比以往少的中性线相互的连接形成中性点。因此，可提供一种定子1中接线容易、可靠性高且成本低的电动机。
此时，由于中性线9u～9w相互间的连接用压线端子40来形成，因而与利用焊接或钎焊等相比，可进行极为容易且可靠的连接。
此外，绝缘框3的各突出部33形成有用于保持中性线9u～9w的中性线保持部36，因而可利用该中性线保持部36，(通过绝缘框3)使中性线9u～9w相互间的连接部分相对于定子1保持在规定位置上。
[第2实施形态]
下面根据图9～图11说明本发明的第2实施形态。本实施形态，如图9至图11所示，用绝缘框3上固定的压接端子42替代上述压线端子40进行中性线9u～9w相互间的连接，除了这一点与上述第1实施形态不同，其他构成与图1至图8所示的上述第1实施形态相同。
具体来说，如图9至图11所示，上述绝缘框3形成有与各连接部分20uv、20vw相对应的端子固定部37。该端子固定部37具有在定子1外周方向上突出的上下一对保持板构件38，在这一对保持板构件38两者之间保持压接端子42。另外，一对保持板构件38的前端部为了容易插入下面述及的中性线9u～9w，形成为锥形。
该压接端子42，如图10和图11所示，形成为呈具有开口部42a的大致U字形横剖面形状，其内面一侧形成有在横剖面方向延伸的多个刀刃状肋42b。于是，该压接端子42便通过从其开口部42a依次压入应连接的2根中性线9u～9w，固定该中性线9u～9w，同时利用各刀刃状肋42b弄破中性线9u～9w的包覆层，使得该中性线9u～9w相互间导通。
下面说明由这种构成组成的本实施形态的作用效果。利用本实施形态，由于可仅相对于压接端子42从其开口部42a压入中性线9u～9w，形成该中性线9u～9w相互间的连接，因而可进行极为容易且可靠的连接。而且，由绝缘框3的端子固定部37保持该压接端子42，因而可将中性线9u～9w相互间连接部分20uv、20vw(通过绝缘框3)可靠地相对于定子1保持。
[第3实施形态]
下面根据图12和图13说明本发明第3实施形态。本实施形态，如图12和图13所示，构成各相的每一对线圈2u、2v、2w分别串联接线，除了这一点与上述第1实施形态不同，其他构成与图1至图8所示的上述第1实施形态大致相同。
而本实施形态，如图12和图13所示，相对于定子1的3相当中W相线圈2w的中性线9w，分别使U相和V相线圈2u、2v的中性线9u、9v在1处20uw、20vw连接。
另外，本实施形态中也不限于上述情形，相对于定子1的3相当中任意1相线圈的中性线，分别使其他2相线圈的中性线在1处连接即可。具体来说，也可相对于U相线圈2u的中性线9u分别使V相和W相线圈2v、2w的中性线9v、9w在1处连接，而且，也可相对于V相线圈2v的中性线9v分别使U相和W相线圈2u、2w的中性线9u、9w在1处连接。
于是，本实施形态场合，通过相对于定子1的3相当中任意1相线圈2u～2w的中性线9u～9w，分别使其他2相线圈2u～2w的中性线9u～9w连接1处连，形成3相星形接线中的中性点，因而与上述第1实施形态相同，也可用根数比以往少的中性线相互的连接来形成中性点。因此，可提供一种定子1中接线容易、可靠性高且成本低的电动机。
[第4实施形态]
下面根据图14至图16说明本发明的第4实施形态。本实施形态，如图14至图16所示，使3相线圈2u～2w的中性线相互间连接1处，除了这一点与上述第1实施形态不同，其他构成与图1至图6所示的上述第1实施形态大致相同。
于是，本实施形态场合，如图14和图15所示，在圆周方向上相互偏离300度位置的、构成互相不同相的2极线圈(2v、2u)、(2w、2v)、(2u、2w)之间分别连续绕线。此时，令连续绕线的每2极线圈(2v、2u)、(2w、2v)、(2u、2w)间的连线分别为9vu、9wv、9uw的话，U、V、W各相线圈2u、2v、2w的中性线则分别由各2根连线(9vu、9uw)、(9vu、9wv)、(9wv、9uw)构成。
于是，构成3相线圈2u～2w的中性线的连线9vu、9wv、9uw相互间在1处20uvw连接。如图16所示，用与图8所示相同的压线端子40进行该中性线(连线)9vu、9wv、9uw相互间的连接。
接着说明由这种构成组成的本实施形态的作用效果。利用本实施形态，通过使构成3相线圈2u～2w的中性线的合计3根连线9vu、9wv、9uw相互间在1处连接，可形成3相星形接线中的中性点，因而能用根数比以往少的中性线9vu、9wv、9uw相互的连接形成中性点。因此，可提供一种定子1中接线容易、可靠性高且成本低的电动机。
另外，图14中虽然说明的是在圆周方向上偏离300度位置的、构成互相不同相的2极线圈(2v、2u)、(2w、2v)、(2u、2w)之间分别连续绕线的情形，但本发明不限于此。也就是说，不论是互相不同相还是相同相，使定子1中任意2极线圈2u～2w之间连续绕线即可。
这里，在本实施形态中，也可以用基于图17所示压接端子和端子固定部44两者组合的连接来替代图16所示基于上述压线端子40的连接。图17中，上述绝缘框3上形成有向上开口的端子固定部44。该端子固定部44包括：可平行并排接受3根连线9vu、9wv、9uw的3对槽部44a以及与各连线9vu、9wv、9uw下侧碰接的3个突起部44b。
而且压接端子45具有与端子固定部44的槽部44a相对应的3个槽部(开口部)45a。此时，通过将压接端子45相对于端子固定部44挤入，便将连线9vu、9wv、9uw压入压接端子45各槽部45a，同时将连线9vu、9wv、9uw的包覆层弄破，使得该中性线相互间导通。
另外，以上实施形态中虽然说明的是每一相2极、合计6极的线圈2u～2w(以及磁极齿12)的情形，但基本上来说，设有每一相3极以上、合计9极以上的线圈2u～2w(以及磁极齿12)也可应用本发明。
此外，定子1虽然说明的是使用轭铁铁心14和各磁极齿12形成为一体的一体型定子铁心10的情形，但也可以使用轭铁铁心14和各磁极齿12形成为分体组装式的分体定子铁心。
另外，本说明书中“压线端子”一词是指通过借助铆接等端子本身相对较大变形进行线材相互间连接的端子构件，“压接端子”一词是指通过压入线材但几乎未伴随端子本身变形进行线材相互间连接的端子构件。