CN106471712A - 电枢、旋转电机、横流风扇、电枢的齿对的制造方法 - Google Patents

电枢、旋转电机、横流风扇、电枢的齿对的制造方法 Download PDF

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Abstract

在将各相的电枢绕组彼此串联连接的同时削减用于得到搭接线的引线数。电枢绕组(Lua)具有第1卷绕部(Lu1)、第2卷绕部(Lu2)、第1绕组端(Luas)、第2绕组端(Luae)和搭接部(Luab)，并且连续卷绕。第1卷绕部(Lu1)随着从第1绕组端(Luas)朝向搭接部(Luab)，相对于从齿(Tu1)的第1端部(Tu1i)观察第2端部(Tu1o)的方向(Du1)，在逆时针的卷绕方向(Ru1)上以集中卷绕的方式被卷绕。第2卷绕部(Lu2)随着从搭接部(Luab)朝向第2绕组端(Luae)，相对于从齿(Tu1)的第1端部(Tu2i)观察第2端部(Tu2o)的方向(Du2)，在顺时针的卷绕方向(Ru2)上以集中卷绕的方式被卷绕。

Description

电枢、旋转电机、横流风扇、电枢的齿对的制造方法
技术领域
本发明涉及具有在周向上配置的12n个(n是正整数)齿和以集中卷绕的方式卷绕于这些各个齿上的电枢绕组的电枢，尤其涉及与极数(12±2)n的磁场元件一起构成旋转电机的电枢。
背景技术
作为电动机的激振力而多成为问题的是其旋转方向的激振力(以下称之为“旋转激振力”)。旋转激振力大致划分为无通电时的齿槽转矩和通电时的转矩脉动。
已知在设槽数为N、设极数为P(N、P是正整数)时，齿槽转矩的高次谐波的次数成为N与P的最小公倍数。
作为示例，通过8极12槽电动机和10极12槽电动机来比较它们的次数。前者的情况下8和12的最小公倍数是24，后者的情况下10和12的最小公倍数是60。因此后者的情况下，电动机的转子每旋转1圈的齿槽转矩的次数较大，因此齿槽转矩的波高值降低。
这样，极数为(12±2)n、齿数为12n的电动机(以下称之为“12槽系电动机”)被视作低振动·低噪声电动机的有力选择。特别地，在必须使用平滑的转矩传递的领域(例如汽车用EPS或送风机驱动用电动机)中被要求较低的旋转激振力，因此在这些领域中采用12槽系电动机(例如下述的专利文献1)。
然而，12槽系电动机的集中卷绕电枢的卷绕方向和结线相比8极12槽电动机等的情况而言较为复杂，已知存在工业的生产效率恶化的课题。
对应于该课题，在下述的专利文献2中公开了如下技术：针对各相而分别设有2个卷绕电枢绕组的结线喷嘴，并排进行在一个方向上卷绕的电枢绕组的卷绕和在反方向上卷绕的电枢绕组的卷绕。由此，能够使各个结线喷嘴在同一方向上进行动作来卷绕电枢绕组，能够提高生产率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-20417号公报
专利文献2：日本特开2010-193675号公报
专利文献3：日本特开2014-73047号公报
专利文献4：日本特许第4670868号公报
发明内容
发明欲解决的课题
然而在专利文献2中，进行如下的复杂的卷绕：
(i)关于在周向上相邻的一对齿，如果卷绕于各个齿上的电枢绕组互为同相，则在从电枢的中心观察时互为反向地卷绕于这一对齿上，
(ii)关于在周向上相邻的一对齿，如果卷绕于各个齿上的电枢绕组互为不同相，则在从电枢的中心观察时以相同朝向卷绕于这一对齿上，
(iii)卷绕于正对的(即在周向上错开180度的)一对齿上的电枢绕组在从电枢的中心观察时互为反向地卷绕。
此外，在各齿上，电枢绕组需要卷绕为一体形状。因此，将同相且卷绕于在周向上相邻的齿上的电枢绕组彼此并排卷绕会降低电枢绕组的占空系数。为了避免这种情况，如果在两者之间设置时间差进行卷绕，则会降低生产率。
此外，关于将分别卷绕于不同的齿上的电枢绕组相互连接起来的配线(所谓的“搭接线”)中的、将在周向上正对的同相的电枢绕组彼此连接起来的配线，需要沿周向按照电枢的大致半周程度的长度将其环绕。这种情况下会存在增加电枢绕组的电阻的课题。
专利文献3中公开了如下的技术：使电枢绕组相对于分割磁芯分别在同一方向上卷绕。并且，还公开了通过多层配线基板进行齿绕组彼此的结线以排除搭接线的技术，由此解决上述的专利文献2的课题。
然而，这里多层配线基板所需要的配线层的层数是4。诚然，在专利文献3中说明了削减配线层的层数，然而如果层数为4，则依然作为多层配线基板而言价格昂贵。此外，为获得搭接线而用于从电枢绕组引出的引线数需要为槽数的2倍(专利文献3的情况下为24个)。
进而，在专利文献2、3中，均对于每一相设置有4个电枢绕组，然而每一相上并联连接有两条电流路径。由此，这两条电流路径上的各个感应电压有时不同。这种情况下，由于流过环状电流会产生焦耳损失。进而，还存在降低了一相的整体的感应电压，使得电动机的转矩特性和损失特性恶化的课题。
在专利文献4中也描述了类似的技术，然而也具有与专利文献3同样的课题。
本发明就是鉴于上述的课题而完成的，提供一种将每一相的电枢绕组彼此串联连接起来，并且削减为得到搭接线而从电枢绕组引出的引线数的技术。
用于解决课题的手段
本发明的电枢(1)具有在周向上配置的12n个(n是正整数)齿(Tu1～Tu4、Tv1～Tv4、Tw1～Tw4)、以及以集中卷绕的方式卷绕于各个所述齿(Tu1、Tu2)上的电枢绕组，该电枢(1)与极数(12±2)n的磁场元件(2)一起构成旋转电机。
并且，在该第1方面中，所述齿被划分为6n个由沿所述周向相邻的一对所述齿(Tu1、Tu2)构成的齿对(Tua)。
各个所述齿具有距离所述磁场元件较远侧的第1端部(Tu1i、Tu2i)和距离所述磁场元件较近侧的第2端部(Tu1o、Tu2o)。
在各个所述齿对中，所述电枢绕组(Lua)以具有如下部分的方式连续卷绕：第1绕组端(Luas)，其出现于一个所述齿(Tu1)的所述第1端部(Tu1i)；第2绕组端(Luae)，其出现于另一个所述齿(Tu2)的所述第1端部(Tu2i)；搭接部(Luab)；第1卷绕部(Lu1)，其在所述第1绕组端与所述搭接部之间卷绕于所述一个所述齿上；以及第2卷绕部(Lu2)，其在所述搭接部与所述第2绕组端之间卷绕于所述另一个所述齿上。
所述第1卷绕部处的所述电枢绕组随着从所述第1绕组端朝向所述搭接部，相对于从所述一个所述齿的所述第1端部观察所述第2端部的方向(Du1)在第1卷绕方向(Ru1)上被卷绕。
所述第2卷绕部处的所述电枢绕组随着从所述搭接部朝向所述第2绕组端，相对于从所述另一个所述齿的所述第1端部观察所述第2端部的方向(Du2)在第2卷绕方向(Ru2)上被卷绕。
并且，所述第1卷绕方向与所述第2卷绕方向朝向相反。
本发明的电枢(1)的第2方面基于其第1方面，所述电枢(1)还具有印刷基板(3)。
所述印刷基板具有：配线图案(Pn)，其将第1所述齿对(Tub)的所述第2绕组端、第2所述齿对(Tvb)的所述第1绕组端和第3所述齿对(Twb)的所述第1绕组端相互连接起来；配线图案(Pxu)，其将所述第1所述齿对(Tub)的所述第1绕组端和第4所述齿对(Tua)的所述第1绕组端相互连接起来；配线图案(Pxv)，其将所述第2所述齿对(Tvb)的所述第2绕组端和第5所述齿对(Tva)的所述第2绕组端相互连接起来；以及配线图案(Pxw)，其将所述第3所述齿对(Twb)的所述第2绕组端和第6所述齿对(Twa)的所述第2绕组端相互连接起来。
所述第1所述齿对(Tub)的所述第1卷绕部(Lu3)、所述第1所述齿对的所述第2卷绕部(Lu4)、所述第3所述齿对(Twb)的所述第1卷绕部(Lw3)、所述第3所述齿对的所述第2卷绕部(Lw4)、所述第5所述齿对(Tva)的所述第1卷绕部(Lv1)、所述第5所述齿对的所述第2卷绕部(Lv2)、所述第4所述齿对(Tua)的所述第1卷绕部(Lu1)、所述第4所述齿对的所述第2卷绕部(Lu2)、所述第6所述齿对(Twa)的所述第1卷绕部(Lw1)、所述第6所述齿对的所述第2卷绕部(Lw2)、所述第2所述齿对(Tvb)的所述第1卷绕部(Lv3)和所述第2所述齿对的所述第2卷绕部(Lv4)依次沿所述周向配置。
本发明的旋转电机具有第2方面的电枢(1)和所述磁场元件(2)。优选的是，所述磁场元件(2)具有包围所述电枢(1)的磁体(21)，旋转电机为外转子型。优选所述磁体是树脂磁体。
本发明的横流风扇由所述旋转电机驱动。
本发明的电枢的齿对的制造方法是制造在第1方面的电枢中采用的所述齿对的方法。
并且，该制造方法具备如下步骤：将构成所述齿对的所述一对所述齿各自的所述第1端部彼此对置配置而得到第1结构；将导线在所述第1结构中沿一个方向卷绕于所述一对所述齿上，在所述一对所述齿上形成所述电枢绕组而得到第2结构；以及使所述第2结构中的所述一对所述齿的所述第2端部彼此接近并使所述第1端部彼此朝向大致相同的方向。
发明效果
根据本发明的第1方面的电枢，能够削减电枢绕组的引线数。
根据本发明的第2方面的电枢，通过对第4齿对(Tua)的第2绕组端、第5齿对(Tva)的第1绕组端、第6齿对(Twa)的第1绕组端施加三相电压，从而能够产生12极的旋转电场。
本发明的旋转电机特别在外转子型的情况下，能够使得印刷基板小型化。其原因在于，电枢外径小于转子的直径，并且将所述齿的第1端部彼此连结起来的大致圆的直径相比电枢外径而言减小相当于齿长度的量。
如果旋转电机是外转子型，则在通过本发明的旋转电机驱动横流风扇的情况下，能够将磁体的面积设计得较大。因此，所使用的磁体是磁通密度低的材料即可，有助于廉价的制造。例如可使用在树脂中混合有磁性粉而成的树脂磁体。
如果旋转电机是外转子型则易于进行磁体的多极化。由于外径较大则每1极的圆弧长度能够取得较长，因此在量产时的尺寸公差的绝对值相同的情况下(例如±0.1mm等)，极角度的误差相比在内转子型的旋转电机中采用的小径的磁体的极角度的误差而言，能够高精度地进行设定·量产化。这在低振动化和低噪声化的观点方面也是优点。
此外，磁体是树脂磁体的情况下，易于得到极数不同的磁场元件。其原因在于，电枢与以往相同的情况下，仅新设置极数不同的树脂磁体的模具和磁轭即可。特别地，在仅通过树脂磁体构成转子的情况下，无需每当磁体的极数不同时都新设用于固定磁体的部件，可以使该部件也与以往的部件相同。
根据本发明的电枢的齿对的制造方法，齿对的制造较为容易。
本发明的目的、特征、局面和优点通过以下的详细说明和附图会进一步得以明晰。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的电枢的构造的平面图。
图2是表示与电枢一起构成旋转电机的磁场元件的结构的平面图。
图3是表示与电枢一起构成旋转电机的磁场元件的结构的平面图。
图4是表示齿对的结构的平面图。
图5是表示电枢绕组彼此的连接状态的结线图。
图6是表示印刷基板的结构的配线图。
图7是表示印刷基板的其他结构的配线图。
图8是表示电枢的结构的平面图。
图9是表示横流风扇的结构的剖视图。
图10是表示绝缘体的形状的立体图。
图11是表示绝缘体的形状的立体图。
图12是表示齿芯的形状的平面图。
图13是表示轭芯的形状的平面图。
图14是说明在齿对上卷绕电枢绕组的方法的平面图。
具体实施方式
以下，作为12槽系电动机的示例，说明n＝1的情况、即极数为10或14，齿数为12的电动机。其中，在n≥2的情况下，下述的说明也是妥当的。
图1是表示本发明的一个实施方式的电枢1的构造的平面图。其中，电枢1还具有后述的印刷基板3。
图2和图3是表示与电枢1一起构成旋转电机的磁场元件2的结构的平面图。该旋转电机是所谓的外转子型，磁场元件2是具有包围电枢1(通过作为假想线的点划线所示)的磁体21的转子。
其中，图2示出磁场元件2的极数是14(＝12+2)的情况，图3示出磁场元件2的极数是10(＝12-2)的情况。具体而言，在图2中在周向上配置有14个磁体21，在图3中在周向上配置有10个磁体21。并且，任何情况下，在周向上相邻的磁体21彼此都相对于电枢1呈现不同的极性(N/S)。
磁体21优选为树脂磁体。磁场元件2无需为了得到必要的极数而分别准备磁体21，这是由于仅通过使磁化工序不同就能够容易地得到多个磁体21。
作为树脂磁体，例如在树脂粘合剂中分散混合铁素体磁性粉或NdFeB等稀土类磁性粉而得到。
磁场元件2具有开设了安装孔23和轴孔20的安装面22。上述的旋转电机的驱动对象(例如送风用的横流风扇)被使用安装孔23的紧固件(未图示)安装于安装面22上。由此，磁场元件2的旋转会带来驱动对象的旋转。被固定于驱动对象上的轴(未图示)贯通轴孔20，该轴被支承为能够相对于电枢1旋转。
返回图1，说明电枢1的结构。电枢1在其中央部开设有贯通孔10，以供上述的轴贯通。当然，开设贯通孔10对于电枢1并非必须要件。
在电枢1的中央部(这里是贯通孔10)的周围沿周向配置有12个齿。具体而言，在附图上逆时针依次配置有齿Tu1、Tu2、Tw1、Tw2、Tv3、Tv4、Tu3、Tu4、Tw3、Tw4、Tv1、Tv2。
这12个齿被划分为6个由沿周向相邻的一对齿构成的齿对。具体地，齿Tu1、Tu2构成齿对Tua，齿Tw1、Tw2构成齿对Twa，齿Tv3、Tv4构成齿对Tvb，齿Tu3、Tu4构成齿对Tub，齿Tw3、Tw4构成齿对Twb，齿Tv1、Tv2构成齿对Tva。
在这些齿上分别以集中卷绕的方式卷绕着电枢绕组，图中示意性描绘出构成电枢绕组的导线。
图1中包围黑点的白圆(以下，称之为“点圆”)和包围X标记的白圆(以下，称之为“X圆”)都示意性示出了在电枢绕组中流过的电流。点圆表示从纸面里侧流向近前侧的朝向，X圆表示从纸面近前侧流向里侧的朝向。
具体地，关于U相，对应有分别卷绕于齿Tu1、Tu2、Tu3、Tu4上的电枢绕组，在分别卷绕于构成齿对Tua的齿Tu1、Tu2上的电枢绕组中，在从电枢1的中心侧观察时互为反向地流过电流。对于构成齿对Tub的齿Tu3、Tu4也同样。其中，在分别卷绕于相互正对的齿Tu1、Tu3上的电枢绕组中，在从电枢1的中心侧观察时互为反向地流过电流。
关于V相对应有分别卷绕于齿Tv1、Tv2、Tv3、Tv4上的电枢绕组，关于W相对应有分别卷绕于齿Tw1、Tw2、Tw3、Tw4上的电枢绕组。并且，关于卷绕于这些齿上的电枢绕组，在电流流过的方向上存在与上述的U相同样的关系。
在U相、V相、W相的各个电枢绕组中流过的电流中的任意两个为相同极性，而另一个为不同极性。这里示出在V相、W相中流过的电流的极性相同、并且与在U相中流过的电流的极性不同的情况。
图4是表示齿对Tua的结构的平面图。齿Tu1在距离磁场元件2较远的一侧(这里为图1的接近贯通孔10的一侧)具有第1端部Tu1i，在接近磁场元件2的一侧具有第2端部Tu1o。齿Tu2在距离磁场元件2较远的一侧具有第1端部Tu2i，在接近磁场元件2的一侧具有第2端部Tu2o。
齿对Tua整体的电枢绕组Lua具有第1卷绕部Lu1、第2卷绕部Lu2、第1绕组端Luas、第2绕组端Luae和搭接部Luab，并且连续卷绕。具体而言，在齿Tu1、Tu2上分别覆盖有绝缘体，电枢绕组Lua隔着这些绝缘体被卷绕于齿Tu1、Tu2上。
第1绕组端Luas出现于齿Tu1的第1端部Tu1i，第2绕组端Luae出现于齿Tu2的第1端部Tu2i。具体而言，在齿Tu1的绝缘体中，在第1端部Tu1i上设有引线。第1绕组端Luas与该引线连接。同样地，在设置于齿Tu2的绝缘体的第1端部Tu2i的引线上连接有第2绕组端Luae。
第1卷绕部Lu1在第1绕组端Luas与搭接部Luab之间以集中卷绕的方式卷绕于齿Tu1上。第2卷绕部Lu2在搭接部Luab与第2绕组端Luae之间以集中卷绕的方式卷绕于齿Tu2上。
电枢绕组Lua在第1卷绕部Lu1处，随着从第1绕组端Luas朝向搭接部Luab，相对于从齿Tu1的第1端部Tu1i观察第2端部Tu1o的方向Du1在逆时针的卷绕方向Ru1上被卷绕。
电枢绕组Lua在第2卷绕部Lu2处，随着从搭接部Luab朝向第2绕组端Luae，相对于从齿Tu2的第1端部Tu2i观察第2端部Tu2o的方向Du2在顺时针的卷绕方向Ru2上被卷绕。
因此，相对于电枢绕组Lua而在第1绕组端Luas与搭接部Luab之间流过电流，使在第1卷绕部Lu1和第2卷绕部Lu2中流过的电流的朝向相反，从而能够在齿对Tua中实现图1中通过点圆、X圆示出的电流的朝向。
在齿Tu1的绝缘体中的第1端部Tu1i侧设置有在轴延伸的方向的一侧(图中垂直于纸面且朝向近前)突出的突起Ku1、Ju1。突起Ku1相对于突起Ju1接近磁场元件2且位于周向的顺时针方向侧。在齿Tu2的绝缘体中的第1端部Tu2i侧也设置有分别对应于突起Ku1、Ju1的突起Ku2、Ju2。
搭接部Luab例如从第1卷绕部Lu1经由突起Ju1、Ku1之间，通过比突起Ju1距离磁场元件2更远的一侧，进而经由突起Ju2、Ku2之间，到达第2卷绕部Lu2。因此，突起Ku1、Ju1、Ku2有助于搭接部Luab的定位。
这样，在齿对Tua处，电枢绕组Lua以第1卷绕部Lu1和第2卷绕部Lu2通过搭接部Luab而连续的导线卷绕，其端部仅为第1绕组端Luas和第2绕组端Luae这两个。
其他的齿对也采用与图4同样的构造。因此，在每个齿上都设有一个电枢绕组的端部。因此，为得到搭接线而用于从电枢绕组引出的引线数相比专利文献2～4的引线数减半。
图5是表示电枢绕组彼此的连接状态的结线图。图5中，电枢绕组Lua的第1绕组端Luas和第2绕组端Luae分别通过记号“s”、“e”表示。第1卷绕部Lu1与第2卷绕部Lu2之间的连接如以上说明可知，通过搭接部Luab实现。
电枢绕组Lub具有设置于齿对Tub，分别相当于第1卷绕部Lu1、第2卷绕部Lu2的第1卷绕部Lu3、第2卷绕部Lu4。并且，在第1卷绕部Lu3的与第2卷绕部Lu4相反侧、即相当于电枢绕组Lua的第1绕组端Luas的部位被记入了记号“s”。此外，在第2卷绕部Lu4的与第1卷绕部Lu3相反侧、即相当于电枢绕组Lua的第2绕组端Luae的部位被记入了记号“e”。
电枢绕组Lua、Lub彼此的被附有记号“s”的部位彼此在连接点Xu连接。由此，第2卷绕部Lu2、第1卷绕部Lu1、第1卷绕部Lu3、第2卷绕部Lu4依次直接连接。图4所示的结构同样被电枢绕组Lub采用，因此从电枢1的中央部(例如贯通孔10侧)沿径向观察的卷绕方向在第1卷绕部Lu1、Lu3彼此相同，在第2卷绕部Lu2、Lu4彼此相同。其中，通过如上所述结线而使得电流流过的方向在第1卷绕部Lu1、Lu3互为反向，在第2卷绕部Lu2、Lu4互为反向。由此，能够实现在图1中的齿对Tua、Tub处通过点圆、X圆示出的电流的朝向。
同样地，电枢绕组Lva具有设置于齿对Tva，分别相当于第1卷绕部Lu1、第2卷绕部Lu2的第1卷绕部Lv1、第2卷绕部Lv2。第1卷绕部Lv1的与第2卷绕部Lv2相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第1绕组端Luas，被记入记号“s”。第2卷绕部Lv2的与第1卷绕部Lv1相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第2绕组端Luae，被记入记号“e”。
电枢绕组Lvb具有设置于齿对Tvb，分别相当于第1卷绕部Lu1、第2卷绕部Lu2的第1卷绕部Lv3、第2卷绕部Lv4。第1卷绕部Lv3的与第2卷绕部Lv4相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第1绕组端Luas，被记入记号“s”。第2卷绕部Lv4的与第1卷绕部Lv3相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第2绕组端Luae，被记入记号“e”。
电枢绕组Lva、Lvb彼此的被附有记号“e”的部位互相在连接点Xv连接。由此，第1卷绕部Lv1、第2卷绕部Lv2、第2卷绕部Lv4、第1卷绕部Lv3依次直接连接。因此，从电枢1的中央部沿径向观察的卷绕方向在第1卷绕部Lv1、Lv3彼此相同，在第2卷绕部Lv2、Lv4彼此相同。其中，通过如上所述结线而使得电流的流动方向在第1卷绕部Lv1、Lv3互为反向，在第2卷绕部Lv2、Lv4互为反向。由此，能够实现在图1中的齿对Tva、Tvb处通过点圆、X圆示出电流的朝向。
同样地，电枢绕组Lwa具有设置于齿对Twa，分别相当于第1卷绕部Lu1、第2卷绕部Lu2的第1卷绕部Lw1、第2卷绕部Lw2。第1卷绕部Lw1的与第2卷绕部Lw2相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第1绕组端Luas，被记入记号“s”。第2卷绕部Lw2的与第1卷绕部Lw1相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第2绕组端Luae，被记入记号“e”。
电枢绕组Lwb具有设置于齿对Twb，分别相当于第1卷绕部Lu1、第2卷绕部Lu2的第1卷绕部Lw3、第2卷绕部Lw4。第1卷绕部Lw3的与第2卷绕部Lw4相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第1绕组端Luas，被记入记号“s”。第2卷绕部Lw4的与第1卷绕部Lw3相反的一侧相当于电枢绕组Lua的第2绕组端Luae，被记入记号“e”。
电枢绕组Lwa、Lwb彼此的被附有记号“e”的部位互相在连接点Xw连接。由此，第1卷绕部Lw1、第2卷绕部Lw2、第2卷绕部Lw4、第1卷绕部Lw3依次直接连接。因此，从电枢1的中央部沿径向观察的卷绕方向在第1卷绕部Lw1、Lw3彼此相同，在第2卷绕部Lw2、Lw4彼此相同。其中，通过如上所述结线而使得电流的流动方向在第1卷绕部Lw1、Lw3互为反向，在第2卷绕部Lw2、Lw4互为反向。由此，能够实现在图1中的齿对Twa、Twb处通过点圆、X圆示出的电流的朝向。
第2卷绕部Lu4的相当于第2绕组端Luae的部位、第1卷绕部Lv3的相当于第1绕组端Luas的部位和第1卷绕部Lw3的相当于第1绕组端Luas的部位在连接点N被连接。进而，通过对第2卷绕部Lu2的第2绕组端Luae施加U相电压，对第1卷绕部Lv1的相当于第1绕组端Luas的部位施加V相电压，对第1卷绕部Lw1的相当于第1绕组端Luas的部位施加W相电压，从而能够实现图1所示的所有的通过点圆、X圆示出的电流的朝向。
图6是表示印刷基板3的结构的配线图。印刷基板3实现图5所示的电枢绕组彼此的连接状态。具体地，印刷基板3上设置有焊盘Hu、Hv、Hw、Huas、Huae、Hvas、Hvae、Hwas、Hwae、Hubs、Hube、Hvbs、Hvbe、Hwbs、Hwbe。在这些焊盘上例如开设有孔。另外，以供上述轴贯通的方式，在印刷基板上开设有与贯通孔10大致一致的贯通孔30。
齿对Tub的第1卷绕部Lu3、齿对的第2卷绕部Lu4、齿对Twb的第1卷绕部Lw3、齿对的第2卷绕部Lw4、齿对Tva的第1卷绕部Lv1、齿对的第2卷绕部Lv2、齿对Tua的第1卷绕部Lu1、齿对的第2卷绕部Lu2、齿对Twa的第1卷绕部Lw1、齿对的第2卷绕部Lw2、齿对Tvb的第1卷绕部Lv3、齿对的第2卷绕部Lv4依次沿周向配置。
并且，焊盘Huas、Huae、Hwas、Hwae、Hvbs、Hvbe、Hubs、Hube、Hwbs、Hwbe、Hvas、Have在周向上依次逆时针配置。
第2卷绕部Lu2的连接有第2绕组端的引线与焊盘Hu连接。第1卷绕部Lv1的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hv。第1卷绕部Lw1的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hw连接。第1卷绕部Lu1的连接有第1绕组端的引线与焊盘Huas连接。第1卷绕部Lu3的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hubs连接。第2卷绕部Lv2的连接有第2绕组端的引线与焊盘Hvae连接。第2卷绕部Lv4的连接有第2绕组端的引线与焊盘Hvbe连接。第2卷绕部Lw4的连接有第2绕组端的引线与焊盘Hwbe连接。第2卷绕部Lw2的连接有第2绕组端的引线与焊盘Hwae连接。第1卷绕部Lu1的连接有第2绕组端的引线与焊盘Huae连接。第1卷绕部Lu3的连接有第2绕组端的引线与焊盘Hube连接。第2卷绕部Lv2的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hvas连接。第2卷绕部Lv4的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hvbs连接。第2卷绕部Lw4的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hwbs连接。第2卷绕部Lw2的连接有第1绕组端的引线与焊盘Hwas连接。
印刷基板3上设置有实线所示的第1层配线图案和虚线所示的第2层配线图案，这些配线图案隔着绝缘层31而设置于彼此不同的配线层上。并且，作为印刷基板3所需的配线层，具有这些第1层配线图案、第2层配线图案即可。绝缘层31上还设有将第1层配线图案的一部分与第2层配线图案的一部分连接起来的通孔J1～J4。
印刷基板3在第1层配线图案上具有将焊盘Hu、Huae彼此连接起来的配线图案Puu、将焊盘Hv、Hvas彼此连接起来的配线图案Pvv以及将焊盘Hw、Hwas彼此连接起来的配线图案Pww。
印刷基板3具有发挥连接点N的功能的配线图案Pn。配线图案Pn将齿对Tub的第2绕组端(第2卷绕部Lu4的附有记号“e”的部位)、齿对Tvb的第1绕组端(第1卷绕部Lv3的附有记号“s”部位)和齿对Twb的第1绕组端(第1卷绕部Lw3的附有记号“s”部位)相互连接起来。具体而言，配线图案Pn将焊盘Hwbs、Hube、Hvbs彼此相互连接。配线图案Pn作为第1层配线图案而被设置。
印刷基板3具有分别发挥连接点Xu、Xv、Xw的功能的配线图案Pxu、Pxv、Pxw。
配线图案Pxu将齿对Tub的第1绕组端(第1卷绕部Lu3的附有记号“s”的部位)和齿对Tua的第1绕组端(第1卷绕部Lu1的附有记号“s”的部位)相互连接起来。具体而言，配线图案Pxu将焊盘Hubs、Huas彼此相互连接。配线图案Pxu作为第2层配线图案而被设置。
配线图案Pxw将齿对Twb的第2绕组端(第2卷绕部Lw4的附有记号“e”的部位)和齿对Twa的第2绕组端(第2卷绕部Lw2的附有记号“e”的部位)相互连接起来。具体而言，配线图案Pxw将焊盘Hwbe、Hwae彼此相互连接。
其中，配线图案Pxw包含作为第1层配线图案设置的配线图案Pxw1和作为第2层配线图案设置的配线图案Pxw2。并且，配线图案Pxw1、Pxw2通过图中用四边形表示的通孔J1而被相互连接。这是为了避免配线图案Pxw与配线图案Puu、Pvv、Pww在第1层配线图案处发生干涉。
配线图案Pxv将齿对Tvb的第2绕组端(第2卷绕部Lv4的附有记号“e”的部位)和齿对Tva的第2绕组端(第2卷绕部Lv2的附有记号“e”的部位)相互连接起来。具体而言，配线图案Pxv将焊盘Hvbe、Have彼此相互连接。
其中，配线图案Pxv包含作为第1层配线图案设置的配线图案Pxv1、Pxv3、以及作为第2层配线图案设置的配线图案Pxv2、Pxv4。并且，配线图案Pxv1、Pxv2通过通孔J2而相互连接，配线图案Pxv2、Pxv3通过通孔J3而相互连接，配线图案Pxv3、Pxv4通过通孔J4而相互连接。这是为了防止配线图案Pxv在第1层配线图案处与配线图案Pn、Pxw1、Puu、Pvv、Pww发生干涉，并防止在第2层配线图案处与配线图案Pxu发生干涉。或者也可以不采用配线图案Pxv1和通孔J2，而使得配线图案Pxv2与焊盘Hvae直接连接。
图7是表示印刷基板3的其他结构的配线图。图7所示的印刷基板3也与图6所示的印刷基板同样地设置有焊盘Hu、Hv、Hw、Huas、Huae、Hvas、Hvae、Hwas、Hwae、Hubs、Hube、Hvbs、Hvbe、Hwbs、Hwbe。在图7所示的印刷基板3中，将图5所示的电枢绕组彼此的连接状态通过单层的配线图案实现。
图7中，配线图案Puu、Pvv、Pww、Pn与图5中的配线图案Puu、Pvv、Pww、Pn同样设置。图7中，配线图案Pxw相对于配线图案Pn被设置于与焊盘的环状配置相反的一侧，将焊盘Hwae、Hwbe相互连接起来。另外，配线图案Pxu被设置于比焊盘的环状配置靠内侧(贯通孔30侧)的位置，将焊盘Huas、Hubs相互连接起来。此外，配线图案Pxv被设置于比焊盘的环状配置靠内侧的位置，将焊盘Hvae、Hvbe相互连接起来。
在现有的技术中，在每个齿上卷绕电枢绕组，因此在一个齿上设置有一对绕组端。并且，为了便于卷绕，缠绕着一对绕组端的一对引线在电枢的径向上不同的位置处配置于印刷基板上。亦即，与引线连接的焊盘呈双重的环状配置在印刷基板上。因此，在印刷基板上，配线图案被设置于环状的焊盘的外侧。
然而，在本实施方式中，如上所述，作为焊盘的配置，一重的环状配置即可。其原因在于，相邻的一对齿的电枢绕组的两个卷绕部通过搭接部而连续卷绕(例如分别卷绕于齿Tu1、Tu2上的第1卷绕部Lu1和第2卷绕部Lu2通过搭接部Luab而被连续卷绕)，在一个齿上仅有一个引线配置于印刷基板3上。
因此，配线图案既可以设置于焊盘的环状配置的外侧也可以设置于内侧，能够如上所述通过单层的配线图案，实现图5所示的电枢绕组彼此的连接状态。因此，印刷基板3的结构变得单纯，其制造工序得以简化，其制造成本降低。
图8是表示电枢1的结构的平面图，示出相对于图1所示的结构，从纸面近前侧配置印刷基板3的状态。这里，示出了在各焊盘上开设有孔，连接有第1绕组端的引线或连接有第2绕组端的引线进入孔中的状况(在表示各焊盘的圆中所示出的圆示意性表示该引线)。另外，这里举例示出了贯通孔30小于贯通孔10的情况，然而贯通孔30也可以大于贯通孔10。
印刷基板3上安装有连接器4。线缆Cu、Cv、Cw分别提供U相、V相、W相的电压，并分别通过端子Pu、Pv、Pw与焊盘Hu、Hv、Hw(参见图6)连接。
通过使用上述的印刷基板3，对齿对Tua的第2绕组端、齿对Tva的第1绕组端、齿对Twa的第1绕组端施加三相电压，电枢1产生12极的旋转电场。
基于能够使得印刷基板3实现小型化的观点，优选采用印刷基板3的旋转电机是外转子型。这是由于焊盘Huas、Huae、Hwas、Hwae、Hvbs、Hvbe、Hubs、Hube、Hwbs、Hwbe、Hvas、Have位于旋转电机的内周侧。
该外转子型的旋转电机例如适于驱动在空调机的室内机中采用的横流风扇。
图9是表示横流风扇80和对其进行驱动的旋转电机的结构的剖视图。其中，为了避免附图的复杂，省略了横流风扇80的剖面阴影。另外，通过单点划线简化示出电枢1。
横流风扇80通过使用安装孔23的紧固件(未图示)而被安装于磁场元件2的安装面22上。由此，磁场元件2的旋转会带来横流风扇80的旋转。即，具有磁场元件2的旋转电机驱动横流风扇80。
横流风扇80的轴81贯通轴孔20、贯通孔30(实际还贯通贯通孔10)，并且被未图示的支承机构支承为相对于电枢1旋转自如。
该支承机构、紧固件和横流风扇80的结构可使用周知的技术实现，因此在此省略对其的详细说明。
驱动横流风扇80的外转子型的旋转电机的转子直径较大。因此能够将磁体21的面积也设计得较大。这基于在降低磁体21的磁通密度的情况下也得到必要的磁通的观点而言是优选的。除此此外，在磁体21是树脂磁体的情况下，可以带来在其中分散混合的磁性粉是磁通密度较低的材料、例如铁素体磁体即可的优点。这种情况下，相比采用NdFeB等稀土类磁体作为磁性粉的情况，在有助于廉价的制造的观点方面是有利的。
如果旋转电机是外转子型则还易于实现磁体21的多极化。由于外径较大，因而能够将每1极的圆弧长度取得较长，因此在量产时的尺寸公差的绝对值相同的情况下(例如±0.1mm等)，能够使得极角度的误差比在内转子型的旋转电机中采用的小径的磁体的极角度的误差精度更高地进行设定·量产化。这在低振动化和低噪声化的观点方面成为优点。
如铁素体磁体彼此、稀土类磁体彼此那样磁体种类相同的情况下，树脂磁体相比烧结磁体而言，通过磁体固定部件的削减或成型工时削减(可省略烧结磁体的C面研磨、定尺寸的磨削等)而有助于廉价的制造。
此外，磁体21是树脂磁体的情况下，易于得到极数不同的磁场元件2。这是由于，电枢1与以往相同的情况下，仅新设置极数不同的树脂磁体的模具和磁轭即可。特别地，在仅通过树脂磁体构成转子的情况下，无需每当磁体的极数不同时都新设置用于固定磁体21的部件，该部件与现有部件相同即可。
图10和图11是表示绝缘体6的形状的立体图。绝缘体6覆盖各齿，并且其上卷绕有电枢绕组。
绝缘体6具有位于各齿的第1端部(距离磁场元件2较远的一方)的第1板608、位于第2端部(接近磁场元件2的一方)的第2板607和在第1板608与第2板607之间供电枢绕组卷绕的筒601。筒601的内侧具有内周面602。
第1板608上开设有孔605，该孔605供引线7插入。引线7与上述的电枢绕组的第1绕组端或第2绕组端连接。
第1板608上设置有在与设有引线7的一侧相同侧突出的突起603、604。突起603、604分别作为突起Ju1、Ku1(或突起Ju2、Ku2：参见图4)发挥功能。
在第1板608的设置有引线7或突起603、604的一侧，在接近该磁场元件2的一侧设置有斜面606。其原因在于，若参照图4举例说明齿对Tua，使得第1板608不会对从第1卷绕部Lu1或第2卷绕部Lu2朝向引线7的导线以及搭接部Luab与第1卷绕部Lu1或第2卷绕部Lu2的边界处的导线局部施加较强的力。
图12是表示构成齿的齿芯8的形状的平面图。齿芯8例如可通过在纸面垂直方向上层叠的电磁钢板实现。齿芯8具有连接部位8a和磁极部位8b。
齿芯8以使得连接部位8a被配置于第1板608侧、磁极部位8b被配置于第2板607侧的方式插入到筒601内。由此，内周面602覆盖齿芯8。
图13是表示轭芯9的形状的平面图。轭芯9例如通过在纸面垂直方向上层叠的电磁钢板实现。轭芯9具有多个连接部位9a和连结部位9b。
连接部位9a呈环状排列，多个连接部位9a通过连结部位9b而被连结。连接部位8a、9a互相组合而连结。因此，相对于在周向上相邻的连接部位9a，通过将用于齿对的一对齿芯8连结起来，由此能够得到图1所示的结构。例如电枢1的贯通孔10在连结部位9b处开口。
图14是说明制造齿对Tua的方法的平面图。将构成齿对Tua的一对齿Tu1、Tu2各自的第1端部Tu1i、Tu2i彼此对置配置而得到第1结构。例如在一对齿Tu1、Tu2中插入齿芯8之前，在使第2板607相互远离的方向上配置各个绝缘体6，在各个筒601中共用地插入杆状的固定件。
在上述第1结构中，将导线相对于齿Tu1、Tu2的绝缘体6在一个方向上卷绕。具体是作为第1绕组端Luas而在引线7上缠绕了导线后，将导线沿卷绕方向Ru1卷绕以形成第1卷绕部Lu1。
此后，导线通过突起Ku1(绝缘体的突起604)和突起Ju2(绝缘体的突起603)之间以及突起Ku2(绝缘体的突起604)和突起Ju1(绝缘体的突起603)之间，形成搭接部Luab。
进而，将导线沿卷绕方向Ru2卷绕以形成第2卷绕部Lu2，并作为第2绕组端Luae将导线缠绕于引线7上。
在第1结构中，将齿Tu1、Tu2各自的第1端部Tu1i、Tu2i彼此对置配置，因此卷绕方向Ru1、Ru2一致。因此，无需在上述的导线的卷绕作业中变更卷绕方向。即，电枢绕组的卷绕变得容易。
另外，卷绕方向Ru1、Ru2都是在纸面近前侧从纸面下侧朝向上侧的方向。因此，搭接部Luab从纸面右下向左上斜行。因此，搭接部Luab挂在突起Ku1、Ku2上，引起第1卷绕部Lu1或第2卷绕部Lu2的松开(解开)的张力不易作用于第1卷绕部Lu1或第2卷绕部Lu2上。
这样，可得到图14所示的第2结构。并且，对于第2结构，通过使齿Tu1、Tu2的第2端部Tu1o、Tu2o彼此接近，并使第1端部Tu1i、Tu2i彼此朝向大致相同方向，从而得到第3结构。具体是在图14中将搭接部Luab的大致中心作为旋转中心，使齿Tu1逆时针旋转，得到图4所示的结构。此时，搭接部Luab挂在突起Ju1上，即便通过使齿Tu1、Tu2移动而产生了引起第1卷绕部Lu1或第2卷绕部Lu2的松开(解开)的张力的情况下，这种张力也不易作用于第1卷绕部Lu1或第2卷绕部Lu2上。
突起Ju2在得到第2结构时和得到第3结构时对于导线的定位都不产生作用，因此可以省略。
对于第3结构，向各个绝缘体6的筒601内插入齿芯8。由此，能够得到图4所示的状态下的齿对Tua。向绝缘体6的筒601内插入齿芯8的步骤也可以对第2结构进行。
对于其他的齿对，也可以同样地卷绕电枢绕组，从而容易地制造齿对。
上述的说明均为例示，当然可以在不影响其效果的范围内适当变形。
以上对本发明详细进行了说明，然而上述说明在所有方面下都仅为示例，本发明并不限定于此。未举例示出的无数的变形例应被理解为可在不脱离该发明的范围内联想得到。

Claims (7)

1.一种电枢(1)，该电枢与极数(12±2)n(n是正整数)的磁场元件(2)一起构成旋转电机，
该电枢(1)具有在周向上配置的12n个齿(Tu1～Tu4、Tv1～Tv4、Tw1～Tw4)、以及以集中卷绕的方式卷绕于各个所述齿(Tu1、Tu2)上的电枢绕组，
所述齿被划分为6n个由沿所述周向相邻的一对所述齿(Tu1、Tu2)构成的齿对(Tua)，
各个所述齿具有距离所述磁场元件较远侧的第1端部(Tu1i、Tu2i)和距离所述磁场元件较近侧的第2端部(Tu1o、Tu2o)，
在各个所述齿对中，所述电枢绕组(Lua)以具有如下部分的方式连续卷绕：
第1绕组端(Luas)，其出现于一个所述齿(Tu1)的所述第1端部(Tu1i)；
第2绕组端(Luae)，其出现于另一个所述齿(Tu2)的所述第1端部(Tu2i)；
搭接部(Luab)；
第1卷绕部(Lu1)，其在所述第1绕组端与所述搭接部之间卷绕于所述一个所述齿上；以及
第2卷绕部(Lu2)，其在所述搭接部与所述第2绕组端之间卷绕于所述另一个所述齿上，
所述第1卷绕部处的所述电枢绕组随着从所述第1绕组端朝向所述搭接部，相对于从所述一个所述齿的所述第1端部观察所述第2端部的方向(Du1)在第1卷绕方向(Ru1)上被卷绕，
所述第2卷绕部处的所述电枢绕组随着从所述搭接部朝向所述第2绕组端，相对于从所述另一个所述齿的所述第1端部观察所述第2端部的方向(Du2)在第2卷绕方向(Ru2)上被卷绕，
所述第1卷绕方向与所述第2卷绕方向朝向相反。
2.根据权利要求1所述的电枢，其中，
所述电枢(1)还具有印刷基板(3)，
所述印刷基板具有：
配线图案(Pn)，其将第1所述齿对(Tub)的所述第2绕组端、第2所述齿对(Tvb)的所述第1绕组端和第3所述齿对(Twb)的所述第1绕组端相互连接起来；
配线图案(Pxu)，其将所述第1所述齿对(Tub)的所述第1绕组端和第4所述齿对(Tua)的所述第1绕组端相互连接起来；
配线图案(Pxv)，其将所述第2所述齿对(Tvb)的所述第2绕组端和第5所述齿对(Tva)的所述第2绕组端相互连接起来；以及
配线图案(Pxw)，其将所述第3所述齿对(Twb)的所述第2绕组端和第6所述齿对(Twa)的所述第2绕组端相互连接起来，
所述第1所述齿对(Tub)的所述第1卷绕部(Lu3)、所述第1所述齿对的所述第2卷绕部(Lu4)、所述第3所述齿对(Twb)的所述第1卷绕部(Lw3)、所述第3所述齿对的所述第2卷绕部(Lw4)、所述第5所述齿对(Tva)的所述第1卷绕部(Lv1)、所述第5所述齿对的所述第2卷绕部(Lv2)、所述第4所述齿对(Tua)的所述第1卷绕部(Lu1)、所述第4所述齿对的所述第2卷绕部(Lu2)、所述第6所述齿对(Twa)的所述第1卷绕部(Lw1)、所述第6所述齿对的所述第2卷绕部(Lw2)、所述第2所述齿对(Tvb)的所述第1卷绕部(Lv3)和所述第2所述齿对的所述第2卷绕部(Lv4)依次沿所述周向配置。
3.一种旋转电机，该旋转电机具有：
权利要求2所述的电枢(1)和所述磁场元件(2)。
4.根据权利要求3所述的旋转电机，其中，
所述磁场元件(2)具有包围所述电枢(1)的磁体(21)，该旋转电机为外转子型。
5.根据权利要求4所述的旋转电机，其中，
所述磁体(21)是树脂磁体。
6.一种横流风扇，其由权利要求4或5所述的旋转电机驱动。
7.一种电枢的齿对的制造方法，其制造权利要求1所述的电枢中采用的所述齿对，该制造方法具备如下步骤：
将构成所述齿对的所述一对所述齿各自的所述第1端部彼此对置配置而得到第1结构；
将导线在所述第1结构中沿一个方向卷绕于所述一对所述齿上，在所述一对所述齿上形成所述电枢绕组而得到第2结构；以及
使所述第2结构中的所述一对所述齿的所述第2端部彼此接近并使所述第1端部彼此朝向大致相同的方向。
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