CN109478829A - 定子、电动机以及空气调节机 - Google Patents

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Abstract

定子(100)是连接有供给电力的电源引线(11)的定子(100)，具备：定子铁芯(1)；绕组(3)，卷绕于定子铁芯(1)；绕组用端子(4a、4b、4c)，连接于绕组(3)；电路基板(20)，连接电源引线(11)和绕组用端子(4a、4b、4c)，具有与定子铁芯(1)对置的面(20a)；电源端子(13a)，设置于面(20a)，连接于电源引线(11)；以及布线图案(30a、30b、30c)，设置于面(20a)，连接绕组用端子(4a、4b、4c)和电源端子(13a)。

Description

定子、电动机以及空气调节机
技术领域
本发明涉及定子、电动机以及空气调节机。
背景技术
一般而言，电动机的定子具备定子铁芯、覆盖定子铁芯的齿的绝缘部以及由经由绝缘部卷绕于齿的磁铁线构成的各相的绕组。在该电动机的定子中，使用了具有用于将电源供给到各相的绕组的端子的布线图案的印刷基板。在专利文献1中，记载有一种无刷电动机的印刷基板支承装置，其中，将支承突起以及端子销插通到印刷基板的通孔，将端子销电连接于印刷基板的布线图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭64-16181号公报(例如，第9页第17行至第11页第15行)
发明内容
然而，在专利文献1所记载的装置中，在印刷基板的表面利用铜箔印刷所需的布线图案，并配置构成驱动器IC、晶体管阵列、功率晶体管等驱动电路的主要部件，在印刷基板的背面配置有用于转子的位置检测的霍尔元件、电容器以及固定电阻，所以印刷基板是其两面被加工的双面基板，存在制造成本增加这样的问题。
本发明是为了解决上述现有技术的课题而完成的，其目的在于提供能够降低制造成本的定子、电动机以及空气调节机。
本发明的一个方式的定子是连接有供给电力的电源引线的定子，所述定子具备：定子铁芯；绕组，卷绕于所述定子铁芯；绕组用端子，连接于所述绕组；电路基板，连接所述电源引线和所述绕组用端子，具有与所述定子铁芯对置的面；电源端子，设置于所述面，连接于所述电源引线；以及布线图案，设置于所述面，连接所述绕组用端子和所述电源端子。
本发明的其它方式的电动机具有：上述定子；转子；以及支承部，所述定子固定于所述支承部，所述支承部能够旋转地支承所述转子。
本发明的其它方式的空气调节机是具备送风机的空气调节机，所述送风机具有上述电动机。
根据本发明的定子、电动机以及空气调节机，能够得到能够降低制造成本这样的效果。
附图说明
图1的(a)是示出本发明的实施方式1的定子(未安装印刷基板的状态)的概略性的结构的俯视图，图1的(b)是示出实施方式1的定子(未安装印刷基板的状态)的概略性的结构的侧视图。
图2是示出实施方式1中的引线部的概略性的结构的俯视图。
图3的(a)是示出实施方式1中的安装了引线部的印刷基板的概略性的结构的俯视图。图3的(b)是示出实施方式1中的安装了引线布线部的印刷基板的概略性的结构的侧视图。图3的(c)是示出实施方式1中的安装了引线部的印刷基板的概略性的结构的仰视图。
图4的(a)是示出实施方式1中的安装了印刷基板的定子的概略性的结构的俯视图。图4的(b)是示出实施方式1中的安装了印刷基板的定子的概略性的结构的侧视图。图4的(c)是示出实施方式1中的安装了印刷基板的定子的概略性的结构的仰视图。
图5的(a)是示出实施方式1中的端子的概略性的结构的侧视图，图5的(b)是示出实施方式1中的端子的概略性的结构的正视图。
图6是示出实施方式1中的端子与印刷基板的接合状态的放大侧视图。
图7的(a)是示出实施方式1的变形例中的端子的概略性的结构的侧视图，图7的(b)是示出实施方式1的变形例中的端子的概略性的结构的正视图。
图8是示出实施方式1的变形例中的端子与印刷基板的接合状态的放大侧视图。
图9是概略地示出实施方式1中的定子的模塑成形后的构造的立体图。
图10是概略地示出本发明的实施方式2的电动机的结构的侧视图。
图11是概略地示出本发明的实施方式3的空气调节机的结构的图。
附图标记说明
1：定子铁芯；2：绝缘部；2a：区域；3：绕组；4a、4b、4c、4d、4e：端子；10：引线部；11：电源引线；12：传感器引线；13、14：板连接器；20：印刷基板；20a：定子铁芯侧的面；20b：定子铁芯相反侧的面；21a、21b、21c：端子插入孔；22：位置检测元件；23：销插入孔；24：基板按压部件；30a、30b、30c：布线图案；41：接合部；42：线圈捆扎部；44：面；50：传感器引线用的布线图案；100：定子；110：转子；200：电动机；201：绝缘基板；230：支承部；300：空气调节机；310：室外机；311：压缩机；312：热交换器；313：风扇；314：电动机；320：室内机；321：热交换器；322：风扇；323：电动机；330：制冷剂配管。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式的定子100、电动机200以及空气调节机300。在图中，为了易于理解图彼此的关系，示出了XYZ正交坐标系。在图中，Z轴作为与定子100的轴线平行的坐标轴而示出。另外，在图中，Y轴作为与引线部10的长边方向平行(或者大致平行)的坐标轴而示出。另外，在图中，X轴作为与Y轴以及Z轴这两方正交的坐标轴而示出。此外，在图中，对相同的结构附加有相同的附图标记。
《1》实施方式1
《1－1》结构
图1(a)是示出本发明的实施方式1的定子100(未安装印刷基板20的状态)的概略性的结构的俯视图，图1(b)是示出本发明的实施方式1的定子100(未安装印刷基板20的状态)的概略性的结构的侧视图。如图1(a)所示，定子100具有定子铁芯1、绝缘部2、绕组3、端子4a、4b、4c、4d以及基板固定用的销5。
定子铁芯1具有层叠的多个电磁钢板。多个电磁钢板具有被冲裁成带状的孔，层叠的多个电磁钢板通过铆接、焊接或者粘接等而被相互固定。绝缘部2通过将PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等热可塑性树脂以与定子铁芯1成为一体的方式成形，或者通过在成形后安装，从而固定于定子铁芯1。绕组3是将磁铁线卷绕到施加于定子100的齿的绝缘部2而形成线圈。磁铁线的末端(端部)迂回到端子4a、4b、4c、4d的钩部(线圈捆扎部)，通过熔融(热铆接)或者焊料等来接合。定子铁芯1是将由层叠的多个电磁钢板构成的带状的芯弯曲并将芯端部彼此对接并将该对接部1a进行焊接而形成的。
如图1(a)所示，在绝缘部2的外壁配置端子4a、4b、4c、4d。如图1(a)所示，在定子铁芯1的上部(+Y方向侧)的绝缘部2的外壁配置与多个相(U相、V相、W相)的绕组3的末端分别连接的多个相的端子4a、4b、4c(绕组用端子)，在定子铁芯1的下部(－Y方向侧)的绝缘部的外壁配置端子4d。端子4a、端子4b以及端子4c是为了向多个相的绕组3分别供给来自电源的电力而使用的端子，端子4d是用于形成中性点的端子。端子的数量不限定于4个。另外，在不利用端子进行中性点接线的情况下，未必需要端子4d。
如图1(a)以及(b)所示，基板固定用的销5在绝缘部2上被配置在3个部位。基板固定用的销5插入于印刷基板20(电路基板)的销插入孔23(第2插入孔)，从而印刷基板20固定到定子100。此外，关于基板固定用的销5的配置部位以及配置数量，只要是能够将印刷基板20固定到定子100的结构，就不限定于图1(a)所记载的配置部位以及配置数量。
图2是示出实施方式1中的引线部10的概略性的结构的俯视图。如图2所示，引线部10具有：电源引线11，将电源供给到线圈；传感器引线12，将信号送到位置检测电路；板连接器13，连接于电源引线11的末端；以及板连接器14，连接于传感器引线12的末端。板连接器13是用于将电源引线11连接于印刷基板20的连接器。板连接器14是用于将传感器引线12连接于印刷基板20的连接器。在实施方式1中，电源引线11被记载为3根，传感器引线12被记载为5根，但其根数不限定于图2所记载的根数。
图3(a)是示出实施方式1中的安装了引线部10的印刷基板20的概略性的结构的俯视图(向+Z方向观察时的图)。图3(b)是示出实施方式1中的安装了引线部10的印刷基板20的概略性的结构的侧视图(向－Y方向观察时的图)。图3(c)是示出实施方式1中的安装了引线部10的印刷基板20的概略性的结构的仰视图(向－Z方向观察时的图)。
如图3(b)所示，实施方式1中的印刷基板20是如下印刷布线基板，该印刷布线基板具有：绝缘基板201，具有定子铁芯侧的面20a(朝向定子铁芯1的面)以及定子铁芯相反侧的面20b；以及面20a上的布线图案21a、21b、21c。图3(c)所示的印刷基板20是布线图案21a、21b、21c以及位置检测电路仅形成于定子铁芯侧的面20a的单面基板。
如图3(a)所示，引线部10经由板连接器13、14被安装到印刷基板20的定子铁芯相反侧的面20b。如图3(c)所示，与电源引线11的末端连接的板连接器13设置于印刷基板20的定子铁芯相反侧的面20b，设置于板连接器13的端子13a(还称为电力供给用端子或者电源端子)经由形成于印刷基板20的插入孔在印刷基板20的定子铁芯侧的面20a露出。端子13a包括多个端子。
如图3(a)所示，在印刷基板20的定子铁芯侧的面20a形成有将与绕组3连接的端子4a、4b、4c和板连接器13的端子13a进行电连接的电力供给用(电源引线用)的布线图案30a、布线图案30b以及布线图案30c，通过板连接器13的端子13a与电力供给用的布线图案30a、30b、30c被焊料接合，从而与绕组3连接的端子4a、4b、4c与板连接器13的端子13a电连接。
如图3(a)以及(c)所示，与传感器引线12的末端连接的板连接器14设置于印刷基板20的定子铁芯相反侧的面20b，设置于板连接器14的端子14a(传感器引线用端子)经由形成于印刷基板20的插入孔在印刷基板20的定子铁芯侧的面20a露出。端子14a包括多个端子。在印刷基板20的定子铁芯侧的面20a形成有将作为位置检测电路的磁传感器即霍尔IC(Hall Integrated Circuit，霍尔集成电路)22与板连接器14的端子14a进行电连接的传感器引线用的布线图案50(省略了一部分记载)，通过板连接器14的端子14a与传感器引线用的布线图案50被焊料接合，从而霍尔IC22与板连接器14的端子14a电连接。
如图3(a)所示，在印刷基板20的定子铁芯相反侧的面20b配置基板压紧部件24。基板压紧部件24是将PBT等热可塑性树脂成形而形成的，具有模具抵接突起在薄壁部分处连结的结构。在使定子100模塑成形时，配置于基板压紧部件24的模具抵接突起抵接到模塑模具，从而能够防止各布线基板发生变形。
如图3(c)所示，在印刷基板20的定子铁芯侧的面20a，作为转子的位置检测电路的霍尔IC22形成在3个部位。霍尔IC22包括多个位置检测电路。另外，作为端子4a、4b、4c的插入孔的端子插入孔21a、21b、21c(第1插入孔)形成在3个部位。
图4(a)是示出实施方式1中的安装了印刷基板20的定子100的概略性的结构的俯视图(向+Z方向观察时的图)。图4(b)是示出实施方式1中的安装了印刷基板20的定子100的概略性的结构的侧视图(向－Y方向观察时的图)。图4(c)是示出实施方式1中的安装了印刷基板20的定子100的概略性的结构的仰视图(向－Z方向观察时的图)。图4(a)是示出实施方式1中的安装了印刷基板20的定子100的概略性的结构的侧视图。图4(a)是示出实施方式1中的安装了印刷基板20的定子100的概略性的结构的仰视图。
如图4(a)所示，基板固定用的销5插入于印刷基板20的销插入孔23，从而安装了引线部10的印刷基板20固定到定子100。此时，端子4a、4b、4c被插入到印刷基板20的端子插入孔21a、21b、21c，并被焊料接合。另外，如图4(c)所示，霍尔IC22配置于能够检测转子的位置的位置。
图5(a)是示出实施方式1中的端子4a的概略性的结构的侧视图，图5(b)是示出实施方式1中的端子4a的概略性的结构的正视图。图6是示出实施方式1中的端子4a、4b、4c与印刷基板20的位置关系的放大侧视图。此外，在图5(a)以及(b)中对端子4a进行记载，但端子4b以及端子4c也为同样的结构。
如图5(a)所示，端子4a、4b、4c具有：接合部41，插入于印刷基板20的端子插入孔21a、21b、21c；以及线圈捆扎(缠绕)部42，以与定子100的轴向(Z方向)正交的方式被折弯。接合部41是形成于端子4a、4b、4c的上部的部分，被插入到印刷基板20的端子插入孔21a、21b、21c，通过焊料接合等来与印刷基板20的布线图案电接合。线圈捆扎(缠绕)部42是将端子4a、4b、4c的一部分折弯而形成的部分，是通过将绕组3挂住并缠绕而固定绕组3的部分。绕组3包括多个绕组。
如图6所示，端子4a、4b、4c的接合部41被插入并被固定到印刷基板20的端子插入孔21a、21b、21c。另外，端子周边的绝缘部2即与形成有线圈捆扎部42的部分相反一侧的绝缘部2具有区域2a，该区域2a形成为其高度相对比周围的绝缘部2低。由于具有该区域2a，从而易于将烙铁等插入，焊料接合的作业性提高。换言之，绝缘部2的外壁具有支承作为绕组用端子的端子4a、4b、4c的第1外壁部2b以及与第1外壁部2b邻接地配置的第2外壁部(凹部区域)2a，定子100的轴线方向(Z方向)的第2外壁部2a的高度比轴线方向的第1外壁部2b的高度低。
图7(a)是示出实施方式1的变形例中的端子4e的概略性的结构的侧视图，图7(b)是示出实施方式1的变形例中的端子4e的概略性的结构的正视图。图8是示出实施方式1的变形例中的端子4e与印刷基板20的位置关系的放大侧视图。此外，在图7(a)以及(b)中，对与图5(a)以及(b)相同或者对应的结构附加有相同的附图标记。另外，在图8中，对与图6相同或者对应的结构附加有相同的附图标记。
如图7(a)以及(b)所示，变形例中的端子4e具有面44，该面44是端子4e的一部分相对于定子100的轴向(Z方向)被折弯成直角而形成的。如图8所示，端子4e的被折弯的面44被推压到印刷基板20的布线图案30a、30b、30c，通过焊料接合等来电接合。换言之，端子4e具有与电力供给用的布线图案(例如，图3(c)所示的30a、30b、30c)对置的面44，对置的面44在被推压到电力供给用的布线图案的状态下连接于电力供给用的布线图案。通过做成变形例的端子4e的形状，从而端子4e不向印刷基板20的定子铁芯相反侧的面20b突出，所以无需在印刷基板20形成端子插入孔。另外，将端子4e与印刷基板20以面的方式接合，所以能够将端子4e更牢固地固定到印刷基板20。进而，可以不需要为了覆盖从印刷基板20突出的端子而所需的外围树脂，能够削减定子100的制造成本。
图9是概略地示出实施方式1的定子100的模塑成形后的构造的立体图。如图9所示，模塑成形后的定子100利用模制树脂被均匀地模塑，在中央具有开口部101。转子插入于开口部101。
《1－2》效果
根据实施方式1的定子100，将印刷基板20做成将布线图案30a、30b、30c印刷到印刷基板20的定子铁芯侧的面20a并将缠绕于定子铁芯1的绕组3与印刷基板20的布线图案30a、30b、30c在定子铁芯侧的面20a进行电连接的结构，由此能够使印刷基板20形成为比双面基板廉价的单面基板，能够降低定子100的制造成本。
根据实施方式1的定子100，印刷基板20在印刷基板20的定子铁芯侧的面20a具备作为检测转子的磁通的位置检测电路的霍尔IC22。由此，在作为与电力供给用的布线图案30a、30b、30c相同的面的定子铁芯侧的面20a具备位置检测电路，所以能够使印刷基板20形成为单面基板，能够降低定子100的制造成本。
根据实施方式1的定子100，具有印刷基板20，该印刷基板20具备用于向缠绕于定子铁芯1的绕组3供给电力的布线图案，将缠绕于定子铁芯1的绕组3与印刷基板20的电接合部设置于定子铁芯侧的面20a。由此，能够缩小或者削减绕组3与印刷基板20的接合部件，能够降低定子100的制造成本。
根据实施方式1的定子100，端子周边的绝缘部2即与形成有线圈捆扎部42的部分相反一侧的绝缘部2具有形成为其高度相对比周围的绝缘部2低的区域2a。由此，能够将烙铁等插入到区域2a，端子4a、4b、4c与印刷基板20的接合变得容易，作业性提高，从而能够降低定子100的制造成本。
《2》实施方式2
图10是概略地示出本发明的实施方式2的电动机200的侧视图。如图12所示，实施方式2的电动机200具有：实施方式1或者其变形例的定子100；转子110；支承部，定子100固定于该支承部，该支承部能够旋转地(例如，能够利用轴承旋转地)支承转子110。转子110以轴线AX为中心进行旋转。支承部例如包括能够旋转地支承转子110的托架111、以及框架(主体框)。电动机200具有抑制水浸入到轴承等的防水盖112。
根据实施方式2的电动机200，除了能够得到由实施方式1所记载的定子100得到的效果之外，还能够得到电动机200的制造成本降低的效果。
《3》实施方式3
图11是概略地示出本发明的实施方式3的空气调节机300的结构的图。如图11所示，空气调节机300具有室外机310、室内机320以及用于使制冷剂在室外机310与室内机320之间循环的制冷剂配管330。
室外机310具有压缩机311、热交换器312、风扇313以及使风扇313旋转的电动机314。电动机314和风扇313构成用于使空气流到热交换器312的送风机。室内机320具有热交换器321、风扇322以及使风扇322旋转的电动机323。
电动机323和风扇322构成用于使空气流到热交换器321的送风机。在实施方式3的空气调节机300中，由实施方式2的电动机200构成电动机314以及电动机323中的至少一方。在实施方式3的空气调节机300中，能够选择性地进行从室内机320吹出冷的空气的制冷运转和从室内机320吹出热的空气的制热运转中的任意运转。作为电动机314以及电动机323中的至少一方采用实施方式2的电动机200，除了这点以外，实施方式3的空气调节机300能够做成与以往的空气调节机相同的结构。
根据实施方式3的空气调节机300，除了能够得到由实施方式1所记载的定子100得到的效果、以及由实施方式2所记载的电动机200得到的效果之外，还能够得到空气调节机300的制造成本降低的效果。
此外，本发明能够应用的空气调节机不限定于如图11所示的室内用的空气调节机。本发明能够应用于如制冷仓库用的空气调节机以及冰箱用的空气调节机等那样的具备电动机的各种设备。

Claims (9)

1.一种定子，连接有供给电力的电源引线，其中，所述定子具备：
定子铁芯；
绕组，卷绕于所述定子铁芯；
绕组用端子，连接于所述绕组；
电路基板，连接所述电源引线和所述绕组用端子，具有与所述定子铁芯对置的面；
电源端子，设置于所述面，连接于所述电源引线；以及
布线图案，设置于所述面，连接所述绕组用端子和所述电源端子。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，
所述电路基板具有位置检测电路，该位置检测电路配置于所述面，检测转子的旋转方向的位置。
3.根据权利要求2所述的定子，其中，
所述电路基板还具有：
传感器引线用端子，配置于所述面，连接于传感器引线；以及
传感器引线用布线图案，配置于所述面，连接所述传感器引线用端子和所述位置检测电路。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的定子，其中，
所述电路基板具备第1插入孔，该第1插入孔中被插入所述绕组的端子，
所述绕组用端子在被插入于所述第1插入孔的状态下连接于所述电路基板的所述布线图案。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的定子，其中，
所述绕组用端子具有与所述布线图案对置的面，所述对置的面在被推压到所述布线图案的状态下连接于所述布线图案。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的定子，其中，
所述定子铁芯具备覆盖所述定子铁芯的绝缘部，
所述绝缘部具备基板固定用的销，
所述电路基板具备第2插入孔，该第2插入孔中插入所述基板固定用的销。
7.根据权利要求6所述的定子，其中，
所述绝缘部的外壁具有：第1外壁部，支承所述绕组用端子；以及第2外壁部，与所述第1外壁部邻接地配置，
所述定子的轴线方向的所述第2外壁部的高度比所述轴线方向的所述第1外壁部的高度低。
8.一种电动机，具有：
权利要求1至7中的任意一项所述的定子；
转子；以及
支承部，所述定子固定于所述支承部，所述支承部能够旋转地支承所述转子。
9.一种空气调节机，具备送风机，其中，
所述送风机具有权利要求8所述的电动机。
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