CN1263371A - 压缩机用电动机定子的绕线方法 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机用电动机定子的绕线方法,第1绕线工序W1在使导嘴在外侧绕线位置P与内侧绕线位置Q之间作前后运动M3的同时进行总绕线量的10—90%的绕线,第2绕线工序W2在使导嘴在外侧绕线位置P与中间绕线位置R之间作前后运动M3的同时进行剩余绕线量的绕线,从而使磁极齿的半径方向外侧比内侧多绕线,能有效使用绕线槽的截面积,防止绝缘架中磁极齿的半径方向内侧对应部分伴随装配磁化而变形或破损。

Description

压缩机用电动机定子的绕线方法
本发明涉及用于相对于压缩机用电动机定子的各磁极齿对线圈进行直接绕线的绕线方法，具体涉及一种根据将线圈绕线用的线材导出的导嘴的动作将线材在各磁极齿的周围顺序绕线的压缩机用电动机定子的绕线方法。
图3及图4中示出本发明适用的一般的压缩机用电动机定子。图3所示的电动机定子1有一在具有圆周方向间隔配置的多个磁极齿12的定子铁心10。如图3及图4所示，相对于该定子铁心10的各磁极齿12经分别的绝缘架3装着有线圈2。
如图5所示，各磁极齿12具有从轭铁铁心14(参照图3)向半径方向内侧延伸的主杆部12a及形成于该主杆部12a的前端侧的内周部12b。而且，绝缘架3被安装成覆盖由定子铁心10的轭铁铁心14和各磁极齿12基本围绕的的部分(绕线槽)16的内面。
图6至图8中示出用于相对于这种电动机定子1的各磁极齿12(经绝缘架3)对线圈进行直接绕线的绕线机的动作。如图6至图8所示，绕线机具有导出线圈绕线用的线材20的可动式导嘴4。而且，该绕线机构成为从相邻磁极齿12的诸内周部12b的空隙插入导嘴4并从定子铁心10的内侧在各磁极齿12上进行绕线。
另外，该绕线机能使导嘴4沿定子1的轴线方向往复的上下运动M1(参照图7及图8)、沿定子1的圆周方向相对往复的摆动M2、M2’(参照图6及图8)及沿定子1的半径方向往复的前后运动M3(参照图6)三个方向动作。
而且，采用使用这种绕线机并通过导嘴4的前后运动M3使半径方向的绕线位置错开(参照图6)并通过导嘴4的上下运动M1与摆动M2、M2’的组合将线材20在各磁极齿12的周围进行顺序绕线的绕线方法。
然而，以往为进行上述导嘴4的前后运动M3而采用将导嘴4的半径方向位置固定在1处进行绕线的绕线方法。另外，即使在进行导嘴4的前后运动M3的场合，也要使导嘴4在图6所示的磁极齿12的半径方向最外侧的外侧绕线位置P与最内侧的内侧绕线位置Q之间以一定速度前后运动M3并进行绕线。
在这种以往的绕线方法中，在各磁极齿12的半径方向的内侧和外侧处绕线的数量(圈数)大致相同，或内侧比外侧的绕线更多。
然而，如图5及图6所示，相邻的诸磁极齿12之间的绕线槽16为各磁极齿12的半径方向的外侧截面积大于内侧。因此，以往的绕线方法不能有效利用整个绕线槽16的截面积。
另外，电动机装配后使磁化电流在定子1的线圈2中流动并对设在配置在定子的内周部的转子上的磁铁进行磁化(所谓装配磁化)的场合，由磁化电流作用在相邻线圈2的绕线之间的电磁力为该相邻线圈2的诸绕线的间隔越小、绕线的数量越多时则越大。
而且，在以往的绕线方法中，由于在各磁极齿12的半径方向的内侧形成比外侧同样数量多的绕线，且相邻线圈2的诸绕线间隔也是内侧小，故内侧绕线作用的电磁力更大。
因此，由于进行上述装配磁化时作用在绕线上的电磁力，尤其在绝缘架3中对应于磁极齿12的半径方向内侧的部分(对应于图5所示磁极齿12的内周部12b的绝缘架3的内周凸缘部31)可能产生变形或破损。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压缩机用电动机定子的绕线方法，这种方法在有效使用绕线槽的截面积的同时，能防止绝缘架3中对应于磁极齿12的半径方向内侧的部分的伴随上述装配磁化的变形或破损。
本发明的第1技术方案为一种用于相对于具有在半径方向延伸的多个磁极齿的压缩机用电动机定子的各磁极齿对线圈进行直接绕线的绕线方法，其特点是采用能使线圈绕线用的线材导出的导嘴沿定子的轴线方向往复的上下运动、沿定子的圆周方向相对往复的摆动以及沿定子的半径方向往复的前后运动的绕线机，在一面通过上述导嘴的前后运动将半径方向的绕线位置错开、一面通过上述导嘴的上下运动与摆动的组合将上述线材沿各磁极齿的周围依次绕线的同时，通过调节该绕线时的上述导嘴的前后运动，使各磁极齿的半径方向的外侧比内侧多绕线。
采用该第1技术方案，由于使各磁极齿的半径方向的外侧比内侧多绕线，能有效使用相邻诸磁极齿之间的绕线槽的截面积。另外，在电动机装配后使磁化电流在定子线圈中流动并对配置在定子内周部的转子中所设的磁铁进行磁化的场合，能使通过磁化电流作用在相邻的线圈绕线之间的电磁力在各磁极齿的半径方向的内侧相对较小。
本发明的第2技术方案为在第1技术方案中，关于上述导嘴的前后运动，包括：在设定沿各磁极齿的半径方向最外侧的外侧绕线位置和最内侧的内侧绕线位置以及这些外侧绕线位置与内侧绕线位置之间的中间绕线位置的同时，一面使上述导嘴在上述外侧绕线位置与内侧绕线位置之间前后运动，一面进行预定绕线量的绕线的第1绕线工序；以及在该第1绕线工序后一面使上述导嘴在上述外侧绕线位置与上述中间绕线位置之间前后运动，一面进行剩余绕线量的绕线的第2绕线工序。
采用该第2技术方案，通过第1绕线工序，从磁极齿的半径方向的内侧到外侧绕线大致一样，并从第1绕线工序的绕线上通过第2绕线工序使磁极齿的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线。因此，通过第1绕线工序和第2绕线工序，作为整体，使各磁极齿的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线。
本发明的第3技术方案为在第2技术方案中，使上述第1绕线工序中的绕线量为总绕线量的10-90％。
本发明的第4技术方案为在第2技术方案的上述第2绕线工序中，使上述导嘴固定在上述外侧绕线位置上。
本发明的第5技术方案为在第1技术方案中，关于上述导嘴的前后运动，包括：在设定沿各磁极齿的半径方向最外侧的外侧绕线位置和最内侧的内侧绕线位置以及这些外侧绕线位置与内侧绕线位置之间依次靠近上述外侧绕线位置的2个以上的中间绕线位置的同时，一面使上述导嘴在上述外侧绕线位置与内侧绕线位置之间前后运动，一面进行预定绕线量的绕线的第1绕线工序；以及在该第1绕线工序后将n作为2以上的整数依次进行的第2至第(n+1)绕线工序；将i作为不满n的自然数，在第(i+1)绕线工序中，一面使上述导嘴在上述外侧绕线位置与第i中间绕线位置之间前后运动，一面进行第i中间绕线工序后的剩余绕线量中的一部分的绕线；在第(n+1)绕线工序中，一面使上述导嘴在上述外侧绕线位置与第n中间绕线位置之间前后运动，一面进行第n绕线工序后的剩余绕线量的绕线。
采用该第5技术方案，通过第1绕线工序，从磁极齿的半径方向的内侧到外侧绕线大致一样，并从第1绕线工序的绕线上通过第2依次至第(n+1)绕线工序使磁极齿的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线。因此，通过第1至第(n+1)绕线工序，作为整体，使各磁极齿的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线。另外，由于将绕线工序分为3个阶段以上，与分为2个阶段的场合相比能提高绕线的排列性。
本发明的第6技术方案为在第5技术方案中，使上述第1绕线工序中的绕线量为总绕线量的10-90％，第(i+1)绕线工序中的绕线量为第i绕线工序后的剩余绕线量的10-90％。
本发明的第7技术方案为在第5技术方案的上述第(n+1)绕线工序中，使上述导嘴固定在上述外侧绕线位置上。
本发明的第8技术方案为在第5技术方案的上述第(i+1)绕线工序中，使上述导嘴固定在第i的中间绕线位置上。
附图简单说明：
图1为表示本发明的压缩机用电动机定子的绕线方法的第1实施形态的图，(a)为表示各绕线工序中导嘴的前后运动范围的模式图，(b)为将对于磁极齿的绕线状态模式地表示在定子的部分平面中的图。
图2为表示本发明的压缩机用电动机定子的绕线方法的第2实施形态的图，(a)为表示各绕线工序中导嘴的前后运动范围的模式图，(b)为将对于磁极齿的绕线状态模式地表示在定子的部分平面中的图。
图3为表示适用于本发明的一般的压缩机用电动机定子的俯视图。
图4为图3所示电动机定子的纵剖面图。
图5为将图3所示电动机定子的磁极齿和绝缘架的形状用定子铁心的横剖面表示的图。
图6为将适用于本发明的一般的绕线机中导嘴的动作表示在定子的局部平面中的图。
图7为将图6所示的绕线机中导嘴的动作表示在定子的局部纵剖面中的图。
图8为将图6所示的绕线机中导嘴的动作表示在图4的A-A线剖面中的图。
以下参照附图说明本发明的实施形态。图1和图2为表示本发明的压缩机用电动机定子的绕线方法的实施形态的图。另外，在图1和图2所示的本发明的实施形态中，凡与图3至图8所示的一般的压缩机用电动机定子、绕线机及绕线方法相同的构成部分均采用相同标号并参照图3至图8加以说明。
(第1实施形态)
首先根据图1及图3至图8说明本发明的第1实施形态。图3和图4中示出适用于本发明的一般的压缩机用电动机定子。图3所示的电动机定子1包括有沿圆周方向成间隔配置的多个(这种情况下为6极)的磁极齿12和具有连接这些磁极齿12的外周侧的轭铁铁心14的定子铁心10。如图3和图4所示，相对于该定子铁心10的各磁极齿12，分别经绝缘架3装着有线圈2。
如图5所示，各磁极齿12具有从轭铁铁心14向半径方向内侧延伸的主杆部12a和形成于该主杆部12a的前端侧的内周部12b。而且将绝缘架3安装成覆盖通过定子铁心10中的轭铁铁心14和各磁极齿12几乎包围的部分(绕线槽)16的内面。即，绝缘架3具有覆盖各磁极齿12的主杆部12a的中空连接部30、覆盖各磁极齿12的内周部12b外侧的内周凸缘部31和覆盖轭铁铁心14的内侧的外周凸缘部32。
图6至图8示出用于相对于这种电动机定子1的各磁极齿12(经绝缘架3)对线圈直接绕线的绕线机的动作。如图6至图8所示，绕线机包括有将线圈绕线用的线材20导出的可动式导嘴4。而且，该绕线机构成为从相邻的磁极齿12的诸内周部12b的空隙将导嘴4插入，并从定子铁心10的内侧沿各磁极齿12加以绕线。
另外，该绕线机能使导嘴4沿定子1的轴线方向往复的上下运动M1(参照图7及图8)、定子1的圆周方向相对往复运动的摆动M2，M2’(参照图6及图8)以及定子1的半径方向往复的前后运动M3(参照图6)的三个方向动作。其中，导嘴4的摆动M2，M2’有使导嘴4本身相对于定子1沿圆周方向往复运动M2和导嘴4本身不动而使定子1沿轴线回转的转动M2’两种情况。
而且，本实施形态的绕线方法基本上是采用上述绕线机，构成为一面通过导嘴4的前后运动M3将半径方向的绕线位置错开(参照图6)，一面通过导嘴4的上下运动M1与摆动M2，M2’的组合将线材20(一面从导嘴4导出一面)沿各磁极齿12(的主杆部12a)的周围依次进行绕线(参照图8)。
这里，本实施形态的绕线方法构成为在如上所述绕线时通过调节导嘴4的前后运动M3使各磁极齿12的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线。
具体地说，先如图1所示，关于导嘴4的前后运动M3，是设定沿各磁极齿12的半径方向最外侧的外侧绕线位置P和最内侧的内侧绕线位置Q以及这些外侧绕线位置P与内侧绕线位置Q之间的中间绕线位置R。
而且，首先作为第1绕线工序W1，一面使导嘴4在上述外侧绕线位置P与内侧绕线位置Q之间作前后运动M3，一面进行例如总绕线量的10-90％的绕线。接着在该第1绕线工序W1后，作为第2绕线工序W2，一面使导嘴4在外侧绕线位置P与中间绕线位置R之间作前后运动M3，一面进行剩余绕线量的绕线。
另外，在第2绕线工序W2中，即使将导嘴4的前后运动位置固定在外侧绕线位置P也可。
以下说明这种构成的本实施形态的作用效果。如图1(b)所示，采用本实施形态，通过第1绕线工序W1，从磁极齿的半径方向的内侧到外侧绕线25大致一样地进行，并从第1绕线工序W1的绕线25上通过第2绕线工序W2进行使磁极齿的半径方向的外侧的绕线量(圈数)比内侧多的绕线26。
因此，由于通过第1绕线工序W1和第2绕线工序W2，作为整体，使各磁极齿12的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线，能有效使用相邻诸磁极齿12之间的绕线槽16的截面积，并进一步增加线圈绕线的圈数。
另外，电动机装配后使磁化电流在定子1的线圈2中流动并对设在配置在定子的内周部的转子上的磁铁进行磁化(所谓装配磁化)的场合，能使由磁化电流作用在相邻线圈2的绕线之间的电磁力在各磁极齿12的半径方向的内侧相对变小。从而能防止上述绝缘架3中的内周凸缘部(与磁极齿12的半径方向的内侧对应部分)31伴随上述装配磁化而变形或破损。
(第2实施形态)
以下根据图2说明本发明的第2实施形态。如图2所示，本实施形态将上述第2绕线工序W2进一步分为2个阶段，在将整个绕线工序分为3个阶段这一点上与上述第1实施形态不同，其他构成则与图1及图3至图8所示的第1实施形态相同。
具体地说，先如图2所示，关于导嘴4的前后运动M3，是在外侧绕线位置P和内侧绕线位置Q之间设定依次靠近外侧绕线位置P侧的第1中间绕线位置R1和第2中间绕线位置R2。
而且，在与上述第1实施形态同样的第1绕线工序W1之后，作为第2绕线工序W2’，一面使导嘴4作在外侧绕线位置P与笔1中间绕线位置R1之间前后运动M3，一面进行第1绕线工序W1’后的剩余绕线量中的一部分的绕线。接着，在该第2工序W2’之后，作为第3工序，一面使导嘴在外侧绕线位置P与第2中间绕线位置R2之间前后运动M3，一面进行第2绕线工序后的剩余绕线量的绕线。
另外，在本实施形态中，第1绕线工序W1中的绕线量例如为总绕线量的10-90％，第2绕线工序W2’中的绕线量例如为第1绕线工序W1后的剩余绕线量的10-90％。
此外，在第3绕线工序W3中，也可将导嘴4的前后运动位置固定在外侧绕线位置P；在第2绕线工序W2’中，也可将导嘴4的前后运动位置固定在中间绕线位置R1。
以下说明这种构成的本实施形态的作用效果。如图2(b)所示，采用本实施形态，通过第1绕线工序W1，从磁极齿的半径方向的内侧到外侧的绕线27大致一样，并从第1绕线工序W1的绕线27上通过第2、第3绕线工序W2’、W3依次进行使磁极齿的半径方向的外侧的绕线量(圈数)比内侧多的绕线28、29。
因此，由于通过第1-第3绕线工序W1-W3，作为整体，由于使各磁极齿12的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线，能具有与上述第1实施形态同样的效果。另外，在本实施形态中，由于将绕线工序分为3个阶段，与上述第1实施形态的分为2个阶段的场合相比能提高绕线的排列性。
另外，虽然在本实施形态中系对将绕线工序分为3个阶段的场合进行说明，但也可将绕线工序分为4个阶段以上，以进一步提高绕线的排列性。而且，一旦将这些分为3个阶段的绕线方法一般化，则将n作为2以上的整数而作为具有以下那样的第1至第(n+1)绕线工序的方法加以定义。
首先，关于导嘴4的前后运动M3，在外侧绕线位置P和内侧绕线位置Q之间依次靠近外侧绕线位置P侧设定2个以上的中间绕线位置。而且，首先作为第1绕线工序，一面使导嘴4在外侧绕线位置P与内侧绕线位置Q之间作前后运动M3，一面进行预定绕线量的绕线。接着在该第1绕线工序后依次进行第2至第(n+1)绕线工序。
对这些第2至第(n+1)绕线工序进一步作以下的定义。即，将i作为不满n的自然数，在第(i+1)绕线工序(第2至第n绕线工序)中，一面使导嘴4在外侧绕线位置P与第i中间绕线位置之间作前后运动M3，一面进行第i中间绕线工序后的剩余绕线量中的一部分的绕线。
另外，在第(n+1)绕线工序中，一面使导嘴4在外侧绕线位置P与第n中间绕线位置之间作前后运动M3，一面进行第n绕线工序后的剩余绕线量的绕线。
采用以上绕线方法，通过第1绕线工序，从磁极齿的半径方向的内侧到外侧绕线大致一样，并从该第1绕线工序的绕线上通过第2依次至第(n+1)绕线工序进行使磁极齿的半径方向的外侧的绕线量比内侧多的绕线。因此，通过第1至第(n+1)绕线工序，作为整体，使各磁极齿的半径方向的外侧的绕线量比内侧多绕线。
另外，在这种情况下，第1绕线工序中的绕线量例如为总绕线量的10-90％，第(i+1)绕线工序中的绕线量例如为第i绕线工序后的剩余绕线量的10-90％。
此外，在第(n+1)绕线工序中，也可将导嘴4的前后运动位置固定在外侧绕线位置P，在第(n+1)绕线工序中，也可将导嘴4的前后运动位置固定在第i中间绕线位置。
采用本发明，由于各磁极齿的半径方向外侧比内侧多绕线，能有效使用相邻的诸磁极齿之间的绕线槽的截面积，并增加线圈的绕线圈数。
另外，在电动机装配后使磁化电流在定子线圈中流动并对配置在定子内周部的转子中所设的磁铁进行磁化(所谓装配磁化)的场合，能使通过磁化电流作用在相邻的线圈绕线之间的电磁力在各磁极齿的半径方向的内侧相对较小。因此，在安装用于将线圈在各磁极齿上绕线的绝缘架的情况下，能防止该绝缘架中与磁极齿的半径方向内侧相对应的部分伴随着上述装配磁化而变形或破损。

Claims (8)

1.一种压缩机用电动机定子的绕线方法，系用于相对于具有在半径方向延伸的多个磁极齿的压缩机用电动机定子的各磁极齿对线圈进行直接绕线的绕线方法，其特征在于，采用能使线圈绕线用的线材导出的导嘴沿定子的轴线方向往复的上下运动、沿定子的圆周方向相对往复的摆动以及沿定子的半径方向往复的前后运动的绕线机，在一面通过所述导嘴的前后运动将半径方向的绕线位置错开、一面通过所述导嘴的上下运动与摆动的组合将所述线材沿各磁极齿的周围依次绕线的同时，通过调节该绕线时的所述导嘴的前后运动，使各磁极齿的半径方向的外侧比内侧多绕线。
2.如权利要求1所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，所述导嘴的前后运动包括：在设定沿各磁极齿的半径方向最外侧的外侧绕线位置和最内侧的内侧绕线位置以及这些外侧绕线位置与内侧绕线位置之间的中间绕线位置的同时，一面使所述导嘴在所述外侧绕线位置与内侧绕线位置之间前后运动，一面进行预定绕线量的绕线的第1绕线工序；以及在该第1绕线工序后一面使所述导嘴在所述外侧绕线位置与所述中间绕线位置之间前后运动，一面进行剩余绕线量的绕线的第2绕线工序。
3.如权利要求2所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，所述第1绕线工序中的绕线量为总绕线量的10-90％。
4.如权利要求2所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，将所述导嘴固定在所述外侧绕线位置上。
5.如权利要求1所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，所述导嘴的前后运动包括：在设定沿各磁极齿的半径方向最外侧的外侧绕线位置和最内侧的内侧绕线位置以及这些外侧绕线位置与内侧绕线位置之间依次靠近所述外侧绕线位置的2个以上的中间绕线位置的同时，一面使所述导嘴在所述外侧绕线位置与内侧绕线位置之间前后运动，一面进行预定绕线量的绕线的第1绕线工序；以及在该第1绕线工序后将n作为2以上的整数依次进行的第2至第(n+1)绕线工序；
将i作为不满n的自然数，在第(i+1)绕线工序中，一面使所述导嘴在所述外侧绕线位置与第i中间绕线位置之间前后运动，一面进行第i中间绕线工序后的剩余绕线量中的一部分的绕线；
在第(n+1)绕线工序中，一面使所述导嘴在所述外侧绕线位置与第n中间绕线位置之间前后运动，一面进行第n绕线工序后的剩余绕线量的绕线。
6.如权利要求5所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，所述第1绕线工序中的绕线量为总绕线量的10-90％，第(i+1)绕线工序中的绕线量为第i绕线工序后的剩余绕线量的10-90％。
7.如权利要求5所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，在第(n+1)绕线工序中，使所述导嘴固定在所述外侧绕线位置上。
8.如权利要求5所述的压缩机用电动机定子的绕线方法，其特征在于，在第(i+1)绕线工序中，使所述导嘴固定在第i的中间绕线位置上。
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