本發(fā)明涉及一種電動機(jī)的定子的制造方法以及通過該制造方法制造出的電動機(jī),特別涉及一種定子的線圈的線端部的處理方法。
背景技術(shù):
一般來說,搭載于在空調(diào)、冰箱等中使用的壓縮機(jī)的電動機(jī)是在包含制冷劑、冷凍機(jī)油的混合油所循環(huán)的環(huán)境中在高溫高壓的條件下使用的。因此,作為電動機(jī)的電線,使用銅電線、鋁電線。關(guān)于制冷劑,使用難以因熱而分解的制冷劑,但是也罕見地存在包含易于因熱而分解的雜質(zhì)的情況。例如,在如氯甲烷(Chloromethane)那樣在分子中含有氯的情況下,若被分解則產(chǎn)生腐蝕性化合物。在電動機(jī)中使用鋁電線的情況下,接線部分等露出鋁的部分被腐蝕性化合物腐蝕而成為斷線的原因。
以往,作為接線部分的密封方法,提出了如下那樣的方法。即,首先,對于將熱收縮管的一端封閉而成的帽(cap)內(nèi),事先從另一端的開口注入環(huán)氧樹脂。接著,將使多個芯線熔接而形成的末端接頭部插入到該帽來使該末端接頭部浸漬于環(huán)氧樹脂。之后,將帽整體加熱到所需溫度來使其熱收縮,并且使環(huán)氧樹脂熱固化。而且,在該以往的方法中,通過實施這種處理,來提高防水性(例如參照日本專利、特開2006-81319號公報)。
另外,電動機(jī)的電線由于在運(yùn)轉(zhuǎn)時振動而絕緣覆膜發(fā)生磨耗,從而絕緣性降低。因此,作為例如利用清漆(varnish)來固定的方法,已知將定子的線圈端浸漬于清漆的浸漬浸滲處理方法(例如參照日本專利、特開平9-182392號公報)。
然而,在上述的以往的密封方法中,在將引線與電線的連接部埋入到電動機(jī)的線圈端的情況下,在進(jìn)行用于整理電線整體的形狀的線圈成型時,該線圈端被施加壓力。于是,存在以下可能性:環(huán)氧樹脂由于該壓力而開裂, 腐蝕性化合物從間隙浸入,從而可靠性降低。
另外,還存在以下問題:通過環(huán)氧樹脂的固化而連接部變?yōu)閴K狀,因此在線圈成型時電線也變形,電線的絕緣覆膜變薄,由此電絕緣性降低。
并且,還存在以下問題:在對線圈端進(jìn)行清漆處理的情況下,需要進(jìn)行對連接部加熱來使環(huán)氧樹脂固化的工序和對清漆進(jìn)行加熱以使其固化的工序,從而耗費(fèi)工時。
本發(fā)明用于解決這種以往的問題,目的在于實現(xiàn)電動機(jī)的可靠性提高和工時削減。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的定子的制造方法是具備形成有線圈的定子和保持有永磁體的轉(zhuǎn)子的電動機(jī)的定子的制造方法。本制造方法具備以下步驟:形成定子芯;對定子芯安裝絕緣體;隔著絕緣體將繞線卷繞于定子芯,由此形成線圈;對線圈的線端部進(jìn)行加工;對線圈加壓,由此使線圈成型;以及對成型后的線圈實施清漆處理。而且,本制造方法在對線端部進(jìn)行加工的步驟中,向一端閉合的管注入熱固性樹脂,使將繞線與引線連接的接線部浸漬于該熱固性樹脂來構(gòu)成連接部,將該連接部埋入到線圈的線圈端。
另外,本發(fā)明的電動機(jī)具備形成有線圈的定子和保持有永磁體的轉(zhuǎn)子。本電動機(jī)的定子具備:定子芯,其形成有多個突極;絕緣體,其用于將定子芯絕緣;線圈,其是通過隔著絕緣體將繞線卷繞于定子芯而形成的;以及連接部,其是將繞線與引線連接的接線部被插入到一端閉合的管內(nèi)而成的。而且,接線部在管內(nèi)被浸漬于固化的熱固性樹脂,連接部被埋入到線圈的線圈端。
在本制造方法中,通過這種過程來制造定子,因此在線圈成型時,管與接線部之間的熱固性樹脂沒有固化。因此,熱固性樹脂是柔軟的,因此能夠在管與接線部之間變形。因而,根據(jù)本制造方法,熱固性樹脂不會開裂,能夠保證密封的可靠性。
另外,關(guān)于本電動機(jī),如上述本發(fā)明的制造方法那樣,在熱固性樹脂未固化的狀態(tài)下埋入到線圈端來進(jìn)行線圈成型。因此,管內(nèi)的熱固性樹脂沒有開裂,因此能夠提供保證密封的可靠性的電動機(jī)。
本發(fā)明的定子的制造方法和電動機(jī)在線圈成型時熱固性樹脂不會開裂,而且繞線也不會由于熱固性樹脂而承受變形,因此能夠提高定子、具備該定子的電動機(jī)的可靠性。
附圖說明
圖1是表示包括本發(fā)明的實施方式中的電動機(jī)的壓縮機(jī)的截面的構(gòu)造圖。
圖2是表示該電動機(jī)的定子的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖3是表示該電動機(jī)的定子的制造方法中的各步驟的流程圖。
圖4是表示對該定子的線圈的線端部進(jìn)行加工的詳細(xì)工序的圖。
圖5是表示該定子的線圈的成型處理和清漆處理的詳細(xì)工序的圖。
具體實施方式
下面,參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。此外,本發(fā)明不限定于該實施方式。
(實施方式)
圖1是表示包括本發(fā)明的實施方式中的電動機(jī)的壓縮機(jī)的截面的構(gòu)造圖。在本實施方式中,列舉搭載于空調(diào)、冰箱等的壓縮機(jī)的電動機(jī)的一例來進(jìn)行說明。并且,在本實施方式中,作為這種電動機(jī),列舉轉(zhuǎn)子配置于定子的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(inner rotor)型的無刷電動機(jī)的例子來進(jìn)行說明。
如圖1所示,壓縮機(jī)10在金屬制的殼體11內(nèi)具備電動機(jī)12和壓縮部14。在這種壓縮機(jī)10中,經(jīng)由吸入管被吸入到殼體11內(nèi)的制冷劑被運(yùn)送到壓縮部14。通過電動機(jī)12對壓縮部14進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。通過壓縮部14被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,制冷劑被壓縮。然后,壓縮后的制冷劑通過噴出管被噴出到冷凍循環(huán)內(nèi)。
另外,電動機(jī)12為具備定子20、轉(zhuǎn)子30以及保持轉(zhuǎn)子30的一對軸承35的結(jié)構(gòu),該定子20固定于殼體11的內(nèi)周面,該轉(zhuǎn)子30配置于定子20的內(nèi)周側(cè)。
轉(zhuǎn)子30構(gòu)成為包括將永磁體32保持于外周表面的轉(zhuǎn)子芯31以及貫通轉(zhuǎn)子芯31的內(nèi)周側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸33。轉(zhuǎn)子芯31是層疊多張鋼板而形成的,形成將旋轉(zhuǎn)軸33配置于中心的圓柱形狀。而且,轉(zhuǎn)子芯31外周的永磁體32隔著空隙而面對定子20。另外,旋轉(zhuǎn)軸33從轉(zhuǎn)子芯31向兩個方向延伸,通過配置于兩個方向的各個軸承35被支承成旋轉(zhuǎn)自如。
另外,如圖1所示,定子20具備定子芯21、絕緣體22以及線圈23。另外,圖2是表示這種定子20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。在圖2中,示出進(jìn)行了以下處理的時間點的組裝狀態(tài):在定子芯21上卷繞繞線230來形成線圈23,對下面說明的線端部進(jìn)行加工,之后引出引線25。
在定子20中,定子芯21是層疊多張鋼板而形成的。另外,定子芯21具有向內(nèi)周側(cè)突出的多個突極以及將這些突極接合的環(huán)狀的軛部。通過在這些突極上隔著用于將定子芯21絕緣的樹脂制的絕緣體22卷繞繞線230來形成線圈23。由此,如圖2所示,在作為定子芯21的其中一面?zhèn)鹊纳喜啃纬删€圈端23t,在作為另一面?zhèn)鹊南虏啃纬删€圈端23b。另外,該線圈23例如由U相、V相、W相這樣的3個相構(gòu)成。而且,定子芯21的外周側(cè)呈大致圓柱形狀,其外周如圖1所示那樣與殼體11的內(nèi)側(cè)進(jìn)行面接觸地被固定于殼體11的內(nèi)側(cè)。
并且,在本實施方式中,作為形成定子20中的線圈23的繞線230,利用鋁電線(以下適當(dāng)稱為鋁電線230)。而且,鋁電線230的線端部上連接有引線25的線端部,如圖2所示,從線圈23引出引線25。
接著,說明這種定子20的制造方法的詳情。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式中的電動機(jī)12的定子20的制造方法中的各步驟的流程圖。首先,按照圖3的流程圖來說明本實施方式中的定子20的制造方法的概要。
首先,在制造定子20時,形成作為定子20的基礎(chǔ)部分的定子芯21(步驟S100)。即,將沖切為規(guī)定的形狀的多張磁性鋼板層疊來形成定子芯21。
接著,在以被定子芯21的突極和軛部包圍的方式形成的槽部中分別安裝絕緣體22(步驟S102)。
接著,利用繞線裝置等來實施從絕緣體22的表面卷繞鋁電線230以使其成為規(guī)定的繞線圖案的繞線處理,來形成線圈23(步驟S104)。
接著,對作為線圈23的卷繞開始部分、卷繞結(jié)束部分的線端部進(jìn)行加工(步驟S106)。在該時間點,成為如圖2所示的定子組裝狀態(tài)。另外,特別是在本實施方式中,利用熱收縮管、環(huán)氧樹脂來進(jìn)行線端部的加工,在后面進(jìn)一步說明其詳情。
接著,利用成型機(jī)來使線圈23的形狀成型為適當(dāng)?shù)男螤?步驟S108)。
然后,最后對成型后的線圈23實施清漆處理(步驟S110)。由此,定子20完成。
接著,說明本定子20的制造方法中的對線圈23的線端部進(jìn)行加工的步驟S106、使線圈23成型的步驟S108以及作為對線圈23的清漆處理的步驟S110的詳情。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式中的對定子20的線圈23的線端部進(jìn)行加工的詳細(xì)工序的圖。另外,圖5是表示本發(fā)明的實施方式中的定子20的線圈23的成型處理和清漆處理的詳細(xì)工序的圖。
首先,說明圖4所示的線圈23的線端部的加工。如圖4的(a)所示,利用加熱后的治具42來夾持兩端開口的熱收縮管41的一端。由此,如圖4的(b)所示,熱收縮管41的一端被熱熔接而閉塞。此外,治具42也可以是能夠利用電熱線等來加熱的部件。另外,在本實施方式中,列舉了通過加熱而加熱部位收縮的熱收縮管41的例子來進(jìn)行說明,但是也可以是具有足夠的絕緣性、抗腐蝕性、強(qiáng)度、能夠變形的柔軟性的帽狀的其它構(gòu)件。
接著,如圖4的(c)所示,從熱收縮管41的另一端開口部利用分配器(dispenser)43注入適量的熱固性樹脂。此外,在本實施方式中,作為熱固性樹脂,利用環(huán)氧樹脂44。另外,在作為環(huán)氧樹脂使用室溫固化型、雙組分型環(huán)氧樹脂的情況下,這些環(huán)氧樹脂的交聯(lián)密度低,會出現(xiàn)很多提取物。因此, 在壓縮機(jī)用的電動機(jī)中使用室溫固化型、雙組分型環(huán)氧樹脂的情況下,有時會因提取物而導(dǎo)致冷凍循環(huán)中的毛細(xì)管的堵塞、或者由于提取物堆積在壓縮機(jī)的機(jī)械部而引起機(jī)械部的鎖定現(xiàn)象?;谶@種理由,作為本實施方式中的環(huán)氧樹脂44,使用通過加熱而固化的單組分型環(huán)氧樹脂。
接著,制作利用焊料將引線25與鋁電線230連接而成的接線部47。然后,如圖4的(d)所示,從一端閉合的熱收縮管41的另一端開口部插入所制作出的接線部47來使該接線部47浸漬于環(huán)氧樹脂44。由此,對來自線圈23的1個引出線的線端部的加工完成,構(gòu)成1個連接部48。然后,例如對各相所需的數(shù)量的引出線進(jìn)行同樣的線端部的加工,由此圖3的步驟S106完成。在本實施方式中,像這樣通過熱收縮管41來將接線部47密封,由此實現(xiàn)接線部47的絕緣、腐蝕保護(hù),并且利用環(huán)氧樹脂44強(qiáng)化了對鋁電線230的電絕緣性、腐蝕保護(hù)。
接著,說明圖5所示的線圈23的線圈成型的處理和清漆處理。
首先,如圖5的(a)所示,使圖4的(d)的狀態(tài)的連接部48插入到定子20的一方的線圈端23t的線圈23的間隙中并埋入其中。在圖2中示出了埋入作為各相的連接部的3個連接部48的例子,從線圈23引出3條引線25。此外,在該時間點,環(huán)氧樹脂44尚未固化。并且,設(shè)環(huán)氧樹脂44的粘度為10000Pa·s以上。因此,在將連接部48埋入到線圈端23t時,環(huán)氧樹脂44不會從熱收縮管41的另一端開口部流出,因此能夠容易地作業(yè)。
接著,如圖5的(b)所示,通過成型機(jī)對定子20的線圈端23t加壓,使線圈23的形狀成型為適當(dāng)?shù)男螤?。此時,環(huán)氧樹脂44也未固化,因此環(huán)氧樹脂44在熱收縮管41與接線部47之間以緩和應(yīng)力的方式變形。另外,連接部48與形成線圈端23t的線圈23一起變形。
并且,線圈端23b側(cè)也同樣地成型,由此圖3的步驟S108的線圈成型的處理完成。在本實施方式中通過進(jìn)行這種線圈成型的處理,來實現(xiàn)耐壓不良的防止、電動機(jī)整體的小型化。
接著,如圖5的(c)所示,將定子20的線圈端23t和線圈端23b浸漬于清漆 49。接著,如圖5的(d)所示,使定子20的上下翻轉(zhuǎn),形成另一方的線圈端23b為下側(cè)、一方的線圈端23t為上側(cè)的狀態(tài)。然后,在該狀態(tài)下利用恒溫槽50對定子20進(jìn)行加熱。此時,連接部48的環(huán)氧樹脂44和線圈端23t的清漆49通過同時被加熱而逐漸固化。通過進(jìn)行這種清漆的處理,圖3的步驟S110的處理完成,并且本實施方式的定子20完成。
此外,在本實施方式中,線圈23的加熱以兩個階段進(jìn)行,設(shè)該加熱處理中的第一階段的加熱為在100℃~110℃下加熱時間為1小時,設(shè)第二階段的加熱為在160℃~170℃下加熱時間為2小時。在第一階段的低溫側(cè)加熱中,使環(huán)氧樹脂44固化,在第二階段的高溫側(cè)加熱中,使清漆49固化。
另外,在環(huán)氧樹脂44與清漆49在固化后的收縮率上存在差異的情況下,擔(dān)心固化后的清漆會開裂。而且,若發(fā)生這種開裂則存在以下情況:開裂的清漆導(dǎo)致冷凍循環(huán)中的毛細(xì)管的堵塞、或者由于開裂的清漆堆積在壓縮機(jī)的機(jī)械部而引起機(jī)械部的鎖定現(xiàn)象。與此相對,通過如本實施方式那樣設(shè)為以兩個階段加熱、首先使收縮率大的環(huán)氧樹脂44固化、接著使清漆49固化這樣的過程,能夠防止清漆的開裂。
如以上那樣,在本實施方式中,在不使環(huán)氧樹脂44固化地將連接部48埋入到線圈端23t的線圈間隙的狀態(tài)下使線圈23成型。換言之,連接部48與形成線圈端23t的線圈23一起變形并固化。因此,環(huán)氧樹脂44在熱收縮管41與接線部47之間變形,因此不會開裂。因此,也不會存在腐蝕性化合物從開裂的間隙浸入而使可靠性降低的情況,能夠保證密封的可靠性。
另外,在本實施方式中,在熱收縮管41與接線部47之間的環(huán)氧樹脂44固化之前的柔軟狀態(tài)下使線圈23成型。因此,不會存在鋁電線230由于固化后的環(huán)氧樹脂44而承受變形的情況,還能夠防止鋁電線230的電絕緣性的降低。
并且,連接部48的環(huán)氧樹脂44和線圈端23t的清漆49在同一加熱工序中被加熱,因此能夠減少工時。
作為基于本實施方式的實施例,使用如下那樣的構(gòu)件來制作樣本。即,設(shè)鋁電線為0種酯酰亞胺-酰胺酰亞胺電線(MW73C,線徑φ0.9mm)、引線為 聚酯薄膜絕緣聚酯編織引線(UL類型No.5170,標(biāo)稱截面積1.25mm2),熱收縮管為TEIYO株式會社制聚酯管(聚對苯二甲酸乙二醇酯,H型,內(nèi)徑φ5.5),環(huán)氧樹脂為KONISHI株式會社制E30H,清漆為菱電化成株式會社制V565-20。并且,線圈成型時的壓力為30~60kg/cm2左右,在加熱工序中,設(shè)第一階段的加熱為在100℃~110℃下1小時,第二階段的加熱為在160℃~170℃下2小時。
另外,作為用于與上述實施例比較的比較例,制作出使用與實施例相同的構(gòu)件并且實施了如下的處理的樣本。即,在圖4的(d)的狀態(tài)下對連接部整體進(jìn)行加熱來使環(huán)氧樹脂固化。之后,將帽埋入到線圈的間隙,通過成型機(jī)對線圈端進(jìn)行加壓成型。并且,之后,將線圈端浸漬于清漆,利用恒溫槽進(jìn)行加熱干燥。此外,設(shè)線圈成型時的壓力條件和加熱條件與實施例相同。
作為將上述實施例與比較例進(jìn)行比較而得到的結(jié)果,在比較例中,連接部的環(huán)氧樹脂存在開裂,還存在因環(huán)氧樹脂引起的電線的變形,但是在實施例中沒有出現(xiàn)這種不良狀況。
如以上那樣,本發(fā)明的定子的制造方法和電動機(jī)能夠提高可靠性,還能夠減少制造工時,因此能夠應(yīng)用于需要線圈端的成型的電動機(jī),特別是作為壓縮機(jī)等的電動機(jī)而有用。