电动机及其定子的制作方法

文档序号:12318965
电动机及其定子的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种电动机及其定子。



背景技术:

在定子的定子芯上卷绕有线圈,该线圈容纳在形成于定子芯的槽内。以往,为了使槽的壁面与线圈之间、或不同的系统(例如U线、V线、W线)的线圈之间绝缘,公知有使用绝缘构件(例如日本特开2004-072899号公报和日本特开2012-034453号公报)。

在上述这样的电动机中,以往,谋求防止绝缘构件的偏移、且使绝缘构件稳定地定位在规定位置。



技术实现要素:

电动机的定子包括:定子芯,其形成有多个槽;线圈,其卷绕于定子芯,该线圈具有容纳于一个槽的线圈边、和配置于槽的外部的线圈端;以及绝缘构件,其具有多个,在多个槽各设置有一个绝缘构件。

各绝缘构件包括:线圈边绝缘部,其配置于设置该绝缘构件的第1槽的壁面、与容纳于该第1槽的第1线圈边之间,使该壁面和该第1线圈边之间电绝缘;以及线圈端绝缘部,其与线圈边绝缘部一体形成,配置于第1槽的外部。

线圈端绝缘部配置于具有第1线圈边的第1线圈的第1线圈端、与具有容纳于与该第1槽不同的第2槽的第2线圈边的第2线圈的第2线圈端之间,使该第1线圈端和该第2线圈端之间电绝缘。

也可以是,绝缘构件为无接缝的单一构件。也可以是,互相相邻的两个绝缘构件的线圈端绝缘部以相互重叠的方式配置。也可以是,该定子还包括结合部,该结合部将互相相邻的两个绝缘构件的线圈端绝缘部相互结合。在本实用新型的另一技术方案中,电动机包括上述的定子。

采用本实用新型,能够防止绝缘构件的偏移、且使绝缘构件稳定地定位在规定位置。

附图说明

本实用新型的上述或其他的目的、特征、以及优点通过参照附图并说明以下的较佳的实施方式,能够进一步明确。

图1是从径向内侧观察到的一实施方式的定子的图。

图2是从轴向上侧观察到的图1所示的定子的图。

图3是图1所示的绝缘构件的立体图。

图4是图1所示的另一绝缘构件的立体图。

图5是从径向内侧观察到的另一实施方式的定子的图。

图6是用于说明图5所示的结合部的图,是从图5中的箭头V观察到的一个结合部的图。

具体实施方式

以下,根据附图详细地说明本实用新型的实施方式。另外,在以下的实施方式中,对相同的要素标注相同的附图标记,并省略详细的说明。

首先,参照图1~图4说明一实施方式的定子10。定子10为筒状,并与以能够旋转的方式支承于该定子10的径向内侧的转子(未图示)一起构成电动机。

在本实施方式的说明中,轴向表示沿着定子10的中心轴线的方向(图中的沿着箭头A的方向),径向表示以定子10的中心轴线为中心的圆的半径方向,周向表示该圆的圆周方向。另外,为了方便说明,将图中的箭头A的方向设为轴向上方。

定子10包括定子芯12、线圈14、线圈16、绝缘构件18、绝缘构件20、绝缘构件22以及绝缘构件24。定子芯12具有环状的背轭26(图2)、和自该背轭26向径向内侧突出的多个齿部28。在齿部28的径向内侧的端部形成有自该齿部28朝向周向两侧突出的突出部28a。

在定子芯12上形成有在周向上排列的多个槽30。另外,在图1和图2中,图示了多个槽30中的共计六个槽30a~30f。

槽30分别朝向径向内侧开口。具体而言,槽30分别由背轭26的内壁面32、一个齿部28的周向一侧的侧壁面34、与该一个齿部28在周向一侧相邻的另一齿部28的周向另一侧的侧壁面36以及互相面对的两个突出部28a的内壁面28b划分而成。

线圈14和线圈16卷绕于定子芯12。在本实施方式中,线圈14和线圈16为传输三相交流中的相互不同的交流信号的、不同的系统的传输线(例如,U线和V线、V线和W线、或U线和W线)。在图1和图2中,线圈14以分别穿过槽30a、30b、30c的方式被布线。

线圈14具有分别容纳于槽30a、30b、30c的线圈边14a、和连接于该线圈边14a并在定子芯12的轴向两侧向槽30a、30b、30c的外部延伸出的线圈端14b。另外,在图1中,仅示出了自槽30a、30b、30c向轴向上侧延伸出的线圈端14b。

另一方面,线圈16以分别穿过槽30d、30e、30f的方式被布线。线圈16具有分别容纳于槽30d、30e、30f的线圈边16a、和连接于该线圈边16a并在定子芯12的轴向两侧向槽30d、30e、30f的外部延伸出的线圈端16b。

另外,在图1中,仅示出了自槽30d、30e、30f向轴向上侧延伸出的线圈端16b。在本实施方式中,线圈14的线圈端14b在比线圈16的线圈端16b靠径向内侧的位置被布线。

在槽30a、30b、30c各设有一个绝缘构件18。绝缘构件18均为无接缝的单一构件。另外,“无接缝的单一构件”指的是,不是通过使多个构件片利用例如粘接等相互结合而制作而成的构件而是指整体式的单一构件。绝缘构件18例如由纸材料或树脂材料构成。

如图3所示,绝缘构件18具有线圈边绝缘部38、线圈端绝缘部40以及线圈端绝缘部42。线圈边绝缘部38具有大致U字状的截面,并具有底部38a、和自该底部38a的周向的两端缘以互相相对的方式延伸出的侧部38b、38c。

线圈边绝缘部38具有周向宽度W1和轴向长度L1。在本实施方式中,该周向宽度W1设定为槽30a、30b、30c的周向宽度以下。另外,轴向长度L1设定为槽30a、30b、30c的轴向长度以上。

线圈端绝缘部40与线圈边绝缘部38的轴向上端38d一体形成,自该线圈边绝缘部38向轴向上方延伸出。另一方面,线圈端绝缘部42与线圈边绝缘部38的轴向下端38e一体形成,自该线圈边绝缘部38向轴向下方延伸出。

线圈端绝缘部40具有周向宽度W2和轴向长度L2,线圈端绝缘部42具有周向宽度W2’和轴向长度L2’。另外,周向宽度W2和周向宽度W2’彼此既可以是相同的尺寸,也可以是不同的尺寸。同样,轴向长度L2和轴向长度L2’彼此既可以是相同的尺寸,也可以是不同的尺寸。

在本实施方式中,周向宽度W2、W2’设定为大于槽30a、30b、30c的周向宽度。另外,如下所述,轴向长度L2、L2’设定为使线圈端14b和线圈端16b之间绝缘所需的充分的长度。

如图2所示,在绝缘构件18设置于槽30a、30b、30c的状态下,线圈边绝缘部38的底部38a配置于划分槽30a、30b、30c的内壁面32与线圈14的线圈边14a之间,使该内壁面32和该线圈边14a之间电绝缘。

另外,线圈边绝缘部38的侧部38b配置于划分槽30a、30b、30c的侧壁面34与线圈边14a之间,使该侧壁面34和该线圈边14a之间绝缘。

另外,线圈边绝缘部38的侧部38c配置于划分槽30a、30b、30c的侧壁面36与线圈边14a之间,使该侧壁面36和该线圈边14a之间绝缘。

由此,容纳于槽30a、30b、30c的线圈边14a被线圈边绝缘部38的底部38a、侧部38b、38c自周向两侧和径向外侧包围起来,从而与划分槽30a、30b、30c的壁面32、34、36之间电绝缘。

另一方面,如图1所示,绝缘构件18的线圈端绝缘部40向定子芯12的轴向上侧延伸,并向槽30a、30b、30c的外部延伸出。而且,线圈端绝缘部40配置于线圈14的线圈端14b与线圈16的在槽30a、30b、30c的轴向上侧被布线的线圈端16b之间,使该线圈端14b和该线圈端16b之间电绝缘。

因而,线圈端绝缘部40的轴向长度L2设定为使线圈端14b与该线圈端16b之间电绝缘所需的充分的长度。例如,轴向长度L2设定为使线圈端绝缘部40的轴向上端能够位于比线圈端14b和该线圈端16b的轴向上端靠轴向上侧的位置的长度。

另外,如图1所示,互相在周向上相邻的两个绝缘构件18的线圈端绝缘部40以在径向上相互重叠的方式配置。因而,在图1所示的状态下,线圈端绝缘部40的周向宽度W2设定为使在周向上相邻的两个线圈端绝缘部40相互重叠所需的充分的宽度。

与线圈端绝缘部40相同,绝缘构件18的线圈端绝缘部42向定子芯12的轴向下侧延伸,并向槽30a、30b、30c的外部延伸出。而且,线圈端绝缘部42在定子芯12的轴向下侧配置于线圈14的线圈端14b与线圈16的线圈端16b之间,使该线圈端14b和该线圈端16b之间电绝缘。

另一方面,在槽30d、30e、30f各设置有一个绝缘构件20。与所述的绝缘构件18相同,绝缘构件20均为无接缝的单一构件。绝缘构件20例如由纸材料或树脂材料构成。

如图4所示,绝缘构件20具有线圈边绝缘部44、线圈端绝缘部46以及线圈端绝缘部48。线圈边绝缘部44具有与所述的底部38a相同的形状。具体而言,线圈边绝缘部44具有周向宽度W3和轴向长度L3

在本实施方式中,该周向宽度W3设定为槽30d、30e、30f的周向宽度以下。另外,轴向长度L3设定为槽30d、30e、30f的轴向长度以上。

线圈端绝缘部46与线圈边绝缘部44的轴向上端44a一体形成,并自该线圈边绝缘部44向轴向上方延伸出。另一方面,线圈端绝缘部48与线圈边绝缘部44的轴向下端44b一体形成,并自该线圈边绝缘部44向轴向下方延伸出。

线圈端绝缘部46具有周向宽度W4和轴向长度L4,线圈端绝缘部48具有周向宽度W4’和轴向长度L4’。另外,周向宽度W4、W4’彼此既可以是相同的尺寸,也可以是不同的尺寸。同样,轴向长度L4、L4’彼此既可以是相同的尺寸,也可以是不同的尺寸。

在本实施方式中,周向宽度W4、W4’设定为大于槽30d、30e、30f的周向宽度。另外,如下所述,轴向长度L4、L4’设定为使线圈端14b、16b绝缘所需的充分的长度。

如图2所示,在绝缘构件20设置于槽30d、30e、30f的状态下,线圈边绝缘部44配置于互相面对的两个突出部28a的内壁面28b与线圈16的线圈边16a之间,使该内壁面28b和线圈边16a之间电绝缘。

与此同时,线圈边绝缘部44封闭槽30d、30e、30f的径向内侧的开口。由此,线圈边绝缘部44防止线圈边16a自槽30d、30e、30f脱落。

另一方面,如图1所示,绝缘构件20的线圈端绝缘部46向定子芯12的轴向上侧延伸,并向槽30d、30e、30f的外部延伸出。而且,线圈端绝缘部46配置于线圈16的线圈端16b与线圈14的在槽30d、30e、30f的轴向上侧被布线的线圈端14b之间,使该线圈端16b和该线圈端14b之间电绝缘。

因而,线圈端绝缘部46的轴向长度L4设定为使线圈端16b和线圈端14b之间电绝缘所需的充分的长度。例如,轴向长度L4设定为使线圈端绝缘部46的轴向上端能够位于比线圈端14b和线圈端16b的轴向上端靠轴向上侧的位置。

另外,如图1所示,在周向上互相相邻的两个绝缘构件20的线圈端绝缘部46以在径向上相互重叠的方式配置。因而,在图1所示的状态下,线圈端绝缘部46的周向宽度W4设定为使在周向上相邻的两个线圈端绝缘部46相互重叠所需的充分的宽度。

与线圈端绝缘部46相同,绝缘构件20的线圈端绝缘部48向定子芯12的轴向下侧延伸,并向槽30d、30e、30f的外部延伸出。而且,线圈端绝缘部48在定子芯12的轴向下侧配置于线圈16的线圈端16b与线圈14的线圈端14b之间,使该线圈端16b和该线圈端14b之间电绝缘。

如图1和图2所示,在槽30a、30b、30c各设置有一个绝缘构件22。绝缘构件22分别具有与所述绝缘构件20的线圈边绝缘部44相同的形状。绝缘构件22配置于划分槽30a、30b、30c的内壁面28b与线圈14的线圈边14a之间,使该内壁面28b和该线圈边14a之间电绝缘。

与此同时,绝缘构件22封闭槽30a、30b、30c的径向内侧的开口。由此,绝缘构件22防止线圈边14a自槽30a、30b、30c脱落。

在槽30d、30e、30f各设置有一个绝缘构件24。绝缘构件24分别具有与所述绝缘构件18的线圈边绝缘部38相同的形状。具体而言,绝缘构件24具有大致U字状的截面,并具有底部38a、和侧部38b、38c。

如图2所示,绝缘构件24的底部38a配置于划分槽30d、30e、30f的内壁面32与线圈16的线圈边16a之间,使该内壁面32和该线圈边16a之间电绝缘。

另外,绝缘构件24的侧部38b配置于划分槽30d、30e、30f的侧壁面34与线圈16的线圈边16a之间,使该侧壁面34和该线圈边16a之间绝缘。

另外,绝缘构件24的侧部38c配置于划分槽30d、30e、30f的侧壁面36与线圈16的线圈边16a之间,使该侧壁面36和该线圈边16a之间绝缘。

在本实施方式中,由于绝缘构件18的线圈边绝缘部38容纳于槽30,因此,绝缘构件18向周向的移动被限制。与此同时,通过绝缘构件18的线圈端绝缘部40、42与定子芯12的轴向的端面卡合,从而限制绝缘构件18向轴向的移动。

同样,由于绝缘构件20的线圈边绝缘部44容纳于槽30,因此,绝缘构件20向周向的移动被限制。与此同时,通过绝缘构件20的线圈端绝缘部46、48与定子芯12的轴向的端面卡合,从而限制绝缘构件20向轴向的移动。

因而,根据本实施方式,能够使绝缘构件18、20稳定地配置于图1所示的位置,因此,能够防止绝缘构件18、20自规定位置偏移。

另外,在本实施方式中,绝缘构件18、20具有适合于量产的简单的形状,并能够简单地设于槽30。因而,若预先量产绝缘构件18、20,则能够灵活地应对槽数不同的各种种类的电动机的制造,并且,还能够使作业简单化,因此,能够削减制造成本。

另外,绝缘构件18、20分别能够使线圈边14a、16a与定子芯12之间、以及线圈端14b与线圈端16b之间这两者电绝缘。

另外,在本实施方式中,在周向上相邻的线圈端绝缘部40、46以相互重叠的方式配置。根据该结构,由于能够防止在相邻的线圈端绝缘部40、46之间产生间隙,因此,能够可靠地使线圈端14b和线圈端16b之间绝缘。

接着,参照图5和图6说明另一实施方式的定子10’。本实施方式的定子10’在包括多个结合部50的方面与所述定子10不同。

结合部50将互相相邻的两个绝缘构件18、20的线圈端绝缘部40、46相互结合。具体而言,结合部50包含结合部50a、50b、50c。

结合部50a将互相相邻的两个绝缘构件18的线圈端绝缘部40彼此相互结合。结合部50a配置于相邻的两个线圈端绝缘部40中的、在径向上相互重叠的部分。

另外,结合部50b将绝缘构件18的线圈端绝缘部40、和与该绝缘构件18相邻的绝缘构件20的线圈端绝缘部46相互结合。结合部50b配置于相邻的线圈端绝缘部40、46中的、在径向上相互重叠的部分。

另外,结合部50c将互相相邻的两个绝缘构件20的线圈端绝缘部46彼此相互结合。结合部50c配置于相邻的两个线圈端绝缘部46中的、在径向上相互重叠的部分。

结合部50例如为粘接剂或粘合带。另外,结合部50例如还可以像Magic Tape(注册商标)那样包括设于互相相邻的线圈端绝缘部40、46中的一者的卡合部、和设于另一者的被卡合部。

根据本实施方式,由于利用结合部50能够将线圈端绝缘部40、46在周向上结合,因此,能够使绝缘构件18、20更稳定地配置于规定位置。由此,能够有效地防止绝缘构件18、20自规定位置偏移。

另外,在所述的实施方式中,说明了定子10为构成旋转式电动机的筒状的定子的情况。然而,并不限定于此,本实用新型的概念还能够应用于构成线性电动机的直线状的定子。

该情况下,定子具有沿第1方向以直线状延伸的背轭、和朝向与第1方向正交的第2方向自该背轭突出并在该第1方向排列的多个齿部。而且,利用与图1和图2所示的方式相同的方法在形成于互相相邻的齿部之间的槽各设置有一个所述的绝缘构件18、20。

以上,通过实用新型的实施方式说明了本实用新型,但上述的实施方式并不用于限定权利要求书的实用新型。另外,将本实用新型的实施方式中所说明的特征组合而成的技术方案也能够包含在本实用新型的技术范围内,但这些特征的全部组合并不一定是实用新型的解决方案所必须的。另外,本领域技术人员明确的是,能够对上述的实施方式加以各种变更或改进。

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