专利名称：相间绝缘体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相间绝缘体，更具体而言，涉及一种具有绝缘片部分和用 于连接绝缘片部分的桥部分的相间绝缘体。该绝缘片部分被设置在定子铁心的 两端用于定子线圈的线圈端部之间的绝缘。桥部分被插入在定子铁心的齿之间 的槽中。
背景技术：
一般而言，多个定子线圈被插入在一个电动机的定子铁心的槽中。各线圈 被布置成它们彼此之间具有不同的相。安置在定子铁心上的各线圈的线圈端部 在定子铁心的两个轴向端部表面上突出。线圈端部被布置成它们彼此之间在径 向方向上交叠。片状的相间绝缘体被安置在不同相的线圈之间以对这些线圈之 间绝缘。近年来，相间绝缘体向定子铁心上的自动装配已经被尝试用于电动机 的制造。众所周知，适合自动化装置的合适的相间绝缘体由一对绝缘部分和桥 部分组成。绝缘部分在定子的两个端部表面对线圈端部进行绝缘。桥部分连接
i^t绝缘部分。
这样的相间绝缘体在日本特开平0340731中被披露，它相应的美国专利被 公开为美国专利第4266994号。这个相间绝缘体包含一对平坦部分和多个连接 件。平坦部分对应上述的绝缘部分。连接件对应上述的桥部分。平坦部分由聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。连接件由聚酯单丝构成，其在被直线化之前 被拉伸。绝缘部分和桥部分M超声波焊接相连。在这个类型的相间绝缘体中， 相间绝缘体的桥部分很容易被插入至啶子铁心的槽中。
但是，在制造具有这样的相间绝缘体的电动机时，有问题会产生。在将相 间绝缘体安装到定子铁心上以后的工序中，绝缘部分和桥部分可能断裂，或者 焊接区域可能会脱开。比如， 一个成形步骤用于使设置于定子铁心上的线圈的 线圈端部成形。适合线圈端部成形的力在定子铁心的轴向和径向方向上被施力口 到线圈端部和相间绝缘体上。这个力可能会在使绝缘部分彼此分离的方向上被 施加到线圈端部和相间绝缘体。在这种情况下，绝缘部分和桥部分可能彼此分离，或者绝缘部分和桥部分可能断裂。
当绝缘部分和桥部分被分开或断裂时，绝缘部分从预定位置偏离，并且向 离开定子铁心端部表面的方向移动。在这种情况下，各定子线圈的一部分可能 会彼此接触。从而，当相间绝缘体被从定子线圈移开时，无法确保各线圈端部 之间的相间绝缘。此外，绝缘部分或者桥部分被分离或者断裂成多个片状物， 这些片状物可能作为碎片存留在电动机中。
发明内容
本发明针对这样一种相间绝缘体，在相间绝缘体被安装到定子铁心上以后， 该相间绝缘体的绝缘部分和桥部分不会被分离，并且绝缘部分和桥部分不会断 裂。
根据本发明的一个方面，用于电动机定子的相间绝缘体使多个定子线圈彼 此之间绝缘。定子具有插入在定子铁心的槽中的定子线圈。相间绝缘体具有绝 缘片部分和桥部分。绝缘片部分被设置在定子铁心两个端部部分上用于定子线 圈的线圈端部间的绝缘。绝缘片部分由第一材料制成。桥部分连接绝缘片部分。 桥部分插入在定子铁心的槽中。桥部分由第二材料制成。第二材料相比于第--材料具有更高的弹性特性。
结合附图，通过对发明原理的示例性阐述，本发明的其它方面和优点通过 下面的描述将会变得明显。
本发明中被认为新的特征在列出的权利要求中被具体提出。本发明及其目
的和优点itai参照下面对当前优选实施例及附图的描述可以更好地被理解 图1是根据本发明的一个雌实施例的定子铁心的透视亂
图2是根据优选实施例的安装有相间绝缘体的定子铁心的俯视亂
图3是图2的定子铁心的示意性俯视图4是根据优选实施例的相间绝缘体的俯视图5是表示绝缘片部辦EN)及桥部併FEP)的延伸率与所受应力之间的关 系的曲线图；禾口
图6是安装有U相线圈和第一相间绝缘体的定子铁心的侧视图。
具体实施例方式
下面将参照图1至6描述根据本发明的一个优选实施例。在这个优选实施例中，定子的定子铁心装入用于电动压縮机的带有三相分布绕组的电动机。如
图1所示，定，心10形成为基本圆筒形。定^l失心10在两个轴向端部部分 分别具有端部表面13、 14。端部表面13、 14与定子铁心10的轴向方向垂直。 图1是一，视图，且图1中示出了端部表面13。齿11形，定子铁心10的 内周面上，并被沿定子铁心10的圆周方向布置。齿11朝向定子铁心10的轴心 突出。
各个齿11在其末端的两侧具有突出部分12。突出部分12在圆周方向上突 出。槽15各自形皿相邻的两个齿11之间。各个槽15具有以在轴向上穿过定 子铁心10的方式形成的空间。槽15以等间隔排列。定子线圈插入至赠15中以 使任意两个相邻的槽15互相具有不同相的各定子线圈。根据优选实施例，定子 铁心10包括18个齿11和18个槽15。从而，任意两个相邻的槽15以20。的角 间距在定子铁心10的圆周方向上彼此相隔。
三相定子线圈包括U相线圈16、 V相线圈17和W相线圈18。定子线圈 16、 17、 18分别形成为漆包导线缠绕的形式。各定子线圈16、 17、 18插入到该 18个槽15中的六个槽中。例如，在插入有U相线圈16的两个槽15之间，存 在分别插入有V相线圈17和W相线圈8的两个槽15。也就是说，定子线圈 16、 17、 18被设置于在定子铁心10的圆周方向上以60。的角间距相隔的相应槽 15中。当所有的线圈16、 17、 18被设置在定子铁心10的槽15中时，定子铁心 10为如图2所示的状态，并示意性地如图3所示。
下面将描述安装在定子铁心10上的定子线圈16、 17、 18的线圈端部。U 相线圈16穿过槽15中的一个并且线圈16的线圈端部在端部表面13被暴露。 然后，U相线圈16从暴露线圈16的线圈端部的前述槽15穿过第三个槽15。 U 相线圈16的线圈端部接着被暴驗定子铁心10的相反的端部表面14。然后， U相线圈16从将线圈16线圈端部暴露在端部表面14的前述槽15穿过第三个 槽15。当U相线圈16被完全设置在用于U相线圈16的全部六个槽15中时， 在两个端部表面13、 14 (如图6所示)上分别形成三个线圈端部。
在U相线圈16被设置后，V相线圈17被设置在定子铁心10的槽15中。 V相线圈17穿过槽15中的一个，该槽紧邻用于U相线圈16的槽15。与U相 线圈16相同，在两个端部表面13、 14上分别形成V相线圈17的三个线圈端部。 在V相线圈17被设置后，W相线圈18被设置在剩余的槽15中。W相线圈18以与U相线圈16和V相线圈17相同的方式设置。图2示出的仅仅是位于定子 铁心10的端部表面13上的定子线圈16、 17、 18的线圈端部。定子线圈16、 17、 18的线圈端部在端部表面14上的设置与在端部表面13上的设置相同，因此略过。
从而，定子线圈16、 17、 18被安装在定子铁心10上，使得它们彼此间具 有不同的相。不同定子线圈16、 17、 18的线圈端部之间需要进行相间绝缘。在 优选实施例中，第一相间绝缘体20和第二相间绝缘体24被配置在线圈16、 17、 18之间。第一相间绝缘体20对U相线圈16和V相线圈17在线圈端部之间绝 缘，如图2和3所示。在U相线圈16被安装到定子铁心10之后、V相线圈17 被安装到定子铁心10之前，第一相间绝缘体20被安装至定子铁心10上。第二 相间绝缘体24对V相线圈17和W相线圈18在线圈端部之间绝缘。在V相线 圈17被安装到定子铁心10之后，第二相间绝缘体24被安装至定子铁心10。
图4示出了第一相间绝缘体20的构成。第一相间绝缘体20形成为薄片形。 第一相间绝缘体20包括一对绝缘片部分21和多个桥部分22 。该对绝缘片部分 21被设置在定子铁心10的两个端部表面13、 14上用于线圈端部之间的绝缘。 桥部分22连接该对绝缘片部分21 。绝缘片部分21对U相线圈16和V相线圈 17在线圈端部之间进行绝缘。绝缘片部分21由作为第一材料的聚萘二甲酸乙二 醇酯(此后以PEN表示)制成。PEN具有优良的绝缘性和耐化学性。
绝缘片部分21具有足够的长度和宽度以便于用单个绝缘片部分21对U相 线圈16和V相线圈17在线圈端部之间进行绝缘。绝缘片部分21具有足够的长 度(在图4中的垂直方向上)去覆盖U相线圈16和V相线圈17在端部表面13、 14上互相交叠的整个区域。绝缘片部分21具有足够的宽度(在图4中的横向方 向上)去在U相线圈16的内周沿定子铁心10完全围绕。
桥部分22连接该对绝缘片部分21 。桥部分22被插入到定子铁心10的齿 11之间的槽15中。桥部分22作为相对于绝缘片部分21独立的部分形成。i皿 实施例的桥部分22从由四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(此后以FEP表示)制成的 片上切割得到。FEP对应本发明的第二材料。桥部分22的两端重叠在绝缘片部 分21的边缘部分上，并M^S声波焊接连接至绝缘片部分21以形成接合部23。
如图5所示，相比于用于绝缘片部分21的PEN，用于桥部分22的FEP对 应于延伸率产生的应力极低。也就是说，FEP作为用于桥部分22的材料比PEN具有更高的弹性特性。另外，在电动压縮机中，电动机的定子铁心被暴露在制
冷剂气体和润滑油的雾中。因此，具有优良耐化学性的FEP是用于桥部分22 的合适材料。第二相间绝缘体24的材料和结构与第一相间绝缘体20基本相同, 细节的说明略去。
下面将根据本发明的优选实施例解释相间绝缘体的作用。在装配优选实施 例的电动机的过程中，槽绝缘体(未示出)被预先设置在各个槽15中，独立于 相间绝缘体20、 24。槽绝缘体将定子铁心10和各线圈16、 17、 18之间绝缘。 首先，U相线圈16被以缠绕定子铁心10的齿11的方式设置在定子铁心10的 槽15中。如图6所示，当U相线圈16被设置在定子铁心10的槽15中时，在 定子铁心10的两个端部表面13、 14上分别形成三个线圈端部。
然后，第一相间绝缘体20被安装至定子铁心10上。第一相间绝缘体20的 各桥部分22被插入到相应的槽15中，从而第一相间绝缘体20被保持在定子铁 心10中。随后绝缘片部分21沿U相线圈16的线圈端部的内周被环形设置。在 第一相间绝缘体20被安装到定子铁心10上之后，力被施加到线圈端部。线圈 端部被力按压以使在两个端部表面B、 14突出的线圈端部的轴向端部部分面向 径向外侧(如图6中的箭头所示)。
上面的过程是一个准备过程以使安装V相线圈17变得简单。在这个准备过 程中，线圈端部的轴向端部部分被径向向外扩展。从而力在使两个绝缘片部分 21彼此离开的方向上被施加到第一相间绝缘体20。两个绝缘片部分21被该力 带动而彼此分开移动。该力在纵向拉动桥部分22的方向上被施加到桥部分22。 因为桥部分22比绝缘片部分21具有更高的弹性特性，所以桥部分22被延伸以 吸收力。由于桥部分22的延伸，不会对绝缘片部分21和桥部分22之间的接合 部23作用过大的张力。因此，绝缘片部分21和桥部分22既不会被分开也不会 断裂。从而，绝缘片部分21不会被从线圈端部移开。
随后，V相线圈17被安装到定子铁心10上。V相线圈17沿第一相间绝缘 体20的内周设置。U相线圈16和V相线圈17 ilil第一相间绝缘体20的绝缘 片部分21绝缘。V相线圈17被设置好后，第二相间绝缘体24被安装至啶子铁 心10上。在第二相间绝缘体24被设置完成后，用压力使线圈端部变形以使V 相线圈17的线圈端部的端部部分面向径向夕卜侧。J^的过程是一个准备过程以 使安装W相线圈18变得简单。当V相线圈17的线圈端部变形时，力被施加至條二相间绝缘体24以使绝 缘片部分(未示出)彼此分开移动。相比于绝缘片部分具有更高的弹性特性的 桥部分(未示出)被延伸并吸收力的作用。与第一相间绝缘体20相同，由于第 二相间绝缘体24中的桥部分的延伸，不会对绝缘片部分和桥部分之间的接合部 作用过大的张力。因此，第二相间绝缘体24中的绝缘片部分和桥部分既不会被 分幵也不会断裂。
W相线圈18被安装到定子铁心10上。W相线圈18沿第二相间绝缘体24 的内周面设置。V相线圈17和W相线圈18 ilil第二相间绝缘体24的绝缘片 部分绝缘。图2示出了这个状态。因此，线圈16、 17、 18ilii第一和第二相间 绝缘体20、 24在线圈端部绝缘。
随后，进行成形过程。定子铁心10的端部表面13、 14上的整个线圈端部 被按压和成形以形成径向和轴向尺寸基本恒定的环形形状。在成形过程中，力 在使绝缘片部分21彼此离开的方向上被施加至l傑一相间绝缘体20。但是，由该 力形成的张力通过桥部分22的延伸而被吸收。因此，绝缘片部分21和桥部分 22既不会分开也不会断裂。同样，虽然力施加到了第二相间绝缘体24上，但不 会在第二相间绝缘体24中引起绝缘片部分和桥部分的分离和破裂。
通过上面的实施例可以取得如下的有益效果。虽然仅提到了第一相间绝缘 体20，但第二相间绝缘体24明显具有相同的效果。
(1) 桥部分22由第二材料制成，该第二材料相比用于绝缘片部分21的第--材料具有更高的弹性特性。在安装线圈至定子铁心10的过程之后，进行线圈端 部的成形过程。在轴向和径向上成形线圈所需要的力被施加至嘴一相间绝缘体 20和线圈端部。该力可能被施加在使相间绝缘体20的绝缘片部分21彼此分离 的方向上。在这种情况下，桥部分22延伸以吸收张力。因此，在被安装到定子 铁心10上之后，绝缘片部分21和桥部分22既不会被分开也不会断裂。
(2) 因为绝缘片部分21和桥部分22既不会被分开也没有断裂，从而绝缘片 部分21不会被从线圈16、 17、 18的线圈端部移开。因此，线圈16、 17、 18的 线圈端部之间的相间绝缘得到可靠保证。另外，不会产生成为碎片的分离的片 状物，不会恶化电动机的性能。因此，不需要对绝缘片部分21的位置进行校正 或移除该碎片。
(3) 用于桥部分22的FEP相比用于绝缘片部分21的PEN具有更高的弹性特性。因此，能可靠地防止绝缘片部分21和桥部分22之间被分开或断裂。
(4) 绝缘片部分21和桥部分22的材料具有优良的耐化学性。因此，具有相 间绝缘体20的电动机旨,IK用到各种领域。例如，被配置到电动机中的具有 相间绝缘体20的定子可以用于电动压縮机。在这种情况下，即使定子暴露在制 冷剂气体和润滑油中，相间绝缘体20的绝缘性能也不会恶化。
(5) 相间绝缘体20的绝缘片部分21和桥部分22被简单地从片状材料上切割 下来，并利用超声波装置进行焊接。从而不再需要用于制造绝缘片部分21和桥 部分22的专门的加工it程。
本发明不限于上面所述的实施例，如下面的说明所示，可以在本发明的范 围之内有不同的变化。
在这个实施例中，绝缘片部分和桥部分通过超声波焊接相连。绝缘片部分 和桥部分也可以通过粘接剂粘接，或者可以被按压以使其彼此连接。在这种情 况下，绝缘片部分和桥部分之间的连接部分需要具有足够的强度。也就是说， 连接部分需要经受住在线圈端部的成形等过程中由于桥部分的拉紧所产生的应 力。
在{腿实施例中，FEP被利用作为制造桥部分的材料。FEP相比用于绝缘 片部分的PEN具有更高的弹性特性。但用于绝缘片部分和桥部分的材料不限于 此，只要所选的材料之间的弹性特性的差异与PEN和FBP之间的差异处于基本 相同的水平即可。更进一步，当相间绝缘体用于电动压缩机时，相间绝缘体需 要有耐化学性。在这种情况下，绝缘片部分和桥部分可以优选是树脂类材料的 组合。
在优选实施例中，相间绝缘体的绝缘片部分和桥部分具有最简单的形状以 不浪费片状材料。但绝缘片部分和桥部分的结构取决于定子铁心和线圈端部的 餅。
这里的例子和实施方式应当被认为是阐述性而非限定性的，并且发明并不 限于这里所给出的细节而可以在列出的权利要求的范围之内变化。
权利要求
1. 一种用于电动机的定子的相间绝缘体(20，24)，定子具有插入在定子铁心(10)的槽(15)中的多个定子线圈(16，17，18)，相间绝缘体(20，24)将定子线圈(16，17，18)彼此之间绝缘，相间绝缘体(20，24)包括绝缘片部分(21)，设置在定子铁心(10)的两个端部部分(13，14)，用于将定子线圈(16，17，18)的线圈端部之间绝缘；和桥部分(22)，连接绝缘片部分(21)，其中桥部分(22)被插入在定子铁心(10)的槽(15)中，其特征在于绝缘片部分(21)由第一材料制成，桥部分(22)由第二材料制成，其中第二材料相比于第一材料具有更高的弹性特性。
2、 如禾又利要求1所述的相间绝缘体(20， 24)，其特征在于，第一材料为聚萘二甲酸乙二醇酯，第二材料为四氟乙烯一六氟丙烯共聚物。
3、 如权利要求l或2所述的相间绝缘体(20， 24)，其特征在于，绝缘片 部分(21)由一对绝缘片部分形成，桥部分(22)以形成接合部(23)的方式 连接这对绝缘片部分。
4、 如丰又利要求l或2所述的相间绝缘体(20， 24)，其特征在于，绝缘片 部分(21)和桥部分(22)通过焊接相连。
5、 一种电动机的定子，包括 定子铁心(10);多个齿(11)，形成在定子铁心(10)的圆周方向上； 多个槽(15)，分别形成在两个相邻的齿(11)之间；定子线圈(16， 17， 18)，插入在槽(15)中，其中定子线圈(16、 17、 18) 具有位于定子铁心(10)的两W由向端部部分(13, 14)上的线圈端部；禾口相间绝缘体(20， 24)，用于将定子线圈(16， 17, 18)的线圈端部之间绝 缘，相间绝缘体(20， 24)包括绝缘片部分(21)，设置在定子铁心(10)的两^H由向端部部分(13， 14)上，其中绝缘片部分(21)将定子线圈(16， 17， 18)的线圈端部之间绝 缘；和桥部分(22)，连接绝缘片部分(21),其中桥部分(22) !^i入在槽(15)中，其特征在于绝缘片部分(21)由第一材料制成，桥部分(22)由第二材料制成，其中第二材料相比于第一材料具有更高的弹性特性。
6、如权利要求5所述的定子，其特征在于，第一材料为聚萘二甲酸乙二醇酯，第二材料为四氟乙烯一六氟丙烯共聚物。
全文摘要
本发明提供一种用于电动机定子的相间绝缘体，该相间绝缘体将定子线圈之间绝缘。定子具有插入在定子铁心的槽中的多个定子线圈。相间绝缘体将定子线圈彼此间绝缘。相间绝缘体包括绝缘片部分和桥部分。绝缘片部分被设置在定子铁心的两个端部部分，用于将定子线圈的线圈端部之间绝缘。绝缘片部分由第一材料制成。桥部分连接绝缘片部分。桥部分被插入在定子铁心的槽中。桥部分由第二材料制成。第二材料相比于第一材料具有更高的弹性特性。
文档编号H02K3/30GK101286662SQ20081010929
公开日2008年10月15日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月30日
发明者上辻清, 平野泰三, 浜名祥三, 深作博史, 猪饲健介 申请人:株式会社丰田自动织机