专利名称：具有引线约束护耳的端匝相间绝缘体以及在电动装置上约束引线的方法
技术领域：
本发明一般涉及电动装置。具体而言，本发明涉及包含这样的护耳(tab)的端匝相间绝缘体(end turn phase insulator):该护耳被配置且适用于防止定子引线移动到定子的腔中，并防止引线径向移动向外超出定子绕组中的一个。
背景技术：
大多数电动装置包含从定子的至少一个轴向末端延伸的引线。典型地，这样的引线容易受到由于与电动装置振动或移动交互作用的这种引线的惯性引起的相对于定子的运动。随着时间推移，这能使得引线相对于定子移动。由于典型的引线接近于电动装置的转子，由于引线移动到这样的点上而引起电动装置的常见故障:在该点上，引线与转子或定子腔中的其它移动部件接触，这可导致装置短路。为了减少引线移动的发生，现有技术的电动装置常常包含相对于定子约束或支撑引线的某些装置。例如，扎带(Zip ties)已经用于防止或限制引线移动。然而，扎带在某些环境中容易破损，例如当电动装置暴露于致冷剂或油时。作为另一实例，美国专利N0.4，328，438公开了一种电动装置，其中，垂下物(flap) (27)被绕卷在端匝周围并包裹引线。于是，使用系带(lacing)将引线夹在垂下物和定子绕组的端匝之间。尽管这样的垂下物减少了引线移动的发生，其并没有任何用于限制引线向着最内绕组的内径向面径向地向内移动的积极的限位装置。另外，这样的垂下物被配置为与电动装置的其它部件分立的保持器(holder)元件的一部分。这种分立的部件增加了成本，使得电动装置的组装过程复杂化，且容许在不安装该部件的情况下组装。与引线相关联的另一问题是由于引线被定位为离定子绕组外径太近引起的。这产生了在组装或安装电动装置过程中妨碍覆盖物壳或其它部件的可能。
发明内容
本发明克服了与现有技术中对导线移动的解决方案相关联的缺点。本发明通过具有作为端匝相间绝缘体的一部分的引线约束护耳来做到这一点。该护耳径向地向外折叠以便使其包裹引线，并被系带(Iace)在这样的位置:其稳固地将引线保持在端匝相间绝缘体附近。由于端匝相间绝缘体径向定位在分立的线圈之间，护耳起到这样的装置的作用:其保证引线不能径向移动到定子的芯中或是在电动装置的组装或安装过程中妨碍覆盖物壳或其它部件。另外，由于护耳被配置为端匝绝缘体的一部分，约束护耳不会明显增加制造成本，也不会增加任何显著的安装步骤。在本发明一示例性实施形态中，定子包含芯、多个线圈、端匝相间绝缘体以及至少一个引线。芯具有在轴线周围环向定位的多个槽。轴线限定了定子的相反的第一与第二轴向末端以及径向和环向方向。线圈是经过槽绕卷的，并在其从一个槽绕到另一个槽时形成端匝。端匝相间绝缘体包含端匝分隔部分和引线约束护耳。端匝分隔部分径向地夹在至少两个端匝之间。所述至少两个端匝邻近定子的第一轴向末端，并包括内端匝和外端匝。内端匝径向在外端匝和轴线之间。引线约束护耳从端匝分隔部分延伸，在内端匝和外端匝之间伸出，并部分地包裹外端匝。引线在引线约束护耳和外端匝之间延伸。在本发明另一实施形态中，形成电动装置的定子的方法包含获得定子芯的步骤。芯具有在轴线周围环向定位的多个槽。轴线定义了定子的相反的第一与第二轴向末端以及径向和环向方向。该方法还包含，以产生多个线圈的方式以及以产生引线的方式，经过定子芯的槽绕卷导线，其中，当线圈从一个槽绕卷到另一个槽时形成端匝，引线从线圈中的第一个延伸。另外，该方法包含获得端匝相间绝缘体的步骤。端匝相间绝缘体包含端匝分隔部分以及引线约束护耳。引线约束护耳从端匝分隔部分延伸。另外，该方法还包含将端匝相间绝缘体的端匝分隔部分径向地夹在至少两个端匝之间。所述至少两个端匝邻近定子的第一轴向末端，并包括内端匝和外端匝。内端匝径向地在外端匝和轴线之间。另外，该方法还包含，在引线在引线约束护耳与外端匝之间延伸的情况下以使引线约束护耳至少部分地包裹外端匝的方式，并以将引线约束护耳保持为远离内端匝的方式，用系带(lacing)围绕所述至少两个端匝。 在本发明的另一实施形态中，端匝相间绝缘体包含电气绝缘材料片。该片包含第一与第二端匝分隔部分、至少两个延伸的连接部分、引线约束护耳。第一与第二端匝分隔部分彼此纵向间隔开。延伸的连接元件从第一端匝分隔部分纵向延伸到第二端匝分隔部分。引线约束护耳以这样的方式从第一端匝分隔部分延伸:使得引线约束护耳限定该片的纵向末端。第一端Bi分隔部分具有横向的宽度，如同引线约束护耳一样。引线约束护耳的横向宽度小于第一端阻分隔部分的横向宽度。本发明的其它特征和优点以及本发明的多个实施例的运行在下面参照附图来详细介绍。
图1为根据本发明的端匝相间绝缘体的一个实施例的平面图；图2为一立体图，其示出了包含图1所示端匝相间绝缘体的定子的一部分，并示出了定子组装的中间阶段；图3为一立体图，其示出了在定子绕组已经被系带之后图2所示的定子。书面说明以及附图中的参考标号表示对应的元件。
具体实施例方式根据本发明的端匝相间绝缘体10在图1中示出。端匝相间绝缘体10用电气绝缘材料的薄片制成，例如聚酯薄膜(mylar)。在所示出的实施例中，端阻相间绝缘体10包含两个纵向间隔开的端匝绝缘部分12、两个延伸的连接部分14、引线约束护耳16。端匝绝缘部分12和两个延伸的连接部分14以与现有技术的端匝相间绝缘体的对应部分类似的方式配置。端匝相间绝缘体10的端匝绝缘部分12 —般在形状上是矩形的，具有圆形的角，但在本发明的实施例的范围内，可以想到与此形状不同的变型。延伸的连接部分14彼此平行并将端匝绝缘部分12彼此连接。矩形的开口 18延伸经过端匝相间绝缘体10的中心，并具有由端匝绝缘部分12和延伸的连接部分14限定的周界。如图所示，延伸的连接部分14由端阻绝缘部分12的宽度方向的边缘嵌入(set-1n)。引线约束护耳16从端匝绝缘部分12中的一个向外延伸。引线约束护耳16在宽度上与端匝绝缘部分12相比明显较窄。引线约束护耳16的宽度方向中心线与端匝绝缘部分12的宽度方向中心线重合，但是，在不脱离本发明的实施例的范围的情况下，约束护耳可从端匝绝缘部分的中心线偏移。 因此，在所示出的实施例中，应当明了，端匝相间绝缘体10的后侧的平面图与其前侧的平面图相同。端匝相间绝缘体10以与传统端匝相间绝缘体被组装到定子的方式类似的方式组装到定子。图2与3示出了示例性的定子20，其包含图1的端匝相间绝缘体10。定子20包含定子芯22、多个绕组24以及引线26。定子芯22为典型类型的芯，其包含在定子腔28的中心轴线周围彼此环向间隔开的多个平行槽30。槽从腔28径向向外延伸到定子芯22中。通过重复地以第一轴向方向将涂层电导线34绕卷通过槽30中的一个并接着以相反的轴向方向通过槽中的另一个返回，线圈或绕组28被添加到定子芯22。这在定子20的相反的轴向末端的每一个上产生了多个绕组端匝36。在环向围绕定子腔28的中心轴线产生绕组24的最始一环之后，端匝相间绝缘体10以及没有引线约束护耳16的几个其它的端匝绝缘体10’被定位在组件上。这通过将端匝相间绝缘体10的延伸的连接部分14插入一对槽30来进行。端匝相间绝缘体10、10’被布置为:其端匝绝缘部分12环向轻微重叠,如图2所示。在将端匝相间绝缘体10、10’组装到定子芯之后，以与上面介绍的相同的方式，围绕中心轴线环向产生绕组24的另一环。应当明了，在形成绕组之后，出于向绕组供电的目的，将引线26保留为在定子20的至少一个轴向末端上从一个或一个以上的绕组24延伸。引线26各自被覆盖在绝缘外皮中，如图所示。从一个内绕组24延伸的所示引线26A绕卷在端匝相间绝缘体10的引线约束护耳16上，使得其一般以第一环向方向从绕组延伸，并在此后在继续一般以第二、相反的环向方向延伸之前在引线约束护耳周围转向(见图2)。另一引线26B从外绕组24 —般以第二环向方向延伸，并简单地在端匝相间绝缘体10的约束护耳16之后经过。在引线26被如上所述地定位的情况下，系带40于是被固定到定子20的各个末端。系带40将绕组24固定到彼此，以便防止绕组彼此摩擦，摩擦可能磨损导线上的绝缘涂层。系带40还用于将端匝相间绝缘体10的引线约束护耳16固定为紧贴邻近的外绕组24，引线26被夹在其间。相对于定子20的其余部分，这将引线26固定到图3所示的位置。在此位置上，引线26不在绕组24的径向内部，也不在其径向外部。照此，引线26将不会在组装过程中妨碍其它电动装置部件，例如当定子20被滑进可能是滑动配合的覆盖物壳中时。另外，由于引线约束护耳16在内外绕组24之间伸出，防止了引线26移动到定子20的腔28中。这保证了引线26将不会接触定子20的腔28内的转子或其它移动部件。有鉴于上，应当明了，本发明实现了超越现有技术的方法和现有技术的引线约束装置的几个优点。还应明了，根据本发明的多个端匝相间绝缘体可用于将引线固定为引线绕着定子圆周延伸。另外，应当明了，本发明提供了简单地通过修改一个或一个以上的端匝相间绝缘体来固定定子引线的装置，因此，没有向电动装置的制造增加任何明显的成本，也没有向之增加任何明显的组装步骤。由于在不脱离本发明的范围的情况下，可对这里介绍和示出的构造和方法进行多种修改，前面的说明书所包含或附图所示的所有事物应当被解释为说明性而不是限制性的。因此，本发明的宽度和范围不应由上面介绍的示例性实施例限制，而是应当仅仅根据所附权利要求及其等价内容来限定。还应明了，当在本发明的实施例的上述说明或权利要求中介绍本发明的元件时，术语“包含”、“包括 ”以及“具有”是开放性的，意味着可能存在除所列元件以外的其它元件。另外，第一、第二以及第三等标示的使用不应当以在其间施加任何相对位置或时间顺序的方式理解。另外，提出任何所附方法权利要求的步骤的顺序不应理解为限制这些步骤必须执行的顺序。
权利要求
1.一种电动装置,其包含: 定子，定子包含芯、多个线圈、端匝相间绝缘体、至少一个引线，芯具有在轴线周围环向定位的多个槽，轴线限定了定子的相反的第一与第二轴向末端以及径向和环向方向，线圈经过槽绕卷，并在线圈从一个槽绕卷到另一个槽时形成端匝，端匝相间绝缘体包含端匝绝缘部分和引线约束护耳，端匝绝缘部分被径向地夹在至少两个端匝之间，所述至少两个端匝邻近定子的第一轴向末端，并包括内端匝与外端匝，内端匝径向地位于外端匝与轴线之间，引线约束护耳从端匝绝缘部分延伸，从内端匝与外端匝之间伸出，并部分地包裹外端匝，引线在引线约束护耳和外端匝之间延伸， 其中，端匝绝缘部分在轴线周围环向延伸第一弧长，引线约束护耳在轴线周围环向延伸第二弧长，第二弧长小于第一弧长，且其中，内端匝由线圈中的第一个形成，端匝相间绝缘体具有相对的面，引线从第一线圈以第一环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的一个延伸，并以这样的方式在引线约束护耳周围转向:使得引线由之进一步以相反的第二环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的另一个延伸。
2.根据权利要求1的电动装置，其中，端匝绝缘部分构成第一端匝绝缘部分，且端匝相间绝缘体还包含第二端匝绝缘部分，第二端匝绝缘部分相对于轴线被夹在至少两个其它端匝之间，所述至少两个其它端匝邻近定子的第二轴向末端。
3.根据权利要求2的电动装置，其中，端匝相间绝缘体包含两个延伸的连接部分，第一端匝绝缘部分经由两个延伸的连接部分被连接到第二端匝绝缘部分，两个延伸的连接部分中的一个位于定子的一个槽中，两个延伸的连接元件中的另一个位于定子的另一个槽中。
4.根据权利要求1的电动装置，其中，引线构成第一引线，定子包含第二引线，第二引线从线圈中的第二个延伸，第二引线以第二环向方向从第二线圈延伸，并以这样的方式以第二环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的另一个延伸:使得第二引线在引线约束护耳和外端匝之间延伸。
5.根据权利要求1的电动装置，`其中，定子还包含系带，系带以这样的方式围绕所述至少两个端匝:将引线约束护耳压为紧贴外端匝。
6.—种电动装置,其包含: 定子，其具有轴线以及相反的第一与第二轴向末端，定子包含:形成端匝的多个线圈，端匝包括与第一轴向末端邻近的外端匝以及内端匝；端匝相间绝缘体，其具有相对的面，并包含端匝绝缘部分和引线约束护耳，端匝绝缘部分在内外端匝之间在轴线周围环向延伸第一弧长，引线约束护耳从端匝绝缘部分延伸并在轴线周围环向延伸第二弧长，第二弧长小于第一弧长；至少一个引线，其从线圈中的第一个以第一环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的一个延伸，并以这样的方式在引线约束护耳周围转向:使得引线由之进一步以相反的第二环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的另一个延伸。
7.根据权利要求6的电动装置，其中，端匝绝缘部分构成第一端匝绝缘部分，且端匝相间绝缘体还包含第二端匝绝缘部分，第二端匝绝缘部分在邻近定子的第二轴向末端的至少两个其它端匝之间在轴线周围环向延伸。
8.根据权利要求7的电动装置，其中，定子包含具有多个槽的芯，端匝相间绝缘体包含至少一个连接部分，第一端匝绝缘部分经由所述至少一个连接部分被连接到第二端匝绝缘部分，所述至少一个连接部分被定位在定子芯的一个槽中。
9.根据权利要求6的电动装置，其中，引线构成第一引线，定子包含第二引线，第二引线从线圈中的第二个延伸，第二引线以第二环向方向从第二线圈延伸，并以这样的方式以第二环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的另一个延伸:使得第二引线在引线约束护耳和外端匝之间延伸。
10.根据权利要求6的电动装置，其中，定子还包含系带，系带将引线约束护耳固定为紧贴外端匝。
11.一种电动装置，其包含: 定子，其具有轴线以及相反的第一与第二轴向末端，定子包含:多个线圈，其构成端匝，并具有从线圈中的一个延伸的引线，端匝包括邻近于第一轴向末端的外端匝以及内端匝；端匝相间绝缘体，其具有端匝绝缘部分和一体化的引线约束护耳，端匝绝缘部分在内外端匝之间在轴线周围环向延伸，一体化的引线约束护耳从端匝绝缘部分延伸，并在所述引线和外端匝的至少一部分上向外径向地绕卷。
12.根据权利要求11的电动装置，其中，端匝绝缘部分构成第一端匝绝缘部分，且端匝相间绝缘体还包含第二端匝绝缘部分，第二端匝绝缘部分在邻近定子的第二轴向末端的至少两个其它端匝之间在轴线周围环向延伸。
13.根据权利要求12的电动装置，其中，定子包含具有多个槽的芯，端匝相间绝缘体包含至少一个连接部分，第一端匝绝缘部分经由所述至少一个连接部分被连接到第二端匝绝缘部分，所述至少一个连接部分被定位在定子的槽中。
14.根据权利要求11的电动装置，其中，定子还包含系带，系带将一体化的引线约束护耳固定为紧贴外端匝。
15.根据权利要求11的电动装置，其中，端匝绝缘部分在轴线周围环向延伸第一弧长，一体化的引线约束护耳在 轴线周围环向延伸第二弧长，第二弧长小于第一弧长。
16.根据权利要求11的电动装置，其中，端匝相间绝缘体具有相对的面，电动装置还包含引线，引线以第一环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的一个延伸，并以这样的方式在一体化的引线约束护耳周围转向:使得引线由之进一步以相反的第二环向方向沿着端匝相间绝缘体的相对的面中的另一个延伸。
17.根据权利要求15的电动装置，其中，第一与第二弧长具有重合的中心。
18.根据权利要求6的电动装置，其中，第一与第二弧长具有重合的中心。
19.根据权利要求1的电动装置，其中，第一与第二弧长具有重合的中心。
20.根据权利要求11的电动装置，其中，端匝相间绝缘体由电气绝缘材料的薄片制成。
全文摘要
定子包含芯、多个线圈、端匝相间绝缘体、至少一个引线。线圈经过定子的槽绕卷，并在其从操向槽绕卷时形成端匝。端匝相间绝缘体包含端匝分隔部分和引线约束护耳。端匝分隔部分径向夹在内端匝和外端匝之间。引线约束护耳从端匝分隔部分延伸，并以这样的方式部分地包裹外端匝将引线夹在引线约束护耳和外端匝之间。这防止了引线移动到定子的芯中。
文档编号H02K3/38GK103227525SQ201310096420
公开日2013年7月31日 申请日期2009年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者J·M·布兰登, V·P·法戈, C·A·彼得斯 申请人:艾默生电气公司