電動機及其定子的製作方法

2023-10-09 21:43:39

本實用新型涉及一種電動機及其定子。

背景技術：

在定子的定子芯上卷繞有線圈，該線圈容納在形成於定子芯的槽內。以往，為了使槽的壁面與線圈之間、或不同的系統(例如U線、V線、W線)的線圈之間絕緣，公知有使用絕緣構件(例如日本特開2004-072899號公報和日本特開2012-034453號公報)。

在上述這樣的電動機中，以往，謀求防止絕緣構件的偏移、且使絕緣構件穩定地定位在規定位置。

技術實現要素：

電動機的定子包括：定子芯，其形成有多個槽；線圈，其卷繞於定子芯，該線圈具有容納於一個槽的線圈邊、和配置於槽的外部的線圈端；以及絕緣構件，其具有多個，在多個槽各設置有一個絕緣構件。

各絕緣構件包括：線圈邊絕緣部，其配置於設置該絕緣構件的第1槽的壁面、與容納於該第1槽的第1線圈邊之間，使該壁面和該第1線圈邊之間電絕緣；以及線圈端絕緣部，其與線圈邊絕緣部一體形成，配置於第1槽的外部。

線圈端絕緣部配置於具有第1線圈邊的第1線圈的第1線圈端、與具有容納於與該第1槽不同的第2槽的第2線圈邊的第2線圈的第2線圈端之間，使該第1線圈端和該第2線圈端之間電絕緣。

也可以是，絕緣構件為無接縫的單一構件。也可以是，互相相鄰的兩個絕緣構件的線圈端絕緣部以相互重疊的方式配置。也可以是，該定子還包括結合部，該結合部將互相相鄰的兩個絕緣構件的線圈端絕緣部相互結合。在本實用新型的另一技術方案中，電動機包括上述的定子。

採用本實用新型，能夠防止絕緣構件的偏移、且使絕緣構件穩定地定位在規定位置。

附圖說明

本實用新型的上述或其他的目的、特徵、以及優點通過參照附圖並說明以下的較佳的實施方式，能夠進一步明確。

圖1是從徑向內側觀察到的一實施方式的定子的圖。

圖2是從軸向上側觀察到的圖1所示的定子的圖。

圖3是圖1所示的絕緣構件的立體圖。

圖4是圖1所示的另一絕緣構件的立體圖。

圖5是從徑向內側觀察到的另一實施方式的定子的圖。

圖6是用於說明圖5所示的結合部的圖，是從圖5中的箭頭V觀察到的一個結合部的圖。

具體實施方式

以下，根據附圖詳細地說明本實用新型的實施方式。另外，在以下的實施方式中，對相同的要素標註相同的附圖標記，並省略詳細的說明。

首先，參照圖1～圖4說明一實施方式的定子10。定子10為筒狀，並與以能夠旋轉的方式支承於該定子10的徑向內側的轉子(未圖示)一起構成電動機。

在本實施方式的說明中，軸向表示沿著定子10的中心軸線的方向(圖中的沿著箭頭A的方向)，徑向表示以定子10的中心軸線為中心的圓的半徑方向，周向表示該圓的圓周方向。另外，為了方便說明，將圖中的箭頭A的方向設為軸向上方。

定子10包括定子芯12、線圈14、線圈16、絕緣構件18、絕緣構件20、絕緣構件22以及絕緣構件24。定子芯12具有環狀的背軛26(圖2)、和自該背軛26向徑向內側突出的多個齒部28。在齒部28的徑向內側的端部形成有自該齒部28朝向周向兩側突出的突出部28a。

在定子芯12上形成有在周向上排列的多個槽30。另外，在圖1和圖2中，圖示了多個槽30中的共計六個槽30a～30f。

槽30分別朝向徑向內側開口。具體而言，槽30分別由背軛26的內壁面32、一個齒部28的周向一側的側壁面34、與該一個齒部28在周向一側相鄰的另一齒部28的周向另一側的側壁面36以及互相面對的兩個突出部28a的內壁面28b劃分而成。

線圈14和線圈16卷繞於定子芯12。在本實施方式中，線圈14和線圈16為傳輸三相交流中的相互不同的交流信號的、不同的系統的傳輸線(例如，U線和V線、V線和W線、或U線和W線)。在圖1和圖2中，線圈14以分別穿過槽30a、30b、30c的方式被布線。

線圈14具有分別容納於槽30a、30b、30c的線圈邊14a、和連接於該線圈邊14a並在定子芯12的軸向兩側向槽30a、30b、30c的外部延伸出的線圈端14b。另外，在圖1中，僅示出了自槽30a、30b、30c向軸向上側延伸出的線圈端14b。

另一方面，線圈16以分別穿過槽30d、30e、30f的方式被布線。線圈16具有分別容納於槽30d、30e、30f的線圈邊16a、和連接於該線圈邊16a並在定子芯12的軸向兩側向槽30d、30e、30f的外部延伸出的線圈端16b。

另外，在圖1中，僅示出了自槽30d、30e、30f向軸向上側延伸出的線圈端16b。在本實施方式中，線圈14的線圈端14b在比線圈16的線圈端16b靠徑向內側的位置被布線。

在槽30a、30b、30c各設有一個絕緣構件18。絕緣構件18均為無接縫的單一構件。另外，「無接縫的單一構件」指的是，不是通過使多個構件片利用例如粘接等相互結合而製作而成的構件而是指整體式的單一構件。絕緣構件18例如由紙材料或樹脂材料構成。

如圖3所示，絕緣構件18具有線圈邊絕緣部38、線圈端絕緣部40以及線圈端絕緣部42。線圈邊絕緣部38具有大致U字狀的截面，並具有底部38a、和自該底部38a的周向的兩端緣以互相相對的方式延伸出的側部38b、38c。

線圈邊絕緣部38具有周向寬度W1和軸向長度L1。在本實施方式中，該周向寬度W1設定為槽30a、30b、30c的周向寬度以下。另外，軸向長度L1設定為槽30a、30b、30c的軸向長度以上。

線圈端絕緣部40與線圈邊絕緣部38的軸向上端38d一體形成，自該線圈邊絕緣部38向軸向上方延伸出。另一方面，線圈端絕緣部42與線圈邊絕緣部38的軸向下端38e一體形成，自該線圈邊絕緣部38向軸向下方延伸出。

線圈端絕緣部40具有周向寬度W2和軸向長度L2，線圈端絕緣部42具有周向寬度W2』和軸向長度L2』。另外，周向寬度W2和周向寬度W2』彼此既可以是相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。同樣，軸向長度L2和軸向長度L2』彼此既可以是相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。

在本實施方式中，周向寬度W2、W2』設定為大於槽30a、30b、30c的周向寬度。另外，如下所述，軸向長度L2、L2』設定為使線圈端14b和線圈端16b之間絕緣所需的充分的長度。

如圖2所示，在絕緣構件18設置於槽30a、30b、30c的狀態下，線圈邊絕緣部38的底部38a配置於劃分槽30a、30b、30c的內壁面32與線圈14的線圈邊14a之間，使該內壁面32和該線圈邊14a之間電絕緣。

另外，線圈邊絕緣部38的側部38b配置於劃分槽30a、30b、30c的側壁面34與線圈邊14a之間，使該側壁面34和該線圈邊14a之間絕緣。

另外，線圈邊絕緣部38的側部38c配置於劃分槽30a、30b、30c的側壁面36與線圈邊14a之間，使該側壁面36和該線圈邊14a之間絕緣。

由此，容納於槽30a、30b、30c的線圈邊14a被線圈邊絕緣部38的底部38a、側部38b、38c自周向兩側和徑向外側包圍起來，從而與劃分槽30a、30b、30c的壁面32、34、36之間電絕緣。

另一方面，如圖1所示，絕緣構件18的線圈端絕緣部40向定子芯12的軸向上側延伸，並向槽30a、30b、30c的外部延伸出。而且，線圈端絕緣部40配置於線圈14的線圈端14b與線圈16的在槽30a、30b、30c的軸向上側被布線的線圈端16b之間，使該線圈端14b和該線圈端16b之間電絕緣。

因而，線圈端絕緣部40的軸向長度L2設定為使線圈端14b與該線圈端16b之間電絕緣所需的充分的長度。例如，軸向長度L2設定為使線圈端絕緣部40的軸向上端能夠位於比線圈端14b和該線圈端16b的軸向上端靠軸向上側的位置的長度。

另外，如圖1所示，互相在周向上相鄰的兩個絕緣構件18的線圈端絕緣部40以在徑向上相互重疊的方式配置。因而，在圖1所示的狀態下，線圈端絕緣部40的周向寬度W2設定為使在周向上相鄰的兩個線圈端絕緣部40相互重疊所需的充分的寬度。

與線圈端絕緣部40相同，絕緣構件18的線圈端絕緣部42向定子芯12的軸向下側延伸，並向槽30a、30b、30c的外部延伸出。而且，線圈端絕緣部42在定子芯12的軸向下側配置於線圈14的線圈端14b與線圈16的線圈端16b之間，使該線圈端14b和該線圈端16b之間電絕緣。

另一方面，在槽30d、30e、30f各設置有一個絕緣構件20。與所述的絕緣構件18相同，絕緣構件20均為無接縫的單一構件。絕緣構件20例如由紙材料或樹脂材料構成。

如圖4所示，絕緣構件20具有線圈邊絕緣部44、線圈端絕緣部46以及線圈端絕緣部48。線圈邊絕緣部44具有與所述的底部38a相同的形狀。具體而言，線圈邊絕緣部44具有周向寬度W3和軸向長度L3。

在本實施方式中，該周向寬度W3設定為槽30d、30e、30f的周向寬度以下。另外，軸向長度L3設定為槽30d、30e、30f的軸向長度以上。

線圈端絕緣部46與線圈邊絕緣部44的軸向上端44a一體形成，並自該線圈邊絕緣部44向軸向上方延伸出。另一方面，線圈端絕緣部48與線圈邊絕緣部44的軸向下端44b一體形成，並自該線圈邊絕緣部44向軸向下方延伸出。

線圈端絕緣部46具有周向寬度W4和軸向長度L4，線圈端絕緣部48具有周向寬度W4』和軸向長度L4』。另外，周向寬度W4、W4』彼此既可以是相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。同樣，軸向長度L4、L4』彼此既可以是相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。

在本實施方式中，周向寬度W4、W4』設定為大於槽30d、30e、30f的周向寬度。另外，如下所述，軸向長度L4、L4』設定為使線圈端14b、16b絕緣所需的充分的長度。

如圖2所示，在絕緣構件20設置於槽30d、30e、30f的狀態下，線圈邊絕緣部44配置於互相面對的兩個突出部28a的內壁面28b與線圈16的線圈邊16a之間，使該內壁面28b和線圈邊16a之間電絕緣。

與此同時，線圈邊絕緣部44封閉槽30d、30e、30f的徑向內側的開口。由此，線圈邊絕緣部44防止線圈邊16a自槽30d、30e、30f脫落。

另一方面，如圖1所示，絕緣構件20的線圈端絕緣部46向定子芯12的軸向上側延伸，並向槽30d、30e、30f的外部延伸出。而且，線圈端絕緣部46配置於線圈16的線圈端16b與線圈14的在槽30d、30e、30f的軸向上側被布線的線圈端14b之間，使該線圈端16b和該線圈端14b之間電絕緣。

因而，線圈端絕緣部46的軸向長度L4設定為使線圈端16b和線圈端14b之間電絕緣所需的充分的長度。例如，軸向長度L4設定為使線圈端絕緣部46的軸向上端能夠位於比線圈端14b和線圈端16b的軸向上端靠軸向上側的位置。

另外，如圖1所示，在周向上互相相鄰的兩個絕緣構件20的線圈端絕緣部46以在徑向上相互重疊的方式配置。因而，在圖1所示的狀態下，線圈端絕緣部46的周向寬度W4設定為使在周向上相鄰的兩個線圈端絕緣部46相互重疊所需的充分的寬度。

與線圈端絕緣部46相同，絕緣構件20的線圈端絕緣部48向定子芯12的軸向下側延伸，並向槽30d、30e、30f的外部延伸出。而且，線圈端絕緣部48在定子芯12的軸向下側配置於線圈16的線圈端16b與線圈14的線圈端14b之間，使該線圈端16b和該線圈端14b之間電絕緣。

如圖1和圖2所示，在槽30a、30b、30c各設置有一個絕緣構件22。絕緣構件22分別具有與所述絕緣構件20的線圈邊絕緣部44相同的形狀。絕緣構件22配置於劃分槽30a、30b、30c的內壁面28b與線圈14的線圈邊14a之間，使該內壁面28b和該線圈邊14a之間電絕緣。

與此同時，絕緣構件22封閉槽30a、30b、30c的徑向內側的開口。由此，絕緣構件22防止線圈邊14a自槽30a、30b、30c脫落。

在槽30d、30e、30f各設置有一個絕緣構件24。絕緣構件24分別具有與所述絕緣構件18的線圈邊絕緣部38相同的形狀。具體而言，絕緣構件24具有大致U字狀的截面，並具有底部38a、和側部38b、38c。

如圖2所示，絕緣構件24的底部38a配置於劃分槽30d、30e、30f的內壁面32與線圈16的線圈邊16a之間，使該內壁面32和該線圈邊16a之間電絕緣。

另外，絕緣構件24的側部38b配置於劃分槽30d、30e、30f的側壁面34與線圈16的線圈邊16a之間，使該側壁面34和該線圈邊16a之間絕緣。

另外，絕緣構件24的側部38c配置於劃分槽30d、30e、30f的側壁面36與線圈16的線圈邊16a之間，使該側壁面36和該線圈邊16a之間絕緣。

在本實施方式中，由於絕緣構件18的線圈邊絕緣部38容納於槽30，因此，絕緣構件18向周向的移動被限制。與此同時，通過絕緣構件18的線圈端絕緣部40、42與定子芯12的軸向的端面卡合，從而限制絕緣構件18向軸向的移動。

同樣，由於絕緣構件20的線圈邊絕緣部44容納於槽30，因此，絕緣構件20向周向的移動被限制。與此同時，通過絕緣構件20的線圈端絕緣部46、48與定子芯12的軸向的端面卡合，從而限制絕緣構件20向軸向的移動。

因而，根據本實施方式，能夠使絕緣構件18、20穩定地配置於圖1所示的位置，因此，能夠防止絕緣構件18、20自規定位置偏移。

另外，在本實施方式中，絕緣構件18、20具有適合於量產的簡單的形狀，並能夠簡單地設於槽30。因而，若預先量產絕緣構件18、20，則能夠靈活地應對槽數不同的各種種類的電動機的製造，並且，還能夠使作業簡單化，因此，能夠削減製造成本。

另外，絕緣構件18、20分別能夠使線圈邊14a、16a與定子芯12之間、以及線圈端14b與線圈端16b之間這兩者電絕緣。

另外，在本實施方式中，在周向上相鄰的線圈端絕緣部40、46以相互重疊的方式配置。根據該結構，由於能夠防止在相鄰的線圈端絕緣部40、46之間產生間隙，因此，能夠可靠地使線圈端14b和線圈端16b之間絕緣。

接著，參照圖5和圖6說明另一實施方式的定子10』。本實施方式的定子10』在包括多個結合部50的方面與所述定子10不同。

結合部50將互相相鄰的兩個絕緣構件18、20的線圈端絕緣部40、46相互結合。具體而言，結合部50包含結合部50a、50b、50c。

結合部50a將互相相鄰的兩個絕緣構件18的線圈端絕緣部40彼此相互結合。結合部50a配置於相鄰的兩個線圈端絕緣部40中的、在徑向上相互重疊的部分。

另外，結合部50b將絕緣構件18的線圈端絕緣部40、和與該絕緣構件18相鄰的絕緣構件20的線圈端絕緣部46相互結合。結合部50b配置於相鄰的線圈端絕緣部40、46中的、在徑向上相互重疊的部分。

另外，結合部50c將互相相鄰的兩個絕緣構件20的線圈端絕緣部46彼此相互結合。結合部50c配置於相鄰的兩個線圈端絕緣部46中的、在徑向上相互重疊的部分。

結合部50例如為粘接劑或粘合帶。另外，結合部50例如還可以像Magic Tape(註冊商標)那樣包括設於互相相鄰的線圈端絕緣部40、46中的一者的卡合部、和設於另一者的被卡合部。

根據本實施方式，由於利用結合部50能夠將線圈端絕緣部40、46在周向上結合，因此，能夠使絕緣構件18、20更穩定地配置於規定位置。由此，能夠有效地防止絕緣構件18、20自規定位置偏移。

另外，在所述的實施方式中，說明了定子10為構成旋轉式電動機的筒狀的定子的情況。然而，並不限定於此，本實用新型的概念還能夠應用於構成線性電動機的直線狀的定子。

該情況下，定子具有沿第1方向以直線狀延伸的背軛、和朝向與第1方向正交的第2方向自該背軛突出並在該第1方向排列的多個齒部。而且，利用與圖1和圖2所示的方式相同的方法在形成於互相相鄰的齒部之間的槽各設置有一個所述的絕緣構件18、20。

以上，通過實用新型的實施方式說明了本實用新型，但上述的實施方式並不用於限定權利要求書的實用新型。另外，將本實用新型的實施方式中所說明的特徵組合而成的技術方案也能夠包含在本實用新型的技術範圍內，但這些特徵的全部組合併不一定是實用新型的解決方案所必須的。另外，本領域技術人員明確的是，能夠對上述的實施方式加以各種變更或改進。