具有引線約束護耳的端匝相間絕緣體以及在電動裝置上約束引線的方法

2023-12-11 09:14:22

專利名稱：具有引線約束護耳的端匝相間絕緣體以及在電動裝置上約束引線的方法
技術領域：
本發明一般涉及電動裝置。具體而言，本發明涉及包含這樣的護耳
(tab)的端匪相間絕緣體(end turn phase insulator ):該護耳被配置且 適用於防止定子引線移動到定子的腔中，並防止引線徑向移動向外超出定 子繞組中的一個。
背景技術：
大多數電動裝置包含從定子的至少一個軸向末端延伸的引線。典型地， 這樣的引線容易受到由於與電動裝置振動或移動交互作用的這種引線的慣 性引起的相對於定子的運動。隨著時間推移，這能使得引線相對於定子移 動。由於典型的引線接近於電動裝置的轉子，由於引線移動到這樣的點上 而引起電動裝置的常見故障在該點上，引線與轉子或定子腔中的其它移 動部件接觸，這可導致裝置短路。
為了減少引線移動的發生，現有技術的電動裝置常常包含相對於定子 約束或支撐引線的某些裝置。例如，扎帶(zip ties)已經用於防止或限制 引線移動。然而，扎帶在某些環境中容易破損，例如當電動裝置暴露於致
6冷劑或油時。作為另一實例，美國專利No.4，328，438公開了一種電動裝置， 其中，垂下物(flap) (27)被繞巻在端匝周圍並包裹引線。於是，使用 系帶(lacing)將引線夾在垂下物和定子繞組的端匝之間。儘管這樣的垂下 物減少了引線移動的發生，其並沒有任何用於限制引線向著最內繞組的內 徑向面徑向地向內移動的積極的限位裝置。另外，這樣的垂下物,皮配置為 與電動裝置的其它部件分立的保持器(holder)元件的一部分。這種分立 的部件增加了成本，使得電動裝置的組裝過程複雜化，且容i午在不安裝該 部件的情況下組裝。
與引線相關聯的另一問;1A由於引線被定位為離定子繞組外徑太近引 起的。這產生、了在組裝或安裝電動裝置過程中妨礙覆蓋物殼或其它部件的 可能。

發明內容
本發明克服了與現有技術中對導線移動的解決方案相關聯的缺點。本 發明通過具有作為端匝相間絕緣體的一部分的引線約束護耳來做到這一 點。該護耳徑向地向外摺疊以便使其包裹引線，並被系帶(lace)在這樣 的位置其穩固地將引線保持在端匝相間絕緣體附近。由於端匣相間絕緣 體徑向定位在分立的線圏之間，護耳起到這樣的裝置的作用其保證引線 不能徑向移動到定子的芯中或是在電動裝置的組裝或安裝過程中妨礙覆蓋 物殼或其它部件。另外，由於護耳,皮配置為端匝絕緣體的一部分，約束護 耳不會明顯增加製造成本，也不會增加任何顯著的安裝步驟。
在本發明一示例性實施形態中，定子包含芯、多個線團、端匝相間絕 緣體以及至少一個引線。芯具有在軸線周圍環向定位的多個槽。軸線限定 了定子的相反的第一與第二軸向末端以及徑向和環向方向。線圏是經過槽 繞巻的，並在其從一個槽繞到另一個槽時形成端匝。端匝相間絕緣體包含 端匝分隔部分和引線約束護耳。端匝分隔部分徑向地夾在至少兩個端匪之 間。所述至少兩個端匪鄰近定子的第一軸向末端，並包括內端臣和外端臣。 內端匝徑向在外端匝和軸線之間。引線約束護耳從端匝分隔部分延伸，在
7內端匝和外端匝之間伸出，並部分地包裹外端匝。引線在引線約束護耳和 外端匪之間延伸。
在本發明另一實施形態中，形成電動裝置的定子的方法包含獲得定子 芯的步驟。芯具有在軸線周圍環向定位的多個槽。軸線定義了定子的相反 的第一與第二軸向末端以及徑向和環向方向。該方法還包含，以產生多個 線圈的方式以及以產生引線的方式，經過定子芯的槽繞巻導線，其中，當 線圈從一個槽繞巻到另 一個槽時形成端匝，引線從線圈中的第 一個延伸。 另外，該方法包含獲得端匝相間絕緣體的步驟。端匝相間絕緣體包含端匪 分隔部分以及引線約束護耳。引線約束護耳從端匝分隔部分延伸。另外，
之間。所述至少兩個端匝鄰近定子的笫一軸向末端，並包括內端匪和外端 匝。內端匝徑向地在外端匝和軸線之間。另外，該方法還包含，在引線在 引線約束護耳與外端匝之間延伸的情況下以使引線約束護耳至少部分地包 裹外端匝的方式，並以將引線約束護耳保持為遠離內端匝的方式，用系帶
(lacing)圍繞所述至少兩個端匝。
在本發明的另 一實施形態中，端匝相間絕緣體包含電氣絕緣材料片。 該片包含第一與第二端匝分隔部分、至少兩個延伸的連接部分、引線約束 護耳。第一與第二端匝分隔部分彼此縱向間隔開。延伸的連接元件從第一 端匝分隔部分縱向延伸到第二端匝分隔部分。引線約束護耳以這樣的方式 從笫一端匝分隔部分延伸使得引線約束護耳限定該片的縱向末端。第一 端匝分隔部分具有橫向的寬度，如同引線約束護耳一樣。引線約束護耳的 橫向寬度小於第 一端匝分隔部分的橫向寬度。
本發明的其它特徵和優點以及本發明的多個實施例的運行在下面參照 附圖來詳細介紹。


圖1為根據本發明的端匝相間絕緣體的一個實施例的平面圖2為一立體圖，其示出了包含圖l所示端匝相間絕緣體的定子的一
8部分，並示出了定子組裝的中間階段；
圖3為一立體圖，其示出了在定子繞組已經被系帶之後圖2所示的定子。
書面說明以及附圖中的參考標號表示對應的元件。
具體實施例方式
根據本發明的端匝相間絕緣體10在圖1中示出。端匝相間絕緣體10 用電氣絕緣材料的薄片製成，例如聚酯薄膜(mylar),在所示出的實施例 中，端匝相間絕緣體10包含兩個縱向間隔開的端匝絕緣部分12、兩個延 伸的連接部分14、引線約束護耳16。
端匝絕緣部分12和兩個延伸的連接部分14以與現有技術的端匪相間 絕緣體的對應部分類似的方式配置。端匝相間絕緣體10的端臣絕緣部分 12 —般在形狀上是矩形的，具有圓形的角，但在本發明的實施例的範圍內， 可以想到與此形狀不同的變型。延伸的連接部分14彼此平行並將端匪絕緣 部分U彼此連接。矩形的開口 18延伸經過端匝相間絕緣體10的中心，並 具有由端匝絕緣部分12和延伸的連接部分14限定的周界。如圖所示，延 伸的連接部分14由端匝絕緣部分12的寬度方向的邊緣嵌入(set-in )。
引線約束護耳16從端匝絕緣部分12中的一個向外延伸。引線約束護 耳16在寬度上與端匝絕緣部分12相比明顯較窄。引線約束護耳16的寬度 方向中心線與端匝絕緣部分12的寬度方向中心線重合，但是，在不脫離本 發明的實施例的範圍的情況下，約束護耳可從端匝絕緣部分的中心線偏移。 因此，在所示出的實施例中，應當明了，端匝相間絕緣體10的後側的平面 圖與其前側的平面圖相同。
端匝相間絕緣體10以與傳統端匝相間絕緣體^皮組裝到定子的方式類 似的方式組裝到定子。圖2與3示出了示例性的定子20，其包含圖l的端 匝相間絕緣體IO。定子20包含定子芯22、多個繞組24以及引線26。定 子芯22為典型類型的芯，其包含在定子腔28的中心軸線周圍彼此環向間 隔開的多個平行槽30。槽從腔28徑向向外延伸到定子芯22中。通過重複地以第一軸向方向將塗層電導線34繞巻通過槽30中的一個 並接著以相反的軸向方向通過槽中的另一個返回，線圏或繞組28被添加到 定子芯22。這在定子20的相反的軸向末端的每一個上產生了多個繞組端 臣36。
在環向圍繞定子腔28的中心軸線產生繞組24的最始一環之後，端匝 相間絕緣體10以及沒有引線約束護耳16的幾個其它的端匝絕緣體10，被 定位在組件上。這通過將端匝相間絕緣體10的延伸的連接部分14插入一 對槽30來進行。端匝相間絕緣體IO、 10，故布置為其端匝絕緣部分12 環向輕微重疊，如圖2所示。
在將端匝相間絕緣體IO、 10，組裝到定子芯之後，以與上面介紹的相 同的方式，圍繞中心軸線環向產生繞組24的另一環。應當明了，在形成繞 組之後，出於向繞組供電的目的，將引線26保留為在定子20的至少一個 軸向末端上從一個或一個以上的繞組24延伸。引線26各自札葭蓋在絕緣 外皮中，如圖所示。從一個內繞組24延伸的所示引線26A繞巻在端壓相 間絕緣體10的引線約束護耳16上，使得其一般以笫一環向方向從繞組延 伸，並在此後在繼續一般以第二、相反的環向方向延伸之前在引線約束護 耳周圍轉向(見圖2)。另一引線26B從外繞組24—般以第二環向方向延 伸，並簡單地在端匝相間絕緣體10的約束護耳16之後經過。
在引線26被如上所述地定位的情況下，系帶40於是被固定到定子20 的各個末端。系帶40將繞組24固定到彼此，以便防止繞組彼此摩擦，摩 擦可能磨損導線上的絕緣塗層。系帶40還用於將端匝相間絕緣體10的引 線約束護耳16固定為緊貼鄰近的外繞組24，引線26被夾在其間。相對於 定子20的其餘部分，這將引線26固定到圖3所示的位置。在此位置上， 引線26不在繞組24的徑向內部，也不在其徑向外部。照此，引線26將不 會在組裝過程中妨礙其它電動裝置部件，例如當定子20被滑進可能是滑動 配合的覆蓋物殼中時。另外，由於引線約束護耳16在內外繞組24之間伸 出，防止了引線26移動到定子20的腔28中。這保證了引線26將不^^接 觸定子20的腔28內的轉子或其它移動部件。
10有鑑於上，應當明了，本發明實現了超越現有技術的方法和現有技術 的引線約束裝置的幾個優點。還應明了，根據本發明的多個端匝相間絕緣 體可用於將引線固定為引線繞著定子圓周延伸。另外，應當明了，本發明 提供了簡單地通過修改一個或一個以上的端匝相間絕緣體來固定定子引線 的裝置，因此，沒有向電動裝置的製造增加任何明顯的成本，也沒有向之 增加任何明顯的組裝步驟.
由於在不脫離本發明的範圍的情況下，可對這裡介紹和示出的構造和 方法進行多種修改，前面的說明書所包含或附圖所示的所有事物應當被解 釋為說明性而不是限制性的。因此，本發明的寬度和範圍不應由上面介紹 的示例性實施例限制，而M當僅僅根據所附權利要求及其等價內容來限 定。
還應明了 ，當在本發明的實施例的上述說明或權利要求中介紹本發明 的元件時，術語"包含，，、"包括"以及"具有"是開放性的，意味著可 能存在除所列元件以外的其它元件。另外，第一、第二以及第三等標示的 使用不應當以在其間施加任何相對位置或時間順序的方式理解。另外，提
的順序,
權利要求
1.一種電動裝置，其包含定子，定子包含芯、多個線圈、端匝相間絕緣體、至少一個引線，芯具有在軸線周圍環向定位的多個槽，軸線限定了定子的相反的第一與第二軸向末端以及徑向和環向方向，線圈經過槽繞卷，並在線圈從一個槽繞卷到另一個槽時形成端匝，端匝相間絕緣體包含端匝分隔部分和引線約束護耳，端匝分隔部分被徑向地夾在至少兩個端匝之間，所述至少兩個端匝鄰近定子的第一軸向末端，並包括內端匝與外端匝，內端匝徑向地位於外端匝與軸線之間，引線約束護耳從端匝分隔部分延伸，從內端匝與外端匝之間伸出，並部分地包裹外端匝，引線在引線約束護耳和外端匝之間延伸。
2. 根據權利要求l的電動裝置，其中，端匝分隔部分構成笫一端匪分 隔部分，且端匝相間絕緣體還包含第二端匝分隔部分，第二端匝分隔部分 相對於軸線被夾在至少兩個其它端匝之間，所述至少兩個其它端匪鄰近定 子的第二軸向末端。
3，根據權利要求2的電動裝置，其中，端匝相間絕緣體包含兩個延伸 的連接部分，第 一端匝分隔部分經由兩個延伸的連接部分被連接到第二端 匝分隔部分，兩個延伸的連接部分中的一個位於定子的一個槽中，兩個延 伸的連接元件中的另 一個位於定子的另 一個槽中。
4. 根據權利要求l的電動裝置，其中，端匝分隔部分在軸線周圍環向 延伸笫一弧長，引線約束護耳在軸線周圍環向延伸第二弧長，第二弧長小 於第一弧長 第一與第二弧長具有重合的中心。
5. 根據權利要求4的電動裝置，其中，內端匝由線圈中的第一個形成， 端匝相間絕緣體具有相對的面，引線從笫 一線圏 一般以第 一環向方向沿著 端匝相間絕緣體的相對的面中的一個延伸，並以這樣的方式在引線約束護 耳周圍轉向使得引線由之進一步一般以相反的第二環向方向沿著端匪相 間絕緣體的相對的面中的另 一個延伸。
6. 根據權利要求5的電動裝置，其中，引線構成第一引線，定子包含第二引線，第二引線從線圏中的第二個延伸，第二引線一般以第二環向方 向從第二線圏延伸，並以這樣的方式一般以第二環向方向沿著端匣相間絕緣體的相對的面中的另一個延伸使得第二引線在引線約束護耳和外端匪 之間延伸。
7. 根據權利要求l的電動裝置，其中，定子還包含系帶，系帶以這樣 的方式圍繞所述至少兩個端匝將引線約束護耳壓為緊貼外端匝。
8. —種形成電動裝置的定子的方法，該方法包含獲得定子芯，芯具有在軸線周圍環向定位的多個槽，軸線限定定子的 相反的第一與第二軸向末端以及徑向和環向方向；以產生在線圏從一個槽繞巻到另一個槽時形成端匝的多個線圏的方 式，並以產生從線圏中的第一個延伸的引線的方式，經過定子芯的槽繞巻 導線；獲得端匝相間絕緣體，端匝相間絕緣體包含端匝分隔部分和引線約束 護耳，引線約束護耳從端匝分隔部分延伸；將端匝相間絕緣體的端匝分隔部分徑向夾在至少兩個端匝之間，所述 至少兩個端匝鄰近定子的第一軸向末端並包括內端匝與外端臣，內端匪徑 向地在外端匝與軸線之間；以在引線在引線約束護耳與外端匝之間延伸的情況下將引線約束護耳 至少部分地包裹外端匝的方式，以及以將引線約束護耳保持為遠離內端匪 的方式，用系帶圍繞所述至少兩個端壓。
9. 根據權利要求8的方法，其中，端匝分隔部分構成第一端匣分隔部 分，且端匝相間絕緣體還包含第二端匝分隔部分，該方法還包含 將端匝相間絕緣體的第二端匝分隔部分徑向夾在至少兩個其它端匪之 間，所迷至少兩個其它端匝鄰近定子的第二軸向末端。
10. 根據權利要求9的方法，其中，端匝相間絕緣體包含兩個延伸的 連接部分，第 一端匝分隔部分經由兩個延伸的連接部分淨皮連接到第二端匣 分隔部分，該方法還包含，將兩個延伸的連接部分中的一個定位在定子的 一個槽中，將兩個延伸的連接元件中的另 一個定位在定子的另 一個槽中。
11. 根據權利要求9的方法，其中，將端匝相間絕緣體的端匝分隔部 分徑向地夾在所述至少兩個端匝之間的步驟發生在經過定子芯的槽繞巻導 線的步驟之中。
12. 根據權利要求8的方法，其中，端匝相間絕緣體具有相對的面， 該方法還包含以使得引線從第一線圏一般以第一環向方向沿著端匪相間 絕緣體的相對的面中的一個延伸的方式，使引線在引線約束護耳周圍彎曲， 並在此後，以使得引線一般以相反的第二環向方向沿著端匝相間絕緣體的 相對的面中的另 一個進一步延伸的方式，在引線約束護耳周圍轉向。
13. 根據權利要求12的方法，其中，引線構成第一引線，經過定子芯 的槽繞巻導線的步驟以這樣的方式發生產生第二引線，其從線圖中的第 二個延伸，並且，用系帶圍繞所述至少兩個端匝的步驟以這樣的方式發生 第二引線在引線約束護耳和外端匝之間延伸。
14. 一種端臣相間絕緣體，其包含電氣絕緣材料片，該片包含笫一與第二端匝分隔部分、至少兩個延伸 的連接部分、引線約束護耳，笫一與第二端匝分隔部分彼此縱向間隔開， 延伸的連接元件從第一端匝分隔部分縱向延伸到第二端匝分隔部分，引線 約束護耳從第一端匝分隔部分以使得引線約束護耳限定該片的縱向末端的 方式延伸，第一端匝分隔部分具有橫向的寬度，引線約束護耳具有橫向的 寬度，引線約束護耳的橫向寬度小於第一端匝分隔部分的橫向寬度。
15. 根據權利要求14的端匝相間絕緣體，其中，第一端匝分隔部分具 有寬度方向的中心，引線約束護耳具有寬度方向的中心，且第一端匪分隔 部分的寬度方向的中心與引線約束護耳的寬度方向的中心重合.
16. 根據權利要求14的端匝相間絕緣體，其中，該片的縱向末端構成 該片的第 一縱向末端，且第二端匝分隔部分限定了該片的相反的第二縱向 末端。
17. 根據權利要求14的端匝相間絕緣體，其中，該片具有相對的寬度 方向的邊緣，第一與第二端匝分隔部分各自從寬度方向的邊緣中的一個延 伸到寬度方向的邊緣中的另一個，兩個延伸的連接部分彼此間隔開，各自從寬度方向的邊緣間隔開，並位於寬度方向的邊緣之間。
18.根據權利要求17的端匝相間絕緣體，其中，矩形開口經過該片延 伸，並具有由第一與第二端匝分隔部分以及兩個延伸的連接部分限定的周 界。
全文摘要
定子包含芯、多個線圈、端匝相間絕緣體、至少一個引線。線圈經過定子的槽繞卷，並在其從操向槽繞卷時形成端匝。端匝相間絕緣體包含端匝分隔部分和引線約束護耳。端匝分隔部分徑向夾在內端匝和外端匝之間。引線約束護耳從端匝分隔部分延伸，並以這樣的方式部分地包裹外端匝將引線夾在引線約束護耳和外端匝之間。這防止了引線移動到定子的芯中。
文檔編號H02K1/12GK101635477SQ20091015146
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月21日 優先權日2008年7月21日
發明者C·A·彼得斯, J·M·布蘭登, V·P·法戈 申請人:艾默生電氣公司