專利名稱：相間絕緣體的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種相間絕緣體，更具體而言，涉及一種具有絕緣片部分和用 于連接絕緣片部分的橋部分的相間絕緣體。該絕緣片部分被設置在定子鐵心的 兩端用于定子線圈的線圈端部之間的絕緣。橋部分被插入在定子鐵心的齒之間 的槽中。
背景技術：
一般而言，多個定子線圈被插入在一個電動機的定子鐵心的槽中。各線圈 被布置成它們彼此之間具有不同的相。安置在定子鐵心上的各線圈的線圈端部 在定子鐵心的兩個軸向端部表面上突出。線圈端部被布置成它們彼此之間在徑 向方向上交疊。片狀的相間絕緣體被安置在不同相的線圈之間以對這些線圈之 間絕緣。近年來，相間絕緣體向定子鐵心上的自動裝配已經被嘗試用于電動機 的制造。眾所周知，適合自動化裝置的合適的相間絕緣體由一對絕緣部分和橋 部分組成。絕緣部分在定子的兩個端部表面對線圈端部進行絕緣。橋部分連接
i^t絕緣部分。
這樣的相間絕緣體在日本特開平0340731中被披露，它相應的美國專利被 公開為美國專利第4266994號。這個相間絕緣體包含一對平坦部分和多個連接 件。平坦部分對應上述的絕緣部分。連接件對應上述的橋部分。平坦部分由聚 對苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。連接件由聚酯單絲構成，其在被直線化之前 被拉伸。絕緣部分和橋部分M超聲波焊接相連。在這個類型的相間絕緣體中， 相間絕緣體的橋部分很容易被插入至啶子鐵心的槽中。
但是，在制造具有這樣的相間絕緣體的電動機時，有問題會產生。在將相 間絕緣體安裝到定子鐵心上以后的工序中，絕緣部分和橋部分可能斷裂，或者 焊接區域可能會脫開。比如， 一個成形步驟用于使設置于定子鐵心上的線圈的 線圈端部成形。適合線圈端部成形的力在定子鐵心的軸向和徑向方向上被施力口 到線圈端部和相間絕緣體上。這個力可能會在使絕緣部分彼此分離的方向上被 施加到線圈端部和相間絕緣體。在這種情況下，絕緣部分和橋部分可能彼此分離，或者絕緣部分和橋部分可能斷裂。
當絕緣部分和橋部分被分開或斷裂時，絕緣部分從預定位置偏離，并且向 離開定子鐵心端部表面的方向移動。在這種情況下，各定子線圈的一部分可能 會彼此接觸。從而，當相間絕緣體被從定子線圈移開時，無法確保各線圈端部 之間的相間絕緣。此外，絕緣部分或者橋部分被分離或者斷裂成多個片狀物， 這些片狀物可能作為碎片存留在電動機中。
發明內容
本發明針對這樣一種相間絕緣體，在相間絕緣體被安裝到定子鐵心上以后， 該相間絕緣體的絕緣部分和橋部分不會被分離，并且絕緣部分和橋部分不會斷 裂。
根據本發明的一個方面，用于電動機定子的相間絕緣體使多個定子線圈彼 此之間絕緣。定子具有插入在定子鐵心的槽中的定子線圈。相間絕緣體具有絕 緣片部分和橋部分。絕緣片部分被設置在定子鐵心兩個端部部分上用于定子線 圈的線圈端部間的絕緣。絕緣片部分由第一材料制成。橋部分連接絕緣片部分。 橋部分插入在定子鐵心的槽中。橋部分由第二材料制成。第二材料相比于第--材料具有更高的彈性特性。
結合附圖，通過對發明原理的示例性闡述，本發明的其它方面和優點通過 下面的描述將會變得明顯。
本發明中被認為新的特征在列出的權利要求中被具體提出。本發明及其目
的和優點itai參照下面對當前優選實施例及附圖的描述可以更好地被理解 圖1是根據本發明的一個雌實施例的定子鐵心的透視亂
圖2是根據優選實施例的安裝有相間絕緣體的定子鐵心的俯視亂
圖3是圖2的定子鐵心的示意性俯視圖4是根據優選實施例的相間絕緣體的俯視圖5是表示絕緣片部辦EN)及橋部併FEP)的延伸率與所受應力之間的關 系的曲線圖；禾口
圖6是安裝有U相線圈和第一相間絕緣體的定子鐵心的側視圖。
具體實施例方式
下面將參照圖1至6描述根據本發明的一個優選實施例。在這個優選實施例中，定子的定子鐵心裝入用于電動壓縮機的帶有三相分布繞組的電動機。如
圖1所示，定，心10形成為基本圓筒形。定^l失心10在兩個軸向端部部分 分別具有端部表面13、 14。端部表面13、 14與定子鐵心10的軸向方向垂直。 圖1是一，視圖，且圖1中示出了端部表面13。齒11形，定子鐵心10的 內周面上，并被沿定子鐵心10的圓周方向布置。齒11朝向定子鐵心10的軸心 突出。
各個齒11在其末端的兩側具有突出部分12。突出部分12在圓周方向上突 出。槽15各自形皿相鄰的兩個齒11之間。各個槽15具有以在軸向上穿過定 子鐵心10的方式形成的空間。槽15以等間隔排列。定子線圈插入至贈15中以 使任意兩個相鄰的槽15互相具有不同相的各定子線圈。根據優選實施例，定子 鐵心10包括18個齒11和18個槽15。從而，任意兩個相鄰的槽15以20。的角 間距在定子鐵心10的圓周方向上彼此相隔。
三相定子線圈包括U相線圈16、 V相線圈17和W相線圈18。定子線圈 16、 17、 18分別形成為漆包導線纏繞的形式。各定子線圈16、 17、 18插入到該 18個槽15中的六個槽中。例如，在插入有U相線圈16的兩個槽15之間，存 在分別插入有V相線圈17和W相線圈8的兩個槽15。也就是說，定子線圈 16、 17、 18被設置于在定子鐵心10的圓周方向上以60。的角間距相隔的相應槽 15中。當所有的線圈16、 17、 18被設置在定子鐵心10的槽15中時，定子鐵心 10為如圖2所示的狀態，并示意性地如圖3所示。
下面將描述安裝在定子鐵心10上的定子線圈16、 17、 18的線圈端部。U 相線圈16穿過槽15中的一個并且線圈16的線圈端部在端部表面13被暴露。 然后，U相線圈16從暴露線圈16的線圈端部的前述槽15穿過第三個槽15。 U 相線圈16的線圈端部接著被暴驗定子鐵心10的相反的端部表面14。然后， U相線圈16從將線圈16線圈端部暴露在端部表面14的前述槽15穿過第三個 槽15。當U相線圈16被完全設置在用于U相線圈16的全部六個槽15中時， 在兩個端部表面13、 14 (如圖6所示)上分別形成三個線圈端部。
在U相線圈16被設置后，V相線圈17被設置在定子鐵心10的槽15中。 V相線圈17穿過槽15中的一個，該槽緊鄰用于U相線圈16的槽15。與U相 線圈16相同，在兩個端部表面13、 14上分別形成V相線圈17的三個線圈端部。 在V相線圈17被設置后，W相線圈18被設置在剩余的槽15中。W相線圈18以與U相線圈16和V相線圈17相同的方式設置。圖2示出的僅僅是位于定子 鐵心10的端部表面13上的定子線圈16、 17、 18的線圈端部。定子線圈16、 17、 18的線圈端部在端部表面14上的設置與在端部表面13上的設置相同，因此略過。
從而，定子線圈16、 17、 18被安裝在定子鐵心10上，使得它們彼此間具 有不同的相。不同定子線圈16、 17、 18的線圈端部之間需要進行相間絕緣。在 優選實施例中，第一相間絕緣體20和第二相間絕緣體24被配置在線圈16、 17、 18之間。第一相間絕緣體20對U相線圈16和V相線圈17在線圈端部之間絕 緣，如圖2和3所示。在U相線圈16被安裝到定子鐵心10之后、V相線圈17 被安裝到定子鐵心10之前，第一相間絕緣體20被安裝至定子鐵心10上。第二 相間絕緣體24對V相線圈17和W相線圈18在線圈端部之間絕緣。在V相線 圈17被安裝到定子鐵心10之后，第二相間絕緣體24被安裝至定子鐵心10。
圖4示出了第一相間絕緣體20的構成。第一相間絕緣體20形成為薄片形。 第一相間絕緣體20包括一對絕緣片部分21和多個橋部分22 。該對絕緣片部分 21被設置在定子鐵心10的兩個端部表面13、 14上用于線圈端部之間的絕緣。 橋部分22連接該對絕緣片部分21 。絕緣片部分21對U相線圈16和V相線圈 17在線圈端部之間進行絕緣。絕緣片部分21由作為第一材料的聚萘二甲酸乙二 醇酯(此后以PEN表示)制成。PEN具有優良的絕緣性和耐化學性。
絕緣片部分21具有足夠的長度和寬度以便于用單個絕緣片部分21對U相 線圈16和V相線圈17在線圈端部之間進行絕緣。絕緣片部分21具有足夠的長 度(在圖4中的垂直方向上)去覆蓋U相線圈16和V相線圈17在端部表面13、 14上互相交疊的整個區域。絕緣片部分21具有足夠的寬度(在圖4中的橫向方 向上)去在U相線圈16的內周沿定子鐵心10完全圍繞。
橋部分22連接該對絕緣片部分21 。橋部分22被插入到定子鐵心10的齒 11之間的槽15中。橋部分22作為相對于絕緣片部分21獨立的部分形成。i皿 實施例的橋部分22從由四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(此后以FEP表示)制成的 片上切割得到。FEP對應本發明的第二材料。橋部分22的兩端重疊在絕緣片部 分21的邊緣部分上，并M^S聲波焊接連接至絕緣片部分21以形成接合部23。
如圖5所示，相比于用于絕緣片部分21的PEN，用于橋部分22的FEP對 應于延伸率產生的應力極低。也就是說，FEP作為用于橋部分22的材料比PEN具有更高的彈性特性。另外，在電動壓縮機中，電動機的定子鐵心被暴露在制
冷劑氣體和潤滑油的霧中。因此，具有優良耐化學性的FEP是用于橋部分22 的合適材料。第二相間絕緣體24的材料和結構與第一相間絕緣體20基本相同, 細節的說明略去。
下面將根據本發明的優選實施例解釋相間絕緣體的作用。在裝配優選實施 例的電動機的過程中，槽絕緣體(未示出)被預先設置在各個槽15中，獨立于 相間絕緣體20、 24。槽絕緣體將定子鐵心10和各線圈16、 17、 18之間絕緣。 首先，U相線圈16被以纏繞定子鐵心10的齒11的方式設置在定子鐵心10的 槽15中。如圖6所示，當U相線圈16被設置在定子鐵心10的槽15中時，在 定子鐵心10的兩個端部表面13、 14上分別形成三個線圈端部。
然后，第一相間絕緣體20被安裝至定子鐵心10上。第一相間絕緣體20的 各橋部分22被插入到相應的槽15中，從而第一相間絕緣體20被保持在定子鐵 心10中。隨后絕緣片部分21沿U相線圈16的線圈端部的內周被環形設置。在 第一相間絕緣體20被安裝到定子鐵心10上之后，力被施加到線圈端部。線圈 端部被力按壓以使在兩個端部表面B、 14突出的線圈端部的軸向端部部分面向 徑向外側(如圖6中的箭頭所示)。
上面的過程是一個準備過程以使安裝V相線圈17變得簡單。在這個準備過 程中，線圈端部的軸向端部部分被徑向向外擴展。從而力在使兩個絕緣片部分 21彼此離開的方向上被施加到第一相間絕緣體20。兩個絕緣片部分21被該力 帶動而彼此分開移動。該力在縱向拉動橋部分22的方向上被施加到橋部分22。 因為橋部分22比絕緣片部分21具有更高的彈性特性，所以橋部分22被延伸以 吸收力。由于橋部分22的延伸，不會對絕緣片部分21和橋部分22之間的接合 部23作用過大的張力。因此，絕緣片部分21和橋部分22既不會被分開也不會 斷裂。從而，絕緣片部分21不會被從線圈端部移開。
隨后，V相線圈17被安裝到定子鐵心10上。V相線圈17沿第一相間絕緣 體20的內周設置。U相線圈16和V相線圈17 ilil第一相間絕緣體20的絕緣 片部分21絕緣。V相線圈17被設置好后，第二相間絕緣體24被安裝至啶子鐵 心10上。在第二相間絕緣體24被設置完成后，用壓力使線圈端部變形以使V 相線圈17的線圈端部的端部部分面向徑向夕卜側。J^的過程是一個準備過程以 使安裝W相線圈18變得簡單。當V相線圈17的線圈端部變形時，力被施加至條二相間絕緣體24以使絕 緣片部分(未示出)彼此分開移動。相比于絕緣片部分具有更高的彈性特性的 橋部分(未示出)被延伸并吸收力的作用。與第一相間絕緣體20相同，由于第 二相間絕緣體24中的橋部分的延伸，不會對絕緣片部分和橋部分之間的接合部 作用過大的張力。因此，第二相間絕緣體24中的絕緣片部分和橋部分既不會被 分幵也不會斷裂。
W相線圈18被安裝到定子鐵心10上。W相線圈18沿第二相間絕緣體24 的內周面設置。V相線圈17和W相線圈18 ilil第二相間絕緣體24的絕緣片 部分絕緣。圖2示出了這個狀態。因此，線圈16、 17、 18ilii第一和第二相間 絕緣體20、 24在線圈端部絕緣。
隨后，進行成形過程。定子鐵心10的端部表面13、 14上的整個線圈端部 被按壓和成形以形成徑向和軸向尺寸基本恒定的環形形狀。在成形過程中，力 在使絕緣片部分21彼此離開的方向上被施加至l傑一相間絕緣體20。但是，由該 力形成的張力通過橋部分22的延伸而被吸收。因此，絕緣片部分21和橋部分 22既不會分開也不會斷裂。同樣，雖然力施加到了第二相間絕緣體24上，但不 會在第二相間絕緣體24中引起絕緣片部分和橋部分的分離和破裂。
通過上面的實施例可以取得如下的有益效果。雖然僅提到了第一相間絕緣 體20，但第二相間絕緣體24明顯具有相同的效果。
(1) 橋部分22由第二材料制成，該第二材料相比用于絕緣片部分21的第--材料具有更高的彈性特性。在安裝線圈至定子鐵心10的過程之后，進行線圈端 部的成形過程。在軸向和徑向上成形線圈所需要的力被施加至嘴一相間絕緣體 20和線圈端部。該力可能被施加在使相間絕緣體20的絕緣片部分21彼此分離 的方向上。在這種情況下，橋部分22延伸以吸收張力。因此，在被安裝到定子 鐵心10上之后，絕緣片部分21和橋部分22既不會被分開也不會斷裂。
(2) 因為絕緣片部分21和橋部分22既不會被分開也沒有斷裂，從而絕緣片 部分21不會被從線圈16、 17、 18的線圈端部移開。因此，線圈16、 17、 18的 線圈端部之間的相間絕緣得到可靠保證。另外，不會產生成為碎片的分離的片 狀物，不會惡化電動機的性能。因此，不需要對絕緣片部分21的位置進行校正 或移除該碎片。
(3) 用于橋部分22的FEP相比用于絕緣片部分21的PEN具有更高的彈性特性。因此，能可靠地防止絕緣片部分21和橋部分22之間被分開或斷裂。
(4) 絕緣片部分21和橋部分22的材料具有優良的耐化學性。因此，具有相 間絕緣體20的電動機旨,IK用到各種領域。例如，被配置到電動機中的具有 相間絕緣體20的定子可以用于電動壓縮機。在這種情況下，即使定子暴露在制 冷劑氣體和潤滑油中，相間絕緣體20的絕緣性能也不會惡化。
(5) 相間絕緣體20的絕緣片部分21和橋部分22被簡單地從片狀材料上切割 下來，并利用超聲波裝置進行焊接。從而不再需要用于制造絕緣片部分21和橋 部分22的專門的加工it程。
本發明不限于上面所述的實施例，如下面的說明所示，可以在本發明的范 圍之內有不同的變化。
在這個實施例中，絕緣片部分和橋部分通過超聲波焊接相連。絕緣片部分 和橋部分也可以通過粘接劑粘接，或者可以被按壓以使其彼此連接。在這種情 況下，絕緣片部分和橋部分之間的連接部分需要具有足夠的強度。也就是說， 連接部分需要經受住在線圈端部的成形等過程中由于橋部分的拉緊所產生的應 力。
在{腿實施例中，FEP被利用作為制造橋部分的材料。FEP相比用于絕緣 片部分的PEN具有更高的彈性特性。但用于絕緣片部分和橋部分的材料不限于 此，只要所選的材料之間的彈性特性的差異與PEN和FBP之間的差異處于基本 相同的水平即可。更進一步，當相間絕緣體用于電動壓縮機時，相間絕緣體需 要有耐化學性。在這種情況下，絕緣片部分和橋部分可以優選是樹脂類材料的 組合。
在優選實施例中，相間絕緣體的絕緣片部分和橋部分具有最簡單的形狀以 不浪費片狀材料。但絕緣片部分和橋部分的結構取決于定子鐵心和線圈端部的 餅。
這里的例子和實施方式應當被認為是闡述性而非限定性的，并且發明并不 限于這里所給出的細節而可以在列出的權利要求的范圍之內變化。
權利要求
1. 一種用于電動機的定子的相間絕緣體(20，24)，定子具有插入在定子鐵心(10)的槽(15)中的多個定子線圈(16，17，18)，相間絕緣體(20，24)將定子線圈(16，17，18)彼此之間絕緣，相間絕緣體(20，24)包括絕緣片部分(21)，設置在定子鐵心(10)的兩個端部部分(13，14)，用于將定子線圈(16，17，18)的線圈端部之間絕緣；和橋部分(22)，連接絕緣片部分(21)，其中橋部分(22)被插入在定子鐵心(10)的槽(15)中，其特征在于絕緣片部分(21)由第一材料制成，橋部分(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彈性特性。
2、 如禾又利要求1所述的相間絕緣體(20， 24)，其特征在于，第一材料為聚萘二甲酸乙二醇酯，第二材料為四氟乙烯一六氟丙烯共聚物。
3、 如權利要求l或2所述的相間絕緣體(20， 24)，其特征在于，絕緣片 部分(21)由一對絕緣片部分形成，橋部分(22)以形成接合部(23)的方式 連接這對絕緣片部分。
4、 如豐又利要求l或2所述的相間絕緣體(20， 24)，其特征在于，絕緣片 部分(21)和橋部分(22)通過焊接相連。
5、 一種電動機的定子，包括 定子鐵心(10);多個齒(11)，形成在定子鐵心(10)的圓周方向上； 多個槽(15)，分別形成在兩個相鄰的齒(11)之間；定子線圈(16， 17， 18)，插入在槽(15)中，其中定子線圈(16、 17、 18) 具有位于定子鐵心(10)的兩W由向端部部分(13, 14)上的線圈端部；禾口相間絕緣體(20， 24)，用于將定子線圈(16， 17, 18)的線圈端部之間絕 緣，相間絕緣體(20， 24)包括絕緣片部分(21)，設置在定子鐵心(10)的兩^H由向端部部分(13， 14)上，其中絕緣片部分(21)將定子線圈(16， 17， 18)的線圈端部之間絕 緣；和橋部分(22)，連接絕緣片部分(21),其中橋部分(22) !^i入在槽(15)中，其特征在于絕緣片部分(21)由第一材料制成，橋部分(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彈性特性。
6、如權利要求5所述的定子，其特征在于，第一材料為聚萘二甲酸乙二醇酯，第二材料為四氟乙烯一六氟丙烯共聚物。
全文摘要
本發明提供一種用于電動機定子的相間絕緣體，該相間絕緣體將定子線圈之間絕緣。定子具有插入在定子鐵心的槽中的多個定子線圈。相間絕緣體將定子線圈彼此間絕緣。相間絕緣體包括絕緣片部分和橋部分。絕緣片部分被設置在定子鐵心的兩個端部部分，用于將定子線圈的線圈端部之間絕緣。絕緣片部分由第一材料制成。橋部分連接絕緣片部分。橋部分被插入在定子鐵心的槽中。橋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彈性特性。
文檔編號H02K3/30GK101286662SQ20081010929
公開日2008年10月15日 申請日期2008年3月28日 優先權日2007年3月30日
發明者上辻清, 平野泰三, 浜名祥三, 深作博史, 豬飼健介 申請人:株式會社豐田自動織機