CN103812252A - 用于电旋转机器的相间绝缘片及马达驱动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电旋转机器的相间绝缘片及马达驱动压缩机。在一个方面中，提供一种用于电旋转机器的相间绝缘片，其包括一对绝缘部和多个桥片。绝缘部在线圈的从定子芯的两个端部突出的线圈端之间实施相间绝缘。每个绝缘部具有桥基部。桥片各自插在槽中的一个中。每个桥片从绝缘部中的一个的桥基部延伸至另一绝缘部的桥基部。每个绝缘部具有环形形状、包括堆叠部分，堆叠部分包括桥基部并以预定的变宽彼此交叠。在每个绝缘部的周向方向上，堆叠部分的尺寸设定为小于或等于桥片的尺寸。

Description

用于电旋转机器的相间绝缘片及马达驱动压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于电旋转机器的相间绝缘片以及一种马达驱动压缩机。

背景技术

日本公开特许公报No.2009-77582公开了一种相间绝缘片（相间绝缘纸），其布置在不同的相的线圈端之间，或布置在U相线圈、V相线圈与W相线圈的线圈端之间。该相间绝缘片由一对绝缘部和桥片形成，该对绝缘部在线圈端之间实施相间绝缘，该桥片插在定子芯的齿之间的槽中并将绝缘部彼此连接。通过堆叠带状绝缘片的端部并对堆叠的端部进行热焊接所堆叠的端部以获得环形体而形成每个绝缘部。

U相线圈穿过第一组槽。随后，用于U相线圈的线圈端与V相线圈的线圈端之间的绝缘的相间绝缘片的桥片插入到第二组槽中，V相线圈插入到该第二组槽中。之后，V相线圈穿过第二槽。结果，一对绝缘部位于U相线圈的线圈端与V相线圈的线圈端之间。因此，U相线圈的线圈端与V相线圈的线圈端通过这对绝缘部彼此绝缘。

随后，用于V相线圈的线圈端与W相线圈的线圈端之间的绝缘的相间绝缘片的桥片插入到第三组槽中，W相线圈插入到该第三组槽中。之后，W相线圈穿过第三槽。结果，一对绝缘部位于V相线圈的线圈端与W相线圈的线圈端之间。因此，V相线圈的线圈端与W相线圈的线圈端通过这对绝缘部彼此绝缘。

在每个绝缘部的堆叠部分处，绝缘片的端部彼此交叠。这使得该堆叠部分不如绝缘部的其余部分柔韧。也就是说，该堆叠部分在绝缘部中抵抗挠曲。例如，使得U相线圈的线圈端与V相线圈的线圈端彼此绝缘的绝缘部的堆叠部分在一些情形中穿过第三槽。该堆叠部分抵抗挠曲。因此，当W相线圈插入到第三槽中时，W相线圈和堆叠部分彼此接触，这妨碍W相线圈插入到第三槽中。在为了克服该缺陷的一种尝试中，可使堆叠部分的尺寸在绝缘部的周向方向上最小化，以便使绝缘部中抵抗挠曲的部分最小化。然而，堆叠部分的尺寸越小，则绝缘部中的该堆叠部分的强度变得越低。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于电旋转机器的相间绝缘片以及一种马达驱动压缩机，其使绝缘部中抵抗挠曲的部分的尺寸最小化并且确保该绝缘部中堆叠部分的强度。

为了实现前述目的且根据本发明的一个方面，提供一种用于电旋转机器的相间绝缘片。该电旋转机器包括具有环形定子芯的定子。定子芯包括多个齿并且具有在定子芯的轴向方向上面向相反方向的端部。齿在定子芯的周向方向上沿着定子芯的内周布置。相邻的齿之间形成有槽。通过波形卷绕方式绕着槽缠绕有线圈。相间绝缘片包括一对绝缘部及多个桥片。绝缘部在线圈的从定子芯的端部突出的线圈端之间实施相间绝缘，并且每个绝缘部具有桥基部。每个桥片装配到槽中的一个中。每个桥片从绝缘部中的一个的桥基部中的一个延伸至另一绝缘部的桥基部中的一个。每个绝缘部具有环形形状并且包括堆叠部分，堆叠部分包括桥基部中的相应一个桥基部，并且堆叠部分以预定的边宽彼此交叠。在每个绝缘部的周向方向上，堆叠部分的尺寸设定为小于或等于桥片的尺寸。

附图说明

参照对目前优选的实施方式进行的以下说明以及附图，可以最好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1A为示出根据一个实施方式的马达驱动压缩机的截面侧视图；

图1B为示出相间绝缘片的立体图；

图2为沿着图1A的线2-2截取的截面图；

图3为定子的从前方观察的说明图，该图示出波形卷绕；

图4为定子的从后方观察的说明图，该图示出波形卷绕；

图5为示出相间绝缘片的一部分的展开图；

图6为示出用于执行超声波焊接的超声波焊接设备的截面侧视图；

图7A为示出根据另一实施方式的相间绝缘片的一部分的截面侧视图；

图7B为示出用于执行超声波焊接的超声波焊接设备的截面侧视图；以及

图8为示出根据又一实施方式的相间绝缘片的一部分的展开图。

具体实施方式

现在将参照图1A至6描述一个实施方式。在下文的说明中，前侧和后侧分别对应于图1A中的左侧和右侧。

图1A中所示的马达驱动压缩机10为涡旋式马达驱动压缩机。马达驱动压缩机10包括马达壳14、电旋转机器M、压缩操作体（在该实施方式中为可动涡卷15）以及固定涡卷16。电旋转机器M包括转子11、旋转轴12和定子13。转子11固定至旋转轴12，并且，定子13（定子13为电旋转机器M的部件）固定地装配至马达壳14的内周面。可动涡卷15通过旋转轴12（旋转轴12为电旋转机器M的部件）的旋转而引起绕动。因此，可动涡卷15与固定涡卷16之间的每个压缩室17的容积减小。

在马达壳14的周壁30中设置有引入口31。引入口31连接至未示出的外部制冷剂回路，并且，制冷剂（气体）经由该引入口31从外部制冷剂回路引入到马达壳14中。通过可动涡卷15的绕动运动（吸入操作），引入到马达壳14的制冷剂气体经由通道141（在图2中示出）和吸入口18抽入压缩室17中，通道141设置在马达壳14的内周面与定子13的外周面之间。压缩室17中的制冷剂通过可动涡卷15的绕动运动（排出操作）被压缩，并在使排出阀瓣20弯曲/挠曲的同时通过排出口19排到排出室21中。排出室21中的制冷剂流出到外部制冷剂回路，并返回马达壳14。

如图2中所示，定子13（定子13为电旋转机器M的部件）包括环形定子芯22和线圈25。定子芯22包括沿着定子芯22的内周布置的多个齿23，以及形成于相邻齿23之间的槽24U、24V、24W。线圈25穿过槽24U、24V、24W。在本实施方式中，齿23的数量和槽24U、24V、24W的数量均为十八个。槽24U、24V、24W沿着环形定子13的周向方向以相等间隔布置。

如图1A中所示，定子芯22通过层合由磁性材料（钢板）制成的若干个芯板26构造而成。转子11包括转子芯27和嵌入转子芯27中的多个永磁体28。转子芯27通过层合由磁性材料（钢板）制成的若干个芯板29构造而成。轴孔271形成于转子芯27的中央部分处以延伸穿过转子芯27，而且旋转轴12延伸穿过轴孔271并固定至轴孔271。

图3为示出定子13的从前方观察的示意图。线圈25通过波形卷绕而穿过槽24U、24V和24W。在槽24U、24V和24W中，线圈25通过绝缘片（未示出）与槽24U、24V和24W的内壁分开。

U相线圈25U穿过第一组槽24U。V相线圈25V穿过第二组槽24V，并且W相线圈25W穿过第三组槽24W。相线圈25U、25V、25W的由实线表示的部分为在定子13的近侧（前侧）处布置在定子芯22的端面上的部分，并且相线圈25U、25V、25W的由虚线表示的部分为在定子13的远侧（后侧）处布置在定子芯22的端面上的部分。相线圈25U、25V、25W中的每个的位于实线部分和虚线部分之间的部分为穿过槽24U、24V、24W的部分。

在定子13的前侧处，U相线圈25U的第一线圈端251U从槽24U突出，并且V相线圈25V的第一线圈端251V从槽24V突出。第一绝缘部32布置在U相线圈25U的第一线圈端251U与V相线圈25V的第一线圈端251V之间。第一绝缘部32布置成绕着转子11缠绕一次。在定子13的前侧处，V相线圈25V的第一线圈端251V从槽24V突出，并且W相线圈25W的第一线圈端251W从槽24W突出。第一绝缘部33布置在V相线圈25V的第一线圈端251V与W相线圈25W的第一线圈端251W之间。第一绝缘部33布置成绕着转子11缠绕一次。第一绝缘部32布置在第一绝缘部33的径向外部。结果，内侧的第一绝缘部33由外侧的第一绝缘部32围绕。第一绝缘部32和33均由合成塑料制成。

图4为示出定子13的从后侧观察的示意图。相线圈25U、25V、25W的由实线表示的部分为在定子13的后侧处布置在定子芯22的端面上的部分，并且相线圈25U、25V、25W的由虚线表示的部分为在定子13的前侧处布置在定子芯22的端面上的部分。

在定子13的后侧处，U相线圈25U的第二线圈端252U从槽24U突出，并且V相线圈25V的第二线圈端252V从槽24V突出。第二绝缘部34布置在U相线圈25U的第二线圈端251U与V相线圈25V的第二线圈端251V之间。第二绝缘部34布置成绕着转子11缠绕一次。在定子13的后侧处，V相线圈25V的第二线圈端252V从槽24V突出，并且W相线圈25W的第二线圈端252W从槽24W突出。第二绝缘部35布置在V相线圈25V的第二线圈端252V与W相线圈25W的第二线圈端252W之间。第二绝缘部35布置成绕着转子11缠绕一次。第二绝缘部34布置在第二绝缘部35的径向外部。结果，内侧的第二绝缘部35由外侧的第二绝缘部34围绕。第二绝缘部34和35均由合成塑料制成。

如图1B中所示，第一绝缘部32和第二绝缘部34通过桥片36（在该实施方式中为六个）彼此连接。每个桥片36从第一绝缘部32的桥基部32k延伸至第二绝缘部34的桥基部34k并且与第一绝缘部32和第二绝缘部34一体地形成。第一绝缘部32和第二绝缘部34具有堆叠部分32a、34a，堆叠部分32a、34a以预定的边宽/边缘交叠并且包括桥基部32k、34k。通过将堆叠部分32a、34a彼此热焊接，第一绝缘部32和第二绝缘部34形成为具有环形形状。

如图2中所示，桥片36插在槽24V中，V相线圈25V插在该槽24V中。第一绝缘部32、第二绝缘部34和桥片36形成将不同相的线圈25的线圈端彼此绝缘的相间绝缘片37。桥片36在槽24V中被V相线圈25V径向向外推，以便确定相间绝缘片37的位置。

如图1B中所示，第一绝缘部33和第二绝缘部35通过桥片38（在图2所示的该实施方式中为六个）彼此联接。每个桥片38从第一绝缘部33的桥基部33k延伸至第二绝缘部35的桥基部35k并且与第一绝缘部33和第二绝缘部35一体地形成。第一绝缘部33和第二绝缘部35具有堆叠部分33a、35a，堆叠部分33a、35a以预定的边宽交叠并且包括桥基部33k、35k。通过将堆叠部分33a、35a彼此热焊接，第一绝缘部33和第二绝缘部35形成为具有环形形状。

如图2中所示，桥片38插在槽24W中，W相线圈25W插在该槽24W中。第一绝缘部33、第二绝缘部35和桥片38形成将不同相的线圈25的线圈端彼此绝缘的相间绝缘片39。桥片38在槽24W中被W相线圈25W径向向外推，以便确定相间绝缘片39的位置。

如图3中所示，第一绝缘部32的堆叠部分32a位于V相线圈25V的第一线圈端251V布置于第一绝缘部32内侧并且U相线圈25U的第一线圈端251U不位于第一绝缘部32外侧的位置处。第一绝缘部33的堆叠部分33a位于W相线圈25W的第一线圈端251W布置于第一绝缘部33内侧并且V相线圈25V的第一线圈端251V不位于第一绝缘部33外侧的位置处。

如图4中所示，第二绝缘部34的堆叠部分34a位于V相线圈25V的第二线圈端252V布置于第二绝缘部34内侧并且U相线圈25U的第二线圈端252U不位于第二绝缘部34外侧的位置处。第二绝缘部35的堆叠部分35a位于W相线圈25W的第二线圈端252W布置于第二绝缘部35内侧并且V相线圈25V的第二线圈端252V不位于第二绝缘部35外侧的位置处。

由于相间绝缘片39的构造与相间绝缘片37的构造相同，因此在下文中将仅讨论相间绝缘片37。由于第一绝缘部32的堆叠部分32a与第二绝缘片34的堆叠部分34a具有相同的构造，因此在下文中将仅仅讨论第一绝缘部32的堆叠部分32a。

如图5中所示，焊接部分40w形成于堆叠部分32a处。通过在焊接部分40w处将堆叠部分32a彼此连接，第一绝缘部32形成为具有环形形状。在第一绝缘部32的周向方向上，堆叠部分32a的尺寸L1设定为比桥片36的尺寸短。堆叠部分32a中形成有两个通孔40h。

如图6中所示，超声波焊接设备41用于将堆叠部分32a彼此热焊接。超声波焊接设备41包括铁基超声波焊接砧42和超声波焊头43。超声波焊接砧42的上表面为平坦表面。在超声波焊接砧42的上表面中形成有两个插入孔42h。超声波焊头43的下表面为与超声波焊接砧42的上表面平行的平坦表面。

当使用超声波焊接设备41热焊接堆叠部分32a时，第一绝缘部32的堆叠部分32a放置于超声波焊接砧42的上表面上，并且针状构件44插入到堆叠部分32a中。针状构件44的末端插入到超声波焊接砧42的插入孔42h中。这两个针状构件44插入到堆叠部分32a中在堆叠部分32a中形成了两个通孔40h。在针状构件44插在通孔40h中的情况下，超声波焊头43放置在堆叠部分32a的上表面上。因此，堆叠部分32a被夹置于超声波焊接砧42与超声波焊头43之间且彼此焊接。

此时，由于针状构件44插在堆叠部分32a的通孔40h中，因此防止在使用超声波焊接设备41热焊接堆叠部分32a时堆叠部分32a彼此移位。这使得堆叠部分32a能够容易地彼此焊接。因此，在本实施方式中，针状构件44对应于位置确定构件。

现在将描述本实施方式的操作。

在第一绝缘部32的周向方向上，堆叠部分32a的尺寸L1设定为比桥片36的尺寸L2短。因此，与例如堆叠部分32a在第一绝缘部32的周向方向上的尺寸L1设定为比桥片36的尺寸L2长的情形相比，堆叠部分32a的尺寸L1较短。结果，使得第一绝缘部32中的抵抗挠曲的部分最小化。因而，例如，当V相线圈25V插入到槽24V中时，防止了V相线圈25V与堆叠部分32a彼此干涉。这确保V相线圈25V顺利地进入槽24V中。

而且，在第一绝缘部32的周向方向上，桥基部32k具有比第一绝缘部32的剩余部分更高的强度。由于堆叠部分32a在第一绝缘部32的周向方向上与桥基部32k中的一个交叠，因此在第一绝缘部32中堆叠部分32a的强度比堆叠部分32a形成于第一绝缘部32的另一部分中的情形中的强度更大。

此外，第一绝缘部32的堆叠部分32a位于V相线圈25V的第一线圈端251V布置于第一绝缘部32内侧并且U相线圈25U的第一线圈端251U不位于第一绝缘部32外侧的位置处。即，堆叠部分32a位于不允许U相线圈25U的第一线圈端251U和V相线圈25V的第一线圈端251V经由通孔40h发生短路的位置处。因此，即使通孔40h形成于堆叠部分32a中，第一绝缘部32确保U相线圈25U的第一线圈端251U与V相线圈25V的第一线圈端251V之间的绝缘。

相间绝缘片39的第一绝缘部33的堆叠部分33a位于不允许V相线圈25V的第一线圈端251V和W相线圈25W的第一线圈端251W经由通孔40h发生短路的位置处。因此，即使通孔40h形成于堆叠部分33a中，第一绝缘部33确保V相线圈25V的第一线圈端251V与W相线圈25W的第一线圈端251W之间的绝缘。

此外，相间绝缘片37的第一绝缘部32位于第一绝缘部33的堆叠部分33a外侧。即，堆叠部分33a位于不允许U相线圈25U的第一线圈端251U和W相线圈25W的第一线圈端251W经由通孔40h发生短路的位置处。因此，即使通孔40h形成于堆叠部分33a中，第一绝缘部32、33确保U相线圈25U的第一线圈端251U与W相线圈25W的第一线圈端251W之间的绝缘。

上文描述的实施方式提供以下的优点。

（1）在第一绝缘部32的周向方向上，堆叠部分32a的尺寸L1设定为比桥片36的尺寸L2短。因此，与例如堆叠部分32a在第一绝缘部32的周向方向上的尺寸L1设定为比桥片36的尺寸L2长的情形相比，堆叠部分32a的尺寸L1较短。结果，能够使得第一绝缘部32中的抵抗挠曲的部分最小化。而且，在第一绝缘部32的周向方向上，桥32k具有比第一绝缘部32的剩余部分更高的强度。由于堆叠部分32a在第一绝缘部32的周向方向上与桥基部32k交叠，因此在第一绝缘部32中堆叠部分32a的强度比堆叠部分32a形成于第一绝缘部32的另一部分中的情形中的强度更大。

（2）此时，由于针状构件44插在堆叠部分32a的通孔40h中，因此防止在使用超声波焊接设备41热焊接堆叠部分32a时堆叠部分32a彼此移位。这使得堆叠部分32a容易地彼此焊接。

（3）堆叠部分32a位于不允许U相线圈25U的第一线圈端251U和V相线圈25V的第一线圈端251V经由通孔40h发生短路的位置处。因此，即使通孔40h形成于堆叠部分32a中，第一绝缘部32确保U相线圈25U的第一线圈端251U与V相线圈25V的第一线圈端251V之间的绝缘。

（4）堆叠部分32a在第一绝缘部32的周向方向上与桥基部32k交叠。在第一绝缘部32的周向方向上，桥32k相较于第一绝缘部32的剩余部分抵抗挠曲。因此，和堆叠部分32a与第一绝缘部32中的另一部分交叠的情形相比，能够减小第一绝缘部32中的抵抗挠曲的部分。

（5）在堆叠部分32a中形成有通孔40h。这允使得冷剂能够流动通过通孔40h。因此，热量经由制冷剂有效地从线圈25传递至相间绝缘片37。

（6）带有具备低脉动（低振动）的波形卷绕的电旋转机器M适于应用于马达驱动压缩机10。即，在马达驱动压缩机10中，除了要求减小噪音和振动，还对减小尺寸有很大的要求。根据优选实施方式的带有波形卷绕的电旋转机器M适于此要求。使用波形卷绕式电旋转机器M的马达驱动压缩机10特别适于具有特别大要求的车辆马达驱动压缩机。

上文描述的实施方式可如下进行修改。

图7A和7B示出修改的实施方式。在该实施方式中，堆叠部分32a中预先形成有通孔50h。在位置确定销54插在通孔50h中看情况下，超声波焊头43放置在堆叠部分32a的上表面上。于是，堆叠部分32a夹置于超声波砧42与超声波焊头43之间且彼此焊接。在该构造中，由于位置确定销54插在堆叠部分32a的通孔50h中，防止了在使用超声波焊接设备41热焊接堆叠部分32a时堆叠部分32a彼此移位。这使得堆叠部分32a能够容易地彼此焊接。该位置确定销54对应于位置确定构件。

如图8中所示，可从堆叠部分32a省略通孔40h。在该情形中，能够增加焊接部分40w的面积以使堆叠部分32a的焊接增强。

在示出的实施方式中，堆叠部分32a的尺寸L1与桥片36的尺寸L2在第一绝缘部32的周向方向上可彼此相等。简言之，只要堆叠部分32a的尺寸L1小于或等于桥片36的尺寸L2，则堆叠部分32a的尺寸L1能够为任意值。

在示出的实施方式中，只要堆叠部分32a位于不允许U相线圈25U的第一线圈端251U与V相线圈25V的第一线圈端251V经由通孔40h发生短路的位置处，则堆叠部分32a可位于任意位置处。

在示出的实施方式中，桥片36、38可通过热焊接至第一绝缘部32、33以及第二绝缘部34、35而连接至第一绝缘部32、33以及第二绝缘部34、35。

在示出的实施方式中，通孔40h的数量不受特别的限制。

在示出的实施方式中，堆叠部分32a可以通过除了超声波焊接以外的其它热焊接手段而彼此热焊接。

本发明可应用于除了涡旋式压缩机以外的其它马达驱动压缩机（例如活塞压缩机）。在这种情形下，活塞对应于压缩操作体。

因此，本示例和实施方式被认为是说明性而非限定性，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可在所附权利要求的范围和等同物之内进行修改。

Claims (7)

1.一种用于电旋转机器的相间绝缘片，其中

所述电旋转机器（M）包括具有环形定子芯（22）的定子（13），

所述定子芯（22）包括多个齿（23）并且具有在所述定子芯（22）的轴向方向上面向相反方向的端部，

所述齿（23）在周向方向上沿着所述定子芯（22）的内周布置，

在相邻的齿（23）之间形成有槽（24U、24V、24W），

通过波形卷绕方式绕着所述槽（24U、24V、24W）卷绕有线圈（25），

所述相间绝缘片包括：

一对绝缘部（32-35），所述一对绝缘部（32-35）在所述线圈（25）的线圈端之间实施相间绝缘，所述线圈端从所述定子芯（22）的端部突出，并且每个绝缘部（32-35）具有桥基部（32k-35k），以及

多个桥片（36、38），每个桥片（36、38）装配至所述槽（24U、24V、24W）中的一个槽中，其中，每个桥片从所述绝缘部（32、33）中的一个绝缘部的所述桥基部（32k-35k）中的一个桥基部延伸至另一绝缘部（34、35）的所述桥基部（32k-35k）中的一个桥基部，其中

每个绝缘部（32-35）具有环形形状并且包括堆叠部分（32a-35a），所述堆叠部分（32a-35a）包括所述桥基部（32k-35k）中的相应一个桥基部，并且所述堆叠部分（32a-35a）以预定的边宽彼此交叠，

所述相间绝缘片的特征在于：

在每个绝缘部（32-35）的周向方向上，所述堆叠部分（32a-35a）的尺寸（L1）设定为小于或等于所述桥片（36、38）的尺寸（L2）。

2.根据权利要求1所述的相间绝缘片，其中，所述堆叠部分（32a-35a）具有通孔（40h）。

3.根据权利要求2所述的相间绝缘片，其中，所述堆叠部分（32a-35a)位于不允许所述线圈端经由所述通孔（40h）彼此短路的位置处。

4.根据权利要求1所述的相间绝缘片，其中，在每个绝缘部（32-35）的周向方向上，所述堆叠部分（32a-35a）的尺寸（L1）设定为小于所述桥片（36、38）的尺寸（L2）。

5.根据权利要求1所述的相间绝缘片，其中，所述堆叠部分（32a-35a）彼此热焊接。

6.根据权利要求5所述的相间绝缘片，其中，所述热焊接为超声波焊接。

7.一种马达驱动压缩机，所述马达驱动压缩机通过基于旋转轴的旋转的压缩操作体（15）的压缩操作而在压缩室中对气体进行压缩并且排出所述气体，

其中，所述旋转轴由设置有根据权利要求1至6中任一项所述的相间绝缘片的电旋转机器（M）驱动。

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