CN104426277A - 电磁电机用定子的线圈绝缘结构 - Google Patents

Abstract

以简单的结构实现能够确保线圈和定子铁芯的电绝缘距离的电磁电机用定子的线圈绝缘结构。在由定子(1)和转子(2)构成的电磁电机(100)的定子铁芯(20)的槽口(21)内，经由电绝缘部件(40)卷装线圈(30)。在电绝缘部件(40)的槽口开口部(21a)侧的对峙部分(41)、(42)，分别相对向地形成沟部(50)、(50)。在一对沟部(50)、(50)中，插入配置电绝缘片(60)。

Description

电磁电机用定子的线圈绝缘结构

技术领域

本发明涉及用于确保卷装在定子的槽口内的线圈和定子铁芯的电绝缘距离的电磁电机用定子的线圈绝缘结构的改良。

背景技术

作为电磁电机，例如，已知有无刷电动机、PM型电动机(PermanentMagnetMotor)、混合型电动机等。

在电磁电机的定子铁芯的槽口内，经由电绝缘部件(下面只称为“绝缘部件”)卷装有线圈。要使该线圈的绝缘结构适合海外的安全标准(UL、CSA标准等)，必须确保线圈和定子铁芯的电绝缘距离。

线圈卷装工序使用自动线圈装置，因此，槽口开口部开放。因而，特别是在小型的电磁电机中，线圈和定子铁芯的沿面或空间距离不足。因此，作为确保线圈和定子铁芯的电绝缘距离的对策，是在线圈和安装在槽口内的绝缘部件之间插入配置有电绝缘片(下面只称为“绝缘片”)。

但是，安装在槽口内的绝缘部件不具有可插入配置绝缘片的结构。因此，必须用手工作业在线圈和绝缘部件之间安装绝缘片，绝缘片的安装作业需要时间。

目前，已提出各种与电磁电机用定子的线圈绝缘结构有关的技术。例如，公开有一种电磁电机的线圈绝缘结构，通过在绝缘部件上设置台阶，以使绝缘部件和定子之间具有间隙，形成容易插入绝缘片的结构(参照专利文献1)。

另外，公开有一种旋转电机用电枢，向槽口绝缘部件和线圈部之间插入楔形片(绝缘片)，以插入楔形片的空间不会变窄的方式，在槽口绝缘部件上一体地形成有用于限制线圈的卷绕位置的线圈位置限制突起部(参照专利文献2)。

专利文献1：专利3819989号公报

专利文献2：(日本)特开平10－75544号公报

然而，在专利文献1的技术中，由于在绝缘部件上附加有用于插入绝缘片的台阶的部位的壁厚变薄，绝缘部件难以进行模制，容易产生裂纹。

另一方面，在专利文献2的技术中，因存在用于限制线圈的卷绕位置的线圈位置限制突起部，压制了线圈的占有面积。

另外，在槽口内安装了绝缘部件的状态，由于槽口开口部偏离槽口中心线且不均等，因此线圈的占有面积变少。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种电磁电机用定子的线圈绝缘结构，其不会对绝缘部件的成型带来不利影响，能够以简单的结构确保线圈和定子铁芯的电绝缘距离，且能够确保线圈的占有面积。

用于达成上述目的的本发明的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，是在由定子和转子构成的电磁电机的定子铁芯的槽口内经由绝缘部件卷装线圈而成的线圈绝缘结构，在上述电绝缘部件的槽口开口部侧的对峙部分，分别相对向地形成沟部。在该一对沟部插入配置电绝缘片。

发明效果

根据本发明的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，在电绝缘部件的槽口开口部侧的对峙部分，分别相对向地形成有沟部。只要向一对沟部插入配置电绝缘片即可，所以，易于插入绝缘片，提高了该绝缘片的插入作业的作业性。

另外，因为是在电绝缘部件的槽口开口部侧的对峙部分，分别相对向地形成沟部，所以绝缘部件的弯曲成型部分的厚度大致均匀，不会给绝缘部件的成型带来不利影响。

另外，利用在电绝缘部件的槽口开口部侧的对峙部分，分别相对向地形成沟部，仅将电绝缘片插入该一对沟部的简单的结构，就能够确保线圈和定子铁芯的电绝缘距离。

附图说明

图1是实施方式1的电磁电机的整体结构的简图；

图2是图1的A部放大图；

图3是实施方式1的电磁电机用定子的线圈结构的要部俯视图；

图4是实施方式2的电磁电机的整体结构的简图；

图5是图4的B部放大图；

图6是实施方式2的电磁电机用定子的线圈结构的要部立体图；

图7是实施方式2的电磁电机用定子的线圈结构的变形例的要部立体图；

图8是比较方式的线圈绝缘结构的要部放大图。

符号说明

1       定子

2       转子

10      定子铁芯

21      槽口

21a     槽口开口部

S       槽口中心线

W       槽口开口部的宽度

30      线圈

40      绝缘部件

41、42  对峙部分

50      沟部

60      绝缘片

100     电磁电机

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式1及实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构进行说明。

实施方式1及2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，是在电绝缘部件的槽口开口部侧的对峙部分，分别相对向地形成沟部，在该一对沟部插入配置有电绝缘片。因此，根据实施方式1及2，能够实现不会给绝缘部件的成型带来不利影响，利用简单的结构就能够确保线圈和定子铁芯的电绝缘距离的电磁电机用定子的线圈绝缘结构。

〔实施方式1〕

[电磁电机用定子的线圈绝缘结构的构造]

首先，参照图1～图3，对实施方式1的电磁电机用定子的线圈绝缘结构的构造进行说明。图1是实施方式1的电磁电机的整体结构的简图。图2是图1的A部放大图。图3是实施方式1的电磁电机用定子的线圈结构的要部立体图。需要说明的是，在图1及图2中，省略了线圈30的图示。

图1中例示的电磁电机100为混合型(HB型)的步进电动机，具备定子1和转子2。

定子1具有定子铁芯20及线圈。

定子铁芯20为厚壁筒体状的金属部件。定子铁芯20的内周面呈内齿齿轮状，外周面呈大致八边形状。定子铁芯20的外周形状可以是圆形或十字形等，该外周形状没有限定，可以是任意形状。本实施方式的定子铁芯20为将薄板层叠而成的堆栈结构，但也可以是单体结构或压粉铁芯。

如图1～图3所示，在定子铁芯20的内周侧，以面对转子2的方式放射线状划分形成有作为用于收纳线圈30(在图1及图2中图示省略)的空间的多个槽口21。

各槽口21在齿22、22(参照图2)彼此之间划分形成。各齿22的基端部成为线圈30(参照图3)卷绕的突极23。在各齿22的内周面上，突设有齿轮状的多个小齿24(参照图2)。

作为定子铁芯20的构成材料，例如使用硅钢片，但不限定于例示的材料。

线圈30经由电绝缘部件(下面只称为“绝缘部件”)40配置在槽口21内(参照图3)。线圈30被卷绕在槽口21、21间的突极23上，所以，槽口21和线圈30的数相对应。在本实施方式中，在10个槽口21内卷装有线圈30，但槽口21的数不被限定。

如图2所示，绝缘部件40沿着槽口21的内面安装。本实施方式的绝缘部件40不仅安装在槽口21内，而且也安装在槽口开口部21a。即，绝缘部件40呈大致矩形状的C形。该C形的绝缘部件40的两端部面对槽口开口部21a内突出配置。

绝缘部件40形成为槽口开口部21a侧的壁厚比其它部分厚一些。绝缘部件的弯曲成型部分的厚度具有大致均匀的壁厚。

作为绝缘部件40的构成材料，例如可举出：石碳酸、尼龙、PBT等合成树脂，但不限定于例示的构成材料。绝缘部件40的厚度及长度等尺寸，根据槽口21的内周面的面积适当设定。

在绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42，分别形成有沟部50、50。各沟部50呈直线状。沟部50、50彼此以相对向的方式形成。

在该一对沟部50、50插入配置有电绝缘片(下面只称为“绝缘片”)60。因为绝缘片60设于线圈30和定子铁芯20之间，所以能够确保线圈30和定子铁芯20的电绝缘距离。

作为绝缘片60的构成材料，例如可举出用环氧树脂、聚酯、聚对苯二甲酸乙酯等合成树脂将玻璃纤维成形成片材状的材料，但不限定于例示的构成材料。绝缘片60呈长条状。绝缘片60的厚度及长度等尺寸根据槽口开口部21a的开口宽度等适当设定。

再次参照图1，转子2设于轴3的周围，具有转子铁芯70及未图示的永磁体。轴3成为转子2的旋转中心。

转子2的转子铁芯70为设于轴3的周围的大致厚壁圆筒体状的金属部件。在转子铁芯70的外周面形成有外齿齿轮状的多个小齿71。小齿71沿转子铁芯70的圆周方向以相等间隔配置。

作为转子铁芯70的构成材料，例如使用硅钢片，但不限定于例示的材料。

永磁体由被插在配置于轴方向的前后的一对转子铁芯70、70之间的薄圆盘状磁铁构成。作为永磁体，例如可举出钕磁铁等稀土类磁铁，但不限定于例示的材质。

[电磁电机用定子的线圈绝缘结构的作用]

接着，参照图1～图3，对实施方式1的电磁电机用定子的线圈绝缘结构的作用进行说明。

实施方式1的电磁电机用定子1以围绕转子2的方式设置。定子铁芯20具有面对转子2放射线状排列的多个线圈30。线圈30经由绝缘部件40卷装在定子铁芯20的槽口21内。

如上所述，要使该线圈30的绝缘结构适合海外的安全标准(UL、CSA标准等)，必须确保线圈30和定子铁芯20的电绝缘距离。

实施了线圈30的卷装工序后，槽口开口部21a开放。因此，需要在线圈30和定子铁芯20之间设置绝缘片60，将槽口开口部21a堵塞。特别是小型的电磁电机100，需要确保距定子铁芯20的沿面或空间距离。

根据实施方式1的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，在绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42，分别形成有沟部50、50。沟部50、50相对向。因此，只要以搭在一对沟部50、50彼此上的方式插入配置绝缘片60即可，所以，绝缘片60易插入，提高了该绝缘片60的插入作业的作业性。

另外，因为是在绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42形成沟部50、50，因此绝缘部件40的弯曲成型部分的厚度大致均匀，不会给该绝缘部件40的成型带来不利影响。

即，实施方式1的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，用在绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42分别相对向地形成沟部50、50，只将绝缘片60插入该一对沟部50、50的简单的结构，就能够确保线圈30和定子铁芯20的电绝缘距离。

〔实施方式2〕

接着，参照图4～图8，对实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构的构造进行说明。图4是实施方式2的电磁电机的整体结构的简图。图5是图4的B部放大图。图6是实施方式2的电磁电机用定子的线圈结构的要部立体图。需要说明的是，对于与实施方式1相同的构成部件，附带相同的符号，适当省略说明。

图4例示的电磁电机200与实施方式1同样为混合型(HB型)的步进电动机，具备定子1和转子2。

如图4～图6所示，实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构中，绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42的构造与实施方式1不同。

即，实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，增加了绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42的壁厚。该对峙部分41、42的壁厚以在将绝缘部件40安装在槽口21内的状态，槽口开口部21a的宽度W相对于槽口中心线S达到均等的方式增加。

具体地说，大致矩形状的C形的绝缘部件40的两端部，面对槽口开口部21a内突出配置。该面对槽口开口部21a内突出配置的部分成为本实施方式的对峙部分41、42。如图5所示，因为槽口开口部21a的宽度W相对于槽口中心线S是均等的，所以，从槽口中心线S偏离的一侧的对峙部分41的壁厚设定为比另一侧的对峙部分42的壁厚大。

实施方式2的线圈绝缘结构因为是以在将绝缘部件40安装在槽口21内的状态，槽口开口部21a的宽度W相对于槽口中心线S达到均等的方式，增加该对峙部分41、42的绝缘部件40的壁厚，所以，没有槽口开口部21a自槽口中心线S的偏斜，能够确保线圈30的占有面积。

图8是比较方式的线圈绝缘结构的要部放大图。通过与比较方式的线圈绝缘结构进行比较，本实施方式的线圈绝缘结构的作用效果变得明确。如图8所示，比较方式的线圈绝缘结构在将绝缘部件40安装在槽口21内的状态，槽口开口部21a的宽度W相对槽口中心线S发生偏斜。判明，如果该槽口开口部21a的宽度W相对槽口中心线S发生偏斜，线圈30的占有面积就会变小。

再次参照图5及图6，在实施方式2的线圈绝缘结构中，也是在绝缘部件40的槽口开口部21a侧的对峙部分41、42分别相对向地形成有沟部50、50，绝缘片60被插入该一对沟部50、50。因此，根据实施方式2的线圈绝缘结构，用简单的结构就能够确保线圈30和定子铁芯20的电绝缘距离。在图5及图6中，在槽口开口部21a侧的对峙部分41、42的沟部50、50，都插入有绝缘片60。

图7是实施方式2的电磁电机用定子的线圈结构的变形例的要部立体图。在图7所示的变形例中，对于槽口开口部21a侧的对峙部分41、42的沟部50、50，每隔一个地插入有绝缘片60。实施方式2的线圈结构中，因为增加了槽口开口部21a侧的对峙部分41、42的绝缘部件40的壁厚，所以能够缩小槽口开口部21a的宽度(参照图5)。因此，不一定所有槽口开口部21a都要用绝缘片60堵塞。需要说明的是，在不插入绝缘片60的部位的绝缘部件40的对峙部分41、42，也可以不形成沟部50、50。

实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，获得基本上与实施方式1同样的作用效果。特别是实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，以在将绝缘部件40安装在槽口21内的状态，槽口开口部21a的宽度W相对于槽口中心线S达到均等的方式，增加槽口开口部21a侧的对峙部分41、42的绝缘部件40的壁厚。因此，根据实施方式2的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，获得没有槽口开口部21a自槽口中心线S的偏斜，能够确保线圈30的占有面积这样的有利效果。

以上对本发明的最佳实施方式进行了说明，但这些实施方式是用于说明本发明的例示，不是将本发明的范围仅限定于这些实施方式的旨意。本发明在不脱离其要旨的范围，能够以与上述实施方式不同的各种方式实施。

Claims (2)

1.一种电磁电机用定子的线圈绝缘结构，其是在由定子和转子构成的电磁电机的定子铁芯的槽口内经由电绝缘部件卷装线圈而成，其特征在于，

在所述电绝缘部件的槽口开口部侧的对峙部分，分别相对向地形成沟部，在该一对沟部插入配置有电绝缘片。

2.如权利要求1所述的电磁电机用定子的线圈绝缘结构，其特征在于，在所述槽口内安装了电绝缘部件的状态，以槽口开口部的宽度相对于槽口中心线达到均等的方式，增加所述槽口开口部侧的对峙部分的所述电绝缘部件的壁厚。