CN111066226A - 绝缘体、包括该绝缘体的定子以及包括该绝缘体的电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘体。该绝缘体(5)包括：线圈缠绕部(50)、第一凸缘部(51)以及第二凸缘部(52)。线圈缠绕部(50)供线圈(7)缠绕；第一凸缘部(51)形成在线圈缠绕部(50)的铁心扇形体(41)侧，且具有朝着线圈缠绕部(50)引导线圈(7)的线圈导入槽(53)；第二凸缘部(52)形成在线圈缠绕部(50)的齿部(42)的径向内端侧。线圈导入槽(53)具有第一导入槽(53a)和第二导入槽(53b)，第一导入槽(53a)和第二导入槽(53b)以径向为基准彼此面对称且分别以与第一凸缘部(51)的内表面(51a)所成的角度θ为锐角的方式延伸。

Description

绝缘体、包括该绝缘体的定子以及包括该绝缘体的电动机

技术领域

本发明涉及一种供线圈缠绕的绝缘体、包括该绝缘体的定子以及包括该绝缘体的电动机。

背景技术

近年来，随着用于工业和车载电动机的需求增加，要求提高电动机的效率并降低成本。

已知：提高电动机效率的方法之一为提高布置在定子的定子槽内的线圈的占空系数。通过提高线圈的占空系数，能够抑制电动机在工作时因在线圈中流动的电流所引起的损耗。

让线圈整列着缠绕在定子的齿部上的整列缠绕线圈作为提高线圈的占空系数的构造，已为众人所知。为实现该整列缠绕线圈而提出了各种构造(例如参照专利文献1～4)。在专利文献1中提出了如下构造：在供线圈缠绕的绝缘线圈绕线管的筒体的端部或形成在筒体两端的凸缘部的内侧，形成有台阶或坡度，以实现整列缠绕线圈。在专利文献2中公开了如下构造：在安装在多个齿部(teeth)上并用于将线圈与多个齿部(teeth)绝缘的绝缘体的侧面形成有用于收纳已缠绕线圈的收纳槽，从而实现整列缠绕线圈。

专利文献1：日本公开专利公报特开平11－122855号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开2006－115565号公报

专利文献3：美国特许第6356001号说明书

专利文献4：国际公开第2011/118357号

发明内容

－发明要解决的技术问题－

一般情况下，所述绝缘体和线圈绕线管是用模具将树脂材料成形而得到的。另一方面，由于电动机性能随着用户规格的不同而不同，因此即使使用相同的定子铁心或齿部，通过改变线圈的线径或匝数来调整通过线圈的电流值等，让电动机性能符合各个规格的情况也是很多的。

在专利文献1、2所公开的现有技术的构造中，需要根据线圈的线径来改变收纳槽的宽度，或改变台阶的宽度、倾斜的角度，而且每次都要重新制作模具来形成绝缘体，因此而成为成本上升的主要原因。

本发明正是为解决上述问题点而完成的，其目的在于：提供一种在改变了线圈的线径的情况下，也能够让已缠绕的线圈整列缠绕的绝缘体。

－用于解决技术问题的技术方案－

为了达成所述目的，本发明所涉及的绝缘体形成有线圈导入槽，从轴向看，该线圈导入槽由让线圈斜着进入线圈缠绕部的第一导入槽和以径向为基准与其对称布置的第二导入槽构成。

具体而言，本发明所涉及的绝缘体包括：线圈缠绕部、第一凸缘部以及第二凸缘部，所述线圈缠绕部覆盖从铁心扇形体突出的齿部的轴向端面和至少周向两侧面的一部分，供线圈缠绕，所述第一凸缘部接着该线圈缠绕部的齿部基端侧或齿部径向内端侧中的一侧而设且具有线圈导入槽，该线圈导入槽朝着所述线圈缠绕部引导所述线圈，所述第二凸缘部接着所述线圈缠绕部的所述齿部基端侧或所述齿部径向内端侧中的另一侧而设，该绝缘体的特征在于：所述线圈导入槽具有第一导入槽和第二导入槽，该第一导入槽和第二导入槽以径向为基准彼此面对称且以与所述第一凸缘部的内表面所成的角度θ为锐角的方式延伸，该内表面为所述第一凸缘部的与所述第二凸缘部相对的面。

根据该构成方式，在绝缘体上缠绕有具有不同线径的线圈的情况下，也能够将线圈的卷绕起始部分整列着缠绕在线圈缠绕部上，从而能够在整体上实现整列缠绕线圈。无论在线圈的缠绕方向为顺时针方向的情况下还是逆时针方向的情况下，都能够利用相同的绝缘体来应对，因此能够提高定子、进而提高电动机的设计自由度。

所述第一凸缘部在除了所述第一导入槽和所述第二导入槽之外的部分具有：位于所述第一导入槽和所述线圈缠绕部之间的第一部分、位于所述第二导入槽和所述线圈缠绕部之间的第二部分、和位于所述第一导入槽和所述第二导入槽之间的第三部分。

优选地，所述第三部分在所述第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部具有拐角部，通过所述拐角部和第二端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ1为锐角且为所述角度θ以下，所述第二端部为所述第二部分中第二导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部。

优选地，所述第三部分在所述第二导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部具有拐角部，通过所述拐角部和第一端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ2为锐角且为所述角度θ以下，所述第一端部为所述第一部分中第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部。

也可以是，所述第三部分在所述第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部和所述第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部相连的位置具有拐角部，通过所述拐角部和第二端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ1为锐角且为所述角度θ以下，所述第二端部为所述第二部分中第二导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部；通过所述拐角部和第一端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ2为锐角且为所述角度θ以下，所述第一端部为所述第一部分中第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部。

根据这些构成方式，能够阶段性地减小线圈进入线圈缠绕部的角度，能够以进一步沿着第一凸缘部的内表面的方式缠绕线圈。

优选地，以所述第一凸缘部的所述内表面为基准，所述拐角部位于所述线圈缠绕部相反的一侧。

根据该构成方式，能够让角度θ1、θ2为角度θ以下，能够以进一步沿着第一凸缘部的内表面的方式缠绕线圈。

优选地，在所述第一导入槽和所述第二导入槽的至少一者形成有固定所述线圈的卷绕起始部分或卷绕结束部分的线圈固定部。

根据该构成方式，抑制了线圈的卷绕起始部分的变形和移动。这样一来，提高了线圈的卷绕起始部分或卷绕结束部分的整列性，从而能够容易得到整列缠绕的线圈。

优选地，所述线圈固定部由从所述第一导入槽和所述第二导入槽的侧面突出的突起构成，该突起在所述第一导入槽和所述第二导入槽的至少一者形成有一个以上。

根据该构成方式，能够将线圈的卷绕起始部分或卷绕结束部分可靠地固定在绝缘体上，从而容易得到整列缠绕的线圈。

也可以是，所述第一导入槽和所述第二导入槽形成为宽度朝着底部越来越窄的槽，由该槽构成所述线圈固定部。

优选地，所述线圈固定部形成在所述第一导入槽的入口部和所述第二导入槽的出口部的至少一者上。

根据该构成方式，即使对于不同线径的线圈，也能够防止线圈的卷绕起始部分或卷绕结束部分的松弛，能够可靠地固定在绝缘体上，从而容易得到整列缠绕的线圈。

本发明所涉及的定子包括多个定子扇形体，各个定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿部的各个轴向端面具有所述绝缘体，在所述绝缘体的所述线圈缠绕部缠绕安装有由绕线构成的线圈，该定子构成为：将多个所述各个定子扇形体连接成圆环状，所述齿部朝着圆环的径向内侧突出。

根据该构成方式，能够提高线圈在定子中的占空系数。

优选地，所述绕线整列缠绕在所述线圈缠绕部上而构成所述线圈。

优选地，周向相邻的所述齿部之间的间隙构成为收纳所述线圈的定子槽，绝缘纸具有将所述铁心扇形体与所述线圈绝缘以及将所述齿部与所述线圈绝缘的功能，所述绝缘纸在所述定子槽内覆盖所述齿部的侧面，且分别与所述绝缘体的所述第一凸缘部和第二凸缘部在轴向上部分重叠。

根据该构成方式，能够将在定子的周向相邻的齿部与齿部可靠地电绝缘。

本发明的电动机至少包括所述定子和转子，该转子包括旋转轴，该转子设置在该定子的径向内侧且与所述定子之间留有规定的间隔。

根据该构成方式，能够提高线圈在定子中的占空系数，从而能够提高电动机的效率。

－发明的效果－

如上所述，根据本发明，在缠绕了具有不同线径的线圈的情况下，也能够抑制卷绕零乱的产生，从而实现整列缠绕线圈。

附图说明

图1是第一实施方式所涉及的电动机的俯视图；

图2是图1示出的电动机的等效电路图；

图3是定子的简略示意图；

图4A是示出图1示出的由虚线围起来的部分的立体图；

图4B是从径向看到的图4A示出的构造的侧视图；

图4C是从轴向看到的图4A示出的构造的俯视图；

图4D是从周向看到的图4A示出的构造的侧视图；

图5A是从轴向看到的第一实施方式所涉及的绝缘体的主要部分的示意图；

图5B是示出图5A示出的由虚线围起来的部分的放大示意图；

图5C是从轴向看到的第一实施方式所涉及的缠绕了线圈的绝缘体的主要部分的示意图；

图6A是从轴向看到的缠绕有线圈的用于比较的绝缘体的主要部分的示意图；

图6B是从轴向看到的缠绕有线圈的用于比较的另一绝缘体的主要部分的示意图；

图7A是从轴向看到的另一绝缘体的主要部分的示意图；

图7B是从轴向看到的又一绝缘体的主要部分的示意图；

图8是从轴向看到的第二实施方式所涉及的绝缘体的主要部分的示意图；

图9是第二实施方式所涉及的另一绝缘体的第二槽部的剖视示意图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。以下优选的实施方式的说明本质上只不过是示例，完全没有对本发明、本发明的应用对象或本发明的用途加以限制的意图。

(第一实施方式)

[电动机和定子的构造]

图1示出本实施方式所涉及的电动机的俯视图，图2示出图1所示的电动机的等效电路图，图3为定子的简略示意图，即从轴2的轴向看到的定子4的图。需要说明的是，为了便于说明，在图1和图3中，省略了对一部分构造部件和其功能的图示和说明。例如，框架、母线等未图示。收纳定子4的外收纳体未图示。该外收纳体的形状是例如由金属构成的圆筒、大致正方体、大致长方体、多边形的柱状体等，能够根据电动机1的规格进行适当的选择。在图3中，绝缘体5未图示。对图中示出的构造部件也进行了简化，例如，图1示出的绝缘体5与实际的形状有一部分不同，图3示出的线圈U1～W4和这些线圈的引线端子71、71······与实际的形状有很大不同。在图2中，符号+表示线圈卷绕的开始，符号－表示线圈卷绕的结束。

在以下说明中，有时将轴2的长度方向称为轴向，将定子4的半径方向称为径向，将定子4的圆周方向称为周向。在轴向上，将线圈U1～W4的设置有引线端子71的一侧称为“上”，将其相反一侧称为“下”，在径向上，将定子4的中心侧即设置有轴2和转子3的一侧称为“内”，将其相反一侧即定子铁心40侧称为“外”。

需要说明的是，后述电磁钢板的层叠方向与所述轴向为相同方向，意思相同。

需要说明的是，在以下的说明中，分开使用齿部(teeth：tooth的复数形式)或齿部(tooth)这样的用语来进行记述。将朝着圆环状的定子铁心的中心方向突出的多个齿部记为齿部(teeth：tooth的复数形式)。将定子铁心40的多个齿部中的一个齿部记为齿部(tooth)42。同样地，将后述铁心扇形体41中的多个齿部记为齿部(teeth：tooth的复数形式)。将铁心扇形体41中的多个齿部中的一个齿部记作齿部(tooth)42。顺带提及，上述专利文献3、专利文献4等是分开使用齿部(teeth：tooth的复数形式)和齿部(tooth)这样的语句来进行记述的公知文献。

电动机1在未图示的外收纳体的内部包括：转子3、定子4、线圈U1～W4，所述转子具有电动机1的旋转轴即轴2。

转子3接着轴2的外周而设且包括磁铁31、31······，该磁铁31、31······被布置成与定子4相对且N极、S极沿着轴2的外周方向彼此交替。需要说明的是，在本实施方式中，转子3所用的磁铁31为钕磁铁，但其材料、形状、材质能够根据电动机的输出等而进行适当的变更。从轴向看，转子3设置在定子4的径向内侧且与定子4之间留有一定的间隔。

定子4是将多个定子扇形体40a连接成圆环状而构成的圆筒状体。该定子扇形体40a的具体结构如下：绝缘体5分别从轴向上下两端面安装在铁心扇形体41的齿部42上，在各绝缘体5之间还安装有绝缘纸6等绝缘体，将绕线缠绕在绝缘体5的线圈缠绕部50和绝缘纸6等绝缘体的布置部位而构成例如线圈U1。结构如上所述的定子扇形体40a的外观是剖面形状为大致扇形的柱状体。

定子4和定子扇形体40a具有多个铁心扇形体41、41······和从铁心扇形体41、41······各自的内周朝着径向内侧突出的齿部42、42······。将含有硅等的电磁钢板冲裁成大致圆环状的定子铁心板体(stator core sheet)，再将该定子铁心板体冲裁成构成该定子铁心板体一部分的独立片状的铁心扇形体板体(core segmentsheet)，并将该铁心扇形体板体层叠多层而形成层叠体，该层叠体即为铁心扇形体41。结构如上所述的铁心扇形体41的外观是柱状体，该柱状体的剖面形状呈构成大致圆环状的定子铁心板体一部分的独立片状。板体的层叠方向是相对于板体的板面的法线方向。该铁心扇形体41包括轭部41c和从轭部41c的大致中央部突出的齿部42。

铁心扇形体41在位于周向的轭部41c的一侧面上形成有凹部41a，在另一侧面上形成有凸部41b，凹部41a、凸部41b均在各侧面沿着整个轴向延伸而成。如果着眼于一个铁心扇形体41的话，该铁心扇形体41的凹部41a与在周向的一方相邻的铁心扇形体41的凸部41b嵌合而连接在一起，该铁心扇形体41的凸部41b与在周向的另一方相邻的铁心扇形体41的凹部41a嵌合而连接在一起。通过将沿周向相邻的铁心扇形体41、41······这样彼此嵌合而连接在一起，即能够形成圆环状的定子铁心40。

如图1、3所示，通过将铁心扇形体41、41······连接起来而构成圆环状的定子铁心40，就能够沿着定子铁心40的内周等间隔地布置齿部42、42······。周向相邻的齿部42、42······之间的各个间隔构成定子槽43、43······。

定子4具有12个线圈U1～W4，这些线圈经由绝缘体5和绝缘纸6(参照图4A～4D)安装在各齿部42、42······上，从轴向看，布置在各定子槽43、43······内。需要说明的是，线圈U1～W4由截面为圆形的绕线构成，该绕线由表面包覆了绝缘膜的铜等金属材料构成，并以整列缠绕的方式绕在绝缘体5、5······上，且绕有多层，未图示。“圆形”包括绕线的加工公差和缠绕在齿部42上时的绕线的变形，在以下的说明中也是一样的意思。在以下说明中，不特别指定线圈U1～W4，而选取一个来说明构造等的情况下，将其称为线圈7。

如图2所示，线圈U1～U4、线圈V1～V4、线圈W1～W4分别串联，U相、V相、W相这三相星形接线。相互具有电角度120°的相位差的U相、V相、W相这3相电流分别被供给到线圈U1～U4、线圈V1～V4、线圈W1～W4而被励磁，从而产生旋转磁场。由于该旋转磁场而在转子3上产生扭矩，轴2被未图示的轴承支承而旋转。

需要说明的是，在本实施方式中，转子3的磁极数共计10个，其中与定子4相对的N极和S极各5个，定子槽43的数量为12个，但并不特别限定于此，其他的磁极数与定子槽数的组合也适用。

[铁心扇形体和绝缘体的主要部分的构造]

图4A～4D分别示出图1中的由虚线包围的部分的立体图、从径向看到的侧视图、从轴向看到的俯视图和从周向看到的侧视图。需要说明的是，为了便于说明，在图4A～4D中省略了线圈7的图示。虽然也图示了被夹入安装在绝缘体5与铁心扇形体41之间的绝缘纸6以及被夹入安装在绝缘体5与齿部42之间的绝缘纸6，但示出的是其被折弯而收纳在定子槽43内之前的状态。

如图4A～4D所示，具有相同形状的绝缘体5分别从轴向的上下两端面安装在从一个铁心扇形体41突出的齿部42上；在铁心扇形体41与绝缘体5之间以及齿部42与绝缘体5之间夹入有绝缘纸6。这样一来，绝缘体5被设置为覆盖齿部42的轴向两端面和该两端面附近部分。

绝缘体5是对绝缘性树脂材料进行成形加工而得到的绝缘部件，具有供线圈7(参照图5B)缠绕安装的线圈缠绕部50、形成在线圈缠绕部50的一端且与线圈缠绕部50连接的第一凸缘部51、以及形成在线圈缠绕部50的另一端且与线圈缠绕部50连接的第二凸缘部52。在本实施方式中，第一凸缘部51安装在齿部42的基端侧即铁心扇形体41侧，第二凸缘部52安装在位于定子4的径向内侧的齿部42的径向内端。在第一凸缘部51形成有线圈导入槽53，当往线圈缠绕部50缠绕线圈时，构成线圈7的绕线通过线圈导入槽53而被朝着线圈缠绕部50引导，此时，卷绕起始部分与第一凸缘部51的与第二凸缘部52相对的内表面51a(以下称为第一凸缘部51的内表面51a)接触。需要说明的是，在本说明书中，线圈7的卷绕起始部分是指线圈7中的缠绕在线圈缠绕部50上的第一层线圈的第一圈附近的部分。

线圈缠绕部50的外周面中分别覆盖齿部42的轴向的两端面的外周面50a和外周面50b是单调地倾斜着的倾斜面，外周面50a从第一凸缘部51朝着第二凸缘部52自齿部42的轴向的上侧面算起的高度逐渐变高，外周面50b从第一凸缘部51朝着第二凸缘部52自齿部42的轴向的下侧面算起的高度逐渐变高。线圈缠绕部50的外周面中覆盖齿部42的周向的两端面的表面50c、50d形成为与齿部42的轴向上侧面正交。需要说明的是，“正交”是指包括绝缘体5的加工公差、齿部42的加工公差、以及将绝缘体5安装在齿部42时的组装公差在内的意思；“平行”是指包括绝缘体5的加工公差、以及将绝缘体5安装在齿部42时的组装公差在内的意思，在以后的说明中也是相同的意思。

第一凸缘部51的内表面51a是平行于与齿部42的轴向上侧面或轴向下侧面正交的面而形成的面。

线圈导入槽53包括第一槽部53a和第二槽部53b，第一槽部53a和第二槽部53b以径向为基准彼此面对称地配设且分别以与所述第一凸缘部51的内表面51a所成的角度θ(θ为锐角)的方式延伸，即使在线圈7的缠绕方向不同的情况下，也能够朝着线圈缠绕部50引导线圈7(参照图5A、5B)。需要说明的是，线圈导入槽53的构造将在后面详细描述。

绝缘体5与绝缘纸6都具有将分割铁心41与线圈7电绝缘以及将齿部42与线圈7电绝缘的功能。绝缘体5具有稳定地维持后述线圈7的整列缠绕的功能。

绝缘纸6中例如浸渍有绝缘性的油，绝缘纸6被设置成覆盖齿部42的周向两侧面并且与绝缘体5的第一凸缘部51和第二凸缘部52分别在轴向上部分重叠。在组装电动机1时，将绝缘纸6、6······分别折弯，以覆盖定子槽43、43······的内表面，未图示。这样一来，既能够将铁心扇形体41与线圈7电绝缘以及齿部42与线圈7电绝缘，又能够将沿周向彼此相邻的铁心扇形体41和彼此相邻的齿部42电绝缘。

[绝缘体的主要部分的构造]

图5A示出从轴向看到的本实施方式所涉及的的绝缘体的主要部分的示意图，图5B是示出图5A示出的由虚线围起来的部分的放大示意图，图5C示出从轴向看到的缠绕有线圈的绝缘体的主要部分的示意图。需要说明的是，图5A～5C所示的绝缘体5与图4A～4D所示的绝缘体5相同，但为了便于说明，在图5A～5C中简化了绝缘体5的构造。

如5A～5C所示，从轴向看，绝缘体5的第一凸缘部51在除了第一导入槽53a和第二导入槽53b以外的部分具有第一部分54～第三部分56这三个部分。

第一部分54的径向内侧面构成第一凸缘部51的内表面51a的一部分，第一部分54的径向外侧面构成第一槽部53a的一侧面。也就是说，从轴向看，第一部分54位于第一槽部53a与线圈缠绕部50之间。第一部分54的第一端部54a位于第一槽部53a的靠第二凸缘部52侧的开口端部，并与第二部分55相对。

第二部分55的径向内侧面构成第一凸缘部51的内表面51a的另一部分，第二部分55的径向外侧面构成第二导入槽部53b的一侧面。也就是说，从轴向看，第二部分55位于第二导入槽部53b与线圈缠绕部50之间。第二部分55的第二端部55a位于第二导入槽部53b的靠第二凸缘部52侧的开口端部，并与第一部分54相对。

从轴向看，第三部分56被第一导入槽53a和第二导入槽53b夹着，径向内侧面中的位于周向一方向的面56a构成第一导入槽53a的另一个侧面，位于周向另一方向的面56b构成第二导入槽53b的另一个侧面。另外，第三部分56的径向内侧面具有与第一凸缘部51的内表面51a平行的面56c。从轴向看，平行面56c位于比第一凸缘部51的内表面51a靠径向外侧的位置，另一方面，平行面56c在两端具有拐角部56d、56e，拐角部56d位于第一导入槽53a的靠第二凸缘部52侧的开口端部，拐角部56e位于第二导入槽53b的靠第二凸缘部52侧的开口端部。

如图5B所示，通过拐角部56d和第二部分55的第二端部55a且与轴向平行的假想平面与第一凸缘部51的内表面51形成角度θ1；通过拐角部56e和第一部分54的第一端部54a且与轴向平行的假想平面与第一凸缘部51的内表面51形成角度θ2。拐角部56d和第二端部55a被配置成角度θ1为锐角且为上述角度θ以下，拐角部56e和第一端部54a被配置成角度θ2为锐角且为上述角度θ以下。

如图5C所示，线圈7被收纳在第一导入槽53a中，进而朝着线圈缠绕部50被引导。此时，从轴向看，在第一导入槽53a内，以与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ的方式引导线圈7，从第一导入槽53a的靠第二凸缘部52侧的开口端部朝着第二部分55引导线圈7，让线圈7与第三部分56的拐角部56d和第二部分55的第二端部55a抵接，以与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ1的方式朝着线圈缠绕部50引导线圈7。

[本实施方式的效果]

如上所述，本实施方式所涉及的绝缘体5构成为：线圈导入槽53的第一导入槽53a与第一凸缘部51的内表面51a形成锐角即角度θ，因此而容易将线圈7沿着第一凸缘部51的内表面51a缠绕，从而能够抑制线圈7的卷绕起始部分的卷绕零乱。结果是，能够容易得到整列缠绕的线圈7。在线圈7的线径改变了的情况下，也同样能够容易地得到整列缠绕的线圈7。特别是在将n层(n为2以上的整数)的线圈7整列缠绕的情况下，本实施方式所涉及的绝缘体5是有用的。

即使线圈7的线径改变了，也是既不需要如专利文献2所公开的那样改变形成在绝缘体的线圈收纳槽的宽度，又不需要如专利文献1所公开的那样改变形成在绝缘体上的台阶的宽度、倾斜的角度，故能够抑制绝缘体5的制造成本的上升。对于规格相同的铁心扇形体41和齿部42而言，在线圈7的线径改变了的情况下，用一种绝缘体5也能够应对，故能够降低开发各种电动机时的成本。

根据本实施方式，能够抑制线圈7在卷绕起始部分由于变形、移动而导致的卷绕零乱，从而能够容易得到整列缠绕的线圈7。

图6A示出从轴向看到的已缠绕有线圈的用于比较的绝缘体的主要部分的示意图，图6B示出从轴向看到的用于比较的另一绝缘体的主要部分的示意图。

如图6A所示，当线圈导入槽53的槽宽较窄时，线圈7在被从线圈导入槽53朝着线圈缠绕部50引导的分界部分处容易朝着径向内侧变形。这是因为线圈7的缠绕方向在分界部分变化较大之故。如果产生这样的变形，线圈7的卷绕起始部分则不能整列着缠绕在线圈缠绕部50上，而无法实现线圈7的整列缠绕这种状态。

如图6B所示，当加宽线圈导入槽53的槽宽时，线圈7在所述分界部分几乎不会变形。然而，在将线圈7整列缠绕在线圈缠绕部50上的步骤中，缠绕线圈7时要保证每环绕一圈都没有间隙，因此力会朝着径向外侧施加在线圈7的卷绕起始部分上，线圈7的卷绕起始部分会朝着线圈导入槽53的内侧即径向外侧变形，与图6A所示的情况相同，在线圈7的卷绕起始部分产生卷绕零乱，也就无法在线圈缠绕部50整列着缠绕，结果是无法实现线圈7的整列缠绕这种状态。

另一方面，如图5C所示，本实施方式所涉及的绝缘体5不大改变第一槽部53a的槽宽，而是让线圈7倾斜地进入并缠绕在线圈缠绕部50上，因此在图6A所示的分界部分难以发生线圈7朝着径向内侧的变形，也难以发生图6B所示的线圈7朝着径向外侧的变形。这样一来，线圈7从卷绕起始部分开始就能够整列着缠绕在线圈缠绕部50上，从而能够得到整列缠绕的线圈7。

如图5B所示，在本实施方式所涉及的绝缘体5中，第一导入槽53a与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ，另一方面，通过拐角部56d和第二部分55的第二端部55a且与轴向平行的假想平面(未图示)与第一凸缘部51的内表面51形成角度θ1(≤θ)。因此，在将线圈7缠绕在线圈缠绕部50时，在第一导入槽53a内，以与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ的方式引导线圈7，从第一导入槽53a的靠第二凸缘部52侧的开口端部朝着第二部分55引导线圈7，让线圈7与第三部分56的拐角部56d和第二部分55的第二端部55a抵接，以与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ1的方式朝着线圈缠绕部50引导线圈7。这样一来，能够阶段性地减小线圈7进入线圈缠绕部50的角度，能够以进一步沿着第一凸缘部51的内表面51a的方式缠绕线圈7。即使线圈7在缠绕时受到朝向径向外侧的力，也能够与第三部分56的平行面56c抵接而抑制线圈7的变形。这样一来，提高了线圈7的卷绕起始部分的整列性，从而能够容易得到整列缠绕的线圈7。

虽然未图示，但在朝着与图5C所示的方向相反的方向缠绕线圈7时，在第二导入槽53b内，以与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ的方式引导线圈7，再从第二导入槽53b的靠第二凸缘部52侧的开口端部朝着第一部分54引导线圈7，让线圈7与第三部分56的拐角部56e和第一部分54的第一端部54a抵接，以与第一凸缘部51的内表面51a形成角度θ2(≤θ)的方式朝着线圈缠绕部50引导线圈7。这样一来，如上所述，能够提高线圈7的卷绕起始部分的整列性，从而容易获得整列缠绕的线圈7。

这样一来，本实施方式所涉及的绝缘体5既能够应对线圈5的缠绕方向为顺时针方向的情况，也能够应对线圈5的缠绕方向为逆时针方向的情况。在图1所示的电动机1中，根据其规格，例如存在以相同的绕线缠绕U相的线圈U1、U2，并沿顺时针方向缠绕线圈U1，沿逆时针方向缠绕线圈U2的情况。根据本实施方式，在相同构造的绝缘体5上分别缠绕线圈U1、U2的情况下，也能够将两者的线圈同样地整列缠绕。如果角度θ1、θ2为相同的值，则在线圈7的缠绕方向不同的情况下，能够让卷绕起始部分朝着线圈缠绕部50的进入角度相同。这样一来，在线圈7的绕线步骤中，只需要将卷绕方向和线圈的布置位置变为反向，从而能够简化步骤。

如图4A～4D所示，绝缘纸6以与绝缘体5的第一凸缘部51和第二凸缘部52分别在轴向上部分重叠的方式覆盖绝缘体5和齿部42。本实施方式所涉及的绝缘体5形成有第一导入槽53a和第二导入槽53b，而让线圈7倾斜进入线圈缠绕部50，从而能够避开绝缘纸6而将线圈7缠绕在线圈缠绕部50上，从而能够防止绝缘纸6和线圈7在第一凸缘部51附近接触。这样一来，能够防止绝缘纸6的破损，维持线圈7与齿部42的绝缘。

通过将本实施方式所涉及的绝缘体5例如应用在图1所示的电动机1的定子4上，能够实现线圈7的整列缠绕这种状态，能够减少线圈缠绕部50中的不能缠绕线圈7的死区。这样一来，能够提高线圈7在定子槽43内的占空系数，从而能够提高电动机1的效率。

需要说明的是，第三部分56也可以不具有平行面56c。

图7A示出从轴向看到的本实施方式所涉及的另一绝缘体的主要部分的示意图，图7B示出从轴向看到的又一绝缘体的主要部分的示意图。需要说明的是，为了便于说明，在图7A、7B中，简化图示绝缘体5的构造。

如图7A所示，在第三部分56中，面56a和面56b连接，在面56a和面56b相连的部分形成有拐角部56f。从轴向看，拐角部56f位于第一凸缘部51的内表面51a的径向外侧。在该情况下，让通过拐角部56f和第二部分55的第二端部55a且与轴向平行的假想平面(未图示)与第一凸缘部51的内表面51a构成角度θ1(≤θ)，并且让通过拐角部56f和第一部分54的第一端部54a且与轴向平行的假想平面(未图示)与第一凸缘部51的内表面51a构成角度θ2(≤θ)，如上所述，能够提高线圈7的卷绕起始部分的整列性，从而容易获得整列缠绕的线圈7。通过使线圈7与拐角部56f抵接，能够抑制线圈7的卷绕起始部分朝着径向外侧的变形。

如图7B所示，在第三部分56中，可以在表面56a和表面56b之间形成曲面56g。在该情况下，线圈7与曲面56的拐角部56g1或拐角部56g2抵接，并被朝着线圈缠绕部50引导。通过预先调整曲面56g的曲率、从轴向看到的第一凸缘部51的内表面51与曲面56g的距离，能够让线圈7从第一导入槽53a的末端朝着第二部分55的与第一凸缘部51的内表面51所成的角度、或从第二导入槽53b的终端朝着第一部分54的与第一凸缘部51的内表面51所成的角度成为所期望的值。通过使线圈7与曲面56g的拐角部56g1、拐角部56g2抵接，能够抑制线圈7的卷绕起始部分朝着径向外侧的变形。在该情况下，如图7A所示，调节线圈的导入角度，以提高线圈7的卷绕起始部分的整列性，从而容易获得整列缠绕的线圈7。从轴向看，第一凸缘部51的平行面56c或拐角部56f、或曲面56g的顶端位于比第一凸缘部51的内表面51a靠径向外侧的位置，由此能够让角度θ1、θ2为角度θ以下，如上所述，能够以进一步沿着第一凸缘部51的内表面51a的方式缠绕线圈7。

(第二实施方式)

为了实现线圈7的整列缠绕，对线圈7的卷绕起始部分进行固定以抑制卷绕起始部分的变形和移动也是很重要的。

图8示出从轴向看到的本实施方式所涉及的绝缘体的主要部分的示意图，在线圈导入槽53内形成有线圈固定部57。图9示出本实施方式所涉及的另一绝缘体的第二槽部的剖视示意图，与图5C中的沿IX-IX线剖开的剖视图相对应。需要说明的是，为了便于说明，在图8和图9中，简化了绝缘体5的构造。

如图8所示，从第一导入槽53a和第二导入槽53b的侧面向槽内部突出的突起57a形成为线圈固定部57。突起57a向周向突出的长度能够由第一导入槽53a和第二导入槽53b的槽宽和线圈7的线径决定，并能够调整为不会使线圈7过度变形的程度。通过形成这样的突起57a，线圈7在第一导入槽53a或第二导入槽53b的内部被固定，从而能够抑制线圈7的卷绕起始部分的变形或移动。这样一来，提高了线圈7的卷绕起始部分的整列性，从而容易得到整列缠绕的线圈7。特别是如果在第一导入槽53a中的从绝缘体5的外部引导线圈7的入口部53a1形成突起57a的话，线圈7会沿径向折弯，这样力就会集中在突起57a与线圈7的抵接部分，能够更可靠地将线圈7的卷绕起始部分固定在绝缘体5上。对于线圈7的出口也是同样的，如果在第二导入槽53b的出口部53b1形成突起57a的话，能够更可靠地将线圈7的卷绕结束部分固定在绝缘体5上。在该情况下，第一导入槽53a的入口部53a1为线圈7的入口部，第二导入槽53b的出口部53b1为线圈7的出口部。需要说明的是，突起37a只要在第一导入槽53a和第二导入槽53b的侧面分别形成一处以上即可。如果在第一导入槽53a和第二导入槽53b中的两侧面形成突起57a，或在第一导入槽53a和第二导入槽53b的多个部位形成突起57a，则能够更可靠地将线圈7的卷绕起始部分固定在绝缘体5上。根据线圈7的缠绕方向，第二导入槽53b的出口部53b1成为线圈7的入口部，第一导入槽53a的入口部53a1成为线圈7的出口部，通过在入口部53a或出口部53b1的至少一者形成突起57a，能够将线圈7的卷绕起始部分或卷绕结束部分可靠地固定在绝缘体5上。

如图9所示，也能够通过将第一导入槽53a和第二导入槽53b形成为宽度朝着底部越来越窄的锥形形状的槽57b，来构成线圈固定部57。通过采用这样的构造，即使在线圈7的线径变化了的情况下，也能够不改变第一导入槽53a和第二导入槽53b的形状，将线圈7的卷绕起始部分或卷绕结束部分固定在绝缘体5上。能够使第一槽部53a的整个区域形成为锥形形状，但是也可以仅使一部分形成为锥形形状。在形成突起57a的情况下，或在线圈7的线径与第一导入槽53a和第二导入槽53b的槽宽大致相等的情况下，也可以不将第一导入槽53a和第二导入槽53b形成为锥形形状。

使第一导入槽53和第二导入槽53b的入口部或出口部53a1、出口部53b1分别形成为锥形形状，则如上所述，能够将线圈7的卷绕起始部分或卷绕结束部分可靠地固定在绝缘体5上。

在第一导入槽53a和第二导入槽53b中用于开始卷绕线圈7的导入槽以外的剩余导入槽构成有线圈固定部57的情况下，通过使线圈7的卷绕结束部分通过该剩余的导入槽，能够防止线圈7的卷绕结束部分松弛，能够将其可靠地固定在绝缘体5上，从而容易得到整列缠绕的线圈7。

线圈固定部57只要形成在第一导入槽53a和第二导入槽53b中的至少一者即可。通过分别在第一导入槽53a的入口部或出口部53a1和第二导入槽53b的入口部或出口部53b1的至少一处形成线圈固定部57，能够将线圈7的卷绕起始部分或卷绕结束部分可靠地固定在绝缘体5上。

需要说明的是，在第一、第二实施方式中，已经说明了从轴向看，第一凸缘部51的平行面56c或拐角部56位于比第一凸缘部51的内表面51a靠径向外侧的位置的例子，但也可以使其位于与内表面51a相同的位置。在该情况下，线圈7以角度θ进入并缠绕在线圈缠绕部50上。从轴向看，曲面56g的顶端也可以和第一凸缘部51的内表面51a同样的位置。

在第一、第二实施方式中，已经说明了线圈7从第一凸缘部51开始卷绕的例子，该第一凸缘部51位于作为齿部42的基端侧的铁心扇形体41侧，但是本发明不限于此，线圈7也可以从位于齿部42的径向内端侧的第二凸缘部52开始卷绕。在该情况下，线圈导入槽53形成在第二凸缘部52。说明了线圈7由截面为圆形的绕线构成的例子，但并不特别限定于此，例如，也可以由截面为四边形的绕线构成线圈7。对于线圈7的缠绕方法没有特别限定，能够使用一般的线喷绕线方法或翼锭绕线方法等。

虽然示出了绝缘体5是所谓的分割型绝缘体且分别从齿部42的轴向上下方向进行安装的例子，但并不特别限定于此，绝缘体5也可以是线圈缠绕部50为筒状且覆盖齿部42的整个外周面的一体构造。例如，在定子4是从后侧将齿部42安装在铁心扇形体41的构造的情况下，也可以使用该一体构造的绝缘体5。分别从上下安装在一个齿部的绝缘体5、5也可以不是相同的形状。针对位于开始卷绕线圈7的一侧的绝缘体5而言，线圈导入槽53的形状只要是第一、第二实施方式所示的形状即可。需要说明的是，通过使用相同形状的绝缘体作为分别从上下安装在一个齿部的绝缘体5、5，能够减少绝缘体5的种类，从而能够降低制造成本等。

需要说明的是，线圈缠绕部50的外周面50a、50b也可以分别大致平行于齿部42的轴向上侧面而设。第一凸缘部分51的内表面51a也可以形成为以与齿部42的轴向上侧面或轴向下侧面正交的面作为基准面朝着径向外侧倾斜。

第一、第二实施方式中的绝缘体5，对线圈7只卷绕一层的情况当然也适用。

在上述第一、第二实施方式中，对本发明的绝缘体5安装在铁心扇形体41的齿部42上，并将线圈7缠绕在线圈缠绕部50上来构成定子扇形体40a的方式进行了说明，但也可以采用将本发明的绝缘体5分别安装在圆环状的定子铁心的齿部上，并将线圈7缠绕在线圈缠绕部50的方式。需要说明的是，这里所说的圆环状的定子铁心是指将冲裁电磁钢板而形成的圆环状的板体层叠而构成的。该圆环状的定子铁心具有多个齿部。

在上述第一、第二实施方式中，说明了每个铁心扇形体41具有一个齿部的方式，但也可以采用每个铁心扇形体41具有多个齿部的方式。

上述第一实施方式说明的是电动机1是用于内转子型电动机的情况。

如图3所示，在齿部42的径向内端(径向内侧的端部)具有两个凹状的槽。该凹状的槽在美国专利第6104117号说明书、日本发明专利公开公报特开平10-42531号等中也被称为辅助槽(supplemental grooves)。该辅助槽的效果是抑制电动机1的转子3的旋转过程中的齿槽转矩和转矩波动，有助于实现电动机的低振动化、低噪音化等。

本实施方式的绕线也被称为绕线用电线，是市场销售的绕线。绕线或绕线用电线的导体部中有含有不可避免的杂质的铜或铝。在这里，不可避免的杂质是指在制造过程中不可避免地混入到铜、铝中的微量杂质元素。在铜的情况下，不可避免杂质是砷(As)、铋(Bi)、锑(Sb)、铅(Pb)、铁(Fe)、硫(S)、氧等。在铝的情况下，不可避免的杂质是硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)、钒(V)、锆(Zr)、铁(Fe)、铜(Cu)等。绕线的导体部被由绝缘性树脂形成的绝缘层覆盖。绝缘性树脂例如能够根据电动机1的规格适当地选择聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚酯酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚乙内酰脲、聚氨酯、聚缩醛、环氧树脂等。绕线的剖面形状除了本实施方式中的圆形以外，还为大致正方形、大致长方形等多种形状。

在本实施方式中的磁铁31的材料成分中含有钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素中的至少一种、铁(Fe)以及硼(B)，或在本实施方式中的磁铁31的材料成分中含有钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素中的至少一种、铁(Fe)和钴(Co)以及硼(B)。具体而言，磁铁31是稀土类烧结磁铁，也就是所谓的钕烧结磁铁等。在该稀土类烧结磁铁的表层具有用于防锈的防锈膜(防锈层)。

－产业实用性－

本发明所涉及的绝缘体，能够应对不同线径的线圈的线径从而实现整列缠绕线圈，因此当将本发明所涉及的绝缘体应用到要求高效率的电动机等时，是很有用的。

－符号说明－

1 电动机

2 轴

3 转子

4 定子

5 绝缘体

6 绝缘纸

7 线圈

31 磁铁

40 定子铁心

40a 定子扇形体

41 铁心扇形体

41c 轭部

42 齿部

43 定子槽

50 线圈缠绕部

51 第一凸缘部

51a 第一凸缘部51的内表面

52 第二凸缘部

53 线圈导入槽

53a 第一导入槽

53a1 第一导入槽53a的入口部(出口部)

53b 第二导入槽

53b1 第二导入槽53b的出口部(入口部)

54 第一部分

54a 第一端部

55 第二部分

55a 第二端部

56 第三部分

56a～56c 第三部分56的侧面

56d～56f 拐角部

56g 第三部分56的侧面(曲面)

57 线圈固定部

57a 突起

57b 槽

U1～W4 线圈

Claims (14)

1.一种绝缘体，包括：线圈缠绕部、第一凸缘部以及第二凸缘部，所述线圈缠绕部覆盖从铁心扇形体突出的齿部的轴向端面和至少周向两侧面的一部分，供线圈缠绕，所述第一凸缘部接着该线圈缠绕部的齿部基端侧或齿部径向内端侧中的一侧而设且具有线圈导入槽，该线圈导入槽朝着所述线圈缠绕部引导所述线圈，所述第二凸缘部接着所述线圈缠绕部的所述齿部基端侧或所述齿部径向内端侧中的另一侧而设，该绝缘体的特征在于：

所述线圈导入槽具有第一导入槽和第二导入槽，该第一导入槽和第二导入槽以径向为基准彼此面对称且以与所述第一凸缘部的内表面所成的角度θ为锐角的方式延伸，该内表面为所述第一凸缘部的与所述第二凸缘部相对的面。

2.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

所述第一凸缘部在除了所述第一导入槽和所述第二导入槽之外的部分具有：位于所述第一导入槽和所述线圈缠绕部之间的第一部分、位于所述第二导入槽和所述线圈缠绕部之间的第二部分、和位于所述第一导入槽和所述第二导入槽之间的第三部分。

3.根据权利要求2所述的绝缘体，其特征在于：

所述第三部分在所述第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部具有拐角部，

通过所述拐角部和第二端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ1为锐角且为所述角度θ以下，所述第二端部为所述第二部分中第二导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部。

4.根据权利要求2所述的绝缘体，其特征在于：

所述第三部分在所述第二导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部具有拐角部，

通过所述拐角部和第一端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ2为锐角且为所述角度θ以下，所述第一端部为所述第一部分中第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部。

5.根据权利要求2所述的绝缘体，其特征在于：

所述第三部分在所述第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部和所述第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部相连的位置具有拐角部，

通过所述拐角部和第二端部且与轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ1为锐角且为所述角度θ以下，所述第二端部为所述第二部分中第二导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部；与通过所述拐角部和第一端部的轴向平行的平面与所述第一凸缘部的所述内表面所成的角度θ2为锐角且为所述角度θ以下，所述第一端部为所述第一部分中第一导入槽的靠第二凸缘部侧的开口端部。

6.根据权利要求3到5中任一项权利要求所述的绝缘体，其特征在于：

以所述第一凸缘部的所述内表面为基准，所述拐角部位于所述线圈缠绕部相反的一侧。

7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的绝缘体，其特征在于：

在所述第一导入槽和所述第二导入槽的至少一者形成有固定所述线圈的卷绕起始部分或卷绕结束部分的线圈固定部。

8.根据权利要求7所述的绝缘体，其特征在于：

所述线圈固定部由从所述第一导入槽和所述第二导入槽的侧面突出的突起构成，

该突起在所述第一导入槽和所述第二导入槽的至少一者形成有一个以上。

9.根据权利要求7所述的绝缘体，其特征在于：

所述第一导入槽和所述第二导入槽的至少一者形成为宽度朝着底部越来越窄的槽，由该槽构成所述线圈固定部。

10.根据权利要求7到9中任一项权利要求所述的绝缘体，其特征在于：

所述线圈固定部形成在所述第一导入槽的入口部和所述第二导入槽的出口部的至少一者上。

11.一种定子，其特征在于：包括多个定子扇形体，各个定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿部的各个轴向端面具有权利要求1到10中任一项权利要求所述的绝缘体，在所述绝缘体的所述线圈缠绕部缠绕安装有由绕线构成的线圈；

该定子构成为：将多个所述各个定子扇形体连接成圆环状，所述齿部朝着圆环的径向内侧突出。

12.根据权利要求11所述的定子，其特征在于：

所述绕线整列缠绕在所述线圈缠绕部上而构成所述线圈。

13.根据权利要求11或12所述的定子，其特征在于：

周向相邻的所述齿部之间的间隙构成为收纳所述线圈的定子槽，

绝缘纸具有将所述铁心扇形体与所述线圈绝缘以及将所述齿部与所述线圈绝缘的功能，所述绝缘纸在所述定子槽内覆盖所述齿部的侧面，且分别与所述绝缘体的所述第一凸缘部和所述第二凸缘部在轴向上部分重叠。

14.一种电动机，其特征在于：至少包括定子和转子，该定子为权利要求11到13中任一项权利要求所述的定子，该转子包括旋转轴，该转子设置在该定子的径向内侧且与所述定子之间留有规定的间隔。

Images