CN111602323A - 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

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)设在线圈缠绕部(50)的靠铁心扇形体(41)一侧，且具有将线圈(7)引导至线圈缠绕部(50)的线圈导入槽(53)，第二凸缘部(52)设在线圈缠绕部(50)的靠齿(tooth)(42)径向内端一侧。在线圈缠绕部(50)的表面与第二凸缘部(52)的内表面(52a)之间的角部，形成有从线圈缠绕部(50)的表面起的高度为H的突起部(54)。设线圈(7)的线径的一半值为r时，高度H在0.9r(1+tan30°)＜H＜1.1r(1+tan30°)的范围内。

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多个齿(teeth)上的状态即所谓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(teeth)上并用于将线圈与多个齿(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：美国专利第6356001号说明书

专利文献4：国际公开第2011/118357号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

在专利文献1、2公开的现有构成中，能够在径向上调节线圈的缠绕状态。

然而，为了使多层缠绕的线圈为整列缠绕，需要使同一层内的线圈的绕线的位置匹配，也就是说，需要使轴向的线圈的高度匹配。尤其是在线圈的第二层中，如果该高度差异很大，线圈可能产生卷绕零乱，而无法实现整列缠绕。

本发明正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：提供一种绝缘体，其能够让线圈多层缠绕且整列缠绕。

－用以解决技术问题的技术方案－

为了达到上述目的，在本发明所涉及的绝缘体中，在线圈缠绕部的表面与凸缘部的内表面之间的角部，设置突起部，并规定了其从线圈缠绕部的表面起的高度。

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的轴向端面和至少周向两侧面的一部分，供由绕线构成的线圈缠绕，所述第一凸缘部接着该线圈缠绕部的靠齿基端一侧和靠齿径向内端一侧中的一者而设，且具有将所述线圈引导至所述线圈缠绕部的线圈导入槽，所述第二凸缘部接着所述线圈缠绕部的靠所述齿基端一侧和靠所述齿径向内端一侧中的另一者而设，所述绝缘体的特征在于：在所述线圈缠绕部的表面与所述第一凸缘部的内表面之间的角部、或在所述线圈缠绕部的表面与所述第二凸缘部的内表面之间的角部，设有从所述线圈缠绕部的表面起的高度为H的突起部，设所述线圈的线径的一半值为r时，所述高度H在0.9r(1+tan30°)＜H＜1.1r(1+tan30°)的范围内。

根据该构成方式，在线圈的第二层中，能够使各周的绕线位于从线圈缠绕部的表面起高度相同的位置处。这样一来，能够抑制线圈的第二层的轴向上的卷绕零乱，从而能够让多层缠绕的线圈整列缠绕，尤其是让三层以上的线圈整列缠绕。

优选地，所述高度H满足H＝r(1+tan30°)的关系。

根据该构成方式，能够可靠地让多层缠绕的线圈整列。

优选地，所述突起部的径向的宽度与所述线圈的线径的一半值r相同。

根据该构成方式，能够可靠地让线圈的第二层中的第一周绕线与第一或第二凸缘部的内表面抵接，从而能够将该第一周绕线的位置固定。这样一来，能够可靠地让多层缠绕的线圈整列。

所述突起部的顶端面和侧面中的至少一者可以是平面，也可以是弯曲面。优选地，当所述突起部的顶端面和侧面中的至少一者是所述弯曲面时，所述弯曲面的曲率半径R比所述线圈的线径的一半值r长。

根据该构成方式，能够用突起部的顶端面可靠地支承线圈的第二层中的第一周绕线的重心，从而能够将该第一周绕线稳定地布置在顶端面上。

也可以是：所述突起部的径向的宽度在轴向上发生变化，所述突起部的顶端面的径向的宽度在所述线圈的线径的一半值r以上。

根据该构成方式，能够用突起部的顶端面可靠地支承线圈的第二层中的第一周绕线的重心，从而能够将该第一周绕线稳定地布置在顶端面上。

本发明所涉及的定子的特征在于：包括多个定子扇形体，多个所述定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿的各轴向端面上具有所述绝缘体，且多个该定子扇形体是在所述绝缘体的所述线圈缠绕部上缠绕安装所述线圈而构成的，所述定子采用将多个所述定子扇形体连接成圆环形状且所述齿向圆环的径向内侧突出的构成。

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，所述线圈多层缠绕且整列缠绕在所述线圈缠绕部上。

优选地，在周向上相邻的所述齿之间的间隙构成为收纳所述线圈的定子槽，在所述定子槽内，使所述铁心扇形体与所述线圈以及所述齿与所述线圈绝缘的绝缘纸布置为覆盖所述齿的侧面，且在轴向上分别与所述绝缘体的所述第一凸缘部及所述第二凸缘部部分重叠。

根据该构成方式，能够可靠地使在定子的周向上相邻的齿之间电气绝缘。

本发明的电动机的特征在于：至少包括所述定子和转子，所述转子包括旋转轴，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－

正如以上说明的那样，根据本发明，能够以简便的构成实现整列缠绕线圈。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的电动机的俯视图。

图2是图1所示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所示的用虚线圈出的部分的立体图。

图4B是从径向观察到的图4A所示的构造的侧视图。

图4C是从周向观察到的图4A所示的构造的侧视图。

图5A是第一实施方式所涉及的绝缘体的主要部分的剖面示意图，在该绝缘体上缠绕有线圈。

图5B是图5A中用虚线圈出的部分的放大图。

图6是用于比较的绝缘体的主要部分的放大剖视图，在该绝缘体上缠绕有线圈。

图7A是变形例所涉及的绝缘体的主要部分的放大剖视图，在该绝缘体上缠绕有线圈。

图7B是变形例所涉及的另一绝缘体的主要部分的放大剖视图，在该绝缘体上缠绕有线圈。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下优选实施方式的说明仅为本质上的示例，完全没有限制本发明、其应用对象或其用途的意图。

(第一实施方式)

[电动机和定子的构成]

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示出定子的简略示意图，示出从轴2的轴向观察到的定子4的图。需要说明的是，为了便于说明，在图1和图3中，省略部分构成部件及其功能的图示和说明。例如，框架、母线等未图示。在图3中，绝缘体5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。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，区分使用多个齿(teeth：tooth的复数形式)或齿(tooth)这些用语。向圆环状的定子铁心40的中心方向突出的多个齿部记为多个齿(teeth：tooth的复数形式)42。定子铁心40的多个齿部中的一个齿部记为齿42。同样，后述的铁心扇形体41上的多个齿部记为多个齿42。铁心扇形体41上的多个齿部中的一个齿部记为齿42。所述专利文献3、专利文献4等是在记载中区分使用多个齿和齿这些词语的公知文献。

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包括轴2和磁铁31，该磁铁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(参照图4A～图4C)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和从铁心扇形体41各自的内周朝着径向内侧突出的齿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 segment sheet)，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说明的话，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。通过将在周向上相邻的铁心扇形体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42。在周向上相邻的齿42之间的各个间隔构成定子槽43。

定子4具有12个线圈U1～W4，这些线圈隔着绝缘体5和绝缘纸6(参照图4A～4C)安装在各个齿42上，从轴向看，布置在各个定子槽43内。需要说明的是，线圈U1～W4由剖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缠绕在绝缘体5上，且缠绕有多层，未图示。需要说明的是，多层缠绕是指线圈7多层缠绕在绝缘体5上的状态。“圆形”包括绕线的加工公差和缠绕在齿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相这三相通过星形接线法连接。相互具有电角度120°的相位差的U相、V相、W相这三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能适用。

[定子扇形体的主要部分的构成]

图4A～4C分别示出由图1的虚线圈出的部分的立体图、从径向和周向观察到的侧视图。需要说明的是，为了便于说明，在图4A～4C中，省略线圈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～4C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42上；在铁心扇形体41与绝缘体5之间以及齿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5A)缠绕安装的线圈缠绕部50、形成在线圈缠绕部50的一端的第一凸缘部51、以及形成在线圈缠绕部50的另一端的第二凸缘部52。在本实施方式中，第一凸缘部51安装在靠铁心扇形体41一侧，第二凸缘部52安装在位于定子4的径向内侧的齿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，卷绕起始部分与第一凸缘部51上的与第二凸缘部52相对的内表面51a(以下，称为第一凸缘部51的内表面51a)接触而被引导至线圈缠绕部50。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42的轴向两端面的外周面50a、50b均为从第一凸缘部51朝向第二凸缘部52单调倾斜且从齿42的轴向上侧面或轴向下侧面起的高度逐渐变高的斜面。这样一来，容易让线圈7整列缠绕到线圈缠绕部50上。线圈缠绕部50的外周面中覆盖齿42的周向两端面的表面50c、50d分别形成为与齿42的轴向上端面正交。需要说明的是，在之后的说明中，有时将所述外周面50a～50d称为线圈缠绕部50的表面。此外，“正交”是指包括绝缘体5的加工公差、齿42的加工公差以及将绝缘体5安装到齿42上时的组装公差在内的“正交”，“平行”是指包括绝缘体5的加工公差和将绝缘体5安装到齿42上时的组装公差在内的“平行”，在之后的说明中也一样。

第一凸缘部51的内表面51a是与正交于齿42的轴向上端面或轴向下端面的面平行而设的面，第二凸缘部52上与第一凸缘部51相对的内表面52a(以下，称为第二凸缘部52的内表面52a)也同样是与正交于齿42的轴向上端面或轴向下端面的面平行而设的面。

在绝缘体5上且线圈缠绕部50的表面与第二槽部52的内表面52a之间的角部，设有突起部54。突起部54与绝缘体5形成为一体。需要说明的是，突起部54的构造在后文详述。

绝缘体5和绝缘纸6都具有使铁心扇形体41与线圈7以及齿42与线圈7电气绝缘的功能。绝缘体5还具有稳定维持后述的线圈7的整列缠绕的功能。

绝缘纸6例如浸渍有绝缘性的油，且设为覆盖齿42的周向两侧面或设为在轴向上分别与绝缘体5的第一凸缘部51及第二凸缘部52部分重叠。组装电动机1时，绝缘纸6设为分别弯折而覆盖定子槽43内，未图示。这样一来，既能够使铁心扇形体41与线圈7以及齿42与线圈7电气绝缘，又能够使在周向上相邻的铁心扇形体41之间以及齿42之间电气绝缘。

[绝缘体的主要部分的构成]

图5A示出本实施方式所涉及的绝缘体的主要部分的剖面示意图，在该绝缘体上缠绕有线圈。图5B示出图5A中用虚线圈出的部分的放大图。图6示出用于比较的绝缘体的主要部分的放大剖视图，在该绝缘体上缠绕有线圈。需要说明的是，图5A、图5B所示的绝缘体5与图4A～4C所示的相同，为了便于说明，将绝缘体5的构造简化后图示出来。在图5A中，线圈导入槽53和线圈7中通过线圈导入槽53向外部延伸的部分省略图示。

如图5A、图5B所示，在线圈缠绕部50的表面与第二凸缘部52的内表面52a之间的角部，设有突起部54。也就是说，突起部54沿第二凸缘部52的根部在线圈缠绕部50的各外周面50a～50d上延伸而设。此外，突起部54构成为：径向的宽度W满足式(1)的关系，而且，突起部54的轴向的高度H，也就是从线圈缠绕部50的表面起的高度满足式(2)的关系。

W＝r(r是线圈7的线径的一半值)……(1)

H＝r(1+tan30°)……(2)

一般而言，构成线圈7的绕线是在由铜等制成的电线的表面形成绝缘覆膜而构成的。因此，提到线圈7的线径时，是指将绝缘覆膜的厚度也包括在内的线径。其结果是，线圈7的线径是电线的线径加上绝缘膜的厚度的2倍而得到的值，一半值r是其一半的值。

通过使突起部54的形状满足所述式(1)、式(2)的关系，将绕线71L和绕线721布置为：线圈7的第二层的第一周的绕线721从斜上方与线圈7的第一层的最后一周的绕线71L抵接，另一方面，绕线721与第二凸缘部的内表面抵接而缠绕到线圈缠绕部50上，并以线圈缠绕部50的外周面50a为基准面，在轴向的剖视图中，连结绕线71L的中心与绕线721的中心的假想轮廓线与该基准面成60°夹角。将突起部54与绕线71L、721的布置关系规定为：连结绕线721与71L的中心的线与从外周面50a垂直延伸布置的突起部54的侧面54c成30°夹角。

通过使突起部54与绕线71L、721为上述布置关系，绕线721的中心与线圈7的第二层的第二周的绕线722的中心就位于从所述基准面(外周面50a)起高度相同的位置处。绕线721与绕线722在径向上抵接布置。

[效果等]

正如以上说明的那样，本实施方式所涉及的绝缘体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覆盖从铁心扇形体41突出的齿42的轴向端面和至少周向两侧面的一部分，供由绕线构成的线圈7缠绕，第一凸缘部51接着线圈缠绕部50的靠齿42基端一侧而设，且具有将线圈7引导至线圈缠绕部50的线圈导入槽53，第二凸缘部52接着线圈缠绕部50的靠齿42径向内端一侧而设。

在绝缘体5上且线圈缠绕部50的表面与第二凸缘部52的内表面52a之间的角部，设有突起部54，突起部54具有规定的径向的宽度W和轴向的高度H。还规定：设线圈7的线径的一半值为r时，径向的宽度W和轴向的高度H满足上述式(1)、式(2)的关系。另一方面，如图6所示，当突起部54不满足所述式(2)的关系时，在线圈7的第二层中，第一周的绕线721与第二周的绕线722会在轴向上产生台阶部。如果存在这样的台阶部，则例如在缠绕线圈7的第三层时可能产生卷绕零乱，而无法让线圈7整列缠绕到线圈缠绕部50上。

由于本实施方式的绝缘体5包括上述构成，所以将线圈7缠绕到线圈缠绕部50上时，在线圈7的第二层中，能够使各周的绕线位于从线圈缠绕部50的表面起高度相同的位置处。这样一来，能够抑制线圈7的第二层的轴向上的卷绕零乱从而能够让多层缠绕的线圈7整列缠绕，尤其是让三层以上的线圈7整列缠绕。此外，通过将本实施方式所涉及的绝缘体5例如应用到图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，从而能够减小线圈缠绕部50上未被线圈7缠绕的死角空间。这样一来，能够提高线圈7在定子槽43中的占空系数，从而能够提高电动机1的效率。

通过使突起部54的径向的宽度W为与线圈7的线径的一半值r相同的值，能够使线圈7的第二层中的第一周绕线721与第二凸缘部52的内表面52a抵接而固定其位置。这样一来，能够让多层缠绕的线圈7可靠地整列缠绕，尤其是让三层以上的线圈7可靠地整列缠绕。

需要说明的是，比较图5B所示的构成和图6所示的构成可明显看出，在线圈7的第二层中，为了使各周的绕线位于从线圈缠绕部50的表面起高度相同的位置处，式(1)的关系并非必须成立。式(2)的关系是在将突起部54的加工公差和线圈7的加工公差也包括在内的情况下成立的。也就是说，在式(2)中，右边和左边也可以不是完全相同的值。例如，如式(3)所示，高度H在规定的范围内即可。

0.9r(1+tan30°)＜H＜1.1r(1+tan30°)……(3)

由式(3)可明显看出，高度H的范围取决于线圈7的线径。然而，如前所述，线圈7的线径也包括绝缘覆膜的厚度。构成线圈7的电线的铜等金属材料难以发生塑性变形，但绝缘覆膜由尼龙、丙烯酸等构成，因此施加压力等后其厚度会变化。其结果是，绝缘覆膜的厚度因线圈7的绕线作业中施加的力和将线圈7层叠来进行多层缠绕时的压力等而变化，线圈7的线径随之变化。因为绝缘覆膜的厚度是线圈7的线径的约10％左右，所以在考虑到其变形量的情况下设定式(3)所示的线圈7的线径的一半值r的容许范围。

通过将高度H设在式(4)所示的范围内，能够更可靠地在线圈7的第二层中，使各周的绕线位于相同高度。

0.95r(1+tan30°)＜H＜1.05r(1+tan30°)……(4)

需要说明的是，式(3)、式(4)的关系能够根据线圈7的线径和绝缘覆膜的厚度、层数等进行修正。

＜变形例＞

图7A示出本变形例所涉及的绝缘体的主要部分的放大剖视图，在该绝缘体上缠绕有线圈。图7B示出另一绝缘体的主要部分的放大剖视图，在该绝缘体上缠绕有线圈。

如图7A所示，突起部54的顶端面54b也可以是朝向下方弯曲的弯曲面。在该情况下，通过将突起部54支承绕线721的部位的轴向的高度设为所述高度H，在线圈7的第二层中，能够使各周的绕线位于从线圈缠绕部50的表面起高度相同的位置处，从而能够让多层缠绕的线圈7整列缠绕，尤其是让三层以上的线圈7整列缠绕。需要说明的是，通过使顶端面54b的曲率半径R1比线圈7的线径的一半值r大，对绕线721的比该绕线721的中心靠径向外侧的部分进行支承，也就是对绕线721的远离第二凸缘部52的一侧进行支承，从而能够用突起部54的顶端面54b可靠地支承绕线721的重心。这样一来，能够将绕线721稳定地布置在突起部54的顶端面54b。

如图7B所示，突起部54的侧面54c也可以是朝向径向内侧弯曲的弯曲面。在该情况下，通过将突起部54支承绕线721的部位的轴向的高度设为所述高度H，在线圈7的第二层中，能够使各周的绕线位于从线圈缠绕部50的表面起高度相同的位置处，从而能够让多层缠绕的线圈7整列缠绕，尤其是让三层以上的线圈7整列缠绕。需要说明的是，通过使侧面54c的曲率半径R2比线圈7的线径的一半值r大，能够使绕线71L与侧面54c抵接，从而能够对绕线71L进行定位。通过使突起部54的顶端面54b的径向的宽度A为线圈7的线径的一半值r以上，与图7A所示的一样，能够对绕线721的远离第二凸缘部52的一侧进行支承，从而能够将绕线721稳定地布置在突起部54的顶端面54b。在该情况下，通过使突起部54的底部的径向的宽度B在顶端面54b的径向的宽度A以下，能够防止突起部54在径向上过多地扩展，从而能够抑制线圈缠绕部50上线圈7的缠绕区域减少。

由上述说明可明显看出，突起部54的形状，尤其是径向的宽度W和轴向的高度H也可以在规定的范围内变动。轴向的高度H的变动范围如式(3)、式(4)所示。关于径向的宽度W，优选将最小值设为考虑到突起部54的加工公差和线圈7的加工公差的值，将最大值设为小于线圈7的线径。当所使用的电动机主要使用的线圈7的线径为0.3mm～2.3mm时，上述宽度W容许在0.15mm～1.15mm的范围内。

需要说明的是，在包括变形例的实施方式中，在线圈缠绕部50的表面与第二凸缘部52的内表面52a之间的角部设置了突起部54，但也可以在线圈缠绕部50的表面与第一凸缘部51的内表面51a之间的角部设置突起部54。

(其他实施方式)

需要说明的是，在包括变形例的上述实施方式中，说明了从位于靠齿42的基端一侧即靠铁心扇形体41一侧的第一凸缘部51开始卷绕线圈7之例，但不限于此，也可以从位于靠齿42的径向内端一侧的第二凸缘部52开始卷绕。在该情况下，线圈导入槽53设在第二凸缘部52上。此外，说明了线圈7由剖面为圆形的绕线构成之例，但不限于此，例如，线圈7也可以由剖面为四边形的绕线构成。线圈7的缠绕方法也没有特别限定，能够采用一般的喷嘴绕线法、飞轮绕线法等。

此外，示出了绝缘体5是所谓的分体式绝缘体且从齿42的轴向上、下方向分别安装于其上之例，但不限于此，也可以是：线圈缠绕部50为筒形状，且为覆盖齿42的整个外周面的一体构造。例如，当定子4的构造为将齿42后来安装到铁心扇形体41上的构造时，也可以采用该一体构造的绝缘体5。此外，从上、下方向安装到一个齿上的绝缘体5也可以形状不同。需要说明的是，通过采用形状相同的绝缘体5作为从上、下方向安装到一个齿上的绝缘体5，能够减少绝缘体5的种类，从而降低制造成本等。

需要说明的是，线圈缠绕部50的外周面50a、50b也可以分别设为与齿42的轴向上端面大致平行。此外，也可以使第一凸缘部51的内表面51a以与齿42的轴向上端面或轴向下端面正交的面为基准面向径向外侧倾斜而设。

当线圈7为单层缠绕或多层缠绕时，也可以应用本实施方式的绝缘体5。

在上述实施方式中，说明了将绝缘体5安装到铁心扇形体41的齿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安装在圆环状的定子铁心40的各个齿42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。此外，该圆环状的定子铁心具有多个齿部(所谓的多个齿(teeth))。

在上述实施方式中，说明了每个铁心扇形体41具有一个齿部(所谓的齿(tooth))的方式，但也可以采用每个铁心扇形体41具有多个齿部(所谓的多个齿(teeth))的方式。

上述实施方式的电动机1说明了用于内转子式电动机的情况，但显然也可以将本实施方式的绝缘体5应用于其他种类的电动机。

如图3所示，在齿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。

上述实施方式的绕线也被称为绕线用电线，是市售产品。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的圆形以外，还有近似正方形、近似长方形等各种形状。

上述实施方式的磁铁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因为能够以简便的构成实现整列缠绕且多层缠绕线圈，所以在应用于需要具有高效率的电动机等时很有用。

－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(tooth)

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

54 突起部

54a、54b 突起部54的顶端面

54c 突起部54的侧面

71L 线圈7的第一层的最后一周绕线

721 线圈7的第二层的第一周绕线

722 线圈7的第二层的第二周绕线

H 突起部54的轴向的高度

r 线圈7的线径的一半值

R1 顶端面54b的曲率半径

R2 侧面54c的曲率半径

W 突起部54的径向的宽度

U1～W4 线圈

Claims (11)

1.一种绝缘体，其包括线圈缠绕部、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的轴向端面和至少周向两侧面的一部分，供由绕线构成的线圈缠绕，所述第一凸缘部接着该线圈缠绕部的靠齿基端一侧和靠齿径向内端一侧中的一者而设，且具有将所述线圈引导至所述线圈缠绕部的线圈导入槽，所述第二凸缘部接着所述线圈缠绕部的靠所述齿基端一侧和靠所述齿径向内端一侧中的另一者而设，所述绝缘体的特征在于：

在所述线圈缠绕部的表面与所述第一凸缘部的内表面之间的角部、或在所述线圈缠绕部的表面与所述第二凸缘部的内表面之间的角部，设有从所述线圈缠绕部的表面起的高度为H的突起部，

设所述线圈的线径的一半值为r时，所述高度H在

0.9r(1+tan30°)＜H＜1.1r(1+tan30°)的范围内。

2.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

所述高度H满足H＝r(1+tan30°)的关系。

3.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

所述突起部的径向的宽度与所述线圈的线径的一半值相同。

4.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

所述突起部的顶端面和侧面中的至少一者是平面。

5.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

所述突起部的顶端面和侧面中的至少一者是弯曲面。

6.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

包括所述突起部的顶端面和侧面中的至少一者是弯曲面的构成，

所述弯曲面的曲率半径比所述线圈的线径的一半值长。

7.根据权利要求1所述的绝缘体，其特征在于：

包括所述突起部的顶端面和侧面中的至少一者是弯曲面的构成，

所述弯曲面的曲率半径比所述线圈的线径的一半值长，

所述突起部的径向的宽度在轴向上发生变化，所述突起部的顶端面的径向的宽度在所述线圈的线径的一半值以上。

8.一种定子，其特征在于：

包括多个定子扇形体，多个所述定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿的各轴向端面上具有权利要求1所述的绝缘体，且多个该定子扇形体是在所述绝缘体的所述线圈缠绕部上缠绕安装所述线圈而构成的，

所述定子采用将多个所述定子扇形体连接成圆环形状且所述齿向圆环的径向内侧突出的构成。

9.一种定子，其特征在于：

包括多个定子扇形体，多个所述定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿的各轴向端面上具有权利要求1所述的绝缘体，且多个该定子扇形体是在所述绝缘体的所述线圈缠绕部上缠绕安装所述线圈而构成的，

所述定子包括将多个所述定子扇形体连接成圆环形状且所述齿向圆环的径向内侧突出的构成，

所述线圈多层缠绕且整列缠绕在所述线圈缠绕部上。

10.一种定子，其特征在于：

包括多个定子扇形体，多个所述定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿的各轴向端面上具有权利要求1所述的绝缘体，且多个该定子扇形体是在所述绝缘体的所述线圈缠绕部上缠绕安装所述线圈而构成的，

所述定子包括将多个所述定子扇形体连接成圆环形状且所述齿向圆环的径向内侧突出的构成，

在周向上相邻的所述齿之间的间隙构成为收纳所述线圈的定子槽，

在所述定子槽内，使所述铁心扇形体与所述线圈以及所述齿与所述线圈绝缘的绝缘纸布置为覆盖所述齿的侧面，且在轴向上分别与所述绝缘体的所述第一凸缘部及所述第二凸缘部部分重叠。

11.一种电动机，其特征在于：

至少包括定子和转子，所述定子包括多个定子扇形体，多个所述定子扇形体在所述铁心扇形体的所述齿的各轴向端面上具有权利要求1所述的绝缘体，且多个该定子扇形体是在所述绝缘体的所述线圈缠绕部上缠绕安装所述线圈而构成的，所述定子包括将多个所述定子扇形体连接成圆环形状且所述齿向圆环的径向内侧突出的构成，

所述转子包括旋转轴，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。

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