TWI701891B

TWI701891B - 旋轉電機之線圈絕緣構造

Info

Publication number: TWI701891B
Application number: TW108117395A
Authority: TW
Inventors: 連家祥; 潘承訓; 賴明志
Original assignee: 大銀微系統股份有限公司
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2020-08-11
Also published as: TW202044723A

Abstract

本發明所提供旋轉電機之線圈絕緣構造係在習知的絕緣技術基礎上，特別是指線圈繞組所穿套的鐵芯齒部是不具有靴部的直齒構造，並且進一步在線圈繞組所在的槽開口位置，增加具有絕緣效果之元件，以提高絕緣之效果，同時以所增加的絕緣元件來確保線圈繞組在被封裝時，位於與馬達氣隙相鄰位置上的內層厚度尺寸，來提高產品的品質。

Description

旋轉電機之線圈絕緣構造

本發明係與旋轉電機之絕緣技術有關，特別是關於一種旋轉電機之線圈絕緣構造。

按，旋轉電機頓轉轉矩(Cogging Torque)之大小，與定子槽開口大小之間所存在的正關聯關係，係為本發明所屬技術領域中之通常知識者所既已知悉者，而為獲得較小的頓轉轉矩，則透過了增加有靴定子齒的靴部寬度來縮小定子槽的開口尺寸來達成，但是過小的定子槽開口卻造成定子繞組捲繞時的阻礙，因此，僅能透過自動繞線設備，將漆包線直接捲繞在定子齒上。

惟，是等自動繞線技術，由於必需提供繞線設備足夠的操作空間，因此在槽空間的利用上並不理想，相較之下，可以進行直接套入在外部已預先捲繞完成之繞組的無靴定子齒構造，則可以最大限度地利用槽空間，來獲得比有靴定子齒構造更高的槽滿率。

本發明之主要目的係在提供一種旋轉電機之線圈絕緣構造，除了可以提高絕緣效果外，更可提高槽滿率。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供旋轉電機之線圈絕緣構造係在習知的絕緣技術基礎上，特別是指線圈繞組所穿套的鐵芯齒部是不具有靴部的直齒構造，並且進一步在線圈繞組所在的槽開口位置，增加具有絕緣效果之元件，以提高絕緣之效果，同時以所增加的絕緣元件來確保線圈繞組在被封裝時，位於與馬達氣隙相鄰位置上的內層厚度尺寸，來提高產品的品質。

該旋轉電機之線圈絕緣構造，在具體的技術內容上，係包含了有一鐵芯、多數線圈繞組、多數第一絕緣件、多數第二絕緣件以及封膠。其中，該鐵芯具有一環狀之軛部，並使多數彼此等長之齒部以輻射狀地自該軛部之內周環面往內突伸，從而於各該齒部的相鄰彼此之間，分別形成供容納線圈繞組之槽，並且藉由各該齒部在構造上不具有如習知靴部之構造，使得各該槽的開口寬度與槽本身之寬度互相彷彿，便於在外部已被捲繞之線圈繞組得以套入。

而各該第一絕緣件係分別位於各該槽中，並介於各該線圈繞組與各該軛部之間，以及各該線圈繞組與各該齒部之間。

各該第二絕緣件係分別位於該些槽之槽開口側，並以一側與相鄰之該線圈繞組的一側貼接。

該封膠係灌注於各該槽中，以封裝該些線圈繞組於該鐵芯上，並使位於各該線圈繞組靠近於該軛部曲率中心一側之一內層厚度，係由該些第二絕緣件個別之厚度所決定者。

更進一步來說，各該第二絕緣件係分別具有一絕緣片，二插入片係分別突設於該絕緣片之兩側且插入於對應之該槽中，而介於對應之該線圈繞組與槽壁之間。其中，該些絕緣片之片體厚度係用以決定該內層厚度。

再者，為提高槽滿率並使該內層保有相當之厚度，係可使位於該槽中之該第一絕件之片體厚度，小於該絕緣片之片體厚度。

而為更進一步提高絕緣之功效，係可在該各該第二絕緣件與各該線圈繞組之間，分別增設一第三絕緣件。

其中，在沿著該軛部的軸向方向上，各該第三絕緣件之長度係大於各該齒部之高度，並使各該絕緣件長軸兩端突伸於各該齒部外；另外，亦可使各該第三絕緣件長軸兩端之片體寬度係大於該絕緣片之片體寬度。

而從組裝加工之實施上來看，在以該封膠進行灌注封裝前，係經由各該第二絕緣件對各該線圈繞組施加一徑向之外力，使各該線圈繞組遠離該軛部曲率中心之另側，往該軛部之內周環面位移，以提高槽滿率。

其中，該徑向外力係以一穿伸於該鐵芯中之治具所提供者。

其中，該治具係呈柱狀，並以周側柱面與各該第二絕緣件貼接。

首先，請參閱圖1至圖5所示，在本發明第一較佳實施例中所提供旋轉電機之線圈絕緣構造(10)，其主要乃係包含了有一鐵芯(20)、多數的線圈繞組(30)、多數的第一絕緣件(40)與多數之第二絕緣件(50)。

該鐵芯(20)係與習知以矽鋼片疊置構成之鐵芯技術相同，具有一呈圓管狀之軛部(21)，多數之齒部(22)係呈輻射狀地分別自該軛部(21)的內周環面往中心延伸適當之長度，且在構造上並不具有在延伸端末設有靴部之構成，從而使得分別形成於相鄰齒部(22)間之槽(23)的開口寬度，係與槽本身之寬度相仿，而可容許線圈繞組(30)在該鐵芯(20)外預先捲繞完成後，再分別穿套於各該齒部(22)上，且由兩側槽之空間予以容納。

各該線圈繞組(30)係依據各該齒部(22)之尺寸，透過自動化設備或人工之方式，預先以漆包線捲繞完成者。

如圖3所示，各該第一絕緣件(40)係由絕緣紙經裁切加工成型之ㄈ形片狀體，其形狀及尺寸係適於嵌置於各該槽(23)中，並抵靠於各該槽(23)之槽底側上，使位於槽中之該線圈繞組(30)與該軛部(21)之間，以及該線圈繞組(30)與相鄰之齒部(22)之間，可以透過該第一絕緣件(40)獲得絕緣。

如圖4所示，各該第二絕緣件(50)亦係由絕緣紙經裁切加工所成型之ㄈ形片狀體，而分別具有一長度相仿於齒部高度而呈矩形片狀之絕緣片(51)以及突伸於該絕緣片(51)短軸兩端之插入片(52)，是等構造係使得各該第二絕緣件(50)分別易於以各該插入片(52)插入對應之槽(23)中，並介於分別該線圈繞組(30)與該第一絕緣件(40)之間，在插入獲得暫時性結合時，係同時使得該絕緣片(51)封閉槽開口，而以一側片面(511)相向貼接於該線圈繞組(30)上，俾可藉由各該第二絕緣件(50)對各該線圈繞組(40)在對應於旋轉電機的氣隙所在的側向位置上，形成絕緣。

請參閱圖5所示，在將各該線圈繞組(30)分別穿套於個該齒部(22)上，並由各該第一絕緣件(40)與各該第二絕緣件(50)提供絕緣後，係以一柱狀之治具(60)插入該鐵芯(20)中，並使該治具(60)之周側柱面貼接於各該絕緣片(51)之另側片面(512)上，同時經由各該絕緣片(51)施加徑向方相之推力，將各該線圈繞組(30)往該軛部(21)方向推送，而被容納於槽空間中，以獲得最高的槽滿率。

繼之，則如圖8所示，以例如環氧樹脂等習知之封膠(70)物品，灌注於各該槽(23)中，以封裝各該線圈繞組(30)，在此同時，藉由各該絕緣片(51)在該治具(60)與各該線圈繞組(30)間所形成之間隔，係可確保在該封膠(70)完成封裝後，其在對應於各該線圈繞組(30)靠近於該軛部(21)曲率中心一側之一內層(71)厚度，係大於或等於該絕緣片(51)對應於該軛部(21)徑向方向上之厚度，用以確保各該線圈繞組(30)受封裝保護之效果可以被強化。

於此再加以說明者，為使槽空間被最大程度的作為容納線圈繞組之用，係可使該第一絕緣件(40)之紙片厚度最小化。另外，該絕緣片(51)除提供絕緣功用外，更具有作為控制該內層(71)厚度之目的存在，且其厚度對於槽滿率之影響較小，因此，其厚度係可因應實際所需進行設定，例如可以使該絕緣片(51)之厚度大於該第一絕緣件(40)之厚度。

而為了更進一步地提高絕緣之效果，本發明係在第二較佳實施例與第三較佳實施例中，分別增加了一第三絕緣件(80a)(80b)，用來提高線圈繞組之絕緣效果。

如圖9及圖10所示，在本發明第二較佳實施例中所增加之多數第三絕緣件(80a)，係分別為長度大於齒部高度之片狀體，並各自貼接於對應之各該絕緣片(51a)之一側片面(511a)上，以取代該一側片面(511a)而與對應之各該線圈繞組貼接，同時使長軸兩端突伸於各該齒部外，據以對各該線圈繞組提供更大範圍的絕緣保護效果。

再如圖11與圖12所示，在本發明第三較佳實施例中所增加之多數第三絕緣件(80b)，其構造與前述第二較佳實施例大體上一致，所不同者係，在本實施例中，係使各該第三絕緣件(80b)長軸兩端(801b)之片體寬度，分別大於各該絕緣片(51b)之片體寬度，以更進一步地強化對線圈繞組所能提供的絕緣效果。

(10):旋轉電機之線圈絕緣構造

(20):鐵芯

(21):軛部

(22):齒部

(23):槽

(30):線圈繞組

(40):第一絕緣件

(50):第二絕緣件

(51)(51a)(51b):絕緣片

(511)(511a):一側片面

(512):另側片面

(52):插入片

(60):治具

(70):封膠

(71):內層

(80a)(80b):第三絕緣件

(801b):長軸兩端

圖1係本發明第一較佳實施例之立體圖。圖2係本發明第一較佳實施例之分解圖。圖3係本發明第一較佳實施例中，第一絕緣件之立體圖。圖4係本發明第一較佳實施例中，第二絕緣件之立體圖。圖5係本發明第一較佳實施例中，線圈繞組與第一絕緣件及第二絕緣間之結合示意立體圖。圖6係本發明第一較佳實施例之局部剖視圖，係顯示以治具進行封膠灌注前之狀態。圖7係本發明第一較佳實施例之局部剖視圖，係顯示以治具插入鐵芯，並將線圈繞組內推之示意。圖8係本發明第一較佳實施例之局部剖視圖，係顯示以治具進行封膠灌注之狀態。圖9係本發明第二較佳實施例中第一絕緣件、第二絕緣件與第三絕緣件之零件組合立體圖。圖10係本發明第二較佳實施例中第一絕緣件、第二絕緣件與第三絕緣件之零件分解立體圖。圖11係本發明第三較佳實施例中第一絕緣件、第二絕緣件與第三絕緣件之零件組合立體圖。圖12係本發明第三較佳實施例中第一絕緣件、第二絕緣件與第三絕緣件之零件分解立體圖。

(30):線圈繞組

(40):第一絕緣件

(51):絕緣片

(52):插入片

Claims

一種旋轉電機之線圈絕緣構造，包含有：一鐵芯，具有一環狀之軛部，多數之齒部係呈輻射狀地自該軛部之內周環面往內突伸，多數之槽分別介於相鄰齒部之間，並使各該齒部之自由端未設有靴部；多數呈環形之線圈繞組，係分別套設於各該齒部上，並位於相鄰之槽中；多數呈片狀之第一絕緣件，係分別位於各該槽中，並介於各該線圈繞組與各該軛部之間，以及各該線圈繞組與各該齒部之間；一封膠，係灌注於各該槽中，以封裝該些線圈繞組於該鐵芯上；其特徵在於更包含有：多數之第二絕緣件，係分別位於該些槽之槽開口側，並以一側與相鄰之該線圈繞組的一側貼接，且分別具有一絕緣片與二插入片，各該插入片係分別突設於該絕緣片之兩側且插入於對應之該槽中，而介於對應之該線圈繞組與槽壁之間；以及該封膠位於各該線圈繞組靠近於該軛部曲率中心一側之一內層厚度，係大於或等於該些第二絕緣件個別對應於該軛部徑向上之厚度。
如請求項1所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，該些絕緣片之片體厚度係用以決定該內層厚度。
如請求項1所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，該內層厚度係大於或等於該絕緣片之片體厚度。
如請求項1所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其係更包含有多數片狀之第三絕緣件，係分別介於各該第二絕緣件與各該線圈繞組之間。
如請求項4所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，在沿著該軛部的軸向方向上，各該第三絕緣件之長度係大於各該齒部之高度，並使各該絕緣件長軸兩端突伸於各該齒部外。
如請求項5所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，各該第三絕緣件長軸兩端之片體寬度係大於該絕緣片之片體寬度。
如請求項1所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，在以該封膠進行灌注封裝前，係經由各該第二絕緣件對各該線圈繞組施加一徑向之外力，使各該線圈繞組遠離該軛部曲率中心之另側，往該軛部之內周環面位移，以提高槽滿率。
如請求項7所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，該徑向外力係以一穿伸於該鐵芯中之治具所提供者。
如請求項8所述旋轉電機之線圈絕緣構造，其中，該治具係呈柱狀，並以周側柱面與各該第二絕緣件貼接。