專利名稱：絕緣體和馬達、以及具備絕緣體和線圈的定子的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及嵌合于構成馬達的定子鐵芯的齒的絕緣體、包含定子和轉子的馬達、 以及具備絕緣體和線圈的定子的制造方法，其中，上述定子具備包含線圈的絕緣體。
背景技術：
在汽車產業(yè)中，以進一步提高混合動力汽車、電動汽車的行駛性能為目標，針對驅 動用馬達的高輸出化、輕型化、小型化的開發(fā)日益進步。并且，即便是家電產品制造商也專 心致力于針對內置在各種家電產品中的馬達的進一步小型化、高性能化的開發(fā)。
構成馬達的定子包括層疊鋼板而形成的定子鐵芯，該定子鐵芯具備圓環(huán)狀的磁 軛、從該磁軛向徑向內側突出的多個齒、以及形成在鄰接的齒間的槽，通過將線圈插入到上 述槽內并卷裝在齒間來制造定子。
從確保齒和線圈之間的絕緣性的觀點出發(fā)，在它們之間夾裝有絕緣紙，但是，在通 過該絕緣紙實現線圈和鐵芯之間的絕緣的情況下，容易在絕緣紙和鐵芯之間形成空氣層， 由于該空氣層使熱阻增大，因此存在馬達驅動時無法將在線圈產生的焦耳熱充分地向鐵芯 散熱的問題。
因此，采取了以下對策例如在齒周圍一體地成形作為絕緣材料的樹脂而形成絕 緣體，由此來確保絕緣體和鐵芯的緊貼性，以使雙方之間不形成空氣層。
當在齒周圍一體地成形有絕緣體的情況下，從散熱性的觀點出發(fā)，優(yōu)選該絕緣體 盡可能薄，但存在以下問題例如為了提高散熱性而使絕緣體的厚度變薄時，在注塑成形時 容易導致填充不良，此外，由于與鐵芯相比樹脂制絕緣體的線膨脹系數格外高，因此，根據 使用環(huán)境不同，容易產生因溫度應力引起的開裂。
因此，應用以下的制造方法預先成形絕緣體，并將在該絕緣體的周圍嵌入預先形 成的線圈而得的部件嵌合于齒，在將絕緣體嵌合于齒之后，例如根據需要對樹脂進行塑型， 由此能夠消除在絕緣體和齒之間可能形成的間隙，從而能夠解決上述的在齒周圍一體地成 形絕緣體的情況下的課題。
這里，作為以往的絕緣體的形態(tài)能夠例舉圖5、圖6所示的絕緣體。
圖5所示的絕緣體I是利用絕緣樹脂材料一體地成形筒狀的主體T3、凸緣T2以及 凸緣Tl而形成的，上述主體T3嵌合于未圖示的定子鐵芯的齒，上述凸緣T2對線圈C的磁 軛側端部進行固定，上述凸緣Tl對線圈C的齒頂端側的端部進行固定。
在圖示的絕緣體I中，齒頂端側的凸緣Tl是為了防止在線圈C嵌合于絕緣體I的 周圍之后該線圈C從絕緣體的頂端脫落而設置的。
此外，能夠借助該凸緣Tl將線圈C距齒頂端的距離保持為固定的長度(或者能夠 將線圈的端部和轉子的間隔保持為預定長度)，由此，也具有抑制馬達驅動時可能在線圈產 生的銅損的作用。即，在沒有凸緣Tl的情況下，線圈C移動到齒的頂端，且根據情況不同存 在線圈C脫落的情況，但當線圈C在齒的頂端被卡止的狀態(tài)下，由于易于伴隨馬達驅動時的 磁通變動的磁場的變化而在線圈C產生銅損，因此能夠期待凸緣Tl起到防止線圈C脫落和抑制銅損這兩個較大的作用效果，如圖示例那樣，在齒頂端側具備凸緣的絕緣體被普遍應用。
但是，當在薄絕緣體上直接卷裝剛性高的扁平線時，絕緣體破裂的可能性非常高， 因此，為了避免該情況，需要將預先卷裝好的線圈嵌入于絕緣體。但是，由于在絕緣體I的頂端存在用于防止線圈C脫落的凸緣Tl，因此，當如圖5所示那樣將預先卷裝導線(圖示例為扁平線)而形成的線圈C嵌入于絕緣體I時(Zl方向)，存在此時凸緣Tl與線圈C干涉、 在嵌入時凸緣Tl破損這樣的其他問題。
因此，取代如圖5所示的絕緣體I那樣具有筒狀的主體T3的構造，提出了如圖6 所示的俯視觀察呈U字狀的絕緣體I’，該絕緣體I’包括磁軛側的基部T4、從該基部T4伸出的兩個臂部T5、T5、以及設置在該臂部T5的頂端的凸緣T6。
根據該絕緣體I’，在將線圈C嵌入于絕緣體I’時，通過使兩個臂部T5、T5向內側撓曲(Ζ2方向)，能夠使線圈C不與凸緣Τ6干涉而嵌入于臂部Τ5 (Zl方向)。
但是，在該絕緣體I’的情況下，撓曲時產生的彎矩集中地作用于基部Τ4和臂部Τ5 的結合部、即臂部Τ5的根部T5a，為了對抗該外力，需要將根部T5a的壁厚成形地相對地較厚以便提聞其剛性。
雖然能夠通過加厚根部T5a的壁厚來提高其剛性，但由于其形成材料是楊氏模量并不高的樹脂，因此無法完全消除因彎矩集中于該樹脂制的絕緣體的根部T5a而該區(qū)域塑性變形、開裂的情況。
如此，至此為止的將已形成的線圈嵌入于在齒頂端側具備用于防止線圈脫落的凸緣的絕緣體的技術均存在絕緣體的某一部位發(fā)生破損的可能性。
這里，作為以往的公開技術，在專利文獻1、2中公開了由兩個分割體構成的絕緣體。更具體地說，在專 利文獻I中公開了將絕緣體在周方向(定子的周方向)、即左右分割成兩部分而成的分割體，在專利文獻2中公開了將絕緣體在齒的高度方向的中途在上下方向分割成兩部分而成的分割體。
為了清楚地理解專利文獻1、2中公開的絕緣體的構造，在圖7的(a)、(b)中示意性地示出其構造。在專利文獻I中公開的絕緣體由在周方向被分割成兩部分的兩個分割體 Ia、Ia構成，在專利文獻2中公開的絕緣體由在上下方向被分割成兩部分的兩個分割體lb、 Ib構成。
但是，即便應用上述由分割體構成的絕緣體的任一個，當絕緣體在頂端具備凸緣的情況下，當想要使預先形成的線圈不與凸緣干涉而嵌合于絕緣體時，依然有可能在絕緣體的某一位置發(fā)生破損，這點并未改變。
專利文獻1:日本特開2006 - 340581號公報
專利文獻2 日本特開2007 — 244065號公報發(fā)明內容
本發(fā)明就是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種如下構造的絕緣體、包括轉子以及具備該絕緣體和線圈的定子的馬達、以及具備該絕緣體和線圈的定子的制造方法，上述絕緣體在其頂端具備防止線圈脫落的凸緣，在將線圈嵌合于該絕緣體時，該凸緣和線圈不發(fā)生干涉，并且在該嵌合時絕緣體不會發(fā)生破損。
為了實現上述目的，基于本發(fā)明的絕緣體嵌合于定子的齒、且在其外周形成有線 圈，上述絕緣體包括第一分割體，在上述絕緣體嵌合于齒時，上述第一分割體配置在齒的 根部側；以及第二分割體，該第二分割體配置在齒的頂端側，并與上述第一分割體嵌合而形 成絕緣體，第二分割體在上述齒的頂端側的端面具備防止線圈脫落的凸緣。
本發(fā)明的絕緣體是兩個分割體嵌合而構成其整體的絕緣體，但并非如圖7的(a) 和(b)所示那樣在周方向(左右方向)被分割成兩部分的分割體或在上下方向被分割成兩部 分的分割體，而是在定子的齒的伸出方向亦即徑向被分割、且至少在一個分割體(第二分割 體)具備齒頂端側的用于防止線圈脫落的凸緣的整體。
在嵌合于齒時配置在齒的根部側(磁軛側)的第一分割體包括嵌合于齒的筒狀的 主體，以及例如固定線圈的磁軛側端部的另外的凸緣。
這里，該筒狀的主體的側面的一部分被切口，具備具有與該切口的形狀互補的形 狀的側面(側片)和用于防止線圈脫落的凸緣的第二分割體能夠通過使上述切口與側片彼 此嵌合來形成絕緣體。
設置在上述的第一分割體的主體側面的切口的形狀(以及與其互補的第二分割體 的側片的形狀)是多樣的，例如能夠舉出梯形的切口、細長帶狀的切口、三角形狀的切口、半 橢圓形的切口，以及與之對應的側片等。
并且，在第二分割體的上述側片的頂端形成有當該第二分割體與第一分割體嵌合 時例如與形成在定子鐵芯的磁軛的凹槽或者貫通孔卡合的爪部，通過使該爪部與定子鐵芯 的凹槽等嵌合，能夠將絕緣體嵌合固定于齒。
根據上述的本發(fā)明的絕緣體，絕緣體的齒頂端側的凸緣不會成為當在絕緣體周圍 配設預先卷裝導線而形成的線圈時的障礙，此外，當將線圈配設于絕緣體周圍時，絕緣體的 任一位置均不會發(fā)生破損。
并且，本發(fā)明涉及一種馬達，該馬達包括定子和配置在定子的內側的轉子，上述定 子將上述的具有線圈的絕緣體嵌合于齒而形成。
此外，本發(fā)明還涉及具有絕緣體和線圈的定子的制造方法，上述制造方法包括第 一工序，準備絕緣體，該絕緣體包括第一分割體，在上述絕緣體嵌合于齒時，上述第一分割 體配置在齒的根部側；以及第二分割體，該第二分割體配置在齒的頂端側，并與上述第一分 割體嵌合而形成絕緣體，第二分割體在齒的頂端側的端面具備防止線圈脫落的凸緣；以及 第二工序，使預先形成的線圈與第二分割體卡合，并將第二分割體嵌合于配置在齒的根部 側的第一分割體，從而在齒的周圍形成絕緣體、并且在絕緣體的周圍形成線圈。
該制造方法是如下的制造方法預先使線圈與第二分割體的例如凸緣卡合，預先 將第一分割體嵌合于定子的齒，通過將卡合有線圈的第二分割體嵌合于齒周圍的第一分割 體而在齒的周圍一氣地形成絕緣體以及線圈。
并且，作為本發(fā)明的具有絕緣體和線圈的定子的制造方法的其他實施方式，也存 在以下方法首先，使預先形成的線圈與第二分割體卡合，并將第二分割體嵌合于第一分割 體而構成在周圍形成有線圈的絕緣體，其次，將該絕緣體嵌入于齒。
無論是哪種制造方法，絕緣體的齒頂端側的凸緣均不會成為在絕緣體周圍形成線 圈時的障礙，能夠將具備線圈的帶凸緣的絕緣體高效地配設在齒的周圍。
根據以上的說明能夠理解，根據本發(fā)明的絕緣體、以及具備該絕緣體和線圈的定子的制造方法，絕緣體構成為包括嵌入于齒的根部的第一分割體、以及至少具備用于防止線圈脫落的凸緣并與第一分割體嵌合的第二分割體，由此，能夠在不使預先形成的線圈與凸緣干涉、且不使第一分割體、第二分割體破損的情況下將線圈配設在第一分割體和第二分割體嵌合而構成的絕緣體周圍。


圖1是本發(fā)明的絕緣體的分解立體圖，是示意性地示出該絕緣體嵌合于定子的齒的狀態(tài)的圖。
圖2是示出通過圖1所示的嵌合而在齒周圍形成的具備線圈的絕緣體的一個實施方式的立體圖。
圖3是按照(a) (C)的順序說明具備本發(fā)明的絕緣體和線圈的定子的制造方法的一個實施方式的流程圖。
圖4是示出絕緣體的其他實施方式的立體圖。
圖5是說明現有的絕緣體的一個實施方式和將線圈嵌入于該絕緣體時的課題的圖。
圖6是說明現有的絕緣體的其他實施方式和將線圈嵌入于該絕緣體時的課題的圖。
圖7的(a)和(b)均是示出現有的絕緣體的又一其他實施方式的立體圖。
標號說明
1、IA…第一分割體；11、IlA…齒根部側的凸緣；IIa…開口 ;12、12A…筒狀的主體；12a、12Aa…切口 ；2、2A…第二分割體；21、21A…齒頂端側的凸緣；21a…開口 ;22、22A... 側片；22a…爪部；3、3A…絕緣體；4…線圈；5…定子;51…齒;52…磁軛;52a…凹槽。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，形成在第一分割體的筒狀的主體的切口的形狀以 及第二分割體的側片的形狀并不限定于圖示例，只要是相互互補的形狀即可，能夠應用多種形狀。并且，圖示例示出將絕緣體嵌合于圓環(huán)狀的定子的齒的形態(tài)， 但定子也可以由分割定子(由圓弧狀的磁軛和一個齒構成的定子)構成，將具備線圈的絕緣體嵌合于各分割定子鐵芯的齒，并將該分割定子鐵芯在周方向組裝在一起。
圖1是本發(fā)明的絕緣體的分解立體圖，是說明在定子的齒嵌合有絕緣體的狀態(tài)的圖，圖2是示出通過圖1所示的嵌合而在齒周圍形成的具備線圈的絕緣體的一個實施方式的立體圖。
圖1是俯視觀察呈圓環(huán)狀的定子5的一部分的齒51、以及與該齒51嵌合且具備線圈4的絕緣體3的分解立體圖。另外，為了清楚地目視確認第二分割體2和絕緣體3，線圈 4由單點劃線示出。
構成未圖示的馬達的定子5構成為包括圓環(huán)狀的磁軛52、以及從該磁軛52向徑向內側突出的多個齒51、···，例如通過層積預定基數的、將電磁鋼板沖裁成磁軛和齒的平面形狀而得的環(huán)狀片并進行鑿緊等來形成。
絕緣體3構成為包括配置在該齒51的根部側的絕緣樹脂制的第一分割體1、以及嵌合于該第一分割體I的絕緣樹脂制的第二分割體2。
第一分割體I構成為包括對配設在其周圍的線圈4的磁軛側端部進行固定的齒根 部側的凸緣11、以及與該凸緣11連續(xù)并供齒51貫通的筒狀的主體12，在凸緣11開設有供 齒51貫通的開口 11a，在主體12的上側和下側開設有梯形狀的切口 12a。
另一方面，第二分割體2構成為包括齒頂端側的凸緣21、以及與該凸緣21連續(xù)并 具有與上述梯形狀的切口 12a、12a互補的形狀的側片22、22，在凸緣21開設有齒51能夠貫 通的開口 21a，在側片22的頂端具備向定子側突出的爪部22a。
當將絕緣體3嵌入于齒51時，首先，將預先卷裝扁平線等而形成的線圈4帶有間 隙地嵌合于第二分割體的側片22,并以該側片22與第一分割體I的切口 12a嵌合的方式將 第一分割體I和第二分割體2嵌合(X2方向)，由此一氣地形成在周圍配設有線圈的絕緣體 3。
并且，通過將絕緣體3嵌合于齒51 (XI方向)，形成具有絕緣體的定子，該絕緣體 具備線圈。
另外，在磁軛52中的不影響磁通流動的位置設置有凹槽52a (或者也可以是貫通 孔)，嵌合于第一分割體I的第二分割體2的側片22的頂端向凸緣11的后方延伸，并且爪 部22a卡合于凹槽52a,由此,如圖2所不,完成絕緣體3相對于齒51的嵌合固定。
更具體地，參考圖3的(a)、(b)、(C)的順序所示的流程圖對該定子的制造方法進 行說明。
首先，準備第一分割體1、第二分割體2以及線圈4，如圖3的(a)所示，將卷裝扁 平線而形成的線圈4帶有間隙地嵌合于第二分割體2的側片22 (Yl方向)，并在凸緣21使 線圈4卡合。
接著，如圖3的(b)所示，將在凸緣21形成有線圈4的狀態(tài)的第二分割體2的側 片22和第一分割體I的主體12的切口 12a嵌合(Y2方向)而形成絕緣體，在形成該絕緣體 的同時，線圈4配設在其周圍。
在圖3的(b)所示的向絕緣體周圍配設線圈4時，構成該絕緣體的凸緣21和線圈 4完全不相干涉。
此外,在配設該線圈4時,在絕緣體不產生任何的破損部位。
在形成了在周圍配設有線圈4的絕緣體3后，如圖3的(C)所示，將絕緣體3嵌合 于定子5的齒51 (Y3方向)，并使該第二分割體2的側片22所具備的爪部22a卡合于磁軛 52的凹槽52a，由此制造具備線圈4以及絕緣體3的定子5。
另外，在定子由分割定子構成的情況下，能夠通過在各分割定子鐵芯的齒如圖示 例那樣嵌合配設有線圈的絕緣體，并將嵌合有絕緣體的分割定子鐵芯在周方向進行組裝來 制造分割定子。
另外，除圖3所示的制造方法、即在形成絕緣體之后將該絕緣體嵌入于齒的方法 以外，也可以采用以下方法預先將第一分割體嵌合于齒，并將預嵌合有線圈的第二分割體 嵌合于第一分割體。
無論是哪種制造方法，在將預先卷裝導線而形成的線圈配設于在齒頂端側具備用 于防止該線圈脫落的凸緣的絕緣體周圍時，能夠在不使該凸緣和線圈干涉、且不在絕緣體 發(fā)生破損位置的情況下高效地將線圈配設于絕緣體。
另外，也可以在將具備線圈的絕緣體嵌合于齒之后，對用于封閉在該齒和絕緣體 之間可能形成的間隙的樹脂進行塑型。
圖4是示出絕緣體的其他實施方式的立體圖。
對于該圖所示的絕緣體3A，第一分割體IA的開設于與齒根部側的凸緣IlA連續(xù)的 筒狀主體12A的切口的12Aa呈細長的帶狀，第二分割體2A的與用于防止線圈脫落的凸緣 21A連續(xù)的側片22A也呈與切口 12Aa互補的細長的帶狀。
另外，雖然省略了圖示，但除了像圖1、圖4那樣在第二分割體的上側以及下側設 置側片的方式之外，也可以是在第二分割體的左側以及右側設置側片、且在第一分割體的 主體的左右側面設置供這些側片嵌合的切口的方式。并且，也可以是在第二分割體的上側、 下側、左側、右側分別設置側片、且在第一分割體的主體的上下左右的各側面設置供這些側 片嵌合的切口的方式。
以上，使用附圖對本發(fā)明的實施方式進行了詳細敘述，但是，具體結構并不限于該 實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍進行的設計變更等也包含于本發(fā)明。
權利要求
1.一種絕緣體，所述絕緣體嵌合于定子的齒，且在該絕緣體的外周形成有線圈，其中， 所述絕緣體包括第一分割體，在所述絕緣體嵌合于齒時，所述第一分割體配置在齒的根部側；以及第二分割體，該第二分割體配置在齒的頂端側，并與所述第一分割體嵌合而形成絕緣體， 第二分割體在所述齒的頂端側的端面具備防止線圈脫落的凸緣。
2.一種馬達，其中， 所述馬達包括 定子，該定子通過在定子鐵芯的齒的周圍嵌合具備線圈的權利要求1所述的絕緣體而形成；以及位于所述定子的內側的轉子。
3.一種定子的制造方法，其中， 所述定子具備絕緣體和線圈，所述定子的制造方法包括 第一工序，準備絕緣體，所述絕緣體包括第一分割體，在所述絕緣體嵌合于齒時，所述第一分割體配置在齒的根部側；以及第二分割體，該第二分割體配置在齒的頂端側，并與所述第一分割體嵌合而形成絕緣體，第二分割體在齒的頂端側的端面具備防止線圈脫落的凸緣；以及 第二工序，使預先形成的線圈與第二分割體卡合，并將第二分割體嵌合于配置在齒的根部側的第一分割體，從而在齒的周圍形成絕緣體、并且在絕緣體的周圍形成線圈。
4.一種定子的制造方法，其中， 所述定子具備絕緣體和線圈，所述定子的制造方法包括 第一工序，準備絕緣體，所述絕緣體包括第一分割體，在所述絕緣體嵌合于齒時，所述第一分割體配置在齒的根部側；以及第二分割體，該第二分割體配置在齒的頂端側，并與所述第一分割體嵌合而形成絕緣體，第二分割體在齒的頂端側的端面具備防止線圈脫落的凸緣；以及 第二工序，使預先形成的線圈與第二分割體卡合，并將第二分割體嵌合于第一分割體而構成在周圍形成有線圈的絕緣體，并將該絕緣體嵌入于齒。
全文摘要
本發(fā)明提供絕緣體以及具備該絕緣體和線圈的定子的制造方法，涉及具有防止線圈脫落的凸緣的絕緣體，當將線圈嵌合于該絕緣體時，凸緣和線圈不會發(fā)生干涉，并且在該嵌合時，不會在絕緣體發(fā)生破損。一種絕緣體(3)，上述絕緣體嵌合于定子(5)的齒(51)，且在該絕緣體的外周形成有線圈(4)，絕緣體(3)包括第一分割體(1)，在上述絕緣體(3)嵌合于齒(51)時，第一分割體配置在齒(51)的根部側；以及第二分割體(2)，其配置在齒的頂端側，并與第一分割體(1)嵌合而形成絕緣體(3)，第二分割體(2)在齒的頂端側的端面具備防止線圈(4)脫落的凸緣(21)。
文檔編號H02K3/34GK103026590SQ20108006815
公開日2013年4月3日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者濟藤孝博 申請人:豐田自動車株式會社