專利名稱：具有引線約束護(hù)耳的端匝相間絕緣體以及在電動裝置上約束引線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電動裝置。具體而言，本發(fā)明涉及包含這樣的護(hù)耳(tab)的端匝相間絕緣體(end turn phase insulator):該護(hù)耳被配置且適用于防止定子引線移動到定子的腔中，并防止引線徑向移動向外超出定子繞組中的一個。
背景技術(shù)：
大多數(shù)電動裝置包含從定子的至少一個軸向末端延伸的引線。典型地，這樣的引線容易受到由于與電動裝置振動或移動交互作用的這種引線的慣性引起的相對于定子的運(yùn)動。隨著時間推移，這能使得引線相對于定子移動。由于典型的引線接近于電動裝置的轉(zhuǎn)子，由于引線移動到這樣的點(diǎn)上而引起電動裝置的常見故障:在該點(diǎn)上，引線與轉(zhuǎn)子或定子腔中的其它移動部件接觸，這可導(dǎo)致裝置短路。為了減少引線移動的發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)的電動裝置常常包含相對于定子約束或支撐引線的某些裝置。例如，扎帶(Zip ties)已經(jīng)用于防止或限制引線移動。然而，扎帶在某些環(huán)境中容易破損，例如當(dāng)電動裝置暴露于致冷劑或油時。作為另一實(shí)例，美國專利N0.4，328，438公開了一種電動裝置，其中，垂下物(flap) (27)被繞卷在端匝周圍并包裹引線。于是，使用系帶(lacing)將引線夾在垂下物和定子繞組的端匝之間。盡管這樣的垂下物減少了引線移動的發(fā)生，其并沒有任何用于限制引線向著最內(nèi)繞組的內(nèi)徑向面徑向地向內(nèi)移動的積極的限位裝置。另外，這樣的垂下物被配置為與電動裝置的其它部件分立的保持器(holder)元件的一部分。這種分立的部件增加了成本，使得電動裝置的組裝過程復(fù)雜化，且容許在不安裝該部件的情況下組裝。與引線相關(guān)聯(lián)的另一問題是由于引線被定位為離定子繞組外徑太近引起的。這產(chǎn)生了在組裝或安裝電動裝置過程中妨礙覆蓋物殼或其它部件的可能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了與現(xiàn)有技術(shù)中對導(dǎo)線移動的解決方案相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。本發(fā)明通過具有作為端匝相間絕緣體的一部分的引線約束護(hù)耳來做到這一點(diǎn)。該護(hù)耳徑向地向外折疊以便使其包裹引線，并被系帶(Iace)在這樣的位置:其穩(wěn)固地將引線保持在端匝相間絕緣體附近。由于端匝相間絕緣體徑向定位在分立的線圈之間，護(hù)耳起到這樣的裝置的作用:其保證引線不能徑向移動到定子的芯中或是在電動裝置的組裝或安裝過程中妨礙覆蓋物殼或其它部件。另外，由于護(hù)耳被配置為端匝絕緣體的一部分，約束護(hù)耳不會明顯增加制造成本，也不會增加任何顯著的安裝步驟。在本發(fā)明一示例性實(shí)施形態(tài)中，定子包含芯、多個線圈、端匝相間絕緣體以及至少一個引線。芯具有在軸線周圍環(huán)向定位的多個槽。軸線限定了定子的相反的第一與第二軸向末端以及徑向和環(huán)向方向。線圈是經(jīng)過槽繞卷的，并在其從一個槽繞到另一個槽時形成端匝。端匝相間絕緣體包含端匝分隔部分和引線約束護(hù)耳。端匝分隔部分徑向地夾在至少兩個端匝之間。所述至少兩個端匝鄰近定子的第一軸向末端，并包括內(nèi)端匝和外端匝。內(nèi)端匝徑向在外端匝和軸線之間。引線約束護(hù)耳從端匝分隔部分延伸，在內(nèi)端匝和外端匝之間伸出，并部分地包裹外端匝。引線在引線約束護(hù)耳和外端匝之間延伸。在本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)中，形成電動裝置的定子的方法包含獲得定子芯的步驟。芯具有在軸線周圍環(huán)向定位的多個槽。軸線定義了定子的相反的第一與第二軸向末端以及徑向和環(huán)向方向。該方法還包含，以產(chǎn)生多個線圈的方式以及以產(chǎn)生引線的方式，經(jīng)過定子芯的槽繞卷導(dǎo)線，其中，當(dāng)線圈從一個槽繞卷到另一個槽時形成端匝，引線從線圈中的第一個延伸。另外，該方法包含獲得端匝相間絕緣體的步驟。端匝相間絕緣體包含端匝分隔部分以及引線約束護(hù)耳。引線約束護(hù)耳從端匝分隔部分延伸。另外，該方法還包含將端匝相間絕緣體的端匝分隔部分徑向地夾在至少兩個端匝之間。所述至少兩個端匝鄰近定子的第一軸向末端，并包括內(nèi)端匝和外端匝。內(nèi)端匝徑向地在外端匝和軸線之間。另外，該方法還包含，在引線在引線約束護(hù)耳與外端匝之間延伸的情況下以使引線約束護(hù)耳至少部分地包裹外端匝的方式，并以將引線約束護(hù)耳保持為遠(yuǎn)離內(nèi)端匝的方式，用系帶(lacing)圍繞所述至少兩個端匝。 在本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)中，端匝相間絕緣體包含電氣絕緣材料片。該片包含第一與第二端匝分隔部分、至少兩個延伸的連接部分、引線約束護(hù)耳。第一與第二端匝分隔部分彼此縱向間隔開。延伸的連接元件從第一端匝分隔部分縱向延伸到第二端匝分隔部分。引線約束護(hù)耳以這樣的方式從第一端匝分隔部分延伸:使得引線約束護(hù)耳限定該片的縱向末端。第一端Bi分隔部分具有橫向的寬度，如同引線約束護(hù)耳一樣。引線約束護(hù)耳的橫向?qū)挾刃∮诘谝欢俗璺指舨糠值臋M向?qū)挾取１景l(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的多個實(shí)施例的運(yùn)行在下面參照附圖來詳細(xì)介紹。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的端匝相間絕緣體的一個實(shí)施例的平面圖；圖2為一立體圖，其示出了包含圖1所示端匝相間絕緣體的定子的一部分，并示出了定子組裝的中間階段；圖3為一立體圖，其示出了在定子繞組已經(jīng)被系帶之后圖2所示的定子。書面說明以及附圖中的參考標(biāo)號表示對應(yīng)的元件。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的端匝相間絕緣體10在圖1中示出。端匝相間絕緣體10用電氣絕緣材料的薄片制成，例如聚酯薄膜(mylar)。在所示出的實(shí)施例中，端阻相間絕緣體10包含兩個縱向間隔開的端匝絕緣部分12、兩個延伸的連接部分14、引線約束護(hù)耳16。端匝絕緣部分12和兩個延伸的連接部分14以與現(xiàn)有技術(shù)的端匝相間絕緣體的對應(yīng)部分類似的方式配置。端匝相間絕緣體10的端匝絕緣部分12 —般在形狀上是矩形的，具有圓形的角，但在本發(fā)明的實(shí)施例的范圍內(nèi)，可以想到與此形狀不同的變型。延伸的連接部分14彼此平行并將端匝絕緣部分12彼此連接。矩形的開口 18延伸經(jīng)過端匝相間絕緣體10的中心，并具有由端匝絕緣部分12和延伸的連接部分14限定的周界。如圖所示，延伸的連接部分14由端阻絕緣部分12的寬度方向的邊緣嵌入(set-1n)。引線約束護(hù)耳16從端匝絕緣部分12中的一個向外延伸。引線約束護(hù)耳16在寬度上與端匝絕緣部分12相比明顯較窄。引線約束護(hù)耳16的寬度方向中心線與端匝絕緣部分12的寬度方向中心線重合，但是，在不脫離本發(fā)明的實(shí)施例的范圍的情況下，約束護(hù)耳可從端匝絕緣部分的中心線偏移。 因此，在所示出的實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)明了，端匝相間絕緣體10的后側(cè)的平面圖與其前側(cè)的平面圖相同。端匝相間絕緣體10以與傳統(tǒng)端匝相間絕緣體被組裝到定子的方式類似的方式組裝到定子。圖2與3示出了示例性的定子20，其包含圖1的端匝相間絕緣體10。定子20包含定子芯22、多個繞組24以及引線26。定子芯22為典型類型的芯，其包含在定子腔28的中心軸線周圍彼此環(huán)向間隔開的多個平行槽30。槽從腔28徑向向外延伸到定子芯22中。通過重復(fù)地以第一軸向方向?qū)⑼繉与妼?dǎo)線34繞卷通過槽30中的一個并接著以相反的軸向方向通過槽中的另一個返回，線圈或繞組28被添加到定子芯22。這在定子20的相反的軸向末端的每一個上產(chǎn)生了多個繞組端匝36。在環(huán)向圍繞定子腔28的中心軸線產(chǎn)生繞組24的最始一環(huán)之后，端匝相間絕緣體10以及沒有引線約束護(hù)耳16的幾個其它的端匝絕緣體10’被定位在組件上。這通過將端匝相間絕緣體10的延伸的連接部分14插入一對槽30來進(jìn)行。端匝相間絕緣體10、10’被布置為:其端匝絕緣部分12環(huán)向輕微重疊,如圖2所示。在將端匝相間絕緣體10、10’組裝到定子芯之后，以與上面介紹的相同的方式，圍繞中心軸線環(huán)向產(chǎn)生繞組24的另一環(huán)。應(yīng)當(dāng)明了，在形成繞組之后，出于向繞組供電的目的，將引線26保留為在定子20的至少一個軸向末端上從一個或一個以上的繞組24延伸。引線26各自被覆蓋在絕緣外皮中，如圖所示。從一個內(nèi)繞組24延伸的所示引線26A繞卷在端匝相間絕緣體10的引線約束護(hù)耳16上，使得其一般以第一環(huán)向方向從繞組延伸，并在此后在繼續(xù)一般以第二、相反的環(huán)向方向延伸之前在引線約束護(hù)耳周圍轉(zhuǎn)向(見圖2)。另一引線26B從外繞組24 —般以第二環(huán)向方向延伸，并簡單地在端匝相間絕緣體10的約束護(hù)耳16之后經(jīng)過。在引線26被如上所述地定位的情況下，系帶40于是被固定到定子20的各個末端。系帶40將繞組24固定到彼此，以便防止繞組彼此摩擦，摩擦可能磨損導(dǎo)線上的絕緣涂層。系帶40還用于將端匝相間絕緣體10的引線約束護(hù)耳16固定為緊貼鄰近的外繞組24，引線26被夾在其間。相對于定子20的其余部分，這將引線26固定到圖3所示的位置。在此位置上，引線26不在繞組24的徑向內(nèi)部，也不在其徑向外部。照此，引線26將不會在組裝過程中妨礙其它電動裝置部件，例如當(dāng)定子20被滑進(jìn)可能是滑動配合的覆蓋物殼中時。另外，由于引線約束護(hù)耳16在內(nèi)外繞組24之間伸出，防止了引線26移動到定子20的腔28中。這保證了引線26將不會接觸定子20的腔28內(nèi)的轉(zhuǎn)子或其它移動部件。有鑒于上，應(yīng)當(dāng)明了，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了超越現(xiàn)有技術(shù)的方法和現(xiàn)有技術(shù)的引線約束裝置的幾個優(yōu)點(diǎn)。還應(yīng)明了，根據(jù)本發(fā)明的多個端匝相間絕緣體可用于將引線固定為引線繞著定子圓周延伸。另外，應(yīng)當(dāng)明了，本發(fā)明提供了簡單地通過修改一個或一個以上的端匝相間絕緣體來固定定子引線的裝置，因此，沒有向電動裝置的制造增加任何明顯的成本，也沒有向之增加任何明顯的組裝步驟。由于在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可對這里介紹和示出的構(gòu)造和方法進(jìn)行多種修改，前面的說明書所包含或附圖所示的所有事物應(yīng)當(dāng)被解釋為說明性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)由上面介紹的示例性實(shí)施例限制，而是應(yīng)當(dāng)僅僅根據(jù)所附權(quán)利要求及其等價內(nèi)容來限定。還應(yīng)明了，當(dāng)在本發(fā)明的實(shí)施例的上述說明或權(quán)利要求中介紹本發(fā)明的元件時，術(shù)語“包含”、“包括 ”以及“具有”是開放性的，意味著可能存在除所列元件以外的其它元件。另外，第一、第二以及第三等標(biāo)示的使用不應(yīng)當(dāng)以在其間施加任何相對位置或時間順序的方式理解。另外，提出任何所附方法權(quán)利要求的步驟的順序不應(yīng)理解為限制這些步驟必須執(zhí)行的順序。
權(quán)利要求
1.一種電動裝置,其包含: 定子，定子包含芯、多個線圈、端匝相間絕緣體、至少一個引線，芯具有在軸線周圍環(huán)向定位的多個槽，軸線限定了定子的相反的第一與第二軸向末端以及徑向和環(huán)向方向，線圈經(jīng)過槽繞卷，并在線圈從一個槽繞卷到另一個槽時形成端匝，端匝相間絕緣體包含端匝絕緣部分和引線約束護(hù)耳，端匝絕緣部分被徑向地夾在至少兩個端匝之間，所述至少兩個端匝鄰近定子的第一軸向末端，并包括內(nèi)端匝與外端匝，內(nèi)端匝徑向地位于外端匝與軸線之間，引線約束護(hù)耳從端匝絕緣部分延伸，從內(nèi)端匝與外端匝之間伸出，并部分地包裹外端匝，引線在引線約束護(hù)耳和外端匝之間延伸， 其中，端匝絕緣部分在軸線周圍環(huán)向延伸第一弧長，引線約束護(hù)耳在軸線周圍環(huán)向延伸第二弧長，第二弧長小于第一弧長，且其中，內(nèi)端匝由線圈中的第一個形成，端匝相間絕緣體具有相對的面，引線從第一線圈以第一環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的一個延伸，并以這樣的方式在引線約束護(hù)耳周圍轉(zhuǎn)向:使得引線由之進(jìn)一步以相反的第二環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的另一個延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動裝置，其中，端匝絕緣部分構(gòu)成第一端匝絕緣部分，且端匝相間絕緣體還包含第二端匝絕緣部分，第二端匝絕緣部分相對于軸線被夾在至少兩個其它端匝之間，所述至少兩個其它端匝鄰近定子的第二軸向末端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電動裝置，其中，端匝相間絕緣體包含兩個延伸的連接部分，第一端匝絕緣部分經(jīng)由兩個延伸的連接部分被連接到第二端匝絕緣部分，兩個延伸的連接部分中的一個位于定子的一個槽中，兩個延伸的連接元件中的另一個位于定子的另一個槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電動裝置，其中，引線構(gòu)成第一引線，定子包含第二引線，第二引線從線圈中的第二個延伸，第二引線以第二環(huán)向方向從第二線圈延伸，并以這樣的方式以第二環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的另一個延伸:使得第二引線在引線約束護(hù)耳和外端匝之間延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電動裝置，`其中，定子還包含系帶，系帶以這樣的方式圍繞所述至少兩個端匝:將引線約束護(hù)耳壓為緊貼外端匝。
6.—種電動裝置,其包含: 定子，其具有軸線以及相反的第一與第二軸向末端，定子包含:形成端匝的多個線圈，端匝包括與第一軸向末端鄰近的外端匝以及內(nèi)端匝；端匝相間絕緣體，其具有相對的面，并包含端匝絕緣部分和引線約束護(hù)耳，端匝絕緣部分在內(nèi)外端匝之間在軸線周圍環(huán)向延伸第一弧長，引線約束護(hù)耳從端匝絕緣部分延伸并在軸線周圍環(huán)向延伸第二弧長，第二弧長小于第一弧長；至少一個引線，其從線圈中的第一個以第一環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的一個延伸，并以這樣的方式在引線約束護(hù)耳周圍轉(zhuǎn)向:使得引線由之進(jìn)一步以相反的第二環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的另一個延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電動裝置，其中，端匝絕緣部分構(gòu)成第一端匝絕緣部分，且端匝相間絕緣體還包含第二端匝絕緣部分，第二端匝絕緣部分在鄰近定子的第二軸向末端的至少兩個其它端匝之間在軸線周圍環(huán)向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電動裝置，其中，定子包含具有多個槽的芯，端匝相間絕緣體包含至少一個連接部分，第一端匝絕緣部分經(jīng)由所述至少一個連接部分被連接到第二端匝絕緣部分，所述至少一個連接部分被定位在定子芯的一個槽中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的電動裝置，其中，引線構(gòu)成第一引線，定子包含第二引線，第二引線從線圈中的第二個延伸，第二引線以第二環(huán)向方向從第二線圈延伸，并以這樣的方式以第二環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的另一個延伸:使得第二引線在引線約束護(hù)耳和外端匝之間延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的電動裝置，其中，定子還包含系帶，系帶將引線約束護(hù)耳固定為緊貼外端匝。
11.一種電動裝置，其包含: 定子，其具有軸線以及相反的第一與第二軸向末端，定子包含:多個線圈，其構(gòu)成端匝，并具有從線圈中的一個延伸的引線，端匝包括鄰近于第一軸向末端的外端匝以及內(nèi)端匝；端匝相間絕緣體，其具有端匝絕緣部分和一體化的引線約束護(hù)耳，端匝絕緣部分在內(nèi)外端匝之間在軸線周圍環(huán)向延伸，一體化的引線約束護(hù)耳從端匝絕緣部分延伸，并在所述引線和外端匝的至少一部分上向外徑向地繞卷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電動裝置，其中，端匝絕緣部分構(gòu)成第一端匝絕緣部分，且端匝相間絕緣體還包含第二端匝絕緣部分，第二端匝絕緣部分在鄰近定子的第二軸向末端的至少兩個其它端匝之間在軸線周圍環(huán)向延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電動裝置，其中，定子包含具有多個槽的芯，端匝相間絕緣體包含至少一個連接部分，第一端匝絕緣部分經(jīng)由所述至少一個連接部分被連接到第二端匝絕緣部分，所述至少一個連接部分被定位在定子的槽中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的電動裝置，其中，定子還包含系帶，系帶將一體化的引線約束護(hù)耳固定為緊貼外端匝。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的電動裝置，其中，端匝絕緣部分在軸線周圍環(huán)向延伸第一弧長，一體化的引線約束護(hù)耳在 軸線周圍環(huán)向延伸第二弧長，第二弧長小于第一弧長。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的電動裝置，其中，端匝相間絕緣體具有相對的面，電動裝置還包含引線，引線以第一環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的一個延伸，并以這樣的方式在一體化的引線約束護(hù)耳周圍轉(zhuǎn)向:使得引線由之進(jìn)一步以相反的第二環(huán)向方向沿著端匝相間絕緣體的相對的面中的另一個延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電動裝置，其中，第一與第二弧長具有重合的中心。
18.根據(jù)權(quán)利要求6的電動裝置，其中，第一與第二弧長具有重合的中心。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的電動裝置，其中，第一與第二弧長具有重合的中心。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的電動裝置，其中，端匝相間絕緣體由電氣絕緣材料的薄片制成。
全文摘要
定子包含芯、多個線圈、端匝相間絕緣體、至少一個引線。線圈經(jīng)過定子的槽繞卷，并在其從操向槽繞卷時形成端匝。端匝相間絕緣體包含端匝分隔部分和引線約束護(hù)耳。端匝分隔部分徑向夾在內(nèi)端匝和外端匝之間。引線約束護(hù)耳從端匝分隔部分延伸，并以這樣的方式部分地包裹外端匝將引線夾在引線約束護(hù)耳和外端匝之間。這防止了引線移動到定子的芯中。
文檔編號H02K3/38GK103227525SQ201310096420
公開日2013年7月31日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者J·M·布蘭登, V·P·法戈, C·A·彼得斯 申請人:艾默生電氣公司