[发明专利]绝缘体和马达、以及具备绝缘体和线圈的定子的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌合于构成马达的定子铁芯的齿的绝缘体、包含定子和转子的马达、以及具备绝缘体和线圈的定子的制造方法，其中，上述定子具备包含线圈的绝缘体。

背景技术

在汽车产业中，以进一步提高混合动力汽车、电动汽车的行驶性能为目标，针对驱动用马达的高输出化、轻型化、小型化的开发日益进步。并且，即便是家电产品制造商也专心致力于针对内置在各种家电产品中的马达的进一步小型化、高性能化的开发。

构成马达的定子包括层叠钢板而形成的定子铁芯，该定子铁芯具备圆环状的磁轭、从该磁轭向径向内侧突出的多个齿、以及形成在邻接的齿间的槽，通过将线圈插入到上述槽内并卷装在齿间来制造定子。

从确保齿和线圈之间的绝缘性的观点出发，在它们之间夹装有绝缘纸，但是，在通过该绝缘纸实现线圈和铁芯之间的绝缘的情况下，容易在绝缘纸和铁芯之间形成空气层，由于该空气层使热阻增大，因此存在马达驱动时无法将在线圈产生的焦耳热充分地向铁芯散热的问题。

因此，采取了以下对策：例如在齿周围一体地成形作为绝缘材料的树脂而形成绝缘体，由此来确保绝缘体和铁芯的紧贴性，以使双方之间不形成空气层。

当在齿周围一体地成形有绝缘体的情况下，从散热性的观点出发，优选该绝缘体尽可能薄，但存在以下问题：例如为了提高散热性而使绝缘体的厚度变薄时，在注塑成形时容易导致填充不良，此外，由于与铁芯相比树脂制绝缘体的线膨胀系数格外高，因此，根据使用环境不同，容易产生因温度应力引起的开裂。

因此，应用以下的制造方法：预先成形绝缘体，并将在该绝缘体的周围嵌入预先形成的线圈而得的部件嵌合于齿，在将绝缘体嵌合于齿之后，例如根据需要对树脂进行塑型，由此能够消除在绝缘体和齿之间可能形成的间隙，从而能够解决上述的在齿周围一体地成形绝缘体的情况下的课题。

这里，作为以往的绝缘体的形态能够例举图5、图6所示的绝缘体。

图5所示的绝缘体I是利用绝缘树脂材料一体地成形筒状的主体T3、凸缘T2以及凸缘T1而形成的，上述主体T3嵌合于未图示的定子铁芯的齿，上述凸缘T2对线圈C的磁轭侧端部进行固定，上述凸缘T1对线圈C的齿顶端侧的端部进行固定。

在图示的绝缘体I中，齿顶端侧的凸缘T1是为了防止在线圈C嵌合于绝缘体I的周围之后该线圈C从绝缘体的顶端脱落而设置的。

此外，能够借助该凸缘T1将线圈C距齿顶端的距离保持为固定的长度（或者能够将线圈的端部和转子的间隔保持为预定长度），由此，也具有抑制马达驱动时可能在线圈产生的铜损的作用。即，在没有凸缘T1的情况下，线圈C移动到齿的顶端，且根据情况不同存在线圈C脱落的情况，但当线圈C在齿的顶端被卡止的状态下，由于易于伴随马达驱动时的磁通变动的磁场的变化而在线圈C产生铜损，因此能够期待凸缘T1起到防止线圈C脱落和抑制铜损这两个较大的作用效果，如图示例那样，在齿顶端侧具备凸缘的绝缘体被普遍应用。

但是，当在薄绝缘体上直接卷装刚性高的扁平线时，绝缘体破裂的可能性非常高，因此，为了避免该情况，需要将预先卷装好的线圈嵌入于绝缘体。但是，由于在绝缘体I的顶端存在用于防止线圈C脱落的凸缘T1，因此，当如图5所示那样将预先卷装导线（图示例为扁平线）而形成的线圈C嵌入于绝缘体I时（Z1方向），存在此时凸缘T1与线圈C干涉、在嵌入时凸缘T1破损这样的其他问题。

因此，取代如图5所示的绝缘体I那样具有筒状的主体T3的构造，提出了如图6所示的俯视观察呈U字状的绝缘体I’，该绝缘体I’包括磁轭侧的基部T4、从该基部T4伸出的两个臂部T5、T5、以及设置在该臂部T5的顶端的凸缘T6。

根据该绝缘体I’，在将线圈C嵌入于绝缘体I’时，通过使两个臂部T5、T5向内侧挠曲（Z2方向），能够使线圈C不与凸缘T6干涉而嵌入于臂部T5（Z1方向）。

但是，在该绝缘体I’的情况下，挠曲时产生的弯矩集中地作用于基部T4和臂部T5的结合部、即臂部T5的根部T5a，为了对抗该外力，需要将根部T5a的壁厚成形地相对地较厚以便提高其刚性。

虽然能够通过加厚根部T5a的壁厚来提高其刚性，但由于其形成材料是杨氏模量并不高的树脂，因此无法完全消除因弯矩集中于该树脂制的绝缘体的根部T5a而该区域塑性变形、开裂的情况。

如此，至此为止的将已形成的线圈嵌入于在齿顶端侧具备用于防止线圈脱落的凸缘的绝缘体的技术均存在绝缘体的某一部位发生破损的可能性。