定子、設(shè)置有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、以及該定子的制造方法
【專利摘要】一種定子，在該定子中，定子繞組（12d）卷繞在定子繞組（12a）處。定子繞組具有形狀為矩形的截面并且包括彼此電連接的多個(gè)導(dǎo)體（18）。導(dǎo)體中的每一個(gè)皆具有當(dāng)所述繞組被卷繞在定子芯處時(shí)被容置為疊置在多個(gè)槽中的對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)的槽內(nèi)部分。固定構(gòu)件（21）將槽內(nèi)部分固定至多個(gè)槽中的每一個(gè)中。固定構(gòu)件由粘合材料構(gòu)成，該粘合材料被充裝至多個(gè)槽中的每一個(gè)中，從而在軸向方向上留下貫穿多個(gè)槽中的每一個(gè)的通孔（22、23）。制冷劑被允許穿過該通孔。
【專利說明】定子、設(shè)置有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、以及該定子的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在車輛中并且用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)；涉及一種設(shè)置有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)；并且涉及一種制造該定子的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知的用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子包括定子芯和定子繞組。該定子芯設(shè)置有沿周向方向排列的多個(gè)槽。定子繞組圍繞定子芯卷繞，其中，該定子繞組的導(dǎo)體容置在每個(gè)槽中并且彼此電連接。例如，專利文獻(xiàn)JP-A-2010-226861公開了一種定子繞組，該定子繞組由各自具有垂直于縱向方向的矩形截面的導(dǎo)體(扁平導(dǎo)線)形成。
[0003]在致動(dòng)這種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，電流通過定子繞組。因此，形成定子繞組的導(dǎo)體基于其電阻而產(chǎn)生熱，并由此使溫度升高。在這種情況下，當(dāng)定子繞組如在專利文獻(xiàn)JP-A-2010-226861中那樣由扁平導(dǎo)線形成時(shí)，導(dǎo)體將在每個(gè)槽中具有高占空系數(shù)。因此，與定子繞組由各自具有垂直于縱向方向的圓形截面的導(dǎo)體(圓導(dǎo)線)形成的情況相比，扁平導(dǎo)線將具有低阻抗并且因而將具有低銅損，因而使熱生成最小化。然而，另一方面，扁平導(dǎo)線的使用產(chǎn)生了下述問題:由于導(dǎo)體在槽中排列成在導(dǎo)體之間幾乎不留間隙，因此不易于允許制冷劑如空氣或冷卻油穿過每個(gè)槽。這產(chǎn)生了散熱性能低的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，需要提供一種包括有在每個(gè)槽中具有高占空系數(shù)但確保了良好的散熱性能的導(dǎo)體的定子、一種設(shè)置有該定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、以及一種制造該定子的方法。
[0005]一種示例性實(shí)施方式提供了一種定子，該定子包括:定子芯(12a)，該定子芯(12a)具有軸向方向、周向方向和徑向方向；多個(gè)槽(12b),該多個(gè)槽(12b)在定子芯中形成為沿周向方向設(shè)置；定子繞組(12d)，該定子繞組(12d)卷繞在定子芯處，該定子繞組具有形狀為矩形的截面并且包括彼此電連接的多個(gè)導(dǎo)體(18)，該截面橫向于導(dǎo)體的縱長方向，導(dǎo)體中的每一個(gè)皆具有槽內(nèi)部分，當(dāng)繞組卷繞在定子芯處時(shí)，該槽內(nèi)部分容置在該多個(gè)槽中的對(duì)應(yīng)槽內(nèi)；以及固定構(gòu)件(21)，該固定構(gòu)件(21)將槽內(nèi)部分固定至多個(gè)槽中的每一個(gè)中，固定構(gòu)件由粘合材料構(gòu)成，該粘合材料被充裝至多個(gè)槽中的每一個(gè)中從而在軸向方向上留下貫穿多個(gè)槽中的每一個(gè)的通孔(22，23)，制冷劑被允許穿過該通孔。
[0006]根據(jù)該構(gòu)型，在每個(gè)槽中形成有通孔，并且該通孔是由粘合材料和容置在槽中的其他部件限定的以允許制冷劑通過。因此，制冷劑比如空氣或冷卻油能夠容易地穿過槽，并由此增強(qiáng)散熱性能。此外，定子繞組由各自具有垂直于縱向方向的矩形橫截面的導(dǎo)體形成。因而，使導(dǎo)體在每個(gè)槽中的占空系數(shù)與散熱性能很好地平衡。
[0007]另一示例性實(shí)施方式提供了一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括:根據(jù)上文所制造的定子(12);轉(zhuǎn)子(13)，該轉(zhuǎn)子(13)設(shè)置成在徑向方向上與定子相對(duì)并且設(shè)置成是可旋轉(zhuǎn)的；以及制冷劑供給裝置(40)，該制冷劑供給裝置(40)用于將制冷劑供給至定子。
[0008]根據(jù)該構(gòu)型，定子芯的每個(gè)槽皆設(shè)置有通孔，制冷劑能夠穿過該通孔。因此，通過制冷劑供給裝置供給至定子的液態(tài)制冷劑穿過設(shè)置在槽中的通孔。這確保了良好的散熱性能。而且，定子繞組由各自具有垂直于縱向方向的矩形橫截面的導(dǎo)體形成。這能夠?qū)崿F(xiàn)具有下述定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī):在該定子中，導(dǎo)體在每個(gè)槽中的占空系數(shù)增大并且確保了良好的散熱性能。
[0009]又一示例性實(shí)施方式提供了一種制造定子的方法，該定子具有軸向方向、周向方向和徑向方向，多個(gè)槽(12b)在定子芯中形成為沿周向方向設(shè)置；該方法包括下述步驟:將定子繞組卷繞在定子芯處(SI)，其中，該定子繞組具有形狀為矩形的截面并且包括彼此電連接的多個(gè)導(dǎo)體(18)，該截面橫向于導(dǎo)體的縱長方向，導(dǎo)體中的每一個(gè)皆具有槽內(nèi)部分，當(dāng)繞組卷繞在定子芯處時(shí)，該槽內(nèi)部分被容置成疊置在多個(gè)槽中的相應(yīng)的槽內(nèi)；在多個(gè)槽中的每一個(gè)中的預(yù)定位置處設(shè)置有隔離件(S2);通過將固定材料充裝至多個(gè)槽中的每一個(gè)中而將槽內(nèi)部分固定在多個(gè)槽中的每一個(gè)中(S3)，固定材料是粘合材料；以及從多個(gè)槽中的每一個(gè)中移除隔離件，從而在多個(gè)槽中的每一個(gè)中留下由隔離件所占據(jù)的空間作為其中的通孔(S4)。
[0010]根據(jù)該方法，確保按順序執(zhí)行卷繞步驟、設(shè)置隔離件步驟、固定導(dǎo)體步驟以及形成通孔步驟。這能夠?qū)崿F(xiàn)如下定子的簡單和容易的制造:該定子能夠提高導(dǎo)體在每個(gè)槽中的占空系數(shù)并且確保良好的散熱性能。
[0011]括號(hào)中的用于以上或在權(quán)利要求中提出的元件的附圖標(biāo)記指示元件與下文提供的實(shí)施方式中描述的具體裝置的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]在附圖中:
[0013]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示意性軸向截面圖；
[0014]圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的定子芯和轉(zhuǎn)子的俯視圖；
[0015]圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的構(gòu)成定子繞組的導(dǎo)體的立體圖；
[0016]圖4是沿圖3的線IV-1V截取的導(dǎo)體的截面圖；
[0017]圖5是示出定子的一部分的局部俯視圖；
[0018]圖6是示出制造定子的方法的流程圖；
[0019]圖7是示出方法中的卷繞步驟的說明性圖示；
[0020]圖8是示出方法中的設(shè)置隔離件步驟的說明性圖示；
[0021]圖9是示出方法中使用的隔離件的立體圖；
[0022]圖10是示出方法中的固定導(dǎo)體步驟的說明性圖示；以及
[0023]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的定子的局部俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下文將通過參照附圖對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式進(jìn)行描述。在以下提供的描述中，當(dāng)使用術(shù)語“連接”時(shí)，除非明確限定，否則其指的是“電連接”。這同樣適用于術(shù)語“連接”的變形。另外，附圖包括描述本發(fā)明所需要的元件，但不必然包括所有的實(shí)際安裝的元件。
[0025]【第一實(shí)施方式】
[0026] 參照?qǐng)D1至圖10，下文描述了本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的示例性軸向截面圖。本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10是內(nèi)轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的示例。如圖1所示，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10包括殼體11、定子12、轉(zhuǎn)子13、旋轉(zhuǎn)軸20、電力變換裝置30以及制冷劑供給裝置40。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10與電力變換裝置30經(jīng)由輸入/輸出線路17等彼此連接。旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的殼體11可以與電力變換裝置30的殼體(未示出)分開形成，并且分開的殼體可以使用固定裝置彼此固定。替代地，這些殼體可以一體地形成。當(dāng)殼體分開形成時(shí)，固定裝置對(duì)應(yīng)于例如通過使用螺栓和螺母、外螺紋和內(nèi)螺紋、通孔和開口銷、或者焊接所形成的接合，或者對(duì)應(yīng)于邊緣的壓接等?？梢栽谶@些接合和壓接中適當(dāng)?shù)剡x擇兩個(gè)或更多個(gè)并對(duì)其進(jìn)行組合以實(shí)現(xiàn)固定。輸入/輸出線路17可以通過將之后描述的導(dǎo)體18延伸來形成。
[0027]通過殼體11經(jīng)由軸承15而以可旋轉(zhuǎn)的方式支承旋轉(zhuǎn)軸20。旋轉(zhuǎn)軸20可以使用上面提到的固定裝置固定至轉(zhuǎn)子13的中央部分，或可以與轉(zhuǎn)子13—體地形成。無論使用哪種構(gòu)型，轉(zhuǎn)子軸20都將與轉(zhuǎn)子13共同地旋轉(zhuǎn)。圖2是示出定子12的定子芯12a和轉(zhuǎn)子13的俯視圖。如圖2所不,轉(zhuǎn)子13具有這樣的外周表面:該外周表面包括磁極位置，永磁體16沿著周向方向嵌入所述磁極位置處，使得極性是交替的。在本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子13中，磁極的數(shù)量是八(四個(gè)N極以及四個(gè)S極)。
[0028]定子12包括呈環(huán)形形狀的定子芯12a和定子繞組12d(參見圖1)。定子芯12a設(shè)置在轉(zhuǎn)子13的外周側(cè)以在徑向上與轉(zhuǎn)子13相對(duì)。定子繞組12d繞定子芯12a卷繞。定子12的定子芯12a通過上面提到的固定裝置固定至殼體11，使得定子芯12a的內(nèi)周表面將與轉(zhuǎn)子13的外周表面相對(duì)。
[0029]定子芯12a具有多個(gè)槽12b，該多個(gè)槽12b在軸向方向上形成為遍及定子芯12a并且沿著定子芯12a的內(nèi)周表面在周向方向上設(shè)置。槽12b形成為使得槽12b的開口將在定子芯12a的內(nèi)周表面上開放并且槽12b的深度方向?qū)⑴c定子芯12a的徑向方向一致。槽12b的周向間隔可以任選地確定。然而，考慮到使磁通的流動(dòng)均勻以及增大扭矩，槽12b可以優(yōu)選地以規(guī)則的間隔設(shè)置。在相鄰的槽12b之間分別設(shè)置有齒12e。
[0030]圖2中示出的槽12b的示例具有:槽系數(shù)為二，該槽系數(shù)由S (S為正整數(shù))指示；轉(zhuǎn)子13中的極數(shù)(磁極的數(shù)量)為八，該極數(shù)由Mn (Mn為正整數(shù))指示；以及相數(shù)(相的數(shù)量)為三,該相數(shù)由P (P為正整數(shù))指示。在該示例中，槽12b的數(shù)量(槽數(shù)Sn)由下述表達(dá)式表達(dá):Sn=S X Mn X p=2 X 8 X 3=48。
[0031]每個(gè)槽12b皆容置構(gòu)成定子繞組12d的導(dǎo)體18。圖5是示出定子12的局部俯視圖。例如，如圖5所示，多個(gè)(在本實(shí)施方式中為四個(gè))導(dǎo)體18在徑向上疊置并成排地設(shè)置在一個(gè)槽12b中。每個(gè)導(dǎo)體18的在軸向上從槽12b的端面突出的一部分用作轉(zhuǎn)向部14(參見圖3)。導(dǎo)體18的轉(zhuǎn)向部14也共同地被稱為線圈端部。如圖1所示，轉(zhuǎn)向部14中的一些轉(zhuǎn)向部延伸為引線并且連接至電力變換裝置30。
[0032]圖3為示出構(gòu)成定子繞組12d的導(dǎo)體18的立體圖。如圖3所示，導(dǎo)體18形成為具有U形形狀的一個(gè)構(gòu)件并且包括單個(gè)轉(zhuǎn)向部14、兩個(gè)槽內(nèi)部分19和兩個(gè)端部14a。轉(zhuǎn)向部14形成有階梯樣式部分14s，該階梯樣式部分14s由多個(gè)臺(tái)階構(gòu)成并且形成為將兩個(gè)槽內(nèi)部分一體地連接至一個(gè)導(dǎo)體18中。階梯樣式部分14s的每個(gè)臺(tái)階皆具有高度H，該高度H可以任選地設(shè)定。當(dāng)使高度H大約等于導(dǎo)體18的高度(即，厚度Th)時(shí)，導(dǎo)體18將易于沿徑向方向疊置。階梯樣式部分14s的臺(tái)階的數(shù)量可以任選地確定。例如，臺(tái)階的數(shù)量可以設(shè)定為適合于槽內(nèi)部分19之間的距離的值。
[0033]如圖3所示，兩個(gè)槽內(nèi)部分18是線性部分，當(dāng)定子繞組12d已經(jīng)繞定子芯12a卷繞時(shí)，所述線性部分將被容置在槽12b中的指定的兩個(gè)槽12b中。
[0034]階梯樣式部分14s具有中央部，在該中央部中，通過將中央部彎曲成曲柄形狀而形成有曲柄部分14c。曲柄部分14c形成為用于使導(dǎo)體18在徑向方向上偏移。在曲柄部分14c中，導(dǎo)體從定子芯12a的端面12f突出的高度將達(dá)到最大值。在徑向方向上的偏移量可以任選地確定。當(dāng)使偏移量約等于每個(gè)導(dǎo)體18的寬度Wd時(shí)，多個(gè)導(dǎo)體18能夠在徑向方向上容易地偏移。導(dǎo)體18不必然需要具有階梯樣式，而是可以僅包括曲柄部分14c。
[0035]導(dǎo)體18中的一些導(dǎo)體在端部14a處設(shè)置有端子T，如在圖3中由雙點(diǎn)劃線所指示的。端部14a之間或者端部14a與端子T之間的接合可以根據(jù)需要通過釬焊、熔焊等實(shí)現(xiàn)。熔焊包括熔化焊接(例如，氣焊、電弧焊、電渣焊和激光束焊接)和壓力焊接(例如，電阻焊和鍛焊)。
[0036]圖4示出了導(dǎo)體18的沿圖3的線IV-1V截取的截面圖。在導(dǎo)體18中，通過在構(gòu)成導(dǎo)體18的導(dǎo)電金屬構(gòu)件18m (例如銅線)上設(shè)置絕緣膜18r (例如，樹脂)來確保轉(zhuǎn)向部14和槽內(nèi)部分19具有絕緣特性。另一方面，導(dǎo)體18的端部14a沒有設(shè)置絕緣膜，而是金屬構(gòu)件18m暴露以建立連接。
[0037]如圖5所示，導(dǎo)體18根據(jù)預(yù)定的設(shè)置次序順序地容置在一系列槽12b中。在該情況下，導(dǎo)體18基于相位疊置在槽12b中，S卩，對(duì)于U相、V相和W相中的每一者將導(dǎo)體18疊置在槽12b中。端部14a彼此連接，或者端部14a和端子T彼此連接以形成Y形(星形)連接、Δ (delta)形連接或混合的Υ_Δ連接，由此形成繞定子芯12a卷繞的定子繞組12d。
[0038]如圖5所示，在徑向上成排地疊置的多個(gè)(在本實(shí)施方式中為六個(gè))導(dǎo)體18容置在槽12b中的每一個(gè)中，除了任選地選出的一個(gè)槽12b之外。容置在每個(gè)槽12b中的該六個(gè)導(dǎo)體18 (槽內(nèi)部分19)通過沿著槽12b的壁表面設(shè)置的一片電絕緣紙26而與定子芯12a電絕緣。六個(gè)導(dǎo)體18的容置在槽12b中的槽內(nèi)部分通過填充入槽12b中并經(jīng)固化的粘合材料21而與絕緣紙26 —起固定至定子芯12a。
[0039]在每個(gè)槽12b中，通孔22和23分別設(shè)置在徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)，其中，通孔22和23由容置在槽12b中的粘合材料21、導(dǎo)體18和絕緣紙26在外周進(jìn)行限定。允許制冷劑如空氣或冷卻用液體通過這些通孔22和23。通孔22和23中的每一個(gè)皆具有下述通孔形狀:該通孔形狀的垂直于軸向方向的截面例如是矩形的，并且通孔22和23中的每一個(gè)皆在軸向方向上在整個(gè)定子芯12a上延伸。
[0040]設(shè)置在每個(gè)槽12b中的徑向內(nèi)側(cè)的通孔22具有由粘合材料21或槽的壁表面限定的三個(gè)表面:即周向側(cè)表面和徑向內(nèi)表面，并且具有由粘合材料21或絕緣紙26限定的一個(gè)表面:即徑向外表面。通孔22具有制成為大于導(dǎo)體18的每個(gè)槽內(nèi)部分19的周向?qū)挾萒h(參見圖3)的周向?qū)挾萕1。由此，確保通孔22具有較大的周向?qū)挾萕1。每個(gè)槽12b皆具有在定子芯12a的內(nèi)周表面上開放的開口 12c。開口 12c形成為沿軸向方向延伸的狹縫狀形狀。開口 12c通過位于開口 12c與通孔22之間的粘合材料21封閉。因此，確保流入通孔22中的液態(tài)制冷劑不會(huì)從開口 12c流出。
[0041]另一方面，設(shè)置在每個(gè)槽12b中的徑向外側(cè)的通孔23具有由絕緣紙26和粘合材料21限定的三個(gè)表面:即周向側(cè)表面和徑向外表面，并且具有由在徑向上最外側(cè)的導(dǎo)體18的側(cè)表面或粘合材料21限定的一個(gè)表面:即徑向內(nèi)表面。通孔23具有等于槽內(nèi)部分19的周向?qū)挾萒h的周向?qū)挾萕2。
[0042]圖6是示出制造定子12的方法的流程圖。如上所述構(gòu)造的定子12是根據(jù)圖6的流程圖來制造的。具體地，如圖6所示，本實(shí)施方式的定子12是通過順序地執(zhí)行卷繞步驟S1、設(shè)置隔離件步驟S2、固定導(dǎo)體步驟S3和形成通孔步驟S4而制造的。
[0043]圖7是示出該方法的卷繞步驟SI的說明性圖示。如圖7所示，折疊成方筒形形狀的絕緣紙26沿著每個(gè)槽12b的壁表面設(shè)置在每個(gè)槽12b中。此外，六個(gè)導(dǎo)體18在徑向上成排地設(shè)置在絕緣紙26內(nèi)側(cè)并且用給定的方法彼此連接，從而繞定子芯12a卷繞定子繞組12d。在這種情況下，分別用于插入隔離件24和25 (參見圖9)的空間22a和23a在槽12b的內(nèi)側(cè)形成為分別定位于在徑向上成排地疊置的六個(gè)導(dǎo)體18的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。
[0044]圖8是示出該方法的設(shè)置隔離件步驟S2的說明性圖示。如圖8所示，在隨后執(zhí)行的設(shè)置隔離件步驟S2處，分別將隔離件24和25插入并設(shè)置在形成于槽12b的預(yù)定位置(在徑向上的側(cè)向位置)處的空間22a和23a (參見圖7)中。圖9是示出隔離件24的立體圖。圖9中示出的隔離件24插入并設(shè)置于在徑向上定位于內(nèi)側(cè)的空間22a中。隔離件24具有略小于槽12b的周向?qū)挾萕3的寬度(在周向方向上的寬度)。隔離件24是具有狹長矩形形狀的板構(gòu)件并且具有與每個(gè)導(dǎo)體18的槽內(nèi)部分19的縱向長度相等的縱向長度。
[0045]插入并設(shè)置于在徑向上定位于外側(cè)的空間23a中的隔離件25具有與每個(gè)導(dǎo)體18的寬度Th相等的寬度(在周向方向上的寬度)。隔離件25同樣是具有狹長矩形形狀的板構(gòu)件并且具有與每個(gè)導(dǎo)體18的槽內(nèi)部分19的縱向長度相等的縱向長度。隔尚件24和25中的每一者的厚度(在徑向方向上的厚度)是根據(jù)槽12b的徑向深度和成排的導(dǎo)體18的徑向長度之差而適當(dāng)?shù)卮_定的，使得在槽12b內(nèi)側(cè)不形成間隙。
[0046]如將在后面描述的，在形成通孔步驟S4處，將隔離件24和25從固化的粘合材料21中移除?？紤]到在該步驟處移除隔離件24和25的容易性，理想的是隔離件24和25由在與粘合材料21粘合方面具有低結(jié)合力的樹脂材料制成。例如，可以用作隔離件24和25的優(yōu)選的樹脂材料包括聚亞苯基硫醚(PPS)、含氟樹脂、液晶聚合物(LCP)或通過玻璃填料強(qiáng)化的樹脂。
[0047]圖10是示出該方法的固定導(dǎo)體步驟S3的說明性圖示。如圖10所示，在隨后執(zhí)行的固定導(dǎo)體步驟S3中，使用管嘴——粘合材料21從該管嘴排出——將粘合材料21充裝并填入每個(gè)槽12b中，使得粘合材料能夠滲入到在每個(gè)槽12b中的部件之間留出的空隙中并且隨后被固化。在固化之后，粘合材料12在相應(yīng)的槽12b中用作固定構(gòu)件。粘合材料21能夠被從定子芯12a的在徑向方向上的內(nèi)側(cè)或從定子芯12a的在軸向方向上的一側(cè)充裝至槽12b中。
[0048]由此，容置在槽12b中的六個(gè)導(dǎo)體18和絕緣紙26 —起被固定至定子芯12a的每個(gè)槽12b的壁。在這種情況下，在槽12b中位于徑向內(nèi)側(cè)的開口 12c通過填入隔離件24與開口 12c之間的粘合材料21而被封閉。
[0049]在后續(xù)的形成通孔步驟S4處，被插入并設(shè)置在槽12b中的隔離件24和25從固化了的粘合材料21中移除。由此，分別在移除隔離件24和25之后形成通孔22和23 (參見圖5)。在此之后，根據(jù)需要實(shí)施修整工序等以完整地形成定子芯12。之后，所有的制造步驟結(jié)束。
[0050]下文描述向定子12供給液態(tài)制冷劑的制冷劑供給裝置40。如圖1所示，本實(shí)施方式的液態(tài)制冷劑供給裝置40包括管嘴41、泵42和散熱器43。管嘴41將液態(tài)制冷劑(未示出)滴落到定子繞組12d的線圈端部上。泵42將液態(tài)制冷劑給送至管嘴41。散熱器43將經(jīng)加熱的液態(tài)制冷劑的熱排出。管嘴41、泵42和散熱器43經(jīng)由管道而連接以給送液態(tài)制冷劑并且設(shè)置在液態(tài)制冷劑的循環(huán)回路上。
[0051]在本實(shí)施方式中，從泵42排出的液態(tài)制冷劑經(jīng)由散熱器43給送至管嘴41并從管嘴41滴落到定子繞組12d的轉(zhuǎn)向部14 (線圈端部)上。所滴落的液態(tài)制冷劑沿著定子繞組12d下降，同時(shí)使定子12冷卻，并且所滴落的液態(tài)制冷劑落在殼體11的底部上并通過形成于底部中的出口 Ila返回至泵42。此后，確保液態(tài)制冷劑再次從泵42排出以通過循環(huán)回路進(jìn)行循環(huán)。
[0052]如上所述構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10操作如下。在圖1中，基于從電力變換裝置30所供給的經(jīng)電力變換的驅(qū)動(dòng)電流來激勵(lì)定子12。該激勵(lì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩(包括動(dòng)力)以由此使轉(zhuǎn)子13旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10工作為電動(dòng)機(jī)。所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩經(jīng)由轉(zhuǎn)子13和旋轉(zhuǎn)軸20而輸出至旋轉(zhuǎn)體(例如，車輪或推進(jìn)器)。動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)可以插設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸20與旋轉(zhuǎn)體之間。例如，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括軸、凸輪、齒條與小齒輪、和齒輪中的一者或更多者。
[0053]當(dāng)電力變換裝置30沒有輸出電力變換信號(hào)并且旋轉(zhuǎn)體產(chǎn)生扭矩(包括動(dòng)力)時(shí)，轉(zhuǎn)子13還通過接受旋轉(zhuǎn)體的扭矩而旋轉(zhuǎn)。因此，在定子12的導(dǎo)體18中產(chǎn)生反向電動(dòng)力。所產(chǎn)生的反向電動(dòng)力(再生電功率)可以經(jīng)由電力變換裝置30充入電池中。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10工作為發(fā)電機(jī)。
[0054]以此方式，無論旋轉(zhuǎn)電機(jī)10是工作為電動(dòng)機(jī)還是工作為發(fā)電機(jī)，定子12的導(dǎo)體18皆被供給電流并產(chǎn)生熱。在本實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)或作為發(fā)電機(jī)開始工作的同時(shí)，制冷劑供給裝置40也開始工作。由此，從泵42排出的液態(tài)制冷劑從管嘴41滴落在定子繞組12d的線圈端部上。在這種情況下，滴落在線圈端部上的液態(tài)制冷劑沿著定子繞組12d的導(dǎo)體18移動(dòng)并且到達(dá)槽12b。之后，液態(tài)制冷劑流動(dòng)穿過設(shè)置在每個(gè)槽12b中的通孔22和23，并且有效地冷卻定子繞組12d和定子芯12a。由此，在定子12中實(shí)現(xiàn)了良好的散熱性能。
[0055]如上所述，本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10包括具有槽12b的定子12。槽12b中的每一個(gè)皆設(shè)置有由粘合材料21、導(dǎo)體18或絕緣紙26限定的通孔22和23，使得液態(tài)制冷劑能夠穿過通孔。因此，液態(tài)制冷劑能夠容易地通過槽12b并且因此增強(qiáng)散熱性能。此外，定子繞組12d由各自具有垂直于縱向方向的矩形截面的導(dǎo)體18形成。因此，在槽12b中的每一個(gè)中，導(dǎo)體18的占空系數(shù)增大。由此，很好地平衡了占空系數(shù)與良好的散熱性能。
[0056]在本實(shí)施方式中，通孔22和23通過下述方式形成:即，在每個(gè)槽12b中的預(yù)定位置處設(shè)置導(dǎo)體18和隔離件24和25 ;將粘合材料21填充至槽12b中以固定導(dǎo)體18和隔離件24和25 ；以及將隔離件24和25從槽12b中移除。以此方式，容易地形成通孔22和23。
[0057]在本實(shí)施方式中，隔離件24和25由在與粘合材料21粘合方面具有低結(jié)合力的樹脂材料制成。因此，隔離件24和25能夠被容易地從每個(gè)槽12b中移除。容易地移除隔離件能形成對(duì)在移除隔離件24和25之后分別形成的通孔22和23進(jìn)行封閉的封閉部，或者可以防止通孔22和23變形。
[0058]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的制造定子12的方法，定子12以簡單并且容易的方式制成。在所制造的定子12中，導(dǎo)體18在每個(gè)槽12b中具有高占空系數(shù)并且確保了良好的散熱性能。
[0059]根據(jù)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的定子12，導(dǎo)體18在每個(gè)槽12b中具有高占空系數(shù)并且確保了良好的散熱性能。
[0060]【第二實(shí)施方式】
[0061]現(xiàn)在參照?qǐng)D11，下文描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的定子A12。在第二實(shí)施方式中，為了省略不必要的說明，對(duì)與第一實(shí)施方式中的部件相同或相似的部件給出了相同的附圖標(biāo)記。
[0062]在以上描述的第一實(shí)施方式中，通孔22和23分別設(shè)置在每個(gè)槽12b中的徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)。然而，在本發(fā)明中，考慮到與槽12b中的導(dǎo)體18的占空系數(shù)相平衡，任選地，可以在每個(gè)槽12b中的徑向內(nèi)側(cè)或徑向外側(cè)設(shè)置僅一個(gè)通孔。
[0063]圖11是示出第二實(shí)施方式的定子A12的局部俯視圖。如圖11所示，第二實(shí)施方式的定子A12包括其中形成有槽A12b的定子芯A12a。每個(gè)槽A12b皆包括設(shè)置在槽A12b中的徑向內(nèi)側(cè)的單個(gè)通孔A22。具體地，第二實(shí)施方式的定子A12與第一實(shí)施方式的定子12的不同之處在于去除了第一實(shí)施方式中的設(shè)置在槽12b中的徑向外側(cè)的通孔23。以下描述關(guān)注不同之處，其中，省略了對(duì)于與第一實(shí)施方式共同的部件和構(gòu)型的具體描述。
[0064]類似于第一實(shí)施方式的通孔22，第二實(shí)施方式的設(shè)置在槽A12b中的徑向內(nèi)側(cè)的通孔A22是在軸向上沿整個(gè)定子芯A12a形成的通孔，并且通孔A22的垂直于軸向方向的截面呈矩形形狀。通孔A22具有由粘合材料A21或槽的壁表面限定的三個(gè)表面:即，在周向方向上的側(cè)向表面和徑向內(nèi)表面，并且具有由粘合材料A21或一片絕緣紙A26限定的一個(gè)表面:即徑向外表面。同樣在這種情況下，通孔A22具有制成為大于每個(gè)導(dǎo)體A18的槽內(nèi)部分A19的周向?qū)挾萒h (參見圖3)的周向?qū)挾萕1。由此，確保通孔A22具有較大的周向?qū)挾萕l0
[0065]每個(gè)槽A12b皆具有在定子芯A12a的內(nèi)周表面上開放的開口 A12c。類似于第一實(shí)施方式，開口 A12c形成為沿軸向方向延伸的狹縫狀形狀。每個(gè)槽A12b的開口 A12c皆通過位于開口 A12c與通孔A22之間的粘合材料A21封閉。由此，確保已經(jīng)流入通孔A22中的液態(tài)制冷劑不從開口 A12c流出。
[0066]第二實(shí)施方式的定子A12是使用與用于第一實(shí)施方式的定子12的方法相似的方法制成的。
[0067]類似于第一實(shí)施方式，如上所述構(gòu)造的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)選擇性地工作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。在開始工作的情況下，制冷劑供給裝置40也開始工作。由此，從管嘴41滴落到定子繞組12d的線圈端部上的液態(tài)制冷劑沿著定子繞組12a的導(dǎo)體A18移動(dòng)并且到達(dá)槽A12b。之后，液態(tài)制冷劑流動(dòng)穿過形成于每個(gè)槽A12b中的通孔A22以有效地冷卻定子繞組12d和定子芯A12a。由此，實(shí)現(xiàn)了定子A12的良好的散熱性能。另外，同樣在第二實(shí)施方式中，定子繞組12d由各自具有垂直于縱向方向的矩形截面的導(dǎo)體A18形成。因此，能夠享有與第一實(shí)施方式的有利效果相似的有利效果，這些有利效果包括使導(dǎo)體的占空系數(shù)與散熱性能得以很好平衡。
[0068]特別地，在第二實(shí)施方式中，在每個(gè)槽A12b中的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置有通孔A22并且槽A12b的開口 A12c是通過位于開口 A12c與通孔A22之間的粘合材料A21來封閉的。由此，確保流入通孔A22中的液態(tài)制冷劑不從開口 A12c流出而進(jìn)入位于定子12與轉(zhuǎn)子13之間的空間中。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子13旋轉(zhuǎn)時(shí)，降低了由于作用在存在于定子12與轉(zhuǎn)子13之間的液態(tài)制冷劑上的剪切力所另外引起的曳力損失。
[0069]應(yīng)當(dāng)理解的是，同樣在第一實(shí)施方式的情況下，類似于第二實(shí)施方式，由于在每個(gè)槽12b中的徑向內(nèi)側(cè)形成有通孔22并且槽12b的開口 12c是通過位于開口 12c與通孔22之間的粘合材料來封閉的，因而降低了曳力損失。
[0070]【其他實(shí)施方式】
[0071]本發(fā)明不限于前述實(shí)施方式而是可以在不偏離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)以各種方式進(jìn)行修改。
[0072]例如，前述實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10為液體冷卻型，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)10設(shè)置有將液態(tài)制冷劑供給至定子12的制冷劑供給裝置40。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于空氣冷卻型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，空氣冷卻型旋轉(zhuǎn)電機(jī)利用風(fēng)扇等將空氣吹送至定子12。
[0073]前述實(shí)施方式的定子繞組12d為通過連接U形導(dǎo)體18的端部(導(dǎo)體部段)而形成的部段型繞組(segment type winding)。然而,本發(fā)明可以應(yīng)用于不同類型的繞組。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于通過編織多個(gè)連續(xù)的導(dǎo)線而形成的編織型繞組，在該多個(gè)連續(xù)的導(dǎo)線中的每一個(gè)中，多個(gè)槽內(nèi)部分19和轉(zhuǎn)向部14交替地并且連續(xù)地形成。此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于通過疊置多個(gè)連續(xù)的導(dǎo)線而形成的疊置結(jié)構(gòu)型繞組，在該多個(gè)連續(xù)的導(dǎo)線中的每一個(gè)中，多個(gè)槽內(nèi)部分19和轉(zhuǎn)向部14交替地并且連續(xù)地形成以提供疊置的結(jié)構(gòu)，隨后以圓筒形的方式卷繞經(jīng)疊置的結(jié)構(gòu)。
[0074]前述實(shí)施方式中描述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)為其中的轉(zhuǎn)子13設(shè)置于定子12內(nèi)側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于其中的轉(zhuǎn)子13設(shè)置于定子12外側(cè)的外轉(zhuǎn)子型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0075] 在前述實(shí)施方式中，本發(fā)明應(yīng)用于選擇性用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。然而，本發(fā)明的定子也可以應(yīng)用于僅用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種定子，包括: 定子芯(12a),所述定子芯(12a)具有軸向方向、周向方向和徑向方向，多個(gè)槽(12b)在所述定子芯中形成為沿所述周向方向設(shè)置； 定子繞組(12d)，所述定子繞組(12d)被卷繞在所述定子芯處，所述定子繞組具有形狀為矩形的截面并且包括彼此電連接的多個(gè)導(dǎo)體(18)，所述截面橫向于所述導(dǎo)體的縱長方向，所述導(dǎo)體中的每一個(gè)皆具有當(dāng)所述繞組被卷繞在所述定子芯處時(shí)被容置在所述多個(gè)槽中的對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)的槽內(nèi)部分；以及 固定構(gòu)件(12)，所述固定構(gòu)件(12)將所述槽內(nèi)部分固定至所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中，所述固定構(gòu)件由粘合材料構(gòu)成，所述粘合材料被充裝至所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中，從而在所述軸向方向上留下貫穿所述多個(gè)槽中的每一個(gè)的通孔(22、23)，制冷劑被允許穿過所述通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，其中，在所述多個(gè)槽中的每一個(gè)的壁與所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中的所述槽內(nèi)部分之間設(shè)置有電絕緣紙，以及 所述粘合材料被充裝至所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中以將所述槽內(nèi)部分與所述絕緣紙一起固定至所述多個(gè)槽中的每一個(gè)的所述壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子，其中，所述通孔的數(shù)量為兩個(gè)，并且所述通孔中的一個(gè)在徑向方向上在所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中設(shè)置于最內(nèi)側(cè)，而所述通孔中的另一個(gè)在所述徑向方向上在所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中設(shè)置于最外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的定子，其中，所述通孔在所述周向方向上具有寬度(W1)，并且所述導(dǎo)體的所述槽內(nèi)部分在所述周向方向上具有寬度(Th)，所述通孔的寬度大于所述槽內(nèi)部分(19)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的定子，其中，所述通孔是通過如下方式形成的:即，使用隔離件，使得所述隔離件在所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中設(shè)置于預(yù)定位置處；以所述固定構(gòu)件將所述槽內(nèi)部分和所述隔離件固定至所述壁；以及隨后從所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中移除所述隔離件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的定子，其中，所述隔離件由這樣的樹脂材料制成:該樹脂材料在與所述固定構(gòu)件粘合方面的結(jié)合力低。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的所述的定子，其中，所述隔離件的所述樹脂材料由從如下組中選出的一種材料制成:所述組由聚亞苯基硫醚(PPS)、含氟樹脂、液晶聚合物(LCP)、以及通過玻璃填料強(qiáng)化的樹脂構(gòu)成。
8.—種旋轉(zhuǎn)電機(jī),包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所制造的定子(12)； 轉(zhuǎn)子(13)，所述轉(zhuǎn)子(13)設(shè)置成在所述徑向方向上與所述定子相對(duì)并且設(shè)置成是可旋轉(zhuǎn)的；以及 制冷劑供給裝置(40 )，所述制冷劑供給裝置(40 )用于將所述制冷劑供給至所述定子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中， 所述多個(gè)槽中的每一個(gè)皆具有在所述徑向方向上向內(nèi)開放的開口( 12c )， 所述通孔為在所述徑向方向上定位于最內(nèi)側(cè)的通孔并且形成為在所述軸向方向上延伸貫穿所述多個(gè)槽中的每一個(gè)，以及所述多個(gè)槽中的每一個(gè)的所述開口是通過已經(jīng)被充裝于所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中并到達(dá)所述開口、且在所述開口處固化的所述固定構(gòu)件來封閉的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，所述通孔在所述周向方向上具有寬度(W1)，并且所述導(dǎo)體的所述槽內(nèi)部分在所述周向方向上具有寬度(Th)，所述通孔的寬度大于所述槽內(nèi)部分(19)的寬度。
11.一種制造定子的方法，所述定子具有軸向方向、周向方向和徑向方向，多個(gè)槽(12b)在所述定子芯中形成為沿所述周向方向設(shè)置；所述方法包括下列步驟: 將定子繞組卷繞在所述定子芯處(SI )，其中，所述定子繞組具有形狀為矩形的截面并且包括彼此電連接的多個(gè)導(dǎo)體(18)，所述截面橫向于所述導(dǎo)體的縱長方向，所述導(dǎo)體中的每一個(gè)皆具有當(dāng)所述繞組被卷繞在所述定子芯處時(shí)被容置為疊置在所述多個(gè)槽中的對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)的槽內(nèi)部分； 在所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中的預(yù)定位置處設(shè)置隔離件(S2)； 通過將固定構(gòu)件充裝至所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中來將所述槽內(nèi)部分固定至所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中(S3 )，所述固定構(gòu)件為粘合材料；以及 將所述隔離件從所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中移除(S4)，從而在所述多個(gè)槽中的每一個(gè)中留下由所述隔離件所占據(jù)的空間作為其中的通孔。
【文檔編號(hào)】H02K3/04GK104079096SQ201410124142
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】高橋裕樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝