(57)【要約】      （修正有）【課題】ステータにおけるステータ巻き線の改善された冷却によって特徴付けられる電気機械のための、改善された実施形態を提供する。【解決手段】絶縁物体（１００）は、本体内部（１０４）を区画するプラスチック（１１）からなる外壁（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）を含む。本体内部（１０４）には、ステータ巻き線を収容する少なくとも１つの巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）と、冷却流路を収容する少なくとも１つの流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）とが設けられている。【効果】ステータ巻き線と歯の間の電気的短絡を発生することなくステータ巻き線の冷却を改善できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、自動車両のための電気機械（１）であって、
前記電気機械（１）の軸方向（Ａ）を定義する回転軸（Ｄ）に関して回転するロータ（３）と、導電性のステータ巻き線（６）を有するステータ（２）と、
前記ステータ巻き線（６）を冷却する冷却剤（Ｋ）が流通する少なくとも１つの冷却流路（１０）とを備え、
前記ステータ（２）は、前記軸方向（Ａ）に延びると共に、前記ロータ（３）における外周方向（Ｕ）に沿って互いに間隔をおいて配置されたステータ歯（８）を有し、前記ステータ歯（８）は、前記ステータ（２）のステータ本体（７）から、好ましくは、径方向の内側に突き出すと共に、前記ステータ巻き線（６）を支持し、
前記外周方向Ｕに隣接する２つのステータ歯（８、８ａ、８ｂ）の間に、各々の場合に、中間スペース（９）が形成され、
少なくとも１つの中間スペース（９）に絶縁物体（１００）が配置されると共に、該絶縁物体（１００）は、プラスチック（１１）からなる外壁（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）を有し、前記ステータ巻き線（６）を収容する少なくとも１つの巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）と、冷却流路（１０）を収容する少なくとも１つの流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）とが設けられた本体内部（１０４）を区画し、
前記ステータ巻き線（６）は、前記絶縁物体（１００）における少なくとも１つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）に配置されると共に、前記冷却流路（１０）は、前記絶縁物体（１００）の少なくとも１つの前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）に配置される電気機械。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械において、
前記絶縁物体（１００）は、前記プラスチック（１１）、好ましくは電気絶縁性のプラスチック（１１）からなる、少なくとも１つの分離壁（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）を有し、
少なくとも１つの前記分離壁（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）は、前記本体内部（１０４）を、少なくとも１つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）と、少なくとも１つの前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）とに、さらに分割することを特徴とする電気機械。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気機械において、
第１冷却流路（１０）及び第２冷却流路（１０）を収容する、２つの前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）があり、
軸方向（ａ）に垂直な断面において、少なくとも１つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）は、２つの前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）の間に配置され、２つの分離壁（１０５ａ、１０５ｂ）によって、前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）から分離されていることを特徴とする電気機械。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気機械において、
２つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）は、軸方向（ａ）に垂直な断面において、互いに隣接して配置されて設けられ、
前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）は、プラスチック（１１）により成り立つ位相絶縁（１０８）によって、互いに分離されていることを特徴とする電気機械。
【請求項５】
請求項４に記載の電気機械において、
前記位相絶縁（１０８）は、前記絶縁物体（１００）からなる分離壁（１０５ｃ）によって形成されていることを特徴とする電気機械。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記絶縁物体（１００）は、射出成形部品であり、
及び／又は前記絶縁物体（１００）は、モノリシック体であり、
及び／又は前記絶縁物体（１００）は、押し出し成形体であることを特徴とする電気機械。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記絶縁物体（１００）は、前記電気機械（１）の前記軸方向（Ａ）に垂直な断面において、前記中間スペース（９）における径方向の内側及び径方向の外側の各端部に配置された２つの前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）を含み、
第１冷却流路は、第１流路ゾーン（１０７ａ）に形成され、第２冷却流路は、第２流路ゾーン（１０７ｂ）に形成されることを特徴とする電気機械。
【請求項８】
請求項７に記載の電気機械において、
前記第１冷却流路（１０）を持つ前記第１流路ゾーン（１０７ａ）は、前記中間スペース（９）における径方向内側端部（５６ａ）に配置され、前記第２冷却流路（１０）を持つ前記第２流路ゾーン（１０７ｂ）は、前記中間スペース（９）における径方向外側端部（５６ｂ）に配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の電気機械において、
少なくとも１つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）、好ましくは双方の前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）は、前記ステータ（２）の径方向に沿って、２つの前記流路ゾーン（１０７ａ、１０７ｂ）に配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記絶縁物体（１００）は、前記軸方向（Ａ）に垂直な断面において互いに隣接して配置された２つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）を含み、
２つの前記巻き線ゾーン（１０６ａ、１０６ｂ）は、前記プラスチック（１１）により成り立つ位相絶縁（１０８）によって互いに分離されていることを特徴とする電気機械。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記ステータ巻き線（６）は、分配巻き線の一部であることを特徴とする電気機械。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記ステータ巻き線（６）は、第１導体要素（６０ａ）及び第２導体要素（６０ｂ）を含み、
前記第１導体要素（６０ａ）は、第１巻き線ゾーン（１０６ａ）に配置され、且つ、電源の第１同位相との接続のために、互いに電気的に接続され、
前記第２導体要素（６０ｂ）は、第２巻き線ゾーン（１０６ｂ）に配置され、且つ、前記電源の第２同位相との接続のために、互いに電気的に接続されることを特徴とする電気機械。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記プラスチック（１１）からなる（第１）熱移動層（１１２ａ）は、前記ステータ巻き線（６）と前記絶縁物体（１００）との間に配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電気機械において、
前記第１熱移動層（１１２ａ）は、互いに隣接して配置された少なくとも２つの導体要素（６０ａ、６０ｂ）の間にさらに存在することを特徴とする電気機械。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記プラスチック（１１）からなる（第２）熱移動層（１１２ｂ）は、前記冷却流路（１０）と前記絶縁物体（１００）との間に配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記プラスチック（１１）からなる（第３）熱移動層（１１２ｃ）は、前記絶縁物体（１００）と、前記外周方向（Ｕ）に隣接する２つの前記ステータ歯（８ａ、８ｂ）を持つ前記ステータ本体（７）との間に配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の電気機械において、
第１導体要素（６０ａ）は、径方向の内側の前記巻き線ゾーン（１０６ａ）に配置され、且つ、電源の第１同位相との接続のために互いに電気的に接続され、
第２導体要素（６０ｂ）は、径方向の外側の前記巻き線ゾーン（１０６ｂ）に配置され、且つ、前記電源の第２同位相との接続のために互いに電気的に接続されることを特徴とする電気機械。
【請求項１８】
請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の電気機械において、
第１導体要素（６０ａ）は、位相絶縁（１０８）によって、第２導体要素（６０ｂ）と電気的に絶縁されていることを特徴とする電気機械。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の電気機械において、
支持構造（１２０）は、２つの前記ステータ歯（８ａ、８ｂ）若しくは前記中間スペース（９）と対向する前記ステータ本体（７）又はその両方における表面部に設けられており、
前記絶縁物体（１００）の前記外壁（１０１ａ〜１０１ｄ）は、該外壁（１０１ａ〜１０１ｄ）が前記ステータ歯（８ａ、８ｂ）から、若しくは前記ステータ本体（７）から、又はその両方から、それぞれ間隔をおいて配置されるように、前記支持構造（１２０）に支持されていることを特徴とする電気機械。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の電気機械において、
支持構造（１２０）は、前記ステータ歯（８ａ、８ｂ）から、若しくは前記ステータ本体（７）から、又はその両方から、前記中間スペース９にそれぞれ突き出す突き出し部（１２１）によって形成されていることを特徴とする電気機械。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記突き出し部（１２１）は、前記ステータ歯（８ａ、８ｂ）若しくはステータ本体（７）又はその両方に、それぞれ一体に形成されていることを特徴とする電気機械。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の電気機械において、
第１熱移動層を構成する前記プラスチック（１１）は、好ましくは電気絶縁性の第１プラスチック材料（Ｋ１）によって形成され、
第２熱移動層を構成する前記プラスチック（１１）は、好ましくは電気絶縁性の第２プラスチック材料（Ｋ２）によって形成され、
第３熱移動層を構成する前記プラスチック（１１）は、好ましくは電気絶縁性の第３プラスチック材料（Ｋ３）によって形成され、
前記絶縁物体（１００）を構成する前記プラスチック（１１）、特に、前記外壁（１０１ａ〜１０１ｄ）を構成する前記プラスチック（１１）は、好ましくは電気絶縁性の第４プラスチック材料（Ｋ４）によって形成されていることを特徴とする電気機械。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか１項に記載の電気機械において、
第１プラスチック材料（Ｋ１）、第２プラスチック材料（Ｋ２）、第３プラスチック材料（Ｋ３）及び第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも１つは、熱可塑性プラスチックであり、
前記第１プラスチック材料（Ｋ１）、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）及び前記第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも１つは、熱硬化性プラスチックであることを特徴とする電気機械。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の電気機械において、
第１プラスチック材料（Ｋ１）、第２プラスチック材料（Ｋ２）、第３プラスチック材料（Ｋ３）及び第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも２つは、同一の熱伝導度を有し、
及び／又は前記第１プラスチック材料（Ｋ１）、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）及び前記第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも２つは、好ましくは、全ての前記プラスチック材料（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４）は、各々、異なる熱伝導度を有しており、
前記第１プラスチック材料（Ｋ１）、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）及び前記第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも１つは、異なる熱伝導度を有していることを特徴とする電気機械。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか１項に記載の電気機械において、
第１プラスチック材料（Ｋ１）、第２プラスチック材料（Ｋ２）、第３プラスチック材料（Ｋ３）及び第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも２つは、同一の材料であり、
及び／又は前記第１プラスチック材料（Ｋ１）、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）及び前記第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも１つは、異なる材料であることを特徴とする電気機械。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記プラスチック（１１）の熱伝導度、特に、第１プラスチック材料（Ｋ１）、第２プラスチック材料（Ｋ２）、第３プラスチック材料（Ｋ３）及び第４プラスチック材料（Ｋ４）のうち少なくとも１つの熱伝導度は、少なくとも０．５Ｗ／ｍＫ、好ましくは、少なくとも１Ｗ／ｍＫであることを特徴とする電気機械。
【請求項２７】
請求項１〜２６のいずれか１項に記載の電気機械（１）を備えている自動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械に関し、特に、絶縁物体を含む自動車両のための電気機械に関する。本発明は、また、このような電気機械を含む自動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
この型の電気機械は、一般に、電気モータ又は発電機であってもよい。この電気機械は、外部ロータ又は内部ロータとして実現されてもよい。
【０００３】
一般的な型の電気機械は、例えば、以下の特許文献１に知られている。この電気機械は、内部を囲むハウジングを含み、該ハウジングは、その外周方向において、外周に延び、且つ、内部を径方向に限定するケースと、一方の軸方向で内部を軸方向に限定する後部側壁と、他方の軸方向で内部を軸方向に限定する前部側壁とを有する。該電気機械のステータは、ケースと固定して結合されている。該電気機械のロータはステータ内に配置され、ロータのロータ軸は、前部軸受によって前部側壁に回転可能に搭載されている。
【０００４】
従来の電気機械のステータは、典型的には、該電気機械の作動中に電圧が印加されるステータ巻き線を含む。これには、過熱及びこれに関連する損傷、さらにはステータの破壊を避けるために、消失しなければならない熱が生じる。このため、従来の電気機械は、ステータを冷却する、特に上記ステータ巻き線を冷却する冷却装置を該電気機械に備える構成が知られている。このような冷却装置は、冷却剤を流通し、且つ、ステータ内のステータ巻き線の近傍、典型的にはステータスロット内、すなわち、ステータ巻き線をも収容するステータの外周方向に隣接する２つのステータ歯同士の間の中間スペースに配置された１つ又はそれ以上の冷却流路を含む。ステータ巻き線から冷却剤への熱の移動は、該熱のステータからの消失を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５２１４３２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この場合、ステータから個々の冷却流路を流通する冷却剤への効率的な熱の移動は、看過できない構造的複雑さでしか実現され得ないということが不利であることを証明する。とはいえ、これは、電気機械における製造コストに不利な結果をもたらす。
【０００７】
さらに、従来の電気機械の場合に、ステータ巻き線と冷却流路を流通する冷却剤との間、及びステータ巻き線とステータのステータ歯との間の望まない電気的短絡（以下、単に短絡と呼ぶ。）が、ある情況下で生じ得るということが問題となることを証明する。この情況とは、ステータ巻き線における巻き線の絶縁が、例えば製造により又は組み立て工程中に生じる損傷を受け、ステータ巻き線が中間スペースに導入された後に、該ステータ巻き線が、例えば組み立てにより、冷却流路、冷却剤又はステータ歯に触れる等の情況である。
【０００８】
従って、本発明の目的は、この不利を大きく、さらには、完全に排除されるように、電気機械の改善された実施形態を提供することにある。特に、この目的は、ステータにおけるステータ巻き線の改善された冷却によって特徴付けられる電気機械のための、改善された実施形態を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、独立請求項における主題によって達成される。従属請求項は、好ましい実施形態に関する。
【００１０】
従って、電気機械のステータにおける２つのステータ歯同士の間の中間スペース（いわゆるステータスロット）に、予め製造された構造ユニット（プレハブユニット）として挿入され得る電気的絶縁物体を提供することが、本発明の基本的な概念である。該絶縁物体が中間スペース又はステータスロットに挿入された後に、ステータ巻き線が、該中間スペースに導入される。この場合、該絶縁物体がそこに存在することにより、第１に、個々の中間スペース内へのステータ巻き線の位置決めが容易となる。第２に、冷却流路と相対して、又は該電気機械の作動中に、すなわち特に熱の移動媒体として供給される、冷却流路を流通する冷却剤に相対し、ステータ巻き線に要求される電気絶縁性を確実とすることができる。この後者の手段により、ステータ巻き線によって生じる無駄な熱（以下、排熱と呼ぶ。）が、中間スペースに存在し且つ電気機械の作動中に流れる冷却剤が流通する冷却流路に、プラスチックを介して移動できる。この効果は、高熱伝導度を有する適当なプラスチックを選択することにより改善できる。プラスチックは、典型的には、電気絶縁特性を有するため、ステータ歯から電気的に絶縁された絶縁物体の内部に配置されたステータ巻き線が、付加的に可能となる。このように、ステータ巻き線の導体要素同士の望まない短絡が、巻き線の絶縁性が損傷を受けた場合でさえも排除される。
【００１１】
本発明に係る電気機械は、該電気機械の軸方向を定義する回転軸に関して回転可能なロータと、導電性のステータ巻き線を有するステータとを含む。さらに、該電気機械は、ステータ巻き線を冷却する冷却剤が流通可能な少なくとも１つの冷却流路を含む。この場合、ステータは、軸方向に延びると共に、ロータの外周方向に沿って互いに間隔をおいて配置されたステータ歯を有する。上記ステータ歯は、ステータのステータ本体から、好ましくは径方向の内側に突き出し、且つ、ステータ巻き線を支える。中間スペースは、各々の場合、外周方向に隣接する２つのステータ歯同士の間に形成される。本発明によると、絶縁物体は、少なくとも１つの中間スペースに配置され又は収容される。このような絶縁物体は、ステータの複数の中間スペースに配置されることが好ましく、全ての中間スペースに配置されることが、とりわけ好ましい。上記絶縁物体は、その本体内部を部分的に区画するプラスチックからなる外壁を含む。好ましくは、該プラスチックは、電気絶縁性を持つように実現される。さらに、該プラスチックも熱の移動に用いられてもよい。ステータ巻き線を収容する少なくとも１つの巻き線ゾーンと、冷却流路を収容する少なくとも１つの流路ゾーンとが、絶縁物体の本体内部に存在する。本発明によると、ステータ巻き線は、絶縁物体における少なくとも１つの巻き線ゾーンに配置される。同様に、冷却剤を流通する冷却流路は、絶縁物体における少なくとも１つの流路ゾーンに配置される。
【００１２】
好ましい一実施形態において、絶縁物体は、プラスチックからなる、好ましくは電気絶縁性プラスチックからなる、少なくとも１つの分離壁を有する。この少なくとも１つの分離壁は、絶縁物体の本体内部を、少なくとも１つの巻き線ゾーンと、少なくとも１つの流路ゾーンとに分ける。絶縁物体が、ステータスロットに搭載された後であって、ステータの組み立て工程中に、ステータ巻き線は、絶縁物体の巻き線ゾーンに配置され、冷却流路は、絶縁物体の流路ゾーンに配置される。従って、このように、ステータ巻き線の絶縁性が損傷した場合でさえ、該ステータ巻き線と冷却剤を伴う冷却流路との望まない短絡が排除される。
【００１３】
さらに好ましい一展開において、第１冷却流路及び第２冷却流路を収容する２つの流路ゾーンは、絶縁物体の本体内部に設けられる。この展開において、少なくとも１つの巻き線ゾーンは、（軸方向に垂直な断面において）２つの流路ゾーン同士の間に配置されており、且つ、２つの分離壁によって、これら２つの流路ゾーンから分離される。このようなステータ巻き線の２つの冷却流路と関連する幾何学的配置は、ステータ巻き線から両側の冷却流路への排熱の移動を可能にする。このように、ステータ巻き線における、特に集中的な冷却が達成される。
【００１４】
さらに有利な一展開において、ただ１つの巻き線ゾーンでなく、２つの巻き線ゾーンが設けられる。この２つの巻き線ゾーンは、軸方向に垂直な断面において互いに隣接して配置される。この有利な展開において、巻き線ゾーンは、プラスチックにより成り立つ位相絶縁によって互いに分離される。このように、２つの異なる巻き線ゾーンに配置された導体要素同士の間の望まない短絡が排除される。これは、分離壁の材料として電気絶縁性プラスチックが選択される場合に、特に当てはまる。これは、互いに電気的に絶縁されるように、電源の異なる電気的位相と接続され得る２つの巻き線ゾーンへの導体要素の配置を可能にする。これは、例えば、該電気機械が二位相マシンとして操作される可能性がある場合に必要となる。
【００１５】
好都合に、上記位相絶縁は、絶縁物体のさらなる分離壁によって形成されてもよい。上記分離壁は、絶縁物体の外壁の上に一様な材料により、さらには一体にさえ形成されることが、特に好ましい。この変形は、とりわけ低い製造費用を伴う。
【００１６】
好ましい一実施形態において、外壁及び少なくとも１つの分離壁は、軸方向に延びる。この実施形態において、少なくとも１つの巻き線ゾーン及び少なくとも１つの流路ゾーンは、軸方向に垂直な断面において互いに隣接して配置される。これは、ステータ巻き線と該ステータ巻き線を冷却する冷却流路とが、互いに直接に隣接して配置することを可能とする。このように、ステータ巻き線から冷却流路への、特に効果的な熱の移動が達成される。同時に、ステータ巻き線と冷却流路との間の望ましい電気的絶縁が、この分離壁によって確実となる。
【００１７】
好都合に、絶縁物体は、平行六面体形状であってもよい。軸方向に垂直な断面において、絶縁物体は、同様に好都合に、不等辺四辺形状、好ましくは長方形状であってもよい。この手段により、絶縁物体は、該電気機械におけるステータの組み立て工程中に、絶縁物体が挿入されるステータスロットの形状と、典型的には一致する形状に設けられる。種々の変形において、他の形状も考えられる。すなわち、このような代替の形状の場合に、後者の形状が、特に好ましくは、絶縁物体が挿入されるステータスロットに関連する形状と実質的に一致することに該当する。
【００１８】
他の有利な展開において、軸留めは、軸方向に関して少なくとも１つの外壁上の、絶縁物体における軸端部に形成されてもよい。このような軸留めは、軸方向に沿って個々の中間スペースへの絶縁物体の挿入を容易にする。特に、中間スペース内の絶縁物体における正しい軸の位置決めが確実となる。
【００１９】
特に好ましい一展開において、軸留めは、技術的に簡単な方法で実現できるため、外側に突き出す壁襟形状として形成されてもよい。該軸留めは、絶縁物体の少なくとも１つの外壁の上に、好ましくは一体として形成される。この実施形態は、とりわけ低い製造費用に結び付く。
【００２０】
有利な一実施形態において、空間構造は、外壁が電気機械のステータにおけるステータスロット内に所定の間隔で挿入可能なことにより、少なくとも２つの外壁の上に設けられる。このように、絶縁物体の、ステータスロットを形成する個々の中間スペースへの挿入が容易となる。従って、絶縁物体は、特に中間スペース内に、とりわけ正確に位置決めされる。外壁と、ステータ歯若しくはステータ本体又はその両方（「ステータ歯及び／又はステータ本体」と同義。）との間の空隙、すなわち、２つのステータ歯から、若しくはステータ本体から、又はその両方から、間隔をおいて配置された絶縁物体によって生じる空隙の可能性は、冷却流路を流通する冷却剤への熱の移動を容易にする、プラスチックからなる熱移動層によって充填されてもよい。
【００２１】
特に好ましくは、上記空間構造は、本体内部から離れるように、個々の外壁の外側に配置される突き出し部によって形成される。この実施形態は、その実現が技術的に極めて容易であり、製造中の有利な費用に結び付く。
【００２２】
有利な一展開において、上記突き出し部は、外壁の上に一体に形成されてもよい。この実施形態は、また、とりわけ費用効果があることを証明する。
【００２３】
好都合に、絶縁物体は、射出成形部品であってもよい。このような射出成形部品は、技術的に製造を簡単に行え、従って、顕著な費用効果で特に大量に製造し得る。これに替えて又はこれに加えて、絶縁物体は、モノリシック体であってもよい。同様に、これにより製造費用に有利な効果がもたらされる。これに替えて又はこれに加えて、絶縁物体は、押し出し成形体であってもよい。
【００２４】
好ましい一実施形態において、絶縁物体は中間スペースに挿入される。このような、絶縁物体の中間スペースへの挿入は、個々の中間スペースへの、予め製造された絶縁物体の搭載を簡単化し、従って、該電気機械のステータの組み立てを簡単化する。
【００２５】
好都合に、絶縁物体の軸方向は、該電気機械の軸方向に平行に延びる。
【００２６】
特に好都合には、中間スペースに配置された絶縁物体は、該電気機械の軸方向に沿って計られた、中間スペースの全長にわたって延びる。
【００２７】
特に好ましくは、絶縁物体は、軸方向に垂直な断面において、中間スペースにおける径方向の内側及び径方向の外側の各端部に配置された２つの流路ゾーンを含む。この変形において、第１冷却流路は第１流路ゾーンに配置され、第２冷却流路は第２流路ゾーンに配置される。このように、多数の導体要素を持つステータ巻き線を収容するのに十分な構造スペースが、２つの流路ゾーン同士の間又は上記端部同士の間の一領域に利用できる。同時に、これらステータ巻き線の効果的な冷却が、２つの冷却流路によって確実となる。
【００２８】
好都合に、第１冷却流路を持つ第１流路ゾーンは、中間スペースにおける径方向の内側の端部に配置されてもよく、第２冷却流路を持つ第２流路ゾーンは、中間スペースにおける径方向の外側の端部に配置されてもよい。径方向に関し、ステータ巻き線は、２つの冷却流路同士の間に配置され、その結果、ステータ巻き線から２つの冷却流路に流通する冷却剤への効果的な熱の移動が可能となる。
【００２９】
好ましくは、少なくとも１つの巻き線ゾーンは、２つの流路ゾーン同士の間のステータの径方向に沿って配置されている。特に好ましくは、双方の巻き線ゾーン、すなわち、第１巻き線ゾーン及び第２巻き線ゾーンは、径方向に沿って、好ましくは２つの流路ゾーンの間で互いに直接に続いて配置される。従って、この変形において、第１流路ゾーン、第１巻き線ゾーン、第２巻き線ゾーン及び第２流路ゾーンは、径方向の内側から径方向の外側に互いに続いて配置される。
【００３０】
さらに有利な一展開において、絶縁物体は、軸方向に垂直な断面において互いに隣接して配置された２つの巻き線ゾーンを含む。この展開において、２つの巻き線ゾーンは、プラスチックにより成り立つ位相絶縁によって互いに分離される。これにより、中間スペース内に設けられたステータ巻き線の導体要素の、電源の異なる電気的位相と接続されようとする２つの巻き線ゾーンへの配置が可能となる。これは、該電気機械が二位相マシンとして操作されようとする場合に要求される。
【００３１】
他の好ましい実施形態において、ステータ巻き線は、分配巻き線の一部である。この変形において、絶縁物体は、径方向の内側に、すなわち、中間スペースの開口部又はステータスロットの開口部に向かって開放されるように形成されている。このため、絶縁物体と対応する外壁を省略することができる。
【００３２】
有利な一展開において、ステータ巻き線は、第１導体要素及び第２導体要素を含む。この展開において、第１導体要素は、第１巻き線ゾーンに配置され、且つ、電源の第１同位相との接続のために、互いに電気的に接続される。類似的に、この展開において、第２導体要素は、第２巻き線ゾーンに配置され、且つ、電源の第２同位相との接続のために、互いに電気的に接続される。これにより、操作上の高い信頼性を持つ二位相電気機械として、該電気機械を操作することが可能となる。
【００３３】
特に好ましくは、軸方向に垂直な断面において、中間スペースに配置されたステータ巻き線における、少なくとも１つの、第１導体要素若しくは第２導体要素又はその両方は、プラスチックによって囲まれている。このことをステータ巻き線における全ての第１導体要素若しくは第２導体要素又はその両方に当てはめることが、とりわけ好ましい。このようにして、ステータ巻き線の、冷却流路を流通する冷却剤との望まない短絡を生じないことが確実となる。
【００３４】
好都合に、第１導体要素若しくは第２導体要素又はその両方は、導電性材料からなる巻き線バーとして形成されてもよい。特に好ましくは、これらの導体要素は、機械的な剛体によって形成されており、巻き線バーとしての導体要素のこのような形態、特に機械的な剛体材料からなる構成は、該電気機械の組み立て中のステータにおける中間スペースに配置された絶縁物体への、該導体要素の導入を容易にする。
【００３５】
さらに好ましい実施形態は、軸方向に垂直な断面において、２つの幅狭面及び２つの幅広面を持つ長方形状を有する少なくとも１つ、好ましくは全ての巻き線バーが、特にその構造的スペースが省スペース化であることを証明する。
【００３６】
特に好ましくは、第１導体要素は、位相絶縁によって第２導体要素と電気的に絶縁されている。これにより、電源の異なる電気的位相と接続される、又は接続されようとする２つの導体要素同士の望まない短絡が避けられる。
【００３７】
さらに有利な一展開において、プラスチックからなる第１熱移動層は、ステータ巻き線と絶縁物体との間に配置される。このようにして、ステータ巻き線からの熱の消失が改善される。特に、ステータ巻き線からの熱の消失を減じる空孔又は混入空気を含む、望まない構成を避けることができる。
【００３８】
さらに、第１熱移動層は、少なくとも２つの隣接する導体要素同士の間に配置されてもよい。このようにして、２つの隣接する導体要素同士の望まない短絡を防ぐことができる。
【００３９】
さらに好ましい一実施形態において、プラスチックからなる第２熱移動層は、冷却流路と絶縁物体との間に配置される。これにより、冷却流路又は該冷却流路を流通する冷却剤への熱の移動が改善される。特に、冷却流路に対して熱の移動を減少させる空孔又は混入空気の望まない形成を避けることができる。
【００４０】
第１熱移動層若しくは第２熱移動層又はその両方に替えて、又はこれに加えて、プラスチックからなる第３熱移動層は、絶縁物体と２つの隣接するステータ歯を有するステータ本体との間に配置されてもよい。このようにして、ステータ歯からの又はステータ本体からの熱の消失が改善される。特に、ステータ巻歯からの又はステータ本体からの熱の移動を減少させる空孔又は混入空気を含む、望まない構成を避けることができる。
【００４１】
好都合に、第１導体要素は径方向の内側の巻き線ゾーンに配置されてもよく、電源の第１同位相との接続のために、互いに電気的に接続されてもよい。この変形において、第２導体要素は径方向の外側の巻き線ゾーンに配置されてもよく、電源の第２同位相との接続のために、互いに電気的に接続されてもよい。この変形により、小さい構造的スペースしか要求されない二位相マシンとして、該電気機械を実現又は操作できる。特に、ステータ巻き線の極めて多くの導体要素が、該電気機械の性能を向上する、個々の中間スペースに、このように配置されてもよい。
【００４２】
さらに好ましい一実施形態において、少なくとも１つの第１導体要素若しくは第２導体要素又はその両方、好ましくは、全ての第１導体要素若しくは第２導体要素又はその両方は、軸方向に垂直な断面において、プラスチックによって囲まれる。このように、導体要素の電気的絶縁は、特に冷却流路に対してさらに改善される。
【００４３】
好都合に、絶縁物体の空間構造は、ステータ歯に支持されてもよく、これに替えて又はこれに加えて、ステータ本体に支持されてもよい。このように、絶縁物体は、中間スペースに機械的に安定して固定される。
【００４４】
さらに有利な一展開において、支持構造が、中間スペースと対向する２つのステータ歯若しくはステータ本体又はその両方の表面部に設けられてもよい。このとき、絶縁物体の外壁は、上記支持構造に支持される。これにより、上記外壁は、ステータ歯若しくはステータ本体又はその両方から間隔をおいてそれぞれ配置される。従って、ステータスロットを形成する個々の中間スペースに絶縁物体を挿入することは容易である。特に絶縁物体は、このように、中間スペース内に極めて正確に位置決めされ得る。従って、外壁とステータ歯若しくはステータ本体又はその両方との間の空孔又は混入空気における、該空孔又は混入空気は、２つのステータ歯から若しくはステータ本体から又はその両方から間隔をおいて配置された絶縁物体によって生じる可能性がある空孔又は混入空気は、プラスチックからなる熱移動層によって充填されてもよい。これにより、該電気機械の作動中にステータ歯及びステータ本体に生じる熱の、冷却流路を流通する冷却剤への改善された移動が、結果として生じる。
【００４５】
好都合に、該支持構造は、ステータ歯から若しくはステータ本体から又はその両方から、中間スペースにそれぞれ突き出す突き出し部によって形成される。この実施形態は、技術的に極めて容易に実行され、従って、製造時において費用的な有利を伴う。
【００４６】
有利な一展開において、該突き出し部は、ステータ歯若しくはステータ本体又はその両方にそれぞれ一体に形成される。この実施形態は、特に費用効果を証明する。
【００４７】
他の好ましい実施形態において、付加的な冷却流路が、ステータ本体に、特に、中間スペースを区画する２つのステータ歯同士の間のステータ本体の一領域に形成される。このような付加的な冷却流路は、例えば、個々のステータ本体の貫通孔の形に又は孔部の形に実施されてもよい。特に好ましくは、付加的な冷却流路は、径方向の外側の中間スペースを区画すると共に、上記中間スペースから径方向の内側の中間スペースと隣接するステータ本体の一領域に配置される。このように、中間スペースにおける付加的な冷却効果は、上記中間スペースに配置されたステータ巻き線からの改善された熱の消失と関連して生じさせ得る。
【００４８】
他の好ましい実施形態において、第１熱移動層を構成するプラスチックは、好ましくは電気絶縁性の第１プラスチック材料によって形成される。これに替えて又はこれに加えて、この実施形態において、第２熱移動層を構成するプラスチックは、好ましくは電気絶縁性の第２プラスチック材料によって形成されてもよい。これに替えて又はこれに加えて、この実施形態において、第３熱移動層を構成するプラスチックは、好ましくは電気絶縁性の第３プラスチック材料によって形成されてもよい。これに替えて又はこれに加えて、この実施形態において、絶縁物体を構成するプラスチックは、特に該絶縁物体の外壁を構成するプラスチックは、好ましくは電気絶縁性の第４プラスチック材料によって形成されてもよい。
【００４９】
好都合に、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも１つの材料は、熱可塑性であってもよい。これに替えて又はこれに加えて、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも１つの材料は、熱硬化性であってもよい。この場合、熱硬化性プラスチック及び熱可塑性プラスチックの双方の熱伝導度は、材料組成の選択によって設定可能である。従って、熱可塑性プラスチックの熱伝導度は、熱硬化性プラスチック等の熱伝導度よりも大きいか等しく、この逆も同じである。熱可塑性プラスチックの使用は、熱硬化性プラスチックの使用に関して種々の有利さを持つ。例として、熱可塑性プラスチックは、その処理中に可逆の成形過程の適用によって、熱硬化性プラスチックと比べて、より良い再生利用可能性を示し、また、低脆弱性及び改善された減衰特性を有する。しかしながら、熱可塑性プラスチックは、通常、熱硬化性プラスチックよりも製造において高価であるので、熱可塑性プラスチックの選択的な使用が推奨される。熱の移動に関して重大でないとみなされる、これらの分野に設定され、低減された熱伝導度を持つ熱硬化性プラスチックの使用は、該電気機械の製造費用の低減をもたらす。
【００５０】
好都合に、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも２つは、同一の熱伝導度を有する。これに替えて又はこれに加えて、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも１つは、異なる熱伝導度を有してもよい。
【００５１】
好都合に、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも２つは、同一の材料であってもよい。しかしながら、また、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも１つは、異なる材料であってもよい。
【００５２】
好都合に、該プラスチックの熱伝導度、特に、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料のうち少なくとも１つの熱伝導度は、少なくとも０．５Ｗ／ｍＫ、好ましくは、少なくとも１Ｗ／ｍＫであってもよい。
【００５３】
特に好ましい一実施形態において、ステータ巻き線は、分配巻き線の一部である。
【００５４】
本発明は、また、上述した電気機械を有する自動車両にも関する。従って、上述した該電気機械の効果は、本発明に係る自動車両にも適用することが可能である。
【００５５】
本発明のさらなる重要な特徴及び効果は、従属請求項から、図面から、及び該図面に基づいた関連する図の記述から明白である。
【００５６】
上述した特徴及び以下に説明する特徴は、個々に示された組み合わせに用いるだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせ又はそれぞれ単独で使用できないことは言うまでもない。
【００５７】
本発明の好ましい例示的な実施形態は、図面に例示されており、また、以下の記述に、さらに詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は本発明に係る絶縁物体の一例示を示す等角投影図である。
【図２】図２は図１の絶縁物体を示す断面図である。
【図３】図３は図１及び図２の絶縁物体を有する、本発明に係る電気機械の一例を示す断面図である。
【図４】図４は図３に従った電気機械におけるステータの、ロータの回転軸に垂直な方向の断面図である。
【図５】図５は図４のステータの詳細構成であって、外周方向に隣接する２つのステータ歯同士の間の中間スペースの一領域を示す断面図である。
【図６】図６は図５の例示の一変形を示す断面図である。
【図７】図７は図５の例示の他の変形を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１及び図２は、電気機械のステータのための、プラスチック１１からなり、本発明に係る絶縁物体１００の一例を示している。好都合に、絶縁物体１００は射出成形部品である。さらに、絶縁物体１００は、モノリシック体であってもよく、これに代えて又はこれに加えて、押し出し成形体であってもよい。
【００６０】
図１は絶縁物体１００の等角投影表示を示し、図２は断面表示を示す。絶縁物体１００は、その本体内部１０４を区画する。図１において、絶縁物体１００は平行六面体形状を有する。この平行六面体形状は、プラスチック１１からなる４つの外壁１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄによって形成されている。この４つの外壁１０１ａ〜１０１ｄは、軸方向ａに沿って延びる。図２に示すように、軸方向ａに垂直な断面において、外壁１０１ａ〜１０１ｄは、２つの幅狭面１０２ａ、１０２ｂと、２つの幅広面１０３ａ、１０３ｂとを形成する。２つの幅狭面１０２ａ、１０２ｂは互いに対向する。類似的に、２つの幅広面１０３ａ、１０３ｂは互いに対向する。２つの幅狭面１０２ａ、１０２ｂは、２つの幅広面１０３ａ、１０３ｂに対して直交して配置されることが好ましい。
【００６１】
図１及び図２に示すように、本体内部１０４は、同様に軸方向ａに沿って延びる、プラスチック１１からなる分離壁１０５ａ、１０５ｂ及び１０５ｃによって、第１巻き線ゾーン１０６ａ及び第２巻き線ゾーン１０６ｂと、第１流路ゾーン１０７ａ及び第２流路ゾーン１０７ｂとに分けられている。従って、第１分離壁１０５ａは、第１巻き線ゾーン１０６ａと第１流路ゾーン１０７ａとの間に配置される。第２分離壁１０５ｂは、第２巻き線ゾーン１０６ｂと第２流路ゾーン１０７ｂとの間に配置される。
【００６２】
第３分離壁１０５ｃは、第１巻き線ゾーン１０６ａと第２巻き線ゾーン１０６ｂとの間に配置される。図２に示す断面において、３つの分離壁１０５ａ、１０５ｂ及び１０５ｃは、各々の場合に、互いに平行に延び、さらに、外壁１０１ａ、１０１ｂに平行に延びる。従って、３つの分離壁１０５ａ、１０５ｂ及び１０５ｃは、２つの外壁１０１ｃ、１０１ｄに対して直交して延びる。
【００６３】
２つの流路ゾーン１０７ａ、１０７ｂは、第１冷却流路及び第２冷却流路（図１及び図２に図示せず。）を個々に収容するために使える。類似的に、２つの巻き線ゾーン１０６ａ、１０６ｂは、ステータ巻き線を構成する導体要素（図１及び図２に図示せず。）を収容するために使える。
【００６４】
図１及び図２から明らかなように、２つの巻き線ゾーン１０６ａ、１０６ｂは、互いに、すぐ次に隣接して配置されている。２つの巻き線ゾーン１０６ａ、１０６ｂは、さらに、２つの流路ゾーン１０７ａ、１０７ｂの間に配置されている。また、２つの巻き線ゾーン１０６ａ、１０６ｂは、プラスチック１１により成り立つ位相絶縁１０８によって、互いに電気的に絶縁され且つ空間的に分離されている。該位相絶縁１０８は、既に存在する分離壁１０５ｃによって形成されている。
【００６５】
図１によると、軸留め１０９は、絶縁物体１００における４つの外壁１０１ａ〜１０１ｄの軸端部１１１に形成されてもよい。
【００６６】
軸留め１０９は、外側に突き出す外周壁襟１１０の一部として又は全部として形成されてもよい。外周壁襟１１０は、絶縁物体１００における全４つの外壁１０１ａ〜１０１ｄと一体に成形される。
【００６７】
上記に示した絶縁物体１００を含む電気機械１を、図３及び図４に基づいて説明する。該電気機械１は、車両、好ましくは路上走行車に用いられるような寸法を持つ。図３は長軸断面の電気機械１を示し、図４はその断面を示す。
【００６８】
電気機械１は、図３にかなり概略的に示されるに過ぎないロータ３を含み、且つ、ステータ２を含む。明瞭にするために、図４は、図３の別図として断面線II−IIに沿うと共に、回転軸Ｄに対して垂直な断面に示されたステータ２を示している。図３において、ロータ３は、ロータ軸３１を含み、図３にはより詳細には示されない、その磁気分極が外周方向Ｕに沿って交替する複数の磁石を含んでいてもよい。ロータ３は、回転軸Ｄに関して回転可能であり、該回転軸Ｄの位置は、ロータ軸３１の中心長軸Ｍによって決定される。この回転軸Ｄは、該回転軸Ｄに対して平行に延びる軸方向Ａを定義する。径方向Ｒは、軸方向Ａに対して垂直である。外周方向Ｕは、回転軸Ｄに関して回転する。
【００６９】
図３から認められるように、ロータ３は、ステータ２の中に配置されている。従って、ここに示される電気機械１は、いわゆる内部ロータである。しかしながら、該ロータ３がステータ２の外側に配置される場合、いわゆる外部ロータとしての実現も考えられる。ロータ軸３１は、第１軸受３２ａと該第１軸受３２ａから軸方向に間隔をおいた第２軸受３２ｂとに、ステータ２の回転軸Ｄに関して回転可能に搭載されている。
【００７０】
その上、公知のように、ステータ２は、磁場を生成するために電圧を印加される複数のステータ巻き線６を含む。ロータ３の磁石によって生成される磁場と、導電性のステータ巻き線６によって生成される磁場との磁気相互作用が、ロータ３を回転させる。
【００７１】
図４の断面は、ステータ２が、例えば鉄からなるリング状のステータ本体７を有してもよいことを示している。特に、ステータ本体７は、複数のステータ本体プレート（図示せず。）から形成されてもよい。このステータ本体プレートは、軸方向Ａに沿って互いに積層され、且つ、互いに接着されている。複数のステータ歯８が、径方向の内側にステータ本体７と一体に形成されている。複数のステータ歯８は、軸方向Ａに沿って延びると共に、ステータ本体７から径方向の内側に突き出し、且つ、外周方向Ｕに沿って互いに間隔をおいて配置される。各々のステータ歯８はステータ巻き線６を支持する。個々のステータ巻き線６は、共に巻き線の配置をなす。このステータ巻き線６によって形成される磁極の個数に依って、全てのステータ巻き線配置の個々のステータ巻き線６は、共に相応じて電気的に接続されてもよい。
【００７２】
電気機械１の作動中に、電圧が印加されるステータ巻き線６は、過熱及びこれによる損傷、さらには、該電気機械１の破壊を防ぐために、該電気機械１から消失されなければならない排熱が発生する。このため、ステータ巻き線６は、ステータ２を通過し、且つ、熱の移動によって該ステータ巻き線６に生じる排熱を吸収する冷却剤Ｋの助力によって冷却される。
【００７３】
ステータ２に冷却剤Ｋを通すために、電気機械１は、冷却剤Ｋが冷却剤入口３３を介して導入される冷却剤分配スペース４を含む。該冷却剤分配スペース４から軸方向Ａに間隔をおいて、冷却剤収集スペース５が配置されている。冷却剤分配スペース４は、複数の冷却流路１０によって冷却剤収集スペース５と流体的に連通する。該冷却流路１０は、図３の表示から、そのうちの１つに過ぎないことが認められる。図示はしていないが、軸方向Ａに垂直な断面において、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５は、各々リング状を有していてもよい。外周方向Ｕに沿って、複数の冷却流路１０は、互いに間隔をおいて配置されている。各々の場合、冷却流路１０は、リング状の冷却剤分配スペース４からリング状の冷却剤収集スペース５に軸方向Ａに沿って延びる。従って、冷却剤入口３３を介して冷却剤分配スペース４に導入される冷却剤Ｋは、個々の冷却流路１０の中に分配されてもよい。冷却流路１０を流通し、ステータ巻き線６から熱を吸収した後、冷却剤Ｋは、冷却剤収集スペース５に収集され、且つ、ステータ２に設けられた冷却剤出口３４を介して、再度、電気機械１から外部に導かれる。
【００７４】
図３及び図４から明らかなように、中間スペース９は、各々の場合に、外周方向Ｕに隣接する２つのステータ歯８同士の間に形成される。上記中間スペース９は、ステータ歯８とまさに同様に軸方向Ａに延びる、いわゆる「ステータスロット」又は「ステータ溝」としても当業関係者に知られている。各中間スペース９には、ステータ巻き線６及び冷却流路１０を収容する、プラスチック１１からなる絶縁物体１００が挿入されている。この場合、絶縁物体１００は、その軸方向ａが、該電気機械１の、すなわちステータ２の軸方向Ａに平行に延びるように、個々の中間スペース９に配置されている。
【００７５】
好都合に、個々の中間スペース９に配置された絶縁物体１００は、該電気機械１の軸方向Ａに沿って計られた中間スペースの全長ｌに沿って延びる（これに関して図３も参照）。
【００７６】
以下に、図５の例示を説明する。すなわち、外周方向Ｕに隣接する２つのステータ歯８（以下の記述では、ステータ歯８ａ、８ｂとしても参照する。）同士の間に具体化された中間スペース９の詳細な例示を示す。図５は軸方向Ａに垂直な断面における中間スペース９を示す。
【００７７】
図５において、中間スペース９は、径方向の内側に開口部５２を有している。すなわち、中間スペース９は、径方向の内側が開放されるように形成されている。中間スペース９は、軸方向Ａに垂直な断面において、不等辺四辺形状、特に長方形状を有していてもよい。上記断面において、上記の四辺形状は、絶縁物体１００の断面形状に適用する。特に好都合には、中間スペース９及び絶縁物体１００は、同一の形状又は外形を有する。図５の例において、第１冷却流路１０は、中間スペース９又はステータスロット５４における径方向内側端部５６ａの一領域、すなわち開口部５２の一領域に配置される。さらに、第２冷却流路１０は、中間スペース９における径方向外側端部５６ｂの一領域、すなわち中間スペース９の径方向の外側を限定するステータ本体７の近傍に配置される。
【００７８】
図５から明らかなように、中間スペース９に又は本体内部１０４に配置されたステータ巻き線６は、第１導体要素６０ａ及び第２導体要素６０ｂを含む。第１導体要素６０ａは、絶縁物体１００の第１巻き線ゾーン１０６ａに配置され、且つ、電源（図示せず。）の第１同位相と接続するために、互いに電気的に接続されてもよい。この電気的接続は、中間スペース９又はステータスロット５４の軸方向の外側に実施されてもよい。第２導体要素６０ｂは、絶縁物体１００の第２巻き線ゾーン１０６ｂに配置され、且つ、電源の第２同位相と接続するために、互いに電気的に接続されてもよい。この電気的接続は、また、中間スペース９又はステータスロット５４の軸方向の外側に実施されてもよい。従って、第１導体要素６０ａは、位相絶縁１０８によって第２導体要素６０ｂから電気的に絶縁される。
【００７９】
図５に示すように、第１導体要素６０ａ及び第２導体要素６０ｂは、各々の場合、導電性材料からなる巻き線バー６５ａ、６５ｂとして構成され、その形状がバー状のゆえに、機械的にも剛体に構成される。軸方向Ａに垂直な断面において、巻き線バー６５ａ、６５ｂは、各々、２つの幅狭面６７及び２つの幅広面６８を持つ長方形状６６を有する。
【００８０】
第１冷却流路１０を持つ第１流路ゾーン１０７ａは、径方向Ｒに関し、中間スペース９における径方向内側端部５６ａに配置される。これに応じて、第２冷却流路１０を持つ第２流路ゾーン１０７ｂは、径方向Ｒに関し、中間スペース９における径方向外側端部５６ｂに配置される。このように、径方向Ｒに沿った２つの巻き線ゾーン１０６ａ、１０６ｂは、２つの流路ゾーン１０７ａ、１０７ｂの間に配置される。従って、第１導体要素６０ａを持つ第１巻き線ゾーン１０６ａは、径方向の内側から径方向の外側に径方向Ｒに沿って、第１冷却流路１０を持つ第１流路ゾーン１０７ａに続く。この第１巻き線ゾーン１０６ａには、第２導体要素６０ｂを持つ第２巻き線ゾーン１０６ｂが続く。今度は、第２巻き線ゾーン１０６ｂには、第２冷却流路１０を持つ第２流路ゾーン１０７ｂが径方向Ｒに沿って続く。
【００８１】
さらに図５から分かるように、プラスチック１１からなる第１熱移動層１１２ａは、軸方向Ａに垂直な断面において、ステータ巻き線６における第１導体要素６０ａ若しくは第２導体要素６０ｂ又はその両方と絶縁物体１００との間に配置されてもよい。図５に示すように、また、第１熱移動層１１２ａは、２つの導体要素６０ａ、６０ｂの間に配置されてもよい。好ましくは、全ての第１導体要素６０ａ及び第２導体要素６０ｂは、軸方向Ａに垂直な断面において、プラスチック１１によって囲まれる。
【００８２】
第１熱移動層１１２ａに替えて又はこれに加えて、プラスチック１１からなる（第２）熱移動層１１２ｂは、軸方向Ａに垂直な断面において、個々の冷却流路１０と絶縁物体１００との間に配置されてもよい。
【００８３】
さらに図５から明らかなように、空間構造１１３は、絶縁物体１００の外壁１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄが、ステータ歯８ａ、８ｂ若しくはステータ本体７又はその両方から間隔をおいた中間スペース９に配置されることによって、外壁１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄに形成されている。空間構造１１３は、絶縁物体１００の本体内部１０４から外側を向く、個々の外壁１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄの外側面に配置される突き出し部１１４によって、好都合に形成されている。特に好都合には、突き出し部１１４は、個々の外壁１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄに一体に形成されてもよい。このように、空間構造１１３は、ステータ歯８ａ、８ｂに、及びステータ本体７に支持される。本例示の簡単化された変形においては、空間構造１１３はなくてもよい。
【００８４】
外壁１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄと、ステータ歯８若しくはステータ本体７又はその両方との間に生じる空隙は、プラスチック１１からなる第３熱移動層１１２ｃによって充填されてもよい。第１熱移動層１１２ａ若しくは第２熱移動層１１２ｂ又はその両方の代替手段又は付加的手段である、プラスチック１１からなる第３熱移動層１１２ｃは、軸方向Ａに垂直な断面において、絶縁物体１００と、２つの隣接するステータ歯８ａ、８ｂを有するステータ本体７との間に配置されてもよい。
【００８５】
図５に破線で示されるように、さらなる冷却流路１０’が、中間スペース９の径方向の内側に隣接するステータ本体７に形成され配置されてもよい。このような付加的な冷却流路１０’は、孔部又は貫通孔の形で実現されてもよい。
【００８６】
図６は図５に係る例示の一変形を示している。以下に、２つの変形の相違点のみを説明する。図６において、支持構造１２０は、中間スペース９と対向する２つのステータ歯８ａ、８ｂの表面部及びステータ本体７の表面部に形成されてもよい。この支持構造１２０によって、絶縁物体１００の外壁１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄが支持され得る。絶縁物体１１０の空間構造１１３と類似するように、支持構造１２０は、中間スペース９において、ステータ歯８ａ、８ｂから若しくはステータ本体７から又はその両方から突き出す突き出し部１２１によって形成されてもよい。支持構造１２０の突き出し部１２１は、２つのステータ歯８ａ、８ｂ若しくはステータ本体７又はその両方に一体に形成されてもよい。
【００８７】
図７は、図５に係る例示のさらなる一変形を示している。以下には、２つの変形の相違点のみを説明する。図７の例示において、絶縁物体１００は、軸方向ａ、Ａに垂直な断面において、各々、２つの隣接する外壁１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄの間の直角でない内角を持つ四辺形状を有している。さらに、可撓性導体要素６０ｃを有するステータ巻き線６は、巻き線ゾーン１０６ａにのみ配置されている。図７の例示において、２つの冷却流路１０は、中間スペース９の径方向内側端部５６ａに配置された第１冷却流路１０と、中間スペース９の径方向外側端部５６ｂに配置された第２冷却流路１０とに設けられている。従って、第１流路１０を持つ絶縁物体１００の第１流路ゾーン１０７ａは、径方向内側端部５６ａの一領域に配置される。これに応じて、第２流路１０を持つ第２流路ゾーン１０７ｂは、中間スペース９における径方向外側端部５６ｂの一領域に配置される。図７の変形において、絶縁物体１００は、径方向の内側に向かって、すなわち中間スペース９又はステータスロット５４の開口部５２に向かって開放されて形成されている。この手段により、絶縁物体１００の外壁１０１ａが省略される。
【００８８】
図７から明らかなように、分離壁１０５ｂは、巻き線ゾーン１０６ａと第２流路ゾーン１０７ｂとの間にのみ設けられている。これと対照的に、このような分離壁は、巻き線ゾーン１０６ａと第１流路ゾーン１０７ａとの間には設けられていない。一変形において、このような分離壁は、巻き線ゾーン１０６ａと第１流路ゾーン１０７ａとの間にも設けてもよい。これに応じて、図７に示される分離壁１０５ｂは、さらなる変形においては、なくてもよい。さらなる組み合わせの可能性は、関係する当業者にとって図７から直ちに明白であり、従って、正確に説明することなく具現化される。
【００８９】
例示のシナリオにおいて、第１熱移動層１１２ａを構成するプラスチック１１は、電気絶縁性第１プラスチック材料Ｋ１によって形成され、第２熱移動層１１２ｂを構成するプラスチック１１は、電気絶縁性第２プラスチック材料Ｋ２によって形成され、また、第３熱移動層１１２ｃを構成するプラスチック１１は、電気絶縁性第３プラスチック材料Ｋ３によって形成される。絶縁物体１００を構成するプラスチック１１、特に絶縁物体１００の外壁１０１ａ〜１０１ｄを構成するプラスチック１１は、同様に、電気絶縁性第４プラスチック材料Ｋ４によって形成される。
【００９０】
各図の例示において、絶縁物体１００を構成する第４プラスチック材料Ｋ４は、熱硬化性プラスチックであるのに対し、３つの熱移動層１１２ａ、１１２ｂ及び１１２ｃを構成する第１プラスチック材料Ｋ１、第２プラスチック材料Ｋ２及び第３プラスチック材料Ｋ３は、熱可塑性プラスチックである。これに関する種々の変形において、４つのプラスチック材料Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４への、熱可塑性プラスチック及び熱硬化性プラスチックの他の割り当ても可能であることは言うまでもない。例示のシナリオにおいて、第１プラスチック材料Ｋ１、第２プラスチック材料Ｋ２及び第４プラスチック材料Ｋ４は、各々、第３プラスチック材料Ｋ３と比べて高い熱伝導度を持つ。これにより、ステータ巻き線６から冷却流路１０への効果的な熱の移動が確実となる。各図の例示において、４つのプラスチック材料Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４はそれぞれ異なる材料である。４つのプラスチック材料Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４の熱伝導度は、この場合、少なくとも０．５Ｗ／ｍＫ、好ましくは少なくとも１Ｗ／ｍＫである。
【００９１】
以下の記述において、再度、図３を参照する。図３において、ステータ本体７及びステータ歯８を有するステータ２は、第１端面シールド２５ａと第２端面シールド２５ｂとの間に軸方向に配置される。
【００９２】
図３から明らかなように、冷却剤分配スペース４の一部は第１端面シールド２５ａに配置され、冷却剤収集スペース５の一部は第２端面シールド２５ｂに配置される。従って、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５は、各々の場合の、プラスチック化合物１１に設けられた空洞４１ａ、４１ｂによって部分的に形成される。第１空洞４１ａは、冷却剤分配スペース４を形成する第１端面シールド２５ａに具体化された空洞４２ａによって、ここに補われる。これと対応して、第２空洞４１ｂは、冷却剤収集スペース５を形成する第２端面シールド２５ｂに具体化された空洞４２ｂによって補われる。このように、上述された実施形態の変形において、プラスチック１１は、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５を少なくとも部分的に区画する。
【００９３】
さらに、冷却剤供給３５は、冷却剤分配スペース４を、第１端面シールド２５ａの外側に、図３に示すように、特にその外周面上に設けられた冷却剤入口３３と、流体的に結合するように、第１端面シールド２５ａに具体化してもよい。これに応じて、冷却剤吐出３６は、冷却剤収集スペース５を、第２端面シールド２５ｂの外側に、図３に示すように、特にその外周面上に設けられた冷却剤出口３４と流体的に結合するように、第２端面シールド２５ｂに具体化してもよい。これにより、ステータ巻き線６における第１端部１４ａ若しくは第２端部１４ｂ又はその両方の径方向の外側の各々の場合に、且つ、軸方向Ａに沿ってこれら端部１４ａ、１４ｂの延長方向にも、冷却剤分配スペース４若しくは冷却剤収集スペース５又はその両方の配置が可能となる。該電気機械１の作動中に、特に熱負荷に曝されたステータ巻き線６における第１端部１４ａ及び第２端部１４ｂは、この手段によっても極めて効果的に冷却される。
【００９４】
図３によると、プラスチック１１は、ステータ本体７の外周面３０の上に配置されてもよく、従って、該外周面３０の上にプラスチック被膜１１．１を形成してもよい。このように、典型的には導電体ステータプレートから形成されたステータ２のステータ本体７は、その周囲と電気的に絶縁されてもよい。従って、ステータ本体７を収容する別体のハウジングの用意は不要となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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