(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、車両のための電気機械（１）であって、
回転軸（Ｄ）に関して回転し、前記電気機械（１）の軸方向（Ａ）を定義するロータ（３）と、ステータ巻き線（６）を有するステータ（２）と、
冷却剤（Ｋ）が流通する、少なくとも１つ、優先的には少なくとも２つ、最も優先的には複数の冷却路（１０）とを備え、
前記ステータ（２）は、前記軸方向（Ａ）に延び、外周方向（Ｕ）に沿って互いに間隔をおいて配置され、且つ、前記ステータ巻き線（６）を支持するステータ歯（８）を有し、
熱結合のための少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）は、電気絶縁性プラスチック（１１）に填め込まれており、
少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）を伴う前記電気絶縁性プラスチック（１１）は、少なくとも１つの中間スペース（９）に配置され、且つ、前記外周方向（Ｕ）に隣接する前記ステータ歯（８）同士の間に形成されており、
前記電気絶縁性プラスチック（１１）は、第１プラスチック材料からなる第１プラスチック化合物（１１ａ）によって、且つ、第２プラスチック材料からなる第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって、形成されており、
軸方向に間隔をおいて配置された冷却剤分配スペース（４）及び冷却剤収集スペース（５）をさらに備え、
冷却剤（Ｋ）が流通する少なくとも１つの、優先的には複数の前記冷却路（１０）によって、前記ステータ巻き線（６）を冷却する前記冷却剤分配スペース（４）は、前記冷却剤収集スペース（５）と流体的に連通し、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）若しくは前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）及びその両方は、前記中間スペース（９）から軸方向に突き出す前記ステータ巻き線（６）における少なくとも１つの巻き線部を少なくとも部分的に囲み、これにより、前記冷却剤分配スペース（４）若しくは前記冷却剤収集スペース（５）及びその両方を部分的に限定し、その結果、この巻き線部は、前記電気機械（１）の作動中に前記冷却剤（Ｋ）に関して電気的に絶縁され、
少なくとも１つの前記中間スペース（９）において、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）は、前記第１プラスチック材料からなる前記第１プラスチック化合物（１１ａ）に填め込まれ、
前記ステータ巻き線（６）が填め込まれた前記第１プラスチック化合物（１１ａ）は、前記第２プラスチック材料からなる前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって、少なくとも部分的に囲まれており、
前記中間スペース（９）を限定する前記ステータ（２）の表面部は、前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって、少なくとも部分的に被覆され、
前記ステータ（２）は、第１軸受シールド（２５ａ）及び第２軸受シールド（２５ｂ）の間に軸方向に配置され、
前記冷却剤分配スペース（４）の一部は、前記第１軸受シールド（２５ａ）に配置され、前記冷却剤収集スペース（５）の一部は、前記第２軸受シールド（２５ｂ）に配置され、
前記冷却剤分配スペース（４）及び前記冷却剤収集スペース（５）は、前記第１プラスチック化合物（１１ａ）に設けられた第１中空スペース（４１ａ）及び第２中空スペース（４１ｂ）によって、各々部分的に形成されており、
前記第１中空スペース（４１ａ）は、第１軸受ブラケット（２５ａ）に形成され、前記冷却剤分配スペース（４）を形成する中空スペース（４２ａ）によって補われ、且つ、前記第２中空スペース（４１ｂ）は、第２軸受ブラケット（２５ｂ）に形成され、前記冷却剤収集スペース（５）を形成する中空スペース（４２ｂ）によって補われ、
前記回転軸（Ｄ）に沿った長軸断面において、前記冷却剤分配スペース（４）及び前記冷却剤収集スペース（５）は、個々の前記ステータ巻き線（６）における第１軸端部（１４ａ）又は第２軸端部（１４ｂ）を、それぞれ、径方向の内側及び外側と同様に軸方向の端面に対してＵ字状に囲み、
少なくとも１つの冷却路（１０）は径方向の内側に配置され、さらに少なくとも１つの冷却路（１０）は、前記中間スペース（９）における個々の前記ステータ巻き線（６）の径方向の外側に配置され、
少なくとも１つの径方向内側冷却路（１０ｂ）は、管本体内部スペース（２２）を囲む管本体（１６）として形成されており、
前記管本体（１６）には、前記管本体内部スペース（２２）を流体的に互いに分離する少なくとも２つの部分冷却路（１９）に分ける、少なくとも１つの分割要素（１８）が成形されており、
前記回転軸（Ｄ）に垂直な断面において、前記径方向内側冷却路（１０ｂ）を形成する前記管本体（１６）は、前記第１プラスチック化合物（１１ａ）によって完全に射出成形され、且つ、径方向外側冷却路（１０ａ）を形成する前記管本体（１６）は、前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって完全に射出成形される電気機械。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械において、
前記第１プラスチック材料の熱伝導度は、前記第２プラスチック材料の熱伝導度よりも高いか、
又は前記第１プラスチック材料の熱伝導度は、前記第２プラスチック材料の熱伝導度よりも低いか、
又は前記第１プラスチック材料の熱伝導度は、前記第２プラスチック材料の熱伝導度と等しい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、
前記冷却剤分配スペース（４）若しくは前記冷却剤収集スペース（５）又はその両方は、軸方向Ａに隣接する前記ステータ（２）の軸の延伸方向にのみ配置され、優先的には、径方向（Ｒ）に沿って、又は前記ステータ（２）を越えて突き出さない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、
少なくとも２つの前記中間スペース（９）において、優先的には、全ての前記中間スペース（９）において、前記第１プラスチック化合物（１１ａ）及び前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）の双方が配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記第１プラスチック材料は、熱硬化性プラスチック若しくは熱可塑性プラスチックを含むか、又は熱硬化性プラスチック若しくは熱可塑性プラスチックであり、
及び／又は前記第２プラスチック材料は、熱可塑性プラスチック若しくは熱硬化性プラスチックを含むか、又は熱可塑性プラスチック若しく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、
少なくとも１つの前記冷却路（１０、１０ｂ）は、前記電気絶縁性プラスチック（１１）内に配置されてい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、
少なくとも１つの前記冷却路（１０）は、前記電気絶縁性プラスチック（１１）内に、優先的には、前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）内に設けられ、前記冷却剤（Ｋ）が流通する少なくとも１つの、優先的には多数の開口部（４０）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８】
請求項７に記載の電気機械において、
前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）は、前記軸方向（Ａ）に垂直な断面において、優先的には少なくとも部分的に、優先的には少なくとも１つの前記開口部（４０）を完全に、優先的には、各々の場合に全ての前記開口部（４０）を囲むか又は覆う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つの前記開口部（４０）は、前記軸方向（Ａ）に垂直な断面において、２つの幅広面及び２つの幅狭面を有する長方形状を有し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、
少なくとも１つの前記冷却路（１０）は、前記電気絶縁性プラスチック（１１）によって、優先的には前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって、少なくとも部分的に、優先的には完全に囲まれるか又は覆われ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）と熱結合する、前記冷却剤分配スペース（４）若しくは前記冷却剤収集スペース（５）又はその両方は、前記電気絶縁性プラスチック（１１）内に、優先的には前記第１プラスチック化合物（１１ａ）内に、少なくとも部分的に配置され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、
前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）からなる被膜は、前記軸方向（Ａ）に沿って計られた個々の前記中間スペース（９）における少なくとも全長にわたって延びており、
個々の前記ステータ巻き線（６）若しくは前記第１プラスチック化合物（１１ａ）及びその両方は、前記ステータ（２）から、特に個々のステータ歯（８）から、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、
前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）からなる被膜は、前記軸方向（Ａ）に計られた個々の前記中間スペース（９）の少なくとも全長にわたって、前記中間スペース（９）内に関する前記ステータ巻き線（６）を、前記外周方向（Ｕ）にＵ字状に封じ込めることを特徴とする電気機械。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）及び前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）は、少なくとも１つの前記中間スペース（９）を共に、実質的に完全に満たす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、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）及び前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）は、前記第１プラスチック材料及び前記第２プラスチック材料からなる射出成形化合物によって、それぞれ形成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、
前記ステータ（２）は、優先的には環状のステータ本体（７）を有し、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）は、前記ステータ本体（７）における、少なくとも外周面（３０）の上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１〜１６のいずれか１項に記載の電気機械において、
外周面（３０）の上の前記第１プラスチック化合物（１１ａ）は、外部被膜（１１．１）を形成することを特徴とする電気機械。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の電気機械において、
少なくとも前記第１プラスチック化合物（１１ａ）は、前記中間スペース（９）から軸方向に突き出し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、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）は、前記冷却剤分配スペース（４）若しくは前記冷却剤収集スペース（５）又はその両方を、少なくとも部分的に限定す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、
前記外周方向（Ｕ）に隣接する各々２つのステータ歯（８ａ、８ｂ）の間の、少なくとも１つ、優先的には各々の中間スペース（９）には、
少なくとも１つの前記冷却路（１０）と、前記電気絶縁性プラスチック（１１）とが設けら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、
前記ステータ（２）は、優先的には環状のステータ本体（７）を有し、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）は、前記ステータ本体（７）における、少なくとも外周面（３０）の上に配置されており、
少なくとも１つの前記管本体（１６）は、前記第１プラスチック化合物（１１ａ）若しくは前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）又はその両方によって、前記ステータ本体（７）から、特にステータ歯（８）から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、
前記管本体（１６）は、平管（１７）として形成されており、
前記軸方向（Ａ）に垂直な断面において、前記平管（１７）における少なくとも１つの幅広面（２０）は、径方向（Ｒ）に対して実質的に垂直に延び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、
少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）は、前記第１プラスチック化合物（１１ａ）若しくは前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）及びその両方によって、前記管本体（１６）として形成された前記冷却路（１０）から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、
前記第１プラスチック化合物（１１ａ）若しくは前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）及びその両方は、前記中間スペース（９）から軸方向に突き出す前記ステータ巻き線（６）における少なくとも１つの巻き線部を囲み、これにより、前記冷却剤分配スペース（４）若しくは前記冷却剤収集スペース（５）又はその両方を部分的に限定し、
前記電気機械（１）の作動中に、前記巻き線部は、前記冷却剤（Ｋ）に対して電気的に絶縁され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、
少なくとも１つのステータ巻き線（６）は、前記電気機械（１）の作動中に、個々の前記中間スペース（９）の内部の少なくとも一領域の前記第１プラスチック化合物（１１ａ）若しくは前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）及びその両方によって、前記冷却剤（Ｋ）から若しくはステータ本体（７）から又はその両方から電気的に絶縁されるように、優先的には完全に絶縁されるように形成されてい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、
少なくとも１つの冷却路（１０、１０ａ）は、ステータ本体（７）に配置され、冷却剤（Ｋ）が流通する少なくとも１つの開口部（４０）によって形成されており、
優先的には、少なくとも１つの前記開口部（４０）は、前記電気絶縁性プラスチック（１１）によって、最も優先的には、前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって、完全に限定され、又は覆われ、又は囲まれていることを特徴とする電気機械。
【請求項２７】
請求項２６に記載の電気機械において、
前記冷却路（１０）を形成し、且つ、前記ステータ本体（７）に配置された前記開口部（４０）は、前記中間スペース（９）に向かって開放されるように形成され、且つ、前記中間スペース（９）内に配置された前記電気絶縁性プラスチック（１１）によって、優先的には前記第２プラスチック化合物（１１ｂ）によって、液密となるように閉じられていることを特徴とする電気機械。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか１項に記載の電気機械において、
少なくとも１つの冷却路（１０、１０ａ）は、前記外周方向（Ｕ）に関し、ステータ本体（７）における隣接するステータ歯（８、８ａ、８ｂ）の間の一領域に配置されていることを特徴とする電気機械。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか１項に記載の電気機械において、
少なくとも２つの前記冷却路（１０）、優先的には、存在する全ての前記冷却路（１０）は、前記電気機械（１）の作動中にこれらの冷却路（１０）に導かれる冷却剤（Ｋ）が、前記ステータ（２）における第１軸端部（３．１、７．１）から、前記ステータ（２）における第２軸端部（３．２、７．２）の方向に、又はこれと逆方向に流れるように形成されていることを特徴とする電気機械。
【請求項３０】
請求項１〜２９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、分布巻きの巻線の一部であることを特徴とする電気機械。
【請求項３１】
車両であって、
請求項１〜３０のいずれか１項に記載の少なくとも１つの電気機械（１）を備えている車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械、特に車両のための電気機械と、このような機械を有する車両とに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、このような電気機械は、電気モータ又は発電機であってよい。該電気機械は、外部ロータ機械又は内部ロータ機械として設計されてもよい。
【０００３】
一般的な電気機械は、例えば、以下の特許文献１に記載されている。該電気機械は、内部を囲むハウジングを含む。該ハウジングは、その外周方向において内部を径方向に限定（区画）する円周シェルと、一方の軸方向に内部を限定する後部側壁と、他方の軸方向に内部を限定する前部側壁とを含む。該電気機械のステータ（固定子）は、シェルと恒久的に結合されている。ステータ内において、該電気機械のロータ（回転子）は、該ロータのロータ軸が、前部軸受を介して前部側壁に回転可能に搭載されている。
【０００４】
また、以下の特許文献２には、ステータ巻き線を有するステータと、冷却剤が流通可能な冷却ダクトとを含む電気機械が開示されている。ステータは、軸方向に延びると共に、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している。該ステータ歯は、ステータ巻き線を支持し、内部に冷却ダクトがステータ巻き線と共に配置されるスペースを形成する。ステータ巻き線は、第１プラスチック材料からなる第１プラスチック化合物及び第２プラスチック材料からなる第２プラスチック化合物に熱結合するために填め込まれている。
【０００５】
以下の特許文献３は、ステータ巻き線を有するステータと、冷却剤が流通可能な複数の冷却ダクトとを含む電気機械を開示している。ステータは、軸方向に延びると共に、外周方向に沿って互いに間隔をおいて配置され、ステータ巻き線を支持するステータ歯を有している。
【０００６】
以下の特許文献４は、ロータ８と、ステータ巻き線を有するステータと、冷却剤が流通可能な複数の冷却ダクトとを含む電気機械を開示している。ステータは、軸方向に延びると共に、外周方向に沿って互いに間隔をおいて配置され、ステータ巻き線を支持するステータ歯を有している。
【０００７】
以下の特許文献５には、ロータと、ステータ巻き線及び冷却ダクトとの間に配置されたステータ歯を有するステータとを含む電気機械が記載されている。
【０００８】
以下の特許文献６は、ステータ歯とステータ巻き線とを有するステータコアを含む電気機械を開示する。該ステータ歯は、外周方向に沿って互いに間隔をおいて配置され、ステータ巻き線を支持すると共に、ステータ本体から軸方向の内側に突き出している。２つの冷却ダクトは、ステータ溝の中に配置されている。ステータ巻き線は、第１プラスチック化合物及び第２プラスチック化合物からなる電気絶縁性プラスチック内に配置されている。
【０００９】
以下の特許文献７は、ステータ歯とステータ巻き線とを有する、電気機械のステータを開示している。ステータ歯は、外周方向に沿って互いに間隔をおいて配置され、ステータ巻き線を支持すると共に、ステータ本体から軸方向の内側に突き出している。冷却ダクトは、ステータ溝の中に配置されている。ステータ巻き線は、電気絶縁性プラスチックに埋め込まれている。
【００１０】
以下の特許文献８は、ステータ巻き線とロータとを有するステータを含む電気機械を開示している。プラスチック化合物及び絶縁性材料は、ステータにおける２つの隣接する空間にステータ巻き線と共に配置されている。ステータ巻き線及び冷却ダクトは、プラスチック化合物によって囲まれ、次に、絶縁性材料によって囲まれている。該空間を限定するステータの表面部は、絶縁性材料によって、少なくとも部分的に被覆されている。
【００１１】
典型的には、従来の電気機械のステータは、該機械の作動中に電圧を印加されるステータ巻き線を含む。作動中に、熱が発生し、過熱及び損傷、さらにはこれに伴うステータの破壊を避けるために、発生した熱を除去しなければならない。このためにも、従来の電気機械は、ステータを冷却する、特に上記のステータ巻き線を冷却する冷却装置を同時に備える構成が知られている。このような冷却装置は、冷却剤を流し、且つ、ステータにおけるステータ巻き線の近傍に配置された１つ又はそれ以上の冷却路を含む。ステータ巻き線から冷却剤への熱の移動によって、熱はステータから除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５２１４３２５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１３１７０４８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１５９３１９１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０２２６１０号明細書
【特許文献５】特開平１０−２７１７３８号公報
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２００７０５４３６４号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第１０２０１２２１７７１１号明細書
【特許文献８】特開２００４−２９７９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、ステータから個々の冷却路を流通する冷却剤への効率的な熱の移動は、実質的な設計経費を含むことが不利となることを証明する。すなわち、これは、電気機械における製造コストに不利な影響を及ぼす。
【００１４】
従って、本発明は、この不利を大きく又は完全に消失するように、電気機械の改善された実施形態を創作することを目的とする。特に、電気機械のための改善された実施形態は、同時に低製造費でありながら、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り特徴付けられて創作される。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、独立請求項の主題によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１６】
従って、本発明に係る基本的なアイデアは、ステータ巻き線を冷却するために、電気絶縁性プラスチックに電気機械のステータ巻き線を填め込むことである。該プラスチックは、異なる熱伝導率を持つ２つの異なるプラスチック化合物によって形成される。
【００１７】
このように、該プラスチックは、一方ではステータ巻き線から冷却路を流通する冷却剤へ熱を移動する熱移動媒体として、他方ではステータ巻き線に対する電気絶縁体として振る舞うことができる。このように、ステータ巻き線と冷却路に導かれる冷却剤との間の極めて良好な熱の移動が、格別に確立される。電気絶縁性プラスチックを用いることにより、冷却されるステータ巻き線の該プラスチックによる望まない短絡が起きないことが、付加的に確実となる。
【００１８】
異なる熱伝導率を持つプラスチック材料からなる２つのプラスチック化合物を用いると、特に高熱伝導率が要求される熱を除去する分野において、高価なプラスチック材料が必要となる。これと対照的に、高熱伝導率が要求されない分野においては、（典型的に、より費用効率を獲得できる）プラスチックを利用できる。このアプローチは、該電気機械の製造中における相当な費用的有利をもたらす。
【００１９】
冷却路と、本発明の本質である電気絶縁性プラスチックにステータ巻き線を填め込む助力となる、冷却対象のステータ巻き線のための冷却剤との、直接的な熱結合は、該ステータ巻き線に、特に効果的な冷却をもたらす。従って、生じた無駄な熱のステータからの除去が該電気機械の高負荷作動中であっても確実に行える。これにより、ステータの過熱による該電気機械の損傷又は破壊すらも避けることができる。
【００２０】
電気絶縁性プラスチックの製造は、好ましくは、冷却対象のステータ巻き線を、任意には冷却路をも、２つのプラスチック化合物を形成するプラスチックをオーバモールドする間に、射出成形によって実施されてもよい。これにより、プラスチック化合物へのステータ巻き線の填め込みは、２つの異なるプラスチック材料を用いるにも拘わらず、極めて簡単となることが分かる。このことが、また、本発明に係る電気機械の製造において、費用的な有利をもたらす。ここに提案された解決策のさらなる有利性は、第２プラスチック化合物がステータ巻き線とステータ本体との間で付加的な電気絶縁体として振る舞えることにある。ステータ巻き線に限らず、製造の結果、第１プラスチック化合物に完全に填め込まれる場合に、第２プラスチック化合物は、あらゆる場合に、ステータ本体の電気導電性材料に対して、いかなる短絡をも防ぐ。
【００２１】
本発明に係る電気機械は、特に車両用の電気機械は、該電気機械の軸方向が定義される回転軸に対して回転可能なロータを含む。さらに、該電気機械は、ステータ巻き線を有するステータを含む。該ステータは、軸方向に延びると共に、外周方向に互いに間隔をおいて配置され、且つ、ステータ巻き線を支えるステータ歯を含む。さらに、該電気機械は、複数の冷却路のような、冷却剤が優先的に流通可能な少なくとも１つの冷却路を含む。少なくとも１つのステータ巻き線は、熱結合のために電気絶縁性プラスチックに填め込まれる。そこで、少なくとも１つのステータ巻き線を伴う電気絶縁性プラスチックは、ステータ歯同士の間に形成され、且つ、外周方向に隣接する少なくとも１つの中間スペースに配置される。本発明によると、電気絶縁性プラスチックは、第１プラスチック材料からなる第１プラスチック化合物と、第２プラスチック材料からなる第２プラスチック化合物とによって形成される。
【００２２】
本発明によると、電気機械は、互いに間隔をおいて軸方向に配置された冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースを含む。
【００２３】
ステータ巻き線を冷却する冷却剤分配スペースは、冷却剤が流通可能な少なくとも１つの冷却路によって、冷却剤収集スペースと流体的に連通する。このように、冷却剤は個々の冷却路に対して効果的に分配されてもよい。これは、２つ又はそれ以上の冷却路が設けられた場合にも適用される。
【００２４】
本発明によると、少なくとも１つのステータ巻き線は、少なくとも１つの中間スペースにおける、第１プラスチック材料からなる第１プラスチック化合物に填め込まれる。該第１プラスチック化合物は、そこに填め込まれるステータ巻き線と共に、第２プラスチック材料からなる第２プラスチック化合物に、さらに填め込まれるか、該第２プラスチック化合物に配置されるか、又は少なくとも部分的に若しくは完全に囲まれる。この手段により、ステータ巻き線と冷却路との間の特に良好な熱の移動が確実となる。プラスチック化合物の製造に応じて、ステータ歯同士の間の中間スペースは、２つのプラスチック化合物が射出される鋳型のように、さらに利用することができる。これにより、別体の鋳型の用意が不要となるので、該プラスチック化合物の製造を簡単化できる。
【００２５】
本発明によると、中間スペースを限定するステータの表面部は、第１プラスチック化合物によって被覆される。この手段により、ステータ本体に関するステータ巻き線の改善された電気的な絶縁が確実となる。
【００２６】
本発明によると、少なくとも１つの冷却路は、径方向の外側に配置され、且つ、さらに少なくとも１つの冷却路は、中間スペースにおける個々のステータ巻き線の径方向の内側に、付加的に配置される。従って、この変形の場合に、少なくとも２つの冷却路は、ステータ巻き線の冷却のために設けられ、これにより、増大した冷却能力がもたらされる。
【００２７】
本発明によると、少なくとも１つの冷却路は、管本体内部スペースを囲む管本体として填め込まれる。管本体内部スペースを互いに流体的に分離する少なくとも２つの部分冷却路に分割する、少なくとも１つの分割要素が管本体に成形される。管本体は、機械的強度が増すように、上記分割要素によって強化されてもよい。管本体は、電気導電性材料、特に金属、又は電気導電性材料、特にプラスチックによって形成されてもよい。
【００２８】
本発明によると、第１プラスチック化合物若しくは第２プラスチック化合物又はその両方（「第１プラスチック化合物及び／又は第２プラスチック化合物」と同義。）は、中間スペースから軸方向に突き出す、少なくとも１つのステータ巻き線の巻き線部を少なくとも部分的に囲み、これにより、冷却剤分配スペース若しくは冷却剤収集スペース又はその両方を少なくとも部分的に限定する。従って、この巻き線部は、該電気機械の作動中に冷却剤に関して電気的に絶縁される。このように、ステータ巻き線の巻き線部における、冷却路を流通する冷却剤との望まない電気的結合を避けることができる。
【００２９】
好ましい一実施形態によると、第１プラスチック材料の熱伝導度は、第２プラスチック材料の熱伝導度よりも高い。これに代えて、第１プラスチック材料の熱伝導度は、第２プラスチック材料の熱伝導度よりも低くてもよい。しかしながら、この２つの変形に代えて、第１プラスチック材料の熱伝導度は、第２プラスチック材料の熱伝導度と等しいことも考えられる。
【００３０】
特に好ましくは、冷却剤分配スペース若しくは冷却剤収集スペース又はその両方は、ステータと同程度に近接して、軸の延伸方向にのみ配置される。好ましくは、冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースは、径方向に沿って又はステータを越えて突き出さない。この変形は、極めて小さい取り付け空間を要求する。
【００３１】
第１プラスチック化合物及び第２プラスチック化合物は、少なくとも２つの中間スペース、優先的には、全ての中間スペースに配置されることが特に好ましい。
【００３２】
実質的に、第１プラスチック材料は、熱硬化性プラスチックを含むか又は熱硬化性プラスチックである。これに替えて又はこれに加えて、第２プラスチック材料は、熱可塑性プラスチックを含んでもよく、又は熱可塑性プラスチックであってもよい。熱の移動に関し重大でないこれらの分野において、小さくされた熱伝導率を持つ熱硬化性プラスチックの使用は、製造費用の低減を伴う。
【００３３】
しかしながら、この変形に替えて、第１プラスチック材料が熱可塑性プラスチックを含むか又は熱可塑性プラスチックであり、且つ、第２プラスチック材料が熱硬化性プラスチックを含むか又は熱硬化性プラスチックであることも考えられる。
【００３４】
さらに好ましい一実施形態において、少なくとも１つの冷却路は、プラスチック化合物内に配置される。この手段により、ステータ巻き線と該冷却路との間の極めて効果的な熱の移動が確実となる。これは、中間スペース内に配置された冷却路が、冷却対象のステータ巻き線の直近に位置するからである。
【００３５】
さらに好ましい一実施形態において、少なくとも１つの冷却路は、電気絶縁性プラスチック内に、優先的には冷却剤が流通可能な第２プラスチック化合物内に設けられた少なくとも１つの、優先的には多数の開口部によって形成される。この変形は、技術的に極めて容易に実現でき、従って、費用に対して極めて効果的である。
【００３６】
軸方向に垂直な断面における第２プラスチック化合物は、少なくとも１つの開口部を、優先的には全ての開口部を完全に囲むか又は覆うことが特に好ましい。このように、冷却路を形成する開口部は、ステータ巻き線に対して、とりわけ好都合に熱結合される。
【００３７】
特に、軸方向に垂直な断面における少なくとも１つの開口部は、２つの幅広部と２つの幅狭部を持つ幾何学的形状を有していてもよい。このように、該開口部は、平管としての有利な形状を与える。この平管形状は、今度は、冷却対象であるステータ巻き線の直近に位置する冷却路の省スペース化配置をもたらす。
【００３８】
少なくとも１つの冷却路は、第２プラスチック化合物によって覆われるか、囲まれることが好ましい。このように、冷却路を流通する冷却剤のステータ巻き線との極めて良好な熱結合が確実となる。
【００３９】
好ましい一実施形態によると、ステータ巻き線と熱結合する冷却剤分配スペース若しくは冷却剤収集スペース又はその両方は、電気絶縁性プラスチック内に、優先的には第１プラスチック化合物内に、少なくとも部分的に配置される。これは、冷却剤分配スペース又は冷却剤収集スペースとステータ巻き線との間の、特に良好な熱移動を可能にする。その結果、冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースは、ステータ巻き線からの直接的な熱吸収にも利用することができる。
【００４０】
好ましい他の実施形態によると、第２プラスチック化合物からなる被膜は、軸方向に沿って計られた個々の中間スペースの少なくとも全体にわたって延びると共に、ステータから、特に個々のステータ歯から、個々のステータ巻き線若しくは第１プラスチック化合物又はその両方を電気的に絶縁する。このように、完全な電気的絶縁が、軸方向に沿って確実となる。
【００４１】
第２プラスチック化合物からなる被膜は、軸方向に計られた個々の中間スペースの少なくとも全長にわたって、外周方向におけるＵ字状の中間スペース内に関するステータ巻き線を封じ込めることが特に好ましい。このように、完全な電気的絶縁が、軸方向に沿って確実となる。
【００４２】
第１プラスチック化合物及び第２プラスチック化合物は共に、少なくとも１つの中間スペースを実質的に完全に満たすことが特に好ましい。このようにして、例えば熱の移動の望まない減少を導く空孔のような、望まない中間スペースの形成を避けることができる。
【００４３】
好ましい他の実施形態によると、第１プラスチック化合物及び第２プラスチック化合物は、各々、第１プラスチック材料又は第２プラスチック材料からなる射出成形化合物である。射出成形法の利用は、プラスチック化合物の製造を簡単にし、且つ促進する。これは、電気機械の製造において費用的に有利となる。
【００４４】
さらに有利な一展開において、ステータは、優先的に環状で、ステータ歯を突き出すステータ本体を含む。このさらなる展開において、第１プラスチック化合物は、該ステータ本体の少なくとも外周面に配置される。このように、ステータは、該電気機械の周囲に対して電気的に絶縁されてもよい。従って、ステータ本体を収容する別体のハウジングの用意は、もはや不要となる。また、プラスチック化合物を伴うステータ本体の少なくとも１つの前面又はその両面における被膜も、任意の変形として考えられる。さらなる変形において、プラスチック化合物は、ステータ本体を優先的に且つ完全に覆ってもよい。第１プラスチック化合物が外周面の外側被膜を形成することが特に好ましい。このように、ステータ本体は、その外周面が電気的に絶縁される。
【００４５】
実質的に、第１プラスチック化合物は、個々の中間スペースから軸方向に、優先的には、その両側に突き出す。このように、第１プラスチック化合物は、冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースの部分的な限定に利用してもよい。特に、該電気機械の製造工程中に要求されるであろう、中間スペースから突き出す第１プラスチック化合物の一部の除去は、もはや不要となる。これは、該電気機械の製造中の費用的な有利を伴う。
【００４６】
従って、さらに有利な一構成は、該第１プラスチック化合物が、冷却剤分配スペース若しくは冷却剤収集スペース又はその両方を少なくとも部分的に限定することを提案する。冷却剤分配スペースと冷却剤収集スペースとを別体に設ける、例えばハウジングの形に設けることは、本変形においては不要である。
【００４７】
実質的に、少なくとも１つの冷却路、並びに第１プラスチック化合物及び第２プラスチック化合物は、少なくとも１つの、優先的には外周方向に隣接する各々２つのステータ歯同士の間の、各中間スペース内に設けられてもよい。このようにすると、作動中に生じる無駄な熱が、存在する全てのステータ巻き線から除去し得ることが確実となる。
【００４８】
他の好ましい実施形態によると、少なくとも１つの冷却路は、中間スペース内において、個々のステータ巻き線の径方向の外側又は径方向の内側に配置される。これにより、冷却対象のステータ巻き線の近くに該冷却路の効率的な配置が可能となる。その結果、該電気機械は、ステータ巻き線を冷却するための、わずかな取り付けスペースしか要求されない。
【００４９】
好ましい一実施形態によると、少なくとも１つの管本体、優先的には全ての管本体は、第１プラスチック化合物若しくは第２プラスチック化合物又はその両方によって、該ステータ本体から、特にステータ歯から電気的に絶縁される。該ステータ本体又はステータ歯と、管本体との望まない電気的結合は、このように避けられる。
【００５０】
さらに有利な一展開は、管本体を、軸方向に延び且つ該軸方向に垂直な断面において２つの幅広面及び２つの幅狭面を有する平管として形成することを提案する。
【００５１】
実質的に、平管における少なくとも１つの幅広面は、軸方向に垂直な断面において、径方向に対してほぼ垂直に延びる。２つの幅広面の幅は、好ましくは２つの幅狭面の幅の少なくとも４倍、優先的には少なくとも１０倍であってもよい。
【００５２】
好ましい一実施形態によると、少なくとも１つのステータ巻き線は、第１プラスチック化合物若しくは第２プラスチック化合物又はその両方によって、管本体として形成される冷却路と絶縁される。このように、ステータ巻き線における、冷却路を流通する冷却剤との望まない電気的結合を避けることができる。
【００５３】
少なくとも１つのステータ巻き線は、該電気機械の作動中に、個々の中間スペース内の少なくとも一領域の第１プラスチック化合物若しくは第２プラスチック化合物又はその両方によって、冷却剤から及びステータ本体から電気的に、優先的には完全に絶縁されるように形成されることが特に好ましい。これにより、ステータ巻き線の巻き線部における、冷却路を流通する冷却剤との望まない電気的結合を避けることができる。
【００５４】
さらに好ましい一実施形態によると、少なくとも１つの冷却路は、ステータ本体に配置され、冷却剤が流通可能な少なくとも１つの開口部によって形成される。上記開口部は、貫通孔の形で実現されてもよい。該貫通孔は、該電気機械の製造工程中に、適当な穴開け工具によってステータ本体に導入される。本変形においては、別体の管本体又は冷却路を限定する類似物の用意は不要である。これが製造費用の低減を伴う。このような開口部が多数設けられることが極めて好ましい。該開口部は、電気絶縁体によって、最も優先的には第２プラスチック化合物によって、部分的に、特に好ましくは完全に限定され、覆われ、及び／又は囲まれる。このように、開口部を流通する冷却剤におけるステータ本体との望まない短絡を避けることができる。
【００５５】
さらに好ましい一実施形態において、冷却路を形成する開口部は、中間スペースに向かって開放されるように形成される。そこで、上記開口部は、電気絶縁性プラスチックによって、優先的には中間スペースに配置された第２プラスチック化合物によって、液密となるように閉じられる。本変形において、該開口部は、製造時の費用の有利さにつながる製造が極めて容易となる。
【００５６】
少なくとも１つの冷却路は、ステータ本体における２つの隣接するステータ歯同士の間の一領域において、外周方向に配置されることが特に好ましい。これが、冷却対象であるステータ巻き線の近くへの冷却路の配置を可能とする。これにより、ステータ巻き線から冷却路への熱の移動を改善する。この変形は、特に省スペース化の取り付けとなることを付加的に証明する。
【００５７】
さらに好ましい一実施形態によると、冷却剤分配スペース若しくは冷却剤収集スペース又はその両方は、第１プラスチック化合物内に少なくとも部分的に、優先的には完全に存在する中空スペースによって形成される。従って、冷却剤分配スペース又は冷却剤収集スペースを限定する別体のケース又はハウジングを用意することは不要である。本実施形態は、相当な費用的有利さにもつながる。
【００５８】
少なくとも２つの冷却路、優先的には存在する全ての冷却路は、該電気機械の作動中にこれらの冷却路に導かれる冷却剤が、ステータにおける第１軸端部からステータ又はステータ本体における第２軸端部の方向に流れるように形成されていることが特に好ましい。冷却剤のこれらに対応する流れ、又は逆の流れ、すなわち第２軸端部から第１軸端部への流れも考えられる。本変形の冷却剤は、軸方向に関して冷却路を逆方向に導かれない。これにより、該電気機械における冷却路の配置が簡単となる。
【００５９】
ステータ巻き線は、分布巻きの巻線の一部であることが特に好ましい。
【００６０】
さらに、本発明は、上記に紹介したように、電気機械を有する車両、特に自動車両に関する。従って、上記で説明した電気機械の効果は、本発明に係る車両にも適用できる。
【００６１】
本発明に係るさらに重要な特徴及び効果は、従属請求項から、図面から、及び該図面として関連する図の記述から得られる。
【００６２】
上記で言及した特徴及び以下の未だ説明していない特徴は、個々に述べた組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせであってもそれら自身であっても使用できないことが理解される。
【００６３】
本発明の、好ましい例示的な実施形態は、図面に示されており、また、以下の記述に、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は本発明に係る電気機械の一例であって、ロータの回転軸に沿った長軸断面図である。
【図２】図２は図１の電気機械におけるステータのロータの回転軸に対して垂直な断面図である。
【図３】図３は図２のステータの詳細な描出であって、外周方向に隣接する２つのステータ歯同士の間の、本発明によらない電気機械における中間スペースの一領域を示す断面図である。
【図４】図４は図３の一変形を示す断面図である。
【図５】図５は図３の他の変形を示す断面図である。
【図６】図６は図５における本発明の一変形を示す断面図である。
【図７】図７は図１の電気機械における第１変形であって、冷却路を流れる冷却剤がロータの軸受の冷却にも用いられる様子を示す断面図である。
【図８】図８は図１の電気機械における、特に小さい取り付けスペースを要求する第２変形を示す断面図である。
【図９】図９は図１の電気機械における、ステータ巻き線の極めて効果的な冷却を可能とする本発明の一変形を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図１は本発明に係る電気機械１の断面構成の例示である。電気機械１は、車両、優先的には道路車両に用いることが可能な大きさである。電気機械１は、図１におおよそ概略的に示したに過ぎないロータ３と、ステータ２とを含む。例示のために、図２のステータ２は、図１のII−II線に沿った回転軸Ｄに対して垂直な断面に分けて描出されている。図１によると、ロータ３は、ロータ軸３１を有し、且つ、図１には詳細が示されていない多数の磁石を有していてもよい。該多数の磁石の極性は、外周方向Ｕに沿って交互に並ぶ。ロータ３は、回転軸Ｄに関し回転可能であり、その位置はロータ軸３１の中心長軸Ｍによって定義される。回転軸Ｄは、該回転軸Ｄと平行に延びる軸方向Ａによって定義される。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に関して回転する方向である。
【００６６】
図１から分かるように、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機械である。しかしながら、いわゆる外部ロータ機械としての実現も、ロータ３がステータ２の外側に配置される場合に考えられる。ロータ軸３１は、第１軸受３２ａと、回転軸Ｄに関して該第１軸受３２ａと軸方向に間隔をおいた第２軸受３２ｂとに搭載されている。
【００６７】
公知のように、ステータ２は、付加的に、磁場を生成するために電圧を印加される多数のステータ巻き線６を含む。ロータ３は、該ロータ３の磁石によって生成される磁場と、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によって回転する。
【００６８】
図２の断面図から、ステータ２は、例えば鉄からなる環状のステータ本体７を有していてもよいことが分かる。特に、ステータ本体７は、多数のステータ本体プレート（図示せず。）によって形成してもよい。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。ステータ本体７には、径方向の内側に軸方向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た多数のステータ歯８が形成されている。各ステータ歯８はステータ巻き線６を支える。個々のステータ巻き線６は、共に巻き線の配置を形成する。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、全ての巻き線の配置における個々のステータ巻き線６は、互いに好適に配線してもよい。
【００６９】
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、該電気機械１から無駄な熱が発生する。発生した無駄な熱は、過熱、及びこれに関連する損傷、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から除去されなければならない。このため、ステータ巻き線６は、冷却剤Ｋの助力によって冷却される。該冷却剤Ｋは、ステータ２を通して導かれ、熱の移動によってステータ巻き線６に生じる無駄な熱を吸収する。
【００７０】
冷却剤Ｋを、ステータ２を通して導くために、電気機械１は、冷却剤Ｋが冷却剤入口３３を通して導入される冷却剤分配スペース４を含む。軸方向Ａに沿うと共に冷却剤分配スペース４と間隔をおいて、冷却剤収集スペース５が配置される。冷却剤分配スペース４は、多数の冷却路１０によって冷却剤収集スペース５と流体的に連通する。該冷却路１０は、図１に示されるように、そのうちの１つに過ぎないことに注意を要する。軸方向Ａに垂直な断面において、図示はしていないが、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５は、それぞれ環状を有していてもよい。外周方向Ｕに沿って、多数の冷却路１０は、互いに間隔をおいて配置される。各々の冷却路１０は、環状の冷却剤分配スペース４から環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、冷却剤分配スペース４に冷却剤入口３３を介して導入される冷却剤Ｋは、個々の冷却路１０にわたって分配されてもよい。冷却路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、再度、ステータ２に設けられた冷却剤出口３４を介して、電気機械１から放出される。
【００７１】
従って、図面の例示のように、冷却路１０は、電気機械１の作動中に、これらの冷却路１０に導かれる冷却剤Ｋがステータ２の第１軸端部３．１又はステータ本体７の第１軸端部７．１から、ステータ２の第２軸端部３．２又はステータ本体７の第２軸端部７．２の方向に流れるように形成される。
【００７２】
図１及び図２の例示から明らかなように、ステータ巻き線６は、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各々の場合の中間スペース９に配置される。上記中間スペース９は、ステータ歯８と同様に軸方向Ａに延びる、いわゆる「ステータスロット」として当業関係者に知られている。
【００７３】
さて、図３に描出された詳細な例示において、外周方向Ｕに隣接する２つのステータ歯８（以下、ステータ歯８ａ、８ｂとも参照する。）同士の間に形成される、本発明によらない電気機械の中間スペース９について言及する。冷却路１０を流通する冷却剤Ｋに対して、ステータ巻き線６に生じる無駄な熱の移動を改善するために、電気絶縁性プラスチック１１は、図３により、各々の場合に中間スペース９に設けられる。 電気絶縁性プラスチック１１は、第１プラスチック材料からなる第１プラスチック化合物１１ａによって、且つ、第２プラスチック材料からなる第２プラスチック化合物１１ｂによって形成され、第２プラスチック材料の熱伝導度は、第１プラスチック材料の熱伝導度よりも高い。第１プラスチック材料１１ａは、熱硬化性プラスチックである。第２プラスチック材料１１ｂは、熱硬化性プラスチックである。例示のシナリオにおいて、第１プラスチック化合物１１ａ及び第２プラスチック化合物１１ｂは、各々、全ての中間スペース９内に配置される。例示の変形において、第１プラスチック材料の熱伝導度は、第２プラスチック材料の熱伝導度と等しいか又は低い。２つのプラスチック化合物１１ａ、１１ｂが、各々、電気絶縁性プラスチック１１からなる射出成形化合物であると好ましい。射出成形法の使用により、プラスチック化合物の製造が容易となり、且つ、促進される。
【００７４】
中間スペース９を限定するステータ２の表面部は、第２プラスチック化合物１１ｂによって完全に被覆されることが好ましい。第２プラスチック化合物１１ｂからなる被膜は、軸方向Ａに沿った個々の中間スペース９の少なくとも全長にわたって延びてもよい。このように、該被膜は、個々のステータ巻き線６若しくは第１プラスチック化合物１１ａ又はその両方を、ステータ２から、特に個々のステータ歯８から絶縁する。とりわけ、第２プラスチック化合物１１ｂからなる被膜は、軸方向Ａに沿った個々の中間スペース９の少なくとも全長にわたって該中間スペース９内の個々のステータ巻き線６を、外周方向にＵ字状に封じ込めてもよい。
【００７５】
ステータ巻き線６は、各々、少なくとも個々の中間スペース９内の一領域において、冷却剤Ｋから、また、該電気機械１の作動中の第１プラスチック化合物１１ａ若しくは第２プラスチック化合物１１ｂ又はその両方によってステータ本体７からも、電気的に、優先的には完全に絶縁されるように形成される。
【００７６】
第１プラスチック化合物１１ａ及び第２プラスチック化合物１１ｂの双方は、ステータ巻き線６における中間スペース９から軸方向に突き出す巻き線部を少なくとも部分的に囲んでもよい。この部分に加え、第１プラスチック化合物１１ａ及び第２プラスチック化合物１１ｂの双方は、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５を限定してもよい。このように、上記巻き線部は、該電気機械１の作動中に冷却剤Ｋに対して電気的に絶縁される。
【００７７】
図３によると、中間スペース９に配置されたステータ巻き線６、及び冷却路１０は、第１プラスチック材料からなる第１プラスチック化合物１１ａに埋め込まれる。そこに埋め込まれたステータ巻き線６を伴う第１プラスチック化合物１１ａと冷却路１０とは、今度は、第２プラスチック材料からなる第２プラスチック化合物１１ｂに埋め込まれるか、又は第２プラスチック化合物１１ｂによって部分的に囲まれる。
【００７８】
中間スペース９に配置されたステータ巻き線６が、第１ステータ歯８ａによって支持される第１ステータ巻き線６ａに各々の場合に部分的に属し、且つ、外周方向Ｕに第１ステータ歯８ａと隣接する、第２ステータ歯８ｂによって支持される第２ステータ巻き線６ｂに部分的に割り当てられることは明白である。このシナリオを例示するために、図３に仮想分割線１２を描く。図３に示す仮想分割線１２の左側に示される巻き線ワイヤ１３ａは、第１ステータ歯８ａによって支持される第１ステータ巻き線６ａに属する。仮想分割線１２の右側に示される巻き線ワイヤ１３ｂは、第２ステータ歯８ｂによって支持される第２ステータ巻き線６ｂに属する。
【００７９】
図３によると、中間スペース９に形成された冷却路１０は、電気絶縁性プラスチック１１内に配置され、且つ、冷却剤Ｋが流通する多数の開口部４０として実現される。軸方向Ａに垂直な方向の断面において、図３に示すように、第２プラスチック化合物１１ｂが、各々の場合に開口部４０を完全に囲むことが好ましい。このように、冷却路１０を形成する開口部４０は、ステータ巻き線６と熱的に極めて効果的に結合されてもよい。
【００８０】
（図３に純粋に例として示される開口部４０のような、図３の）開口部４０は、外周方向Ｕに沿って互いに間隔をおいて配置され、且つ、各々の場合に軸方向Ａに沿って延びる。開口部４０は、適当な穴開け工具によって、第２プラスチック化合物１１ｂに導入される貫通孔として実現されてもよい。回転軸Ｄに垂直な方向の断面において、開口部４０は、各々、２つの幅広面２０及び２つの幅狭面２１を持つ長方形状を有していてもよい。ここで、２つの幅広面２０の幅は、２つの幅狭面２１の幅の少なくとも２倍、優先的には少なくとも４倍となる。これにより、平管からなる有利な幾何学的形状が再現される。
【００８１】
管本体１６は、実質的に、第１プラスチック化合物１１ａ及び第２プラスチック化合物１１ｂによって、ステータ本体７から、特に該ステータ本体７のステータ歯８から電気的に絶縁される。第１プラスチック化合物１１ａ及び第２プラスチック化合物１１ｂによって、個々のステータ巻き線６は、管本体１６として形成された冷却路１０から電気的に絶縁される。
【００８２】
図３の例において、冷却路１０を形成する開口部４０は、プラスチック化合物１１内において、径方向に関してステータ巻き線６の外側に配置される。従って、ロータ３の回転軸Ｄに対する冷却路１０の径方向の距離は、回転軸Ｄに対するステータ巻き線６の径方向の距離よりも大きい。しかしながら、冷却路１０における径方向の内側への配置をも考えられる。図３に示すように、軸方向Ａに垂直な方向の断面において、開口部４０の２つの幅広面２０は、各々径方向Ｒに垂直な方向に延びる。
【００８３】
図１〜図３による電気機械１を製造するために、中間スペース９を限定するステータ本体７の表面は、第２プラスチック材料によって、好ましくは熱可塑性プラスチックによってオーバモールドされる。第２プラスチック化合物１１ｂも同様に形成される。これにより、ステータ本体７の材料は、個々の中間スペース９に対して電気的に絶縁される。引き続き、ステータ巻き線６は、中間スペース９内に導入され、ステータ歯８に配置される。続いて、ステータ巻き線６は、第１プラスチック化合物１１ａを製造する第１プラスチック材料、好ましくは熱硬化性プラスチックによってオーバモールドされる。２つのプラスチック化合物１１ａ、１１ｂが構成される電気絶縁性プラスチック１１の製造工程中に、ステータ本体７をも、第１プラスチック化合物１１ａを形成する第１プラスチック材料によってオーバモールドしてもよい。これよりも前に又はこれよりも後に、冷却路１０を形成する開口部４０は、好適な穴開け工具の助力によって第２プラスチック化合物１１ｂに導入されてもよい。
【００８４】
図４は図３の例示の、本発明によらない一変形を示す。図４による電気機械１において、冷却路１０は、第１プラスチック化合物１１ａではなく、ステータ２のステータ本体７に配置される。図４から明らかなように、冷却路１０を形成する開口部４０は、中間スペース９の径方向の外側で、且つ、外周方向Ｕに関してステータ本体７における２つのステータ歯８同士の間に配置される。図３の例と類似して、冷却路１０は開口部４０によって形成される。しかし、図４による変形においては、冷却路１０は、（プラスチック化合物１１ではなく）ステータ本体７に配置される。冷却路１０は、ステータ本体７の製造工程中に、（好ましくは、好適な穴開け工具の助力によって貫通孔の形の）開口部４０の導入により、該ステータ本体７に又は該ステータ本体７を形成するステータ本体プレート７に優先的に形成されてもよい。
【００８５】
好ましくは、ステータ本体７に形成される開口部４０は、電気絶縁性プラスチック１１によって、特に第２プラスチック化合物１１ｂによって、完全に限定され、覆われ、及び／又は囲まれる。このように、該開口部４０を流通する冷却剤Ｋのステータ本体７との望まない短絡を避けられる。
【００８６】
図５は図４の例示の、本発明によらない一変形を示す。図５による本変形によると、冷却路１０を形成する開口部４０も、ステータ２のステータ本体７に配置される。しかしながら、図４の変形とは対照的に、図５の例のステータ本体７に配置される開口部４０は、中間スペース９に対して開放状態で形成される。図５から分かるように、中間スペース９と対向する開口部４０は、該中間スペース９に設けられた第２プラスチック化合物１１ｂによって液密に閉じられる。
【００８７】
図６は図５の例示の、本発明に係る、さらなる一展開を示す。図６による、本発明に係る、さらなる展開において、冷却路１０は、ステータ本体７の内部と第１プラスチック化合物１１ａの内部との双方に形成される。冷却路１０は、ステータ本体７の内部に付加的に設けられ（以下、「径方向外側冷却路」１０ａとも呼ぶ。）、図５の例と類似的に形成される。これにより、言及が図５に関する上記の説明と合致する。第１プラスチック化合物１１ａに配置された冷却路１０も、以下のように「径方向内側冷却路」１０ｂとして参照される。従って、径方向Ｒに関して、ステータ巻き線６は、２つの冷却路１０ａ、１０ｂの間に配置される。図６の詳細な描出に示されるように、径方向内側冷却路１０ａ、１０ｂは、例えばアルミニウムからなり、管本体内部スペース２２を囲む管本体１６によって形成されてもよい。基本的に、電気導電性材料、特に金属、又は電気絶縁性材料、特にプラスチックは、管本体１６の材料として、又は冷却路１０ａ、１０ｂの材料として可能である。図６の詳細な描出に示されるように、管本体１６には、冷却路１０ｂを流体的に互いに分離された部分冷却路１９にさらに分ける、１つ又はそれ以上の分割要素１８を任意に成形してもよい。このように、冷却路１０ｂ内の冷却剤Ｋにおける流動挙動は、該冷却剤Ｋに対する改善された熱の移動を伴って向上し得る。さらには付加的に、管本体１６は機械的に強化される。図６の例示において、このような２つの分割要素１８は、３つの部分冷却路１９を実現するように例示されている。例示の変形として、分割要素１８の異なる個数も可能であることは言うまでもない。管本体１６は、軸方向Ａに垂直な断面において、２つの幅広面２０及び２つの幅狭面２１を持つ、平管１７として形成されてもよい。２つの幅広面２０の幅は、この場合、２つの幅狭面２１の幅の少なくとも４倍、優先的には少なくとも１０倍となる。幅広面２０は、径方向Ｒに対して垂直に延びる。
【００８８】
上記で議論した図３〜図６による変形は、実用に関する限り互いに組み合わせてもよい。
【００８９】
以下に、図１に対して再度言及する。図１に明瞭に示されるように、優先的に一体として形成された第１プラスチック化合物１１ａは、中間スペース９の軸方向の両面から突き出してもよい。これにより、冷却剤分配スペース４は、これに替えて又はこれに加えて、冷却剤収集スペース５をも、個々の中間スペース９の軸方向の外側に配置された第１プラスチック化合物１１ａ内における個々のステータ巻き線６の２つの軸端部１４ａ、１４ｂとの熱結合のための第１プラスチック化合物１１ａに填め込まれる。このように、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５にある冷却剤Ｋの効率的な熱の移動も、通常、特に高熱負荷を受けるステータ巻き線６の軸端部１４ａ、１４ｂの一領域において確立されてもよい。この手段により、ステータ巻き線６の２つの軸端部１４ａ、１４ｂにおける、とりわけ効果的な冷却が可能となる。
【００９０】
さらに、図１により、ステータ本体７及びステータ歯８を伴うステータ２は、第１軸受シールド２５ａ及び第２軸受シールド２５ｂとの間に軸方向に配置される。
【００９１】
図１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軸受シールド２５ａに配置され、冷却剤収集スペース５の一部は、第２軸受シールド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、第１プラスチック化合物１１ａに設けられる中空スペース４１ａ、４１ｂによって、各々部分的に形成される。
【００９２】
ここで、第１中空スペース４１ａは、第１軸受ブラケット２５ａに形成され、冷却剤分配スペース４を形成する中空スペース４２ａによって補われる。これに応じて、第２中空スペース４１ｂは、第２軸受ブラケット２５ｂに形成され、冷却剤収集スペース５を形成する中空スペース４２ｂによって補われる。上記に説明した実施形態の変形において、第１プラスチック化合物１１ａは、このように、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限定する。
【００９３】
さらに、第１軸受シールド２５ａにおいて、冷却剤分配スペース４を冷却剤入口３３と流体的に結合する冷却剤供給３５が形成されていてもよい。該冷却剤入口３３は、第１軸受シールド２５ａの外側、特に図１に示されるように、その外周面に設けられる。これと対応して、第２軸受シールド２５ｂにおいて、冷却剤収集スペース５を冷却剤出口３４と流体的に結合する冷却剤吐出３６が形成されていてもよい。該冷却剤出口３４は、第２軸受ブラケット２５ｂの外側、特に図１に示されるように、その外周面に設けられる。これにより、冷却剤分配スペース４の配置又は冷却剤収集スペース５の配置は、関係するステータ巻き線６における第１軸端部１４ａ及び第２軸端部１４ｂの各々の場合の径方向の外側、及び軸方向Ａに沿ったこれら軸端部１４ａ、１４ｂの延伸方向にも可能となる。該電気機械１の作動中に、特に高熱負荷を受けるステータ巻き線６の軸端部１４ａ、１４ｂは、この手段によって極めて効果的に冷却される。
【００９４】
図１により、電気絶縁性プラスチック１１からなる第１プラスチック化合物１１ａは、ステータ本体７における外周面３０の上に配置され、従って、該外周面３０の上にプラスチック被膜１１．１を形成する。このように、典型的には電気導電性ステータプレートによって形成されるステータ２のステータ本体７は、周囲に対して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、もはや必要でない。
【００９５】
図７は図１の例示の一変形を示す。電気機械１の作動中に、ロータ軸３１及び２つの軸受３２ａ、３２ｂをも冷却するために、冷却剤供給３５は、第１軸受シールド２５ａ内に配置された第１軸受３２ａと熱的に結合されてもよい。同様に、冷却剤吐出３６は、第２軸受シールド２５ｂ内に配置された第２軸受３２ｂと熱的に結合されてもよい。このようにすると、軸受３２ａ、３２ｂを冷却するための、別体の冷却装置が不要となり、費用的に有利となる。図７の例示において、冷却剤入口３３及び冷却剤出口３４は、個々の軸受シールド２５ａ、２５ｂの外側の前面２６ａ、２６ｂに設けられる。図７及び図１による変形において、ステータ巻き線６は、径方向Ｒに沿って冷却路１０の径方向の内側に配置される。電気接続部５０と接続されたステータ巻き線６は、第２軸受シールド２５ｂに設けられた貫通部３９を外側に貫通する電気的接続部５０によって、ステータ２の内部から外部に導かれる。これにより、ステータ巻き線６には、外部から電圧を印加できる。該貫通部３９は、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５と、回転軸Ｄとの間に径方向に配置される。
【００９６】
図７と比較して簡単化された変形を示す図８の例示おいて、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５は、冷却路１０における軸の延伸方向にのみ配置される。この変形は、特に、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５のための極めて小さい取り付け空間を要求する。図８による変形において、ステータ巻き線６は、径方向Ｒに沿って冷却路１０の径方向の内側に配置される。該ステータ巻き線６は、第２軸受シールド２５ｂに設けられた貫通部３９を外側に貫通する電気的接続部５０によって、ステータ２の内部から外部に導かれる。これにより、ステータ巻き線６には、外部から電圧を印加できる。貫通部３９は、径方向Ｒに関し、冷却剤分配スペース４又は冷却剤収集スペース５の径方向の外側で、第２軸受シールド２５ｂに配置される。
【００９７】
図９の例示において、本発明に係る図７のさらなる一展開が示される。本発明に係る、このさらなる展開において、冷却剤分配スペース４は、各々のステータ巻き線６の第１軸端部１４ａを、図９に示す回転軸Ｄに沿った長軸断面において軸方向の端面、並びに径方向の内側及び外側をＵ字状に限定する。これに応じて、冷却剤収集スペース５は、各々のステータ巻き線６の第２軸端部１４ｂを、回転軸Ｄに沿った長軸断面において軸方向の内側、径方向の内側及び外側をＵ字状に囲む。この本発明に係る変形においては、冷却路１０は、ステータ巻き線６の径方向の内側と径方向の外側との双方に設けられる。これにより、それらの軸端部１４ａ、１４ｂを含む個々のステータ巻き線６は、冷却剤分配スペース４及び冷却剤収集スペース５と同様に、冷却路１０を介して冷却剤Ｋと直接に熱的な接触を行う。これにより、特に熱負荷に曝される軸端部１４ａ、１４ｂを含むステータ巻き線６の、とりわけ効果的な冷却が可能となる。
【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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【図８】
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【図９】
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