特許 7062690 電気機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-22

(45)【発行日】2022-05-06

(54)【発明の名称】電気機械

(51)【国際特許分類】

   H02K 9/19 20060101AFI20220425BHJP

   H02K 3/24 20060101ALI20220425BHJP

【ＦＩ】

H02K9/19 A

H02K3/24 C

【請求項の数】 36

(21)【出願番号】P 2019563859

(86)(22)【出願日】2018-05-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-11-05

(86)【国際出願番号】 EP2018063143

(87)【国際公開番号】W WO2018211089

(87)【国際公開日】2018-11-22

【審査請求日】2020-01-16

(31)【優先権主張番号】102017208566.5

(32)【優先日】2017-05-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506292974

【氏名又は名称】マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｐｒａｇｓｔｒａｓｓｅ ２６－４６， Ｄ－７０３７６ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヘルツ ミルコ

(72)【発明者】

【氏名】シュトイラー ハンス ウルリッヒ

(72)【発明者】

【氏名】ゾンターク ヨーゼフ

(72)【発明者】

【氏名】マーキック ストージャン

(72)【発明者】

【氏名】ライセン アンドレイ

(72)【発明者】

【氏名】メドヴェセック アレックス

(72)【発明者】

【氏名】セヴァー ピーター

(72)【発明者】

【氏名】グラープヘア フィリップ

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０７０１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３５６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３４４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－００７８７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－２２６２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３３２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭５０－０３５２８４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実開平０５－０３９１７８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ９／１９

Ｈ０２Ｋ ３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
冷却剤分配室（４）と、該冷却剤分配室（４）と軸方向に間隔をおいて配置された冷却剤収集室（５）とを備え、
前記冷却剤分配室（４）は、冷却剤（Ｋ）を流通する少なくとも１つの冷却チャネル（１０）を介して前記ステータ巻き線（６）を冷却するための前記冷却剤収集室（５）と流体的に連通し、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）は、熱結合するため電気絶縁性プラスチックからなるプラスチック化合物（１１）に填め込まれており、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）における第１軸端部（１４ａ）若しくは第２軸端部（１４ｂ）又はその両方の一領域に配置されており、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）と熱結合するために、前記プラスチック化合物（１１）に少なくとも一部が配置されており、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、前記軸方向（Ａ）に沿った長軸断面においてＵ字状又はＣ字状の幾何学的形状を有し、
前記ステータ（２）の軸方向の両端に、互いに軸方向の反対に位置する第１軸受ブラケット（２５ａ）と第２軸受ブラケット（２５ｂ）が配置され、
冷却剤分配室（４）及び／または冷却剤収集室（５）は、それぞれ、一部がプラスチック化合物（１１）に配置され、他の一部が前記第１軸受ブラケット（２５ａ）及び／または第２軸受ブラケット（２５ｂ）に配置され、
前記ステータ（２）は、前記軸方向（Ａ）に沿って延び、前記ロータ（３）の外周方向（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）を支えるステータ歯（８）を有し、
前記プラスチック化合物（１１）は、少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）及び少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）を伴い、前記外周方向（Ｕ）に隣接する２つの前記ステータ歯（８）同士の間に形成された中間スペース（９）に配置され、
前記中間スペース（９）は、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）が配置された第１部分スペース（９ｃ）と、少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）が配置された第２部分スペース（９ｄ）とを含み、
位置決め補助部（２７）は、少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）が前記第２部分スペース（９ｄ）に位置決めされることによって、２つの前記部分スペース（９ｃ、９ｄ）の間に配置され、
前記位置決め補助部（２７）は、前記外周方向（Ｕ）に隣接する２つの前記ステータ歯（８）に形成される２つの突起部（２８ａ、２８ｂ）を含み、
２つの前記突起部（２８ａ、２８ｂ）は、前記外周方向（Ｕ）に互いに対向し、且つ、前記冷却チャネル（１０）の位置決めのために、前記中間スペース（９）内に突き出すことを特徴とする電気機械。

【請求項2】

請求項１に記載の電気機械において、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）における第１軸端部（１４ａ）若しくは第２軸端部（１４ｂ）又はその両方を、前記回転軸（Ｄ）に沿った長軸断面においてＵ字状又はＣ字状のように囲む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、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）における前記第１軸端部（１４ａ）若しくは前記第２軸端部（１４ｂ）又はその両方の、径方向の外側及び径方向の内側に配置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、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、前記ロータ（３）の前記回転軸（Ｄ）に垂直な断面において、リング状の幾何学的形状を有し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、
少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）も、前記電気絶縁性プラスチックからなる少なくとも１つの前記プラスチック化合物（１１）内に填め込ま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、
少なくとも１つの中間スペース９において、前記プラスチック化合物（１１）は、単一のプラスチック（プラスチック材料）からなり、
前記中間スペース９に、電気絶縁性材料からなる付加的な電気絶縁体（１５）が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６に記載の電気機械において、
前記付加的な電気絶縁体（１５）は、前記ステータ巻き線（６）とステータ歯（８）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8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の電気機械において、
前記電気絶縁性プラスチックは、熱硬化性を含むか若しくは熱硬化性であり、
及び／又は前記電気絶縁性プラスチックは、熱可塑性を含むか若しくは熱可塑性であることを特徴とする電気機械。

【請求項9】

請求項１～８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つの前記冷却チャネル（１０）は、該冷却チャネル（１０）に配置された前記プラスチック化合物（１１）を伴い、外周方向（Ｕ）に隣接するステータ歯（８）同士の間における少なくとも１つの中間スペース（９）に設けら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、
少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）は、中間スペース（９）における前記各ステータ巻き線（６）の径方向の外側若しくは内側又はその両方に配置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、
少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）は、管本体内部空間（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、前記管本体内部空間（２２）を流体的に互いに分離された少なくとも２つの部分冷却チャネル（１９）に分割する、少なくとも１つの分割要素（１８）が形成されていることを特徴とする電気機械。

【請求項12】

請求項１１に記載の電気機械において、
前記管本体（１６）は、２つの幅広面（２０）と、２つの幅狭面（２１）とを有する平管（１７）として形成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、
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）の少なくとも１つの幅広面（２０）は、径方向（Ｒ）に実質的に垂直に延びてい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、
少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）は、前記プラスチック化合物（１１）内に、完全に配置されてい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、
前記ステータ（２）は、リング状のステータ本体（７）を含み、
前記軸方向（Ａ）に延びると共に、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）を支えるステータ歯（８）は、前記ステータ本体（７）から突き出し、
少なくとも１つの前記プラスチック化合物（１１）は、少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）と、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）とを伴い、外周方向（Ｕ）に隣接する２つの前記ステータ歯（８）同士の間に形成された中間スペース（９）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、
少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）は、前記プラスチック化合物（１１）に設けられ、且つ、前記冷却剤（Ｋ）が流通可能な少なくとも１つの開口部（４０）が形成されていることを特徴とする電気機械。

【請求項17】

請求項１６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（２０）と２つの幅狭面（２１）とを含む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１つの前記冷却チャネル（１０）は、ステータ本体（７）に配置され、且つ、前記冷却剤（Ｋ）が流通可能な少なくとも１つの開口部（４０）が形成されていることを特徴とする電気機械。

【請求項19】

請求項１８に記載の電気機械において、
前記冷却チャネル（１０）を形成する前記開口部（４０）は、中間スペース（９）を開放するように形成され、且つ、前記中間スペース（９）に配置された前記プラスチック化合物（１１）によって、液密となるように閉じられ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、
少なくとも１つの冷却チャネル（１０、１０ｂ）は、前記プラスチック化合物（１１）に配置され、且つ、少なくとも１つの冷却チャネル（１０、１０ａ）は、ステータ本体（７）に配置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、
冷却剤供給管（３５）は、第１軸受ブラケット（２５ａ）に形成され、且つ、前記冷却剤分配室（４）を、前記第１軸受ブラケット（２５ａ）の外側に設けられた冷却剤入口（３３）と流体的に結合し、
前記冷却剤供給管（３５）は、前記ステータ（２）の回転可能な搭載のために、前記第１軸受ブラケット（２５ａ）に設けられた第１軸受（３２ａ）と熱的に結合され、
及び／又は冷却剤吐出管（３６）は、第２軸受ブラケット（２５ｂ）に形成され、且つ、前記冷却剤収集室（５）を、前記第２軸受ブラケット（２５ｂ）の外側に設けられた冷却剤出口（３４）と流体的に結合し、
前記冷却剤吐出管（３６）は、前記ステータ（２）の回転可能な搭載のために、前記第２軸受ブラケット（２５ｂ）に設けられた第２軸受（３２ｂ）と熱的に結合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、
前記プラスチック化合物（１１）は、前記電気絶縁性プラスチックからなる射出成形化合物であ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、
前記プラスチック化合物（１１）は、単体として形成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、
前記プラスチック化合物（１１）は、前記ステータ巻き線（６）における中間スペース（９）から軸方向に突き出すと共に、前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方を同時に且つ部分的に画する、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、前記巻き線部は、前記電気機械（１）が作動中に前記冷却剤（Ｋ）に関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、
前記冷却剤分配室（４）は、前記冷却剤収集室（５）と、多数の前記冷却チャネル（１０）によって流体的に連通していることを特徴とする電気機械。

【請求項26】

請求項２５に記載の電気機械において、
多数の前記冷却チャネル（１０）は、前記軸方向（Ａ）に互いに間隔をおいて延びていることを特徴とする電気機械。

【請求項27】

請求項２５又は２６に記載の電気機械において、
前記冷却チャネル（１０）は、前記ステータ（２）の外周方向（Ｕ）に沿って互いに間隔をおいて配置さ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、
前記冷却剤分配室（４）若しくは前記冷却剤収集室（５）又はその両方は、ステータ本体（７）又は前記ステータ（２）の軸方向にのみ延びる前記ステータ本体（７）又は前記ステータ（２）と隣接して配置され、前記ステータ本体（７）若しくは前記ステータ（２）の径方向（Ｒ）に沿って、前記ステータ本体（７）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１つの前記ステータ巻き線（６）は、前記冷却剤（Ｋ）に関し、且つ、前記電気機械（１）の作動中のステータ本体（７）における前記各中間スペース（９）内の一領域に関し、電気的に絶縁す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２９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）における電気的絶縁は、前記ステータ本体（７）に関し、前記プラスチック化合物（１１）若しくは付加的な電気絶縁体（１５）又はその両方によって完全に形成されていることを特徴とする電気機械。

【請求項31】

請求項６，７又は３０のいずれか１項に記載の電気機械において、
付加的な電気絶縁体（１５）は、中間スペース（９）における前記軸方向（Ａ）に沿って計られた全長にわたって前記中間スペース（９）内に延び、これにより、前記付加的な電気絶縁体（１５）は、前記ステータ巻き線（６）を、ステータ本体（７）に関し、且つ、前記各中間スペース（９）を画するステータ歯（８）に関して絶縁することを特徴とする電気機械。

【請求項32】

請求項６，７，３０または３１に記載の電気機械において、
付加的な電気絶縁体（１５）は、中間スペース（９）の外周に沿って、該中間スペース（９）の少なくとも全長にわたる該中間スペース（９）内の前記ステータ巻き線（６）を囲むことを特徴とする電気機械。

【請求項33】

請求項３１又は３２に記載の電気機械において、
少なくとも１つの前記冷却チャネル（１０）は、管本体内部空間（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、前記管本体内部空間（２２）を、流体的に互いに分離された少なくとも２つの部分冷却チャネル（１９）に分割する少なくとも１つの分割要素（１８）が形成されており、
少なくとも１つの前記ステータ巻き線（６）は、前記プラスチック化合物（１１）若しくは付加的な電気絶縁体（１５）又はその両方によって、前記管本体（１６）として形成された前記冷却チャネル（１０）に関して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34】

請求項１～３３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、リング状のステータ本体（７）を含み、
電気絶縁性材料からなる前記プラスチック化合物（１１）は、前記ステータ本体（７）における外周面（３０）に配置され、且つ、前記外周面（３０）にプラスチック被膜（１１．１）を形成することを特徴とする電気機械。

【請求項35】

請求項１～３４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36】

車両であって、
請求項１～３５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、上記タイプの機械を有する車両とに関する。

【背景技術】

【0002】

上記タイプの電気機械は、通常、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実現されてもよい。

【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、内部空間を囲むハウジングを含む。上記ハウジングは、該ハウジングにおける外周方向に回転するように回るシェルを有し、該ハウジングは、内部空間を径方向に画すると共に、軸方向の一方の面で内部空間を軸方向に画する後部側壁と、軸方向の他方の面で内部空間を軸方向に画する前部側壁とを有する。該電気機械のステータ（固定子）は、シェルと固定して結合されている。該電気機械のロータ（回転子）は、ステータ内に配置され、該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。この際、熱が発生し、過熱及びこれに関連する損傷、さらには、熱によるステータの破壊を避けるために、発生した熱を放熱しなければならない。このため、従来の電気機械は、ステータを冷却する、特に上記のステータ巻き線を冷却する冷却装置を電気機械に備える構成が知られている。上記タイプの冷却装置は、冷却剤を流通し、且つ、ステータ巻き線の近傍のステータに配置された１つ又はそれ以上の冷却チャネルを含む。熱は、ステータ巻き線から冷却剤に熱移動することによってステータから消失される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】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】

ここで、ステータから個々の冷却チャネルを流通する冷却剤への効率的な熱移動は、その構造に関して相当な出費にのみ関係することが不利となることが証明された。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もたらす。

【0007】

従って、本発明は、この不利を実質的に、さらには完全に除く場合に、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、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る特徴によって、創作されようとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的は、独立請求項における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。

【0009】

従って、プラスチックからなるプラスチック化合物に電気機械のステータ巻き線を填め込むことが、本発明の根源的なアイデアである。プラスチック化合物の中には、冷却剤分配室及び冷却剤収集室も設けられ、該冷却剤は、ステータ巻き線によって生じた無駄な熱を、熱の相互作用により吸収する。ここで、該プラスチックは、ステータ巻き線から冷却剤への熱の移動のための熱移動媒体として利用される。

【0010】

特に、ステータ巻き線とステータを通して移動された冷却剤との良好な熱移動は、このようにして生じる。これはプラスチックが高熱伝導性を示す場合に、特に当てはまる。この目的のためには、いわゆる熱硬化性プラスチックが、特に好適である。プラスチックは、典型的には電気絶縁体の特徴をも有するため、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同時に保証される。従って、例えば、電気機械の高負荷作動中に生じるような、ステータに発生する多量の無駄な熱の場合でさえも、この無駄な熱がステータから消失できることを保証できる。このように、ステータにおける過熱の結果として、電気機械の損傷又は破壊すらも防ぐことができる。プラスチック化合物の中に形成された冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方（「冷却剤分配室及び／又は冷却剤収集室」と同義。）と共に、本発明に必須のプラスチック化合物の製造は、冷却対象のステータ巻き線がオーバモールドされる場合に、射出成形によって実行される。このため、ステータ巻き線及び冷却チャネルのプラスチック化合物への填め込みは、きわめて簡単に実現される。

【0011】

ステータ巻き線を冷却するために、プラスチック化合物内に形成された冷却剤分配室から出てくる冷却剤は、多数の冷却チャネルの間に分散され、該冷却チャネル内の冷却剤は、熱相互作用によって、ステータ巻き線から無駄な熱を吸収する。冷却チャネルを流通した後、冷却剤は、冷却剤収集室に集められてもよい。本発明に係る冷却剤分配室及び冷却剤収集室は、プラスチック化合物内に配置されているため、冷却剤分配室に存在する冷却剤は、冷却チャネルに分配されるよりも前に、既にステータ巻き線の冷却に使われていてもよい。これと対応して、冷却チャネルを流通した後に、冷却剤収集室に集められていた冷却剤にも当てはまる。ステータ巻き線における改善された冷却は、結果として達成される。従って、冷却剤分配室又は冷却剤収集室は、冷却対象のステータ巻き線と直接に隣接して配置されているため、冷却剤分配室又は冷却剤収集室における冷却対象のステータ巻き線との効果的な熱結合は、このようにして達成される。

【0012】

本発明に係る電気機械、特に車両のための電気機械は、回転軸に関して回転可能なロータを含む。回転軸は、該電気機械の軸方向を定義する。さらに、該電気機械は、多数のステータ巻き線を有するステータを含む。さらに、該電気機械は、冷却剤分配室と、上記冷却剤分配室と軸方向に間隔をおいて配置された冷却剤収集室とを含む。ステータ巻き線に生じた無駄な熱を冷却するために、冷却剤分配室は、冷却剤が流通し、且つ、少なくとも１つの冷却チャネルを介して冷却剤収集室と流体的に連通する。このように設けられた冷却チャネルは、少なくとも２つ、特に好ましくは多数であることが好ましい。冷却剤と熱結合するために、少なくとも１つのステータ巻き線は、電気絶縁性プラスチックからなるプラスチック化合物内の少なくともある領域に、好ましくは完全に填め込まれる。ここで、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、少なくとも１つのステータ巻き線における第１軸端部若しくは第２軸端部又はその両方の一領域に配置されている。冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、第１軸端部若しくは第２軸端部又はその両方における軸方向に延びるように配置されるのが好ましい。本発明によると、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、少なくとも１つのステータ巻き線と熱結合するために、プラスチック化合物に少なくとも部分的に形成され、従って、該プラスチック化合物によって少なくとも部分的に区画される。

【0013】

好ましい実施形態において、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、少なくとも１つのステータ巻き線における第１軸端部若しくは第２軸端部又はその両方を、回転軸に沿った長軸断面においてＵ字状又はＣ字状のように囲む。

【0014】

冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、回転軸に沿った長軸断面においてＵ字状又はＣ字状の幾何学的形状を有していると、特に好ましい。

【0015】

一の有利な改善において、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、少なくとも１つのステータ巻き線における第１軸端部若しくは第２軸端部又はその両方の、径方向の外側及び径方向の内側に配置されている。

【0016】

冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、ロータの回転軸に垂直な断面において、リング状の幾何学的形状を有することが、当を得て可能である。これにより、ステータに沿った外周方向に互いに間隔をおいた、多数の冷却チャネルの配置が可能となる。

【0017】

少なくとも１つのプラスチック化合物が、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方を、少なくとも部分的に画するのであれば、特に好ましい。これにより、別体のハウジングの用意を省くことができる。

【0018】

さらに好ましい実施形態において、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、プラスチック化合物内に、少なくとも部分的に、好ましくは全体に設けられた空洞によって形成されている。従って、冷却剤分配室又は冷却剤収集室を画する別体のカプセル若しくはハウジングの用意を省くことができる。これは、わずかでない有利に関係する。

【0019】

好ましい実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルも、電気絶縁性プラスチックからなる少なくとも１つのプラスチック化合物に填め込まれる。これにより、冷却チャネルを流通する冷却剤における各ステータ巻き線との良好な熱結合が確実となる。

【0020】

他の好ましい実施形態において、ステータは、軸方向に沿って延び、外周方向に沿って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有する。本実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルを伴い、且つ、少なくとも１つのステータ巻き線を伴うプラスチック化合物は、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た中間スペースに配置される。この手段により、ステータ巻き線と冷却チャネルとの間の良好な熱移動が、特に確実となる。これは、冷却チャネルが、冷却対象であるステータ巻き線における直近の中間スペースに配置されているからである。さらに、上記のステータ歯同士の間の上記中間スペースは、該プラスチック化合物の製造中に、プラスチック化合物からなるプラスチックに射出された鋳型のように用いられてもよい。これにより、プラスチック化合物の製造が単純化する。別体の鋳型の用意を省くことができるからである。

【0021】

さらに好ましい実施形態は、中間スペースが第１部分スペース及び第２部分スペースに分割されていることを提案する。本実施形態において、少なくとも１つのステータ巻き線は、第１部分スペースに配置される。少なくとも１つの冷却チャネルは、第２部分スペースに配置される。形成された２つの部分スペース同士の間は、少なくとも１つの冷却チャネルが第２部分スペースに位置決めされることによって、その位置決めが助けられる。この手段により、プラスチック化合物を形成するプラスチックによって、上記冷却チャネルがステータ巻き線６と共に、２つのステータ歯の間の中間スペースにオーバモールドされる際に、冷却チャネル（典型的には、管本体又は平管）の正確で安定した位置決めを行える。

【0022】

本実施形態の一の有利な改善において、位置決め補助部は、外周方向に隣接する２つのステータ歯に形成される２つの突起部を含む。２つの突起部は、ロータの外周方向に互いに対向し、且つ、冷却チャネルの位置決めのために、中間スペース内に突き出す。本実施形態により、プラスチック化合物からなるプラスチックによるオーバモールドをするよりも前に、中間スペース内の冷却チャネルにおける、特に精確な方向付けが可能となる。

【0023】

好ましい実施形態において、中間スペースに配置されたプラスチック化合物は、単一のプラスチック材料からなる。本実施形態において、電気絶縁性材料からなる付加的な電気絶縁体は、中間スペースに、好ましくはステータ巻き線又はプラスチック化合物とステータ歯との間に配置される。本実施形態においては、単一のプラスチック材料のみが、中間スペースに導入されなければならないため、上記プラスチックからのプラスチック化合物の製造は、単一の射出成形工程で行うことができる。従って、プラスチック化合物の製造は、とりわけ簡単となり、費用的に有利となる。

【0024】

プラスチック化合物からなる電気絶縁性プラスチックは、適切に、熱硬化性を含むか又は熱硬化性である。これに替えて、プラスチック化合物からなる電気絶縁性プラスチックは、熱可塑性を含んでもよく、又は熱可塑性であってもよい。また、熱硬化性と熱可塑性との組み合わせも、さらなる変形例として考えられる。

【0025】

プラスチック化合物は、適切に、実質的に且つ完全に中間スペースを満たす。このように、例えば空隙のような、熱移動の望まない減少を導くことになる、望まない中間スペースの形成を避けられる。

【0026】

好ましい実施形態において、少なくとも１つのプラスチック化合物は、中間スペースから軸方向に、好ましくはその両面から突き出す。従って、該プラスチック化合物は、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方を形成するために使用されてもよい。

【0027】

他の好ましい実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルが、径方向の外側に若しくは中間スペースにおける各ステータ巻き線の径方向の内側に又はその両方に配置される。これにより、該電気機械がステータ巻き線の冷却のためのほんの少ししかない構造的スペースを要求するように、冷却対象のステータ巻き線と接近する冷却チャネルの省スペース化の配置を可能とする。

【0028】

好ましい実施形態は、少なくとも１つの冷却チャネルが、管本体内部空間を囲む管本体として形成されることを提案する。この変形例において、管本体には、管本体内部空間を、流体的に互いに分離された少なくとも２つの部分冷却チャネルに分割する少なくとも１つの分割要素が形成される。管本体は、該管本体の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。

【0029】

管本体は、２つの幅広面と２つの幅狭面とを有する平管として、適切に形成されてもよい。

【0030】

一の有利な改善は、管本体が軸方向に延び、且つ、軸方向に垂直な断面において２つの幅広面と２つの幅狭面とを有する平管として形成されることを提案する。軸方向に垂直な断面において、平管の少なくとも１つの幅広面は、適切に、径方向に垂直に延びる。この場合、２つの幅広面の幅は、２つの幅狭面の幅の、好ましくは少なくとも４倍、好ましくは少なくとも１０倍であってもよい。

【0031】

少なくとも１つの冷却チャネルは、プラスチックからなるプラスチック化合物内に、とりわけ好ましくは完全に配置されていることが好ましい。

【0032】

さらに好ましい実施形態において、ステータは、軸方向に垂直な断面においてリング状であり、軸方向に延びると共にステータの外周方向に沿って互いに間隔をおき、ステータ巻き線を支えるステータ歯を有している。本実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルと少なくとも１つのステータ巻き線とを伴うプラスチック化合物は、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た中間スペースに配置されている。この手段により、ステータ巻き線と冷却チャネルとの間の特に効果的な熱移動を確実にする。これは、中間スペースに配置された冷却チャネルが冷却対象のステータ巻き線の直近に位置しているからである。さらに、ステータ歯同士の間の中間スペースは、プラスチック化合物の製造中に、プラスチック化合物からなるプラスチックに射出される鋳型のように利用されてもよい。これにより、プラスチック化合物の製造を簡単にできる。別体の鋳型の用意をしなくて済むからである。

【0033】

さらに好ましい実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルは、プラスチック化合物に設けられ、且つ、冷却剤が流通可能な少なくとも１つ、好ましくは多数の開口部が形成されている。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。冷却チャネルを画する分割管本体等の用意は、この変形例の場合に省略される。これは、製造費用の低減に関係する。上記の開口部は、好適な穴開け工具によってプラスチック化合物に形成された流通孔の形に実現してもよい。冷却チャネルを画する別体の管本体等の用意は、この変形例の場合に省略される。これは、製造費用の低減に関係する。

【0034】

少なくとも１つの開口部は、軸方向に垂直な断面において、２つの幅広面と２つの幅狭面とを含む長方形状を適切に有していてよい。このように、該開口部は平管の、有利な形状に設けられている。該平管は、今度は、冷却対象のステータ巻き線の直近の冷却チャネルにおける構造的省スペース化の配置を可能とする。

【0035】

さらに好ましい実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルは、ステータ本体に配置され、且つ、冷却剤が流通可能な少なくとも１つの開口部が形成されている。上記の開口部は、流通孔の形に実現されてもよい。該流通孔は、該電気機械の製造工程中に、好適な穴開け工具によってステータ本体に形成される。冷却チャネルを画する別体の管本体等の用意は、この変形例の場合に省略される。これは、製造費用の低減に関係する。

【0036】

さらに好ましい実施形態において、冷却チャネルを形成する開口部は、中間スペースを開放するように形成される。さらに、上記開口部は、中間スペースに配置された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。この変形例において、開口部は、とりわけ容易に製造でき、製造プロセスにおいて有利な費用に関係する。

【0037】

少なくとも１つの冷却チャネルは、外周方向に関して、ステータ本体における２つの隣接するステータ歯の間の一領域に適切に配置される。これは、冷却チャネルが冷却対象のステータ巻き線と接近して配置されることを可能とする。この配置がステータ巻き線から冷却チャネルへの熱移動を改善する。

【0038】

他の好ましい実施形態において、少なくとも１つの冷却チャネルは、プラスチック化合物内に配置され、さらに、少なくとも１つの冷却チャネルは、ステータ本体に配置されている。この変形例は、特に小さい構造的スペースを要求する。ステータ本体及びプラスチック化合物の双方が、冷却チャネルを収容するのに利用するからである。

【0039】

他の好ましい実施形態において、ステータは、軸方向に互いに対抗して位置する第１軸受ブラケット及び第２軸受ブラケットの間に軸方向に沿って配置される。本実施形態において、冷却剤分配室の一部は、第１軸受ブラケットに配置される。これに代えて又はこれに加えて、冷却剤収集室の一部は、第２軸受ブラケットに配置される。

【0040】

他の好ましい実施形態において、冷却剤供給管は、第１軸受ブラケットに形成される。該冷却剤供給管は、冷却剤分配室を冷却剤入口と流体的に結合する。該冷却剤入口は、第１軸受ブラケットの外側、好ましくはその側面に設けられる。さらに、冷却剤吐出管は、第２軸受ブラケットに形成される。該冷却剤吐出管は、冷却剤収集室を冷却剤出口と流体的に結合する。該冷却剤出口は、第２軸受ブラケットの外側、好ましくはその側面に設けられる。冷却剤供給管は、特に好ましくは、第１軸受と熱的に結合されてもよい。該第１軸受は、ステータに回転可能に搭載されるために、第１軸受ブラケットに設けられる。これと類似的に、該冷却剤吐出管は、ステータに回転可能に搭載されるために、第２軸受ブラケットに設けられた第２軸受と熱的に結合されてもよい。

【0041】

プラスチック化合物は、特に好ましくは、電気絶縁性プラスチックからなる射出成形化合物である。射出成形の使用は、プラスチック化合物の製造を簡単化し、促進する。これは、該電気機械の製造における費用を有利に導く。

【0042】

全プラスチック化合物、すなわち、とりわけステータ歯と、冷却剤分配室及び冷却剤収集室を画する単体として形成されたプラスチック化合物との間の中間スペースに配置されたプラスチック化合物は、特に好ましい。この手段は、該電気機械の製造を簡単化し、有利な費用に関係する。

【0043】

冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方が、少なくとも１つのステータ巻き線と軸方向に隣接していると、特に好ましい。従って、冷却剤分配室又は冷却剤収集室が、軸方向に関して冷却対象のステータ巻き線と直接に近接して配置されるため、冷却剤分配室又は冷却剤収集室におけるステータ巻き線との効果的な熱結合が、このようにして達成される。

【0044】

さらに好ましい実施形態においては、冷却剤収集室若しくは冷却剤分配室又はその両方は、少なくとも１つのステータ巻き線と隣接し、好ましくは、第１軸端部若しくは第２軸端部又はその両方であって、その径方向の外側若しくは内側又はその両方、及び軸方向の端面側と隣接する。

【0045】

一の有利な改善において、ステータは、好ましくはリング状で、ステータ歯が突き出すステータ本体を含む。この改善において、電気絶縁性プラスチックからなるプラスチック化合物は、該ステータ本体における外周面に配置され、好ましくは、上記外周面にプラスチック被膜を形成する。このように、ステータは、周囲と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を省くことができる。ステータ本体におけるプラスチック化合物による少なくとも一端面、又はその両面の被膜も、任意の変形例が考えられる。さらなる変形例において、プラスチック化合物は、ステータ本体を好ましくは完全に封じ込めてもよい。

【0046】

一の好ましい実施形態において、プラスチック化合物は、少なくとも１つの巻き線部を、少なくとも部分的に囲む。該巻き線部は、少なくとも１つのステータ巻き線のうち、ステータ本体の中間スペースから軸方向に突き出すと共に、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方を同時に且つ部分的に画する。これにより、上記ステータ巻き線の巻き線部は、冷却剤に関して電気的に絶縁される。このようにして、該電気機械の作動中の該冷却剤のステータ巻き線との望まない短絡を防がれる。

【0047】

一の有利な改善において、冷却剤分配室は、冷却剤収集室と多数の冷却チャネルによって流体的に連通する。

【0048】

多数の冷却チャネルは、各々の場合、軸方向に互いに間隔をおいて適切に延びている。この手段により、ステータ巻き線における軸方向の全ての部分の冷却が確実となる。

【0049】

冷却チャネルは、ステータの外周方向に互いに間隔をおいて配置されていると好ましい。この手段により、全てのステータ巻き線が外周方向に沿って冷却されることが確実となる。

【0050】

他の好ましい実施形態において、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、上記ステータ本体の軸方向にのみ延びる該ステータ本体と隣接して配置される。好ましくは、本実施形態において、冷却剤分配室若しくは冷却剤収集室又はその両方は、上記ステータ本体若しくはステータの径方向に沿って、該ステータ本体又はステータを越えて突き出さない。この実施形態は、径方向においては、極めてわずかな構造的スペースしか要求しない。

【0051】

少なくとも１つのステータ巻き線が、冷却剤に関し、且つ、該電気機械の作動中のステータ本体における各中間スペース内の少なくとも一領域に関し、電気的に絶縁するように形成されていることが、特に好ましい。これが該電気機械の全てのステータ巻き線に当てはまることが極めて好ましい。このようにして、ステータ巻き線における、（該電気機械の作動中の）ステータ本体との及び冷却剤との望まない短絡を防がれる。

【0052】

ステータ本体に関する、好ましくは中間スペースを画するステータ歯にも関する、少なくとも１つのステータ巻き線の上記の電気的絶縁は、プラスチック化合物若しくは既に上述した付加的な電気絶縁体又はその両方によって完全に、特に適切に形成される。このようにして、さらなる電気絶縁体の用意を省くことができる。

【0053】

他の好ましい実施形態において、付加的な電気絶縁体は、中間スペースの軸方向に沿って計られた全長にわたって該中間スペース内に延びる。これにより、上記の付加的な電気絶縁体は、ステータ巻き線を、ステータ本体に関し且つ中間スペースを画するステータ歯に関し絶縁する。

【0054】

一の有利な改善において、付加的な電気絶縁体は、中間スペースの外周に沿って、該中間スペースの少なくとも全長にわたる中間スペース内のステータ巻き線を囲む。

【0055】

一の特に好ましい実施形態において、少なくとも１つのステータ巻き線は、管本体として形成された冷却チャネルに関しても電気的に絶縁されている。ここで、電気的な絶縁は、プラスチック化合物若しくは付加的な絶縁体又はその両方によって形成される。

【0056】

ステータ巻き線は、分配巻き線の一部であることが特に好ましい。

【0057】

さらに、本発明は、上記に提案したように、電気機械を有する車両、特に自動車両に関する。従って、上記で議論した電気機械の効果は、本発明に係る車両にも移譲できる。

【0058】

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、及び該図面に基づいた関連する図の記述から出来する。

【0059】

上記で言及した特徴及び以下の未だ議論していない特徴は、個々の指定され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単独であっても使用できないことは自明である。

【0060】

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、より詳細に議論される。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【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垂直な方向の断面図である。

【図3】図３は図２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4】図４は図１の電気機械における一変形例であって、冷却チャネル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5】図５は２つのステータ歯同士の間のプラスチック化合物が詰められる中間スペースにおける、さらに異なる設計の変形例を示す断面図である。

【図6】図６は２つのステータ歯同士の間のプラスチック化合物が詰められる中間スペースにおける、さらに異なる設計の変形例を示す断面図である。

【図7】図７は２つのステータ歯同士の間のプラスチック化合物が詰められる中間スペースにおける、さらに異なる設計の変形例を示す断面図である。

【図8】図８は２つのステータ歯同士の間のプラスチック化合物が詰められる中間スペースにおける、さらに異なる設計の変形例を示す断面図である。

【図9】図９は２つのステータ歯同士の間のプラスチック化合物が詰められる中間スペースにおける、さらに異なる設計の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0062】

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、好ましくは道路車両に用いることが可能な大きさである。

【0063】

電気機械１は、図１に大いに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。例証となるために、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である図２に分けて例示されている。図１によると、ロータ３は、ロータ軸３１を有し、且つ、多数の磁石（該磁石は図１にはその詳細は描かれていない。）を有していてもよい。該磁石の極性は、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の回りを回転する。

【0064】

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、回転軸Ｄの回りを回転できるように、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とにおいて、ステータ２に搭載されている。

【0065】

公知のように、ステータ２は、さらに、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り回転する。

【0066】

ステータ２は、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が、図２の断面図から分かる。特に、ステータ本体７は、多数のステータ本体薄板（図示せず。）によって形成してもよい。このステータ本体薄板は、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における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が一体に形成されている。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、共に相応じて配線してもよい。

【0067】

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から消失されなければならない。従って、ステータ巻き線６は、冷却剤Ｋによって冷却される。該冷却剤Ｋは、ステータ２を通して案内され、熱移動により該ステータ巻き線６から生じる無駄な熱を吸収する。

【0068】

冷却剤Ｋを、ステータ２を通して案内するために、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室４を含む。冷却剤収集室５は、軸方向Ａに沿って、冷却剤分配室４と間隔をおいて配置される。冷却剤分配室４は、多数の冷却チャネル１０によって冷却剤収集室５と流体的に連通する。該冷却チャネル１０は、図１の例示から分かるように、そのうちの１つに過ぎない。軸方向Ａに対して垂直な断面において、図示はしていないが、冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５は、それぞれ、リング状を有していてもよい。多数の冷却チャネル１０は、外周方向Ｕに沿って互いに間隔をおいて配置されている。該冷却チャネル１０は、各々の場合、リング状の冷却剤分配室４からリング状の冷却剤収集室５に軸方向Ａに沿って延びる。従って、冷却剤分配室４内に冷却剤入口３３を介して導入される冷却剤Ｋは、個々の冷却チャネル１０に分配されてもよい。冷却チャネル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は冷却剤収集室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から放出される。

【0069】

図１及び図２の例示から分かるように、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。また、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「ステータ溝」又は「ステータスロット」としても、当業関係者に知られている。

【0070】

さて、図３の例示を対象とする、注意を払うべき事柄は、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中間スペース９である。冷却チャネル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伝導を改善するために、電気絶縁性プラスチックからなるプラスチック化合物１１は、図３に対応して、各々の場合に、中間スペース９に設けられる。プラスチック化合物１１が、電気絶縁性プラスチックからなる射出成形化合物であると、特に好ましい。射出成形プロセスの使用により、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。図３の例示において、プラスチック化合物１１は、単一のプラスチック材料により構成される。中間スペース９に配置された冷却チャネル１０及び同一の中間スペース９に配置されたステータ巻き線６は、プラスチック化合物１１に填め込まれる。該プラスチック化合物１１は、例えば、熱硬化性又は熱可塑性により構成されてもよい。図３により、中間スペース９に配置されたステータ巻き線６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自明である。このシナリオを例示するために、図３に仮想分割線１２を示す。図３における仮想分割線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。

【0071】

図３の詳細な例示からも分かるように、電気絶縁性材料からなる付加的な電気絶縁体１５が、プラスチック化合物１１と、ステータ本体７又は外周方向Ｕに中間スペース９を画する２つのステータ歯８ａ、８ｂと、の間に配置されている。紙からなる電気絶縁体１５は、とりわけ低費用の証拠となる。このように、プラスチック化合物１１が熱動過負荷による破断又は他の原因による損傷を生じた場合に、ステータ巻き線６の望まない短絡を、ステータ本体７の材料又はステータ歯８の材料（典型的には鉄若しくは他の好適な電気導電性材料）によって避けることができる。

【0072】

図３の詳細な例示に示されるように、冷却チャネル１０は、各々、例えばアルミニウムからなり、管本体内部空間２２を囲む管本体１６によって形成してもよい。任意として、図３の詳細な例示に示すように、１つ又はそれ以上の分割要素１８は、管本体１６に形成されてもよい。該分割要素１８は、冷却チャネル１０を部分冷却チャネル１９に分割し、該部分冷却チャネル１９は互いに流体的に分割されている。このように、冷却剤Ｋへの改善された熱移動に関連して、冷却チャネル１０内での該冷却剤Ｋの流動特性は、改善され得る。さらに、管本体１６は、このように、付加的に且つ機械的に強化される。一例として、図３は、４つの部分冷却チャネル１９が形成されるように、このような３つの分割要素１８を例示する。異なる個数の分割要素１８は、例示の変形例として自明的に可能である。冷却チャネル１０を形成する管本体１６は、平管１７として形成される。該平管１７は、ロータ３（図３を参照。）の回転軸Ｄ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を有する。図３に示すように、軸方向Ａに垂直な断面において、平管１７の２つの幅広面２０は、径方向Ｒに対して垂直に延びる。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４倍、好ましくは少なくとも１０倍となる。

【0073】

図１～図３の例において、冷却チャネル１０は、各中間スペース９におけるステータ巻き線６の径方向の外側に配置される。従って、ロータ３の回転軸Ｄに対する冷却チャネル１０の径方向の空間的配置は、回転軸Ｄに対するステータ巻き線６の空間的配置よりも遠い。しかしながら、冷却チャネル１０における径方向の内側への配置をも考えられる。

【0074】

図３において、中間スペース９は、内部にステータ巻き線６が配置される第１部分スペース９ｃと、内部に冷却チャネル１０が配置され、第１部分スペース９ｃを補って中間スペース９を形成する第２部分スペース９ｄとを含む。図３及び図４から分かるように、位置決め補助具２７が２つの部分スペースの間に配置されてもよい。該位置決め補助具２７によって、冷却チャネル１０が第２部分スペース９ｄ内に位置決めされる。上記位置決め補助具２７は、２つのステータ歯８ａ、８ｂに形成され、外周方向Ｕに隣接し、且つ、中間スペース９を画する２つの突き出し部２８ａ、２８ｂを含む。該２つの突き出し部２８ａ、２８ｂは、外周方向Ｕに互いに対向し、冷却チャネル１０の位置決めのために中間スペース９に突き出す。突き出し部２８ａ、２８ｂは、管本体１６又は平管１７として形成された冷却チャネル１０を留める径方向の障害物として振る舞う。該径方向の障害物は、径方向の内側に、特に射出成形によってプラスチック化合物を製造する間に、冷却チャネル１０の望まない移動を防ぐ。

【0075】

図１によると、電気絶縁性プラスチックからなるプラスチック化合物１１は、ステータ本体７の外周面３０にも配置してもよく、従って、該外周面３０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、導電体ステータ本体薄板により形成される、ステータ２のステータ本体７は、周囲領域を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を省くことができる。

【0076】

図１～図３によると、電気機械１の製造のために、管本体１６又は平管１７によって形成された冷却チャネル１０の場合は、まず、中間スペース９に導入される。続いて、例えば、紙からなる電気絶縁体１５が中間スペース９に挿入される。続いて、ステータ巻き線６がステータ歯８に配置され、また、中間スペース９にも導入される。続いて、プラスチック化合物１１を形成する、例えば熱硬化性のプラスチックによってオーバモールドされる。プラスチック化合物１１の製造工程において、ステータ本体７も、すなわち、特に熱硬化性のプラスチック化合物１１を形成するプラスチックによってオーバモールドされてもよい。同様に、冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５が、射出成形工程中に製造される。

【0077】

以下、図１に再度言及する。回転軸Ｄに沿った長軸断面において、図１に例示するように、冷却剤分配室４は、各ステータ巻き線６における第１軸端部１４ａをＵ字状又はＣ字状のように、すなわち、その延伸軸に沿って径方向の内側及び径方向の外側を囲む。これと対応して、回転軸Ｄに沿った長軸断面において、冷却剤収集室５は、各ステータ巻き線６における第２軸端部１４ｂをＵ字状又はＣ字状のように、すなわち、その延伸軸に沿って径方向の内側及び径方向の外側を囲む。このように、冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５は、軸方向Ａに沿った長軸断面において、Ｕ字状又はＣ字状の形状を有する。

【0078】

この変形例において、冷却チャネル１０は、ステータ巻き線６における径方向の内側及び径方向の外側の双方に配置される。従って、その軸端部１４ａ、１４ｂを含む各ステータ巻き線６は、冷却チャネル１０を介して、及び冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５を介して、冷却剤Ｋと熱接触する。これにより、特に、該電気機械１の作動中の高熱負荷を受ける場合に、その軸端部１４ａ、１４ｂを含むステータ巻き線６の効果的な冷却が可能となる。簡単化された変形例においては、ステータ巻き線６における径方向の内側に配置された冷却チャネル１０を省くことができる。さらに簡単化された変形例においては、ステータ巻き線６における径方向の外側に配置された冷却チャネル１０を省くことができる。

【0079】

図１の例示のように、一体物として形成されたプラスチック化合物１１は、中間スペース９から軸方向の両面に突き出してもよい。これにより、冷却剤分配室４は、これに替えて又はこれに加えて冷却剤収集室５をも、各中間スペース９の軸方向の外側に配置された各ステータ巻き線６の軸端部１４ａ、１４ｂとの熱結合のためのプラスチック化合物１１に填め込まれる。言い換えると、この設計の変形例において、一体のプラスチック化合物１１は、各々の場合に少なくとも部分的に、冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５を画定する。

【0080】

このように、それぞれ、冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５に存在する冷却剤Ｋに対する効果的な熱移動は、通常、各ステータ巻き線６の、特に高熱負荷を受ける軸端部１４ａ、１４ｂの一領域でさえも実現できる。この手段により、ステータ巻き線６における２つの軸端部１４ａ、１４ｂの、とりわけ効果的な冷却が可能となる。

【0081】

さらに、図１によると、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軸受ブラケット２５ａ及び第２軸受ブラケット２５ｂの間に軸方向に配置される。図１から分かるように、冷却剤分配室４の一部は、第１軸受ブラケット２５ａに配置され、冷却剤収集室５の一部は、第２軸受ブラケット２５ｂに配置される。

【0082】

従って、冷却剤分配室４は、第１軸受ブラケット２５ａ及びプラスチック化合物１１の双方によって区画される。これと対応して、冷却剤収集室５は、第２軸受ブラケット２５ｂ及びプラスチック化合物１１の双方によって区画される。

【0083】

冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５は、プラスチック化合物１１に設けられた空洞４１ａ、４１ｂによって、各々の場合、部分的に形成されている。第１空洞４１ａは、第１軸受ブラケット２５ａに形成され、冷却剤分配室４を形成する空洞４２ａによって補われる。これと対応して、第２空洞４１ｂは、第２軸受ブラケット２５ｂに形成され、冷却剤収集室５を形成する空洞４２ｂによって補われる。

【0084】

第１軸受ブラケット２５ａにおいて、冷却剤分配室４を冷却剤入口３３と流体的に結合する冷却剤供給管３５がさらに形成されていてもよい。冷却剤入口３３は、第１軸受ブラケット２５ａの外側、特に図１に示されるように、その外周部に設けられる。これと対応して、第２軸受ブラケット２５ｂにおいて、冷却剤収集室５を冷却剤出口３４と流体的に結合する冷却剤吐出管３６が形成されていてもよい。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、その外周部に設けられる。これにより、冷却剤分配室４の配置及び冷却剤収集室５の配置は、それぞれ、各ステータ巻き線６における第１軸端部１４ａ及び第２軸端部１４ｂのそれぞれの径方向の外側、及び軸方向Ａに沿った上記軸端部１４ａ、１４ｂの延伸方向にも可能となる。このように、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、とりわけ効果的に冷却される。

【0085】

図４は図３における回転軸の長軸断面であって、図１の一変形例を示す。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、冷却剤供給管３５は、第１軸受ブラケット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、冷却剤吐出管３６は、第２軸受ブラケット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、別体の冷却装置を省くことができ、これにより、費用的に有利となる。図４の例において、冷却剤入口３３及び冷却剤出口３４は、軸受ブラケット２５ａ、２５ｂのそれぞれの外側の端面２６ａ、２６ｂにそれぞれ設けられている。図４及び図１による変形例の場合、ステータ巻き線６は、径方向Ｒに関し冷却チャネル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軸受ブラケット２５ｂに設けられた貫通部３９を通して、ステータ２の内部から電気端子５０により外部に案内される。これにより、上記ステータ巻き線６には、外部から電圧を印加できる。貫通部３９は、径方向に関し、冷却剤分配室４又は冷却剤収集室５と回転軸Ｄとの間に配置される。

【0086】

図５は図３の例の一改善を示す。図５の改善は、中間スペース９において冷却チャネル１０が径方向の外側だけでなく、径方向の内側にも付加的に設けられている点が、図３の例と異なる。冷却チャネル１０は、図３の例のように、管本体１６として又は平管１７として形成されてもよい。本改善例において、径方向の内側の冷却チャネル１０は、２つの分割要素１８と３つの部分冷却チャネル１９を伴う平管１７として例示されている。図３の例に関する上記の説明は、図５の例に対しても、適当に必要な変更を加えて適用する。

【0087】

さて、図６の例示を対象とする、注意を払うべき事柄は、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中間スペース９である。冷却チャネル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伝導を改善するために、プラスチックからなるプラスチック化合物１１は、図６に対応して各々の場合に、中間スペース９に設けられる。中間スペース９に配置された冷却チャネル１０、及び同一の中間スペース９に配置されたステータ巻き線６は、例えば、熱硬化性からなるか又は熱硬化性を含んでもよいプラスチック化合物１１に填め込まれる。図６の例においては、単一のプラスチック材料からなるプラスチック化合物１１が、中間スペース９に設けられる。

【0088】

図６により、中間スペース９に配置されたステータ巻き線６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自明である。このシナリオを例示するために、図６に、図３と類似的に１本の可能な仮想分割線１２を示す。図６における仮想分割線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。従って、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。

【0089】

図６の例において、各中間スペース９に形成された冷却チャネル１０は、プラスチック化合物１１に設けられ、且つ、冷却剤Ｋが流通できる多数の開口部４０によって実現される。開口部４０（このような４個の開口部４０は図６に例として示されたに過ぎない。）は、外周方向Ｕに沿って互いに間隔をおいて配置され、各々の場合、軸方向Ａに延びる。開口部４０は、好適な穴開け工具によって、プラスチック化合物１１に形成された流通口として実現されてもよい。該開口部４０は、回転軸Ｄに垂直な断面において、各々の場合に２つの幅広面２０と２つの幅狭面２１とを含む長方形状を有していてよい。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、好ましくは少なくとも４倍となる。このように、平管における有利な外形状は、繰り返す形状である。

【0090】

図６の詳細な例示からも分かるように、電気絶縁性材料からなる電気絶縁体１５は、プラスチック化合物１１とステータ本体７との間、又はプラスチック化合物１１と外周方向Ｕにおいて中間スペース９を画する２つのステータ歯８同士との間で、各中間スペース９に配置される。このように、プラスチック化合物１１が熱動過負荷による破断又は他の原因による損傷を生じた場合に、各ステータ巻き線６の望まない短絡を、ステータ本体７の材料又はステータ歯８の材料（典型的には鉄若しくは他の電気導電性材料）によって避けることができる。紙からなる電気絶縁体１５は、とりわけ低費用の証拠となる。

【0091】

図６の例において、冷却チャネル１０を形成する開口部４０は、径方向Ｒに関し、プラスチック化合物１１内においてステータ巻き線６の径方向の外側に配置される。従って、ロータ３の回転軸Ｄに対する冷却チャネル１０の径方向の空間的配置は、回転軸Ｄに対するステータ巻き線６の空間的配置よりも遠い。図６に示すように、軸方向Ａに垂直な断面において、開口部４０の２つの幅広面２０は、各々の場合に、径方向Ｒに垂直に延びる。

【0092】

図７は図６の例の一変形例を示す。図７による電気機械１の場合、冷却チャネル１０は、プラスチック化合物１１に配置されるのではなく、ステータ２のステータ本体７に配置される。図７から分かるように、冷却チャネル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、ステータ本体７の外周方向Ｕに関して２つの隣接するステータ歯８ａ、８ｂの間に配置される。図６の例と類似的に、冷却チャネル１０は、ステータ本体７に設けられた開口部４０によって形成される。従って、冷却チャネル１０は、ステータ本体７の製造中に、開口部４０の形成によって、該ステータ本体７の内部又は該ステータ本体７を構成するステータ本体薄板の内部に形成されてもよい（開口部４０は、好適な穴開け工具による貫通孔の形が好ましい）。

【0093】

図８は図７の例の一変形例を示す。図８による変形例の場合も、冷却チャネル１０を形成する開口部４０は、ステータ２のステータ本体７に配置される。図８の例において、ステータ本体７に配置された開口部４０は、中間スペース９に向かって開放されるように形成される。図８から分かるように、開口部４０は、中間スペース９に対して液密となるように、且つ、中間スペース９に設けられたプラスチック化合物１１によって閉じられる。

【0094】

図９は図８の例の一改善を示す。図９による電気機械１の場合、冷却チャネル１０は、ステータ本体７の内部とプラスチック化合物１１の内部との両方に設けられている。ステータ本体７の内部に設けられた冷却チャネル１０（以下、「径方向外側冷却チャネル」１０ａとも呼ぶ。）は、この言及が上記の図８に関する記述と合致するように、図８の例と類似的に形成される。プラスチック化合物１１の内部に配置された冷却チャネル１０も、以下、「径方向内側冷却チャネル」１０ｂとも呼ぶ。従って、径方向Ｒに関し、ステータ巻き線６は、２つの冷却チャネル１０ａ、１０ｂの間に配置される。図９に詳細に例示されるように、径方向内側冷却チャネル１０ｂは、例えばアルミニウムからなり、管本体内部空間２２を囲む管本体１６によって形成してもよい。図９に詳細に示すように、管本体１６に形成され、冷却チャネル１０を部分冷却チャネル１９に分割し、且つ、互いに流体的に分割する１つ又はそれ以上の分割要素１８は任意に可能である。このように、冷却チャネル１０内の冷却剤Ｋにおける流動特性は、該冷却剤Ｋに対する改善された熱移動に関して向上できる。さらに、管本体１６は、付加的に機械的に強化される。図９の例において、このような分割要素１８は、例として３つの部分冷却チャネル１９となるように例示されている。分割要素１８の異なる個数も、変形例として可能であることは自明である。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。この場合、２つの幅広面の幅は、２つの幅狭面の幅の、少なくとも４倍、好ましくは少なくとも１０倍となる。幅広面２０は、径方向Ｒに対して垂直に延びる。

【0095】

上記で議論した図３～図９による変形例は、適切な場合に互いに組み合わせてもよい。

【0096】

プラスチック化合物１１は、ステータ巻き線６における、ステータ本体７の中間スペース９から軸方向に突き出す巻き線部をも囲み、且つ、冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５をそれぞれ部分的に画する。これにより、各ステータ巻き線６又は該ステータ巻き線６の各巻き線部は、電気機械１が作動中に冷却剤Ｋが各冷却チャネル１０を流通する際に、該冷却剤Ｋに関して電気的に絶縁される。

【0097】

冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５は、上記ステータ本体７の軸方向に該ステータ本体７と隣接して適切に配置される。冷却剤分配室４及び冷却剤収集室５は、好ましくは、上記ステータ本体７若しくはステータ２における径方向に沿って、該ステータ本体７又はステータ２を越えて突き出さない。

【0098】

ステータ巻き線６は、各々の場合、冷却剤Ｋに関し、及び電気機械１の作動中のステータ２のステータ本体７における各中間スペース９の内部の少なくとも一領域に関し、電極的に絶縁されるように設計されている。このようにして、ステータ巻き線６における（電気機械１の作動中の）ステータ本体７との及び冷却剤Ｋとの、望まない短絡を防がれる。このような、ステータ本体７に関する、好ましくは中間スペース９を画するステータ歯８にも関するステータ巻き線６の電極的絶縁は、プラスチック化合物１１若しくは上記で説明した付加的な電気絶縁体１５又はその両方によって、完全に且つ適切に形成される。

【0099】

付加的な電気絶縁体１５は、中間スペース９内をその全体にわたって軸方向Ａに計った場合に適切に延びる。これにより、上記の付加的な電気絶縁体１５は、ステータ本体７に関して及びステータ歯８に関して、それぞれステータ巻き線６を絶縁する。

【0100】

付加的な電気絶縁体１５は、中間スペース９の外周の境界に沿って、その少なくとも全長にわたり、該中間スペース９内でステータ巻き線６を適切に囲む。

【0101】

ステータ巻き線６は、また、管本体１６として形成された冷却チャネル１０に関しても電気的に絶縁される。ここで、電気的な絶縁はプラスチック化合物１１によって、及びこれに替えて又はこれに加えて、付加的な電気絶縁体１５によっても形成される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】