定子、设置有该定子的旋转电机、以及该定子的制造方法

定子、设置有该定子的旋转电机、以及该定子的制造方法
【专利摘要】一种定子，在该定子中，定子绕组（12d）卷绕在定子绕组（12a）处。定子绕组具有形状为矩形的截面并且包括彼此电连接的多个导体（18）。导体中的每一个皆具有当所述绕组被卷绕在定子芯处时被容置为叠置在多个槽中的对应的槽内的槽内部分。固定构件（21）将槽内部分固定至多个槽中的每一个中。固定构件由粘合材料构成，该粘合材料被充装至多个槽中的每一个中，从而在轴向方向上留下贯穿多个槽中的每一个的通孔（22、23）。制冷剂被允许穿过该通孔。
【专利说明】定子、设置有该定子的旋转电机、以及该定子的制造方法

【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种旋转电机的定子，该旋转电机安装在车辆中并且用作电动机或发电机；涉及一种设置有该定子的旋转电机；并且涉及一种制造该定子的方法。

【背景技术】
[0002]众所周知的用于旋转电机的定子包括定子芯和定子绕组。该定子芯设置有沿周向方向排列的多个槽。定子绕组围绕定子芯卷绕，其中，该定子绕组的导体容置在每个槽中并且彼此电连接。例如，专利文献JP-A-2010-226861公开了一种定子绕组，该定子绕组由各自具有垂直于纵向方向的矩形截面的导体(扁平导线)形成。
[0003]在致动这种旋转电机的情况下，电流通过定子绕组。因此，形成定子绕组的导体基于其电阻而产生热，并由此使温度升高。在这种情况下，当定子绕组如在专利文献JP-A-2010-226861中那样由扁平导线形成时，导体将在每个槽中具有高占空系数。因此，与定子绕组由各自具有垂直于纵向方向的圆形截面的导体(圆导线)形成的情况相比，扁平导线将具有低阻抗并且因而将具有低铜损，因而使热生成最小化。然而，另一方面，扁平导线的使用产生了下述问题:由于导体在槽中排列成在导体之间几乎不留间隙，因此不易于允许制冷剂如空气或冷却油穿过每个槽。这产生了散热性能低的问题。


【发明内容】

[0004]因此，需要提供一种包括有在每个槽中具有高占空系数但确保了良好的散热性能的导体的定子、一种设置有该定子的旋转电机、以及一种制造该定子的方法。
[0005]一种示例性实施方式提供了一种定子，该定子包括:定子芯(12a)，该定子芯(12a)具有轴向方向、周向方向和径向方向；多个槽(12b),该多个槽(12b)在定子芯中形成为沿周向方向设置；定子绕组(12d)，该定子绕组(12d)卷绕在定子芯处，该定子绕组具有形状为矩形的截面并且包括彼此电连接的多个导体(18)，该截面横向于导体的纵长方向，导体中的每一个皆具有槽内部分，当绕组卷绕在定子芯处时，该槽内部分容置在该多个槽中的对应槽内；以及固定构件(21)，该固定构件(21)将槽内部分固定至多个槽中的每一个中，固定构件由粘合材料构成，该粘合材料被充装至多个槽中的每一个中从而在轴向方向上留下贯穿多个槽中的每一个的通孔(22，23)，制冷剂被允许穿过该通孔。
[0006]根据该构型，在每个槽中形成有通孔，并且该通孔是由粘合材料和容置在槽中的其他部件限定的以允许制冷剂通过。因此，制冷剂比如空气或冷却油能够容易地穿过槽，并由此增强散热性能。此外，定子绕组由各自具有垂直于纵向方向的矩形横截面的导体形成。因而，使导体在每个槽中的占空系数与散热性能很好地平衡。
[0007]另一示例性实施方式提供了一种旋转电机，该旋转电机包括:根据上文所制造的定子(12);转子(13)，该转子(13)设置成在径向方向上与定子相对并且设置成是可旋转的；以及制冷剂供给装置(40)，该制冷剂供给装置(40)用于将制冷剂供给至定子。
[0008]根据该构型，定子芯的每个槽皆设置有通孔，制冷剂能够穿过该通孔。因此，通过制冷剂供给装置供给至定子的液态制冷剂穿过设置在槽中的通孔。这确保了良好的散热性能。而且，定子绕组由各自具有垂直于纵向方向的矩形横截面的导体形成。这能够实现具有下述定子的旋转电机:在该定子中，导体在每个槽中的占空系数增大并且确保了良好的散热性能。
[0009]又一示例性实施方式提供了一种制造定子的方法，该定子具有轴向方向、周向方向和径向方向，多个槽(12b)在定子芯中形成为沿周向方向设置；该方法包括下述步骤:将定子绕组卷绕在定子芯处(SI)，其中，该定子绕组具有形状为矩形的截面并且包括彼此电连接的多个导体(18)，该截面横向于导体的纵长方向，导体中的每一个皆具有槽内部分，当绕组卷绕在定子芯处时，该槽内部分被容置成叠置在多个槽中的相应的槽内；在多个槽中的每一个中的预定位置处设置有隔离件(S2);通过将固定材料充装至多个槽中的每一个中而将槽内部分固定在多个槽中的每一个中(S3)，固定材料是粘合材料；以及从多个槽中的每一个中移除隔离件，从而在多个槽中的每一个中留下由隔离件所占据的空间作为其中的通孔(S4)。
[0010]根据该方法，确保按顺序执行卷绕步骤、设置隔离件步骤、固定导体步骤以及形成通孔步骤。这能够实现如下定子的简单和容易的制造:该定子能够提高导体在每个槽中的占空系数并且确保良好的散热性能。
[0011]括号中的用于以上或在权利要求中提出的元件的附图标记指示元件与下文提供的实施方式中描述的具体装置的对应关系。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]在附图中:
[0013]图1是示出根据本发明的第一实施方式的旋转电机的示意性轴向截面图；
[0014]图2是示出根据第一实施方式的定子芯和转子的俯视图；
[0015]图3是示出根据第一实施方式的构成定子绕组的导体的立体图；
[0016]图4是沿图3的线IV-1V截取的导体的截面图；
[0017]图5是示出定子的一部分的局部俯视图；
[0018]图6是示出制造定子的方法的流程图；
[0019]图7是示出方法中的卷绕步骤的说明性图示；
[0020]图8是示出方法中的设置隔离件步骤的说明性图示；
[0021]图9是示出方法中使用的隔离件的立体图；
[0022]图10是示出方法中的固定导体步骤的说明性图示；以及
[0023]图11是示出根据本发明的第二实施方式的定子的局部俯视图。

【具体实施方式】
[0024]下文将通过参照附图对本发明的一些实施方式进行描述。在以下提供的描述中，当使用术语“连接”时，除非明确限定，否则其指的是“电连接”。这同样适用于术语“连接”的变形。另外，附图包括描述本发明所需要的元件，但不必然包括所有的实际安装的元件。
[0025]【第一实施方式】
[0026] 参照图1至图10，下文描述了本发明的第一实施方式。图1是示出根据第一实施方式的旋转电机10的示例性轴向截面图。本实施方式的旋转电机10是内转子型旋转电机的示例。如图1所示，旋转电机10包括壳体11、定子12、转子13、旋转轴20、电力变换装置30以及制冷剂供给装置40。旋转电机10与电力变换装置30经由输入/输出线路17等彼此连接。旋转电机10的壳体11可以与电力变换装置30的壳体(未示出)分开形成，并且分开的壳体可以使用固定装置彼此固定。替代地，这些壳体可以一体地形成。当壳体分开形成时，固定装置对应于例如通过使用螺栓和螺母、外螺纹和内螺纹、通孔和开口销、或者焊接所形成的接合，或者对应于边缘的压接等。可以在这些接合和压接中适当地选择两个或更多个并对其进行组合以实现固定。输入/输出线路17可以通过将之后描述的导体18延伸来形成。
[0027]通过壳体11经由轴承15而以可旋转的方式支承旋转轴20。旋转轴20可以使用上面提到的固定装置固定至转子13的中央部分，或可以与转子13—体地形成。无论使用哪种构型，转子轴20都将与转子13共同地旋转。图2是示出定子12的定子芯12a和转子13的俯视图。如图2所不,转子13具有这样的外周表面:该外周表面包括磁极位置，永磁体16沿着周向方向嵌入所述磁极位置处，使得极性是交替的。在本实施方式的转子13中，磁极的数量是八(四个N极以及四个S极)。
[0028]定子12包括呈环形形状的定子芯12a和定子绕组12d(参见图1)。定子芯12a设置在转子13的外周侧以在径向上与转子13相对。定子绕组12d绕定子芯12a卷绕。定子12的定子芯12a通过上面提到的固定装置固定至壳体11，使得定子芯12a的内周表面将与转子13的外周表面相对。
[0029]定子芯12a具有多个槽12b，该多个槽12b在轴向方向上形成为遍及定子芯12a并且沿着定子芯12a的内周表面在周向方向上设置。槽12b形成为使得槽12b的开口将在定子芯12a的内周表面上开放并且槽12b的深度方向将与定子芯12a的径向方向一致。槽12b的周向间隔可以任选地确定。然而，考虑到使磁通的流动均匀以及增大扭矩，槽12b可以优选地以规则的间隔设置。在相邻的槽12b之间分别设置有齿12e。
[0030]图2中示出的槽12b的示例具有:槽系数为二，该槽系数由S (S为正整数)指示；转子13中的极数(磁极的数量)为八，该极数由Mn (Mn为正整数)指示；以及相数(相的数量)为三,该相数由P (P为正整数)指示。在该示例中，槽12b的数量(槽数Sn)由下述表达式表达:Sn=S X Mn X p=2 X 8 X 3=48。
[0031]每个槽12b皆容置构成定子绕组12d的导体18。图5是示出定子12的局部俯视图。例如，如图5所示，多个(在本实施方式中为四个)导体18在径向上叠置并成排地设置在一个槽12b中。每个导体18的在轴向上从槽12b的端面突出的一部分用作转向部14(参见图3)。导体18的转向部14也共同地被称为线圈端部。如图1所示，转向部14中的一些转向部延伸为引线并且连接至电力变换装置30。
[0032]图3为示出构成定子绕组12d的导体18的立体图。如图3所示，导体18形成为具有U形形状的一个构件并且包括单个转向部14、两个槽内部分19和两个端部14a。转向部14形成有阶梯样式部分14s，该阶梯样式部分14s由多个台阶构成并且形成为将两个槽内部分一体地连接至一个导体18中。阶梯样式部分14s的每个台阶皆具有高度H，该高度H可以任选地设定。当使高度H大约等于导体18的高度(即，厚度Th)时，导体18将易于沿径向方向叠置。阶梯样式部分14s的台阶的数量可以任选地确定。例如，台阶的数量可以设定为适合于槽内部分19之间的距离的值。
[0033]如图3所示，两个槽内部分18是线性部分，当定子绕组12d已经绕定子芯12a卷绕时，所述线性部分将被容置在槽12b中的指定的两个槽12b中。
[0034]阶梯样式部分14s具有中央部，在该中央部中，通过将中央部弯曲成曲柄形状而形成有曲柄部分14c。曲柄部分14c形成为用于使导体18在径向方向上偏移。在曲柄部分14c中，导体从定子芯12a的端面12f突出的高度将达到最大值。在径向方向上的偏移量可以任选地确定。当使偏移量约等于每个导体18的宽度Wd时，多个导体18能够在径向方向上容易地偏移。导体18不必然需要具有阶梯样式，而是可以仅包括曲柄部分14c。
[0035]导体18中的一些导体在端部14a处设置有端子T，如在图3中由双点划线所指示的。端部14a之间或者端部14a与端子T之间的接合可以根据需要通过钎焊、熔焊等实现。熔焊包括熔化焊接(例如，气焊、电弧焊、电渣焊和激光束焊接)和压力焊接(例如，电阻焊和锻焊)。
[0036]图4示出了导体18的沿图3的线IV-1V截取的截面图。在导体18中，通过在构成导体18的导电金属构件18m (例如铜线)上设置绝缘膜18r (例如，树脂)来确保转向部14和槽内部分19具有绝缘特性。另一方面，导体18的端部14a没有设置绝缘膜，而是金属构件18m暴露以建立连接。
[0037]如图5所示，导体18根据预定的设置次序顺序地容置在一系列槽12b中。在该情况下，导体18基于相位叠置在槽12b中，S卩，对于U相、V相和W相中的每一者将导体18叠置在槽12b中。端部14a彼此连接，或者端部14a和端子T彼此连接以形成Y形(星形)连接、Δ (delta)形连接或混合的Υ_Δ连接，由此形成绕定子芯12a卷绕的定子绕组12d。
[0038]如图5所示，在径向上成排地叠置的多个(在本实施方式中为六个)导体18容置在槽12b中的每一个中，除了任选地选出的一个槽12b之外。容置在每个槽12b中的该六个导体18 (槽内部分19)通过沿着槽12b的壁表面设置的一片电绝缘纸26而与定子芯12a电绝缘。六个导体18的容置在槽12b中的槽内部分通过填充入槽12b中并经固化的粘合材料21而与绝缘纸26 —起固定至定子芯12a。
[0039]在每个槽12b中，通孔22和23分别设置在径向内侧和径向外侧，其中，通孔22和23由容置在槽12b中的粘合材料21、导体18和绝缘纸26在外周进行限定。允许制冷剂如空气或冷却用液体通过这些通孔22和23。通孔22和23中的每一个皆具有下述通孔形状:该通孔形状的垂直于轴向方向的截面例如是矩形的，并且通孔22和23中的每一个皆在轴向方向上在整个定子芯12a上延伸。
[0040]设置在每个槽12b中的径向内侧的通孔22具有由粘合材料21或槽的壁表面限定的三个表面:即周向侧表面和径向内表面，并且具有由粘合材料21或绝缘纸26限定的一个表面:即径向外表面。通孔22具有制成为大于导体18的每个槽内部分19的周向宽度Th(参见图3)的周向宽度W1。由此，确保通孔22具有较大的周向宽度W1。每个槽12b皆具有在定子芯12a的内周表面上开放的开口 12c。开口 12c形成为沿轴向方向延伸的狭缝状形状。开口 12c通过位于开口 12c与通孔22之间的粘合材料21封闭。因此，确保流入通孔22中的液态制冷剂不会从开口 12c流出。
[0041]另一方面，设置在每个槽12b中的径向外侧的通孔23具有由绝缘纸26和粘合材料21限定的三个表面:即周向侧表面和径向外表面，并且具有由在径向上最外侧的导体18的侧表面或粘合材料21限定的一个表面:即径向内表面。通孔23具有等于槽内部分19的周向宽度Th的周向宽度W2。
[0042]图6是示出制造定子12的方法的流程图。如上所述构造的定子12是根据图6的流程图来制造的。具体地，如图6所示，本实施方式的定子12是通过顺序地执行卷绕步骤S1、设置隔离件步骤S2、固定导体步骤S3和形成通孔步骤S4而制造的。
[0043]图7是示出该方法的卷绕步骤SI的说明性图示。如图7所示，折叠成方筒形形状的绝缘纸26沿着每个槽12b的壁表面设置在每个槽12b中。此外，六个导体18在径向上成排地设置在绝缘纸26内侧并且用给定的方法彼此连接，从而绕定子芯12a卷绕定子绕组12d。在这种情况下，分别用于插入隔离件24和25 (参见图9)的空间22a和23a在槽12b的内侧形成为分别定位于在径向上成排地叠置的六个导体18的径向内侧和径向外侧。
[0044]图8是示出该方法的设置隔离件步骤S2的说明性图示。如图8所示，在随后执行的设置隔离件步骤S2处，分别将隔离件24和25插入并设置在形成于槽12b的预定位置(在径向上的侧向位置)处的空间22a和23a (参见图7)中。图9是示出隔离件24的立体图。图9中示出的隔离件24插入并设置于在径向上定位于内侧的空间22a中。隔离件24具有略小于槽12b的周向宽度W3的宽度(在周向方向上的宽度)。隔离件24是具有狭长矩形形状的板构件并且具有与每个导体18的槽内部分19的纵向长度相等的纵向长度。
[0045]插入并设置于在径向上定位于外侧的空间23a中的隔离件25具有与每个导体18的宽度Th相等的宽度(在周向方向上的宽度)。隔离件25同样是具有狭长矩形形状的板构件并且具有与每个导体18的槽内部分19的纵向长度相等的纵向长度。隔尚件24和25中的每一者的厚度(在径向方向上的厚度)是根据槽12b的径向深度和成排的导体18的径向长度之差而适当地确定的，使得在槽12b内侧不形成间隙。
[0046]如将在后面描述的，在形成通孔步骤S4处，将隔离件24和25从固化的粘合材料21中移除。考虑到在该步骤处移除隔离件24和25的容易性，理想的是隔离件24和25由在与粘合材料21粘合方面具有低结合力的树脂材料制成。例如，可以用作隔离件24和25的优选的树脂材料包括聚亚苯基硫醚(PPS)、含氟树脂、液晶聚合物(LCP)或通过玻璃填料强化的树脂。
[0047]图10是示出该方法的固定导体步骤S3的说明性图示。如图10所示，在随后执行的固定导体步骤S3中，使用管嘴——粘合材料21从该管嘴排出——将粘合材料21充装并填入每个槽12b中，使得粘合材料能够渗入到在每个槽12b中的部件之间留出的空隙中并且随后被固化。在固化之后，粘合材料12在相应的槽12b中用作固定构件。粘合材料21能够被从定子芯12a的在径向方向上的内侧或从定子芯12a的在轴向方向上的一侧充装至槽12b中。
[0048]由此，容置在槽12b中的六个导体18和绝缘纸26 —起被固定至定子芯12a的每个槽12b的壁。在这种情况下，在槽12b中位于径向内侧的开口 12c通过填入隔离件24与开口 12c之间的粘合材料21而被封闭。
[0049]在后续的形成通孔步骤S4处，被插入并设置在槽12b中的隔离件24和25从固化了的粘合材料21中移除。由此，分别在移除隔离件24和25之后形成通孔22和23 (参见图5)。在此之后，根据需要实施修整工序等以完整地形成定子芯12。之后，所有的制造步骤结束。
[0050]下文描述向定子12供给液态制冷剂的制冷剂供给装置40。如图1所示，本实施方式的液态制冷剂供给装置40包括管嘴41、泵42和散热器43。管嘴41将液态制冷剂(未示出)滴落到定子绕组12d的线圈端部上。泵42将液态制冷剂给送至管嘴41。散热器43将经加热的液态制冷剂的热排出。管嘴41、泵42和散热器43经由管道而连接以给送液态制冷剂并且设置在液态制冷剂的循环回路上。
[0051]在本实施方式中，从泵42排出的液态制冷剂经由散热器43给送至管嘴41并从管嘴41滴落到定子绕组12d的转向部14 (线圈端部)上。所滴落的液态制冷剂沿着定子绕组12d下降，同时使定子12冷却，并且所滴落的液态制冷剂落在壳体11的底部上并通过形成于底部中的出口 Ila返回至泵42。此后，确保液态制冷剂再次从泵42排出以通过循环回路进行循环。
[0052]如上所述构造的旋转电机10操作如下。在图1中，基于从电力变换装置30所供给的经电力变换的驱动电流来激励定子12。该激励产生旋转扭矩(包括动力)以由此使转子13旋转。在这种情况下，旋转电机10工作为电动机。所产生的旋转扭矩经由转子13和旋转轴20而输出至旋转体(例如，车轮或推进器)。动力传递机构可以插设在旋转轴20与旋转体之间。例如，动力传递机构包括轴、凸轮、齿条与小齿轮、和齿轮中的一者或更多者。
[0053]当电力变换装置30没有输出电力变换信号并且旋转体产生扭矩(包括动力)时，转子13还通过接受旋转体的扭矩而旋转。因此，在定子12的导体18中产生反向电动力。所产生的反向电动力(再生电功率)可以经由电力变换装置30充入电池中。在这种情况下，旋转电机10工作为发电机。
[0054]以此方式，无论旋转电机10是工作为电动机还是工作为发电机，定子12的导体18皆被供给电流并产生热。在本实施方式中，在旋转电机10作为电动机或作为发电机开始工作的同时，制冷剂供给装置40也开始工作。由此，从泵42排出的液态制冷剂从管嘴41滴落在定子绕组12d的线圈端部上。在这种情况下，滴落在线圈端部上的液态制冷剂沿着定子绕组12d的导体18移动并且到达槽12b。之后，液态制冷剂流动穿过设置在每个槽12b中的通孔22和23，并且有效地冷却定子绕组12d和定子芯12a。由此，在定子12中实现了良好的散热性能。
[0055]如上所述，本实施方式的旋转电机10包括具有槽12b的定子12。槽12b中的每一个皆设置有由粘合材料21、导体18或绝缘纸26限定的通孔22和23，使得液态制冷剂能够穿过通孔。因此，液态制冷剂能够容易地通过槽12b并且因此增强散热性能。此外，定子绕组12d由各自具有垂直于纵向方向的矩形截面的导体18形成。因此，在槽12b中的每一个中，导体18的占空系数增大。由此，很好地平衡了占空系数与良好的散热性能。
[0056]在本实施方式中，通孔22和23通过下述方式形成:即，在每个槽12b中的预定位置处设置导体18和隔离件24和25 ;将粘合材料21填充至槽12b中以固定导体18和隔离件24和25 ；以及将隔离件24和25从槽12b中移除。以此方式，容易地形成通孔22和23。
[0057]在本实施方式中，隔离件24和25由在与粘合材料21粘合方面具有低结合力的树脂材料制成。因此，隔离件24和25能够被容易地从每个槽12b中移除。容易地移除隔离件能形成对在移除隔离件24和25之后分别形成的通孔22和23进行封闭的封闭部，或者可以防止通孔22和23变形。
[0058]而且，根据本实施方式的制造定子12的方法，定子12以简单并且容易的方式制成。在所制造的定子12中，导体18在每个槽12b中具有高占空系数并且确保了良好的散热性能。
[0059]根据本实施方式的旋转电机10的定子12，导体18在每个槽12b中具有高占空系数并且确保了良好的散热性能。
[0060]【第二实施方式】
[0061]现在参照图11，下文描述根据本发明的第二实施方式的旋转电机10的定子A12。在第二实施方式中，为了省略不必要的说明，对与第一实施方式中的部件相同或相似的部件给出了相同的附图标记。
[0062]在以上描述的第一实施方式中，通孔22和23分别设置在每个槽12b中的径向内侧和径向外侧。然而，在本发明中，考虑到与槽12b中的导体18的占空系数相平衡，任选地，可以在每个槽12b中的径向内侧或径向外侧设置仅一个通孔。
[0063]图11是示出第二实施方式的定子A12的局部俯视图。如图11所示，第二实施方式的定子A12包括其中形成有槽A12b的定子芯A12a。每个槽A12b皆包括设置在槽A12b中的径向内侧的单个通孔A22。具体地，第二实施方式的定子A12与第一实施方式的定子12的不同之处在于去除了第一实施方式中的设置在槽12b中的径向外侧的通孔23。以下描述关注不同之处，其中，省略了对于与第一实施方式共同的部件和构型的具体描述。
[0064]类似于第一实施方式的通孔22，第二实施方式的设置在槽A12b中的径向内侧的通孔A22是在轴向上沿整个定子芯A12a形成的通孔，并且通孔A22的垂直于轴向方向的截面呈矩形形状。通孔A22具有由粘合材料A21或槽的壁表面限定的三个表面:即，在周向方向上的侧向表面和径向内表面，并且具有由粘合材料A21或一片绝缘纸A26限定的一个表面:即径向外表面。同样在这种情况下，通孔A22具有制成为大于每个导体A18的槽内部分A19的周向宽度Th (参见图3)的周向宽度W1。由此，确保通孔A22具有较大的周向宽度Wl0
[0065]每个槽A12b皆具有在定子芯A12a的内周表面上开放的开口 A12c。类似于第一实施方式，开口 A12c形成为沿轴向方向延伸的狭缝状形状。每个槽A12b的开口 A12c皆通过位于开口 A12c与通孔A22之间的粘合材料A21封闭。由此，确保已经流入通孔A22中的液态制冷剂不从开口 A12c流出。
[0066]第二实施方式的定子A12是使用与用于第一实施方式的定子12的方法相似的方法制成的。
[0067]类似于第一实施方式，如上所述构造的第二实施方式的旋转电机选择性地工作为电动机或发电机。在开始工作的情况下，制冷剂供给装置40也开始工作。由此，从管嘴41滴落到定子绕组12d的线圈端部上的液态制冷剂沿着定子绕组12a的导体A18移动并且到达槽A12b。之后，液态制冷剂流动穿过形成于每个槽A12b中的通孔A22以有效地冷却定子绕组12d和定子芯A12a。由此，实现了定子A12的良好的散热性能。另外，同样在第二实施方式中，定子绕组12d由各自具有垂直于纵向方向的矩形截面的导体A18形成。因此，能够享有与第一实施方式的有利效果相似的有利效果，这些有利效果包括使导体的占空系数与散热性能得以很好平衡。
[0068]特别地，在第二实施方式中，在每个槽A12b中的径向内侧设置有通孔A22并且槽A12b的开口 A12c是通过位于开口 A12c与通孔A22之间的粘合材料A21来封闭的。由此，确保流入通孔A22中的液态制冷剂不从开口 A12c流出而进入位于定子12与转子13之间的空间中。因此，当转子13旋转时，降低了由于作用在存在于定子12与转子13之间的液态制冷剂上的剪切力所另外引起的曳力损失。
[0069]应当理解的是，同样在第一实施方式的情况下，类似于第二实施方式，由于在每个槽12b中的径向内侧形成有通孔22并且槽12b的开口 12c是通过位于开口 12c与通孔22之间的粘合材料来封闭的，因而降低了曳力损失。
[0070]【其他实施方式】
[0071]本发明不限于前述实施方式而是可以在不偏离本发明的精神的范围内以各种方式进行修改。
[0072]例如，前述实施方式的旋转电机10为液体冷却型，该旋转电机10设置有将液态制冷剂供给至定子12的制冷剂供给装置40。然而，本发明可以应用于空气冷却型旋转电机，空气冷却型旋转电机利用风扇等将空气吹送至定子12。
[0073]前述实施方式的定子绕组12d为通过连接U形导体18的端部(导体部段)而形成的部段型绕组(segment type winding)。然而,本发明可以应用于不同类型的绕组。例如，本发明可以应用于通过编织多个连续的导线而形成的编织型绕组，在该多个连续的导线中的每一个中，多个槽内部分19和转向部14交替地并且连续地形成。此外，本发明可以应用于通过叠置多个连续的导线而形成的叠置结构型绕组，在该多个连续的导线中的每一个中，多个槽内部分19和转向部14交替地并且连续地形成以提供叠置的结构，随后以圆筒形的方式卷绕经叠置的结构。
[0074]前述实施方式中描述的旋转电机为其中的转子13设置于定子12内侧的内转子型。然而，本发明可以应用于其中的转子13设置于定子12外侧的外转子型旋转电机。
[0075] 在前述实施方式中，本发明应用于选择性用作电动机或发电机的旋转电机。然而，本发明的定子也可以应用于仅用作电动机或发电机的旋转电机。
【权利要求】
1.一种定子，包括: 定子芯(12a),所述定子芯(12a)具有轴向方向、周向方向和径向方向，多个槽(12b)在所述定子芯中形成为沿所述周向方向设置； 定子绕组(12d)，所述定子绕组(12d)被卷绕在所述定子芯处，所述定子绕组具有形状为矩形的截面并且包括彼此电连接的多个导体(18)，所述截面横向于所述导体的纵长方向，所述导体中的每一个皆具有当所述绕组被卷绕在所述定子芯处时被容置在所述多个槽中的对应的槽内的槽内部分；以及 固定构件(12)，所述固定构件(12)将所述槽内部分固定至所述多个槽中的每一个中，所述固定构件由粘合材料构成，所述粘合材料被充装至所述多个槽中的每一个中，从而在所述轴向方向上留下贯穿所述多个槽中的每一个的通孔(22、23)，制冷剂被允许穿过所述通孔。
2.根据权利要求1所述的定子，其中，在所述多个槽中的每一个的壁与所述多个槽中的每一个中的所述槽内部分之间设置有电绝缘纸，以及 所述粘合材料被充装至所述多个槽中的每一个中以将所述槽内部分与所述绝缘纸一起固定至所述多个槽中的每一个的所述壁。
3.根据权利要求2所述的定子，其中，所述通孔的数量为两个，并且所述通孔中的一个在径向方向上在所述多个槽中的每一个中设置于最内侧，而所述通孔中的另一个在所述径向方向上在所述多个槽中的每一个中设置于最外侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其中，所述通孔在所述周向方向上具有宽度(W1)，并且所述导体的所述槽内部分在所述周向方向上具有宽度(Th)，所述通孔的宽度大于所述槽内部分(19)的宽度。
5.根据权利要求1的所述的定子，其中，所述通孔是通过如下方式形成的:即，使用隔离件，使得所述隔离件在所述多个槽中的每一个中设置于预定位置处；以所述固定构件将所述槽内部分和所述隔离件固定至所述壁；以及随后从所述多个槽中的每一个中移除所述隔离件。
6.根据权利要求5的所述的定子，其中，所述隔离件由这样的树脂材料制成:该树脂材料在与所述固定构件粘合方面的结合力低。
7.根据权利要求6的所述的定子，其中，所述隔离件的所述树脂材料由从如下组中选出的一种材料制成:所述组由聚亚苯基硫醚(PPS)、含氟树脂、液晶聚合物(LCP)、以及通过玻璃填料强化的树脂构成。
8.—种旋转电机,包括: 根据权利要求1至7中的任一项所制造的定子(12)； 转子(13)，所述转子(13)设置成在所述径向方向上与所述定子相对并且设置成是可旋转的；以及 制冷剂供给装置(40 )，所述制冷剂供给装置(40 )用于将所述制冷剂供给至所述定子。
9.根据权利要求8所述的旋转电机，其中， 所述多个槽中的每一个皆具有在所述径向方向上向内开放的开口( 12c )， 所述通孔为在所述径向方向上定位于最内侧的通孔并且形成为在所述轴向方向上延伸贯穿所述多个槽中的每一个，以及所述多个槽中的每一个的所述开口是通过已经被充装于所述多个槽中的每一个中并到达所述开口、且在所述开口处固化的所述固定构件来封闭的。
10.根据权利要求8或9所述的旋转电机，其中，所述通孔在所述周向方向上具有宽度(W1)，并且所述导体的所述槽内部分在所述周向方向上具有宽度(Th)，所述通孔的宽度大于所述槽内部分(19)的宽度。
11.一种制造定子的方法，所述定子具有轴向方向、周向方向和径向方向，多个槽(12b)在所述定子芯中形成为沿所述周向方向设置；所述方法包括下列步骤: 将定子绕组卷绕在所述定子芯处(SI )，其中，所述定子绕组具有形状为矩形的截面并且包括彼此电连接的多个导体(18)，所述截面横向于所述导体的纵长方向，所述导体中的每一个皆具有当所述绕组被卷绕在所述定子芯处时被容置为叠置在所述多个槽中的对应的槽内的槽内部分； 在所述多个槽中的每一个中的预定位置处设置隔离件(S2)； 通过将固定构件充装至所述多个槽中的每一个中来将所述槽内部分固定至所述多个槽中的每一个中(S3 )，所述固定构件为粘合材料；以及 将所述隔离件从所述多个槽中的每一个中移除(S4)，从而在所述多个槽中的每一个中留下由所述隔离件所占据的空间作为其中的通孔。
【文档编号】H02K3/04GK104079096SQ201410124142
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】高桥裕树 申请人:株式会社电装