專利名稱：用于電機(jī)的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及一種冷卻電機(jī)定子的冷卻裝置。
背景技術(shù)：
電機(jī)的定子通常由一堆疊片組成，疊片具有由其間的突出齒部限定的線圈容納槽。在一些情況下，預(yù)纏繞線圈，例如由矩形導(dǎo)線制成的，插入到這些線圈容納槽中。這些預(yù)纏繞線圈包括兩條插入到槽內(nèi)的縱向支腿，和兩個(gè)相互連接的彎曲頭部，其通常與縱向支腿成為一體。這些線圈頭部從疊片上凸出，基本上不與疊片相接觸。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，線圈產(chǎn)生熱量。因此，冷卻設(shè)備用來吸收疊片產(chǎn)生的熱量。然而，一般的冷卻設(shè)備僅與疊片相關(guān)聯(lián)從而線圈頭部產(chǎn)生的熱量沒有得到最優(yōu)控制。


在附圖中:圖1是根據(jù)第一實(shí)施例具有冷卻裝置的電機(jī)的一部分的截面圖；圖2是圖1中電機(jī)的定子的部分分解透視圖，示出了具有從中分解出頭部冷卻元件的冷卻裝置；圖3是線圈頭部冷卻元件的透視圖；圖4類似于圖1，但是根據(jù)第二實(shí)施例的具有冷卻裝置的電機(jī)的橫截面圖；圖5類似于圖3，是冷卻裝置的第三實(shí)施例的線圈頭部冷卻元件部分的透視圖；以及圖6是具有圖5所示的線圈頭部冷卻元件的電機(jī)的一部分的截面圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)第一實(shí)施例，提供一種用于電機(jī)定子的冷卻裝置，該電機(jī)具有包括頭部的線圈；該冷卻裝置包括:基本上圓柱形的冷卻主體，其具有相對的縱向端部；以及頭部冷卻元件，其安裝到基本上圓柱形冷卻主體的一個(gè)縱向端部上，頭部冷卻元件配置為圍繞線圈頭部并且內(nèi)部具有導(dǎo)熱材料。根據(jù)另一方面，提供已知用于電機(jī)的定子，該定子包括:冷卻表面；多個(gè)槽，其配置為在其中容納線圈，每個(gè)線圈提供給位于縱向端部的頭部；基本上圓柱形的冷卻主體，其具有相對的縱向端部和配置為與定子的冷卻表面相接觸的冷卻表面；和頭部冷卻元件，其安裝到基本上圓柱形冷卻主體的一個(gè)縱向端部上，頭部冷卻元件配置為圍繞線圈的頭部并且內(nèi)部具有導(dǎo)熱材料。當(dāng)在權(quán)利要求和/或說明書中與術(shù)語“包括”連用時(shí)詞語“一”的含義是“一個(gè)”，但它還具有“一個(gè)或多個(gè)”、“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多于一個(gè)”的含義。類似地，“另一個(gè)”還
有至少第二或更多的含義。當(dāng)用于說明書和權(quán)利要求中時(shí)，詞語“包括”(和表示包括的任何形式)，具有(和表示具有的任何形式)，“包含”(和表示包含的任何形式)或“容納”(和表示容納的任何形式)是開放的或可擴(kuò)展的，并不排除另外的、未列出的元件或處理步驟。在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求中，使用各種性質(zhì)是方向的、幾何的和/或空間的用語，例如“縱向”、“水平”、“前”、“后”、“向上”、“向下”等等。可以理解的是這樣的用語用于使描述變得容易，僅僅是相對的，并不對本發(fā)明保護(hù)范圍產(chǎn)生任何的限制作用。僅參照附圖中的實(shí)施例，通過閱讀下面的實(shí)施例的非限制性描述，會(huì)更加清楚用于電機(jī)的冷卻裝置的其他元件、優(yōu)點(diǎn)和特征。一般來說，這里所描述的實(shí)施例是指用于冷卻預(yù)纏繞線圈的垂直支腿和彎曲頭部的冷卻裝置。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將這里所描述的冷卻裝置應(yīng)用到設(shè)計(jì)具有其他類型線圈的電機(jī)的設(shè)計(jì)中。附圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例具有冷卻裝置12的電機(jī)10的局部透視圖。電機(jī)10包括外轉(zhuǎn)子14和定子18，外轉(zhuǎn)子14具有面向內(nèi)部的永磁鐵16，定子18是由的多個(gè)層疊的疊片(參見圖2)組成，疊片具有向外凸出的齒20，其限定了用于插入線圈22的線圈槽。預(yù)纏繞線圈22包括頭部23，其與插入到線圈槽中的線圈的垂直支腿25相互連接。從圖1可以看出，頭部23沿軸向并從形成定子18的疊片組合件向外凸出。因此，線圈頭部23僅通過對流冷卻，而不與定子18直接接觸。冷卻裝置12包括基本上圓柱形的主體24，主體24插入到定子18中來與其內(nèi)部表面接觸從而吸收線圈22產(chǎn)生的熱量。因此定子18的內(nèi)表面成為冷卻表面。作為非限制性實(shí)例，冷卻液體(未圖示)可在冷卻裝置12的主體24的通道(未圖示)中循環(huán)來通過與定子18的冷卻表面的接觸從中吸收熱量。在冷卻裝置12和定子18之間設(shè)置鍵和鍵槽裝置25來防止冷卻裝置12和定子18之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)(見圖2)。圓柱形主體24包括第一和第二相對的縱向端部26和28，每一個(gè)都具有螺紋孔30。第一縱向端部26包括定子18的疊片20所抵靠的外肩部32。冷卻裝置12也具有兩個(gè)相同的頭部冷卻元件34和36。為了簡單起見，下面僅說明頭部冷卻元件34。從圖2和3中能更好地看出，頭部冷卻元件34具有基本上的圓枕形并包括具有多個(gè)孔40的環(huán)形凸緣38，其構(gòu)造和尺寸設(shè)置為允許貫穿其中的緊固件42通過螺紋孔30將頭部冷卻元件34固定到主體24的自由端26上。從圖3可以更好地看出，邊緣38包括向內(nèi)突出的三角形肩部44來與主體24 (見圖1)的自由端26的形狀相一致。突出的三角形肩部44增加了頭部冷卻元件34和冷卻主體24的接觸面積，從而提高了線圈頭部的冷卻性能。頭部冷卻元件34具有與形成定子18的疊片的直徑相類似的外部尺寸。因此，從圖1可以看出當(dāng)頭部冷卻元件安裝到主體24上時(shí)，頭部冷卻元件34的自由端46鄰接定子18的置片。導(dǎo)熱樹脂48填充了線圈22的頭部23、疊片堆18、冷卻主體24和頭部冷卻元件34之間的區(qū)域。例如，可使用由型號為D5506的冷卻聚合體制成的導(dǎo)熱樹脂。當(dāng)然，還可以使用其他材料，例如有Cotronics公司制造的Duralco 4538。下面的步驟完成將冷卻元件12安裝到定子18上的操作。第一，安裝疊片20和將線圈22固定到其上。第二，通過緊固件42將頭部冷卻元件34固定到冷卻裝置主體24上。然后疊片組合件20可滑動(dòng)到冷卻裝置主體24上直到他們鄰接肩部32。第二頭部冷卻元件36然后可通過緊固件安裝到冷卻裝置主體24上。最后，導(dǎo)熱樹脂可引入到頭部冷卻元件34、36形成的空腔中，整個(gè)定子被放置到合適的環(huán)境中來使得樹脂固化。樹脂的引入可通過頭部冷卻元件的小孔(未圖示)來完成，然后封閉小孔。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解其他順序的步驟可以完成將冷卻裝置安裝到定子上。類似地，可使用其他安裝方法。值得注意的是，冷卻元件12的兩個(gè)頭部冷卻元件34和36被示出和描述為相同的，但這不是必要的。例如，一個(gè)冷卻元件可以包括孔(未圖示)，該孔允許與預(yù)纏繞線圈電連接的電纜從中穿過。值得注意的是，頭部冷卻元件的孔40可以是稍微大于緊固件42，例如，來保證足夠的適合使得冷卻元件12的基本上圓柱形的主體24在使用時(shí)變形，從而確保頭部冷卻元件和圓柱形主體24之間的充分接觸?，F(xiàn)在輪到附圖4，主要描述了根據(jù)第二實(shí)施例的包括冷卻裝置的電機(jī)100。因?yàn)殡姍C(jī)100和電機(jī)10非常相似，為了簡單起見以下僅說明它們之間的區(qū)別。總體來說，電機(jī)100的冷卻裝置102在其一端具有集成的頭部冷卻元件104，在另一端具有可以移動(dòng)的頭部冷卻元件106。因此，需要更少的緊固件和確保更好的傳熱。還值得注意的是，頭部冷卻元件106具有基本上平的肩部108，與主體112的平面部分Iio相配合，取代了具有類似于圖1的頭部冷卻元件34的三角形肩部44?，F(xiàn)在輪到附圖5和6，主要說明了根據(jù)第三實(shí)施例包括冷卻裝置202的電機(jī)200。因?yàn)殡姍C(jī)200和上面所述的電機(jī)10和100非常相似，為了簡潔起見，下面僅說明它們之間的區(qū)別?？傮w來說，電機(jī)200的冷卻裝置202在一端具有集成的頭部冷卻元件204，在另一端具有可移動(dòng)的頭部冷卻元件206。因此，需要更少的緊固件和確保更好的導(dǎo)熱。從圖5可以更好地看出，可移動(dòng)頭部冷卻元件206的外部邊緣208和圓形部分209包括多個(gè)縱向縫隙210來允許外部邊緣的變形。因此，從圖6可以看出，緊固帶212使得外部邊緣208變形來減少需要填充在線圈頭部、定子和頭部冷卻元件206之間的空間所需樹脂的容積。另外，因?yàn)榫€圈頭部和頭部冷卻元件之間的距離變短，確保了更好的冷卻。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，集成的頭部冷卻元件204還可具有由緊固帶保護(hù)的縱向開槽的外部邊緣。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，用于將頭部冷卻元件安裝到冷卻裝置的主體上的緊固件可以不同于所描述的。作為非限制性實(shí)例，頭部冷卻元件可以是壓配合，樁鉚接。值得注意的是，頭部冷卻元件可以具有液體冷卻通道(未示出)，其允許從頭部冷卻元件中直接散熱。值得注意的是，上述電機(jī)的定子是由疊片堆疊而成，可以使用其他技術(shù)，例如由燒結(jié)的鐵磁粉壓制成的定子。還值得注意的是，這里沒有具體描述冷卻裝置的基本上圓柱形的主體的操作、結(jié)構(gòu)和安裝。但是在下面的專利和公開的專利申請中所描述的冷卻裝置的一般原理可用于上述冷卻裝置主體。US 6819016 ；US 6960851 ；6992411 ；W0 2010/012070A1 ;和 W02010/081216A1。這些文獻(xiàn)通過參考的方式一并包含在這里?？梢岳斫獾氖怯糜陔姍C(jī)的冷卻裝置的應(yīng)用沒有局限在上述描述和附圖中所說明的結(jié)構(gòu)和部件的細(xì)節(jié)中。用于電機(jī)的冷卻裝置可具有其他實(shí)施例和以多種方式實(shí)施。還可以理解的是這里使用的措辭或術(shù)語是為了說明的目的而不是限制。因此，雖然本發(fā)明的用于電機(jī)的冷卻裝置是以實(shí)施例的方式進(jìn)行說明，但是可以在不脫離其發(fā)明構(gòu)思、范圍和性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于設(shè)置有線圈的電機(jī)定子的冷卻裝置，該線圈具有頭部，所述冷卻裝置包括: 基本上圓柱形的冷卻主體，其具有相對的縱向端部；以及 頭部冷卻元件，其安裝在基本上圓柱形的冷卻主體的一個(gè)縱向端部上；頭部冷卻元件配置為圍繞線圈的頭部并容納導(dǎo)熱材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述線圈是由矩形導(dǎo)線制成的預(yù)纏繞線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述定子具有與基本上圓柱形的冷卻主體接觸的圓柱形冷卻表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述頭部冷卻元件具有基本上圓枕的形狀并包括具有孔的環(huán)形凸緣，該孔的結(jié)構(gòu)和尺寸配置為允許緊固件將頭部冷卻元件安裝在基本上圓柱形的冷卻主體的一個(gè)縱向端部上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻裝置，其中所述環(huán)形凸緣包括向內(nèi)突出的三角形肩部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述導(dǎo)熱材料包括導(dǎo)熱樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，進(jìn)一步包括第二頭部冷卻元件，其安裝在主體的另一個(gè)縱向端部上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述頭部冷卻元件集成在基本上圓柱形的冷卻主體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其中所述頭部冷卻元件具有縱向開槽的外部邊緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷卻裝置，其中所述外部邊緣的槽在頭部冷卻元件的圓形部分中延伸。
11.一種用于電機(jī)的定子，該定子包括: 冷卻表面； 多個(gè)槽，其配置為在其中容納線圈，每個(gè)線圈具有位于線圈的縱向端部的頭部； 基本上圓柱形的冷卻主體，其具有相對的縱向端部和配置為與定子的冷卻表面接觸的冷卻表面； 頭部冷卻元件，其安裝在基本上圓柱形的冷卻主體的一個(gè)縱向端部上；所述頭部冷卻元件配置為圍繞線圈的頭部并在其中容納導(dǎo)熱材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中所述頭部冷卻元件具有基本上圓枕的形狀并包括具有孔的環(huán)形凸緣，該孔的結(jié)構(gòu)和尺寸配置為允許緊固件將頭部冷卻元件安裝在基本上圓柱形的冷卻主體的一個(gè)縱向端部上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定子，其中所述環(huán)形凸緣包括向內(nèi)突出的三角形肩部。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中所述導(dǎo)熱材料包括導(dǎo)熱樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中進(jìn)一步包括第二頭部冷卻元件，其安裝在主體的另一個(gè)縱向端部上。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中所述頭部冷卻元件集成在基本上圓柱形的冷卻主體上。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中所述頭部冷卻元件具有縱向開槽的外部邊緣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的定子，其中所述外部邊緣的槽在頭部冷卻元件的圓形部分中延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)定子的冷卻裝置，該電機(jī)定子的線圈具有頭部。冷卻裝置包括具有相對的縱向端部的基本上圓柱形的冷卻主體和安裝在基本上圓柱形的冷卻主體的一個(gè)縱向端部上的至少一個(gè)頭部冷卻元件；頭部冷卻元件配置為圍繞線圈的頭部并在其中容納導(dǎo)熱材料。
文檔編號H02K1/16GK103095050SQ20121056631
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者S·波林, B·卡彭蒂爾, B·馬蒂諾 申請人:Tm4股份有限公司