相關申請的交叉引用

本申請是于2013年3月15日提交的美國專利申請13/835,071的繼續(xù)部分申請，該美國專利申請通過引用并入本文。

本發(fā)明涉及適于電動馬達的冷卻裝置。更具體地，本發(fā)明涉及適于電動馬達轉子的冷卻裝置。

背景技術：

適于電動馬達的已知冷卻方法通常會在馬達內導致不均勻的溫度分布。已知的方法通常使用由風扇所產生的冷卻空氣來冷卻馬達的外部。然而，最高溫度通常發(fā)生在轉子的中心處，而在轉子的中心處冷卻空氣不太有效。

技術實現要素：

在一種結構中，本發(fā)明提供一種電動馬達，其包括定子和轉子，所述定子可操作成產生磁場并限定開口，而所述轉子至少部分地設置于開口內。轉子包括沿著旋轉軸線延伸的軸，包括連續(xù)地堆疊在軸上的多個疊片的第一轉子磁芯部，以及聯接到所述多個疊片的第二轉子磁芯部。第一轉子磁芯部和第二轉子磁芯部配合以便限定轉子磁芯。多個繞組聯接到轉子磁芯以及空氣流動路徑形成為所述第二轉子磁芯部的一部分?？諝饬鲃勇窂桨ㄝS向地沿著旋轉軸線通過所述軸的軸向部分，以及徑向向外延伸通過所述第二轉子磁芯部的徑向部分。

優(yōu)選地，第二轉子磁芯部包括具有芯部和支撐部的一體化的磁性組件。

更優(yōu)選地，多個疊片和第一轉子磁芯部中的一個限定兩個孔，以及多個疊片和第二轉子磁芯部中的另一個限定兩個銷，所述銷的尺寸定制成接合兩個孔以便抑制圍繞第二轉子磁芯部和多個疊片的旋轉軸線的相對旋轉。

在另一變型中，電動馬達還包括聯接到所述軸的第一軸承和聯接到所述支撐部的第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承支撐轉子以便圍繞旋轉軸線旋轉。

優(yōu)選地，所述軸包括第一端和第二端，并且其中所述多個疊片包括大體上與所述軸的第二端對準的第一端。

在一個實施方式中，一體化的磁性組件包括軟磁復合材料。

在另一種實施方式中，支撐部包括中空管，其至少部分地限定所述空氣流動路徑的軸向部分。

在一個實施方式中，多個疊片和芯部配合以便限定延伸多個疊片和芯部的整個長度的多個完整的齒，以及多個部分齒，每個部分齒包括第一齒件、第二齒片、以及其間的間隙。

優(yōu)選地，空氣流動路徑的徑向部分延伸通過由多個部分齒所限定的間隙。

在本發(fā)明的一個變型中，所述空氣流動路徑的軸向部分沿著所述旋轉軸線從所述軸的第一端和第二端兩者延伸，并且其中所述軸包括徑向孔，其可操作成連接空氣流動路徑的軸向部分和徑向部分。

在本發(fā)明的另一個變型中，第二轉子磁芯部包括第二多個疊片和第三多個疊片，所述第二多個疊片的每一個具有配合以便限定間隙的槽，所述第三多個疊片完全圍繞所述軸。

優(yōu)選地，所述間隙包括第一徑向間隙和第二徑向間隙，并且其中所述第二多個疊片堆疊使得槽的一部分在第一徑向位置處對準以便限定第一徑向間隙，并且所述第二多個疊片的其余部分與在不同的徑向位置處對準以便限定所述第二徑向間隙的槽堆疊。

更優(yōu)選地，所述第一徑向間隙和所述第二徑向間隙分隔開180度。

在另一結構中，本發(fā)明提供一種電動馬達，其包括沿著旋轉軸線延伸并具有第一端和第二端的軸。第一多個疊片聯接到軸并且沿著旋轉軸線堆疊，第一多個疊片的每一個具有第一橫截面，第二多個疊片聯接到軸并且沿著旋轉軸線緊鄰第一多個疊片堆疊，第二多個疊片的每一個具有不同于第一橫截面的第二橫截面，以及第三多個疊片聯接到軸并且沿著旋轉軸線緊鄰所述第二多個疊片堆疊，使得第二多個疊片設置于第一多個疊片和第三多個疊片之間，第三多個疊片的每一個具有與第一橫截面大致相同的第三橫截面。多個齒通過第一多個疊片、第二多個疊片、以及第三多個疊片配合來限定，每個齒與相鄰的齒配合以便限定槽。多個繞組均聯接到至少一個齒并設置在至少兩個槽中?？諝饬鲃勇窂桨ㄑ刂鲂D軸線延伸的軸向部分以及徑向延伸通過在第二多個疊片中所限定的間隙的徑向部分?？諝饬鲃勇窂娇刹僮鞒梢龑Э諝饬魍ㄟ^多個繞組的至少一部分。

在一個變型中，空氣流動路徑的軸向部分沿著旋轉軸線從所述軸的第一端和第二端兩者延伸，并且其中所述軸包括徑向孔，其可操作成連接空氣流動路徑的軸向部分和徑向部分。

在另一變型中，第一橫截面和第三橫截面完全圍繞旋轉軸線延伸并包括第一數量齒的部分，并且其中所述第二橫截面包括槽，使得具有第二橫截面的疊片包括第二數量齒的部分，所述第二數量齒比第一數量齒至少少一個。

優(yōu)選地，所述間隙包括第一徑向間隙和第二徑向間隙，并且其中所述第二多個疊片堆疊，使得所述槽的一部分在第一徑向位置處對準以便限定第一徑向間隙，而第二多個疊片的其余部分與在不同的徑向位置處對準以便限定所述第二徑向間隙的槽堆疊。

更優(yōu)選地，所述第一徑向間隙和所述第二徑向間隙分隔開180度。

在一個實施方式中，多個齒包括延伸第一多個疊片、第二多個疊片以及第三多個疊片的堆疊的整個長度的多個完整的齒，以及多個部分齒，每個部分齒包括第一齒件、第二齒片、以及其間的間隙。

在另一個實施方式中，電動馬達還包括牢固地聯接到所述軸的第一端夾具和牢固地聯接到所述軸的第二端夾具，所述第一端夾具和第二端夾具配合以便將疊片保持在其間。

在又一結構中，本發(fā)明提供一種電動馬達，其包括沿著旋轉軸線延伸并具有支撐端和自由端的軸，以及聯接到所述軸并沿著旋轉軸線鄰近于自由端堆疊的多個疊片。所述多個疊片限定第一聯接部分并部分地限定第一多個齒。一體化的磁性組件包括聯接到所述第一聯接部分的第二聯接部分、支撐部和芯部。芯部包括多個沿著芯部的整個長度延伸的全長度的齒以及僅沿著芯部的整個長度的一部分延伸的多個部分長度的齒。所述第一多個齒、所述多個全長度的齒、以及所述多個部分長度的齒配合以便限定多個完整的齒，其中每個完整的齒與相鄰的完整齒配合以便限定槽。多個繞組均聯接到完整齒中的至少一個并設置于至少兩個槽內?？諝饬鲃勇窂叫纬蔀橐惑w化磁性組件的一部分，并且可操作成引導空氣流通過所述支撐部并徑向通過聯接到所述部分長度的齒的繞組。第一軸承聯接到所述軸以及第二軸承聯接到所述支撐部。

優(yōu)選地，所述空氣流動路徑包括軸向地沿著旋轉軸線延伸通過支撐部的軸向部分以及徑向向外延伸通過芯部的徑向部分。

更優(yōu)選地，所述支撐部包括中空管，其至少部分地限定所述空氣流動通道的軸向部分。

在一個變型中，每個部分長度的齒包括延伸多個疊片全長的第一齒件，從芯部的第一端朝向第一齒件延伸的第二齒件，以及設置在第一齒件和第二齒件之間的間隙，并且其中所述空氣流動路徑的徑向部分延伸通過由多個部分齒所限定的間隙。

在本發(fā)明的另一方面，制備馬達中空軸的方法包括以下步驟：提供原料軸；將原料軸切割成具有預定形狀的中間軸，使得中間軸適于聯接到馬達的外部組件；以及沿著所述中間軸的旋轉軸線在中間軸內形成中空部，以及在中間軸上圍繞中空部的周向表面上形成徑向孔。中空部和徑向孔限定中空軸的空氣流動路徑。

優(yōu)選地，所述形成步驟還包括在周向表面的相對側上形成兩個徑向孔。

優(yōu)選地，所述中空軸具有第一端和第二端；所述第一端是開口端并且與中空部空氣連通。

在一個實施方式中，所述形成步驟包括在中間軸內鉆孔以便形成中空部，并且在周向表面上鉆孔以便形成徑向孔。

在本發(fā)明的另一個方面，制備馬達中空軸的方法包括以下步驟：提供第一原料半軸和第二原料半軸；將第一原料半軸切割成具有第一預定形狀的第一中間軸，以及將第二原料半軸切割成具有第二預定形狀的第二中間軸，使得第一和第二中間軸適于聯接到馬達的外部組件；沿著所述第二中間軸的旋轉軸線在第二中間軸內形成通孔，以及在第二中間軸的周向表面上形成徑向孔；以及將第一中間軸和第二中間軸以首尾相連的方式結合到一起，使得第二中間軸的通孔的一端由第一中間軸的一端封閉。通孔和徑向孔限定中空軸的空氣流動路徑。

優(yōu)選地，所述形成步驟還包括在周向表面的相對側上形成兩個徑向孔。

優(yōu)選地，所述成形步驟包括在所述中間軸內鉆孔，以形成中空部，并在圓周表面上鉆孔以便形成徑向孔。

在一個變型中，所述結合步驟包括將第一中間軸和第二中間軸以首尾相連方式焊接到一起。

本發(fā)明的其它方面通過考慮詳細說明和附圖將變得明顯。

附圖說明

圖1是示出熱分布的現有技術馬達的端部視圖；

圖2是適于具有體現本發(fā)明的轉子芯的電動馬達的旋轉組合件的透視圖；

圖3是圖2所示旋轉組合件的分解視圖；

圖4是沿著旋轉軸線所取的圖3所示旋轉組合件的透視橫截面視圖；

圖5是體現本發(fā)明的另一轉子的側視圖；

圖6是圖5所示轉子一部分的透視圖；

圖7是圖5所示轉子的一體化磁性組件的透視圖；

圖8是圖5所示轉子的一體化磁性組件的另一透視圖；

圖9是沿著轉子的旋轉軸線所取的圖5所示轉子的橫截面視圖；

圖10是馬達的示意圖，其包括適于與圖2或圖5所示的轉子一起使用的開口磁通環(huán)；

圖11是另一馬達的示意圖，其包括適于與圖2或圖5所示的轉子一起使用的開口磁通環(huán)；

圖12是適于與圖10或圖11所示的馬達一起使用的軸向場返回路徑的示意圖；

圖13是第一或整個疊片的端視圖；

圖14是第二或部分疊片的端視圖；

圖15是相對于圖14所示疊片旋轉180度的第二疊片的端視圖；以及

圖16是第二芯部的透視圖，其由對準以限定兩個間隙的圖14和15的第二疊片的兩個區(qū)段構成；

圖17a示出了根據本發(fā)明的一個實施例的用于制備馬達中空軸的原料軸；

圖17b示出了由圖17a中的原料軸切割而成的中間軸；

圖17c示出了由圖17b中的中間軸加工而成的中空軸的內部結構及旋轉軸線；

圖18是對應于圖17a-17c的制備馬達中空軸的步驟的流程圖；

圖19a示出了根據本發(fā)明的另一個實施例的用于制備馬達中空軸的第一原料半軸及第二原料半軸；

圖19b示出了由圖19a中的第一原料半軸及第二原料半軸切割而成的第一中間軸和第二中間軸；

圖19c示出了在圖19b中的第一中間軸以及第二中間軸，其中在第二中間軸上進行鉆孔而形成通孔和徑向孔；

圖19d示出了將圖19c中的第一中間軸和第二中間軸結合到一起產生的最終的中空軸；

圖20是對應于圖19a-19d的制備馬達中空軸的步驟的流程圖。

但是在對本發(fā)明的任何實施例進行詳細說明之前，應當理解的是，本發(fā)明并不將其應用限制到在下面的說明中所述或在以下的附圖中所示的組件的構造和布置細節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實施例并且可以各種方式被實踐或執(zhí)行。此外，應當理解的是，本文所用的措辭和術語是為了說明的目的，而不應被視為是限制性的。本文使用“包括”、“包含”或“具有”及其變體是指涵蓋其后所列出的物件及其等同物以及額外的物件。除非另外指定或限制，術語“安裝”、“連接”、“支撐”和“聯接”及其變體在廣義上使用，并且涵蓋直接和間接安裝、連接、支撐和聯接。此外，“連接”和“聯接”并不限于物理或機械連接或聯接。

具體實施方式

圖1示出現有電動馬達10的端視圖。電動馬達10包括可操作成產生磁場的大體上圓柱形的定子15。轉子20受到支撐以便相對于所述定子15旋轉，并包括實心軸25。轉子20包括支撐導線35的十二個槽30，所述導線圍繞齒37纏繞以便限定與齒37配合以便限定轉子磁極的線圈或繞組40。在馬達操作期間，電流流動通過這些繞組40并產生熱量。熱量向內傳導以便將轉子20和軸25快速地加熱到高的溫度下。熱量還經由對流和輻射向外傳遞到定子15。因為這些熱傳遞過程效率較低并且由于定子15的較大表面積，定子15保持比轉子20溫度更低。此外，冷卻空氣45施加到定子15的外部，以增強排熱。因此，當與定子15相比較時時，轉子20仍然是非常熱的。

圖2示出轉子50，其適于與圖1所示的定子15一起使用或優(yōu)選與另一個定子一起使用，如將相對于圖10-12所述的那樣。轉子50包括軸55，一對夾具60(示出一個)，磁芯65，風扇70，和換向器75。風扇70鄰近磁芯65牢固地聯接到軸55，使得風扇70隨同軸55一起旋轉并將冷卻空氣提供到電動馬達。在其它馬達中，可應用其它類型的風扇或其它風扇布置。在一些電動馬達中，所述ti.in可以完全省略。換向器75牢固地聯接到軸55，以便將轉子繞組40中的電流方向周期性地逆轉。

在圖3中最佳示出的軸55是細長的大致圓柱形的構件，其給馬達的旋轉組件提供旋轉支撐。在所示的結構中，軸55沿著縱向或旋轉軸線80延伸，并包括第一端和第二端。中心孔85延伸通過軸55長度的至少一部分并限定冷卻流動路徑95的軸向部分90，如將關于圖4詳細論述的那樣。兩個徑向槽100(每側一個)限定在軸55的外表面上，并且限定所述冷卻流動路徑95的徑向部分105的一部分。所示實施例示出在軸55每一側上的單個槽100(參照圖4)，但可使用多個較小的孔來代替每個槽100，如果需要的話。

參照圖2和圖3，每個夾具60包括中心孔110，其尺寸定制成適于接合所述軸55。優(yōu)選地，提供冷縮配合以便將夾具60牢固地附接到軸55。其它的結構可以使用粘合劑、焊接、軟焊、釬焊或另外的附接手段。每個夾具60包括中央轂部115和從每一中央轂部115的端部部分徑向向外延伸的多個指狀物120。指狀物120具有一定的長度并在其間限定槽。中心轂部115和多個指狀物120具有足夠的剛性和強度以便夾持磁芯65并且抑制不需要的軸向運動。

如圖2中所示，磁芯65是由軸55旋轉地支撐的基本圓柱形的構件。圖2的磁芯65包括十二個齒125，其中齒125的一部分是完整的齒125a以及所述齒125的其余部分是不完整的齒125b。每個齒125與相鄰的齒125相配合以便限定槽130。每個齒125包括兩個鉤表面135，其中鉤表面135的每一個延伸到兩個相鄰的槽130中之一。繞組40聯接到齒125的一部分并分別設置于至少兩個槽130中，如圖1中所示。在開始之前，應當指出的是，本文示出的結構包括十二個齒125，其限定十二個槽130并因此限定十二個磁極。然而，具有更多或更少齒125的馬達也可使用本文中所述的發(fā)明。因此，本發(fā)明不應當被限制到十二個磁極的轉子。

圖2所示的磁芯65由沿著旋轉軸線80堆疊以便限定芯長度140的多個疊片形成。在圖示的結構中，兩個不同的疊片145，150在三個不同的部分中堆疊以便完成磁芯65。如圖13中所示，第一疊片145包括十二個齒125并完全圍繞中心孔155延伸。如圖14和圖15中所示，第二疊片150，包括十一個齒125，其中槽160代替第十二個齒形成，并從中心孔155延伸到疊片150的最外側部分。第一磁芯部165由多個第一疊片145沿著芯長度140的第一部分170堆疊而形成。這樣，第一磁芯部165包括十二個完整的齒125a。

第二磁芯部175通過將所述第二疊片150沿著適于芯長度140的第二部分180的旋轉軸線80堆疊而形成。如圖4中最佳所示，第二疊片150堆疊成兩組175a，175b，其中每組的槽160彼此對準。如圖16中最佳所示，兩組175a，175b鄰近于彼此堆疊，其中槽160定位成間隔開180度，這樣槽160限定間隔開180度的兩個間隙185。圖16示出具有面對第一方向176的槽的第一組175a的第一疊片150a以及具有面對第二方向177的槽的第二組175b的第一疊片150b。多個疊片150a堆疊，這樣它們在第一方向176上與槽對準以便完成第一組175a，并且多個疊片150b堆疊，這樣它們在第二方向177上與槽對準以便完成第二組175b。從而第二磁芯部175包括十個完整的齒125a和兩個間隙185。當然，其它結構可包括更少或更多的間隙185，如用于實現所需水平的冷卻或操作可能需要的那樣。

第三磁性芯部190通過將多個第一疊片145沿著芯長度140的第三部分195層疊而形成。第三磁性芯部190包括十二個完整的齒125a。

芯長度的第一部分170，芯長度的第二部分180，和芯長度的第三部分195當總計時等于總的芯長度140。在一個結構中，完成的磁芯具有長度“l(fā)”，并且例如包括具有軸向長度“1/4l”的第一磁芯部165，包括具有長度“1/4l”的第一組175a具有長度“1/4l”的第二組175b的第二磁芯部175，以及具有長度“1/4l”的第三磁性芯部190。第一磁芯部165的十二個齒125a與第二磁芯部175的十個完整的齒125a并與第三芯部190的十二個完整的齒125a配合以便限定延伸磁芯65全長的十個完整的齒125a。兩個間隙185位于第一芯部165和第三芯部190的齒125a之間，這樣形成兩個部分長度的齒125b。每個部分齒125b包括在磁芯65一端處的第一齒部，在磁芯65相對端處的第二齒部，以及所述第一齒部和第二齒部之間的間隙185。

如圖4中最佳所示，冷卻流動路徑95包括延伸通過軸55內部85的整個長度的軸向部分90。冷卻流動路徑95還包括軸55的徑向槽100和間隙185，其配合以限定流動路徑95的完整徑向部分105。在操作過程中，冷卻空氣在一端或兩端處進入軸55，并且沿著冷卻流動路徑95的軸向部分90流動。空氣到達軸55的徑向槽100并向外流動通過徑向槽100和間隙185。當空氣流動通過間隙185時，所述空氣流動通過鄰近間隙185設置于槽130內的繞組40并冷卻繞組40。

在另一結構中，如圖5-9中所示，磁芯200具有芯長度205，并包括第一轉子磁芯部210和第二轉子磁芯部215。第一轉子磁芯部210包括連續(xù)堆疊在軸225上的多個疊片220。每個疊片220包括十二個齒230，使得疊片220配合以便限定軸向延伸芯長度205一部分的十二個完整的齒230a。多個齒230的每一個與相鄰齒230配合以便限定槽235。在每個疊片220中形成四個孔240以便限定第一附接部分245。

參照圖7，第二轉子磁芯部215包括具有芯部255和支撐部260的一體化磁性組件250。在圖示的實施例中，一體化的磁性組件250由軟磁性復合(smc)材料制成。中心孔265通過一體化的磁性組件250限定，并且在所述磁性組件250的第一端和第二端之間延伸。

磁性組件250的芯部255包括一定的長度，該長度與由第一芯部210所限定的芯長度部分一起延伸的磁芯的全長205。芯部255包括十二個齒230，其中八個齒230a延伸芯部255延伸的全長，以及四個齒230b僅延伸長度的一部分以便限定徑向間隙270。每個徑向間隙270延伸通過磁性組件250到達中心孔265，以便限定通過磁性組件250的徑向流動路徑275。類似于疊片220，每個齒230與相鄰齒230配合以便限定槽235。此外，每個齒230包括兩個鉤280，其中每個鉤280設置于槽235之一內。雖然包括疊片220和磁性組件250的磁芯200已被描述成包括十二個齒230，但是其它結構可包括更少或更多的齒230，如對于馬達而言可能需要的那樣。另外，磁性組件250已被描述成包括四個間隙270。然而，可以采用更多或更少的間隙270，如為了實現所需的冷卻可能需要的那樣。

參照圖8，磁性組件250包括第二附接部分285，其包括沿著平行于轉子旋轉軸線80的軸線延伸的四個銷290。每個銷290的尺寸定制成接合所述第一附接部分245的孔240之一以便將第一芯部210聯接到第二磁芯部215以便旋轉。如普通技術人員將認識到的那樣，可以采用其它附接布置以便將所述第一芯部210和第二芯部215聯接以便旋轉。例如，在一些結構中，銷290可替換為接收貫通螺栓的通孔。貫通螺栓的使用在可能會經受顯著彎曲的應用中提供額外的剛性。

通過第一芯部210和第二芯部215聯接，齒230對準，這樣它們配合以便限定延伸磁芯200的全長205的八個齒230a和僅部分地沿著磁芯200的長度205延伸的四個齒230b。具體地，部分長度的齒230b包括鄰近磁芯200一端的第一齒部，鄰近芯200相對端的第二齒部，以及其間的間隙270。

在圖7中最佳示出的支撐部260包括限定中心開口265的軸或管295，所述中心開口265沿著旋轉軸線80延伸通過磁性組件250。開口265限定冷卻流動路徑305的軸向部分300，如將詳細論述的那樣。盡管所示的結構包括與芯部255形成為一件的支撐部260，但是其它結構可以形成這些組件，這些組件作為兩個單獨的件，然后牢固地將它們附接到彼此。

第一軸承310聯接到支撐部260，如圖5和圖9中所示。第一軸承310與第二軸承315配合以便完全支撐轉子以便旋轉。

圖5和圖9最佳示出圖5-9所示結構的冷卻流動路徑305。冷卻空氣經由支撐部260的開口265進入冷卻流動路徑305并且沿著旋轉軸線80軸向流動。在到達磁性組件250中的間隙270時，冷卻空氣被徑向向外引導。當空氣流動通過間隙270時，其流過鄰近間隙270定位在槽235內的繞組40，從而冷卻繞組40。

為了組裝圖2-4所示的磁芯65，疊片145，150如所述堆疊以便限定第一芯部165，第二芯部175(包括一個或多個間隙185)，以及第三芯部190。在優(yōu)選的結構中，通過將疊片145，150和軸55聯接以便旋轉的其它手段，疊片145，150包括與軸55的輕微干涉配合。第一端夾具60和第二端夾具60牢固地聯接到軸55并且配合以便軸向地保持疊片145，150。繞組40然后以傳統的方式被放置在槽130中來完成磁芯65。

圖5-9所示的磁芯200的組合件類似于圖2-3所示的組合件。首先通過將疊片220以類似于關于圖2-4所述的方式堆疊來組裝第一轉子磁芯部210。第二磁芯部215然后聯接到第一轉子磁芯部210。第一接合部分245和第二接合部分285彼此接合以便抑制所述第一轉子磁芯部210和第二轉子磁芯部215之間的相對旋轉。在圖示的結構中，第二磁芯部215的四個銷290接合第一磁芯部215的四個孔240。繞組40然后以傳統的方式被放置在槽235中來完成磁芯200。

此外，也可如10和圖11中所示對定子320，325進行修改通過圖2-9所示的磁芯65，200來實現增強的冷卻效果。具體地，磁通環(huán)一側的部分330(圖11)或部分330(圖10)被移除以便提供通過磁芯65，200和定子320，325的自由空氣流動路徑。如普通技術人員將認識到的那樣，定子320，325的磁通量通常在固定的軸向平面內的磁極之間(即，徑向返回路徑)流動。換言之，磁通量通常不在軸向方向而是保持徑向延伸或偏離。然而，為了適應磁通環(huán)的被移除部分330或部分330，使用磁性端環(huán)335或磁通環(huán)來支撐如圖12中所示的軸承310中之一。磁性端環(huán)335提供適于磁通量的磁性路徑，從而完成定子320，325的磁性路徑。圖10所示的定子320最佳地適合于永久磁場，而圖11所示的定子325更適合于繞組磁場。

在操作期間，本文所述的轉子結構或與定子結構結合的轉子結構提供馬達的更有效的冷卻。增強的冷卻可提高馬達的使用壽命，并能改善用于構造馬達的絕緣材料的耐久性。此外，增強的冷卻可允許更大的電流密度，而不會使得轉子或定子組件過熱。攜載額外電流的能力對于給定結構(即，導線類型和直徑，每個線圈的繞組數量等)的馬達而言允許更高的額定電流，這又給馬達提供額外的扭矩輸出。在一些結構中，測試表明50％的改善是可能的。

在本發(fā)明的另一方面，用于制備與馬達轉子一起使用的中空軸的方法如上文在本發(fā)明的實施例中所述的那樣。如上文參照圖2和圖4所述的那樣，根據本發(fā)明的中空軸55包括在軸外表面上的兩個徑向孔100，其中每個徑向孔100配置在軸的沿其周向方向上的相反側上。因此徑向孔100與馬達的中心孔85空氣連通，其中后者延伸通過軸55長度的至少一部分。為了制造這樣的中空軸，本發(fā)明提供將要在以下的實施例中進行描述的方法。

參照圖17a-17c，在本發(fā)明的一個實施例中，用于制備馬達中空軸的方法包括以下步驟：提供原料軸，將原料軸切割成具有預定形狀的中間軸，并且在中間軸內形成中空部以及在中間軸的周向表面上形成徑向孔。原料軸402在圖17a中示出為具有均勻分布直徑的桿。如技術人員將理解到的那樣，原料軸由金屬制成。提供原料軸402的步驟在圖18的流程圖中被示出為步驟407。接著，在圖18的步驟408中切割原料軸402以將其外部形狀改變?yōu)轭A定形狀。原料軸402接著變成為圖17b中的中間軸411。中間軸411包括兩個端部401，403，相比于中間軸411的其余部分具有稍微較小的直徑。中間軸411的這種預定形狀使得中間軸411能夠聯接到馬達的外部組件，所述外部組件具有相應的結構來接合所述中間軸411。

在圖18的第三步驟409中，如圖17c中所示，中空部485沿著中間軸的旋轉軸線在中間軸的內部形成。旋轉軸線在圖17c中由部件編號486表示。還存在兩個徑向孔400，其在中間軸上形成于圍繞中空部485的周向表面上。優(yōu)選地，中空部485和徑向孔400通過鉆孔過程(諸如像使用鉆孔機的那些)形成在中間軸上。因此如圖17c中所示的所得中空軸包括開口端487和封閉端488。開口端487在上述的鉆孔過程中形成。中空部485和徑向孔400限定中空軸的空氣流動路徑?？諝饬鲃勇窂揭耘c參照圖1-16所示和所述的空氣流動路徑大體上相同的方式發(fā)揮作用。在此其將不再重復。

優(yōu)選地，還存在配置到中空軸的封閉端488上的聯接孔406。聯接孔406在步驟409中通過如上所述的鉆孔過程形成。聯接孔406適于將馬達軸在其軸向方向上聯接到其它組件上。

參照圖19a-19d，在本發(fā)明的第三實施例中，用于制備馬達中空軸的另一方法包括以下步驟：提供第一原料半軸502和第二原料半軸504；將第一原料半軸502切割成第一中間軸512以及將第二原料半軸504切割成第二中間軸514，每一個中間軸都具有相應的預定形狀；在第二中間軸514內形成通孔585，以及在第二中間軸514的周向表面上形成徑向孔500；以及將第一中間軸512和第二中間軸514結合以便形成單個中空軸。

第一原料半軸502和第二原料半軸504在圖19a中示出為兩根桿，每一桿具有均勻分布的直徑。但是第一原料半軸502和第二原料半軸504可具有不同的長度。提供第一原料半軸502和第二原料半軸504的步驟在圖20的流程圖中被示出為步驟507。接著，在圖20的步驟508中，切割第一原料半軸502以將其外部形狀改變成預定的形狀，并且在步驟510中，切割第二原料半軸504以將其外部形狀改變成預定的形狀。第一原料半軸502成為圖19b中的第一中間軸512，以及第二原料半軸504成為圖19b中的第二中間軸514。如可以看到的那樣，第一中間軸512包括端部501，其具有相比于第一中間軸512的其余部分的稍微較小的直徑。類似地，第二中間軸514包括端部503，其具有相比于第二中間軸514的其余部分的稍微較小的直徑。第一中間軸512和第二中間軸514的預定形狀使得最終的中空軸能夠聯接到所述馬達的外部組件，所述外部組件具有相應的結構。

在圖20的步驟509中，如圖19c中所示，通孔585沿著第二中間軸514的旋轉軸線形成在第二中間軸514內。旋轉軸線在圖19c中由部件編號586表示。通孔585延伸過第二中間軸514的整個長度。還存在兩個徑向孔500，其在第二中間軸514上形成于圍繞通孔585的周向表面上。優(yōu)選地，通孔585和徑向孔500通過鉆孔過程(諸如像使用鉆孔機的那些)形成在中間軸上。由于通孔585沿著第二中間軸514的整個長度延伸，因此可從第二中間軸514的兩端進行對第二中間軸514的鉆孔。有利地，首先通過制備兩個單獨的半軸，通過在半軸之一(例如本文所述的第二中間軸514)上鉆出完全貫通的孔而更容易操作鉆孔過程，并且還可提高生產效率。

在如圖20中所示的最后步驟511中，第一中間軸512和第二中間軸514結合到一起以產生最終的中空軸。優(yōu)選地，通過將第一中間軸512和第二中間軸514焊接到一起來完成結合過程。在焊接之后，第二中間軸514的一端由第一中間軸512的一端封閉。因此如圖19d中所示的最終的中空軸包括開口端587和封閉端588。中空部585和徑向孔500限定中空軸的空氣流動路徑?？諝饬鲃勇窂揭耘c參照圖1-16所示和所述的空氣流動路徑大體上相同的方式發(fā)揮作用。在此其將不再重復。

優(yōu)選地，還存在配置到中空軸的封閉端588上的聯接孔506。聯接孔506在步驟509中通過如上所述的鉆孔過程形成。聯接孔506適于將馬達軸在其軸向方向上聯接到其它組件上。

雖然本發(fā)明已經在附圖中詳細地示出并在前面的描述中詳細地進行了描述，但同樣被認為是說明性的而不是限制性的，應當理解的是示出和描述了僅僅示例性實施例，并且不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。應當理解的是，本文所述的任何特征可與任何實施例一起使用。示例性的實施例并不排除彼此或本文沒有描述的其它實施例。因此，本發(fā)明還提供實施例，其包括上述示例性實施例的一個或多個的組合。在不脫離其精神和范圍的情況下可對本文所闡述的發(fā)明進行修改和改變，因此，只應進行如由所附權利要求所示的這樣的限制。

例如，在如上所示制備中空軸的實施例中，存在兩個對稱布置的徑向孔，其形成在軸的周向表面上。然而，本領域的技術人員應毫無疑義地理解，也可配置其它數目的徑向孔，這取決于特定的應用，諸如空氣流動路徑馬達疊片的設計約束。